(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示及びタッチ感知の両方の機能を遂行するように構成されたタッチスクリーンにおいて、
第１電極及び第２電極より成る蓄積キャパシタを各々含む複数のピクセルと、
前記タッチスクリーンの表示機能を遂行する表示回路に接続された１つ以上の不透明な表示素子と、
非透明導体から作られた複数の共通線であって、各々前記複数のピクセルのうちの１つ以上のピクセルの第１電極に接続され、且つタッチスクリーン内で前記不透明な表示素子とは異なる層において共通線が前記不透明な表示素子により実質的に重畳されるように位置付けられた当該複数の共通線と、
を備え、
前記不透明な表示素子は表示デバイスの口径比に寄与し、前記複数の共通線は前記表示デバイスの口径比を実質的に減少させず、
前記第１電極は、タッチスクリーンのタッチ感知機能の間は前記共通線を通してタッチ感知回路に接続され、更に、前記第１電極は、表示機能の間は前記表示回路に接続されるようにしたタッチスクリーン。
【請求項２】
前記共通線は、第１の複数の平行な共通線及び第２の複数の平行な共通線を含み、これら第１及び第２の複数の共通線は、同じ層において互いに垂直に配置される、請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項３】
前記不透明な表示素子は、複数の平行なゲート線及び複数の平行なデータ線を含み、これらゲート及びデータ線は、互いに垂直に配置されて、
前記第１の複数の平行な共通線が前記ゲート線によって重畳され、
前記第２の複数の平行な共通線が前記データ線によって重畳される、
ようにする請求項２に記載のタッチスクリーン。
【請求項４】
前記不透明な表示素子は、表示ゲート線、データ線及びピクセルトランジスタの少なくとも１つを含み、更に、前記共通線は、タッチスクリーンの機能の間にタッチ感知信号を搬送する、請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項５】
前記複数のピクセルは、少なくとも第１セットのピクセル及びそれに隣接する第２セットのピクセルを含み、前記複数の共通線は、
前記第１セットのピクセルに関連した第１セットの複数の共通線、及び
前記第２セットのピクセルに関連した第２セットの複数の共通線、
を含み、第１セットの複数の共通線は、前記第１セットのピクセル内の第１電極を一緒に接続し、
第２セットの複数の共通線は、前記第２セットのピクセル内の第１電極を一緒に接続し、更に、
前記第１セットの複数の共通線は、前記第１セットのピクセルと第２セットのピクセルとの間の境界において前記第２セットの複数の共通線に接続されない、請求項１に記載のタッチスクリーン。
【請求項６】
少なくとも前記第１及び第２セットのピクセルは、各々、タッチ領域を含み、このタッチ領域の選択された対は、その対のタッチ領域間のキャパシタンスを変化させることによりタッチ事象を指示することのできるタッチピクセルを形成する、請求項５に記載のタッチスクリーン。
【請求項７】
請求項１に記載のタッチスクリーンを備えたコンピューティングシステム。
【請求項８】
表示及びタッチ感知の両方の機能を遂行するように構成されたタッチスクリーンにおいて、
複数のピクセルセットを含み、各ピクセルセットが２つ以上のピクセルを含むような複数のピクセルと、
各ピクセルセットに対する蓄積キャパシタ電極として各々働く複数の共通電極と、
タッチスクリーンの表示機能を遂行する表示回路に接続された１つ以上の不透明な表示素子と、
非透明導体から作られた複数の共通線であって、複数の共通電極に接続され、且つタッチスクリーン内で不透明な表示素子とは異なる層において共通線が前記不透明な表示素子により実質的に重畳されるように位置付けられた当該複数の共通線とを備え、前記不透明な表示素子は表示デバイスの口径比に寄与し、前記複数の共通線は前記表示デバイスの口径比を実質的に減少させず、 さらに、タッチスクリーンのタッチ感知機能の間に前記共通電極をタッチ感知回路に接続し、表示機能の間に表示回路に前記共通電極を接続するための手段と、
を備えたタッチスクリーン。
【請求項９】
前記複数のピクセルは、少なくとも第１セットのピクセル及びそれに隣接する第２セットのピクセルを含み、前記複数の共通線は、
前記第１セットのピクセルに関連した第１セットの複数の共通線、及び
前記第２セットのピクセルに関連した第２セットの複数の共通線、
を含み、第１セットの複数の共通線は、前記第１セットのピクセル内の共通電極を一緒に接続し、
第２セットの複数の共通線は、前記第２セットのピクセル内の共通電極を一緒に接続し、更に、
前記第１セットの複数の共通線は、前記第１セットのピクセルと第２セットのピクセルとの間の境界において前記第２セットの複数の共通線に接続されない、請求項８に記載のタッチスクリーン。
【請求項１０】
ピクセルの各セットは、タッチ領域を含み、このタッチ領域の選択された対は、その対のタッチ領域間のキャパシタンスを変化させることによりタッチ事象を指示することのできるタッチピクセルを形成する、請求項９に記載のタッチスクリーン。
【請求項１１】
前記タッチスクリーンは、ＦＦＳ  ＴＦＴ  ＬＣＤを含む、請求項８に記載のタッチスクリーン。
【請求項１２】
表示及びタッチ感知の両方の機能を遂行するように構成されたタッチスクリーンを製造する方法において、
第１電極及び第２電極より成る蓄積キャパシタを各々含む複数のピクセルを形成するステップと、
前記タッチスクリーンの表示機能を遂行する表意回路に接続される１つ以上の不透明な表示素子を形成するステップと、
非透明導体から複数の共通線を形成するステップであって、その共通線は、タッチスクリーン内で前記不透明な表示素子とは異なる層において共通線が前記１以上の不透明な表示素子により実質的に重畳されるよう位置付けられる当該ステップと、
前記複数の共通線の各１つを前記複数のピクセルの第１電極の１つ以上に接続するステップと、
を備え
前記不透明な表示素子は表示デバイスの口径比に寄与し、前記複数の共通線は前記表示デバイスの口径比を実質的に減少させず、
前記第１電極は、タッチスクリーンのタッチ感知機能の間は前記共通線を通してタッチ感知回路に接続され、更に、前記第１電極は、表示機能の間は表示回路に接続されるようにした方法。
【請求項１３】
前記共通線は、タッチ感知機能の間にタッチ感知信号を搬送する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数の共通線は、複数のピクセルセットにおけるピクセルを接続するように構成され、各ピクセルセットは、全ての第１電極が前記共通線によって互いに接続されており、更に、前記共通線は、異なる隣接ピクセルセット間の境界において中断される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
各ピクセルセットは、タッチ領域を含み、タッチ領域の選択された対は、その対のタッチ領域間のキャパシタンスを変化させることによりタッチ事象を指示することのできるタッチピクセルを形成する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
各ピクセルセットは、タッチスクリーンの隣接領域を覆う、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
表示機能及びタッチ感知機能を有するタッチスクリーンの口径比を保存する方法において、前記タッチスクリーンは、そのタッチスクリーンの表示機能を遂行する表示回路に接続された複数の不透明な表示素子と、複数の表示ピクセル領域各々内の蓄積キャパシタを一緒に接続する複数の非透明共通線とを有し、その複数の領域は、互いに隣接して配置されて行及び列を形成し、その隣接する行及び列は、タッチ感知機能中に相互キャパシタンスカップリングを通して結合されて、タッチ感知機能を与え、前記共通線は、異なる領域間の境界では一緒に接続されず、前記方法は、
前記共通線をタッチスクリーンにおいて前記不透明な表示素子とは異なる層に配置するステップと、
前記共通線が前記不透明な表示素子により実質的に重畳して、前記共通線がタッチスクリーンの口径比に悪影響を及ぼさないように前記共通線を位置付けるステップと、
を備えた方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、マルチタッチ感知ディスプレイに係り、より特定すれば、マルチタッチ感知機能とＬＣＤディスプレイ機能との結合に係る。
【背景技術】
【０００２】
コンピューティングシステムにおいて操作を行うために、現在、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、等の多数の形式の入力装置を利用することができる。特に、タッチスクリーンは、操作が容易で多様性があり、価格も低下しているので、益々普及しつつある。タッチスクリーンは、タッチ感知表面を伴う透明なパネルであるタッチセンサパネルと、タッチ感知表面が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このパネルの後方に一部分又は完全に配置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備えている。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）により指示された位置に指、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で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、タッチ事象と、タッチセンサパネルにおけるタッチ事象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、タッチ事象の時間に現れる表示に基づいてそのタッチ事象を解釈し、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。
【０００３】
マルチタッチスクリーン又はマルチタッチパネルは、タッチスクリーンを更に開発したものである。これらは、装置が、一度に複数のタッチ事象を感知できるようにする。より詳細には、マルチタッチパネルは、装置が、所与の時間にパネルにタッチする全ての指や他の物体の輪郭を感知できるようにする。従って、単一のタッチパネルは、タッチされる単一の位置しか感知できないが、マルチタッチパネルは、パネルにおける複数のタッチピクセルの状態（タッチ又は否タッチ）を指示する全体的な「タッチグラフィック」を与えることができる。
【０００４】
規範的なマルチタッチイネーブル型ディスプレイが、２００７年１月３日に出願された“MULTI-TOUCH SENSOR DETECTION AND DEMODULATION”と題する米国特許出願第１１／６４９，９９８号、特許公告第２００８／０１５８１７２号に開示されている。初期のマルチタッチディスプレイは、マルチタッチ感知パネル及びそれとは個別のディスプレイパネルの製造を必要とした。２つのパネルを後で一緒に積層して、マルチタッチディスプレイを形成することができる。ディスプレイとマルチタッチ機能を結合して消費電力を減少するために提供されたその後世代の技術は、マルチタッチディスプレイをより薄くし、製造コストを下げ、輝度を改善し、等々である。このような一体型マルチタッチディスプレイの例が、２００７年６月１３日に出願された“INTEGRATED IN-PLANE SWITCHING”と題する米国特許出願第１１／８１８，４２２号、及び２００８年７月３日に出願された“DISPLAY WITH DUAL-FUNCTION CAPACITIVE ELEMENTS”と題する米国特許出願第１２／２４０，９６４号に開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、一体化のための幾つかのスキームは、ディスプレイの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）層に幾つかの付加的な非透明素子を配置することを要求する。このような付加的な非透明素子は、ディスプレイの口径を減少させる（口径とは、実際に光を透過するディスプレイの部分である）。口径の減少は、ディスプレイの輝度の低下及びディスプレイの視角の減少を引き起こす。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、二重機能の容量性素子を伴うピクセルを含むディスプレイに係る。より詳細には、これらの二重機能の容量性素子は、ディスプレイ上に映像を発生するディスプレイシステムの部分を形成すると共に、ディスプレイ上又はその付近でタッチ事象を感知するタッチ感知システムの部分も形成する。容量性素子は、例えば、ＬＣＤディスプレイのピクセルにおけるキャパシタであって、個々にはディスプレイシステムのピクセルのピクセル蓄積キャパシタ又は電極として各々動作するように構成され、又、集合的にはタッチ感知システムの素子として動作するようにも構成される。このように、例えば、一体型タッチ感知能力を伴うディスプレイは、より少ない部品及び／又は処理ステップを使用して製造することができ、そしてディスプレイそれ自身は、より薄く且つより明るくすることができる。
【０００７】
更に、本発明は、二重機能の容量性素子を使用しても口径が減少しないディスプレイに係る。従って、口径比が同様の非タッチ感知ディスプレイより悪くないタッチ感知ディスプレイを製造することができる。より詳細には、本発明は、タッチ感知不透明素子を、それらがディスプレイ関連の不透明素子によって実質的に重畳されることを保証するように配置して、タッチ感知素子を追加しても口径比を実質的に減少しないよう保証することに係る。タッチ感知表示素子は、例えば、タッチ感知システムの素子として集合的に動作するように構成された種々の容量性素子を接続する共通線である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態による複数のＬＣＤピクセルを含む規範的ＬＣＤディスプレイの部分回路図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態により垂直及び水平の共通電圧線の切断部により形成される規範的領域を示す。
【図２Ｂ】本発明の実施形態により垂直及び水平の共通電圧線の切断部により形成される規範的領域を示す。
【図３】ドライブ領域のピクセル３０１及び規範的センス領域のピクセル３０３の部分回路図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態によりＬＣＤ段階中及びタッチ段階中にドライブ領域のピクセルに印加される規範的信号を示す。
【図４Ｂ】本発明の実施形態によりＬＣＤ段階中及びタッチ段階中にセンス領域のピクセルに印加される規範的信号を示す。
【図５Ａ】本発明の実施形態によりタッチ段階中のドライブ領域の蓄積キャパシタの規範的動作を詳細に示す。
【図５Ｂ】本発明の実施形態によりタッチ段階中のセンス領域の蓄積キャパシタの規範的動作を詳細に示す。
【図６Ａ】本発明の実施形態によりＬＣＤ素子として及びタッチセンサとして動作する二重機能容量性素子を伴うピクセルの領域を有する規範的タッチスクリーンの部分図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態によりタッチスクリーンの境界エリアに延びる金属トレースを含む規範的タッチスクリーンの部分図である。
【図６Ｃ】本発明の実施形態によりタッチスクリーンの境界エリアにおける金属トレースへの列及び行パッチの規範的接続を示す。
【図７】本発明の実施形態による規範的な列及び隣接行パッチの上面図である。
【図８Ａ】本発明の実施形態により１つの行において広い間隔を有する２つの隣接タッチピクセルに対して指タッチのｘ座標とタッチピクセルにおいて見られる相互キャパシタンスとの規範的プロットである。
【図８Ｂ】本発明の実施形態により空間的補間が与えられた場合に１つの行において広い間隔を有する２つの隣接タッチピクセルに対して指タッチのｘ座標とタッチピクセルにおいて見られる相互キャパシタンスとの規範的プロットである。
【図８Ｃ】本発明の実施形態により大きなタッチピクセル間隔に対して有用な規範的な列及び隣接行タッチパターンの上面図である。
【図９Ａ】本発明の実施形態により多角形領域（煉瓦）の列及び行として形成されるセンス（又はドライブ）領域を含む規範的タッチスクリーンを示す。
【図９Ｂ】図９Ａの規範的タッチスクリーンの一部分の拡大図である。
【図９Ｃ】本発明の実施形態により列Ｃ０及びＣ１に関連した煉瓦と、その煉瓦をバス線に接続する接続ｙＶcom線とを含む図９Ａに見られる規範的タッチスクリーンの一部分を示す。
【図１０】本発明の実施形態により接続ｙＶcom線とセンス領域との間の漂遊キャパシタンスを更に減少できる規範的なジグザグ二重補間タッチスクリーンの一部分を示す。
【図１１】本発明の実施形態によるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を使用する規範的な電気制御型複屈折（ＥＣＢ）ＬＣＤディスプレイにおけるピクセルの第１金属層（Ｍ１）のパターン化を示す。
