JP6276015B2 - タッチディスプレイ回路、その駆動方法、アレイ基板およびディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ディスプレイ製造の分野、特にピクセルユニットのタッチディスプレイ回路、その駆動方法、アレイ基板およびディスプレイ装置に関する。

アドバンストスーパーディメンジョンスイッチング(AD-SDS、略してADS)技術は、その広い視野角、高いコントラスト比、高解像度および明るい色彩表示のために消費者の間で徐々に普及してきている。ADSモードでは、多次元電場が、平面の同じ層内のスリット電極の端部に発生する電場およびスリット電極層と別の層内の平板電極との間に発生する電場によって形成され、その結果、液晶セル内の電極の直上のスリット電極間におけるすべての向きの液晶分子が回転することができ、これによって、液晶作業効率を高くし、光透過効率を向上させる。加えて、インセルタッチ技術もまた、ますます注目を集めている。現在の大部分の製造者は、ディスプレイ装置の光放出側にタッチ用のキャパシタ膜の層を設けることによってタッチ技術を実装するが、少数の製造者は、ADSディスプレイモジュール上にインセルタッチ技術を使用し、大量生産に成功している。しかしながら、本発明者は、製品を製造する際の複雑なプロセスステップの問題および従来技術において存在する最終製品の小さな開口率の問題を見出した。

本発明は、タッチディスプレイ製品を製造する際にプロセスステップを削減することができ、これによってコストを節約し、その一方で、付加価値を高めるために、製品の開口率を増大することができる、ピクセルユニットのタッチディスプレイ回路、その駆動方法、アレイ基板およびディスプレイ装置を提供する。

上記の目的を達成するために、本発明は、下記の技術的な解決策を採用する。

一態様では、ピクセルユニットのタッチディスプレイ回路が提供され、この回路は、タッチユニットおよびディスプレイユニットと、タッチユニットに接続された第1の走査線、第2の走査線、検出信号線、データ線および信号制御線と、ディスプレイユニットに接続されたゲート線およびデータ線とを備え、タッチユニットは、第1のスイッチトランジスタ、第2のスイッチトランジスタ、第1のキャパシタ、タッチ電極および増幅トランジスタを備える、第1のスイッチトランジスタのソースは、データ線に接続され、かつ第1のスイッチトランジスタのゲートは、信号制御線に接続され、タッチ電極は、第1のスイッチトランジスタのドレインに接続され、増幅トランジスタのゲートは、タッチ電極に接続され、かつ増幅トランジスタのソースは、第2の走査線に接続され、第2のスイッチトランジスタのゲートは、第1の走査線に接続され、第2のスイッチトランジスタのソースは、増幅トランジスタのドレインに接続され、かつ第2のスイッチトランジスタのドレインは、検出信号線に接続され、および、第1のキャパシタの第1の電極は、第2の走査線に接続され、かつ第1のキャパシタの第2の電極は、タッチ電極に接続される。

任意選択で、ディスプレイユニットは、第3のスイッチトランジスタおよび第2のキャパシタを備え、第3のスイッチトランジスタのゲートは、ゲート線に接続され、かつ第3のスイッチトランジスタのソースは、データ線に接続され、第2のキャパシタの第1の電極は、第3のスイッチトランジスタのドレインに接続され、かつ第2のキャパシタの第2の電極は、接地端子に接続される。

任意選択で、第1のキャパシタの第1の電極は、ディスプレイユニットのピクセル電極と同じ透明導電性材料の層によって形成され、第1のキャパシタの第2の電極は、ディスプレイユニットの共通電極と同じ透明導電性材料の層によって形成される。

任意選択で、第1のスイッチトランジスタ、第2のスイッチトランジスタ、第3のスイッチトランジスタおよび増幅トランジスタのすべてについて、これらのゲートは、同じ材料の層によって形成され、これらのソースおよびドレインは、同じ材料の層によって形成される。

任意選択で、第3のスイッチトランジスタは、P型トランジスタまたはN型トランジスタである。

任意選択で、第1のスイッチトランジスタおよび第2のスイッチトランジスタは、P型トランジスタまたはN型トランジスタであり、増幅トランジスタは、P型トランジスタである。

任意選択で、第2のスイッチトランジスタおよび増幅トランジスタは、タッチ電極の一方の側に設置され、第1のスイッチトランジスタは、一方の側の反対側であるタッチ電極の他方の側に設置される。

任意選択で、第1の走査線、第2の走査線および信号制御線は、ゲート線と同じ層上にすべて形成され、ゲート線と平行に配置され、かつ現在のピクセルユニットと前段のピクセルユニットまたは次段のピクセルユニットとの間の隙間内にすべて設置される。

