TW201816574A - 驅動電路、觸控顯示裝置、以及該觸控顯示裝置的驅動方法 - Google Patents

Abstract

驅動電路、觸控顯示裝置、及觸控顯示裝置的驅動方法，可感測觸控位置，還可感測按壓螢幕的觸控力的水平。觸控顯示裝置包含顯示面板中複數個第一電極，與第一電極分隔開一間隙的第二電極，以及一驅動電路用以在一觸控驅動週期中將觸控驅動訊號提供至第一電極中的至少一個，根據觸控驅動訊號感測觸控位置，在一力驅動週期期間，將第一力驅動訊號提供至第一電極中的此至少一個，並且在力驅動週期期間，將與第一力驅動訊號不同的一第二力驅動訊號提供至一或多個第二電極中的至少一個，以及根據第一力驅動訊號及第二力驅動訊號感測力觸控。

Description

驅動電路、觸控顯示裝置、以及該觸控顯示裝置的驅動方法

本發明係提供一種驅動電路、觸控顯示裝置、以及該觸控顯示裝置的驅動方法。

響應於資訊社會的發展，對能夠顯示影像的不同類型的顯示裝置的需求日益增加。顯示裝置的類型，例如液晶顯示器（LCD）裝置、電漿顯示面板（PDP）、以及有機發光二極體（OLED）顯示裝置是常用的。

這些顯示裝置可包含於移動裝置，例如手機和輸入板，以及中型或更大的顯示裝置，例如智慧電視中，用以根據不同裝置的特性為方便用戶提供一基於觸控的用戶介面。

正在開發允許基於觸控的裝置相互作用的顯示裝置，以提供一更廣泛的功能，並且用戶需求也變得越來越多樣化。

然而，目前可用的觸控式用戶介面設計為僅檢測由用戶觸控的一點（觸控坐標），並且在所感測的觸控點執行輸入處理。目前的觸控式用戶介面在當前的環境下具有限制，這種當前的環境包含在一系列的類型和形狀下必須提供大量功能，以及必須滿足大量的用戶需求。

本發明的不同方面提供了一驅動電路、一觸控顯示裝置、以及觸控顯示裝置的驅動方法，其中，當一用戶觸控螢幕時不僅可感測一觸控位置，而且還可有效感測用戶按壓螢幕的觸控力的水平，以提供多種功能。

本發明還提供了一驅動電路、一觸控顯示裝置、以及觸控顯示裝置的驅動方法，其中設置在一顯示面板中的單一類型的電極可用於包括顯示（影像輸出）、觸控感測、以及力感測的三種不同的驅動作業。

本發明還提供了一驅動電路、一觸控顯示裝置、以及觸控顯示裝置的驅動方法，其中，當設置在一顯示面板中的單一類型的電極用於包括顯示（影像輸出）、觸控感測、以及力感測的三種不同的驅動作業時，能夠在不混淆或干擾地執行三種不同的驅動作業。

根據本發明的一方面，一種觸控顯示裝置可包含：設置於一顯示面板中的複數個第一電極；設置於顯示面板外部的一第二電極；以及一驅動電路，驅動電路在每一觸控驅動週期中將一觸控驅動訊號提供至這些第一電極中的至少一個第一電極，在一力驅動週期期間，將一第一力驅動訊號提供至這些第一電極中的至少一個第一電極，並且將一第二力驅動訊號提供至第二電極。

根據本發明的另一方面，提供了一種觸控顯示裝置的驅動方法。這種驅動方法包含：在一顯示驅動週期中驅動一顯示面板；在一觸控驅動週期中，透過順次驅動顯示面板中設置的複數個第一電極中的至少一個第一電極，確定螢幕是否受到觸控或檢測一觸控點；在一力驅動週期中，透過驅動這些第一電極中的至少一個第一電極且驅動一第二電極檢測觸控力的水平，其中一間隙形成於第二電極和每一第一電極之間，其中間隙的大小根據觸控力的水平可變化。

根據本發明的再一方面，一驅動電路包含：一訊號發生電路，產生一觸控驅動訊號以及一第一力驅動訊號；一第一電極驅動電路，此第一電極驅動電路在一觸控驅動週期中接收觸控驅動訊號，並將觸控驅動訊號順次提供給複數個第一電極中的至少一個第一電極，並且在一力驅動週期中接收第一力驅動訊號且將第一力驅動訊號提供至這些第一電極中的至少一個第一電極；以及一第二電極驅動電路，在力驅動週期中將一第二力驅動訊號提供給一顯示面板外部的一第二電極。

根據本發明的又一方面，一驅動電路包含：一觸控驅動電路，在一觸控驅動週期中將一觸控驅動訊號順次提供至一顯示面板中設置的複數個第一電極中的至少一個第一電極；以及一力驅動電路，在一力驅動週期中將一第一力驅動訊號提供至這些第一電極中的至少一個第一電極。

根據如上所述的本發明，當一用戶觸控一螢幕時，不僅可感測一觸控位置，而且還可有效感測用戶按壓螢幕的觸控力的水平，以提供多種功能。可提供習知的觸控感測技術不能夠支持的不同功能。

根據本發明，顯示面板中設置的一單一類型的電極可用於包含顯示（影像輸出）、觸控感測、以及力感測的三種不同的驅動作業，由此減少這三種驅動作業所需要的電極數量。

根據本發明，當顯示面板中設置的單一類型的電極用於包含顯示（影像輸出）、觸控感測、以及力感測的三種不同的驅動作業時，能夠不混淆或干擾地執行這三種不同的驅動作業。

在本發明的一個實施例中，一種觸控顯示裝置包含：複數個第一電極，設置於一顯示面板中；一個或多個第二電極，與這些第一電極分隔開一間隙；以及一驅動電路。驅動電路用以：在一觸控驅動週期中將一觸控驅動訊號提供至這些第一電極中的至少一個第一電極；根據觸控驅動訊號感測觸控位置；在一力驅動週期期間，將一第一力驅動訊號提供至這些第一電極中的此至少一個第一電極，並且在力驅動週期期間，將與第一力驅動訊號不同的一第二力驅動訊號提供至一個或多個第二電極中的至少一個第二電極；以及根據第一力驅動訊號和第二力驅動訊號感測力觸控。

在本發明的一個實施例中，揭露了一種觸控顯示裝置的驅動方法。這種觸控顯示裝置包含設置於一顯示面板中的複數個第一電極，以及與這些第一電極分隔開一間隙的一個或多個第二電極。觸控顯示裝置的驅動方法包含：在一觸控驅動週期期間將一觸控驅動訊號提供至這些第一電極中的至少一個第一電極；根據觸控驅動訊號感測觸控位置；在一力驅動週期期間，將一第一力驅動訊號提供至這些第一電極中的此至少一個第一電極，並且在力驅動週期期間，將與第一力驅動訊號不同的一第二力驅動訊號提供至此一個或多個第二電極中的至少一個第二電極；以及根據第一力驅動訊號和第二力驅動訊號感測力觸控。

在本發明的一個實施例中，揭露了一種觸控顯示裝置的驅動電路，這種觸控顯示裝置包含設置於一顯示面板中的複數個第一電極，以及與這些第一電極分隔開一間隙的一個或多個第二電極，驅動電路包含：一第一電路，用以在一觸控驅動週期期間將一觸控驅動訊號提供至這些第一電極中的至少一個第一電極，用以在一力驅動週期期間將一第一力驅動訊號提供至這些第一電極中的此至少一個第一電極，以及用以在力驅動週期期間將與第一力驅動訊號不同的一第二力驅動訊號提供至此一個或多個第二電極中的至少一個第二電極。驅動電路還包含一第二電路，用以根據觸控驅動訊號感測觸控位置並根據第一力驅動訊號和第二力驅動訊號感測力觸控。

現在將詳細地描述本發明的實施例，這些實施例的一些實例在附圖中表示出。貫穿本文，應參考附圖，其中相同的參考數字和標記將用於表示相同或相似的組件。在本發明的以下描述中，在併入本文的已知功能及組件的詳細描述使得本公開的主題不清楚的情況下，可以省略這些詳細描述。

還應理解的是，當用語例如「第一」、「第二」、「A」、「B」、「(a)」以及「(b)」在本文中可用以描述各種元件時，這些用語僅用於將一個元件與另一個元件區分開。這些元件的實體、順序、次序或數目並不受這些用語的限制。應當理解的是，當一個元件稱為「連接至」或「結合至」另一元件時，它不僅可以是「直接連接或耦合至」另一元件，也可以是藉由一「中間」元件「間接連接或耦合到」另一元件。在同樣的情況下，將會理解，當一元件稱為形成於另一元件「上」或「下」時，它不僅可以直接形成在另一元件上或下，它也可以藉由一中間元件間接地形成在另一元件之上或下。

圖1示意性表示根據示例性實施例的一觸控顯示裝置。

請參照圖1，根據本發明實施例的觸控顯示裝置100不僅可以提供顯示影像的一顯示功能，而且還提供一「觸控感測功能」，以確定螢幕是否受到一指針，例如一手指或一筆的觸控，與/或用以檢測一觸控位置（觸控坐標），以及一「力感測功能」以檢測對應於透過觸控螢幕的用戶所施加力的數量（壓力）的觸控力水平。

此處使用的用語「觸控」表示用戶使用一指針，例如一手指或一筆觸控一顯示面板110的動作。

觸控可以劃分為其中按壓顯示面板110的力（壓力）的量等於或低於一預定振幅的「軟觸控」，以及其中按壓顯示面板110的力（壓力）的量高於此預定振幅的「力觸控」。

當進行一軟觸控時，觸控顯示裝置100能夠確定螢幕是否受到觸控與/或使用觸控感測功能偵測一觸控點（觸控坐標）。

當執行一力觸控時，則觸控顯示裝置100能夠使用力感測功能或類似功能偵測由用戶施加的力或壓力（觸控力）的量。

對於觸控位置感測功能，指針必須為例如一手指或包含一導體或由一導體形成的筆的指針。與此相反，對於力感測功能，指針可不僅是由導體形成，也可以是由非導體形成的指針。力感測功能的指針可以是任何類型的可以按壓螢幕的指針。

請參照圖1，根據本發明的這些實施例的觸控顯示裝置100包含複數個第一電極E1、至少一個第二電極E2、以及一驅動電路120。

複數個第一電極E1形成「觸控感測器」，「觸控感測器」用以確定螢幕是否受到觸控，並檢測觸控位置坐標。這些第一電極E1可設置在與顯示面板110分離的一觸控螢幕面板上，或者可設置在顯示面板110之中。

當第一電極E1設置在顯示面板110之中時，顯示面板110可稱為「觸控螢幕嵌入式顯示面板」，「觸控螢幕內嵌式顯示面板」中設置有功能上作為觸控感測器的這些第一電極E1。

