CN107885382A - 触摸显示设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种触摸显示设备，该触摸显示设备包括：显示面板，其包括用于触摸感测的第一电极；第一支承件，其覆盖显示面板的边缘区域的后表面；第二支承件，其在第一支承件的后表面上并且覆盖整个显示面板的后表面，以及触摸驱动器，其被配置为：将第一电极驱动信号施加到第一电极，选择第一支承件和第二支承件中的一个作为第二电极，并施加第二电极驱动信号以感测施加到显示面板的用户的触摸压力。

Description

触摸显示设备

技术领域

本公开涉及触摸显示设备。

背景技术

随着面向信息社会的进步，对显示图像的显示设备的各种需求日益增加。已经使用了诸如液晶显示设备、等离子体显示设备和有机发光二极管显示设备的各种类型的显示设备。

在这些显示设备中，诸如智能电话或平板PC的移动设备以及诸如智能电视的中型设备或大型设备的实现可以根据用户的便利性和设备特性提供触摸输入处理。

继续开发能够执行触摸输入处理的这种显示设备以增加它们的功能，并且用户的需求也越来越多样化。

然而，当前应用的触摸输入过程包括仅感测用户的触摸位置(触摸坐标)并且执行与感测到的触摸位置相关的输入处理，并且因此在需要以各种形式提供各种功能和满足用户要求的情况下具有限制。

发明内容

本公开的一个方面提供了一种触摸显示设备，其能够通过在用户触摸屏幕时感测与屏幕上的按压力相对应的触摸力来感测触摸位置。

本公开的另一方面提供了一种触摸显示设备，其中当用户触摸屏幕时，可以在显示面板的每个位置处均匀地感测与屏幕上的按压力对应的触摸力。

本公开的又一方面提供了一种背光单元，其具有能够减小能够感测触摸力的触摸显示设备的厚度的结构，并且还提供包括该背光单元的触摸显示设备。

本公开的又一方面提供了一种触摸显示设备，其整个区域可以以力触摸方法来确保均匀的触摸性能，在力触摸方法中，切割了构造成支承显示面板的后表面的底盖的部分区域。

本公开的又一方面提供一种切割底盖力触摸显示设备，根据力触摸感测位置通过选择性地将接地(GND)信号施加到构造成支承组设备的后表面的中间框架和切割底盖，该力触摸显示设备的整个区域可以确保均匀的触摸性能。

所述目的通过一种力触摸显示设备来解决，该力触摸显示设备包括：显示面板；多个第一电极，所述多个第一电极设置在所述显示面板内；第二电极，所述第二电极用于感测用户的触摸力，其中，在所述第一电极和所述第二电极之间形成间隙，所述间隙在施加所述用户的触摸力时是可变的。

优选地，显示面板包括第一基板、第二基板和多个第一电极。

根据本发明的一个方面，提供了一种力触摸显示设备，该力触摸显示设备包括：底盖(第一支承部分)，其被构造为仅支承包括用于触摸感测的第一电极的显示面板的边缘；和中间框架(第二支承部分)，其被构造成覆盖显示面板的整个后表面。在力触摸显示设备中，触摸驱动器被配置为根据力触摸感测位置选择切割底盖和中间框架中的一个作为第二电极，并施加第二电极驱动信号(GND)。

优选地，间隙由设置在第二电极和多个第一电极之间的间隙结构单元形成。

优选地，下部结构设置在显示面板和第二电极之间。

优选地，其中去除或切割底盖的一部分。

优选地，被切割的底盖在下文中被称为切割底盖，或中间框架用作第二电极。

更具体地，如果触摸驱动器感测第一电极的与切割底盖不交叠的中心区域A1上的触摸压力，则触摸驱动器选择中间框架作为第二电极，并且如果触摸驱动器感测第一电极的与切割底盖局部交叠的边缘区域A2上的触摸压力，则触摸驱动器选择切割底盖作为第二电极，然后向其施加接地信号。

为此，触摸驱动器可以被包括在数据驱动电路D-IC中，并且数据驱动电路可以包括第一接地输出端子、第二接地输出端子和被配置为将接地信号的输出切换到第一接地输出端子或第二接地输出端子的切换单元。

此外，力触摸显示设备还可以包括柔性印刷电路(FPC)，所述FPC连接到所述数据驱动电路，并且包括从所述第一接地输出端子延伸的第一接地信号线和从所述第二接地输出端子延伸的第二接地信号线。所述第一接地信号线和所述第二接地信号线分别电连接到所述切割底盖和所述中间框架。

另外，触摸驱动器可以将中心区域A1上的触摸压力感测的第一电平的数量设置为大于边缘区域A2上的触摸压力感测的第二电平的数量，并且在中心区域上的触摸输入感测和边缘区域上的触摸输入感测以时分方式进行。

此外，触摸驱动器可以通过响应于在第一触摸操作(盒内触摸模式)时段中施加到第一电极的第一电极驱动信号测量在第一电极中产生的自电容来感测第一触摸输入，并且在第二触摸操作(力触摸模式)时段中通过将第一电极驱动信号施加到第一电极并且将第二电极驱动信号施加到从切割底盖和中间框架中选择的第二电极来感测施加到显示面板的用户的力触摸输入。

根据本示例性实施方式，显示设备的整个区域可以在力触摸方法中确保均匀的触摸性能，在该力触摸方法中，底盖的构造成支承显示面板的后表面的部分区域被切割。

更具体地，切割底盖力触摸显示设备的整个区域可以通过根据施加触摸驱动信号的位置选择性地将接地(GND)信号施加到构造成支承组设备的后表面的中间框架和切割底盖来确保均匀的触摸性能。

本发明的目的还通过一种触摸显示设备来解决，该触摸显示设备包括：显示面板，其包括第一区域和第二区域；触摸驱动器，其被配置为感测所述显示面板上的触摸输入；其中用于感测所述显示面板的所述第一区域上的所述触摸输入的电平的第一数量与用于感测所述显示面板的所述第二区域上的所述触摸输入的电平的第二数量不同。

