專利名稱：觸摸屏液晶顯示器的制作方法
觸摸屏液晶顯示器本申請(qǐng)是2007年6月8日提交的題為“觸摸屏液晶顯示器”的申請(qǐng) 200780029471. 3的分案申請(qǐng)。相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求下列申請(qǐng)中的每一項(xiàng)的優(yōu)先權(quán)，其中這些申請(qǐng)?jiān)谶@里全部引入作為參 考2006年6月9日提交的臨時(shí)美國(guó)專利申請(qǐng)60/804，361 ；2007年1月8日提交的臨時(shí)美國(guó)專利申請(qǐng)60/883，879 ；同時(shí)提交的名為"Touch Screen Liquid Crystal Display 11/760，036(律師案卷號(hào) 119-0107US1)；同時(shí)提交的名為"Touch Screen Liquid Crystal Display 11/760，049(律師案卷號(hào) 119-0107US2)；同時(shí)提交的名為"Touch Screen Liquid Crystal Display 11/760，060(律師案卷號(hào) 119-0107US3)；以及同時(shí)提交的名為"Touch Screen Liquid Crystal Display 11/760，080(律師案卷號(hào) 119-0107US4)。本申請(qǐng)涉及下列申請(qǐng)，其中這些申請(qǐng)?jiān)谶@里全部引入作為參考2006 年 3 月 3 日提交的名為 “Multi-functional Hand-HeldDevice” 的美國(guó)專利 申請(qǐng) 11/367，749 ；2004年5月6日提交的名為“Multipoint Touch Screen"的美國(guó)專利申請(qǐng) 11/840，862 ；2006 年 5 月 2 日提交的名為“Multipoint Touch ScreenController”的美國(guó)專利 申請(qǐng) 11/381，313 ；2006 年 3 月 3 日提交的名為“Multi-functional Hand-held Device”的美國(guó)專利 申請(qǐng) 11/367，749 ；2007 年 1 月 3 日提交的名為"Double-Sided Touch Sensitive Panelwith ITO Metal Electrodes” 的美國(guó)專利申請(qǐng) 11/650,049。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今存在著多種類型的手持電子設(shè)備，其中每一種設(shè)備都利用了某種用戶界面。 用戶界面可以包括采用了諸如液晶顯示器(LCD)之類的顯示器形式的輸出設(shè)備，以及一個(gè) 或多個(gè)輸入設(shè)備，其中該輸入設(shè)備既可以采用機(jī)械方式驅(qū)動(dòng)(例如開(kāi)關(guān)、按鈕、按鍵、撥號(hào) 盤(pán)、操縱桿、手柄)，也可以采用電子方式激活(例如觸摸板或觸摸屏)。顯示器可以被配置 成呈現(xiàn)視覺(jué)信息，例如文本、多媒體數(shù)據(jù)和圖形，而輸入設(shè)備則可以被配置成執(zhí)行操作，例 如發(fā)布命令、做出選擇或是移動(dòng)電子設(shè)備中的光標(biāo)或選擇器。近來(lái)，正在進(jìn)行的工作是將各種設(shè)備集成在單個(gè)手持設(shè)備中。由此進(jìn)一步嘗試將 眾多用戶界面模型和設(shè)備集成在單個(gè)單元中。出于實(shí)踐和審美方面的原因，在此類系統(tǒng)中
”的美國(guó)專利申請(qǐng) ”的美國(guó)專利申請(qǐng) ”的美國(guó)專利申請(qǐng) ”的美國(guó)專利申請(qǐng)可以使用觸摸屏。此外，具有多點(diǎn)觸摸能力的觸摸屏還可以為此類設(shè)備提供多種優(yōu)點(diǎn)。迄今為止業(yè)已認(rèn)定的是，無(wú)論觸摸屏是單點(diǎn)觸摸還是多點(diǎn)觸摸的，這些觸摸屏都 可以通過(guò)制作傳統(tǒng)LCD屏幕以及在該屏幕前部布置基本透明的觸摸感測(cè)設(shè)備來(lái)生產(chǎn)。但 是，這樣做將會(huì)招致包括制造成本很高在內(nèi)的諸多缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種集成液晶顯示器觸摸屏。該液晶顯示器可 以基于平面轉(zhuǎn)換(IPS)。該觸摸屏可以包含多個(gè)層，其中所述多個(gè)層包括具有在其上形成 的顯示器控制電路的第一基底(例如TFT板或陣列板)以及與第一基底相鄰的第二基底 (例如濾色板)。該顯示器控制電路可以包括用于每一個(gè)顯示器子像素的電極對(duì)。此外，該 觸摸屏還可以包括一個(gè)或多個(gè)觸摸感測(cè)部件，其中所有觸摸感測(cè)部件全都可以被布置在基 底之間。被布置在基底之間的觸摸感測(cè)部件可以包括觸摸驅(qū)動(dòng)電極和觸摸傳感電極。并且 這些電極也可以是顯示器子像素電極。此外，被布置在基底之間的觸摸感測(cè)部件還可以包 括一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)，這些開(kāi)關(guān)被配置成在其顯示功能與其觸摸功能之間切換這些電極。所 述開(kāi)關(guān)可以包括薄膜晶體管。顯示器Vot可以用作觸摸驅(qū)動(dòng)信號(hào)。而顯示數(shù)據(jù)線則可以用 作觸摸傳感線。作為替換，在第一基底上可以布置多條金屬傳感線。根據(jù)具體實(shí)施方式
，該 顯示器可以被定位為第二基底或第一基底更接近用戶。在另一個(gè)實(shí)施例中，提供的是一種結(jié)合了根據(jù)上述實(shí)施例的集成LCD觸摸屏的電 子設(shè)備。該電子設(shè)備可以采用臺(tái)式計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)和筆記本計(jì)算機(jī)的形式。此外，該電 子設(shè)備也可以采用手持式計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、媒體播放器以及移動(dòng)電話的形式。在某些 實(shí)施例中，在一個(gè)設(shè)備中可以包括上述各項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)，例如移動(dòng)電話和媒體播放器。


通過(guò)參考結(jié)合附圖的后續(xù)描述，可以最大限度地理解本發(fā)明，在附圖中圖1例示了 一個(gè)多點(diǎn)感測(cè)裝置。圖2例示了多點(diǎn)感測(cè)系統(tǒng)上的多個(gè)接觸印跡(contact patch)。圖3例示了互電容電路的簡(jiǎn)化示意圖。圖4例示了用于操作多點(diǎn)感測(cè)裝置的處理。圖5例示了 LTPS半透式反射(transflective)子像素的代表性布局。圖6例示了從頂部和側(cè)面觀察的LTPS的簡(jiǎn)化模型。圖7例示了子像素的電路圖，并且示出了各元件是在哪些玻璃基底上制作的。圖8例示了制造IXD的基本工藝流程。圖9例示了已完成的小尺寸IXD模塊。圖10例示了具有分開(kāi)的觸摸驅(qū)動(dòng)器和IXD驅(qū)動(dòng)器芯片的觸摸屏IXD的框圖。圖11例示了具有集成IXD和觸摸驅(qū)動(dòng)器芯片的觸摸屏IXD的框圖。圖12例示了觸摸屏LCD的基礎(chǔ)疊層(stackup)。圖13例示了觸摸屏IXD的一個(gè)替換實(shí)施例。圖14例示了一個(gè)電極圖案。
圖15例示了觸摸屏IXD的疊層圖實(shí)施例。圖16例示了圖15所示的觸摸屏IXD的觸摸像素電路。圖17例示了被塑料蓋保護(hù)的觸摸感測(cè)層。圖18例示了觸摸屏某個(gè)區(qū)域的輸出列以及一組相交連的輸出柵極。圖19例示了觸摸屏IXD的觸摸像素的布局。圖20例示了觸摸屏IXD的一個(gè)實(shí)施例的疊層圖。圖21例示了觸摸傳感器陣列。圖22用電纜布線(cabling)及子系統(tǒng)放置的頂視圖和側(cè)視圖例示了概念A(yù)和B 的物理實(shí)現(xiàn)。圖23例示了一個(gè)示出了底部玻璃元件的可能架構(gòu)的高級(jí)框圖。圖M例示了伸長(zhǎng)的導(dǎo)電點(diǎn)。圖25例示了觸摸/LCD驅(qū)動(dòng)器集成電路的高級(jí)框圖。圖沈例示了與這里描述的各種LCD實(shí)施例結(jié)合使用的柔性印刷電路。圖27例示了用于同時(shí)執(zhí)行的顯示更新和觸摸掃描的處理。圖觀例示了開(kāi)電VesT觸摸驅(qū)動(dòng)選項(xiàng)。
圖四例示了驅(qū)動(dòng)-Vcst觸摸驅(qū)動(dòng)選項(xiàng)。圖30例示了在將觸摸驅(qū)動(dòng)用于觸摸感測(cè)和LCD Vot調(diào)制兩者的情形下的電模型。圖31例示了將Vstm通過(guò)導(dǎo)電點(diǎn)連接到兩側(cè)的Cst線。圖32例示了觸摸屏IXD的制造工藝流程。圖33例示了使用VeQM的單線反轉(zhuǎn)(one line inversion)作為觸摸激勵(lì)信號(hào)。圖34例示了觸摸屏IXD的替換實(shí)施例的疊層圖。圖35例示了觸摸屏IXD的制造工藝流程。圖36例示了用導(dǎo)電黑底(black matrix)替換觸摸驅(qū)動(dòng)層的實(shí)施例。圖37例示了觸摸屏IXD的實(shí)施例的電路圖。圖38例示了觸摸屏IXD的疊層圖。圖39例示了觸摸屏IXD的顯示器像素的逐行更新。圖40例示了用于觸摸屏IXD中的一組觸敏顯示行的觸摸感測(cè)處理。圖41例示了為位于觸摸屏IXD的不同區(qū)域中的三個(gè)像素檢測(cè)觸摸活動(dòng)的處理。圖42例示了觸摸屏IXD的另一個(gè)實(shí)施例的電路圖。圖43例示了圖42所示實(shí)施例的疊層圖。圖44例示了用導(dǎo)電黑底來(lái)替換觸摸傳感層的實(shí)施例。圖45例示了觸摸屏IXD的另一個(gè)實(shí)施例的疊層圖。圖46例示了圖55所示實(shí)施例的頂視圖。圖47例示了觸摸屏IXD的另一個(gè)實(shí)施例。圖48例示了圖47的實(shí)施例的等效電路。圖49例示了可以用于圖47 48的實(shí)施例的觸摸感測(cè)處理的波形。圖50例示了圖47的實(shí)施例的觸摸屏集成的其他方面。圖51例示了觸摸屏IXD的另一個(gè)實(shí)施例。圖52例示了可以用于圖51和53實(shí)施例的觸摸感測(cè)處理的波形。
圖53例示了圖51實(shí)施例的等效電路。圖M例示了用于圖51實(shí)施例的觸摸屏集成的其他方面。圖55例示了觸摸屏IXD的疊層圖。圖56例示了更新觸摸屏IXD的處理。圖57例示了用于觸摸屏IXD實(shí)施例的疊層圖。圖58例示了用于觸摸屏IXD實(shí)施例的疊層圖。圖59例示了被分成了可以獨(dú)立更新或是實(shí)施觸摸掃描的三個(gè)區(qū)域的示例性LCD
顯不器。圖60A和B例示了具有三個(gè)區(qū)域的觸摸屏IXD的更新和觸摸掃描處理。圖6IA和B例示了觸摸屏IXD的電極布局。圖62例示了觸摸屏IXD的電路元件。圖63例示了觸摸屏IXD的更新裝置的快照。圖64例示了如何將ITO中的金屬線和間隙完全或者部分隱藏在黑底后面。圖65例示了觸摸屏IXD的疊層圖。圖66例示了被分段成三個(gè)區(qū)域的觸摸屏IXD。圖67例示了用于在觸摸屏LCD中執(zhí)行顯示更新和觸摸掃描的處理。圖68例示了將觸摸屏IXD分段成三個(gè)區(qū)域的接線及ITO布局。圖69例示了包含保護(hù)跡線的觸摸屏IXD的某一區(qū)域的頂視圖和截面圖。圖70例示了不包含保護(hù)跡線的觸摸屏IXD的某一區(qū)域的頂視圖和截面圖。圖71例示了包含了六個(gè)觸摸像素及其信號(hào)接線的示例性顯示區(qū)域。圖72例示了用于觸摸屏IXD的另一個(gè)實(shí)施例的疊層圖。圖73例示了用于觸摸屏IXD的另一個(gè)實(shí)施例的疊層圖。圖74例示了突顯了用于觸摸屏IXD的Vot信號(hào)耦合的電路圖。圖75例示了一個(gè)示例性顯示器。圖76例示了用于觸摸屏IXD的可能掃描圖案。圖77例示了用于圖79實(shí)施例的電路圖。圖78例示了分段ITO層。圖79例示了用于觸摸屏IXD的另一個(gè)實(shí)施例的疊層圖。圖80例示了用于圖79實(shí)施例的組合的接線和疊層圖。圖81例示了圖79實(shí)施例的物理實(shí)現(xiàn)方式。圖82例示了平面轉(zhuǎn)換型的IXD單元。圖83例示了用于平面轉(zhuǎn)換型IXD單元的電極組織。圖84例示了用于基于IPS的觸摸屏IXD的實(shí)施例的電路圖。圖85例示了與圖84相對(duì)應(yīng)的疊層圖。圖86例示了用于基于IPS的觸摸屏IXD的另一個(gè)實(shí)施例的疊層圖。圖87例示了用于概念F的物理模型，也就是基于IPS的觸摸屏IXD的實(shí)施例。圖88例示了與圖87的實(shí)施例相對(duì)應(yīng)的疊層圖。圖89例示了全玻璃觸摸屏IXD的側(cè)視圖。圖90例示了包含塑料層的觸摸屏LCD的側(cè)視圖。
圖91例示了具有多個(gè)塑料層的觸摸屏。圖92例示了具有在兩側(cè)圖案化的PET層并且具有通過(guò)PET層的連接的觸摸屏。圖93例示了組合PET/玻璃觸摸屏。圖94例示了觸摸屏IXD設(shè)備組件。圖95例示了具有在透明玻璃外殼內(nèi)部圖案化的觸摸層的觸摸屏LCD。圖96例示了可以與觸摸屏LCD結(jié)合使用的圖案化PET基底。圖97例示了與圖96的PET基底粘合的柔性印刷電路。圖98例示了貼在圖97的組件上的覆蓋物。圖99例示了玻璃上的電平移動(dòng)器/解碼器芯片的簡(jiǎn)化圖示。圖100例示了經(jīng)修改的觸摸/IXD驅(qū)動(dòng)器以及外圍晶體管電路。圖101例示了完全集成的觸摸/IXD驅(qū)動(dòng)器的簡(jiǎn)化框圖。圖102例示了觸摸屏IXD的應(yīng)用。圖103例示了并入了觸摸屏的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的框圖。圖104例示了可以與根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏LCD結(jié)合使用的各種電子設(shè)備和計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)的形狀因素。圖105例示了通過(guò)連接來(lái)形成多個(gè)觸摸傳感列的IPS IXD子像素。圖106例示了通過(guò)連接來(lái)形成多個(gè)觸摸傳感行的IPS IXD子像素。圖107例示了集成了觸摸感測(cè)處理的IPS IXD。