設置於顯示面板110中的觸控螢幕可為一內嵌式觸控螢幕或一表嵌式觸控螢幕面板。

第二電極E2為加入用於感測觸控力的水平的電極，並且可位於顯示面板110的外部（例如，底部、頂部上以及側面）。

為了感測觸控力，不僅第二電極E2工作，而且這些第一電極E1中的至少一個第一電極E1也工作。

因此，在根據本發明之本實施例的觸控顯示裝置100中，設置於顯示面板110中的第一電極E1和位於顯示面板110之外的第二電極E2可統稱為「力感測器」。

圖2表示根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100的三個驅動作業。

請參照圖2，根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100執行用以執行顯示功能的一顯示驅動作業、用以執行觸控感測功能的一觸控驅動作業、以及用以執行力感測功能的一力驅動作業。

在一預定的顯示驅動週期中，根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100透過驅動顯示面板110中的資料線、閘極線等執行顯示驅動作業。

然後，顯示功能可提供給顯示面板110，其中子畫素的灰階等級藉由資料線和閘極線而控制，以顯示預期的影像。

圖3示意性說明了根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100的觸控感測方法。

請參照圖3，在一預定的觸控驅動週期中，觸控顯示裝置100執行觸控驅動作業，以透過將觸控驅動訊號TDS順次提供給這些第一電極E1而順次驅動第一電極E1。

然後，基於響應觸控驅動訊號TDS從第一電極E1接收的訊號，觸控顯示裝置100能夠根據在每個第一電極E1和例如一手指的指針之間是否形成第一電容C1，透過檢測每個第一電極E1的電容變化確定螢幕是否受到觸控與/或檢測一觸控位置。

在產生觸控感測功能的指針中，指針的一面板接觸部份必須由導體形成。舉例而言，指針可為其面板接觸部份由導體形成的一手指或一筆。

圖4A及圖4B示意性地說明當使用其中面板接觸部份由導體形成的指針執行一力觸控時，根據本發明之實施例的觸控顯示裝置的力感測方法。圖5A及圖5B示意性地說明當使用其中面板接觸部份由非導體形成的指針執行一力觸控時，根據本發明之實施例的觸控顯示裝置的力感測方法。

請參照圖4A至圖5B，透過將一第一力驅動訊號FDS1提供給這些第一電極E1的至少一個第一電極E1同時將一第二力驅動訊號FDS2提供給第二電極E2，觸控顯示裝置100執行力驅動作業。

在能夠實現力感測功能的指針中，其面板接觸部份可以由導體或一非導體形成。

具有導電的面板接觸部份的指針可以為，例如一手指或一筆，這種指針的面板接觸部份由一導體形成。具有非導電的面板接觸部份的指針可以是，例如一戴手套的手指或一筆，這種指針的面板接觸部份由一非導體形成。

請參照圖4A至圖5B，以便能夠實現確定觸控力的存在和觸控力的量的力感測功能，至少一個間隙G必須在這複數個第一電極E1和第二電極E2之間存在，間隙G的尺寸根據觸控力的量可變化。

間隙G僅需要存在於這些第一電極E1和第二電極E2之間。間隙G的位置可根據周圍結構進行不同的確定。

間隙G可以是，例如一空氣間隙或電介質間隙。

請參照圖4A及圖4B，響應於力驅動作業，第一力驅動訊號FDS1提供給這些第一電極E1之中的至少一個第一電極E1且第二力驅動訊號FDS2提供給第二電極E2。然後，一第一電容C1形成於向其提供第一力驅動訊號FDS1的第一電極E1和它的面板接觸部份由導體形成的指針之間。一第二電容C2形成於向其提供第一力驅動訊號FDS1的第一電極E1和向其提供第二力驅動訊號FDS2的第二電極E2之間。

第一電極E1和第二電極E2之間的間隙G的尺寸根據觸控力而變化，由此改變第一電極E1和第二電極E2之間的第二電容C2。

根據響應於第一力驅動訊號FDS1及第二力驅動訊號FDS2從這些第一電極E1接收的訊號，觸控顯示裝置100可透過確定第一電極E1和第二電極E2之間第二電容C2的大小變化執行確定觸控力的存在與/或觸控力的量的力感測功能。

請參照圖5A及圖5B，響應於力驅動作業，一第一力驅動訊號FDS1提供至這些第一電極E1中的至少一個第一電極E1且一第二力驅動訊號FDS2提供至第二電極E2。然後，沒有電容形成於向其提供第一力驅動訊號FDS1的第一電極E1和它的面板接觸部份由非導體形成的指針之間，而一第二電容C2形成於向其提供第一力驅動訊號FDS1的第一電極E1和向其提供第二力驅動訊號FDS2的第二電極E2之間。

第一電極E1和第二電極E2之間的間隙G的尺寸根據觸控力而變化，由此改變第一電極E1和第二電極E2之間的第二電容C2。

根據從這些第一電極E1接收的訊號，觸控顯示裝置100可透過確定第一電極E1和第二電極E2之間第二電容C2的大小變化執行確定觸控力的存在與/或觸控力之量的力感測功能。

如上所述，結構上在第一電極E1和第二電極E2之間形成的間隙G使得第一電極E1和第二電極E2之間的第二電容C2根據觸控力的數值而變化，由此可以基於電容的變化執行力感測。

圖6表示根據本發明之實施例的用於觸控感測功能的觸控驅動訊號TDS。

請參照圖6，在一觸控驅動週期中，施加到第一電極E1的觸控驅動訊號TDS可為一直流電壓訊號或一脈波訊號。

因此，考慮到觸控驅動的效率和觸控感測的準確性，可使用不同類型的觸控驅動訊號TDS。

圖7A至圖7H表示根據本發明之實施例的用於力感測功能的第一力驅動訊號FDS1及第二力驅動訊號FDS2。

力感測功能僅要求在第一電極E1和第二電極E2之間形成的一電位差。

在這一點上，如圖7A至圖7H所示，在一力驅動週期中，施加到第一電極E1及第二電極E2的第一力驅動訊號FDS1和第二力驅動訊號FDS2可具有多種組合。

如圖7A及圖7B所示，第一力驅動訊號FDS1和第二力驅動訊號FDS2可為脈波訊號。

這裡，第一力驅動訊號FDS1可為一脈波訊號，其振幅對應於一電壓V1，並且第二力驅動訊號FDS2可為一脈波訊號，其振幅對應於一電壓V2。電壓V1及電壓V2可以是相同的電壓或不同的電壓。當第一力驅動訊號FDS1和第二力驅動訊號FDS2是相反相位關係的脈波訊號時，電壓V1和電壓V2可以是相同的電壓。

如圖7C及圖7D所示，第一力驅動訊號FDS1可為一脈波訊號，並且第二力驅動訊號FDS2可為具有一第二直流電壓的訊號。

這裡，第一力驅動訊號FDS1可以是其振幅對應於電壓V1的一脈波訊號。第二力驅動訊號FDS2可以是具有對應於一接地電壓的第二直流電壓的一訊號，或是具有對應於電壓V2的一第二參考電壓Vref2的第二直流電壓的一訊號。

如圖7E及圖7F所示，第一力驅動訊號FDS1可以是具有一第一直流電壓的訊號，並且第二力驅動訊號FDS2可以是一脈波訊號。

這裡，第一力驅動訊號FDS1可為具有對應於接地電壓的第一直流電壓的一訊號，或具有對應於電壓V1的一第一參考電壓Vref1的第一直流電壓的一訊號。第二力驅動訊號FDS2可以是振幅對應於電壓V2的一脈波訊號。

如圖7G及圖7H所示，第一力驅動訊號FDS1可以是具有第一直流電壓的一訊號，並且第二力驅動訊號FDS2可以是具有第二直流電壓的一訊號。

這裡，第一力驅動訊號FDS1可以是具有對應於接地電壓的第一直流電壓的一訊號，或具有對應於電壓V1的第一參考電壓Vref1的第一直流電壓的一訊號。第二力驅動訊號FDS2可以是具有對應於接地電壓的第二直流電壓的一訊號，或具有對應於電壓V2的第二參考電壓Vref2的第二直流電壓的一訊號。

第一直流電壓可以是接地電壓GND或不是接地電壓GND的第一參考電壓Vref1。第二直流電壓可以是接地電壓GND或不是接地電壓GND的第二參考電壓Vref2。第一參考電壓Vref1與第二參考電壓Vref2可以是相同的電壓或不同的電壓。

如上所述，使用第一力驅動訊號FDS1和第二力驅動訊號FDS2的不同組合能夠提供有效的力驅動。

在如上所述的不同組合中，在力驅動週期F中，第一力驅動訊號FDS1和第二力驅動訊號FDS2可為一脈波訊號。在這種情況下，如圖7A所示，第一力驅動訊號FDS1和第二力驅動訊號FDS2可具有同相關係，同相關係中訊號的相位是相同的。可替代地，如在圖7B所示，第一力驅動訊號FDS1和第二力驅動訊號FDS2可以是反相關係，反相關係中訊號的相位具有180°的相位差。

如上所述，係為脈波訊號的第一力驅動訊號FDS1和第二力驅動訊號FDS2之間的相位關係（同相關係或反相關係）可考慮一訊號產生組件、一力驅動組件、以及一感測組件適當選擇，從而提高訊號產生組件、力驅動組件、以及感測組件的效率。

如圖7A所示，在力驅動週期F中，當第一力驅動訊號FDS1和第二力驅動訊號FDS2為具有同相關係的脈波訊號時，第二力驅動訊號FDS2可以是其相位與第一力驅動訊號FDS1的相位相同，並且且其振幅相比較於第一力驅動訊號FDS1更大的一訊號。

如上所述，當分別具有一脈波訊號形式的第一力驅動訊號FDS1和第二力驅動訊號FDS2是同相關係時，第二力驅動訊號FDS2的振幅V2可設定為相比較於第一力驅動訊號FDS1的振幅V1更大。因此，當基於從第一電極E1接收到的訊號執行力感測功能時，可能透過準確地確定一相應觸控是否為一力觸控或一軟觸控準確地確定觸控力與/或觸控力的量的存在。

如圖7G及圖7H所示，在力驅動週期F中，當第一力驅動訊號FDS1為具有第一直流電壓的一訊號，並且第二力驅動訊號FDS2為具有第二直流電壓的一訊號時，第一直流電壓和第二直流電壓可以是不同的電壓。

舉例而言，如圖7G所示，第一直流電壓可為接地電壓GND，並且第二直流電壓可為第二參考電壓Vref2。可替代地，如圖7H所示，第一直流電壓可以是第一參考電壓Vref1，並且第二直流電壓可以是接地電壓GND。

此外，第一直流電壓可以是第一參考電壓Vref1，並且第二直流電壓可以是與第一參考電壓Vref1不同的第二參考電壓Vref2。

如上所述，當第一力驅動訊號FDS1為具有第一直流電壓的一訊號，並且第二力驅動訊號FDS2為具有第二直流電壓的一訊號時，第一直流電壓和第二直流電壓可設置為不相同。這因此能夠實現力感測功能，即使是在使用分別具有直流電壓形式的第一力驅動訊號FDS1和第二力驅動訊號FDS2簡單執行力驅動作業的情況下。

