KR101592465B1 - 일체형 터치 스크린 - Google Patents

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KR101592465B1
KR101592465B1 KR1020137019456A KR20137019456A KR101592465B1 KR 101592465 B1 KR101592465 B1 KR 101592465B1 KR 1020137019456 A KR1020137019456 A KR 1020137019456A KR 20137019456 A KR20137019456 A KR 20137019456A KR 101592465 B1 KR101592465 B1 KR 101592465B1
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Abstract

디스플레이 픽셀 스택업으로 통합된 터치 감지 회로를 갖는 디스플레이들이 제공된다. 디스플레이 픽셀 스택업들 내의 접지 영역들, 구동 라인들 및 감지 라인들과 같은 터치 신호 라인들과 같은 회로 엘리먼트들이 함께 그룹화되어 디스플레이 상의 또는 디스플레이 근처의 터치를 감지하는 터치 감지 회로를 형성할 수 있다. 일체형 터치 스크린은, 디스플레이 상에 이미지를 생성하기 위한 디스플레이 시스템의 회로로서 동작할 수 있으며, 또한 디스플레이 상의 또는 디스플레이 근처의 하나 이상의 터치들을 감지하는 터치 감지 시스템의 일부분을 형성할 수 있는 멀티-기능 회로 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 멀티-기능 회로 엘리먼트들은, 디스플레이 시스템 내의 디스플레이 회로의 저장 커패시터들/전극들, 공통 전극들, 도전성 배선들/경로들 등으로서 동작하도록 구성될 수 있고, 또한 터치 감지 회로의 회로 엘리먼트들로서 동작하도록 구성될 수 있는, 디스플레이 픽셀들 내의 커패시터들일 수 있다.

Description

일체형 터치 스크린{INTEGRATED TOUCH SCREEN}
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은, 2009년 2월 2일자로 출원된 미국 가출원 제61/149,340호 및 2009년 2월 27일자로 출원된 미국 가출원 제61/156,463호의 이익을 주장하는 2009년 8월 21일자로 출원된 미국 특허 출원 제12/545,649호의 일부 계속 출원이며, 이들 모두의 내용은 모든 목적으로 완전히 본 명세서에 참조로서 포함된다.
발명의 분야
본 발명은 일반적으로는 디스플레이 픽셀 스택업(stackup)들을 포함하는 디스플레이들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 디스플레이의 디스플레이 픽셀 스택업으로 통합되는 터치 감지 회로에 관한 것이다.
많은 타입들의 입력 디바이스들이 컴퓨팅 시스템, 예를 들어 버튼들 또는 키들, 마우스들, 트랙볼들, 조이스틱들, 터치 센서 패널들, 터치 스크린들 등에서 동작들을 수행하기 위해 현재 사용가능하다. 특히, 터치 스크린들은 동작의 용이성 및 융통성(versatility)뿐만 아니라 낮아지는 가격으로 인해 점점 더 대중화되고 있다. 터치 스크린들은 터치-민감성 표면을 갖는 깨끗한 패널일 수 있는 터치 센서 패널, 및 터치-민감성 표면이 디스플레이 디바이스의 뷰잉가능 영역의 적어도 일부분을 커버할 수 있도록 패널의 부분적으로 또는 전체적으로 뒤에 위치될 수 있는 액정 디스플레이(LCD)와 같은 디스플레이 디바이스를 포함할 수 있다. 터치 스크린들은 사용자로 하여금 디스플레이 디바이스에 의해 디스플레이되는 사용자 인터페이스(UI)에 의해 종종 지시되는 위치에서 손가락, 스타일러스 또는 다른 물체를 사용하여 터치 센서 패널을 터치함으로써 다양한 기능들을 수행하게 할 수 있다. 일반적으로, 터치 스크린들은 터치 및 터치 센서 패널 상의 터치의 위치를 인지할 수 있으며, 컴퓨팅 시스템은 이후 터치 시점에 나타나는 디스플레이에 따라 터치를 해석할 수 있고, 그 후 터치에 기반하여 하나 이상의 동작들을 수행할 수 있다. 일부 터치 감지 시스템들의 경우, 디스플레이 상의 물리적 터치는 터치를 검출하는데 필요하지 않다. 예를 들어, 일부 용량식 터치 감지 시스템들에서, 터치를 검출하는데 사용되는 프린징 필드들(fringing fields)은 디스플레이의 표면을 지나 확장될 수 있으며, 표면 가까이로 접근하는 물체들은 실제로 표면을 터치하지 않고 표면 근처에서 검출될 수 있다.
용량식 터치 센서 패널들은, 종종 실질적으로 투명한 기판 상에서 수평 및 수직 방향으로 행들 및 열들로 배열되는, 인듐 주석 산화물(ITO)과 같은 실질적으로 투명한 도전성 재료의 구동 및 감지 라인들의 행렬로 형성될 수 있다. 이는, 부분적으로는, 전술된 바와 같이 용량식 터치 센서 패널들이 터치 스크린을 형성하기 위해 디스플레이 상에 중첩될 수 있는, 용량식 터치 센서 패널들의 상당한 투명성 때문이다. 그러나, 터치 센서 패널을 갖는 디스플레이의 오버레이는 가중된 중량 및 두께, 터치 센서 패널을 구동하기 위해 요구되는 추가적인 전력, 및 디스플레이의 감소된 밝기와 같은 결점들을 가질 수 있다.
이는 디스플레이, 예를 들어, LCD 디스플레이의 디스플레이 픽셀 스택업(즉, 디스플레이 픽셀들을 형성하는 스택된 재료층들)으로 통합된 터치 감지 회로에 관한 것이다. 디스플레이 픽셀 스택업들의 회로 엘리먼트들은 디스플레이 상의 또는 디스플레이 근처의 터치를 감지하는 터치 감지 회로를 형성하도록 함께 그룹화될 수 있다. 터치 감지 회로는, 예를 들어, 구동 라인들 및 감지 라인들과 같은 터치 신호 라인들, 접지 영역들, 및 다른 회로를 포함할 수 있다. 일체형 터치 스크린은, 디스플레이 상에 이미지를 생성하기 위해 디스플레이 시스템의 회로로서 동작하도록 설계된 디스플레이 회로의 일부분을 형성할 수 있으며, 또한 디스플레이 상의 또는 디스플레이 근처의 하나 이상의 터치들을 감지하는 터치 감지 시스템의 터치 감지 회로의 일부분을 형성할 수 있는, 멀티-기능 회로 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 멀티-기능 회로 엘리먼트들은, 예를 들어, 디스플레이 시스템 내의 디스플레이 회로의 저장 커패시터들/전극들, 공통 전극들, 도전성 배선들/경로들 등으로서 동작하도록 구성될 수 있고, 또한 터치 감지 회로의 회로 엘리먼트들로서 동작하도록 구성될 수 있는, LCD의 디스플레이 픽셀들에서의 커패시터들일 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 일부 실시예들에서, 터치 감지 능력이 통합된 디스플레이는 더 적은 부품들 및/또는 처리 단계들을 이용하여 제조될 수 있고, 디스플레이 그 자체는 더 얇고, 더 밝을 수 있으며, 더 적은 전력을 요구할 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 일체형 터치 스크린을 각각 포함하는 예시적인 모바일 전화기, 예시적인 디지털 미디어 플레이어 및 예시적인 개인용 컴퓨터를 예시한다.
도 1d 내지 도 1g는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 스크린을 포함하는 예시적인 일체형 터치 스크린 시스템을 예시한다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 일체형 터치 스크린의 일 구현예를 예시하는 예시적인 컴퓨팅 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 구동 라인들 및 감지 라인들의 예시적인 구성을 도시하는 도 2의 터치 스크린의 보다 상세한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 감지 회로가 공통 전극(Vcom)을 포함하는 예시적인 구성을 예시한다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 도전성 라인들의 예시적인 구성을 예시한다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 디스플레이 픽셀들의 추가 상세를 도시하는 평면 및 측면도들을 예시한다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 복수의 서브픽셀들을 포함하는 예시적인 터치 스크린의 부분 회로도이다.
도 10 내지 도 12b는 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 터치 감지 동작을 예시한다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 스크린의 터치 페이즈 동안 터치 감지 회로로서 기능하는 영역들로 그룹화되는 멀티-기능 디스플레이 픽셀들의 또다른 예시적인 구성을 도시한다.
도 14a 내지 도 16c는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 픽셀들의 멀티-기능 회로 엘리먼트들의 또다른 예시적인 구성을 예시한다.
도 17 내지 도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 상이한 제조 스테이지들에서의 예시적인 디스플레이 픽셀들을 예시한다.
도 21a는 본 발명의 실시예들에 따른 하나의 예시적인 터치 픽셀에 대한 디스플레이 픽셀들의 예시적인 레이아웃을 예시한다.
도 21b는 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 구동 터널을 예시하는 도 21a의 일부분의 확대도이다.
도 21c는 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 구동 터널 접속들을 예시한다.
도 21d는 본 발명의 실시예들에 따른 다른 예시적인 구동 터널 접속들을 예시한다.
도 22a 및 도 22b는 도 21a에 도시된 터치 픽셀들과 같은 예시적인 터치 픽셀들을 포함할 수 있는 예시적인 터치 픽셀 레이아웃을 예시한다.
도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 높은 저항(R) 실드를 포함하는 예시적인 터치 스크린의 측면도이다.
도 24는 본 발명의 실시예들에 따른 또다른 예시적인 일체형 터치 스크린의 부분 상면도이다.
예시적인 실시예들의 다음의 설명에서, 그 일부를 형성하며, 본 발명의 실시예들이 실시될 수 있는 특정 실시예들이 예시로서 도시되는, 첨부 도면들에 대한 참조가 이루어진다. 다른 실시예들이 사용될 수 있으며, 본 발명의 실시예들의 범위로부터 벗어나지 않고 구조적 변경들이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
다음의 설명은, 터치 감지 회로가 디스플레이, 예를 들어, LCD 디스플레이의 디스플레이 픽셀 스택업(즉, 디스플레이 픽셀들을 형성하는 스택된 재료층들)로 통합될 수 있는 예들을 포함한다. 본 명세서에서 실시예들이 LCD 디스플레이들을 참조하여 설명되지만, 대안적인 디스플레이들, 예를 들어, 일반적으로, 전기적으로 이미지 형성가능한 재료를 포함하는 임의의 전기적으로 이미지 형성가능한 층이, LCD 디스플레이 대신에 이용될 수 있다. 전기적으로 이미지 형성가능한 재료는 발광형 또는 광 변조형일 수 있다. 발광 재료는 속성상 무기 또는 유기일 수 있다. 적절한 재료들은 유기 발광 다이오드(OLED) 또는 고분자 발광 다이오드(PLED)를 포함할 수 있다. 광 변조 재료는 반사성 또는 투과성일 수 있다. 광 변조 재료들은, 전기화학 재료, Gyricon 입자들과 같은 전기영동 재료들, 전기변색 재료들, 또는 액정 재료들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 액정 재료들은, TN(twisted nematic), STN(super-twisted nematic), 강유전성, 자성 또는 키랄 네마틱 액정들일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 다른 적절한 재료들은 열변색(thermochromic) 재료들, 대전 입자들 및 자기 입자들을 포함할 수 있다. 터치 감지 회로는, 예를 들어, 구동 라인들 및 감지 라인들과 같은 터치 신호 라인들, 접지 영역들 및 다른 회로를 포함할 수 있다. 디스플레이 픽셀 스택업들은 통상적으로, 도전성 재료들(예를 들어, 금속, 실질적으로 투명한 도전체들), 반도전성 재료들(예를 들어, 다결정 실리콘(Poly-Si)), 및 유전 재료들(예를 들어, SiO2, 유기 재료, SiNx)과 같은 재료들의 퇴적, 마스킹, 에칭, 도핑 등을 포함하는 프로세스들에 의해 제조된다. 디스플레이 픽셀 스택업 내에서 형성되는 다양한 구조체들은 디스플레이 상에 이미지를 형성하기 위해 디스플레이 시스템의 회로로서 동작하도록 설계될 수 있다. 다시 말해, 스택업 구조체들 중 일부는 디스플레이 회로의 회로 엘리먼트들일 수 있다. 일체형 터치 스크린의 일부 실시예들은, 디스플레이 시스템의 디스플레이 회로의 일부분을 형성할 수 있으며, 또한 디스플레이 상의 또는 디스플레이 근처의 하나 이상의 터치들을 감지하는 터치 감지 시스템의 터치 감지 회로의 일부분을 형성할 수 있는 멀티-기능 회로 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 멀티-기능 회로 엘리먼트들은, 디스플레이 시스템 내의 디스플레이 회로의 저장 커패시터들/전극들, 공통 전극들, 도전성 배선들/경로들 등으로서 동작하도록 구성될 수 있고, 또한 터치 감지 회로의 회로 엘리먼트들로서 동작하도록 구성될 수 있는 LCD의 디스플레이 픽셀들에서의 커패시터들일 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 일부 실시예들에서, 터치 감지 능력이 통합된 디스플레이는 더 적은 부품들 및/또는 처리 단계들을 이용하여 제조될 수 있고, 디스플레이 그 자체는 더 얇고, 더 밝을 수 있으며, 더 적은 전력을 요구할 수 있다.
예시적인 실시예들은, x-방향 및 y-방향이 각각 수평 방향 및 수직 방향과 동일시될 수 있는 카테시안 좌표계를 참조하여 본 명세서에서 기술될 수 있다. 그러나, 당업자는 특정 좌표계에 대한 참조가 단순히 명료성을 위한 것이며, 구조체들의 방향을 특정 방향이나 특정 좌표계에 제한하지 않음을 이해할 것이다. 또한, 특정 재료들 및 재료들의 타입들이 예시적인 실시예들의 설명들에 포함될 수 있지만, 당업자는 동일한 기능을 달성하는 다른 재료들이 사용될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 아래 예들에서 설명되는 바와 같은 "금속층"은 임의의 전기적으로 도전성 재료의 층일 수 있음이 이해되어야 한다.
일부 예시적인 실시예들에서, 터치 감지 기능이 통합된 LCD 디스플레이는 디스플레이 페이즈 동안 이미지를 디스플레이하도록 디스플레이 픽셀들의 멀티-기능 회로 엘리먼트들을 어드레싱하며, 터치 감지 페이즈 동안 터치를 감지하도록 디스플레이의 멀티-기능 회로 엘리먼트들을 어드레싱하기 위해, 전압 데이터 라인들의 행렬을 포함할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 멀티-기능 회로 엘리먼트들은 디스플레이 페이즈 동안 디스플레이 시스템의 일부분으로서 동작할 수 있고, 터치 감지 페이즈 동안 터치 감지 시스템의 일부분으로서 동작할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 전압 라인들 중 일부는 터치 감지 페이즈 동안 터치 스크린의 구동 영역들을 구동하기 위한 제1 구동 신호로 구동될 수 있다. 추가적으로, 전압 라인들 중 하나 이상은 터치 스크린의 구동 영역들을 구동하기 위해 사용되는 제1 구동 신호에 대해 180도 싱크가 벗어난 제2 구동 신호로 구동될 수 있다. 이러한 싱크가 벗어난 전압 라인들은 터치 스크린들의 정적 커패시턴스를 감소시키는데 사용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들의 잠재적 장점들 중 일부, 예를 들어, 얇기, 밝기, 및 전력 효율성은 특히 휴대용 디바이스들에 대해 유용할 수 있지만, 본 발명의 실시예들의 이용은 휴대용 디바이스들에 제한되지는 않는다. 도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 실시예들에 따른 일체형 터치 스크린이 구현될 수 있는 예시적인 시스템들을 도시한다. 도 1a는 일체형 터치 스크린(124)을 포함하는 예시적인 모바일 전화기(136)를 예시한다. 도 1b는 일체형 터치 스크린(126)을 포함하는 예시적인 디지털 미디어 플레이어(140)를 예시한다. 도 1c는 일체형 터치 스크린(128)을 포함하는 예시적인 개인용 컴퓨터(144)를 예시한다.
도 1d 내지 도 1g는, 본 발명의 실시예들에 따른, 예시적인 일체형 터치 스크린(153)을 포함하는, 예시적인 일체형 터치 스크린 시스템(150)을 예시한다. 도 1d를 참조하면, 터치 스크린(153)은 멀티-기능 회로 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이 픽셀들(155)을 포함한다. 도 1d는, 디스플레이 시스템 제어기(170)에 의해 제어되는 디스플레이 시스템의 일부분으로서 동작할 수 있고, 터치 감지 시스템 제어기(180)에 의해 제어되는 터치 감지 시스템의 터치 감지 회로의 일부분으로서 동작할 수 있는 멀티-기능 회로 엘리먼트들(157, 159 및 161)을 포함하는, 하나의 디스플레이 픽셀(155)의 확대도를 도시한다. 디스플레이 픽셀(155)은 또한 전력 시스템 제어기(190)에 의해 제어되는 전력 시스템, 터치 감지 시스템, 및 디스플레이 시스템의 디스플레이 회로의 일부분으로서 동작할 수 있는 멀티-기능 회로 엘리먼트(163)를 포함한다. 디스플레이 픽셀(155)은 또한, 일부 실시예들에서 오직 디스플레이 회로의 일부분으로서만 동작할 수 있는 단일-기능의 디스플레이 회로 엘리먼트(165), 및 일부 실시예들에서 오직 터치 감지 회로의 일부분으로서만 동작할 수 있는 단일-기능의 터치 감지 회로 엘리먼트(167)를 포함한다.
도 1e 내지 도 1g는 상이한 동작 페이즈들을 포함하는, 터치 스크린 시스템(150)의 예시적인 동작을 예시한다. 도 1e는, 디스플레이 픽셀(155)의 회로 엘리먼트들이 터치 스크린(153) 상에 이미지를 디스플레이하도록 동작할 수 있는, 디스플레이 페이즈 동안의 예시적인 동작을 도시한다. 디스플레이 페이즈 동안의 동작은, 예를 들어, 스위치들(169a-e)을 이용하여 디스플레이 회로의 회로 엘리먼트들로부터 터치 감지 회로 엘리먼트(167)를 전기적으로 분리 또는 접속해제시킴으로써, 예를 들어, 디스플레이 픽셀(155)을 디스플레이 구성으로 활성으로 구성하는 것을 포함할 수 있다. 일체형 터치 스크린의 특정 시스템의 회로의 일부분으로서 동작시키기 위해 디스플레이 픽셀의 회로 엘리먼트들을 활성으로 구성하는 것은, 예를 들어, 상이한 시스템들의 라인들 사이의 접속들의 스위칭, 회로 엘리먼트들의 턴온/턴오프, 전압 라인들의 전압 레벨들의 변경, 제어 신호들과 같은 신호들의 변경 등을 포함할 수 있다. 활성 구성은 터치 스크린의 동작 동안 발생할 수 있으며, 터치 스크린의 정적 구성, 즉 구조적 구성에 적어도 부분적으로 기반할 수 있다. 구조적 구성은, 디스플레이 픽셀 스택업들의 도전성 경로들의 수와 배치, 2개의 도전층들의 접촉점들을 접촉시키는 도전체로 채워진 비아(conductor-filled via)들과 같은 영구 접속들, 설계에서 도전성 재료가 제거된 도전성 경로의 일부분과 같은 영구 단절(break)들 등과 같이, 예를 들어 디스플레이 픽셀들의 스택업들의 구조체들의 사이즈, 형상, 배치, 재료 조성 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 시스템 제어기(170)는, 멀티-기능 회로 엘리먼트들(159 및 163), 및 디스플레이 시스템 회로 엘리먼트(165)를 통해, 각각 제어 신호들(171, 173 및 175)을 전송하여, 디스플레이 픽셀들(150)의 멀티-기능 회로 엘리먼트들(157 및 161)로 하여금 터치 스크린(153) 상에 이미지를 디스플레이하게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 신호들(171, 173 및 175)은, 예를 들어, 게이트 신호, Vcom 신호, 및 데이터 신호일 수 있다.
도 1f는, 디스플레이 픽셀(155)의 회로 엘리먼트들이, 예를 들어, 스위치들(169b 및 169c)을 이용하여 터치 감지 회로 엘리먼트(167)를 전기적으로 접속시키고, 스위치들(169a 및 169d)을 이용하여 디스플레이 시스템 회로 엘리먼트(165)를 전기적으로 접속해제시킴으로써 터치 감지를 위해 디스플레이 픽셀을 활성으로 구성하는 것을 포함하여, 터치를 감지하도록 동작할 수 있는 터치 감지 페이즈 동안의 예시적인 동작을 도시한다. 터치 감지 시스템 제어기(180)는 제어 신호(181)를 전송할 수 있고, 정보 신호들(183 및 185)을 수신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어 신호(181)는, 예를 들어, 용량식 감지를 위한 구동 신호, 광학식 감지를 위한 구동 신호 등일 수 있다. 일부 실시예들에서, 정보 신호(183)는, 예를 들어, 용량식, 광학식 등의 감지를 위한 감지 신호일 수 있고, 정보 신호(185)는, 예를 들어, 터치 감지 시스템의 피드백 신호일 수 있다.
