BRPI0900507A2

BRPI0900507A2 - estrutura de pixel integrado, dispositivo de lcd com painel de toque integrado e método de controle do mesmo

Info

Publication number: BRPI0900507A2
Application number: BRPI0900507-2A
Authority: BR
Inventors: Chih-Chiang Chen
Original assignee: Acer Inc
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2010-05-18
Also published as: AU2009200200A1; KR101024389B1; AU2009200200B2; TWI389016B; US8922520B2; RU2401448C1; EP2159630B1; EP2159630A1; JP2010055596A; JP4903823B2; US20100053112A1; TW201009662A; KR20100024883A

Abstract

ESTRUTURA DE PIXEL INTEGRADO, DISPOSITIVO DE LCD COM PAINEL DE TOQUE INTEGRADO E MéTODO DE CONTROLE DO MESMO. A presente invenção refere-se a uma estrutura de pixel integrado, um dispositivo de LCD com painel de toque integrado e um método de controle do mesmo. A estrutura de pixel integrado inclui um substrato de matriz de transistores, um substrato de filtro de cor paralelo ao substrato de matriz de transistores, e uma camada de cristal líquido colocada entre o substrato de matriz de transistores e o substrato de filtro de cor. O substrato de matriz de transistores inclui um primeiro transistor, um primeiro capacitor de armazenamento conectado ao primeiro transistor, um segundo transistor, um segundo capacitor de armazenamento conectado ao segundo transistor, e uma saliência condutiva. A saliência condutiva é disposta de maneira correspondente ao segundo capacitor de armazenamento e configurada de modo a se conectar eletricamente ao segundo capacitor de armazenamento e ao substrato de filtro de cor.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ESTRUTURADE PIXEL INTEGRADO, DISPOSITIVO DE LCD COM PAINEL DE TOQUEINTEGRADO E MÉTODO DE CONTROLE DO MESMO".

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

O presente pedido reivindica a prioridade do Pedido de Patenteda Ilha de Formosa N. 97132521, intitulado "INTEGRATED PIXEL STRUC-TURE, INTEGRATED TOUCH PANEL LCD DEVICE AND METHOD OFCONTROLLING THE SAME", depositado em 26 de agosto de 2008, incorpo-rado ao presente documento à guisa de referência e cedido à presente Ces-sionária.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um dispositivo de monitor decristal líquido (LCD) com painel de toque, e, mais particularmente, a um dis-positivo de LCD com painel de toque integrado e a um método de controledo mesmo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Ao se comparar os dispositivos de entrada tradicionais, como,por exemplo, teclados e mouses, os painéis de toque apresentam vantagensrelacionadas à economia de espaço e a uma interface operacional de huma-nização simples.

O dispositivo de LCD com função sensível ao toque é geralmen-te configurado de uma maneira plug-in (de encaixe), no qual um painel detoque é empilhado diretamente sobre um painel de LCD. A Figura 1 é umavista em seção transversal lateral de um dispositivo de LCD com painel detoque convencional 100, basicamente incluindo um painel de toque 110 e umpainel de LCD 120. De modo geral, uma região de toque 112 corresponden-te à região do monitor 125 do painel de monitor 120 é disposta no centro dopainel de toque 110, e um circuito de detecção 114 é disposto na periferia dopainel de toque 110. Assim que um objeto toca a região de toque 112, umsinal elétrico é gerado em correspondência e, em seguida, transmitido paraoutro circuito da placa de circuitos 130 por meio de um conector 132 paraoutro processo.Além disso, a fim de aumentar a estabilidade e reduzir vibração,uma almofada amortecedora de plástico 140 é normalmente colocada entreo painel de toque 110 e o painel de LCD 120, e, em seguida, um alojamento150 é adotado para a fixação de todos os elementos. Sendo assim, o dispo-sitivo de LCD com painel de toque de encaixe convencional tornou-se umainconveniência aos usuários devido à grande espessura e peso. Ademais,além dos problemas de menor brilho e maior refletividade, a interrupção doscircuitos magnéticos (air gap) entre o painel de toque 110 e o painel de LCD120 poderá provocar certos defeitos de não-uniformidade de cor (Mura), taiscomo o efeito dos anéis de Newton.

Por conseguinte, deseja-se obter um dispositivo de LCD compainel de toque leve e confiável.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

À luz dos problemas da técnica anterior, a presente invençãoprove um dispositivo de LCD com painel de toque integrado e um método decontrole do mesmo, tendo as vantagens da customização, do peso leve, seminterrupção de circuitos magnéticos, e função multitoque.

De acordo com um aspecto da presente invenção, é providauma estrutura de pixel integrado A estrutura de pixel integrado da presenteinvenção inclui um substrato de matriz de transistores, um substrato de filtrode cor, e uma camada de cristal líquido. O substrato de filtro de cor é dispos-to acima do substrato de matriz de transistores e fica substancialmente para-lelo ao substrato de matriz de transistores. A camada de cristal líquido ficainterposta entre o substrato de matriz de transistores e o substrato de filtrode cor. O substrato de matriz de transistores inclui um primeiro transistor, umsegundo capacitor de armazenamento conectado ao segundo transistor, euma saliência condutiva. A saliência condutiva é disposta de maneira cor-respondente ao segundo capacitor de armazenamento, e configurada demodo a se conectar eletricamente ao segundo capacitor de armazenamentoe ao substrato de filtro de cor quando o substrato de filtro de cor é pressio-nado.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é provi-do um dispositivo de LCD com painel de toque integrado. O dispositivo deLCD com painel de toque integrado da presente invenção inclui um painel decristal líquido, um circuito de acionamento de porta (gate), um circuito deacionamento de dados, um circuito de leitura de toque, e um circuito decomparação. O painel de cristal líquido inclui uma pluralidade de estruturasde pixel integrado de acordo com a reivindicação 1, uma pluralidade de li-nhas de porta, e uma pluralidade de linhas de dados. O circuito de aciona-mento de porta é configurado de modo a emitir um sinal de controle para apluralidade de linhas de porta. O circuito de acionamento de dados é confi-gurado de modo a emitir dados de vídeo e dados de referência de toque pa-ra a pluralidade de linhas de dados. O circuito de leitura de toque é acopladoà pluralidade de linhas de dados para a leitura dos dados armazenados nossegundos capacitores de armazenamento da pluralidade de estruturas depixel integrado. O circuito de comparação é acoplado ao circuito de leitura detoque para o recebimento e cálculo dos dados armazenados de modo a ob-ter informações de toque correspondentes a uma posição de toque sobre opainel de cristal líquido.

De acordo ainda com outro aspecto da presente invenção, éprovido um método para o controle de um dispositivo de LCD com painel detoque integrado. O dispositivo de LCD com painel de toque integrado incluium painel de cristal líquido que inclui uma pluralidade de estruturas de pixelintegrado de acordo com a reivindicação 1, uma pluralidade de linhas de da-dos, e uma pluralidade de linhas de porta. O método da presente invençãoinclui as etapas de: transmitir dados de vídeo para os primeiros capacitoresde armazenamento de modo a atualizar uma imagem de vídeo do painel decristal líquido, transmitir dados de referência de toque para os segundos ca-pacitores de armazenamento, ler os dados armazenados nos segundos ca-pacitores de armazenamento, e calcular os dados armazenados de modo aobter informações de toque correspondentes a uma posição de toque sobreo painel de cristal líquido.

