(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントパネルとリアパネルを含むアクティブマトリクスディスプレイであって、
前記フロントパネルは、
透明基板と、
前記リアパネルと協働して液晶を駆動する共通電極と、
当該ディスプレイにわたって延在した複数のセンサ電極であり、該複数のセンサ電極は第１センサ電極と第２センサ電極とを含み、前記第１センサ電極は、当該ディスプレイにわたって列方向に延在した複数のｘセンサ電極であり、前記第２センサ電極は、当該ディスプレイにわたって行方向に延在した複数のｙセンサ電極である、複数のセンサ電極と
を含み、
前記リアパネルは、
基板と、
行と列に配列された表示画素のアレイと、
それぞれの前記センサ電極に結合される複数のセンサ回路と
を含み、
当該ディスプレイは更に、前記センサ電極をそれぞれの前記センサ回路に容量的に結合して、前記センサ電極からのセンサ信号をそれぞれの前記センサ回路に結合する複数の結合コンデンサを含み、
前記結合コンデンサは、
前記フロントパネル上の前記センサ電極の各々に接続され、前記共通電極より外側に位置した、それぞれの第１結合電極と、
前記リアパネル上の前記センサ回路の各々に接続され、前記フロントパネル上の前記第１結合電極に位置整合された、それぞれの第２結合電極と
を有し、
前記第１結合電極及び前記第２結合電極は前記表示画素のアレイより外側に配置され、前記液晶が前記結合コンデンサの誘電体として作用する、
アクティブマトリクスディスプレイ。
【請求項２】
前記フロントパネルは、
前記第１センサ電極及び前記第２センサ電極のうちの一方と、該一方に対応する前記第１結合電極とを有する第１センサ電極層と、
前記第１センサ電極層上の絶縁層と、
前記第１センサ電極及び前記第２センサ電極のうちの他方と、該他方に対応する前記第１結合電極とを有する、前記絶縁層上の第２センサ電極層と、
前記第２センサ電極層上のカラーフィルターを含むフィルター層と、
前記フィルター層上の、前記液晶に面した、前記共通電極を含む共通電極層と
を含む、請求項１に記載のアクティブマトリクスディスプレイ。
【請求項３】
前記センサ回路は第１センサ回路と第２センサ回路とを含み、前記第１センサ回路は、前記表示画素のアレイの一端に沿って配置され、前記第２センサ回路は、前記表示画素のアレイの垂直な端に沿って配置される、請求項２に記載のアクティブマトリクスディスプレイ。
【請求項４】
前記リアパネルは、前記第２センサ回路とは反対の前記表示画素のアレイの端に配置された行駆動回路と、前記第１センサ回路とは反対の前記表示画素のアレイの端に配置された列駆動回路とを更に含む、請求項３に記載のアクティブマトリクスディスプレイ。
【請求項５】
センサ回路を有するリアパネルと協働する、請求項１に記載のアクティブマトリクスディスプレイ用のフロントパネルであって、
前記リアパネルと協働して液晶を駆動する共通電極と、
前記ディスプレイにわたって第１方向に延在した複数の第１センサ電極と、
前記ディスプレイにわたって第２方向に延在した複数の第２センサ電極と、
前記共通電極より外側に位置し、前記第１センサ電極及び前記第２センサ電極のそれぞれに接続された結合電極であり、前記リアパネル上の結合電極に容量的に結合して、前記第１及び第２センサ電極からのセンサ信号を前記リアパネル上の前記センサ回路に結合する結合電極と、
を含むフロントパネル。
【請求項６】
当該フロントパネルは、
前記第１センサ電極及び前記第２センサ電極のうちの一方と、該一方に対応する当該フロントパネル上の前記結合電極とを有する第１センサ電極層と、
前記第１センサ電極層上の絶縁層と、
前記第１センサ電極及び前記第２センサ電極のうちの他方と、該他方に対応する当該フロントパネル上の前記結合電極とを有する、前記絶縁層上の第２センサ電極層と、
前記第２センサ電極層上のカラーフィルターを含むフィルター層と、
前記液晶に面した前記共通電極を含む共通電極層と
を含む、請求項５に記載のフロントパネル。
【請求項７】
センサ電極を有するフロントパネルと協働する、請求項１に記載のアクティブマトリクスディスプレイ用のリアパネルであって、
画素のアクティブマトリクスアレイと、
複数の第１センサ回路及び第２センサ回路と、
前記複数の第１センサ回路及び第２センサ回路に接続された複数の結合電極であり、前記フロントパネル上の結合電極に容量的に結合して、前記センサ電極からのセンサ信号を当該リアパネル上の前記第１センサ回路及び第２センサ回路に結合する複数の結合電極と、
を含むリアパネル。
【請求項８】
アクティブマトリクス液晶ディスプレイで被検知物体の位置をセンサする方法であって、
前記ディスプレイは、
