觸摸顯示裝置及其驅動方法與流程

2024-03-31 19:35:05

本發明涉及一種用於感測觸摸位置和力的觸摸顯示裝置及其驅動方法。

背景技術：

代替照慣例作為用於液晶顯示(LCD)裝置的輸入裝置應用的諸如滑鼠或者鍵盤這樣的輸入裝置，使得用戶能夠用手指或者筆經由屏幕直接輸入信息的觸摸面板正被應用於顯示裝置。由於所有的用戶能夠容易地操作觸摸面板，因此觸摸面板的應用正被不斷擴大。

近來，應用有觸摸面板的LCD裝置按照觸摸傳感器被內置到液晶面板中的類型被開發，以用於使LCD裝置纖薄。在下面的描述中，觸摸面板表示觸摸傳感器被內置到顯示面板(或者液晶面板或者有機發光二極體(OLED)面板)中。

觸摸面板根據觸摸感測方法被分類為電阻式、電容式、紅外式等。近來，由於電容式觸摸面板在製造過程中提供便利並且觸摸靈敏度好，因此電容式觸摸面板正備受關注。電容式觸摸面板被分類為互電容式和自電容式。

圖1是示意性地例示了相關技術的觸摸面板1的截面結構的圖。

參照圖1，相關技術的觸摸面板1包括：下基板，所述下基板上設置有薄膜電晶體(TFT)陣列和多個像素；上基板，所述上基板上設置有濾色器陣列；以及玻璃。像素電極和公共電極設置在下基板(TFT陣列基板)上。在該情況下，公共電極被用於顯示，並且此外，被用作觸摸電極。

圖2是示意性地例示了相關技術的觸摸面板1的觸摸電極的圖。在圖2中，例示了具有所有觸摸電極按照自電容式被感測的所有點自電容觸摸式的觸摸面板1。

參照圖2，通過將公共電極以多個像素為單元進行分組來形成多個觸摸電極10。為了感測施加到所有的多個觸摸電極10的觸摸，使觸摸電極10通過多條導線20分別連接到觸摸驅動器30。

具有所有點自電容觸摸式的觸摸面板1將一個幀周期劃分成顯示周期和觸摸周期，並且按時分制來執行顯示驅動操作和觸摸感測操作。

在顯示周期中，將像素電壓提供給像素電極，並且將公共電壓提供給公共電極(觸摸電極)，因此顯示圖像。另外，在觸摸周期中，將觸摸驅動信號提供給與公共電極對應的觸摸電極10，然後，感測每個觸摸電極10的電容，因此確定是否存在觸摸並且檢測觸摸位置。在相關技術的觸摸面板1中，由於僅檢測到基於觸摸的存在的觸摸位置，因此提供給用戶的用戶接口簡單。

近來，除了確定是否存在觸摸並且檢測觸摸位置之外，對用於感測當正在執行觸摸時施加到觸摸面板的力的觸摸面板的興趣不斷增加。因此，在韓國專利註冊No.10-1033154中公開了一種用於感測觸摸位置和力的觸摸面板。然而，由於觸摸面板應該單獨地包括用於檢測觸摸位置的第一感測單元和用於感測觸摸力的第二感測單元，因此觸摸面板厚度厚並且製造成本高。

技術實現要素：

因此，本發明致力於提供一種基本上消除由於相關技術的局限性和缺陷而導致的一個或更多個問題的觸摸顯示裝置及其驅動方法。

本申請的發明者已經認識到上述問題，並且已經提出了以下技術方案。

本發明的一方面致力於提供一種用於感測觸摸位置和力的觸摸顯示裝置及其驅動方法。

本發明的另一方面致力於提供一種通過使用布置為單元內(in-cell)觸摸型式的多個觸摸傳感器來感測觸摸位置和力的觸摸顯示裝置及其驅動方法。

本發明的另一方面致力於提供一種這樣的觸摸顯示裝置：在該觸摸顯示裝置中，用於感測觸摸位置和力的多個觸摸傳感器按照單元內觸摸式布置，並因此減小了厚度。

除了本發明的前述目的，下面將描述本發明的其它特徵和優點，但是將由本領域技術人員根據下面的描述清楚地理解。

本發明的另外的優點和特徵將在下面的描述中被部分地闡述，並且對於本領域普通技術人員而言，在查閱下文之後部分地將變得明顯或者可以從本發明的實踐而得知。通過在書面描述及其權利要求以及附圖中特別指出的結構可以實現並獲得本發明的目的和其它優點。

