触摸屏装置及其驱动方法和包括该装置的便携式电子装置的制造方法
【专利摘要】触摸屏装置及其驱动方法和包括该装置的便携式电子装置。所公开的是一种触摸屏装置，该触摸屏装置可以包括：第一和第二基板；在所述第一基板上的多个第一电极线和多个第二电极线，多个第一电极线和多个第二电极线彼此交叉以限定多个触摸传感器，每个触摸传感器包括第一电极和第二电极以及弹性电阻器，且在所述第二电极与所述弹性电阻器之间具有间隙空间；以及触摸驱动器，电连接至所述多个第一电极线和所述多个第二电极线中的至少一个，并且根据被施加于所述触摸屏装置的力的量来确定二维或三维触摸信息。
【专利说明】
触摸屏装置及其驱动方法和包括该装置的便携式电子装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种触摸屏装置及其驱动方法。更具体地，本发明涉及一种能够感测三维和/或二维触摸的触摸屏装置。
【背景技术】
[0002]触摸屏装置是在电子装置中允许用户通过接触显示装置的屏幕而无需另外的输入装置来输入信息的一种输入装置。这种触摸屏装置通常被用作用于各种类型的电子装置(诸如电视、笔记本电脑和监视器以及便携式电子装置(诸如电子笔记本、电子书、PMP (便携式多媒体播放器)、导航、UMPC(超移动PC)、移动电话、智能电话、智能手表、平板PC(平板个人电脑)、手表电话和便携式通信终端))的输入装置。
[0003]触摸屏装置可以主要被分为基于触摸位置中电阻值的改变来感测触摸位置的电阻型和基于触摸位置中电容的改变来感测触摸位置的电容型。近来，电容型触摸屏装置由于其简单的制造工艺和高灵敏度已引起大量关注。
[0004]触摸屏装置在二维空间中检测由手指或笔所进行的触摸的位置。然而，对于这些触摸屏装置而言，可能难以检测触摸力并且为需要三维触摸信息的应用建立用户接口环境。同样，对于电容型触摸屏装置而言，可能难以检测由非导电物体所进行的触摸的位置。
【发明内容】
[0005]因此，本发明致力于提供一种基本上避免由于现有技术的限制和不足而导致的一个或多个问题的触摸屏装置及其驱动方法。
[0006]本发明的优势致力于一种能够感测三维和/或二维触摸的触摸屏装置及其驱动方法。
[0007]本发明另外的特征和优势将在以下描述中被阐述，并且一部分根据该描述将是显而易见的，或者可以通过本发明的实践被了解。将通过在其书面说明书和权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现和获得本发明的这些和其他优势。
[0008]为实现这些和其他优势并且根据本发明的目的，如所实施和宽泛描述，一种触摸屏装置例如可以包括第一基板和第二基板；在所述第一基板上的多个第一电极线和多个第二电极线，所述多个第一电极线和多个第二电极线彼此交叉以限定多个触摸传感器，每个触摸传感器包括第一电极和第二电极以及弹性电阻器，且在所述第二电极与所述弹性电阻器之间具有间隙空间；以及触摸驱动器，电连接至所述多个第一电极线和所述多个第二电极线中的至少一个，并且根据被施加于所述触摸屏装置的力的量来确定二维或三维触摸信息。
[0009]在本发明的另一方面中，一种驱动具有多个触摸传感器的触摸屏装置的方法，每个触摸传感器包括第一电极和第二电极以及弹性电阻器，且在所述第二电极与所述弹性电阻器之间具有间隙空间，所述方法例如可以包括:向所述第一电极提供触摸驱动信号；通过所述第二电极感测每个触摸传感器的电容变化；基于感测所述电容变化的结果来检测触摸力事件；以及基于检测所述触摸力事件的结果来感测所述多个触摸传感器中的至少一个的电阻变化。
[0010]将理解的是，之前的一般描述和后续的详细描述均是示例性和说明性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
【附图说明】
[0011]被包括以提供对本发明的进一步理解以及被结合进本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施方式，并且与本说明书一起用于解释本发明的原理。在这些附图中:
[0012]图1是示出根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置的截面图；
[0013]图2是示出根据被施加于图1中所示的弹性电阻器构件的压力的电阻值的曲线图；
[0014]图3A至图3C示出了根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置的触摸感应方法；
[0015]图4是示出根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置的变形例的截面图；
[0016]图5是示出根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置的另一变形例的截面图；
[0017]图6示出了根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置的结构；
[0018]图7示出了从触摸控制部发送至图6中所示的主机系统的二维和三维触摸信息的数据格式；
[0019]图8至图10是示出在根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置中的支撑构件的各种实例的平面图；
[0020]图11至图14是示出在根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置中的弹性电阻器构件和支撑构件的各种实例的平面图；
[0021]图15是用于说明根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置的驱动方法的流程图；
[0022]图16是示出在根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置的驱动方法中根据触摸感应的感应数据的波形图；以及
[0023]图17示出了根据本发明的一种实施方式的便携式电子装置。
【具体实施方式】
[0024]现将对本发明的实施方式进行详细参照，在附图中示出了其实例。遍及整个附图，可能使用相同的参考标号来指代相同或类似的部件。
[0025]将通过参照附图描述的以下实施方式来澄清本发明的优势和特征以及其实施方法。然而，本发明可以以不同形式实施，并且不应被解释为限于本文所陈述的实施方式。相反，提供这些实施方式是为了使得本公开全面和完整，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。另外，本发明仅由权利要求的范围来限定。
[0026]在用于描述本发明的实施方式的附图中所公开的形状、尺寸、比例、角度和数字仅是实例，且因此，本发明不限于所示出的细节。通篇类似的参考标号指代类似的元件。在以下描述中，当对相关的已知功能或配置的详细描述被确定为会不必要地模糊本发明的重点时，将省略该详细描述。在使用本说明书中所描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用“仅”，否则也可以增加另外的部分。若无特别说明书，则单数形式的术语也可以包括复数形式。在解释元件时，尽管没有明确描述，但元件被解释为包括误差范围。
[0027]在对本发明的实施方式的描述中，当一结构(例如，电极、线路、配线、层或接触点)被描述为在另一结构的上部/下部处或者在其他结构上/下形成时，该描述应当被解释为包括该结构彼此接触的情况以及另外地包括第三结构被设置于其间的情况。
[0028]在描述时间关系时，例如，当时间顺序被描述为“在…之后”、“随后”、“接下来”和“在…之前”时，除非使用“刚好”或“直接”，否则可以包括不连续的情况。