共通電極と、前記ディスプレイにわたって第１ｘ方向に延在した複数の第１センサ電極と、前記ディスプレイにわたって第２ｙ方向に延在した複数の第２センサ電極と、を備えたフロントパネルと、
表示画素のアレイと、複数の行センサ回路及び列センサ回路と、を備えたリアパネルと、
前記第１及び第２センサ電極を前記行センサ回路及び列センサ回路に容量的に結合して、前記第１及び第２センサ電極からのセンサ信号を前記行センサ回路及び列センサ回路に結合する結合コンデンサと
を有し、
前記結合コンデンサは、
前記フロントパネル上の前記第１及び第２センサ電極の各々に接続され、前記共通電極の外側に位置した、それぞれの第１結合電極と、
前記リアパネル上の前記行センサ回路及び列センサ回路の各々に接続され、前記フロントパネル上の前記第１結合電極に位置整合された、それぞれの第２結合電極と
を有し、
前記第１結合電極及び前記第２結合電極は前記表示画素のアレイの外側に配置され、前記液晶が前記結合コンデンサの誘電体として作用し、
当該方法は、
前記共通電極を駆動信号で駆動するステップと、
前記第１センサ電極及び前記第２センサ電極上の前記駆動信号をそれぞれの前記行センサ回路及び列センサ回路に容量的に結合し、前記行センサ回路及び列センサ回路上の容量的に結合された駆動信号を検出するステップと、
それぞれの第１センサ電極及び第２センサ電極に隣接する被検知物体の存在によって生じた特定の行センサ回路及び列センサ回路上の検出された駆動信号の変化を検出し、前記被検知物体の位置を特定するステップと
を含む、方法。
【請求項９】
前記共通電極を駆動する前記駆動信号に協調して前記表示画素を画素駆動信号で駆動して、前記ディスプレイに画像を表示するステップ、を更に有する請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置センサディスプレイに関し、特に、このディスプレイの操作方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
位置センサは、ディスプレイ上に配置された透明な位置センサのオーバーレイの方式でディスプレイと組み合わさって、タッチ入力またはペン入力を記録する。このようなセンサは、駆動回路／検出回路に接続された電極アレイで構成されることができる。
【０００３】
センサは、駆動回路と／または検出回路に接続された電極セットを有する静電容量センサであることができる。例えばスタイラスまたは指の物体の位置は、接近している物体に影響された電極と関連した静電容量の変化を測定することで決定される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
位置センサディスプレイとこのディスプレイの操作方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前パネルと後パネルを含むアクティブマトリクスディスプレイを提供する。前パネルは、透明基板と、後アクティブ基板に協調して液晶を駆動する共通電極と、ディスプレイ全体に延伸した複数の第１センサ電極とを含み、後パネルは、基板と、行と列に配列された表示画素のアレイと、複数のセンサ回路とを含む。当該ディスプレイは、それぞれのセンサ電極に接続され、センサ電極をそれぞれのセンサ回路に容量的に結合する結合コンデンサを更に含み、結合コンデンサは、センサ電極からのセンサ信号をセンサ回路に結合する。
【０００６】
本発明は、センサ回路を有する後アクティブ基板と協調する、アクティブマトリクス液晶ディスプレイの前透明基板も提供する。前透明基板は、後アクティブ基板に協調して液晶を駆動する共通電極と、第１方向でディスプレイ全体に延伸した複数の第１センサ電極と、第１センサ電極を通って第２方向でディスプレイ全体に延伸した複数の第２センサ電極と、第１センサ電極と第２センサ電極のそれぞれに接続され、共通電極を越えて結合領域に延伸して後アクティブ基板上の結合電極に容量的に結合し、センサ電極からの容量センサ信号を後アクティブ基板上のセンサ回路に結合する結合電極とを含む。
【０００７】
本発明は、センサ電極を有する前透明基板と協調する、アクティブマトリクス液晶ディスプレイの後アクティブ基板も提供する。後アクティブ基板は、画素のアクティブマトリクスアレイと、複数の第１センサ回路と第２センサ回路と、対応する第１センサ回路と第２センサ回路に接続され、前透明基板上の結合電極に容量的に結合し、センサ電極からの容量センサ信号を後アクティブ基板上のセンサ回路に結合する複数の結合電極とを含む。
【０００８】