特别地，在感测到存在切割底盖的边缘区域上的力触摸的情况下，将接地信号施加到底盖。这里，将显示面板的边缘区域上的力触摸感测的第二电平的数量设置为小于在显示面板的中心区域上的力触摸感测的第一电平的数量。因此，可以提高整个显示设备的力触摸性能。

附图说明

附图被包括进来以提供对本公开的进一步理解并被并入且构成本申请的一部分，附图示出了本公开的实施方式，并且与说明书一起用于解释各种原理。在附图中：

图1、图2是示意性地示出示例力触摸显示设备的构造的图；

图3是示出示例力触摸显示设备的截面的图；

图4是示出了示例力触摸显示设备中的间隙变化的情况和相应地感测力触摸的原理的图；

图5和图6示出了示例力触摸显示设备中的用于力触摸感测的第一电极和第二电极的各种构造方法；

图7A和图7B示出了可以应用本示例实施方式的示例底盖切割力触摸显示设备的截面结构；

图8是示出根据本实施方式的示例力触摸显示设备的第一电极的布置的平面图，其中第一电极包括与底盖不交叠的中心区域和与底盖交叠的边缘区域；

图9示出了根据本示例实施方式的示例力触摸显示设备，其中当触摸控制单元感测到中心区域和边缘区域上的力触摸时，触摸控制单元切换第二电极；

图10A和图10B示出了用于切换第二电极的触摸控制单元(或数据驱动器)的示例内部构造和用于将接地信号提供给根据本示例实施方式的示例力触摸显示设备的底盖和中间框架的结构；

图11示出了根据本示例性实施方式的示例力触摸显示设备的第一电极的布局的示例，并且示出了两个触摸电极组对称地布置并且每个触摸电极组包括k(k＝9)个触摸电极块的结构；

图12示出了根据本示例性实施方式的示例力触摸显示设备中的盒内触摸模式、显示模式和力触摸模式的时分驱动方法的示例；以及

图13示出了根据本示例实施方式的经由第二电极的移位的力触摸操作，并且示出了中心区域A1上的触摸感测信号和边缘区域A2上的触摸感测信号的数据格式或电平数量的示例。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的一些实施方式。当附图标记表示各附图的部件时，尽管在不同附图中示出了相同的部件，但是只要相同的部件由相同的附图标记表示。此外，如果认为相关已知构造或功能的描述可能会使本公开的要点不清楚，则将省略其描述。

此外，在描述本公开的部件时，可以使用诸如第一、第二、A、B、(a)和(b)的术语。这些术语仅用于将部件与其它部件区分开。因此，对应部件的性质、顺序、序列或数量不受这些术语的限制。应当理解，当一个元件被称为“连接到”或“联接到”另一个元件时，它可以直接连接到或直接联接到另一个元件，连接到或联接到另一元件且又一元件介于它们之间，或者经由又一元件“连接到”或“联接到”另一元件。

图1和图2是示意性示出示例力触摸显示设备的构造的图。

参照图1，力触摸显示设备100可以包括用于感测用户的触摸或非触摸以及触摸位置(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、嵌入有多个第一电极E1的显示面板110、配置为驱动多个第一电极E1和第二电极E2的驱动电路120以及配置为保持多个第一电极和第二电极E2之间的间隙的间隙结构单元130。

力触摸显示设备100可以在用于显示图像的显示模式下操作或者在用于感测用户的触摸(例如，触摸或非触摸、触摸位置、触摸力)的触摸模式下操作。

如果触摸显示设备100在显示模式下操作，则驱动布置在显示面板110中的数据线和选通线来显示图像。

在这种情况下，嵌入显示面板110中的多个第一电极E1被施加用于图像显示的显示驱动电压。也就是说，多个第一电极E1在显示模式时段中作为用于显示驱动的电极操作。

例如，第一电极E1既用作用于将公共电压Vcom施加到像素的公共电极，也用作用于触摸识别的触摸电极。

如果触摸显示设备100在触摸模式下操作，则可以感测到用户的触摸位置(触摸坐标)，或者可以感测到用户的触摸力。

也就是说，触摸感测可以包括两种触摸感测模式。第一触摸感测模式是用于通过将触摸驱动信号DS施加到第一电极并测量第一电极的自电容来感测触摸位置的模式，为了方便起见，将其称为盒内触摸模式或盒内触摸操作。

第二触摸感测模式是通过将第一电极驱动信号DS1和第二电极驱动信号DS2分别施加到第二电极来识别触摸位置的模式，并且测量当第一电极和第二电极之间的间隙由于触摸操作而变化时两个电极之间的电容变化，为了方便起见，将其称为力触摸模式或力触摸操作。

也就是说，在盒内触摸模式下，驱动电路120通过将第一电极驱动信号DS1依次施加到多个第一电极E1并且在预定盒内触摸驱动时段期间测量第一电极的自电容来感测用户的触摸位置(触摸坐标)。

此外，在预定力触摸驱动时段期间，驱动电路120通过将第一电极驱动信号DS1施加到多个第一电极E1并将第二电极驱动信号施加到第二电极E2来感测用户的触摸力。

力触摸显示设备100在生成显示面板110上的用户垂直负载时，使用多个第一电极E1和第二电极E2之间的间隙变化来感测用户的触摸力。

也就是说，在将不同驱动信号DS1和DS2分别施加到第一电极和第二电极的状态下，测量两个电极之间的电容，并且如果用户进行触摸，则两个电极之间的间隙在触摸位置改变，这导致电容的改变。可以通过感测电容的变化来确定触摸位置。

因此，可能需要在嵌入显示面板110中的多个第一电极E1和位于显示面板110外部的第二电极E2之间存在间隙。为了保持该间隙，间隙结构单元130可以设置在多个第一电极E1和第二电极E2之间。

也就是说，间隙结构单元130可以使得当用户进行触摸时，多个第一电极E1和第二电极E2之间的间隙大小可以改变，并且使得通过使用间隙大小的变化可以感测用户的触摸位置(触摸坐标)和触摸力。

在下文中，将参照图2更详细地描述可以应用本示例实施方式的示例力触摸显示设备100的结构。

参照图2，根据本示例性实施方式的触摸显示设备100的触摸显示面板110可以包括其上设置有薄膜晶体管(TFT)等的第一基板111和其上设置有滤色器(CF)等的第二基板112。

