MX2011005668A - Panel tactil integrado para un presentador visual de transistor de pelicula delgada. - Google Patents

Panel tactil integrado para un presentador visual de transistor de pelicula delgada.

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Shih Chang Chang
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Abstract

Esta invención se refiere a presentadores visuales para los cuales el uso de elementos capacitivos de doble función no se traduce en ninguna reducción de la apertura del presentador visual. De esta manera, pueden fabricarse presentadores visuales sensibles al tacto que tengan relaciones de apertura que no sean peores que las de los presentadores no sensibles al tacto similares. Más específicamente, esta invención se refiere a poner elementos opacos sensibles al tacto para de esta manera asegurar que sean superpuestos sustancialmente por elementos opacos relacionados de presentación visual, asegurando así que la adición de los elementos sensibles al tacto no reduzca sustancialmente la relación de apertura. Los elementos de presentación visual de sensibilidad al tacto pueden ser, por ejemplo, líneas comunes que conecten varios elementos capacitivos que estén configurados para operar colectivamente como un elemento del sistema sensible al tacto.

Description

PANEL TACTIL INTEGRADO PARA UN PRESENTADOR VISUAL DE TRANSISTOR DE PELICULA DELGADA Campo de la Invención Esta invención se refiere generalmente a presentadores visuales multi-táctiles , y más específicamente a combinar funcionalidad multi-táctil y funcionalidad de presentación visual LCD.
Antecedentes de la Invención Muchos tipos de dispositivos de ingreso están actualmente disponibles para llevar a cabo operaciones en un sistema de cómputo, tales como botones o teclas, ratones, dispositivos de puntero, palancas de mando, paneles sensibles al tacto, pantallas táctiles y similares. Las pantallas táctiles, en particular, se están volviendo cada vez más populares gracias a su facilidad y versatilidad de operación así como a su precio cada vez más bajo. Las pantallas táctiles pueden incluir un panel sensible al tacto, el cual puede ser un panel transparente con una superficie sensible al tacto, y un dispositivo de presentación visual tal como un presentador visual de cristal líquido (LCD) que puede colocarse parcial o completamente detrás del panel de tal manera que la superficie sensible al tacto pueda cubrir al menos una porción del área visible del dispositivo de presentación visual. Las pantallas táctiles pueden permitir a REF.: 220267 un usuario llevar a cabo varias funciones al tocar el panel sensible al tacto usando un dedo, estilo u otro objeto en un lugar seleccionado por una interfaz de usuario (UI) que es presentada visualmente por el dispositivo de presentación visual. En general, las pantallas táctiles pueden reconocer un evento táctil y la posición del evento táctil en el panel sensible al tacto, y el sistema de cómputo puede entonces interpretar el evento táctil de acuerdo con la presentación visual que aparezca en el momento del evento táctil, y posteriormente puede llevar a cabo una o más acciones con base en el evento táctil.
Las pantallas multi-táctiles o paneles multi-táctiles son un desarrollo más de las pantallas táctiles. Estas permiten que el dispositivo detecte varios eventos táctiles a la vez. Más específicamente, un panel multi-táctil puede permitir a un dispositivo detectar los contornos de todos los dedos u otros objetos que estén tocando el panel en un momento dado. Así, mientras que un panel de un solo tacto sólo puede detectar una sola ubicación que se esté tocando, un panel multi-táctil puede proporcionar un "gráfico táctil" completo que indique el estado (tocado o no tocado) de una pluralidad de pixeles táctiles en el panel.
Un ejemplo de presentador visual que puede tener la función multi-táctil se describe por la solicitud de patente de E.U.A. No. 11/649,998 presentada el 3 de enero de 2007, titulada "PROXIMITY AND MULTI-TOUCH SENSOR DETECTION AND DE ODULATION" , No. de publicación 2008/0158172. Los presentadores visuales multi-táctiles iniciales requerían la fabricación de un panel sensible a varios tactos y un panel de presentación visual separado. Los dos paneles pueden ser posteriormente laminados juntos para formar un presentador visual multi-táctil . Generaciones posteriores de la tecnología proporcionaron la combinación del presentador visual y funcionalidad multi-táctil para de esta manera reducir el consumo de energía, hacer al presentador visual multi-táctil más delgado, reducir costos de fabricación, mejorar brillo, etc. Ejemplos de estos presentadores visuales multi-táctiles integrados se describen por la solicitud de E.U.A. No. 11/818,422 presentada el 13 de junio de 2007 y titulada "INTEGRATED IN-PLA E SWITCHING" y la solicitud de E.U.A. No. 12/240,964, presentada el 3 de julio de 2008 y titulada "DISPLAY WITH DUAL-FUNCTION CAPACITIVE ELEMENTS" .
Sin embargo, algunos de los esquemas para la integración pueden requerir poner algunos elementos no transparentes adicionales en la capa de transistor de película delgada (TFT) del presentador visual. Estos elementos no transparentes adicionales pueden reducir la apertura del presentador visual (la apertura siendo en proporción a la presentación visual que realmente transmite luz) . La reducción de la apertura puede causar reducción del brillo del presentador visual así como una reducción en el ángulo visible de la presentación visual.
Breve Descripción de la Invención Esta invención se refiere a presentadores visuales que incluyen pixeles con elementos capacitivos de doble función. Específicamente, estos elementos capacitivos de doble función forman parte del sistema de presentación visual que genera una imagen en el presentador visual, y forma también parte de un sistema sensible al tacto que detecta los eventos táctiles en o cerca del presentador visual. Los elementos capacitivos pueden ser, por ejemplo, condensadores en pixeles de un presentador visual LCD que estén configurados para funcionar individualmente, cada uno como un condensador de almacenamiento de pixeles, o electrodo, de un pixel en el sistema de presentación visual, y también están configurados para funcionar colectivamente como elementos del sistema sensible al tacto. De esta manera, por ejemplo, un presentador visual con capacidad sensible al tacto integrada puede fabricarse usando menos partes y/o etapas de procesamiento, y el propio presentador visual puede ser más delgado y más brillante.
Además, esta invención se refiere a presentadores visuales para los cuales el uso de elementos capacitivos de doble función no se traduce en ninguna reducción de la apertura del presentador visual. Así, pueden fabricarse presentadores visuales sensibles al tacto que tengan relaciones de apertura que no sean peores que las de los presentadores visuales no sensibles al tacto similares. Más específicamente, esta invención se refiere a poner elementos opacos sensibles al tacto de tal manera que se asegure que sean superpuestos sustancialmente por elementos opacos relacionados con el presentador visual, asegurando así que la adición de los elementos sensibles al tacto no reduzca sustancialmente la relación de apertura. Los elementos de presentación visual sensibles al tacto pueden ser, por ejemplo, líneas comunes que conecten varios elementos capacitivos que estén configurados para funcionar colectivamente como un elemento del sistema sensible al tacto.
Breve Descripción de las Figuras La figura 1 ilustra un diagrama de circuitos parcial de un ejemplo de presentador visual LCD que incluye una pluralidad de pixeles LCD de acuerdo con modalidades de la presente invención.
Las figuras 2A y 2B ilustran ejemplos de regiones formadas por interrupciones en líneas de voltaje común verticales y horizontales de acuerdo con modalidades de la invención .
La figura 3 ilustra diagramas de circuito parciales de un pixel 301 de una región excitadora y un pixel 303 de un ejemplo de región sensible.
La figura 4A ilustra ejemplos de señales aplicadas a los pixeles de una región excitadora durante una fase LCD y durante una fase táctil de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 4B muestra ejemplos de señales aplicadas a los pixeles de una región sensible durante una fase LCD y durante una fase táctil de acuerdo con modalidades de la invención .
La figura 5A ilustra detalles de un ejemplo de operación de un condensador de almacenamiento de una región excitadora durante una fase táctil de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 5B ilustra detalles de un ejemplo de operación de un condensador de almacenamiento de una región sensible durante una fase táctil de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 6A ilustra una vista parcial de un ejemplo de pantalla táctil que tiene regiones de pixeles con elementos capacitivos de doble función que funcionan como elementos LCD y como sensores de tacto de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 6B ilustra una vista parcial de un ejemplo de pantalla táctil que incluye trazas metálicas que corren en las áreas limítrofes de la pantalla táctil de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 6C ilustra un ejemplo de conexión de columnas y parches de hileras a las trazas metálicas en el área limítrofe de la pantalla táctil de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 7 ilustra una vista superior de un ejemplo de columna y parches de hileras adyacentes de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 8A es un ejemplo de una gráfica de una coordenada x de un tacto de dedo contra la capacitancia mutua observada en un pixel táctil para dos pixeles táctiles adyacentes en una sola hilera que tienen separaciones amplias de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 8B es el ejemplo de una gráfica de una coordenada x de un tacto de dedo contra capacitancia mutua vista en un pixel táctil para dos pixeles táctiles adyacentes en una sola hilera que tienen separaciones amplias en donde interpolación espacial ha sido provista de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 8C ilustra una vista superior de un ejemplo de patrón de columna y parches de hileras adyacentes útil para separaciones de pixeles táctiles más grandes de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 9A ilustra un ejemplo de pantalla táctil que incluye regiones sensibles (o de excitación) formadas como columnas e hileras de regiones poligonales (ladrillos) de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 9B ilustra una vista en acercamiento de una porción del ejemplo de pantalla táctil de la figura 9A.
La figura 9C ilustra una porción del ejemplo de pantalla táctil de la figura 9A que incluye ladrillos asociados con columnas CO y Cl y líneas yVcom conectoras que conectan los ladrillos a líneas bus de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 10 ilustra un ejemplo de porción de pantalla táctil interpolada doble en zigzag que puede reducir más la capacitancia parásita entre las líneas yVcom conectoras y las regiones sensibles de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 11 ilustra una disposición de patrones de una primera capa metálica (MI) de pixeles en un ejemplo de presentador visual LCD por birrefrigencia controlada eléctricamente (ECB) que usa silicio amorfo (a-Si) de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 12 ilustra una etapa de formación de patrones en la cual patrones de isla de a-Si se forman en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa a-Si de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 13 ilustra conexiones formadas en un pixel en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa a- Si de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 14 ilustra la formación de patrones de una segunda capa metálica (M2) de pixeles en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa a-Si de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 15 ilustra capas de contacto de planarización (PLN) en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa a-Si de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 16 ilustra capas reflectoras (REF) en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa a-Si de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 17 ilustra contactos de pasivación (PASS) en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa a-Si de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 18 ilustra capas de material conductor semitransparente (tal como ITOl) que forman electrodos de pixel en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa a-Si de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 19 ilustra una vista en planta de pixeles completados en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa a-Si de acuerdo con modalidades de la invención.
Las figuras 20A, 20B, 20C y 20D ilustran vistas laterales de pixeles completados en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa a-Si de acuerdo con modalidades de la invención.
Las figuras 21 y 22 ilustran un análisis comparativo de las capacitancias de almacenamiento de pixeles en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa a-Si de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 23 ilustra cálculos de relación de apertura para pixeles en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa a-Si de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 24 ilustra un ejemplo de modificación en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa a-Si de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 25 ilustra la disposición de patrones de una capa de poli-Si de pixeles en un ejemplo de presentador visual LCD de cambio en plano (IPS) que usa silicio policristálino de baja temperatura (LTPS) de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 26 ilustra la formación de patrones de una primera capa metálica (MI) de pixeles en el ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 27 ilustra vías formadas en pixeles en el ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 28 ilustra la formación de patrones de una segunda capa metálica (M2) de pixeles en el ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 29 ilustra una primera capa de material conductor transparente, tal como ITO, formada en pixeles en ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 30 ilustra una conexión en el ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 31 ilustra una segunda capa de conductor transparente, tal como ITO, formada en pixeles en el presentador visual LCD IPS ejemplar que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 32 ilustra una vista en plana de pixeles completados en el ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 33 ilustra una vista lateral de un pixel en el ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 34 ilustra las capacitancias de almacenamiento de dos pixeles en el ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención .
La figura 35 ilustra la formación de patrones de una capa de poli-Si de pixeles en. un ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa LTPS en el cual una línea yVcom se forma en una capa M2 de acuerdo con modalidades de la invención .
La figura 36 ilustra la disposición de patrones de una primera capa metálica (Mi) de pixeles en el ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa LTPS en el cual una línea yVcom se forma en una capa M2 de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 37 ilustra vías formadas en pixeles en el ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa LTPS en el cual una línea yVcom se forma en una capa M2 de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 38 ilustra la formación de patrones de una segunda capa metálica (M2) de pixeles en el ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa LTPS en el cual una línea yVcom se forma en una capa M2 de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 39 ilustra una primera capa de material conductor transparente, tal como ITO, formada en pixeles en el ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa LTPS en el cual una línea yVcom se forma en una capa M2 de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 40 ilustra conexiones en el ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa LTPS en el cual una línea yVcom se forma en una capa M2 de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 41 ilustra una segunda capa de conductor transparente, tal como ITO, formada en pixeles en el ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa LTPS en el cual una linea yVcom se forma en una capa M2 de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 42 ilustra una vista en planta de pixeles completados en el ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa LTPS en el cual una línea yVcom se forma en una capa M2 de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 43 ilustra una vista lateral de un pixel en el ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa LTPS en el cual una línea yVcom se forma en una capa M2 de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 44 ilustra una capa semiconductora de poli-Si en un ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 45 ilustra una primera capa de metal (MI) en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 46 ilustra conexiones en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 47 ilustra una segunda capa metálica (M2) en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 48 ilustra una capa de conexión en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 49 ilustra una capa reflectora en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 50 ilustra una capa ITO en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 51 ilustra un pixel completado en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 52 ilustra una vista lateral de un pixel en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 53 ilustra un cálculo de la capacitancia de almacenamiento de un pixel en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención .
La figura 54 ilustra un cálculo de relación de apertura de pixeles en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 55 ilustra un ejemplo de modificación en el ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 56 ilustra una porción de una pantalla táctil que incluye un ejemplo de región separadora a tierra de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 57 es una vista lateral del ejemplo de pantalla táctil de la figura 56, que ilustra un ejemplo de protector de alta R de acuerdo con modalidades de la invención .
La figura 58 ilustra una vista lateral de una porción de un ejemplo de pantalla táctil que incluye líneas de máscara negra de una máscara negra y líneas metálicas bajo las líneas de máscara negra de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 59 ilustra un ejemplo de disposición de máscara negra de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 60 ilustra un ejemplo de disposición de líneas conductoras en un presentador visual sensible al tacto de acuerdo con modalidades de la invención.
Las figuras 61A y 61B ilustran dos ejemplos de configuraciones FFS TFT LCD.
Las figuras 62A, 62B, 62C y 62D ilustran varias formas ejemplares para conectar líneas comunes a un electrodo común de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 63 ilustra un ejemplo de electrodo común en FFS TFT LCD inferior de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 64 ilustra otra vista de un ejemplo de electrodo común en FFS TFT LCD inferior de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 65 ilustra un ejemplo de electrodo común en FFS TFT LCD superior de acuerdo con modalidades de la invención .
La figura 66 ilustra otra vista de un ejemplo de electrodo común en FFS TFT LCD superior de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 67 ilustra un ejemplo de presentador visual sensible al tacto a base de IPS, en el cual las regiones de pixel tienen varias funciones .
La figura 68 ilustra un ejemplo de sistema de cómputo que puede incluir una o más de las modalidades ejemplares de la invención.
La figura 69A ilustra un ejemplo de teléfono móvil que puede incluir una pantalla táctil que incluya pixeles con elementos capacitivos de doble función de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 69B ilustra un ejemplo de reproductor de medios digital que puede incluir una pantalla táctil que incluya pixeles con elementos capacitivos de doble función de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 69C ilustra un ejemplo de computadora personal que puede incluir una pantalla táctil que incluya pixeles con elementos capacitivos de doble función de acuerdo con modalidades de la invención.
Descripción Detallada de la Invención En la siguiente descripción de modalidades preferidas, se hace referencia a las figuras acompañantes que forman una parte de la misma, y en las cuales se muestra a manera de ilustración modalidades específicas en las cuales puede llevarse a la práctica la invención. Debe entenderse que pueden usarse otras modalidades y que pueden hacerse cambios estructurales sin alejarse del alcance de las modalidades de esta invención.
Esta invención se refiere a presentadores visuales que incluyen pixeles con elementos capacitivos de doble función. Específicamente, estos elementos capacitivos de doble función forman parte del sistema de presentación visual que genera una imagen en el presentador visual, y también forma parte de un sistema sensible al tacto que detecta los eventos táctiles en o cerca del presentador visual. Los elementos capacitivos pueden ser, por ejemplo, condensadores y pixeles de un presentador visual LCD que estén configurados para funcionar individualmente, cada uno como un condensador de almacenamiento de pixeles, o electrodo, de un pixel en el sistema de presentación visual, y también están configurados para funcionar colectivamente como elementos del sistema sensible al tacto. De esta manera, por ejemplo, un presentador visual con capacidad sensible al tacto integrada puede fabricarse usando menos partes y/o etapas de procesamiento, y el propio presentador visual puede ser más delgado y brillante.
