Integrated touch sensor and a light-emitting device

申请号 JP2003546482 申请日 2002-11-19 公开(公告)号 JP4490102B2 公开(公告)日 2010-06-23
申请人 タッチセンサー テクノロジーズ,エルエルシー; 发明人 コールドウェル、デーヴィッド、ダブリュ.;
摘要 A touch sensor is physically integrated with a light emitting device to provide a switching device with built-in backlighting. In some embodiments, the touch sensor and the light emitting device share electrical components.
权利要求
  • 基板と、
    基板上に配置された 一つのタッチ・センサと、
    少なくとも一部が 前記タッチ・センサ上に配置されている絶縁層と、
    少なくとも一部が前記絶縁層上に配置され、 前記タッチ・センサに のみ対応する独立した発光デバイスと、
    を含む選択的照明タッチ・センサ装置。
  • 請求項1記載のタッチ・センサ装置であって、
    基板の少なくとも一部は、実質的に半透明である前記センサ装置。
  • 請求項1記載のタッチ・センサ装置であって、
    基板の少なくとも一部は、実質的に透明である前記センサ装置。
  • 請求項1記載のタッチ・センサ装置であって、
    絶縁層の少なくとも一部は、実質的に半透明である前記センサ装置。
  • 請求項1記載のタッチ・センサ装置であって、
    絶縁層の少なくとも一部は、実質的に透明である前記センサ装置。
  • 請求項1記載のタッチ・センサ装置であって、
    基板は、実質的に剛性である前記センサ装置。
  • 請求項1記載のタッチ・センサ装置であって、
    基板は、実質的に可撓性である前記センサ装置。
  • 請求項1記載のタッチ・センサ装置であって、
    前記タッチ・センサ 、基板に配置された第1の電極を含み、 前記発光デバイスは、実質的に第1の電極にある前記センサ装置。
  • 請求項8記載のタッチ・センサ装置であって、
    第1の電極の少なくとも一部は、実質的に半透明である前記センサ装置。
  • 請求項8記載のタッチ・センサ装置であって、
    第1の電極の少なくとも一部は、実質的に透明である前記センサ装置。
  • 請求項8記載のタッチ・センサ装置であって、
    基板に配置され第1の電極に電気的に結合された統合化制御回路をさらに含む前記センサ装置。
  • 請求項11記載のタッチ・センサ装置であって、
    統合化制御回路は、ピーク検出器を含む前記センサ装置。
  • 請求項11記載のタッチ・センサ装置であって、
    統合化制御回路は、ラッチを含む前記センサ装置。
  • 請求項8記載のタッチ・センサ装置であって、
    前記タッチ・センサは、第2の電極を含み、第2の電極は、第1の電極に対し間隔をあけ同一平面内にかつ実質的に取り巻く位置関係で基板に配置されている前記センサ装置。
  • 請求項14記載のタッチ・センサ装置であって、基板に配置され、第1の電極および第2の電極に電気的に結合された能動デバイスをさらに含む前記センサ装置。
  • 請求項15記載のタッチ・センサ装置であって、
    能動デバイスは、トランジスタである前記センサ装置。
  • 請求項14記載のタッチ・センサ装置であって、
    基板に配置され、第1の電極および第2の電極に電気的に結合された統合化制御回路をさらに含む前記センサ装置。
  • 請求項17記載のタッチ・センサ装置であって、
    統合化制御回路は、ピーク検出器を含む前記センサ装置。
  • 請求項17記載のタッチ・センサ装置であって、
    統合化制御回路は、ラッチを含む前記センサ装置。
  • 請求項1記載のタッチ・センサ装置であって、
    前記タッチ・センサ 、容量性タッチ・センサ、赤外線タッチ・センサ、音響タッチ・センサおよび電磁タッチ・センサから成るグループから選択される前記センサ装置。
  • 請求項1記載のタッチ・センサ装置であって、
    前記発光デバイスは、発光ダイオード、発光ポリマ、有機発光ダイオードおよびポリマ発光ダイオードから成るグループから選択される前記センサ装置。
  • 請求項1記載のタッチ・センサ装置であって、さらに、
    前記タッチ・センサの動作を制御 しその刺激状態を検出し、 前記発光デバイスの照明を制御する手段を含む前記タッチ・センサ装置。
  • 請求項1記載のタッチ・センサ装置であって、さらに、
    前記タッチ・センサの動作を制御しその刺激状態を検出し、 前記発光デバイスの照明を制御する駆動回路を含み、前記駆動回路は、 前記タッチ・センサおよび 前記発光デバイスに接続される前記センサ装置。
  • 請求項23記載のタッチ・センサ装置であって、前記駆動回路は、 前記タッチ・センサの動作および/または刺激状態の関数として 前記発光デバイスに選択的に照明するようにさせる前記センサ装置。
  • 請求項1記載のタッチ・センサ装置であって、さらに、
    基板に配置された第2のタッチ・センサと、
    少なくとも一部が、第2のタッチ・センサ上に配置された第2の絶縁層と、
    第2のタッチ・センサに のみ対応する独立した第2の発光デバイスと、
    を含み、第2の発光デバイスの少なくとも一部は、第2のタッチ・センサとアラインするように第2の絶縁層上に配置される前記センサ装置。
  • 請求項25記載のタッチ・センサ装置であって、さらに、
    前記タッチ・センサおよび第2のタッチ・センサの動作を制御しその刺激状態を検出し、 前記発光デバイスおよび第2の発光デバイスの照明を制御する手段を含む前記センサ装置。
  • 請求項25記載のタッチ・センサ装置であって、さらに、
    前記タッチ・センサおよび第2のタッチ・センサの動作を制御しその刺激状態を検出し、 前記発光デバイスおよび第2の発光デバイスの照明を制御する駆動回路を含み、駆動回路は、 前記タッチ・センサ、第2のタッチ・センサ、 前記発光デバイスおよび第2の発光デバイスに接続される前記センサ装置。
  • 請求項27記載のタッチ・センサ装置であって、
    前記駆動回路は、 前記タッチ・センサの動作 および/または刺激状態の関数として 前記発光デバイスに選択的に照明するようにさせ、第2のタッチ・センサの動作および/または刺激状態の関数として第2の発光デバイスに選択的に照明するようにさせる前記センサ装置。
  • 請求項25記載のタッチ・センサ装置であって、さらに、
    基板に配置された第3のタッチ・センサと、
    少なくとも一部が第3のタッチ・センサに配置された第3の絶縁層と、
    第3のタッチ・センサに のみ対応する独立した第3の発光デバイスと、
    を含み、第3の発光デバイスの少なくとも一部は、第3のタッチ・センサとアラインするように第3の絶縁層に配置される前記センサ装置。
  • 請求項29記載のタッチ・センサ装置であって、さらに、
    前記タッチ・センサ、第2のタッチ・センサおよび第3のタッチ・センサの動作を制御しその刺激状態を検出し、 前記発光デバイス、第2の発光デバイスおよび第3の発光デバイスの照明を制御する手段を含む前記センサ装置。
  • 請求項29記載のタッチ・センサ装置であって、さらに、
    前記タッチ・センサ、第2のタッチ・センサおよび第3のタッチ・センサの動作を制御しその刺激状態を検出し、 前記発光デバイス、第2の発光デバイスおよび第3の発光デバイスの照明を制御する駆動回路を含む前記センサ装置。
  • 請求項31記載のタッチ・センサ装置であって、
    前記駆動回路は、 前記タッチ・センサの動作および/または刺激状態の関数として 前記発光デバイスに選択的に照明するようにさせ、第2のタッチ・センサの動作および/または刺激状態の関数として第2の発光デバイスに選択的に照明するようにさせ、第3のタッチ・センサの動作および/または刺激状態の関数として第3の発光デバイスに選択的に照明するようにさせる前記センサ装置。
  • 請求項20記載のタッチ・センサ装置であって、さらに、
    前記タッチ・センサの動作を制御しその刺激状態を検出し、 前記発光デバイスの照明を制御する手段を含む前記センサ装置。
  • 請求項20記載のタッチ・センサ装置であって、さらに、
    前記タッチ・センサの動作を制御しその刺激状態を検出し、 前記発光デバイスの照明を制御する駆動回路を含む前記センサ装置。
  • 说明书全文

    本発明は、タッチ・センサと発光デバイスとの統合に関する。

    タッチ・センサは、ユーザのタッチまたは接近に応答する固体スイッチである。 そのようなものとして、それらは、従来の機械的スイッチの代わりに用いることができる。 公知のタッチ・センサは、一般に、1つまたはそれ以上の電極を有するタッチ・パッドと、そのタッチ・パッド付近の電界を含み、かつその電界がユーザのタッチまたは接近のような刺激により乱された時に、その電界の変化に応答する関連回路とを含む。 タッチ・パッドおよび関連回路は、一般に、プリント配線板またはガラス板のような基板上に配置される。 この又は別の関連基板の一部は、タッチ・センサをトリガするために必要な刺激を与えるのに、ユーザがタッチまたは接近しなければならない有効タッチ表面を画定する。 制御回路を、発光デバイス、モータまたは他の装置を制御するように構成することができる。

    本技術分野においては、容量性タッチ・センサ、赤外線タッチ・センサ、電界タッチ・センサ、音響タッチ・センサ、および電磁タッチ・センサを含む、いくつかのタイプのタッチ・センサが公知である。 そのようなタッチ・センサは、米国特許第5,594,222号、第5,856,646号、第6,310,611号および第6,320,282号並びに多くの他の文献に説明されているように構成することができる。

    タッチ・センサは、入出装置の一部として用いることができ、その場合、ある形式の音声または視覚帰還が行われる。 帰還は、ユーザに有効タッチ表面の存在について注意を促し、またはタッチがタッチ・センサの応答をトリガした旨をユーザに知らせる。 多くの場合、視覚帰還は、有効タッチ表面またはインタフェース・パネル上の他の領域のバック・ライティングを伴う。 バック・ライティングは、発光ダイオード(LED)または発光ポリマ(LEP)により行うことができ、これらには、有機発光ダイオード(OLED)またはポリマ発光ダイオード(PLED)(これらの双方はLEPである)または任意の他の適切な光源が含まれる。

