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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Anzeigetechnologie und bezieht sich insbesondere auf ein Arraysubstrat, ein Anzeigefeld einschließlich des Arraysubstrats sowie eine zugehörige Anzeigevorrichtung.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Mit der Entwicklung der Anzeigetechnologie haben in zahlreichen Bereichen und Branchen der modernen Gesellschaft berührungsgesteuerte Anzeigen weitverbreitet Anwendung gefunden. Eine berührungsgesteuerte Anzeige, auch „Touch Screen” oder „Touch Panel” genannt, ist eine Vorrichtung, die es einem Benutzer gestattet, den anzuzeigenden Inhalt auszuwählen, indem die Benutzeranweisungen durch Berühren des Bildschirms oder Anzeigefelds mit den Fingern oder anderen physikalischen Objekten (z. B. Eingabestift) eingegeben werden. Wenn ein Symbol auf dem Touch Screen vom Finger des Benutzers oder einem anderen physikalischen Objekt berührt wird, erkennt die Berührungsanzeige die entsprechende Berührungsposition und zeigt den gewünschten Inhalt basierend auf den Benutzeranweisungen an.
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Entsprechend ihren Funktionsprinzipien kann man Berührungsanzeigen in zwei Kategorien einteilen: kapazitive Berührungsanzeigen und resistive Berührungsanzeigen. Speziell kapazitive Berührungsanzeigen werden häufig in auf Selbst-Kapazität basierende Berührungsanzeigen und auf gegenseitiger Kapazität basierende Berührungsanzeigen unterschieden. Bei den aktuellen auf Selbst-Kapazität basierenden Berührungsanzeigen kann es jedoch bestimmte Probleme geben, beispielsweise komplizierte Berührungsstruktur, komplexe Verdrahtungen, große Belegungsfläche, die für dünnere und leichtere Anzeigevorrichtungen ungünstig sein können.
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Das offenbarte Arraysubstrat, Anzeigefeld und die zugehörige Anzeigevorrichtung sind darauf ausgerichtet, ein oder mehrere dargelegte Probleme sowie sonstige Probleme zu lösen.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENLEGUNG
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Arraysubstrat bereit. Das Arraysubstrat umfasst eine Berührungsschaltung, einschließlich einer Vielzahl von ersten Schalteinheiten, einer Steuerungseinheit und einer Vielzahl von Berührungsdetektionsanschlüssen sowie einer Vielzahl von unabhängigen, in einem Array angeordneten Berührungselektroden. Die Berührungselektrode ist über mindestens eine erste Schalteinheit elektrisch mit dem Berührungsdetektionsanschluss verbunden. Wenn sich das Arraysubstrat in einer Berührungsdetektionsphase befindet, steuert die Steuerungseinheit die ersten Schalteinheiten an, um sie einzuschalten, so dass die Berührungselektroden progressiv detektiert werden.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenlegung stellt ein Anzeigefeld mit dem zugehörigen Arraysubstrat bereit.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenlegung stellt eine Anzeigevorrichtung mit dem zugehörigen Anzeigefeld bereit.
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Weitere Aspekte der vorliegenden Offenlegung können von einem Fachkundigen anhand der Beschreibung, der Ansprüche und der Zeichnungen der vorliegenden Erfindung verstanden werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die folgenden Zeichnungen sind lediglich Beispiele, um verschiedene offengelegte Ausführungsformen zu veranschaulichen, und sollen den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken.
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1a zeigt eine Draufsicht auf ein beispielhaftes Arraysubstrat gemäß den offengelegten Ausführungsformen;
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1b zeigt einen beispielhaften Schaltplan einer Berührungselektrode gemäß den offengelegten Ausführungsformen;
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2a zeigt einen weiteren beispielhaften Schaltplan einer Berührungselektrode gemäß den offengelegten Ausführungsformen;
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2b zeigt einen weiteren beispielhaften Schaltplan einer Berührungselektrode gemäß den offengelegten Ausführungsformen;
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2c zeigt einen weiteren beispielhaften Schaltplan einer Berührungselektrode gemäß den offengelegten Ausführungsformen;
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2d zeigt einen weiteren beispielhaften Schaltplan einer Berührungselektrode gemäß den offengelegten Ausführungsformen;
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3a zeigt eine Draufsicht auf ein weiteres beispielhaftes Arraysubstrat gemäß den offengelegten Ausführungsformen;
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3b zeigt ein beispielhaftes Ansteuerungsschema eines beispielhaften Arraysubstrats aus 3a gemäß den offengelegten Ausführungsformen;
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4 zeigt eine Querschnittsansicht eines beispielhaften Anzeigefelds gemäß den offengelegten Ausführungsformen;
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5 zeigt eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Anzeigevorrichtung gemäß den offengelegten Ausführungsformen;
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6 zeigt einen beispielhaften Schaltplan einer Berührungselektrode und einer Anzeigeeinheit gemäß den offengelegten Ausführungsformen;
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7 zeigt beispielhafte Spannungs-/Stromkurven eines PMOS-Transistors und eines NMOS-Transistors gemäß den offengelegten Ausführungsformen; und
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8 zeigt einen beispielhaften Schaltplan einer Berührungselektrode und von Anzeigeeinheiten gemäß den offengelegten Ausführungsformen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Es wird nun ausführlich Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung genommen, die in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht werden. Nachfolgend werden im Einklang mit der Offenlegung stehende Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Soweit möglich werden in allen Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen verwendet, um gleiche oder ähnliche Teile zu bezeichnen. Es ist offensichtlich, dass die beschriebenen Ausführungsformen einige, aber nicht alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind. Anhand der offengelegten Ausführungsformen kann ein Fachkundiger weitere im Einklang mit der vorliegenden Offenlegung stehende Ausführungsformen ableiten, die alle unter den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen. Des Weiteren lassen sich die in der vorliegenden Offenlegung beschriebenen Ausführungsformen und die Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen unter Bedingungen ohne Konflikte kombinieren.
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Die auf Selbst-Kapazität basierenden „In-Cell”-Berührungsanzeigen (d. h. die Berührungselektrode sind auf einer Innenfläche des Substrats angeordnet) umfassen häufig eine Berührungskomponente zum Realisieren von Berührungsfunktionen und eine Anzeigekomponente zum Realisieren von Anzeigefunktionen. Die Berührungskomponente umfasst eine Vielzahl von Berührungselektroden zum Detektieren von Berührungssignalen und entsprechende Berührungssignalleitungen, und die Anzeigekomponente umfasst eine Vielzahl von Anzeigeelektroden zum Anzeigen von Bildern und entsprechende Anzeigesignalleitungen.
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Insbesondere kann jede Berührungselektrode ihre eigene Berührungssignalleitung haben, um ein Berührungsdetektionssignal zu einem Berührungsdetektionsanschluss zu übertragen. Somit ist die Verdrahtung der Berührungselektroden im Wesentlichen komplex und belegt einen großen Bereich, insbesondere in einer großformatigen Berührungsanzeige und/oder hochpräzisen Berührungsanzeige. Darüber hinaus können die Berührungskomponente (z. B. Berührungselektroden, Berührungssignalleitungen) und die Anzeigekomponente mit unterschiedlichen Fertigungsverfahren hergestellt werden, d. h. die Berührungsanzeigekomponente kann zusätzliche Fertigungsschritte erfordern. Folglich kann der Fertigungsprozess der Berührungsanzeige kompliziert sein und die Fertigungskosten können hoch sein.
