JP6175559B2 - 一体型タッチと改善された画像ピクセル開口とを有するディスプレイ - Google Patents

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Description

本発明は、概してディスプレイに関し、特に液晶ディスプレイなどのディスプレイに関する。
ディスプレイは、画像を表示する目的で、電子装置において広く使用されている。液晶ディスプレイなどのディスプレイは、画像ピクセルのアレイと関連付けられた液晶材料を制御することによって画像を表示する。典型的な液晶ディスプレイは、カラーフィルタ層と、偏光子層間に形成された薄膜トランジスタ層と、を有する。カラーフィルタ層は、ピクセルのアレイを有し、その各々が様々な色のカラーフィルタ素子を含む。薄膜トランジスタ層は、薄膜トランジスタ回路のアレイを格納している。薄膜トランジスタ回路は、各ピクセルによって出される光の量及び色を制御するように調節することができる。典型的なピクセルアレイの薄膜トランジスタ回路は、データ信号及び制御信号を分散させるためのデータ線及びゲート線を備える。
カラーフィルタ層と薄膜トランジスタ層との間には、液晶材料の層が介在している。動作中、薄膜トランジスタ層の回路は、データ線信号及びゲート線信号に応答して、薄膜トランジスタ層内の電極のアレイに信号を印加する。これにより、各電極から、液晶層を通って接地平面の関連部分へと延びる電場が生じる。電場は、液晶層における液晶材料の向きを制御し、液晶材料が偏光に及ぼす影響を変更する。
各画像ピクセルは、その画像ピクセルを通過できる光の量を決めるそれぞれの開口によって特徴付けられる。ディスプレイの画像ピクセル全体で均一性を維持するのは、困難であり得る。例えば、ディスプレイ全体で信号をルーティングするのに、信号経路などの金属構造体が使用されることがある。これらの金属構造体は、一部の光が画像ピクセルの一部を通過するのを遮ってしまうことがあり、それにより、影響を受けた画像ピクセルの開口が小さくなる。これらの金属構造体によって遮られない他の画像ピクセルは、影響を受けた画像ピクセルの開口よりも大きな開口を有し得るため、ディスプレイ全体の明るさが不均一になる。
ディスプレイの明るさの均一性を維持するためには、ブラックマトリクスなどの不透明グリッドを使用して、(例えば、金属構造体によって妨害されないピクセルも含む)全ての画像ピクセルの開口を小さくすれば良い。ただし、ピクセル開口が小さくなると、ディスプレイの全体的な明るさが減じられ、十分な明るさレベルを確保するために、ディスプレイの消費電力が増える傾向がある。それゆえ、明るさの均一性を有する改善されたディスプレイを提供可能であることが望ましい。
ディスプレイに一体型タッチ機能を設けることができる。ディスプレイは、行に配置された行電極と、各行の行電極間に介在する列電極と、を有する透明の共通電極層を備え得る。行電極は、導電路(例えば、列電極に電気的に連結されていない導電路)によって電気的に連結され得る。行電極及び列電極は、その行電極及び列電極を使用してタッチ事象を検出するタッチセンサ回路に連結され得る。ディスプレイは、ピクセル行及びピクセル列に配置されたピクセルのアレイを備え得る。共通電極層の各電極は、ピクセルのアレイのそれぞれの部分を覆い得る。
ディスプレイの各ピクセルは、それぞれの開口を有し得る。この開口は、カラーフィルタ層に形成されたブラックマトリクス構造体、又は金属層に形成された金属グリッドなどの不透明グリッドにおける開口部によって部分的に画定され得る。共通電極層の行電極を電気的に連結する導電路は、一部の光を覆い得るか、又は他の方法で、一部の光がピクセルを通過するのを遮り得る(その結果、例えば、開口が小さくなる)。導電路と関連付けられた狭小開口と一致するように他のピクセルの開口を部分的に画定する(例えば、変更する)他のピクセル用のダミー構造体が設けられ得る。例えば、導電路が第1の行のピクセルの第1の一部分を覆い得るのに対し、ダミー構造体は第2の行のピクセルの第2の一部分を覆い得る。このシナリオにおいては、ダミー構造体が、第2の一部分の範囲が第1の一部分の範囲と略等しくなるようなサイズであり得る。これらのダミー構造体は、ピクセルごとに設けられた浮遊金属経路であり得るか、又は共通電極層のそれぞれの電極を横切って延在し、共通電極層のそれぞれの電極に電気的に連結されているダミークロスラインクロスラインであり得る。
所望であれば、ダミー構造体は、導電性ビア構造体を使用して、共通電極層のそれぞれの電極に電気的に連結され得る。導電性ビア構造体は、画像ピクセルの複数部分を潜在的に覆い得る。表示均一性を確保するのを支援するために、導電路には、導電性ビア構造体と略等しい面積を有するダミービア構造体が設けられ得る。
本発明の更なる特徴、その本質及び様々な利点は、添付の図面及び下掲の好ましい実施形態の詳細な説明からより明らかになろう。
本発明の一実施形態に係る、表示均一性を確保するためにダミー構造体が設けられ得る種類の液晶ディスプレイなど、例示的なディスプレイの斜視図である。 本発明の一実施形態に係る、例示的なディスプレイの断面側面図である。 本発明の一実施形態に係る、ディスプレイに画像ピクセル構造体及びタッチセンサ素子がどのように設けられ得るかを示す例示的なダイアグラムである。 本発明の一実施形態に係る、画像ピクセルの行及び列を有する例示的なディスプレイの回路図である。 本発明の一実施形態に係る、タッチ機能を具現化する際にクロスラインクロスラインがどのように使用され得るかを示すディスプレイの一部分の上面図である。 本発明の一実施形態に係る、表示均一性を確保するのを支援するためにダミー構造体がどのように使用され得るかを示すディスプレイの一部分の上面図である。 本発明の一実施形態に係る、表示均一性を確保するのを支援するためにダミー構造体がどのように使用され得るかを示すディスプレイの一部分の断面側面図である。 本発明の一実施形態に係る、表示均一性を確保するのを支援するためにダミークロスラインクロスラインがどのように使用され得るかを示すディスプレイの一部分の上面図である。 本発明の一実施形態に係る、表示均一性を確保するのを支援するためにダミービア構造体にクロスラインクロスラインがどのように設けられ得るかを示すディスプレイの一部分の断面側面図である。 本発明の一実施形態に係る、クロストークを低減するのを支援するためにダミークロスラインクロスラインがどのようにして共通電極に電気的に短絡され得るかを示すディスプレイの一部分の断面側面図である。