    LED、OLEDおよびPLEDデバイスは、電気エネルギを光子の形式の光エネルギに変換する。 これらの発光デバイスは、その発光層において発生した光子が通過できる透明陽極または透明陰極を有することができる。 LEDの発光層は、ドーピングされた物理格子結晶構造を有する半導体を含む。 OLEDおよびPLEDの発光層は、それぞれ小さい有機分子および比較的に大きい有機分子から構成される。 以上の発光デバイスは、すべて一般に極めて薄く、また点光源として構成することができ、あるいは大きい面積を照明するようにすることができるが、OLEDおよびPLEDによりそのようにする方がLEDのような半導体デバイスによるよりも経済的である。 熱蒸着器、薄膜スパッタリングまたはスピン・コーティング技術を用いると、OLEDおよびPLEDは、半導体よりも少ないステップにより大量生産することができ、また、マイクロ・デポジションまたはインクジェットおよびスピン・コーティング装置を用い経済的に生産することができる。 任意の光源が発生した光は、またレンズ、光管および他の適切な装置を用い、広げまたは拡散させることができる。

    バック・ライティングは、有効タッチ表面に有利にアラインさせることができるので、時には、タッチ・センサを発光デバイスのすぐそばに、かつ/または、発光デバイスの頂部に配置することが望ましい。 後者の場合には、タッチ・センサの電極を好ましくは透明にして、発光デバイスが発生する光がユーザに到達できるようにする。 従来技術においては、これらの電極は、バックライト形タッチ・センサとは別個の部品である。 タッチ・センサとバック・ライティング・デバイスとが別個の部品であるので、それら双方を駆動するために必要な電気的アドレス指定は、しばしば複雑かつ高コストとなる。 タッチ・センサが、発光デバイスの上になければならない場合には、発光デバイスからの光は、ユーザに到達する前にOLEDまたはPLEDの透明層により、またさらにタッチ・センサの部品により減衰させられることがありうる。 すべての場合において、発光デバイスを別個に構成されたタッチ・センサとアラインさせることは、必要な接続および両者のアラインメントのために余分な材料および他の製造コストを要する。

    本発明は、タッチ・センサと発光デバイスとの統合を目的とする。

    本発明の1つの実施例は、発光デバイスの導電層としても役立つ1つまたはそれ以上の電極を有するタッチ・センサを提供する。 本発明のもう1つの実施例は、タッチ・センサが発光デバイスの上にあるが、発光デバイスから電気的に分離されている、さまざまなタッチ・センサ構成を提供する。 本発明は、さらに、そのようなデバイスを動作させるための電気的駆動および制御回路を提供する。

    以下に説明する本発明のさまざまな実施例は、タッチ・センサとバック・ライティングとを共用するコストおよび複雑性を大いに低減することができる。 例えば、本発明は、本技術分野において公知の、電気的に結合されかつアラインされなければならない、分離されたタッチ・センサおよび発光アセンブリに関連する余分な材料および製造コストを低減または解消することができる。

    図面は、一般に説明の目的で容量性の電界タッチ・スイッチを示しているが、当業者は、本発明の原理が容量性タッチ・スイッチ、赤外線タッチ・スイッチ、電界タッチ・スイッチ、音響タッチ・スイッチおよび電磁タッチ・スイッチを含むが、しかし、これらに限られるわけではない任意の方式のタッチ・スイッチ・デバイスに対し適切であるのを知ることができる。 特定の例は、デビッド・W・カードウェル(David W. Caldwell)をそれぞれ発明者とする米国特許第5,594,222号、第5,856,646号、第6,310,611号および第6,320,282号明細書に説明されているタッチ・スイッチを含む。 以上の米国特許の開示は、ここで参照することにより、本願に取り込むこととする。 全てが2002年10月15日に出願され、全てがデビッド・W・カードウェルを発明者とする、インテリジェント・シェルビング・システム(Intelligent Shelving System)と題する米国特許出願第10/271,933号の成形/統合されたタッチ・スイッチ/制御パネル・アセンブリおよびその製造方法と題する第10/272,219号、 一体形制御回路を有するタッチ・スイッチと題する第10/272,377号および統合化装飾を有するタッチ・センサと題する第10/272,047号の開示も、ここで参照することにより本願に取り込むこととする。

    図1Aから図1Cは、典型的な発光デバイスを構成する個々の層を示す。 図1Aから図1Cに示されている発光デバイスは、底部発射発光デバイスであるが、当業者にとって明らかなように、これらは、また頂部発射発光デバイスを表すこともできる。 図1Aから図1Cに示されているそれぞれの発光デバイスの個々の層は、上述の技術または本技術分野において公知の他の適切な技術を用い、基板20上に堆積することができる。 それぞれの発光デバイスの個々の層は、陽極21、発光スタック22および陰極23を含む。 図1Aから図1Cにおいて、陽極21は、一般に透明であり、酸化インジウムスズまたは他の透明電極材料から構成できる。 発光スタック22の組成は、それぞれのデバイスにおいてやや異なる。 すなわち、図1Aにおいては、図示されているLEDの発光接合層22は、標準的なPN接合材料、例えば、InGaN、GaP、AlInGaPまたはGaAlAsである。 図1Bにおいては、図示されているOLEDの発光スタック22は、それぞれが例えば、CuPc、NPBおよびAlq3であるホール注入層24、ホールトランスポート層25、発光層26と電子トランスポート層27とを含むことができる。 図1Cにおいては、図示されているPLEDの発光スタックは、それぞれがPEDOTおよびPPVであるホール・トランスポート層25および発光層26を含むことができる。 図1BのOLEDの発光層22の組成と、図1CのPLEDのそれとの間の1つの相違は、後者においてはポリマ分子(図示せず)が比較的に大きいことである。 図1BのOLEDの構成は、効率的なLEPを提供するが、他の効率の低い構成は、以下に説明する本発明の実施例のいずれにも用いることができる。 例えば、LEPは、1つほどという少なさの有機層を含むことができる。 図1Bに示されているOLED(またはPLED)の多層構成は、応用に依存して変化することができる。 図1Bおよび図1Cの発光スタック22は、HTL、ETL、他の発光有機分子または複合材料を含むことができる。 これらの発光デバイスが以下に説明される本発明のある実施例に従って構成された時は、それらは、タッチ・センサ界を示すことができ、制御回路に結合された時は、タッチ・スイッチとして働くことができる。 これらのデバイスは、それぞれ以下に説明されるさまざまな実施例に適合可能である。 1つのデバイスが、特定の実施例を説明するために用いられる場合は、他の発光デバイスで置き換えることもできることが理解される。

    図2Aから図2Cは、典型的な底部発光PLEDまたはOLEDの個々の層および基本構成を示す。 図2Aは、PLEDまたはOLEDの陽極21、発光スタック22および陰極23を示す。 陽極21および陰極23の双方は、それぞれトレース36および37を含み、このトレースは、PLEDまたはOLEDの電圧源(図示せず)への接続を可能にする。 図2Bは、組立てられたPLEDまたはOLEDの底面図を示し、陽極21は、発光スタック22の下にあり、発光スタック22は、陰極23の下にある。 図2Cは、基板20上に保持され組立てられたPLEDまたはOLEDを示す。 陽極21は、発光スタック22からの光が基板20の表面に達するため有利なように透明にできる。 陽極21の他の構成は、不透明ではあるが、発光スタック22からの光の少なくとも一部を基板20の表面に達しさせる細かいメッシュまたは他の構造を含むことができる。 ここで説明されるいずれの構成においても、光が通過すべきであれば、基板20の少なくとも一部は透明または半透明でなければならない。

    図3Aおよび図3Bは、容量性タッチ・センサを示す。 図3Aは、トレース34を経て方形波電圧源V input (他の実施例においては、他の電圧源および波形を用いてもよい)に接続された電極31と、電極31を実質的に包囲し、トレース35を経て抵抗R outputに接続された電極33とを示す。 電圧源V inputは、電極31と電極33との間および周囲に電界を誘起する。 図3Bは、基板20上に保持された図3Aの容量性タッチ・センサの断面図を示す。 基板20の表面19は、ユーザが電極31および33に直接タッチすること、または最小距離よりも近づくことを妨げる。 これは、図3Aに示されているように、ユーザのアペンデージと、電極31および33のそれぞれとの間にキャパシタンスC innerおよびキャパシタンスC outerを作る。 基板20の表面19へのユーザの接近またはタッチは、電極33と、ユーザの接近またはタッチしたアペンデージとの間のキャパシタンスを増加させることができる。 このキャパシタンスの増加は、電極33の電圧を増加させる。 この電圧の増加は、制御回路(図示せず)内に信号を誘起し端末装置(図示せず)に応答を生じさせる。

    他のタッチ・センサ構成も、また可能である。 電極33は、電圧源V inputの信号を受けることができ、電極31は、制御回路に出力信号を送ることができる。 あるいは、単一電極は、入力信号を受け出力信号を送る双方を行うことができる。 図3Aおよび図3Bのタッチ・センサ内に第3の電極(図示せず)を、好ましくは電極31と電極33との間に含めることもできる。 この第3の電極は、方形波電圧源V inputの信号に接続することができる。 そのとき電極31および33は、共に差動制御回路に接続することができ、この回路は、電極31および33に誘起される電圧の間の差を作るように有利に構成することができる。 例えば、電極31に誘起された電圧が比較的に大きいと、制御回路から端末装置に応答を生じさせる出力を発生させることができ、一方、電極33に誘起された電圧が比較的に大きいとき、または電極31および33の双方に誘起された電圧が同等であるときは、制御回路から出力は、発生しないか又は端末装置に応答を生じないような差動出力を発生する。

    タッチ・センサは、入出力インタフェース・パネル上に行列パターンをなして配置することができる。 図3Cは、2×2行列をなして配置された図3Aおよび図3Bのタッチ・センサを選択的に起動できる駆動回路を概略的に示す。 タッチ・センサTS1からTS4は、概略的に示されている。 それぞれのタッチ・センサは、電極31と電極33との間にキャパシタンスC1また電極33と基板20の表面19との間にキャパシタンスC LEDを含む。 タッチ・センサのインタフェース・パネルのユーザが、基板20の表面19にタッチまたは接近した時は、電極33と表面19との間のキャパシタンスおよび電極33の電圧は、増加することができる。 タッチが誘起した電極33の電圧増加は、図3Cに入力OSCに関連して示されているANDゲートANDにより検出されるピークを長くする。 この電圧の変化は、出力ゲート、制御回路または最終的には端末装置に送られることができる。

