(57)【要約】  タッチ駆動又は検知電極としても働くインセル及び／又はオンセルブラックマトリックス材料（８０）を含むインセル及び／又はオンセルタッチセンサ構成要素を使用する方法及び機器が提供される。一実施例では、電子ディスプレイ（１８）は、下側基板（６４）、上側基板（７０）、及び電子ディスプレイ（１８）の画素間の光を遮蔽するブラックマトリックス材料（８０）を有してもよい。ブラックマトリックス材料（８０）の少なくとも一部分は、電子ディスプレイ（１８）のタッチセンサの構成要素のすべて又は一部分を構成することがある。【選択図】図１１
2014532192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下側基板と、
上側基板と、
前記電子ディスプレイの画素間の光を遮蔽するように構成されたブラックマトリックス材料と、を備え、前記ブラックマトリックス材料が、前記下側基板と前記上側基板との間の表示画素セル内に少なくとも部分的に配置されるか、又は前記上側基板の外向きの側に形成された層内に少なくとも部分的に配置され、前記ブラックマトリックス材料の少なくとも一部分が、前記電子ディスプレイのタッチセンサの構成要素を含む、電子ディスプレイ。
【請求項２】
前記ブラックマトリックス材料が、前記上側基板の内向きの側のタッチセンサ層内に形成され、前記ブラックマトリックス材料が、前記下側基板に配置された薄膜トランジスタ層内の２つの異なる色付けられた有機樹脂フィルタの上方に配置されるように構成され、前記電子ディスプレイが、フリンジ電界スイッチングモードで動作するように構成される、請求項１に記載の電子ディスプレイ。
【請求項３】
前記タッチセンサの前記構成要素を含む前記ブラックマトリックス材料の少なくとも前記一部分が、前記タッチセンサの別のタッチセンサ構成要素との自己キャパシタンス又は相互キャパシタンスによって、物体が近くにあるかどうかを示す信号を提供するように構成される、請求項１に記載の電子ディスプレイ。
【請求項４】
前記ブラックマトリックス材料が、前記上側基板の前記外向きの側の誘電体層に直接配置された、請求項１に記載の電子ディスプレイ。
【請求項５】
前記ブラックマトリックス材料が、前記上側基板の前記外向きの側に直接配置された、請求項１に記載の電子ディスプレイ。
【請求項６】
電子ディスプレイパネルを製造する方法であって、
薄膜トランジスタ層内に有機樹脂系カラーフィルタ層を形成することによって、下側基板の内向きの側の上方に前記薄膜トランジスタ層を少なくとも部分的に形成することであって、前記カラーフィルタ層が、複数の色を備え、前記電子ディスプレイの複数の表示画素がそれぞれ、前記複数の色のうちの１つを備えることと、
上ガラス基板の外向きの側の上方にタッチセンサ層を、
前記上ガラス基板の前記外向きの側の上方にタッチ駆動電極を形成すること、
前記上ガラス基板の前記外向きの側の上方に誘電体層を形成すること、及び
前記上ガラス基板の前記外向きの側の上方にブラックマトリックス材料を形成すること、によって少なくとも部分的に形成することと、を含み、前記ブラックマトリックス材料が、前記複数の表示画素を分離し、前記複数の表示画素のうちの１つを通過する光の量で前記複数の表示画素のうちの別の表示画素を通過した後の光の量を低減させるように構成され、前記ブラックマトリックス材料の少なくとも一部分が、前記電子ディスプレイのタッチセンサの構成要素として機能するように構成された導電材料を備え、並びに
前記上側基板の内向きの側と前記下側基板の内向きの側との間に液晶層を配置することと、を含む、方法。
【請求項７】
前記タッチセンサ層が、列挙した順序で少なくとも部分的に形成される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記タッチセンサ層が、
前記タッチ駆動電極を前記上ガラス基板の前記外向きの側に直接形成することと、
前記誘電体層を前記タッチ駆動電極に直接形成することと、
前記ブラックマトリックス材料を前記誘電体層に直接形成することと、によって、少なくとも部分的に形成される、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記タッチセンサ層が、
前記ブラックマトリックス材料を前記上ガラス基板の前記外向きの側に直接形成することと、
前記誘電体層を前記ブラックマトリックス材料に直接形成することと、
前記タッチ駆動電極を誘電材料に直接形成することと、によって、少なくとも部分的に形成される、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記上ガラス基板の前記内向きの側にシールド層を形成することを含み、前記シールド層が、前記薄膜トランジスタ層と前記タッチセンサ層との間の容量結合を低減するように構成される、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記タッチセンサ層が、前記上ガラス基板の前記外向きの側の上方に高抵抗膜若しくは耐電防止膜、又はこれらの両方を形成することによって部分的に形成される、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
ユーザータッチに少なくとも部分的に基づいて動作を行うように構成されたデータ処理回路と、
タッチ駆動電極及びタッチ感知電極とユーザー身体部分との間の容量性相互作用に少なくとも部分的に基づいて前記ユーザータッチを感知するように構成された電子タッチスクリーンディスプレイであって、前記タッチ感知電極が、前記ディスプレイの表示画素セルの少なくとも部分的に内部若しくは少なくとも部分的に上方、又は少なくとも部分的に内部及び少なくとも部分的に上方の両方に配置されたブラックマトリックス材料の少なくとも一部分を含む、電子タッチスクリーンディスプレイと、を備える、電子機器。
【請求項１３】
前記タッチ感知電極が、実質的に、前記ブラックマトリックス材料の少なくとも前記一部分からなる、請求項１２に記載の電子機器。
【請求項１４】
前記タッチ感知電極が、実質的に光透過性の導電材料を含み、前記ブラックマトリックス材料の少なくとも前記一部分が、前記実質的に光透過性の導電材料より低い電気抵抗を有する実質的に不透明な導電材料を含む、請求項１２に記載の電子機器。
【請求項１５】
電子ディスプレイパネルを製造する方法であって、
薄膜トランジスタ層内に有機樹脂系カラーフィルタ層を形成することによって、下側基板の内向きの側の上方に前記薄膜トランジスタ層を少なくとも部分的に形成することと、
上側基板の内向きの側の上方にタッチセンサ層を、
前記上側基板の前記内向きの側の上方に第１の複数のタッチセンサ電極を形成すること、
前記第１の複数のタッチセンサ電極の上方に誘電体層を形成すること、及び
前記誘電体層の上方に第２の複数のタッチセンサ電極を形成すること、によって少なくとも部分的に形成することと、を含み、前記第２の複数のタッチセンサ電極が、ブラックマトリックス材料の少なくとも一部分を備え、前記ブラックマトリックス材料が、前記電子ディスプレイの表示画素間の光を遮蔽するように構成され、
並びに前記上側基板の前記内向きの側と前記下側基板の前記内向きの側との間に液晶層を配置することと、を含む、方法。
【請求項１６】
前記第２の複数のタッチセンサ電極を形成することが、実質的に透明な導電材料及び前記ブラックマトリックス材料の少なくとも前記一部分から形成された複数のタッチ感知電極を形成することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記上側基板の外向きの側の上方に高抵抗膜若しくは耐電防止膜、又はこれらの両方を形成することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記高抵抗膜若しくは前記耐電防止膜、又はこれらの両方、タッチセンサフレキシブルプリント回路、及びディスプレイタッチフレキシブルプリント回路を同一接地電位に接地するように構成された１つ以上の導電体を形成することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記高抵抗膜若しくは前記耐電防止膜、又はこれらの両方の上方又は下方に偏光層を形成することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
タッチ駆動電極に駆動信号を出力するように、並びに前記タッチ駆動電極と前記タッチ感知電極との間に形成された容量に少なくとも部分的に基づいてユーザータッチを検出するために、タッチ感知電極から感知信号を受信するように、構成された、タッチセンサコントローラと、
薄膜トランジスタ層がその上に配置された下側基板を含む表示パネルと、を備え、前記薄膜トランジスタ層が、有機樹脂系カラーフィルタ層、並びに前記タッチ駆動電極及び前記タッチ感知電極がその上に配置された上側基板を含み、前記タッチ感知電極が、前記ディスプレイのブラックマトリックス材料の少なくとも一部分を含む、電子ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して電子ディスプレイに関し、より詳細にはタッチスクリーンセンサ構成要素と表示画素セル内又は表示画素セル上のブラックマトリックスとを有する電子ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