為了實現這些和其它優點並且根據本發明的目的，如在本文中具體實現和廣泛描述的，提供了一種包括觸摸面板和觸摸驅動電路單元的觸摸顯示裝置。彈性層設置在第二基板上，並且蓋玻璃(cover glass)設置在所述彈性層上。所述觸摸面板包括布置在第一基板與第二基板之間的多個子像素、以及以特定數目的子像素為單位布置的多個觸摸傳感器。所述觸摸驅動電路單元包括定時控制器、顯示驅動器和觸摸驅動器。所述顯示驅動器分別向所述多個子像素提供圖像信號。另外，所述觸摸驅動器向所述多個觸摸傳感器提供觸摸驅動信號，並且基於所述多個觸摸傳感器中的每一個的電容變化來感測當正在執行觸摸時的觸摸位置和所施加的壓力。

根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置還可以包括多個開關，所述多個開關與在上方向、下方向、左方向和右方向上彼此相鄰的觸摸傳感器電連接。

當從所述多個觸摸傳感器當中的第一觸摸傳感器感測到觸摸時，所述觸摸驅動器可以接通設置在所述第一觸摸傳感器與包圍所述第一觸摸傳感器的多個第二觸摸傳感器之間的多個開關，以使所述第一觸摸傳感器電連接到所述多個第二觸摸傳感器，並且接通設置在包圍所述第一觸摸傳感器的所述多個第二觸摸傳感器當中的相鄰的第二觸摸傳感器之間的開關，以使包圍所述第一觸摸傳感器的所述多個第二觸摸傳感器當中的相鄰的第二觸摸傳感器彼此電連接。所述觸摸驅動器可以向所述第一觸摸傳感器和所述多個第二觸摸傳感器提供所述觸摸驅動信號。所述觸摸驅動器可以基於所述第一觸摸傳感器和所述多個第二觸摸傳感器的電容變化來感測正在執行觸摸時施加的壓力。

根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置可以基於由所述彈性層的厚度的改變而導致的電容的變化來感測正在執行觸摸時施加的壓力。

所述彈性層的介電常數(permittivity)可以被調整為1至3。

在根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置中，所述多個觸摸傳感器中的每一個的面積可以被調整為3.5mm2至4.5mm2。

在本發明的另一方面，提供了一種驅動觸摸顯示裝置的方法，該方法包括以下步驟：向布置在觸摸面板中的多個觸摸傳感器提供觸摸驅動信號。隨後，所述方法可以基於所述多個觸摸傳感器中的每一個的電容變化來感測觸摸位置。另外，當從所述多個觸摸傳感器中的第一觸摸傳感器感測到觸摸時，所述方法可以使所述第一觸摸傳感器電連接到包圍所述第一觸摸傳感器的多個第二觸摸傳感器。隨後，所述方法可以向所述第一觸摸傳感器和所述多個第二觸摸傳感器提供觸摸驅動信號。隨後，所述方法可以基於所述第一觸摸傳感器和所述多個第二觸摸傳感器的電容變化來感測正在執行觸摸時施加的壓力。

根據本發明的實施方式的驅動觸摸顯示裝置的方法可以將正在執行觸摸時施加的壓力劃分成兩個或更多個級別，並且根據壓力級別提供各種用戶接口。

根據本發明的實施方式的驅動觸摸顯示裝置的方法可以向包括所述第一觸摸傳感器在內的9個觸摸傳感器提供所述觸摸驅動信號，並且基於所述9個觸摸傳感器的電容變化來感測正在執行觸摸時施加的壓力。

