TWI449990B - 整合型觸控螢幕 - Google Patents

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Description

整合型觸控螢幕
本發明大體上係關於包括顯示像素疊層(stackup)之顯示器，且更明確地說，係關於整合至顯示器之顯示像素疊層中的觸摸感測電路。
本申請案主張於2009年2月2日申請之美國臨時申請案第61/149,340號及於2009年2月27日申請之美國臨時申請案第61/156,463號的權利，該等案之內容出於所有目的以引用方式全文併入本文中。
目前有許多類型之輸入器件可用於在計算系統中執行操作，諸如按鈕或按鍵、滑鼠、軌跡球、操縱桿、觸摸感測器面板、觸控螢幕及類似物。詳言之，觸控螢幕由於其操作容易性及多功能性以及其下降之價格而變得日益普及。觸控螢幕可包括：一觸摸感測器面板，其可為具有一觸摸敏感表面之透明面板；及一顯示器件，諸如液晶顯示器(LCD)，其可部分或完全位於該面板後使得該觸摸敏感表面可覆蓋該顯示器件之可視區域之至少一部分。觸控螢幕可允許使用者藉由用手指、鐵筆或其他物件觸摸該觸摸感測器面板上的通常由該顯示器件所顯示之使用者介面(UI)所指定之位置來執行各種功能。大體上，觸控螢幕可辨識觸摸及該觸摸在觸摸感測器面板上之位置，且計算系統可接著根據在該觸摸發生時出現之顯示內容來解譯該觸摸，且其後可基於該觸摸來執行一或多個動作。在一些觸摸感 測系統之情況下，不必實體觸摸顯示器就可偵測到觸摸。舉例而言，在一些電容型觸摸感測系統中，用以偵測觸摸之邊緣場可延伸超過顯示器之表面，且可在該表面附近偵測到移動接近該表面之物件而不必實際上觸摸該表面。
電容式觸摸感測器面板可由實質上透明之傳導材料(諸如，氧化銦錫(ITO))之驅動線及感測線之矩陣形成，該等線通常在實質上透明之基板上在水平方向及垂直方向上配置成多列及多行。部分歸因於其實質透明性，電容式觸摸感測器面板可上覆在顯示器上以形成觸控螢幕(如上文所描述)。然而，用觸摸感測器面板上覆顯示器可具有缺點，諸如重量及厚度增加、需要額外電力來驅動觸摸感測器面板，及顯示器之亮度減弱。
本發明係關於整合至顯示器(諸如，LCD顯示器)之顯示像素疊層(亦即，形成顯示像素之堆疊材料層)中的觸摸感測電路。顯示像素疊層中之電路元件可被分組到一起以形成感測顯示器上或附近之觸摸的觸摸感測電路。觸摸感測電路可包括(例如)觸摸信號線(諸如，驅動線及感測線)、接地區及其他電路。一整合型觸控螢幕可包括多功能電路元件，該等多功能電路元件可形成經設計以作為顯示系統之電路操作以在顯示器上產生影像的顯示電路之部分，且該等多功能電路元件亦可形成一觸摸感測系統之感測該顯示器上或附近之一或多個觸摸的觸摸感測電路的部分。該等多功能電路元件可為(例如)一LCD之顯示像素中的電容 器，其可經組態以作為該顯示系統中之顯示電路的儲存電容器/電極、共同電極、導線/傳導路徑等而操作，且亦可經組態以作為該觸摸感測電路之電路元件而操作。舉例而言，以此方式，在一些實施例中，可使用較少零件及/或處理步驟來製造具有整合型觸摸感測能力的顯示器，且顯示器自身可更薄、更亮且需要較少電力。
在對實例實施例之以下描述中，參看附圖，該等附圖形成本文之一部分且在其中以說明之方式展示可實踐本發明之實施例的具體實施例。應理解，在不脫離本發明之實施例之範疇的情況下，可使用其他實施例且可作出結構上之改變。
以下描述包括觸摸感測電路可整合至顯示器(諸如，LCD顯示器)之顯示像素疊層(亦即，形成顯示像素之堆疊材料層)中的實例。雖然參考LCD顯示器來描述本文中之實施例，但應理解，可利用替代顯示器來代替LCD顯示器，諸如含有電可成像材料之大體上任何電可成像層。電可成像材料可為發光材料或光調變材料。發光材料本質上可為無機或有機的。合適材料可包括有機發光二極體(OLED)或聚合發光二極體(PLED)。光調變材料可為反射或透射的。光調變材料可包括(不限於)電化學材料、電泳材料(諸如，擰轉型(Gyricon)粒子)、電致變色材料或液晶材料。液晶材料可為(不限於)扭轉向列(TN)、超扭轉向列(STN)、鐵電、磁性或對掌性向列液晶。其他合適材料可 包括熱致變色材料、帶電粒子及磁粒子。觸摸感測電路可包括(例如)觸摸信號線(諸如，驅動線及感測線)、接地區及其他電路。顯示像素疊層通常藉由包括以下各者之製程來製造：諸如傳導材料(例如，金屬、實質上透明之導體)、半傳導材料(例如，多晶矽(Poly-Si))及介電材料(例如，SiO2、有機材料、SiNx)之材料的沈積、遮罩、蝕刻、摻雜等。形成於顯示像素疊層內之各種結構可經設計以作為顯示系統之電路操作以在顯示器上產生影像。換言之，該等疊層結構中之一些可為顯示電路之電路元件。一整合型觸控螢幕之一些實施例可包括多功能電路元件，該等多功能電路元件可形成顯示系統之顯示電路的部分，且亦可形成一觸摸感測系統之觸摸感測電路的部分，該觸摸感測系統感測顯示器上或附近之一或多個觸摸。該等多功能電路元件可為(例如)LCD之顯示像素中的電容器，其可經組態以作為該顯示系統中之顯示電路的儲存電容器/電極、共同電極、導線/傳導路徑等而操作，且亦可經組態以作為該觸摸感測電路之電路元件而操作。舉例而言，以此方式，在一些實施例中，可使用較少零件及/或處理步驟來製造具有整合型觸摸感測能力的顯示器，且顯示器自身可更薄、更亮且需要較少電力。
本文中可參考笛卡耳座標系統來描述實例實施例，其中x方向及y方向可分別等同於水平方向及垂直方向。然而，熟習此項技術者將理解，參考特定座標系統僅出於清楚之目的，而並非將該等結構之方向限於特定方向或特定座標 系統。此外，儘管在實例實施例之描述中可能包括具體材料及材料類型，但熟習此項技術者將理解可使用達成相同功能之其他材料。舉例而言，應理解，如以下實例中所描述之「金屬層」可為任何導電材料層。
在一些實例實施例中，具有整合型觸摸感測功能性之LCD顯示器可包括電壓資料線之矩陣以在顯示階段期間對顯示像素之多功能電路元件定址以顯示影像，且在觸摸感測階段期間對顯示器之多功能電路元件定址以感測觸摸。因此，在一些實施例中，該等多功能電路元件在顯示階段期間可作為顯示系統之部分操作，且在觸摸感測階段期間可作為觸摸感測系統之部分操作。舉例而言，在一些實施例中，在觸摸感測階段期間該等電壓線中之一些可用一第一驅動信號來驅動以驅動觸控螢幕之驅動區。另外，該等電壓線中之一或多者可用一第二驅動信號來驅動，該第二驅動信號相對於用以驅動觸控螢幕之驅動區的第一驅動信號不同步，相位相差180度。此等不同步電壓線可用以減少觸控螢幕之靜態電容。
本發明之各種實施例的潛在優點中之一些(諸如，薄、亮度及電力效率)對於攜帶型器件可尤其有用，儘管本發明之實施例的用途並未限於攜帶型器件。圖1A至圖1C展示可實施根據本發明之實施例的整合型觸控螢幕的實例系統。圖1A說明包括整合型觸控螢幕124之實例行動電話136。圖1B說明包括整合型觸控螢幕126之實例數位媒體播放器140。圖1C說明包括整合型觸控螢幕128之實例個人電 腦144。
圖1D至圖1G說明根據本發明之實施例的包括實例整合型觸控螢幕153的實例整合型觸控螢幕系統150。參看圖1D，觸控螢幕153包括顯示像素155，顯示像素155包括多功能電路元件。圖1D展示一顯示像素155之放大圖，其包括多功能電路元件157、159及161，該等多功能電路元件可作為由顯示系統控制器170控制之顯示系統的部分操作，且可作為由觸摸感測系統控制器180控制之觸摸感測系統的觸摸感測電路的部分操作。顯示像素155亦包括多功能電路元件163，其可作為該顯示系統的顯示電路、該觸摸感測系統及由電力系統控制器190控制之電力系統之部分操作。顯示像素155亦包括：單功能顯示電路元件165，其在一些實施例中可僅作為該顯示電路之部分操作；及單功能觸摸感測電路元件167，其在一些實施例中可僅作為該觸摸感測電路之部分操作。
圖1E至圖1G說明觸控螢幕系統150之實例操作，包括不同操作階段。圖1E展示在顯示階段期間之實例操作，其中顯示像素155之電路元件可操作以在觸控螢幕153上顯示一影像。在該顯示階段期間之操作可包括(例如)藉由(例如)用開關169a至169e使觸摸感測電路元件167與該顯示電路之電路元件電分離或斷開來將顯示像素155主動地組態成顯示組態。主動地組態顯示像素之電路元件以作為整合型觸控螢幕之特定系統的電路之部分操作可包括(例如)切換不同系統之線之間的連接、開啟/關掉電路元件、改變電 壓線之電壓位準、改變信號(諸如，控制信號)等等。主動組態可發生在觸控螢幕之操作期間且可至少部分基於該觸控螢幕之靜態組態，亦即，結構組態。結構組態可包括(例如)顯示像素之疊層中之結構的大小、形狀、放置、材料組成等等，諸如顯示像素疊層中之傳導路徑之數目及放置、永久連接(諸如，連接兩個傳導層之接觸點的導體填充通孔)、永久斷路(諸如，傳導路徑的在設計中已移除傳導材料的部分)等等。
顯示系統控制器170可經由多功能電路元件159及163以及顯示系統電路元件165分別傳輸控制信號171、173及175以使顯示像素150之多功能電路元件157及161在觸控螢幕153上顯示影像。在一些實施例中，控制信號171、173及175可為(例如)閘極信號、Vcom信號及資料信號。
圖1F展示在觸摸感測階段期間之實例操作，其中顯示像素155之電路元件可操作以藉由(例如)使觸摸感測電路元件167與開關169b及169c電連接及使顯示系統電路元件165與開關169a及169d電斷開來感測觸摸(包括主動地組態顯示像素以用於觸摸感測)。觸摸感測系統控制器180可傳輸控制信號181且可接收資訊信號183及185。在一些實施例中，控制信號181可為(例如)用於電容感測之驅動信號、用於光學感測之驅動信號等等。在一些實施例中，資訊信號183可為(例如)用於電容感測、光學感測等等之感測信號，且資訊信號185可為(例如)該觸摸感測系統之回饋信號。
圖1G展示在電力系統階段期間之實例操作，其中顯示像 素155之多功能電路元件163可藉由開關169c、169d及169e而與該顯示系統及該觸摸感測系統電斷開。電力系統控制器190可經由多功能電路元件163來傳輸信號192。信號192可為(例如)指示該電力系統之再充電狀態、電源電壓等等的信號。
在本發明之一些實施例中，該觸摸感測系統可基於電容。藉由偵測每一觸控像素處之電容的改變及標註該等觸控像素之位置，該觸摸感測系統可辨識多個物件，且在該等物件在觸控螢幕上移動時判定該等物件之位置、壓力、方向、速度及/或加速度。
舉例而言，整合型觸摸感測系統之一些實施例可基於自電容，且一些實施例可基於互電容。在基於自電容之觸控系統中，每一觸控像素可由形成對接地之自電容的個別電極形成。在一物件接近該觸控像素時，另一對地電容(capacitance to ground)可形成於該物件與該觸控像素之間。該另一對地電容可導致該觸控像素所經受之自電容的淨增加。此自電容增加可由該觸摸感測系統偵測並量測以判定多個物件在觸摸該觸控螢幕時之位置。在基於互電容之觸控系統中，該觸摸感測系統可包括(例如)驅動區及感測區，諸如驅動線及感測線。在一實例情況中，驅動線可形成多列，而感測線可形成多行(例如，正交)。該等觸控像素可設置於列與行之交叉點處。在操作期間，可用AC波形來刺激該等列，且互電容可形成於該觸控像素之列與行之間。在一物件接近該觸控像素時，耦合於該觸控像素 之列與行之間的一些電荷可改為耦合至該物件上。耦合於該觸控像素上之電荷的此減少可導致列與行之間的互電容之淨減少及耦合於該觸控像素上之AC波形的減少。電荷耦合AC波形之此減少可由該觸摸感測系統偵測並量測以判定多個物件在觸摸該觸控螢幕時之位置。在一些實施例中，整合型觸控螢幕可為多點觸摸、單點觸摸、投影掃描、全成像多點觸摸，或任何電容式觸摸的。
圖2為一實例計算系統200之方塊圖，其說明根據本發明之實施例的實例整合型觸控螢幕220的一實施。計算系統200可包括於(例如)行動電話136、數位媒體播放器140、個人電腦144，或包括觸控螢幕之任何行動或非行動計算器件中。計算系統200可包括一觸摸感測系統，其包括一或多個觸摸處理器202、周邊器件204、觸摸控制器206及觸摸感測電路(在下文更詳細地描述)。周邊器件204可包括(但不限於)隨機存取記憶體(RAM)或其他類型之記憶體或儲存器、監視計時器(watchdog timer)及其類似者。觸摸控制器206可包括(但不限於)一或多個感測通道208、通道掃描邏輯210及驅動器邏輯214。通道掃描邏輯210可存取RAM 212、自主讀取來自該等感測通道之資料且提供對該等感測通道之控制。另外，如下文更詳細地描述，通道掃描邏輯210可控制驅動器邏輯214以產生處於各種頻率及相位之刺激信號216，該等刺激信號216可選擇性地施加於觸控螢幕220之觸摸感測電路的驅動區(如下文更詳細描述)。在一些實施例中，可將觸摸控制器206、觸摸處理器202及 周邊器件204整合至單一特殊應用積體電路(ASIC)中。