ディスプレイは、電子装置において広く使用されている。例えば、ディスプレイは、コンピュータモニタ、ラップトップコンピュータ、メディアプレーヤ、携帯電話及び他のハンドヘルド装置、タブレットコンピュータ、テレビ、並びに他の機器で使用され得る。ディスプレイは、プラズマ技術、有機発光ダイオード技術、液晶構造体等に基づき得る。
液晶ディスプレイは、低消費電力及び高画質を提供できるため人気がある。液晶ディスプレイ構造体は、一例として本明細書に記載されることがある。
ディスプレイを有する例示的な電子装置の斜視図が図1に示されている。図1に示すとおり、電子装置6は、ハウジング8などのハウジングを有し得る。ハウジング8は、プラスチック、ガラス、セラミック、金属、繊維複合体などの材料、及びこれらの材料の組み合わせから形成され得る。ハウジング8は、1つ以上の区分を有し得る。例えば、装置6には、ヒンジで連結されたディスプレイハウジング部及びベースハウジング部が設けられ得る。図1の構成において、装置6は前面及び後面を有する。図1のディスプレイ10は、ハウジング8の前面に取り付けられている。所望であれば、他の構成を使用してもよい。
ディスプレイ10は、液晶ディスプレイであり得る。ディスプレイ10には、(例えば、タッチスクリーンディスプレイを形成する目的で)タッチセンサアレイが組み込まれ得る。タッチセンサは、音響タッチ技術、力センサ技術、抵抗センサ技術、又は他の適切な種類のタッチセンサに基づき得る。適切な一構成では、ディスプレイ10のタッチセンサ部が、容量タッチセンサ構成を使用して形成され得る。この種類の構成では、ディスプレイ10が、容量タッチセンサ電極の行及び列から形成されるタッチセンサアレイを備え得る。
図1のディスプレイ10を形成する際に使用され得る種類のディスプレイの一部分の断面側面図が図2に示されている。図2に示すとおり、ディスプレイ10は、カラーフィルタ(CF)層12と薄膜トランジスタ(TFT)層14とを備え得る。カラーフィルタ層12は、カラーフィルタ素子のアレイを含み得る。典型的な構成では、層12のピクセルが、3種類のカラーピクセル(例えば、赤色、緑色、及び青色のサブピクセル)を各々含む。液晶(LC)層16は、液晶材料を含み、カラーフィルタ層12と薄膜トランジスタ層14との間に介在している。薄膜トランジスタ層14は、液晶層16に印加される電場を制御するための薄膜トランジスタ、コンデンサ、及び電極など、電気的な構成要素を含み得る。光学膜層18及び20は、カラーフィルタ層12、液晶層16、及び薄膜トランジスタ層14の上側及び下側に形成され得る。光学膜18及び20は、4分の1波長板、半波長板、拡散膜、光学接着剤、及び複屈折補償層などの構造体を含み得る。
ディスプレイ10は、上側及び下側偏光子層22及び24を有し得る。バックライト26は、ディスプレイ10に背面照射を提供し得る。バックライト26は、一筋の発光ダイオードなどの光源を備え得る。バックライト26は、導光板及び背面反射器も備え得る。背面反射器は、光漏れを防ぐために、導光パネルの下側面に位置し得る。光源からの光は、導光パネルの縁へと入射され得る。そして、ディスプレイ10を通って方向28へと上方に放射され得る。カバーガラスの層など、任意選択のカバー層が、図2に示すディスプレイ10の層を覆い、かつ保護する目的で使用され得る。
タッチセンサ構造体が、ディスプレイ10の層のうちの1つ以上に組み込まれ得る。典型的なタッチセンサ構成においては、容量タッチセンサ電極のアレイが、パッド、及び/又はインジウムスズ酸化物など複数片の透明の導電性材料を使用して具現化され得る。所望であれば、他のタッチ技術(例えば、抵抗性タッチ、音響タッチ、光学式タッチ等)が使用されても良い。ディスプレイ10において信号線を形成する際に、インジウムスズ酸化物又は他の透明の導電性材料又は不透明の導電体(例えば、データ、電力、制御信号等を伝えるための構造体)も使用され得る。
白黒ディスプレイにおいては、カラーフィルタ層12を省略することができる。カラーディスプレイにおいては、カラーフィルタ層12を、画像ピクセルのアレイに色を付与する目的で使用することができる。各画像ピクセルは、例えば、3つの対応液晶ダイオードサブピクセルを有し得る。各サブピクセルは、カラーフィルタアレイ内の別々のカラーフィルタ素子と関連付けられ得る。カラーフィルタ素子としては、例えば、赤色(R)カラーフィルタ素子、青色(B)カラーフィルタ素子、及び緑色(G)カラーフィルタ素子が挙げられ得る。これらの要素は、行及び列で配置され得る。例えば、カラーフィルタ素子は、各列のカラーフィルタ素子が同じになるように(即ち、各列が全て赤色素子、全て青色素子、又は全て緑色素子を含むように)、ディスプレイ10の幅にわたってストライプに(例えば、RBGパターン又はBRGパターンなどの繰り返しパターンで)配置することができる。各サブピクセルを透過する光の量を制御することにより、所望の色の画像を表示することができる。
各サブピクセルを透過する光の量は、ディスプレイの制御回路及び電極を使用して制御することができる。各サブピクセルには、例えば、透明のインジウムスズ酸化物電極が設けられ得る。液晶層の関連部分を通過する電場を制御し、それによってサブピクセルの光透過を制御するサブピクセル電極の信号が、薄膜トランジスタを使用して印加され得る。薄膜トランジスタは、データ線からデータ信号を受信し、関連付けられたゲート線によってONされると、その薄膜トランジスタと関連付けられている電極にデータ線信号を印加する。
