インタラクティブディスプレイパネル
【課題】接触感知機能(touch-sensing function)を有するインタラクティブディスプレイパネル(対話型表示パネル)を提供する。
【解決手段】インタラクティブディスプレイパネルが、走査線と、第1データ線と、副画素と、フォトセンサーと、第2データ線とを含む。走査線および第1データ線が交差して副画素領域を定義する。各副画素が副画素領域中に位置するとともに、1つの表示領域を有し、各副画素が走査線の1つ及び第1データ線の1つにそれぞれ電気接続される。フォトセンサーが副画素の表示領域の外側に位置する。走査線および第2データ線が交差し、かつフォトセンサーに電気接続される。
【解決手段】インタラクティブディスプレイパネルが、走査線と、第1データ線と、副画素と、フォトセンサーと、第2データ線とを含む。走査線および第1データ線が交差して副画素領域を定義する。各副画素が副画素領域中に位置するとともに、1つの表示領域を有し、各副画素が走査線の1つ及び第1データ線の1つにそれぞれ電気接続される。フォトセンサーが副画素の表示領域の外側に位置する。走査線および第2データ線が交差し、かつフォトセンサーに電気接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、一般にインタラクティブディスプレイパネル(interactive display panel「対話型表示パネル」とも言う)に関する。特に、接触感知機能(touch-sensing function)を有するインタラクティブディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【0002】
従来のディスプレイパネルは、情報を表示する又はシステムからデータを出力する役割を提供すると同時に、他の入力デバイスまたはデバイスが入力をシステムに提供する。タッチパネルのようなインタラクティブデバイスは、ディスプレイパネルに接触することを介してユーザーの入力を受信することができ、出力および入力機能をともに結合してユーザーがディスプレイまたはディスプレイに連結されたシステムと相互作用できるようにする。例えば、パーソナルデジタルアシスタンツ(personal assistants = PDAs)、モバイルフォン、パーソナルコンピューター(personal computers = PCs)、タブレットPC(PC)などのようなデバイスは、システムに入力を提供する又はシステムを操作することにおいてユーザーにより多くの選択を提供するためにタッチパネルに組み込まれている。
【0003】
従来のタッチパネルまたはタッチスクリーンは、抵抗型、表面波型、静電容量型、赤外線型デザインのような幾つかの異なるデザインがある。しかし、これらのデザインの全てが典型的に分離されたタッチパネルシートとの結合を必要とするため、ディスプレイの表示品質に影響を及ぼし、既成のディスプレイパネルの重量およびサイズを増大させるとともに、通常は不可避的かつ顕著に結合されたデバイスの製造コスト・時間を増大させる。結合されたデバイスの製造コストおよび時間を減少させるために、インセル(in-cell)型タッチパネルが開発および製造された。インセル型タッチパネルは、ディスプレイパネルと、アレイに配列された複数のフォトセンサーと、複数の走査線と、複数の読み出し線とを含む。フォトセンサーと走査線と読み出し線とがディスプレイパネル内部に集積される。フォトセンサーが光学スタイラス(optical stylus)からの光学信号を受信するのに適したものである。走査線および読み出し線がフォトセンサーに電気接続されるので、フォトセンサーが走査線によって順番にオンとなり、およびフォトセンサーから生成されたフォト電流が読み出し線を介して接触検知ICへ伝送される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来において、光学スタイラスからの光学信号を受信するために、インセル型タッチパネル内部に集積されるフォトセンサーが通常は副画素(sub-pixels)の表示領域内に位置する。インセル型タッチパネルの従来の画素デザインにおいて、その開口比(aperture ratio)は、フォトセンサーによって表示領域部分が占有かつ遮断されるため、大幅に減少される。従って、従来のインセル型タッチパネルの開口比は、改善されることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
ここに具体的かつ広範に記述されるように、この発明は、複数の走査線と、複数の第1データ線と、複数の副画素と、複数のフォトセンサーと、複数の第2データ線とを含むインタラクティブディスプレイパネルを提供する。複数の走査線および複数の第1データ線が交差して、複数の副画素領域を定義する。各副画素が副画素領域の1つに位置するとともに、表示領域を有し、かつ各副画素が複数の走査線の1つならびに複数の第1データ線の1つにそれぞれ電気接続される。複数のフォトセンサーが複数の副画素の表示領域の外側に位置する。複数の走査線および複数の第2データ線が交差するとともに、複数のフォトセンサーに電気接続される。
【0006】
ここに具体的かつ広範に記述されるように、この発明は、複数の走査線と、複数の第1データ線と、複数の副画素と、複数のフォトセンサーと、複数の第2データ線とを含むインタラクティブディスプレイパネルを提供する。複数の走査線および複数の第1データ線が交差して、複数の副画素領域を定義する。各副画素が副画素領域の1つに位置するとともに、表示領域を有し、かつ各副画素が複数の走査線の1つならびに複数の第1データ線の1つにそれぞれ電気接続される。複数のフォトセンサーが複数の副画素の表示領域の外側に位置し、そのうち、複数の走査線が行(row)方向に沿って拡張され、複数の第1データ線が行(row)方向に垂直な列(column)方向に沿って拡張され、複数の副画素が複数の副画素行中に配列され、複数のフォトセンサーが複数のフォトセンサー行中に配列され、少なくとも2つの隣接する副画素が画素を形成するとともに、複数の画素行および複数のフォトセンサー行が行方向に沿って交替に配列される。複数の走査線および複数の第2データ線が交差するとともに、複数のフォトセンサーに電気接続される。
【発明の効果】
【0007】
フォトセンサーが複数の副画素の表示領域の外側に位置するので、この発明のインタラクティブディスプレイパネルの開口比がフォトセンサーにより重大な影響を受けるものではなく、この発明のインタラクティブディスプレイパネルのディスプレイ品質が良好である。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】この発明の実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な平面図である。
【図2】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な平面図である。
【図3A】この発明の実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルをI−I’線に沿って示す概略的な断面図である。
【図3B】この発明の実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルをI−I’線に沿って示す概略的な断面図である。
【図4A】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な断面図である。
【図4B】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な断面図である。
【図5A】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルをII−II’線に沿って示す概略的な断面図である。
【図5B】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルをII−II’線に沿って示す概略的な断面図である。
【図6A】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な断面図である。
【図6B】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な断面図である。
【図7A】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な平面図である。
【図7B】この発明の更に別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な平面図である。
【図8A】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルをIII−III’線に沿って示す概略的な断面図である。
【図8B】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルをIII−III’線に沿って示す概略的な断面図である。
【図9A】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な断面図である。
【図9B】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
