CN108121480B - 触摸传感器、包括其的显示装置和驱动触摸传感器的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种触摸传感器、包括其的显示装置以及用于驱动触摸传感器的方法。显示装置包括：基底；第一电极，设置在基底上并且连接到第一连接线；第二电极，设置在基底上并且连接到第二连接线；触摸控制器，基于通过第一连接线传输的输出信号和通过第二连接线传输的输出信号来计算触摸的位置和压力；以及显示面板，与基底间隔开设置，显示面板包括像素和辅助电极，辅助电极与第一电极和第二电极形成电容。

Description

触摸传感器、包括其的显示装置和驱动触摸传感器的方法
本申请要求于2016年11月30日提交的第10-2016-0161681号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的内容通过引用为了所有目的而包含于此，就像在这里被充分地阐述一样。
技术领域
本发明总体上涉及一种触摸传感器、包括其的显示装置和驱动触摸传感器的方法，更具体地，涉及一种触摸传感器、包括其的显示装置和驱动触摸传感器的方法，以利用电容式传感器来检测触摸位置和触摸压力两者。
背景技术
随着对信息显示的兴趣和对便携式信息媒体的需求的增加，研究和商业化已经以显示装置为核心。
近来，除了图像显示功能之外，显示装置还包括用于接收用户的触摸输入的触摸传感器。因此，用户能够通过触摸传感器而更加便利地使用显示装置。
使用了各种类型的触摸传感器。当用户的手或物体与电容式触摸传感器接触时，电容式触摸传感器感测电容改变的点，从而检测触摸位置。因为电容式触摸传感器感测多个触摸并且比其它选择准确，所以近来电容式触摸传感器已经被广泛地使用。
近来，基于由于触摸产生的压力以及触摸位置，已经向用户提供了各种功能。通常，已经需要电容式触摸传感器和独立的力传感器以基于触摸压力和位置两者提供功能。
在该背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对发明构思的背景的理解，因此，它可以包括不构成对本领域普通技术人员来讲在该国家已经了解的现有技术的信息。
发明内容
根据本发明的原理构造的触摸传感器能够检测单一且集成的装置中的触摸的位置和压力两者。
根据本发明的原理构造的显示装置可以包括集成的触摸传感器，所述集成的触摸传感器检测触摸的位置和压力两者，从而减小显示装置的制造成本和厚度。
将在下面的详细描述中部分地阐述附加的方面，并且部分地通过本公开而明显，或可以通过实施本发明构思来获知。
根据本发明的一方面，触摸传感器包括：基底；第一连接线，传输第一输出信号；第一电极，设置在基底上并且连接到第一连接线，以将第一输出信号传输到第一连接线；第二连接线，传输第二输出信号；第二电极，设置在基底上并且连接到第二连接线，以将第二输出信号传输到第二连接线；辅助电极，与基底间隔开，辅助电极与第一电极和第二电极形成电容；以及触摸控制器，连接到第一连接线和第二连接线，以从第一连接线和第二连接线接收第一输出信号和第二输出信号，并且利用第一输出信号和第二输出信号来计算触摸的位置和压力。
触摸控制器可以在第一时间段期间将驱动信号供应到第一电极，并且在第一时间段期间基于通过第二连接线传输的输出信号来计算第一电容变化。
触摸控制器可以在第二时间段期间基于通过第一连接线传输的输出信号和通过第二连接线传输的输出信号，来计算第二电容变化。
第二电容变化可以包括由触摸引起的电容和由触摸的压力引起的电容变化。
第一电极和第二电极与辅助电极可以被构造为使得其间的电容与触摸的压力对应地改变。
触摸传感器还可以包括设置在基底和辅助电极之间的绝缘构件。
绝缘构件可以具有弹性。
第一电极和第二电极与辅助电极之间的距离可以随着触摸的压力增大而减小。
根据本发明的另一方面，显示装置包括：基底；第一电极，设置在基底上并且连接到第一连接线；第二电极，设置在基底上并且连接到第二连接线；以及显示面板，与基底间隔开，显示面板包括像素和辅助电极，辅助电极与第一电极和第二电极形成电容。
显示装置还可以包括触摸控制器，触摸控制器基于通过第一连接线传输的输出信号和通过第二连接线传输的输出信号来计算触摸的位置和压力。
触摸控制器可以在第一时间段期间将驱动信号供应到第一电极，并且在第一时间段期间基于通过第二连接线传输的输出信号来计算第一电容变化。
触摸控制器可以在第二时间段期间基于通过第一连接线传输的输出信号和通过第二连接线传输的输出信号来计算第二电容变化。
第二电容变化包括由触摸引起的电容和由触摸的压力引起的电容变化。
每个像素可以包括有机发光二极管。辅助电极可以是像素的有机发光二极管中包括的阴极电极。
显示装置还可以包括设置在基底和显示面板之间的绝缘构件。
绝缘构件可以具有弹性。
根据本发明的另一方面，用于驱动具有第一电极和第二电极的触摸传感器的方法包括：在第一时间段期间从第二电极获得第一输出信号；通过第一输出信号来计算第一电极和第二电极之间的互电容变化，所述互电容变化与输入到至少一个第一电极和至少一个第二电极的触摸对应；在第二时间段期间从第一电极和第二电极获得第二输出信号；以及利用计算出的互电容变化和第二电容变化来计算触摸的压力，其中，第二电容变化包括第一电极或第二电极的自电容变化以及由触摸的压力引起的电容变化，所述自电容变化对应于触摸。
由触摸的压力引起的电容变化可以对应于第一电极和第二电极与辅助电极之间的距离的变化。
第一时间段和第二时间段可以交替地重复。
所述方法还可以包括：利用互电容变化计算触摸的面积；通过计算出的触摸的面积来计算自电容变化。
可以通过从第二电容变化减去自电容变化来计算由触摸的压力引起的电容变化。
随着计算出的触摸的面积增大，由触摸引起的自电容变化可以增大。
所述方法还可以包括利用第二电容变化和计算出的由触摸引起的自电容变化，来计算由触摸的压力引起的电容变化。