例示的なディスプレイの上面図を図3に示す。図3に示すとおり、ディスプレイ10は、画像ピクセル52のアレイを備え得る。各画像ピクセルは、関連付けられたトランジスタ及び共通電極からデータ線信号を受信する電極を有し得る。ディスプレイ10の共通電極は、パターン化されたインジウムスズ酸化物の層又は他の導電性平面構造体から形成され得る。パターン化インジウムスズ酸化物構造体、又は画像ピクセル52の共通平面を形成する際に使用される他の導電性構造体は、容量タッチセンサ素子62を形成する際にも使用され得る。
図3のタッチセンサ素子62が示すとおり、タッチセンサ素子(電極)は、タッチセンサ回路68に連結され得る。タッチセンサ素子62は、長方形の導電性材料パッド、垂直及び/又は水平な導電性材料片、及び他の導電性構造体を含み得る。素子62からの信号は、フレックス回路ケーブル66又は他の適切な通信経路線上のトレース64を介してタッチセンサ処理回路68へとルーティングされ得る。
典型的な構成においては、タッチセンサ解像度よりも高い画像解像度を提供することが一般に所望されることから、ディスプレイ10におけるコンデンサ電極62が画像ピクセル52よりも少ない。例えば、ディスプレイ10には何百或いは何千の行及び/又は列のピクセル52が存在し得るのに対し、コンデンサ電極62は、何十或いは何百の行及び/又は列しか存在しない場合がある。
ディスプレイ10は、ディスプレイドライバ回路38を備え得る。ディスプレイドライバ回路38は、経路72内の導電線70を使用して、装置6内の処理回路から画像データを受信し得る。経路72は、例えば、ディスプレイドライバ回路38を、(一例として)装置6内の他の場所にあるプリント回路板上の集積回路に連結するフレックス回路ケーブル又は他の通信経路であり得る。
ディスプレイドライバ回路38は、回路38−1及び回路38−2を含み得る。回路38−1は、1つ以上の集積回路(例えば、1つ以上のディスプレイドライバ集積回路)を使用して具現化され得る。回路38−2(ゲート線及びVcomドライバ回路と称されることもある)は、回路38−1に組み込まれ得るか、又は層14上の薄膜トランジスタ(図2)を使用して具現化され得る。経路60などの経路は、ディスプレイドライバ回路38−1及び38−2を相互接続する目的で使用され得る。ディスプレイドライバ回路38は、外部回路か、又は所望であれば他の回路の組み合わせを使用して具現化され得る。
ディスプレイドライバ回路38は、データ線48、ゲート線46、及びVcom線(経路)44などの信号線のグリッドを使用してディスプレイ10の動作を制御し得る。線48、46、及び44は、ディスプレイ10内のサブピクセル52など、画像サブピクセルのアレイを制御する信号の導電路を形成し得る。サブピクセル52(ピクセルと称されることもある)は、電場を生む電極、及びその電場によって制御される液晶層16の一部分(図2)から各々形成され得る。
図4に示すとおり、ディスプレイ10内のピクセル52は、図2の液晶層16の一部分36などの一部分と各々関連付けられ得る。ピクセル52を透過するのを制御することにより、画像がディスプレイ10上に表示され得る。
データ線48は、様々な色のピクセル(即ち、様々な色のカラーフィルタ素子と関連付けられたピクセル)をアドレス指定するための線を含み得る。例えば、データ線48は、青色データ線信号BDLを搬送する青色データ線、赤色データ線信号RDLを搬送する赤色データ線、及び緑色データ線信号GDLを搬送する緑色データ線を含み得る。信号BDL、RDL、及びGDLは、(一例として)−5ボルトから5ボルトの範囲の電圧を有するアナログ信号であり得る。
ディスプレイ10のピクセルアレイの各行においては、線44の所与の1行が、その行における電極42の組に電圧Vcom(基準電圧、電源平面電圧、又は接地電圧と称されることもある)を提供する目的で使用され得る。デジタルゲート線制御信号GL0...GLNは、ドライバ回路38−2によってそれぞれのゲート線46上で生成され得る。各ゲート線は、そのゲート線と同じ行にある制御トランジスタ50のうちの関連した1つのトランジスタのゲートに連結され得る。所与のゲート線制御信号をアサートすることによって制御トランジスタ50の行がONされると、その行内の制御トランジスタは、自身の関連データ行の電圧を、自身の関連電極40へと各々ルーティングする。各電極40とその関連電極42との間の電圧差は、関連付けられた液晶部分36(即ち、図2の層16の一部分)における液晶材料の状態を制御する際に使用される電場を生む。
図4に示すディスプレイ10用Vcom経路44を具現化する際に使用され得る例示的なレイアウトが、図5に示されている。図5に示すとおり、ディスプレイ10は、Vcom行(Vcomrと呼ばれる)を形成するために導電性Vcom経路74を使用して相互接続される正方形Vcomパッド76などのVcom導電体構造体44を備え得る。経路74は、Vcom列へと電気的に連結せずにそれぞれのVcom行を横切って複数の電極を電気的に連結することから、ジャンパ又はクロスラインと称されることもある。垂直Vcom導電体(Vcomcと呼ばれる)は、パッド76で離間され得る。図5のVcomr及びVcomc導電体は、インジウムスズ酸化物又は他の透明の導電性材料から形成され得る。そして、表示機能とディスプレイ10内のタッチ機能との両方をサポートする目的で使用され得る。例えば、Vcom導電性構造体を、ピクセル52の接地平面構造体(ディスプレイモード動作時)としても、タッチセンサ電極(タッチセンサモード動作時)の両方としても使用できるようにするために、時分割多重方式が使用され得る。
ディスプレイ10のピクセル52が、ディスプレイ10上で画像を表示する目的で使用されている場合、ディスプレイドライバ回路38(図3)は、例えば、Vcomc及びVcomrの両方を、0ボルトなどの接地電圧又は他の適切な電圧(例えば固定基準電圧)に短絡し得る。この構成では、Vcomr導電体及びVcomc導電体が協働して、ディスプレイ10の共通接地平面(導電平面)の一部としての働きをし得る。Vcomc及びVcomrは、このようにして画像を表示するときに一緒に短絡されるので、位置依存のタッチデータが収集されない。