計算系統200亦可包括主機處理器228以用於接收來自觸摸處理器202之輸出並基於該等輸出來執行動作，舉例而言，主機處理器228可連接至程式儲存器232及一顯示控制器，諸如LCD驅動器234。主機處理器228可使用LCD驅動器234來在觸控螢幕220上產生影像，諸如使用者介面(UI)之影像，且可使用觸摸處理器202及觸摸控制器206來偵測觸控螢幕220上或附近之觸摸，諸如對所顯示UI之觸摸輸入。該觸摸輸入可由儲存於程式儲存器232中之電腦程式用以執行以下動作，該等動作可包括(但不限於)移動諸如游標或指標之物件、捲動或平移(panning)、調整控制設定、開啟檔案或文件、檢視選單、進行選擇、執行指令、操作連接至主機器件之周邊器件、接電話、打電話、掛電話、改變音量或音訊設定、儲存諸如地址、常撥號碼、來電、未接來電之與電話通信有關的資訊、登錄電腦或電腦網路、准許經授權個人存取電腦或電腦網絡之受限區域、載入與使用者偏好之電腦桌面布置相關聯之使用者設定檔、准許存取網路(web)內容、開始特定程式、加密或解碼訊息，及/或類似動作。主機處理器228亦可執行可能不與觸摸處理有關之額外功能。
觸控螢幕220可包括觸摸感測電路，其可包括具有複數個驅動線222及複數個感測線223的電容感測媒體。應注意，如熟習此項技術者所易於理解的，術語「線」在本文中使用時有時僅意謂傳導路徑，且不限於嚴格線性之結 構，而是包括改變方向之路徑，且包括不同大小、形狀、材料等等之路徑。驅動線222可由經由驅動介面224來自驅動器邏輯214之刺激信號216驅動，且在感測線223中產生之所得感測信號217可經由感測介面225傳輸至觸摸控制器206中之感測通道208(亦稱為事件偵測及解調變電路)。以此方式，驅動線及感測線可為該觸摸感測電路之部分，該等驅動線與感測線可相互作用以形成電容感測節點，該等節點可被當作觸控像元(觸控像素)，諸如觸控像素226及227。在觸控螢幕220被視為正捕獲觸摸之「影像」時，此理解方式可尤其有用。換言之，在觸摸控制器206已判定是否已在該觸控螢幕中之每一觸控像素處偵測到觸摸後，觸控螢幕中發生觸摸之觸控像素之圖案可被當作觸摸之「影像」(例如，手指觸摸該觸控螢幕的圖案)。
圖3為觸控螢幕220之更詳細視圖，其展示根據本發明之實施例的驅動線222及感測線223之實例組態。如圖3中所展示，每一驅動線222可由一或多個驅動線區段301形成，該等區段可在連接305處由驅動線鏈路303電連接。驅動線鏈路303不電連接至感測線223，相反，驅動線鏈路可經由旁路307繞過感測線。驅動線222與感測線223可電容式相互作用以形成觸控像素，諸如觸控像素226及227。驅動線222(亦即，驅動線區段301及相應驅動線鏈路303)及感測線223可由觸控螢幕220中之電路元件形成。在圖3之實例組態中，觸控像素226及227中之每一者可包括一個驅動線區段301之部分、一感測線223之部分及另一驅動線區段301 之部分。舉例而言，觸控像素226可包括在一感測線之一部分311之一側上的一驅動線區段之右半部分309，及在該感測線之部分311的相反側上的一驅動線區段之左半部分313。
如上文所描述，該等電路元件可包括(例如)可存在於習知LCD顯示器中之結構。請注意，電路元件不限於整個電路組件，諸如整個電容器、整個電晶體等等，而是可包括電路之部分，諸如平行板電容器之兩個板中的僅一者。圖4說明一實例組態，其中共同電極(Vcom)可形成根據本發明之實施例的觸摸感測系統之觸摸感測電路的部分。共同電極為某些類型之習知LCD顯示器(例如，邊緣場切換(FFS)顯示器)之顯示像素的疊層(亦即，形成顯示像素之堆疊材料層)中之顯示系統電路的電路元件，其可作為顯示系統之部分操作以顯示影像。在圖4中所展示之實例中，一共同電極(Vcom)401(例如，圖1D之元件161)可充當多功能電路元件，該多功能電路元件可作為觸控螢幕220之顯示系統的顯示電路操作，且亦可作為該觸摸感測系統之觸摸感測電路操作。在此實例中，共同電極401可作為該觸控螢幕之顯示電路的共同電極操作，且亦可在分組後與其他共同電極共同作為該觸控螢幕之觸摸感測電路操作。舉例而言，共同電極401之群組在觸摸感測階段期間可共同作為該觸摸感測電路之驅動線或感測線之電容部分操作。藉由(例如)將一區之共同電極401電連接在一起、切換電連接等等，觸控螢幕220之其他電路元件可形成觸摸感測電 路之部分。大體上，該等觸摸感測電路元件中之每一者可為：多功能電路元件，其可形成該觸摸感測電路之部分且可執行一或多個其他功能，諸如形成顯示電路之部分；或可為單功能電路元件，其僅可作為觸摸感測電路操作。類似地，顯示電路元件中之每一者可為：多功能電路元件，其可作為顯示電路操作且執行一或多個其他功能，諸如作為觸摸感測電路操作；或可為單功能電路元件，其僅可作為顯示電路操作。因此，在一些實施例中，顯示像素疊層中之電路元件中的一些可為多功能電路元件，且其他電路元件可為單功能電路元件。在其他實施例中，顯示像素疊層之所有電路元件可為單功能電路元件。
另外，儘管本文中之實例實施例可能將顯示電路描述為在顯示階段期間操作，且將觸摸感測電路描述為在觸摸感測階段期間操作，但應理解，顯示階段與觸摸感測階段可同時操作，例如，部分或完全重疊，或顯示階段與觸摸階段可在不同時間操作。又，儘管本文中之實例實施例將某些電路元件描述為多功能且將其他電路元件描述為單功能的，但應理解，在其他實施例中電路元件不限於特定功能性。換言之，在本文中之一實例實施例中被描述為單功能電路元件之電路元件在其他實施例中可組態為多功能電路元件，且反之亦然。
舉例而言，圖4展示被分組到一起以形成驅動區區段403及感測區405之共同電極401，該等區段大體上分別對應於驅動線區段301及感測線223。將顯示像素之多功能電路元 件分組至一區中可意謂使該等顯示像素之多功能電路元件一起操作以執行該區之共同功能。分組成功能區可經由一種方法或方法組合來完成，例如，系統之結構組態(例如，實體斷路及旁路、電壓線組態)、系統之操作組態(例如，接通/切斷電路元件、改變電壓線上之電壓位準及/或信號)等等。
在一些實施例中，電路元件之分組可實施為顯示像素之布局，每一顯示像素係選自有限數目個顯示像素組態之集合。在一些實施例中，觸摸感測電路之一特定功能可由具有可執行該功能之組態的特定類型之顯示像素來提供。舉例而言，下文參看圖17至圖22所描述之一實施例可包括：可將疊層之一連接層中之一或多個相鄰像素連接在一起的類型之顯示像素、可提供至疊層之另一層之接觸的類型之顯示像素，及可將另一層中之一或多個相鄰像素連接在一起的類型之顯示像素。
在一些實施例中，區可為可重新組態的(例如)以允許將像素分組至不同大小、不同形狀等等之區中。舉例而言，一些實施例可包括可程式化切換陣列以允許可重新組態之切換方案將顯示像素分組至不同大小之區中(取決於，例如，環境雜訊之變化、待感測物件之大小及/或其距觸控螢幕之距離，等等)。可允許分組之組態的其他態樣可能不為可重新組態的，例如，顯示像素之疊層中之線中的實體斷路並非可重新組態的。然而，藉由包括可重新組態之其他電路元件(諸如，可程式化開關、信號產生器等等)， 包括(例如)實體斷路之觸控螢幕組態仍可允許將顯示像素可重新組態地分組至不同大小、不同形狀等等之區中。
觸控螢幕之顯示像素的多功能電路元件可在顯示階段及觸摸階段中操作。舉例而言，在觸摸階段期間，共同電極401可被分組到一起以形成觸摸信號線，諸如驅動區及感測區。在一些實施例中，電路元件可經分組以形成一種類型之連續觸摸信號線及另一種類型之分段式觸摸信號線。舉例而言，圖4展示一實例實施例，其中驅動區區段403及感測區405對應於觸控螢幕220之驅動線區段301及感測線223。在其他實施例中，其他組態為可能的，例如，共同電極401可被分組到一起，以使得驅動線各自由連續驅動區形成，且感測線各自由經由繞過驅動區之連接鏈結在一起的複數個感測區區段形成。在下文參看圖11A至圖11B來描述實例顯示階段及實例觸摸階段中之操作的更多細節。
圖3之實例中的驅動區在圖4中展示為包括顯示像素之複數個共同電極的矩形區，且圖3之感測區在圖4中展示為在LCD之垂直長度中延伸的包括顯示像素之複數個共同電極的矩形區。在一些實施例中，圖4之組態的觸控像素可包括(例如)64×64個顯示像素之區域。然而，驅動區及感測區不限於所展示之形狀、定向及位置，而是可包括根據本發明之實施例的任何合適組態。應理解，用於形成觸控像素之顯示像素不限於上述之顯示像素，而是可為根據本發明之實施例的准許觸摸能力之任何合適大小或形狀。
圖5說明根據本發明之實施例之傳導線的實例組態，該等傳導線可用於將共同電極401分組至圖4中所展示之區中及鏈結驅動區區段以形成驅動線。如圖13中所展示之實例實施例中所說明，一些實施例可包括其他區，諸如在驅動線之間及/或在驅動線與感測線之間的接地區。
圖5展示沿著x方向之複數個xVcom線501及沿著y方向之複數個yVcom線503。在此實施例中，每一列共同電極401可具有相應xVcom線501，且每一行共同電極401可具有相應yVcom線503。圖5進一步展示複數個驅動區區段403(由虛線說明)，其中每一驅動區區段403可形成為經由x-y-com連接505而連接在一起的共同電極401之群組，如下文更詳細地描述，該等x-y-com連接505將每一共同電極連接至驅動區區段中之xVcom線501及yVcom線503。延伸通過驅動區區段403之yVcom線503(諸如，yVcom線503a)可包括提供每一驅動區區段與其他驅動區區段(例如，給定驅動區區段上方及下方之區段)之電分離的斷路509。斷路509可提供y斷開(y方向上之電斷開)。
驅動線511可各自由複數個驅動區區段403形成，該複數個驅動區區段403可由共同電極401及其互連傳導線xVcom形成。具體而言，可藉由使用xVcom線501跨過感測區405連接驅動區區段403來形成驅動線511。如圖5中所展示，第一驅動線511a可由最頂部列之驅動區區段403形成，且下一驅動線511b可由下一列驅動區區段403形成。如下文更詳細地描述，xVcom線為使用旁路513繞過感測區405中 之yVcom線的傳導路徑。
圖5進一步展示複數個感測區405(由虛線說明)。每一感測區405可形成為經由y-com連接507連接在一起的共同電極401之群組，該等y-com連接507可將感測區405之每一共同電極連接至yVcom線503中之一者。額外連接(見(例如)圖10)可將每一感測區405之yVcom線連接在一起。舉例而言，該等額外連接可包括在觸控螢幕220之邊界中的開關，其可在操作之觸摸階段期間將每一感測區之yVcom線連接在一起。延伸通過感測區405之yVcom線503(諸如，yVcom線503b)可將y方向上之所有共同電極401電連接，因此感測區之yVcom線不包括斷路。以此方式，舉例而言，一感測區可由彼此連接且連接至相應顯示像素之電路元件的複數個垂直共同電壓線yVcom形成，藉此形成由感測區中之顯示像素的電連接之電路元件組成的感測線512。在圖5中所展示之實例感測區中，垂直共同電壓線yVcom可(在513處)與水平共同電壓線xVcom不連接且可橫越水平共同電壓線xVcom以形成用於電容式觸摸感測之結構。此橫越yVcom及xVcom亦可在感測區與驅動區之間形成額外寄生電容。
每一共同電極401可對應於觸控螢幕220之顯示像素，諸如顯示像素515及517。在顯示階段期間，共同電極401連同其他顯示像素組件作為觸控螢幕220之顯示系統的顯示電路操作以在觸控螢幕上顯示影像。在觸摸階段期間，共同電極401之群組可作為觸控螢幕220之觸摸感測系統的觸 摸感測電路操作以偵測觸控螢幕上或附近之一或多個觸摸。
在觸摸階段期間之操作中，水平共同電壓線xVcom 501可傳輸刺激信號以刺激驅動線511且在受刺激驅動線與感測線512之間形成電場以產生觸控像素，諸如圖3中之觸控像素226。在諸如手指之物件接近或觸摸到觸控像素時，該物件可影響在驅動線511與感測線512之間延伸的電場，藉此減少電容耦合至感測線之電荷量。此電荷減少可由感測通道感測到，並連同其他觸控像素之類似資訊一起儲存於記憶體中以產生觸摸之「影像」。
在一些實施例中，驅動線及/或感測線可由其他結構形成，包括(例如)已存在於典型LCD顯示器中之其他結構(例如，其他電極、傳導及/或半傳導層、金屬線，其亦將充當典型LCD顯示器中之電路元件，例如，載運信號、儲存電壓等等)、並非典型LCD疊層結構的形成於LCD疊層中之其他結構(例如，其他金屬線、板，其功能將大體上用於觸控螢幕之觸摸感測系統)及形成於LCD疊層外之結構(例如，諸如外部實質透明之傳導板、線及其他結構)。舉例而言，觸摸感測系統之部分可包括類似於已知觸摸面板上覆層之結構。部分或完全使用已存在於顯示器中之結構來形成觸摸感測系統可藉由減少通常會上覆顯示器的主要專用於觸摸感測的結構之量來潛在地增加觸控螢幕之影像品質、亮度等等。
