触摸面板及其操作方法

触摸面板及其操作方法【专利说明】[0001]相关申请的交叉引用[0002]本申请要求2014年8月26日提交的韩国专利申请第10-2014-0111847号的权益，通过引用将其如在本文中完全阐述的那样并入本文。
技术领域：
[0003]本发明的实施方式涉及一种触摸面板及其操作方法，更具体地，涉及一种能够实现触觉功能的触摸面板及其操作方法。【
背景技术：
】[0004]触摸面板是一种输入装置，其包括在图像显示装置例如液晶显示器（IXD)、场致发射显示器（FED)、等离子体显示面板（PDP)、电致发光显示器（ELD)、电泳显示器（EPD)和有机发光装置（0LED)中，并且使得用户能够在用户观看图像显示装置的屏幕的同时通过用手指、笔等按压或触摸触摸屏幕的传感器来输入信息。[0005]近来，触摸面板广泛用于便携式信息装置例如智能手表和桌面电脑（tablePC)的输入装置，并且还用于电子设备例如电脑显示器、监视器和电视的输入装置。[0006]根据触摸感测方法，触摸面板可以分为电阻式、电容式和红外感测式。电容式触摸面板由于制造方法容易和良好灵敏性的优点受到了极大关注。电容式触摸面板可以分为互电容式和自电容式。与自电容式触摸面板相比，互电容式触摸面板在其能够实现多点触摸输入方面是有利的。[0007]就常规触摸面板而言，可以通过使用手指或笔来感测触摸点。然而，难以感测到触摸力，即触摸压力。因此，2015年3月6日公开的美国专利申请公开第2014/0062933号(在下文中，称为"'933专利文件"）公开了感测触摸力和触摸点两者的电容式触摸面板。[0008]如图1所示，就'933专利文件中公开的电容式触摸面板而言，通过电容（Cml)根据彼此重叠且彼此平行的力感测电极12和力感测电极22对之间的距离的减小而产生的变化来感测触摸力，以及通过电容（Cm2)根据彼此不重叠而是彼此交错的点感测电极14和点感测电极24对之间的边缘场而产生的变化来感测触摸点。[0009]然而，在'933专利文件中公开的电容式触摸面板具有如下缺点。[0010]首先，用于感测触摸力的力感测电极12和22与用于感测触摸点的点感测电极14和24分隔开，使得这导致了复杂的电极结构。此外，由于点感测电极14和24彼此交错，所以触摸分辨率降低。[0011]另外，感测触摸力的效果正比于彼此面对的力感测电极12和22的面积。因而，如果为了提高触摸分辨率而使力感测电极12和22在尺寸上减小，则感测触摸力的效果降低。[0012]为了提高触摸分辨率，如果使点感测电极14和24彼此重叠，则在不考虑导电体的触摸的情况下在点感测电极14和24之间形成的电容（Cm2)维持为不变值，由此使感测触摸点的效果降低。[0013]另一方面，包括触摸面板的图像显示装置中的一些图像显示装置支持触觉功能。触觉功能可以通过用户改变在触摸屏上被感测到的摩擦系数的触觉效果来给用户提供触摸的感觉。作为用于给用户提供触摸的感觉的装置的具有触觉功能的图像显示装置可以包括一个或更多个触觉输出设备，例如，促动器。因此，具有触觉功能的图像显示装置包括用于触觉功能的附加的促动器，由此使设备的结构复杂化并且也增加了设备成本。【
发明内容】[0014]因此，本发明的实施方式涉及基本上消除了由于现有技术的局限和缺点而导致的一个或更多个问题的触摸面板的驱动设备及操作触摸面板的方法。[0015]本发明的实施方式的一个方面涉及提供一种能够通过使用用于触摸感测的电极来实现触觉功能的触摸面板的驱动设备。[0016]本发明的实施方式的另一方面涉及提供一种能够提高触摸力感测效果和触摸点感测效果两者的触摸面板的驱动设备。[0017]在一个或更多个实施方式中，触摸面板包括第一电极和与第一电极分隔开并且与第一电极交叉的第二电极。