JP2014222497A - ピクセルマトリクス、タッチディスプレイ装置及びその駆動方法 - Google Patents

ピクセルマトリクス、タッチディスプレイ装置及びその駆動方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ディスプレイ品質及びタッチ感知の感度を改善することができる、ピクセルマトリクス、タッチディスプレイ装置、及びその駆動方法を提供する。【解決手段】第１基板１１０、複数個のピクセル構造、第１電極セット１３０及び共通電極１４０を有するピクセルマトリクスを提供する。このピクセル構造は、第１基板上にアレイ構成として配置する。各ピクセル構造はピクセル電極を有する。第１電極セットは、第１基板上で第１方向に沿って配列した複数個の第１電極１３２を有する。複数個の第１開口を有する各第１電極はピクセル電極１２２に対応させて配列し、また対応のピクセル電極を包囲するよう配列する。共通電極は、第１電極と第１基板との間、及びピクセル電極と第１基板との間に配置する。【選択図】図５

Description

関連出願の相互参照
本出願は２０１３年５月１３日出願の米国特許仮出願第６１／８２２，８９４号の優先権の恩典を主張する。上述の特許出願の全体は参照により本明細書に組込まれ、その一部となる。
本発明は、概してピクセルマトリクス、ディスプレイ装置及び駆動方法に関する。より具体的には、本発明は、ピクセルマトリクス、タッチディスプレイ装置及びその駆動方法に関する。
タッチ感知機能を有するディスプレイ装置は、一般的に互いに独立しているタッチシステム及びディスプレイシステムによって実現される。システム統合化及びコスト削減は、エレクトロニクス産業における絶えず進展するトレンドである。製造技術の進歩に伴い、タッチパネルはうまくディスプレイパネルに統合化され、使用者はタッチ動作により必要な作業を行うよう電子デバイスに指示することができる。一般的に、タッチパネルにおける感知ユニット及びディスプレイパネルにおけるピクセルユニットは、すべて二次元パネルにおけるマトリクスとして配列され、フレームをアップデートし、かつタッチポイントを検出するタイミングは、スキャン信号に基づいて決定される。
一般的に、タッチパネルは、タッチ動作と非タッチ状況との間の電気的差異を検出しなければならない。この電気的差異は通常僅かであり、したがって、ノイズ干渉を防止しなければならない。しかし、ディスプレイパネルを駆動するとき、スキャン信号、データ信号及び共通電極信号が伝送され、またこれら信号が変化するときタッチパネルは影響を受ける。タッチパネルをディスプレイパネルに統合化するという発展するトレンドの下に、両者間の干渉がより深刻になる。
したがって、本発明の目的は、ディスプレイ品質及びタッチ感知の感度を改善することができる、ピクセルマトリクス、タッチディスプレイ装置、及びその駆動方法を得ることにある。
本発明の実施形態は、第１基板、複数個のピクセル構造、第１電極セット及び共通電極を有するピクセルマトリクスを提供する。ピクセル構造は、第１基板上にアレイ構成として配置する。各ピクセル構造はピクセル電極を有する。第１電極セットは、第１基板上に第１方向に沿って配列した複数個の第１電極を有する。各第１電極は、ピクセル電極に対応するよう配列し、かつ対応するピクセル電極を包囲するよう配列した複数個の第１開口を有する。共通電極は、第１電極と第１基板との間、及びピクセル電極と第１基板との間に配置する。
本発明の実施形態は、タッチディスプレイパネル、駆動モジュール、感知モジュール、及び制御ユニットを有するタッチディスプレイ装置を提供する。タッチディスプレイパネルは、第１基板、複数個のピクセル構造、第１電極セット、共通電極、第２基板、第２基板、第２電極セット及びディスプレイ媒体を有する。ピクセル構造は、第１基板上にアレイ構成として配置する。各ピクセル構造はピクセル電極を有する。第１電極セットは、第１基板上に第１方向に沿って配列した複数個の第１電極を有する。各第１電極は、いかなる互いに隣接する２個のピクセル電極も他のピクセル電極から離間させるよう構成する。共通電極は、第１電極と第１基板との間に配置する。第２基板は、第１基板とは反対側に配置し、頂面及び頂面とは反対側の底面を有し、底面は第１基板に対面するものとする。第２電極セットは、第２基板の頂面上に配置し、また第１方向に交差する第２方向に沿って配列した複数個の第２電極を有する。ディスプレイ媒体を第１基板と第２基板との間に挟み込む。駆動モジュールは、タッチディスプレイパネルに結合し、またフレーム周期のディスプレイ駆動期間中に複数のピクセル電圧をピクセル電極に供給し、またフレーム周期のタッチ感知期間中に第１電極セット及び第２電極セットのうちの一方に複数の感知電圧を供給するよう構成する。感知モジュールは、タッチディスプレイパネルに結合して、第１電極セット及び第２電極セットのうちの他方からの信号を受け取るようにする。制御ユニットは、駆動モジュール及び感知モジュールに結合する。