在一些實施例中，舉例而言，顯示像素可分組至一驅動 區與一感測區之間及/或兩個驅動區之間的區中，且此等區可連接至接地或虛擬接地以形成接地區，以便進一步最小化驅動區之間及/或驅動區與感測區之間的干擾。圖13A至圖13B展示根據本發明之實施例的區之實例布局，其包括在驅動區之間及在驅動區與感測區之間的接地區。在其他實施例中，可省去垂直共同電壓線斷路，且該等線在驅動區間被完整地共用。
如見於圖5中，顯示像素515可分組至感測區405中，且顯示像素517可分組至驅動區區段403中。圖6至圖8說明展示圖5之「方框A」中之顯示像素515及517的更多細節之平面圖及側視圖，且展示根據本發明之實施例的包括平面中/層中之實例斷路/旁路及平面外/層外之實例斷路/旁路的一實例組態。
圖6為圖5中之「方框A」的放大圖，其展示顯示像素515及517之更多細節及根據本發明之實施例的觸控螢幕220的其他結構。顯示像素515及517可各自包括一共同電極401及三個顯示像素電極601，該等顯示像素電極各自用於對應於R資料線603、G資料線605及B資料線607的紅色(R)子像素、綠色(G)子像素及藍色(B)子像素，當在觸控螢幕之顯示階段期間藉由施加在閘極線611上之電壓而接通該等子像素之電晶體609時，該等資料線將色彩資料提供給該等子像素。
在一些實施例中，可使用其他類型之顯示像素，諸如單色(例如，黑色及白色)顯示像素、包括多於或少於三個子 像素之顯示像素、在不可見光譜(諸如，紅外線)中操作之顯示像素，等等。不同實施例可包括具有不同大小、形狀、光學性質之顯示像素。一些實施例之顯示像素相對於彼此可具有不同大小、形狀、光學性質等等，且在一些實施例中，觸控螢幕中所利用之顯示像素的不同類型可提供不同功能性。
圖6亦說明延伸通過顯示像素517之yVcom線503具有使顯示像素517(及顯示像素517之驅動區區段403，見圖5)與相鄰驅動區區段分離的斷路509。斷路509為平面中斷路之實例，其為大體上在同一平面中延伸之傳導路徑之間的電學開路(electrical open)，此種情況下該平面為yVcom線503在其中延伸之x-y平面。同樣，如下文所描述，斷路509為層中斷路之實例，其為在同一層中延伸之傳導路徑之間的電學開路，在此種情況下該層為第二金屬層。雖然許多層中斷路亦可能為平面中斷路，但情況並不必定如此。舉例而言，疊層中之一材料層之傳導路徑中的斷路可出現在該層形成於不同疊層高度(亦即，不同平面)處的位置處，且因此在此位置處之斷路將為層中、平面外斷路，而非層中、平面中斷路。
另一方面，延伸通過感測區405之顯示像素515的yVcom線503不包括斷路，使得顯示像素515可在y方向上電連接至感測區405之其他顯示像素，亦即，該感測區中之顯示像素為y連接的(y-connected)。
一xVcom線501在x方向上延伸通過顯示像素515及517。 如在顯示像素515左上角處的在R資料線603後面的xVcom之放大圖中所展示，xVcom線501設在分別的R資料線603、G資料線605及B資料線607後面。顯示像素515及517之xVcom線與yVcom線與共同電極401之間的連接更詳細地展示於圖6中之分解圖中，其亦展示xVcom線501設於yVcom線503後面，且yVcom線503設於共同電極401後面。對於感測區之顯示像素515而言，顯示像素515之y-com連接507之分解圖展示y-com連接為該顯示像素之yVcom線503與共同電極401之間的傳導線613(例如，填充有傳導材料之通孔)，且展示了在xVcom線501與yVcom線503之間無連接，亦即，旁路513(且因此，xVcom線與該共同電極之間無連接)。由於旁路513，顯示像素515可為x斷開的，或在x方向上隔離，亦即，沿著x方向與相鄰顯示像素斷開或隔離。在此實例實施例中，感測區之yVcom線503之額外連接(諸如，上述邊界開關)將顯示像素515之共同電極401電連接到在顯示像素515左邊的相鄰感測區顯示像素之共同電極，因此旁路513使顯示像素515與在顯示像素515右邊的相鄰驅動區顯示像素517「右斷開」(換言之，顯示像素515可在正x方向上與顯示像素x斷開，亦即，正x斷開)。
旁路513為平面外旁路之實例，其可為在實質上不同平面中延伸之傳導路徑之間的電學開路，在此種情況下yVcom線503在其中延伸之x-y平面可不同於xVcom線501在其中延伸之x-y平面。同樣，旁路513為層外旁路之實例， 其可為在不同層中延伸之傳導路徑之間的電學開路，如下文所描述，在此種情況下該等層為yVcom 503之第二金屬層及xVcom 501之第一金屬層。此組態(包括yVcom至共同電極連接、觸控螢幕邊界中之yVcom至yVcom連接(對於同一感測區之yVcom線，如上文所描述)，及xVcom線與yVcom線之間的旁路)為在感測區中將顯示器之電路元件分組到一起以形成用於觸摸感測之感測線及藉由xVcom線繞過該感測線以形成用於觸摸感測之驅動線的一實例，該xVcom線將因該感測區而彼此分離之驅動區區段鏈結在一起。
對於驅動區區段之顯示像素517而言，顯示像素517之x-y-com連接505之分解圖展示該x-y-com連接可包括將xVcom線連接至yVcom線之傳導線615，及將yVcom線連接至共同電極之傳導線613中之一者。因此，一驅動區區段中之每一顯示像素之共同電極可電連接在一起，此係因為每一顯示像素可連接至垂直線(yVcom)(亦即，y連接)及水平線(xVcom)(亦即，x-連接)之同一傳導柵格。在此實例組態中，共同電極、垂直線及水平線可在不同之大體共面平面中定向且經由兩組連接而連接在一起，一組連接垂直線與水平線，且另一組連接垂直線與共同電極。此組態(包括垂直線中之斷路)為在驅動區區段中將顯示器之電路元件分組到一起以形成一驅動線之觸摸感測電路的一實例，該驅動線可經由繞過介入的感測線之驅動線鏈路而鏈結至其他驅動線區段。
圖7至圖8分別為說明顯示像素515疊層之一部分及顯示像素517疊層之一部分的橫截面圖。圖7展示沿著來自圖6之7-7'的有箭頭之線截取的顯示像素515之橫截面的視圖。圖7包括形成於第一金屬層(M1)中之閘極線611及xVcom線501、形成於第二金屬層(M2)中之B資料線607、汲極701及yVcom線503。該圖亦包括由透明導體(諸如，ITO)形成之共同電極401及顯示像素電極601。共同電極401可經由介電層707a中之通孔(傳導通孔703，其為圖6之傳導線613的一實例)而電連接至yVcom線503，該通孔可填充有傳導材料為。圖7亦展示xVcom 501與yVcom 503之間的旁路513(無連接)。就此而言，旁路513可被當作使xVcom 501與yVcom 503分離之結構，其可包括介電層707b之一部分。一閘極絕緣層705可包含介電材料，諸如SiO2、SiNx等等。液晶層可安置於像素電極上方接著是彩色濾光片，且偏光器可位於疊層(未圖示)之頂部及底部上。關於圖7，觸控螢幕係自頂部觀看的。
圖8展示沿著來自圖6之8-8'的有箭頭之線截取的顯示像素517之橫截面的視圖。除了圖8中之傳導通孔801替換圖7中之旁路513外，圖8與圖7相同。因此，在驅動區區段顯示像素517中，xVcom 501可電連接至yVcom 503。因此，圖6中之傳導線615可為此實例疊層中之填充有導體的通孔。
總之，圖7至圖8說明根據本發明之實施例的平面外/層外斷路/旁路之使用如何可在一些實施例中提供產生包括 多功能電路元件之多功能觸摸感測LCD結構的有效方法的一實例。在此種情況下，在一些實施例中，在不同平面/層中之傳導路徑之間作出的連接/旁路可允許多功能組態之設計的更多選項，且可潛在地減少本該需要添加以在同一平面/層中形成旁路的所添加結構(例如，線)之數目。就此而言，在一些實施例中，可藉由(例如)僅在顯示像素疊層之不同平面/層中形成傳導路徑來便利地形成y斷開及/或x斷開。同樣，在一些實施例中，可使用不同平面/層之間的傳導路徑來連接不同平面/層中之傳導路徑來便利地形成y連接及/或x連接。詳言之，此可允許更容易地修改現有LCD設計以根據本發明之實施例添加整合型觸摸功能性。就此而言，對平面中/層中及平面外/層外斷路及旁路之選擇性使用可允許現有LCD設計中之更多結構用作觸摸感測系統中之電路元件，且可減少現有製造過程(諸如，遮罩、摻雜、沈積等等)所需之改變的數目。
將參看圖9至圖12B來描述實例觸控螢幕及操作多功能觸控螢幕LCD電路元件之實例方法的更多細節。圖9為根據本發明之實施例的包括複數個子像素之實例觸控螢幕900的部分電路圖。如在上述實例實施例中，觸控螢幕900之子像素可經組態，以使得其能夠具有作為LCD子像素與觸摸感測器電路元件的多功能性。亦即，子像素可包括可作為顯示像素之LCD電路之部分操作且亦可作為觸摸感測電路之電路元件操作的電路元件。以此方式，觸控螢幕900可作為具有整合型觸摸感測能力之LCD操作。圖9展示觸 控螢幕900之子像素901、902及903之細節。在此實例實施例中，每一子像素可為紅色(R)、綠色(G)或藍色(B)子像素，其中所有三個R、G及B子像素之組合形成一個色彩顯示像素。儘管此實例實施例包括紅色、綠色及藍色子像素，但子像素可基於其他色彩之光或其他波長之電磁輻射(例如，紅外線)或可基於單色組態。
子像素902可包括具有閘極955a、源極955b及汲極955c之薄膜電晶體(TFT)955。子像素902亦可包括一共同電極(Vcom)957b，其可為(例如)在子像素901、902及903間共用之大體上傳導之材料的連續板，諸如圖6中所展示之共同電極401。子像素902亦可包括可與共同電極957b一起作為顯示系統電路之部分操作的像素電極957a。像素電極957a可(例如)為圖6至圖8中所展示之像素電極601。觸控螢幕900可作為FFS顯示系統操作，其中每一子像素之像素電極及共同電極產生施加至該子像素之液晶的邊緣場，且亦可形成該子像素之儲存電容器。子像素902可包括由像素電極957a及共同電極957b形成的儲存電容器957。子像素902亦可包括用於綠色(G)色彩資料之資料線(G資料線917)之一部分917a，及一閘極線913之一部分913b。閘極955a可連接至閘極線部分913b，且源極955b連接至G資料線部分917a。像素電極957a可連接至TFT 955之汲極955c。
子像素901可包括具有閘極905a、源極905b及汲極905c之薄膜電晶體(TFT)905。子像素901亦可包括一像素電極907a，該像素電極可與共同電極957b一起操作以產生用於 該子像素之邊緣場及形成儲存電容器907。子像素901亦可包括用於紅色(R)色彩資料之資料線(R資料線915)之一部分915a，及閘極線913之一部分913a。閘極905a可連接至閘極線部分913a，且源極905b可連接至R資料線部分915a。像素電極907a可連接至TFT 905之汲極905c。子像素901及902可包括(例如)習知LCD子像素之多數或所有結構。
子像素903可包括具有閘極975a、源極975b及汲極975c之薄膜電晶體(TFT)975。子像素903亦可包括一像素電極977a，該像素電極可與共同電極957b一起操作以產生用於該子像素之邊緣場及形成儲存電容器977。子像素903亦可包括用於藍色(B)色彩資料之資料線(B資料線919)之一部分919a，及閘極線913之一部分913c。閘極975a可連接至閘極線部分913c，且源極975b可連接至B資料線部分919a。像素電極977a可連接至TFT 975之汲極975c。不同於子像素901及902，子像素903亦可包括在y方向上延伸之共同電壓線(yVcom 925)之一部分925a，及一連接點929。在其他實施例中，該yVcom可延伸通過紅色子像素或綠色子像素，而非藍色子像素。一連接(諸如，在上文參看圖6所描述之y-com連接507或x-y-com連接505)可在連接點929處進行，以便(例如)將共同電極957b連接至yVcom 925(其垂直延伸通過其他顯示像素)、將共同電極957b連接至yVcom 925及xVcom 921(其水平延伸通過其他像素)等等。舉例而言，以此方式，共同電極957b可與其他顯示像素之共同電極連接以產生經連接共同電極之區。
如上文在某些實例實施例中所描述，產生分離區之一種方法為在水平及/或垂直共同線中形成斷路(開路)。舉例而言，yVcom 925可具有如圖9中所展示之可選斷路，其可允許該斷路上方之子像素與該斷路下方之子像素隔離，亦即，該等子像素可底部斷開。可藉由在連接點929處形成y-com連接而非x-y-com連接來產生x-斷開，因此使xVcom 921與共同電極957b斷開。在一些實施例中，xVcom 921可包括斷路，其可允許該斷路右邊之子像素與該斷路左邊之子像素隔離。其他組態可允許顯示像素電路元件如上文所描述藉由經由感測線之旁路鏈結在一起的驅動線區段來分組。