任意選択で、現在のピクセルユニットの検出信号線は、前段のピクセルユニットのデータ線である。

もう1つの態様では、上に記載したタッチディスプレイ回路を駆動するための駆動方法が提供され、この方法は、第1のステージでは、第1のスイッチトランジスタ、第2のスイッチトランジスタおよび増幅トランジスタを切断するステップと、ゲート線を介して走査信号を入力するステップと、表示状態になるようにディスプレイユニットを制御するために現在のピクセルユニットのデータ線を介して制御信号を入力するステップとを含み、第2のステージでは、第1のスイッチトランジスタをオンにするステップと、第2のスイッチトランジスタおよび増幅トランジスタを切断するステップと、第1のキャパシタの第2の電極を充電するためにデータ線を介してリセット信号を入力するステップと、ディスプレイユニットをオフにするためにゲート線を介して走査信号を入力するステップとを含み、第3のステージでは、第1のスイッチトランジスタを切断するステップと、第2のスイッチトランジスタをオンにするステップと、第2の走査線を介してカップリングパルス信号を供給するステップと、タッチ電極がタッチされると、第1のキャパシタの第2の電極は、増幅トランジスタのゲートとソースとの間の電圧差が増幅トランジスタのしきい値電圧に等しくなるまで放電し、その結果、増幅トランジスタは、オンになりかつ増幅状態になり、これによって、第2の走査線によって供給されたカップリングパルス信号を増幅するステップと、検出信号線に増幅した信号を出力するステップとを含む。

任意選択で、駆動方法は、第1のステージにおいて、第3のスイッチトランジスをオンにするステップと、第2のステージおよび第3のステージにおいて、第3のスイッチトランジスを切断するステップと、をやはり含む。

さらにもう1つの態様では、ピクセルユニットが提供され、ピクセルユニットは、上記のタッチディスプレイ回路のうちのいずれか1つを備える。

さらにもう1つの態様では、アレイ基板が提供され、アレイ基板の少なくとも1つのピクセルユニットは、上記のタッチディスプレイ回路のうちのいずれか1つを備える。

任意選択で、検出信号線は、アレイ基板上のデータ線であり、タッチディスプレイ回路を備えた現在のピクセルユニットは、現在のピクセルユニットの検出信号線とデータ線との間に設置され、検出信号線は、現在のピクセルユニットの前段のピクセルユニットに表示駆動信号を供給する。

さらなる態様では、上記のアレイ基板を備えたディスプレイパネルが提供される。

さらなる態様では、上記のディスプレイパネルを備えたディスプレイ装置が提供される。

本発明では、タッチユニットの回路およびディスプレイユニットの回路を一体化することによって、タッチユニットは、ディスプレイユニットを製造するプロセスフローにおいて形成することが可能であり、したがって、コストを節約するために、タッチディスプレイ製品を製造する際のプロセスステップを削減することができ、その一方で、付加価値を高めるために、製品の開口率を増大することができる。

本発明または従来技術における技術的な解決策をより明確に説明するために、本発明の実施形態の説明においてまたは従来技術の説明において使用するために必要な図面が、下記に簡単に紹介されることになる。明らかに、下記に説明する図面は、本発明のいくつかの実施形態を例示するためだけのものであり、当業者なら何も創造的な作業をせずにこれらの図面にしたがって、他の図面を得ることができる。

本発明の一実施形態にしたがって提供されるピクセルユニットのタッチディスプレイ回路の概略図である。 図1に示したタッチディスプレイ回路の等価回路図である。 本発明の一実施形態にしたがって提供されるタッチディスプレイ回路の駆動信号の時系列状態の概略図である。 本発明の一実施形態にしたがって提供されるタッチディスプレイ回路のタッチ電極上の電圧変化の概略図である。 本発明の一実施形態にしたがって提供されるタッチディスプレイ回路を備えたアレイ基板の概略図である。 本発明の一実施形態にしたがって提供されるASDモードに基づいたピクセルユニットの断面模式図である。

本発明の実施形態の技術的な解決策は、図面と共に明確かつ完全な方法で説明されることになる。明らかに、説明する実施形態は、すべての実施形態の代わりに本発明の実施形態のほんの一部である。説明する実施形態に基づいて、何も創造的な作業をせずに当業者によって得られるすべての他の実施形態は、本発明の保護の範囲によって包含されるものとする。

本発明のすべての実施形態において採用されるスイッチトランジスタおよび増幅トランジスタは、薄膜トランジスタまたは電界効果型トランジスタまたは同じ特性を有する他のデバイスであってもよい。本明細書において採用したスイッチトランジスタのソースおよびドレインが互いに対称的であるので、ソースおよびドレインは入れ替えることが可能である。本発明の実施形態では、トランジスタのゲート以外の2つの電極間を区別するために、一方がソースと呼ばれ、他方がドレインと呼ばれる。図面に示したように、中央の端子がゲートであり、信号入力端子がソースであり、および信号出力端子がドレインであると定義される。加えて、本発明の実施形態において採用されるスイッチトランジスタは、2つのタイプ、すなわちP型スイッチトランジスタおよびN型スイッチトランジスタを含み、ここでは、P型スイッチトランジスタは、ゲートがローレベルであるときにオンになり、ゲートがハイレベルであるときに切断され、N型スイッチトランジスタは、ゲートがハイレベルであるときにオンになり、ゲートがローレベルであるときに切断され、増幅トランジスタは、2つのタイプ、すなわちP型増幅トランジスおよびN型増幅トランジスを含み、ここでは、P型増幅トランジスは、ゲート電圧がローレベル(ゲート電圧がソース電圧よりも小さい)であり、かつゲートとソースとの間の電圧差の絶対値がしきい値電圧よりも大きいときには増幅状態であり、ソースの入力電圧は、増幅され、ドレインで出力されることが可能であり、ここでは、N型増幅トランジスは、ゲート電圧がハイレベル(ゲート電圧がソース電圧よりも大きい)であり、かつゲートとソースとの間の電圧差の絶対値がしきい値電圧よりも大きいときに増幅状態であり、ソースの入力電圧は、増幅され、ドレインで出力されることが可能であり、当然のことながら、本発明の実施形態は、P型増幅トランジスだけを採用する。

