CN111506212B - 显示装置及显示装置的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

公开了显示装置及显示装置的驱动方法。显示装置包括显示面板和排列在显示面板的一个表面上的多个压电元件。多个压电元件中的每个包括配置成检测施加到与显示面板的该一个表面相对的表面上的压力的压力传感器以及配置成根据驱动电压来产生振动的触觉单元。

Description

显示装置及显示装置的驱动方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年1月30日提交的韩国专利申请第10-2019-0012279号的优先权和权益，该韩国专利申请出于所有目的通过引用并入本文，如同在本文中全面阐述一样。
技术领域
本公开涉及显示装置及显示装置的驱动方法。
背景技术
显示装置是指用于显示图像的装置，并且包括诸如有机发光二极管(OLED)构件或液晶显示(LCD)构件的显示构件。显示构件可包括具有多个像素的显示层和用于实现触摸感测功能的触摸感测层。
显示装置已开发为基于视觉、听觉、触觉等向用户提供各种物理用户界面(UI)作为对触摸的反馈。它们之中，触觉反馈(即，触觉反馈)是指基于在各种图形环境下发生的事件或交互作用而在用户身上施加物理力并且当显示装置检测到触摸时使用户在显示装置上施加振动时感觉到触觉。
然而，在显示装置中额外地提供的触摸传感器和触觉装置可增加显示装置的重量和尺寸。相应地，即使在显示装置中实现了触摸感测和触觉反馈，也需要维持薄型显示装置。
发明内容
本公开的各方面提供集成了触摸感测和触觉反馈功能的薄型显示装置。
本公开的各方面也提供触觉反馈的强度始终是均匀的可靠的显示装置。
根据本公开的实施方式，显示装置包括显示面板和排列在显示面板的一个表面上的多个压电元件。多个压电元件中的每个包括配置成检测施加到与显示面板的该一个表面相对的表面上的压力的压力传感器以及配置成根据驱动电压来产生振动的触觉单元。
压力传感器可布置在显示面板的该一个表面上，并且触觉单元布置在压力传感器上。
压力传感器可比触觉单元更薄。
压力传感器可包括第一电极、第二电极和***在第一电极与第二电极之间的第一压电聚合物层，并且触觉单元可包括第三电极、第四电极和***在第三电极与第四电极之间的第二压电聚合物层。
第一电极可包括第一主干电极和从第一主干电极分支的第一分支电极，并且第二电极可包括第二主干电极和从第二主干电极分支的第二分支电极。
第一分支电极和第二分支电极可在一个方向上平行地排列并且交替地排列。
第三电极可包括第三主干电极和从第三主干电极分支的第三分支电极，并且第四电极可包括第四主干电极和从第四主干电极分支的第四分支电极。
第一分支电极的数量或第二分支电极的数量可小于第三分支电极的数量或第四分支电极的数量。
显示装置还可包括多个压电元件驱动器，多个压电元件驱动器配置成根据施加到与显示面板的该一个表面相对的表面上的压力来检测在压力传感器的第一电极和第二电极中产生的电压。
多个压电元件驱动器可将驱动电压施加到触觉单元的第三电极和第四电极以使触觉单元振动。
显示装置还可包括主处理器，主处理器配置成从多个压电元件驱动器获得由多个压力传感器的第一电极和第二电极检测到的多个感测电压，基于多个感测电压与用于触觉目标振动的驱动电压之间的比较来识别多个压电元件之中的压电元件，并且识别待驱动的压电元件中的每个的驱动电压。
主处理器可配置成对来自多个压电元件之中具有最高感测电压的第一压电元件的振动的幅度与触觉目标振动的幅度进行比较，并且当触觉目标振动的幅度小于来自第一压电元件的振动的幅度时，将第一压电元件识别为待驱动的压电元件。
主处理器可配置成对来自多个压电元件之中具有第一压电元件的最高感测电压之后第二高的感测电压的第二压电元件的振动和来自第一压电元件的振动之和的幅度与当来自第一压电元件的振动的幅度小于触觉目标振动的幅度时的触觉目标振动的幅度进行比较。
主处理器可配置成当触觉目标振动的幅度小于来自第一压电元件的振动和来自第二压电元件的振动之和的幅度时，将第一压电元件和第二压电元件识别为待驱动的压电元件。
主处理器可配置成当仅第一压电元件被驱动时，基于通过将触觉目标振动的幅度除以来自第一压电元件的振动的幅度而获得的值乘以多个压电元件的最大驱动电压而获得的值，识别第一压电元件的驱动电压。
主处理器可配置成当第一压电元件和第二压电元件被驱动时，将最大驱动电压识别为第一压电元件的驱动电压，并且将通过从触觉目标振动的幅度中减去来自第一压电元件的振动的幅度而获得的值除以来自第二压电元件的振动的幅度而获得的值乘以压电元件的最大驱动电压而获得的值识别为第二压电元件的驱动电压。
根据本公开的实施方式，显示装置的驱动方法包括：从多个压电元件获得感测电压；基于感测电压来检测触摸点；从在触摸点处可检测到的多个压电元件中的每个加载振动的幅度；对触觉目标振动的幅度与来自多个压电元件中的每个的振动的幅度进行比较；在多个压电元件之中识别待驱动的压电元件，并且识别待驱动的压电元件中的每个的驱动电压；以及基于驱动电压来产生触觉目标振动。
在多个压电元件之中识别待驱动的压电元件可包括：对来自多个压电元件之中具有最高感测电压的第一压电元件的振动的幅度与触觉目标振动的幅度进行比较，并且当触觉目标振动的幅度小于来自第一压电元件的振动的幅度时，将第一压电元件识别为待驱动的压电元件；对来自多个压电元件之中具有第一压电元件的最高感测电压之后第二高的感测电压的第二压电元件的振动和来自第一压电元件的振动之和的幅度与当来自第一压电元件的振动的幅度小于触觉目标振动的幅度时的触觉目标振动的幅度进行比较；以及当触觉目标振动的幅度小于来自第一压电元件的振动和来自第二压电元件的振动之和的幅度时，将第一压电元件和第二压电元件识别为待驱动的压电元件。
识别待驱动的每个压电元件的驱动电压可包括：当仅第一压电元件被驱动时，基于通过将触觉目标振动的幅度除以来自第一压电元件的振动的幅度而获得的值乘以多个压电元件的最大驱动电压而获得的值，识别第一压电元件的驱动电压；以及当第一压电元件和第二压电元件被驱动时，将最大驱动电压识别为第一压电元件的驱动电压，并且将通过从触觉目标振动的幅度中减去来自第一压电元件的振动的幅度而获得的值除以来自第二压电元件的振动的幅度而获得的值乘以压电元件的最大驱动电压而获得的值识别为第二压电元件的驱动电压。
该方法还可包括：去除由触觉目标振动引起的噪声。
去除由触觉目标振动引起的噪声可包括：使多个压电元件之中未被驱动的压电元件产生具有由多个压电元件之中被驱动的压电元件产生的噪声分量的第一振动相反的相位的第二振动。
根据本公开的实施方式，显示装置的驱动方法包括：从多个压电元件获得感测电压；基于感测电压来检测触摸点；当最高驱动电压施加到多个压电元件时，加载来自在触摸点处可检测到的多个压电元件中的每个的振动的幅度；识别多个压电元件的驱动电压；以及基于驱动电压来产生触觉目标振动。
识别多个压电元件的驱动电压可包括：基于通过触觉目标振动除以来自当最大驱动电压施加到多个压电元件时在触摸点处可检测到的多个压电元件的振动之和的幅度而获得的值乘以最大驱动电压而获得的值，识别驱动电压。
应注意，本公开的各方面不限于上述的各方面，并且通过以下的描述，本公开的其它方面对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
附图说明
通过参考附图详细描述本公开的示例性实施方式，本公开的上述及其它方面和特征将变得更加显而易见，在附图中：
图1是示出根据实施方式的显示装置的透视图；
图2是示出根据实施方式的显示装置的分解透视图；
图3是示出图2的覆盖窗、触摸电路板、显示电路板、面板底部构件、压电元件和振动电路板的示例的仰视图；
图4是示出图2的显示电路板、第二连接线缆、压电元件、振动电路板和中间框架的示例的平面图；
图5是示出图2的第二连接线缆、振动电路板和主电路板的示例的平面图；
图6是示出沿图3和图4中的线I-I′截取的示例的剖面图；
图7是示出图6的压电元件的示例的透视图；
图8是示出图6的压电元件的示例的平面图；