以此方式，觸控螢幕900之共同電極可被分組到一起以在顯示像素內形成一結構，該結構可作為觸摸感測系統之觸摸感測電路的部分操作。舉例而言，該等共同電極可經組態以形成驅動區或感測區，如上文關於某些實施例所描述般形成旁路及鏈路，等等。就此而言，電路元件(諸如，共同電極、xVcom線，等等)可作為多功能電路元件操作。
大體上，觸控螢幕900可經組態，以使得該螢幕中之所有子像素的共同電極可(例如)經由具有至複數個水平共同電壓線之連接的至少一垂直共同電壓線來連接在一起。另一觸控螢幕可經組態，以使得不同子像素群組可連接在一起以形成連接在一起之共同電極的複數個分離區。
將參看圖10至圖12B來描述根據本發明之實施例的觸摸 感測操作。圖10展示根據本發明之實施例的實例觸控螢幕之驅動區1001及感測區1003中之顯示像素內之一些觸摸感測電路的部分電路圖。為清楚起見，圖10包括以虛線說明之電路元件以表示某些電路元件主要作為顯示電路而非觸摸感測電路之部分操作。另外，主要根據單一驅動顯示像素1001a(例如，驅動區1001之單一顯示像素)及單一感測顯示像素1003a(例如，感測區1003之單一顯示像素)來描述觸摸感測操作。然而，應理解，驅動區1001中之其他驅動顯示像素可包括與在下文針對驅動顯示像素1001a描述之觸摸感測電路相同的觸摸感測電路，且感測區1003中之其他感測顯示像素可包括與在下文針對感測顯示像素1003a描述之觸摸感測電路相同的觸摸感測電路。因此，對驅動顯示像素1001a及感測顯示像素1003a之操作的描述可被分別視為對驅動區1001及感測區1003之操作的描述。
參看圖10，驅動區1001包括複數個驅動顯示像素，包括驅動顯示像素1001a。驅動顯示像素1001a包括一TFT 1007、一閘極線1011、一資料線1013、一xVcom線部分1015及一yVcom線部分1017、一像素電極1019，及一共同電極1023。圖10展示共同電極1023，其經由xVcom線部分1015及yVcom線部分1017連接至驅動區1001中之其他驅動顯示像素中的共同電極以在驅動區1001之顯示像素內形成用於觸摸感測的結構(如下文更詳細地描述)。感測區1003包括複數個感測顯示像素，包括感測顯示像素1003a。感測顯示像素1003a包括一TFT 1009、一閘極線1012、一資 料線1014、一yVcom線部分1016、一像素電極1021，及一共同電極1025。圖10展示共同電極1025，其經由可(例如)在觸控螢幕之邊界區中連接之yVcom線部分1016連接至感測區1003中之其他感測顯示像素中的共同電極以在感測區1003之顯示像素內形成用於觸摸感測的結構(如下文更詳細地描述)。
在觸摸感測階段期間，施加於xVcom線部分1015之驅動信號在驅動區1001之經連接共同電極1023之結構與感測區1003之經連接共同電極1025之結構之間產生電場，共同電極1025之該結構連接至感測放大器，諸如電荷放大器1026。電荷注入至感測區1003之經連接共同電極的結構中，且電荷放大器1026將電荷注入轉換成可量測之電壓。所注入之電荷量且因此所量測之電壓可取決於觸摸物件(諸如，手指1027)與驅動區及感測區之接近度。以此方式，所量測之電壓可提供對觸控螢幕上或附近之觸摸的指示。
圖11A展示在實例LCD或顯示階段及在實例觸摸階段期間經由xVcom 1015施加至驅動區1001之驅動顯示像素(包括驅動顯示像素1001a)的實例信號。在LCD階段期間，可用2.5V +/- 2.5V之方波信號來驅動xVcom 1015及yVcom 1017，以便執行LCD反轉。該LCD階段之持續時間為12ms。
在觸摸階段中，可用AC信號(諸如，正弦波、方波、三角波等等)來驅動xVcom 1015。在圖11A中所展示之實例 中，可用各自持續200微秒之15至20個接連的刺激相位來驅動xVcom，而將yVcom 1016維持為電荷放大器1026之虛擬接地，如圖11B中所展示。在此種情況下，驅動信號可為2.5V +/- 2V之方波信號或正弦波信號，其各自具有相同頻率及0度或180度(對應於圖11A中之「+」及「-」)之相對相位。該觸摸階段之持續時間為4ms。
圖12A展示共同電極1023在觸摸階段期間的操作之細節。詳言之，因為由共同電極1023及像素電極1019形成之儲存電容器的電容遠高於該系統中之其他電容(亦即，各種傳導結構之間及共同電極與手指1027之間的雜散電容)，所以施加於共同電極1023之2.5V +/- 2V正弦波驅動信號的AC分量的幾乎全部(約90%)亦施加於像素電極1019。因此，共同電極1023與像素電極1019之間的電壓差可保持為小，且液晶將經歷最小的歸因於觸摸刺激之電場改變，且使其電荷狀態維持為在LCD階段期間所設定之電荷狀態。共同電極1023及1025在LCD之顯示階段操作期間可通常充電至0伏特或5伏特DC(方波2.5 +/-2.0V)。然而，在觸摸摸式期間，驅動區1023中之共同電極可充電至具有2V振幅之重疊正弦波信號的2.5V DC電壓。類似地，感測區1025中之共同電極可保持在電荷放大器1026之虛擬接地、處在2.5V伏特DC位準。在觸摸階段期間，驅動區1001中之共同電極1023上的正弦波信號可傳遞至感測區1003之共同電極1025。歸因於驅動區與感測區中之共同像素電極之間的高耦合，共同電極上之電壓改變的90%轉移 至相應像素電極，因此在執行觸摸感測時使對在顯示階段期間儲存之影像電荷之擾動最小化。以此方式，驅動區及感測區之共同電極可藉由形成用於電容式觸摸感測之結構來作為觸摸感測電路之電路元件操作，而未影響LCD影像。
同時，共同電極及像素電極經組態以作為觸摸感測電路之電路元件操作，該等電極可繼續作為LCD系統之部分操作。如圖12A至圖12B中所展示，當像素電極1021之結構的電壓各自經調變為約+/- 2V時，像素電極1021與共同電極1025之間的相對電壓大致保持於恆定值+/-0.1V。此相對電壓為用於LCD操作之顯示像素的液晶所經受之電壓，且其量值可決定影像之灰度級(例如，在圖12A中，此相對電壓為2V)。相對電壓在觸摸(感測)階段期間之0.1V AC變化將對LCD具有可接受之低影響，此尤其因為該AC變化通常會具有高於液晶之回應時間的頻率。舉例而言，刺激信號頻率及因此AC變化之頻率通常會高於100kHz。然而，液晶之回應時間通常小於100Hz。因此，共同電極及像素電極作為觸控系統中之電路元件的功能將不干擾LCD功能。
現在參看圖10、圖11B及圖12B，現在將描述感測區1003之實例操作。圖11B展示在上述之LCD及觸摸階段期間經由yVcom 1016施加於感測區之顯示像素(包括顯示像素1003a)的信號。如同驅動區之情況一樣，用2.5V +/- 2.5V之方波信號來驅動yVcom 1016以便在LCD階段期間執行 LCD反轉。在觸摸階段期間，yVcom 1016連接至電荷放大器1026，其保持電壓處於或接近於2.5V之虛擬接地。因此，像素電極1021亦保持於2.5V。如圖10中所展示，邊緣電場自共同電極1023傳播至共同電極1025。如上文所描述，藉由驅動區調變邊緣電場使之處於約+/- 2V。在像素電極1021接收到此等場時，該信號之大部分傳送至共同電極1025，因為顯示像素1003a具有與顯示像素1001a相同或類似之雜散電容及儲存電容。
因為yVcom 1016連接至電荷放大器1026，且保持於虛擬接地，所以注入至yVcom 1016中之電荷將產生電荷放大器之輸出電壓。此輸出電壓為觸摸感測系統提供觸摸感測資訊。舉例而言，在手指1027接近於邊緣場時，其在該等場中引起擾動。此擾動可被觸控系統當作電荷放大器1026之輸出電壓的擾動而偵測到。撞擊於連接至TFT 1009之汲極的像素電極1021上之邊緣場的約90%將轉移至電荷放大器1026。撞擊於直接連接至yVcom 1016之共同電極1025上之電荷的100%將轉移至電荷放大器1026。撞擊於每一電極上之電荷的比將取決於LCD設計。對於非IPS而言，幾乎100%的受手指影響之電荷可撞擊於共同電極上，因為經圖案化CF板最接近於手指。對於IPS型顯示器而言，該比可更接近於50%，因為電極之每一部分面向手指之面積大致相等(或¼對¾)。對於IPS顯示器之某些子類型而言，像素電極並非共面的，且面朝上之區域大部分用於共同電極。
圖13A展示根據本發明之實施例的分組至多個區中之多功能顯示像素的另一實例組態，其在觸控螢幕之觸摸階段期間在觸摸感測系統中起作用。圖13B展示具有圖13A之接地區的觸控螢幕之更詳細視圖。如圖13A至圖13B中所展示，舉例而言，一顯示像素區可形成於驅動區與感測區之間，且該區可接地至真實接地以形成驅動-感測接地區1031。圖13A至圖13B亦展示兩個驅動區之間的顯示像素之類似分組，其可同樣接地以形成驅動-驅動接地區1303。接地區及其他區可由(例如)連接結構(諸如，傳導線部分之柵格)形成。舉例而言，圖13A至圖13B展示水平及垂直傳導路徑之接地區連接柵格1304，該等傳導路徑包括平面中/層中斷路(y斷開)1305及平面中/層中斷路(x斷開)1309。鏈結驅動區之線可藉由平面外/層外旁路1308而繞過接地區及感測區。在圖13A至圖13B之實例組態中，驅動-感測接地區1301經由連接1310而電連接至驅動-驅動接地區1303，且所有接地區皆可經由觸控螢幕之一個邊界處的多工器1311而接地至單接地1313。
圖13B展示接地區連接柵格1304可經由連接1310來連接接地區1301與1303之共同電極，同時藉由平面中斷路1305(y斷開)及平面中斷路1309(x斷開)來維持與其他區之電分離。可藉由柵格來以類似方式連接感測區之共同電極。圖13B亦展示驅動區之共同電極可由藉由連接1323連接之傳導線之不同柵格形成以形成驅動區連接柵格1321。驅動區連接柵格之水平線可藉由延伸通過接地區及感測區 之旁路傳導路徑1325使用(例如)平面外旁路1308而繞過接地區及感測區以防止驅動區與接地區及感測區之間的電接觸。旁路傳導路徑可為(例如)下文更詳細描述之驅動隧道。在圖13A至圖13B之實例組態中，接地區1301及1303各自為兩個顯示像素寬；然而，接地區之寬度不限於兩個顯示像素，而是其寬度可為更少或更多顯示像素。同樣，儘管圖13A至圖13B展示連接至驅動-感測接地區之驅動-驅動接地區，但在其他實施例中，接地區可與其他接地區電分離。在其他實施例中，接地區可接地至其他類型之接地，諸如AC接地。接地區1301及1303可有助於減少可形成於驅動區與感測區及/或驅動區與驅動區之間的靜態電容。在觸控系統組態中減少此等靜態電容可改良(例如)觸控螢幕之準確性及功率消耗。
圖14A至圖16C說明根據本發明之實施例的顯示像素之多功能電路元件的另一實例組態(其包括一第三金屬(M3)層)，且說明根據本發明之實施例的用於製造顯示像素之實例方法。圖14A至圖16C僅為易於進行比較而以並排視圖展示三個不同顯示像素之實例集合，且不意欲暗示顯示像素之特定排序。圖14A至圖14C展示一驅動區中之實例顯示像素1401，諸如上文參看圖5至圖6描述之顯示像素517。圖15A至圖15C展示具有驅動隧道之感測區中的實例顯示像素1501，諸如參看圖5至圖6描述之像素515。圖16A至圖16C展示不具有驅動隧道之感測區中的實例顯示像素1601。在以下描述中，僅出於清楚之目的，關於單一顯示 像素來描述為全部顯示像素1401、1501及1601共有之過程及結構。
圖14A、圖15A及圖16A展示包括形成多晶矽層之第一階段的處理之較早階段，該多晶矽層包括電晶體之電路元件。第二階段包括在所有顯示像素之M1層中形成閘極線，及在顯示像素1401及1501之M1層中形成xVcom線。顯示像素1401之xVcom線包括在左側的一擴展部分以允許連接至yVcom線。顯示像素1501之xVcom線充當繞過感測區中之其他傳導路徑的驅動隧道，此係因為xVcom線與感測區之其他傳導路徑之間不進行連接(亦即，存在旁路)。接下來，形成連接層(CON1)，其包括在顯示像素之電晶體電路元件上的連接。顯示像素1401包括在該擴展xVcom部分上之額外連接。在顯示像素之M2層中形成資料線，且顯示像素1401之M2層包括yVcom線。
圖14B、圖15B及圖16B展示處理之中間階段。僅供參考，亦展示M2層。形成一第二連接層(CON2)以將電晶體汲極連接至一像素電極。顯示像素1401包括CON2中的將yVcom連接至共同電極之另一連接。接下來，由(例如)ITO形成共同電極。
