(57)【要約】【課題】ディスプレイの表示画素スタックアップに一体化されたタッチ感知回路を有するディスプレイ。【解決手段】表示画素スタックアップにおける駆動線及び感知線のようなタッチ信号線並びに接地領域などの回路素子を共にグループ化し、ディスプレイ上又はその近傍のタッチを感知するタッチ感知回路を形成する。一体型タッチスクリーンは、ディスプレイシステムの回路として動作してディスプレイ上に画像を生成することができる多機能回路素子を含み、更に、ディスプレイ上又はその近傍での１つ又はそれ以上のタッチを感知するタッチ感知システムの一部を形成する。多機能回路素子は、例えば、ディスプレイシステムにおける表示回路のストレージキャパシタ／電極、共通電極、導電線／導電路、その他として動作するよう構成され、更に、タッチ感知回路の回路素子として動作するよう構成することもできる表示画素内のキャパシタとする。【選択図】図１Ｄ
2010231773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の表示画素のスタックアップにおいて、
ゲート線を含む導電性材料の第１の層と、
データ線を含む導電性材料の第２の層と、
第１の方向の第１の導電線を含む導電性材料の第３の層と、
を備え、前記第１の導電線の各々が、複数の表示画素を介して延在し且つ前記第３の層内の切断部により前記第１の方向に互いに分離された複数の第１の線部分を含み、
前記スタックアップが更に、
前記第１の方向を横断する第２の方向に第２の導電線を備え、
前記第２の導電線の各々が複数の表示画素を介して延在し且つ切断部により前記第２の方向に互いに分離された複数の第２の線部分を含み、第１の領域内の前記表示画素の回路素子が、第１の複数の前記第１の線部分により前記第１の方向に共に電気的に接続され、前記第１の領域内の表示画素の回路素子が、第１の複数の前記第２の線部分により前記第２の方向に共に電気的に接続される、
ことを特徴とするスタックアップ。
【請求項２】
前記第３の層が前記第２の導電線を含み、前記第２の線部分の切断部が前記第３の層内に存在する、
請求項１に記載のスタックアップ。
【請求項３】
表示画素の第２の領域を更に備え、
前記第２の領域の表示画素の回路素子が、第２の複数の前記第１の線部分及び第２の複数の前記第２の線部分それぞれによって前記第１及び第２の方向に共に電気的に接続され、前記第３の層内で前記第１の領域の回路素子から電気的に切断される、
請求項２に記載のスタックアップ。
【請求項４】
前記回路素子が前記表示画素の共通電極である、
請求項３に記載のスタックアップ。
【請求項５】
表示画素の第３の領域を更に備え、
前記第３の領域の表示画素の回路素子が、第３の複数の前記第１の線部分及び第３の複数の前記第２の線部分によって、前記第１及び第２の方向に共に電気的に接続され、前記第３の領域が前記第１及び第２の領域の間に位置付けられ、
前記スタックアップが更に、
前記第１の領域の回路素子を前記第２の領域の回路素子に接続し、前記第３の領域の回路素子に電気的に接続することなく、前記第３の領域の１つ又はそれ以上の表示画素を延びる少なくとも１つの導電路を備える、
請求項３に記載のスタックアップ。
【請求項６】
前記導電路が、
前記第１の層内の共通線と、
前記第１の領域の回路素子の少なくとも一部を前記共通線に電気的に接続する第１の導電接点と、
前記第２の領域の回路素子の少なくとも一部を前記共通線に電気的に接続する第２の導電接点と、
を含む、
請求項５に記載のスタックアップ。
【請求項７】
前記第１の領域と前記第２の領域との間に位置付けられる前記表示画素の第４の領域を更に備え、
前記導電路の少なくとも一部が、前記第４の領域の回路素子に電気的に接続することなく、前記第４の領域の１つ又はそれ以上の表示画素を延びる、
請求項５に記載のスタックアップ。
【請求項８】
請求項７に記載のスタックアップを備え、前記第４の領域を接地に接続する導電線を更に備えるタッチ感知システム。
【請求項９】
請求項５に記載のスタックアップを備え、
第１及び第２の領域の一方に接続された駆動信号発生器と、
第３の領域に接続された感知チャンネルと、
を更に備えるタッチ感知システム。
【請求項１０】
各表示画素が別個の共通電極を有し、
前記第１の複数の第１の線部分及び前記第１の複数の第２の線部分が、前記第１の領域内の表示画素の共通電極を共に接続し、
前記第２の複数の第１の線部分及び前記第２の複数の第２の線部分が、前記第２の領域の表示画素の共通電極を共に接続し、
前記第３の複数の第１の線部分及び前記第３の複数の第２の線部分が、前記第３の領域の表示画素の共通電極を共に接続し、
前記駆動信号発生器が、前記第１の領域内の前記第１の複数の第１の線部分又は前記第１の複数の第２の線部分の少なくとも一方に、或いは、前記第２の領域内の前記第２の複数の第１の線部分又は前記第２の複数の第２の線部分の少なくとも一方に接続される、
請求項９に記載のタッチ感知システム。
【請求項１１】
前記感知チャンネルが、前記第３の複数の第１の線部分又は前記第３の複数の第２の線部分の一方に接続され、前記感知チャンネルが電荷増幅器を含む、
請求項１０に記載のタッチ感知システム。
【請求項１２】
表示画素の第１の回路素子及びディスプレイドライバに対する接続部を含む表示回路と、
タッチ感知回路と、
を備え、前記タッチ感知回路が、
前記表示画素の第１の回路素子の一部を含む第１の導電線と、
前記第１の導電線の反対側の隣接する側部に配置され、前記第１の導電線を迂回し且つ前記表示画素の第２の異なる回路素子を有する少なくとも１つの導電路によって共に電気的に接続された少なくとも２つの導電線部分を含む第２の導電線と、を含み、
前記第１及び第２の導電線の一方が、前記タッチ感知回路の駆動線であり、前記第１及び第２の導電線の他方が前記タッチ感知回路の感知線である、
タッチスクリーン。
【請求項１３】
前記第１の回路素子が前記表示画素の共通電極を含み、前記第２の回路素子が共通電圧線を含む、
請求項１２に記載のタッチスクリーン。
【請求項１４】
前記タッチ感知回路が更に、実質的に前記第１及び第２の導電線の２つの導電線の間にある導電領域を含み、前記導電領域が接地されている、
請求項１２に記載のタッチスクリーン。
【請求項１５】
プロセッサと、
メモリと、
表示画素の複数の回路素子を有する表示回路及び表示制御装置を含むディスプレイシステムと、
タッチ感知システムと、
を備え、前記タッチ感知システムが、
複数の第１の領域及び複数の第２の領域にグループ化された前記複数の回路素子を有するタッチ感知回路と、
タッチ制御装置と、
を含み、前記第２の領域を通る導電路が、前記第２の領域を迂回しながら複数の第１の領域を接続し、前記第１の領域の各々の回路素子が、第１の方向に沿って且つ該第１の方向を横断する第２の方向に沿って共に電気的に接続される、
コンピュータシステム。
【請求項１６】
一体型ディスプレイを有するタッチスクリーンにおいて、
各々が対応する回路素子を有する複数の表示画素と、
各々が前記表示画素の少なくとも第１の複数の回路素子を含む複数の駆動線と、
前記駆動線を横断して配置され、前記表示画素の少なくとも第２の複数の回路素子を含む複数の感知線と、
前記複数の駆動線及び前記複数の感知線の隣接画素により形成された複数のタッチ画素と、
を備え、前記複数の表示画素が第１の画素形式を含み、前記第１の画素形式が、該第１の画素形式の対応する回路素子に接続され且つ正及び負の第１の方向並びに正及び負の第２の方向の両方に沿った少なくとも隣接する第１の画素形式に電気的に接続された第１の導電層を含む、
タッチスクリーン。
【請求項１７】
前記ディスプレイが液晶ディスプレイを含み、前記タッチスクリーンが更に、
前記複数の表示画素に接続された複数のゲート線と、
前記複数の表示画素に接続された複数のデータ線と、
を備える、
請求項１６に記載のタッチスクリーン。
【請求項１８】
第２の画素形式を更に備え、前記第２の画素形式が、該第２の画素形式の対応する回路素子に接続され且つ前記正及び負の第１の方向並びに前記正及び負の第２の方向のうちの１つを除いた全て又は２つを除いた全てに沿って、隣接する前記第２の画素形式に少なくとも電気的に接続された第１の導電層を含み、
第３の画素形式を更に備え、前記第３の画素形式が、該第３の画素形式の対応する回路素子に接続され且つ前記正及び負の第１の方向並びに前記正及び負の第２の方向の全てに沿って又は１つを除いた全てに沿って、少なくとも隣接する前記第３の画素形式に電気的に接続された第１の導電層を含み、前記第３の画素形式の第１の導電層が、１つ又はそれ以上の絶縁層により前記第１の導電層から分離された第２の導電層によって形成される駆動トンネルに接続され、
第４の画素形式を更に備え、前記第４の画素形式が、該第４の画素形式の対応する回路素子に接続され且つ前記正及び負の第１の方向並びに前記正及び負の第２の方向の全てに沿って又は１つを除いた全てに沿って、少なくとも隣接する前記第４の画素形式に電気的に接続された第１の導電層を含み、前記第４の画素形式が、前記第２の導電層により形成された駆動トンネルを有し、前記第４の画素形式の第１の導電層が、前記第４の画素形式の駆動トンネルには接続されておらず、前記第４の画素形式の駆動トンネルが、前記隣接する第４の画素形式の駆動トンネルに接続される、
請求項１６に記載のタッチスクリーン。
【請求項１９】
複数のタッチ画素を有するタッチスクリーンであって、
前記タッチ画素が前記タッチスクリーンのタッチ又はタッチ近接に応答し、前記各タッチ画素が、
駆動線の一部を形成する表示画素の第１のグループと、
第１の方向に沿った前記表示画素の第１のグループに隣接し且つ感知線の一部を形成する表示画素の第２のグループと、
前記第１の方向に沿った前記表示画素の第２のグループに隣接し且つ駆動線の別の部分を形成する表示画素の第３のグループと、
を含み、前記第１、第２、及び第３のグループの表示画素が共通電極を含み、
前記各タッチ画素が更に、
前記表示画素の第２のグループを迂回しながら前記表示画素の第１及び第３のグループを接続する手段と、
前記表示画素の第１のグループの表示画素の共通電極を第１の方向に沿って又は実質的に平行に、及び第２の異なる方向に沿って又は実質的に平行に共に電気的に接続し、且つ前記表示画素の第３のグループの表示画素の共通電極を前記第１の方向に沿って又は実質的に平行に、及び前記第２の異なる方向に沿って又は実質的に平行に共に電気的に接続する駆動線導体と、
を含み、前記第１、第２、及び第３のグループが、前記第１の方向に沿って配置され、前記第１、第２、及び第３のグループの各々が、前記第１の方向に沿って又は実質的に平行に及び前記第２の方向に沿って又は実質的に平行に配設された表示画素を含む、
タッチスクリーン。
【請求項２０】
前記接続手段が、前記表示画素の第１のグループの少なくとも１つの共通電極を前記表示画素の第３のグループの少なくとも１つの共通電極と電気的に接続する、
請求項１９に記載のタッチスクリーン。
【請求項２１】
複数の表示画素と該表示画素の共通電極を含む回路素子とを有する一体型タッチスクリーンスタックアップを製造する方法において、
セグメント化されたタッチ信号線を形成する段階を含み、
該セグメント化されたタッチ信号線を形成する段階が、
複数の表示画素を含む前記タッチスクリーンの第１の領域において、第１の方向及び第２の異なる方向に前記第１の領域内の表示画素の回路素子を接続する第１の線セグメントを形成する段階と、
前記タッチスクリーンの第３の領域により前記第１の領域から分離される前記タッチスクリーンの第２の領域において第２の線セグメントを形成する段階と、
を含み、前記第２及び第３の領域が複数の表示画素を含み、前記第２の線セグメントが、前記第１の方向及び第２の方向に前記第２の領域内の表示画素の回路素子を接続し、
前記セグメント化されたタッチ信号線を形成する段階が更に、
前記第３の領域を延びる導電路を形成する段階を含み、
前記導電路が、前記第３の領域の表示画素の回路素子を電気的に迂回して、前記第１の線セグメント及び第２の線セグメントを電気的に接続する、
方法。
【請求項２２】
前記第１の線セグメントが、前記第１の領域内の複数の表示画素の回路素子に接続された導電性材料の第１の構造体を含み、前記第２の線セグメントが、前記第２の領域内の複数の表示画素の回路素子に接続された導電性材料の第２の構造体を含む、
請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１の構造体及び前記第２の構造体が、前記スタックアップの第１の層内に形成され、前記第１の層が、前記第１及び第２の構造体間に切断部を含む、
請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記導電路が、前記第１の層とは異なる前記スタックアップの第２の層内に形成された導電性材料の第３の構造体と、前記第３の構造体と前記第２の領域の回路素子との間の接続部とを含む、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１及び第２の領域の回路素子が前記表示画素の共通電極である、
請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００９年２月２日に出願の米国特許仮出願第６１／１４９，３４０号及び２００９年２月２７日に出願の米国特許仮出願番号第６１／１５６，４６３号の利益を主張するものであり、当該特許の内容は、全ての目的において引用により全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本出願は、一般に、表示画素スタックアップを含むディスプレイに関し、更に詳細には、ディスプレイの表示画素スタックアップに一体化されたタッチ感知回路に関する。
【背景技術】
【０００３】
ボタン又はキー、マウス、トラックボール、ジョイスティック、タッチセンサパネル、タッチスクリーン、及び同様のものなど、コンピュータシステムにおいて操作を行うために多くの形式の入力デバイスが現在利用可能である。特に、タッチスクリーンは、操作のし易さ及び汎用性、並びに価格の低下に起因してますます人気が高まっている。タッチスクリーンは、タッチ感応面を有する透明パネルとすることができるタッチセンサパネルと、タッチ感応表面がディスプレイデバイスの可視区域の少なくとも一部を覆うことができるようにパネルの後方に部分的又は完全に位置決めすることができる、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのディスプレイデバイスとを含むことができる。タッチスクリーンは、ディスプレイデバイスにより表示されるユーザインタフェース（ＵＩ）によって多くの場合指図される位置において、ユーザが、指、スタイラス又は他の物体を使用してタッチセンサパネルにタッチすることで種々の機能を行うことを可能にすることができる。一般に、タッチスクリーンは、タッチセンサパネル上のタッチ及びタッチの位置を認識することができ、次いで、コンピュータシステムは、タッチ時に表示されているディスプレイに従ってタッチを解釈し、その後、タッチに基づいて１つ又はそれ以上のアクションを行うことができる。一部のタッチ感知システムの場合、ディスプレイ上の物理的タッチは、タッチを検出するのに必要ではない。例えば、一部の容量式タッチ感知システムおいては、タッチを検出するのに使用されるフリンジフィールドは、ディスプレイ表面を超えて延在することができ、表面近くに接近する物体を表面に実際に接触せずに表面近傍で検出することができる。
【０００４】
容量性タッチセンサパネルは、実質的に透明の基板上で水平方向及び垂直方向に横列及び縦列状態で配設されることが多い、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの実質的に透明な導電性材料の駆動線及び感知線のマトリクスから形成することができる。上述のようにタッチスクリーンを形成するために容量性タッチセンサパネルをディスプレイ上に重ね合わせることができることは、１つには、実質的に透過性であることに起因する。しかしながら、タッチセンサパネルとディスプレイの重ね合わせは、重量及び厚さの増加、タッチセンサパネルを駆動するのに必要とされる電力の増加、及びディスプレイ輝度の減少などの欠点を有することがある。
【発明の概要】
【０００５】