本発明の実施形態は、タッチディスプレイパネルを駆動する方法を提供する。この駆動方法は、以下のステップを有する。フレーム周期におけるディスプレイ駆動期間中に複数のピクセル電圧をタッチディスプレイパネルの複数個のピクセル電極に供給し、このタッチディスプレイパネルは、第１基板、第１基板とは反対側の第２基板、第１基板上に配置した第１電極セット、第２基板の頂面に配置した第２電極セットを有する。第１電極セットは、いかなる互いに隣接する２個のピクセル電極をも互いに離間させるよう構成する。フレーム周期のタッチ感知期間中に、第１電極セット及び第２電極セットのうちの一方を駆動する。タッチ感知期間中には、第１電極セット及び第２電極セットのうちの他方から複数の感知信号を受け取る。
［技術的問題］
タッチパネルをディスプレイパネルに統合するという発展するトレンドの下に、両者間の干渉はより深刻になっている。
［問題解決法］
第１基板、複数個のピクセル構造、第１電極セット及び共通電極を有するピクセルマトリクスを提供する。このピクセル構造は、第１基板上にアレイ構成として配置する。各ピクセル構造はピクセル電極を有する。第１電極セットは、第１基板上で第１方向に沿って配列した複数個の第１電極を有する。複数個の第１開口を有する各第１電極はピクセル電極に対応させて配列し、また対応のピクセル電極を包囲するよう配列する。共通電極は、第１電極と第１基板との間、及びピクセル電極と第１基板との間に配置する。ピクセルマトリクスを有するタッチディスプレイ装置及びその駆動方法も提供する。
［発明の効果］
本発明において、本発明の第１電極は、すべての互いに隣接する２個のピクセル電極を互いに離間させるよう構成し、これにより、第１電極がピクセル電極相互をシールドするよう作用し、ディスプレイ駆動期間中のピクセル電極相互間の結合効果を減少する。さらに、複数個の感知電圧を第１電極に供給することにより、第１電極はタッチ感知期間中にタッチ感知電極として機能する。したがって、タッチ感知電極が本発明ピクセルマトリクス内に内蔵され、タッチディスプレイ装置の全体の厚さを効果的に減少する。さらに、ピクセル電極相互間の信号干渉は、第１電極によってシールドされるため、あらゆる互いに隣接する２個のピクセル電極間の必要なギャップを減少し、開口率を改善し、またディスプレイ品質をよりよくすることができる。
添付図面は、本発明を一層理解できるように設けたものであり、本明細書に組入れ、本明細書の一部をなすものである。図面は本発明の実施形態を示し、その記載とともに本発明の原理を説明するのに使用する。
本発明の実施形態によるピクセルマトリクスの線図的平面図である。 図１に示すピクセルマトリクスのＩ−Ｉ′線上の断面図である。 本発明の他の実施形態によるピクセルマトリクスの断面図である。 本発明の他の実施形態によるピクセルマトリクスの断面図である。 本発明の実施形態によるタッチディスプレイパネルの断面図である。 本発明の実施形態によるタッチディスプレイ装置の断面図である。 本発明の異なった実施形態によるタッチディスプレイ装置の異なった駆動方法を示す波形図である。 本発明の異なった実施形態によるタッチディスプレイ装置の異なった駆動方法を示す波形図である。 本発明の異なった実施形態によるタッチディスプレイ装置の異なった駆動方法を示す波形図である。 本発明の異なった実施形態によるタッチディスプレイ装置の異なった駆動方法を示す波形図である。
以下に本発明の好適な実施形態を詳細に説明し、これら実施形態の例を添付図面に示す。同一参照符号は図面全体にわたり使用し、同一又は類似部分に付して説明する。
図１は、本発明の実施形態によるピクセルマトリクスの線図的平面図を示す。図２は、図１のピクセルマトリクスにおけるＩ−Ｉ′線上の断面図を示す。図示の実施形態において、図１及び図２に示すピクセルマトリクスは、第１基板１１０、複数個のピクセル構造１２０、第１電極セット１３０及び共通電極１４０を有する。ピクセル構造１２０は複数個のピクセル電極１２２を有し、第１基板１１０上にアレイ構成で配置する。詳細には、ピクセル構造１２０は、さらに、複数個の能動素子、複数個のスキャンライン１２４、及び複数個のデータライン１２６を有する。能動素子は、フレーム周期におけるディスプレイ駆動期間中「オン」状態であり、またフレーム周期におけるタッチ感知期間中「オフ」状態である。各能動素子は、１つのスキャンライン１２４、１つのデータライン１２６に接続する。スキャンライン１２４及びデータライン１２６は第１基板１１０上に配置し、各データライン１２６はすべてのスキャンライン１２４に対して交差する。