【図１２】本発明の実施形態によるａ−Ｓｉを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにａ−Ｓｉのアイランドパターンが形成されるパターン化ステップを示す。
【図１３】本発明の実施形態によるａ−Ｓｉを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおけるピクセルに形成された接続を示す。
【図１４】本発明の実施形態によるａ−Ｓｉを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおけるピクセルの第２金属層（Ｍ２）のパターン化を示す。
【図１５】本発明の実施形態によるａ−Ｓｉを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおける平坦化（ＰＬＮ）接触層を示す。
【図１６】本発明の実施形態によるａ−Ｓｉを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおける反射（ＲＥＦ）層を示す。
【図１７】本発明の実施形態によるａ−Ｓｉを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおける不動態化（ＰＡＳＳ）接触部を示す。
【図１８】本発明の実施形態によるａ−Ｓｉを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおいてピクセル電極を形成する半透明導電性材料（ＩＴＯ１のような）を示す。
【図１９】本発明の実施形態によるａ−Ｓｉを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおける完成したピクセルの平面図である。
【図２０Ａ】本発明の実施形態によるａ−Ｓｉを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおける完成したピクセルの側面図である。
【図２０Ｂ】本発明の実施形態によるａ−Ｓｉを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおける完成したピクセルの側面図である。
【図２０Ｃ】本発明の実施形態によるａ−Ｓｉを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおける完成したピクセルの側面図である。
【図２０Ｄ】本発明の実施形態によるａ−Ｓｉを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおける完成したピクセルの側面図である。
【図２１】本発明の実施形態によるａ−Ｓｉを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおけるピクセルの蓄積キャパシタンスの比較分析を示す。
【図２２】本発明の実施形態によるａ−Ｓｉを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおけるピクセルの蓄積キャパシタンスの比較分析を示す。
【図２３】本発明の実施形態によるａ−Ｓｉを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおけるピクセルのための口径比推定を示す。
【図２４】本発明の実施形態によるａ−Ｓｉを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおける規範的変形例を示す。
【図２５】本発明の実施形態による低温多結晶シリコン（ＬＴＰＳ）を使用する規範的なインプレーンスイッチング（ＩＰＳ）ＬＣＤディスプレイにおけるピクセルのポリＳｉ層のパターン化を示す。
【図２６】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイにおけるピクセルの第１金属層（Ｍ１）のパターン化を示す。
【図２７】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイにおいてピクセルに形成されたビアを示す。
【図２８】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイにおけるピクセルの第２金属層（Ｍ２）のパターン化を示す。
【図２９】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイにおいてピクセルに形成されたＩＴＯのような透明導電性材料の第１層を示す。
【図３０】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイにおける接続を示す。
【図３１】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイにおいてピクセルに形成されたＩＴＯのような透明導体の第２の層を示す。
【図３２】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイにおける完成したピクセルの平面図である。
【図３３】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイにおけるピクセルの側面図である。
【図３４】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイにおける２つのピクセルの蓄積容量を示す。
【図３５】本発明の実施形態によりＭ２層にｙＶcom線が形成されたＬＴＰＳを使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイにおけるピクセルのポリＳｉ層のパターン化を示す。
【図３６】本発明の実施形態によりＭ２層にｙＶcom線が形成されたＬＴＰＳを使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイにおけるピクセルの第１金属層（Ｍ１）のパターン化を示す。
【図３７】本発明の実施形態によりＭ２層にｙＶcom線が形成されたＬＴＰＳを使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイにおいてピクセルに形成されたビアを示す。
【図３８】本発明の実施形態によりＭ２層にｙＶcom線が形成されたＬＴＰＳを使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイにおけるピクセルの第２金属層（Ｍ２）のパターン化を示す。
【図３９】本発明の実施形態によりＭ２層にｙＶcom線が形成されたＬＴＰＳを使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイにおいてピクセルに形成されたＩＴＯのような透明導電性材料の第１層を示す。
【図４０】本発明の実施形態によりＭ２層にｙＶcom線が形成されたＬＴＰＳを使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイにおける接続を示す。
【図４１】本発明の実施形態によりＭ２層にｙＶcom線が形成されたＬＴＰＳを使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイにおいてピクセルに形成されたＩＴＯのような透明導電性材料の第２層を示す。
【図４２】本発明の実施形態によりＭ２層にｙＶcom線が形成されたＬＴＰＳを使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイにおける完成したピクセルの平面図である。
【図４３】本発明の実施形態によりＭ２層にｙＶcom線が形成されたＬＴＰＳを使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイにおけるピクセルの側面図である。
【図４４】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおけるポリＳｉの半導体層を示す。
【図４５】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおける金属の第１層（Ｍ１）を示す。
【図４６】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおける接続を示す。
【図４７】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおける第２金属層（Ｍ１）を示す。
【図４８】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおける接続層を示す。
【図４９】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおける反射層を示す。
【図５０】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおけるＩＴＯ層を示す。
【図５１】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおける完成レベルを示す。
【図５２】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおけるピクセルの側面図である。
【図５３】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおけるピクセルの蓄積キャパシタンスの計算を示す。
【図５４】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおけるピクセルの口径比推定を示す。
【図５５】本発明の実施形態によるＬＴＰＳを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイにおける規範的変形例を示す。
【図５６】本発明の実施形態による規範的接地セパレータ領域を含むタッチスクリーンの一部分を示す。
【図５７】図５６の規範的タッチスクリーンの側面図で、本発明の実施形態による規範的高Ｒシールドを示す。
【図５８】本発明の実施形態によりブラックマスクのブラックマスク線及びブラックマスク線の下の金属線を含む規範的タッチスクリーンの一部分の側面図である。
【図５９】本発明の実施形態による規範的ブラックマスクレイアウトを示す。
【図６０】本発明の実施形態によるタッチ感知ディスプレイにおける導電性線の規範的レイアウトを示す。
【図６１Ａ】規範的ＦＦＳ  ＴＦＴ  ＬＣＤ構成を示す。
【図６１Ｂ】規範的ＦＦＳ  ＴＦＴ  ＬＣＤ構成を示す。
【図６２Ａ】本発明の実施形態により共通線を共通電極に接続する規範的な仕方を示す。
【図６２Ｂ】本発明の実施形態により共通線を共通電極に接続する別の規範的な仕方を示す。
【図６２Ｃ】本発明の実施形態により共通線を共通電極に接続する別の規範的な仕方を示す。
【図６２Ｄ】本発明の実施形態により共通線を共通電極に接続する別の規範的な仕方を示す。
【図６３】本発明の実施形態による底部ＦＦＳ  ＴＦT  ＬＣＤの規範的共通電極を示す図である。
【図６４】本発明の実施形態による底部ＦＦＳ  ＴＦT  ＬＣＤの規範的共通電極を示す別の図である。
【図６５】本発明の実施形態による頂部ＦＦＳ  ＴＦT  ＬＣＤの規範的共通電極を示す図である。
【図６６】本発明の実施形態による頂部ＦＦＳ  ＴＦT  ＬＣＤの規範的共通電極を示す別の図である。
【図６７】ピクセル領域が複数の機能を果たす規範的なＩＰＳベースのタッチ感知ディスプレイを示す。
【図６８】本発明の１つ以上の規範的実施形態を含む規範的コンピューティングシステムを示す。
【図６９Ａ】本発明の実施形態による二重機能容量性素子を伴うピクセルを含むタッチスクリーンを備えた規範的移動電話を示す。
【図６９Ｂ】本発明の実施形態による二重機能容量性素子を伴うピクセルを含むタッチスクリーンを備えた規範的デジタルメディアプレーヤを示す。
【図６９Ｃ】本発明の実施形態による二重機能容量性素子を伴うピクセルを含むタッチスクリーンを備えた規範的パーソナルコンピュータを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
好ましい実施形態の以下の説明において、本発明を具現化できる特定の実施形態を一例として示す添付図面を参照する。他の実施形態も使用でき、又、本発明の実施形態の範囲から逸脱せずに構造上の変更をなし得ることを理解されたい。
【００１０】
本発明は、二重機能の容量性素子を伴うピクセルを含むディスプレイに係る。より詳細には、これらの二重機能の容量性素子は、ディスプレイ上に映像を発生するディスプレイシステムの部分を形成すると共に、ディスプレイ上又はその付近でタッチ事象を感知するタッチ感知システムの部分も形成する。容量性素子は、例えば、ＬＣＤディスプレイのピクセルにおけるキャパシタであって、個々にはディスプレイシステムのピクセルのピクセル蓄積キャパシタ又は電極として各々動作するように構成され、又、集合的にはタッチ感知システムの素子として動作するようにも構成される。このように、例えば、一体型タッチ感知能力を伴うディスプレイは、より少ない部品及び／又は処理ステップを使用して製造することができ、そしてディスプレイそれ自身は、より薄く且つより明るくすることができる。
【００１１】
更に、本発明は、ディスプレイの口径（ひいては、輝度及び視角）の付加的な改善を特徴とする上述した二重機能ディスプレイに係る。前記付加的な改善は、タッチ感知関連の共通線を、それらがディスプレイの口径比をタッチ感知素子不存在状態から著しく低下させることのないよう位置付けることを保証することで、実現することができる。例えば、タッチ感知関連の共通線は、それらが種々の不透明の表示関連素子により重畳されるように位置付けることができる。
【００１２】
本発明は、特定形式のディスプレイ及び特定スキームのキャパシタンスベースのタッチ感知に関して説明するが、それらに限定されない。当業者であれば、ディスプレイがキャパシタンス発生電極を有するピクセルを含み且つタッチ感知スキームが感知キャパシタンスに少なくとも一部分依存する限り、本発明の実施形態を他の形式のディスプレイ及びタッチ感知スキームに関連して使用できることが理解されよう。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態による複数のＬＣＤピクセルを含む規範的ＬＣＤディスプレイ１００の部分回路図である。パネル１００のピクセルは、ＬＣＤピクセル及びタッチセンサ素子の両方として二重機能を果たすことができるように構成される。即ち、ピクセルは、ピクセルのＬＣＤ表示回路の一部分として動作できると共に、タッチ感知回路の素子としても動作できる容量性素子又は電極を含む。このように、パネル１００は、一体型タッチ感知能力を伴うＬＣＤディスプレイとして動作することができる。図１は、ディスプレイ１００のピクセル１０１、１０２、１０３及び１０４の細部を示す。
【００１４】
ピクセル１０２は、ゲート１５５ａ、ソース１５５ｂ及びドレイン１５５ｃを伴う薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１５５を含む。又、ピクセル１０２は、上部電極１５７ａ及び下部電極１５７ｂを伴う蓄積キャパシタＣst１５７と、ピクセル電極１５９ａ及び共通電極１５９ｂを伴う液晶キャパシタＣlc１５９と、カラーフィルタ電圧源Ｖcf１６１も含む。ピクセルが、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）ピクセルである場合には、Ｃcfは、例えば、Ｃst１５７と並列に共通電圧線に接続されたフリンジ電界電極である。ピクセルがＩＰＳを利用しない場合には、Ｖcf１５１は、例えば、カラーフィルタガラス上のＩＴＯ層である。又、ピクセル１０２は、グリーン（Ｇ）カラーデータのためのデータ線即ちＧｄａｔａ線１１７の一部分１１７ａと、ゲート線１１３の一部分１１３ｂも含む。ゲート１５５ａは、ゲート線部分１１３ｂに接続され、そしてソース１５５ｂは、Ｇｄａｔａ線部分１１７ａに接続される。Ｃst１５７の上部電極１５７ａは、ＴＦＴ１５５のドレイン１５５ｃに接続され、そしてＣst１５７の下部電極１５７ｂは、ｘ方向に延びる共通電圧線即ちｘＶcom１２１の一部分１２１ｂに接続される。Ｃlc１５９のピクセル電極１５９ａは、ＴＦＴ１５５のドレイン１５５ｃに接続され、そしてＣlc１５９の共通電極１５９ｂは、Ｖcf１５１に接続される。
【００１５】
ピクセル１０３の回路図は、ピクセル１０２と同じである。しかしながら、ピクセル１０３を通して延びるカラーデータ線１１９は、ブルー（Ｂ）カラーデータを搬送する。ピクセル１０２及び１０３は、例えば、従来のＬＣＤピクセルである。
【００１６】