所述方法还可以包括：在第一时间段期间向第一电极供应驱动信号；在第一时间段期间利用第二输出信号来计算自电容变化。
所述方法还可以包括在第二时间段期间利用第一输出信号和第二输出信号来计算第二电容变化。
第二电容变化可以包括由触摸引起的自电容变化和由触摸的压力引起的电容变化。
上述总体的描述和下面详细的描述是示例性和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的主题的进一步解释。
附图说明
附图示出了发明构思的示例性实施例，并且与描述一起用于解释发明构思的原理，其中，包括附图以提供对发明构思的进一步理解，并且附图包含在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1是包括根据本发明的原理构造的触摸传感器的第一实施例的显示装置的示意性平面图。
图2是沿图1的线I-I'截取的剖视图。
图3是图1的显示装置的触摸控制器的示意图。
图4是操作图3的位置检测器的示例性方法的流程图。
图5至图7是示出在第二感测模式下驱动触摸传感器时的操作的图3的触摸传感器的示意性侧视图。
图8是示出根据本发明的原理构造的触摸传感器的第二实施例的显示装置的示意性剖视图。
图9是包括根据本发明的原理构造的触摸传感器的显示面板的示意性平面图。
图10和图11是图9的显示面板的像素的示意性电路图。
图12是包括根据本发明的原理构造的触摸传感器的显示面板的局部剖视图。
具体实施方式
在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节，以提供对各种示例性实施例的透彻理解。然而，明显的是，在没有这些具体细节或具有一个或更多个等同布置的情况下，可以实践各种示例性实施例。在其它情况下，以框图形式示出了公知的结构和装置，以避免使各种示例性实施例不必要地模糊。
在附图中，为了清楚和描述性的目的，会夸大层、膜、面板、区域等的尺寸和相对尺寸。此外，同样的附图标记指示同样的元件。
当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”或者“连接到”或“结合到”另一元件或层时，该元件或层可以直接在所述另一元件或层上、直接连接到或直接结合到所述另一元件或层，或者可以存在中间元件或中间层。然而，当元件或层被称为“直接在”另一元件或层“上”或者“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，不存在中间元件或中间层。为了本公开的目的，“X、Y和Z中的至少一个(种/者)”和“从由X、Y和Z组成的组中选择的至少一个(种/者)”可以被理解为仅X、仅Y、仅Z或者X、Y和Z中的两个(种/者)或更多个(种/者)的任意组合(例如，以XYZ、XYY、YZ和ZZ为例)。同样的标记始终指示同样的元件。如这里使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项目的任意组合和所有组合。
尽管这里可以使用术语第一、第二等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语用来将一个元件、组件、区域、层和/或部分与另一个元件、组件、区域、层和/或部分区分开。因此，在不脱离本公开的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层和/或部分可以被命名为第二元件、组件、区域、层和/或部分。
出于描述性目的，这里可以使用诸如“在……下面”、“在……下方”、“下”、“在……上方”、“上”等空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。空间相对术语意在包含除了附图中描绘的方位之外的设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“下方”或“下面”的元件随后将被定位为“在”所述其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包括上方和下方两种方位。此外，设备可以被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位)，如此相应地解释这里使用的空间相对描述符。
这里使用的术语是为了描述特定实施例的目的，而不意图进行限制。如这里使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式的“一个(种/者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”及其变型时，说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
这里参照作为理想示例性实施例和/或中间结构的示意图的剖视图来描述各种示例性实施例。这样，将预期例如由制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此，这里所公开的示例性实施例不应该被理解为受限于区域的具体示出的形状，而将包括诸如由制造导致的形状的偏差。例如，示出为矩形的注入区域在其边缘将通常具有圆形或弯曲的特征和/或注入浓度的梯度，而不是从注入区域到非注入区域的二元变化。同样，通过注入形成的埋区会导致在埋区和通过其发生注入的表面之间的区域中的一些注入。因此，在附图中示出的区域实际上是示意性的，它们的形状并不意图示出装置的区域的实际形状并且不意图进行限制。
除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属的领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。除非这里明确这样定义，否则术语(例如，在通用的字典中定义的术语)应该被解释为具有与相关领域的环境中它们的意思一致的意思，而将不以理想的或过于形式化的含义来解释。
