CN107300995B - 驱动电路、触摸显示装置以及驱动触摸显示装置的方法 - Google Patents

驱动电路、触摸显示装置以及驱动触摸显示装置的方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施方式涉及一种驱动电路、触摸显示装置以及驱动触摸显示装置的方法，用于感测用户相对于显示面板的触摸位置和触摸力。触摸显示装置可包括内置于显示面板中的多个第一电极；位于显示面板的外部且与第一电极分隔开的第二电极；以及驱动电路，在触摸感测时段中将第一电极驱动信号输出至多个第一电极以从多个第一电极接收触摸感测信号，并且在力感测时段中将第二电极驱动信号输出至第二电极以从第二电极接收力感测信号。因此，可在不从自第一电极接收的信号分离出力感测信号的情况下感测触摸力，并且可与第一电极的驱动模式无关地通过第二电极的驱动感测用户的触摸力。

Description

驱动电路、触摸显示装置以及驱动触摸显示装置的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2016年4月15日提交的韩国专利申请No.10-2016-0046027和2016年9月22日提交的韩国专利申请No.10-2016-0121283的优先权，为了所有目的通过参考将这些专利申请接合在此，如同在此完全阐述一样。
技术领域
本发明实施方式涉及一种触摸显示装置、其驱动方法、以及触摸显示装置中包括的驱动电路。
背景技术
随着信息社会的发展，对于显示图像的各种显示装置的需求增加，已采用了各种显示装置，比如液晶显示装置、等离子体显示装置、有机发光显示装置等。
在这些显示装置之中，诸如智能电话或平板之类的移动装置、以及诸如智能电视之类的中大尺寸装置根据用户便利性和装置特性而提供输入处理的触摸类型。
能够处理触摸输入的这种显示装置已发展为提供更加多样化的功能，并且用户需求也变得多样化。
然而，根据目前采用的输入处理的触摸类型，仅感测用户的触摸位置(触摸坐标)并且在感测的触摸位置中执行相关的输入处理。因而，在需要以各种形式提供各种功能并且要求满足各种用户需求的当前形势下存在很多限制。
发明内容
本发明实施方式的一个方面是提供一种驱动电路、触摸显示装置及其驱动方法，其中当用户触摸屏幕时可感测与用户在屏幕上的按压力对应的触摸力以及触摸位置(触摸坐标)，以便根据输入处理的触摸类型以各种形式提供各种功能。
本发明实施方式的另一个方面是提供一种触摸显示装置和驱动电路，其采用当用户触摸屏幕时用于感测与用户在屏幕上的按压力对应的触摸力的结构，并且还提供一种触摸显示装置的驱动方法。
本发明实施方式的另一个方面是提供一种触摸显示装置和驱动电路，其能够与触摸位置(触摸坐标)的感测相独立地执行触摸力的感测，触摸力与当用户触摸屏幕时用户在屏幕上的按压力对应，并且还提供一种触摸显示装置的驱动方法。
本发明实施方式的另一个方面是提供一种驱动电路和触摸显示装置，当在屏幕上显示图像/视频的显示驱动时段和感测用户触摸的触摸感测时段彼此交替时，其能够在每个时段中感测用户的触摸力，并且还提供一种触摸显示装置的驱动方法。
在一个方面中，本发明实施方式可提供一种触摸显示装置，当发生用户触摸时，该触摸显示装置能够感测与用户在屏幕上的按压力对应的触摸力、以及触摸位置(触摸坐标)。
所述触摸显示装置可包括：多个第一电极，所述第一电极配置成内置于显示面板中；第二电极，所述第二电极配置成位于所述显示面板的外部并且设置为与所述多个第一电极分隔开；和驱动电路，所述驱动电路配置成在触摸感测时段中将第一电极驱动信号输出至所述多个第一电极，以从所述多个第一电极接收触摸感测信号，并且所述驱动电路配置成在力感测时段中将第二电极驱动信号输出至所述第二电极，以从所述第二电极接收力感测信号。
所述触摸显示装置可包括：配置成内置于显示面板中的多个第一电极；以及配置成位于所述显示面板的外部的第二电极。
所述触摸显示装置可在所述多个第一电极与所述第二电极之间具有间隙，所述间隙可根据触摸力的大小而变化。
所述触摸显示装置可包括驱动电路，所述驱动电路配置成按顺序输出在触摸感测时段中施加至所述多个第一电极的至少之一的第一电极驱动信号。
所述驱动电路可输出在力感测时段中施加至所述第二电极的第二电极驱动信号。
在此，所述第一电极驱动信号可作为AC信号输出，所述第二电极驱动信号可作为DC信号输出。可选择地，所述第一电极驱动信号可作为DC信号输出，所述第二电极驱动信号可作为AC信号输出。
此外，所述驱动电路可在触摸感测时段中从所述多个第一电极接收触摸感测信号，并且可在力感测时段中从所述第二电极接收力感测信号。
在此，所述力感测时段可以是与显示驱动时段的全部或一部分相同的时段，所述显示驱动时段与所述触摸感测时段不交叠。
可选择地，所述力感测时段可以是与所述触摸感测时段的全部或一部分相同的时段。
可选择地，所述力感测时段可以是与包括所述显示驱动时段和所述触摸感测时段的时段的全部或一部分相同的时段，所述显示驱动时段和所述触摸感测时段中的至少一个与所述力感测时段可同时存在。
在另一个方面中，本发明实施方式可提供一种驱动方法，当用户触摸屏幕时所述驱动方法用于感测与用户触摸屏幕的位置对应的触摸位置(触摸坐标)以及与用户在屏幕上的按压力对应的触摸力中的至少一个。