Outros aspectos da presente invenção são determinados e fa-cilmente compreendidos por meio da descrição a seguir ou através das mo-dalidades da presente invenção. Os aspectos da presente invenção serãoapreciados e implementados pelos elementos e suas combinações destaca-das nas reivindicações em apenso. Deve-se entender que o sumário acimada presente invenção e a descrição detalhada a seguir são tão-somente ilus-trativos, e não limitam a presente invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Os desenhos são empregados de modo a ilustrar as modalida-des e os princípios da presente invenção em conjunto com a descrição. Noentanto, deve-se entender que a presente invenção não se limita às configu-rações e elementos mostrados, nos quais:

A Figura 1 é uma vista em seção transversal de um painel detoque convencional;

A Figura 2 é um diagrama de dispositivo de uma estrutura de pi-xel integrado de um dispositivo de LCD com painel de toque integrado deacordo com uma modalidade da presente invenção;

As Figuras 3A e 3B são vistas em seção transversal da unidadede toque da Figura 2 de acordo com duas modalidades diferentes da presen-te invenção, respectivamente;

A Figura 4A ilustra várias estruturas da saliência condutiva deacordo com as Figuras 3A e 3B;

A Figura 4B ilustra combinações diferentes da saliência conduti-va e do espaçador em um pixel;

A Figura 5 ilustra um desenho de circuito de uma estrutura depixel integrado tendo uma unidade de toque de acordo com uma modalidadeda presente invenção;

A Figura 6 é um diagrama em blocos de um dispositivo de LCDcom painel de toque integrado de acordo com uma modalidade da presenteinvenção;

A Figura 7 ilustra uma estrutura de circuitos do dispositivo de LCD com painel de toque integrado de acordo com a Figura 6 de acordocom uma modalidade da presente invenção;

A Figura 8 é um diagrama de sincronização de sinais em cadauma das linhas de porta e linhas de dados do circuito de acordo com a Figura 7;

As Figuras 9A a 9D são diagramas ilustrativos mostrando asoperações para uma estrutura de pixel com base no diagrama de sincronização de acordo com a Figura 8;

A Figura 10 ilustra uma trajetória de descarga quando o disposi-tivo de LCD com painel de toque é tocado por um objeto de acordo com umamodalidade da presente invenção;

As Figuras 11A a 11D são diagramas ilustrativas mostrando asdiferentes operações lógicas para a determinação da posição de toque deacordo com as diferentes modalidades da presente invenção;

A Figura 12 ilustra uma estrutura de circuito do dispositivo deLCD com painel de toque integrado da Figura 6 de acordo com outra moda-lidade da presente invenção;

A Figura 13 é um diagrama de sincronização dos sinais em cadauma das linhas de porta e das linhas de dados do circuito de acordo com aFigura 12;

A Figura 14 ilustra uma estrutura de circuito do dispositivo deLCD com painel de toque integrado da Figura 6 de acordo com outra moda-lidade da presente invenção;

A Figura 15 é um diagrama de sincronização de sinais em cadauma das linhas de porta e das linhas de dados do circuito de acordo com aFigura 12;

A Figura 16 ilustra um método para o controle de um dispositivode LCD com painel de toque integrado de acordo com uma modalidade dapresente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

É apresentado um dispositivo de LCD com painel de toque do-tado de função multitoque, que pode ser implementado sem a adição de ne-nhum filme/vidro sensível ao toque ou estrutura de mecanismo de mudança.Os objetos, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão maisaparentes por meio da referência à descrição a seguir das modalidades pre-feridas e das Figuras 2 a 16. No entanto, os aparelhos, elementos e etapasdo método descrito nas modalidades a seguir são concebidos de modo ailustrar a presente invenção, sem, contudo, limitar o âmbito de aplicação dapresente invenção.

A Figura 2 é um diagrama de circuitos de uma estrutura de pixelintegrado 200 de um dispositivo de LCD com painel de toque integrado deacordo com uma modalidade da presente invenção. A estrutura de pixel in-tegrado 200 inclui uma unidade de vídeo 210 e uma unidade de toque 220. Aunidade de vídeo 210 inclui um transistor de filme fino (TFT) M-i, um capaci-tor de armazenamento Csti, e um capacitor de LC (cristal líquido) CLc, e aunidade de toque 220 inclui um transistor TFT M2 e um capacitor de arma-zenamento Cst2- O dreno do transistor TFT Mi se conecta a uma linha dedados 230, a porta do transistor TFT Mi se conecta a uma linha de porta212, e a fonte do transistor TFT Mi se conecta ao capacitor de armazena-mento Csn e ao capacitor de LC Clc- Um terminal do capacitor de armaze-namento Csti se conecta a uma linha comum 240. Quando o transistor TFTMi é ligado pela linha de porta 212, a tensão sobre a linha de dados 230 po-de ser transmitida para o capacitor de LC de através do transistor TFT Mi eem seguida mantida por um período de tempo pelo capacitor de armazena-mento Csti. As funções e estruturas dos elementos dentro da unidade devídeo 210 são similares às da estrutura de pixel do dispositivo de LCD con-vencional, e, assim, uma descrição detalhada do mesmo é omitida.

Com referência à Figura 2, na unidade de toque 220, o dreno dotransistor TFT M2 se conecta à linha de dados 230, a porta do transistor TFTM2 se conecta à linha de porta 222, e a fonte do transistor TFT M2 se conec-ta ao capacitor de armazenamento Cst2. O transistor TFT M2 pode ser ligadopela linha de porta 222, de modo que o capacitor de armazenamento Cst2possa ser lido ou gravado pela linha de dados 230. De acordo com a presen-te invenção, quando um objeto toca e pressiona uma posição do dispositivode LCD com painel de toque integrado correspondente à estrutura de pixel200, uma trajetória descarregada para o capacitor de armazenamento naestrutura de pixel 200 é criada e a tensão armazenada no capacitor de ar-mazenamento cai de maneira correlata. Sendo assim, a posição exata doponto de toque pode ser obtida por meio da leitura seqüencial dos dadosarmazenados nas unidades de toque de cada uma das estruturas de pixel dodispositivo de LCD com painel de toque integrado.

As Figuras 3A e 3B são vistas em seção transversal da unidadede toque 220 da Figura 2 de acordo com duas modalidades respectivamentediferentes da presente invenção. Com referência à Figura 3A, a unidade detoque 300 inclui um substrato de matriz de transistores TFT 310, um substra-to de filtro de cor 320, e uma camada de cristal líquido 330 interposta entreos dois substratos 310 e 320. O substrato de matriz de transistores TFT 310,as linhas de porta 312 e 313 são formadas primeiramente sobre um substra-to transparente 311, e uma camada de isolamento de porta 314 é em segui-da formada de modo a cobrir o substrato 311 e as linhas de porta 312 e 313.

Em seguida, o eletrodo de dreno 315 e um eletrodo de fonte 316 são forma-dos sobre ambos os lados acima da linha de porta 312 de modo a formar otransistor TFT M2 da Figura 2. O eletrodo de dreno 315 forma uma parte dalinha de dados 230 da Figura 2, e o eletrodo de fonte 316 se estende de mo-do a se conectar a um eletrodo condutivo 317. O eletrodo condutivo 317, alinha de porta 313, e parte da camada de isolamento de porta 314 interpostaentre os mesmos formam o capacitor de armazenamento Cst2 da Figura 2. Osubstrato de filtro de cor 320 inclui as matrizes pretas 324 e 325 formadassobre o substrato transparente 321, um filtro de cor RGB 322, e um eletrodocomum 323.

Ainda com referência à Figura 3A, a saliência condutiva 340 éformada acima da e conectada ao capacitor de armazenamento Cst2- A sali-ência condutiva 340 é espaçada uma determinada distância do substrato defiltro de cor 320. Quando um usuário toca e pressiona o dispositivo de vídeode cristal líquido, uma pequena deformação é gerada na posição de toque(isto é, o substrato de filtro de cor 320 se curva para baixo), forçando a sali-ência condutiva 340 a contatar o substrato de filtro de cor 320. Paralelamen-te, as cargas armazenadas no capacitor de armazenamento Cst2 fluem pelasaliência condutiva 340 para o eletrodo comum 323 do substrato de filtro decor 320. Tipicamente, a distância entre a saliência condutiva 340 e o subs-trato de filtro de cor 320 é de preferência, sem, porém se limita a, de cercade 0,1 um a cerca de 2 um. Um espaçador 342 pode ser adicionalmenteformado, por exemplo, em torno da saliência condutiva 340 como um supor-te do dispositivo de vídeo de cristal líquido de modo a aumentar a resistênciaà pressão do dispositivo de LCD. O objetivo principal da saliência condutiva340 é prover uma trajetória de descarga ao capacitor de armazenamentoCst2 quando a unidade de toque 300 é tocada e pressionada, e, deste modo,a posição da saliência condutiva 340 não se limita à presente invenção. Porexemplo, a saliência condutiva 340 pode ser disposta sobre o substrato defiltro de cor 320, conforme mostrado na Figura 3B.