図1は、本発明の一実施形態にしたがって提供されるピクセルユニットのタッチディスプレイ回路である。図2は、図1に示したタッチディスプレイ回路の等価回路図である。図1および図2に示したように、タッチディスプレイ回路は、タッチユニット1およびディスプレイユニット2、タッチユニット1に接続された第1の走査線S1、第2の走査線S2、検出信号線Dn-1、データ線Dnおよび信号制御線K1、ならびにディスプレイユニット2に接続されたゲート線Gnおよびデータ線Dnを含み、ここでは、タッチユニット1は、第1のスイッチトランジスタT1、第2のスイッチトランジスタT2、第1のキャパシタC1、タッチ電極N1および増幅トランジスタT3を含み、第1のスイッチトランジスタT1のソースは、データ線Dnに接続され、かつ第1のスイッチトランジスタT1のゲートは、信号制御線K1に接続され、タッチ電極N1は、第1のスイッチトランジスタT1のドレインに接続され、増幅トランジスタT3のゲートは、タッチ電極N1に接続され、かつ増幅トランジスタT3のソースは、第2の走査線S2に接続され、第2のスイッチトランジスタT2のゲートは、第1の走査線S1に接続され、第2のスイッチトランジスタT2のソースは、増幅トランジスタT3のドレインに接続され、かつ第2のスイッチトランジスタT2のドレインは、検出信号線Dn-1に接続され、および第1のキャパシタC1の第1の電極は、第2の走査線S2に接続され、第1のキャパシタC1の第2の電極は、タッチ電極N1に接続される。

ここで、第1のキャパシタC1は、ディスプレイユニットを製造するプロセスステップで形成することができる。

好ましくは、第1のキャパシタC1は、ADSモードディスプレイユニット2を製造することと共に製造され、ここでは、第1のキャパシタC1の第1の電極およびディスプレイユニット2のピクセル電極は、同じパターニングステップにおいて形成され、第1のキャパシタC1の第2の電極およびディスプレイユニット2の共通電極は、同じパターニングステップにおいて形成され、図1に示したように、第1のキャパシタC1の第1の電極およびディスプレイユニット2のピクセル電極は、同じ透明導電性材料の層によって形成され、第1のキャパシタの第2の電極およびディスプレイユニットの共通電極は、同じ透明導電性材料の層によって形成される。図1に示した実施形態では、ピクセル電極の透明導電性材料および共通電極の透明導電性材料は、両者とも酸化インジウムスズ(ITO)である。すなわち、ディスプレイユニット2の共通電極およびピクセル電極の製造中には、共通電極の一部およびタッチユニット1に対応するピクセル電極の一部がそのまま残され、第1のキャパシタC1が、共通電極のその部分およびピクセル電極のその部分と重なることによって形成される。当然のことながら、タッチユニット1およびディスプレイユニット2の2つの領域内の共通電極およびピクセル電極は、それぞれ相互に接続されない。その上、例えば、ディスプレイユニット2の共通電極は、スリット電極であってもよく、ディスプレイユニット2のピクセル電極は、平板電極であってもよい。

当然のことながら、第1のキャパシタC1の第1の電極および第2の電極は入れ替えることが可能であるので、第1のキャパシタC1の第1の電極は、ディスプレイユニット2の共通電極と同じ透明導電性材料の層によって形成されてもよく、第1のキャパシタC1の第2の電極は、ディスプレイユニット2のピクセル電極と同じ透明導電性材料の層によって形成されてもよい。

さらに、タッチ電極N1およびディスプレイユニット2のピクセル電極は、同じパターニングステップにおいて形成され、図1に示したように、タッチ電極N1およびディスプレイユニット2のピクセル電極は、同じ透明導電性材料の層によって形成され、第1のキャパシタC1の第2の電極は、ビアホールAを介してタッチ電極N1に接続される。当然のことながら、ビアホールAの深さは、ディスプレイユニット2の共通電極とピクセル電極との間の距離によって決定される。

さらに、タッチユニット1のすべてのトランジスタT1、T2およびT3ならびにディスプレイユニット2のトランジスタT4は、同じステップにおいて形成される。図1に示したように、タッチユニット1のすべてのトランジスタT1、T2およびT3ならびにディスプレイユニット2のトランジスタT4について、そのゲートは、同じ材料の層によって形成することが可能であり、そのソースおよびドレインは、同じ材料の層によって形成することが可能である。