Además, esta invención se refiere a presentadores visuales de doble función como los descritos arriba, que además incorporan mejoras adicionales de la apertura (y de esta manera el brillo y el ángulo de visión) del presentador visual. Estas mejoras adicionales pueden lograrse al asegurar que líneas comunes relacionadas sensibles al tacto se coloquen de tal manera que no degraden significativamente la relación de apertura del presentador visual de la que hubiera tenido si no hubieran estado presentes elementos sensibles al tacto. Por ejemplo, las líneas comunes relacionadas con sensibilidad al tacto pueden colocarse de tal manera que sean superpuestas por varios elementos relacionados de presentación visual opaca.
Aunque la presente invención se describe en relación con tipos específicos de presentadores visuales y esquemas específicos de capacitancia con base en sensibilidad al tacto, no está tan limitada. Una persona de capacidad en la técnica reconocería que las modalidades de la invención se pueden usar en conjunto con otros tipos de presentadores visuales y esquemas sensibles al tacto, siempre y cuando los presentadores visuales incluyan pixeles que tengan electrodos que causen capacitancia, y los esquemas sensibles al tacto se basen al menos parcialmente en capacitancia de sensibilización.
La figura 1 es un diagrama de circuitos parcial de un ejemplo de presentador visual LCD 100 que incluye una pluralidad de pixeles LCD de acuerdo con modalidades de la presente invención. Los pixeles del panel 100 están configurados de tal manera que serán capaces de funcionalidad doble tanto como pixeles LCD como elementos sensibles al tacto. Es decir, los pixeles incluyen elementos capacitivos o electrodos, que pueden funcionar como parte de los circuitos de presentación visual LCD de los pixeles y que también pueden funcionar como elementos de circuitos de sensibilidad al tacto. De esta manera, el panel 100 puede funcionar como un presentador visual LCD con capacidad de sensibilidad al tacto integrada. La figura 1 muestra detalles de los pixeles 102, 103 y 104 del presentador visual 100.
El pixel 102 incluye un transistor de película delgada (TFT) 155 con una puerta 155a, una fuente 155b y un drenaje 155c. El pixel 102 incluye también un condensador de almacenamiento, Cst 157, con un electrodo superior 157a y un electrodo inferior 157b, un condensador de cristal líquido, Clc 159, con un electrodo de pixel 159a y un electrodo común 159b, y una fuente de voltaje de filtro de color, Vcf 161. Si un pixel está en un pixel de cambio de plano (IPS) , Vcf puede ser, por ejemplo, un electrodo de campo marginal conectado a una línea de voltaje común en paralelo con Cst 157. Si un pixel no utiliza IPS, Vcf 151 puede ser, por ejemplo, una capa ITO sobre el cristal de filtro de color. El pixel 102 incluye también una porción 117a de una línea de datos para datos en color verde (G) , línea Gdata 117, y una porción 113b de una línea de puerta 113. La puerta 155a está conectada a la porción de línea de puerta 113b, y la fuente 155b está conectada a la porción de línea Gdata 117a. El electrodo superior 157a de Cst 157 está conectado al drenaje 155c de TFT 155, y el electrodo inferior 157b de Cst 157 está conectado a una porción 121b de una línea de voltaje común que corre en la dirección x, xVcom 121. El electrodo de pixeles 159a de Clc 159 está conectado al drenaje 155c de TFT 155, y el electrodo común 159b de Clc 159 está conectado a Vcf 151.
El diagrama de circuitos del pixel 103 es idéntico a aquél del pixel 102. Sin embargo, la línea de datos en color 119 que corre a través del pixel 103 lleva datos en color azul (B) . Los pixeles 102 y 103 pueden ser, por ejemplo, pixeles LCD convencionales.
De manera similar a los pixeles 102 y 103, el pixel 101 incluye un transistor de película delgada (TFT) 105 con una puerta 105a, una fuente 105b y un drenaje 105c. El pixel 101 incluye también un capacitor de almacenamiento, Cst 107, con un electrodo superior 107a y un electrodo inferior 107b, un condensador de cristal líquido, Clc 109, con un electrodo de pixel 109a y un electrodo común 109b, y una fuente de voltaje de filtro de color, Vcf 111. El pixel 101 también incluye una porción 115a de una línea de datos para datos en color rojo (R) , línea Rdata 115, y una porción 113a de la línea de puerta 113. La puerta 115a está conectada a la porción de línea de puerta 113a, y la fuente 105b está conectada a la porción de línea Rdata 115a. El electrodo superior 107a del Cst 107 está conectado al drenaje 105c de TFT 105, y el electrodo inferior 107b de Cst 107 está conectado a una porción 121a de xVcom 121. El electrodo de pixel 109a de Clc 109 está conectado al drenaje 105c de TFT 105, y el electrodo común 109b de Clc 109 está conectado a Vcf 111.
A diferencia de los pixeles 102 y 103, el pixel 101 incluye también una porción 123a de una línea de voltaje común que corre en la dirección y, yVcom 123. Además, el pixel 101 incluye una conexión 127 que conecta la porción 121a a la porción 123a. Así, la conexión 127 conecta xVcom 121 y yVcom 123.
El pixel 104 es similar al pixel 101, excepto que una porción 125a de un yVcom 125 tiene una interrupción (abertura) 131, y una porción 121b de xVcom 121 tiene una interrupción 133.
Como se puede ver en la figura 1, los electrodos inferiores de condensadores de almacenamiento de pixeles 101, 102 y 103 están conectados juntos por xVcom 121. Este es un tipo convencional de conexión en muchos paneles LCD y, cuando se usa en conjunto con líneas de puerta convencionales, lineas de datos y transistores, permite que los pixeles sean dirigidos. La adición de líneas de voltaje común verticales junto con conexiones a las líneas de voltaje común horizontales permite agrupar pixeles tanto en la dirección x como en la dirección y, como se describe en más detalle abajo. Por ejemplo, yVcom 123 y conexión 127 a xVcom 121 puede permitir que los condensadores de almacenamiento de pixeles 101, 102 y 103 sean conectados a condensadores de almacenamiento de pixeles que estén sobre y debajo de pixeles 101, 102, 103 (los pixeles sobre y debajo no se muestran) . Por ejemplo, los pixeles inmediatamente arriba de los pixeles 101, 102 y 103 pueden tener las mismas configuraciones que los pixeles 101, 102 y 103, respectivamente. En este caso, los condensadores de almacenamiento de los pixeles inmediatamente arriba de los pixeles 101, 102 y 103 serían conectados a los condensadores de almacenamiento de pixeles 101, 102 y 103.
En general, un panel LCD podría configurarse de tal manera que los condensadores de almacenamiento de todos los pixeles en el panel se conecten juntos, por ejemplo, a través de al menos una línea de voltaje común vertical con conexiones a una pluralidad de líneas de voltaje común horizontales. Un panel LCD podría configurarse de tal manera que diferentes grupos de pixeles se conecten juntos para formar una pluralidad de regiones separadas de condensadores de almacenamiento conectados juntos.
Una manera de crear regiones separadas es al formar interrupciones (abiertas) en las líneas comunes horizontales y/o verticales. Por ejemplo, yVcom 125 del panel 100 tiene una interrupción 131, la cual puede permitir que pixeles arriba de la interrupción sean aislados de pixeles debajo de la interrupción. Asimismo, xVcom 121 tiene una interrupción 133, que puede permitir que los pixeles a la derecha de la interrupción sean aislados de los pixeles a la izquierda de la interrupción.
Las figuras 2A y 2B ilustran ejemplos de regiones formadas por interrupciones en líneas de voltaje común verticales y horizontales de acuerdo con modalidades de la invención. La figura 2A muestra una disposición de una región de cristal TFT. La figura 2A muestra una región 201, una región 205 y una región 207. Cada región 201, 205 y 207 se forma al enlazar condensadores de almacenamiento de una pluralidad de pixeles (no mostrados en detalle) a través de lineas de voltaje comunes en la dirección vertical (dirección y) y en la dirección horizontal (dirección x) . Por ejemplo, el área ampliada de la figura 2A muestra bloques de pixeles 203a-e. Un bloque de pixeles incluye uno o más pixeles, en el cual por lo menos uno de los pixeles incluye una línea común vertical, yVcom. La figura 1 ilustra por ejemplo un bloque de pixeles que incluye pixeles 101-103, en los cuales el pixel 101 incluye yVcom 123. Como se puede ver en la figura 2A, el bloque de pixeles 203A está conectado en la dirección horizontal al bloque de pixeles 203B a través de una línea común horizontal, xVcom 206. Asimismo, el bloque de pixeles 203a está conectado en la dirección vertical al bloque de pixeles 203c a través de una línea común vertical, yVcom 204. Una interrupción en xVcom 206 impide que el bloque 203a sea conectado al bloque 203d, y una interrupción en yVcom 204 impide que el bloque 203a se conecte al bloque 203e. Las regiones 201 y 207 forman un elemento capacitivo que puede proporcionar información de sensibilidad al tacto cuando se conecte a circuitos táctiles adecuados, tales como circuitos táctiles 213 del ASIC táctil 215. La conexión se estable al conectar las regiones a circuitos conmutadores 217, que se describen en más detalle abajo. (Nota, para presentadores visuales tipo IPS no se requieren puntos conductores . En este caso, las regiones xVcom y yVcom pueden simplemente ser extendidas con trazas metálicas que lleguen hasta el ASIC táctil que está unido al cristal de una manera similar al chip excitador LCD (a través de adhesivo conductor anisotrópico) . Sin embargo, para presentadores visuales no tipo IPS, los puntos conductores pueden requerirse para poner a las regiones VCOM en la placa de filtro de color en contacto con las regiones correspondientes de la placa TFT) . Asimismo, la región 201 y región 205 forman un elemento capacitivo que puede proporcionar información táctil cuando se conecta a circuitos táctiles 213. Así, la región 201 sirve como un electrodo común para las regiones 205 y 207, que son llamados, por ejemplo, electrodos sensibles. Lo anterior describe el modo de capacitancia mutua de sensibilidad al tacto. También es posible usar cada región independientemente para medir la auto-capacitancia.
Algunas modalidades de la invención están dirigidas a presentadores visuales de cristal líquido TFT de cambio de campos marginales (FFS TFT LCDs) , los cuales se consideran como un tipo específico en los presentadores visuales de cambio de planos (IPS) . Un ejemplo de un FFS TFT LCD se describe por Lee, Seung Hee et al., "Ultra-FFS TFT-LCD with Super Image Quality, Fast Response Time, and Strong Pressure-Resistant Characteristics" , Journal of the Society for Information displays, 2 de octubre del 2002. Los presentadores visuales de cambio de campos marginales proporcionan un electrodo común, el cual es un electrodo que forma una placa del condensador de almacenamiento para cada pixel pero es común para un número de pixeles. En algunos presentadores visuales el electrodo común puede ser común para el presentador visual completo. En otros, varios electrodos comunes pueden usarse para hileras de pixeles o similares .
En modalidades FFS TFT LCD de la presente invención, los electrodos comunes pueden ser cortados o configurados a lo largo de las regiones táctiles. Así, por ejemplo, las regiones táctiles 201, 205 y 207 pueden comprender diferentes electrodos comunes que estén separados de sus electrodos comunes adyacentes por' espacio vacío o por un aislante. De esta manera, cada electrodo común puede ser una región táctil individual. Ya que los electrodos comunes son conductores, líneas VCOM técnicamente no se requieren para las modalidades FFS TFT LCD. Sin embargo, los electrodos comunes pueden hacerse a partir de material conductor transparente (tal como ITO) como se requiere normalmente para FFS TFT LCDs. Los conductores transparentes normalmente tienen resistencias relativamente altas. Esto puede reducir la sensibilidad de las regiones táctiles 201, 205 y 207, especialmente a altas frecuencias. Por lo tanto, algunas modalidades proporcionan que incluso si se usa un presentador visual FFS TFT, líneas comunes de baja resistencia y no transparentes pueden usarse para reducir la resistencia efectiva de las regiones táctiles. Sin embargo, en estos casos, las líneas comunes pueden variar en densidad según se requiera y no tienen que pasar a través de cada pixel.
Como se describió arriba, las regiones que conectan juntos condensadores de almacenamiento de pixeles pueden formarse usando vías entre líneas de voltaje común, tales como xVcom y yVcom en la figura 1, y usando interrupciones selectivas en las líneas de voltaje común. Así, la figura 2A ilustra una manera en la cual vías u otras conexiones y interrupciones selectivas se pueden usar para crear regiones capacitivas que puedan abarcar muchos pixeles. Por supuesto, en vista de la presente descripción, alguien capacitado en la técnica entendería fácilmente que regiones de otras formas y configuraciones pueden ser creadas.
La figura 2B muestra una disposición de una región ITO con patrones de cristal CF, la cual puede o no requerirse, dependiendo del tipo de tecnología LCD usada por el pixel. Por ejemplo, estas regiones CF ITO no podrían requerirse en caso de que el pixel LCD utilizara cambio en plano (IPS) . Sin embargo, la figura 2B está dirigida a presentadores visuales LCD no IPS en los cuales un voltaje se aplica a cristal líquido entre un electrodo superior e inferior. La figura 2B muestra regiones superiores 221, 223 y 225, las cuales corresponden a regiones inferiores (en presentadores visuales no IPS) , 201, 205 y 207, respectivamente, de la figura 2A. La figura 2B muestra puntos conductores 250 que hacen contacto con las regiones 251, 255 y 257. Los puntos conductores 250 conectan las regiones superior e inferior correspondientes de tal manera que cuando los electrodos superiores de los pixeles en una región superior sean excitados, los electrodos inferiores correspondientes de pixeles en la región inferior también sean excitados. Como resultado, el voltaje relativo entre los electrodos superior e inferior permanece constante, incluso cuando los pixeles estén siendo excitados por, por ejemplo, una señal modulada. Así, el voltaje aplicado al cristal líquido puede seguir siendo constante durante una fase táctil, por ejemplo. En particular, el voltaje relativo constante puede ser el voltaje de pixel para el funcionamiento de pixel LCD. Por lo tanto, los pixeles pueden seguir funcionando (es decir, presentar visualmente una imagen) sin que se esté detectando un ingreso táctil.
Una operación de sensibilidad al tacto de acuerdo con modalidades de la invención se describirá con referencia a las figuras 3-5B. Por motivos de claridad, el funcionamiento se describe en términos de un solo pixel excitador y un solo pixel sensible. Sin embargo, se entiende que el pixel excitador está conectado a otros pixeles excitadores en una región excitadora y el pixel sensible está conectado a otros pixeles sensibles en la región sensible, como se describió arriba. De esta manera, en operación real, la región excitadora completa es excitada, y la región sensible completa puede contribuir a la sensibilidad del tacto .
La figura 3 muestra diagramas de circuito parciales de un pixel 301 de una región excitadora y un pixel 303 de un ejemplo de región sensible. Los pixeles 301 y 303 incluyen TFTs 307 y 309, líneas de puerta 311 y 312, líneas de datos 313 y 314, líneas xVcom 315 y 316, electrodos de campos marginales 319 y 321, y condensadores de almacenamiento 323 y 325. Los condensadores de almacenamiento 323 y 325 cada uno tienen una capacitancia de alrededor de 300 fF (femto-Faradios) . Un electrodo inferior del electrodo de campos marginales 321 del pixel 303 puede conectarse, a través de xVcom 316, a un amplificador de carga 326 en los circuitos sensibles. El amplificador de carga 326 contiene esta línea en una tierra virtual de tal manera que cualquier carga que sea inyectada desde el electrodo de campos marginales 321 se muestre como una salida de voltaje del amplificador. Aunque el elemento de retroalimentacion del amplificador se muestra como un condensador, también puede funcionar como un resistor o una combinación de un resistor y condensador. La retroalimentacion también puede ser, por ejemplo, una retroalimentacion de resistor y condensador para minimizar el tamaño de troquelado de los circuitos sensibles al tacto. La figura 3 muestra también un dedo 327 que crea una capacitancia parásita de aproximadamente 3 fF con un cristal de cubierta (no mostrado) , y muestra otras capacitancias dispersas en los pixeles, cada una de las cuales es de aproximadamente 3 fF.
La figura 4A muestra señales ejemplares aplicadas a través de xVcom 315 a los pixeles de la región excitadora, incluyendo pixel 301, durante una fase LCD y durante una fase táctil. Durante la fase LCD, xVcom 35 es excitado con una señal de onda cuadrada de 2.5V +/-2.5V, para llevar a cabo inversión LCD. La fase LCD tiene 12 ms de duración. En la fase táctil, xVcom 315 es excitado con 15 a 20 fases de estimulación consecutivas que duran 200 microsegundos cada una. Las señales de estimulación en este caso son señales sinusoidales de 2.5V+/-2V que cada una tienen la misma frecuencia y una fase relativa ya sea de 0 grados o 180 grados (que corresponden a "+" y "-" en la figura 4A) . La fase táctil tiene 4 ms de duración.