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Die vorliegende Offenbarung liefert Verbesserungen beim Arraysubstrat, dem Anzeigefeld, einschließlich dem Arraysubstrat, und einer zugehörigen Anzeigevorrichtung. Das Arraysubstrat kann eine Berührungsschaltung sowie eine Vielzahl unabhängiger, in einem Array angeordneter Berührungselektroden umfassen. Die Berührungsschaltung kann eine Vielzahl von ersten Schalteinheiten, eine Steuerungseinheit sowie eine Vielzahl von Berührungsdetektionsanschlüssen umfassen. Jede Berührungselektrode kann über mindestens eine erste Schalteinheit elektrisch mit einem Berührungsdetektionsanschluss verbunden sein. Wenn sich das Arraysubstrat in einer Berührungsdetektionsphase befindet, kann die Steuerungseinheit die ersten Schalteinheiten ansteuern, um sie einzuschalten, so dass die Berührungselektroden detektiert werden können, z. B. Reihe für Reihe, Spalte für Spalte oder in anderen vorgegebenen Detektionsmustern. Das Arraysubstrat kann eine vereinfachte Berührungsstruktur haben, die einen kleinen Bereich belegt und somit höchst wünschenswert für dünnere und leichtere Anzeigevorrichtungen sein kann.
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1a zeigt eine Draufsicht auf ein beispielhaftes Arraysubstrat gemäß den offengelegten Ausführungsformen. Wie in 1A gezeigt, kann das Arraysubstrat einen Nichtanzeigebereich 201 und einen Anzeigebereich 202 umfassen. Der Anzeigebereich 202 kann eine Vielzahl von Berührungselektroden TP umfassen, die elektrisch voneinander isoliert sind und in einem N × M Array angeordnet sind, wobei N die Anzahl der Reihen der Berührungselektroden TP ist, d. h. die Anzahl der Berührungselektrodenreihen, während M die Anzahl der Spalten der Berührungselektroden TP ist, d. h. die Anzahl der Berührungselektrodenspalten. N und M sind positive ganze Zahlen. 1a zeigt ein 3 × 3-Berührungselektrodenarray, das nur zur Veranschaulichung dient und den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken soll.
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In einer Ausführungsform können die Berührungselektroden TP und eine gemeinsame Elektrode des Arraysubstrats in derselben Ebene angeordnet sein, d. h. die Berührungselektroden TP können als die gemeinsame Elektrode multiplexiert bzw. gebündelt werden, beispielsweise durch ein Zeitmultiplex-Ansteuerungsverfahren, und die Berührungselektroden können erlangt werden, indem die gemeinsame Elektrode in eine Vielzahl von Elektrodenblöcken aufgeteilt wird. In einer anderen Ausführungsform können die Berührungselektroden TP und die gemeinsame Elektrode in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sein. Ob die Berührungselektroden TP und die gemeinsame Elektrode in derselben Ebene oder in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind, kann entsprechend verschiedener Fertigungsprozesse und Anwendungsszenarios festgelegt werden.
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Weiterhin kann das Arraysubstrat auch eine Berührungsschaltung (in 1A nicht dargestellt) umfassen, die eine Vielzahl von ersten Schalteinheiten, eine Steuerungseinheit und eine Vielzahl von Berührungsdetektionsanschlüssen umfassen kann. Die elektrische Verbindung (d. h. die Verdrahtung) zwischen den Berührungselektroden TP, den ersten Schalteinheiten, der Steuerungseinheit und den Berührungsdetektionsanschlüssen ist in 1b dargestellt.
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1b zeigt einen beispielhaften Schaltplan einer Berührungselektrode gemäß den offengelegten Ausführungsformen. Wie in 1b gezeigt, kann die Berührungselektrode TP elektrisch mit einem ersten Anschluss von mindestens einer ersten Schalteinheit K verbunden sein. Die erste Schalteinheit K kann einen zweiten Anschluss haben, der elektrisch mit einem Berührungsdetektionsanschluss T verbunden ist, und einen dritten Anschluss (z. B. einen Steueranschluss), der elektrisch mit einem entsprechenden Anschluss (z. B. einem Ausgangsanschluss) einer Steuerungseinheit 100 verbunden ist. Die Steuerungseinheit 100 kann das Ein-/Ausschalten der ersten Schalteinheit K steuern. In einer Ausführungsform, wie in 1B gezeigt, kann die Berührungselektrode TP elektrisch mit dem ersten Anschluss einer ersten Schalteinheit K verbunden sein.
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Bezug nehmend auf 1a und 1b können in den offengelegten Ausführungsformen die ersten Schalteinheiten im Anzeigebereich 202 des Arraysubstrats angeordnet sein, beispielsweise in einem Peripheriebereich der Berührungselektroden, während die Steuerungseinheit und die Berührungsdetektionsanschlüsse im Nichtanzeigebereich 201 des Arraysubstrats angeordnet sein können. In einer anderen Ausführungsform können die ersten Schalteinheiten, die Steuerungseinheit und die Berührungsdetektionsanschlüsse im Anzeigebereich 202 oder im Nichtanzeigebereich 201 des Arraysubstrats angeordnet sein.
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Zurückkehrend zu 1b kann das Arraysubstrat zwischen einer Berührungsdetektionsphase und einer Anzeigephase umgeschaltet werden. In den offengelegten Ausführungsformen kann die Berührungsdetektionsphase als ein Zeitraum bezeichnet werden, in dem die Berührungskomponente Berührungssignale detektieren kann, und die Anzeigephase kann als ein Zeitraum bezeichnet werden, in dem die Anzeigekomponente Graustufen-Datensignale empfangen kann. Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Anzeigephase auch weitere Zeiträume umfassen, beispielsweise einen Zeitraum zum Aufladen eines Spannungshalteelements in der Anzeigekomponente.
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Wenn sich das Arraysubstrat in der Berührungsdetektionsphase befindet und die Berührungselektrode TP abgetastet wird, kann die Steuerungseinheit 100 veranlassen, dass die erste Schalteinheit K eingeschaltet wird, so dass der Berührungsdetektionsanschluss T elektrisch mit der Berührungselektrode TP verbunden werden kann und eine Detektion der Berührungselektrode TP möglich wird. Das heißt, dass Veränderungen bestimmter Eigenschaften der Berührungselektrode TP detektiert werden können. Wenn die Abtastung der Berührungselektrode TP abgeschlossen ist, kann die Steuerungseinheit 100 veranlassen, dass die erste Schalteinheit K ausgeschaltet wird, so dass die elektrische Verbindung zwischen dem Berührungsdetektionsanschluss T und der Berührungselektrode TP entsprechend beendet werden kann.
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In einer Ausführungsform können Veränderungen der Selbst-Kapazität in der Berührungselektrode TP detektiert werden, wenn der Berührungsdetektionsanschluss T elektrisch mit der Berührungselektrode TP verbunden ist. In bestimmten Ausführungsformen können Veränderungen hinsichtlich gegenseitiger Kapazität, Widerstand, Elektromagnetismus und infrarot-optischer Signale usw. in der Berührungselektrode TP detektiert werden, wenn der Berührungsdetektionsanschluss T elektrisch mit der Berührungselektrode TP verbunden ist.