ピクセル１０２及び１０３と同様に、ピクセル１０１は、ゲート１０５ａ、ソース１０５ｂ及びドレイン１０５ｃを伴う薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１０５を含む。又、ピクセル１０１は、上部電極１０７ａ及び下部電極１０７ｂを伴う蓄積キャパシタＣst１０７と、ピクセル電極１０９ａ及び共通電極１０９ｂを伴う液晶キャパシタＣlc１０９と、カラーフィルタ電圧源Ｖcf１１１も含む。又、ピクセル１０１は、レッド（Ｒ）カラーデータのためのデータ線即ちＲｄａｔａ線１１５の一部分１１５ａと、ゲート線１１３の一部分１１３ａも含む。ゲート１０５ａは、ゲート線部分１１３ａに接続され、そしてソース１５０ｂは、Ｒｄａｔａ線部分１１５ａに接続される。Ｃst１０７の上部電極１０７ａは、ＴＦＴ１０５のドレイン１０５ｃに接続され、そしてＣst１０７の下部電極１０７ｂは、ｘＶcom１２１の一部分１２１ａに接続される。Ｃlc１０９のピクセル電極１０９ａは、ＴＦＴ１０５のドレイン１０５ｃに接続され、そしてＣlc１０９の共通電極１０９ｂは、Ｖcf１１１に接続される。
【００１７】
ピクセル１０２及び１０３とは異なり、ピクセル１０１は、ｙ方向に延びる共通電圧線即ちｙＶcom１２３の一部分１２３ａも含む。更に、ピクセル１０１は、部分１２１ａを部分１２３ａに接続する接続部１２７も含む。従って、接続部１２７は、ｘＶcom１２１及びｙＶcom１２３に接続される。
【００１８】
ピクセル１０４は、ピクセル１０１と同様であるが、ｙＶcom１２５の一部分１２５ａは、切断部（開路部）１３１を有し、そしてｘＶcom１２１の一部分１２１ｂは、切断部１３３を有する。
【００１９】
図１に見られるように、ピクセル１０１、１０２、及び１０３の蓄積キャパシタの下部電極は、ｘＶcom１２１により一緒に接続される。これは、多数のＬＣＤパネルにおける従来形式の接続であり、従来のゲート線、データ線及びトランジスタに関連して使用されたときにピクセルをアドレスできるようにする。水平の共通電圧線への接続と共に垂直の共通電圧線を追加すると、以下に詳細に述べるように、ｘ方向及びｙ方向の両方にピクセルをグループ分けすることができる。例えば、ｙＶcom１２３と、ｘＶcom１２１への接続１２７は、ピクセル１０１、１０２及び１０３の蓄積キャパシタを、それらピクセル１０１、１０２、１０３の上下のピクセルの蓄積キャパシタへ接続できるようにする（上下のピクセルは、示されていない）。例えば、ピクセル１０１、１０２及び１０３の真上のピクセルは、各々、ピクセル１０１、１０２及び１０３と同じ構成を有することができる。この場合に、ピクセル１０１、１０２及び１０３真上のピクセルの蓄積キャパシタは、ピクセル１０１、１０２及び１０３の蓄積キャパシタに接続される。
【００２０】
一般的に、ＬＣＤパネルは、パネル内の全てのピクセルの蓄積キャパシタが、例えば、複数の水平の共通電圧線への接続部をもつ少なくとも１つの垂直の共通電圧線を経て一緒に接続されるように構成することができる。別のＬＣＤパネルは、ピクセルの異なるグループが一緒に接続されて、一緒に接続された蓄積キャパシタの複数の個別の領域を形成するように構成することができる。
【００２１】
個別の領域を生成する１つの仕方は、水平及び／又は垂直の共通線に切断部（開路部）を形成することである。例えば、パネル１００のｙＶcom１２５は、切断部１３１を有し、この切断部の上のピクセルをこの切断部の下のピクセルから分離することができる。同様に、ｘＶcom１２１は、切断部１３３を有し、この切断部の右側のピクセルを、この切断部の左側のピクセルから分離することができる。
【００２２】
図２Ａ及び２Ｂは、本発明の実施形態により垂直及び水平の共通電圧線の切断部により形成された規範的領域を示す。図２Ａは、ＴＦＴガラス領域のレイアウトを示す。図２Ａは、領域２０１、領域２０５及び領域２０７を示す。各領域２０１、２０５及び２０７は、垂直方向（ｙ方向）及び水平方向（ｘ方向）の共通電圧線を通して複数のピクセルの蓄積キャパシタをリンクすることによって形成される（詳細に示さず）。例えば、図２Ａの拡大エリアは、ピクセルブロック２０３ａ−ｅを示している。ピクセルブロックは、１つ以上のピクセルを含み、ピクセルの少なくとも１つは、垂直共通線ｙＶcomを含む。図１は、例えば、ピクセル１０１ないし１０３を含むピクセルブロックを示し、ピクセル１０１は、ｙＶcom１２３を含む。図２Ａにおいて明らかなように、ピクセルブロック２０３ａは、水平の共通線ｘＶcom２０６を通して水平方向にピクセルブロック２０３ｂへ接続される。同様に、ピクセルブロック２０３ａは、垂直の共通線ｙＶcom２０４を通して垂直方向にピクセルブロック２０３ｃに接続される。ｘＶcom２０６の切断部は、ブロック２０３ａがブロック２０３に接続されるのを防止し、ｙＶcom２０４の切断部は、ブロック２０３ａがブロック２０３ｅに接続されるのを防止する。領域２０１及び２０７は、タッチＡＳＩＣ２１５のタッチ回路２１３のような適当なタッチ回路に接続されたときにタッチ感知情報を与えることのできる容量性素子を形成する。接続は、領域をスイッチ回路２１７へ接続することにより確立され、これについては、以下で詳細に述べる。（ＩＰＳ型のディスプレイでは、導電性ドットが必要でないことに注意されたい。この場合に、ｘＶcom及びｙＶcom領域は、ＬＣＤドライバチップと同様に（非等方性導電性接着剤を通して）ガラスに接合されるタッチＡＳＩＣへと至る金属トレースで単に延長されてもよい。しかしながら、非ＩＰＳ型のディスプレイでは、カラーフィルタプレート上のＶＣＯＭ領域をＴＦＴプレート上の対応領域に接触させるために導電性ドットが必要になる。）同様に、領域２０１及び領域２０５は、タッチ回路２１３に接続されたときにタッチ情報を与えることのできる容量性素子を形成する。従って、領域２０１は、例えば、センス電極と称される領域２０５及び２０７に対する共通電極として働く。以上、タッチ感知の相互キャパシタンスモードについて述べた。又、各領域を独立して使用して、自己キャパシタンスを測定することもできる。
【００２３】
本発明の幾つかの実施形態は、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）ディスプレイの特定形式であると考えられるフリンジ電界スイッチングＴＦＴ液晶ディスプレイ（ＦＦＳ  ＴＦＴ  ＬＣＤ）に向けられる。ＦＦＳ  ＴＦＴ  ＬＣＤの一例が、２００２年１０月２日、Journal of the Society for Information displaysに掲載されたLee、Seung Hee氏等著の“Ultra-FFS TFT LCD with Super Image Quality, Fast Response Time, and Strong Pressure-Resistant Characteristics”に説明されている。フリンジ電界スイッチングディスプレイは、各ピクセルの蓄積キャパシタの１つのプレートを形成するが多数のピクセルに対して共通の電極である共通電極を備えている。幾つかのディスプレイでは、共通電極は、ディスプレイ全体に対して共通であり、換言すれば、ピクセルの行等に対して複数の共通電極を使用することができる。
【００２４】
本発明のＦＦＳ  ＴＦＴ  ＬＣＤ実施形態では、共通電極は、タッチ領域に沿ってカット又は整形することができる。従って、例えば、タッチ領域２０１、２０５及び２０７は、空きスペース又は絶縁材により隣接共通電極から分離される異なる共通電極を含むことができる。従って、各共通電極は、個々のタッチ領域でよい。共通の電極は、導通であるから、ＦＦＳ  ＴＦＴ  ＬＣＤ実施形態の場合にＶＣＯＭ線は技術的に必要とされない。しかしながら、共通電極は、ＦＦＳ  ＴＦＴ  ＬＣＤに通常必要とされる透明導電性材料（ＩＴＯのような）で作ることができる。透明導体は、通常、比較的高い抵抗を有する。これは、特に、高い周波数において、タッチ領域２０１、２０５及び２０７の感度を低下させる。それ故、ある実施形態では、ＦＦＳ  ＴＦＴディスプレイが使用される場合でも、非透明の低抵抗共通線を使用して、タッチ領域の有効抵抗を減少することができる。しかしながら、これらの場合に、共通線は、必要に応じて密度を変えることができ、各ピクセルを通して延びる必要はない。
【００２５】
上述したように、ピクセルの領域接続蓄積キャパシタは、図１のｘＶcom及びｙＶcomのような共通電圧線間のビアを使用し且つ共通電圧線における選択的切断部を使用して形成することができる。従って、図２Ａは、ビア又は他の接続部及び選択的切断部を使用して多数のピクセルに及ぶ容量性領域を生成できる１つの仕方を示している。もちろん、本開示に鑑み、当業者であれば、他の形状及び構成の領域も生成できることが容易に理解されよう。
【００２６】
図２Ｂは、ピクセルに使用されるＬＣＤ技術の形式によっては必要であったりなかったりするＣＦガラスパターン化ＩＴＯ領域のレイアウトを示す。例えば、このようなＣＦ  ＩＴＯ領域は、ＬＣＤピクセルがインプレーンスイッチング（ＩＰＳ）を利用する場合には必要とされない。しかしながら、図２Ｂは、上部電極と下部電極との間で液晶に電圧が印加される非ＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイに向けられる。図２Ｂは、図２Ａの下部（非ＩＰＳディスプレイにおける）領域２０１、２０５及び２０７に各々対応する上部領域２２１、２２３及び２２５を示している。図２Ｂは、領域２５１、２５５及び２５７に接触する導電性ドット２５０を示している。この導電性ドット２５０は、上部領域におけるピクセルの上部電極が駆動されるとき、下部領域におけるピクセルの対応下部電極も駆動されるように、対応する上部及び下部領域を接続する。その結果、ピクセルが、例えば、変調信号によって駆動される間も、上部電極と下部電極との間の相対的電圧が一定のままとなる。従って、液晶に印加される電圧は、例えば、タッチ段階中に一定のままとなる。特に、一定の相対的電圧は、ＬＣＤピクセルを動作するためのピクセル電圧である。それ故、ピクセルは、タッチ入力が検出される間に動作を続ける（即ち、映像を表示する）ことができる。
【００２７】
図３ないし５Ｂ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。明瞭化のため、単一のドライブピクセル及び単一のセンスピクセルに関して動作を説明する。しかしながら、上述したように、ドライブピクセルは、ドライブ領域の他のドライブピクセルに接続され、又、センスピクセルは、センス領域の他のセンス領域に接続されることが理解されよう。従って、実際の動作中には、全ドライブ領域が駆動され、全感知領域がタッチの感知に貢献できる。
【００２８】
図３は、ドライブ領域のピクセル３０１及び規範的センス領域のピクセル３０３の部分回路図である。ピクセル３０１及び３０３は、ＴＦＴ３０７及び３０９と、ゲート線３１１及び３１２と、データ線３１３及び３１４と、ｘＶcom線３１５及び３１６と、フリンジ電界電極３１９及び３２１と、蓄積キャパシタ３２３及び３２５とを備えている。蓄積キャパシタ３２３及び３２５は、各々、約３００ｆＦ（フェムトファラッド）のキャパシタンスを有する。ピクセル３０３のフリンジ電界電極３２１の下部電極は、ｘＶcom３１６を経てセンス回路の電荷増幅器３２６へ接続することができる。電荷増幅器３２６は、この線を仮想接地に保持し、フリンジ電界電極３２１から注入された電荷が増幅器の電圧出力として見えるようにする。増幅器のフィードバック素子がキャパシタとして示されているが、抵抗器又は抵抗器とキャパシタの組み合わせとしても機能する。又、フィードバックは、例えば、タッチ感知回路のダイサイズを最小にするために抵抗器及びキャパシタフィードバックである。図３は、カバーガラス（図示せず）とで約３ｆＦの漂遊キャパシタンスを生成する指３２７も示すと共に、各々約３ｆＦであるピクセル内の他の漂遊キャパシタンスも示している。
【００２９】
図４Ａは、ＬＣＤ段階中及びタッチ段階中に、ｘＶcom３１５を経て、ピクセル３０１を含むドライブ領域のピクセルへ印加される規範的信号を示す。ＬＣＤ段階中には、ｘＶcom３１５は、ＬＣＤ反転を行うために２．５Ｖ±２．５Ｖの方形波信号で駆動される。ＬＣＤ段階は、時間幅が１２ｍｓである。タッチ段階では、ｘＶcom３１５は、各々２００マイクロ秒続く１５ないし２０個の連続刺激段階で駆動される。このケースの刺激信号は、各々周波数が同じで且つ相対的位相が０°又は１８０°（図４Ａにおいて“＋”及び“−”に対応する）である２．５Ｖ±２Ｖの正弦波信号である。タッチ段階は、時間幅が４ｍｓである。
【００３０】
図５Ａは、タッチ段階中の蓄積キャパシタ３２３の動作を詳細に示す。特に、蓄積キャパシタ３２３のキャパシタンスが、他のキャパシタンス、即ち図３に示す漂遊キャパシタンスより著しく大きいので、蓄積キャパシタの下部電極に印加される２．５Ｖ±２Ｖの正弦波刺激信号のＡＣ成分のほぼ全部（約９０％）が上部電極へ移送される。それ故、ＬＣＤの動作のために４．５ＶＤＣに荷電される上部電極は、４．５Ｖ±１．９Ｖの正弦波信号を見る。これらの信号は、フリンジ電界電極３１９の対応する左右の櫛構造体へ通される。このように、フリンジ電界電極３１９の両櫛構造体は、振幅が約±２Ｖ（一方は±２Ｖ、他方は±１．９Ｖ）のＡＣ成分を有する信号で変調することができる。従って、フリンジ電界電極３１９は、同様に駆動されるドライブ領域におけるピクセルの他のフリンジ電界電極と共に、容量性感知のためのドライブ線として動作することができる。
【００３１】
フリンジ電界電極３１９は、タッチ感知システムのドライブ素子として動作するように構成されると同時に、ＬＣＤディスプレイシステムの一部分としても動作を続けることに注意するのが重要である。図５Ａに示すように、フリンジ電界電極の櫛構造体の電圧が約±２Ｖで各々変調される間に、櫛構造体間の相対的電圧は、２Ｖ±０．１Ｖでほぼ一定のままである。この相対的電圧は、ＬＣＤ動作のためにピクセルの液晶によって見られる電圧である。タッチ段階中の相対的電圧の０．１ＶＡＣの分散は、ＬＣＤディスプレイへの影響が受け容れられるほど低くなければならない。というのは、特に、ＡＣ分散は、典型的に、液晶に対する応答時間より高い周波数をもつからである。例えば、刺激信号周波数、ひいては、ＡＣ分散の周波数は、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、タッチシステムにおけるドライブ素子としてのフリンジ電界電極の機能が、フリンジ電界電極のＬＣＤ機能と干渉してはならない。
【００３２】
図３、４Ｂ及び５Ｂを参照して、センス領域の規範的動作を以下に説明する。図４Ｂは、上述したＬＣＤ及びタッチ段階中に、ピクセル３０３を含むセンス領域のピクセルに、ｘＶcom３１６を経て印加される信号を示す。ドライブ領域と同様に、ｘＶcom３１６は、ＬＣＤ段階中にＬＣＤ反転を行うために２．５Ｖ±２．５Ｖの方形波信号で駆動される。タッチ段階中には、ｘＶcom３１６は、増幅器３２６に接続され、これは、電圧を２．５Ｖの仮想接地又はその付近に保持する。従って、フリンジ電界電極３２１も、２．５Ｖに保持される。図３に示すように、フリンジ電界は、フリンジ電界電極３１９からフリンジ電界電極３２１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約±２Ｖで変調される。これらの電界がフリンジ電界電極３２１の上部電極により受け取られるときには、ほとんどの信号が下部電極へ移送される。というのは、ピクセル３０３が、ピクセル３０１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。ｘＶcom３１６は、電荷増幅器３２６に接続され、そして仮想接地に保持されるので、注入された電荷は、電荷増幅器の出力電圧として表れる。この出力電圧は、タッチ感知システムのタッチ感知情報を与える。例えば、指３２７は、フリンジ電界に接近すると、若干の電界を捕獲して接地し、電界に乱れを引き起こす。この乱れを、タッチシステムにより、電荷増幅器３２６の出力電圧の乱れとして検出することができる。図５Ｂは、ＴＦＴ３２５のドレインにも接続されたキャパシタの電極半分に当たる受け取られたフリンジ電界の約９０％が電荷増幅器３２６へ移送されることを示している。ｘＶcom３１６に直結されたキャパシタの電極半分に当たる電荷の１００％は、電荷増幅器３２６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の場合には、指により影響される電荷のほぼ１００％がＶＣＯＭ電極に当たる。というのは、パターン化されたＣＦプレートが指に最も近いからである。ＩＰＳ型のディスプレイの場合には、その比が、半々に接近する。というのは、電極の各部分が、指に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には、フリンジ電極は、同一平面でなく、上方を向いたエリアの大部分がＶＣＯＭ電極専用とされる。
【００３３】
図３、４Ａ−Ｂ及び５Ａ−Ｂの規範的ドライブ及びセンス動作は、明瞭化のために単一のピクセルを使用して説明した。本発明の実施形態によるドライブ領域及びセンス領域のある規範的なレイアウト及び動作を、図６Ａ−Ｃ、７、８Ａ−Ｃ、９Ａ−Ｃ及び１０を参照して以下に説明する。
【００３４】