图9A和图9B是沿图8中的线II-II′截取的剖面图；
图9C是示出根据实施方式的压电元件的驱动方法的图；
图10是示出布置在压电元件的第一分支电极和第二分支电极之间的振动层的振动方法的示例图；
图11A和图11B是示出当图4中所示的压电元件被单独地驱动时产生的振动的幅度的曲线图；
图11C是示出当图3中所示的压电元件被同时驱动时产生的振动的幅度的曲线图；
图12是示出压电元件取决于其位置的振动幅度的曲线图；
图13是示出根据第一实施方式的显示装置的驱动方法的顺序的流程图；
图14和图15是示出在布置有压电元件的显示装置的一点处检测到触摸的情况的图；
图16是示出根据压电元件在图14中所示的触摸点处检测到的振动的幅度的曲线图；
图17是示出在显示装置中产生振动时由振动产生的噪声的曲线图；
图18A至图18C是示出基于噪声分量的第一振动、基于噪声消除分量的第二振动和基于经消除的噪声的第三振动的曲线图；
图19是示出根据第二实施方式的显示装置的驱动方法的顺序的流程图；
图20和图21是示出在布置有压电元件的显示装置的一点处检测到触摸的情况的图；以及
图22是示出布置在显示装置上的压电元件的图。
具体实施方式
通过参照将参考附图详细描述的实施方式，本发明的优点和特征以及用于实现这些优点和特征的方法将是显而易见的。然而，本发明不限于下文中公开的实施方式，而是可以以不同的形式实现。说明书中所限定的内容，诸如详细构造和元件，仅是为了帮助本领域普通技术人员全面理解本发明而提供的具体细节，并且本发明仅限定在所附权利要求书的范围内。
在元件被描述为与另一元件有关的情况下，诸如“在”另一元件“上”或者“位于”不同的层或层“上”的情况下，包括元件直接位于另一元件或层上的情况以及元件经由另一元件或又一元件位于另一元件上的情况这两者。相反，在元件被描述为与另一元件有关的情况下，诸如“直接在”另一个元件“上”或“直接位于”不同的层或层“上”的情况下，指示元件位于另一元件或层上而它们之间没有中间元件或层的情况。在本发明的整个描述中，在各种附图中，相同的附图标记用于相同的元件。
应理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用于描述各种元件、部件、区、层和/或部分，但是这些元件、部件、区、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语用于将一个元件、部件、区、层或者部分与另一元件、部件、区、层或者部分区分开。因此，下面所讨论的第一元件、部件、区、层或者部分可被称为第二元件、部件、区、层或者部分，而不背离本发明的精神和范围。除非在本文中另有指示或与上下文明显矛盾，否则在描述本发明的上下文中(特别是在以下的权利要求书的上下文中)使用术语“一(a)”和“一(an)”和“该(the)”及类似的指示应被解释为涵盖单数和复数这两者。除非另有说明，否则术语“包括(comprising)”、“具有(having)”、“包括(including)”和“包含(containing)”应解释为开放式术语(即，意味着“包括但不限于”)。
在下文中，将参考附图对本发明实施方式进行描述。
图1是示出根据实施方式的显示装置的透视图。图2是示出根据实施方式的显示装置的分解透视图。
参照图1和图2，根据实施方式的显示装置10包括覆盖窗100、触摸传感器200、触摸电路板210、触摸驱动器220、显示面板300、显示电路板310、显示驱动器320、面板底部构件400、压电元件PZT、振动电路板500、中间框架600、主电路板700和底盖800。
在本说明书中，术语“上部(upper portion)”、“顶(top)”或“上表面(uppersurface)”指示相对于显示面板300布置覆盖窗100的方向(即，Z轴方向)，并且术语“下部(lower portion)”、“底(bottom)”或“下表面(lower surface)”指示相对于显示面板300布置中间框架600的方向(即，与Z轴方向相反的方向)。此外，术语“左(left)”、“右(right)”、“上(up)”和“下(down)”指示从上方观察显示面板300时的方向。例如，术语“右”是指X轴方向，术语“左”是指与X轴方向相反的方向，术语“上”是指Z轴方向，并且术语“下”是指与Z轴方向相反的方向。
当从上方观察时，显示装置10可具有矩形形状。例如，如图1和图2中所示，显示装置10的俯视图可示出为在第一方向(X轴方向)上具有短边和在第二方向(Y轴方向)上具有长边的矩形形状。在第一方向(X轴方向)上的短边与在第二方向(Y轴方向)上的长边相交的角可被倒圆以具有预定曲率或者可具有直角。显示装置10的平面形状不限于矩形形状，而是可具有另一多边形形状、圆形形状或椭圆形形状。
覆盖窗100可布置在显示面板300上方以覆盖显示面板300的上表面。因此，覆盖窗100可起到保护显示面板300的上表面的作用。如图6中所示，覆盖窗100可通过第一粘合构件910附接到触摸传感器200。第一粘合构件910可包括光学透明的粘合膜(OCA)或光学透明的树脂(OCR)。
覆盖窗100可包括与显示面板300对应的透射部DA100和与除显示面板300以外的区域对应的遮光部NDA100。遮光部NDA100可为不透明的。替代性地，遮光部NDA100可形成为具有当不显示图像时将示出给用户的图案的装饰层。例如，遮光部NDA100可被图案化有公司徽标或各种字符。
覆盖窗100可由玻璃、蓝宝石和/或塑料制成。覆盖窗100可为刚性的或柔性的。
触摸传感器200可***在覆盖窗100与显示面板300之间。如图6中所示，触摸传感器200可通过第一粘合构件910附接到覆盖窗100的下表面。为了防止可见性由于外部光的反射而被劣化，可将偏振膜添加到触摸传感器200上。在这种情况下，偏振膜可通过第一粘合构件910附接到覆盖窗100的下表面。
触摸传感器200是指用于检测由用户触摸的位置的装置，并且可被实现为诸如自电容类型或互电容类型的电容类型。自电容类型触摸传感器200仅包括触摸驱动电极，而互电容类型触摸传感器200包括触摸驱动电极和触摸检测电极。下文中，将主要对互电容类型触摸传感器进行描述。
触摸传感器200可以以面板或膜的形式提供。在这种情况下，如图6中所示，触摸传感器200可通过第二粘合构件920附接到显示面板300的薄膜封装层。第二粘合构件920可包括OCA或OCR。
替代性地，触摸传感器200可与显示面板300集成。在这种情况下，触摸传感器200的触摸驱动电极和触摸检测电极可形成在覆盖显示面板300的薄膜封装层或显示面板300的发光元件层的封装衬底或封装膜上。
触摸电路板210可附接到触摸传感器200的一侧。具体地，触摸电路板210的一端可通过各向异性导电膜附接到设置在触摸传感器200的一侧处的焊盘。此外，如图3中所示，触摸电路板210的另一端可设置有触摸连接部，并且触摸连接部可连接到显示电路板310的触摸连接器312a。触摸电路板210可包括柔性印刷电路板。
触摸驱动器220将触摸驱动信号施加到触摸传感器200的触摸驱动电极，从触摸传感器200的触摸检测电极获得检测信号，并且分析检测信号，从而识别由用户触摸的位置。触摸驱动器220可提供为集成电路并且安装在触摸电路板210上。
显示面板300可布置在触摸传感器200下方。显示面板300可布置成与覆盖窗100的透射部DA100重叠。显示面板300可包括具有发光元件的发光显示面板。例如，显示面板300可包括使用有机发光二极管(LED)的有机发光显示面板、使用微型LED的微型LED显示面板或包括量子点LED的量子点发光显示面板。
显示面板300可包括衬底、布置在衬底上的薄膜晶体管层、LED层和薄膜封装层。
显示面板300可由塑料制成以便为柔性的。在这种情况下，衬底可包括柔性衬底和支承衬底。由于支承衬底配置成支承柔性衬底，因此支承衬底的柔性可小于柔性衬底的柔性。柔性衬底和支承衬底中的每个可包括具有柔性的高分子材料。例如，柔性衬底和支承衬底中的每个可包括聚醚砜(PES)、聚丙烯酸酯(PA)、聚芳酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚烯丙酯、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、纤维素三乙酸酯(CAT)、醋酸丙酸纤维素(CAP)或它们的组合物。
