(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の走査線、前記走査線に直交して設けられる複数のデータ線、複数の画素ユニット及び１つの共通電極層を有すると共に、反転駆動法により前記共通電極層に印加される共通電圧信号の極性を変化させるタッチ表示パネルと、
信号処理回路と、
を備えてなるタッチ式表示装置であって、
前記複数の画素ユニットは複数のタッチ感応ユニットを構成し、
各タッチ感応ユニットは１つのタッチ感応素子を備え、
前記タッチ感応素子はそれに対応する走査線に接続されると共に、１つのタッチ感応線を介して前記信号処理回路に接続され、
それにより、前記タッチ表示パネルが外力によってタッチされる際に、前記タッチ感応素子は前記信号処理回路にタッチ感応信号を提供し、
前記共通電極層は極性反転信号である共通電圧信号を印加され、
前記共通電圧信号は第一極性及び前記第一極性に相反する第二極性を含み、
前記タッチ感応素子に連接する前記走査線がハイ・レベルの電圧を印加され且つ前記共通電極層の共通電圧信号が第一極性である際に、前記信号処理回路は前記タッチ感応線から信号を読み取ることを特徴とするタッチ式液晶表示装置。
【請求項２】
前記タッチ感応素子はスイッチング素子及び共通電極層がコーティングされた突起を備え、
前記タッチ感応素子が外力を受けると、前記突起の表面に被覆されている前記共通電極層は第二基板に当接されて前記スイッチング素子を導通させて、タッチ感応信号を出力することを特徴とする請求項１の記載のタッチ式液晶表示装置。
【請求項３】
前記タッチ感応素子はタッチ電極をさらに備え、
前記タッチ電極は前記タッチ感応素子のスイッチング素子の制御端に接続され、
前記タッチ感応素子が外力を受けると、前記突起の表面に被覆されている前記共通電極層は前記タッチ電極に当接されて、前記スイッチング素子導通させることを特徴とする請求項２に記載のタッチ式液晶表示装置。
【請求項４】
前記複数のタッチ感応ユニットはマトリックス状に分布し、
且つ同じ列に位置する複数のタッチ感応ユニットのタッチ感応素子は、同じタッチ感応線を介して前記信号処理回路に接続されることを特徴とする請求項２に記載のタッチ式液晶表示装置。
【請求項５】
前記信号処理回路は複数の信号処理ユニットを備え、
各信号処理ユニットは１つのタッチ感応線に接続されることを特徴とする請求項４に記載のタッチ式液晶表示装置。
【請求項６】
前記タッチ式表示装置は制御回路をさらに備え、
各信号処理ユニットは制御スイッチ、信号メモリーユニット及び比較回路を備え、
前記比較回路は２つの入力端及び１つ出力端を有し、
前記タッチ感応線は前記制御スイッチ、前記信号メモリーユニットを順次に通過して前記比較回路の１つの入力端に接続され、前記比較回路の他の１つの入力端には基準電圧信号を印加され、
前記比較回路の出力端は前記制御回路に接続されることを特徴とする請求項５に記載のタッチ式液晶表示装置。
【請求項７】
前記複数の画素ユニットは複数のカップリング感応ユニットを構成し、
各カップリング感応ユニットは１つのカップリング感応素子を備え、
前記カップリング感応素子はそれに対応する走査線に接続されると共に、前記タッチ感応線を介して前記信号処理回路に接続されて前記信号処理回路にカップリング信号を提供し、
前記カップリング感応素子に連接する走査線がハイ・レベルの電圧を印加され且つ前記共通電極層の共通電圧信号が正極である場合、前記信号処理回路は前記タッチ感応線からの信号を読み取って、且つ前記タッチ感応信号及び前記カップリング信号に基づいて処理して、前記タッチ感応信号中の干渉信号を濾過して除去することを特徴とする請求項１に記載のタッチ式液晶表示装置。
【請求項８】
前記カップリング感応素子はスイッチング素子を備え、
前記カップリング感応素子が外力を受けると、前記スイッチング素子は前記共通電極層に導通しないことを特徴とする請求項７に記載のタッチ式液晶表示装置。
【請求項９】
前記カップリング感応素子は電極をさらに備え、
前記電極は前記カップリング感応素子のスイッチング素子の制御端に接続されることを特徴とする請求項８に記載のタッチ式液晶表示装置。
【請求項１０】
前記複数のタッチ感応ユニット及び前記複数のカップリング感応ユニットはマトリックス状に分布し、且つ
同じ列に位置する複数のタッチ感応ユニット及び複数のカップリング感応ユニットのタッチ感応素子とカップリング感応素子とは、同じタッチ感応線を介して前記信号処理回路に接続されることを特徴とする請求項７に記載のタッチ式液晶表示装置。
【請求項１１】
前記信号処理回路は複数の信号処理ユニットを備え、
各信号処理ユニットは１つのタッチ感応線に接続されることを特徴とする請求項１０に記載のタッチ式液晶表示装置。
【請求項１２】
前記タッチ式表示装置は制御回路をさらに備え、
各信号処理ユニットは第一制御スイッチ、第一信号メモリーユニット、第二制御スイッチ、第二信号メモリーユニット及び比較回路を備え、
前記比較回路は２つの入力端及び１つ出力端を有し、前記タッチ感応線は前記第一制御スイッチ及び前記第一信号メモリーユニットを介して前記比較回路の１つの入力端に接続されると共に、前記第二制御スイッチ及び前記第二信号メモリーユニットを介して前記比較回路の他の１つの入力端に接続され、
前記比較回路の出力端は前記制御回路に接続されることを特徴とする請求項１１に記載のタッチ式液晶表示装置。
【請求項１３】
前記第一極性は正極であると前記第二極性は負極であり、或いは
前記第一極性は負極であると前記第二極性は正極であることを特徴とする請求項１に記載のタッチ式液晶表示装置。
【請求項１４】
各タッチ感応ユニットは、隣り合う２行に位置する３×２個の画素ユニットを備え、
前記タッチ感応素子は奇数行の画素ユニット或いは偶数行の画素ユニットに位置することを特徴とする請求項４に記載のタッチ式液晶表示装置。
【請求項１５】
各タッチ感応ユニットは、同じ行に位置する３×１個の画素ユニットを備え、
前記タッチ感応素子は前記３×１個画素ユニットの何れか１つに位置することを特徴とする請求項４に記載のタッチ式液晶表示装置。
【請求項１６】
各タッチ感応ユニット及び各カップリング感応ユニットは、隣り合う２行に位置する３×２個の画素ユニットを備え、
同じ列に位置するタッチ感応ユニット及びカップリング感応ユニットは交互に間隔を隔てて配置され、
前記タッチ感応素子及び前記カップリング感応素子は皆奇数行の画素ユニット或いは皆偶数行の画素ユニットに位置することを特徴とする請求項１０に記載のタッチ式液晶表示装置。
【請求項１７】
各タッチ感応ユニット及び各カップリング感応ユニットは、同じ行に位置する３×１個の画素ユニットを備え、
隣り合う２行に位置する２つのタッチ感応ユニットは１つのタッチ感応グループを構成し、
隣り合う２行に位置する２つのカップリング感応ユニットは１つのカップリング感応グループを構成し、
同じ列に位置するタッチ感応ユニット及びカップリング感応ユニットは、交互に間隔を隔てて配置されることを特徴とする請求項１０に記載のタッチ式液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ式表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
平板表示技術の飛躍的な発展に伴って、低コスト、薄型化、省電力などの長所を有する平板表示装置は、消費者に人気である。近年、平板表示技術は、携帯電話、デジカメ及びコンピューターなどの電子製品に広く用いられている。通常、平板表示装置は主にプラズマ表示素子（ＰＤＰ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）及び有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などを含む。今、主流になっているのは、より安価な製造コストを有する液晶表示装置であり、特にタッチパネル付き液晶表示装置（即ちタッチ式液晶表示装置）が幅広く用いられている。タッチ式液晶表示装置は、一般的に外掛け式及びインセル式（ｉｎ−ｃｅｌｌ）に分かれている。インセルタッチ式表示装置においては、タッチセンサーを液晶表示パネルに直接に製作して、タッチパネルと液晶表示パネルとのインテグレーションを実現する。インセルタッチ式表示装置は、タッチ式表示装置全体の厚さを減低すると共に、別途製造プロセスを増加する必要がないので、製造コストを下げることができる。
【０００３】