La figura 5A muestra detalles del funcionamiento del condensador de almacenamiento 323 durante la fase táctil. En particular, debido a que la capacitancia del condensador de almacenamiento 323 es mucho mayor que las demás capacitancias, es decir, capacitancias dispersas mostradas en la figura 3, casi todo (aproximadamente 90%) del componente de CA de la señal de estimulación sinusoidal de 2.5V +/-2V que se aplica en el electrodo inferior del condensador de almacenamiento se transfiere al electrodo superior. Por lo tanto, el electrodo superior, el cual es cargado a 4.5 voltios de CC para el funcionamiento del LCD, de una señal sinusoidal de 4.5V +/-1.9 V. Estas señales son pasadas a las estructuras de peine izquierda y derecha correspondientes del electrodo de campo marginal 319. De esta manera, ambas estructuras de peine del electrodo de campo marginal 319 pueden modularse con una señal que tenga un componente de CA de aproximadamente +/-2V de amplitud (+/-2V en uno, +/-1.9V en el otro) . Asi, el electrodo de campo marginal 319, junto con los demás electrodos de campo marginal de los pixeles en la región excitadora que están siendo excitados similarmente, puede funcionar como una línea de excitación para la detección capacitiva.
Es importante notar que al mismo tiempo el electrodo de campo marginal 319 está configurado para funcionar como un elemento excitador para el sistema sensible al tacto, el electrodo de campo marginal continúa funcionando como parte del sistema de presentación visual LCD. Como se muestra en la figura 5A, aunque los voltajes de las estructuras de peine del electrodo de campo marginal se modulen cada uno a aproximadamente +/-2V, el voltaje relativo entre las estructuras de peine sigue siendo aproximadamente constante a 2V +/-0.1V. Este voltaje relativo es el voltaje que es visto por el cristal líquido del pixel para la operación del LCD. La variación de 0. IV de CA en el voltaje relativo durante la fase táctil debe tener un efecto aceptablemente bajo en el presentador visual LCD, particularmente toda vez que la variación de CA tendría típicamente una frecuencia que sería más alta que el tiempo de respuesta para el cristal líquido. Por ejemplo, la frecuencia de. la señal de estimulación, y por consiguiente la frecuencia de la variación de CA, típicamente sería de más de 100 kHz . Sin embargo, el tiempo de respuesta para cristal líquido típicamente es menor que 100 Hz . Por lo tanto, la función del electrodo de campo marginal como un elemento excitador en el sistema táctil no debería interferir con la función LCD del electrodo de campo marginal.
En referencia ahora a las figuras 3, 4B y 5B, se describirá ahora el funcionamiento de la región sensible. La figura 4B muestra señales aplicadas a través de xVcom 316 a los pixeles de la región sensible, incluyendo el pixel 303, durante las fases LCD y táctil descritas arriba. Al igual que con la región excitadora, xVcom 316 es excitado con una señal de onda cuadrada de 2.5V +/-2.5V para de esta manera llevar a cabo inversión LCD durante la fase LCD. Durante la fase táctil, xVcom 316 está conectado al amplificador 326, el cual mantiene el voltaje en o cerca de una tierra virtual de 2.5V. En consecuencia, el electrodo de campo marginal 321 también es mantenido a 2.5V. Como se muestra en la figura 3, los campos eléctricos de marginación se propagan desde el electrodo de campo marginal 319 hasta elelectrodo de campo marginal 321. Como se describió arriba, los electrodos eléctricos de marginación son modulados a aproximadamente +/-2V por la región excitadora. Cuando estos campos son recibidos por el electrodo superior del electrodo de campo de marginación 321, la mayoría de la señal es transferida al electrodo inferior, ya que el pixel 303 tiene las mismas o similares capacitancias de dispersión y capacitancia de almacenamiento que el pixel 301. Ya que xVcom 316 está conectado al amplificador de carga 326, y está siendo mantenido en tierra virtual, cualquier carga que sea inyectada se mostrará como un voltaje de salida del amplificador de carga. Este voltaje de salida proporciona la información sensible al tacto para el sistema de sensibilidad al tacto. Por ejemplo, cuando el dedo 327 se acerca a los campos de marginación, captura algunos campos y los aterriza, lo cual causa una alteración en los campos. Esta alteración puede detectarse por el sistema táctil como una alteración en el voltaje de salida del amplificador de carga 326. La figura 5B muestra que aproximadamente 90% de un campo de marginación recibido en el pixel 302 que choca sobre la mitad del electrodo del condensador que también está conectado al drenaje del TFT 325 será transferido al amplificador de carga 326. 100% De la carga que choca sobre la mitad de electrodo del compensador que está conectado directamente a XVCOM 316 será transferida al amplificador de carga 326. La relación de carga que choca sobre cada electrodo dependerá del diseño LCD. Para no IPS, casi 100% de la carga afectada por el dedo chocará en el electrodo VCOM debido a que la placa CF con patrones está más cerca del dedo. Para el presentador visual tipo IPS la relación estará más cerca a mitad y mitad debido a que cada parte del electrodo tiene aproximadamente un área igual (o ¼ vs ¾) que mira al dedo. Para algunos subtipos de presentadores visuales IPS , los electrodos de marginación no son coplanares, y la mayoría del área que mira hacia arriba está dedicada al electrodo VCOM.
El ejemplo de operaciones de excitación y detección de las figuras 3, 4A-4B y 5A-5B se describe usando pixeles individuales por motivos de claridad. Algunos ejemplos de disposiciones y operaciones de las regiones excitadoras y regiones sensibles de acuerdo con modalidades de la invención se describirán ahora con referencia a las figuras 6A-6C, 7, 8A-8C, 9A-9C y 10.
La figura 6A ilustra una vista parcial de un ejemplo de pantalla táctil 600 que tiene regiones de pixeles con elementos capacitivos de doble función que operan como elementos LCD y como sensores táctiles de acuerdo con modalidades de la invención. En el ejemplo de la figura 6A, se muestra una pantalla táctil 600 que tiene ocho columnas (marcadas a a h) y seis hileras (marcadas 1 a 6) , aunque debe entenderse que puede emplearse cualquier número de columnas e hileras. Las columnas a a h pueden formarse a partir de regiones en forma de columna, aunque en el ejemplo de la figura 6A, un lado de cada columna incluye bordes escalonados y muescas diseñados para crear secciones separadas en cada columna. Cada una de las hileras 1 a 6 pueden formarse a partir de una pluralidad de parches o almohadillas distintos dentro de las regiones, cada parche conectado a un área limítrofe a través de una o más líneas yVcom que corren hacia el área limítrofe de la pantalla táctil 600 para hacer posible que todos los parches en una hilera particular sean conectados juntos a través de trazas metálicas (no mostradas en la figura 6A) que corren en las áreas limítrofes. Estas trazas metálicas pueden enrutarse a un área pequeña en el lado de la pantalla táctil 600 y conectarse a un circuito impreso flexible 602. Como se muestra en el ejemplo de la figura 6A, los parches que forman las hileras pueden formarse, mediante la colocación selectiva de interrupciones en líneas xVcom y líneas yVcom, por ejemplo, en una configuración generalmente en forma de pirámide. En la figura 6A, por ejemplo, los parches para las hileras 1-3 entre las columnas a y b están dispuestos en una configuración de pirámide invertida, mientras que los parches para las hileras 4-6 entre columnas a y b están dispuestos en una configuración piramidal y vertical.
La figura 6B ilustra una vista parcial de un ejemplo de pantalla táctil 600 que incluye trazas metálicas 604 y 606 que corren en las áreas limítrofes de la pantalla táctil de la invención. Nótese que las áreas limítrofes en la figura 6B son ampliadas por claridad. Cada columna a-h puede incluir líneas yVcom 608 extendidas que permitan a la columna ser conectada a una traza metálica a través de una vía (no mostrada en la figura 6B) . Un lado de cada columna incluye bordes escalonados 614 y muescas 616 diseñadas para crear secciones separadas en cada columna. Cada parche de hileras 1-6 puede incluir líneas yVcom extendidas 610 que permitan al parche ser conectado una traza metálica a través de una vía (no mostrada en la figura 6B) . Las líneas yVcom 610 pueden permitir que cada parche en una hilera particular sea auto-conectado entre sí. Ya que todas las trazas 604 y 606 se forman en la misma capa, también pueden ser enrutadas al mismo circuito impreso flexible 602.
Si la pantalla táctil 600 es operada como una pantalla táctil de capacitancia mutua, ya sea las columnas a-h o las hileras 1-6 pueden ser excitadas con una o más señales de estimulación, y líneas de campo eléctrico de marginación pueden formarse entre áreas de columna y parches de hileras adyacentes. En la figura 6B, se debe entender que aunque sólo líneas de campo eléctrico 602 entre la columna a y parche de hilera 1 (a-1) se muestran por motivos de ilustración, líneas de campo eléctrico pueden formarse entre otros parches de columna e hilera adyacentes (por ejemplo, a-2, b-4, g-5, etc.) dependiendo de qué columnas o hileras estén siendo estimuladas. Así, se debe entender que cada par de parches de columna-hilera (por ejemplo, a-1, a-2, b-4, g-5, etc.) puede representar un pixel o sensor táctil de dos regiones en el cual la carga pueda ser acoplada en la misma región sensible desde la región excitadora. Cuando un dedo toca sobre uno de estos pixeles táctiles, algunas de las líneas de campo eléctrico de marginación que se extienden más allá de la cubierta de la pantalla táctil son bloqueadas por el dedo, reduciendo la cantidad de carga acoplada sobre la región sensible. Esta reducción en la cantidad de carga acoplada puede detectarse como parte de determinar una "imagen" de tacto resultante. Debe notarse que en los diseños de pantalla táctil de capacitancia mutua como los mostrados en la figura 6B, no se requiere ninguna tierra de referencia separada, por lo que no se requiere ninguna segunda capa en el lado posterior del substrato, o sobre un substrato separado .
La pantalla táctil 600 también puede ser operada como una pantalla táctil de auto-capacitancia. En tal modalidad, un plano a tierra de referencia puede formarse en el lado posterior del substrato, del mismo lado que los parches y columnas pero separado de los parches y columnas por una capa dieléctrica, o sobre un substrato separado. En una pantalla táctil de auto-capacitancia, cada pixel táctil o sensor tiene una auto-capacitancia a la tierra de referencia que puede cambiarse debido a la presencia de un dedo. En modalidades de auto-capacitancia, la auto-capacitancia de las columnas a-h puede ser detectada independientemente, y la auto-capacitancia de las hileras 1-6 también puede ser detectada independientemente .
La figura 6C ilustra un ejemplo de conexión de columnas y parches de hileras a las trazas metálicas en el área limítrofe de la pantalla táctil de acuerdo con las modalidades de la invención. La figura 6C ilustra "Detalle A" como se muestra en la figura 6B, y muestra la columna "a" y parches de hileras 4-6 conectados a trazas metálicas 618 a través de líneas yVcom 608 y 610. Ya que las líneas yVcom 68 y 610 están separadas de trazas metálicas 618 por un material dieléctrico, vías 620 formadas en el material dieléctrico permiten a las líneas yVcom conectarse a las trazas metálicas. Las trazas metálicas 618 pueden formarse en la misma capa que las líneas yVcom. En este caso, no habrían etapas de proceso adicionales, y las trazas metálicas pueden ser enrutadas en las mismas capas MI y M2 que las convencionales en LCDs, conocidas también algunas veces como "metal de puerta" y "metal de fuente/drenaje" . También, la capa aislante dieléctrica puede ser llamada una "dieléctrica de capa interior" o "ILD" .
Como se muestra en la figura 6C, los bordes de columna 614 y parches de hileras 4-6 pueden escalonarse en la dimensión x debido a que debe hacerse espacio para los pixeles táctiles que contengan líneas yVcom 610 que conectan parches de hileras 4 y 5. (Debe entenderse que el parche de hilera 4 en el ejemplo de la figura 6C es en realidad dos parches unidos juntos) . Para obtener sensibilidad táctil óptima, puede ser deseable equilibrar el área de las regiones en pixeles táctiles a-6, a-5 y a-4. Sin embargo, si la columna "a" se mantuvo lineal, el parche de hilera 6 puede ser más delgado que el parche de hilera 5 ó 6, y un desequilibrio podría crearse entre las regiones del pixel táctil a-6.
La figura 7 ilustra una vista superior de un ejemplo de columna y parches de hileras adyacentes de acuerdo con modalidades de la invención. Puede ser generalmente deseable hacer las características de capacitancia mutua de los pixeles táctiles a-4, a-5 y a-6 relativamente constante para producir una sensibilidad táctil en dirección z relativamente uniforme que permanezca dentro del intervalo de circuitos de detección de tacto. En consecuencia, las áreas de columna a4, a5 y a6 deben ser casi las mismas que las áreas de parche de hilera 4, y 6. Para lograr esto, la sección de columna a4 y a5, y parche de hilera 4 y 5 pueden encogerse en la dirección y en comparación con la sección de columna a6 y parche de hilera 6 de tal manera que el área del segmento de columna a coincida con el área de los segmentos de columna a5 y a6. En otras palabras, el pixel táctil a4-4 será más ancho pero más corto que el pixel táctil as-6, el cual será más angosto pero más alto.
Debido a que los pixeles o sensores táctiles pueden ser ligeramente inclinados o desalineados en la dirección x, la coordenada x de un evento táctil maximizado en el pixel táctil a-6 (por ejemplo, un dedo puesto directamente sobre el pixel táctil a-6) puede ser ligeramente diferente a la coordenada x de un evento táctil maximizado en el pixel táctil a-4, por ejemplo. En consecuencia, en modalidades de la invención esta desalineación puede ser corregida en aberración esférica en un algoritmo de software para reasignar los pixeles táctiles y eliminar la distorsión.
Aunque una dimensión de rejilla de panel táctil típica puede tener pixeles táctiles dispuestos en centros de 5.0 mm, una rejilla más abierta que tenga centros de aproximadamente 6.0 mm, por ejemplo, puede ser deseable para reducir el número total de conexiones eléctricas en la pantalla táctil. Sin embargo, abrir el patrón del sensor puede causar lecturas de tacto erróneas.
La figura 8A es un ejemplo de gráfica de una coordenada x de un tacto de dedo contra capacitancia mutua vista en un pixel táctil para dos pixeles táctiles adyacentes a-5 y b-5 en una sola hilera que tiene separaciones amplias. En la figura 8A, la gráfica 800 representa la capacitancia mutua vista en el pixel táctil a-5 a moverse el tacto de dedo continuamente de izquierda a derecha, y la gráfica 802 representa la capacitancia mutua vista en el pixel táctil b-5 al moverse el tacto del dedo continuamente de izquierda a derecha. Como se esperaba, una caída en la capacitancia mutua 804 se ve en el pixel táctil a-5 cuando el tacto del dedo pasa directamente sobre el pixel táctil a-5, y una caída similar en la capacitancia mutua 806 se ve en el pixel táctil b-5 cuando el tacto del dedo pasa directamente sobre el pixel táctil b-5. Si la línea 808 representa un umbral para detectar un evento táctil, la figura 8A ilustra que incluso a pesar de que el dedo nunca se ha levantado de la superficie de la pantalla táctil, puede parecer erróneamente en 810 que el dedo se ha levantado momentáneamente fuera de la superficie. Esta ubicación 810 puede representar un punto casi a la mitad entre los dos pixeles táctiles abiertos.
La figura 8B es un ejemplo de gráfica de una coordenada x de un tacto de dedo contra capacitancia mutua visto en el pixel táctil para dos pixeles táctiles adyacentes a-5 y b-5 en una sola hilera que tiene separaciones amplias en donde interpolación espacial ha sido provista de acuerdo con modalidades de la invención. Como se esperaba, una caída en la capacitancia mutua 804 se observa en el pixel táctil a-5 cuando el tacto del dedo pasa directamente sobre el pixel táctil a- 5, y una caída similar en la capacitancia mutua 806 se observa en el pixel táctil b-5 cuando el tacto del dedo pasa directamente sobre el pixel táctil b-5. Nótese, sin embargo, que la elevación y caída en el valor de capacitancia mutua ocurre más gradualmente que en la figura 8A. Si la línea 808 representa un umbral para detectar un evento táctil, la figura 8B ilustra que al moverse el dedo de izquierda a derecha sobre el pixel táctil a-5 y b-5, siempre se detecta un evento táctil ya sea en el pixel táctil a-5 o b-5. En otras palabras, esta "confusión" de eventos táctiles es útil para impedir la aparición de lecturas no táctiles falsas .
En una modalidad de la invención, el espesor del cristal de cubierta para la pantalla táctil puede incrementarse para crear parte o toda la dispersión o filtración espacial mostradas en la figura 8B.
