JP5306954B2

JP5306954B2 - 整合されたタッチパネルおよびその製造と作動方法

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Publication number: JP5306954B2
Application number: JP2009230425A
Authority: JP
Inventors: 峻榮張; 貴聖曽; 明昌石
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2009-10-02
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2029-10-02
Also published as: US20100238122A1; TW201035826A; CN101614898A; EP2230585B1; JP2010225132A; US8363018B2; CN101614898B; EP2230585A3; TWI480772B; EP2230585A2

Description

本発明は、タッチスクリーンに関し、特に、表示パネルに整合されたタッチスクリーンに関する。

タッチスクリーンは、一般的に複数のセンサ素子からなり、センサ素子はスクリーン表面におけるアレイまたは基材に配置されて、位置情報をプロセッサに提供する。タッチスクリーンは表示パネルに整合することができ、機能または一部のタッチ位置におけるセンサ素子の関連情報を表示するのに用いられる。さらに、表示パネルは、液晶パネル、発光パネル（例えば、有機EL表示（ＯＬＥＤ））パネルおよびその他の適用できるパネル等であっても良い。

本発明は、整合タッチパネルおよびその方法を提供する。

本発明は、表示パネルに整合されたタッチパネルを提供し、当該表示パネルは複数の表示画素を有し、それぞれ二次元アレイの行と列に配置される。さらに、表示パネルは複数のゲートラインとデータラインを有する。各ゲートラインは、二次元アレイの行における画素を制御するためのゲートライン信号を受信し、各データラインは、表示データを二次元アレイの列の画素に提供する。また、タッチパネルは、少なくとも１つの複数の直列に接続されたシフトレジスタを有する感知モジュールに接続される。なお、タッチパネルは複数のセンサユニットを有し、センサ行及びセンサ列に配置される。各センサ行は、ゲートラインからゲートライン信号を受信し、各センサ列は、センサ信号線に接続されて、タッチ信号を感知モジュールにおけるシフトレジスタに提供するので、２本の隣接するセンサ信号線に接続されるシフトレジスタは、少なくとも他の１つのシフトレジスタにより隔てられ、前記シフトレジスタは第２スイッチング素子に接続される第１スイッチング素子を有し、前記第１スイッチング素子はタッチ信号Ｖｓｔまたは前のシフトレジスタの出力信号によって伝導性を持つようになり、前記第１スイッチング素子が伝導状態にある場合、前記第２スイッチング素子は伝導性を有するように変更される。

従って、本発明の第１態様はタッチパネルであって、
複数の画素と、
画素アレイ上に配置された表示画素を制御する複数の第１信号線と、
センサアレイに配置される複数の感知モジュールと、
を含み、
センサユニットと複数の第２信号線と感知モードとは関連性を持っている。感知モジュールは複数の直列に接続されたシフトレジスタを含み、各センサユニットは、上記第２信号線を通じて上記第１信号線と関連する感知信号を上記シフトレジスタに伝送する。各第２信号線は上記シフトレジスタに接続され、２本の隣接する第２信号線に接続されるシフトレジスタは、少なくとも他の１つのシフトレジスタにより隔てられ、前記シフトレジスタは第２スイッチング素子に接続される第１スイッチング素子を有し、前記第１スイッチング素子はタッチ信号Ｖｓｔまたは前のシフトレジスタの出力信号によって伝導性を持つようになり、前記第１スイッチング素子が伝導状態にある場合、前記第２スイッチング素子は伝導性を有するように変更され、前記シフトレジスタの第２スイッチング素子のゲート端子とソース端子及び前記シフトレジスタの後ろのシフトレジスタの出力端子はそれぞれプルダウンモジュールに接続される。

本発明の１つの実施例によれば、１つの感知モジュールのみが第２信号線に接続されて、タッチを感知すると共に、タッチパネルにおける当該タッチの位置を確定する。

本発明のもう１つの実施例によれば、２つの感知モジュールが異なる第２信号線に接続されて、タッチを感知すると共に、タッチパネルにおける当該タッチの位置を確定する。

本発明の他の実施例によれば、表示画素は画素アレイの行と列に配置され、第１信号線は複数のゲートラインを含み、各画素行はゲートラインにおけるゲートライン信号により制御される。

本発明の他の実施例によれば、センサユニットは複数のセンサ行とセンサ列を有するセンサアレイに配置される。各センサ行におけるセンサユニットはゲートラインのゲートライン信号を受信し、センサ列のセンサユニットは第２信号線に接続される。