    図3Cの駆動回路の論理ゲートは、タッチ・センサの行列の起動を制御できる。 図3Cにおいて、振動信号OSCは、方形波信号をANDゲートAND1およびAND2に送り、これらのANDゲートは、また論理回路(図示せず)により供給される信号TSCSELECT1およびTSCSELECT2の入力をも受ける。 振動信号OSCおよび信号TSCSELECT1の双方が高である時は、ANDゲートAND1は、高出力TSC1を生じ、これは、タッチ・センサTS1およびTS2内に電界を誘起する。 このようにして、信号TSCSELECT1は、タッチ・センサTS1およびTS2から構成されるタッチ・センサの右列のタッチ・センサへの振動信号OSCの通過を制御する働きを有する。 図3Cのアナログ・マルチプレクサAMPは、タッチ・センサTS1およびTS2のいずれから応答信号をANDゲートANDに送るかを選択できる。 論理回路(図示せず)により、TSELECT1が信号をスイッチSW1に送ってこれを閉成し、TSELECT2が同様の信号をスイッチSW2に送らない時は、ANDゲートANDは、TS1の電圧に依存する信号をトレースAND_OUT上に出力することができる。 TSELECT1またはTSELECT2がそれぞれ信号をスイッチSW1またはSW2に送り、いずれかのスイッチを閉成した時は、ANDゲートANDは、タッチ・センサTS1またはTS2の電圧に依存する信号を、トレースAND_OUT上に出力することができる。 このようにして、図3Cの駆動回路は、好ましくは論理回路(図示せず)により、行列内の個々のタッチ・センサ、行列内のタッチ・センサの列または行列内のタッチ・センサの行を起動できる。

    図4Aおよび図4Bは、統合化制御回路を有するタッチ・スイッチを示し、そこでは統合化制御回路32は、タッチ・センサ電極31、33の近くに配置され、これらの電極は、それぞれトレース34、35を経て統合化制御回路32に接続されている。 図4Bには、基板20上に保持された、図4Aの統合化制御回路を有するタッチ・スイッチの断面が示されている。 図4Cは、図4Aおよび図4Bの統合化制御回路32の可能な構成を示す。 図4Cにおいて、振動信号OSCは、抵抗R innerおよびR outerのそれぞれを経て両電極31、33を刺激する。 能動デバイスM2、M4は、チップ選択信号VDDに接続されている。 NMOS能動デバイスが図示されているが、PMOSまたはバイポーラ能動デバイスまたは抵抗を含む他のデバイスで置き換えることもできる。 能動デバイスM1およびM3のゲートは、それぞれ電極31、33に接続されている。 NMOSデバイスが図示されているが、PMOSまたはバイポーラ能動デバイスを含む他のタイプの能動デバイスで置き換えることもできる。 統合化制御回路32の部品および電極31、33は、いずれの電極にも刺激が印加されない時に、入力POSおよびNEGに生じるピーク電位が実質的に等しくなるように構成することができる。 あるいは、入力NEGにおける中立状態ピーク電圧を、入力POSにおけるよりも比較的に高くし、処理およびラッチ回路40、41のそれぞれの偶然の起動を防止することもできる。 電極31にユーザが誘起した刺激が印加された時は、電界キャパシタンスC1が増加し、電極31の電位が増加する。 すると、能動デバイスM1のゲートの電位は、そのソースの電位よりも一時的に高くなり、能動デバイスM1は、バイアスされてオン状態になる。 能動デバイスM1は、オン状態にバイアスされると、ドレイン電流を生じ、このドレイン電流は、能動デバイスM2により比例する電位に変換されて、入力POSおよびNEGの電位の差を変化させ、ひいてはプロセッサ回路40によりラッチ回路41を閉じて抵抗R outputに電流を生じさせる。 処理回路40およびラッチ回路41の1つの実施例の動作は、米国特許第6,320,282号にさらに十分に説明されている。 他の処理出力およびラッチ回路も、同様に用いることができる。

    図5Aから図5Dは、図3Aおよび図3Bの容量性タッチ・センサと、図2Aから図2Cの発光デバイスとを含む本発明による発光タッチ・スイッチを示す。 図5Aから図5Dに示されている本発明の実施例は、物理的には統合化されているが電気的には分離されている、タッチ・スイッチおよび発光デバイスを含む。 図5Aは、陽極21、陽極21に接続されたトレース36、発光スタック22、陰極23および陰極23に接続されたトレース37を含む、発光デバイスの個々の層を示す。 図5Cは、電極31、電極31に接続されたトレース34、電極33および電極33に接続されたトレース35を含むタッチ・センサを示す。 トレース34および35は、出力線路として機能することができ、信号源に接続することができ、またはこれらの双方ができる。 図5Bは、図5Cのタッチ・スイッチ部品を有する本発明による発光タッチ・スイッチの1つが他の頂部にある個々の層を示しており、すなわち、陰極23の頂部に発光スタック22があり、その頂部に陽極21があり、その頂部に電極31および33がある。 図5Bにおいて、電極31は、陽極21にそろえて、その上に配置されているので、陽極21には符号を付してない。 図5Dは、基板20上に保持され本発明による発光タッチ・スイッチを示す。 絶縁層50は、図5Cのタッチ・スイッチ部品を、図5Aの発光デバイス部品から分離している。 絶縁層50は、SiO または任意の他の適切な材料とすることができ、好ましくは、全体的に透明またはある領域において透明とするが、不透明であってもよい。 この発光デバイスの陽極21は、好ましくは透明とし、発光スタック22からの光が基板20の表面19に到達するようにするが、上述のように、そうしなくてもよい。 前述のように、基板20の少なくとも一部は、透明または半透明で光をその表面19まで通過させなければならない。

    図5Eは、図5Aおよび図5Bの物理的には統合化されているが、電気的には分離されているタッチ・センサおよび発光デバイスの2×2行列の起動を制御できる可能な駆動回路を示す。 図5Eにおいて、個々のタッチ・センサTS1からTS4またはタッチ・センサの列の起動は、タッチ・センサTS1からTS4のそれぞれの電極31または33が入力信号TSCSELECT1またはTSCSELECT2に直接接続でき、タッチ・センサTS1からTS4のそれぞれの他の電極31または33が、アナログ・マルチプレクサAMPの対応するスイッチSW1またはSW2を経てANDゲートANDに接続できることを除けば、図3Cに関連して前述した通りである。 発光デバイスL1からL4の起動は、タッチ・センサTS1からTS4の起動と無関係であることができ、そうでなければタッチ・センサTS1からTS4の起動に同期、またはタッチ・センサTS1からTS4の起動に依存することができる。 例えば、論理回路(図示せず)は、起動された(すなわち、使用のための準備を完了した)個々のタッチ・センサまたはタッチ・センサのグループの下の発光デバイスまたは諸デバイスを起動できる。 あるいは、論理回路(図示せず)は、起動されタッチにより刺激されたタッチ・センサまたはタッチ・センサのグループの下の発光デバイスまたは諸デバイスを起動できる。 他の論理スキームもまた可能である。 発光デバイスL1からL4の起動は、入力信号LCSELECT1およびLCSELECT2と、ANDゲートAND3およびAND4を経た入力信号LRSELECT1およびLRSELECT2とにより制御できる。 例えば、発光デバイスL1は、ANDゲートAND3の出力LRS1が高であり、入力LCSELECT1が低である時に、オン状態となり発光する。 この状態においては、発光デバイスL1を通って電流が流れ、それを発光させる。 図5Eの駆動回路は、個々の発光デバイスまたは発光デバイスの列または行を起動できることが理解される。

    図5Fおよび図5Gは、図5Eの駆動回路のタイミング図であり、そこにはタッチ・センサおよび発光デバイスの双方の起動のタイミングが示されている。 図5Fにおいては、駆動回路のタイミングは、図3Cに関して上述した通りである。 図5Fは、さらに、ANDゲートANDの出力AND_OUTがユーザのタッチにどのように応答するかを示している。 例えば、時間T1およびT5においては、タッチ・センサTS1が起動されており、ANDゲートANDの入力61は、タッチ・センサTS1の電極31または33の電位に対応することができる。 タッチにより刺激された時は、出力AND_OUTは、刺激されなかった時よりも、時間T1中の短い間隔の間高となる。 タッチ・センサT3およびT4の起動および刺激は、タッチ・センサT1のそれと同様である。 また、図5Eの駆動回路の説明から理解できるように、図5Fには示されていないが、タッチ・センサの行または列は、個々のタッチ・センサが起動できるのと同様に同時に起動できる。

    図5Gにおいて、入力LRSELECT1およびOSCが高である時は、ANDゲートAND3の出力LRS1は、高となる。 入力LCSELECT1が低である時は、バッファB3の出力LCS1は、低となる。 このようにして、入力LRSELECT1およびLCSELECT1が高である時は、図5Fの時間T1およびT3に示されているように、LRS1は、高となり、LCS1は、低となって、発光デバイスL1を通る電流を流し、発光デバイスL1は、オン状態となって発光する。 図5Eの駆動回路は、また発光デバイスの列または行を起動できる。 このようにして、時間T2およびT4においては、入力LRSELECT1、LRSELECT2およびOSCが高で、出力LRS1およびLRS2を同様に高にし、また入力LCSELECT2が高で、バッファB4の出力LCS2を低とする。 時間T2およびT4における駆動回路の状態は、発光デバイスL3およびL4を通る電流を流し、それらを発光させる。 発光デバイスの行の起動は、図5Gに示されていないが、図5Eの駆動回路の説明から理解される。

