驱动电路、触摸显示装置以及驱动触摸显示装置的方法

摘要

公开一种驱动电路、触摸显示装置以及驱动触摸显示装置的方法，其中当用户触摸屏幕时，不仅能够感测触摸点，而且还能够有效感测用户按压屏幕的触摸力的等级，以便提供一系列功能。可提供现有技术的触摸感测技术不支持的多种功能。触摸显示装置包括：设置在显示面板内的多个第一电极；通过间隙与多个第一电极分离的一个或多个第二电极；和驱动电路，用于：在触摸驱动时段中向至少一个第一电极提供触摸驱动信号；基于触摸驱动信号感测触摸位置；在力驱动时段期间向至少一个第一电极提供第一力驱动信号，并且在力驱动时段期间向至少一个第二电极提供与第一力驱动信号不同的第二力驱动信号；并且基于第一和第二力驱动信号感测力触摸。

权利要求

1.一种触摸显示装置，包括：

设置在显示面板内的多个第一电极；

通过间隙与所述多个第一电极分离的一个或多个第二电极；和驱动电路，所述驱动电路用于：

在触摸驱动时段中向所述多个第一电极之中的至少一个第一电极提供触摸驱动信号；

基于所述触摸驱动信号感测触摸位置；

在力驱动时段期间向所述多个第一电极之中的所述至少一个第一电极提供第一力驱动信号，并且在所述力驱动时段期间向所述一个或多个第二电极的至少之一提供与所述第一力驱动信号不同的第二力驱动信号；并且基于所述第一力驱动信号和所述第二力驱动信号在所述力驱动时段期间感测力触摸，其中所述一个或多个第二电极包括多个第二电极，所述多个第二电极通过作为空气间隙或电介质间隙的间隙与所述多个第一电极分离，并且与所述多个第一电极一一对应，其中在所述力驱动时段中，所述驱动电路向所述多个第二电极之中的、与在所述触摸驱动时段中检测的触摸位置对应的具体一个第二电极施加所述第二力驱动信号，并且向所述多个第一电极之中的、与所述具体一个第二电极对应的一个第一电极施加所述第一力驱动信号，

其中所述一个或多个第二电极设置在所述显示面板的外部，其中所述触摸显示装置还包括用于在所述多个第一电极与所述一个或多个第二电极之间形成所述间隙的间隙结构单元，其中所述间隙结构单元具有框架形状并且位于所述显示面板的后表面的外围与所述一个或多个第二电极的外围之间，其中在所述力驱动时段中，所述第一力驱动信号和所述第二力驱动信号是脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中所述驱动电路将一个帧周期时分为显示驱动时段、所述触摸驱动时段和所述力驱动时段，其中所述驱动电路在所述显示驱动时段期间向所述多个第一电极提供公共电压。

3.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中所述触摸驱动信号在所述触摸驱动时段中是直流电压信号或脉冲信号。

4.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中在所述触摸驱动时段中，当所述触摸驱动信号被提供至所述多个第一电极之中的所述至少一个第一电极时，所述驱动电路向所述第二电极施加无负载驱动信号，所述无负载驱动信号与所述触摸驱动信号同相。

5.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中在所述力驱动时段中，当所述第一力驱动信号和所述第二力驱动信号是脉冲信号时，所述第一力驱动信号与所述第二力驱动信号同相或反相。

6.根据权利要求5所述的触摸显示装置，其中在所述力驱动时段中，当所述第一力驱动信号和所述第二力驱动信号是脉冲信号时，所述第二力驱动信号与所述第一力驱动信号同相，并且所述第二力驱动信号的幅度大于所述第一力驱动信号的幅度。

7.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中所述间隙的尺寸根据触摸力的等级而变化。

8.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中在所述力驱动时段中，所述驱动电路通过基于从所述多个第一电极的每一个接收的信号确定所述多个第一电极的每一个与所述一个或多个第二电极之间的电容变化，检测触摸力的等级，其中从所述多个第一电极的每一个接收的信号是基于所述第一力驱动信号和所述第二力驱动信号产生的。

9.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中在所述力驱动时段中，所述驱动电路向所述具体一个第二电极以及与所述具体一个第二电极邻近的周围第二电极施加所述第二力驱动信号，向所述多个第一电极之中的、与所述具体一个第二电极以及所述周围第二电极对应的第一电极施加所述第一力驱动信号。

10.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中所述触摸驱动信号和所述第一力驱动信号是相同的信号。

11.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发生电路、第一电极驱动电路、第二电极驱动电路和检测处理器，所述信号发生电路用于产生所述触摸驱动信号、所述第一力驱动信号和所述第二力驱动信号，在所述力驱动时段中，所述第一电极驱动电路从所述信号发生电路接收所述第一力驱动信号并且将所述第一力驱动信号施加至所述多个第一电极之中的所述至少一个电极，所述第二电极驱动电路将来自所述信号发生电路的第二力驱动信号施加至所述一个或多个第二电极的至少之一，并且所述第一电极驱动电路接收响应于所述第一力驱动信号和所述第二力驱动信号而产生的触摸感测信号，并且根据接收的触摸感测信号产生数字数据，所述检测处理器接收所述数字数据并且根据所述数字数据检测触摸力的等级。

12.根据权利要求11所述的触摸显示装置，其中所述第一电极驱动电路包括积分器和模拟‑数字转换器，其中所述积分器通过将来自所述信号发生电路的输入进行积分而产生输出值；所述模拟‑数字转换器将来自所述积分器的输出值转换为所述数字数据。

13.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发生电路、第一电极驱动电路、第二电极驱动电路、信号转换器和检测处理器，所述信号发生电路用于产生所述触摸驱动信号和所述第一力驱动信号，所述信号转换器通过转换由所述信号发生电路产生的第一力驱动信号的幅度、相位的至少之一产生所述第二力驱动信号；在所述力驱动时段中，所述第一电极驱动电路从所述信号发生电路接收所述第一力驱动信号并且将所述第一力驱动信号施加至所述多个第一电极之中的所述至少一个电极，所述第二电极驱动电路将来自所述信号转换器的第二力驱动信号施加至所述一个或多个第二电极的至少之一，并且所述第一电极驱动电路接收响应于所述第一力驱动信号和所述第二力驱动信号而产生的触摸感测信号，并且根据接收的触摸感测信号产生数字数据，所述检测处理器接收所述数字数据并且根据所述数字数据检测触摸力的等级。

14.一种触摸显示装置的驱动方法，所述触摸显示装置包括设置在显示面板内的多个第一电极以及通过间隙与所述多个第一电极分离的一个或多个第二电极，所述方法包括：在触摸驱动时段期间向所述多个第一电极之中的至少一个第一电极提供触摸驱动信号；

基于所述触摸驱动信号感测触摸位置；

在力驱动时段期间向所述多个第一电极之中的所述至少一个第一电极提供第一力驱动信号，并且在所述力驱动时段期间向所述一个或多个第二电极的至少之一提供与所述第一力驱动信号不同的第二力驱动信号；以及基于所述第一力驱动信号和所述第二力驱动信号在所述力驱动时段期间感测力触摸，其中所述一个或多个第二电极包括多个第二电极，所述多个第二电极通过作为空气间隙或电介质间隙的间隙与所述多个第一电极分离，并且与所述多个第一电极一一对应，其中在所述力驱动时段中，向所述多个第二电极之中的、与在所述触摸驱动时段中检测的触摸位置对应的具体一个第二电极施加所述第二力驱动信号，并且向所述多个第一电极之中的、与所述具体一个第二电极对应的一个第一电极施加所述第一力驱动信号，其中所述一个或多个第二电极设置在所述显示面板的外部，其中所述触摸显示装置还包括用于在所述多个第一电极与所述一个或多个第二电极之间形成所述间隙的间隙结构单元，其中所述间隙结构单元具有框架形状并且位于所述显示面板的后表面的外围与所述一个或多个第二电极的外围之间，其中在所述力驱动时段中，所述第一力驱动信号和所述第二力驱动信号是脉冲信号。

15.一种用于驱动触摸显示装置的驱动电路，所述触摸显示装置包括设置在显示面板内的多个第一电极以及通过间隙与所述多个第一电极分离的一个或多个第二电极，所述驱动电路包括：

第一电路，所述第一电路在触摸驱动时段期间向所述多个第一电极之中的至少一个第一电极提供触摸驱动信号，在力驱动时段期间向所述多个第一电极之中的所述至少一个第一电极提供第一力驱动信号，并且在所述力驱动时段期间向所述一个或多个第二电极的至少之一提供与所述第一力驱动信号不同的第二力驱动信号；和第二电路，所述第二电路基于所述触摸驱动信号感测触摸位置，并且基于所述第一力驱动信号和所述第二力驱动信号感测力触摸，其中所述一个或多个第二电极包括多个第二电极，所述多个第二电极通过作为空气间隙或电介质间隙的间隙与所述多个第一电极分离，并且与所述多个第一电极一一对应，其中在所述力驱动时段中，所述第一电路向所述多个第二电极之中的、与在所述触摸驱动时段中检测的触摸位置对应的具体一个第二电极施加所述第二力驱动信号，并且向所述多个第一电极之中的、与所述具体一个第二电极对应的一个第一电极施加所述第一力驱动信号，

其中所述一个或多个第二电极设置在所述显示面板的外部，其中所述触摸显示装置还包括用于在所述多个第一电极与所述一个或多个第二电极之间形成所述间隙的间隙结构单元，其中所述间隙结构单元具有框架形状并且位于所述显示面板的后表面的外围与所述一个或多个第二电极的外围之间，其中在所述力驱动时段中，所述第一力驱动信号和所述第二力驱动信号是脉冲信号。

16.根据权利要求15所述的驱动电路，其中所述驱动电路将一个帧周期时分为显示驱动时段、所述触摸驱动时段和所述力驱动时段，其中所述第一电路在所述显示驱动时段期间向所述多个第一电极提供公共电压。

17.根据权利要求15所述的驱动电路，其中所述触摸驱动信号在所述触摸驱动时段中是直流电压信号或脉冲信号。

18.根据权利要求15所述的驱动电路，其中在所述触摸驱动时段中，当所述触摸驱动信号被提供至所述多个第一电极之中的所述至少一个第一电极时，所述第一电路向所述第二电极施加无负载驱动信号，所述无负载驱动信号与所述触摸驱动信号同相。

19.根据权利要求15所述的驱动电路，其中在所述力驱动时段中，当所述第一力驱动信号和所述第二力驱动信号是脉冲信号时，所述第一力驱动信号与所述第二力驱动信号同相或反相。