在下文中，将参照结合附图描述的示例性实施例来描述触摸传感器和包括触摸传感器的显示装置。
参照图1，触摸传感器10可以包括多个第一电极R11至R1j和多个第二电极R21至R2k。
第一电极R11至R1j沿第一方向(例如，X轴方向)形成，并且可以沿与第一方向交叉的第二方向(例如，Y轴方向)布置为多个。图1描绘了j个第一电极R11至R1j。
第一电极R11至R1j可以包括第一感测单元111和第一连接图案112。
第一感测单元111可以沿第一方向(例如，沿X轴方向)以及第二方向(例如，沿Y轴方向)以预定的距离布置，多个第一连接图案112可以使布置在基本同一水平行上的第一感测单元111通过第一连接图案112彼此电连接。
第二电极R21至R2k沿第二方向(例如，沿Y轴方向)形成，并且可以沿第一方向(例如，沿X轴方向)布置为多个。
图1中描绘了k个第二电极R21至R2k。
多个第二电极R21至R2k可以包括第二感测单元121和第二连接图案122。
第二感测单元121可以沿第一方向(例如，沿X轴方向)以及第二方向(例如，沿Y轴方向)以预定的距离布置，多个第二连接图案122可以使布置在基本同一竖直列上的第二感测单元121通过第二连接图案122彼此电连接。
因此，第二感测单元121可以分布且布置在第一感测单元111之间而不与第一感测单元111叠置。
虽然图1中示出了具有多边形形状的第一感测单元111和第二感测单元121，但是第一感测单元111和第二感测单元121的形状可以改变。
另外，第一感测单元111和第二感测单元121可以位于同一层上。
在这种情况下，为了防止第一连接图案112和第二连接图案122之间的接触，绝缘层可以位于第一连接图案112和第二连接图案122的交叉部分处。
或者，第一感测单元111和第二感测单元121可以位于不同的层上。
第一感测单元111、第二感测单元121、第一连接图案112和第二连接图案122可以包括导电材料。例如，第一感测单元111、第二感测单元121、第一连接图案112和第二连接图案122可以包括金属或金属的合金。金属可以包括金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钼(Mo)、铬(Cr)、钛(Ti)、镍(Ni)、钕(Nd)、铜(Cu)和铂(Pt)等。
另外，第一感测单元111和第二感测单元121可以由透明导电材料制成。透明导电材料可以包括银纳米线(AgNW)、氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锑锌(AZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、碳纳米管和石墨烯等。第一感测单元111和第二感测单元121中的每个可以以单层或者以多层形成。
第一感测单元111、第二感测单元121、第一连接图案112和第二连接图案122可以由相同的材料制成，或者可以由不同的材料制成。
第一感测单元111和第二感测单元121可以位于基底100上。
基底100可以由诸如玻璃或树脂的绝缘材料制成。此外，基底100可以由具有柔性的材料制成，以将是可弯曲的或可折叠的。基底100可以具有单层结构或多层结构。
例如，基底100可以包括聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚醚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、三乙酸纤维素和乙酸丙酸纤维素中的至少一种。
然而，组成基底100的材料可以由其它材料形成，基底100可以由纤维玻璃增强塑料(FRP)等制成。
可以在第一感测模式下驱动触摸传感器10。这里，第一感测模式可以指利用第一感测单元111和第二感测单元121之间的互电容变化来计算触摸的位置的驱动方法(在下文中，也被称为互电容方法)。
当在第一感测模式下驱动触摸传感器10时，第一电极R11至R1j可以用作驱动电极，第二电极R21至R2k可以用作感测电极。
当在第一感测模式下驱动触摸传感器10时，彼此相邻的第一电极R11至R1j和第二电极R21至R2k之间存在互电容。如果触摸输入到触摸传感器10，则与触摸位置对应的电极R11至R1j和R21至R2k之间的互电容改变。
也可以在第二感测模式下驱动触摸传感器10。这里，第二感测模式可以指利用第一电极R11至R1j和第二电极R21至R2k的自电容变化来计算触摸的压力的驱动方法(在下文中，也被称为自电容方法)。
当在第二感测模式下驱动触摸传感器10时，第一电极R11至R1j也可以用作感测电极。
即，第一电极R11至R1j可以在第一感测模式下用作驱动电极，并且在第二感测模式下用作感测电极。
第二电极R21至R2k可以在第一感测模式和第二感测模式两者下用作感测电极。
当在第二感测模式下驱动触摸传感器10时，如果触摸输入到触摸传感器10，则与触摸对应的第一电极R11至R1j和第二电极R21至R2k的自电容改变。
多个焊盘150可以位于基底100的一侧处。
第一连接线130和第二连接线140可以连接到多个焊盘150。
第一连接线130可以连接到各个第一电极R11至R1j，第二连接线140可以连接到各个第二电极R21至R2k。
触摸控制器160可以通过诸如柔性印刷电路板(FPCB)180的单独的组件连接到焊盘150。
因此，触摸控制器160可以通过连接线130和140电连接到第一电极R11至R1j和第二电极R21至R2k。
当在第一感测模式下驱动触摸传感器10时，触摸控制器160可以通过第一连接线130将驱动信号供应到用作驱动电极的第一电极R11至R1j，并且通过第二连接线140从第二电极R21至R2k接收图3中示出的第一输出信号So1。