タッチデータを収集できるように、反復的な時間インターバルで、ディスプレイ10の画像表示機能が一時的に停止され得る。タッチセンサモードでの動作時には、Vcomc導電体及びVcomr導電体が独立して動作され得るため、タッチイベントの位置をX及びY次元で検出することができる。Vcom行(Vcomr)が複数存在することにより、次元Yに関してタッチ位置を区別することができる。Vcom列(Vcomc)も複数存在するため、タッチ位置を次元Xで判定することができる。図5のVcomc及びVcomr導電体は、タッチセンサ電極62として図3に概略的に示されている。
画像を表示するための解像度要件は、タッチ箇所を確定する際よりも厳しいのが典型的である。そのため、パッド76は、各画像ピクセルによって消費される面積よりも大きなサイズを選択することが望まれ得る。例えば、各タッチセンサパッド76によって占有されたサイズの範囲と関連付けられた約60×64画像ピクセルのブロックが(一例として)存在し得る。
Vcomパッド76を接続してVcom行を形成するVcomクロスライン74が、2つ以上のVcomパッド76を横切って延在し得る。Vcomクロスライン74は、例えば、下にあるディスプレイ層(例えば、パターン化金属層)上にある導電性相互接続経路から形成され得る。導電性相互接続経路は、ビア75によってVcomパッド76に電気的に連結され得る。各Vcomパッド76は、1つ以上のビア75によって下にある導電性相互接続経路に連結され得る。
画像ピクセルは、その画像ピクセルを通過できる光の量を決める関連付けられた開口によって各々特徴付けられ得る。例えば、画像ピクセルの開口は、下にあるバックライトからどれだけの光が画像ピクセルを通過するかを決める。画像ピクセルの開口は、(例えば、不透明トランジスタ構造体、金属線等と関連付けられた不透明範囲の面積に対する)その画像ピクセルの透明範囲の面積によって画定され得る。ディスプレイ10に一体型タッチ画面機能が設けられている図5などのシナリオにおいては、クロスライン74などの金属経路が、その金属経路によって覆われている画像ピクセルの開口を小さくすることができる。
図6は、画像ピクセル52のアレイを備えるディスプレイの例示的な上面図である。画像ピクセル52は、図5のVcomr又はVcomcなどのVcomパッドの一部分を覆い得る。画像ピクセル52の開口は、ピクセルアレイと重なっている不透明グリッド102によって略画定され得る。このピクセルアレイは、不透明グリッド102によって覆われているゲート線46及びデータ線48などの構造体を含み得る。各画像ピクセル52の開口は、光を通せる不透明グリッド102の開口部の高さH及び幅Wによって少なくとも部分的に画定され得る。不透明グリッド102は、トランジスタ構造体、ゲート線、データ線等の薄膜構造体を覆う任意の所望ディスプレイ層に形成され得る。例えば、不透明グリッド102は、カラーフィルタ層12(図2)でブラックマトリクス構造体として具現化され得るか、又はTFT層14(図2)の金属層でパターン化金属グリッドとして具現化され得る。
図6に示すとおり、クロスライン74は、行Rの画像ピクセル52の複数部分を覆っている。クロスライン74は、不透明グリッド102における開口部のいくつかの部分を曖昧にして、行Rの画像ピクセルの利用可能な透明範囲を狭くし、それによって画像ピクセルの開口を小さくする。行R内の各画像ピクセル52の開口は、クロスライン74の経路厚T×画像ピクセルの幅Wの範囲分だけ小さくなり得る。
一般に、クロスライン74などのジャンパは、画像ピクセルのサブセットの開口だけを小さくし得る。図6の実施例において、行Rは、クロスライン74の存在によって影響され得るのに対し、その他残りの行は無影響であり得る。不均一な画像ピクセル開口特性に関連する視覚的アーティファクトの軽減を支援するために、残りの行にダミー線104などの不透明ダミー構造体が設けられ得る。ダミー構造体は、データ信号又は制御信号などの表示信号を伝えるのに使用されるのではない。各ダミー線104は、幅Tを有し得る。そして、対応画像ピクセル52の略全てを横切って延在し得る(例えば、ダミー線104は約Wの幅を有し得る)。各ダミー線104は、行Rの画像ピクセル52内のクロスライン74の箇所に近い対応画像ピクセル52内の箇所に形成され得る。例えば、ダミー線104は、近隣のゲート線46から距離Dの箇所に形成され得る。ダミー線104は、各画像ピクセル52の開口を、行R内の画像ピクセル52の開口と一致するように調節する働きをし、それにより、ディスプレイ10における画像ピクセルの画像特性(例えば明るさ)が均一で一貫したものとなるように確保することを支援し得る。換言すれば、ダミー線104は、対応画像ピクセル52の開口を部分的に画定する。
画像ピクセルにダミー線104を設けることにより、クロスライン74などのクロスラインを覆う必要がなくなる一方で、各画像ピクセル52が略同様の開口特性を有するようになるため、不透明グリッド102によって覆われた範囲が狭くなり得る。そのため、グリッド102の縁がクロスライン74及びダミー線104からずれ得る。これにより、画像ピクセル52の透明範囲の拡大が促され、クロスライン74及びダミー線104と関連付けられた透明範囲の縮小の少なくとも部分的相殺が促される。本実施例は、単なる例示に過ぎない。所望であれば、グリッド102が、所望であれば、クロスライン74及びダミー線104の一部又は全部を覆っても良い。
図7は、図6の軸Yで切断したディスプレイ10の例示的断面図である。図7に示すとおり、ディスプレイ10のTFT層14は、パッシベーション層(例えば、窒化ケイ素又は酸化ケイ素の層)、有機層(例えば、アクリル材料の層)など1つ以上の表示層を含み得る。例えば、表示層156、154、及び153がパッシベーション層であり得るのに対し、表示層152は有機層であり得る。金属又は金属合金などの導電性材料は、表示層の各々で堆積及びパターン化されて、相互接続構造体及びトランジスタ構造体などの構造体を形成し得る。導電路が形成される層は、金属層と呼ばれることもある。例えば、層156が第1の金属層(M1)と呼ばれることがあるのに対し、層154は第2の金属層(M2)と呼ばれることがある。所望であれば、更なる金属層が形成され得る。例えば、金属層155(M3)などの任意選択の金属層が、下にある金属層の上に形成され得る。