所述驱动方法用于驱动触摸显示装置，所述触摸显示装置包括内置于显示面板中的多个第一电极以及位于所述显示面板的外部的第二电极，所述方法可包括：在触摸感测时段中将第一电极驱动信号输出至内置于显示面板中的多个第一电极；在所述触摸感测时段中通过电连接至所述多个第一电极的信号检测单元从所述多个第一电极接收触摸感测信号；在力感测时段中将第二电极驱动信号输出至位于所述显示面板的外部的第二电极；和在所述力感测时段中通过电连接至所述第二电极的所述信号检测单元从所述第二电极接收力感测信号。
在又一个方面中，本发明实施方式可提供一种驱动电路，所述驱动电路用于驱动内置于显示面板中的多个第一电极和位于所述显示面板的外部的第二电极。
所述驱动电路可包括信号产生单元，所述信号产生单元配置成产生在触摸感测时段中施加至内置于显示面板中的多个第一电极的第一电极驱动信号，并且所述信号产生单元配置成产生在力感测时段中施加至位于所述显示面板的外部的第二电极的第二电极驱动信号。此外，所述驱动电路可包括电极驱动单元，所述电极驱动单元配置成在触摸感测时段中将第一电极驱动信号输出至多个第一电极，并且所述电极驱动单元配置成在力感测时段中将第二电极驱动信号输出至第二电极。此外，所述驱动电路可包括信号检测单元，所述信号检测单元配置成在触摸感测时段中从多个第一电极接收触摸感测信号，并且所述信号检测单元配置成在力感测时段中从第二电极接收力感测信号。
在此，所述信号检测单元可电连接至第二电极和多个第一电极，以便通过第一通道接收触摸感测信号并且通过与第一通道不同的第二通道接收力感测信号。
可选择地，所述信号检测单元可包括：第一信号检测单元，所述第一信号检测单元配置成电连接至多个第一电极，从而接收触摸感测信号；和第二信号检测单元，所述第二信号检测单元配置成电连接至第二电极，从而接收力感测信号。
所述信号检测单元可在与显示驱动时段的全部或一部分相同的力感测时段中从第二电极接收力感测信号，所述显示驱动时段与触摸感测时段不交叠。
可选择地，所述信号检测单元可在与触摸感测时段的全部或一部分相同的力感测时段中从第二电极接收力感测信号。
可选择地，所述信号检测单元可在与包括显示驱动时段和触摸感测时段的时段的全部或一部分相同的力感测时段中从第二电极接收力感测信号。
根据本发明实施方式，可提供一种驱动电路、触摸显示装置及其驱动方法，其中当发生用户触摸时能够感测与用户在屏幕上的按压力对应的触摸力以及触摸位置(触摸坐标)，以便以各种形式提供各种功能。
此外，根据本发明实施方式，可提供一种触摸显示装置和驱动电路，其采用当用户触摸屏幕时用于感测与用户在屏幕上的按压力对应的触摸力的结构，并且还提供一种触摸显示装置的驱动方法。
此外，根据本发明实施方式，可提供一种驱动电路和触摸显示装置，其通过与从多个第一电极接收的触摸感测信号分开地从第二电极接收力感测信号，能够与用户的触摸位置(触摸坐标)的感测相独立地执行用户的触摸力的感测，并且还提供一种触摸显示装置的驱动方法。
此外，根据本发明实施方式，可提供一种驱动电路和触摸显示装置，其通过与用户的触摸位置(触摸坐标)的感测相独立地执行用户的触摸力的感测，能够在与显示驱动时段和触摸感测时段之中的至少一个时段的全部或一部分对应的力感测时段中感测用户的触摸力。
附图说明
本发明上述和其他的目的、特征和优点将从下面接合附图的详细描述将变得更加显而易见，其中：
图1和2是显示根据本发明实施方式的触摸显示装置的示意性构造的示图；
图3是显示根据本发明实施方式的触摸显示装置的剖面的示图；
图4是显示在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，间隙通过触摸力而变化的状态的示图；
图5是显示在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，触摸模式时段中的驱动类型的示例的示图；
图6是显示通过根据本发明实施方式的触摸显示装置在图5的触摸模式时段中获得的感测数据的示例的示图；
图7和8是显示在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，用于输出第一电极驱动信号和第二电极驱动信号的构造的示例的示图；
图9和10是显示在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，用于接收触摸感测信号和力感测信号的构造的示例的示图；
图11是显示根据本发明实施方式当触摸显示装置具有图9或10的构造时，在力感测时段中获得的感测数据的示例的示图；
图12到16是显示根据本发明实施方式的触摸显示装置分配显示驱动时段、触摸感测时段和力感测时段的示例的示图；
图17到21是显示根据本发明实施方式的触摸显示装置分配显示驱动时段、触摸感测时段和力感测时段的其他示例的示图；以及
图22是显示根据本发明实施方式的触摸显示装置的驱动方法的流程图。
具体实施方式
下文中，将参照示例性附图详细描述本发明的一些实施方式。在通过参考标记表示附图的要素时，尽管显示在不同的附图中，但将通过相同的参考标记表示相同的要素。此外，在本发明下面的描述中，当对本文涉及的已知功能和构造的详细描述会使本发明的主旨不清楚时，将省略此详细描述。