Tipicamente, com referência às Figuras 2, 3A e 3B, uma estrutu-ra de pixel (como a estrutura 200 da Figura 2) do dispositivo de LCD comtoque integrado da presente invenção inclui uma unidade de toque e unidadede vídeo, e a unidade de toque pelo menos inclui um transistor TFT, um ca-pacitor de armazenamento, uma saliência condutiva, e um espaçador. Naunidade de toque, a saliência condutiva disposta sobre o substrato de matrizde transistores TFT ou sobre o substrato de filtro de cor pode ser usada co-mo uma trajetória de descarga, e o espaçador pode ser disposto sobre osubstrato de matriz de transistores TFT ou sobre o substrato de filtro de corpara a manutenção da operação normal do dispositivo de LCD. Deve-se no-tar que nem todo pixel do dispositivo de LCD com painel de toque integradodeve ser embutido com uma unidade de toque, e a disposição das unidadesde toque dentro do dispositivo de LCD com painel de toque integrado podevariar de acordo com a resolução requerida de uma aplicação prática. Porexemplo, o mesmo pode ser disposto de modo que cada subpixel (isto é, osubpixel R, G, ou B) seja embutido com uma unidade de toque, cada pixelcombinado composto de três subpixels (R, G, B) é embutido com uma uni-dade de toque, ou apenas um dentre N pixels RGB combinados é embutidocom uma unidade de toque. Além disso, a altura, o tamanho e o número desaliências condutivas e os espaços de cada unidade de toque podem serajustados de acordo com as necessidades reais de casos individuais.A Figura 4A ilustra várias estruturas 400, 410, e 420 da saliênciacondutiva 340 nas Figuras 3A e 3B. Por exemplo, a saliência condutiva 400pode ser construída por meio da formação de um pilar com material orgâni-co, como resina, e, em seguida, por meio da adição de partículas condutivasno pilar formado. Em outra modalidade, a saliência condutiva 410 pode serfeita por meio da cobertura de um pilar 412 composto de material orgânico(como resina) com um filme condutivo 414 feito de um material condutivo.Em outra modalidade, ainda, a saliência condutiva 420 pode ser feita pormeio da formação de um condutor elétrico sobre o espaçador 422 que é u-sado como um suporte, que combina a função de descarga e a função desuporte. Conforme descrito acima, exceto a saliência condutiva, um ou maisespaçadores podem ser ainda formados de modo a aumentar a suportabili-dade do painel. A Figura 4B ilustra diferentes combinações A, B, C das sali-ências condutivas e dos espaçadores em um pixel. Na combinação A, háuma saliência condutiva d e um espaçador s em um pixel. Na combinação B,existem duas saliências condutivas d1 e d2 e dois espaçadores s1 e s1 emum pixel. Na combinação C, há um espaçador s e quatro saliências conduti-vas circundantes d1, d2, d3, e d4 em um pixel. Normalmente, quanto maior onúmero de saliências condutivas, mais rápida será a taxa de descarga. Asvárias estruturas das saliências condutivas e/ou dos espaçadores podem serformadas por diversos processos semicondutores bem-conhecidos pelosversados na técnica. Por exemplo, os pilares com diferentes alturas podemser formados por uma etapa de exposição de sinal com uma específica fo-tomáscara e um material fotossensível orgânico, ou por meio da realizaçãovárias vezes de um processo de formação de filme.

A Figura 5 ilustra um desenho de circuito de uma estrutura depixel integrado 500 incluindo uma unidade de toque de acordo com uma mo-dalidade da presente invenção, incluindo um substrato de matriz de transis-tores TFT 510 e um substrato de filtro de cor 520. O substrato de matriz detransistores TFT 510 inclui uma região de vídeo 530 e uma região de toque540. A região de vídeo 530 inclui um transistor TFT Mi e um capacitor dearmazenamento Csti, e a região de toque 540 inclui um transistor TFT M2 eum capacitor de armazenamento Cst2- O substrato de filtro de cor 520 incluiuma região de filtro de cor 522 e uma região de matriz preta 524. O circuitoefetivo da estrutura de pixel integrado 500 pode se referir ao circuito mostra-do na Figura 2. De modo geral, a fim de impedir o vazamento de luz ou ou-tros defeitos de Mura à medida que o painel é pressionado, o eletrodo con-dutivo na região de toque 540 é de preferência opaco, ou a região de toque540 se localiza de maneira correspondente à posição da região de matrizpreta 524 no substrato de filtro de cor 520. Por exemplo, na modalidade daFigura 3A ou 3B, as posições do transistor TFT M2 e do capacitor de arma-zenamento Cst2 no substrato de matriz de transistores TFT 310, respectiva-mente, correspondem à posição das matrizes pretas 324 e 325 no substratode filtro de cor 320 de modo a garantir a qualidade de vídeo do dispositivo deLCD.

A Figura 6 é um diagrama em blocos de um dispositivo de LCDcom painel de toque integrado 600 de acordo com uma modalidade da pre-sente invenção, incluindo um painel de cristal líquido 610 tendo uma plurali-dade de estruturas de pixel 612, um circuito de acionamento de porta 620,um circuito de leitura de toque 640, um circuito de acionamento de dados650, e um circuito de processamento de comparação 660. Cada estrutura depixel 612 inclui uma unidade de vídeo e uma unidade de toque (como mos-trado na Figura 2), em que, as unidades de vídeo de todas as estruturas depixel no painel de cristal líquido 610 podem ser atualizadas e todas as uni-dades de toque embutidas podem ser lidas ou gravadas por meio do acio-namento do circuito de acionamento de porta 620 e pelo circuito de aciona-mento de dados 650. O circuito de leitura de toque 640 é configurado demodo a ler o valor da tensão armazenada no capacitor de armazenamentode cada unidade de toque, e pode incluir um amplificador, um conversoranalógico para digital, um circuito de filtro de ruído, e outros elementos decircuito conhecidos. Uma vez que as cargas da unidade de toque da estrutu-ra de pixel correspondentes à posição de toque são descarregadas, coorde-nadas da posição de toque podem ser precisamente determinadas por meioda leitura dos dados armazenados nas unidades de toque de todas as estru-turas de pixel através de uma varredura seqüencial e em seguida por meioda comparação dos dados lidos através do circuito de processamento decomparação 660 (tal como ao se comparar os dados gravados na unidadede toque e os dados lidos da unidade de toque).