此外，驱动芯片140可以安装在第一基板111的边缘区域(非有效显示区域(N/A))上，或者可以被结合或连接到非有效显示区域N/A。

这里，驱动芯片140可以是整体或部分地实现驱动电路120的芯片，或者可以是数据驱动芯片。否则，驱动芯片140可以是整体或部分包括驱动电路120和数据驱动电路的显示驱动芯片。

数据驱动芯片可以被表示为D-IC，并且在数据驱动芯片内，可以包括配置为通过将数据信号施加到显示面板的数据线的数据驱动器和被配置为通过将触摸驱动信号施加到触摸电极来识别触摸操作的触摸驱动器。

然而，触摸驱动器不一定被包括在数据驱动芯片内，并且也可以与数据驱动器分开设置。

下部结构131可以位于显示面板110下方，并且第二电极E2可以位于下部结构131的下方或内部。

下部结构131例如可以是液晶显示设备的背光单元。

在这种情况下，第二电极E2可以位于背光单元下方。因此，第二电极E2可以设置成不干扰背光单元的光照射功能。

间隙结构单元130可以位于下部结构131的下面、内部或旁边。另外，第二电极E2可以位于间隙结构单元130的下面或内部。

如上所述，可以通过不同地设计第二电极E2的位置或间隙结构单元130的位置来实现适合于显示面板110和触摸显示设备100的设计结构的触摸力感测结构。在下文中将参照图5和图6描述其细节。

在下文中，将参照图3和图4描述通过示例力触摸显示设备100感测用户的触摸位置(触摸坐标)和触摸力的示例方法。为了便于说明，将将根据本示例实施方式的触摸显示设备100描述为液晶显示设备。

图3是示出示例力触摸显示设备100的截面的图，图4示出了通过用户对力触摸显示设备100的触摸来改变第一电极E1和第二电极E2之间的间隙的情况。

参照图3，触摸显示设备100的示例显示面板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和第二偏振板320。

此外，结合层330和上盖340位于显示面板110上。

触摸显示设备100在触摸模式期间在仅使用第一电极的盒内触摸操作时段中将第一电极驱动信号DS1施加到多个第一电极E1。

此外，当用户进行触摸时，感测诸如用户手指的导电指针与多个第一电极E1之间的自电容SC的尺寸变化以感测用户的触摸位置(触摸坐标)。

触摸显示设备100在触摸模式期间在用于感测用户的触摸力的力触摸操作时段中将第一电极驱动信号DS1施加到多个第一电极E1并且将第二电极驱动信号DS2施加到第二电极E2。

在这种情况下，施加到第二电极E2的第二电极驱动信号DS2可以是接地电压的信号。

此外，当由于用户的触摸而产生垂直负载时，感测由多个第一电极E1和第二电极E2之间的间隙G的变化引起的互电容MC的变化以感测用户的触摸力。

也就是说，在盒内触摸操作期间，当用户进行触摸时，通过感测在第一电极中产生的自电容SC的变化来感测触摸位置(触摸坐标)，并且在单独的力触摸操作期间，通过感测第一电极和第二电极之间的互电容MC的变化来感测触摸力。

为了执行力触摸操作，可能需要在多个第一电极E1和第二电极E2之间形成间隙G，以使第一电极和第二电极之间的互电容MC发生变化。

参照图4，如果由于用户的触摸而产生垂直负载，则上盖340、显示面板110等稍微向下弯曲。

因此，可以改变存在于多个第一电极E1和第二电极E2之间的间隙G(例如，气隙或电介质间隙)的尺寸。

根据图4所示的示例，如果由用户触摸引起的垂直负载产生之前的间隙G由G1表示，并且由用户触摸引起的垂直负载产生之后的间隙G由G2表示，则G2由于垂直负载而小于G1。

这样，由于由用户的触摸引起的垂直负载的产生，多个第一电极E1和第二电极E2之间的间隙G从G1减小到G2，这导致互电容MC的变化，因此可以感测用户的触摸力。

另外，用于感测用户的触摸力的第二电极E2可以是添加到用于触摸力感测的触摸显示设备100的部件，或者已经包括在触摸显示设备100中的部件可以被用作第二电极E2。

例如，包括在液晶显示设备中的背光单元的后盖可以用作第二电极E2以感测用户的触摸力。

图5和图6示出了在力触摸显示设备中用于力触摸感测的第一电极和第二电极的各种配置方法。

这里，术语“显示设备”可以用于指包括显示面板和用于驱动显示面板的驱动器的显示设备(例如，液晶模块(LCM))以及可以完成包括LCM的产品的包括甚至一组电子设备或诸如笔记本电脑、电视、计算机监视器的组设备和诸如智能电话和电子平板的移动电子设备的概念。

为了方便，包括显示面板、控制显示面板上的触摸和图像显示的驱动器以及支承驱动器的支承结构的显示设备在本文中可以被称为“显示模块”，并且作为完整产品的包括显示模块的一组电子设备可以被称为“组设备”或“显示设备”。

也就是说，在图5和图6中，液晶显示面板510、用于向液晶显示面板510提供背光的背光单元(BLU)520和作为配置为背光单元的后表面的支承结构的底盖530可以被称为“液晶显示模块”，并且还包括配置为保护液晶显示面板的前表面的覆盖玻璃540和配置为支承液晶显示模块的后部并由此用作整个组设备的支承结构的中间框架550的完整产品可以被称为“组设备”或“显示设备”。

在图5所示的力触摸显示设备中，液晶显示模块LCM的底盖530被用作用于力接触的第二电极。

也就是说，在液晶显示面板510内，设置用作公共电极和触摸电极的第一电极512。第一电极在盒内触摸操作期间用作触摸电极，并且在力触摸操作期间也用作与第二电极对应的触摸电极。

另外，在图5中，液晶显示模块的底盖530用作用于力触摸的第二电极，并且作为第二电极驱动信号DS2的接地信号可以被输入到底盖中。

也就是说，在图5所示的力触摸结构中，在给布置在液晶显示面板内的第一电极512施加第一电极驱动信号DS1且给用作第二电极的底盖530施加作为第二电极驱动信号的接地信号GND的状态下，感测力触摸。