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Ferner kann die Berührungsschaltung auch eine Vielzahl von zweiten Schalteinheiten und mindestens einen Referenzsignalanschluss umfassen, der ein Referenzsignal bereitstellt, und jede Berührungselektrode kann über mindestens eine zweite Schalteinheit elektrisch mit dem Referenzsignalanschluss verbunden sein. Wenn sich das Arraysubstrat in der Anzeigephase befindet, kann die Steuerungseinheit veranlassen, dass die ersten Schalteinheiten ausgeschaltet werden, während die zweiten Schalteinheiten eingeschaltet werden, so dass das Referenzsignal zu den Berührungselektroden übertragen werden kann. Wenn sich das Arraysubstrat in einer Berührungsdetektionsphase befindet, kann die Steuerungseinheit veranlassen, dass die ersten Schalteinheiten eingeschaltet werden, während die zweiten Schalteinheiten ausgeschaltet werden, so dass die Berührungselektroden progressiv detektiert werden können, z. B. Reihe für Reihe, Spalte für Spalte oder in anderen vorgegebenen Detektionsmustern. Der entsprechende Schaltplan der Berührungselektrode ist in 2a dargestellt.
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2a zeigt einen weiteren beispielhaften Schaltplan einer Berührungselektrode gemäß den offengelegten Ausführungsformen. Wie in 2a gezeigt, kann die Berührungselektrode TP elektrisch mit einem ersten Anschluss mindestens einer ersten Schalteinheit K verbunden sein. Die erste Schalteinheit K kann einen zweiten Anschluss haben, der elektrisch mit einem Berührungsdetektionsanschluss T verbunden ist, und einen dritten Anschluss (z. B. einen Steueranschluss), der elektrisch mit einem entsprechenden Anschluss (z. B. einem Ausgangsanschluss) einer Steuerungseinheit 100 verbunden ist. Die Steuerungseinheit 100 kann das Ein-/Ausschalten der ersten Schalteinheit K steuern.
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Weiterhin kann die Berührungselektrode TP auch elektrisch mit einem ersten Anschluss mindestens einer zweiten Schalteinheit S verbunden sein. Die zweite Schalteinheit S kann einen zweiten Anschluss haben, der elektrisch mit einem Referenzsignalanschluss COM verbunden ist, und einen dritten Anschluss (z. B. einen Steueranschluss), der elektrisch mit einem entsprechenden Anschluss der Steuerungseinheit 100 verbunden ist. Die zweite Schalteinheit S kann von der Steuerungseinheit 100 ein- und/oder ausgeschaltet werden. In einer Ausführungsform, wie in 2a gezeigt, kann die Berührungselektrode TP elektrisch mit dem ersten Anschluss einer ersten Schalteinheit K und zwischenzeitlich mit einem ersten Anschluss einer zweiten Schalteinheit S verbunden.
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Das Arraysubstrat kann zwischen der Berührungsdetektionsphase zum Detektieren von Berührungssignalen und der Anzeigephase zum Anzeigen von Bildern umgeschaltet werden. Wenn sich das Arraysubstrat in der Berührungsdetektionsphase befindet und die Berührungselektrode TP abgetastet wird, kann die Steuerungseinheit 100 veranlassen, dass die erste Schalteinheit K eingeschaltet wird, während die zweite Schalteinheit S ausgeschaltet wird, so dass der Berührungsdetektionsanschluss T elektrisch mit der Berührungselektrode TP verbunden werden kann und die Detektion der Berührungselektrode TP möglich ist. Das heißt, dass Veränderungen bestimmter Eigenschaften der Berührungselektrode TP detektiert werden können.
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Wenn sich das Arraysubstrat in der Anzeigephase befindet, kann die Steuerungseinheit 100 veranlassen, dass die erste Schalteinheit K ausgeschaltet wird, während die zweite Schalteinheit S eingeschaltet wird, so dass das Referenzsignal vom Referenzsignalanschluss COM über die zweite Schalteinheit S zu der Berührungselektrode TP übertragen werden kann.
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In den offenbarten Ausführungsformen können die erste Schalteinheit K und die zweite Schalteinheit S im Anzeigebereich des Arraysubstrats angeordnet sein, beispielsweise in einem Peripheriebereich der Berührungselektrode, während die Steuerungseinheit 100, der Referenzsignalanschluss COM und der Berührungs-detektionsanschluss T im Nichtanzeigebereich 201 angeordnet sein können. In einer anderen Ausführungsform können die erste Schalteinheit K, die zweite Schalteinheit S, die Steuerungseinheit 101, der Referenzsignalanschluss COM und der Berührungsdetektionsanschluss T im Anzeigebereich oder im Nichtanzeigebereich des Arraysubstrats angeordnet sein.
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In den offenbarten Ausführungsformen kann jede der ersten Schalteinheiten und der zweiten Schalteinheiten mindestens einen Transistor umfassen. In einer Ausführungsform kann jede erste Schalteinheit mindestens einen ersten Transistortyp umfassen, jede zweite Schalteinheit kann mindestens einen zweiten Transistortyp umfassen, und die Transistoren vom ersten Typ und die Transistoren vom zweiten Typ können den gleichen Typ von leitfähigem Kanal haben. Beispielsweise können alle Transistoren des ersten Typs und des zweiten Typs N-Typ-Transistoren oder P-Typ-Transistoren sein, wobei die N-Typ-Transistoren N-Typ-Metalloxidhalbleiter(NMOS)-Transistoren sein können und die P-Typ-Transistoren P-Typ-Metalloxidhalbleiter(PMOS)-Transistoren sein können. Der entsprechende Schaltplan der Berührungselektrode ist in 2b dargestellt.
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2b zeigt einen weiteren beispielhaften Schaltplan einer Berührungselektrode gemäß den offengelegten Ausführungsformen. Die Ähnlichkeiten zwischen 2a und 2b werden hier nicht wiederholt, obwohl bestimmte Unterschiede dargestellt sein können. Wie in 2b gezeigt, kann das Berührungsfeld TP elektrisch mit der ersten Schalteinheit K und der zweiten Schalteinheit S verbunden sein.
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Die erste Schalteinheit K kann einen ersten Transistortyp mit einem ersten Anschluss, der elektrisch mit der Berührungselektrode TP verbunden ist, einem zweiten Anschluss, der elektrisch mit einem Berührungsdetektionsanschluss T verbunden ist, und einem dritten Anschluss (z. B. einem Steueranschluss), der elektrisch mit einem entsprechenden Anschluss (z. B. einem Ausgangsanschluss) einer Steuerungseinheit 100 verbunden ist, umfassen. Der erste Transistortyp in der ersten Schalteinheit K kann von der Steuerungseinheit 100 ein- und/oder ausgeschaltet werden.
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Weiterhin kann die zweite Schalteinheit S einen zweiten Transistortyp mit einem ersten Anschluss, der elektrisch mit der Berührungselektrode TP verbunden ist, einem zweiten Anschluss, die elektrisch mit einem Referenzsignalanschluss COM verbunden ist, und einem dritten Anschluss (z. B. einem Steueranschluss), der elektrisch mit einem entsprechenden Anschluss (z. B. einem Ausgangsanschluss) der Steuerungseinheit 100 verbunden ist, umfassen. Der zweite Transistortyp in der zweiten Schalteinheit S kann von der Steuerungseinheit 100 ein- und/oder ausgeschaltet werden.
