(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路素子を含む複数の表示ピクセルを有する一体型タッチスクリーンを製造する方法であって、
セグメント化されたタッチ信号線を形成する工程を有し、その工程は、
タッチスクリーンの第１領域に第１の線セグメントを形成し、その第１領域は、複数の表示ピクセルを含み、その第１の線セグメントは、前記第１領域における前記表示ピクセルの回路素子を第１の方向及び第２の異なる方向に接続し、
前記第１領域から前記タッチスクリーンの第３領域により分離された前記タッチスクリーンの第２領域に第２の線セグメントを形成し、その第２領域及び第３領域は、複数の表示ピクセルを含むものであり、そしてその第２の線セグメントは、前記第２領域における前記表示ピクセルの回路素子を前記第１方向及び前記第２方向に接続し、
前記第３領域を横切る導電性経路を形成し、その導電性経路は、前記第３領域における表示ピクセルの回路素子を電気的にバイパスし、前記第１の線セグメント及び前記第２の線セグメントを電気的に接続する、ことを含む、方法。
【請求項２】
前記第１の線セグメントは、前記第１領域の複数の表示ピクセルの回路素子に接続された導電性材料の第１構造を備え、
前記第２の線セグメントは、前記第２領域の複数の表示ピクセルの回路素子に接続された導電性材料の第２構造を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１構造及び前記第２構造は第１層に形成され、前記第１層は、前記第１構造と前記第２構造との間の分離を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記導電性経路は、前記第１層とは異なる第２層に形成された導電性材料の第３構造と、前記第３構造と前記第１領域の回路素子との間の接続と、前記第３構造と前記第２領域の回路素子との間の接続と、を備える、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１領域、前記第２領域及び前記導電性経路を使用することによってドライブ線を形成する工程をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
複数の行に沿って配置された複数の第１領域、第２領域及び第３領域を形成する工程と、
複数の第３領域を使用することによってセンス線を形成する工程と、をさらに有する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ドライブ信号ジェネレータを前記ドライブ線に接続する工程をさらに有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
センスチャンネルを前記センス線に接続する工程をさらに有する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記センスチャンネルの電荷増幅器を使用する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記タッチスクリーンの前記第３領域に第３の線セグメントを形成する工程をさらに有し、その第３の線セグメントは、前記第３領域における前記表示ピクセルの回路素子を前記第１の方向及び前記第２の方向の少なくとも１つに接続する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記タッチスクリーンの前記第３領域に第３の線セグメントを形成する工程をさらに有し、その第３の線セグメントは、前記第３領域における前記表示ピクセルの回路素子を前記第１の方向及び前記第２の方向に接続する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
複数の行に沿って配置された複数の第１領域、第２領域及び第３領域を形成する工程と、
複数の第３領域を使用することによってセンス線を形成する工程と、をさらに有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
複数の行に沿って配置された複数の第１領域、第２領域及び第３領域を形成する工程と、
複数の第３領域を使用することによってセンス線を形成する工程と、をさらに有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１領域、前記第２領域及び前記第３領域の前記回路素子は、前記表示ピクセルの共通電極である、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記一体型タッチスクリーンの前記複数の表示ピクセルを有する液晶ディスプレイを使用し、前記複数の表示ピクセルに接続するためのゲート線及びデータ線を形成する工程をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１領域及び前記第２領域の前記回路素子として、前記表示ピクセルの共通電極を使用する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記タッチスクリーンの前記第３領域に第３の線セグメントを形成する工程をさらに有し、その第３の線セグメントは、前記第３領域における前記表示ピクセルの回路素子を前記第１の方向及び前記第２の方向の少なくとも１つに接続する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記タッチスクリーンの前記第３領域に第３の線セグメントを形成する工程をさらに有し、その第３の線セグメントは、前記第３領域における前記表示ピクセルの回路素子を前記第１の方向及び前記第２の方向に接続する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の線セグメントは、前記第１領域の複数の表示ピクセルの回路素子に接続された導電性材料の第１構造を備え、
前記第２の線セグメントは、前記第２領域の複数の表示ピクセルの回路素子に接続された導電性材料の第２構造を備え、
前記第１構造及び前記第２構造は第１層に形成され、前記第１層は、前記第１構造と前記第２構造との間の分離を含む、請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記回路素子を接続する工程は、前記表示ピクセルの共通電極を接続することを含む、請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、表示ピクセル積層体を含むディスプレイに係り、より詳細には、ディスプレイの表示ピクセル積層体に一体化されたタッチ感知回路に係る。
【０００２】
関連出願の相互参照：本出願は、２００９年２月２日に出願された米国プロビジョナル特許出願第６１／１４９，３４０号及び２００９年２月２７日に出願された米国プロビジョナル特許出願第６１／１５６，４６３号の利益を主張する２００９年８月２１日に出願された米国特許出願第１２／５４５，６４９号の一部継続出願であり、それら全ての内容が、全ての目的で、参考としてここにそのまま援用される。
【背景技術】
【０００３】
コンピューティングシステムの操作を行うための多数の形式の入力装置、例えば、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、等を利用することができる。特に、タッチスクリーンは、操作が容易で融通性があり且つ価格も低下していることから益々普及してきている。タッチスクリーンは、タッチ感知表面をもつ透明パネルであるタッチセンサパネルと、そのタッチ感知表面でディスプレイ装置のビューエリアの少なくとも一部分をカバーできるようにパネルの後方に部分的に又は完全に配置することのできる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のようなディスプレイ装置とを含むことができる。タッチスクリーンは、ユーザが、ディスプレイ装置に表示されているユーザインターフェイス（ＵＩ）によりしばしば指令される位置に指、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により種々の機能を遂行できるようにする。一般的に、タッチスクリーンは、タッチと、タッチセンサパネル上でのタッチの位置とを確認することができ、次いで、コンピューティングシステムは、タッチのときに現れる表示に基づいてタッチを解釈し、その後、そのタッチ事象に基づいて１つ以上のアクションを遂行することができる。あるタッチ感知システムの場合には、タッチを検出するのにディスプレイへの物理的なタッチが必要とされない。例えば、容量型のタッチ感知システムでは、タッチを検出するのに使用されるフリンジ電界がディスプレイの表面を越えて延び、表面付近に接近する物体が、実際上表面にタッチせずに、表面付近で検出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のような実質的に透明な導電性材料のドライブ線及びセンス線をしばしば実質的に透明な基板上に水平及び垂直方向に行列配置したマトリクスから容量性タッチセンサパネルを形成することができる。容量性タッチセンサパネルは、一部分はそれらが実質的に透明であることから、上述したように、ディスプレイ上に横たわって、タッチスクリーンを形成することができる。しかしながら、ディスプレイの上にタッチセンサパネルが横たわることは、ディスプレイに重量及び厚みが付加され、タッチセンサパネルを駆動するために付加的な電力が要求され、且つディスプレイの輝度が低下するという欠点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ＬＣＤディスプレイのようなディスプレイの表示ピクセル積層体（即ち、表示ピクセルを形成する積み重ねられた材料層）に係る。この表示ピクセル積層体の回路素子は、ディスプレイ上又はその付近でのタッチを感知するタッチ感知回路を形成するように一緒にグループ編成することができる。タッチ感知回路は、例えば、ドライブ線及びセンス線のようなタッチ信号線と、接地領域と、他の回路とを含むことができる。一体型タッチスクリーンは、ディスプレイに画像を発生するためのディスプレイシステムの回路として働くように設計されたディスプレイ回路の部分を形成できると共に、ディスプレイ上又はその付近での１つ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部分も形成できる多機能回路素子を備えることができる。この多機能回路素子は、例えば、ディスプレイシステムのディスプレイ回路の蓄積キャパシタ／電極、共通電極、導電性ワイヤ／経路、等として働くように構成できると共に、タッチ感知回路の回路素子として働くようにも構成できるＬＣＤの表示ピクセル内のキャパシタである。このようにして、例えば、ある実施形態では、より少数の部品及び／又は処理ステップを使用して一体型タッチ感知能力を伴うディスプレイを製造できると共に、ディスプレイそれ自体は、より薄く、より明るく、且つ所要電力を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】本発明の実施形態による規範的な一体型タッチスクリーンを備えた規範的な移動電話を示す。
【図１Ｂ】本発明の実施形態による規範的な一体型タッチスクリーンを備えた規範的なデジタルメディアプレーヤを示す。
【図１Ｃ】本発明の実施形態による規範的な一体型タッチスクリーンを備えた規範的なパーソナルコンピュータを示す。
【図１Ｄ】本発明の実施形態によるタッチスクリーンを備えた規範的な一体型タッチスクリーンシステムを示す。
【図１Ｅ】本発明の実施形態によるタッチスクリーンを備えた規範的な一体型タッチスクリーンシステムを示す。
【図１Ｆ】本発明の実施形態によるタッチスクリーンを備えた規範的な一体型タッチスクリーンシステムを示す。
【図１Ｇ】本発明の実施形態によるタッチスクリーンを備えた規範的な一体型タッチスクリーンシステムを示す。
【図２】本発明の実施形態による規範的な一体型タッチスクリーンの１つの具現化を示す規範的なコンピューティングシステムのブロック図である。
【図３】図２のタッチスクリーンの詳細図で、本発明の実施形態によるドライブ線及びセンス線の規範的構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態によりタッチ感知回路が共通電極（Ｖcom）を含む規範的な構成を示す。
【図５】本発明の実施形態による導電性線の規範的な構成を示す。
【図６】本発明の実施形態による規範的表示ピクセルを詳細に示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態による規範的表示ピクセルを詳細に示す側面図である。
【図８】本発明の実施形態による規範的表示ピクセルを詳細に示す側面図である。
【図９】本発明の実施形態による複数のサブピクセルを含む規範的タッチスクリーンの部分回路図である。
【図１０】本発明の実施形態による規範的なタッチ感知動作を示す。
【図１１Ａ】本発明の実施形態による規範的なタッチ感知動作を示す。
【図１１Ｂ】本発明の実施形態による規範的なタッチ感知動作を示す。
【図１２Ａ】本発明の実施形態による規範的なタッチ感知動作を示す。
【図１２Ｂ】本発明の実施形態による規範的なタッチ感知動作を示す。
【図１３Ａ】本発明の実施形態により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へとグループ編成された多機能表示ピクセルの別の規範的な構成を示す。
【図１３Ｂ】本発明の実施形態により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へとグループ編成された多機能表示ピクセルの別の規範的な構成を示す。
【図１４Ａ】本発明の実施形態による表示ピクセルの多機能回路素子の別の規範的構成を示す。
【図１４Ｂ】本発明の実施形態による表示ピクセルの多機能回路素子の別の規範的構成を示す。
【図１４Ｃ】本発明の実施形態による表示ピクセルの多機能回路素子の別の規範的構成を示す。
【図１５Ａ】本発明の実施形態による表示ピクセルの多機能回路素子の別の規範的構成を示す。
【図１５Ｂ】本発明の実施形態による表示ピクセルの多機能回路素子の別の規範的構成を示す。
【図１５Ｃ】本発明の実施形態による表示ピクセルの多機能回路素子の別の規範的構成を示す。
【図１６Ａ】本発明の実施形態による表示ピクセルの多機能回路素子の別の規範的構成を示す。
【図１６Ｂ】本発明の実施形態による表示ピクセルの多機能回路素子の別の規範的構成を示す。
【図１６Ｃ】本発明の実施形態による表示ピクセルの多機能回路素子の別の規範的構成を示す。
【図１７】本発明の実施形態による製造段階における規範的表示ピクセルを示す。
【図１８】本発明の実施形態による製造段階における規範的表示ピクセルを示す。
【図１９】本発明の実施形態による製造段階における規範的表示ピクセルを示す。
【図２０】本発明の実施形態による製造段階における規範的表示ピクセルを示す。
【図２１Ａ】本発明の実施形態による１つの規範的タッチピクセルのための表示ピクセルの規範的レイアウトを示す。
【図２１Ｂ】図２１Ａの一部分の拡大図で、本発明の実施形態による規範的なドライブトンネルを示す図である。
【図２１Ｃ】本発明の実施形態による規範的なドライブトンネル接続を示す。
【図２１Ｄ】本発明の実施形態による別の規範的なドライブトンネル接続を示す。
【図２２−１】図２１Ａに示すような規範的タッチピクセルを含む規範的タッチピクセルレイアウトを示す。
【図２２−２】図２１Ａに示すような規範的タッチピクセルを含む規範的タッチピクセルレイアウトを示す。
【図２３】本発明の実施形態による高抵抗（Ｒ）シールドを含む規範的なタッチスクリーンの側面図である。
【図２４】本発明の実施形態による別の規範的な一体型タッチスクリーンの部分上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
規範的実施形態の以下の説明において、本発明を実施できる特定の実施形態が例示された添付図面を参照する。本発明の実施形態の範囲から逸脱せずに、他の実施形態も使用でき、又、構造的変更もなし得ることを理解されたい。
【０００８】