本出願は、ＬＣＤディスプレイなどのディスプレイの表示画素スタックアップ（すなわち、表示画素を形成するスタック材料層）に一体化されたタッチ感知回路に関する。表示画素スタックアップ内の回路素子を併せてグループ化し、ディスプレイ上又はその近傍のタッチを感知するタッチ感知回路を形成することができる。タッチ感知回路は、例えば、駆動線及び感知線などのタッチ信号線、接地領域、及び他の回路を含むことができる。一体型タッチスクリーンは、ディスプレイ上で画像を生成するディスプレイシステムの回路として動作するように設計された表示回路の一部を形成することができ、更にまた、ディスプレイ上又はその近傍で１つ又はそれ以上のタッチを感知するタッチ感知システムのタッチ感知回路の一部を形成することもできる、多機能回路素子を含むことができる。多機能回路素子は、例えば、ＬＣＤの表示画素のキャパシタとすることができ、ディスプレイシステムの表示回路の蓄積キャパシタ／電極、共通電極、導電線／導電路、その他として動作するように構成することができ、更に、タッチ感知回路の回路素子として動作するよう構成することもできる。このようにすると、例えば、幾つかの実施形態においては、一体化されたタッチ感知能力を有するディスプレイを、より少数の部品及び／又は処理段階を用いて製造することができ、ディスプレイ自体を薄肉化、高輝度化、及び低所要電力化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】本開示の実施形態による、例示的な一体型タッチスクリーンを含む例示的な携帯電話を示す図である。
【図１Ｂ】本開示の実施形態による、例示的な一体型タッチスクリーンを含む例示的なデジタルメディアプレーヤを示す図である。
【図１Ｃ】本開示の実施形態による、例示的な一体型タッチスクリーンを含む例示的なパーソナルコンピュータを示す図である。
【図１Ｄ】本開示の実施形態による、タッチスクリーンを含む例示的な一体型タッチスクリーンシステムを示す図である。
【図１Ｅ】本開示の実施形態による、タッチスクリーンを含む例示的な一体型タッチスクリーンシステムを示す図である。
【図１Ｆ】本開示の実施形態による、タッチスクリーンを含む例示的な一体型タッチスクリーンシステムを示す図である。
【図１Ｇ】本開示の実施形態による、タッチスクリーンを含む例示的な一体型タッチスクリーンシステムを示す図である。
【図２】本開示の実施形態による、例示的な一体型タッチスクリーンの１つの実施を示す例示的なコンピュータシステムのブロック図である。
【図３】本開示の実施形態による、駆動線及び感知線の例示的な構成を示す図２のタッチスクリーンの更に詳細な図である。
【図４】本開示の実施形態による共通電極（Ｖｃｏｍ）をタッチ感知回路が含む例示的な構成を示す図である。
【図５】本開示の実施形態による、導電線の例示的な構成を示す図である。
【図６】本開示の実施形態による、例示的な表示画素の更なる詳細を示す平面図である。
【図７】本開示の実施形態による、例示的な表示画素の更なる詳細を示す平面図である。
【図８】本開示の実施形態による、例示的な表示画素の更なる詳細を示す平面図である。
【図９】本開示の実施形態による、複数のサブ画素を含む例示的なタッチスクリーンの部分的回路図である。
【図１０】本開示の実施形態による、例示的なタッチ感知動作を示す図である。
【図１１Ａ】本開示の実施形態による、例示的なタッチ感知動作を示す図である。
【図１１Ｂ】本開示の実施形態による、例示的なタッチ感知動作を示す図である。
【図１２Ａ】本開示の実施形態による、例示的なタッチ感知動作を示す図である。
【図１２Ｂ】本開示の実施形態による、例示的なタッチ感知動作を示す図である。
【図１３Ａ】本開示の実施形態による、タッチスクリーンのタッチ段階中にタッチ感知回路として機能する領域にグループ化された多機能表示画素の別の例示的な構成を示す図である。
【図１３Ｂ】本開示の実施形態による、タッチスクリーンのタッチ段階中にタッチ感知回路として機能する領域にグループ化された多機能表示画素の別の例示的な構成を示す図である。
【図１４Ａ】本開示の実施形態による、表示画素の多機能回路素子の別の例示的な構成を示す図である。
【図１４Ｂ】本開示の実施形態による、表示画素の多機能回路素子の別の例示的な構成を示す図である。
【図１４Ｃ】本開示の実施形態による、表示画素の多機能回路素子の別の例示的な構成を示す図である。
【図１５Ａ】本開示の実施形態による、表示画素の多機能回路素子の別の例示的な構成を示す図である。
【図１５Ｂ】本開示の実施形態による、表示画素の多機能回路素子の別の例示的な構成を示す図である。
【図１５Ｃ】本開示の実施形態による、表示画素の多機能回路素子の別の例示的な構成を示す図である。
【図１６Ａ】本開示の実施形態による、表示画素の多機能回路素子の別の例示的な構成を示す図である。
【図１６Ｂ】本開示の実施形態による、表示画素の多機能回路素子の別の例示的な構成を示す図である。
【図１６Ｃ】本開示の実施形態による、表示画素の多機能回路素子の別の例示的な構成を示す図である。
【図１７】本開示の実施形態による、異なる製造段階における例示的な表示画素を示す図である。
【図１８】本開示の実施形態による、異なる製造段階における例示的な表示画素を示す図である。
【図１９】本開示の実施形態による、異なる製造段階における例示的な表示画素を示す図である。
【図２０】本開示の実施形態による、異なる製造段階における例示的な表示画素を示す図である。
【図２１Ａ】本開示の実施形態による、１つの例示的なタッチ画素に関する表示画素の例示的なレイアウトを示す図である。
【図２１Ｂ】本開示の実施形態による、例示的な駆動トンネルを示す図２１Ａの一部の拡大図である。
【図２２−１】図２１Ａに示すような例示的なタッチ画素を含むことができる例示的なタッチ画素レイアウトを示す図である。
【図２２−２】２１Ａに示すような例示的なタッチ画素を含むことができる例示的なタッチ画素レイアウトを示す図である。
【図２３】本開示の実施形態による、高抵抗（Ｒ）遮蔽体を含む例示的なタッチスクリーンの側面図である。
【図２４】本開示の実施形態による、別の例示的な一体型タッチスクリーンの部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
例示的な実施形態の以下の説明において、本明細書の一部を形成し、本開示の実施形態を実施することができる特定の実施形態を例証として示された添付図面を参照する。他の実施形態を用いることができ、本開示の実施形態の範囲から逸脱することなく構造的変更を行うことができる点を理解されたい。
【０００８】
以下の説明は、ＬＣＤディスプレイなどのディスプレイの表示画素スタックアップ（すなわち、表示画素を形成するスタック材料層）にタッチ感知回路を一体化することができる実施例を含む。本明細書の実施形態はＬＣＤディスプレイに関して説明するが、一般に、電気的に画像形成可能材料を含む、あらゆる電気的に画像形成可能な層など、ＬＣＤディスプレイではなく代替のディスプレイを利用することができる点を理解されたい。電気的に画像形成可能な材料は、発光又は光変調することができる。発光材料は、本質的に無機又は有機とすることができる。好適な材料としては、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）又は高分子発光ダイオード（ＰＬＥＤ）を挙げることができる。光変調材料は、反射式又は透過式とすることができる。光変調材料としては、限定ではないが、電気化学材料、Ｇｙｒｉｃｏｎ粒子などの電気泳動材料、エレクトロクロミック材料、又は液晶材料を挙げることができる。液晶材料は、限定ではないが、ツイステッドネマチック（ＴＮ）液晶、スーパツイステッドネマティック（ＳＴＮ）液晶、強誘電性液晶、磁気液晶、又はキラルネマチック液晶とすることができる。他の好適な材料として、サーモクロミック材料、荷電粒子、及び磁性粒子を挙げることができる。タッチ感知回路は、例えば、駆動線及び感知線などのタッチ信号線、接地領域、及び他の回路を含むことができる。表示画素スタックアップは通常、導電性材料（例えば、金属、実質的に透明導体）、半導電性材料（例えば、多結晶シリコン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ））及び誘電材料（例えば、Ｓｉ０２、有機物質、ＳｉＮｘ）などの材料の堆積、マスキング、エッチング、ドーピング、その他を含むプロセスにより製造される。表示画素スタックアップ内で形成される種々の構造体は、ディスプレイ上に画像を生成するディスプレイシステムの回路として動作するように設計することができる。換言すると、スタックアップ構造体の一部は、表示回路の回路素子とすることができる。一体型タッチスクリーンの一部の実施形態は、ディスプレイシステムの表示回路の一部を生成することができ、更に、ディスプレイ上又はその近傍で１つ又はそれ以上のタッチを感知するタッチ感知システムのタッチ感知回路の一部を形成することもできる多機能回路素子を含むことができる。多機能回路素子は、例えば、ＬＣＤの表示画素におけるキャパシタとすることができ、ディスプレイシステムの表示回路の蓄積キャパシタ／電極、共通電極、導電線／導電路、その他として動作するように構成することができ、更に、タッチ感知回路の回路素子として動作するよう構成することもできる。このようにすると、例えば、幾つかの実施形態においては、一体型タッチ感知能力を有するディスプレイは、より少数の部品及び／又は処理段階を用いて製造することができ、ディスプレイ自体を薄肉化、高輝度化、及び低所要電力化することができる。
【０００９】
例示的な実施形態は、ｘ方向及びｙ方向を水平方向及び垂直方向にそれぞれ一致するとみなすことができるデカルト座標系を参照して本明細書で説明することができる。しかしながら、特定の座標系を参照することは、単に明暸にする目的に過ぎず、構造体の方向を特定の方向又は特定の座標系に限定するものではない点は、当業者であれば理解するであろう。更に、特定の材料及び材料のタイプを例示的な実施形態の説明に含める場合があるが、同じ機能を達成する他の材料を使用できることは当業者であれば理解するであろう。例えば、以下の実施例において説明する「金属層」は、あらゆる導電性材料の層とすることができることを理解されたい。
【００１０】
幾つかの例示的な実施形態においては、一体型タッチ感知機能性を備えたＬＣＤディスプレイは、表示画素の多機能回路素子をアドレス指定して、表示段階中に画像を表示するため、及びディスプレイの多機能回路素子をアドレス指定して、タッチ感知段階中にタッチを感知するための電圧データ線のマトリクスを含むことができる。従って、幾つかの実施形態においては、多機能回路素子は、表示段階中にディスプレイシステムの一部として動作することができ、更に、タッチ感知段階中にタッチ感知システムの一部として動作することができる。例えば、幾つかの実施形態においては、電圧線の一部は、第１の駆動装置信号で駆動され、タッチ感知段階中にタッチスクリーンの駆動領域を駆動することができる。更に、電圧線の１つ又はそれ以上は、タッチスクリーンの駆動領域を駆動するのに使用される第１の駆動信号に対して１８０度同期がずれた第２の駆動信号で駆動することができる。これら同期外れの電圧線は、タッチスクリーンの静的キャパシタンスを低減するのに用いることができる。
【００１１】
薄さ、輝度及び電力効率など、本開示の様々な実施形態の可能性のある利点の幾つかは、特にポータブルデバイスに有用とすることができるが、本開示の実施形態の使用は、ポータブルデバイスに限定されない。図１Ａ〜図１Ｃは、本開示の実施形態による一体型タッチスクリーンを実装することができる例示的なシステムを示す。図１Ａは、一体型タッチスクリーン１２４を含む例示的な携帯電話１３６を示す。図１Ｂは、一体型タッチスクリーン１２６を含む例示的なデジタルメディアプレーヤ１４０を示す。図１Ｃは、一体型タッチスクリーン１２８を含む例示的なパーソナルコンピュータ１４４を示す。
【００１２】
図１Ｄ〜図１Ｇは、本開示の実施形態による、例示的な一体型タッチスクリーン１５３を含む例示的な一体型タッチスクリーンシステム１５０を示す。図１Ｄを参照すると、タッチスクリーン１５３は、多機能回路素子を含む表示画素１５５を含む。図１Ｄは、１つの表示画素１５５の拡大図を示し、該画素は、ディスプレイシステム制御装置１７０により制御されるディスプレイシステムの一部として動作することができ、更に、タッチ感知システム制御装置１８０により制御されたタッチ感知システムのタッチ感知回路の一部として動作することができる、多機能回路素子１５７、１５９及び１６１を含む。表示画素１５５はまた、ディスプレイシステムの表示回路、タッチ感知システム、及び電力システム制御装置１９０により制御される電力システムの一部として動作することができる多機能回路素子１６３を含む。表示画素１５５はまた、幾つかの実施形態においては表示回路の一部としてのみ動作することができる単一機能の表示回路素子１６５と、幾つかの実施形態においてはタッチ感知回路の一部としてのみ動作することができる単一機能のタッチ感知回路素子１６７とを含む。
【００１３】
図１Ｅ〜図１Ｇは、異なる動作段階を含むタッチスクリーンシステム１５０の例示的な動作を示す。図１Ｅは、表示段階中の例示的な動作を示し、ここでは、表示画素１５５の回路素子は、タッチスクリーン１５３上に画像を表示するよう動作することができる。表示段階中の動作は、例えば、スイッチ１６９ａ〜ｅを用いて表示回路の回路素子からタッチ感知回路素子１６７を電気的に分離又は切断することにより、例えば、表示画素１５５をディスプレイ構成にアクティブに構成する段階を含むことができる。一体型タッチスクリーンの特定のシステムの回路の一部として動作するように表示画素の回路素子をアクティブに構成する段階は、例えば、異なるシステムの線間で接続を切り替える段階、回路素子をオン／オフする段階、電圧線の電圧レベルを変更する段階、制御信号などの信号を変更する段階、その他を含むことができる。アクティブな構成は、タッチスクリーンの動作中に行うことができ、少なくともある程度、タッチスクリーンの静的構成、すなわち、構造的構成に基づくことができる。構造的構成は、例えば、表示画素スタックアップにおける導電路の数及び配置など、表示画素のスタックアップ内の構造体のサイズ、形状、配置、材料組成、その他、又は、２つの導電層の接点を接続する導体充填バイアなどの永久接続部、導電性材料が設計において除去された導電路の一部分など永久破断部、その他を含むことができる。
【００１４】
ディスプレイシステム制御装置１７０は、表示画素１５０の多機能回路素子１５７及び１６１にタッチスクリーン１５３上に画像を表示させるために、多機能回路素子１５９及び１６３並びにディスプレイシステム回路素子１６５をそれぞれ介して制御信号１７１、１７３及び１７５を送信することができる。幾つかの実施形態においては、制御信号１７１、１７３及び１７５は、例えば、ゲート信号、Ｖｃｏｍ信号、及びデータ信号とすることができる。
【００１５】
図１Ｆは、タッチ感知段階中の例示的な動作を示し、ここでは、表示画素１５５の回路素子は、例えば、スイッチ１６９ｂ及び１６９ｃを用いてタッチ感知回路素子１６７を電気的に接続し、スイッチ１６９ａ及び１６９ｄを用いてディスプレイシステム回路素子１６５を電気的に切断することによって、タッチ感知用の表示画素をアクティブに構成する段階を含めて、タッチを感知するよう動作することができる。タッチ感知システム制御装置１８０は、制御信号１８１を送信することができ、情報信号１８３及び１８５を受信することができる。幾つかの実施形態においては、制御信号１８１は、例えば、容量性感知用の駆動信号、光学的感知用の駆動信号、その他とすることができる。幾つかの実施形態においては、情報信号１８３は、例えば、容量性、光学的、その他の感知用の感知信号とすることができ、情報信号１８５は、例えば、タッチ感知システムのフィードバック信号とすることができる。
【００１６】
図１Ｇは、電力システム段階中の例示的な動作を示し、ここでは、表示画素１５５の多機能回路素子１６３をディスプレイシステム及びスイッチ１６９ｃ、１６９ｄ及び１６９ｅを有するタッチ感知システムの両方から電気的に切断することができる。電力システム制御装置１９０は、多機能回路素子１６３を介して信号１９２を送信することができる。信号１９２は、例えば、電力システムの再充電状態、電源電圧、その他を示す信号とすることができる。
【００１７】
本発明の幾つかの実施形態においては、タッチ感知システムは、キャパシタンスベースとすることができる。タッチ画素の各々でキャパシタンスの変化を検出し、タッチ画素の場所を確認することにより、タッチ感知システムは、複数の物体を認識し、物体がタッチスクリーンを横切ったときにその物体の場所、圧力、方向、速度及び／又は加速度を求めることができる。
【００１８】