20.根据权利要求19所述的驱动电路，其中在所述力驱动时段中，当所述第一力驱动信号和所述第二力驱动信号是脉冲信号时，所述第二力驱动信号与所述第一力驱动信号同相，并且所述第二力驱动信号的幅度大于所述第一力驱动信号的幅度。

21.根据权利要求15所述的驱动电路，其中在所述力驱动时段中，所述第二电路通过基于从与所述具体一个第二电极对应的一个第一电极接收的信号确定在与所述具体一个第二电极对应的一个第一电极与所述具体一个第二电极之间的电容变化，检测触摸力的等级，其中从与所述具体一个第二电极对应的一个第一电极接收的信号是基于所述第一力驱动信号和所述第二力驱动信号产生的。

说明书

驱动电路、触摸显示装置以及驱动触摸显示装置的方法

[0001] 本申请要求享有于2016年1月29日提交的韩国专利申请No.10‑2016‑0011723的优先权，为了所有目的通过参考将该专利申请结合在此，如同在此完全阐述一样。

技术领域

[0002] 本公开内容涉及一种驱动电路、触摸显示装置以及驱动触摸显示装置的方法。

背景技术

[0003] 随着信息社会的发展，对于能够显示图像的各种类型的显示装置的需求逐渐增加。普遍使用的显示装置的类型包括液晶显示(LCD)装置、等离子体显示面板(PDP)和有机
发光二极管(OLED)显示装置。

[0004] 根据各种装置特性，这些显示装置可包括在诸如智能电话和平板电脑之类的移动装置、以及诸如智能TV之类的中尺寸或更大尺寸的显示装置中，以提供方便用户的基于触
摸的用户界面。

[0005] 正在开发允许基于触摸的装置互动的这些显示装置，以提供更宽范围的功能，并且用户需求也正越发变得更加多样化。

[0006] 然而，当前可获得的触摸型用户界面被设计为仅检测用户触摸的点(触摸坐标)并在感测的触摸点处执行输入处理。在必须以多种类型和形状提供大量功能并且必须满足大
量用户需求的当前环境下，当前的触摸型用户界面受到限制。

发明内容

[0007] 本发明的各个方面提供了一种驱动电路、触摸显示装置以及驱动触摸显示装置的方法，其中当用户触摸屏幕时，不仅能够感测触摸点，而且还能够有效感测用户按压屏幕的
触摸力的等级，以便提供一系列功能。

[0008] 还提供了一种驱动电路、触摸显示装置以及驱动触摸显示装置的方法，其中设置在显示面板内的单一类型的电极能够用于包括显示(图像输出)、触摸感测和力感测的三个
不同的驱动操作。

[0009] 还提供了一种驱动电路、触摸显示装置以及驱动触摸显示装置的方法，其中当设置在显示面板内的单一类型的电极用于包括显示(图像输出)、触摸感测和力感测的三个不
同的驱动操作时，能够在没有混乱或干扰的情况下执行这三个不同的驱动操作。

[0010] 根据本发明的一个方面，一种触摸显示装置可包括：设置在显示面板内的多个第一电极；设置在所述显示面板外部的第二电极；和驱动电路，所述驱动电路在每个触摸驱动
时段中向所述多个第一电极之中的至少一个第一电极提供触摸驱动信号，并且在力驱动时
段中向所述多个第一电极之中的所述至少一个第一电极施加第一力驱动信号且向所述第
二电极施加第二力驱动信号。

[0011] 根据本发明的另一个方面，提供了一种触摸显示装置的驱动方法。所述方法包括：在显示驱动时段中驱动显示面板；在触摸驱动时段中通过依次驱动设置在显示面板内的多
个第一电极之中的至少一个第一电极，确定屏幕是否被触摸/或检测触摸点；以及在力驱动
时段中通过驱动多个第一电极之中的至少一个第一电极并且驱动第二电极，检测触摸力的
等级，其中在所述第二电极与所述多个第一电极的每一个之间形成间隙，所述间隙的尺寸
根据触摸力的等级而变化。

[0012] 根据本发明的再一个方面，一种驱动电路包括：信号发生电路，所述信号发生电路产生触摸驱动信号和第一力驱动信号；第一电极驱动电路，所述第一电极驱动电路在触摸
驱动时段中接收所述触摸驱动信号并将所述触摸驱动信号依次施加至多个第一电极之中
的至少一个第一电极，并且所述第一电极驱动电路在力驱动时段中接收所述第一力驱动信
号并将所述第一力驱动信号施加至所述多个第一电极之中的至少一个第一电极；和第二电
极驱动电路，所述第二电极驱动电路在所述力驱动时段中向设置在显示面板外部的第二电
极施加第二力驱动信号。

[0013] 根据本发明的又一个方面，一种驱动电路包括：触摸驱动电路，所述触摸驱动电路在触摸驱动时段中向设置在显示面板内的多个第一电极之中的至少一个第一电极依次施
加触摸驱动信号；和力驱动电路，所述力驱动电路在力驱动时段中向所述多个第一电极之
中的至少一个第一电极施加第一力驱动信号。

[0014] 根据如上阐述的本发明，当用户触摸屏幕时，不仅能够感测触摸点，而且还能够有效感测用户按压屏幕的触摸力的等级，以便提供一系列功能。本发明可提供现有技术的触
摸感测技术不支持的多种功能。

[0015] 根据本发明，设置在显示面板内的单一类型的电极能够用于包括显示(图像输出)、触摸感测和力感测的三个不同的驱动操作，由此减少了三个驱动操作所需的电极的数
量。

[0016] 根据本发明，当设置在显示面板内的单一类型的电极用于包括显示(图像输出)、触摸感测和力感测的三个不同的驱动操作时，能够在没有混乱或干扰的情况下执行这三个
不同的驱动操作。

[0017] 在一个实施方式中，一种触摸显示装置包括：设置在显示面板内的多个第一电极；通过间隙与所述多个第一电极分离的一个或多个第二电极；和驱动电路，所述驱动电路用
于：在触摸驱动时段中向所述多个第一电极之中的至少一个第一电极提供触摸驱动信号；
基于所述触摸驱动信号感测触摸位置；在力驱动时段期间向所述多个第一电极之中的所述
至少一个第一电极提供第一力驱动信号，并且在所述力驱动时段期间向所述一个或多个第
二电极的至少之一提供与所述第一力驱动信号不同的第二力驱动信号；并且基于所述第一
力驱动信号和所述第二力驱动信号感测力触摸。

[0018] 在一个实施方式中，公开了一种触摸显示装置的驱动方法，所述触摸显示装置包括设置在显示面板内的多个第一电极以及通过间隙与所述多个第一电极分离的一个或多
个第二电极，所述方法包括：在触摸驱动时段期间向所述多个第一电极之中的至少一个第
一电极提供触摸驱动信号；基于所述触摸驱动信号感测触摸位置；在力驱动时段期间向所
述多个第一电极之中的所述至少一个第一电极提供第一力驱动信号，并且在所述力驱动时
段期间向所述一个或多个第二电极的至少之一提供与所述第一力驱动信号不同的第二力
驱动信号；以及基于所述第一力驱动信号和所述第二力驱动信号感测力触摸。

[0019] 在一个实施方式中，公开了一种用于驱动触摸显示装置的驱动电路，所述触摸显示装置包括设置在显示面板内的多个第一电极以及通过间隙与所述多个第一电极分离的
一个或多个第二电极，所述驱动电路包括：第一电路，所述第一电路在触摸驱动时段期间向
所述多个第一电极之中的至少一个第一电极提供触摸驱动信号，在力驱动时段期间向所述
多个第一电极之中的所述至少一个第一电极提供第一力驱动信号，并且在所述力驱动时段
期间向所述一个或多个第二电极的至少之一提供与所述第一力驱动信号不同的第二力驱
动信号；和第二电路，所述第二电路基于所述触摸驱动信号感测触摸位置并且基于所述第
一力驱动信号和所述第二力驱动信号感测力触摸。

附图说明

[0020] 从下面结合附图的详细描述将更清楚地理解本发明的上述和其他的目的、特征和优点，其中：

[0021] 图1示意性图解了根据示范性实施方式的触摸显示装置；

[0022] 图2图解了根据本发明实施方式的触摸显示装置的三个驱动操作；

[0023] 图3示意性解释了根据本发明实施方式的触摸显示装置的触摸感测方法；

[0024] 图4A、图4B、图5A和图5B示意性解释了根据本发明实施方式的触摸显示装置的力感测方法；

[0025] 图6图解了根据本发明实施方式的触摸感测中所使用的触摸驱动信号；

[0026] 图7A到7H图解了根据本发明实施方式的力感测中所使用的第一力驱动信号和第二力驱动信号；

[0027] 图8A是在力驱动时段中，根据本发明实施方式的触摸显示装置的驱动电路的示例图；

[0028] 图8B是在触摸驱动时段中，根据本发明实施方式的触摸显示装置的驱动电路的示例图；

[0029] 图9图解了在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，响应于软触摸(soft touch)的输入信号的强度和响应于力触摸的输入信号的强度；

[0030] 图10A和图10B图解了在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，响应于软触摸和力触摸的输入信号的强度分布；

[0031] 图11A和图11B示意性图解了根据本发明实施方式的触摸显示装置的力感测结构；

[0032] 图12A是根据本发明实施方式的具有力感测结构的触摸显示装置的剖面图；

[0033] 图12B图解了间隙G的尺寸响应于力触摸而变化的情况；

[0034] 图13A和图13B图解了根据本发明实施方式的触摸显示装置100的驱动电路；

[0035] 图14A和图14B图解了根据本发明实施方式的触摸显示装置100的信号供给结构；

[0036] 图15图解了根据本发明实施方式的触摸显示装置的三个驱动时段以及根据驱动时段被施加至第一电极和第二电极的信号；

[0037] 图16A到图16C图解了在根据本发明实施方式的触摸显示装置中分配三个驱动时段的第一方法；

[0038] 图17A到图17E图解了在根据本发明实施方式的触摸显示装置中分配三个驱动时段的第二方法；

[0039] 图18A和图18B图解了根据本发明实施方式的触摸显示装置的无负载驱动；

[0040] 图19图解了在根据本发明实施方式的触摸显示装置的驱动电路中，第一电极驱动电路的开关电路和信号检测电路；

[0041] 图20图解了在根据本发明实施方式的触摸显示装置的驱动电路中，第一电极驱动电路的开关电路和信号检测电路的示范性实施方式；

[0042] 图21A到图21C图解了根据本发明实施方式的触摸显示装置的触摸感测和力感测的信号检测处理；

[0043] 图22图解了在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，为了有效的力感测的目的，第一电极的示范性分组；