この節では、後述し及び／又は請求される本技術の種々の態様に関連することがある様々な態様を読者に紹介する。この検討は、本開示の種々の態様を理解し易くする背景情報を読者に提供するのに役立つと考えられる。したがって、これらの説明は、その観点で読まれるべきであり、先行技術の容認として読まれるべきでないことを理解されたい。
【０００３】
電子機器は、ボタン、マウス、タッチセンサパネル、タッチスクリーンなどを含む、種々のユーザー入力装置を使用することがある。タッチスクリーンは、詳細には、その操作し易さと汎用性により人気があることがある。従来、タッチスクリーンは、タッチパネルが上に重ねられた液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイのことがある。そのようなタッチスクリーンは、概して、スクリーン上のタッチの発生と位置を認識して、電子機器の適切な応答を可能にすることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
多くのタッチスクリーンが、ＬＣＤ全体の上に重ねられた容量性タッチセンサパネルから形成されることがある。そのような容量性タッチセンサパネルは、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの実質的に透明な導電体で作成されたタッチ駆動線及びタッチ感知線の何らかのマトリックスから形成されることがある。そのようなタッチ駆動線及びタッチ感知線は、実質的に透明な基板上に列及び行で配列されることが多い。ユーザーの指などの物体が、タッチ駆動線及びタッチ感知線の交差点の近くにあるときに、タッチ駆動線とタッチ感知線との間の容量が変化することがある。この容量の変化は、その場所でタッチが行われていることを示すことがある。ＬＣＤの上方に実質的に透明な容量性タッチセンサパネルを重ねることにより、ＬＣＤからの光が通過することできるが、容量性タッチセンサパネルは、ＬＣＤの輝度の低下をゼロにはできないことがある。更に、ＬＣＤの上に容量性タッチセンサパネルを重ねると、厚さ及び重量が増えることがある。個々の容量性タッチセンサパネルをＬＣＤ上に重ねるのを回避するためにタッチスクリーン構成要素がＬＣＤの表示画素セルに一体化されたときに、一体化されたタッチ画面構成要素は、比較的高い抵抗を有し及び／又は他のディスプレイ構成要素に容量結合することがある。更に、ねじれネマチックモード（ＴＮモード）電子ディスプレイにはカラーフィルタが組み込まれていると思われるが、そのようなＴＮモード電子ディスプレイの製造を、フリンジ電界スイッチングモード（ＦＦＳモード）電子ディスプレイの製造に適合させるのは困難なことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書に開示されたある実施形態の要約を以下に示す。これらの態様が、これらのある実施形態の概要を読者に提供するためだけに提示され、これらの態様が、この開示の範囲を限定するものではないことを理解されたい。実際には、この開示は、以下に示さないことがある様々な態様を包含することがある。
【０００６】
本開示の実施形態は、表示画素セル内のブラックマトリックス材料並びに／又は表示画素セルの上方のブラックマトリックス材料などのインセル及び／若しくはオンセルタッチセンサ構成要素を使用する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及びＬＣＤを組み込む電子機器に関する。具体的には、本開示の実施形態は、ＬＣＤパネルの上方に個別に重ね合わされたタッチセンサパネルを使用するのではなく、ＬＣＤの表示画素セル内にインセル又は表示画素セルの上方にオンセルの一体型タッチセンサ構成要素を組み込んでもよい。特に、これらのタッチセンサ構成要素は、インセルブラックマトリックスの導電部分を含んでもよく、インセルブラックマトリックスは、ある画素からの光が別の画素に滲むのを防ぐこともある。
【０００７】
例として、電子ディスプレイは、下側基板、上側基板、及び電子ディスプレイの画素間の光を遮蔽するブラックマトリックス材料を含んでもよい。ブラックマトリックス材料の少なくとも一部分は、電子ディスプレイのタッチセンサの構成要素のすべて又は一部分を形成することがある。
【０００８】
前述の特徴の種々の改良点が、本開示の様々な態様に関して存在することがある。これらの様々な態様に、更なる特徴が組み込まれてもよい。これらの改良点及び追加の特徴は、個々に存在してもよく又は組み合わせで存在してもよい。例えば、図示された実施形態の１つ以上に関して後述する様々な特徴は、本開示の前述の態様のいずれかに単独で又は任意の組み合わせで組み込まれてもよい。前述の概要は、請求内容を限定することなく読者に本開示の実施形態のある態様及び文脈を理解させるためだけのものである。
【０００９】
この開示の種々の態様は、以下の詳細な説明を読み、図面を参照することによってよく理解されることがある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係るインセルタッチセンサ構成要素及び／又はインセルブラックマトリックスを有する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を伴う電子機器の概略ブロック図である。
【図２】図１の電子機器の一実施形態を表すノートブック型コンピュータの斜視図である。
【図３】図１の電子機器の別の実施形態を表すハンドヘルド端末の正面図である。
【図４】実施形態に係るタッチセンサ構成要素として働くインセルタッチセンサ構成要素及び／又はブラックマトリックスを有するＬＣＤの様々な層の分解図である。
【図５】実施形態に係るタッチセンサ構成要素として働くインセルタッチセンサ構成要素及び／又はブラックマトリックスを有するＬＣＤの様々な層の分解図である。
【図６】実施形態に係るタッチセンサ構成要素として働くインセルタッチセンサ構成要素及び／又はブラックマトリックスを有するＬＣＤの様々な層の分解図である。
【図７】一実施形態に係るＬＣＤの画素の表示回路を切り替える回路図である。
【図８】一実施形態に係るＬＣＤのインセルタッチセンササブシステムを示す概略ブロック図である。
【図９】一実施形態に係るブラックマトリックスの構成要素が上ガラスアセンブリに配置されタッチセンサ構成要素として働く、ＦＦＳモードＬＣＤの様々な層の側面概略図である。
【図１０】一実施形態に係るブラックマトリックスの構成要素が上ガラスアセンブリに配置されタッチセンサ構成要素として働く、ＦＦＳモードＬＣＤの様々な層の側面概略図である。
【図１１】一実施形態に係るブラックマトリックスの構成要素が上ガラスアセンブリに配置されタッチセンサ構成要素として働く、ＦＦＳモードＬＣＤの様々な層の側面概略図である。
【図１２】一実施形態に係るブラックマトリックスの構成要素が上ガラスアセンブリに配置されタッチセンサ構成要素として働く、ＦＦＳモードＬＣＤの様々な層の側面概略図である。
【図１３】図９、図１０、図１１及び図１２のＬＣＤを製造する方法の実施形態を示すフローチャートである。
【図１４】図９、図１０、図１１及び図１２のＬＣＤを製造する方法の実施形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の１つ以上のある特定の実施形態を以下に述べる。これらの述べる実施形態は、本明細書で開示されている技術の実施例に過ぎない。更に、これらの実施形態の簡潔な説明を提供するために、本明細書に実際の実施態様のすべての特徴が示されるとは限らないことがある。そのような実際の実施態様の開発では、任意のエンジニアリング又は設計プロジェクトにおいて見られるように、実施態様ごとに異なることがあるシステム関連及び事業関連の制約の遵守などの開発者固有の目的を達成するために、多数の実施態様固有の決定を行わなければならないことを理解されたい。更に、開発努力は複雑で時間がかかる可能性があるが、それでも、本開示の利益を有する当業者には、設計、製作、及び製造の通常業務であることを理解されたい。
【００１２】
本開示の様々な実施形態の要素を紹介するときに、冠詞「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、１つ以上の要素があることを意味する。用語「備える」、「含む」、及び「有する」は、包括的であることを意図し、列挙した要素以外の付加的な要素がある可能性があることを意味する。更に、本開示の「一実施例」又は「実施例」の参照は、列挙した特徴を組み込む追加の実施形態の存在を除外するように解釈されることを意図したものではないことを理解されたい。
【００１３】