도 1g는, 디스플레이 픽셀(155)의 멀티-기능 회로 엘리먼트(163)가 스위치들(169c, 169d 및 169e)을 이용하여 디스플레이 시스템 및 터치 감지 시스템 모두로부터 전기적으로 접속해제될 수 있는, 전력 시스템 페이즈 동안의 예시적인 동작을 도시한다. 전력 시스템 제어기(190)는 멀티-기능 회로 엘리먼트(163)를 통해 신호(192)를 전송할 수 있다. 신호(192)는, 예를 들어, 전력 시스템의 재충전 상태, 전원 전압 등을 표시하는 신호일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에서, 터치 감지 시스템은 커패시턴스에 기반할 수 있다. 터치 픽셀들 각각에서의 커패시턴스의 변경을 검출하고, 터치 픽셀들의 위치를 주목(note)함으로써, 터치 감지 시스템은 다수의 물체들을 인지하고, 이들이 터치 스크린에 걸쳐 움직임에 따라, 물체들의 위치, 압력, 방향, 속도 및/또는 가속도를 결정할 수 있다.
예로서, 일체형 터치 감지 시스템의 일부 실시예들은 자기 커패시턴스에 기반할 수 있고, 일부 실시예들은 상호 커패시턴스에 기반할 수 있다. 자기 커패시턴스 기반 터치 시스템에서, 터치 픽셀들 각각은 접지에 대해 자기-커패시턴스를 형성하는 개별 전극에 의해 형성될 수 있다. 물체가 터치 픽셀에 접근함에 따라, 접지에 대한 추가 커패시턴스가 물체와 터치 패널 사이에 형성될 수 있다. 접지에 대한 추가 커패시턴스는 터치 픽셀에 의해 보여지는 자기-커패시턴스의 순(net) 증가를 초래할 수 있다. 이러한 자기-커패시턴스의 증가가 터치 감지 시스템에 의해 검출 및 측정되어, 다수의 물체들이 터치 스크린을 터치하는 경우, 이러한 다수의 물체들의 위치들을 결정할 수 있다. 상호 커패시턴스 기반 터치 시스템에서, 터치 감지 시스템은, 예를 들어, 구동 라인들 및 감지 라인들과 같은 구동 영역들 및 감지 영역들을 포함할 수 있다. 일 예시적인 경우, 구동 라인들은 행들로 형성될 수 있는 한편, 감지 라인들은 열들로 형성될 수 있다(예를 들어, 직교). 터치 픽셀들은 행들 및 열들의 교차점들에 제공될 수 있다. 동작 동안, 행들은 AC 파형으로 자극될 수 있고, 상호 커패시턴스는 터치 픽셀의 행과 열 사이에 형성될 수 있다. 물체가 터치 픽셀에 접근함에 따라, 터치 픽셀의 열과 행 사이에 커플링되는 전하 중 일부가 그 대신에 물체에 커플링될 수 있다. 터치 픽셀에 걸친 이러한 전하의 감소는 행과 열 사이의 상호 커패시턴스의 순 감소, 및 터치 픽셀에 걸쳐 커플링되는 AC 파형의 감소를 초래할 수 있다. 전하-커플링된 AC 파형의 이러한 감소가 터치 감지 시스템에 의해 검출 및 측정되어, 다수의 물체들이 터치 스크린을 터치하는 경우, 이러한 다수의 물체들의 위치들을 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 일체형 터치 스크린은 멀티-터치형, 단일 터치형, 프로젝션 스캔형, 풀-이미징 멀티-터치형, 또는 임의의 용량식 터치형일 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 일체형 터치 스크린(220)의 일 구현예를 예시하는 예시적인 컴퓨팅 시스템(200)의 블록도이다. 예를 들어, 컴퓨팅 시스템(200)은, 모바일 전화기(136), 디지털 미디어 플레이어(140), 개인용 컴퓨터(144), 또는 터치 스크린을 포함하는 임의의 모바일 또는 넌(non)-모바일 컴퓨팅 디바이스에 포함될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(200)은 하나 이상의 터치 프로세서들(202), 주변 장치들(204), 터치 제어기(206), 및 터치 감지 회로(아래에 더 상세히 기술됨)를 포함하는 터치 감지 시스템을 포함할 수 있다. 주변 장치들(204)은 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 다른 타입들의 메모리 또는 저장소, 워치독 타이머들 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 터치 제어기(206)는 하나 이상의 감지 채널들(208), 채널 스캔 로직(210) 및 드라이버 로직(214)을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 채널 스캔 로직(210)은 RAM(212)에 액세스하고, 감지 채널들로부터 데이터를 자율적으로 판독하고, 감지 채널들에 대한 제어를 제공할 수 있다. 추가적으로, 채널 스캔 로직(210)은, 아래에 더 상세하게 기술되는 바와 같이, 터치 스크린(220)의 터치 감지 회로의 구동 영역들에 선택적으로 인가될 수 있는 자극 신호들(216)을 다양한 주파수들 및 위상들에서 생성하도록 드라이버 로직(214)을 제어할 수 있다. 일부 실시예들에서, 터치 제어기(206), 터치 프로세서(202) 및 주변 장치들(204)은 단일의 주문형 집적 회로(ASIC)에 통합될 수 있다.
또한 컴퓨팅 시스템(200)은 터치 프로세서(202)로부터의 출력들을 수신하고, 이 출력들에 기반하여 동작들을 수행하기 위한 호스트 프로세서(228)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 호스트 프로세서(228)는 프로그램 저장소(232) 및 디스플레이 제어기, 예를 들어, LCD 드라이버(234)에 접속될 수 있다. 호스트 프로세서(228)는 LCD 드라이버(234)를 사용하여 터치 스크린(220) 상에 이미지, 예를 들어, 사용자 인터페이스(UI)의 이미지를 생성할 수 있으며, 터치 프로세서(202) 및 터치 제어기(206)를 사용하여 터치 스크린(220) 상의 또는 이 터치 스크린 근처의 터치, 예를 들어, 디스플레이되는 UI에 대한 터치 입력을 검출할 수 있다. 터치 입력은, 커서 또는 포인터와 같은 물체의 이동, 스크롤링 또는 패닝(panning), 제어 세팅들의 조정, 파일 또는 문서 열기, 메뉴 보기, 선택하기, 명령들의 실행, 호스트 디바이스에 접속된 주변 디바이스의 동작, 전화 응답, 전화 걸기, 전화 통화 종료, 볼륨 또는 오디오 세팅들의 변경, 주소들, 자주 걸었던 번호들, 수신 통화들, 부재중 통화들(missed calls)과 같은 전화 통신에 관련된 정보의 저장, 컴퓨터 또는 컴퓨터 네트워크로의 로그온, 컴퓨터 또는 컴퓨터 네트워크의 제한된 영역들에 대한 인가된 개인들의 액세스 허용, 컴퓨터 데스크톱의 사용자 선호 배열과 연관된 사용자 프로파일의 로딩, 웹 컨텐츠에 대한 액세스 허용, 특정 프로그램의 론칭, 메시지의 암호화 또는 복호화 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는, 동작들을 수행하기 위해, 프로그램 저장소(232)에 저장된 컴퓨터 프로그램들에 의해 사용될 수 있다. 호스트 프로세서(228)는 또한 터치 처리와 관련되지 않을 수 있는 추가적인 기능들을 수행할 수 있다.
터치 스크린(220)은 복수의 구동 라인들(222) 및 복수의 감지 라인들(223)을 갖는 용량식 감지 매체를 포함할 수 있는 터치 감지 회로를 포함할 수 있다. 당업자가 용이하게 이해할 바와 같이, 용어 "라인들"은 단순히 도전성 경로들을 의미하도록 본 명세서에서 때때로 사용되며, 엄격하게 선형인 구조체들에 제한되지는 않지만, 방향을 변경하는 경로들을 포함하며, 상이한 사이즈, 형상, 재료들 등의 경로들을 포함한다는 점에 유의해야 한다. 구동 라인들(222)은 구동 인터페이스(224)를 통해 드라이버 로직(214)으로부터의 자극 신호들(216)에 의해 구동될 수 있고, 감지 라인들(223)에서 생성되는 결과적인 감지 신호들(217)은 감지 인터페이스(225)를 통해 터치 제어기(206) 내의 감지 채널들(208)(또한, 이벤트 검출 및 복조 회로라고도 지칭됨)에 전송될 수 있다. 이러한 방식으로, 구동 라인들 및 감지 라인들은, 터치 픽셀들(226 및 227)과 같은 터치 픽처 엘리먼트들(터치 픽셀들)로 생각될 수 있는 용량식 감지 노드들을 형성하도록 상호작용할 수 있는 터치 감지 회로의 일부분일 수 있다. 이러한 이해 방식은 터치 스크린(220)이 터치의 "이미지"를 캡처하는 것으로서 보여지는 경우 특히 유용할 수 있다. 다시 말해, 터치가 터치 스크린 내의 각각의 터치 픽셀에서 검출되었는지의 여부를 터치 제어기(206)가 결정한 후, 터치가 발생한 터치 스크린의 터치 픽셀들의 패턴은 터치의 "이미지"로서 생각될 수 있다(예를 들어, 터치 스크린을 터치하는 손가락들의 패턴).
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 구동 라인들(222) 및 감지 라인들(223)의 예시적인 구성을 도시하는 터치 스크린(220)의 보다 상세한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 구동 라인(222)은 접속들(305)에서 구동 라인 링크들(303)에 의해 전기적으로 접속될 수 있는 하나 이상의 구동 라인 세그먼트들(301)로 형성될 수 있다. 구동 라인 링크들(303)은 감지 라인들(223)에 전기적으로 접속되지 않고, 오히려 구동 라인 링크들이 바이패스들(307)을 통해 감지 라인들을 바이패스할 수 있다. 구동 라인들(222) 및 감지 라인들(223)은 터치 픽셀들, 예를 들어, 터치 픽셀들(226 및 227)을 형성하기 위해 용량적으로 상호작용할 수 있다. 구동 라인들(222)(즉, 구동 라인 세그먼트들(301) 및 대응하는 구동 라인 링크들(303)) 및 감지 라인들(223)은 터치 스크린(220) 내의 전기적 회로 엘리먼트들로 형성될 수 있다. 도 3의 예시적인 구성에서, 터치 픽셀들(226 및 227) 각각은 하나의 구동 라인 세그먼트(301)의 일부분, 감지 라인(223)의 일부분, 및 또다른 구동 라인 세그먼트(301)의 일부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 픽셀(226)은 감지 라인의 일부분(311)의 한 측면 상에 있는 구동 라인 세그먼트의 우측 절반 부분(309), 및 감지 라인의 일부분(311)의 반대쪽 측면 상에 있는 구동 라인 세그먼트의 좌측 절반 부분(313)을 포함할 수 있다.
회로 엘리먼트들은, 예를 들어, 전술된 바와 같이, 통상적인 LCD 디스플레이들에 존재할 수 있는 구조체들을 포함할 수 있다. 회로 엘리먼트들이 전체 회로 컴포넌트들, 예를 들어, 전체 커패시터, 전체 트랜지스터 등에 제한되지는 않지만, 회로의 일부분들, 예를 들어, 평행 플레이트 커패시터의 두 플레이트들 중 단 하나의 플레이트를 포함할 수 있다는 점에 유의한다. 도 4는 공통 전극들(Vcom)이 본 발명의 실시예들에 따른 터치 감지 시스템의 터치 감지 회로의 일부분들을 형성할 수 있는 예시적인 구성을 예시한다. 공통 전극들은, 이미지를 디스플레이하기 위한 디스플레이 시스템의 일부분으로서 동작할 수 있는 일부 타입들의 종래의 LCD 디스플레이들, 예를 들어, 프린지 필드 스위칭(FFS) 디스플레이들의 디스플레이 픽셀들의 스택업(즉, 디스플레이 픽셀들을 형성하는 스택된 재료층들) 내의 디스플레이 시스템 회로의 회로 엘리먼트들이다. 도 4에 도시된 예에서, 공통 전극(Vcom)(401)(예를 들어, 도 1d의 엘리먼트(161))은, 터치 스크린(220)의 디스플레이 시스템의 디스플레이 회로로서 동작할 수 있고 또한 터치 감지 시스템의 터치 감지 회로로서 동작할 수 있는 멀티-기능 회로 엘리먼트의 역할을 한다. 이 예에서, 공통 전극(401)은 터치 스크린의 디스플레이 회로의 공통 전극으로서 동작할 수 있고, 또한 다른 공통 전극들과 그룹화되는 경우 함께 터치 스크린의 터치 감지 회로로서 동작할 수 있다. 예를 들어, 공통 전극들(401)의 그룹은 터치 감지 페이즈 동안 터치 감지 회로의 구동 라인 또는 감지 라인의 용량성 부분으로서 함께 동작할 수 있다. 터치 스크린(220)의 다른 회로 엘리먼트들은, 예를 들어, 영역의 공통 전극들(401)과 함께 전기적으로 접속하고, 전기적 접속들을 스위칭하는 것 등에 의해 터치 감지 회로의 일부분을 형성할 수 있다. 일반적으로, 터치 감지 회로 엘리먼트들 각각은, 터치 감지 회로의 일부분을 형성할 수 있고 하나 이상의 다른 기능들, 예를 들어, 디스플레이 회로의 일부분을 형성하는 것을 수행할 수 있는 멀티-기능 회로 엘리먼트일 수 있거나, 또는 오직 터치 감지 회로로서만 동작할 수 있는 단일-기능 회로 엘리먼트일 수 있다. 유사하게, 디스플레이 회로 엘리먼트들 각각은 디스플레이 회로로서 동작하고 하나 이상의 다른 기능들, 예를 들어, 터치 감지 회로로서 동작하는 것을 수행할 수 있는 멀티-기능 회로 엘리먼트일 수 있거나, 또는 오직 디스플레이 회로로서만 동작할 수 있는 단일-기능 회로 엘리먼트일 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 디스플레이 픽셀 스택업들 내의 회로 엘리먼트들 중 일부는 멀티-기능 회로 엘리먼트들일 수 있고, 다른 회로 엘리먼트들은 단일-기능 회로 엘리먼트들일 수 있다. 다른 실시예들에서, 디스플레이 픽셀 스택업들의 회로 엘리먼트들 모두는 단일-기능 회로 엘리먼트들일 수 있다.
추가적으로, 본 명세서에서의 예시적인 실시예들은 디스플레이 회로를 디스플레이 페이즈 동안 동작하는 것으로서 기술하고, 터치 감지 회로를 터치 감지 페이즈 동안 동작하는 것으로서 기술할 수 있지만, 디스플레이 페이즈 및 터치 감지 페이즈가 동시에, 예를 들어, 부분적으로 또는 완전히 오버랩되어 동작될 수 있거나, 또는 디스플레이 페이즈 및 터치 페이즈가 상이한 시간들에서 동작할 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 예시적인 실시예들이 특정 회로 엘리먼트들을 멀티-기능인 것으로서, 그리고 다른 회로 엘리먼트들을 단일-기능인 것으로서 기술하지만, 회로 엘리먼트들이 다른 실시예들에서 특정 기능에 제한되지 않는다는 점이 이해되어야 한다. 다시 말해, 본 명세서의 일 예시적인 실시예에서 단일-기능 회로 엘리먼트로서 기술되는 회로 엘리먼트는 다른 실시예들에서는 멀티-기능 회로 엘리먼트로서 구성될 수 있으며, 그 역도 성립한다.
예를 들어, 도 4는 각각 구동 라인 세그먼트들(301) 및 감지 라인들(223)에 일반적으로 대응하는 구동 영역 세그먼트들(403) 및 감지 영역들(405)을 형성하기 위해 함께 그룹화되는 공통 전극들(401)을 도시한다. 디스플레이 픽셀들의 멀티-기능 회로 엘리먼트들을 영역으로 그룹화하는 것은 디스플레이 픽셀들의 멀티-기능 회로 엘리먼트들을 함께 동작시켜 그 영역의 공통 기능을 형성하는 것을 의미할 수 있다. 기능 영역들로의 그룹화는 하나의 접근법 또는 접근들의 조합, 예를 들어, 시스템의 구조적 구성(예를 들어, 물리적 단절들 및 바이패스들, 전압 라인 구성들), 시스템의 동작 구성(예를 들어, 회로 엘리먼트들의 온/오프 스위칭, 전압 레벨들 및/또는 전압 라인들 상의 신호들의 변경) 등을 통해 달성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 회로 엘리먼트들의 그룹화는, 제한된 수의 디스플레이 픽셀 구성들의 세트로부터 각각의 디스플레이 픽셀이 선택되는, 디스플레이 픽셀들의 레이아웃으로서 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 터치 감지 회로의 특정 기능은 그 기능을 수행할 수 있는 구성을 갖는 특정 타입의 디스플레이 픽셀에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 17 내지 도 22를 참조하여 아래에 기술되는 일 실시예는, 스택업의 접속층 내의 하나 이상의 인접 픽셀들을 함께 접속시킬 수 있는 타입의 디스플레이 픽셀들, 스택업의 또다른 층에 접촉을 제공할 수 있는 타입의 디스플레이 픽셀들, 및 다른 층 내의 하나 이상의 인접 픽셀들을 함께 접속시킬 수 있는 타입의 디스플레이 픽셀들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 영역들은, 예를 들어, 픽셀들이 상이한 사이즈들, 형상들 등의 영역들로 그룹화되게 하도록 재구성가능할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들은, 재구성가능한 스위칭 방식들로 하여금, 예를 들어, 터치 스크린으로부터 감지될 물체의 사이즈 및/또는 거리, 환경적 잡음의 변경들 등에 따라 상이한 사이즈들의 영역들로 디스플레이 픽셀들을 그룹화하게 하는 프로그램가능한 스위칭 어레이들을 포함할 수 있다. 그룹화를 허용할 수 있는 구성들의 다른 양태들은 재구성가능하지 않을 수 있는데, 예를 들어, 디스플레이 픽셀의 스택업 내의 라인들의 물리적 단절들은 재구성가능하지 않다. 그러나, 예를 들어, 물리적 단절들을 포함하는 터치 스크린 구성은 여전히 재구성가능한 다른 회로 엘리먼트들, 예를 들어, 프로그램가능한 스위치들, 신호 생성기들 등을 포함함으로써, 디스플레이 픽셀들의 상이한 사이즈, 형상 등의 영역들로의 재구성가능한 그룹화를 허용할 수 있다.
터치 스크린의 디스플레이 픽셀들의 멀티-기능 회로 엘리먼트들은 디스플레이 페이즈 및 터치 페이즈 모두에서 동작할 수 있다. 예를 들어, 터치 페이즈 동안, 공통 전극들(401)이 함께 그룹화되어 터치 신호 라인들, 예를 들어, 구동 영역들 및 감지 영역들을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 회로 엘리먼트들이 그룹화되어 한가지 타입의 연속적인 터치 신호 라인 및 또다른 타입의 세그먼트화된 터치 신호 라인을 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 4는 구동 영역 세그먼트들(403) 및 감지 영역들(405)이 터치 스크린(220)의 구동 라인 세그먼트들(301) 및 감지 라인들(223)에 대응하는 일 예시적인 실시예를 도시한다. 다른 실시예들에서 다른 구성들이 가능한데, 예를 들어, 구동 라인들이 각각 연속적인 구동 영역으로 형성되고, 감지 라인들이 각각 구동 영역을 바이패스하는 접속들을 통해 함께 링크된 복수의 감지 영역 세그먼트들로 형성되도록, 공통 전극들(401)이 함께 그룹화될 수 있다. 예시적인 디스플레이 페이즈 및 예시적인 터치 페이즈에서의 동작들의 보다 상세한 내용들은 도 11a 및 도 11b를 참조하여 아래에서 기술된다.
도 3의 예의 구동 영역들은 디스플레이 픽셀들의 복수의 공통 전극들을 포함하는 장방형 영역들로서 도 4에 도시되고, 도 3의 감지 영역들은 LCD의 수직 길이를 연장하는 디스플레이 픽셀들의 복수의 공통 전극들을 포함하는 장방형 영역들로서 도 4에 도시된다. 일부 실시예들에서, 도 4의 구성의 터치 픽셀은, 예를 들어, 64x64의 디스플레이 픽셀들의 영역을 포함할 수 있다. 그러나, 구동 및 감지 영역들은 도시된 형상들, 배향들 및 위치들에 제한되는 것이 아니라, 본 발명의 실시예들에 따른 임의의 적합한 구성들을 포함할 수 있다. 터치 픽셀들을 형성하기 위해 사용되는 디스플레이 픽셀들은 전술된 픽셀들에 제한되지는 않지만, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 능력들을 허용하기 위한 임의의 적합한 사이즈 또는 형상일 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 공통 전극들(401)을 도 4에 도시된 영역들로 그룹화시키고, 구동 영역 세그먼트들을 링크시켜 구동 라인들을 형성하기 위해 사용될 수 있는 도전성 라인들의 예시적인 구성을 예시한다. 일부 실시예들은, 도 13에 도시된 예시적인 실시예에서 예시된 바와 같이, 구동 라인들 사이의 그리고/또는 구동 라인들과 감지 라인들 사이의 접지 영역과 같은 다른 영역들을 포함할 수 있다.