触摸控制器160可以利用第一电极R11至R1j和第二电极R21至R2k之间的互电容变化来计算触摸的位置，互电容变化反映在第一输出信号So1中。
图1中描绘了在第一电极R11至R1j的左侧和右侧交替地连接到第一电极R11至R1j的第一连接线130。然而，第一连接线130可以位于第一电极R11至R1j的一侧处，以连接到各个第一电极R11至R1j的一端。
选择性地，第一连接线130可以位于第一电极R11至R1j的两侧，以同时连接到第一电极R11至R1j的相对端。
第二连接线140可以位于第二电极R21至R2k的下侧处，以连接到各个第二电极R21至R2k的一端。
当在第二感测模式下驱动触摸传感器10时，触摸控制器160可以通过第一连接线130从用作感测电极的第一电极R11至R1j接收图3中示出的第二输出信号So2，并且通过第二连接线140从第二电极R21至R2k接收第一输出信号So1。
触摸控制器160可以利用与触摸对应的电极R11至R1j和R21至R2k的自电容变化来计算触摸的位置，自电容变化反映在第一输出信号So1和第二输出信号So2中。
触摸控制器160可以以包括玻璃上芯片、塑料上芯片、带载封装、膜上芯片等的各种方式安装。
参照图2，触摸传感器10还可以包括绝缘构件190和辅助电极170。
位于基底100上的第二感测单元121与辅助电极170彼此间隔开，并且可以用作电容器。即，可以在第二感测单元121和辅助电极170之间形成电容。
第二感测单元121和辅助电极170之间的电容可以根据第二感测单元121和辅助电极170之间的距离改变。
例如，如果触摸发生在触摸传感器10上，则位于与触摸对应的位置中的第二感测单元121和辅助电极170之间的距离改变，因此，第二感测单元121和辅助电极170之间的电容可以改变。
虽然图2中仅示出基底100上的第二感测单元121，但是第一感测单元111和辅助电极170之间也可以形成电容。即，如果触摸发生在触摸传感器10上，则位于与触摸对应的位置中的第一感测单元111和辅助电极170之间的距离改变，因此，第一感测单元111和辅助电极170之间的电容可以改变。
绝缘构件190可以位于基底100和辅助电极170之间。
绝缘构件190可以执行减少外部影响的功能。为此，绝缘构件190可以具有弹性。例如，绝缘构件190通过来自外部的压力而变形，并且可以具有使绝缘构件190能够在来自外部的压力消除时恢复到初始状态的弹性。
另外，绝缘构件190可以具有绝缘性能，以防止感测单元111和121与辅助电极170之间的电短路。
绝缘构件190可以以多孔聚合物设置，以具有弹性。例如，绝缘构件190可以以诸如海绵的发泡体的形式设置。
绝缘构件190可以包括热塑性弹性体、聚苯乙烯、聚烯烃、聚氨酯热塑性弹性体、聚酰胺、合成橡胶、聚二甲基硅氧烷、聚丁二烯、聚异丁烯、聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)、聚氨酯、聚氯丁烯、聚乙烯和硅树脂等及其组合。然而，绝缘构件190也可以由一些其它材料形成。
参照图3，触摸控制器160可以包括驱动控制器161和位置检测器163。
驱动控制器161可以在第一时间段期间控制触摸传感器10在第一感测模式下被驱动，并且在第二时间段期间控制触摸传感器10在第二感测模式下被驱动。
第一时间段和第二时间段可以交替地重复。
驱动控制器161可以在第一时间段期间向第一电极R11至R1j供应驱动信号，并且在第二时间段期间向第一电极R11至R1j和第二电极R21至R2k供应驱动信号。
当在第一感测模式下驱动触摸传感器10时，位置检测器163可以接收通过第二连接线140传输的第一输出信号So1。
此外，当在第二感测模式下驱动触摸传感器10时，位置检测器163可以接收通过第一连接线130传输的第二输出信号So2和通过第二连接线140传输的第一输出信号So1。
位置检测器163可以利用如通过第一输出信号So1表示的或在第一输出信号So1中表示的互电容变化以及如通过第二输出信号So2表示的或在第二输出信号So2中表示的自电容变化来计算输入到触摸传感器10的触摸的位置和压力。
在下文中，将参照图4至图7详细地描述计算输入到触摸传感器10的触摸的压力的方法。
参照图4，首先，可以计算由触摸引起的第一电容变化ΔCm(步骤S1)。这里，当在第一感测模式下驱动触摸传感器10时，可以通过经由第二连接线140输出的第一输出信号So1来计算第一电容变化ΔCm。
因此，第一电容变化ΔCm可以包括与触摸对应的第一电极R11至R1j和第二电极R21至R2k之间的互电容变化。
接下来，可以计算由触摸引起的第二电容变化ΔCs(步骤S2)。这里，当在第二感测模式下驱动触摸传感器10时，可以通过经由第一连接线130输出的第二输出信号So2和经由第二连接线140输出的第一输出信号So1来计算第二电容变化ΔCs。
图5至图7示出在第二感测模式下驱动触摸传感器10时触摸传感器10的操作。具体地，图5中已经示出了没有向触摸传感器10输入触摸的状态，图6中已经示出了在区域A中输入了触摸但没有在区域A中施加压力P的状态，图7中已经示出了在区域A中施加了压力P的状态。
参照图5，当没有向触摸传感器10输入触摸时，可以在第二感测单元121和辅助电极170之间形成第一电容CB1。即，当没有向触摸传感器10输入触摸时，第二感测单元121的自电容可以对应于第一电容CB1。
参照图6，当向触摸传感器10输入第一触摸时，第二感测单元121的自电容可以包括第二感测单元121与辅助电极170之间的第一电容CB1以及由该触摸引起的电容Cf。
这里，第一触摸是从中消除了压力P的触摸，并且可以指触摸传感器10和手指彼此简单地接触(例如，使得触摸传感器的形状不改变)的状态或手指正在悬停的状态。
当输入第一触摸时，第二感测单元121的自电容变化(即，第二电容变化ΔCs)可以变为由触摸引起的电容Cf。