[0029]将理解的是，尽管在本文中，术语“第一”、“第二”等可以被用于描述各种元件，但这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅被用于将一个元件与另一个相区别。例如，在不背离本发明的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，且类似地，第二元件可以被称为第一元件。
[0030]如本领域技术人员能够充分理解的那样，本发明的各种实施方式的特征可以部分或全部地彼此组合或结合，并且可以彼此不同地互操作和在技术上被驱动。本发明的实施方式可以彼此独立地被执行，或者可以以互相依赖的关系一同被执行。
[0031]图1是示出根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置的截面图。根据本发明实施方式的触摸屏装置可以包括被附接在一起的显示板和触摸屏板，或者触摸屏元件可以被集成到显示板中以形成触摸屏装置。
[0032]参照图1，根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置可以包括第一基板110和第二基板130、第一电极112和第二电极132、弹性电阻器构件150和支撑构件170。
[0033]第一基板110可以由透明塑料材料(例如，PET(聚乙二醇对苯二甲酸酯)、PC(聚碳酸酯)、PES (聚醚砜)、PEN (聚萘二甲酸乙二醇酯)、PU (聚亚安酯)和PNB (聚降冰片烯)中的任一材料)形成。第一基板110可以使用透明粘合剂(未示出)被附接至显示板(未示出)的显示表面(或屏幕)。
[0034]第二基板130可以由与第一基板110的材料相同的材料形成。第二基板130面对第一基板110的上表面。
[0035]第一电极112被设置在第一基板110的上表面上。第一电极112可以由透明导电材料形成，其中，该透明导电材料可以包括基于Zn的氧化物、基于In的氧化物或基于Sn的氧化物。例如，第一电极112可以由ITO(铟锡氧化物)形成。第一电极112与触摸驱动器(未示出)连接。
[0036]第二电极132被设置在第二基板130的下表面上，即，面对第一电极112的表面上。第二电极132可以由与第一电极112的材料相同的材料形成。第二电极132与触摸驱动器(未示出)连接。
[0037]弹性电阻器构件150以距离第二电极132的下表面的对应于间隙高度(GH)的预定间隔被设置，并且该弹性电阻器构件150被设置在第一电极112和第二电极132之间，由此选择性地使弹性电阻器构件150与第二电极132接触。
[0038]弹性电阻器构件150由随着与第二电极132的接触面积增加电阻值减小的材料形成，这能够实现对由用户10在触摸屏上的触摸的二维或三维感测。当弹性电阻器构件150处于与第二电极132的物理非接触状态时，弹性电阻器构件150用作具有接近无穷大的高电阻值的绝缘体。同时，当弹性电阻器构件150处于与第二电极132的物理接触状态时，弹性电阻器构件150用作具有低电阻值的可变电阻器。
[0039]弹性电阻器构件150可以由具有粘附性的可变电阻材料形成，其中，用于弹性电阻器构件150的可变电阻材料的电阻值随着与第二电极132的接触面积增加而减小。例如，弹性电阻器构件150可以由例如基于QTC(量子隧穿复合材料)基的、EAP(电活性聚合物)基的、丙烯酸树脂基的和橡胶基的溶剂中的任一种的压力敏感或压电敏感的材料形成。在压力敏感材料的情况下，电阻根据受压面积的大小来改变。在压电敏感材料的情况下，当外力被施加于硅半导体晶体时，电荷通过传导能量的产生而被转移至导带，使得其具有根据压强而改变电阻率的压电敏感的效应。
[0040]弹性电阻器构件150可以通过印刷工艺被涂覆在第一基板110的上表面上以便覆盖第一电极112，或者可以通过使用粘合剂的附接工艺而被附接至第一基板110的上表面以便覆盖第一电极112。因此，弹性电阻器构件150的下表面覆盖第一电极112，且弹性电阻器构件150的上表面以距离第二电极132的下表面的对应于间隙高度(GH)的预定间隔被设置。
[0041]支撑构件170在第二电极132与弹性电阻器构件150之间提供间隙空间(GS)。即，支撑构件170被设置以具有距离弹性电阻器构件150的上表面的预定高度，由此支撑构件170与第二基板130的下表面物理连接，并且因此密封第二基板130的下表面与弹性电阻器构件150之间的空间。同时，通过使用支撑构件170以距离弹性电阻器构件150的上表面的对应于间隙高度(GH)的预定间隔来提供被设置在第二基板130的下表面上的第二电极132，使得可以在第二电极132与弹性电阻器构件150之间提供间隙空间(GS)。支撑构件170在结构上用作用于支撑第一基板110和第二基板130的支撑体，并且在功能上用作用于缓冲来自第二基板130的压力的缓冲器。
[0042]为实现支撑构件170的结构和功能效果，支撑构件170具有能实现压缩和恢复至预定水平的弹性恢复力、粘附性和预定水平的透光性。同样，支撑构件170具有恒定厚度以防止在施加低于基准压力的触摸力时第二电极132与弹性电阻器构件150物理接触。为此，支撑构件170由具有绝缘、粘附和透光的特性的材料形成。
[0043]根据本发明的一种实施方式，支撑构件170可以由OCA(光学透明胶)、0CR(光固化树脂)或光学带形成。
[0044]根据本发明的另一实施方式，支撑构件170可以由通常被用于显示板的薄膜晶体管阵列基板的制造工艺的诸如苯并环丁烯(BCB)、光丙烯酸树脂或氮化硅的绝缘材料形成。在该情况下，根据本发明的另一实施方式的支撑构件170可以在弹性电阻器构件150的上表面上根据材料类型通过印刷工艺或光蚀刻工艺以预定高度形成，或者可以通过透明粘合剂被物理结合至第二基板130的下表面。该透明粘合剂可以是密封剂或OCR (光固化树脂)。
[0045]支撑构件170可以具有等于或小于0.3MPa的杨氏模量，使得当被施加至第二基板130的触摸力被释放时，彼此接触的第二电极132和弹性电阻器构件150可以彼此分开。优选地，支撑构件170最小具有等于或大于10gf/英寸的粘附性，以便具有与第二基板130和弹性电阻器构件150中的每一个的物理连接。
[0046]同样，支撑构件170优选具有等于或大于80%的透明度以便不会有较低的显示亮度。支撑构件170具有足以在第二电极132与弹性电阻器构件150之间保持ΙΟμπι至150 μ m的间隙高度(GH)的厚度，由此当施加低于基准压力(例如，软触摸压力)的触摸力时，不会使得第二电极132与弹性电阻器构件150接触。如果支撑构件170高于150 μ m，那么由于增加的间隙高度(GH)而增大触摸屏装置的厚度，且此外，也由于增加的间隙高度(GH)而增大包括触摸屏装置的显示装置的厚度。基准压力可以被设置在30?300gf/英寸范围内。
[0047]另外，根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置还可以包括覆盖窗190。
[0048]该覆盖窗190使用诸如OCA(光学透明胶)的透明粘合剂(未示出)被附接至第二基板130的前表面。该覆盖窗190覆盖第二基板130的前表面，且此外，保护触摸屏装置的前表面。该覆盖窗190可以由钢化玻璃或透明塑料形成。在考虑刮擦和透明度时，优选覆盖窗190由钢化玻璃形成。在该情况下，覆盖窗190的厚度和硬度被设置在允许通过用户的触摸的触摸力被传送至第二基板130的范围内。作为示例，钢化玻璃可以是蓝宝石玻璃或gorilla玻璃，或者可以包括蓝宝石玻璃和gorilla玻璃中的任一种以及保持玻璃材料的覆盖层。作为示例，透明塑料可以包括PET (聚乙二醇对苯二甲酸酯)、PC (聚碳酸酯)、PES(聚醚砜)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)和PNB(聚降冰片烯)中的至少一种材料。
[0049]根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置可以包括被设置在面对彼此的第一电极112与第二电极132之间且具有设置在第一基板110与第二基板130之间的弹性电阻器构件150的触摸传感器155。