根據本發明的實施方式的驅動觸摸顯示裝置的方法可以向包括所述第一觸摸傳感器在內的25個觸摸傳感器提供所述觸摸驅動信號，並且基於所述25個觸摸傳感器的電容變化來感測正在執行觸摸時施加的壓力。

要理解的是，本發明的前面的簡要描述和下面的詳細描述二者都是示例性和說明性的，並且旨在提供對要求保護的本發明的進一步說明。

附圖說明

附圖被包括進來以提供對本發明的進一步理解，並且被併入本說明書中並構成本說明書的一部分，附圖例示了本發明的實施方式，並且與本說明書一起用來解釋本發明的原理。在附圖中：

圖1是示意性地例示了相關技術的觸摸面板的截面結構的圖；

圖2是示意性地例示了相關技術的觸摸面板的觸摸電極的圖；

圖3是例示了根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置的圖；

圖4例示了根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置的觸摸面板，並且是例示了當正在執行觸摸時由施加到觸摸面板的力導致的彈性層的厚度改變的圖；

圖5是示出了由彈性層的介電常數導致的電容的變化的圖；

圖6是例示了感測軟觸摸的操作的圖；

圖7是示出了用於感測軟觸摸的觸摸驅動信號的圖；

圖8是例示了感測壓力觸摸的操作的圖；以及

圖9是示出了用於感測壓力觸摸的觸摸驅動信號的圖。

具體實施方式

現在將詳細地參考本發明的示例性的實施方式，在附圖中例示了本發明的示例性實施方式的示例。在任何可能的情況下，在整個附圖中將使用相同的附圖標記指代相同或相似的部件。

在說明書中描述的術語應該被理解如下。

如在本文中使用的，除非上下文另外清楚地指出，否則單數形式的「一」、「一個(種)」和「該」也旨在包括複數形式。術語「第一」和「第二」用於將一個元件與另一元件區分開來，但是這些元件不應受這些術語的限制。還將理解的是，當在文中使用術語「包括」、「包括有」、「具有」、「具備」、「包含」和/或「包含有」時，所述術語指定存在所述的特徵、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但是不排除存在或添加一個或更多個其它特徵、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。術語「…中的至少一個(種)」應該被理解為包括一個或多個相關的列出的項目的任意和所有組合。例如，「第一項、第二項和第三項中的至少一個」表示從第一項、第二項和第三項中的兩個或更多個提出的所有項的組合、以及第一項、第二項或者第三項。術語「在…上」應該被解釋為包括一個元件形成在另一元件的頂部處的情況，並且另外包括在所述第一元件和所述另一元件之間設置有第三元件的情況。

已經根據調整液晶的取向的方法按照扭曲向列(TN)模式、垂直取向(VA)模式、面內切換(IPS)模式和邊緣場切換(FFS)模式不同地開發了LCD裝置。

在這些模式當中，TN模式和VA模式是這樣的模式：在所述模式下，像素電極設置在下基板上，並且公共電極設置在上基板(濾色器陣列基板)上，因此利用垂直電場來調整液晶的取向。

IPS模式和FFS模式是這樣的模式：在所述模式下，像素電極和公共電極設置在下基板上，並且利用像素電極與公共電極之間的電場來調整液晶的取向。

IPS模式是這樣的模式：在所述模式下，多個像素電極和多個公共電極平行地交替布置，並且因此，在彼此相鄰的像素電極與公共電極之間產生橫向電場，因此調整液晶的取向。IPS模式具有這樣的問題：由於液晶層的取向在像素電極和公共電極上方沒有被調整，因此減小了對應區域中的透光率。

為了解決IPS模式的問題，已經提出了FFS模式。FFS模式是這樣的模式：在該模式下，像素電極和公共電極按多個進行設置，以用它們之間的絕緣層彼此分隔開。在該情況下，像素電極和公共電極中的一種電極形成為板狀或者圖案，而另一種電極形成為指狀。FFS模式是利用在像素電極與公共電極之間產生的邊緣電場來調整液晶的取向的模式。

包括根據本發明的實施方式的觸摸面板的觸摸顯示裝置的模式沒有限制，並且垂直取向模式(TN模式和VA模式)和面內切換模式(IPS模式和FFS模式)可以被應用到根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置。

