JP2010186182A - 表示データ線のための二重構成 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示及びタッチモードの両方に対して構成可能なデータ線を備えたピクセルを有するディスプレイを提供する。
【解決手段】表示及びタッチモードの間で構成可能なデータ線を有するディスプレイ。ディスプレイは、タッチモード中にディスプレイ上のタッチ又は殆どタッチを感知する感知領域を有する。この領域は、表示モード中にディスプレイ上にグラフィック又はデータを表示する。表示モード中は、感知領域のデータ線は、表示回路にデータ信号を受信するために結合するように構成される。タッチモード中は、感知領域のデータ線は、その領域の対応する感知線に結合するように構成され、これは、次に、タッチ回路にタッチ又は殆どタッチを感知するためのタッチ信号を送信するために結合される。代替的に、タッチモード中は、感知領域のデータ線は、残りのデータ信号を廃棄のために接地に伝送するために接地に結合するように構成される。
【選択図】図1

Description

本発明は、表示モード及びタッチモードの両方のためのピクセルを有するディスプレイに関し、より詳細には、表示モード及びタッチモードの両方に対して構成可能なデータ線を備えたピクセルを有するディスプレイに関する。
コンピュータシステムで操作を実施するために、ボタン又はキー、マウス、トラックボール、タッチセンサパネル、ジョイスティック、タッチパッド、及びタッチ画面などのような多くの種類の入力装置が利用可能である。特に、タッチ画面は、価格の低下と共にその操作の容易性と多様性のために益々一般的になっている。タッチ画面は、タッチ感応面を有する透明パネルとすることができるタッチセンサパネルと、タッチ感応面が表示装置の可視領域を実質的に覆うことができるようにパネルの背後に位置決めすることができる液晶ディスプレイ(LCD)のような表示装置とを含むことができる。タッチ画面は、一般的に、表示装置によって表示されている仮想のボタン、キー、バー、表示、及び他の要素を含むユーザインタフェース(UI)が指示した位置で1つ又はそれよりも多くの指、スタイラス、又は他の物体を使用してタッチセンサパネルをタッチ又は殆どタッチすることにより、ユーザに様々な機能を実行させることができる。一般的に、タッチセンサは、タッチセンサパネル上のタッチイベント及びタッチイベントの位置を認識することができ、コンピュータシステムは、次に、タッチイベント時に現れる表示に従ってタッチイベントを解釈し、その後、タッチイベントに基づいて1つ又はそれよりも多くのアクションを実行することができる。
典型的なタッチ画面は、表示装置の上に重なるタッチセンサパネルを有するので、タッチ画面は、より重く、より厚く、かつより薄暗くなる可能性がある。タッチセンサパネルが表示装置と一体化されて表示及びタッチ機能の両方を提供するより軽く、より薄く、かつより明るいタッチ画面が開発されている。そのようなタッチ画面は、「タッチ画面液晶ディスプレイ」という名称の米国特許出願第11/760、080号、及び「二重機能容量素子を有するディスプレイ」という名称の米国特許出願第12/240、964号に説明されている。
米国特許出願第11/760、080号 米国特許出願第12/240、964号
しかし、タッチ画面の二重機能の理由により、表示回路からの干渉、例えば寄生キャパシタンスのためにタッチ機能を実行している時に画面上のタッチを有効に検出することが困難になる可能性がある。この困難を克服することができるよりロバストなタッチ信号をもたらすためには、より多くの経費と電力を必要とする可能性があるであろう。
本発明は、ディスプレイモード及びタッチモードを有し、ディスプレイの感知領域のデータ線を各モードで別々に構成することができるディスプレイに関連している。一部の実施形態では、表示モード中に、ディスプレイのピクセル内の1つ又はそれよりも多くのデータ線は、データ線に沿って伝達されるデータ信号に基づいてグラフィック又はデータを表示するための表示回路に結合するように構成することができる。
一部の実施形態では、タッチモード中に、ディスプレイの感知領域のピクセル内の1つ又はそれよりも多くのデータ線は、感知線から伝達されるタッチ信号に基づいてタッチ又は殆どタッチを感知するためにタッチ回路に結合されたピクセル内の感知線に結合するように構成することができる。一部の他の実施形態では、タッチモード中に、ディスプレイの感知領域のピクセル内の1つ又はそれよりも多くのデータ線は、接地に結合するように構成することができる。
タッチモード中のデータ線のこの構成は、タッチモード中のデータ線に関連する寄生キャパシタンスを有利に低減し、それによってディスプレイの有効性を改善し、かつその経費及び電力要件を低減することができる。
様々な実施形態によるモードに基づいてピクセルの1つ又はそれよりも多くのデータ線を構成することができる表示モード及びタッチモードを有するLCD内の例示的ピクセルの部分回路図を示す図である。 様々な実施形態によりLCD内のピクセルの群によってタッチ領域を形成することができる表示モード及びタッチモードを有する例示的LCDを示す図である。 様々な実施形態によりタッチモード中にピクセルの感知線と結合するようにピクセルの1つ又はそれよりも多くのデータ線を構成することができる表示モード及びタッチモードを有するLCD内の例示的ピクセルの部分回路図を示す図である。 様々な実施形態によりタッチモード中にピクセルの感知線と結合するようにピクセルの1つ又はそれよりも多くのデータ線を構成することができる表示モード及びタッチモードを有するLCD内の例示的ピクセルの別の部分回路図を示す図である。 様々な実施形態によりタッチモード中にピクセルの感知線と結合するようにピクセルの1つ又はそれよりも多くのデータ線を構成することができる表示モード及びタッチモードを有するLCD内の例示的ピクセルの別の部分回路図を示す図である。 様々な実施形態によりタッチモード中に接地に結合するようにピクセルの1つ又はそれよりも多くのデータ線を構成することができる表示モード及びタッチモードを有するLCD内の例示的ピクセルの部分回路図を示す図である。 様々な実施形態によりタッチモード中に接地に結合するようにピクセルの1つ又はそれよりも多くのデータ線を構成することができる表示モード及びタッチモードを有するLCD内の例示的ピクセルの別の部分回路図を示す図である。 様々な実施形態により表示モード及びタッチモードを有するLCDの1つ又はそれよりも多くのデータ線をタッチモード中にLCDの感知線に結合するように構成する例示的方法を示す図である。 様々な実施形態により表示モード及びタッチモードを有するLCDの1つ又はそれよりも多くのデータ線をタッチモード中に接地に結合するように構成する別の例示的方法を示す図である。 様々な実施形態による表示モード及びタッチモードを備えたLCDを有する例示的コンピュータシステムを示す図である。 様々な実施形態による表示モード及びタッチモードを備えたLCDを有する例示的携帯電話を示す図である。 様々な実施形態による表示モード及びタッチモードを備えたLCDを有する例示的デジタルメディアプレーヤを示す図である。 様々な実施形態による表示モード及びタッチモードを備えたLCDを有する例示的パーソナルコンピュータを示す図である。