触摸面板还包括设置在第一电极与第二电极之间以使第一电极与第二电极分隔开的弹性介电构件。在感测模式期间第一电极施加有触摸驱动脉冲，并且在触觉模式期间第一电极施加有电压。在感测模式中第二电极响应于触摸驱动脉冲感测触摸感测信号，并且在触觉模式中第二电极施加有参考电压。在触觉模式中弹性介电构件响应于施加至第一电极的电压而振动。[0018]在一个或更多个实施方式中，施加至第一电极的电压为处于预定频率的AC(交流）电压。弹性介电构件的振动水平可以根据AC电压的振幅而变化[0019]在一个或更多个实施方式中，弹性介电构件由PDMS(聚二甲基硅氧烷）、丙烯酸塑料或聚氨酯材料构成。[0020]在一个或更多个实施方式中，感测模式包括第一感测模式和第二感测模式，并且其中，在第一感测模式中响应于触摸驱动脉冲感测在第二电极上的触摸感测信号的第一触摸感测信号；并且在第二感测模式中响应于触摸驱动脉冲感测在第二电极的子集上的触摸感测信号的第二触摸感测信号。[0021]在第一感测模式中，第二电极可以响应于触摸驱动脉冲，至少部分地基于在第一电极与第二电极之间的第一电容来感测第一触摸感测信号。在第二感测模式中，第二电极的子集可以响应于触摸驱动脉冲，至少部分地基于在第二电极的子集与第一电极之间的第二电容来感测第二触摸感测信号，其中，第二电容小于第一电容。[0022]在一个或更多个实施方式中，第二电极包括触摸感测电极和与触摸感测电极相邻的相邻电极。第二感测电极的子集可以包括触摸感测电极但可以不包括相邻电极。[0023]在第一感测模式中，可以感测来自触摸感测电极中的至少一个触摸感测电极和与触摸感测电极中的所述一个触摸感测电极相邻的相邻电极中的一个或更多个相邻电极的第一触摸感测信号，以确定在触摸面板上的触摸力。在第二感测模式中，可以感测来自触摸感测电极中的所述一个触摸感测电极但不包括与触摸感测电极中的所述一个触摸感测电极相邻的相邻电极的第二触摸感测信号，以确定在触摸面板上的触摸的位置。[0024]在一个或更多个实施方式中，基于所确定的触摸力或所确定的触摸位置生成施加至第一电极的电压。还基于实时的输入至触摸面板的图像纹理数据或基于对于所确定的触摸位置的预先设定的触觉情景来生成施加至第一电极的电压。[0025]本发明的实施方式的附加优点和特征一部分将在接下来的说明书中阐述，并且在考察了下面的内容时本发明的实施方式的附加优点和特征一部分将对本领域普通技术人员变得明显或者可以从本发明的实施方式的实践中了解。本发明的实施方式的目的和其他优点可以通过在所撰写的说明书及其权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现和获得。[0026]将理解的是，本发明的实施方式的前述一般性描述和以下详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在对所要求保护的本发明提供进一步说明。【附图说明】[0027]附图被包括以提供对本发明的进一步理解并且被并入本申请并构成本申请的一部分；附图示出了本发明的实施方式并且与描述一起用于说明本发明的原理。在附图中：[0028]图1为示出在'933专利文件中公开的触摸面板中的电极的简化布置的横截面图；[0029]图2示出根据本发明的第一实施方式的触摸面板的简化结构；[0030]图3为图2中所示的触摸面板的沿着Ι-Γ的横截面图；[0031]图4为用于说明图2中所示的电容根据在其间置入有弹性介电构件的彼此重叠的电极的距离而产生的变化的曲线图；[0032]图5A至图5C为图2中所示的触摸面板的横截面图，分别示出根据触摸力感测模式、触摸点感测模式和触觉模式，触摸感测电极与第一伪电极和第二伪电极中的每个伪电极之间的连接；[0033]图6示出根据本发明的第一实施方式的触摸面板