La figura 8C ilustra una vista superior de un ejemplo de patrón de columnas y parches de hileras adyacentes útil para separaciones de pixeles táctiles más grandes de acuerdo con modalidades de la invención. La figura 8C ilustra un ejemplo de modalidad en el cual los bordes de la región dentada 812 se emplean dentro de un pixel táctil alargado en la dirección x. Los bordes de la región dentada pueden permitir que líneas de campo eléctrico de marginación 814 estén presentes sobre un área más grande en la dirección x de tal manera que un evento táctil pueda detectarse por el mismo pixel táctil sobre una distancia más grande en la dirección x. Debe entenderse que la configuración dentada de la figura 8C sólo es un ejemplo, y que también pueden usarse otras configuraciones tales como bordes en serpentina y similares. Estas configuraciones pueden suavizar más los patrones táctiles y crear filtración e interpolación espacial adicionales entre pixeles táctiles adyacentes como se muestra en la figura 8B.
La figura 9A ilustra un ejemplo de pantalla táctil 900 que incluye regiones sensibles (o excitadoras) (C0-C5) formadas como columnas 906 e hileras de regiones poligonales (ladrillos) 902, en donde cada hilera de ladrillos forma una región excitadora (o sensible) separada (R0-R7) de acuerdo con modalidades de la invención. En el ejemplo de la figura 9A, líneas yVcom conectoras 904 son enrutadas a lo largo de sólo un lado de los ladrillos (una llamada configuración de "un solo escape"). Aunque una pantalla táctil 900 que tiene seis columnas y ocho hileras es mostrada, debe entenderse que puede emplearse cualquier número de columnas e hileras .
Para conectar los ladrillos 902 en una hilera particular juntos, lineas yVcom conectoras 904 pueden ser enrutadas desde los ladrillos a lo largo de un lado de los ladrillos en una configuración de un solo escape hasta una línea bus 910 particular. Regiones de aislamiento de tierra 908, pueden formarse entre líneas yVcom conectoras 904 y columnas 906 adyacentes para reducir el acoplamiento capacitivo entre las líneas yVcom conectoras y las columnas. Las colecciones para cada línea bus 910 y para las columnas 906 pueden ser llevadas lejos de la pantalla táctil 900 a través del circuito impreso flexible 912.
La figura 9B ilustra una vista en acercamiento de una porción del ejemplo de pantalla táctil 900 de la figura 9A, que muestra cómo los ladrillos 902 pueden ser enrutados a las líneas bus 910 usando líneas yVcom conectoras 904 en una configuración de un solo escape de acuerdo con modalidades de la invención. En la figura 9B, las conexiones más largas, más líneas yVcom 904 (por ejemplo, traza R7) se pueden usar que las líneas yVcom conectoras más cortas (por ejemplo traza R2) para igualar la resistividad total de las trazas y para minimizar las cargas capacitivas totales vistas por los circuitos excitadores.
La figura 9C ilustra una porción del ejemplo de pantalla táctil 900 de la figura 9A que incluye ladrillos 902 asociados con columnas C0 y Cl y líneas yVcom conectoras 904 (ilustradas simbólicamente como líneas delgadas) que conectan los ladrillos a líneas bus 910 de acuerdo con modalidades de la invención. En el ejemplo de la figura 9B, que se dibujan de una manera simbólica y no a escala por motivos de ilustración únicamente, la línea bus BO está conectada al ladrillo ROCO (el ladrillo más cercano a BO adyacente a la columna CO) y R0C1 (el ladrillo más cercano a BO adyacente a la columna Cl) . La línea bus Bl está conectada al ladrillo RICO (el siguiente ladrillo más cercano a BO adyacente a la columna BO) y R who 1 (el siguiente ladrillo más cercano a BO adyacente a columna Cl) . El patrón se repite para las demás líneas bus de tal manera que la linea bus B7 se conecte al ladrillo R7C0 (el ladrillo más lejano desde BO adyacente a la columna CO) y R7C1 (el ladrillo más lejano de BO adyacente a la columna Cl) .
La figura 10 ilustra una porción de un ejemplo de pantalla táctil interpolada doble en zigzag 1000 que puede reducir más la capacitancia parásita entre las líneas yVcom conectoras y las regiones sensibles de acuerdo con modalidades de la invención. En el ejemplo de la figura 10, las regiones poligonales 1002 que representan las regiones excitadoras (o sensibles) son generalmente pentagonales en forma y de orientación escalonada, con algunas de las áreas poligonales cerca del extremo del panel siendo pentágonos socavados. Las regiones sensibles (o excitadoras) 1004 tienen forma de zigzag, con guardas de tierra 1006 entre las regiones sensibles (o excitadoras) y pentágonos 1002. Todas las líneas yVcom conectoras 1008 son enrutadas en canales 1010 entre pentágonos 1002. En modalidades de capacitancia mutua, cada pixel o sensor táctil se caracteriza por líneas de campo eléctrico 1016 formadas entre un pentágono y una región sensible (o excitadora) 1004 adyacente. Ya que las líneas yVcom conectoras 1008 no corren a lo largo de los lados en ninguna de las regiones sensibles (o excitadoras) 1004, sino más bien corren entre pentágonos 1002, la capacitancia parásita entre líneas yVcom conectoras 1008 y regiones sensibles (o excitadoras) 1004 se minimiza, y acoplamiento cruzado espacial también se minimiza. Previamente, la distancia entre líneas yVcom conectoras 1008 y regiones sensibles (o excitadoras) 1004 era sólo el ancho de la guarda a tierra 1006, pero en la modalidad de la figura 10, la distancia es el ancho de la guarda de tierra más el ancho del pentágono 1002 (que varía a lo largo de la longitud de su forma) .
Como indica el ejemplo de la figura 10, los pentágonos para la hilera R14 en un extremo de la pantalla táctil pueden ser truncados. En consecuencia, los centroides calculados del tacto 1012 para R14 pueden ser descentrados en la dirección y desde su posición verdadera. Además, los centroides calculados de tacto para cualquiera dos hileras adyacentes serán escalonados (descentrados entre sí) en la dirección x por una distancia de descentrado. Sin embargo, esta desalineación puede ser corregida en aberración esférica en un algoritmo de software para reasignar los pixeles táctiles y eliminar la distorsión.
Aunque las anteriores modalidades de la invención han sido descritas principalmente en la presente en términos de pantallas táctiles de capacitancia mutua, debe entenderse que las modalidades de la invención también son aplicables a pantallas táctiles de auto-capacitancia como las descritas arriba. En algunas modalidades, una pantalla táctil puede usar tanto mediciones de mutua como de auto-capacitancia en una forma de multiplexión de tiempo para acumular información adicional y cada tipo de medición puede compensar la debilidad del otro.
Ejemplos de presentadores visuales que incluyen pixeles con elementos capacitivos de doble función, y los procesos para fabricar los presentadores visuales, de acuerdo con modalidades de la invención, se describirán ahora con referencia a las figuras 11-46. Las figuras 11-24 están dirigidas a un ejemplo de presentador visual LCD de birrefrigencia controlada eléctricamente (ECB) que usa silicio amorfo (a-Si) . Las figuras 25-34 están dirigidas a un presentador visual LCD IPS ejemplar que usa silicio policristalino de baja temperatura (LTPS) . Las figuras 35-43 están dirigidas a otro ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa LTPS. Las figuras 44-55 están dirigidas a un ejemplo de presentador visual LCD ECB que usa LTPS.
Un ejemplo del proceso para fabricar un presentador visual LCD ECB de acuerdo con modalidades de la invención se describirá ahora con referencia a las figuras 11-18. Las figuras muestran varias etapas de procesamiento de dos pixeles, un pixel 1101 y un pixel 1102, durante la fabricación del presentador visual LCD ECB. Los pixeles 1101 y 1102 resultantes forman circuitos eléctricos equivalentes a los pixeles 101 y 102, respectivamente, de la figura 1.
La figura 11 muestra los patrones de una primera capa metálica (MI) de pixeles 1101 y 1102. Como se muestra en la figura 11, la capa MI para el pixel 1102 incluye una puerta 1155a, una porción 1113b de una línea de puerta 1113, un electrodo inferior 1157b de un condensador de almacenamiento (no mostrado excepto con el electrodo inferior 1157b), y una porción 1121b de un xVcom 1121. El pixel 1101 incluye una puerta 1105a, un electrodo inferior 1107b de un condensador de almacenamiento (no mostrado excepto por el electrodo inferior 1107b) , una porción 1113a de la línea de puerta 1113, y una porción 1121a de xVcom 1121. El pixel 1101 incluye también una porción 1123a de un yVcom 1123 (mostrado como líneas punteadas) , que incluye una porción 1140 adicional. La porción 1123a tiene un punto de conexión 1141 y un punto de conexión 1143. Como se muestra en la figura 11, una línea de puerta 1113 y un xVcom 1121 corren a través de los pixeles 1101 y 1102 en una dirección x. La línea de puerta 1113 conecta a las puertas 1105a y 1155a, y xVcom 1121 conecta al electrodo inferior 1107b y 1157b. La porción 1123a de yVcom 1123 conecta a xVcom 1121 en el pixel 1101.
La figura 12 muestra una etapa de formación de patrones subsecuente en el proceso de fabricar pixeles 1101 y 1102, en la cual patrones de isla de silicio amorfo (a-Si) son formados. Como puede verse en la figura 12, los patrones de isla para los pixeles son similares, excepto que la porción semiconductora 1201 y 1203 del pixel 1102 son ligeramente diferentes a las porciones semiconductoras 1205 y 1207 del pixel 1101. Por ejemplo, la porción 1205 es ligeramente más pequeña que la porción 1201. Esto se debe, en parte, a permitir que xVcom 1121 sea conectado en la dirección vertical (dirección y) con otras líneas xVcom a través de yVcom 1123, como se describe en mayor detalle abajo.
La figura 13 muestra conexiones 1301 y 1302 formadas en el pixel 1101. El pixel 1102 no incluye estas conexiones. El funcionamiento de las conexiones 1301 y 1302 se describe en más detalle abajo con referencia a la figura 14.
La figura 14 muestra los patrones de una segunda capa metálica (M2) de pixeles 1101 y 1102. Como se muestra en la figura 14, la capa M2 del pixel 1102 forma una porción 1417a de línea de datos en color verde, Gdata 1417 (mostrada como una línea punteada en la figura 14, una fuente 1455b, un drenaje 1455c y un electrodo superior 1457a. De manera similar al pixel 1102, la capa M2 del pixel 1101 forma una porción 1415a de una línea de datos en color rojo, Rdata 1415 (mostrada como una línea punteada en la figura 14) , una fuente 1405b, un drenaje 1405c y electrodo superior 1407a. La capa M2 del pixel 1101 forma también porciones 1423a y 1423b de yVcom 1123 (mostrada como línea punteada en la figura 14) . El electrodo superior 1407a es más pequeño que el electrodo superior 1457a, lo cual permite que la porción 1423a se forme en la capa M2 del pixel 1101. La porción 1423a tiene un punto de conexión 1441, y la porción 1423b tiene un punto de conexión 1443.
Las figuras 11, 13 y 14 ilustran juntas que el pixel 1101 incluye una línea común vertical (yVcom 1415) que permite la conexión de xVcom 1121 con otras líneas xVcom en la dirección vertical (dirección y) . En particular, las figuras muestran a la porción 1423a conectada a la porción 1123a a través de la conexión 1301 en puntos de conexión 1441 y 1141, respectivamente. La porción 1123a está conectada a 1423b a través de la conexión 1302 en los puntos 1143 y 1443, respectivamente. Así, las figuras muestran una porción continua de yVcom 1123 formada en el pixel 1101 por la conexión de varias estructuras del pixel. Como se muestra en la figura 11, la porción yVcom 1123a está conectada a la porción xVcom 1121a. En consecuencia, la estructura de pixel 1101 mostrada en las figuras permite la conexión en la dirección vertical de varias líneas xVcom.
La figura 15 muestra capas de contacto por planarización (PLN) 1501 y 1503 de pixeles 1101 y 1102, respectivamente. La figura 16 muestra capas reflectoras (REF) 1601 y 1603 de pixeles 1101 y 1102, respectivamente. La figura 17 muestra contactos de pasivación (PASS) 1701 y 1703 de pixeles 1101 y 1102, respectivamente. La figura 18 muestra material conductor semitransparente, tal como IPO, capas que forman electrodos de pixel 1801 y 1803 de pixeles 1101 y 1102, respectivamente.
La figura 19 muestra una vista en planta de pixeles completados 1101 y 1102. Las figuras 20A-B ilustran vistas laterales del pixel completado 1101 tomadas a lo largo de las trayectorias mostradas en las vistas superiores mostradas en las figuras. Las figuras 20C-D ilustran vistas laterales de pixeles 1102 y 1101 a lo largo de las líneas mostradas en la figura 19.
La figura 20A muestra una vista lateral del pixel 1101. La porción de la capa MI mostrada en la figura 20A incluye la porción de línea de puerta 1113b, puerta 1155a, electrodo inferior 1157b y porción xVcom 1121b. La capa de poli-Si mostrada en la figura 20A incluye poli-Si 1205 y poli-Si 1201. La capa M2 mostrada en la figura 20A incluye la fuente 1455b, drenaje 1465c y electrodo superior 1457a. La figura 20A muestra también la capa de planarización 1503, capa reflectora 1603, contacto de pasivación 1703 y capa conductora transparente 1103.
La figura 20B muestra otra vista lateral del pixel 1101. Por motivos de claridad, el contacto de planarización, reflector, contacto de pasivación y capas conductoras transparentes no se muestran en la figura. La capa MI mostrada en la figura 20B incluye la porción de línea de puerta 1113a, puerta 1105a, electrodo inferior 1107b y porción xVcom 1121a. La figura 20B muestra también un pixel 2001 adyacente, el cual tiene la misma estructura que el pixel 1101. La capa de poli-Si mostrada en la figura 20B incluye la porción de poli-Si 1211 y la porción de poli-Si 1207. La capa M2 mostrada en la figura 20B incluye la fuente 1405b, drenaje 1405c y electrodo superior 1407a.
La figura 20C muestra una vista lateral del pixel 1102 a lo largo de la línea mostrada en la figura 19. La capa MI mostrada en la figura 20C incluye la porción de línea de puerta 1113b, puerta 1155a y porción xVcom 1121b. La figura 20C muestra también un aislador de puerta 2003 depositado sobre MI. La porción de poli-Si 1203 y la porción de poli-Si adicional se muestra también en la figura 20C.
La figura 20D muestra una vista lateral del pixel 1101 a lo largo de la línea mostrada en la figura 19. La capa MI mostrada en la figura 20D incluye la porción de línea de puerta 1113a, puerta 1105a y porción yVcom 1123a, que incluye una intersección con la porción xVcom 1121a. Conexiones 1301 y 1302 contactan puntos de conexión 1141 y 1143, respectivamente, de la porción yVcom 1123a. La figura 20D muestra también una capa aislante de puerta 2005 y porción de poli-Si 1209. La capa M2 mostrada en la figura 20D incluye la porción yVcom 1423a, la cual conecta con la conexión 1301 en el punto de conexión 1441, y la porción yVcom 1423b, que conecta con la conexión 1302 en el punto de conexión 1443. La línea común vertical, yVcom 1123 (mostrada en la figura 20D como líneas punteadas) corre a través del pixel 1181 como porción yVcom 1423a, conexión 1301, porción yVcom 1123a, conexión 1302 y porción yVcom 1423b. La figura 20D muestra también una porción de un pixel adyacente que incluye una estructura idéntica al pixel 1101. En particular, el pixel adyacente incluye una porción yVcom que está conectada, por medio de una conexión, a una porción xVcom. Así, la figura 20D ilustra que una porción xVcom 1221a puede conectarse a la porción xVcom de un pixel adyacente con una línea yVcom.
Las figuras 21 y 22 muestran un análisis comparativo de la capacitancia de almacenamiento de los pixeles 1101 y 1102. La capacitancia de almacenamiento total (Cstore) del pixel 1102 es: Cstore = CMi/M2+CM1/ITo (1) en donde: CMi M2 es la capacitancia de las capas MI y M2 superpuestas, tales como el electrodo superior 1457a y electrodo inferior 1157b de pixel 1102, y CMI/ITO es la capacitancia entre áreas superpuestas de la primera capa metálica y la capa conductora transparente .
Por ejemplo, la figura 21 muestra las áreas superpuestas de la primera y segunda capas metálicas que resultan en la capacitancia CM1/M2. Como se muestra en la figura 21, CMi/M2 del pixel 1102 resulta de una superposición de aproximadamente 360 micrometros cuadrados de la primera y segunda capas metálicas. En referencia ahora a la figura 22, las porciones resaltadas del pixel 1102 muestran las regiones superpuestas de la primera capa metálica y la capa conductora transparente que resultan en CMiiT0. Como se muestra en la figura 22, la superposición total es de aproximadamente 360 micrometros cuadrados.
En contraste, la capacitancia total del piel 1101 es: Cstore = CMI/M2 + CMI/ITO + CM2/ITO (2) en donde: C I 2 y CM1/rro se definen como arriba, y CM2/ITO es la capacitancia que resulta de la superposición de la segunda capa metálica y la capa conductora transparente.