前述したように、本開示の実施形態は、タッチセンサ構成要素、並びに表示画素セル内（「インセル」）又は表示画素セルの上方（「オンセル」）のブラックマトリックス材料を使用する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及びＬＣＤを組み込む電子機器に関連する。具体的には、本開示の実施形態は、ＬＣＤパネルの上方の別個に重ねられたタッチセンサパネルを使用するのではなく、ＬＣＤの表示画素表示セルに対してインセル又はオンセルの一体型タッチセンサ構成要素を含んでもよい。特に、これらのタッチセンサ構成要素は、インセル又はオンセルブラックマトリックスの導電部分を含んでもよく、この導電部分は、ある画素からの光が別の画素内に滲むのを防ぐこともある。具体的には、表示画素セルは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ガラス基板とも呼ばれる下側基板と、上ガラス基板とも呼ばれる上側基板と、の間に形成されるように理解されてもよい。これらの上側基板及び下側基板の内向きの側の様々な層との間に液晶層が配置されてもよい。したがって、ブラックマトリックス材料が、概して、上ガラス基板の内向きの側の上方に形成されるときに、ブラックマトリックス材料は、「インセル」であることがある。ブラックマトリックス材料が、概して、上ガラス基板の外向きの側の上方に形成されるときに、ブラックマトリックス材料は、「オンセル」と呼ばれることがある。
【００１４】
タッチセンサ構成要素は、概して、タッチ駆動線又は領域、及びタッチ感知線又は領域を含むことがある。タッチ駆動線又は領域及びタッチ感知線又は領域が交差する場所に、容量性タッチ画素が形成されることがある。ユーザーの指などの物体が、タッチ画素に近づくときに、タッチ駆動線又は領域とタッチ感知線又は領域の交点との間の容量が変化することがある。この容量の変化は、タッチ画素のその場所でユーザータッチが行われたことを示すことがある。
【００１５】
種々のインセル層及び／又は他の構造物が、これらのインセルタッチセンサ構成要素を構成することがある。これらのインセルタッチセンサ構成要素は、「ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ  ＴＯＵＣＨ  ＳＣＲＥＥＮ」と題する米国特許出願第２０１０／０１９４７０７号に概略的に開示されたように、タッチセンサ構成要素としての第二義的役割を働く一体型表示パネル構成要素を含んでもよく、この特許出願は、Ａｐｐｌｅ  Ｉｎｃ．に譲渡され、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。したがって、タッチ駆動及び／又はタッチ感知電極は、ディスプレイの１本以上のゲート線、ディスプレイの１個以上の画素電極、ディスプレイの１個以上の共通電極、ディスプレイの１本以上のソース線、又はディスプレイの１本以上のドレイン、又はこれら若しくはその他の表示画素要素のいくつかの組み合わせから形成されてもよいことを理解されたい。追加又は代替として、インセルブラックマトリックス材料の少なくとも一部の導電部分が、タッチセンサ構成要素として働いてもよく、他のタッチセンサ構成要素を強化してもよい。したがって、いくつかの実施形態では、インセルブラックマトリックス材料のある導電部分は、タッチ駆動又はタッチ感知電極として働くことがある。他の実施形態では、インセルブラックマトリックス材料のある導電部分は、実質的に透明な導電材料（例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ））から構成されるタッチ駆動又はタッチ感知電極を補ってもよい。インセルブラックマトリックス材料の導電部分が、実質的に透明なタッチ駆動又はタッチ感知電極より低い抵抗を有することがあるので、インセルブラックマトリックス材料の導電部分を含めることにより、全体の抵抗が低減することがある。
【００１６】
いくつかの実施形態では、ＴＦＴガラス基板上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）層に、有機樹脂系カラーフィルタが形成されることがある。即ち、異なる基板層に形成された個別のカラーフィルタを使用するのではなく、異なる色をフィルタリングするようにドープされた有機樹脂が、赤、緑、及び／又は青の部分画素用のカラーフィルタ層並びにＴＦＴ誘電体層として働くことがある。本明細書に開示されたようなフリンジ電界スイッチングモード（ＦＦＳモード）ＬＣＤは、特に、そのような有機樹脂系カラーフィルタに適することがある。具体的には、有機樹脂系カラーフィルタは、比較的低い誘電率（例えば、約４）を有してもよく、別個の誘電体層を不要にすることがある。
【００１７】
ブラックマトリックス材料を含むインセルタッチセンサ構成要素は、別個のアセンブリ内に形成されるのではなく、上側基板又は上ガラス基板の内向きの側又は外向きの側に形成されてもよい。本明細書で使用されるとき、上ガラス基板の内向きの側又は外向きの側に形成された様々な層は、「上ガラスアセンブリ」と呼ばれることがある。例として、タッチ駆動又はタッチ感知電極及び誘電体層が、上ガラス基板上に形成されてもよく、ブラックマトリックスが、誘電体層上に付着されてもよい。ブラックマトリックス材料の少なくとも一部分は、導電性でもよく、ＬＣＤタッチスクリーンのタッチセンササブシステム用の対応するタッチ駆動又はタッチ感知電極として働いてもよい。
【００１８】
以上のことを念頭におき、インセル又はオンセルタッチ構成要素及びブラックマトリックスを有する電子タッチスクリーンディスプレイを使用することがある適切な電子機器を、以下に概略的に説明する。詳細には、図１は、そのようなディスプレイと共に使用するのに適した、電子機器内にあることがある様々な構成要素を示すブロック図である。図２と図３はそれぞれ、適切な電子機器の斜視図と正面図を示し、電子機器は、図示されたように、ノートブック型コンピュータ又はハンドヘルド電子機器でもよい。
【００１９】
最初に図１に移ると、本開示の一実施形態による電子機器１０は、特に、１個以上のプロセッサ１２、メモリ１４、不揮発性記憶装置１６、インセルタッチセンサ構成要素２０を有するディスプレイ１８、入力構造２２、入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース２４、ネットワークインタフェース２６、及び電源２８を含むことがある。図１に示された様々な機能ブロックは、ハードウェア要素（回路を含む）、ソフトウェア要素（コンピュータ可読媒体上に記憶されたコンピュータコードを含む）、又はハードウェア要素とソフトウェア要素両方の組み合わせを含むことがある。図１が、特定の実施態様の一実施例に過ぎず、電子機器１０内にあることがある構成要素のタイプを示すものであることに注意されたい。
【００２０】
例として、電子機器１０は、図２に示されたノートブック型コンピュータ、図３に示されたハンドヘルド装置、又は類似装置のブロック図を表すことがある。プロセッサ１２及び／又は他のデータ処理回路が、概して、本明細書で「データ処理回路」と呼ばれることがあることに注意されたい。そのようなデータ処理回路は、全体的又は部分的に、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はこれらの任意の組み合わせとして具現化されてもよい。更に、データ処理回路は、単一の収容された処理モジュールでもよく、全体的又は部分的に電子機器１０内の他の要素のどれかの要素内に組み込まれてもよい。
【００２１】
図１の電子機器１０において、プロセッサ１２及び／又は他のデータ処理回路は、ディスプレイ１８上のユーザータッチに対して適切に応答するための様々なアルゴリズムを実行するために、メモリ１４及び不揮発性メモリ１６と動作可能に結合されてもよい。プロセッサ１２によって実行されるそのようなプログラム又は命令は、メモリ１４及び不揮発性記憶装置１６などの命令又はルーチンを少なくとも集合的に記憶する１個以上の実体のあるコンピュータ可読有機媒体を含む任意の適切な製品に記憶されてもよい。メモリ１４と不揮発性記憶装置１６は、ランダムアクセスメモリ、読み取り専用メモリ、書き換え可能フラッシュメモリ、ハードディスク、及び光ディスクなどのデータ及び実行可能命令を記憶するための任意の適切な製品を含んでもよい。また、そのようなコンピュータプログラム製品上で符号化されたプログラム（例えば、オペレーティングシステム）はまた、電子機器１０が様々な機能を提供することを可能にするためにプロセッサ１２によって実行されることがある命令を含んでもよい。
【００２２】
ディスプレイ１８は、タッチスクリーン液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）でもよく、これにより、ユーザーが、電子機器１０のユーザーインタフェースと対話することができる。ディスプレイ１８の表示画素セル内には、タッチ感知及び／又はタッチ駆動電極などの種々のタッチセンサ構成要素が配置されることがある。前述のように、これらのインセル／オンセルタッチセンサ２０の構成要素は、タッチセンサ構成要素としての第二義的役割をする一体型表示パネル構成要素を含んでもよい。したがって、インセル／オンセルタッチセンサ２０の構成要素は、ディスプレイのゲート線、ディスプレイの画素電極、ディスプレイの共通電極、ディスプレイのソース線、又はディスプレイのドレイン線、又はこれらの要素の何らかの組み合わせから形成されてもよいことを理解されたい。追加又は代替として、インセルブラックマトリックス材料の少なくとも一部の導電部分が、インセル／オンセルタッチセンサ２０の構成要素又は構成要素に対する補助として働いてもよい。いくつかの実施形態では、インセル／オンセルタッチセンサ２０は、ディスプレイ１８上の複数のタッチを一度に検出することを可能にするＭｕｌｔｉＴｏｕｃｈ（商標）ディスプレイであってもよい。