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Der erste Transistortyp und der zweite Transistortyp können den gleichen leitfähigen Kanal haben, beispielsweise N-Typ-Transistoren oder P-Typ-Transistoren. Ein Transistor hat häufig zwei Eingänge, Gate-Elektrode und Source-Elektrode genannt, und einen Ausgang, Drain-Elektrode genannt. Die N-Typ-Transistoren lassen sich einschalten, wenn ein geeignetes Hochpegelsignal an die Gate-Elektrode angelegt wird, und ausschalten, wenn ein geeignetes Niedrigpegelsignal an die Gate-Elektrode angelegt wird. Die P-Typ-Transistoren lassen sich einschalten, wenn ein geeignetes Niedrigpegelsignal an die Gate-Elektrode angelegt wird, und ausschalten, wenn ein geeignetes Hochpegelsignal an die Gate-Elektrode angelegt wird.
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Der erste Transistortyp und der zweite Transistortyp können über zwei verschiedene Leitungen elektrisch mit der Steuerungseinheit 100 verbunden werden. Das heißt, die dritten Anschlüsse (z. B. die Steueranschlüsse) des ersten Transistortyps und des zweiten Transistortyps können elektrisch mit verschiedenen Anschlüssen (z. B. verschiedenen Ausgangsanschlüssen) der Steuerungseinheit 100 verbunden werden, und das EIN/AUS des ersten Transistortyps und das EIN/AUS des zweiten Transistortyps können einzeln gesteuert werden.
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Beispielsweise kann im ersten Transistortyp der dritte Anschluss, der elektrisch mit der Steuerungseinheit 100 verbunden ist, die Gate-Elektrode sein, der erste Anschluss, der elektrisch mit der Berührungselektrode TP verbunden ist, kann die Source-Elektrode sein, und der zweite Anschluss, der elektrisch mit dem Berührungsdetektionsanschluss T verbunden ist, kann die Drain-Elektrode sein. Wenn sich das Anzeigefeld in der Berührungsdetektionsphase befindet, kann somit der erste Transistortyp eingeschaltet sein, während der zweite Transistortyp ausgeschaltet sein kann, so dass jegliche Eigenschaftsänderungen in der Berührungselektrode TP von dem Berührungsdetektionsanschluss T detektiert werden.
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Im zweiten Transistortyp kann der dritte Anschluss, der elektrisch mit der Steuerungseinheit 100 verbunden ist, die Gate-Elektrode sein, der zweite Anschluss, der elektrisch mit dem Referenzsignalanschluss COM verbunden ist, kann die Source-Elektrode sein, und der erste Anschluss, der elektrisch mit der Berührungselektrode TP verbunden ist, kann die Drain-Elektrode sein. Wenn sich das Anzeigefeld in der Anzeigephase befindet, kann somit der zweite Transistortyp eingeschaltet sein, während der erste Transistortyp ausgeschaltet sein kann, so dass das Referenzsignal vom Referenzsignalanschluss COM zur Berührungselektrode TP übertragen werden kann.
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In einer anderen Ausführungsform kann jede erste Schalteinheit mindestens einen ersten Transistortyp umfassen, jede zweite Schalteinheit kann mindestens einen zweiten Transistortyp umfassen, und der erste Transistortyp und der zweite Transistortyp können dafür konfiguriert sein, unterschiedliche Typen von leitfähigen Kanälen zu haben, wodurch sich die Anzahl der Leitungen verringern lässt. Beispielsweise kann der erste Transistortyp ein N-Typ-Transistor sein und der zweite Transistortyp kann ein P-Type-Transistor sein oder umgekehrt. Somit können der erste Transistortyp und der zweite Transistortyp, die einer selben Berührungselektrode zugehören, über eine selbe Leitung elektrisch mit der Steuerungseinheit verbunden sein.
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Wenn sich das Arraysubstrat in der Berührungsdetektionsphase befindet, kann die Steuerungseinheit eine geeignete Spannung ausgeben, um über dieselbe Leitung den ersten Transistortyp einzuschalten und den zweiten Transistortyp auszuschalten. Wenn sich das Arraysubstrat in der Anzeigephase befindet, kann die Steuerungseinheit eine geeignete Spannung ausgeben, um über dieselbe Leitung den ersten Transistortyp auszuschalten und den zweiten Transistortyp einzuschalten. Der entsprechende Schaltplan der Berührungselektrode ist in 2c dargestellt. Die geeignete Spannung kann anhand von Transistoreigenschaften bestimmt werden, beispielsweise Spannungs-/Stromkurven des ersten Transistortyps und des zweiten Transistortyps.
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2c zeigt einen weiteren beispielhaften Schaltplan einer Berührungselektrode gemäß den offengelegten Ausführungsformen. Die Ähnlichkeiten zwischen 2a und 2c werden hier nicht wiederholt, obwohl bestimmte Unterschiede dargestellt sein können. Wie in 2c gezeigt, können der erste Transistortyp in der ersten Schalteinheit K und der zweite Transistortyp in der zweiten Schalteinheit S unterschiedliche Typen von leitfähigen Kanälen haben. Die dritten Anschlüsse (z. B. die Steueranschlüsse) des ersten Transistortyps und des zweiten Transistortyps können über eine selbe Leitung elektrisch mit einem selben Anschluss 101 (z. B. einem selben Ausgangsanschluss) der Steuerungseinheit 100 verbunden sein.
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In einer Ausführungsform kann der erste Transistortyp ein N-Typ-Transistor sein und der zweite Transistortyp ein P-Typ-Transistor sein. Der entsprechende Schaltplan der Berührungselektrode ist in 6 dargestellt. 6 zeigt einen beispielhaften Schaltplan einer Berührungselektrode und einer Anzeigeeinheit gemäß den offengelegten Ausführungsformen. Die Ähnlichkeiten zwischen 2c und 6 werden hier nicht wiederholt, obwohl bestimmte Unterschiede dargestellt sein können.
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Wie in 6 gezeigt, kann die Ersatzschaltung der Berührungselektrode ein Kondensator Cm sein. Der erste Transistortyp in der ersten Schalteinheit K kann ein NMOS-Transistor sein und der zweite Transistortyp in der zweiten Schalteinheit S kann ein PMOS-Transistor sein. Der PMOS-Transistor und der NMOS-Transistor können elektrisch über eine selbe Leitung mit einem selben Ausgangsanschluss der Steuerungseinheit 100 verbunden sein. 7 zeigt beispielhafte Spannungs-/Stromkurven eines PMOS-Transistors und eines NMOS-Transistors gemäß den offengelegten Ausführungsformen. Wie in 7 gezeigt, kann bei einer geeigneten Gate-Spannung (z. B. 5 V bis 7 V) der PMOS-Transistor ausgeschaltet und der NMOS-Transistor gleichzeitig eingeschaltet werden. Bei einer anderen geeigneten Gate-Spannung (z. B. –3 V bis 0 V) kann der PMOS-Transistor eingeschaltet und der NMOS-Transistor gleichzeitig ausgeschaltet werden.
