CN115686257A - 接口设备和接口设备驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及接口设备和用于驱动接口设备的方法。接口设备包括：电子设备；以及输入设备，配置为与电子设备通信。电子设备包括：显示层；以及感测层，设置在显示层之下。感测层向输入设备传输第一驱动信号，并且感测由输入设备产生的输入。输入设备包括：谐振电路单元，在谐振电路单元中，基于第一驱动信号产生第一磁场；控制单元，配置为控制谐振电路单元；以及电源单元，向控制单元提供电力。在谐振电路单元中，通过该电力产生第二磁场。感测层基于第二磁场感测输入。

Description

接口设备和接口设备驱动方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年7月21日在韩国知识产权局提交的第10-2021-0095373号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的公开内容通过引用以其整体并入本文中。
技术领域
本公开涉及感测接口设备，并且更具体地，涉及接口设备和用于驱动接口设备的方法。
背景技术
诸如TV、移动电话、平板计算机、膝上型/笔记本个人计算机(PC)、导航设备、游戏机等的多媒体电子设备包括显示图像的电子设备。除了使用诸如按钮、键盘、鼠标等一般输入方法之外，电子设备可以包括能够提供允许用户容易且直观地输入信息或命令的基于触摸的输入方法的传感器层。
传感器层可以感测由用户的身体(诸如指尖)或触控笔设备(其在使用中可以类似于笔)施加的触摸或压力。对于习惯于通过使用书写工具或者针对特定应用(例如，用于素描或绘图的应用)来输入信息的用户，触控笔设备的使用可以更好地适于精细的触摸输入。
发明内容
接口设备包括：电子设备；以及输入设备，配置为与电子设备通信。电子设备包括：显示层；以及感测层，设置在显示层之下。感测层配置为向输入设备传输第一驱动信号，并且感测由输入设备产生的输入。输入设备包括：谐振电路单元，在谐振电路单元中，基于第一驱动信号产生第一磁场；控制单元，配置为控制谐振电路单元；以及电源单元，向控制单元提供电力。在谐振电路单元中，通过该电力产生第二磁场。感测层基于第二磁场感测输入。
控制单元可以包括：驱动控制单元，将基于电力产生的第二驱动信号传输到谐振电路单元；以及放电控制单元，对谐振电路单元放电。
控制单元还可以包括：电平移位器，接收开始信号并且连接到谐振电路单元；计数器，连接到电平移位器并且在接收到开始信号时开始计数；脉冲发生器，连接到计数器和电平移位器并且产生第二驱动信号；以及逻辑元件，连接到电平移位器、计数器和脉冲发生器。
控制单元还可以包括改变第二驱动信号的相位和频率并且连接到脉冲发生器的脉冲调节单元。
控制单元还可以包括改变第二驱动信号的脉冲的数量并且连接到计数器的计数单元。
第二磁场可以基于第二驱动信号产生。
谐振电路单元可以包括：第一电容器，将由第一驱动信号或第二驱动信号感应的电流存储为电场；以及第一电感器，电连接到第一电容器并且将由第一驱动信号或第二驱动信号感应的电流存储为磁场。
输入设备还可以包括电连接在谐振电路单元和驱动控制单元之间的第二电容器。
输入设备还可以包括电连接在谐振电路单元和驱动控制单元之间的第二电感器。
当从感测层提供第一驱动信号时，第二电感器可以电连接到谐振电路单元。当从驱动控制单元提供第二驱动信号时，第二电感器可以与谐振电路单元电隔离。
第一电容器可以串联连接在驱动控制单元和第一电感器之间。
第一电容器可以是可变电容器。
感测层可以包括数字化器。
用于驱动接口设备的方法包括提供电子设备以及包括控制单元和谐振电路单元的输入设备。电子设备向输入设备传输第一驱动信号。通过第一驱动信号对谐振电路单元充电。输入设备产生第二驱动信号。通过第二驱动信号对谐振电路单元充电。电子设备基于用于对谐振电路单元充电的第二驱动信号检测由输入设备产生的输入。
产生第二驱动信号还可以包括开始计数、产生脉冲以及当计数达到极限值时停止计数。
该方法还可以包括对谐振电路单元放电。在由电子设备检测到输入之后执行对谐振电路单元放电。
可以在停止计数之后执行对谐振电路单元放电。
通过第一驱动信号对谐振电路单元充电可以包括使谐振电路单元以第一频率谐振。通过第二驱动信号对谐振电路单元充电可以包括使谐振电路单元以不同于第一频率的第二频率谐振。
该方法还可以包括当触发信号达到预定电平时操作控制单元。触发信号的电平可以基于对谐振电路单元充电而改变。
可以在通过第一驱动信号对谐振电路单元充电与产生第二驱动信号之间执行操作控制单元。
附图说明
通过参考附图详细描述本公开的实施方式，本公开的以上和其它目的和特征将变得显而易见，在附图中：
图1A是示出根据本公开的实施方式的接口设备的立体图；
图1B是示出根据本公开的实施方式的接口设备的立体图；
图2是示出根据本公开的实施方式的电子设备的示意性剖视图；
图3是示出根据本公开的实施方式的电子设备的一部分的剖视图；
图4是示意性地示出根据本公开的实施方式的感测层的配置的平面图；
图5是示出根据本公开的实施方式的输入设备的框图；
图6是示出根据本公开的实施方式的驱动接口设备的方法的流程图；
图7是示出根据本公开的实施方式的输入设备的示意图；
图8是示出根据本公开的实施方式的信号的时序图；
图9是示出根据本公开的实施方式的输入设备的示意图；
图10是示出根据本公开的实施方式的控制单元的操作的流程图；
图11是示出根据本公开的实施方式的输入设备的示意图；
图12是示出根据本公开的实施方式的输入设备的示意图；
图13是示出根据本公开的实施方式的输入设备的示意图；
图14是示出根据本公开的实施方式的输入设备的示意图；以及
图15A和图15B是示出根据本公开的实施方式的输入设备的视图。
具体实施方式
在说明书中，第一组件(或区域、层、部、部分等)在第二组件“上”、与第二组件“连接”或与第二组件“联接”的表述可以意味着第一组件直接在第二组件上、与第二组件直接连接或与第二组件直接联接，或者意味着第三组件插置在其之间。