도 5는 x-방향을 따른 복수의 xVcom 라인들(501) 및 y-방향을 따른 복수의 yVcom 라인들(503)을 도시한다. 이 실시예에서, 공통 전극들(401)의 각각의 행은 대응하는 xVcom 라인(501)을 가질 수 있고, 공통 전극들(401)의 각각의 열은 대응하는 yVcom 라인(503)을 가질 수 있다. 도 5는, 복수의 구동 영역 세그먼트들(403)(파선으로 도시됨)을 추가적으로 도시하는데, 여기서 각각의 구동 영역 세그먼트(403)는, 아래에 보다 상세하게 기술되는 바와 같이, 각각의 공통 전극을 구동 영역 세그먼트 내의 xVcom 라인(501) 및 yVcom 라인(503)에 접속시키는 x-y-com 접속들(505)을 통해 함께 접속되는 공통 전극들(401)의 그룹으로서 형성될 수 있다. 구동 영역 세그먼트들(403)을 통해 지나가는 yVcom 라인들(503), 예를 들어, yVcom 라인(503a)은 다른 구동 영역 세그먼트들(예를 들어, 주어진 구동 영역 세그먼트 상하의 세그먼트들)로부터의 각각의 구동 영역 세그먼트의 전기적 분리를 제공하는 단절(509)을 포함할 수 있다. 단절(509)은 y-접속해제(y-방향으로의 전기적 접속해제)를 제공할 수 있다.
구동 라인들(511)은 공통 전극들(401) 및 이들의 상호접속하는 도전성 라인들 xVcom에 의해 형성될 수 있는 복수의 구동 영역 세그먼트들(403)에 의해 각각 형성될 수 있다. 구체적으로, 구동 라인들(511)은 xVcom 라인들(501)을 사용하여 감지 영역들(405)를 가로질러 구동 영역 세그먼트들(403)을 접속시킴으로써 형성될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 구동 라인(511a)은 구동 영역 세그먼트들(403)의 최상위 행에 의해 형성될 수 있고, 그 다음 구동 라인(511b)은 구동 영역 세그먼트들(403)의 다음 행에 의해 형성될 수 있다. 아래에 보다 상세하게 기술되는 바와 같이, xVcom 라인들은 바이패스들(513)을 사용하여 감지 영역(405) 내의 yVcom 라인들을 바이패스하는 도전성 경로들이다.
도 5는 복수의 감지 영역들(405)(파선들로 도시됨)을 추가적으로 도시한다. 각각의 감지 영역(405)은 감지 영역(405)의 각각의 공통 전극을 yVcom 라인들(503) 중 하나에 접속시킬 수 있는 y-com 접속들(507)을 통해 함께 접속되는 공통 전극들(401)의 그룹으로서 형성될 수 있다. 추가적인 접속들(예를 들어, 도 10 참조)은 각각의 감지 영역(405)의 yVcom 라인들을 함께 접속시킬 수 있다. 예를 들어, 추가적인 접속들은 동작의 터치 페이즈 동안 각각의 감지 영역의 yVcom 라인들을 함께 접속시킬 수 있는 터치 스크린(220)의 경계에 있는 스위치들을 포함할 수 있다. 감지 영역들(405)을 통해 지나가는 yVcom 라인들(503), 예를 들어, yVcom 라인(503b)은, y-방향으로 공통 전극들(401) 모두를 전기적으로 접속시킬 수 있으며, 따라서, 감지 영역들의 yVcom 라인들은 단절들을 포함하지 않는다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 감지 영역은, 서로에, 그리고 대응하는 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들에 접속되는 복수의 수직 공통 전압 라인들 yVcom에 의해 형성될 수 있고, 이에 의해 감지 영역 내의 디스플레이 픽셀들의 전기적으로 접속된 회로 엘리먼트들을 구성하는 감지 라인(512)을 형성한다. 도 5에 도시된 예시적인 감지 영역에서, 수직 공통 전압 라인들 yVcom은 용량식 터치 감지를 위한 구조체를 형성하기 위해 수평 공통 전압 라인들 xVcom으로부터 접속해제될 수 있고, (513에서) 이러한 수평 공통 전압 라인들 위에서 교차할 수 있다. 이러한 yVcom 및 xVcom 위의 교차는 또한 감지 영역과 구동 영역 사이에 추가적인 기생 커패시턴스를 형성할 수 있다.
각각의 공통 전극(401)은 터치 스크린(220)의 디스플레이 픽셀, 예를 들어, 디스플레이 픽셀들(515 및 517)에 대응할 수 있다. 디스플레이 페이즈 동안, 공통 전극(401)은 터치 스크린(220)의 디스플레이 시스템의 디스플레이 회로로서 다른 디스플레이 픽셀 컴포넌트들과 함께 동작하여 터치 스크린 상에 이미지를 디스플레이할 수 있다. 터치 페이즈 동안, 공통 전극들(401)의 그룹들은 터치 스크린(220)의 터치 감지 시스템의 터치 감지 회로로서 동작하여 터치 스크린 상의 또는 터치 스크린 근처의 하나 이상의 터치들을 검출할 수 있다.
터치 페이즈 동안의 동작에서, 수평 공통 전압 라인들 xVcom(501)은 자극 신호들을 전송하여 구동 라인들(511)을 자극하고, 자극된 구동 라인들과 감지 라인들(512) 사이에 전계를 형성하여 터치 픽셀들, 예를 들어, 도 3의 터치 픽셀(226)을 생성할 수 있다. 손가락과 같은 물체가 터치 픽셀에 접근하거나 터치 픽셀을 터치하는 경우, 물체는 구동 라인(511)과 감지 라인(512) 사이에서 확장되는 전계에 영향을 미치고, 이에 의해 감지 라인에 용량적으로 커플링된 전하의 양을 감소시킬 수 있다. 이러한 전하의 감소는 감지 채널에 의해 감지되고, 터치의 "이미지"를 생성하기 위해 다른 터치 픽셀들의 유사한 정보와 함께 메모리에 저장될 수 있다.
일부 실시예들에서, 구동 라인들 및/또는 감지 라인들은, 예를 들어, 통상적인 LCD 디스플레이들 내에 이미 존재하는 다른 구조체들(예를 들어, 다른 전극들, 도전성 및/또는 반도전성 층들, 또한 통상적인 LCD 디스플레이 내의 회로 엘리먼트들로서 또한 기능할, 예를 들어, 신호들을 전달하고, 전압을 저장하는 등의 금속 라인들), 통상적인 LCD 스택업 구조체들이 아닌 LCD 스택업 내에 형성되는 다른 구조체들(예를 들어, 실질적으로 터치 스크린의 터치 감지 시스템을 위한 기능을 갖는 다른 금속 라인들, 플레이트들), 및 LCD 스택업 외부에 형성되는 구조체들(예를 들어, 외부의 실질적으로 투명한 도전성 플레이트들, 배선들, 및 다른 구조체들)을 포함하는, 다른 구조체들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 시스템의 일부분은 공지된 터치 패널 오버레이들과 유사한 구조체들을 포함할 수 있다. 디스플레이들 내에 이미 존재하는 구조체들을 사용하여 부분적으로 또는 전체적으로 터치 감지 시스템을 형성하는 것은, 통상적으로 디스플레이를 오버레이할 터치 감지에 우선적으로 전용인 구조체의 양을 감소시킴으로써, 터치 스크린의 화질, 밝기 등을 잠재적으로 증가시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 예를 들어, 디스플레이 픽셀들은 구동 영역과 감지 영역 사이의 그리고/또는 2개의 구동 영역들 사이의 영역들로 그룹화될 수 있으며, 이들 영역들은, 구동 영역들 사이의 그리고/또는 구동 영역들과 감지 영역들 사이의 간섭을 추가로 최소화시키기 위해, 접지된 영역을 형성하도록 접지 또는 가상 접지로 접속될 수 있다. 도 13a 및 도 13b는 구동 영역들 사이의 그리고 구동 영역들과 감지 영역들 사이의 접지 영역을 포함하는 본 발명의 실시예들에 따른 영역들의 예시적인 레이아웃을 도시한다. 다른 실시예들에서, 수직 공통 전압 라인 단절들이 생략될 수 있고, 라인들은 구동 영역들 사이에서 완전히 공유된다.
도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 디스플레이 픽셀(515)은 감지 영역(405)으로 그룹화될 수 있고, 디스플레이 픽셀(517)은 구동 영역 세그먼트(403)로 그룹화될 수 있다. 도 6 내지 도 8은 도 5의 "박스 A" 내의 디스플레이 픽셀들(515 및 517)의 추가 상세를 도시하는 평면 및 측면도들을 예시하며, 본 발명의 실시예들에 따른 면 내/층 내의 예시적인 단절들/바이패스들 및 면 외/층 외의 예시적인 단절들/바이패스들을 포함하는 일 예시적인 구성을 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 픽셀들(515 및 517) 및 터치 스크린(220)의 다른 구조체들의 추가 상세를 도시하는, 도 5의 "박스 A"의 확대도이다. 디스플레이 픽셀들(515 및 517)은 각각 공통 전극(401), 및 3개의 디스플레이 픽셀 전극들(601)을 포함할 수 있는데, 각 하나는, 서브픽셀들의 트랜지스터들(609)이 터치 스크린의 디스플레이 페이즈 동안 게이트 라인(611)에 걸쳐 인가되는 전압에 의해 스위치-온되는 경우, 서브픽셀들에 컬러 데이터를 제공하는 R 데이터 라인(603), G 데이터 라인(605) 및 B 데이터 라인(607)에 대응하는 적색(R) 서브픽셀, 녹색(G) 서브픽셀, 및 청색(B) 서브픽셀에 대한 것이다.
일부 실시예들에서, 다른 타입들의 디스플레이 픽셀들, 예를 들어, 모노크롬(예를 들어, 흑백) 디스플레이 픽셀들, 3개보다 더 많거나 더 적은 서브픽셀들을 포함하는 디스플레이 픽셀들, 적외선과 같은 비-가시 스펙트럼에서 동작하는 디스플레이 픽셀들 등이 사용될 수 있다. 상이한 실시예들은 상이한 사이즈, 형상, 광학적 특성들을 갖는 디스플레이 픽셀들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들의 디스플레이 픽셀들은 서로에 대해 상이한 사이즈들, 형상들, 및 광학적 특성들로 이루어질 수 있으며, 터치 스크린에서 이용되는 상이한 타입들의 디스플레이 픽셀들은 일부 실시예들에서 상이한 기능들을 제공할 수 있다.
또한, 도 6은 디스플레이 픽셀(517)을 통해 지나가는 yVcom 라인(503)이 인접하는 구동 영역 세그먼트로부터 디스플레이 픽셀(517)(및 디스플레이 픽셀(517)의 구동 영역 세그먼트(403), 도 5 참조)을 분리시키는 단절(509)을 갖는 것을 예시한다. 단절(509)은 실질적으로 동일한 면, 이 경우, yVcom 라인(503)이 지나가는 x-y 면을 지나가는 도전성 경로들 사이의 전기적 개구인 면 내 단절의 예이다. 마찬가지로, 아래에 기술되는 바와 같이, 단절(509)은 동일한 층, 이 경우 제2 금속층을 지나가는 도전성 경로들 사이의 전기적 개구인 층 내 단절의 예이다. 많은 층 내 단절들은 또한 면 내 단절들일 수 있지만, 이는 반드시 필수적이지는 않다. 예를 들어, 스택업 내의 금속층의 도전성 경로 내의 단절은 층이 상이한 스택업 높이에서 형성되는 위치(즉, 상이한 면들)에서 발생할 수 있고, 따라서, 이러한 위치에서의 단절은 층 내, 면 내 단절이라기 보다는 층 내, 면 외 단절일 것이다.
한편, 감지 영역(405)의 디스플레이 픽셀(515)을 통해 지나가는 yVcom 라인(503)은 단절을 포함하지 않으며, 따라서, 디스플레이 픽셀(515)은 y-방향으로 감지 영역(405)의 다른 디스플레이 픽셀들에 전기적으로 접속될 수 있는데, 즉, 감지 영역 내의 디스플레이 픽셀들은 y-접속된다.
xVcom 라인(501)은 디스플레이 픽셀들(515 및 517)을 통해 x-방향으로 지나간다. 디스플레이 픽셀(515)의 상부 좌측 코너에서 R 데이터 라인(603) 뒤의 xVcom의 확대도에서 도시되는 바와 같이, xVcom 라인(501)은 각각 R, G 및 B 데이터 라인들(603, 605, 및 607) 뒤에 놓인다. 디스플레이 픽셀들(515 및 517)의 공통 전극들(401)과 xVcom 및 yVcom 라인들 사이의 접속들이 도 6의 분해도에서 보다 상세하게 도시되는데, 이는 또한 xVcom 라인(501)이 yVcom 라인(503) 뒤에 놓이며, yVcom 라인(503)이 공통 전극(401) 뒤에 놓이는 것을 도시한다. 감지 영역의 디스플레이 픽셀(515)에 대해, 디스플레이 픽셀(515)의 y-com 접속(507)의 분해도는 y-com 접속이 디스플레이 픽셀의 공통 전극(401)과 yVcom 라인(503) 사이의 도전성 라인(613)(예를 들어, 도전성 재료로 채워진 비아)임을 도시하고, xVcom 라인(501)과 yVcom 라인(503) 사이에 어떤 접속도 존재하지 않음(따라서, xVcom 라인과 공통 전극 사이에 접속이 없음)을, 즉, 바이패스(513)가 존재함을 도시한다. 바이패스(513)의 결과, 디스플레이 픽셀(515)은 x-접속해제되거나 x-방향으로 격리될 수 있는데, 즉, x-방향을 따라 인접하는 디스플레이 픽셀들로부터 접속해제되거나 격리될 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 감지 영역의 yVcom 라인들(503)의 추가적인 접속들, 예를 들어, 전술된 경계 스위치들은 디스플레이 픽셀(515)의 좌측에 인접한 감지 영역 디스플레이 픽셀의 공통 전극에 디스플레이 픽셀(515)의 공통 전극(401)을 전기적으로 접속시키고, 따라서, 바이패스(513)는 디스플레이 픽셀(515)의 우측에 대해 인접한 구동 영역 디스플레이 픽셀(517)로부터 디스플레이 픽셀(515)을 "우측-접속해제"한다(다시 말해, 디스플레이 픽셀(515)은 양의 x-방향으로 디스플레이 픽셀들로부터 x-접속해제되는데, 즉, 양의 x-접속해제된다).
바이패스(513)는 실질적으로 상이한 면들에서 지나가는 도전성 경로들 사이의 전기적 개구일 수 있는 면 외 바이패스의 예이며, 이 경우, yVcom 라인(503)이 지나가는 x-y 면은 xVcom 라인(501)이 지나가는 x-y 면과는 상이할 수 있다. 마찬가지로, 아래에 기술되는 바와 같이, 바이패스(513)는 상이한 층들, 이 경우, yVcom(503)의 제2 금속층 및 xVcom(501)의 제1 금속층을 지나가는 도전성 경로들 사이의 전기적 개구일 수 있는 층 외 바이패스의 예이다. (전술된 바와 같이, 동일한 감지 영역의 yVcom 라인들에 대한) 터치 스크린 경계에서의 yVcom-대-yVcom 접속들, yVcom-대-공통 전극 접속, 및 xVcom 라인과 yVcom 라인 사이의 바이패스들을 포함하는 이러한 구성은, 감지 영역 내의 디스플레이의 회로 엘리먼트들을 함께 그룹화하여 터치 감지를 위한 감지 라인을 형성하는 것, 및 감지 영역에 의해 서로로부터 분리되는 구동 영역 세그먼트들을 함께 링크하는 xVcom 라인을 이용하여 감지 라인을 바이패스하여 터치 감지를 위한 구동 라인을 형성하는 것의 일 예이다.
구동 영역 세그먼트의 디스플레이 픽셀(517)에 대해, 디스플레이 픽셀(517)의 x-y-com 접속(505)의 분해도는, x-y-com 접속이 xVcom 라인을 yVcom 라인에 접속시키는 도전성 라인(615), 및 yVcom 라인을 공통 전극에 접속시키는 도전성 라인들(613) 중 하나를 포함할 수 있음을 도시한다. 따라서, 구동 영역 세그먼트 내의 각각의 디스플레이 픽셀의 공통 전극들이 전기적으로 함께 접속될 수 있는데, 그 이유는 각각의 디스플레이 픽셀이 수직 라인들(yVcom)의 동일한 도전성 그리드에 접속, 즉, y-접속될 수 있고, 수평 라인들(xVcom)의 동일한 도전성 그리드에 접속, 즉, x-접속될 수 있기 때문이다. 이러한 예시적인 구성에서, 공통 전극들, 수직 라인들, 및 수평 라인들은 상이한 실질적으로 동일 평면의 면들에 배향될 수 있고, 2개의 접속들의 세트들을 통해 함께 접속될 수 있는데, 한 세트는 수직 및 수평 라인들을 접속시키고, 또다른 세트는 수직 라인들과 공통 전극들을 접속시킨다. 수직 라인들에서의 단절들을 포함하는 이러한 구성은, 구동 영역 세그먼트 내의 디스플레이의 회로 엘리먼트들을 함께 그룹화하여, 중재 감지 라인들을 바이패스하는 구동 라인 링크들을 통해 다른 구동 라인 세그먼트들에 링크될 수 있는 구동 라인의 터치 감지 회로를 형성하는 것의 일 예이다.
도 7 및 도 8은 각각 디스플레이 픽셀(515) 스택업의 일부분 및 디스플레이 픽셀(517) 스택업의 일부분을 예시하는 단면도들이다. 도 7은 도 6의 7-7'로부터의 화살선을 따라 취해지는 디스플레이 픽셀(515)의 단면도를 도시한다. 도 7은 제1 금속층(M1)에 형성되는 xVcom 라인(501) 및 게이트 라인(611), B 데이터 라인(607), 드레인(701), 및 제2 금속층(M2)에 형성되는 yVcom 라인(503)을 포함한다. 또한, 이 도면은 공통 전극(401), 및 ITO와 같은 투명 도전체로 형성되는 디스플레이 픽셀 전극(601)을 포함한다. 공통 전극(401)은, 도 6의 도전성 라인(613)의 일 예이며, 도전성 재료로 채워질 수 있는 유전층(707a) 내의 비아인, 도전성 비아(703)를 통해 yVcom 라인(503)에 전기적으로 접속될 수 있다. 또한 도 7은 xVcom(501)과 yVcom(503) 사이의 바이패스(513)(접속 없음)를 도시한다. 이러한 점에서, 바이패스(513)는 유전층(707b)의 일부분을 포함할 수 있는, xVcom(501)과 yVcom(503) 사이의 구조체로서 간주될 수 있다. 게이트 절연체 층(705)은 SiO2, SiNx 등과 같은 유전 재료를 포함할 수 있다. 액정층은 컬러 필터들에 선행하는 픽셀 전극들 위에 배치될 수 있고, 편광자들은 스택업의 상부 및 하부에 배치될 수 있다(미도시). 터치 스크린은 도 7에 대해 상부에 보여진다.
도 8은 도 6의 8-8'로부터의 화살선을 따라 취해지는 디스플레이 픽셀(517)의 단면도를 도시한다. 도 8은 도 8의 도전성 비아(801)가 도 7의 바이패스(513)를 대체하는 것을 제외하고는 도 7과 동일하다. 따라서, xVcom(501)은 구동 영역 세그먼트 디스플레이 픽셀(517)에서 yVcom(503)에 전기적으로 접속될 수 있다. 따라서, 도 6의 도전성 라인(615)은 이러한 예시적인 스택업에서 도전체로 채워진 비아일 수 있다.
함께 취해지는 경우, 도 7 및 도 8은, 본 발명의 실시예들에 따른 면 외/층 외 단절들/바이패스들의 사용이, 일부 실시예들에서, 멀티-기능 회로 엘리먼트들을 포함하는 멀티-기능 터치 감지 LCD 구조체를 형성하기 위한 효율적 방식을 어떻게 제공하는지에 대한 일 예를 예시한다. 이 경우, 일부 실시예들에서, 상이한 면들/층들에서의 도전성 경로들 사이에서 이루어진 접속들/바이패스들은 멀티-기능 구성의 설계시 더 많은 옵션들을 허용할 수 있으며, 동일한 면/층에 바이패스들을 형성하기 위해 추가될 필요가 있는 추가 구조체들, 예를 들어, 라인들의 수를 잠재적으로 감소시킬 수 있다. 이러한 점에서, 예를 들어, 일부 실시예들의 y-접속해제들 및/또는 x-접속해제들은 디스플레이 픽셀 스택업의 상이한 면들/층들에서 도전성 경로들을 단순히 형성함으로써 편리하게 형성될 수 있다. 마찬가지로, 일부 실시예들의 y-접속들 및/또는 x-접속들은 상이한 면들/층들에서 도전성 경로들을 접속시키기 위해 상이한 면들/층들 사이의 도전성 경로들을 사용하여 편리하게 형성될 수 있다. 특히, 이는 본 발명의 실시예들에 따른 일체형 터치 기능을 추가하기 위해 기존의 LCD 설계가 보다 용이하게 수정되도록 할 수 있다. 이러한 점에서, 면 내/층 내 및 면 외/층 외 단절들 및 바이패스들의 선택적 사용은 기존의 LCD 설계들에서의 구조체들이 터치 감지 시스템 내의 회로 엘리먼트들로서 더 많이 사용되도록 할 수 있으며, 기존의 제조 프로세스들, 예를 들어, 마스킹, 도핑, 퇴적 등에 필요한 변경들의 수를 감소시킬 수 있다.