具體實(shí)施例方式為使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠獲得和使用本發(fā)明，現(xiàn)給出如下描述，該描述是在特定 應(yīng)用及其需求的上下文中提供的。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，針對(duì)所公開(kāi)實(shí)施例的各種修改 都是顯而易見(jiàn)的，此外，這里定義的一般原理也可以應(yīng)用于其他實(shí)施例和應(yīng)用，而不會(huì)脫離 本發(fā)明的精神和范圍。由此，本發(fā)明并不局限于所示實(shí)施例，相反，它依照的是與權(quán)利要求 相符合的最廣闊的范圍。1. LCD和觸摸感測(cè)的背景在這里公開(kāi)的是將觸摸感測(cè)技術(shù)集成在液晶顯示器中的技術(shù)。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解的那樣，LCD包括多個(gè)層，其中最基本的是頂部玻璃、 液晶和底部玻璃。頂部和底部玻璃可以圖案化，以便提供包含了特定顯示器像素液晶的單 元所具有的邊界。頂部和底部玻璃還可以用不同導(dǎo)電材料層以及薄膜晶體管圖案化，以便 能夠通過(guò)改變液晶單元兩端的電壓來(lái)操縱液晶的方向，由此控制像素顏色和亮度。正如作為參考引入的申請(qǐng)中描述的那樣，對(duì)觸摸表面、尤其是具有多點(diǎn)觸摸能力 的透明觸摸表面來(lái)說(shuō)，該表面可以由一系列層形成。這一系列層可以包括至少一個(gè)基底，例 如玻璃，并且在該基底上可以布置多個(gè)觸敏電極。例如，互電容裝置可以包括用玻璃這類非 導(dǎo)電層分開(kāi)的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極和多個(gè)傳感電極。當(dāng)有導(dǎo)電物體(例如用戶手指)接近時(shí)，驅(qū) 動(dòng)電極與傳感電極之間的電容耦合有可能會(huì)受到影響。這種電容耦合變化可以用于確定特 定觸摸的位置、形狀、大小、運(yùn)動(dòng)、標(biāo)識(shí)等等。然后，通過(guò)解釋這些參數(shù)，可以控制計(jì)算機(jī)或 其他電子設(shè)備的操作。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，下述自電容裝置同樣是已知的。通過(guò)集成LCD和觸摸傳感器的分層結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)多種益處。該集成可以包括組合或交錯(cuò)上述分層結(jié)構(gòu)。此外，該集成還可以包括省去冗余結(jié)構(gòu)和/或發(fā)現(xiàn)特定層或結(jié)構(gòu) 的雙重用途(例如一個(gè)用途為觸摸功能而另一個(gè)用途為顯示功能)。這樣做可以允許省去 某些層，由此降低觸摸屏LCD的成本和厚度，以及簡(jiǎn)化制造過(guò)程。目前，可能有多種不同的 裝置，并且在這里將會(huì)進(jìn)一步詳細(xì)描述這其中的某些裝置。特別地，在下文中將會(huì)論述集成觸摸屏LCD的各個(gè)實(shí)施例。但是本領(lǐng)域技術(shù)人員 將會(huì)了解，這里關(guān)于附圖給出的詳細(xì)描述是例示性而不是窮舉性的，而且針對(duì)這些實(shí)施例 的眾多變化都是可能的。此外，雖然所公開(kāi)的很多實(shí)施例涉及的是具有多點(diǎn)觸摸能力的裝 置，但是眾多教導(dǎo)也可以應(yīng)用于單點(diǎn)觸摸顯示器。1. 1多點(diǎn)觸摸感測(cè)借助圖1所示的多點(diǎn)觸摸感測(cè)裝置，可以識(shí)別多個(gè)同時(shí)或幾乎同時(shí)的觸摸事件。 多點(diǎn)觸摸感測(cè)裝置100可以檢測(cè)和監(jiān)視在同一時(shí)間、在接近同一時(shí)間、在不同時(shí)間或是在 某個(gè)時(shí)段上在觸敏表面101上出現(xiàn)的多個(gè)觸摸屬性(包括例如標(biāo)識(shí)、位置、速度、大小、形狀 和幅度)。觸敏表面101可以提供以彼此基本獨(dú)立的方式起作用并且代表了觸敏表面上的 不同點(diǎn)的多個(gè)傳感器點(diǎn)、坐標(biāo)或節(jié)點(diǎn)102。感測(cè)點(diǎn)102可以位于某個(gè)網(wǎng)格或像素陣列中，其 中每個(gè)感測(cè)點(diǎn)都能同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)。感測(cè)點(diǎn)102可以被認(rèn)為是將觸敏表面101映射到了 一個(gè)坐標(biāo)系，例如笛卡爾或極坐標(biāo)系。舉例來(lái)說(shuō)，觸敏表面可以采用平板或觸摸屏的形式。為了生產(chǎn)觸摸屏，可以使用基 本透明的導(dǎo)電介質(zhì)，例如氧化銦錫(ITO)。感測(cè)點(diǎn)102的數(shù)量和配置是可以改變的。通常， 感測(cè)點(diǎn)102的數(shù)量取決于期望分辨率和靈敏度。在觸摸屏應(yīng)用中，感測(cè)點(diǎn)102的數(shù)量還可 以取決于觸摸屏的期望透明度。通過(guò)使用與下文詳述相類似的多點(diǎn)觸摸感測(cè)裝置，可以使用在多點(diǎn)觸摸傳感器 101的節(jié)點(diǎn)102上生成的信號(hào)來(lái)產(chǎn)生特定時(shí)間點(diǎn)的觸摸圖像。例如，與觸敏表面101接觸 或在其附近的每個(gè)物體(例如手指、指示筆等等)都可以產(chǎn)生圖2所示的接觸印跡區(qū)域 201。每一個(gè)接觸印跡區(qū)域201都有可能覆蓋若干個(gè)節(jié)點(diǎn)102。被覆蓋的節(jié)點(diǎn)202可以檢 測(cè)到物體，而剩余節(jié)點(diǎn)102則不會(huì)檢測(cè)到物體。由此可以形成觸摸表面平面的像素化圖像 (pixilated image)(該圖像可以被稱為觸摸圖像、多點(diǎn)觸摸圖像或接近度圖像)。每一個(gè) 接觸印跡區(qū)域201的信號(hào)都可以聚集在一起。每一個(gè)接觸印跡區(qū)域201都可以包括以每一 個(gè)點(diǎn)的觸摸量為基礎(chǔ)的高點(diǎn)和低點(diǎn)。接觸印跡區(qū)域201的形狀以及圖像內(nèi)部的高點(diǎn)和低點(diǎn) 可以用于區(qū)分彼此接近的接觸印跡區(qū)域201。此外，當(dāng)前圖像還可以與先前圖像相比較，以 便確定物體如何隨時(shí)間移動(dòng)，以及確定據(jù)此在主機(jī)設(shè)備中應(yīng)該執(zhí)行怎樣的對(duì)應(yīng)操作。有很多種不同的感測(cè)技術(shù)可以與這些感測(cè)裝置結(jié)合使用，其中包括電阻、電容、光 學(xué)感測(cè)裝置等等。在基于電容的感測(cè)裝置中，當(dāng)物體趨近于觸敏表面101時(shí)，在該物體與接 近該物體的感測(cè)點(diǎn)102之間將會(huì)形成一個(gè)小電容。通過(guò)檢測(cè)這一小電容在每個(gè)感測(cè)點(diǎn)102 引起的電容變化，以及通過(guò)記錄感測(cè)點(diǎn)的位置，感測(cè)電路103可以檢測(cè)和監(jiān)視多個(gè)觸摸活 動(dòng)。對(duì)電容感測(cè)節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，它既可以基于自電容，也可以基于互電容。在自電容系統(tǒng)中，感測(cè)點(diǎn)“自身”的電容是相對(duì)于諸如地面之類的某個(gè)基準(zhǔn)測(cè)量 的。感測(cè)點(diǎn)102可以是空間分開(kāi)的電極。這些電極可以通過(guò)導(dǎo)電跡線105a(驅(qū)動(dòng)線)和 105b (傳感線)耦合至驅(qū)動(dòng)電路104和感測(cè)電路103。在某些自電容實(shí)施例中，與每個(gè)電極 相連的單個(gè)導(dǎo)電跡線可以同時(shí)用作驅(qū)動(dòng)線和傳感線。
在互電容系統(tǒng)中，第一電極與第二電極之間的“相互”電容可被測(cè)量。在互電容感 測(cè)裝置中，這些感測(cè)點(diǎn)可以由形成空間分開(kāi)的線路的圖案化導(dǎo)體的交叉來(lái)形成。例如，在第 一層可以形成驅(qū)動(dòng)線105a，而在第二層10 上則可以形成感測(cè)線105b，由此，驅(qū)動(dòng)線和傳 感線彼此會(huì)在感測(cè)點(diǎn)102處交叉或“相交”。不同的層可以是不同基底，同一基底的不同側(cè) 面，或是具有一定介電分離度的同一基底側(cè)面。由于驅(qū)動(dòng)線與傳感線之間是分開(kāi)的，因此， 每一個(gè)“相交”處都有可能存在電容耦合節(jié)點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)線和傳感線的布置是可以改變的。例如，在笛卡爾坐標(biāo)系中(如圖所示)，驅(qū) 動(dòng)線可以形成為水平行，而傳感線可以形成為垂直列(反之亦然)，于是就可以形成能被認(rèn) 為具有不同的χ坐標(biāo)和y坐標(biāo)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)。作為替換，在極坐標(biāo)系中，傳感線可以是多個(gè)同 心圓，而驅(qū)動(dòng)線則是徑向延伸的線(反之亦然)，于是就形成能被認(rèn)為具有不同的徑坐標(biāo)和 角坐標(biāo)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)。無(wú)論哪一種情況，驅(qū)動(dòng)線10 都可以與驅(qū)動(dòng)電路104相連，并且感測(cè) 線10 可以與感測(cè)電路103相連。在操作過(guò)程中，在每一條驅(qū)動(dòng)線10 上都可以施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)(例如周期性電 壓)。在驅(qū)動(dòng)時(shí)，施加于驅(qū)動(dòng)線10 的電荷可以通過(guò)節(jié)點(diǎn)102電容性地耦合至相交的傳感 線10恥。這會(huì)引起在傳感線10 中產(chǎn)生可檢測(cè)、可測(cè)量的電流和/或電壓。對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)和 在傳感線10 上出現(xiàn)的信號(hào)來(lái)說(shuō)，它們之間的關(guān)系可以是驅(qū)動(dòng)線和傳感線的電容耦合的 函數(shù)，其中如上所述，該電容耦合有可能受到接近節(jié)點(diǎn)102的物體的影響。如下文更詳細(xì)描 述的那樣，感測(cè)線10 可以由一個(gè)或多個(gè)電容感測(cè)電路103來(lái)感測(cè)，并且可以確定每一個(gè) 節(jié)點(diǎn)處的電容。如上所述，每次可以驅(qū)動(dòng)一條驅(qū)動(dòng)線105a，同時(shí)其他驅(qū)動(dòng)線則被接地?？梢詾槊?一條驅(qū)動(dòng)線10 重復(fù)執(zhí)行該處理，直至所有驅(qū)動(dòng)線已被驅(qū)動(dòng)并且能從感測(cè)的結(jié)果中構(gòu)建 (基于電容的)觸摸圖像為止。一旦所有線路10 都已被驅(qū)動(dòng)，則可以重復(fù)執(zhí)行該序列， 以便構(gòu)建一系列觸摸圖像。但是，如2007年1月3日提交的名為“Simultaneoudensing Arrangement ”的美國(guó)專利申請(qǐng)11/619，466所述，在本發(fā)明的某些實(shí)施例中也可以基本同 時(shí)或幾乎同時(shí)地驅(qū)動(dòng)多條驅(qū)動(dòng)線。圖3例示了與上述裝置相對(duì)應(yīng)的互電容電路300的簡(jiǎn)化示意圖。互電容電路300 可以包括驅(qū)動(dòng)線10 和傳感線10 ，這些線可以是空間分開(kāi)的，由此形成電容耦合節(jié)點(diǎn) 102。驅(qū)動(dòng)線10 可以電(即，導(dǎo)電地)耦合到電壓源310所代表的驅(qū)動(dòng)電路104。傳感線 10 可以電耦合到電容感測(cè)電路803。在某些情況下，驅(qū)動(dòng)線10 和傳感線10 均有可 能包括些許寄生電容302。如上所述，如果在驅(qū)動(dòng)線10 和感測(cè)線10 相交處附近沒(méi)有導(dǎo)電物體，那么節(jié)點(diǎn) 102處的電容耦合可以保持相當(dāng)穩(wěn)定。但如果在節(jié)點(diǎn)102附近出現(xiàn)導(dǎo)電物體(例如用戶手 指、指示筆等等)，那么電容耦合(即局部系(local system)的電容)將會(huì)改變。電容耦合 的這種變化將會(huì)改變傳感線10 攜有的電流(和/或電壓)。電容感測(cè)電路103可以記錄 這個(gè)電容變化以及節(jié)點(diǎn)102的位置，并將該信息按某種形式報(bào)告給處理器106(圖1)。參考圖1，感測(cè)電路103可以從觸摸表面101獲取數(shù)據(jù)，并且將所獲取的數(shù)據(jù)提供 給處理器106。在某些實(shí)施例中，感測(cè)電路103可以被配置成向處理器106發(fā)送原始數(shù)據(jù) (例如與每一個(gè)傳感點(diǎn)102相對(duì)應(yīng)的電容陣列值)。在其他實(shí)施例中，感測(cè)電路103可以被 配置成自己處理原始數(shù)據(jù)，并且將經(jīng)過(guò)處理的觸摸數(shù)據(jù)遞送到處理器106。無(wú)論發(fā)生哪一種情況，處理器于是便可以使用其接收的數(shù)據(jù)來(lái)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)107的操作和/或在其上運(yùn) 行的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用。在上文引用的申請(qǐng)中描述了沿著這些線的各種實(shí)現(xiàn)，并且這些實(shí)現(xiàn) 包括具有觸摸板和觸摸屏的各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在某些實(shí)施例中，感測(cè)電路103可以包括一個(gè)或多個(gè)微控制器，其中每一個(gè)微控 制器都可以監(jiān)視一個(gè)或多個(gè)感測(cè)點(diǎn)102。這些微控制器可以是專用集成電路(ASIC)，其中 該電路通過(guò)與固件合作來(lái)監(jiān)視源自觸敏表面101的信號(hào)，處理所監(jiān)視的信號(hào)，以及將該信 息報(bào)告給處理器106。微處理器還可以是數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。在某些實(shí)施例中，感測(cè) 電路103可以包括一個(gè)或多個(gè)傳感器IC，其中所述一個(gè)或多個(gè)傳感器IC對(duì)每一條感測(cè)線 105b中的電容進(jìn)行測(cè)量，并且將測(cè)得的值報(bào)告給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)107內(nèi)的處理器106或主機(jī)控 制器(未示出)?？梢允褂萌魏螖?shù)量的傳感器IC。例如，傳感器IC可以用于所有線路，或 者多個(gè)傳感器IC可以用于單條線路或線路組。圖4例示了用于操作與上文描述相類似的多點(diǎn)觸摸感測(cè)裝置的高級(jí)處理400。該 處理以其中驅(qū)動(dòng)多個(gè)感測(cè)點(diǎn)102的方框401為開(kāi)始。在方框401之后，處理流程可以前進(jìn) 到其中可以讀取感測(cè)點(diǎn)102的輸出的方框402。例如，可以獲取每一個(gè)感測(cè)點(diǎn)102的電容 值。在方框402之后，該處理前進(jìn)到方框403，其中可以產(chǎn)生某個(gè)觸摸在某個(gè)時(shí)刻的圖像或 其他數(shù)據(jù)形式(一個(gè)或多個(gè)信號(hào))，此后則可以對(duì)其進(jìn)行分析，以便確定觸摸或是接近該觸 摸傳感器的物體所在的位置。在方框403之后，該處理可以前進(jìn)到方框404，其中可以將當(dāng) 前圖像或信號(hào)與一個(gè)或多個(gè)過(guò)去的圖像或信號(hào)相比較，以便為每一個(gè)物體確定形狀、大小、 位置、方向、速度、加速度、壓力等等中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的變化。隨后，通過(guò)使用該信息(在步 驟405)，可以在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)107中執(zhí)行一動(dòng)作，該動(dòng)作可以是從移動(dòng)指針或光標(biāo)到基于復(fù) 雜手勢(shì)的交互。1.2.半透式反射LCD在這里給出了對(duì)半透式反射IXD的簡(jiǎn)要介紹，以便幫助更好地理解將觸摸感測(cè)技 術(shù)與半透式反射LCD相集成的處理。在下文中概述了可以在低溫多晶硅(LTPQ的半透式 反射LCD中發(fā)現(xiàn)的典型子像素單元。1.2. 1電路基礎(chǔ)圖5示出了 LTPS半透式反射子像素500的代表性布局。在將代表期望灰度值 (grey level)的電壓施加于數(shù)據(jù)總線501，以及在選擇線502被斷言(assert)時(shí)，顯示信 息可以被傳送到子像素電容器Cst和未示出)。選擇線502的斷言電平(assertion level)可以接近于柵極驅(qū)動(dòng)正向供給電壓。在選擇線502被斷言的時(shí)段中，Vcst(以及未示 出的VcJ上的電壓可以是恒定的。包括金屬、聚乙烯、有源的、氧化物和ITO在內(nèi)的圖5所 示的所有電路部件都可以在LCD的底部玻璃上制作。圖6示出了低溫多晶硅(LTPS)IXD 600的簡(jiǎn)化模型，其中包括頂視圖601和側(cè)視 圖602。頂視圖601示出了同時(shí)位于顯示區(qū)域604和非顯示區(qū)域605內(nèi)的底部玻璃608上 的Vcst布線(routing) 603的透視圖(see-through view) 0側(cè)視圖602示出了顯示器的橫截面。每一個(gè)顯示行都可以包括用于Vcst 606的水平跡線和選擇跡線(未示出)。該選 擇跡線與同樣未示出的、由多晶硅薄膜晶體管(ρ-SiTFT)制成的柵極驅(qū)動(dòng)電路相連。Vcst跡 線606可以從顯示器邊緣延伸至顯示器邊緣，并且可以如左側(cè)所示的那樣連接在一起。這些Vcst跡線也可通過(guò)導(dǎo)電點(diǎn)607連接到頂部玻璃610上的ITO平面609。一般而言，可以使 用分別位于四個(gè)角的四個(gè)導(dǎo)電點(diǎn)來(lái)將Vot平面連接到VraiDrive (Vcom驅(qū)動(dòng))611。為了簡(jiǎn)單 起見(jiàn)，圖6只示出一個(gè)點(diǎn)607。Vcst和頂部玻璃ITO 609的電壓可以由VailDrive設(shè)置，其中 所述VraiDrive可以由IXD驅(qū)動(dòng)器IC(未示出)提供。此外，Vcst也可以與VraiDrive 611之 外的另一個(gè)驅(qū)動(dòng)源相連。