以下の説明は、タッチ感知回路を、ＬＣＤディスプレイのようなディスプレイの表示ピクセル積層体（即ち、表示ピクセルを形成する積み重ねられた材料層）へと一体化することのできる実施例について述べる。ここでの実施形態は、ＬＣＤディスプレイを参照して述べるが、ＬＣＤディスプレイに代わって、別のディスプレイ、例えば、一般的に、電気的に画像形成可能な材料を含む電気的に画像形成可能な層、も使用できることを理解されたい。電気的に画像形成可能な材料は、光放射又は光変調である。光放射材料は、性質が無機でも有機でもよい。適当な材料は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）又はポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）を含む。光変調材料は、反射又は透過である。光変調材料は、これに限定されないが、電気化学的材料、ジリコン粒子のような電気泳動的材料、エレクトロクロミック材料、又は液晶材料を含むことができる。液晶材料は、これに限定されないが、ねじれネマチック（ＮＴ）、超ねじれネマチック（ＳＴＮ）、強誘電体、磁気、又はキラルネマチック液晶である。他の適当な材料は、サーモクロミック材料、荷電粒子、及び磁気粒子を含む。タッチ感知回路は、例えば、ドライブ線及びセンス線のようなタッチ信号線、接地領域、及び他の回路を含む。表示ピクセル積層体は、典型的に、導電性材料（例えば、金属、実質的に透明な導体）、半導体材料（例えば、多結晶シリコン（ポリ−Ｓｉ））、及び誘電体材料（例えば、ＳｉＯ2、有機材料、ＳｉＮx）、等の材料の堆積、マスキング、エッチング、ドーピング、等を含むプロセスにより製造される。表示ピクセル積層体内に形成される種々の構造体は、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発生するように設計することができる。換言すれば、積層構造体の幾つかは、ディスプレイ回路の回路素子である。一体型タッチスクリーンのある実施形態は、ディスプレイシステムのディスプレイ回路の部分を形成できると共に、ディスプレイ上又はその付近での１つ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部分も形成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、ディスプレイシステムのディスプレイ回路の蓄積キャパシタ／電極、共通電極、導電性ワイヤ／経路、等として働くように構成できると共に、タッチ感知回路の回路素子として働くようにも構成できるＬＣＤの表示ピクセル内のキャパシタである。このようにして、例えば、ある実施形態では、より少数の部品及び／又は処理ステップを使用して一体型タッチ感知能力を伴うディスプレイを製造できると共に、ディスプレイそれ自体は、より薄く、より明るく、且つ所要電力を低くすることができる。
【０００９】
ｘ方向及びｙ方向を各々水平方向及び垂直方向と同等視できるカルテシアン座標系を参照して、規範的な実施形態を説明する。しかしながら、当業者であれば、特定の座標系を参照することは、明瞭化のために過ぎず、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ことが理解されよう。更に、規範的な実施形態の説明には、特定の材料及び材料形式が含まれるが、当業者であれば、同じ機能を果たす他の材料も使用できることが理解されよう。例えば、以下の実施例に述べる「金属層」とは、導電性材料の層であることを理解されたい。
【００１０】
ある規範的な実施形態において、一体型タッチ感知機能を伴うＬＣＤディスプレイは、表示段階中に画像を表示するための表示ピクセルの多機能回路素子を扱うと共に、タッチ感知段階中にタッチを感知するためのディスプレイの多機能回路素子を扱う電圧データ線のマトリクスを含む。従って、ある実施形態では、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部分として動作すると共に、タッチ感知段階中にタッチ感知システムの部分として動作することができる。例えば、ある実施形態では、タッチ感知段階中にタッチスクリーンのドライブ領域を駆動するために、第１のドライブ信号で幾つかの電圧線を駆動する。更に、タッチスクリーンのドライブ領域を駆動するのに使用される第１のドライブ信号に対して１８０°同期がずれた第２のドライブ信号で１つ以上の電圧線を駆動する。これらの同期ずれした電圧線は、タッチスクリーンの静的キャパシタンスを減少するのに使用される。
【００１１】
本発明の種々の実施形態の幾つかの潜在的な効果、例えば、薄さ、明るさ及び電力効率は、ポータブル装置にとって特に有用であるが、本発明の実施形態の使用は、ポータブル装置に限定されない。図１Ａ−１Ｃは、本発明の実施形態による一体型タッチスクリーンが具現化される規範的なシステムを示している。図１Ａは、一体型タッチスクリーン１２４を含む規範的な移動電話１３６を示す。図１Ｂは、一体型タッチスクリーン１２６を含む規範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を含む規範的なパーソナルコンピュータ１４４を示す。
【００１２】
図１Ｄ−Ｇは、本発明の実施形態による規範的な一体型タッチスクリーン１５３を含む規範的な一体型タッチスクリーンシステム１５０を示す。図１Ｄを参照すれば、タッチスクリーン１５３は、多機能回路素子を含む表示ピクセル１５５を備えている。図１Ｄは、１つの表示ピクセル１５５の拡大図を示し、その表示ピクセルは、ディスプレイシステムコントローラ１７０により制御されるディスプレイシステムの部分として動作できると共に、タッチ感知システムコントローラ１８０により制御されるタッチ感知システムのタッチ感知回路の部分としても動作できる多機能回路素子１５７、１５９及び１６１を含む。
又、表示ピクセル１５５は、ディスプレイシステムのディスプレイ回路、タッチ感知システム、及び電力システムコントローラ１９０で制御される電力システムの部分として動作できる多機能回路素子１６３も備えている。又、表示ピクセル１５５は、ある実施形態においてディスプレイ回路だけの部分として動作できる単一機能のディスプレイ回路素子１６５、及びある実施形態においてタッチ感知回路のみの部分として動作できる単一機能のタッチ感知回路素子１６７も備えている。
【００１３】
図１Ｅ−Ｇは、異なる動作段階を含むタッチスクリーンシステム１５０の規範的な動作を示す。図１Ｅは、タッチスクリーン１５３に画像を表示するように表示ピクセル１５５の回路素子が動作できる表示段階中の規範的動作を示す。表示段階中の動作は、例えば、タッチ感知回路素子１６７をディスプレイ回路の回路素子からスイッチ１６９ａ−ｅで電気的に分離又は切断することにより、表示ピクセル１５５を表示コンフィギュレーションへと能動的に構成することを含む。一体型タッチスクリーンの特定システムの回路の部分として動作するよう表示ピクセルの回路素子を能動的に構成することは、例えば、異なるシステムの線間の接続をスイッチングし、回路素子をターンオン／オフし、電圧線の電圧レベルを切り換え、制御信号のような信号を切り換え、等々を含む。能動的な構成は、タッチスクリーンの動作中に生じるもので、タッチスクリーンの静的なコンフィギュレーション、即ち構造上のコンフィギュレーションに少なくとも一部分基づくものである。構造上のコンフィギュレーションは、例えば、表示ピクセルの積層体における構造体のサイズ、形状、配置、材料組成、等、を含み、例えば、表示ピクセル積層体における導電性経路の数及び配置、２つの導電層の接触点を接続する導体充填ビアのような永久的接続部、導電性材料が設計上除去された導電性経路の一部分のような永久的切断部、等を含む。
【００１４】
ディスプレイシステムコントローラ１７０は、制御信号１７１、１７３及び１７５を、多機能回路素子１５９、１６３、及びディスプレイシステム回路素子１６５を各々通して送信して、表示ピクセル１５０の多機能回路素子１５７、１６１がタッチスクリーン１５３に画像を表示するようにさせることができる。ある実施形態では、制御信号１７１、１７３及び１７５は、例えば、ゲート信号、Ｖcom信号、及びデータ信号である。
【００１５】
図１Ｆは、表示ピクセル１５５の回路素子がタッチを感知するよう動作できるタッチ感知段階中の規範的な動作を示すもので、これは、例えば、タッチ感知回路素子１６７をスイッチ１６９ｂ、１６９ｃで電気的に接続し、そしてディスプレイシステム回路素子１６５をスイッチ１６９ａ、１６９ｄで電気的に切断することによりタッチ感知のために表示ピクセルを能動的に構成することを含む。タッチ感知システムコントローラ１８０は、制御信号１８１を送信し、そして情報信号１８３、１８５を受信することができる。ある実施形態では、制御信号１８１は、例えば、容量性感知のためのドライブ信号、光学的感知のためのドライブ信号、等である。ある実施形態では、情報信号１８３は、例えば、容量性感知、光学的感知、等のためのセンス信号であり、そして情報信号１８５は、例えば、タッチ感知システムのフィードバック信号である。
【００１６】
図１Ｇは、表示ピクセル１５５の多機能回路素子１６３を、スイッチ１６９ｃ、１６９ｄ及び１６９ｅでディスプレイシステム及びタッチ感知システムの両方から電気的に切断できる電力システム段階中の規範的な動作を示す。電力システムコントローラ１９０は、多機能回路素子１６３を通して信号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を示す信号、電源電圧、等である。
【００１７】
本発明のある実施形態では、タッチ感知システムは、キャパシタンスをベースとする。
タッチピクセルの各々においてキャパシタンスの変化を検出して、タッチピクセルの位置に注目することにより、タッチ感知システムは、複数の物体を認識し、そしてタッチスクリーンを横切って物体が移動するときに物体の位置、圧力、方向、速度及び／又は加速度を決定することができる。
【００１８】
例えば、一体型タッチ感知システムのある実施形態は、自己キャパシタンスをベースとし、又、ある実施形態は、相互キャパシタンスをベースとする。自己キャパシタンスベースのタッチシステムでは、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各々のタッチピクセルを形成することができる。物体がタッチピクセルに接近するにつれて、接地に対する付加的なキャパシタンスを物体とタッチピクセルとの間に形成することができる。接地に対する付加的なキャパシタンスは、タッチピクセルから見た自己キャパシタンスの正味増加を生じさせる。自己キャパシタンスのこの増加をタッチ感知システムにより検出し測定して、複数の物体がタッチスクリーンにタッチするときにそれらの位置を決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では、タッチ感知システムは、例えば、ドライブ線及びセンス線のようなドライブ領域及びセンス領域を含むことができる。１つの実施例では、ドライブ線を行に形成し、センス線を列に形成することができる（例えば、直交）。タッチピクセルは、行及び列の交点に設けることができる。動作中に、行をＡＣ波形で刺激し、タッチピクセルの行と列との間に相互キャパシタンスを形成することができる。物体がタッチピクセルに接近するにつれて、タッチピクセルの行と列との間に結合される電荷の若干が物体へ結合される。タッチピクセルにわたる電荷結合のこの減少は、行と列との間の相互キャパシタンスの正味減少、及びタッチピクセルにわたり結合されるＡＣ波形の減少を招く。電荷結合されるＡＣ波形のこの減少は、タッチ感知システムにより検出され測定されて、複数の物体がタッチスクリーンにタッチするときにそれらの位置を決定することができる。ある実施形態では、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、フル画像マルチタッチ、又は容量性タッチである。
【００１９】
図２は、本発明の実施形態による規範的な一体型タッチスクリーン２２０の１つの具現化を示す規範的なコンピューティングシステム２００のブロック図である。コンピューティングシステム２００は、例えば、移動電話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移動又は非移動コンピューティング装置に含ませることができる。コンピューティングシステム２００は、１つ以上のタッチプロセッサ２０２、周辺装置２０４、タッチコントローラ２０６、及びタッチ感知回路（以下に詳細に述べる）を含むタッチ感知システムを備える。周辺装置２０４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は他の形式のメモリ或いは記憶装置、ウオッチドッグタイマー、等を含むが、これに限定されない。タッチコントローラ２０６は、１つ以上のセンスチャンネル２０８、チャンネルスキャンロジック２１０、及びドライバロジック２１４を含むが、これに限定されない。チャンネルスキャンロジック２１０は、ＲＡＭ２１２にアクセスし、センスチャンネルからデータを自動的に読み取り、そしてセンスチャンネルのための制御信号を与えることができる。更に、チャンネルスキャンロジック２１０は、以下に詳細に述べるように、タッチスクリーン２２０のタッチ感知回路の領域を駆動するために選択的に適用できる種々の周波数及び位相で刺激信号２１６を発生するように、ドライバロジック２１４を制御することができる。ある実施形態では、タッチコントローラ２０６、タッチプロセッサ２０２及び周辺装置２０４は、単一の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に一体化することができる。
【００２０】
又、コンピューティングシステム２００は、タッチプロセッサ２０２から出力を受け取り、そしてその出力に基づいてアクションを遂行するためのホストプロセッサ２２８も備えることができる。例えば、ホストプロセッサ２２８は、プログラム記憶装置２３２と、ディスプレイコントローラ、例えば、ＬＣＤドライバ２３４と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、ユーザインターフェイス（ＵＩ）の画像のような画像をタッチスクリーン２２０に発生し、そしてタッチプロセッサ２０２及びタッチコントローラ２０６を使用して、タッチスクリーン２２０上又はその付近へのタッチ、例えば、表示されたＵＩへのタッチ入力を検出することができる。タッチ入力は、アクションを遂行するために、プログラム記憶装置２３２に記憶されたコンピュータプログラムにより使用され、そのアクションは、カーソル又はポインタのような物体を移動し、スクロール又はパンを行い、制御設定を調整し、ファイル又はドキュメントをオープンし、メニューを見、選択を行い、インストラクションを実行し、ホスト装置に結合された周辺装置を動作し、電話コールに返答し、電話コールを発信し、電話コールを終了し、ボリューム又はオーディオ設定を変更し、住所、頻繁にダイヤルされる番号、受けたコール、逸したコールのような電話通信に関する情報を記憶し、コンピュータ又はコンピュータネットワークにログオンし、コンピュータ又はコンピュータネットワークの限定エリアへの許可された個人のアクセスを許し、コンピュータデスクトップのユーザの好みの構成に関連したユーザプロフィールをロードし、ウェブコンテンツへのアクセスを許し、特定のプログラムを起動し、メッセージを暗号化又はデコードし、等々を含むが、それらに限定されない。又、ホストプロセッサ２２８は、タッチ処理に関係のない付加的なファンクションを遂行することもできる。
【００２１】
タッチスクリーン２２０は、複数のドライブ領域２２２及び複数のセンス領域２２３を有する容量性感知媒体を含むタッチ感知回路を備えることができる。「線」という語は、当業者に容易に理解できるように、単純な導電性経路を意味するためにここに時々使用され、厳密に線状である構造に限定されず、方向の変化する経路も含み、又、異なるサイズ、形状、材料、等の経路も含むことに注意されたい。ドライブ線２２２は、ドライバロジック２１４からドライブインターフェイス２２４を経て送られる刺激信号２１６によって駆動され、そしてそれによりセンス線２２３に発生されるセンス信号２１７は、センスインターフェイス２２５を通してタッチコントローラ２０６のセンスチャンネル２０８（事象検出・復調回路とも称される）へ送信される。このようにして、ドライブ線及びセンス線は、タッチピクセル２２６及び２２７のようなタッチ画素（タッチピクセル）と考えることのできる容量性感知ノードを形成するように相互作用するタッチ感知回路の一部分である。このように理解することは、タッチスクリーン２２０がタッチの「画像」を捕獲するとみなされるときに特に有用である。換言すれば、タッチスクリーンの各タッチピクセルにおいてタッチが検出されたかどうかタッチコントローラ２０６が決定した後に、タッチが生じたタッチスクリーンにおけるタッチピクセルのパターンを、タッチの「画像」（例えば、タッチスクリーンにタッチする指のパターン）と考えることができる。