[0044] 图23图解了在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，由两个或更多个分割电极组成的示范性第二电极；

[0045] 图24图解了在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，由分割电极组成的第二电极的驱动方法；

[0046] 图25A和图25B图解了根据本发明实施方式的触摸显示装置中的第二电极的示范性部分驱动；

[0047] 图26是图解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；以及

[0048] 图27到图30图解了根据本发明实施方式的触摸显示装置的示范性显示驱动IC。

具体实施方式

[0049] 现在将详细描述本发明的实施方式，附图中图解了这些实施方式的一些例子。在整个文本中，应当参照附图，其中将使用相同的参考数字和标记表示相同或相似的组件。在
本发明随后的描述中，在本发明的主题可能变得不清楚的情况下，将省略对本文涉及到的
已知功能和组件的详细描述。

[0050] 还将理解到，尽管在此可能使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”和“(b)”之类的术语来描述各种要素，但这些术语仅用于区分一个要素与另一个要素。这些术语不限制
这些要素的本质、顺序、等级或编号。将理解到，当一要素被称为“连接至”或“耦接至”另一
要素时，其不仅能够“直接连接或耦接至”其他要素，而且其还能够经由“中间”要素“间接连
接或耦接至”其他要素。在同一语境中，将理解到，当一要素被称为形成在另一要素“上”或
“下”时，其不仅能够直接形成在另一要素上或下，而且还能够经由中间要素间接形成在另
一要素上或下。

[0051] 图1示意性图解了根据示范性实施方式的触摸显示装置。

[0052] 参照图1，根据本发明实施方式的触摸显示装置100不仅能够提供显示图像的显示功能，而且还能够提供确定屏幕是否被诸如手指或笔之类的指示物触摸和/或检测触摸位
置(触摸坐标)的“触摸感测功能”以及检测与触摸屏幕的用户施加的力(压力)的量对应的
触摸力的等级的“力感测功能”。

[0053] 在此使用的术语“触摸”是指用户利用诸如手指或笔之类的指示物触摸显示面板110的行为。

[0054] 触摸可分为按压显示面板110的力(压力)的量等于或小于预定量级(或大小，magnitude)的“软触摸”以及按压显示面板110的力(压力)的量大于预定量级的“力触摸”。

[0055] 当执行软触摸时，触摸显示装置100能够使用触摸感测功能确定屏幕是否被触摸和/或检测触摸点(触摸坐标)。

[0056] 当执行力触摸时，触摸显示装置100能够使用力感测功能等检测用户施加的力或压力(触摸力)的量。

[0057] 对于触摸位置感测功能，指示物必须是包括导体或由导体形成的诸如手指或笔之类的指示物。相比之下，对于力感测功能，指示物不仅可以是由导体形成的指示物，而且还
可以是由非导体形成的指示物。用于力感测功能的指示物可以是能够按压屏幕的任何类型
的指示物。

[0058] 参照图1，根据本发明实施方式的触摸显示装置100包括多个第一电极E1、至少一个第二电极E2、以及驱动电路120。

[0059] 多个第一电极E1形成用于确定屏幕是否被触摸并检测触摸位置坐标所需的“触摸传感器”。多个第一电极E1可设置在与显示面板110分离的触摸屏面板上或者可设置在显示
面板110内。

[0060] 当多个第一电极E1设置在显示面板110内时，显示面板110可称为“触摸屏嵌入式显示面板”，其内设置有用作触摸传感器的多个第一电极E1。

[0061] 设置在显示面板110内的触摸屏可以是集成式(in‑cell)触摸屏面板或附加式(on‑cell)触摸屏面板。

[0062] 第二电极E2是被添加用来感测触摸力的等级的电极，第二电极E2可位于显示面板110的外部(例如，位于显示面板110的底部、顶部和侧部上)。

[0063] 为了感测触摸力，不仅第二电极E2进行操作，而且多个第一电极E1之中的至少一个第一电极E1也进行操作。

[0064] 因而，在根据本发明实施方式的触摸显示装置100中，设置在显示面板110内的多个第一电极E1和位于显示面板110外部的第二电极E2可统称为“力传感器”。

[0065] 图2图解了根据本发明实施方式的触摸显示装置100的三个驱动操作。

[0066] 参照图2，根据本发明实施方式的触摸显示装置100进行用于执行显示功能的显示驱动操作、用于执行触摸感测功能的触摸驱动操作、以及用于执行力感测功能的力驱动操
作。

[0067] 在预定的显示驱动时段中，根据本发明实施方式的触摸显示装置100通过驱动显示面板110中的数据线、栅极线等执行显示驱动操作。

[0068] 于是，能够给显示面板110提供显示功能，其中经由数据线和栅极线控制子像素的灰度级，以显示想要的图像。

[0069] 图3示意性解释了根据本发明实施方式的触摸显示装置100的触摸感测方法。

[0070] 参照图3，在预定的触摸驱动时段中，触摸显示装置100执行触摸驱动操作，以通过依次向多个第一电极E1施加触摸驱动信号TDS依次驱动多个第一电极E1。

[0071] 于是，触摸显示装置100能够通过基于响应于触摸驱动信号TDS而从第一电极E1接收的信号检测每个第一电极E1的电容变化，确定屏幕是否被触摸和/或检测触摸位置，其中
电容变化取决于每个第一电极E1与诸如手指之类的指示物之间是否形成电容C1。

[0072] 在能够实现触摸感测功能的指示物中，其面板接触部分必须由导体形成。例如，指示物可以是面板接触部分由导体形成的手指或笔。

[0073] 图4A和图4B示意性解释了当使用面板接触部分由导体形成的指示物执行力触摸时，根据本发明实施方式的触摸显示装置的力感测方法。图5A和图5B示意性解释了当使用
面板接触部分由非导体形成的指示物执行力触摸时，根据本发明实施方式的触摸显示装置
的力感测方法。

[0074] 参照图4A到5B，触摸显示装置100通过在向第二电极E2施加第二力驱动信号FDS2的同时向多个第一电极E1之中的至少一个第一电极E1施加第一力驱动信号FDS1，执行力驱
动操作。

[0075] 在能够实现力感测功能的指示物中，其面板接触部分可由导体或非导体形成。

[0076] 具有导电的面板接触部分的指示物例如可以是面板接触部分由导体形成的手指或笔。具有非导电的面板接触部分的指示物例如可以是面板接触部分由非导体形成的戴手
套的手指或笔。

[0077] 参照图4A到图5B，为了能够实现用于确定触摸力的存在以及触摸力的量的力感测功能，在多个第一电极E1与第二电极E2之间必须存在至少一个间隙G，至少一个间隙G的尺
寸可根据触摸力的量而变化。

[0078] 间隙G仅需要存在于多个第一电极E1与第二电极E2之间。间隙G的位置可根据周围结构而不同地确定。

[0079] 间隙G例如可以是空气间隙或电介质间隙。

[0080] 参照图4A和4B，响应于力驱动操作，第一力驱动信号FDS1被施加至多个第一电极E1之中的至少一个第一电极E1并且第二力驱动信号FDS2被施加至第二电极E2。于是，在被
施加第一力驱动信号FDS1的第一电极E1与面板接触部分由导体形成的指示物之间形成第
一电容C1。在被施加第一力驱动信号FDS1的第一电极E1与被施加第二力驱动信号FDS2的第
二电极E2之间形成第二电容C2。

[0081] 第一电极E1与第二电极E2之间的间隙G的尺寸根据触摸力而变化，由此改变第一电极E1与第二电极E2之间的第二电容C2。

[0082] 触摸显示装置100能够通过基于响应于驱动信号FDS1和FDS2而从多个第一电极E1接收的信号确定第一电极E1与第二电极E2之间的第二电容C2的大小的变化，执行确定触摸
力的存在和/或触摸力的量的力感测功能。

[0083] 参照图5A和5B，响应于力驱动操作，第一力驱动信号FDS1被施加至多个第一电极E1之中的至少一个第一电极E1并且第二力驱动信号FDS2被施加至第二电极E2。于是，在被
施加第一力驱动信号FDS1的第一电极E1与面板接触部分由非导体形成的指示物之间未形
成电容，而在被施加第一力驱动信号FDS1的第一电极E1与被施加第二力驱动信号FDS2的第
二电极E2之间形成第二电容C2。

[0084] 第一电极E1与第二电极E2之间的间隙G的尺寸根据触摸力而变化，由此改变第一电极E1与第二电极E2之间的第二电容C2。

[0085] 触摸显示装置100能够通过基于从多个第一电极E1接收的信号确定第一电极E1与第二电极E2之间的第二电容C2的大小的变化，执行确定触摸力的存在和/或触摸力的量的
力感测功能。

[0086] 如上所述，在结构上形成在第一电极E1与第二电极E2之间的间隙G使得第一电极E1与第二电极E2之间的第二电容C2根据触摸力的等级而变化，由此能够基于电容的变化执
行力感测。

[0087] 图6图解了根据本发明实施方式的用于触摸感测功能的触摸驱动信号TDS。

[0088] 参照图6，在触摸驱动时段中，施加至第一电极E1的触摸驱动信号TDS可以是DC电压信号或脉冲信号。

[0089] 因而，考虑到触摸驱动的效率和触摸感测的精度，可使用各种触摸驱动信号TDS。

[0090] 图7A到7H图解了根据本发明实施方式的用于力感测功能的第一力驱动信号FDS1和第二力驱动信号FDS2。

[0091] 力感测功能仅需要在第一电极E1与第二电极E2之间形成电位差。

[0092] 在这点上，如图7A到图7H中所示，在力驱动时段中，施加至第一电极E1和第二电极E2的第一力驱动信号FDS1和第二力驱动信号FDS2可具有各种组合。

[0093] 如图7A和7B中所示，第一力驱动信号FDS1和第二力驱动信号FDS2可以是脉冲信号。

[0094] 在此，第一力驱动信号FDS1可以是脉冲信号，其幅度对应于电压V1，并且第二力驱动信号FDS2可以是脉冲信号，其幅度对应于电压V2。V1和V2可以是相同的电压或不同的电
压。当第一力驱动信号FDS1和第二力驱动信号FDS2是反相关系的脉冲信号时，V1和V2可以
是相同大小的电压。