様々な実施形態の以下の説明では、実施可能な例示的な特定的実施形態として示す添付図面を参照する。この実施形態の精神から逸脱することなく他の実施形態が使用されて構造的変更を行うことができることは理解されるものとする。
本発明は、ディスプレイの感知領域内のデータ線を各モードで別々に構成することができる表示モード及びタッチモードを有するLCDに関連する。一部の実施形態では、表示モード中に、データ線に沿って伝達されたデータ信号に基づいてグラフィック及びデータを表示するために、LCDのピクセル内の1つ又はそれよりも多くのデータ線は、表示回路に結合するように構成することができる。一部の実施形態では、タッチモード中に、LCDの感知領域内のピクセル内の1つ又はそれよりも多くのデータ線は、感知線から伝達されたタッチ信号に基づいてタッチを感知するためにタッチ回路に結合されたピクセル内の感知線に結合するように構成することができる。一部の実施形態では、タッチモード中に、LCDの感知領域内のピクセル内の1つ又はそれよりも多くのデータ線は、接地に結合するように構成することができる。
タッチモード時のデータ線の構成は、タッチモード中にデータ線に関連する寄生キャパシタンスを有利に低減し、それによってLCDの有効性を改善し、かつ経費及び電力要件を低減する。
用語「駆動線」、「水平共通電圧線」、及び「xVcom」は、LCDの水平導電線を指すことができる。多くの場合、必ずとは限らないが、用語「駆動線」は、この線がディスプレイの駆動領域を駆動する刺激信号を伝達することができるという理由で、LCDがタッチモードにある時の駆動領域内のこれらの導電線を指す時に使用することができる。
用語「感知線」、「垂直共通電圧線」、及び「yVcom」は、LCDの垂直導電線を指すことができる。多くの場合、必ずとは限らないが、用語「感知線」は、この線がディスプレイ上でタッチ又は殆どタッチするタッチ信号を伝達することができるという理由で、LCDがタッチモードにある時に駆動領域内のこれらの導電線を指す時に使用することができる。
用語「サブピクセル」は、LCDの赤、緑、又は青の表示構成要素を指す一方、用語「ピクセル」は、赤、緑、又は青のサブピクセルの組合せを指すことができる。
一部の実施形態は、本明細書ではLCDに関連して説明するが、実施形態は、そのように限定されるものではなく、様々な実施形態による表示及びタッチ機能を利用してあらゆる装置に一般的に適用可能であることを理解すべきである。
図1は、ピクセルの1つ又はそれよりも多くのデータ線を様々な実施形態によるモードに基づいて構成することができる表示モード及びタッチモードを有するLCDの例示的ピクセルの部分回路図を示している。図1の例では、LCD100は、様々な実施形態によるLCDサブピクセルを含むことができる。LCD100のサブピクセルは、LCDサブピクセル及びタッチセンサ要素の両方として二重機能が可能であるように構成することができる。換言すれば、サブピクセルは、ピクセルのLCD回路の部分として作動し、同時にタッチ感知回路の要素としても作動する容量性要素、電極のような回路要素を含むことができる。このようにして、LCD100は、一体化されたタッチ感知機能を含むLCDとして作動させることができる。図1は、LCD100のサブピクセル101、102、103、及び104の詳細を示している。各サブピクセルは、単一色ピクセルを形成する全部で3つのR、G、及びBのサブピクセルの組合せにより赤(R)、緑(G)、又は青(B)を表示することができる。
サブピクセル102は、ゲート155a、ソース155b、及びドレーン155cを含む薄膜トランジスタ(TFT)155を含むことができる。サブピクセル102はまた、上部電極157aと下部電極157bとを含むストレージコンデンサCst157、サブピクセル電極159aと共通電極159bとを含む液晶コンデンサC1c159、及びカラーフィルタ電圧源Vcfを含むことができる。サブピクセルが面内スイッチング(IPS)装置の場合、Vcfは、例えば、Cst157と並列に共通電圧線に接続したフリンジ電界電極とすることができる。サブピクセルがIPSを利用しない場合、Vcf151は、例えば、カラーフィルタガラス上のインジウムスズ化合物(IT0)層とすることができる。サブピクセル102はまた、緑(G)色データのデータ線であるGデータ線117の一部分117aと、ゲート線113の一部分113bとを含むことができる。ゲート線155aは、ゲート線部分113bに接続し、ソース155bは、Gデータ線部分117aに接続することができる。Cst157の上部電極157aは、TFT155のドレーン155cに接続し、Cst157の下部電極157bは、x方向に延びる共通電圧線であるxVcom121の一部分121bに接続することができる。C1c159のサブピクセル電極159aはまた、TFT155のドレーン155cに接続し、C1c159の共通電極159bは、Vcf151に接続することができる。
サブピクセル103の回路図は、サブピクセル102のものと同一とすることができる。しかし、図1に示すように、サブピクセル103を通って延びる色データ線119は、青(B)色データを搬送することができる。サブピクセル102及び103は、例えば、公知のLCDサブピクセルとすることができる。