図1は、この発明の実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な平面図である。図1において、この実施形態のインタラクティブディスプレイパネル300は、複数の走査線310と、複数の第1データ線320と、複数の副画素330と、複数のフォトセンサー340と、複数の第2データ線360とを含む。複数の走査線310および複数の第1データ線320が交差して複数の副画素領域Rを定義する。各副画素330が副画素領域Rの1つ中に位置するとともに、表示領域Dを有し、各副画素330が複数の走査線310の1つおよび複数の第1データ線320の1つにそれぞれ電気接続される。複数のフォトセンサー340が複数の副画素330の表示領域Dの外側に位置する。複数の走査線310および複数の第2データ線360が交差するとともに、複数のフォトセンサー340に電気接続される。例えば、この実施形態のインタラクティブディスプレイパネル300がインセル型LCDタッチパネル、即ち、副画素330が液晶ディスプレイ副画素である。
【0010】
この実施形態のインタラクティブディスプレイパネル300中、ストライプ型に配列された赤副画素と緑副画素と青副画素とを含む副画素330が図示されている。デルタ配列または蜂の巣(ハニカム)配列、モザイク配列またはチェカーボード配列(R-G-B-W)のような副画素330の別な配列もまたこの応用に適用される。
【0011】
図1において、この実施形態中、複数の副画素330が複数の副画素列(columns)C1中に配列されるとともに、複数のフォトセンサー340が複数のフォトセンサー列C2中に配列される。少なくとも2つ(図示は3つ)の隣接した副画素列C1が画素列C3を形成する。複数の画素列C3および複数のフォトセンサー列C2が行(row)方向Aに沿って交替に配列される。言い換えれば、複数の副画素330の数量が複数のフォトセンサー340の数量よりも大きい。
【0012】
図1中のフォトセンサー340は、スイッチトランジスター342およびフォトトランジスター344を含む。スイッチトランジスター342がゲート電極G3とドレイン電極D3とソース電極S3とを有し、ゲート電極G3が複数の走査線310の1つに電気接続され、ドレイン電極D3がフォトトランジスター344に電気接続され、ソース電極S3が複数の第2データ線360の1つに電気接続され、フォトトランジスター344がゲート電極G4とドレイン電極D4とソース電極S4とを有し、ゲート電極G4がドレイン電極D4に電気接続され、ソース電極S4がスイッチトランジスター342のドレイン電極D3に電気接続されるとともに、ドレイン電極D4が参考電圧に連結される。
【0013】
図2は、この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な平面図である。図2において、インタラクティブディスプレイパネル400は、複数の走査線410と、複数の第1データ線420と、複数の副画素430と、複数のフォトセンサー440と、複数の第2データ線460とを含む。複数の副画素430の数量は、複数のフォトセンサー440の数量に等しい。複数のフォトセンサーの数量は、この応用に限定されないとともに、同業者は、実際の設計必要条件に従って複数のフォトセンサーの数量を変更することができる。
【0014】
図2中のフォトセンサー440は、スイッチトランジスター442およびフォトトランジスター444を含む。スイッチトランジスター442がゲート電極G5とドレイン電極D5とソース電極S5とを有し、ゲート電極G5が複数の走査線410の1つに電気接続され、ソース電極S5がフォトトランジスター444に電気接続され、ドレイン電極D5が参考電圧に連結され、フォトトランジスター444がゲート電極G6とドレイン電極D6とソース電極S6とを有し、ゲート電極G6がドレイン電極D6に電気接続され、ドレイン電極D6がスイッチトランジスター442のソース電極S5に電気接続されるとともに、ソース電極S6が複数の第2データ線460の1つに電気接続される。
【0015】
図3Aと図3Bとは、この発明の実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルをI−I’線に沿って示す概略的な断面図である。図1と図3Aにおいて、この実施形態のインセル型LCDタッチパネル中、第1基板SUB1と、第1基板SUB1上方に配置された第2基板SUB2と、第1基板SUB1および第2基板SUB2間に充填された液晶層LCとが液晶表示セルを構成する。具体的には、複数の走査線310と複数の第1データ線320と複数の副画素330と複数のフォトセンサー340と複数の第2データ線360とが第1基板SUB1上に配置される。言い換えれば、複数の走査線310と複数の第1データ線320と複数の副画素330と複数のフォトセンサー340と複数の第2データ線360とを有する第1基板SUB1は、薄膜トランジスターアレイ(TFT array)基板または別なタイプの能動デバイスを有するアレイ基板である。
【0016】
上記したTFTアレイを一例として挙げると、第1基板SUB1上に配置された複数の各副画素330は、画素トランジスター330aと画素電極330bとを含む。画素トランジスター330aが複数の走査線310の1つに電気接続されたゲート電極G1と複数の第1データ線320の1つに電気接続されたソース電極S1とドレイン電極D1とを有する。画素電極330bが画素トランジスター330aのドレイン電極D1に電気接続されるとともに、各画素電極330bの位置が表示領域Dの1つに対応する。
【0017】
この実施形態中、各フォトセンサー340は、フォトダイオードである。この発明の好ましい実施形態中、各フォトセンサー340が複数の第2データ線360の1つおよび複数の走査線310の1つに電気接続されるフォトトランジスターである。フォトトランジスターの製造プロセスおよび構造が、TFTアレイ中の画素トランジスター330aのプロセスおよび構造と類似するとともに互換性があるので、製造コストを減少させることができる。
【0018】
また、第2基板SUB2がその上に遮光層BMと複数のカラーフィルターCFとを有するカラーフィルター基板である。遮光層BMが第2基板SUB2上に配置される。遮光層BMが複数の表示領域Dに対応する第1開口AP1およびフォトセンサー340に対応する複数の第2開口AP2を有する。複数のカラーフィルターCFが複数の第1開口AP1中に配置される。この発明の好ましい実施形態中、遮光層BMが複数の第1開口AP1および複数の第2開口AP2を有するブラックマトリックスであり、そのうち、ブラックマトリックスが金属、遮光樹脂またはその組み合わせから製造される。この発明の別の実施形態中、遮光層BMが少なくとも2つのカラーフィルターを積み重ねることにより形成される積み重ね層である。
【0019】
注意すべきことは、第1基板SUB1上の素子を明確に図示するために、遮光層BMおよび第2基板SUB2上に配置される複数のカラーフィルターCFが図1中に完全には示されていないことである。図1中、遮光層BMおよびカラーフィルターCFの左部分は省略されている。
【0020】
図3Bにおいて、インタラクティブディスプレイパネル300は、さらに第2開口AP2に対応する複数のレンズ370を含む。レンズ370は、光学スタイラスから発射される光線ビームを集光するために大きな助けとなる。従って、フォトセンサー340の感度を向上させる。
【0021】
図4Aと図4Bとは、この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な断面図である。図4Aと図4Bとにおいて、インタラクティブディスプレイパネル300’は、この実施形態においてカラーフィルターオンアレイ(color filter on array = COA)技術が採用されたので、遮光層BMおよび複数のカラーフィルターCFの位置が変更されたことを除いて、図3Aおよび図3Bに示されたインタラクティブディスプレイパネル300に類似している。具体的には、遮光層BMおよび複数のカラーフィルターCFが全て第1基板SUB1上に配置されている。この実施形態中、遮光層BMがTFTアレイ上に配置され、第1開口AP1およびフォトセンサー340の整列(alignment)がより精密にできる。
【0022】
図5Aと図5Bとは、この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルをII−II’線に沿って示す概略的な断面図である。図2と図5Aとにおいて、この実施形態のインセル型LCDタッチパネル中、第1基板SUB1と、第1基板SUB1上方に配置された第2基板SUB2と、第1基板SUB1および第2基板SUB2間に充填された液晶層LCが液晶表示セルを形成する。具体的には、複数の走査線410と複数の第1データ線420と複数の副画素430と複数のフォトセンサー440と複数の第2データ線460とが第1基板SUB1上に配置される。言い換えれば、複数の走査線410と複数の第1データ線420と複数の副画素430と複数のフォトセンサー440と複数の第2データ線460とを有する第1基板SUB1が薄膜トランジスターアレイ(TFTアレイ)基板または別なタイプの能動デバイスを有するアレイ基板となる。
【0023】
上記したTFTアレイを一例に挙げれば、第1基板SUB1上に配置された複数の副画素430がそれぞれ画素トランジスター430aおよび画素電極430bを含む。画素トランジスター430aが複数の走査線410の1つに電気接続されたゲート電極G1と、複数の第1データ線420の1つに電気接続されたソース電極S1と、ドレイン電極D1とを有する。画素電極430bが画素トランジスター430aのドレイン電極D1に電気接続されるとともに、各画素電極430bの位置が表示領域Dの1つに対応する。
【0024】
この実施形態中、各フォトセンサー440がフォトダイオードである。この発明の好ましい実施形態中、各フォトセンサー440が複数の第2データ線460の1つ及び複数の走査線410の1つに電気接続するフォトトランジスターである。フォトトランジスターの製造プロセスおよび構造が、TFTアレイ中の画素トランジスター430aのプロセスおよび構造と類似するとともに互換性があるために、製造コストを減少することができる。
【0025】