圖8A係為根據本發明之實施例在力驅動週期中觸控顯示裝置100的驅動電路120的示意圖。

如圖8A所示，驅動電路120包含一第一力驅動訊號供給器810、一第二力驅動訊號供給器820、一積分器830、一類比-數位轉換器ADC、以及一處理器840。第一力驅動訊號供給器810透過兩個開關SW1及SW10的開/關控制，將具有圖7A至圖7H中所示的一種訊號波形的一第一力驅動訊號FDS1供給至第一電極E1。第二力驅動訊號供給器820透過兩個開關SW2及SW20的開/關控制，將具有圖7A至圖7H中所示的一種訊號波形的一第二力驅動訊號FDS2供給至第二電極E2。積分器830包含一運算放大器（OP-AMP）、一電容器C以及一電阻器R，並透過積分一輸入產生一輸出值。類比-數位轉換器ADC將由積分器輸出的數值轉換為一數位值。處理器840基於由類比-數位轉換器ADC的輸出的數位值計算觸控位置坐標且感測觸控力。

類比-數位轉換器ADC和處理器840中至少一個可設置在驅動電路120之外。

圖8A中所示的驅動電路120的電路結構僅是說明性的，並且可以各種形式來實現。

請參考圖8A，在力驅動作業中，驅動電路120將第一力驅動訊號FDS1施加到這些第一電極E1中的至少一個第一電極E1，並且將第二力驅動訊號FDS2施加到第二電極E2。根據從每個第一電極E1或一組第一電極E1接收的一訊號（積分器830的一輸入），驅動電路120透過根據感測此相應第一電極E1或此組第一電極E1與第二電極E2之間間隙G的尺寸變化感測一電荷電平（或電壓），確定此相應第一電極E1或此組第一電極E1與第二電極E2之間第二電容C2的變化，從而確定一觸控的觸控力的存在和/或量。

請參考圖8A，從每個第一電極E1或此組第一電極E1接收的一訊號（積分器830的一輸入）對應於電荷Q1 + Q2的總和，其中電荷Q1為在指針和第一電極E1之間的一第一電容C1中充電的電荷，電荷Q2為在第一電極E1和和第二電極E2之間的一第二電容C2中充電的電荷。

電荷Q1+Q2的總和在積分器830內的一電容器C中充電，並且作為一感測電壓Vsen從積分器830輸出。

然後，類比-數位轉換器ADC將感測電壓Vsen轉換為一數位值。

處理器840可根據從類比-數位轉換器ADC輸出的此數位值確定觸控力的存在與/或量。

當確定產生了觸控力時，能夠執行對應此觸控力預先設定的一應用程式或一功能。

可替代地，當確定了觸控力的量時，能夠執行對應此觸控力的量預先設定的一應用程式或一功能。

圖8B係為根據本發明之實施例，在觸控驅動週期中觸控顯示裝置的驅動電路的示意圖。

請參考圖8B，在觸控驅動作業中，驅動電路120將觸控驅動訊號TDS提供至這些第一電極E1中的至少一個第一電極E1。根據從每個第一電極E1或一組第一電極E1接收的一訊號（積分器830的一輸入），驅動電路120確定在相應的第一電極E1或這一組第一電極E1和指針（例如手指）之間的第一電容C1中的變化，從而確定一觸控的位置。

觸控驅動訊號TDS透過兩個開關SW1及SW10的交替開/關控制（SW1 = 關，SW10 = 開 - ＞ SW1 = 開，SW10 = 關 - ＞ SW1 = 關，SW10 = 開 - ＞ ......）產生。觸控驅動訊號TDS係為具有一期望振幅（例如，如果V0 = 0 [伏]，振幅= V1 [伏]）的脈波訊號。

觸控驅動訊號TDS可以與第一電極E1的第一力驅動訊號FDS1相同或相類似。

在觸控驅動作業中，兩個開關SW2和SW20變為關斷狀態。所以，沒有電壓施加到第二電極E2。也就是說，第二電極E2變為浮置狀態。第二電容C2未形成於對應的第一電極E1或一組第一電極E1和第二電極E2之間。

請參考圖8B，從每一第一電極E1或此組第一電極E1接收的一訊號（積分器830的輸入）對應於指針和第一電極E1之間的第一電容C1中充電的一電荷Q1。

電荷Q1在積分器830內的一電容C中充電，並且從積分器830作為一感測電壓Vsen輸出。

然後，類比-數位轉換器ADC將感測電壓Vsen轉換為一數位值。

處理器840可基於從類比-數位轉換器ADC輸出的此數位值確定觸控的位置。

在下文中，在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100執行力驅動作業時，將參考響應於軟觸控及力觸控有區別產生的輸入訊號的特性，以使得可以區分軟觸控和力觸控。

圖9表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100中，響應於一軟觸控的一輸入訊號的強度和響應於一力觸控的一輸入訊號的強度。圖10A及圖10B表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100中，響應於一軟觸控和一力觸控的輸入訊號的強度分佈。

在此，圖9、圖10A、圖10B是基於第一力驅動訊號FDS1和第二力驅動訊號FDS2為圖7A及圖7B所示的脈波訊號的假設。

請參考圖9，從第一電極E1接收到的一訊號的強度可根據從類比-數位轉換器ADC輸出的數位值確定。

請參考圖9，在其中按壓力的量等於或小於一預定幅度的軟觸控的情況下，從類比-數位轉換器ADC輸出的數位值具有相對於當沒有觸控時從類比-數位轉換器ADC輸出的一數位值（基線）的正（+）值。

請參考圖9，當第二力驅動訊號FDS2與第一力驅動訊號FDS1同相時，在其中按壓力的量超過此預定幅度的力觸控情況下，從類比-數位轉換器ADC輸出的數位值具有相對於當沒有觸控時（基線）從類比-數位轉換器ADC輸出的一數位值的負（-）值。

請參考圖9，當第二力驅動訊號FDS2與第一力驅動訊號FDS1為反相關係時，在其中按壓力的量超過此預定幅度的力觸控情況下，從類比-數位轉換器ADC輸出的數位值具有相對於當沒有觸控時（基線）從類比-數位轉換器ADC輸出的一數位值的正（+）值，並且高於在其中按壓力的量等於或小於此預定幅度的軟觸控的情況下從類比-數位轉換器ADC輸出的一數位值。

如圖10A所示，在一軟觸控的情況下，從類比-數位轉換器ADC輸出的數位值的幅度（訊號強度）的分佈使得訊號強度在基於基線的正（+）方向上通常增加。

此外，如圖10A所示，關於在一軟觸控情況下的訊號強度的分佈，訊號強度的較高值可集中在整個螢幕區域的發生軟觸控的一個位置。

如圖10B所示，當第二電極E2假定從顯示面板110的外部觀察為一整體板時，在一力觸控的情況下，從類比-數位轉換器ADC輸出的數位值的幅度（訊號強度）分佈為，使得訊號強度在基於基線的負（-）方向上通常增加。

此外，如圖10B所示，在力觸控的情況下，訊號強度分佈為，使得在螢幕中心點的訊號強度在此負（-）方向上最大，並且訊號強度從外圍朝向螢幕的中心逐漸增加。

隨著力觸控變得更強，這些個第一電極E1和第二電極E2之間的間隙G尺寸的變化增加。因此，從類比-數位轉換器ADC輸出的數位值在基於沒有觸控（基線）時從類比-數位轉換器ADC輸出的一數位值的z軸負（-）方向上具有一更大的數值。也就是說。力觸控越強，訊號強度變得越大。

圖11A及圖11B示意性地表示根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100的一力感測結構。

請參考圖11A，根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100包含設置於顯示面板110內的複數個第一電極E1以及位於顯示面板110之外（例如，之下）的一第二電極E2。每個第一電極E1為相應複數個畫素（圖未示）的一共同電極。

此外，其大小響應於力觸控而變化的一間隙G，形成於這些個第一電極E1和第二電極E2之間，以使得可能實現力感測。

在這一方面，根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100包含一間隙結構單元1000，間隙結構單元1000形成這些個第一電極E1和第二電極E2之間的間隙G。間隙結構單元1000允許間隙G的尺寸響應於力觸控而變化。

間隙結構單元1000能夠實現力感測功能。

間隙結構單元1000的形狀（例如一框形）對應於顯示面板110的輪廓形狀。

間隙結構單元1000可以是一單獨的結構，或者可以透過使用一現有的結構，例如一導向板來實施。

根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100可以是多種類型的顯示裝置，例如液晶顯示器（LCD）裝置或有機發光二極體（OLED）顯示裝置。

在下文中，為簡明起見，根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100假設為一液晶顯示裝置（LCD）。

請參考圖11B，在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100中，顯示面板110包含一第一基板1110以及一第二基板1120，其中在第一基板1110上設置有薄膜電晶體（TFT）等，在第二基板1120上設置有彩色濾光器（CF）等。

一驅動晶片1130可設置於第一基板1110的外圍部份（非活性區域）上，或結合至或連接至此部份。

驅動晶片1130可以是其中形成一資料驅動電路的晶片，具有驅動電路120內的一第一電極驅動電路1310的晶片，或者具有一資料驅動電路和第一電極驅動電路1310（參見圖13A、13B、14A、19等）的晶片。在一些情況下，驅動晶片1130可以是具有驅動電路120的晶片。

請參考圖11B，一底結構1100設置為顯示面板110之下。

間隙結構單元1000可設置於底結構1100之下、之內、或一個側面。

第二電極E2設置在間隙結構單元1000之下。

第二電極E2可定位於顯示面板110的底結構1100之下或之內。

如上所述，第二電極E2的位置或間隙結構單元1000的位置可具有不同的設計。因此，力感測器結構可設計為適合於顯示面板110和顯示裝置設計的結構。

圖12A係為根據本發明之實施例，具有力感測結構的觸控顯示裝置100的橫截面圖，以及圖12B表示其中間隙G的尺寸響應於一力觸控而變化的情況。

請參考圖12A，顯示面板110包含一第一偏振板1210、一第一基板1110、複數個第一電極E1、一第二基板1120、以及一第二偏振板1220。

一結合層1230和一頂蓋1240設置在顯示面板110的頂部上。

一底結構1100設置在顯示面板110的底部。

底結構1100可以是係為顯示裝置之一部份的一結構，或用於第二電極E2的一單獨結構。

舉例而言，底結構1100可為一背光單元或液晶顯示裝置的一後蓋。

此外，底結構1100可以是能夠形成每個第一電極E1和第二電極E2之間的電容的任何結構。

請參考圖12A，舉例而言，間隙結構單元1000具有一框架的形狀，並且位於顯示面板110的後表面的外週和第二電極E2的外週之間。

此外，底結構1100例如一背光單元，位於在顯示面板110的後表面（第一偏振板1210的後表面）和第二電極E2之間，由間隙結構單元1000定義的空間中。

一間隙G，例如一空氣間隙或一電介質間隙存在於顯示面板110的後表面（第一偏振板1210的後表面）和底結構1100之間。

請參考圖12B，在一力觸控的情況下，頂蓋1240、顯示面板110、等略微向下彎曲。

結果改變了設置在第一電極E1和第二電極E2之間的間隙G，例如空氣間隙或電介質間隙的尺寸。

如果力觸控之前的間隙G指定為G1且力觸控之後的間隙G指定為G2，則響應於觸控力G2減小為相比較於G1更小。

隨著在力觸控之後間隙G從G1減少為G2，第二電容C2改變，從而可以識別力觸控。

圖13A及圖13B表示根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100的驅動電路120。

請參考圖13A及圖13B，根據根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100的驅動電路120係為能夠同時提高觸控感測功能和力感測功能的電路。