図６Ａは、本発明の実施形態によりＬＣＤ素子として及びタッチセンサとして動作する二重機能容量性素子を伴うピクセルの領域を有する規範的タッチスクリーン６００の部分図である。図６Ａの実施例において、８列（ａないしｈで示す）及び６行（１ないし６で示す）を有するタッチスクリーン６００が示されているが、いかなる数の列及び行が使用されてもよいことを理解されたい。列ａないしｈは、列形状の領域から形成できるが、図６Ａの実施例では、各列の片側は、各列に個別の区分を生成するように設計された食い違ったエッジ及びノッチを含む。行１ないし６の各々は、領域内の複数の個別のパッチ又はパッドから形成でき、各パッチは、タッチスクリーン６００の境界エリアへと延びる１つ以上のｙＶcom線を通して境界エリアへ接続され、境界エリアに延びる金属トレース（図６Ａには示さず）を通して特定行の全てのパッチを一緒に接続できるようにしている。これらの金属トレースは、タッチスクリーン６００の片側の小さなエリアへ引き回されて、フレックス回路６０２に接続される。図６Ａの実施例に示すように、行を形成するパッチは、ｘＶcom線及びｙＶcom線に、例えば、一般的にピラミッド状の構成で、切断部を選択的に配置することにより、形成できる。図６Ａにおいて、例えば、列ａとｂとの間の行１ないし３のためのパッチは、逆ピラミッド形状で配列され、一方、列ａとｂとの間の行４ないし６のためのパッチは、直立ピラミッド形状で配列される。
【００３５】
図６Ｂは、本発明の実施形態によりタッチスクリーンの境界エリアに延びる金属トレース６０４及び６０６を含む規範的タッチスクリーン６００の部分図である。図６Ｂの境界エリアは、明瞭化のために拡大されていることに注意されたい。各列ａ−ｈは、ビア（図６Ｂには示さず）を通して金属トレースに列を接続できるようにする延長ｙＶcom線６０８を含むことができる。各列の片側は、各列に個別の区分を生成するように設計された食い違ったエッジ６１４及びノッチ６１６を含む。各行パッチ１−６は、ビア（図６Ｂには示さず）を通して金属トレースにパッチを接続できるようにする延長ｙＶcom線６１０を含むことができる。このｙＶcom線６１０は、特定の行の各パッチを互いに自己接続できるようにする。全ての金属トレース６０４及び６０６が同じ層に形成されるので、それらを全て同じフレックス回路６０２へ引き回すことができる。
【００３６】
タッチスクリーン６００が相互キャパシタンスタッチスクリーンとして動作される場合には、列ａ−ｈ又は行１−６のいずれかを１つ以上の刺激信号で駆動することができ、そして隣接する列エリアと行パッチとの間にフリンジ電界線を形成することができる。図６Ｂでは、例示の目的で列ａと行パッチ１との間（ａ−１）にしか電界線６１２が示されていないが、どの列又は行が刺激されるかに基づいて、他の隣接列と行パッチとの間（例えば、ａ−２、ｂ−４、ｇ−５、等）にも電界線を形成できることを理解されたい。従って、各列／行パッチ対（例えば、ａ−１、ａ−２、ｂ−４、ｇ−５、等）は、ドライブ領域からセンス領域へ電荷を結合できる２領域タッチピクセル又はセンサを表すことを理解されたい。指がこれらタッチピクセルの１つにタッチダウンすると、タッチスクリーンのカバーを越えて延びるフリンジ電界線の若干が指により阻止され、センス領域に結合される電荷の量を減少させる。結合される電荷の量のこの減少は、タッチにより生じる「映像」を決定する部分として検出することができる。図６Ｂに示す相互キャパシタンスタッチスクリーン設計では、個別の基準接地が必要とされず、従って、基板の背面又は別の基板に第２の層を必要としないことに注意されたい。
【００３７】
又、タッチスクリーン６００は、自己キャパシタンスタッチスクリーンとして動作することもできる。このような実施形態では、基板の背面、パッチ及び列と同じ面であるが誘電体によりパッチ及び列から分離された面、又は別の基板に、基準接地平面を形成することができる。自己キャパシタンスタッチスクリーンでは、各タッチピクセル又はセンサは、指の存在によって変化する自己キャパシタンスを基準接地に対して有する。自己キャパシタンスの実施形態では、列ａ−ｈの自己キャパシタンスは、独立して感知することができ、行１−６の自己キャパシタンスも、独立して感知することができる。
【００３８】
図６Ｃは、本発明の実施形態によりタッチスクリーンの境界エリアにおける金属トレースへの列及び行パッチの規範的接続を示す。図６Ｃは、図６Ｂに示す「詳細Ａ」を表し、ｙＶcom線６０８及び６１０を通して金属トレース６１８に接続された列“ａ”及び行パッチ４−６を示している。ｙＶcom線６０８及び６１０は、誘電体材料により金属トレース６１８から分離されているので、誘電体材料に形成されるビア６２０は、ｙＶcom線を金属トレースに接続できるようにする。金属トレース６１８は、ｙＶcom線と同じ層に形成することができる。このケースでは、付加的なプロセスステップはなく、そしてＬＣＤに従来からあって時々「ゲート金属」及び「ソース／ドレイン金属」とも称される同じＭ１及びＭ２層においてタッチトレースを引き回すことができる。又、誘電体絶縁層は、「内層誘電体」又は「ＩＬＤ」とも称される。
【００３９】
図６Ｃに示すように、列エッジ６１４及び行パッチ４−６は、ｘ方向に食い違わせることができる。というのは、行パッチ４及び５に接続するｙＶcom線６１０を収容するスペースをタッチピクセルに対して作らねばならないからである。（図６Ｃの実施例における行パッチ４は、実際には、一緒に積層された２つのパッチであることを理解されたい。）最適なタッチ感度を得るために、タッチピクセルａ−６、ａ−５及びａ−４において領域の面積をバランスさせることが望ましい。しかしながら、列“ａ”が直線に保たれる場合には、行パッチ６は、行パッチ５又は６より細くすることができ、タッチピクセルの領域ａ−６間に不平衡を招くことになる。
【００４０】
図７は、本発明の実施形態による規範的な列及び隣接行パッチの上面図である。一般的に、タッチ感知回路の範囲内に留まる比較的均一のｚ方向タッチ感度を発生するために、タッチピクセルａ−４、ａ−５及びａ−６の相互キャパシタンス特性を比較的一定にすることが望まれる。従って、列エリアａ4、ａ5及びａ6は、行パッチエリア４、５及び６とほぼ同じでなければならない。これを行うために、列区分ａ4及びａ5、並びに行パッチ４及び５を、列区分ａ6及び行パッチ６に比してｙ方向に収縮させて、列セグメントａ4の面積を列セグメントａ5及びａ6の面積に一致させることができる。換言すれば、タッチピクセルａ4−４は、狭くて高背のタッチピクセルａ6−６よりも広くて低背である。
【００４１】
タッチピクセル又はセンサは、ｘ方向に若干スキューし又は不正列であるから、タッチピクセルａ−６における最大タッチ事象（例えば、タッチピクセルａ−６の真上に置かれた指）のｘ座標は、例えば、タッチピクセルａ−４における最大タッチ事象のｘ座標とは若干異なる。従って、本発明の実施形態では、この不正列は、ソフトウェアアルゴリズムでデワープし、タッチピクセルを再マップすると共に、歪を除去することができる。
【００４２】
典型的なタッチパネルグリッド寸法は、タッチピクセルを中心間５．０ｍｍで配置できるが、タッチスクリーンにおいて電気的接続の全体的な数を減少するには、例えば、中心間約６．０ｍｍのより広がったグリッドが望まれる。しかしながら、センサパターンを広げると、誤ったタッチの読みを生じることがある。
【００４３】
図８Ａは、１つの行において広い間隔を有する２つの隣接タッチピクセルａ−５及びｂ−５に対して指タッチのｘ座標とタッチピクセルにおいて見られる相互キャパシタンスとの規範的プロットである。図８Ａにおいて、プロット８００は、指タッチが左から右へ連続的に移動するときにタッチピクセルａ−５に見られる相互キャパシタンスを表し、そしてプロット８０２は、指タッチが左から右へ連続的に移動するときにタッチピクセルｂ−５に見られる相互キャパシタンスを表している。予想されるように、相互キャパシタンスの低下８０４は、タッチピクセルａ−５において、指タッチがタッチピクセルａ−５の真上を通過するときに見られ、そしてタッチピクセルｂ−５において、指タッチがタッチピクセルｂ−５の真上を通過するときにも、相互キャパシタンスの同様の低下８０６が見られる。線８０８がタッチ事象を検出するためのスレッシュホールドを表す場合には、図８Ａに示すように、たとえ指がタッチスクリーンの表面から持ち上がらなくても、指が瞬間的に表面から持ち上がったことが誤って８１０に現れる。この位置８１０は、２つの広がったタッチピクセル間のほぼ中間点を表すことができる。
【００４４】
図８Ｂは、本発明の実施形態により空間的補間が与えられた場合に１つの行において広い間隔を有する２つの隣接タッチピクセルａ−５及びｂ−５に対して指タッチのｘ座標とタッチピクセルにおいて見られる相互キャパシタンスとの規範的プロットである。予想されるように、相互キャパシタンスの低下８０４は、タッチピクセルａ−５において、指タッチがタッチピクセルａ−５の真上を通過するときに見られ、そしてタッチピクセルｂ−５において、指タッチがタッチピクセルｂ−５の真上を通過するときにも、相互キャパシタンスの同様の低下８０６が見られる。しかしながら、相互キャパシタンス値の上昇及び下降は、図８Ａの場合より徐々に生じることに注意されたい。線８０８がタッチ事象を検出するためのスレッシュホールドを表す場合には、図８Ｂに示すように、指がタッチピクセルａ−５及びｂ−５上を左から右へ移動するときに、タッチ事象は、常に、いずれかのタッチピクセルａ−５又はｂ−５において検出される。換言すれば、タッチ事象のこの「ボケ」は、偽の非タッチの読みが現れるのを防止する上で役立つ。
【００４５】
本発明の一実施形態では、図８Ｂに示す空間的なボケ又はフィルタリングを一部分又は全体的に生成するために、タッチスクリーンのカバーガラスの厚みを増加することができる。
【００４６】
図８Ｃは、本発明の実施形態により大きなタッチピクセル間隔に対して有用な規範的な列及び隣接行タッチパターンの上面図である。図８Ｃは、ｘ方向に延びるタッチピクセル内に鋸歯状領域エッジ８１２が使用される規範的実施形態を示す。鋸歯状領域エッジは、フリンジ電界線８１４を広いエリアにわたりｘ方向に存在できるようにし、ｘ方向に大きな距離にわたり同じタッチピクセルでタッチ事象を検出できるようにする。図８Ｃの鋸歯状構成は、一例に過ぎず、曲がりくねったエッジ、等の他の構成も使用できる。これらの構成は、タッチパターンを更に和らげ、そして図８Ｂに示すような付加的な空間的フィルタリング及び隣接タッチピクセル間の補間を生じことができる。
【００４７】
図９Ａは、本発明の実施形態により多角形領域（煉瓦）９０２の列９０６及び行として形成されたセンス（又はドライブ）領域（Ｃ０−Ｃ５）を含み、煉瓦の各行が個別のドライブ（又はセンス）領域（Ｒ０−Ｒ７）を形成する規範的タッチスクリーン９００を示している。図９Ａの実施例では、接続ｙＶcom線９０４が煉瓦の片側のみに沿って引き回される（いわゆる「単一脱出(single escape」構成）。６列、８行のタッチスクリーン９００が示されているが、いかなる数の列及び行も使用できることを理解されたい。
【００４８】
特定の行における煉瓦９０２を一緒に接続するために、接続ｙＶcom線９０４を、単一脱出構成における煉瓦の片側に沿って煉瓦から特定のバス線９１０へ引き回すことができる。接続ｙＶcom線と列との間の容量性結合を減少するために接続ｙＶcom線９０４と隣接列９０６との間に接地分離領域９０８を形成することができる。各バス線９１０及び列９０６に対する接続は、タッチスクリーン９００からフレックス回路９１２を通して行うことができる。
【００４９】
図９Ｂは、図９Ａの規範的タッチスクリーン９００の一部分の拡大図で、本発明の実施形態により単一脱出構成で接続ｙＶcom線９０４を使用して煉瓦９０２をバス線９１０へどのように引き回しできるかを示す。図９Ｂにおいて、トレースの全体的な抵抗率を等化し且つドライブ回路から見た全体的な容量性負荷を最小にするために、短い接続ｙＶcom線（例えば、トレースＲ２）よりも、長い接続、多くのｙＶcom線９０４（例えば、トレースＲ７）を使用することができる。
【００５０】
図９Ｃは、本発明の実施形態により列Ｃ０及びＣ１に関連した煉瓦９０２と、その煉瓦をバス線９１０に接続する接続ｙＶcom線９０４（細い線として象徴的に示す）とを含む図９Ａの規範的タッチスクリーン９００の一部分を示す。象徴的に描かれ且つ例示のために正しい縮尺率ではない図９Ｂの実施例では、バス線Ｂ０が煉瓦Ｒ０Ｃ０（列Ｃ０に隣接するＢ０に最も近い煉瓦）及びＲ０Ｃ１（列Ｃ１に隣接するＢ０に最も近い煉瓦）に接続される。バス線Ｂ１は、煉瓦Ｒ１Ｃ０（列Ｃ０に隣接するＢ０に次に最も近い煉瓦）及びＲ１Ｃ１（列Ｃ１に隣接するＢ０に次に最も近い煉瓦）に接続される。他のバス線に対してこのパターンが繰り返され、バス線Ｂ７は、煉瓦Ｒ７Ｃ０（列Ｃ０に隣接するＢ０から最も離れた煉瓦）及びＲ７Ｃ１（列Ｃ１に隣接するＢ０から最も離れた煉瓦）に接続される。
【００５１】
図１０は、本発明の実施形態により接続ｙＶcom線とセンス領域との間の漂遊キャパシタンスを更に減少できる規範的なジグザグ二重補間タッチスクリーン１０００の一部分を示す。図１０の実施例では、ドライブ（又はセンス）領域を表す多角形領域１００２は、一般的に形状が多角形で、向きが食い違っており、パネルの端付近の幾つかの多角形エリアは、切断された五角形となっている。センス（又はドライブ）領域１００４は、ジグザグ形状であり、センス（又はドライブ）領域と五角形１００２との間に接地ガード１００６がある。全ての接続ｙＶcom線１００８は、五角形１００２間のチャンネル１０１０に引き回される。相互キャパシタンスの実施形態では、各タッチピクセル又はセンサは、五角形と隣接センス（又はドライブ）領域１００４との間に形成された電界線１０１６によって特徴づけられる。接続ｙＶcom線１００８は、センス（又はドライブ）領域１００４に沿って延びず、五角形１００２間に延びるので、接続ｙＶcom線１００８とセンス（又はドライブ）領域１００４との間の漂遊キャパシタンスが最小となり、空間的な交差結合も最小となる。以前は、接続ｙＶcom線１００８とセンス（又はドライブ）領域１００４との間の距離は、接地ガード１００６の幅だけであったが、図１０の実施形態では、この距離は、接地ガードの幅と、五角形１００２の幅（その形状の長さに沿って変化する）の和となる。
【００５２】
図１０の実施例に示されたように、タッチスクリーンの端における行Ｒ１４の五角形は、裁断することができる。従って、Ｒ１４に対するタッチの計算された重心１０１２は、真の位置からｙ方向にオフセットされる。更に、２つの隣接行に対するタッチの計算された重心は、オフセット距離だけｘ方向に食い違わされる（互いにオフセットされる）。しかしながら、この不正列は、ソフトウェアアルゴリズムでデワープし、タッチピクセルを再マップすると共に、歪を除去することができる。
【００５３】
本発明の以上の実施形態は、相互キャパシタンスタッチスクリーンに関して主としてここに述べるが、本発明の実施形態は、上述した自己キャパシタンスタッチスクリーンにも適用できる。ある実施形態では、タッチスクリーンは、相互及び自己キャパシタンスの両測定を時間マルチプレクス形態で使用して、付加的な情報を収集することができ、各測定形式は、互いに他の弱点を補償することができる。
【００５４】
本発明の実施形態による二重機能容量性素子を伴うピクセルを含む規範的ディスプレイ及びそのディスプレイを製造するプロセスを、図１１ないし４６を参照して説明する。図１１−２４は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を使用する規範的な電気的に制御される複屈折（ＥＣＢ）ＬＣＤディスプレイに向けられる。図２５−３４は、低温多結晶シリコン（ＬＴＰＳ）を使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイに向けられる。図３５−４３は、ＬＴＰＳを使用する別の規範的ＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイに向けられる。図４４−５５は、ＬＴＰＳを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイに向けられる。
【００５５】
本発明の実施形態によるＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイを製造する規範的プロセスを、図１１−１８を参照して以下に説明する。これらの図は、ＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイの製造中にピクセル１１０１及びピクセル１１０２の２つのピクセルを処理する種々の段階を示す。それにより得られるピクセル１１０１及び１１０２は、各々、図１のピクセル１０１及び１０２と同等の電気回路を形成する。
【００５６】
