用于tft显示器的集成触控板的制作方法

专利名称：用于tft显示器的集成触控板的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及多点触摸感测显示器，并且更具体地，涉及多点触摸感测功能和IXD显示功能的组合。
背景技术：
现今，有许多类型的输入设备可用于执行计算系统内的操作，这些输入设备包括诸如按钮或键、鼠标、跟踪球、游戏杆、触摸传感器面板、触摸屏等等。特别地，触摸屏因其易于使用、适于多用途操作且价格逐渐降低而变得越来越流行。触摸屏可以包括触摸传感器面板和显示设备，其中触摸传感器面板可以是带有触摸敏感表面的透明面板，而诸如液晶显示器(LCD)的显示设备可以部分地或完全地放置在面板之后以使得触摸敏感表面能够覆盖该显示设备的至少一部分可视区。触摸屏可以允许用户通过用手指、输入笔或者其他物体在由显示设备显示的用户界面(UI)所指示的位置上对触摸传感器面板进行触摸来执行各种功能。一般而言，触摸屏可以识别触摸事件以及该触摸事件在触摸传感器面板上的位置，于是计算系统可以根据触摸事件时刻出现的显示来解释该触摸事件，随后就能基于该触摸事件执行一个或多个动作。多点触摸屏幕或多点触摸面板是触摸屏的进一步发展。它们允许设备同时感测多个触摸事件。更具体地，多点触摸面板可以允许设备感测在给定时刻正触摸面板的所有手指或其它物体的轮廓。因此，虽然单点触摸面板仅可以感测正被触摸的单个位置，多点触摸面板却可以提供指示面板处的多个触摸像素的状态(被触摸或未被触摸)的完整“触摸图形”。在提交于2007 年 1 月 3 日的题目为 “PROXIMITY ANDMULTI-TOUCH SENSOR DETECTION AND DEMODULATION”公开号为 2008/0158172 的美国专利申请No. 11/649，998 中公开了一种示例的具有多点触摸能力的显示器。早期的多点触摸显示器需要制造多点触摸感测面板和分离的显示面板。这两个面板随后可被层压在一起，以便形成多点触摸显示器。 后代技术提供显示器和多点触摸功能的组合，以便减少功耗，使得多点触摸显示器更薄，减少制造成本，提高亮度等。在提交于2007年6月13日的题目为“INTEGRATED IN-PLANE SWITCHING”的美国申请No. 11/818，422和提交于2008年7月3日的题目为“DISPLAY WITH DUAL-FUNCTION CAPACITIVE ELEMENTS”的美国申请No. 12/240，964 中公开了这种集成的多点触摸显示器的例子。然而，某些集成方案可能需要在显示器的薄膜晶体管(TFT)层内放置某些附加的不透明元件。这些附加的不透明元件会减小显示器的孔径(孔径是显示器实际透光的部分)。孔径的减小会引起显示器亮度的减小，以及显示器可视角度的减小。

发明内容
本发明涉及包括具有双重功能电容性元件的像素的显示器。特别地，这些双重功能电容性元件形成显示系统的在显示器上产生图像的部分，并且还形成触摸感测系统的感测显示器上或附近的触摸事件的部分。该电容性元件例如可以是LCD显示器的像素内的、 被配置为独立操作的电容器，每一个电容器作为显示系统内像素的像素存储电容器或电极，并且还被配置为作为触摸感测系统的元件集体操作。以这种方式，例如，可以使用更少的部件和/或处理步骤制造具有集成触摸感测能力的显示器，并且显示器自身可以更薄并且更亮。另外，本发明涉及对双重功能电容性元件的使用不会导致显示器孔径的任何减小的显示器。因此，可以制造具有不逊于类似的非触摸感测显示器的孔径比的触敏显示器。更具体地，本发明涉及放置触摸感测不透明元件，从而确保它们与显示器相关的不透明元件大体重叠，从而确保触摸感测元件的增加不会显著减小孔径比。触摸感测元件例如可以是连接配置为作为触摸感测系统的元件集体操作的各个电容性元件的公共线。


图1示出了根据本发明实施例的包括多个IXD像素的示例IXD显示器的部分电路图。图2A和2B示出了根据本发明实施例的由垂直和水平公共电压线内的中断 (break)形成的示例区域。图3示出了示例驱动区域的像素301和示例感测区域的像素303的部分电路图。图4A示出了根据本发明实施例的在LCD阶段期间和在触摸阶段期间施加给驱动区域的像素的示例信号。图4B示出了根据本发明实施例的在LCD阶段期间和在触摸阶段期间施加给感测区域的像素的示例信号。图5A示出了根据本发明实施例的驱动区域的存储电容器在触摸阶段期间的示例操作的细节。图5B示出了根据本发明实施例的感测区域的存储电容器在触摸阶段期间的示例操作的细节。图6A示出了根据本发明实施例的具有带有作为LCD元件和触摸传感器操作的双重功能电容性元件的像素区域的示例触摸屏的部分视图。图6B示出了根据本发明实施例的包括在触摸屏的边界(border)区域内延伸的金属迹线的示例触摸屏的部分视图。图6C示出了根据本发明实施例的列和行区块到触摸屏的边界区域内的金属迹线的示例连接。图7示出了根据本发明实施例的示例的列和相邻行区块的俯视图。图8A是根据本发明实施例的手指触摸的χ坐标相对于互电容的标绘图，其中所述互电容是针对在单个行内的具有宽间隔的两个相邻触摸像素的触摸像素处观察到的。图8B是根据本发明实施例的其中提供了空间插值的手指触摸的χ坐标相对于互电容的标绘图，其中所述互电容是针对在单个行内的具有宽间隔的两个相邻触摸像素的触摸像素处观察到的。图8C示出了根据本发明实施例的可用于较大触摸像素间隔的示例列和相邻行区块图案的俯视图。
图9A示出了根据本发明实施例的包括以多边形区域(砖块)的列和行形成的感测(或驱动)区域的示例触摸屏。图9B示出了图9A的示例触摸屏的一部分的近视图。图9C示出了根据本发明实施例的图9A的示例触摸屏的一部分，其包括与列CO和 Cl相关联的砖块以及将这些砖块连接到总线的连接yVcom线。图10示出了根据本发明实施例的示例的Z字形双插值触摸屏的一部分，其能够进一步减小连接yVcom线和感测区域之间的杂散电容。图11示出了根据本发明实施例的使用无定形硅(a-Si)的示例电控双折射(ECB) IXD显示器内的像素的第一金属层(Ml)的图案化。图12示出了根据本发明实施例的图案化步骤，其中在使用a-Si的示例ECB LCD 显示器内形成a-Si的岛图案。图13示出了根据本发明实施例的在使用a-Si的示例ECB IXD显示器内形成的连接。图14示出了根据本发明实施例的使用a-Si的示例ECB IXD显示器内的像素的第二金属层(M2)的图案化。图15示出了根据本发明实施例的使用a-Si的示例ECB IXD显示器内的平面化 (PLN)触点层。图16示出了根据本发明实施例的使用a-Si的示例ECB IXD显示器内的发射器 (REF)层。图17示出了根据本发明实施例的使用a-Si的示例ECB IXD显示器内的钝化 (PASS)触点。图18示出了根据本发明实施例的使用a-Si的示例ECB IXD显示器内的形成像素电极的半透明导电材料(诸如IT01)层。图19示出了根据本发明实施例的使用a-Si的示例ECB IXD显示器内的完成像素的平面图。图20A-D示出了根据本发明实施例的使用a-Si的示例ECB IXD显示器内的完成像素的侧视图。图21和22示出了根据本发明实施例的使用a-Si的示例ECBIXD显示器内的像素的存储电容的比较分析。图23示出了根据本发明实施例的使用a-Si的示例ECB IXD显示器内的像素的孔径比估计。图M示出了根据本发明实施例的使用a-Si的示例ECB IXD显示器内的示例修改。图25示出了根据本发明实施例的使用低温多晶硅(LTPS)的示例面内转换(IPS) 显示器内的像素的多晶硅层的图案化。图沈示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例IPS IXD显示器内的像素的第一金属层(Ml)的图案化。图27示出了根据本发明实施例的在使用LTPS的示例IPS IXD显示器内的像素内形成的通孔。图观示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例IPS IXD显示器内的像素的第二金属层(M2)的图案化。图四示出了根据本发明实施例的在使用LTPS的示例IPS IXD显示器内的像素上形成的第一层透明导电材料，诸如ΙΤ0。图30示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例IPS IXD显示器内的连接。图31示出了根据本发明实施例的在使用LTPS的示例IPS IXD显示器内的像素上形成的第二层透明导电体，诸如ΙΤ0。图32示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例IPS IXD显示器内的完成像素的平面图。图33示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例IPS IXD显示器内的像素的侧视图。图34示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例IPS IXD显示器内的两个像素的存储电容。图35示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例IPS IXD显示器内的像素的多晶硅层的图案化，其中在M2层内形成yVcom线。图36示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例IPS IXD显示器内的像素的第一金属层(Ml)的图案化，其中在M2层内形成yVcom线。图37示出了根据本发明实施例的在使用LTPS的示例IPS IXD显示器内的像素内的形成的通孔，其中在M2层内形成yVcom线。图38示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例IPS IXD显示器内的像素的第二金属层(M2)的图案化，其中在M2层内形成yVcom线。图39示出了根据本发明实施例的在使用LTPS的示例IPS IXD显示器内的像素上形成的第一层透明导电材料(诸如ΙΤ0)，其中在M2层内形成yVcom线。图40示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例IPS IXD显示器内连接，其中在M2层内形成yVcom线。图41示出了根据本发明实施例的在使用LTPS的示例IPS IXD显示器内的像素上形成的第二透明导体层(诸如ΙΤ0)，其中在M2层内形成yVcom线。图42示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例IPS IXD显示器内的完成像素的平面图，其中在M2层内形成yVcom线。图43示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例IPS IXD显示器内的像素的侧视图，其中在M2层内形成yVcom线。图44示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例ECB IXD显示器内的多晶硅半导体层。图45示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例ECB IXD显示器内的第一金属层(Ml)。图46示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例ECB IXD显示器内的连接。图47示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例ECB IXD显示器内的第二金属层(M2)。图48示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例ECB IXD显示器内的连接层。图49示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例ECB IXD显示器内的反射器层。