例証として、統合タッチ感知システムの一部の実施形態は、自己キャパシタンスベースとすることができ、一部の実施形態では、相互キャパシタンスベースとすることができる。自己キャパシタンスベースのタッチシステムにおいては、タッチ画素の各々は、接地に対する自己キャパシタンスを形成する個々の電極により形成することができる。物体がタッチ画素に接近すると、物体とタッチ画素との間で、接地に対する更なるキャパシタンスを形成することができる。接地に対する更なるキャパシタンスにより、結果として、タッチ画素で見られる自己キャパシタンスの正味の増大をもたらすことができる。この自己キャパシタンスの増大は、タッチスクリーンにタッチしたときに、複数の物体の位置を特定するためにタッチ感知システムにより検出及び測定することができる。相互キャパシタンスベースのタッチシステムにおいては、タッチ感知システムは、例えば、駆動線及び感知線などの駆動領域及び感知領域を含むことができる。１つの例示的な場合において、駆動線は横列で形成することができ、一方、感知線は縦列（例えば、直交して）で形成することができる。タッチ画素は、横列及び縦列の交点に設置することができる。動作の間、横列はＡＣ波形で誘導することができ、相互キャパシタンスは、タッチ画素の横列と縦列の間に形成することができる。物体がタッチ画素に接近すると、タッチ画素の横列と縦列の間で結合される電荷の一部をその物体に結合させることができる。タッチ画素にわたるこの電荷結合の低減により、結果として、横列及び縦列間の相互キャパシタンスの正味減少、及びタッチ画素にわたって結合されるＡＣ波形の低減を生じることができる。この電荷結合ＡＣ波形の低減がタッチ感知システムにより検出及び測定され、複数の物体がタッチスクリーンにタッチしたときに該複数の物体の位置を特定することができる。幾つかの実施形態においては、一体型タッチスクリーンは、マルチタッチ、シングルタッチ、投影スキャン、完全撮像マルチタッチ、又は任意の容量性タッチとすることができる。
【００１９】
図２は、本開示の実施形態による、例示的な一体型タッチスクリーン２２０の１つの実施を示す例示的なコンピュータシステム２００のブロック図である。例えば、コンピュータシステム２００は、携帯電話１３６、デジタルメディアプレーヤ１４０、パーソナルコンピュータ１４４、又はタッチスクリーンを含む任意のモバイル又は非モバイルコンピュータデバイスに含めることができる。コンピュータシステム２００は、１つ又はそれ以上のタッチプロセッサ２０２、周辺機器２０４、タッチ制御装置２０６、及びタッチ感知回路（以下で更に詳細に説明）を含む、タッチ感知システムを含むことができる。周辺機器２０４は、限定ではないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は他の形式のメモリもしくはストレージ、ウオッチドグタイマ、及び同様のものを含むことができる。タッチ制御装置２０６は、限定ではないが、１つ又はそれ以上の感知チャンネル２０８、チャンネルスキャン論理２１０、及びドライバ論理２１４を含むことができる。チャンネルスキャン論理２１０は、ＲＡＭ２１２へのアクセス、感知チャンネルからの自律的なデータ読み込み、及び感知チャンネルの制御を行うことができる。加えて、チャンネルスキャン論理２１０は、種々の頻度及び段階で誘導信号２１６を生成するようにドライバ論理２１４を制御することができ、該信号は、以下で更に詳細に説明するように、タッチスクリーン２２０のタッチ感知回路の駆動領域に選択的に適用することができる。幾つかの実施形態においては、タッチ制御装置２０６、タッチプロセッサ２０２、及び周辺機器２０４は、単一特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に一体化することができる。
【００２０】
コンピュータシステム２００はまた、タッチプロセッサ２０２から出力を受信して、出力に基づいたアクションを行うためのホストプロセッサ２２８を含むことができる。例えば、ホストプロセッサ２２８は、ＬＣＤドライバ２３４など、プログラムストレージ２３２及び表示制御装置に接続することができる。ホストプロセッサ２２８は、ＬＣＤドライバ２３４を使用して、ユーザインタフェース（ＵＩ）の画像など、タッチスクリーン２２０上に画像を生成することができ、タッチプロセッサ２０２及びタッチ制御装置２０６を使用して、表示されたＵＩへのタッチ入力など、タッチスクリーン２２０上又はその近傍でタッチを検出することができる。タッチ入力は、プログラムストレージ２３２内に格納されたコンピュータプログラムが利用して、限定ではないが、カーソル又はポインタなどの物体を移動させる、スクロール又はパニングする、制御設定を調整する、ファイル又は文書を開く、メニューを表示する、選択する、命令を実行する、ホストデバイスに接続された周辺機器を操作する、電話に出る、電話をかける、電話を終了させる、ボリューム又はオーディオ設定を変更する、アドレス、頻繁にかける電話番号、着信、不在着信のような電話通信に関係する情報を格納する、コンピュータ又はコンピュータネットワークにログインする、コンピュータ又はコンピュータネットワークの制限区域への許可された個人アクセスを許可する、コンピュータデスクトップのユーザ好適な構成に関連したユーザプロファイルを取り込む、ウェブコンテンツへのアクセスを許可する、特定のプログラムを起動する、メッセージを暗号化又は復号化する、及び／又はその他を含むことができる、アクションを行うことができる。ホストプロセッサ２２８はまた、タッチ処理に関連しないとすることができる付加的機能を実行することができる。
【００２１】
タッチスクリーン２２０は、複数の駆動線２２２及び複数の感知線２２３を有する容量性感知媒体を含むことができるタッチ感知回路を含むことができる。用語「線」とは、当業者には容易に理解されるように、本明細書では単に導電路を指すのに用いる場合があり、厳密に線形である構造体に限定されず、方向を変える経路を含み、及なるサイズ、形状、材料、その他の経路を含む点に留意されたい。駆動線２２２は、ドライバ論理２１４から駆動装置インタフェース２２４を介して誘導信号２１６により駆動することができ、感知線２２３において生成された結果として得られる感知信号２１７は、感知インタフェース２２５を介してタッチ制御装置２０６内の感知チャンネル２０８（事象検出及び復調回路とも呼ばれる）に送信することができる。このように、駆動線及び感知線は、容量性感知ノードを形成するよう相互作用することができるタッチ感知回路の一部とすることができ、該容量性感知ノードは、タッチ画素２２６及び２２７などのタッチ画像素子（タッチ画素）と考えることができる。このような捉え方は、タッチスクリーン２２０がタッチの「画像」を取り込んでいると見なされる場合に特に有用とすることができる。換言すると、タッチスクリーン内の各タッチ画素でタッチが検出されたかどうかをタッチ制御装置２０６が判断した後、タッチが発生したタッチスクリーン内のタッチ画素のパターンは、タッチの「画像」（例えば、タッチスクリーンに触れている指のパターン）と考えることができる。
【００２２】
図３は、本開示の実施形態による駆動線２２２及び感知線２２３の例示的な構成を示すタッチスクリーン２２０のより詳細な図である。図３に示すように、各駆動線２２２は、接続部３０５にて駆動線リンク３０３により電気的に接続することができる１つ又はそれ以上の駆動線セグメント３０１から形成することができる。駆動線リンク３０３は、感知線２２３に電気的に接続されておらず、駆動線リンクは、バイパス３０７を通じて感知線を迂回することができる。駆動線２２２及び感知線２２３は、タッチ画素２２６及び２２７などのタッチ画素を形成するために容量的に相互作用することができる。駆動線２２２（すなわち、駆動線セグメント３０１及び対応する駆動線リンク３０３）及び感知線２２３は、タッチスクリーン２２０において電気回路素子で形成することができる。図３の例示的な構成においては、タッチ画素２２６及び２２７の各々は、１つの駆動線セグメント３０１の一部、感知線２２３の一部、及び別の駆動線セグメント３０１の一部を含むことができる。例えば、タッチ画素２２６は、感知線の部分３１１の片側の駆動線セグメントの右半部分３０９、及び感知線の部分３１１の反対側の駆動線セグメントの左半部分３１３を含むことができる。
【００２３】
回路素子は、例えば、上述のように、従来のＬＣＤディスプレイ内に存在することができる構造体を含むことができる。尚、回路素子は、キャパシタ全体、トランジスタ全体、その他など回路構成部品全体に限定されず、平行板キャパシタの２つのプレートの一方だけなど、回路の一部を含むことができる。図４は、共通電極（Ｖｃｏｍ）が本開示の実施形態によるタッチ感知システムのタッチ感知回路の一部を形成することができる、例示的な構成を示している。共通電極は、画像を表示するためにディスプレイシステムの一部として動作することができる、一部の形式の従来のＬＣＤディスプレイ（例えば、広視野角技術（ＦＦＳ）ディスプレイ）の表示画素のスタックアップ（すなわち、表示画素を形成するスタック材料層）におけるディスプレイシステム回路の回路素子である。図４に示す実施例においては、共通電極（Ｖｃｏｍ）４０１（例えば、図１Ｄの素子１６１）は、タッチスクリーン２２０のディスプレイシステムの表示回路として動作することができ、更に、タッチ感知システムのタッチ感知回路として動作することもできる多機能回路素子の役割を果たすことができる。この実施例においては、共通電極４０１は、タッチスクリーンの表示回路の共通電極として動作することができ、更に、タッチスクリーンのタッチ感知回路として他の共通電極とグループ化されたときに共に動作することもできる。例えば、共通電極４０１のグループは、タッチ感知段階中にタッチ感知回路の駆動線又は感知線の容量性部分として共に動作することができる。タッチスクリーン２２０の他の回路素子は、例えば、領域の共通電極４０１を共に電気的に接続すること、及び電気的接続部を切り替えること、その他によって、タッチ感知回路の一部を形成することができる。一般に、タッチ感知回路素子の各々は、タッチ感知回路の一部を形成することができ、更に、表示回路の一部を形成するなど１つ又はそれ以上の他の機能を行うことができる多機能回路素子とすることができ、或いは、タッチ感知回路としてのみ動作することができる単機能回路素子とすることができる。同様に、表示回路素子の各々は、表示回路として動作することができ、更に、タッチ感知回路として動作するなど１つ又はそれ以上の他の機能を行うことができる多機能回路素子とすることできる、或いは、表示回路としてのみ動作することができる単機能回路素子とすることができる。従って、幾つかの実施形態においては、表示画素スタックアップにおける回路素子の一部は、多機能回路素子とすることができ、他の回路素子は、単機能回路素子とすることができる。他の実施形態においては、表示画素スタックアップの回路素子の全ては、単機能回路素子であってもよい。
【００２４】
加えて、本明細書の例示的な実施形態は、表示回路を表示段階中に動作しているものとして説明することができ、更に、タッチ感知回路をタッチ感知段階中に動作しているものとして説明することができるが、表示段階及びタッチ感知段階は、同時に動作させ、例えばある程度又は完全に重なり合うことができ、或いは、表示段階及びタッチ段階は、異なる時間に動作することができる点を理解されたい。また、本明細書の例示的な実施形態は、特定の回路素子を多機能として説明し、他の回路素子を単機能として説明しているが、他の実施形態においては、回路素子は特定の機能に限定されない点を理解されたい。換言すると、本明細書の１つの例示的な実施形態において単機能回路素子として説明される回路素子は、他の実施形態においては多機能回路素子として構成することができ、逆もまた可能である。
【００２５】
例えば、図４は、一般に駆動線セグメント３０１及び感知線２２３にそれぞれ対応する駆動領域セグメント３０１及び感知線２２３を形成するよう共にグループ化された共通電極４０１を示している。表示画素の多機能回路素子を１つの領域にグループ化することは、表示画素の多機能回路素子を共に動作させて、当該領域の共通機能を実行することを意味することができる。機能地域へのグループ化は、例えば、システムの構造的構成（例えば、物理的破断及びバイパス、電圧線構成）、システムの動作上の構成（例えば、回路素子のオン／オフ切り替え、電圧レベル及び／又は電圧線上の信号の変更）など、１つの手法又は手法の組み合わせにより達成することができる。
【００２６】
幾つかの実施形態においては、回路素子のグループ化は、表示画素のレイアウトとして実施することができ、各表示画素は、表示画素構成の限定された数のセットから選択される。幾つかの実施形態においては、タッチ感知回路の特定の機能は、その機能を実行することができる構成を有する特定の形式の表示画素により提供することができる。例えば、図１７〜図２２を参照して以下で説明する１つの実施形態は、スタックアップの接続層内で１つ又はそれ以上の隣接画素を共に接続することができる形式の表示画素、スタックアップの別の層に対する接点を提供することができる形式の表示画素、及び他の層内で１つ又はそれ以上の隣接画素を共に接続することができる形式の表示画素を含むことができる。
【００２７】
幾つかの実施形態においては、領域は、例えば、画素を異なるサイズ、形状、その他の領域にグループ化できるように再構成可能にすることができる。例えば、一部の実施形態は、例えば、タッチスクリーンから感知されることになる物体の環境騒音、サイズ及び／又は距離の変動に応じて、異なるサイズの領域に表示画素をグループ化する再構成可能なスイッチング方式を可能にするプログラマブルスイッチングアレイを含むことができる。グループ化を可能にすることができる構成の他の態様は、再構成可能ではない場合があり、例えば、表示画素のスタックアップ内の線の物理的破断は再構成可能ではない。しかしながら、物理的破断を含むタッチスクリーン構成は、例えば、プログラマブルスイッチ、信号発生器、その他など、再構成可能である他の回路素子を含めることによって異なるサイズ、形状、その他の領域への表示画素の再構成可能なグループ化を依然として可能にすることができる。
【００２８】
タッチスクリーンの表示画素の多機能回路素子は、表示段階及びタッチ段階の両方で動作することができる。例えば、タッチ段階中に、共通電極４０１は、駆動領域及び感知領域のようなタッチ信号線を形成するように共にグループ化することができる。幾つかの実施形態においては、回路素子は１つの形式の連続的タッチ信号線及び別の形式のセグメント化されたタッチ信号線を形成するようにグループ化することができる。例えば、図４は、駆動領域セグメント４０３及び感知領域４０５がタッチスクリーン２２０の駆動線セグメント３０１及び感知線２２３に対応する１つの例示的な実施形態を示している。例えば、他の実施形態においては他の構成が可能であり、駆動線が各々連続した駆動領域から形成され、感知線が各々、駆動領域を迂回する接続部を介して共にリンクされる複数の感知領域セグメントから形成されるように、共通電極４０１を共にグループ化することができる。例示的な表示段階及び例示的なタッチ段階の動作の更なる詳細を図１１Ａ〜図１１Ｂを参照して以下で説明する。
【００２９】
図３の実施例の駆動領域は、表示画素の複数の共通電極を含む矩形領域として図４に示されており、図３の感知領域は、ＬＣＤの垂直方向の長さを延びる表示画素の複数の共通電極を含む矩形領域として図４に示されている。幾つかの実施形態においては、図４の構成のタッチ画素は、例えば、表示画素の６４ｘ６４区域を含むことができる。しかしながら、駆動領域及び感知領域は、図示の形状、方位及び位置に限定されず、本開示の実施形態によるあらゆる好適な構成を含むことができる。タッチ画素を形成するのに使用される表示画素は、上述したものに限定されず、本開示の実施形態によるタッチ能力を可能にするあらゆる好適なサイズ又は形状とすることができる点を理解されたい。
【００３０】
図５は、本開示の実施形態に従って、共通電極４０１を図４に示す領域にグループ化し、更に、駆動領域セグメントをリンクして駆動線を形成するのに使用することができる導電線の例示的な構成を示す。一部の実施形態は、図１３に示す例示的な実施形態に示すように、駆動線間及び／又は駆動線と感知線との間の接地領域など、他の領域を含むことができる。
【００３１】