さらに、第2のスイッチトランジスタT2および増幅トランジスタT3は、タッチ電極N1の一方の側に設置され、第1のスイッチトランジスタT1は、一方の側の反対側であるタッチ電極N1の他方の側に設置される。

さらに、図1に示したように、第1の走査線S1、第2の走査線S2および信号制御線K1は、すべて、ディスプレイユニット2のゲート線Gnと同じ層上にかつ同じステップにおいて形成され、ゲート線Gnと平行に配置され、ピクセルユニット間の隙間内にすべて設置されかつピクセルユニットの開口率に影響を及ぼさない。このケースでは、例えば、ディスプレイユニット2のゲート線Gnは、ディスプレイユニット2の第3のトランジスタT4のゲートと同じパターニングステップにおいて形成することが可能である。

さらに、配線必要条件および信号入力について、同じタッチディスプレイ回路の第1の走査線S1および第2の走査線S2は、第2のスイッチトランジスタT2および増幅トランジスタT3に近い側に設置され、すなわち、ゲート線Gnの外側に設置され、ディスプレイユニット2の第3のスイッチトランジスタT4は、ゲート線Gnの内側に設置され、信号制御線K1は、第1のスイッチトランジスタT1に近い側に接続され、すなわち、ゲート線Gn+1の外側に設置され(図5参照)、Gn+1行のディスプレイユニット2は、ゲート線Gn+1の内側で接続される。

さらに、第1のスイッチトランジスタT1、第2のスイッチトランジスタT2および増幅トランジスタT3は、すべて、(データ線Dnなどの)データ線を介して他の構成要素と接続させることが可能であり、これは接続線としてディスプレイユニット2の製造中にはタッチユニット1内にそのまま残され、必要な場合にはビアホールを介して接続される。例えば、第2のスイッチトランジスタT2のゲートは、(データ線Dnなどの)データ線を介して第1の走査線S1に接続され、これは接続線としてディスプレイユニット2の製造中にはタッチユニット1内にそのまま残され、必要な場合にはビアホールを介して接続される。例えば、ビアホール接続は、第1の走査線S1に近い接続線の終端部で実行される。ビアホールの深さおよび位置は、第1の走査線S1とデータ線との間の層間距離および構成要素間の位置関係に依存する。このケースでは、例えば、ディスプレイユニット2内のデータ線は、トランジスタのソースおよびドレインと同じパターニングステップにおいて形成することが可能である。

パターニングステップは、パターンマスクの製造、露光、現像、フォトエッチング、エッチング等のプロセスを含むことができる。

例えば、パターニングステップによって基板上にゲートを形成するステップは、具体的には、基板上にゲート層膜を堆積するステップと、フォトレジストを塗布するステップと、マスクを使用することによってフォトレジスト上に露光および現像処理を実行するステップとを含み、このようにしてフォトレジストパターンを形成するステップを含み、エッチングマスクとしてフォトレジストパターンを用いて、エッチング等のステップと、対応する電極層を除去するステップと、残っているフォトレジストを除去するステップとを介して、最終的に、基板上にゲートパターンを形成するステップを含む。

任意選択で、ディスプレイユニット2は、第3のスイッチトランジスタT4および第2のキャパシタC2を含み、ここでは、第2のキャパシタC2は、ディスプレイユニット2のピクセル電極と共通電極との間の液晶キャパシタ、および第3のスイッチトランジスタT4の寄生キャパシタを含み、ここでは、第3のスイッチトランジスタT4のゲートは、ゲート線Gnに接続され、第3のスイッチトランジスタT4のソースは、データ線Dnに接続され、および、第2のキャパシタC2の第1の電極としてのピクセル電極は、第3のスイッチトランジスタT4のドレインに接続され、第2のキャパシタC2の第2の電極としての共通電極は、接地端子Vssに接続される。

任意選択で、第1のスイッチトランジスタT1および第2のスイッチトランジスタT2は、P型トランジスタまたはN型トランジスタであり、増幅トランジスタT3は、P型トランジスタである。

任意選択で、第3のスイッチトランジスタT4は、P型トランジスタまたはN型トランジスタである。

本発明の実施形態によって提供されるタッチディスプレイ回路は、タッチユニットの回路およびディスプレイユニットの回路を一体化し、タッチユニットは、ディスプレイユニットを製造するプロセスステップにおいて形成することが可能であり、したがって、タッチディスプレイ製品を製造する際のプロセスステップを、コストを節約するために削減することができ、その一方で、付加価値を高めるために、製品の開口率を増大することができる。