图50示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例ECB IXD显示器内的ITO层。图51示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例ECB IXD显示器内的完成像素。图52示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例ECB IXD显示器内的像素的侧视图。图53示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例ECB IXD显示器内的像素内的存储电容的计算。图M示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例ECB IXD显示器内的像素的孔径比估计。图55示出了根据本发明实施例的使用LTPS的示例ECB IXD显示器的示例修改。图56示出了根据本发明实施例的包括示例的接地分离器区域的触摸屏的一部分。图57示出了根据本发明实施例的图56的示例触摸屏的侧视图，其示出了示例的
高R屏蔽。图58示出了根据本发明实施例的示例触摸屏的一部分的侧视图，其包括黑掩膜的黑掩膜线和黑掩膜线之下的金属线。图59示出了根据本发明实施例的示例黑掩膜布局。图60示出了根据本发明实施例的触摸感测显示器内的导电线的示例布局。图6IA和B示出了两个示例的FFS TFT IXD配置。图62A-D示出了根据本发明实施例的将公共线连接到公共电极的几种示例方法。图63示出了根据本发明实施例的底部FFS TFT IXD上的示例公共电极。图64示出了根据本发明实施例的底部FFS TFT IXD上的示例公共电极的另一视图。图65示出了根据本发明实施例的顶部FFS TFT IXD上的示例公共电极。图66示出了根据本发明实施例的顶部FFS TFT IXD上的示例公共电极的另一视图。图67示出了示例的基于IPS的、像素区域用于多个功能的触摸感测显示器。图68示出了可以包括本发明的一个或多个示例实施例的示例计算系统。图69A示出了根据本发明实施例的可以包括触摸屏的示例移动电话，该触摸屏包括具有双重功能电容性元件的像素。图69B示出了根据本发明实施例的可以包括触摸屏的示例数字媒体播放器，该触摸屏包括具有双重功能电容性元件的像素。图69C示出了根据本发明实施例的可以包括触摸屏的示例个人计算机，该触摸屏包括具有双重功能电容性元件的像素。
具体实施例方式在对优选实施例的下列描述中，参考了附图，这些附图形成本说明书的一部分，并且其中以说明方式示出了其中可以实现本发明的特定实施例。应当理解，可以使用其它实施例，并且可以做出结构改变而不脱离本发明各实施例的范围。本发明涉及包括具有双重功能的电容性元件的像素的显示器。具体地，这些双重功能电容性元件形成显示系统的在显示器上产生图像的部分，并且还形成触摸感测系统的感测显示器上或附近的触摸事件的部分。所述电容性元件例如可以是LCD显示器的像素内的、被配置为独立操作的电容器，每一个电容器作为显示系统内的像素的像素存储电容器或电极，并且还被配置为作为触摸感测系统的元件集体操作。以这种方式，例如，可以使用更少的部件和/或处理步骤制造具有集成触摸感测能力的显示器，并且显示器自身可以更薄并且更亮。另外，本发明涉及上面讨论的双重功能显示器，这些显示器进一步以显示器孔径的附加改进为特征(并且因此亮度和观看角度的改进)。通过确保与触摸感测有关的公共线被以如果在该位置不存在触摸感测元件则不会显著降低显示器孔径比的方式而被定位， 可以实现所述附加改进。例如，与触摸感测有关的公共线可被定位以使得它们与各不透明的关于显示器的元件相重叠。虽然相对于特定类型的显示器和基于电容的触摸感测的特定方案描述了本发明， 但是本发明不限于此。本领域的技术人员将会认识到，可以结合其它类型的显示器和触摸感测方案使用本发明的实施例，只要所述显示器包括具有促成电极的电容的像素，并且所述触摸感测方案至少部分地依赖感测电容。图1是根据本发明实施例的包括多个IXD像素的示例IXD显示器100的部分电路图。面板100的像素被配置为能够具有作为IXD像素和触摸传感器元件两者的双重功能。 即，像素包括电容性元件或电极，它们可以作为像素的LCD显示器电路的一部分操作，并且还可以作为触摸感测电路的元件操作。以这种方式，面板100可以作为具有集成的触摸感测能力的IXD显示器操作。图1示出了显示器100的像素101、102、103和104的细节。像素102包括具有栅极155a、源极155b和漏极155c的薄膜晶体管(TFT) 155。像素102还包括具有上电极157a和下电极167b的存储电容器Cst 157，具有像素电极159a 和公共电极159b的液晶电容器Clc 159以及滤色器电压源Vcf 161。如果像素是面内转换(IPS)像素，Vcf例如可以是与Cst 157并联的连接到公共电压线的弥散电场电极。如果像素不利用IPS，Vcf 151例如可以是滤色器玻璃上的ITO层。像素102还包括用于绿 (G)颜色数据的数据线(⑶ata线117)的部分117a和用于栅极线113的部分11北。栅极 155a连接到栅极线部分113b，并且源极155b连接到Gdata线部分117a。Cst 157的上电极157a连接到TFT 155的漏极155c，并且Cst 157的下电极157b连接到在χ方向上延伸的公共电压线xVcom 121的部分121b。Clc 159的像素电极159a连接到TFT 155的漏极 155c，并且Clc 159的公共电极159b连接到Vcf 151。像素103的电路图与像素102相同。然而，穿过像素103延伸的颜色数据线119 传送蓝(B)颜色数据。像素102和103例如可以是常规IXD像素。类似于像素102和103，像素101包括具有栅极105a、源极105b和漏极105c的薄膜晶体管(TFT) 105。像素101还包括具有上电极107a和下电极107b的存储电容器Cst 107，具有像素电极109a和公共电极109b的液晶电容器Clc 109、以及滤色器电压源Vcf 111。像素101还包括用于红(R)颜色数据的数据线(Rdata线115)的部分11 和用于栅极线113的部分113a。栅极10 连接到栅极线部分113a，并且源极10 连接到Rdata 线部分115a。Cst 107的上电极107a连接到TFT 105的漏极105c，并且Cst 107的下电极107b连接到xVcom 121的部分121a。Clc 109的像素电极109a连接到TFT 105的漏极
9105c，并且Clc 109的公共电极109b连接到Vcf 111。不同于像素102和103，像素101还包括在y方向上延伸的公共电压线yVcom 123 的部分123a。另外，像素101包括将部分121a连接到部分123a的连接127。因此，连接 127 连接 xVcom 121 和 yVcoml23。像素104类似于像素101，不同之处在于yVcom 125的部分12 具有中断(开口 ) 131，xVcom 121 的部分 121b 具有中断 133。如图1中所示，像素101、102和103的存储电容器的下电极由xVcom 121连接到一起。这是许多LCD面板内的常规连接类型，并且当被与常规栅极线、数据线和晶体管结合使用时，允许对像素寻址。如下面更详细描述的，垂直公共电压线的添加连同到水平公共电压线的连接允许在χ方向和y方向两者上对像素进行分组。例如，yVcoml23和到xVcom 121的连接127可以允许像素101、102和103的存储电容器被连接到像素101、102、103之上和之下的像素的存储电容器(之上和之下的像素未被示出)。例如，紧挨着像素101、102 和103之上的像素可以分别具有与像素101、102和103相同的配置。在这种情况下，紧挨着像素101、102和103之上的像素的存储电容器被连接到像素101、102和103的存储电容
ο—般地，IXD面板可被配置为使得面板内的所有像素的存储电容器被例如通过具有到水平公共电压线的连接的至少一条垂直公共电压线连接在一起。另一种LCD面板可被配置为使得不同组的像素被连接在一起，以便形成连接在一起的存储电容器的多个分离区域。创建分离区域的一种方式是在水平和/或垂直公共线内形成中断(开口)。例如， 面板100的yVcom 125具有中断131，其可以允许该中断之上的像素与该中断之下的像素隔离开。类似地，xVcom 121具有中断133，其允许该中断右边的像素与该中断左边的像素隔尚开。图2A和2B示出了根据本发明实施例的由垂直和水平公共电压线中的中断形成的示例区域。图2A示出了 TFT玻璃区域布局。图2A示出了区域201、区域205和区域207。 由在垂直方向(y方向)和水平方向(χ方向)上通过公共电压线链接多个像素(未详细示出)的存储电容器，形成区域201、205和207中的每一个。例如，图2A的放大部分示出了像素块203a-e。一个像素块包括一个或多个像素，其中至少一个像素包括垂直公共线yVcom。 例如，图1示出了包括像素101-103的像素块，其中像素101包括yVcom 123。如图2A所示，像素块203a在水平方向通过水平公共线xVcom 206连接到像素块20 。类似地，像素块203a在垂直方向通过垂直公共线yVcom 204连接到像素块203c。xVcom 206内的中断防止块203a被连接到块203d，并且yVcom 204内的中断防止块203a被连接到块20;3e。区域 201和207形成电容性元件，当被连接到适合的触摸电路(诸如触摸ASIC 215的触摸电路 213)时，该电容性元件可以提供触摸感测信息。所述连接通过将这些区域连接至开关电路 217建立，这被在下面更详细地描述。(注意，对于IPS类型的显示器，不需要导电点。在该情况下，可以简单地以通往触摸ASIC的金属迹线延伸xVcom和yVcom区域，其中触摸ASIC 被以类似于LCD驱动芯片的方式(通过各向异性导电粘合剂)粘合在玻璃上。然而，对于非IPS类型的显示器，可能需要导电点，以便使得滤色器板上的VCOM区域达到与TFT板上的相应区域相接触。)类似地，区域201和区域205形成当被连接到触摸电路213时可以提供触摸信息的电容性元件。因此，区域201用作区域205和207的公共电极，它们被称为例如感测电极。前面描述了触摸感测的互电容模式。也可以独立地使用每个区域，以便测量自电容。本发明的某些实施例涉及弥散电场开关TFT液晶显示器(FFS TFT IXD)，其可被认为是面内转换(IPQ显示器的具体类型。在Leedeung Hee等人，“Ultra-FFS TFT-LCD with Super Image Quality, Fast Response Time, and Strong Pressure-Resistant Characteristics, "Journal of the Society for Information displays October 2, 2002中描述了 FFS TFT IXD的例子。弥散电场开关显示器提供一种公共电极，该公共电极是为每个像素的存储电容器形成一个板但又被若干像素公用的电极。在某些显示器中，该公共电极可以是整个显示器公用的；在其他显示器中，可以为像素行等使用多个公共电极。在本发明的FFS TFT IXD实施例中，公共电极可被沿着触摸区域切割或成形。因此，例如，触摸区域201、205和207可以包括被以空间隔或被以隔离物与其相邻公共电极分开的不同的公共电极。因此，每个公共电极可以是单独的触摸区域。由于公共电极是导电的，对于FFS TFT IXD实施例在技术上不需要VCOM线。然而，如同FFS TFT IXD通常需要的，可由透明导电材料(诸如ΙΤ0)制成公共电极。透明导体通常具有相对高的电阻。这可以减小触摸区域201、205和207的灵敏度，尤其是在高频时。