薄膜晶体管层布置在衬底上。薄膜晶体管层可包括扫描线、数据线和薄膜晶体管。薄膜晶体管中的每个包括栅电极、半导体层以及源电极和漏电极。当扫描驱动器直接形成在衬底上时，扫描驱动器可与薄膜晶体管层一起形成。
LED层布置在薄膜晶体管层上。LED层包括阳极、发光层、阴极和坝。发光层可包括具有有机材料的有机发光层。例如，发光层可包括空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层和电子注入层。空穴注入层和电子注入层可被省略。当电压施加到阳极和阴极时，空穴和电子经由空穴传输层和电子传输层移动至有机发光层并且在有机发光层中结合从而发光。LED层可为形成有像素的像素阵列层，并因此形成有LED层的区域可限定为用于显示图像的显示区域。显示区域周围的区域可限定为非显示区域。
薄膜封装层布置在LED层上。薄膜封装层用于防止氧气或水渗透到LED层中。薄膜封装层可包括至少一个无机膜和至少一个有机膜。
显示电路板310可附接到显示面板300的一侧。具体地，显示电路板310的一端可通过各向异性导电膜附接到设置在显示面板300的一侧处的焊盘。显示电路板310可朝向显示面板300的下表面弯曲。触摸电路板210也可朝向显示面板300的下表面弯曲。因此，设置在触摸电路板210的一端处的触摸连接部可连接到显示电路板310的触摸连接器312a。将参考图3至图5对显示电路板310进行详细描述。
显示驱动器320通过显示电路板310输出用于驱动显示面板300的信号和电压。显示驱动器320可形成为集成电路并且安装在显示电路板310上，但是不限于此。例如，显示驱动器320可直接附接到显示面板300的衬底。在这种情况下，显示驱动器320可附接到显示面板300的衬底的上表面或下表面。
面板底部构件400可布置在显示面板300下方。面板底部构件400可通过第三粘合构件930附接到显示面板300的下表面。第三粘合构件930可包括OCA或OCR。
面板底部构件400可包括用于吸收来自外部的入射光的光学吸收构件、用于吸收来自外部的冲击的冲击吸收构件、用于有效地消散来自显示面板300的热量的散热构件和用于遮挡来自外部的入射光的遮光层之中的至少一个。
光学吸收构件可布置在显示面板300下方。光学吸收构件防止光的透射，从而当从显示面板300上方观察时不使布置在光学吸收构件下方的元件(即，压电元件PZT、显示电路板310等)可见。光学吸收构件可包括诸如黑色颜料、染料等的光学吸收材料。
冲击吸收构件可布置在光学吸收构件下方。冲击吸收构件吸收外部冲击以防止显示面板300受损。冲击吸收构件可包括单层或多层。例如，冲击吸收构件可包括聚合物树脂，诸如聚氨酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯等，或者可包括弹性材料，诸如橡胶、通过泡沫形成聚氨酯或丙烯酸类材料的海绵等。冲击吸收构件可为缓冲层。
散热构件可布置在冲击吸收构件下方。散热构件可包括第一散热层和第二散热层，第一散热层包括石墨、碳纳米管等，并且第二散热层形成为铜、镍、铁氧体、银或导热性优异的相似的金属的薄膜并且用作抵抗电磁波的屏障。
压电元件PZT可布置在面板底部构件400下方。压电元件PZT可布置成与面板底部构件400的角间隔开一定距离。根据实施方式，面板底部构件400可具有矩形形状，并且四个压电元件PZT可各自布置为与面板底部构件400的顶点间隔开一定距离。在这种情况下，压电元件PZT可附接到面板底部构件400的下表面。压电元件PZT可通过第四粘合构件940附接到面板底部构件400的下表面。第四粘合构件940可包括压敏粘合剂(PSA)。
压电元件PZT可包括压力传感器和触觉单元，压力传感器布置在其上部以检测在施加压力时产生的电压，并且触觉单元布置在其下部上以在施加电压时产生振动。
压电元件PZT可连接到振动电路板500。具体地，振动电路板500的一端可连接到设置在压电元件PZT的至少一侧中的焊盘电极。振动电路板500的另一端可经由中间框架600的第一通孔CAH1连接到主电路板700的振动连接器740。
振动电路板500可包括至少一个压电元件驱动器510。压电元件驱动器510可提供为集成电路并且安装在振动电路板500上。压电元件驱动器510可响应于从主电路板700的主处理器710提供的振动数据来产生振动信号。在这种情况下，主处理器710的振动数据可经由主电路板700和振动电路板500提供给压电元件驱动器510，并且压电元件驱动器510中产生的振动信号可经由振动电路板500传输到压电元件PZT。
压电元件驱动器510可包括用于处理数字信号(即，振动数据)的数字信号处理器(DSP)、用于将振动数据(即，由数据信号处理器处理的数字信号)转换为模拟信号(即，振动信号)的数模转换器(DAC)以及用于放大并输出振动信号(即，由数模转换器转换的模拟信号)的放大器(AMP)。
中间框架600可布置在面板底部构件400下方。中间框架600可包括合成树脂、金属或合成树脂和金属两者。
中间框架600可形成有第一通孔CAH1和第二通孔CAH2，振动电路板500穿过第一通孔CAH1，并且与显示电路板310连接的第二连接线缆314穿过第二通孔CAH2。此外，中间框架600可形成有至少一个容纳孔AH1、AH2、AH3或AH4以容纳压电元件PZT。容纳孔AH1、AH2、AH3和AH4中的每个的宽度大于压电元件PZT的宽度。当压电元件PZT的高度小时，中间框架600可形成有容纳槽，而不是容纳孔AH1、AH2、AH3和AH4中的每个。
主电路板700可布置在中间框架600下方。主电路板700可为印刷电路板或柔性印刷电路板。
主电路板700可包括主处理器710、主连接器730和振动连接器740。主处理器710、主连接器730和振动连接器740可排列在主电路板700的面对底盖800的一个表面上。
主处理器710可控制显示装置10的所有功能。例如，主处理器710可将图像数据输出到显示电路板310的显示驱动器320，以使得显示面板300可显示图像。此外，主处理器710可基于从触摸驱动器220获得的触摸数据来识别用户触摸的位置，并且执行由在用户触摸的位置处显示的图标指示的应用。此外，主处理器710可从触摸驱动器220获得触摸数据，并且根据触摸数据执行由在用户触摸的位置处显示的图标指示的应用。
此外，主处理器710可在振动输出模式下将振动数据输出到第一振动驱动器。
主处理器710可包括由集成电路、中央处理单元或***芯片实现的应用处理器。
主连接器730可与穿过中间框架600的第二通孔CAH2的第二连接线缆314连接。因此，主电路板700可电连接到显示电路板310和触摸电路板210。
穿过中间框架600的第一通孔CAH1的振动电路板500可连接到布置在主电路板700的上表面上的振动连接器740。
另外，主电路板700还可包括用于经由移动通信网络向基站、外部终端和服务器中的至少一个发送无线信号以及从基站、外部终端和服务器中的至少一个接收无线信号的移动通信模块。基于收发文本/多媒体消息，无线信号可包括音频信号、视频呼叫信号或各种类型的数据。
底盖800可布置在中间框架600和主电路板700下方。底盖800可固定地耦接到中间框架600。底盖800可形成显示装置10的底部的外部外观。底盖800可包括塑料和/或金属。
图3是示出图2的覆盖窗、触摸电路板、显示电路板、面板底部构件、压电元件和振动电路板的示例的仰视图。图4是示出图2的显示电路板、第二连接线缆、压电元件、振动电路板和中间框架的示例的平面图。图5是示出图2的第二连接线缆、振动电路板和主电路板的示例的平面图。图4和图5是平面图，而图3是仰视图。因此，应注意，图4和图5中的显示装置10的左侧和右侧在图3中被颠倒。