【００２２】
図３は、本発明の実施形態によるドライブ線２２２及びセンス線２２３の規範的なコンフィギュレーションを示すタッチスクリーン２２０の詳細図である。図３に示すように、各ドライブ線２２２は、接続部３０５においてドライブ線リンク３０３によって電気的に接続できる１つ以上のドライブ線セグメント３０１で形成することができる。ドライブ線リンク３０３は、センス線２２３に電気的に接続されず、むしろ、ドライブ線リンクは、バイパス３０７を通してセンス線をバイパスすることができる。ドライブ線２２２及びセンス線２２３は、容量的に相互作用して、タッチピクセル２２６及び２２７のようなタッチピクセルを形成することができる。ドライブ線２２２（即ち、ドライブ線セグメント３０１及びそれに対応するドライブ線リンク３０３）、及びセンス線２２３は、タッチスクリーン２２０における電気回路素子で形成することができる。図３の規範的なコンフィギュレーションでは、タッチピクセル２２６及び２２７の各々は、１つのドライブ線セグメント３０１の一部分、センス線２２３の一部分、及び別のドライブ線セグメント３０１の一部分を含むことができる。例えば、タッチピクセル２２６は、センス線の一部分３１１の片側にあるドライブ線セグメントの右半分３０９と、センス線の一部分３１１の反対側にあるドライブ線セグメントの左半分３１３とを含む。
【００２３】
回路素子は、例えば、上述したように、従来のＬＣＤディスプレイに存在する構造体を含むことができる。回路素子は、全キャパシタ、全トランジスタ、等の全回路コンポーネントに限定されず、並列プレートキャパシタの２枚のプレートの一方のみのような、回路の一部分でもよいことに注意されたい。図４は、本発明の実施形態により共通電極（Ｖcom）がタッチ感知システムのタッチ感知回路の一部分を形成する規範的なコンフィギュレーションを示す。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分として動作できる例えばフリンジ電界スイッチング（ＦＦＳ）ディスプレイのようなある形式の従来のＬＣＤディスプレイの表示ピクセルの積層体（即ち、表示ピクセルを形成する積み重ねられた材料層）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に示す実施例では、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ディスプレイ回路として動作できると共に、タッチ感知システムのタッチ感知回路としても動作できる多機能回路素子として働くことができる。この実施例では、共通電極４０１は、タッチスクリーンのディスプレイ回路の共通電極として動作できると共に、他の共通電極とグループ編成されるときにはタッチスクリーンのタッチ感知回路として一緒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ドライブ線又はセンス線の容量性部分として一緒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、スイッチング電気的接続部、等の共通電極４０１を一緒に電気的接続することにより、タッチ感知回路の一部分を形成することができる。一般的に、タッチ感知回路素子の各々は、タッチ感知回路の一部分を形成できると共に、ディスプレイ回路の一部分を形成する等の１つ以上の他の機能を遂行できる多機能回路素子でもよいし、或いはタッチ感知回路のみとして動作できる単一機能の回路素子でもよい。同様に、ディスプレイ回路素子の各々は、表示回路として動作できると共に、タッチ感知回路として動作する等の１つ以上の他の機能を遂行できる多機能回路素子でもよいし、或いはディスプレイ回路のみとして動作できる単一機能の回路素子でもよい。それ故、ある実施形態では、表示ピクセル積層体における回路素子の幾つかが多機能回路素子であり、そして他の回路素子が単一機能回路素子である。他の実施形態では、表示ピクセル積層体の全ての回路素子が単一機能回路素子である。
【００２４】
更に、ここに示す規範的な実施形態は、ディスプレイ回路を表示段階中に動作するものとして述べ、そしてタッチ感知回路をタッチ感知段階中に動作するものとして述べるが、表示段階及びタッチ感知段階は、例えば、部分的又は完全に重畳して、同時に動作されてもよいし、或いは表示段階及びタッチ感知段階は、異なる時間に動作されてもよい。又、ここに示す規範的実施形態は、ある回路素子を多機能であるとして述べ、そして他の回路素子を単一機能であるとして述べるが、他の実施形態では、回路素子が特定の機能に限定されないことを理解されたい。換言すれば、１つの規範的実施形態において単一機能回路素子として述べる回路素子が、他の実施形態において多機能回路素子として構成されてもよく、又、その逆のことも言える。
【００２５】
例えば、図４は、ドライブ線セグメント３０１及びセンス線２２３に各々一般的に対応するドライブ領域セグメント４０３及びセンス領域４０５を形成するように一緒にグループ編成された共通電極４０１を示している。表示ピクセルの多機能回路素子を領域へとグループ編成することは、表示ピクセルの多機能回路素子を一緒に動作してその領域の共通機能を遂行することを意味する。機能的領域へグループ編成することは、１つの解決策、又は解決策の組み合わせにより達成され、例えば、システムの構造上のコンフィギュレーション（例えば、物理的切断及びバイパス、電圧線コンフィギュレーション）、システムの動作上のコンフィギュレーション（例えば、回路素子をスイッチオン／オフする、電圧線上の電圧レベル及び／又は信号を変化させる）、等々により達成される。
【００２６】
ある実施形態では、回路素子をグループ編成することは、表示ピクセルのレイアウトとして具現化することができ、各表示ピクセルは、限定数の表示ピクセルコンフィギュレーションのセットから選択される。ある実施形態では、タッチ感知回路の特定機能は、その機能を遂行できるコンフィギュレーションを有する特定形式の表示ピクセルにより応対される。例えば、図１７−２２を参照して以下に述べる１つの実施形態は、積層体の接続層における１つ以上の隣接ピクセルを一緒に接続できる形式の表示ピクセル、積層体の別の層への接触を与えることのできる形式の表示ピクセル、及び他の層の１つ以上の隣接ピクセルを一緒に接続できる形式の表示ピクセルを含むことができる。
【００２７】
ある実施形態では、例えば、ピクセルを、異なるサイズ、形状、等の領域へグループ編成できるように、領域を再構成することができる。例えば、ある実施形態は、例えば、環境ノイズ、サイズ、及び／又はタッチスクリーンから感知されるべき物体までの距離、等の変化に基づいて、再構成可能なスイッチングスキームが表示ピクセルを異なるサイズの領域へグループ編成できるようにするプログラム可能なスイッチングアレイを含む。グループ編成を行えるようにするコンフィギュレーションの他の態様は、再構成不能であり、例えば、表示ピクセルの積層体における線の物理的切断部は、再構成不能である。しかしながら、例えば、物理的切断部を含むタッチスクリーンコンフィギュレーションは、プログラム可能なスイッチ、信号発生器、等の再構成可能な他の回路素子を含ませることで、異なるサイズ、形状、等の領域への表示ピクセルの再構成可能なグループ編成を、依然、許すことができる。
【００２８】
タッチスクリーンの表示ピクセルの多機能回路素子は、表示段階及びタッチ段階の両方において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、ドライブ領域及びセンス領域のようなタッチ信号線を形成するように一緒にグループ編成することができる。ある実施形態では、ある形式の連続的なタッチ信号線及び別の形式のセグメント化タッチ信号線を形成するように、回路素子をグループ編成することができる。例えば、図４は、ドライブ領域セグメント４０３及びセンス領域４０５がタッチスクリーン２２０のドライブ線セグメント３０１及びセンス線２２３に対応する１つの規範的実施形態を示す。他の実施形態では、他の構成も考えられ、例えば、ドライブ線が連続的なドライブ領域で各々形成され、且つセンス線が、ドライブ領域をバイパスする接続部を通して一緒にリンクされた複数のセンス領域セグメントで各々形成されるように、共通電極４０１を一緒にグループ編成することができる。規範的表示段階及び規範的タッチ段階における動作は、図１１Ａ−Ｂを参照して、以下に詳細に説明する。
【００２９】
図３の実施例のドライブ領域は、図４では、表示ピクセルの複数の共通電極を含む長方形領域として示され、又、図３のセンス領域は、図４では、ＬＣＤの垂直長さに延びる表示ピクセルの複数の共通電極を含む長方形領域として示されている。ある実施形態では、図４のコンフィギュレーションのタッチピクセルは、例えば、表示ピクセルの６４ｘ６４のエリアを含むことができる。しかしながら、ドライブ及びセンス領域は、図示された形状、方向及び位置に限定されず、本発明の実施形態による適当なコンフィギュレーションを含むことができる。タッチピクセルを形成するのに使用される表示ピクセルは、上述したものに限定されず、本発明の実施形態によるタッチ能力を許す適当なサイズ又は形状でよいことを理解されたい。
【００３０】
図５は、本発明の実施形態により共通電極４０１を図４に示す領域へとグループ編成し且つドライブ領域セグメントをリンクしてドライブ線を形成するのに使用できる導電性線の規範的なコンフィギュレーションを示す。ある実施形態は、図１３に示す規範的な実施形態に示されたように、ドライブ線間及び／又はドライブ線とセンス線との間の接地領域のような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。この実施形態では、共通電極４０１の各行は、それに対応するｘＶcom線５０１を有し、そして共通電極４０１の各列は、それに対応するｙＶcom線５０３を有する。図５は、更に、複数のドライブ領域セグメント４０３（破線で示す）も示しており、各ドライブ領域セグメント４０３は、ｘ−ｙ−ｃｏｍ接続部５０５を通して一緒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、接続部５０５は、以下に詳細に述べるように、各共通電極をドライブ領域セグメントのｘＶcom線５０１及びｙＶcom線５０３に接続する。ｙＶcom線５０３ａのような、ドライブ領域セグメント４０３を通して延びるｙＶcom線５０３は、各ドライブ領域セグメントを他のドライブ領域セグメント（例えば、所与のドライブ領域セグメントの上下のセグメント）から電気的に分離する切断部５０９を含むことができる。切断部５０９は、ｙ切断部（ｙ方向の電気的切断部）を与えることができる。
【００３２】
ドライブ線５１１は、共通電極４０１及びそれらの相互接続導電線ｘＶcomにより形成できる複数のドライブ領域セグメント４０３により各々形成される。より詳細には、ドライブ線５１１は、ｘＶcom線５０１を使用してセンス領域４０５にわたってドライブ領域セグメント４０３を接続することにより形成される。図５に示すように、第１のドライブ線５１１ａは、最上行のドライブ領域セグメント４０３により形成され、そして次のドライブ線５１１ｂは、次の行のドライブ領域セグメント４０３により形成される。ｘＶcom線は、以下に詳細に述べるように、バイパス５１３を使用してセンス領域４０５のｙＶcom線をバイパスする導電性経路である。
【００３３】
図５は、複数のセンス領域４０５（破線で示す）を更に示す。各センス領域４０５は、ｙ−ｃｏｍ接続部５０７を通して一緒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、接続部５０７は、センス領域４０５の各共通電極をｙＶcom線５０３の１つに接続することができる。付加的な接続部（例えば、図１０を参照）で、各センス領域４０５のｘＶcom線を一緒に接続することができる。例えば、付加的な接続部は、タッチ動作段階中に各センス領域のｙＶcom線を一緒に接続できるスイッチをタッチスクリーン２２０の境界に含むことができる。ｙＶcom線５０３ｂのような、センス領域４０５を通して延びるｙＶcom線５０３は、全ての共通電極４０１をｙ方向に電気的に接続することができ、それ故、センス領域のｙＶcom線は、切断部を含まない。このようにして、例えば、互いに接続されると共に、対応する表示ピクセルの回路素子に接続される複数の垂直の共通電圧線ｙＶcom線によりセンス領域を形成することができ、これにより、センス領域に表示ピクセルの電気的に接続された回路素子より成るセンス線５１２を形成することができる。図５に示す規範的センス領域では、垂直の共通電圧線ｙＶcomを、水平の共通電圧線ｘＶcomから切り離して、水平の共通電圧線ｘＶcomにクロスオーバーさせ（５１３において）、容量性タッチ感知の構造体を形成することができる。このクロスオーバーｙＶcom及びｘＶcomは、センス領域とドライブ領域との間に付加的な寄生キャパシタンスも形成することがある。
【００３４】
各共通電極４０１は、タッチスクリーン２２０の表示ピクセル、例えば、表示ピクセル５１５及び５１７に対応する。表示段階中に、共通電極４０１は、他の表示ピクセルコンポーネントと一緒に、タッチスクリーン２２０の表示システムの表示回路として動作し、タッチスクリーンに画像を表示する。タッチ段階中には、共通電極４０１のグループが、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て、タッチスクリーン上又はその付近の１つ以上のタッチを検出することができる。
【００３５】
動作中、タッチ段階の間に、水平の共通電圧線ｘＶcom５０１は、ドライブ線５１１を刺激するための刺激信号を送信して、その刺激されるドライブ線とセンス線５１２との間に電界線を形成し、図３のタッチピクセル２２６のようなタッチピクセルを生成することができる。指のような物体が、タッチピクセルに接近するか又はそれにタッチすると、その物体は、ドライブ線５１１とセンス線５１２との間に延びる電界に影響を及ぼし、センス線へと容量性結合される電荷の量を減少することができる。このような電荷の減少は、センスチャンネルにより感知され、そしてタッチの「画像」を生成するために他のタッチピクセルの同様の情報と共にメモリに記憶される。
【００３６】
ある実施形態では、ドライブ線及び／又はセンス線は、他の構造体で形成することができ、これは、例えば、典型的なＬＣＤディスプレイに既に存在する他の構造体（例えば、典型的なＬＣＤディスプレイの回路素子として機能し、例えば、信号を搬送し、電圧を蓄積し、等々を行う他の電極、導体層及び／又は半導体層、金属線）、典型的なＬＣＤ積層体構造ではないＬＣＤ積層体に形成される他の構造体（例えば、タッチスクリーンのタッチ感知システムに対して実質的に機能する他の金属線、プレート）、及びＬＣＤ積層体の外部に形成される構造体（例えば、外部の実質的に透明の導通プレート、ワイヤ、及び他の構造体）を含む。例えば、タッチ感知システムの一部分は、既知のタッチパネルオーバーレイと同様の構造体を含むことができる。ディスプレイに既に存在する構造体を使用してタッチ感知システムを部分的又は全体的に形成することで、典型的にディスプレイの上に横たわるタッチ感知に主として専用の構造体の量を減少することにより、タッチスクリーンの画質、輝度、等を潜在的に高めることができる。
【００３７】
ある実施形態では、表示ピクセルは、例えば、ドライブ領域とセンス領域との間の領域及び／又は２つのドライブ領域間の領域へとグループ編成することができ、これらの領域は、接地点又は仮想接地点に接続されて、接地領域を形成し、ドライブ領域間の干渉及び／又はドライブ領域とセンス領域との間の干渉を更に少なくすることができる。図１３Ａ−Ｂは、ドライブ領域間の接地領域、及びドライブ領域とセンス領域との間の接地領域を含む本発明の実施形態による領域の規範的レイアウトを示す。他の実施形態では、垂直の共通電圧線の切断部を省略することができ、線がドライブ領域間で全体的に共有される。
【００３８】
図５において明らかなように、表示ピクセル５１５は、センス領域４０５へとグループ編成され、そして表示ピクセル５１７は、ドライブ領域セグメント４０３へとグループ編成される。図６−８は、図５の「ボックスＡ」の表示ピクセル５１５及び５１７を詳細に示す平面図及び側面図であると共に、本発明の実施形態により平面内／層内にある規範的な切断部／バイパス部、及び平面外／層外にある規範的な切断部／バイパス部を含む１つの規範的なコンフィギュレーションを示す。