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Zurückkehrend zu 6 kann die Anzeigeeinheit ein Anzeigeelement und ein Anzeigesteuerungselement umfassen. Die Ersatzschaltung des Anzeigeelements kann ein Kondensator Cd sein. In einer Ausführungsform kann das Anzeigeelement eine Pixelelektrode, eine gemeinsame Elektrode und eine zwischen der Pixelelektrode und der gemeinsamen Elektrode angeordnete Flüssigkristallschicht umfassen und die Anzeigesteuerungseinheit kann ein Dünnschichttransistor (TFT) sein. Der TFT kann eine elektrisch mit einem Gate-Abtastanschluss G verbundene Gate-Elektrode, eine elektrisch mit dem Berührungsdetektionsanschluss T verbundene Source-Elektrode, und eine elektrisch mit der Pixelelektrode des Anzeigeelement verbundene Drain-Elektrode haben.
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Um eine kompakte Integration der Berührungskomponente und der Anzeigekomponente in die Berührungsanzeige zu erreichen, kann der Referenzsignalanschluss COM auch ein gemeinsamer Signalanschluss COM des Arraysubstrats sein, um beispielsweise der gemeinsamen Elektrode des Anzeigeelementes ein gemeinsames Signal zuzuführen, wenn die zweite Schalteinheit S eingeschaltet ist. Der Berührungsdetektionsanschluss T kann auch ein Datensignalanschluss T des Arraysubstrats sein, um beispielsweise der Pixelelektrode des Anzeigeelements ein Datensignal zuzuführen, wenn der TFT eingeschaltet ist. Die Berührungselektrode TP kann als gemeinsame Elektrode des Anzeigeelements multiplexiert sein.
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Wenn sich das Arraysubstrat in der Berührungsdetektionsphase befindet und die Berührungselektrode TP abgetastet wird, kann die Steuerungseinheit 100 ein geeignetes Hochpegelsignal ausgeben, um NMOS-Transistor einzuschalten und währenddessen den PMOS-Transistor auszuschalten, so dass die Berührungselektrode TP elektrisch mit dem Berührungsdetektionsanschluss TP verbunden werden kann und Eigenschaftsänderungen in der Berührungselektrode TP detektiert werden können. Die Spannung des geeigneten Hochpegelsignals kann anhand der Eigenschaften des NMOS-Transistors und des PMOS-Transistors, zum Beispiel anhand der Spannungs-/Stromkurven des PMOS-Transistors und des NMOS-Transistors, bestimmt werden. In einer Ausführungsform, wie sie in 7 dargestellt ist, kann bei einer Gate-Spannung von etwa 5 V bis 7 V der PMOS-Transistor ausgeschaltet werden und der NMOS-Transistor gleichzeitig eingeschaltet werden. Dementsprechend kann die Spannung des geeigneten Hochpegelsignals etwa 5 V bis 7 V betragen.
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Wenn sich das Arraysubstrat in der Anzeigephase befindet, kann der Gate-Abtastanschluss G ein Abtastsignal ausgeben, um den TFT einzuschalten. Die Steuerungseinheit 100 kann ein geeignetes Niedrigpegelsignal ausgeben, um den NMOS-Transistor auszuschalten und währenddessen den PMOS-Transistor einzuschalten. Somit kann das gemeinsame Signal von dem gemeinsamen Signalanschluss COM zur gemeinsamen Elektrode des Anzeigeelements übertragen werden und währenddessen das Datensignal von dem Datensignalanschluss T zur Pixelelektrode des Anzeigeelements übertragen werden. Aufgrund einer Spannungsdifferenz zwischen der gemeinsamen Elektrode und der Pixelelektrode können Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht neu ausgerichtet werden und es kann ein Hintergrundlicht-Durchlassgrad zur Anzeige von Bildern moduliert werden.
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Zu beachten ist, dass in einer Ausführungsform, wie sie in 6 dargestellt ist, eine Berührungselektrode einer Anzeigeeinheit zugehören kann, während in einer anderen Ausführungsform eine Berührungselektrode mehr als einer Anzeigeeinheit zugehören kann. Außerdem umfasst jede der in 2a–2c gezeigten ersten Schalteinheiten und zweiten Schalteinheiten nur einen Transistor, was lediglich der Veranschaulichung dient und nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung einschränken soll. Die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit können eine geeignete Anzahl von Transistoren umfassen, wobei die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit dieselbe Anzahl von Transistoren oder eine unterschiedliche Anzahl von Transistoren haben können.
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2d zeigt einen weiteren beispielhaften Schaltplan einer Berührungselektrode gemäß den offengelegten Ausführungsformen. Die Ähnlichkeiten zwischen 2b und 2d werden hier nicht wiederholt, obwohl bestimmte Unterschiede dargestellt sein können. Wie in 2d gezeigt, kann die erste Schalteinheit K eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Transistoren des ersten Typs umfassen, die elektrisch mit der Berührungselektrode TP und dem Berührungsdetektionsanschluss T verbunden sein können. Die zweite Schalteinheit S kann eine Vielzahl von parallel geschalteten Transistoren des zweiten Typs umfassen, die elektrisch mit der Berührungselektrode TP und dem Referenzsignalanschluss COM verbunden sein können.
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In einer in 2d gezeigten Ausführungsform kann die erste Schalteinheit K zwei in Reihe geschaltete Transistoren des ersten Typs umfassen und die zweite Schalteinheit S kann zwei parallel geschaltete Transistoren des zweiten Typs umfassen. 8 zeigt einen beispielhaften Schaltplan einer Berührungselektrode und von Anzeigeeinheiten gemäß den offengelegten Ausführungsformen. Die Ähnlichkeiten zwischen 6 und 8 werden hier nicht wiederholt, obwohl bestimmte Unterschiede dargestellt sein können.
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Wie in 8 gezeigt, kann eine Berührungselektrode mehreren in einem Array angeordneten Anzeigeeinheiten zugehören, beispielsweise vier in einem 2 × 2-Array angeordneten Anzeigeeinheiten. Die Gate-Elektroden der TFTs in der ersten Reihe der Anzeigeeinheiten können elektrisch mit einem Gate-Abtastanschluss G2 verbunden sein und die Gate-Elektroden der TFTs in der zweiten Reihe der Anzeigeeinheiten können elektrisch mit einem Gate-Abtastanschluss G1 verbunden sein. Die erste Schalteinheit K kann zwei in Reihe geschaltete NMOS-Transistoren umfassen und die zweite Schalteinheit kann zwei parallel geschaltete PMOS-Transistoren umfassen. Insbesondere können die PMOS-Transistoren elektrisch über zwei verschiedene Leitungen mit dem gemeinsamen Signalanschluss COM verbunden sein. In einer anderen Ausführungsform können die PMOS-Transistoren in der zweiten Schalteinheit über dieselbe Leitung elektrisch mit dem gemeinsamen Signalanschluss COM verbunden sein.
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In den offengelegten Ausführungsformen kann der Referenzsignalanschluss COM auch der gemeinsame Signalanschluss des Arraysubstrats sein, um beispielsweise das gemeinsame Signal einer auf dem Arraysubstrat angeordneten gemeinsamen Elektrode zuzuführen. Die Berührungsdetektionsanschlüsse T können auch Datensignalanschlüsse des Arraysubstrats sein, um beispielsweise auf dem Arraysubstrat angeordneten Pixelelektroden Datensignale zuzuführen. Das heißt, dass der Referenzsignalanschluss COM als gemeinsamer Signalanschluss multiplexiert sein kann und die Berührungsdetektionsanschlüsse T als Datensignalanschlüsse multiplexiert sein können, beispielsweise durch ein Zeitmultiplex-Ansteuerungsverfahren.