図５は、ｘ方向に沿った複数のｘＶｃｏｍ線５０１と、ｙ方向に沿った複数のｙＶｃｏｍ線５０３とを示す。この実施形態においては、共通電極４０１の各横列は、対応するｘＶｃｏｍ線５０１を有することができ、共通電極４０１の各縦列は、対応するｙＶｃｏｍ線５０３を有することができる。図５は更に、複数の駆動領域セグメント４０３（破線で示す）を示しており、各駆動領域セグメント４０３は、ｘ−ｙ−ｃｏｍ接続部５０５を介して共に接続された共通電極４０１のグループとして形成することができ、ｘ−ｙ−ｃｏｍ接続部５０５は、以下で更に詳細に説明するように、駆動領域セグメント内でｘＶｃｏｍ線５０１及びｙＶｃｏｍ線５０３に各共通電極を接続する。ｙＶｃｏｍ線５０３ａのような、駆動領域セグメント４０３を延びるｙＶｃｏｍ線５０３は、他の駆動領域セグメント（例えば、所与の駆動領域セグメントを上回る及び下回るセグメント）から各駆動領域セグメントの電気的分離を行う破断部５０９を含むことができる。破断部５０９は、ｙ−切断（ｙ方向の電気的切断）を行うことができる。
【００３２】
駆動線５１１は各々、複数の駆動領域セグメント４０３により形成することができ、該セグメントは、共通電極４０１及び相互接続導電線ｘＶｃｏｍにより形成することができる。具体的には、駆動線５１１は、ｘＶｃｏｍ線５０１を使用して感知領域４０５にわたって駆動領域セグメント４０３を接続することにより形成することができる。図５に示すように、第１の駆動線５１１ａは、駆動領域セグメント４０３の最上横列により形成することができ、次の駆動線５１１ｂは、駆動領域セグメント４０３の次の横列により形成することができる。ｘＶｃｏｍ線は、以下で更に詳細に説明するように、バイパス５１３を使用して感知領域４０５内のｙＶｃｏｍ線を迂回する導電路である。
【００３３】
図５は更に、複数の感知領域４０５（破線により示す）を示す。各感知領域４０５は、ｙ−ｃｏｍ接続部５０７を介して共に接続された共通電極４０１のグループとして形成することができ、ｙ−ｃｏｍ接続部５０７は、ｙＶｃｏｍ線５０３のうちの１つに感知領域４０５の各共通電極を接続することができる。更なる接続部（例えば図１０を参照）は、各感知領域４０５のｙＶｃｏｍ線を共に接続することができる。例えば、更なる接続部は、動作のタッチ段階中に各感知領域のｙＶｃｏｍ線を共に接続することができるタッチスクリーン２２０の境界部においてスイッチを含むことができる。ｙＶｃｏｍ線５０３ｂのように、感知領域４０５を介して延びるｙＶｃｏｍ線５０３は、ｙ方向で共通電極４０１の全てを電気的に接続することができ、従って、感知領域のｙＶｃｏｍ線は破断部を含まない。このようにして、例えば、感知領域は、互いに及び対応する表示画素の回路素子に接続された複数の垂直共通電圧線ｙＶｃｏｍにより形成することができ、その結果、感知領域内の表示画素の電気的接続の回路素子からなる感知線５１２が形成される。図５に示す例示的な感知領域においては、垂直共通電圧線ｙＶｃｏｍは、水平共通電圧線ｘＶｃｏｍと非接続状態にすることができ、更に、容量性タッチ感知の構造体を形成するように水平共通電圧線ｘＶｃｏｍ（５１３で）上を横断することができる。ｙＶｃｏｍ及びｘＶｃｏｍ上のこの横断はまた、感知領域と駆動領域との間で更なる寄生キャパシタンスを形成することもできる。
【００３４】
各共通電極４０１は、表示画素５１５及び５１７など、タッチスクリーン２２０の表示画素に対応することができる。表示段階中に、共通電極４０１は、タッチスクリーン上で画像を表示するように、タッチスクリーン２２０のディスプレイシステムの表示回路として他の表示画素構成部品と共に動作することができる。タッチ段階中に、共通電極４０１のグループは、タッチスクリーン２２０のタッチ感知システムのタッチ感知回路として動作し、タッチスクリーン上又はその近傍で１つ又はそれ以上のタッチを検出することができる。
【００３５】
タッチ段階中の動作において、水平共通電圧線ｘＶｃｏｍ  ５０１は、誘導信号を送信して駆動線５１１を誘導し、誘導された駆動線と感知線５１２との間に電場を形成して、図３のタッチ画素２２６などのタッチ画素を生成することができる。指などの物体がタッチ画素に接近又はタッチすると、物体は、駆動線５１１と感知線５１２との間に延在する電場に影響を与え、その結果、感知線に容量結合された電荷量を低減することができる。電荷の低減は、感知チャンネルにより感知され、タッチの「画像」を作成するために、他のタッチ画素の類似情報と共にメモリ内に格納することができる。
【００３６】
幾つかの実施形態においては、駆動線及び／又は感知線は、例えば典型的なＬＣＤディスプレイ内に既に存在している他の構造体（例えば、搬送信号、格納電圧、その他など、典型的なＬＣＤディスプレイ内で回路素子としても機能する、他の電極、導電層及び／又は半導電層、金属線）、典型的な液晶スタックアップ構造体でない液晶スタックアップ内に形成される他の構造体（例えば、機能が実質的にタッチスクリーンのタッチ感知システム用のものである他の金属線又はプレート）、及び液晶スタックアップの外側に形成される構造体（例えば、外部の実質的に透明な導電プレート、ワイヤ及び他の構造体など）を含む、他の構造体で形成することができる。例えば、タッチ感知システムの一部は、公知のタッチパネルオーバレイに類似した構造体を含むことができる。ディスプレイ内に既に存在する構造体を部分的に又は全て使用してタッチ感知システムを形成すると、典型的にはディスプレイを覆うことになるタッチ感知に主として専用の構造体の量を低減することによって、タッチスクリーンの画質、輝度、その他を場合によっては増大させることができる。
【００３７】
幾つかの実施形態においては、表示画素は、駆動領域と感知領域との間の領域及び／又は２つの駆動領域間にグループ化することができ、例えば、これらの領域は、接地又は仮想接地に接続され、駆動領域の間及び／又は駆動領域と感知領域との間の干渉を更に最小限に抑えるように接地領域を形成することができる。図１３Ａ〜図１３Ｂは、駆動領域間、及び駆動領域と感知領域との間の接地領域を含む、本開示の実施形態による領域の例示的なレイアウトを示す。他の実施形態においては、垂直共通電圧線破断部を省略し、駆動領域間で全体的に線を共有することができる。
【００３８】
図５でわかるように、表示画素５１５は、感知領域４０５にグループ化することができ、更に、表示画素５１７は、駆動領域セグメント４０３にグループ化することができる。図６〜図８は、図５の「ボックスＡ」内の表示画素５１５及び５１７の更なる詳細を示す平面図及び側面図を示しており、本開示の実施形態による、面内／層内である例示的な破断部／バイパスと、面外／層外である例示的な破断部／バイパスとを含む１つの例示的な構成を示す。
【００３９】
図６は、本開示の実施形態による、タッチスクリーン２２０の表示画素５１５及び５１７並びに他の構造体の更なる詳細を示す、図５の「ボックスＡ」の拡大図である。表示画素５１５及び５１７は各々、共通電極４０１及び３つの表示画素電極６０１を含むことができ、３つの表示画素電極６０１は各々、タッチスクリーンの表示段階中にゲート線６１１全体にわたって印加された電圧によりサブ画素のトランジスタ６０９がオンになったときにサブ画素に色データを提供する、Ｒデータ線６０３、Ｇデータ線６０５及びＢデータ線６０７に対応する、赤色（Ｒ）サブ画素、緑色（Ｇ）サブ画素及び青色（Ｂ）サブ画素である。
【００４０】
幾つかの実施形態においては、モノクローム（例えば、白黒）表示画素、３つより多い又は少ないサブ画素を含む表示画素、赤外線など非可視スペクトルで動作する表示画素、その他など、他の形式の表示画素を使用することができる。異なる実施形態は、異なるサイズ、形状、光学的性質を有する表示画素を含むことができる。一部の実施形態の表示画素は、互いに対して異なるサイズ、形状、光学的性質、その他のものとすることができ、タッチスクリーンにおいて利用される異なる形式の表示画素は、幾つかの実施形態においては異なる機能を提供することができる。
【００４１】
図６はまた、表示画素５１７を延びるｙＶｃｏｍ線５０３が、表示画素５１７（及び表示画素５１７の駆動領域セグメント４０３、図５を参照）を隣接する駆動領域セグメントから分離する破断部５０９を有することを示している。破断部５０９は、実質的に同一平面、この場合は、ｙＶｃｏｍ線５０３が延びるｘ−ｙ面において延びた導電路間の電気的開口部である面内破断部の実施例である。同様に、破断部５０９は、同一層、この場合は、以下で説明するように第２の金属層に延びる導電路間の電気的開口部である層内破断部の実施例である。多くの層内破断部も面内破断部とすることできるが、これは必ずしも当てはまる訳ではない。例えば、スタックアップ内の材料層の導電路の破断部は、異なるスタックアップ高さ（すなわち、異なる平面）にて層が形成される場所で発生する可能性があり、従って、このような場所での破断部は、層内面外破断部ではなく、層内面内破断部となる。
【００４２】
これに反して、感知領域４０５の表示画素５１５を通って延びるｙＶｃｏｍ線５０３は破断部を含まず、その結果、表示画素５１５は、ｙ方向で感知領域４０５の他の表示画素に電気的に接続することができ、すなわち、感知領域の表示画素はｙ接続される。
【００４３】
ｘＶｃｏｍ線５０１は、表示画素５１５及び５１７を通ってｘ方向に延びる。ｘＶｃｏｍ線５０１は、表示画素５１５の左上コーナのＲデータ線６０３の背後のｘＶｃｏｍの拡大図で示すように、それぞれＲ、Ｇ及びＢデータ線６０３、６０５及び６０７の背後にある。ｘＶｃｏｍ及びｙＶｃｏｍ線間の接続部、並びに表示画素５１５及び５１７の共通電極４０１は、図６に分解図で更に詳細に示されており、図６はまた、ｘＶｃｏｍ線５０１がｙＶｃｏｍ線５０３の背後にあり、ｙＶｃｏｍ線５０３が共通電極４０１の背後にあることを示している。感知領域の表示画素５１５については、表示画素５１５のｙ−ｃｏｍ接続５０７の分解図は、ｙ−ｃｏｍ接続が表示画素のｙＶｃｏｍ線５０３と共通電極４０１との間の導電線６１３（例えば、導電性材料が充填されたバイア）であることを示し、Ｖｃｏｍ線５０１とｙＶｃｏｍ線５０３との間には接続部がなく（従って、ｘＶｃｏｍ線と共通電極との間には接続部がない）、すなわち、バイパス５１３があることを示す。バイパス５１３の結果として、表示画素５１５は、ｘ切断又はｘ方向で隔離され、すなわち、ｘ方向に沿って隣接する表示画素から切断又は隔離することができる。この例示的な実施形態においては、上述の境界部スイッチなど、感知領域のｙＶｃｏｍ線５０３の更なる接続部は、表示画素５１５の左側の隣接する感知領域表示画素の共通電極に表示画素５１５の共通電極４０１を電気的に接続し、従って、バイパス５１３は、表示画素５１５右側の隣接駆動領域表示画素５１７から表示画素５１５を「右側切断する」（換言すると、表示画素５１５を正のｘ方向に表示画素からｘ切断、すなわち、正のｘ切断をすることができる。
【００４４】
バイパス５１３は、実質的に異なる平面内に延びる導電路間の電気開口部とすることができる面外バイパスの実施例であり、この場合、ｙＶｃｏｍ線５０３が延びるｘ−ｙ平面は、ｘＶｃｏｍ線５０１が延びるｘ−ｙ平面とは異なる場合がある。同様に、以下で説明するように、バイパス５１３は、異なる層、この場合は、ｙＶｃｏｍ５０３の第２の金属層及びｘＶｃｏｍ５０１の第１の金属層に延びる導電路間の電気開口部とすることができる層外バイパスの実施例である。ｙＶｃｏｍ−共通電極の接続部、タッチスクリーン境界部（上述のように、同じ感知領域のｙＶｃｏｍ線における）内のｙＶｃｏｍ−ｙＶｃｏｍの接続部、及びｘＶｃｏｍとｙＶｃｏｍ線との間のバイパスを含むこの構成は、感知領域内でディスプレイの回路素子を共にグループ化してタッチ感知に対する感知線を形成し、更に、感知領域によって互いに分離された駆動領域セグメントを共にリンクさせるｘＶｃｏｍ線で感知線を迂回して、タッチ感知に対する駆動線を形成する１つの実施例である。
【００４５】
駆動領域セグメントの表示画素５１７において、表示画素５１７のｘ−ｙ−ｃｏｍ接続部５０５の分解図は、ｘ−ｙ−ｃｏｍ接続部が、ｘＶｃｏｍ線をｙＶｃｏｍ線に接続する導電線６１５並びにｙＶｃｏｍ線を共通電極に接続する導電線６１３のうちの１つを含むことができることを示している。従って、各表示画素が、垂直線（ｙＶｃｏｍ）（すなわちｙ接続）及び水平線（ｘＶｃｏｍ）（すなわち、ｘ接続）の同じ導電グリッドに接続することができるので、駆動領域セグメントにおける各表示画素の共通電極は、共に電気的に接続することができる。この例示的な構成においては、共通電極、垂直線及び水平線は、実質的に同一平面の異なる平面に配向され、２つのセットの接続部を介して共に接続することができ、一方のセットが垂直線及び水平線を接続し、他方のセットが垂直線及び共通電極を接続する。垂直線内の破断部を含むこの構成は、駆動領域セグメント内でディスプレイの回路素子を共にグループ化し、中間感知線を迂回する駆動線リンクを介して他の駆動線セグメントにリンクすることができる駆動線のタッチ感知回路を形成する１つの実施例である。
【００４６】
図７〜図８は、それぞれ、表示画素５１５スタックアップの一部及び表示画素５１７スタックアップの一部を示す断面図である。図７は、図６の７−７’から矢印線に沿って切り取った表示画素５１５の断面図を示す。図７は、第１の金属層（Ｍ１）に形成されたゲート線６１１及びｘＶｃｏｍ線５０１、Ｂデータ線６０７、ドレイン７０１、及び第２の金属層（Ｍ２）内に形成されたｙＶｃｏｍ線５０３を含む。この図はまた、共通電極４０１と、ＩＴＯなど透明導体から形成された表示画素電極６０１とを含む。共通電極４０１は、導電性材料を充填することができる誘電体層７０７ａ内のバイア、すなわち、図６の導電線６１３の１つの実施例である導電性バイア７０３を介してｙＶｃｏｍ線５０３に電気的に接続することができる。図７はまた、ｘＶｃｏｍ５０１とｙＶｃｏｍ５０３との間のバイパス５１３（接続なし）を示している。この点に関して、バイパス５１３は、誘電体層７０７ｂの一部を含むことができる、ｘＶｃｏｍ５０１及びｙＶｃｏｍ５０３を分離する構造体とみなすことができる。ゲート絶縁体層７０５は、Ｓｉ０２、ＳｉＮｘ、その他などの誘電材料を含むことができる。液晶層は、画素電極に続くカラーフィルタの上方に配置することができ、偏光板は、スタックアップ（図示せず）の上部及び底部に位置決めすることができる。タッチスクリーンは図７に関しては上部から見える。
【００４７】
図８は、図６の８−８’から矢印線に沿って取った表示画素５１７の断面図を示す。図８は、図８の導電性バイア８０１が図７のバイパス５１３と置き換わっていることを除いて、図７と同一である。よって、ｘＶｃｏｍ  ５０１は、駆動領域セグメント表示画素５１７内のｙＶｃｏｍ５０３に電気的に接続することができる。従って、図６の導電線６１５は、この例示的なスタックアップにおいて導体充填バイアとすることができる。
【００４８】
これらを総合すると、図７〜図８は、幾つかの実施形態において、本開示の実施形態による面外／層外破断部／バイパスを使用することによって、多機能回路素子を含む多機能タッチ感知ＬＣＤ構造体を生成する効率的な方法がどのようにして得られるかに関する１つの実施例を示している。この場合、幾つかの実施形態において、異なる平面／層内の導電路間に作製された接続部／バイパスは、多機能構成の設計においてより多くの選択肢を提供することができ、他の場合では同一平面／層内にバイパスを形成するために追加する必要がある付加的な構造体（例えば、線）の数を低減できる場合がある。この点に関して、一部の実施形態におけるｙ−切断部及び／又はｘ−切断部は、例えば、表示画素スタックアップの異なる平面／層内に単に導電路を形成することによって好都合に形成することができる。同様に、一部の実施形態におけるｙ−接続部及び／又はｘ−接続部は、異なる平面／層内の導電路を接続するために異なる平面／層間に導電路を使用して好都合に形成することができる。特に、これによって、本開示の実施形態による一体型タッチ機能を追加するために既存の液晶設計をより容易に修正可能にすることができる。この点に関しては、面内／層内及び面外／層外破断部及びバイパスを選択的に使用することで、既存のＬＣＤ設計においてより多くの構造体をタッチ感知システムの回路素子として使用することが可能になり、マスキング、ドーピング、堆積、その他など、既存の製造工程に必要とされる変更の数を低減することができる。
【００４９】
例示的なタッチスクリーン及び多機能タッチスクリーンＬＣＤ回路素子を動作させる例示的な方法の更なる詳細を図９〜図１２Ｂを参照して説明する。図９は、本開示の実施形態による複数のサブ画素を含む、例示的なタッチスクリーン９００の部分回路図である。上述の例示的な実施形態と同様に、タッチスクリーン９００のサブ画素は、ＬＣＤサブ画素及びタッチセンサ回路素子として多機能性が可能であるように構成することができる。すなわち、サブ画素は、表示画素のＬＣＤ回路の一部として動作することができ、更に、タッチ感知回路の回路素子として動作することもできる回路素子を含むことができる。このように、タッチスクリーン９００は、一体型タッチ感知能力を有するＬＣＤとして動作することができる。図９は、タッチスクリーン９００のサブ画素９０１、９０２及び９０３の詳細を示す。この例示的な実施形態においては、各サブ画素は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）又は青色（Ｂ）サブ画素とすることができ、３つのＲ、Ｇ及びＢサブ画素全ての組み合わせが１つの色表示画素を形成する。この例示的な実施形態は、赤、緑、及び青のサブ画素を含むが、サブ画素は、電磁放射線の他の色の光又は他の波長（例えば、赤外線）に基づくことができ、或いは、単色構成に基づいてもよい。