A Figura 7 ilustra uma estrutura de circuito 700 do dispositivo deLCD com painel de toque integrado 600 da Figura 6 de acordo com umamodalidade da presente invenção, que basicamente inclui um painel de cris-tal líquido 710, um circuito de acionamento de porta 720, um circuito de co-mutação de exibição/leitura 730, um circuito de leitura de toque 740, um cir-cuito de acionamento de dados 750, e um circuito de processamento decomparação 760. O painel de cristal líquido 710 inclui uma pluralidade delinhas de porta G1(A)-Gm(A) e G1(B)-Gm(B) e uma pluralidade de linhas dedados D1(A)-Dm(A). Nesta modalidade, cada estrutura de pixel 712 incluiuma unidade de vídeo e uma unidade de toque, conforme mostrado na Figu-ra 2, e é acionada por duas linhas de porta e uma linha de dados. O circuitode acionamento de porta 720 é configurado de modo a entrar sinais de con-trole nas linhas de porta G1(A)-Gm(A) para o acionamento das unidades devídeo das estruturas de pixel 712 e entrar sinais de controle nas linhas deporta G1(B)-Gm(B) para o acionamento das unidades de toque das estrutu-ras de pixel 712. O circuito de acionamento de dados 750 é configurado demodo a transmitir dados para cada uma das unidades de vídeo ou transmitirdados de referência de toque para cada uma das unidades de toque atravésdas linhas de dados D1(A), D2(A),..., e Dm(A), e o circuito de leitura de to-que 740 é configurado de modo a ler os dados armazenados em cada umadas unidades de toque através de cada uma das linhas de dados D1(A),D2(A),..., e Dm(A), respectivamente. O circuito de comutação de exibi-ção/leitura 730 se conecta ao circuito de acionamento de dados 750 e aocircuito de leitura de toque 740, respectivamente, para a comutação do cir-cuito de acionamento de dados 750 e do circuito de leitura de toque 740 nosentido de se conectarem eletricamente às linhas de dados D1(A), D2(A),...,e Dm(A) em momentos diferentes. Na modalidade mostrada na Figura 7, ocircuito de comutação de exibição/leitura 730 pode incluir uma pluralidade deunidades de comutação compostas dos transistores de comutação Msi eMs2, e cada unidade de comutação se conecta às diferentes linhas de dadosD1(A), D2(A),..., e Dm(A). Os transistores Msi e Ms2 podem ser ligados oudesligados através das linhas de controle Q1 e Q2, respectivamente. Quan-do o transistor Msi é ligado, o circuito de acionamento de dados 750 podeeletricamente se conectar às linhas de dados D1(A), D2(A),..., e Dm(A), en-quanto que, quando o transistor Ms2 se liga, o circuito de leitura de toque740 pode se conectar eletricamente às linhas de dados D1(A), D2(A), eDm(A). O circuito de processamento de comparação 760 se conecta ao cir-cuito de acionamento de dados 740 e ao circuito de leitura de toque 740,respectivamente, e compara os dados de referência de toque gravados naslinhas de dados D1(A), D2(A),..., e Dm(A) pelo circuito de acionamento dedados 750 e os dados lidos dos dados D1(A), D2(A).....e Dm(A) por meio docircuito de leitura de toque 740 de modo a obter a coordenada da posição detoque. Em outra modalidade, o circuito de processamento de comparação760 pode se conectar apenas ao circuito de leitura de toque 740, e adotaruma tensão limite predeterminada e uma operação lógica para calcular osdados lidos pelo circuito de leitura de toque 740 de tal modo que a coorde-nada da posição de toque possa ser determinada.

A Figura 8 é um diagrama de sincronização de cada uma das li-nhas de porta e cada uma das linhas de dados do circuito da Figura 7. Comreferência às Figuras 7 e 8, em conjunto, durante um período de tempo N, ocircuito de acionamento de porta 720 entra seqüencialmente pulsos m naslinhas de porta G1(A)-Gm(A), respectivamente, de tal modo que os transisto-res de cada unidade de vídeo sejam ligados seqüencialmente. Paralelamen-te, o circuito de acionamento de dados 750 transmite os dados de vídeo paracada uma das linhas de dados D1(A), D2(A),..., e Dm(A) através do circuitode comutação de exibição/leitura 730 de modo a atualizar a imagem de exi-bição do painel de cristal líquido 710. Em seguida, durante o período detempo (N+1), o circuito de acionamento de porta 720 entra seqüencialmentepulsos m nas linhas de porta G1(B)-Gm(B), respectivamente, de modo a li-gar os transistores de cada uma das unidades de toque em seqüência. Para-lelamente, o circuito de acionamento de dados 750 também se conecta ele-tricamente com cada uma das linhas de dados D1(A), D2(A),..., e Dm(A) a-través do circuito de comutação de exibição/leitura 730, e transmite os dadosde referência de toque para cada uma das linhas de dados D1(A), D2(A).....e Dm(A) de modo a gravar dados em cada uma das unidades de toque. Emseguida, durante um período de tempo (N+2), o circuito de acionamento deporta 720 mais uma vez entra seqüencialmente pulsos m nas linhas de portaG1(A)-Gm(A) e atualiza os dados armazenados em cada uma das unidadesde vídeo novamente através do circuito de acionamento de dados 750. Emseguida, durante um período de tempo (N+3), o circuito de acionamento 720entra seqüencialmente pulsos m nas linhas de porta G1(B)-Gm(B), e o circui-to de comutação de exibição/leitura 730 comuta o circuito de leitura de toque740 de modo a se conectar eletricamente com cada uma das linhas de da-dos D1(A), D2(A),..., e Dm(A) para a leitura dos dados armazenados em ca-da uma das unidades de toque. Conforme descrito, quando o painel de cris-tal líquido 710 é tocado e pressionado, uma trajetória de descarga é geradana unidade de toque do pixel correspondente à posição de toque de modoque o valor de tensão armazenado na unidade de toque caia de maneiracorrespondente, e, deste modo, a coordenada da posição de toque poderáser precisamente determinada por meio da comparação dos dados de refe-rência de toque gravados durante o período de tempo (N+1) e dos dadoslidos durante o período de tempo (N+3).

As Figuras 9A a 9D ilustram as operações de leitura e gravaçãorealizadas em uma estrutura de pixel com base no diagrama de sincroniza-ção da Figura 8. Com referência à Figura 9A, durante o período de tempo N,o transistor TFT Mi é ligado por alta-tensão na linha de porta G(A), e o tran-sistor TFT M2 é desligado por baixa tensão na linha de porta G(B), de modoque os dados de vídeo possam ser transmitidos pela linha de dados D(A) eem seguida gravados no capacitor de armazenamento Csn pelo transistorTFT Ml Com referência à Figura 9B, durante o período de tempo (N+1), otransistor TFT M^ é desligado por baixa tensão na linha de porta G(A), e otransistor TFT M2 é desligado por alta-tensão na linha de porta G(B), de mo-do que os dados de referência de toque possam ser transmitidos pela linhade dados D(A) e, em seguida, gravados no capacitor de armazenamento Cst2pelo transistor TFT M2. Com referência à Figura 9C, durante o período detempo (N+2), o transistor TFT M2 é desligado, igual a durante o período detempo N, de modo que os dados de vídeo possam ser transmitidos pela li-nha de dados D(A) e em seguida gravados no capacitor de armazenamentoCsti novamente pelo transistor TFT Mi. Com referência à Figura 9D, duranteo período de tempo (N+3), o transistor TFT Mi é desligado e o transistor TFTM2 é ligado, de modo que os dados armazenados no capacitor de armaze-namento Cst2 possam ser transmitidos para a linha de dados D(A) através dotransistor TFT M2 e em seguida para o circuito de leitura de toque 740 paraum posterior processo de cálculo e/ou comparação.

Nas modalidades mostradas nas Figuras 8 e 9A a 9D, as unida-des de vídeo realizam uma operação de atualização a cada período de tem-po alternado (isto é, a gravação dos dados de vídeo durante o período detempo N, o período de tempo (N+2), etc.) e as unidades de toque realizamuma operação de atualização de dados a cada quatro períodos de tempo(isto é, a gravação dos dados de referência de toque durante o período detempo (N+1), o período de tempo (N+5), etc). Em outras palavras, a fre-quência de operação das unidades de vídeo é duas vezes tão grande quantoa das unidades de toque. Por exemplo, a freqüência de operação das unida-des de vídeo pode ser de 60 Hz, e a freqüência de operação das unidadesde toque pode ser de 30 Hz. Em outra modalidade, a freqüência de opera-ção das unidades de toque pode ser ajustada de acordo com as necessida-des correntes, por exemplo, a cada vez após as unidades de vídeo realiza-rem uma operação de atualização a cada duas a cinco vezes, as unidadesde toque poderão executar uma operação de gravação/leitura apenas umaúnica vez. Deve-se notar que, embora cada pixel mostrado na Figura 7 te-nha uma unidade de toque no mesmo, a densidade das unidades de toqueno dispositivo de LCD do painel de toque poderá variar de acordo com a re-solução requerida.