本発明は更に、アクティブマトリクス液晶ディスプレイで被検知物体の位置をセンサする方法を提供する。該ディスプレイは、共通電極と、第１ｘ方向で前記ディスプレイ全体に延伸した複数の行センサ電極と、第２ｙ方向で前記ディスプレイ全体に延伸した複数の列センサ電極と、を備えた透明前基板を有する。該ディスプレイはまた、表示画素のアレイと、複数の行センサ回路及び列センサ回路と、を備えたアクティブ後基板を有する。当該方法は、前記共通電極を駆動信号で駆動するステップと、前記行センサ電極と列センサ電極上の前記駆動信号を行センサ回路と列センサ回路にそれぞれ容量的に結合し、前記行センサ回路と列センサ回路上の容量的に結合された駆動信号を検出するステップと、行センサ電極と列センサ電極に隣接する被検知物体の存在によって生じた特定の行センサ回路と列センサ回路上の検出駆動信号の変化を検出し、前記被検知物体の位置を特定するステップとを含む。
【発明の効果】
【０００９】
ディスプレイにセンサ回路を統合することで、ディスプレイは、従来のディスプレイモジュールに比べ簡易化され、コストの減少と収率を改善することができる。また、別のタッチパネルの提供を避けることで、ホコリまたは他の小さな粒子が別々のタッチパネルとディスプレイの間に溜まる可能性が避けられる。
【００１０】
また、別のタッチパネルは、反射を生じる可能性がある追加の表面を導入することで、ディスプレイの光学性能に影響を与える可能性があるが、この問題は、タッチセンサを統合することで低減されることができる。
【００１１】
発明者は、前パネルと後パネルを結合することで、センサ回路がアクティブな後パネル上に設けられ且つ前パネル上の電極に結合されることができることを理解している。コンデンサを用いて回路を電極に結合することは、オーミックコンタクトを設ける困難な製造ステップを回避することになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照しながら、詳細に説明する。
【実施例】
【００１３】
図１〜図４を参照する。アクティブマトリクス液晶ディスプレイは、前パネル（フロントパネル）２と、後パネル（リアパネル）４と、前パネルと後パネルの間の液晶６を有する。
【００１４】
図１と図２を参照する。注意するのは、図２は、前方から見た前パネル２を示している。前パネル２は、透明基板１０を有しており、完成した装置で前方に面している。簡易にするために、図２から省略される。透明基板の上は、ｘセンサ電極層１２であり、互いに平行した、列方向に延伸した複数のｘセンサ電極１４で構成されている。
【００１５】
絶縁層１６は、ｘセンサ電極層１２を覆う。ｙセンサ電極層１８は、絶縁層上に設けられ、ｙセンサ電極は、互いに平行に行方向に延伸される。
【００１６】
明確にするために、３つのｘセンサ電極１４と３つのｙセンサ電極２０だけが図２に示されるが、実際にはより多いことができる。例えば、所要の分解能によって、数十または数百の電極を有することができる。
【００１７】
フィルター層２１は、ｙセンサ電極層上に設けられ、フィルター層は、赤色、緑色と、青色フィルターを含み、カラーディスプレイを設けられる。
【００１８】
共通電極２２は、フィルター層２１上のパネル２全体に設けられる。
【００１９】
各ｘセンサ電極１４は、下記に更に説明される結合領域２４を含む。ｙセンサ電極層２０は、結合領域２８を含む。共通電極２２に直接接触を提供する接触領域２６も設けられる。
【００２０】
電極１４、２０、２２は、透明であり、例えばインジウムスズ酸化物の透明導電材料で形成されることができる。同じように、基板１０も透明であり、例えばガラスまたはプラスチックであることができる。
【００２１】
後パネルに関しては、図１と図３を参照下さい。これは後基板（リア基板）３０と後基板のアクティブ（ａｃｔｉｖｅ）回路層３２を含む。アクティブ回路層３２は、行と列に配列された複数の画素３６で構成されたアクティブマトリクス画素アレイ３４を含む。これは、従来技術でよく知られたどんなタイプのアクティブマトリクスアレイであることもできるため、ここでは説明を省く。
【００２２】
行駆動回路３８は、画素アレイ３４の一端に沿って提供され、画素行を駆動し、列駆動回路４０は、画素アレイ３４の隣接の端に沿って列を駆動する。どの適合する駆動回路も用いられることができる。
【００２３】
ｘセンサ回路４２は、列駆動回路４０とは反対の画素アレイ３４の端に沿って提供され、行に配列される。各ｘセンサ回路４２は、それぞれの結合電極４６に接続され、結合電極４６はパッシブ基板（ｐａｓｓｉｖｅ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）上のそれぞれのｘセンサ電極１４の対応する結合電極２４の領域に整合して配列される。
【００２４】