예시적인 터치 스크린 및 예시적인 멀티-기능 터치 스크린 LCD 회로 엘리먼트들을 동작시키는 방법의 추가 상세가 도 9 내지 도 12b를 참조하여 기술될 것이다. 도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 복수의 서브픽셀들을 포함하는 예시적인 터치 스크린(900)의 부분 회로도이다. 전술된 예시적인 실시예에서와 같이, 터치 스크린(900)의 서브픽셀들은 이들이 LCD 서브픽셀들 및 터치 센서 회로 엘리먼트들로서 멀티-기능일 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 서브픽셀들은, 디스플레이 픽셀들의 LCD 회로의 일부분으로서 동작할 수 있고, 또한 터치 감지 회로의 회로 엘리먼트들로서 동작할 수 있는 회로 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 터치 스크린(900)은 터치 감지 능력이 통합된 LCD로서 동작할 수 있다. 도 9는 터치 스크린(900)의 서브 픽셀들(901, 902, 및 903)의 상세를 도시한다. 이러한 예시적인 실시예에서, 각각의 서브픽셀들은 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B) 서브픽셀들일 수 있으며, 모든 3개의 R, G 및 B 서브픽셀들의 조합이 하나의 컬러 디스플레이 픽셀을 형성한다. 이러한 예시적인 실시예가 적색, 녹색 및 청색 서브픽셀들을 포함하지만, 서브픽셀은 광의 다른 컬러들 또는 전자기 방사의 다른 파장들(예를 들어, 적외선)에 기반할 수 있거나, 또는 단색 구성에 기반할 수 있다.
서브픽셀(902)은 게이트(955a), 소스(955b), 및 드레인(955c)을 갖는 박막 트랜지스터(TFT)(955)를 포함할 수 있다. 또한, 서브픽셀(902)은, 예를 들어, 도 6에 도시된 공통 전극(401)과 같은, 서브 픽셀들(901, 902, 및 903) 사이에 공유된 실질적으로 도전성 재료의 연속 플레이트일 수 있는 공통 전극(Vcom)(957b)을 포함할 수 있다. 또한, 서브픽셀(902)은 디스플레이 시스템 회로의 일부분으로서 공통 전극(957b)과 함께 동작할 수 있는 픽셀 전극(957a)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 픽셀 전극(957a)은 도 6 내지 도 8에 도시된 픽셀 전극(601)일 수 있다. 터치 스크린(900)은, 각각의 서브픽셀의 픽셀 전극과 공통 전극이 서브픽셀의 액정에 인가되는 프린지 필드를 생성하는 FFS 디스플레이 시스템으로서 동작할 수 있고, 또한 서브픽셀의 저장 커패시터를 형성할 수 있다. 서브픽셀(902)은 픽셀 전극(957a) 및 공통 전극(957b)에 의해 형성되는 저장 커패시터(957)를 포함할 수 있다. 서브픽셀(902)은 또한 녹색(G) 컬러 데이터에 대한 데이터 라인인 G 데이터 라인(917)의 일부분(917a), 및 게이트 라인(913)의 일부분(913b)을 포함할 수 있다. 게이트(955a)는 게이트 라인 부분(913b)에 접속될 수 있고, 소스(955b)는 G 데이터 라인 부분(917a)에 접속된다. 픽셀 전극(957a)은 TFT(955)의 드레인(955c)에 접속될 수 있다.
서브픽셀(901)은 게이트(905a), 소스(905b), 및 드레인(905c)을 갖는 박막 트랜지스터(TFT)(905)를 포함할 수 있다. 또한, 서브픽셀(901)은 서브픽셀에 대한 프린지 필드를 생성하고 저장 커패시터(907)를 형성하기 위해 공통 전극(957b)과 함께 동작할 수 있는 픽셀 전극(907a)을 포함할 수 있다. 또한, 서브픽셀(901)은 적색(R) 컬러 데이터에 대한 데이터 라인인 R 데이터 라인(915)의 일부분(915a), 및 게이트 라인(913)의 일부분(913a)을 포함할 수 있다. 게이트(905a)는 게이트 라인 부분(913a)에 접속될 수 있고, 소스(905b)는 R 데이터 라인 부분(915a)에 접속될 수 있다. 픽셀 전극(907a)은 TFT(905)의 드레인(905c)에 접속될 수 있다. 서브픽셀들(901 및 902)은, 예를 들어, 종래의 LCD 서브픽셀들의 구조체의 대부분 또는 전부를 포함할 수 있다.
서브픽셀(903)은 게이트(975a), 소스(975b), 및 드레인(975c)을 갖는 박막 트랜지스터(TFT)(975)를 포함할 수 있다. 또한, 서브픽셀(903)은 서브픽셀에 대한 프린지 필드를 생성하고 저장 커패시터(977)를 형성하기 위해 공통 전극(957b)과 함께 동작할 수 있는 픽셀 전극(977a)을 포함할 수 있다. 또한, 서브픽셀(903)은 청색(B) 컬러 데이터에 대한 데이터 라인인 B 데이터 라인(919)의 일부분(919a), 및 게이트 라인(913)의 일부분(913c)을 포함할 수 있다. 게이트(975a)는 게이트 라인 부분(913c)에 접속될 수 있고, 소스(975b)는 B 데이터 라인 부분(919a)에 접속될 수 있다. 픽셀 전극(977a)은 TFT(975)의 드레인(975c)에 접속될 수 있다. 서브픽셀들(901 및 902)과는 달리, 서브픽셀(903)은 또한 y-방향으로 지나가는 공통 전압 라인인 yVcom(925)의 일부분(925a), 및 접속점(929)을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, yVcom은 청색 서브픽셀들 대신, 적색 서브픽셀들 또는 녹색 서브픽셀들을 통해 지나갈 수 있다. 도 6을 참조하여 전술된 y-com 접속(507) 또는 x-y-com 접속(505)과 같은 접속은, 예를 들어, 공통 전극(957b)을 yVcom(925)(다른 디스플레이 픽셀들을 통해 수직으로 지나감)에 접속시키기 위해, 공통 전극(957b)을 yVcom(925) 및 xVcom(921)(다른 픽셀들을 통해 수평으로 지나감)에 접속시키기 위해, 접속점(929)에서 이루어질 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 공통 전극(957b)이 다른 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들과 접속되어, 접속된 공통 전극들의 영역들을 생성할 수 있다.
별도의 영역들을 생성하기 위한 한가지 방식은, 일부 예시적인 실시예들에서 전술된 바와 같이, 수평 및/또는 수직 공통 라인들에서 단절들(개구들)을 형성함으로써 이루어진다. 예를 들어, yVcom(925)은 도 9에 도시된 선택적인 단절을 가질 수 있는데, 이는 단절 위의 서브픽셀들이 단절 아래의 서브픽셀들로부터 격리되게 할 수 있으며, 즉, 서브픽셀들이 하부-접속해제될(bottom-disconnected) 수 있다. x-접속해제가 접속점(929)에서 x-y-com 접속 대신 y-com 접속을 형성함으로써 생성되어, 공통 전극(957b)으로부터 xVcom(921)을 접속해제시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, xVcom(921)은 단절들을 포함할 수 있는데, 이는 단절의 우측에 대한 서브픽셀들이 단절의 좌측에 대한 서브픽셀들로부터 격리되게 할 수 있다. 다른 구성들은 디스플레이 픽셀 회로 엘리먼트들이 감지 라인들의 바이패스들을 통해 함께 링크되는 구동 라인 세그먼트들과 함께 전술된 바와 같이 그룹화되게 할 수 있다.
이러한 방식으로, 터치 스크린(900)의 공통 전극들이 함께 그룹화되어, 터치 감지 시스템의 터치 감지 회로의 일부분으로서 동작할 수 있는 디스플레이 픽셀들 내의 구조체를 형성할 수 있다. 예를 들어, 공통 전극들은 구동 영역들 또는 감지 영역들을 형성하고, 일부 실시예들에서 전술된 바와 같이 바이패스들 및 링크들을 형성하는 것 등을 수행하도록 구성될 수 있다. 이러한 점에서, 공통 전극들, xVcom 라인들 등과 같은 회로 엘리먼트들은 멀티-기능 회로 엘리먼트들로서 동작할 수 있다.
일반적으로, 터치 스크린(900)은, 예를 들어, 복수의 수평 공통 전압 라인들에 대한 접속들을 갖는 적어도 하나의 수직 공통 라인을 통해, 스크린 내의 모든 서브픽셀들의 공통 전극들이 함께 접속될 수 있도록 구성될 수 있다. 또다른 터치 스크린은 서브픽셀들의 상이한 그룹들이 함께 접속되어 함께 접속된 공통 전극들의 복수의 별도의 영역들을 형성할 수 있도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 감지 동작은 도 10 내지 도 12b를 참조하여 기술될 것이다. 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 터치 스크린의 구동 영역(1001) 및 감지 영역(1003)의 디스플레이 픽셀들 내의 터치 감지 회로 중 일부의 부분 회로도들을 도시한다. 명료성을 위해, 도 10은 터치 감지 회로가 아닌 디스플레이 회로의 일부분으로서 주로 동작하는 일부 회로 엘리먼트들을 나타내기 위해 파선들로 예시된 회로 엘리먼트들을 포함한다. 또한, 터치 감지 동작은 단일 구동 디스플레이 픽셀(1001a)(예를 들어, 구동 영역(1001)의 단일 디스플레이 픽셀) 및 단일 감지 디스플레이 픽셀(1003a)(예를 들어, 감지 영역(1003)의 단일 디스플레이 픽셀)에 관하여 주로 기술된다. 그러나, 구동 영역(1001) 내의 다른 구동 디스플레이 픽셀들이 구동 디스플레이 픽셀(1001a)에 대해 아래에 기술되는 바와 동일한 터치 감지 회로를 포함할 수 있고, 감지 영역(1003) 내의 다른 감지 디스플레이 픽셀들이 감지 디스플레이 픽셀(1003a)에 대해 아래에 기술되는 바와 동일한 터치 감지 회로를 포함할 수 있다는 점이 이해된다. 따라서, 구동 디스플레이 픽셀(1001a) 및 감지 디스플레이 픽셀(1003a)의 동작의 설명은 각각 구동 영역(1001) 및 감지 영역(1003)의 동작의 설명으로서 간주될 수 있다.
도 10을 참조하면, 구동 영역(1001)은 구동 디스플레이 픽셀(1001a)을 포함하는 복수의 구동 디스플레이 픽셀들을 포함한다. 구동 디스플레이 픽셀(1001a)은 TFT(1007), 게이트 라인(1011), 데이터 라인(1013), xVcom 라인 부분(1015) 및 yVcom 라인 부분(1017), 픽셀 전극(1019), 및 공통 전극(1023)을 포함한다. 도 10은 공통 전극(1023)이 xVcom 라인 부분들(1015) 및 yVcom 라인 부분들(1017)을 통해 구동 영역(1001) 내의 다른 구동 디스플레이 픽셀들 내의 공통 전극들에 접속되어, 아래에 보다 상세하게 기술되는 바와 같은 터치 감지를 위해 사용되는 구동 영역(1001)의 디스플레이 픽셀들 내의 구조체를 형성하는 것을 도시한다. 감지 영역(1003)은 감지 디스플레이 픽셀(1003a)을 포함하는 복수의 감지 디스플레이 픽셀들을 포함한다. 감지 디스플레이 픽셀(1003a)은 TFT(1009), 게이트 라인(1012), 데이터 라인(1014), yVcom 라인 부분(1016), 픽셀 전극(1021), 및 공통 전극(1025)을 포함한다. 도 10은, 공통 전극(1025)이, 예를 들어, 터치 스크린의 경계 영역에서 접속될 수 있는 yVcom 라인 부분들(1016)을 통해 감지 영역(1003) 내의 다른 감지 디스플레이 픽셀들 내의 공통 전극들에 접속되어, 아래에 보다 상세하게 기술되는 바와 같은 터치 감지를 위해 사용되는 감지 영역(1003)의 디스플레이 픽셀들 내의 구조체를 형성하는 것을 도시한다.
터치 감지 페이즈 동안, xVcom 라인 부분들(1015)에 인가되는 구동 신호들은 구동 영역(1001)의 접속된 공통 전극들(1023)의 구조체와 감지 영역(1003)의 공통 전극들(1025)의 구조체 사이에 전계를 생성하며, 이는 전하 증폭기(1026)와 같은 감지 증폭기에 접속된다. 전기적 전하는 감지 영역(1003)의 접속된 공통 전극들의 구조체로 주입되고, 전하 증폭기(1026)는 전하 주입들을 측정될 수 있는 전압으로 변환한다. 주입된 전하의 양, 및 후속적으로 측정된 전압은 구동 영역 및 감지 영역에 대한 터치 물체, 예를 들어, 손가락(1027)의 근접도에 의존할 수 있다. 이러한 방식으로, 측정된 전압은 터치 스크린 상의 또는 터치 스크린 근처의 터치의 표시를 제공할 수 있다.
도 11a는 예시적인 LCD 또는 디스플레이 페이즈 동안 그리고 예시적인 터치 페이즈 동안, 구동 디스플레이 픽셀(1001a)을 포함하는, 구동 영역(1001)의 구동 디스플레이 픽셀들에 대해 xVcom(1015)을 통해 인가되는 예시적인 신호들을 도시한다. LCD 페이즈 동안, xVcom(1015) 및 yVcom(1017)은, LCD 반전을 수행하기 위해, 2.5V +/- 2.5V의 구형파 신호로 구동될 수 있다. LCD 페이즈는 12ms의 지속기간을 갖는다.
터치 페이즈에서, xVcom(1015)는 정현파, 구형파, 삼각파 등과 같은 AC 신호로 구동될 수 있다. 도 11a에 도시된 예에서, xVcom은 각각 200 마이크로초 동안 지속되는 15 내지 20개의 연속적인 자극 페이즈들로 구동될 수 있는 한편, yVcom(1016)은 도 11b에 도시된 바와 같이 전하 증폭기(1026)의 가상 접지에서 유지된다. 이 경우 구동 신호들은 동일한 주파수 및 0도 또는 180도(도 11a에서 "+" 및 "-"에 대응함) 중 어느 하나의 상대적 위상을 각각 갖는 2.5V +/- 2V의 구형 또는 정현 신호들일 수 있다. 터치 페이즈는 4ms의 지속기간을 갖는다.
도 12a는 터치 페이즈 동안 공통 전극(1023)의 동작의 상세를 도시한다. 특히, 공통 전극(1023) 및 픽셀 전극(1019)에 의해 형성되는 저장 커패시터의 커패시턴스가 시스템 내의 다른 커패시턴스들(즉, 다양한 도전성 구조체들 사이의 그리고 공통 전극과 손가락(1027) 사이의 표유(stray) 커패시턴스들)보다 훨씬 더 높으므로, 공통 전극(1023)에 인가되는 2.5V +/- 2V 정현 구동 신호의 AC 컴포넌트의 거의 모두(대략 90%)가 또한 픽셀 전극(1019)에 인가된다. 따라서, 공통 전극(1023)과 픽셀 전극(1019) 사이의 전압 차가 작게 유지될 수 있고, 액정은 터치 자극으로 인한 최소의 전계 변경들을 경험하고, 그것이 LCD 페이즈 동안 세팅되었으므로 그 변경 상태를 유지할 것이다. 공통 전극들(1023 및 1025)은 LCD의 디스플레이 페이즈 동작 동안 통상적으로 0 또는 5 볼트 DC(구형파 2.5 +/- 2.0V)로 충전될 수 있다. 그러나, 터치 모드 동안, 구동 영역(1023) 내의 공통 전극은 2V 진폭의 중첩된 정현 신호를 이용하여 2.5V의 DC 전압으로 충전될 수 있다. 유사하게, 감지 영역(1025) 내의 공통 전극은 2.5 볼트의 DC 레벨에서 전하 증폭기(1026)의 가상 접지에 유지될 수 있다. 터치 페이즈 동안, 구동 영역(1001) 내의 공통 전극(1023) 상의 정현 신호들은 감지 영역(1003)의 공통 전극들(1025)에 전달될 수 있다. 구동 영역 및 감지 영역 모두 내의 공통 픽셀 전극들 사이의 높은 커플링으로 인해, 공통 전극 상의 전압 전하들의 90%가 대응하는 픽셀 전극들에 전달되고, 따라서, 디스플레이 페이즈 동안 저장되는 이미지 전하의 교란을 최소화시키면서 터치 감지를 수행한다. 이러한 방식으로, 구동 영역 및 감지 영역의 공통 전극들은 LCD 이미지에 영향을 미치지 않고 커패시턴스 터치 감지를 위한 구조체를 형성함으로써 터치 감지 회로의 회로 엘리먼트들로서 동작할 수 있다.
동시에, 공통 전극들 및 픽셀 전극들은 터치 감지 회로의 회로 엘리먼트들로서 동작하도록 구성되고, 전극들은 LCD 시스템의 일부분으로서 계속 동작할 수 있다. 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 픽셀 전극(1021)의 구조체들의 전압들이 각각 대략 +/- 2V로 변조되는 한편, 픽셀 전극(1021)과 공통 전극(1025) 사이의 상대적인 전압은 대략 일정한 값 +/- 0.1V로 유지된다. 이러한 상대적인 전압은 LCD 동작을 위한 디스플레이 픽셀의 액정에 의해 보여지는 전압이고, 그 크기는 이미지의 그레이 스케일 레벨을 결정할 수 있다(예를 들어, 도 12a에서, 이러한 상대적인 전압은 2V이다). 터치 (감지) 페이즈 동안의 상대적인 전압의 0.1V AC 변이는, 특히, AC 변이가 통상적으로 액정에 대한 응답 시간보다 더 높은 주파수를 가질 것이므로, LCD에 대해 수용가능하게 낮은 영향을 미쳐야 한다. 예를 들어, 자극 신호 주파수 및 그에 따른 AC 변이의 주파수는 통상적으로 100kHz 초과일 것이다. 그러나, 액정에 대한 응답 시간은 통상적으로 100Hz 미만이다. 따라서, 터치 시스템의 회로 엘리먼트들로서의 공통 전극 및 픽셀 전극의 기능은 LCD 기능과 간섭하지 않아야 한다.
이하, 도 10, 도 11b 및 도 12b를 참조하면, 감지 영역(1003)의 예시적인 동작이 기술될 것이다. 도 11b는 전술된 LCD 페이즈 및 터치 페이즈 동안, 디스플레이 픽셀(1003a)을 포함하는 감지 영역의 디스플레이 픽셀들에 yVcom(1016)을 통해 인가되는 신호들을 도시한다. 구동 영역에서와 같이, yVcom(1016)은 LCD 페이즈 동안 LCD 반전을 수행하기 위해 2.5V +/- 2.5V이 구형파 신호를 이용하여 구동된다. 터치 페이즈 동안, yVcom(1016)은, 2.5V의 가상 접지에 또는 그 근처에 전압을 유지하는 전하 증폭기(1026)에 접속된다. 결과적으로, 픽셀 전극(1021) 역시 2.5V에서 유지된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 프린지 전계들은 공통 전극(1023)으로부터 공통 전극(1025)으로 전파된다. 전술된 바와 같이, 프린지 전계들은 구동 영역에 의해 대략 +/- 2V로 변조된다. 이들 전계들이 픽셀 전극(1021)에 의해 수신되는 경우, 신호의 대부분이 공통 전극(1025)으로 전달되는데, 그 이유는 디스플레이 픽셀(1003a)이 디스플레이 픽셀(1001a)과 동일하거나 유사한 표유 커패시턴스 및 저장 커패시턴스를 갖기 때문이다.
yVcom(1016)이 전하 증폭기(1026)에 접속되고, 가상 접지에서 유지되므로, yVcom(1016)에 주입된 전하는 전하 증폭기의 출력 전압을 생성할 것이다. 이러한 출력 전압은 터치 감지 시스템에 대해 터치 감지 정보를 제공한다. 예를 들어, 손가락(1027)이 프린지 필드들에 가까워지면, 이는 이들 필드에서의 교란을 야기한다. 이러한 교란은 전하 증폭기(1026)의 출력 전압에서의 교란으로서 터치 시스템에 의해 검출될 수 있다. TFT(1009)의 드레인에 접속된 픽셀 전극(1021)에 영향을 미치는(impinging) 프린지 필드의 대략 90%는 전하 증폭기(1026)로 전달될 것이다. yVcom(1016)에 직접 접속되는 공통 전극(1025)에 영향을 미치는 전하의 100%가 전하 증폭기(1026)로 전달될 것이다. 각각의 전극에 영향을 미치는 전하의 비는 LCD 설계에 의존할 것이다. 비-IPS의 경우, 손가락에 영향을 받는 전하의 거의 100%가 공통 전극에 영향을 미칠 수 있는데, 그 이유는 패터닝된 CF 플레이트가 손가락에 가장 가깝기 때문이다. IPS-타입 디스플레이의 경우, 전극의 각 부분이 손가락이 닿는 대략 동일한 영역(또는 1/4 대 3/4)을 가지므로, 이 비율은 50%에 더 가까울 수 있다. 일부 서브타입들의 IPS 디스플레이들의 경우, 픽셀 전극들은 동일 평면에 있지 않으며, 상향 대향 영역(upward facing area)의 대부분이 공통 전극에 대해 희생된다.