A Figura 10 ilustra uma trajetória de descarga gerada no mo-mento em que o dispositivo de LCD é tocado por um objeto de acordo comuma modalidade da presente invenção. Assim que um objeto (por exemplo,um dedo 1050 ou uma caneta 1052) toca o dispositivo de LCD, o substratode filtro de cor 1020 se curva sob a pressão descendente, de tal modo a in-duzir uma trajetória de descarga (conforme indicada pela seta na Figura 10)na unidade de toque 1000 correspondente à posição tocada. A estrutura daunidade de toque 1000 é similar à da unidade de toque da Figura 3A, inclu-indo basicamente um substrato de matriz de transistores TFT 1010, umsubstrato de filtro de cor 1020, e uma camada de cristal líquido 1030. Comreferência à Figura 10, a saliência condutiva 1040 toca o substrato de filtrode cor 1020 sob pressão, de tal modo que o capacitor de armazenamento(formado pelo eletrodo condutivo 1017 e pela linha de porta 1013) na unida-de de toque 1000 seja descarregado através do eletrodo comum 1023 dosubstrato de filtro de cor 1020. Tipicamente, o material do eletrodo comum1023 pode ser um material ITO, IZO, AZO, ou outro material condutivotransparente. A altura, o tamanho, a quantidade, e a densidade da saliênciacondutiva 1040 podem ser ajustados de acordo com a necessidade. Alémdisso, pode haver muitas saliências condutivas com diferentes alturas a fimde controlar a resistência da trajetória de descarga e do toque de pressão.

De modo geral, quanto maior o número de saliências condutivas 1040 dentroda unidade de toque 1000, mais rápida será a velocidade da descarga. Aaltura, o tamanho, e a densidade dos espaçadores 1042 podem ser ajusta-dos com base na necessidade de aplicação de modo a manter um espaçoadequado para a camada de cristal líquido, provendo uma alta resistência àpressão, e aumentando o tempo de vida do painel. A presente invenção nãolimita o número das saliências condutivas ou dos espaçadores dentro deuma unidade de toque.

As Figuras 11A a 11D são diagramas ilustrativos que mostramas diferentes operações lógicas para a determinação da coordenada da po-sição de toque de acordo com as diferentes modalidades da presente inven-ção. Com referência à Figura 11 A, cada unidade de toque do monitor decristal líquido é carregada, isto é, os dados gravados em cada unidade detoque é H (nível de alta-tensão), conforme mostrado na Tabela 1102. Assimque ocorre um toque, a tensão armazenada na unidade de toque correspon-dente à posição de toque é descarregada para L (nível de baixa tensão),conforme mostrado na Tabela 1104. A coordenada da posição de toque (A1,B1) pode ser obtida ao se comparar os dados de referência de toque (1102)gravados em cada unidade de toque e os dados armazenados (1104) lidos apartir de cada unidade de toque, conforme mostrado na Tabela 1106. A Fi-gura 11B mostra uma outra operação lógica da presente invenção, que podeobter a coordenada da posição de toque diretamente por meio da leitura dosvalores de tensão armazenados em cada unidade de toque. De modo geral,os dados de referência de toque gravados em cada unidade de toque sãosinais digitais lógicos altos, e o valor de tensão armazenado na unidade detoque correspondente à posição de toque é reduzido para baixo devido aofenômeno de descarga, conforme mostrado na Tabela 1112. Sendo assim, acoordenada da posição de toque (A2, B2) pode ser obtida por meio da leiturados valores de tensão armazenados em cada unidade de toque, conformemostrado na Tabela 1116. Nesta modalidade, uma tensão limite pode serdefinida de modo a filtrar o ruído adverso a fim de evitar o julgamento errô-neo da coordenada da posição de toque. Por exemplo, quando os dados dereferência de toque gravados em cada unidade de toque são de 5V, a ten-são limite poderá ser definida em 4V, de tal modo que a mesma seja referidacomo H quando a tensão lida a partir da unidade de toque seja superior a4V, e referida como L quando a tensão lida a partir da unidade de toque sejainferior a 4V. Conforme mostrado nas Figuras 11A e 11B, os diferentes pon-tos de toque correspondem a diferentes unidades de toque, e os dados ar-mazenados em cada unidade de toque podem ser lidos individualmente.Sendo assim, a posição de toque pode ser determinada de maneira precisae independente de modo a atingir a função multitoque.

De acordo com a presente invenção, com exceção da funçãomultitoque, outras informações de toque, tais como a área de toque ou apressão de toque, podem ser obtidas por meio da adoção de diferentes es-quemas de unidades de toque e circuito de leitura. Por exemplo, diversassaliências condutivas com diferentes alturas podem ser formadas dentro deuma unidade de toque, de tal modo que apenas as saliências condutivascom altura maior possam ser conduzidas de modo a formar trajetórias dedescarga quando a pressão de toque é pequena, e todas as saliências con-dutivas possam ser conduzidas de modo a acelerar a velocidade de descar-ga quando uma pressão de toque é grande o suficiente. Sendo assim, emfunção do desenho específico com relação à densidade das unidades detoque, a quantidade e localização das saliências condutivas e espaçadores,a freqüência de atualização de dados, e a estrutura do circuito de leitura, apressão de toque pode ser determinada de acordo com os dados armazena-dos lidos das unidades de toque. A Figura 11C ilustra uma lógica operacio-nal para a obtenção de uma função sensível à pressão de acordo com umamodalidade da presente invenção, na qual a Tabela 1122 mostra a data dereferência de toque gravada em cada uma das unidades de toque (isto é, onível de tensão elevada H) e a Tabela 1124 mostra a tensão armazenadalida a partir de cada uma das unidades de toque. M1 é diferente de M2, e H> M2 > M1. Na presente modalidade, a coordenada da posição de toque(A3, B3) (conforme mostrado na Tabela 1126) pode ser determinada, e podeser também determinado que a pressão de toque na posição de toque cor-respondente à tensão M1 é superior à tensão correspondente M2, isto é, apressão de toque na posição de toque A3 é maior que a na posição de toqueB3.

Em uma outra modalidade, a magnitude da força aplicada sobreo dispositivo de LCD do painel de toque pode ser determinada de acordocom a área/formato do toque ao longo de uma computação lógica. Por e-xemplo, a Figura 11D ilustra uma lógica operacional para a obtenção de umafunção sensível à pressão de acordo com uma outra modalidade da presen-te invenção, na qual a Tabela 1132 mostra a data de referência de toquegravada em cada uma das unidades de toque (isto é, o nível de tensão altoH) e a Tabela 1134 mostra a tensão armazenada lida a partir de cada umadas unidades de toque. O símbolo M representa um nível de tensão médio, eo símbolo L representa um nível de tensão baixo. O nível de tensão pode serdeterminado por meio da definição de uma pluralidade de valores limites deantemão. Por exemplo, a configuração a seguir pode ser usada: os valoreslimites podem ser definidos como 2V e 4V, a tensão maior que 4V é definidacomo H, a tensão entre 4V e 2V é definida como M, ea tensão menor que2V é definida como L. Ao se comparar a Tabela 1132 com a Tabela 1134, acoordenada da posição de toque (A4, B4) pode ser obtida (conforme mos-trada na Tabela 1136), podendo ser determinado que a pressão e a área detoque na posição A4 são maiores que na posição de toque B4.