本発明の実施形態はまた、上記の実施形態のタッチディスプレイ回路の駆動方法を提供し、第1のステージでは、第1のスイッチトランジスタT1、第2のスイッチトランジスタT2および増幅トランジスタT3を切断するステップと、ゲート線Gnを介して走査信号を入力するステップと、表示状態になるようにディスプレイユニット2を制御するために、データ線Dnを介して制御信号を入力するステップとを含み、第2のステージでは、第1のスイッチトランジスタT1をオンにするステップと、第2のスイッチトランジスタT2および増幅トランジスタT3を切断するステップと、第1のキャパシタC1の第2の電極を充電するために、データ線Dnを介してリセット信号を入力するステップと、ディスプレイユニット2をオフにするために、ゲート線Gnを介して走査信号を入力するステップとを含み、第3のステージでは、第1のスイッチトランジスタT1を切断するステップと、第2のスイッチトランジスタT2をオンにするステップと、第2の走査線S2を介してカップリングパルス信号を供給するステップと、タッチ電極N1がタッチされると、第1のキャパシタC1の第2の電極は、増幅トランジスタT3のゲートとソースとの間の電圧差が増幅トランジスタT3のしきい値電圧に等しくなるまで放電し、その結果、増幅トランジスタT3は、オンになり、かつ増幅状態になり、これによって、第2の走査線S2によって供給されたカップリングパルス信号を増幅するステップと、検出信号線Dn-1に増幅した信号を出力するステップとを含む。

さらに、第1のステージでは、第3のスイッチトランジスタT4はオンにされ、第2のステージおよび第3のステージでは、第3のスイッチトランジスタT4は切断される。

ここでは、例として、第1のスイッチトランジスタT1、第2のスイッチトランジスタT2、増幅トランジスタT3および第3のスイッチトランジスタT4のすべてがP型トランジスタであるとして、説明が行われる。

本発明の実施形態によって提供されるタッチディスプレイ回路の駆動方法は、図2によって与えられる回路図および図3によって与えられるタッチディスプレイ回路の信号の時系列状態の概略図を参照して詳細に下記に説明される。

具体的には、第1のステージでは、すなわち、図3に示した時系列状態の概略図における第1の時間帯では、ローレベル信号がゲート線Gnおよび第2の走査線S2に印加され、ハイレベル信号が信号制御線K1および第1の走査線S1に印加され、出力グレイスケール信号がデータ線Dnに印加され、その時点で、ディスプレイユニット2の第3のスイッチトランジスタT4は、オンにされ、出力グレイスケール信号がデータ線Dnに印加されるので、ディスプレイユニット2は、その時点では表示ステージであり、第1のスイッチトランジスタT1、第2のスイッチトランジスタT2および増幅トランジスタT3は、すべて切断状態であり、したがって、タッチユニット1は、動作しない。

第2のステージでは、すなわち、図3に示した時系列状態の概略図における第2の時間帯では、ハイレベル信号がゲート線Gnおよび第1の走査線S1に印加され、ローレベル信号が信号制御線K1および第2の走査線S2に印加され、ハイレベルリセット信号がデータ線Dnに印加され、その時点で、ディスプレイユニット2の第3のスイッチトランジスタT4は切断され、表示が終わり、タッチユニット1の第1のスイッチトランジスタT1はオンになり、その時点で、データ線Dnに与えられ印加さハイレベルリセット信号は、タッチ電極N1に接続された第1のキャパシタC1を充電するために使用され、その時点で、タッチ電極N1に接続されたノードAの電圧は、V1に昇圧されて、次のステージに備える。

第3のステージ、すなわち、図3に示した時系列状態の概略図における第3の時間帯では、ハイレベル信号がゲート線Gn、信号制御線K1および第2の走査線S2に印加され、ローレベル信号が第1の走査線S1に印加され、その時点で、ディスプレイユニット2の第3のスイッチトランジスタT4は切断され、タッチユニット1の第1のスイッチトランジスタT1は切断され、第2のスイッチトランジスタT2はオンにされ、その時点で、第2の走査線S2は、第1のキャパシタC1の電極にハイレベル信号を供給し、これによって、カップリングキャパシタンスを形成する。図4に示したように、第2のステージにおけるように、第1のキャパシタC1は、充電されて、タッチ電極N1上に電圧V1を形成し、指が上方からタッチ電極N1にタッチすると、タッチ電極N1の電圧降下を生じることになり、その時点で、信号制御線K1によって第1のキャパシタに供給されたカップリング電圧は、増幅トランジスタT3のソース電圧をやはり維持することができ、増幅トランジスタT3のゲートがタッチ電極N1に接続されているので、タッチ電極N1上の電圧がV2まで降下し、かつ生成した電圧降下ΔV(すなわち、V1-V2)が増幅トランジスタT3の導通条件(ここで、導通条件は、トランジスタのゲート電圧とソース電圧との差の絶対値が導通しきい値電圧よりも大きいことであり、P型トランジスタが採用されるので、ゲート電圧は、トランジスタがオンになるときにはソース電圧よりも小さい)を満足すると、増幅トランジスタT3は、オンになりかつ増幅状態になり、第2のスイッチトランジスタT2がオンになるので、増幅トランジスタT3は、第2の走査線S2上のハイレベル信号を増幅し、次に、検出信号線Dn-1に増幅した信号を出力することになり、その時点で、第1の走査線S1を介して第1の座標方向を決定し、検出信号線Dn-1上の出力信号変化値を介して第1の座標方向に垂直な第2の座標方向を決定することによって、タッチ位置を突き止めることができる。