驅動電路120包含一訊號產生電路1300、一第一電極驅動電路1310、一第二電極驅動電路1320、以及一檢測處理器1330。

訊號產生電路1300產生和輸出一觸控驅動訊號TDS以及一第一力驅動訊號FDS1。

圖13A及圖13B表示根據是否由訊號產生電路1300產生一第二力驅動訊號FDS2的兩個驅動電路120。

特別地，圖13A表示的驅動電路120中，訊號產生電路1300不僅產生並輸出觸控驅動訊號TDS和第一力驅動訊號FDS1，而且產生並輸出第二力驅動訊號FDS2。圖13B表示的驅動電路120中，訊號產生電路1300產生並輸出觸控驅動訊號TDS和第一力驅動訊號FDS1，而不產生第二力驅動訊號FDS2。

在一觸控驅動週期T中，第一電極驅動電路1310從訊號產生電路1300接收觸控驅動訊號TDS且將觸控驅動訊號TDS順次提供至這些個第一電極E1中的至少一個第一電極。在一力驅動週期F中，第一電極驅動電路1310從訊號產生電路1300接收第一力驅動訊號FDS1且將第一力驅動訊號FDS1提供至這些個第一電極E1中的至少一個第一電極。

第一電極驅動電路1310包含一積分器830以及一類比-數位轉換器ADC，如圖8A所示。

在力驅動週期F中，第二電極驅動電路1320將第二力驅動訊號FDS2提供至位於顯示面板110之外的第二電極E2。

採用上述驅動電路120不僅可實現確定螢幕是否受到觸控與/或檢測一觸控點的觸控感測功能，而且還可實現確定觸控力的存在與/或大小的力感測功能。

請參考圖13A，訊號產生電路1300還可產生並輸出第二力驅動訊號FDS2。然後，第二電極驅動電路1320將從訊號產生電路1300輸出的第二力驅動訊號FDS2傳送至第二電極E2。

如上所述，由於訊號產生電路1300不僅產生並輸出第一力驅動訊號FDS1，而且產生並輸出第二力驅動訊號FDS2，因此使用與第一力驅動訊號FDS1不同的第二力驅動訊號FDS2有利於力驅動作業。

請參考圖13B，由於訊號產生電路1300不產生第二力驅動訊號FDS2，因此驅動電路120還包含一訊號轉換器1340，訊號轉換器1340透過變換訊號產生電路1300產生的第一力驅動訊號FDS1的振幅、相位等中的至少一個產生第二力驅動訊號FDS2。

在這種結構下，訊號產生電路1300僅需要產生第一力驅動訊號FDS1。訊號產生電路1300的訊號負載可減少。為了有效的力驅動及力感測的目的，可產生與第一力驅動訊號FDS1相匹配的第二力驅動訊號FDS2。

舉例而言，訊號轉換器1340可包含一電平移位器以調整一訊號的電壓電平，可包含一相位控制器以控制一訊號的相位，與/或可包含將直流訊號轉換為交流訊號（例如脈波訊號）的一DA轉換器或將交流訊號（例如脈波訊號）轉換為直流訊號的一AD轉換器。訊號轉換器1340可實現為第二電極驅動電路1320，或者可包含在第二電極驅動電路1320中。

在觸控驅動週期T中，第一電極驅動電路1310接收響應於觸控驅動訊號TDS所產生的一觸控感測訊號，並且從接收到的訊號產生數位資料。檢測處理器1330接收此數位資料，並此數位資料確定螢幕是否受到觸控並檢測一觸控位置。

在力驅動週期F中，第一電極驅動電路1310接收響應於第一力驅動訊號FDS1及第二力驅動訊號FDS2所產生的一觸控感測訊號，並且從接收到的訊號產生數位資料。檢測處理器1330接收這個數位資料並從數位資料檢測觸控力的等級。

檢測處理器1330可以是對應於圖8A及圖8B中的處理器840的組件，並且可以是一微控制器單元（MCU）。

如上所述，檢測處理器1330透過從第一電極驅動電路1310接收對應來自第一電極E1之訊號的資料，不僅執行觸控感測功能而且執行力感測功能，從而可使用相同的處理方法有效地執行兩種感測功能。

訊號產生電路1300可實現為一電源積體電路（IC）。

訊號產生電路1300和第一電極驅動電路1310可包含在一單個積體電路（IC）中。在一些情況下，訊號產生電路1300、第一電極驅動電路1310、以及檢測處理器1330可包含在一單個積體電路（IC）中。

圖14A及圖14B表示根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100的訊號供給結構。

圖14A及圖14B表示的觸控顯示裝置100中底結構1100為一背光單元1400，背光單元1400包含一第一印刷電路1420以及一第二印刷電路1430。第一印刷電路1420將訊號傳送至顯示面板110，並且第二印刷電路1430將訊號傳送至背光單元1400中的一背光驅動器。

圖14A係為圖13A的示例性實施例，以及圖14B係為圖13B的示例性實施例。

請參考圖14A及圖14B，第二電極驅動電路1320包含與訊號產生電路1300及第二電極E2電連接的第一印刷電路1420及第二印刷電路1430中的一個或多個，作為用於傳送一第二力驅動訊號的組件。

也就是說，提供給顯示驅動作業的第一印刷電路1420及第二印刷電路1430可用於一力驅動訊號的傳輸。

如上所述，第一印刷電路1420及第二印刷電路1430的一個或多個可用作第二電極驅動電路1320，以在力驅動作業中傳送第二力驅動訊號FDS2。因此，不需要形成另外的電路，並且可使用第一印刷電路1420及第二印刷電路1430的一個或多個來形成一緊湊的訊號傳輸結構。

更特別地，以舉例的方式，請參考圖14A及圖14B，接收從訊號產生電路1300輸出之第一力驅動訊號FDS1的第一印刷電路1420連接至顯示面板110的外圍部份，由此第一印刷電路1420電連接到驅動晶片1130。

第一印刷電路1420及第二印刷電路1430可以使用插腳觸點方法彼此連接。

第二印刷電路1430具有連接到第一印刷電路1420的一終端PA。

可撓性第二印刷電路1430的終端PA不僅具有以接收驅動背光單元1400之訊號的一插腳，而且還具有從第一印刷電路1420接收第二力驅動訊號FDS2的一觸控力感測驅動插腳1431。

觸控力感測驅動插腳1431使得第二力驅動訊號FDS2從第一印刷電路1420傳送至第二印刷電路1430。

如上所述，對於力感測功能，第二力驅動訊號FDS2對於驅動第二電極E2是必需的，為了將第二力驅動訊號FDS2從第一印刷電路1420傳送至第二印刷電路1430，第一印刷電路1420和第二印刷電路1430使用插腳觸點方法藉由專用的觸控力感測驅動插腳1431而連接。第一印刷電路1420和第二印刷電路1430可容易地連接，並且訊號可準確地傳送。

第一印刷電路1420和第二印刷電路1430可藉由接觸終端直接連接，或者可藉由一連接媒介1440，例如一導線、一導電帶、或一導電圖案電極而電連接。

在下文中，將參考觸控顯示裝置100的三個驅動作業（顯示驅動、觸控驅動、以及力驅動）的時間點。

圖15表示根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100的三個驅動週期，以及根據驅動週期提供至第一電極E1和第二電極E2的訊號。

請參考圖15，可由時間分割劃分為一顯示驅動週期D、一觸控驅動週期T、以及一力驅動週期F。

在顯示驅動週期D中，驅動電路120將一顯示驅動電壓（例如，一共同電壓Vcom）供給至複數個第一電極E1。

在觸控驅動週期T中，驅動電路120將一觸控驅動訊號TDS提供至這些個第一電極E1中的至少一個第一電極。

在力驅動週期F中，驅動電路120將一第一力驅動訊號FDS1提供至這些第一電極E1中的至少一個第一電極，並且將一第二力驅動訊號FDS2提供至第二電極E2。

即使在其中所有第一電極E1用於所有的顯示驅動作業、觸控驅動作業、以及力驅動作業的情況下，顯示驅動週期D、觸控驅動週期T、以及力驅動週期F也透過時間分割來劃分和分配，以使得三個驅動作業（顯示驅動、觸控驅動、以及力驅動）可不混淆或干擾地準確執行。

在下文中，將描述對圖框週期分配顯示驅動週期D、觸控驅動週期T、以及力驅動週期F的示例性方法。

圖16A至圖16C表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100中分配三個驅動週期的第一方法，以及圖17A至圖17E表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100中分配三個驅動週期的第二方法。

請參考圖16A至圖16C，第一分配方法對每個圖框週期分配一個顯示驅動週期D和一個觸控驅動週期T，並且對至少每個第二圖框週期分配一個力驅動週期F。

請參考圖16A，根據第一分配方法，在複數個圖框週期中的至少一圖框週期中，按照時間分割劃分為一個顯示驅動週期D、一個觸控驅動週期T、以及一個力驅動週期F。

請參考圖16B，一個顯示驅動週期D、一個觸控驅動週期T、以及一個力驅動週期F基於一同步訊號SYNC進行控制，其中同步訊號SYNC從一控制器（圖未示）例如一定時控制器提供到驅動電路120。

也就是說，驅動電路120可根據從控制器（圖未示）接收到的同步訊號SYNC在相應的時間段中執行顯示驅動作業、觸控驅動作業、以及力驅動作業。

請參考圖16B，在同步訊號SYNC中，一高電平段（或一低電平段）對應於顯示驅動週期D，一低電平段（或一高電平段）對應於觸控驅動週期T。

在同步訊號SYNC中，力驅動週期F在其中定義為觸控驅動週期T的低電平段的一時間段之後開始。

請參考圖16B，顯示驅動週期D、觸控驅動週期T、以及力驅動週期F使用此單個的同步訊號SYNC來定義。

可替代地，顯示驅動週期D和觸控驅動週期T可使用一第一同步訊號定義，並且力驅動週期F可使用一第二同步訊號（圖17C）來定義。

如圖16C所示，力驅動週期F可能不存在於每個圖框週期中，但在至少每個第二圖框週期中可存在。

此外，在圖16A至圖16C中，顯示驅動週期D、觸控驅動週期T、以及力驅動週期F的次序可進行不同的設計。

此外，在圖16A至圖16C中，一個顯示驅動週期D、一個觸控驅動週期T、以及兩個或多個力驅動週期F可存在於一單個圖框週期中。

舉例而言，一單個圖框週期可設計為顯示驅動週期D、力驅動週期F、以及觸控驅動週期T的次序。

請參考圖17A至圖17E，第二分配方法對每個圖框週期分配兩個或多個顯示驅動週期D和兩個或多個觸控驅動週期T，並且對每個或每一第二圖框週期分配一個或多個力驅動週期F。