[0095] 如图7C和图7D中所示，第一力驱动信号FDS1可以是脉冲信号，并且第二力驱动信号FDS2可以是具有第二DC电压的信号。

[0096] 在此，第一力驱动信号FDS1可以是脉冲信号，其幅度对应于电压V1。第二力驱动信号FDS2可以是具有与地电压对应的第二DC电压的信号或者具有与电压V2的第二参考电压
Vref2对应的第二DC电压的信号。

[0097] 如图7E和7F中所示，第一力驱动信号FDS1可以是具有第一DC电压的信号，并且第二力驱动信号FDS2可以是脉冲信号。

[0098] 在此，第一力驱动信号FDS1可以是具有与地电压对应的第一DC电压的信号或者具有与电压V1的第一参考电压Vref1对应的第一DC电压的信号。第二力驱动信号FDS2可以是
脉冲信号，其幅度对应于电压V2。

[0099] 如图7G和图7H中所示，第一力驱动信号FDS1可以是具有第一DC电压的信号，并且第二力驱动信号FDS2可以是具有第二DC电压的信号。

[0100] 在此，第一力驱动信号FDS1可以是具有与地电压对应的第一DC电压的信号或者具有与电压V1的第一参考电压Vref1对应的第一DC电压的信号。第二力驱动信号FDS2可以是
具有与地电压对应的第二DC电压的信号或者具有与电压V2的第二参考电压Vref2对应的第
二DC电压的信号。

[0101] 第一DC电压可以是地电压GND或不是地电压GND而是第一参考电压Vref1。第二DC电压可以是地电压GND或不是地电压GND而是第二参考电压Vref2。第一参考电压Vref1和第
二参考电压Vref2可以是相同的电压或不同的电压。

[0102] 如上所述，可使用第一力驱动信号FDS1和第二力驱动信号FDS2的各种组合之一提供有效的力驱动。

[0103] 在上述各种组合之中，在力驱动时段F中，第一力驱动信号FDS1和第二力驱动信号FDS2可以是脉冲信号。在这种情形中，如图7A中所示，第一力驱动信号FDS1和第二力驱动信
号FDS2可具有其中信号的相位相同的同相关系。可选择地，如图7B中所示，第一力驱动信号
FDS1和第二力驱动信号FDS2可以是其中信号的相位具有180°的相位差的反相关系。

[0104] 如上所述，可考虑到信号生成部件、力驱动部件和感测部件适当选择作为脉冲信号的第一力驱动信号FDS1和第二力驱动信号FDS2之间的相位关系(同相关系或反相关系)，
由此提高信号生成部件、力驱动部件和感测部件的效率。

[0105] 如图7A中所示，在力驱动时段F中，当第一力驱动信号FDS1和第二力驱动信号FDS2是具有同相关系的脉冲信号时，第二力驱动信号FDS2可以是相位与第一力驱动信号FDS1相
同且幅度大于第一力驱动信号FDS1的信号。

[0106] 如上所述，当每个都具有脉冲信号的形式的第一力驱动信号FDS1和第二力驱动信号FDS2是同相关系时，第二力驱动信号FDS2的幅度V2可设定为大于第一力驱动信号FDS1的
幅度V1。因而，当基于从第一电极E1接收的信号执行力感测功能时，可通过精确地确定相应
触摸是力触摸还是软触摸，精确地确定触摸力的存在和/或触摸力的量。

[0107] 如图7G和图7H中所示，在力驱动时段F中，当第一力驱动信号FDS1是具有第一DC电压的信号并且第二力驱动信号FDS2是具有第二DC电压的信号时，第一DC电压和第二DC电压
可以是不同的电压。

[0108] 例如，如图7G中所示，第一DC电压可以是地电压GND，第二DC电压可以是第二参考电压Vref2。可选择地，如图7H中所示，第一DC电压可以是第一参考电压Vref1，第二DC电压
可以是地电压GND。

[0109] 此外，第一DC电压可以是第一参考电压Vref1，第二DC电压可以是不同于第一参考电压Vref1的第二参考电压Vref2。

[0110] 如上所述，当第一力驱动信号FDS1是具有第一DC电压的信号并且第二力驱动信号FDS2是具有第二DC电压的信号时，第一DC电压和第二DC电压可设定为不同。因而，甚至在使
用每个都具有DC电压形式的第一力驱动信号FDS1和第二力驱动信号FDS2简单地执行力驱
动操作的情形中，也能够实现力感测功能。

[0111] 图8A是在力驱动时段中，根据本发明实施方式的触摸显示装置100的驱动电路120的示例图。

[0112] 如图8A中所示，驱动电路120包括第一力驱动信号提供部810、第二力驱动信号提供部820、积分器830、模拟‑数字转换器ADC和处理器840。第一力驱动信号提供部810通过两
个开关SW1和SW10的开/关控制给第一电极E1提供具有图7A到7H中所示的信号波形之一的
第一力驱动信号FDS1。第二力驱动信号提供部820通过两个开关SW2和SW20的开/关控制给
第二电极E2提供具有图7A到7H中所示的信号波形之一的第二力驱动信号FDS2。积分器830
包括运算放大器(OP‑AMP)、电容器C和电阻器R，积分器830通过将输入积分而产生输出值。
模拟‑数字转换器ADC将积分器输出的值转换为数字值。处理器840基于模拟‑数字转换器
ADC输出的数字值计算触摸位置坐标并感测触摸力。

[0113] 模拟‑数字转换器ADC和处理器840中的至少一个可设置在驱动电路120外部。

[0114] 图8A中所示的驱动电路120的电路构造仅是说明性的，其可以以各种形式实施。

[0115] 参照图8A，在力驱动操作中，驱动电路120向多个第一电极E1之中的至少一个第一电极E1施加第一力驱动信号FDS1并且向第二电极E2施加第二力驱动信号FDS2。驱动电路
120通过基于从每个第一电极E1或第一电极E1的组接收的信号(积分器830的输入)感测电
荷电平(或电压)，来确定相应第一电极E1或第一电极E1的组与第二电极E2之间的第二电容
C2的变化，由此确定触摸的触摸力的存在和/或量，其中电荷电平(或电压)取决于相应第一
电极E1或第一电极E1的组与第二电极E2之间的间隙G的尺寸的变化。

[0116] 参照图8A，从每个第一电极E1或第一电极E1的组接收的信号(积分器830的输入)对应于被充在指示物与第一电极E1之间的电容C1中的电荷Q1和被充在第一电极E1与第二
电极E2之间的电容C2中的电荷Q2的电荷总和Q1+Q2。

[0117] 电荷总和Q1+Q2被充在积分器830内的电容器C中并且作为感测电压Vsen从积分器830输出。

[0118] 然后，模拟‑数字转换器ADC将感测电压Vsen转换为数字值。

[0119] 处理器840能够基于从模拟‑数字转换器ADC输出的数字值确定触摸力的存在和/或量。

[0120] 当确定产生了触摸力时，能够执行对应于触摸力而预先设定的应用或功能。

[0121] 可选择地，当确定了触摸力的量时，能够执行对应于触摸力的量而预先设定的应用或功能。

[0122] 图8B是在触摸驱动时段中，根据本发明实施方式的触摸显示装置的驱动电路的示例图。

[0123] 参照图8B，在触摸驱动操作中，驱动电路120向多个第一电极E1之中的至少一个第一电极E1施加触摸驱动信号TDS。驱动电路120基于从每个第一电极E1或第一电极E1的组接
收的信号(积分器830的输入)确定相应第一电极E1或第一电极E1的组与指示物(例如手指)
之间的电容C1的变化，由此确定触摸的位置。

[0124] 通过交替开/关控制两个开关SW1和SW10(SW1＝OFF,SW10＝ON‑>SW1＝ON,SW10＝OFF‑>SW1＝OFF,SW10＝ON‑>……)产生触摸驱动信号TDS。触摸驱动信号TDS是具有期望幅
度的脉冲信号(例如，如果V0＝0[伏]，则幅度＝V1[伏])。

[0125] 触摸驱动信号TDS可与用于第一电极E1的第一力驱动信号FDS1相同或相似。

[0126] 在触摸驱动操作中，两个开关SW2和SW20变为断开状态。因而，没有电压施加至第二电极E2。就是说，第二电极E2变为浮置状态。在相应第一电极E1或第一电极E1的组与第二
电极E2之间没有形成第二电容C2。

[0127] 参照图8B，从每个第一电极E1或第一电极E1的组接收的信号(积分器830的输入)对应于被充在指示物与第一电极E1之间的电容C1中的电荷Q1。

[0128] 电荷Q1被充在积分器830内的电容器C中并且作为感测电压Vsen从积分器830输出。

[0129] 然后，模拟‑数字转换器ADC将感测电压Vsen转换为数字值。

[0130] 处理器840能够基于从模拟‑数字转换器ADC输出的数字值确定触摸的位置。

[0131] 下文中，将描述当根据本发明实施方式的触摸显示装置100执行力驱动操作，以能够区分软触摸和力触摸时，响应于软触摸和力触摸而有区别地产生的输入信号的特性。

[0132] 图9图解了在根据本发明实施方式的触摸显示装置100中，响应于软触摸的输入信号的强度和响应于力触摸的输入信号的强度。图10A和图10B图解了在根据本发明实施方式
的触摸显示装置100中，响应于软触摸和力触摸的输入信号的强度分布。

[0133] 在此，图9、图10A和图10B是假设第一力驱动信号FDS1和第二力驱动信号FDS2是如图7A和图7B中所示的脉冲信号为基础的。

[0134] 参照图9，可基于从模拟‑数字转换器ADC输出的数字值确定从第一电极E1接收的信号的强度。

[0135] 参照图9，在其中按压力的量等于或小于预定量级的软触摸的情形中，从模拟‑数字转换器ADC输出的数字值相对于没有触摸时从模拟‑数字转换器ADC输出的数字值(基准
线)来说具有正(+)值。

[0136] 参照图9，当第二力驱动信号FDS2与第一力驱动信号FDS1是同相关系时，在其中按压力的量超过预定量级的力触摸的情形中从模拟‑数字转换器ADC输出的数字值相对于没
有触摸时从模拟‑数字转换器ADC输出的数字值(基准线)来说具有负(‑)值。

[0137] 参照图9，当第二力驱动信号FDS2与第一力驱动信号FDS1是反相关系时，在其中按压力的量超过预定量级的力触摸的情形中从模拟‑数字转换器ADC输出的数字值相对于没
有触摸时从模拟‑数字转换器ADC输出的数字值(基准线)来说具有正(+)值，并且大于在其
中按压力的量等于或小于预定量级的软触摸的情形中从模拟‑数字转换器ADC输出的数字
值。