在全部说明书和附图中，相同的附图标记可以指代相同的组件。此外，在附图中，组件的厚度、比例和尺寸可以与所示的厚度、比例和尺寸不同，并且仍然被认为在本公开的范围内，然而，应当理解，所示的相对厚度、比例、角度、尺寸等实际上代表了本公开的至少一个特定实施方式。表述“和/或”包括相关组件能够限定的一个或多个组合。
尽管术语“第一”、“第二”等可以用于描述各种组件，但是所述组件不应必然被解释为由所述术语限制。这些术语可以用于将一个组件与另一个组件区分开。例如，在不背离本公开的范围和精神的情况下，第一组件可以被称为第二组件，并且类似地，第二组件可以被称为第一组件。冠词“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”是单数的，因为它们具有单一所指对象，但在说明书中使用单数形式不应该排除多于一个所指对象的存在。
此外，术语“之下”、“下方”、“上”、“上方”等被用于描述附图中所示的组件的相关性。基于附图中所示的方向来描述概念上相对的术语。
将进一步理解，术语“包括(comprises)”、“包括(includes)”、“具有(have)”等指定所阐述的特征、数量、步骤、操作、元件、组件或其组合的存在，但不排除一个或多个其它特征、数量、步骤、操作、元件、组件或其组合的存在或添加。
在下文中，将参考附图描述本公开的实施方式。
图1A是示出根据本公开的实施方式的接口设备的立体图。
参考图1A，接口设备10000可以包括电子设备1000和输入设备2000。电子设备1000可以检测通过使用输入设备2000产生的输入。这将在后面描述。
电子设备1000可以是根据电信号激活的设备。例如，电子设备1000可以是移动电话(例如，智能电话)、平板计算机、计算机的显示器、汽车导航系统、游戏机、可穿戴设备或其他这样的设备。图1A示出了电子设备1000是移动电话(例如，智能电话)。
电子设备1000可以通过有效区域1000A显示图像。有效区域1000A可以包括由第一方向DR1和第二方向DR2限定的表面。电子设备1000的厚度方向可以平行于与第一方向DR1和第二方向DR2相交的第三方向DR3。因此，可以基于第三方向DR3来限定构成电子设备1000的构件的前表面(或上表面)和底表面(或下表面)。
电子设备1000可以检测外部输入。外部输入可以是用户输入。用户输入可以包括各种类型的外部输入，诸如用户的身体的一部分(例如，手指)的触摸、输入设备2000、光、热或压力。图1A示出了用于触摸电子设备1000的输入设备2000。电子设备1000可以通过在电子设备1000内部产生的磁场和输入设备2000之间产生的电磁共振(EMR)来检测外部输入。
图1B是示出根据本公开的实施方式的接口设备的立体图。在图1B的描述中，相同的附图标记可以分配给通过参考图1A描述的相同的组件，并且因此在省略对一个或多个元件的详细描述的范围内，可以理解，那些元件至少类似于在说明书中别处描述的相应的元件。
参考图1B，接口设备10000-1可以包括电子设备1000-1和输入设备2000。
电子设备1000-1可以是可折叠电子设备。顺序布置在第一方向DR1上的第一非折叠区域1000NF1、折叠区域1000F和第二非折叠区域1000NF2可以限定在电子设备1000-1中。例如，折叠区域1000F可以限定在第一非折叠区域1000NF1和第二非折叠区域1000NF2之间。
图1B示出了一个折叠区域1000F以及第一非折叠区域1000NF1和第二非折叠区域1000NF2。然而，折叠区域1000F的数量以及第一非折叠区域1000NF1和第二非折叠区域1000NF2的数量不必限于此。例如，电子设备1000-1可以包括其数量大于两个的多个非折叠区域以及插置在多个非折叠区域之间的多个折叠区域。
电子设备1000-1可以通过有效区域1000A-1显示图像。
当电子设备1000-1被折叠时，第一非折叠区域1000NF1的显示表面和第二非折叠区域1000NF2的显示表面可以彼此面对。因此，当电子设备1000-1被完全折叠时，有效区域1000A-1可以不暴露于外部，并且因此可以被保护。这可以被称为“内折叠”。然而，这仅是示例，并且本公开不必限于此。例如，当电子设备1000-1被折叠时，第一非折叠区域1000NF1的显示表面和第二非折叠区域1000NF2的显示表面可以彼此相对。因此，在折叠状态下，有效区域1000A-1可以暴露于外部，并且因此即使在折叠时有效区域1000A-1也可以保持可见。这可以被称为“外折叠”。替代地，电子设备1000-1可以向内折叠和向外折叠。例如，一个折叠区域1000F可以向内折叠和向外折叠。替代地，电子设备1000-1可以包括多个折叠区域。多个折叠区域中的一些可以向内折叠，并且其它折叠区域可以向外折叠。
图2是示出根据本公开的实施方式的电子设备的示意性剖视图。
参考图2，电子设备1000可以包括窗WP、粘合层OCA1和OCA2、抗反射层RPP、传感器层200、显示层100、缓冲层CSH、感测层300、信号屏蔽层FR、散热片GP和覆盖层CU。
窗WP可以构成电子设备1000的外观。窗WP可以保护电子设备1000的内部配置免受外部冲击，并且可以是实质上提供电子设备1000的有效区域1000A的配置。例如，窗WP可以包括玻璃衬底、蓝宝石衬底或塑料膜。窗WP可以具有多层结构或单层结构。例如，窗WP可以具有通过粘合剂结合的多个塑料膜的堆叠结构，或者可以具有通过粘合剂结合的玻璃衬底和塑料膜的堆叠结构。
第一粘合层OCA1可以设置在窗WP之下。窗WP和抗反射层RPP可以通过第一粘合层OCA1结合。第一粘合层OCA1可以包括典型的粘合剂或粘着剂。例如，第一粘合层OCA1可以是光学透明粘合膜、光学透明粘合树脂或压敏粘合膜。
抗反射层RPP可以设置在窗WP之下。抗反射层RPP可以降低从窗WP上方入射的环境光(例如，阳光)的反射率。