本発明の第２態様はタッチセンシングの方法である。上記方法は、
複数のシフトレジスタを直列に接続してクロック信号を受信するステップと、
複数の信号線を介して複数のセンサユニットをシフトレジスタに接続させるステップと、
を含み、
各センサユニットがシフトレジスタに接続されるので、２本の隣接する信号線に接続されるシフトレジスタの間には、少なくとも他の１つのシフトレジスタにより隔てられる。各センサユニットは第１信号を提供し、第１信号は信号線を通じてタッチを表し、各シフトレジスタはラッチユニットを含んで第１状態及び第２状態で操作される。従って、ラッチユニットが第１状態で操作される場合のみ、シフトレジスタがクロック信号に対応する第２信号を次の直列に接続されたシフトレジスタに出力する。また、上記対応するシフトレジスタが第１信号線から少なくとも１つの第１信号を受信し、且つ直列に接続された前のシフトレジスタから第２信号を受信する場合のみ、ラッチユニットが第２状態で操作され、前記第１スイッチング素子はタッチ信号Ｖｓｔまたは前のシフトレジスタの出力信号によって伝導性を持つようになり、前記第１スイッチング素子が伝導状態にある場合、前記第２スイッチング素子は伝導性を有するように変更され、前記シフトレジスタの第２スイッチング素子のゲート端子とソース端子及び前記シフトレジスタの後ろのシフトレジスタの出力端子はそれぞれプルダウンモジュールに接続される。

一連のクロック信号を各シフトレジスタに印加し、各シフトレジスタは第２信号を出力するための出力端を含み、
直列に接続された最後のシフトレジスタの出力端から、上記クロック信号に対応する出力信号を受け取り、
当該出力信号によってタッチを測定し、
センサユニットが複数の制御線から制御信号を受信し、且つ、複数の列と複数の行を有するアレイを形成するように配置される。アレイにおけるセンサユニットの各行は、それぞれ異なる制御線の制御信号を受信し、且つ、タッチを示す第１信号が、制御信号のみに対応している。上記方法は、さらに、
センサユニットの各行に関連するタッチを連続的に測定するための制御信号を各制御線に連続的に提供するステップを含む。

本発明の第３の態様はタッチセンシング方法である。当該方法は下記のステップを含む。複数の表示画素と複数の第１信号線をパネルに配置し、当該第１信号線が制御信号の伝送に用いられて、表示画素を制御するステップと、複数のセンサユニットをパネルに提供し、当該センサユニットが第１信号線における制御信号を受信するステップと、複数の第２信号線をパネルに配置するステップとを含み、第２信号線は感知モジュールに電気的に接続され、感知モジュールは複数の互いに直列に接続されるシフトレジスタを含み、各センサユニットは第２信号線を通じて感知信号を感知モジュールに提供し、且つ、各第２信号線はシフトレジスタに接続され、２本の隣接する信号線に接続されたシフトレジスタは、少なくとも他の１つのシフトレジスタにより隔てられ、前記シフトレジスタは第２スイッチング素子に接続される第１スイッチング素子を有し、前記第１スイッチング素子はタッチ信号Ｖｓｔまたは前のシフトレジスタの出力信号によって伝導性を持つようになり、前記第１スイッチング素子が伝導状態にある場合、前記第２スイッチング素子は伝導性を有するように変更され、前記シフトレジスタの第２スイッチング素子のゲート端子とソース端子及び前記シフトレジスタの後ろのシフトレジスタの出力端子はそれぞれプルダウンモジュールに接続される。

更に、上記各センサユニットに関連するタッチが制御信号を発生する時、対応して上記感知信号を提供する。表示画素は複数の画素行に配置され、画素行における表示画素は第１信号線の制御信号を受信する。且つ、感知信号は、センサユニットにおけるタッチおよびセンサユニットと関連する第１信号線の制御信号により発生される。

本発明の他の実施例によれば、表示画素は複数の画素行と画素列を有する画素アレイを形成するように配置され、第１信号線はゲートライン信号を提供するための複数のゲートラインを含み、タッチ信号はセンサユニットに関連するゲートラインにおけるゲートライン信号に対応する。

本発明をより詳しくより完備に説明するために、図２〜図１０を参照しながら説明する。

本発明の目的、特徴、利点及び実施例がより一層明確に判るよう、添付の図面を参照しながら、詳細に説明する。

本発明の実施例によるタッチスクリーンに隣接する感知信号処理モジュールを有するタッチパネルを示す略図である。本発明の実施例によるタッチパネルを示す略図である。本発明の他の実施例によるタッチパネルを示す略図である。本発明の実施例によるタッチスクリーンと関連するシフトレジスタの配置方式を示す図である。本発明の他の実施例によるタッチスクリーンと関連するシフトレジスタの配置方式を示す図である。（ａ）〜（ｄ）本発明による様々なタッチセンサを示す図である。本発明の実施例による液晶パネルの２つの基材の間に位置するタッチセンサを示す図である。本発明の実施例による一連のシフトレジスタの配置を示す図である。各シフトレジスタの出力信号とクロック信号との関係を示すタイミング図である。本発明の実施例によるタッチスクリーンを操作する例を示す図である。本発明の実施例によるタッチスクリーンを操作する例を示す図である。本発明の実施例によるタッチスクリーンを操作する例を示す図である。本発明の様々な異なる実施例において、タッチパネルシステムに応用されるシフトレジスタを示す図である。