为此，需要在第一电极512和用作第二电极的底盖530之间形成用于力触摸感测的空间的间隙。可以使用包括第一电极的液晶显示面板510和底盖530之间的空间作为间隙。

例如，对于力触摸感测，由于用户的按压力，间隙需要是可变的。因此，作为固定体设置在第一电极和第二电极之间的背光单元可以不用作间隙结构。因此，需要在液晶显示面板510的后表面和背光单元520之间形成作为可变间隙的第一气隙AG1。

因此，在图5所示的力触摸显示设备中，使用显示面板内的第一电极和第二电极(例如底盖)，并且测量由第一气隙AG1的变化引起的两个电极之间的第一电容C1的变化(第一气隙AG1是液晶显示面板510的后表面和背光单元520之间的可变气隙)来感测力接触。

另外，如图5所示的力触摸显示设备还可以包括被配置为保护液晶显示面板的前表面的覆盖玻璃540和被配置为支承液晶显示模块的后部的中间框架550，并且因此用作除上述液晶显示模块以外的整个组设备的支承结构。然而，中间框架550可能与力触摸感测无关。

图6是另一种类型的示例力触摸显示设备的截面图，并且示出了不使用单独的底盖的示例。

在图6所示的结构中，可以不使用作为液晶显示模块的后表面的支承结构的底盖，并且作为组设备的后部结构的中间框架可以直接设置在背光单元的后表面上。

在图6所示的力触摸显示设备中，中间框架550用作第二电极，并且在背光单元520和中间框架550之间形成第二气隙AG2。第二气隙AG2的尺寸在用户的触摸操作期间改变。因此，可以识别力触摸。

也就是说，如果在将第一电极驱动信号施加到布置在液晶显示面板510内的第一电极512并且将用作第二电极驱动信号的接地信号施加到用作第二电极的中间框架550的状态下存在用户的触摸压力，则第一电极和第二电极之间的第二电容C2根据第二气隙AG2的尺寸变化而改变。可以通过测量第二电容C2的变化来识别力触摸的位置。

然而，如图5和图6所示构造的力触摸显示设备可能具有以下缺点。

在如图5所示的将显示模块的底盖用作第二电极的结构中，底盖可能在使用中弯曲或翘曲。这样的解决方案由于使用两个结构而更加稳定。

另外，第一气隙AG1可能必须形成在液晶显示面板510和背光单元520之间，这可能增加显示设备的总厚度。然而，由于底盖530和中间框架550，不能容易地改变容量。

另外，如图6所示的将组设备的中间框架550用作第二电极的结构在没有底盖的情况下，可能不适于显示设备。

也就是说，通常，显示模块可以被单独制造，然后被输送到完整的产品制造商，因此，显示模块制造商可能需要在没有底盖的情况下制造和提供显示模块，以便应用如图6所示的力触摸显示设备。

然而，制造的没有底盖的显示模块可能在传输期间被损坏，因此未被广泛使用。因此，如图6所示的力触摸显示设备可能没有得到广泛应用。

为了克服这个问题，可以提供如图7所述的去除了底盖的一部分的示例底盖切割力触摸显示设备。

图7A和图7B示出了可应用本示例实施方式的示例底盖切割力触摸显示设备的截面结构。图8是示出根据本实施方式的力触摸显示设备的第一电极的布置的平面图。

如图7A所示，底盖切割力触摸显示设备具有图5和图6中所示结构的优点。在底盖切割力触摸显示设备中，显示模块包括底盖，该底盖的中心区域被去除并且仅存在于显示模块的边缘区域上，并且组设备的中间框架被用作第二电极。

也就是说，如图7A所示，示例力触摸显示设备包括显示模块700，在该显示模块700中包括：显示面板710，其具有第一电极712；背光单元720，其被配置为向显示面板提供光；以及切割底盖730，其中心区域被去除并且其仅支承背光单元的边缘区域；覆盖玻璃，其设置在显示面板的前侧上；和中间框架750，其连接到覆盖玻璃并被配置为用于整个显示设备(组设备)的后部结构。

切割底盖730是已经去除了中心部分的底部。因此，切割底盖730的中心部分是开口的。

在这种情况下，中间框架750用作第二电极，并且对其施加接地信号。

此外，在底盖的被去除的中心区域中，限定了第二气隙AG2作为背光单元的后表面和中间框架之间的空间。

在力触摸操作时段期间，给第一电极712施加第一电极驱动信号，并且给作为第二电极的中间框架750施加作为第二电极驱动信号的接地信号。

如果在该状态下存在用户的触摸压力，则在该位置处改变第二气隙AG2的尺寸。因此，改变第一电极和第二电极之间的第二电容C2。通过测量第二电容C2的变化量，可以感测力接触位置。

如图7A所示的力触摸显示设备可以克服图5和图6中所示结构的缺点。然而，在力触摸显示设备中，如图7A所示，底盖与显示面板的有效显示区域A/A的一部分交叠，并且交叠区域可能具有与去除了底盖的中心区域A1不同的力接触性能。

另外，如图8所示，根据本示例实施方式的力触摸显示设备的第一电极包括第一电极与底盖不交叠的中心区域A1和第一电极与底盖交叠的边缘区域A2。

也就是说，作为第一电极，设置总共M×N个触摸电极，并且设置在整个触摸区域的边缘上的线上的触摸电极被设置成部分地与布置在其下方的切割底盖的局部交叠。在这种情况下，切割底盖可以仅在设置在最外边缘的线上的触摸电极(例如，最外面的触摸电极块)部分地交叠，或者可以与设置在最外边缘上的线上的触摸电极(例如，最外面的触摸电极块)完全交叠。

在该结构中，如图7B的放大图所示，可以在去除了底盖的中心区域A1上感测到力触摸。然而，保留了切割底盖的边缘区域A1的一部分与显示设备的有效显示区域A/A的一部分交叠，并且在该交叠的区域中，由金属形成的底盖可以存在于中间框架750之间作为第二电极和第一电极，因此，可能不能确保期望的力触摸性能。