さらに、第１電極セット１３０は、第１基板１１０上で、図１に示すように、例えば、第１方向Ｄ１に沿って配列した複数個の第１電極１３２を有する。図１には説明目的のために、第１電極１３２の一部のみ示す。各第１電極１３２は、ピクセル電極１２２に対応するよう配置し、これら対応するピクセル電極１２２を包囲する複数個の第１開口１３２ａを有し、第１電極１３２は、すべての互いに隣接する２つのピクセル電極相互を互いに離間させるよう構成する。第１電極１３２は、ピクセル電極を他のピクセル電極から遮蔽（シールド）し、ディスプレイ駆動期間中にすべての互いに隣接する２つのピクセル電極１２２相互間の結合効果を減少する。ピクセル電極１２２相互間の信号干渉が減少するので、隣接するピクセル電極１２２相互間のギャップＧ１も減少し、したがって、ピクセルマトリクスの開口率を改善することができる。この実施形態において、能動素子は薄膜トランジスタ（ＴＦＴｓ）とし、またピクセルマトリクスをＴＦＴ基板とする。
さらに、第１電極１３２は、タッチ感知期間中にタッチ感知目的のためのトランスミッタにもなり得る。すなわち、複数の感知電圧をそれぞれ順番に第１電極１３２に供給する。勿論、他の実施形態において、第１電極１３２は、タッチ感知期間中にタッチ感知目的のためのレシーバにもなり得る。一般的に、トランスミッタは、タッチ感知信号を伝送する電極であり、レシーバはタッチ感知信号を感知する電極である。さらに、共通電極１４０は、図２に示すように、複数個の第２開口１４２を有し、また各ピクセル電極１２２は、対応する第２開口１４２に貫通する第１ビア１２８を経て対応のデータライン１２６に電気的に接続する。
図７は、図２に示すピクセルマトリクスを有するタッチディスプレイ装置の駆動方法を示す。図２及び図７の双方につき説明すると、共通電極１４０は、第１電極１３２と第１基板１１０との間、及びピクセル電極１２２と第１基板１１０との間に配置する。したがって、共通電極１４０は、第１電極１３２をスキャンライン１２４及びデータライン１２６から遮蔽し、タッチ感知期間Ｔ２中に信号干渉を減少し、したがって、タッチ感知の感度を改善する。図７につき説明すると、ディスプレイ駆動期間Ｔ１中に、複数のピクセル電圧をピクセル電極１２２に供給し、また基準電圧を共通電極１４０に供給することができる。図示の実施形態において、第１電極１３２は、タッチ感知期間Ｔ２中にトランスミッタとして機能し、したがって、感知電圧がそれぞれ順番に第１電極１３２に供給される。ピクセル電極１２２及び共通電極１４０は、タッチ感知期間Ｔ２中第１電極１３２に結合される。
図８は、図２に示すピクセルマトリクスを有するタッチディスプレイ装置の異なった駆動方法を示す。図２及び図８につき説明すると、図示の実施形態において、基準電圧を共通電極１４０に、図８に示すように一定に供給し、またディスプレイ駆動期間Ｔ１中にピクセル電圧をピクセル電極１２２に供給する。図示の実施形態において、第１電極１３２はタッチ感知期間Ｔ２中にトランスミッタとして機能し、したがって、感知電圧がそれぞれ順番に第１電極１３２に供給され、またタッチ感知期間Ｔ２中にピクセル電極１２２は第１電極１３２に結合される。
図３は、本発明の他の実施形態によるピクセルマトリクスの断面図を示す。図９は図３に示すピクセルマトリクスを有するタッチディスプレイ装置の駆動方法を示す。図３に示すピクセルマトリクスは、図１及び図２につき上述したピクセルマトリクスと同一又は類似の多くの特徴を有する。説明を簡明にするため、同一又は類似の特徴に関する詳細な説明は省略する。図３に示すピクセルマトリクスと図２に示すピクセルマトリクスとの大きな相違は、図３に示すピクセルマトリクスが、さらに、複数個の第２ビア１３４を有する点である。第２ビア１３４は、第１電極１３２と共通電極１４０との間に配置して、それぞれ第１電極１３２を共通電極１４０に電気的に接続する。図示の実施形態において、第１電極１３２は、タッチ感知期間Ｔ２中にトランスミッタとして機能する。したがって、感知電圧を、タッチ感知期間Ｔ２中に図９に示すように第１電極１３２及び共通電極１４０の双方に供給し、また、ディスプレイ駆動期間Ｔ１中にピクセル電圧をピクセル電極１２２に供給する。