因此，某些实施例规定即使使用FFS TFT显示器，也可以使用不透明的低电阻公共线，以便减小触摸区域的有效电阻。然而，在这些情况下，公共线的密度能够按照需要改变，并且不需要通过每个像素。如上所述，可以使用公共电压线(诸如图1的xVcom和yVcom)之间的通孔，并且使用公共电压线内的选择性中断，来形成像素的区域连接在一起的存储电容器。因此，图 2A示出了可以使用通孔或其它连接和选择性中断来创建可以跨越许多像素的电容性区域的一种方式。当然，根据本公开，本领域的技术人员容易理解可以创建其它形状和配置的区域。图2B示出了 CF玻璃图案化ITO区域布局，取决于像素使用的IXD技术的类型，其可以是需要的或可以是不需要的。例如，在LCD像素利用面内转换(IPS)的情况下，不需要这种CF ITO区域。然而，图2B涉及其中给上下电极之间的液晶施加电压的非IPS IXD显示器。图2B示出了上部区域221、223和225，它们分别对应于图2A的下部(在非IPS显示器中)区域201、205和207。图2B示出了接触区域251、255和257的导电点250。导电点 250连接对应的上部和下部区域，从而当上部区域内的像素的上电极被驱动时，下部区域内的像素的对应下电极也被驱动。结果，即使在例如以调制信号驱动像素时，上电极和下电极之间的相对电压保持恒定。因此，施加到液晶的电压可以例如在触摸阶段保持恒定。具体地，该恒定的相对电压可以是用于LCD像素操作的像素电压。因此，像素可以在触摸输入正被检测的同时继续操作(即，显示图像)。参考图3-5B描述根据本发明的实施例的触摸感测操作。出于清楚起见，以单个驱动像素和单个感测像素描述操作。然而，应当理解，如上所述，驱动像素被连接到驱动区域内的其它驱动像素，并且感测像素被连接到感测区域内的其它感测像素。因此，在实际操作中，整个驱动区域被驱动，并且整个感测区域能够对触摸感测产生贡献。图3示出了驱动区域的像素301和示例感测区域的像素303的部分电路图。像素 301和303包括TFT 307和309、栅极线311和312、数据线313和314,xVcom线315和316、弥散电场电极319和321以及存储电容器323和325。存储电容器323和325中的每一个具有大约300fF(千万亿分之一法拉)的电容。像素303的弥散电场电极321的下电极可以通过xVcom 316连接到感测电路内的电荷放大器326。电荷放大器3 将该线路保持在虚拟地，使得从弥散电场电极321注入的任何电荷表现为放大器的电压输出。虽然放大器的反馈元件以电容器示出，但它还可以具有电阻器或电阻器和电容器的组合的功能。该反馈还例如可以是电阻器和电容器反馈，以便最小化触摸感测电路的管芯大小。图3还示出了与覆盖玻璃(未示出)创建近似3fF的杂散电容的手指327，并且示出了像素内的其它杂散电容，这些杂散电容各自近似为3fF。图4A示出了在IXD阶段期间和在触摸阶段期间，通过xVCom315施加到驱动区域的像素的示例信号，所述像素包括像素301。在IXD阶段期间，以2. 5V+/-2. 5V的方波信号驱动xVcom 315，以便执行IXD翻转。IXD阶段的持续时间为12ms。在触摸阶段中，以15 到20个连续激励阶段驱动xVcom 315，每个激励阶段持续200微秒。在这个情况下的激励信号是2. 5V+/-2V正弦信号，它们中的每一个具有相同频率以及0度或180度的相对相位 (相应于图4A中的“ + ”和“-”)。触摸阶段的持续时间为％is。图5A示出了在触摸阶段期间，存储电容器323的操作的细节。具体地，由于存储电容器323的电容远大于其它电容(即，图3所示的杂散电容)，因此施加在存储电容器的下电极上的2. 5V+/-2V正弦激励信号的几乎全部AC分量(近似90% )被传递到上电极。 因此，为IXD操作被充电到4. 5V DC的上电极观察到4. 5V+/-1. 9V的正弦信号。这些信号被传送到弥散电场电极319的相应左和右梳结构。以这种方式，弥散电场电极319的两个梳结构可被以具有近似+/-2V幅值的AC分量的信号调制(一个梳结构上为+/-2V，另一个上为+/-1. 9V)。因此，弥散电场电极319，与被类似驱动的驱动区域内的像素的其它弥散电场电极一起，可以作为用于电容性感测的驱动线操作。重要的是要注意，在弥散电场电极319被配置为作为用于触摸感测系统的驱动元件操作的同时，弥散电场电极继续作为LCD显示系统的一部分进行操作。如图5A所示，虽然弥散电场电极的多个梳结构的电压中各自被调制为近似+/-2V，但是梳结构之间的相对电压保持近似恒定在2V+/-0. IV。这个相对电压是像素的液晶对于LCD操作见到的电压。 该相对电压在触摸阶段期间的0. IV AV变化对LCD显示器具有可接受的微弱影响，特别是由于该AC变化通常具有比液晶的响应时间更高的频率。例如，激励信号频率，并且因此AC 变化的频率通常大于IOOkHz。然而，液晶的响应时间通常小于100Hz。因此，弥散电场电极作为触摸系统内的驱动元件的功能不会干扰弥散电场电极的LCD功能。现在参考图3、4B和5B，描述感测区域的示例操作。图4B示出了在上述的IXD和触摸阶段期间，通过xVcom 316施加到感测区域的像素的信号，所述像素包括像素303。如同驱动区域，以2. 5V+/-2. 5V的方波信号驱动xVcom 316，以便在IXD阶段期间执行IXD翻转。在触摸阶段期间，xVcom 316连接到放大器326，xVcom 316将电压保持在或接近2. 5V 虚拟地。由此，弥散电场电极321也被保持在2. 5V。如图3所示，弥散电场从弥散电场电极 319传播到弥散电场电极321。如上所述，弥散电场被驱动区域以近似+/-2V调制。当这些场被弥散电场电极321的上电极接收时，由于像素303与像素301具有相同或类似的杂散电容和存储电容，因此大部分信号传送到下电极。由于xVcom 316连接到电荷放大器326 并且被保持在虚拟地，任何注入的电荷表现为电荷放大器的输出电压。这种输出电压为触摸感测系统提供触摸感测信息。例如，当手指327靠近弥散电场时，它捕捉到某些电场并且将其接地，这产生电场扰动。这种扰动可由触摸系统作为电荷放大器326的输出电压的扰动而被检测到。图5B示出像素302处的碰撞到还被连接到TFT 325漏极的半电容部分电极上的接收到的弥散电场的近似90%被传送到电荷放大器326。碰撞到直接连接到xVCOM 316的半电容部分电极上的电荷的100%被传送到电荷放大器326。碰撞到每个电极上的电荷的比取决于IXD设计。对于非IPS，由于图案化的CF板最接近手指，因此近似100%受手指影响的电荷碰撞到VCOM电极。对于IPS类型的显示器，由于电极的每个部分具有面对手指的近似相等的面积(或1/4相对于3/4)，该比例接近一半对一半。对于某些子类型的 IPS显示器，弥散电极不是共面的，并且大部分面向上的面积专用于VCOM电极。出于清楚起见使用单个像素描述了图3、4A_B和5A-B的示例驱动和感测操作。现在参考图6A-C、7、8A-C、9A-C和10描述根据本发明实施例的驱动区域和感测区域的某些示例布局和操作。图6A示出了根据本发明实施例的具有带有双重功能电容性元件的像素区域的示例触摸屏600的部分视图，所述双重功能电容性元件作为LCD元件和触摸传感器操作。在图6A的例子中，示出了具有8个列(被标记为a到h)和6个行(被标记为1到6)的触摸屏600，虽然应当理解，可以采用任意数目的列和行。可由列形状区域形成列a到h，虽然在图6A的例子中，每个列的一侧包括被设计为创建每个列内的分离部的交错边和凹口。以这些区域内的多个不同区块或垫形成行1到6中的每一行，每个区块通过延伸到触摸屏600 的边界区域的一个或多个yVcom线连接到边界区域，使得特定行内的所有区块能够被通过在该边界区域内延伸的金属迹线(未在图6A中示出)连接在一起。这些金属迹线可以被布线到触摸屏600 —侧上的一个小区域，并且被连接到柔性电路602。如图6A中的例子所示，例如，在一种大体为金字塔形的配置中，可以通过xVcom线和xVcom线内的中断的选择性放置形成用于形成行的区块。在图6A中，例如，以倒金字塔配置布置列a和b之间的行 1-3的区块，而以正金字塔配置布置列a和b之间的行4-6的区块。图6B示出了根据本发明实施例的包括在触摸屏的边界区域内延伸的金属迹线 604和606的示例触摸屏600的部分视图。注意，为了清楚起见放大了图6B中的边界区域。 每个列a-h可以包括允许列经由通孔(未在图6B中示出)连接到金属迹线的(多个)延伸yVcom线608。每个列的一侧包括被设计为创建每个列内的分离部的交错边614和凹口 616。每行区块1-6可以包括允许区块经由通孔(未在图6B中示出)连接到金属迹线的 (多个)延伸yVcom线610。yVcom线610可以允许特定行内的每个区块彼此自我连接。由于所有金属迹线604和606被形成在相同层上，因此它们可被全部布线到相同的柔性电路 602。如果触摸屏600作为互电容触摸屏操作，可以用一个或多个激励信号驱动列a-h 或行1-6，并且可以在相邻列区域和行区块之间形成弥散电场线。在图6B中，应当理解，虽然出于说明目的仅仅示出了列a和行区块l(a-l)之间的电场线612，但是取决于正在激励哪些列或行，可以在其它相邻列和行区块(例如，a-2、b-4、g-5等)之间形成电场线。因此， 应当理解，每个列-行区块对(例如，a-l、a-2、b-4、g-5等)可以代表一个两区触摸像素或传感器，在该处电荷可从驱动区域耦合到感测区域。当手指触及这些触摸像素之一时，在触摸屏覆盖物之外延伸的某些弥散电场线被手指阻断，减少耦合到感测区域上的电荷量。可以作为确定触摸结果“图像”的一部分，检测耦合电荷量的这种减少。应当注意，在图6B所示的互电容触摸屏设计中，因为不需要单独的参考地，所以不需要基板背面或单独基板上
的第二层。触摸屏600还可以作为自电容触摸屏操作。在这种实施例中，可以在基板背面上、 在与区块和列相同的面上但是与区块和列以电介质隔开的、或在单独基板上形成参考接地板。在自电容触摸屏中，每个触摸像素或传感器具有相对于参考地的自电容，该自电容由于手指的出现可以改变。在自电容实施例中，可以独立感测列a-h的自电容，并且还可以独立感测行1-6的自电容。图6C示出了根据本发明实施例的列和行区块到触摸屏边界区域内的金属迹线的示例连接。图6C表示图6B所示的“细节A”，并且示出了通过yVcom线608和610连接到金属迹线618的列“a”和行区块4-6。由于yVcom线608和610被以电介质材料与金属迹线618分隔开，所以在电介质材料内形成的通孔620允许yVcom线连接到金属迹线。可以在与yVcom线相同的层内形成金属迹线618。在该情况下，不存在附加处理步骤，并且触摸迹线可被布线在相同Ml和M2层内，这些层在LCD中是惯用的，有时也被称为“栅极金属”和 “源极/漏极金属”。另外，电介质绝缘层可被称为“内层电介质”或“ILD”。如图6C所示，由于应当为包含连接行区块4和5的yVcom线610的触摸像素形成间隔，列边沿614和行区块4-6可以在χ维度交错。(应当理解，图6C的例子内的行区块4 实际上是粘在一起的两个区块。)为了获得最佳触摸灵敏度，可能希望平衡触摸像素a-6、 a-5和a-4的区域面积。然而，如果列“a”保持是线性的，行区块6可能比行区块5或6纤细，并且可能产生触摸像素a-6的各区域之间的不平衡。图7示出了根据本发明实施例的示例的列和相邻行区块的俯视图。一般可能希望使得触摸像素a-4、a-5和a_6的互电容特性相对恒定，以产生保持在触摸感测电路的范围内的相对一致的ζ方向触摸灵敏度。因此，列面积 、a5和％应当大致与行区块面积4、5 和6相同。为了实现这个目的，与列部分a6和行区块6相比，列部分 和 以及行区块4 和5可以在y方向上缩短，从而列段 的面积与列段 和％的面积匹配。换言之，触摸像素 _4比触摸像素 _6更宽但更短，触摸像素 _6更窄但更高。