【００３９】
図６は、図５の「ボックスＡ」の拡大図で、本発明の実施形態によるタッチスクリーン２２０の表示ピクセル５１５及び５１７、並びに他の構造体を詳細に示す。表示ピクセル５１５及び５１７は、各々、共通電極４０１、及び３つの表示ピクセル電極６０１を含み、これらの表示ピクセル電極は、赤（Ｒ）サブピクセル、緑（Ｇ）サブピクセル、及び青（Ｂ）サブピクセルに対して１つづつあって、Ｒデータ線６０３、Ｇデータ線６０５及びＢデータ線６０７に対応し、これらデータ線は、タッチスクリーンの表示段階中にゲート線６１１に印加される電圧によりサブピクセルのトランジスタ６０９がスイッチオンされたときにサブピクセルへカラーデータを供給する。
【００４０】
ある実施形態では、モノクロ（例えば、白黒）表示ピクセル、３つより多い又は少ないサブピクセルを含む表示ピクセル、赤外線のような非可視スペクトルで動作する表示ピクセル、等の、他の形式の表示ピクセルを使用することもできる。異なる実施形態は、異なるサイズ、形状、光学的特性を有する表示ピクセルを含むことができる。ある実施形態の表示ピクセルは、互いに異なるサイズ、形状、光学的特性、等でよく、そしてタッチスクリーンに使用される異なる形式の表示ピクセルは、ある実施形態において異なる機能を発揮してもよい。
【００４１】
又、図６は、表示ピクセル５１７を通して延びるｙＶcom線５０３が、表示ピクセル５１７（及び表示ピクセル５１７のドライブ領域セグメント４０３、図５）を、隣接ドライブ領域セグメントから分離する切断部５０９を有することも示している。この切断部５０９は、実質的に同じ平面、この場合は、ｙＶcom線５０３が延びるｘ−ｙ平面内に延びる導電性経路間を電気的に開路する平面内切断部の一例である。同様に、切断部５０９は、以下に述べるように、同じ層、この場合は、第２の金属層に延びる導電性経路間を電気的に開路する層内切断部の一例である。多くの層内切断部は、平面内切断部でもあるが、必ずしもそうではない。例えば、積層体の材料層の導電性経路の切断部は、異なる積層高さ（即ち、異なる平面）に層が形成されるところの位置に作られ、従って、そのような位置の切断部は、層内、平面内切断部ではなく、層内、平面外切断部となる。
【００４２】
他方、センス領域４０５の表示ピクセル５１５を通して延びるｙＶcom線５０３は、切断部を含まず、従って、表示ピクセル５１５は、ｙ方向にセンス領域４０５の他の表示ピクセルに電気的接続され、即ちセンス領域の表示ピクセルは、ｙ接続される。
【００４３】
ｘＶcom線５０１は、表示ピクセル５１５及び５１７を通してｘ方向に延びる。ｘＶcom線５０１は、表示ピクセル５１５の左上隅においてＲデータ線６０３の後方でｘＶcomの拡大図に示されたように、Ｒ、Ｇ及びＢデータ線各々６０３、６０５及び６０７の後方に存在する。ｘＶcom線及びｙＶcom線と、表示ピクセル５１５及び５１７の共通電極４０１との間の接続は、図６の分解図に詳細に示されており、これは、ｘＶcom線５０１がｙＶcom線５０３の後方に存在し、そしてｙＶcom線５０３が共通電極４０１の後方に存在することも示している。センス領域の表示ピクセル５１５については、表示ピクセル５１５のｙ−ｃｏｍ接続部５０７の分解図は、ｙ−ｃｏｍ接続部が表示ピクセルの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ビア）であることを示すと共に、ｘＶcom線５０１とｙＶcom線５０３との間には接続がなく、即ちバイパス部５１３がある（それ故、ｘＶcom線と共通電極との間には接続がない）ことを示している。バイパス部５１３の結果として、表示ピクセル５１５は、ｘ切断され、又はｘ方向に分離され、即ちｘ方向に沿って隣接表示ピクセルから切断又は分離される。この規範的実施形態では、上述した境界スイッチのようなセンス領域のｙＶcom線５０３の付加的な接続部が、表示ピクセル５１５の共通電極４０１を、表示ピクセル５１５の左側の隣接感知領域の表示ピクセルの共通電極に電気的接続し、それ故、バイパス部５１３は、表示ピクセル５１５を、表示ピクセル５１５の右側の隣接ドライブ領域の表示ピクセル５１７から「右切断」する（換言すれば、表示ピクセル５１５は、正のｘ方向に表示ピクセルからｘ切断され、即ち正ｘ切断される）。
【００４４】
バイパス部５１３は、実質的に異なる平面に延びる導電性経路間の電気的開路である平面外バイパス部の一例であり、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。同様に、バイパス部５１３は、異なる層、この場合は、以下に述べるように、ｙＶcom５０３の第２の金属層及びｘＶcom５０１の第１の金属層、に延びる導電性経路間の電気的開路である層外バイパス部の一例である。ｙＶcom対共通電極接続部、（上述したように、同じセンス領域のｙＶcom線に対する）タッチスクリーン境界のｙＶcom対ｙＶcom接続部、及びｘＶcom線とｙＶcom線との間のバイパス部を含むこのコンフィギュレーションは、センス領域におけるディスプレイの回路素子を一緒にグループ編成してタッチ感知のためのセンス線を形成すると共に、センス領域により互いに分離されたドライブ領域セグメントを一緒にリンクするｘＶcom線でセンス線をバイパスしてタッチ感知のためのドライブ線を形成する一例である。
【００４５】
ドライブ領域セグメントの表示ピクセル５１７について、表示ピクセル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と、ｙＶcom線を共通電極に接続する１つの導電線６１３とを含むことを示している。従って、ドライブ領域セグメントにおける各表示ピクセルの共通電極は、電気的に一緒に接続することができる。というのは、各表示ピクセルを、垂直線（ｙＶcom）の同じ導電性グリッドに接続でき、即ちｙ接続でき、又、水平線（ｘＶcom）に接続でき、即ちｘ接続できるからである。この規範的なコンフィギュレーションでは、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おいて方向付けされ、そして２セットの接続部を通して一緒に接続され、一方のセットは、垂直及び水平の線を接続し、そして他方のセットは、垂直線及び共通電極を接続する。垂直線に切断部を含むこのコンフィギュレーションは、介在するセンス線をバイパスするドライブ線リンクを通して他のドライブ線セグメントにリンクできるドライブ線のタッチ感知回路を形成するように、ドライブ領域セグメントにおけるディスプレイの回路素子を一緒にグループ編成する一例である。
【００４６】
図７−８は、各々、表示ピクセル５１５の積層体の一部分及び表示ピクセル５１７の積層体の一部分を示す断面図である。図７は、図６の矢印付きの線７−７’に沿った表示ピクセル５１５の断面図である。図７は、ゲート線６１１、第１金属層（Ｍ１）に形成されたｘＶcom線５０１、Ｂデータ線６０７、ドレイン７０１、及び第２金属層（Ｍ２）に形成されたｙＶcom線５０３を含む。又、この図は、ＩＴＯのような透明導体で形成された共通電極４０１及び表示ピクセル電極６０１も含む。共通電極４０１は、導電性材料を充填できる誘電体層７０７ａのビア、即ち図６の導電線６１３の一例である導電性ビア７０３を経て、ｙＶcom線５０３に電気的接続される。又、図７は、ｘＶcom線５０１とｙＶcom線５０３との間のバイパス５１３（無接続部）も示す。この点に関して、バイパス５１３は、ｘＶcom５０１とｙＶcom５０３とを分離する構造体であって、誘電体層７０７ｂの一部分を含む構造体とみなすことができる。ゲート絶縁体層７０５は、ＳｉＯ2、ＳｉＮx、等の誘電体材料を含む。液晶層は、カラーフィルタが後続するピクセル電極の上に配置され、そして積層体（図示せず）の上下に偏光板を配置することができる。タッチスクリーンは、図７に対して上から見られる。
【００４７】
図８は、図６の矢印付きの線８−８’に沿った表示ピクセル５１７の断面図である。図８は、図８の導電性ビア８０１が図７のバイパス５１３に置き換わる以外、図７と同一である。従って、ｘＶcom５０１は、ドライブ領域セグメント表示ピクセル５１７のｙＶcom５０３に電気的接続される。従って、図６の導電線６１５は、この例の積層体では、導体充填ビアである。
【００４８】
図７-８は、一緒に、本発明の実施形態による平面外／層外切断部／バイパス部をどのように使用すると、ある実施形態において、多機能回路素子を含む多機能タッチ感知ＬＣＤ構造体を効率的に生成できるかの一例を示す。この場合に、ある実施形態では、異なる平面／層における導電性経路間に作られる接続部／バイパス部は、より多くのオプションを多機能構成の設計に許すことができると共に、同じ平面／層にバイパス部を形成するために追加する必要のある例えば線のような追加構造体の数を潜在的に減少することができる。この点に関して、ある実施形態におけるｙ切断部及び／又はｘ切断部は、例えば、表示ピクセル積層体の異なる平面／層に導電性通路を形成するだけで便利に形成することができる。同様に、ある実施形態におけるｙ接続部及び／又はｘ接続部は、異なる平面／層の導電性経路を接続するように異なる平面／層間に導電性経路を使用して便利に形成することができる。特に、これは、本発明の実施形態により一体型タッチ機能を追加するように既存のＬＣＤ設計を容易に変更できるようにする。この点に関して、平面内／層内及び平面外／層外の切断部及びバイパス部の選択的な使用は、既存のＬＣＤ設計における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できるようにすると共に、マスキング、ドーピング、堆積、等の既存の製造プロセスに必要とされる変更の数を減少することができる。
【００４９】
図９−１２Ｂを参照して、規範的なタッチスクリーン、及び多機能タッチスクリーンＬＣＤ回路素子の規範的な動作方法を詳細に説明する。図９は、本発明の実施形態による複数のサブピクセルを含む規範的タッチスクリーン９００の部分回路図である。上述した規範的実施形態と同様に、タッチスクリーン９００のサブピクセルは、それらがＬＣＤサブピクセル及びタッチセンサ回路素子の両方として多機能を果たせるように構成することができる。即ち、サブピクセルは、表示ピクセルのＬＣＤ回路の部分として動作できると共に、タッチ感知回路の回路素子としても動作できる回路素子を含むことができる。このようにして、タッチスクリーン９００は、一体型タッチ感知能力を伴う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のサブピクセル９０１、９０２及び９０３を詳細に示す。この規範的な実施形態では、各サブピクセルは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）又は青（Ｂ）のサブピクセルであり、３つのＲ、Ｇ及びＢサブピクセル全部を結合して、１つのカラー表示ピクセルを形成する。この規範的実施形態は、赤、緑及び青のサブピクセルを含むが、サブピクセルは、他の色の光又は他の波長の電磁放射（例えば、赤外線）に基づいてもよいし、又はモノクロ構成に基づいてもよい。
【００５０】
サブピクセル９０２は、ゲート９５５ａ、ソース９５５ｂ及びドレイン９５５ｃを伴う薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）９５５を含むことができる。又、サブピクセル９０２は、例えば、図６に示す共通電極４０１のような、サブピクセル９０１、９０２及び９０３間に共有される実質的に導電性材料の連続プレートである共通電極（Ｖcom）９５７ｂを含むこともできる。又、サブピクセル９０２は、ディスプレイシステムの回路の一部分として共通電極９５７ｂとで動作できるピクセル電極９５７ａも含むことができる。このピクセル電極９５７ａは、例えば、図６−８に示すピクセル電極６０１である。タッチスクリーン９００は、各サブピクセルのピクセル電極及び共通電極が、サブピクセルの液晶に印加されるフリンジ電界を発生すると共に、サブピクセルの蓄積キャパシタも形成できるＦＦＳディスプレイシステムとして動作することができる。サブピクセル９０２は、ピクセル電極９５７ａ及び共通電極９５７ｂにより形成された蓄積キャパシタ９５７を含む。又、サブピクセル９０２は、緑（Ｇ）カラーデータのデータ線、Ｇｄａｔａ線９１７の一部分９１７ａ、及びゲート線９１３の一部分９１３ｂも含む。ゲート９５５ａは、ゲート線部分９１３ｂに接続され、そしてソース９５５ｂは、Ｇｄａｔａ線部分９１７ａに接続される。ピクセル電極９５７ａは、ＴＦＴ９５５のドレイン９５５ｃに接続される。
【００５１】
サブピクセル９０１は、ゲート９０５ａ、ソース９０５ｂ及びドレイン９０５ｃを伴う薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）９０５を含む。又、サブピクセル９０１は、サブピクセルのフリンジ電界を発生すると共に、蓄積キャパシタ９０７を形成するように、共通電極９５７ｂとで動作できるピクセル電極９０７ａも含む。又、サブピクセル９０１は、赤（Ｒ）カラーデータのデータ線、Ｒｄａｔａ線９１５の一部分９１５ａ、及びゲート線９１３の一部分９１３ａも含む。ゲート９０５ａは、ゲート線部分９１３ａに接続され、そしてソース９０５ｂは、Ｒｄａｔａ線部分９１５ａに接続される。ピクセル電極９０７ａは、ＴＦＴ９０５のドレイン９０５ｃに接続される。サブピクセル９０１及び９０２は、例えば、従来のＬＣＤサブピクセルのほとんどの又は全ての構造を含むことができる。
【００５２】
サブピクセル９０３は、ゲート９７５ａ、ソース９７５ｂ及びドレイン９７５ｃを伴う薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）９７５を含む。又、サブピクセル９０３は、サブピクセルのフリンジ電界を発生すると共に、蓄積キャパシタ９７７を形成するように、共通電極９５７ｂとで動作できるピクセル電極９７７ａも含む。又、サブピクセル９０３は、青（Ｂ）カラーデータのデータ線、Ｂｄａｔａ線９１９の一部分９１９ａ、及びゲート線９１３の一部分９１３ｃも含む。ゲート９７５ａは、ゲート線部分９１３ｃに接続され、そしてソース９７５ｂは、Ｂｄａｔａ線部分９１９ａに接続される。ピクセル電極９７７ａは、ＴＦＴ９７５のドレイン９７５ｃに接続することができる。サブピクセル９０１及び９０２とは異なり、サブピクセル９０３は、ｙ方向に延びる共通電圧線ｙＶcom９２５の一部分９２５ａと、接続点９２９とを含むことができる。他の実施形態では、ｙＶcomは、青のサブピクセルに代わって、赤のサブピクセル又は緑のサブピクセルを通して延びることができる。図６を参照して上述したｙ−ｃｏｍ接続部５０７又はｘ−ｙ−ｃｏｍ接続部５０５は、例えば、共通電極９５７ｂを（他の表示ピクセルを通して垂直に延びる）ｙＶcom９２５に接続し、共通電極９５７ｂを（他のピクセルを通して水平に延びる）ｙＶcom９２５及びｘＶcom９２１に接続し、等々のために、接続点９２９に形成することができる。このようにして、例えば、共通電極９５７ｂは、接続された共通電極の領域を生成するように、他の表示ピクセルの共通電極に接続することができる。
【００５３】
個別の領域を生成する１つの方法は、ある規範的実施形態において上述したように、水平及び／又は垂直の共通線に切断部（開路）を形成することである。例えば、ｙＶcom９２５は、図９に示す任意の切断部１３１を有し、この切断部の上のサブピクセルを、この切断部の下のサブピクセルから分離できるようにし、即ちサブピクセルを下部切断することができる。接続点９２９にｘ−ｙ−ｃｏｍ接続に代わってｙ−ｃｏｍ接続を形成することによりｘ切断部を形成し、ｘＶcom９２１を共通電極９５７ｂから切断することができる。ある実施形態では、ｘＶcom９２１は、切断部の右側のサブピクセルを切断部の左側のサブピクセルから分離できるようにする切断部を含む。他の構成では、センス線のバイパス部を通してドライブ線セグメントを一緒にリンクして表示ピクセルの回路素子を上述したようにグループ編成することができる。
【００５４】
このようにして、タッチスクリーン９００の共通電極は、タッチ感知システムのタッチ感知回路の一部分として動作できる構造体を表示ピクセル内に形成するように一緒にグループ編成することができる。例えば、共通電極は、ドライブ領域又はセンス領域を形成し、ある実施形態について上述したようにバイパス及びリンクを形成し、等々のように、構成することができる。この点に関して、共通電極、ｘＶcom線、等の回路素子は、多機能回路素子として動作することができる。
【００５５】