[0050]该触摸传感器155被设置以用于二维和/或三维触摸感测，其中，触摸传感器155可以根据由用户10施加于覆盖窗190的触摸力来选择性地检测电容或电阻变化。
[0051]通过第二电极132与弹性电阻器构件150之间的电或物理分离来提供触摸传感器155的电容。S卩，通过支撑构件170以间隙高度(GH)来保持第二电极132和弹性电阻器构件150。如果第二电极132与弹性电阻器构件150电(或物理)分离，那么触摸传感器155具有由设置在第一电极112和第二电极132之间的间隙空间(GS)和弹性电阻器构件150的介电常数确定的电容。通过施加至第一电极112的触摸驱动脉冲在触摸传感器155中形成恒定电容，并且通过用户10的触摸力或者导电物体的触摸或接近来改变触摸传感器155的电容。因此，根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置通过感测在触摸传感器155中形成的电容变化来计算二维触摸信息。
[0052]通过第二电极132与弹性电阻器构件150之间的电或物理接触来提供触摸传感器155的电阻值。即，如果根据由用户的触摸力引起的第二基板130的变形而使第二电极132与弹性电阻器构件150电(或物理)接触，那么触摸传感器155用作具有由弹性电阻器构件150的电学特性确定的电阻值的可变电阻。在该情况下，根据由用户10的触摸力引起的第一电极112和第二电极132之间的距离变化，触摸传感器155可以具有对应于弹性电阻器构件150的电阻变化或者第二电极132与弹性电阻器构件150之间的接触面积变化的电阻值。
[0053]例如，如图2中所示，根据通过用户或非导电物体的触摸力的增加，即，根据第二电极132与弹性电阻器构件150之间的接触面积的增加，以测井(log)曲线形状减小触摸传感器155的电阻值。因此，根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置可以通过感测触摸传感器155中的电阻值的变化，即，第一电极112和第二电极132之间的电阻值的变化，并且通过感测根据该电阻值的变化而发生的电压改变来检测三维触摸。这是因为根据由用户施加的触摸力的增加而减小触摸传感器155的电阻值。
[0054]图3A至图3C示出了根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置的触摸感测方法。
[0055]首先，如图3A中所示，如果用户10的触摸力(STF)不多于基准压力，第二电极132与弹性电阻器构件150电分尚，使得在被设置在彼此面对的第一电极112和第二电极132之间且具有介于其间的弹性电阻器构件150和间隙空间(GS)的触摸传感器155中形成电容(Cm)。因此，根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置根据压力水平不多于基准压力的用户触摸力来检测触摸传感器155的电容(Cm)的变化，从而计算对应于用户10的触摸位置的二维触摸信息。
[0056]随后，如图3B中所示，如果用户10的触摸力(STF)不小于基准压力，那么使第二电极132与弹性电阻器构件150电接触。当通过用户触摸10第二电极132开始与弹性电阻器构件150接触时，第一电极112和第二电极132通过弹性电阻器构件150进入导电状态，并且电流在第一电极112和第二电极132之间流通，由此通过该电流使触摸传感器155中形成的电容(Cm)畸变(distort，失真)，从而产生触摸力事件。S卩，如果使第二电极132与弹性电阻器构件150接触，那么面对彼此的第一电极112和第二电极132通过弹性电阻器构件150彼此电连接，使得在第一电极112和第二电极132之间形成电阻(Rm)，并且使触摸传感器155的电容(Cm)畸变，从而产生触摸力事件。
[0057]随后，如图3C中所示，当用户触摸力(STF)的压力水平不小于基准压力时，通过检测在触摸传感器155中发生的触摸力事件，以及感测在触摸传感器155中形成的电阻值(Rm)的变化来计算包括触摸力水平和用户10的触摸位置的三维触摸信息。在该情况下，三维触摸信息的数据格式可以不同于二维触摸信息的数据格式。
[0058]根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置通过利用电容型触摸感测来感测根据压力水平不多于基准压力的用户触摸力的触摸传感器155中的电容变化，计算包括触摸位置的二维触摸信息，并且通过利用电阻型触摸感测来感测根据压力水平不小于基准压力的用户触摸力的触摸传感器155的电阻值(Rm)的变化，计算包括触摸位置和触摸力水平的三维触摸信息。
[0059]因此，根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置可以响应于用户10的触摸力，通过选择性利用电容型和电阻型的混合方法来计算三维触摸信息以及二维触摸信息。由于通过触摸传感器155中的电阻值(Rm)的变化来感测触摸力，所以可以为非导电物体以及导电物体计算三维触摸信息。
[0060]图4是示出根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置的变形例的截面图，该触摸屏装置的变形例通过改变图1的触摸屏装置中的弹性电阻器构件和支撑构件的结构来获得。因此，现将详细描述不同的结构。
[0061]首先，多个第一电极112在第一基板110的上表面上以固定间隔被设置，其中，平行于第一方向(X)形成第一电极112。同样，多个第二电极132在第二基板130的下表面上以固定间隔被设置，其中，平行于与第一方向(X)交叉的第二方向(Y)形成第二电极132。
[0062]多个弹性电阻器构件250在第一基板110的上表面上以固定间隔被设置，其中，每个弹性电阻器构件250覆盖每个第一电极112。弹性电阻器构件250由与图1中所示的弹性电阻器构件150的材料相同的材料构成，并且弹性电阻器构件250可以通过印刷工艺被图案化，或者可以以图案类型被形成并且被附接至第一基板110以覆盖每个第一电极112。由于多个弹性电阻器构件250被图案化而非被形成为与第一基板110 —体，所以可以提高感测触摸的精度和灵敏度。
[0063]围绕每个弹性电阻器构件250的支撑构件270被设置在第一基板110和第二基板130之间，从而在第二电极132与弹性电阻器构件250之间提供间隙空间(GS)。为此，每个支撑构件270的高度对应于通过将间隙空间(GS)的间隙高度(GH)增加到弹性电阻器构件250的高度而获得的预定高度。每个支撑构件270的下表面与第一基板110的上表面物理连接，且每个支撑构件270的上表面与第二基板130的下表面物理连接。在该情况下，每个支撑构件270的上表面的尺寸可以小于每个支撑构件270的下表面的尺寸，使得当由用户施加压力水平不小于基准压力的触摸力时，可以使第二电极132与弹性电阻器构件250接触。
[0064]以与图3A至图3C中所示的触摸屏装置相同或类似的方式，根据本发明的变形例的触摸屏装置可以通过感测触摸传感器155中的根据用户10的触摸力在图案型的弹性电阻器构件250中形成的电容和/或电阻值的变化，以提高的精度和灵敏度计算二维和/或二维触摸ig息。
[0065]图5是示出根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置的另一变形例的截面图，该触摸屏装置的另一变形例通过改变图4的触摸屏装置中的弹性电阻器构件和支撑构件的结构来获得。因此，现将详细描述不同的结构。
[0066]首先，多个弹性电阻器构件350在第一基板110的上表面上以固定间隔被设置，其中，每个弹性电阻器构件350覆盖包括至少两个第一电极112的各电极组。弹性电阻器构件350的材料和用于形成弹性电阻器构件350的方法可以与图4中所示的弹性电阻器构件250的材料和方法相同。因此，将省略对弹性电阻器构件350的材料和方法的详细描述。