El término adicional en la en la ecuación de capacitancia de almacenamiento para el pixel 1101, CM2/ITO resulta de las áreas adicionales de la segunda capa metálica en el pixel 1101 que se superponen con la capa conductora transparente. Las figuras 21 y 22 muestran las áreas de metal de superposición en el pixel 1101 que resultan en términos de la ecuación 2. La figura 21 muestra una región superpuesta de la primera y segunda capa metálicas en el pixel 1101 que es igual a aproximadamente 503 micrómetros cuadrados. La figura 22 muestra regiones superpuestas de la primera capa metálica y la capa conductora transparente en el pixel 1101 que es igual a aproximadamente 360 micrómetros cuadrados. La figura 22 muestra también una región superpuesta de la segunda capa metálica y la capa conductora transparente que es igual a aproximadamente 81 micrómetros cuadrados. Así, es aparente de las figuras 21 y 22 que, aunque el área de superposición de la primera y segunda capas metálicas del pixel 1101 es menor que el área correspondiente del pixel 1102, el pixel 1101 tiene una superposición de área adicional que el pixel 1102 no. En particular, la superposición de la segunda capa metálica y la capa conductora transparente en el pixel 1101 contribuye a 81 micrómetros cuadrados adicionales, lo cual a su vez contribuye a una cantidad adicional de capacitancia para la capacitancia de almacenamiento del pixel 1101.
La figura 23 ilustra cálculos de relación de apertura para los pixeles 1101 y 1102. El pixel 1101 tiene una relación de apertura de 41.4%. El pixel 1102 tiene una relación de apertura de 44.4%.
La figura 24 ilustra un ejemplo de modificación de acuerdo con modalidades de la invención. Como resultado de la modificación, las relaciones de apertura de los diferentes pixeles en un sistema pueden hacerse más similares, lo cual puede mejorar la apariencia del presentador visual. En forma similar al pixel 1102, los pixeles 2401 y 2405 no incluyen porciones de conexión en la dirección y. El pixel 2403, por otro lado, no incluye una porción de conexión en la dirección y, similar al pixel 1101.
Las figuras 25-34 están dirigidas a un ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa silicio policristalino de baja temperatura (LTPS) . Un ejemplo del proceso para fabricar un presentador visual LCD IPS que usa LTPS de acuerdo con modalidades de la invención se describirá ahora con referencia a las figuras 25-31. Las figuras muestran varias etapas de procesamiento de dos pixeles, o pixel 2501 y un pixel 2502, durante la elaboración del presentador visual LCD IPS que usa LTPS. Los pixeles 2501 y 2502 resultantes forman circuitos eléctricos equivalentes a los pixeles 101 y 102, respectivamente, de la figura 1. Debido a que las etapas de procesamiento mostradas en las figuras 25-30 son las mismas para el pixel 2501 y pixel 2502, sólo un pixel se muestra en cada una de estas figuras. Sin embargo, se entiende que las etapas de procesamiento mostradas en las figuras 25-30 aplican tanto al pixel 2501 como al pixel 2502.
La figura 25 muestra la disposición de patrones de una capa de poli-Si de pixeles 2501 y 2502. Las porciones semiconductoras 2505, 2507 y 2509 forman la región activa de un TFT, y sirven como fuente, puerta y drenaje, respectivamente .
La figura 26 muestra una etapa de formar patrones subsecuente en el proceso de fabricar los pixeles 2501 y 2502, en la cual una primera capa metálica (MI) de pixeles 2501 y 2502 es formada. Como se muestra en la figura 26, la capa MI para los pixeles 2501/2502 incluye una puerta 2605a, una porción 2613a de la línea de puerta 2613 (mostrada como líneas punteadas) y una porción 2621a de xVcom 2621. La porción 2621a incluye un punto de conexión 2623. La línea de puerta 2613 y xVcom 2621 corren a través de pixeles que son adyacentes en la dirección x.
La figura 27 muestra las vías 2701, 2703 y 2705 formadas en pixeles 2501/2502 para conexiones a la porción 2505, porción 2509 y punto de conexión 2623, respectivamente.
La figura 28 muestra la disposición de patrones de una segunda capa metálica (M2) de pixeles 2501/2502. Como se muestra en la figura 28, la capa M2 de los pixeles forma una porción 2817a de una línea de datos de color 2817 (mostrada como una línea punteada en la figura 28) , que puede llevar datos en color rojo, verde o azul, por ejemplo. La porción 2817a incluye una conexión 2819 que conecta a la porción 2505 a través de la vía 2701. La capa M2 también forma una conexión 2821 con la porción 2509 a través de la vía 2703, y forma una conexión 2823 al punto de conexión 2623 a través de la vía 2705.
La figura 29 muestra una primera capa de material conductivo transparente, tal como ITO, formada de pixeles 2501/2502. La primera capa conductora transparente incluye un electrodo de pixel 2901. La figura 29 muestra también una porción 2905 de un electrodo de pixel de un pixel adyacente en la dirección x, y una porción 2907 de un electrodo de pixel de un pixel adyacente en la dirección y. La figura 29 muestra también una conexión 2903, que forma una conexión entre una capa de ITO común descrita abajo y xVcom 2621 a través del punto de conexión 2623 y una conexión 3001 mostrada en la figura 30.
La figura 31 muestra una segunda capa de conductor transparente, tal como ITO, formada en el pixel 2501 y pixel 2502. La segunda capa en el pixel 2502 forma un electrodo común 3151, que incluye un punto de conexión 3153 que conecta a xVcom 2621 a través de conexiones 3001 y 2903, y el punto de conexión 2623. La figura 31 muestra también una porción 3155 de un electrodo común de un pixel adyacente en la dirección y. Al igual que el pixel 2502, el pixel 2501 incluye un electrodo común 3101, formado de la segunda capa de conductor transparente. Asimismo, el electrodo común 3101 incluye un punto de conexión 3103 que conecta a xVcom 2621 a través de conexiones 3001 y 2903, y punto de conexión 2623. Sin embargo, el pixel 2501 incluye también una conexión 3107 entre el electrodo común 3101 y un electrodo común 3105 de un pixel adyacente en la dirección y. De esta manera, los electrodos comunes de pixeles pueden conectarse en la dirección y para formar una línea yVcom 3109. Ya que el electrodo común 3101 está conectado a xVcom 2621 y xVcom 2621 está conectado a electrodos comunes de otros pixeles en la dirección x, los electrodos comunes de una región de pixeles pueden conectarse juntos para formar un elemento sensible al tacto. De manera similar a la modalidad del ejemplo anterior, las interrupciones en las líneas xVcom y las líneas yVcom pueden crear regiones separadas de electrodos comunes unidos juntos que pueden formarse como una disposición de sensores de tacto.
La figura 32 muestra una vista en planta de pixeles completados 2501 y 2502. La figura 33 ilustra una vista lateral del pixel 2501 tomada a lo largo de las líneas mostradas en la vista superior mostrada en la figura.
La figura 34 ilustra la capacitancia de almacenamiento de un pixel 2501 y un pixel 2502.
Las figuras 35-43 están dirigidas a otro ejemplo de presentador visual LCD IPS que usa LTPS . En el presente ejemplo, una línea yVcom se forma en una capa M2 (en comparación con el ejemplo de presentador visual LCD IPS anterior, en el cual una línea yVcom se forma en una capa de ITO común) . Un ejemplo del proceso para fabricar un presentador visual LCD IPS usando LTPS con una capa M2 y línea yVcom de acuerdo con modalidades de la invención se describirá ahora con referencia a las figuras 35-41. Las figuras muestran varias etapas de procesamiento de dos pixeles, un pixel 3501 y un pixel 3502, durante la fabricación del ejemplo de presentador visual LCD IPS. Los pixeles 3501 y 3502 resultantes forman circuitos eléctricos equivalentes a los pixeles 101 y 102, respectivamente, de la figura 1.
La figura 35 muestra la disposición de patrones de una capa de poli-Si de pixeles 3501 y 3502. Porciones semiconductoras 3505, 3507 y 3509 forman la región activa de un TFT de pixel 3501, y sirven como una fuente, puente y drenaje, respectivamente. Asimismo, las porciones semiconductoras 3506, 3508 y 3510 son la fuente, puerta y drenaje, respectivamente, del pixel 3502. La figura 35 muestra también que el pixel 3501 tiene el ancho W (en la dirección x) que es ligeramente más grande que el ancho W del pixel 3502.
La figura 36 muestra una etapa de formación de patrones subsecuente en el proceso de fabricar pixeles 3501 y 3502, en la cual se forma una primera capa metálica (MI) de pixeles 3501 y 3502. Como se muestra en la figura 36, las capas MI de pixeles 3501 y 3502 incluyen puertas 3605a y 3606a, porciones 3613a y 3613b de una línea de puerta 3613 (mostrada como líneas punteadas) , y porciones 3621a y 3621b de xVcom 3621. Las porciones 3621a y 3622a incluyen puntos de conexiones 3623 y 3624, respectivamente. La línea de puerta 3613 y xVcom 3621 corren a través de pixeles que son adyacentes en la dirección x.
La figura 37 muestra vías 3701, 3703 y 3705 formadas en pixeles 3501 para conexiones a la porción 3505, porción 3509 y punto de conexión 3623, respectivamente. Las vías 3702, 3704 y 3706 formadas en pixeles 3502 para conexiones a la porción 3506, porción 3510 y punto de conexión 3624, respectivamente.
La figura 38 muestra la disposición de patrones de una segunda capa metálica (M2) de pixeles 3501 y 3502. Para el pixel 3501, la capa M2 forma una porción 3817a de una línea de datos en color 3817 (mostrada como una línea punteada en la figura 38) , que podría llevar datos en color rojo, verde o azul, por ejemplo. La porción 3817a incluye una conexión 3819 que conecta a la porción 3805 a través de la vía 3701. El pixel 3501. incluye también una porción 3830a de una yVcom 3830 (mostrada en como una línea punteada) , que incluye una conexión 3823 al punto de conexión 3623 a través de la vía 3705. Así, yVcom 3830 está conectado a xVcom 3621. El pixel 3501 también incluye una conexión 3821 con la porción 3509 a través de la vía 3703.
Ya que yVcom 3830 está conectada a xVcom 3621 y xVcom 3621 está conectada a electrodos comunes de otros pixeles en la dirección x, los electrodos comunes de una región de pixeles pueden conectarse juntos para formar un elemento sensible al tacto. En forma similar al ejemplo de modalidad anterior, interrupciones en las líneas xVcom y líneas yVcom pueden crear regiones separadas de electrodos comunes unidos juntos que pueden formarse como una disposición de sensores de tacto.
Para el pixel 3502, la capa M2 forma una porción 3818a de una línea de datos en color 3818 (mostrada como una línea punteada en la figura 38) , que podría llevar datos en color rojo, verde o azul, por ejemplo. La porción 3818a incluye una conexión 3820 que conecta a la porción 3506 a través de la vía 3702. El pixel 3501 incluye también una conexión 3824 al punto de conexión 3624 a través de la vía 3706, y una conexión 3822 con la porción 3510 a través de la vía 3704.
La figura 39 muestra una primera capa de material conductor transparente, tal como ITO, formado en los pixeles 3501 y 3502. La primera capa conductora transparente incluye electrodos de pixel 3901 y 3905. La figura 39 muestra también conexiones 3903 y 3907, que forman conexiones entre una capa de ITO común descrita abajo y xVcom 3621 a través de puntos de conexión 3623 y 3624 y conexiones 4001 y 4002, respectivamente, mostradas en la figura 40.
La figura 41 muestra una segunda capa de conductor transparente, tal como ITO, formada en pixel 3501 y pixel 3502. La segunda capa en pixel 3502 forma un electrodo común 4107, que incluye un punto de conexión 4105 que conecta a xVcom 3621 a través de conexiones 4002 y 3907, y punto de conexión 3624. Al igual que el pixel 3502, el pixel 3501 incluye un electrodo común 4101 formado de la segunda capa del conductor transparente. Asimismo, el electrodo común 4101 incluye un punto de conexión 4103 que conecta a xVcom 3621 a través de conexiones 4001 y 3903, y punto de conexión 3623.
La figura 42 muestra una vista en planta de pixeles 3501 y 3502 completados. La figura 43 ilustra una vista lateral del pixel 3501 tomada a lo largo de las líneas mostradas en la vista superior mostrada en la figura.
Las figuras 44-55 están dirigidas a un ejemplo del presentador visual LCD ECB que usa LTPS . Al igual que el presentador visual LCD ECB que usa silicio amorfo (a-Si) (mostrado en las figuras 11-24) , el proceso de fabricar el presentador visual LCD ECB que usa LTPS incluye la construcción de vías y líneas M2 adicionales para formar líneas yVcom que conectan los condensadores de almacenamiento de los pixeles en la dirección y.
Un ejemplo del proceso para fabricar un presentador visual LCD ECB usando LTPS de acuerdo con modalidades de la invención se describirá ahora con referencia a las figuras 44-50. La figura 44 muestra una capa semiconductora de poli-Si. La figura 45 muestra una primera capa de metal (MI) . La figura 46 muestra conexiones que incluyen 4601 y 4602. La figura 47 muestra una segunda capa metálica (M2) . Las conexiones 4601 y 4602 conectan las capas MI y M2 para formar una línea yVcom como se muestra en las figuras. Las figuras 48-50 muestran una capa de conexión, una capa reflectora y una capa de ITO, respectivamente. La figura 51 muestra un pixel completado que incluye una porción yVcom que permite conexión en la dirección y. La figura 52 muestra una vista lateral del pixel 5101 a lo largo de la línea mostrada en la vista superior mostrada en la figura 52. La figura 53 muestra un cálculo de la capacitancia de almacenamiento del pixel 5101. La figura 54 muestra un cálculo de relación de apertura del pixel 5101 y un pixel 5403 que no incluye una línea yVcom. La figura 55 muestra que algún metal, tales porciones de las capas MI, M2 y/o ITO pueden ser desplazadas para ayudar a igualar las relaciones de apertura de los pixeles.
La figura 56 ilustra una porción de un ejemplo de pantalla táctil 5600 que incluye una región separadora a tierra de acuerdo con modalidades de la invención. De manera similar a algunas modalidades descritas arriba, la pantalla táctil 5600 incluye regiones para excitar (5601 y 5602) y regiones para detectar (5603 y 5604) . Las regiones excitadoras están conectadas a las líneas excitadoras 5611 y 5612, y las regiones sensibles están conectadas a líneas sensibles 5613 y 5614. La pantalla táctil también incluye una región separadora a tierra 5605, que es una región de pixeles que tiene condensadores de almacenamiento unidos juntos, como se describió arriba, que está a tierra. La región separadora a tierra 5605 puede ayudar a aislar eléctricamente áreas de pixeles de tacto y puede mejorar la detección del tacto por la pantalla táctil 5600. Las regiones separadoras a tierra pueden ser, por ejemplo, separadas uniformemente a través de una pantalla táctil.
La figura 57 es una vista lateral a lo largo de la línea A-A en la figura 56, que muestra la porción de pantalla táctil 5600, incluyendo una cubierta 5701, un adhesivo 5702, un polarizador 5703, un protector de alta resistencia (R) 5704, un cristal de filtración de colores 5705, regiones excitadoras 5601 y 5602, regiones sensibles 5603 y 5604, región separadora a tierra 5605, un cristal TFT 5706 y un segundo polarizador 5707. Un protector de alta .resistencia, tal como un protector de alta R 5704, se puede usar en pantallas táctiles que usen pixeles IPS LCD, por ejemplo. Un protector de alta R puede ayudar a bloquear los voltajes de baja frecuencia/CC cerca del presentador visual para impedir la alteración del funcionamiento del presentador visual. Al mismo tiempo, un protector de alta R puede permitir que señales de alta frecuencia, tales como aquellas usadas típicamente para la sensibilidad al tacto capacitiva, penetren en el protector. Por lo tanto, un protector de alta R puede ayudar a proteger al presentador visual mientras permite aún que el presentador visual sienta eventos táctiles. Los protectores de alta R pueden hacerse de, por ejemplo, un material orgánico de muy alta resistencia, nanotubos de carbono, etc., y puede tener una resistencia en la escala de 100 Mega-ohmios por cuadrado a 10 Giga-ohmios por cuadrado .