【００５０】
サブ画素９０２は、ゲート９５５ａ、ソース９５５ｂ及びドレイン９５５ｃを有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）９５５を含むことができる。サブ画素９０２はまた、例えば、図６に示す共通電極４０１など、サブ画素９０１、９０２及び９０３の間で共有される実質的に導電性の材料の連続プレートとすることができる共通電極（Ｖｃｏｍ）９５７ｂを含むことができる。サブ画素９０２はまた、ディスプレイシステム回路の一部として共通電極９５７ｂと共に動作することができる画素電極９５７ａを含むことができる。画素電極９５７ａは、例えば、図６〜図８に示す画素電極６０１とすることができる。タッチスクリーン９００は、各サブ画素の画素電極及び共通電極が、サブ画素の液晶に適用されるフリンジフィールドを生成するＦＦＳディスプレイシステムとして動作することができ、更に、サブ画素のストレージキャパシタを形成することができる。サブ画素９０２は、画素電極９５７ａ及び共通電極９５７ｂにより形成されたストレージキャパシタ９５７を含むことができる。サブ画素９０２はまた、緑色（Ｇ）の色データのＧデータ線９１７におけるデータ線の一部９１７ａ、及びゲート線９１３における一部９１３ｂを含むこともできる。ゲート９５５ａは、ゲート線部９１３ｂに接続することができ、ソース９５５ｂは、Ｇデータ線部９１７ａに接続されている。画素電極９５７ａは、ＴＦＴ９５５のドレイン９５５ｃに接続することができる。
【００５１】
サブ画素９０１は、ゲート９０５ａ、ソース９０５ｂ及びドレイン９０５ｃを有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）９０５を含むことができる。サブ画素９０１はまた、サブ画素に対するフリンジフィールドを生成し、更に、ストレージキャパシタ９０７を形成するために共通電極９５７ｂと共に動作することができる画素電極９０７ａを含むことができる。サブ画素９０１はまた、赤色（Ｒ）の色データ用データ線であるＲデータ線９１５の一部９１５ａ、及びゲート線９１３の一部９１３ａを含むことができる。ゲート９０５ａは、ゲート線部９１３ａに接続することができ、ソース９０５ｂは、Ｒデータ線部９１５ａに接続することができる。画素電極９０７ａは、ＴＦＴ９０５のドレイン９０５ｃに接続することができる。サブ画素９０１及び９０２は、例えば、従来のＬＣＤサブ画素の構造体の大部分又は全てを含むことができる。
【００５２】
サブ画素９０３は、ゲート９７５ａ、ソース９７５ｂ及びドレイン９７５ｃを有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）９７５を含むことができる。サブ画素９０３はまた、サブ画素に対するフリンジフィールドを生成し、更に、ストレージキャパシタ９７７を形成するために共通電極９５７ｂと共に動作することができる画素電極９７７ａを含むことができる。サブ画素９０３はまた、青色（Ｂ）の色データ用データ線であるＢデータ線９１９の一部９１９ａ、及びゲート線９１３の一部９１３ｃを含むことができる。ゲート９７５ａは、ゲート線部９１３ｃに接続することができ、ソース９７５ｂは、Ｂデータ線部９１９ａに接続することができる。画素電極９７７ａは、ＴＦＴ９７５のドレイン９７５ｃに接続することができる。サブ画素９０１及び９０２とは異なり、サブ画素９０３はまた、ｙ方向に延びる共通電圧線であるｙＶｃｏｍ９２５の一部９２５ａ、及び接続点９２９を含むことができる。他の実施形態においては、ｙＶｃｏｍは、青色サブ画素ではなく赤色サブ画素又は緑色サブ画素に延びることができる。図６を参照して上述したｙ−ｃｏｍ接続５０７、又はｘ−ｙ−ｃｏｍ接続部５０５などの接続部は、例えば、共通電極９５７ｂをｙＶｃｏｍ９２５（他の表示画素を介して垂直方向に延びる）に接続するため、共通電極９５７ｂをｙＶｃｏｍ９２５及びｘＶｃｏｍ９２１（他の画素を介して水平方向に延びる）に接続するため、及びその他のために、接続点９２９において作製することができる。このようにすると、例えば、共通電極９５７ｂは、接続される共通電極の領域を作成するために他の表示画素の共通電極と接続することができる。
【００５３】
別個の領域を作成する１つの方法は、幾つかの例示的な実施形態において上述したように、水平及び／又は垂直共通線内に破断部（開口部）を形成することによるものである。例えば、ｙＶｃｏｍ９２５は、図９に示すような任意選択的な破断部を有することができ、これにより、破断部の上方のサブ画素と破断部の下方のサブ画素とを分離可能にすることができ、すなわち、サブ画素は、底部切断することができる。ｘ−切断部は、接続点９２９にてｘ−ｙ−ｃｏｍ接続部の代わりにｙ−ｃｏｍ接続部を形成することにより作成することができ、従って、ｘＶｃｏｍ９２１が共通電極９５７ｂから切断される。幾つかの実施形態においては、ｘＶｃｏｍ９２１は、破断部を含むことができ、該破断部は、破断部の右側のサブ画素を破断部の左側のサブ画素から隔離可能にすることができる。他の構成は、感知線のバイパスを介して共にリンクされた駆動線セグメントに関して上述されたように、表示画素回路素子をグループ化可能にすることができる。
【００５４】
このようにすると、タッチスクリーン９００の共通電極を共にグループ化して、タッチ感知システムのタッチ感知回路の一部として動作することができる表示画素内の構造体を形成することができる。例えば、共通電極は、幾つかの実施形態などに関して上述されたようにバイパス及びリンクを形成するために駆動領域又は感知領域を形成するように構成することができる。この点に関しては、共通電極、ｘＶｃｏｍ線、その他の回路素子は、多機能回路素子として動作することができる。
【００５５】
一般に、タッチスクリーン９００は、画面内の全てのサブ画素の共通電極が、例えば、複数の水平共通電圧線に対する接続部を有する少なくとも１つの垂直共通電圧線を介して共に接続できるように構成することができる。別のタッチスクリーンは、異なるグループのサブ画素を共に接続して、共に接続された共通電極の複数の別個の領域を形成できるように構成することができる。
【００５６】
図１０〜図１２ｂを参照し、本開示の実施形態によるタッチ感知動作を説明する。図１０は、本開示の実施形態による、例示的なタッチスクリーンの駆動領域１００１及び感知領域１００３における表示画素内のタッチ感知回路の一部の部分回路図を示す。簡潔さを期すために、図１０は、一部の回路素子がタッチ感知回路でなく主として表示回路の一部として動作することを表すために、破線で示した回路素子を含む。加えて、タッチ感知動作は、主として、単一の駆動表示画素１００１ａ（例えば、駆動領域１００１の単一の表示画素）と単一の感知表示画素１００３ａ（例えば、感知領域１００３の単一の表示画素）とに関して説明している。しかしながら、駆動領域１００１内の他の駆動表示画素は、駆動表示画素１００１に関して以下に説明するのと同じタッチ感知回路を含むことができ、感知領域１００３内の他の感知表示画素は、感知表示画素１００３ａに関して以下に説明するのと同じタッチ感知回路を含むことができることは理解される。従って、駆動表示画素１００１ａ及び感知表示画素１００３ａの動作の説明は、それぞれ駆動領域１００１及び感知領域１００３の動作の説明と考えることができる。
【００５７】
図１０を参照すると、駆動領域１００１は、駆動表示画素１００１ａを含む複数の駆動表示画素を含む。駆動表示画素１００１ａは、ＴＦＴ１００７、ゲート線１０１１、データ線１０１３、ｘＶｃｏｍ線部１０１５及びｙＶｃｏｍ線部１０１７、画素電極１０１９、並びに共通電極１０２３を含む。図１０は、ｘＶｃｏｍ線部１０１５及びｙＶｃｏｍ線部１０１７を介して駆動領域１００１内の他の駆動表示画素の共通電極に接続されて、以下で更に詳細に説明するようにタッチ感知に使用される構造体を駆動領域１００１の表示画素内に形成する共通電極１０２３を示している。感知領域１００３は、感知表示画素１００３ａを有する複数の感知表示画素を含む。感知表示画素１００３ａは、ＴＦＴ  １００９、ゲート線１０１２、データ線１０１４、ｙＶｃｏｍ線部１０１６、画素電極１０２１及び共通電極１０２５を含む。図１０は、例えばタッチスクリーンの境界部領域内に接続することができるｙＶｃｏｍ線部１０１６を介して感知領域１００３内の他の感知表示画素の共通電極に接続されて、以下で更に詳細に説明するようにタッチ感知に使用される構造体を感知領域１００３の表示画素内に形成する共通電極１０２５を示している。
【００５８】
タッチ感知段階中に、ｘＶｃｏｍ線部１０１５に適用される駆動信号は、駆動領域１００１の接続された共通電極１０２３の構造体と、電荷増幅器１０２６などの感知増幅器に接続されている感知領域１００３のうちの接続された共通電極１０２５の構造体との間に電界を発生する。電荷が感知領域１００３の接続された共通電極の構造体に注入され、電荷増幅器１０２６は、注入電荷を測定可能な電圧に変換する。注入される電荷の量及びその結果として測定される電圧は、指１０２７などのタッチ物体の駆動領域及び感知領域への近接度に左右される可能性がある。このようにすると、測定電圧は、タッチスクリーン上又はその近傍でのタッチの指標とすることができる。
【００５９】
図１１Ａは、例示的なＬＣＤ又は表示段階中及び例示的なタッチ段階中において、駆動表示画素１００１を含む駆動領域１００１の駆動表示画素にｘＶｃｏｍ１０１５を介して印加された例示的な信号を表している。ＬＣＤ段階中、ｘＶｃｏｍ１０１５及びｙＶｃｏｍ１０１７は、ＬＣＤ反転を行うために２．５Ｖ±２．５Ｖの方形波信号で駆動させることができる。ＬＣＤ段階は持続時間が１２ｍｓである。
【００６０】
タッチ段階においては、ｘＶｃｏｍ１０１５は、正弦波、方形波、三角波、その他などのＡＣ信号で駆動させることができる。図１１Ａに示す実施例において、ｙＶｃｏｍ１０１６が図１１Ｂに示すように電荷増幅器１０２６の仮想接地に維持されている間、ｘＶｃｏｍは、各々が２００マイクロ秒継続する１５〜２０回の連続誘導段階で駆動させることができる。この場合の駆動信号は、各々が同じ周波数及び０度又は１８０度（図１１Ａの「＋」及び「−」に対応）の相対位相を有する２．５Ｖ±２Ｖの方形又は正弦波信号とすることができる。タッチ段階は持続時間が４ｍｓである。
【００６１】
図１２Ａは、タッチ段階中の共通電極１０２３の動作の詳細を示す。特に、共通電極１０２３及び画素電極１０１９により形成されるストレージキャパシタのキャパシタンスは、システム内の他のキャパシタンス（すなわち、種々の導電構造体間及び共通電極と指１０２７との間の浮遊容量）よりも遙かに高いので、共通電極１０２３に適用されている２．５Ｖ±２Ｖ正弦駆動信号のＡＣ成分のほとんど全部（約９０％）は、画素電極１０１９にも印加される。従って、共通電極１０２３と画素電極１０１９との間の電圧差を小さく維持することができ、液晶は、タッチ誘導に起因する電場の変化が最小であり、ＬＣＤ段階中に設定された電荷状態を維持する。共通電極１０２３及び１０２５は、ＬＣＤの表示段階動作中に、通常０又は５ボルトＤＣ（正方形波２．５±２．０Ｖ）に帯電することができる。しかしながら、タッチモード中に、駆動領域１０２３内の共通電極は、２Ｖ振幅の重畳正弦波信号で２．５ＶのＤＣ電圧に帯電することができる。同様に、感知領域１０２５内の共通電極は、２．５ボルトのＤＣレベルで電荷増幅器１０２６の仮想接地に維持することができる。タッチ段階中、駆動領域１００１内の共通電極１０２３上の正弦波信号は、感知領域１００３の共通電極１０２５を通過することができる。駆動領域及び感知領域両方における共通画素電極間の結合が高いことに起因して、共通電極の電圧変化の９０％が対応する画素電極に伝達され、従って、タッチ感知を実施している間に表示段階中に保存された画像電荷の変動が最小限に抑えられる。このようにすると、駆動領域及び感知領域の共通電極は、ＬＣＤ画像に影響を与えることなく、容量性タッチ感知用の構造体を形成することにより、タッチ感知回路の回路素子として動作することができる。
【００６２】
共通電極及び画素電極がタッチ感知回路の回路素子として動作するように構成されると同時に、電極は、ＬＣＤシステムの一部として継続して動作することができる。図１２Ａ〜図１２Ｂに示すように、画素電極１０２１の構造体の電圧は各々、約±２Ｖで変調されるが、画素電極１０２１と共通電極１０２５との間の相対電圧は、ほぼ一定値±０．１Ｖのままである。この相対電圧は、ＬＣＤ動作において表示画素の液晶に発生する電圧であり、その大きさが画像（例えば図１２Ａでは、この相対電圧は２Ｖ）のグレースケールレベルを決定付けることができる。ＡＣ変動は通常、液晶の応答時間よりも高い周波数を有するので、タッチ（感知）段階中の相対電圧の０．１ＶＡＣ変動のＬＣＤに及ぼす影響は、許容可能な程度に低いことになる。例えば、誘導信号周波数、すなわち、ＡＣ変動の周波数は通常は１００ｋＨｚを上回ることになる。しかしながら、液晶の応答時間は通常、１００Ｈｚを下回る。従って、タッチシステムの回路素子としての共通電極及び画素電極の機能は、ＬＣＤ機能を妨げないはずである。
【００６３】
次に、図１０、図１１Ｂ及び図１２Ｂを参照し、感知領域１００３の例示的な動作についてここで説明する。図１１Ｂは、上述のＬＣＤ段階及びタッチ段階中に、表示画素１００３ａを含む、感知領域の表示画素に対してｙＶｃｏｍ  １０１６を介して印加された信号を示す。駆動領域の場合と同様に、ｙＶｃｏｍ  １０１６は、ＬＣＤ段階中にＬＣＤ反転を行うために２．５Ｖ±２．５Ｖの方形波信号で駆動される。タッチ段階中、ｙＶｃｏｍ  １０１６は、電荷増幅器１０２６に接続され、これにより電圧は２．５Ｖの仮想接地又はその近傍に保持される。その結果として、画素電極１０２１も２．５Ｖに保持される。図１０に示すように、フリンジ電界は、共通電極１０２３から共通電極１０２５に伝播する。上述のように、フリンジ電界は、駆動領域により約±２Ｖで変調される。表示画素１００３ａは、表示画素１００１ａと同じ又は類似の浮遊容量及びストレージキャパシタンスを有するので、これらの電界野が画素電極１０２１により受け取られると、信号の大部分は、共通電極１０２５に伝達される。
【００６４】
ｙＶｃｏｍ１０１６は、電荷増幅器１０２６に接続され、仮想接地に保持されているので、ｙＶｃｏｍ１０１６に注入された電荷により電荷増幅器の出力電圧が生成されることになる。この出力電圧は、タッチ感知システムに対してタッチ感知情報を提供する。例えば、指１０２７がフリンジ電界に近づくと電界の変動が発生する。この変動は、電荷増幅器１０２６の出力電圧の変動としてタッチシステムが検出することができる。ＴＦＴ１００９のドレインに接続された画素電極１０２１に衝突するフリンジ電界の約９０％が、電荷増幅器１０２６に伝達されることになる。ｙＶｃｏｍ１０１６に直接接続された共通電極１０２５に衝突する電荷の１００％は電荷増幅器１０２６に伝達されることになる。各電極に衝突する電荷比率はＬＣＤ設計に依存する。非ＩＰＳでは、パターン形成されたＣＦプレートが指に最も接近しているので、指により影響を受けた電荷のほぼ１００％が、共通電極に衝突することができる。ＩＰＳ形式ディスプレイでは、電極の各部は、指に面する面積がほぼ等しい（つまり、１／４対３／４）ので、比率は、５０％前後とすることができる。一部のサブタイプのＩＰＳディスプレイでは、画素電極は同一平面上にはなく、上向き区域の大部分が共通電極に割り当てられる。
【００６５】