A Figura 12 ilustra uma estrutura de circuito 1200 do dispositivode LCD com painel de toque integrado da Figura 6 de acordo com outra mo-dalidade da presente invenção, que inclui um painel de cristal líquido 1210,um circuito de acionamento de porta 1220 e 1222, um circuito de comutaçãode exibição/leitura 1230, um circuito de leitura de toque 1240, um circuito deacionamento de dados 1250, e um circuito de processamento de compara-ção 1260. Cada uma das estruturas de pixel 1212 do painel de cristal líquido1210 inclui uma unidade de vídeo e uma unidade de toque, e é acionada porduas linhas de porta e uma linha de dados. O circuito de acionamento deporta 1220 é configurado de modo a entrar sinais de controle para as linhasde porta G1(A)-Gm(A) para o acionamento das unidades de vídeo das estru-turas de pixel 1212, e o circuito de acionamento de porta 1222 é configuradode modo a entrar sinais de controle para as linhas de porta G1(B)-Gm(B)para o acionamento das unidades de toque das estruturas de pixel 1212. Ocircuito de acionamento de dados 1250 é configurado de modo a transmitirdados de vídeo para cada uma das unidades de toque e transmitir dados dereferência de toque para cada uma das unidades de toque através de cadauma das linhas de dados D1(A), D2(A),..., e Dm(A), e o circuito de leitura detoque 1240 é configurado de modo a ler os dados armazenados em cadauma das unidades de toque através de cada uma das linhas de dadosD1(A), D2(A),..., e Dm(A). O circuito de comutação de exibição/leitura 1230se conecta ao circuito de acionamento de dados 1250 e ao circuito de leiturade toque 1240, respectivamente, a fim de comutar o circuito de acionamentode dados 1250 e o circuito de leitura de toque 1240 a fim de se conectar ele-tricamente com as linhas de dados D1(A), D2(A),..., e Dm(A) em um momen-to diferente. O circuito de processamento de comparação 1260 se conectaao circuito de acionamento de dados 1250 e ao circuito de leitura de toque1240, respectivamente, a fim de comparar os dados de referência de toquegravados nas linhas de dados D1(A), D2(A),..., e Dm(A) pelo circuito de a-cionamento de dados 1250 e os dados lidos das linhas de dados D1(A),D2(A),..., e Dm(A) pelo circuito de leitura de toque 1240 de modo a obter acoordenada da posição de toque. Deve-se notar que o circuito de processa-mento de comparação 1260 pode obter a coordenada da posição de toqueapenas com base nos dados lidos pelo circuito de leitura de toque 1240. Emcomparação com a estrutura de circuito 700 que adota um único circuito deacionamento de porta 720, conforme mostrado na Figura 7, a estrutura decircuito 1200 da Figura 12 adota dois circuitos de acionamento de porta 1220e 1222 para o acionamento da unidade de vídeo e da unidade de toque, res-pectivamente, sendo que o número de pinos de cada um dos circuitos deacionamento de porta 1220 e 1222 pode ser cortado pela metade e a fre-qüência operacional pode ser reduzida.

A Figura 13 é um diagrama de sincronização de sinais de cadauma das linhas de porta e das linhas de dados do circuito da Figura 12. Comreferência às Figuras 12 e 13, em conjunto, durante o período de tempo N, ocircuito de acionamento de porta 1220 entra seqüencialmente pulsos m paraas linhas de porta G1(A)-Gm(A), respectivamente, a fim de ligar os transisto-res de cada uma das unidades de vídeo em seqüência. Paralelamente, ocircuito de acionamento de dados 1250 transmite os dados de vídeo paracada uma das linhas de dados D1(A), D2(A),..., e Dm(A) através do circuitode comutação de exibição/leitura 1230 de modo a atualizar os dados arma-zenados em cada uma das unidades de vídeo. Em seguida, durante o perío-do de tempo (N+1), o circuito de acionamento de porta 1222 entra seqüenci-almente pulsos m para as linhas de porta G1(B)-Gm(B), respectivamente, demodo a ligar os transistores de cada uma das unidades de toque em se-qüência, e o circuito de acionamento de dados 1250 transmite os dados dereferência de toque para cada uma das linhas de dados D1(A), D2(A),..., eDm(A) através do circuito de comutação de exibição/leitura 1230 de modo agravar dados em cada uma das unidades de toque. Em seguida, durante operíodo de tempo (N+2), o circuito de acionamento de porta 1220 mais umavez entra seqüencialmente pulsos m para as linhas de porta G1(A)-Gm(A) eatualiza os dados armazenados em cada uma das unidades de vídeo nova-mente através do circuito de acionamento de dados 1250. Em seguida, du-rante um período de tempo (N+3), o circuito de acionamento de porta 1222entra seqüencialmente pulsos m para as linhas de porta G1(B)-Gm(B), e ocircuito de leitura de toque 1240 se conecta eletricamente com cada umadas linhas de dados D1(A), D2(A),..., e Dm(A) para a leitura dos dados ar-mazenados em cada uma das unidades de toque. Conforme descrito, a co-ordenada da posição de toque pode ser precisamente determinada por meioda comparação dos dados de referência de toque gravados durante o perío-do de tempo (N+1) e dos dados lidos durante o período de tempo (N+3).

A Figura 14 ilustra uma estrutura de circuito 1400 do dispositivode LCD com painel de toque integrado na Figura 6 de acordo com uma outramodalidade da presente invenção, que inclui um painel de cristal líquido1410, um circuito de acionamento de porta 1420, um circuito de comutação1430, um circuito de leitura de toque 1440, um circuito de acionamento dedados de vídeo 1450, um circuito de acionamento de dados de toque 1455,e um circuito de processamento de comparação 1460. Cada estrutura depixel 1412 do painel de cristal líquido 1410 inclui uma unidade de vídeo euma unidade de toque, e é acionada por uma linha de porta e duas linhas dedados. Na presente modalidade, o circuito de acionamento de porta 1420 éconfigurado de modo a entrar sinais de controle para as linhas de portaG1(A)-Gm(A) para o acionamento das unidades de vídeo e das unidades detoque das estruturas de pixel 1412. O circuito de acionamento de dados1450 é configurado de modo a transmitir os dados de vídeo de cada umadas unidades de vídeo através das linhas de dados D1(A), D2(A),..., eDm(A). O circuito de acionamento de dados de toque 1455 é configurado demodo a transmitir dados de referência de toque para cada uma das unidadesde toque através de cada uma das linhas de dados D1(A), D2(A),..., eDm(A), e o circuito de leitura de toque 1440 é configurado de modo a ler osdados armazenados em cada uma das unidades de toque através de cada

uma das linhas de dados D1(A), D2(A).....e Dm(A). O circuito de comutação1430 se conecta ao circuito de acionamento de dados de toque 1455 e aocircuito de leitura de toque 1440, respectivamente, para a comutação do cir-cuito de acionamento de dados de toque 1455 e do circuito de leitura de to-que 1440 no sentido de se conectarem eletricamente às linhas de dadosD1(A), D2(A),..., e Dm(A) em momentos diferentes. O circuito de processa-mento de comparação 1460 se conecta ao circuito de acionamento de dados1450 e ao circuito de leitura de toque 1440, respectivamente, de modo acomparar os dados gravados pelo circuito de acionamento de dados de to-que 1450 e os dados lidos pelo circuito de leitura de toque 1440 de modo aobter a coordenada da posição de toque.

A Figura 15 é um diagrama de sincronização de cada uma daslinhas de porta e cada uma das linhas de dados do circuito da Figura 14.

Com referência às Figuras 14 e 15, em conjunto, durante cada período detempo, o circuito de acionamento de porta 1420 entra seqüencialmente pul-sos m para as linhas de porta G1(A)-Gm(A), e, para cada pixel, o transistorda unidade de vídeo e o transistor da unidade de toque são ligados simulta-neamente. Durante o período de tempo N, o circuito de acionamento de da-dos de vídeo 1450 transmite os dados de vídeo para cada uma das linhas dedados D1(A), D2(A),..., e Dm(A) de modo a atualizar os dados em cada uni-dade de vídeo, e, paralelamente, o circuito de acionamento de dados de to-que 1455 transmite dados de referência de toque para cada uma das linhasde dados D1(A), D2(A)..... e Dm(A) através do circuito de comutação 1430

d modo a gravar dados em cada uma das unidades de toque. Em seguida,durante o período de tempo (N+1), o circuito de acionamento de dados devídeo 1450 novamente atualiza os dados em cada uma das unidades de ví-deo, e o circuito de leitura de toque 1440 se conecta eletricamente com cadauma das linhas de dados D1(A), D2(A).....e Dm(A) de modo a ler os dadosarmazenados em cada uma das unidades de toque. Em seguida, durante operíodo de tempo (N+2), a operação de cada elemento de circuito durante operíodo N é mais uma vez realizada, isto é, a atualização dos dados em ca-da uma das unidades de vídeo e a gravação de dados em cada unidade detoque. Em seguida, durante o período de tempo (N+3), a operação de cadaelemento de circuito durante o período de tempo (N+1) é executada outravez, isto é, a atualização dos dados em cada unidade de vídeo e a leiturados dados armazenados em cada unidade de toque. Conforme descrito aci-ma, a coordenada da posição de toque poderá ser precisamente determina-da por meio da comparação dos dados de referência de toque gravados du-rante o período de tempo N e dos dados lidos durante o período de tempo (N+1).