タッチスクリーンは一般的に複数のセンサ素子からなり、位置情報をプロセッサに提供するのに用いられる。センサ素子はスクリーン表面のアレイまたは基材に配置される。図１に示すように、整合タッチパネル１はタッチパネル１００を含み、タッチパネル１００は複数の表示画素１１０を有して二次元アレイに配置され、Ｘ方向とＹ方向に沿って配列される。ゲートドライバ２０は表示画素１１０を制御するのに用いられ、データドライバ１０はデータを表示画素１１０に提供するのに用いられ、感知信号処理モジュール３０はタッチパネルから感知信号（タッチ信号）を受信するのに用いられる。図２及び図３に示すように、複数のゲートラインＧ_１，Ｇ_２，…は、ゲートドライバからゲートライン信号を受信して、表示画素１１０（図１を参照）を開閉させる。複数のデータ線Ｄ_１，Ｄ_２，…は、データドライバからデータ信号を受信して表示画素１１０（図１を参照）に伝送する。各Ｘ方向に沿うゲートラインＧ_１，Ｇ_２，…のゲートライン信号により表示画素１１０の開閉状態が決定され、且つ行画素として見なされる。同様に、各Ｙ方向に沿うデータ線Ｄ_１，Ｄ_２，…のデータ信号を受信する表示画素１１０は、列画素として見なされる。タッチパネル１００は、さらに、複数のセンサユニット１３０を含み、使用者が機能を選択するか或いは１つまたは複数のセンサユニット１３０をタッチすることにより入力信号を提供することを許可する。例えば、表示画素１１０に提供する信号は、センサユニット１３０の位置及びタッチする位置と関連する機能を指示するのに用いられることができる。センサユニットが幾つかのゲートラインに接続されるため、いずれのセンサユニットがタッチ感知を発生する場合、ゲートライン信号は感知信号をシフトレジスタに提供することができる。

図２に示すように、センサユニット１３０は二次元アレイに配置されて、同一列方向に配置されたセンサユニットは同じ信号線を共用することができ、同一行方向に配置されたセンサユニットは同じゲートラインからゲート信号を受信することができる。図２に示すように、一行のセンサユニット１３０はゲートラインＧ_１に接続し、もう一行のセンサユニット１３０はゲートラインＧ_Ｎ＋１に接続される。さらに、一列センサユニット１３０は信号線Ｓ_１に接続され、もう一行のセンサユニット１３０は信号線Ｓ_２に接続される。信号線は複数の直列に接続されたシフトレジスタに接続される。信号線Ｓ_１に接続された任意のセンサユニット１３０にタッチが発生される場合、感知信号は信号線Ｓ_１からシフトレジスタＳＲ_１に伝送される。信号線Ｓ_２に接続された任意のセンサユニット１３０にタッチが発生される場合、感知信号は信号線Ｓ_２からシフトレジスタＳＲ_２に伝送され、以降同様である。さらに、図２及び図３に示すように、２本の隣接する信号線に接続されるシフトレジスタは、他のシフトレジスタにより隔てられる。奇数のシフトレジスタＳ_２ｘ−１のみが信号線Ｓ_ｘから信号を受信する（ｘは正整数である）。図４に示すように、シフトレジスタ１５１，１５２，１５３，１５４，１５５，１５６，…は順次に直列され、当該直列に接続された最後のシフトレジスタは感知信号処理モジュール３０におけるセンサＩＣに接続される。２本の隣接する信号線（Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３，、、、，Ｓ_ｍ）に接続されるシフトレジスタ（１５１，１５３，１５５，…）の間には、他のシフトレジスタ（１５２，１５４，１５６，…）により隔てられる。

図３及び図５は本発明のもう１つの実施例によるシフトレジスタの配置を示している。図３及び図５に示すように、２つの独立している感知信号処理モジュール３０と３０’はタッチパネル１００により発生された感知信号を処理するのに用いられる。上記配置において、感知信号は奇数の信号線Ｓ_１，Ｓ_３，…により感知信号処理モジュール３０に伝送されて信号処理を行う。しかし、シフトレジスタ１５３，１５４，１５７，…は感知信号処理モジュール３０’に配置される。例えば、感知信号処理モジュール３０において、任意の２つの隣接する感知信号を受信するシフトレジスタ１５１，１５５，…の間には、他のシフトレジスタ１５２，１５６，…により隔てられる。同様に、感知信号処理モジュール３０’において、任意の２つの隣接する感知信号を受信するシフトレジスタ１５３，１５７，…の間には、他のシフトレジスタ１５４，１５８，…により隔てられる。

なお、ここで注意しておきたいことは、センサユニット１３０は様々な異なる態様であっても良い。例えば、ゲートラインＧ_１，Ｇ_２，…は基材に形成されても良く、信号線Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３，…は他の基材および隙間を有する２つの基材に形成されても良い。そのうち、各信号線はセンサユニットにおける２つの基材の間の隙間を閉じることにより、直接または間接的にゲートラインに電気的接続されることができる。図６(ａ)におけるセンサユニット１３０は、図６(ｂ)に示すような機械スイッチＳＷと等しい効果を持つことが可能である。タッチによってスイッチＳＷがオンにされる場合、ゲートラインＧ_１におけるゲートライン信号は、スイッチＳＷによって信号線Ｓ_１を通じてシフトレジスタＳＲ_１に感知信号またはタッチ信号として伝送される（図３を参照）。本発明のもう１つの実施例において、図６(ｄ)に示すように、ゲートラインと信号線は適切な設計により容量を持たせることができる。センサユニットがタッチされた時、その容量値が変更されて、センサユニットで発生されたタッチを確実に感知することができる。図６(ｃ)に示すように、ゲートラインと信号線が単一基材に形成される場合、例えば、センサユニット１３０は抵抗減衰器であっても良い。抵抗減衰器は予定の抵抗範囲を有することができ、タッチによって抵抗値の減衰を引き起こし、これによって感知の目的を達成することができる。