La figura 58 muestra una vista lateral de una porción de un ejemplo de pantalla táctil 5800 de acuerdo con modalidades de la invención. La pantalla táctil 5800 incluye un cristal de filtración de colores 5801, una capa de pixeles 5803 (que incluye pixeles rojo (R) , verde (G) y azul (B) , y líneas de máscara negra de una máscara negra, tal como la mostrada en la figura 59) . La pantalla táctil 5800 incluye también líneas metálicas 5805 debajo de las líneas de máscara negra. Las líneas metálicas 5805 pueden proporcionar trayectorias de baja resistencia, por ejemplo, entre una región de pixeles y líneas bus en el borde de una pantalla táctil. Por ejemplo, en presentadores visuales LCD no IPS convencionales, el electrodo común, el cual está típicamente en el cristal CF, es una lámina de ITO. Por lo tanto, la resistencia de este electrodo común es muy baja. Por ejemplo, un LCD convencional puede tener un electrodo común de ITO que tenga una resistencia de aproximadamente 100 ohmios por cuadrado. Sin embargo, en algunas modalidades arriba del electrodo común está "roto" en regiones que están conectadas a una línea común compartida a través de trayectorias relativamente delgadas. La conexión entre una región de pixeles y una línea de electrodo común compartida pueden tener una resistencia relativamente alta, particularmente si la región está más lejos del borde de la pantalla táctil, en la cual puede recibir la línea común compartida. Las líneas metálicas 5805 pueden ayudar a bajar la resistencia de la trayectoria a esta región. Poner líneas metálicas 5805 bajo la máscara negra puede reducir el impacto de las líneas metálicas en la relación de apertura de pixel, por ejemplo.
La figura 59 muestra un ejemplo de disposición de máscara negra de acuerdo con modalidades de la invención. La máscara negra 5901 protege una línea yVcom y una línea de datos de color. La máscara 5901 puede ayudar a reducir artefactos LCD potenciales entre regiones diferentes. La máscara 5902 protege una línea de datos en color. La máscara 5901, que cubre dos líneas, es más ancha que la máscara 5902.
Como se describió en las modalidades anteriores, por lo menos algunos pixeles incluyen líneas xVcom y/o yVcom. Estas líneas se usan generalmente para conectar los capacitores de varios pixeles de presentación visual para formar regiones de tacto más grandes usadas para protección de tacto (véase, por ejemplo, regiones 207 y 205 de la figura 2A y 257 y 255 de la figura 2B) .
En las modalidades descritas arriba, las líneas xVcom y yVcom están puestas en las mismas capas que las líneas de puerta y datos. Más específicamente, líneas xVcom están puestas en la misma capa que líneas de puerta (véanse, por ejemplo, figura 11, elementos 1121a y 1121b), y las líneas yVcom abarcan dos capas de la capa de las líneas de puerta y la capa de las líneas de datos (véase, por ejemplo, figura 11 y elemento 1123a y figura 12, elementos 1423a y 1423b) .
Las líneas xVcom y yVcom pueden hacerse a partir de un conductor no transparente (tal como un metal no transparente) para proporcionar así resistencia más baja. Sin embargo, en las modalidades descritas arriba, las líneas xVcom y yVcom pueden reducir la apertura del presentador visual. Aunque las modalidades descritas arriba ni intentan minimizar reducciones de apertura, algunas reducciones en comparación con un presentador visual sin capacidad de tacto estándar pueden aún ser necesarias para adaptarse a las líneas xVcom y yVcom.
Modalidades alternativas descritas en la presente proporcionan que líneas xVcom y y com pueden adaptarse sin ninguna reducción de la apertura o, como alternativa, con reducciones mínimas. Esto se puede lograr al poner las líneas xVcom y yVcom en una capa diferente que las líneas de puerta y datos, y asegurando que las líneas xVcom y yVcom se superpongan a líneas de puerta y datos respectivas. Así, las líneas xVcom y yVcom pueden ser colocadas sobre o debajo de líneas de puerta y datos respectivas y no causarán ninguna reducción en la apertura que no haya sido ya causada por las líneas de puerta y datos. Así, la adición de la funcionalidad táctil, o, en otras palabras, la adición de las líneas xVcom y yVcom, no tiene que causar ninguna reducción en la apertura .
De esta manera, en general, modalidades de la invención pueden encontrar líneas comunes usadas para sensibilidad al tacto que estén colocadas en una capa diferente que varios elementos de presentación visual ópticos que se usaru-para la funcionalidad de presentación visual, y dispuestas de tal manera que los elementos de presentación visual se superpongan sustancialmente a las líneas comunes. Las líneas comunes pueden ser unidas a electrodos de almacenamiento respectivos que sean partes de condensadores de almacenamiento usados para varios pixeles de presentación visual. Así, los electrodos de almacenamiento unidos a las líneas comunes pueden tener una función doble - pueden usarse tanto para las funcionalidades de presentación visual como de sensibilidad al tacto.
Un ejemplo de una modalidad tal se muestra en la figura 60. La figura 60 muestra tres ejemplos de capas de un presentador visual. La primera capa 6001 incluye la línea de puerta 6002. La segunda capa 6003 incluye línea de datos 6004. Las primera y segunda capas pueden ser, por ejemplo, las capas MI y M2. Una tercera capa 6005 incluye una línea xVcom 6006 que está colocada para superponerse a la línea de puerta 6002 y una línea yVcom 6007 que está colocada para superponerse a la línea de datos 6004. Las líneas xVcom y yVcom pueden ser puestas en la misma capa y conectarse en la región 6008. Las capas 6001, 6003 y 6005 no tienen que ser adyacentes, sino que pueden estar separadas una de otra por capas dieléctricas u otras. Así, las líneas xVcom y yVcom no tienen que conectar a las líneas de puerta y datos con las que se superponen.
Las líneas xVcom y yVcom no tienen que estar arriba de las líneas de puerta y datos. Como alternativa pueden estar debajo de las líneas de puerta y datos o colocarse en una capa entre las líneas de puerta y datos. Las líneas xVcom y yVcom pueden conectarse a condensadores de almacenamiento de pixeles (o electrodos de los mismos) . Esto se puede lograr a través de vías, al colocar estas líneas en la misma capa y adyacentes a un electrodo del condensador de almacenamiento o al poner las líneas xVcom y yVcom directamente sobre o debajo de un electrodo del condensador de almacenamiento. Más aún, las líneas xVcom y yVcom pueden colocarse en capas diferentes y pueden conectarse entre sí a través de vías.
Así, al proporcionar líneas xVcom y yVcom que se superponen a líneas de puerta y datos respectivas, las modalidades de la invención pueden asegurar que la adición de las líneas xVcom y yVcom (o líneas comunes) no reduzca la apertura del presentador visual.
Algunas modalidades de la presente invención pueden no requerir superposición exacta entre líneas xVcom y yVcom respectivas y lineas de puerta o datos. Por ejemplo, una lina xVcom y yVcom puede ser más angosta que, más ancha de o desplazarse ligeramente de una línea de puerta o datos respectiva. Más aún, una línea común no tiene que sólo superponerse a una línea de puerta o datos, sino que puede superponerse a cualquier otro elemento no transparente requerido para la funcionalidad del presentador visual (tal como, por ejemplo, un transistor de pixeles) para asegurar así que su adición no cause una reducción de apertura sustancial. Para algunas modalidades, es suficiente que la línea común se superponga sustancialmente a otros elementos no transparentes en el presentador visual para asegurar que la adición de la línea común no cause una reducción de apertura significativa. Por ejemplo, la superposición puede ser tal que sólo 70% de la línea común esté directamente sobre o debajo de otra línea o elemento no transparente respectivo .
Debe notarse que en esta descripción, el término superponerse se refiere a la capacidad de un elemento opaco (tal como una línea de puerta, línea de datos u otro elemento) para "cubrir" las líneas comunes. Así, una superposición sustancial puede indicar que cierto porcentaje significativo de las líneas comunes es cubierto (tal como, por ejemplo, 70%) por otros elementos opacos, y tiene lugar una superposición completa (la cual incluye una superposición sustancial) cuando las líneas comunes completas son cubiertas. Para el término superponerse, como se define en la presente, no tiene que ser significativo si las líneas comunes están colocadas sobre los demás elementos opacos o debajo de ellos. Además, sólo la capacidad de otros elementos para cubrir las líneas comunes puede considerarse significativa. Si las líneas comunes no pueden cubrir grandes porciones de otros elementos, esto no tiene que considerarse relevante para determinar la superposición.
Como se indicó arriba, algunas modalidades de la invención se refieren a presentadores visuales FFS TFT. Como se conoce en la técnica, los presentadores visuales FFS TFT pueden ser provistos en dos configuraciones posibles en cuanto a la colocación relativa de sus electrodos y pixeles comunes. Esto se conoce como la configuración de "encima común" en la cual el electrodo común es puesto sobre el electrodo de pixel y la configuración de "pixel arriba" en la cual el electrodo de pixel es puesto sobre el electrodo común. Las figuras 61A y 61B muestran estas configuraciones en más detalle. La figura 61A muestra un electrodo de pixel en la configuración superior y la figura 61B muestra un electrodo común en la configuración superior. Debe notarse que para mejorar la claridad, las figuras 61A y 61B no muestran otros elementos conocidos del presentador visual tales como líneas de puerta y datos, transistores, etc.
En la figura 61A, el electrodo común es el electrodo 6100. Varios electrodos de pixel 6101-6104 pueden ser colocados sobre éste. Cada electrodo de pixel puede incluir dos o más "dedos" o extensiones. Así, por ejemplo, los dedos 6105, 6106 y 6107 pueden ser parte del electrodo de pixel 6102. Los dedos de un solo electrodo de pixel pueden interconectarse para formar un solo electrodo (esta conexión no se muestra en el corte transversal de la figura 61A) . Cuando un electrodo de pixel está a un voltaje diferente que el electrodo común 6100, aparecen campos eléctricos entre el electrodo de pixel y el electrodo común. Algunos de éstos se extienden sobre el electrodo de pixel (véase, por ejemplo, campos 6108 del electrodo 6101) y pueden controlar cristales líquidos sobre el electrodo de pixel para de esta manera cambiar el estado visible de un pixel asociado con el electrodo de pixel. El voltaje de cada electrodo de pixel puede ser cambiado individualmente para controlar el color (o brillo) de un pixel particular, mientras que el electrodo común individual 6100 puede mantenerse a un solo voltaje para todos los pixeles (aunque algunos presentadores visuales pueden usar una pluralidad de electrodos comunes diferentes para diferentes hileras) .
La figura 6IB muestra un electrodo común en la configuración superior. En este caso, los electrodos de pixel 6111, 6112, 6113 y 6114 pueden colocarse a lo largo del fondo del presentador visual. Como se muestra, los electrodos de pixel no tienen que estar separados en dedos . El electrodo común 6110 puede colocarse sobre los electrodos de pixel y formar conjuntos de dedos sobre cada electrodo de pixel. Todos los dedos del electrodo común pueden conectarse, formando así un solo electrodo común 6110. Los tres dedos 6110 sobre el electrodo de pixel 6111 pueden conectarse a los dedos 6110 sobre los electrodos de pixel 6112, 6113 y 6114. De nuevo, esta conexión no se muestra en el corte transversal de la figura 61B. Sin embargo, como se indicó arriba, algunas modalidades pueden incorporar diferentes electrodos comunes en diferentes líneas. Así, el electrodo común en la modalidad superior no es una sola placa sólida sino que puede cortarse en tiras para permitir así la formación de dedos.
En las modalidades FFS TFT, las líneas comunes (es decir, xVcom y yVcom, o generalmente VCOM) pueden hacerse adyacentes al electrodo común para asegurar así que se conecten de manera conductiva. Las figuras 62A-62D muestran algunos ejemplos de conexiones.
En la figura 62A, la línea común 6201 está inmediatamente arriba del electrodo común 6200. En la figura 62B, la línea común 6201 está inmediatamente debajo del electrodo común 6200. En la figura 62C, la línea común 6201 está sobre el electrodo común 6200, pero no inmediatamente arriba de éste. En su lugar, puede haber algún espacio entre el electrodo común y la línea bus común. Este espacio puede ser ocupado por otra capa, tal como una capa dieléctrica. Se pueden usar conexiones 6202 para conectar el electrodo común a la línea común en su lugar. En la figura 62D, la línea común está puesta en la misma capa que el electrodo común.
Debe notarse que las configuraciones mostradas en las figuras 62A-62D no son las únicas configuraciones para las modalidades de esta invención. Por ejemplo, la línea común puede ser puesta debajo del electrodo común pero no inmediatamente debajo de éste y puede utilizar conexiones para conectar al electrodo común. Asimismo, las figuras 62A-62D muestran un electrodo común sólido, el cual indicaría un electrodo común en la configuración inferior. Los expertos en la técnica reconocerían que las conexiones de las figuras 62A-62D pueden ser fácilmente aplicadas al electrodo común en la configuración superior. Las conexiones de las figuras 62A-6D también se pueden usar para conectar líneas comunes a electrodos de almacenamiento en modalidades no FFS. Por motivos de claridad, las figuras 62A-62D no muestran todos los componentes del presentador visual.
La figura 63 es un diagrama que muestra modalidades FFS TFT LCD de la presente invención en varias etapas de fabricación. Los diagramas 6301-6309 representan diferentes etapas de la fabricación de un ensamble de substrato que resulta de clocar diferentes elementos en un substrato (el cual puede ser, por ejemplo, un substrato de cristal) . Más específicamente, las etapas 6301-6309 son etapas progresivas de fabricación de un pixel de presentación visual en un substrato en el cual varias características se colocan secuencialmente en el substrato y se añaden de esta manera al ensamble del substrato. Así, cada etapa puede incluir todos los elementos de su etapa predecesora.
Los elementos formados cuando se fabrica el ensamble de substrato se considera que son formados en el substrato y parte del ensamble de substrato incluso si no se forman directamente en el substrato sino se forman encima de otros elementos que están formados en el substrato. Sin embargo, hay otras capas que son parte del presentador visual pero que no están formadas en el substrato o en otro elemento adyacente que se forma en el substrato. Estas son en su lugar producidas por separado y más tarde combinadas con el substrato. Estas capas pueden incluir filtros, polarizadores , cristales líquidos, otros substratos, etc. No pueden considerarse como parte del ensamble de substrato.
En la etapa 6301, poli-silicio 6319 es puesto sobre el substrato. Las etapas 6302-6304 no se muestran, pero son convencionales. En la etapa 6302 se coloca una primera capa metálica. Esta puede formar, por ejemplo, la línea de puerta 6310. En la etapa 6303, se coloca una primera capa dieléctrica/de conexión. En la etapa 6304, se coloca una segunda capa metálica. La segunda capa metálica puede formar, por ejemplo, la línea de datos 6311. En la etapa 6305, se coloca una segunda capa dieléctrica/de conexión. En este punto un transistor 6317 es formado. El transistor tiene una fuente conectada a la línea de datos 6311, una puerta conectada a la línea de puerta 6310 y un drenaje 6318 que será conectado al electrodo de pixel (véase abajo) .
En la etapa 6306, se coloca una capa de ITO común. La capa de ITO común puede formar el electrodo común 6312. En la figura 63, el electrodo común 6312 es puesto (por ejemplo, depositado o de otra manera fabricado) en el electrodo común en la configuración interior.
En la etapa 6307 se puede poner otra característica metálica. Esta se conoce como la etapa metálica común y puede incluir colocar las líneas comunes (VCOM) 6321 y 6322. Más específicamente, 6321 puede ser la línea xVcom y 6322 puede ser la línea yVcom. La línea xVcom 6321 puede ponerse directamente arriba de la línea de puerta 6310 y la línea yVcom 6322 puede ponerse directamente arriba de la línea de datos 6311 para asegurar que la colocación de las líneas comunes no reduzca la apertura de la celda. Como se indicó arriba, en algunas modalidades, las líneas comunes no tienen que alinearse con las líneas de puerta y datos exactamente. Por ejemplo, las líneas comunes pueden ser ligeramente más gruesas o desplazarse ligeramente de la línea de puerta o dato respectiva y de esta manera pueden causar una ligera reducción en apertura.
Las líneas comunes pueden ponerse en la misma capa y de esta manera conectarse en forma conductiva en sus uniones (tal como la unión 6323) . Además, las líneas comunes 6321 y 6322 pueden ponerse en la misma capa que el electrodo común 6312 y pueden compartir lados con éste (véase, por ejemplo, figura 62D) . Debe notarse que las líneas comunes pueden ser aisladas de las líneas de puerta y datos 6310 y 6311 mediante, por ejemplo, la capa dieléctrica aplicada en la etapa 6305. En la etapa 6309, el electrodo de pixel 6315 es puesto. Ya que esta modalidad es del tipo de electrodo de pixel arriba, el electrodo de pixel es puesto sobre el electrodo común y tiene una forma tipo peine (véase, por ejemplo, figura 61A) . Al igual que con el electrodo común, el electrodo de pixel puede formarse a partir de ITO. El electrodo de pixel 6315 puede conectarse al drenaje 6318 del transistor 6317 por medio de la conexión 6320.
Puede verse que la relación de apertura 6316 no se reduce significativamente de la que hubiera sido si las líneas comunes 6321 y 6322 hubieran estado ausentes. En otras palabras, la colocación de líneas comunes no superpone ningún área que de otra manera hubiera sido usada para la funcionalidad del presentador visual. Por el contrario, las líneas comunes se superponen a áreas que ya son opacas debido a otros elementos necesarios (por ejemplo, línea de puerta 6310 y línea de datos 6311) .