Deve-se notar que as estruturas de circuito e os diagramas desincronização descritos acima são concebidos tão-somente para fins de ilus-tração, sem a intenção de limitar a presente invenção. Por exemplo, na mo-dalidade mostrada na Figura 15, os dados de referência de toque gravadosem cada unidade de toque podem ser independentes dos dados de vídeogravados em cada unidade de vídeo. No entanto, em uma outra modalidade,os dados de referência de toque gravados em cada unidade de toque podemser iguais aos dados de vídeo gravados em cada unidade de vídeo, isto é, ocircuito de acionamento de dados de vídeo 1450 pode substituir o circuito deacionamento de dados de toque 1455 no sentido de gravar dados nas uni-dades de toque. Em outra modalidade ainda, a freqüência da atualização daunidade de toque pode ser ajustada de acordo com as aplicações em ques-tão. Por exemplo, cada tempo depois de a unidade de vídeo executar umaoperação de atualização de duas a cinco vezes, a unidade de toque poderárealizar uma operação de gravação/leitura apenas uma única vez de modo areduzir o consumo de energia. Além disso, o substrato de matrizes de tran-sistores pode ser substituído por um substrato com outro tipo de transistoresou elementos de comutação. Por exemplo, o substrato de matriz de transis-tores CMOS poderá substituir o substrato de matriz de transistores de filmefino para um monitor de cristal líquido refletivo.

A Figura 16 ilustra um método para o controle de um dispositivode LCD com painel de toque integrado de acordo com uma modalidade dapresente invenção. Primeiramente, na etapa S1600, os dados de vídeo sãogravados nas unidades de vídeo das estruturas de pixel integrado de modo aatualizar uma imagem de vídeo do painel de cristal líquido. Em seguida, naetapa S1610, os dados de referência de toque são gravados nas unidadesde toque das estruturas de pixel integrado, nas quais os dados de referênciade toque podem ser iguais ou independentes dos dados de vídeo da etapaS1600. Deve-se notar que a etapa S1600 e a etapa S1610 podem ser reali-zadas separadamente ou de maneira sincrônica, e a freqüência da operaçãode cada uma das etapas S1600 e S1610 pode ser ajustada respectivamentecom base no tipo de aplicação. Em seguida, na etapa S1620, uma força ex-terna aplicada sobre o dispositivo de LCD de painel de toque força a unidadede toque correspondente para uma posição de toque para descarga, e o va-lor de tensão armazenado na dita unidade de toque é, por conseguinte, re-duzido. Em seguida, na etapa 1630, as tensões de referência armazenadasnas unidades de toque de cada estrutura de pixel são lidas e, em algumasmodalidades, a freqüência de operação da etapa S1630 pode variar com ada etapa S1610. Em seguida, o procedimento volta para a etapa S1600, asunidades de vídeo são atualizadas e as unidades de toque são gravadas elidas novamente. Paralelamente, o procedimento também continua na etapaS1640, sendo feita uma computação lógica sobre os dados gravados e lidosnas etapas S1610 e S1630, respectivamente. Na etapa S1640, a computa-ção pode ser feita individualmente em cada unidade de toque, de tal modoque uma função multitoque possa ser obtida. Além disso, um valor limite po-de ser ajustado de antemão no sentido de determinar o grau da força aplica-da sobre o dispositivo de LCD de painel de toque e filtrar o ruído adverso.Em seguida, na etapa S1650, a coordenada, a área de toque, e a pressãosobre a posição de toque podem ser determinadas com base no resultadoda computação lógica.

O dispositivo de LCD com painel de toque integrado da presenteinvenção pode adotar uma estrutura de camada única, por meio da qual todaa espessura pode ser reduzida em 30% a 50% em comparação com o dis-positivo de LCD com painel de toque encaixado convencional. A estruturaem uma única camada pode evitar os defeitos de não-uniformidade de cor(Mura), tais como o efeito de anéis de Newton. Sendo assim, a presente in-venção apresenta vantagens de pequeno tamanho, espessura fina, pesoleve, e alta confiabilidade. Além disso, a presente invenção pode identificaros locais de múltiplos pontos simultaneamente e superar o ruído ao ler osdados armazenados nas unidades de toque embutidas e ao realizar um pro-cesso de comparação, o qual poderá garantir a precisão da posição de to-que.

Embora a presente invenção tenha sido descrita com referênciaa modalidades ilustrativas, estas descrições não devem ser construídas comum sentido limitado. Várias modificações da modalidade ilustrativa, bem co-mo outras modalidades da presente invenção, ficarão aparentes após refe-rência a estas descrições. Portanto, contempla-se que as reivindicações emapenso cobrem quaisquer destas modificações ou modalidades à medidaque recaem dentro do verdadeiro âmbito de aplicação da invenção e seusequivalentes legais.

Claims

1. Estrutura de pixel integrado, compreendendo:- um substrato de matriz de transistores;- um substrato de filtro de cor disposto acima do substrato dematriz de transistores, o substrato de filtro de cor sendo substancialmenteparalelo ao substrato de matriz de transistores; e- uma camada de cristal líquido interposta entre o substrato dematriz de transistores e o substrato de filtro de cor;- em que o substrato de matriz de transistores compreende:- um primeiro transistor;- um primeiro capacitor de armazenamento conectado ao primeiro transistor;- um segundo transistor;- um segundo capacitor de armazenamento conectado ao segundo transistor; e- uma saliência condutiva disposta de maneira correspondenteao segundo capacitor de armazenamento, e configurada de modo a se co-nectar eletricamente ao segundo capacitor de armazenamento e ao substra-to de filtro de cor quando o substrato de filtro de cor é pressionado.

2. Estrutura de pixel integrado, de acordo com a reivindicação 1,na qual o primeiro transistor compreende uma primeira porta, uma primeirafonte, e um primeiro dreno, e o segundo transistor compreende uma segun-da porta, uma segunda fonte, e um segundo dreno, em que a primeira portae a segunda porta se conectam a uma primeira linha de porta e a uma se-gunda linha de porta, respectivamente, e o primeiro dreno e o segundo dre-no se conectam a uma linha de dados.

3. Estrutura de pixel integrado, de acordo com a reivindicação 1,na qual o primeiro transistor compreende uma primeira porta, uma primeirafonte, e um primeiro dreno, e o segundo transistor compreende uma segun-da porta, uma segunda fonte, e um segundo dreno, em que a primeira portae a segunda porta se conectam a uma linha de porta, e o primeiro dreno eo segundo dreno se conectam a uma primeira linha de dados e a umasegunda linha de dados, respectivamente.

4. Estrutura de pixel integrado, de acordo com a reivindicação 1,na qual as cargas do segundo capacitor de armazenamento são descarre-gadas através do substrato de filtro de cor quando o segundo capacitor dearmazenamento se conecta eletricamente ao substrato de filtro de cor.

5. Estrutura de pixel integrado, de acordo com a reivindicação 1,na qual a saliência condutiva é disposta sobre o substrato de matriz de tran-sistores e espaçada cerca de 0,1 um a 2 um do substrato de filtro de cor.

6. Estrutura de pixel integrado, de acordo com a reivindicação 1,na qual a saliência condutiva é disposta sobre o substrato de filtro de cor eespaçada cerca de 0,1 um a 2 um do substrato de matriz de transistores.

7. Estrutura de pixel integrado, de acordo com a reivindicação 1,compreendendo ainda um espaçador disposto em torno da saliência condu-tiva, em que uma altura do espaçador é inferior à altura da saliência conduti-va.