図７は本発明の他の実施例による好適なタッチセンサを示し、当該タッチセンサは液晶パネルにおける２つの基材の間に位置する。センサユニット１３０はタッチスイッチとして、２つのインジウムスズ酸化物（Indium tin oxide; ITO）膜シートに電気的接触の作用を提供する。図７に示すように、液晶パネルは、上部基材、下部基材および液晶材料を有し、当該液晶材料は上部基材と下部基材の間に位置する。上部基材において、誘電体層（センサＰＳまたはフォトスペーサー（photo-spacer）と導電膜シートＩＴＯ３は全てＢＭ層（黒い材質、通常はカラーフィルターに使われる）に形成されて、センサブリッジの一環とし、例えば、フォトスペーサーはフォトレジスト材料からなっても良い。下部基材において、ゲートラインＭ１は液晶パネルにおける画素行を選択するのに用いられる。一部のゲートラインは、例えば窒化物等の誘電体層により覆われ、一部の導電膜シートＩＴＯ２はゲートラインＭ１と接続される。窒化物層は、ゲートラインをシフトレジスタの信号線から電気的に絶縁させるのに用いられる。図示された導電線Ｍ２が当該信号線のうちの１つである。導電膜シートＩＴＯ１は信号線Ｍ２の上部に位置して、タッチ接触点として働く。上部基材はタッチにより圧力が掛けられ、導電膜シートＩＴＯ１を導電膜シートＩＴＯ２と導電膜シートＩＴＯ３に電気的接続させる。

この断面図において、信号線Ｍ２と導電膜シートＩＴＯ１はＰＶ層により隔てられ、ＰＶ層は誘電体層である。ここで注意しておきたいことは、信号線Ｍ２と導電膜シートＩＴＯ１は、液晶パネルの周辺領域で電気的に接続される。しかし、タッチセンサが作動されていない場合、導電膜シートＩＴＯ１と導電膜シートＩＴＯ２は互いに電気的に絶縁され、信号線Ｍ２とゲートラインＭ１も互いに電気的に絶縁される。センサ領域において、タッチのため圧力が掛けられた時、導電膜シートＩＴＯ３は導電膜シートＩＴＯ１と導電膜シートＩＴＯ２を互いに電気的に接続させ、信号線Ｍ２がゲートラインＭ１の信号を読み取ることができる。例えば、ゲートラインと信号線はそれぞれ図６(ｂ)に示すＧ_１とＳ_１であっても良い。

図８ａは本発明の１例によるもう１つの好適な直列されたシフトレジスタを示している。例えば、図８ａに示すように、各シフトレジスタは第２スイッチング素子（ＴＦＴ２）に接続される第１スイッチング素子（ＴＦＴ１）を有し、それぞれＴＦＴまたは薄膜トランジスタであっても良い。前のシフトレジスタからの出力信号を通じて、シフトレジスタＮ-１，Ｎ，Ｎ＋１，…における第１スイッチング素子はラッチとしてタッチ信号Ｖｓｔ（タッチが発生される場合、有効状態の信号を提供する）をラッチする。シフトレジスタＮ-１，Ｎ，Ｎ＋１，…における第１スイッチング素子の出力は、イネーブル信号を第２スイッチング素子に提供する。第２スイッチング素子はＶｃｋまたはＶｘｃｋのいずれかの信号パルスを受信し、ＶｃｋまたはＶｘｃｋの信号パルスの位相は互いに補完する。第１スイッチング素子が第２スイッチング素子を始動させる時、各シフトレジスタの出力がＶｃｋまたはＶｘｃｋのいずれかの信号パルスである。第１スイッチング素子はタッチ信号Ｖｓｔまたは前のシフトレジスタの出力信号によって伝導性を持つようになる。第１スイッチング素子が伝導状態にある場合、第２スイッチング素子は伝導性を有するように変更される。例えば、シフトレジスタＮ-１がタッチ信号Ｖｓｔを受信する時、シフトレジスタＮ-１の出力端が出力パルスを発生してシフトレジスタＮに出力し、これはクロックパルスＶｘｃｋと同期である。次のクロックパルスＶｃｋと共に、シフトレジスタＮは出力パルスを発生してシフトレジスタＮ＋１に出力し、以下同様でＸ方向における最後のシフトレジスタまで続く。