インセルタッチ式表示装置の作動中において、ユーザーは表示画面をタッチすることにより各種操作を行える。さらに具体的に説明すると、ユーザーが指先或いはペン先で表示画面の何れかの位置をタッチすると、タッチされた位置に対応するタッチセンサーはユーザーのタッチ操作を検知して、タッチ感応線を介して外部制御回路に感応信号を出力する。前記制御回路は、前記感応信号に基づいて、タッチされた位置を検知して、さらにユーザーが実行しようとする操作を認識して、対応する制御信号を出力する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のインセルタッチ式表示装置において、前記タッチセンサー及び相応するタッチ感応線は、液晶表示パネルの内部に直接に製作されるため、前記液晶表示パネルの共通電極と前記タッチ感応線との間には、液晶容量が発生する。ところが、液晶表示パネルは一般的に反転駆動法を採用し、前記共通電極に印加される共通電圧の極性は絶えず変化している。前記液晶容量が存在するため、前記タッチ感応線は、感応信号を相応する制御回路に伝送する際に、前記共通電圧によって影響されて同一感応信号は異なる時点で読み取ると、異なる結果を得る可能性があり、それにより、信号読取りには間違いが発生し、誤動作を起す。即ち、従来のインセルタッチ式表示装置は、安定性及び信頼性が低いという問題がある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明は、誤動作の発生率を低減できるタッチ式表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明に係るタッチ式表示装置は、複数の走査線、前記走査線に直交して設けられる複数のデータ線、複数の画素ユニット及び１つの共通電極層を有するタッチ表示パネルと、信号処理回路と、を備えてなる。前記複数の画素ユニットは複数のタッチ感応ユニットを構成し、各タッチ感応ユニットは１つのタッチ感応素子を備え、前記タッチ感応素子はそれに対応する走査線に接続されると共に、１つのタッチ感応線を介して前記信号処理回路に接続され、それにより、前記タッチ表示パネルが外力によってタッチされる際に、前記タッチ感応素子は前記信号処理回路にタッチ感応信号を提供する。前記共通電極層は極性反転信号である共通電圧信号を印加され、前記共通電圧信号は第一極性及び前記第一極性に相反する第二極性を含み、前記タッチ感応素子に連接する前記走査線がハイ・レベルの電圧を印加され且つ前記共通電極層の共通電圧信号が第一極性である際に、前記信号処理回路は前記タッチ感応線から信号を読み取る。
【発明の効果】
【０００７】
従来の技術に比べて、本発明のタッチ式表示装置において、前記信号処理ユニットは前記共通電圧信号の極性が第一極性である場合のみに、前記タッチ感応線上のタッチ感応信号を読取って処理する。従って、共通電圧信号が正極又は負極である場合のどちらも、タッチ感応信号を読み取ることに起因する誤動作現象が回避されて、前記タッチ式表示装置の信頼性を高めた。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第一実施形態に係るタッチ式表示装置の回路図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るタッチ式表示装置の局部構造を示す断面図である。
【図３】図１に示したタッチ式表示装置の信号読取回路の１つの読取ユニットを示す図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係るタッチ式表示装置の駆動信号の波形図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係るタッチ式表示装置の回路図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係るタッチ式表示装置の駆動信号の波形図である。
【図７】本発明の第三実施形態に係るタッチ式表示装置の回路図である。
【図８】本発明の第三実施形態に係るタッチ式表示装置の駆動信号の波形図である。
【図９】本発明の第四実施形態に係るタッチ式表示装置の回路図である。
【図１０】本発明の第四実施形態に係るタッチ式表示装置の局部断面図である。
【図１１】図９に示したタッチ式表示装置の信号読取回路の１つの読取ユニットを示す図である。
【図１２】本発明の第四実施形態に係るタッチ式表示装置の駆動信号の波形図である。
【図１３】本発明の第五実施形態に係るタッチ式表示装置の回路図である。
【図１４】本発明の第五実施形態に係るタッチ式表示装置の駆動信号の波形図である。
【図１５】本発明の第六実施形態に係るタッチ式表示装置の回路図である。
【図１６】本発明の第六実施形態に係るタッチ式表示装置の駆動信号の波形図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に示したように、本発明の第一実施形態に係るタッチ式表示装置１００は、インセル式液晶表示装置であり、且つタッチ表示パネル１１０、走査駆動回路１２０、データ駆動回路１３０、信号処理回路１４０及び制御回路１５０を備える。
【００１０】
前記タッチ表示パネル１１０は、液晶表示パネルであり、且つ互いに平行するｍ＋１条の走査線Ｇ０〜Ｇｍと、互い平行し且つ前記走査線Ｇ０〜Ｇｍに絶縁されて直交するｎ条のデータ線Ｄ１〜Ｄｎと、前記走査線Ｇ０〜Ｇｍ及び前記データ線Ｄ１〜Ｄｎから定義され且つマトリックス状に分布されるｍ×ｎ個の画素ユニットＰｉｊ（ｉ及びｊは、前記画素ユニットが前記マトリックスの第ｉ行及び第ｊ列に位置することを示し、1≦ｉ≦ｍ、1≦ｊ≦ｎ）を備える。各々の画素ユニットＰｉｊは、１つの薄膜トランジスタ１１１及び１つの画素電極１１２を含む。前記薄膜トランジスタ１１１のゲート電極は、それに対応する走査線Ｇｉ（1≦ｉ≦ｍ）を介して前記走査駆動回路１２０に接続される。前記薄膜トランジスタ１１１のソース電極は、それに対応するデータ線Ｄｊ（1≦ｊ≦ｎ）を介して前記データ駆動回路１３０に接続される。前記薄膜トランジスタ１１１のドレーン電極は、前記画素電極１１２に接続される。前記タッチ表示パネル１１０は、複数の共通電極１１６により構成される共通電極層をさらに含み、各々の共通電極１１６は、１つの画素ユニットに対応する。各々の画素ユニットにおいて、前記画素電極１１２、前記共通電極１１６及び両者の間に挟持されている液晶層は、液晶容量１１５を形成する。
【００１１】
前記タッチ表示パネル１１０において、上述したマトリックス状に分布するｍ×ｎ個の画素ユニットは、複数のタッチ感応ユニット１１９に区分されることができる。前記複数のタッチ感応ユニット１１９もマトリックス状に分布する。本実施形態おいて、図１に示すように、ｐ×ｑ個（ｐ＝３、ｑ＝２）の画素ユニットは、１つのタッチ感応ユニット１１９を構成し、即ち、各々のタッチ感応ユニット１１９は、３×２個の画素ユニットを備える。前記３×２個の画素ユニットは、隣り合う行に位置する第一サブユニット１１９ａ及び第二サブユニット１１９ｂに区分される。各々のサブユニット（１１９ａ或いは１１９ｂ）は、それぞれ３×１個の画素ユニットを含み、前記３×１個の画素ユニットは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）画素ユニットから構成される。なお、変更例として、ｐ及びｑは、他の数値であってもよく、従って、前記タッチ表示パネル１１０の構造を相応して調整すべきである。
【００１２】
分り易く説明するために、以下、前記第一サブユニット１１９ａ及び前記第二サブユニット１１９ｂはそれぞれ第ｉ行及び第ｉ＋１行に位置することを仮定する。各々のタッチ感応ユニット１１９は、１つのタッチ感応素子１０９を含み、前記タッチ感応素子１０９が前記第一サブユニット１１９ａ中に配置されるのが好ましい。しかも、前記タッチ感応素子１０９を前記第一サブユニット１１９ａの何れか１つの画素ユニット中に設置してもよい。前記タッチ感応素子１０９は、それに対応するタッチ感応線１１４を介して前記信号処理回路１４０にタッチ感応信号を提供する。本実施形態において、ｉは、奇数であり、前記タッチ感応素子１０９は、走査線Ｇｉ−１に接続されると同時に、１つの前記タッチ感応線１１４を介して前記信号処理回路１４０に接続される。それ以外、同じ列に位置する複数のタッチ感応ユニット１１９のあらゆるタッチ感応素子１０９は、同じタッチ感応線１１４を介して前記信号処理回路１４０に接続されている。本実施形態において、前記複数のタッチ感応素子１０９は、奇数行の画素ユニット中に位置する。
【００１３】