此外，当描述本发明的部件时可能在此使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”、“(b)”等之类的术语。这些术语仅用于彼此区分部件，相应的术语并不限制相应部件的属性、等级、次序等。在描述一特定结构元件与另一结构元件“连接”、“耦接”或“接合”的情况下，应当解释为包括其他结构元件可与这些结构元件“连接”、“耦接”或“接合”以及该特定结构元件与该另一结构元件直接连接或直接接触的情形。
图1和2是显示根据本发明实施方式的触摸显示装置100的示意性构造的示图。
参照图1，根据本发明实施方式的触摸显示装置100可包括：用于感测用户的触摸及其触摸位置(触摸坐标)的多个第一电极E1、用于感测用户的触摸力的第二电极E2、内置有多个第一电极E1的显示面板110、用于驱动第二电极E2和多个第一电极E1的驱动电路120、以及用于在第二电极E2与多个第一电极E1之间保持间隙的间隙结构单元130。
根据本发明实施方式的触摸显示装置100可在显示图像的显示模式中操作，并且可在感测用户的触摸(用户是否触摸、触摸位置和触摸力)的触摸模式中操作。
当触摸显示装置100在显示模式中操作时，布置于显示面板110上的数据线和栅极线被驱动，然后显示图像。
此时，内置于显示面板110中的多个第一电极E1被施加用于显示图像的显示驱动电压。就是说，多个第一电极E1在显示模式时段(displaymode section)中作为用于驱动显示的电极进行操作。
当触摸显示装置100在触摸模式中操作时，可感测用户的触摸位置(触摸坐标)，或者可感测用户的触摸力。
在用于感测用户的触摸位置(触摸坐标)的触摸感测时段中，驱动电路120按顺序给多个第一电极E1施加第一电极驱动信号DS1，以便感测用户的触摸位置(触摸坐标)。
在用于感测用户的触摸力的力感测时段中，驱动电路120按顺序给多个第一电极E1施加第一电极驱动信号DS1并且给第二电极E2施加第二电极驱动信号DS2，以便感测用户的触摸力。
可在触摸模式时段中同时执行用户的触摸位置(触摸坐标)的感测和用户的触摸力的感测，或者触摸模式时段可被时分，并且可在不同的时段中执行触摸位置(触摸坐标)感测和触摸力感测。
当相对于显示面板110发生了用户的垂直负载时，根据本发明实施方式的触摸显示装置100通过使用第二电极E2与多个第一电极E1之间的间隙的变化感测用户的触摸力。
因而，在内置于显示面板110中的多个第一电极E1与位于显示面板110外部的第二电极E2之间需要间隙，并且为了保持间隙，可在第二电极E2与多个第一电极E1之间设置间隙结构单元130。
就是说，在具有这种间隙结构单元130的情况下，因为当发生用户触摸时，第二电极E2与多个第一电极E1之间的间隙的尺寸可发生变化，所以可感测用户的触摸力以及用户的触摸位置(触摸坐标)。
下文中，将参照图2更详细地描述根据本发明实施方式的触摸显示装置100的结构。
参照图2，根据本发明实施方式的触摸显示装置100的显示面板110可由其中设置有薄膜晶体管(TFT)等的第一基板111和其中设置有滤色器(CF)等的第二基板112构成。
此外，驱动芯片140可安装、接合或连接至第一基板111的边缘部分(非有源区域)。
在此，驱动芯片140可以是实现驱动电路120的全部或一部分的芯片、数据驱动芯片、或包括驱动电路120和数据驱动芯片的全部或一部分的显示驱动芯片。
下部结构131可位于显示面板110下方，并且第二电极E2可位于下部结构131的下方或内部。
下部结构131例如可以是液晶显示装置的背光单元。
在这种情形中，第二电极E2可位于背光单元下方。相应地，第二电极E2可设置成不干扰背光单元的光照射功能。
间隙结构单元130可位于下部结构131的下方、内部或侧边上。此外，第二电极E2可位于间隙结构单元130的下方或内部。
如上所述，通过不同地设计第二电极E2的位置或间隙结构单元130的位置，可实现适合于显示面板110和触摸显示装置100的设计结构的触摸力感测结构。
下文中，将参照图3和4描述根据本发明实施方式的触摸显示装置100感测用户的触摸力的方法，为便于解释，将描述根据本发明实施方式的触摸显示装置100是液晶显示装置的示例。
图3显示了根据本发明实施方式的触摸显示装置100的剖面。图4显示了第二电极E2与多个第一电极E1之间的间隙通过用户针对触摸显示装置100的触摸而变化的状态。
参照图3，触摸显示装置100的显示面板110包括第一偏振板310、第一基板111、多个第一电极E1、第二基板112、第二偏振板320等。此外，接合层330和上盖340位于显示面板110上。
当发生用户触摸时，触摸显示装置100可通过感测多个第一电极E1与诸如用户的手指之类的导电指示物之间的第一电容C1的变化来感测用户的触摸位置(触摸坐标)。
下部结构131可位于显示面板110下方，下部结构131可以是触摸显示装置100的现有结构，或者可以是为了第二电极E2而设置的单独结构。
例如，下部结构131可以是液晶显示装置的背光单元或后盖。
当通过用户触摸产生垂直负载时，触摸显示装置100可通过感测第二电容C2的变化来感测用户的触摸力，第二电容C2的变化取决于第二电极E2与多个第一电极E1之间的间隙的变化。
参照图4，当通过用户触摸产生垂直负载时，上盖340和显示面板110稍微向下弯曲。
据此，位于第一电极E1与第二电极E2之间的间隙G，比如空气间隙或电介质间隙的尺寸可发生变化。
