JP2013503388A - フレキシブルマルチタッチセンシングエレクトロルミネッセントディスプレイ - Google Patents
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Abstract
フレキシブル基板、フレキシブル基板の上に配置された１つ又は複数の電源バス及び１つ又は複数のＥＬ素子、並びに、複数の分散したデュプレットであって、少なくとも２つのチップレットがＥＬディスプレイ上の複数のタッチセンシティブ領域の各々に関連するように、配置され、フレキシブル基板又はチップレット基板の曲げに関連する応力又は歪みを検知して、タッチセンシティブ領域に対応するそれぞれの変位信号を提供し、各々が、電源バスのうちの１つ又は複数及びＥＬ素子のうちの１つ又は複数に接続されて、制御信号に応答して電源バスからＥＬ素子への電力を変調する、チップレットを有するタッチセンシティブＥＬディスプレイと、入力画像信号に応答してチップレットに制御信号を提供し、チップレットから変位信号を受け取ってタッチ信号を生成するコントローラーとを有するディスプレイ装置。
Description
本発明は、加えられた力に応答する、一体型の、力作動式マルチタッチタッチスクリーンを備えたフレキシブルＥＬディスプレイを提供する。
［関連出願の相互参照］
Dustin L. Winters他に対する、２００８年８月１４日に出願され、本発明の譲受人に譲渡された、同時係属の「OLED DEVICE WITH EMBEDDED CHIP DRIVING」と題する米国特許出願第１２／１９１，４７８号が参照される。この米国特許出願の開示は本明細書に援用される。
Dustin L. Winters他に対する、２００８年８月１４日に出願され、本発明の譲受人に譲渡された、同時係属の「OLED DEVICE WITH EMBEDDED CHIP DRIVING」と題する米国特許出願第１２／１９１，４７８号が参照される。この米国特許出願の開示は本明細書に援用される。
従来のタッチスクリーンディスプレイは、通常、薄膜トランジスタのアレイを含む第１の基板上に形成されるディスプレイを、第２の基板の上に又はそれに接触して形成されるタッチスクリーンと組み合わせることによって形成される。通常、この第２の基板は、後に、ディスプレイ基板とユーザーとの間に配置される。
この構成は、克服すべき複数の問題をもたらす。第１に、ディスプレイ及びタッチスクリーンが別個の材料から作製され合わせて組み立てられるため、一体型タッチスクリーンを備えたディスプレイは比較的高価になる可能性がある。このコストを低減するために、タッチスクリーンは、低コストの電子回路を用いて形成されることが多く、これにより、タッチスクリーンの感度、応答時間又は選択性が低下する。最も一般的な手法のうちの１つは、タッチスクリーン内のセンサーの行が常にアドレス指定されるパッシブマトリックスアドレス指定法か、又は信号が厳密な２次元の分離なしに、電極の行及び列からのみ読み出される手法を適用することである。例えば、「Digitizer for flexible display」と題する特許文献１において、Wong他は、その公開公報の図６に示すようにパッシブアドレッシングを用いるフレキシブルディスプレイ層について述べている。例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）及びコンデンサのアレイを用いて信号が蓄積され要求時に読み出されるのを可能にする、アクティブアドレッシング技法の使用は、より優れたユーザー応答性及び感度を提供することができるためより望ましいが、非常に高価である可能性がある。
別の問題は、タッチスクリーンは、完全に透明でないことが多く、電気信号が取り込まれタッチスクリーンの外部のプロセッサに伝達されるのを可能にする反射金属トレース又は他の不透明素子を含むことが多い、ということである。このタッチスクリーンは、ディスプレイの上部にわたって配置されることが多く、かつ透明でないため、通常、下にあるディスプレイに表示される画像のコントラスト、したがって知覚される品質を低下させる。さらに、タッチスクリーンは、ディスプレイと光学接触しないことが多く、したがって、ディスプレイによって放出される光は、２つの基板の間で反射される可能性があり、ディスプレイの有効なコントラストを更に低下させる。一例として、「Flexible multi-touch screen」と題する特許文献２においてChengは、「フレキシブルディスプレイ装置の正面に配置される透明パネル」を有するフレキシブルディスプレイについて述べている。しかしながら、「透明パネル」を詳細に述べる際、この実施形態は、検知面積を増大させかつ空間と透明センサーとの間の光学差を低減するためには、センサー間の間隙を好ましくは小さくすることを示している。したがって、「透明」と呼ばれるこのタッチスクリーンであっても、Chengは、センサーが、オーバーレイ内の他の領域からの光学特性とは異なる光学特性を有し、したがって完全に透明でないことを認めている。