圖14C、圖15C及圖16C展示處理之較後階段，且為了參考而展示來自先前處理之Vcom。形成第三金屬(M3)層。如圖所示，顯示像素1401之M3層不同於顯示像素1501及1601之M3層。感測區顯示像素1501及1601之M3層組態包括連接至上方及下方之顯示像素的垂直線，因此允許感測 區顯示像素在y方向上連接而無需使用yVcom線。在驅動區顯示像素1401中模仿此M3結構可有助於減少可由感測區中之額外金屬導致的觸控螢幕之視覺不相容性(incongruity)。形成第三連接層(CON3)且接著在所有顯示像素上形成顯示像素電極。
總之，圖14A至圖14C展示針對驅動區而組態之顯示像素1401，其類似於上述顯示像素517。顯示像素1401包括第一金屬(M1)層中之閘極線1403及xVcom線1405，及第二金屬(M2)層中之yVcom線1407及資料線1409。顯示像素1401可包括諸如x-y-com連接1411之連接，諸如上述連接505。x-y-com連接1411將xVcom線1405、yVcom線1407與共同電極(Vcom)1413連接。
總之，圖15A至圖15C展示針對感測區而組態之觸控螢幕顯示像素1501，其類似於上述顯示像素515。顯示像素1501包括M1層中之閘極線1503及xVcom線1505，及M2層中之資料線1507。因為xVcom線1505形成於疊層之下部層(M1)中，且因為xVcom與yVcom之間不設置連接，所以xVcom線在水平方向上「穿隧」通過感測區顯示像素1501而未連接至感測區之共同電極(Vcom)1513。此情形為驅動隧道之一實例，其可經由延伸通過另一類型之區(諸如，感測區)之顯示像素疊層同時繞過彼區(亦即，不與所繞過之區之顯示像素疊層中之觸摸感測電路元件電接觸)的傳導路徑來連接驅動區。同樣，在其他實施例中，可使用其他類型之隧道，諸如連接感測區之感測隧道。圖15C展示 部分地將第三金屬(M3)層用作在x方向及y方向上電連接感測區中之顯示像素電路元件的連接結構，如由連接柵格1509所展示。請注意，雖然在驅動像素電極1401中使用yVcom，但在感測像素電極1501及1601中不使用yVcom。相反，由M3層提供y連接性。在一些實施例中，可經由在觸控螢幕之邊界中的連接及開關在水平方向上將感測區中之顯示像素連接在一起。
總之，圖16A至圖16C展示顯示像素1601，其與顯示像素1501相同，除了顯示像素1601不包括驅動隧道外。顯示像素1601包括在M3層中的連接結構以電連接感測區中之顯示像素電路元件，如由圖16C中之連接柵格1603所展示。
圖17至圖23說明根據本發明之實施例的包括第三金屬(M3)層之另一組態的顯示像素之其他實例組態、用於製造顯示像素之實例方法、實例觸控像素布局，及實例觸控螢幕。如同上述圖14A至圖16C一樣，僅為易於進行比較，圖17至圖20說明在不同製造階段中顯示像素之實例集合的並排視圖。圖21A及圖21B說明根據本發明之實施例的用於一實例觸控像素之顯示像素的實例布局。圖22-1及圖22-2說明可包括實例觸控像素(諸如，圖21A中所展示之觸控像素)的實例觸控像素布局。
參看圖17至圖20，其展示八個實例顯示像素(標為A_像素、B_像素、...、H_像素)之集合的顯示像素疊層之實例製造過程。如下文更詳細地解釋，該集合中之每一顯示像 素為三種類型(連接層類型、接觸類型及隧道類型)之顯示像素中之一者，如下文更詳細地描述。在以下描述中，僅出於清楚之目的，可關於單一顯示像素來描述為全部顯示像素A-H共有之過程及結構。
圖17展示包括形成多晶矽層之第一階段的實例處理之較早階段，該多晶矽層包括電晶體1701之電路元件。第二階段包括在所有顯示像素之M1層中形成閘極線1703，及在顯示像素E-H之M1層中形成xVcom線1705。顯示像素E-F之xVcom線在中間子像素處包括一擴展部分1706以允許連接至共同電極。顯示像素G-H之xVcom線充當繞過感測區中之其他傳導路徑的驅動隧道，此係因為xVcom線與該感測區之其他傳導路徑之間不進行連接(亦即，存在旁路)。接下來，在顯示像素之電晶體電路元件上且在擴展xVcom部分1706上形成連接層(CON1)，其包括連接1707。在顯示像素之M2層中形成資料線1709。
圖18展示實例處理之中間階段。為了參考，亦展示M2層。形成一第二連接層(CON2)以用連接1801將電晶體汲極連接至一共同電極(Vcom)1805。顯示像素E-F包括在CON2中的將xVcom 1705連接至共同電極1805的另一連接1803。接下來，可(例如)由實質上透明之導體(諸如，ITO)來形成共同電極1805。
圖19展示實例處理之較後階段，且為了參考展示來自先前處理之Vcom 1805。在圖19中所展示之處理中，形成第三金屬(M3)層及第三連接層(CON3)。CON3層1905連接至 顯示像素電極。形成M3層使之與Vcom 1805電接觸。每一顯示像素之M3層包括兩個垂直線1901及一個水平線1903。在一些實施例中，該M3層可達成與其他實施例中之yVcom線相同的目的。大體上，在一些實施例中，M3層可具有某些優點，該等優點在於其可提供耦合於其自身與資料線/閘極線之間的相對低之交叉電容。另外，在感測區中，M3層中之水平(x方向)連接可用以將所有感測共同電極耦接在一起以增強y方向之電荷感測。為了均一性，可在驅動區中重複感測區中之共同電極的x-y連接。再進一步，藉由將垂直M3線(y方向)定位於資料線之上，可達成增強之孔隙比。由於甚至有M3層時仍可使用驅動隧道以繞過感測區，因此可將M3層之水平(x方向)連接安置於驅動隧道之上及與驅動隧道對準之任何xVcom層之上，以便增加孔隙比。在不使用xVcom線之像素實施例中，可將刺激驅動線信號饋入至M3層中。大體上，可將該刺激驅動線信號饋入至xVcom線及M3層中之一者或兩者。每一顯示像素中之垂直線1901可包括y-斷開或y連接，此取決於該集合之特定顯示像素(亦即，A_像素、B_像素等等)。在圖19中突出顯示B_像素之y連接及C_像素之y斷開。每一顯示像素中之水平線1903可包括x-斷開或x連接，此取決於該集合之特定顯示像素。在圖19中突出顯示A_像素之x連接及E_像素之x斷開。顯示像素A、F及H之M3層之垂直線1901及水平線1903延伸至該顯示像素之邊緣(頂部、底部、左邊及右邊)，且可潛在地在每一方向上將顯示像素 A、F及H連接至相鄰顯示像素。因此，顯示像素A、F及H提供x連接及y連接(x-con、y-con)。將顯示像素A、F及H標記為經x連接及經y連接之顯示像素，此係因為每一顯示像素之水平線1903在右邊及左邊之相鄰顯示像素之間形成傳導路徑，且每一顯示像素之垂直線1901在頂部及底部之相鄰顯示像素之間形成傳導路徑。然而，雖然顯示像素A、F及H具有在x方向及y方向上進行連接之連接結構，但該等顯示像素未必連接至相鄰顯示像素，此係因為該等相鄰顯示像素中之一或多者可包括(例如)在M3層中的使相鄰顯示像素與像素A、F或H斷開的斷開。
顯示像素B、E及G中之每一者中的M3層完全在垂直方向上延伸，但不延伸至顯示像素之右邊緣。此等顯示像素提供x斷開及y連接(x-discon、y-con)。更具體言之，顯示像素B、E及G為「右斷開」，亦即，其不連接至在其右邊之顯示像素之M3層。同樣，顯示像素C之M3層提供x連接及y斷開(x-con、y-discon)，且更具體言之，像素C為「底部斷開」。顯示像素D之M3層提供x斷開及y斷開(x-discon、y-discon)，且更具體言之，像素D為「右邊及底部斷開」。請注意，斷開不限於右邊及/或底部，而是可為在頂部、左邊處或在顯示像素之M3層內部中且為任何數目及以任何組合形式的斷開。
圖20展示實例處理之甚至更後階段。為了參考而展示M3層及CON3層。在所有顯示像素上形成顯示像素電極2001及黑色遮罩(BM)2003。在圖17至圖20中，沒有與圖5 之實施例中一樣的yVcom線連接性。相反，M3層可達成在x方向及y方向上連接共同電極之目的。然而，xVcom仍可用於一些像素(亦即，E、F、G、H)中以提供驅動隧道(亦即，感測區旁路)。
圖21A及圖21B展示用於一實例觸控像素2103之顯示像素的實例布局。觸控像素2103包括64x64個顯示像素之區，該等顯示像素中之每一者為上文根據該圖中所展示之顯示像素的圖例描述的顯示像素A-H中之一者。圖21A亦展示包括150(15x10)個觸控像素2103之實例配置的實例觸控螢幕2101。該顯示像素布局產生顯示像素之分組，其可大體上對應於上文參看圖4及圖13所描述之驅動區區段、感測區及接地區。詳言之，顯示像素之布局形成兩個X區(X1及X2)、兩個Y區(Y1及Y2)及一個Z區。X1區及X2區可為(例如)一驅動區區段之右半部分及另一驅動區區段之左半部分，諸如分別為圖3中之右半部分309及左半部分313。該等Y區可為(例如)接地區之部分，諸如圖13之驅動-感測接地區1301。該Z區可為(例如)一感測區之部分，諸如圖3之感測線223。圖17至圖20中所展示之八個顯示像素之集合的特定組態連同圖21A及圖21B中所展示之特定設計像素布局產生可用在觸摸感測系統中以偵測觸摸的電路元件之分組。
如按照圖17至圖20及圖21A之圖例可見，來自行1-23之顯示像素及來自列1-64之顯示像素在M3層中連接到一起以形成驅動區X1。接地區V1包括行24-25及列1-64之顯示像 素。感測區Z包括行26-39、列1-64。接地區Y2包括行40-41及列1-64之顯示像素。驅動區X2包括行42-64、列1-64。
驅動區X1與X2經由驅動隧道(旁路)2105之顯示像素的電路元件而電連接在一起。驅動隧道2105包括顯示像素E、H、G及F。參看圖20，顯示像素E及F經由傳導層Vcom ITO、CON2、M2及CON1在M3層之間(在圖20之接觸點2005處)提供「接點」以與M1層中之xVcom連接(如該等圖中所見)。因此，顯示像素E及F允許驅動區之M3層藉由穿隧(產生至xVcom(M1)層之層外/平面外旁路)而繞過接地區及感測區。
顯示像素G及H包括電路元件xVcom，且在xVcom與在下文更詳細描述之觸摸感測系統中操作的顯示像素之其他電路元件中之任一者之間不包括連接。因此，顯示像素類型G及H為穿隧連接之實例，其繞過接地區及感測區以將兩個驅動區(例如，驅動區X1及X2)連接在一起。
再次參看圖17至圖20，現在將參看圖21A及圖21B之實例顯示像素布局來更詳細地描述顯示像素之三個實例類型：連接層類型、接觸類型及隧道類型。在此實例中，每一區中之顯示像素的共同電極主要經由M3層而連接在一起，M3層在此處被稱作連接層。A_像素、B_像素、C_像素及D_像素為連接層類型之顯示像素，其可提供經由連接層將顯示像素之共同電極連接在一起的共同功能。詳言之，如上文所描述，垂直線1901及水平線1903電連接至顯 示像素之共同電極。連接層類型之顯示像素的四個不同M3層組態提供在顯示像素之間連接M3層的四種不同方法。A_像素可連接所有相鄰顯示像素(頂部、底部、左邊及右邊)中之M3層。B_像素可連接至頂部、底部及左邊，但提供與右邊之顯示像素的斷開。C_像素可連接至頂部、左邊及右邊，但提供與下方顯示像素的斷開。D_像素可連接至頂部及左邊，但提供與右邊之顯示像素及下方顯示像素的斷開。參看圖21A，該顯示像素布局之顯示像素的大部分可為A_像素，其通常可位於區之內部區域中以有效地連接所有相鄰像素。
B_像素、C_像素及D_像素可位於區之邊界處，此係因為此等顯示像素之x斷開及y斷開可提供形成區之邊界的斷開。舉例而言，如圖21A中所展示，右斷開之B_像素可配置於垂直線中以分離左邊區與右邊區。如圖21A中所展示，C_像素可配置於水平線中以分離上方區與下方區。D_像素可置於區之轉角中以分離左邊區與右邊區及上方區與下方區。
單獨使用像素A-D，有可能形成圖21A中所展示之驅動區區段、感測線及接地區。然而，在本發明之一些實施例中，驅動區區段經由繞過其他區(諸如，接地區及感測區)之傳導路徑而電連接在一起。接觸類型之顯示像素(亦即，E_像素及F_像素)及隧道類型之顯示像素(亦即，G_像素及H_像素)可形成繞過其他區之傳導路徑。接觸類型之像素可使顯示像素之疊層中的兩個或兩個以上傳導層電連 接或斷開。本文所描述之實例接觸類型之顯示像素包括M3層與xVcom線之間的連接，該xVcom線可形成於第一金屬層(M1層)中。因此，接觸類型之像素藉由將一驅動區區段之連接層(M3層)連接至不同傳導路徑(M1層中之xVcom線)來形成平面外/層外旁路。隧道類型之顯示像素包括xVcom線，但不包括xVcom線與顯示像素疊層之任何其他電路元件(諸如，M3層)之間的連接。