接下来，参照图7，当向触摸传感器10输入第二触摸时，第二感测单元121的自电容可以包括第二感测单元121与辅助电极170之间的第二电容CB2以及由触摸引起的电容Cf。
这里，第二触摸可以指施加了压力P的触摸。
当向触摸传感器10施加压力P时，第二感测单元121和辅助电极170之间的距离会变窄，因此，第二感测单元121和辅助电极170之间的电容会改变。
例如，第二感测单元121和辅助电极170之间的电容可以从第一电容CB1变为第二电容CB2。即，第二电容CB2和第一电容CB1之间的差可以是由压力P引起的电容变化ΔCB。
位置检测器163可以利用由压力P引起的电容变化ΔCB来检测压力P的大小和其它变量。
然而，虽然没有单独地输出表示由触摸引起的电容Cf的信号以及表示由压力P引起的电容变化ΔCB的信号，但是输出了表示由触摸引起的电容Cf以及由压力P引起的电容变化ΔCB两者的信号。
因此，可以从第二电容变化ΔCs中提取由压力P引起的电容变化ΔCB，以计算触摸的压力P。
在计算由触摸引起的电容Cf之后，可以获得由压力P引起的电容变化ΔCB。具体地，因为第二电容变化ΔCs满足下面的等式1，所以可以先计算由触摸引起的电容Cf，然后可以利用第二电容变化ΔCs和由触摸引起的电容Cf之间的差来计算由压力P引起的电容变化ΔCB。
等式1
ΔCs＝ΔCB+Cf
当输入上述第一触摸时，由压力P引起的电容变化ΔCB可以为0。
为了计算由压力P引起的电容变化ΔCB，位置检测器163可以通过第一电容变化ΔCm来计算触摸面积At(步骤S3)。
第一电容变化ΔCm包括与触摸对应的第一电极R11至R1j和第二电极R21至R2k之间的互电容变化，互电容变化的大小可以受触摸面积At的尺寸的影响。
例如，随着触摸面积At变得越宽，互电容变化变得越大。随着触摸面积At变得越窄，互电容变化变得越小。
位置检测器163可以利用反映到第一输出信号So1的第一电容变化ΔCm以及查找表(LUT)来计算触摸面积At。
LUT可以包括第一电容变化ΔCm的数值以及映射到第一电容变化ΔCm的相应数值的触摸面积At的数值。
触摸传感器10可以包括用于存储LUT的存储器。
与利用LUT计算触摸面积At不同，可以参考下面的等式2来计算触摸面积At。
等式2
ΔCm＝a×At2+b×At+c
可以不同地改变等式2中包括的系数a、b和c。
参照图4，位置检测器163可以通过计算出的触摸面积At来计算由触摸引起的电容Cf(步骤S4)。
在这种情况下，可以使用计算出的触摸面积At和LUT来计算由触摸引起的电容Cf。LUT可以包括触摸面积At的数值和由触摸引起的电容Cf的数值，电容Cf的数值映射到触摸面积At的相应数值。
与利用LUT计算由触摸引起的电容Cf不同，可以参考下面的等式3来计算由触摸引起的电容Cf。
等式3
Cf＝a'×At2+b'×At+c'
可以不同地改变等式3中包括的系数a'、b'和c'。
接下来，位置检测器163可以利用计算出的由触摸引起的电容Cf和第二电容变化ΔCs来计算由压力P引起的电容变化ΔCB(步骤S5)。在这种情况下，可以利用上述等式1来计算由压力P引起的电容变化ΔCB。
最后，位置检测器163可以通过由压力P引起的电容变化ΔCB来计算压力P的大小和其它变量(步骤S6)。
图4示出了在计算第一电容变化ΔCm之后计算的第二电容变化ΔCs。然而，可以改变计算第一电容变化ΔCm和第二电容变化ΔCs的顺序。
因为触摸的压力是通过由触摸引起的电容变化来获得的，所以触摸传感器10可以不进一步包括用于获取感测单元111和121与辅助电极170之间的电容变化的单独组件(例如，用于传输仅表示由压力P引起的电容变化ΔCB的输出信号的连接线)。
如下面将更详细地描述的，当触摸传感器10包括在显示装置中时，显示面板的部分构造用作触摸传感器10的辅助电极170。因此，可以不提供用于感测压力的单独的辅助电极170。
反过来，这能够减小触摸传感器10的尺寸、厚度和制造成本等。
参照图8，显示装置200可以包括触摸传感器10'和显示面板300。
显示面板300是用于向用户提供图像的器件，并且可以通过多个像素来显示图像。显示面板300可以包括用于使像素中包括的有机发光二极管发光的阴极电极310。
触摸传感器10'可以包括基底100、感测单元111和121以及绝缘构件190。
除了触摸传感器10'可以利用显示面板300中包括的阴极电极310作为上述辅助电极170之外，图8中示出的触摸传感器10'与上述触摸传感器10相同。
根据显示面板300的设计，绝缘构件190可以位于基底100和显示面板300之间。
触摸传感器10'可以与上述触摸传感器10执行相同的功能，因此，为避免冗余，将省略对其的详细描述。
显示装置200还可以包括位于触摸传感器10'上的窗。
在图9中，为了便于描述，示出了显示面板300的像素320，并且为避免冗余，省略了显示面板300的其它组件(例如，基底和包封层)。
参照图9，像素320位于基底上，并且可以连接到数据线D1至Dq和扫描线S1至Sp。例如，像素320可以以矩阵形式布置在数据线D1至Dq和扫描线S1至Sp的交叉部分处。
像素320可以通过数据线D1至Dq和扫描线S1至Sp被供应有数据信号和扫描信号。
此外，像素320可以连接到第一电源ELVDD和第二电源ELVSS。
像素320中的每个可以包括诸如以有机发光二极管为例的发光器件。像素320中的每个可以通过从第一电源ELVDD经由发光器件流向第二电源ELVSS的电流，来产生与数据信号对应的光。
显示装置200还可以包括用于驱动显示面板300的显示驱动器400。
显示驱动器400可以包括扫描驱动器410、数据驱动器420和时序控制器450。
扫描驱动器410可以响应于扫描驱动控制信号SCS向扫描线S1至Sp供应扫描信号。例如，扫描驱动器410可以将扫描信号顺序地供应到扫描线S1至Sp。