由于触摸像素或传感器可以在χ方向略微倾斜或未对准，因此触摸像素a-6上的最大触摸事件的Χ坐标(例如，直接放置在触摸像素a-6上手指)可以例如与触摸像素a-4 上的最大触摸事件的χ坐标略微不同。因此，在本发明的实施例中，可以在软件算法中去除这种未对准偏差，以便重映射触摸像素和去除失真。虽然典型的触摸面板网格尺寸可以具有布置在5. Omm中心点上的触摸像素，但是可能希望具有大约6. Omm中心点的更分散的网格，以便减少触摸屏内的电连接的总数。然而，分散的传感器图案可能产生错误的触摸读数。图8A是手指触摸的χ坐标相对于互电容的标绘图，所述互电容是在针对单行内的具有宽间隔的两个相邻触摸像素a-5和b-5的触摸像素处观察到的。在图8A中，标绘图 800表示当手指触摸从左向右连续移动时在触摸像素a-5处观察到的互电容，而标绘图802 则表示当手指触摸从左向右连续移动时在触摸像素b-5处观察到的互电容。如期望的，当手指触摸在触摸像素a-5正上方穿过时，在触摸像素a-5处观察到互电容804的下降，而当手指触摸在触摸像素b-5正上方穿过时，在触摸像素b-5处观察到互电容806的类似下降。如果线808表示检测触摸事件的阈值，图8A示出了即使手指从未从触摸屏的表面抬起，仍可能在810处错误地表现出手指短暂地抬离表面，这个位置810可以表示两个分散的触摸像素之间大约半程的点。图8B是根据本发明实施例的其中提供了空间插值的手指触摸的χ坐标相对于互电容的标绘图，其中所述互电容是在针对单个行内的具有宽间隔的两个相邻触摸像素的触摸像素处观察到的。如期望的，当手指触摸在触摸像素a_5正上方穿过时，在触摸像素a_5 处观察到互电容804的下降，并且当手指触摸在触摸像素b-5正上方穿过时，在触摸像素 b-5处观察到互电容806的类似下降。然而，注意到与图8A相比，互电容值的上升和下降更渐进地发生。如果直线808表示检测触摸事件的阈值，图8B示出当手指从左到右移过触摸像素a-5和b-5时，在触摸像素a_5或b_5处总是检测到触摸事件。换言之，这种触摸事件的“模糊化”有助于防止假的无触摸读数的出现。在本发明的一个实施例中，可以增加触摸屏的覆盖玻璃的厚度，以便创建图8B所示的部分或全部的空间模糊或滤波。图8C示出了根据本发明实施例的可用于较大触摸像素间隔的示例的列和相邻行区块图案的俯视图。图8C示出了一个示例实施例，其中在χ方向上伸长的触摸像素内采用锯齿区域边缘812。锯齿区域边缘可以允许弥散电场线814出现在χ方向的更大面积上，从而相同触摸像素能够在χ方向的更大距离上检测到触摸事件。应当理解，图8C的锯齿配置仅是例子，并且还可以使用这种蜿蜒边缘等的其它配置。这些配置可以进一步柔化触摸图案，并且创建图8B所示的相邻触摸像素之间的附加空间滤波和插值。图9A示出了根据本发明实施例的包括被形成为多边形区域(砖块)902的列906 和行的感测(或驱动)区域(CO-α)的示例触摸屏900，其中每行砖块形成单独的感测(或驱动)区域(R0-R7)。在图9A的例子中，连接yVcom线904仅沿着砖块的一侧布线(所谓的“单出口 ”配置)。虽然示出了具有6列和8行的触摸屏900，但应当理解，可以采用任意数目的列和行。为了将特定行内的砖块902连接在一起，在单出口配置中，连接yVcom线904可以沿着砖块的一侧从砖块布线到特定总线910。可以在连接yVcom线904和相邻列906之间形成接地隔离区域908，以便减小连接yVcom线和列之间的电容耦合。用于每个总线910和用于列906的连接可被通过柔性电路912引出触摸屏900。图9B示出了根据本发明实施例的图9A中示例触摸屏900的一部分的近视图，图中示出了砖块902在单出口配置中可被如何使用连接yVcom线904布线到总线910。在图9B 中，连接越长，可以使用比较短连接yVcom线(例如，迹线R2)更多的连接yVcom线904(例如，迹线R7)，以便均衡迹线的整体电阻率，并且最小化驱动电路所见的整体电容性负载。图9C示出了根据本发明实施例的图9A中示例触摸屏的一部分，其包括与列CO和 Cl相关联的砖块902和将这些砖块连接到总线910的连接yVcom线904 (以细线象征性示出)。在仅出于说明目的以象征方式而不是按比例绘制的图9B的例子中，总线BO连接到砖块R0C0 (与列CO相邻的距离BO最近的砖块)和ROCl (与列Cl相邻的距离BO最近的砖块)。总线Bl连接到砖块RlCO (与列CO相邻的距离BO次近的砖块)和RlCl (与列Cl相邻的距离BO次近的砖块)。为其它总线重复该图案，使得总线B7连接到砖块R7C0 (与列 CO相邻的距离BO最远的砖块)和R7C1 (与列Cl相邻的距离BO最远的砖块)。
图10示出了根据本发明实施例的示例的Z字形双插值触摸屏1000的一部分，其还可以减小连接yVcom线和感测区域之间的杂散电容。在图10的例子中，表示驱动(或感测)区域的多边形区域1002—般具有五边形形状和交错的取向，靠近面板端部的某些多边形区域是剪切的五边形。感测(或驱动)区域1004是Z字形，感测(或驱动)区域和五边形1002之间具有接地保护1006。所有连接yVcom线1008都被布线在五边形1002之间的通道1010内。在互电容实施例中，每个触摸像素或传感器的特征在于在五边形和相邻感测(或驱动)区域1004之间形成的电场线1016。由于连接yVcom线1008不在任何感测 (或驱动)区域1004旁边延伸，而是在五边形1002之间延伸，因此连接yVcom线1008和感测(或驱动)区域1004之间的杂散电容被最小化，并且空间互耦也被最小化。此前，连接 yVcom线1008和感测(或驱动)区域1004之间的距离仅是接地保护1006的宽度，但是在图10的实施例中，该距离是接地保护的宽度加上五边形1002的宽度(五边形1002的宽度沿着其长度改变)。如图10的例子所示，触摸屏端部处的行R14的五边形可被截短。因此，针对R14 的触摸1012的计算质心可能在y方向上从其真实位置偏移。另外，对任意两个相邻行的触摸的计算质心在χ方向上以一个偏移距离交错开。然而，可以在软件算法中去除这种未对准偏差，以便重映射触摸像素并且去除失真。虽然此处主要以互电容触摸屏描述了本发明前面的实施例，但是应当理解本发明的实施例还可适用于上面讨论的自电容触摸屏。在某些实施例中，触摸屏可以时分复用的方式使用互电容和自电容测量，以便收集附加信息，并且每种测量类型可以补偿另一种的 M ^。现在参考图11-46描述根据本发明实施例的包括具有双重功能电容性元件的像素的示例显示器和制造该显示器的处理。图Il-M涉及使用无定形硅(a-si)的示例电控双折射(ECB)IXD显示器。图25-34涉及使用低温多晶硅(LTPQ的示例IPS IXD显示器。图 35-43涉及使用LTPS的另一种示例IPS LCD显示器。图44-55涉及使用LTPS的示例ECB LCD显不器。现在参考图11-18描述根据本发明实施例的制造ECB IXD显示器的示例处理。附图示出了在ECB IXD显示器的制造过程中，两个像素(像素1101和像素110 的各种处理阶段。所得的像素1101和1102分别形成等同于图1的像素101和102的电子电路。图11示出了像素1101和1102的第一金属层(Ml)的图案化。如图11所示，像素 1102的Ml层包括栅极1155a、栅极线1113的一部分1113b、存储电容器的下电极1157b (除了下电极1157b之外未示出)和xVcom 1121的一部分1121b。像素1101包括栅极1105a、 存储电容器的下电极1107b (除了下电极1107b之外未示出)、栅极线1113的一部分1113a 和xVcom 1121的一部分1121a。像素1101还包括yVcom 1123的一部分1123a(以虚线示出)，其包括附加部分1140。部分1123a具有连接点1141和连接点1143。如图11所示，栅极线1113和xVcom 1121在χ方向上延伸经过像素1101和1102两者。栅极线1113连接到栅极110 和1155a，并且xVcom 1121连接到下电极1107b和1157b。yVcom 1123的部分1123a连接到像素1101内的xVcom 1121。图12示出了制造像素1101和1102的处理中的后续图案化步骤，其中形成无定形硅(a-Si)的岛图案。如图12所示，两像素的岛图案是类似的，不同之处在于像素1102的半导体部分1201和1203与像素1101的半导体部分1205和1207稍有区别。例如，部分 1205略小于部分1201。该情况部分由于允许xVcom 1121通过yVcom 1123在垂直方向(y 方向)上与其它xVcom线连接，如下面更详细描述的。图13示出了在像素1101内形成的连接1301和1302。像素1102不包括这些连接。下面参考图14更详细地描述连接1301和1302的操作。图14示出了像素1101和1102的第二金属层(M2)的图案化。如图14所示，像素1102的M2层形成绿色数据线Gdata 1417的一部分1417a (图14中以虚线示出)、源极 1455b、漏极1455c和上电极1457a。类似于像素1102，像素1101的M2层形成红色数据线 Rdatal415的一部分1415a(图14中以虚线示出)、源极1405b、漏极1405c和上电极1407a。 像素1101的M2层还形成yVcom 1123的部分1423a和1423b (图14中以虚线示出)。上电极1407a小于上电极1457a，这允许在像素1101的M2层内形成部分1423a。部分1423a具有连接点1441，并且部分142 具有连接点1443。图11、13和14 一起示出了像素1101包括允许xVcom 1121在垂直方向(y方向) 上与其它xVcom线连接的垂直公共线(yVcoml415)。具体地，各图示出了部分1423a通过连接1301分别在连接点1441和1141连接到部分1123a。部分1123a通过连接1302分别在连接点1143和1443连接到1423b。因此，各图示出了通过像素1101的多个结构的连接，在该像素内形成yVcom 1123的连续部分。如图11所示，yVcom部分1123a连接到xVcom部分1121a。从而在各图中示出的像素1101的结构允许多个xVcom线在垂直方向的连接。图15分别示出了像素1101和1102的平面化(PLN)触点层1501和1503。图16 分别示出了像素1101和1102的反射器(REF)层1601和1603。图17分别示出了像素1101 和1102的钝化(PASS)触点1701和1703。图18分别示出了形成像素1101和1102的像素电极1801和1803的半透明导电材料，诸如IPO层。图19示出了完成的像素1101和1102的平面图。图20A-B示出了像素1101的沿着各图所示的俯视图中所示的路径得到的侧视图。图20C-D示出了沿着图19所示直线的像素1101和1102的侧视图。图20A示出了像素1101的侧视图。图20A所示的Ml层部分包括栅极线部分1113b、 栅极1155a、下电极1157b和xVcom部分1121b。图20A所示的多晶硅层包括多晶硅1205 和多晶硅1201。图20A所示的M2层包括源极1455b、漏极1465c和上电极1457a。图20A 还示出平面化层1503、反射器层1603、钝化触点1703和透明导体层1103。图20B示出了像素1101的另一个侧视图。出于清楚起见，该图中未示出平面化触点、反射器、钝化触点和透明导体层。图20B所示的Ml层包括栅极线部分1113a、栅极 1105a、下电极1107b和xVcom部分1121a。图20B还示出了相邻像素2001，其具有与像素 1101相同的结构。图20B所示的多晶硅层包括多晶硅部分1211和多晶硅部分1207。图 20B所示的M2层包括源极1405b、漏极1405c和上电极1407a。图20C示出了像素1102的沿着图19所示的直线取得的侧视图。图20C所示的Ml 层包括栅极线部分1113b、栅极115 和xVcom部分1121b。