    図6Aから図7Dは、統合化発光タッチ・センサを示し、そこでは発光デバイスの導電層、すなわち陽極121および陰極123は、タッチ・センサの電極としても機能する。 図6Aから図6Eは、底部発射統合化発光タッチ・センサを示す。 図7Aから図7Dは、頂部発射統合化発光タッチ・センサを示す。 図6Aおよび図7Aは、陽極121、発光スタック22および陰極123を含む、統合化発光タッチ・センサの個々の層を示す。 トレース36および37は、それぞれ陽極121および陰極123に接続される。 図6Bおよび図7Bは、電圧源の刺激V inputをどのようにしてトレース37を経て陰極123に接続できるか、またトレース36をどのようにして抵抗R outputを含む帰線とすることができるかを示す。 統合化発光タッチ・センサの諸層は、図6Bおよび図6Cにおいては、陽極121が発光スタック22の上にあり、スタック22は、陰極123の上にあるように示されており、一方、図7Bおよび図7Cにおいては、陰極123が発光スタック22の上にあり、スタック22は、陽極121の上にある。 図6Cおよび図7Cは、図6Bおよび図7Bの発光タッチ・センサがそれぞれ、どのようにして基板20上に保持されることができるかを示す。

    図7Cにおいて、装飾層51は、図7Bの統合化発光タッチ・センサの上にある。 図7Dに示されているように、装飾層51は、陽極21と装飾層51の表面18との間にキャパシタンスC1を与えることができ、これは、ほかの場合には、図6Eに示されているように、基板20により与えられる。 図7DのキャパシタンスC1は、また統合化発光タッチ・センサの上にある第2の基板(図示せず)によっても与えられる。 図6Eおよび図7Dの双方において、キャパシタンスC LEDは、陽極121と陰極123との間に存在する。 図6Dは、図6Bの統合化発光タッチ・センサの概略図を示す。

    図8Aは、図6Aから図7Dの統合化発光タッチ・センサのための可能な駆動回路を示す。 図8Bは、図8Aの駆動回路におけるタイミング図である。 図8Aの駆動回路は、タッチ・センサおよび光の起動および行列全体の動作を制御するために有利なことに4つのアドレス線路しか必要としない。 アドレス線路の数を最小化すると、統合化発光タッチ・センサを保持する基板上のスペースが保存され、また製造プロセスの複雑性が低減される。 統合化発光タッチ・センサTL1およびTL2のタッチ・センサ機能は、ANDゲートAND5の出力CS1が高である時に起動され、これは、ANDゲートAND5の入力、すなわち、振動信号OSCおよびCSELECT1の双方が高である時に起こる。 スイッチSW1およびSW2を含むアナログ・マルチプレクサAMPは、統合化発光タッチ・センサTL1およびTL2の一方または他方または双方の電位がANDゲートANDの入力61となり、その出力AND_OUTが統合化発光タッチ・センサの行列のタッチ・センサ応答出力を形成するかどうかを制御する。 入力LSELECT1およびLSELECT2は、能動デバイスM5およびM6を制御し、これは、ひいては統合化発光タッチ・センサを通る光発生電流を制御し、例えば、LSELECT1が低である時は、能動デバイスM5がオン状態にバイアスされ、RS1が高となる。 キャパシタンスC isolateは、ANDゲートANDを駆動回路の発光動作の影響から分離する。 上述のように、能動デバイスM5およびM6は、PMOSデバイスとして図示されているが、NMOS、バイポーラその他の能動デバイスを用いることもできる。

    図8Aおよび図8Bのタイミング・チャートによると、時間T1においては、入力振動信号OSCおよびCSELECT1は、双方が高であり、ANDゲートAND5の出力CS1を高とする。 また時間T1においては、入力LSELECT1およびLSELECT2は、双方が高であり、能動デバイスM5およびM6を高インピーダンス・モードとし、従って統合化発光タッチ・センサTL1およびTL2を起動する。 入力TRSELECT1が高である時は、スイッチSW1が閉じて、統合化発光タッチ・センサTL1の陽極121からの信号をANDゲートANDに到達させる。 このANDゲートの出力AND_OUTは、駆動回路の応答出力である。 他の個々の統合化発光タッチ・センサまたはその行または列の起動に対しては同様の要件が存在する。 図8Bに示されているように、統合化発光タッチ・センサTL1に対しタッチ刺激があった時は、刺激がなかった時よりも時間T1の比較的に小さい部分の間応答出力AND_OUTが持続する。 他の統合化発光タッチ・センサの刺激も、応答出力AND_OUTに同様の応答を生じる。 統合化発光タッチ・センサTL1の発光性を起動するためには、ANDゲートAND5の出力CS1は、低でなければならず、入力RS1は、高でなければならない。 これらの条件のもとでは、電流が統合化発光タッチ・センサの陽極から陰極に流れることができ、それらの発光タッチ・センサを発光させる。 図8Bからわかるように、能動デバイスM5は、入力LSELECT1が低である時に起こる、そのゲート電位がそのソースよりも低い時にバイアスされる。 オン状態にバイアスされると、能動デバイスM5は、統合化発光タッチ・センサTL1の陽極121から陰極123に電流を流す。 統合化発光タッチ・センサTL2からTL4も、同様に動作する。 図8Aの駆動回路および図8Bのタイミング図からわかるように、統合化発光タッチ・センサの行および列は、同時に同様に発光させることができる。 図8Bのタイミング図は、統合化発光タッチ・センサの発光性がどのようにして同期されるかを示す。 上述のように、入力CSELECT1、CSELECT2、TRSELECT1、TRSELECT2、LSELECT1およびLSELECT2は、論理回路(図示せず)により制御されて、システムの2つのモードを特定の応用のために必要なように相互に関係させることができる。

    図9Aから図9Dは、底部発射発光デバイスと物理的には統合化されているが電気的には分離されている、図4Aおよび図4Bによる統合化制御回路を有するタッチ・スイッチの個々の層および構成を示す。 図9Aは、陽極21、発光スタック22および陰極23を含む、発光デバイスの個々の層を示す。 トレース36および37は、それぞれ陽極21および陰極23に接続されている。 陽極21は、好ましくは透明とし、発光スタック22からの光が基板20の表面19に到達するようにするが、上述のように、そうしなくてもよい。 図9Cは、電極31、統合化制御回路32、電極33、電極31を統合化制御回路32に接続するトレース34および電極33を統合化制御回路32に接続するトレース35を含む図4Aおよび図4Bの統合化制御回路を有するタッチ・スイッチを示す。 図9Bおよび図9Dは、図9Aおよび図9Cの個々の層がどのようにして統合されるかを示す。 図9Dは、図9Bの統合化アセンブリがどのように基板20上に保持されることができるかを示す。 絶縁層50は、図9Cのタッチ・スイッチ・アセンブリのタッチ・センサ部品を発光デバイスから分離し、また装飾機能をも有する。 絶縁層50および基板20の少なくとも一部は、光を発光デバイスから表面19へ通過させるために透明または半透明であるべきである。

    図9Eは、2×2行列をなして配列された、図9Aから図9Dの統合化制御回路および統合化発光デバイスを有するタッチ・スイッチのための可能な駆動回路を示す。 図9Eからまた前述からわかるように、駆動回路の入力は、論理回路(図示せず)により制御され、行列のタッチ・スイッチおよび発光デバイスの起動および動作を相互依存的に行わせる。 図9Eの駆動回路は、入力TRSELECT1、TRSELECT2、LRSELECT1、LRSELECT2および出力TCRETURN1およびTCRETURN2のそれぞれに接続されたバッファB2からB7と、能動デバイスM7およびM8とを含み、能動デバイスM7およびM8のゲートは、それぞれLCSELECT1およびLCSELECT2に接続されている。 入力TRSELECT1およびTRSELECT2は、統合化制御回路アセンブリTSA1からTSA4を有するタッチ・スイッチの起動を制御する。 出力TCRETURN1およびTCRETURN2は、統合化制御回路アセンブリTSA1からTSA4を有するタッチ・スイッチのタッチ・センサに誘起された変化に応答する。

    図9Fのタイミング図に示されているように、バッファB2のTRS1が高となり、統合化制御回路32と、統合化制御回路アセンブリTSA1およびTSA3を有するタッチ・スイッチのタッチ・センサとを起動した時は、統合化制御回路アセンブリTSA1およびTSA3を有するタッチ・スイッチは、起動され、信号を受けそれらの電極の電界に対する刺激に応答できる。 統合化制御回路アセンブリを有するタッチ・スイッチの統合化制御回路32の出力は、それぞれのタッチ・スイッチが刺激されない時は、低電圧を含み、それらが刺激された時は、高電圧を含むことができる。 出力TCR1およびTCR2は、抵抗R output1およびR output2における電流を生じることができ、これらの電流は、バッファB6およびB7を経て出力TCRETURN1およびTCRETURN2また最終的には端末装置に送られることができる。

    発光デバイスL1からL4は、バッファB4およびB5のそれぞれから入力LRS1、LRS2を受け、能動デバイスM7およびM8から入力LCS1およびLCS2を受ける。 発光デバイスL1は、図9Fに示されているようにバッファB4の出力LRS1が高である時、すなわち、入力LCSELECTが高であり、かつ入力LCS1が低である時に、ターンオンして時間T1において発光する。 この状態においては、能動デバイスM7は、オン状態にバイアスされ、発光デバイスL1の陽極21から陰極23への電流路を与える。 上述のようにして、また図9Eおよび図9Fから、他の発光デバイスまたは発光デバイスの行または列がどのように同様に起動されうるかが理解される。 図9Fには、統合化制御回路を有するタッチ・スイッチおよび発光デバイス・アセンブリの起動および動作が、同期されているように示されているが、アセンブリの起動および動作の他の方法もまた可能である。