在下文中，將參照附圖來詳細地描述根據本發明的實施方式的包括觸摸面板的觸摸顯示裝置及其驅動方法。

根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置可以被應用於諸如導航、工業終端、筆記本計算機、金融自動化設備、遊戲機等這樣的監控器。另外，根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置可以被應用於諸如可攜式電話、MP3播放器、PDA、PMP、PSP、可攜式遊戲機、DMB接收器、平板個人計算機(PC)等這樣的可攜式終端。另外，根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置可以被應用於諸如冰箱、微波爐和洗衣機這樣的家用電器。

圖3是例示了根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置的圖。

參照圖3，根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置可以包括觸摸面板100、觸摸驅動器200、顯示驅動器300、定時控制器400、背光單元以及電源。背光單元可以向觸摸面板100提供光，並且電源可以提供用於驅動觸摸面板100、觸摸驅動器200和顯示驅動器300所需的電力。在圖3中，沒有例示背光單元和電源。

圖4例示了根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置的觸摸面板100，並且是示例了當正在執行觸摸時由施加到觸摸面板100的力導致的彈性層的厚度改變的圖。

參照圖4，觸摸面板100可以包括薄膜電晶體(TFT)陣列基板(第一基板)110、濾色器陣列基板(第二基板)120、液晶層、彈性層140、以及蓋玻璃150。觸摸面板100可以包括彼此接合的液晶面板和觸摸傳感器130，並且觸摸傳感器130可以按照高級單元內觸摸(AIT)形式內置到觸摸面板100中。

多個子像素可以按照矩陣形式布置在TFT陣列基板110上，並且可以由彼此交叉的多條數據線和多條選通線來限定。TFT和存儲電容器Cst可以設置在由數據線和選通線的交叉點限定的多個區域的每個區域中。另外，像素電極和觸摸傳感器130可以設置在TFT陣列基板110的子像素的每一個中。像素電極和觸摸傳感器130可以由諸如銦錫氧化物(ITO)這樣的透明導電材料形成。

這裡，觸摸傳感器130可以設置為多個，並且多個觸摸傳感器130可以各自設置在與多個像素對應的區域中。例如，多個觸摸傳感器130中的每一個可以設置在與水平方向上的40個像素和垂直方向上的12個像素對應的區域中。也就是說，一個觸摸傳感器130可以設置在與480個像素對應的區域中。然而，本發明實施方式不限於此，並且觸摸傳感器130中的每一個的尺寸可以基於觸摸面板100的尺寸和期望的觸摸性能來修改。多個觸摸傳感器130可以不按照相同的尺寸來設置，並且例如，設置在觸摸面板100的外部(四個表面的邊緣)中的觸摸傳感器130可以在尺寸上比設置在觸摸面板100的中間部中的觸摸傳感器130小。

用於顯示全色圖像的紅色濾色器、綠色濾色器和藍色濾色器可以設置在濾色器陣列基板120的後表面或者頂部上。用於劃分相鄰像素的黑底可以設置在相鄰的濾色器之間。

這裡，多個觸摸傳感器130可以被用作用於顯示的公共電極。也就是說，在一個幀周期的顯示周期中，可以向多個觸摸傳感器130提供公共電壓Vcom，因此顯示圖像。另外，在一個幀周期的觸摸周期中，可以向多個觸摸傳感器130提供觸摸驅動信號TDS，並且可以基於觸摸傳感器130中的每一個的電容變化來感測正在執行觸摸時的觸摸位置和施加到觸摸面板100的壓力。在該情況下，正在執行觸摸時的觸摸位置和施加到觸摸面板100的壓力可以按照所有點自電容觸摸式被感測。這裡，多個觸摸傳感器130中的每一個可以設置在3.5mm2至4.5mm2的面積中，以便感測觸摸位置和壓力。