图20C还示出了沉积在Ml顶上的栅极绝缘体2003。图20C还示出了多晶硅部分1203和附加的多晶硅部分。图20D示出了像素1101的沿着图19所示的直线取得的侧视图。图20D所示的Ml 层包括栅极线部分1113a、栅极110 和yVcom部分1123a，其中yVcom部分1123a包括与xVcom部分1121a的交点。连接1301和1302分别接触yVcom部分1123a的连接点1141和 1143。图20D还示出了栅极绝缘体层2005和多晶硅部分1209。图20D所示的M2层包括 yVcom部分1423a和yVcom部分1423b，其中yVcom部分1423a在连接点1441处与连接1301 连接，yVcom部分142 在连接点1443处与连接1302连接。垂直公共线yVcom 1123(在图 20D中以虚线示出)以yVcom部分1423a、连接1301、yVcom部分1123a、连接1302和yVcom 部分142 延伸通过像素1181。图20D还示出了包括与像素1101相同结构的相邻像素的一部分。具体地，相邻像素包括通过连接与xVcom部分相连接的yVcom部分。因此，图20D 示出xVcom部分1121a可以用yVcom线连接到相邻像素的xVcom部分。图21和22示出了像素1101和1102的存储电容的比较分析。像素1102的总存储电容(Cstore)是Cstore = CM1/M2+CM1/IT0 (1)其中CM1/M2是重叠Ml和M2层的电容，诸如像素1102的上电极1457a和下电极 1157b，并且Cmi7ito是第一金属层和透明导体层的重叠面积之间的电容。例如，图21示出了导致电容Cmvito的第一和第二金属层的重叠面积。如图21所示，像素1102的Cwm2导致第一和第二金属层的近似360平方微米的重叠。现在参考图22， 像素1102的突出显示部分示出了导致Cmvito的第一金属层和透明导体层的重叠区域。如图 22所示，总重叠近似是360平方微米。相反，像素1101的总电容是Cstore = CM1/M2+CM1/IT0+CM2/IT0 (2)其中CM1/M2和Cmvitq的定义如上，并且Cm2ato是由第二金属层和透明导体层的重叠导致的电容。像素1101的存储电容等式中的附加项CM2/ITO导致像素1101内的第二金属层的与透明导体层重叠的附加面积。图21和22示出了像素1101内的导致等式2各项的重叠金属的面积。图21示出像素1101内的近似等于503平方微米的第一和第二金属层的重叠区域。图22示出像素1101内的近似等于360平方微米的第一金属层和透明导体层的重叠区域。图22还示出近似等于81平方微米的第二金属层和透明导体层的重叠区域。因此，从图21和22可以显见，虽然像素1101的第一和第二金属层的重叠面积比像素1102的相应面积少，像素1101具有像素1102不具有的额外面积重叠。具体地，像素1101内的第二金属层和透明导体层的重叠贡献了附加的81平方微米，这又给像素1101的存储电容贡献了附加的电容量。图23示出了像素1101和1102的孔径比估计。像素1101具有41. 4%的孔径比。 像素1102具有44. 4%的孔径比。图M示出了根据本发明的实施例的示例修改。作为修改结果，系统内不同像素的孔径比可被制作得更为相似，这可以改善显示器的外观。类似于像素1102，像素MOl和 2405不包括y方向上的连接部分。在另一方面，类似于像素1101，像素M03则包括y方向上的连接部分。图25-；34涉及使用低温多晶硅(LTPQ的示例IPS LCD显示器。现在参考图25-31 描述根据本发明实施例的使用LTPS制造IPS IXD显示器的示例处理。附图示出了在使用LTPS制造IPS IXD显示器的过程中，对两个像素(像素2501和像素250 的处理的各个阶段。所得的像素2501和2502分别形成等同于图1的像素101和102的电子电路。由于图 25-30所示的处理阶段对于像素2501和像素2502是相同的，仅在这些图中的每一个内示出一个像素。然而，应当理解，图25-30所示的处理阶段适用于像素2501和像素2502两者。图25示出像素2501和2502的多晶硅层的图案化。半导体部分2505、2507和2509 形成TFT的有源区域，并且分别作为源极、栅极和漏极。图沈示出了制造像素2501和2502的处理中形成像素2501和2502的第一金属层(Ml)的后续图案化步骤。如图沈所示，像素2501/2502的Ml层包括栅极^K)5a、栅极线 2613的一部分以虚线示出)和xVcom 2621的一部分^21a。部分2621a包括连接点2623。栅极线2613和xVcom 2621延伸通过在χ方向相邻的像素。图27示出了形成在像素2501/2502内的通孔2701、2703和2705，它们分别用于到部分2505、部分2509和连接点沈23的连接。图观示出了像素2501/2502的第二金属层(IC)的图案化。如图观所示，像素的 M2层形成颜色数据线观17的一部分(在图观中以虚线示出)，其例如可以传送红、 绿或蓝颜色数据。部分包括通过通孔2701连接到部分2505的连接观19。M2层还形成通过通孔2703与部分2509的连接观21，并且形成通过通孔2705与连接点沈23的连接 2823。图四示出了在像素2501/2502上形成的第一层透明导电材料，诸如ΙΤ0。第一透明导体层包括像素电极四01。图四还示出了 X方向上相邻像素的像素电极的一部分四05， 以及y方向上相邻像素的像素电极的一部分四07。图四还示出了连接四03，其通过图30 所示的连接点2623和连接3001形成下面描述的公共ITO层和xVcom 2621之间的连接。图31示出了在像素2501和像素2502上形成的第二透明导体层，诸如ΙΤ0。像素 2502上的第二层形成包括连接点3153的公共电极3151，该连接点3153通过连接3001和四03和连接点沈23连接到xVcom沈21。图31还示出了 y方向上相邻像素的公共电极的一部分3155。类似于像素2502，像素2501包括由第二透明导体层形成的公共电极3101。 类似地，公共电极3101包括连接点3103，该连接点3103通过连接3001和四03以及连接点沈23连接到xVCom2621。然而，像素2501还包括公共电极3101和y方向上相邻像素的公共电极3105之间的连接3107。以这种方式，像素的公共电极可被在y方向上连接，以便形成yVcom线3109。由于公共电极3101连接到xVcom 2621，并且xVcom 2621连接到χ方向上其它像素的公共电极，因此可将一像素区域的公共电极连接在一起以形成触摸感测元件。类似于前面的示例实施例，xVcom线和yVcom线内的中断可以创建能够形成作为触摸传感器阵列的链接在一起的公共电极的各分离区域。图32示出了完成的像素2501和2502的平面视图。图33示出了像素2501的沿着该图中所示俯视图所示的直线得到的侧视图。图34示出了像素2501和像素2502的存储电容。图35-43涉及使用LTPS的另一种示例IPS IXD显示器。在当前例子中，在M2层内形成yVcom线(与前述在公共ITO层内形成yVcom线的示例IPS IXD显示器形成对比)。 现在参考图35-41描述根据本发明实施例的使用LTPS制造具有M2层yVcom线的IPSIXD 显示器的示例处理。各图示出了在示例IPS IXD显示器的制造过程中，对两个像素(像素3501和像素3502)的处理的各个阶段。所得的像素3501和3502分别形成等同于图1的像素101和102的电子电路。图35示出了像素3501和3502的多晶硅层的图案化。半导体部分3505、3507和 3509形成像素3501的TFT的有源区域，并且分别作为源极、栅极和漏极。类似地，半导体部分3506、3508和3510分别是像素3502的源极、栅极和漏极。图35还示出像素3501 (在χ 方向上)具有略微大于像素3502的宽度W的宽度W’。图36示出制造像素3501和3502的处理中形成像素3501和3502的第一金属层 (Ml)的后续图案化步骤。如图36所示，像素3501和3502的Ml层包括栅极360 和3606a、 栅极线3613的部分3613a和3613b (以虚线示出)和xVcom 3621的部分3621a和3621b。 部分3621a和362 分别包括连接点3623和36M。栅极线3613和xVcom3621延伸通过在 χ方向上相邻的各像素。图37示出了形成在像素3501内的通孔3701、3703和3705，它们分别用于到部分 ；3505、部分；3509和连接点3623的连接。形成在像素；3502内的通孔3702、3704和3706分别用于到部分3506、部分3510和连接点36M的连接。图38示出了像素3501和3502的第二金属层(M2)的图案化。对于像素3501，M2 层形成颜色数据线3817的一部分3817a(在图38中以虚线示出)，其例如可以传送红、绿或蓝颜色数据。部分3817a包括通过通孔3701连接到部分3505的连接3819。像素3501 还包括yVcom 3830的部分3830a (以虚线示出)，该部分包括通过通孔3705到连接点3623 的连接3823。因此，yVcom 3830连接到xVcom 3621。像素；3501还包括通过通孔3703与部分3509相连接的连接3821。由于yVcom3830连接到xVcom 3621，并且xVcom 3621连接到χ方向上其它像素的公共电极，所以一像素区域的各公共电极可被连接在一起以形成触摸感测元件。类似于前面的示例实施例，xVcom线和yVcom线内的中断可以创建能够形成为触摸传感器阵列的链接在一起的公共电极的不同区域。对于像素3502，M2层形成颜色数据线3818的一部分3818a(在图38中以虚线示出)，其例如可以传送红、绿或蓝颜色数据。部分3818a包括通过通孔3702连接到部分3506 的连接3820。像素3501还包括通过通孔3706到连接点36 的连接3824，以及通过通孔 3704与部分；3510的连接3822。图39示出了在像素3501和3502上形成的第一层透明导电材料，诸如ΙΤ0。第一透明导体层包括像素电极3901和3905。图39还示出了连接3903和3907，它们分别通过连接点3623和36 和图40所示的连接4001和4002形成下面描述的公共ITO层和xVcom 3621之间的连接。图41示出了在像素3501和3502上形成的第二透明导体层，诸如ΙΤ0。像素3502 上的第二层形成公共电极4017，其包括连接点4105，该连接点4105通过连接4002和3907 及连接点36 连接到xVcom 3621。类似于像素3502，像素3501包括由第二透明导体层形成的公共电极4101。类似地，公共电极4101包括连接点4103，该连接点4103通过连接 4001和3903及连接点3623连接到xVcom 3621。图42示出了完成的像素3501和3502的平面视图。图43示出了像素3501的沿着该图中所示俯视图所示的直线得到的侧视图。