タッチ信号がシフトレジスタＮ-１のみにより受信され、シフトレジスタＮ-１の出力が隣接するシフトレジスタＮを始動させるとすれば、Ｘ方向循環におけるシフトレジスタの出力信号は、図８ａに示すように連続パルスになる。Ｘ方向循環における最後のシフトレジスタの受信する信号は次の通りである：
…、００１０ …、
…、Ｎ＋１ＮＮ-１Ｎ‐２ …、
図９ａ〜図９ｃは本発明の１つの実施例によるタッチスクリーンを示している。図示のように、タッチスクリーンは１０行×８列のタッチセンサ素子を有し、表示パネルは１００行の画素を有する。タッチにおいて、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に表記されたセンサが同時にタッチされたとしたら、図９ｂに示すように、シフトレジスタが読み取った情報は次の通りである：
１フレームの走査時間において：
ゲートライン信号Ｇ_１からゲートライン信号Ｇ_１０まで走査して得た第１出力データは⇒（０００００１０１）であり、
ゲートライン信号Ｇ_１１からゲートライン信号Ｇ_２０まで走査して得た第２出力データは⇒（０００００００１）であり、
ゲートライン信号Ｇ_２１からゲートライン信号Ｇ_３０までを走査して得た第３出力データは⇒（００００００００）であり、
…、
ゲートライン信号Ｇ_９１からゲートライン信号Ｇ_１００まで走査して得た第１０出力データは⇒（００００００００）である。

そのうち、上記理論“１”はシフトレジスタにおける有効状態を示している。走査パルスＧ_１，Ｇ_２，…，Ｇ_１２は図９ｃに図示される。

第１出力データ（０００００１０１）により、タッチセンサの列位置を検出することができ、第１出力データ（０００００１０１）と第２出力データ（０００００００１）により、タッチセンサの行位置を検出することができ、列位置と行位置によって、タッチセンサの位置が（x,y）＝（１,１）、（３,１）および（１,２）であることを検出することができる。

図９ａ〜図９ｃに示すように、タッチセンサにおける行の合計はn＝１０であり、タッチセンサにおける列の合計はm＝８である。ディスプレイは１００行の画素を有するため、タッチセンサの各一行は１０行の画素を覆う。なお、行の合計nが列の合計mより大きいので、出力データは下記の方式で受け取ることができる：
ゲートライン信号は連続的にゲートラインＧ_１からゲートラインＧ_ｎまで走査されるので、タッチによって発生された信号も連続的にSR_１からSR_mまでに記憶される。SR_１〜SR_mにより読み取った出力データにおいて、タッチにおける列位置を検出することができる。

行位置と列位置によってタッチ位置が検出されることができる。

さらに、当然なことながら、信号線Ｓ_１,Ｓ_２,…におけるデータは平行な方式でその対応するシフトレジスタＳＲ_１，ＳＲ_３，…（図２と図３を参照）に提供され、シフトレジスタにおけるデータは直列の方式でセンサＩＣに提供される。

図８ａ〜図９ｂに示すタッチセンシング方法を、下記のステップにまとめることができる：
複数のシフトレジスタを直列に接続して、各シフトレジスタはクロック信号を受信し、
複数のセンサユニットは複数の信号線を介してシフトレジスタに接続され、各信号線は１つのシフトレジスタに接続され、２本の隣接する信号線に接続されるシフトレジスタは、少なくとも他の１つのシフトレジスタにより隔てられ、各センサユニットはそのうちの１本の信号線により、タッチを示す第１信号を提供し、各シフトレジスタは第１状態と第２状態で操作されるラッチユニットを含む。従って、前記ラッチユニットが第１状態で操作される場合のみ、シフトレジスタはクロック信号に対応する第２信号を次の直列に接続されたシフトレジスタに出力する。また、シフトレジスタが第１信号線から少なくとも１つの第１信号を受信し、直列に接続された前のシフトレジスタから第２信号を受信する場合のみ、ラッチユニットは第２状態で操作されることと；
一連のクロック信号を各シフトレジスタに印加し、各シフトレジスタが第２信号を出力するための出力端を含み、
直列の最後に接続されたシフトレジスタの出力端から、上記クロック信号に対応する出力信号を受け取り、
出力信号によってタッチを測定する。

複数のセンサユニットがアレイを形成するようにパネルに配置されて、複数の座標を定義し、互いに直列に接続されたシフトレジスタにおけるラッチユニットの第１状態及び第２状態により、タッチデータを提供してタッチの座標を表し、互いに直列に接続されたシフトレジスタは一連の直列端を有し、上記タッチセンシング方法は、さらに、
複数のクロック信号を各シフトレジスタに提供して、タッチデータを直列端に移動させるステップと、
直列端からタッチデータを受け取り、タッチの座標を測定するステップと、を含む。

センサユニットは複数の制御線から制御信号を受信するのに用いられ、センサユニットが１つの複数の列と複数の行を有するアレイを形成するように配置される時、アレイのセンサユニットにおける各一行は、それぞれ異なる制御線の制御信号を受信するのに用いられ、且つ、提供されたタッチを表する第１信号は、制御信号のみに対応して、上記タッチセンシング方法は、さらに、
各制御線に連続的に制御信号を提供し、これによりセンサユニットの各行と関連するタッチを連続的に検知する。

本発明の様々な実施例によれば、センサユニットは表示パネルに配置され且つ複数の表示画素を含み、表示画素は複数の画素行を含み、そのうちの１本の制御線の制御信号により、画素行の表示画素を制御する。