    図10Aから図10Eは、統合化制御回路アセンブリを有する底部発射統合化発光タッチ・スイッチの個々の層および構成を示し、そこでは統合化制御回路アセンブリを有するタッチ・スイッチの内部電極121は、発光デバイスの導電層である。 図10Aは、陽極121、発光スタック22および陰極23を含む、統合化制御回路を有する統合化発光タッチ・スイッチの個々の層を示す。 図10Cは、陽極121、電極33および統合化制御回路32を含む、統合化制御回路アセンブリを有するタッチ・スイッチを示す。 図10Bは、統合化制御回路アセンブリを有する統合化発光タッチ・スイッチ内に組み込まれた諸層を示す。 図10Bにおいて、トレース36、37、35は、それぞれ陽極121、陰極23および電極33を統合化制御回路32に接続している。 図10Dは、統合化制御回路アセンブリを有する統合化発光タッチ・スイッチがどのようにして基板20上に保持されることができるかの断面図を示す。 図10Dにおいて、陽極121は、発光スタック22の上にあり、発光スタック22は、さらに陰極23の上にある。 電極33は、基板20上に統合化制御回路アセンブリを有する統合化発光タッチ・スイッチを実質的に取り巻いて保持されている。 図10Eは、基板20の表面19におけるキャパシタンスC1と、陽極121と陰極23との間のキャパシタンスC LEDとの概略図を示す。 図10Bの統合化制御回路32は、統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリのタッチ・スイッチおよび発光層22の、起動および動作を制御できる。 図10Bの統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリは、低インピーダンスタッチ検出デバイスを形成することができる。 陽極121は、好ましくは透明とするが、必ずしも透明でなくてもよい。 図10Aから図10Eの、統合化制御回路アセンブリを有する統合化発光タッチ・スイッチは、図11Aおよび図11Bに示されている制御回路により制御されることができる。

    図11Aおよび図11Bは、図10の統合化制御回路アセンブリを有する統合化発光タッチ・スイッチを制御できる制御回路の概略図を示す。 図11Aおよび図11Bにおいて、統合化制御回路32は、論理および決定回路40およびラッチ回路41を経て差動応答出力を発生する。 図11Aにおいて、論理および決定回路40からの振動信号OSCは、能動デバイスM14およびM15のバッファリング構成を経て、かつ電力R innerおよびR outerのそれぞれを経て電極121、33を起動する。 陽極121は、発光デバイスLEDの比較的に大きい結合キャパシタンスを通して振動信号OSCにより起動される。 能動デバイスM13は、論理および決定回路40に、また抵抗R LED1を経て発光デバイスLEDの陽極121に、またチップ選択信号VDDに接続されているように図示されている。 能動デバイスM12は、抵抗R LED2 、ダイオードD1および能動デバイスM14を経て発光デバイスLEDの陰極23に接続されているように図示されている。 制御回路のタッチ検出動作中には、能動デバイスM13およびM12は、バイアスされておらず、非導電高インピーダンス状態にあり、制御回路の動作は、図4Cに関して説明し、また米国特許第6,320,282号に説明されている制御回路の動作と同様である。 制御回路のLED駆動動作中には、能動デバイスM14、M13およびM12は、オン状態にバイアスされ、導通して低インピーダンス状態にあり、チップ選択信号VDDが能動デバイスM13のソースに印加されて、電流が抵抗R LED1 、発光デバイスLEDの陽極および陰極21、23および抵抗R inner 、R LED2を経て低インピーダンスで流れる。 発光デバイスLEDを通って流れる電流は、それを発光させる。

    図11Bは、振動信号OSCがどのようにして発光デバイスLEDの比較的に大きいキャパシタンスを通してではなく、直接陽極121を駆動できるかを示す。 図11Bの制御回路は、論理および決定回路40、チップ選択信号VDDおよび陽極121に接続された能動デバイスM13と、論理および決定回路40に、また抵抗R LED1を経て発光デバイスLEDの陰極23に接続された能動デバイスM20とを含む。 また、キャパシタンスC blockは、タッチ検出回路を駆動回路のLED駆動動作中に発光デバイスLEDを通る直流電流から分離することができる。 オプションの能動デバイスM21は、タッチ・センサのための交流接地を提供することができる。 図11Bの制御回路は、タッチ検出動作中に、図11Aの駆動回路と同様に働く。 LED駆動動作中には、能動デバイスM20、M13およびM12はオン状態にバイアスされ、導通して低インピーダンス状態にあり、チップ選択信号VDDが印加されて、電流を発光デバイスLEDおよび抵抗R LED1およびR LED2を経て流す。 図11Aおよび図11Bの双方において、電流は、さまざまな抵抗の値および能動デバイスの特性を変更することにより制限することができる。 制御回路内のある場所には、PMOSまたはNMOSデバイスが図示されているが、バイポーラデバイスを含めて他のデバイスも同様に使用できることが理解される。 図13Fは、図11Aまたは図11Bに示されている統合化制御回路32を有するタッチ・センサの行列の動作に対応できるタイミング図を示す。

    図12Aから図12Eは、統合化制御回路アセンブリを有する底部発射統合化発光タッチ・スイッチの個々の層および構成を示し、そこではタッチ・スイッチ・アセンブリの単一電極121は、発光デバイスの導電層である。 図12Aは、陽極121、発光スタック22および陰極123を含む統合化発光タッチ・センサの個々の層を示す。 トレース37は、図12Bに示されているように、陰極123を統合化制御回路32に接続することができる。 図12Cは、単一電極モードにおける陽極121を含むタッチ・センサと、陽極121を統合化制御回路32に接続するトレース36とを示す。 図12Bは、統合化制御回路アセンブリを有する統合化発光タッチ・スイッチを形成するために、個々の層をどのように組立てることができるかを示す。 図12Dは、図12Bのアセンブリがどのようにして基板20上に保持されることができるかを示す断面図である。 図12Dにおいて、陽極121は、発光スタック22の上にあり、発光スタック22は、陰極123の上にある。 図12Eは、基板20の表面19との間のキャパシタンスC1と、陽極121と陰極23との間のキャパシタンスC LEDとの概略図を示す。 図10Bの統合化制御回路32は、統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリのタッチ・スイッチおよび発光層の起動および動作を制御できる。 図10Bの統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリは、低インピーダンス・タッチ検出デバイスを形成することができる。 陽極121は、好ましくは透明とするが、必ずしも透明でなくてもよい。 また、基板20の少なくとも一部は、光を発光デバイスから表面19へ通過させるために透明または半透明であるべきである。

    図13Aから図13Dは、統合化制御回路アセンブリを有する頂部発射統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリの、個々の層および構成を示し、そこではタッチ・スイッチ・アセンブリの単一電極121は、発光デバイスの導電層である。 図13Aから図13Dは、図13Aから図13Dの実施例の陽極121、発光スタック22および陰極123が基板20の表面19上に保持されて装飾層59により覆われ、一方、統合化制御回路32が表面19とは反対側の基板20の他の面上に保持され、トレース36および37のそれぞれにより基板20を貫通して陽極121および陰極123に接続されていることを除外すれば、図12Aから図12Dに関して説明した通りである。 トレース36および37を収容するために、基板20は、切り抜き部を含むことができるが、それが必要ではない。 あるいは、統合化制御回路アセンブリを有するタッチ・スイッチの製造中に基板20をトレースの周囲に形成することもできる。 トレース36および37は、また基板20内に組込まれた個々のトレースを用いて、統合化制御回路32に接続することもできる。 上述のように、装飾層59は、第2の基板(図示せず)により置き換えることができ、また、発光スタック22からの光を統合化制御回路アセンブリを有する統合化発光タッチ・スイッチのユーザに到達させるために透明領域を含むことができる。

    図12Aから図13Dの統合化制御回路アセンブリを有する統合化発光タッチ・スイッチの2×2行列の起動および動作は、図13Fのタイミング図に従い、図13Eの駆動回路によって制御することができる。 他の駆動回路およびタイミング・スキームもまた使用できる。 図13Eの駆動回路は、有利なことに4つのアドレス線路しか必要とせず、これは、図8Aに関して上述したように、スペースを保存し、タッチ・スイッチ行列の構成およびその製造の複雑性を低減する。 図13Eの駆動回路は、行列内の統合化制御回路アセンブリを有する統合化発光タッチ・スイッチの列のタッチ・スイッチ起動を制御する入力CS1およびCS2と、統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリの行の光起動を制御する入力LEDSEL1およびLEDSEL2とを含む。 帰線RS1およびRS2は、統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリの2つの行の統合化制御回路32のタッチ・スイッチ応答出力である。 バッファB9およびB10は入力信号をバッファリングし、バッファB11およびB12は応答出力信号をバッファリングする。 能動デバイスM10およびM11は、入力LEDSEL1およびLEDSEL2によりオン状態にバイアスされ、統合化制御回路アセンブリTL1からTL4を有する統合化発光タッチ・スイッチの陽極から発光層を経て陰極へ電流を流す。 図13Fのタイミング図の諸信号は、同期しているように図示されているが、上述のように、そうでなくてもよい。 時間T1においては、入力CS1が高であるので、統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリTL1およびTL2のタッチ・センサ機能が起動される。 統合化制御回路アセンブリTL3およびTL4を有する統合化発光タッチ・スイッチのタッチ・センサ機能は、入力CS2が低であるので起動されない。 このようにして、時間T1においては、統合化制御回路アセンブリTL1およびTL2を有する統合化発光タッチ・スイッチの一方または双方は、それぞれタッチ刺激信号を応答出力RS1またはRS2に中継することができる。

    時間T4およびT5においては入力CS1が高であるので、時間T5においては、統合化制御回路アセンブリTL1を有する統合化発光タッチ・スイッチは、発光し、そのタッチ・センサ機能は、起動される。 また、入力LEDSEL1が高であり、従って能動デバイスM10がオン状態にバイアスされるので、電流が能動デバイスM10を通って流れる。

    統合化制御回路アセンブリを有する他の統合化発光タッチ・スイッチのタッチ・センサおよび光起動は、統合化制御回路アセンブリTL1を有する統合化発光タッチ・スイッチの起動と同様である。 図13Eおよび図13Fにおいては、統合化制御回路アセンブリを有する統合化発光タッチ・スイッチの行および列は、タッチ・スイッチとしても働き、発光することもできることが理解される。 図13Eの統合化制御回路アセンブリを有する統合化発光タッチ・スイッチのタッチ・センサ動作および発光は、従って、統合化制御回路アセンブリを有する統合化発光タッチ・スイッチがタッチにより刺激された時にのみ発光するように同期されているものとして図示されている。 上述のように、起動の他のパターンもまた有利に用いることができる。