各画像ピクセルは、TFT層14に形成されるトランジスタ構造体112を備え得る。トランジスタ構造体は、ソース・ドレイン構造体114、ゲート構造体46、及びチャネル構造体116を含み得る。チャネル構造体116は、ディスプレイ基板120に堆積した非晶質シリコン、インジウムガリウム亜鉛酸化物、又はポリシリコンなどの半導体材料から形成され得る。トランジスタ構造体は、表示層を貫通して(例えば、パッシベーション層及び/又は有機層を貫通して)延在するビア118によってピクセル電極119に電気的に連結され得る。
ピクセル電極119には、液晶層16を制御する際に使用されるピクセルデータ信号がトランジスタ構造体112によって提供され得る。トランジスタ構造体112を含む画像ピクセル52の領域122は、不透明グリッド102によって覆われているため、光126(例えば、バックライト構造体によって提供された光)が通過できない。不透明グリッド102は、領域124の上に、光126を通過させる開口部を備える。クロスライン74は、対応領域124の一部分を塞ぎ、これによって、領域124を通過する光の量を減らし、対応ピクセル52の開口を小さくする。ダミー線104も同様に、対応領域124において光126の一部分を塞ぎ、それによって、ディスプレイ10の各ピクセル52の開口が略同じになるように調節する。不透明グリッド102の範囲がトランジスタ構造体112のみを覆う(クロスライン104を覆わない)ように縮小され得るので、画像ピクセル開口の縮小は少なくとも部分的に抑制され得る。これにより、不透明グリッド102の縁とダミー線104及びクロスライン74との間に空隙128が生じる。空隙128によって光126が通過できるようになるため、画像ピクセル開口が大きくなる。
図7の実施例においては、不透明グリッド102がカラーフィルタ層12で不透明グリッドとして形成され、ブラックマトリクス又はブラックマトリクスグリッドと称されることがある。ただし、本実施例は単なる例示に過ぎない。所望であれば、不透明グリッド102は、TFT層14内の表示層上に形成されても良い。例えば、不透明グリッド102は、ディスプレイ基板120の上にあるパッシベーション層上にパターン化金属層として形成されても良い(例えば、不透明グリッド102は、金属層155に形成されても良い)。
クロスライン74及びダミー線104がゲート線46と同じ平面(例えば共平面)に形成される図7の実施例は、単なる例示に過ぎない。所望であれば、ダミー線104は、他の金属層など、任意の所望される表示層上に形成されても良い。例えば、ダミー線104は、ゲート線46の上側又は下側にあるパッシベーション層上に堆積した導電性材料をパターン化することによって形成されても良い。
図6及び図7の実施例においては、ダミー線104がどの信号線にも接続されていない。ダミー線104は浮遊電圧であることから、浮遊ノード又は浮遊電圧ノードと呼ばれることがある。所望であれば、ダミー線は、図8に示す複数の画像ピクセルにまたがるクロスラインを形成するように延長されても良い。
図8に示すとおり、ディスプレイ10は、クロスライン74及びクロスライン132を備え得る。クロスライン74は、Vcom列及びVcom行領域など複数のVcom領域を横切り得ることから、本明細書では領域間クロスラインと呼ばれることがある。各Vcom領域は、ピクセルアレイのそれぞれの部分を覆う行電極又は列電極などのVcom電極を備え得る。クロスライン132は、それぞれのVcom領域の画像ピクセルを横切り得る。クロスライン132は、各々がそれぞれのVcom領域内の画像ピクセルだけを横切ることから、本明細書では領域内クロスラインと呼ばれることがある。
Vcom列は複数の部分に区切られ得る。図8の実施例においては、Vcom列Vcomcが周辺部分(領域)134及び中央部分(領域)136に区切られている。タッチ操作中は、周辺部分134及び中央部分136が互いに電気的に絶縁され得る(例えば、周辺部分134及び中央部分136が空隙138によって分離され得る)。周辺部分134は、パッドVcomr上での行タッチ信号とVcomcの部分136上での列タッチ信号との間での容量結合など、寄生結合を防ぐのを支援し得る。そのため、周辺部分134は、Vcomcのガード構造体又はガード部分と称されることがある。ガード部分134には、共通電圧が供給され得る(例えば、ガード部分134が共通給電端子に短絡され得る)。
領域間クロスライン74は、Vcom行を電気的に連結する目的で使用され、ビア構造体142によってVcomr導電体に連結されている。各Vcom行には、Vcom行全体に延在する1組の1つ以上の領域間クロスライン74が設けられている。各領域間クロスライン74は、画像ピクセル52の開口を小さくする。領域間クロスライン74による影響を受けない(例えば、覆われていない)画像ピクセル52の開口は、領域内クロスライン132によって調整され得る。各Vcom部分には、そのVcom部分を横切ってクロスライン74と平行に延びる領域内クロスライン132が設けられ得る。各領域内クロスライン132は、各画像ピクセル52の開口が略同じになるように確保するのを支援するために、領域間クロスライン74によって覆われていないそれぞれの行の画像ピクセル52を部分的に覆い得る。
各Vcom領域には、1組の対応領域内クロスライン132(例えば、1組のダミークロスライン)が設けられ得る。例えば、領域間クロスライン74によって覆われていない所与のVcom領域内の各行の画像ピクセルに、領域内ダミークロスライン132が設けられ得る。図8の実施例においては、Vcom行領域144に領域内クロスライン132−1が設けられ、Vcom列周辺領域134にそれぞれの組の領域内クロスライン132−1及び132−2が設けられ、Vcom中央領域136には領域内クロスライン132−3が設けられ、Vcom行領域146には領域内クロスライン132−5が設けられている。本実施例は、単なる例示に過ぎない。Vcom領域には、画像ピクセルの開口特性を調節するために任意の所望数の領域内クロスライン132が設けられ、ディスプレイ10全体で一貫したピクセル特性を確保できるように支援し得る。