下文中，将结合图3至图5详细描述与压电元件PZT连接的振动电路板500连接到主电路板700的振动连接器740，以及与显示电路板310连接的第二连接线缆314连接到主电路板700的主连接器730。
参照图3至图5，振动电路板500的一端可连接到设置在压电元件PZT的至少一侧上的焊盘电极。振动电路板500的另一端可设置有振动连接部531。振动电路板500的振动连接部531可经由中间框架600的第一通孔CAH1连接到布置在主电路板700的上表面上的振动连接器740。
显示电路板310可包括第一电路板311、第二电路板312和第一连接线缆313。
第一电路板311可附接到显示面板300的衬底的上表面或下表面的一侧，并且朝向显示面板300的衬底的下表面弯曲。第一电路板311可通过紧固构件紧固到如图4中所示的形成在中间框架600中的紧固孔FH。
第一电路板311可包括显示驱动器320和第一连接器311a。显示驱动器320和第一连接器311a可排列在第一电路板311的一个表面上。
第一连接器311a可连接到与第二电路板312连接的第一连接线缆313的一端。因此，安装在第一电路板311上的显示驱动器320可通过第一连接线缆313电连接到第二电路板312。
第二电路板312可包括触摸连接器312a、第一连接连接器312b和第二连接连接器312c。第一连接连接器312b和第二连接连接器312c可排列在第二电路板312的一个表面上，并且触摸连接器312a可布置在第二电路板312的另一表面上。
触摸连接器312a可连接到设置在触摸电路板210的一端处的触摸连接部。因此，触摸驱动器220可电连接到第二电路板312。
第一连接连接器312b可连接到与第一电路板311连接的第一连接线缆313的另一端。因此，安装在第一电路板311上的显示驱动器320可通过第一连接线缆313电连接到第二电路板312。
第二连接连接器312c可连接到与主电路板700的主连接器730连接的第二连接线缆314的一端。因此，第二电路板312可通过第二连接线缆314电连接到主电路板700。
第二连接线缆314的另一端可形成有连接器连接部315。如图4中所示，第二连接线缆314的连接器连接部315可经由中间框架600的第二通孔CAH2延伸到中间框架600的下部。此外，如图5中所示，穿过第二通孔CAH2的第二连接线缆314的连接器连接部315可通过中间框架600与主电路板700之间的间隙伸出并延伸到主电路板700的下部。最后，如图5中所示，第二连接线缆314的连接器连接部315可连接到布置在主电路板700的下表面上的主连接器730。
在图3至图5中所示的实施方式中，连接到压电元件PZT的振动电路板500可经由中间框架600的第一通孔CAH1连接到主电路板700的振动连接器740。
此外，如图3至图5中所示，连接到显示电路板310的第二连接线缆314可经由中间框架600的第二通孔CAH2延伸到中间框架600的下部并且连接到主电路板700的主连接器730。因此，显示电路板310和主电路板700被稳定地连接。
图6是示出沿图3和图4中的线I-I′截取的示例的剖面图。
已经参考图1和图2详细描述了图6中所示的覆盖窗100、触摸传感器200、显示面板300、面板底部构件400、第一粘合构件910、第二粘合构件920和第三粘合构件930，并因此，其详细描述将被省略。
参照图6，压电元件PZT可布置在面板底部构件400的下部中。压电元件PZT可通过第四粘合构件940附接到面板底部构件400的下表面。第四粘合构件940可包括PSA。
压电元件PZT的第一焊盘电极PZT3a可布置成从压电元件PZT的至少一侧突出。压电元件PZT的第一焊盘电极PZT3a可连接到振动电路板500的一端。图6示出了与第一焊盘电极PZT3a的下表面连接的振动电路板500的一端的上表面，但是本公开不限于此。例如，振动电路板500的一端的下表面可连接到第一焊盘电极PZT3a的上表面。振动电路板500的另一端可经由穿过中间框架600的第一通孔CAH1连接到布置在主电路板700的上表面上的振动连接器740。
压电元件PZT可布置在穿过中间框架600的容纳孔AH中。当压电元件PZT的高度小时，中间框架600可形成有容纳槽，而不是容纳孔AH。
图7是示出图6的压电元件的示例的透视图。图8是示出图6的压电元件的示例的平面图。图9A和图9B是沿图8中的线II-II′截取的剖面图。图9C是示出根据实施方式的压电元件的驱动方法的图。
下文中，将参考图7、图8和图9A至图9C对压电元件PZT进行详细描述。为了便于描述，将以示例的方式对第三压电电极PZT3进行描述。然而，下面的描述不限于第三压电电极PZT3，而是可等同地应用于其它压电元件PZT。
参照图7、图8和图9A至图9C，第三压电电极PZT3可包括用于检测当施加压力时产生的电压的压力传感器SU以及用于当施加电压时产生振动的触觉单元HU。
图7、图8和图9A示出了其中压力传感器SU布置在第三压电电极PZT3的上部中并且触觉单元HU布置在第三压电电极PZT3的下部中的示例，但是布置不限于本示例。例如，压力传感器SU可布置在第三压电电极PZT3的下部中，并且触觉单元HU可布置在第三压电电极PZT3的上部中。替代性地，压力传感器SU可排列在第三压电电极PZT3的上部和下部两者中，并且触觉单元HU可***在压力传感器SU之间。换言之，触觉单元HU可布置在第三压电电极PZT3的中间中。在图7、图8和图9A中，压力传感器SU和触觉单元HU可在竖直方向(或Z轴方向)上排列成一行。竖直方向(或Z轴方向)可指示第三压电电极PZT3(或压电聚合物层520)的高度方向。
压力传感器SU可包括第一电极511、第二电极512和压电聚合物层520的第一压电聚合物层521。触觉单元HU可包括第三电极513、第四电极514和压电聚合物层520的第二压电聚合物层522。
第一电极511可包括第一主干电极5111和第一分支电极5112。图9A示出了布置在压电聚合物层520的一个横向侧处的第一主干电极5111的示例，但是布置不限于本示例。例如，第一主干电极5111可布置在压电聚合物层520的多个横向侧处。第一主干电极5111可布置在压电聚合物层520的上表面上。第一分支电极5112可从第一主干电极5111分支。第一分支电极5112可平行地排列。
第二电极512可包括第二主干电极5121和第二分支电极5122。图9A示出了布置在压电聚合物层520的另一横向侧上的第二主干电极5121的示例，但是布置不限于本示例。例如，第二主干电极5121可布置在压电聚合物层520的未布置有第一主干电极5111的多个横向侧上。第二主干电极5121可布置在压电聚合物层520的上表面上。第二分支电极5122可从第二主干电极5121分支。第二分支电极5122可平行地排列。
第一分支电极5112和第二分支电极5122可在水平方向(或者X轴方向或Y轴方向)上平行地排列。此外，第一分支电极5112和第二分支电极5122可在竖直方向(或Z轴方向)上交替地排列。也就是说，第一分支电极5112和第二分支电极5122可按照第一分支电极5112、第二分支电极5122、第一分支电极5112和第二分支电极5122的顺序在竖直方向(或Z轴方向)上重复地排列。水平方向(或者X轴方向或Y轴方向)可指示压电聚合物层520的第一宽度方向或第二宽度方向，并且竖直方向(或Z轴方向)可指示压电聚合物层520的高度方向。
第三电极513可包括第三主干电极5131和第三分支电极5132。图7示出了布置在压电聚合物层520的一个横向侧处的第三主干电极5131的示例，但是布置不限于本示例。例如，第三主干电极5131可布置在压电聚合物层520的多个横向侧处。第三主干电极5131可布置在压电聚合物层520的布置有第一主干电极5111的横向侧处。第三分支电极5132可从第三主干电极5131分支。第三分支电极5132可平行地排列。
第四电极514可包括第四主干电极5141和第四分支电极5142。图7示出了布置在压电聚合物层520的另一个横向侧处的第四主干电极5141的示例，但是布置不限于本示例。例如，第四主干电极5141可布置在压电聚合物层520的未布置有第三主干电极5131的多个横向侧处。第四主干电极5141可布置在压电聚合物层520的布置有第二主干电极5121的横向侧处。第四分支电极5142可从第四主干电极5141分支。第四分支电极5142可平行地排列。