也就是说，在边缘区域A2中，改变第一电极和第二电极(中间框架)之间的气隙的距离，并且由金属形成的切割底盖设置在两个电极之间并且用作屏蔽层。因此，可能不能精确地测量两个电极之间的电容的变化。

因此，在图7A和图7B所示的结构中，在切割底盖与有效显示区域A/A交叠的区域上可能不会感测力触摸。

因此，根据本示例性实施方式的示例力触摸显示设备具有如图7所示的结构。例如，数据驱动器或触摸驱动器可以使用从中间框架750和切割底盖730选择的一个作为第二电极，以便感测在第一电极的中心区域A1和边缘区域A2上的力触摸。

图9示出了根据本示例实施方式的示例力触摸显示设备，其中当触摸控制单元在中心区域和边缘区域上感测到力触摸时，切换第二电极。

如图9所示，根据本示例实施方式的示例力触摸显示设备包括：显示面板710，其包括用于触摸感测的第一电极712；切割底盖，其被设置为覆盖显示面板的边缘区域的后表面并且用作第一支承部分；中间框架750，其设置在切割底盖的后侧上并用作覆盖显示面板的整个后表面的第二支承部分，以及触摸驱动器780，其被配置为感测输入到显示面板中的触摸。

触摸驱动器780可被实现为包括在配置为控制显示面板的图像输出的数据驱动电路D-IC中。因此，这里，为了方便起见，触摸驱动器被例示为数据驱动电路，但不限于此。

另外，根据本示例实施方式的触摸驱动器780执行力触摸操作以识别作为力触摸施加到显示面板的用户的触摸压力。该力触摸操作用于通过向第一电极施加第一电极驱动信号、选择切割底盖730和中间框架750中的一个作为第二电极、然后向所选择的第二电极施加第二电极驱动信号来感测施加到显示面板的用户的触摸压力。

也就是说，根据本示例性实施方式，如图7A所示的切割底盖730被配置为用于显示模块的第一支承部分，并且其后侧上的中间框架750被配置为用于整个显示设备(组设备)的第二支承部分，并且在力触摸的情况下，切割底盖、中间框架中的一个被选为第二电极。也就是说，根据本示例实施方式，除了中间框架750之外，切割底盖730可以用作用于力触摸的第二电极。

在这种情况下，第二电极驱动信号可以是接地信号，并且触摸驱动器可以通过将接地信号作为第二电极驱动信号施加到所选择的第二电极然后测量第一电极和第二电极之间的电容变化来确定力触摸的位置。

例如，如果在第一电极的与切割底盖不交叠的中心区域A1上感测到触摸压力，则触摸驱动器选择中间框架750作为第二电极。如果在第一电极的与切割底盖分交叠的边缘区域A2上感测到触摸压力，则触摸驱动器选择切割底盖730作为第二电极。

在这种情况下，触摸驱动器可以以时分方式驱动中心区域A1上的触摸输入感测和边缘区域A2上的触摸输入感测。

如图9所示，为了感测与切割底盖分交叠的第一电极的边缘区域A2上的力触摸，根据本示例实施方式的触摸驱动器780将接地信号(第二电极驱动信号)施加到切割底盖730，然后测量形成在施加有第一电极驱动信号的第一电极712和第二电极之间形成的第一电容C1的变化，由此感测力触摸。

另外，为了感测第一电极的与切割底盖不交叠的中心区域A1上的力触摸，触摸驱动器780将接地信号(第二电极驱动信号)施加到中间框架750作为组设备的后部支承结构，然后测量在施加有第一电极驱动信号的第一电极712和第二电极之间形成的第二电容C2的变化，由此感测力触摸。

因此，与图7A所示不同，可以在切割底盖与有效显示区域交叠的边缘区域A2上感测力触摸。因此，在切割底盖仅与设置在最外边缘上的线上的触摸电极(例如，最外面的触摸电极块)局部交叠的情况下与切割底盖与布置在最外边缘上的线上的触摸电极(例如，最外面的触摸电极块)完全交叠的情况下，可以提高在最外触摸电极块上的力触摸性能。

另外，在切割底盖和中间框架中未被选择为第二电极的两个中的另一个可能需要被连续浮置且保持在高阻抗状态(例如，“Hi-Z”)下。这是因为如果没有被选择为第二电极的底盖或中间框架被保持在恒定电位，则可能在未选择的一个和第一电极之间产生恒定的和不必要的电容，并且不必要的电容可能在常规力触摸操作期间被加到从第一电极测量的第二电容C2，从而可能导致测量精度的降低。

例如，如果在中心区域A1上的力触摸感测操作期间未被选择为第二电极的底盖不浮置，则可能降低占据大部分显示面板的中心区域A1上的力触摸性能。

此外，在边缘区域A2的力触摸感测操作期间，用于测量第一电容C1的第一气隙AG1的尺寸小于中心区域中的第二气隙AG2的尺寸。因此，用于力触摸感测的第一电容C1的大小可能相对低。因此，在这种情况下，如果没有被选择为第二电极的中间框架不浮置并且在第一电极和中间框架之间产生不必要的电容且该电容被加到第一电容，则力触摸性能在边缘区域A2比在中心区域A1上下降得更多。

因此，从切割底盖和中间框架中未被选择为第二电极的两个中的另一个可能需要被连续浮置且保持在高阻抗状态Hi-Z下。

根据本示例实施方式，力触摸显示设备还可以包括设置在显示面板710和切割底盖730之间并被配置为向显示面板提供光的背光单元720。

例如，为了感测边缘区域A2上的力触摸，可能需要在背光单元720和显示面板710之间形成第一气隙AG1。

为此，如图9所示，具有均匀厚度的粘合构件714可以设置在显示面板710的边缘和切割底盖730之间，以便结合两个构件，并在背光单元和显示器之间形成第一气隙AG1。

因此，如果对边缘区域A2执行触摸操作，则改变第一气隙的距离，并且因此通过感测第一电容C1的变化，可以确定触摸输入位置。

另外，在去除了底盖的中心区域A1中，除了上述第一气隙之外，在背光单元720和中间框架750之间形成第二气隙AG2。

因此，当在中心区域A1上感测到力触摸时，第一气隙AG1和第二气隙AG2的距离根据用户的触摸压力而改变，因此，通过测量第二电容C2的改变量，可以确定力触摸位置。

在这种情况下，中心区域A1中的两个电极之间的可变空间可以是第一气隙和第二气隙的总和，并且边缘区域A2中的两个电极之间的可变空间可以是第一气隙。

因此，即使施加相同的触摸压力，中心区域A1中的第二电容C2的变化量大于边缘区域A2中的第一电容C1的变化量。

因此，在本示例性实施方式中，将用于中心区域A1上的触摸压力感测的第一电平的数量设置为大于用于边缘区域A2上的触摸压力感测的第二电平的数量。

例如，指示用于中心区域A1上的力触摸感测的第二电容的变化的第一力触摸感测信号(数据)具有8位，并且可以具有总共256个第一电平，并且边缘区域A2上的第二力触摸感测数据具有2位，并且可以具有总共4个电平。