的修改示例；[0034]图7示出根据本发明的第二实施方式的触摸面板的简化结构；[0035]图8为图7中所示的触摸面板的沿着ΙΙ-ΙΓ的横截面图；[0036]图9示出根据本发明的一个实施方式的触摸面板的驱动设备；[0037]图10为用于说明图9的触摸驱动电路的框图；[0038]图11示出图10的电极连接部；[0039]图12示出用于说明根据本发明的一个实施方式的触觉控制电路的框图；[0040]图13示出根据本发明的一个实施方式的触摸面板的驱动设备的修改示例；以及[0041]图14为用于说明根据本发明的一个实施方式的触摸面板的驱动方法的流程图。【具体实施方式】[0042]现在将详细地参考本发明的示例性实施方式，本发明的示例性实施方式的示例在附图中示出。只要有可能，贯穿附图将使用相同的附图标记指代相同或类似的部件。[0043]本发明的优点和特征及其实现方法将通过参考附图描述的下面的实施方式阐明。然而，本发明可以以不同方式实施，而且不应被解释为限于本文中所述的实施方式。而是，这些实施方式被提供来使得该公开内容将是全面和完整的，并向本领域技术人员完全地传达本发明的范围，另外，本发明将仅受权利要求的范围限定。[0044]在附图中所公开的用于描述本发明的实施方式的形状、大小、比率、角度和数目仅是示例，因而，本发明不限于所示出的细节。贯穿全文，相似的附图标记指代相似的元件。在下面的描述中，在对相关公知功能或配置的详细描述被确定为不必要地使本发明的重点模糊的情况下，将省略该详细描述。以使用在本说明书中所述的"包含"、"具有"和"包括"的情况下，除非使用"仅"，则可以添加另一部件。除非指代相反的意思，则单数形式的术语可以包括复数形式。在解释元件时，尽管没有明确描述，但是元件被解释为包括误差区域。[0045]在本发明的实施方式的描述中，当结构（例如，电极、线路、配线、层或接头）被描述为形成在另一结构的上部/下部或在其他结构上/下时，该描述应该被解释为包括所述结构彼此接触的情况，而且包括其间设置有第三结构的情况。在描述时间关系时，例如，在时间顺序被描述为"之后"、"随后"、"接下来"和"之前"时，除非使用"仅"或"直接"，则可以包括不连续的情况。将理解的是，尽管在本文中可以使用术语"第一"、"第二"等来描述多种元件，但是这些元件不应被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件进行区分。例如，在不脱离本发明的范围情况下，第一元件可以称为第二元件，类似地，第二元件可以称为第一元件。[0046]本发明的各种实施方式的特征可以彼此部分地或整体地结合或组合，并且可以如本领域技术人员能够充分理解的那样彼此进行各种相互操作以及在技术上驱动。本发明的实施方式可以彼此独立地进行，或者可以以共存关系一起进行。[0047]下文中，将参考附图对根据本发明的实施方式的触摸面板的驱动设备进行描述。[0048]图2示出根据本发明的第一实施方式的触摸面板的简化结构。图3为图2中所示触摸面板的沿着Ι-Γ的横截面图。[0049]参考图2和图3,根据本发明的第一实施方式的触摸面板100设置（附接）在图像显示装置的显示面板（未示出）上。根据本发明的第一实施方式的触摸面板100根据用户的触摸生成触摸点感测数据和/或触摸力感测数据，并且将生成的数据提供至外主机系统（未示出）。另外，根据本发明的第一实施方式的触摸面板1〇〇根据触觉模式向用户提供了利用振动的振动触觉效果。例如，如果显示面板为包括上偏振膜的液晶显示面板（或有机发光显示面板），则触摸面板100可以设置在上偏振膜上，或者可以设置在上基板与上偏振膜之间。触摸面板100可以包括：具有触摸驱动电极（Tx)的第一基板110;具有触摸感测电极（Rx)、第当前第1页1 2 3 4 5 6