第三分支电极5132和第四分支电极5142可在水平方向(或者X轴方向或Y轴方向)上平行地排列。此外，第三分支电极5132和第四分支电极5142可在竖直方向(或Z轴方向)上交替地排列。也就是说，第三分支电极5132和第四分支电极5142可按照第三分支电极5132、第四分支电极5142、第三分支电极5132和第四分支电极5142的顺序在竖直方向(或Z轴方向)上重复地排列。
由于压电聚合物层520的制造温度是高的，因此第一电极511、第二电极512、第三电极513和第四电极514可由具有高熔点的银(Ag)或银(Ag)和钯(Pd)的合金制成。当第一电极511和第二电极512由银(Ag)和钯(Pd)的合金制成时，银(Ag)的含量可高于钯(Pd)的含量。
第一焊盘电极511a可连接到第一电极511。第一焊盘电极511a可从布置在压电聚合物层520的一个横向侧处的第一主干电极5111向外突出。
第二焊盘电极512a可连接到第二电极512。第二焊盘电极512a可从布置在压电聚合物层520的另一横向侧处的第二主干电极5121向外突出。
第三焊盘电极513a可连接到第三电极513。第三焊盘电极513a可从布置在压电聚合物层520的一个横向侧处的第三主干电极5131向外突出。
第四焊盘电极514a可连接到第四电极514。第四焊盘电极514a可从布置在压电聚合物层520的另一横向侧处的第四主干电极5141向外突出。
第一焊盘电极511a、第二焊盘电极512a、第三焊盘电极513a和第四焊盘电极514a可连接到振动电路板500的引线或焊盘电极。振动电路板500的引线或焊盘电极可排列在振动电路板500的下表面上。
如图7中所示，当第一焊盘电极511a和第三焊盘电极513a从压电聚合物层520的一个横向侧突出时，以及当第二焊盘电极512a和第四焊盘电极514a从压电聚合物层520的另一个横向侧突出时，振动电路板500可布置在第三压电电极PZT3的一个横向侧和另一个横向侧上，但不限于此。第一焊盘电极511a、第二焊盘电极512a、第三焊盘电极513a和第四焊盘电极514a可从压电聚合物层520的一个横向侧突出。在这种情况下，振动电路板500可布置在第三压电电极PZT3的横向侧上。
压电聚合物层520可包括透明压电材料，随着第一电极511与第二电极512之间在压力施加到其上而产生感测电压，该透明压电材料基于施加到第三电极513的第一驱动电压和施加到第四电极514的第二驱动电压而收缩或膨胀。在这种情况下，压电材料可包括诸如聚偏二氟乙烯(PVDF)膜、锆钛酸铅(PZT)等的压电材料和电活性聚合物中的一种。
压电聚合物层520可包括第一压电聚合物层521和第二压电聚合物层522。第一压电聚合物层521指示与压力传感器SU对应的压电聚合物层520的区域，并且第二压电聚合物层522指示与触觉单元HU对应的压电聚合物层520的区域。
压电聚合物层520可布置在第一压电聚合物层521中的第一分支电极5112与第二分支电极5122之间。当压电聚合物层520通过外部压力而收缩或膨胀时，与施加在第一分支电极5112与第二分支电极5122之间的压力成比例地产生电压。压电聚合物层520可布置在第二压电聚合物层522中的第三分支电极5132与第四分支电极5142之间。压电聚合物层520可基于施加到第二压电聚合物层522中的第三分支电极5132的第一驱动电压和施加到第四分支电极5142的第二驱动电压之间的差异而收缩或膨胀。
如图9A中所示，第一分支电极5112与第二分支电极5122之间在竖直方向(或Z轴方向)上的距离H1可等于第三分支电极5132与第四分支电极5142之间在竖直方向上的距离H2。然而，尽管本公开不限于以下实施方式，但是根据一些实施方式的第一分支电极5112与第二分支电极5122之间在竖直方向上的距离可不同于第三分支电极5132与第四分支电极5142之间在竖直方向上的距离。例如，参照图9B，第三分支电极5132_1与第四分支电极5142_1之间在竖直方向上的距离H2_1可大于第一分支电极5112与第二分支电极5122之间在竖直方向上的距离H1。由于触觉单元HU中的振动的幅度与触觉单元HU的面积成正比，因此当考虑到触觉单元HU中的振动幅度时，第二压电聚合物层522的面积可大于第一压电聚合物层521的面积。此外，第一分支电极5112的数量或第二分支电极5122的数量可小于第三分支电极5132的数量或第四分支电极5142的数量。
下面，将结合图9A和图10对压电聚合物层520中的第二压电聚合物层522的振动方法进行详细描述。
具体地，如图9A中所示，布置在第三分支电极5132与布置在第三分支电极5132下方的第四分支电极5142之间的第二压电聚合物层522可具有向上的极性方向(↑)。在这种情况下，第二压电聚合物层522在与第三分支电极5132相邻的上部区域中具有正极性，并且在与第四分支电极5142相邻的下部区域中具有负极性。此外，布置在第四分支电极5142与布置在第四分支电极5142下方的第三分支电极5132之间的第二压电聚合物层522可具有向下的极性方向(↓)。在这种情况下，第二压电聚合物层522在与第四分支电极5142相邻的上部区域中具有负极性，并且在与第三分支电极5132相邻的下部区域中具有正极性。第二压电聚合物层522的极性方向可通过第三分支电极5132与第四分支电极5142向第二压电聚合物层522施加电场的极化过程来设定。
如图10中所示，当布置在第三分支电极5132与布置在第三分支电极5132下方的第四分支电极5142之间的第二压电聚合物层522具有向上的极性方向(↑)时，具有正极性的第一驱动电压施加到第三分支电极5132。当具有负极性的第二驱动电压施加到第四分支电极5142时，第二压电聚合物层522可基于第一力F1而收缩。第一力F1可为收缩力。此外，当具有负极性的第一驱动电压施加到第三分支电极5132时以及当具有正极性的第二驱动电压施加到第四分支电极5142时，第二压电聚合物层522可基于第二力F2而膨胀。第二力F2可为膨胀力。
此外，当布置在第四分支电极5142与布置在第四分支电极5142下方的第三分支电极5132之间的第二压电聚合物层522具有向下的极性方向(↓)时，具有正极性的第一驱动电压施加到第四分支电极5142。当具有负极性的第二驱动电压施加到第三分支电极5132时，第二压电聚合物层522可基于膨胀力而膨胀。此外，当具有负极性的第一驱动电压施加到第四分支电极5142时以及当具有正极性的第二驱动电压施加到第三分支电极5132时，第二压电聚合物层522可基于收缩力而收缩。
在图9A中所示的实施方式中，当施加到第三电极513的第一驱动电压和施加到第四电极514的第二驱动电压在正极性与负极性之间交替时，第二压电聚合物层522重复收缩和膨胀。因此，压电元件PZT振动。
如上所述，用于检测基于施加的压力而产生的电压的压力传感器SU和用于在施加电压时产生振动的触觉单元HU在压电元件PZT中被空间性划分。然而，当压力传感器SU和触觉单元HU被同时驱动时，压力传感器SU会受到在触觉单元HU中产生的振动的影响，并因此可能无法准确地检测压力。为了解决该问题，需要压电元件PZT在不同的时间驱动两个功能中的每个。
根据实施方式，压电元件PZT的压力传感器SU和触觉单元HU可以按时分顺序地驱动。例如，参照图5和图9C，压电元件PZT可被允许在从0到t1和从t1到t3的第一时间段内仅驱动压力传感器SU，并且可被允许在从t1到t2和从t3到t4的第二时间段内仅驱动触觉单元HU。主处理器710可在包括第一时间段和第二时间段的一个周期内顺序地驱动压电元件PZT。在这种情况下，第一时间段可短于第二时间段。