別の問題は、タッチスクリーンに、２次元位置からデータを離散的にサンプリングする能力が常にあるとは限らないため、ユーザーがディスプレイの２つ以上の位置にタッチしたときにディスプレイがタッチされている場所を特定することが困難であることが多いということである。例えば、Robertsは「Force sensors and touch panels using the same」と題する特許文献３において、Laitinen他は、「Cost efficient element for combined piezo sensor and actuator in robust and small touch screen realization and method for operation thereof」と題する特許文献４において、応力又は歪みを測定する圧電アクチュエータが基板の角又は縁に配置される、タッチセンシティブスクリーンについて述べている。しかしながら、４つのセンサーしかなく、比較的剛性の表面がセンサーの位置のみに限定されているため、このタイプのタッチパネルを用いて、２つの別個の位置において２つの指によって加えられる力を、それら２つの別個の位置の間の中間に加えられる単一の力から識別することが、実際には不可能である。
これらのタッチスクリーンの更なる問題は、タッチセンサーが、厚さが有限であって画像平面の正面に配置されるという事実によりもたらされる、視差である。この理由で、ユーザーが知覚するタッチ位置が、ディスプレイの中心に対するユーザーの頭部位置によって影響を受ける可能性がある。これにより、ディスプレイの使用が更に複雑になる。
ユーザーとディスプレイとの対話を改善するために、タッチに加えて他のユーザー入力又は対話を使用することも知られている。一例では、曲げセンサー、例えば基板の歪みを測定するセンサーを組み込んで、フレキシブルディスプレイが曲げられる程度を確定し、ディスプレイが曲げられる際にディスプレイが更新されるのを可能にすることが知られている。例えば、「Flexible displays as an input device」と題する特許文献５において、Narayanaswami他は、フレキシブル基板に曲げセンサーを組み込むことにより、ディスプレイが、ユーザーがディスプレイを曲げる程度を確定することができるようにすることを述べている。この公開公報は、曲げセンサーからの出力を、タッチセンサーから得られるセンサー値等の他のセンサー値と結合して、豊富なユーザー対話を提供することができることを教示している。こうした対話例は興味深いものであるが、タッチスクリーンによって提供されるオブジェクトの直接操作を提供しない。
画像の知覚される品質を劣化させるのを回避するように、作成される画像に重ならず、フレキシブルディスプレイで有用であり、視差を示すことなく、感度が向上し、マルチタッチインターフェースを可能にする、タッチスクリーンを備えたフレキシブルディスプレイが必要とされている。タッチ位置に加えて、ユーザーがディスプレイを押す力又は速度等の情報を提供するフレキシブルディスプレイもまた、依然として必要とされている。
本発明によれば、ディスプレイ装置であって、
ａ）タッチセンシティブＥＬディスプレイであって、
ｉ）フレキシブル基板と、
ｉｉ）前記フレキシブル基板の上に配置された１つ又は複数の電源バスと、
ｉｉｉ）前記フレキシブル基板の上に配置され、電気信号に応答して光を放出する１つ又は複数のＥＬ素子と、
ｉｖ）第１の複数の分散したチップレットであって、各々は別個のチップレット基板を有し、少なくとも２つのチップレットが前記ＥＬディスプレイ上の複数のタッチセンシティブ領域の各々に関連するように配置され、前記フレキシブル基板又は前記チップレット基板の曲げに関連する応力又は歪みを検知して、前記対応するタッチセンシティブ領域に対応するそれぞれの変位信号を提供し、各チップレットは、前記電源バスのうちの１つ又は複数及び前記ＥＬ素子のうちの１つ又は複数に接続されて、対応する制御信号に応答して前記電源バスからの電力を変調して、電気信号を前記１つ又は複数のＥＬ素子に提供する、チップレットと、
を有するタッチセンシティブＥＬディスプレイと、