当G1是指通过用户触摸产生垂直负载之前的间隙G且G2是指通过用户触摸产生垂直负载之后的间隙G时，由于垂直负载，G2变得小于G1。
如上所述，由于通过用户触摸发生垂直负载，间隙G从G1减小至G2，所以第二电容C2发生变化，以便感测用户的触摸力。
图5显示了按照其中根据本发明实施方式的触摸显示装置100在显示模式中操作的显示模式时段(或显示驱动时段)和其中触摸显示装置100感测用户的触摸位置(触摸坐标)和触摸力的触摸模式时段，驱动类型的示例。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置100中，因为内置于显示面板110中的多个第一电极E1在显示模式中作为显示驱动电极进行操作，并且在触摸模式中作为用于触摸感测的电极进行操作，所以显示模式时段和触摸模式时段彼此分开。
相反，在触摸模式中，可同时感测用户的触摸位置(触摸坐标)和触摸力，或者可根据第二电极E2和多个第一电极E1的驱动类型，通过时分方式来感测用户的触摸位置(触摸坐标)和触摸力。
驱动类型A显示了其中同时感测用户的触摸位置(触摸坐标)和触摸力的情形。
驱动电路120在触摸模式中给多个第一电极E1施加第一电极驱动信号DS1并且给第二电极E2施加第二电极驱动信号DS2，以便同时感测用户的触摸位置(触摸坐标)和触摸力。
驱动类型B显示了其中通过时分方式来感测用户的触摸位置(触摸坐标)和触摸力的情形。
驱动电路120在触摸模式的触摸感测时段中给多个第一电极E1施加第一电极驱动信号DS1，以便感测用户的触摸位置(触摸坐标)。此外，驱动电路120在触摸模式的力感测时段中给多个第一电极E1施加第一电极驱动信号DS1并且给第二电极E2施加第二电极驱动信号DS2，以便感测用户的触摸力。
此时，为了感测触摸力，驱动电路120驱动第二电极E2和多个第一电极E1，并且根据从多个第一电极E1接收的信号感测触摸力。
因而，由于从多个第一电极E1接收的信号包括触摸感测信号和力感测信号二者，所以需要执行从自多个第一电极E1接收的信号分离出力感测信号的操作。
图6显示了驱动电路120从多个第一电极E1接收的信号的示例，其中的横坐标表示帧，纵坐标表示触摸原始数据Rawdata。
参照图6，当未发生用户触摸时，从多个第一电极E1接收的信号的大小由基线显示。触摸可分为按压显示面板的力(压力)的量等于或小于预定量级(magnitude)的“软触摸”以及按压显示面板的力(压力)的量大于预定量级的“力触摸”。
当发生用户软触摸时，由于用户触摸而从第一电极E1接收的信号基于基线而具有正(+)值。
此外，当发生用户力触摸(即具有触摸力)时，从第一电极E1接收的信号基于基线而具有负(-)值。
因此，由于从多个第一电极E1接收的信号包括由用户软触摸导致的变化量ΔT以及由用户触摸力导致的变化量ΔF，所以为了感测用户的触摸力，需要从自第一电极E1接收的信号分离出力感测信号的操作。
本发明实施方式提供了用于在触摸显示装置100中感测触摸力以及用户的触摸位置(触摸坐标)的方法，并且进一步提供了用于独立于触摸位置(触摸坐标)而感测用户的触摸力的方法。
图7和8显示了其中根据本发明实施方式的触摸显示装置100的驱动电路120驱动第二电极E2和多个第一电极E1的构造的示例。
参照图7，根据本发明实施方式的驱动电路120可包括：信号产生单元710，信号产生单元710产生用于驱动多个第一电极E1的第一电极驱动信号DS1和用于驱动第二电极E2的第二电极驱动信号DS2；第一电极驱动单元720，第一电极驱动单元720用于在触摸感测时段中将第一电极驱动信号DS1施加至多个第一电极E1；和第二电极驱动单元730，第二电极驱动单元730用于在力感测时段中将第二电极驱动信号DS2施加至第二电极E2。
信号产生单元710可产生和输出第二电极驱动信号DS2以及第一电极驱动信号DS1，以便通过使用与第一电极驱动信号DS1具有不同形式的第二电极驱动信号DS2促使触摸模式时段中的驱动。
第一电极驱动单元720可包括积分器、模拟-数字转换器(ADC)等。
第一电极驱动单元720可在触摸感测时段中将第一电极驱动信号DS1施加至多个第一电极E1，并且可在显示模式时段中给多个第一电极E1施加显示驱动电压。
第二电极驱动单元730可由设置有信号配线以将第二电极驱动信号DS2传输至第二电极E2的至少一个印刷电路实现，第二电极驱动单元730可在力感测时段中将第二电极驱动信号DS2施加至第二电极E2。
图8显示了驱动电路120的构造的另一示例，其中除了信号产生单元710、第一电极驱动单元720和第二电极驱动单元730外，驱动电路120还包括信号转换单元740。
参照图8，信号产生单元710仅产生用于驱动多个第一电极E1的第一电极驱动信号DS1。此外，信号产生单元710将产生的第一电极驱动信号DS1传输至信号转换单元740。
信号转换单元740通过转换由信号产生单元710产生的第一电极驱动信号DS1产生第二电极驱动信号DS2，并将产生的第二电极驱动信号DS2传输至第二电极驱动单元730。
信号转换单元740可通过转换第一电极驱动信号DS1的幅度或相位来产生第二电极驱动信号DS2。
信号转换单元740可包括用于控制信号电压电平的电平移位器，或者可包括用于控制信号相位的相位控制器。此外，信号转换单元740可包括用于将DC信号转换为AC信号(脉冲信号)的DA转换器或用于将AC信号(脉冲信号)转换为DC信号的AD转换器。