    図14Aから図14Cは、図5Aおよび図5Bの統合化制御回路アセンブリおよび統合化発光デバイスを有するタッチ・スイッチを含む本発明による統合化制御回路アセンブリを有する底部発光タッチ・スイッチの個々の層および構成を示す。 図14Aは、陽極21、発光スタック22、陰極23および電極31を含む発光デバイスおよびタッチ・センサの個々の層を示す。 図14Bは、個々の層をどのようにして組立てトレース34、36および37を経て統合化制御回路32に接続することができるかを示す。 図14Cは、図14Bのアセンブリをどのようにして基板20上に保持することができるかを断面図で示す。 図14Bおよび図14Cにおいては、電極33は、陽極21の上にあるように示されており、陽極21は、さらに発光スタック22および陰極23の上にある。 絶縁層50は、電極31を発光デバイスの層から分離している。 絶縁層51は、好ましくは透明であり、SiO または任意の他の適切な誘電材料とすることができる。 電極31および陽極21もまた、好ましくは透明とするが、上述のように、そうである必要はない。 図14Aから図14Cに示されているように、電極31および陽極21は、発光スタック22よりも小さくし、不透明な電極31または陽極21でも、その周囲に発光デバイスが縁またはかさを形成できるようにする。 このようにして、ある応用においては、透明な電極および陽極を使用する必要はない。 図14Cの統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリに対する可能な制御回路は、図15Cおよび図15Dに関連して説明する。

    図15Aおよび図15Bは、陽極121を含む図12Dおよび図13Dの統合化制御回路アセンブリを有する統合化発光タッチ・スイッチを制御できる可能な制御回路の概略図を示す。 図15Aおよび図15Bにおける陽極121は、図11Aおよび図11Bに関して説明したように、統合化制御回路32に接続されている。 ここで、抵抗R innerは、抵抗R touchに名称を変更されているが、その理由は、図12Dおよび図13Dの統合化制御回路アセンブリを有する統合化発光タッチ・スイッチが内部および外部電極を含んでいないからである。 制御回路のタッチ検出動作中には、能動デバイスM12およびM13は、バイアスされず、非導電かつ高インピーダンス状態にあり、制御回路は、論理および決定回路40が1つの入力のみを有しているためにラッチ回路41へ差動出力を供給しないことを除外すれば、図11Aから図11Dに関して説明したのと同様に動作する。 図15Bは、発光デバイスLEDの比較的に大きいキャパシタンスを通してではなく、直接、陽極121を起動できる制御回路を示す。 LED駆動動作中に図15Bの制御回路は、図11Bに関して説明したように動作する。

    図15Cは、図14Cの統合化制御回路アセンブリを有する統合化発光タッチ・スイッチを制御できる可能な制御回路の概略図を示す。 タッチ検出動作中において、図15Cの制御回路は、図15Bに関して上述したように働く。 また、タッチ検出動作中は、この制御回路においては、漏れ電流以外の発光デバイスLEDを通る電流のための直流路は、存在しない。 発光デバイスLEDの駆動動作中において、電極31と陽極21との間のキャパシタンスC3は、タッチ・スイッチ動作回路をこの回路のLED駆動動作の電流から分離する。 図14Cに示されているように、図15Cに概略的に示されているキャパシタンスC3は、分離層50により与えられ、この層は、SiO を含む任意の適切な材料のものでよい。

    図15Dは、図14Cに一般的に示されている統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリを制御できる可能な制御回路の概略図を示す。 図15Dにおける制御回路は、電極33、能動デバイスM18、M19および抵抗R outerが論理および決定回路40への入力を与え、論理および決定回路40は、ラッチ回路40へ差動出力を供給できることを除外すれば、図15Cに関して説明したように働く。

    図16Aは、タッチ・パッドの電極31、32およびトレース34、35を示す。 図16Bから図16Jは、発光デバイスLEDVを示し、この発光デバイスLEDVは、例えば、陽極21、発光接合22および陰極23を有する無機半導体ダイオードであることができ、その陽極21、陰極23は、それぞれ図16Aのタッチ・パッドの電極31、33に結合される。 図16Bから図16Jに示されている構成は、無機半導体ダイオードおよび他の発光デバイスが本発明により、どのようにそれらが結合されるタッチ・パッドに対しタッチ・パッドの電極から遠くにある場合を含めて、さまざまな位置に配置できるかを示す。 そのような構成は、統合化発光タッチ・センサ・デバイスの設計に柔軟性を与えることができると同時に、以下に説明される、図19に示されているような簡単なアドレス指定スキームを提供することができる。 図16Bにおいて、発光デバイスLEDVは、電極31および33の間に配置されるので、光は、電極31または33を通過する必要なく、基板20の表面19に達することができる。 従って、電極31、33は、図16Bに示されている基板20の表面19に光を到達させるために透明である必要はない。 発光デバイスLEDVからの光を表面19に到達させるために、基板20は好ましくは透明とする。 図16Bと同様の、図16Cから図16Jのそれぞれが示しているタッチ・スイッチにおいては、発光デバイスは、タッチ検出電極31、33と結合しているが、それらの電極の頂部にも底部にもなく、発光デバイスLEDVから発せられた光を表面19に到達させかつ透明電極を不必要にしている。

    図16Cおよび図16Dにおいては、発光デバイスLEDVの発光スタック22は、電極31と電極33との間に配置されている。 図16Cにおいては、陽極21および陰極23が電極31および電極33に結合され、図16Dにおいては逆になっている。 陽極21および陰極23を電極31または電極33から直接構成し、電極の小さい回線トレースまたは統合化の必要を解消することもできる。 図16Eおよび図16Fにおいては、発光デバイスLEDVは、電極31、33から遠くに配置され、陽極21、陰極23は、トレース34、35を経て電極31または33に結合されている。 電極31、33は、同様にトレース34、35を経て、または他の別のトレース(図示せず)を経て制御回路(図示せず)に結合することができる。 図16Gおよび図16Hにおいては、それぞれのタッチ・スイッチは、電極31と電極33との間に配置された4つの発光デバイスLEDVを有する。 図16Gにおいては、トレース58が陽極を電極31に接続し、一方、図16Hにおいては、トレース58は、陰極23を電極31に接続している。 図16Iおよび図16Jにおいては、電極31は、発光デバイスLEDVを収容するノッチ52を有する。 図16Iにおいては、陽極21は、電極31に結合され、陰極23は、トレース57を経て電極33に結合されており、一方、図16Jにおいては、陰極23が電極31に結合され、陽極21がトレース57を経て電極33に結合されている。 図16Iおよび図16Jの双方には、ノッチ52、従って発光デバイスLEDVは、電極31の中央に配置されているように示されている。 他のそのような構成およびこれらの図に示されている構成に対する変形もまた同様に可能である。

    (発光デバイスLEDVがタッチ・パッドの電極のそばにある)本発明のこの実施例による構成は、透明電極を不要にするのに加えて、他の利点も与える。 例えば、図16Eおよび図16Fにおいて、発光デバイスLEDVから発射された光は、やはり本発明の原理により統合化されていながら、タッチ・パッドの電極から遠い位置にある表面19に到達することができる。 図17Aから図17Jは、タッチ・スイッチが、タッチ検出電極31および33に近接した統合化制御回路32をも含む図16Aから図16Jの構成を示す。

    図18Aから図18Dは、統合化制御回路を有するタッチ・スイッチを示し、そこでは、発光デバイスLEDVとタッチ検出電極31の開口とが基板20内の窓54とアラインされている。 統合された制御回路および発光デバイスを有する組立てられたタッチ・スイッチの断面図を示す図18Dにおいて、装飾層51は、基板20上の電極31および33の頂部に配置されている。 装飾層51は、少なくとも発光デバイスLEDVおよび窓54とアラインされる領域においては、好ましくは透明または半透明で発光デバイスLEDVからの光を装飾層51の表面18に到達させる。 図18Aは、トレース34および35のそれぞれに結合された電極31および33を示す。 図18Aにおいて、電極31は、開口53を含む。 図18Bは、トレース34および35に結合された統合化制御回路32を示す。 図18Bにおいて、トレース35は、発光デバイスLEDVにも結合されている。 図18Cおよび図18Dは、互いに組立てられた図18Aおよび図18Bの構成を示す。 図18Cおよび図18Dにおいて、開口53は、発光デバイスLEDVとアラインされているように示されている。 図18Dにおいて、基板20は窓54を備えて示され、この窓は、また発光デバイスLEDVとアラインされている。 窓54もまた、好ましくは透明または半透明で発光デバイスLEDVからの光を装飾層51の表面18に到達させる。 あるいは、基板20は、基板20内に窓54を組込む代わりに、全体的に半透明または透明であることができる。 図18Dに示されているタッチ・スイッチもまた装飾層51を有し、この装飾層51は、基板19の窓54とアラインされた半透明部分(図示せず)を有することができ、または完全に半透明などであることができる。 電極31、33は、基板20の統合された制御回路32および発光デバイスLEDVを保持する面の反対側の面19上にあるので、トレース34、35は、電極31、33と、統合された制御回路32および発光デバイスLEDVとに結合されるためには、基板20を貫通しなければならない。

    図19は、4つの発光デバイスに電気的に結合された4つのタッチ・パッドの配置を示す。 図19において、発光デバイスLEDV1からLEDV4は、それぞれタッチ・パッドTP1からTP4に結合され、タッチ・パッドTP1からTP4および対応する発光デバイスLEDV1からLEDV4の双方は、それぞれ入出力ピンP1からP4に結合され、これらのピンは、さらに統合化制御回路(図示せず)に結合されることができる。 図19に示されているように、発光デバイスLEDV1からLEDV4は、タッチ・スイッチのタッチ・パッドから遠くにあることができ、また同時に、本発明により統合されることができる。