图44-55涉及使用LTPS的示例ECB IXD显示器。类似于使用无定形硅(a_Si)的 ECB IXD显示器(图Il-M所示)，使用LTPS制造的ECB IXD显示器的处理包括通孔和附加M2线的构造，以便形成在y方向上连接像素的存储电容器的yVcom线。现在参考图44-50描述根据本发明实施例的制造使用LTPS的ECB IXD显示器的示例处理。图44示出了多晶硅的半导体层。图45示出了第一金属层(Ml)。图46示出了包括4601和4602的连接。图47示出了第二金属层(iC)。连接4601和4602连接Ml和M2 层，以便形成各图中所示的yVcom线。图48-50分别示出了连接层、反射器层和ITO层。图 51示出了完成的像素，其包括允许在y方向上连接的yVcom部分。图52示出了像素5101 的沿着图52所示俯视图所示的直线得到的侧视图。图53示出了像素5101的存储电容的计算。图M示出了像素5101和不包括yVcom线的像素讨03的孔径比估计。图55示出可以移动某些金属，诸如Ml、M2和/或ITO层的各部分，以便帮助均衡像素的孔径比。图56示出了根据本发明实施例的包括接地间隔物区域的示例触摸屏5600的一部分。类似于上述某些实施例，触摸屏5600包括用于驱动的区域(5601和5602)和用于感测的区域(5603和5604)。驱动区域连接到驱动线5611和5612，并且感测区域连接到感测线 5613和5614。触摸屏还包括接地间隔物区域5605，其是如上所述具有链接在一起的存储电容器的、接地的像素区域。接地间隔物区域5605可以帮助电隔离触摸像素区域，并且可以改进触摸屏5600对触摸的检测。接地间隔物区域例如可以在触摸屏各处均勻地间隔。图57是沿着图56中直线A-A的侧视图，其示出了触摸屏5600的部分，包括覆盖物5701、粘合剂5702、偏振器5703、高电阻(R)屏蔽5704、滤色器玻璃5705、驱动区域5601 和5602、感测区域5603和5604、接地间隔物区域5605、TFT玻璃5706和第二偏振器5707。 可以在例如使用IPS IXD像素的触摸屏内使用高电阻屏蔽，诸如高R屏蔽5704。高R屏蔽可以帮助阻挡显示器附近的低频/DC电压扰乱显示器的操作。同时，高R屏蔽可以允许高频信号(诸如，通常用于电容性触摸感测的信号)穿过屏蔽。因此，高R屏蔽可以帮助屏蔽显示器，同时仍然允许显示器感测触摸事件。高R屏蔽可由，例如，非常高电阻的有机材料、 碳纳米管等制成，并且可以具有100M欧姆每平方到IOG欧姆每平方范围内的电阻。图58示出了根据本发明实施例的示例触摸屏5800的一部分的侧视图。触摸屏 5800包括滤色器玻璃5801、像素层5803(包括红(R)、绿(G)和蓝(B)像素，以及诸如图59 所示的黑掩膜的黑掩膜线)。触摸屏5800还包括黑掩膜线之下的金属线5805。金属线5805 例如可以提供像素区域和触摸屏边界内的总线之间的低电阻路径。例如，在常规LCD非IPS 显示器内，通常位于CF玻璃上的公共电极是一片ΙΤ0。因此，这种公共电极的电阻非常低。 例如，常规LCD可以具有ITO公共电极，其具有近似100欧姆每平方的电阻。然而，在上面的某些实施例中，公共电极被“分解”为通过相对薄路径连接到共享公共线的多个区域。各像素区域和该共享公共电极线之间的连接可能具有相对高的电阻，特别是在所述区域距离触摸屏的可能存在共享公共线的边界较远的情况下。金属线5805可以帮助降低所述路径到这类区域的电阻。将金属线5805放置在黑掩膜之下例如可以减少金属线对像素孔径比的影响。图59示出了根据本发明的实施例的示例黑掩膜布局。黑掩膜5901遮蔽yVcom线和颜色数据线。掩膜5901可以帮助减少不同区域之间的潜在IXD伪像。掩膜5902遮蔽颜色数据线。覆盖两条线的掩膜5901比掩膜5902更宽。
如上面实施例中讨论的，至少某些像素包括xVcom和/或yVcom线。这些线通常用于连接各个显示像素的电容器，以形成用于触摸感测的更大触摸区域(例如，参见图2A 的区域207和205以及图2B的区域257和255)。在上面讨论的实施例中，xVcom和yVcom线被放置在与栅极线和数据线相同的层内。更具体地，xVcom线被放置在与栅极线相同的层内(例如，参见见图11的元件1121a和 1121b)，并且yVcom线跨越栅极线层和数据线层的两个层(例如，参见图11的元件1123a 以及图12的元件1423a和1423b)。xVcom和yVcom线可由不透明导体制成(诸如，不透明金属)以便提供较低电阻。 然而，在上面讨论的实施例中，xVcom和yVcom线可能减小显示器的孔径。虽然上面讨论的实施例试图最小化孔径减小，但与标准的无触摸能力的显示器相比，仍然可能需要某些减小，以便容纳xVcom禾口 xVcom线。此处讨论的附加实施例规定可以容纳xVcom和xVcom线而没有任何孔径减小，或者作为替换，具有最少的减小。这可以通过将xVcom和yVcom线放置在与栅极线和数据线不同的层上，并且确保xVcom和yVcom线与相应的栅极线和数据线重叠实现。因此，xVcom 和yVcom线可被定位在相应的栅极线和数据线之上或之下，并且不会引起并非已由栅极线和数据线引起的任何孔径减小。因此，触敏功能的添加，或换言之，xVcom和yVcom线的添加不会引起任何孔径减小。因此，一般地，本发明的实施例的特征可以在于用于触摸感测的公共线，这些公共线被定位在与用于显示功能的各种不透明显示元件不同的层，并且被安排为显示元件与公共线大体重叠。公共线可被附接到相应的存储电极，存储电极是用于各个显示像素的存储电容器的一部分。因此，附接到公共线的存储电极可以起到双重作用——它们可以用于显示和触摸感测功能两者。图60示出了一个这种实施例的例子。图60示出了显示器的三个示例层。第一层 6001包括栅极线6002。第二层6003包括数据线6004。第一和第二层例如可以是Ml和M2 层。第三层6005包括xVcom线6006和yVcom线6007，其中xVcom线6006被定位为与栅极线6002重叠，yVcom线6007被定位为与数据线6004重叠。xVcom和yVcom线可被置于相同层，并且在区域6008内连接。层6001、6003和6005不必相邻，而是可以由电介质或其它层彼此隔开。因此，xVcom和yVcom线不必连接到它们重叠的栅极线和数据线。xVcom和yVcom线不必在栅极和数据线之上。作为替换，它们可以在栅极线和数据线之下，或被定位在栅极线和数据线之间的层。xVcom和yVcom线可被连接到像素存储电容器(或其电极)。这可以通过通孔，通过将这些线定位在相同层并且与存储电容器的电极相邻，或通过将xVcom和yVcom线直接放置在存储电容器的电极之上或之下实现。另外， xVcom和yVcom线可被定位在不同层，并且可以通过通孔彼此连接。因此，通过提供重叠相应栅极线和数据线的xVcom和yVcom线，本发明的实施例可以确保xVcom和yVcom线(或公共线)的添加不会减小显示器的孔径。本发明的某些实施例可以不需要相应xVcom和yVcom线与栅极或数据线之间的精确重叠。例如，xVcom或yVcom线可以比相应的栅极或数据线更窄、更宽或略微移位。另外， 公共线不必仅重叠栅极或数据线，而是可以重叠显示功能所需的任意其它不透明元件(诸如像素晶体管)，以便确保其添加不会引起孔径的显著减小。对于某些实施例，公共线与显示器内的另外的一个或多个不透明元件大体重叠，以确保公共线的添加不会引起孔径的显著减小就足够了。例如，重叠可以是公共线的仅70%直接位于相应其它不透明线或元件之上或之下。应当注意，在本公开中术语“重叠”指不透明元件(诸如栅极线、数据线或另一个元件)“覆盖”公共线的能力。因此，大体重叠可以指代公共线的某一显著百分比部分被以其它不透明元件覆盖(诸如，70% )，并且当整个公共线被覆盖时则发生完全重叠(其包括大体重叠)。如此处定义的，对于术语重叠，公共线被定位在其它一个或多个不透明元件之上还是在它们之下是不重要的。另外，仅有其它元件覆盖公共线的能力被认为是重要的。如果公共线不能覆盖其它元件的大部分，对于确定重叠来说，这不必被认为是相关的。如上所述，本发明的某些实施例涉及FFS TFT显示器。如本领域已知的，可以根据关于它们的公共电极和像素电极的相对放置的两种可能配置提供FFS TFT显示器。这些配置被称为“公共在上”配置和“像素在上”配置，在公共在上”配置中，其中公共电极被放置在像素电极之上，而在“像素在上”配置中，像素电极被放置在公共电极之上。图61A和61B 更详细地示出了这些配置。图61A示出像素电极在上的配置，并且图61B示出公共电极在上的配置。应当注意为了改善清楚性，图61A和61B未示出显示器的其它已知元件，诸如栅极和数据线、晶体管等。在图61A中，公共电极是电极6100。多个像素电极6101-6104可被定位在其上。每个像素电极可以包括两个或多个“指状物”或延伸物。因此，例如指状物6105、6106和6107 可以是像素电极6102的一部分。单个像素电极的指状物可被互连，以便形成单个电极(在图61A的截面图中未示出这种连接)。当像素电极处于与公共电极6100不同的电压时，在像素电极和公共电极之间出现电场。这些电场中的某些在像素电极之上延伸(例如，参见电极6101的电场6108)，并且可以控制像素电极之上的液晶以改变与像素电极相关联的像素的可视状态。可以单独改变每个像素电极的电压，以控制特定像素的颜色(或亮度)，虽然单个公共电极6100可被保持在用于所有像素的单个电压(虽然某些显示器可以为不同行使用多个不同的公共电极)。图61B示出了公共电极在上的配置。在该情况下，像素电极6111、6112、6113和 6114可被沿着显示器底部定位。如图所示，像素电极不必被分隔为指状物。公共电极6110 可被定位在像素电极之上，并且在每个像素电极之上形成指状物组。公共电极的所有指状物可被连接，从而形成单个公共电极6110。像素电极6111上的三个指状物6110可被连接到像素电极6112、6113和6114上的指状物6110。同样，图61B的截面图中未示出这种连接。然而，如上所述，某些实施例的特征可以在于不同线上的不同公共电极。因此，公共电极在上的实施例不是单个实板，而是可被切割为条带，以便允许形成指状物。在FFS TFT实施例中，公共线(即，xVcom和yVcom或一般地VC0M)可被制作为与公共电极相邻，以便确保它们被导电地连接。图62A-D示出了某些示例连接。在图62A中，公共线6201紧挨着在公共电极6200之上。在图62B中，公共线6201 紧挨着在公共电极6200之下。在图62C中，公共线6201在公共电极6200之上，但并非紧挨着在公共电极6200之上。相反，公共电极和公共总线之间可以存在一定空间。这一空间可被另一个层(诸如电介质)占据。替换地，可以使用连接6202将公共电极连接到公共线。 在图62D中，公共线被放置在与公共电极相同的层。
应当注意，图62A-62D所示的配置不是本发明实施例的仅有配置。例如，公共线可被放置在公共电极之下，但并非紧挨着在公共电极之下，并且可以利用连接与公共电极连接。另外，图62A-D示出了实心公共电极，其可以指示公共电极在下的配置。本领域技术人员将会认识到，图62A-D的连接可被容易地应用于公共电极在上配置。图62A-D的连接还可在非FFS实施例中用于将公共线连接到存储电极。出于清楚起见，图62A-62D未示出显示器的所有组件。图63是示出了各个制造阶段中的本发明的FFS TFT IXD实施例的图示。图示 6301-6309表示通过将不同元件放置在基板(例如可以是玻璃基板)上来基板组件的不同阶段。更具体地，阶段6301-6309是在基板上制造显示像素的渐进阶段，其中各种构造被顺序地放置在基板上，并且从而被添加到基板组件。因此，每个阶段可以包括其在前阶段的所有元件。在制造基板组件时形成的元件被认为被形成在基板和基板组件的一部分上，即使它们不是直接形成在基板上，而是被形成在被在基板上形成的其它元件之上。然而，存在是显示器的一部分，但不是在基板上或在该基板上形成的另一个元件上形成的其它层。代替地，这些层被单独生产，并且随后被与基板组合。这些层可以包括滤光器、偏振器、液晶、其它基板等。它们可以不被认为是基板组件的一部分。在阶段6301，多晶硅6319被放置在基板上。阶段6302-6304未示出，但是它们是常规阶段。在阶段6302，放置第一金属层。这例如可以形成栅极线6310。在阶段6303，放置第一电介质/连接层。在阶段6304，放置第二金属层。第二金属层例如可以形成数据线 6311。在阶段6305，放置第二电介质/连接层。此时形成晶体管6317。该晶体管具有连接到数据线6311的源极，连接到栅极线6310的栅极，以及将被连接到像素电极(见下)的漏极6318。在阶段6306，放置公共ITO层。公共ITO层可以形成公共电极6312。在图63中， 公共电极6312被以公共电极在下的配置放置。在阶段6307，可以放置另一金属构造。这被称为公共金属阶段，并且可以涉及放置公共(VCOM)线6321和6322。更具体地，6321可以是xVcom线，而6322可以是yVcom线。 xVcom线6321可被直接放置在栅极线6310上，而yVcom线6322可被直接放置在数据线 6311上，以便确保公共线的放置不会减小单元的孔径。如上所述，在某些实施例中，公共线不必精确地与栅极和数据线对直。例如，公共线可以略厚或从相应栅极或数据线略微偏移， 从而可能导致孔径的略微减小。公共线可被放置在相同层，并且因此可以在其接合点(诸如接合点6323)处导电地连接。另外，公共线6321和6322可被放置在与公共电极6312相同的层，并且可以与公共电极6312共享侧面(例如见图62D)。应当注意，可以通过例如在阶段6305施加的电介质而将公共线与栅极线6310和数据线6311隔离开。在阶段6309，放置像素电极6315。由于这个实施例为像素电极在上类型，像素电极被放置在公共电极之上，并且具有梳状形状 (例如，参见图61A)。如同公共电极，可由ITO形成像素电极。像素电极6315可以借助连接6320连接到晶体管6317的漏极6318。可以看到与没有公共线6321和6322相比，孔径比6316不会显著下降。换言之， 公共线的放置不会与本可用于显示功能的任何面积重叠。相反，公共线与由于其它所需元