請參考圖17A，在複數個圖框週期中的至少一個圖框週期中，按照時間分割劃分為至少n個觸控驅動週期T1、T2、……、以及Tn（其中n係為等於或大於2的一自然數）以及m個力驅動週期F1、……、以及Fm（其中m係為等於或大於1的一自然數）。

請參考圖17B，舉例而言， n + m個顯示驅動週期D1、D2、……、Dn、Dn + 1、……、以及Dn + m，至少n個觸控驅動週期T1、T2、……、以及Tn，以及m個力驅動週期F1、……、以及Fm在一單個圖框週期中根據同步訊號SYNC進行控制。

請參考圖17C，在一單個圖框週期中，n+m個顯示驅動週期D1、D2、……、Dn、Dn + 1、……、以及Dn + m和至少n個觸控驅動週期T1、T2、……、以及Tn根據一第一同步訊號SYNC1進行控制，並且m個力驅動週期F1、……、以及Fm根據一第二同步訊號SYNC2進行控制。

圖17D表示其中兩個顯示驅動週期D1及D2和兩個觸控驅動週期T1及T2在一單個圖框週期中相交替，以及一個力驅動週期F存在於這個圖框週期的最後部份的情況。

這裡，力驅動週期F可定位於兩個顯示驅動週期D1及D2和兩個觸控驅動週期T1及T2之間（例如，「D1、T1、D2、F、T2」以及「D1、T1、F、D2、T2」以及「D1、T1、D2、T2、F」的任何位置。

圖17E表示其中三個顯示驅動週期D1、D2、以及D3和兩個觸控驅動週期T1及T2在一單個圖框週期中相交替，以及一個力驅動週期F存在於這個圖框週期的最後部份的情況。

這裡，力驅動週期F可定位於三個顯示驅動週期D1、D2、以及D3和兩個觸控驅動週期T1及T2之間（例如，「D1、T1、D2、T2、F、D3」、「D1、T1、D2、F、T2、D3」、以及「D1、T1、F、D2、T2、D3」）以及「D1、T1、D2、T2、D3、F」的任何位置。

請參考圖16A至圖16C以及圖17A至圖17E，一個圖框週期包含至少一個顯示驅動週期D、一個或多個觸控驅動週期T存在於每個圖框週期中。也就是說，顯示驅動週期D可存在於每個圖框週期中。雖然一個或多個觸控驅動週期T可在附圖中存在於每個圖框週期中，但是一個或多個觸控驅動週期T可存在於至少每個第二圖框週期中，而不是存在於每個圖框週期中。

請參考圖16A至圖16C以及圖17A至圖17E，一個或多個力驅動週期F可存在於每個圖框週期中或至少每個第二圖框週期中。

觸控驅動的一驅動頻率和力驅動的一驅動頻率可相比較於顯示驅動的一驅動頻率更低。

此外，當具有一外部輸入（一用戶輸入、一資料輸入等）時，觸控顯示裝置100在活躍模式下運行，並且當沒有外部輸入時在空閒模式（也稱為「休眠模式」）下運行。

當觸控顯示裝置100處於空閒模式時，可將顯示驅動作業、觸控驅動作業、以及力驅動作業的驅動頻率設置為相比較於活躍模式的驅動頻率更低以降低功率消耗。

如上所述，當顯示驅動週期D、觸控驅動週期T、以及力驅動週期F在時間上劃分時，透過綜合考慮顯示性能、觸控感測性能、以及力感測性能，可以針對顯示驅動週期D、觸控驅動週期T、以及力驅動週期F從不同的分配方法中選擇一種分配方法，從而可以設計一種最佳的驅動方法。

在觸控驅動週期T中，當一觸控驅動訊號TDS施加到這些第一電極E1的一個第一電極時，一寄生電容可形成於這個第一電極E1和一相鄰的電極或部份之間。

舉例而言，一寄生電容可形成於這個第一電極E1和一資料線之間，可形成於這個第一電極E1和一閘極線之間，或者也可形成於這個第一電極E1和另一個第一電極E1之間。另外，一寄生電容可形成於第一電極E1和第二電極E2之間。

如上所述，當根據第一電極E1和指針之間的電容感測到一觸控時，形成於第一電極E1和相鄰電極之間的一寄生電容可顯著降低觸控感測的精確度。

為了克服這個問題，根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100可以無負載作業（無負載驅動）。

無負載驅動係為驅動第一電極的周圍電極（一個或多個），以防止一寄生電容形成於這個第一電極E1和周圍電極（一個或多個）之間的方法。

圖18A及圖18B表示根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100的無負載驅動。

請參考圖18A及圖18B，當在一觸控驅動週期T中驅動電路120將一觸控驅動訊號TDS順次提供至這些個第一電極E1中的至少一個第一電極時，一觸控驅動訊號TDS或一無負載驅動訊號LFDS可提供至第二電極E2，無負載驅動訊號LFDS與觸控驅動訊號TDS同相。

無負載驅動訊號LFDS可以是同時提供到第一電極E1和第二電極E2的一觸控驅動訊號TDS。

可替代地，無負載驅動訊號LFDS可以是與觸控驅動訊號TDS同相的一單獨訊號。在這種情況下，無負載驅動訊號LFDS和觸控驅動訊號TDS可具有相同的電壓和相同的振幅。

因此，如上所述，當在觸控驅動週期T中觸控驅動訊號TDS提供到第一電極E1時，觸控驅動訊號TDS或與觸控驅動訊號TDS同相的無負載驅動訊號LFDS提供至第二電極E2可防止一寄生電容形成於第一電極E1和第二電極E2之間。這樣可因此提高觸控感測的精確度。

如上所述，當在觸控驅動週期T中觸控驅動訊號TDS提供到第一電極E1時，觸控驅動訊號TDS或與觸控驅動訊號TDS同相的無負載驅動訊號LFDS，可提供至全部資料線或周圍的資料線（一個或多個）。

當在觸控驅動週期T中觸控驅動訊號TDS提供到第一電極E1時，觸控驅動訊號TDS或與觸控驅動訊號TDS同相的無負載驅動訊號LFDS，可提供至全部閘極線或周圍的閘極線（一個或多個）。

當在觸控驅動週期T中觸控驅動訊號TDS提供到第一電極E1時，觸控驅動訊號TDS或與觸控驅動訊號TDS同相的無負載驅動訊號LFDS，可提供至全部第一電極E1或周圍的第一電極（一個或多個）E1。

圖19表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100的驅動電路120中，第一電極驅動電路1310的一開關電路1910以及一訊號檢測電路1920，以及圖20表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100的驅動電路120中，第一電極驅動電路1310的開關電路1910以及訊號檢測電路1920的示例性實施例。

請參考圖19，為了根據三個驅動週期(顯示驅動週期D、觸控驅動週期T、以及F力驅動週期)選擇性地將一顯示驅動電壓（例如Vcom）、一觸控驅動訊號TDS、以及一第一力驅動訊號FDS1供給至第一電極E1，第一電極驅動電路1310包含開關電路1910以及訊號檢測電路1920。開關電路1910選擇與這些第一電極E1相連接的全部或部分訊號線SL作為顯示驅動電壓（例如Vcom）、觸控驅動訊號TDS、以及第一力驅動訊號FDS1通過其而供給的一訊號線SL。訊號檢測電路1920通過與開關電路1910相連接的第一電極E1檢測訊號。

開關電路1910包含一個或多個多工器。

訊號檢測電路1920包含一個或多個類比前端（AFE）。

如圖19及圖20所示，二十四個第一電極E1（S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24、......、S61、S62、S63、以及S64）設置為六列（row）四行（column）的矩陣。在了驅動效率，舉例而言，開關電路1910包含四個多工器MUX1、MUX2、MUX3、以及MUX4，以及訊號檢測電路1920包含四個類比前端AFE1、AFE2、AFE3、以及AFE4。

圖21A至圖21C表示用於根據本發明之實施例的觸控顯示裝置的觸控感測和力感測的訊號檢測處理。

請參考圖21A，在觸控驅動作業中，在時間點t1，一觸控驅動訊號TDS通過四個多工器MUX1、MUX2、MUX3、以及MUX4同時提供至第一列中的四個第一電極S11、S12、S13、S14，並且四個類比前端AFE1、AFE2、AFE3、以及AFE4通過第一列中的四個第一電極S11、S12、S13、S14檢測一輸入訊號。

以相同的方式，在時間點t2，一觸控驅動訊號TDS通過四個多工器MUX1、MUX2、MUX3、以及MUX4同時提供至第二列中的四個第一電極S21、S22、S23、S24，並且四個類比前端AFE1、AFE2、AFE3、以及AFE4通過第二列中的四個第一電極S21、S22、S23、S24檢測一輸入訊號。

同樣地，在時間點t3，第三列中的四個第一電極S31、S32、S33、以及S34受到觸控驅動和訊號檢測。在時間點t4，第四列中的四個第一電極S41、S42、S43、以及S44受到觸控驅動和訊號檢測。在時間點t5，第五列中的四個第一電極S51、S52、S53、以及S54受到觸控驅動和訊號檢測。此外，在時間點t6，第六列中的四個第一電極S61、S62、S63、以及S64受到觸控驅動和訊號檢測。

基於使用上述方法檢測到的所有輸入訊號進行觸控感測。

請參考圖21B，在力驅動週期中，在一時間點t1，一第一力驅動訊號FDS1通過四個多工器MUX1、MUX2、MUX3、以及MUX4同時提供至第一列中的四個第一電極S11、S12、S13、S14，並且四個類比前端AFE1、AFE2、AFE3、以及AFE4通過第一列中的四個第一電極S11、S12、S13、S14檢測一輸入訊號（力資料）。

以相同的方式，在一時間點t2，一第一力驅動訊號FDS1通過四個多工器MUX1、MUX2、MUX3、以及MUX4同時提供至第二列中的四個第一電極S21、S22、S23、S24，並且四個類比前端AFE1、AFE2、AFE3、以及AFE4通過第二列中的四個第一電極S21、S22、S23、S24檢測一輸入訊號。

同樣地，在時間點t3，第三列中的四個第一電極S31、S32、S33、以及S34受到力驅動和訊號檢測。在時間點t4，第四列中的四個第一電極S41、S42、S43、以及S44受到力驅動和訊號檢測。在時間點t5，第五列中的四個第一電極S51、S52、S53、以及S54受到力驅動和訊號檢測。此外，在時間點t6，第六列中的四個第一電極S61、S62、S63、以及S64受到力驅動和訊號檢測。