根据本公开的实施方式，抗反射层RPP可以包括延迟器和偏振器。延迟器可以是膜类型或液晶涂覆类型的延迟器，并且可以包括半波板(λ/2)延迟器和/或四分之一波板(λ/4)延迟器。偏振器可以是膜类型或液晶涂覆类型的偏振器。膜类型的延迟器可以包括拉伸型合成树脂膜。液晶涂覆类型的延迟器可以包括在给定方向上布置的液晶。延迟器和偏振器中的每一个还可以包括保护膜。延迟器和偏振器本身可以限定为抗反射层RPP的基础层。替代地，保护膜可以限定为抗反射层RPP的基础层。
第二粘合层OCA2可以设置在抗反射层RPP之下。抗反射层RPP和传感器层200可以通过第二粘合层OCA2联接。第二粘合层OCA2可以包括与第一粘合层OCA1基本上相同的材料。
传感器层200可以获得外部输入的坐标信息。根据本公开的实施方式，传感器层200可以直接设置在显示层100的一个表面上。例如，传感器层200可以以单元上方式与显示层100集成。传感器层200可以与显示层100一起通过顺序的工艺来制造。然而，本发明不必限于此。传感器层200可以通过单独的工艺制造，并且可以粘附到显示层100。传感器层200可以包括触摸面板。
显示层100可以设置在传感器层200之下。显示层100可以是实质上产生图像的配置。显示层100可以是发射型显示层或其它类型的显示层。例如，显示层100可以包括有机发光显示层、量子点显示层、微LED(发光二极管)显示层或纳米LED显示层。显示层100可以包括基础层110、电路层120、发光元件层130和封装层140。这将在后面描述。
缓冲层CSH可以设置在显示层100之下。缓冲层CSH可以具有缓解外部压力的功能。缓冲层CSH可以包括海绵、泡沫或聚氨酯树脂。
感测层300可以设置在缓冲层CSH之下。然而，这是示例。根据本公开的实施方式的感测层300的布置关系不必限于此。例如，感测层300可以设置在显示层100上。在这种情况下，感测层300可以包括多个线圈，线圈中的每一个包括透明材料。
感测层300可以感测与由传感器层200检测到的外部输入不同的外部输入。例如，感测层300可以感测由输入设备2000(参见图1A)传递的信号。例如，在实施方式中，传感器的位置可以根据外部输入的类型而不同。可以以使用EMR的方式驱动感测层300。感测层300可以感测施加到有效区域1000A(参见图1A)的输入设备2000(参见图1A)的位置或强度。
EMR方法可以在输入设备2000(参见图1A)中所包括的谐振电路中产生磁场，并且可以在振动磁场将信号感应到相应的感测层300中所包括的多个线圈之后，通过线圈中感应的信号来检测输入设备2000(参见图1A)的位置。感测层300可以包括数字化器。
信号屏蔽层FR可以设置在感测层300之下。信号屏蔽层FR可以防止信号干扰。信号屏蔽层FR可以包括含有氧化铁的磁性材料。例如，信号屏蔽层FR可以包括铁素体。
散热片GP可以设置在信号屏蔽层FR之下。散热片GP可以吸收在显示层100和感测层300中产生的热量，并且散发所吸收的热量。例如，散热片GP可以包括石墨片。
覆盖层CU可以设置在散热片GP之下。覆盖层CU可以具有导电性。例如，覆盖层CU可以包括诸如铜(Cu)的金属。例如，覆盖层CU可以是铜带(Cu带)。然而，实施方式不必限于此。
图3是示出根据本公开的实施方式的电子设备的一部分的剖视图。
参考图3，显示层100可以包括基础层110、电路层120、发光元件层130和封装层140。
基础层110可以提供其上设置有电路层120的基础表面。基础层110可以是玻璃衬底、金属衬底、聚合物衬底等。然而，实施方式不必限于此，并且基础层110可以是无机层、有机层或复合材料层。
基础层110可以具有多层结构。例如，基础层110可以包括第一合成树脂层、设置在第一合成树脂层上的氧化硅(SiOx)层、设置在氧化硅层上的非晶硅(a-Si)层以及设置在非晶硅层上的第二合成树脂层。氧化硅层和非晶硅层可以被称为“基础阻挡层”。
第一合成树脂层和第二合成树脂层中的每一个可以包括聚酰亚胺基树脂。此外，第一合成树脂层和第二合成树脂层中的每一个可以包括丙烯酸酯基树脂、甲基丙烯酸酯基树脂、聚异戊二烯基树脂、乙烯基树脂、环氧基树脂、氨基甲酸乙酯基树脂、纤维素基树脂、硅氧烷基树脂、聚酰胺基树脂和/或二萘嵌苯基树脂。如本文中所使用的，“～”基树脂是指包括“～”官能团的树脂，并且因此，例如，丙烯酸酯基树脂是包含丙烯酸酯作为官能团的树脂。
至少一个无机层形成在基础层110的上表面上。无机层可以包括氧化铝、氧化钛、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化锆和/或氧化铪。无机层可以由多个层形成。多个无机层可以构成阻挡层和/或缓冲层。在实施方式中，显示层100被示为包括缓冲层BFL。
缓冲层BFL可以增加基础层110和半导体图案之间的结合力。缓冲层BFL可以包括氧化硅、氮化硅和/或氮氧化硅。例如，缓冲层BFL可以包括其中交替堆叠氧化硅层和氮化硅层的结构。
半导体图案可以设置在缓冲层BFL上。半导体图案可以包括多晶硅。然而，实施方式不必限于此，并且半导体图案可以包括非晶硅、低温多晶硅或氧化物半导体。
图3仅示出了半导体图案的一部分，并且半导体图案还可以设置在另一个区域中。半导体图案可以以特定的规则跨像素布置。半导体图案的电性质可以根据其是否被掺杂而变化。半导体图案可以包括具有高导电性的第一区域和具有低导电性的第二区域。第一区域可以掺杂有N型掺杂剂或P型掺杂剂。P型晶体管可以包括掺杂有P型掺杂剂的掺杂区域，并且N型晶体管可以包括掺杂有N型掺杂剂的掺杂区域。第二区域可以是非掺杂区域，或者可以是掺杂浓度低于第一区域的区域。
第一区域的导电率大于第二区域的导电率。第一区域可以实质上用作电极或信号线。第二区域可以对应于晶体管的有源区域。例如，半导体图案的一部分可以是晶体管的有源区域，其另一部分可以是晶体管的源极区域或漏极区域，并且又一部分可以是连接电极或连接信号线。
像素中的每一个可以由包括七个晶体管、一个电容器和一个发光元件的等效电路表示，并且像素的等效电路可以以各种形式修改。在图3中以示例的方式示出了包括在像素中的一个晶体管100PC和一个发光元件100PE。