    図20Aおよび図20Bは、絶縁層150によりエレクトロ・ルミネセント層122から分離された電極221、223を含む基板20上に保持されたエレクトロ・ルミネセント・デバイスを有するタッチ・スイッチを示す。 図20Bにおいて、交流源ACは、電極221、223に結合されている。 電極221は、好ましくは透明または半透明で、エレクトロ・ルミネセント・デバイスからの光を基板20の表面19に到達させるものとする。 エレクトロ・ルミネセント・デバイスの発光動作は、エレクトロ・ルミネセント・デバイスの当業者により理解される所である。 図20Bにはさらに、キャパシタンスC touchおよびC ACが概略的に示されており、これらは、それぞれ、基板20におけるキャパシタンスと、絶縁層150およびエレクトロ・ルミネセント層122を含むエレクトロ・ルミネセント・デバイスにおけるキャパシタンスとを表す。

    図21Aは、図20Aおよび図20Bの統合化エレクトロ・ルミネセント・デバイスを有するタッチ・スイッチのための論理回路40への入力および論理回路40からの出力の可能な構成を示す。 図21Aにおいて、表面19と、電極221、223とは、図20Bにも示されているように、キャパシタンスC touchとC ACとを形成する。 電極221は、トレースDRIVE2を経て能動デバイスM33およびM34のドレインに結合され、これらのデバイスのゲートは、論理回路40の出力DRIVE2HおよびDRIVE2Lにそれぞれ結合されている。 電極223は、出力DRIVE1を経て能動デバイスM31およびM32のドレインに結合され、これらのデバイスのゲートは、論理および決定回路40の出力DRIVE1HおよびDRIVE1Lにそれぞれ結合されている。 電極221は、また入力RETURN1に、また抵抗R1に結合され、抵抗R1は、能動デバイスM40のドレインに結合され、このデバイスのゲートは、論理および決定回路40の出力SELECT1に結合されている。 図21Bは、図21Aの構成におけるタイミング図を示す。 電極221および223は、(図20Bに示されている)信号源ACから交流信号を受け、これは、図21ACにおいては、論理および決定回路40において発信されて、トレースDRIVE1H、DRIVE1L、DRIVE2HおよびDRIVE2Lを経て伝達される。 能動デバイスM31およびM32と能動デバイスM33およびM34とのバッファリング構成の動作は、論理および決定回路40から適切な信号を受けた時に、交流をトレースDRIVE1およびDRIVE2上に発生させることがわかる。 図21Bは、トレースDRIVE1上の信号が高である時は、トレースDRIVE2上の信号は、低であり、またその逆にもなるというように、トレースDRIVE1およびDRIVE2上の信号がどのように互いに逆になっているかを示す。

    図20Bに示されている発光エレクトロ・ルミネセント・デバイスは、図21Aおよび図21Bに示されているように構成され、かつ信号を受ける時に、タッチ・スイッチとして機能することができる。 出力DRIVE1Hが高となって、能動デバイスM31をオン状態にバイアスし、電圧PLUSをトレースDRIVE1上に出現させた時に、トレースDRIVE1は、高となる。 図21Bに示されているように、論理および決定回路40の出力SELECT1が高となった時は、能動デバイスM40が抵抗R1を通る電流を流すので、入力RETURN1上に電圧が現れる。 また、出力SELECT1が高である時は、トレースDRIVE2上には信号は、現れない。 入力RETURN1上に現れる電圧は、表面19に刺激が与えられない時は、1つの値となり、表面19に刺激が与えられた時は、もっと低い値となる。 詳しくいうと、表面19における刺激は、実効キャパシタンスC touchを増加させ、そうでない場合は、抵抗R1に高い電圧を生じる電流を接地へ分路させる。 この実効キャパシタンスの増加および接地への分路は、刺激状態に関連して、トレースDRIVE2および入力RETURN1上の電圧が刺激もなく、キャパシタンスの増加もなかったと仮定した場合におけるよりも低下することに対応する。 これは、図21Bに示されている。 図21Aの構成と、図21Bに示されているタイミングとは、説明用のものにすぎない。 他の構成および図21Aの構成または別の構成を用いる他のタイミング・パターンも同様に可能であることは、回路設計の当業者により理解される。

    図22Aは、エレクトロ・ルミネセント発光タッチ・スイッチの2×2行列のための論理回路の入力線路の可能な構成を示す。 図22Aにおいて、4つのエレクトロ・ルミネセント・タッチ・スイッチELTS1からELTS4は、2×2行列をなして配置され、能動デバイスM31からM38を含むバッファリング・デバイスを経て論理および決定回路40に結合されている。 それぞれのエレクトロ・ルミネセント・タッチ・スイッチは、図21Aおよび図21Bに関して説明したのと同様に動作する。 図22Bは、図22Aの構成におけるタイミング図を示す。 図22Aの構成および図22Bのタイミング図は、2つのタッチ・スイッチ列内の2つのエレクトロ・ルミネセント・タッチ・スイッチELTS1からELTS4のいずれか一方がどのようにして、その列の刺激状態に関連する入力線路RETURN1またはRETURN2上に信号を作り出すことができるかを示す。 例えば、図22Bに示されているように、出力SELECT2が高である時は、タッチ・スイッチELTS2またはELTS4は、刺激されて電流を分路し、能動デバイスM41のドレインに結合している抵抗R2に結合された入力RETURN2上の電圧を低下させることができる。 入力RETURN2上の電圧を低下させる、タッチ・スイッチELTS2への刺激のためには、トレースDRIVE1が高で、タッチ・スイッチELTS2の電極223上に電位を作り出さなければならない。 入力RETURN1上の電圧をそのように低下させる、タッチ・スイッチELTS4への刺激のためには、トレースDRIVE2が高でなければならない。 上述のように、他の構成またはタイミング・スキームもまた、以上の説明からわかるように同様に可能である。

    図23は、図21Aおよび図22Aの概略図のエレクトロ・ルミネセント・タッチ・スイッチを置き換えることができる、液晶統合化発光デバイスを有するタッチ・スイッチを示す。 図23において、交流信号源ACは、電極221、223に結合され、これらの電極は液晶層222の両面上にスペーサ64により支持されている。 ガラス層60および偏光子層62は、次々に、電極221、223の最外面上に配置されている。 電極221、223は、キャパシタンスC ACを形成し、最上部のガラス層および偏光子層60、62は、キャパシタンスC touchを形成する。 図23の液晶発光デバイスの発光動作は、当業者により理解され、またタッチ・スイッチ動作は、以上の図21Aから図22Bの説明から理解される。

    本発明のいくつかの実施例を1つの特定のタイプのタッチ・センサ、例えば、統合化制御回路を有するタッチ・センサのみを用いて説明し図示してきたが、本発明のどのようなタイプの実施例も、任意のタイプのタッチ・スイッチと共に用いうることが理解される。 さらに、上述の本発明のさまざまな特徴は、タッチ・センサの使用が意図されている応用の要求する通りに組み合わせることができる。 本発明はまた、本発明の精神または本質的特徴から逸脱することなく、図面に明示的に示されていない他の形式で実施することもできる。 説明された実施例は、すべての点で単に例示的なものであり、限定的な意味のものではないと考えるべきである。 本発明の範囲は、以上の説明によってではなく、添付の特許請求の範囲により示される。 従って、特許請求の範囲と同等の意味および範囲内に属する全ての変更は、本発明の範囲内に含まれる。

    (関連出願に対するクロスリファレンス)
    本願は、2001年11月20日出願の米国仮特許出願第60/334,040号および2001年12月18日出願の第60/341,350号からの優先権を主張する。 以上の参照文献の開示は、ここで参照することにより、本願に取り込まれる。

    本発明により構成された時にそれぞれタッチ・センサとして働くことができるLED、OLEDおよびPLEDのそれぞれの典型的な断面構造を示す。

    本発明により構成された時にそれぞれタッチ・センサとして働くことができるLED、OLEDおよびPLEDのそれぞれの典型的な断面構造を示す。

    本発明により構成された時にそれぞれタッチ・センサとして働くことができるLED、OLEDおよびPLEDのそれぞれの典型的な断面構造を示す。

    タッチ・センサとして働くことができるOLEDまたはPLEDの個々の層および構成を示す。

    タッチ・センサとして働くことができるOLEDまたはPLEDの個々の層および構成を示す。

    タッチ・センサとして働くことができるOLEDまたはPLEDの個々の層および構成を示す。

    容量性タッチ・センサの基本構成を示す。

    容量性タッチ・センサの基本構成を示す。

    タッチ・センサの2×2行列のための駆動回路の概略図を示す。

    タッチ・センサに近接した統合化制御回路を有する典型的なタッチ・スイッチを含む、タッチ・スイッチ・アセンブリの基本構成を示す。

    タッチ・センサに近接した統合化制御回路を有する典型的なタッチ・スイッチを含む、タッチ・スイッチ・アセンブリの基本構成を示す。

    入力段と、処理回路およびラッチ回路のブロック図とを含む、図4Aおよび図4Bの統合化制御回路の概略図を示す。

    OLEDまたはPLEDバックライト・デバイスと統合された図3Aおよび図3Bの容量性タッチ・センサの個々の層および構成を示す。 (実施例1)

    OLEDまたはPLEDバックライト・デバイスと統合された図3Aおよび図3Bの容量性タッチ・センサの個々の層および構成を示す。 (実施例1)

    OLEDまたはPLEDバックライト・デバイスと統合された図3Aおよび図3Bの容量性タッチ・センサの個々の層および構成を示す。 (実施例1)

    OLEDまたはPLEDバックライト・デバイスと統合された図3Aおよび図3Bの容量性タッチ・センサの個々の層および構成を示す。 (実施例1)

    図5Aから図5Dの統合されたタッチ・センサおよび発光デバイスの2×2行列を別々に刺激する駆動回路の概略図を示す。 (実施例1)

    図5Eの駆動回路におけるタイミング図である。 (実施例1)

    図5Eの駆動回路におけるタイミング図である。 (実施例1)

    底部発射統合化発光容量性タッチ・センサの個々の層および構成を示し、タッチ・センサの電極は、発光デバイスの導電層である。 (実施例2)

    底部発射統合化発光容量性タッチ・センサの個々の層および構成を示し、タッチ・センサの電極は、発光デバイスの導電層である。 (実施例2)

    底部発射統合化発光容量性タッチ・センサの個々の層および構成を示し、タッチ・センサの電極は、発光デバイスの導電層である。 (実施例2)