【００２３】
電子機器１０の入力構造２２は、ユーザーが、電子機器１０と対話することを可能にすることがある（例えば、ボタンを押して音量を増減する）。入出力インタフェース２４は、電子機器１０が、ネットワークインタフェース２６のように、様々な他の電子機器と接続することを可能にすることがある。ネットワークインタフェース２６には、例えば、ブルーツースネットワークなどのパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、８０２．１１ｘ  Ｗｉ−Ｆｉネットワークなどのローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、３Ｇ又は４Ｇセルラーネットワークなどの広域ネットワーク（ＷＡＮ）用のインタフェースが挙げられる。電子機器１０の電源２８は、充電式リチウムポリマー（Ｌｉ−ｐｏｌｙ）バッテリ及び／又は交流（ＡＣ）電力変換装置などの任意の適切な電源であってもよい。
【００２４】
電子機器１０は、コンピュータや他のタイプの電子機器の形態をとってもよい。そのようなコンピュータには、概して持ち運び可能なコンピュータ（ラップトップ、ノートブック、及びタブレットコンピュータなど）並びに概して一箇所で使用されるコンピュータ（従来のデスクトップコンピュータ、ワークステーション及び／又はサーバなど）が挙げられる。ある実施形態では、コンピュータの形態の電子機器１０は、Ａｐｐｌｅ  Ｉｎｃ．から入手可能なＭａｃＢｏｏｋ（登録商標）、ＭａｃＢｏｏｋ（登録商標）Ｐｒｏ、ＭａｃＢｏｏｋ  Ａｉｒ（登録商標）、ｉＭａｃ（登録商標）、Ｍａｃ（登録商標）ｍｉｎｉ、又はＭａｃ  Ｐｒｏ（登録商標）のモデルであってもよい。例として、本開示の一実施形態に係る、ノートブック型コンピュータ３０の形態をとる電子機器１０が、図２に示される。示されたコンピュータ３０は、筐体３２、ディスプレイ１８、入力構造２２、及び入出力インタフェース２４のポートを含むことがある。一実施形態では、入力構造２２（キーボード及び／又はタッチパッドなど）は、コンピュータ３０と対話して、コンピュータ３０上で動作するＧＵＩ又はアプリケーションの起動、制御、又は操作などを行うために使用されることがある。例えば、キーボード及び／又はタッチパッドは、ユーザーが、ディスプレイ１８に表示されたユーザーインタフェース又はアプリケーションインタフェースを移動することを可能にする。ディスプレイ１８は、インセル／オンセルタッチセンサ２０の上に追加の容量性タッチパネルを重ねなくてもよいので、比較的薄く及び／又は明るいことがある。
【００２５】
図３は、電子機器１０の一実施形態を表すハンドヘルド装置３４の正面図を示す。ハンドヘルド装置３４は、例えば、携帯電話、メディアプレーヤ、個人データオーガナイザ、ハンドヘルドゲームプラットホーム、又はそのような装置の任意の組み合わせを表す。例として、ハンドヘルド装置３４は、Ａｐｐｌｅ  Ｉｎｃ．（Ｃｕｐｅｒｔｉｎｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から入手可能なｉＰｏｄ（登録商標）又はｉＰｈｏｎｅ（登録商標）のモデルである。他の実施形態では、ハンドヘルド装置３４は、電子機器１０のタブレットサイズの実施形態であってもよく、この実施形態は、例えば、Ａｐｐｌｅ  Ｉｎｃ．から入手可能なｉＰａｄ（登録商標）のモデルであってもよい。
【００２６】
ハンドヘルド装置３４は、内部構成要素を物理的破損から守り、電磁干渉から遮蔽するエンクロージャ３６を有することがある。エンクロージャ３６は、インジケータアイコン３８を表示することがあるディスプレイ１８を取り囲んでもよい。インジケータアイコン３８は、特に、セル信号強度、ブルーツース接続、及び／又はバッテリ寿命を示すことがある。入出力インタフェース２４は、エンクロージャ３６内で開いてもよく、例えば、外部装置に接続するＡｐｐｌｅ  Ｉｎｃ．による独自の入出力ポートを有してもよい。
【００２７】
ユーザー入力構造４０、４２、４４、及び４６は、ディスプレイ１８との組み合わせで、ユーザーがハンドヘルド装置３４を制御することを可能にしてもよい。例えば、入力構造４０は、ハンドヘルド装置３４を活性化又は非活性化し、入力構造４２は、ユーザーインタフェース２０をホーム画面やユーザー設定可能アプリケーション画面に移動してもよく、及び／又はハンドヘルド装置３４の音声認識機能を活性化してもよく、入力構造４４は、音量制御を提供してもよく、入力構造４６は、振動モードとリングモードとの間をトグルしてもよい。マイクロフォン４８は、種々の音声関連機能のためにユーザーの音声を取得してもよく、スピーカ５０は、音声再生及び／又はある電話機能を有効にしてもよい。ヘッドホン入力５２は、外部スピーカ及び／又はヘッドホンへの接続を提供することがある。前述のように、ディスプレイ１８は、インセル／オンセルタッチセンサ２０の上に追加の付加的な容量性タッチパネルを重ね合わせる必要がないので、比較的薄く及び／又は明るくなることがある。
【００２８】
ディスプレイ１８は、様々な層を含んでもよい。図４〜図６は、ディスプレイ１８内に出現することがある様々な層のブロック分解図を示す。図４〜図６の実施形態は、インセル／オンセルタッチセンサ２０の構成要素の様々な構成を示す。実際には、図４〜図６は、バックライトアセンブリ６０、下側偏光層６２、下側基板（即ち、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ガラス基板６４）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）層６６、液晶層６８、上側基板（即ち、上ガラス基板７０）、ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０、タッチセンサ誘電体層８８、タッチ駆動電極８６、及び上側偏光フィルタ＋高抵抗又は耐電防止膜９０を有する実施形態を示す。図４では、ブラックマトリックス／タッチセンサ電極８０、タッチセンサ誘電体層８８、及びタッチ駆動電極８６を含むインセル／オンセルタッチセンサ２０の構成要素が、上ガラス基板６０の内向きの側に形成されるように示される。図５及び図６では、ブラックマトリックス／タッチセンサ電極８０、タッチセンサ誘電体層８８、及びタッチ駆動電極８６を含むオンセルタッチセンサ２０の構成要素が、上ガラス基板６０の外向きの側に形成されるように示される。更に、図５及び図６では、インセル／オンセルタッチセンサ２０の構成要素、シールド層９２が、上ガラス基板６０の内向きの側に形成される。
【００２９】
最初に図４に移ると、バックライトアセンブリ６０からの光が、下側偏光層６２、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ガラス基板６４、ＴＦＴ層６６を通過して、液晶層６８に入ってもよい。液晶層６８は、流体又はゲルマトリックス中に懸濁された液晶粒子又は分子を含んでもよい。液晶粒子は、ＴＦＴ層６６内に生成された電界によって配向又は整列されてもよい。液晶層６８中の液晶粒子の向きは、最終的に、ディスプレイ１８の画素を通って放射される光の量に影響を及ぼすことがある。具体的には、液晶層６８を出て上ガラス基板７０及び高抵抗膜７２から出る光の量及び／又は極性は、ＴＦＴ層６６内に生成された電界に依存することがある。したがって、液晶層６８に印加する電界を変調させることによって、それ応じて、ディスプレイ１８の画素を通過する光の量を変化させることができる。
【００３０】
ＴＦＴガラス基板６４は、ガラスとして示されているが、代替として、ＴＦＴガラス基板６４は、石英及び／又はプラスチックなどの任意の適切な光透過材料から形成されてもよい。ＴＦＴ層６６は、蒸着、エッチング、ドーピングなどを含む任意の適切な技術を使用して、ＴＦＴガラス基板６４の内向きの側に形成されてもよい。後述するように、ＴＦＴ層６６は、ディスプレイ１８の画素の動作を駆動する電気装置と経路を概略的に形成する様々な導電層、非導電層、並びに半導電層及び構造物を含むことがある。バックライトアセンブリ６０からの光がＴＦＴ層６６を通過することを可能にするため、ＴＦＴ層６６は、概して、ほとんど例外（例えば、ブラックマトリックス）なく光透過材料から形成されてもよい。
【００３１】