図１１は、ピクセル１１０１及び１１０２の第１金属層（Ｍ１）のパターン化を示す。図１１に示すように、ピクセル１１０２のＭ１層は、ゲート１１５５ａと、ゲート線１１１３の一部分１１１３ｂと、蓄積キャパシタの下部電極１１５７ｂ（下部電極１１５７ｂ以外は図示せず）と、ｘＶcom１１２１の一部分１１２１ｂとを含む。ピクセル１１０１は、ゲート１１０５ａと、蓄積キャパシタの下部電極１１０７ｂ（下部電極１１０７ｂ以外は図示せず）と、ゲート線１１１３の一部分１１１３ａと、ｘＶcom１１２１の一部分１１２１ａとを含む。又、ピクセル１１０１は、ｙＶcom１１２３（点線で示す）の一部分１１２３ａも含み、これは、追加部分１１４０を含む。部分１１２３ａは、接続点１１４１及び接続点１１４３を有する。図１１に示すように、ゲート線１１１３及びｘＶcom１１２１は、ピクセル１１０１及び１１０２の両方を通してｘ方向に延びる。ゲート線１１１３は、ゲート１１０５ａ及び１１５５ａに接続され、そしてｘＶcom１１２１は、下部電極１１０７ｂ及び１１５７ｂに接続される。ｙＶcom１１２３の一部分１１２３ａは、ピクセル１１０１のｘＶcom１１２１に接続される。
【００５７】
図１２は、ピクセル１１０１及び１１０２を製造するプロセスのその後のパターン化ステップであって、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）のアイランドパターンを形成するステップを示す。図１２において明らかなように、ピクセルのアイランドパターンは、ピクセル１１０２の半導体部分１２０１及び１２０３がピクセル１１０１の半導体部分１２０５及び１２０７と若干異なる以外は、同様である。例えば、部分１２０５は、部分１２０１より若干小さい。これは、一部分は、以下に詳細に述べるように、ｘＶcom１１２１を、垂直方向（ｙ方向）に、ｙＶcom１１２３を通して他のｘＶcom線に接続できるようにするためである。
【００５８】
図１３は、ピクセル１１０１に形成された接続部１３０１及び１３０２を示す。ピクセル１１０２は、このような接続部を含まない。接続部１３０１及び１３０２の動作は、図１４を参照して以下に詳細に述べる。
【００５９】
図１４は、ピクセル１１０１及び１１０２の第２金属層（Ｍ２）のパターン化を示す。図１４に示すように、ピクセル１１０２のＭ２層は、グリーン色のデータ線の一部分１４１７ａと、Ｇｄａｔａ１４１７（図１４に点線で示す）と、ソース１４５５ｂと、ドレイン１４５５ｃと、上部電極１４５７ａとを形成する。ピクセル１１０２と同様に、ピクセル１１０１のＭ２層は、レッド色のデータ線の一部分１４１５ａと、Ｒｄａｔａ１４１５（図１４に点線で示す）と、ソース１４０５ｂと、ドレイン１４０５ｃと、上部電極１４０７ａとを形成する。又、ピクセル１１０１のＭ２層は、ｙＶcom１１２３の一部分１４２３ａ及び１４２３ｂ（図１４に点線で示す）も形成する。上部電極１４０７ａは、上部電極１４５７ａより小さく、部分１４２３ａをピクセル１１０１のＭ２層に形成できるようにする。部分１４２３ａは、接続点１４４１を有し、そして部分１４２３ｂは、接続点１４４３を有する。
【００６０】
図１１、１３及び１４全体で示されたように、ピクセル１１０１は、ｘＶcom１１２１を垂直方向（ｙ方向）に他のｘＶcom線に接続できるようにする垂直共通線（ｙＶcom１４１５）を含む。特に、図示されたように、部分１４２３ａは、各々、接続点１４４１及び１１４１における接続部１３０１を通して部分１１２３ａに接続される。部分１１２３ａは、各々、点１１４３及び１４４３における接続部１３０２を通して１４２３ｂに接続される。従って、図示されたように、ピクセル１１０１においてピクセルの複数の構造体の接続によりｙＶcom１１２３の連続部分が形成される。図１１に示すように、ｙＶcom部分１１２３ａは、ｘＶcom部分１１２１ａに接続される。その結果、図示されたピクセル１１０１の構造体は、複数のｘＶcom線を垂直方向に接続できるようにする。
【００６１】
図１５は、ピクセル１１０１及び１１０２の各々平坦化（ＰＬＮ）接触層１５０１及び１５０３を示す。図１６は、ピクセル１１０１及び１１０２の各々反射（ＲＥＦ）層１６０１及び１６０３を示す。図１７は、ピクセル１１０１及び１１０２の各々受動態（ＰＡＳＳ）接触部１７０１及び１７０３を示す。図１８は、ピクセル１１０１及び１１０２の各々ピクセル電極１８０１及び１８０３を形成するＩＰＯ層のような半透明の導電性材料層を示す。
【００６２】
図１９は、完成したピクセル１１０１及び１１０２の平面図である。図２０Ａ−Ｂは、図中に示された上面図に示す経路に沿って得られる完成したピクセル１１０１の側面図である。図２０Ｃ−Ｄは、図１９に示す線に沿ったピクセル１１０２及び１１０１の側面図である。
【００６３】
図２０Ａは、ピクセル１１０１の側面図である。図２０Ａに示すＭ１層の一部分は、ゲート線部分１１１３ｂと、ゲート１１５５ａと、下部電極１１５７ｂと、ｘＶcom部分１１２１ｂとを含む。図２０Ａに示すポリＳｉ層は、ポリＳｉ１２０５及びポリＳｉ１２０１を含む。図２０Ａに示すＭ２層は、ソース１４５５ｂと、ドレイン１４６５ｃと、上部電極１４５７ａとを含む。又、図２０Ａは、平坦化層１５０３、反射層１６０３、不動態接触部１７０３、及び透明導体層１１０３も示している。
【００６４】
図２０Ｂは、ピクセル１１０１の別の側面図である。明瞭化のために、平坦化接触部、反射層、受動態接触部、及び透明導体層は、図示されていない。図２０Ｂに示すＭ１層は、ゲート線部分１１１３ａ、ゲート１１０５ａ、下部電極１１０７ｂ、及びｘＶcom部分１１２１ａを含む。又、図２０Ｂは、ピクセル１１０１と同じ構造を有する隣接ピクセル２００１も示す。図２０Ｂに示すポリＳｉ層は、ポリＳｉ部分１２１１及びポリＳｉ部分１２０７を含む。図２０Ｂに示すＭ２層は、ソース１４０５ｂ、ドレイン１４０５ｃ及び上部電極１４０７ａを含む。
【００６５】
図２０Ｃは、図１９に示す線に沿ったピクセル１１０２の側面図である。図２０Ｃに示すＭ１層は、ゲート線部分１１１３ｂ、ゲート１１５５ａ、及びｘＶcom部分１１２１ｂを含む。又、図２０Ｃは、Ｍ１の頂部の堆積されたゲート絶縁体２００３も示す。図２０Ｃには、ポリＳｉ部分１２０３及び付加的なポリＳｉ部分も示されている。
【００６６】
図２０Ｄは、図１９に示す線に沿ったピクセル１１０１の側面図である。図２０Ｄに示すＭ１層は、ゲート線部分１１１３ａ、ゲート１１０５ａ、及びｙＶcom部分１１２３ａを含み、これは、ｘＶcom部分１１２１ａとの交点を含む。接続部１３０１及び１３０２は、各々、ｙＶcom部分１１２３ａの接続点１１４１及び１１４３に接触する。又、図２０Ｄは、ゲート絶縁体層２００５及びポリＳｉ部分１２０９も示す。図２０Ｄに示すＭ２層は、接続点１４４１において接続部１３０１に接続するｙＶcom部分１４２３ａと、接続点１４４３において接続部１３０２に接続するｙＶcom１４２３ｂとを含む。垂直の共通線ｙＶcom１１２３（図２０Ｄに破線で示す）は、ｙＶcom部分１４２３ａ、接続部１３０１、ｙＶcom部分１１２３ａ、接続部１３０２、及びｙＶcom部分１４２３ｂとしてピクセル１１８１を通して延びる。又、図２０Ｄは、ピクセル１１０１と同じ構造を含む隣接ピクセルの一部分も示している。特に、隣接ピクセルは、接続部を経てｘＶcom部分へ接続されるｙＶcom部分を含む。従って、図２０Ｄは、ｘＶcom部分１１２１ａをｙＶcom線と共に隣接ピクセルのｘＶcom部分に接続できることを示している。
【００６７】
図２１及び２２は、ピクセル１１０１及び１１０２の蓄積キャパシタの比較分析を示す。ピクセル１１０２の合計蓄積容量（Ｃstore）は、次の通りである。
Ｃstore＝ＣM1/M2＋ＣM1/ITO                                  （１）
但し、ＣM1/M2は、ピクセル１１０２の上部電極１４５７ａ及び下部電極１１５７ｂのような重畳するＭ１及びＭ２層のキャパシタンスであり、
ＣM1/ITOは、第１金属層及び透明導体層の重畳するエリア間のキャパシタンスである。
【００６８】
例えば、図２１は、キャパシタンスＣM1/M2を生じる第１及び第２金属層の重畳エリアを示す。図２１に示すように、ピクセル１１０２のＣM1/M2は、第１及び第２の金属層の約３６０平方マイクロメータの重畳から生じる。図２２を参照すれば、ピクセル１１０２の強調された部分は、ＣM1/ITOを生じる第１金属層と透明導体層との重畳領域を示す。図２２に示すように、合計重畳量は、約３６０平方マイクロメータである。
【００６９】
対照的に、ピクセル１１０１の合計キャパシタンスは、
Ｃstore＝ＣM1/M2＋ＣM1/ITO＋ＣM2/ITO                      （２）
但し、ＣM1/M2及びＣM1/ITOは、前記で定義されたとおりであり、そして
ＣM2/ITOは、第２金属層と透明導体層の重畳から生じるキャパシタンスである。
【００７０】
ピクセル１１０１の蓄積キャパシタンス方程式における追加項ＣM2/ITOは、透明導体層と重畳するピクセル１１０１の第２金属層の追加面積から生じる。図２１及び２２は、方程式２の項を生じるピクセル１１０１の重畳金属の面積を示す。図２１は、ほぼ５０３平方マイクロメータに等しいピクセル１１０１の第１及び第２金属層の重畳領域を示す。図２２は、ほぼ３６０平方マイクロメータに等しいピクセル１１０１の第１金属層及び透明導体層の重畳領域を示す。又、図２２は、ほぼ８１平方マイクロメータに等しい第２金属層及び透明導体層の重畳領域も示す。従って、図２１及び２２から明らかなように、ピクセル１１０１の第１及び第２金属層の重畳面積は、ピクセル１１０２の対応面積より小さいが、ピクセル１１０１は、ピクセル１１０２がもたない特別の面積重畳を有する。特に、ピクセル１１０１における第２金属層及び透明導体層の重畳は、追加の８１平方マイクロメータに貢献し、ひいては、ピクセル１１０１の蓄積キャパシタンスへの追加キャパシタンス量に貢献する。
【００７１】
図２３は、ピクセル１１０１及び１１０２の口径比推定を示す。ピクセル１１０１は、４１．４％の口径比を有する。ピクセル１１０２は、４４．４％の口径比を有する。
【００７２】
図２４は、本発明の実施形態による規範的変形を示す。変形の結果として、システムにおける異なるピクセルの口径比は、更に同様なものとされ、ディスプレイの見掛けを改善する。ピクセル１１０２と同様に、ピクセル２４０１及び２４０５は、ｙ方向の接続部を含んでいない。他方、ピクセル２４０３は、ピクセル１１０１と同様に、ｙ方向の接続部を含む。
【００７３】
図２５−３４は、低温多結晶シリコン（ＬＴＰＳ）を使用する規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイに向けられる。本発明の実施形態によりＬＴＰＳを使用してＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイを製造する規範的なプロセスを、図２５−３１を参照して以下に説明する。ＬＴＰＳを使用してＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイを製造する間にピクセル２５０１及び２５０２の２つのピクセルを処理する種々の段階が図示されている。それにより得られるピクセル２５０１及び２５０２は、図１のピクセル１０１及び１０２と同等の電気回路を形成する。図２５−３０に示す処理の段階は、ピクセル２５０１及びピクセル２５０２について同じであるから、これらの図の各々には１つのピクセルしか示されていない。しかしながら、図２５−３０に示す処理の段階は、ピクセル２５０１及びピクセル２５０２の両方に適用されることを理解されたい。
【００７４】
図２５は、ピクセル２５０１及び２５０２の層のパターン化を示す。半導体部分２５０５、２５０７及び２５０９は、ＴＦＴのアクティブな領域を形成し、ソース、ゲート及びドレインとして各々働く。
【００７５】
図２６は、ピクセル２５０１及び２５０２を製造するプロセスにおいて、ピクセル２５０１及び２５０２の第１金属層（Ｍ１）を形成するその後のパターン化ステップを示す。図２６に示すように、ピクセル２５０１／２５０２のＭ１層は、ゲート２６０５ａ、ゲート線２６１３（点線で示す）の一部分２６１３ａ、及びｘＶcom２６２１の一部分２６２１ａを含む。部分２６２１ａは、接続点２６２３を含む。ゲート線２６１３及びｘＶcom２６２１は、ｘ方向に隣接するピクセルを通して延びる。
【００７６】
図２７は、部分２５０５、部分２５０９及び接続点２６２３へ接続するためにピクセル２５０１／２５０１に形成されたビア２７０１、２７０３及び２７０５を示す。
【００７７】
図２８は、ピクセル２５０１／２５０２の第２金属層（Ｍ２）のパターン化を示す。図２８に示すように、ピクセルのＭ２層は、例えば、レッド、グリーン又はブルーのカラーデータを搬送できるカラーデータ線２８１７（図２８に点線で示す）の一部分２８１７ａを形成する。部分２８１７ａは、ビア２７０１を経て部分２５０５へ接続される接続部２８１９を含む。又、Ｍ２層は、ビア２７０３を通して部分２５０９との接続部２８２１を形成すると共に、ビア２７０５を通して接続点２６２３への接続部２８２３を形成する。
【００７８】
図２９は、ピクセル２５０１／２５０２に形成されたＩＴＯのような透明導電性材料の第１層を示す。この第１の透明導体層は、ピクセル電極２９０１を含む。又、図２９は、ｘ方向に隣接するピクセルのピクセル電極の一部分２９０５と、ｙ方向に隣接するピクセルのピクセル電極の一部分２９０７も示す。又、図２９は、以下に述べる共通ＩＴＯ層とｘＶcom２６２１との間に接続点２６２３及び図３０に示す接続部３００１を通して接続を形成する接続部２９０３も示している。
【００７９】
図３１は、ピクセル２５０１及びピクセル２５０２に形成されたＩＴＯのような透明導体の第２層を示す。ピクセル２５０２の第２層は、接続部３００１及び２９０３、並びに接続点２６２３を通してｘＶcom２６２１へ接続される接続点３１５３を含む共通電極３１５１を形成する。又、図３１は、ｙ方向に隣接するピクセルの共通電極の一部分３１５５も示す。ピクセル２５０２と同様に、ピクセル２５０１は、透明導体の第２層で形成された共通電極３１０１を含む。同様に、共通電極３１０１は、接続部３００１及び２９０３、並びに接続点２６２３を通してｘＶcom２６２１へ接続される接続点３１０３を含む。しかしながら、ピクセル２５０１は、共通電極３１０１と、ｙ方向に隣接するピクセルの共通電極３１０５との間に接続部３１０７も含む。このように、ピクセルの共通電極は、ｙ方向に接続されて、ｙＶcom線３１０９を形成する。共通電極３１０１は、ｘＶcom２６２１に接続され、そしてｘＶcom２６２１は、ｘ方向に他のピクセルの共通電極に接続されるので、ピクセルの領域の共通電極は、タッチ感知素子を形成するように一緒に接続することができる。上述した実施形態と同様に、ｘＶcom線及びｙＶcom線の切断部は、タッチセンサのアレイとして形成される一緒にリンクされた共通電極の個別の領域を生成することができる。
【００８０】
図３２は、完成したピクセル２５０１及び２５０２の平面図である。図３３は、そこに示された上面図に示した線に沿ったピクセル２５０１の側面図である。
【００８１】
図３４は、ピクセル２５０１及びピクセル２５０２の蓄積キャパシタンスを示す。
【００８２】
図３５−４３は、ＬＴＰＳを使用する別の規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイに向けられる。この実施例では、ｙＶcom線がＭ２層に形成される（ｙＶcom線が共通のＩＴＯ層に形成された前記実施例のＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイに比して）。本発明の実施形態によりＭ２層ｙＶcom線と共にＬＴＰＳを使用してＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイを製造する規範的プロセスを、図３５−４１を参照して以下に説明する。規範的なＩＰＳ  ＬＣＤディスプレイの製造中にピクセル３５０１及びピクセル３５０２の２つのピクセルを処理する種々の段階が図示されている。それにより得られるピクセル３５０１及び３５０２は、図１のピクセル１０１及び１０２に各々同等の電気回路を形成する。
【００８３】
図３５は、ピクセル３５０１及び３５０２のポリＳｉ層のパターン化を示す。半導体部分３５０５、３５０７及び３５０９は、ピクセル３５０１のＴＦＴのアクティブな領域を形成し、ソース、ゲート及びドレインとして各々働く。同様に、半導体部分３５０６、３５０８及び３５１０は、各々、ピクセル３５０２のソース、ゲート及びドレインである。又、図３５は、ピクセル３５０１の幅Ｗ’（ｘ方向）がピクセル３５０２の幅Ｗより若干大きいことも示している。
【００８４】
図３６は、ピクセル３５０１及び３５０２を製造するプロセスにおいて、ピクセル３５０１及び３５０２の第１金属層（Ｍ１）を形成するその後のパターン化ステップを示す。図３６に示すように、ピクセル３５０１及び３５０２のＭ１層は、ゲート３６０５ａ及び３６０６ａ、ゲート線３６１３（点線で示す）の一部分３６１３ａ及び３６１３ｂ、並びにｘＶcom３６２１の一部分３６２１ａ及び３６２１ｂを含む。部分３６２１ａ及び３６２２ａは、各々、接続点３６２３及び３６２４を含む。ゲート線３６１３及びｘＶcom３６２１は、ｘ方向に隣接するピクセルを通して延びる。
【００８５】
図３７は、部分３５０５、部分３５０９及び接続点３６２３へ接続するためにピクセル３５０１に各々形成されたビア３７０１、３７０３及び３７０５を示す。ビア３７０２、３７０４及び３７０６は、部分３５０６、部分３５１０及び接続点３６２４へ各々接続するためにピクセル３５０２に形成される。