サブピクセル102及び103と同様に、サブピクセル101は、ゲート105a、ソース105b、及びドレーン105cを含む薄膜トランジスタ(TFT)105を含むことができる。サブピクセル101はまた、上部電極107a及び下部電極107bを含むストレージコンデンサCst107、サブピクセル電極109a及び共通電極109bを含む液晶コンデンサC1c109、及びカラーフィルタ電圧源Vcf111を含むことができる。サブピクセル101はまた、赤(R)色データのデータ線、Rデータ線115の一部分115a、及びゲート線113の一部分113aを含むことができる。ゲート105aは、ゲート線部分113aに接続し、ソース105bは、Rデータ線部分115aに接続することができる。Cst107の上部電極107aは、TFT105のドレーン105cに接続し、Cst107の下部電極107bは、xVcom121の一部分121aに接続することができる。C1c109のサブピクセル電極109aは、TFT105のドレーン105cに接続し、C1c109の共通電極109bは、Vcf111に接続することができる。
サブピクセル102及び103と異なり、サブピクセル101はまた、y方向に延びる共通電圧線であるyVcom123の一部分123aを含むことができる。更に、サブピクセル101は、部分121aを部分123aに接続する接続部127を含むことができる。このようにして、接続部127は、xVcom121とyVcom123とを接続することができる。
サブピクセル104(図1に部分的にのみ示した)は、yVcom125の一部分125aが断続部(開放部)131を有してxVcom121の一部分121bが断続部133を有することを除いて、サブピクセル101と類似とすることができる。
図1に見ることができるように、サブピクセル101、102、及び103のストレージコンデンサの下部電極は、xVcom121によって互いに接続することができる。これは、例えば、公知のLCDパネルでの接続の形式とし、公知のゲート線、データ線、及びトランジスタと共に使用される時に、サブピクセルをアドレス指定することが可能になる。以下でより詳細に説明するように、水平共通電圧線への接続に加えて、垂直共通電圧線の追加により、サブピクセルのx及びy両方向へのグループ分けが可能になる。例えば、yVcom123及びxVcom121に対する接続部127により、サブピクセル101、102、及び103のストレージコンデンサと、サブピクセル101、102、及び103の上方及び下方にあるサブピクセルのストレージコンデンサとの接続が可能になる(上方及び下方にあるサブピクセルは、示していない)。例えば、サブピクセル101、102、及び103のすぐ上方にあるサブピクセルの各々は、101、102、及び103と同一構成を有することができる。この場合、サブピクセル101、102、及び103のすぐ上方にあるサブピクセルのストレージコンデンサは、サブピクセル101、102、及び103のストレージコンデンサに接続されると考えられる。
一般的に、LCDは、パネル内の全てのサブピクセルのストレージコンデンサが、例えば、水平共通電圧線に対する接続部を用いて少なくとも1つの垂直電圧線を通じて接続することができるように構成することができる。別のLCDは、異なる群のサブピクセルが互いに接続され、互いに接続したストレージコンデンサの別々の領域を形成するように構成することができる。
別々の領域を作成する1つの方法は、水平及び/又は垂直共通線に断続部(開放部)を形成することによって行うことができる。例えば、LCD100のyVcom125は、断続部131を有し、断続部の上方にあるサブピクセルを断続部の下方にあるピクセルから隔離することができる。同様に、xVcom121は、断続部133を有し、断続部の右方にあるサブピクセルを断続部の左方にあるピクセルから隔離することができる。
LCDのタッチ領域は、刺激信号を駆動するための駆動領域を形成するように、かつタッチモード中に指のような物体のタッチ及び殆どタッチを感知するための感知信号を形成するように互いに電気接続したピクセルの群(図1に示すように各ピクセルが赤、緑、及び青のサブピクセルを含む)によって形成することができる。
図2は、タッチ領域を様々な実施形態によりLCD内のピクセルの群によって形成することができる表示モード及びタッチモードを有する例示的LCDを示している。図2の例では、LCD200は、駆動領域210及び感知領域220を含むタッチ領域を有することができる。駆動領域210及び感知領域220は、表示モードでグラフィック及びデータを表示してタッチモードでタッチ又は殆どタッチを感知するピクセル203の群を含むことができる。簡単にするために、各ピクセル203は、垂直共有電圧線yVcom202と水平共通電圧線xVcom201とを含む単一のブロックとして示され、各単一ピクセルブロックは、図1に示すようにそれぞれデータ線を有する赤、緑、及び青のサブピクセル群を表示することができる。
駆動領域210は、ピクセル203の少なくとも1つの垂直共通電圧線yVcom202をピクセルの少なくとも1つの水平共通電圧線xVcom201に接続し、それによってピクセルの行を含む駆動領域を形成することによって形成することができる。駆動プレート(例えば、IT0プレート)は、ピクセルを互いにグループ分けしてタッチモードのための駆動領域を形成するように、駆動領域を覆って垂直及び水平共通電圧線に接続するのに使用することができる。一般的に、駆動領域は、例えば、LCDのタッチ又は殆どタッチを有効に受信するために、単一行のピクセルよりも大きく、指先のサイズに類似にすることができる。例えば、駆動領域は、垂直共通電圧線yVcomを水平共通電圧線xVcomに接続し、それによってピクセルのマトリックスを含む駆動領域を形成することによって形成することができる。一部の実施形態では、互いに近い駆動領域は、駆動線として水平共通電圧線xVcomを共有し、刺激信号を用いて駆動領域を刺激するのに使用することができる。一部の実施形態では、互いに近い駆動領域は、受信したタッチ又は殆どタッチと干渉する可能性がある寄生キャパシタンスをもたらす線を最小にするために、駆動領域の間で線内に断続部212を有する垂直共通電圧線yVcomを共有することができる。任意的にかつ代替的に、垂直電圧線の断続部が省かれ、それらの線を駆動領域の間でそれらの全体で共有することができる。