図１０は本発明の他の実施例によるタッチパネルシステムに用いられるシフトレジスタを示す図である。図１０に示すように、シフトレジスタはプルダウンモジュールに接続される。例えば、隣接する段階におけるシフトレジスタが出力パルス（N＋１Output）を提供する場合、現段階のシフトレジスタにおける第２スイッチング素子（TFT2）のゲート端子とソース端子はTFT3とTFT4によって負電圧に引き下ろされる。さらに、TFT1とTFT2の出力端におけるいかなる残りの電圧レベルは全て取り除かれることができ、シフトレジスタNが間違った出力信号を発生することを回避することができる。

図７に示すように、電気的導電膜シートITO１、ITO２および信号線M2は全て同一基材のゲートラインM1の周囲近辺に形成される。各信号線はシフトレジスタ（図２と図３を参照）に接続され、シフトレジスタにより発生された信号は連続的に１つまたは２つのセンサＩＣ170（図４と図５を参照）に提供される。シフトレジスタとセンサＩＣは全て液晶パネルに隣接する同一非晶質シリコン回路（図１参照）に形成されることができる。従って、その製造コストを低減することができる。

また、ここで注意して置きたいことは、図８ａは画素行におけるタッチ信号がいかにして一連の互いに接続されたシフトレジスタによって検知作用を発生するのかを表示するだけである。図２に示された実施例によれば、シフトレジスタＳＲ_１,ＳＲ_３,ＳＲ_５…のみがタッチ信号を受信する。これは、ＳＲ_２,ＳＲ_４…におけるTFT1のゲート端子が前の段階の出力パルスを受信することを意味する。同様に、図３と図５に示す実施例において、直列されたシフトレジスタは、シフトレジスタを１つおきの方式でタッチ信号を受信するように配置される。図３と図５に示すように、モジュール３０におけるシフトレジスタ１５１、１５５、１５９（図示せず）と１６３（図示せず）のみがタッチ信号を受信する。また、モジュール３０’におけるシフトレジスタ１５３、１５７、１６１（図示せず）と１６５（図示せず）のみがタッチ信号を受信する。このように、本発明の様々な実施例によれば、感知モジュールまたは感知信号処理モジュールの直列に接続されたシフトレジスタにおいて、各２つのシフトレジスタの間には少なくとも１つのダミーシフトレジスタが配置され、タッチ信号を受信するのに用いられる。ダミーシフトレジスタが前の段階から発生された出力信号を受信して、対応する出力信号を次の段階に提供する場合、ダミーシフトレジスタはタッチ信号を受信しない。言い換えれば、タッチパネルは複数の画素を有してタッチ信号をシフトレジスタに伝送し、シフトレジスタは中間に少なくとも他のシフトレジスタが存在する２本の隣接する信号線に接続される。

要するに、本発明の様々な実施例によれば、タッチパネルは、
複数の画素（１１０）と、
アレイを形成するように配置される表示画素を制御するための複数の第１信号線（Ｇ_ｍ）、および、
センサアレイを形成するように配置される複数のセンサユニット（１３０）と、
を含み、
センサユニットは複数の第２信号線（Ｓ_ｘ）および感知モジュール（３０）と関連していて、感知モジュールは複数の互いに直列に接続されるシフトレジスタ（ＳＲ_１,ＳＲ_２,ＳＲ_３,…）を含む。従って、各センサユニット（１３０）は、１本の上記第２信号線（Ｓ_ｘ）により、上記第１信号線（Ｇ_ｍ）と関連する感知信号を感知信号線（モジュール３０）に伝送する。そこで、各第２信号線は１つの上記シフトレジスタに接続され、２本の隣接する第２信号線（Ｓ_ｘ,Ｓ_ｘ＋１）に接続されるシフトレジスタは、上記少なくとも他のシフトレジスタ（ＳＲ_Ｋ＋１）により隔てられる。

ここで注意しておきたいことは、図４に示すタッチパネルにおいて、直列に接続されるシフトレジスタはタッチパネルの一面に配置され、タッチを感知するのに用いられる。図５に示すタッチパネルにおいて、直列に接続されたシフトレジスタはタッチパネルの各面に配置され、タッチを感知するのに用いられる。なお、１つ以上の直列に接続されたシフトレジスタをタッチパネルの各面に配置することは可能である。シフトレジスタとセンサＩＣがそれぞれ異なる配置方式を採用することも可能である。

さらに、図７に示す表示パネルは第１基材と第２基材を有する液晶パネルである。第２基材は隙間により第１基材と隔てられる。図示のように、第１信号線と第２信号線は第１基材に提供され、第１信号線と第２信号線は電気的に絶縁される。そして、各センサユニットは第１基材に提供される導電性セグメントを含み、当該導電性セグメントは第１信号線をそれぞれ第２信号線に電気的に接続させ、さらに、上記第１信号線がタッチによって発生する制御信号に対応するタッチ信号を提供する。

また、注意して置きたいことは、タッチパネルは独立型タッチデバイスであっても良く、または表示パネルに整合されても良い。また、本発明は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）及び高分子発光ダイオードなどの他の種類の表示パネルに応用することもできる。各センサユニットは図７に示すようなタッチスイッチであっても良く、または図６ｃに示すような抵抗センサ、または図６ｄに示す容量センサであっても良い。