晶体管100PC的源极区域SC1、有源区域A1和漏极区域D1可以由半导体图案形成。在剖视图中，源极区域SC1和漏极区域D1可以在彼此相反的方向上从有源区域A1延伸。在图3中示出了由半导体图案形成的连接信号线SCL的一部分。尽管未单独示出，但是在平面图中，连接信号线SCL可以连接到晶体管100PC的漏极区域D1。
第一绝缘层10可以设置在缓冲层BFL上。第一绝缘层10可以公共地与多个像素至少部分地重叠，并且可以覆盖半导体图案。第一绝缘层10可以是无机层和/或有机层，并且可以具有单层结构或多层结构。第一绝缘层10可以包括氧化铝、氧化钛、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化锆和/或氧化铪。在实施方式中，第一绝缘层10可以是单个氧化硅层。此外，稍后将描述的电路层120的绝缘层可以是无机层和/或有机层，并且可以具有单层结构或多层结构。无机层可以包括上述材料中的至少一种，但不必限于此。
晶体管100PC的栅极G1设置在第一绝缘层10上。栅极G1可以是金属图案的一部分。栅极G1与有源区域A1至少部分地重叠。栅极G1可以在掺杂半导体图案的工艺中用作掩模。
第二绝缘层20可以设置在第一绝缘层10上并且可以覆盖栅极G1。第二绝缘层20可以公共地与多个像素至少部分地重叠。第二绝缘层20可以是无机层和/或有机层，并且可以具有单层结构或多层结构。第二绝缘层20可以包括氧化硅、氮化硅和/或氮氧化硅。在实施方式中，第二绝缘层20可以具有包括氧化硅层和氮化硅层的多层结构。
第三绝缘层30可以设置在第二绝缘层20上。第三绝缘层30可以具有单层结构或多层结构。例如，第三绝缘层30可以具有包括氧化硅层和氮化硅层的多层结构。
第一连接电极CNE1可以设置在第三绝缘层30上。第一连接电极CNE1可以通过穿透第一绝缘层10、第二绝缘层20和第三绝缘层30的接触孔CNT-1连接到连接信号线SCL。
第四绝缘层40可以设置在第三绝缘层30上。第四绝缘层40可以是单个氧化硅层。第五绝缘层50可以设置在第四绝缘层40上。第五绝缘层50可以是有机层。
第二连接电极CNE2可以设置在第五绝缘层50上。第二连接电极CNE2可以通过穿透第四绝缘层40和第五绝缘层50的接触孔CNT-2连接到第一连接电极CNE1。
第六绝缘层60可以设置在第五绝缘层50上并且可以覆盖第二连接电极CNE2。第六绝缘层60可以是有机层。
发光元件层130可以设置在电路层120上。发光元件层130可以包括发光元件100PE。例如，发光元件层130可以包括有机发光材料、量子点、量子杆、微LED或纳米LED。在下文中，将在发光元件100PE是有机发光元件的条件下给出描述，但是实施方式不必特别限于此。
发光元件100PE可以包括第一电极AE、发光层EL和第二电极CE。
第一电极AE可以设置在第六绝缘层60上。第一电极AE可以通过穿透第六绝缘层60的接触孔CNT-3连接到第二连接电极CNE2。
像素限定层70可以设置在第六绝缘层60上并且可以覆盖第一电极AE的一部分。开口70-OP限定在像素限定层70中。像素限定层70的开口70-OP暴露第一电极AE的至少一部分。
有效区域1000A(参见图1A)可以包括发光区域PXA和与发光区域PXA相邻的非发光区域NPXA。非发光区域NPXA可以至少部分地围绕发光区域PXA。在实施方式中，发光区域PXA与第一电极AE的由开口70-OP暴露的部分区域对应。
发光层EL可以设置在第一电极AE上。发光层EL可以设置在由开口70-OP限定的区域中。例如，发光层EL可以分别形成在像素中的每一个中。在针对各个像素独立地形成发光层EL的情况下，发光层EL中的每一个可以发射蓝色、红色和绿色中的特定颜色的光。然而，实施方式不必限于此，并且发光层EL可以公共地连接并提供到像素中的每一个。在这种情况下，发光层EL可以提供蓝光或白光。
第二电极CE可以设置在发光层EL上。第二电极CE可以公共地一体设置在多个像素中。
空穴控制层可以插置在第一电极AE和发光层EL之间。空穴控制层可以公共地设置在发光区域PXA和非发光区域NPXA中。空穴控制层可以包括空穴传输层并且还可以包括空穴注入层。电子控制层可以插置在发光层EL和第二电极CE之间。电子控制层可以包括电子传输层并且还可以包括电子注入层。空穴控制层和电子控制层可以通过使用开口掩模公共地形成在多个像素中。
封装层140可以设置在发光元件层130上。封装层140可以包括顺序堆叠的无机层、有机层和无机层，并且构成封装层140的层不必限于此。
无机层可以保护发光元件层130不受湿气和氧气的影响，并且有机层可以保护发光元件层130不受诸如灰尘颗粒的外来材料的影响。无机层可以包括氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层、氧化钛层、氧化铝层等。有机层可以包括(但不必限于包括)丙烯酸基有机层。
传感器层200可以包括基础层201、第一导电层202、感测绝缘层203、第二导电层204和覆盖绝缘层205。
基础层201可以是包括氮化硅、氮氧化硅和/或氧化硅的无机层。替代地，基础层201可以是包括环氧树脂、丙烯酸酯树脂或酰亚胺基树脂的有机层。基础层201可以具有单层结构或者可以具有在第三方向DR3上堆叠的多层结构。
第一导电层202和第二导电层204中的每一个可以具有单层结构或者可以具有在第三方向DR3上堆叠的多层结构。
单层结构的导电层可以包括金属层或透明导电层。金属层可以包括钼、银、钛、铜、铝或其合金。透明导电层可以包括透明导电氧化物，诸如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)或氧化铟锌锡(IZTO)。此外，透明导电层可以包括诸如PEDOT的导电聚合物、金属纳米线、石墨烯等。
多层结构的导电层可以包括金属层。例如，金属层可以具有钛/铝/钛的三层结构。多层结构的导电层可以包括至少一个金属层和至少一个透明导电层。