为了将扫描驱动器410连接到扫描线S1至Sp，扫描驱动器410可以直接安装在其上形成有像素320的基底330(参见图12)上，或者可以通过诸如FPCB的单独的组件连接到基底330。
数据驱动器420可以接收从时序控制器450输入的数据驱动控制信号DCS和图像数据DATA，以产生数据信号。
数据驱动器420可以将数据信号供应到数据线D1至Dq。
为了将数据驱动器420连接到数据线D1至Dq，数据驱动器420可以直接安装在其上形成有像素320的基底330上，或者可以通过诸如FPCB的独立的组件来连接到基底330。
如果将扫描信号供应到特定的扫描线，则连接到所述特定的扫描线的一些像素320可以被供应有从数据线D1至Dq传输的数据信号。所述一些像素320可以发射具有与供应的数据信号对应的亮度的光。
时序控制器450可以产生用于控制扫描驱动器410和数据驱动器420的控制信号。
例如，控制信号可以包括用于控制扫描驱动器410的扫描驱动控制信号SCS和用于控制数据驱动器420的数据驱动控制信号DCS。
时序控制器450可以利用外部输入信号产生扫描驱动控制信号SCS和数据驱动控制信号DCS。
例如，外部输入信号可以包括点时钟DCLK、数据使能信号DE、垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync。
另外，时序控制器450可以将扫描驱动控制信号SCS供应到扫描驱动器410并且可以将数据驱动控制信号DCS供应到数据驱动器420。
时序控制器450可以将从外部输入的图像数据RGB转换为适合数据驱动器420的规格的图像数据DATA，并且可以将转换后的图像数据DATA供应到数据驱动器420。
数据使能信号DE是限定输入有效数据的时间段的信号，一个时间段可以设定为诸如水平同步信号Hsync的一个水平时间段。
图9单独地示出了扫描驱动器410、数据驱动器420和时序控制器450，但是组件中的至少一些可以结合。
另外，扫描驱动器410、数据驱动器420和时序控制器450可以以包括玻璃上芯片、塑料上芯片、带载封装和膜上芯片等的各种方式安装。
参照图10和图11，为了便于描述，示出了均连接到第p扫描线Sp和第q数据线Dq的像素320和320'。
首先，参照图10，像素320包括有机发光二极管OLED以及像素电路PC，像素电路PC连接到第q数据线Dq和第p扫描线Sp以控制有机发光二极管OLED。
有机发光二极管OLED的阳极电极可以连接到像素电路PC，有机发光二极管OLED的阴极电极可以连接到第二电源ELVSS。
有机发光二极管OLED可以产生具有预定亮度的光，所述预定亮度与供应到像素电路PC的电流对应。
当通过第p扫描线Sp供应扫描信号时，像素电路PC可以存储通过第q数据线Dq供应的数据信号。像素电路PC可以控制供应到有机发光二极管OLED的电流量，所述电流量对应于存储的数据信号。
例如，像素电路PC可以包括第一晶体管M1、第二晶体管M2和存储电容器Cst。
第一晶体管M1可以连接在第q数据线Dq和第二晶体管M2之间。
例如，第一晶体管M1的栅电极可以连接到第p扫描线Sp，第一晶体管M1的第一电极可以连接到第q数据线Dq，第一晶体管M1的第二电极可以连接到第二晶体管M2的栅电极。
当从第p扫描线Sp供应扫描信号时，第一晶体管M1可以导通，以将来自第q数据线Dq的数据信号供应到存储电容器Cst。
在这种情况下，存储电容器Cst可以充以对应于数据信号的电压。
第二晶体管M2可以连接在第一电源ELVDD和有机发光二极管OLED之间。
例如，第二晶体管M2的栅电极可以连接到存储电容器Cst的第一电极和第一晶体管M1的第二电极，第二晶体管M2的第一电极可以连接到存储电容器Cst的第二电极和第一电源ELVDD，第二晶体管M2的第二电极可以连接到有机发光二极管OLED的阳极电极。
第二晶体管M2是驱动晶体管，并且可以控制从第一电源ELVDD经由有机发光二极管OLED流向第二电源ELVSS的电流量，所述电流量对应于存储电容器Cst中存储的电压。
有机发光二极管OLED可以产生与从第二晶体管M2供应的电流量对应的光。
晶体管M1和M2中的每个的第一电极可以被设定为源电极和漏电极中的任意一个，晶体管M1和M2中的每个的第二电极可以被设定为与第一电极的类型不同的类型的电极。例如，如果第一电极被设定为源电极，则第二电极可以被设定为漏电极。
图10示出了作为PMOS晶体管的晶体管M1和M2。然而，晶体管M1和M2可以实现为NMOS晶体管或其它类型的晶体管。
参照图11，像素320'可以包括有机发光二极管OLED、第一晶体管M1至第七晶体管M7以及存储电容器Cst。
有机发光二极管OLED的阳极电极可以经由第六晶体管M6连接到第一晶体管M1，有机发光二极管OLED的阴极电极可以连接到第二电源ELVSS。有机发光二极管OLED可以产生具有预定亮度的光，所述预定亮度对应于从第一晶体管M1供应的电流。
第一电源ELVDD可以被设定为比第二电源ELVSS的电压高的电压，使得电流流经有机发光二极管OLED。
第七晶体管M7可以连接在初始化电源Vint和有机发光二极管OLED的阳极电极之间。另外，第七晶体管M7的栅电极可以连接到第p+1扫描线Sp+1。当通过第p+1扫描线Sp+1供应扫描信号时，第七晶体管M7可以导通，以将初始化电源Vint的电压供应到有机发光二极管OLED的阳极电极。初始化电源Vint可以被设定为比数据信号低的电压。
第六晶体管M6可以连接在第一晶体管M1和有机发光二极管OLED之间。另外，第六晶体管M6的栅电极可以连接到第p发光控制线Ep。当通过第p发光控制线Ep供应发光控制信号时，第六晶体管M6可以截止，反之则导通。
第五晶体管M5可以连接在第一电源ELVDD和第一晶体管M1之间。另外，第五晶体管M5的栅电极可以连接到第p发光控制线Ep。当通过第p发光控制线Ep供应发光控制信号时，第五晶体管M5可以截止，反之则导通。