【００８６】
図３８は、ピクセル３５０１及び３５０２の第２金属層（Ｍ２）のパターン化を示す。ピクセル３５０１については、Ｍ２層は、例えば、レッド、グリーン又はブルーのカラーデータを搬送できるカラーデータ線３８１７（図３８に点線で示す）の一部分３８１７ａを形成する。部分３８１７ａは、ビア３７０１を経て部分３５０５へ接続される接続部３８１９を含む。又、ピクセル３５０１は、ビア３７０５を経て接続点３６２３へ至る接続部３８２３を含むｙＶcom３８３０（点線で示す）の一部分３８３０ａも含む。従って、ｙＶcom３８３０は、ｘＶcom３６２１に接続される。又、ピクセル３５０１は、ビア３７０３を通して部分３５０９との接続部３８２１も含む。
【００８７】
ｙＶcom３８３０は、ｘＶcom３６２１に接続され、そしてｘＶcom３６２１は、ｘ方向に他のピクセルの共通電極に接続されるので、ピクセルの領域の共通電極は、タッチ感知素子を形成するように一緒に接続することができる。前記の実施形態と同様に、ｘＶcom線及びｙＶcom線の切断部は、タッチセンサのアレイとして形成される一緒にリンクされた共通電極の個別の領域を生成することができる。
【００８８】
ピクセル３５０２については、Ｍ２層は、例えば、レッド、グリーン又はブルーのカラーデータを搬送できるカラーデータ線３８１８（図３８に点線で示す）の一部分３８１８ａを形成する。部分３８１８ａは、ビア３７０２を通して部分３５０６へ接続される接続部３８２０を含む。又、ピクセル３５０１は、ビア３７０６を通して接続点３６２４へ至る接続部３８２４、及びビア３７０４を通して部分３５１０に接続される接続部３８２２も含む。
【００８９】
図３９は、ピクセル３５０１及び３５０２に形成されたＩＴＯのような透明導電性材料の第１層を示す。この第１の透明導体層は、ピクセル電極３９０１及び３９０５を含む。又、図３９は、接続点３６２３及び３６２４と、図４０に示す接続部４００１及び４００２とを経て、以下に述べる共通のＩＴＯ層とｘＶcom３６２１との間に接続部を形成する接続部３９０３及び３９０７も示している。
【００９０】
図４１は、ピクセル３５０１及びピクセル３５０２に形成されたＩＴＯのような透明導体の第２層を示す。ピクセル３５０２上の第２層は、接続部４００２及び３９０４、並びに接続点３６２４を経てｘＶcom３６２１へ接続される接続点４１０５を含む共通電極４１０７を形成する。ピクセル３５０２と同様に、ピクセル３５０１は、透明導体の第２層で形成される共通電極４１０１を含む。同様に、共通電極４１０１は、接続部４００１及び３９０３、並びに接続点３６２３を通してｘＶcom３６２１へ接続される接続点４１０３を含む。
【００９１】
図４２は、完成したピクセル３５０１及び３５０２の平面図である。図４３は、そこに示された上面図に示した線に沿ったピクセル３５０１の側面図である。
【００９２】
図４４−５５は、ＬＴＰＳを使用する規範的なＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイに向けられる。アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を使用するＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイ（図１１−２４に示す）と同様に、ＬＴＰＳを使用するＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイを製造するプロセスは、ピクセルの蓄積キャパシタをｙ方向に接続するｙＶcom線を形成するためのビア及び付加的なＭ２線の構造を含む。
【００９３】
本発明の実施形態によりＬＴＰＳを使用してＥＣＢ  ＬＣＤディスプレイを製造する規範的プロセスを、図４４−５０を参照して以下に説明する。図４４は、ポリＳｉの半導体層を示す。図４５は、金属の第１層（Ｍ１）を示す。図４６は、４６０１及び４６０２を含む接続部を示す。図４７は、第２金属層（Ｍ２）を示す。接続部４６０１及び４６０２は、Ｍ１及びＭ２層を接続して、図示されたｙＶcom線を形成する。図４８−５０は、各々、接続層、反射層及びＩＴＯ層を示す。図５１は、ｙ方向の接続を許すｙＶcom部分を含む完成したピクセルを示す。図５２は、そこに示された上面図に示した線に沿ったピクセル５１０１の側面図である。図５３は、ピクセル５１０１の蓄積キャパシタンスの計算を示す。図５４は、ｙＶcom線を含まないピクセル５１０１及びピクセル５４０３の口径比推定を示す。図５５は、Ｍ１、Ｍ２の部分のようなある金属を示し、及び／又はＩＴＯ層をシフトさせて、ピクセルの口径比を等化させる上で助けとすることができる。
【００９４】
図５６は、本発明の実施形態による接地セパレータ領域を含む規範的タッチスクリーン５６００の一部分を示す。上述した幾つかの実施形態と同様に、タッチスクリーン５６００は、ドライブのための領域（５６０１及び５６０２）と、センスのための領域（５６０３及び５６０４）とを含む。ドライブ領域は、ドライブ線５６１１及び５６１２に接続され、そしてセンス領域は、センス線５６１３及び５６１４に接続される。又、タッチスクリーンは、接地セパレータ領域５６０５も含み、これは、上述したように一緒にリンクされた蓄積キャパシタを有するピクセルの領域で、接地されている。この接地セパレータ領域５６０５は、タッチピクセルエリアを電気的に分離する上で助けとなり、タッチスクリーン５６００によるタッチの検出を改善する。接地セパレータ領域は、例えば、タッチスクリーン全体にわたり均一な間隔にすることができる。
【００９５】
図５７は、図５６のＡ−Ａ線に沿った側面図で、カバー５７０１、接着剤５７０２、偏光器５７０３、高抵抗（Ｒ）シールド５７０４、カラーフィルタガラス５７０５、ドライブ領域５６０１及び５６０２、センス領域５６０３及び５６０４、接地セパレータ領域５６０５、ＴＦＴガラス５７０６、及び第２偏光器５７０７を含むタッチスクリーン５６００の一部分を示す。高Ｒシールド５７０４のような高抵抗シールドは、例えば、ＩＰＳ  ＬＣＤピクセルを使用するタッチスクリーンに使用される。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妨害するのを防止する上で助けとなる。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信号がシールドを貫通できるようにする。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つつも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、非常に高抵抗の有機材料、炭素ナノチューブ、等で作られ、そして１００メガオーム／平方から１０ギガオーム／平方の範囲の抵抗を有する。
【００９６】
図５８は、本発明の実施形態による規範的なタッチスクリーン５８００の一部分の側面図である。このタッチスクリーン５８００は、カラーフィルタガラス５８０１、ピクセル層５８０３（レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）及びブルー（Ｂ）ピクセルと、図５９に示すようなブラックマスクのブラックマスク線とを含む）を含む。又、タッチスクリーン５８００は、ブラックマスク線の下の金属線５８０５も含む。金属線５８０５は、例えば、ピクセルの領域とタッチスクリーンの境界におけるバス線との間に低抵抗路を形成することができる。例えば、従来のＬＣＤ非ＩＰＳディスプレイでは、典型的にＣＦガラス上にある共通電極は、ＩＴＯの１枚のシートである。それ故、この共通電極の抵抗は、非常に低い。例えば、従来のＬＣＤは、抵抗がほぼ１００オーム／平方のＩＴＯの共通電極を有する。しかしながら、上述した幾つかの実施形態では、共通電極は、比較的薄い経路を経て共有共通線に接続される領域へと「分裂」される。ピクセルの領域と共有共通電極線との間の接続は、特に、共有共通線が存在するタッチスクリーンの境界からその領域が更に離れる場合には、比較的高い抵抗値を有する。金属線５８０５は、このような領域への経路の抵抗を下げる上で役立つ。金属線５８０５をブラックマスクの下に配置すると、例えば、ピクセルの口径比への金属線の影響を減少することができる。
【００９７】
図５９は、本発明の実施形態による規範的ブラックマスクのレイアウトである。ブラックマスク５９０１は、ｙＶcom線及びカラーデータ線をシールドする。マスク５９０１は、異なる領域間の潜在的なＬＣＤアーティファクトを減少する上で役立つ。マスク５９０２は、カラーデータ線をシールドする。２本の線をカバーするマスク５９０１は、マスク５９０２より広い。
【００９８】
前記実施形態で述べたように、少なくとも幾つかのピクセルは、ｘＶcom線及び／又はｙＶcom線を含む。これらの線は、一般的に、種々のディスプレイピクセルのキャパシタを接続して、タッチ感知に使用する大きなタッチ領域を形成する（例えば、図２Ａの領域２０７及び２０５、並びに図２Ｂの２５７及び２５５を参照されたい）。
【００９９】
上述した実施形態では、ｘＶcom線及びｙＶcom線は、ゲート及びドレイン線と同じ層に配置される。より詳細には、ｘＶcom線は、ゲート線と同じ層に配置され（例えば、図１１、素子１１２１ａ及び１１２１ｂを参照されたい）、そしてｙＶcom線は、ゲート線の層及びデータ線の層の２枚の層に及ぶ（例えば、図１１、素子１１２３ａ、図１２、素子１４２３ａ及び１４２３ｂを参照されたい）。
【０１００】
ｘＶcom線及びｙＶcom線は、抵抗値を低くするために非透明な導体（例えば、非透明な金属）から作ることができる。しかしながら、上述した実施形態では、ｘＶcom線及びｙＶcom線は、ディスプレイの口径を減少させる。上述した実施形態は、口径の減少を最小にするよう試みるが、ｘＶcom線及びｙＶcom線を収容するために、標準的な非タッチイネーブル型ディスプレイに比して、ある程度の減少が依然必要である。
【０１０１】
ここに述べる別の実施形態では、口径を減少せずに、或いは又最小限の減少で、ｘＶcom及びｙＶcom線を収容することができる。これは、ｘＶcom及びｙＶcom線を、ゲート及びデータ線とは異なる層に配置し、そしてｘＶcom及びｙＶcom線が各ゲート及びデータ線に重畳するよう保証することで、達成できる。従って、ｘＶcom及びｙＶcom線は、各ゲート及びデータ線の上又は下に配置することができ、ゲート及びデータ線によってまだ生じていない口径の減少を引き起こすことはない。従って、タッチ機能の追加、又は換言すれば、ｘＶcom及びｙＶcom線の追加で、口径の減少を引き起こさなくてもよい。
【０１０２】
従って、一般的に、本発明の実施形態は、タッチ感知に使用される共通線が、表示機能に使用される種々の不透明表示素子とは異なる層に位置付けられ、且つ表示素子が共通線に実質的に重畳するように配置されることを特徴とする。共通線は、種々の表示ピクセルに使用される蓄積キャパシタの部分である各蓄積電極に取り付けることができる。従って、共通線に取り付けられる蓄積電極は、二重の機能を果たすことができ、即ち表示機能及びタッチ感知機能の両方に使用することができる。
【０１０３】
このような１つの実施形態が図６０に示されている。図６０は、ディスプレイの３つの規範的な層を示す。第１層６００１は、ゲート線６００２を含む。第２層６００３は、データ線６００４を含む。第１及び第２層は、例えば、Ｍ１及びＭ２層である。第３層６００５は、ゲート線６００２と重畳するように位置付けられたｘＶcom線６００６と、データ線６００４と重畳するように位置付けられたｙＶcom線６００７とを含む。ｘＶcom及びｙＶcom線は、領域６００８の同じ層及び接続部に配置することができる。層６００１、６００３及び６００５は、隣接する必要がなく、誘電体又は他の層により互いに分離されてもよい。従って、ｘＶcom及びｙＶcom線は、それらが重畳するゲート及びデータ線に接続される必要はない。
【０１０４】
ｘＶcom及びｙＶcom線は、ゲート及びデータ線の上にある必要はない。それらは、ゲート及びデータ線の下にあってもよいし、ゲート線とデータ線との間の層に位置付けられてもよい。ｘＶcom及びｙＶcom線は、ピクセル蓄積キャパシタ（又はその電極）に接続することができる。これは、それらの線を同じ層に且つ蓄積キャパシタの電極に隣接して配置するか、又はｘＶcom及びｙＶcom線を蓄積キャパシタの電極の真上又は真下に配置することで、ビアを通して達成することができる。更に、ｘＶcom及びｙＶcom線は、異なる層に位置付けて、ビアを通して互いに接続することもできる。
【０１０５】
従って、各ゲート及びデータ線に重畳するｘＶcom及びｙＶcom線を設けることにより、本発明の実施形態は、ｘＶcom及びｙＶcom線（又は共通の線）を追加してもディスプレイの口径を減少しないよう保証することができる。
【０１０６】
本発明の幾つかの実施形態は、各ｘＶcom及びｙＶcom線とゲート線又はデータ線との間に厳密な重畳を要求するものではない。例えば、ｘＶcom又はｙＶcom線は、各ゲート又はデータ線より狭くても、広くても、又は若干変位されてもよい。更に、共通線は、ゲート線又はデータ線のみに重畳する必要がなく、その追加が口径の実質的な減少を生じないよう保証するために表示機能に必要な他の非透明素子（例えば、ピクセルトランジスタのような）に重畳してもよい。ある実施形態では、共通線の追加が口径の著しい減少を生じないよう保証するために、共通線がディスプレイの別の非透明素子（１つ又は複数）に実質的に重畳することで充分である。例えば、重畳は、共通線の７０％のみが他の非透明線又は素子の真上又は真下にあるようにする。
【０１０７】
本開示において、重畳という語は、不透明素子（ゲート線、データ線又は別の素子）が共通線を「覆う」能力を指すことに注意されたい。従って、実質的な重畳とは、共通線の著しい割合（例えば、７０％）が他の不透明素子で覆われることを示し、完全な重畳（実質的な重畳を含む）は、共通線全体が覆われるときに生じる。ここに定義される重畳という語については、共通線が他の不透明素子（１つ又は複数）の上に位置付けられるか下に位置付けられるかは重要でない。更に、他の素子が共通線を覆う能力だけが重要と考えられる。共通線が他の素子の大部分を覆わない場合には、重畳を決定するのに該当すると考える必要はない。
【０１０８】
上述したように、本発明の幾つかの実施形態は、ＦＦＳ  ＴＦＴディスプレイに関連している。この技術で知られているように、ＦＦＳ  ＴＦＴディスプレイは、それらの共通電極及びピクセル電極の相対的な配置に関して２つの考えられる構成で提供することができる。それらは、共通電極がピクセル電極の上に配置される「共通が上(common on top」構成、及びピクセル電極が共通電極の上に配置される「ピクセルが上(pixel on top)」構成と称される。図６１Ａ及び６１Ｂは、これらの構成を詳細に示している。図６１Ａは、ピクセル電極が上にある構成を示し、そして図６１Ｂは、共通電極が上にある構成を示す。明瞭さを改善するために、図６１Ａ及び６１Ｂは、ゲート及びデータ線、トランジスタ、等のディスプレイの他の既知の素子を示していないことに注意されたい。
【０１０９】
図６１Ａにおいて、共通電極は、電極６１００である。その上に、複数のピクセル電極６１０１−６１０４が位置付けられる。各ピクセル電極は、２つ以上の「指」又は延長部を含むことができる。従って、例えば、指６１０５、６１０６及び６１０７は、ピクセル電極６１０２の部分である。単一のピクセル電極の指は、単一電極を形成するように相互接続することができる（この接続は、図６１Ａの断面には示されていない）。ピクセル電極が共通電極６１００とは異なる電圧にあるときには、ピクセル電極と共通電極との間に電界が現れる。それらの若干は、ピクセル電極の上に延び（例えば、電極６１０１の電界６１０８を参照）、ピクセル電極の上の液晶を制御して、ピクセル電極に関連したピクセルの可視状態を変化させることができる。各ピクセル電極の電圧は、特定ピクセルの色（又は輝度）を制御するように個々に変化させることができ、一方、単一の共通電極６１００は、全てのピクセルに対して１つの電圧に維持することができる（が、あるディスプレイは、異なる行に複数の異なる共通電極を使用することができる）。
【０１１０】
図６１Ｂは、共通電極が上にある構成を示す。この場合には、ピクセル電極６１１１、６１１２、６１１３及び６１１４は、ディスプレイの底部に沿って位置付けることができる。図示されたように、ピクセル電極は、指へと分離する必要がない。共通電極６１１０は、ピクセル電極の上に位置付けて、各ピクセル電極の上に指のセットを形成することができる。共通電極の全ての指を接続して、単一の共通電極６１１０を形成することができる。ピクセル電極６１１１の上の３つの指６１１０は、ピクセル電極６１１２、６１１３及び６１１４の上の指６１１０に接続することができる。この場合も、この接続は、図６１Ｂの断面には示されていない。しかしながら、上述したように、ある実施形態では、異なる共通電極が異なる線上にあることを特徴とする。従って、共通電極が上にある実施形態は、単一の内実のプレートではなく、指の形成を許すためにストリップへとカットすることができる。
【０１１１】