図１３Ａは、本開示の実施形態によるタッチスクリーンのタッチ段階中に、タッチ感知システム内で機能する領域にグループ化された多機能表示画素の別の例示的な構成を示す。図１３Ｂは、図１３Ａの接地領域を有するタッチスクリーンのより詳細な図を示している。図１３Ａ〜図１３Ｂに示すように、例えば、表示画素の領域は駆動領域と感知領域との間に形成することができ、領域は、駆動−感知接地領域１３０１を形成するために実際の接地に接地することができる。図１３Ａ〜図１３Ｂはまた、２つの駆動領域間の表示画素の類似のグループを示しており、該２つの領域は、同様に接地されて駆動−駆動接地領域１３０３を形成することができる。接地領域及び他の領域は、例えば、導電線部分のグリッドのような接続構造体から形成することができる。例えば、図１３Ａ〜図１３Ｂは、面／層内破断部（ｙ−切断部）１３０５及び面／層内破断部（ｘ−切断部）１３０９を含む水平及び垂直導電路の接地領域接続グリッド１３０４を示す。駆動領域をリンクする線は、面／層外バイパス１３０８により接地領域及び感知領域を迂回することができる。図１３Ａ〜図１３Ｂの例示的な構成において、駆動−感知接地領域１３０１は、接続部１３１０を介し駆動−駆動接地領域１３０３に電気的に接続され、接地領域の全ては、タッチスクリーンの１つの境界部にてマルチプレクサ１３１１を介して単一接地１３１３に接地することができる。
【００６６】
図１３Ｂは、面内破断部１３０５（ｙ−切断部）及び面内破断部１３０９（ｘ−切断部）を有する他の他領域からの電気的分離を維持しながら、接地領域接続グリッド１３０４が接続部１３１０を介して接地領域１３０１及び１３０３の共通電極を接続できることを示している。感知領域の共通電極は、同様にグリッドと接続することができる。図１３Ｂはまた、駆動領域の共通電極が、駆動領域接続グリッド１３２１を形成するために接続部１３２３により接続された導電線の異なるグリッドから形成することができることを示している。駆動領域接続グリッドの水平線は、例えば、駆動領域と接地及び感知領域との間の電気的接触を防止するために、面外バイパス１３０８を使用して接地領域及び感知領域を延びる迂回導電路１３２５により接地領域及び感知領域を迂回することができる。導電路の迂回は、例えば、以下で更に詳細に説明する駆動トンネルとすることができる。図１３Ａ〜図１３Ｂの例示的な構成においては、接地領域１３０１及び１３０３は各々、表示画素２つ分の幅であるが、接地領域の幅は、表示画素２つ分に限定されず、より少ない又はより多い数の表示画素の幅であってもよい。同様に、図１３Ａ〜図１３Ｂは、駆動−感知接地領域に接続された駆動−駆動接地領域を示しているが、他の実施形態においては、接地領域は、他の接地領域から電気的に分離することができる。他の実施形態においては、接地領域は、ＡＣ接地などの他の形式の接地に接地することができる。接地領域１３０１及び１３０３は、駆動領域及び感知領域間及び／又は駆動領域及び駆動領域間に形成することができる静的キャパシタンスの低減を助けることができる。タッチシステム構成においてこのような静的キャパシタンスを低減すると、例えば、タッチスクリーンの精度及び電力消費量を改善させることができる。
【００６７】
図１４Ａ〜図１６Ｃは、第３の金属（Ｍ３）層を含む本開示の実施形態による、表示画素の多機能回路素子の別の例示的な構成を示し、更に、本開示の実施形態による表示画素を製造する例示的な方法を示している。図１４Ａ〜図１６Ｃは、単に比較しやすいように、の３つの異なる表示画素の例示的なセットを並べて示しているが、表示画素の特定の順序付けを意味するものではない。図１４Ａ〜図１４Ｃは、図５〜図６を参照して上記で説明した表示画素５１７などの駆動領域内の例示的な表示画素１４０１を示す。図１５Ａ〜図１５Ｃは、図５〜図６を参照して説明した画素５１５のような、駆動トンネルを有する感知領域内の例示的な表示画素１５０１を示す。図１６Ａ〜図１６Ｃは、駆動トンネルが無い感知領域内の例示的な表示画素１６０１を示す。以下の説明においては、表示画素１４０１、１５０１及び１６０１の全てに共通するプロセス及び構造体は、単に簡潔さを期すために単一の表示画素に関して説明している。
【００６８】
図１４Ａ、１５Ａ及び図１６Ａは、トランジスタの回路素子を含むポリシリコン層を形成する第１の段階を含む、処理のより早期の段階を示す。第２の段階は、全ての表示画素のＭ１層内のゲート線を形成する段階と、表示画素１４０１及び１５０１のＭ１層内のｘＶｃｏｍ線を形成する段階とを含む。表示画素１４０１のｘＶｃｏｍ線は、ｙＶｃｏｍ線との接続を可能にするために左側の延長部分を含む。ｘＶｃｏｍ線と感知領域（すなわち、バイパスがある）の他の導電路との間に接続部が形成されないので、表示画素１５０１のｘＶｃｏｍ線は、感知領域内の他の導電路を迂回する駆動トンネルとしての役割を果たす。次に、表示画素のトランジスタ回路素子の上に接続部を含む接続層（ＣＯＮ１）が形成される。表示画素１４０１は、延長ｘＶｃｏｍ部上の更なる接続部を含む。データ線は、表示画素のＭ２層内に形成され、表示画素１４０１のＭ２層はｙＶｃｏｍ線を含む。
【００６９】
図１４Ｂ、１５Ｂ及び図１６Ｂは、処理の中間段階を示す。参考として、Ｍ２層も示されている。第２の接続層（ＣＯＮ２）は、画素電極にトランジスタのドレインを接続ために形成される。表示画素１４０１は、共通電極にｙＶｃｏｍを接続するＣＯＮ２内の別の接続部を含む。次いで、共通電極が、例えばＩＴＯから形成される。
【００７０】
図１４Ｃ、１５Ｃ及び図１６Ｃは、処理の後の段階を示しており、参考として、前の処理からのＶｃｏｍを示している。第３の金属（Ｍ３）層が形成される。表示画素１４０１のＭ３層は、図示のように、表示画素１５０１及び１６０１のＭ３層とは異なる。感知領域表示画素１５０１及び１６０１のＭ３層構成部は、上下に表示画素に接続する垂直線を含み、従って、感知領域表示画素をｙＶｃｏｍ線を使用せずにｙ方向に接続することが可能になる。駆動領域表示画素１４０１内でこのＭ３構造体を模擬することにより、感知領域内の更なる金属から生じる可能性があるタッチスクリーンの視覚的不適合の低減を助けることができる。第３の接続部層（ＣＯＮ３）が形成され、次いで、表示画素電極が全ての表示画素上に形成される。
【００７１】
これらを総合すると、図１４Ａ〜図１４Ｃは、上述の画素５１７に類似した駆動領域用に構成された表示画素１４０１を示す。表示画素１４０１は、第１の金属（ｍｌ）層内のゲート線１４０３及びｘＶｃｏｍ線１４０５と、第２の金属（Ｍ２）層内のｙＶｃｏｍ線１４０７及びデータ線１４０９とを含む。表示画素１４０１は、上述の接続部５０５のような、ｘ−ｙ−ｃｏｍ接続部１４１１などの接続部を含むことができる。ｘ−ｙ−ｃｏｍ接続部１４１１は、共通電極（Ｖｃｏｍ）１４１３とｘＶｃｏｍ線１４０５、ｙＶｃｏｍ線１４０７を接続する。
【００７２】
総合すると、図１５Ａ〜図１５Ｃは、上述の表示画素５１５に類似した感知領域用に構成されたタッチスクリーン表示画素１５０１を示す。表示画素１５０１は、Ｍ１層内のゲート線１５０３及びｘＶｃｏｍ線１５０５と、Ｍ２層内のデータ線１５０７とを含む。ｘＶｃｏｍ線１５０５はスタックアップ（Ｍ１）の下位層に形成されるので、更に、ｘＶｃｏｍとｙＶｃｏｍとの間に接続部が設置されないので、ｘＶｃｏｍ線は、感知領域の共通電極（Ｖｃｏｍ）１５１３に接続することなく、感知領域表示画素１５０１を通って水平方向に「トンネル」される。これは、駆動トンネルの１つの実施例であり、当該領域を迂回しながら、すなわち迂回した領域の表示画素スタックアップ内のタッチ感知回路素子と電気的に接触せずに、感知領域などの別の形式の領域の表示画素スタックアップを延びる導電路を介して駆動領域を接続することができる。同様に、他の実施形態においては、感知領域を接続する感知トンネルなど、他の形式のトンネルを使用することができる。図１５Ｃは、第３の金属（Ｍ３）層が、接続部グリッド１５０９により示すようにｘ及びｙの両方向で感知領域内の表示画素回路素子を電気的に接続する接続部構造体として部分的に使用されることを示している。尚、ｙＶｃｏｍが駆動画素電極１４０１において使用されているが、ｙＶｃｏｍは、感知画素電極１５０１及び１６０１では使用されない。むしろ、ｙ接続はＭ３層により実現される。幾つかの実施形態においては、感知領域内の表示画素は、タッチスクリーンの境界部の接続部及びスイッチを介して水平方向内に共に接続することができる。
【００７３】
総合すると、図１６Ａ〜図６Ｃは、表示画素１６０１が駆動トンネルを含まないことを除いては、表示画素１５０１と同一の表示画素１６０１を示す。表示画素１６０１は、図１６Ｃの接続部グリッド１６０３で示すように、感知領域内の表示画素回路素子を電気的に接続するためにＭ３層内の接続部構造体を含む。
【００７４】
図１７〜図２３は、第３の金属（Ｍ３）層の別の構成を含む表示画素の他の例示的な構成、表示画素を製造する例示的な方法、例示的なタッチ画素レイアウト、及び本開示の実施形態による例示的なタッチスクリーンを示す。上記の図１４Ａ〜図１６Ｃの場合と同様に、図１７〜図２０は、単に比較を容易にするために、異なる製造段階における表示画素の例示的なセットの並列図を示す。図２１Ａ及び図２１Ｂは、本開示の実施形態による、１つの例示的なタッチ画素についての表示画素の例示的なレイアウトを示す。図２２４及び図２２−２は、図２１Ａに示すような例示的なタッチ画素を含むことができる例示的なタッチ画素レイアウトを示す。
【００７５】
８つの例示的な表示画素の表示画素スタックアップ（Ａ＿ｐｉｘｅｌ、Ｂ＿ｐｉｘｅｌ、．．．、Ｈ＿ｐｉｘｅｌで表記される）のセットの例示的な製造プロセスである、図１７〜図２０を参照する。以下で更に詳細に説明するように、セット内の表示画素の各々は、以下で更に詳細に説明する３つの形式の表示画素、すなわち、接続層形式、接点形式及びトンネル形式のうちの１つである。以下の説明においては、表示画素Ａ〜Ｈの全てに共通するプロセス及び構造体は、単に簡潔さを期すために、単一の表示画素について説明している場合がある。
【００７６】
図１７は、トランジスタ１７０１の回路素子を含む、ポリシリコン層を形成する第１の段階を含む例示的な処理のより早期の段階を示す。第２の段階は、全ての表示画素のＭ１層内のゲート線を形成する段階と、表示画素Ｅ〜ＨのＭ１層内のｘＶｃｏｍ線１７０５を形成する段階とを含む。表示画素Ｅ〜ＦのｘＶｃｏｍ線は、共通電極への接続を可能にするために、中間サブ画素において延長部分１７０６を含む。ｘＶｃｏｍ線と感知領域（すなわち、バイパスがある）の他の導電路との間に接続部が形成されないので、表示画素Ｇ−ＨのｘＶｃｏｍ線は、感知領域内の他の導電路を迂回する駆動トンネルとしての役割を果たす。次に、表示画素のトランジスタ回路素子上、更に、延長ｘＶｃｏｍ部１７０６上に接続部を含む接続層（ＣＯＮ１）が形成される。データ線１７０９が表示画素のＭ２層内に形成される。
【００７７】
図１８は、例示的な処理の中間段階を示す。参考として、Ｍ２層も示されている。第２の接続層（ＣＯＮ２）は、接続部１８０１により共通電極（Ｖｃｏｍ）１８０５にトランジスタのドレインを接続するために形成される。表示画素Ｅ〜Ｆは、共通電極１８０５にｘＶｃｏｍ  １７０５を接続する、ＣＯＮ２内の別の接続部１８０３を含む。次に、共通電極１８０５は、例えば、ＩＴＯなどの実質的に透明導体から形成することができる。
【００７８】
図１９は、例示的な処理の後の段階を示しており、参考として、前の処理からのＶｃｏｍ１８０５を示している。図１９に示す処理においては、第３の金属（Ｍ３）層及び第３の接続部層（ＣＯＮ３）が形成される。ＣＯＮ３層１９０５は、表示画素電極に接続する。Ｍ３層は、Ｖｃｏｍ  １８０５と電気的に接触して形成される。各表示画素のＭ３層は、２つの垂直線１９０１及び１つの水平線１９０３を含む。幾つかの実施形態においては、Ｍ３層は、他の実施形態のｙＶｃｏｍ線と同じ目的を提供することができる。一般に、幾つかの実施形態においては、Ｍ３層は、Ｍ３層自体とデータ／ゲート線との間の相対的に低いクロスキャパシタンスを実現することができる点で一定の利点を有することができる。更に、感知領域においては、Ｍ３層の水平（ｘ方向）接続部は、ｙ方向電荷感知を向上させるために、全ての感知共通電極を共に結合する役割を果たすことができる。感知領域内の共通電極のｘ−ｙ接続部は、均一性が得られるように、駆動領域内で繰り返すことができる。更にまた、データ線上に垂直Ｍ３線（ｙ方向）を位置決めすることにより、開口率の向上を達成することができる。感知領域を迂回するために、Ｍ３層に対しても駆動トンネルを使用することができるので、Ｍ３層の水平（ｘ方向）接続部は、駆動トンネルを覆って、及び開口率を増大させるように位置合わせされた任意のｘＶｃｏｍ層を覆って配置することができる。ｘＶｃｏｍ線が使用されない画素の実施形態においては、誘導用駆動線信号をＭ３層に供給することができる。一般的には、シミュレーション駆動線信号を、ｘＶｃｏｍ線及びＭ３層の一方又は両方に供給することができる。各表示画素内の垂直線１９０１は、セットの特定の表示画素（すなわち、Ａ＿ｐｉｘｅｌ、Ｂ＿ｐｉｘｅｌ、その他）に応じて、ｙ切断部又はｙ接続部を含むことができる。図１９において、Ｂ＿ｐｉｘｅｌのｙ−接続部及びＣ＿ｐｉｘｅｌのｙ切断部は強調表示されている。各表示画素内の水平線１９０３は、セットの特定の表示画素に応じてｘ−切断部又はｘ−接続部を含むことができる。図１９において、Ａ＿ｐｉｘｅｌのｘ−接続部及びＥ＿ｐｉｘｅｌのｘ−切断部は、強調表示されている。表示画素Ａ、Ｆ及びＨのＭ３層の垂直線１９０１及び水平線１９０３は、表示画素の縁部（上、下、左、右）まで延在し、場合によっては、各方向で隣接する表示画素に表示画素Ａ、Ｆ及びＨを接続することができる。従って、表示画素Ａ、Ｆ及びＨは、ｘ−接続部及びｙ−接続部（ｘ−ｃｏｎ、ｙ−ｃｏｎ）を提供する。各表示画素の水平線１９０３が左右の隣接する表示画素間に導電路を形成し、各表示画素の垂直線１９０１が上下の隣接する表示画素間で導電路を形成するので、表示画素Ａ、Ｆ及びＨは、ｘ接続及びｙ接続表示画素として表記される。しかしながら、表示画素Ａ、Ｆ及びＨはｘ方向及びｙ方向の両方において接続する接続構造体を有するが、隣接する表示画素の１つ又はそれ以上は、例えば、画素Ａ、Ｆ又はＨから隣接する表示画素を切断する切断部をＭ３層において含むことができるので、表示画素は、必ずしも隣接する表示画素に接続されるわけではない。
【００７９】
表示画素Ｂ、Ｅ及びＧの各々におけるＭ３層は、垂直方向に完全に延在するが、表示画素の右縁部までは延在しない。これらの表示画素は、ｘ−切断部及びｙ接続部（ｘ−ｄｉｓｃｏｎ、ｙ−ｃｏｎ）を提供する。更に詳細には、表示画素Ｂ、Ｅ及びＧは「右側で切断され」、すなわち、右側では表示画素のＭ３層に接続していない。同様に、表示画素ＣのＭ３層は、ｘ−接続部及びｙ切断部（ｘ−ｃｏｎ、ｙ−ｄｉｓｃｏｎ）を提供し、更に詳細には、画素Ｃは「下側で切断されている」。表示画素ＤのＭ３層は、ｘ−切断部及びｙ切断部（ｘ−ｄｉｓｃｏｎ、ｙ−ｄｉｓｃｏｎ）を提供し、更に詳細には、画素Ｄは、「右側及び下側で切断されている」。切断部は、右側及び／又は下側に限定されず、上側、左側、或いは、表示画素のＭ３層の内部に、あらゆる数及び組み合わせで存在することができる点に留意されたい。
【００８０】
図２０は、例示的な処理の更に後の段階を示す。Ｍ３層及びＣＯＮ３層は、参照として示されている。表示画素電極２００１及びブラックマスク（ＢＭ）２００３が全ての表示画素上に形成される。図１７〜図２０では、図５の実施形態において存在したｙＶｃｏｍ線接続が存在しない。むしろ、Ｍ３層は、ｘ方向及びｙ方向で共通電極を接続する目的を果たすことができる。しかしながら、ｘＶｃｏｍは、駆動トンネル、すなわち感知領域バイパスを提供するために、依然として、幾つかの画素（すなわち、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）において使用することができる。
【００８１】
図２１及び図２１Ｂは、１つの例示的なタッチ画素に関する表示画素の例示的なレイアウトを示す。タッチ画素２１０３は、６４ｘ６４表示画素の領域を含み、表示画素の各々は、図に示す表示画素の凡例に従って上述した表示画素Ａ〜Ｈのうちの１つである。図２１Ａはまた、１５０個（１５ｘ１０）タッチ画素２１０３の例示的な構成を含む例示的なタッチスクリーン２１０１を示す。表示画素レイアウトは、図４及び図１３を参照して上述した駆動領域セグメント、感知領域及び接地領域に実質的に対応することができる表示画素のグループを作成する。特に、表示画素のレイアウトは、２つのＸ領域（Ｘ１及びＸ２）、２つのＹ領域（Ｙ１及びＹ２）及び１つのＺ領域を形成する。Ｘ１領域及びＸ２領域は、例えば、図３では、それぞれ、右半部分３０９及び左半部分３１３など、駆動領域セグメントの右半部分及び別の駆動領域セグメントの左半部分とすることができる。Ｙ領域は、例えば、図１３の駆動−感知接地領域１３０１などの接地領域の一部とすることができる。Ｚ領域は、例えば、図３の感知線２２３などの感知領域の一部とすることができる。図１７から図２０に示す８つの表示画素のセットの特定の構成は、図２１Ａ及び図２１Ｂに示す特定の設計画素レイアウトと共に、タッチを検出するためにタッチ感知システムにおいて使用することができる回路素子のグループを作成する。