La figura 64 muestra una porción más grande del LCD de la figura 63. Ahí, se pueden ver varios pixeles. Los varios pixeles pueden conectarse a través de varias líneas xVcom 6321 y líneas yVcom 6322. La figura 64 muestra también interrupciones 6300 de las líneas xVcom y yVcom. Estas interrupciones pueden usarse para separar/definir diferentes regiones táctiles (véase, por ejemplo, figuras 2A y 2B y descripción relacionada arriba) . Las interrupciones en las líneas xVcom y yVcom pueden estar acompañadas por interrupciones correspondientes en el electrodo común subyacente para asegurar así que las diferentes regiones táctiles no estén conectadas eléctricamente a través del electrodo común. De esta manera cada electrodo común puede formar su propia región táctil.
La figura 65 es un diagrama de varias etapas de fabricación de un presentador visual ejemplar de acuerdo con una modalidad de la invención. En contraste con la figura 63, la figura 63 muestra un electrodo común en la configuración superior. Las etapas 6501-6505 son similares a las etapas 6301-6305, respectivamente. Al igual que con la modalidad de la figura 63, un transistor 6317 es formado en la etapa 6504. El transistor puede ser el mismo que el transistor 6317 de la figura 63. En la etapa 6506, el electrodo de pixel 6515 es depositado inicialmente . El electrodo de pixel está conectado al drenaje 6318 del transistor 6317. La etapa 6507 es una capa de conexión y dieléctrica. En la etapa 6508, el electrodo común 6512 es puesto. En esta modalidad, el electrodo común está arriba del electrodo de pixel. Así, el electrodo común puede ser tipo peine, como se muestra (véase también figura 6IB) .
En la etapa 6509, las líneas comunes 6321 y 6322 son puestas . Las líneas comunes pueden ser puestas en la misma capa que el electrodo común 6512 y pueden compartir un lado con éste para proporcionar una conexión eléctrica (véase, por ejemplo, figura 62D) . De manera similar a la modalidad de la figura 63, la línea yVcom 6322 se superpone a la línea de datos 6311. Sin embargo, en este ejemplo, la línea xVcom 6321 no se superpone con la línea de puerta 6310.
Esto no se requiere - la línea xVcom 6321 puede superponerse con la línea de puerta 6310 en otro electrodo común en modalidades superiores. Sin embargo, en esta modalidad, la línea xVcom 6321 es colocada un poco hacia adelante en relación a la línea de puerta 6310. No obstante, la línea xVcom no reduce sustancialmente (o completamente) la abertura del dispositivo, toda vez que está puesta directamente sobre otras características opacas del dispositivo, tales como el drenaje 6318 del transistor 6317 y el poli-silicio 6319. De nuevo, las líneas xVcom y yVcom pueden ser puestas en la misma capa y pueden conectarse conductivamente en sus intersecciones .
Otras modalidades pueden incorporar configuraciones diferentes a aquellas mostradas en las figuras 63 y 65. Por ejemplo, las líneas comunes 6321 y 6322 pueden colocarse debajo de las líneas de puerta y datos.
La figura 66 muestra una porción más grande del LCD de la figura 65. En forma similar a la figura 64, la figura 66 muestra varias interrupciones en las líneas xVcom y yVcom 6321 y 6322 que se usan para formar diferentes regiones táctiles (véase, por ejemplo, figuras 2A y 2B y descripción acompañante) . Nuevamente las interrupciones de las líneas xVcom y yVcom pueden ser acompañadas por interrupciones correspondientes en el electrodo común para asegurar aislamiento entre regiones táctiles adyacentes.
Las modalidades de las figuras 61A-66 se refieren a LCDs de FFS TFT. Sin embargo, las enseñanzas descritas ahí pueden usarse para otros tipos de LCDs. Así, otros tipos de LCDs pueden incorporar líneas xVcom y yVcom que se superpongan a elementos opacos existentes del presentador visual que ya se usen para llevar a cabo funcionalidad de presentación visual (tal como, por ejemplo, líneas de puerta y datos) para asegurar que las líneas xVcom y yVcom no causen ninguna reducción en la relación de apertura. Las modalidades no FFS no tienen que incluir un electrodo común. Sin embargo, pueden incluir condensadores de almacenamiento de pixeles. Así, en estas modalidades, las líneas xVcom y/o yVcom pueden ser unidas a un electrodo del condensador de almacenamiento de pixeles de cada pixel. En algunas modalidades, las líneas xVcom y yVcom pueden ser colocadas en el mismo ensamble del substrato TFT que los transistores y líneas de puertas y datos de cada electrodo. En otras modalidades, las líneas xVcom y yVcom pueden colocarse en una capa de filtro de color sobre la capa TFT, como se describió arriba (véase, por ejemplo, figura 2B) . En las modalidades posteriores, las líneas xVcom y yVcom pueden no obstante ser alineadas para superponerse a líneas de puerta y datos respectivas de la capa TFT.
La figura 67 muestra un ejemplo de presentador visual sensible al tacto a base de IPS en el cual las regiones de pixeles tienen varias funciones. Por ejemplo, una región de pixeles puede funcionar como una región excitadora en un momento dado y funcionar como una región sensible en otro momento. La figura 67 muestra dos tipos de regiones de pixel, la región de pixel tipo A y región de pixel tipo B. Durante un primer periodo de tiempo las regiones de pixel tipo A, es decir, columnas táctiles, pueden ser excitadas con una forma de onda de estímulo mientras que la capacitancia en cada una de las regiones de pixel tipo B, es decir, hileras táctiles, puede ser detectada. Durante un siguiente periodo de tiempo, las regiones de pixel tipo B, es decir, hileras táctiles, pueden ser excitadas con una forma de onda de estímulo mientras que la capacitancia en cada una de las regiones de pixel tipo A, es decir, columnas táctiles, puede ser detectada. Este proceso puede repetirse después. Los dos periodos de sensibilidad al tacto pueden tener alrededor de 2 ms . La forma de onda de estímulo puede tener una variedad de formas. En algunas modalidades puede ser una onda sinusoidal de alrededor de 5V pico a pico con cero desplazamiento de CC. Otros periodos de tiempo y formas de onda también pueden ser usados .
La figura 68 ilustra un ejemplo de sistema de cómputo 6800 que puede incluir una o más de las modalidades de la invención descritas arriba. El sistema de cómputo 6800 puede incluir uno o más procesadores de panel 6802 y periférico 6804, y subsistema de panel 6806. Los periféricos 6804 pueden incluir, pero no están limitados a, memoria de acceso aleatorio (RAM) u otros tipos de memoria o almacenamiento, temporizadores de vigilancia y similares. El subsistema de panel 6806 puede incluir, pero no está limitado a, uno o más canales sensibles 6808, lógica de escaneo de canales 6810 y lógica de excitación 6814. La lógica de escaneo de canales 6810 puede acceder a la RAM 6812, leer autónomamente datos de los canales sensibles y proporcionar control para estos canales sensibles. Además, lógica de escaneo de canales 6810 puede controlar la lógica de excitación de control 6814 para generar señales de estímulo 6816 a varias frecuencias y fases que pueden aplicarse selectivamente a líneas de excitación de la pantalla táctil 6824. En algunas modalidades, el subsistema de panel 6806, procesador de panel 6802 y periférico 6804 pueden ser integrados en un solo circuito integrado específico de aplicación (ASIC) .
La pantalla táctil 6824 puede ser una combinación de una pantalla de presentación visual y tacto como la descrita arriba. La pantalla táctil 6824 puede incluir un medio de detección capacitiva que tenga una pluralidad de regiones excitadoras y una pluralidad de regiones sensibles de acuerdo con modalidades de la invención. Cada intersección de las regiones excitadoras y sensibles puede representar un nodo sensible capacitivo que puede ser vista como un elemento de imagen táctil (pixel táctil) 6826, que puede ser particularmente útil cuando la pantalla táctil 6824 sea vista como capturando una "imagen" de tacto. (En otras palabras, después de que el subsistema de panel 6806 ha determinado si se ha detectado un evento de tacto en cada sensor táctil en la pantalla táctil, el patrón de estos sensores táctiles en el panel multi-tacto en el cual ocurrió un evento táctil puede ser visto como una "imagen" de tacto (por ejemplo, un patrón de dedos que tocan el panel) . Cada región sensible de la pantalla táctil 6824 puede excitar el canal sensible 6808 (conocido también en la presente como un circuito de detección y desmodulación de eventos) en el subsistema de panel 6806.
El sistema de cómputo 6800 puede incluir también el procesador anfitrión 6828 para recibir salidas provenientes de un procesador de panel 6802 y llevar a cabo acciones con base en las salidas que pueden incluir, pero no están limitadas a, mover un objeto tal como un cursor o puntero, desplazamiento o paneo, ajustar programaciones de control, abrir un archivo o documento, ver un menú, hacer una selección, ejecutar instrucciones, operar un dispositivo periférico conectado al dispositivo anfitrión, contestar una llamada telefónica, hacer una llamada telefónica, terminar una llamada telefónica, cambiar los ajustes de volumen o audio, almacenar información relacionada con comunicaciones telefónicas tales como direcciones, números . frecuentemente marcados, llamadas recibidas, llamadas perdidas, ingresar en una computadora o red de computadoras, permitir a individuos autorizados acceder a áreas restringidas de la computadora o red de computadoras, cargar un perfil de usuario asociado con la disposición preferida de un usuario de la plataforma de escritorio de la computadora, permitir acceso a contenido en red, lanzar un programa particular, cifrar o decodificar un mensaje y/o similares. El procesador anfitrión 6828 también puede llevar a cabo funciones adicionales que pueden no estar relacionadas con procesamiento de panel, y puede conectarse al almacenamiento de programas 6832. El procesador también puede conectarse a la combinación de pantalla/presentador visual táctil 6824 para controlar asi la funcionalidad de presentación visual. Esta conexión puede ser distinta y además de la conexión entre el procesador anfitrión 6828 y la combinación de pantalla y presentador visual táctil 6824 a través del procesador de panel 6802, ésta última conexión siendo usada para controlar la funcionalidad táctil de la combinación de pantalla/presentador visual táctil 6824.
Nótese que una o más de las funciones descritas arriba pueden llevarse a cabo por firmware almacenado en memoria (por ejemplo, uno de los periféricos 6804 en la figura 68) y ejecutarse por el procesador de panel 6802, o almacenarse en el almacenamiento de programas 6832 y ejecutarse por el procesador anfitrión 6828. El firmware también puede ser almacenado y/o transportado dentro de cualquier medio legible por computadora para usarse por o en relación con un sistema, aparato, o dispositivo de ejecución de instrucciones, tal como un sistema a base de computadora, sistema que contenga procesador, u otro sistema que pueda buscar las instrucciones del sistema, aparato, o dispositivo de ejecución de instrucciones y ejecutar las instrucciones. En el contexto de este documento, un "medio legible por computadora" puede ser cualquier medio que pueda contener o almacenar el programa para su uso por o en relación con el sistema, aparato o dispositivo de ejecución de instrucciones. El medio legible por computadora puede incluir, pero no está limitado a, un sistema, aparato o dispositivo electrónico, magnético, óptico, electromagnético, infrarrojo o semiconductor, un disquete de computadora portátil (magnético) , una memoria de acceso aleatorio (RAM) (magnética) , una memoria de sólo lectura (ROM) (magnética) , una memoria de sólo lectura borrable y programable (EPROM) (magnética) , un disco óptico portátil tal como un CD, CD-R, CD-RW, DVD, DVD-R o DVD-RW, o memoria flash tal como tarjetas flash compactas, tarjetas digitales aseguradas, dispositivos de memoria USB, memorias portátiles y similares.
El firmware también puede propagarse dentro de cualquier medio de transporte para usarse por o en relación con un sistema, aparato o dispositivo de ejecución de instrucciones, tal como un sistema a base de computadora, sistema que contenga procesador u otro sistema que pueda buscar las instrucciones del sistema, aparato o dispositivo de ejecución de instrucciones y ejecutar las instrucciones. En el contexto de este documento, un "medio de transporte" puede ser cualquier medio que se pueda comunicar, propagar o transportar el programa para usarse por o en relación con el sistema, aparato o dispositivo de ejecución de instrucciones. El medio legible de transporte puede incluir, pero no está limitado a, un medio de propagación alámbrico o inalámbrico electrónico, magnético, óptico, electromagnético o infrarrojo .
La figura 69A ilustra un ejemplo de teléfono móvil 6936 que puede incluir una pantalla táctil 6924, la pantalla táctil incluye pixeles con elementos capacitivos de doble función de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 69B ilustra un ejemplo de reproductor de medios digitales 6940 que puede incluir pantalla táctil 6924, la pantalla táctil incluye pixeles con elementos capacitivos de doble función de acuerdo con modalidades de la invención.
La figura 69C ilustra un ejemplo de computadora personal 6944 que puede incluir un panel táctil 6925 que sea una pantalla táctil, que incluya pixeles con elementos capacitivos de doble función. Como alternativa o además, la computadora personal 6944 puede incluir una pantalla táctil 6924 que se use como el presentador visual principal de la computadora personal. La pantalla táctil 6924 también puede incluir pixeles con elementos capacitivos de doble función de acuerdo con modalidades de la invención.
En consecuencia, en algunas modalidades, se describe una pantalla táctil configurada para llevar a cabo una funcionalidad tanto de presentación visual como de sensibilidad táctil, que comprende: una pluralidad de pixeles, cada pixel incluye un condensador de almacenamiento que comprende un primer electrodo y un segundo electrodo; uno o más elementos de presentación visual opacos usados para llevar a cabo la funcionalidad de presentación visual de la pantalla táctil; y una pluralidad de líneas comunes hechas a partir de un conductor no transparente, conectado al primer electrodo de una o más de la pluralidad de pixeles y colocado en una capa diferente en la pantalla táctil de los elementos de presentación visual opacos de tal manera que los elementos de presentación visual opacos se superpongan sustancialmente en las líneas comunes, en donde los primeros electrodos conectados a las líneas comunes se usan para las funcionalidades tanto de presentación visual como de sensibilidad al tacto de la pantalla táctil.
En algunas modalidades, las líneas comunes están conectadas a circuitos táctiles y se usan para llevar señales de sensibilidad táctil.
E algunas modalidades, las líneas comunes incluyen una primera modalidad de líneas comunes paralelas (líneas xVcom y una segunda modalidad de líneas comunes paralelas (líneas yVcom) , las primera y segunda pluralidades estando colocadas perpendiculares entre sí en la misma capa para formar una estructura de red.
En algunas modalidades, los elementos de presentación visual opacos incluyen una pluralidad de líneas de puerta paralelas y una pluralidad de líneas de datos paralelas, las líneas de puerta y datos estando colocadas perpendiculares entre sí para formar una estructura de red, en donde: las líneas xVcom son superpuestas sustancialmente por las líneas de puerta; y las líneas yVcom son superpuestas sustancialmente por las líneas de datos.
En algunas modalidades, los elementos de presentación visual opacos incluyen líneas de puerta y datos de presentación visual.
En algunas modalidades, los elementos de presentación visual opacos incluyen transistores de pixeles.
En algunas modalidades, la pluralidad de líneas comunes están configuradas para conectar los pixeles en una pluralidad de conjuntos de pixeles, cada conjunto de pixeles tiene todos ios primeros electrodos conectados entre sí por las líneas comunes, y en donde las líneas comunes son interrumpidas en los límites entre diferentes conjuntos de pixeles adyacentes.
En algunas modalidades, cada conjunto de pixeles comprende una región táctil, y en donde pares seleccionados de regiones táctiles forman pixeles táctiles capaces de indicar un evento táctil en los mismos por cambios en una capacitancia entre el par de regiones táctiles.
En algunas modalidades, cada conjunto de pixeles cubre una región contigua de la pantalla táctil.
En algunas modalidades, un reproductor de medios móvil puede incluir una pantalla táctil como la descrita en la presente.
En algunas modalidades, un teléfono móvil puede incluir una pantalla táctil como la descrita en la presente.
En algunas modalidades, una computadora personal puede incluir una pantalla táctil como la descrita en la presente .
En algunas modalidades, se describe un reproductor de medios digital que incluye una pantalla táctil para llevar a cabo tanto una funcionalidad de presentación visual como de sensibilidad táctil, que comprende: una pluralidad de pixeles, cada pixel incluye un condensador de almacenamiento que comprende un primer electrodo y un segundo electrodo; uno o más elementos de presentación visual opacos usados para llevar a cabo la funcionalidad de presentación visual de la pantalla táctil; y una pluralidad de líneas comunes hechas a partir de un conductor no transparente, conectado al primer electrodo de uno o más de la pluralidad de pixeles y colocado en una capa diferente en la pantalla táctil que los elementos de presentación visual opacos de tal manera que los elementos de presentación visual opacos se superpongan sustancialmente en las líneas comunes, en donde los primeros electrodos conectados a las líneas comunes se usan tanto para las funcionalidades de presentación visual como de sensibilidad al tacto de la pantalla táctil.