現在將更詳細地描述旁路傳導路徑。如圖21A及圖21B中所展示，觸控像素2103包括三個驅動隧道2105。每一驅動隧道2105包括呈像素類型之以下圖案的顯示像素：E、H、G、H、...、H、G、H、G、F。驅動隧道2105為旁路傳導路徑之一實例。開始於驅動隧道2105之左末端處，旁路傳導路徑開始於E_像素，其包括在連接層中的右斷開以使圖21中之驅動區區段與接地區之間的連接層斷開。因此，E_像素之右斷開導致兩個驅動區區段之間的連接層中的+x斷開，且E_像素之平面外/層外連接導致兩個驅動區區段之間的在另一層(M1)中的x連接。
一旦形成至另一層之平面外/層外連接，旁路傳導路徑便使用隧道類型之顯示像素來延伸通過其他區(亦即，接地區及感測區)。隧道類型之顯示像素各自包括xVcom線，且或者包括x斷開及x連接。更具體言之，G_像素包括右斷開，且H_像素包括右連接。隧道類型之顯示像素的x連接/斷開可(例如)允許一個以上之其他區形成於兩個驅動區區段之間。詳言之，如圖21中所展示，G_像素可形成於一垂 直行之B_像素中以產生斷開，以形成接地區Y1與感測區Z之間的邊界、感測區Z與接地區Y2之間的邊界，及接地區Y2與驅動區區段X2之間的邊界。H_像素可位於其他區(諸如，接地區及感測區)之內部區域中，此係因為H_像素之連接層(M3層)連接至所有相鄰像素，類似於A_像素。
圖22-1及圖22-2展示根據本發明之實施例的實例觸控像素布局及觸控螢幕2201。觸控螢幕2201包括：一LCD FPC(可撓性印刷電路板)，其將2201連接至LCD電路(未圖示)；一LCD驅動器，其在顯示階段中驅動顯示像素；一Vcom線，其載運用於觸控螢幕之共同電壓。觸控FPC包括以下線：r0-r14及r14-r0線，其傳輸驅動信號至驅動區；c0-c9線，其自感測區接收感測信號；tswX、tswY及tswZ(本文中有時稱作「tswX、Y、Z」)線，其連接至可控制各種切換之觸控開關(TSW)，諸如自在觸摸階段中將所有資料線連接至虛擬接地切換至在顯示階段期間將各別資料線連接至來自LCD驅動器之相應資料輸出、在觸摸感測階段期間在感測區之間切換，等等。觸控FPC亦包括g1及g0線，分別用於將資料線及接地區連接至虛擬接地。包括驅動閘極線之閘極驅動器。
圖22-2亦展示觸控螢幕2201之側視圖。該側視圖更詳細地說明連接中之一些。舉例而言，圖22-2展示來自Y區之M3連接允許彼等區接地至g0。來自Z區之M3連接允許Z區連接至c0-c9線。M2連接允許資料線在觸摸感測階段期間接地至g1。
圖23為根據本發明之實施例的包括高電阻(R)屏蔽層之實例觸控螢幕的側視圖。圖23展示觸控螢幕2300之一部分，其包括覆蓋層2301、黏著層2302、偏光器2303、高電阻(R)屏蔽層2304、彩色濾光片玻璃2305、驅動區2309、感測區2313、接地區2315、TFT玻璃2316，及第二偏光器2317。液晶層可安置於彩色濾光片玻璃下方。高電阻屏蔽層(諸如，高R屏蔽層2304)可置於CF玻璃與前偏光器之間以代替用於(例如)FFS LCD之低電阻率屏蔽層。高R屏蔽層之薄層電阻可為(例如)200M歐姆/平方~2G歐姆/平方。在一些實施例中，具有高電阻率屏蔽膜之偏光器可用作高R屏蔽層，因此用(例如)單一高R屏蔽偏光器來替換偏光器2303及高R屏蔽層2304。高R屏蔽層可有助於阻止顯示器附近之低頻率/DC電壓干擾顯示器之操作。同時，高R屏蔽層可允許高頻率信號(諸如，通常用於電容式觸摸感測之信號)透過該屏蔽層。因此，高R屏蔽層可有助於屏蔽顯示器同時仍允許顯示器感測觸摸事件。高R屏蔽層可由(例如)極高電阻之有機材料、碳奈米管等等製成。
圖24為根據本發明之實施例的另一實例電容型之整合型觸控螢幕2400的部分俯視圖。此特定觸控螢幕2400係基於自電容，且因此其包括複數個觸摸感測區2402，該等觸摸感測區2402各自表示觸控螢幕2400之平面中的不同座標。觸控像素2402由包括多功能電路元件之顯示像素2404形成，其作為顯示電路之部分操作以在觸控螢幕2400上顯示影像且作為觸摸感測電路之部分操作以感測觸控螢幕上或 附近之觸摸。在此實例實施例中，觸摸感測電路及系統基於自電容操作，並因此基於觸控像素2402中之電路元件的自電容來操作。在一些實施例中，可使用自電容與互電容之組合來感測觸摸。
儘管已參看附圖來充分地描述本發明之實施例，但請注意，根據本描述及圖式，熟習此項技術者將顯見各種改變及修改，包括(但不限於)組合不同實施例之特徵、省去一或多個特徵等等。
舉例而言，上文所描述之計算系統200的功能中之一或多者可藉由儲存於記憶體(例如，圖2中之周邊器件204中之一者)中並由觸摸處理器202執行，或儲存於程式儲存器232中並由主機處理器228執行的韌體來執行。該韌體亦可在任何電腦可讀媒體內儲存及/或輸送以供一指令執行系統、裝置或器件使用或與之結合使用，該指令執行系統、裝置或器件諸如基於電腦之系統、含處理器之系統，或可自該指令執行系統、裝置或器件取出指令並執行該等指令的其他系統。在此文件之背景中，「電腦可讀媒體」可為可含有或儲存供該指令執行系統、裝置或器件使用或與之結合使用的程式的任何媒體。該電腦可讀媒體可包括(但不限於)電子、磁性、光學、電磁、紅外線或半導體系統、裝置或器件、攜帶型電腦磁片(磁性)、隨機存取記憶體(RAM)(磁性)、唯讀記憶體(ROM)(磁性)、可抹除可程式化唯讀記憶體(EPROM)(磁性)、攜帶型光碟(諸如CD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD-R或DVD-RW)，或快閃記憶體 (諸如，壓縮快閃卡、安全數位卡、USB記憶體器件、記憶棒及其類似物)。
該韌體亦可在任何輸送媒體內傳播以供一指令執行系統、裝置或器件使用或與之結合使用，該指令執行系統、裝置或器件諸如基於電腦之系統、含處理器之系統，或可自該指令執行系統、裝置或器件取出指令並執行該等指令的其他系統。在此文件之背景中，「輸送媒體」可為可傳達、傳播或輸送供該指令執行系統、裝置或器件使用或與之結合使用的程式的任何媒體。該輸送可讀媒體可包括(但不限於)電子、磁性、光學、電磁或紅外線的有線或無線傳播媒體。
其他較佳實施例可描述如下。
複數個顯示像素之疊層具有：傳導材料之一第一層，其包括閘極線；傳導材料之一第二層，其包括資料線；及傳導材料之一第三層，其包括在一第一方向上之第一傳導線。該等第一傳導線中之每一者包括延伸通過複數個顯示像素且在該第一方向上由該第三層中之斷開而彼此分離的複數個第一線部分。亦提供安置於橫切該第一方向之一第二方向上的第二傳導線。該等第二傳導線中之每一者包括延伸通過複數個顯示像素且在該第二方向上藉由斷開而彼此分離的複數個第二線部分。一第一區中之顯示像素之電路元件係藉由第一複數個該等第一線部分在該第一方向上電連接在一起，且該第一區中之顯示像素的該等電路元件係藉由第一複數個該等第二線部分在該第二方向上電連接 在一起。該疊層之第三層可包括該等第二傳導線，且該等第二線部分斷開可處於該第三層中。亦可提供顯示像素之第二區，其中該第二區之顯示像素的電路元件係藉由第二複數個該等第一線部分及第二複數個該等第二線部分分別在該第一方向及該第二方向上電連接在一起，且在該第三層中與該第一區中之電路元件電斷開。該等電路元件可為該等顯示像素之共同電極。該疊層可包含顯示像素之一第三區，其中該第三區之顯示像素的電路元件係藉由第三複數個該等第一線部分及第三複數個該等第二線部分在該第一方向及該第二方向上電連接在一起，且該第三區位於該第一區與該第二區之間；及至少一傳導路徑，其將該第一區之電路元件連接至該第二區之電路元件，其中該至少一傳導路徑延伸通過該第三區之一或多個顯示像素而未電連接至該第三區之電路元件。該疊層之該等傳導路徑可包括：該第一層中之一共同線；一第一傳導接點，其將該第一區之電路元件中之至少一些電連接至該共同線；及一第二傳導接點，其將該二區之電路元件中之至少一些電連接至該共同線。
亦可提供顯示像素之一第四區，其位於該第一區與該第二區之間，其中該傳導路徑中之至少一些延伸通過該第四區之一或多個顯示像素而未電連接至該第四區之電路元件。在其他實施例中，亦可提供一將該第四區連接至接地之傳導線。
觸摸感測系統亦可包括：一驅動信號產生器，其連接至 該第一區及該第二區中之一者；及一感測通道，其連接至該第三區。
每一顯示像素具有一獨立之共同電極，且該第一複數個第一線部分及該第一複數個第二線部分將該第一區中之顯示像素的共同電極連接在一起。該第二複數個第一線部分及該第二複數個第二線部分將該第二區中之顯示像素的共同電極連接在一起。該第三複數個第一線部分及該第三複數個第二線部分將該第三區中之顯示像素的共同電極連接在一起。該驅動信號產生器連接至該第一區中之該第一複數個第一線部分或該第一複數個第二線部分中之至少一者，或連接至該第二區中之該第二複數個第一線部分或該第二複數個第二線部分中之至少一者。該感測通道可連接至該第三複數個第一線部分或該第三複數個第二線部分中之一者，且該感測通道可包括一電荷放大器。
一觸控螢幕包括：顯示電路，其包括顯示像素之第一電路元件及至一顯示驅動器之連接；及觸摸感測電路，其包括第一傳導線及第二傳導線，該等第一傳導線包括該等顯示像素之該等第一電路元件中之一些，該等第二傳導線包括藉由至少一傳導路徑而電連接在一起的至少兩個傳導線部分，該至少一傳導路徑包括該等顯示像素之第二、不同之電路元件。該等第一傳導線及該等第二傳導線中之一者為該觸摸感測電路之驅動線，且該等第一傳導線及該等第二傳導線中之另一者為該觸摸感測電路之感測線。再進一步，該至少兩個傳導線部分可包括該等第一電路元件中之 至少一些，該等第一電路元件可包括該等顯示像素之共同電極，且該等第二電路元件可包括共同電壓線。亦可提供一大體上在該等第一傳導線及該等第二傳導線之兩個傳導線之間的傳導區，其中該傳導區接地。再進一步，該傳導區可接地至一交流(AC)接地。
再其他實施例可描述為一電腦系統，其包含：一處理器：一記憶體；一顯示系統，其包括顯示電路及一顯示控制器，該顯示電路包括顯示像素之複數個電路元件；及一觸摸感測系統。該觸摸感測系統可包括觸摸感測電路，該觸摸感測電路包括分組至複數個第一區及複數個第二區中的該複數個電路元件，其中通過該等第二區之導電路徑連接複數個第一區並同時繞過該等第二區。該等第一區中之每一者的電路元件可沿著一第一方向及沿著橫切該第一方向之一第二方向電連接在一起，且亦可提供一觸摸控制器。再進一步，該等第二區中之每一者的電路元件可沿著該第一方向及該第二方向中之一者電連接在一起。
其他較佳實施例可描述為具有整合型顯示器之觸控螢幕。該觸控螢幕包含：複數個顯示像素，其各自具有一相應電路元件；複數個驅動線，其各自至少包括該等顯示像素之第一複數個電路元件；複數個感測線，其經安置而橫切該等驅動線且至少包括該等顯示像素之第二複數個電路元件；及複數個觸控像素，其由該複數個驅動線與該複數個感測線之相鄰者形成。該複數個顯示像素包括一第一像素類型，該第一像素類型包括一第一傳導層，該第一傳導 層連接至該第一像素類型之相應電路元件且沿著一正第一方向及一負第一方向以及一正第二方向及一負第二方向電連接至至少一相鄰之第一像素類型。該觸控螢幕之顯示器可為液晶顯示器。該觸控螢幕可進一步包含：複數個閘極線，其連接至該複數個顯示像素；及複數個資料線，其連接至該複數個顯示像素。再進一步，該複數個顯示像素中之每一者的相應電路元件可包括該液晶顯示器之一共同電極。
可進一步提供一第二像素類型，其包括該第一傳導層，該第一傳導層連接至該第二像素類型之相應電路元件且沿著該正第一方向及該負第一方向以及該正第二方向及該負第二方向中除一個方向外之所有方向或除兩個方向外之所有方向至少電連接至一相鄰第二像素類型。再進一步，可提供：一第三像素類型，其包括該第一傳導層，該第一傳導層連接至該第三像素類型之相應電路元件且沿著該正第一方向及該負第一方向以及該正第二方向及該負第二方向中之所有方向或除一個方向外之所有方向至少電連接至一相鄰第三像素類型，該第三像素類型之該第一傳導層連接至由藉由一或多個絕緣層而與該第一傳導層分離之一第二傳導層形成的一驅動隧道；及一第四像素類型，其包括該第一傳導層，該第一傳導層連接至該第四像素類型之相應電路元件且沿著該正第一方向及該負第一方向以及該正第二方向及該負第二方向中之所有方向或除一個方向外之所有方向至少電連接至一相鄰第四像素類型，該第四像素類 型具有由該第二傳導層形成之驅動隧道，且該第四像素類型之該第一傳導層不連接至該第四像素類型之驅動隧道，該第四像素類型之驅動隧道連接至一相鄰第四像素類型之驅動隧道。
再其他較佳實施例可描述如下。