    底部発射統合化発光容量性タッチ・センサの個々の層および構成を示し、タッチ・センサの電極は、発光デバイスの導電層である。 (実施例2)

    底部発射統合化発光容量性タッチ・センサの個々の層および構成を示し、タッチ・センサの電極は、発光デバイスの導電層である。 (実施例2)

    頂部発射統合化発光容量性タッチ・センサの個々の層および構成を示し、タッチ・センサの電極は、発光デバイスの導電層である。

    頂部発射統合化発光容量性タッチ・センサの個々の層および構成を示し、タッチ・センサの電極は、発光デバイスの導電層である。

    頂部発射統合化発光容量性タッチ・センサの個々の層および構成を示し、タッチ・センサの電極は、発光デバイスの導電層である。

    頂部発射統合化発光容量性タッチ・センサの個々の層および構成を示し、タッチ・センサの電極は、発光デバイスの導電層である。

    図6Aから図7Dの統合化発光タッチ・センサの2×2行列のための駆動回路の概略図を示す。

    図8Aの駆動回路のタイミング図である。

    本発明により発光デバイスと統合された図4Aおよび図4Bの容量性タッチ・スイッチ・アセンブリを含む統合化タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示す。 (実施例3)

    本発明により発光デバイスと統合された図4Aおよび図4Bの容量性タッチ・スイッチ・アセンブリを含む統合化タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示す。 (実施例3)

    本発明により発光デバイスと統合された図4Aおよび図4Bの容量性タッチ・スイッチ・アセンブリを含む統合化タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示す。 (実施例3)

    本発明により発光デバイスと統合された図4Aおよび図4Bの容量性タッチ・スイッチ・アセンブリを含む統合化タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示す。 (実施例3)

    図9Aから図9Dの統合化タッチ・スイッチ・アセンブリの2×2行列のための駆動回路の概略図を示す。 (実施例3)

    図9Eの駆動回路におけるタイミング図である。 (実施例3)

    底部発射統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示し、タッチ・スイッチ・アセンブリの内部電極は、発光デバイスの導電層である。 (実施例4)

    底部発射統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示し、タッチ・スイッチ・アセンブリの内部電極は、発光デバイスの導電層である。 (実施例4)

    底部発射統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示し、タッチ・スイッチ・アセンブリの内部電極は、発光デバイスの導電層である。 (実施例4)

    底部発射統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示し、タッチ・スイッチ・アセンブリの内部電極は、発光デバイスの導電層である。 (実施例4)

    底部発射統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示し、タッチ・スイッチ・アセンブリの内部電極は、発光デバイスの導電層である。 (実施例4)

    図10Aから図10Eの統合化タッチ・スイッチ・アセンブリのための制御回路の概略図を示し、発光デバイスの比較的に大きい結合キャパシタンスを介してのタッチ・スイッチ・アセンブリの電極の刺激を示す。

    図10Aから図10Eの統合化タッチ・スイッチ・アセンブリのための制御回路の概略図を示し、タッチ・スイッチ・アセンブリの電極の直接刺激を示す。

    底部発射統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示し、そこではタッチ・スイッチ・アセンブリの電極は発光デバイスの導電層である。 (実施例5)

    底部発射統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示し、そこではタッチ・スイッチ・アセンブリの電極は発光デバイスの導電層である。 (実施例5)

    底部発射統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示し、そこではタッチ・スイッチ・アセンブリの電極は発光デバイスの導電層である。 (実施例5)

    底部発射統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示し、そこではタッチ・スイッチ・アセンブリの電極は発光デバイスの導電層である。 (実施例5)

    底部発射統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示し、そこではタッチ・スイッチ・アセンブリの電極は発光デバイスの導電層である。 (実施例5)

    頂部発射統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示し、タッチ・スイッチ・アセンブリの電極は、発光デバイスの導電層である。 (実施例6)

    頂部発射統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示し、タッチ・スイッチ・アセンブリの電極は、発光デバイスの導電層である。 (実施例6)

    頂部発射統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示し、タッチ・スイッチ・アセンブリの電極は、発光デバイスの導電層である。 (実施例6)

    頂部発射統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示し、タッチ・スイッチ・アセンブリの電極は、発光デバイスの導電層である。 (実施例6)

    図10Aから図13Dの統合化発光デバイスを有する統合化タッチ・スイッチ・アセンブリの2×2行列のための駆動回路の概略図を示す。 (実施例6)

    図13Eの駆動回路のタイミング図である。 (実施例6)

    図5Aおよび図5Bの容量性タッチ・スイッチ・アセンブリおよび統合化発光デバイスを含む本発明による底部発射タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示す。 (実施例7)

    図5Aおよび図5Bの容量性タッチ・スイッチ・アセンブリおよび統合化発光デバイスを含む本発明による底部発射タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示す。 (実施例7)

    図5Aおよび図5Bの容量性タッチ・スイッチ・アセンブリおよび統合化発光デバイスを含む本発明による底部発射タッチ・スイッチ・アセンブリの個々の層および構成を示す。 (実施例7)

    図12Aから図13Dの統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリのための制御回路の概略図を示し、タッチ・スイッチ・アセンブリの電極は、発光デバイスの導電層であり、発光デバイスの比較的に大きい結合キャパシタンスを介してのタッチ・スイッチ・アセンブリの電極の刺激を示す。

    12Aから図13Dの統合化発光タッチ・スイッチ・アセンブリのための制御回路の概略図を示し、タッチ・スイッチ・アセンブリの電極は、発光デバイスの導電層であり、タッチ・スイッチ・アセンブリの電極の直接刺激を示す。

    図14Aから図14Dの本発明による統合化タッチ・スイッチ・アセンブリのための制御回路の概略図を示す。

    図9Aから図9Dの本発明による統合化タッチ・スイッチ・アセンブリのための制御回路の概略図を示す。

    タッチ・スイッチを示し、発光デバイスはタッチ検出電極と結合しているが、タッチ検出電極の頂部にも底部にもない。 (実施例8)

    タッチ・スイッチを示し、発光デバイスはタッチ検出電極と結合しているが、タッチ検出電極の頂部にも底部にもない。 (実施例8)

    タッチ・スイッチを示し、発光デバイスはタッチ検出電極と結合しているが、タッチ検出電極の頂部にも底部にもない。 (実施例8)

    タッチ・スイッチを示し、発光デバイスはタッチ検出電極と結合しているが、タッチ検出電極の頂部にも底部にもない。 (実施例8)

    タッチ・スイッチを示し、発光デバイスはタッチ検出電極と結合しているが、タッチ検出電極の頂部にも底部にもない。 (実施例8)

    タッチ・スイッチを示し、発光デバイスはタッチ検出電極と結合しているが、タッチ検出電極の頂部にも底部にもない。 (実施例8)

    タッチ・スイッチを示し、発光デバイスはタッチ検出電極と結合しているが、タッチ検出電極の頂部にも底部にもない。 (実施例8)

    タッチ・スイッチを示し、発光デバイスはタッチ検出電極と結合しているが、タッチ検出電極の頂部にも底部にもない。 (実施例8)

    タッチ・スイッチを示し、発光デバイスはタッチ検出電極と結合しているが、タッチ検出電極の頂部にも底部にもない。 (実施例8)

    タッチ・スイッチを示し、発光デバイスはタッチ検出電極と結合しているが、タッチ検出電極の頂部にも底部にもない。 (実施例8)

    図16Aの構成を示し、タッチ・スイッチは、タッチ検出電極近くの統合化制御回路を含む。

    図16Bの構成を示し、タッチ・スイッチは、タッチ検出電極近くの統合化制御回路を含む。

    図16Cの構成を示し、タッチ・スイッチは、タッチ検出電極近くの統合化制御回路を含む。

    図16Dの構成を示し、タッチ・スイッチは、タッチ検出電極近くの統合化制御回路を含む。

    図16Eの構成を示し、タッチ・スイッチは、タッチ検出電極近くの統合化制御回路を含む。

    図16Fの構成を示し、タッチ・スイッチは、タッチ検出電極近くの統合化制御回路を含む。

    図16Gの構成を示し、タッチ・スイッチは、タッチ検出電極近くの統合化制御回路を含む。

    図16Hの構成を示し、タッチ・スイッチは、タッチ検出電極近くの統合化制御回路を含む。

    図16Iの構成を示し、タッチ・スイッチは、タッチ検出電極近くの統合化制御回路を含む。

    図16Jの構成を示し、タッチ・スイッチは、タッチ検出電極近くの統合化制御回路を含む。

    タッチ・スイッチを示し、発光デバイスとタッチ検出電極の開口とは、キャリア基板の開口および装飾層の透明窓とアラインされている。 (実施例9)

    タッチ・スイッチを示し、発光デバイスとタッチ検出電極の開口とは、キャリア基板の開口および装飾層の透明窓とアラインされている。 (実施例9)

    タッチ・スイッチを示し、発光デバイスとタッチ検出電極の開口とは、キャリア基板の開口および装飾層の透明窓とアラインされている。 (実施例9)

    タッチ・スイッチを示し、発光デバイスと、タッチ検出電極の開口とは、キャリア基板の開口および装飾層の透明窓とアラインされている。 (実施例9)

    4つのタッチ・スイッチのそれぞれがタッチ・スイッチのタッチ・パッドから遠い位置にある発光デバイスに結合されている4つのタッチ・スイッチの配置を示す。

    統合されたエレクトロ・ルミネセント発光デバイスを有するタッチ・スイッチを示す。 (実施例10)

    統合されたエレクトロ・ルミネセント発光デバイスを有するタッチ・スイッチを示す。 (実施例10)

    図20Aおよび図20Bに示されているタッチ・スイッチおよび統合化エレクトロ・ルミネセント・デバイスのための論理回路の入出力線路の可能な構成を示す。

    図21Aの構成におけるタイミング図を示す。

    図20Aおよび図20Bに示されているタッチ・スイッチおよび統合化エレクトロ・ルミネセント・デバイスの2×2行列のための論理回路の入出力線路の可能な構成を示す。

    図22Aの構成におけるタイミング図を示す。

    液晶統合化発光デバイスを有するタッチ・スイッチを示す。 (実施例11)

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