Vcom導電体には、ダミークロスライン132及びクロスライン74がビア構造体142によって電気的に連結され得る。領域間クロスライン74は、Vcom行導電体を連結する目的で使用され、Vcom行領域内でビア構造体142が設けられるだけである。例えば、行領域144及び146内のVcom電極が、ビア構造体142によって領域間クロスライン74に電気的に連結され得るのに対し、列領域134及び136ではビア構造体142が省略され得る(例えば、列導電体Vcomcは領域間クロスライン74に電気的に短絡されない)。
各領域の領域内クロスライン132は、ビア構造体142によってその領域に電気的に連結され得る。例えば、領域内クロスライン132−1は、Vcom行領域144に連結され、領域内クロスライン132−2及び132−4はそれぞれのVcom列の周辺領域134に連結され、領域内クロスライン132−3はVcom列の中央領域136に連結され、領域内クロスライン132−5はVcom行領域146に連結され得る。領域内クロスライン132を対応するVcom電極に電気的に連結することにより、データ経路又はゲート経路などの信号経路間での領域内クロスライン132による寄生結合が減じられ得る(例えば、寄生結合を介してダミークロスライン132に連結される信号は、共通の供給ノードに短絡されるからである)。
ビア構造体142は、画像ピクセルの複数部分52を覆い得る。そして、覆われた画像ピクセルの開口を小さくする可能性がある。ただし、Vcom列領域は、領域内クロスライン132用のビア構造体142を含み、領域間クロスライン74用のビア構造体142を含まない。ディスプレイの明るさの均一性を確保するのを支援するために、Vcom列領域において、領域間クロスライン74にダミービア構造体148が設けられ得る。
ダミービア構造体148は、領域間クロスライン74をVcom導電体に電気的に連結せずに、ビア構造体142に等しいか、又は略同じ範囲を覆い得る。ダミービア構造体148は、部分的に形成されたビア構造体であり得る。例えば、ダミービア構造体148は、一切のスルーホール構造体に電気的に連結されていないクロスライン74用のコンタクトだけを備え得る。これらのコンタクトは、クロスライン74と同じ金属層に形成され得るか、又は任意の所望の金属層に形成され得る。
図9は、図8の領域間クロスライン74にわたってX軸沿いに切り取ったディスプレイ10の例示的な断面図である。図9に示すとおり、パッシベーション層156上に形成された領域間クロスライン74は、複数のVcom領域(例えば、領域144、134、136、及び146)にまたがり得る。領域間クロスライン74は、ビア構造体142によってVcom行領域144及び146に電気的に連結されている。ビア構造体142は、パッシベーション層又は有機層など、1つ以上の表示層にまたがり得る。例えば、層152がアクリルなどの有機材料の層であり得るのに対し、層154はパッシベーション層であり得る。ディスプレイ10上でビア構造体142と略同じ面積の範囲(X−Y範囲)を覆うダミービア構造体148が、領域間クロスライン74に形成され得る。ダミービア構造体148は、軸Yに沿ってページの内側又は外側へと延び得る。
図10は、図8の領域内ダミークロスラインにわたってX軸沿いに切り取ったディスプレイ10の例示的な断面図である。図10に示すとおり、領域内クロスライン132は、1つ以上の表示層を貫通して延在する導電性ビア構造体142によってそれぞれのVcom領域に各々電気的に連結されている(例えば、クロスライン132−1は領域144の導電体に連結され得る、クロスライン132−2は領域134の導電体に連結され得る等)。ビア構造体142は、信号経路間でのクロストークを低減するのを支援し得る。例えば、ビア構造体142は、ダミークロスラインをVcom領域に電気的に短絡させる。このことが、データ信号経路及びゲート信号経路などの信号経路間でダミークロスライン132を介した寄生結合が行われないようにするのを支援する。
一実施形態によれば、少なくとも第1及び第2のピクセルと、第1のピクセルの第1の一部分を覆う導電路と、第2のピクセルの第2の一部分を覆うダミー構造体と、を備えるディスプレイが提供される。
別の実施形態によれば、このディスプレイは、導電路に連結されている共通電極層を備える。
別の実施形態によれば、共通電極層は、行に配置された複数の行電極と、各行の行電極間に介在している複数の列電極と、を備え、導電路は行電極を電気的に連結する。
別の実施形態によれば、このディスプレイは、複数の行電極と複数の列電極とに連結されたタッチ回路を備える。
別の実施形態によれば、ディスプレイは、ピクセル行及びピクセル列に配置されたピクセルのアレイを備え、第1のピクセルは、ピクセルのアレイの第1のピクセル行に含まれ、第2のピクセルは、ピクセルのアレイの第2のピクセル行に含まれる。
別の実施形態によれば、複数の行電極の各行電極及び複数の列電極の各列電極は、ピクセルのアレイのそれぞれの部分を覆う。
別の実施形態によれば、ディスプレイは、バックライトと、バックライトからの光が通過する、ピクセルのアレイのそれぞれのピクセル用の開口部を有する不透明グリッドと、を備え、導電路によって覆われている第1のピクセルの第1の一部分は、第1のピクセル用の不透明グリッドの開口部内にあり、ダミー構造体によって覆われている第2のピクセルの第2の一部分は、第2のピクセル用の不透明グリッドの開口部内にある。
別の実施形態によれば、ディスプレイはカラーフィルタ層を備え、不透明グリッドはカラーフィルタ層にブラックマトリクス構造体を備える。
