觸摸面板及其操作方法【專(zhuān)利說(shuō)明】[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用[0002]本申請(qǐng)要求2014年8月26日提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10-2014-0111849號(hào)的權(quán)益，通過(guò)引用將其如在本文中完全闡述的那樣并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域：
[0003]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種觸摸面板，更具體地，涉及一種用于驅(qū)動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)觸覺(jué)功能的觸摸面板的設(shè)備。【
背景技術(shù)：
】[0004]觸摸面板是一種輸入裝置，其包括在圖像顯示轉(zhuǎn)置例如液晶顯示器（IXD)、場(chǎng)致發(fā)射顯示器（FED)、等離子體顯示面板（PDP)、電致發(fā)光顯示器（ELD)、電泳顯示器（EPD)和有機(jī)發(fā)光裝置（0LED)中，并且使得用戶(hù)能夠在用戶(hù)觀(guān)看圖像顯示裝置的屏幕的同時(shí)通過(guò)用手指、筆等按壓或觸摸觸摸屏幕的傳感器來(lái)輸入信息。[0005]近來(lái)，觸摸面板廣泛用于便攜式信息裝置例如智能手表和桌面電腦（tablePC)的輸入裝置，并且還用于電子設(shè)備例如電腦顯示器、監(jiān)視器和電視的輸入裝置。[0006]根據(jù)觸摸感測(cè)方法，觸摸面板可以分為電阻式、電容式和紅外感測(cè)式。電容式觸摸面板由于制造方法容易和良好靈敏性的優(yōu)點(diǎn)受到了極大關(guān)注。電容式觸摸面板可以分為互電容式和自電容式。與自電容式觸摸面板相比，互電容式觸摸面板在其能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)觸摸輸入方面是有利的。[0007]就常規(guī)觸摸面板而言，可以通過(guò)使用手指或筆來(lái)感測(cè)觸摸點(diǎn)。然而，難以感測(cè)到觸摸力，即觸摸壓力。因此，2015年3月6日公開(kāi)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第2014/0062933號(hào)(在下文中，稱(chēng)為"'933專(zhuān)利文件"）公開(kāi)了感測(cè)觸摸力和觸摸點(diǎn)兩者的電容式觸摸面板。[0008]如圖1所示，就'933專(zhuān)利文件中公開(kāi)的電容式觸摸面板而言，通過(guò)電容（Cml)根據(jù)彼此重疊且彼此平行的力感測(cè)電極12和力感測(cè)電極22對(duì)之間的距離的減小而產(chǎn)生的變化來(lái)感測(cè)觸摸力，以及通過(guò)電容（Cm2)根據(jù)彼此不重疊而是彼此交錯(cuò)的點(diǎn)感測(cè)電極14和點(diǎn)感測(cè)電極24對(duì)之間的邊緣場(chǎng)而產(chǎn)生的變化來(lái)感測(cè)觸摸點(diǎn)。[0009]然而，在'933專(zhuān)利文件中公開(kāi)的電容式觸摸面板具有如下缺點(diǎn)。[0010]首先，用于感測(cè)觸摸力的力感測(cè)電極12和22與用于感測(cè)觸摸點(diǎn)的點(diǎn)感測(cè)電極14和24分隔開(kāi)，使得這導(dǎo)致了復(fù)雜的電極結(jié)構(gòu)。此外，由于點(diǎn)感測(cè)電極14和24彼此交錯(cuò)，所以觸摸分辨率降低。[0011]另外，感測(cè)觸摸力的效果正比于彼此面對(duì)的力感測(cè)電極12和22的面積。因而，如果為了提高觸摸分辨率而使力感測(cè)電極12和22在尺寸上減小，則感測(cè)觸摸力的效果降低。[0012]為了提高觸摸分辨率，如果使點(diǎn)感測(cè)電極14和24彼此重疊，則在不考慮導(dǎo)電體的觸摸的情況下在點(diǎn)感測(cè)電極14和24之間形成的電容（Cm2)維持為不變值，由此使感測(cè)觸摸點(diǎn)的效果降低。[0013]另一方面，包括觸摸面板的圖像顯示裝置中的一些圖像顯示裝置支持觸覺(jué)功能。觸覺(jué)功能可以通過(guò)用戶(hù)在觸摸屏上感覺(jué)到的改變摩擦系數(shù)的觸覺(jué)效果來(lái)給用戶(hù)提供觸摸的感覺(jué)。作為用于給用戶(hù)提供觸摸的感覺(jué)的裝置的具有觸覺(jué)功能的圖像顯示裝置可以包括一個(gè)或更多個(gè)觸覺(jué)輸出裝置，例如，促動(dòng)器。因此，具有觸覺(jué)功能的圖像顯示裝置包括用于觸覺(jué)功能的附加的促動(dòng)器，由此使設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化并且也增加了設(shè)備成本?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0014]因此，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及用于驅(qū)動(dòng)基本上消除了由于現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點(diǎn)而導(dǎo)致的一個(gè)或更多個(gè)問(wèn)題的觸摸面板的裝置及其操作方法。