感测绝缘层203和/或覆盖绝缘层205可以包括无机膜。无机膜可以包括氧化铝、氧化钛、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化锆和/或氧化铪。
感测绝缘层203和/或覆盖绝缘层205可以包括有机膜。有机膜可以包括丙烯酸酯基树脂、甲基丙烯酸酯基树脂、聚异戊二烯基树脂、乙烯基树脂、环氧基树脂、氨基甲酸乙酯基树脂、纤维素基树脂、硅氧烷基树脂、聚酰亚胺基树脂、聚酰胺基树脂和/或二萘嵌苯基树脂。
图4是示意性地示出根据本公开的实施方式的感测层的配置的平面图。
参考图4，感测层300可以包括多个第一线圈311和多个第二线圈312。多个第一线圈311可以被称为“驱动线圈”。多个第二线圈312可以被称为“感测线圈”。
多个第一线圈311中的每一个可以在第一方向DR1上延伸。多个第一线圈311可以在第二方向DR2上彼此间隔开。多个第二线圈312中的每一个可以主要在第二方向DR2上延伸。多个第二线圈312可以在第一方向DR1上彼此间隔开。
交流(AC)信号可以顺序地提供给多个第一线圈311的第一端子311t以检测输入设备2000(参见图1A)。多个第一线圈311可以形成为闭合曲线形状。当电流流入多个第一线圈311时，可以在多个第一线圈311和多个第二线圈312之间感应出磁场线。多个第二线圈312可以将用于检测从输入设备2000(参见图1A)发射的感应电磁力的信号输出到多个第二线圈312的第二端子312t。
图4示出了感测层300的配置，但是本发明不必限于此。此外，多个第一线圈311和多个第二线圈312的布置关系不必限于图4中所示的布置关系，并且可以以各种方式修改。
图5是示出根据本公开的实施方式的输入设备的框图。
参考图5，输入设备2000可以包括外壳PNH、笔尖PNT、谐振电路单元PN100、控制单元PN200和电源单元PN300。
外壳PNH可以具有笔形状。容纳空间可以形成在外壳PNH内。谐振电路单元PN100、控制单元PN200和电源单元PN300可以容纳在限定在外壳PNH内的容纳空间内。
笔尖PNT可以位于外壳PNH的一端处。例如，笔尖PNT的一部分可以暴露于外壳PNH的外部。笔尖PNT的其余部分可以插入到外壳PNH中。
谐振电路单元PN100可以配置为产生信号(或检测信号、Tx信号或传输信号)。谐振电路单元PN100可以包括设计成执行特定功能的集成电路或振荡器。例如，谐振电路单元PN100可以输出具有预定值的频率的AC信号。
在谐振电路单元PN100中，可以由来自电子设备1000(参见图1A)的第一驱动信号S1(参见图8)产生第一感应电流。谐振电路单元PN100可以通过第一感应电流谐振，并且因此可以产生第一磁场。
控制单元PN200可以控制谐振电路单元PN100。控制单元PN200可以基于电源单元PN300的电力产生第二驱动信号S2(参见图8)。
在谐振电路单元PN100中，可以由来自控制单元PN200的第二驱动信号S2(参见图8)产生第二感应电流。谐振电路单元PN100可以通过第二感应电流谐振，并且因此可以产生第二磁场。感测层300(参见图2)可以基于第二磁场感测由输入设备2000产生的输入。
电源单元PN300可以向控制单元PN200供电。电源单元PN300可以包括电池或大容量电容器。
图6是示出根据本公开的实施方式的驱动接口设备的方法的流程图。图7示出了根据本公开的实施方式的输入设备。图8示出了根据本公开的实施方式的信号。在图6至图8的描述中，相同的附图标记可以分配给参考图5描述的相同的组件，并且因此在省略对一个或多个元件的详细描述的范围内，可以理解，那些元件至少类似于在说明书中别处描述的相应的元件。
参考图6至图8，谐振电路单元PN100可以包括第一电容器C1和第一电感器L1。第一电容器C1可以将由第一驱动信号S1或第二驱动信号S2产生的电流存储为电场。第一电感器L1可以电连接到第一电容器C1。第一电感器L1可以与第一电容器C1并联连接。第一电感器L1可以将由第一驱动信号S1或第二驱动信号S2产生的电流存储为磁场。
电子设备1000(参见图1A)的感测层300(参见图2)可以将第一驱动信号S1传输到输入设备2000(S100)。
谐振电路单元PN100可以通过第一驱动信号S1充电(S200)。谐振电路单元PN100可以基于第一驱动信号S1产生第一磁场。
根据比较示例，当不提供通过第一驱动信号S1对谐振电路单元PN100充电的步骤时，输入设备可以包括单独的通信单元。通信单元可以交换用于与感测层300(参见图2)或传感器层200(参见图2)同步的信号。电子设备和输入设备可需要用于同步的通信时间。然而，根据本公开的实施方式，谐振电路单元PN100可以由感测层300(参见图2)的第一驱动信号S1充电。输入设备2000可以基于充电的谐振电路单元PN100与电子设备1000(参见图1A)通信。电子设备1000(参见图1A)和输入设备2000可以不需要用于同步的通信时间。例如，可以减少电子设备1000(参见图1A)和输入设备2000之间的通信时间。接口设备10000(参见图1A)可以具有高报告速率。因此，接口设备10000(参见图1A)可以保证足够的报告速率。
输入设备2000还可以包括整流电路PN400。整流电路PN400可以包括整流二极管Dt和整流电容器Ct。整流二极管Dt可以整流由谐振电路单元PN100的谐振升压的电压。整流的电压可以累积在整流电容器Ct中。累积的电压可以被称为触发信号Str。例如，可以基于谐振电路单元PN100的充电来改变触发信号Str的电平。
当对谐振电路单元PN100充电时，触发信号Str的电势可以增加。当触发信号Str达到预定电平时，控制单元PN200可以工作。
控制单元PN200(参见图5)可以包括驱动控制单元PN210和放电控制单元PN220。
驱动控制单元PN210可以基于电源产生第二驱动信号S2(S300)。驱动控制单元PN210可以将第二驱动信号S2传输到谐振电路单元PN100。