就是说，当第一电极驱动信号DS1作为AC信号产生时，第二电极驱动信号DS2可被转换为DC信号然后输出。可选择地，当第一电极驱动信号DS1作为DC信号产生时，第二电极驱动信号DS2可被转换为AC信号然后输出。
因为在使用信号转换单元740的情形中信号产生单元710仅需要产生第一电极驱动信号DS1，所以可减小信号产生负载并提供有效的触摸驱动。
图9和10显示了其中根据本发明实施方式的触摸显示装置100的驱动电路120接收触摸感测信号和力感测信号的构造的示例。
参照图9，根据本发明实施方式的驱动电路120可包括信号检测单元910和多路复用器920。
信号检测单元910可电连接至多个第一电极E1，从而在触摸感测时段中从多个第一电极E1接收触摸感测信号。就是说，信号检测单元910可在第一电极驱动单元720将第一电极驱动信号DS1输出至多个第一电极E1的同时接收由用户触摸产生的触摸感测信号。
此外，信号检测单元910可在电连接至第二电极E2的同时在力感测时段中从第二电极E2接收力感测信号。就是说，信号检测单元910可在第二电极驱动单元730将第二电极驱动信号输出至第二电极E2的同时接收由用户触摸力产生的力感测信号。
这种信号检测单元910可以是模拟前端(AFE)，信号检测单元910可分配模拟前端(AFE)的通道，然后通过一些通道接收触摸感测信号并通过其他通道接收力感测信号。
可选择地，驱动电路120可包括多个信号检测单元910，分别电连接至第二电极E2和多个第一电极E1的不同信号检测单元910可读取从多个第一电极E1接收的触摸感测信号以及从第二电极E2接收的力感测信号。
图10图解了根据本发明实施方式的驱动电路120包括多个信号检测单元910的示例。
参照图10，根据本发明实施方式的驱动电路120可包括从多个第一电极E1接收触摸感测信号的第一信号检测单元911以及从第二电极E2接收力感测信号的第二信号检测单元912。
第一信号检测单元911可配置成电连接至多个第一电极E1，以仅读取从多个第一电极E1接收的触摸感测信号并且感测用户的触摸位置(触摸坐标)。
第二信号检测单元912可配置成电连接至第二电极E2，以仅读取从第二电极E2接收的力感测信号并且感测用户的触摸力。
因此，根据本发明实施方式，经由通过分配驱动电路120中包括的信号检测单元910的通道而电连接至第二电极E2的信号检测单元910或者通过使用多个信号检测单元910，可与从第一电极E1接收的触摸感测信号分开地读取从第二电极E2接收的力感测信号。
因此，由于通过使用直接从第二电极E2接收的力感测信号感测用户的触摸力，所以具有不需要从自第一电极E1接收的触摸感测信号分离出力感测信号的操作的优点。
图11显示了通过根据本发明实施方式的驱动电路120的信号检测单元910从第二电极E2接收的力感测信号的大小的示例，其中的横坐标表示帧，纵坐标表示触摸原始数据Rawdata。
参照图11，因为通过驱动电路120中的电连接至第二电极E2的信号检测单元910从第二电极E2接收力感测信号，所以可仅获得由用户的触摸力导致的变化量ΔF。
同时，根据本发明实施方式，因为通过驱动电路120中的电连接至第二电极E2的信号检测单元910从第二电极E2接收力感测信号，以感测触摸力，所以可分配独立于触摸感测时段的力感测时段。
下文中，将参照图12到21描述根据本发明实施方式的触摸显示装置100分配力感测时段的方法。
图12到16显示了当触摸显示装置100通过LHB驱动方法在显示模式和触摸模式中操作时分配力感测时段的示例。
在LHB驱动方法中，针对多个第一电极E1中的一些电极执行显示驱动和触摸驱动，然后针对所有的电极按顺序执行显示驱动和触摸驱动。
因而，在单个帧中可交替存在多个显示模式时段和触摸模式时段。在此，触摸模式时段是指包括触摸感测时段和力感测时段中的至少一个的时段。
参照图12，触摸显示装置100基于同步信号SYNC，在高电平同步信号SYNC的时段中在显示模式中操作，并且在低电平同步信号SYNC的时段中在触摸模式中操作。
可选择地，触摸显示装置100可在低电平同步信号SYNC的时段中在显示模式中操作，并且可在高电平同步信号SYNC的时段中在触摸模式中操作。
驱动电路120在显示模式时段中给多个第一电极E1施加显示驱动电压，以使多个第一电极E1作为显示驱动电极进行操作。
驱动电路120在触摸模式时段之中的触摸感测时段中给多个第一电极E1施加第一电极驱动信号DS1并且从多个第一电极E1接收触摸感测信号，以感测用户的触摸位置(触摸坐标)。
驱动电路120在触摸模式时段之中的触摸感测时段以外的力感测时段中给第二电极E2施加第二电极驱动信号DS2并且从第二电极E2接收力感测信号，以感测用户的触摸力。
因为根据本发明实施方式的触摸显示装置100的驱动电路120通过电连接至第二电极E2的信号检测单元910从第二电极E2接收力感测信号，所以在力感测时段中可在不从多个第一电极E1接收触摸感测信号的情况下感测用户的触摸力。
此外，因为独立于第一电极E1驱动第二电极E2以感测用户的触摸力，所以可在不受触摸感测时段或显示模式时段影响的情况下分配力感测时段。
图13显示了在根据本发明实施方式的触摸显示装置100中给显示模式时段分配力感测时段的示例。
参照图13，可给与显示模式时段的全部或一部分相同的时段分配力感测时段。