En algunas modalidades, se describe un teléfono móvil que incluye una pantalla táctil configurada para llevar a cabo tanto una funcionalidad de presentación visual como de sensibilidad al tacto, que comprende: una pluralidad de pixeles, cada pixel incluye un condensador de almacenamiento que comprende un primer electrodo y un segundo electrodo; uno o más elementos de presentación visual opacos usados para llevar a cabo la funcionalidad de presentación visual de la pantalla táctil; y una pluralidad de líneas comunes hechas a partir de un conductor no transparente, conectado al primer electrodo de uno o más de la pluralidad de pixeles y colocado en una capa diferente en la pantalla táctil que los elementos de presentación visual opacos de tal manera que los elementos de presentación visual opacos se superpongan sustancialmente a las lineas comunes, en donde los primeros electrodos conectados a las lineas comunes se usan tanto para las funcionalidades de presentación visual como de sensibilidad al tacto de la pantalla táctil.
En algunas modalidades, se describe una pantalla táctil configurada para llevar a cabo tanto una funcionalidad de presentación visual como de sensibilidad al tacto, que comprende: una pluralidad de pixeles que incluyen una pluralidad de conjunto de pixeles, cada conjunto de pixeles comprende dos o más pixeles; una pluralidad de electrodos comunes, cada electrodo común sirve como un electrodo condensador de almacenamiento para un conjunto de pixeles respectivo; uno o más elementos de presentación visual opacos usados para llevar a cabo la funcionalidad de presentación visual de la pantalla táctil; y una pluralidad de líneas comunes hechas a partir de un conductor no transparente, conectadas a la pluralidad de electrodos comunes y colocadas en una capa diferente en la pantalla táctil que los elementos de presentación visual opacos de tal manera que los elementos de presentación opacos se superpongan sustancialmente a las líneas comunes, en donde los electrodos comunes se usan tanto para las funcionalidades de presentación visual como de sensibilidad al tacto de la pantalla táctil.
En algunas modalidades, las líneas comunes están colocadas en la misma capa o capa adyacente a la pluralidad de electrodos comunes.
En algunas modalidades, cada electrodo común está conectado a un conjunto respectivo de pluralidad de líneas comunes desde la pluralidad de líneas comunes, y en donde las líneas comunes son interrumpidas en los límites entre diferentes electrodos comunes adyacentes.
En algunas modalidades, las líneas comunes incluyen interrupciones en los bordes de los electrodos comunes.
En algunas modalidades, cada electrodo común comprende una región táctil y pares seleccionados de regiones táctiles forman pixeles táctiles capaces de indicar un evento táctil sobre los mismos por cambios en una capacitancia entre el par de regiones táctiles.
En algunas modalidades, la pantalla táctil comprende un FFS TFT LCD.
En algunas modalidades, se describe un método para fabricar una pantalla táctil configurada para llevar a cabo tanto una funcionalidad de presentación visual como de sensibilidad al tacto, que comprende: formar una pluralidad de pixeles, cada pixel incluye un condensador de almacenamiento que comprende un primer electrodo y un segundo electrodo; formar uno o más elementos de presentación visual opacos usados para llevar a cabo la funcionalidad de presentación visual de la pantalla táctil; formar una pluralidad de líneas comunes a partir de un conductor no transparente, las líneas comunes siendo colocadas en una capa diferente en la pantalla táctil que los elementos de presentación visual opacos de tal manera que los elementos de presentación visual opacos se superpongan sustancialmente en las líneas comunes; y conectar algunas respectivas de la pluralidad de líneas comunes a uno o más de los primeros electrodos de la pluralidad de pixeles, en donde los primeros electrodos conectados a las líneas comunes se usan tanto para las funcionalidades de presentación visual como de sensibilidad al tacto de la pantalla táctil.
En algunas modalidades, las líneas comunes están conectadas a circuitos táctiles y se usan para llevar señales de sensibilidad táctil.
En algunas modalidades, la formación de las líneas comunes comprende: formar una primera pluralidad de líneas comunes paralelas (líneas xVcom) ; y formar una segunda pluralidad de líneas comunes paralelas (líneas yVcom) , la primera y segunda modalidades estando colocadas perpendiculares unas a otras en la misma capa para formar una estructura de red.
En algunas modalidades, la formación de los elementos de presentación visual opacos comprende: formar una pluralidad de líneas de puerta paralelas; formar una pluralidad de líneas de datos paralelas y colocar las líneas de puerta y datos perpendiculares entre sí para formar una estructura de red, en donde las líneas xVcom son respectivamente superpuestas sustancialmente por líneas de puerta respectivas, y las líneas yVcom son respectivamente superpuestas sustancialmente por líneas de datos respectivas.
En algunas modalidades, la formación de los elementos de presentación visual opacos comprende formar líneas de puerta y datos de presentación visual.
En algunas modalidades, la formación de los elementos de presentación visual opacos comprende formar transistores de pixeles.
En algunas modalidades, la pluralidad de líneas comunes se configura para conectar los pixeles en una pluralidad de conjuntos de pixeles, cada conjunto de pixeles tiene todos los primeros electrodos conectados unos a otros por las líneas comunes y en donde las líneas comunes son interrumpidas en los límites entre diferentes conjuntos de pixeles adyacentes.
En algunas modalidades, cada conjunto de pixeles comprende una región táctil, y pares seleccionados de regiones táctiles forman pixeles táctiles capaces de indicar un evento táctil en los mismos por cambios en una capacitancia entre el par de regiones táctiles.
En algunas modalidades, cada conjunto de pixeles cubre una región contigua de la pantalla táctil.
En algunas modalidades, se describe un método para fabricar una pantalla táctil configurada para llevar a cabo una funcionalidad tanto de presentación visual como de sensibilidad táctil, que incluye: formar una pluralidad de pixeles que incluye una pluralidad de conjuntos de pixeles, cada conjunto de pixeles comprende dos o más pixeles; formar una pluralidad de electrodos comunes, cada electrodo común sirve como un electrodo condensador de almacenamiento para un conjunto de pixeles respectivo; formar uno o más elementos de presentación visual opacos usados para llevar a cabo la funcionalidad de presentación visual de la pantalla táctil; formar una pluralidad de líneas comunes a partir de un conductor no transparente y colocado en una capa diferente en la pantalla táctil que los elementos de presentación visual opacos de tal manera que los elementos de presentación visual opacos se superpongan sustancialmente a las líneas comunes y conectar la pluralidad de líneas comunes a la pluralidad de electrodos comunes, en donde los electrodos comunes se usan tanto para las funcionalidades de presentación visual como de sensibilidad al tacto de la pantalla táctil.
En algunas modalidades, formar las líneas comunes comprende colocar las líneas comunes en la misma capa adyacente a la pluralidad de electrodos comunes.
En algunas modalidades, cada electrodo común está conectado a un conjunto de una pluralidad de líneas comunes de la pluralidad de líneas comunes, y en donde las líneas comunes son interrumpidas en los límites entre diferentes electrodos comunes adyacentes.
En algunas modalidades, formar las líneas comunes incluye asegurar que haya interrupción de las líneas comunes en los límites de los electrodos comunes.
En algunas modalidades, cada electrodo común comprende una región táctil, y pares seleccionados de regiones táctiles forman pixeles táctiles capaces de indicar un evento del tacto en los mismos por cambios en una capacitancia entre el par de regiones táctiles.
En algunas modalidades, la pantalla táctil comprende un FFS TFT LCD.
En algunas modalidades, se describe una computadora personal que incluye una pantalla táctil configurada para llevar a cabo una funcionalidad tanto de presentación visual como de sensibilidad al tacto, que comprende: una pluralidad de pixeles, cada pixel incluye un condensador de almacenamiento que comprende un primer electrodo y un segundo electrodo; uno o más elementos de presentación visual opacos usados para llevar a cabo la f ncionalidad de presentación visual de la pantalla táctil; y una pluralidad de líneas comunes hechas a partir de un conductor no trasparente, conectadas al primer electrodo de uno o más de la pluralidad de pixeles y colocado en una capa diferente en la pantalla táctil que en los elementos de presentación visual opacos de tal manera que los elementos de presentación visual opacos se superpongan sustancialmente en las líneas comunes, en donde los primeros electrodos conectados en las líneas comunes se usan tanto para las funcionalidades de presentación visual como de sensibilidad al tacto de la pantalla táctil.
Aunque se han descrito completamente modalidades de esta invención con referencia a las figuras acompañantes, se debe notar que varios cambios y modificaciones se harán aparentes para aquellos expertos en la técnica. Estos cambios y modificaciones deben entenderse como estando incluidos dentro del alcance de modalidades de esta invención como las definidas por las reivindicaciones anexas.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (17)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:
1. Una pantalla táctil configurada para llevar a cabo una funcionalidad tanto de presentación visual como de sensibilidad al tacto, caracterizada porque comprende: una pluralidad de pixeles, cada pixel incluye un condensador de almacenamiento que comprende un primer electrodo y un segundo electrodo; uno o más elementos de presentación visual opacos conectados a circuitos de presentación visual que llevan a cabo la funcionalidad de presentación visual de la pantalla táctil; y una pluralidad de líneas comunes hechas a partir de un conductor no transparente, cada una de las líneas comunes está conectada al primer electrodo de uno o más de la pluralidad de pixeles colocados en una capa diferente en la pantalla táctil que los elementos de presentación visual opacos, de tal manera que los elementos de presentación visual opacos se superpongan con las líneas comunes, en donde los primeros electrodos están conectados a través de las líneas comunes a circuitos de sensibilidad al tacto durante la funcionalidad de sensibilidad al tacto de la pantalla táctil, y los primeros electrodos están conectados a los circuitos de presentación visual durante la funcionalidad de presentación visual.
2. La pantalla táctil de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las líneas comunes incluyen una primera pluralidad de líneas comunes paralelas y una segunda pluralidad de líneas comunes paralelas, la primera y segunda pluralidades estando colocadas perpendiculares unas a otras en la misma capa.
3. La pantalla táctil de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque los elementos de presentación visual opacos incluyen una pluralidad de líneas de puerta paralelas y una pluralidad de líneas de datos paralelas, las lineas de puerta y datos están colocadas perpendiculares unas a otras, en donde: la primera pluralidad de líneas comunes paralelas son superpuestas por las líneas de puerta; y la segunda pluralidad de líneas comunes paralelas son superpuestas por las líneas de datos.
. La pantalla táctil de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque los elementos de presentación visual opacos incluyen al menos una de líneas de puerta de presentación visual, líneas de datos y transistores de pixeles, y en donde las líneas comunes llevan señales de sensibilidad táctil durante la funcionalidad de pantalla táctil.
5. La pantalla táctil de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la pluralidad de pixeles comprende al menos un primer conjunto de pixeles y un segundo conjunto de pixeles adyacente, y en donde la pluralidad de líneas comunes comprende: un primer conjunto de una pluralidad de líneas comunes asociadas con el primer conjunto de pixeles y un segundo conjunto de una pluralidad de líneas comunes asociado con el segundo conjunto de pixeles; un primer conjunto de la pluralidad de líneas comunes conecta entre sí los primeros electrodos dentro del primer conjunto de pixeles, y el segundo conjunto de la pluralidad de líneas comunes conecta entre sí los primeros electrodos dentro del segundo conjunto de pixeles, y en donde el primer conjunto de la pluralidad de líneas comunes no está conectado al segundo conjunto de la pluralidad de líneas comunes en los límites entre el primero y segundo conjuntos de pixeles.
6. La pantalla táctil de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque los por lo menos primero y segundo conjuntos de pixeles comprenden cada uno una región táctil, y en donde pares seleccionados de regiones táctiles forman pixeles táctiles capaces de indicar un evento táctil en los mismos por cambios en una capacitancia entre el par de regiones táctiles.
7. Un sistema de cómputo caracterizado porque incluye la pantalla táctil de conformidad con la reivindicación 1.
8. Una pantalla táctil configurada para llevar a cabo tanto una funcionalidad de presentación visual como de sensibilidad al tacto, caracterizada porque comprende: una pluralidad de pixeles que incluye una pluralidad de conjunto de pixeles, cada conjunto de pixeles comprende dos o más pixeles ; una pluralidad de electrodos comunes, cada electrodo común sirve como un electrodo condensador de almacenamiento para un conjunto de pixeles respectivo; uno o más elementos de presentación visual opacos conectados en circuitos de presentación visual que llevan a cabo la funcionalidad de presentación visual de la pantalla táctil; y una pluralidad de líneas comunes hechas a partir de un conductor no transparente, conectadas a la pluralidad de electrodos comunes y colocadas en una capa diferente en la pantalla táctil que los elementos de presentación visual opacos de tal manera que los elementos de presentación visual opacos se superpongan a las líneas comunes, y medios para conectar los electrodos comunes a circuitos de sensibilidad táctil durante la funcionalidad de sensibilidad táctil de la pantalla táctil, y para conectar los electrodos comunes a los circuitos de presentación visual durante la funcionalidad de presentación visual.
9. La pantalla táctil de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque la pluralidad de pixeles comprende al menos un primer conjunto de pixeles y un segundo conjunto de pixeles adyacente, y en donde la pluralidad de líneas comunes comprende: un primer conjunto de una pluralidad de líneas comunes asociado con el primer conjunto de pixeles y un segundo conjunto de una pluralidad de líneas comunes asociado con el segundo conjunto de pixeles; el primer conjunto de la pluralidad de líneas comunes conecta entre sí los electrodos comunes dentro del primer conjunto de pixeles y el segundo conjunto de la pluralidad de líneas comunes conecta entre sí los electrodos comunes dentro del segundo conjunto de pixeles, y en donde el primer conjunto de la pluralidad de líneas comunes no está conectado al segundo conjunto de la pluralidad de líneas comunes en los límites entre el primero y segundo conjuntos de pixeles.
10. La pantalla táctil de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque cada conjunto de pixeles comprende una región táctil y pares seleccionados de regiones táctiles forman pixeles táctiles capaces de indicar un evento táctil sobre los mismos por cambios en la capacitancia entre el par de regiones táctiles.
11. La pantalla táctil de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque comprende un FFS TFT LCD.
12. Un método para fabricar una pantalla táctil configurada para llevar a cabo una funcionalidad tanto de presentación visual como de sensibilidad al tacto, caracterizado porque comprende: formar una pluralidad de pixeles, cada pixel incluye un condensador de almacenamiento que comprende un primer electrodo y un segundo electrodo; formar uno o más elementos de presentación visual opacos conectados a circuitos de presentación de presentación visual que llevan a cabo la funcionalidad de presentación visual de la pantalla táctil; formar una pluralidad de líneas comunes a partir de un conductor no transparente, las líneas comunes estando colocadas en una capa diferente en la pantalla táctil que los elementos de presentación visual opacos de tal manera que los elementos de presentación visual opacos se superpongan a las líneas comunes; y conectar respectivas de la pluralidad de líneas comunes a uno o más de los primeros electrodos de la pluralidad de pixeles, en donde los primeros electrodos se conectan a través de las líneas comunes a circuitos de sensibilidad táctil durante la funcionalidad de sensibilidad táctil de la pantalla táctil, y los primeros electrodos están conectados a los circuitos de presentación visual durante la funcionalidad de presentación visual.
13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque las líneas comunes llevan señales de sensibilidad táctil durante la funcionalidad de sensibilidad táctil .
14. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la pluralidad de líneas comunes están configuradas para conectar los pixeles en una pluralidad de conjuntos de pixeles, cada conjunto de pixeles tiene todos los primeros electrodos conectados unos a otros por las líneas comunes, y en donde las líneas comunes son interrumpidas en los límites entre diferentes conjuntos de pixeles adyacentes.
15. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque cada conjunto de pixeles comprende una región táctil, y pares seleccionados de regiones táctiles forman pixeles táctiles capaces de indicar un evento táctil sobre los mismos por cambios de una capacitancia entre el par de regiones táctiles.
16. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque cada conjunto de pixeles cubre una región contigua de la pantalla táctil.
17. Un método para conservar la relación de apertura en una pantalla táctil que tiene una función de presentación visual y una función de sensibilidad táctil, la pantalla táctil tiene una pluralidad de elementos de presentación visual opacos conectados a circuitos de presentación visual que lleva a cabo la función de presentación visual de la pantalla táctil y una pluralidad de líneas comunes no transparentes que conectan puntos condensadores de almacenamiento dentro de cada una de una pluralidad de regiones de pixeles de presentación visual, la pluralidad de regiones están colocadas adyacentes unas a otras para formar hileras y columnas, hileras y columnas adyacentes acopladas a través de acoplamiento por capacitancia mutua durante la función de sensibilidad táctil para proporcionar funcionalidad de sensibilidad táctil, las líneas comunes no están conectadas juntas en los límites entre diferentes regiones, caracterizado porque comprende: colocar las líneas comunes en una capa diferente en la pantalla táctil que los elementos de presentación visual opacos, y colocar las líneas comunes de tal manera que los elementos de presentación visual opacos se superpongan a las líneas comunes de tal manera que las líneas comunes no afecten adversamente la relación de apertura de la pantalla táctil.
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