また、第2基板SUB2がその上に遮光層BMおよび複数のカラーフィルターCFを有するカラーフィルター基板である。遮光層BMが第2基板SUB2上に配置される。遮光層BMが複数の表示領域Dに対応する複数の第1開口AP1およびフォトセンサー440に対応する複数の第2開口AP2を有する。複数のカラーフィルターCFが複数の第1開口AP1中に配置される。この発明の好ましい実施形態中、遮光層BMが複数の第1開口AP1および複数の第2開口AP2を有するブラックマトリックスであり、そのうち、ブラックマトリックスが金属、遮光樹脂またはその組み合わせから製造される。この発明の別の実施形態中、遮光層BMが少なくとも2つのカラーフィルターを積み重ねることにより形成される積み重ね層である。
【0026】
注意すべきことは、第1基板SUB1上の素子を明確に図示するために、遮光層BMおよび第2基板SUB2上に配置される複数のカラーフィルターCFが図2中に完全には示されていないことである。図2中、遮光層BMおよびカラーフィルターCFの左部分は省略されている。
【0027】
図5Bにおいて、インタラクティブディスプレイパネル400は、更に第2開口AP2に対応する複数のレンズ470を含む。レンズ470は、光学スタイラスから発射される光線ビームを集光するために大きな助けとなる。従って、フォトセンサー440の感度を向上させる。
【0028】
図6Aおよび図6Bは、この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な断面図である。図6Aと図6Bとにおいて、インタラクティブディスプレイパネル400’は、この実施形態においてカラーフィルターオンアレイ(color filter on array = COA)技術が採用されたので、遮光層BMおよび複数のカラーフィルターCFの位置が変更されたことを除いて、図5Aおよび図5Bに示されたインタラクティブディスプレイパネル400に類似している。具体的には、遮光層BMおよび複数のカラーフィルターCFが全て第1基板SUB1上に配置されている。この実施形態中、遮光層BMがTFTアレイに被さって配置され、第1開口AP1およびフォトセンサー440の整列(alignment)がより精密にできる。
【0029】
図7Aは、この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な平面図である。図7Aにおいて、この実施形態のインタラクティブディスプレイパネル100は、複数の走査線110と複数の第1データ線120と複数の副画素130と複数のフォトセンサー140と複数の第2データ線160とを含む。複数の走査線110と複数の第1データ線120とが交差して複数の副画素領域Rを定義する。各副画素130が副画素領域Rの1つ中に位置するとともに、表示領域Dを有し、かつ、各副画素130が複数の走査線110の1つおよび複数の第1データ線120の1つにそれぞれ電気接続される。複数のフォトセンサー140が複数の副画素130の表示領域Dの外側に位置する。複数の走査線110と複数の第2データ線160とが交差し且つ複数のフォトセンサー140に電気接続される。一例として、この実施形態のインタラクティブディスプレイパネル100は、インセル型LCDタッチパネル、即ち、副画素130が液晶表示副画素である。
【0030】
図7A中のフォトセンサー140はゲート電極G2とドレイン電極D2と、複数の第2データ線160の1つに電気接続されたソース電極S2とを有するフォトトランジスターであり、ゲート電極G2とドレイン電極D2は複数の走査線110の1つに電気接続される。
【0031】
この実施形態のインタラクティブディスプレイパネル100中、ストライプ型に配列された赤副画素と緑副画素と青副画素とを含む副画素130が図示されている。デルタ配列または蜂の巣(ハニカム)配列、モザイク配列またはチェカーボード配列(R-G-B-W)のような副画素130の別な配列もまたこの応用に適用される。
【0032】
図7Aにおいて、この実施形態中、複数の副画素130が複数の副画素列(columns)C1中に配列されるとともに、複数のフォトセンサー140が副画素列C2中に配列される。少なくとも2つ(図示は3つ)の隣接した副画素列C1が画素列C3を形成する。複数の画素列C3および複数のフォトセンサー列C2が行(row)方向Aに沿って交替に配列される。言い換えれば、複数の副画素130の数量が複数のフォトセンサー140の数量よりも大きい。
【0033】
図7Bは、この発明の更に別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な平面図である。図7B中、インタラクティブディスプレイパネル200が複数の走査線210と複数の第1データ線220と複数の副画素230と複数のフォトセンサー240と複数の第2データ線260とを含む。複数の副画素230の数量が複数のフォトセンサー240の数量に等しい。なお、複数のフォトセンサーの数量はこの発明に限定されないとともに、当業者が実際の設計必要性に従って複数のフォトセンサーの数量を変更することができる。
【0034】
図7B中のフォトセンサー240がゲート電極G7とドレイン電極D7と複数の第2データ線260の1つに電気接続されたソース電極S7を有するとともに、ゲート電極G7およびドレイン電極D7が複数の走査線210の1つに電気接続される。
【0035】
図8Aと図8Bとは、この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを図7AのIII−III’線に沿って示す概略的な断面図である。図7Aと図8Aとにおいて、この実施形態のインセル型LCDタッチパネル中、第1基板SUB1と、第1基板SUB1上方に配置された第2基板SUB2と、第1基板SUB1および第2基板SUB2間に充填された液晶層LCとが液晶表示セルを構成する。具体的には、複数の走査線110と複数の第1データ線120と複数の副画素130と複数のフォトセンサー140と複数の第2データ線160とが第1基板SUB1上に配置される。言い換えれば、複数の走査線110と複数の第1データ線120と複数の副画素130と複数のフォトセンサー140と複数の第2データ線160とを有する第1基板SUB1が薄膜トランジスターアレイ(TFTアレイ)基板または別なタイプの能動デバイスを有するアレイ基板である。
【0036】
上記したTFTアレイを一例に挙げれば、第1基板SUB1上に配置された複数の副画素130がそれぞれ画素トランジスター130aおよび画素電極130bを含む。画素トランジスター130aが複数の走査線110の1つに電気接続されたゲート電極G1と、複数の第1データ線120の1つに電気接続されたソース電極S1と、ドレイン電極D1とを有する。画素電極130bが画素トランジスター130aのドレイン電極D1に電気接続されるとともに、各画素電極130bの位置が表示領域Dの1つに対応する。
【0037】
この実施形態中、各フォトセンサー140がフォトダイオードである。この発明の好ましい実施形態中、各フォトセンサー140がゲート電極G2とソース電極S2と複数の第2データ線160の1つに電気接続されたドレイン電極D2とを有するフォトトランジスターであり、ゲート電極G2とソース電極S2とが複数の走査線110の1つに同時に電気接続される。フォトトランジスターがオンとなった時、ゲート電極G2とソース電極S2とが電気接続されているのでフォトトランジスターがフォトダイオードに類似した機能を有する。フォトトランジスターの製造プロセスおよび構造が、TFTアレイ中の画素トランジスター130aのプロセスおよび構造と類似するとともに互換性を有するので、製造コストを減少させることができる。
【0038】
また、第2基板SUB2が遮光層BMおよびその上に複数のカラーフィルターCFを有するカラーフィルター基板である。遮光層BMが第2基板SUB2上に配置される。遮光層BMが複数の表示領域Dに対応する第1開口AP1とフォトセンサー140に対応する第2開口AP2とを有する。複数のカラーフィルターCFが複数の第1開口AP1中に配置される。この発明の好ましい実施形態中、遮光層BMが複数の第1開口AP1および複数の第2開口AP2を有するブラックマトリックスであり、そのうち、ブラックマトリックスが金属、遮光性樹脂またはその組み合わせから製造される。この発明の別な実施形態中、遮光層BMが少なくとも2つのカラーフィルターを積み重ねることにより形成される積み重ね層である。
【0039】
注意すべきことは、第1基板SUB1上の素子を明確に図示するために、遮光層BMおよび第2基板SUB2上に配置される複数のカラーフィルターCFが図7中に完全には示されていないことである。図7中、遮光層BMおよびカラーフィルターCFの左部分は省略されている。
【0040】
図8Bにおいて、インタラクティブディスプレイパネル100は、さらに第2開口AP2に対応する複数のレンズ170を含む。レンズ170は、光学スタイラスから発射される光線ビームを集光するために大きな助けとなる。従って、フォトセンサー340の感度を向上させる。
【0041】
図9Aと図9Bとは、この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な断面図である。図9Aと図9Bとにおいて、インターラクティブディスプレイ100’は、この実施形態においてカラーフィルターオンアレイ(color filter on array = COA)技術が採用されたので、遮光層BMおよび複数のカラーフィルターCFの位置が変更されたことを除いて、図8Aおよび図8Bに示されたインタラクティブディスプレイパネル100に類似している。具体的には、遮光層BMおよび複数のカラーフィルターCFが全て第1基板SUB1上に配置されている。この実施形態中、遮光層BMがTFTアレイ上に配置され、第1開口AP1およびフォトセンサー140の整列(alignment)がより精密にできる。