[0015]本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)方面涉及提供一種能夠通過(guò)使用用于觸摸感測(cè)的電極來(lái)實(shí)現(xiàn)觸覺(jué)功能的觸摸面板的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。[0016]本發(fā)明的實(shí)施方式的另一方面涉及提供一種能夠提高觸摸力感測(cè)效果和觸摸點(diǎn)感測(cè)效果兩者的觸摸面板的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。[0017]在一個(gè)實(shí)施方式中，觸摸面板包括第一電極和與第一電極分隔開(kāi)并且交叉的第二電極。觸摸面板還包括設(shè)置在第一電極與第二電極之間以使第一電極與第二電極分隔開(kāi)的彈性介電構(gòu)件。在第一觸覺(jué)模式期間第一電極施加有第一電壓。在第一觸覺(jué)模式期間第二電極施加有參考電壓。在第二觸覺(jué)模式中第二電極的子集施加有第二電壓以在第二電極的子集與用戶(hù)的手指之間產(chǎn)生靜電力。在第一觸覺(jué)模式中彈性介電構(gòu)件響應(yīng)于施加至第一電極的第一電壓而振動(dòng)。[0018]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，在第一觸覺(jué)模式期間施加至第一電極的第一電壓為處于第一頻率的正弦波或方波，并且在第二觸覺(jué)模式中施加至第二電極的子集的第二電壓為處于第二頻率的正弦波或方波。[0019]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，在第二觸覺(jué)模式期間第一電極施加有第三電壓。在第二觸覺(jué)模式期間施加至第一電極的第三電壓可以為處于預(yù)定頻率的正弦波或方波，并且在第二觸覺(jué)模式中施加至第二電極的子集的第二電壓可以為處于預(yù)定頻率的正弦波或方波。在第二觸覺(jué)模式期間施加至第一電極的第三電壓與在第二觸覺(jué)模式中施加至第二電極的子集的第二電壓可以具有同步的相位。[0020]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，在第一感測(cè)模式和第二感測(cè)模式期間第一電極施加有觸摸驅(qū)動(dòng)脈沖。在第一感測(cè)模式中，可以在第二電極上感測(cè)響應(yīng)于觸摸驅(qū)動(dòng)脈沖的第一觸摸感測(cè)信號(hào)，并且在第二感測(cè)模式中，可以在第二電極的另一子集上感測(cè)響應(yīng)于觸摸驅(qū)動(dòng)脈沖的第二觸摸感測(cè)信號(hào)。[0021]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，第二電極包括觸摸感測(cè)電極和與觸摸感測(cè)電極相鄰的相鄰電極。第二感測(cè)電極的所述另一子集可以包括觸摸感測(cè)電極但可以不包括相鄰電極。[0022]在第一感測(cè)模式中，可以感測(cè)來(lái)自觸摸感測(cè)電極中的至少一個(gè)觸摸感測(cè)電極和與觸摸感測(cè)電極中的所述一個(gè)觸摸感測(cè)電極相鄰的相鄰電極中的一個(gè)或更多個(gè)相鄰電極的第一觸摸感測(cè)信號(hào)，以確定在觸摸面板上的觸摸力。在第二感測(cè)模式中，可以感測(cè)來(lái)自觸摸感測(cè)電極中的所述一個(gè)觸摸感測(cè)電極但不包括與觸摸感測(cè)電極中的所述一個(gè)觸摸感測(cè)電極相鄰的相鄰電極的第二觸摸感測(cè)信號(hào)，以確定在觸摸面板上的觸摸的位置。[0023]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，還可以感測(cè)來(lái)自觸摸感測(cè)電極中的所述一個(gè)觸摸感測(cè)電極但不包括與觸摸感測(cè)電極中的所述一個(gè)觸摸感測(cè)電極相鄰的相鄰電極的第二觸摸感測(cè)信號(hào)，以確定觸摸是否對(duì)應(yīng)于用戶(hù)的單擊或雙擊。響應(yīng)于確定觸摸對(duì)應(yīng)于用戶(hù)的單擊或雙擊，可以在不考慮觸摸力的情況下生成在第一觸覺(jué)模式期間施加至第一電極的第一電壓。響應(yīng)于確定觸摸不對(duì)應(yīng)于用戶(hù)的單擊或雙擊，可以基于所確定的觸摸力生成在第一觸覺(jué)模式期間施加至第一電極的第一電壓或在第二觸覺(jué)模式期間施加至第二電極的子集的第二電壓。[0024]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，響應(yīng)于確定觸摸對(duì)應(yīng)于靜態(tài)觸摸，基于所確定的觸摸力生成在第一觸覺(jué)模式期間施加至第一電極的第一電壓。[0025]在一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式中，響應(yīng)于確定觸摸對(duì)應(yīng)于動(dòng)態(tài)觸摸，基于所確定的觸摸力和觸摸移動(dòng)速度生成在第二觸覺(jué)模式期間施加至第二電極的子集的第二電壓。[0026]本發(fā)明的實(shí)施方式的附加優(yōu)點(diǎn)和特征一部分將在接下來(lái)的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且在考察了下面的內(nèi)容時(shí)本發(fā)明的實(shí)施方式的附加優(yōu)點(diǎn)和特征一部分將對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員變得明顯或者可以從本發(fā)明的實(shí)施方式的實(shí)踐中了解。