尽管图13图解了给显示模式时段的一部分分配力感测时段的示例，但可给所有显示模式时段分配力感测时段，以感测触摸力。
因此，可在执行显示驱动的同时感测用户的触摸力。
例如，当显示模式时段和力感测时段分配给同一时段时，在显示模式时段中多个第一电极E1被施加显示驱动电压并且第二电极E2被施加第二电极驱动信号DS2。
驱动电路120中包括的信号检测单元910可在力感测时段中从第二电极E2直接读取力感测信号，以便甚至在执行显示驱动的同时感测用户的触摸力。
此外，因为可独立于触摸感测时段分配力感测时段，所以可给与触摸感测模式时段的全部或一部分相同的时段分配力感测时段。
图14显示了给与触摸感测时段的一部分相同的时段分配力感测时段的示例。
参照图14，在触摸模式时段内的触摸感测时段中，多个第一电极E1被施加第一电极驱动信号DS1，驱动电路120从多个第一电极E1接收触摸感测信号，以感测用户的触摸位置(触摸坐标)。
此外，在给与触摸感测时段相同的时段分配的力感测时段中，第二电极驱动信号DS2施加至第二电极E2并从第二电极E2接收力感测信号。
因此，与从第一电极E1接收的触摸感测信号分开地从第二电极E2读取力感测信号，并且根据力感测信号感测由用户的垂直负载导致的第二电容C2的变化量，以感测用户的触摸力。
据此，可在不执行从自多个第一电极E1接收的触摸感测信号分离出力感测信号的操作的情况下感测用户的触摸力。
图15图解了其中给显示模式时段和触摸感测时段二者分配力感测时段的情形。
参照图15，可给与显示模式时段的一部分相同的时段以及与触摸感测时段的一部分相同的时段分配力感测时段。可选择地，可给与包括显示模式时段和触摸感测时段二者的所有时段相同的时段分配力感测时段。
就是说，根据本发明实施方式，在力感测时段中从第二电极E2直接读取力感测信号以感测用户的触摸力，以便在显示模式时段和触摸感测时段二者中感测用户的触摸力。
同时，尽管图12到15显示了第一电极驱动信号DS1和第二电极驱动信号DS2是都AC信号的情形，但第一电极驱动信号DS1或第二电极驱动信号DS2可以是DC信号。
参照图16，在触摸模式时段中AC信号作为第一电极驱动信号DS1施加至第一电极E1并且DC信号(Vref.)作为第二电极驱动信号DS2施加至第二电极E2。
就是说，驱动电路120的信号产生单元710产生AC信号的第一电极驱动信号DS1和DC信号(Vref.)的第二电极驱动信号DS2，然后将其分别施加至第一电极E1和第二电极E2。
可选择地，驱动电路120的信号转换单元740可将第一电极驱动信号DS1转换为第二电极驱动信号DS2然后输出，使得可施加AC信号的第一电极驱动信号DS1和DC信号(Vref.)的第二电极驱动信号DS2。
在触摸模式时段中在给第一电极E1施加AC信号并且给第二电极E2施加DC信号(Vref.)的状态下，电连接至第二电极E2的信号检测单元910从第二电极E2接收力感测信号，以感测用户的触摸力。
因此，可独立于触摸模式时段中的触摸感测来感测用户的触摸力。
图17到21显示了根据本发明实施方式的触摸显示装置100分配力感测时段的其他示例，其中通过V-消隐(V-blank)驱动方法驱动显示模式和触摸模式。
V-消隐驱动方法是指在单个帧中针对多个第一电极E1执行显示驱动并且执行触摸驱动的方法。
参照图17，在高电平同步信号SYNC的时段中执行显示模式，在低电平同步信号SYNC的时段中执行触摸模式。
在触摸模式时段之中的触摸感测时段中多个第一电极E1被驱动，以感测用户的触摸位置(触摸坐标)，并且在不与触摸感测时段交叠的力感测时段中第二电极E2被驱动，以感测用户的触摸力。
甚至在V-消隐驱动方法的情形中，根据本发明实施方式的驱动电路120也能够从第二电极E2直接读取力感测信号，以感测用户的触摸力。因此，可不同地分配力感测时段。
图18显示了给与显示模式时段的全部或一部分相同的时段分配力感测时段的示例。
参照图18，在显示模式时段中显示驱动电压施加至多个第一电极E1，并且在与显示模式时段的全部或一部分相同的力感测时段中第二电极E2被驱动，以感测用户的触摸力。
因此，甚至在触摸显示装置100在显示模式中操作的时段中也可感测用户的触摸力。
图19显示了给与触摸感测时段的全部或一部分相同的时段分配力感测时段的示例。
参照图19，在触摸感测时段中第一电极驱动信号DS1施加至多个第一电极E1，并且在与触摸感测时段的全部或一部分相同的力感测时段中第二电极驱动信号DS2施加至第二电极E2。
驱动电路120在触摸感测时段中通过信号检测单元910从第一电极E1接收触摸感测信号，并且在力感测时段中通过电连接至第二电极E2的信号检测单元910接收力感测信号。
就是说，通过电连接至第二电极E2以读取力感测信号的信号检测单元910感测用户的触摸力，可在不执行从自第一电极E1接收的触摸感测信号分离出力感测信号的操作的情况下感测触摸力。
图20显示了当通过V-消隐驱动方法驱动触摸模式时段时给显示模式时段和触摸感测时段二者分配力感测时段的示例。
参照图20，可给与包括显示模式时段和触摸感测时段二者的时段的全部或一部分相同的时段分配力感测时段。
多个第一电极E1在显示模式时段中被施加显示驱动电压并且在触摸感测时段中被施加第一电极驱动信号DS1。
第二电极E2在力感测时段中被施加第二电极驱动信号DS2而与多个第一电极E1的驱动模式无关。