以下将参照图13更详细地描述力触摸感测信号的电平的数据格式或数量。

因此，将中心区域A1上的力触摸灵敏度或分辨率设置为高于边缘区域A2上的力触摸灵敏度或分辨率，并且，因此可以在中心区域上精确地感测力触摸并且也可以在与底盖交叠的边缘区域上感测力触摸。因此，可以扩展力触摸感测区域。

另外，触摸驱动器780可以以时分方式驱动中心区域A1上的力触摸输入感测和边缘区域A2上的触摸输入感测。因此，可以在整个显示面板上容易地进行力触摸操作。

如本文所述，切割底盖730不限于术语本身，并且可以通过其它表达来体现，例如底板、基底框架、金属框架、金属底架，底盘以及m-底盘。此外，切割底盖730可以被解释为包括支承显示面板和背光单元中的至少一个的边缘的后侧的所有类型的框架或板状结构。

然而，与典型的底盖不同，在本示例实施方式中使用的切割底盖730可以不设置在显示设备的中心区域中，而仅支承显示设备的边缘。

此外，中间框架750不限于术语本身，并且可以被解释为包括支承作为包括显示面板的完整产品的组设备的最后侧的所有类型的支承结构。此外，中间框架750可以由诸如后盖和组盖的其它术语代替。

此外，如果在本示例性实施方式中使用的显示面板710是液晶显示面板，则显示面板710可以包括多条选通线和数据线、限定在它们之间的交叉点上的像素、包括作为用于调节每个像素中的透光率的开关元件的薄膜晶体管的阵列基板、包括滤色器和/或黑底的上基板以及形成在它们之间的液晶材料层。

本示例性实施方式不必限于液晶显示设备，而是可以应用于各种类型的显示系统，所述各种类型的显示系统在其中包括用于进行触摸感测的第一电极并且能够感测由在第一电极和与第一电极分开的第二电极之间的间隙变化而引起的触摸力。

根据本示例实施方式的第一电极712用作配置为向包括在显示面板中的像素提供公共电压的公共电极。第一电极712采用可以被设置为覆盖多个像素的单个第一电极的形式。

图10A和图10B示出了用于切换第二电极的触摸控制单元(或数据驱动器)的内部构造和用于将接地信号提供给根据本示例实施方式的力触摸显示设备中的底盖和中间框架的结构。

如图10A所示，根据本示例性实施方式的触摸驱动器780可以被包括在数据驱动电路D-IC中，并且数据驱动电路D-IC可以包括第一接地输出端子P1、第二接地输出端子P2和被配置为切换在第一接地输出端子和第二接地输出端子之间的接地信号的输出的切换单元SW。

另外，如图10A和图10B所示，数据驱动电路D-IC还可以包括连接到数据驱动电路D-IC的柔性印刷电路(FPC)790，以便连接外部组PCB和数据驱动电路。

FPC 790可以包括从数据驱动电路D-IC的第一接地输出端子延伸的第一接地信号线GL1和从第二接地输出端子延伸的第二接地信号线GL2。第一接地信号线GL1可以电连接到切割底盖730，并且第二接地信号线GL2可以电连接到中间框架750。

也就是说，数据驱动电路D-IC内的定制引脚包括第一接地输出端子P1和第二接地输出端子P2，并且除了其它接地信号线以外，两条接地信号线GL1和GL2进一步设置在FPC中，然后分别连接到切割底盖730和中间框架750。

触摸驱动器在中心区域A1和边缘区域A2上的力触摸感测操作期间以时分方式使用切换单元SW来控制到第一接地输出端子P1和第二接地输出端子P2的接地信号的输出。

在该示例中，形成在FPC 790中的第一接地信号线GL1的一部分可以是开口的，然后使用导电带等将该第一接地信号线GL1的一部分附接到切割底盖730，以便与其电连接。

此外，形成在FPC 790中的第二接地信号线GL2的端部处的连接器等可以附接到中间框架750。因此，第二接地信号线可以电连接到中间框架。

利用上述构造，可以以数据驱动电路和柔性印刷电路的结构的最小变化容易地切换用于在中心区域和边缘区域上的力触摸感测的接地信号(第二电极驱动信号)。

图11示出了根据本示例性实施方式的力触摸显示设备的第一电极的布局的示例，并且示出了两个触摸电极组对称地布置的结构，并且每个触摸电极组包括k(k＝9)个触摸电极块。

在图11所示的力触摸显示设备中，包括在显示面板中的作为触摸电极的第一电极包括设置在显示面板中的多个触摸电极块组，并且每个触摸电极块组可以包括多个触摸电极块1110。

例如，如图11所示，第一电极具有这样的结构，在该结构中包括设置在显示面板的左侧(第一侧)上的k个第一触摸电极块的第一触摸电极块组和包括在显示面板的右侧(第二侧)上的k个第二触摸电极块的第二触摸电极块组的对称地配置，并且第一触摸电极块和第二触摸电极块中的每一个可以包括m个触摸电极的列。

也就是说，如图11所示，在显示面板的左侧，设置总共9个第一触摸电极块，在右侧，设置总共9个第二触摸电极块，并且每个触摸块包括设置在纵向方向上的总共32个触摸电极。

因此，在显示面板上设置总共18×32个第一电极(触摸电极)。每个触摸电极和触摸电极块的大小和数量不必彼此相同。例如，布置在显示面板的边缘上的触摸电极块可以包括比其它触摸电极块更少的块或触摸电极，并且因此，可以保持均匀的触摸灵敏度。