[0067]围绕每个弹性电阻器构件350的支撑构件370被设置在第一基板110和第二基板130之间，从而在第二电极132与弹性电阻器构件350之间提供间隙空间(GS)。支撑构件370的结构可以与图4中所示的支撑构件270的结构相同。因此，将省略对支撑构件370的结构的详细描述。
[0068]根据本发明的另一变形例的触摸屏装置可以具有与图3A至图3C中所示的触摸屏装置的效果相同的效果。另外，可以通过每个组的第一电极112实现同时感测，从而减少感测时间和空闲模式下的功耗。
[0069]图6示出了根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置的结构。
[0070]参照图1和图6，根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置可以包括具有在面对彼此的第一电极512和第二电极532之间的触摸传感器555的触摸板500，以及用于通过接收触摸传感器555中的电容变化来计算二维触摸信息(TI_2D)和/或通过接收触摸传感器555中的电阻值的变化来计算三维触摸信息(TI_3D)的触摸驱动器600。
[0071]触摸板500被设置在用于例如便携式电子装置的显示板(未示出)的显示表面上，其中，该触摸板500感测由用户、导电物体或非导电物体的触摸。根据本发明的一种实施方式的触摸板500可以包括具有第一电极512的第一基板510、具有第二电极532的第二基板530、设置在第一电极512和第二电极532之间的弹性电阻器构件550和用于制备弹性电阻器构件550与第二电极532之间的间隙空间(GS)的支撑构件570。
[0072]第一基板510和第二基板530与图1的第一基板110和第二基板130相同或类似，由此将省略对第一基板510和第二基板530的详细描述。
[0073]第一电极512被设置在第一基板510的上表面上。更详细地，第一电极512包括在第一基板510的上表面上以固定间隔布置并且平行于第一方向(X)形成的多个第一电极线(TLl至TLn)。多个第一电极线(TLl至TLn)中的每一个与触摸驱动器600连接，并且被提供有来自触摸驱动器600的触摸驱动脉冲。
[0074]第二电极532被设置在面对第一电极512的第二基板530的下表面上。更详细地，第二电极532包括在第二基板530的下表面上以固定间隔布置且平行于与第一方向(X)交叉的第二方向(Y)形成的多个第二电极线(RLl至RLm)。
[0075]弹性电阻器构件550被设置在第一电极512和第二电极532之间。该弹性电阻器构件550与图1的弹性电阻器构件150相同或类似，由此将省略对弹性电阻器构件550的详细描述。
[0076]支撑构件570在第二电极532与弹性电阻器构件550之间设置有间隙空间(GS)。该支撑构件570与图1的支撑构件170相同或类似，由此将省略对支撑构件570的详细描述。
[0077]触摸传感器555在第一电极线(TL)与第二电极线(RL)之间的交叉区处形成。触摸传感器555具有根据由用户10施加的触摸力的电容或电阻值。在该情况下，通过第二电极532与弹性电阻器构件550之间的电分离形成触摸传感器555的电容。同时，通过第二电极532与弹性电阻器构件550之间的电接触形成触摸传感器555的电阻值。
[0078]覆盖窗190可以被附接至触摸板500的上表面，即，第二基板530的前表面。
[0079]触摸驱动器600通过感测触摸传感器555中的电容变化来生成位置感测数据，基于所生成的位置感测数据通过感测在触摸传感器555中随着高于来自的基准压力的触摸力事件的电阻值变化来生成力感测数据，以及基于该力感测数据计算三维触摸信息(TI_3D)。在该情况下，如果在所生成的位置感测数据中不存在触摸力事件，那么触摸驱动器600基于所生成的位置感测数据来计算二维触摸信息(TI_2D)。为此，触摸驱动器600可以包括脉冲提供部610、触摸感测部630和触摸控制部650。上述结构的触摸驱动器600可以被集成为一个ROIC(读出集成电路)芯片。触摸控制部650可以被实施为主机系统的MCU (微控制器单元)，而不与ROIC芯片集成在一起。
[0080]脉冲提供部610响应于从触摸控制部650提供的感测控制信号而生成触摸驱动脉冲，并且向第一电极线512提供所生成的触摸驱动脉冲。在触摸控制部650的控制下，脉冲提供部610可以向相应的第一电极线(TLl至TLn)提供对应于二维触摸感测模式或三维触摸感测模式的触摸驱动脉冲。
[0081]根据本发明的一种实施方式的脉冲提供部610可以依次向多个第一电极线(TLl至TLn)提供触摸驱动脉冲以用于二维触摸感测模式或三维触摸感应模式。
[0082]根据本发明的另一实施方式的脉冲提供部610可以依次向多个第一电极线(TLl至TLn)提供触摸驱动脉冲以用于二维触摸感测模式，并且依次向在用于三维触摸感测模式的多个第一电极线(TLl至TLn)中的根据二维触摸感测模式的感测结果而选择的至少一个第一电极线(TLl至TLn)提供触摸驱动脉冲。即，根据本发明的另一实施方式的脉冲提供部610在发生触摸力事件的情况下向在包括触摸位置的位置区域中设置的至少一个第一电极线提供触摸驱动脉冲。
[0083]脉冲提供部610可以针对空闲模式依次向多个第一电极线(TLl至TLn)提供触摸驱动脉冲，或者依次向包括至少一个第一电极线(TLl至TLn)的每个第一电极线组提供触摸驱动脉冲。
[0084]响应于从触摸控制部650提供的感测控制信号和事件检测信号，触摸感测部630通过用第二电极532感测触摸传感器555中的电容变化来生成第一感测数据(或位置感测数据)，并且通过感测触摸传感器555中的电阻值的变化来生成第二感测数据(或力感测数据)。
[0085]根据本发明的一种实施方式的触摸感测部630可以通过用于二维触摸感测模式和/或三维触摸感测模式的多个第二电极线(RLl至RLm)感测触摸传感器555中的电容或电阻值的变化。
[0086]根据本发明的另一实施方式的触摸感测部630可以通过用于二维感测模式的多个第二电极线(RLl至RLm)感测触摸传感器555中的电容的变化，并且针对根据二维触摸感测模式的感测结果而在用于三维触摸感测模式的多个第二电极线(RLl至RLm)中的选择的至少一个第二电极线(RLl至RLm)感测触摸传感器555中的电阻值的变化。在该情况下，在发生触摸力事件的情况中，触摸感测部630针对在包括触摸位置的局部区域中设置的至少一个第二电极线来感测触摸传感器555的电阻值的变化。因此，可以通过实现针对局部区域的触摸感测(即，部分感测)来减少用于感测触摸力的时间，并且此外确保对用户触摸的快速响应，以及通过简单和有效的感测驱动方法来感测触摸力。
[0087]根据本发明的一种实施方式的触摸感测部630可以包括选择单元631、第一感测单元635、第二感测单元637和存储器639。
[0088]选择单元631响应于从触摸控制部650提供的事件检测信号将第二电极532与第一感测单元635或第二感测单元637连接。例如，选择单元631通过从触摸控制部650提供的第一逻辑状态的事件检测信号根据二维触摸感测模式将每个第二电极线(RLl至RLm)连接至第一感测单元635。同时，选择单元631通过从触摸控制部650提供的第二逻辑状态的事件检测信号根据三维触摸感测模式将每个第二电极线(RLl至RLm)连接至第二感测单元 637。
[0089]根据本发明的一种实施方式的选择单元631可以包括多个去多路复用器，其中，每个去多路复用器可以包括一个输入通道、以及第一和第二输出通道。在每个去多路复用器中，以一对一的方式将输入通道与多个第二电极线(RLl至RLm)连接，将第一输出通道与第一感测单元635连接，以及将第二输出通道与第二感测单元637连接。