도 13a는 본 발명의 실시예들에 따른 터치 스크린의 터치 페이즈 동안 터치 감지 시스템에서 기능하는 영역들로 그룹화되는 멀티-기능 디스플레이 픽셀들의 또다른 예시적인 구성을 도시한다. 도 13b는 도 13a의 접지 영역들을 갖는 터치 스크린의 보다 상세한 도면을 도시한다. 도 13a 및 도 13b에서 도시된 바와 같이, 예를 들어, 디스플레이 픽셀들의 영역은 구동 영역들과 감지 영역들 사이에 형성될 수 있고, 이 영역은 실제 접지에 접지되어 구동-감지 접지 영역(1301)을 형성할 수 있다. 또한, 도 13a 및 도 13b는, 마찬가지로 접지되어 구동-구동 접지 영역(1303)을 형성할 수 있는, 2개의 구동 영역들 사이의 디스플레이 픽셀들의 유사한 그룹화를 도시한다. 접지 영역들 및 다른 영역들은, 예를 들어, 도전성 라인 부분들의 그리드와 같은 접속 구조체로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 13a 및 도 13b는 면/층 내 단절들(y-접속해제들)(1305) 및 면/층 내 단절들(x-접속해제들)(1309)을 포함하는 수평 및 수직 도전성 경로들의 접지 영역 접속 그리드(1304)를 도시한다. 구동 영역들을 링크하는 라인들은 면/층 외 바이패스들(1308)을 이용하여 접지 영역들 및 감지 영역들을 바이패스할 수 있다. 도 13a 및 도 13b의 예시적인 구성에서, 구동-감지 접지 영역(1301)은 접속들(1310)을 통해 구동-구동 접지 영역들(1303)에 전기적으로 접속되고, 접지 영역들 모두는 터치 스크린의 하나의 경계에서 멀티플렉서(1311)를 통해 단일 접지(1313)로 접지될 수 있다.
도 13b는 접지 영역 접속 그리드(1304)가 접속들(1310)을 통해 접지 영역들(1301 및 1303)의 공통 전극들을 접속시키면서 면 내 단절들(1305)(y-접속해제들) 및 면 내 단절들(1309)(x-접속해제들)을 이용하여 다른 영역들로부터의 전기적 분리를 유지할 수 있다는 것을 도시한다. 감지 영역의 공통 전극들이 유사하게 그리드와 접속될 수 있다. 또한, 도 13b는 구동 영역 접속 그리드(1321)를 형성하기 위해 구동 영역들의 공통 전극들이 접속들(1323)에 의해 접속되는 도전성 라인들의 상이한 그리드로 형성될 수 있다는 것을 도시한다. 구동 영역 접속 그리드의 수평 라인들은, 예를 들어, 구동 영역과 접지 및 감지 영역들 사이의 전기적 접촉을 방지하기 위해, 면 외 바이패스들(1308)을 사용하여 접지 및 감지 영역들을 통해 지나가는 바이패싱 도전성 경로(1325)를 이용하여, 접지 영역들 및 감지 영역들을 바이패스할 수 있다. 예를 들어, 도전성 경로의 바이패스는 아래에 보다 상세하게 기술되는 구동 터널일 수 있다. 도 13a 및 도 13b의 예시적인 구성에서, 접지 영역들(1301 및 1303)은 각각 2개의 디스플레이 픽셀 폭이지만, 접지 영역의 폭은 2개의 디스플레이 픽셀들에 제한되지는 않고, 더 적거나 더 많은 디스플레이 픽셀 폭일 수 있다. 마찬가지로, 도 13a 및 도 13b가 구동-감지 접지 영역들에 접속된 구동-구동 접지 영역들을 도시하지만, 다른 실시예들에서, 접지 영역들은 다른 접지 영역들과 전기적으로 분리될 수 있다. 다른 실시예들에서, 접지 영역들은 다른 타입들의 접지, 예를 들어, AC 접지에 접지될 수 있다. 접지 영역들(1301 및 1303)은 구동 영역과 감지 영역 및/또는 구동 영역과 구동 영역 사이에 형성될 수 있는 정적 커패시턴스를 감소시키는 것을 도울 수 있다. 터치 시스템 구성에서의 이러한 정적 커패시턴스들의 감소는, 예컨대, 터치 스크린의 정확도 및 전력 소모를 개선시킬 수 있다.
도 14a 내지 도 16c는 제3 금속(M3) 층을 포함하는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 픽셀들의 멀티-기능 회로 엘리먼트들의 또다른 예시적인 구성을 예시하고, 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 픽셀들을 제조하는 예시적인 방법을 예시한다. 도 14a 내지 도 16c는 단순히 비교의 용이성을 위해 나란히 보여지는 3개의 상이한 디스플레이 픽셀들의 예시적인 세트를 도시하며, 디스플레이 픽셀들의 특정 순서를 의미하도록 의도되지는 않는다. 도 14a 내지 도 14c는 도 5 및 도 6을 참조하여 전술된 디스플레이 픽셀(517)과 같은, 구동 영역 내의 예시적인 디스플레이 픽셀(1401)을 도시한다. 도 15a 내지 도 15c는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 픽셀(515)과 같은, 구동 터널을 갖는 감지 영역 내의 예시적인 디스플레이 픽셀(1501)을 도시한다. 도 16a 내지 도 16c는 구동 터널이 없는 감지 영역 내의 예시적인 디스플레이 픽셀(1601)을 도시한다. 다음의 설명에서, 디스플레이 픽셀들(1401, 1501, 및 1601) 모두에 대해 공통인 프로세스들 및 구조체들은 단순히 명료성의 목적으로 단일 디스플레이 픽셀에 대해 기술된다.
도 14a, 도 15a 및 도 16a는 트랜지스터들의 회로 엘리먼트들을 포함하는 폴리-실리콘 층을 형성하는 제1 스테이지를 포함하는 처리의 초반 스테이지들을 도시한다. 제2 스테이지는 모든 디스플레이 픽셀들의 M1 층에 게이트 라인들을 형성하는 것, 및 디스플레이 픽셀들(1401 및 1501)의 M1 층에 xVcom 라인을 형성하는 것을 포함한다. 디스플레이 픽셀(1401)의 xVcom 라인은 yVcom 라인에 대한 접속을 허용하기 위해 좌측에 있는 확장된 부분을 포함한다. 디스플레이 픽셀(1501)의 xVcom 라인은, xVcom 라인과 감지 영역의 다른 도전성 경로들 사이에 어떠한 접속도 이루어지지 않으므로(즉, 바이패스가 존재함), 감지 영역 내의 다른 도전성 경로들을 바이패스하는 구동 터널로서 동작한다. 다음으로, 접속층(CON1)은 디스플레이 픽셀들의 트랜지스터 회로 엘리먼트들 상의 접속들을 포함하여 형성된다. 디스플레이 픽셀(1401)은 확장된 xVcom 부분 상의 추가적인 접속을 포함한다. 데이터 라인들은 디스플레이 픽셀들의 M2 층에 형성되고, 디스플레이 픽셀(1401)의 M2 층은 yVcom 라인을 포함한다.
도 14b, 도 15b 및 도 16b는 처리의 중간 스테이지들을 도시한다. 참조를 위해, M2 층 역시 도시된다. 제2 접속층(CON2)은 픽셀 전극에 트랜지스터 드레인들을 접속시키도록 형성된다. 디스플레이 픽셀(1401)은 공통 전극에 yVcom을 접속시키는 CON2 내의 또다른 접속을 포함한다. 다음으로, 예를 들어, 공통 전극이 ITO로 형성된다.
도 14c, 도 15c 및 도 16c는 처리의 후반 스테이지들을 도시하며, 참조를 위해 이전 처리로부터의 Vcom을 도시한다. 제3 금속(M3) 층이 형성된다. 도시된 바와 같이, 디스플레이 픽셀(1401)의 M3 층은 디스플레이 픽셀들(1501 및 1601)의 M3 층과는 상이하다. 감지 영역 디스플레이 픽셀들(1501 및 1601)의 M3 층 구성들은, 디스플레이 픽셀들을 상하로 접속시키는 수직 라인들을 포함하고, 따라서, 감지 영역 디스플레이 픽셀들이 yVcom 라인을 사용하지 않고 y-방향으로 접속되게 한다. 구동 영역 디스플레이 픽셀들(1401)에서 이러한 M3 구조체를 모방하는 것은 감지 영역에서 추가의 금속으로부터 기인할 수 있는 터치 스크린의 가시적인 부적합성들(visual incongruities)을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 제3 접속층(CON3)이 형성되고, 이후 디스플레이 픽셀 전극들이 모든 디스플레이 픽셀들 상에 형성된다.
함께 취해지는 경우, 도 14a 내지 도 14c는 전술된 디스플레이 픽셀(517)과 유사한 구동 영역에 대해 구성되는 디스플레이 픽셀(1401)을 도시한다. 디스플레이 픽셀(1401)은 제1 금속(M1) 층 내의 게이트 라인(1403) 및 xVcom 라인(1405), 및 제2 금속(M2) 층 내의 yVcom 라인(1407) 및 데이터 라인들(1409)을 포함한다. 디스플레이 픽셀(1401)은 접속, 예를 들어, 전술된 접속(505)과 같은 x-y-com 접속(1411)을 포함할 수 있다. x-y-com 접속(1411)은 공통 전극(Vcom)(1413)을 이용하여, xVcom 라인(1405), yVcom 라인(1407)을 접속시킨다.
함께 취해지는 경우, 도 15a 내지 도 15c는 전술된 디스플레이 픽셀(515)과 유사한 감지 영역에 대해 구성되는 터치 스크린 디스플레이 픽셀(1501)을 도시한다. 디스플레이 픽셀(1501)은 M1 층 내의 게이트 라인(1503) 및 xVcom 라인(1505), 및 M2 층 내의 데이터 라인들(1507)을 포함한다. xVcom 라인(1505)이 스택업의 하위층(M1)에 형성되기 때문에, 그리고, xVcom과 yVcom 사이에 어떠한 접속도 제공되지 않으므로, xVcom 라인들은 감지 영역의 공통 전극들(Vcom)(1513)에 접속하지 않고 감지 영역 디스플레이 픽셀(1501)을 통해 수평으로 "터널링"한다. 이는, 감지 영역과 같은 또다른 타입의 영역의 디스플레이 픽셀 스택업을 통해 지나가지만, 그 영역을 바이패스하는, 즉, 바이패스된 영역의 디스플레이 픽셀 스택업 내의 터치 감지 회로 엘리먼트들과 전기적으로 접촉하지 않는, 도전성 경로를 통해 구동 영역들을 접속할 수 있는, 구동 터널의 일 예이다. 마찬가지로, 다른 실시예들에서, 다른 타입들의 터널들, 예를 들어, 감지 영역들을 접속시키는 감지 터널들이 사용될 수 있다. 도 15c는, 제3 금속(M3) 층이, 접속 그리드(1509)에 의해 도시된 바와 같이, x 방향 및 y 방향 모두로, 감지 영역 내의 디스플레이 픽셀 회로 엘리먼트들을 전기적으로 접속시키는 접속 구조체로서, 부분적으로 사용되는 것을 도시한다. yVcom이 구동 픽셀 전극들(1401)에서 사용되는 한편, 어떠한 yVcom도 감지 픽셀 전극들(1501 및 1601)에서 사용되지 않는다는 점에 유의한다. 오히려, y 접속이 M3 층에 의해 제공된다. 일부 실시예들에서, 감지 영역 내의 디스플레이 픽셀들은 터치 스크린의 경계에 있는 스위치들 및 접속들을 통해 수평 방향으로 함께 접속될 수 있다.
함께 취해지는 경우, 도 16a 내지 도 16c는, 디스플레이 픽셀(1601)이 구동 터널을 포함하지 않는 것을 제외하고는, 디스플레이 픽셀(1501)과 동일한 디스플레이 픽셀(1601)을 도시한다. 디스플레이 픽셀(1601)은, 도 16c의 접속 그리드(1603)에 의해 도시된 바와 같이, 감지 영역 내의 디스플레이 픽셀 회로 엘리먼트들을 전기적으로 접속시키기 위한 M3 층 내의 접속 구조체를 포함한다.
도 17 내지 도 23은 본 발명의 실시예들에 따른, 제3 금속(M3) 층의 또다른 구성을 포함하는 디스플레이 픽셀들의 다른 예시적인 구성들, 디스플레이 픽셀들을 제조하는 예시적인 방법, 예시적인 터치 픽셀 레이아웃, 및 예시적인 터치 스크린을 예시한다. 위의 도 14a 내지 도 16c에서와 같이, 도 17 내지 도 20은 단순히 비교의 용이성을 위해 상이한 제조 스테이지들에서의 디스플레이 픽셀들의 예시적인 세트의 나란한 도면을 예시한다. 도 21a 및 도 21b는 본 발명의 실시예들에 따른 일 예시적인 터치 픽셀에 대한 디스플레이 픽셀들의 예시적인 레이아웃을 예시한다. 도 21c 및 도 21d는 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 구동 터널 접속들을 예시한다. 도 22a 및 도 22b는 도 21a에 도시된 터치 픽셀들과 같은, 예시적인 터치 픽셀들을 포함할 수 있는 예시적인 터치 픽셀 레이아웃을 예시한다.
도 17 내지 도 20을 참조하면, 8개의 예시적인 디스플레이 픽셀들(A_픽셀, B_픽셀, ..., H_픽셀이라고 명명됨)의 세트의 디스플레이 픽셀 스택업들의 예시적인 제조 프로세스들이 도시되어 있다. 아래에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 세트 내의 디스플레이 픽셀들 각각은, 아래에 보다 상세하게 기술되는 바와 같이, 3가지 타입들의 디스플레이 픽셀들, 즉 접속층 타입, 접촉 타입, 및 터널 타입 중 하나이다. 다음의 설명에서, 디스플레이 픽셀들 A-H 모두에 대해 공통인 프로세스들 및 구조체들이 단순히 명료성을 목적으로 단일 디스플레이 픽셀에 대해 기술될 수 있다.
도 17은 트랜지스터들(1701)의 회로 엘리먼트들을 포함하는, 폴리-실리콘 층을 형성하는 제1 스테이지를 포함하는 예시적인 처리의 초반 스테이지들을 도시한다. 제2 스테이지는 모든 디스플레이 픽셀들의 M1 층에 게이트 라인들(1703)을 형성하는 것, 및 디스플레이 픽셀들(E-H)의 M1 층에 xVcom 라인(1705)을 형성하는 것을 포함한다. 디스플레이 픽셀들(E-F)의 xVcom 라인들은 공통 전극에 대한 접속을 허용하는 중간 서브픽셀에서의 확장된 부분(1706)을 포함한다. 디스플레이 픽셀들(G-H)의 xVcom 라인들은, xVcom 라인과 감지 영역의 다른 도전성 경로들 사이에 어떠한 접속도 이루어지지 않으므로(즉, 바이패스가 존재함), 감지 영역 내의 다른 도전성 경로들을 바이패스하는 구동 터널로서 동작한다. 다음으로, 디스플레이 픽셀들의 트랜지스터 회로 엘리먼트들 상에, 그리고 확장된 xVcom 부분(1706) 상에, 접속들(1707)을 포함하는 접속층(CON1)이 형성된다. 데이터 라인들(1709)이 디스플레이 픽셀들의 M2 층에 형성된다.
도 18은 예시적인 처리의 중간 스테이지들을 도시한다. 참조를 위해, M2 층 역시 도시된다. 제2 접속층(CON2)은 접속(1801)을 이용하여 공통 전극(Vcom)(1805)에 트랜지스터 드레인들을 접속시키도록 형성된다. 디스플레이 픽셀들(E-F)은 공통 전극(1805)에 xVcom(1705)을 접속시키는 CON2 내의 또다른 접속(1803)을 포함한다. 다음으로, 공통 전극(1805)은, 예를 들어, ITO와 같은 실질적으로 투명한 도전체로 형성될 수 있다.
도 19는 예시적인 처리의 후반 스테이지들을 도시하고, 참조를 위해 이전 처리로부터의 Vcom(1805)을 도시한다. 도 19에 도시된 처리에서, 제3 금속(M3) 층 및 제3 접속층(CON3)이 형성된다. CON3 층(1905)은 디스플레이 픽셀 전극들에 접속된다. M3 층은 Vcom(1805)과의 전기적 접촉으로 형성된다. 각각의 디스플레이 픽셀의 M3 층들은 2개의 수직 라인들(1901) 및 하나의 수평 라인(1903)을 포함한다. 일부 실시예들에서, M3 층은 다른 실시예들에서의 yVcom 라인과 동일한 목적을 제공할 수 있다. 일반적으로, 일부 실시예들에서, M3 층은, 자신과 데이터/게이트 라인 사이에 비교적 낮은 교차 커패시턴스 커플링을 제공할 수 있다는 점에서 특정한 장점들을 가질 수 있다. 또한, 감지 영역들에서, M3 층의 수평(x-방향) 접속은 모든 감지 공통 전극들을 함께 커플링하여 y-방향 전하 감지를 향상시키는 역할을 할 수 있다. 감지 영역 내의 공통 전극들의 x-y 접속들은 균일성을 위해 구동 영역 내에서 반복될 수 있다. 추가적으로, 데이터 라인들 위에 수직 M3 라인들(y-방향)을 위치시킴으로써, 향상된 개구율(aperture ratio)이 달성될 수 있다. 구동 터널이 감지 영역들을 바이패스하기 위해 심지어 M3 층과 함께 여전히 사용될 수 있으므로, M3 층의 수평(x-방향)은 구동 터널 위에, 그리고 이에 맞춰 정렬된 임의의 xVcom 층 위에 배치되어 개구율을 증가시킬 수 있다. 어떠한 xVcom 라인도 사용되지 않는 픽셀 실시예들에서, 자극 구동 라인 신호가 M3 층에 공급될 수 있다. 일반적으로, 자극 구동 라인 신호는 xVcom 라인 및 M3 층 중 하나 또는 둘 모두에 공급될 수 있다. 각각의 디스플레이 픽셀 내의 수직 라인들(1901)은, 세트의 특정 디스플레이 픽셀(즉, A_픽셀, B_픽셀, 등)에 따라, y-접속해제들 또는 y-접속들을 포함할 수 있다. B_픽셀의 y-접속 및 C_픽셀의 y-접속해제가 도 19에서 하이라이트된다. 각각의 디스플레이 픽셀의 수평 라인들(1903)은 세트의 특정 디스플레이 픽셀에 따라, x-접속해제들 또는 x-접속들을 포함할 수 있다. A_픽셀의 x-접속 및 E_픽셀의 x-접속해제가 도 19에서 하이라이트된다. 디스플레이 픽셀들(A, F 및 H)의 M3 층의 수직 라인들(1901) 및 수평 라인들(1903)이 디스플레이 픽셀의 에지들(상부, 하부, 좌측 및 우측)로 연장되고, 디스플레이 픽셀들(A, F 및 H)을 각각의 방향으로 인접한 디스플레이 픽셀들에 잠재적으로 접속시킨다. 따라서, 디스플레이 픽셀들(A, F 및 H)은 x- 및 y-접속들(x-con, y-con)을 제공한다. 디스플레이 픽셀들(A, F 및 H)은, 각각의 디스플레이 픽셀의 수평 라인(1903)이 우측 및 좌측의 인접한 디스플레이 픽셀들 사이에 도전성 경로를 형성하고, 각각의 디스플레이 픽셀의 수직 라인들(1901)이 상부 및 하부의 인접한 디스플레이 픽셀들 사이에 도전성 경로를 형성하므로, x- 및 y-접속 디스플레이 픽셀들이라고 명명된다. 그러나, 디스플레이 픽셀들(A, F 및 H)이 x-방향 및 y-방향 모두에서 접속하기 위한 접속 구조체를 갖지만, 인접한 디스플레이 픽셀들 중 하나 이상이, 예를 들어, 픽셀들(A, F 또는 H)로부터 인접한 디스플레이 픽셀을 접속해제시키는 M3 층 내의 접속해제를 포함할 수 있으므로, 디스플레이 픽셀들이 반드시 인접한 디스플레이 픽셀들에 접속되지는 않는다.
디스플레이 픽셀들(B, E 및 G) 각각의 M3 층은 수직 방향으로 완전히 확장되지만, 디스플레이 픽셀의 우측 에지로 확장되지는 않는다. 이들 디스플레이 픽셀들은 x-접속해제들 및 y-접속들(x-discon, y-con)을 제공한다. 보다 구체적으로, 디스플레이 픽셀들(B, E 및 G)은 "우측 접속해제"되는데, 즉, 이들은 자신의 우측에 있는 디스플레이 픽셀들의 M3 층들에 접속하지 않는다. 마찬가지로, 디스플레이 픽셀 C의 M3 층은 x-접속 및 y-접속해제(x-con, y-discon)를 제공하며, 보다 구체적으로, 픽셀 C가 "하부 접속해제"된다. 디스플레이 픽셀 D의 M3 층은 x- 및 y-접속해제들(x-discon, y-discon)을 제공하며, 보다 구체적으로, 픽셀 D는 "우측 및 하부 접속해제"된다. 접속해제들이 우측 및/또는 하부에 제한되지는 않고, 디스플레이 픽셀의 M3 층의 상부, 좌측 또는 내부에, 그리고 임의의 개수 및 조합으로 접속해제들이 존재할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
도 20은 예시적인 처리의 더 후반 스테이지들을 도시한다. M3 및 CON3 층들이 참조로 도시된다. 디스플레이 픽셀 전극들(2001) 및 블랙 마스크들(BM)(2003)이 모든 디스플레이 픽셀들 상에 형성된다. 도 17 내지 도 20에서, 도 5의 실시예에 존재하는 것과 같은 yVcom 라인 접속이 존재하지 않는다. 오히려, M3 층은 x 및 y 방향들로 공통 전극들에 접속하는 목적을 제공할 수 있다. 그러나, xVcom은 구동 터널, 즉 감지 영역 바이패스를 제공하기 위해 일부 픽셀들, 즉 E, F, G, H에서 여전히 사용될 수 있다.