【0042】
フォトセンサーのタイプは、この発明に限定されるものではない。幾つかの実施形態中、図7中のフォトセンサー140のタイプは、図1および図2に応用でき、図1中のフォトセンサー340のタイプは、図7および図2に適応でき、図2中のフォトセンサー440のタイプは、図7および図1に適用できる。
【0043】
複数の副画素の表示領域がフォトセンサーによって占有されるものでなく、この発明のインタラクティブディスプレイパネルの開口比がフォトセンサーにより重大な影響をうけるものではない。従って、この発明のインタラクティブディスプレイパネルの表示品質が良好である。さらに、上記実施形態中に列挙した第1データ線および第2データ線が同一材料により薄膜堆積とフォトリソグラフィーとエッチングとの同一プロセス中で形成することができる。そして、フォトセンサーおよび画素トランジスターもまた同一プロセス中で形成できる。従って、この発明は、薄膜液晶ディスプレイ(thin film transistor liquid crystal display = TFT-LCD)のような標準的なディスプレイ製造と比較して、入力機能を達成するために追加的なプロセスを必要としない。
【0044】
上記した実施形態中、どのタイプのトランジスターも説明のために底面ゲート薄膜トランジスターとなっているが、この発明を制限するものではない。当業者であればTFT中のソース電極およびドレイン電極と交換可能であることを正しく認識すべきである。
【0045】
以上のように、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【産業上の利用可能性】
【0046】
フォトセンサーが複数の副画素の表示領域の外側に位置するので、この発明のインタラクティブディスプレイパネルの開口比がフォトセンサーにより重大な影響を受けるものではなく、この発明のインタラクティブディスプレイパネルのディスプレイ品質が良好である。また、この発明は、パーソナルデジタルアシスタンツ、モバイルフォン、パーソナルコンピューター、タブレットPCなどのようなデバイスに適用されるインタラクティブディスプレイパネルを提供する。
【符号の説明】
【0047】
100,100’,200,300,300’,400,400’ インタラクティブディスプレイパネル
110,210,310,410 走査線
120,220,320,420 第1データ線
130,230,330,430 副画素
130a,230a,330a,430a 画素トランジスター
130b,230b,330b,430b 画素電極
140,240,340,440 フォトセンサー
160,260,360,460 第2データ線
170,370 レンズ
342,442 スイッチトランジスター
344,444 フォトトランジスター
A 行方向
AP1 第1開口
AP2 第2開口
BM 遮光層(ブラックマトリックス)
C1 副画素列
C2 フォトセンサー列
C3 画素列
CF カラーフィルター
D 表示領域
D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7 ドレイン電極
G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7 ゲート電極
LC 液晶層
R 副画素領域
S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7 ソース電極
SUB1 第1基板
SUB2 第2基板
【技術分野】
【0001】
この発明は、一般にインタラクティブディスプレイパネル(interactive display panel「対話型表示パネル」とも言う)に関する。特に、接触感知機能(touch-sensing function)を有するインタラクティブディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【0002】
従来のディスプレイパネルは、情報を表示する又はシステムからデータを出力する役割を提供すると同時に、他の入力デバイスまたはデバイスが入力をシステムに提供する。タッチパネルのようなインタラクティブデバイスは、ディスプレイパネルに接触することを介してユーザーの入力を受信することができ、出力および入力機能をともに結合してユーザーがディスプレイまたはディスプレイに連結されたシステムと相互作用できるようにする。例えば、パーソナルデジタルアシスタンツ(personal assistants = PDAs)、モバイルフォン、パーソナルコンピューター(personal computers = PCs)、タブレットPC(PC)などのようなデバイスは、システムに入力を提供する又はシステムを操作することにおいてユーザーにより多くの選択を提供するためにタッチパネルに組み込まれている。
【0003】
従来のタッチパネルまたはタッチスクリーンは、抵抗型、表面波型、静電容量型、赤外線型デザインのような幾つかの異なるデザインがある。しかし、これらのデザインの全てが典型的に分離されたタッチパネルシートとの結合を必要とするため、ディスプレイの表示品質に影響を及ぼし、既成のディスプレイパネルの重量およびサイズを増大させるとともに、通常は不可避的かつ顕著に結合されたデバイスの製造コスト・時間を増大させる。結合されたデバイスの製造コストおよび時間を減少させるために、インセル(in-cell)型タッチパネルが開発および製造された。インセル型タッチパネルは、ディスプレイパネルと、アレイに配列された複数のフォトセンサーと、複数の走査線と、複数の読み出し線とを含む。フォトセンサーと走査線と読み出し線とがディスプレイパネル内部に集積される。フォトセンサーが光学スタイラス(optical stylus)からの光学信号を受信するのに適したものである。走査線および読み出し線がフォトセンサーに電気接続されるので、フォトセンサーが走査線によって順番にオンとなり、およびフォトセンサーから生成されたフォト電流が読み出し線を介して接触検知ICへ伝送される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来において、光学スタイラスからの光学信号を受信するために、インセル型タッチパネル内部に集積されるフォトセンサーが通常は副画素(sub-pixels)の表示領域内に位置する。インセル型タッチパネルの従来の画素デザインにおいて、その開口比(aperture ratio)は、フォトセンサーによって表示領域部分が占有かつ遮断されるため、大幅に減少される。従って、従来のインセル型タッチパネルの開口比は、改善されることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
ここに具体的かつ広範に記述されるように、この発明は、複数の走査線と、複数の第1データ線と、複数の副画素と、複数のフォトセンサーと、複数の第2データ線とを含むインタラクティブディスプレイパネルを提供する。複数の走査線および複数の第1データ線が交差して、複数の副画素領域を定義する。各副画素が副画素領域の1つに位置するとともに、表示領域を有し、かつ各副画素が複数の走査線の1つならびに複数の第1データ線の1つにそれぞれ電気接続される。複数のフォトセンサーが複数の副画素の表示領域の外側に位置する。複数の走査線および複数の第2データ線が交差するとともに、複数のフォトセンサーに電気接続される。
【0006】
ここに具体的かつ広範に記述されるように、この発明は、複数の走査線と、複数の第1データ線と、複数の副画素と、複数のフォトセンサーと、複数の第2データ線とを含むインタラクティブディスプレイパネルを提供する。複数の走査線および複数の第1データ線が交差して、複数の副画素領域を定義する。各副画素が副画素領域の1つに位置するとともに、表示領域を有し、かつ各副画素が複数の走査線の1つならびに複数の第1データ線の1つにそれぞれ電気接続される。複数のフォトセンサーが複数の副画素の表示領域の外側に位置し、そのうち、複数の走査線が行(row)方向に沿って拡張され、複数の第1データ線が行(row)方向に垂直な列(column)方向に沿って拡張され、複数の副画素が複数の副画素行中に配列され、複数のフォトセンサーが複数のフォトセンサー行中に配列され、少なくとも2つの隣接する副画素が画素を形成するとともに、複数の画素行および複数のフォトセンサー行が行方向に沿って交替に配列される。複数の走査線および複数の第2データ線が交差するとともに、複数のフォトセンサーに電気接続される。
【発明の効果】
【0007】
フォトセンサーが複数の副画素の表示領域の外側に位置するので、この発明のインタラクティブディスプレイパネルの開口比がフォトセンサーにより重大な影響を受けるものではなく、この発明のインタラクティブディスプレイパネルのディスプレイ品質が良好である。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】この発明の実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な平面図である。
【図2】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な平面図である。
【図3A】この発明の実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルをI−I’線に沿って示す概略的な断面図である。
【図3B】この発明の実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルをI−I’線に沿って示す概略的な断面図である。
【図4A】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な断面図である。