8. Estrutura de pixel integrado, de acordo com a reivindicação 1,na qual o substrato de filtro de cor compreende uma matriz preta, e um se-gundo transistor e o segundo capacitor de armazenamento sobre o substratode matriz de transistores são dispostos correspondentes à matriz preta.

9. Estrutura de pixel integrado, de acordo com a reivindicação 1,na qual a saliência condutiva compreende resina e partículas condutivas namesma.

10. Estrutura de pixel integrado, de acordo com a reivindicação-1, na qual o substrato de matriz de transistores é um substrato de matriz detransistores de filme fino ou um substrato de matriz de transistores.

11. Dispositivo de LCD com painel de toque integrado, compre-endendo:- um painel de cristal líquido compreendendo uma pluralidade deestruturas de pixel integrado como definidas na reivindicação 1, uma plurali-dade de linhas de porta, e uma pluralidade de linhas de dados;- um circuito de acionamento de porta configurado para emitirum sinal de controle para a pluralidade de linhas de porta;- um circuito de acionamento de dados configurado para emitirdados de vídeo e dados de referência de toque para a pluralidade de linhasde dados;- um circuito de leitura de toque acoplado à pluralidade de linhasde dados para a leitura dos dados armazenados nos segundos capacitoresde armazenamento da pluralidade de estruturas de pixel integrado; e- um circuito de comparação acoplado ao circuito de leitura detoque para o recebimento e cálculo dos dados armazenados de modo a ob-ter informações de toque correspondentes a uma posição de toque sobre opainel de cristal líquido.

12. Dispositivo de LCD com painel de toque integrado, de acor-do com a reivindicação 11, compreendendo ainda um circuito de comutaçãoacoplado ao circuito de acionamento de dados e ao circuito de leitura de to-que, o circuito de comutação conectando seletivamente a pluralidade de li-nhas de dados ao circuito de acionamento de dados ou ao circuito de leiturade toque.

13. Dispositivo de LCD com painel de toque integrado, de acor-do com a reivindicação 11, no qual os primeiro e segundo transistores decada dentre a pluralidade de estruturas de pixel integrado se conectam, res-pectivamente, a duas linhas de porta dentre a pluralidade de linhas de porta,e se conectam a uma linha de dados dentre a pluralidade de linhas de da-dos, em que o circuito de acionamento de porta compreende ainda:- um primeiro circuito de acionamento de porta configurado paraemitir o sinal de controle para as linhas de porta conectadas aos primeirostransistores de modo a ligar seqüencialmente os primeiros transistores den-tre a pluralidade de estruturas de pixel integrado; e- um segundo circuito de acionamento de porta configurado paraemitir o sinal de controle para as linhas de porta conectadas aos segundostransistores de modo a ligar seqüencialmente os segundos transistores den-tre a pluralidade de estruturas de pixel integrado.

14. Dispositivo de LCD com painel de toque integrado, de acor-do com a reivindicação 11, no qual os primeiro e segundo transistores decada qual dentre a pluralidade de estruturas de pixel integrado se conectam,respectivamente, a duas linhas de dados dentre a pluralidade de linhas dedados, e ambos se conectam a uma linha de porta dentre a pluralidade delinhas de porta, em que o circuito de acionamento de dados compreende ainda:- um circuito de acionamento de dados de vídeo configurado demodo a emitir os dados de vídeo para as linhas de dados conectadas aosprimeiros transistores; e- um circuito de acionamento de dados de toque configurado demodo a emitir os dados de referência de toque para as linhas de dados co-nectadas aos segundos transistores.

15. Dispositivo de LCD com painel de toque integrado, de acor-do com a reivindicação 11, no qual o circuito de comparação tem uma ten-são limite, e o circuito de comparação compara os dados armazenados e atensão limite de modo a obter as informações de toque.

16. Dispositivo de LCD com painel de toque integrado, de acor-do com a reivindicação 11, no qual o circuito de comparação é acoplado aocircuito de acionamento de dados para o recebimento dos dados de referên-cia de toque, e o circuito de comparação compara os dados de referência detoque e os dados armazenados de modo a obter as informações de toque.

17. Dispositivo de LCD com painel de toque integrado, de acor-do com a reivindicação 11, no qual o painel de cristal líquido compreendeainda uma pluralidade de estruturas de pixel de vídeo, cada qual dentre apluralidade de estruturas de pixel de vídeo compreendendo um transistor devídeo e um capacitor de armazenamento de vídeo.

18. Método de controle de um dispositivo de LCD com painel detoque integrado, o dispositivo de LCD com painel de toque integrado com-preendendo um painel de cristal líquido, o painel de cristal líquido compre-endendo uma pluralidade de estruturas de pixel integrado como definidas nareivindicação 1, uma pluralidade de linhas de dados, e uma pluralidade delinhas de porta, o método compreendendo as etapas de:- transmitir dados de vídeo para os primeiros capacitores de ar-mazenamento para a atualização da imagem de vídeo do painel de cristallíquido;- transmitir dados de referência de toque para os segundos ca-pacitores de armazenamento; e- calcular os dados armazenados de modo a obter informaçõesde toque correspondentes a uma posição de toque sobre o painel de cristallíquido.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, no qual os pri-meiro e segundo transistores de cada qual dentre a pluralidade de estruturasde pixel integrado se conectam, respectivamente, a duas linhas de portadentre a pluralidade de linhas de porta, e ambos se conectam a uma linha dedados dentre a pluralidade de linhas de dados, o método compreendendoainda as etapas de:- ligar os primeiros transistores dentre a pluralidade de estrutu-ras de pixel integrado em seqüência durante um primeiro período de tempopara a transmissão de dados de vídeo para os primeiros capacitores de ar-mazenamento através dos primeiros transistores;- ligar os segundos transistores dentre a pluralidade de estrutu-ras de pixel integrado em seqüência durante um segundo período de tempopara a transmissão de dados de referência de toque para os segundos ca-pacitores de armazenamento através dos segundos transistores;- ligar os primeiros transistores dentre a pluralidade de estrutu-ras de pixel integrado em seqüência durante um terceiro período de tempopara a transmissão de dados de vídeo para os primeiros capacitores de ar-mazenamento através dos primeiros transistores; e- ligar os segundos transistores dentre a pluralidade de estrutu-ras de pixel integrado em seqüência durante um quarto período de tempopara a leitura dos dados armazenados nos segundos capacitores de arma-zenamento através dos segundos transistores.

20. Método, de acordo com a reivindicação 18, no qual os pri-meiro e segundo transistores de cada uma dentre a pluralidade de estruturasde pixel integrado se conectam, respectivamente, a duas linhas de dadosdentre a pluralidade de linhas de dados, e ambos se conectam a uma linhade porta dentre a pluralidade de linhas de porta, o método compreendendoainda as etapas de:- ligar os primeiros e segundos transistores dentre a pluralidadede estruturas de pixel integrado em seqüência durante um primeiro períodode tempo para a transmissão de dados de vídeo para os primeiros capacito-res de armazenamento através dos primeiros transistores, e para a trans-missão de dados de referência de toque para os segundos capacitores dearmazenamento através dos segundos transistores; e- ligar os primeiros e segundos transistores dentre a pluralidadede estruturas de pixel integrado em seqüência durante um segundo períodode tempo para a transmissão de dados de vídeo para os primeiros capacito-res de armazenamento através dos primeiros transistores e para a leiturados dados armazenados nos segundos capacitores de armazenamento atra-vés dos segundos transistores.

21. Método, de acordo com a reivindicação 18, compreendendoainda a etapa de:- comparar os dados armazenados e os dados de referência detoque de modo a obter as informações de toque.

22. Método, de acordo com a reivindicação 18, compreendendoainda as etapas de:- definir uma tensão limite; e- comparar os dados armazenados e a tensão limite de modo aobter as informações de toque.

23. Método, de acordo com a reivindicação 18, no qual os dadosde vídeo e os dados de referência de toque são iguais.

24. Método, de acordo com a reivindicação 18, no qual as infor-mações de toque compreendem a coordenada da posição de toque, a áreade toque, ou a pressão sobre a posição de toque.