ＦＦＳ  ＴＦＴ実施形態では、共通線（即ち、ｘＶcom及びｙＶcom、又は一般的にＶＣＯＭ）は、それらが導電性接続されるよう保証するために共通電極に隣接させることができる。図６２Ａ−Ｄは、幾つかの規範的接続を示す。
【０１１２】
図６２Ａにおいて、共通線６２０１は、共通電極６２００の真上にある。図６２Ｂにおいて、共通線６２０１は、共通電極６２００の真下にある。図６２Ｃにおいて、共通線６２０１は、共通電極６２００の上にあるが、真上ではない。むしろ、共通電極と共通バス線との間には若干のスペースがある。このスペースは、誘電体のような別の層により占有される。接続部６２０２を使用して、共通電極を共通線に接続することができる。図６２Ｄにおいて、共通線は、共通電極と同じ層に配置される。
【０１１３】
図６２Ａ−６２Ｄに示す構成は、本発明の実施形態に対する唯一の構成ではないことに注意されたい。例えば、共通線は、共通電極の下に配置できるが、その真下でなくてもよく、そして接続部を使用して、共通電極に接続されてもよい。又、図６２Ａ−Ｄは、共通電極が下にある構成を指示する内実の共通電極を示している。当業者に明らかなように、図６２Ａ−Ｄの接続は、共通電極が上にある構成に容易に適用することができる。又、図６２Ａ−Ｄの接続部を使用して、非ＦＦＳ実施形態において共通線を蓄積電極に接続することもできる。明瞭化のために、図６２Ａ−６２Ｄは、ディスプレイの全てのコンポーネントを示していない。
【０１１４】
図６３は、種々の製造段階において本発明のＦＦＳ  ＴＦＴ  ＬＣＤ実施形態を示す図である。ダイヤグラム６３０１−６３０９は、基板（例えば、ガラス基板）に異なる素子を配置することにより得られる基板アッセンブリの異なる製造段階を示している。より詳細には、段階６３０１−６３０９は、基板上に表示ピクセルを製造していく段階であって、種々の特徴部が基板上に配置され、ひいては、基板アッセンブリに追加されていく段階である。従って、各段階は、その先行段階の全ての素子を含む。
【０１１５】
基板アッセンブリの製造時に形成される素子は、たとえそれらが基板上に直接形成されず、基板上に形成された他の素子の頂部に形成されるとしても、基板及び基板アッセンブリの一部分に形成されると考えられる。しかしながら、ディスプレイの一部分であるが、基板上にも又は基板上に形成された別の素子上にも形成されない他の層もある。これらの層は、別々に製造されて、後で、基板に結合される。これらの層は、フィルタ、偏光器、液晶、他の基板、等を含むことができる。それらは、基板アッセンブリの一部分とは考えない。
【０１１６】
段階６３０１において、ポリシリコン６３１９が基板上に配置される。段階６３０２−６３０４は、示されていないが、従来のものである。段階６３０２において、第１の金属層が配置される。これは、例えば、ゲート線６３１０を形成することができる。段階６３０３において、第１の誘電体／接続層が配置される。段階６３０４において、第２の金属層が配置される。この第２の金属層は、例えば、データ線６３１１を形成することができる。段階６３０５において、第２の誘電体／接続層が配置される。この点において、トランジスタ６３１７が形成される。トランジスタは、データ線６３１１に接続されたソースと、ゲート線６３１０に接続されたゲートと、ピクセル電極に接続されたドレイン６３１８とを有する（以下、参照）。
【０１１７】
段階６３０６において、共通のＩＴＯが配置される。共通のＩＴＯ層は、共通電極６３１２を形成することができる。図６３において、共通電極６３１２は、共通電極が下の構成で配置される（例えば、堆積され、さもなければ、製造される）。
【０１１８】
段階６３０７において、別の金属特徴部を配置することができる。これは、共通金属段階と称され、共通（ＶＣＯＭ）線６３２１及び６３２２を配置することを含む。より詳細には、６３２１は、ｘＶcom線であり、６３２２は、ｙＶcom線である。共通線の配置がセルの口径を減少しないよう保証するために、ｘＶcom線６３２１は、ゲート線６３１０の真上に配置することができ、ｙＶcom線６３２２は、データ線６３１１の真上に配置することができる。上述したように、ある実施形態では、共通線は、ゲート及びデータ線と厳密に整列する必要はない。例えば、共通線は、各ゲート又はドレイン線より若干厚くてもよく又は若干変位されてもよく、従って、口径を若干減少させることもある。
【０１１９】
共通線は、同じ層に配置することができ、従って、それらの接合部（接合部６３２３のような）に導電性接続することができる。更に、共通線６３２１及び６３２２は、共通電極６３１２と同じ層に配置することができ、それと共に側部を共有することができる（例えば、図６２Ｄを参照されたい）。共通線は、例えば、段階６３０５で施される誘電体によりゲート及びデータ線６３１０及び６３１１から絶縁することができる。段階６３０９において、ピクセル電極６３１５が配置される。この実施形態は、ピクセル電極が上にある形式であるから、ピクセル電極が共通電極の上に配置され、櫛型形状を有する（例えば、図６１Ａを参照されたい）。共通電極と同様に、ピクセル電極は、ＩＴＯから形成することができる。ピクセル電極６３１５は、接続部６３２０によりトランジスタ６３１７のドレイン６３１８に接続することができる。
【０１２０】
口径比６３１６は、共通線６３２１及び６３２２が不存在であった状態から著しく減少しないことが明らかである。換言すれば、共通線の配置は、表示機能のために使用できるエリアに重畳しない。逆に、共通線は、他の必要な素子（例えば、ゲート線６３１０及びデータ線６３１１）のために既に不透明であるエリアと重畳する。
【０１２１】
図６４は、図６３のＬＣＤの大部分を示している。そこに複数のピクセルを見ることができる。複数のピクセルは、複数のｘＶcom線６３２１及びｙＶcom線６３２２を通して接続することができる。又、図６４は、ｘＶcom線及びｙＶcom線の切断部６４００も示す。これらの切断部は、異なるタッチ領域を分離／定義するのに使用できる（例えば、図２Ａ及び２Ｂ並びにそれに関連した前記説明を参照されたい）。ｘＶcom及びｙＶcom線の切断部は、異なるタッチ領域が共通電極を通して電気的に接続されないよう保証するために、その下に横たわる共通電極の対応する切断部を付随することができる。従って、各共通電極は、それ自身のタッチ領域を形成することができる。
【０１２２】
図６５は、本発明の一実施形態による規範的ディスプレイの種々の製造段階を示す図である。図６３と対照的に、図６５は、共通電極が上にある構成を示す。段階６５０１−６５０５は、各々、段階６３０１−６３０５と同様である。図６３の実施形態と同様に、段階６５０４においてトランジスタ６３１７が形成される。トランジスタは、図６３のトランジスタ６３１７と同じである。段階６５０６において、ピクセル電極６５１５が最初に堆積される。ピクセル電極は、トランジスタ６３１７のドレイン６３１８に接続される。段階６５０７は、接続及び誘電体層である。段階６５０８において、共通電極６５１２が配置される。この実施形態では、共通電極がピクセル電極の上にある。従って、共通電極は、図示されたように櫛型である（図６１Ｂも参照されたい）。
【０１２３】
段階６５０９において、共通線６３２１及び６３２２が配置される。これら共通線は、共通電極６５１２と同じ層に配置され、それと共に側部を共有して、電気的接続部を形成することができる（例えば、図６２Ｄを参照されたい）。図６３の実施形態と同様に、ｙＶcom線６３２２は、データ線６３１１と重畳する。しかしながら、この実施例では、ｘＶcom線６３２１は、ゲート線６３１０と重畳しない。これは必要とされず、ｘＶcom線６３２１は、先の実施形態における他の共通電極のゲート線６３１０と重畳することができる。しかしながら、この実施形態では、ｘＶcom線６３２１は、ゲート線６３１０に関して若干前方に位置付けられる。それでも、ｘＶcom線は、装置の口径を実質的に（又は全く）減少しない。というのは、それは、トランジスタ６３１７のドレイン６３１８及びポリシリコン６３１９のような装置の他の不透明特徴部の真上に配置されるからである。この場合も、ｘＶcom及びｙＶcom線は、同じ層に位置付けて、それらの交点で導電性接続することができる。
【０１２４】
他の実施形態は、図６３及び６５に示すものとは異なる構成を特徴とする。例えば、共通線６３２１及び６３２２は、ゲート及びデータ線の下に位置付けることができる。
【０１２５】
図６６は、図６５のＬＣＤの大部分を示す。図６４と同様に、図６６は、異なるタッチ領域を形成するのに使用されるｘＶcom及びｙＶcom線６３２１及び６３２２の種々の切断部を示している（例えば、図２Ａ及び２Ｂ並びにそれに付随する説明を参照されたい）。この場合も、ｘＶcom及びｙＶcom線の切断部には、隣接タッチ領域間の絶縁を保証するために共通電極の対応切断部を付随させることができる。
【０１２６】
図６１−６６の実施形態は、ＦＦＳ  ＴＦＴ  ＬＣＤを参照している。しかしながら、ここに述べる教示は、他の形式のＬＣＤにも使用することができる。従って、他の形式のＬＣＤは、ｘＶcom及びｙＶcom線が口径比を減少させないよう保証するために、表示機能の遂行に既に使用されているディスプレイの既存の不透明素子（例えば、ゲート及びデータ線）にｘＶcom及びｙＶcom線を重畳させることを特徴とする。非ＦＦＳ実施形態は、共通電極を含む必要がない。しかしながら、それらは、ピクセル蓄積キャパシタを含むことができる。従って、これらの実施形態では、各ピクセルのピクセル蓄積キャパシタの電極にｘＶcom及び／又はｙＶcom線を取り付けることができる。ある実施形態では、ｘＶcom及びｙＶcom線は、各電極のトランジスタ並びにゲート及びドレイン線と同じＴＦＴ基板アッセンブリに位置付けることができる。他の実施形態では、ｘＶcom及びｙＶcom線は、上述したように、ＴＦＴ層の上のカラーフィルタ層に位置付けることができる（例えば、図２Ｂを参照されたい）。後者の実施例では、ｘＶcom及びｙＶcom線は、それでも、ＴＦＴ層の各ゲート及びデータ線に重畳するように並べることができる。
【０１２７】
図６７は、ピクセル領域が複数の機能を果たす規範的なＩＰＳベースのタッチ感知ディスプレイを示す。例えば、ピクセル領域は、あるときはドライブ領域として動作し、別のときはセンス領域として動作することができる。図６７は、２つの形式のピクセル領域、即ちピクセル領域形式Ａ及びピクセル領域形式Ｂを示している。第１期間中には、Ａ形式のピクセル領域、即ちタッチ列を刺激波で駆動することができる一方、Ｂ形式のピクセル領域、即ちタッチ行の各々におけるキャパシタンスを感知することができる。次の期間中には、Ｂ形式のピクセル領域、即ちタッチ行を刺激波で駆動できる一方、Ａ形式のピクセル領域、即ちタッチ列の各々におけるキャパシタンスを感知することができる。次いで、このプロセスを繰り返すことができる。２つのタッチ感知周期は、約２ｍｓである。刺激波形は、種々の形態をとることができる。ある実施形態では、ピーク・ピークが約５Ｖで、ＤＣオフセットがゼロの正弦波である。他の期間及び波形も使用することができる。
【０１２８】
図６８は、上述した本発明の１つ以上の実施形態を含むことのできる規範的なコンピューティングシステム６８００を示す。このコンピューティングシステム６８００は、１つ以上のパネルプロセッサ６８０２及び周辺装置６８０４と、パネルサブシステム６８０６とを含むことができる。周辺装置６８０４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は他の形式のメモリ又は記憶装置、ウォッチドッグタイマー、等を含むが、これに限定されない。パネルサブシステム６８０６は、１つ以上のセンスチャンネル６８０８、チャンネルスキャンロジック６８１０、及びドライバロジック６８１４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６８１０は、ＲＡＭ６８１２にアクセスし、センスチャンネルからデータを自律的に読み取り、そしてセンスチャンネルのための制御を与える。更に、チャンネルスキャンロジック６８１０は、ドライバロジック６８１４を制御して、種々の周波数及び位相の刺激信号６８１６を発生し、この信号は、タッチスクリーン６８２４のドライブ線に選択的に印加することができる。ある実施形態では、パネルサブシステム６８０６、パネルプロセッサ６８０２及び周辺装置６８０４は、単一の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）へ一体化することができる。
【０１２９】
タッチスクリーン６８２４は、上述したように、ディスプレイ及びタッチスクリーンの結合体である。タッチスクリーン６８２４は、本発明の実施形態により複数のドライブ領域及び複数のセンス領域を有する容量性感知媒体を含むことができる。ドライブ及びセンス領域の各交点は、容量性感知ノードを表し、タッチ画素（タッチピクセル）６８２６として見ることができ、これは、タッチスクリーン６８２４がタッチの「映像」を捕獲するものとして見ら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センサにおいてタッチ事象が検出されたかどうかをパネルサブシステム６８０６が決定した後、タッチ事象が生じたマルチタッチパネルのタッチセンサのパターンをタッチの「映像」（例えば、パネルにタッチする指のパターン）として見ることができる。）タッチスクリーン６８２４の各センス領域は、パネルサブシステム６８０６のセンスチャンネル６８０８（ここでは、事象検出及び復調回路とも称される）を駆動することができる。
【０１３０】
又、コンピューティングシステム６８００は、パネルプロセッサ６８０２から出力を受け取りそして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６８２８も備え、そのアクションは、カーソル又はポインタのような対象物を移動し、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、電話コールを着信し、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６８２８は、パネル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、そしてプログラム記憶装置６８３２に結合することができる。又、プロセッサは、表示機能を制御するためにタッチスクリーン／ディスプレイの結合体６８２４にも接続することができる。この接続は、パネルプロセッサ６８０２によるホストプロセッサ６８２８とタッチスクリーン／ディスプレイ結合体６８２４との間の接続とは個別のもので、それに追加されるものであり、この後者の接続は、タッチスクリーン／ディスプレイ結合体６８２４のタッチ機能を制御するのに使用されるものである。
【０１３１】
上述したファンクションの１つ以上は、メモリ（例えば、図６８の周辺装置６８０４の１つ）に記憶されてパネルプロセッサ６８０２により実行されるファームウェア、又はプログラム記憶装置６８３２に記憶されてホストプロセッサ６８２８により実行されるファームウェアによって遂行できることに注意されたい。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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
図６９Ａは、本発明の実施形態による二重機能容量性素子を伴うピクセルを含むタッチスクリーン６９２４を備えた規範的な移動電話６９３６を示す。
【０１３４】
図６９Ｂは、本発明の実施形態による二重機能容量性素子を伴うピクセルを含むタッチスクリーン６９２４を備えた規範的なデジタルメディアプレーヤ６９４０を示す。
【０１３５】
図６９Ｃは、二重機能容量性素子を伴うピクセルを含むタッチスクリーンであるトラックパッド６９２５を備えた規範的なパーソナルコンピュータを示す。それとは別に又はそれに加えて、パーソナルコンピュータ６９４４は、パーソナルコンピュータのメインディスプレイとして使用されるタッチスクリーン６９２４を備えることもできる。このタッチスクリーン６９２４も、本発明の実施形態による二重機能容量性素子を伴うピクセルを含むことができる。
【０１３６】
従って、幾つかの実施形態において、表示及びタッチ感知の両方の機能を遂行するように構成されたタッチスクリーンであって、第１電極及び第２電極より成る蓄積キャパシタを各々含む複数のピクセルと、タッチスクリーンの表示機能を遂行するのに使用される１つ以上の不透明な表示素子と、非透明導体から作られた複数の共通線であって、複数のピクセルのうちの１つ以上のピクセルの第１電極に接続され、且つタッチスクリーン内で不透明な表示素子とは異なる層においてその不透明な表示素子が共通線に実質的に重畳するように位置付けられた複数の共通線とを備え、共通線に接続された第１電極がタッチスクリーンの表示及びタッチ感知の両方の機能に使用されるようにしたタッチスクリーン、が開示される。
【０１３７】
ある実施形態では、共通線は、タッチ回路に接続され、そしてタッチ感知信号を搬送するのに使用される。
【０１３８】