도 21a 및 도 21b는 일 예시적인 터치 픽셀(2103)에 대한 디스플레이 픽셀들의 예시적인 레이아웃을 도시한다. 터치 픽셀(2103)은 64x64 디스플레이 픽셀들의 영역을 포함하며, 디스플레이 픽셀들 각각은 도면에 도시된 디스플레이 픽셀들의 범례에 따라 전술된 디스플레이 픽셀들 A-H 중 하나이다. 또한, 도 21a는 150(15x10)개의 터치 픽셀들(2103)의 예시적인 배열을 포함하는 예시적인 터치 스크린(2101)을 도시한다. 디스플레이 픽셀 레이아웃은 도 4 및 도 13을 참조하여 전술된 구동 영역 세그먼트들, 감지 영역들, 및 접지 영역들에 실질적으로 대응할 수 있는 디스플레이 픽셀들의 그룹화들을 생성한다. 특히, 디스플레이 픽셀들의 레이아웃은 2개의 X 영역들(X1 및 X2), 2개의 Y 영역들(Y1 및 Y2), 및 1개의 Z 영역을 형성한다. X1 및 X2 영역들은, 예를 들어, 구동 영역 세그먼트의 우측 절반 부분 및 또다른 구동 영역 세그먼트의 좌측 절반 부분, 예를 들어, 각각 도 3의 우측 절반 부분(309) 및 좌측 절반 부분(313)일 수 있다. Y 영역들은, 예를 들어, 도 13의 구동-감지 접지 영역(1301)과 같은 접지 영역들의 일부분들일 수 있다. Z 영역은, 예를 들어, 도 3의 감지 라인(223)과 같은 감지 영역의 일부분일 수 있다. 도 17 내지 도 20에 도시된 8개의 디스플레이 픽셀들의 세트의 특정 구성들은, 도 21a 및 도 21b에 도시된 특정 설계 픽셀 레이아웃과 함께, 터치를 검출하기 위해 터치 감지 시스템에서 사용될 수 있는 회로 엘리먼트들의 그룹화를 생성한다.
도 17 내지 도 20 및 도 21a의 범례를 고려하여 알 수 있는 바와 같이, 열 1-23으로부터의 디스플레이 픽셀들, 및 행 1-64로부터의 디스플레이 픽셀들이 M3 층에서 함께 접속되어 구동 영역 X1을 형성한다. 접지 영역 Y1은 열들 24-25 및 행들 1-64의 디스플레이 픽셀들을 포함한다. 감지 영역 Z는 열들 26-39, 행들 1-64를 포함한다. 접지 영역 Y2는 열들 40-41 및 행들 1-64의 디스플레이 픽셀들을 포함한다. 구동 영역 X2는 열들 42-64, 행들 1-64를 포함한다.
구동 영역들(X1 및 X2)은 구동 터널들(바이패스들)(2105)의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들을 통해 함께 전기적으로 접속된다. 구동 터널(2105)은 디스플레이 픽셀들(E, H, G, 및 F)을 포함한다. 도 20을 참조하면, 도면들에 보여지는 바와 같이, 디스플레이 픽셀들(E 및 F)은 M1 층에서 xVcom과 접속하기 위해 도전층들 Vcom ITO, CON2, M2, 및 CON1을 통해 (도 20의 접촉점들(2005)에서) M3 층 사이에 "접촉"을 제공한다. 따라서, 디스플레이 픽셀들(E 및 F)은 구동 영역의 M3 층으로 하여금 터널링(xVcom(M1) 층에 대한 층 외/면 외 바이패스를 생성하는 것)에 의해 접지 및 감지 영역들을 바이패스하도록 한다. 도 20에 도시된 바와 같이, 접촉점들(2005)은 디스플레이 픽셀들(E 및 F)의 서브픽셀들의 중심에 위치될 수 있다. 그러나, 접촉점들은 디스플레이 픽셀들의 다른 위치들에 있을 수 있다.
예를 들어, 도 21c는 본 발명의 실시예들에 따라 구동 영역(2113)의 상이한 디스플레이 픽셀들(2111) 내의 상이한 위치들에 있는 예시적인 구동 터널 접촉점들(2109)을 예시한다. 이 예에서, 구동 영역(2113)은 감지 영역(2115)에 인접할 수 있다. 3개의 접촉점들(2109)은 감지 영역(2115)의 디스플레이 픽셀들(2119)을 바이패스하는 구동 터널(2117)에 3개의 디스플레이 픽셀들(2111)을 접속시킬 수 있다. 다수의 접촉점들을 사용하는 것은, 예를 들어, 구동 영역(2113)과 구동 터널(2117) 사이의 접속의 임피던스를 감소시킬 수 있다. 도 21c가 인접한 디스플레이 픽셀들(2111) 내에 위치되는 3개의 접촉점들을 도시하지만, 접촉점들은 상이한 배열들로 이루어질 수 있고, 인접한 디스플레이 픽셀들 내에 있을 필요는 없다. 또한, 더 많거나 더 적은 접촉점들이 사용될 수 있다. 3개의 접촉점들(2109)은 예를 들어, 각각의 디스플레이 픽셀의 상이한 서브픽셀들에서 자신의 각각의 디스플레이 픽셀들(2111) 내의 상이한 점들에 위치될 수 있다.
도 21d는 구동 영역(2135)의 디스플레이 픽셀들(2133) 내의 동일한 위치들에 있는 구동 터널 접촉점들(2129)을 갖는 다른 예를 예시한다. 이 예에서, 접촉점들(2129) 모두는, 자신의 개별 디스플레이 픽셀들(2133) 내에서, 동일한 서브픽셀, 예를 들어, RGB 디스플레이 픽셀의 청색 서브픽셀에 위치된다. 접촉점들(2129)은 감지 영역(2141)의 디스플레이 픽셀들(2139)을 바이패스하는 구동 터널(2137)과 디스플레이 픽셀들(2133)을 접속시킨다.
디스플레이 픽셀들(G 및 H)은 회로 엘리먼트 xVcom을 포함하며, 아래에 보다 상세하게 기술되는 터치 감지 시스템에서 동작하는 디스플레이 픽셀들의 다른 회로 엘리먼트들 중 임의의 회로 엘리먼트와 xVcom 사이의 접속을 포함하지 않는다. 따라서, 디스플레이 픽셀들 타입(G 및 H)은 2개의 구동 영역들, 예를 들어, 구동 영역들(X1 및 X2)을 함께 접속시키기 위해 접지 및 감지 영역들을 바이패스하는 터널링 접속들의 예들이다.
도 17 내지 도 20을 다시 참조하면, 디스플레이 픽셀들의 3가지 예시적인 타입들, 즉 접속층 타입, 접촉 타입 및 터널 타입이 이하 도 21a 및 도 21b의 예시적인 디스플레이 픽셀 레이아웃을 참조하여 보다 상세하게 기술될 것이다. 이 예에서, 각각의 영역 내의 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들이, 본 명세서에서 접속층으로서 언급되는, M3 층을 통해 주로 함께 접속된다. A_픽셀들, B_픽셀들, C_픽셀들, 및 D_픽셀들은, 접속층을 통해 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들을 함께 접속시키는 공통 기능을 제공할 수 있는 접속층 타입 디스플레이 픽셀들이다. 특히, 전술된 바와 같이, 수직 라인들(1901) 및 수평 라인들(1903)이 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들에 전기적으로 접속된다. 접속층 타입 디스플레이 픽셀들의 4개의 상이한 M3 층 구성들은 디스플레이 픽셀들 사이에 M3 층을 접속시키기 위한 4개의 상이한 방식들을 제공한다. A_픽셀들은 모든 인접한 디스플레이 픽셀들(상부, 하부, 좌측 및 우측)에서 M3 층을 접속시킬 수 있다. B_픽셀들은 상부, 하부 및 좌측에 접속할 수 있지만, 우측에 디스플레이 픽셀들로부터의 접속해제를 제공한다. C_픽셀들은 상부, 좌측 및 우측에 접속할 수 있지만, 하부에 디스플레이 픽셀들로부터의 접속해제를 제공한다. D_픽셀들은 상부 및 좌측에 접속할 수 있지만, 우측에 디스플레이 픽셀들로부터 그리고 아래에 디스플레이 픽셀들로부터의 접속해제를 제공한다. 도 21a를 참조하면, 디스플레이 픽셀 레이아웃의 디스플레이 픽셀들의 대부분은, 모든 인접한 픽셀들을 효율적으로 접속시키기 위해 영역들의 내부 영역들에 통상적으로 위치될 수 있는 A_픽셀들일 수 있다.
B_픽셀들, C_픽셀들, 및 D_픽셀들은, 이들 디스플레이 픽셀들의 x- 및 y-접속해제들이 영역들의 경계들을 형성하는 접속해제를 제공할 수 있으므로, 영역들의 경계들에 위치될 수 있다. 예를 들어, 우측-접속해제된 B_픽셀들은, 영역들을 좌우로 분리하기 위해, 도 21a에 도시된 바와 같이, 수직 라인들로 배열될 수 있다. C_픽셀들은, 영역들을 상하로 분리하기 위해, 도 21a에 도시된 바와 같이, 수평 라인들로 배열될 수 있다. D_픽셀들은 영역들을 좌우 및 상하로 분리하기 위해 영역들의 코너에 배치될 수 있다.
픽셀들 A-D만을 사용하여, 도 21a에 도시된 구동 영역 세그먼트들, 감지 라인 및 접지 영역들을 형성하는 것이 가능하다. 그러나, 본 발명의 일부 실시예들에서, 구동 영역 세그먼트들은 접지 영역들 및 감지 영역과 같은 다른 영역들을 바이패스하는 도전성 경로들을 통해 함께 전기적으로 접속된다. 접촉 타입 디스플레이 픽셀들, 즉, E_픽셀들 및 F_픽셀들, 및 터널 타입 디스플레이 픽셀들, 즉, G_픽셀들 및 H_픽셀들은 다른 영역들을 바이패스하는 도전성 경로들을 형성할 수 있다. 접촉 타입 픽셀들은 디스플레이 픽셀의 스택업 내의 2개 이상의 도전층들을 전기적으로 접속시키거나 접속해제할 수 있다. 본 명세서에서 기술되는 예시적인 접촉 타입 디스플레이 픽셀들은, 제1 금속층(M1 층)에 형성될 수 있는 xVcom 라인과 M3 층 사이의 접속을 포함한다. 따라서, 접촉 타입 픽셀들은 구동 영역 세그먼트의 접속층(M3 층)을 상이한 도전성 경로인 M1 층 내의 xVcom 라인에 접속시킴으로써 면/층 외 바이패스를 형성한다. 터널 타입 디스플레이 픽셀들이 xVcom 라인을 포함하지만, M3 층과 같은 디스플레이 픽셀 스택업의 임의의 다른 회로 엘리먼트와 xVcom 라인 사이의 접속을 포함하지는 않는다.
도전성 경로들의 바이패스가 이하 보다 상세하게 기술될 것이다. 도 21a 및 도 21b에 도시된 바와 같이, 터치 픽셀(2103)은 3개의 구동 터널들(2105)을 포함한다. 각각의 구동 터널(2105)은 다음의 픽셀 타입들의 패턴의 디스플레이 픽셀들: E, H, G, H, ..., H, G, H, G, F을 포함한다. 구동 터널(2105)은 바이패싱 도전성 경로의 일 예이다. 구동 터널(2105)의 좌측 단부에서 시작하여, 바이패싱 도전성 경로는, 도 21의 접지 영역과 구동 영역 세그먼트 사이의 접속층을 접속해제시키기 위한 접속층 내의 우측-접속해제를 포함하는, E_픽셀로 시작한다. 결과적으로, E_픽셀의 우측 접속해제는 2개의 구동 영역 세그먼트들 사이의 접속층 내에 +x-접속해제를 초래하고, E_픽셀의 면/층 외 접속은 2개의 구동 영역 세그먼트들 사이의 또다른 층(M1)의 x-접속을 초래한다.
일단 다른 층에 대한 면/층 외 접속이 이루어지면, 바이패싱 도전성 경로는 터널 타입 디스플레이 픽셀들을 사용하여 다른 영역들, 즉, 접지 영역들 및 감지 영역을 통해 지나간다. 터널 타입 디스플레이 픽셀들 각각은 xVcom 라인을 포함하고, 대안적으로는 x-접속해제 및 x-접속을 포함한다. 보다 구체적으로, G_픽셀들은 우측 접속해제를 포함하고, H_픽셀들은 우측 접속을 포함한다. 터널 타입 디스플레이 픽셀들의 x-접속/접속해제는, 예를 들어, 2개 이상의 다른 영역이 2개의 구동 영역 세그먼트들 사이에 형성되도록 할 수 있다. 특히, 도 21에 도시된 바와 같이, G_픽셀들이 B_픽셀들의 수직 열에 형성되어 접속해제들을 생성함으로써, 접지 영역 Y1과 감지 영역 Z 사이의 경계, 감지 영역 Z와 접지 영역 Y2 사이의 경계, 및 접지 영역 Y2와 구동 영역 세그먼트 X2 사이의 경계를 형성할 수 있다. H_픽셀들은, A_픽셀들과 유사하게, H_픽셀들의 접속층(M3 층)이 모든 인접한 픽셀들에 접속하므로, 다른 영역들, 예를 들어, 접지 영역들 및 감지 영역의 내부 영역들에 위치될 수 있다.
도 22a 및 도 22b는 본 발명의 실시예들에 따른 예시적인 터치 픽셀 레이아웃 및 터치 스크린(2201)을 도시한다. 터치 스크린(2201)은 LCD 회로(미도시)에 접속하는 LCD FPC(플렉시블 인쇄 회로 기판)(2201), 디스플레이 페이즈에서 디스플레이 픽셀들을 구동하는 LCD 드라이브, 터치 스크린에 대한 공통 전압을 전달하는 Vcom 라인을 포함한다. 터치 FPC는 다음의 라인들: 구동 영역들에 구동 신호들을 전송하는 r0-r14 및 r14-r0 라인들, 감지 영역들로부터 감지 신호들을 수신하는 c0-c9 라인들, 예컨대, 터치 페이즈 동안 가상 접지에 모든 데이터 라인들을 접속시키는 것으로부터 디스플레이 페이즈 동안 LCD 드라이브로부터의 대응하는 데이터 출력들에 개별 데이터 라인들을 접속시키는 것으로의 스위칭, 터치 감지 페이즈 동안 감지 영역들 사이의 스위칭 등과 같은, 다양한 스위칭을 제어할 수 있는 터치 스위치(TSW)에 접속하는 tswX, tswY 및 tswZ(때때로 여기서 "tswX,Y,Z"라고도 지칭됨) 라인들을 포함한다. 또한, 터치 FPC는 데이터 라인들과 접지 영역들을 각각 가상 접지들로 접속시키기 위한 g1 및 g0 라인들을 포함한다. 게이트 라인들을 구동하는 게이트 드라이버들이 포함된다.
또한, 도 22b는 터치 스크린(2201)의 측면도를 도시한다. 측면도는 접속들 중 일부를 보다 상세하게 예시한다. 예를 들어, 도 22b는 Y 영역들로부터의 M3 접속들이 이들 영역들로 하여금 g0에 접지되도록 하는 것을 도시한다. Z 영역들로부터의 M3 접속들은 Z 영역들이 c0-c9 라인들에 접속되게 한다. M2 접속들은 터치 감지 페이즈 동안 데이터 라인들이 g1에 접지되게 한다.
도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 높은 저항(R) 실드를 포함하는 예시적인 터치 스크린의 측면도이다. 도 23은, 커버(2301), 접착제(2302), 편광자(polarizer)(2303), 높은 저항(R) 실드(2304), 컬러 필터 유리(2305), 구동 영역들(2309), 감지 영역(2313), 접지 영역(2315), TFT 유리(2316), 및 제2 편광자(2317)를 포함하는, 터치 스크린(2300)의 일부분을 도시한다. 액정층은 컬러 필터 유리의 아래에 배치될 수 있다. 예를 들어, 높은 R 실드(2304)와 같은 높은 저항 실드는 FFS LCD의 낮은 저항 실드층을 대신하여 CF 유리와 전면 편광자 사이에 배치될 수 있다. 높은 R 실드의 시트 저항은, 예를 들어, 200M옴/스퀘어(Ohm/square) ~ 2G옴/스퀘어일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높은 저항 실드막을 갖는 편광자는 높은 R 실드층으로서 사용될 수 있으며, 따라서, 예를 들어, 편광자(2303) 및 높은 R 실드(2304)를 단일의 높은 R 실드 편광자로 교체할 수 있다. 높은 R 실드는 디스플레이 근처의 낮은 주파수/DC 전압들이 디스플레이의 동작을 교란시키는 것을 차단하는 것을 도울 수 있다. 동시에, 높은 R 실드는, 높은 주파수 신호들, 예를 들어, 용량식 터치 감지를 위해 통상적으로 사용되는 신호들이 실드를 투과하도록 할 수 있다. 따라서, 높은 R 실드는 디스플레이를 실드하는 것을 도우면서 디스플레이가 터치 이벤트들을 감지하게 할 수 있다. 예를 들어, 높은 R 실드들은 매우 높은 저항의 유기 재료, 탄소 나노 튜브들 등으로 이루어질 수 있다.
도 24는 본 발명의 실시예들에 따른, 또다른 예시적인 용량성-타입의 일체형 터치 스크린(2400)의 부분 상면도이다. 이러한 특정 터치 스크린(2400)은 자가 커패시턴스에 기반하고, 따라서, 터치 스크린(2400)의 면의 상이한 좌표들을 각각 나타내는 복수의 터치 감지 영역들(2402)을 포함한다. 터치 픽셀들(2402)은 터치 스크린(2400) 상에 이미지를 디스플레이하기 위해 디스플레이 회로의 일부분으로서, 그리고 터치 스크린 상의 또는 터치 스크린 근처의 터치를 감지하기 위해 터치 감지 회로의 일부분으로서 동작하는 멀티-기능 회로 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이 픽셀들(2404)로 형성된다. 이러한 예시적인 실시예에서, 터치 감지 회로 및 시스템은 자가 커패시턴스, 따라서, 터치 픽셀(2402) 내의 회로 엘리먼트들의 자가 커패시턴스에 기반하여 동작한다. 일부 실시예들에서, 자가 커패시턴스와 상호 커패시턴스의 조합이 터치를 감지하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들이 첨부 도면들을 참조하여 충분히 설명되었지만, 상이한 실시예의 피처들의 결합, 피처 또는 피처들의 생략 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 변경들 및 수정들이 본 발명의 설명 및 도면들을 고려하여 당업자에게 명백해질 것이라는 점에 유의한다.
예를 들어, 전술된 컴퓨팅 시스템(200)의 기능들 중 하나 이상은 메모리(예를 들어, 도 2의 주변 장치들(204) 중 하나)에 저장된 펌웨어에 의해 수행되고, 터치 프로세서(202)에 의해 실행될 수 있거나, 또는 프로그램 저장소(232)에 저장되고 호스트 프로세서(228)에 의해 실행될 수 있다. 또한, 펌웨어는 명령 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스, 예를 들어, 컴퓨터 기반 시스템, 프로세서-포함 시스템, 또는 명령 실행 시스템, 장치 또는 디바이스로부터 명령들을 페치하고 명령들을 실행할 수 있는 다른 시스템에 의해 또는 이들과 관련하여 사용하기 위한 임의의 컴퓨터 판독가능 매체 내에서 저장되고/되거나 전달될 수 있다. 본 문헌의 컨텍스트에서, "컴퓨터 판독가능 매체"는 명령 실행 시스템, 장치 또는 디바이스에 의해 또는 이들과 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 포함하거나 저장할 수 있는 임의의 매체일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는, 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선, 또는 반도체 시스템, 장치 또는 디바이스, 휴대용 컴퓨터 디스켓(자기), 랜덤 액세스 메모리(RAM)(자기), 판독 전용 메모리(ROM)(자기), EPROM(erasable programmable read-only memory)(자기), CD, CD-R, CD-RW, DVD, DVD-R, 또는 DVD-RW와 같은 휴대용 광학 디스크, 또는 콤팩트 플래시 카드들, 보안 디지털 카드들, USB 메모리 디바이스들, 메모리 스틱들 등과 같은 플래시 메모리를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
또한, 펌웨어는 명령 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스, 예를 들어, 컴퓨터 기반 시스템, 프로세서-포함 시스템, 또는 명령 실행 시스템, 장치 또는 디바이스로부터 명령들을 페치하고 명령들을 실행할 수 있는 다른 시스템에 의해 또는 이들과 관련하여 사용하기 위한 임의의 전송 매체 내에서 전파될 수 있다. 본 문헌의 컨텍스트에서, "전송 매체"는 명령 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 이들과 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 통신하거나, 전파하거나 또는 전송할 수 있는 임의의 매체일 수 있다. 전송 판독가능 매체는 전자, 자기, 광학, 전자기, 또는 적외선 유선 또는 무선 전파 매체를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
추가적인 바람직한 실시예들이 아래와 같이 기술될 수 있다.