ＴＦＴ層６６は、それぞれのデータ線（ソース線とも呼ばれる）、走査線（ゲート線とも呼ばれる）、画素電極、及び共通電極、並びにディスプレイ１８に見られることがある他の導電トレース及び構造物を有することがある。ディスプレイ１８の光透過部分において、これらの導電構造物は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電材料を使用して形成されてもよい。更に、ＴＦＴ層６６は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成するための様々な層を含んでもよく、これらの層は、ビデオデータ信号をＴＦＴ薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に提供するために使用されてもよい。そのようなビデオデータ信号によって、ＴＦＴは、液晶層６８を変調する電界を生成するある電圧をディスプレイ１８の画素電極に渡すことがある。このようにして、ＴＦＴは、多いか少ない光がディスプレイ１８の特定の部分画素を通過してディスプレイ１８上に画像を生成することを可能にしてもよい。ＴＦＴ層６６にＴＦＴを形成することは、適切な透明材料（例えば、酸化シリコン）から形成された層（例えば、ゲート絶縁膜）、及び適切な半導体材料（例えば、アモルファスシリコン）から形成された半導電層の取り付けを含んでもよい。概して、それぞれの導電構造と導電トレース、絶縁構造、及び半導電構造は、図７に関して後で詳細に取り上げるように、ディスプレイ１８の画素を動作させるために使用される共通電極、ＴＦＴ、並びにそれぞれのソース線及びゲート線を含む、ディスプレイ１８の種々の画素を形成するように適切に配置されてもよい。
【００３２】
上ガラス基板の内向きの側とＴＦＴガラス基板の内向きの側との間に見られる構造及び／又は層は、数字７４によって概略的に示されるような、ディスプレイ１８の表示画素の「セル」を形成することがある。図４では、ＴＦＴガラス基板６４の内向きの側に形成されたＴＦＴ層６６は、ディスプレイ１８が、個別のタッチセンサパネルを使用するディスプレイより薄く、より軽く及び／又はより明るくなることを可能にする様々な構成要素を含んでもよい。例えば、個別の層ではなくＴＦＴ層６６の構成要素として形成されるカラーフィルタ層７６は、ある色（例えば、赤、緑、又は青）をフィルタリングするようにドープされた有機樹脂から形成されてもよい。カラーフィルタ層７６に使用される有機樹脂は、ＴＦＴ層６６の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とＴＦＴ層６６の画素電極との間の内部誘電体層としての二重の目的を有し、約４以下の誘電率を有してもよい。
【００３３】
代替実施形態では、ＴＦＴ層６６に形成されたブラックマトリックス材料は、タッチ駆動電極として機能し又はタッチ駆動電極を補ってもよいことを理解されたい。追加又は代替として、インセル／オンセルタッチセンサ２０の構成要素は、ディスプレイ１８の１個以上の画素電極、ディスプレイ１８の１個以上の共通電極、ディスプレイ１８の１本以上のソース線、ディスプレイ１８の１本以上のドレイン、又はこれらの要素の何らかの組み合わせから形成されてもよい。
【００３４】
ＴＦＴガラス基板層６４には、ディスプレイフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）８２が接合されてもよい。ディスプレイＦＰＣ  ８２は、ＴＦＴガラス基板上の導電トレースに接合され、ＴＦＴ層６６の表示画素の制御要素に信号を提供することがある。例えば、後述するように、ディスプレイＦＰＣ  ８２は、ディスプレイ１８の画素にある周波数の光を放射させる走査及びデータ信号（ゲート信号とソース信号とも呼ばれる）を生成するデータを提供することがある。
【００３５】
図４の実施形態では、インセル／オンセルタッチセンサ２０の構成要素は、上ガラス基板７０の内向きの側に形成されてもよい。詳細には、タッチ駆動電極８６は、上ガラス基板７０の内向きの側に形成されてもよく、誘電体層８８は、タッチ駆動電極８６の上方に形成されてもよい。誘電体層８８の上方にブラックマトリックス材料が形成されてもよく、ブラックマトリックス材料の少なくとも一部分は、ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０として、タッチ感知電極として働き、又はタッチ感知電極を補ってもよい。
【００３６】
光が液晶層６８を通過した後、その光は、引き続きブラックマトリックス／タッチ感知電極８０を含むブラックマトリックスの間を通り、誘電体層８８及びタッチ駆動電極８６を通り、上ガラス基板７０を通り、高抵抗及び／又は耐電防止膜に結合された上側偏光層９０まで進むことがある。後述するように、高抵抗及び／又は耐電防止膜は、上側偏光層９０の上方又は下方に形成されてもよい。タッチ駆動電極８６及び誘電体層８８は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）又は任意の他の適切な実質的に透明な導電材料などの、実質的に透明の材料から形成されてもよい。ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）や他の適切な材料などの実質的に透明な導電材料から形成されたタッチ感知電極を補ってもよい。そのような実施形態の場合、ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０は、ディスプレイ１８のタッチ感知電極の全体的な抵抗を有効に低減させることがある。インセル／オンセルタッチセンサ２０の構成要素を上ガラス基板７０上に形成することができるので、タッチＦＰＣ  ８４は、上ガラス基板７０に接合されてもよい。
【００３７】
図５及び図６は、ディスプレイ１８の代替実施形態を表す。図５及び図６の両方において、オンセルタッチセンサ２０の構成要素は、上ガラス基板７０の外向きの側に形成されてもよく、インセル／オンセルタッチセンサ２０の構成要素、シールド層９２は、上ガラス基板７０の内向きの側に形成されてもよい。シールド層９２は、実質的に透明な導電材料（例えば、ＩＴＯ）から形成されてもよい。オンセルタッチセンサ２０の構成要素と他の表示画素セル７４構成要素との間にシールド層９２を挟むことによって、容量結合を低減させることができる。したがって、シールド層９２は、これらの２つのシステム間の過度の容量性相互作用から生じる可能性のある表示及び／又はタッチひずみを低減させることができる。
【００３８】
図５では、タッチ駆動電極８６は、上ガラス基板７０の上方に配置されてもよく、その上方に誘電体層８０が形成されてもよい。ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０は、誘電体層８０の上方に形成されてもよい。高抵抗及び／又は耐電防止膜に結合された上側偏光層９０は、ブラックマトリックス／タッチ感知電極の上方に形成されてもよい。オンセルタッチセンサ２０の構成要素が、上ガラス基板７０の外向きの側に形成されてもよいので、タッチＦＰＣ  ８４は、上ガラス基板７０の外向きの側に接合されてもよい。
【００３９】
図６では、ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０は、上ガラス基板７０の外向きの側に形成されてもよい。高抵抗及び／又は耐電防止膜９０に結合された誘電体層８８、タッチ駆動電極８６、及び上側偏光層９０は、ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０のオンセル部分の上方に配置されてもよい。表示画素セルの真上に配置されていないブラックマトリックス／タッチ感知電極８０の周辺部分では、タッチＦＰＣ  ８４が、直接ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０に接合されてもよい。
【００４０】
ＴＦＴ層６６内でパターン形成された様々な構成要素の中には、図７に示されるような画素アレイ１００があってもよい。図７は、一実施形態に係るディスプレイ１８のある構成要素の回路図を概略的に表す。詳細には、ディスプレイ１８の画素アレイ１００は、画素アレイ又はマトリックス内に配置されたいくつかの単位画素１０２を含んでもよい。そのようなアレイでは、各単位画素１０２は、ゲート線１０４（走査線とも呼ばれる）とソース線１０６（データ線とも呼ばれる）によってそれぞれ表された行と列の交点によって画定されてもよい。簡略化のために、参照数字１０２ａ〜１０２ｆによってそれぞれ個々に示される６個の単位画素１０２だけが示されているが、実際の実施形態では、各ソース線１０６とゲート線１０４が、数百個又は数千個のそのような単位画素１０２も含んでもよいことを理解されたい。単位画素１０２はそれぞれ、ＴＦＴ層６６内に形成された有機樹脂系カラーフィルタ層７６を通過する１色（例えば、赤、青、又は緑）の光だけをそれぞれフィルタリングする３個の部分画素の１つを表すことがある。本開示の目的では、用語「画素」、「部分画素」、及び「単位画素」は、ほとんど互換可能に使用されてもよい。
【００４１】