然而，解决在同步驱动压力传感器SU和触觉单元HU时可能出现的问题的方法不限于前述的顺序驱动方法。例如，触觉单元HU的驱动可优先于压力传感器SU的驱动。换言之，在压电元件PZT随着电压施加到触觉单元HU而产生振动期间，主处理器710不驱动压力传感器SU，而仅在电压不施加到触觉单元HU期间驱动压力传感器SU以感测压力。图11A和图11B是示出当图4中所示的压电元件PZT1和PZT2被单独地驱动时产生的振动的幅度的曲线图。图11C是示出当图4中所示的压电元件PZT1和PZT2被同时驱动时产生的振动的幅度的曲线图。图12是示出根据压电元件的位置的振动的幅度的曲线图。
参照图4、图11A和图11B，第一压电元件PZT1、第二压电元件PZT2、第三压电电极PZT3和第四压电元件PZT4可在观察显示面板300的方向上分别排列在左上部、右上部、左下部和右下部处。参照图11A，当第一压电元件PZT1被单独驱动时，振动的幅度可在远离布置有第一压电元件PZT1的左上部的中心的方向上逐渐减小。在这种情况下，振动的幅度可以以重力加速度G为单位来表示。例如，如图11A中所示，布置有第一压电元件PZT1的左上部可以以约1.2G的最大幅度振动。与此同时，参照图11B，当第二压电元件PZT2被单独驱动时，振动的幅度可在远离布置有第二压电元件PZT2的右上部的中心的方向上逐渐减小。例如，如图11B中所示，布置有第二压电元件PZT2的右上部可以以约1.2G的最大幅度振动。
参照图4和图11C，当第一压电元件PZT1和第二压电元件PZT2被同步驱动时，振动的幅度可在远离布置有第一压电元件PZT1的左上部和布置有第二压电元件PZT2的右上部的每个中心的方向上逐渐减小。例如，如图11C中所示，布置有第一压电元件PZT1的左上部和布置有第二压电元件PZT2的右上部可以以约1.8G的最大幅度振动。
在本说明书中要注意的一点是，如图11A和图11B所示当第一压电元件PZT1被单独驱动时输出的振动与当第二压电元件PZT2被单独驱动时输出的振动之和的幅度大致等于如图11C中所示当第一压电元件PZT1和第二压电元件PZT2被同时驱动时输出的振动的幅度。参照图12，当第一压电元件PZT1被单独驱动时的振动的幅度用点划线表示，当第二压电元件PZT2被单独驱动时的振动的幅度用双点划线表示，当第一压电元件PZT1和第二压电元件PZT2中的每个被单独地驱动时产生的振动之和的幅度用虚线表示，并且当第一压电元件PZT1和第二压电元件PZT2被同时驱动时产生的振动之和的幅度用实线表示。
当第一压电元件PZT1和第二压电元件PZT2中的每个被单独地驱动时，在距显示面板300的中心左侧2cm的点处从第一压电元件PZT1传递的振动的幅度可为约1.2G，并且从第二压电元件PZT2传递的振动的幅度可为约0.6G。因此，从第一压电元件PZT1和第二压电元件PZT2传递的振动之和的幅度在距显示面板300的中心左侧2cm的点处可为约1.8G。
与此同时，当第一压电元件PZT1和第二压电元件PZT2被同时驱动时，振动的幅度在距显示面板300的中心左侧2cm的点处可为约1.75G。换言之，当多个压电元件被单独地驱动时产生的振动之和的幅度可大致等于当多个压电元件被同步驱动时产生的振动的幅度。
如上所述，可与施加的电压成比例地确定压电元件PZT的振动的幅度，并且在触摸点处检测到的振动的幅度可等于从多个压电元件PZT传递的振动之和的幅度。下面，将详细描述基于上述特征来驱动显示装置以具有在显示面板300的整个区域上都为均匀的触觉效果的方法。
图13是示出根据第一实施方式的显示装置的驱动方法的顺序的流程图。图14和图15是示出在布置有压电元件的显示装置的一点处检测到触摸的情况的图。图16是示出根据压电元件在图14中所示的触摸点处检测到的振动的幅度的曲线图。
参照图5、图13、图14和图16，可在显示装置10上的一点处进行触摸输入(S100)。例如，可在显示装置10的左上部上的一点处进行第一触摸输入。
可获得进行触摸输入的点(S200)。例如，可通过触摸传感器200获得进行了第一触摸输入的第一触摸点TP1。然而，在不受限制的情况下，可通过压电元件PZT的压力传感器SU获得第一触摸点TP1。当施加有压力时，第一压电聚合物层521产生与施加在第一电极511与第二电极512之间的压力成比例的感测电压。与显示装置10上的点对应的压电元件PZT的感测电压可预先列表到数据库中作为查找表。
主处理器710根据多个压电元件PZT的驱动电压来对在触摸点处可检测到的振动的幅度进行加载(S300)。
可预先用在显示装置10的特定触摸点处可检测到的振动的幅度建立数据库作为查找表。例如，参照下表1和图16，按电平顺序施加到压电元件PZT的电压为E＞G＞F＞H。因此，按幅度的顺序在第一触摸点TP1处检到的振动顺序为a＞c＞b＞d。
<表1>
具体地，第一触摸点TP1可从第一压电元件PZT1接收具有a的幅度的振动，可从第二压电元件PZT2接收具有b的幅度的振动，可从第三压电电极PZT3接收具有c的幅度的振动，并且可从第四压电元件PZT4接收具有d的幅度的振动。
主处理器710根据压电元件而生成振动数据(S400)。
多个压电元件PZT可选择性地进行操作。换言之，可能不需要所有压电元件PZT进行操作以具有振动触觉效果。参照图14，第一触摸点TP1最接近第一压电元件PZT1。因此，当振动的期望幅度X小于在第一触摸点TP1处检测到的来自第一压电元件PZT1的振动的幅度a时，仅使第一压电元件PZT1进行操作就足以具有期望的振动效果。此处，振动的幅度X可以以重力加速度G为单位来表示。例如，幅度2G示出了比幅度1G大两倍的振动效果。
参照图15，第二触摸点TP2可定位成与多个压电元件PZT中的每个相距相同的距离。在这种情况下，与第一触摸点TP1不同，一个压电元件PZT不足以使振动具有期望幅度X。也就是说，当振动的期望幅度X大于a+c+b但小于a+c+b+d时，四个压电元件PZT1、PZT2、PZT3和PZT4均被驱动以具有期望的振动效果。
与此同时，当振动的期望幅度X大于a+c+b+d时，即使当所有四个压电元件PZT1、PZT2、PZT3和PZT4被驱动时，也无法达到期望的振动效果。例如，当与在触摸点处检测到的来自所有压电元件PZT的振动之和对应的幅度a+b+c+d为2G时，不可能产生具有幅度3G的振动。
<表2>
考虑到振动的目标幅度X，选择待驱动的压电元件PZT，且然后主处理器710为待驱动的压电元件PZT中的每个生成振动数据。振动数据可为每个压电元件PZT的驱动电压电平。可与驱动电压成比例地确定振动的幅度。例如，当在第一触摸点TP1处的振动的期望幅度为X时，仅需要驱动第一压电元件PZT1，并且第一压电元件PZT1的驱动电压可为X/a*Vmax(V)。也就是说，当振动的目标幅度为1G并且在第一触摸点TP1处检测到的来自第一压电元件PZT1的振动的幅度为2G时，第一压电元件PZT1需要0.5Vmax(V)的驱动电压。
与此类似，仅驱动多个压电元件PZT中的一些就足以具有触觉效果，并因此在驱动电压的最小电平下实现了振动的目标幅度X。
主处理器710将生成的振动数据传输到每个压电元件驱动器510(S500)。压电元件驱动器510将获得的振动数据转换成振动信号，并将振动信号传输到每个压电元件PZT(S600)。压电元件PZT基于获得的振动信号来产生振动(S700)。
压电元件驱动器510可响应于从主电路板700的主处理器710提供的振动数据来产生振动信号。在这种情况下，主处理器710的振动数据可经由主电路板700和振动电路板500提供给压电元件驱动器510，并且压电元件驱动器510中产生的振动信号可经由振动电路板500传输到压电元件PZT。
压电元件驱动器510可包括用于处理数字信号(即，振动数据)的DSP、用于将由数字信号处理器处理的数字信号(即，振动数据)转换为模拟信号(即，振动信号)的DAC以及用于放大并输出由DAC转换的模拟信号(即，振动信号)的AMP。
如上所述，多个压电元件PZT中的仅一些压电元件PZT足以实现振动的目标幅度。在这种情况下，下面将参考图17和图18A至图18C对使用未被驱动的其它压电元件PZT的方法进行详细描述。
图17是示出在显示装置中产生振动时由振动产生的噪声的曲线图。
参照图14和图17，当仅第一压电元件PZT1和第三压电电极PZT3被驱动以具有触觉效果时，第二压电元件PZT2和第四压电元件PZT4可用于实现噪声消除功能。