図２は、前記タッチ表示パネル１１０のタッチ感応ユニット１１９の断面構造を示している。各々のタッチ感応ユニット１１９において、前記タッチ感応素子１０９は、カラーフィルタ（Ｃｏｌｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒ，ＣＦ）基板に設けられ且つ前記共通電極層１１６によって被覆されている突起部１２１と、前記薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＴＦＴ）基板に設けられ且つ前記突起部１２１に対応するタッチ電極１２２と、スイッチング素子１２３と、を備える。前記スイッチング素子１２３は、制御端１２３１を有し、前記制御端１２３１は、前記タッチ感応ユニット１１９がユーザーにタッチされるかどうかに基づいて、前記スイッチング素子１２３のＯＮ/ＯＦＦを決定する。より詳細には、本実施形態において、前記スイッチング素子１２３は、薄膜トランジスタ構造を持ち、前記薄膜トランジスタのゲート電極は制御端として前記タッチ電極１２２まで延在して、前記タッチ電極１２２と接触する。前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレーン電極は、それぞれ前記走査線Ｇｉ−１及び前記タッチ感応線１１４に接続される。前記タッチ感応ユニット１１９に外力を印加すると、前記突起部１２１は、外力によって前記薄膜トランジスタ基板側へ移動して、前記突起部１２１の表面に被覆されている前記共通電極層１１６は前記タッチ電極１２２に当接される。従って、前記共通電極層１１６上の共通電圧は、前記スイッチング素子１２３のゲート電極に印加されて、前記スイッチング素子１２３を導通させる。この際、前記スイッチング素子１２３は、そのソース電極が接収した前記走査線Ｇｉ−１からの走査信号をタッチ感応信号として前記タッチ感応線１１４を介して前記信号処理回路１４０に伝送する。
【００１４】
前記信号処理回路１４０は、複数の信号処理ユニット１４１を備える。図３に示したように、各々の信号処理ユニット１４１は、一列のタッチ感応ユニット１１９に対応し、且つ前記タッチ感応ユニット１１９に対応するタッチ感応線１１４に接続されて、前記タッチ感応線１１４を介して伝送される信号を処理する。より詳細には、前記信号処理ユニット１４１は、制御スイッチ１４２、信号メモリーユニット１４４及び比較回路１４６を備える。前記制御スイッチ１４２の一端は前記タッチ感応線１１４に接続され、前記制御スイッチ１４２の他端は前記信号メモリーユニット１４４を介して前記比較回路１４６に接続される。前記制御スイッチ１４２は、前記タッチ式表示装置１００の内部タイミングに制御されて導通或いはシャットオフして、前記タッチ感応線１１４からのタッチ感応信号を読み取るかどうかを決定する。前記比較回路１４６は、差別増幅器（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）の構造を有する比較器を備えることが可能であり、且つ同相入力端、反相入力端及び出力端を備える。前記同相入力端は、前記信号メモリーユニット１４４に接続されて、タッチ感応信号を接収する。前記反相入力端には基準電圧信号を印加され、前記出力端は前記制御回路１５０に接続される。前記信号メモリーユニット１４４は、並列連接する蓄積容量１４７及びスイッチング素子１４８を備える。
【００１５】
図４は、図１に示したタッチ式表示装置１００の駆動信号の波形図を示している。Ｇ０〜Ｇｍは、それぞれ前記走査駆動回路１２０が前記走査線Ｇ０〜Ｇｍに印加する複数の走査信号を代表する。Ｖｄは、Ｄ１〜Ｄｎ中の何れか１つのデータ線上のデータ信号を代表する。Ｖｃｏｍは、前記複数の共通電極１１６（即ち前記共通電極層）上の共通電圧信号を代表する。Ｖｒは、前記制御スイッチ１４２の導通又はシャットオフタイミングを代表する。具体的には、Ｖｒのハイ・レベル（Ｈｉｇｈ  Ｌｅｖｅｌ）時間段階は前記制御スイッチ１４２が導通されたことを示し、Ｖｒのロー・レベル（Ｌｏｗ  Ｌｅｖｅｌ）時間段階は前記制御スイッチ１４２がシャットオフされたことを示す。
【００１６】
前記複数の走査信号は、実際に複数のハイ・レベルパルスである。通常、前記複数の走査線Ｇ０〜Ｇｍの全てに順次にハイ・レベルパルスが一回印加される時間は、１つのフレーム（ｆｒａｍｅ）画面の時間と定義され、且つ１つのフレーム時間の任意時刻において、ただ１つの走査線Ｇｉ−１だけにハイ・レベルパルスが印加される。前記１つのフレーム画面の時間において、前記データ駆動回路１３０が順次に出力した１つのフレーム画面を代表する複数のデータ信号がそれぞれ複数のデータ線Ｄ１〜Ｄｎ、複数の薄膜トランジスタ１１１を介して各々の画素電極１１２に入力されると共に、前記共通電圧信号が前記複数の共通電極１１６に入力されて、前記タッチ式表示装置１００のあらゆる画素ユニットに一回の表示を実現する。前記タッチ式表示装置１００が１つのフレーム画面を表示する作動原理は周知であるので、ここで具体的な説明を省略する。前記共通電圧信号は、極性反転信号であり、実際の必要によって前記共通電圧信号の振幅範囲を設定することができる。例えば、前記共通電圧信号の振幅範囲を１Ｖ〜５Ｖ或いは−３Ｖ〜３Ｖと設定する。
【００１７】
以下、前記タッチ式表示装置１００のタッチ感応信号の読取及び処理過程について詳細に説明する。
【００１８】
図４に示したように、第Ｎ番目のフレーム画面の時間段階において、前記タッチ感応ユニット１１９に接続されている前記走査線Ｇｉ−１が走査信号のＴ時間段階（本実施形態において、ｉは奇数である）の信号を接収すると、前記複数の共通電極１１６には正極のハイ・レベルの共通電圧信号が印加される。さらに、仮に前記Ｔ時間段階において、ユーザーが指先或いはタッチペンなどで前記タッチ式表示装置１００に対してタッチ操作をし、且つタッチされた位置が前記走査線Ｇｉ−１に接続する前記タッチ感応ユニット１１９に対応したら、前記タッチ感応ユニット１１９は前記タッチ操作からの押圧力を受け、前記タッチ感応素子１０９の突起部１２１は外力により前記薄膜トランジスタ基板側へ移動するので、前記突起部１２１の表面に被覆されている前記共通電極層１１６は前記タッチ電極１２２に当接される。従って、前記共通電極層１１６上の共通電圧は、前記スイッチング素子１２３のゲート電極に印加され、前記スイッチング素子１２３が導通される。前記スイッチング素子１２３は、前記走査信号をタッチ感応信号として前記タッチ感応線１１４を介して前記走査信号を前記信号処理回路１４０の信号処理ユニット１４１に出力する。この際、Ｖｒから分るように、前記信号処理ユニット１４１の制御スイッチ１４２が導通されるため、前記信号処理ユニット１４１は、前記タッチ感応線１１４からのタッチ感応信号を読み取ることができる。より詳細には、前記タッチ感応信号は、前記制御スイッチ１４２を通して前記信号メモリーユニット１４４の蓄積容量１４７に伝送されて格納される。前記比較回路１４６は、前記タッチ感応信号及び前記基準電圧信号を比較して、前記制御回路１５０にタッチ制御信号を出力すると、前記制御回路１５０は、前記タッチされた位置の座標を検知して、前記座標によってユーザーが実行しようとする入力操作を認識して、制御信号を発送して前記タッチ式表示装置１００或いはそれを用いた電子製品を制御する。
【００１９】
さらに説明すると、次の走査線Ｇｉが走査信号のＴ時間段階の信号を接収すると、前記複数の共通電極１１６には負極のロー・レベルの共通電圧信号が印加される。前記走査線Ｇｉ上にはタッチ感応素子が設けられなかったため、前記信号処理ユニット１４１の制御スイッチ１４２はシャットオフされ、前記信号処理ユニット１４１は、前記タッチ感応線１１４からのタッチ感応信号を読み取らない。
【００２０】
第Ｎ＋１番目のフレーム画面の時間段階において、前記タッチ感応ユニット１１９に接続されている前記走査線Ｇｉ−１が走査信号のＴ時間段階の信号を接収すると、極性反転の必要によって、前記複数の共通電極１１６には負極のロー・レベルの共通電圧信号が印加される。この際、Ｖｒから分るように、前記信号処理ユニット１４１中の制御スイッチ１４２はシャットオフしているため、前記信号処理ユニット１４１は、前記タッチ感応線１１４からのタッチ感応信号を読み取ることができない。次の走査線Ｇｉが走査信号のＴ時間段階の信号を接収すると、前記走査線Ｇｉ上にはタッチ感応素子が設けられなかったため、前記信号処理ユニット１４１の制御スイッチ１４２は相変わらずシャットオフされ、前記信号処理ユニット１４１は、前記タッチ感応線１１４からのタッチ感応信号を読み取らない。
【００２１】
上述した内容から分るように、本実施形態おいて、第Ｎ＋１番目のフレーム画面の時間段階において、前記信号処理ユニット１４１中の制御スイッチ１４２はシャットオフされ、前記信号処理ユニット１４１は、前記タッチ感応線１１４からのタッチ感応信号に対して読み取って処理しない。
【００２２】
第Ｎ＋２番目のフレーム画面の時間段階において、前記タッチ式表示装置１００の作動原理は、前記第Ｎ番目のフレーム画面とほぼ同じである。具体的に説明すると、前記タッチ感応ユニット１１９に接続されている前記走査線Ｇｉ−１が走査信号のＴ時間段階の信号を接収する場合、極性反転の必要によって、前記複数の共通電極１１６には正極のハイ・レベルの共通電圧信号が印加される。この際、ユーザーが指先或いはタッチペンなどで前記タッチ式表示装置１００に対してタッチ操作をし、且つ前記タッチされた位置が走査線Ｇｉ−１に接続する前記タッチ感応ユニット１１９に対応したら、前記スイッチング素子１２３は導通されると共に、前記走査信号をタッチ感応信号として前記タッチ感応線１１４を介して前記走査信号を前記信号処理回路１４０の信号処理ユニット１４１に出力する。この際、Ｖｒから分るように、前記信号処理ユニット１４１中の制御スイッチ１４２は導通されたので、前記信号処理ユニット１４１は、前記タッチ感応線１１４からのタッチ感応信号を読み取って処理する。次の走査線Ｇｉが走査信号のＴ時間段階の信号を接収すると、前記共通電極１１６には負極のロー・レベルの共通電圧信号が印加される。前記走査線Ｇｉ上にはタッチ感応素子が設けられなかったため、前記信号処理ユニット１４１中の制御スイッチ１４２はシャットオフされ、前記信号処理ユニット１４１は、前記タッチ感応線１１４からのタッチ感応信号を読み取らない。