感知領域は、ピクセルの少なくとも1つの垂直共通電圧線yVcomによって形成し、それによってピクセルの列を含む感知領域を形成することができる。感知プレート(例えば、IT0プレート)は、ピクセルを互いにグループ分けしてタッチモードのための駆動領域を形成するように、感知領域を覆ってクロス−アンダー水平共通電圧線に接続せずに垂直共通電圧線に接続するのに使用することができる。一般的に、感知領域は、タッチ感応性パネル上で受信したタッチ又は殆どタッチを有効に感知するためにピクセルの単一列よりも大きくすることができる。例えば、感知領域は、垂直共有電圧線yVcomによって形成し、それによってピクセルのマトリックスを含む感知領域を形成することができる。一部の実施形態では、感知領域は、ディスプレイ上でタッチ又は殆どタッチに基づいてタッチ信号を伝達する垂直共有電圧線yVcomを感知線として使用することができる。感知領域では、垂直共有電圧線yVcomは、位置211で水平共通電圧線xVcomから分離されてそれをクロスオーバーし、タッチ感知のために相互キャパシタンス構造を形成することができる。このyVcomとxVcomのクロスオーバーはまた、最小にすることができる感知及び駆動IT0間の付加的な寄生キャパシタンスを形成する可能性がある。
タッチモード時の作動では、水平共通電圧線xVcom201は、駆動領域210を刺激するために刺激信号を伝達し、刺激された駆動領域と隣接する感知領域220の間に電界を形成することができる。指のような物体が、刺激された駆動領域210にタッチ又は殆どタッチすると、隣接する感知領域220に延びる電界線の一部に影響を及ぼし、それによってこれらの隣接感知領域220に連結された電荷の量を低減することができる。この電荷の減少は、タッチの「画像」として感知領域220によって感知することができる。このタッチ画像は、更に別の処理のために垂直共有電圧線yVcom202に沿ってタッチ回路に伝達することができる。
図2の駆動領域は、LCDにわたって行で接続された矩形として示され、図2の感知領域は、LCDの垂直長さ方向に延びる矩形として示されている。しかし、駆動及び感知領域は、図示の形状、配向、及び位置に限定されず、様々な実施形態によるあらゆる適切な形状を含むことができる。タッチ領域を形成するのに使用されるピクセルが上述の形状に限定されるものではなく、様々な実施形態による表示及びタッチ機能を有するいずれか適切なピクセルとすることができることは理解されるものとする。
寄生キャパシタンスは、様々な実施形態によるLCDの感知領域で成長する可能性がある。例えば、寄生キャパシタンスは、データ線と感知プレートの間又はデータ線とxVcom線の間に形成される可能性がある。そのような寄生キャパシタンスは、タッチ回路作動と、特にLCD上でタッチ又は殆どタッチに基づいて発生したタッチ信号を有効に測定するタッチ回路の機能と干渉する可能性がある。図3〜7は、この効果と様々な実施形態によるタッチ回路作動に対する他の寄生キャパシタンスとを減衰させることができる例示的回路を示している。
図3は、ピクセルの1つ又はそれよりも多くのデータ線を様々な実施形態によりタッチモード中にピクセルの感知線と結合するように構成することができる表示モード及びタッチモードを有するLCD内の例示的ピクセルの部分回路図を示している。図3の例では、回路300は、各ピクセルが、yVcom、及びそれぞれ、赤、緑、及び青データ線315、317、319とする感知線302を有する、感知領域320を有するピクセルを含むことができる。図3には1つだけのピクセルが示されているが、感知領域が様々な実施形態による感知線及び赤、緑、及び青データ線を有するピクセルを含むことができることは理解されるものとする。
タッチモードに対しては、感知線302は、感知線上で伝達されたタッチ信号に基づいてタッチ又は殆どタッチを感知するために、タッチ回路360に結合することができる。スイッチ302−aは、感知線302をタッチ回路360に結合することができる。データ線315、317、319は、タッチ回路360上に1つの電気的負荷を形成し、それによってデータ線と感知プレート間に形成された寄生キャパシタンスを低減してタッチ回路の有害な作動を妨げるように、感知線302に結合することができる。データ線315、317、319は、互いに結合することができ、スイッチ350−aは、タッチ又は殆どタッチを感知するために感知線302を通じてタッチ回路360にデータ線を結合することができる。
表示モードに対しては、データ線315、317、319は、データ線上で伝達された表示データ信号に基づいてグラフィック又はデータを表示するためにLCD回路370に結合することができる。データ線315、317、319は、互いに結合することができ、スイッチ350−bは、データ線をLCD回路370に結合することができ、LCD回路は、次に、LCD上にグラフィック又はデータを表示するためにデータ信号をデータ線に沿って伝達することができる。感知線302は、LCD回路370に結合し、タッチに使用されていない時にxVcom信号を保持することができる。スイッチ302−bは、感知線302をLCD回路370からのxVcomに結合することができる。
図4は、ピクセルの1つ又はそれよりも多くのデータ線を様々な実施形態によりタッチモード中にピクセルの感知線と互いに結合するように構成することができる表示モード及びタッチモードを有するLCD内の例示的ピクセルの別の部分回路図を示している。図4の例では、回路400は、yVcomとそれぞれ赤、緑、及び青データ線415、417、419とすることができる感知線402を各ピクセルが有する感知領域420を有するピクセルを含むことができる。図4には1つだけのピクセルが示されているが、感知領域が感知線及び様々な実施形態による赤、緑、及び青データ線を有するピクセルを含むことができることは理解されるものとする。
タッチモードに対しては、感知線402は、感知線上で伝達されたタッチ信号に基づいてタッチ又は殆どタッチを感知するためにタッチ回路460に結合することができる。スイッチ402−aは、感知線402をタッチ回路460に結合することができる。データ線415、417、419は、タッチ回路460上に1つの電気的負荷を形成するように感知線402に結合し、それによってデータ線と感知プレートの間に形成される寄生キャパシタンスを低減し、タッチ回路の有害な作動を妨げることができる。スイッチ415−a、417−a、419−aは、タッチ又は殆どタッチを感知するために、感知線402を通じて、それぞれ、データ線415、417、419をタッチ回路460に結合することができる。