一般的に、タッチスクリーン９００は、スクリーン内の全てのサブピクセルの共通電極を、例えば、複数の水平の共通電圧線への接続部を伴う少なくとも１つの垂直の共通電圧線を通して一緒に接続す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、サブピクセルの異なるグループを一緒に接続して、一緒に接続された共通電極の複数の個別の領域を形成するように構成することもできる。
【００５６】
図１０−１２Ｂを参照して、本発明の実施形態によるタッチ感知動作を説明する。図１０は、本発明の実施形態による規範的タッチスクリーンのドライブ領域１００１及びセンス領域１００３における表示ピクセル内の幾つかのタッチ感知回路の部分的回路図である。明瞭化のために、図１０は、幾つかの回路素子が、タッチ感知回路ではなく、主としてディスプレイ回路の一部分として動作することを表すために、破線で示された回路素子を含む。更に、タッチ感知動作は、主として、単一のドライブ表示ピクセル１００１ａ（例えば、ドライブ領域１００１の単一表示ピクセル）及び単一のセンス表示ピクセル１００３ａ（例えば、センス領域１００３の単一表示ピクセル）に関して説明する。しかしながら、ドライブ領域１００１における他のドライブ表示ピクセルは、ドライブ表示ピクセル１００１ａについて以下に述べるものと同じタッチ感知回路を含むことができ、又、センス領域１００３における他のセンス表示ピクセルは、センス表示ピクセル１００３ａについて以下に述べるものと同じタッチ感知回路を含むことができることを理解されたい。従って、ドライブ表示ピクセル１００１ａ及びセンス表示ピクセル１００３ａの動作の説明は、各々、ドライブ領域１００１及びセンス領域１００３の動作の説明とみなすことができる。
【００５７】
図１０を参照すれば、ドライブ領域１００１は、ドライブ表示ピクセル１００１ａを含む複数のドライブ表示ピクセルを備えている。ドライブ表示ピクセル１００１ａは、ＴＦＴ１００７、ゲート線１０１１、データ線１０１３、ｘＶcom線部分１０１５及びｙＶcom線部分１０１７、ピクセル電極１０１９、及び共通電極１０２３を含む。図１０は、以下に詳細に述べるタッチ感知に使用される構造体をドライブ領域１００１の表示ピクセル内に形成するために、ｘＶcom線部分１０１５及びｙＶcom線部分１０１７を通してドライブ領域１００１の他のドライブ表示ピクセルの共通電極に接続された共通電極１０２３を示す。センス領域１００３は、センス表示ピクセル１００３ａを含む複数のセンス表示ピクセルを備えている。センス表示ピクセル１００３ａは、ＴＦＴ１００９、ゲート線１０１２、データ線１０１４、ｙＶcom線１０１６、ピクセル電極１０２１、及び共通電極１０２５を含む。図１０は、以下に詳細に述べるタッチ感知に使用される構造体をセンス領域１００３の表示ピクセル内に形成するために、例えば、タッチスクリーンの境界領域において接続できるｙＶcom線部分１０１６を通してセンス領域１００３の他のセンス表示ピクセルの共通電極に接続された共通電極１０２５を示す。
【００５８】
タッチ感知段階中に、ｘＶcom線部分１０１５に印加されるドライブ信号は、ドライブ領域１００１の接続された共通電極１０２３の構造体と、電荷増幅器１０２６のようなセンス増幅器に接続されたセンス領域１００３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。センス領域１００３の接続された共通電極の構造体に電荷が注入され、そして電荷増幅器１０２６がその注入電荷を、測定可能な電圧へ変換する。注入された電荷の量、従って、測定された電圧は、指１０２７のようなタッチ物体がドライブ及びセンス領域にどれほど接近するかに依存する。このようにして、測定された電圧は、タッチスクリーン上又はその付近でのタッチの指示を与えることができる。
【００５９】
図１１Ａは、規範的なＬＣＤ又は表示段階中及び規範的なタッチ段階中にドライブ表示ピクセル１００１ａを含むドライブ領域１００１のドライブ表示ピクセルへｘＶcom１０１５を通して印加される規範的な信号を示す。ＬＣＤ段階中に、ｘＶcom１０１５及びｙＶcom１０１７は、ＬＣＤ反転を遂行するために２．５Ｖ±２．５Ｖの方形波信号で駆動される。ＬＣＤ段階は、巾が１２ｍｓである。
【００６０】
タッチ段階では、ｘＶcom１０１５が、正弦波、方形波、三角波、等のＡＣ信号で駆動することができる。例えば、図１１Ａに示す例では、ｘＶcomは、各々２００マイクロ秒続く１５ないし２０の連続刺激段階で駆動され、一方、ｙＶcom１０１６は、図１１Ｂに示す電荷増幅器１０２６の仮想接地に維持される。この場合の駆動信号は、各々同じ周波数を有すると共に０°又は１８０°（図１１Ａの“＋”及び“−”に対応する）の相対的位相を有する２．５Ｖ±２Ｖの方形波又は正弦波信号である。タッチ段階は、巾が４ｍｓである。
【００６１】
図１２Ａは、タッチ段階中の共通電極１０２３の動作を詳細に示す。特に、共通電極１０２３及びピクセル電極１０１９により形成される蓄積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（即ち、種々の導電性構造体間及び共通電極と指１０２７との間の漂遊キャパシタンス）より著しく高いので、共通電極１０２３に印加される２．５Ｖ±２Ｖの正弦波駆動信号のＡＣ成分のほぼ全部（約９０％）がピクセル電極１０１９にも印加される。従って、共通電極１０２３とピクセル電極１０１９との間の電圧差を小さく保持することができ、そして液晶は、タッチ刺激のために最小の電界変化を経験するだけであり、その電荷状態を、ＬＣＤ段階中にセットされたように維持する。共通電極１０２３及び１０２５は、ＬＣＤの表示段階動作中に、典型的に、０又は５ボルトＤＣ（方形波２．５±２．０Ｖ）へ荷電される。しかしながら、タッチモード中には、ドライブ領域１０２３の共通電極は、２Ｖ振幅の重畳正弦波信号で２．５ＶのＤＣ電圧に荷電される。同様に、センス領域１０２５の共通電極は、２．５ＶのＤＣレベルにおいて電荷増幅器１０２６の仮想接地に保持される。タッチ段階中に、ドライブ領域１００１の共通電極１０２３の正弦波信号は、センス領域１００３の共通電極１０２５へ通過される。ドライブ及びセンスの両領域の共通ピクセル電極間の高い結合のために、共通電極の電圧変化の９０％は、それに対応するピクセル電極へ移送され、従って、タッチ感知を遂行する間に、表示段階中に蓄積された画像電荷の擾乱を最小にする。このように、ドライブ及びセンス領域の共通電極は、ＬＣＤ画像に影響せずにキャパシタンスタッチ感知のため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】
共通電極及びピクセル電極がタッチ感知回路の回路素子として動作するよう構成されると同時に、電極は、ＬＣＤシステムの一部分として動作し続けることができる。図１２Ａ−Ｂに示すように、ピクセル電極１０２１の構造体の電圧が各々約±２Ｖで変調される間に、ピクセル電極１０２１と共通電極１０２５との間の相対的電圧は、ほぼ一定値±０．１Ｖに保たれる。この相対的電圧は、ＬＣＤ動作に対して表示ピクセルの液晶が見る電圧であり、その大きさは、画像のグレースケールレベルを決定することができる（例えば、図１２Ａでは、この相対的電圧が２Ｖである）。タッチ（センス）段階中の相対的電圧の０．１ＶＡＣバリアンスは、ＬＣＤに対して許容できる程度の低い影響しか与えてはならない。というのは、特に、ＡＣバリアンスは、典型的に、液晶に対する応答時間より高い周波数をもつことになるからである。例えば、刺激信号周波数、ひいては、ＡＣバリアンスの周波数は、典型的に、１００ｋＨｚより高い。しかしながら、液晶に対する応答時間は、典型的に、１００Ｈｚ未満である。それ故、タッチシステムの回路素子としての共通及びピクセル電極の機能は、ＬＣＤの機能と干渉してはならない。
【００６３】
図１０、１１Ｂ及び１２Ｂを参照し、センス領域１００３の規範的動作について以下に述べる。図１１Ｂは、上述したＬＣＤ段階及びタッチ段階中に、表示ピクセル１００３ａを含むセンス領域の表示ピクセルにｙＶcom１０１６を通して印加される信号を示している。ドライブ領域と同様に、ｙＶcom１０１６は、ＬＣＤ段階中にＬＣＤ反転を遂行するために、２．５Ｖ±２．５Ｖの方形波信号で駆動される。タッチ段階中に、ｙＶcom１０１６は、電荷増幅器１０２６へ接続され、この増幅器は、電圧を２．５Ｖの仮想接地又はその付近に保持する。その結果、ピクセル電極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へ伝播する。  上述したように、フリンジ電界は、ドライブ領域によりほぼ±２Ｖで変調される。これらの電界がピクセル電極１０２１により受け取られると、ほとんどの信号は、共通電極１０２５へ移送される。というのは、表示ピクセル１００３ａが表示ピクセル１００１ａと同じ又は同様の漂遊キャパシタンス及び蓄積キャパシタンスを有するからである。
【００６４】
ｙＶcom１０１６は、電荷増幅器１０２６に接続されて、仮想接地に保持されるので、ｙＶcom１０１６に注入される電荷は、電荷増幅器の出力電圧を発生する。この出力電圧は、タッチ感知システムのためのタッチ感知情報を与える。例えば、指１０２７がフリンジ電界に接近すると、電界に擾乱を生じさせる。この擾乱は、タッチシステムにより、電荷増幅器１０２６の出力電圧の擾乱として検出される。ＴＦＴ１００９のドレインに接続されたピクセル電極１０２１に当たるフリンジ電界のほぼ９０％が、電荷増幅器１０２６へ移送される。又、ｙＶcom１０１６に直結された共通電極１０２５に当たる電荷の１００％が電荷増幅器１０２６へ移送される。各電極に当たる電荷の比は、ＬＣＤの設計に依存する。非ＩＰＳの場合、指の影響を受ける電荷のほぼ１００％が共通電極に当たる。というのは、パターン化されたＣＦプレートが指の最も近くにあるからである。ＩＰＳ形式のディスプレイの場合は、この比が、５０％に接近する。というのは、電極の各部分が、指を向いたほぼ等しい面積（又は１／４対３／４）を有するからである。あるサブ形式のＩＰＳディスプレイの場合は、ピクセル電極が同一平面でなく、上を向いたエリアの大半が共通電極専用となる。
【００６５】
図１３Ａは、本発明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において機能する領域へとグループ編成された多機能表示ピクセルの別の規範的コンフィギュレーションを示す。図１３Ｂは、図１３Ａの接地領域を伴うタッチスクリーンの詳細図である。図１３Ａ−Ｂに示すように、例えば、ドライブ領域とセンス領域との間に表示ピクセルの領域を形成することができ、そしてその領域を真の接地点へ接地して、ドライブ−センス接地領域１３０１を形成することができる。又、図１３Ａ−Ｂは、２つのドライブ領域間の表示ピクセルを同様にグループ編成して、ドライブ−ドライブ接地領域１３０３を形成するように同様に接地できることも示す。接地領域、及び他の領域は、導電線部分のグリッドのような接続構造から形成することができる。例えば、図１３Ａ−Ｂは、平面内／層内切断部（ｙ切断部）１３０５、及び平面内／層内切断部（ｘ切断部）１３０９を含む水平及び垂直の導電性経路の接地領域接続グリッド１３０４を示す。導電性領域をリンクする線は、接地領域及びセンス領域を平面外／層外バイパス部１３０８でバイパスすることができる。図１３Ａ−Ｂの規範的コンフィギュレーションでは、ドライブ−センス接地領域１３０１は、接続部１３１０を経てドライブ−ドライブ接地領域１３０３に電気的接続され、そして全ての接地領域を、タッチスクリーンの１つの境界においてマルチプレクサ１３１１を通して単一接地部１３１３に接地することができる。
【００６６】
図１３Ｂは、接地領域の接続グリッド１３０４が、接続部１３１０を通して接地領域１３０１及び１３０３の共通電極を接続する一方、平面内切断部１３０５（ｙ切断部）及び平面内切断部１３０９（ｘ切断部）で他の領域からの電気的分離を維持できることを示している。センス領域の共通電極も、同様に、グリッドに接続することができる。又、図１３Ｂは、ドライブ領域の共通電極を、接続部１３２３により接続された導電線の異なるグリッドで形成して、ドライブ領域接続グリッド１３２１を形成できることも示している。
ドライブ領域接続グリッドの水平線は、例えば、平面外バイパス部１３０８を使用して接地及びセンス領域を通して延びるバイパス導電性経路１３２５で接地領域及びセンス領域をバイパスし、ドライブ領域と接地及びセンス領域との間の電気的接触を防止することができる。バイパス導電性経路は、例えば、以下に詳細に述べるドライブトンネルである。
図１３Ａ−Ｂの規範的コンフィギュレーションでは、接地領域１３０１及び１３０３は、各々、表示ピクセル２つ分の巾であるが、接地領域の巾は、表示ピクセル２つ分に限定されず、それより少ない又はそれより多い表示ピクセルという巾でもよい。同様に、図１３Ａ−Ｂは、ドライブ−センス接地領域に接続されたドライブ−ドライブ接地領域を示しているが、他の実施形態では、接地領域を他の接地領域から電気的に分離することができる。又、他の実施形態では、接地領域を、ＡＣ接地のような他の形式の接地部に接地することができる。接地領域１３０１及び１３０３は、ドライブ領域とセンス領域との間及び／又はドライブ領域とドライブ領域との間に生じる静的キャパシタンスを減少する上で助けとなる。タッチシステムコンフィギュレーションにおいてこのような静的キャパシタンスを減少することで、例えば、タッチスクリーンの精度及び電力消費を改善することができる。
【００６７】
図１４Ａ−１６Ｃは、第３金属（Ｍ３）層を含む本発明の実施形態による表示ピクセルの多機能回路素子の別の規範的コンフィギュレーションを示すと共に、本発明の実施形態により表示ピクセルを製造する規範的方法を示す。又、図１４Ａ−１６Ｃは、単に比較を容易にするために３つの異なる表示ピクセルの規範的セットを横に並べた図で、表示ピクセルの特定の順序を意味するものではない。図１４Ａ−１４Ｃは、図５−６を参照して述べた表示ピクセル５１７のような、ドライブ領域における規範的な表示ピクセル１４０１を示す。図１５Ａ−１５Ｃは、図５−６を参照して述べたピクセル５１５のような、ドライブトンネルを伴うセンス領域における規範的な表示ピクセル１５０１を示す。図１６Ａ−１６Ｃは、ドライブトンネルをもたないセンス領域における規範的な表示ピクセル１６０１を示す。以下の説明において、全ての表示ピクセル１４０１、１５０１及び１６０１に共通のプロセス及び構造は、明瞭化のために、単一の表示ピクセルのみに関して説明する。
【００６８】
図１４Ａ、１５Ａ及び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段階を含む初期の処理段階を示す。第２段階は、全ての表示ピクセルのＭ１層にゲート線を形成し、そして表示ピクセル１４０１及び１５０１のＭ１層にｘＶcom線を形成することを含む。表示ピクセル１４０１のｘＶcom線は、ｙＶcom線への接続を許すために左側に拡張部を含む。表示ピクセル１５０１のｘＶcom線は、ｘＶcom線とセンス領域の他の導電性経路との間に接続部が形成されない（即ち、バイパス部が存在する）ために、センス領域における他の導電性経路をバイパスする導電性トンネルとして動作する。次いで、表示ピクセルのトランジスタ回路素子に接続部を含む接続層（ＣＯＮ１）が形成される。表示ピクセル１４０１は、拡張されたｘＶcom部分に付加的な接続部を含む。表示ピクセルのＭ２層にはデータ線が形成され、表示ピクセル１４０１のＭ２層は、ｙＶcom線を含む。
【００６９】
図１４Ｂ、１５Ｂ及び１６Ｂは、中間の処理段階を示す。参考のために、Ｍ２層も示されている。トランジスタのドレインをピクセル電極に接続するために第２の接続層（ＣＯＮ２）が形成される。表示ピクセル１４０１は、ｙＶcomを共通電極に接続する別の接続部をＣＯＮ２に含む。次いで、例えば、ＩＴＯで共通電極が形成される。
【００７０】
図１４Ｃ、１５Ｃ及び１６Ｃは、後期の処理段階を示すと共に、参考のため以前の処理からのＶcomを示している。第３金属（Ｍ３）層が形成される。表示ピクセル１４０１のＭ３層は、図示されたように、表示ピクセル１５０１及び１６０１のＭ３層とは異なる。
センス領域の表示ピクセル１５０１及び１６０１のＭ３層コンフィギュレーションは、表示ピクセルを上下に接続する垂直線を含み、従って、ｙＶcom線を使用せずに、センス領域の表示ピクセルをｙ方向に接続できるようにする。このＭ３構造をドライブ領域の表示ピクセル１４０１に模擬すると、センス領域における付加的な金属から生じ得るタッチスクリーンの目に見える不適合を減少する上で助けとなる。第３の接続層（ＣＯＮ３）が形成され、次いで、全ての表示ピクセルに表示ピクセル電極が形成される。