【００２３】
第Ｎ＋２番目のフレーム以後、前記タッチ式表示装置１００は、前記第Ｎ＋１番目のフレーム及び前記第Ｎ＋２番目のフレームの各ステップ及び動作を繰り返すので、ここで具体的な説明を省略する。
【００２４】
本発明に係るタッチ式表示装置１００において、前記信号処理ユニット１４１中の制御スイッチ１４２は、タッチ感応素子１０９に連接する前記走査線Ｇｉ−１が走査され且つ前記共通電圧信号が正極である場合に導通されるので、前記信号処理ユニット１４１は、共通電圧信号が正極である際に、前記タッチ感応線１１４からのタッチ感応信号を読み取って処理する。これにより、共通電圧信号が正極又は負極である場合のどちらも、タッチ感応信号を読み取ることに起因する誤動作現象を回避して、前記タッチ式表示装置１００の信頼性を高める。
【００２５】
図５は、本発明の第二実施形態に係るタッチ式表示装置の回路図を示している。本発明の第二実施形態に係るタッチ式表示装置２００と前記第一実施形態に係るタッチ式表示装置１００とを区別するところは、前記タッチ式表示装置２００において、第一サブユニット２１９ａ及び第二サブユニット２１９ｂがそれぞれ第ｉ行（本実施形態において、ｉは奇数である）及び第ｉ＋１行に位置されると、各々のタッチ感応ユニット２１９のタッチ感応素子２０９は、前記第二サブユニット２１９ｂの何れか１つの画素ユニットに配置され、且つ第ｉ條走査線Ｇｉに接続されて、タッチ感応線２１４を介して信号処理回路２４０に接続される。
【００２６】
図６は、図５に示したタッチ式表示装置２００の駆動信号の波形図を示している。前記タッチ式表示装置２００が作動する際に、前記信号処理ユニット２４１中の制御スイッチは、タッチ感応素子２０９に連接する前記走査線Ｇｉが走査され且つ前記共通電圧信号が負極である場合に導通され、さらに、前記信号処理ユニット２４１は、共通電圧信号が負極である時に、前記タッチ感応線２１４からのタッチ感応信号を読み取って処理し、共通電圧信号が正極又は負極である場合のどちらも、タッチ感応信号を読み取ることに起因する誤動作現象を回避して、前記タッチ式表示装置２００の信頼性を向上した。
【００２７】
図７は、本発明の第三実施形態に係るタッチ式表示装置の回路図を示している。第三実施形態に係るタッチ式表示装置３００と前記第一実施形態に係るタッチ式表示装置１００とを区別するところは、タッチ表示パネル３１０において、ｐ×ｑ（ｐ＝３、ｑ＝１）個の画素ユニットは、１つのタッチ感応ユニット３１９を構成し、即ち、前記タッチ感応ユニット３１９は、それぞれ３×１個の画素ユニットを含む。各々のタッチ感応ユニット３１９は、１つのタッチ感応素子３０９を備え、前記タッチ感応素子３０９を前記タッチ感応ユニット３１９の何れか１つの画素ユニットに配置してもよい。しかも、前記タッチ感応素子３０９は、それに対応する１つの走査線に接続されると共に、１つのタッチ感応線３１４を介して信号処理回路３４０に接続される。実際的に、本実施形態において、前記複数のタッチ感応素子３０９は、偶数行の画素ユニットに位置される。
【００２８】
図８は、図７に示したタッチ式表示装置３００の駆動信号の波形図を示している。以下、図８に基づいて前記タッチ式表示装置３００におけるタッチ感応信号の読み取り及び処理過程について詳細に説明する。
【００２９】
第Ｎ番目のフレーム画面の時間段階において、前記走査線Ｇｉ−１（ｉは奇数である）が走査信号のＴ時間段階の信号を接収すると、前記共通電極３１４には正極のハイ・レベルの共通電圧信号が印加される。この際、ユーザーが指先或いはタッチペン等で前記タッチ式表示装置３００に対してタッチ操作をし、且つタッチされた位置は前記走査線Ｇｉ−１に連接する前記タッチ感応ユニット３１９に対応したら、前記スイッチング素子３２３は導通されると共に、前記走査信号をタッチ感応信号として前記タッチ感応線３１４を介して前記走査信号を前記信号処理回路３４０の信号処理ユニット３４１に出力する。この際、Ｖｒから分るように、前記信号処理ユニット３４１中の制御スイッチは導通されたので、前記信号処理ユニット３４１は、前記タッチ感応線３１４からのタッチ感応信号を読み取って処理する。
【００３０】
第Ｎ＋１番目のフレーム画面の時間内において、前記走査線Ｇｉ（ｉは奇数である）が走査信号のＴ時間段階の信号を接収すると、前記共通電極３１４には正極であるハイ・レベルの共通電圧信号が印加される。この際、ユーザーが指先或いはタッチペン等で前記タッチ式表示装置３００に対してタッチ操作をし、且つタッチされた位置が前記走査線Ｇｉ−１に連接する前記タッチ感応ユニット３１９に対応したら、前記スイッチング素子３２３は導通されると共に、前記走査信号をタッチ感応信号として前記タッチ感応線３１４を介して前記走査信号を前記信号処理回路３４０の信号処理ユニット３４１に出力する。この際、Ｖｒから分るように、前記信号処理ユニット３４１中の制御スイッチは導通されるので、前記信号処理ユニット３４１は前記タッチ感応線３１４からのタッチ感応信号を読み取って処理する。
【００３１】
前記第Ｎ＋１番目のフレーム以後に、前記タッチ式表示装置３００は、前記第Ｎ番目のフレーム及び前記第Ｎ＋１番目のフレームの各々のステップ及び動作を繰り返すので、ここで具体的な説明を省略する。
【００３２】
従来の技術に比べて、第Ｎ番目のフレーム画面の時間内において、前記信号処理ユニット３４１中の制御スイッチは、前記走査線Ｇｉ−１が走査され且つ前記共通電圧信号が正極である場合に導通されるので、信号処理ユニット３４１は、共通電圧信号が正極である際に、前記走査線Ｇｉ−１上のタッチ感応信号を読み取って処理する。さらに、第Ｎ＋１番目のフレーム画面の時間内において、前記信号処理ユニット３４１中の制御スイッチ３４２は、前記走査線Ｇｉが走査され且つ共通電圧信号が正極である場合に導通されるので、前記信号処理ユニット３４１は、共通電圧信号が正極である時に前記走査線Ｇｉ上のタッチ感応信号を読取って処理する。即ち、前記共通電圧信号が正極である場合、連続する２つのフレーム画面の時間内において、前記タッチ式表示装置３００はあらゆる走査線に連接されるタッチ感応素子３０９のタッチ感応信号を読取って処理する。共通電圧信号が正極又は負極である場合のどちらも、タッチ感応信号を読み取ることに起因する誤動作現象を回避して、前記タッチ式表示装置３００の信頼性を高める。
【００３３】
尚、前記タッチ式表示装置３００は、フレーム画面時間ごとで前記タッチ感応信号及びカップリング信号を読み取る。前記第一実施形態、第二実施形態に係るタッチ式表示装置１００及びタッチ式表示装置２００の読取り周波数が高いので、前記タッチ式表示装置３００の敏感度も高い。
【００３４】
図９は、本発明の第四実施形態に係るタッチ式表示装置４００の回路図を示している。前記タッチ式表示装置４００は、インセル（ｉｎ−ｃｅｌｌ）タッチ式表示装置であり、タッチ表示パネル４１０、走査駆動回路４２０、データ駆動回路４３０、信号処理回路４４０及び制御回路４５０を備える。
【００３５】
前記タッチ表示パネル４１０は、液晶表示パネルであり、互いに平行するｍ+1条の走査線Ｇ０〜Ｇｍと、互い平行し且つ前記走査線Ｇ０〜Ｇｍに絶縁的に直交するｎ条のデータ線Ｄ１〜Ｄｎと、前記走査線Ｇ０〜Ｇｍ及び前記データ線Ｄ１〜Ｄｎにより定義され且つマトリックス状に分布するｍ×ｎ個の画素ユニットＰｉｊ（ｉ及びｊは、前記画素ユニットが前記マトリックスの第ｉ行及び第ｊ列に位置することを示し、1≦ｉ≦ｍ、1≦ｊ≦ｎ）と、を備える。各々の画素ユニットＰｉｊは、１つの薄膜トランジスタ４１１及び１つの画素電極４１２を含む。前記薄膜トランジスタ４１１のゲート電極は、それに対応する走査線Ｇｉ（1≦ｉ≦ｍ）を介して前記走査駆動回路４２０に接続される。前記薄膜トランジスタ１１１のソース電極は、それに対応するデータ線Ｄｊ（1≦ｊ≦ｎ）を介して前記データ駆動回路４３０に接続される。前記薄膜トランジスタ４１１のドレーン電極は、前記画素電極４１２に接続される。前記タッチ表示パネル４１０は、複数の共通電極４１６により構成される共通電極層をさらに含み、各々の共通電極４１６は、１つの画素ユニットに対応する。各々の画素ユニットにおいて、前記画素電極４１２、前記共通電極４１６及び両者の間に挟持される液晶層は、液晶容量４１５を形成する。
【００３６】