如上所述，根據在時間點t1至t6的力驅動期間檢測到的所有輸入訊號可執行力感測。

也就是說，在力驅動週期F中，驅動電路120根據從這些第一電極E1接收到的訊號，透過確定每個第一電極E1和第二電極E2之間的電容變化可感測觸控力的水平。

如上所述，確定這些第一電極E1和第二電極E2之間形成的電容的整個變化，以使得可執行精確的力感測。

請參考圖21C，為了力驅動及感測的效率，設置為六列四行的二十四個第一電極E1（S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24、......、S61、S62、S63、以及S64）以行分組。在這種情況下，這二十四個第一電極E1（S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24、......、S61、S62、S63、以及S64）分組為第一電極G1、G2、G3、以及G4的四個組。

利用這種結構，與第一行中第一電極第一組G1的六個第一電極S11、S21、......、以及S61相連接的六個訊號線SL利用第一多工器MUX1電連接。

因此，在力驅動週期F中，一第一力驅動訊號FDS1同時提供至第一行中第一電極第一組G1的六個第一電極S11、S21、......、以及S61。

以相同的方式，第一力驅動訊號FDS1同時提供至第二行中第一電極第二組G2的六個第一電極S12、S22、......、以及S62。同樣，第一力驅動訊號FDS1同時提供至第三行中第一電極第三組G3的六個第一電極S13、S23、......、以及S63。此外，第一力驅動訊號FDS1同時提供至第四行中第一電極第四組G4的六個第一電極S14、S24、......、以及S64。

因此，第一力驅動訊號FDS1可同時提供給二十四個第一電極E1（S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24、......、S61、S62、S63、以及S64）。

相比較於圖21B中的情況，力驅動時間可減少到大約1/6。

此外，由於行分組連接到第一行中第一電極第一組G1的六個第一電極S11、S21、......、以及S61的六個訊號線SL，利用第一多工器MUX1電連接。

因此，第一類比前端AFE1能夠檢測從第一電極第一組G1接收到的一訊號，其中第一電極第一組G1包含第一行中設置的六個第一電極S11、S21、......、以及S61。

在這種方式下，第二類比前端AFE2能夠檢測從第一電極第二組G2接收到的一訊號，其中第一電極第二組G2包含第二行中設置的六個第一電極S12、S22、......、以及S62。第三類比前端AFE3能夠檢測從第一電極第三組G3接收到的一訊號，其中第一電極第三組G3包含第三行中設置的六個第一電極S13、S23、......、以及S63。此外，第四類比前端AFE4能夠檢測從第一電極第四組G4接收到的一訊號，其中第一電極第四組G4包含第四行中設置的六個第一電極S14、S24、......、以及S64。

使用四個類比前端AFE1、AFE2、AFE3、以及AFE4的訊號檢測可同時執行。因此，相比較於圖21B中的情況，訊號檢測時間可減少到大約1/6。

在訊號檢測之後，在力驅動週期F中根據從第一電極的組G1、G2、G3、以及G4接收的一訊號，驅動電路120可透過確定第一電極的組G1、G2、G3、以及G4和第二電極E2之間電容的變化來感測觸控力的水平。

圖22表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100中，為了有效力感測之目的第一電極的示例性分組。

圖22表示如圖21C的分組第一電極的示例性情況。

請參考圖22，分組第一電極的情況包含行分組、列分組、以及塊分組，行分組中排列為一單個行的第一電極分組為第一電極的一組，列分組中排列為一單個列的第一電極分組為第一電極的一組，並且塊分組中相鄰的第一電極分組為第一電極的一組。

根據基於第一電極的這樣分組，在力驅動週期F中，驅動電路120可根據從分別包含兩個或多個第一電極E1的第一電極的組接收的一訊號，透過確定在第一電極的組和第二電極E2之間的電容變化感測觸控力的水平。

當力感測的精確度不需要與觸控感測那樣高時，可能通過這樣第一電極的分組顯著減少力感測的時間。

圖23表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100中，由兩個或多個分隔開的電極F11、F12、F13、…...、以及F64組成的一示例性第二電極E2。

請參考圖23，第二電極E2可為一單個電極板，或可包含兩個或多個分隔開的電極F11、F12、F13、…...、以及F64。這裡，第二電極E2是向其中提供第二力驅動訊號FDS2的力感測器的一個。

利用包含兩個或多個分隔開的電極F11、F12、F13、…...、以及F64的第二電極E2，可能使得控制一力驅動區域和一力感測區，以檢測形成觸控力的水平的一位置，或確定觸控力的一特定位置量。

第二電極E2分離的數目，即分隔開的電極的數目，可相比較於第一電極E1的數目更小、相等、或更大。

分隔開的電極的數目可考慮力驅動的效率、力感測的精確度等來確定。

為了簡明起見，假定第二電極E2包含二十四個分隔開的電極。

然後，二十四個第一電極E1（S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24、......、S61、S62、S63、以及S64）的位置對應於第二電極E2的二十四個分隔開的電極F11、F12、F13、F14、F21、F22、F23、F24、…...、F61、F62、F63、以及F64的位置。

圖24表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100中，由分隔開的電極組成的第二電極E2的驅動方法。圖25A及圖25B表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100中，第二電極E2的示例性部分驅動。

請參考圖24，當第二電極E2由分隔開的電極組成時，第二電極可以部分地受到驅動，用以減少功率消耗並減少力驅動及力感測所需的處理時間。

請參考圖24、圖25A、以及圖25B，以舉例的方式，如上所述假設二十四個第一電極E1（S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24、......、S61、S62、S63、以及S64）排列為六列四行。在一觸控驅動週期T中，假定一檢測到的觸控位置對應於二十四個第一電極E1（S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24、......、S61、S62、S63、以及S64）中的第一電極S53。為了降低功率消耗並減少對力驅動及力感測所需的處理時間，可執行部分驅動，以將一第二力驅動訊號FDS2提供至對應於觸控位置的第二電極E2的分隔開的電極F53，而不是將第二力驅動訊號FDS2提供到第二電極E2的所有二十四個分隔開的電極F11、F12、F13、F14、F21、F22、F23、F24、…...、F61、F62、F63、以及F64。

在這樣的力驅動時，一第一力驅動訊號FDS1可僅提供給二十四個第一電極E1（S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24、......、S61、S62、S63、以及S64）之中，對應於觸控位置的第一電極S53。

在這種局部力驅動中，可執行擴展的局部力驅動以提高力感測的精確度。

請參考圖24、圖25A、圖25B所示，舉例而言，可執行擴展的局部力驅動以使得第二力驅動訊號FDS2不僅提供至對應於觸控位置的分隔開的電極F53，而且還提供至周圍分隔開的電極F42、F43、F44、F52、F54、F62、F63、以及F64。

此外，可執行擴展的局部力驅動，以使得第一動力驅動訊號FDS1不僅提供至二十四個第一電極E1（S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24、......、S61、S62、S63、以及S64）中對應於觸控位置的第一電極S53，而且還提供至周圍的第一電極S42、S43、S44、S52、S54、S62、S63、以及S64。

在下文中，將再次描述如上所述的局部力驅動。

在力驅動週期F中，驅動電路120可將第二力驅動訊號FDS2提供給第二電極E2的兩個或多個分隔開的電極F11、F12、F13、F14、F21、F22、F23、F24、…...、F61、F62、F63、以及F64中，對應於觸控驅動週期T中檢測到的一觸控位置的一特定的分隔開的電極（例如F53）。

第二電極E2的這種分隔驅動可降低功率消耗並減少力驅動及力感測所需的處理時間。

在力驅動週期F中，可以如下執行第二電極E2的分隔驅動：當驅動電路120將一第二力驅動訊號FDS2提供至一特定的分隔開的電極（例如F53）時，驅動電路120可將第一力驅動訊號FDS1提供到全部第一電極E1。為了進一步降低功率消耗和處理時間，第一力驅動訊號FDS1可提供至這些個第一電極E1中對應於特定的分隔開的電極（例如F53）的第一電極S53，即對應於觸控位置的第一電極S53。

由於在力驅動週期F中對第一電極E1的分隔驅動與第二電極E2的分隔驅動一起進行，因此力驅動及力感測的功率消耗和所需的處理時間可進一步降低。

當使用第二電極E2的分隔驅動執行局部力驅動時，力感測的精確度可能會稍微降低。為了補償這個問題，在力驅動週期F中，驅動電路120將第二力驅動訊號FDS2提供至特定的分隔開的電極F53，以及靠近特定的分隔開的電極F53的周圍分隔開的電極F42、F43、F44、F52、F54、F62、F63、以及F64。

這裡，驅動電路120可將第一力驅動訊號FDS1提供至全部第一電極E1或可將第一力驅動訊號FDS1提供到全部第一電極E1中特定的第一電極，即對應於特定的分隔開的電極F53的第一電極S53，以及對應於靠近特定的分隔開的電極F53的周圍分隔開的電極F42、F43、F44、F52、F54、F62、F63、以及F64的第一電極S42、S43、S44、S52、S54、S62、S63、S64。

如上所述，執行擴展的局部力驅動，以使得在第二電極E2的兩個或多個分隔開的電極之間，不僅對應於觸控位置的特定分隔開的電極，而且周圍分隔開的電極也受到驅動。這樣可因此減少功率消耗及處理時間，並且將力感測的精確度提高到一更理想的水平。

如上所述，當第二電極E2空間上分隔開時，局部力驅動對應於第二電極E2的空間局部力驅動。

可替代地，當第二電極E2係為一單個電極板而不是由分隔開的電極組成時，可提供時間的局部力驅動以降低功率消耗。

對於這種時間局部力驅動，在力驅動週期F中，驅動電路120透過將一第一力驅動訊號FDS1提供至一特定的第一電極E1，並且在將第一力驅動訊號FDS1提供至特定的第一電極E1時透過將一第二力驅動訊號FDS2提供至第二電極E2，可執行時間局部力驅動，其中特定的第一電極E1在這些第一電極E1中對應於在觸控檢測驅動週期T中檢測到的一觸控位置。

即使在其中第二電極E2係為一單個電極板的情況下，如上所述的時間局部力驅動也可以減少用於驅動第二電極E2所需的功率消耗和減少力感測的處理時間。

在下文中，將參照圖26簡單描述觸控顯示裝置100的上述驅動方法。

圖26係為根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100的驅動方法的流程圖。

請參考圖26，根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100的驅動方法包含：步驟S2610，在一顯示驅動週期D中驅動顯示面板110；步驟S2620，透過順次驅動顯示面板110中設置的複數個第一電極E1中的至少一個第一電極，確定在一觸控驅動週期T中螢幕是否受到觸控與/或檢測一觸控位置；以及步驟S2630，透過驅動這些第一電極E1中的至少一個第一電極並驅動第二電極E2，檢測力驅動週期F中的觸控力的水平，這些第一電極E1和第二電極E2之間的間隙G根據觸控力的大小而變化。