복수의 디스플레이 픽셀들의 스택업은, 게이트 라인들을 포함하는 도전성 재료의 제1 층; 데이터 라인들을 포함하는 도전성 재료의 제2 층; 및 제1 방향의 제1 도전성 라인들을 포함하는 도전성 재료의 제3 층을 갖는다. 제1 도전성 라인들 각각은, 복수의 디스플레이 픽셀들을 통해 연장되며 제3 층 내의 접속해제들에 의해 제1 방향으로 서로 분리되는 복수의 제1 라인 부분들을 포함한다. 또한, 제1 방향을 횡단하는 제2 방향으로 배치되는 제2 도전성 라인들이 제공된다. 제2 도전성 라인들 각각은, 복수의 디스플레이 픽셀들을 통해 연장되며 접속해제들에 의해 제2 방향으로 서로 분리되는 복수의 제2 라인 부분들을 포함한다. 제1 영역 내의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들은 제1의 복수의 제1 라인 부분들에 의해 제1 방향으로 함께 전기적으로 접속되고, 제1 영역 내의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들은 제1의 복수의 제2 라인 부분들에 의해 제2 방향으로 함께 전기적으로 접속된다. 제1 영역 내의 복수의 디스플레이 픽셀들은, 제2 영역 내의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들에 전기적으로 접속하지 않고 디스플레이 픽셀들의 제1 영역으로부터 제2 영역으로 연장되는 도전성 경로를 이용하여 접촉 픽셀들 각각의 회로 엘리먼트들을 전기적으로 접속시키는 접촉점들을 포함하는 접촉 픽셀들이다. 스택업의 제3 층은 제2 도전성 라인들을 포함할 수 있고, 제2 라인 부분 접속해제들은 제3 층에 있을 수 있다. 또한, 디스플레이 픽셀들의 제2 영역이 제공될 수 있으며, 제2 영역의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들은 제2의 복수의 제1 라인 부분들 및 제2의 복수의 제2 라인 부분들에 의해 각각 제1 및 제2 방향으로 함께 전기적으로 접속되고, 제1 영역 내의 회로 엘리먼트들로부터 제3 층에서 전기적으로 접속해제된다. 회로 엘리먼트들은 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들일 수 있다. 스택업은 디스플레이 픽셀들의 제3 영역을 포함할 수 있으며, 제3 영역의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들은 제3의 복수의 제1 라인 부분들 및 제3의 복수의 제2 라인 부분들에 의해 제1 및 제2 방향으로 함께 전기적으로 접속되고, 제3 영역은 제1 영역과 제2 영역 사이에 위치되며, 적어도 하나의 도전성 경로는 제1 영역의 회로 엘리먼트들을 제2 영역의 회로 엘리먼트들에 접속시키고, 적어도 하나의 도전성 경로는 제3 영역의 회로 엘리먼트들에 전기적으로 접속하지 않고, 제3 영역의 하나 이상의 디스플레이 픽셀들을 통해 지나간다. 스택업의 도전성 경로들은 제1 층 내의 공통 라인; 제1 영역의 회로 엘리먼트들 중 적어도 일부를 공통 라인에 전기적으로 접속시키는 제1 도전성 콘택; 및 제2 영역의 회로 엘리먼트들 중 적어도 일부를 공통 라인에 전기적으로 접속시키는 제2 도전성 콘택을 포함할 수 있다.
또한, 제1 영역과 제2 영역 사이에 위치된 디스플레이 픽셀들의 제4 영역이 제공될 수 있으며, 도전성 경로의 적어도 일부는 제4 영역의 회로 엘리먼트들에 전기적으로 접속하지 않고 제4 영역의 하나 이상의 디스플레이 픽셀들을 통해 지나간다. 또한, 다른 실시예들에서, 제4 영역을 접지에 접속시키는 도전성 라인이 제공될 수 있다.
또한, 터치 감지 시스템은 제1 영역 및 제2 영역 중 하나에 접속되는 구동 신호 생성기; 및 제3 영역에 접속되는 감지 채널을 포함할 수 있다.
각각의 디스플레이 픽셀은 별도의 공통 전극을 가지며, 제1의 복수의 제1 라인 부분들 및 제1의 복수의 제2 라인 부분들은 제1 영역 내의 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들에 함께 접속시킨다. 제2의 복수의 제1 라인 부분들 및 제2의 복수의 제2 라인 부분들은 제2 영역 내의 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들을 함께 접속시킨다. 제3의 복수의 제1 라인 부분들 및 제3의 복수의 제2 라인 부분들은 제3 영역 내의 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들을 함께 접속시킨다. 구동 신호 생성기는 제1 영역 내의 제1의 복수의 제1 라인 부분들 또는 제1의 복수의 제2 라인 부분들 중 적어도 하나에, 또는 제2 영역 내의 제2의 복수의 제1 라인 부분들 또는 제2의 복수의 제2 라인 부분들 중 적어도 하나에 접속된다. 감지 채널은 제3의 복수의 제1 라인 부분들 또는 제3의 복수의 제2 라인 부분들 중 하나에 접속될 수 있으며, 감지 채널은 전하 증폭기를 포함할 수 있다.
터치 스크린은, 디스플레이 픽셀들의 제1 회로 엘리먼트들 및 디스플레이 드라이버에 대한 접속들을 포함하는 디스플레이 회로; 및 디스플레이 픽셀들의 제1 회로 엘리먼트들 중 일부를 포함하는 제1 도전성 라인들, 및 디스플레이 픽셀들의 제2의 상이한 회로 엘리먼트들을 포함하는 적어도 하나의 도전성 경로에 의해 함께 전기적으로 접속되는 적어도 2개의 도전성 라인 부분들을 포함하는 제2 도전성 라인들을 포함하는 터치 감지 회로를 포함한다. 제1 및 제2 도전성 라인들 중 하나는 터치 감지 회로의 구동 라인들이고, 제1 및 제2 도전성 라인들 중 다른 하나는 터치 감지 회로의 감지 라인들이다. 추가적으로, 적어도 2개의 도전성 라인 부분들은 제1 회로 엘리먼트들 중 적어도 일부를 포함할 수 있고, 제1 회로 엘리먼트들은 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들을 포함할 수 있고, 제2 회로 엘리먼트들은 공통 전압 라인들을 포함할 수 있다. 또한, 실질적으로 제1 및 제2 도전성 라인들 중 2개의 도전성 라인들 사이에 도전성 영역이 제공될 수 있으며, 도전성 영역은 접지된다. 추가적으로, 도전성 영역은 교류(AC) 접지에 접지될 수 있다. 추가적으로, 실시예들은, 프로세서; 메모리; 디스플레이 픽셀들의 복수의 회로 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이 회로, 및 디스플레이 제어기를 포함하는 디스플레이 시스템; 및 터치 감지 시스템을 포함하는 컴퓨터 시스템으로서 기술될 수 있다. 이 터치 감지 시스템은, 복수의 제1 영역들 및 복수의 제2 영역들로 그룹화된 복수의 회로 엘리먼트들, 및 제2 영역들을 바이패스하면서 복수의 제1 영역들의 회로 엘리먼트들을 전기적으로 접속시키는 수단을 포함하는 터치 감지 회로를 포함할 수 있고, 이 접속시키는 수단은 구동 터널, 및 구동 터널과 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들을 접속시키는 복수의 접촉점들을 포함하고, 복수의 접촉점들은 복수의 제1 영역들 중 하나의 영역 내에서 적어도 제1 방향을 따라 배열된다. 제1 영역들 각각의 회로 엘리먼트들은 제1 방향을 따라 그리고 제1 방향을 가로지르는 제2 방향을 따라 함께 전기적으로 접속될 수 있고, 또한 터치 제어기가 제공될 수 있다. 추가적으로, 제2 영역들 각각의 회로 엘리먼트들은 제1 및 제2 방향들 중 하나를 따라 함께 전기적으로 접속될 수 있다.
추가의 바람직한 실시예들이 일체형 디스플레이를 갖는 터치 스크린으로서 기술될 수 있다. 터치 스크린은, 대응하는 회로 엘리먼트를 각각 갖는 복수의 디스플레이 픽셀들; 적어도 디스플레이 픽셀들의 제1의 복수의 회로 엘리먼트들을 각각 포함하는 복수의 구동 라인들; 구동 라인들을 가로질러 배치되고, 적어도 디스플레이 픽셀들의 제2의 복수의 회로 엘리먼트들을 포함하는 복수의 감지 라인들; 및 복수의 구동 라인들 및 복수의 감지 라인들 중 인접한 라인들에 의해 형성되는 복수의 터치 픽셀들을 포함한다. 복수의 디스플레이 픽셀들은, 제1 픽셀 타입의 대응하는 회로 엘리먼트에 접속되며, 양의 그리고 음의 제1 방향 및 양의 그리고 음의 제2 방향 모두를 따라 적어도 인접한 제1 픽셀 타입에 전기적으로 접속되는, 제1 도전층을 포함하는 제1 픽셀 타입을 포함한다. 터치 스크린의 디스플레이는 액정 디스플레이일 수 있다. 터치 스크린은 복수의 디스플레이 픽셀들에 접속되는 복수의 게이트 라인들; 및 복수의 디스플레이 픽셀들에 접속되는 복수의 데이터 라인들을 더 포함할 수 있다. 추가적으로, 복수의 디스플레이 픽셀들 각각의 대응하는 회로 엘리먼트는 액정 디스플레이의 공통 전극을 포함할 수 있다.
제2 픽셀 타입의 대응하는 회로 엘리먼트에 접속되며, 양의 그리고 음의 제1 방향 및 양의 그리고 음의 제2 방향 중 하나를 제외한 모두 또는 2개를 제외한 모두를 따라 적어도 인접한 제2 픽셀 타입에 전기적으로 접속되는 제1 도전층을 포함하는 제2 픽셀 타입이 추가적으로 제공될 수 있다. 추가적으로, 제3 픽셀 타입의 대응하는 회로 엘리먼트에 접속되며, 양의 그리고 음의 제1 방향 및 양의 그리고 음의 제2 방향 중 하나를 제외한 모두를 따라 또는 모두를 따라 적어도 인접한 제3 픽셀 타입에 전기적으로 접속되는 제1 도전층을 포함하는 제3 픽셀 타입 - 제3 픽셀 타입의 제1 도전층은 하나 이상의 절연층들에 의해 제1 도전층으로부터 분리되는 제2 도전층에 의해 형성된 구동 터널에 접속됨 -; 및 제4 픽셀 타입의 대응하는 회로 엘리먼트에 접속되며, 양의 그리고 음의 제1 방향 및 양의 그리고 음의 제2 방향 중 하나를 제외한 모두를 따라 또는 모두를 따라 적어도 인접한 제4 픽셀 타입에 전기적으로 접속되는 제1 도전층을 포함하는 제4 픽셀 타입 - 제4 픽셀 타입은 제2 도전층에 의해 형성되는 구동 터널을 가지며, 제4 픽셀 타입의 제1 도전층은 제4 픽셀 타입의 구동 터널에 접속되지 않고, 제4 픽셀 타입의 구동 터널은 인접한 제4 픽셀 타입의 구동 터널에 접속됨 - 이 제공될 수 있다.
추가적인 바람직한 실시예들이 다음과 같이 기술될 수 있다.
터치 스크린은, 일체형 디스플레이를 가지며, 대응하는 회로 엘리먼트를 각각 갖는 복수의 디스플레이 픽셀들; 적어도 디스플레이 픽셀들의 제1의 복수의 회로 엘리먼트들을 각각 포함하는 복수의 구동 라인들; 구동 라인들을 가로질러 배치되며 적어도 디스플레이 픽셀들의 제2의 복수의 회로 엘리먼트들을 포함하는 복수의 감지 라인들; 복수의 구동 라인들 및 복수의 감지 라인들 중 인접한 라인들에 의해 형성되는 복수의 터치 픽셀들을 포함한다. 복수의 디스플레이 픽셀들은, 제1 픽셀 타입의 대응하는 회로 엘리먼트에 접속되며, 양의 그리고 음의 제1 방향 및 양의 그리고 음의 제2 방향 모두를 따라 적어도 인접한 제1 픽셀 타입에 전기적으로 접속되는 제1 도전층을 포함하는 제1 픽셀 타입; 및 제2 픽셀 타입의 대응하는 회로 엘리먼트에 접속되며, 양의 그리고 음의 제1 방향 및 양의 그리고 음의 제2 방향 중 하나를 제외한 모두 또는 둘을 제외한 모두를 따라 적어도 인접한 제2 픽셀 타입에 전기적으로 접속되는 제1 도전층을 포함하는 제2 픽셀 타입을 포함한다. 복수의 구동 라인들 각각은 양의 그리고 음의 제1 방향 및 양의 그리고 음의 제2 방향을 따라 배열되는 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들을 포함한다. 추가적으로, 회로 엘리먼트는 양의 또는 음의 제1 방향을 따라 배열되어 행들을 형성하고, 양의 그리고 음의 제2 방향을 따라 배열되는 회로 엘리먼트들은 열들을 형성하며, 구동 라인들 각각 내의 구동 터널들의 수는 회로 엘리먼트들의 행들의 수의 서브세트이다. 추가적으로, 구동 라인들 사이에, 또는 구동 라인들과 감지 라인들 사이에 위치되는 디스플레이 픽셀들의 복수의 접지된 회로 엘리먼트들이 제공될 수 있다.
디스플레이와 일체화된 터치 스크린은, 제1 및 제2 방향들을 따라 배열되는 복수의 디스플레이 픽셀들; 제1 방향을 따라 배치되는 복수의 디스플레이 픽셀들 중 일부를 포함하는 복수의 구동 라인들; 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배치되는 복수의 디스플레이 픽셀들 중 다른 일부를 포함하는 복수의 감지 라인들을 포함할 수 있다. 복수의 구동 라인들 각각은 복수의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들의 제1 그룹들을 포함하고, 복수의 감지 라인들 각각은 복수의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들의 제2 그룹을 포함한다. 복수의 구동 라인들 중 적어도 하나의 일부분에 의해 정의되는 제1 영역 내에서 적어도 제1 방향을 따라, 또는 실질적으로 이와 평행하게, 제1 그룹들 중 하나의 회로 엘리먼트들 중 적어도 일부를 상호접속시키는 도전층; 복수의 감지 라인들 중 적어도 하나의 적어도 일부분에 의해 정의되는 제2 영역 내에서 적어도 제2 방향을 따라, 또는 실질적으로 이와 평행하게 제2 그룹의 회로 엘리먼트들 중 적어도 일부를 추가적으로 상호접속시키는 도전층; 도전층에 전기적으로 접속해제되는 제1 영역 및 제2 영역; 및 제1 그룹들 중 하나의 적어도 일부 회로 엘리먼트들을 제1 그룹들 중 또다른 그룹의 회로 엘리먼트들과 전기적으로 접속시키는 구동 터널 도전층이 더 제공되며, 구동 터널 도전층은 대체로 감지 라인들의 디스플레이 픽셀들을 통해 또는 그 아래로 지나가지만, 회로 엘리먼트들의 제2 그룹의 회로 엘리먼트들을 전기적으로 바이패스한다. 복수의 구동 라인들은 제1 및 제2 방향들을 따라 배열되는 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들을 포함할 수 있고, 복수의 감지 라인들 각각은 제1 및 제2 방향들을 따라 배열되는 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 터치 스크린의 디스플레이는 액정 디스플레이를 포함할 수 있고, 제1 그룹들의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들 및 제2 그룹의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들은 액정 디스플레이의 공통 전극들을 포함할 수 있다. 추가적으로, 도전층은 제1 및 제2 방향들 모두를 따라 제1 영역 내에서 액정 디스플레이의 공통 전극들을 상호접속시키고, 도전층은 제1 및 제2 방향들 모두를 따라 제2 영역 내에서 액정 디스플레이의 공통 전극들을 상호접속시킨다.
추가적인 바람직한 실시예들이 다음과 같이 기술된다.
터치 스크린의 터치 또는 근접 터치에 응답하는 복수의 터치 픽셀들을 갖는 터치 스크린으로서, 각각의 터치 픽셀은 구동 라인의 일부분을 형성하는 디스플레이 픽셀들의 제1 그룹; 제1 방향을 따라 디스플레이 픽셀들의 제1 그룹에 인접하며 감지 라인의 일부분을 형성하는 디스플레이 픽셀들의 제2 그룹; 및 제1 방향을 따라 디스플레이 픽셀들의 제2 그룹에 인접하며 구동 라인의 또다른 부분을 형성하는 디스플레이 픽셀들의 제3 그룹을 포함한다. 제1, 제2 및 제3 그룹들의 디스플레이 픽셀들은 공통 전극들을 포함한다. 예를 들어, 구동 터널로서, 디스플레이 픽셀들의 제2 그룹을 바이패스하면서 디스플레이 픽셀들의 제1 그룹을 접속시키는 수단이 제공된다. 구동 라인 도전체들은 제1 방향을 따라, 또는 실질적으로 이와 평행하게, 그리고 상이한 제2 방향을 따라, 또는 실질적으로 이와 평행하게 디스플레이 픽셀들의 제1 그룹의 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들을 함께 전기적으로 접속시키고, 제1 방향을 따라, 또는 실질적으로 이와 평행하게, 그리고 제2 방향을 따라, 또는 실질적으로 이와 평행하게 디스플레이 픽셀들의 제3 그룹의 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들을 함께 전기적으로 접속시킨다. 제1, 제2 및 제3 그룹들은 제1 방향을 따라 배치될 수 있고, 제1, 제2 및 제3 그룹들 각각은 제1 방향을 따라, 또는 실질적으로 이와 평행하게, 그리고 제2 방향을 따라, 또는 실질적으로 이와 평행하게 배열되는 디스플레이 픽셀들을 포함할 수 있다. 접속시키는 수단(예를 들어, 구동 터널)은 디스플레이 픽셀들의 제1 그룹의 적어도 하나의 공통 전극을 디스플레이 픽셀들의 제3 그룹의 적어도 하나의 공통 전극과 전기적으로 접속시킨다. 다른 실시예들에서, 복수의 구동 터널들은 제1 그룹 내의 디스플레이 픽셀들의 복수의 공통 전극들을 디스플레이 픽셀들의 제3 그룹 내의 디스플레이 픽셀들의 대응하는 복수의 공통 전극들과 접속시킨다. 디스플레이 픽셀들은 액정 디스플레이의 일부분이다. 감지 라인 도전체들은 제2 방향을 따라 또는 실질적으로 이와 평행하게 디스플레이 픽셀들의 제2 그룹의 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들을 함께 전기적으로 접속시킬 수 있다. 터치 감지 동작 동안 구동 라인에 인가되는 자극 AC 파형을 제공하는 구동 신호 생성기가 추가적으로 제공될 수 있다. 디스플레이 픽셀들의 제1, 제2 및 제3 그룹들 중에서, 디스플레이 픽셀들의 제2 그룹만이 터치 감지 채널에 접속되는 공통 전극들을 가질 수 있다. 터치 감지 채널은 전하 증폭기를 포함할 수 있다.
터치 스크린은, 복수의 디스플레이 픽셀들 - 디스플레이 픽셀들은 각각의 디스플레이 픽셀에 대한 공통 전극들 및 별도의 픽셀 전극들을 포함함 -; 터치 스크린의 터치 또는 근접 터치에 응답하는 복수의 터치 픽셀들을 갖는 액정 디스플레이를 가지며, 각각의 터치 픽셀은: 복수의 구동 라인들 중 하나의 일부분을 형성하는 디스플레이 픽셀들의 제1 그룹; 디스플레이 픽셀들의 제1 그룹에 인접하며 감지 라인의 일부분을 형성하는 디스플레이 픽셀들의 제2 그룹; 및 디스플레이 픽셀들의 제2 그룹에 인접하며 복수의 구동 라인들 중 하나의 또다른 부분을 형성하는 제3 그룹을 포함한다. 구동 라인 도전체들은 제1 방향을 따라, 또는 실질적으로 이와 평행하게, 그리고 상이한 제2 방향을 따라, 또는 실질적으로 이와 평행하게, 디스플레이 픽셀들의 제1 그룹의 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들을 함께 전기적으로 접속시키고, 제1 방향을 따라, 또는 실질적으로 이와 평행하게, 그리고 제2 방향을 따라, 또는 실질적으로 이와 평행하게, 디스플레이 픽셀들의 제3 그룹의 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들을 함께 전기적으로 접속시킬 수 있다. 감지 라인 도전체들은 제2 방향을 따라 또는 실질적으로 이와 평행하게 디스플레이 픽셀들의 제2 그룹의 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들을 함께 전기적으로 접속시킨다.
컴퓨터 시스템은 프로세서; 메모리; 및 일체형 터치 스크린을 포함할 수 있다. 터치 스크린은, 디스플레이 픽셀의 회로 엘리먼트를 하나 이상의 인접한 디스플레이 픽셀들의 제1 접속층에 접속시키는 도전성 재료의 제1 접속층을 포함하는 제1 디스플레이 픽셀, 제1 접속층을 가지며, 제2 디스플레이 픽셀의 제1 접속층과 도전성 재료의 제2 접속층을 접속시키는 접속을 포함하는 제2 디스플레이 픽셀 - 제2 디스플레이 픽셀의 제2 접속층은 인접한 디스플레이 픽셀의 제2 접속층에 접속함 -, 및 제1 접속층을 가지며, 제3 디스플레이 픽셀의 제2 접속층과 제3 디스플레이 픽셀의 제1 접속층 사이의 접속 없이 제2 접속층을 포함하는 제3 디스플레이 픽셀 - 제3 디스플레이 픽셀의 제2 접속층은 인접한 디스플레이 픽셀에 접속함 - 을 포함할 수 있다. 복수의 제1 디스플레이 픽셀들은 구동 영역 및 감지 영역 중 하나를 형성하고; 복수의 제3 디스플레이 픽셀들은 구동 영역 및 감지 영역 중 다른 하나를 형성하고; 제1의 복수의 제2 디스플레이 픽셀들은 구동 영역과 감지 영역 사이의 경계를 형성하며; 제2의 복수의 제2 디스플레이 픽셀들은 이 경계에 인접하며 구동 영역들 내에 배치된다.