表示モードに対しては、データ線415、417、419は、データ線上で伝達された表示データ信号に基づいてグラフィック又はデータを表示するためにLCD回路470に結合することができる。スイッチ415b、417b、419bの各々は、データ線415、417、419をLCD回路470に結合し、この回路は、次に、LCD上にグラフィック又はデータを表示するためにデータ線に沿ってデータ信号を伝達することができる。感知線402は、タッチに使用されていない時にxVcom信号を保持するようにLCD回路470に結合することができる。スイッチ402bは、感知線402をLCD回路470からのxVcomに結合することができる。
図5は、ピクセルの1つ又はそれよりも多くのデータ線を様々な実施形態によりタッチモード中にピクセルの感知線と結合するようになった表示モード及びタッチモードを有するLCD内の例示的ピクセルの別の部分回路図を示している。図5の例では、回路500は、yVcom及びそれぞれ赤、緑、及び青データ線515、517、519とすることができる感知線502を各ピクセルが有する感知領域520を有するピクセルを含むことができる。図5には1つのピクセルだけが示されているが、感知領域は、感知線及び様々な実施形態による赤、緑、及び青データ線を有するピクセルを含むことができることは理解されるものとする。
タッチモードに対しては、感知線502は、感知線上で伝達されたタッチ信号に基づいてタッチ又は殆どタッチを感知するためにタッチ回路560に結合することができる。スイッチ502−aは、感知線502をタッチ回路560に結合することができる。データ線515、517、519は、タッチ回路560上に電気的負荷を形成し、それによってデータ線と感知プレートの間に形成される寄生キャパシタンスを低減してタッチ回路の有害な作動を妨げるように感知線502に結合することができる。スイッチ515a、517a、519aの各々は、データ線515、517、519を互いに結合することができ、スイッチ580aは、タッチ又は殆どタッチを感知するために感知線502を通じてタッチ回路560にデータ線を結合することができる。
表示モードに対しては、データ線515、517、519は、データ線上で伝達された表示データ信号に基づいてグラフィック又はデータを表示するためにLCD回路570に結合することができる。スイッチ515a、517b、519aの各々は、データ線515、517、519を互いに結合することができ、スイッチ580bは、データ線をLCD回路570に結合することができ、この回路は、次に、LCD上にグラフィック又はデータを表示するためにデータ信号をデータ線に沿って伝達することができる。感知線502は、タッチモードに使用されていない時にxVcom信号を保持するようにLCD回路570に結合することができる。スイッチ502bは、感知線502をLCD回路570からのxVcomに結合することができる。
図6は、ピクセルの1つ又はそれよりも多くのデータ線を様々な実施形態によりタッチモード中に接地に結合するようになった表示モード及びタッチモードを有するLCD内の例示的ピクセルの部分回路図を示している。図6の例では、回路600は、ピクセルがyVcom及びそれぞれ赤、緑、及び青データ線615、617、619とすることができる感知線602を有する感知領域620を有するピクセルを含むことができる。図6には1つだけのピクセルが示されているが、感知領域が、感知線及び様々な実施形態による赤、緑、及び青データ線を有するピクセルを含むことができることは理解されるものとする。
タッチモードに対しては、感知線602は、感知線上で伝達されたタッチ信号に基づいてタッチ又は殆どタッチを感知するためにタッチ回路660を結合することができる。スイッチ602aは、感知線602をタッチ回路660に結合することができる。データ線615、617、619は、感知領域620のデータ線とxVcomの間に形成される寄生キャパシタンスを低減するように接地に結合し、それによってタッチ回路上の有害な作動を低減することができる。スイッチ615a、617a、619aの各々は、データ線615、617、619をAC接地680に結合することができる。代替的に、データ線615、617、619は、DC電源に結合することができる。
表示モードに対しては、データ線615、617、619は、データ線上で伝達された表示データ信号に基づいてグラフィック又はデータを表示するためにLCD回路670に結合することができる。スイッチ615b、617b、619bの各々は、データ線615、617、619をLCD回路に結合し、この回路は、次に、グラフィック又はデータをLCD上に表示するためにデータ線に沿ってデータ信号を伝達することができる。感知線620は、タッチモードに使用されていない時にxVcom信号を保持するようにLCD回路670に結合することができる。スイッチ602bは、感知線602をLCD回路670からのxVcomに結合することができる。
図7は、ピクセルの1つ又はそれよりも多くのデータ線を様々な実施形態によりタッチモード中に接地に結合するように構成することができる表示モード及びタッチモードを有するLCD内の例示的ピクセルの別の部分回路図を示している。図7の例では、回路700は、ピクセルがyVcom及びそれぞれ赤、緑、及び青データ線715、717、719とすることができる感知線702を有する感知領域720を有するピクセルを含むことができる。図7では1つだけのピクセルが示されているが、感知領域が、感知線及び様々な実施形態による赤、緑、及び青データ線を有するピクセルを含むことができることは理解されるものとする。
タッチモードに対しては、感知線702は、感知線上で伝達されたタッチ信号に基づいてタッチ又は殆どタッチを感知するためにタッチ回路760に結合することができる。スイッチ702aは、感知線702をタッチ回路760に結合することができる。データ線715、717、719は、データ線と感知領域720上のxVcomとの間で形成された寄生キャパシタンスを低減するように接地に結合し、それによってタッチ回路上の悪影響を低減することができる。代替的に、データ線715、717、719は、DC電源に結合することができる。
表示モードに対しては、データ線715、717、719は、データ線上で伝達された表示データ信号に基づいてグラフィック又はデータを表示するためにLCD回路770に結合することができる。スイッチ715a、717a、719aの各々は、データ線715、717、719を互いに結合することができ、スイッチ775bは、データ線をLCD回路770に結合することができ、この回路770は、次に、LCD回路上にグラフィック又はデータを表示するためにデータ線に沿ってデータ信号を伝達することができる。感知線702は、タッチに使用されていない時にxVcom信号を保持するようにLCD回路770に結合することができる。スイッチ702bは、感知線702をLCD回路770からのxVcomに結合することができる。