谐振电路单元PN100可以通过第二驱动信号S2充电(S400)。谐振电路单元PN100可以基于第二驱动信号S2产生第二磁场。
电子设备1000(参见图1A)可以检测由输入设备2000基于用于对谐振电路单元PN100充电的第二驱动信号S2产生的输入S3(S500)。
根据比较示例，当不提供通过第二驱动信号S2对谐振电路单元PN100充电的步骤时，通过第一驱动信号S1对谐振电路单元PN100充电以使谐振电路单元PN100充分充电所需的时间可以增加。感测层300(参见图2)可连续地提供第一驱动信号S1，并且电子设备1000(参见图1A)的功耗可以增加。然而，根据本公开的实施方式，当输入设备2000的触发信号Str达到预定电平时，驱动控制单元PN210可以基于电源产生第二驱动信号S2。例如，即使谐振电路单元PN100未通过第一驱动信号S1充分充电，谐振电路单元PN100也可以通过第二驱动信号S2充电。可以减少提供感测层300(参见图2)的第一驱动信号S1所需的时间。接口设备10000(参见图1A)可以具有高报告速率。因此，接口设备10000(参见图1A)可以保证足够的报告速率。此外，可以降低电子设备1000(参见图1A)的功耗。
根据比较示例，当电子设备1000(参见图1A)基于谐振电路单元PN100中充电的容量来检测由输入设备产生的输入时，充电的容量可以随着感测时间的流逝而被消耗，并且因此由输入设备2000产生的输入的输出可以减小。此外，电子设备对输入设备的灵敏度可以降低。然而，根据本公开的实施方式，谐振电路单元PN100可以由第二驱动信号S2充电。第二驱动信号S2可以基于从电源单元PN300提供的电源产生。由于提供了电源，因此由输入设备2000产生的输入的输出可以保持均匀。因此，可以增加电子设备1000(参见图1A)对输入设备2000的灵敏度。
放电控制单元PN220可以对触发信号Str放电。驱动控制单元PN210可以基于放电的触发信号Str终止第二驱动信号S2的产生。放电控制单元PN220可以控制第一放电开关St，从而对触发信号Str放电。
放电控制单元PN220可以对谐振电路单元PN100放电。在放电控制单元PN220的控制下，谐振电路单元PN100可以等待由第一驱动信号S1进行充电。放电控制单元PN220可以控制第二放电开关Sr，使得对谐振电路单元PN100放电。
放电控制单元PN220可以通过对触发信号Str和谐振电路单元PN100放电来准备接收感测层300(参见图2)的下一个第一驱动信号S1。
图9示出了根据本公开的实施方式的输入设备。图10是示出根据本公开的实施方式的控制单元的操作的流程图。在图9的描述中，相同的附图标记可以被分配给参考图7描述的相同的组件，并且因此在省略对一个或多个元件的详细描述的范围内，可以理解，那些元件至少类似于在本公开内别处描述的相应的元件。
参考图9和图10，输入设备2000-1可以包括谐振电路单元PN100、控制单元PN200、电源单元PN300和整流电路PN400。控制单元PN200可以包括电平移位器LS、计数器CT、脉冲发生器PG和逻辑元件AG。
电平移位器LS可以接收开始信号(S310)。电平移位器LS可以电连接到谐振电路单元PN100。电平移位器LS可以将来自谐振电路单元PN100的输入信号转换为具有能够由控制单元PN200处理的电压电平的信号。
计数器CT可以连接到电平移位器LS。当接收到开始信号时，计数器CT可以开始计数(S320)。
脉冲发生器PG可以连接到计数器CT和电平移位器LS。脉冲发生器PG可以产生多个脉冲(S330)。多个脉冲可以构成第二驱动信号S2(参见图8)。
逻辑元件AG可以连接电平移位器LS、计数器CT和脉冲发生器PG。逻辑元件AG可以包括与门、与非门和非门。
例如，电平移位器LS的输出和与非门的输出可以输入到与门，并且与门的输出可以连接到脉冲发生器PG。计数器CT的输出和极限值LF可以输入到与非门，并且然后与非门的输出可以连接到非门的输入端。
电平移位器LS、计数器CT、脉冲发生器PG、与门和与非门可以构成驱动控制单元PN210。计数器CT、与非门和非门可以构成放电控制单元PN220。
当计数器CT的计数达到极限值LF时，可以停止计数(S340)。当计数停止时，脉冲发生器PG可以停止产生脉冲。例如，可以终止第二驱动信号S2(参见图8)。
当计数停止时，控制单元PN200可以使谐振电路单元PN100放电(S600)。
图11示出了根据本公开的实施方式的输入设备。在图11的描述中，相同的附图标记可以分配给参考图7描述的相同的组件，并且因此在省略对一个或多个元件的详细描述的范围内，可以理解，那些元件至少类似于在说明书中别处描述的相应的元件。
参考图8和图11，输入设备2000-2可以包括谐振电路单元PN100、驱动控制单元PN210、放电控制单元PN220、电源单元PN300、整流电路PN400和第二电容器C2。
第二电容器C2可以电连接在谐振电路单元PN100和驱动控制单元PN210之间。例如，第二电容器C2可以串联连接在谐振电路单元PN100和驱动控制单元PN210之间。
根据本公开的实施方式，用于在谐振电路单元PN100和第二电容器C2中产生第二磁场的电压可以由第二电容器C2升压到高于第二驱动信号S2的电压。可以增加电子设备1000(参见图1A)对输入设备2000-2的输入S3的感测灵敏度。因此，可以提供具有增加的可靠性的接口设备10000(参见图1A)。
当谐振电路单元PN100通过第一驱动信号S1充电时，谐振电路单元PN100可以以第一频率谐振。例如，第一频率可以满足代数式1。
[代数式1]
Figure BDA0003736344520000191
当谐振电路单元PN100通过第二驱动信号S2充电时，谐振电路单元PN100和第二电容器C2可以以不同于第一频率的第二频率谐振。第二频率可以低于第一频率。例如，第二频率可以满足代数式2。
[代数式2]
Figure BDA0003736344520000192