別の実施形態によれば、ディスプレイはディスプレイ基板を備え、ピクセルのアレイの各ピクセルは、ディスプレイ基板上に薄膜トランジスタ構造体、及びディスプレイ基板の上側に金属層を備え、不透明グリッドは、金属層にパターン化金属を備える。
別の実施形態によれば、ピクセルのアレイの各ピクセルの薄膜トランジスタ構造体は、チャネル構造体と、ゲート構造体と、ソース・ドレイン構造体と、を含む。
別の実施形態によれば、第2のピクセルのダミー構造体は、第2のピクセルのゲート構造体と共平面を成す浮遊金属経路を備える。
別の実施形態によれば、第1のピクセルは、共通電極層の所与の行電極によって覆われており、ダミー構造体は、所与の行電極によって覆われている第1のピクセル行の各ピクセルを横切って延在する金属経路を備える。
別の実施形態によれば、ディスプレイは、金属経路を所与の行電極に電気的に連結するビア構造体を備える。
一実施形態によれば、第1の開口によって特徴付けられた第1の画像ピクセルと、第2の開口によって特徴付けられた第2の画像ピクセルと、第2の開口を、第1の開口と一致するように少なくとも部分的に画定するダミー構造体と、を備えるディスプレイが提供される。
別の実施形態によれば、ディスプレイはバックライトを備え、第1及び第2の画像ピクセルは、バックライトからの光を通過させ、第1の画像ピクセルは、第1の開口に対応する受信光の第1の一部分を通過させ、第2の画像ピクセルは、第2の開口に対応する受信光の第2の一部分を通過させる。
別の実施形態によれば、ダミー構造体は、第2の画像ピクセルによって受信された光の少なくとも一部分が第2の画像ピクセルを通過するのを防ぐ。
別の実施形態によれば、第1の範囲を有する第1の画像ピクセルの一部分が不透明信号経路によって覆われており、ダミー構造体は、第2の画像ピクセルを部分的に覆う浮遊金属経路を備え、浮遊金属経路は、第1の範囲に略等しい第2の範囲を有する。
別の実施形態によれば、ディスプレイは、行及び列に配置された複数の画像ピクセルであって、第1の画像ピクセルがピクセルアレイの第1の行にあり、第2の画像ピクセルがピクセルアレイの第2の行にある、複数の画像ピクセルを有するピクセルアレイと、ピクセルアレイのそれぞれの部分を各々覆う複数の共通電極であって、ダミー構造体は、第2の行の画像ピクセルのうちの少なくとも2つのピクセルを覆う金属経路を備える、共通電極と、金属経路を複数の共通電極の所与の共通電極に電気的に連結するビア構造体と、を備える。
一実施形態によれば、行に配置された行電極及び各行の行電極間に介在する列電極を有する共通電極層と、行電極及び列電極に連結されたタッチセンサ回路と、所与の行の行電極を電気的に連結するクロスラインと、所与の行の所与の行電極のうちの所与の行電極を横切って延在するダミークロスラインと、を備えるタッチスクリーンディスプレイが提供される。
別の実施形態によれば、タッチスクリーンディスプレイは、それぞれのピクセル開口によって特徴付けられたピクセルのアレイを備え、共通電極層の各電極は、ピクセルのアレイのそれぞれの部分を覆い、所与の行電極によって覆われたピクセルの第1の一部分の開口は、クロスラインによって少なくとも部分的に画定され、所与の行電極によって覆われたピクセルの第2の一部分の開口は、ダミークロスラインによって少なくとも部分的に画定される。
別の実施形態によれば、ダミークロスラインは、クロスラインと平行な所与の行電極を横切って延在する複数のダミークロスラインのうちの1つを備え、その複数のダミークロスラインの各ダミークロスラインは、それぞれのビア構造体によって所与の行電極に電気的に連結されている。
別の実施形態によれば、クロスラインは、それぞれのビア構造体によって所与の行の各行電極に電気的に連結されており、タッチスクリーンディスプレイは、その所与の行の行電極間に介在している各列電極用の1組のダミークロスラインを更に備える。
別の実施形態によれば、タッチスクリーンディスプレイは、その1組のダミークロスラインを、所与の行の行電極間に介在している列電極に電気的に連結するビア構造体を備え、各ビア構造体は、第1の範囲と、列電極によって覆われているクロスラインの複数の部分に連結されているダミービア構造体と、を有し、各ダミービア構造体は、第1の範囲と略等しい第2の範囲を有する。
別の実施形態によれば、ダミービア構造体は、ダミービアコンタクトパッドを備える。
上述の内容は、本発明の原理の単なる例示に過ぎず、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、当業者によって様々な修正を実施することができる。前述の実施形態は、個々に又は任意の組み合わせで実行することができる。

Claims (19)

  1. 少なくとも第1及び第2のピクセルと、
    前記第1のピクセルの第1の一部分を覆う導電路と、
    前記第2のピクセルの第2の一部分を覆うダミー構造体と、
    前記第1のピクセルと重なり合う第1の開口、及び前記第2のピクセルと重なり合う第2の開口を有する不透明グリッドと、
    を備えることを特徴とするディスプレイ。
  2. 前記導電路に連結されている共通電極層であって、
    行に配置された複数の行電極と、
    各行の前記行電極間に介在する複数の列電極と、
    を含む、共通電極層を更に備え、前記導電路が前記行電極を電気的に連結することを特徴とする、請求項1に記載のディスプレイ。
  3. 前記複数の行電極及び複数の列電極に連結されたタッチ回路を更に備えることを特徴とする、請求項2に記載のディスプレイ。
  4. ピクセル行及びピクセル列に配置されたピクセルのアレイであって、第1のピクセルが前記ピクセルのアレイの第1のピクセル行に含まれ、前記第2のピクセルが前記ピクセルのアレイの第2のピクセル行に含まれ、前記複数の行電極の各行電極及び前記複数の列電極の各列電極が前記ピクセルのアレイのそれぞれの部分を覆う、ピクセルのアレイを更に備えることを特徴とする、請求項2に記載のディスプレイ。
  5. バックライトと、
    前記不透明グリッド内の開口部と、を備え、