図４は、本発明の実施形態によるピクセルマトリクスの断面図を示す。図１０は、図４に示すピクセルマトリクスを有するタッチディスプレイ装置の駆動方法を示す。図４に示すピクセルマトリクスは図１及び図２につき上述したピクセルマトリクスと同一又は類似の多くの特徴を有する。説明を簡明にするため、同一又は類似の特徴に関する詳細な説明は省略する。図４及び図１０の双方につき説明すると、図４に示すピクセルマトリクスと図２に示すピクセルマトリクスとの大きな相違は、図４に示すピクセル電極１２２のそれぞれが、第１ピクセル電極１２２ａ及び第２ピクセル電極１２２ｂを有する点である。図示の実施形態において、第１電極１３２は、タッチ感知期間Ｔ２中にトランスミッタとして機能する。したがって、感知電圧が第１電極１３２に供給される。図１０につき説明すると、ディスプレイ駆動期間Ｔ１中に、第１電圧が第１ピクセル電極１２２ａに供給され、また第２電圧が第２ピクセル電極１２２ｂに供給され、この場合、第２電圧は第１電極１３２に供給される感知電圧と同一であり、また第１電圧は第２電圧とは異なり、したがって、第１ピクセル電極１２２ａと第２ピクセル電極１２２ｂとの間に面内切替（ＩＰＳ：in-plane switching）効果を生ずる。図示の実施形態において、第１電圧は第２電圧と比較すると、極性が逆で絶対値が同一であるが、本発明はこれに限定しない。図示の実施形態において、第１ピクセル電極１２２ａは、タッチ感知期間Ｔ２中第２ピクセル電極１２２ｂ及び第１電極１３２に結合することができる。
図５は、本発明の実施形態によるタッチディスプレイパネルの断面図を示す。図６は、本発明の実施形態によるタッチディスプレイ装置を示す。図５及び図６につき説明すると、この実施形態のタッチディスプレイ装置１０は、タッチディスプレイパネル１００、駆動モジュール２００、感知モジュール３００、及び制御ユニット４００を有する。この実施形態において、タッチディスプレイパネル１００は、第２電極セット１５０、第２基板１６０、ディスプレイ媒体１７０、及び図１〜４に示すピクセルマトリクスのうちいずれか１つを有する。図５に示すタッチディスプレイパネル１００は図２に示すピクセルマトリクスを採用しているが、勿論、本発明はこれに限定するものではない。説明を簡明にするため、同一又は類似の特徴の詳細な説明は省略する。図５につき説明すると、第２基板１６０は、第１基板１１０とは反対側に配置し、また頂面１６２及び頂面１６２とは反対側の底面１６４を有し、底面１６４は第１基板１１０に対面する。図示の実施形態において、第２基板は、例えば、色フィルタ基板とし、第２電極セット１５０は、第２基板１６０の頂面１６２上に配置した静電放電（ＥＳＤ）保護層として、タッチディスプレイ装置１０の回路が、静電帯電の放電によってダメージを受けるのを防止できるようにする。第２電極セット１５０は、第２基板１６０の頂面１６２に、例えば、図１に示した第１方向Ｄ１に交差する第２方向Ｄ２に沿って配列した複数個の第２電極１５２を有する。ディスプレイ媒体１７０は第１基板１１０と第２基板１６０との間に挟み込む。さらに、第２電極セット１５０は、タッチ感知期間中、タッチ感知電極（トランスミッタ又はレシーバ）としても機能することができる。
したがって、上述したタッチディスプレイパネル１００に適用する駆動方法を開発した。この駆動方法は以下のステップを有する。すなわち、先ず、フレーム周期のディスプレイ駆動期間中に、複数のピクセル電圧をタッチディスプレイパネル１００のピクセル電極１２２に供給する。つぎに、フレーム周期のタッチ感知期間中に第１電極セット１３０及び第２電極セット１５０のうち一方を駆動する。この後、タッチ感知期間中に複数の感知信号を、第１電極セット１３０及び第２電極セット１５０のうち他方から受け取る。
より具体的には、図５〜図７につき説明すると、駆動モジュール２００をタッチディスプレイパネル１００に結合し、フレーム周期のディスプレイ駆動期間Ｔ１中にピクセル電圧をピクセル電極１２２に供給し、またフレーム周期のタッチ感知期間Ｔ２中に感知電圧を第１電極セット１３０及び第２電極セット１５０のうちの一方に供給する。駆動モジュール２００は、複数個のドライバを有することができる。詳細には、駆動モジュール２００は、共通電極１４０に結合した共通電極ドライバ２１０と、スキャンライン１２４に結合したゲートドライバ２２０と、及びデータライン１２６に結合したソースドライバ２３０とを有するが、勿論、本発明はこれに限定するものではない。感知モジュール３００は、タッチディスプレイパネル１００に結合し、第１電極セット１３０及び第２電極セット１５０のうちの他方から信号を受け取る。
図示の実施形態において、タッチ感知期間Ｔ２中、感知電圧を第１電極セット１３０に供給し、また感知モジュール３００は第２電極セット１５０からの信号を受け取る。すなわち、タッチ感知期間Ｔ２中、第１電極セット１３０の第１電極１３２はトランスミッタであり、第２電極セット１５０の第２電極１５２はレシーバである。勿論、他の実施形態において、タッチ感知期間Ｔ２中、第２電極１５２をトランスミッタとし、第１電極１３２をレシーバとすることができ、このことは、タッチ感知期間Ｔ２中に、感知電圧を第２電極セット１５０に供給し、また感知モジュール３００に作用して、第１電極１３２から信号を受け取らせることを意味する。