驱动电路120在力感测时段中可从第二电极E2直接读取力感测信号，以感测用户的触摸力。因而，可在执行显示模式和触摸模式的整个时段中感测用户的触摸力。
图21显示了当通过V-消隐驱动方法驱动触摸模式时段时，AC信号被施加作为第一电极驱动信号DS1并且DC信号(Vref.)被施加作为第二电极驱动信号DS2以感测触摸力的示例。
参照图21，在触摸模式时段中第一电极E1被施加AC信号的第一电极驱动信号DS1并且第二电极E2被施加DC信号(Vref.)的第二电极驱动信号DS2。
此外，从第二电极E2接收力感测信号，以感测用户的触摸力。
就是说，可独立于用于感测触摸位置(触摸坐标)的时段配置用于感测用户的触摸力的时段，并且可给第二电极E2施加AC信号或DC信号(Vref.)以感测用户的触摸力。
因此，根据本发明实施方式，通过驱动电路120中的电连接至第二电极E2的信号检测单元910从第二电极E2接收力感测信号，可在不执行从自第一电极E1接收的触摸感测信号分离出力感测信号的操作的情况下感测触摸力。
此外，能够与第一电极E1的驱动模式无关地分配力感测时段，所以甚至在显示驱动期间也可感测触摸力，这是因为可给与显示模式时段和触摸感测时段相同的时段分配力感测时段。
图22显示了根据本发明实施方式的触摸显示装置100的驱动方法。
参照图22，根据本发明实施方式的触摸显示装置100的驱动电路120在触摸感测时段中给多个第一电极E1施加第一电极驱动信号DS1(步骤S2200)。
驱动电路120在触摸感测时段中通过电连接至多个第一电极E1的信号检测单元910从多个第一电极E1接收触摸感测信号(步骤S2210)。驱动电路120根据从多个第一电极E1接收的触摸感测信号感测用户是否进行了触摸并感测触摸位置(触摸坐标)。
驱动电路120在力感测时段中给第二电极E2施加第二电极驱动信号DS2(步骤S2220)。
此外，驱动电路120通过电连接至第二电极E2的信号检测单元910从第二电极E2接收力感测信号(步骤S2230)。
因为驱动电路120能够从自第二电极E2接收的力感测信号读取出第二电容C2的变化量，所以可在不执行从触摸感测信号分离出力感测信号的操作的情况下感测用户的触摸力。
根据本发明实施方式，可提供一种触摸显示装置100，其不仅感测相对于显示面板110用户是否进行了触摸以及触摸位置(触摸坐标)，而且还感测其用户的触摸力。
此外，通过电连接至第二电极E2的信号检测单元910从第二电极E2接收力感测信号，可在不执行从自第一电极E1接收的触摸感测信号分离出力感测信号的操作的情况下感测触摸力。
此外，因为独立于触摸位置(触摸坐标)的感测执行触摸力的感测，所以通过给触摸感测时段以外的显示模式时段分配力感测时段，甚至可在触摸显示装置100在显示模式中操作的同时也可感测触摸力。
此外，通过给与包括显示模式时段和触摸感测时段二者的时段的全部或一部分相同的时段分配力感测时段，可有效执行用户的触摸力的感测。
尽管为了举例说明的目的描述了本发明的示例性实施方式，但所属领域技术人员将理解到，在不背离所附权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改和替换是可能的。因此，本发明中公开的示例性实施方式旨在举例说明本发明的技术构思的范围，本发明的范围不限于这些示例性实施方式。

Claims (20)

1.一种触摸显示装置，包括：
多个第一电极，所述第一电极配置成内置于显示面板中；
第二电极，所述第二电极配置成位于所述显示面板的外部并且设置为与所述多个第一电极分隔开；和
驱动电路，所述驱动电路配置成在触摸感测时段中将第一电极驱动信号输出至所述多个第一电极，以从所述多个第一电极接收触摸感测信号，并且所述驱动电路配置成在力感测时段中将第二电极驱动信号输出至所述第二电极以及将与所述第二电极驱动信号不同的信号输出至所述多个第一电极中的至少一个，以从所述第二电极接收力感测信号，
其中所述力感测信号依赖于在所述第二电极驱动信号施加于所述第二电极以及与所述第二电极驱动信号不同的所述信号施加于所述多个第一电极中的至少一个的状态下，所述第二电极和所述多个第一电极中的至少一个之间的距离的变化。
2.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中所述驱动电路包括信号检测单元，所述信号检测单元配置成电连接至所述多个第一电极和所述第二电极，并且所述信号检测单元配置成接收所述触摸感测信号和所述力感测信号，并且
其中所述信号检测单元配置成在所述触摸感测时段中通过第一通道接收所述触摸感测信号，且所述信号检测单元配置成在所述力感测时段中通过与所述第一通道不同的第二通道接收所述力感测信号。
3.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中所述驱动电路包括：
第一信号检测单元，所述第一信号检测单元配置成电连接至所述多个第一电极并且配置成在所述触摸感测时段中从所述多个第一电极接收所述触摸感测信号；和
第二信号检测单元，所述第二信号检测单元配置成电连接至所述第二电极并且配置成在所述力感测时段中从所述第二电极接收所述力感测信号。
4.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中所述力感测时段是与显示驱动时段的全部或一部分相同的时段，所述显示驱动时段与所述触摸感测时段不交叠。