彈性層140可以由具有粘合力的樹脂形成。濾色器陣列基板120可以粘附到彈性層140的底部，並且蓋玻璃150可以粘附到彈性層140的頂部。

彈性層140可以由透明並且具有彈性力和1至3的介電常數的材料形成。彈性層140可以具有高級別的彈性力，並因此可以具有這樣的特徵：當向彈性層140施加壓力時，彈性層140被壓縮，並且當釋放壓力時，彈性層140恢復至原始狀態。例如，彈性層140可以由聚二甲基矽氧烷(PDMS)、丙烯醛基、聚氨酯等形成。然而，本實施方式不限於此，並且具有彈性力和1至3的介電常數的所有材料都可以被用作彈性層140的材料，而沒有限制。

在上文中，已經描述了多個觸摸傳感器130按照單元內觸摸式布置在觸摸面板中。然而，本發明實施方式不限於此。在其它實施方式中，多個觸摸傳感器130可以布置在有機發光顯示裝置的TFT陣列基板上。

如圖4所例示，彈性層140的厚度可以通過正在執行觸摸時施加到彈性層140的壓力來改變，而觸摸傳感器130的電容可以由於彈性層140的厚度的改變而改變。因此，除了觸摸位置以外，還可以基於從觸摸傳感器130感測的電容變化來感測正在執行觸摸時施加到觸摸面板的壓力。

其中，C表示觸摸傳感器130的電容，ε表示彈性層140的介電常數，A表示觸摸傳感器130的面積，並且d表示觸摸傳感器130與蓋玻璃150之間的距離。

觸摸傳感器130的面積和彈性層140的介電常數「ε」可以是固定的，並且因此，觸摸傳感器130的電容可以基於觸摸傳感器130與蓋玻璃150之間的距離「d」而改變。也就是說，可以通過施加到蓋玻璃150的力(壓力)來按壓彈性層140，並因此可以減小手指與觸摸傳感器130之間的距離，因此可以改變充入到觸摸傳感器130的電容量。

圖5是示出了由彈性層的介電常數導致的電容的變化的圖。

參照圖5，已經通過將彈性層140的介電常數改變為1、2、3、4、5和6來進行關於電容的變化的實驗，並且在圖5中示出了實驗的結果。能夠看到，彈性層140的介電常數越低，電容變化率越高。

在該情況下，隨著彈性層140的介電常數變得更低，電容的絕對值減小。然而，能夠看到，隨著彈性層140的介電常數變得更低，基於彈性層140的厚度改變的電容變化率(斜率)增加。因此，可以認為，隨著彈性層140的介電常數變得更低，容易感測壓力。然而，實驗不限於此，並且已經進行了關於可分的壓力級別和由彈性層140的厚度的改變導致的電容變化的另一實驗。其它實驗的結果列出在下面的表1中。下面的表1的實驗結果是通過應用具有5mm厚度的蓋玻璃而獲得的結果。

從式(2)可見，能夠看出，手指與觸摸傳感器130之間的距離根據正在執行觸摸時施加的壓力而改變(Δd)，並且因此，觸摸傳感器130的電容改變。

[表1]

基於彈性層的厚度改變的電容變化和壓力級別劃分

第一級別第二級別第三級別第四級別第五級別

從表1可見，由正在執行觸摸時施加的壓力導致的彈性層140的厚度改變被細分為4％至96％，並且彈性層140的介電常數被劃分為1至6。在這樣的條件下，已經檢查了基於彈性層140的厚度改變的電容變化。表1中列出的數字是以pF為單位表示的電容值。例如，在彈性層140的300μm的厚度改變了4％並因此彈性層140被壓縮到288μm的厚度情況下，能夠通過表1看到，如果彈性層140的介電常數為1，則發生0.01pF的電容變化。與表1中的電容值對應的顏色改變的點表示電容變化朝下一壓力級別與前一壓力級別區分開的程度發生。因此，類推出壓力級別被細分的程度。