图12示出了根据本公开的实施方式的输入设备。在图12的描述中，相同的附图标记可以分配给参考图11描述的相同的组件，并且因此在省略对一个或多个元件的详细描述的范围内，可以理解，那些元件至少类似于在说明书中别处描述的相应的元件。
参考图8和图12，输入设备2000-3可以包括谐振电路单元PN100、驱动控制单元PN210、放电控制单元PN220、电源单元PN300、整流电路PN400、第二电容器C2和第二电感器L2。
第二电感器L2可以电连接在谐振电路单元PN100和驱动控制单元PN210之间。例如，第二电感器L2可以与第一电感器L1串联连接。
根据本公开的实施方式，用于在谐振电路单元PN100和第二电容器C2中产生第二磁场的电压可以由第二电容器C2升压到高于第二驱动信号S2的电压。可以增加电子设备1000(参见图1A)对输入设备2000-3的输入S3的感测灵敏度。因此，可以提供具有增加的可靠性的接口设备10000(参见图1A)。
当从感测层300(参见图2)提供第一驱动信号S1时，第二电感器L2可以电连接到谐振电路单元PN100。当谐振电路单元PN100由第一驱动信号S1充电时，谐振电路单元PN100和第二电感器L2可以以第三频率谐振。例如，第三频率可以满足代数式3。
[代数式3]
Figure BDA0003736344520000193
当从驱动控制单元PN210提供第二驱动信号S2时，第二电感器L2可以与谐振电路单元PN100电隔离。例如，当从驱动控制单元PN210提供第二驱动信号S2时，与第二电感器L2并联连接的开关可以接通，并且然后可以控制谐振电路单元PN100和第二电感器L2不电连接。
当谐振电路单元PN100由第二驱动信号S2充电时，谐振电路单元PN100和第二电容器C2可以以第四频率谐振。例如，第四频率可以满足代数式4。
[代数式4]
Figure BDA0003736344520000201
第三频率和第四频率可以具有彼此相同的值。例如，第二电感器L2和第二电容器C2中的每一个的值可以限定为使得((L1+L2)×C1)和(L1×(C1+C2))的值彼此相同。
图13示出了根据本公开的实施方式的输入设备。在图13的描述中，相同的附图标记可以分配给参考图7描述的相同的组件，并且因此在省略了对一个或多个元件的详细描述的范围内，可以理解，那些元件至少类似于在说明书中别处描述的相应的元件。
参考图8和图13，输入设备2000-4可以包括谐振电路单元PN100-1、驱动控制单元PN210、放电控制单元PN220、电源单元PN300和整流电路PN400。
谐振电路单元PN100-1可以包括第一电容器C1-1和第一电感器L1-1。第一电容器C1-1可以将由第一驱动信号S1或第二驱动信号S2产生的电流存储为电场。第一电感器L1-1可以电连接到第一电容器C1-1。第一电容器C1-1可以串联连接在驱动控制单元PN210和第一电感器L1-1之间。第一电感器L1-1可以将由第一驱动信号S1或第二驱动信号S2产生的电流存储为磁场。
当脉冲发生器PG(参见图9)停止产生脉冲时，脉冲发生器PG(参见图9)的输出可以连接到接地电极。
在谐振电路单元PN100通过第一驱动信号S1充电的情况下的谐振频率可以与在谐振电路单元PN100由第二驱动信号S2充电的情况下的谐振频率相同。
图14示出了根据本公开的实施方式的输入设备。在图14的描述中，相同的附图标记可以分配给参考图13描述的相同的组件，并且因此在省略对一个或多个元件的详细描述的范围内，可以理解，那些元件至少类似于在说明书中别处描述的相应的元件。
参考图8和图14，输入设备2000-5可以包括谐振电路单元PN100-2、驱动控制单元PN210-1、放电控制单元PN220、电源单元PN300和整流电路PN400。
谐振电路单元PN100-2可以包括第一电容器C1-2和第一电感器L1-1。第一电容器C1-2可以是可变电容器。
驱动控制单元PN210-1还可以包括电容控制单元CC。电容控制单元CC可以调整第一电容器C1-2的电容。
由输入设备2000-5产生的输入S3的谐振频率可以由电容控制单元CC改变。电子设备1000(参见图1A)可以基于改变的谐振频率从输入S3提取信息。
例如，输入设备2000-5还可以包括按钮。信息可以包括关于按钮的操作的信息。按钮可以由使用输入设备2000-5的用户操作。输入设备2000-5的模式可以基于信息切换到笔输入模式、右击模式或擦除器模式。
替代地，该信息可以包括关于笔压力的信息。电容控制单元CC可以通过检测施加到笔尖PNT(参见图5)的压力来改变谐振频率。
图15A和图15B是示出根据本公开的实施方式的输入设备的视图。在图15A和图15B的描述中，相同的附图标记可以分配给参考图9描述的相同的组件，并且因此在省略对一个或多个元件的详细描述的范围内，可以理解，那些元件至少类似于在说明书中别处描述的相应的元件。
参考图8和图15A，输入设备2000-6可以包括谐振电路单元PN100、控制单元PN200-1、电源单元PN300和整流电路PN400。
控制单元PN200-1还可以包括脉冲调节单元PC。脉冲调节单元PC可以与脉冲发生器PG连接。脉冲调节单元PC可以改变第二驱动信号S2的相位和频率。
谐振电路单元PN100可以通过第二驱动信号S2充电。谐振电路单元PN100可以基于第二驱动信号S2产生第二磁场。电子设备1000(参见图1A)可以基于用于对谐振电路单元PN100充电的第二驱动信号S2检测由输入设备2000-6产生的输入S3。
电子设备1000(参见图1A)可以基于延迟的相位从输入S3提取信息。
参考图8和图15B，输入设备2000-7可以包括谐振电路单元PN100、控制单元PN200-2、电源单元PN300和整流电路PN400。
控制单元PN200-2还可以包括计数单元CI。计数单元CI可以连接到计数器CT。计数单元CI可以改变第二驱动信号S2的脉冲的数量。
谐振电路单元PN100可以通过第二驱动信号S2充电。谐振电路单元PN100可以基于第二驱动信号S2产生第二磁场。电子设备1000(参见图1A)可以基于用于对谐振电路单元PN100充电的第二驱动信号S2检测由输入设备2000-7产生的输入S3。