前記タッチ表示パネル４１０において、上述したマトリックス状に分布されているｍ×ｎ個の画素ユニットは、複数のタッチ感応ユニット４１９及び複数のカップリング感応ユニット４１８に区分されることができる。前記複数のカップリング感応ユニット４１８及び前記複数のタッチ感応ユニット４１９も、マトリックス状に分布される。本実施形態おいて、ｐ×ｑ個（ｐ＝３、ｑ＝２）の画素ユニットは、１つのタッチ感応ユニット４１９を構成する。即ち、各々のタッチ感応ユニット４１９及び各々のカップリング感応ユニット４１８は、それぞれ３×２個の画素ユニットを備える。しかも、前記タッチ感応ユニット４１９の３×２個の画素ユニットを、隣り合う行に位置する第一サブユニット４１９ａ及び第二サブユニット４１９ｂに区分することができる。各々のサブユニット（４１９ａ或いは４１９ｂ）は３×１個の画素ユニットを備え、前記３×１個の画素ユニットはそれぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）画素ユニットである。前記カップリング感応ユニット４１８の３×２個の画素ユニットを、隣り合う行に位置する第一サブユニット４１８ａ及び第二サブユニット４１８ｂに区分することができる。各々のサブユニット（４１８ａ或いは４１８ｂ）は３×１個の画素ユニットを備え、前記３×１個の画素ユニットはそれぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）画素ユニットである。本実施形態において、前記タッチ感応ユニット４１９及び前記カップリング感応ユニット４１８は、相隣して配置され、より詳細には、各列の前記タッチ感応ユニット４１９及びカップリング感応ユニット４１８は、交互に離間して設けられている。
【００３７】
分り易く説明するために、以下、前記タッチ感応ユニット４１９の第一サブユニット４１９ａ及び第二サブユニット４１９ｂがそれぞれ第ｉ行及び第ｉ＋１行に位置することを仮定し、前記カップリング感応ユニット４１８の第一サブユニット４１８ａ及び第二サブユニット４１８ｂをそれぞれ第ｉ＋２行及び第ｉ＋３行に位置するのに仮定する。各々のタッチ感応ユニット４１９は、１つのタッチ感応素子４０９を備え、前記タッチ感応素子４０９は、前記第一サブユニット４１９ａの１つの画素ユニットに配置されて、走査線Ｇｉ−１に接続されると同時に１つのタッチ感応線４１４を介して前記信号処理回路４４０に接続される。各々のカップリング感応ユニット４１８は、１つのカップリング感応素子４０８を備え、前記カップリング感応素子４０８は、前記第一サブユニット４１８ａの１つの画素ユニットに配置されて、走査線Ｇｉ＋１に接続されると同時に前記タッチ感応線４１４を介して前記信号処理回路４４０に接続される。具体的に説明すると、本実施形態において、同じ列に位置する複数のタッチ感応ユニット４１９及び複数のカップリング感応ユニット４１８のあらゆるタッチ感応素子４０９又はカップリング感応素子４０８は、全て同じタッチ感応線４１４を介して前記信号処理回路４４０に接続されている。実際的に、同じタッチ感応線４１４に接続される複数のタッチ感応素子４０９及び複数のカップリング感応素子４０８は、奇数行の画素ユニットの中に交互に配置されている。
【００３８】
前記タッチ感応ユニット４１９は、ユーザーが前記タッチ式表示装置４００をタッチする際に前記信号処理回路４４０にタッチ感応信号を提供する。前記カップリング感応ユニット４１８は、前記信号処理回路４４０にカップリング信号を提供するために用いられる。
【００３９】
図１０は、前記タッチ表示パネル４１０中のタッチ感応ユニット４１９の断面構造を示している。各々のタッチ感応ユニット４１９において、前記タッチ感応素子４０９は、カラーフィルタ（Ｃｏｌｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒ，ＣＦ）基板に設けられ且つ前記共通電極４１６に覆われている突起部４２１と、前記薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＴＦＴ）基板に設けられ且つ前記突起部４２１に対応するタッチ電極４２２と、スイッチング素子４２３と、を備える。前記スイッチング素子４２３は、制御端を有し、前記制御端は、前記タッチ感応ユニット４１９がユーザーにタッチされるかどうかに基づいて、前記スイッチング素子４２３のＯＮ/ＯＦＦを決定する。より詳細には、本実施形態において、前記スイッチング素子４２３は、薄膜トランジスタ構造を持ち、前記薄膜トランジスタのゲート電極は制御端として前記タッチ電極４２２まで延在して、前記タッチ電極１２２と接触する。前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレーン電極は、それぞれ前記走査線Ｇｉ−１及び前記タッチ感応線４１４に接続される。前記タッチ感応ユニット４１９は外力が印加されると、前記突起部４２１は、外力によって前記薄膜トランジスタ基板側へ移動して、前記突起部４２１の表面に被覆されている前記共通電極層４１６は前記タッチ電極４２２に当接される。従って、前記共通電極層４１６上の共通電圧は、前記スイッチング素子４２３のゲート電極に印加されて、前記スイッチング素子４２３を導通させる。この際、前記スイッチング素子４２３は、そのソース電極が接収した前記走査線Ｇｉ−１からの走査信号をタッチ感応信号として前記タッチ感応線４１４を介して前記信号処理回路４４０に伝送する。
【００４０】
前記カップリング感応素子４０８の構造は、前記タッチ感応素子４０９と類似する。具体的に説明すると、前記カップリング感応素子４０８の薄膜トランジスタ基板側の構造は、前記タッチ感応素子４０９の薄膜トランジスタ基板での構造と等しい。しかも、前記タッチ感応素子４０９に比べて、前記カップリング感応素子４０８のカラーフィルタ基板側には、上記したような突起を有しない。即ち、前記カップリング感応素子４０８は、外力を受けた際に前記共通電極層に直接に導通しないので、前記カップリング感応素子４０８は、前記信号処理回路４４０にカップリング信号を提供するために用いられる。前記カップリング感応素子４０８は、電極４２４及び薄膜トランジスタ構造を持つスイッチング素子４２５を備え、前記スイッチング素子４２５のゲート電極、ソース電極及びドレーン電極は、それぞれ前記電極４２４、前記走査線Ｇｉ及び前記タッチ感応線４１４に接続される。
【００４１】
前記信号処理回路４４０は、複数の信号処理ユニット４４１を備える。図１１を参照すると、各々の信号処理ユニット４４１は、同じ列のタッチ感応ユニット４１９に位置する前記カップリング感応ユニット４１８に対応し、且つ当該列のタッチ感応ユニット４１９及びカップリング感応ユニット４１８に対応する前記タッチ感応線４１４に接続されて、前記タッチ感応線４１４を介して伝送される信号に対して処理する。より詳細には、前記信号処理ユニット４４１は、第一制御スイッチ４４２、第二制御スイッチ４４３、第一信号メモリーユニット４４４、第二信号メモリーユニット４４５及び比較回路４４６を備える。前記第一制御スイッチ４４２の一端は前記タッチ感応線４１４に接続され、前記第一制御スイッチ４４２の他端は前記第一信号メモリーユニット４４４を介して前記比較回路４４６に接続される。前記第二制御スイッチ４４３の一端は前記タッチ感応線４１４に接続され、前記第二制御スイッチ４４３の他端は前記第二信号メモリーユニット４４５を介して前記比較回路４４６に接続される。前記第一制御スイッチ４４２及び前記第二制御スイッチ４４３は、前記タッチ式表示装置の内部タイミングに制御されて交互に導通される。即ち、同じ時刻に両者の中に１つだけがシャットオフされる。前記比較回路４４６は、差別増幅器（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）の構造を有する比較器を備えることができ、且つ同相入力端、反相入力端及び出力端を含む。前記第一信号メモリーユニット４４４及び前記第二信号メモリーユニット４４５は、それぞれ前記同相入力端及び反相入力端に接続される。前記出力端は、前記制御回路４５０に接続される。前記第一信号メモリーユニット４４４及び前記第二信号メモリーユニット４４５の構造は、等しくてもよく、両者はどちらも並列して連接する蓄積容量４４７及びスイッチング素子４４８を備える。
【００４２】
図１２は、図９に示したタッチ式表示装置４００の駆動信号の波形図を示している。Ｇ０〜Ｇｍは、それぞれ前記走査駆動回路４２０が前記走査線Ｇ０〜Ｇｍに印加する複数の走査信号を代表する。Ｖｄは、Ｄ１〜Ｄｎ中の何れか１つのデータ線上のデータ信号を代表する。Ｖｃｏｍは、前記複数の共通電極４１６（即ち前記共通電極層）上の共通電圧信号を代表する。Ｖｒ１は、前記第一制御スイッチ４４２の導通又はシャットオフタイミングを代表し、Ｖｒ１のハイ・レベル時間段階は、前記第一制御スイッチ４４２が導通されたことを示し、Ｖｒ１のロー・レベル時間段階は、前記第一制御スイッチ４４２がシャットオフされたことを示す。Ｖｒ２は、前記第二制御スイッチ４４３の導通又はシャットオフタイミングを代表し、Ｖｒ２のハイ・レベル時間段階は、前記第二制御スイッチ４４３が導通されたことを示し、Ｖｒ２のロー・レベル時間段階は、前記第二制御スイッチ４４３がシャットオフされたことを示す。
【００４３】