在顯示驅動週期D中，一顯示驅動電壓（例如，Vcom）提供到顯示面板110內設置的這些個第一電極E1。

一單個圖框週期包含透過時間分割劃分的至少一個顯示驅動週期D以及至少一個觸控驅動週期T。

至少一個力驅動週期F存在於至少每個第二圖框週期中。

當使用上述驅動方法時，即使在全部第一電極E1用於顯示驅動、觸控驅動、以及力驅動的情況下，顯示驅動週期D、觸控驅動週期T、以及力驅動週期F可以由時間分割來分配，以使得三個驅動作業（顯示驅動、觸控驅動、以及力驅動）可以沒有混淆或干擾準確地執行。

圖27至圖30表示根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100的示例性顯示驅動積體電路2700、2800、2900、以及3000。

請參考圖27，顯示驅動積體電路2700可以是用於第一電極E1的一驅動積體電路。

顯示驅動積體電路2700包含：一顯示驅動電路2710，在一顯示驅動週期D中將一顯示驅動電壓（例如，一共同電壓Vcom）供給至顯示面板110中設置的這些第一電極E1；一觸控驅動電路2720，在一觸控驅動週期T中將一觸控驅動訊號TDS順次提供到這些第一電極E1中的至少一個第一電極；以及一力驅動電路2730，在一力驅動週期F中將一第一力驅動訊號FDS1提供到這些第一電極E1中的至少一個第一電極。

圖27中所示的顯示驅動積體電路2700可以是圖13A及圖13B中所示的第一電極驅動電路1310的示例性實施例。

甚至在這些第一電極E1為全部三個驅動作業中使用的共同電極的情況下，利用上述顯示驅動積體電路2700可根據三個驅動作業（顯示驅動、觸控驅動、以及力驅動）有效地驅動這些第一電極E1。

請參考圖28，顯示驅動積體電路2800包含第一電極驅動電路1310以及一資料驅動電路2810。資料驅動電路2810透過將資料電壓供給至複數個資料線DL，驅動顯示面板110上設置的這些資料線DL。

請參考圖29，除了第一電極驅動電路1310、資料驅動電路2810，顯示驅動積體電路2900還包含一訊號產生電路1300。

請參考圖30，除了第一電極驅動電路1310、資料驅動電路2810、以及訊號產生電路1300，顯示驅動積體電路3000還包含一檢測處理器1330。

如圖27至圖30所示，考慮觸控顯示裝置100的尺寸、顯示面板110的尺寸和分辨率、以及觸控顯示裝置100的驅動電路的空間和設計，可使用顯示驅動積體電路2700、2800、2900、以及3000。

根據如上所述本發明的實施例，當一用戶觸控一螢幕時，不僅可感測一觸控位置，而且還可有效地感測用戶按壓螢幕的觸控力的水平以提供多種功能。

此外，根據本發明之實施例，顯示面板110中設置的一單一類型的電極E1可用於包含顯示（影像輸出）、觸控感測、以及力感測的三種不同的驅動作業，由此減少這三種驅動作業所需要的電極數量。

另外，根據本發明的實施例，當顯示面板110中設置的單一類型的電極E1用於包含顯示（影像輸出）、觸控感測、以及力感測的三種不同的驅動作業時，能夠不混淆或干擾地執行這三種不同的驅動作業。

前述說明和附圖中為了解釋本發明的某些原則而提出。與本發明相關的本領域的技術人員可透過組合、分割、替代或改變元件在不偏離本發明的原則的前提下作出許多修改和變化。本文所公開的前述實施例應解釋為僅是說明性的，不應該解釋為對本發明的原則和範圍的限制。應當理解的是，本發明的範圍由所附的專利申請範圍和屬於本發明的範圍內的所有它們的等同範圍。

100‧‧‧觸控顯示裝置

110‧‧‧顯示面板

120‧‧‧驅動電路

810‧‧‧第一力驅動訊號供給器

820‧‧‧第二力驅動訊號供給器

830‧‧‧積分器

840‧‧‧處理器

1000‧‧‧間隙結構單元

1100‧‧‧底結構

1110‧‧‧第一基板

1120‧‧‧第二基板

1130‧‧‧驅動晶片

1210‧‧‧第一偏振板

1220‧‧‧第二偏振板

1230‧‧‧結合層

1240‧‧‧頂蓋

1300‧‧‧訊號產生電路

1310‧‧‧第一電極驅動電路

1320‧‧‧第二電極驅動電路

1330‧‧‧檢測處理器

1340‧‧‧訊號轉換器

1400‧‧‧背光單元

1420‧‧‧第一印刷電路

1430‧‧‧第二印刷電路

1431‧‧‧觸控力感測驅動插腳

1440‧‧‧連接媒介

1910‧‧‧開關電路

1920‧‧‧訊號檢測電路

2700‧‧‧顯示驅動積體電路

2710‧‧‧顯示驅動電路

2720‧‧‧觸控驅動電路

2730‧‧‧力驅動電路

2800‧‧‧顯示驅動積體電路

2810‧‧‧資料驅動電路

2900‧‧‧顯示驅動積體電路

3000‧‧‧顯示驅動積體電路

ADC‧‧‧數位至類比轉換器

SYNC‧‧‧同步訊號

SYNC1‧‧‧第一同步訊號

SYNC2‧‧‧第二同步訊號

E1‧‧‧第一電極

E2‧‧‧第二電極

G‧‧‧間隙

G1‧‧‧間隙

G2‧‧‧間隙

Q1‧‧‧電荷

Q2‧‧‧電荷

DL‧‧‧資料控制訊號

GL‧‧‧閘極控制訊號

SL‧‧‧訊號線

SW1‧‧‧開關

SW2‧‧‧開關

SW10‧‧‧開關

SW20‧‧‧開關

REF‧‧‧源驅動積體電路

GND‧‧‧接地電壓

PA‧‧‧終端

F‧‧‧力驅動週期

D‧‧‧顯示驅動週期

T‧‧‧觸控驅動週期

Vcom‧‧‧共同電壓

Vsen‧‧‧感測電壓

SEN‧‧‧感測控制訊號

FDS1‧‧‧第一力驅動訊號

FDS2‧‧‧第二力驅動訊號

LFDS‧‧‧無負載驅動訊號

V0‧‧‧第二開關薄膜電晶體

V1‧‧‧電壓

V2‧‧‧電壓

C‧‧‧電容器

R‧‧‧電阻器

MUX1、MUX2、MUX3、MUX4‧‧‧多工器

AFE1、AFE2、AFE3、AFE4‧‧‧類比前端

C1‧‧‧第一電容

C2‧‧‧第二電容

TDS‧‧‧觸控驅動訊號

Vref1‧‧‧第一參考電壓

Vref2‧‧‧第二參考電壓

T1、T2、……、以及Tn‧‧‧觸控驅動週期

F1、……、以及Fm‧‧‧力驅動週期

D1、D2、……、Dn、Dn + 1、……、Dn + m‧‧‧顯示驅動週期

S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24、......、S61、S62、S63、S64‧‧‧第一電極

t1、t2、t3、t4、t5、 t6‧‧‧時間點

G1、G2、G3、G4、G5、G6‧‧‧第一電極的組

F11、F12、F13、…...、F64‧‧‧分隔開的電極

圖1示意性表示根據示例性實施例的一觸控顯示裝置。 圖2表示根據本發明之實施例的觸控顯示裝置的三個驅動作業。 圖3示意性說明了根據本發明之實施例的觸控顯示裝置的觸控感測方法。 圖4A、圖4B、圖5A、以及圖5B示意性地說明根據本發明之實施例的觸控顯示裝置的力感測方法。 圖6表示根據本發明之實施例的用於觸控感測功能的觸控驅動訊號。 圖7A至圖7H表示根據本發明之實施例的用於力感測功能的第一力驅動訊號及第二力驅動訊號。 圖8A係為根據本發明之實施例，在力驅動週期中觸控顯示裝置的驅動電路的示意圖。 圖8B係為根據本發明之實施例，在觸控驅動週期中觸控顯示裝置的驅動電路的示意圖。 圖9表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置中，響應於一軟觸控的一輸入訊號的強度和響應於一力觸控的一輸入訊號的強度。 圖10A及圖10B表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置中，響應於一軟觸控和一力觸控的輸入訊號的強度分佈。 圖11A及圖11B示意性地表示根據本發明之實施例的觸控顯示裝置的一力感測結構。 圖12A係為根據本發明之實施例，具有力感測結構的觸控顯示裝置的橫截面圖。 圖12B表示其中間隙G的尺寸響應於一力觸控而變化的情況。 圖13A及圖13B表示根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100的驅動電路。 圖14A及圖14B表示根據本發明之實施例的觸控顯示裝置100的訊號供給結構。 圖15表示根據本發明之實施例的觸控顯示裝置的三個驅動週期，以及根據驅動週期提供至第一電極和第二電極的訊號。 圖16A至圖16C表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置中分配三個驅動週期的第一方法。 圖17A至圖17E表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置中分配三個驅動週期的第二方法。 圖18A及圖18B表示根據本發明之實施例的觸控顯示裝置的無負載驅動。 圖19表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置的驅動電路中，第一電極驅動電路的一開關電路以及一訊號檢測電路。 圖20表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置的驅動電路中，第一電極驅動電路的開關電路以及訊號檢測電路的示例性實施例。 圖21A至圖21C表示用於根據本發明之實施例的觸控顯示裝置的觸控感測和力感測的訊號檢測處理。 圖22表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置中，為了有效力感測之目的第一電極的示例性分組。 圖23表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置中，由兩個或多個分隔開的電極組成的一示例性第二電極。 圖24表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置中，由分隔開的電極組成的第二電極的驅動方法。 圖25A及圖25B表示在根據本發明之實施例的觸控顯示裝置中，第二電極的示例性部分驅動。 圖26係為根據本發明之實施例的觸控顯示裝置的驅動方法的流程圖。 圖27至圖30表示根據本發明之實施例的觸控顯示裝置的示例性顯示驅動積體電路。

Claims (31)