【図4B】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な断面図である。
【図5A】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルをII−II’線に沿って示す概略的な断面図である。
【図5B】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルをII−II’線に沿って示す概略的な断面図である。
【図6A】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な断面図である。
【図6B】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な断面図である。
【図7A】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な平面図である。
【図7B】この発明の更に別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な平面図である。
【図8A】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルをIII−III’線に沿って示す概略的な断面図である。
【図8B】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルをIII−III’線に沿って示す概略的な断面図である。
【図9A】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な断面図である。
【図9B】この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
図1は、この発明の実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な平面図である。図1において、この実施形態のインタラクティブディスプレイパネル300は、複数の走査線310と、複数の第1データ線320と、複数の副画素330と、複数のフォトセンサー340と、複数の第2データ線360とを含む。複数の走査線310および複数の第1データ線320が交差して複数の副画素領域Rを定義する。各副画素330が副画素領域Rの1つ中に位置するとともに、表示領域Dを有し、各副画素330が複数の走査線310の1つおよび複数の第1データ線320の1つにそれぞれ電気接続される。複数のフォトセンサー340が複数の副画素330の表示領域Dの外側に位置する。複数の走査線310および複数の第2データ線360が交差するとともに、複数のフォトセンサー340に電気接続される。例えば、この実施形態のインタラクティブディスプレイパネル300がインセル型LCDタッチパネル、即ち、副画素330が液晶ディスプレイ副画素である。
【0010】
この実施形態のインタラクティブディスプレイパネル300中、ストライプ型に配列された赤副画素と緑副画素と青副画素とを含む副画素330が図示されている。デルタ配列または蜂の巣(ハニカム)配列、モザイク配列またはチェカーボード配列(R-G-B-W)のような副画素330の別な配列もまたこの応用に適用される。
【0011】
図1において、この実施形態中、複数の副画素330が複数の副画素列(columns)C1中に配列されるとともに、複数のフォトセンサー340が複数のフォトセンサー列C2中に配列される。少なくとも2つ(図示は3つ)の隣接した副画素列C1が画素列C3を形成する。複数の画素列C3および複数のフォトセンサー列C2が行(row)方向Aに沿って交替に配列される。言い換えれば、複数の副画素330の数量が複数のフォトセンサー340の数量よりも大きい。
【0012】
図1中のフォトセンサー340は、スイッチトランジスター342およびフォトトランジスター344を含む。スイッチトランジスター342がゲート電極G3とドレイン電極D3とソース電極S3とを有し、ゲート電極G3が複数の走査線310の1つに電気接続され、ドレイン電極D3がフォトトランジスター344に電気接続され、ソース電極S3が複数の第2データ線360の1つに電気接続され、フォトトランジスター344がゲート電極G4とドレイン電極D4とソース電極S4とを有し、ゲート電極G4がドレイン電極D4に電気接続され、ソース電極S4がスイッチトランジスター342のドレイン電極D3に電気接続されるとともに、ドレイン電極D4が参考電圧に連結される。
【0013】
図2は、この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な平面図である。図2において、インタラクティブディスプレイパネル400は、複数の走査線410と、複数の第1データ線420と、複数の副画素430と、複数のフォトセンサー440と、複数の第2データ線460とを含む。複数の副画素430の数量は、複数のフォトセンサー440の数量に等しい。複数のフォトセンサーの数量は、この応用に限定されないとともに、同業者は、実際の設計必要条件に従って複数のフォトセンサーの数量を変更することができる。
【0014】
図2中のフォトセンサー440は、スイッチトランジスター442およびフォトトランジスター444を含む。スイッチトランジスター442がゲート電極G5とドレイン電極D5とソース電極S5とを有し、ゲート電極G5が複数の走査線410の1つに電気接続され、ソース電極S5がフォトトランジスター444に電気接続され、ドレイン電極D5が参考電圧に連結され、フォトトランジスター444がゲート電極G6とドレイン電極D6とソース電極S6とを有し、ゲート電極G6がドレイン電極D6に電気接続され、ドレイン電極D6がスイッチトランジスター442のソース電極S5に電気接続されるとともに、ソース電極S6が複数の第2データ線460の1つに電気接続される。
【0015】
図3Aと図3Bとは、この発明の実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルをI−I’線に沿って示す概略的な断面図である。図1と図3Aにおいて、この実施形態のインセル型LCDタッチパネル中、第1基板SUB1と、第1基板SUB1上方に配置された第2基板SUB2と、第1基板SUB1および第2基板SUB2間に充填された液晶層LCとが液晶表示セルを構成する。具体的には、複数の走査線310と複数の第1データ線320と複数の副画素330と複数のフォトセンサー340と複数の第2データ線360とが第1基板SUB1上に配置される。言い換えれば、複数の走査線310と複数の第1データ線320と複数の副画素330と複数のフォトセンサー340と複数の第2データ線360とを有する第1基板SUB1は、薄膜トランジスターアレイ(TFT array)基板または別なタイプの能動デバイスを有するアレイ基板である。
【0016】
上記したTFTアレイを一例として挙げると、第1基板SUB1上に配置された複数の各副画素330は、画素トランジスター330aと画素電極330bとを含む。画素トランジスター330aが複数の走査線310の1つに電気接続されたゲート電極G1と複数の第1データ線320の1つに電気接続されたソース電極S1とドレイン電極D1とを有する。画素電極330bが画素トランジスター330aのドレイン電極D1に電気接続されるとともに、各画素電極330bの位置が表示領域Dの1つに対応する。
【0017】
この実施形態中、各フォトセンサー340は、フォトダイオードである。この発明の好ましい実施形態中、各フォトセンサー340が複数の第2データ線360の1つおよび複数の走査線310の1つに電気接続されるフォトトランジスターである。フォトトランジスターの製造プロセスおよび構造が、TFTアレイ中の画素トランジスター330aのプロセスおよび構造と類似するとともに互換性があるので、製造コストを減少させることができる。
【0018】
また、第2基板SUB2がその上に遮光層BMと複数のカラーフィルターCFとを有するカラーフィルター基板である。遮光層BMが第2基板SUB2上に配置される。遮光層BMが複数の表示領域Dに対応する第1開口AP1およびフォトセンサー340に対応する複数の第2開口AP2を有する。複数のカラーフィルターCFが複数の第1開口AP1中に配置される。この発明の好ましい実施形態中、遮光層BMが複数の第1開口AP1および複数の第2開口AP2を有するブラックマトリックスであり、そのうち、ブラックマトリックスが金属、遮光樹脂またはその組み合わせから製造される。この発明の別の実施形態中、遮光層BMが少なくとも2つのカラーフィルターを積み重ねることにより形成される積み重ね層である。
【0019】
注意すべきことは、第1基板SUB1上の素子を明確に図示するために、遮光層BMおよび第2基板SUB2上に配置される複数のカラーフィルターCFが図1中に完全には示されていないことである。図1中、遮光層BMおよびカラーフィルターCFの左部分は省略されている。
【0020】
図3Bにおいて、インタラクティブディスプレイパネル300は、さらに第2開口AP2に対応する複数のレンズ370を含む。レンズ370は、光学スタイラスから発射される光線ビームを集光するために大きな助けとなる。従って、フォトセンサー340の感度を向上させる。
【0021】
図4Aと図4Bとは、この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な断面図である。図4Aと図4Bとにおいて、インタラクティブディスプレイパネル300’は、この実施形態においてカラーフィルターオンアレイ(color filter on array = COA)技術が採用されたので、遮光層BMおよび複数のカラーフィルターCFの位置が変更されたことを除いて、図3Aおよび図3Bに示されたインタラクティブディスプレイパネル300に類似している。具体的には、遮光層BMおよび複数のカラーフィルターCFが全て第1基板SUB1上に配置されている。この実施形態中、遮光層BMがTFTアレイ上に配置され、第1開口AP1およびフォトセンサー340の整列(alignment)がより精密にできる。