[0138] 如图10A中所示，在软触摸的情形中，从模拟‑数字转换器ADC输出的数字值的量级(信号强度)如此分布，即信号强度以基准线为基础在z轴的正(+)方向上逐渐增加。

[0139] 此外，如图10A中所示，参考软触摸的情形中的信号强度的分布，信号强度的较高值可集中在整个屏幕区域的发生软触摸的位置中。

[0140] 如图10B中所示，当假设在从显示面板110外部看时第二电极E2是一个整体板时，在力触摸的情形中，从模拟‑数字转换器ADC输出的数字值的量级(信号强度)如此分布，即
信号强度以基准线为基础在z轴的负(‑)方向上逐渐增加。

[0141] 此外，如图10B中所示，在力触摸的情形中，信号强度如此分布，即屏幕的中心点处的信号强度在负(‑)方向上最大并且信号强度从外周向着屏幕的中心逐渐增加。

[0142] 随着力触摸变强，多个第一电极E1与第二电极E2之间的间隙G的尺寸变化增加。因而，以在没有触摸时从模拟‑数字转换器ADC输出的数字值(基准线)为基础，从模拟‑数字转
换器ADC输出的数字值在z轴的负(‑)方向上具有更大的值。就是说，力触摸越强，信号强度
变得越大。

[0143] 图11A和图11B示意性图解了根据本发明实施方式的触摸显示装置100的力感测结构。

[0144] 参照图11A，根据本发明实施方式的触摸显示装置100包括设置在显示面板110内的多个第一电极E1和设置在显示面板110外部(例如下面)的第二电极E2。每个第一电极E1
是用于相应多个像素(未示出)的公共电极。

[0145] 此外，在多个第一电极E1与第二电极E2之间形成尺寸可响应于力触摸而变化的间隙G，使得力感测是可能的。

[0146] 在这点上，根据本发明实施方式的触摸显示装置100包括用于在多个第一电极E1与第二电极E2之间形成间隙G的间隙结构单元1000。间隙结构单元1000允许间隙G的尺寸响
应于力触摸而变化。

[0147] 间隙结构单元1000能够实现力感测功能。

[0148] 间隙结构单元1000的形状(例如框架形状)对应于显示面板110的轮廓形状。

[0149] 间隙结构单元1000可以是单独的结构或者可以通过现有的结构，比如引导板来实现。

[0150] 根据本发明实施方式的触摸显示装置100可以是各种类型的显示装置，比如液晶显示(LCD)装置或OLED显示装置。

[0151] 下文中，为了简便，将假设根据本发明实施方式的触摸显示装置100是LCD装置。

[0152] 参照图11B，在根据本发明实施方式的触摸显示装置100中，显示面板110包括其上设置有薄膜晶体管(TFT)等的第一基板1110和其上设置有滤色器(CF)等的第二基板1120。

[0153] 驱动芯片1130可设置在第一基板1110的外围部分(非有源区域)上，或者接合或连接至第一基板1110的外围部分(非有源区域)。

[0154] 驱动芯片1130可以是形成有数据驱动电路的芯片、包括驱动电路120内的第一电极驱动电路1310(参见图13A、图13B、图14A、图19等)的芯片、或者包括数据驱动电路和第一
电极驱动电路1310的芯片。在一些情形中，驱动芯片1130可以是包括驱动电路120的芯片。

[0155] 参照图11B，下基板1100设置在显示面板110下面。

[0156] 间隙结构单元1000可设置在下基板1100下面，或设置在下基板1100内或设置在下基板1100的一侧上。

[0157] 第二电极E2设置在间隙结构单元1000下面。

[0158] 第二电极E2可位于显示面板110的下基板1100下面或下基板1100内。

[0159] 如上所述，第二电极E2的位置或间隙结构单元1000的位置可进行各种设计。因而，力传感器结构能够被设计成适合于显示面板110和显示装置的设计结构。

[0160] 图12A是根据本发明实施方式的具有力感测结构的触摸显示装置100的剖面图，图12B图解了间隙G的尺寸响应于力触摸而变化的情况。

[0161] 参照图12A，显示面板110包括第一偏振板1210、第一基板1110、多个第一电极E1、第二基板1120和第二偏振板1220。

[0162] 在显示面板110的上部上设置有接合层1230和上盖1240。

[0163] 在显示面板110的下部上设置有下部结构1100。

[0164] 下部结构1100可以是作为显示装置的一部分的结构或者是被提供用于第二电极E2的单独结构。

[0165] 例如，下部结构1100可以是背光单元或LCD装置的后盖。

[0166] 此外，下部结构1100可以是能够在每个第一电极E1与第二电极E2之间形成电容器的任何结构。

[0167] 参照图12A，例如，间隙结构单元1000具有框架形状并且位于显示面板110的后表面的外围与第二电极E2的外围之间。

[0168] 此外，诸如背光单元之类的下部结构1100位于显示面板110的后表面(第一偏振板1210的后表面)与第二电极E2之间的由间隙结构单元1000限定的空间中。

[0169] 在显示面板110的后表面(第一偏振板1210的后表面)与下部结构1000之间存在间隙G，比如空气间隙或电介质间隙。

[0170] 参照图12B，在力触摸的情形中，上盖1240、显示面板110等稍微向下弯曲。

[0171] 因而，这改变了设置于第一电极E1与第二电极E2之间的诸如空气间隙或电介质间隙之类的间隙G的尺寸。

[0172] 当力触摸之前的间隙G被指定G1并且力触摸之后的间隙G被指定G2时，响应于触摸力，间隙G2减小为小于G1。

[0173] 在力触摸之后间隙G从G1减小为G2的情况下，第二电容C2改变，由此能够识别力触摸。

[0174] 图13A和图13B图解了根据本发明实施方式的触摸显示装置100的驱动电路120。

[0175] 参照图13A和图13B，根据本发明实施方式的触摸显示装置100的驱动电路120是能够改善触摸感测功能和力感测功能的电路。

[0176] 驱动电路120包括信号发生电路1300、第一电极驱动电路1310、第二电极驱动电路1320和检测处理器1330。

[0177] 信号发生电路1300产生并输出触摸驱动信号TDS和第一力驱动信号FDS1。

[0178] 根据是否通过信号发生电路1300产生第二力驱动信号FDS2，图13A和图13B图解了两个驱动电路120。

[0179] 具体地说，图13A图解了其中信号发生电路1300不仅产生和输出触摸驱动信号TDS和第一力驱动信号FDS1，而且还产生和输出第二力驱动信号FDS2。图13B图解了其中信号发
生电路1300产生和输出触摸驱动信号TDS和第一力驱动信号FDS1而不产生第二力驱动信号
FDS2。

[0180] 在触摸驱动时段T中，第一电极驱动电路1310从信号发生电路1300接收触摸驱动信号TDS并且将触摸驱动信号TDS依次施加至多个第一电极E1之中的至少一个第一电极。在
力驱动时段F中，第一电极驱动电路1310从信号发生电路1300接收第一力驱动信号FDS1并
且将第一力驱动信号FDS1施加至多个第一电极E1之中的至少一个第一电极。

[0181] 第一电极驱动电路1310包括积分器830和模拟‑数字转换器ADC，如图8A中所示。

[0182] 在力驱动时段F中，第二电极驱动电路1320将第二力驱动信号FDS2施加至位于显示面板110外部的第二电极E2。

[0183] 上述驱动电路120的使用不仅能够实现确定屏幕是否被触摸和/或检测触摸点的触摸感测功能，而且还能够实现确定触摸力的存在和/或量的力感测功能。

[0184] 参照图13A，信号发生电路1300还能够产生和输出第二力驱动信号FDS2。然后，第二电极驱动电路1320将从信号发生电路1300输出的第二力驱动信号FDS2传输至第二电极
E2。

[0185] 如上所述，由于信号发生电路1300不仅产生和输出第一力驱动信号FDS1，而且还产生和输出第二力驱动信号FDS2，所以使用与第一力驱动信号FDS1不同的第二力驱动信号
FDS2有利于力驱动操作。

[0186] 参照图13B，由于信号发生电路1300不产生第二力驱动信号FDS2，所以驱动电路120进一步包括信号转换器1340，信号转换器1340通过转换由信号发生电路1300产生的第
一力驱动信号FDS1的幅度、相位等中的至少一项产生第二力驱动信号FDS2。

[0187] 利用这种构造，信号发生电路1300仅需要产生第一力驱动信号FDS1。信号发生电路1300的信令负载减小。为了有效的力驱动和力感测的目的，能够产生与第一力驱动信号
FDS1匹配的第二力驱动信号FDS2。

[0188] 例如，信号转换器1340可包括用于调整信号的电压电平的电平移位器，可包括用于控制信号的相位的相位控制器，和/或可包括用于将DC信号转换为AC信号(例如脉冲信
号)的DA转换器或将AC信号(例如脉冲信号)转换为DC信号的AD转换器。信号转换器1340可
被实现为第二电极驱动电路1320或者可包括在第二电极驱动电路1320中。

[0189] 在触摸驱动时段T中，第一电极驱动电路1310接收响应于触摸驱动信号TDS而产生的触摸感测信号，并且根据接收的信号产生数字数据。检测处理器1330接收数字数据并且
根据数字数据确定屏幕是否被触摸并检测触摸位置。

[0190] 在力驱动时段F中，第一电极驱动电路1310接收响应于力驱动信号FDS1和FDS2而产生的触摸感测信号，并且根据接收的信号产生数字数据。检测处理器1330接收数字数据
并且根据数字数据检测触摸力的等级。

[0191] 检测处理器1330可以是与图8A和图8B中的处理器840对应的部件，检测处理器1330可以是微控制器单元(MCU)。

[0192] 如上所述，检测处理器1330通过从第一电极驱动电路1310接收与来自第一电极E1的信号对应的数据，不仅执行触摸感测功能，而且还执行力感测功能，由此能够使用同一处
理方法有效执行这两个感测功能。

[0193] 信号发生电路1300可由电源集成电路(IC)实现。

[0194] 信号发生电路1300和第一电极驱动电路1310可包括在单个IC中。在一些情形中，信号发生电路1300、第一电极驱动电路1310和检测处理器1330可包括在单个IC中。