表1中的第一級別表示軟觸摸狀態並且表示向蓋玻璃150施加觸摸，但是向蓋玻璃150施加小於壓力感測閾值的壓力。

如果彈性層140的介電常數為4至6，則壓力被劃分為包括軟觸摸狀態的兩個級別。也就是說，除了軟觸摸狀態外，不能夠實際上將正在執行觸摸時施加的壓力進行級別劃分。

此外，如果彈性層140的介電常數為3，則壓力被劃分為包括軟觸摸狀態的三個級別。也就是說，除了軟觸摸狀態外，正在執行觸摸時施加的壓力被劃分為兩個級別。

此外，如果彈性層140的介電常數為2，則壓力被劃分為包括軟觸摸狀態的四個級別。也就是說，除了軟觸摸狀態外，正在執行觸摸時施加的壓力被劃分為三個級別。

此外，如果彈性層140的介電常數為1，則壓力被劃分為包括軟觸摸狀態的五個級別。也就是說，除了軟觸摸狀態外，正在執行觸摸時施加的壓力被劃分為四個級別。

在本發明中，基於圖5和表1的實驗結果，將彈性層140的介電常數調整為1至3，並且因此，正在執行觸摸時施加的壓力被劃分為兩個至四個級別。

再次參照圖3，觸摸驅動器200可以包括觸摸驅動信號發生器210、觸摸感測單元220和開關驅動器230。顯示驅動器300可以包括多個觸摸驅動集成電路(IC)310。多個觸摸驅動IC 310可以各自包括數據驅動器和選通驅動器。

定時控制器400可以通過使用定時信號TS來生成用於控制選通驅動器的選通控制信號GCS，並且可以將所述選通控制信號GCS提供給選通驅動器。選通控制信號GCS可以包括選通起始脈衝GSP、選通移位時鐘GSC、選通輸出使能信號GOE等。

此外，定時控制器400可以通過使用定時信號TS來生成用於控制數據驅動器的數據控制信號DCS，並且可以將所述數據控制信號DCS提供給數據驅動器。數據控制信號DCS可以包括源起始脈衝SSP、源採樣時鐘SSC、源輸出使能信號SOE、極性控制信號POL等。

此外，定時控制器400可以通過使用定時信號TS來將輸入RGB圖像信號轉換成幀單位數字RGB圖像數據，並且可以將所述RGB圖像數據提供給數據驅動器。在該情況下，定時信號TS可以包括垂直同步信號V-sync、水平同步信號H-sync以及時鐘信號CLK。

另外，定時控制器400可以生成用於控制觸摸驅動器200的觸摸控制信號TCS，並且可以將所述觸摸控制信號TCS提供給觸摸驅動器200。觸摸控制信號TCS可以包括顯示周期和觸摸周期的同步信號，以便觸摸驅動器200在觸摸周期被驅動。

圖6是例示了感測軟觸摸的操作的圖，並且圖7是示出了用於感測軟觸摸的觸摸驅動信號的圖。

參照圖3、圖6和圖7，觸摸驅動器200的觸摸驅動信號發生器210可以基於從定時控制器400提供的觸摸控制信號TCS來生成觸摸驅動信號TDS。另外，在一個幀周期中，可以在觸摸周期中向設置在觸摸面板中的多個觸摸傳感器130施加觸摸驅動信號TDS。多個觸摸傳感器130可以分別連接到多條觸摸線135，並且所述多條觸摸線135可以連接到觸摸驅動器200。電荷可以通過觸摸驅動信號被充入到多個觸摸傳感器130中的每一個中。

隨後，觸摸驅動器200的觸摸感測單元220可以接收充入到多個觸摸傳感器130中的每一個中的電容量。然後，可以檢測出多個觸摸傳感器130中的每一個的電容變化。基於所檢測的電容變化，可以確定是否存在觸摸，並且可以檢測觸摸位置。

這裡，觸摸驅動器200可以包括具有N:1的輸入輸出比的多個復用器132，以用於減少觸摸驅動器200的輸入/輸出通道的數目。多個復用器132可以設置在信號發生器的輸入/輸出端子與多個通道之間，因此使觸摸驅動器200的通道的總數目減少了1/N。