詳細には、制御ユニット４００を駆動モジュール２００及び感知モジュール３００に結合する。このようにして、制御ユニット４００は、駆動モジュール２００に対して作用し、ディスプレイ駆動期間Ｔ１中に、ピクセル電圧をピクセル電極１２２に供給し、また図７に示すように、タッチ感知期間Ｔ２中に、感知電圧を第１電極１３２に順番に供給する。さらに、制御ユニット４００は、タッチ感知期間Ｔ２中に、感知モジュール３００に作用し、第２電極１５２から信号を受け取るようにする。タッチ感知期間Ｔ２中に、ピクセル電極１２２を第１電極１３２に結合する。さらに、制御ユニット４００は駆動モジュール２００に作用して、ディスプレイ駆動期間Ｔ１中に基準電圧を共通電極１４０に供給させ、またタッチ感知期間Ｔ２中に、駆動モジュール２００に作用して、基準電圧を共通電極１４０に供給するのを停止させ、したがって、共通電極１４０は、タッチ感知期間Ｔ２中に第１電極１３２に結合される。
とくに、制御ユニット４００は、駆動モジュール２００に作用して、第１フレーム周期の第１タッチ感知期間Ｔ２中に複数の第１感知電圧を第１電極１３２に順番に供給させ、また第１フレーム周期に後続する第２フレーム周期の第２タッチ感知期間Ｔ２′中に複数の第２感知電圧を第１電極１３２に順番に供給させる。図示の実施形態において、第２感知電圧は、図７に示すピクセル電圧の極性による第１感知電圧と比べると、極性が反対で絶対値が同一である。
図５、図６及び図８につき説明すると、この実施形態において、制御ユニット４００は、駆動モジュール２００に作用してディスプレイ駆動期間Ｔ１中にピクセル電圧をピクセル電極１２２に供給させ、また図８に示すタッチ感知期間Ｔ２中感知電圧をそれぞれ第１電極１３２に供給させる。ピクセル電極１２２は、タッチ感知期間Ｔ２中に第１電極１３２に結合される。制御ユニット４００は、さらに、タッチ感知期間Ｔ２中に感知モジュール３００に作用して、第２電極１５２からの信号を受け取らせる。この実施形態において、制御ユニット４００は、駆動モジュール２００に作用して共通電極１４０に基準電圧を一定に供給させる。
図３、図６及び図９につき説明すると、図示の実施形態において、タッチディスプレイパネル１００は図３に示すピクセルマトリクスを採用し、このことは、タッチディスプレイパネル１００のピクセルマトリクスが、図３に示す第２ビア１３４を有することを意味する。第２ビア１３４は、それぞれ第１電極１３２と共通電極１４０との間に配置し、第１電極１３２を共通電極１４０に電気的に接続する。したがって、制御ユニット４００は、駆動モジュール２００に作用してディスプレイ駆動期間Ｔ１中にピクセル電圧をピクセル電極１２２に供給し、また図９に示すタッチ感知期間Ｔ２中感知電圧を第１電極１３２及び共通電極１４０の双方に供給する。
図４、図６及び図１０につき説明すると、図示の実施形態において、タッチディスプレイパネル１００は図４に示すピクセルマトリクスを採用し、このことは、タッチディスプレイ装置１０の各ピクセル電極１２２が、図４に示す第１ピクセル電極１２２ａ及び第２ピクセル電極１２２ｂを有することを意味する。制御ユニット４００は、駆動モジュール２００に作用して、タッチ感知期間Ｔ２中に感知電圧を第１電極１３２に供給する。制御ユニット４００は、さらに、駆動モジュール２００に作用して、ディスプレイ駆動期間Ｔ１中に第１電圧を第１ピクセル電極１２２ａに供給させ、また第２電圧を第２ピクセル電極１２２ｂに供給させ、この場合、第２電圧は第１電極１３２に供給される感知電圧と同一であり、第１電圧は第２電圧とは異なる。図示の実施形態において、第１電圧は、第２電圧と比べると、極性が逆であり、絶対値が同一であるが、本発明はこれに限定するものではない。第１ピクセル電極１２２ａは第２ピクセル電極１２２ｂ及び第１電極に結合される。さらに、制御ユニット４００は、駆動モジュール２００に作用して、ディスプレイ駆動期間Ｔ１中に基準電圧を共通電極１４０に供給し、またタッチ感知期間中に基準電圧を共通電極１４０に供給するのを停止させる。しかし、他の実施形態において、制御ユニット４００は、駆動モジュール２００に作用して、基準電圧を共通電極１４０に一定に供給させるようにすることもできる。