この示された実施形態では、各単位画素１０２は、それぞれの画素電極１１０に蓄積されたデータ信号を切り替える薄膜トランジスタ１０８を含む。共通電極１１２の電位に対する画素電極１１０に蓄えられた電位は、他の画素１０２によって共有されてもよく、液晶層６８（図７に示されていない）の配列を変更するのに十分な電界を生成してもよい。図７の示された実施形態では、各ＴＦＴ  １０８のソース１１４は、ソース線１０６に電気的に接続されてもよく、各ＴＦＴ  １０８のゲート１１６は、ゲート線１０４に電気的に接続されてもよい。各ＴＦＴ  １０８のドレイン１１８は、それぞれの画素電極１１０に電気的に接続されてもよい。各ＴＦＴ  １０８は、ＴＦＴ  １０８のゲート１１６に印加されるゲート線１０４上の走査信号のそれぞれの有無に基づいて、所定の期間活性化され非活性化される（例えば、オン・オフされる）スイッチング素子として働くことがある。
【００４２】
活性化されたときに、ＴＦＴ  １０８は、それぞれのソース線１０６を介して受信した画像信号を、その対応する画素電極１１０に電荷として蓄えてもよい。前述のように、画素電極１１０によって蓄えられた画像信号は、それぞれの画素電極１１０と共通電極１１２との間の電界を生成するために使用されてもよい。それぞれの画素電極１１０と共通電極１１２との間の電界は、単位画素１０２（図示せず）の上方に配置された複数の液晶層６８を変化させることがある。この電界は、液晶層６８内の液晶分子を整列させて画素１０２を通るライフ伝達を変調することがある。これにより、電界が変化するとき、画素１０２を通過する光の量が増減することができる。概して、光は、ソース線１０６から印加される電圧に対応する強度で、単位画素１０２を通過することがある。
【００４３】
ディスプレイ１８は、また、ソースドライバ集積回路（ＩＣ）１２０を含んでもよく、ソースドライバ集積回路（ＩＣ）１２０は、プロセッサ１２から画像データ１２２を受け取り、対応する画像信号を画素アレイ１００の単位画素１０２に送信することによって表示画素アレイ１００を制御するプロセッサや特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などのチップを含んでもよい。ソースドライバ１２０が、ＴＦＴガラス基板６４上のチップオンガラス（ＣＯＧ）構成要素、ディスプレイＦＰＣ  ８２の構成要素、及び／又はディスプレイＦＰＣ  ８２を介してＴＦＴガラス基板６４に接続されたプリント回路基板（ＰＣＢ）の構成要素でもよいことを理解されたい。ソースドライバ１２０は、また、ゲート線１０４を介して行の単位画素１０２を活性化又は非活性化することがあるゲートドライバ集積回路（ＩＣ）１２４に結合されてもよい。そのように、ソースドライバ１２０は、個々の行の画素１０２の活性化／非活性化を促進するタイミング信号１２６をゲートドライバ１２４に提供してもよい。他の実施形態では、タイミング情報は、ゲートドライバ１２４に何らかの他の方法で提供されてもよい。ディスプレイ１８は、共通電圧（Ｖｃｏｍ）電圧を共通電極１１２に提供する共通電圧（Ｖｃｏｍ）源１２８を含んでも含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、Ｖｃｏｍ源１２８は、異なるＶｃｏｍを異なる共通電極１１２に異なる時間に供給してもよい。他の実施形態では、共通電極１１２はすべて、同じ電位（例えば、接地電位）に維持されてもよい。
【００４４】
前述のように、ディスプレイ１８のインセル／オンセルタッチセンサ２０は、図４に示されるように上ガラス基板７０の内向きの側に形成されたブラックマトリックス／タッチ感知電極８０、又は図５及び図６に示されるように上ガラス基板７０の外向きの側に形成されたブラックマトリックス／タッチ感知電極８０などのインセル及び／又はオンセルタッチセンサ構成要素を使用して動作してもよい。次に、そのようなインセル／オンセルタッチセンサ２０の概略的な動作を、ディスプレイ１８によって使用されるインセル／オンセルタッチセンサ２０の一実施例を提供する図９を参照しながら述べる。インセル／オンセルタッチセンサ２０は、タッチプロセッサ１６０を介して電子機器１０のプロセッサ１２とインタフェース接続してもよい。概して、タッチプロセッサ１６０は、ディスプレイ１８上のタッチの発生と位置を通信して、プロセッサ１２がそのようなユーザータッチに適切に応答できるようにする。
【００４５】
タッチプロセッサ１６０は、タッチ画素アレイ１４０の全体的な動作を制御することがあるタッチコントローラ１６２と動作可能に結合されてもよい。更に後述するように、タッチ画素アレイは、Ｎ×Ｍのタッチ画素１４２（例えば、６×１０マトリックスのタッチ画素１４２）を含むことがある。タッチコントローラ１６２は、例えば、１個以上のセンスチャネル１６４（イベント検出及び復調回路とも呼ばれる）、チャネル走査論理回路１６６、ドライバ論理回路１６８、メモリ１７０、及び１つ以上の電荷ポンプ１７１を含んでもよい。タッチプロセッサ１６２は、例えば、上ガラス基板７０上のチップオンガラス（ＣＯＧ）構成要素、タッチＦＰＣ  ８４、又はタッチＦＰＣ  ８４に結合されたプリント回路基板（ＰＣＢ）内に配置されてもよい単一の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に組み込まれてもよい。チャネル走査論理回路１６６は、メモリ１７０にアクセスすることがあり、またセンスチャネル１６４から自主的に読み取ること及び／又はセンスチャネル１６４を制御することが可能である。チャネル走査論理回路１６６は、更に、ドライバ論理回路１６８を制御して、タッチ駆動インタフェース１４６に対する様々な周波数及び／又は位相のタッチ駆動信号１７２を生成してもよく、タッチ感知インタフェース１４８は、これに応じて、様々な感知信号１７４をセンスチャネル１６４に提供してもよい。
【００４６】
前述のように、タッチ画素アレイ１４０は、Ｍ×Ｎマトリックスのタッチ画素１４２を含む。これらのタッチ画素１４２は、タッチ駆動電極８６及び（例えば、ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０を含むことがある）タッチ感知電極１７８の相互作用により立ち上がる。本明細書でしばしば使用される用語「線」及び「電極」は、単に導電経路を指し、厳密に直線的な構造物に限定されないことに注意されたい。より正確に言うと、用語「線」及び「電極」は、方向が変化し、様々なサイズ、形状、材料、及び領域の経路を包含することがある。タッチ駆動電極８６は、タッチコントローラ１６２のドライバ論理回路１６８からタッチ駆動信号１７２によって駆動されてもよい。
【００４７】
感知線１７８は、指などの物体がタッチ駆動電極８６及びタッチ感知電極１７８の合流点の近くにあるときに、タッチ駆動信号１７２に対して異なって応答することがある。物体の存在は、生じるタッチ駆動画素１４２によって「見る」ことができる。即ち、タッチ感知電極１７８に生成された感知信号１７４は、タッチコントローラ１６２のセンスチャネル１６４を介して伝達されることがある。このように、タッチ駆動電極８６及びタッチ感知電極１７８は、容量性感知ノード又はタッチ画素１４２を形成することがある。それぞれのタッチ駆動電極８６及びタッチ感知電極１７８が、例えば、専用タッチ駆動電極８６及び／又は専用タッチ感知電極１７８から形成されてもよく、ディスプレイ１８の１本以上のゲート線１０４、ディスプレイ１８の１個以上の画素電極１１０、ディスプレイ１８の１個以上の共通電極１１２、ディスプレイ１８の１本以上のソース線１０６、若しくはディスプレイ１８の１本以上のドレイン１１８、又はこれらの要素の何らかの組み合わせから形成されてもよいことを理解されたい。更に、ディスプレイ１８のブラックマトリックス材料の少なくとも一部分は、タッチ駆動電極８６及び／又はタッチ感知電極１７８（例えば、ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０）として働き、又はこれらを補ってもよい。
【００４８】
図９及び図１０は、ディスプレイ１８に使用されることがある様々な層の概略側面図を表し、図４の実施形態の実施例を概略的に表す。図９及び図１０の実施例は、これらの様々な層がインセル／オンセルタッチセンサ２０の構成要素を含むことがある様子を示す。図９及び図１０の層は、ＴＦＴ層６６が上に形成されたＴＦＴガラス基板層６４、液晶層６８、上ガラス基板７０、及び高抵抗層７２を含む。更に、タッチ駆動電極膜８６、誘電体層８８、及びブラックマトリックス／タッチ感知電極８０が、上ガラス基板７０の内向きの側に形成されるように示される。図９及び図１０の様々な層は、これらの図にはブラックマトリックス／タッチ感知電極８０によって表された、ブラックマトリックス材料１３８によって輪郭を描かれたように、赤色画素１０２ａ及び緑色画素１０２ｂを形成するように示される。図９及び図１０のインセル／オンセルタッチセンサ２０の構成要素が、上ガラス基板７０の内向きの側に形成されるので、インセル／オンセルタッチセンサ２０の構成要素と表示構成要素との間の容量結合は、ＴＦＴガラス基板６４に形成されるものより低減されることがある。一方、個別のタッチセンサ機器ではなく上ガラス基板７０に形成されることによって、インセル／オンセルタッチセンサ２０は、普通なら存在する複雑さ及び／又は重量を低減することができる。