ある実施形態では、共通線は、第１の複数の平行共通線（ｘＶcom線）及び第２の複数の平行共通線（ｙＶcom線）を含み、これら第１及び第２の複数の共通線は、同じ層において互いに垂直に配置されて、格子構造を形成する。
【０１３９】
ある実施形態では、不透明な表示素子は、複数の平行ゲート線及び複数の平行データ線を含み、これらのゲート及びデータ線は、互いに垂直に配置されて、格子構造を形成し、ｘＶcom線は、ゲート線によって実質的に重畳され、そしてｙＶcom線は、データ線によって実質的に重畳される。
【０１４０】
ある実施形態では、不透明な表示素子は、表示のゲート及びデータ線を含む。
【０１４１】
ある実施形態では、不透明な表示素子は、ピクセルトランジスタを含む。
【０１４２】
ある実施形態では、複数の共通線は、複数のピクセルセットにおけるピクセルを接続するように構成され、各ピクセルセットは、全ての第１電極が共通線によって互いに接続されており、更に、共通線は、異なる隣接ピクセルセット間の境界において中断される。
【０１４３】
ある実施形態では、各ピクセルセットは、タッチ領域を含み、タッチ領域の選択された対は、その対のタッチ領域間のキャパシタンスを変化させることによりタッチ事象を指示することのできるタッチピクセルを形成する。
【０１４４】
ある実施形態では、各ピクセルセットは、タッチスクリーンの隣接領域を覆う。
【０１４５】
ある実施形態では、移動メディアプレーヤが、ここに述べるタッチスクリーンを備えている。
【０１４６】
ある実施形態では、移動電話が、ここに述べるタッチスクリーンを備えている。
【０１４７】
ある実施形態では、パーソナルコンピュータが、ここに述べるタッチスクリーンを備えている。
【０１４８】
ある実施形態では、表示及びタッチ感知の両方の機能を遂行するように構成されたタッチスクリーンを備えたデジタルメディアプレーヤであって、第１電極及び第２電極より成る蓄積キャパシタを各々含む複数のピクセルと、タッチスクリーンの表示機能を遂行するのに使用される１つ以上の不透明な表示素子と、非透明導体から作られた複数の共通線であって、複数のピクセルのうちの１つ以上のピクセルの第１電極に接続され、且つタッチスクリーン内で不透明な表示素子とは異なる層においてその不透明な表示素子が共通線に実質的に重畳するように位置付けられた複数の共通線とを備え、共通線に接続された第１電極がタッチスクリーンの表示及びタッチ感知の両方の機能に使用されるようにしたデジタルメディアプレーヤ、が開示される。
【０１４９】
ある実施形態では、表示及びタッチ感知の両方の機能を遂行するように構成されたタッチスクリーンを備えた移動電話であって、第１電極及び第２電極より成る蓄積キャパシタを各々含む複数のピクセルと、タッチスクリーンの表示機能を遂行するのに使用される１つ以上の不透明な表示素子と、非透明導体から作られた複数の共通線であって、複数のピクセルのうちの１つ以上のピクセルの第１電極に接続され、且つタッチスクリーン内で不透明な表示素子とは異なる層においてその不透明な表示素子が共通線に実質的に重畳するように位置付けられた複数の共通線とを備え、共通線に接続された第１電極がタッチスクリーンの表示及びタッチ感知の両方の機能に使用されるようにした移動電話、が開示される。
【０１５０】
ある実施形態では、表示及びタッチ感知の両方の機能を遂行するように構成されたタッチスクリーンであって、複数のピクセルセットを含み、各ピクセルセットが２つ以上のピクセルを含むような複数のピクセルと、各ピクセルセットに対する蓄積キャパシタ電極として各々働く複数の共通電極と、タッチスクリーンの表示機能を遂行するのに使用される１つ以上の不透明な表示素子と、非透明導体から作られた複数の共通線であって、複数の共通電極に接続され、且つタッチスクリーン内で不透明な表示素子とは異なる層においてその不透明な表示素子が共通線に実質的に重畳するように位置付けられた複数の共通線とを備え、共通電極がタッチスクリーンの表示及びタッチ感知の両方の機能に使用されるようにしたタッチスクリーン、が開示される。
【０１５１】
ある実施形態では、共通線は、複数の共通電極と同じ層又は隣接層に位置付けられる。
【０１５２】
ある実施形態では、各共通電極は、複数の共通線から複数の共通線の各セットに接続され、更に、共通線は、異なる隣接共通電極間の境界において中断される。
【０１５３】
ある実施形態では、共通線は、共通電極の境界に切断部を含む。
【０１５４】
ある実施形態では、各共通電極は、タッチ領域を含み、タッチ領域の選択された対は、その対のタッチ領域間のキャパシタンスを変化させることによりタッチ事象を指示することのできるタッチピクセルを形成する。
【０１５５】
ある実施形態では、タッチスクリーンは、ＦＦＳ  ＴＦＴ  ＬＣＤを含む。
【０１５６】
ある実施形態では、表示及びタッチ感知の両方の機能を遂行するように構成されたタッチスクリーンを製造する方法において、第１電極及び第２電極より成る蓄積キャパシタを各々含む複数のピクセルを形成するステップと、タッチスクリーンの表示機能を遂行するのに使用される１つ以上の不透明な表示素子を形成するステップと、非透明導体から複数の共通線を形成するステップであって、その共通線は、タッチスクリーン内で不透明な表示素子とは異なる層においてその不透明な表示素子が共通線に実質的に重畳するよう位置付けられるステップと、複数の共通線の各１つを複数のピクセルの第１電極の１つ以上に接続するステップと、を備え、共通線に接続された第１電極が、タッチスクリーンの表示及びタッチ感知の両方の機能に使用されるようにした方法が開示される。
【０１５７】
ある実施形態では、共通線は、タッチ回路に接続され、そしてタッチ感知信号を搬送するのに使用される。
【０１５８】
ある実施形態では、共通線を形成するステップは、第１の複数の平行共通線（ｘＶcom線）を形成する段階、及び第２の複数の平行共通線（ｙＶcom線）を形成する段階を含み、これら第１及び第２の複数の共通線は、同じ層において互いに垂直に配置されて、格子構造を形成する。
【０１５９】
ある実施形態では、不透明な表示素子を形成するステップは、複数の平行ゲート線を形成する段階、複数の平行データ線を形成する段階、及びこれらゲート及びデータ線を互いに垂直に配置して格子構造を形成する段階を備え、ｘＶcom線は、各ゲート線により各々実質的に重畳され、そしてｙＶcom線は、各データ線により各々実質的に重畳される。
【０１６０】
ある実施形態では、不透明な表示素子を形成するステップは、表示のゲート及びデータ線を形成する段階を含む。
【０１６１】
ある実施形態では、不透明な表示素子を形成するステップは、ピクセルトランジスタを形成する段階を含む。
【０１６２】
ある実施形態では、複数の共通線は、複数のピクセルセットにおけるピクセルを接続するように構成され、各ピクセルセットは、全ての第１電極が共通線によって互いに接続されており、更に、共通線は、異なる隣接ピクセルセット間の境界において中断される。
【０１６３】
ある実施形態では、各ピクセルセットは、タッチ領域を含み、タッチ領域の選択された対は、その対のタッチ領域間のキャパシタンスを変化させることによりタッチ事象を指示することのできるタッチピクセルを形成する。
【０１６４】
ある実施形態では、各ピクセルセットは、タッチスクリーンの隣接領域を覆う。
【０１６５】
ある実施形態では、表示及びタッチ感知の両方の機能を遂行するように構成されたタッチスクリーンを製造する方法において、複数のピクセルセットを含み、各ピクセルセットが２つ以上のピクセルを含むような複数のピクセルを形成するステップと、各ピクセルセットに対する蓄積キャパシタ電極として各々働く複数の共通電極を形成するステップと、タッチスクリーンの表示機能を遂行するのに使用される１つ以上の不透明な表示素子を形成するステップと、非透明導体から作られる複数の共通線であって、タッチスクリーン内で不透明な表示素子とは異なる層においてその不透明な表示素子が共通線に実質的に重畳するように位置付けられた複数の共通線を形成するステップと、複数の共通線を複数の共通電極に接続するステップとを備え、共通電極が、タッチスクリーンの表示及びタッチ感知の両方の機能に使用されるようにした方法が開示される。
【０１６６】
ある実施形態では、共通線を形成するステップは、共通線を、複数の共通電極と同じ層又は隣接層に位置付けることを含む。
【０１６７】
ある実施形態では、各共通電極は、複数の共通線から複数の共通線のセットに接続され、更に、共通線は、異なる隣接共通電極間の境界において中断される。
【０１６８】
ある実施形態では、共通線を形成するステップは、共通電極の境界に共通線の切断部があるよう保証することを含む。
【０１６９】
ある実施形態では、各共通電極は、タッチ領域を含み、タッチ領域の選択された対は、その対のタッチ領域間のキャパシタンスを変化させることによりタッチ事象を指示することのできるタッチピクセルを形成する。
【０１７０】
ある実施形態では、タッチスクリーンは、ＦＦＳ  ＴＦＴ  ＬＣＤを含む。
【０１７１】
ある実施形態では、表示及びタッチ感知の両方の機能を遂行するように構成されたタッチスクリーンを含むパーソナルコンピュータであって、第１電極及び第２電極より成る蓄積キャパシタを各々含む複数のピクセルと、タッチスクリーンの表示機能を遂行するのに使用される１つ以上の不透明な表示素子と、非透明導体から作られた複数の共通線であって、複数のピクセルのうちの１つ以上のピクセルの第１電極に接続され、且つタッチスクリーン内で不透明な表示素子とは異なる層においてその不透明な表示素子が共通線に実質的に重畳するように位置付けられた複数の共通線とを備え、共通線に接続された第１電極がタッチスクリーンの表示及びタッチ感知の両方の機能に使用されるようにしたパーソナルコンピュータ、が開示される。
【０１７２】
以上、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明したが、当業者であれば、種々の変更や修正が明らかであることに注意されたい。このような変更や修正は、特許請求の範囲により規定された本発明の実施形態の範囲内に包含されるものと理解されたい。
【符号の説明】
【０１７３】
１００：ＬＣＤディスプレイ
１０１、１０２、１０３、１０４：ピクセル
１０５：薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
１０５ａ：ゲート
１０５ｂ：ソース
１０５ｃ：ドレイン
１０７：蓄積キャパシタ
１０７ａ：上部電極
１０７ｂ：下部電極
１０９：液晶キャパシタ
１０９ａ：ピクセル電極
１０９ｂ：共通電極
１１１：カラーフィルタ電圧源
１１３：ゲート線
１１７：レッド（Ｒ）カラーデータ線
１１７：グリーン（Ｇ）カラーデータ線
１１９：ブルー（Ｂ）カラーデータ線
１２１：ｘＶcom線
１２３：ｙＶcom線
１２７：接続部
１３１、１３３：切断部
１５５：薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
１５５ａ：ゲート
１５５ｂ：ソース
１５５ｃ：ドレイン
１５７：蓄積キャパシタ
１５７ａ：上部電極
１５７ｂ：下部電極
１５９：液晶キャパシタ
１５９ａ：ピクセル電極
１５９ｂ：共通電極
１６１：カラーフィルタ電圧源
２０１、２０５、２０７：下部領域
２２１、２２３、２２５：上部領域
２１３：タッチ回路
２５０：導電性ドット
３０１、３０３：ピクセル
３０７、３０９：ＴＦＴ
３１１、３１２：ゲート
３１３、３１４：データ線
３１５、３１６：ｘＶcom線
３１９、３２１：フリンジ電界電極
３２３、３２５：蓄積キャパシタ
３２６：電荷増幅器
３２７：指
【図１】
0005342011.tif 000002
【図２Ａ】
0005342011.tif 000003
【図２Ｂ】
0005342011.tif 000004
【図３】
0005342011.tif 000005
【図４Ａ】
0005342011.tif 000006
【図４Ｂ】
0005342011.tif 000007
【図５Ａ】
0005342011.tif 000008
【図５Ｂ】
0005342011.tif 000009
【図６Ａ】
0005342011.tif 000010
【図６Ｂ】
0005342011.tif 000011
【図６Ｃ】
0005342011.tif 000012
【図７】
0005342011.tif 000013
【図８Ａ】
0005342011.tif 000014
【図８Ｂ】
0005342011.tif 000015
【図８Ｃ】
0005342011.tif 000016
【図９Ａ】
0005342011.tif 000017
【図９Ｂ】
0005342011.tif 000018
【図９Ｃ】
0005342011.tif 000019
【図１０】
0005342011.tif 000020
【図１１】
0005342011.tif 000021
【図１２】
0005342011.tif 000022
【図１３】
0005342011.tif 000023
【図１４】
0005342011.tif 000024
【図１５】
0005342011.tif 000025
【図１６】
0005342011.tif 000026
【図１７】
0005342011.tif 000027
【図１８】
0005342011.tif 000028
【図１９】
0005342011.tif 000029
【図２０Ａ】
0005342011.tif 000030
【図２０Ｂ】
0005342011.tif 000031
【図２０Ｃ】
0005342011.tif 000032
【図２０Ｄ】
0005342011.tif 000033
【図２１】
0005342011.tif 000034
【図２２】
0005342011.tif 000035
【図２３】
0005342011.tif 000036
【図２４】
0005342011.tif 000037
【図２５】
0005342011.tif 000038
【図２６】
0005342011.tif 000039
【図２７】
0005342011.tif 000040
【図２８】
0005342011.tif 000041
【図２９】
0005342011.tif 000042
【図３０】
0005342011.tif 000043
【図３１】
0005342011.tif 000044
【図３２】
0005342011.tif 000045
【図３３】
0005342011.tif 000046
【図３４】
0005342011.tif 000047
【図３５】
0005342011.tif 000048
【図３６】
0005342011.tif 000049
【図３７】
0005342011.tif 000050
【図３８】
0005342011.tif 000051
【図３９】
0005342011.tif 000052
【図４０】
0005342011.tif 000053
【図４１】
0005342011.tif 000054
【図４２】
0005342011.tif 000055
【図４３】
0005342011.tif 000056
【図４４】
0005342011.tif 000057
【図４５】
0005342011.tif 000058
【図４６】
0005342011.tif 000059
【図４７】
0005342011.tif 000060
【図４８】
0005342011.tif 000061
【図４９】
0005342011.tif 000062
【図５０】
0005342011.tif 000063
【図５１】
0005342011.tif 000064
【図５２】
0005342011.tif 000065
【図５３】
0005342011.tif 000066
【図５４】
0005342011.tif 000067
【図５５】
0005342011.tif 000068
【図５６】
0005342011.tif 000069
【図５７】
0005342011.tif 000070
【図５８】
0005342011.tif 000071
【図５９】
0005342011.tif 000072
【図６０】
0005342011.tif 000073
【図６１Ａ】
0005342011.tif 000074
【図６１Ｂ】
0005342011.tif 000075
【図６２Ａ】
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【図６２Ｂ】
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【図６２Ｃ】
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【図６２Ｄ】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９Ａ】
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【図６９Ｂ】
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【図６９Ｃ】
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