[0195] 图14A和图14B图解了根据本发明实施方式的触摸显示装置100的信号供给结构。

[0196] 图14A和图14B图解了其中下部结构1100是背光单元1400的触摸显示装置100，触摸显示装置100包括第一印刷电路1420和第二印刷电路1430。第一印刷电路1420给显示面
板110传输信号，第二印刷电路1430给背光单元1400内的背光驱动器传输信号。

[0197] 图14A是图13A的示范性实施方式，图14B是图13B的示范性实施方式。

[0198] 参照图14A和图14B，第二电极驱动电路1320包括将信号发生电路1300和第二电极E2电连接的印刷电路1420和1430中的一个或多个来作为传输第二力驱动信号的部件。

[0199] 就是说，被提供用于显示驱动操作的印刷电路1420和1430能够用于力驱动信号的传输。

[0200] 如上所述，印刷电路1420和1430中的一个或多个能够用作在力驱动操作中传输第二力驱动信号FDS2的第二电极驱动电路1320。因此，不必形成额外的电路，使用印刷电路
1420和1430中的一个或多个能够形成紧凑的信号传输结构。

[0201] 更具体地说，作为例子，参照图14A和图14B，接收从信号发生电路1300输出的第一力驱动信号FDS1的第一印刷电路1420连接至显示面板110的外围部分，由此第一印刷电路
1420电连接至驱动芯片1130。

[0202] 第一和第二印刷电路1420和1430可使用引脚接触方法(pin contact method)彼此连接。

[0203] 第二印刷电路1430具有连接至第一印刷电路1420的端子PA。

[0204] 第二柔性印刷电路1430的端子PA不仅具有接收用于驱动背光单元1400的信号的引脚，而且还具有从第一印刷电路1420接收第二力驱动信号FDS2的触摸力感测驱动引脚
1431。

[0205] 触摸力感测驱动引脚1431允许第二力驱动信号FDS2从第一印刷电路1420传输至第二印刷电路1430。

[0206] 如上所述，为了将针对力感测功能来说驱动第二电极E2所必需的第二力驱动信号FDS2从第一印刷电路1420传输至第二印刷电路1430，第一印刷电路1420和第二印刷电路
1430使用引脚接触方法经由专用的触摸力感测驱动引脚1431连接。第一印刷电路1420和第
二印刷电路1430能够容易地连接，并且能够精确地传输信号。

[0207] 第一印刷电路1420和第二印刷电路1430可经由接触端子直接连接，或者可经由诸如配线、导电胶或导电图案电极之类的连接介质1440电连接。

[0208] 下文中，将描述触摸显示装置100的三个驱动操作(显示驱动、触摸驱动和力驱动)的时间点。

[0209] 图15图解了根据本发明实施方式的触摸显示装置100的三个驱动时段以及根据驱动时段被施加至第一电极E1和第二电极E2的信号。

[0210] 参照图15，可通过时分方式划分显示驱动时段D、触摸驱动时段T和力驱动时段F。

[0211] 在显示驱动时段D中，驱动电路120向多个第一电极E1提供显示驱动电压(例如公共电压Vcom)。

[0212] 在触摸驱动时段T中，驱动电路120向多个第一电极E1之中的至少一个第一电极施加触摸驱动信号TDS。

[0213] 在力驱动时段F中，驱动电路120向多个第一电极E1之中的至少一个第一电极施加第一力驱动信号FDS1并且向第二电极E2施加第二力驱动信号FDS2。

[0214] 甚至在所有的第一电极E1均用于显示驱动操作、触摸驱动操作和力驱动操作的情形中，仍通过时分方式划分并分配显示驱动时段D、触摸驱动时段T和力驱动时段F，使得能
够在没有混乱或干扰的情况下精确地执行三个驱动操作(显示驱动、触摸驱动和力驱动)。

[0215] 下文中，将描述给帧周期分配显示驱动时段D、触摸驱动时段T和力驱动时段F的示范性方法。

[0216] 图16A到图16C图解了在根据本发明实施方式的触摸显示装置100中分配三个驱动时段的第一方法，图17A到图17E图解了在根据本发明实施方式的触摸显示装置100中分配
三个驱动时段的第二方法。

[0217] 参照图16A到图16C，第一分配方法给每一帧周期分配一个显示驱动时段D和一个触摸驱动时段T并且给至少每两个帧周期分配一个力驱动时段F。

[0218] 参照图16A，根据第一分配方法，在多个帧周期之中的至少一个帧周期中，通过时分方式划分一个显示驱动时段D、一个触摸驱动时段T和一个力驱动时段F。

[0219] 参照图16B，基于从诸如时序控制器之类的控制器(未示出)提供至驱动电路120的同步信号SYNC控制一个显示驱动时段D、一个触摸驱动时段T和一个力驱动时段F。

[0220] 就是说，驱动电路120能够基于从控制器(未示出)接收的同步信号SYNC，在相应的时间部分中执行显示驱动操作、触摸驱动操作和力驱动操作。

[0221] 参照图16B，在同步信号SYNC中，高电平部分(或低电平部分)对应于显示驱动时段D，低电平部分(或高电平部分)对应于触摸驱动时段。

[0222] 在同步信号SYNC中，在低电平部分的被定义为触摸驱动时段T的时间部分流逝之后开始力驱动时段F。

[0223] 参照图16B，使用单个同步信号SYNC定义显示驱动时段D、触摸驱动时段T和力驱动时段F。

[0224] 可选择地，可使用第一同步信号SYNC定义显示驱动时段D和触摸驱动时段T，并可使用第二同步信号定义力驱动时段F(图17C)。

[0225] 如图16C中所示，力驱动时段F可不存在于每一帧周期中，而是可存在于至少每两个帧周期中。

[0226] 此外，在图16A到图16C中，显示驱动时段D、触摸驱动时段T和力驱动时段F的顺序可进行各种设计。

[0227] 此外，可在图16A到图16C中的单个帧周期中存在一个显示驱动时段D、一个触摸驱动时段T和两个或更多个力驱动时段F。

[0228] 例如，可按照显示驱动时段D、力驱动时段F和触摸驱动时段T的顺序设计单个帧周期。

[0229] 参照图17A到图17E，第二分配方法给每一帧周期分配两个或更多个显示驱动时段D以及两个或更多个触摸驱动时段T并且给每一帧周期或每两个帧周期分配一个或多个力
驱动时段F。

[0230] 参照图17A，在多个帧周期之中的至少一个帧周期中，通过时分方式划分至少n个触摸驱动时段T1、T2、…、和Tn(其中n是等于或大于2的自然数)以及m个力驱动时段F1、…、
和Fm(其中m是等于或大于1的自然数)。

[0231] 参照图17B，例如，基于同步信号SYNC控制单个帧周期中的n+m个显示驱动时段D1、D2、…、Dn、Dn+1、…、和Dn+m；至少n个触摸驱动时段T1、T2、…、和Tn；以及m个力驱动时段
F1、…、和Fm。

[0232] 参照图17C，在单个帧周期中，基于第一同步信号SYNC1控制n+m个显示驱动时段D1、D2、…、Dn、Dn+1、…、和Dn+m以及至少n个触摸驱动时段T1、T2、…、和Tn，并且基于第二同
步信号SNYC2控制m个力驱动时段F1、…、和Fm。

[0233] 图17D图解了在单个帧周期中两个显示驱动时段D1和D2以及两个触摸驱动时段T1和T2交替并且在该帧周期的最后部分存在一个力驱动时段F的情形。

[0234] 在此，除了“D1、T1、D2、T2、F”之外，力驱动时段F可位于两个显示驱动时段D1和D2以及两个触摸驱动时段T1和T2之间的任意位置(例如，“D1、T1、D2、F、T2”和“D1、T1、F、D2、
T2”)。

[0235] 图17E图解了在单个帧周期中三个显示驱动时段D1、D2和D3以及两个触摸驱动时段T1和T2交替并且在该帧周期的最后部分存在一个力驱动时段F的情形。

[0236] 在此，除了“D1、T1、D2、T2、D3、F”之外，力驱动时段F可位于三个显示驱动时段D1、D2和D3以及两个触摸驱动时段T1和T2之间的任意位置(例如，“D1、T1、D2、T2、F、D3”；“D1、
T1、D2、F、T2、D3”和“D1、T1、F、D2、T2、D3”)。

[0237] 参照图16A到图16C和图17A到图17E，一个帧周期包括至少一个显示驱动时段D。在每一帧周期中存在一个或多个触摸驱动时段T。就是说，显示驱动时段D能够存在于每一帧
周期中。尽管如图中所示在每一帧周期中可存在一个或多个触摸驱动时段T，但代替存在于
每一帧周期，可在至少每两个帧周期中存在一个或多个触摸驱动时段T。

[0238] 参照图16A到图16C和图17A到图17E，在每一帧周期或至少每两个帧周期中存在一个或多个力驱动时段F。

[0239] 触摸驱动的驱动频率和力驱动的驱动频率可低于显示驱动的驱动频率。

[0240] 此外，当存在外部输入(用户输入、数据输入等)时触摸显示装置100在激活模式中操作，当不存在外部输入时在空闲模式(也称为“睡眠模式”)中操作。

[0241] 当触摸显示装置100在空闲模式中操作时，可将显示驱动操作、触摸驱动操作和力驱动操作的驱动频率设为低于激活模式中的驱动频率，以便降低功耗。

[0242] 如上所述，当在时间上划分显示驱动时段D、触摸驱动时段T和力驱动时段F时，能够通过综合考虑显示性能、触摸感测性能和力感测性能，从用于显示驱动时段D、触摸驱动
时段T和力驱动时段F的多种分配方法选择一种分配方法，由此能够设计出优化的驱动方
法。

[0243] 在触摸驱动时段T中，当向第一电极E1中的一个第一电极施加触摸驱动信号TDS时，可能在第一电极E1与相邻的电极或部分之间形成寄生电容。

[0244] 例如，寄生电容可能形成在第一电极E1与数据线之间，可能形成在第一电极E1与栅极线之间，或者可能形成在第一电极E1与另一第一电极E1之间。此外，寄生电容可能形成
在第一电极E1与第二电极E2之间。