5.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中所述力感测时段是与所述触摸感测时段的全部或一部分相同的时段。
6.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中所述力感测时段是与包括显示驱动时段和所述触摸感测时段的时段的全部或一部分相同的时段，所述显示驱动时段与所述触摸感测时段不交叠。
7.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中所述力感测时段与所述触摸感测时段不交叠。
8.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中所述第一电极驱动信号是AC信号，所述第二电极驱动信号是DC信号。
9.一种驱动触摸显示装置的方法，所述触摸显示装置包括内置于显示面板中的多个第一电极以及位于所述显示面板的外部的第二电极，所述方法包括：
在触摸感测时段中将第一电极驱动信号输出至所述多个第一电极；
在所述触摸感测时段中通过电连接至所述多个第一电极的信号检测单元从所述多个第一电极接收触摸感测信号；
在力感测时段中将第二电极驱动信号输出至所述第二电极以及将与所述第二电极驱动信号不同的信号输出至所述多个第一电极中的至少一个；和
在所述力感测时段中通过电连接至所述第二电极的所述信号检测单元从所述第二电极接收力感测信号，其中所述力感测信号依赖于在所述第二电极驱动信号施加于所述第二电极以及与所述第二电极驱动信号不同的所述信号施加于所述多个第一电极中的至少一个的状态下，所述第二电极和所述多个第一电极中的至少一个之间的距离的变化。
10.根据权利要求9所述的方法，所述力感测时段是与显示驱动时段的全部或一部分相同的时段，所述显示驱动时段与所述触摸感测时段不交叠。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述力感测时段是与所述触摸感测时段的全部或一部分相同的时段。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述力感测时段是与包括显示驱动时段和所述触摸感测时段的时段的全部或一部分相同的时段，所述显示驱动时段与所述触摸感测时段不交叠。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一电极驱动信号是AC信号，所述第二电极驱动信号是DC信号。
14.一种驱动电路，包括：
信号产生单元，所述信号产生单元配置成产生在触摸感测时段中施加至多个第一电极的第一电极驱动信号，并且所述信号产生单元配置成产生在力感测时段中施加至第二电极的第二电极驱动信号，其中所述第一电极内置于显示面板中，所述第二电极位于所述显示面板的外部；
电极驱动单元，所述电极驱动单元配置成在所述触摸感测时段中将所述第一电极驱动信号输出至所述多个第一电极，并且所述电极驱动单元配置成在所述力感测时段中将所述第二电极驱动信号输出至所述第二电极并且将与所述第二电极驱动信号不同的信号输出至所述多个第一电极中的至少一个；和
信号检测单元，所述信号检测单元配置成在所述触摸感测时段中从所述多个第一电极接收触摸感测信号，并且所述信号检测单元配置成在所述力感测时段中从所述第二电极接收力感测信号，其中所述力感测信号依赖于在所述第二电极驱动信号施加于所述第二电极以及与所述第二电极驱动信号不同的所述信号施加于所述多个第一电极中的至少一个的状态下，所述第二电极和所述多个第一电极中的至少一个之间的距离的变化。
15.根据权利要求14所述的驱动电路，其中所述信号检测单元配置成电连接至所述多个第一电极和所述第二电极，并且所述信号检测单元配置成在所述触摸感测时段中通过第一通道从所述多个第一电极接收所述触摸感测信号，且在所述力感测时段中通过与所述第一通道不同的第二通道从所述第二电极接收所述力感测信号。
16.根据权利要求14所述的驱动电路，其中所述信号检测单元包括：
第一信号检测单元，所述第一信号检测单元配置成电连接至所述多个第一电极并且配置成在所述触摸感测时段中从所述多个第一电极接收所述触摸感测信号；和
第二信号检测单元，所述第二信号检测单元配置成电连接至所述第二电极并且配置成在所述力感测时段中从所述第二电极接收所述力感测信号。
17.根据权利要求14所述的驱动电路，其中所述信号检测单元配置成在与显示驱动时段的全部或一部分相同的力感测时段中从所述第二电极接收所述力感测信号，所述显示驱动时段与所述触摸感测时段不交叠。
18.根据权利要求14所述的驱动电路，其中所述信号检测单元配置成在与所述触摸感测时段的全部或一部分相同的力感测时段中从所述第二电极接收所述力感测信号。
19.根据权利要求14所述的驱动电路，其中所述信号检测单元配置成在与包括显示驱动时段和所述触摸感测时段的时段的全部或一部分相同的力感测时段中从所述第二电极接收所述力感测信号，所述显示驱动时段与所述触摸感测时段不交叠。
20.根据权利要求14所述的驱动电路，其中所述信号产生单元产生AC信号作为所述第一电极驱动信号并且产生DC信号作为所述第二电极驱动信号。
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