【００４９】
図９及び図１０の実施例は、図９では、上側偏光層９０と高抵抗層７２が、上ガラス基板７０の外向きの側に形成されることがあり、図１０では、耐電防止膜２２０が、高抵抗膜７２の代わり又は追加として上ガラス基板７０の外向きの側に形成されることがある点が互いに異なることに注意されたい。代替実施形態では、高抵抗層７２及び／又は耐電防止膜２２０が、図９及び図１０のそれぞれの配置と上側偏光層９０の反対側に形成されてもよいことに注意されたい。
【００５０】
図９及び図１０の実施例では、ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０とタッチ駆動電極８６が、インセル／オンセルタッチセンサ２０の構成要素として動作することがある。したがって、タッチＦＰＣ  ８４は、概略的に示されるように、これらの構成要素に電気的に接続されてもよい。インセル／オンセルタッチセンサ２０の構成要素が、上ガラス基板７０に形成されるので、タッチＦＰＣ  ８４は、上ガラス基板７０に接合されてもよい。また、ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０が、タッチ感知電極１７８を形成する光透過導電材料（例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ））に電気的に接続されてもされなくてもよいことに注意されたい。このようにして、ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０は、光透過導電性タッチ感知電極１７８の実効抵抗を小さくすることがある。更に、何らかの共通接地材料２１４（例えば、銀（Ａｇ）ペースト）が、高抵抗層７２及び／又は耐電防止層２２０を、タッチＦＰＣ  ８４、ディスプレイＦＰＣ  ８２、及び接地された他のインセル構成要素と同じ接地電位に維持することがあることに注意されたい。
【００５１】
表示画素構成要素は、ＴＦＴ層６６内に形成されてもよい。ＴＦＴ層６６内に存在することがある様々な層及び構成要素は、例えば、ＴＦＴ  １０８、カラーフィルタ層７６（カラーフィルタ層（７６ａ）の赤色構成要素とカラーフィルタ層（７６ｂ）の緑色構成要素として示される）、画素電極１１０のフィンガ、及び共通電極１１２を含む。ＴＦＴ  １０８は、例えば、ゲート１１６、ソース１１４及びドレイン１１８を含んでもよい。絶縁体（例えば、酸化シリコン）と活性シリコン２０６から形成されることがあるゲート絶縁体２０４は、ゲート１１６とソース１１４及び／又はドレイン１１８との間に形成されてもよい。ディスプレイＦＰＣ  ８２からの信号に基づいて活性化信号がゲート１１６に提供されるときに、活性シリコン２０６は、電荷がソース１１４とドレイン１１８との間に流れることを可能にし、ソース１１４に印加されたデータ信号がドレイン１１８に達することを可能にする。このデータ信号は、ディスプレイＦＰＣ  ８２からの信号から派生してもよいことを理解されたい。ディスプレイＦＰＣ  ８２は、ＴＦＴガラス基板６４に接合され、任意の適切な方法でゲート１１６とソース１１４に接続されてもよい。また、前述のように、カラーフィルタ層７６が、赤色光、青色光、又は緑色光をフィルタリングするようにドープされた有機樹脂から形成されてもよく、また約４以下の誘電率を有してもよいので、カラーフィルタ層７６は、ＴＦＴ  １０８と画素電極１１０及び共通電極１１２との間の層間絶縁層として働いてもよい。
【００５２】
図９及び図１０に示されていないが、ドレイン１１８は、画素１０２のうちの１つの画素（例えば、緑色画素１０２ｂ）の画素電極１１０のフィンガに電気的に接続される。光透過パッシベーション層２１０は、画素電極１１０のフィンガを共通電極１１２から電気的に分離し、それらの間に電界を生じさせることがある。ゲート１１６が活性化されたときにソース１１４に提供されるデータ信号に基づいて、電界は、液晶層６８の液晶を変調させ、制御された量の光が緑色画素１０２ｂを通過するようにしてもよい。他の実施形態では上画素構造も適用可能であることを理解されたい。
【００５３】
図９及び図１０の実施例では、ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０が、任意の適切な不透明金属（例えば、Ｃｒ／ＣｒＯx、他の金属若しくは他の導電性高分子、金属及び有機ブラックマトリックスとの複合物など）から形成されてもよい。追加のタッチ感知電極１７８が使用されるときに、ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０は、これらのタッチ感知電極１７８の抵抗を低減することがあり、タッチ感知電極１７８は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）から形成されてもよく、またブラックマトリックス／タッチ感知電極８０材料より高い抵抗を有してもよい。
【００５４】
共通接地材料２１４は、銀（Ａｇ）ペーストとして示されるが任意の適切な導電材料から形成されてもよく、上ガラス基板７０の構成要素及びＴＦＴガラス基板６４に配置された要素に対して均一の接地を提供するように使用されてもよい。例えば、上ガラス基板７０の高抵抗層７２は、ディスプレイＦＰＣ  ８２及びタッチＦＰＣ  ８４と同じ接地電位に維持されてもよい。いくつかの実施形態では、共通電極１１２電圧（Ｖｃｏｍ）は、接地線２１４の使用によって接地電位に維持されてもよい。
【００５５】
図１１及び図１２は、ディスプレイ１８内に使用されることがある様々な層の概略側面図を表し、それぞれ図５及び図６の実施形態の実施例を概略的に表す。図９及び図１０に示される要素と同じ図１１及び図１２の要素は、更に詳しく言及されないが、概して同様に動作することを理解されたい。図１１及び図１２は両方とも、上ガラス基板７０の外向きの側に形成されたインセル／オンセルタッチセンサ２０の構成要素、及び上ガラス基板７０の内向きの側に形成されたシールド層９２を含む。
【００５６】
図１１では、タッチ駆動電極８６が、上ガラス基板７０の外向きの側に形成され、タッチ駆動電極８６の上方に誘電体層８０が形成されているように示されている。ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０は、誘電体層８０の上方に形成されてもよい。高抵抗及び／又は耐電防止膜２２０に結合された上側偏光層９０は、ブラックマトリックス／タッチ感知電極の上方に形成されてもよい。インセル／オンセルタッチセンサ２０の構成要素が、上ガラス基板７０の外向きの側に形成されることがあるので、タッチＦＰＣ  ８４は、上ガラス基板７０の外向きの側に接合されてもよい。図１１に概略的に示されたように、タッチＦＰＣ  ８４は、ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０及びタッチ駆動電極８６に動作可能に結合されてもよい。
【００５７】
図１２では、ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０は、上ガラス基板７０の外向きの側に形成されるように示される。誘電体層８８、タッチ駆動電極８６、及び高抵抗及び／又は耐電防止膜９０に結合された上側偏光層９０は、ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０のオンセル部分の上方に配置されてもよい。表示画素セルの真上に配置されていないブラックマトリックス／タッチ感知電極８０の周辺部分では、タッチＦＰＣ  ８４は、直接ブラックマトリックス／タッチ感知電極８０に接合されてもよい。図１２に概略的に示されたように、タッチＦＰＣ  ８４は、タッチ駆動電極８６に動作可能に結合されてもよい。
【００５８】
図１３のフローチャート２５０によって表されたように、図９及び図１０に示された実施例を製造することは、ＴＦＴガラス基板６４の内向きの側にＴＦＴ層６６を形成すること（ブロック２５２）と、上ガラス基板７０の外向きの側に高抵抗層７２及び／又は耐電防止膜２２０並びに上側偏光層９０を形成すること（ブロック２５４）と、を伴ってもよい。更に、タッチ駆動電極８６、誘電体層８８、及びブラックマトリックス／タッチセンサ電極８０は、上ガラス基板７０の内向きの側に形成されてもよい（ブロック２５６）。次に、液晶層６８が、ＴＦＴガラス基板６４の内向きの側と上ガラス基板７０との間に組み合わされるように配置されてもよい（ブロック２５８）。
【００５９】
同様に、図１４のフローチャート２３０によって表されるように、図１１及び図１２に示される実施例を製造することは、ＴＦＴガラス基板６４の内向きの側にＴＦＴ層６６を形成すること（ブロック２３２）を含んでもよい。更に、シールド層９２は、上ガラス基板の内向きの側に形成されてもよい（ブロック２３３）。また、ブラックマトリックス／タッチセンサ電極８０、誘電体層８８、及びタッチ駆動電極８６、並びに高抵抗層７２及び／又は帯電防止層２２０が、上ガラス基板７０の外向きの側に形成されてもよい（ブロック２３４）。その場合、液晶層６８が、ＴＦＴガラス基板６４の内向きの側と上ガラス基板７０との間に組み合わされるように配置されてもよい（ブロック２３６）。