圖7例示了子像素的電路圖700，并且示出了各種元件可以在哪個(gè)玻璃基底上制 作。底部玻璃701可以是用于集成所有TFT像素電路703的基底。這可以包括選擇線驅(qū)動(dòng) 器和控制邏輯。底部玻璃還可以為諸如LCD驅(qū)動(dòng)器(未示出)之類的玻璃上芯片(COG)元 件充當(dāng)基底。電容器Qc的上部電極可以位于玻璃702的頂部。電極704可以是覆蓋整個(gè) 顯示區(qū)域并且形成連至底部電極705的反電極(counter electrode)以造成Qc的ITO平 面。上部電極704還可以與底部玻璃701上的VroMDrive 701相連，例如通過(guò)位于四角的導(dǎo) 電點(diǎn)706(只示出了一個(gè))來(lái)連接。1.2. 2. Vcom通過(guò)最小化或消除液晶(LC)兩端電壓的DC分量，可以減小或消除某些非期望的 圖像偽像。由此，LC兩端的電場(chǎng)可以周期性翻轉(zhuǎn)，同時(shí)在兩個(gè)場(chǎng)方向上保持整體平衡。要 想獲取完美的電場(chǎng)平衡是非常困難的，這樣做有可能導(dǎo)致產(chǎn)生較小的DC偏移量，并且該偏 移量將會(huì)產(chǎn)生不想要的圖像偽像。為了屏蔽DC偏移量導(dǎo)致的閃爍，可以利用本領(lǐng)域技術(shù)人 員已知的若干種反轉(zhuǎn)方案之一，例如點(diǎn)反轉(zhuǎn)。1.2. 3 調(diào)制 VC。M在某些實(shí)施例中，較為理想的是減小數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器的電壓范圍。因此，可以將Vot ITO平面和Vot跡線從接地調(diào)制到供電軌，以便產(chǎn)生LC兩端的AC電壓。但是，這樣做有可 能會(huì)將可用反轉(zhuǎn)方法局限于幀和線路類型。VC0MDrive的需求可以相對(duì)簡(jiǎn)單其電壓可以保持恒定直到某一行像素的電荷傳送 完成，由此設(shè)置該行像素的灰度值。一旦設(shè)置了顯示器像素，倘若出入子像素的寄生路徑仍 舊較小，那么VOTDrive就可以在不顯著影響LC狀態(tài)的情況下改變。1.2. 4 恒定 VcomVcom調(diào)制有可能會(huì)使觸摸感測(cè)和LCD的集成變得復(fù)雜。在下文中將會(huì)論述用于克 服這些復(fù)雜性的各種技術(shù)?？梢岳靡环N將液晶兩端電壓的DC分量減至最小的替換方法。 在 J. Hector禾口P. Buchschacher 發(fā)表于 SID 02Digest第695 697頁(yè)的"Low PowerDriving Options for an AMLCD Mobile Display Chipset” 一文中描述了一種這樣的替換方法，該 文在此被引入作為參考。此替換方法可以允許Vot保持在恒定電壓上，而不需要大電壓范 圍的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器，并且功耗可以很低。在下文中將會(huì)描述使用恒定νωΜ的各種優(yōu)點(diǎn)。1.3LCD 制造IXD面板的制造可以通過(guò)對(duì)被稱為母玻璃(mother-glass)的大片玻璃使用分批 工藝來(lái)完成。可以使用兩片母玻璃可以為濾色器、黑底以及Qc的上部電極提供基底的頂 部母玻璃；以及可以為有源矩陣TFT陣列和驅(qū)動(dòng)電路提供基底的底部母玻璃。在圖8中顯示了一個(gè)用于制造IXD的基本處理流程800。這兩大片母玻璃一片用 于LCD頂部一片用于底部，它們?cè)趯?duì)準(zhǔn)(方框803)、壓制到一起以及加熱(方框804)以固 化頂部玻璃和底部玻璃之間的密封籍此產(chǎn)生穩(wěn)定的面板結(jié)構(gòu)之前各自可以經(jīng)歷處理步驟801和802。然后，大面板可被劃片并分成期望尺寸的較小模塊(方框80幻。在用液晶填充 獨(dú)立模塊(方框807)之前，這些模塊的邊緣可以被研磨(方框806)。在填充之后，該模塊 可被密封(方框809)。偏振器和電子元件可以被附著(方框809)。在處理結(jié)束或是接近 于處理結(jié)束的時(shí)候，柔性印刷電路(FPC)可以附著于其基底。在圖9中示出了一個(gè)已完成的IXD模塊900。所示的IXD模塊包括附著于底部玻 璃902的玻璃上芯片(COG)IXD驅(qū)動(dòng)器901，并且還包括附著于底部玻璃902的玻璃上柔性 板(flex on glass, FOG)柔性印刷電路(FPC)903。這兩個(gè)元件可以電連接至底部玻璃焊 盤(pán)，并且可以使用各向異性的導(dǎo)電膠(ACA)保持在原地。底部玻璃902可以延伸到頂部玻 璃904之外，以便提供支架來(lái)安裝COG IXD驅(qū)動(dòng)器901、FPC 903以及其他支撐元件。對(duì)手 持設(shè)備來(lái)說(shuō)，為L(zhǎng)CD管理數(shù)據(jù)并提供控制的系統(tǒng)處理器底板可以放置在背光燈906的下方。用于支持觸摸感測(cè)的附加元件(例如FPC)同樣可以附著于支架905。此外，其他 附著點(diǎn)同樣是可以能的。在下文中將會(huì)結(jié)合相關(guān)實(shí)施例來(lái)論述這些細(xì)節(jié)。1.4組合IXD和觸摸感測(cè)通過(guò)結(jié)合圖10和11的框圖，可以更好地理解這里論述的疊層圖。從頂部開(kāi)始，觸 摸傳感電極1001、1101可以沉積在IXD頂部玻璃1002、1102的頂部上(用戶一側(cè))。觸摸 驅(qū)動(dòng)電極1003、1103可以在頂部玻璃1002、1102的底側(cè)圖案化。導(dǎo)電點(diǎn)1004、1104可以將 驅(qū)動(dòng)電極1003、1103連接到同樣位于底部玻璃1006、1106的驅(qū)動(dòng)器1005、1105。底部玻璃 1006、1106上的支架1007、1107可以容納LCD驅(qū)動(dòng)器芯片1008、1108以及觸摸傳感器驅(qū)動(dòng) 芯片1009，其中這些芯片既可以相互對(duì)接(圖10)，也可以集成在單個(gè)元件中(圖11)。最 后，與支架粘合的FPC 1010、1110還可以與主機(jī)設(shè)備1011、1111相連。2.集成選項(xiàng)對(duì)集成了觸摸感測(cè)的LCD來(lái)說(shuō)，其某些實(shí)施例可以包括頂部玻璃和底部玻璃。在 這兩層玻璃之一和/或二者上可以形成顯示器控制電路，以便影響穿過(guò)這兩層玻璃層之間 的液晶層的光量。頂部玻璃和底部玻璃外邊緣之間的空間在此稱為液晶模塊(LCM)。如圖12所示，典型的IXD疊層1200通常包括附加層。在圖12中，硬涂層的PMMA 層1201可以保護(hù)IXD偏振器1202和頂部玻璃1203，并且在底部玻璃1204與背光1206之 間可以包括第二偏振器1205。將觸摸感測(cè)技術(shù)集成在LCD中的處理可以用多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)。例如，可以將不同的 觸摸感測(cè)部件和/或?qū)硬⑷隠CD顯示器，其中不同實(shí)施例會(huì)在顯示器和/或制造成本、顯示 大小、顯示復(fù)雜度、顯示持續(xù)時(shí)間、顯示功能以及圖像顯示質(zhì)量這些因素上有所不同。在某 些實(shí)施例中，觸摸感測(cè)能力是通過(guò)將觸摸感測(cè)部件集成在LCM之外的LCD顯示器上而被包 括在LCD內(nèi)的。在其他實(shí)施例中，觸摸感測(cè)部件也可以同時(shí)添加在LCM內(nèi)部(例如兩玻璃層 之間)和LCM外部。在其他一些實(shí)施例中，可以只在LCM內(nèi)部添加一組觸摸感測(cè)部件(例 如在兩玻璃層之間)。后續(xù)章節(jié)將會(huì)描述用于上述每一個(gè)實(shí)施例的幾個(gè)概念。2. 1液晶模塊外部的觸摸感測(cè)通過(guò)將觸摸感測(cè)部件添加在LCM外部，可以允許為L(zhǎng)CD顯示器添加觸摸感測(cè)能力， 同時(shí)對(duì)典型的LCD制造實(shí)踐不產(chǎn)生影響或影響甚微。例如，觸摸感測(cè)系統(tǒng)和LCD顯示器系 統(tǒng)可以被分開(kāi)制作，并且在最后一個(gè)步驟中集成，從而形成具有觸摸感測(cè)能力的LCD。此外， 通過(guò)將觸摸感測(cè)部件包括在LCM的外部，還可以允許將觸摸感測(cè)部件放置在與用戶觸摸區(qū)域接近的位置，由此可以降低顯示器與觸摸元件之間的電干擾。標(biāo)識(shí)為概念C和概念N的以下兩個(gè)實(shí)施例可以并入這種外部觸摸感測(cè)元件。2. 1.1 概念 C本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是概念C，它使用的是圖13所示的疊層，由此允許與LCD分開(kāi) 的觸摸功能。在概念C中，在濾色器(CF)板(例如頂部玻璃層)頂部可以圖案化兩個(gè)附加 的氧化銦錫(ITO)層(IT011301和IT021302)。這些層可用于觸摸傳感器的觸摸傳感和觸 摸驅(qū)動(dòng)部件，其中所述觸摸傳感器可以是互電容觸摸傳感器。這些ITO層可以被圖案化成 列和/或行(在圖1和2中示出且在先前的多點(diǎn)觸摸感測(cè)描述中有所描述)，并且可以由電 介質(zhì)分開(kāi)，諸如由玻璃基底或是薄(例如5 12mm) SiO2層分開(kāi)。在某些實(shí)施例中，通過(guò)優(yōu)化觸摸部件中使用的電極圖案，可以減少視覺(jué)偽像。例 如，圖14例示了一個(gè)可以減小視覺(jué)偽像的菱形電極圖案。在概念C中，攜有觸摸感測(cè)數(shù)據(jù)的FPC可以附著在頂部玻璃1303的頂面。2. 1.2 概念 N本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是概念N，它可以在濾色器(CF)板的外表面上使用自電容 感測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)電容感測(cè)。概念N可以使用圖15所示的疊層，其中觸摸感測(cè)元件可以位于CF 板1501的頂部(頂部玻璃)。通過(guò)使用例如與常規(guī)TFT板1504工藝相同的LTPS工藝在 CF板1501上形成具有兩個(gè)金屬層的TFT 1503以及圖案化ITO 1500，可以在不改變標(biāo)準(zhǔn) IXD工藝的情況下構(gòu)造基于概念N的IXD。觸摸ITO層1500可以被圖案化成多個(gè)觸摸像素 1612(圖16)。該觸摸ITO層1500可以用塑料蓋(如圖17所示)保護(hù)，并且該塑料蓋還可 以充當(dāng)由用戶觸摸的表面。圖16例示了一個(gè)用于概念N的自電容觸摸像素電路。每個(gè)ITO觸摸像素1612都 可以與兩個(gè)TFT相連，例如一輸入TFT 1604和一輸出TFT 1608。輸入TFT 1604可以為ITO 觸摸像素1612充電，輸出TFT 1608則可以為ITO觸摸像素1612放電。所移動(dòng)的電荷量可 以取決于ITO觸摸像素1612的電容，其中該電容可以按照手指的接近度改變。關(guān)于自電容 觸摸感測(cè)的更多細(xì)節(jié)在上文以及在2001年11月27日提交的名為“Method and Apparatus for Integrating Manual Input"的美國(guó)專利6，323，846中有所描述，其中該專利在這里全 部引入作為參考。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖16和18中就輸出列1610 ‘CO’和輸出柵極1606 ‘R3’所 顯示的那樣，輸出列1610可以由垂直方向上的觸摸像素共享，并且輸出柵極1606可以由水 平方向上的觸摸像素共享。圖19示出了觸摸像素的詳細(xì)布局。2. 2部分集成的觸摸感測(cè)在LCM內(nèi)部集成觸摸感測(cè)部件可以提供多種優(yōu)點(diǎn)。例如，添加在LCM內(nèi)部的觸摸 感測(cè)部件可以“重新使用”本來(lái)僅用于顯示功能的ITO層或其他結(jié)構(gòu)來(lái)提供觸摸感測(cè)功能。 通過(guò)將觸摸感測(cè)特征并入現(xiàn)有顯示層，還可以減少總層數(shù)，從而減小顯示器厚度并且簡(jiǎn)化 制造工藝。以下實(shí)施例可以包括處于LCM內(nèi)部和外部的觸摸感測(cè)部件。由于將觸摸感測(cè)部件 集成在LCM內(nèi)可能導(dǎo)致這兩種功能之間出現(xiàn)噪聲和干擾，因此，以下設(shè)計(jì)還可以包括那些 允許共享各部件同時(shí)還減小或消除顯示器和/或觸摸感測(cè)之間的電干擾對(duì)這兩者輸出的 負(fù)面影響的技術(shù)。
2. 2.1 概念 A概念A(yù)可以在頂部玻璃與偏振器2003之間使用圖20所示的基礎(chǔ)疊層2000，其中 具有多點(diǎn)觸摸(“MT”)能力的ITO傳感層(ΙΤ01)2001位于頂部玻璃2002的用戶一側(cè)。從 頂部開(kāi)始，觸摸感測(cè)層可以包括ΙΤ012001(可以被圖案化成N條傳感(或驅(qū)動(dòng))線的ITO 層)以及ΙΤ022004(可以被圖案化成M條驅(qū)動(dòng)(或傳感)線的ITO層)。ΙΤ022004還可以 充當(dāng)IXD的Vot電極。2. 2. 1. 1概念A(yù) 觸摸傳感器電極觸摸傳感器電極陣列可以包括圖21 (左側(cè))所示的兩個(gè)圖案化ITO層。圖21是 觸摸傳感器電極的一種可能實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)化視圖。離觀察者較近的層ΙΤ012101可以是觸摸輸 出層，也可以稱為傳感層或傳感線。觸摸驅(qū)動(dòng)層2102可以位于層ΙΤ02上。ΙΤ02還可以形 成電容器ClC(參見(jiàn)圖7)的上部電極。此外，圖21 (右側(cè))還示出了三個(gè)傳感像素2103a、 210 和2103c及其關(guān)聯(lián)電容器的細(xì)節(jié)。這些傳感線和驅(qū)動(dòng)線都具有5mm的節(jié)距且其間隙 是10 30微米。所述間隙可以足夠小到肉眼不可見(jiàn)，但仍然大到足以很容易地用簡(jiǎn)單的 接近式掩模來(lái)蝕刻(圖中間隙是被夸張放大的)。圖22示出了概念A(yù)的一種可能的物理實(shí)現(xiàn)，包括關(guān)于電纜布線和子系統(tǒng)放置的頂 視圖2201及側(cè)視圖2202。頂視圖2201示出了處于展開(kāi)狀態(tài)的FPC 2203的近似位置(以 下將會(huì)更為詳細(xì)地論述)。圖14只示出了一種其中可以使用分立的觸摸電平移動(dòng)器/解碼 器COG的實(shí)現(xiàn)。在下文中將會(huì)論述那些將分立觸摸元件的數(shù)量減至最少的替換架構(gòu)。出于 機(jī)械穩(wěn)定性的考慮，如側(cè)視圖2201所示，F(xiàn)PC可以彎曲，使得施加在T-tab (頂部接頭)2204 和B-tab (底部接頭)2205粘合處的壓力最小。圖23是示出了主底部玻璃元件所具有的一 種可能架構(gòu)2300以及位于頂部玻璃上的供觸摸感測(cè)用的分段IT02層2301的高級(jí)框圖。對(duì) 處于頂部玻璃上的IT02來(lái)說(shuō)，其每一個(gè)分段2302都通過(guò)導(dǎo)電點(diǎn)2303連接至底部玻璃上的 相應(yīng)焊盤(pán)。如下所述，底部玻璃上的每個(gè)焊盤(pán)都可以連接到觸摸驅(qū)動(dòng)器。2. 2. 1. 2概念A(yù) 導(dǎo)電點(diǎn)位于LCD各角的導(dǎo)電點(diǎn)可以用于將Vot電極連接至驅(qū)動(dòng)電路。附加的導(dǎo)電點(diǎn)可用 于將觸摸驅(qū)動(dòng)線連接到觸摸驅(qū)動(dòng)電路。這些點(diǎn)可以具有足夠低的電阻，以免顯著增加觸摸 驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位延遲(以下將會(huì)更詳細(xì)地論述)。這可以包括將導(dǎo)電點(diǎn)電阻限制在10歐或 更低。導(dǎo)電點(diǎn)大小還可以被限制以減小所需的基板面(real estate)。如圖M所示，在這里可以使用伸長(zhǎng)的導(dǎo)電點(diǎn)MOl來(lái)減小對(duì)點(diǎn)電阻和基板面的要 求。觸摸驅(qū)動(dòng)分段M02的寬度可以是約5mm，由此可以提供較大的面積來(lái)減小點(diǎn)電阻。2. 2. 1. 3概念A(yù) 柔性電路和觸摸/IXD驅(qū)動(dòng)器IC常規(guī)顯示器(例如圖9)可以具有用于控制顯示器低級(jí)操作的LCD驅(qū)動(dòng)器集成電 路(IC)901。系統(tǒng)主機(jī)處理器可以通過(guò)向IXD驅(qū)動(dòng)器901發(fā)送命令和顯示數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)顯示器 行使高級(jí)控制。多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)還可以具有一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器IC。