[0245] 当基于第一电极E1与指示物之间的电容变化来感测触摸时，形成在第一电极E1与相邻电极之间的寄生电容会显著降低触摸感测的精度，如上所述。

[0246] 为了克服此问题，根据本发明实施方式的触摸显示装置100可在没有负载的情况下操作(无负载驱动)。

[0247] 无负载驱动是一种为了防止在第一电极E1与周围电极之间形成寄生电容而驱动第一电极的周围电极的方法。

[0248] 图18A和图18B图解了根据本发明实施方式的触摸显示装置100的无负载驱动。

[0249] 参照图18A和图18B，当驱动电路120在触摸驱动时段T中依次向多个第一电极E1之中的至少一个第一电极施加触摸驱动信号TDS时，可向第二电极E2施加触摸驱动信号TDS或
无负载驱动信号LFDS，无负载驱动信号LFDS与触摸驱动信号TDS是同相关系。

[0250] 无负载驱动信号LFDS可以是同时施加至第一电极E1和第二电极E2的触摸驱动信号TDS。

[0251] 可选择地，无负载驱动信号LFDS可以是与触摸驱动信号TDS同相的单独信号。在这种情形中，无负载驱动信号LFDS和触摸驱动信号TDS可具有相同的电压和相同的幅度。

[0252] 因而，如上所述，当在触摸驱动时段T中向第一电极E1施加触摸驱动信号TDS时，向第二电极E2施加触摸驱动信号TDS或与触摸驱动信号TDS同相的无负载驱动信号LFDS能够
防止在第一电极E1与第二电极E2之间形成寄生电容。因而，能够提高触摸感测的精度。

[0253] 如上所述，当在触摸驱动时段T中向第一电极E1施加触摸驱动信号TDS时，可向全部数据线或周围数据线施加触摸驱动信号TDS或与触摸驱动信号TDS同相的无负载驱动信
号LFDS。

[0254] 当在触摸驱动时段T中向第一电极E1施加触摸驱动信号TDS时，可向全部栅极线或周围栅极线施加触摸驱动信号TDS或与触摸驱动信号TDS同相的无负载驱动信号LFDS。

[0255] 当在触摸驱动时段T中向第一电极E1施加触摸驱动信号TDS时，可向全部第一电极E1或周围的第一电极E1施加触摸驱动信号TDS或与触摸驱动信号TDS同相的无负载驱动信
号LFDS。

[0256] 图19图解了根据本发明实施方式的触摸显示装置100的驱动电路120中的第一电极驱动电路1310的开关电路1910和信号检测电路1920，图20图解了根据本发明实施方式的
触摸显示装置100的驱动电路120中的第一电极驱动电路1310的开关电路1910和信号检测
电路1920的示范性实施方式。

[0257] 参照图19，为了根据三个驱动时段D、T和F向第一电极E1选择性地提供显示驱动电压(例如Vcom)、触摸驱动信号TDS和第一力驱动信号FDS1，第一电极驱动电路1310包括开关
电路1910和信号检测电路1920。开关电路1910选择连接至多个第一电极E1的信号线SL的全
部或一部分作为提供显示驱动电压(例如Vcom)、触摸驱动信号TDS和第一力驱动信号FDS1
的信号线SL。信号检测电路1920通过连接至开关电路1910的第一电极E1检测信号。

[0258] 开关电路1910包括一个或多个多路复用器。

[0259] 信号检测电路1920包括一个或多个模拟前端部件(AFE)。

[0260] 如图19和图20中所示，以六行四列的矩阵布置二十四个第一电极E1(S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24、…、S61、S62、S63和S64)。为了驱动效率，例如，开关电路1910包
括四个多路复用器MUX1、MUX2、MUX3和MUX4，并且信号检测电路1920包括四个模拟前端部件
AFE1、AFE2、AFE3和AFE4。

[0261] 图21A到图21C图解了根据本发明实施方式的触摸显示装置的触摸感测和力感测的信号检测处理。

[0262] 参照图21A，在触摸驱动操作中，在时间点t1处，触摸驱动信号TDS通过四个多路复用器MUX1、MUX2、MUX3和MUX4同时施加至第一行中的四个第一电极S11、S12、S13和S14，并且
四个模拟前端部件AFE1、AFE2、AFE3和AFE4通过第一行中的四个第一电极S11、S12、S13和
S14检测输入信号。

[0263] 以同样的方式，在时间点t2处，触摸驱动信号TDS通过四个多路复用器MUX1、MUX2、MUX3和MUX4同时施加至第二行中的四个第一电极S21、S22、S23和S24，并且四个模拟前端部
件AFE1、AFE2、AFE3和AFE4通过第二行中的四个第一电极S21、S22、S23和S24检测输入信号。

[0264] 同样地，在时间点t3处，第三行中的四个第一电极S31、S32、S33和S34经历触摸驱动和信号感测。在时间点t4处，第四行中的四个第一电极S41、S42、S43和S44经历触摸驱动
和信号感测。在时间点t5处，第五行中的四个第一电极S51、S52、S53和S54经历触摸驱动和
信号感测。此外，在时间点t6处，第六行中的四个第一电极S61、S62、S63和S64经历触摸驱动
和信号感测。

[0265] 可基于使用上述方法检测的所有输入信号执行触摸感测。

[0266] 参照图21B，在力驱动时段中，在时间点t1处，第一力驱动信号FDS1通过四个多路复用器MUX1、MUX2、MUX3和MUX4同时施加至第一行中的四个第一电极S11、S12、S13和S14，并
且四个模拟前端部件AFE1、AFE2、AFE3和AFE4通过第一行中的四个第一电极S11、S12、S13和
S14检测输入信号(力数据)。

[0267] 以同样的方式，在时间点t2处，第一力驱动信号FDS1通过四个多路复用器MUX1、MUX2、MUX3和MUX4同时施加至第二行中的四个第一电极S21、S22、S23和S24，并且四个模拟
前端部件AFE1、AFE2、AFE3和AFE4通过第二行中的四个第一电极S21、S22、S23和S24检测输
入信号。

[0268] 同样地，在时间点t3处，第三行中的四个第一电极S31、S32、S33和S34经历力驱动和信号感测。在时间点t4处，第四行中的四个第一电极S41、S42、S43和S44经历力驱动和信
号感测。在时间点t5处，第五行中的四个第一电极S51、S52、S53和S54经历力驱动和信号感
测。此外，在时间点t6处，第六行中的四个第一电极S61、S62、S63和S64经历力驱动和信号感
测。

[0269] 如上所述，可基于力驱动期间在时间点t1到t6处检测的所有输入信号执行力感测。

[0270] 就是说，在力驱动时段F中，驱动电路120能够通过基于从第一电极E1接收的信号确定每个第一电极E1与第二电极E2之间的电容变化，由此感测触摸力的等级。

[0271] 如上所述，形成在第一电极E1与第二电极E2之间的电容的整体变化被确定，使得能够执行精确的力感测。

[0272] 参照图21C，为了力驱动和感测效率的目的，以六行四列布置的二十四个第一电极E1(S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24、…、S61、S62、S63和S64)在列上被分组。在这种情
形中，二十四个第一电极E1(S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24、…、S61、S62、S63和S64)
被分成四个第一电极的组G1、G2、G3和G4。

[0273] 通过这种构造，与第一列中的第一电极的第一组G1的六个第一电极S11、S21、…、S61连接的六条信号线通过第一多路复用器MUX1的方式电连接。

[0274] 因而，在力驱动时段F中，第一力驱动信号FDS1同时施加至第一列中的第一电极的第一组G1的六个第一电极S11、S21、…、和S61。

[0275] 以同样的方式，第一力驱动信号FDS1同时施加至第二列中的第一电极的第二组G2的六个第一电极S12、S22、…、和S62。同样地，第一力驱动信号FDS1同时施加至第三列中的
第一电极的第三组G3的六个第一电极S13、S23、…、和S63。此外，第一力驱动信号FDS1同时
施加至第四列中的第一电极的第四组G4的六个第一电极S14、S24、…、和S64。

[0276] 因而，第一力驱动信号FDS1能够同时施加至二十四个第一电极E1(S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24、…、S61、S62、S63和S64)

[0277] 与图21B中的情形相比，力驱动时间能够减少至大约1/6。

[0278] 此外，由于列分组而与第一列中的第一电极的第一组G1的六个第一电极S11、S21、…、和S61连接的六条信号线通过第一多路复用器MUX1的方式电连接。

[0279] 因而，第一模拟前端部件AFE1能够检测从第一电极的第一组G1接收的信号，第一电极的第一组G1包括布置在第一列中的六个第一电极S11、S21、…、和S61。

[0280] 以这种方式，第二模拟前端部件AFE2能够检测从第一电极的第二组G2接收的信号，第一电极的第二组G2包括布置在第二列中的六个第一电极S12、S22、…、和S62。第三模
拟前端部件AFE3能够检测从第一电极的第三组G3接收的信号，第一电极的第三组G3包括布
置在第三列中的六个第一电极S13、S23、…、和S63。此外，第四模拟前端部件AFE4能够检测
从第一电极的第四组G4接收的信号，第一电极的第四组G4包括布置在第四列中的六个第一
电极S14、S24、…、和S64。

[0281] 使用四个模拟前端部件AFE1、AFE2、AFE3和AFE4的信号检测能够同时执行。因而，与图21B中的情形相比，信号检测时间能够减少至大约1/6。

[0282] 在信号检测之后，在力驱动时段F中，驱动电路120能够通过基于从第一电极的组G1、G2、G3和G4接收的信号确定第一电极的组G1、G2、G3和G4与第二电极E2之间的电容变化，
由此感测触摸力的等级。

[0283] 图22图解了在根据本发明实施方式的触摸显示装置100中，为了有效的力感测的目的，第一电极的示范性分组。

[0284] 图22图解了与图21C中一样将第一电极分组的示范性情形。

[0285] 参照图22，将第一电极分组的情形包括：布置在单个列中的第一电极被分组为第一电极的组的列分组；布置在单个行中的第一电极被分组为第一电极的组的行分组；和相
邻的第一电极被分组为第一电极的组的块分组。

[0286] 根据第一电极的这种分组，在力驱动时段F中，驱动电路120能够通过基于从分别包括两个或更多个第一电极E1的第一电极的组接收的信号确定第一电极的组与第二电极
E2之间的电容变化，由此感测触摸力的等级。

[0287] 当与触摸感测相比，力感测的精度不需要很高时，可通过第一电极的这种分组显著减少力感测时间。

[0288] 图23图解了在根据本发明实施方式的触摸显示装置100中，由两个或更多个分割电极F11、F12、F13、…、和F64组成的示范性第二电极E2。

[0289] 参照图23，第二电极E2可以是单个电极板或可包括两个或更多个分割电极F11、F12、F13、…、和F64。在此，第二电极E2是被施加第二力驱动信号FDS2的力传感器之一。