【0022】
図5Aと図5Bとは、この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルをII−II’線に沿って示す概略的な断面図である。図2と図5Aとにおいて、この実施形態のインセル型LCDタッチパネル中、第1基板SUB1と、第1基板SUB1上方に配置された第2基板SUB2と、第1基板SUB1および第2基板SUB2間に充填された液晶層LCが液晶表示セルを形成する。具体的には、複数の走査線410と複数の第1データ線420と複数の副画素430と複数のフォトセンサー440と複数の第2データ線460とが第1基板SUB1上に配置される。言い換えれば、複数の走査線410と複数の第1データ線420と複数の副画素430と複数のフォトセンサー440と複数の第2データ線460とを有する第1基板SUB1が薄膜トランジスターアレイ(TFTアレイ)基板または別なタイプの能動デバイスを有するアレイ基板となる。
【0023】
上記したTFTアレイを一例に挙げれば、第1基板SUB1上に配置された複数の副画素430がそれぞれ画素トランジスター430aおよび画素電極430bを含む。画素トランジスター430aが複数の走査線410の1つに電気接続されたゲート電極G1と、複数の第1データ線420の1つに電気接続されたソース電極S1と、ドレイン電極D1とを有する。画素電極430bが画素トランジスター430aのドレイン電極D1に電気接続されるとともに、各画素電極430bの位置が表示領域Dの1つに対応する。
【0024】
この実施形態中、各フォトセンサー440がフォトダイオードである。この発明の好ましい実施形態中、各フォトセンサー440が複数の第2データ線460の1つ及び複数の走査線410の1つに電気接続するフォトトランジスターである。フォトトランジスターの製造プロセスおよび構造が、TFTアレイ中の画素トランジスター430aのプロセスおよび構造と類似するとともに互換性があるために、製造コストを減少することができる。
【0025】
また、第2基板SUB2がその上に遮光層BMおよび複数のカラーフィルターCFを有するカラーフィルター基板である。遮光層BMが第2基板SUB2上に配置される。遮光層BMが複数の表示領域Dに対応する複数の第1開口AP1およびフォトセンサー440に対応する複数の第2開口AP2を有する。複数のカラーフィルターCFが複数の第1開口AP1中に配置される。この発明の好ましい実施形態中、遮光層BMが複数の第1開口AP1および複数の第2開口AP2を有するブラックマトリックスであり、そのうち、ブラックマトリックスが金属、遮光樹脂またはその組み合わせから製造される。この発明の別の実施形態中、遮光層BMが少なくとも2つのカラーフィルターを積み重ねることにより形成される積み重ね層である。
【0026】
注意すべきことは、第1基板SUB1上の素子を明確に図示するために、遮光層BMおよび第2基板SUB2上に配置される複数のカラーフィルターCFが図2中に完全には示されていないことである。図2中、遮光層BMおよびカラーフィルターCFの左部分は省略されている。
【0027】
図5Bにおいて、インタラクティブディスプレイパネル400は、更に第2開口AP2に対応する複数のレンズ470を含む。レンズ470は、光学スタイラスから発射される光線ビームを集光するために大きな助けとなる。従って、フォトセンサー440の感度を向上させる。
【0028】
図6Aおよび図6Bは、この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な断面図である。図6Aと図6Bとにおいて、インタラクティブディスプレイパネル400’は、この実施形態においてカラーフィルターオンアレイ(color filter on array = COA)技術が採用されたので、遮光層BMおよび複数のカラーフィルターCFの位置が変更されたことを除いて、図5Aおよび図5Bに示されたインタラクティブディスプレイパネル400に類似している。具体的には、遮光層BMおよび複数のカラーフィルターCFが全て第1基板SUB1上に配置されている。この実施形態中、遮光層BMがTFTアレイに被さって配置され、第1開口AP1およびフォトセンサー440の整列(alignment)がより精密にできる。
【0029】
図7Aは、この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な平面図である。図7Aにおいて、この実施形態のインタラクティブディスプレイパネル100は、複数の走査線110と複数の第1データ線120と複数の副画素130と複数のフォトセンサー140と複数の第2データ線160とを含む。複数の走査線110と複数の第1データ線120とが交差して複数の副画素領域Rを定義する。各副画素130が副画素領域Rの1つ中に位置するとともに、表示領域Dを有し、かつ、各副画素130が複数の走査線110の1つおよび複数の第1データ線120の1つにそれぞれ電気接続される。複数のフォトセンサー140が複数の副画素130の表示領域Dの外側に位置する。複数の走査線110と複数の第2データ線160とが交差し且つ複数のフォトセンサー140に電気接続される。一例として、この実施形態のインタラクティブディスプレイパネル100は、インセル型LCDタッチパネル、即ち、副画素130が液晶表示副画素である。
【0030】
図7A中のフォトセンサー140はゲート電極G2とドレイン電極D2と、複数の第2データ線160の1つに電気接続されたソース電極S2とを有するフォトトランジスターであり、ゲート電極G2とドレイン電極D2は複数の走査線110の1つに電気接続される。
【0031】
この実施形態のインタラクティブディスプレイパネル100中、ストライプ型に配列された赤副画素と緑副画素と青副画素とを含む副画素130が図示されている。デルタ配列または蜂の巣(ハニカム)配列、モザイク配列またはチェカーボード配列(R-G-B-W)のような副画素130の別な配列もまたこの応用に適用される。
【0032】
図7Aにおいて、この実施形態中、複数の副画素130が複数の副画素列(columns)C1中に配列されるとともに、複数のフォトセンサー140が副画素列C2中に配列される。少なくとも2つ(図示は3つ)の隣接した副画素列C1が画素列C3を形成する。複数の画素列C3および複数のフォトセンサー列C2が行(row)方向Aに沿って交替に配列される。言い換えれば、複数の副画素130の数量が複数のフォトセンサー140の数量よりも大きい。
【0033】
図7Bは、この発明の更に別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な平面図である。図7B中、インタラクティブディスプレイパネル200が複数の走査線210と複数の第1データ線220と複数の副画素230と複数のフォトセンサー240と複数の第2データ線260とを含む。複数の副画素230の数量が複数のフォトセンサー240の数量に等しい。なお、複数のフォトセンサーの数量はこの発明に限定されないとともに、当業者が実際の設計必要性に従って複数のフォトセンサーの数量を変更することができる。
【0034】
図7B中のフォトセンサー240がゲート電極G7とドレイン電極D7と複数の第2データ線260の1つに電気接続されたソース電極S7を有するとともに、ゲート電極G7およびドレイン電極D7が複数の走査線210の1つに電気接続される。
【0035】
図8Aと図8Bとは、この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを図7AのIII−III’線に沿って示す概略的な断面図である。図7Aと図8Aとにおいて、この実施形態のインセル型LCDタッチパネル中、第1基板SUB1と、第1基板SUB1上方に配置された第2基板SUB2と、第1基板SUB1および第2基板SUB2間に充填された液晶層LCとが液晶表示セルを構成する。具体的には、複数の走査線110と複数の第1データ線120と複数の副画素130と複数のフォトセンサー140と複数の第2データ線160とが第1基板SUB1上に配置される。言い換えれば、複数の走査線110と複数の第1データ線120と複数の副画素130と複数のフォトセンサー140と複数の第2データ線160とを有する第1基板SUB1が薄膜トランジスターアレイ(TFTアレイ)基板または別なタイプの能動デバイスを有するアレイ基板である。
【0036】
上記したTFTアレイを一例に挙げれば、第1基板SUB1上に配置された複数の副画素130がそれぞれ画素トランジスター130aおよび画素電極130bを含む。画素トランジスター130aが複数の走査線110の1つに電気接続されたゲート電極G1と、複数の第1データ線120の1つに電気接続されたソース電極S1と、ドレイン電極D1とを有する。画素電極130bが画素トランジスター130aのドレイン電極D1に電気接続されるとともに、各画素電極130bの位置が表示領域Dの1つに対応する。
【0037】
この実施形態中、各フォトセンサー140がフォトダイオードである。この発明の好ましい実施形態中、各フォトセンサー140がゲート電極G2とソース電極S2と複数の第2データ線160の1つに電気接続されたドレイン電極D2とを有するフォトトランジスターであり、ゲート電極G2とソース電極S2とが複数の走査線110の1つに同時に電気接続される。フォトトランジスターがオンとなった時、ゲート電極G2とソース電極S2とが電気接続されているのでフォトトランジスターがフォトダイオードに類似した機能を有する。フォトトランジスターの製造プロセスおよび構造が、TFTアレイ中の画素トランジスター130aのプロセスおよび構造と類似するとともに互換性を有するので、製造コストを減少させることができる。