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In einer Ausführungsform kann der Berührungsdetektionsanschluss T als der elektrisch mit der Source-Elektrode jedes TFT verbundene Datensignalanschluss multiplexiert sein, um der Pixelelektrode jedes Anzeigeelements Datensignale zuzuführen, wenn sich das Arraysubstrat in einer Anzeigephase befindet. In einer anderen Ausführungsform kann der Berührungsdetektionsanschluss T als der elektrisch mit den Source-Elektroden einiger TFTs verbundene Datensignalanschluss multiplexiert sein, während die Source-Elektroden der anderen TFTs elektrisch mit einem IC-Pad verbunden sein können, einschließlich einer Vielzahl von Datensignalanschlüssen zum Zuführen von Datensignalen. Beispielsweise können, wie in 8 gezeigt, zwei TFTs elektrisch mit dem IC-Pad verbunden sein, und die beiden anderen TFTs können elektrisch mit dem Berührungsdetektionsanschluss T verbunden sein, der als Datensignalanschluss multiplexiert ist.
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Um die Anzahl der Berührungsdetektionsanschlüsse T weiter zu reduzieren und die Verdrahtung des Arraysubstrats zu vereinfachen, können die ersten Schalteinheiten, die den Berührungselektroden TP in derselben Berührungselektrodenspalte zugehören, elektrisch mit demselben Berührungsdetektionsanschluss T verbunden sein.
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Es ist zu beachten, dass wegen der Bedeutung des gemeinsamen Signals bei der Anzeige von Bildern die zweite Schalteinheit S zum Übertragen des gemeinsamen Signals im eingeschalteten Zustand möglichst eine kleine Impedanz haben sollte, wenn der Referenzsignalanschluss COM als gemeinsamer Signalanschluss des Arraysubstrats konfiguriert ist. Andererseits kann es wünschenswert sein, dass die Schalteinheit K im ausgeschalteten Zustand eine große Impedanz hat, um ein Signalübersprechen zu minimieren.
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In einer Ausführungsform kann die Impedanz der zweiten Schalteinheit S so konfiguriert sein, dass sie im eingeschalteten Zustand ungefähr unter 50 kOhm liegt, während die Impedanz der ersten Schalteinheit K so konfiguriert sein kann, dass sie im ausgeschalteten Zustand ungefähr unter 5000 kOhm liegt. Solange die Impedanz der zweiten Schalteinheit S im eingeschalteten Zustand ungefähr unter 50 kOhm liegt und die Impedanz der ersten Schalteinheit K im ausgeschalteten Zustand ungefähr unter 5000 kOhm liegt, können die Eigenschaften der Transistoren und die Anordnung der Transistoren in den Schalteinheiten entsprechend unterschiedlichen Anwendungsszenarien und Fertigungsprozessen variieren.
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Solange beispielsweise die Impedanz der zweiten Schalteinheit S im eingeschalteten Zustand ungefähr unter 50 kOhm liegt und die Impedanz der ersten Schalteinheit K im ausgeschalteten Zustand ungefähr unter 5000 kOhm liegt, können die Transistortypen in der Schalteinheit, die Art der Reihenschaltung der Transistoren in der ersten Schalteinheit, die Art der Parallelschaltung der Transistoren in der zweiten Schalteinheit und das Breite-Länge-Verhältnis des Kanals in den Transistoren entsprechend unterschiedlichen Anwendungsszenarien und Fertigungsprozessen variieren.
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Bezug nehmend auf 7 beträgt das Breite-Länge-Verhältnis (B/L) des Transistors beispielsweise etwa 4/4, die Drain-Spannung kann etwa VD = 5,1 V betragen, die Gate-Spannung kann etwa –3 V bis 7 V betragen, der Widerstand des NMOS-Transistors kann etwa 2 × 1012 betragen und der Widerstand des PMOS-Transistors kann etwa 2 × 105 betragen. Um somit bei der zweiten Schalteinheit S im eingeschalteten Zustand eine Impedanz von ungefähr unter 50 kOhm und bei der ersten Schalteinheit K im ausgeschalteten Zustand eine Impedanz von ungefähr unter 5000 kOhm zu erreichen, kann die erste Schalteinheit so konfiguriert sein, dass sie zwei bis drei in Reihe geschaltete NMOS-Transistoren umfasst, und die zweite Schalteinheit kann so konfiguriert sein, dass sie vier bis fünf parallel geschaltete PMOS-Transistoren oder zwei bis drei parallel geschaltete PMOS-Transistoren mit einem größeren Breite-Länge-Verhältnis umfasst.
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3a zeigt eine Draufsicht auf ein beispielhaftes Arraysubstrat gemäß den offengelegten Ausführungsformen. Die Ähnlichkeiten zwischen 2b und 3a werden hier nicht wiederholt, obwohl bestimmte Unterschiede dargestellt sein können. Wie in 3a gezeigt, kann das Arraysubstrat eine Vielzahl von in einem Array angeordneten Berührungselektroden 11–14, eine Vielzahl von ersten Schalteinheiten K1–K4, eine Vielzahl von zweiten Schalteinheiten S1–S4, eine Vielzahl von Berührungsdetektionsanschlüssen T1–T2, eine Steuerungseinheit 100 und mindestens einen Referenzsignalanschluss COM umfassen.
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In einer Ausführungsform können die erste Schalteinheit K1–K4 und die zweite Schalteinheit S1–S4 im Anzeigebereich des Arraysubstrats angeordnet sein, beispielsweise in einem Peripheriebereich der Berührungselektroden 11–14, während die Steuerungseinheit 100, der Referenzsignalanschluss COM und die Berührungsdetektionsanschlüsse T1–T2 im Nichtanzeigebereich 201 angeordnet sein können. In einer anderen Ausführungsform können eine der ersten Schalteinheiten K, die zweite Schalteinheit S, die Steuerungseinheit 100, der Referenzsignalanschluss COM und die Berührungsdetektionsanschlüsse T im Anzeigebereich oder im Nichtanzeigebereich des Arraysubstrats angeordnet sein.
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Wie in 3a gezeigt, kann in einer Ausführungsform das Arraysubstrat vier in einem 2 × 2-Array angeordnete Berührungselektroden umfassen: eine erste Berührungselektrode 11, eine zweite Berührungselektrode 12, eine dritte Berührungselektrode 13 und eine vierte Berührungselektrode 14. Das Arraysubstrat kann auch vier erste Schalteinheiten K1–K4, vier zweite Schalteinheiten S1–S4, zwei Berührungsdetektionsanschlüsse T1–T2, eine Steuerungseinheit 100 und einen Referenzsignalanschluss COM umfassen.
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Insbesondere kann jede von der ersten Berührungselektrode 11, der zweiten Berührungselektrode 12, der dritten Berührungselektrode 13 und der vierten Berührungselektrode 14 elektrisch mit einem ersten Anschluss der ersten Schalteinheit K1, K2, K3 bzw. K4 verbunden sein. Um die Anzahl der Berührungsdetektionsanschlüsse T zu reduzieren und die Verdrahtung des Arraysubstrats zu vereinfachen, können die ersten Schalteinheiten, die den Berührungselektroden in derselben Berührungselektrodenspalte zugehören, elektrisch mit demselben Berührungsdetektionsanschluss verbunden sein.