다른 바람직한 실시예들은, 복수의 디스플레이 픽셀들, 및 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들을 포함하는 회로 엘리먼트들을 갖는 일체형 터치 스크린을 제조하는 방법을 포함한다. 이 방법은, 세그먼트화된 터치 신호 라인을 형성하는 단계 - 세그먼트화된 터치 신호 라인을 형성하는 단계는, 터치 스크린의 제1 영역에 제1 라인 세그먼트를 형성하는 단계 - 제1 영역은 복수의 디스플레이 픽셀들을 포함하고, 제1 라인 세그먼트는 제1 방향 및 상이한 제2 방향으로 제1 영역 내에서 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들을 접속시킴 -; 터치 스크린의 제3 영역에 의해 제1 영역으로부터 분리되는 터치 스크린의 제2 영역에 제2 라인 세그먼트를 형성하는 단계 - 제2 및 제3 영역은 복수의 디스플레이 픽셀들을 포함하고, 제2 라인 세그먼트는 제1 방향으로 그리고 제2 방향으로 제2 영역 내에서 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들을 접속시킴 -; 제3 영역을 통해 지나가는 도전성 경로를 형성하는 단계 - 도전성 경로는 제3 영역의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들을 전기적으로 바이패스하고 제1 라인 세그먼트와 제2 라인 세그먼트를 전기적으로 접속시킴 - 를 포함함; 및 제1 방향으로 배열된 복수의 접촉점들에서 도전성 경로에 제1 영역 내의 디스플레이 픽셀들을 접속시키는 단계를 포함한다. 복수의 접촉점들은 디스플레이 픽셀들의 주어진 서브 픽셀 내에 형성될 수 있다. 제1 라인 세그먼트는 제1 영역 내의 복수의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들에 접속되는 도전성 재료의 제1 구조체를 포함하고, 제2 라인 세그먼트는 제2 영역 내의 복수의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들에 접속되는 도전성 재료의 제2 구조체를 포함할 수 있다. 제1 구조체 및 제2 구조체는 스택업의 제1 층에서 형성될 수 있고, 제1 층은 제1 구조체와 제2 구조체 사이의 접속해제들을 포함할 수 있다. 도전성 경로는 제1 층과는 상이한 스택업의 제2 층에서 형성되는 도전성 재료의 제3 구조체 및 제1 영역의 회로 엘리먼트들과 제3 구조체 사이의 접속들 및 제2 영역의 회로 엘리먼트들과 제3 구조체 사이의 접속들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 영역들의 회로 엘리먼트들은 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들일 수 있다. 접속들은 제2 층에 접촉하는 비아들을 형성함으로써 형성될 수 있다. 제1 및 제2 구조체들의 형성은 회로 엘리먼트들을 포함하는 영역들 상에 제1 층을 퇴적시키는 것을 포함할 수 있다. 도전성 경로는 제2 층에 형성되는 도전성 재료의 제3 구조체를 포함할 수 있고, 제1 및 제2 구조체들은 제2 층의 외부에 형성된다. 추가적으로, 이 방법은 터치 감지 신호 라인을 형성할 수 있고, 터치 감지 신호 라인은 제3 영역에 형성되어, 제3 영역 내의 복수의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들에 접속되는 도전성 재료의 또다른 구조체를 정의하고, 터치 감지 신호 라인은 도전성 경로로부터 접속해제된다. 세그먼트화된 터치 신호 라인은 구동 라인으로서 형성될 수 있다.

Claims (31)

  1. 복수의 디스플레이 픽셀들의 스택업(stackup)으로서, 상기 스택업은,
    상기 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들을 각각 갖고, 제1 방향을 따라 위치되는 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역 - 상기 제3 영역은 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 배치됨 - 을 포함하고,
    상기 제1 영역 내의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들은 함께 전기적으로 접속되고,
    상기 제2 영역 내의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들은 함께 전기적으로 접속되고,
    적어도 하나의 도전성 경로는 상기 제1 영역의 회로 엘리먼트들을 상기 제2 영역의 회로 엘리먼트들에 접속시키고, 상기 적어도 하나의 도전성 경로는, 상기 제3 영역의 회로 엘리먼트들에 전기적으로 접속하지 않고 상기 제3 영역의 하나 이상의 디스플레이 픽셀들을 통해 지나가고,
    상기 제1 영역 내의 상기 제1 방향을 따라 배치되는 복수의 디스플레이 픽셀들은 접촉점들을 포함하는 접촉 픽셀들인 - 상기 접촉점들은 상기 적어도 하나의 도전성 경로와 상기 접촉 픽셀들 각각의 회로 엘리먼트들을 전기적으로 접속시킴 - , 스택업.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접촉점들은 상기 접촉점들 각각의 접촉 픽셀들 내의 동일한 위치에 배치되는, 스택업.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 디스플레이 픽셀들은 복수의 서브픽셀들을 갖고, 상기 접촉점들은 상기 접촉점들 각각의 접촉 픽셀들의 동일한 서브픽셀 내에 배치되는, 스택업.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 구동 영역들을 포함하고, 상기 제3 영역은 감지 영역을 포함하는, 스택업.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 내의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들은 상기 제1 방향을 따라, 그리고 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향을 따라 함께 전기적으로 접속되는, 스택업.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 회로 엘리먼트들은 상기 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들인, 스택업.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 도전성 경로는,
    적어도 하나의 공통 라인;
    상기 제1 영역의 회로 엘리먼트들을 상기 적어도 하나의 공통 라인에 전기적으로 접속시키기 위해 상기 접촉 픽셀들의 접촉점들을 접촉하는, 제1 도전성 콘택들; 및
    상기 제2 영역의 회로 엘리먼트들을 상기 적어도 하나의 공통 라인에 전기적으로 접속시키는 제2 도전성 콘택을 포함하는, 스택업.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 위치되는 상기 디스플레이 픽셀들의 제4 영역을 더 포함하고,
    상기 도전성 경로는, 상기 제4 영역의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들에 전기적으로 접속하지 않고, 상기 제4 영역의 하나 이상의 디스플레이 픽셀들을 통해 지나가는, 스택업.
  9. 터치 감지 시스템으로서,
    제8항의 상기 스택업을 포함하고,
    상기 제4 영역을 접지에 접속시키는 도전성 라인을 더 포함하는 터치 감지 시스템.
  10. 터치 감지 시스템으로서,
    제1항 또는 제2항의 상기 스택업을 포함하고,
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 중 하나에 접속되는 구동 신호 생성기; 및
    상기 제3 영역에 접속되는 감지 채널을 더 포함하는 터치 감지 시스템.
  11. 디스플레이와 통합되는 터치 스크린으로서,
    제1 방향 및 제2 방향을 따라 배열되는 복수의 디스플레이 픽셀들;
    상기 제1 방향을 따라 배치되는 상기 복수의 디스플레이 픽셀들 중 일부의 디스플레이 픽셀들을 포함하고, 적어도 디스플레이 픽셀들의 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는 복수의 구동 라인들;
    상기 제2 방향을 따라 배치되는 상기 복수의 디스플레이 픽셀들 중 다른 디스플레이 픽셀들을 포함하고, 상기 제1 방향을 가로지르고, 디스플레이 픽셀들의 제3 영역을 형성하는 복수의 감지 라인들 - 상기 제3 영역은 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 사이에 배치됨 - ;
    상기 제1 영역의 회로 엘리먼트들 중 적어도 일부의 회로 엘리먼트들을 함께 접속시키기 위한 수단;
    상기 제2 영역의 회로 엘리먼트들 중 적어도 일부의 회로 엘리먼트들을 함께 접속시키기 위한 수단;
    상기 제3 영역의 회로 엘리먼트들 중 적어도 일부의 회로 엘리먼트들을 함께 접속시키기 위한 수단; 및
    상기 제2 영역의 회로 엘리먼트들과 상기 제1 영역의 적어도 일부의 회로 엘리먼트들을 전기적으로 접속시키기 위한 수단 - 상기 전기적으로 접속시키기 위한 수단은 상기 제3 영역의 회로 엘리먼트들을 바이패스(bypass)함 - 을 포함하고,
    상기 전기적으로 접속시키기 위한 수단은 도전성 경로 및 상기 도전성 경로와 상기 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들을 접속시키는 복수의 접촉점들을 포함하는 - 상기 복수의 접촉점들은 상기 제1 영역 내에서 적어도 상기 제1 방향을 따라 배열됨 - , 터치 스크린.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 구동 라인들 각각은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라서 배열되는 상기 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들을 포함하고, 상기 복수의 감지 라인들 각각은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향을 따라서 배열되는 상기 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들을 포함하는, 터치 스크린.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 디스플레이는 액정 디스플레이를 포함하는, 터치 스크린.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 영역의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들 및 상기 제2 영역의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들은 상기 액정 디스플레이의 공통 전극들을 포함하는, 터치 스크린.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 영역의 회로 엘리먼트들 중 적어도 일부의 회로 엘리먼트들을 함께 접속시키기 위한 수단은 두 개의 구별되는 방향들을 따라 상기 제1 영역 내의 상기 액정 디스플레이의 공통 전극들을 서로 접속시키고,
    상기 제2 영역의 회로 엘리먼트들 중 적어도 일부의 회로 엘리먼트들을 함께 접속시키기 위한 수단은 상기 두 개의 구별되는 방향들 중 적어도 하나의 방향을 따라 상기 제2 영역 내의 상기 액정 디스플레이의 공통 전극들을 서로 접속시키는, 터치 스크린.
  16. 컴퓨터 시스템으로서,
    프로세서;
    메모리;
    디스플레이 시스템; 및
    터치 감지 시스템을 포함하고,
    상기 디스플레이 시스템은,
    디스플레이 픽셀들 내의 복수의 회로 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이 회로; 및
    디스플레이 제어기를 포함하고,
    상기 터치 감지 시스템은,
    복수의 제1 영역들 및 복수의 제2 영역들로 그룹화되는 상기 복수의 회로 엘리먼트들, 및 상기 제2 영역들을 바이패스하면서 상기 복수의 제1 영역들의 회로 엘리먼트들을 전기적으로 접속시키기 위한 수단을 포함하는 터치 감지 회로 - 상기 복수의 제1 영역들은 행(row)들로 그룹화되고, 각 행 내에서 상기 복수의 제2 영역들 중 하나의 제2 영역은 상기 복수의 제1 영역들 중 각 인접하는 쌍(pair) 사이에 위치됨 - ; 및
    터치 제어기를 포함하고,
    상기 전기적으로 접속시키기 위한 수단은 도전성 경로 및 상기 도전성 경로와 상기 복수의 제1 영역들의 회로 엘리먼트들을 접속시키는 복수의 접촉점들을 포함하고,
    상기 복수의 접촉점들은, 동일한 행 내에 위치되는 상기 복수의 제1 영역들 중 적어도 2개의 제1 영역들 내에서 적어도 제1 방향을 따라 배열되고,
    상기 제1 영역들 각각의 회로 엘리먼트들은 함께 전기적으로 접속되는, 컴퓨터 시스템.
  17. 컴퓨터 시스템으로서,
    프로세서;
    메모리; 및
    일체형 터치 스크린을 포함하고,
    상기 터치 스크린은,
    제1 유형의 디스플레이 픽셀;
    상기 제1 유형의 디스플레이 픽셀의 회로 엘리먼트를 하나 이상의 인접하는 제1 유형의 디스플레이 픽셀들에 접속시키기 위한 수단;
    제2 유형의 디스플레이 픽셀;
    상기 제2 유형의 디스플레이 픽셀의 회로 엘리먼트를 도전성 경로에 접속시키기 위한 수단 - 상기 도전성 경로는 인접하는 제2 유형의 디스플레이 픽셀들을 함께 접속시킴 - ;
    제3 유형의 디스플레이 픽셀;
    상기 제3 유형의 디스플레이 픽셀의 회로 엘리먼트들에 접속하지 않고, 복수의 상기 제3 유형의 디스플레이 픽셀들을 통해서 연장하는 상기 도전성 경로;
    구동 영역을 형성하는 상기 제1 유형의 디스플레이 픽셀들의 제1 그룹 및 제2 그룹; 및
    감지 영역을 형성하는 상기 제3 유형의 디스플레이 픽셀들의 제3 그룹을 포함하는, 컴퓨터 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    제1 복수의, 제2 유형의 디스플레이 픽셀들이, 상기 구동 영역과 상기 감지 영역 사이의 경계를 형성하는, 컴퓨터 시스템.
  19. 복수의 디스플레이 픽셀들, 및 상기 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들을 포함하는 회로 엘리먼트들을 갖는 일체형 터치 스크린을 제조하는 방법으로서,
    상기 터치 스크린의 제1 영역 내에 제1 라인 세그먼트를 형성하는 단계 - 상기 제1 영역은 적어도 제1 방향을 따라 배열되는 복수의 디스플레이 픽셀들을 포함함 - ;
    상기 터치 스크린의 제2 영역 내에 제2 라인 세그먼트를 형성하는 단계 - 상기 제2 영역은 상기 제1 영역으로부터 상기 터치 스크린의 제3 영역에 의해 분리되고, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역은 복수의 디스플레이 픽셀들을 포함함 - ;
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 도전성 경로를 형성하는 단계 - 상기 도전성 경로는 상기 제3 영역 내의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들을 전기적으로 바이패스하고, 상기 제1 라인 세그먼트 및 상기 제2 라인 세그먼트를 전기적으로 접속시킴 - ; 및
    상기 제1 영역 내의 디스플레이 픽셀들을, 상기 제1 방향으로 배열되는 복수의 접촉점들에서 상기 도전성 경로에 접속시키는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 접촉점들은 상기 디스플레이 픽셀들의 주어진 서브 픽셀 내에 형성되는, 방법.
  21. 복수의 디스플레이 픽셀들, 및 상기 디스플레이 픽셀들의 공통 전극들을 포함하는 회로 엘리먼트들을 갖는 터치 스크린으로서,
    상기 터치 스크린의 제1 영역 내의 제1 라인 세그먼트 - 상기 제1 영역은 적어도 제1 방향을 따라 배열되는 복수의 디스플레이 픽셀들을 포함함 - ;
    상기 터치 스크린의 제2 영역 내의 제2 라인 세그먼트 - 상기 제2 영역은 상기 제1 영역으로부터 상기 터치 스크린의 제3 영역에 의해 분리되고, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역은 적어도 상기 제1 방향을 따라 배열되는 복수의 디스플레이 픽셀들을 포함함 - ;
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이의 도전성 경로 - 상기 도전성 경로는 상기 제3 영역 내의 디스플레이 픽셀들의 회로 엘리먼트들을 전기적으로 바이패스하고, 상기 제1 라인 세그먼트와 상기 제2 라인 세그먼트를 전기적으로 접속시킴 -; 및
    상기 제1 방향으로 배열되는 복수의 접촉점들에서 상기 도전성 경로에 접속된 상기 제1 영역 내의 디스플레이 픽셀들을 포함하는, 터치 스크린.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 복수의 접촉점들은 상기 디스플레이 픽셀들의 주어진 서브픽셀 내에 형성되는, 터치 스크린.
  23. 일체형 디스플레이를 갖는 터치 스크린으로서,
    게이트 라인, 데이터 라인 및 회로 엘리먼트를 각각 갖는 복수의 디스플레이 픽셀들;
    상기 디스플레이 픽셀들의 적어도 제1 복수의 회로 엘리먼트들에 접속되는 도전층을 각각 포함하는, 제1 영역 내의 제1 복수의 구동 라인들 - 상기 도전층은 상기 제1 복수의 회로 엘리먼트들을 서로에게 접속시킴 - ;
    상기 디스플레이 픽셀들의 적어도 제2 복수의 회로 엘리먼트들에 접속되는 적어도 제1 도전층을 각각 포함하는, 제2 영역 내의 제2 복수의 구동 라인들 - 상기 제1 도전층은 상기 제2 복수의 회로 엘리먼트들을 서로에게 접속시킴 - ;
    상기 디스플레이 픽셀들의 적어도 제3 복수의 회로 엘리먼트들을 포함하는 제3 영역 내의 복수의 감지 라인들;
    제1 방향을 따라 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 배치되는 상기 제3 영역;
    상기 제3 영역의 제3 복수의 회로 엘리먼트들에 접속하지 않고, 상기 제3 영역을 통해 연장되는 적어도 하나의 도전성 경로에 의해 상기 제2 영역 내의 제1 도전층에 전기적으로 접속되는 상기 제1 영역 내의 상기 도전층; 및
    상기 제1 영역 내의, 접촉 픽셀들을 포함하는 상기 복수의 구동 라인들 중 적어도 하나의 구동 라인 내에서 상기 제1 방향을 따라 배치되는 복수의 디스플레이 픽셀들 - 상기 접촉 픽셀들은 상기 적어도 하나의 도전성 경로와 상기 접촉 픽셀들 각각의 회로 엘리먼트들을 전기적으로 커플링(coupling)하는 접촉 비아들을 포함함 - 을 포함하고,
    복수의 터치 픽셀들은 상기 제1의 복수 구동 라인들 및 상기 복수의 감지 라인들 중 인접한 라인들과, 상기 제2 복수의 구동 라인들 및 상기 복수의 감지 라인들 중 인접한 라인들에 의해 형성되는, 터치 스크린.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제2 영역 내에서, 상기 복수의 구동 라인들 중 적어도 하나의 구동 라인 내에서 상기 제1 방향을 따라 배치되는 복수의 디스플레이 픽셀들이 접촉 픽셀들을 포함하는 - 상기 접촉 픽셀들은 상기 적어도 하나의 도전성 경로와 상기 제2 영역의 접촉 픽셀들 각각의 회로 엘리먼트들을 전기적으로 커플링하는 접촉 비아들을 포함함 - , 터치 스크린.
  25. 터치 스크린으로서,
    제2 영역이 2개의 제1 영역들 사이에 배치되도록 배열된, 복수의 제1 영역들 및 복수의 제2 영역들로 그룹화되는 복수의 회로 엘리먼트들을 갖는 복수의 디스플레이 픽셀들을 포함하는 터치 감지 회로 - 상기 복수의 제2 영역들을 통과하는 도전성 경로들은 상기 복수의 제2 영역들의 회로 엘리먼트들을 바이패스하면서 상기 복수의 제1 영역들의 회로 엘리먼트들을 커플링하고, 상기 도전성 경로들은 상기 복수의 제1 영역들 중 적어도 일부의 제1 영역들 내에서 제1 방향을 따라 배치되는 복수의 접촉 픽셀들을 통해 상기 복수의 제1 영역들의 회로 엘리먼트들을 커플링함 - 를 포함하고,
    터치 픽셀들은 인접한 제1 및 제2 영역들 내의 회로 엘리먼트들 사이의 용량성 커플링에 의해 형성되는, 터치 스크린.
  26. 제25항에 있어서,
    각각의 접촉 픽셀은 상기 도전성 경로와 상기 접촉 픽셀의 회로 엘리먼트를 커플링하는 도전성 비아를 갖는, 터치 스크린.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 복수의 접촉 픽셀들은 상기 복수의 제1 영역들 각각의 영역 내에서 상기 제1 방향을 따라 배치되는, 터치 스크린.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 접촉 픽셀들의 접촉점들은 상기 접촉점들 각각의 접촉 픽셀들 내의 동일한 위치에 배치되는, 터치 스크린.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 접촉점들은 상기 접촉점들 각각의 접촉 픽셀들의 청색 서브픽셀에 배치되는, 터치 스크린.
  30. 터치 스크린으로서,
    복수의 디스플레이 픽셀들을 포함하고,
    각각의 픽셀은,
    게이트 절연체;
    제1 방향으로 연장하고 상기 게이트 절연체 상에 배치되는 제1 공통 전압 라인;
    상기 게이트 절연체에 인접한 게이트를 가지는 TFT 트랜지스터;
    상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장하는 제2 공통 전압 라인;
    상기 제1 공통 전압 라인과 상기 제2 공통 전압 라인을 분리하는 제1 유전 층;
    상기 제2 공통 전압 라인에 접속되는 공통 전극;
    상기 공통 전극과 상기 제1 유전층 사이에 배치되는 제2 유전층;
    픽셀 전극; 및
    상기 공통 전극과 상기 픽셀 전극 사이에 배치되는 제3 유전층을 포함하고,
    구동 영역들 내의 상기 디스플레이 픽셀들은 상기 제1 공통 전압 라인과 상기 제2 공통 전압 라인을 커플링하는 도전성 비아를 갖고, 감지 영역들 내의 상기 디스플레이 픽셀들은 상기 감지 영역들의 제1 공통 전압 라인과 제2 공통 전압 라인을 전기적으로 분리하는 상기 제1 유전층을 갖는, 터치 스크린.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 디스플레이 픽셀들은 면 내(in-plane) 스위칭 배열 내에 배열되고, 상기 감지 영역들 각각은, 인접하는 구동 영역과 감지 영역 사이의 상호 용량성 커플링에 의해 터치를 감지하기 위해 상기 구동 영역들 중 적어도 하나의 구동 영역에 인접하도록 위치되는, 터치 스크린.
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