【0038】
また、第2基板SUB2が遮光層BMおよびその上に複数のカラーフィルターCFを有するカラーフィルター基板である。遮光層BMが第2基板SUB2上に配置される。遮光層BMが複数の表示領域Dに対応する第1開口AP1とフォトセンサー140に対応する第2開口AP2とを有する。複数のカラーフィルターCFが複数の第1開口AP1中に配置される。この発明の好ましい実施形態中、遮光層BMが複数の第1開口AP1および複数の第2開口AP2を有するブラックマトリックスであり、そのうち、ブラックマトリックスが金属、遮光性樹脂またはその組み合わせから製造される。この発明の別な実施形態中、遮光層BMが少なくとも2つのカラーフィルターを積み重ねることにより形成される積み重ね層である。
【0039】
注意すべきことは、第1基板SUB1上の素子を明確に図示するために、遮光層BMおよび第2基板SUB2上に配置される複数のカラーフィルターCFが図7中に完全には示されていないことである。図7中、遮光層BMおよびカラーフィルターCFの左部分は省略されている。
【0040】
図8Bにおいて、インタラクティブディスプレイパネル100は、さらに第2開口AP2に対応する複数のレンズ170を含む。レンズ170は、光学スタイラスから発射される光線ビームを集光するために大きな助けとなる。従って、フォトセンサー340の感度を向上させる。
【0041】
図9Aと図9Bとは、この発明の別な実施形態にかかるインタラクティブディスプレイパネルを示す概略的な断面図である。図9Aと図9Bとにおいて、インターラクティブディスプレイ100’は、この実施形態においてカラーフィルターオンアレイ(color filter on array = COA)技術が採用されたので、遮光層BMおよび複数のカラーフィルターCFの位置が変更されたことを除いて、図8Aおよび図8Bに示されたインタラクティブディスプレイパネル100に類似している。具体的には、遮光層BMおよび複数のカラーフィルターCFが全て第1基板SUB1上に配置されている。この実施形態中、遮光層BMがTFTアレイ上に配置され、第1開口AP1およびフォトセンサー140の整列(alignment)がより精密にできる。
【0042】
フォトセンサーのタイプは、この発明に限定されるものではない。幾つかの実施形態中、図7中のフォトセンサー140のタイプは、図1および図2に応用でき、図1中のフォトセンサー340のタイプは、図7および図2に適応でき、図2中のフォトセンサー440のタイプは、図7および図1に適用できる。
【0043】
複数の副画素の表示領域がフォトセンサーによって占有されるものでなく、この発明のインタラクティブディスプレイパネルの開口比がフォトセンサーにより重大な影響をうけるものではない。従って、この発明のインタラクティブディスプレイパネルの表示品質が良好である。さらに、上記実施形態中に列挙した第1データ線および第2データ線が同一材料により薄膜堆積とフォトリソグラフィーとエッチングとの同一プロセス中で形成することができる。そして、フォトセンサーおよび画素トランジスターもまた同一プロセス中で形成できる。従って、この発明は、薄膜液晶ディスプレイ(thin film transistor liquid crystal display = TFT-LCD)のような標準的なディスプレイ製造と比較して、入力機能を達成するために追加的なプロセスを必要としない。
【0044】
上記した実施形態中、どのタイプのトランジスターも説明のために底面ゲート薄膜トランジスターとなっているが、この発明を制限するものではない。当業者であればTFT中のソース電極およびドレイン電極と交換可能であることを正しく認識すべきである。
【0045】
以上のように、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【産業上の利用可能性】
【0046】
フォトセンサーが複数の副画素の表示領域の外側に位置するので、この発明のインタラクティブディスプレイパネルの開口比がフォトセンサーにより重大な影響を受けるものではなく、この発明のインタラクティブディスプレイパネルのディスプレイ品質が良好である。また、この発明は、パーソナルデジタルアシスタンツ、モバイルフォン、パーソナルコンピューター、タブレットPCなどのようなデバイスに適用されるインタラクティブディスプレイパネルを提供する。
【符号の説明】
【0047】
100,100’,200,300,300’,400,400’ インタラクティブディスプレイパネル
110,210,310,410 走査線
120,220,320,420 第1データ線
130,230,330,430 副画素
130a,230a,330a,430a 画素トランジスター
130b,230b,330b,430b 画素電極
140,240,340,440 フォトセンサー
160,260,360,460 第2データ線
170,370 レンズ
342,442 スイッチトランジスター
344,444 フォトトランジスター
A 行方向
AP1 第1開口
AP2 第2開口
BM 遮光層(ブラックマトリックス)
C1 副画素列
C2 フォトセンサー列
C3 画素列
CF カラーフィルター
D 表示領域
D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7 ドレイン電極
G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7 ゲート電極
LC 液晶層
R 副画素領域
S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7 ソース電極
SUB1 第1基板
SUB2 第2基板
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の走査線と、
複数の第1データ線であり、第1副画素領域を定義するために隣接する前記走査線および隣接する前記第1データ線が交差する、複数の第1データ線と、
前記した各第1副画素領域の1つにそれぞれ位置するとともに、複数の前記走査線の1つおよび複数の前記第1データ線の1つにそれぞれ電気接続される、複数の副画素とを含み、そのうち、
前記複数の第1データ線に平行な複数の第2データ線であり、第2副画素領域を定義するために2つの隣接する前記走査線および2つの隣接する前記第1データ線および第2データ線が交差する、複数の第2データ線と、
それぞれが前記第2副画素領域の1つに位置するとともに、前記複数の走査線の1つ及び前記複数の第2データ線の1つとそれぞれ電気接続される、複数のフォトセンサーと、
を備えることを特徴とするインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項2】
前記副画素領域が、表示領域を備える請求項1記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項3】
さらに、
第1基板と、
前記第1基板上方に配置される第2基板と、
前記第1基板および前記第2基板間に充填される液晶層と
を備え、そのうち、複数の前記走査線、複数の前記第1データ線、複数の前記副画素、複数の前記フォトセンサーおよび複数の前記第2データ線が前記第1基板上に配置される請求項2記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項4】
さらに、
前記第2基板上に配置され、複数の前記表示領域に対応する複数の第1開口および複数の前記フォトセンサーに対応する複数の第2開口を有する、遮光層と、
複数の前記第1開口中に配置される複数のカラーフィルターと、
を備える請求項3記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項5】
さらに、
前記第1基板上に配置され、前記複数の表示領域に対応する複数の第1開口および前記複数のフォトセンサーに対応する複数の第2開口を有する、遮光層と、
前記複数の第1開口中に配置された複数のカラーフィルターと、
を備える請求項3記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項6】
さらに、
前記複数の第2開口に対応する複数のレンズを備える請求項4または5記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項7】
前記遮光層が、前記複数の第1開口および前記複数の第2開口を有するブラックマトリックスである請求項4または5記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項8】
前記複数の各副画素が、
前記複数の走査線の1つに電気接続されたゲート電極、前記複数の第1データ線の1つに電気接続されたソース電極およびドレイン電極を有する画素トランジスターと、
前記画素トランジスターの前記ドレイン電極に電気接続されるとともに、前記表示領域に対応する画素電極と、
を備える請求項2記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項9】
前記フォトセンサーが、スイッチトランジスターとフォトトランジスターとを備える請求項1記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項10】