ここで、第1の走査線S1の信号をX軸座標方向の信号とし、検出信号線Dn-1の信号をY軸座標方向の信号として、第1の走査線S1が信号を入力すると、X軸方向の座標が決定され、その時点で、第2のスイッチトランジスタT2がオンになるので、増幅トランジスタT3は、第2の走査線S2上のハイレベル信号を増幅し、検出信号線Dn-1に増幅した信号を出力することになり、その時点で、検出信号線Dn-1上の信号の変化が検出されると、X座標軸およびY座標軸上の座標位置は、同時に決定され、タッチ位置が、それに応じて決定される。

ここで、第3のステージが終わった後で、制御信号は、現在のピクセルユニットのゲート線に続く他のゲート線に連続的に入力されて、他のピクセルユニットの駆動を実現し、アレイ基板上の各データ線上の信号のデザイン(design)が同じであるので、本発明の実施形態によって提供されるタッチディスプレイ回路は、時分割方式で駆動され、すなわち、タッチステージでは、データ線入力は、タッチの信号として使用され、表示ステージでは、データ線入力は、ピクセル駆動用のグレイスケール信号として使用され、加えて、データ線がグレイスケール信号の入力を表示するために使用されないことが、上記の駆動の時系列状態からわかり、したがって、信号検出線として働く前段のデータ線Dn-1上のタッチ信号を出力することは、ディスプレイ装置の正常なグレイスケール出力に影響を及ぼさないことになり、増幅トランジスタT3が第2の走査線S2上のハイレベル信号を増幅し、検出信号線Dn-1に増幅した信号を出力すると、その時点での信号と前の入力タッチ信号との間の変化の値を、検出信号線Dn-1によって検出することができる。

本発明の実施形態は、特定のトランジスタのタイプを限定しない、当然のことながら、すべてがP型トランジスタを採用するときには、製造プロセスにおけるプロセスステップを削減するためにさらに有利であり、その一方で、すべてのトランジスタを同時に形成することができるので、デバイス特性の単一性のためにさらに有利であり、低温ポリシリコン(LTPS)技術を採用することの利点が、ここに明らかにされる。本技術を介して形成されたトランジスタデバイスについて、高いキャリア移動度(トランジスタを小さく作ることができ、これによって、開口率を大きくする)に加えて、増幅トランジスタT3は、比較的高い破壊電圧を有することが可能であり、その一方で、増幅トランジスタT3のゲート信号は、指によるタッチで減少される可能性があり、したがってP型トランジスタを用いると、増幅トランジスタT3のゲートとソースとの間の電圧差(ゲート電圧Vg<ソース電圧Vs)の絶対値をしきい値電圧(Vth)よりも大きくさせることは、さらに容易である。

本発明の実施形態は、上記の実施形態によって提供されるいずれかのタッチディスプレイ回路を備えるピクセルユニットを提供する。

本発明の実施形態は、アレイ基板を提供し、その少なくとも1つのピクセルユニットは、上記の実施形態のいずれか1つによって提供されるタッチディスプレイ回路を備える。任意選択で、検出信号線Dn-1は、アレイ基板上のデータ線であり、タッチディスプレイ回路を含む現在のピクセルユニットは、検出信号線Dn-1と現在のピクセルユニットのデータ線Dnとの間に設置され、検出信号線Dn-1は、現在のピクセルユニットの前段のピクセルユニットに表示駆動信号を供給する。

本発明の実施形態によって提供されるタッチディスプレイ回路を含むピクセルユニットのアレイ基板上の分布密度は、ピクセルサイズにしたがって随意に設定することができ、ピクセルサイズは、アレイ基板およびタッチ精度についての必要条件によって与えることができ、タッチ精度の必要条件が高いときには、設定される密度は、これに応じて高くなり、当然のことながら、これは、ディスプレイパネルの全体の透過率に影響を及ぼすことがある。

図5に示したように、本発明の実施形態は、上記のタッチディスプレイ回路を有するアレイ基板上の4×4分布のピクセルユニットの回路模式図を提供する、すなわち、横方向または縦方向にアレイ基板上のピクセルユニットの4つごとに1つは、本発明の実施形態によって提供されるタッチディスプレイ回路を含む。加えて、図5に示したように、本発明の実施形態によって提供されるタッチディスプレイ回路を含むピクセルユニット内の検出信号線Dn-1(前段のピクセルユニットのデータ線)は、アレイ基板上のデータ線であり、これは、タッチディスプレイ回路を含む現在のピクセルユニットのデータ線Dnに隣接する、現在のピクセルユニットは、検出信号線Dn-1と現在のピクセルユニットのデータ線Dnとの間に設置され、検出信号線Dn-1は、前段のピクセルユニットのディスプレイユニットに接続されて、ディスプレイユニットに表示駆動信号を供給する。