此外，力触摸显示设备包括触摸复用器(T-MUX)1190和1190'，该触摸复用器(T-MUX)1190和1190'被配置为将触摸驱动信号的应用切换到包括在第一触摸电极块和第二触摸电极块中的每一个中的多个触摸电极。T-MUX包括负责左侧的第一触摸电极块的第一T-MUX 1190和负责右侧的第二触摸电极块的第二T-MUX 1190'。

如下所述，第一T-MUX 1190依次将第一电极驱动信号提供给总共9个第一触摸电极块以执行触摸感测，并且第二T-MUX 1190'依次将第一电极驱动信号提供给总共9个第二触摸电极块来执行触摸感测。

另外，第一T-MUX 1190和第二T-MUX 1190'可以以对称的方式执行它们的操作。

也就是说，当第一T-MUX将第一电极驱动信号施加到第i第一触摸电极块时，第二T-MUX还将第一电极驱动信号施加到第i第二触摸电极块。

另外，根据本示例实施方式的触摸显示设备可以执行仅使用第一电极感测触摸输入的第一触摸操作和使用第一电极和第二电极感测触摸输入的第二触摸操作两者。

为了方便，仅使用显示面板内的第一电极的第一触摸操作可以被表示为“盒内触摸”，并且使用所有第一电极和第二电极的第二触摸操作可以被表示为“力触摸”，但不限于这些表达。

也就是说，触摸驱动器可以将第一电极驱动信号仅施加到第一电极并且测量在第一电极中产生的自电容以感测在盒内触摸操作时段期间的触摸输入。

此外，在力触摸操作期间，触摸驱动器可以将第一电极驱动信号施加到第一电极，并将第二电极驱动信号施加到作为切割底盖或中间框架中的一个的第二电极，然后测量第一电极和第二电极之间的互电容以感测触摸压力。

可以以时分方式驱动盒内触摸模式(第一触摸操作)和力触摸模式(第二触摸操作)。

图12示出了根据本示例实施方式的力触摸显示设备中的盒内触摸模式、显示模式和力触摸模式的时分驱动方法的示例。

如图12所示，在根据本示例实施方式的显示设备中，以时分方式重复地执行用于触摸操作模式和在像素上显示图像的显示操作模式。

例如，如图12所示，在第一触摸操作时段T1中，对图11所示的触摸电极块中的第一触摸电极块至第三触摸电极块执行盒内触摸模式，然后对图11所示的触摸电极块中的第一触摸电极块至第三触摸电极块执行第一显示操作模式D1。

然后，在第二触摸操作时段T2中，对第四触摸电极块至第六触摸电极块执行盒内触摸感测，然后对第四触摸电极块至第六触摸电极块执行第二显示操作模式D2。然后，在第三触摸操作期间T3中，对第七触摸电极块至第九触摸电极块执行盒内触摸感测。

例如，在图11所示的触摸电极的布局中，重复包括在第一触摸操作时段T1期间在T-MUX的控制下将第一电极驱动信号仅顺序施加到第一至第三第一触摸电极块和第一至第三第二触摸电极块并且在第二触摸操作时段T2期间在T-MUX的控制下将第一电极驱动信号仅顺序地施加到第四至第六第一触摸电极块和第四至第六第二触摸电极块的操作以执行盒内触摸感测。

然后，在第四触摸操作时段T4中，执行力触摸感测。也就是说，在第四触摸操作时段T4期间，依次向所有第一电极施加第一电极驱动信号。同时，将接地信号施加到第二电极。然后，测量两个电极之间的电容以感测力触摸。

因此，经由盒内触摸感测识别触摸位置，然后经由力触摸感测确认触摸位置。

这样，在单个显示面板上执行触摸感测两次，因此可以进一步改善触摸识别。

在该示例中，盒内触摸感测操作和力触摸感测操作可能需要大约1/120秒来完成。因此，触摸感测频率可以是120Hz，但不限于此。

图13示出了根据本示例实施方式的经由第二电极的移位的示例力触摸操作，并且示出了中心区域A1上的触摸感测信号以及边缘区域A2上的触摸感测信号A2的电平的数据格式或数量。图13示出了在图12所示的时分触摸感测中的第四触摸操作时段T4期间的力触摸感测的详细流程。

首先，施加与用于与底盖不交叠的中心区域A1的扫描起始信号(S1310)，然后接收作为触摸信号的在设置在中心区域A1中的第一电极和中间框架(第二电极)之间的第二电容C2并且感测触摸位置(S1320)。

根据S1320的详细流程，第一电极驱动信号被施加到包括中心区域A1和边缘区域A2的整个区域中的第一电极，并且第二电极驱动信号GND被施加到被选择为第二电极的中间框架，然后测量两个电极之间的电容。在这种情况下，触摸驱动器忽略从边缘区域A2测量的电容值，而仅获得从中心区域A1测量的电容值。

然后，当施加用于与底盖交叠的边缘区域A2的扫描起始信号(S1330)时，接收作为触摸信号的设置在边缘区域A2上的第一电极和切割底盖(第二电极)之间的第一电容C1并且感测触摸位置(S1340)。

根据S1340的详细流程，将第一电极驱动信号施加到包括中心区域A1和边缘区域A2的整个区域中的第一电极，并且将第二电极驱动信号GND施加到被选择为第二电极的切割底盖，然后测量两个电极之间的电容。在这种情况下，如图9所示，在中心区域A1中不存在与第一电极对应的第二电极。因此，不能从中心区域测量电容。因此，仅获得从边缘区域A2测量的电容值。

另外，如上文参照图9所述，从中心区域A1测量的第二电容C2的变化量大于从边缘区域A2测量的第一电容C1的变化量。

也就是说，边缘区域A2可以具有相对小的第一气隙AG1，并且中心区域A1可以具有大的第二气隙AG2，因此，如果施加相同的接触压力，则间隙的变化和电容的结果变化在中心区域中可能更大。