前記スイッチトランジスターが第1ゲート電極、第1ドレイン電極および第1ソース電極を有し、前記第1ゲート電極が複数の前記走査線の1つに電気接続され、前記第1ドレイン電極が前記フォトトランジスターに電気接続され、前記第1ソース電極が複数の前記第2データ線の1つに電気接続され、前記フォトトランジスターが第2ゲート電極、第2ドレイン電極および第2ソース電極を有し、前記第2ゲート電極が前記第2ドレイン電極に電気接続され、前記第2ソース電極が前記スイッチトランジスターの前記第1ドレイン電極に電気接続され、前記第2ドレイン電極が参考電圧に連結される請求項9記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項11】
前記スイッチトランジスターが第1ゲート電極、第1ドレイン電極および第1ソース電極を有し、前記第1ゲート電極が複数の前記走査線の1つに電気接続され、前記第1ソース電極が前記フォトトランジスターに電気接続され、前記第1ドレイン電極が参考電圧に連結され、前記フォトトランジスターが第2ゲート電極、第2ドレイン電極および第2ソース電極を有し、前記第2ゲート電極が前記第2ドレイン電極に電気接続され、前記第2ドレイン電極が前記スイッチトランジスターの前記第1ソース電極に電気接続され、前記第2ソース電極が複数の前記第2データ線の1つに電気接続される請求項9記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項12】
前記フォトセンサーが、ゲート電極とドレイン電極と複数の前記第2データ線の1つに電気接続されたソース電極とを有するフォトトランジスターであり、前記前記ゲート電極および前記ドレイン電極が複数の前記走査線の1つに電気接続される請求項1記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項13】
複数の前記走査線が行方向に沿って拡張されるとともに、複数の前記第1データ線が前記行方向に垂直な列方向に沿って拡張される請求項1記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項14】
複数の前記副画素が複数の副画素列中に配列され、複数の前記フォトセンサーが複数のフォトセンサー列中に配列され、複数の前記副画素列および複数の前記フォトセンサー列が交替に前記行方向に沿って配列される請求項13記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項15】
前記第1データ線と前記第2データ線が同一プロセス中で形成される請求項1ないし14のいずれか記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項1】
複数の走査線と、
複数の第1データ線であり、第1副画素領域を定義するために隣接する前記走査線および隣接する前記第1データ線が交差する、複数の第1データ線と、
前記した各第1副画素領域の1つにそれぞれ位置するとともに、複数の前記走査線の1つおよび複数の前記第1データ線の1つにそれぞれ電気接続される、複数の副画素とを含み、そのうち、
前記複数の第1データ線に平行な複数の第2データ線であり、第2副画素領域を定義するために2つの隣接する前記走査線および2つの隣接する前記第1データ線および第2データ線が交差する、複数の第2データ線と、
それぞれが前記第2副画素領域の1つに位置するとともに、前記複数の走査線の1つ及び前記複数の第2データ線の1つとそれぞれ電気接続される、複数のフォトセンサーと、
を備えることを特徴とするインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項2】
前記副画素領域が、表示領域を備える請求項1記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項3】
さらに、
第1基板と、
前記第1基板上方に配置される第2基板と、
前記第1基板および前記第2基板間に充填される液晶層と
を備え、そのうち、複数の前記走査線、複数の前記第1データ線、複数の前記副画素、複数の前記フォトセンサーおよび複数の前記第2データ線が前記第1基板上に配置される請求項2記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項4】
さらに、
前記第2基板上に配置され、複数の前記表示領域に対応する複数の第1開口および複数の前記フォトセンサーに対応する複数の第2開口を有する、遮光層と、
複数の前記第1開口中に配置される複数のカラーフィルターと、
を備える請求項3記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項5】
さらに、
前記第1基板上に配置され、前記複数の表示領域に対応する複数の第1開口および前記複数のフォトセンサーに対応する複数の第2開口を有する、遮光層と、
前記複数の第1開口中に配置された複数のカラーフィルターと、
を備える請求項3記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項6】
さらに、
前記複数の第2開口に対応する複数のレンズを備える請求項4または5記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項7】
前記遮光層が、前記複数の第1開口および前記複数の第2開口を有するブラックマトリックスである請求項4または5記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項8】
前記複数の各副画素が、
前記複数の走査線の1つに電気接続されたゲート電極、前記複数の第1データ線の1つに電気接続されたソース電極およびドレイン電極を有する画素トランジスターと、
前記画素トランジスターの前記ドレイン電極に電気接続されるとともに、前記表示領域に対応する画素電極と、
を備える請求項2記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項9】
前記フォトセンサーが、スイッチトランジスターとフォトトランジスターとを備える請求項1記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項10】
前記スイッチトランジスターが第1ゲート電極、第1ドレイン電極および第1ソース電極を有し、前記第1ゲート電極が複数の前記走査線の1つに電気接続され、前記第1ドレイン電極が前記フォトトランジスターに電気接続され、前記第1ソース電極が複数の前記第2データ線の1つに電気接続され、前記フォトトランジスターが第2ゲート電極、第2ドレイン電極および第2ソース電極を有し、前記第2ゲート電極が前記第2ドレイン電極に電気接続され、前記第2ソース電極が前記スイッチトランジスターの前記第1ドレイン電極に電気接続され、前記第2ドレイン電極が参考電圧に連結される請求項9記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項11】
前記スイッチトランジスターが第1ゲート電極、第1ドレイン電極および第1ソース電極を有し、前記第1ゲート電極が複数の前記走査線の1つに電気接続され、前記第1ソース電極が前記フォトトランジスターに電気接続され、前記第1ドレイン電極が参考電圧に連結され、前記フォトトランジスターが第2ゲート電極、第2ドレイン電極および第2ソース電極を有し、前記第2ゲート電極が前記第2ドレイン電極に電気接続され、前記第2ドレイン電極が前記スイッチトランジスターの前記第1ソース電極に電気接続され、前記第2ソース電極が複数の前記第2データ線の1つに電気接続される請求項9記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項12】
前記フォトセンサーが、ゲート電極とドレイン電極と複数の前記第2データ線の1つに電気接続されたソース電極とを有するフォトトランジスターであり、前記前記ゲート電極および前記ドレイン電極が複数の前記走査線の1つに電気接続される請求項1記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項13】
複数の前記走査線が行方向に沿って拡張されるとともに、複数の前記第1データ線が前記行方向に垂直な列方向に沿って拡張される請求項1記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項14】
複数の前記副画素が複数の副画素列中に配列され、複数の前記フォトセンサーが複数のフォトセンサー列中に配列され、複数の前記副画素列および複数の前記フォトセンサー列が交替に前記行方向に沿って配列される請求項13記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【請求項15】
前記第1データ線と前記第2データ線が同一プロセス中で形成される請求項1ないし14のいずれか記載のインタラクティブディスプレイパネル。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【公開番号】特開2012−98732(P2012−98732A)
【公開日】平成24年5月24日(2012.5.24)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2011−241215(P2011−241215)
【出願日】平成23年11月2日(2011.11.2)
【出願人】(510336303)劍揚股▲ふん▼有限公司 (7)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年5月24日(2012.5.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−241215(P2011−241215)
【出願日】平成23年11月2日(2011.11.2)
【出願人】(510336303)劍揚股▲ふん▼有限公司 (7)
【Fターム(参考)】
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