如图17中所示，由驱动第一压电元件PZT1和第三压电电极PZT3引起的基波可在约500Hz处具有约70dB的电平。换言之，可产生具有70dB的幅度的振动。与此同时，第二谐波分量至第四谐波分量也可与基波一起产生。最高谐波(即，第三谐波)可低于基波约40dB。第二谐波至第四谐波可对应于噪声分量。也就是说，当产生与触摸输入对应的振动时，可能会无意地产生噪声。与基波相比，第二谐波至第四谐波是一个相对高的频率波，并因此更容易被人耳听到。下面将参考图18A至图18C对消除噪声分量(即，第二谐波至第四谐波)的方法进行描述。
图18A至图18C是示出基于噪声分量的第一振动、基于噪声消除分量的第二振动和基于经消除的噪声的第三振动的曲线图。在图18A至图18C的曲线图中，横坐标表示时间，并且纵坐标表示基于振动的位移。
在图18A中，曲线VB1指示由根据实施方式的第一压电元件PZT1和第三压电元件PZT3产生的噪声分量的第一振动。如上所述，第一压电元件PZT1和第三压电元件PZT3可附接到面板底部构件400的一个表面，并且使显示面板300振动。然而，除了显示面板300的用于实现触觉的振动以外的第一振动可产生噪声，并因此应去除第一振动。为了解决该问题，第二压电元件PZT2和第四压电元件PZT4可与由第一压电元件PZT1和第三压电元件PZT3产生的噪声分量的第一振动的方向相反的方向振动，从而消除产生噪声的振动。
在图18B中，曲线VB2指示由第二压电元件PZT2和第四压电元件PZT4产生的第二振动。如上所述，为了消除由第一压电元件PZT1和第三压电元件PZT3产生的噪声分量的第一振动，第二压电元件PZT2和第四压电元件PZT4可与第一压电元件PZT1和第三压电元件PZT3相反地振动。
参照图18C，曲线VB1和曲线VB2彼此抵消，因为它们的相位彼此反相。通过将曲线VB1和曲线VB2组合而获得的曲线VB3可示出振动的幅度变为零或减小。因此，除了用于实现触觉的显示面板300的振动以外，可有效地去除可能产生噪声的振动。
下面将对其它实施方式进行描述。在以下的实施方式中，将省略或简化关于与已描述的实施方式的元件相同的元件的描述，并且将主要描述差异。
图19是示出根据第二实施方式的显示装置的驱动方法的顺序的流程图。图20和图21是示出在布置有压电元件的显示装置的一点处检测到触摸的情况的图。
参照图5和图19至图21，可在显示装置10上的一点处进行触摸输入(S101)。例如，可在显示装置10的左上部的一点上进行第三触摸输入。
可获得进行触摸输入的点(S201)。例如，可通过触摸传感器200获得进行第三触摸输入的第三触摸点TP3。然而，在不受限制的情况下，可通过压电元件PZT的压力传感器SU获得第三触摸点TP3。当施加有压力时，第一压电聚合物层521产生与施加在第一电极511与第二电极512之间的压力成比例的感测电压。与显示装置10上的点对应的压电元件PZT的感测电压可预先列表到数据库中作为查找表。
当最高驱动电压施加到压电元件PZT中的每个时，主处理器710对在触摸点处可检测到的振动的幅度进行加载(S301)。
可预先用当最高驱动电压施加到压电元件PZT中的每个时在显示装置10的特定触摸点处可检测到的振动的幅度建立数据库作为查找表。例如，参照下表3，在第三触摸点TP3处检测到的振动的幅度可为a+b+c+d，并且在第三触摸点TP3处检测到的振动的幅度可为a＞c＞b＞d。与此同时，参照下表4，在第四触摸点TP4处检测到的振动的幅度可为a’+b’+c’+d’，并且在第四触摸点TP4处检测到的振动的幅度可为a’＝b’＝c’＝d’。在第三触摸点TP3处检测到的振动的幅度a+b+c+d可不同于在第四触摸点TP4处检测到的振动的幅度a’+b’+c’+d’。然而，在不受限制的情况下，在某些触摸点处检测到的振动可具有相同的幅度。
<表3>
<表4>
具体地，第三触摸点TP3可从第一压电元件PZT1接收具有a的幅度的振动，可从第二压电元件PZT2接收具有b的幅度的振动，可从第三压电电极PZT3接收具有c的幅度的振动，并且可从第四压电元件PZT4接收具有d的幅度的振动。第四触摸点TP4可从第一压电元件PZT1接收具有a’的幅度的振动，可从第二压电元件PZT2接收具有b’的幅度的振动，可从第三压电电极PZT3接收具有c’的幅度的振动，并且可从第四压电元件PZT4接收具有d’的幅度的振动。
主处理器710生成压电元件的振动数据(S401)。
多个压电元件PZT可同时地进行操作。换言之，所有压电元件PZT可用一个驱动电压同时地进行操作。
参照图20，在第三触摸点TP3处检测到的振动的幅度可为a+b+c+d。在这种情况下，当振动的期望幅度为X时，压电元件PZT的所有驱动电压可为X/(a+b+c+d)*Vmax(V)。例如，当在第三触摸点TP3处检测到的振动的幅度为2G并且振动的期望幅度为1G时，用于压电元件PZT的驱动电压I可为0.5Vmax(V)。
参照图21，在第四触摸点TP4处检测到的振动的幅度可为a’+b’+c’+d’。在这种情况下，当振动的期望幅度为X’时，压电元件PZT的所有驱动电压可为X’/(a’+b’+c’+d’)*Vmax(V)。例如，当在第四触摸点TP4处检测到的振动的幅度为4G并且振动的期望幅度为1G时，用于压电元件PZT的驱动电压I’可为0.25Vmax(V)。
考虑到振动的目标幅度X，主处理器710生成振动数据以均等地施加到所有压电元件PZT。振动数据可为压电元件PZT的驱动电压电平。
与此类似，一个驱动电压电平施加到所有压电元件PZT，并因此可不需要多个压电元件驱动器510。因此，单个压电元件驱动器510足以实现振动的目标幅度X，并因此容易制造电路。
主处理器710将生成的振动数据传输到单个压电元件驱动器510(S501)。单个压电元件驱动器510将获得的振动数据转换成振动信号，并将振动信号传输到所有的压电元件PZT(S601)。压电元件PZT基于获得的振动信号来产生振动(S701)。
压电元件驱动器510可响应于从主电路板700的主处理器710提供的振动数据来产生振动信号。在这种情况下，主处理器710的振动数据可经由主电路板700和振动电路板500提供给压电元件驱动器510，并且压电元件驱动器510中产生的振动信号可经由振动电路板500传输到压电元件PZT。
压电元件驱动器510可包括用于处理数字信号(即，振动数据)的DSP、用于将由数字信号处理器处理的数字信号(即，振动数据)转换为模拟信号(即，振动信号)的DAC以及用于放大并输出由DAC转换的模拟信号(即，振动信号)的AMP。
如上所述，根据第二实施方式，单个压电元件驱动器510用于向多个压电元件PZT施加一个驱动电压电平，从而实现振动的期望幅度。然而，当压电元件PZT的数量、位置和尺寸设定为与根据触摸点计算驱动电压电平的第二实施方式的压电元件PZT的数量、位置和尺寸不同时，根据输入驱动电压的在显示装置10的所有位置上的振动幅度可为相同的。
图22是示出布置在显示装置上的压电元件的图。
参照图22，当考虑显示装置10的结构时，用户可能比显示装置10的边缘区域更容易从中心区域感知振动。因此，布置在显示装置10的中心区域中的第五压电元件PZT5和第六压电元件PZT6中产生的振动的幅度设计为低于布置在显示装置10的边缘区域中的第一压电元件PZT1、第二压电元件PZT2、第三压电元件PZT3和第四压电元件PZT4中产生的振动的幅度。参照下表5，当J(V)的一个驱动电压电平供给到所有压电元件PZT时，在显示装置10的所有触摸点处检测到的振动具有相同的a(G)的幅度。
<表5>
利用根据实施方式的显示装置及其驱动方法，触摸感测和触觉反馈功能被集成，从而使显示装置纤薄。
此外，利用根据实施方式的显示装置及其驱动方法，在显示装置的整个区域上提供相同强度的触觉反馈，从而使显示装置可靠。
尽管本文中已经描述了某些示例性实施方式，但是其它实施方式和变型将通过本描述而显而易见。相应地，对于本领域普通技术人员显而易见的是，本发明构思不限于这些实施方式，而是限于随附的权利要求书的更宽的范围以及各种明显的变型和等同布置。