【００８２】
図１７〜２０及び図２１Ａの凡例に照らすとわかるように、縦列１〜２３からの表示画素及び横列１〜６４からの表示画素が共にＭ３層において接続され、駆動領域Ｘ１を形成する。接地領域Ｙ１は、縦列２４〜２５及び横列１〜６４の表示画素を含む。感知領域Ｚは、縦列２６〜３９、及び横列１〜６４を含む。接地領域Ｙ２は、縦列４０〜４１及び横列１〜６４の表示画素を含む。駆動領域Ｘ２は、縦列４２〜６４、及び横列１〜６４を含む。
【００８３】
駆動領域Ｘ１及びＸ２は、駆動トンネル（バイパス）２１０５の表示画素の回路素子を介して共に電気的に接続されている。駆動トンネル２１０５は、表示画素Ｅ、Ｈ、Ｇ及びＦを含む。図２０を参照すると、表示画素Ｅ及びＦは、図でわかるように、Ｍ１層内のｘＶｃｏｍと接続するための導電層Ｖｃｏｍ  ＩＴＯ、ＣＯＮ２、Ｍ２及びＣＯＮ１を介してＭ３層（図２０の接点２００５にて）間で「接点」を提供する。従って、表示画素Ｅ及びＦにより、駆動領域のＭ３は、トンネリング（ｘＶｃｏｍ（Ｍ１）層への層外／面外バイパスを作成）により接地領域及び感知領域を迂回することが可能になる。
【００８４】
表示画素Ｇ及びＨは、回路素子ｘＶｃｏｍを含み、ｘＶｃｏｍと、以下で更に詳細に説明するタッチ感知システム内で動作する表示画素の他の回路素子の何れかとの間に接続部を含まない。従って、表示画素形式Ｇ及びＨは、２つの駆動領域、例えば、駆動領域Ｘ１及びＸ２を共に接続するために、接地領域及び感知領域を迂回するトンネリング接続部の実施例である。
【００８５】
図１７〜図２０を再び参照し、ここで、表示画素、接続層形式、接点形式及びトンネル形式の３つの例示的な形式について、図２１Ａ及び図２１Ｂの例示的な表示画素レイアウトに対して更に詳細に説明する。この実施例においては、各領域内の表示画素の共通電極は、主として本明細書では接続層と呼ばれるＭ３層を介して共に接続される。Ａ＿ｐｉｘｅｌ、Ｂ＿ｐｉｘｅｌ、Ｃ＿ｐｉｘｅｌ及びＤ＿ｐｉｘｅｌは、接続層を介して表示画素の共通電極を共に接続する共通機能を提供することができる、接続層形式の表示画素である。詳細には、上述のように、垂直線１９０１及び水平線１９０３は、表示画素の共通電極に電気的に接続される。接続層形式の表示画素の４つの異なるＭ３層構成により、表示画素間にＭ３層を接続する４つの異なる方法が得られる。Ａ＿ｐｉｘｅｌは、全ての隣接する表示画素（上、下、左、及び右）においてＭ３層を接続することができる。Ｂ＿ｐｉｘｅｌは、上、下、及び左側に接続することができるが、右側に表示画素からの切断部を設けている。Ｃ＿ｐｉｘｅｌは、上、下、右側に接続することができるが、下側に表示画素からの切断部を設けている。Ｄ＿ｐｉｘｅｌｓは、上及び左側に接続することができるが、右側及び下側に表示画素からの切断部を設けている。図２１Ａを参照すると、表示画素レイアウトの表示画素の大半は、Ａ＿ｐｉｘｅｌとすることができ、Ａ＿ｐｉｘｅｌは通常、全ての隣接画素を効率的に接続するように領域の内部区域内に位置付けることができる。
【００８６】
Ｂ＿ｐｉｘｅｌ、Ｃ＿ｐｉｘｅｌ及びＤ＿ｐｉｘｅｌは、これらの表示画素のｘ切断部及びｙ切断部が、領域の境界を形成する切断部を提供することができるので、領域の境界に位置付けることができる。例えば、右側で切断されているＢ＿ｐｉｘｅｌは、図２１Ａに示すように垂直線内に配設され、左側及び右側で領域を分離することができる。Ｃ＿ｐｉｘｅｌは、図２１Ａに示すように、水平線内に配設され、上側及び下側で領域を分離することができる。Ｄ＿ｐｉｘｅｌは、領域のコーナ内に配置され、左右及び上下側で領域を分離することができる。
【００８７】
画素Ａ〜Ｄだけを使用して、図２１Ａに示す駆動領域セグメント、感知線及び接地領域を形成することが可能である。しかしながら、本発明の幾つかの実施形態においては、駆動領域セグメントは、接地領域及び感知領域などの他の領域を迂回する導電路を介して共に電気的に接続される。接点形式表示画素、すなわち、Ｅ＿ｐｉｘｅｌ及びＦ＿ｐｉｘｅｌ、並びにトンネル形式表示画素、すなわち、Ｃ＿ｐｉｘｅｌ及びＨ＿ｐｉｘｅｌは、他の領域を迂回する導電路を形成することができる。接点形式画素は、表示画素のスタックアップ内の２つ又はそれ以上の導電層を電気的に接続又は切断することができる。本明細書で説明する例示的な接点形式表示画素は、第１の金属層（Ｍ１層）内に形成することができる接続部をＭ３層とｘＶｃｏｍ線との間に含む。従って、接点形式画素は、異なる導電路、すなわちＭ１層内のｘＶｃｏｍ線に駆動領域セグメントの接続層（Ｍ３層）を接続することにより、面／層外バイパスを形成する。トンネル形式表示画素は、ｘＶｃｏｍ線を含むが、Ｍ３層などの接続部をｘＶｃｏｍ線と表示画素スタックアップの他の何れかの回路素子との間に含まない。
【００８８】
ここで、迂回導電路を更に詳細に説明する。図２１Ａ及び図２１Ｂに示すように、タッチ画素２１０３は３つの駆動トンネル２１０５を含む。各駆動トンネル２１０５は、画素形式の以下のパターン内の表示画素、すなわち、Ｅ、Ｈ、Ｇ、Ｈ．．．Ｈ、Ｇ、Ｈ、Ｇ、Ｆを含む。駆動トンネル２１０５は、迂回導電路の１つの実施例である。駆動トンネル２１０５の左端から始めて、迂回導電路は、Ｅ＿ｐｉｘｅｌで始まり、Ｅ＿ｐｉｘｅｌは、図２１において駆動領域セグメントと接地領域との間で接続層を切断する右切断部を接続層内に含む。結果として、Ｅ＿ｐｉｘｅｌの右切断部により、２つの駆動領域セグメント間の接続層内の＋ｘ切断部が生じ、Ｅ＿ｐｉｘｅｌの面／層外接続部により、２つの駆動領域セグメント間の別の層（Ｍ１）内のｘ接続部が生じる。
【００８９】
他の層に対する面／層外接続部が作製されると、迂回導電路は、トンネル形式表示画素を使用して他の領域、すなわち接地領域及び感知領域を延びる。トンネル形式表示画素は各々、ｘＶｃｏｍ線を含み、或いは、ｘ切断部及びｘ接続部を含む。更に詳細には、Ｇ＿ｐｉｘｅｌは右切断部を含み、Ｈ＿ｐｉｘｅｌは右接続部を含む。トンネル形式表示画素のｘ接続／切断は、例えば、２つ以上の他の領域を２つの駆動領域セグメント間に形成可能にすることができる。特に、図２１に示すように、Ｇ＿ｐｉｘｅｌは、Ｅ＿ｐｉｘｅｌの垂直縦列内に形成され、接地領域Ｙ１と感知領域Ｚと間の境界、感知領域Ｚと接地領域Ｙ２との間の境界、及び接地領域Ｙ２と駆動領域セグメントＸ２との間の境界を形成するように切断部を作成することができる。Ｈ＿ｐｉｘｅｌの接続層（Ｍ３層）が、Ａ＿ｐｉｘｅｌと同様に全ての隣接画素に接続されるので、Ｈ＿ｐｉｘｅｌは、接地領域及び感知領域などの他の領域の内部区域内に位置付けることができる。
【００９０】
図２２−１及び図２２−２は、本開示の実施形態による、例示的なタッチ画素レイアウト及びタッチスクリーン２２０１を示す。タッチスクリーン２２０１は、ＬＣＤ回路（図示せず）にタッチスクリーン２２０１を接続するＬＣＤ  ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）、表示段階において表示画素を駆動するＬＣＤ駆動装置、タッチスクリーン用共通電圧を流すＶｃｏｍ線を含む。タッチＦＰＣは、以下の線、すなわち、駆動領域に駆動信号を送信するｒ０−ｒ１４及びｒ１４−ｒ０線、感知領域から感知信号を受信するｃ０−ｃ９線、並びに、タッチスイッチ（ＴＳＷ）に接続するｔｓｗＸ線、ｔｓｗＹ線、及びｔｓｗＺ線（本明細書では「ｔｓｗＸ、Ｙ、Ｚ」と呼ばれる場合がある）を含み、これらｔｓｗＸ線、ｔｓｗＹ線、及びｔｓｗＺ線は、タッチ段階における全てのデータ線の仮想接地接続から表示段階中のＬＣＤ駆動装置による対応するデータ出力に対するそれぞれのデータ線の接続へのスイッチング、タッチ感知段階中の感知領域間のスイッチング、その他など、種々のスイッチングを制御することができる。タッチＦＰＣはまた、仮想接地にデータ線及び接地領域をそれぞれ接続する、ｇ１線及びｇ０線を含む。ゲート線を駆動するゲートドライバが含まれる。
【００９１】
図２２−２はまた、タッチスクリーン２２０１の側面図を示す。側面図は、接続部の一部を更に詳細に示している。例えば、図２２−２は、Ｙ領域からのＭ３接続部により、Ｙ領域をｇ０に接地することができることを示している。Ｚ領域からのＭ３接続部により、Ｚ領域を共同ｃ９線に接続することができる。Ｍ２接続部により、データ線をタッチ感知段階中にｇｌに接地することができる。
【００９２】
図２３は、本開示の実施形態による、高抵抗（Ｒ）遮蔽体を含む例示的なタッチスクリーンの側面図である。図２３は、カバー２３０１、接着材２３０２、偏光板２３０３、高抵抗（Ｒ）遮蔽体２３０４、カラーフィルタガラス２３０５、駆動領域２３０９、感知領域２３１３、接地領域２３１５、ＴＦＴガラス２３１６、及び第２の偏光板２３１７を含む、タッチスクリーン２３００の一部を示す。液晶層は、カラーフィルタガラスの下方に配置することができる。高Ｒ遮蔽体２３０４などの高抵抗遮蔽体は、例えば、ＦＦＳ  ＬＣＤ用低抵抗率遮蔽層の代わりに、ＣＦガラスと前方偏光板との間に設置することができる。高Ｒ遮蔽体のシート抵抗は、例えば、２００Ｍオーム／スクエア〜２Ｇオーム／スクエアとすることができる。幾つかの実施形態においては、高電気抵抗率遮蔽膜を有する偏光板は、高Ｒ遮蔽層として使用することができ、従って、例えば、偏光板２３０３及び高Ｒ遮蔽体２３０４は単一の高Ｒ遮蔽偏光板に置き換えられる。高Ｒ遮蔽体は、ディスプレイ近傍の低周波／ＤＣ電圧によるディスプレイ動作の妨害を阻止するのを助けることができる。同時に、高Ｒ遮蔽体は、容量性タッチ感知に通常使用されるものなどの高周波信号が遮蔽体を貫通できるようにすることができる。従って、高Ｒ遮蔽体は、ディスプレイの遮蔽を助けると共に、ディスプレイがタッチ事象を感知可能にすることができる。高Ｒ遮蔽体は、例えば、超高抵抗有機物質、カーボンナノチューブ、その他から作ることができる。
【００９３】
図２４は、本開示の実施形態による、別の例示的な容量式一体型タッチスクリーン２４００の部分平面図である。この特定のタッチスクリーン２４００は、自己キャパシタンスベースであり、従って、各々がタッチスクリーン２４００の平面内の異なる座標を表す、複数のタッチ感知領域２４０２を含む。タッチ画素２４０２は、タッチスクリーン２４００上で画像を表示する表示回路の一部として、及びタッチスクリーン上又はその近傍でタッチを感知するタッチ感知回路の一部として動作する多機能回路素子を含む表示画素２４０４から形成される。この例示的な実施形態においては、タッチ感知回路及びシステムは、自己キャパシタンス、従って、タッチ画素２４０２内の回路素子の自己キャパシタンスに基づいて動作する。幾つかの実施形態においては、自己キャパシタンス及び相互キャパシタンスの組み合わせを用いて、タッチを感知することができる。
【００９４】
本開示の実施形態を添付図面を参照しながら十分に説明してきたが、限定ではないが、異なる実施形態の特徴の組み合わせ、１つ又は複数の特徴の省略、その他を含む、様々な変更及び改変は、本明細書及び各図に照らして当業者には明らかとなる点に留意されたい。
【００９５】
例えば、上述のコンピュータシステム２００の機能の１つ又はそれ以上は、メモリ（例えば図２の周辺機器２０４の１つ）内に格納されたファームウェアにより実施されて、タッチプロセッサ２０２により実行するか、或いは、プログラムストレージ２３２内に格納して、ホストプロセッサ２２８により実行することができる。ファームウェアはまた、コンピュータベースのシステム、プロセッサ組み込みシステム、或いは、命令実行システム、装置又はデバイスから命令をフェッチして該命令を実行することができる他のシステムといった、命令実行システム、装置又はデバイスが使用するため又はこれらに関連して任意のコンピュータ可読媒体に格納及び／又は移送することができる。この実施形態の状況においては、「コンピュータ可読媒体」は、命令実行システム、装置具又はデバイスが使用するため又はこれらに関連してプログラムを含む又は格納することができる任意の媒体とすることができる。コンピュータ可読媒体は、限定ではないが、電子、磁気、光学、電磁、赤外線又は半導体システム、装置、又はデバイス、ポータブルコンピュータディスケット（磁気）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）（磁気）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）（磁気）、消去及びプログラム可能読取り専用メモリ（ＢＰＲＯＭ）（磁気）、又は、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ又はＤＶＤ−ＲＷなどの携帯型光ディスク、或いは、コンパクトフラッシュ（登録商標）カード、セキュアデジタルカード、ＵＳＢメモリデバイス、メモリースティック、及び同様のものなどのフラッシュメモリなどを含むことができる。
【００９６】
ファームウェアはまた、コンピュータベースのシステム、プロセッサ組み込みシステム、或いは、命令実行システム、装置又はデバイスから命令をフェッチして該命令を実行することができる他のシステムといった、命令実行システム、装置又はデバイスが使用するため又はこれらに関連して任意の移送媒体内で伝播することができる。この実施形態の状況においては、「移送媒体」は、命令実行システム、装置具又はデバイスが使用するため又はこれらに関連してプログラムを伝達、伝播、又は移送することができる任意の媒体とすることができる。移送可読媒体は、限定ではないが、電子、磁気、光学、電磁、又は赤外線有線又は無線の伝播媒体を含むことができる。
【００９７】
更なる好適な実施形態を以下のように説明することができる。
【００９８】
複数の表示画素のスタックアップは、ゲート線を含む導電性材料の第１の層と、データ線を含む導電性材料の第２の層と、第１の方向の第１の導電線を含む導電性材料の第３の層とを有する。第１の導電線の各々は、複数の表示画素を介して延在し、第３の層内の切断部により第１の方向に互いに分離された複数の第１の線部分を含む。第１の方向を横断する第２の方向に配置された第２の導電線も設けられる。第２の導電線の各々は、複数の表示画素を介して延在し、切断部により第２の方向に互いに分離された複数の第２の線部分を含む。第１の領域内の表示画素の回路素子は、第１の複数の第１の線部分により第１の方向に共に電気的に接続され、第１の領域内の表示画素の回路素子は、第１の複数の第２の線部分により第２の方向に共に電気的に接続される。スタックアップの第３の層は、第２の導電線を含むことができ、第２の線部分の切断部は、第３の層に存在することができる。表示画素の第２の領域も設けることができ、該第２の領域の表示画素の回路素子は、第２の複数の第１の線部分及び第２の複数の第２の線部分それぞれによって、第１及び第２の方向に共に電気的に接続され、第３の層内で第１の領域内の回路素子から電気的に切断される。回路素子は、表示画素の共通電極とすることができる。スタックアップは、表示画素の第３の領域を含むことができ、該第３の領域の表示画素の回路素子は、第３の複数の第１の線部分及び第３の複数の第２の線部分によって、第１及び第２の方向に共に電気的に接続され、第３の領域は、第１及び第２の領域の間に位置付けられ、少なくとも１つの導電路は、第１の領域の回路素子を第２の領域の回路素子に接続し、少なくとも１つの導電路は、第３の領域の回路素子に電気的に接続することなく、第３の領域の１つ又はそれ以上の表示画素を延びる。スタックアップの導電路は、第１の層内の共通線と、第１の領域の回路素子の少なくとも一部を共通線に電気的に接続する第１の導電接点と、第２の領域の回路素子の少なくとも一部を共通線に電気的に接続する第２の導電接点とを含むことができる。
【００９９】
また、第１の領域と第２の領域との間に位置付けられる表示画素の第４の領域を設けることができ、導電路の少なくとも一部は、第４の領域の回路素子に電気的に接続することなく、第４の領域の１つ又はそれ以上の表示画素を延びる。また、他の実施形態においては、第４の領域を接地に接続する導電線を設けることもできる。
【０１００】
タッチ感知システムはまた、第１及び第２の領域の一方に接続された駆動信号発生器と、第３の領域に接続された感知チャンネルとを含むことができる。
【０１０１】
各表示画素は、別個の共通電極を有し、第１の複数の第１の線部分及び第１の複数の第２の線部分は、第１の領域内の表示画素の共通電極を共に接続する。第２の複数の第１の線部分及び第２の複数の第２の線部分は、第２の領域の表示画素の共通電極を共に接続する。第３の複数の第１の線部分及び第３の複数の第２の線部分は、第３の領域の表示画素の共通電極を共に接続する。駆動信号発生器は、第１の領域内の第１の複数の第１の線部分又は第１の複数の第２の線部分の少なくとも一方に、或いは、第２の領域内の第２の複数の第１の線部分又は第２の複数の第２の線部分の少なくとも一方に接続される。感知チャンネルは、第３の複数の第１の線部分又は第３の複数の第２の線部分の一方に接続することができ、該感知チャンネルは電荷増幅器を含むことができる。