    前記開口部は、前記バックライトからの光が通過する前記ピクセルのアレイのそれぞれのピクセル用のものであり、前記導電路によって覆われている前記第1のピクセルの前記第1の一部分が、前記第1のピクセル用の前記不透明グリッドの前記開口部内にあり、前記ダミー構造体によって覆われている前記第2のピクセルの前記第2の一部分が、前記第2のピクセル用の前記不透明グリッドの前記開口部内にあることを特徴とする、請求項4に記載のディスプレイ。
  6. カラーフィルタ層を更に備え、前記不透明グリッドが前記カラーフィルタ層にブラックマトリクス構造体を備えることを特徴とする、請求項5に記載のディスプレイ。
  7. ディスプレイ基板であって、前記ピクセルの配列の各ピクセルが前記ディスプレイ基板上に薄膜トランジスタ構造体を備える、ディスプレイ基板と、
    前記ディスプレイ基板の上側にある金属層であって、前記不透明グリッドが前記金属層にパターン化金属を含む、金属層と、
    を更に備えることを特徴とする、請求項5に記載のディスプレイ。
  8. 前記ピクセルのアレイの各ピクセルの前記薄膜トランジスタ構造体が、
    チャネル構造体と、
    ゲート構造体と、
    複数のソース・ドレイン構造体と、
    を含むことを特徴とする、請求項7に記載のディスプレイ。
  9. 前記第2のピクセルの前記ダミー構造体が、前記第2のピクセルの前記ゲート構造体と共平面を成す浮遊金属経路を含むことを特徴とする、請求項8に記載のディスプレイ。
  10. 前記第1のピクセルが前記共通電極層の所与の行電極によって覆われており、前記ダミー構造体が、前記所与の行電極によって覆われている前記第1のピクセル行の各ピクセルを横切って延在する金属経路を含む、ディスプレイであって、
    前記金属経路を前記所与の行電極に電気的に連結するビア構造体を更に備えることを特徴とする、請求項4に記載のディスプレイ。
  11. 第1の開口によって特徴付けられた第1の画像ピクセルと、
    第2の開口によって特徴付けられた第2の画像ピクセルと、
    前記第2の開口を、前記第1の開口と一致するように少なくとも部分的に画定するダミー構造体と、
    行及び列に配置された複数の画像ピクセルを有するピクセルアレイであって、前記第1の画像ピクセルが前記ピクセルアレイの第1の行内にあり、前記第2の画像ピクセルが前記ピクセルアレイの第2の行内にある、ピクセルアレイと、
    前記ピクセルアレイのそれぞれの部分を各々覆う複数の共通電極であって、前記ダミー構造体が、前記第2の行の画像ピクセルのうちの少なくとも2つのピクセルを覆う金属経路を含む、共通電極と、
    前記金属経路を前記複数の共通電極の所与の共通電極に電気的に連結するビア構造体と、
    を備えることを特徴とするディスプレイ。
  12. バックライトをさらに備え、前記第1の画像ピクセル及び前記第2の画像ピクセルは、前記バックライトから光を受け、前記第1の画像ピクセルは、前記第1の開口に対応する受けた前記光の第1の一部分を通過させ、前記第2の画像ピクセルは、前記第2の開口に対応する受けた前記光の第2の一部分を通過させることを特徴とする、請求項11に記載のディスプレイ。
  13. 前記ダミー構造体が、前記第2の画像ピクセルによって受た前記光の少なくとも一部分が前記第2の画像ピクセルを通過するのを防ぐことを特徴とする、請求項12に記載のディスプレイ。
  14. 第1の範囲を有する前記第1の画像ピクセルの一部分が不透明信号経路によって覆われており、前記ダミー構造体が、前記第2の画像ピクセルを部分的に覆う浮遊金属経路を含み、前記浮遊金属経路が、前記第1の範囲に略等しい第2の範囲を有することを特徴とする、請求項12に記載のディスプレイ。
  15. 行に配置された行電極及び各行の前記行電極間に介在する列電極を有する共通電極層と、
    前記行電極及び列電極に連結されたタッチセンサ回路と、
    所与の行の前記行電極を電気的に連結するクロスラインと、
    前記所与の行の所与の行電極を横切って延在するダミークロスラインと、
    を備えることを特徴とするタッチスクリーンディスプレイ。
  16. それぞれのピクセル開口によって特徴付けられたピクセルのアレイであって、前記共通電極層の各電極が前記ピクセルのアレイのそれぞれの部分を覆い、前記所与の行電極によって覆われた前記ピクセルの第1の一部分の前記開口が前記クロスラインによって少なくとも部分的に画定され、前記所与の行電極によって覆われた前記ピクセルの第2の一部分の前記開口が前記ダミークロスラインによって少なくとも部分的に画定される、ピクセルのアレイを更に備えることを特徴とする、請求項1に記載のタッチスクリーンディスプレイ。
  17. 前記ダミークロスラインが、前記クロスラインと平行な前記所与の行電極を横切って延在する複数のダミークロスラインの1つを含み、前記複数のダミークロスラインの各ダミークロスラインがそれぞれのビア構造体によって前記所与の行電極に電気的に連結されていることを特徴とする、請求項1に記載のタッチスクリーンディスプレイ。
  18. 前記クロスラインがそれぞれのビア構造体によって前記所与の行の各行電極に電気的に連結されているタッチスクリーンディスプレイであって、
    前記所与の行の前記行電極間に介在している各列電極用の1組のダミークロスラインを更に備えることを特徴とする、請求項1に記載のタッチスクリーンディスプレイ。
  19. 前記1組のダミークロスラインを、前記所与の行の前記行電極間に介在している前記列電極に電気的に連結するビア構造体であって、第1の範囲を各々有する、ビア構造体と、 前記列電極によって覆われている前記クロスラインの複数部分に連結されているダミービア構造体であって、前記第1の範囲に略等しい第2の範囲を各々有し、ダミービアコンタクトパッドを各々含む、ダミービア構造体と、
    を更に備えることを特徴とする、請求項18に記載のタッチスクリーンディスプレイ。
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