本發(fā)明的實(shí)施方式的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)在所撰寫(xiě)的說(shuō)明書(shū)及其權(quán)利要求書(shū)以及附圖中具體指出地結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。[0027]將理解的是，本發(fā)明的實(shí)施方式的前述一般性描述和以下詳細(xì)描述都是示例性和說(shuō)明性的，并且旨在對(duì)所要求保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步說(shuō)明。【附圖說(shuō)明】[0028]附圖被包括以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解并且被并入本申請(qǐng)并構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分；附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施方式并且與描述一起用于說(shuō)明本發(fā)明的原理。在附圖中：[0029]圖1為示出在'933專(zhuān)利文件中公開(kāi)的觸摸面板中的電極的簡(jiǎn)化布置的橫截面圖；[0030]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的觸摸面板的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)；[0031]圖3為圖2中所示的觸摸面板的沿著Ι-Γ的橫截面圖；[0032]圖4為用于說(shuō)明圖2中所示的電容根據(jù)在其間置入有彈性介電構(gòu)件的彼此重疊的電極的距離而產(chǎn)生的變化的曲線(xiàn)圖；[0033]圖5A至圖f5D為圖2中所示的觸摸面板的橫截面圖，分別示出根據(jù)觸摸力感測(cè)模式、觸摸點(diǎn)感測(cè)模式和觸覺(jué)模式，觸摸感測(cè)電極與第一偽電極和第二偽電極中的每個(gè)偽電極之間的連接；[0034]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的觸摸面板的修改示例；[0035]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的觸摸面板的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)；[0036]圖8為圖7中所示的觸摸面板的沿著ΙΙ-ΙΓ的橫截面圖；[0037]圖9示出用于驅(qū)動(dòng)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的觸摸面板的驅(qū)動(dòng)設(shè)備；[0038]圖10為用于說(shuō)明圖9的觸摸驅(qū)動(dòng)電路和主機(jī)系統(tǒng)的框圖；[0039]圖11示出圖10的電極連接部；[0040]圖12示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的觸摸面板的驅(qū)動(dòng)設(shè)備的修改示例；[0041]圖13為驅(qū)動(dòng)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的觸摸面板的方法的流程圖；[0042]圖14為驅(qū)動(dòng)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的觸摸面板的另一方法的流程圖；以及[0043]圖15為驅(qū)動(dòng)根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的圖14的在觸覺(jué)模式中的觸摸面板的方法的流程圖。【具體實(shí)施方式】[0044]現(xiàn)在將詳細(xì)地參考本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的示例在附圖中示出。只要有可能，貫穿附圖將使用相同的附圖標(biāo)記指代相同或類(lèi)似的部件。[0045]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征及其實(shí)現(xiàn)方法將通過(guò)參考附圖描述的下面的實(shí)施方式闡明。然而，本發(fā)明可以以不同方式實(shí)施，而且不應(yīng)被解釋為限于本文中所述的實(shí)施方式。而是，這些實(shí)施方式被提供來(lái)使得該公開(kāi)內(nèi)容將是全面和完整的，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員完全地傳達(dá)本發(fā)明的范圍，另外，本發(fā)明將僅受權(quán)利要求的范圍限定。[0046]在附圖中所公開(kāi)的用于描述本發(fā)明的實(shí)施方式的形狀、大小、比率、角度和數(shù)目?jī)H是示例，因而，本發(fā)明不限于所示出的細(xì)節(jié)。貫穿全文，相似的附圖標(biāo)記指代相似的元件。在下面的描述中，在對(duì)相關(guān)公知功能或配置的詳細(xì)描述被確定為不必要地使本發(fā)明的重點(diǎn)模糊的情況下，將省略該詳細(xì)描述。