【００６０】
前述の特定の実施形態は、実施例として示されたが、これらの実施形態が、様々な修正及び代替形態が可能であることを理解されたい。更に、特許請求の範囲が、開示された特定の形態に限定されず、むしろこの開示の趣旨と意図の範囲内にある全ての修正物、等価物、及び代替物を対象として含むことを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年3月20日(2014.3.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下側基板と、
上側基板と、
前記電子ディスプレイの画素間の光を遮蔽するように構成されたブラックマトリックス材料と、を備え、前記ブラックマトリックス材料が、前記下側基板と前記上側基板との間の表示画素セル内に少なくとも部分的に配置されるか、又は前記上側基板の外向きの側に形成された層内に少なくとも部分的に配置され、前記ブラックマトリックス材料の少なくとも一部分が、前記電子ディスプレイのタッチセンサの構成要素を含む、電子ディスプレイ。
【請求項２】
前記ブラックマトリックス材料が、前記上側基板の内向きの側のタッチセンサ層内に形成され、前記ブラックマトリックス材料が、前記下側基板に配置された薄膜トランジスタ層内の２つの異なる色付けられた有機樹脂フィルタの上方に配置されるように構成され、前記電子ディスプレイが、フリンジ電界スイッチングモードで動作するように構成される、請求項１に記載の電子ディスプレイ。
【請求項３】
前記タッチセンサの前記構成要素を含む前記ブラックマトリックス材料の少なくとも前記一部分が、前記タッチセンサの別のタッチセンサ構成要素との自己キャパシタンス又は相互キャパシタンスによって、物体が近くにあるかどうかを示す信号を提供するように構成される、請求項１に記載の電子ディスプレイ。
【請求項４】
前記ブラックマトリックス材料が、前記上側基板の前記外向きの側の誘電体層に直接配置された、請求項１に記載の電子ディスプレイ。
【請求項５】
前記ブラックマトリックス材料が、前記上側基板の前記外向きの側に直接配置された、請求項１に記載の電子ディスプレイ。
【請求項６】
電子ディスプレイパネルを製造する方法であって、
薄膜トランジスタ層内に有機樹脂系カラーフィルタ層を形成することによって、下側基板の内向きの側の上方に前記薄膜トランジスタ層を少なくとも部分的に形成することであって、前記カラーフィルタ層が、複数の色を備え、前記電子ディスプレイの複数の表示画素がそれぞれ、前記複数の色のうちの１つを備えることと、
上ガラス基板の外向きの側の上方にタッチセンサ層を、
前記上ガラス基板の前記外向きの側の上方にタッチ駆動電極を形成すること、
前記上ガラス基板の前記外向きの側の上方に誘電体層を形成すること、及び
前記上ガラス基板の前記外向きの側の上方にブラックマトリックス材料を形成すること、によって少なくとも部分的に形成することと、を含み、前記ブラックマトリックス材料が、前記複数の表示画素を分離し、前記複数の表示画素のうちの１つを通過する光の量で前記複数の表示画素のうちの別の表示画素を通過した後の光の量を低減させるように構成され、前記ブラックマトリックス材料の少なくとも一部分が、前記電子ディスプレイのタッチセンサの構成要素として機能するように構成された導電材料を備え、並びに
前記上側基板の内向きの側と前記下側基板の内向きの側との間に液晶層を配置することと、を含む、方法。
【請求項７】
前記タッチセンサ層が、列挙した順序で少なくとも部分的に形成される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記タッチセンサ層が、
前記タッチ駆動電極を前記上ガラス基板の前記外向きの側に直接形成することと、
前記誘電体層を前記タッチ駆動電極に直接形成することと、
前記ブラックマトリックス材料を前記誘電体層に直接形成することと、によって、少なくとも部分的に形成される、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記タッチセンサ層が、
前記ブラックマトリックス材料を前記上ガラス基板の前記外向きの側に直接形成することと、
前記誘電体層を前記ブラックマトリックス材料に直接形成することと、
前記タッチ駆動電極を誘電材料に直接形成することと、によって、少なくとも部分的に形成される、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記上ガラス基板の前記内向きの側にシールド層を形成することを含み、前記シールド層が、前記薄膜トランジスタ層と前記タッチセンサ層との間の容量結合を低減するように構成される、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記タッチセンサ層が、前記上ガラス基板の前記外向きの側の上方に高抵抗膜若しくは耐電防止膜、又はこれらの両方を形成することによって部分的に形成される、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
ユーザータッチに少なくとも部分的に基づいて動作を行うように構成されたデータ処理回路と、
タッチ駆動電極及びタッチ感知電極とユーザー身体部分との間の容量性相互作用に少なくとも部分的に基づいて前記ユーザータッチを感知するように構成された電子タッチスクリーンディスプレイであって、前記タッチ感知電極が、前記ディスプレイの表示画素セルの少なくとも部分的に内部若しくは少なくとも部分的に上方、又は少なくとも部分的に内部及び少なくとも部分的に上方の両方に配置されたブラックマトリックス材料の少なくとも一部分を含む、電子タッチスクリーンディスプレイと、を備える、電子機器。
【請求項１３】
前記タッチ感知電極が、前記ブラックマトリックス材料の一部分だけを含む、請求項１２に記載の電子機器。
【請求項１４】
前記タッチ感知電極が、実質的に光透過性の導電材料を含み、前記ブラックマトリックス材料の少なくとも前記一部分が、前記実質的に光透過性の導電材料より低い電気抵抗を有する実質的に不透明な導電材料を含む、請求項１２に記載の電子機器。
【請求項１５】
電子ディスプレイパネルを製造する方法であって、
薄膜トランジスタ層内に有機樹脂系カラーフィルタ層を形成することによって、下側基板の内向きの側の上方に前記薄膜トランジスタ層を少なくとも部分的に形成することと、
上側基板の内向きの側の上方にタッチセンサ層を、
前記上側基板の前記内向きの側の上方に第１の複数のタッチセンサ電極を形成すること、
前記第１の複数のタッチセンサ電極の上方に誘電体層を形成すること、及び
前記誘電体層の上方に第２の複数のタッチセンサ電極を形成すること、によって少なくとも部分的に形成することと、を含み、前記第２の複数のタッチセンサ電極が、ブラックマトリックス材料の少なくとも一部分を備え、前記ブラックマトリックス材料が、前記電子ディスプレイの表示画素間の光を遮蔽するように構成され、並びに
前記上側基板の前記内向きの側と前記下側基板の前記内向きの側との間に液晶層を配置することと、を含む、方法。
【請求項１６】
前記第２の複数のタッチセンサ電極を形成することが、実質的に透明な導電材料及び前記ブラックマトリックス材料の少なくとも前記一部分から形成された複数のタッチ感知電極を形成することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記上側基板の外向きの側の上方に高抵抗膜若しくは耐電防止膜、又はこれらの両方を形成することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記高抵抗膜若しくは前記耐電防止膜、又はこれらの両方、タッチセンサフレキシブルプリント回路、及びディスプレイタッチフレキシブルプリント回路を同一接地電位に接地するように構成された１つ以上の導電体を形成することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記高抵抗膜若しくは前記耐電防止膜、又はこれらの両方の上方又は下方に偏光層を形成することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
タッチ駆動電極に駆動信号を出力し、前記タッチ駆動電極と前記タッチ感知電極との間に形成された容量に少なくとも部分的に基づいてユーザータッチを検出するために、タッチ感知電極から感知信号を受信するように構成されたタッチセンサコントローラと、
薄膜トランジスタ層が上に配置された下側基板を含む表示パネルと、を備え、前記薄膜トランジスタ層が、有機樹脂系カラーフィルタ層、並びに前記タッチ駆動電極及び前記タッチ感知電極が上に配置された上側基板を含み、前記タッチ感知電極が、前記ディスプレイのブラックマトリックス材料の少なくとも一部分を含む、電子ディスプレイ。
【国際調査報告】
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