24件已经不透明的面积重叠(例如，栅极线6310和数据线6311)。图64示出了图63的IXD的更大部分。图中可以看到多个像素。所述多个像素可通过多个xVcom线6321和yVcom线6322相连接。图64还示出xVcom和yVcom线的中断 6400。这些中断可用于分隔/限定不同的触摸区域(例如，参见图2A和2B和上述相关讨论)。xVcom和yVcom线内的中断可以伴随在下公共电极内的对应中断，用以确保不同的触摸区域不会通过公共电极电连接。于是，每个公共电极可以形成其自己的触摸区域。图65是根据本发明实施例的示例显示器的各个制造阶段的图示。与图63相反， 图65示出了公共电极在上配置。阶段6501-6505分别类似于阶段6301-6305。如同图63 的实施例，在阶段6504形成晶体管6317。该晶体管可以与图63的晶体管6317相同。在阶段6506，首先沉积像素电极6515。该像素电极被连接到晶体管6317的漏极6318。阶段 6507是连接和电介质层。在阶段6508，放置公共电极6512。在这个实施例中，公共电极在像素电极之上。因此，如图所示，公共电极可以是梳状的(例如见图61B)。在阶段6509，放置公共线6321和6322。这些公共线可被放置在与公共电极6512 相同的层，并且可以与公共电极6512共享一侧，以便提供电连接(例如，参见图62D)。类似于图63的实施例，yVcom线6322与数据线6311重叠。然而，在这个例子中，xVcom线6321 不与栅极线6310重叠。这不是必需的——在其它公共电极在上配置中，xVcom线6321可以与栅极线6310重叠。然而，在这个实施例中，xVcom线6321被相对于栅极线6310稍微向前定位。然而，xVcom线不会显著(或根本不会)减小设备的孔径，这是由于其被直接放置在设备的其它不透明构造(诸如晶体管6317的漏极6318和多晶硅6319)之上。同样， xVcom和yVcom线可被定位在相同层上，并且可以在其交点处导电连接。其它实施例的特征可以在于不同于图63和图65所示的配置。例如，公共线6321 和6322可被定位在栅极线和数据线之下。图66示出了图65的LCD的更大部分。类似于图64，图66示出了 xVcom和yVcom 线6321和6322内的可用于形成不同触摸区域的各个中断(例如，参见图2A和2B及其相关讨论)。同样，xVcom和yVcom线的中断可以伴随公共电极内的对应中断，用以确保相邻触摸区域之间的隔离。图61-66的实施例涉及FFS TFT IXD。然而，此处讨论的教导可用于其它类型的 IXD。因此，其它类型IXD的特征可以在于与显示器的已经用于执行显示功能的已存在不透明元件(诸如例如，栅极线和数据线)重叠的xVcom和yVcom线，从而确保xVcom和yVcom 线不会引起孔径比的任何减小。非FFS实施例不必包括公共电极。然而，它们可以包括像素存储电容器。因此，在这些实施例中，xVcom和/或yVcom线可被附接到每个像素的像素存储电容器的电极。在某些实施例中，xVcom和yVcom线可被与每个电极的晶体管和栅极和数据线定位在相同的TFT衬底组件处。在其它实施例中，xVcom和yVcom线可如上面讨论被定位在TFT层之上的滤色器层内(例如，参见图2B)。在后者的实施例中，xVcom和yVcom 线仍然可以对直以便与TFT层的相应栅极线和数据线重叠。图67示出了示例的基于IPS的触摸感测显示器，其中像素区域具有多种功能。例如，像素区域可以在一时刻作为驱动区域操作，并且在另一时刻作为感测区域操作。图67 示出两种类型的像素区域，像素区域类型A和像素区域类型B。在第一时间周期内，类型A 的像素区域(即，触摸列)可被以激励波形驱动，同时可以感测每个B类型像素区域(S卩，触摸行)处的电容。在下一个时间周期内，类型B的像素区域(S卩，触摸行)可被以激励波形驱动，同时可以感测每个A类型像素区域(即，触摸列)处的电容。然后可以重复该处理。 两个触摸感测周期可以是大约ans。激励波形可以采取各种形式。在某些实施例中，其可以是具有零DC偏移的大约5V峰-峰的正弦波。还可以使用其它时间周期和波形。图68示出了可以包括本发明上述一个或多个实施例的示例计算系统6800。计算系统6800可以包括一个或多个面板处理器6802和外设6804以及面板子系统6806。外设 6804可以包括但不限于随机访问存储器(RAM)或其它类型的存储器或存储设备、看门狗定时器等。面板子系统6806可以包括但不限于一个或多个感测通道6808、通道扫描逻辑 6810和驱动器逻辑6814。通道扫描逻辑6810可以访问RAM 6812，自治地从感测通道读取数据，并且为感测通道提供控制。另外，通道扫描逻辑6810可以控制驱动器逻辑6814，以便以各种频率和相位产生可被选择性地施加到触摸屏6拟4的驱动线的激励信号6816。在某些实施例中，面板子系统6806、面板处理器6802和外设6804可被集成在单个专用集成电路 (ASIC)内。触摸屏6拟4可以是上面讨论的显示器和触摸屏的组合。根据本发明实施例的触摸屏6拟4可以包括具有多个驱动区域和多个感测区域的电容感测媒介。驱动区域和感测区域的每个交点可以表示一个电容性感测节点，并且可被视为触摸图像元件(触摸像素)6826，当触摸屏6拟4被视为捕捉触摸的“图像”时，这种理解方式可能特别有用。(换言之，在面板子系统6806已经确定在触摸屏的每个触摸传感器处是否检测到触摸事件之后， 该多点触摸面板内触摸事件发生处的触摸传感器的图案可被认为是触摸的“图像”(例如， 正接触面板的手指的图案)。)触摸屏6拟4的每个感测区域可以驱动面板子系统6806内的感测通道6808 (此处也被称为事件检测和解调电路)。计算系统6800还可以包括主机处理器6拟8，用于接收来自面板处理器6802的输出，并且执行基于该输出的动作，所述动作可以包括但不限于移动对象诸如光标或指针、 滚动或摇动、调整控制设置、打开文件或文档、观看菜单、进行选择、执行指令、操作连接到主机设备的外设、应答电话呼叫、拨打电话、终止电话呼叫、改变音量或音频设置、存储与电话通信有关的信息诸如地址、频繁拨打的号码、接收的呼叫、错过的呼叫、登录计算机或计算机网络、允许被授权的个体访问计算机或计算机网络的受限制区域、装载与计算机桌面的用户优选布置相关联的用户简档、允许对web内容的访问、启动特定程序、加密或解码消息等等。主机处理器6拟8还可以执行可能与触摸处理无关的附加功能，并且可被连接到程序存储设备6832。处理器还可被连接到触摸屏/显示器组合6拟4，以便控制显示功能。这种连接可以与主机处理器6拟8和触摸屏显示器组合6拟4之间的通过面板处理器6802的连接相区别，并且是该连接之外的连接，后一连接用于控制触摸屏显示器组合6拟4的触摸功能。注意，上述一个或多个功能可被以存储在存储器(例如，图68的外设6804之一) 内并且以面板处理器6802执行，或存储在程序存储设备6832内并且以主机处理器6拟8执行的固件执行。固件还可被存储在任意计算机可读介质内和/或在任意计算机可读介质内传输，所述计算机可读介质用于指令执行系统、装置或设备或结合在指令执行系统、装置或设备内，所述指令执行系统、装置或设备诸如是基于计算机的系统、包含处理器的系统或可以从指令执行系统、装置或设备获取指令并且执行该指令的其它系统。在本文档的上下文中，“计算机可读介质”可以是能够包含或存储指令执行系统、装置或设备使用或结合在指令执行系统、装置或设备内的程序的任意介质。计算机可读介质可以包括但不限于电子、 磁、光学、电磁、红外线或半导体系统、装置或设备、便携计算机盘(磁性)、随机访问存储器 (RAM)(磁性)、只读存储器(ROM)(磁性)、可擦写可编程只读存储器(EPROM)(磁性)、便携光盘，诸如00，0)-1 ，0)-1^，0￥0，0￥0-1 ，或0￥0-1^、或闪存，诸如紧凑闪卡、安全数字卡、旧8 存储器设备、记忆棒等。固件还可被在任何传输介质内传播，以便由指令执行系统、装置或设备使用或结合在指令执行系统、装置或设备内，所述指令执行系统、装置或设备诸如基于计算机的系统、包含处理器的系统或可以从指令执行系统、装置或设备获取指令并且执行该指令的其它系统。在本文档的上下文中，“传输介质”可以是能够传送、传播或传输由指令执行系统、 装置或设备使用或结合在指令执行系统、装置或设备内的程序的任意介质。传输可读介质可以包括但不限于电子、磁、光学、电磁或红外的有线或无线传播介质。图69A示出了可以包括触摸屏69M的示例移动电话6936，所述触摸屏包括具有根据本发明实施例的双重功能电容性元件的像素。图69B示出了可以包括触摸屏6拟4的示例数字媒体播放器6940，所述触摸屏包括具有根据本发明的实施例的双重功能电容性元件的像素。图69C示出了可以包括轨迹板6925的示例个人计算机6944，轨迹板6925是包括具有双重功能电容性元件的像素的触摸屏。可替换地或附加地，个人计算机6944可以包括被用作个人计算机的主显示器的触摸屏6拟4。触摸屏6拟4也可以包括根据本发明实施例的具有双重功能电容性元件的像素。因此，在某些实施例中，公开了一种被配置为执行显示功能和触摸感测功能两者的触摸屏，包括多个像素，每个像素包括具有第一电极和第二电极的存储电容器；用于执行触摸屏的显示功能的一个或多个不透明的显示元件；和由不透明导体制成的多个公共线，所述公共线连接到所述多个像素中的一个或更多个像素的第一电极，并且被定位在触摸屏内与不透明的显示元件不同的层，从而不透明的显示元件与公共线大体重叠；其中连接到公共线的第一电极用于触摸屏的显示功能和触摸感测功能两者。在某些实施例中，公共线连接到触摸电路，并且用于传送触摸感测信号。在某些实施例中，公共线包括第一多个并行公共线(xVcom线)和第二多个并行公共线(yVcom线)，第一和第二多个公共线在相同层彼此垂直定位，以便形成格结构。在某些实施例中，不透明的显示元件包括多个并行的栅极线和多个并行的数据线，栅极线和数据线彼此垂直定位，以便形成格结构，其中=XVcom线大体被栅极线重叠；和 yVcom线大体被数据线重叠。在某些实施例中，不透明的显示元件包括显示栅极和数据线。在某些实施例中，不透明的显示元件包括像素晶体管。在某些实施例中，多个公共线配置为连接多组像素内的像素，每组像素的所有第一电极被以公共线彼此连接，并且其中公共线在不同的相邻组像素之间的边界处断开。在某些实施例中，每组像素包括触摸区域，并且其中选择的触摸区域对形成触摸像素，所述触摸像素能够通过所述触摸区域对之间的电容变化来指示其上的触摸事件。在某些实施例中，每组像素覆盖触摸屏的连续区域。