[0290] 包括两个或更多个分割电极F11、F12、F13、…、和F64的第二电极E2的使用可控制力驱动区域和力感测区域，检测触摸力的等级所形成的位置，或者确定具体位置的触摸力
的量。

[0291] 第二电极E2被分割的数量，即分割电极的数量可小于、等于或大于第一电极E1的数量。

[0292] 可考虑力驱动的效率、力感测的精度等确定分割电极的数量。

[0293] 为了简便起见，假设第二电极E2包括二十四个分割电极。

[0294] 于是，二十四个第一电极E1(S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24、…、S61、S62、S63和S64)的位置对应于第二电极E2的二十四个分割电极F11、F12、F13、F14、F21、F22、F23、
F24、…、F61、F62、F63和F64的位置。

[0295] 图24图解了在根据本发明实施方式的触摸显示装置100中，由分割电极组成的第二电极E2的驱动方法；图25A和图25B图解了根据本发明实施方式的触摸显示装置100中的
第二电极E2的示范性部分驱动。

[0296] 参照图24，当第二电极E2由分割电极组成时，第二电极可被部分地驱动，以便降低功耗并减少力驱动和力感测所需的处理时间。

[0297] 参照图24、图25A和图25B，作为一个例子，假设如上所述以六行四列布置二十四个第一电极E1(S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24、…、S61、S62、S63和S64)。在触摸驱动时
段T中，将假设检测的触摸位置对应于二十四个第一电极E1(S11、S12、S13、S14、S21、S22、
S23、S24、…、S61、S62、S63和S64)之中的第一电极S53。为了降低功耗并减少力驱动和力感
测所需的处理时间，可执行部分驱动，以向与触摸位置对应的第二电极E2的分割电极F53施
加第二力驱动信号FDS2，而不是向第二电极E2的全部二十四个分割电极F11、F12、F13、F14、
F21、F22、F23、F24、…、F61、F62、F63和F64施加第二力驱动信号FDS2。

[0298] 在这种力驱动中，能够仅向二十四个第一电极E1(S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24、…、S61、S62、S63和S64)之中的、与触摸位置对应的第一电极S53施加第一力驱动
信号FDS1。

[0299] 在这种部分力驱动中，为了提高力感测的精度能够执行扩展的部分力驱动。

[0300] 参照图24、图25A和图25B，例如，能够执行扩展的部分力驱动，使得不仅向与触摸位置对应的分割电极F53，而且还向周围的分割电极F42、F43、F44、F52、F54、F62、F63和F64
施加第二力驱动信号FDS2。

[0301] 此外，能够执行扩展的部分力驱动，使得不仅向二十四个第一电极E1(S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24、…、S61、S62、S63和S64)之中的、与触摸位置对应的第一电极
S53，而且还向周围的第一电极S42、S43、S44、S52、S54、S62、S63和S64施加第一力驱动信号
FDS1。

[0302] 下文中，将再次描述如上所述的部分力驱动。

[0303] 在力驱动时段F中，驱动电路120能够向第二电极E2的两个或更多个分割电极F11、F12、F13、…、和F64之中的、与触摸驱动时段T中检测的触摸位置对应的具体(specific)分
割电极(例如F53)施加第二力驱动信号FDS2。

[0304] 第二电极E2的这种分割驱动能够降低功耗并减少力驱动和力感测所需的处理时间。

[0305] 在力驱动时段F中，能够以如下方式执行第二电极E2的分割驱动：当驱动电路120向具体分割电极(例如F53)施加第二力驱动信号FDS2时，驱动电路120可向全部第一电极E1
施加第一力驱动信号FDS1。为了进一步降低功耗和处理时间，第一力驱动信号FDS1可施加
至多个第一电极E1之中的与具体分割电极(例如F53)对应的第一电极S53，即与触摸位置对
应的第一电极S53。

[0306] 在力驱动时段F中与第二电极E2的分割驱动一起执行第一电极E1的这种分割驱动，能够进一步降低功耗以及进一步减少力驱动和力感测所需的处理时间。

[0307] 当使用第二电极E2的分割驱动执行部分力驱动时，力感测的精度可能稍微降低。为了弥补此问题，在力驱动时段F中，驱动电路120向具体分割电极F53以及与具体分割电极
F53邻近的周围分割电极F42、F43、F44、F52、F54、F62、F63和F64施加第二力驱动信号FDS2。

[0308] 在此，驱动电路120可向全部第一电极E1施加第一力驱动信号FDS1或者可向全部第一电极E1之中的具体第一电极，即与具体分割电极F53对应的第一电极S53以及与邻近具
体分割电极F53的周围分割电极F42、F43、F44、F52、F54、F62、F63和F64对应的第一电极S42、
S43、S44、S52、S54、S62、S63和S64施加第一力驱动信号FDS1。

[0309] 如上所述，执行扩展的部分力驱动，使得在第二电极E2的两个或更多个分割电极之中，不仅与触摸位置对应的具体分割电极被驱动，而且周围的分割电极也被驱动。因而，
这能够降低功耗和减少处理时间，并且将力感测的精度提高至更理想的水平。

[0310] 如上所述，当第二电极E2在空间上被分割时，部分力驱动对应于第二电极E2的空间部分力驱动(spatial partial force driving)。

[0311] 可选择地，当第二电极E2是单个电极板而不是由分割电极组成时，为了降低功耗，能够提供时间部分力驱动(temporal partial force driving)。

[0312] 为了这种时间部分力驱动，在力驱动时段F中，驱动电路120能够通过向多个第一电极E1之中的、与触摸驱动时段T中检测的触摸位置对应的具体第一电极E1施加第一力驱
动信号FDS1，并且在向具体第一电极E1施加第一力驱动信号FDS1的同时向第二电极E2施加
第二力驱动信号FDS2，执行第二电极E2的时间部分力驱动。

[0313] 甚至在第二电极E2是单个电极板的情形中，如上所述的时间部分力驱动仍能够降低驱动第二电极E2所需的功耗并减少用于力感测的处理时间。

[0314] 下文中，将参照图26简要描述触摸显示装置100的上述驱动方法。

[0315] 图26是图解根据本发明实施方式的触摸显示装置100的驱动方法的流程图。

[0316] 参照图26，根据本发明实施方式的触摸显示装置100的驱动方法包括：步骤S2610，在显示驱动时段D中驱动显示面板110；步骤S2620，在触摸驱动时段T中通过依次驱动设置
在显示面板110内的多个第一电极E1之中的至少一个第一电极，确定屏幕是否被触摸和/或
检测触摸位置；和步骤S2630，在力驱动时段F中通过驱动多个第一电极E1之中的至少一个
第一电极并且驱动第二电极E2，检测触摸力的等级，多个第一电极E1与第二电极E2之间的
间隙G根据触摸力的量而变化。

[0317] 在显示驱动时段D中，向设置在显示面板110内的多个第一电极E1施加显示驱动电压(例如Vcom)。

[0318] 单个帧周期包括通过时分方式划分的至少一个显示驱动时段D和至少一个触摸驱动时段T。

[0319] 在至少每两个帧周期中存在至少一个力驱动时段F。

[0320] 当使用上述驱动方法时，甚至在全部第一电极E1用于显示驱动、触摸驱动和力驱动的情形中，仍能够通过时分方式来分配显示驱动时段D、触摸驱动时段T和力驱动时段F，
使得能够在没有混乱或干扰的情况下精确执行三个驱动操作(显示驱动、触摸驱动和力驱
动)。

[0321] 图27到图30图解了根据本发明实施方式的触摸显示装置100的示范性显示驱动IC 2700、2800、2900和3000。

[0322] 参照图27，显示驱动IC 2700可以是用于第一电极E1的驱动IC。

[0323] 显示驱动IC 2700包括：显示驱动电路2710；显示驱动电路2710在显示驱动时段D中向设置在显示面板110内的多个第一电极E1提供显示驱动电压(例如公共电压Vcom)；触
摸驱动电路2720，触摸驱动电路2720在触摸驱动时段T中依次向多个第一电极E1之中的至
少一个第一电极施加触摸驱动信号TDS；和力驱动电路2730，力驱动电路2730在力驱动时段
F中向多个第一电极E1之中的至少一个第一电极施加第一力驱动信号FDS1。

[0324] 图27中所示的显示驱动IC 2700可以是图13A和图13B中所示的第一电极驱动电路1310的示范性实施方式。

[0325] 甚至在多个第一电极E1是用在全部三个驱动操作中的公共电极的情形中，上述显示驱动IC 2700的使用也能够根据三个驱动操作(显示驱动、触摸驱动和力驱动)有效地驱
动多个第一电极E1。

[0326] 参照图28，显示驱动IC 2800包括第一电极驱动电路1310和数据驱动电路2810。数据驱动电路2810通过向设置于显示面板110上的多条数据线DL提供数据电压来驱动多条数
据线DL。

[0327] 参照图29，除了第一电极驱动电路1310和数据驱动电路2810之外，显示驱动IC 2900进一步包括信号发生电路1300。

[0328] 参照图30，除了第一电极驱动电路1310、数据驱动电路2810和信号发生电路1300之外，显示驱动IC 3000进一步包括检测处理器1330。

[0329] 可考虑到触摸显示装置100的尺寸、显示面板110的尺寸和分辨率、以及触摸显示装置100的驱动电路的空间和设计使用图27到图30中所示的显示驱动IC 2700、2800、2900
和3000之一。

[0330] 根据如上阐述的本发明实施方式，当用户触摸屏幕时，不仅能够感测触摸位置，而且还能够有效感测用户按压屏幕的触摸力的等级，以便提供一系列功能。

[0331] 此外，根据本发明实施方式，设置在显示面板110内的单一类型的电极E1能够用于包括显示(图像输出)、触摸感测和力感测的三个不同的驱动操作，由此减少了三个驱动操
作所需的电极的数量。

[0332] 此外，根据本发明实施方式，当设置在显示面板110内的单一类型的电极E1用于包括显示(图像输出)、触摸感测和力感测的三个不同的驱动操作时，能够在没有混乱或干扰
的情况下执行这三个不同的驱动操作。

[0333] 提供前面的描述和附图是为了解释本发明的具体原理。在不背离本发明的原理的情况下，本发明所属领域的技术人员能够通过组合、分割、替换或改变要素而进行很多修改
和变化。在此公开的前述实施方式应当解释为仅仅是说明性的，而不限制本发明的原理和
范围。应当理解，本发明的范围应当由所附权利要求书限定，其全部等同物落入本发明的范
围内。