[0090]第一感测单元635根据二维触摸感测模式通过经由选择单元631连接的多个第二电极线(RLl至RLm)中的每一个感测触摸传感器555中的电容的变化来生成第一感测数据，并且将所生成的第一感测数据存储在存储器639中。为此，第一感测单元635可以包括多个第一感测电路635a和多个第一模拟到数字转换器635b。
[0091]每个第一感测电路635a根据二维触摸感测模式通过经由选择单元631与相应的第二电极线(RL)连接，且每个第一感测电路635a利用所连接的第二电极线(RL)根据触摸传感器555的电容变化通过放大第二电极线(RL)的电荷来感测触摸位置。根据本发明的一种实施方式的多个第一感测电路635a中的每一个可以是包括放大来自相邻的两个第二电极线(RL)的信号之间的差并且输出所放大的差的差分放大器的积分器。根据本发明的另一实施方式的多个第一感测电路635a中的每一个可以是包括将来自每个第二电极线(RL)的信号与基准电压相比较并且输出比较结果的比较器的积分器。
[0092]每个第一模拟到数字转换器635b通过将从第一感测电路635a输出的模拟输出信号转换为数字信号来生成第一感测数据，并且将所生成的第一感测数据存储在存储器639中。
[0093]第二感测单元637根据三维触摸感测模式通过经由选择单元631连接的多个第二电极线(RLl至RLm)中的每一个感测触摸传感器555中的电阻值变化来生成第二感测数据，并且将所生成的第二感测数据存储在存储器639中。为此，第二感测单元637可以包括多个第二感测电路637a和多个第二模拟到数字转换器637b。
[0094]每个第二感测电路637a根据三维触摸感测模式通过选择单元631与相应的第二电极线(RU连接，并且每个第二感测电路637a通过所连接的第二电极线(RL)根据触摸传感器555的电阻值的变化通过放大第二电极线(RL)的电压来感测触摸位置。根据本发明的一种实施方式的多个第二感测电路637a中的每一个可以是放大来自每个第二电极线(RL)的触摸传感器555的电压并且输出所放大的电压的反相放大器。
[0095]每个第二模拟到数字转换器637b通过将从第二感测电路637a输出的模拟输出信号转换为数字信号来生成第二感测数据，并且将所生成的第二感测数据存储在存储器639中。
[0096]存储器639依次存储根据二维感测模式从第一感测单元635提供的第一感测数据，并且响应于从触摸控制部650提供的感测控制信号向触摸控制部650提供所存储的第一感测数据。同样，存储器639依次存储根据三维感测模式从第二感测单元637提供的第二感测数据，并且响应于从触摸控制部650提供的感测控制信号向触摸控制部650提供所存储的第二感测数据。存储器639可以被设置在触摸驱动器600内部或触摸驱动器600外部，而不是被设置在触摸感测部630内部。
[0097]触摸控制部650响应于从显示装置的主机系统700提供的触摸模式信号(TMS)控制对脉冲提供部610和触摸感测部630中的每一个的驱动。
[0098]触摸控制部650通过检测针对在从触摸感测部630提供的第一感测数据中压力水平不小于基准压力的用户触摸力的触摸力事件来生成事件检测信号。即，触摸控制部650通过实时监测从触摸感测部630提供的第一感测数据来检测当根据压力水平不小于基准压力的用户触摸力使第一感测数据畸变时的触摸力事件的发生，并且根据对触摸力事件的检测结果来生成事件检测信号。在该情况下，如果第一感测数据没有根据压力水平不小于基准压力的用户触摸力的触摸力事件，那么触摸控制部650通过生成用于二维触摸感测模式的第一逻辑状态的事件检测信号来控制触摸感测部630的选择单元631。除非当其被设置为具有第二逻辑状态时的触摸力事件的发生，该事件检测信号被设置为具有第一逻辑状
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[0099]触摸控制部650将根据二维触摸感测模式从触摸感测部630 (即，存储器639)提供的第一感测数据与第一阈值相比较，基于大于第一阈值的第一感测数据来计算二维触摸信息(TI_2D)，并且将所计算的二维触摸信息(TI_2D)发送至主机系统700。在该情况下，触摸控制部650计算包括对应于出现第一感测数据所在的第二电极线(RL)的位置信息(例如，X坐标)和对应于出现第一感测数据所在的第一电极线(TL)的位置信息(例如，Y坐标)的触摸坐标的一个或多个二维触摸信息(TI_2D)。此外，触摸控制部650可以通过另外计算触摸点的数量、触摸区域、单位时间段内的触摸次数和触摸持续时间来计算二维触摸信息(TI_2D) ο
[0100]同样，触摸控制部650根据二维触摸感测模式来计算二维触摸信息(TI_2D)，并且同时实时监测第一感测数据。基于实时监测结果，如果由第一感测数据根据压力水平不小于基准压力的用户触摸力的畸变指示的触摸力事件发生，那么触摸控制部650将第一逻辑状态的事件检测信号改变为用于三维触摸感测模式的第二逻辑状态的事件检测信号。
[0101]触摸控制部650将根据三维触摸感测模式从触摸感测部630 (即，存储器639)提供的第二感测数据与第二阈值相比较，基于大于第二阈值的第二感测数据计算三维触摸信息(TI_3D)以及将所计算的三维触摸信息(TI_3D)发送至主机系统700。在该情况下，触摸控制部650计算包括对应于第二感应数据的大小的触摸力水平、触摸力区域以及对应于出现第二感测数据所在的第二电极线(RL)的位置信息(例如，X坐标)和出现第二感测数据所在的第一电极线(TL)的位置信息(例如，Y坐标)的触摸坐标的一个或多个三维触摸信息(TI_3D)。另外，触摸控制部650可以通过利用触摸力水平基于触摸坐标另外计算触摸力区域来计算三维触摸信息(TI_3D)。
[0102]触摸控制部650可以用不同数据格式(或数据协议)来计算二维触摸信息和三维触摸信息，并且可以采用不同数据格式向主机系统700发送所计算的二维触摸信息和三维触摸信息。
[0103]从触摸控制部650输出的一个或多个二维触摸信息(TI_2D)可以包括触摸ID、触摸状态和X-Y坐标值。在该情况下，触摸ID被设置以用于授权针对16个多触摸的识别码，该触摸ID可以被分配给第一字节的4个最低有效位。触摸状态被设置以用于识别诸如接触触摸、接近触摸或手掌触摸的触摸类型，该触摸状态可以被分配给第一字节的4个最高有效位。
[0104]如图7的(a)中所示，一个二维触摸信息(TI_2D)可以包括至少2个字节(B1、B2、?)。
[0105]根据本发明的一种实施方式的二维触摸信息(TI_2D)可以包括第一和第二字节(B1、B2)。在该情况下，触摸ID和触摸状态被分配给第一字节(BI)，且X坐标值和Y坐标值被分配给第二字节(B2)。X坐标值可以被分配给第二字节(B2)的4个最低有效位，且Y坐标值可以被分配给第二字节(B2)的4个最高有效位。
[0106]根据本发明的另一实施方式的二维触摸信息(TI_2D)可以包括第一至第四字节(B1、B2、B3、B4)。在该情况下，触摸ID和触摸状态可以被分配给第一字节(BI)，X-Y坐标值可以被分配给第二字节(B2)，X坐标值可以被分配给第三字节(B3)以及Y坐标值可以被分配给第四字节(B4)。在该情况下，为12位X坐标值分配被分配给第二字节(B2)的X坐标值和被分配给第三字节(B3)的X坐标值，其中，该12位X坐标值的4个最高有效位可以被分配给第二字节(B2)。以相同的方式，为12位Y坐标值分配被分配给第二字节(B2)的Y坐标值和被分配给第四字节(B4)的Y坐标值，其中，12位Y坐标值的4个最高有效位可以被分配给第二字节(B2)。
[0107]二维触摸信息(TI_2D)还可以包括用于提供触摸点数量、触摸区域、单位时间段内的触摸数量和触摸持续时间中的至少一个的至少一个另外的字节。
[0108]从触摸控制部650输出的一个三维触摸信息(TI_3D)可以包括触摸ID、触摸状态、X-Y坐标值和触摸力水平。在该情况下，触摸ID被设置为用于授权针对16个多触摸的识别码，该触摸ID可以被分配给第一字节(BI)的4个最低有效位。触摸状态被设置以用于授权指示是否存在触摸力感测的识别标志，该触摸状态可以被分配给第一字节(BI)的4个最尚有效位。