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在某些实施例中，一种移动媒体播放器可以包括此处描述的触摸屏。在某些实施例中，一种移动电话可以包括此处描述的触摸屏。在某些实施例中，一种个人计算机可以包括此处描述的触摸屏。在某些实施例中，公开了一种包括被配置为执行显示功能和触摸感测功能两者的触摸屏的数字媒体播放器，包括多个像素，每个像素包括包含第一电极和第二电极的存储电容器；用于执行触摸屏的显示功能的一个或多个不透明的显示元件；和由不透明导体制成的多个公共线，所述公共线连接到所述多个像素中的一个或更多个像素的第一电极，并且被定位在触摸屏内与不透明的显示元件不同的层，从而不透明的显示元件与公共线大体重叠；其中连接到公共线的第一电极用于触摸屏的显示功能和触摸感测功能两者。在某些实施例中，公开了一种包括被配置为执行显示和触摸感测功能两者的触摸屏的移动电话，包括多个像素，每个像素包括包含第一电极和第二电极的存储电容器；用于执行触摸屏的显示功能的一个或多个不透明的显示元件；和由不透明导体制成的多个公共线，所述公共线连接到所述多个像素中的一个或更多个像素的第一电极，并且被定位在触摸屏内与不透明的显示元件不同的层，从而不透明的显示元件与公共线大体重叠；其中连接到公共线的第一电极用于触摸屏的显示和触摸感测功能两者。在某些实施例中，公开了一种被配置为执行显示功能和触摸感测功能两者的触摸屏，包括具有多组像素的多个像素，每组像素包括两个或更多个像素；多个公共电极，每个公共电极作为相应组像素的存储电容器电极；用于执行触摸屏的显示功能的一个或多个不透明的显示元件；和由不透明导体制成的多条公共线，所述公共线连接到所述多个公共电极，并且被定位在触摸屏内与不透明的显示元件不同的层，从而不透明的显示元件与公共线大体重叠；其中公共电极用于触摸屏的显示功能和触摸感测功能两者。在某些实施例中，公共线被定位在与所述多个公共电极相同或相邻的层。在某些实施例中，每个公共电极连接到所述多条公共线中的相应组多条公共线， 并且其中公共线在不同的相邻公共电极之间的边界处打开。在某些实施例中，公共线包括公共电极边界处的中断。在某些实施例中，每个公共电极包括触摸区域，并且选择的触摸区域对形成触摸像素，所述触摸像素能够通过所述触摸区域对之间的电容变化指示其上的触摸事件。在某些实施例中，触摸屏包括FFS TFT IXD。在某些实施例中，公开了一种制造被配置为执行显示功能和触摸感测功能两者的触摸屏的方法，包括形成多个像素，每个像素包括包含第一电极和第二电极的存储电容器；形成用于执行触摸屏的显示功能的一个或多个不透明的显示元件；和以不透明导体形成多个公共线，所述公共线被定位在触摸屏内与不透明的显示元件不同的层，从而不透明的显示元件与公共线大体重叠；和将所述多条公共线中的相应公共线连接到所述多个像素的一个或多个第一电极；其中连接到公共线的第一电极用于触摸屏的显示功能和触摸感测功能两者。在某些实施例中，公共线连接到触摸电路，并且用于传送触摸感测信号。在某些实施例中，形成公共线包括形成第一多个并行公共线(xVcom线)；和形成第二多个并行公共线(yVcom线)，第一和第二多个公共线在相同层彼此垂直定位，以便形成格结构。
在某些实施例中，形成不透明的显示元件包括形成多个并行的栅极线；和形成多个并行的数据线；和将栅极线和数据线彼此垂直定位，以便形成格结构，其中xVcom线相应地大体被相应栅极线重叠；和yVcom线相应地大体被相应数据线重叠。在某些实施例中，形成不透明的显示元件包括形成显示栅极和数据线。在某些实施例中，形成不透明的显示元件包括形成像素晶体管。在某些实施例中，多个公共线配置为连接多组像素内的像素，每组像素的所有第一电极被以公共线彼此连接，并且其中公共线在不同的相邻组像素之间的边界处断开。在某些实施例中，每组像素包括触摸区域，并且其中选择的触摸区域对形成触摸像素，所述触摸像素能够通过所述触摸区域对之间的电容变化指示其上的触摸事件。在某些实施例中，每组像素覆盖触摸屏的连续区域。在某些实施例中，公开了一种制造被配置为执行显示功能和触摸感测功能两者的触摸屏的方法，包括形成包括多组像素的多个像素，每组像素包括两个或更多像素；形成多个公共电极，每个公共电极作为相应组像素的存储电容器电极；形成用于执行触摸屏的显示功能的一个或多个不透明的显示元件；和以不透明导体形成多个公共线，所述公共线被定位在触摸屏内与不透明的显示元件不同的层，从而不透明的显示元件与公共线大体重叠；和将所述多个公共线连接到所述多个公共电极；其中公共电极用于触摸屏的显示功能和触摸感测功能两者。在某些实施例中，形成公共线包括将公共线定位在与所述多个公共电极相同或相邻的层。在某些实施例中，每个公共电极连接到所述多个公共线中的相应组的多个公共线，并且其中公共线在不同的相邻公共电极之间的边界处断开。在某些实施例中，形成公共线包括确保在公共电极边界处存在公共线的中断。在某些实施例中，每个公共电极包括触摸区域，并且选择的触摸区域对形成触摸像素，所述触摸像素能够通过所述触摸区域对之间的电容变化指示其上的触摸事件。在某些实施例中，触摸屏包括FFS TFT IXD。在某些实施例中，公开了一种包括被配置为执行显示功能和触摸感测功能两者的触摸屏的个人计算机，包括多个像素，每个像素包括包含第一电极和第二电极的存储电容器；用于执行触摸屏的显示功能的一个或多个不透明的显示元件；和由不透明导体制成的多个公共线，所述公共线连接到所述多个像素中的一个或多个像素的第一电极，并且被定位在触摸屏内与不透明的显示元件不同的层，从而不透明的显示元件与公共线大体重叠； 其中连接到公共线的第一电极用于触摸屏的显示功能和触摸感测功能两者。虽然已经参考附图完整描述了本发明的实施例，但应当注意，本领域的技术人员将明了各种改变和修改。这些改变和修改被理解为包括所附权利要求定义的在本发明的实施例的范围内。
权利要求
1.一种被配置为执行显示功能和触摸感测功能两者的触摸屏，包括 多个像素，每个像素包括具有第一电极和第二电极的存储电容器；连接到执行触摸屏的显示功能的显示电路的一个或多个不透明的显示元件；和由不透明导体制成的多个公共线，每个公共线连接到所述多个像素中的一个或更多个像素的第一电极，并且被定位在触摸屏内与不透明的显示元件不同的层内，以使得不透明的显示元件与公共线重叠；其中在触摸屏的触摸感测功能期间，第一电极通过公共线连接到触摸感测电路，并且在显示功能期间，第一电极连接到显示电路。
2.如权利要求1所述的触摸屏，其中在触摸屏功能期间，公共线传送触摸感测信号。
3.如权利要求1所述的触摸屏，其中公共线包括第一多个并行公共线(xVcom线)和第二多个并行公共线(yVcom线)，第一多个公共线和第二多个公共线在相同层彼此垂直定位以形成格结构。
4.如权利要求3所述的触摸屏，其中不透明的显示元件包括多个并行的栅极线和多个并行的数据线，所述栅极线和所述数据线彼此垂直定位以形成格结构，其中xVcom线被栅极线重叠；和 yVcom线被数据线重叠。
5.如权利要求1所述的触摸屏，其中不透明的显示元件包括显示栅极线和数据线。
6.如权利要求1所述的触摸屏，其中不透明的显示元件包括像素晶体管。
7.如权利要求1所述的触摸屏，其中多个公共线被配置为连接多组像素内的像素，每组像素的所有第一电极由公共线彼此连接，并且其中公共线在不同的相邻组像素之间的边界处断开。
8.如权利要求7所述的触摸屏，其中每组像素包括触摸区域，并且其中选择的触摸区域对形成触摸像素，所述触摸像素能够通过所述触摸区域对之间的电容变化来指示所述触摸像素上的触摸事件。
9.如权利要求7所述的触摸屏，其中每组像素覆盖触摸屏的连续区域。
10.一种包括权利要求1所述的触摸屏的计算系统。
11.一种被配置为执行显示功能和触摸感测功能两者的触摸屏，包括 包括多组像素的多个像素，每组像素包括两个或更多个像素； 多个公共电极，每个公共电极作为相应一组像素的存储电容器电极；连接到执行触摸屏的显示功能的显示电路的一个或多个不透明的显示元件；和由不透明导体制成的多个公共线，所述公共线连接到所述多个公共电极，并且被定位在触摸屏内与不透明的显示元件不同的层内，以使得不透明的显示元件与公共线重叠；其中在触摸屏的触摸感测功能期间，公共电极连接到触摸感测电路，并且在显示功能期间，公共电极连接到显示电路。
12.如权利要求11所述的触摸屏，其中公共线被定位在与所述多个公共电极相同或相邻的层内。
13.如权利要求11所述的触摸屏，其中每个公共电极连接到所述多个公共线中的相应一组的多个公共线，并且其中公共线在不同的相邻公共电极之间的边界处断开。
14.如权利要求13所述的触摸屏，其中公共线包括公共电极边界处的中断。
15.如权利要求13所述的触摸屏，其中每个公共电极包括触摸区域，并且选择的触摸区域对形成触摸像素，所述触摸像素能够通过所述触摸区域对之间的电容变化来指示所述触摸像素上的触摸事件。
16.如权利要求11所述的触摸屏，其中触摸屏包括FFSTFT IXD。
17.—种制造被配置为执行显示功能和触摸感测功能两者的触摸屏的方法，包括 形成多个像素，每个像素包括具有第一电极和第二电极的存储电容器；形成连接到执行触摸屏的显示功能的显示电路的一个或多个不透明的显示元件；和以不透明导体形成多个公共线，所述公共线被定位在触摸屏内与不透明的显示元件不同的层，以使得不透明的显示元件与公共线重叠；和将所述多个公共线中的相应公共线连接到所述多个像素的一个或多个第一电极； 其中在触摸屏的触摸感测功能期间，第一电极通过公共线连接到触摸感测电路，并且在显示功能期间，第一电极连接到显示电路。
18.如权利要求17所述的方法，其中在触摸屏功能期间，公共线传送触摸感测信号。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述多个公共线被配置为连接多组像素中的像素，每组像素的所有第一电极由公共线彼此连接，并且其中公共线在不同的相邻组像素之间的边界处断开。
20.如权利要求19所述的方法，其中每组像素包括触摸区域，并且选择的触摸区域对形成触摸像素，所述触摸像素能够通过所述触摸区域对之间的电容变化来指示所述触摸像素上的触摸事件。
21.如权利要求19所述的方法，其中每组像素覆盖触摸屏的连续区域。
22.一种制造被配置为执行显示功能和触摸感测功能两者的触摸屏的方法，包括 形成包括多组像素的多个像素，每组像素包括两个或更多个像素；形成多个公共电极，每个公共电极作为相应一组像素的存储电容器电极； 形成连接到执行触摸屏的显示功能的显示电路的一个或多个不透明的显示元件；和以不透明导体形成多个公共线，所述公共线被定位在触摸屏内与不透明的显示元件不同的层，以使得不透明的显示元件与公共线重叠；和将所述多个公共线连接到所述多个公共电极；其中在触摸屏的触摸感测功能期间，公共电极连接到触摸感测电路，并且在显示功能期间，公共电极连接到显示电路。
23.如权利要求22所述的方法，其中形成公共线包括将公共线定位在与所述多个公共电极相同或相邻的层内。
24.如权利要求22所述的方法，其中每个公共电极连接到所述多个公共线中的相应一组的多个公共线，并且其中公共线在不同的相邻公共电极之间的边界处断开。
25.如权利要求M所述的方法，其中每个公共电极包括触摸区域，并且选择的触摸区域对形成触摸像素，所述触摸像素能够通过所述触摸区域对之间的电容变化来指示所述触摸像素上的触摸事件。
全文摘要
本发明涉及对双重功能电容性元件的使用不会导致显示器孔径减小的显示器。因此，可以制造具有不逊于类似的非触摸感测显示器的孔径比的触敏显示器。更具体地，本发明涉及放置触摸感测不透明元件，从而确保它们与显示器相关的不透明元件大体重叠，从而确保触摸感测元件的增加不会显著地减小孔径比。触摸感测元件例如可以是连接被配置为作为触摸感测系统的元件而集体操作的各种电容性元件的公共线。
文档编号G06F3/041GK102239462SQ200980148481
公开日2011年11月9日 申请日期2009年11月25日 优先权日2008年12月5日
发明者仲正中, 张世昌 申请人:苹果公司