このケースでは、図5はまた、タッチディスプレイ回路が設置された現在のピクセルユニットの対応する信号線に接続するためのアレイ基板上の構造を示す、図5に示したように、一例として本発明の実施形態によって提供されるタッチディスプレイ回路を含むピクセルユニット41を取り上げることによって、タッチディスプレイ回路は、それぞれ、ゲート線Gn、第1の走査線S1、第2の走査線S2、信号制御線K1、データ線Dnおよび検出信号線Dn-1(前段のピクセルユニットのデータ線)に接続され、加えて、図はまた、次段のピクセルユニットのデータ線Dn+1、前段のピクセルユニットのゲート線Gn-1(すなわち、時系列で現在のピクセルユニットのゲート線Gnの前にスイッチング信号を与えるゲート線)、次段のピクセルユニットのゲート線Gn+1(すなわち、時系列で現在のピクセルユニットのゲート線Gnに続いてスイッチング信号を与えるゲート線)を示す。

図6に示したように、本発明の実施形態は、ADSモードディスプレイユニットを有するアレイ基板を提供する。このケースでは、ゲート52は、下地基板51上に形成され、ゲート絶縁層53は、ゲート52上に形成され、能動層54は、ゲート絶縁層53上に形成され、ピクセル電極55、ソース56およびドレイン57は、能動層54上に形成され、ここでは、ピクセル電極55がドレイン57と接続され、保護層58は、ピクセル電極55、ソース56およびドレイン57上に形成され、共通電極59は、保護層58上に形成され、ここでは、共通電極59がスリット電極であり、ピクセル電極55が平板電極である。当然のことながら、本発明は、このような構造を有するADSモードに限定されず、本明細書においては規定されない。例えば、共通電極59が平板電極であり、ピクセル電極55がスリット電極であることも、やはり可能である。具体的な製造ステップおよび構造の作動原理は、従来技術に該当し、本明細書においては再度説明しない。

本発明の実施形態によって提供されるアレイ基板は、タッチユニットの回路およびディスプレイユニットの回路を一体化し、タッチユニットは、ディスプレイユニットを製造するプロセスフローにおいて形成することができ、したがって、コストを節約するために、タッチディスプレイ製品を製造する際のプロセスステップを削減することができ、その一方で、付加価値を高めるために、製品の開口率を増大することができる。

本発明の実施形態は、上記の実施形態によって提供されるアレイ基板を含むディスプレイパネルを提供する。

本発明の実施形態は、上記の実施形態によって提供されるディスプレイパネルを含むディスプレイ装置を提供する。ディスプレイユニットは、電子書籍、携帯電話、テレビ、ディジタル写真フレーム、等であってもよい。

本発明の実施形態によって提供されるディスプレイ装置は、タッチユニットの回路およびディスプレイユニットの回路を一体化し、本発明の実施形態によって提供されるタッチユニットは、ディスプレイユニットを製造するプロセスフローにおいて形成することができ、したがって、コストを節約するために、タッチディスプレイ製品を製造する際のプロセスステップを削減することができ、その一方で、付加価値を高めるために、製品の開口率を増大することができる。

本発明の特定の実施形態だけが、上に記載されたが、本発明の保護の範囲は、これに限定されない。上に記載した技術的な特徴のいくつかは、従来技術において存在する技術的な問題の一部だけを解決するために、本発明の実施形態において省略されることが可能である。その上、開示した技術的な特徴は、任意に組み合わせられることが可能であり、本発明の開示の技術的な範囲内で当業者にとって容易に考えつくことができるいずれかの代替形態または置換形態は、本発明の保護の範囲によって包含されるものとする。特許請求の範囲の保護の範囲は、本発明の保護の範囲よりも優先する。

1 タッチユニット
2 ディスプレイユニット
41 ピクセルユニット
51 下地基板
52 ゲート
53 ゲート絶縁層
54 能動層
55 ピクセル電極
56 ソース
57 ドレイン
58 保護層
59 共通電極
A ビアホール
C1 第1のキャパシタ
C2 第2のキャパシタ
Dn データ線
Dn-1 検出信号線
Dn+1 次段のピクセルユニットのデータ線
Gn ゲート線
Gn-1 前段のピクセルユニットのゲート線
Gn+1 次段のピクセルユニットのゲート線
K1 信号制御線
N1 タッチ電極
S1 第1の走査線
S2 第2の走査線
T1 第1のスイッチトランジスタ
T2 第2のスイッチトランジスタ
T3 増幅トランジスタ
T4 第3のスイッチトランジスタ
V1 電圧
V2 電圧
Vss 接地端子
ΔV 電圧降下

Claims (14)