[0109]如图7的(b)中所示，一个三维触摸信息(TI_3D)可以包括至少3个字节(B1、B2、B3、?)。
[0110]根据本发明的一个实施方式的三维触摸信息(TI_3D)可以包括第一至第三字节(B1、B2、B3)。在该情况下，触摸ID和触摸状态被分配给第一字节(BI)，X坐标值和Y坐标值被分配给第二字节(B2)，以及触摸力水平被分配给第三字节(B3)。X坐标值可以被分配给第二字节(B2)的4个最低有效位，且Y坐标值可以被分配给第二字节(B2)的4个最高有效位。
[0111]根据本发明的另一实施方式的三维触摸信息(TI_3D)可以包括第一至第六字节(B1、B2、B3、B4、B5、B6)。在该情况下，触摸ID和触摸状态可以被分配给第一字节(B1)，X_Y坐标值可以被分配给第二字节(B2)，X坐标值可以被分配给第三字节(B3)，Y坐标值可以被分配给第四字节(B4)，触摸力水平被分配给第五字节(B5)，以及触摸力区域被分配给第六字节(B6)。在该情况下，为12位X坐标值分配被分配给第二字节(B2)的X坐标值和被分配给第三字节(B3)的X坐标值，其中，该12位X坐标值的4个最高有效位可以被分配给第二字节(B2)。以相同的方式，为12位Y坐标值分配被分配给第二字节(B2)的Y坐标值和被分配给第四字节(B4)的Y坐标值，其中，该12位Y坐标值的4个最高有效位可以被分配给第二字节(B2)。
[0112]主机系统700执行从触摸驱动器600 (即，触摸控制部650)提供的链接至二维触摸信息(TI_2D)或三维触摸信息(TI_3D)的应用程序。
[0113]根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置可以通过感测设置在第一电极512和第二电极532之间的触摸传感器555中的电容或电阻值根据用户10的触摸力的变化来感测针对用户10的触摸力的二维触摸信息和三维触摸信息两者。
[0114]图8至图10是示出在根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置中的支撑构件的各种实例的平面视图。
[0115]参照图8，根据本发明的一种实施方式的支撑构件570可以包括边界图案571、多个第一线支撑图案573和多个第二线支撑图案575。
[0116]边界图案571被设置在弹性电阻器构件550的上表面的边界上，从而支撑第二基板530的边界。该边界图案571以闭环形状形成，从而密封第一基板510和第二基板530之间的空间。
[0117]多个第一线支撑图案573平行于第一基板510的第一方向(X)被设置，且每个第一线支撑图案573被设置在弹性电阻器构件550的上表面上的多个第一电极线(TLl至TLn)中的每一个之间，从而支撑第二基板530。
[0118]多个第二线支撑图案575平行于第一基板510的第二方向(Y)被设置，且每个第二线支撑图案575被设置在弹性电阻器构件550的上表面上的多个第二电极线(RLl至RLm)中的每一个之间，从而支撑第二基板530。
[0119]多个第一线支撑图案573与多个第二线支撑图案575交叉，从而形成网状配置。
[0120]根据本发明的一种实施方式，可以从支撑构件570省略多个第一线支撑图案573或多个第二线支撑图案575。
[0121]因此，根据本发明的一种实施方式的支撑构件570通过边界图案571和线支撑图案573和575支撑第二基板530，使得其可以防止第二基板530下陷，并且此外，防止第二电极532与弹性电阻器构件550物理接触。
[0122]可替代地，如图9中所示，多个第一线支撑图案573中的每一个可以被设置在多个第一电极线组5121至512i中的每一个之间，其中，每个第一电极线组可以通过使至少两个相邻的第一电极线成组来形成。同样，多个第二线支撑图案575中的每一个可以被设置在多个第二电极线组5321至532 j中的每一个之间，其中，每个第二电极线组可以通过将至少两个相邻的第二电极线成组来形成。在该情况下，由每个第一电极线组5121至512i成组的第一电极线(TL)的数量可以与由每个第二电极线组5321至532j成组的第二电极线(RL)的数量相同或不同。
[0123]参照图8和图9，多个第一线支撑图案573中的每一个可以被设置在具有一个或多个第一电极线的每个第一电极线组之间。同样，多个第二线支撑图案575中的每一个可以被设置在具有一个或多个第二电极线的每个第二电极线组之间。
[0124]参照图10，根据本发明的另一实施方式的支撑构件570可以包括边界图案571和多个点支撑图案577。
[0125]边界图案571被设置在弹性电阻器构件550的上表面的边界上，从而支撑第二基板530的边界。以闭环图形形成边界图案571，从而密封第一基板510和第二基板530之间的空间。
[0126]设置在弹性电阻器构件550的上表面上的多个点支撑图案577支撑第二基板530，其中，以圆柱或多棱柱的岛状形状形成每个点支撑图案577。
[0127]根据本发明的一种实施方式的多个点支撑图案577中的每一个可以被设置在由第一电极线(TL)的相邻一个和第二电极线(RL)的相邻一个围绕的每个区域中。S卩，多个点支撑图案577可以按照点图案被设置在多个第一电极线(TLl至TLn)中的每一个之间限定的第一区域与多个第二电极线(RLl至RLm)中的每一个之间限定的第二区域的每个交叉区域处。
[0128]尽管未示出，根据本发明的另一实施方式的多个点支撑图案577可以被设置在多个第一电极线组中的每一个之间限定的第一区域与多个第二电极线组中的每一个之间限定的第二区域的每个交叉区域处，其中，每个第一电极线组包括至少两个相邻的第一电极线(TL)，且每个第二电极线组包括至少两个相邻的第二电极线(RL)。
[0129]根据本发明的另一实施方式的支撑构件570通过岛状形状的点支撑图案577支撑第二基板530，使得其可以防止第二基板530下陷，以及此外，防止第二电极532与弹性电阻器构件550物理接触，并且还最小化显示装置的亮度的恶化。
[0130]图11至图14是示出在根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置中的弹性电阻器构件和支撑构件的各种实例的平面视图。
[0131]首先，参照涉及图4的图11，根据本发明的一种实施方式的弹性电阻器构件550可以包括多个电阻器线图案，该多个电阻器线图案分别与多个第一电极线(TLl至TLn)重叠，沿着第一基板510的第二方向(Y)以固定间隔被设置，并且在第一基板510的上表面上以线形状被制备。多个电阻器线图案的材料及其形成方法与图1中所示的弹性电阻器构件150的材料及形成方法相同或类似，从而将省略对多个电阻器线图案的材料及其形成方法的详细描述。
[0132]根据本发明的一种实施方式的支撑图案570可以包括边界图案571和多个线支撑图案573。
[0133]边界图案571被设置在第一基板510的上表面的边界上，从而支撑第二基板530的边界。边界图案571以闭环形状形成，从而密封第一基板510和第二基板530之间的空间。
[0134]多个线支撑图案573平行于第一基板510的第一方向(X)被设置，且每个第一线支撑图案573被设置在第一基板510的上表面上的多个电阻器线图案中的每一个之间，从而支撑第二基板530。
[0135]弹性电阻器构件550的每个电阻器线图案可以不与多个第一电极线(TLl至TLn)重叠，而是与多个第二电极线(RLl至RLm)重叠，从而用于弹性电阻器构件550的多个电阻器线图案可以在第一基板510的上表面上以线形状形成，同时沿着第一基板510的第一方向(X)以固定间隔被设置。在该情况下，支撑构件570的每个线支撑图案573被设置在第一基板510的上表面上的每个电阻器线图案之间，并且平行于第一基板510的第二方向(Y)被设置，从而支撑第二基板530。