【００７１】
図１４Ａ−Ｃは、一緒に、上述した表示ピクセル５１７と同様にドライブ領域に対して構成された表示ピクセル１４０１を示している。この表示ピクセル１４０１は、第１金属（Ｍ１）層にゲート線１４０３及びｘＶcom線１４０５を含み、そして第２金属（Ｍ２）層にデータ線１４０９を含む。表示ピクセル１４０１は、上述した接続部５０５のように、ｘ−ｙ−ｃｏｍ接続部１４１１のような接続部を含むことができる。ｘ−ｙ−ｃｏｍ接続部１４１１は、ｘＶcom線１４０５、ｙＶcom線１４０７を、共通電極（Ｖcom）１４１３に接続する。
【００７２】
図１５Ａ−Ｃは、一緒に、上述した表示ピクセル５１５と同様にセンス領域に対して構成されたタッチスクリーン表示ピクセル１５０１を示している。この表示ピクセル１５０１は、Ｍ１層にゲート線１５０３及びｘＶcom線１５０５を含み、そしてＭ２層にデータ線１５０９を含む。ｘＶcom線１５０５は、積層体の下位層（Ｍ１）に形成され、そしてｘＶcomとｙＶcomとの間には接続部が設けられないので、ｘＶcom線は、センス領域の共通電極（Ｖcom）１５１３に接続されずに、センス領域の表示ピクセル１５０１を水平に「トンネル貫通」する。これは、センス領域のような別の形式の領域をバイパスしながらその領域の表示ピクセル積層体を通して延びる導電性経路、即ちそのバイパスされる領域の表示ピクセル積層体のタッチ感知回路素子に電気的に接触しない導電性経路、によってドライブ領域を接続できるドライブトンネルの一例である。同様に、他の実施形態では、センス領域を接続するセンストンネルのような他の形式のトンネルを使用することができる。又、図１５Ｃは、センス領域の表示ピクセル回路素子を、接続グリッド１５０９で示すように、ｘ及びｙの両方向に電気的に接続する接続構造体として、第３金属（Ｍ３）層が、一部分、使用されることを示している。ｙＶcomは、ドライブピクセル電極１４０１に使用されるが、センスピクセル電極１５０１及び１６０１には使用されないことに注意されたい。むしろ、Ｍ３層によりｙ接続性が与えられる。ある実施形態では、センス領域の表示ピクセルは、タッチスクリーンの境界において接続部及びスイッチを通して水平方向に一緒に接続することができる。
【００７３】
図１６Ａ−Ｃは、一緒に、ドライブトンネルを含まないこと以外、表示ピクセル１５０１と同じである表示ピクセル１６０１を示している。表示ピクセル１６０１は、図１６Ｃに接続グリッド１６０３で示したように、センス領域の表示ピクセル回路素子を電気的に接続する接続構造体をＭ３層に含む。
【００７４】
図１７−２３は、本発明の実施形態による第３金属（Ｍ３）層の別の構成を含む表示ピクセルの他の規範的コンフィギュレーション、表示ピクセルを製造する規範的方法、規範的なタッチピクセルレイアウト、及び規範的なタッチスクリーンを示す。上述した図１４Ａ−１６Ｃと同様に、図１７−２０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ピクセルの規範的セットを横に並べた図である。図２１Ａ及び２１Ｂは、本発明の実施形態による１つの規範的タッチピクセルに対する表示ピクセルの規範的レイアウトを示す。図２１Ｃ及び２１Ｄは、本発明の実施形態による規範的なドライブトンネル接続部を示す。図２２−１及び２２−２は、図２１Ａに示すような規範的タッチピクセルを含む規範的タッチピクセルレイアウトを示す。
【００７５】
図１７−２０は、８つの規範的な表示ピクセル（Ａ＿ｐｉｘｅｌ、Ｂ＿ｐｉｘｅｌ、・・・Ｈ＿ｐｉｘｅｌと示す）のセットの表示ピクセル積層体のための規範的な製造プロセスを示す。以下に詳細に示すように、そのセットにおける表示ピクセルの各々は、以下に詳細に述べる３つの形式の表示ピクセル、即ち接続層形式、接触形式及びトンネル形式、の１つである。以下の説明において、表示ピクセルＡ−Ｈの全てに共通したプロセス及び構造は、明瞭化のために単一の表示ピクセルについて説明する。
【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段階を含む規範的処理の初期段階を示す。第２の段階は、全ての表示ピクセルのＭ１層にゲート線１７０３を形成し、そして表示ピクセルＥ−ＨのＭ１層にｘＶcom線１７０５を形成することを含む。表示ピクセルＥ−ＦのｘＶcom線は、共通電極への接続を許すために中間サブピクセルに拡張部分１７０６を含む。表示ピクセルＧ−ＨのｘＶcom線は、ｘＶcom線とセンス領域の他の導電性経路との間に接続部が形成されない（即ち、バイパス部が存在する）ために、センス領域における他の導電性経路をバイパスするドライブトンネルとして動作する。次いで、表示ピクセルのトランジスタ回路素子及び拡張ｘＶcom部分１７０６に接続部１７０７を含む接続層（ＣＯＮ１）が形成される。表示ピクセルのＭ２層にはデータ線１７０９が形成される。
【００７７】
図１８は、規範的処理の中間段階を示す。参考のために、Ｍ２層も示されている。トランジスタのドレインを接続部１８０１で共通電極（Ｖcom）１８０５に接続するために第２の接続層（ＣＯＮ２）が形成される。表示ピクセルＥ−Ｆは、ｘＶcom１７０５を共通電極１８０５に接続する別の接続部１８０３をＣＯＮ２に含む。次いで、例えば、ＩＴＯのような実質的に透明な導体で共通電極１８０５が形成される。
【００７８】
図１９は、規範的プロセスの後期段階を示すと共に、参考のために以前の処理からのＶcom１８０５を示している。図１９に示す処理では、第３金属（Ｍ３）層及び第３接続層（ＣＯＮ３）が形成される。ＣＯＮ３層１９０５は、表示ピクセル電極に接続される。Ｍ３層は、Ｖcom１８０５と電気的に接触して形成される。各表示ピクセルのＭ３層は、２つの垂直線１９０１及び１つの水平線１９０３を含む。ある実施形態では、Ｍ３層は、他の実施形態におけるｙＶcom線と同じ目的を果たすことができる。一般に、ある実施形態では、Ｍ３層は、それ自身とデータ／ゲート線との間に比較的低いクロスキャパシタンスしか与えないという点で幾つかの効果を発揮することができる。更に、センス領域では、Ｍ３層の水平（ｘ方向）接続は、ｙ方向の電荷感知を向上させるために全てのセンス共通電極を一緒に結合するように作用する。センス領域における共通電極のｘ−ｙ接続部は、均一性のためにドライブ領域において繰り返すことができる。更に、データ線の上に垂直のＭ３線（ｙ方向）を配置することにより、アパーチャー比の向上を達成することができる。ドライブトンネルをＭ３層と共に使用してセンス領域をバイパスすることもできるので、Ｍ３層の水平線（ｘ方向）をドライブトンネルの上及びそれと整列したｘＶcom線の上に配置して、アスペクト比を高くすることもできる。ｘＶcom線が使用されないピクセル実施形態では、刺激ドライブ線信号をＭ３層に供給することができる。一般的に、刺激ドライブ線信号は、ｘＶcom線及びＭ３層の一方又は両方に供給される。各表示ピクセルの垂直線１９０１は、セットの特定表示ピクセル（即ち、Ａ＿ｐｉｘｅｌ、Ｂ＿ｐｉｘｅｌ、等）に基づいてｙ切断部又はｙ接続部を含む。図１９では、Ｂ＿ｐｉｘｅｌのｙ接続部及びＣ＿ｐｉｘｅｌのｙ切断部がハイライトされている。各表示ピクセルの水平線１９０３は、セットの特定表示ピクセルに基づいてｘ切断部又はｘ接続部を含む。図１９では、Ａ＿ｐｉｘｅｌのｘ接続部及びＥ＿ｐｉｘｅｌのｘ切断部がハイライトされている。表示ピクセルＡ、Ｆ及びＨのＭ３層の垂直線１９０１及び水平線１９０３は、表示ピクセルの縁（上、下、左、右）まで延び、表示ピクセルＡ、Ｆ及びＨを各方向に隣接表示ピクセルへ潜在的に接続することができる。従って、表示ピクセルＡ、Ｆ及びＨは、ｘ及びｙ接続部（ｘ−ｃｏｎ、ｙ−ｃｏｎ）を与える。表示ピクセルＡ、Ｆ及びＨは、ｘ及びｙ接続の表示ピクセルと示される。というのは、各表示ピクセルの水平線１９０３が左右の隣接表示ピクセル間の導電性通路を形成し、そして各表示ピクセルの垂直線１９０１が上下の隣接表示ピクセル間の導電性通路を形成するからである。しかしながら、表示ピクセルＡ、Ｆ及びＨは、ｘ方向及びｙ方向の両方に接続するための接続構造を有するが、必ずしも隣接表示ピクセルに接続されない。というのは、隣接表示ピクセルの１つ以上が、例えば、その隣接表示ピクセルをピクセルＡ、Ｆ又はＨから切断する切断部をＭ３層に含むことができるからである。
【００７９】
表示ピクセルＢ、Ｅ及びＧの各々におけるＭ３層は、垂直方向に完全に延びるが、表示ピクセルの右縁まで延びない。これらの表示ピクセルは、ｘ切断部及びｙ接続部（ｘ−ｄｉｓｃｏｎ、ｙ−ｃｏｎ）を与える。より詳細には、表示ピクセルＢ、Ｅ及びＧは、「右切断」され、即ち右側の表示ピクセルのＭ３層には接続されない。同様に、表示ピクセルＣのＭ３層は、ｘ接続部及びｙ切断部（ｘ−ｃｏｎ、ｙ−ｄｉｓｃｏｎ）を与え、より詳細には、ピクセルＣは、「下切断」される。表示ピクセルＤのＭ３層は、ｘ及びｙ切断部（ｘ−ｄｉｓｃ、ｙ−ｄｉｓｃ）を与え、より詳細には、ピクセルＤは、「右及び下切断」される。切断部は、右及び／又は下に限定されず、表示ピクセルのＭ３層の上、左又は内部に、いかなる数及び組み合わせで、切断部があってもよいことに注意されたい。
【００８０】
図２０は、規範的処理の後期段階を示す。Ｍ３及びＣＯＮ３が参考として示されている。表示ピクセル電極２００１及び黒マスク（ＢＭ）２００３が全ての表示ピクセルに形成される。図１７−２０では、図５の実施形態と同様に、ｙＶcom線の接続が存在しない。
むしろ、Ｍ３層が、共通電極をｘ及びｙ方向に接続するという目的を果たす。しかしながら、ドライブトンネル、即ちセンス領域バイパスを与えるため、あるピクセル、即ちＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈには、ｘＶcomが依然使用される。
【００８１】
図２１Ａ及び２１Ｂは、１つの規範的なタッチピクセル２１０３のための表示ピクセルの規範的なレイアウトを示す。タッチピクセル２１０３は、６４ｘ６４の表示ピクセルの領域を含み、各表示ピクセルは、図示された表示ピクセルの凡例に基づき、上述した表示ピクセルＡ−Ｈの１つである。又、図２１Ａは、１５０（１５ｘ１０）のタッチピクセル２１０３の規範的構成を含む規範的タッチスクリーン２１０１も示す。この表示ピクセルレイアウトは、図４及び１３を参照して上述したドライブ領域セグメント、センス領域、及び接地領域に実質的に対応することのできる表示ピクセルのグループを生成する。特に、表示ピクセルのレイアウトは、２つのＸ領域（Ｘ１及びＸ２）と、２つのＹ領域（Ｙ１及びＹ２）と、１つのＺ領域を形成する。Ｘ１及びＸ２領域は、例えば、各々、ドライブ領域セグメントの右半分及び別のドライブ領域セグメントの左半分であり、例えば、図３における右半分３０９及び左半分３１３である。Ｙ領域は、例えば、図１３のドライブ−センス接地領域１３０１のような接地領域の一部分である。Ｚ領域は、例えば、図３のセンス線２２３のようなセンス領域の一部分である。図１７−２０に示す８つの表示ピクセルのセットの特定コンフィギュレーションは、図２１Ａ及び２１Ｂに示す特定設計ピクセルレイアウトと共に、タッチを検出するためにタッチ感知システムに使用できる回路素子のグループを生成する。
【００８２】
図１７−２０及び図２１Ａの凡例から明らかなように、列１−２３の表示ピクセル及び行１−６４の表示ピクセルは、Ｍ３層において一緒に接続されて、ドライブ領域Ｘ１を形成する。接地領域Ｙ１は、列２４−２５及び行１−６４の表示ピクセルを含む。センス領域Ｚは、列２６−３９、行１−６４を含む。接地領域Ｙ２は、列４０−４１及び行１−６４の表示ピクセルを含む。ドライブ領域Ｘ２は、列４２−６４、行１−６４を含む。
【００８３】
ドライブ領域Ｘ１及びＸ２は、ドライブトンネル（バイパス部）２１５０の表示ピクセルの回路素子を通して一緒に電気的に接続される。ドライブトンネル２１０５は、表示ピクセルＥ、Ｈ、Ｇ及びＦを含む。図２０を参照すれば、表示ピクセルＥ及びＦは、図から明らかなように、Ｍ１層のｘＶcomと接続するために、導電層Ｖcom  ＩＴＯ、ＣＯＮ２、Ｍ２及びＣＯＮ１を通してＭ３層（図２０の接触点２００５において）との間に「接触部」を与える。従って、表示ピクセルＥ及びＦは、ドライブ領域のＭ３層が、トンネル作用（ｘＶcom（Ｍ１）層への層外／平面外バイパス部を生成する）により接地領域及びセンス領域をバイパスできるようにする。図２０に示すように、接触点２００５は、表示ピクセルＥ及びＦの中央サブピクセルに配置することができる。しかしながら、接触点は、表示ピクセル内の他の位置にあってもよい。
【００８４】
例えば、図２１Ｃは、本発明の実施形態によりドライブ領域２１１３の異なる表示ピクセル２１１１内の異なる位置にある規範的なドライブトンネル接触点２１０９を示す。この例では、ドライブ領域２１１３は、センス領域２１１５に隣接する。３つの接触点２１０９が、センス領域２１１５の表示ピクセル２１１９をバイパスするドライブトンネル２１１７へ３つの表示ピクセル２１１１を接続することができる。複数の接触点を使用することで、例えば、ドライブ領域２１１３とドライブトンネル２１１７との間の接続部のインピーダンスを減少することができる。図２１Ｃは、隣接表示ピクセル２１１１に配置された３つの接触点を示しているが、それら接触点は、異なる配列でもよく、隣接表示ピクセルにある必要はない。更に、より多くの又はより少ない接触点が使用されてもよい。３つの接触点２１０９は、各表示ピクセル２１１１内の異なる点、例えば、各表示ピクセルの異なるサブピクセル、に配置することができる。
【００８５】
図２１Ｄは、ドライブ領域２１３５の表示ピクセル２１３３内の同じ位置にドライブトンネル接触点２１２９がある他の実施例を示す。この実施例では、全ての接触点２１２９が、各表示ピクセル２１３３内の同じサブピクセル、例えば、ＲＧＢ表示ピクセルの青サブピクセルに配置される。接触点２１２９は、センス領域２１４１の表示ピクセル２１３９をバイパスするドライブトンネル２１３７に表示ピクセル２１３３を接続する。
【００８６】
表示ピクセルＧ及びＨは、回路素子ｘＶcomを含み、そして以下に詳細に述べるようにタッチ感知システムで動作する表示ピクセルの他の回路素子のいずれかとｘＶcomとの間には接続部を含まない。従って、表示ピクセル形式Ｇ及びＨは、２つのドライブ領域、例えば、ドライブ領域Ｘ１及びＸ２を一緒に接続するために接地領域及びセンス領域をバイパスするトンネル接続部の例である。
【００８７】
図１７−２０を再び参照し、表示ピクセルの３つの規範的形式、即ち接続層形式、接触形式及びトンネル形式を、図２１Ａ及び２１Ｂの規範的表示ピクセルレイアウトを参照して詳細に説明する。この実施例では、各領域における表示ピクセルの共通電極は、主として、ここでは接続層と称されるＭ３層を通して、一緒に接続される。Ａ＿ｐｉｘｅｌ、Ｂ＿ｐｉｘｅｌ、Ｃ＿ｐｉｘｅｌ、及びＤ＿ｐｉｘｅｌは、接続層を通して表示ピクセルの共通電極を一緒に接続するという通常の機能を果たすことのできる接続層形式の表示ピクセルである。特に、上述したように、垂直線１９０１及び水平線１９０３は、表示ピクセルの共通電極に電気的に接続される。接続層形式の表示ピクセルの４つの異なるＭ３層コンフィギュレーションは、表示ピクセル間にＭ３層を接続するための４つの異なる方法を与える。Ａ＿ｐｉｘｅｌは、Ｍ３層を全ての隣接表示ピクセル（上、下、左、右）において接続することができる。Ｂ＿ｐｉｘｅｌは、上、下及び左に接続できるが、表示ピクセルから右への切断部を与える。Ｃ＿ｐｉｘｅｌは、上、左及び右に接続できるが、下の表示ピクセルからの切断部を与える。Ｄ＿ｐｉｘｅｌは、上及び左に接続できるが、表示ピクセルから右及び下の表示ピクセルへの切断部を与える。図２１Ａを参照すれば、表示ピクセルレイアウトの表示ピクセルの大半は、全ての隣接ピクセルを効率的に接続するために典型的に領域の内部エリアに配置できるＡ＿ｐｉｘｅｌである。
【００８８】
Ｂ＿ｐｉｘｅｌ、Ｃ＿ｐｉｘｅｌ及びＤ＿ｐｉｘｅｌは、これら表示ピクセルのｘ及びｙ切断部が、領域の境界を形成する切断部を与えるので、領域の境界に配置される。例えば、右切断されたＢ＿ｐｉｘｅｌは、領域を左右に分離するために、図２１Ａに示すように、垂直線に配列される。Ｃ＿ｐｉｘｅｌは、領域を上下に分離するために、図２１Ａに示すように、水平線に配列される。Ｄ＿ｐｉｘｅｌは、領域を左右及び上下に分離するために、領域の隅に配置される。
【００８９】