寄生キャパシタンスを処理するための回路が図3〜7に示すものに限定されるものではなく、様々な実施形態により寄生キャパシタンスを処理することができる他の又は付加的な要素を含むことができることは理解されるものとする。図3〜7は別々のタッチ及びLCD回路を示しているが、この回路又はその一部分は、単一の特定用途向けIC(ASIC)に組み合わせることができる。
一部の実施形態では、一部のデータ線は、感知線に結合し、一部は、タッチモード中に接地に結合することができる。例えば、他の全てのデータ線は、感知線に結合し、残りは、タッチモード中に接地に結合することができる。LCDの必要性次第で他の構成も実現可能である。
図8は、様々な実施形態により表示モード及びタッチモードを有するLCDの1つ又はそれよりも多くのデータ線をタッチモード中にLCDの感知線に結合するように構成する例示的方法を示している。本方法は、例えば、図3〜5の回路上で実行することができる。図8の例では、表示モード又はタッチモードのいずれのモードで実行するかを示す入力信号を受信する(805、810)ことができる。
入力信号が表示モードのためであると判断された場合、LCDの感知領域内のデータ線は、データ信号を受信するためにLCD回路に結合するように切り換える(815)ことができる。結合された状態で、LCD回路は、LCD上にグラフィック又はデータを表示するためにデータ線に沿ってデータ信号を伝達する(820)ことができる。LCDの感知領域内の感知線は、任意的に、共通電圧を保持するためにLCD回路に結合するように切り換えることができる。
入力信号がタッチモードのためであると判断された場合、LCDの感知領域内のデータ線は、感知領域内の対応する感知線を通じてタッチ回路に結合するように切り換える(825)ことができる。換言すれば、データ線は、タッチ回路に結合する感知線に結合することができる。タッチ信号は、LCD上のタッチ又は殆どタッチを示すために感知線に沿って伝達することができる。データ線上のいずれの残りのデータ信号も、タッチ信号と結合する(830)ことができる。結合された信号は、LCD上のタッチを感知するためのタッチ回路に伝達する(835)ことができる。
図9は、表示モード及びタッチモードを有するLCDの1つ又はそれよりも多くのデータ線を様々な実施形態によりタッチモード中に接地に結合するように構成する別の例示的方法を示している。本方法は、例えば、図6及び7の回路によって実行することができる。図9の例では、表示モード又はタッチモードのいずれのモードで実行するかを示す入力信号を受信する(905、910)ことができる。
入力信号が表示モードのためであると判断された場合、LCDの感知領域内のデータ線は、LCD回路に結合するように切り換える(915)ことができる。LCD回路は、LCD上で表示するためにデータ線に沿ってデータ信号を伝達する(920)ことができる。感知領域内の感知線は、任意的に、共通電圧を保持するためにLCD回路に結合することができる。
入力信号がタッチモードのためであると判断された場合、感知領域内のデータ線は、AC接地に切り換える(925)ことができる。データ線上のいずれの残りのデータ信号も、AC接地に切り換える(930)ことができる。対応する感知線は、タッチ回路に結合することができる。タッチ信号は、LCD上のタッチを感知するために感知線に沿ってタッチ回路に伝達(935)される。
表示モード及びタッチモードを有するLCDを構成する方法が図8及び9の方法に限定されるものではなく、様々な実施形態によって実施可能な付加的な又は他の方法を含むことができることは理解されるものとする。
図10は、本明細書で説明する1つ又はそれよりも多くの様々な実施形態を含むことができる例示的コンピュータシステムを示している。図10の例では、コンピュータシステム1000は、1つ又はそれよりも多くのパネルプロセッサ1002及び周辺機器1004、及びパネルサブシステム1006を含むことができる。周辺機器1004は、以下に限定されるものではないが、ランダムアクセスメモリ(RAM)又は他の形式のメモリ又はストレージ、及びウオッチドッグタイマなどを含むことができる。パネルサブシステム1006は、以下に限定されるものではないが、1つ又はそれよりも多くの感知チャンネル1008、チャンネル走査論理(アナログ又はデジタル)1010、及び駆動論理(アナログ又はデジタル)1014を含むことができる。チャンネル走査論理1010は、RAM1012にアクセスし、感知チャンネル1008から自主的にデータを読み取って感知チャンネルに対して制御信号1017を供給することができる。更に、チャンネル走査論理1010は、駆動論理1014を制御し、タッチ画面1024の駆動領域に同時に印加される刺激信号1016を様々な段階で発生させることができる。パネルサブシステム1006は、低いデジタル論理電圧レベル(例えば、1.7から3.3V)で作動させることができる。駆動論理1014は、コンデンサのような2つの電荷ストレージを互いにカスケードして電荷ポンプ1015を形成することにより、デジタル論理レベル供給電圧よりも大きな供給電圧を発生させることができる。電荷ポンプ1015は、デジタル論理レベル供給電圧(例えば、3.4から6.6V)の約2倍のマグニチュードを有する刺激信号1016を発生させるために使用することができる。図10は、駆動論理1014から分離した電荷ポンプ1015を示しているが、電荷ポンプは、駆動論理の一部とすることができる。一部の実施形態では、パネルサブシステム1006、パネルプロセッサ1002、及び周辺機器1004は、単一の特定用途向け集積回路(ASIC)に一体化することができる。
タッチ画面1024は、様々な実施形態による駆動領域1027及び感知領域1029を有する容量性感知媒体を含むことができる。各駆動領域1027及び感知領域1029は、容量性要素を含むことができ、これは、ピクセル1026と見なすことができ、タッチ画面1024がタッチの「画像」を捕捉するように見られる時に特に有用とすることができる。(換言すれば、タッチ画面内の各タッチセンサの位置でタッチイベントが検出されたか否かをパネルサブシステム1006が判断した後に、タッチイベントが発生したマルチタッチ画面内のタッチセンサのパターン(例えば、画面をタッチしている指のパターン)をタッチの画像として見なすことができる。)タッチ画面上又はその付近の指又は他の物体の存在は、信号キャパシタンスの関数であり、タッチされているピクセルの位置に存在する信号電荷に対する変化を測定することによって検出することができる。タッチ画面の各感知領域は、パネルサブシステム1006内の感知チャンネル1008を駆動することができる。