[0136]最后，根据本发明的一种实施方式的弹性电阻器构件550的每个电阻器线图案与第一电极线(TLl至TLn)或第二电极线(RLl至RLm)重叠，并且支撑构件570的每个线支撑图案573可以被设置在相邻的两个电阻器线图案之间。
[0137]根据本发明的一种实施方式的包括弹性电阻器构件550和支撑构件570的触摸屏装置可以通过感测在多个电阻器线图案的每一个中形成的触摸传感器555中的电容或电阻值根据用户10的触摸力的变化，以良好的精度和灵敏度计算二维或三维触摸信息。
[0138]参照图12，根据本发明的另一实施方式的弹性电阻器构件550可以包括在多个第一电极线(TLl至TLn)与多个第二电极线(RLl至RLm)的每个交叉区域处设置的多个电阻器点图案，其中，每个电阻器点图案可以在每个交叉区域中被形成为岛状形成。
[0139]以包括由其中一个第一电极线(TL)和其中一个第二电极线(RL)形成的一个交叉区域的圆柱或多棱柱的岛状形状制备多个电阻器点图案中的每一个。
[0140]根据本发明的另一实施方式的支撑构件570可以包括边界图案571、多个第一线支撑图案573和多个第二线支撑图案575。
[0141]边界图案571被设置在第一基板510的上表面的边界上，从而支撑第二基板530的边界。边界图案571以闭环形状被形成，从而密封第一基板510和第二基板530之间的空间。
[0142]多个第一线支撑图案573平行于第一基板510的第一方向(X)被设置，且每个第一线支撑图案573在第一基板510的上表面上沿着第一基板510的第二方向(Y)被设置在多个电阻器点图案550中的每一个之间，从而支撑第二基板530。S卩，每个第一线支撑图案573被设置在多个第一电极线(TLl至TLn)中的每一个之间，同时平行于第一基板510的第一方向(X)。
[0143]多个第二线支撑图案575平行于第一基板510的第二方向(Y)被设置，且每个第二线支撑图案575在第一基板510的上表面上沿着第一基板510的第一方向(X)被设置在多个电阻器点图案中的每一个之间，从而支撑第二基板530。S卩，每个第二线支撑图案575被设置在多个第二电极线(RLl至RLm)中的每一个之间。
[0144]多个第一线支撑图案573与多个第二线支撑图案575交叉，从而形成网状配置。
[0145]如图13中所示，根据本发明的另一实施方式的支撑构件570可以包括多个点支撑图案577，而不是多个第一支撑图案573和第二线支撑图案575。
[0146]在第一基板510的上表面上以圆柱或多棱柱的岛状形状制备多个点支撑图案577中的每一个，从而支撑第二基板530。多个点支撑图案577可以在多个第一电极线(TLl至TLn)中的每一个之间限定的第一区域与多个第二电极线(RLl至RLm)中的每一个之间限定的第二区域的每个交叉区域处以点图案来设置。即，多个点支撑图案577可以被设置在由相邻的四个电阻器点图案550围绕的每个区域处。
[0147]根据本发明的另一实施方式的包括弹性电阻器构件550和支撑构件570的触摸屏装置可以通过感测在岛状形状的多个电阻器点图案550的每一个中形成的触摸传感器555中的电容或电阻值根据用户10的触摸力的变化，以良好的精度和灵敏度计算针对多触摸的二维或三维触摸信息。
[0148]参照图14，根据本发明的另一实施方式的弹性电阻器构件550可以包括多个电阻器点图案，其中，每个电阻器点图案可以与具有至少两个第一电极线(TL)的第一电极线组5121至512i和具有至少两个第二电极线(RL)的第二电极线组5321至532j的交叉点重叠，并且可以在第一基板510上以岛状形状被形成。
[0149]以包括由至少两个第一电极线(TL)和至少两个第二电极线(RL)形成的至少四个交叉区域的圆柱或多棱柱的岛状形状制备多个电阻器点图案中的每一个。
[0150]以与图12中所示的支撑构件570相同的方式，根据本发明的另一实施方式的支撑构件570可以包括设置在第一基板510的上表面的边界上的边界图案571、多个第一线支撑图案573和多个第二线支撑图案575。此时，多个第一线支撑图案573平行于第一基板510的第一方向(X)被设置，且每个第一线支撑图案573沿着第一基板510的第二方向(Y)被设置在多个电阻器点图案550中的每一个之间。同样，多个第二线支撑图案575平行于第一基板510的第二方向(Y)被设置，且每个第二线支撑图案575沿着第一基板510的第一方向(X)被设置在多个电阻器点图案550中的每一个之间。多个第一线支撑图案573与多个第二线支撑图案575交叉，从而形成网状配置。
[0151]同时，以与图13中所示的支撑构件570相同的方式，根据本发明的另一实施方式的支撑构件570可以包括多个点支撑图案577，而非多个第一支撑图案573和第二线支撑图案 575。
[0152]在第一基板510的上表面上以圆柱或多棱柱的岛状形状制备多个点支撑图案577中的每一个，从而支撑第二基板530。可以在多个第一电极线(TLl至TLn)中的每一个之间限定的第一区域与多个第二电极线(RLl至RLm)中的每一个之间限定的第二区域的每个交叉区域处的点图案中设置多个点支撑图案577。S卩，可以在由相邻的四个电阻器点图案550围绕的每个区域处设置多个点支撑图案577。
[0153]图15是用于说明根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置的驱动方法的流程图。图16是示出在根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置的驱动方法中根据触摸感测的感测数据的波形图。
[0154]参照与图6相关的图15和图16，根据本发明的一种实施方式的触摸屏装置的驱动方法通过感测在触摸板500内的触摸传感器中的电容变化来计算二维触摸信息，并且通过基于在触摸传感器中感测的电阻值的变化计算三维触摸信息来计算针对触摸板500的用户触摸的三维和二维触摸信息。这将在如下详细描述。
[0155]首先，通过感测在彼此交叉以及彼此以预定间隔设置且使弹性电阻器构件550介于其间的第一电极512和第二电极532的交叉区域内的触摸传感器555中的电容的变化来生成位置感测数据(S100)。S卩，触摸驱动器600根据二维触摸感测模式(模式I)向第一电极512提供触摸驱动脉冲，并且通过第二电极532感测触摸传感器550中的电容的变化，从而生成位置感测数据。
[0156]同时，实时监测(RTM)位置感测数据以检测在根据压力水平不小于基准压力的用户触摸力使位置感测数据畸变时发生的触摸力事件，并且根据对触摸力事件的检测结果来生成事件检测信号(SllO)。S卩，触摸驱动器600检测在通过根据压力水平不小于基准压力的用户触摸力的导电状态的第一电极512和第二电极532之间流通的电流使触摸传感器555的电容(Cm)畸变时发生的触摸力事件。如果在位置感测数据中不存在触摸力事件，那么触摸驱动器600生成第一逻辑状态的事件检测信号。同时，如果在位置感测数据中存在触摸力事件，那么触摸驱动器600生成第二逻辑状态的事件检测信号。
[0157]在步骤SllO中，如果在位置感测数据中不存在触摸力事件(S110的“否”)，那么根据第一逻辑状态的事件检测信号基于位置感测数据来计算二维触摸信息(S120)，并且将所计算的二维触摸信息输出至主机系统700(S130)。
[0158]同时，在步骤SllO中，如果在位置感测数据中存在触摸力事件(S110的“是”)，那么通过根据第二逻辑状态的事件检测信号感测触摸传感器555中的电阻值的变化来生成触摸感测数据(S140)，基于所感测的力感测数据来计算三维触摸信息(S150)，以及将所计算的三维触摸信息输出至主机系统700 (S160)。即，触摸驱动器600根据对应于发生触摸力事件的三维触摸感测模式(模式2)向第一电极512提供触摸驱动脉冲，并且通过第二电极532感测触摸传感器550中的电阻值的变化，从而生成力感测数据。在该情况下，当触摸力事件发生时，触摸驱动器600针对设置在包括触摸位置的局部区域中的第二电极线532中的至少一个感测触摸传感器555中的电阻值的变化。