电子设备1000(参见图1A)可以基于第二驱动信号S2的脉冲的数量从输入S3提取信息。
如上所述，谐振电路单元可以通过感测层的第一驱动信号充电。输入设备可以基于充电的谐振电路单元与电子设备通信。电子设备和输入设备可以不需要用于同步的通信时间。例如，可以减少电子设备和输入设备之间的通信时间。接口设备可以具有高报告速率。因此，接口设备可以保证足够的报告速率。
根据本公开的实施方式，当输入设备的触发信号达到预定电平时，驱动控制单元可以基于电源产生第二驱动信号。例如，即使谐振电路单元未通过第一驱动信号充分充电，谐振电路单元也可以通过第二驱动信号充电。可以缩短提供感测层的第一驱动信号所需的时间。接口设备可以具有高报告速率。因此，接口设备可以保证足够的报告速率。此外，可以降低电子设备的功耗。
根据本公开的实施方式，谐振电路单元可以由第二驱动信号充电。可以基于从电源单元提供的电源产生第二驱动信号。当提供电力时，与通过使用输入设备产生的输入对应的输出可以保持均匀。因此，可以增加电子设备对输入设备的灵敏度。
虽然已经参考本公开的实施方式描述了本公开，但是将对本领域的普通技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对其进行各种改变和修改。

Claims (20)

1.接口设备，包括：
电子设备；以及
输入设备，与所述电子设备通信，
其中，所述电子设备包括：
显示层；以及
感测层，设置在所述显示层之下，所述感测层配置为将第一驱动信号传输到所述输入设备并且感测由所述输入设备产生的输入，
其中，所述输入设备包括：
谐振电路，在所述谐振电路中，基于所述第一驱动信号产生第一磁场；
控制器，配置为控制所述谐振电路；以及
电源，配置为向所述控制器提供电力，
其中，在所述谐振电路中通过所提供的电力产生第二磁场，以及
其中，所述感测层基于所述第二磁场感测所述输入。
2.根据权利要求1所述的接口设备，其中，所述控制器包括：
驱动控制器，配置为将基于所提供的电力产生的第二驱动信号传输到所述谐振电路；以及
放电控制器，配置为对所述谐振电路放电。
3.根据权利要求2所述的接口设备，其中，所述控制器还包括：
电平移位器，连接到所述谐振电路，并且配置为接收开始信号；
计数器，连接到所述电平移位器，并且配置为在接收到所述开始信号时开始计数；
脉冲发生器，连接到所述计数器和所述电平移位器，并且配置为产生所述第二驱动信号；以及
逻辑芯片，连接到所述电平移位器、所述计数器和所述脉冲发生器。
4.根据权利要求3所述的接口设备，其中，所述控制器还包括：
脉冲调节器电路，连接到所述脉冲发生器，并且配置为改变所述第二驱动信号的相位和频率。
5.根据权利要求3所述的接口设备，其中，所述控制器还包括：
计数电路，连接到所述计数器，并且配置为改变所述第二驱动信号的脉冲的数量。
6.根据权利要求2所述的接口设备，其中，所述第二磁场基于所述第二驱动信号产生。
7.根据权利要求2所述的接口设备，其中，所述谐振电路包括：
第一电容器，配置为将由所述第一驱动信号或所述第二驱动信号感应的电流存储为电场；以及
第一电感器，电连接到所述第一电容器并且配置为将由所述第一驱动信号或所述第二驱动信号感应的所述电流存储为磁场。
8.根据权利要求7所述的接口设备，其中，所述输入设备还包括：
第二电容器，电连接在所述谐振电路和所述驱动控制器之间。
9.根据权利要求8所述的接口设备，其中，所述输入设备还包括：
第二电感器，电连接在所述谐振电路和所述驱动控制器之间。
10.根据权利要求9所述的接口设备，其中，当从所述感测层提供所述第一驱动信号时，所述第二电感器电连接到所述谐振电路，以及
其中，当从所述驱动控制器提供所述第二驱动信号时，所述第二电感器与所述谐振电路电隔离。
11.根据权利要求7所述的接口设备，其中，所述第一电容器串联连接在所述驱动控制器和所述第一电感器之间。
12.根据权利要求11所述的接口设备，其中，所述第一电容器是可变电容器。
13.根据权利要求1所述的接口设备，其中，所述感测层包括数字化器。
14.用于驱动接口设备的方法，所述方法包括：
提供电子设备以及包括控制器和谐振电路的输入设备；
通过所述电子设备向所述输入设备传输第一驱动信号；
通过所述第一驱动信号对所述谐振电路充电；
通过所述输入设备产生第二驱动信号；
通过所述第二驱动信号对所述谐振电路充电；以及
通过所述电子设备基于用于对所述谐振电路充电的所述第二驱动信号检测由所述输入设备产生的输入。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，产生所述第二驱动信号还包括：
开始计数；
产生脉冲；以及
当所述计数达到极限值时，停止所述计数。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：
对所述谐振电路放电，
其中，在通过所述电子设备检测到所述输入之后执行对所述谐振电路放电。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，在停止所述计数之后执行对所述谐振电路放电。
18.根据权利要求14所述的方法，其中，通过所述第一驱动信号对所述谐振电路充电包括：
使所述谐振电路以第一频率谐振，以及
其中，通过所述第二驱动信号对所述谐振电路充电包括：
使所述谐振电路以不同于所述第一频率的第二频率谐振。
19.根据权利要求14所述的方法，还包括：
当触发信号达到预定电平时，操作所述控制器，
其中，所述触发信号的电平基于对所述谐振电路充电而改变。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，在通过所述第一驱动信号对所述谐振电路充电与产生所述第二驱动信号之间执行操作所述控制器。
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