前記複数の走査信号は、実際的に複数のハイ・レベルパルスである。通常、前記複数の走査線Ｇ０〜Ｇｍの全てに順次にハイ・レベルパルスが一回印加される時間は、１つのフレーム画面の時間と定義され、且つ１つのフレーム時間の任意時刻において、ただ１つの走査線Ｇ０〜Ｇｍがハイ・レベルパルスを印加される。前記１つのフレーム画面の時間において、前記データ駆動回路４３０が順次に出力した１つのフレーム画面を代表する複数のデータ信号は、それぞれ複数のデータ線Ｄ１〜Ｄｎ、複数の薄膜トランジスタ４１１を介して各々の画素電極４１２に入力されると共に、前記共通電圧信号が前記複数の共通電極４１６（即ち前記共通電極層）に入力されて、前記タッチ式表示装置４００のあらゆる画素ユニットの一回の表示を実現する。前記タッチ式表示装置４００が１つのフレーム画面を表示する作動原理は周知であるので、ここで具体的な説明を省略する。その中、前記共通電圧信号は極性反転信号であり、基準値の上下に連動し、実際の必要によって前記共通電圧信号の基準値及び振幅範囲を設定することができる。例えば、前記共通電圧信号の基準値を２Ｖにすると共に、その振幅範囲を１Ｖ〜５Ｖにし、若しくは、前記共通電圧信号の基準値を０Ｖにすると共に、その振幅範囲を−３Ｖ〜３Ｖと設定する。
【００４４】
以下、前記タッチ式表示装置４００のタッチ感応信号の読取及び処理過程について詳細に説明する。
【００４５】
図１２に示したように、第Ｎ番目のフレーム画面の時間段階において、前記タッチ感応ユニット４１９に接続されている前記走査線Ｇｉ−１が走査信号のＴ時間段階（本実施形態において、ｉは奇数である）の信号を接収すると、前記複数の共通電極４１６には正極のハイ・レベルの共通電圧信号が印加される。さらに、仮に前記Ｔ時間段階において、ユーザーが指先或いはタッチペンなどで前記タッチ式表示装置１００に対してタッチ操作をし、且つタッチされた位置が前記走査線Ｇｉ−１に連接する前記タッチ感応ユニット４１９に対応したら、前記タッチ感応ユニット４１９は前記タッチ操作からの押圧力を受け、前記タッチ感応素子４０９の突起部４２１は外力により前記薄膜トランジスタ基板側へ移動して、前記突起部４２１の表面に被覆されている前記共通電極層４１６を前記タッチ電極４２２に当接させる。従って、前記共通電極層４１６上の共通電圧は、前記スイッチング素子４２３のゲート電極に印加され、前記スイッチング素子４２３が導通される。前記スイッチング素子４２３は、前記走査信号をタッチ感応信号として前記タッチ感応線４１４を介して前記走査信号を前記信号処理回路４４０の信号処理ユニット４４１に出力する。この際、Ｖｒ１及びＶｒ２から分るように、前記信号処理ユニット４４１の第一制御スイッチ４４２が導通され、前記第二制御スイッチ４４３がシャットオフされるため、前記信号処理ユニット４４１は、前記タッチ感応線４１４からのタッチ感応信号を読み取ることができる。より詳細には、前記タッチ感応信号は、前記第一制御スイッチ４４２を通して前記信号メモリーユニット４４４の蓄積容量４４７に伝送されて格納される。前記タッチ式表示装置４００の内部寄生素子のカップリング作用及び外部温度などの影響よって、前記信号処理ユニット４４１が接収したタッチ感応信号には他の干渉信号を交えるかもしれない。
【００４６】
さらに、走査線Ｇｉ＋１が走査されると、Ｖｃｏｍ、Ｖｒ１及びＶｒ２から分るように、前記共通電極４１６には正極のハイ・レベルの共通電圧信号が印加され、前記信号処理ユニット４４１の第一制御スイッチ４４２がシャットオフされ、第二制御スイッチ４４３が導通される。前記カップリング感応ユニット４１８のカップリング感応素子４０８は、前記タッチ式表示装置４００の内部寄生素子のカップリング作用及び外部温度などの影響を受けて、前記信号処理ユニット４４１にカップリング信号を出力する。前記第一制御スイッチ４４２がシャットオフされ、前記第二制御スイッチ４４３が導通されたため、前記信号処理ユニット４４１は、前記カップリング信号を読み取ることができる。即ち、前記カップリング信号は、さらに前記第二制御スイッチ４４３を介して前記第二信号メモリーユニット４４５中の蓄積容量４４７に伝送されて格納される。
【００４７】
前記カップリング感応素子４０８と前記タッチ感応素子４０９とが近接して配置され、且つ両者の構造が類似するため、前記カップリング信号は、タッチ感応信号の中に混ざる前記干渉信号にほぼ等しい。前記タッチ感応信号及び前記カップリング信号は、それぞれ対応する第一信号メモリーユニット４４４及び第二信号メモリーユニット４４５に格納されてから、前記比較回路４４６は、前記第一信号メモリーユニット４４４及び前記第二信号メモリーユニット４４５からタッチ感応信号及びカップリング信号を同時に読み取り且つ両者を比較する。即ち、前記カップリング信号に基づいて前記タッチ感応信号を処理して、前記干渉信号を前記タッチ感応信号から濾過して除去すると共に、前記制御回路４５０に相応するタッチ制御信号を出力して、前記制御回路４５０がタッチされた位置の座標を検知することに供する。前記制御回路４５０は、前記座標に基づいてユーザーが実行しようとする操作の具体的な内容を認識して、前記タッチ式表示装置４００或いはそれを用いる電子製品に相応する制御信号を提供する。
【００４８】
第Ｎ＋１番目のフレーム画面の時間段階において、前記タッチ感応素子４０９に接続されている前記走査線Ｇｉ−１が走査信号のＴ時間段階の信号を接収すると、極性反転の必要によって、前記共通電極４１６には負極のロー・レベルの共通電圧信号が印加される。この際、Ｖｒ１から分るように、前記信号処理ユニット４４１の第一制御スイッチ４４２及び第二制御スイッチ４４３が全てシャットオフされため、前記信号処理ユニット４４１は、前記タッチ感応線４１４からのタッチ感応信号を読み取らない。
【００４９】
さらに、走査線Ｇｉ＋１が走査されると、極性反転の必要によって前記共通電極４１６には負極のロー・レベルの共通電圧信号が印加される。この際、Ｖｒ２から分るように、前記信号処理ユニット４４１の第一制御スイッチ４４２及び第二制御スイッチ４４３が全てシャットオフされたため、前記信号処理ユニット４４１は、前記タッチ感応線４１４からのカップリング信号を読み取らない。
【００５０】
第Ｎ＋２番目のフレーム画面の時間段階において、前記タッチ式表示装置４００の作動原理は前記第Ｎ番目のフレーム画面とほぼ同じである。具体的に説明すると、前記タッチ感応素子４０９に接続されている前記走査線Ｇｉ−１が走査信号のＴ時間段階の信号を接収すると、極性反転の必要によって前記共通電極４１６には正極のハイ・レベルの共通電圧信号が印加される。この際、ユーザーが指先或いはタッチペンなどで前記タッチ式表示装置４００に対してタッチ操作をし、且つ前記タッチされた位置が前記走査線Ｇｉ−１に連接する前記タッチ感応ユニット４１９に対応したら、前記スイッチング素子４２３が導通されると共に、前記タッチ感応素子４０９は、前記走査信号をタッチ感応信号として前記タッチ感応線４１４を介して前記走査信号を前記信号処理回路４４０の信号処理ユニット４４１に出力する。この際、Ｖｒから分るように、前記信号処理ユニット４４１の第一制御スイッチ４４２が導通され、前記第二制御スイッチ４４３がシャットオフされたため、前記信号処理ユニット４４１は、前記タッチ感応線４１４からのタッチ感応信号を読み取って処理する。
【００５１】
さらに、前記走査線Ｇｉ＋１が走査されると、極性反転の必要によって前記共通電極４１６には正極のハイ・レベルの共通電圧信号を印加され、前記信号処理ユニット４４１の第一制御スイッチ４４２がシャットオフされ、前記第二制御スイッチ４４３が導通される。前記カップリング感応ユニット４１８のカップリング感応素子４０８は、前記タッチ感応線４１４を介して前記信号処理ユニット４４１にカップリング信号を出力する。前記第二制御スイッチ４４３が導通されたため、前記信号処理ユニット４４１は、前記カップリング信号を読み取って処理し、さらに前記タッチ感応信号及び前記カップリング信号に基づいて干渉信号を濾過して除去すると共に、前記制御回路４５０に相応するタッチ制御信号を出力する。従って、前記制御回路４５０は、タッチされた位置の座標を検知して、ユーザーが実行しようとする操作の具体的な内容を認識して、相応する制御信号を提供する。
【００５２】
第Ｎ＋２番目のフレーム以後、前記タッチ式表示装置４００は、前記第Ｎ＋１番目のフレーム及び前記第Ｎ＋２番目のフレームの各々のステップ及び動作を繰り返すので、ここで具体的な説明は省略する。
【００５３】
本発明に係るタッチ式表示装置４００において、前記タッチ感応素子４０９に接続されている前記走査線Ｇｉ−１が走査され且つ前記共通電圧信号が正極である時に、前記信号処理ユニット４４１の第一制御スイッチ４４２は導通され、前記信号処理ユニット４４１は、タッチ感応素子４０９に出力されたタッチ感応信号を読み取る。前記カップリング感応素子４０８に接続されている前記走査線Ｇｉ＋１が走査され且つ前記共通電圧信号が正極である時に、前記信号処理ユニット４４１の第二制御スイッチ４４３が導通され、前記信号処理ユニット４４１は前記カップリング感応素子４０８に出力されたカップリング信号を読み取って処理する。これにより、共通電圧信号が正極又は負極である場合のどちらも、タッチ感応信号を読み取ることに起因する誤動作現象を回避して、前記タッチ式表示装置４００の信頼性を高めた。