[0159]对于每个预设的触摸感测时段，重复执行步骤SlOO至S160，使得可以感测二维或三维触摸。
[0160]如上所述，根据本发明实施方式的触摸屏装置的驱动方法通过感测触摸传感器中的电容根据压力水平不多于基准压力的用户触摸力的变化来计算二维触摸信息，并且通过感测触摸传感器中的电阻值根据压力水平不小于基准压力的用户触摸力的变化来计算三维触摸信息，从而计算三维和/或二维触摸信息。
[0161 ] 此外，前述触摸屏装置可以被用作用于便携式电子装置(例如，电子笔记本、电子书、PMP (便携式多媒体播放器)、导航、UMPC (超移动PC)、移动电话、智能电话、智能手表、平板PC (平板个人电脑)、手表电话和便携式通信终端)的用户接口。因此，可以提供具有三维触摸信息的用户接口的便携式电子装置。
[0162]图17示出了根据本发明的一种实施方式的便携式电子装置。
[0163]参照图17，根据本发明的一种实施方式的便携式电子装置可以包括外壳710、显示模块720和触摸屏装置730。
[0164]外壳710被设置为其中包括空间，使得该外壳710形成便携式电子装置的最外侧部和后侧。
[0165]显示模块720被接纳在外壳710的空间中，其中，显示模块720被设置在触摸屏装置730之下。在该情况下，从主机系统(未示出)提供的图像被显示在显示模块720上。例如，显示模块720可以包括平板显示板(未示出)和板驱动器(未示出)。该平显示板可以是液晶显示板、场发射显示板、等离子体显示板、电致发光显示板或有机发光显示板。该板驱动器在该平显示板上显示从主机系统(未示出)提供的数字图像数据。
[0166]触摸屏装置730被设置在显示模块720的显示屏上，其中，触摸屏装置730感测由用户、导电物体或非导电物体的触摸。触摸屏装置730的结构与在图1至图14中所示的触摸屏装置的结构相同或类似。同样，触摸屏装置730根据图15和图16中所示的触摸感测方法来生成针对用户触摸的二维和三维触摸信息，并且向主机系统提供所生成的二维和三维触摸信息。
[0167]根据本发明的一种实施方式的便携式电子装置还包括附接至触摸屏装置730的上表面的覆盖窗740。该覆盖窗740使用诸如OCA(光学透明胶)的透明粘合剂(未示出)被附接至触摸屏装置中的触摸板的前表面。该覆盖窗740覆盖触摸屏装置的前表面，并且此外，保护便携式电子装置的前表面。
[0168]根据本发明的实施方式，可以通过感测触摸传感器中的电容和电阻值根据触摸力的变化来提供针对用户触摸的三维和/或二维触摸信息，并且建立诸如需要三维触摸信息的应用的用户接口环境。
[0169]同样，可以通过感测触摸传感器中的电阻值根据触摸力的变化来提供针对导电或非导电物体的三维触摸信息。
[0170]此外，可以通过实现对局部区域的触摸感测(即，局部感测)来减少用于感测触摸力的时间，并且此外，确保对用户触摸的快速响应，以及通过简单和有效的感测驱动来感测触摸力。
[0171]对于本领域技术人员而言，显而易见的将是，在不背离本发明的精神或范围的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变更。因此，其旨在本发明涵盖对该发明的修改和变更，只要它们来自于所附权利要求及其等同物的范围内。
[0172]本申请要求于2015年3月23日提交的韩国专利申请第10-2015-0040017号的权益，如在本文中全文陈述一般将其结合于此供参考。
【主权项】
1.一种触摸屏装置，该触摸屏装置包括: 第一基板和第二基板； 在所述第一基板上的多个第一电极线和多个第二电极线，所述多个第一电极线和多个第二电极线彼此交叉以限定多个触摸传感器，每个触摸传感器包括第一电极和第二电极以及弹性电阻器，且在所述第二电极与所述弹性电阻器之间具有间隙空间；以及 触摸驱动器，电连接至所述多个第一电极线和所述多个第二电极线中的至少一个，并且根据被施加于所述触摸屏装置的力的量来确定二维或三维触摸信息。2.根据权利要求1所述的触摸屏装置，其中，基于针对接收所述力的所述多个触摸传感器中的至少一个的电容的变化来确定所述二维触摸信息。3.根据权利要求1所述的触摸屏装置，其中，基于针对接收所述力的所述多个触摸传感器中的至少一个的电阻的变化来确定所述三维触摸信息。4.根据权利要求3所述的触摸屏装置，其中，当针对接收所述力的所述多个触摸传感器中的所述至少一个存在由所述第二电极与所述弹性电阻器之间的接触引起的电容畸变时，确定所述三维触摸信息。5.根据权利要求1所述的触摸屏装置，所述触摸屏装置还包括在所述第二基板上的覆盖玻璃和在所述第一基板上的显示板。6.根据权利要求1所述的触摸屏装置，其中，所述第一电极与所述第二电极之间的所述弹性电阻器的电阻值随着所述力的量增加而减小。7.根据权利要求1所述的触摸屏装置，其中，所述弹性电阻器包括压力敏感材料和压电敏感材料中的一种。8.根据权利要求1所述的触摸屏装置，所述触摸屏装置还包括在所述第二基板上用于保持所述间隙空间的支撑件， 其中，所述支撑件具有等于或小于0.3MPa的杨氏模量，并且其中，所述支撑件具有等于或大于10gf/英寸的粘度和等于或大于80%的透明度。9.根据权利要求1所述的触摸屏装置，其中，所述间隙空间的高度处于ΙΟμπι至150 μ m的范围，并且其中，当将30至300gf/英寸范围的压力施加于所述触摸屏装置时，所述第二电极接触所述弹性电阻器的表面。10.根据权利要求1所述的触摸屏装置，其中，所述多个第一电极线与所述触摸驱动器电连接并且被提供有触摸驱动脉冲。11.根据权利要求10所述的触摸屏装置，其中，所述触摸驱动器包括触摸控制单元、第一感测单元和第二感测单元。12.根据权利要求11所述的触摸屏装置，其中，所述触摸驱动器还具有包括多个去多路复用器的选择单元，每个去多路复用器具有与所述第一感测单元连接的第一输出通道、与所述第二感测单元连接的第二输出通道以及以一对一方式与所述多个第二电极线连接的一个输入通道。13.根据权利要求11所述的触摸屏装置，其中，所述第一感测单元通过所述多个第二电极线基于针对每个触摸传感器的电容变化生成第一感测数据。14.根据权利要求13所述的触摸屏装置，其中，所述触摸驱动器基于所述第一感测数据生成第一逻辑或第二逻辑的事件检测信号。15.根据权利要求14所述的触摸屏装置，其中，当所述第一感测数据指示由每个触摸传感器的所述第二电极与所述弹性电阻器之间的接触引起的电容畸变时，生成所述第二逻辑的所述事件检测信号。16.根据权利要求15所述的触摸屏装置，其中，当生成所述第二逻辑的所述事件检测信号时，所述第二感测单元通过所述多个第二电极线基于针对所述多个触摸传感器中的至少一个的电阻变化来生成第二感测数据。17.根据权利要求5所述的触摸屏装置，其中，所述支撑件包括多个边界图案或多个点支撑图案。18.—种驱动具有多个触摸传感器的触摸屏装置的方法，每个触摸传感器包括第一电极和第二电极以及弹性电阻器，且在所述第二电极与所述弹性电阻器之间具有间隙空间，所述方法包括: 向所述第一电极提供触摸驱动信号； 通过所述第二电极感测每个触摸传感器的电容变化； 基于感测所述电容变化的结果来检测触摸力事件；以及 基于检测所述触摸力事件的结果来感测所述多个触摸传感器中的至少一个的电阻变化。19.根据权利要求18所述的方法，该方法还包括基于感测所述电阻变化的结果来确定被施加于所述触摸屏装置的触摸力的水平。20.根据权利要求18所述的方法，其中，检测所述触摸力事件的步骤基于确定是否存在由每个触摸传感器的所述第二电极与所述弹性电阻器之间的接触引起的电容畸变。
【文档编号】G06F3/044GK105988653SQ201510519969
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年8月21日
【发明人】黄琮喜, 赵盛庸
【申请人】乐金显示有限公司