因此，在边缘区域A2中的力触摸灵敏度可能比在中心区域A1中更低。

因此，为了反映中心区域和边缘区域中的不同的力触摸灵敏度，并且如上所述，中心区域A1上的触摸感测的第一电平的数量可以被设置为大于边缘区域上的触摸感测的第二电平的数量。

例如，如图13所示，从中心区域A1测量的力触摸信号是具有8位的数据，并且可以具有总共256个第一电平，并且从边缘区域A2测量的力触摸信号是具有2位的数据，并且可以具有总共4个第二电平。

这样，通过向从中心区域A1和边缘区域A2测量的力触摸感测信号施加不同灵敏度或不同数量的电平，可以在边缘区域中延伸力触摸感测区域，并且也可以在中心区域中比在边缘区域中更精确地执行力触摸感测。

如上所述，如果使用根据本示例实施方式的触摸显示设备，则显示设备的整个区域可以在力触摸方法中确保均匀的触摸性能，在所述力触摸方法中底盖的被配置为支承显示面板的后表面的部分区域被切割。

例如，在底盖切割力触摸显示设备中，显示设备的整个区域可以根据力触摸感测区域通过选择性地将接地(GND)信号施加到构造成支承组设备的后表面的中间框架和切割底盖来确保均匀的触摸性能。

此外，在感测到在存在切割底盖的边缘区域上的力触摸的情况下，可以将接地信号施加到底盖。这里，可以将显示面板的边缘区域上的力触摸感测的第二电平的数量设置为小于在显示面板的中心区域上用于力触摸感测的第一电平的数量。因此，可以提高整个显示设备的力触摸性能。

对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的技术构思或范围的情况下，可以在本公开中进行各种修改和变化。因此，只要本公开的修改和变化落入所附权利要求及其等同物的范围内，本公开的实施方式就旨在覆盖这些修改和变化。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年9月29日提交的韩国专利申请No.10-2016-0125600的优先权，其全部内容通过引用并入本文，如同在此进行完全阐述。

Claims (15)

1.一种触摸显示设备，该触摸显示设备包括：

显示面板；

多个第一电极，所述多个第一电极设置在所述显示面板内；以及

第二电极，所述第二电极用于感测用户的触摸力，

其中，在所述第一电极与所述第二电极之间形成间隙，所述间隙在施加所述用户的触摸力时是可变的，

其中，底盖的一部分被去除或切割，并且使用切割底盖或中间框架作为第二电极。

2.根据权利要求1所述的触摸显示设备，其中，所述触摸显示设备在显示模式下、第一触摸模式下和第二触摸模式下操作。

3.根据权利要求2所述的触摸显示设备，其中，在所述第一触摸模式下，第一电极驱动信号被施加到所述第一电极，并且其中，在所述第二触摸模式下，所述第一电极驱动信号被施加到所述第一电极且第二电极驱动信号被施加到所述第二电极。

4.根据权利要求2所述的触摸显示设备，其中，所述第一触摸模式用于感测所述第一电极的不与所述切割底盖交叠的中心区域上的触摸，并且所述第二触摸模式用于感测所述第一电极的与所述切割底盖局部交叠的边缘区域上的触摸。

5.根据权利要求1所述的触摸显示设备，该触摸显示设备还包括：覆盖玻璃、中间框架以及形成液晶显示模块LCM的液晶显示面板、背光单元和所述切割底盖，所述切割底盖形成用于所述背光单元的支承结构，所述覆盖玻璃被配置为保护所述液晶显示面板的前表面，所述中间框架被配置为支承所述LCM的后部。

6.根据权利要求5所述的触摸显示设备，其中，所述第一电极与所述第二电极之间的间隙包括第一间隙，所述第一间隙是可变间隙并且形成在所述液晶显示面板的后表面与所述背光单元之间。

7.根据权利要求1所述的触摸显示设备，其中，在所述第一电极的与所述切割底盖局部交叠的边缘区域中，所述切割底盖与所述显示面板的有效显示区域的一部分交叠，其中，选择性地使用所述中间框架和所述切割底盖作为所述第二电极。

8.根据权利要求7所述的触摸显示设备，其中，触摸驱动器适于选择所述中间框架作为所述第二电极以感测所述第一电极的不与所述切割底盖交叠的中心区域上的触摸，或者所述触摸驱动器适于选择所述切割底盖作为所述第二电极以感测所述边缘区域上的触摸。

9.根据权利要求8所述的触摸显示设备，其中，所述触摸驱动器适于以时分方式在所述中心区域和所述边缘区域上驱动触摸输入感测。

10.根据上述权利要求中的任一权利要求所述的触摸显示设备，其中，所述中间框架和所述切割底盖中的未被选择作为所述第二电极的一个被浮置并且保持在高阻抗状态下。

11.根据权利要求1所述的触摸显示设备，其中，在所述显示面板的边缘与所述底盖之间设置粘合构件，以在背光单元与所述显示面板之间形成第一间隙。

12.根据权利要求1所述的触摸显示设备，其中，用于感测所述第一电极的不与所述切割底盖交叠的中心区域上的力触摸的电平与用于感测所述第一电极的与所述切割底盖局部交叠的边缘区域上的力接触的电平不同。

13.根据权利要求1所述的触摸显示设备，其中，在数据驱动电路中包括触摸驱动器，并且所述数据驱动电路包括第一接地输出端子、第二接地输出端子和切换单元，所述切换单元被配置为将接地信号的输出切换到所述第一接地输出端子或所述第二接地输出端子。

14.根据权利要求13所述的触摸显示设备，该触摸显示设备还包括柔性印刷电路FPC，所述FPC连接到所述数据驱动电路并且包括从所述第一接地输出端子延伸的第一接地信号线和从所述第二接地输出端子延伸的第二接地信号线，其中，所述第一接地信号线电连接到所述切割底盖，并且所述第二接地信号线电连接到所述中间框架。

15.根据权利要求1所述的触摸显示设备，该触摸显示设备还包括：

背光单元，所述背光单元被配置为向所述显示面板提供光，

其中，在所述背光单元与所述显示面板之间设置第一间隙，其中，当触摸驱动器感测到边缘区域上的触摸输入时，所述触摸驱动器适于测量由所述第一间隙的变化引起的电容变化并且感测所述触摸输入。