在并入的參考文獻(xiàn)中描述 了一種具有多點(diǎn)觸摸能力的示例性系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括三個(gè)IC，即多點(diǎn)觸摸控制器、外部電 平移動(dòng)器/解碼器以及諸如ARM處理器的控制器。ARM處理器可以對(duì)多點(diǎn)觸摸控制器執(zhí)行 低級(jí)控制，隨后就可以控制電平移動(dòng)器/解碼器。系統(tǒng)主機(jī)處理器可以對(duì)ARM處理器執(zhí)行 高級(jí)控制并從中接收觸摸數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施例中，這些驅(qū)動(dòng)器可以集成在單個(gè)IC中。圖25示出了觸摸/IXD驅(qū)動(dòng)器集成電路2501的一個(gè)示例高級(jí)框圖。該IC具有兩個(gè)主要功能1)LCD控制和更新，以及2)觸摸掃描和數(shù)據(jù)處理。這兩個(gè)功能可以由用于LCD 控制的LCD驅(qū)動(dòng)器部分2502、ARM處理器2503以及用于觸摸掃描和處理的多點(diǎn)觸摸控制器 2504來(lái)集成。觸摸電路可以與IXD掃描同步以免相互干擾。主機(jī)與IXD驅(qū)動(dòng)器或ARM處理 器之一間的通信可以通過(guò)主機(jī)數(shù)據(jù)和控制總線2505來(lái)進(jìn)行。如下將論述集成得更完全的 觸摸/LCD驅(qū)動(dòng)器。如圖沈所示，將用于各種觸摸和顯示層的信號(hào)集合到一起的FPC 2601可以具有 三個(gè)連接器接頭，即T-tab 2602、B-Tab 2603以及主機(jī)接頭洸04。T_tab可以與頂部玻璃 上的傳感線焊盤(pán)相連。T-tab跡線沈05可以與B-tab沈03上相應(yīng)的焊盤(pán)相連，而B(niǎo)_tab 2603也可以附著于底部玻璃。B-tab 2603還可以提供從主機(jī)接頭沈04到觸摸/IXD驅(qū)動(dòng) 器IC的通過(guò)布線沈06，其中主機(jī)接口沈04能將主機(jī)連接至觸摸/LCD驅(qū)動(dòng)器IC。FPC 2601 還可以為支持觸摸和IXD操作的各個(gè)元件沈07提供基底，并且可以通過(guò)兩個(gè)焊盤(pán)沈08與 背光FPC相連。FPC沈01可以是同時(shí)與頂部和底部玻璃粘合的接頭。作為替換，其他粘合方法也 是可以使用的。2. 2. 1. 4概念A(yù) 集成在底部玻璃上的觸摸驅(qū)動(dòng)電平移動(dòng)器/解碼器芯片連同分開(kāi)的升壓器(例如3V至18V升壓器)一起可以 提供用于觸摸感測(cè)的高電壓驅(qū)動(dòng)電路。在一個(gè)實(shí)施例中，觸摸/LCD驅(qū)動(dòng)器IC可以控制電 平移動(dòng)器/解碼器芯片。作為替換，升壓器和/或電平移動(dòng)器/解碼器可以集成在觸摸/IC 驅(qū)動(dòng)器IC中。例如，所述集成可以用高電壓(ISV)LTPS處理來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣做可以允許將 電平移動(dòng)器/解碼器芯片和升壓器集成在底部玻璃外圍。如下所述，電平移動(dòng)器/解碼器 還可以提供用于Vot調(diào)制和觸摸驅(qū)動(dòng)的電壓。2.2.1.5概念A(yù) 與LCD VC。M共享觸摸驅(qū)動(dòng)如上所述，概念A(yù)可以向標(biāo)準(zhǔn)LCD疊層添加一個(gè)ITO層，其中所述層可以起到觸摸 傳感線的作用。該觸摸驅(qū)動(dòng)層可以與同樣用IT02表示的LCD Vot平面共享。對(duì)顯示操作 來(lái)說(shuō)，可以使用標(biāo)準(zhǔn)視頻刷新率(例如60fps)。對(duì)觸摸感測(cè)來(lái)說(shuō)，可以使用至少120次每秒 的速率。但是，觸摸掃描速率也可以降至一個(gè)與顯示器刷新率匹配的較低速率，例如每秒掃 描60次。在某些實(shí)施例中，期望不中斷顯示器刷新或觸摸掃描。由此，現(xiàn)將描述一個(gè)允許 在不減慢或中斷顯示器刷新或觸摸掃描(可以按相同或不同速率發(fā)生)的情況下共享IT02 層的方案。在圖27中描述了同時(shí)發(fā)生的顯示更新和觸摸掃描處理。在本示例中示出了五個(gè) 多點(diǎn)觸摸驅(qū)動(dòng)分段2700、2701、2702、2703、2704。每一個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)分段都可以與M個(gè)顯示行 重疊。該顯示器可以按每秒60幀的速率掃描，同時(shí)多點(diǎn)觸摸傳感器陣列則可以按每秒120 次的速率進(jìn)行掃描。該圖示出了一個(gè)持續(xù)了 16. 67毫秒的顯示幀的時(shí)間演變。當(dāng)前更新的 顯示區(qū)域優(yōu)選地不應(yīng)與活動(dòng)的觸摸驅(qū)動(dòng)分段重疊。印跡2705指示了哪里有顯示行正被更新。印跡2706指示活動(dòng)的觸摸驅(qū)動(dòng)分段。在 圖27的左上角，在顯示幀開(kāi)始時(shí)可以刷新前M/2條顯示線。與此同時(shí)，觸摸驅(qū)動(dòng)分段12701 能被驅(qū)動(dòng)以進(jìn)行觸摸感測(cè)。在該圖中右移，在t = 1.67ms時(shí)，下一個(gè)圖像示出了接下來(lái)的 M/2個(gè)顯示行正被刷新，同時(shí)觸摸驅(qū)動(dòng)分段22702也能被驅(qū)動(dòng)。在此模式的約8. 3毫秒之后 (第二行開(kāi)始)，每一個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)分段都已被驅(qū)動(dòng)一次，并且該顯示的一半將已被刷新。在接下來(lái)的8. 3毫秒可以再次掃描整個(gè)觸摸陣列，從而提供120fps的掃描速率，同時(shí)該顯示 的另一半被更新。由于顯示掃描通常是按照行的順序進(jìn)行的，因此可以不按順序驅(qū)動(dòng)觸摸驅(qū)動(dòng)分 段，以免顯示與觸摸活動(dòng)重疊。在圖27所示的實(shí)例中，在第一個(gè)8. 3毫秒，觸摸驅(qū)動(dòng)順序是 1，2，3，4，0，而在第二個(gè)8. 3毫秒周期中，觸摸驅(qū)動(dòng)順序是1，2，4，3，0。實(shí)際排序有可能取 決于觸摸驅(qū)動(dòng)分段的數(shù)量以及顯示行的數(shù)量而改變。因此一般而言，如果能對(duì)觸摸驅(qū)動(dòng)使 用順序進(jìn)行編程，那么將會(huì)是非常理想的。但出于某些特殊原因，固定序列排序也可滿足需 要。此外，如果讓活動(dòng)的觸摸驅(qū)動(dòng)分段遠(yuǎn)離正在被更新的顯示區(qū)域，那么同樣是非常 理想的(出于圖像質(zhì)量方面的考慮)。這一點(diǎn)雖然未在圖27中例示，但在假設(shè)觸摸驅(qū)動(dòng)分 段數(shù)量足夠(例如6個(gè)或更多分段)時(shí)是很容易實(shí)現(xiàn)的。這些技術(shù)可以有效地為顯示和觸摸傳感部件提供不同刷新率，而不需要多個(gè)電路 來(lái)支持高頻顯示驅(qū)動(dòng)部件。2.2.1.6 概念 A =Vcst 驅(qū)動(dòng)選項(xiàng)如圖6所示，Vcst和Vot可以連接在一起，并且由此能被共同調(diào)制以實(shí)現(xiàn)LC兩端的 期望AC波形。這在使用Vot調(diào)制時(shí)有助于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)娘@示器刷新。在將Vot用于觸摸驅(qū)動(dòng) 時(shí)，沒(méi)有必要也調(diào)制V。ST。該處理可以被認(rèn)為是下述開(kāi)路V。ST選項(xiàng)。但是，如果用Vstm來(lái)調(diào) 制V。ST，則可以減小觸摸驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vstm上的電容性負(fù)載電容性負(fù)載，從而導(dǎo)致觸摸信號(hào)的相 位延遲減小。并且該處理可以被認(rèn)為是如下所述的驅(qū)動(dòng)V。ST選項(xiàng)。圖觀例示了開(kāi)路Vcst選項(xiàng)。底部的圖觀02例示了一個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)分段觀03如何可 以覆蓋M個(gè)顯示行2804。位于頂部玻璃的觸摸驅(qū)動(dòng)分段觀03可以通過(guò)導(dǎo)電點(diǎn)觀05與底部 玻璃上的電路電連接。在顯示器觀06的邊緣，在處于觸摸驅(qū)動(dòng)分段下方的M行中有M條Vcst 線可以連接在一起。頂部的圖觀01示出了子像素基本電路，其中所述子像素具有分開(kāi)的存 儲(chǔ)電容器CST。在頂部的圖中，區(qū)域觀07可以代表被單個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)分段覆蓋的M個(gè)連續(xù)子 像素行。如上所述，對(duì)特定觸摸驅(qū)動(dòng)/顯示組來(lái)說(shuō)，顯示操作和觸摸感測(cè)可以在不同時(shí)間發(fā) 生。當(dāng)顯示驅(qū)動(dòng)器準(zhǔn)備好設(shè)置M行中的子像素狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)觀08、2809可以將VroMDrivd810 連至M條Vcst線觀04并連至觸摸驅(qū)動(dòng)分段(Vot)。VraiDrive電壓可以取決于反轉(zhuǎn)相位而由 LCD驅(qū)動(dòng)器設(shè)置為接地或供電軌。稍后，當(dāng)這個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)/顯示群組可以用于觸摸使用時(shí)， 開(kāi)關(guān)觀08、2809可以將觸摸驅(qū)動(dòng)分段連至VSTM2811，并且從VOTDrivd810斷開(kāi)Vcst，由此將 其保留在開(kāi)路狀態(tài)觀12。圖四例示了驅(qū)動(dòng)Vcst選項(xiàng)。底部的圖四02例示了一個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)分段四03如何 能與M個(gè)顯示行四04重疊。位于頂部玻璃上的觸摸驅(qū)動(dòng)分段四03可以通過(guò)導(dǎo)電點(diǎn)四05 電連接到底部玻璃上的電路。在顯示器四06的邊緣，位于特定觸摸驅(qū)動(dòng)分段下方的各行中 的M條Vcst線可以連接在一起。頂部的圖四01示出了子像素基本電路，其中所述子像素具 有分開(kāi)的存儲(chǔ)電容器CST。在頂部的圖中，區(qū)域四07可以代表被單個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)分段覆蓋的M 個(gè)連續(xù)的子像素行。顯示操作和觸摸感測(cè)可以在不同時(shí)間發(fā)生。當(dāng)顯示驅(qū)動(dòng)器準(zhǔn)備好設(shè)置 M個(gè)行中的子像素狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)四08可以將VCQMDrivd910連至M個(gè)Vcst線四04以及連至 觸摸驅(qū)動(dòng)分段(Vot)。通常，VraiDrive四10的電壓可以取決于反轉(zhuǎn)相位而被LCD驅(qū)動(dòng)器設(shè) 置成接地或供電軌。稍后，當(dāng)這個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)/顯示群組可以用于觸摸使用時(shí)，開(kāi)關(guān)四08可以將Vcst和觸摸驅(qū)動(dòng)分段(Vot)連至Vstm 2911。2. 2. 1. 7概念A(yù) =MT驅(qū)動(dòng)電容性負(fù)載電容性負(fù)載對(duì)概念A(yù)的觸摸驅(qū)動(dòng)線來(lái)說(shuō)，其電容性負(fù)載電容性負(fù)載有可能很高，出現(xiàn)這種情 況的原因例如可以是觸摸驅(qū)動(dòng)層與底部玻璃之間存在薄(例如約4μπι)間隙，并且該間隙 可以用金屬布線和像素ITO的網(wǎng)格來(lái)覆蓋。液晶可以具有很高的最大介電常數(shù)(例如約為 10)。觸摸驅(qū)動(dòng)分段的電容有可能影響激勵(lì)觸摸脈沖Vstm的相位延遲。如果電容過(guò)高并 且由此存在過(guò)大相位延遲，那么所得到的觸摸信號(hào)有可能受到負(fù)面影響。本申請(qǐng)人的分析 表明，如果將ΙΤ02薄片電阻保持在大約30歐姆/方塊或更小，則可以將相位延遲保持在最 優(yōu)限度以內(nèi)。2. 2. 1. 8概念A(yù) 電模型和Vkjm引入的噪聲由于ΙΤ02可以同時(shí)用于觸摸驅(qū)動(dòng)和IXD Vcqm，因此，如果對(duì)Vcqm調(diào)制會(huì)向觸摸信號(hào) 添加噪聲。例如，在將一個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)分段用于觸摸感測(cè)的同時(shí)，如果使用^ 來(lái)調(diào)制另一個(gè)觸 摸驅(qū)動(dòng)分段，那么有可能在觸摸信號(hào)中添加噪聲分量。所添加的噪聲量取決于相對(duì)于Vstm的 Vot調(diào)制的相位、幅度和頻率。Vot的幅度和頻率取決于為L(zhǎng)CD使用的反轉(zhuǎn)方法。圖30示出了一個(gè)電模型，該模型是在將觸摸驅(qū)動(dòng)3001用于觸摸感測(cè)和LCD Vot調(diào) 制的狀況中使用的。該模型示出了 Vot調(diào)制能通過(guò)其向電荷放大器3002的輸入端添加噪 聲的輸入路徑。在某些實(shí)施例中，電荷放大器3002有可能需要附加的動(dòng)態(tài)余量(headroom)來(lái)容 納Vot 3003引入的噪聲。此外，后續(xù)的過(guò)濾電路(例如同步解調(diào)器，未示出)可能需要移 除由Vot調(diào)制所致的噪聲信號(hào)。2. 2. 1. 9 概念 A =Vstm 效果在某些條件下，Vstm調(diào)制有可能對(duì)于所調(diào)制的觸摸驅(qū)動(dòng)分段下方的子像素電壓產(chǎn) 生負(fù)面影響。如果子像素RMS電壓發(fā)生可感知的改變，則有可能產(chǎn)生顯示偽像。為了將可 能導(dǎo)致的顯示失真最小化，可以利用以下的一種或多種方法。來(lái)自兩側(cè)的觸摸驅(qū)動(dòng)可以減小LC像素電壓的失真。如圖31所示，通過(guò)將Vstm經(jīng) 由導(dǎo)電點(diǎn)3102連至兩側(cè)的Cst線，就能夠通過(guò)利用底部玻璃上已有的低電阻Cst布線3101 實(shí)現(xiàn)來(lái)自兩側(cè)的觸摸驅(qū)動(dòng)。作為替換，單端觸摸驅(qū)動(dòng)可以產(chǎn)生對(duì)所有像素統(tǒng)一的像素偏移 量電壓，而該電壓可以通過(guò)調(diào)整數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電平來(lái)減小或消除。此外，減小ITO薄片電阻還有 助于減少顯示偽像。最后，Vstm的相位和頻率還可以與Vot的相位和頻率相聯(lián)系，從而減小 觸摸信號(hào)中的噪聲量。2. 2. 1. 10概念A(yù) 對(duì)制造過(guò)程的影響概念A(yù)的制造工藝可以包括與典型IXD制造工藝相關(guān)的附加步驟。這其中的某些 步驟有可能是全新步驟，而某些步驟則有可能是針對(duì)現(xiàn)有步驟的修改。圖32示出了概念A(yù) 的制造工藝流程。方框3201、3202和3204代表新步驟，方框3205、3206和3207代表的則 是經(jīng)修改的步驟，二者全都與常規(guī)IXD制造工藝(例如圖8的制造工藝)相關(guān)。ITOl (方框3201、3202)的涂敷和圖案化可以用已知方法來(lái)完成。ITO可以在LCD 的其余處理過(guò)程中受到保護(hù)。光刻膠可以用來(lái)提供可移除的保護(hù)涂層。作為替換，二氧化硅可以提供永久性的保護(hù)覆蓋層。此外，IT02能夠被涂敷并圖案化(方框3204)以采用相 似方式來(lái)形成觸摸驅(qū)動(dòng)分段。相位延遲分析表明，對(duì)小型顯示器(彡4”對(duì)角線)來(lái)說(shuō)，在假設(shè)任一平面上的電 容性負(fù)載較小時(shí)ITOl和IT02的薄片電阻有可能高達(dá)300歐姆/方塊。如上所述，對(duì)結(jié)合 了概念A(yù)的電容性負(fù)載來(lái)說(shuō)，它有可能期望具有將IT02的最大薄片電阻限制在約30歐姆 /方塊或更小的量級(jí)。2. 2. 2 概念 A60概念A(yù)60在物理上與概念A(yù)相似，它可以提供一種不同方法來(lái)解決同步顯示更新 和觸摸掃描的問(wèn)題。