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Das heißt, dass die zweiten Anschlüsse der ersten Schalteinheit K1 und K3 elektrisch mit dem Berührungsdetektionsanschluss T1 verbunden sein können und die zweiten Anschlüsse der ersten Schalteinheit K2 und K4 elektrisch mit dem Berührungsdetektionsanschluss T2 verbunden sein können. Ferner können die dritten Anschlüsse (z. B. Steueranschlüsse) der ersten Schalteinheit K1 und K2 elektrisch mit einem selben Anschluss (z. B. einem selben Ausgangsanschluss) 102 der Steuerungseinheit 100 verbunden sein, während die dritten Anschlüsse (z. B. Steueranschlüsse) der ersten Schalteinheit K3 und K4 elektrisch mit einem selben Anschluss (z. B. einem selben Ausgangsanschluss) 104 der Steuerungseinheit 100 verbunden sein können.
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Andererseits kann jede von der ersten Berührungselektrode 11, der zweiten Berührungselektrode 12, der dritten Berührungselektrode 13 und der vierten Berührungselektrode 14 elektrisch mit ersten Anschlüssen der zweiten Schalteinheiten S1, S2, S3 bzw. S4 verbunden sein. Zweite Anschlüsse der zweiten Schalteinheiten S1, S2, S3 und S4 können elektrisch mit einem Referenzsignalanschluss COM verbunden sein. Dritte Anschlüsse (z. B. Steueranschlüsse) der zweiten Schalteinheiten S1 und S2 können elektrisch mit einem selben Anschluss (z. B. einem selben Ausgangsanschluss) 106 der Steuerungseinheit 100 verbunden sein und dritte Anschlüsse (z. B. Steueranschlüsse) der zweiten Schalteinheiten S3 und S4 können elektrisch mit einem selben Anschluss (z. B. einem selben Ausgangsanschluss) 108 der Steuerungseinheit 100 verbunden sein.
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Jede erste Schalteinheit K1–K4 kann mindestens einen ersten Transistortyp und jede zweite Schalteinheit S1–S4 mindestens einen zweiten Transistortyp umfassen. Beispielsweise kann der dritte Anschluss des Transistors vom ersten Typ, der mit der Steuerungseinheit 100 verbunden ist, die Gate-Elektrode sein, der zweite Anschluss des mit dem Berührungsdetektionsanschluss T1–T2 verbundenen Transistors vom ersten Typ kann die Drain-Elektrode sein und der erste Anschluss des Transistors vom ersten Typ, der mit der Berührungselektrode 11–14 verbunden ist, kann die Source-Elektrode sein. Der dritte Anschluss des Transistors vom zweiten Typ, der mit der Steuerungseinheit 100 verbunden ist, kann die Gate-Elektrode sein, der zweite Anschluss des Transistors vom zweiten Typ, der mit dem Referenzsignalanschluss COM verbunden ist, kann die Source-Elektrode sein und der erste Anschluss des Transistors vom zweiten Typ, der mit der Berührungselektrode 11–14 verbunden ist, kann die Drain-Elektrode sein.
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Zusätzlich kann der Referenzsignalanschluss COM als der gemeinsame Signalanschluss multiplexiert sein und die Berührungsdetektionsanschlüsse T1–T2 können als die Datensignalanschlüsse multiplexiert sein, beispielsweise durch ein Zeitmultiplex-Ansteuerungsverfahren. Die Gate-Elektroden können über Gate-Elektrodenleitungen (z. B. Abtastleitungen) mit der Steuerungseinheit 100 verbunden sein und die Source-Elektroden können über Datensignalleitungen mit den Berührungsdetektionsanschlüssen T1–T2 (d. h. Datensignalanschlüssen) verbunden sein. Eine Spaltenrichtung des Berührungselektrodenarrays kann eine Verlängerungsrichtung der Gate-Elektrodenleitungen sein und eine Reihenrichtung des Berührungselektrodenarrays kann eine Verlängerungsrichtung der Datenleitungen sein.
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In einer Ausführungsform können die ersten Schalteinheiten K1–K4 und die zweiten Schalteinheit S1–S4 alle N-Typ-Transistoren sein, d. h. sie werden eingeschaltet, wenn ein geeignetes Hochpegelsignal anliegt, und ausgeschaltet, wenn ein geeignetes Niedrigpegelsignal anliegt. Das entsprechende Ansteuerungsschema des Arraysubstrats ist in 3b dargestellt.
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3b zeigt ein beispielhaftes Ansteuerungsschema eines beispielhaften Arraysubstrats aus 3a gemäß den offengelegten Ausführungsformen. Wenn sich, wie in 3b dargestellt, das Arraysubstrat in einer ersten Zeitperiode P1 in der Berührungsdetektionsphase befindet, kann die Steuerungseinheit 100 über den Anschluss 102 ein geeignetes Hochpegelsignal an die ersten Schalteinheiten K1 und K2 ausgeben, über den Anschluss 104 ein geeignetes Niedrigpegelsignal an die ersten Schalteinheiten K3 und K4 ausgeben, über den Anschluss 106 ein geeignetes Niedrigpegelsignal an die zweiten Schalteinheiten S1 und S2 ausgeben und über den Anschluss 108 ein geeignetes Niedrigpegelsignal an die zweiten Schalteinheiten S3 und S4 ausgeben. Das heißt, die Steuerungseinheit 100 kann veranlassen, dass die ersten Schalteinheiten K1 und K2 während der ersten Zeitperiode P1 eingeschaltet werden, während die ersten Schalteinheiten K3 und K4 sowie die zweiten Schalteinheiten S1–S4 ausgeschaltet werden.
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Somit kann der Berührungsdetektionsanschluss T1 elektrisch mit der ersten Berührungselektrode 11 verbunden sein und Eigenschaftsänderungen in der Berührungselektrode 11 detektieren. Ähnlich kann der Berührungsdetektionsanschluss T2 elektrisch mit der ersten Berührungselektrode 12 verbunden sein und Eigenschaftsänderungen in der Berührungselektrode 12 detektieren.
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In einer zweiten Zeitperiode P2 kann die Steuerungseinheit 100 über den Anschluss 104 ein geeignetes Hochpegelsignal an die ersten Schalteinheiten K3 und K4 ausgeben, über den Anschluss 102 ein geeignetes Niedrigpegelsignal an die ersten Schalteinheiten K1 und K2 ausgeben, über den Anschluss 106 ein geeignetes Niedrigpegelsignal an die zweiten Schalteinheiten S1 und S2 ausgeben und über den Anschluss 108 ein geeignetes Niedrigpegelsignal an die zweiten Schalteinheiten S3 und S4 ausgeben. Das heißt, die Steuerungseinheit 100 kann veranlassen, dass die ersten Schalteinheiten K3 und K4 während der zweiten Zeitdauer P2 eingeschaltet werden, während die ersten Schalteinheiten K1 und K2 sowie die zweiten Schalteinheiten S1–S4 ausgeschaltet werden.
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Somit kann der Berührungsdetektionsanschluss T3 elektrisch mit der ersten Berührungselektrode 13 verbunden sein und Eigenschaftsänderungen in der Berührungselektrode 13 detektieren. Ähnlich kann der Berührungsdetektionsanschluss T4 elektrisch mit der ersten Berührungselektrode 14 verbunden sein und Eigenschaftsänderungen in der Berührungselektrode 14 detektieren.