在圖3中，例示了設置有三個復用器MUX1至MUX3，並且因此，使觸摸驅動器200的輸入/輸出通道的數目減少了1/3。另外，例示了設置在觸摸面板100中的多個觸摸傳感器130被劃分成三個塊，向觸摸傳感器130提供觸摸驅動信號TDS，並且感測觸摸傳感器130中的每一個的電容。

圖8是例示了感測壓力觸摸的操作的圖。圖9是示出了用於感測壓力觸摸的觸摸驅動信號的圖。

參照圖3、圖8和圖9，與在上方向、下方向、左方向和右方向上彼此相鄰的多個觸摸傳感器電連接的多個開關SW可以設置在觸摸面板100中。當從第一觸摸傳感器TS1感測到觸摸時，開關驅動器230可以生成開關使能信號，並且可以將所生成的開關使能信號提供給設置在第一觸摸傳感器TS1與包圍第一觸摸傳感器TS1的多個第二觸摸傳感器TS2之間的多個開關。

可以通過接通設置在第一觸摸傳感器TS1與包圍第一觸摸傳感器TS1的多個第二觸摸傳感器TS2之間的多個開關來使第一觸摸傳感器TS1電連接到多個第二觸摸傳感器TS2，並且通過接通設置在包圍第一觸摸傳感器TS1的多個第二觸摸傳感器當中的相鄰的第二觸摸傳感器TS2之間的開關來使包圍第一觸摸傳感器TS1的所述多個第二觸摸傳感器當中的相鄰的第二觸摸傳感器TS2彼此電連接。

當從多個觸摸傳感器130中的任意第一觸摸傳感器感測到作為軟觸摸感測結果的觸摸時，觸摸驅動信號發生器210可以將觸摸驅動信號提供給多個觸摸傳感器130。隨後，觸摸感測單元220可以接收充入到第一觸摸傳感器TS1和包圍第一觸摸傳感器TS1的多個第二觸摸傳感器TS2中的每一個中的電容量。隨後，可以基於第一觸摸傳感器TS1和多個第二觸摸傳感器TS2中的每一個的電容變化來感測正在執行觸摸時施加的壓力。

不能基於一個觸摸傳感器130的電容精確地感測正在執行觸摸時施加的壓力。另外，雖然正在執行觸摸時施加了壓力，但是由於手指接觸蓋玻璃的面積擴大，因此可以通過接收多個觸摸傳感器的電容來感測正在執行觸摸時施加的壓力。因此，根據本發明的實施方式，減小了噪聲對壓力感測的影響，並且可以基於多個第二觸摸傳感器TS2的電容變化以及第一觸摸傳感器TS1的電容變化來感測正在執行觸摸時施加的壓力。

觸摸感測單元220可以包括存儲基於壓力的電容變化率的查找表，以便基於觸摸傳感器的電容變化來感測壓力。觸摸感測單元220可以將第一觸摸傳感器TS1和多個第二觸摸傳感器TS2的電容變化與查找表的數據進行比較，以感測正在執行觸摸時施加的壓力。在該情況下，如果彈性層140的介電常數為1至3，則正在執行觸摸時施加的壓力可以被劃分為四個級別並且可以被感測到。

由於相關技術的觸摸面板僅感測觸摸位置，因此不能基於觸摸感測提供各種用戶接口。另一方面，在根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置及其驅動方法中，可以將正在執行觸摸時施加的壓力劃分為多個級別並且可以進行感測，因此根據壓力級別提供各種用戶接口。

在圖8中，例示了基於包括第一觸摸傳感器TS1和第二觸摸傳感器TS2在內的總共9個觸摸傳感器130的電容變化來感測正在執行觸摸時施加的壓力。然而，本發明實施方式不限於此。在其它實施方式中，除了第一觸摸傳感器TS1和多個第二觸摸傳感器TS2以外，觸摸面板100還可以包括設置以包圍多個第二觸摸傳感器TS2的16個觸摸傳感器130。因此，可以將觸摸驅動信號提供給包括設置以包圍多個第二觸摸傳感器TS2的16個觸摸傳感器在內的總共25個觸摸傳感器，並且可以基於所述25個觸摸傳感器的電容變化來感測正在執行觸摸時施加的壓力。