該處理可以通過(guò)將Vot的1線反轉(zhuǎn)用作觸摸信號(hào)的激勵(lì)(即Vstm)來(lái)完 成。這在圖33中例示，其中該圖示出了如何在能夠保持其他觸摸驅(qū)動(dòng)分段處于恒定電壓的 同時(shí)調(diào)制單個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)分段3301。該方法可以消除從觸摸信號(hào)中移除不想要的Vot引入的 噪聲的問(wèn)題。此外，顯示更新和觸摸傳感器掃描沒(méi)有必要在空間上分開(kāi)。但使用該方法，就 可以在單個(gè)頻率(即VeQM調(diào)制頻率，例如約14. 4kHz)上完成解調(diào)，這與2006年5月2日提 交的名為“Multipoint Touch Screen Controller”的美國(guó)專利申請(qǐng)11/381，313中描述的 多頻率解調(diào)相反，其中該申請(qǐng)?jiān)谶@里引入作為參考。此外，使用這種方法就可以將觸摸傳感 器掃描速率固定在視頻刷新率(例如每秒60次)。2. 2. 3 概念 B圖34中例示的概念B與概念A(yù)相似，這二者共享了很多相同的電的、電纜布線及 結(jié)構(gòu)特性。然而概念B可以將觸摸驅(qū)動(dòng)層集成到Vot層中。概念B因此在用于LCD和觸摸 感測(cè)的ITO層的數(shù)量和堆疊位置方面有所不同。由于這些相似性，現(xiàn)在將會(huì)通過(guò)強(qiáng)調(diào)概念 A與B之間的差別來(lái)描述概念B。概念B可以將概念A(yù)中的共享IT02層分割成兩個(gè)ITO層，一個(gè)層用作觸摸感測(cè) (ITO) 3402，而另一個(gè)層則用作IXD νωΜ(ΙΤ03) 3403。從頂部開(kāi)始，用于觸摸感測(cè)的層可以包 括ΙΤ013401，它是一個(gè)可以被圖案化成N條觸摸傳感線的ITO層；ΙΤ023402，它是一個(gè)可 以被圖案化成M條觸摸驅(qū)動(dòng)線的ITO層；以及ΙΤ033403，它是一個(gè)可以充當(dāng)IXD的Vcqm電極 的ITO層。觸摸驅(qū)動(dòng)層(ITC^) 3402可以沉積在頂部玻璃3404的下表面，濾色器3405的上 方。通過(guò)從觸摸驅(qū)動(dòng)部件中分開(kāi)Vot，可以減小干擾。2. 2. 3. 1概念B 觸摸傳感器電極概念B可以包括與上文中為概念A(yù)描述的電極基本相似的觸摸傳感器電極。2. 2. 3. 2概念B 導(dǎo)電點(diǎn) 與概念A(yù) —樣，概念B可以使用位于LCD各角的附加導(dǎo)電點(diǎn)3406來(lái)將觸摸驅(qū)動(dòng)分 段連至專用電路。由于不必與觸摸感測(cè)共享VOT，因此概念B可以保留那些將Vot連接到其 驅(qū)動(dòng)電路的各角點(diǎn)。此外(如下所述)，概念B甚至還可以添加更多導(dǎo)電點(diǎn)。2. 2. 3. 3概念B 柔性電路和觸摸/LCD驅(qū)動(dòng)器IC概念B可以使用與為概念A(yù)描述的基本相同的FPC和觸摸/LCD驅(qū)動(dòng)器IC。2. 2. 3. 4概念B:與LCD掃描同步對(duì)概念B來(lái)說(shuō)，雖然Vot層可以與觸摸驅(qū)動(dòng)層分開(kāi)，但是仍然期望同步觸摸掃描和 LCD更新，以便在物理上將活動(dòng)的觸摸驅(qū)動(dòng)與正在被更新的顯示區(qū)域分開(kāi)。對(duì)概念B來(lái)說(shuō)，先前為概念A(yù)描述的同步方案同樣是可以使用的。2. 2. 3. 5概念B =MT驅(qū)動(dòng)電容性負(fù)載與概念A(yù)—樣，概念B的觸摸驅(qū)動(dòng)線上的電容性負(fù)載有可能很高。這個(gè)大電容可 能是由觸摸驅(qū)動(dòng)(ITO) 3402與Vot平面(IT03) 3403之間的薄(例如約5 μ m)電介質(zhì)產(chǎn)生 的。一種用于減小觸摸激勵(lì)信號(hào)中的非期望相位延遲的方法是通過(guò)添加平行的金屬跡線來(lái) 降低ITO驅(qū)動(dòng)線電阻。相位延遲也可以通過(guò)降低電平移動(dòng)器/解碼器的輸出電阻來(lái)減小。2. 2. 3. 6概念B 電模型和Vcom引入噪聲由于整個(gè)Vot平面全都可以耦合到觸摸驅(qū)動(dòng)層，因此多點(diǎn)觸摸電荷放大器的操作 有可能被Vot調(diào)制引入的噪聲中斷。為了減輕這些效應(yīng)，概念B可以具有恒定的Vot電壓。與此相反，ΙΤ023402與IT03;3403 (Vcom和觸摸驅(qū)動(dòng))之間的耦合有可能干擾Vot電 壓，由此可能會(huì)導(dǎo)致在LC像素上存儲(chǔ)錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)電壓。為了減小Vstm對(duì)Vot的調(diào)制，可以增 加將Vot連至底部玻璃的導(dǎo)電點(diǎn)的數(shù)量。例如，除了觀察區(qū)域每個(gè)角上的Vot點(diǎn)之外，在每 個(gè)邊的中間也可以放置導(dǎo)電點(diǎn)。 通過(guò)將Vstm與Vcqm同步，以及在正確時(shí)間關(guān)閉像素TFT，可以進(jìn)一步減小由Vcqm-Vstm 耦合導(dǎo)致的失真。舉例來(lái)說(shuō)，如果線路頻率是觀.8kHz而觸摸驅(qū)動(dòng)頻率是該頻率的倍數(shù)(例 如172. 8kHz、230. 4kHz和^SkHz)，那么VeQM失真有可能對(duì)所有像素具有相同的相位關(guān)系， 由此可以減小或消除Vot失真的可視性。此外，在失真大部分已衰減時(shí)，如果關(guān)閉像素TFT 的柵極，則可以減小LC像素電壓誤差。與概念A(yù) —樣，Vstm的相位和頻率可以與Vot的相位 和頻率相聯(lián)系，從而減少觸摸信號(hào)中的噪聲量。2. 2. 3. 7概念B 對(duì)制造過(guò)程的影響與概念A(yù)—樣，概念B同樣可以在IXD制造工藝中添加步驟。圖35示出了概念B 的制造工藝流程，其中方框3501、3502、3503和3504代表了與常規(guī)IXD制造工藝相關(guān)的新 步驟(例如圖8中描述的工藝)，而方框3506、3507、3508和3509則代表了針對(duì)現(xiàn)有步驟 (例如，同樣與圖8相關(guān)的步驟)所進(jìn)行的修改。與概念A(yù)—樣，ITOl可以使用已知方法來(lái)涂敷(方框3501)和圖案化(方框 3502)。ITOl和ΙΤ02的薄片電阻與為概念A(yù)描述的薄片電阻基本相似。對(duì)概念B來(lái)說(shuō)，由 于ΙΤ02層可以直接涂敷在玻璃上，因此其沉積(方框350 可以是一個(gè)例行過(guò)程。通過(guò)使 用萌罩(shadow mask)蝕刻，可以很容易地為那些與觸摸驅(qū)動(dòng)分段相連的導(dǎo)電點(diǎn)完成IT02 層與底部玻璃之間的電存取。IT03 (例如IXD的Vcqm層)可以具有介于30與100歐姆/方塊的薄片電阻，并且 它同樣可以使用常規(guī)方法來(lái)涂敷(方框3505)。然而如上所述，Vot電壓失真可以通過(guò)減小 ITO層電阻來(lái)減小。如有必要，可以通過(guò)添加平行于觸摸驅(qū)動(dòng)分段的金屬跡線來(lái)減小ΙΤ03 的有效電阻。金屬跡線可以與黑底對(duì)準(zhǔn)，以免干擾像素開(kāi)口(pixelopening)。此外，還可以 調(diào)整金屬跡線的密度(介于每顯示行一個(gè)到約每32個(gè)顯示行一個(gè))，以便提供Vot層的期 望電阻。2. 2. 4 概念 B，概念B’可以被理解成是概念B的變體，不同之處在于它省去了 ΙΤ02驅(qū)動(dòng)層而改 為使用導(dǎo)電黑底(例如頂部玻璃下方的CrO2層)作為觸摸驅(qū)動(dòng)層。作為替換，金屬驅(qū)動(dòng)線 也可以隱藏在黑底后面，其中所述黑底可以是聚合物黑底(polymer black matrix) 0這樣做可以提供若干益處，包括⑴省去了 ITO層；(2)減小了 Vstm對(duì)Vot層的影響；以及(3) 簡(jiǎn)化了制造工藝。由于為觸摸驅(qū)動(dòng)使用黑底可以排除對(duì)于圖案化濾色器上方的ITO層的需 要，因此制造工藝可以得到簡(jiǎn)化。圖36示出了概念B，的側(cè)視圖3601和頂視圖3602?？梢钥闯?，除了用于觸摸感測(cè) 的頂部ITO層3603之外，側(cè)視圖3601看上去很像標(biāo)準(zhǔn)的IXD疊層。圖36下方的圖示出了 如何可以將黑底3604分成分開(kāi)的觸摸驅(qū)動(dòng)分段。網(wǎng)格圖案可以遵循常規(guī)黑底的圖案，但是 每一個(gè)驅(qū)動(dòng)分段都可以與其他分段電氣絕緣。為了補(bǔ)償由于使用黑底作為觸摸驅(qū)動(dòng)而可能 導(dǎo)致的觸摸信號(hào)強(qiáng)度降低，可以增大電荷放大器增益(例如，約4X)。由于觸摸感測(cè)層未必與Vot層屏蔽，因此Vot調(diào)制有可能干擾觸摸信號(hào)。此外，觸 摸驅(qū)動(dòng)仍有可能干擾Vot電壓。這兩個(gè)問(wèn)題通過(guò)上文結(jié)合概念A(yù)描述的對(duì)Vot層進(jìn)行分段 和/或如上所述在空間上將顯示更新和觸摸感測(cè)分開(kāi)就能得到解決。此外還可以使用恒定 的Vot電壓來(lái)解決這些問(wèn)題。2. 2. 5 概念 K概念K在圖37(電路圖)和38(疊層圖)中例示。概念K利用了這樣一個(gè)事實(shí)， 那就是在使用柵極上的CST(CST-on-gate)配置的時(shí)候，TFT IXD中的選擇脈沖可以被部分傳 送至像素ΙΤ0。如圖38的顯示器疊層所示，觀察者可以面對(duì)有源陣列板3801而不是CF板3802。 有源陣列上的ITO像素3803可以為觸摸傳感器提供Vstm脈沖，其中顯示行被交替用于Vstm 脈沖和顯示尋址。塑料偏振器3805上的ITO傳感層3804可以層壓在陣列板3801的背面 來(lái)提供觸摸感測(cè)層。此外，薄玻璃層(例如0.2mm)同樣有助于改善信噪比。在顯示更新過(guò)程中，各行可被單獨(dú)選擇以更新像素?cái)?shù)據(jù)(如圖39所示)。為了生 成用于觸摸感測(cè)的Vstm，可以同時(shí)選擇多行4001，而高數(shù)據(jù)電壓4003則被施加到列線4002 以保持TFT斷開(kāi)(如圖40所示)。列驅(qū)動(dòng)器可以調(diào)整來(lái)自顯示器存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)信號(hào)定時(shí)以 便與觸摸驅(qū)動(dòng)時(shí)間間隔相適應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施例中，在一個(gè)觸摸掃描時(shí)間間隔期間，觸摸脈沖序列可以同時(shí)讓約30 個(gè)行4001產(chǎn)生脈沖。圖41示出了觸摸驅(qū)動(dòng)脈沖(Vstm)對(duì)IXD子像素電壓的影響。由Vstm 脈沖添加的電壓可以由Vot的DC偏移量和/或顯示數(shù)據(jù)灰度值的伽馬校正來(lái)補(bǔ)償。概念K可以提供多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。由于顯示器像素和觸摸傳感器共享驅(qū)動(dòng)電路，因此可 以省去電平移動(dòng)器/解碼器。此外，在這里可以使用常規(guī)CF板。另外，在頂部和底部玻璃 之間不需要額外導(dǎo)電點(diǎn)。基線(busline)反射可以增加顯示器中某些部分的反射率(R)，由 此要求在可能減小R的基線使用額外的膜(例如Cr之下的CrO)。2. 2. 6 概念 X，在圖42(電路圖)和圖43(疊層圖)中例示了概念X’。概念X’利用的是這樣一 個(gè)事實(shí)，即Vstm有可能與用于TFT像素開(kāi)關(guān)的柵極脈沖(例如15 18V擺動(dòng))相似。在概 念X’中，觸摸驅(qū)動(dòng)分段4301可以是LTPS有源陣列的一部分，并且可以形成像素存儲(chǔ)電容 器Cst的反電極(counter electrode)。Cst可以在兩個(gè)ITO層4301、4302之間形成。在本 實(shí)施例中，位于顯示器用戶側(cè)的可以是有源陣列板4303，而不是濾色板4304。如圖42所示，具有用于Vstm的三個(gè)不同頻率4201的脈沖序列可以由三行像素 4202共享，以便選擇這些行?？梢栽谂c被尋址的行相鄰的一組行的下方圖案化ITO觸摸驅(qū)動(dòng)分段4203。在不與Vstm相連時(shí)，這些觸摸驅(qū)動(dòng)分段4203可以通過(guò)TFT 4204與GND (地) 相連。為了構(gòu)造概念X’而對(duì)處理步驟所進(jìn)行的改變可以包括下列各項(xiàng)。首先，可以在陣 列基底的外部添加一個(gè)圖案化的傳感ITO。其次，在LTPS處理過(guò)程中，可以在傳感ITO上添 加SiO2保護(hù)。此外，在這里還可以使用保護(hù)性的抗蝕劑(resist)。第三，觸摸驅(qū)動(dòng)ITO可 以在用于LTPS陣列的SiO2屏障層(它可以在典型的LTPS工藝中找到)下方沉積并圖案 化。最后，通孔可以在屏障SiO2中圖案化，以便與觸摸驅(qū)動(dòng)ITO層相接觸。該步驟可以與 后續(xù)處理步驟相結(jié)合。概念X’還可以提供很多優(yōu)點(diǎn)。例如，由于顯示器和觸摸傳感器共享驅(qū)動(dòng)電路，因此 可以省去電平移動(dòng)器/解碼器芯片。此外，不需要對(duì)CF板進(jìn)行改變，由此可以使用常規(guī)的 濾色處理。更進(jìn)一步，由于存儲(chǔ)電容器Cst可以位于兩個(gè)ITO層之間，因此可以實(shí)現(xiàn)很高的 透射率。此外，另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)還在于可以省去陣列板4303與CF板4304之間的額外導(dǎo)電點(diǎn)。2. 3完全集成的觸摸感測(cè)本發(fā)明的第三組實(shí)施例將觸摸感測(cè)部件完全集成在LCM的內(nèi)部。與部分集成的觸 摸感測(cè)一樣，LCM中的已有層可以同時(shí)服務(wù)于雙重任務(wù)，以便提供觸摸感測(cè)功能，并且由此 減小顯示器厚度以及簡(jiǎn)化制造過(guò)程。此外，這些完全集成的觸摸感測(cè)層還可以在玻璃層之 間得到保護(hù)。在某些實(shí)施例中，完全集成的IXD可以包括與先前實(shí)施例描述相似的Vot層。在 其他實(shí)施例中，完全集成的觸摸感測(cè)LCD可以包括平面轉(zhuǎn)換(IPS)LCD結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)在后 續(xù)章節(jié)中將會(huì)得到更詳細(xì)地描述。2. 3. 1完全集成的基于Vot的IXD2. 3. 1.1 概念 A，概念A(yù)，可以被認(rèn)為是概念A(yù)的變體，它省去了 ITO傳感層(圖20中的ITO 2001)， 而采用導(dǎo)電黑底層(位于頂部玻璃下方)作為觸摸傳感層。作為替換，金屬傳感線可以隱 藏在黑底之后，其中所述黑底可以是聚合物黑底。由此，概念A(yù)’還可以省去FPC上的T-tab 以及與頂部玻璃的相應(yīng)粘合。觸摸傳感線可以通過(guò)導(dǎo)電點(diǎn)布線至底部玻璃，并且可以直接 與觸摸/IXD驅(qū)動(dòng)器芯片相連。此外，F(xiàn)PC可以是標(biāo)準(zhǔn)IXD FPC。相比于概念A(yù)和B，通過(guò)省 去制造步驟和元件，可以降低成本。圖44示出了能夠?qū)崿F(xiàn)的一種用導(dǎo)電黑底代替觸摸傳感層的方法。圖44包括單個(gè) 像素上部的側(cè)視圖4401，其中該像素具有在三原色部分4404之間延伸的黑底4403。通過(guò) 平面化(planarizing)介電層4406，可以將觸摸驅(qū)動(dòng)分段4405與黑底線4403分開(kāi)。圖44 還示出了具有垂直延伸的黑底線4403的顯示器的頂視圖4402。約96條黑底線(舉例來(lái) 說(shuō)，這相當(dāng)于32個(gè)像素)可以一起連接到電荷放大器4907的負(fù)端。觸摸驅(qū)動(dòng)分段4405可 以采用上述方式來(lái)驅(qū)動(dòng)。接近頂部玻璃4408的手指有可能擾動(dòng)垂直黑底線4403與觸摸驅(qū) 動(dòng)分段4405之間的電場(chǎng)。這種擾動(dòng)可以由電荷放大器4407放大，并且可以按本文中其他 地方的描述進(jìn)一步處理。由于顯示器中觸摸傳感線4403的深度，因此手指或觸摸物體與傳感線4403之間 的最小距離有可能會(huì)受到限制。這樣就會(huì)減小觸摸信號(hào)強(qiáng)度。該情況可以通過(guò)減小觸摸 傳感層上方各層的厚度來(lái)解決，由此允許手指或其他觸摸物體更接近傳感線。