ピクセルＡ−Ｄを単独で使用して、図２１Ａに示すドライブ領域セグメント、センス線及び接地領域を形成することができる。しかしながら、本発明のある実施形態では、ドライブ領域セグメントは、接地領域及びセンス領域のような他の領域をバイパスする導電性経路を通して一緒に電気的接続される。接触形式の表示ピクセル、即ちＥ＿ｐｉｘｅｌ、Ｆ＿ｐｉｘｅｌ、及びトンネル形式の表示ピクセル、即ちＧ＿ｐｉｘｅｌ、Ｈ＿ｐｉｘｅｌは、他の領域をバイパスする導電性経路を形成することができる。接触形式のピクセルは、表示ピクセルの積層体において２つ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。ここに述べる規範的な接触形式の表示ピクセルは、Ｍ３層とｘＶcom線との間に接続部を含み、これは、第１金属層（Ｍ１層）に形成することができる。従って、接触形式のピクセルは、ドライブ領域セグメントの接続層（Ｍ３層）を、異なる導電性経路、即ちＭ１層におけるｘＶcom線に接続することにより、平面外／層外バイパス部を形成する。トンネル形式の表示ピクセルは、ｘＶcom線を含むが、ｘＶcom線と、表示ピクセル積層体の他の回路素子、例えば、Ｍ３層との間に接続部を含まない。
【００９０】
バイパス導電性経路について詳細に述べる。図２１Ａ及び２１Ｂに示すように、タッチピクセル２１０３は、３つのドライブトンネル２１０５を含む。各ドライブトンネル２１０５は、次のようなピクセル形式のパターンで表示ピクセルを含む：Ｅ、Ｈ、Ｇ、Ｈ、・・・Ｈ、Ｇ、Ｈ、Ｇ、Ｆ。ドライブトンネル２１０５は、バイパス導電性経路の一例である。ドライブトンネル２１０５の左端でスタートして、バイパス導電性経路は、図２１のドライブ領域セグメントと接地領域との間の接続層を切断するために接続層に右切断部を含むＥ＿ｐｉｘｅｌで始まる。その結果、Ｅ＿ｐｉｘｅｌの右切断部は、２つのドライブ領域セグメント間の接続層に＋ｘ切断部を生じ、又、Ｅ＿ｐｉｘｅｌの平面外／層外接続部は、２つのドライブ領域セグメント間の別の層（Ｍ１）にｘ接続部を生じる。
【００９１】
他の層への平面外／層外接続部が作られると、バイパス導電性経路が、トンネル形式の表示ピクセルを使用して、他の領域、即ち接地領域及びセンス領域を通して延びる。トンネル形式の表示ピクセルは、各々、ｘＶcom線を含み、又、それとは別に、ｘ切断部及びｘ接続部を含む。より詳細には、Ｇ＿ｐｉｘｅｌは、右切断部を含み、そしてＨ＿ｐｉｘｅｌは、右接続部を含む。トンネル形式の表示ピクセルのｘ接続部／切断部は、例えば、２つ以上の他の領域を２つのドライブ領域セグメント間に形成できるようにする。特に、図２１に示すように、接地領域Ｙ１とセンス領域Ｚとの間の境界、センス領域Ｚと接地領域Ｙ２との間の境界、及び接地領域Ｙ２とドライブ領域セグメントＸ２との間の境界を形成するための切断部を形成するように、Ｂ＿ｐｉｘｅｌの垂直列にＧ＿ｐｉｘｅｌを形成することができる。又、接地領域及びセンス領域のような他の領域の内部エリアにＨ＿ｐｉｘｅｌを配置することができる。というのは、Ａ＿ｐｉｘｅｌと同様に、Ｈ＿ｐｉｘｅｌの接続層（Ｍ３層）が全ての隣接ピクセルに接続されるからである。
【００９２】
図２２−１及び２２−２は、本発明の実施形態による規範的なタッチピクセルレイアウト及びタッチスクリーン２２０１を示す。このタッチスクリーン２２０１は、ＬＣＤ回路（図示せず）に接続するＬＣＤ  ＦＰＣ（フレキシブルプリント回路板）、表示段階に表示ピクセルを駆動するＬＣＤドライブ、タッチスクリーンのための共通電圧を搬送するＶcom線を含む。タッチＦＰＣは、次の線、即ちドライブ信号をドライブ領域へ送信するｒ０−ｒ１４及びｒ１４−ｒ０線；センス領域からのセンス信号を受信するｃ０−ｃ９線；種々のスイッチング、例えば、タッチ段階中に全てのデータ線を仮想接地点に接続することから表示段階中に各データ線をＬＣＤドライブからの対応データ出力に接続することまでのスイッチング、タッチ感知段階中のセンス領域間のスイッチング、等を制御できるタッチスイッチ（ＴＳＷ）に接続するｔｓｗＸ、ｔｓｗＹ及びｔｓｗＺ（ここでは、“ｔｓｗＸ、Ｙ、Ｚ”とも称される）線；を含む。又、タッチＦＰＣは、データ線及び接地領域を各々仮想接地点へ接続するためのｇ１及びｇ０線も含む。ゲート線を駆動するゲートドライブが含まれる。
【００９３】
又、図２２−２は、タッチスクリーン２２０１の側面図である。この側面図は、幾つかの接続部を詳細に示す。例えば、図２２−２は、Ｙ領域からのＭ３接続部がそれらの領域をｇ０へ接地できるようにすることを示している。Ｚ領域からのＭ３接続部は、Ｚ領域をｃ０−ｃ９線に接続できるようにする。Ｍ２接続部は、データ線をタッチ感知段階中にｇ１へ接地できるようにする。
【００９４】
図２３は、本発明の実施形態による高抵抗（Ｒ）シールドを含む規範的なタッチスクリーンの側面図である。図２３は、カバー２３０１、接着剤２３０２、偏光器２３０３、高抵抗（Ｒ）シールド２３０４、カラーフィルタガラス２３０５、ドライブ領域２３０９、センス領域２３１３、接地領域２３１５、ＴＦＴガラス２３１６、及び第２の偏光器２３１７を含むタッチスクリーン２３００の一部分を示す。液晶層は、カラーフィルタガラスの下に配置することができる。高Ｒシールド２３０４のような高抵抗シールドは、例えば、ＦＦＳ  ＬＣＤのための低抵抗率シールド層に代わって、ＣＦガラスと前部偏光器との間に配置される。高Ｒシールドのシート抵抗は、例えば、２００ＭΩ／平方から２ＧΩ／平方である。ある実施形態では、高抵抗率のシールド膜をもつ偏光器が高Ｒシールド層として使用され、従って、偏光器２３０３及び高Ｒシールド２３０４を、例えば、単一の高Ｒシールド偏光器に置き換えてもよい。高Ｒシールドは、ディスプレイ付近の低周波数／ＤＣ電圧がディスプレイの動作を乱すのを阻止する上で役立つ。同時に、高Ｒシールドは、容量性タッチ感知に典型的に使用されるような高周波数信号がシールドを貫通するのを許すことができる。それ故、高Ｒシールドは、ディスプレイがタッチ事象を感知できるようにしながらディスプレイをシールドする上で役立つ。高Ｒシールドは、例えば、非常に抵抗の高い有機材料、カーボンナノチューブ、等で作ることができる。
【００９５】
図２４は、本発明の実施形態による別の規範的な容量形式の一体型タッチスクリーン２４００の部分上面図である。この特定のタッチスクリーン２４００は、自己キャパシタンスに基づくものであり、従って、タッチスクリーン２４００の平面における異なる座標を各々表す複数のタッチ感知領域２４０２を備えている。そのタッチピクセル２４０２は、タッチスクリーン２４００に画像を表示するように表示回路の一部分として動作すると共に、タッチスクリーン上又はその付近のタッチを感知するようにタッチ感知回路の一部分として動作する多機能回路素子を含む表示ピクセル２４０４で形成される。この規範的な実施形態では、タッチ感知回路及びシステムは、自己キャパシタンス、ひいては、タッチピクセル２４０２の回路素子の自己キャパシタンスに基づいて動作する。ある実施形態では、自己キャパシタンス及び相互キャパシタンスを組み合わせて使用してタッチを感知してもよい。
【００９６】
添付図面を参照して本発明の実施形態を充分に説明したが、当業者であれば、この説明及び図面に鑑み、これに限定されないが、異なる実施形態の特徴を結合し、１つ又は複数の特徴を省略し、等々を含む種々の変更及び修正が明らかとなろう。
【００９７】
例えば、上述したコンピューティングシステム２００の１つ以上の機能は、メモリ（例えば、図２の周辺装置２０４の１つ）に記憶されてタッチプロセッサ２０２により実行されるファームウェア、或いはプログラム記憶装置２３２に記憶されてホストプロセッサ２２８により実行されるファームウェアによって遂行することができる。又、このファームウェアは、コンピュータベースのシステム、プロセッサ収容システムのようなインストラクション実行システム、装置又はデバイス、或いはそのインストラクション実行システム、装置又はデバイスからインストラクションをフェッチしてそれらインストラクションを実行する他のシステムにより使用するために又はそれらに関連して使用するために、コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶され及び／又はその中において搬送される。本書において、「コンピュータ読み取り可能な媒体」とは、インストラクション実行システム、装置又はデバイスにより使用するために又はそれらに関連して使用するためにプログラムを収容し又は記憶できる媒体である。コンピュータ読み取り可能な媒体は、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）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）（磁気）、消去可能なプログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ）（磁気）、ポータブル光学ディスク、例えば、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ又はＤＶＤ−ＲＷ、或いはフラッシュメモリ、例えば、コンパクトフラッシュ（登録商標）カード、セキュアなデジタルカード、ＵＳＢメモリデバイス、メモリスティック、等を含むが、それらに限定されない。
【００９８】
又、ファームウェアは、コンピュータベースのシステム、プロセッサ収容システムのようなインストラクション実行システム、装置又はデバイス、或いはそのインストラクション実行システム、装置又はデバイスからインストラクションをフェッチしてそれらインストラクションを実行する他のシステムにより使用するために又はそれらに関連して使用するために、搬送媒体内で伝播することもできる。本書において、「搬送媒体」とは、インストラクション実行システム、装置又はデバイスにより使用するために又はそれらに関連して使用するためにプログラムを通信し、伝播し又は搬送できる媒体である。読み取り可能な搬送媒体は、電子、磁気、光学、電磁又は赤外線のワイヤード又はワイヤレス伝播媒体を含むが、それらに限定されない。
【００９９】
更に別の好ましい実施形態を以下に説明する。
【０１００】
複数の表示ピクセルの積層体は、ゲート線を含む導電性材料の第１層と、データ線を含む導電性材料の第２層と、第１方向に第１導電線を含む導電性材料の第３層とを有している。第１導電線の各々は、複数の表示ピクセルを通して延び且つ第３層の切断部により第１方向に互いに分離された複数の第１線部分を含む。又、第１方向を横断する第２方向に配置された第２導電線も設けられる。この第２導電線の各々は、複数の表示ピクセルを通して延び且つ切断部によって第２方向に互いに分離された複数の第２線部分を含む。第１領域における表示ピクセルの回路素子は、第１の複数の第１線部分により第１方向に一緒に電気的接続され、又、第１領域における表示ピクセルの回路素子は、第１の複数の第２線部分により第２方向に一緒に電気的接続される。第１領域における複数の表示ピクセルは、接触点を含む接触ピクセルであり、それら接触点は、各接触ピクセルの回路素子を、第２領域における表示ピクセルの回路素子に電気的に接続せずに、表示ピクセルの第１領域から第２領域へと延びる導電性経路に電気的に接続する。積層体の第３層は、第２導電線を含み、第２線部分の切断部は、前記第３層にある。表示ピクセルの第２領域も設けられ、その第２領域の表示ピクセルの回路素子は、各々、第２の複数の第１線部分及び第２の複数の第２線部分により第１及び第２方向に一緒に電気的接続されると共に、第３層では第１領域の回路素子から電気的に切断される。回路素子は、表示ピクセルの共通電極である。又、積層体は、表示ピクセルの第３領域を備え、その第３領域の表示ピクセルの回路素子は、第３の複数の第１線部分及び第３の複数の第２線部分により第１及び第２方向に一緒に電気的接続され、又、その第３領域は、第１領域と第２領域との間に配置され、更に、第１領域の回路素子を第２領域の回路素子に接続する少なくとも１つの導電性経路を備え、この少なくとも１つの導電性経路は、第３領域の回路素子に電気的接続せずに、第３領域の１つ以上の表示ピクセルを通して延びる。積層体の導電性経路は、第１層の共通線と、第１領域の回路素子の少なくとも幾つかをその共通線に電気的に接続する第１の導電性接触部と、第２領域の回路素子の少なくとも幾つかをその共通線に電気的に接続する第２の導電性接触部と、を含む。
【０１０１】
第１領域と第２領域との間に配置された表示ピクセルの第４領域も設けられ、導電性経路の少なくとも幾つかは、この第４領域の回路素子に電気的接続せずに、この第４領域の１つ以上の表示ピクセルを通して延びる。又、他の実施形態では、第４領域を接地接続する導電線も設けられる。
【０１０２】
又、タッチ感知システムは、第１及び第２領域の一方に接続されたドライブ信号ジェネレータ、及び第３領域に接続されたセンスチャンネルも備えている。
【０１０３】
各表示ピクセルは、個別の共通電極を有し、そして第１の複数の第１線部分及び第１の複数の第２線部分は、第１領域において表示ピクセルの共通電極を一緒に接続する。又、第２の複数の第１線部分及び第２の複数の第２線部分は、第２領域において表示ピクセルの共通電極を一緒に接続する。更に、第３の複数の第１線部分及び第３の複数の第２線部分は、第３領域において表示ピクセルの共通電極を一緒に接続する。第１領域における第１の複数の第１線部分又は第１の複数の第２線部分の少なくとも一方、或いは第２領域における第２の複数の第１線部分又は第２の複数の第２線部分の少なくとも一方にドライブ信号ジェネレータが接続される。第３の複数の第１線部分又は第３の複数の第２線部分の一方にセンスチャンネルが接続され、センスチャンネルは、電荷増幅器を含む。
【０１０４】
タッチスクリーンは、表示ピクセルの第１回路素子及びディスプレイドライバへの接続部を含むディスプレイ回路と、タッチ感知回路とを備え、このタッチ感知回路は、表示ピクセルの第１回路素子の幾つかを含む第１導電線と、表示ピクセルの第２の異なる回路素子を含む少なくとも１つの導電性経路によって一緒に電気的接続された少なくとも２つの導電線部分を含む第２導電線とを含む。第１及び第２の導電線の一方は、タッチ感知回路のドライブ線であり、又、第１及び第２の導電線の他方は、タッチ感知回路のセンス線である。更に、少なくとも２つの導電線部分は、第１回路素子の少なくとも幾つかを含み、第１回路素子は、表示ピクセルの共通電極を含み、そして第２回路素子は、共通電圧線を含む。実質的に第１及び第２導電線の２つの導電線間に導電性領域が設けられ、その導電性領域は、接地される。更に、導電性領域は、交流（ＡＣ）接地点に接地される。
【０１０５】
更に別の実施形態は、プロセッサと；メモリと；表示ピクセルの複数の回路素子を含むディスプレイ回路、及びディスプレイコントローラを含むディスプレイシステムと；タッチ感知システムと；を備えたコンピュータシステムとして説明する。タッチ感知システムは、複数の第１領域及び複数の第２領域へとグループ編成された複数の回路素子と、その複数の第１領域の回路素子を電気的接続するがその第２領域はバイパスする接続手段とを含むタッチ感知回路を備え、その接続手段は、ドライブトンネルと、表示ピクセルの回路素子をそのドライブトンネルに接続する複数の接触点とを含み、それら複数の接触点は、複数の第１領域の１つにおいて少なくとも第１方向に沿って配列される。各第１領域の回路素子は、第１方向、及びその第１方向を横断する第２方向に沿って一緒に電気的接続され、更に、タッチコントローラも設けられる。更に、各第２領域の回路素子は、第１及び第２方向の一方に沿って電気的に接続される。
【０１０６】
更に別の好ましい実施形態は、一体型の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。このタッチスクリーンは、対応する回路素子を各々有する複数の表示ピクセルと、表示ピクセルの少なくとも第１の複数の回路素子を各々含む複数のドライブ線と、このドライブ線を横断するように配置され且つ表示ピクセルの少なくとも第２の複数の回路素子を含む複数のセンス線と、それら複数のドライブ線及び複数のセンス線のうちの隣接する線で形成された複数のタッチピクセルとを備えている。複数の表示ピクセルは、第１のピクセル形式を備え、それに含まれる第１の導電層は、その第１のピクセル形式の対応する回路素子に接続されると共に、正及び負の第１方向並びに正及び負の第２方向の両方に沿って少なくとも隣接する第１ピクセル形式に電気的接続される。タッチスクリーンのディスプレイは、液晶ディスプレイである。タッチスクリーンは、更に、複数の表示ピクセルに接続された複数のゲート線と、複数の表示ピクセルに接続された複数のデータ線とを含む。更に、複数の表示ピクセル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。
【０１０７】