同様に、ｙセンサ回路４４は、行駆動回路３８とは反対の画素アレイ３４の端に沿って提供される。各ｙセンサ回路４４は、それぞれの結合電極４８に接続され、結合電極４８はそれぞれのｙセンサ電極の対応する結合領域２８の領域に整合して配列される。
【００２５】
共通電極駆動回路５０は、接触領域２６と直接（オーミック）接触で配列され、共通電極２２を駆動する。
【００２６】
注意するのは、共通電極駆動回路５０と接触領域２６間の接続と違い、センサ電極の結合領域２４、２８は、対応する結合電極４６、４８に直接接触されず、代わりに容量的に結合される。この実施例では液晶が誘電体として機能するが、結合領域と結合電極が画素アレイの外側に配列されているので、他の実施例では、固体誘電体支持構造、またはスペーサが誘電体として機能することができる。
【００２７】
これは、図４に示された回路を設定したもので、共通電極駆動回路５０が共通電極２２を駆動し、共通（コモン）電極２２はセンサ−共通（コモン）結合容量５２によってセンサ電極１４、２０に容量的に結合される。結合領域２４、２８と結合電極４６、４８との間の容量は、センサ電極１４、２０とセンサ回路４２、４４との間の結合コンデンサ５４として概略的に表される。
【００２８】
使用時、共通電極駆動回路５０は、共通電極２２を駆動し、共通電極２２はセンサ−共通結合容量５２によってセンサ電極１４、２０に結合される。センサ電極１４、２０上の信号は、結合コンデンサ５４を通ってセンサ回路４２、４４に伝送される。
【００２９】
スタイラスまたは指６０が被検知物体として画面の付近に配置された時、これは、コンデンサ５６によってセンサ回路４２、４４に結合された実効的な接地コンデンサとなり、センサ回路４２、４４で検出される信号に影響を与える。そのため、何れのｘセンサ回路４２と何れのｙセンサ回路４４とで検出信号に変化があるかを確認することでスタイラスまたは指６０の位置を測定することができる。
【００３０】
理解できることは、共通電極２２と画素アレイ３４は、駆動回路３８、４０、５０によって同時に駆動されて、ディスプレイに画像または連続画像を表示することが分る。
【００３１】
アクティブマトリクス液晶ディスプレイとセンサの統合は、タッチセンサディスプレイの製造をより容易にする。また、オーム接触を用いることを避けたこの実施例は、信頼性の欠如を大きく避けることができる。
【００３２】
アクティブとパッシブ基板間に形成された静電容量によってセンサ電極１４、２０をセンサ回路４２、４４に結合することで、センサ回路４２、４４を他方の基板上の電極１４、２０に接続するコンタクトの行を設ける必要がなくなる。よって、この方式で、全てのアクティブ回路がアクティブな後パネル４に提供されることができ、前パネル２はパッシブを維持する。実施例で説明された唯一の直接接触は、駆動回路５０と接触領域２６との間である。
【００３３】
特に、本発明は、アクティブマトリクス型有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）装置に用いられることができる。
【００３４】
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することが可能である。従って、本発明が請求する保護範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例に基づいたアクティブマトリクスＬＣＤの側面図を示している。
【図２】図１の配置の透明な前パネルを示している。
【図３】図１の配置のアクティブな後パネルを示している。
【図４】図１の配置の各種の構成要素間の容量的な結合を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３６】
２  前パネル（フロントパネル）
４  後パネル（リアパネル）
６  液晶
１０  透明基板
１２  ｘセンサ電極層
１４  ｘセンサ電極
１６  絶縁層
１８  ｙセンサ電極層
２０  ｙセンサ電極
２１  フィルター
２２  共通電極
２４  結合領域
２６  接触領域
２８  結合領域
３０  後パネル（リアパネル）
３２  アクティブ回路層
３４  アクティブマトリクス画素アレイ
３６  画素
３８  行駆動回路
４０  列駆動回路
４２  ｘセンサ回路
４４  ｙセンサ回路
４６  結合電極
４８  結合電極
５０  共通電極駆動回路
５２  センサ−共通結合容量
５４  結合コンデンサ
５６  コンデンサ
６０  スタイラスまたは指
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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