【００５４】
また、前記信号処理ユニット４４１は、前記カップリング信号に基づいて、前記タッチ感応信号中の干渉信号を濾過して除去するので、前記制御回路４５０は、タッチされた位置の座標を検知して、ユーザーが実行しようとする操作の具体的な内容を認識して、相応する制御信号を提供する。これにより、前記タッチ式表示装置４００及び関連する電子製品が誤動作を発生する頻度を低下させて、前記タッチ式表示装置４００及び関連する電子製品の安定性及び信頼性を向上させる。
【００５５】
図１３は、本発明の第五実施形態に係るタッチ式表示装置の回路図を示している。前記第五実施形態に係るタッチ式表示装置５００と前記第四実施形態に係るタッチ式表示装置４００とを区別するところは、各々のタッチ感応ユニット５１９は、１つのタッチ感応素子５０９を備え、前記タッチ感応素子５０９は、第二サブユニット５１９ｂの１つの画素ユニットに配置されて、走査線Ｇｉに接続されると共にタッチ感応線５１４を介して信号処理回路５４０に接続される。各々のカップリング感応ユニット５１８は、１つのカップリング感応素子５０８を備え、前記カップリング感応素子５０８は、第二サブユニット５１８ｂの１つの画素ユニットに配置されて、走査線Ｇｉ＋２に接続されると共に前記タッチ感応線５１４を介して前記信号処理回路５４０に接続される。実際に、本実施形態において、同じタッチ感応線５１４に連接する前記複数のタッチ感応素子５０９及び前記複数のカップリング感応素子５０８は、偶数行の画素ユニットに交互に設けられている。
【００５６】
図１４、図１３に示したタッチ式表示装置５００の駆動信号の波形図を示している。前記タッチ式表示装置５００が作動する際に、前記信号処理ユニット５４１の第一制御スイッチは、タッチ感応素子５０９に連接する前記走査線Ｇｉが走査され且つ前記共通電圧信号が負極である場合に導通され、さらに、前記信号処理ユニット５４１は、共通電圧信号が負極である時に、前記タッチ感応素子５０９が出力したタッチ感応信号を読み取って処理する。前記信号処理ユニット５４１の第二制御スイッチは、カップリング感応素子５０８に連接する前記走査線Ｇｉ＋２が走査され且つ前記共通電圧信号が負極である場合に導通され、さらに、前記信号処理ユニット５４１は共通電圧信号が負極である時に、前記カップリング感応素子５０８が出力したカップリング信号を読み取って処理する。従って、共通電圧信号が正極又は負極である場合のどちらも、タッチ感応信号を読み取ることに起因する誤動作現象が回避されて、前記タッチ式表示装置５００の信頼性を向上させる。
【００５７】
図１５は、本発明の第六実施形態に係るタッチ式表示装置の回路図を示している。第六実施形態に係るタッチ式表示装置６００と前記第四実施形態に係るタッチ式表示装置４００とを区別するところは、タッチ表示パネル６１０において、タッチ感応ユニット６１９は、ｐ×ｑ（ｐ＝３、ｑ＝１）個の画素ユニットから構成され、カップリング感応ユニット６１８も、ｐ×ｑ（ｐ＝３、ｑ＝１）個の画素ユニットから構成される。即ち、前記タッチ感応ユニット６１９及び前記カップリング感応ユニット６１８は、それぞれ３×１個の画素ユニットを備える。
【００５８】
各々のタッチ感応ユニット６１９は、１つのタッチ感応素子６０９を備える。前記タッチ感応素子６０９は、前記タッチ感応ユニット６１９の何れか１つの画素ユニットに配置され、且つそれに対応する走査線に接続されると共にタッチ感応線６１４を介して前記信号処理回路６４０に接続される。各々のカップリング感応ユニット６１８は、１つのカップリング感応素子６０８を備える。前記カップリング感応素子６０８は、前記カップリング感応ユニット６１８の何れか１つの画素ユニットに配置され、且つそれに対応する走査線に接続されると共に前記タッチ感応線６１４を介して前記信号処理回路６４０に接続される。本実施形態において、同じ列に位置する前記複数のタッチ感応ユニット６１９及び前記複数のカップリング感応ユニット６１８のあらゆるタッチ感応素子６０９、カップリング感応素子６０８は、全て同じタッチ感応線６１４を介して前記信号処理回路６４０に接続される。本実施形態において、同じ列の隣り合う２行に位置する前記タッチ感応ユニット６１９は、１つのタッチ感応グループを構成し、同じ列の隣り合う２行に位置する前記カップリング感応ユニット６１８は、１つのカップリング感応グループを構成する。前記タッチ感応グループ及び前記カップリング感応グループは、交互に設けられている。
【００５９】
分り易く説明するために、以下、前記２つのタッチ感応ユニット６１９は、それぞれ第ｉ行及び第ｉ＋１行に位置することを仮定し、前記２つのカップリング感応ユニット６１８は、それぞれ第ｉ＋２行及び第ｉ＋３行に位置することを仮定する。図１６は、図１５に示したタッチ式表示装置６００の駆動信号の波形図を示している。以下、図１６を参照しながら、前記タッチ式表示装置６００のタッチ感応信号の読取及び処理過程について詳細に説明する。
【００６０】
第Ｎ番目のフレーム画面の時間段階において、前記走査線Ｇｉ−１は走査信号のＴ時間段階の信号を接収すると、前記共通電極６１６には正極のハイ・レベルの共通電圧信号が印加される。この際、ユーザーが指先或いはタッチペンなどで前記タッチ式表示装置６００に対してタッチ操作をし、且つタッチされた位置が前記走査線Ｇｉ−１に連接する前記タッチ感応ユニット６１９に対応したら、前記タッチ感応素子６０９のスイッチング素子６２３が導通されると共に、前記走査信号をタッチ感応信号として前記タッチ感応線６１４を介して前記走査信号を前記信号処理回路６４０の信号処理ユニット６４１に出力する。この際、Ｖｒ１から分るように、前記信号処理ユニット６４１の第一制御スイッチが導通され、前記第二制御スイッチがシャットオフされたため、前記信号処理ユニット６４１は、前記タッチ感応ユニット６１９が出力したタッチ感応信号を読み取って処理する。次に、前記走査線Ｇｉ＋１が走査されると、極性反転の必要によって前記共通電極６１６には正極のハイ・レベルの共通電圧信号が印加される。前記信号処理ユニット６４１の第一制御スイッチがシャットオフされ、前記第二制御スイッチが導通される。前記カップリング感応ユニット６１８のカップリング感応素子６０８は、前記タッチ感応線６１４を介して前記信号処理ユニット６４１にカップリング信号を出力する。上記の如く、前記第二スイッチング素子が導通されたため、前記信号処理ユニット６４１は、前記カップリング信号を読み取って処理して、前記タッチ感応信号及び前記カップリング信号に基づいて干渉信号を濾過して除去すると共に、前記制御回路６５０に相応するタッチ制御信号を出力する。従って、前記制御回路６５０はタッチされた位置の座標を検知して、ユーザーが実行しようとする操作の具体的な内容を認識して、相応する制御信号を提供する。
【００６１】
第Ｎ＋１番目のフレーム画面の時間段階において、前記走査線Ｇｉは走査信号のＴ時間段階の信号を接収すると、前記共通電極６１６には正極のハイ・レベルの共通電圧信号が印加される。この際、ユーザーが指先或いはタッチペンなどで前記タッチ式表示装置６００に対してタッチ操作をし、且つタッチされた位置が前記走査線Ｇｉに連接する前記タッチ感応ユニット６１９に対応したら、前記タッチ感応素子６０９のスイッチング素子が導通され、前記走査信号をタッチ感応信号として前記走査信号を前記タッチ感応線６１４を介して前記信号処理回路６４０の信号処理ユニット６４１に出力する。この際、Ｖｒ１及びＶｒ２から分るように、前記信号処理ユニット６４１の第一制御スイッチが導通され、前記第二制御スイッチがシャットオフされたため、前記信号処理ユニット６４１は、前記タッチ感応素子６０９が出力したタッチ感応信号を読み取って処理する。
【００６２】
さらに、前記走査線Ｇｉ＋２が走査されると、極性反転の必要によって前記共通電極６１６には正極のハイ・レベルの共通電圧信号が印加される。前記信号処理ユニット６４１の第一制御スイッチがシャットオフされ、前記第二制御スイッチが導通される。この際、Ｖｒ１及びＶｒ２から分るように、前記の制御スイッチ１４２は導通されたので、前記信号処理ユニット６４１は、前記走査線Ｇｉ＋２に連接する前記カップリング感応素子６０８が出力したカップリング信号を読み取って処理して、前記タッチ感応信号及び前記カップリング信号に基づいて干渉信号を濾過して除去すると共に、前記制御回路６５０に相応するタッチ制御信号を出力する。従って、前記制御回路６５０は、タッチされた位置の座標を検知して、ユーザーが実行しようとする操作の具体的な内容を認識して、相応する制御信号を提供する。
【００６３】
前記第Ｎ＋１番目のフレーム以後に、前記タッチ式表示装置６００は、前記第Ｎ番目のフレーム及び前記第Ｎ＋１番目のフレームの各々のステップ及び動作を繰り返すので、ここで具体的な説明を省略する。
【００６４】