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Das heißt, wenn sich das Arraysubstrat in der Berührungsdetektionsphase befindet, kann die Steuerungseinheit 100 veranlassen, dass die ersten Schalteinheiten K1–K4 Reihe für Reihe eingeschaltet werden, während alle zweiten Steuerungseinheiten S1–S4 ausgeschaltet werden, so dass die Berührungselektroden 11–14 Reihe für Reihe detektiert werden können. In bestimmten Ausführungsformen können die Berührungselektroden 11–14 Spalte für Spalte oder in anderen vorgegebenen Detektionsmustern detektiert werden.
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Wenn sich das Arraysubstrat in einer dritten Zeitperiode P3 in der Anzeigephase befindet, kann die Steuerungseinheit 100 über den Anschluss 102 ein geeignetes Niedrigpegelsignal an die ersten Schalteinheiten K1 und K2 ausgeben, über den Anschluss 104 ein geeignetes Niedrigpegelsignal an die ersten Schalteinheiten K3 und K4 ausgeben, über den Anschluss 106 ein geeignetes Hochpegelsignal an die zweiten Schalteinheiten S1 und S2 ausgeben und über den Anschluss 108 ein geeignetes Hochpegelsignal an die zweiten Schalteinheiten S3 und S4 ausgeben. Das heißt, die Steuerungseinheit 100 kann veranlassen, dass alle ersten Schalteinheiten K1–K4 während der dritten Zeitperiode P3 ausgeschaltet werden, während alle zweiten Schalteinheiten S1–S4 eingeschaltet werden. Somit kann das Referenzsignal vom Referenzsignalanschluss COM zu den Berührungselektroden 11–14 übertragen werden.
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Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung ein Anzeigefeld bereit. 4 zeigt eine Querschnittsansicht eines beispielhaften Anzeigefelds gemäß den offengelegten Ausführungsformen. Wie in 4 gezeigt, kann das Anzeigefeld 400 eines der offengelegten Arraysubstrate 10, ein erstes dem Arraysubstrat 10 gegenüberliegend angeordnetes Substrat 20 und ein zwischen dem ersten Substrat 20 und dem Arraysubstrat 10 angeordnetes Anzeigeelement 30 umfassen. In einer Ausführungsform können die Berührungselektroden an einer Außenfläche des Arraysubstrats 10 angeordnet sein, d. h. in „On-Cell”-Technologie. In einer anderen Ausführungsform können die Berührungselektroden an einer Innenfläche des Arraysubstrats 10 angeordnet sein, d. h. in „In-Cell”-Technologie.
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Das Anzeigefeld 400 kann von beliebiger geeigneter Art sein, einschließlich eines der offengelegten Arraysubstrate 10, beispielsweise Plasmaanzeigefeld (Plasma Display Panel; PDP), Feldemissionsanzeigefeld (Field Emission Display; FED), Flüssigkristallanzeigefeld (Liquid Crystal Display; LCD), organisches lichtemittierendes Dioden-Anzeigefeld (Organic Light-Emitting Diode; OLED), lichtemittierendes Dioden-Anzeigefeld (Light-Emitting Diode; LED), Quantenpunkt-Anzeigefeld (Quantum Dots; QDs) oder andere Arten von Anzeigefeldern. Wie in 4 gezeigt, kann in einer Ausführungsform das erste Substrat 20 ein Farbfilmsubstrat sein und das Anzeigeelement 30 kann eine Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten Substrat 20 und dem Arraysubstrat 10 sein.
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5 zeigt eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Anzeigevorrichtung gemäß den offengelegten Ausführungsformen. Wie in 5 gezeigt, kann die Anzeigevorrichtung eines von dem offengelegten Anzeigefeld 400 und einem Hintergrundlichtmodul 200 umfassen, das dem Anzeigefeld 400 gegenüberliegend angeordnet ist. Beispielsweise kann die Anzeigevorrichtung ein Smartphone, ein Tablet, ein tragbares Gerät usw. sein, das Bilder und/oder Videos anzeigen kann. Ferner kann die Anzeigevorrichtung eine beliebige elektronische Vorrichtung oder eine beliebige elektronische Komponente sein, die Bilder und/oder Videos anzeigen kann und eines der offengelegten Anzeigefelder 400 umfasst. Da die Anzeigevorrichtung eines der offengelegten Anzeigefelder umfasst, kann die Anzeigevorrichtung auch dieselben Vorteile wie das offengelegte Anzeigefeld aufweisen.
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In den offengelegten Ausführungsformen kann das Arraysubstrat eine Berührungsschaltung sowie eine Vielzahl von unabhängigen, in einem Array angeordneten Berührungselektroden umfassen. Jede Berührungselektrode kann über mindestens eine erste Schalteinheit elektrisch mit einem Berührungsdetektionsanschluss verbunden sein und über mindestens eine zweite Schalteinheit elektrisch mit dem Referenzsignalanschluss verbunden sein. Wenn sich das Arraysubstrat in einer Berührungsdetektionsphase befindet, kann die Steuerungseinheit veranlassen, dass die ersten Schalteinheiten eingeschaltet werden, während die zweiten Schalteinheiten ausgeschaltet werden, so dass die Berührungselektroden Reihe für Reihe detektiert werden können. Wenn sich das Arraysubstrat in der Anzeigephase befindet, kann die Steuerungseinheit veranlassen, dass die ersten Schalteinheiten ausgeschaltet werden, während die zweiten Schalteinheiten eingeschaltet werden, so dass das Referenzsignal zu den Berührungselektroden übertragen werden kann.
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Um ferner eine kompakte Integration der Berührungskomponente und der Anzeigekomponente in die Berührungsanzeige zu erreichen, kann der Referenzsignalanschluss als der gemeinsame Signalanschluss des Arraysubstrats multiplexiert werden und der Berührungsdetektionsanschluss kann als der Datensignalanschluss T des Arraysubstrats multiplexiert werden und die Berührungselektrode kann als die gemeinsame Elektrode des Anzeigeelements multiplexiert werden. Das Arraysubstrat kann eine vereinfachte Berührungsstruktur haben, die einen kleinen Bereich belegt, der Fertigungsprozess kann vereinfacht sein, und sowohl die Fertigungskosten als auch die Leistungsaufnahme können reduziert sein. Die zugehörige Anzeigevorrichtung kann die Marktnachfrage nach dünneren und leichteren Anzeigevorrichtungen erfüllen.
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Die Beschreibung der offengelegten Ausführungsformen wird bereitgestellt, um dem Fachkundigen die vorliegende Erfindung zu veranschaulichen. Für den Fachkundigen werden schnell zahlreiche Modifikationen zu erkennen sein, und die hierin definierten allgemeinen Grundlagen können auf andere Ausführungen angewandt werden, ohne vom Wesen oder Umfang der Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Erfindung ist daher nicht auf die hierin gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern im größtmöglichen Anwendungsbereich zu sehen, der den hierin offengelegten Grundsätzen und Neuheiten entspricht.
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Diese Patentanmeldung beansprucht Vorrang vor der
chinesischen Patentanmeldung Nr. 201510923077.0 , eingereicht am 11. Dezember 2015, sowie der US-amerikanischen Patentanmeldung Nr. 15/154502, eingereicht am 13. Mai 2016, deren Inhalt durch Nennung hierin als vollständig aufgenommen betrachtet wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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