更に、第２のピクセル形式も設けられ、それに含まれる第１の導電層は、その第２のピクセル形式の対応する回路素子に接続されると共に、正及び負の第１方向並びに正及び負の第２方向の、１つを除く全部又は２つの除く全部に沿って少なくとも隣接する第２ピクセル形式に電気的接続される。更に、第３のピクセル形式も設けられ、それに含まれる第１の導電層は、その第３のピクセル形式の対応する回路素子に接続されると共に、正及び負の第１方向並びに正及び負の第２方向の、全部又は１つを除く全部に沿って少なくとも隣接する第３ピクセル形式に電気的接続され、その第３ピクセル形式の第１導電層は、１つ以上の絶縁層により第１導電層から分離された第２導電層により形成されたドライブトンネルに接続され、更に、第４のピクセル形式も設けられ、それに含まれる第１の導電層は、その第４のピクセル形式の対応する回路素子に接続されると共に、正及び負の第１方向並びに正及び負の第２方向の、全部又は１つを除く全部に沿って少なくとも隣接する第４ピクセル形式に電気的接続され、その第４ピクセル形式は、第２導電層により形成されたドライブトンネルを有し、その第４ピクセル形式の第１導電層は、第４ピクセル形式のドライブトンネルに接続されず、その第４ピクセル形式のドライブトンネルは、隣接する第４ピクセル形式のドライブトンネルに接続される。
【０１０８】
更に別の好ましい実施形態を以下に説明する。
【０１０９】
タッチスクリーンは、一体型ディスプレイを有するもので、対応する回路素子を各々有する複数の表示ピクセルと、その表示ピクセルの少なくとも第１の複数の回路素子を各々含む複数のドライブ線と、このドライブ線を横断するように配置され且つ表示ピクセルの少なくとも第２の複数の回路素子を含む複数のセンス線と、それら複数のドライブ線及び複数のセンス線のうちの隣接する線で形成された複数のタッチピクセルとを備えている。
複数の表示ピクセルは、第１のピクセル形式を備え、それに含まれる第１の導電層は、その第１のピクセル形式の対応する回路素子に接続されると共に、正及び負の第１方向並びに正及び負の第２方向の両方に沿って少なくとも隣接する第１ピクセル形式に電気的接続されるものであり、更に、第２のピクセル形式も備え、それに含まれる第１の導電層は、その第２のピクセル形式の対応する回路素子に接続されると共に、正及び負の第１方向並びに正及び負の第２方向の、１つを除く全部又は２つを除く全部に沿って少なくとも隣接する第２ピクセル形式に電気的接続されるものである。複数のドライブ線の各々は、正及び負の第１方向並びに正及び負の第２方向に沿って配列された表示ピクセルの回路素子を含む。更に、回路素子は、正及び負の第１方向に沿って配列されて行を形成し、又、回路素子は、正及び負の第２方向に沿って配列されて列を形成し、各ドライブ線におけるドライブトンネルの数は、回路素子の行数のサブセットである。更に、ドライブ線間又はドライブ線とセンス線との間に位置された表示ピクセルの複数の接地された回路素子が設けられる。
【０１１０】
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方向に沿って配列された複数の表示ピクセルと、第１方向に沿って配置された複数の表示ピクセルの幾つかを含む複数のドライブ線と、第１方向にクロスする第２方向に沿って配置された複数の表示ピクセルの他のものを含む複数のセンス線と、を備えている。複数のドライブ線の各々は、複数の表示ピクセルの回路素子の第１グループを含み、複数のセンス線の各々は、複数の表示ピクセルの回路素子の第２グループを含む。更に、１つの第１グループの少なくとも幾つかの回路素子を、複数のドライブ線のうちの少なくとも１つのドライブ線の一部分により画成された第１領域内で、少なくとも第１方向に沿って又はそれと実質的に平行に相互接続する導電層が設けられ、この導電層は、更に、第２グループの回路素子の少なくとも幾つかを、複数のセンス線のうちの少なくとも１つのセンス線の少なくとも一部分により画成された第２領域内で、少なくとも第２方向に沿って又はそれと実質的に平行に相互接続し、第１領域及び第２領域は、導電層において電気的に切断され、更に、ある第１グループの少なくとも幾つかの回路素子を別の第１グループの回路素子に電気的接続するドライブトンネル導電層も設けられ、このドライブトンネル導電層は、一般的にセンス線の表示ピクセルを通過し又はその下を通過するが、第２グループ回路素子の回路素子は電気的にバイパスする。複数のドライブ線は、第１及び第２方向に沿って配列された表示ピクセルの回路素子を含み、そして複数のセンス線の各々は、第１及び第２方向に沿って配列された表示ピクセルの回路素子を含む。タッチスクリーンのディスプレイは、液晶ディスプレイを含み、第１グループの表示ピクセルの回路素子及び第２グループの表示ピクセルの回路素子は、液晶ディスプレイの共通電極を含む。更に、導電層は、第１及び第２の両方向に沿って第１領域内の液晶ディスプレイの共通電極を相互接続し、そして導電層は、第１及び第２の両方向に沿って第２領域内の液晶ディスプレイの共通電極を相互接続する。
【０１１１】
更に別の好ましい実施形態を以下に説明する。
【０１１２】
タッチスクリーンは、そのタッチスクリーンのタッチ又はほぼタッチに応答する複数のタッチピクセルを有し、各タッチピクセルは、ドライブ線の一部分を形成する表示ピクセルの第１グループと、第１方向に沿って表示ピクセルの第１グループに隣接し且つセンス線の一部分を形成する表示ピクセルの第２グループと、第１方向に沿って表示ピクセルの第２グループに隣接し且つドライブ線の別の部分を形成する表示ピクセルの第３グループと、を備えている。第１、第２及び第３グループの表示ピクセルは、共通電極を含む。表示ピクセルの第２グループをバイパスしながら表示ピクセルの第１グループを接続するために、例えば、ドライブトンネルのような手段が設けられる。ドライブ線導体は、表示ピクセルの第１グループの中の表示ピクセルの共通電極を、第１方向に沿って又はそれに実質的に平行に、且つ第２の異なる方向に沿って又はそれに実質的に平行に一緒に電気的接続すると共に、表示ピクセルの第３グループの中の表示ピクセルの共通電極を、第１方向に沿って又はそれに実質的に平行に、且つ第２方向に沿って又はそれに実質的に平行に一緒に電気的接続する。第１、第２及び第３グループは、第１方向に沿って配置され、そして第１、第２及び第３グループの各々は、第１方向に沿って又はそれに実質的に平行に又はその両方で、且つ第２方向に沿って又はそれに実質的に平行に配列された表示ピクセルを含む。接続手段（例えば、ドライブトンネル）は、表示ピクセルの第１グループの少なくとも１つの共通電極を表示ピクセルの第３グループの少なくとも１つの共通電極に電気的接続する。他の実施形態では、複数のドライブチャンネルは、第１グループにおける表示ピクセルの複数の共通電極を、表示ピクセルの第３グループにおける表示ピクセルの対応する複数の共通電極に接続する。表示ピクセルは、液晶ディスプレイの一部分である。
センス線導体は、表示ピクセルの第２グループの中の表示ピクセルの共通電極を第２方向に沿って又はそれに実質的に平行に一緒に電気的接続する。更に、タッチ感知動作中にドライブ線に印加される刺激ＡＣ波形を与えるドライブ信号ジェネレータも設けられる。第１、第２及び第３グループの表示ピクセルの間で、第２グループの表示ピクセルのみが、タッチセンスチャンネルに接続された共通電極を有する。タッチセンスチャンネルは、電荷増幅器を含む。
【０１１３】
タッチスクリーンは、複数の表示ピクセルを有する液晶ディスプレイを有し、表示ピクセルは、各表示ピクセルに対する個別のピクセル電極及び共通電極と、タッチスクリーンのタッチ又はほぼタッチに応答する複数のタッチピクセルとを有し、各タッチピクセルは、複数のドライブ線のうちの１つのドライブ線の一部分を形成する表示ピクセルの第１グループと、表示ピクセルの第１グループに隣接し且つセンス線の一部分を形成する表示ピクセルの第２グループと、表示ピクセルの第２グループに隣接し且つ複数のドライブ線のうちの１つのドライブ線の別の部分を形成する表示ピクセルの第３グループと、を備えている。ドライブ線導体は、表示ピクセルの第１グループの中の表示ピクセルの共通電極を、第１方向に沿って又はそれに実質的に平行に、且つ第２の異なる方向に沿って又はそれに実質的に平行に一緒に電気的接続すると共に、表示ピクセルの第３グループの中の表示ピクセルの共通電極を、第１方向に沿って又はそれに実質的に平行に、且つ第２方向に沿って又はそれに実質的に平行に一緒に電気的接続する。センス線導体は、表示ピクセルの第２グループの中の表示ピクセルの共通電極を第２方向に沿って又はそれに実質的に平行に一緒に電気的接続する。
【０１１４】
コンピュータシステムは、プロセッサと、メモリと、一体型タッチスクリーンとを備えている。このタッチスクリーンは、第１表示ピクセルであって、その表示ピクセルの回路素子を１つ以上の隣接表示ピクセルの第１接続層に接続する導電性材料の第１接続層を含む第１表示ピクセルと、第１接続層を有する第２表示ピクセルであって、その第２表示ピクセルの第１接続層及び導電性材料の第２層を接続する接続部を含み、その第２表示ピクセルの第２接続層が隣接表示ピクセルの第２接続層に接続されるような第２表示ピクセルと、第１接続層を有し且つ第２接続層を含む第３表示ピクセルであって、その第３表示ピクセルの第２接続層とその第３表示ピクセルの第１接続層との間に接続部をもたず、その第３表示ピクセルの第２接続層が隣接表示ピクセルに接続されるような第３表示ピクセルと、を備えている。複数の第１表示ピクセルは、ドライブ領域及びセンス領域の一方を形成し、複数の第３表示ピクセルは、ドライブ領域及びセンス領域の他方を形成し、第１の複数の第２表示ピクセルは、ドライブ領域とセンス領域の間の境界を形成し、そして第２の複数の第２表示ピクセルは、その境界に隣接し且つドライブ領域内に配置される。
【０１１５】
他の好ましい実施形態は、複数の表示ピクセルと、その表示ピクセル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を製造する方法を含む。この方法は、セグメント化されたタッチ信号線を形成する段階を備え、この段階は、タッチスクリーンの第１領域に第１の線セグメントを形成し、その第１領域は、複数の表示ピクセルを含み、その第１の線セグメントは、第１領域における表示ピクセルの回路素子を第１の方向及び第２の異なる方向に接続し、第１領域からタッチスクリーンの第３領域により分離されたタッチスクリーンの第２領域に第２の線セグメントを形成し、その第２領域及び第３領域は、複数の表示ピクセルを含むものであり、そしてその第２の線セグメントは、第２領域における表示ピクセルの回路素子を第１方向及び第２方向に接続し、第３領域を通して延びる導電性経路を形成し、この導電性経路は、第３領域における表示ピクセルの回路素子を電気的にバイパスし、且つ第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ことを含むものであり、更に、第１領域内の表示ピクセルを、第１方向に配列された複数の接触点において導電性経路に接続する段階を備えている。複数の接触点は、表示ピクセルの所与のサブピクセル内に形成される。第１の線セグメントは、第１領域における複数の表示ピクセルの回路素子に接続された導電性材料の第１構造体を含み、そして第２の線セグメントは、第２領域における複数の表示ピクセルの回路素子に接続された導電性材料の第２構造体を含む。第１構造体及び第２構造体は、積層体の第１層に形成され、そして第１層は、第１構造体と第２構造体との間に切断部を含む。導電性経路は、第１層とは異なる積層体の第２層に形成された導電性材料の第３構造体、この第３構造体と第１領域の回路素子との間の接続部、及びその第３構造体と第２領域の回路素子との間の接続部を備えている。第１及び第２領域の回路素子は、例えば、表示ピクセルの共通電極である。それら接続部は、第２層に接触するビアを形成することにより形成される。第１及び第２構造体の形成は、回路素子を含むエリアに第１層を堆積することを含む。導電性経路は、第２層に形成された導電性材料の第３構造体を含み、第１及び第２構造体は、第２層の外部に形成される。更に、この方法は、タッチ感知信号線も形成し、このタッチ感知信号線は、第３領域に形成されて、第３領域における複数の表示ピクセルの回路素子に接続された導電性材料の別の構造体を画成し、タッチ感知信号線は、導電性経路から切断される。セグメント化されたタッチ信号線がドライブ線として形成されてもよい。
【符号の説明】
【０１１６】
１２４、１２６、１２８：一体型タッチスクリーン
１３６：移動電話
１４０：デジタルメディアプレーヤ
１４４：パーソナルコンピュータ
１５０：一体型タッチスクリーンシステム
１５３：一体型タッチスクリーン
１５５：表示ピクセル
１５７、１５９、１６１、１６３：多機能回路素子
１６７：タッチ感知回路素子
１６９ａ−ｅ：スイッチ
１７０：ディスプレイシステム
１７１、１７３、１７５：制御信号
１８０：タッチ感知システムコントローラ
１８３、１８５：情報信号
１９０：電力システムコントローラ
２００：コンピューティングシステム
２０２：タッチプロセッサ
２０４：周辺装置
２０６：タッチコントローラ
２０８：センスチャンネル
２１０：チャンネルスキャンロジック
２１２：ＲＡＭ
２１４：ドライバロジック
２１５：電荷ポンプ
２１６：刺激信号
２１７：センス信号
２２０：タッチスクリーン
２２２：ドライブ線
２２３：センス線
２２４：ドライブインターフェイス
２２５：センスインターフェイス
２２６：タッチピクセル
２２７：タッチピクセル
２２８：ホストプロセッサ
２３２：プログラム記憶装置
２３４：ＬＣＤドライバ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
0006016286.tif 000003
【図１Ｃ】
0006016286.tif 000004
【図１Ｄ】
0006016286.tif 000005
【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
0006016286.tif 000008
【図２】
0006016286.tif 000009
【図３】
0006016286.tif 000010
【図４】
0006016286.tif 000011
【図５】
0006016286.tif 000012
【図６】
0006016286.tif 000013
【図７】
0006016286.tif 000014
【図８】
0006016286.tif 000015
【図９】
0006016286.tif 000016
【図１０】
0006016286.tif 000017
【図１１Ａ】
0006016286.tif 000018
【図１１Ｂ】
0006016286.tif 000019
【図１２Ａ】
0006016286.tif 000020
【図１２Ｂ】
0006016286.tif 000021
【図１３Ａ】
0006016286.tif 000022
【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
0006016286.tif 000025
【図１４Ｃ】
0006016286.tif 000026
【図１５Ａ】
0006016286.tif 000027
【図１５Ｂ】
0006016286.tif 000028
【図１５Ｃ】
0006016286.tif 000029
【図１６Ａ】
0006016286.tif 000030
【図１６Ｂ】
0006016286.tif 000031
【図１６Ｃ】
0006016286.tif 000032
【図１７】
0006016286.tif 000033
【図１８】
0006016286.tif 000034
【図１９】
0006016286.tif 000035
【図２０】
0006016286.tif 000036
【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
0006016286.tif 000038
【図２１Ｃ】
0006016286.tif 000039
【図２１Ｄ】
0006016286.tif 000040
【図２２−１】
0006016286.tif 000041
【図２２−２】
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【図２３】
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【図２４】
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