コンピュータシステム1000はまた、パネルプロセッサ1002から出力を受信し、以下に限定されるものではないが、カーソル又はポインタのような1つ又はそれよりも多くの物体を移動させる段階、スクロール又はパンする段階、制御設定を調節する段階、ファイル又は文書を開く段階、メニューを見る段階、選択を行う段階、命令を実行する段階、ホスト装置に結合された周辺機器を開く段階、電話に応える段階、電話を掛ける段階、電話を終わらせる段階、オーディオ設定の音量を変える段階、アドレス、頻繁にダイヤルした番号、受信した電話、不在着信電話のような電話通信に関連する情報を格納する段階、コンピュータ又はコンピュータネットワークにログインする段階、認可された個人にコンピュータ又はコンピュータネットワークの制限された範囲に対するアクセスを承認する段階、コンピュータデスクトップのユーザの好みの構成に関連するユーザプロフィールをロードする段階、ウェブコンテンツにアクセスするのを許可する段階、特定プログラムを起動する段階、及び/又はメッセージを暗号化又は復号する段階などを含む出力に基づくアクションを実施するためのホストプロセッサ1028を含むことができる。ホストプロセッサ1028はまた、パネル処理に関連しない場合がある追加機能を実行することができ、かつプログラムストレージ1032と装置のユーザにユーザインタフェースを提供するLCDのようなタッチ画面1024とに結合することができる。
上述の機能の1つ又はそれよりも多くは、メモリ(例えば、図10の周辺機器1004の1つ)に記憶されたファームウエアによって実施されてパネルプロセッサ1002によって実行され、又はプログラムストレージ1032に記憶されてホストプロセッサ1028によって実行されることに注意されたい。ファームウエアはまた、コンピュータベースのシステム、プロセッサ含有システム、又は命令実行システム、器具、又は装置から命令をフェッチしてその命令を実行する他のシステムのような命令実行システム、器具、又は装置によって又はそれらと接続して使用するためのあらゆるコンピュータ可読媒体内に記憶及び/又はトランスポートすることができる。本明細書の関連では、コンピュータ可読媒体は、プログラムを収容又は記憶することができる命令実行システム、器具、又は装置によって又はそれらと接続して使用するためのあらゆる媒体とすることができる。コンピュータ可読媒体は、以下に限定されるものではないが、電子式、磁気式、光学式、光磁気式、赤外線式、又は半導体式システム、器具、又は装置、持ち運び式コンピュータディスケット(磁気式)、ランダムアクセスメモリ(RAM)(磁気式)、読取専用メモリ(R0M)(磁気式)、消去可能書込可能R0M(EPR0M)(磁気式)、CD、CD−R、CD−RW、DVD、DVD−R、DVD−RWのような持ち運び式光ディスク、又はコンパクトフラッシュ(登録商標)カード、セキュアデジタルカード、USBメモリ装置、メモリスチックのようなフラッシュメモリなどを含むことができる。
ファームウエアはまた、コンピュータベースのシステム、プロセッサ含有システム、又は命令実行システム、器具、及び装置から命令をフェッチしてその命令を実行することができる他のシステムのような命令実行システム、器具、及び装置によって又はそれらと接続して使用するためのあらゆるトランスポート媒体内で伝播させることができる。本明細書の関連では、「トランスポート媒体」は、命令実行システム、器具、又は装置によって又はそれらに接続して使用するためのプログラムを通信、伝播、又はトランスポートするあらゆる媒体とすることができる。トランスポート可読媒体は、以下に限定されるものではないが、電子式、磁気式、光学式、電磁気式、又は赤外線式の有線又は無線伝播媒体を含むことができる。
タッチ画面は、図10で上述のようなタッチに限定されず、近接画面又は様々な実施形態により表示モード及びタッチモードの間で切り換えられるいずれか他の画面とすることができることは理解されるものとする。更に、本明細書で説明するタッチセンサパネルは、単一タッチ式又はマルチタッチ式センサパネルとすることができる。
図11aは、タッチ画面1124と、携帯電話機のタッチモード中にタッチ画面のデータ線を構成するように利用することができる他のコンピュータシステムブロックとを含む例示的携帯電話機1136を示している。
図11bは、タッチ画面1124と、メディアプレーヤのタッチモード中にタッチ画面のデータ線を構成するように利用することができる他のコンピュータシステムブロックとを含む例示的デジタルメディアプレーヤ1140を示している。
図11cは、タッチ画面1124、タッチセンサパネル(トラックパッド)1126、及びパーソナルコンピュータのタッチモード中にタッチ画面のデータ線を構成するように利用することができる他のコンピュータシステムブロックを含む例示的パーソナルコンピュータ1144を示している。
11a、11b、及び11cの携帯電話機、メディアプレーヤ、及びパーソナルコンピュータは、様々な実施形態により設定可能な表示モード及びタッチモードを有するLCDを用いて経費及び電力を節約することができる。
様々な実施形態を添付図面を参照して十分に説明したが、様々な変更及び修正が当業者には明らかになることに注意されたい。そのような変更及び修正は、特許請求の範囲に規定されるような様々な実施形態の範囲に含まれることは理解されるものとする。
100 LCD
101,102,103,104 サブピクセル
155a ゲート
155b ソース
155c ドレーン

Claims (25)

  1. 表示モードとタッチモードの間で切換可能な表示装置であって、
    表示データ信号を伝送するように構成されたデータ線とタッチ信号を伝送するように構成された感知線とを有する表示ピクセルと、
    表示モードに関連する第1の構成とタッチモードに関連する第2の構成との間で前記データ線を切り換えるように構成されたスイッチと、
    を含むことを特徴とする装置。
  2. 前記第1の構成は、装置上にグラフィック又はデータを表示するために前記伝送された表示データ信号を送信するための装置の表示回路に結合された前記データ線を含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。