2. 3. 1. 2 概念 X在圖45和46中例示了概念X。圖45所示的概念X的疊層與標(biāo)準(zhǔn)LCD的疊層基 本等同。觸摸傳感層4501可以嵌入Vot層(ΙΤ02)，這樣做可以同時(shí)提供雙重用途，即提供 Vot電壓平面以及用作觸摸傳感器的輸出。觸摸驅(qū)動(dòng)層也可以嵌入現(xiàn)有LCD層。例如，觸摸 驅(qū)動(dòng)可以位于底部玻璃4503上，并且可以是LCD選擇線電路的一部分(參見(jiàn)圖幻。該選擇 線于是可以提供雙重用途，即提供用于子像素TFT的柵極信號(hào)以及提供觸摸驅(qū)動(dòng)信號(hào)VSTM。 圖46是概念X的頂視圖，它示出了將其浮動(dòng)像素4601嵌入Vot層的觸摸傳感層的一種可 能設(shè)置。2. 3. 1.3 概念 H在圖47 50中描述了概念H。概念H不需要在顯示器的頂部玻璃或塑料層外部 包含任何ΙΤ0。由此，制造工藝可以非常類似于現(xiàn)有的顯示器制造工藝。如圖47所示，屏幕的觸摸感測(cè)部分可以是透明阻性薄片(resistive Sheet)4701，例如其上沉積了未圖案化的ITO層的玻璃或塑料基底。顯示器的Vot層可以 用于該觸摸感測(cè)部分。與上述某些實(shí)施例相比，由于該層不需要被圖案化，因此可以在制造 工藝中省去光刻步驟。在這里為了便于引用，如圖所示將各側(cè)面稱為北邊、南邊、東邊和西 邊。在阻性薄片外圍可以設(shè)置多個(gè)開(kāi)關(guān)4702。這些開(kāi)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)為玻璃上的TFT。此 外，在顯示邊界區(qū)域內(nèi)，在每一個(gè)開(kāi)關(guān)位置處還顯示了多個(gè)導(dǎo)電點(diǎn)4703，這些導(dǎo)電點(diǎn)可以將 Vot(頂部玻璃上)連至底部玻璃上的TFT層。開(kāi)關(guān)4702可以共同連接到兩條總線，例如北 邊和東邊的開(kāi)關(guān)與一條總線4704相連，而南邊和西邊的開(kāi)關(guān)則與第二總線4705相連。對(duì)于觸摸感測(cè)，開(kāi)關(guān)4702可以如下工作。北邊和南邊的開(kāi)關(guān)可以用于測(cè)量Y方 向的電容。左側(cè)和右側(cè)的開(kāi)關(guān)則可用于測(cè)量X方向的電容。位于東北和西北角的開(kāi)關(guān)可以 同時(shí)用于X和Y測(cè)量。如圖49所示，可以通過(guò)用調(diào)制波形Vm來(lái)激勵(lì)阻性薄片4701對(duì)電 容進(jìn)行測(cè)量。此外，在這里可以測(cè)量將所述薄片驅(qū)動(dòng)到期望電壓所需的電流(即電荷)，并 且可以將其用于確定觸摸的位置。特別地，如圖49的波形所示，在沒(méi)有觸摸的情況下，基線電容4902可以指示將所 述薄片4701激勵(lì)到Vm電壓所需的電流(電荷)。如果存在觸摸，那么就會(huì)由于手指電容 而可能需要更大的電流4903(電荷)。這個(gè)更大的電流在下部的波形群組中例示。觸摸位 置于是可以通過(guò)對(duì)圖49所示的基線和信號(hào)波形進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)組合來(lái)確定。在圖48中例示了在執(zhí)行X方向(即，東-西向)測(cè)量的過(guò)程中用于觸摸屏的等效 電路。C_PARA 4801可以是所述薄片的分布式寄生電阻，并且C_FINGER 4802可以是觸摸電 容，例如位于至東側(cè)路徑約75%的位置的觸摸。該框圖指示如何能夠?qū)⑺霭弪?qū)動(dòng)至VMOT， 以及如何能夠測(cè)量、組合和處理電荷，并且將其發(fā)送到主機(jī)。圖50例示了如何可以集成概念H與IXD。特別地，導(dǎo)電點(diǎn)5001可以與TFT層相連， 從而能夠允許對(duì)阻性薄片5002 (Vot)進(jìn)行調(diào)制，以便執(zhí)行顯示操作。觸摸感測(cè)操作和顯示 操作可以在時(shí)間上復(fù)用。例如，假設(shè)屏幕刷新率是與16ms的LCD更新周期相對(duì)應(yīng)的60Hz， 那么這其中的一部分時(shí)間可以用于將信息寫(xiě)入LCD，而另一部分時(shí)間則可用于觸摸感測(cè)。在 LCD更新過(guò)程中，Vm可以是來(lái)自LCD驅(qū)動(dòng)器電路的VOT。在觸摸感測(cè)過(guò)程中，具有不同頻率 和幅度的波形可以取決于觸摸系統(tǒng)的確切細(xì)節(jié)，諸如期望SNR、寄生電容等等來(lái)使用。此外還應(yīng)該指出，以框圖形式例示的本實(shí)施例中的觸摸感測(cè)電路既可以集成在LCD驅(qū)動(dòng)器中， 也可以是分開(kāi)的電路。2. 3. 1. 4 概念 J與概念H相似，概念J也不需要在顯示器的頂部玻璃或塑料層外部包含任何ΙΤ0。 在圖51中例示了概念J的物理結(jié)構(gòu)。該觸摸感測(cè)表面可以是與概念H相似的阻性薄片 5101，但是其被圖案化成多個(gè)行條帶5102。圖案化處理可以通過(guò)光刻、激光刪除(laser deletion)或其他已知的圖案化技術(shù)來(lái)完成。通過(guò)將阻性薄片5101圖案化成多個(gè)條帶 5102，沿著頂部和底部(北邊和南邊)的開(kāi)關(guān)就可被省去，留下東邊和西邊的開(kāi)關(guān)5103與 行條帶相連。每行5102都可以按順序被激勵(lì)，例如使用圖52所示W(wǎng)Vm波形5201。將每 一行5102驅(qū)動(dòng)至調(diào)制電壓所需的電流(電荷)可以是行電容的函數(shù)，其中所述電容可以是 指定行的寄生電容(C_PARA 5301，圖53)與手指或其他觸摸物體的電容(C_FINGER 5302， 圖53)的組合。如圖52所示，觸摸5202存在時(shí)的信號(hào)可以在數(shù)學(xué)上與基線信號(hào)5203相結(jié)合，以 便計(jì)算觸摸坐標(biāo)。Y輸出可以由每一行的Z輸出的質(zhì)心來(lái)確定。X輸出則可以由每一行的 X輸出的加權(quán)平均來(lái)確定。圖M示出了如何能將概念J的觸摸傳感器與LCD相集成。導(dǎo)電點(diǎn)MOl可以將頂 部玻璃上的Vot連接到底部玻璃上的TFT層。觸摸和顯示操作沒(méi)有必要進(jìn)行時(shí)分復(fù)用。相 反，在一部分顯示正被更新的同時(shí)可以就觸摸活動(dòng)掃描另一部分。在上文中結(jié)合其他實(shí)施 例對(duì)各種用于完成該處理的技術(shù)進(jìn)行了論述。觸摸感測(cè)可以使用不同的頻率和幅度，但是 也可以與LCD行反轉(zhuǎn)進(jìn)行相位同步。開(kāi)關(guān)M02可以實(shí)現(xiàn)為玻璃上的TFT。該測(cè)量電路既可 以與LCD控制器集成，也可以是分開(kāi)的元件。2. 3. 1. 5 概念 L在概念L中，可以向?yàn)V色玻璃添加有源TFT層，以允許分段ITO層經(jīng)由IXD顯示 器的不同區(qū)域來(lái)同時(shí)提供多種功能。在圖55中例示了概念L的疊層圖。概念L可以與標(biāo) 準(zhǔn)IXD顯示器包含相同數(shù)量的ITO層。然而，在底部玻璃5511上的IT015509和其他結(jié)構(gòu) 5507、5508能夠保持標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，濾色玻璃5505上的有源TFT層5501能夠允許IT025504 的區(qū)域(例如，水平行)在Vot、觸摸驅(qū)動(dòng)或觸摸傳感這些任務(wù)之間切換。圖56例示了具有經(jīng)水平分段的IT02層5504的概念L顯示器。在這里對(duì)該顯示 器的不同區(qū)域同時(shí)執(zhí)行下列處理執(zhí)行Vcqm調(diào)制(區(qū)域5601)和/或?qū)懭?區(qū)域5602)； 提供觸摸激勵(lì)(區(qū)域5603)；通過(guò)測(cè)量來(lái)提供觸摸傳感(區(qū)域5604)；以及維持在保持狀態(tài) (區(qū)域5605)。有源TFT層5501中的晶體管可以在指定時(shí)間間隔中將用于每一個(gè)水平行的 信號(hào)切換到期望功能。在相同序列中，每個(gè)區(qū)域都可以具有針對(duì)每種狀態(tài)的同等暴露，由此 基本消除不均勻性。由于提供觸摸激勵(lì)可能干擾LC兩端的電壓，因此LCD像素寫(xiě)入處理可 以緊接在觸摸激勵(lì)階段之后發(fā)生，以縮短任何干擾的持續(xù)時(shí)間。對(duì)某個(gè)區(qū)域的LCD像素寫(xiě) 入可以在Vot調(diào)制過(guò)程中發(fā)生，同時(shí)相鄰各分段則可以經(jīng)歷Vot調(diào)制以便在像素寫(xiě)入過(guò)程 中維持統(tǒng)一的邊界條件。濾色板可以使用與用于有源陣列處理相類似的處理來(lái)形成。形成附加TFT層的處 理可能涉及附加步驟，但是這兩個(gè)基底的后端處理可以保持與標(biāo)準(zhǔn)LCD的處理基本相似。 這些技術(shù)可以在不使用低電阻ITO的情況下允許此類顯示器適用于較大尺寸面板。
2. 3. 1. 6 概念 Ml 和 M2圖57和58分別示出了概念Ml和M2的疊層圖。概念Ml和M2可以向?yàn)V色玻璃 中添加圖案化的ITO和金屬層以供觸摸感測(cè)。雖然概念Ml和M2相似，但是它們的一個(gè)不 同之處在于ITOl和IT02層的不同用途。概念Ml可以將IT015701用于觸摸感測(cè)，并且可 以將IT025702用于VCQM(在設(shè)置/保持IXD像素電壓時(shí))和觸摸驅(qū)動(dòng)(在未寫(xiě)入像素電壓 時(shí))兩者。概念Μ2可以將ΙΤ015801用于觸摸驅(qū)動(dòng)，并且可以將ΙΤ025802用于Vcqm和觸摸 感測(cè)。對(duì)這兩個(gè)概念Ml和Μ2來(lái)說(shuō)，頂部玻璃5703、5803不必包括任何晶體管或其他有源 元件。在任一概念Ml或Μ2中，可以通過(guò)對(duì)Vcqm分段來(lái)允許一個(gè)顯示區(qū)域在顯示更新過(guò) 程中保持恒定的Vot，與此同時(shí)就觸摸活動(dòng)而對(duì)另一個(gè)區(qū)域進(jìn)行獨(dú)立掃描。這樣做可以減小 觸摸感測(cè)與顯示功能之間的干擾。圖59、60和61示出了被分段成三個(gè)區(qū)域(5901、5902、5903 ；圖59)的示例性顯示 器(與概念Μ2相對(duì)應(yīng))，其中有兩個(gè)區(qū)域可以同時(shí)執(zhí)行觸摸掃描(例如區(qū)域5901，5902)， 而第三個(gè)區(qū)域的顯示器像素則可以被更新(例如區(qū)域5903)。在圖61左側(cè)，位于ITOl和 Ml (金屬1)層的27條垂直驅(qū)動(dòng)線6101可以提供三個(gè)不同區(qū)域，其中每一個(gè)區(qū)域都具有9 個(gè)觸摸列。每一條驅(qū)動(dòng)線(每個(gè)觸摸列3條)都可以具有一個(gè)下至陣列玻璃并且可以被布 線至驅(qū)動(dòng)器ASIC的導(dǎo)電點(diǎn)(未示出)。圖61右側(cè)示出了用于ΙΤ02層的分段水平行的可能模式，其中包括用于第一組交 替行6102的Vot和VmD以及用于第二組交替行6103的VCQM、Vhold以及VSENSE。每一個(gè)IT02 行都可以向下經(jīng)由導(dǎo)電點(diǎn)(未示出)連接到陣列玻璃，由此可以使用LTPS TFT開(kāi)關(guān)來(lái)切換 行模式。圖61右側(cè)示出了 21個(gè)傳感行，其中有14個(gè)傳感行是可以在任何時(shí)間感測(cè)的(但 是其他行數(shù)也可以更多)。圖62示出了用于圖59、60和61所示的示例性顯示器的觸摸感測(cè)的電路圖。Vstm 驅(qū)動(dòng)器6200通過(guò)金屬驅(qū)動(dòng)列6202發(fā)送信號(hào)，其中所述驅(qū)動(dòng)列可以具有電阻Rfctral和寄生 電容Cd 。觸摸電容Csig可以經(jīng)由ITO行來(lái)測(cè)量，其中所述ITO行可以具有電阻I it。2raw以及 寄生電容Cit。2raw。在到達(dá)電荷放大器6204之前，觸摸感測(cè)電荷還有可能受到兩個(gè)附加電阻 Rswi和Rbmto的影響。60fps的顯示幀更新率可以對(duì)應(yīng)于120fps的觸摸掃描率。如果需要(例如在小型 多點(diǎn)觸摸顯示器中)，設(shè)計(jì)人員可以選擇減小觸摸掃描率(例如減至60fps)，由此節(jié)約電力 并且有可能降低復(fù)雜性。因此，當(dāng)顯示器的某些區(qū)域中既未發(fā)生顯示更新也沒(méi)有進(jìn)行觸摸 掃描時(shí)，這些區(qū)域可以留在“保持狀態(tài)”。圖63示出了在其中顯示區(qū)域可被水平而不是垂直掃描和更新的顯示器(與圖60 中的一樣)。觸摸驅(qū)動(dòng)和觸摸傳感區(qū)域可以交織，由此如傳感場(chǎng)線(field line)6305所示， 為觸摸驅(qū)動(dòng)行6301施加的激勵(lì)可以同時(shí)從兩個(gè)傳感行6302和6303感測(cè)。黑掩模層可以用于隱藏ITO層中的金屬線和/或間隙。例如，IT02中的金屬驅(qū)動(dòng) 線、蝕刻間隙以及ITOl中蝕刻間隙可以完全或者部分隱藏在黑掩模之后(如圖64所示)。 這樣做可以減少或消除這些項(xiàng)目對(duì)顯示器用戶的視覺(jué)影響。2. 3. 1.7 概念 M3如圖65所示，概念M3可以與概念Ml和M2相似，但是其將觸摸驅(qū)動(dòng)和觸摸感測(cè)集成在了單個(gè)分段的ITO層6501中。雖然上述各個(gè)實(shí)施例將驅(qū)動(dòng)和傳感電極包含在了分開(kāi) 的層上，但是概念M3可以將驅(qū)動(dòng)和傳感電極包含在相同平面內(nèi)。通過(guò)添加介電層6502，可 以使得觸摸感測(cè)部件免受其他電場(chǎng)和/或效應(yīng)的影響。圖66和67例示了被分段成三個(gè)區(qū)域6601、6602、6603的概念M3的顯示，這三個(gè)
區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域在顯示幀的每個(gè)循環(huán)更新過(guò)程中都可以在觸摸激勵(lì)/感測(cè)階段、LCD像 素寫(xiě)入階段以及保持階段之間交替。圖68例示了能夠劃分顯示器的接線細(xì)節(jié)和布局設(shè)置。 ITOl行6801可以經(jīng)由導(dǎo)電點(diǎn)6802連接到TFT玻璃上的LTPS開(kāi)關(guān)，其中該開(kāi)關(guān)會(huì)為該行 在Vot與VmD之間切換電壓。每一個(gè)列都可以使用三條傳感線6803 (每一個(gè)區(qū)域一條傳感 線)，其中該線路將被復(fù)用，以便在相應(yīng)時(shí)幀中測(cè)量活動(dòng)區(qū)域。在對(duì)某個(gè)區(qū)域執(zhí)行觸摸掃描 的過(guò)程中，與區(qū)域中的行對(duì)應(yīng)的觸摸驅(qū)動(dòng)部件可以被激活，并且可以同時(shí)對(duì)該行的所有列 進(jìn)行感測(cè)。在就觸摸活動(dòng)而對(duì)顯示器的一個(gè)區(qū)域進(jìn)行掃描的時(shí)間內(nèi)，另一個(gè)區(qū)域可以調(diào)制 Vcqm和/或更新顯示器像素。通過(guò)向ITO的區(qū)域添加金屬分段(圖68中的6805)，可以減小ITO的電阻。例如， 可以向ITOl驅(qū)動(dòng)電極6804添加短金屬分段，以減小觸摸信號(hào)的相位延遲。這些金屬線可 以隱藏在黑掩模層之后。如圖69所示，保護(hù)跡線6903可以用于阻攔觸摸與傳感電極之間未被玻璃向上傳 遞的場(chǎng)線，在這種情況下，它們將會(huì)受到手指或其他觸摸物體的影響。這樣做可以減小噪聲 以及增強(qiáng)測(cè)得的觸摸對(duì)顯示器的影響。圖70示出了沒(méi)有保護(hù)跡線的顯示器的頂視圖7001 和截面圖7002，其中諸如驅(qū)動(dòng)電極7003和傳感電極7004之類的觸摸感測(cè)部件的各行被窄 間隙分開(kāi)。當(dāng)觸摸感測(cè)有效時(shí)，通過(guò)將IT02層6905 (Vcqm)接地，可以將觸摸感測(cè)和顯示功 能彼此屏蔽。圖69示出了顯示器的頂視圖11101和截面圖6902，其中該顯示器包括被布 置在ITOl上的觸摸感測(cè)部件，例如驅(qū)動(dòng)電極6904和傳感電極6905的各行之間接地保護(hù)跡 線 6903。2. 3. 1.8 概念 Pl 和 Ρ2概念Pl和Ρ2與概念Μ3相似，它們可以在相同平面提供觸摸驅(qū)動(dòng)和觸摸傳感電 極。但是如圖71所示，概念Pl和Ρ2還可以提供附加益處，那就是可單獨(dú)尋址的觸摸像素。 每一個(gè)觸摸像素都可以包括驅(qū)動(dòng)電極7102、傳感電極7103以及相應(yīng)驅(qū)動(dòng)線7104和傳感線 7105，這些線路可以單獨(dú)布線并連接到顯示邊界上的總線。這些線路可以用導(dǎo)電黑掩模形 成，由此允許顯示器中業(yè)已存在的黑掩模區(qū)域?yàn)橛|摸感測(cè)提供附加服務(wù)。作為替換，這些線 路也可以是布置在黑底之后的金屬線，其中所述黑底可以是聚合物黑底。