1. 一種觸控顯示裝置，包含：複數個第一電極，設置於一顯示面板中；一個或多個第二電極，與該些第一電極分隔開一間隙；以及一驅動電路，用以：在一觸控驅動週期中將一觸控驅動訊號提供至該些第一電極中的至少一個第一電極；根據該觸控驅動訊號感測一觸控位置；在一力驅動週期期間，將一第一力驅動訊號提供至該些第一電極中的該至少一個第一電極，並且在該力驅動週期期間，將與該第一力驅動訊號不同的一第二力驅動訊號提供至該一個或多個第二電極中的至少一個第二電極；以及根據該第一力驅動訊號和該第二力驅動訊號感測力觸控；其中，在該力驅動週期中，該驅動電路根據從包含該些第一電極中至少兩個第一電極的該些第一電極的一組接收到的一訊號，透過確定該些第一電極的該組與該一個或多個第二電極之間的電容變化來檢測觸控力的水平。
2. 如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該驅動電路將一個圖框週期時間劃分為一顯示驅動週期、該觸控驅動週期、以及該力驅動週期，其中該驅動電路在該顯示驅動週期期間將一共同電壓提供給該些第一電極。
3. 如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該觸控驅動訊號在該觸控驅動週期中係為一直流電壓訊號或一脈波訊號。
4. 如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中，在該觸控驅動週期中，當該觸控驅動訊號提供給該些第一電極中的至少一個第一電極時，該驅動電路將一無負載驅動訊號提供至第二電極，該無負載驅動訊號與該觸控驅動訊號同相。
5. 如請求項1所述之觸控顯示裝置，在該力驅動週期中，該第一力驅動訊號和該第二力驅動訊號係為脈波訊號；或者該第一力驅動訊號係為具有一第一直流電壓的一訊號，以及該第二力驅動訊號係為具有一第二直流電壓的一訊號；或者該第一力驅動訊號係為一脈波訊號，以及該第二力驅動訊號係為具有一第二直流電壓的一訊號；或者該第一力驅動訊號係為具有一第一直流電壓的一訊號，以及該第二力驅動訊號係為一脈波訊號。
6. 如請求項5所述之觸控顯示裝置，其中，在該力驅動週期中，當該第一驅動訊號和該第二力驅動訊號係為脈波訊號時，該第一力驅動訊號與該第二力驅動訊號係為同相或反相。
7. 如請求項6所述之觸控顯示裝置，其中，在該力驅動週期中，當該第一力驅動訊號和該第二力驅動訊號係為脈波訊號時，該第二力驅動訊號與該第一力驅動訊號係為同相，以及該第二力驅動訊號的一振幅相比較於該第一力驅動訊號的一振幅更大。
8. 如請求項5所述之觸控顯示裝置，其中該第一直流電壓係為一第一參考電壓或一接地電壓，該第二直流電壓係為一第二參考電壓或一接地電壓，並且該第一參考電壓和該第二參考電壓係為相同的電壓或不同的電壓。
9. 如請求項5所述之觸控顯示裝置，其中，在該力驅動週期中，當該第一力驅動訊號係為具有該第一直流電壓的該訊號且該第二力驅動訊號係為具有該第二直流電壓的該訊號時，該第一直流電壓與該第二直流電壓係為不同的電壓。
10. 如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該一個或多個第二電極包含複數個第二電極。
11. 如請求項10所述之觸控顯示裝置，其中，在該力驅動週期中，該驅動電路將該第二力驅動訊號提供至該些第二電極中的一特定的第二電極，該特定的第二電極對應於在該觸控驅動週期中檢測到的該觸控位置。
12. 如請求項11所述之觸控顯示裝置，其中，在該力驅動週期中，當將該第二力驅動訊號提供至該特定的第二電極時，該驅動電路將該第一力驅動訊號提供至所有該些第一電極，或將該第一力驅動訊號提供至該些第一電極中對應於該特定第二電極的一第一電極。
13. 如請求項11所述之觸控顯示裝置，其中，在該力驅動週期中，該驅動電路將該第二力驅動訊號提供至該特定的第二電極和靠近該特定的第二電極的周圍第二電極，將該第一力驅動訊號提供至所有的該些第一電極，或將該第一力驅動訊號提供至該些第一電極中對應於該特定的第二電極和該周圍第二電極的第一電極。
14. 如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該觸控驅動訊號和該第一力驅動訊號係為一相同的訊號。
15. 如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該間隙係為一空氣間隙或一電介質間隙。
16. 如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該驅動電路包含一訊號產生電路、一第一電極驅動電路、一第二電極驅動電路以及一檢測處理器，其中該訊號產生電路用以產生該觸控驅動訊號、該第一力驅動訊號以及該第二力驅動訊號；在該力驅動週期中，該第一電極驅動電路接收該第一力驅動訊號並將該第一力驅動訊號提供至該些第一電極中的至少一個第一電極；該第二電極驅動電路將該第二力驅動訊號從該訊號產生電路提供至該一個或多個第二電極的該至少一個第二電極；該第一電極驅動電路接收響應於該第一力驅動訊號以及該第二力驅動訊號所產生的一觸控感測訊號，並從所接收的該觸控感測訊號產生一數位資料；以及該檢測處理器接收該數位資料並從該數位資料檢測觸控力的水平。
17. 如請求項16所述之觸控顯示裝置，其中該第一電極驅動電路包含一積分器以及一類比-數位轉換器，該積分器透過積分來自該訊號產生電路的一輸入產生一輸出值，該類比-數位轉換器用於將來自該積分器的該輸出值轉換為該數位資料。
18. 如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該驅動電路包含一訊號產生電路、一第一電極驅動電路、一第二電極驅動電路、一訊號轉換器以及一檢測處理器，其中該訊號產生電路用以產生該觸控驅動訊號以及該第一力驅動訊號，該訊號轉換器用以透過轉換由該訊號產生電路產生的該第一力驅動訊號的一振幅和一相位的至少一個來產生該第二力驅動訊號；在該力驅動週期中，該第一電極驅動電路接收該第一力驅動訊號並將該第一力驅動訊號提供至該些第一電極中的該至少一個第一電極；該第二電極驅動電路將該第二力驅動訊號從該訊號轉換器提供至該一個或多個第二電極的該至少一個第二電極；該第一電極驅動電路接收響應於該第一力驅動訊號和該第二力驅動訊號所產生的一觸控感測訊號，並從所接收的該觸控感測訊號產生數位資料；以及該檢測處理器接收該數位資料並從該數位資料檢測觸控力的水平。
19. 如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該觸控顯示裝置進一步包含一間隙結構單元，該間隙結構單元形成該些第一電極和該一個或多個第二電極之間的該間隙，該間隙結構單元的形狀對應於該顯示面板的輪廓形狀。
20. 如請求項19所述之觸控顯示裝置，其中該間隙結構單元具有一框架的形狀，並且位於該顯示面板的一後表面的周圍和該一個或多個第二電極的周圍之間。
21. 一種觸控顯示裝置的驅動方法，該觸控顯示裝置包含設置於一顯示面板中的複數個第一電極，以及與該些第一電極分隔開一間隙的一個或多個第二電極，該觸控顯示裝置的驅動方法包含：在一觸控驅動週期期間將一觸控驅動訊號提供至該些第一電極中的至少一個第一電極；根據該觸控驅動訊號感測一觸控位置；在一力驅動週期期間，將一第一力驅動訊號提供至該些第一電極中的該至少一個第一電極，並且在該力驅動週期期間，將與該第一力驅動訊號不同的一第二力驅動訊號提供至該一個或多個第二電極中的至少一個第二電極；以及根據該第一力驅動訊號和該第二力驅動訊號感測力觸控；其中，在該力驅動週期中，該驅動電路根據從包含該些第一電極中至少兩個第一電極的該些第一電極的一組接收到的一訊號，透過確定該些第一電極的該組與該一個或多個第二電極之間的電容變化來檢測觸控力的水平。
22. 一種觸控顯示裝置的驅動電路，該觸控顯示裝置包含設置於一顯示面板中的複數個第一電極，以及與該些第一電極分隔開一間隙的一個或多個第二電極，該驅動電路包含：一第一電路，用以在一觸控驅動週期期間將一觸控驅動訊號提供至該些第一電極中的至少一個第一電極，用以在一力驅動週期期間將一第一力驅動訊號提供至該些第一電極中的該至少一個第一電極，以及用以在該力驅動週期期間將與該第一力驅動訊號不同的一第二力驅動訊號提供至該一個或多個第二電極中的至少一個第二電極；以及一第二電路，用以根據該觸控驅動訊號感測一觸控位置並根據該第一力驅動訊號和該第二力驅動訊號感測力觸控；其中，在該力驅動週期中，該驅動電路根據從包含該些第一電極中至少兩個第一電極的該些第一電極的一組接收到的一訊號，透過確定該些第一電極的該組與該一個或多個第二電極之間的電容變化來檢測觸控力的水平。
23. 如請求項22所述之觸控顯示裝置的驅動電路，其中該驅動電路將一個圖框週期時間劃分為一顯示驅動週期、該觸控驅動週期、以及該力驅動週期，其中該第一電路在該顯示驅動週期期間將一共同電壓提供給該些第一電極。
24. 如請求項22所述之觸控顯示裝置的驅動電路，其中該觸控驅動訊號在該觸控驅動週期中係為一直流電壓訊號或一脈波訊號。
25. 如請求項22所述之觸控顯示裝置的驅動電路，其中，在該觸控驅動週期中，當該觸控驅動訊號提供給該些第一電極中的該至少一個第一電極時，該第一電路將一無負載驅動訊號提供至第二電極，該無負載驅動訊號與該觸控驅動訊號同相。
26. 如請求項22所述之觸控顯示裝置的驅動電路，其中，在該力驅動週期中，該第一力驅動訊號和該第二力驅動訊號係為脈波訊號；或者該第一力驅動訊號係為具有一第一直流電壓的一訊號，以及該第二力驅動訊號係為具有一第二直流電壓的一訊號；或者該第一力驅動訊號係為一脈波訊號，以及該第二力驅動訊號係為具有一第二直流電壓的一訊號；或者該第一力驅動訊號係為具有一第一直流電壓的一訊號，以及該第二力驅動訊號係為一脈波訊號。
27. 如請求項26所述之觸控顯示裝置的驅動電路，其中，在該力驅動週期中，當該第一驅動訊號和該第二力驅動訊號係為脈波訊號時，該第一力驅動訊號與該第二力驅動訊號係為同相或反相。
28. 如請求項27所述之觸控顯示裝置的驅動電路，其中，在該力驅動週期中，當該第一力驅動訊號和該第二力驅動訊號係為脈波訊號時，該第二力驅動訊號與該第一力驅動訊號係為同相，以及該第二力驅動訊號的一振幅相比較於該第一力驅動訊號的一振幅更大。
29. 如請求項26所述之觸控顯示裝置的驅動電路，其中該第一直流電壓係為一第一參考電壓或一接地電壓，該第二直流電壓係為一第二參考電壓或一接地電壓，並且該第一參考電壓和該第二參考電壓係為相同的電壓或不同的電壓。
30. 如請求項26所述之觸控顯示裝置的驅動電路，其中，在該力驅動週期中，當該第一力驅動訊號係為具有該第一直流電壓的該訊號且該第二力驅動訊號係為具有該第二直流電壓的該訊號時，該第一直流電壓與該第二直流電壓係為不同的電壓。
31. 如請求項22所述之觸控顯示裝置的驅動電路，其中該一個或多個第二電極包含複數個第二電極，以及在該力驅動週期中，該第一電路將該第二力驅動訊號提供至該些第二電極中的一特定的第二電極，該特定的第二電極對應於在該觸控驅動週期中檢測到的該觸控位置。