一觸控螢幕具有一整合型顯示器，且包含：複數個顯示像素，其各自具有一相應電路元件；複數個驅動線，其各自至少包括該等顯示像素之第一複數個電路元件；複數個感測線，其經安置而橫切該等驅動線且至少包括該等顯示像素之第二複數個電路元件；複數個觸控像素，其由該複數個驅動線與該複數個感測線之相鄰者形成。該複數個顯示像素包括一第一像素類型，該第一像素類型包括一第一傳導層，該第一傳導層連接至該第一像素類型之相應電路元件且沿著一正第一方向及一負第一方向以及一正第二方向及一負第二方向至少電連接至一相鄰之第一像素類型；及一第二像素類型，其包括該第一傳導層，該第一傳導層連接至該第二像素類型之相應電路元件且沿著該正第一方向及該負第一方向以及該正第二方向及該負第二方向中除一個方向外之所有方向或除兩個方向外之所有方向至少電連接至一相鄰第二像素類型。該複數個驅動線中之每一者包括沿著該正第一方向及該負第一方向以及該正第二方向及該負第二方向配置之顯示像素之電路元件。再進一步，該電路元件可沿著該正第一方向及該負第一方向配置以形成列，且沿著該正第二方向及該負第二方向配置之電路元 件形成行，且該等驅動線中之每一者中的驅動隧道之數目為電路元件之列數目的子集。可進一步提供顯示像素之複數個接地電路元件，其位於驅動線之間或驅動線與感測線之間。
一與一顯示器整合之觸控螢幕可包含：複數個顯示像素，其沿著第一方向及第二方向配置；複數個驅動線，其包括該複數個顯示像素中沿著該第一方向安置的一些；複數個感測線，其包括該複數個顯示像素中沿著與該第一方向交叉之該第二方向安置的另一些。該複數個驅動線中之每一者包括該複數個顯示像素之電路元件的第一群組；該複數個感測線中之每一者包括該複數個顯示像素之電路元件的一第二群組。進一步提供一傳導層，其在由該複數個驅動線中之至少一者之一部分界定的一第一區內沿著或大體上平行於至少該第一方向互連該等第一群組中之一者之電路元件中之至少一些；該傳導層進一步在由該複數個感測線中之至少一者之至少一部分界定的一第二區內沿著或大體上平行於至少該第二方向互連該第二群組的電路元件中之至少一些；該第一區與該第二區在該傳導層中電斷開；及一驅動隧道傳導層，其將該等第一群組中之一者的至少一些電路元件與該等第一群組中之另一者的電路元件電連接，該驅動隧道傳導層大體上穿過該等感測線之顯示像素或從底下經過該等感測線之顯示像素但電學上繞過電路元件之該第二群組的電路元件。該複數個驅動線可包括該等顯示像素的沿著該第一方向及該第二方向配置之電路 元件，且該複數個感測線中之每一者可包括該等顯示像素的沿著該第一方向及該第二方向配置之電路元件。該觸控螢幕之顯示器可包含一液晶顯示器；該等第一群組之顯示像素的電路元件及該第二群組之顯示像素的電路元件可包含該液晶顯示器之共同電極。另外，該傳導層沿著該第一方向及該第二方向互連該液晶顯示器的在該第一區內之共同電極，且該傳導層沿著該第一方向及該第二方向互連該液晶顯示器的在該第二區內之共同電極。
再其他較佳實施例可描述如下。
一種觸控螢幕，其具有回應於對該觸控螢幕之觸摸或該觸控螢幕附近之觸摸的複數個觸控像素，其中每一觸控像素包含：顯示像素之一第一群組，其形成一驅動線之部分；顯示像素之一第二群組，其沿著一第一方向相鄰於顯示像素之該第一群組且形成一感測線之部分；及顯示像素之一第三群組，其沿著該第一方向相鄰於顯示像素之該第二群組且形成該驅動線之另一部分。該第一群組、該第二群組及該第三群組之顯示像素包含共同電極。提供構件(例如，作為驅動隧道)以用於連接顯示像素之該第一群組同時繞過顯示像素之該第二群組。驅動線導體沿著或大體上平行於該第一方向及沿著或大體上平行於一第二、不同方向將顯示像素之該第一群組的顯示像素之共同電極電連接在一起，且沿著或大體上平行於該第一方向且沿著或大體上平行於該第二方向將顯示像素之該第三群組的顯示像素之共同電極電連接在一起。該第一群組、該第二群組及 該第三群組可沿著該第一方向安置，且該第一群組、該第二群組及該第三群組中之每一者可包括沿著或大體上平行於該第一方向且沿著或大體上平行於該第二方向配置的顯示像素。該連接構件(例如，驅動隧道)將顯示像素之該第一群組之至少一共同電極與顯示像素之該第三群組之至少一共同電極電連接。在其他實施例中，複數個驅動隧道將該第一群組中之顯示像素的複數個共同電極與顯示像素之該第三群組中的顯示像素之相應複數個共同電極連接。該等顯示像素為一液晶顯示器之部分。感測線導體可沿著或大體上平行於該第二方向將顯示像素之該第二群組之顯示像素的共同電極電連接在一起。可進一步提供一驅動信號產生器，其提供在觸摸感測操作期間施加於驅動線之刺激AC波形。在顯示像素之該第一群組、該第二群組及該第三群組中，僅該第二群組之顯示像素之共同電極可連接至一觸摸感測通道。該觸摸感測通道可包括一電荷放大器。
一觸控螢幕具有一液晶顯示器，該液晶顯示器具有：複數個顯示像素，該等顯示像素包括用於每一顯示像素之獨立像素電極及共同電極；複數個觸控像素，其回應於對該觸控螢幕之觸摸或該觸控螢幕附近之觸摸，其中每一觸控像素包含：顯示像素之一第一群組，其形成該複數個驅動線中之一者之部分；顯示像素之一第二群組，其相鄰於顯示像素之該第一群組且形成一感測線之部分；及顯示像素之一第三群組，其相鄰於顯示像素之該第二群組且形成該複數個驅動線中之該一者的另一部分。驅動線導體可沿著 或大體上平行於該第一方向及沿著或大體上平行於一第二、不同方向將顯示像素之該第一群組的顯示像素之共同電極電連接在一起，且沿著或大體上平行於該第一方向且沿著或大體上平行於該第二方向將顯示像素之該第三群組的顯示像素之共同電極電連接在一起。感測線導體沿著或大體上平行於該第二方向將顯示像素之該第二群組之顯示像素的共同電極電連接在一起。
一種電腦系統可包含一處理器；一記憶體；及一整合型觸控螢幕。該觸控螢幕可包括：一第一顯示像素，其包括傳導材料之一第一連接層，該第一連接層將該顯示像素之一電路元件連接至一或多個相鄰顯示像素之該第一連接層；一第二顯示像素，其具有該第一連接層且包括一連接，該連接將該第二顯示像素之該第一連接層與傳導材料之一第二連接層連接，其中該第二顯示像素之該第二連接層連接至一相鄰顯示像素之該第二連接層；及一第三顯示像素，其具有該第一連接層且包括該第二連接層而在該第三顯示像素之該第二連接層與該第三顯示像素之該第一連接層之間無連接，其中該第三顯示像素之該第二連接層連接至一相鄰顯示像素。
其他較佳實施例包括製造一整合型觸控螢幕疊層之方法，該疊層具有複數個顯示像素及包括該等顯示像素之共同電極的電路元件。該方法包含形成一分段式觸摸信號線，其包括：在該觸控螢幕之一第一區中形成一第一線段，該第一區包括複數個顯示像素且該第一線段在一第一 方向上且在一第二、不同方向上連接該第一區中之顯示像素的電路元件；在該觸控螢幕之一第二區中形成一第二線段，該第二區藉由該觸控螢幕之一第三區而與該第一區分離，該第二區及該第三區包括複數個顯示像素，且該第二線段在該第一方向上且在該第二方向上連接該第二區中之顯示像素的電路元件；及形成延伸通過該第三區之一傳導路徑，該傳導路徑電學上繞過該第三區中之顯示像素的電路元件且電連接該第一線段與該第二線段。該第一線段可包括傳導材料之第一結構，其連接至該第一區中之複數個顯示像素的電路元件，且該第二線段可包括傳導材料之第二結構，其連接至該第二區中之複數個顯示像素的電路元件。該第一結構及該第二結構可形成於該疊層之一第一層中，且該第一層可包括該第一結構與該第二結構之間的斷開。該傳導路徑可包括：傳導材料之一第三結構，其形成於該疊層之不同於該第一層的第二層中；及該第三結構與該第一區中之電路元件之間的連接；以及該第三結構與該第二區中之電路元件之間的連接。該第一區及該第二區之電路元件可(例如)為該等顯示像素之共同電極。可藉由形成接觸該第二層之通孔來形成該等連接。形成該第一結構及該第二結構可包括將該第一層沈積於包括該等電路元件之區域上。該傳導路徑可包括傳導材料之一第三結構，其形成於一第二層中，且該第一結構及該第二結構形成於該第二層外。再進一步，該方法可形成一觸摸感測信號線，該觸摸感測信號線形成於該第三區中且界定傳導材料之另 一結構，該另一結構連接至該第三區中之複數個顯示像素的電路元件，該觸摸感測信號線與該傳導路徑斷開。該分段式觸摸信號線可形成為驅動線。
124‧‧‧整合型觸控螢幕
126‧‧‧整合型觸控螢幕
128‧‧‧整合型觸控螢幕
136‧‧‧行動電話
140‧‧‧實例數位媒體播放器
144‧‧‧個人電腦
150‧‧‧整合型觸控螢幕系統
153‧‧‧觸控螢幕
155‧‧‧顯示像素
157‧‧‧多功能電路元件
159‧‧‧多功能電路元件
161‧‧‧多功能電路元件
163‧‧‧多功能電路元件
165‧‧‧單功能顯示電路元件
167‧‧‧單功能觸摸感測電路元件
169a-169e‧‧‧開關
170‧‧‧顯示系統控制器
171‧‧‧控制信號
173‧‧‧控制信號
175‧‧‧控制信號
180‧‧‧觸摸感測系統控制器
181‧‧‧控制信號
183‧‧‧資訊信號
185‧‧‧資訊信號
190‧‧‧電力系統控制器
192‧‧‧信號
200‧‧‧計算系統
202‧‧‧觸摸處理器
204‧‧‧周邊器件
206‧‧‧觸摸控制器
208‧‧‧感測通道
210‧‧‧通道掃描邏輯
212‧‧‧RAM
214‧‧‧驅動器邏輯
216‧‧‧刺激信號
217‧‧‧感測信號
220‧‧‧觸控螢幕
222‧‧‧驅動線
223‧‧‧感測線
224‧‧‧驅動介面
225‧‧‧感測介面
226‧‧‧觸控像素
227‧‧‧觸控像素
228‧‧‧主機處理器
232‧‧‧程式儲存器
234‧‧‧LCD驅動器
301‧‧‧驅動線區段
303‧‧‧驅動線鏈路
305‧‧‧連接
307‧‧‧旁路
309‧‧‧驅動線區段之右半部分
311‧‧‧感測線部分
313‧‧‧驅動線區段之左半部分
401‧‧‧共同電極
403‧‧‧驅動區區段
405‧‧‧感測區
501‧‧‧xVcom線
503‧‧‧yVcom線
503a‧‧‧yVcom線
503b‧‧‧yVcom線
505‧‧‧x-y-com連接
507‧‧‧y-com連接
509‧‧‧斷路
511‧‧‧驅動線
511a‧‧‧第一驅動線
511b‧‧‧下一驅動線
512‧‧‧感測線
513‧‧‧旁路
515‧‧‧顯示像素
517‧‧‧顯示像素
601‧‧‧顯示像素電極
603‧‧‧R資料線
605‧‧‧G資料線
607‧‧‧B資料線
609‧‧‧電晶體
611‧‧‧閘極線
613‧‧‧傳導線
615‧‧‧傳導線
701‧‧‧汲極
703‧‧‧傳導通孔
705‧‧‧閘極絕緣層
707a‧‧‧介電層
707b‧‧‧介電層
801‧‧‧傳導通孔
900‧‧‧觸控螢幕
901‧‧‧子像素
902‧‧‧子像素
903‧‧‧子像素
905‧‧‧薄膜電晶體
905a‧‧‧閘極
905b‧‧‧源極
905c‧‧‧汲極
907‧‧‧儲存電容器
907a‧‧‧像素電極
913‧‧‧閘極線
913a‧‧‧閘極線部分
913b‧‧‧閘極線部分
913c‧‧‧閘極線部分
915‧‧‧R資料線
915a‧‧‧R資料線部分
917‧‧‧G資料線
917a‧‧‧G資料線部分
919‧‧‧B資料線
919a‧‧‧B資料線部分
921‧‧‧xVcom
925‧‧‧yVcom
929‧‧‧連接點
955‧‧‧薄膜電晶體
955a‧‧‧閘極
955b‧‧‧源極
955c‧‧‧汲極
957‧‧‧儲存電容器
957a‧‧‧像素電極
957b‧‧‧共同電極
975‧‧‧薄膜電晶體
975a‧‧‧閘極
975b‧‧‧源極
975c‧‧‧汲極
977‧‧‧儲存電容器
977a‧‧‧像素電極
1001‧‧‧驅動區
1001a‧‧‧驅動顯示像素
1003‧‧‧感測區
1003a‧‧‧單一感測顯示像素
1007‧‧‧薄膜電晶體
1009‧‧‧薄膜電晶體
1011‧‧‧閘極線
1012‧‧‧閘極線
1013‧‧‧資料線
1014‧‧‧資料線
1015‧‧‧xVcom線部分
1016‧‧‧yVcom線部分
1017‧‧‧yVcom
1019‧‧‧像素電極
1021‧‧‧像素電極
1023‧‧‧共同電極
1025‧‧‧共同電極
1026‧‧‧電荷放大器
1027‧‧‧手指
1301‧‧‧驅動-感測接地區
1303‧‧‧驅動-驅動接地區
1304‧‧‧接地區連接柵格
1305‧‧‧平面中斷路
1308‧‧‧平面外旁路
1309‧‧‧平面中/層中斷路
1310‧‧‧連接
1311‧‧‧多工器
1313‧‧‧單接地
1321‧‧‧驅動區連接柵格
1323‧‧‧連接
1325‧‧‧旁路傳導路徑
1401‧‧‧顯示像素
1403‧‧‧閘極線
1405‧‧‧xVcom線
1407‧‧‧yVcom線
1409‧‧‧資料線
1411‧‧‧x-y-com連接
1413‧‧‧共同電極
1501‧‧‧顯示像素
1503‧‧‧閘極線
1505‧‧‧xVcom線
1507‧‧‧資料線
1509‧‧‧連接柵格
1513‧‧‧共同電極
1601‧‧‧顯示像素
1603‧‧‧連接柵格
1701‧‧‧電晶體
1703‧‧‧閘極線
1705‧‧‧xVcom
1706‧‧‧擴展部分
1707‧‧‧連接
1709‧‧‧資料線
1801‧‧‧連接
1803‧‧‧連接
1805‧‧‧共同電極