圖72示出了概念Pl的疊層圖。概念Pl可以在各種方面不同于標(biāo)準(zhǔn)的LCD處理。 例如，一部分標(biāo)準(zhǔn)聚合物黑底可以被改為具有低電阻金屬襯背的黑鉻。然后，這些導(dǎo)電線可 以用于對(duì)往來(lái)于觸摸像素的信號(hào)進(jìn)行布線。在附加的掩模步驟中，在黑掩模后面可以添加 圖案化的ITO層7202。通過(guò)添加STN類型的導(dǎo)電點(diǎn)7203，可以將用于每一個(gè)觸摸像素的驅(qū) 動(dòng)信號(hào)和傳感信號(hào)布線到LTPS TFT板(例如每個(gè)觸摸像素使用2個(gè)點(diǎn))。此外還可以加厚 濾色層和邊界平面化層7204，以便減小觸摸驅(qū)動(dòng)與Vot之間的電容。圖73示出了概念P2的疊層圖。除了并入如上參考概念Pl描述的四種變化之外， 概念P2還可以包括圖案化的ITO層7301，其中所述層可以用于創(chuàng)建分段的VroM。通過(guò)對(duì)Vcqm 分段，可以隔離觸摸驅(qū)動(dòng)和顯示操作，由此潛在改善信噪比。圖74示出了一個(gè)突顯用于概念P2 WVot信號(hào)耦合的電路圖。通過(guò)保持用于回流的獨(dú)立總線(Vholdbusl和Vholdbus2)， 可以減小耦合電荷。此外，通過(guò)為一半觸摸像素使用互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)，可以減小Vholdbusl中的回流。圖71和75例示了往來(lái)于感測(cè)和驅(qū)動(dòng)像素的觸摸傳感和觸摸驅(qū)動(dòng)線的示例性布 線。在這里可以將一組驅(qū)動(dòng)線和感測(cè)線從顯示器各端的總線線路7501、7502水平布線到 每一個(gè)單獨(dú)的觸摸像素7101。這些線路可以隱藏在黑掩模層后面，或者也可以并入導(dǎo)電黑 掩模層。此外，這種布線還可以位于單個(gè)層上。用于單獨(dú)的觸摸像素的信號(hào)可以使用LTPS TFT并且通過(guò)總線線路而被尋址和復(fù)用。如果能夠驅(qū)動(dòng)單獨(dú)的像素而不是整個(gè)行，則可以減小寄生電容。此外，可單獨(dú)尋址 的觸摸像素還允許以“隨機(jī)訪問(wèn)”模式而不僅僅是用逐行模式來(lái)掃描觸摸陣列。這樣做可 以提高將觸摸感測(cè)與顯示更新進(jìn)行交錯(cuò)的處理的靈活性。例如，圖76描述了一種可能的掃 描圖案。由于該系統(tǒng)可以掃描任何期望圖案中的觸摸像素，因此該掃描圖案可以被設(shè)計(jì)成 確保從不在同一時(shí)間驅(qū)動(dòng)相鄰的行和相鄰像素，由此避免可能導(dǎo)致信號(hào)損失或信噪比降低 的邊緣場(chǎng)(fringe field)交互。在圖76中，方塊7601和7602各自包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極和 一個(gè)傳感電極。方塊7601對(duì)應(yīng)的是同相驅(qū)動(dòng)，而方塊7602對(duì)應(yīng)的則是180度異相驅(qū)動(dòng)信 號(hào)。在該圖中，兩個(gè)行(總共M個(gè)像素)可以被覆蓋在五個(gè)序列中，并且每一次都掃描四 個(gè)像素。2. 3. 1.9 概念 D另一個(gè)實(shí)施例，即概念D可以通過(guò)為每一個(gè)觸摸像素使用兩個(gè)分段ITO層以及附 加晶體管來(lái)支持多點(diǎn)觸摸感測(cè)處理。圖77示出了概念D的電路圖。在顯示更新過(guò)程中，該 電路可以像在標(biāo)準(zhǔn)IXD顯示器中那樣起作用。柵極驅(qū)動(dòng)7700可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)晶體管(Q17702 和Q27704)，由此允許來(lái)自Vcqm總線7706和數(shù)據(jù)線7708的信號(hào)將電荷傳送至一組用于控制 LC(CST 7710、Clc17712以及(^27714)的電容器。在關(guān)斷晶體管Q27704時(shí)，Vot 7706將會(huì)斷 開(kāi)與Cst 7710的連接，由此允許將Vot線7706用于觸摸感測(cè)。特別地，線路7706可以用于 將電荷經(jīng)由Cin 7716和Cqut 7718，經(jīng)由數(shù)據(jù)線7708(用作觸摸傳感線)發(fā)送到電荷放大器 7720內(nèi)。接近顯示器的導(dǎo)電物體(例如用戶的手指、指示筆等等)可以以一種能被電荷放 大器7720測(cè)量的方式來(lái)擾動(dòng)系統(tǒng)電容。圖78和79示出了基于概念D的顯示器中的子像素疊層圖。在圖78中，ITOl層 可以分段成兩個(gè)板，即A 7722和C 7726。IT02層可以分段成孤島(例如B 77M)，這些孤 島可以位于子像素上，并且充當(dāng)ITOl層中的各板的反電極。在顯示更新過(guò)程中，孤島77M 與各板(A 7722、C 7726)之間的電壓差可以用于控制液晶7804。在觸摸感測(cè)過(guò)程中，其中 可以對(duì)遍及子像素(例如圖129中的Cl、C2、CiruCout和Cst)的電容的擾動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，以 便確定導(dǎo)電物體的接近度。圖80示出了概念D的組合的接線疊層圖。圖81示出了概念D的一個(gè)實(shí)施例的物 理實(shí)現(xiàn)方式。 2.3.2完全集成且基于IPS的LCD 在圖82中示意性地例示了平面轉(zhuǎn)換(IPS)，它可以用于創(chuàng)建具有更寬視角的LCD 顯示器。雖然某些LCD (例如扭曲向列型LCD)使用的是垂直設(shè)置的電極對(duì)(相關(guān)實(shí)例如 圖20所示)，但在IPS IXD中，用于控制液晶8203定向的兩個(gè)電極8201、8202可以在相同層中(例如在單個(gè)平面中)彼此平行。通過(guò)以這種方式確定電極方向，可以生成一個(gè)穿過(guò) 液晶的水平電場(chǎng)8200，其中該電場(chǎng)可以使所述液晶平行于面板前部，由此增大視角。IPS顯 示器中的液晶分子并未錨定到上方或下方的層(相關(guān)實(shí)例如圖82所示)，而是改為可以自 由旋轉(zhuǎn)，以便將其自身對(duì)準(zhǔn)電場(chǎng)8200，同時(shí)保持彼此平行以及與顯示電極平面平行。圖83 示出了位于可以使用平面轉(zhuǎn)換的顯示器中的交叉指型電極對(duì)(interdigitated pair of electrodes)8301、8302所具有的更為實(shí)際的設(shè)置。由于IPS顯示器缺少可用于觸摸驅(qū)動(dòng)或觸摸傳感的Vot層，因此，本發(fā)明的某些實(shí) 施例可以允許將用于顯示器更新的相同電極還用于觸摸感測(cè)，以便提供觸摸感測(cè)能力。這 些電極可以由附加電路來(lái)補(bǔ)充(complimented)。在上述某些實(shí)施例中，觸摸像素有可能與 大量顯示器像素重疊。與之相反，由于下述IPS實(shí)施例可以將相同電極用于顯示器控制和 觸摸感測(cè)，因此可以在附加成本極低或沒(méi)有附加成本的情況下獲取更高的觸摸分辨率。作 為替換，在這里可以聚集多個(gè)觸摸像素，以便產(chǎn)生分辨率較低的組合的觸摸信號(hào)。2. 3. 2. 1 概念 E在圖84中例示了一個(gè)IPS實(shí)施例，即概念E。如上所述，在基于IPS的觸摸感測(cè) 顯示器中，電極可以處于相同平面內(nèi)，并且可以具有交叉指型結(jié)構(gòu)(如圖84所示)。雖然 電極A 8400和電極B 8402可以用于在顯示更新過(guò)程中確定液晶層方向，但是這些電極還 可用于(與附加部件組合)實(shí)現(xiàn)觸摸感測(cè)。例如，基于像素正在經(jīng)歷顯示更新還是觸摸感 測(cè)，概念E可以使用附加開(kāi)關(guān)8404來(lái)改變用于一組信號(hào)線的驅(qū)動(dòng)。此外，概念E還可以包 括電容(CIN_A 8406、C0UT_A8408、CIN_B 8410 和 C0UT_B 8412)以及兩個(gè)晶體管(晶體管 Q18414和晶體管(^8416)，以便控制這些電極何時(shí)將用于顯示更新何時(shí)將用于觸摸感測(cè)。在觸摸感測(cè)過(guò)程中，晶體管Q18414和Q28418是關(guān)斷的，由此斷開(kāi)電極與顯示信 號(hào)的連接，并且允許將電極用來(lái)測(cè)量電容。然后，Vot金屬線8416可以連至觸摸激勵(lì)信號(hào) 8418。該激勵(lì)信號(hào)可以經(jīng)由CIN_A 8406和CIN_B 8410發(fā)送到可與電荷放大器8422相連 的C0UT_A 8408和C0UT_B 8412。CIN與COUT之間的電容Csk (未示出)可用于檢測(cè)觸摸。 在沒(méi)有傳感像素被觸摸時(shí)，遞送到電荷放大器8422的電荷主要取決于兩對(duì)CIN和COUT電 容器之間的電容。當(dāng)某個(gè)物體(例如手指)接近電極時(shí)，Csk電容有可能受到擾動(dòng)(例如降 低)，并且該擾動(dòng)可以被電荷放大器8422作為所傳送電荷量的變化來(lái)進(jìn)行測(cè)量?？梢酝ㄟ^(guò) 選擇CIN和COUT的值來(lái)適合電荷放大器8422的期望輸入范圍，由此優(yōu)化觸摸信號(hào)強(qiáng)度。通過(guò)在觸摸感測(cè)過(guò)程中使用高頻信號(hào)，可以將電極用于執(zhí)行觸摸感測(cè)，而不會(huì)對(duì) 顯示器狀態(tài)產(chǎn)生負(fù)面影響。由于LC分子很大并且是非極性的，因此，通過(guò)使用不改變或者 不在LC兩端的RMS電壓上施加DC分量的高頻場(chǎng)，可以在不改變顯示器狀態(tài)的情況下檢測(cè) 觸摸。圖85示出了概念E的疊層圖。如所述，所有觸摸部件都可以在TFT板8501上形 成。2. 3. 2. 2 概念 Q對(duì)基于IPS的觸摸感測(cè)顯示器來(lái)說(shuō)，其另一個(gè)實(shí)施例是概念Q，該實(shí)施例同樣允許 將IXD的TFT玻璃部件(例如金屬布線線路、電極等)用于顯示和觸摸感測(cè)功能兩者。這 個(gè)實(shí)施例的一個(gè)潛在優(yōu)點(diǎn)是不需要改變顯示器工廠設(shè)備。對(duì)常規(guī)LCD制造來(lái)說(shuō)，唯一添加 的內(nèi)容包括添加觸摸感測(cè)電子設(shè)備。
概念Q包括圖105和106所示的兩類像素。在圖105中例示了像素類型A。每一 個(gè)像素10501都包括三個(gè)端子，即選擇端子10502、數(shù)據(jù)端子10503和公共端子10504。每 一個(gè)A類像素都有沿著列10505連接的公共端子，以便形成觸摸感測(cè)列。在圖106中描述 了像素類型B。每一個(gè)像素10601也包括三個(gè)端子，即選擇端子10602、數(shù)據(jù)端子10603以 及公共端子10604。每一個(gè)B類像素也有沿著行10605連接的公共端子，以便形成觸摸感測(cè) 行。這些像素可以像圖17顯示的那樣設(shè)置，以帶有多個(gè)觸摸傳感行10702和多個(gè)觸摸傳感 列10703。觸摸感測(cè)芯片10701可以包括驅(qū)動(dòng)激勵(lì)和感測(cè)電路，并且可以與這些行和列相 連。觸摸感測(cè)芯片可以如下工作。在第一時(shí)段中，在LCD更新時(shí)，所有的行和列都可以 保持接地。在某些實(shí)施例中，這個(gè)第一時(shí)段可以是一個(gè)約12ms的周期。在下一個(gè)時(shí)段中， 在每一個(gè)B類像素處也就是觸摸行處的電容被感測(cè)的同時(shí)，可以使用激勵(lì)波形來(lái)驅(qū)動(dòng)A類 像素，即觸摸列。在下一個(gè)時(shí)段中，在每一個(gè)A類像素處也就是觸摸列處的電容被感測(cè)的同 時(shí)，可以使用激勵(lì)波形來(lái)驅(qū)動(dòng)B類像素，即觸摸列。然后，該處理可以重復(fù)執(zhí)行。這兩個(gè)觸 摸感測(cè)周期約為ans。激勵(lì)波形可以采用各種形式。在某些實(shí)施例中，它可以是峰-峰值約 為5V且DC偏移量為零的正弦波。此外，其他時(shí)段和波形也是可以使用的。2. 3. 2. 3 概念 G在基于IPS的觸摸感測(cè)顯示器中可能出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題是如果在觸摸與LC之間缺 少屏蔽，則意味著手指(或其他觸摸物體)有可能影響顯示輸出。例如，觸摸屏幕的手指 可能影響用于控制LC的場(chǎng)，從而引起顯示失真。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)解決方案可以是在用 戶與顯示器子像素之間放置防護(hù)罩(例如透明的ITO層)。但是，該防護(hù)罩有可能阻攔用于 觸摸感測(cè)的電場(chǎng)，由此就會(huì)妨礙觸摸感測(cè)。該問(wèn)題可以由一個(gè)實(shí)施例，即概念G來(lái)克服，其中該實(shí)施例如圖86中的疊層圖所 示是通過(guò)翻轉(zhuǎn)顯示器的各層來(lái)克服這個(gè)問(wèn)題的。這樣做可以將LC 8600放置在TFT板8602 與用戶相對(duì)的一側(cè)上。由此，用于控制LC 8600的場(chǎng)線通常可以被定向以遠(yuǎn)離IXD的觸摸 側(cè)。這就可以在被布置在觸摸物體與LC 8600之間的金屬區(qū)域，例如數(shù)據(jù)線、柵極線以及電 極來(lái)為L(zhǎng)C提供部分或完整屏蔽。2. 3. 2. 4 概念 F另一個(gè)實(shí)施例，即概念F可以減小顯示擾動(dòng)，同時(shí)保持LCD數(shù)據(jù)總線不變(相對(duì)于 非觸摸IPS顯示器)，并且不需要附加ITO層也不會(huì)使層對(duì)準(zhǔn)更為困難。與使用共享數(shù)據(jù)線 (如在概念E和G中那樣)不同，概念F可以通過(guò)在金屬層(Ml)中添加一組可以充當(dāng)輸出 傳感線8700且已布線的金屬線來(lái)減小潛在的顯示擾動(dòng)。如圖87中以及如圖134中關(guān)于概 念F的子像素疊層圖中所示，這些輸出傳感線8700可以在顯示電路下方垂直延伸經(jīng)過(guò)顯示 器的整個(gè)區(qū)域。通過(guò)使用分開(kāi)的金屬層以供輸出感測(cè)，概念F可以允許移除為概念E所示 的一個(gè)晶體管(圖84)。此外還應(yīng)注意到，概念F將會(huì)翻轉(zhuǎn)顯示層，以便進(jìn)一步減小上文中 結(jié)合概念G描述的潛在顯示擾動(dòng)。3.啟用技術(shù)對(duì)上述實(shí)施例中的許多來(lái)說(shuō)，各種特性都是可以應(yīng)用的。在下文中將對(duì)其實(shí)例進(jìn) 行描述。3. 1DIT0