以上、本発明の好適な実施例を挙げ説明したが、本発明はこれらの実施例によって限定されない。当業者であれば誰でも、本発明の精神と領域を逸脱しない限り、各種の変動や潤色を加えることができる。従って、本発明の保護を求める範囲は、特許請求の範囲を基準とする。

１００タッチパネル
１１０表示画素
１３０センサユニット
１５１〜１５９、１６１、１６３、１６５シフトレジスタ
１７０センサＩＣ
１０データドライバ
２０ゲートドライバ
３０感知信号処理モジュール
３０’ 感知信号処理モジュール

Claims

パネルであって、
複数の制御信号を伝送する複数の第１信号線と、
互いに直列に接続される複数のシフトレジスタを有する感知モジュールと、
前記感知モジュールに電気的に接続される複数の第２信号線と、
前記第１信号線から伝送される制御信号を受信する複数のセンサユニットと、
を含み、
各前記センサユニットは前記第２信号線を通じて、感知信号を前記感知モジュールに提供し、各前記第２信号線は前記シフトレジスタに接続され、２本の隣接する前記第２信号線に接続された前記シフトレジスタの間は、少なくとも１つの他のシフトレジスタにより隔てられ、
前記シフトレジスタは第２スイッチング素子に接続される第１スイッチング素子を有し、
前記第１スイッチング素子はタッチ信号Ｖｓｔまたは前のシフトレジスタの出力信号によって伝導性を持つようになり、
前記第１スイッチング素子が伝導状態にある場合、前記第２スイッチング素子は伝導性を有するように変更され、
前記シフトレジスタの第２スイッチング素子のゲート端子とソース端子及び前記シフトレジスタの後ろのシフトレジスタの出力端子はそれぞれプルダウンモジュールに接続される
ことを特徴とするパネル。
前記複数の第１信号線の制御信号により制御される複数の表示画素を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のパネル。
各前記センサユニットに関連するタッチが制御信号を発生する場合、前記感知信号も対応して発生されることを特徴とする請求項１に記載のパネル。
前記表示画素は、複数の前記画素行に配置されて前記第１信号線の制御信号を受信し、前記感知信号は、前記センサユニットにおけるタッチ及び前記センサユニットと関連する前記第１信号線の制御信号により発生することを特徴とする請求項２に記載のパネル。
前記センサユニットは前記第１信号線の制御信号を受信する行センサを含むことを特徴とする請求項４に記載のパネル。
前記センサユニットは異なる前記第１信号線の制御信号を受信する列センサを含み、且つ、前記列センサは前記タッチ信号を伝送し、前記タッチ信号は前記第２信号線におけるタッチにより発生されることを特徴とする請求項４に記載のパネル。
前記パネルは表示領域を含み、前記複数の表示画素が前記表示領域に配置され、前記センサユニットも前記表示領域に配置されることを特徴とする請求項２に記載のパネル。
互いに直列に接続される複数の他のシフトレジスタを含む他の感知モジュールと、
上記他の感知モジュールに電気的に接続される複数の他の第２信号線と、
前記第１信号線から伝送される制御信号を受信する複数の他のセンサユニットと、
を含み、
各前記他のセンサユニットは、前記他の第２信号線を通じて感知信号を前記他の感知モジュールに提供し、各前記他の第２信号線は前記他のシフトレジスタに接続され、隣接する２本の前記他の第２信号線に接続されるシフトレジスタの間は、少なくとも１つの他のシフトレジスタにより隔てられることを特徴とする請求項１に記載のパネル。
第１基材及び第２基材を含み、
前記第１基材と前記第２基材は互いに離れて間に隙間が形成され、前記第１信号線と前記第２信号線は、前記第１基材上に形成されて互いに電気的に絶縁され、各前記センサユニットは前記第１基材に形成される導電性セグメントを含み、前記導電性セグメントは前記第１信号線を前記第２信号線に電気的に接続させて、タッチによる前記第１信号線上の制御信号に応じて前記感知信号を発生することを特徴とする請求項２に記載のパネル。
前記表示画素は液晶表示画素を含むことを特徴とする請求項９に記載のパネル。
タッチセンシングの方法であって、
複数のクロック信号を受信するシフトレジスタを互いに直列に接続させ、
複数の信号線により、複数のセンサユニットを前記複数のシフトレジスタに接続させ、
各前記センサユニットは何れかの前記シフトレジスタに接続され、
互いに隣接する２本の前記信号線に接続される前記シフトレジスタの間は、少なくとも１つの他のシフトレジスタにより隔てられ、
各前記センサユニットは第１信号を提供し、前記第１信号は前記信号線のうちの１本を通じて前記タッチを表し、
各前記シフトレジスタは第１状態と第２状態で操作されるラッチユニットと第２スイッチング素子に接続される第１スイッチング素子と、
を含み、
前記ラッチユニットが前記第２状態で操作される場合のみ、前記シフトレジスタが、前記クロック信号に応じて第２信号を直列に接続された次のシフトレジスタに出力し、対応する前記シフトレジスタが、前記第１信号線から少なくとも１つの第１信号を受信し、また、直列に接続された前のシフトレジスタから前記第２信号を受信する場合のみ、前記ラッチユニットが前記第２状態で操作され、
前記第１スイッチング素子はタッチ信号Ｖｓｔまたは前のシフトレジスタの出力信号によって伝導性を持つようになり、
前記第１スイッチング素子が伝導状態にある場合、前記第２スイッチング素子は伝導性を有するように変更され、