1. ピクセルユニットのタッチディスプレイ回路であって、
   タッチユニットおよびディスプレイユニットと、
   前記タッチユニットに接続された第１の走査線、第２の走査線、検出信号線、データ線および信号制御線と、
   前記ディスプレイユニットに接続されたゲート線およびデータ線と、
   を備え、
   前記タッチユニットが、第１のスイッチトランジスタ、第２のスイッチトランジスタ、第１のキャパシタ、タッチ電極および増幅トランジスタを備え、
   前記第１のスイッチトランジスタのソースが、前記データ線に接続され、かつ前記第１のスイッチトランジスタのゲートが、前記信号制御線に接続され、
   前記タッチ電極が、前記第１のスイッチトランジスタのドレインに接続され、
   前記増幅トランジスタのゲートが、前記タッチ電極に接続され、かつ前記増幅トランジスタのソースが、前記第２の走査線に接続され、
   前記第２のスイッチトランジスタのゲートが、前記第１の走査線に接続され、前記第２のスイッチトランジスタのソースが、前記増幅トランジスタのドレインに接続され、かつ前記第２のスイッチトランジスタのドレインが、前記検出信号線に接続され、
   前記第１のキャパシタの第１の電極が、前記第２の走査線に接続され、かつ前記第１のキャパシタの第２の電極が、前記タッチ電極に接続され、
   前記第１のキャパシタの前記第１の電極が、前記ディスプレイユニットのピクセル電極と同じ透明導電性材料の層によって形成され、前記第１のキャパシタの前記第２の電極が、前記ディスプレイユニットの共通電極と同じ透明導電性材料の層によって形成される、
   ことを特徴とするタッチディスプレイ回路。
2. 前記ディスプレイユニットが、
   第３のスイッチトランジスタおよび第２のキャパシタを備え、
   前記第３のスイッチトランジスタのゲートが、前記ゲート線に接続され、かつ前記第３のスイッチトランジスタのソースが、前記データ線に接続され、
   前記第２のキャパシタの第１の電極が、前記第３のスイッチトランジスタのドレインに接続され、かつ前記第２のキャパシタの第２の電極が、接地端子に接続される、
   請求項１に記載のタッチディスプレイ回路。
3. 前記第１のスイッチトランジスタ、前記第２のスイッチトランジスタ、前記第３のスイッチトランジスタおよび前記増幅トランジスタの前記ゲートが、すべて同じ材料の層によって形成され、これらの前記ソースおよび前記ドレインが、同じ材料の層によって形成される、
   請求項２に記載のタッチディスプレイ回路。
4. 前記第３のスイッチトランジスタが、P型トランジスタまたはN型トランジスタである、 請求項２に記載のタッチディスプレイ回路。
5. 前記第１のスイッチトランジスタおよび前記第２のスイッチトランジスタが、P型トランジスタまたはN型トランジスタであり、
   前記増幅トランジスタが、P型トランジスタである、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のタッチディスプレイ回路。
6. 前記第２のスイッチトランジスタおよび前記増幅トランジスタが、前記タッチ電極の一方の側に設置され、前記第１のスイッチトランジスタが、前記一方の側の反対側である前記タッチ電極の他方の側に設置される、
   請求項１に記載のタッチディスプレイ回路。
7. 前記第１の走査線、前記第２の走査線および前記信号制御線が、前記ゲート線と同じ層上にすべて形成され、前記ゲート線と平行に配置され、かつ現在のピクセルユニットと前段のピクセルユニットまたは次段のピクセルユニットとの間の隙間内にすべて設置される、
   請求項１に記載のタッチディスプレイ回路。
8. 現在のピクセルユニットの前記検出信号線が、前段のピクセルユニットの前記データ線である、
   請求項１に記載のタッチディスプレイ回路。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のタッチディスプレイ回路を駆動するための駆動方法であって、
   第１のステージでは、前記第１のスイッチトランジスタ、前記第２のスイッチトランジスタおよび前記増幅トランジスタを切断するステップと、前記ゲート線を介して走査信号を入力するステップと、表示状態になるように前記ディスプレイユニットを制御するために現在のピクセルユニットの前記データ線を介して制御信号を入力するステップとを含み、
   第２のステージでは、前記第１のスイッチトランジスタをオンにするステップと、前記第２のスイッチトランジスタおよび前記増幅トランジスタを切断するステップと、前記第１のキャパシタの前記第２の電極を充電するために前記データ線を介してリセット信号を入力するステップと、前記ディスプレイユニットをオフにするために前記ゲート線を介して走査信号を入力するステップとを含み、
   第３のステージでは、前記第１のスイッチトランジスタを切断するステップと、前記第２のスイッチトランジスタをオンにするステップと、前記第２の走査線を介してカップリングパルス信号を供給するステップと、前記タッチ電極がタッチされると、前記第１のキャパシタの前記第２の電極は、前記増幅トランジスタの前記ゲートと前記ソースとの間の電圧差が前記増幅トランジスタのしきい値電圧に等しくなるまで放電し、その結果、前記増幅トランジスタがオンになりかつ増幅状態になり、これによって、前記第２の走査線によって供給された前記カップリングパルス信号を増幅するステップと、前記検出信号線に前記増幅した信号を出力するステップとを含む、
   ことを特徴とする駆動方法。
10. 前記第１のステージでは、第３のスイッチトランジスタをオンにするステップと、
    前記第２のステージおよび前記第３のステージでは、前記第３のスイッチトランジスタを切断するステップと、をさらに含む、
    請求項９に記載の方法。
11. 請求項１から８のいずれか一項に記載のタッチディスプレイ回路を備えた、ピクセルユニット。
12. アレイ基板の少なくとも１つのピクセルユニットが、請求項１から８のいずれか一項に記載のタッチディスプレイ回路を備えた、アレイ基板。
13. 請求項１２に記載のアレイ基板を備えた、ディスプレイパネル。
14. 請求項１３に記載のディスプレイパネルを備えた、ディスプレイ装置。