Claims (19)

1.一种显示装置，包括：
显示面板；以及
多个压电元件，所述多个压电元件排列在所述显示面板的一个表面上，
其中，所述多个压电元件中的每个包括：
压力传感器，所述压力传感器配置成检测施加到与所述显示面板的所述一个表面相对的表面上的压力，并且所述压力传感器包括第一电极、第二电极和***在所述第一电极与所述第二电极之间的第一压电聚合物层；以及
触觉单元，所述触觉单元配置成根据驱动电压来产生振动，并且所述触觉单元包括第三电极、第四电极和***在所述第三电极与所述第四电极之间的第二压电聚合物层，
其中，所述第一电极包括第一分支电极，所述第三电极包括第三分支电极，并且所述第一分支电极的数量小于所述第三分支电极的数量。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中，所述压力传感器布置在所述显示面板的所述一个表面上，并且所述触觉单元布置在所述压力传感器上。
3.如权利要求1所述的显示装置，其中，所述压力传感器比所述触觉单元更薄。
4.如权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一电极还包括第一主干电极，所述第一分支电极从所述第一主干电极分支；以及
所述第二电极包括第二主干电极和从所述第二主干电极分支的第二分支电极。
5.如权利要求4所述的显示装置，其中，所述第一分支电极和所述第二分支电极在一个方向上平行地排列并且交替地排列。
6.如权利要求1所述的显示装置，其中，所述第三电极还包括第三主干电极，所述第三分支电极从所述第三主干电极分支；以及
所述第四电极包括第四主干电极和从所述第四主干电极分支的第四分支电极。
7.如权利要求6所述的显示装置，其中，所述第一电极还包括第一主干电极，所述第一分支电极从所述第一主干电极分支；以及
所述第二电极包括第二主干电极和从所述第二主干电极分支的第二分支电极；
所述第二分支电极的数量小于所述第三分支电极的所述数量或所述第四分支电极的数量。
8.如权利要求1所述的显示装置，还包括：
多个压电元件驱动器，所述多个压电元件驱动器配置成根据施加到与所述显示面板的所述一个表面相对的所述表面上的所述压力来检测在所述压力传感器的所述第一电极和所述第二电极中产生的电压。
9.如权利要求8所述的显示装置，其中，所述多个压电元件驱动器将所述驱动电压施加到所述触觉单元的所述第三电极和所述第四电极以使所述触觉单元振动。
10.如权利要求8所述的显示装置，还包括：
主处理器，所述主处理器配置成从所述多个压电元件驱动器获得由多个压力传感器的所述第一电极和所述第二电极检测到的多个感测电压，基于所述多个感测电压与用于触觉目标振动的驱动电压之间的比较来识别所述多个压电元件之中的所述压电元件，并且识别待驱动的所述压电元件中的每个的所述驱动电压。
11.如权利要求10所述的显示装置，其中，所述主处理器配置成：
对来自所述多个压电元件之中具有最高感测电压的第一压电元件的振动的幅度与所述触觉目标振动的幅度进行比较，并且当所述触觉目标振动的所述幅度小于来自所述第一压电元件的所述振动的所述幅度时，将所述第一压电元件识别为待驱动的所述压电元件；
对来自所述多个压电元件之中具有所述第一压电元件的所述最高感测电压之后第二高的感测电压的第二压电元件的振动和来自所述第一压电元件的所述振动之和的幅度与当来自所述第一压电元件的所述振动的所述幅度小于所述触觉目标振动的所述幅度时的所述触觉目标振动的所述幅度进行比较；以及
当所述触觉目标振动的所述幅度小于来自所述第一压电元件的所述振动和来自所述第二压电元件的所述振动之和的所述幅度时，将所述第一压电元件和所述第二压电元件识别为待驱动的所述压电元件。
12.如权利要求11所述的显示装置，其中，所述主处理器配置成：
当仅所述第一压电元件被驱动时，基于通过将所述触觉目标振动的所述幅度除以来自所述第一压电元件的所述振动的所述幅度而获得的值乘以所述多个压电元件的最大驱动电压而获得的值，识别所述第一压电元件的所述驱动电压；以及
当所述第一压电元件和所述第二压电元件被驱动时，将所述最大驱动电压识别为所述第一压电元件的所述驱动电压，并且将通过从所述触觉目标振动的所述幅度中减去来自所述第一压电元件的所述振动的所述幅度而获得的值除以来自所述第二压电元件的所述振动的所述幅度而获得的值乘以所述压电元件的所述最大驱动电压而获得的值识别为所述第二压电元件的所述驱动电压。
13.一种显示装置的驱动方法，包括：
从多个压电元件获得多个感测电压；
基于所述多个感测电压来检测触摸点；
从在所述触摸点处可检测到的所述多个压电元件中的每个加载振动的幅度；
对触觉目标振动的幅度与来自所述多个压电元件中的每个的所述振动的所述幅度进行比较；
基于所述多个感测电压与用于所述触觉目标振动的驱动电压之间的比较，在所述多个压电元件之中识别待驱动的压电元件，并且识别待驱动的所述压电元件中的每个的驱动电压；以及
基于所述驱动电压来产生所述触觉目标振动。
14.如权利要求13所述的方法，其中，在所述多个压电元件之中识别待驱动的压电元件包括：
对来自所述多个压电元件之中具有最高感测电压的第一压电元件的振动的幅度与所述触觉目标振动的所述幅度进行比较，并且当所述触觉目标振动的所述幅度小于来自所述第一压电元件的所述振动的所述幅度时，将所述第一压电元件识别为待驱动的所述压电元件；
对来自所述多个压电元件之中具有所述第一压电元件的所述最高感测电压之后第二高的感测电压的第二压电元件的振动和来自所述第一压电元件的所述振动之和的幅度与当来自所述第一压电元件的所述振动的所述幅度小于所述触觉目标振动的所述幅度时的所述触觉目标振动的所述幅度进行比较；以及
当所述触觉目标振动的所述幅度小于来自所述第一压电元件的所述振动和来自所述第二压电元件的所述振动之和的所述幅度时，将所述第一压电元件和所述第二压电元件识别为待驱动的所述压电元件。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述识别待驱动的每个所述压电元件的所述驱动电压包括：
当仅所述第一压电元件被驱动时，基于通过将所述触觉目标振动的所述幅度除以来自所述第一压电元件的所述振动的所述幅度而获得的值乘以所述多个压电元件的最大驱动电压而获得的值，识别所述第一压电元件的所述驱动电压；以及
当所述第一压电元件和所述第二压电元件被驱动时，将所述最大驱动电压识别为所述第一压电元件的所述驱动电压，并且将通过从所述触觉目标振动的所述幅度中减去来自所述第一压电元件的所述振动的所述幅度而获得的值除以来自所述第二压电元件的所述振动的所述幅度而获得的值乘以所述压电元件的所述最大驱动电压而获得的值识别为所述第二压电元件的所述驱动电压。
16.如权利要求13所述的方法，还包括：
去除由所述触觉目标振动引起的噪声。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述去除由所述触觉目标振动引起的所述噪声包括：
使所述多个压电元件之中未被驱动的所述压电元件产生具有由所述多个压电元件之中被驱动的所述压电元件产生的噪声分量的第一振动相反的相位的第二振动。
18.一种显示装置的驱动方法，包括：
从多个压电元件获得多个感测电压；
基于所述多个感测电压来检测触摸点；
当最高驱动电压施加到所述多个压电元件时，加载来自在所述触摸点处可检测到的所述多个压电元件中的每个的振动的幅度；
基于来自所述多个压电元件中的每个的振动之和的幅度和所述最高驱动电压，识别所述多个压电元件的驱动电压；以及
基于所述驱动电压来产生触觉目标振动。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述识别所述多个压电元件的所述驱动电压包括：
基于通过所述触觉目标振动除以来自当所述最高驱动电压施加到所述多个压电元件时在所述触摸点处可检测到的所述多个压电元件的振动之和的幅度而获得的值乘以所述最高驱动电压而获得的值，识别所述驱动电压。
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