在很多實(shí)施例中，ITO可以沉積在基底兩側(cè)并被圖案化。在2007年1月3日提交 的名為“Double-sided Touch Sensitive Panel With ITOMetal Electrodes”的美國(guó)專利 申請(qǐng)11/650，049中描述了各種用于該目的的各種技術(shù)和處理，其中該申請(qǐng)?jiān)谶@里全部引 入作為參考。3. 2用金屬來(lái)替換圖案化的ITO各種實(shí)施例均可省去用于形成觸摸傳感電極的圖案化ITO層，并且使用沉積在其 中某個(gè)層、例如頂部玻璃上的極細(xì)金屬線來(lái)替換該層。這樣做具有很多優(yōu)點(diǎn)，其中包括省去 了 ITO處理步驟。此外，傳感線電極可以做得很細(xì)(例如約10微米量級(jí))，由此不會(huì)干擾對(duì) 顯示器的視覺(jué)。這種線路厚度的減小還可以減小寄生電容，如上所述，這樣做可以增強(qiáng)觸摸 屏操作的各個(gè)方面。最后，由于來(lái)自顯示器的光沒(méi)有穿過(guò)基本上用ITO覆蓋的層，因此，顏 色和透射率將可以得到改善。3. 3使用塑料作為觸摸傳感基底上述各個(gè)實(shí)施例是在玻璃基底的上下文中描述的。但在某些實(shí)施例中，通過(guò)用塑 料替換這其中的一個(gè)或多個(gè)基底，可以節(jié)約成本并減小厚度。圖89和90例示了圖89所示 的基于玻璃的系統(tǒng)與圖90所示的基于塑料的系統(tǒng)之間的某些差別。雖然是在一個(gè)特定實(shí) 施例的上下文中描述的，但是替換塑料基底的原理可以應(yīng)用于任何概念。圖89例示了基于玻璃的系統(tǒng)的疊層。例示的尺寸是使用當(dāng)前技術(shù)的實(shí)例，但是本 領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，其他厚度同樣是可以使用的，隨著制造技術(shù)的進(jìn)步則尤其如此。從 頂部開(kāi)始，具有約0. 8mm的示例性厚度的覆蓋物8901可以位于折射率匹配層8902 (例如厚 約0.18mm)的上方。位于折射率匹配層下方的可以是頂部偏振器8903。頂部偏振器8903 可以具有約0. 2mm的厚度。下一層可以是在每側(cè)面都具有圖案化的ITO的玻璃層8904(例 如厚約0.5mm)。傳感電極可以在頂面圖案化，其中舉例來(lái)說(shuō)，該電極同樣可以粘合到FPC 8905。LCD的驅(qū)動(dòng)電極和Vot層可以在玻璃層8905的底面上被圖案化。在其下方可以是另 一個(gè)玻璃層8906，其中該玻璃層具有約0. 3mm的示例性厚度，其上可以形成該顯示器的TFT 層。這個(gè)玻璃層頂面同樣可以粘合到與顯示器及觸摸感測(cè)電路8908兩者相連的FPC 8907。 在其下方可以是底部偏振器，后者下方可以是顯示背光8910。從頂部到底部的總厚度約為2. 0mm。各種ASIC和分立電路元件既可以位于玻璃 上，也可以經(jīng)由FPC連接。圖案化的ITO可以位于另一個(gè)塑料層上，例如頂部覆蓋物的底側(cè)寸寸。圖90例示了一種相似的設(shè)置，在該設(shè)置中，通過(guò)將觸摸傳感層9002移動(dòng)到塑料 偏振器9003，就能減小中間玻璃層9001的厚度。在塑料偏振器9003上圖案化觸摸傳感層 9002的處理可以通過(guò)各種已知方法來(lái)完成。厚度的減小可以歸因于不必在兩側(cè)對(duì)玻璃進(jìn)行 圖案化。由于存在處理問(wèn)題，因此在LCD工藝中使用的玻璃可以例如以約0. 5mm的厚度來(lái)處 理，于是在處理之后磨薄至約0. 3mm。通過(guò)讓電路部件處于兩個(gè)側(cè)面上，可以避免磨損玻璃。 但在圖90的實(shí)施例中，由于中間玻璃9001具有只在其一側(cè)圖案化的電極，因此它是可以磨 薄的，由此，其厚度總計(jì)可以減小約0. 2mm。這一設(shè)置可以包括與偏振器相連的附加FPC連 接9004，后者可以使用低溫粘合處理來(lái)粘合。使用塑料基底的附加優(yōu)點(diǎn)還在于可以使用具 有不同介電常數(shù)的材料，這樣做可以提供靈活性，并且可以增強(qiáng)電容性感測(cè)電路的操作。在圖91中例示了塑料基底實(shí)施例的一個(gè)變體。電極9101 (例如驅(qū)動(dòng)線或傳感線)可以在多個(gè)塑料基底9102、9103上被圖案化，然后，這些基底可以粘著在一起。由于塑料基 底可以更薄(例如，約為玻璃基底厚度的一半)，因此，該技術(shù)甚至可以提供更薄的觸摸屏。在圖92所示的另一個(gè)變體中，聚酯(polyester)基底9201可以具有在任一側(cè)圖 案化的電極9202。該實(shí)施例可以包括用于在兩側(cè)之間連接并且穿過(guò)基底9202的檢查孔 (access hole)。聚酯基底9201可以布置在諸如手持式計(jì)算機(jī)之類的設(shè)備的覆蓋物9204 中。在圖93中例示了另一個(gè)變體，其中該圖例示了具有在頂面被圖案化的ITO電極9302 的聚酯層9301，并且該聚酯層帶有穿過(guò)基底9301到達(dá)第二玻璃基底9304的檢查孔9303以 及在頂面上被圖案化的ITO電極9305。圖94例示了例如手持式計(jì)算機(jī)9401的設(shè)備的顛倒視圖。通過(guò)將其顛倒，意味著 該設(shè)備的用戶表面即為底面(未示出)。ITO觸摸感測(cè)電極9402可以在用戶表面的背面圖 案化，其中在設(shè)備裝配過(guò)程中，在其上放置了具有放置在接觸面上的ITO的疊層9403。在圖 95中例示了該概念的另一個(gè)變體，其中該變體示出了根據(jù)這里論述的各個(gè)實(shí)施例之一而 在模制的塑料覆蓋物70的內(nèi)部以及各層9503疊層頂部圖案化的ITO電極9501。在圖95 的圖示中，設(shè)備的用戶面可以是頂面9504。圖96、97和98例示了聚酯基底制造過(guò)程中的步驟序列，其中在該基底上布置有適 于這里描述的觸摸感測(cè)的ITO電極圖案。圖96例示了圖案化的聚酯薄片9601，其中該聚酯 薄片被圖案化成了 ITO 9602的隔離方形網(wǎng)格。ITO的電阻率可以是約200歐或更小。單獨(dú) 的電極可以是約ImmX Imm大小，其間隙可以是30微米。在所示實(shí)施例中，薄片9601可以 是約50mmX80mm大小，這是一個(gè)適合手持式計(jì)算機(jī)、多媒體播放器、移動(dòng)電話或類似設(shè)備 的大小，但對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，各種其他的大小和/或應(yīng)用也是可以想到的。如截面圖 所示，薄片的厚度可以小到25微米，但是25 200微米的尺寸也是可以使用的。很明顯， 這樣做可以在設(shè)備厚度方面提供顯著優(yōu)點(diǎn)。在圖97中，F(xiàn)PC 9701可以粘合到圖案化基底9702。例如，在圖98中，覆蓋物9801 可以是厚約為0. 8mm的PMMA層，并且可以使用可選透明粘合劑粘著至PET基底9802。3. 4電平移動(dòng)器/解碼器與IXD控制器的集成在某些實(shí)施例中，在LCD外圍區(qū)域(參見(jiàn)圖6)可以放置附加電路(有源、無(wú)源或 者同時(shí)是有源和無(wú)源)，以便支持將Vstm信號(hào)遞送到觸摸驅(qū)動(dòng)分段。外圍區(qū)域電路及其設(shè)計(jì) 規(guī)則方面的細(xì)節(jié)可以取決于特定制造工藝細(xì)節(jié)以及所用TFT技術(shù)(即PMOS、NMOS或CMOS)。 以下四個(gè)小節(jié)論述的是在考慮了不同驅(qū)動(dòng)電路集成設(shè)置的情況下實(shí)現(xiàn)外圍觸摸驅(qū)動(dòng)電路 的方法。3. 4. 1分立的電平移動(dòng)器/解碼器芯片在一種方法中，分立的電平移動(dòng)器/解碼器COG可以附著于底部玻璃(參見(jiàn)圖 22)。在該設(shè)置中，在外圍區(qū)域中有可能需要金屬跡線。跡線數(shù)量取決于觸摸驅(qū)動(dòng)分段數(shù)量， 其中對(duì)小型顯示器來(lái)說(shuō)，該數(shù)量可以小于20。該方法的設(shè)計(jì)目標(biāo)可以包括減小電容性耦合， 而后者可以受觸摸驅(qū)動(dòng)跡線之間的間距以及觸摸驅(qū)動(dòng)跡線與外圍區(qū)域中的其他LCD電路 之間的空間的影響。此外，較低的跡線阻抗還有助于減小相鄰觸摸驅(qū)動(dòng)跡線之間的電容性 華禹合。例如，最長(zhǎng)跡線、電平移動(dòng)器/解碼器輸出電阻、導(dǎo)電點(diǎn)以及ITO驅(qū)動(dòng)分段的組合 電阻可以被限制在約450歐姆。觸摸驅(qū)動(dòng)ITO的電阻可以是約330歐姆(假設(shè)ITO薄片電阻是30歐姆/方塊和11方塊)，這樣會(huì)為其他元件留有120歐姆。下表示出了一種為觸摸
驅(qū)動(dòng)電路中的每一元件分配該電阻的處理。
權(quán)利要求
1.一種觸摸屏顯示器，包括具有多個(gè)像素電極和一個(gè)反電極的液晶顯示器，其中所述反電極被分段為多個(gè)觸摸驅(qū) 動(dòng)電極，所述反電極在顯示功能期間用作公共電壓電極而在觸摸功能期間用作多個(gè)觸摸驅(qū) 動(dòng)電極；與多個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極間隔開(kāi)以在其間形成電容耦合節(jié)點(diǎn)的多個(gè)觸摸傳感電極；以及 在觸摸功能期間操作性地耦合至多個(gè)觸摸傳感電極以測(cè)量電容耦合節(jié)點(diǎn)處電容的變 化的至少一個(gè)電容觸摸感測(cè)電路。
2.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏顯示器，其中所述液晶顯示器具有濾色板并且其中所述 多個(gè)觸摸傳感電極被布置在所述濾色板上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的觸摸屏顯示器，其中所述多個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極包括圖案化的ΙΤ0。
4.如權(quán)利要求1或2所述的觸摸屏顯示器，其中所述多個(gè)觸摸傳感電極包括圖案化的ΙΤ0。
5.如權(quán)利要求1或2所述的觸摸屏，其中所述多個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極被布置在所述濾色板上。
6.如權(quán)利要求1或2所述的觸摸屏顯示器，其中所述液晶顯示器包括多個(gè)顯示器像素 行，并且其中所述多個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極各自與多個(gè)顯示器像素行相重疊。
7.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏顯示器，其中觸摸掃描速率是顯示器刷新率的兩倍。
8.如權(quán)利要求2所述的觸摸屏顯示器，其中所述多個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極被布置在所述濾色 板的與多個(gè)觸摸傳感電極相對(duì)的一側(cè)上。
9.如權(quán)利要求1、2或8所述的觸摸屏顯示器，其中所述液晶顯示器還包括 第一偏振器；第二偏振器；布置在第一基底上的有源矩陣層，所述第一基底布置在第一偏振器和第二偏振器之間；布置在第一偏振器和第二偏振器之間并且與有源矩陣層間隔開(kāi)的濾色板；以及 布置在第一基底和濾色板之間的液晶層。
10.如權(quán)利要求9所述的觸摸屏顯示器，其中所述液晶顯示器包括多個(gè)顯示器像素行， 并且其中所述多個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極各自與多個(gè)顯示器像素行相重疊。
11.如權(quán)利要求2或10所述的觸摸屏顯示器，其中觸摸掃描速率是顯示器刷新率的兩倍。
12.如權(quán)利要求1、2或6所述的觸摸屏顯示器，其中觸摸掃描速率等于顯示器刷新率。
13.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏顯示器，其中所述液晶顯示器包括多個(gè)顯示器像素行； 并且其中所述多個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極各自與多個(gè)顯示器像素行相重疊以形成用于重疊的多個(gè)行中 的每一行的單一觸摸驅(qū)動(dòng)分段。
14.如權(quán)利要求13所述的觸摸屏顯示器，其中每個(gè)顯示器像素包括存儲(chǔ)電容器，并且 在顯示功能中，公共電壓被施加給由各自的觸摸驅(qū)動(dòng)分段重疊的多個(gè)顯示器像素行的每個(gè) 存儲(chǔ)電容器。
15.如權(quán)利要求14所述的觸摸屏顯示器，其中在顯示功能中，公共電壓也被施加給觸 摸驅(qū)動(dòng)分段。
16.如權(quán)利要求15所述的觸摸屏顯示器，其中在觸摸功能中，激勵(lì)電壓被施加給觸摸 驅(qū)動(dòng)分段。
17.如權(quán)利要求16所述的觸摸屏顯示器，其中在觸摸功能中，激勵(lì)電壓也被施加給由 接收所述激勵(lì)電壓的給定觸摸驅(qū)動(dòng)分段重疊的多個(gè)顯示器像素行的每個(gè)存儲(chǔ)電容器。
18.如權(quán)利要求16所述的觸摸屏顯示器，其中在觸摸功能中，由接收所述激勵(lì)電壓的 給定觸摸驅(qū)動(dòng)分段重疊的多個(gè)顯示器像素行的每個(gè)存儲(chǔ)電容器被置于打開(kāi)狀態(tài)。
19.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏顯示器，其中所述顯示功能和所述觸摸功能被同時(shí)執(zhí) 行，并且在顯示功能中正被更新的觸摸屏的顯示區(qū)域與用于觸摸功能的正被掃描的顯示區(qū) 域不相重疊。
20.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏顯示器，其中所述電容觸摸感測(cè)電路包括一個(gè)或多個(gè) 電荷放大器，所述一個(gè)或多個(gè)電荷放大器各自具有耦合以接收來(lái)自多個(gè)觸摸傳感電極的導(dǎo) 通輸出的反相輸入、耦合至參考電勢(shì)的非反相輸入、以及耦合至所述反相輸入的輸出。
21.一種觸摸屏顯示器，包括具有多個(gè)像素電極和一個(gè)反電極的液晶顯示器，其中所述反電極被分段為多個(gè)觸摸驅(qū) 動(dòng)電極，所述反電極在顯示功能期間用作公共電壓電極而在觸摸功能期間用作多個(gè)觸摸驅(qū) 動(dòng)電極；與多個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極間隔開(kāi)以在其間形成電容耦合節(jié)點(diǎn)的多個(gè)觸摸傳感電極；以及用于測(cè)量所述電容耦合節(jié)點(diǎn)處電容的變化的裝置；其中所述液晶顯示器還包括 第一偏振器； 第二偏振器；布置在第一基底上的有源矩陣層，所述第一基底布置在第一偏振器和第二偏振器之間；布置在第一偏振器和第二偏振器之間并且與有源矩陣層間隔開(kāi)的濾色板；以及 布置在第一基底和濾色板之間的液晶層； 并且其中所述觸摸驅(qū)動(dòng)電極被布置在所述濾色板的面對(duì)所述液晶層的一側(cè)上； 所述觸摸傳感電極被布置在所述濾色板的與觸摸驅(qū)動(dòng)電極相對(duì)的一側(cè)上。
22.如權(quán)利要求21所述的觸摸屏顯示器，其中所述液晶顯示器包括多個(gè)顯示器像素 行；并且其中所述多個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極各自與多個(gè)顯示器像素行相重疊以形成用于重疊的多個(gè)行中 的每一行的單一觸摸驅(qū)動(dòng)分段。
23.如權(quán)利要求22所述的觸摸屏顯示器，其中每個(gè)顯示器像素包括存儲(chǔ)電容器，并且 在顯示功能中，公共電壓被施加給由各自的觸摸驅(qū)動(dòng)分段重疊的多個(gè)顯示器像素行的每個(gè) 存儲(chǔ)電容器。
24.如權(quán)利要求23所述的觸摸屏顯示器，其中在顯示功能中，公共電壓也被施加給觸摸驅(qū)動(dòng)分段。
25.如權(quán)利要求M所述的觸摸屏顯示器，其中在觸摸功能中，激勵(lì)電壓被施加給觸摸 驅(qū)動(dòng)分段。
26.如權(quán)利要求25所述的觸摸屏顯示器，其中在觸摸功能中，激勵(lì)電壓也被施加給由 接收所述激勵(lì)電壓的給定觸摸驅(qū)動(dòng)分段重疊的多個(gè)顯示器像素行的每個(gè)存儲(chǔ)電容器。
27.如權(quán)利要求25所述的觸摸屏顯示器，其中在觸摸功能中，由接收所述激勵(lì)電壓的 給定觸摸驅(qū)動(dòng)分段重疊的多個(gè)顯示器像素行的每個(gè)存儲(chǔ)電容器被置于打開(kāi)狀態(tài)。
28.如權(quán)利要求21所述的觸摸屏顯示器，其中所述顯示功能和所述觸摸功能被同時(shí)執(zhí) 行，并且在顯示功能中正被更新的觸摸屏的顯示區(qū)域與用于觸摸功能的正被掃描的顯示區(qū) 域不相重疊。
29.如權(quán)利要求21所述的觸摸屏顯示器，其中所述電容觸摸感測(cè)電路包括一個(gè)或多個(gè) 電荷放大器，所述一個(gè)或多個(gè)電荷放大器各自具有耦合以接收來(lái)自多個(gè)觸摸傳感電極的導(dǎo) 通輸出的反相輸入、耦合至參考電勢(shì)的非反相輸入、以及耦合至所述反相輸入的輸出。
30.如權(quán)利要求21所述的觸摸屏顯示器，其中所述多個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極包括圖案化的 ΙΤ0，并且所述多個(gè)觸摸傳感電極包括圖案化的ΙΤ0。
31.一種在觸摸屏顯示器中結(jié)合觸摸功能和顯示功能的方法，包括利用分段的反電極在所述觸摸功能中用作多個(gè)觸摸驅(qū)動(dòng)電極，以及利用所述分段的反電極在所述顯示功能期間用作公共電壓電極。
全文摘要
本發(fā)明涉及觸摸屏液晶顯示器。在這里公開(kāi)的是將觸摸感測(cè)部件與顯示電路相集成的液晶顯示器(LCD)觸摸屏。該集成可以采用多種形式。觸摸感測(cè)部件可以完全在LCD疊層內(nèi)部但不在濾色板與陣列板之間實(shí)現(xiàn)。作為替換，某些觸摸感測(cè)部件可以被布置在濾色器與陣列板之間，而其他觸摸感測(cè)部件則不在所述板之間。在另一種替換方案中，所有觸摸感測(cè)部件全都可以位于濾色器與陣列板之間。后一種替換方案可以包括常規(guī)和平面轉(zhuǎn)換(IPS)LCD兩者。在某些形式中，一個(gè)或多個(gè)顯示結(jié)構(gòu)也可以具有觸摸感測(cè)功能。此外，在這里還公開(kāi)了用于制造和操作這些顯示器的技術(shù)以及具體化該顯示器的各種設(shè)備。
文檔編號(hào)G02F1/133GK102147680SQ201110096938
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2007年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月9日
發(fā)明者A·B·霍道格, B·蘭德, C·H·克拉, J·G·艾里亞斯, J·Z·鐘, S·P·豪泰靈, W·登伯爾, 姚偉, 陳偉 申請(qǐng)人:蘋(píng)果公司