要約すると、本発明の第１電極は、いかなる互いに隣接する２個のピクセル電極も互いに離間させるよう構成し、これにより第１電極がピクセル電極を他のピクセル電極から遮蔽し、ディスプレイ駆動期間中にピクセル電極相互間の結合効果を減少する。さらに、タッチ感知期間中に複数の感知電圧を第１電極に供給し、また感知モジュールに第２基板の頂面に配置した第２電極からの信号を受け取らせる。したがって、タッチ感知電極とみなせる第１電極を本発明のピクセルマトリクスに組込み、このことは、タッチディスプレイ装置の全体の厚さを効果的に減少する。さらに、ピクセル電極相互間の信号干渉は第１電極によって遮蔽されるため、いかなる互いに隣接する２個のピクセル電極間に必要なギャップをも減少でき、したがって、タッチディスプレイパネルは高い開口率を有し、よりよいディスプレイ品質が得られる。さらに、共通電極は第１電極をスキャンライン及びデータラインから遮蔽し、タッチ感知期間中の信号干渉を減少し、したがって、タッチ感知の感度を改善する。
当業者には、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、本発明構造に種々の変更及び改変を加えることができることは明らかであろう。上述したところは、本発明が特許請求の範囲及び均等物内にある本発明の変更及び改変もカバーすることを意図する。
本発明は、ディスプレイ品質及びタッチ感知の感度を改善することができる、ピクセルマトリクス、ディスプレイ装置及び駆動方法を提供する。
１０：タッチディスプレイ装置
１００：タッチディスプレイパネル
１１０：第１基板
１２０：ピクセル構造
１２２：ピクセル電極
１２２ａ：第１ピクセル電極
１２２ｂ：第２ピクセル電極
１２４：スキャンライン
１２６：データライン
１２８：第１ビア
１３０：第１電極セット
１３２：第１電極
１３２ａ：第１開口
１３４：第２ビア
１４０：共通電極
１４２：第２開口
１５０：第２電極セット
１５２：第２電極
１６０：第２基板
１６２：頂面
１６４：底面
１７０：ディスプレイ媒体
２００：駆動モジュール
２１０：共通電極ドライバ
２２０：ゲートドライバ
２３０：ソースドライバ
３００：感知モジュール
４００：制御ユニット
Ｄ１：第１方向
Ｄ２：第２方向
Ｇ１：ギャップ
Ｔ１：ディスプレイ駆動期間
Ｔ２：（第１）タッチ感知期間
Ｔ２′：第２タッチ感知期間

Claims (29)

  1. ピクセルマトリクスにおいて、
    第１基板と、
    複数個のピクセル電極を有し、また前記第１基板上に配置した複数個のピクセル構造と、
    複数個の第１電極を有する第１電極セットであり、これら第１電極を前記第１基板上で第１方向に沿って配列し、各第１電極が、前記ピクセル電極に対応し、また対応するピクセル電極を包囲するよう配列した複数個の開口を有する、該第１電極セットと、
    前記第１電極と前記第１基板との間及び前記ピクセル電極と前記第１基板との間に配置した共通電極と
    を備えた、ピクセルマトリクス。
  2. 請求項１記載のピクセルマトリクスにおいて、前記ピクセル構造は、さらに、複数個の能動素子を有し、これら能動素子は、タッチ感知期間中にオフ状態となる、ピクセルマトリクス。
  3. 請求項２記載のピクセルマトリクスにおいて、前記ピクセル構造は、さらに、複数個のスキャンライン及び複数個のデータラインを有し、各能動素子は１つのスキャンライン及び１つのデータラインに結合し、前記スキャンライン及び前記データラインは前記第１基板上に配置し、各データラインは前記スキャンラインに交差し、前記共通電極は、複数個の第２開口を有し、また各ピクセル電極は対応する第２開口に貫通する第１ビアにより対応するデータラインに電気的に接続した、ピクセルマトリクス。
  4. 請求項１〜３のうちいずれか一項記載のピクセルマトリクスにおいて、複数の感知電圧を、それぞれ順番に第１電極に供給する、ピクセルマトリクス。
  5. 請求項４記載のピクセルマトリクスにおいて、各ピクセル電極は、第１ピクセル電極及び第２ピクセル電極を有し、ディスプレイ駆動期間中に、第１電圧を前記第１ピクセル電極に供給し、また第２電圧を前記第２ピクセル電極に供給し、第２電圧は前記感知電圧と同一にし、前記第１電圧は第２電圧とは異ならせた、ピクセルマトリクス。
  6. 請求項１〜５のうちいずれか一項記載のピクセルマトリクスにおいて、ディスプレイ駆動期間中に、基準電圧を共通電極に供給する、ピクセルマトリクス。
  7. 請求項１〜５のうちいずれか一項記載のピクセルマトリクスにおいて、基準電圧を共通電極に供給する、ピクセルマトリクス。
  8. 請求項１〜７のうちいずれか一項記載のピクセルマトリクスにおいて、さらに、前記第１電極と前記共通電極との間に配置した複数個の第２ビアを備え、これら第２ビアにより、それぞれ前記第１電極を前記共通電極に電気的に接続する、ピクセルマトリクス。
  9. タッチディスプレイ装置において、
    タッチディスプレイパネルであって、
    第１基板、