第一晶体管(驱动晶体管)M1的第一电极可以经由第五晶体管M5连接到第一电源ELVDD，第一晶体管M1的第二电极可以经由第六晶体管M6连接到有机发光二极管OLED的阳极电极。另外，第一晶体管M1的栅电极可以连接到第一节点N1。第一晶体管M1可以控制从第一电源ELVDD经由有机发光二极管OLED流向第二电源ELVSS的电流量，所述电流量对应于第一节点N1的电压。
第三晶体管M3可以连接在第一晶体管M1的第二电极和第一节点N1之间。另外，第三晶体管M3的栅电极可以连接到第p扫描线Sp。当通过第p扫描线Sp供应扫描信号时，第三晶体管M3可以导通，以允许第一晶体管M1的第二电极和第一节点N1彼此电连接。因此，当第三晶体管M3导通时，第一晶体管M1可以以二极管连接。
第四晶体管M4可以连接在第一节点N1和初始化电源Vint之间。另外，第四晶体管M4的栅电极可以连接到第p-1扫描线Sp-1。当通过第p-1扫描线Sp-1供应扫描信号时，第四晶体管M4可以导通，以将初始化电源Vint的电压供应到第一节点N1。
第二晶体管M2可以连接在第q数据线Dq与第一晶体管M1的第一电极之间。另外，第二晶体管M2的栅电极可以连接到第p扫描线Sp。当通过第p扫描线Sp供应扫描信号时，第二晶体管M2可以导通，以使第q数据线Dq和第一晶体管M1的第一电极彼此电连接。
存储电容器Cst可以连接在第一电源ELVDD和第一节点N1之间。存储电容器Cst可以存储数据信号和与第一晶体管M1的阈值电压对应的电压。
晶体管M1、M2、M3、M4、M5、M6和M7中的每个的第一电极可以被设定为源电极和漏电极中的任意一个，晶体管M1、M2、M3、M4、M5、M6和M7中的每个的第二电极可以被设定为与第一电极的类型不同的类型的电极。例如，如果第一电极被设定为源电极，则第二电极可以被设定为漏电极。
图11示出作为PMOS晶体管的晶体管M1、M2、M3、M4、M5、M6和M7。然而，晶体管M1、M2、M3、M4、M5、M6和M7可以实现为NMOS晶体管或其它类型的晶体管。
图10和图11中描述的每个像素的结构仅是示例，因此，像素320和320'不限于上述结构。在实践中，像素320和320'中的每个具有能够向有机发光二极管OLED供应电流的电路结构，并且可以选择为执行此功能的本领域已知的各种结构中的任意一种。
第一电源ELVDD可以是高电位电源，第二电源ELVSS可以是低电位电源。
例如，第一电源ELVDD可以被设定为正电压，第二电源ELVSS可以被设定为负电压或被设定为地电压。
参照图12，有机发光二极管OLED可以包括阳极电极312、发射层311和阴极电极310。
发射层311可以位于阳极电极312和阴极电极310之间。
发射层311可以包括用于自发光的有机发射层。
发射层311可以以空穴传输层、有机发射层和电子传输层堆叠的结构形成。另外，发射层311还可以包括空穴注入层和电子注入层。
从阳极电极312注入的空穴和从阴极电极310注入的电子可以在有机发射层中结合以形成激子，通过来自形成的激子的能量从每个发射层311产生具有特定波长的光。
具体地，阴极电极310可以连接到第二电源ELVSS。
阴极电极310可以包括导电材料。例如，导电材料可以包括金属及其任意合金、导电聚合物和透明导电材料等。
例如，阴极电极310可以包括从上面列出的用于第一电极R11至R1j和第二电极R21至R2k的材料中选择的材料。
此外，阴极电极310可以用作上述的触摸传感器10的辅助电极170。
多个像素320可以位于基底330上。像素320可以包括像素电路，所述像素电路包括驱动晶体管Tr和有机发光二极管OLED。
在图12中，为了便于描述，仅示出了与有机发光二极管OLED直接相关的驱动晶体管Tr。然而，为了控制有机发光二极管OLED的发光，除了驱动晶体管Tr之外，像素电路可以另外包括其它晶体管和电容器等。
驱动晶体管Tr形成在基底330上，并且可以设置为与每个有机发光二极管OLED对应。
驱动晶体管Tr可以包括栅电极610、栅极绝缘层620、半导体层630以及源/漏电极640a和640b。
栅电极610可以形成在基底330上。
栅极绝缘层620可以形成在栅电极610之上。例如，栅极绝缘层620可以由诸如氧化硅(SiOx)或氮化硅(SiNx)的绝缘材料形成。
半导体层630可以形成在栅极绝缘层620上。例如，半导体层630可以由通过利用激光使非晶硅结晶获得的多晶硅形成，或者由一些其它材料形成和/或以一些其它方式形成。
此外，半导体层630可以由除了多晶硅之外的非晶硅或氧化物半导体等形成。
源/漏电极640a和640b可以分别位于半导体层630的两侧。
保护层650可以位于驱动晶体管Tr之上。保护层650可以包括经其暴露源电极640a或漏电极640b的接触孔660。在图12中，已经作为示例示出了漏电极640b经接触孔660暴露的情况。
栅电极610以及源/漏电极640a和640b可以由包括钼(Mo)、钨(W)、钛(Ti)和铝(Al)等的金属形成，或由其任意合金或其堆叠结构形成，或者以一些其它方式形成。
阳极电极312可以形成在保护层650上。阳极电极312可以通过接触孔660连接到源电极640a或漏电极640b。图12示出了通过接触孔660连接到漏电极640b的阳极电极312。
保护层650可以由诸如氧化硅或氮化硅的绝缘材料形成。
像素限定层670可以位于保护层650上。此外，像素限定层670可以经其暴露阳极电极312的至少一部分区域。
像素限定层670可以由丙烯酸类有机化合物以及诸如聚酰胺或聚酰亚胺的有机绝缘材料制成，或者由各种其它绝缘材料制成。
包封层340可以位于有机发光二极管OLED之上。包封层340可以位于阴极电极310之上。
此外，包封层340可以由多个层堆叠的结构形成。例如，包封层340可以包括至少一个有机层341和至少一个无机层342。