以使用在本說(shuō)明書(shū)中所述的"包含"、"具有"和"包括"的情況下，除非使用"僅"，則可以添加另一部件。除非指代相反的意思，則單數(shù)形式的術(shù)語(yǔ)可以包括復(fù)數(shù)形式。在解釋元件時(shí)，盡管沒(méi)有明確描述，但是元件被解釋為包括誤差區(qū)域。[0047]在本發(fā)明的實(shí)施方式的描述中，當(dāng)結(jié)構(gòu)（例如，電極、線(xiàn)路、配線(xiàn)、層或接頭）被描述為形成在另一結(jié)構(gòu)的上部/下部或在其他結(jié)構(gòu)上/下時(shí)，該描述應(yīng)該被解釋為包括所述結(jié)構(gòu)彼此接觸的情況，而且包括其間設(shè)置有第三結(jié)構(gòu)設(shè)置的情況。在描述時(shí)間關(guān)系時(shí)，例如，在時(shí)間順序被描述為"之后"、"隨后"、"接下來(lái)"和"之前"時(shí)，除非使用"僅"或"直接"，則可以包括不連續(xù)的情況。將理解的是，盡管在本文中可以使用術(shù)語(yǔ)"第一"、"第二"等來(lái)描述多種元件，但是這些元件不應(yīng)被這些術(shù)語(yǔ)所限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)元件與另一元件進(jìn)行區(qū)分。例如，在不脫離本發(fā)明的范圍情況下，第一元件可以稱(chēng)為第二元件，類(lèi)似地，第二元件可以稱(chēng)為第一元件。[0048]本發(fā)明的各種實(shí)施方式的特征可以彼此部分地或整體地結(jié)合或組合，并且可以如本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠充分理解的那樣彼此進(jìn)行各種相互操作以及在技術(shù)上驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明的實(shí)施方式可以彼此獨(dú)立地進(jìn)行，或者可以以共存關(guān)系一起進(jìn)行。[0049]下文中，將參考附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的觸摸面板及其操作方法進(jìn)行描述。[0050]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的觸摸面板的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。圖3為圖2中所示觸摸面板的沿著Ι-Γ的橫截面圖。[0051]參考圖2和圖3,根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的觸摸面板100設(shè)置（附接）在圖像顯示裝置的顯示面板（未示出）上。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的觸摸面板1〇〇根據(jù)用戶(hù)的觸摸生成觸摸點(diǎn)感測(cè)數(shù)據(jù)和/或觸摸力感測(cè)數(shù)據(jù)，并且將生成的數(shù)據(jù)提供至外主機(jī)系統(tǒng)(未示出）。另外，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的觸摸面板1〇〇根據(jù)觸覺(jué)模式向用戶(hù)提供了利用振動(dòng)的振動(dòng)觸覺(jué)效果或使用靜電力的靜電觸覺(jué)效果。例如，如果顯示面板為包括上偏振膜的液晶顯示面板（或有機(jī)發(fā)光顯示面板），則觸摸面板100可以設(shè)置在上偏振膜上，或者可以設(shè)置在上基板與上偏振膜之間。觸摸面板100可以包括：具有觸摸驅(qū)動(dòng)電極（Τχ)的第一基板110;具有觸摸感測(cè)電極（Rx)、第一偽電極（Dxa)和第二偽電極（Dxb)的第二基板120;以及設(shè)置在第一基板110與第二基板120之間的彈性介電構(gòu)件130。[0052]根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的觸摸面板100可以通過(guò)使用彈性介電構(gòu)件130感測(cè)觸摸點(diǎn)和觸摸力兩者，并且還可以在未附加地提供觸覺(jué)輸出設(shè)備的情況下通過(guò)使用用作觸覺(jué)輸出設(shè)備的彈性介電構(gòu)件130來(lái)實(shí)現(xiàn)觸覺(jué)功能。[0053]第一基板110可以由透明塑性材料形成?？梢酝ㄟ^(guò)使用透明粘合劑（未示出）將第一基板110附接至顯示面板的上表面。[0054]觸摸驅(qū)動(dòng)電極（Tx)沿第一方向（X)設(shè)置在第一基板110上，其中觸摸驅(qū)動(dòng)電極(Τχ)形成為沿觸摸面板100的第一方向⑴延伸的條形。觸摸驅(qū)動(dòng)電極（Τχ)通過(guò)驅(qū)動(dòng)布線(xiàn)線(xiàn)路（RL1)與觸摸驅(qū)動(dòng)電路（未示出）連接，并且被提供有來(lái)自觸摸驅(qū)動(dòng)電路的觸摸驅(qū)動(dòng)脈沖或電壓（例如，交流（AC)電壓）。觸摸驅(qū)動(dòng)電極（Τχ)用作根據(jù)觸摸點(diǎn)感測(cè)模式或觸摸力感測(cè)模式而被提供有觸摸驅(qū)動(dòng)脈沖的感測(cè)驅(qū)動(dòng)電當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 4 5 6