【０１０２】
タッチスクリーンは、表示画素の第１の回路素子及びディスプレイドライバに対する接続部を含む表示回路と、タッチ感知回路とを含み、該タッチ感知回路は、表示画素の第１の回路素子の一部を有する第１の導電線と、表示画素の第２の異なる回路素子を有する少なくとも１つの導電路によって共に電気的に接続された少なくとも２つの導電線部分を含む第２の導電線とを備える。第１及び第２の導電線の一方は、タッチ感知回路の駆動線であり、第１及び第２の導電線の他方は、タッチ感知回路の感知線である。更にまた、少なくとも２つの導電線部分は第１の回路素子の少なくとも一部を含むことができ、第１の回路素子は、表示画素の共通電極を含むことができ、第２の回路素子は、共通電圧線を含むことができる。また、実質的に第１及び第２の導電線の２つの導電線の間に導電領域を設けることができ、該導電領域は接地される。更にまた、導電領域は交流（ＡＣ）接地に接地されてもよい。
【０１０３】
更に別の実施形態は、プロセッサと、メモリと、表示画素の複数の回路素子を含む表示回路及び表示制御装置を含むディスプレイシステムと、タッチ感知システムとを備えるコンピュータシステムとして説明することができる。タッチ感知システムは、複数の第１の領域及び複数の第２の領域にグループ化された複数の回路素子を有するタッチ感知回路を含むことができ、第２の領域を通る導電路は、第２の領域を迂回しながら複数の第１の領域を接続する。第１の領域の各々の回路素子は、第１の方向に沿って、及び第１の方向を横断する第２の方向に沿って共に電気的に接続することができ、また、タッチ制御装置を設けることもできる。更にまた、第２の領域の各々の回路素子は、第１及び第２の方向の一方に沿って共に電気的に接続することができる。
【０１０４】
更なる好ましい実施形態は、一体型ディスプレイを有するタッチスクリーンとして説明することができる。タッチスクリーンは、各々が対応する回路素子を有する複数の表示画素と、各々が表示画素の少なくとも第１の複数の回路素子を含む複数の駆動線と、駆動線を横断して配置され、表示画素の少なくとも第２の複数の回路素子を含む複数の感知線と、複数の駆動線及び複数の感知線の隣接画素により形成された複数のタッチ画素とを備える。複数の表示画素は、第１の画素形式を含み、第１の画素形式は、該第１の画素形式の対応する回路素子に接続され、且つ正及び負の第１の方向並びに正及び負の第２の方向の両方に沿った少なくとも隣接する第１の画素形式に電気的に接続された第１の導電層を含む。タッチスクリーンのディスプレイは、液晶ディスプレイとすることができる。タッチスクリーンは更に、複数の表示画素に接続された複数のゲート線と、複数の表示画素に接続された複数のデータ線とを含むことができる。更にまた、複数の表示画素の各々の対応する回路素子は、液晶ディスプレイの共通電極を含むことができる。
【０１０５】
第２の画素形式を更に設けることができ、第２の画素形式は、該第２の画素形式の対応する回路素子に接続され、且つ正及び負の第１の方向並びに正及び負の第２の方向のうちの１つを除いた全て又は２つを除いた全てに沿って、隣接する第２の画素形式に少なくとも電気的に接続された第１の導電層を含む。更にまた、第３の画素形式を設けることができ、第３の画素形式は、該第３の画素形式の対応する回路素子に接続され、且つ正及び負の第１の方向並びに正及び負の第２の方向の全てに沿って又は１つを除いた全てに沿って、少なくとも隣接する第３の画素形式に電気的に接続された第１の導電層を含み、第３の画素形式の第１の導電層は、１つ又はそれ以上の絶縁層により第１の導電層から分離された第２の導電層によって形成された駆動トンネルに接続され、更に、第４の画素形式を設けることができ、第４の画素形式は、該第４の画素形式の対応する回路素子に接続され、且つ正及び負の第１の方向並びに正及び負の第２の方向の全てに沿って又は１つを除いた全てに沿って、少なくとも隣接する第４の画素形式に電気的に接続された第１の導電層を含み、第４の画素形式は、第２の導電層により形成された駆動トンネルを有し、第４の画素形式の第１の導電層は、第４の画素形式の駆動トンネルには接続されておらず、第４の画素形式の駆動トンネルは、隣接する第４の画素形式の駆動トンネルに接続される。
【０１０６】
更に別の好ましい実施形態を以下のように説明することができる。
【０１０７】
タッチスクリーンは、一体型ディスプレイを有し、且つ各々が対応する回路素子を有する複数の表示画素と、各々が表示画素の少なくとも第１の複数の回路素子を含む複数の駆動線と、駆動線に対して横断して配置され且つ表示画素の少なくとも第２の複数の回路素子を含む複数の感知線と、複数の駆動線及び複数の感知線の隣接画素により形成された複数のタッチ画素とを備える。複数の表示画素は、第１の画素形式と、第２の画素形式とを含み、第１の画素形式は、該第１の画素形式の対応する回路素子に接続され、且つ正及び負の第１の方向並びに正及び負の第２の方向に沿って少なくとも隣接する第１の画素形式に電気的に接続された第１の導電層を含み、第２の画素形式は、該第２の画素形式の対応する回路素子に接続され、且つ正及び負の第１の方向並びに正及び負の第２の方向のうちの１つを除いた全て又は２つを除いた全てに沿って少なくとも隣接する第２の画素形式に電気的に接続された第１の導電層を含む。複数の駆動線の各々は、正及び負の第１の方向並びに正及び負の第２の方向に沿って配設された表示画素の回路素子を含む。更にまた、回路素子は、横列を形成するために正及び負の第１の方向に沿って配設することができ、回路素子は、縦列を形成するために正及び負の第２の方向に沿って配設することができ、駆動線の各々内の駆動トンネルの数は、回路素子の横列の数のサブセットである。更に、駆動線間に又は駆動線と感知線との間に位置決めされた表示画素の複数の接地回路素子を設けることができる。
【０１０８】
ディスプレイと一体化されたタッチスクリーンは、第１及び第２の方向に沿って配設された複数の表示画素と、第１の方向に沿って配置された複数の表示画素の一部を含む複数の駆動線と、第１の方向を横切る第２の方向に沿って配置された複数の表示画素の他のものを含む複数の感知線と、を含むことができる。複数の駆動線の各々は、複数の表示画素の回路素子の第１のグループを含み、複数の感知線の各々は、複数の表示画素の回路素子の第２のグループを含む。更に、複数の駆動線の少なくとも１つの一部により定義された第１の領域内の少なくとも第１の方向に沿って又は実質的に平行に第１のグループのうちの１つのグループの回路素子の少なくとも一部を相互接続する導電層が設けられ、該導電層が更に、複数の感知線の少なくとも１つの少なくとも一部により定義された第２の領域内の少なくとも第２の方向に沿って又は実質的に平行に第２のグループの回路素子の少なくとも一部を相互接続し、該第１の領域及び第２の領域が導電層において電気的に切断されており、第１のグループのうちの１つのグループの少なくとも一部の回路素子を第１のグループのうちの別のグループの回路素子と電気的に接続する駆動トンネル導電層が更に設けられ、該駆動トンネル導電層は、感知線の表示画素をほぼ通って又はその下を通過するが、回路素子の第２のグループの回路素子を電気的に迂回する。複数の駆動線は、第１及び第２の方向に沿って配設された表示画素の回路素子を含むことができ、複数の感知線の各々は、第１及び第２の方向に沿って配設された表示画素の回路素子を含むことができる。タッチスクリーンのディスプレイは、液晶ディスプレイを含むことができ、第１のグループの表示画素の回路素子及び第２のグループの表示画素の回路素子は、液晶ディスプレイの共通電極を含むことができる。更に、導電層は、第１及び第２の方向に沿って第１の領域内の液晶ディスプレイの共通電極を相互接続し、導電層は、第１及び第２の方向に沿って第２の領域内の液晶ディスプレイの共通電極を相互接続する。
【０１０９】
更にまた好ましい実施形態を以下のように説明することができる。
【０１１０】
タッチスクリーンのタッチ又はタッチ近接に応答する複数のタッチ画素を有するタッチスクリーンであって、各タッチ画素が、駆動線の一部を形成する表示画素の第１のグループと、第１の方向に沿った表示画素の第１のグループに隣接し且つ感知線の一部を形成する表示画素の第２のグループと、第１の方向に沿った表示画素の第２のグループに隣接し且つ駆動線の別の部分を形成する表示画素の第３のグループとを含む。第１、第２、及び第３のグループの表示画素は共通電極を含む。例えば駆動トンネルなど、表示画素の第２のグループを迂回しながら表示画素の第１のグループを接続する手段が提供される。駆動線導体は、表示画素の第１のグループの表示画素の共通電極を第１の方向に沿って又は実質的に平行に、及び第２の異なる方向に沿って又は実質的に平行に共に電気的に接続し、表示画素の第３のグループの表示画素の共通電極を第１の方向に沿って又は実質的に平行に、及び第２の異なる方向に沿って又は実質的に平行に共に電気的に接続する。第１、第２、及び第３のグループは、第１の方向に沿って配置することができ、第１、第２、及び第３のグループの各々は、第１の方向に沿って又は実質的に平行に、及び第２の方向に沿って又は実質的に平行に配設された表示画素を含むことができる。接続手段（例えば、駆動トンネル）は、表示画素の第１のグループの少なくとも１つの共通電極を表示画素の第３のグループの少なくとも１つの共通電極と電気的に接続する。他の実施形態においては、複数の駆動トンネルは、第１のグループ内の表示画素の複数の共通電極を表示画素の第３のグループ内の表示画素の対応する複数の共通電極と接続する。表示画素は、液晶ディスプレイの一部である。感知線導体は、第２の方向に沿って又は実質的に平行に表示画素の第２のグループの表示画素の共通電極を共に電気的に接続することができる。更に、タッチ感知動作中に駆動線に印加される誘導ＡＣ波形を供給する駆動信号発生器を設けることができる。表示画素の第１、第２、及び第３のグループの間で、表示画素の第２のグループだけが、共通電極をタッチ感知チャンネルに接続させることができる。タッチ感知チャンネルは、電荷増幅器を含むことができる。
【０１１１】
タッチスクリーンは、各表示画素に対して別個の画素電極及び共通電極を含む複数の表示画素を有する液晶ディスプレイと、タッチスクリーンのタッチ又はタッチ近接に応答する複数のタッチ画素とを有し、各タッチ画素は、複数の駆動線のうちの１つの一部を形成する表示画素の第１のグループと、表示画素の第１のグループに隣接し且つ感知線の一部を形成する表示画素の第２のグループと、表示画素の第２のグループに隣接し且つ複数の駆動線のうちの１つの一部を形成する表示画素の第３のグループとを含む。駆動線導体は、第１の方向に沿って又は実質的に平行に、及び第２の異なる方向に沿って又は実質的に平行に表示画素の第１のグループの表示画素の共通電極を共に電気的に接続し、第１の方向に沿って又は実質的に平行に、及び第２の異なる方向に沿って又は実質的に平行に表示画素の第３のグループの表示画素の共通電極を共に電気的に接続する。感知線導体は、第２の方向に沿って又は実質的に平行に表示画素の第２のグループの表示画素の共通電極を共に電気的に接続する。
【０１１２】
コンピュータプログラムは、プロセッサと、メモリと、一体型タッチスクリーンとを含むことができる。タッチスクリーンは、表示画素の回路素子を１つ又はそれ以上の隣接する表示画素の第１の接続層に接続する導電性材料の第１の接続層を有する第１の表示画素と、第１の接続層を有し且つ第２の表示画素の第１の接続層及び導電性材料の第２の接続層を接続する接続部を含む第２の表示画素とを含むことができ、第２の表示画素の第２の接続層は、隣接する表示画素の第２の接続層に接続し、タッチスクリーンは更に、第１の接続層を有し且つ第３の表示画素の第２の接続層と第３の表示画素の第１の接続層との間の接続部なしで第２の接続層を含む第３の表示画素を含み、第３の表示画素の第２の接続層は、隣接する表示画素に接続する。
【０１１３】
他の好ましい実施形態は、複数の表示画素と該表示画素の共通電極を含む回路素子とを有する一体型タッチスクリーンスタックアップを製造する方法を含む。本方法は、セグメント化されたタッチ信号線を形成する段階を含み、該セグメント化されたタッチ信号線を形成する段階が、複数の表示画素を含むタッチスクリーンの第１の領域において第１の方向及び第２の異なる方向に第１の領域内の表示画素の回路素子を接続する第１の線セグメントを形成する段階と、タッチスクリーンの第３の領域により第１の領域から分離されるタッチスクリーンの第２の領域において第２の線セグメントを形成する段階と、を含み、該第２及び第３の領域が複数の表示画素を含み、該第２の線セグメントが、第１の方向及び第２の方向に第２の領域内の表示画素の回路素子を接続し、タッチ信号線を形成する段階が更に、第３の領域を延びる導電路を形成する段階を含み、該導電路は、第３の領域の表示画素の回路素子を電気的に迂回して、第１の線セグメント及び第２の線セグメントを電気的に接続する。第１の線セグメントは、第１の領域内の複数の表示画素の回路素子に接続された導電性材料の第１の構造体を含むことができ、第２の線セグメントは、第２の領域内の複数の表示画素の回路素子に接続された導電性材料の第２の構造体を含むことができる。第１の構造体及び第２の構造体は、スタックアップの第１の層に形成することができ、第１の層は、第１及び第２の構造体間に切断部を含むことができる。導電路は、第１の層とは異なるスタックアップの第２の層内に形成された導電性材料の第３の構造体と、第３の構造体と第１の領域の回路素子との間の接続部と、第３の構造体と第２の領域の回路素子との間の接続部とを含むことができる。第１及び第２の領域の回路素子は、例えば、表示画素の共通電極とすることができる。接続部は、第２の層と接触するバイアを形成することによって形成することができる。第１及び第２の構造体を形成する段階は、回路素子を含む区域上に第１の層を堆積する段階を含むことができる。導電路は、第２の層に形成された導電性材料の第３の構造体を含むことができ、第１及び第２の構造体は、第２の層の外側に形成される。更にまた、本方法は、タッチ感知信号線を形成することができ、該タッチ感知信号線は第３の領域に形成され、且つ第３の領域内の複数の表示画素の回路素子に接続された導電性材料の別の構造体を定め、タッチ感知信号線は、導電路から切断される。セグメント化したタッチ信号線は、駆動線として形成することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１５３  タッチスクリーン
１５５  表示画素
１５７  多機能素子（表示及びタッチ）
１５９  多機能素子（表示及びタッチ）
１６１  多機能素子（表示及びタッチ）
１６３  多機能素子（表示、タッチ、及び電力）
１６５  ディスプレイシステム素子
１６７  タッチ感知素子
１７０  ディスプレイシステム制御装置
１８０  タッチ感知システム制御装置
１９０  電力システム制御装置
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010231773.tif 000015
【図８】
2010231773.tif 000016
【図９】
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【図１０】
2010231773.tif 000018
【図１１Ａ】
2010231773.tif 000019
【図１１Ｂ】
2010231773.tif 000020
【図１２Ａ】
2010231773.tif 000021
【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２−１】
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【図２２−２】
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【図２３】
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【図２４】
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【外国語明細書】
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