图12示出具有一个有机层341和一个无机层342的包封层340。然而，包封层340可以包括多个有机层341和/或多个无机层342。有机层341和无机层342可以交替地堆叠。
根据发明的原理，能够提供检测触摸的位置和压力的集成的触摸传感器结构。
此外，能够提供包括检测触摸的位置和压力的集成的触摸传感器的显示装置，从而通过消除对检测触摸的压力的附加结构的需要来减小显示装置的制造成本和厚度。
虽然，这里已经描述了特定示例性实施例和实施方式，但是其它实施例和修改通过本说明书将是明显的。因此，发明构思不限于这样的实施例，而限于所给出的权利要求以及各种显而易见的修改和等同布置的较宽范围。

Claims (16)

1.一种显示装置，所述显示装置包括：
基底；
第一电极，包括第一感测单元，并且设置在所述基底上并连接到第一连接线；
第二电极，包括第二感测单元，并且设置在所述基底上并连接到第二连接线；
触摸控制器，基于通过所述第一连接线传输的输出信号和通过所述第二连接线传输的输出信号来计算触摸的位置和压力；以及
显示面板，与所述基底间隔开设置，所述显示面板包括像素和辅助电极，所述辅助电极与所述第一电极和所述第二电极形成电容，
其中，所述触摸控制器被构造为通过以下方式以互电容模式或以自电容模式选择性地操作所述第一电极和所述第二电极：在与所述互电容模式对应的第一时间段期间，通过所述第一连接线向所述第一电极供应驱动信号，并通过所述第二连接线从所述第二电极接收互电容输出信号，以及在与所述自电容模式对应的第二时间段期间，通过所述第一连接线从所述第一电极接收自电容输出信号，并通过所述第二连接线从所述第二电极接收自电容输出信号。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述触摸控制器还被构造为：
在所述第一时间段期间，基于通过所述第二连接线传输的所述互电容输出信号来计算第一电容变化。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述触摸控制器还被构造为：在所述第二时间段期间，基于通过所述第一连接线传输的所述自电容输出信号和通过所述第二连接线传输的所述自电容输出信号来计算第二电容变化。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述第二电容变化包括由所述触摸引起的电容和由所述触摸的所述压力引起的电容变化。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，每个像素包括有机发光二极管，并且
其中，所述辅助电极是所述像素的所述有机发光二极管中包括的阴极电极。
6.根据权利要求1所述的显示装置，所述显示装置还包括设置在所述基底和所述显示面板之间的绝缘构件。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中，所述绝缘构件具有弹性。
8.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一电极和所述第二电极与所述辅助电极之间的距离随着所述触摸的所述压力增大而减小。
9.一种用于以互电容模式或自电容模式选择性地驱动触摸传感器的方法，所述触摸传感器具有多个第一电极和多个第二电极，所述方法包括以下步骤：
在与所述互电容模式对应的第一时间段期间，向所述多个第一电极供应驱动信号，并从所述多个第二电极获得互电容输出信号；
在所述第一时间段中，通过所述互电容输出信号来计算第一电容变化，其中，所述第一电容变化包括所述多个第一电极和所述多个第二电极之间的互电容变化，所述互电容变化与向所述多个第一电极中的至少一个和所述多个第二电极中的至少一个的触摸输入对应；
在与所述自电容模式对应的第二时间段期间，从所述多个第一电极获得第一自电容输出信号，并从所述多个第二电极获得第二自电容输出信号；以及
利用所述第一电容变化和第二电容变化来计算所述触摸输入的压力，其中，所述第二电容变化包括自电容变化以及由所述触摸输入的所述压力引起的电容变化，所述自电容变化对应于向所述多个第一电极中的至少一个或所述多个第二电极中的至少一个的所述触摸输入。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，由所述触摸输入的所述压力引起的所述电容变化对应于所述多个第一电极和所述多个第二电极与辅助电极之间的距离的变化。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一时间段和所述第二时间段交替地重复。
12.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括：
利用所述互电容变化计算所述触摸输入的面积；以及
通过所述计算出的所述触摸输入的面积来计算所述自电容变化。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，通过从所述第二电容变化减去所述自电容变化来计算由所述触摸输入的所述压力引起的所述电容变化。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，随着所述互电容变化增大，所述计算出的所述触摸输入的面积增大。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，随着所述计算出的所述触摸输入的面积增大，由所述触摸输入引起的所述自电容变化增大。
16.根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括利用所述第二电容变化和所述计算出的由所述触摸输入引起的所述自电容变化来计算由所述触摸输入的所述压力引起的所述电容变化。
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