前記シフトレジスタの第２スイッチング素子のゲート端子とソース端子及び前記シフトレジスタの後ろのシフトレジスタの出力端子はそれぞれプルダウンモジュールに接続される
ことを特徴とするタッチセンシングの方法。
各前記シフトレジスタは前記第２信号を出力する出力端を含み、前記方法は、
一連の前記クロック信号を各前記シフトレジスタに印加するステップと、
直列に接続された最後のシフトレジスタの前記出力端から、前記クロック信号に対応する出力信号を受け取るステップと、
前記出力信号により、前記タッチを検知するステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
前記複数のセンサユニットは、前記パネルにアレイを形成するように配置されて複数の座標を定義し、互いに直列に接続された前記シフトレジスタにおけるラッチユニットの第１状態及び第２状態は、タッチデータを提供して、前記タッチの座標を表し、前記互いに直列に接続されたシフトレジスタは直列端を有し、前記方法は、
複数の前記クロック信号を各前記シフトレジスタに提供して、前記タッチデータを前記直列端に移動させるステップと、
前記直列端から前記タッチデータを受け取って、前記タッチの座標を測定するステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
前記センサユニットはアレイを形成するように配置されて、前記複数の制御線から複数の制御信号を受信し、前記アレイは複数の列と複数の行を含み、前記アレイにおける各行のセンサユニットは、それぞれ異なる制御線の制御信号を受信し、前記制御信号のみに応じて、タッチを表する第１信号を提供し、前記方法は、
前記制御信号を各前記制御線に連続的に提供して、前記各行のセンサユニットに関連するタッチを連続的に測定するステップを更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
前記センサユニットは複数の表示画素を含む表示パネルに配置され、前記複数の表示画素は複数の画素行を含み、前記画素行における前記表示画素は、何れかの前記制御線の制御信号により制御されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
タッチセンシングに用いられる方法であって、
複数の表示画素と複数の第１信号線をパネルに配置し、前記複数の第１信号線は、複数の制御信号を伝送して前記複数の表示画素を制御し、
前記複数の第１信号線からの制御信号を受信する複数のセンサユニットを前記パネルに提供し、
複数の第２信号線は、前記パネルに配置され、且つ、感知モジュールに電気的に接続され、
前記感知モジュールは複数の直列に接続されるシフトレジスタを含み、
各前記センサユニットは、前記第２信号線の何れかを通じて、感知信号を前記感知モジュールに提供し、
各前記第２信号線は前記シフトレジスタの何れかに接続されて、隣接する２本の前記第２信号線に接続されたシフトレジスタの間は、少なくとも１つの他のシフトレジスタにより隔てられ、
前記シフトレジスタは第２スイッチング素子に接続される第１スイッチング素子を有し、
前記第１スイッチング素子はタッチ信号Ｖｓｔまたは前のシフトレジスタの出力信号によって伝導性を持つようになり、
前記第１スイッチング素子が伝導状態にある場合、前記第２スイッチング素子は伝導性を有するように変更され、
前記シフトレジスタの第２スイッチング素子のゲート端子とソース端子及び前記シフトレジスタの後ろのシフトレジスタの出力端子はそれぞれプルダウンモジュールに接続される
ことを特徴とするタッチセンシングに用いられる方法。
各前記センサユニットの関連するタッチが制御信号を発生した場合、対応して前記感知信号を発生することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
前記表示画素は複数の画素行に配置され、前記画素行における前記表示画素は、何れかの前記第１信号線における制御信号を受信し、前記感知信号は、前記センサユニットにおけるタッチ及び前記センサユニットと関連する第１信号線の制御信号により発生することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
前記複数の感知モジュールに電気的に接続される前記複数の第２信号線を前記パネルに配置し、
前記複数のセンサユニットを前記パネルに提供して、前記第１信号線からの制御信号を受信し、
各前記センサユニットは、前記第２信号線の何れかを通じて前記感知信号を前記感知モジュールに提供し、各前記第２信号線は前記シフトレジスタの何れかに接続され、隣接する他の２本の第２信号線に接続される前記シフトレジスタの間は、少なくとも１つの他のシフトレジスタにより隔てられることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
前記パネルは、第１基材及び第２基材を含み、
前記第１基材と前記第２基材が離れて間に隙間が形成され、前記第１信号線と前記第２信号線は前記第１基材に提供されて、互いに電気的に絶縁され、各前記センサユニットは前記第１基材に提供される導電性セグメントを含み、前記導電性セグメントは、前記第１信号線を前記第２信号線に電気的に接続させて、タッチにおける前記第１信号線上の制御信号に応じて前記感知信号を提供することを特徴とする請求項１６に記載の方法。