    アレイ構成で前記第１基板上に配置した複数個のピクセル構造であり、各ピクセル構造がピクセル電極を有する、該ピクセル構造、
    前記第１基板上で第１方向に沿って配列した複数個の第１電極を有する第１電極セットであり、前記第１電極はあらゆる互いに隣接した２個のピクセル電極相互を離間させるよう構成した、該第１電極セット、
    前記第１電極と前記第１基板との間に配置した共通電極、
    前記第１基板とは反対側に配置し、頂面及びこの頂面とは反対側の底面を有する第２基板であり、前記底面が前記第１基板に対面する、該第２基板、
    前記第２基板の頂面上に配置し、前記第１方向に交差する第２方向に配列した複数個の第２電極を有する第２電極セット、及び
    前記第１基板と前記第２基板との間に挟み込んだディスプレイ媒体
    を有する、該タッチディスプレイパネルと、
    前記タッチディスプレイパネルに結合した駆動モジュールであり、フレーム周期におけるディスプレイ駆動期間中に複数のピクセル電圧をピクセル電極に供給し、またフレーム周期におけるタッチ感知期間中に複数の感知電圧を前記第１電極セット及び前記第２電極セットのうちの一方に供給する、該駆動モジュールと、
    前記タッチディスプレイパネルに結合した感知モジュールであり、前記第１電極セット及び前記第２電極セットのうちの他方からの信号を受け取る、該感知モジュールと、及び
    前記駆動モジュール及び前記感知モジュールに結合した制御ユニットと
    を備えた、タッチディスプレイ装置。
  10. 請求項９記載のタッチディスプレイ装置において、前記ピクセル構造は、さらに、複数個の能動素子を有し、これら能動素子はタッチ感知期間中に前記ピクセル電圧を切り離すオフ状態にするものとし、前記共通電極を前記第１電極と前記能動素子との間に配置した、タッチディスプレイ装置。
  11. 請求項１０記載のタッチディスプレイ装置において、前記タッチディスプレイパネルは、さらに、複数個のデータライン及び複数個のスキャンラインを有し、各能動素子は１つのデータライン及び１つのスキャンラインに結合し、前記データライン及び前記スキャンラインは前記第１基板上に配置し、各データラインは前記スキャンラインに交差し、前記共通電極は、複数個の第２開口を有し、また各ピクセル電極は対応する第２開口に貫通する第１ビアにより対応するデータラインに電気的に接続した、タッチディスプレイ装置。
  12. 請求項９〜１１のうちいずれか一項記載のタッチディスプレイ装置において、前記制御ユニットは、前記駆動モジュールに作用して、前記ディスプレイ駆動期間中に基準電圧を前記共通電極に供給させ、また前記タッチ感知期間中に前記共通電極に前記基準電圧を供給するのを停止させる、タッチディスプレイ装置。
  13. 請求項９〜１１のうちいずれか一項記載のタッチディスプレイ装置において、前記制御ユニットは、前記駆動モジュールに作用して、基準電圧を共通電極に供給させる、タッチディスプレイ装置。
  14. 請求項９〜１３のうちいずれか一項記載のタッチディスプレイ装置において、前記制御ユニットは、前記駆動モジュールに作用して前記感知電圧をそれぞれ前記第１電極に順番に供給し、また前記制御ユニットは、前記感知モジュールに作用して、前記タッチ感知期間中に前記第２電極からの信号を受け取らせる、タッチディスプレイ装置。
  15. 請求項９〜１４のうちいずれか一項記載のタッチディスプレイ装置において、前記制御ユニットは、前記駆動モジュールに作用して第１フレーム周期における第１タッチ感知期間中に複数の第１感知電圧をそれぞれ前記第１電極に順番に供給し、また前記第１フレーム周期に続く第２フレーム周期における第２タッチ感知期間中に複数の第２感知電圧をそれぞれ第１電極に供給させ、前記第２感知電圧は、前記ピクセル電圧の極性に従う前記第１感知電圧と比べると、極性が逆であり、絶対値が同一である、タッチディスプレイ装置。
  16. 請求項９〜１４のうちいずれか一項記載のタッチディスプレイ装置において、さらに、前記第１電極と前記共通電極との間に配置した複数個の第２ビアを備え、これら第２ビアにより、それぞれ前記第１電極を前記共通電極に電気的に接続する、タッチディスプレイ装置。
  17. 請求項９〜１４のうちいずれか一項記載のタッチディスプレイ装置において、各ピクセル電極は、第１ピクセル電極及び第２ピクセル電極を有し、前記駆動モジュールは、ディスプレイ駆動期間中に、第１電圧を前記第１ピクセル電極に供給し、また第２電圧を前記第２ピクセル電極に供給し、第２電圧は前記感知電圧と同一にし、前記第１電圧は第２電圧とは異ならせた、タッチディスプレイ装置。