下面將描述根據本發明的實施方式的上述觸摸顯示裝置的基本元件和功能。

根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置可以包括觸摸面板100和驅動電路單元。彈性層140可以布置在觸摸面板100的第二基板120上，並且蓋玻璃150可以設置在彈性層140上。多個子像素可以布置在觸摸面板100中，並且多個觸摸傳感器130可以以特定數目的子像素為單位進行布置。驅動電路單元可以包括定時控制器400、顯示驅動器300和觸摸驅動器200。顯示驅動器300可以將圖像信號分別提供給多個子像素。另外。觸摸驅動器200可以將觸摸驅動信號提供給多個觸摸傳感器130，並且可以基於所述多個觸摸傳感器130中的每一個的電容變化來感測正在執行觸摸時的觸摸位置和所施加的壓力

根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置可以包括多個開關SW，所述多個開關SW與在上方向、下方向、左方向和右方向上彼此相鄰的多個觸摸傳感器電連接。

當從多個觸摸傳感器130當中的第一觸摸傳感器TS1感測到觸摸時，觸摸驅動器200可以接通設置在第一觸摸傳感器TS1與包圍第一觸摸傳感器TS1的多個第二觸摸傳感器TS2之間的多個開關SW，因此使第一觸摸傳感器TS1電連接到所述多個第二觸摸傳感器TS2，並且通過接通設置在包圍第一觸摸傳感器TS1的多個第二觸摸傳感器當中的相鄰的第二觸摸傳感器TS2之間的開關來使包圍第一觸摸傳感器TS1的所述多個第二觸摸傳感器當中的相鄰的第二觸摸傳感器TS2彼此電連接。另外，觸摸驅動器200可以向第一觸摸傳感器TS1和多個第二觸摸傳感器TS2提供觸摸驅動信號TDS。另外，觸摸驅動器200可以基於第一觸摸傳感器TS1和多個第二觸摸傳感器TS2的電容變化來感測正在執行觸摸時施加的壓力。

根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置可以基於由彈性層140的厚度的改變而導致的電容的變化來感測正在執行觸摸時施加的壓力。這裡，彈性層140的介電常數可以為1至3。在根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置中，多個觸摸傳感器130中的每一個的面積可以是3.5mm2至4.5mm2。

在本發明中，正在執行觸摸時施加的壓力可以被劃分為兩個或更多個級別，因此根據壓力級別提供各種用戶接口。

在感測觸摸壓力的操作中，可以向包括第一觸摸傳感器TS1在內的總共9個觸摸傳感器提供觸摸驅動信號TDS。另外，可以基於所述9個觸摸傳感器的電容改變來感測正在執行觸摸時施加的壓力。

此外，在感測觸摸壓力的操作中，可以向包括第一觸摸傳感器TS1在內的25個觸摸傳感器提供觸摸驅動信號TDS。另外，可以基於所述25個觸摸傳感器的電容改變來感測正在執行觸摸時施加的壓力。

如上所述，根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置及其驅動方法可以通過使用按照單元內觸摸式布置的多個觸摸傳感器來感測觸摸位置和力。

此外，根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置及其驅動方法可以通過使用同一觸摸傳感器來感測觸摸位置和力二者。

此外，在根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置及其驅動方法中，由於用於感測觸摸位置和力的多個觸摸傳感器按照單元內觸摸式布置，因此減小了觸摸顯示裝置的厚度。

此外，根據本發明的實施方式的觸摸顯示裝置及其驅動方法可以將正在執行觸摸時施加到觸摸面板的壓力按照級別進行劃分，因此基於觸摸壓力的級別提供不同的用戶接口。

本領域技術人員將顯而易見的是，能夠在不脫離本發明的精神或範圍的情況下對本發明進行各種修改和變型。因此，本發明旨在涵蓋本發明的落入在所附權利要求和它們的等同物的範圍內的修改和變型。

相關申請的交叉引用

本申請要求於2015年7月31日提交的韓國專利申請No.10-2015-0109167的權益，該韓國專利申請通過引用方式被併入到本文中，如同其全部在本文中陳述一樣。