従来の技術に比べて、第Ｎ番目のフレーム画面の時間内において、前記信号処理ユニット６４１の第一制御スイッチは、前記走査線Ｇｉ−１が走査され且つ前記共通電圧信号が正極である場合に導通されるので、前記信号処理ユニット６４１は共通電圧信号が正極である際に、前記タッチ感応素子６０９が出力したタッチ感応信号を読み取って処理する。前記走査線Ｇｉ＋１が走査され且つ共通電圧信号が正極である場合に、前記第二制御スイッチが導通されるので、前記信号処理ユニット６４１は前記共通電圧信号が正極である場合に、前記カップリング感応素子６０８が出力したカップリング信号を読み取って処理する。さらに、第Ｎ＋１番目のフレーム画面の時間内において、前記信号処理ユニット６４１の第一制御スイッチは、前記走査線Ｇｉが走査され且つ共通電圧信号が正極である場合に導通されるので、前記信号処理ユニット６４１は共通電圧信号が正極である場合に、前記タッチ感応素子６０９が出力したタッチ感応信号を読み取って処理する。前記走査線Ｇｉ＋２が走査され且つ共通電圧信号が正極である場合に、前記第二制御スイッチが導通されるので、前記信号処理ユニット６４１は前記共通電圧信号が正極である場合に、前記カップリング感応素子６０８が出力したカップリング信号を読み取って処理する。これにより、共通電圧信号が正極又は負極である場合のどちらも、タッチ感応信号を読み取ることに起因する誤動作現象を回避して、前記タッチ式表示装置６００の信頼性を向上した。
【００６５】
なお、前記タッチ式表示装置６００は、フレーム画面の時間ごとで前記タッチ感応信号及前記カップリング信号を読み取る。前記第四実施形態のタッチ式表示装置４００及び前記第五実施形態のタッチ式表示装置５００の読み取り周波数がより高いので、前記タッチ式表示装置６００の敏感度もより高い。
【００６６】
なお、本発明は、他の多種な変更例がある。例えば、前記第一実施形態において、前記タッチ感応素子は、前記突起１２１、前記タッチ電極１２２及び前記スイッチング素子１２３により構成されるものではなく、光電薄膜トランジスタにより構成されるフォトレジスト式タッチ感応素子であることができる。また、前記スイッチング素子１２３、１２５はゲート電極が最上層に位置するトップゲートタイプ（Ｔｏｐ  ｇａｔｅ  ｔｙｐｅ）薄膜トランジスタである場合、前記タッチ感応素子１０８に前記タッチ電極１２２を設けなくてもよく、前記カップリング感応素子１０９に前記電極１２４を設けなくてもよく、前記突起１２１は外力によりその表面に覆われている前記共通電極層を前記スイッチング素子１２３のゲート電極に当接させる。また、前記タッチ表示パネル１１０は、前記複数の走査線に平行して設けられる他の走査線（即ち前記スイッチング素子１２３のソース電極）をさらに含み、前記タッチ感応素子１０９は、前記他の走査線に接続され、前記他の走査線により前記タッチ感応素子１０９に相応する走査信号を提供する。また、前記第四実施形態において、前記タッチ感応素子４０９は、他の走査線（即ち前記スイッチング素子４２５のソース電極）に接続され、前記他の走査線により前記タッチ感応素子４０９に相応する走査信号を提供する。
【００６７】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更又は改良するが可能であり、該変更又は改良も、本発明の特許請求の範囲内に含まれることであるのが、いうまでもない。
【符号の説明】
【００６８】
１００            タッチ式表示装置
１０８            タッチ感応素子
１０９            タッチ感応素子
１１０            タッチ表示パネル
１１１            薄膜トランジスタ
１１２            画素電極
１１４            タッチ感応線
１１５            液晶容量
１１６            共通電極
１１９            タッチ感応ユニット
１１９ａ          第一サブユニット
１１９ｂ          第二サブユニット
１２０            走査駆動回路
１２１            突起
１２２            タッチ電極
１２３            スイッチング素子
１２４            電極
１３０            データ駆動回路
１４０            信号処理回路
１４１            信号処理ユニット
１４２            制御スイッチ
１４４            信号メモリーユニット
１４６            比較回路
１４７            蓄積容量
１４８            スイッチング素子
１５０            制御回路
２００            タッチ式表示装置
２０９            タッチ感応素子
２４０            信号処理回路
２１９            タッチ感応ユニット
２１９ａ          第一サブユニット
２１９ｂ          第二サブユニット
３００            タッチ式表示装置
３１４            タッチ感応線
３０９            タッチ感応素子
３１９            タッチ感応ユニット
３２３            スイッチング素子
３４０            信号処理回路
３４１            信号処理ユニット
４００            タッチ式表示装置
４０８            カップリング感応素子
４０９            タッチ感応素子
４１０            タッチ表示パネル
４１１            薄膜トランジスタ
４１２            画素電極
４１４            タッチ感応線
４１５            液晶容量
４１６            共通電極
４１８            カップリング感応ユニット
４１８ａ          第一サブユニット
４１８ｂ          第二サブユニット
４１９            タッチ感応ユニット
４１９ａ          第一サブユニット
４１９ｂ          第二サブユニット
４２０            走査駆動回路
４２１            突起
４２３            スイッチング素子
４２４            電極
４２５            スイッチング素子
４３０            データ駆動回路
４４０            信号処理回路
４４１            信号処理ユニット
４４２            第一制御スイッチ
４４３            第二制御スイッチ
４４４            第一信号メモリーユニット
４４５            第二信号メモリーユニット
４４６            比較回路
４４７            蓄積容量
４４８            スイッチング素子
４５０            制御回路
５００            タッチ式表示装置
５０８            カップリング感応素子
５０９            タッチ感応素子
５１４            タッチ感応線
５１８            カップリング感応ユニット
５１９            タッチ感応ユニット
５１９ｂ          第二サブユニット
５４０            信号処理回路
５４１            信号処理ユニット
６００            タッチ式表示装置
６０８            カップリング感応素子
６０９            タッチ感応素子
６１０            タッチ表示パネル
６１４            タッチ感応線
６１６            共通電極
６１８            カップリング感応ユニット
６１９            タッチ感応ユニット
６４０            信号処理回路
６４１            信号処理ユニット
１２３１          制御端
Ｇ０〜Ｇｍ        走査線
Ｄ１〜Ｄｎ        データ線
【図１】
0005564408.tif 000002
【図２】
0005564408.tif 000003
【図３】
0005564408.tif 000004
【図４】
0005564408.tif 000005
【図５】
0005564408.tif 000006
【図６】
0005564408.tif 000007
【図７】
0005564408.tif 000008
【図８】
0005564408.tif 000009
【図９】
0005564408.tif 000010
【図１０】
0005564408.tif 000011
【図１１】
0005564408.tif 000012
【図１２】
0005564408.tif 000013
【図１３】
0005564408.tif 000014
【図１４】
0005564408.tif 000015
【図１５】
0005564408.tif 000016
【図１６】
0005564408.tif 000017