  3. 前記第2の構成は、装置上のタッチ又は殆どタッチを感知するために前記伝送されたタッチ信号及び前記伝送された表示データ信号を受信するためのタッチ回路に結合された前記感知線に結合された前記データを含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。
  4. 前記第2の構成は、前記表示データ信号を廃棄するために前記伝送された表示データ信号を受信するための接地に結合された前記データ線を含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。
  5. 前記第2の構成は、装置上のタッチ又は殆どタッチを感知するために前記伝送されたタッチ信号を受信するためのタッチ回路に結合された前記感知線を含むことを特徴とする請求項4に記載の装置。
  6. 装置上のタッチ又は殆どタッチを感知するために前記タッチモード中に前記少なくとも1つの感知線から前記タッチ信号及び前記少なくとも1つのデータ線から残りのデータ信号を受信するように構成されたタッチ回路、
    を含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。
  7. 装置上にグラフィック又はデータを表示するために前記表示モード中に前記データ線に前記表示データ信号を送信するように構成された表示回路、
    を含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。
  8. 前記スイッチは、更に、前記第1の構成と前記第2の構成の間で前記感知線を切り換えるように構成されることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  9. 携帯電話、デジタルメディアプレーヤ、又はパーソナルコンピュータのうちの少なくとも1つに組み込まれることを特徴とする請求項1に記載の装置。
  10. 表示モードとタッチモードを有する表示装置であって、
    データ線と感知線とを有する表示ピクセル、
    を含み、
    前記データ線は、該データ線によって作り出される寄生キャパシタンスを低減するためにタッチモード中に前記感知線に結合するように構成される、
    ことを特徴とする装置。
  11. 前記タッチモード中に前記データ線を前記感知線に結合するように構成されたスイッチ、
    を含むことを特徴とする請求項10に記載の装置。
  12. 前記スイッチは、表示モード中に前記データ線を前記感知線から切り離すように構成されることを特徴とする請求項11に記載の装置。
  13. 表示モード中に前記データ線を表示回路に結合するように構成されたスイッチ、
    を含むことを特徴とする請求項10に記載の装置。
  14. 前記スイッチは、前記タッチモード中に前記データ線を前記表示回路から切り離すように構成されることを特徴とする請求項13に記載の装置。
  15. 表示モードとタッチモードを有する表示装置であって、
    データ線と感知線を有するピクセル、
    を含み、
    前記データ線は、該データ線によって作り出される寄生キャパシタンスを低減するためにタッチモード中に接地に結合するように構成される、
    ことを特徴とする装置。
  16. 前記データ線から表示データ信号を廃棄するために前記タッチモード中に該データ線を接地に結合するように構成されたスイッチ、
    を含むことを特徴とする請求項15に記載の装置。
  17. 表示モード中に表示回路に前記データ線を結合するように構成されたスイッチ、
    を含み、
    前記表示回路は、表示データ信号に基づいて前記結合されたデータ線に表示データを送信するように構成される、
    ことを特徴とする請求項15に記載の装置。
  18. 前記感知線は、前記タッチモード中にタッチ回路に結合され、
    前記タッチ回路は、前記結合された感知線から受信したタッチ信号に基づいてタッチを感知するように構成される、
    ことを特徴とする請求項15に記載の装置。
  19. 表示モードとタッチモードを有する表示装置を構成する方法であって、
    タッチモードに対して、表示装置のピクセルのデータ線を該装置の該ピクセルの感知線、又は該データ線によって作り出される寄生キャパシタンスを低減するために接地のいずれかに結合するように切り換える段階、
    を含むことを特徴とする方法。
  20. 表示モードに対して、前記装置の表示回路に結合するように前記データ線を切り換える段階、
    を含むことを特徴とする請求項19に記載の方法。
  21. 前記感知線に結合する前記データ線を含む前記タッチモードに対して、該感知線からの第1の信号を該データ線からの第2の信号と共にタッチ回路に伝送して前記表示装置上のタッチ又は殆どタッチを感知する段階、
    を含むことを特徴とする請求項19に記載の方法。
  22. 接地に結合する前記データ線を含む前記タッチモードに対して、該データ線からの第1の信号を接地に、かつ前記感知線からの第2の信号を前記装置のタッチ回路に伝送して該装置上のタッチ又は殆どタッチを感知する段階、
    を含むことを特徴とする請求項19に記載の方法。
  23. 表示モードとタッチモードの間で表示装置を切り換える方法であって、
    モード信号が表示装置に対する表示モード又はタッチモードに関連しているか否かを判断する段階と、
    前記判断されたモード信号が前記表示モードに関連する場合、前記表示装置のピクセルのデータ線を該表示装置の表示回路に結合するように切り換える段階と、
    前記判断されたモード信号が前記タッチモードに関連する場合、前記表示装置の前記ピクセルの前記データ線を該表示装置の前記表示回路から切り離すように切り換える段階と、
    を含むことを特徴とする方法。
  24. 前記タッチモード中に、前記表示回路から切り離された前記データ線を前記表示装置の前記ピクセルの感知線と結合するように切り換える段階、
    を含むことを特徴とする請求項23に記載の方法。
  25. 前記タッチモード中に、前記表示回路から切り離された前記データ線を接地に結合するように切り換える段階、
    を含むことを特徴とする請求項23に記載の方法。
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