1901‧‧‧垂直線
1903‧‧‧水平線
1905‧‧‧CON3層
2001‧‧‧顯示像素電極
2003‧‧‧黑色遮罩
2005‧‧‧接觸點
2101‧‧‧觸控螢幕
2103‧‧‧觸控像素
2105‧‧‧驅動隧道
2300‧‧‧觸控螢幕
2301‧‧‧覆蓋層
2302‧‧‧黏著層
2303‧‧‧偏光器
2304‧‧‧高電阻(R)屏蔽層
2305‧‧‧彩色濾光片玻璃
2309‧‧‧驅動區
2313‧‧‧感測區
2315‧‧‧接地區
2316‧‧‧TFT玻璃
2317‧‧‧第二偏光器
2400‧‧‧整合型觸控螢幕
2402‧‧‧觸控像素
2404‧‧‧顯示像素
CON1‧‧‧連接層
CON2‧‧‧第二連接層
CON3‧‧‧第三連接層
M1‧‧‧第一金屬層
M2‧‧‧第二金屬層
M3‧‧‧第三金屬層
TSW‧‧‧觸控開關
tswX/tswY/tswZ‧‧‧感測信號
圖1A至圖1C說明一實例行動電話、一實例數位媒體播放器及一實例個人電腦，其各自包括根據本發明之實施例的實例整合型觸控螢幕；圖1D至圖1G說明根據本發明之實施例的包括觸控螢幕的實例整合型觸控螢幕系統；圖2為一實例計算系統之方塊圖，其說明根據本發明之實施例的實例整合型觸控螢幕的一實施；圖3為圖2之觸控螢幕的更詳細視圖，其展示根據本發明之實施例的驅動線及感測線之實例組態；圖4說明根據本發明之實施例的一實例組態，其中觸摸感測電路包括共同電極(Vcom)；圖5說明根據本發明之實施例的傳導線之實例組態；圖6至圖8說明展示根據本發明之實施例的實例顯示像素之更多細節的平面圖及側視圖；圖9為根據本發明之實施例的包括複數個子像素之實例觸控螢幕的部分電路圖；圖10至圖12B說明根據本發明之實施例的實例觸摸感測操作；圖13A至圖13B展示根據本發明之實施例的分組成多個區之多功能顯示像素的另一實例組態，該等區在觸控螢幕 之觸摸階段期間充當觸摸感測電路；圖14A至圖16C說明根據本發明之實施例的顯示像素之多功能電路元件的另一實例組態；圖17至圖20說明根據本發明之實施例的在不同製造階段中的實例顯示像素；圖21A說明根據本發明之實施例的用於一實例觸控像素之顯示像素的實例布局；圖21B為圖21A之一部分的放大圖，說明根據本發明之實施例之實例驅動隧道；圖22-1及圖22-2說明可包括實例觸控像素(諸如，圖21A中所展示之觸控像素)的實例觸控像素布局；圖23為根據本發明之實施例的包括高電阻(R)屏蔽層之實例觸控螢幕的側視圖；及圖24為根據本發明之實施例的另一實例整合型觸控螢幕的部分俯視圖。
401‧‧‧共同電極
501‧‧‧xVcom線
503‧‧‧yVcom線
513‧‧‧旁路
515‧‧‧顯示像素
601‧‧‧顯示像素電極
607‧‧‧B資料線
609‧‧‧電晶體
611‧‧‧閘極線
701‧‧‧汲極
703‧‧‧傳導通孔
705‧‧‧閘極絕緣層
707a‧‧‧介電層
707b‧‧‧介電層
M1‧‧‧第一金屬層
M2‧‧‧第二金屬層

Claims (25)

  1. 一種複數個顯示像素之疊層，該疊層包含：傳導材料之一第一層，其包括閘極線；傳導材料之一第二層，其包括資料線；傳導材料之一第三層，其包括在一第一方向上之第一傳導線，該等第一傳導線中之每一者包括延伸通過複數個顯示像素且在該第一方向上藉由該第三層中之斷開而彼此分離的複數個第一線部分；及在橫切該第一方向之一第二方向上的第二傳導線，該等第二傳導線中之每一者包括延伸通過複數個顯示像素且在該第二方向上藉由斷開而彼此分離的複數個第二線部分，其中一第一區中之該等顯示像素之電路元件係藉由一第一複數個該等第一線部分在該第一方向上電連接在一起，且該第一區中之該等顯示像素的該等電路元件係藉由一第一複數個該等第二線部分在該第二方向上電連接在一起。
  2. 如請求項1之疊層，其中該第三層包括該等第二傳導線且其中該等第二線部分斷開係處於該第三層中。
  3. 如請求項2之疊層，其進一步包含：顯示像素之一第二區，其中該第二區之該等顯示像素的該等電路元件係藉由一第二複數個該等第一線部分及一第二複數個該等第二線部分分別在該第一方向及該第二方向上電連接在一起，且在該第三層中與該第一區中 之該等電路元件電斷開。
  4. 如請求項3之疊層，其中該等電路元件為該等顯示像素之共同電極。
  5. 如請求項3之疊層，其進一步包含：顯示像素之一第三區，其中該第三區之該等顯示像素的該等電路元件係藉由一第三複數個該等第一線部分及一第三複數個該等第二線部分在該第一方向及該第二方向上電連接在一起，該第三區位於該第一區與該第二區之間，且該疊層進一步包含：至少一傳導路徑，其將該第一區之該等電路元件連接至該第二區之該等電路元件，其中該至少一傳導路徑延伸通過該第三區之一或多個顯示像素而未電連接至該第三區之該等電路元件。
  6. 如請求項5之疊層，其中該傳導路徑包括：該第一層中之一共同線；一第一傳導接點，其將該第一區之該等電路元件中之至少一些電連接至該共同線；及一第二傳導接點，其將該第二區之該等電路元件中之至少一些電連接至該共同線。
  7. 如請求項5之疊層，其進一步包含：該等顯示像素之一第四區，其位於該第一區與該第二區之間，其中該傳導路徑中之至少一些延伸通過該第四區之一或多個顯示像素而未電連接至該第四區之該等電路元件。
  8. 如請求項7之疊層，其進一步包含：一傳導線，其將該第四區連接至一接地。
  9. 如請求項5之疊層，其中該第一區及該第二區中之一者係連接至一驅動信號產生器；且該第三區係連接至一感測通道。
  10. 如請求項9之觸摸感測系統，其中每一顯示像素具有一獨立共同電極且其中：該第一複數個第一線部分及該第一複數個第二線部分將該第一區中之該等顯示像素的該等共同電極連接在一起，該第二複數個第一線部分及該第二複數個第二線部分將該第二區中之該等顯示像素的該等共同電極連接在一起；該第三複數個第一線部分及該第三複數個第二線部分將該第三區中之該等顯示像素的該等共同電極連接在一起，且其中該驅動信號產生器連接至該第一區中之該第一複數個第一線部分或該第一複數個第二線部分中之至少一者，或連接至該第二區中之該第二複數個第一線部分或該第二複數個第二線部分中之至少一者。
  11. 如請求項10之觸摸感測系統，其中該感測通道連接至該第三複數個第一線部分或該第三複數個第二線部分中之一者，且該感測通道包括一電荷放大器。
  12. 一種觸控螢幕，其包含：顯示電路，其包括顯示像素之第一電路元件及至一顯示驅動器之連接；及觸摸感測電路，其包括第一傳導線，其包括該等顯示像素之該等第一電路元件中之一些，及第二傳導線，其包括至少兩個傳導線部分，該至少兩個傳導線部分安置於該等第一傳導線之相反的相鄰側上且藉由至少一傳導路徑電連接在一起，該至少一傳導路徑繞過該等第一傳導線且包括該等顯示像素之第二、不同電路元件，其中該等第一傳導線及該等第二傳導線中之一者為該觸摸感測電路之驅動線，且該等第一傳導線及該等第二傳導線中之另一者為該觸摸感測電路之感測線。
  13. 如請求項12之觸控螢幕，其中該等第一電路元件包括該等顯示像素之共同電極，且其中該等第二電路元件包括共同電壓線。
  14. 如請求項12之觸控螢幕，其中該觸摸感測電路進一步包括：一傳導區，其大體上在該等第一傳導線及該等第二傳導線之兩個傳導線之間，其中該傳導區接地。
  15. 一種電腦系統，其包含：一處理器；一記憶體； 一顯示系統，其包括顯示電路，其包括顯示像素之複數個電路元件，及一顯示控制器；及一觸摸感測系統，其包括觸摸感測電路，其包括分組成複數個第一區及複數個第二區的該複數個電路元件，其中通過該等第二區之導電路徑連接複數個第一區同時繞過該等第二區，該等第一區中之每一者中的該等電路元件係沿著一第一方向且沿著橫切該第一方向之一第二方向電連接在一起，及一觸摸控制器。
  16. 一種觸控螢幕，其具有一整合型顯示器，該觸控螢幕包含：複數個顯示像素，其各自具有一相應電路元件；複數個驅動線，其各自至少包括該等顯示像素之一第一複數個電路元件；複數個感測線，其經安置而橫切該等驅動線且至少包括該等顯示像素之一第二複數個電路元件；及複數個觸控像素，其由該複數個驅動線與該複數個感測線中之相鄰者形成；該複數個顯示像素包括一第一像素類型，該第一像素類型包括一第一傳導層，該第一傳導層連接至該第一像素類型之該相應電路元件且沿著一正第一方向及一負第一方向以及一正第二方向及一負第二方向電連接至至少 一相鄰之第一像素類型。
  17. 如請求項16之觸控螢幕，其中該顯示器包含一液晶顯示器，且該觸控螢幕進一步包含：複數個閘極線，其連接至該複數個顯示像素；複數個資料線，其連接至該複數個顯示像素；且其中該複數個顯示像素中之每一者的該相應電路元件包含該液晶顯示器之一共同電極。
  18. 如請求項16之觸控螢幕，其進一步包含：一第二像素類型，其包括該第一傳導層，該第一傳導層連接至該第二像素類型之該相應電路元件，且沿著該正第一方向及該負第一方向以及該正第二方向及該負第二方向中除一個方向外之所有方向或除兩個方向外之所有方向至少電連接至一相鄰第二像素類型；一第三像素類型，其包括該第一傳導層，該第一傳導層連接至該第三像素類型之該相應電路元件，且沿著該正第一方向及該負第一方向以及該正第二方向及該負第二方向中之所有方向或除一個方向外之所有方向至少電連接至一相鄰第三像素類型，該第三像素類型之該第一傳導層連接至由一第二傳導層形成的一驅動隧道，該第二傳導層藉由一或多個絕緣層而與該第一傳導層分離；及一第四像素類型，其包括該第一傳導層，該第一傳導層連接至該第四像素類型之該相應電路元件，且沿著該正第一方向及該負第一方向以及該正第二方向及該負第二方向中之所有方向或除一個方向外之所有方向至少電 連接至一相鄰第四像素類型，該第四像素類型具有由該第二傳導層形成之該驅動隧道，且該第四像素類型之該第一傳導層不連接至該第四像素類型之該驅動隧道，該第四像素類型之該驅動隧道連接至一相鄰第四像素類型之該驅動隧道。
  19. 一種觸控螢幕，其具有回應於對該觸控螢幕之一觸摸或該觸控螢幕附近之一觸摸的複數個觸控像素，其中每一觸控像素包含：顯示像素之一第一群組，其形成一驅動線之部分；顯示像素之一第二群組，其沿著一第一方向相鄰於顯示像素之該第一群組且形成一感測線之部分；顯示像素之一第三群組，其沿著該第一方向相鄰於顯示像素之該第二群組且形成該驅動線之另一部分，該第一群組、該第二群組及該第三群組中之該等顯示像素包含共同電極；用於將顯示像素之該第一群組與該第三群組連接同時繞過顯示像素之該第二群組的構件；及驅動線導體，其沿著或大體上平行於該第一方向及沿著或大體上平行於一第二、不同方向將顯示像素之該第一群組中的該等顯示像素之該等共同電極電連接在一起，且沿著或大體上平行於該第一方向且沿著或大體上平行於該第二方向將顯示像素之該第三群組中的該等顯示像素之該等共同電極電連接在一起；其中該第一群組、該第二群組及該第三群組係沿著該 第一方向安置，且其中該第一群組、該第二群組及該第三群組中之每一者包含沿著或大體上平行於該第一方向且沿著或大體上平行於該第二方向配置的顯示像素。
  20. 如請求項19之觸控螢幕，其中該連接構件將顯示像素之該第一群組中之至少一共同電極與顯示像素之該第三群組中之至少一共同電極連接。
  21. 一種製造一整合型觸控螢幕疊層之方法，該疊層具有複數個顯示像素及包括該等顯示像素之共同電極的電路元件，該方法包含：形成一分段式觸摸信號線，其包括：在該觸控螢幕之一第一區中形成一第一線段，該第一區包括複數個顯示像素且該第一線段在一第一方向上且在一第二、不同方向上連接該第一區中之該等顯示像素的電路元件；在該觸控螢幕之一第二區中形成一第二線段，該第二區由該觸控螢幕之一第三區而與該第一區分離，該第二區及該第三區包括複數個顯示像素，且該第二線段在該第一方向上且在該第二方向上連接該第二區中之該等顯示像素的電路元件；及形成延伸通過該第三區之一傳導路徑，該傳導路徑在電學上繞過該第三區中之顯示像素的電路元件且電連接該第一線段與該第二線段。
  22. 如請求項21之方法，其中該第一線段包括傳導材料之一第一結構，其連接至該第一區中之複數個顯示像素的電 路元件，且該第二線段包括傳導材料之一第二結構，其連接至該第二區中之複數個顯示像素的電路元件。
  23. 如請求項22之方法，其中該第一結構及該第二結構形成於該疊層之一第一層中，且該第一層包括該第一結構與該第二結構之間的斷開。
  24. 如請求項23之方法，其中該傳導路徑包括：傳導材料之一第三結構，其形成於該疊層之一不同於該第一層的第二層中；及該第三結構與第一區中之該等電路元件之間的連接；以及該第三結構與該第二區中之該等電路元件之間的連接。
  25. 如請求項24之方法，其中該第一區及該第二區中之該等電路元件為該等顯示像素之共同電極。
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