  18. 請求項１７記載のタッチディスプレイ装置において、前記制御ユニットは、前記駆動モジュールに作用して、前記ディスプレイ駆動期間中に基準電圧を前記共通電極に供給させ、また前記タッチ感知期間中に前記共通電極に対する前記基準電圧の供給を停止させ、前記タッチ感知期間中に前記第１ピクセル電極を前記共通電極に結合する、タッチディスプレイ装置。
  19. 請求項９〜１３のうちいずれか一項記載のタッチディスプレイ装置において、前記制御ユニットは、前記駆動モジュールに作用して、前記感知電圧を前記第２電極に供給させ、また感知モジュールに作用して、前記タッチ感知期間中に第１電極からの信号を受け取らせる、タッチディスプレイ装置。
  20. タッチディスプレイパネルの駆動方法において、
    フレーム周期のディスプレイ駆動期間中に複数のピクセル電圧を前記タッチディスプレイパネルにおける複数個のピクセル電極に供給するピクセル電圧供給ステップであって、前記タッチディスプレイパネルは、第１基板、前記第１基板とは反対側の第２基板、前記第１基板上に配置した第１電極セット、及び前記第２基板の頂面上に配置した第２電極セットを有し、前記第１電極セットは、いかなる互いに隣接する２個のピクセル電極相互間を離間させるよう構成するものとした、該ピクセル電圧供給ステップと、
    前記フレーム周期のタッチ感知期間中に前記第１電極セット及び前記第２電極セットのうちの一方を駆動するステップと、
    前記タッチ感知期間中に前記第１電極セット及び前記第２電極セットのうちの他方からの複数の感知信号を受け取るステップと
    を有する、駆動方法。
  21. 請求項２０記載の駆動方法において、さらに、
    前記ディスプレイ駆動期間中に基準電圧を前記タッチディスプレイパネルの共通電極に供給するステップと、
    前記タッチ感知期間中に前記共通電極に対する前記基準電圧の供給を停止するステップと
    を有する、駆動方法。
  22. 請求項２０又は２１記載の駆動方法において、さらに、
    第１フレーム周期の第１タッチ感知期間中に複数の第１感知電圧を、前記第１電極セット及び第２電極セットのうちの一方に供給するステップと、及び
    前記第１フレーム周期に続く第２フレーム周期における第２タッチ感知期間中に複数の第２感知電圧を前記第１電極セット及び第２電極セットのうちの一方に供給するステップと、
    を有し、前記第２感知電圧は、前記ピクセル電圧の極性に従う前記第１感知電圧と比べると、極性が逆であり、絶対値が同一である、
    駆動方法。
  23. 請求項２０又は２２記載の駆動方法において、さらに、フレーム周期中に前記タッチディスプレイパネルの共通電極に基準電圧を供給するステップを有する、駆動方法。
  24. 請求項２０〜２３のうちいずれか一項記載の駆動方法において、前記フレーム周期における前記タッチ感知期間中に前記第１電極セット及び前記第２電極セットのうちの一方を駆動するステップは、さらに、前記タッチ感知期間中に複数の感知電圧を第１電極セットに供給するステップを有する、駆動方法。
  25. 請求項２０〜２４のうちいずれか一項記載の駆動方法において、前記第１電極セットは前記タッチディスプレイパネルにおける共通電極に電気的に接続する、駆動方法。
  26. 請求項２０〜２４のうちいずれか一項記載の駆動方法において、前記ピクセル電極は、それぞれ第１ピクセル電極及び第２ピクセル電極を有し、また前記駆動方法は、
    前記ディスプレイ駆動期間中に第１電圧を第１ピクセル電極に供給する第１電圧供給ステップと、及び
    前記ディスプレイ駆動期間中に第２電圧を第２ピクセル電極に供給する第２電圧供給ステップであって、前記第１電圧は前記第２電圧と比べると、極性が逆であり、また絶対値が同一であるものとする、該第２電圧供給ステップと
    を有する、駆動方法。
  27. 請求項２６記載の駆動方法において、前記第２電圧は感知電圧と同一とした、駆動方法。
  28. 請求項２６又は２７記載の駆動方法において、さらに、
    前記ディスプレイ駆動期間中に前記タッチディスプレイパネルにおける共通電極に基準電圧を供給するステップと、
    前記タッチ感知期間中に前記共通電極に対する前記基準電圧の供給を停止するステップであり、前記タッチ感知期間中に前記第１ピクセル電極を前記共通電極に結合する、ステップと
    を有する、駆動方法。
  29. 請求項２０〜２３のうちいずれか一項記載の駆動方法において、前記フレーム周期における前記タッチ感知期間中に前記第１電極セット及び第２電極セットのうちの一方を駆動するステップは、さらに、前記タッチ感知期間中に複数の感知電圧を第２電極に供給する、駆動方法。
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