ｂ）入力画像信号に応答して前記チップレットに制御信号を提供し、前記チップレットから変位信号を受け取って、前記タッチセンシティブＥＬディスプレイのタッチされた前記対応するタッチセンシティブ領域を示すタッチ信号を生成するコントローラーと、
を具備する、ディスプレイ装置が提供される。
ａ）タッチセンシティブＥＬディスプレイであって、
ｉ）フレキシブル基板と、
ｉｉ）前記フレキシブル基板の上に配置された１つ又は複数の電源バスと、
ｉｉｉ）前記フレキシブル基板の上に配置され、電気信号に応答して光を放出する１つ又は複数のＥＬ素子と、
ｉｖ）第１の複数の分散したチップレットであって、各々は別個のチップレット基板を有し、少なくとも２つのチップレットが前記ＥＬディスプレイ上の複数のタッチセンシティブ領域の各々に関連するように配置され、前記フレキシブル基板又は前記チップレット基板の曲げに関連する応力又は歪みを検知して、前記対応するタッチセンシティブ領域に対応するそれぞれの変位信号を提供し、各チップレットは、前記電源バスのうちの１つ又は複数及び前記ＥＬ素子のうちの１つ又は複数に接続されて、対応する制御信号に応答して前記電源バスからの電力を変調して、電気信号を前記１つ又は複数のＥＬ素子に提供する、チップレットと、
を有するタッチセンシティブＥＬディスプレイと、
ｂ）入力画像信号に応答して前記チップレットに制御信号を提供し、前記チップレットから変位信号を受け取って、前記タッチセンシティブＥＬディスプレイのタッチされた前記対応するタッチセンシティブ領域を示すタッチ信号を生成するコントローラーと、
を具備する、ディスプレイ装置が提供される。
本発明は、エレクトロルミネッセントディスプレイ装置とともに単一のフレキシブルディスプレイ基板に一体化される、力作動式マルチタッチセンサーを提供する。この組合せにより、画質劣化も画像形成面とタッチ面との間の視差もなく、直接のユーザー入力をサポートする、極めて薄いフレキシブルディスプレイ装置が提供される。タッチセンサーを提供する応力ゲージ又は歪みゲージは、ディスプレイを駆動する主な機能を有するチップレット内に組み込まれるか又はそれと一体化される。したがって、これらの応力ゲージ又は歪みゲージを組み込むために必要な増分費用は、これらのセンサーのない同等のディスプレイに比べて僅かである。チップレットは、いくつかの構成では、比較的高い密度を有し、したがって、タッチスクリーンは、高精度で複数のタッチを検出し、かつ、指又はスタイラスのタッチの結果として発生する局所的な力からもたらされる応力又は歪みを、ディスプレイを曲げることによってもたらされる応力又は歪みから識別する能力を提供することができる。最後に、本発明は、タッチ信号を改善するために、ディスプレイ装置内のＥＬ素子によって生成される熱に応じて応力ゲージ又は歪みゲージからの信号を補正する補償機構を提供する。
本発明は、歪みセンサー又は応力センサーの集積アレイと、ディスプレイに画像を表示するとともに変位信号を受け取ってタッチ信号を提供するコントローラーとを備えた、フレキシブル基板上のＥＬディスプレイを提供する。
本発明は、図１に示すようなディスプレイ装置２を提供する。このディスプレイ装置２は、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４のタッチされた対応するタッチセンシティブ領域を示す、タッチ信号８を生成することができる。このフレキシブルディスプレイ装置２は、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４及びコントローラー６を有し、タッチオーバーレイ、対応する電子回路又は更なるシステムコンポーネントが不要であるように、タッチセンサーがＥＬディスプレイ４内に埋め込まれている。いくつかの実施形態では、このディスプレイには、ディスプレイ４の変形を抑制するフレキシブルな支持面が設けられている。
本発明において、フレキシブルディスプレイ装置２は、タッチセンシティブエレクトロルミネッセント（ＥＬ）ディスプレイ４及びコントローラー６を有している。タッチセンシティブＥＬディスプレイ４は、フレキシブル基板１０から形成されている。フレキシブル基板１０の上に、１つ又は複数の電源バス１２が形成され配置されている。さらに、フレキシブル基板１０の上には、電気信号に応答して光を放出する１つ又は複数のＥＬ素子１４が配置されている。最後に、フレキシブル基板１０の上には、第１の複数の分散したチップレット１６ａ、１６ｂが位置している。各チップレット１６ａ、１６ｂは、別個のチップレット基板２９（図２に示す）を有し、少なくとも２つのチップレット１６ａ、１６ｂが、ＥＬディスプレイ４上の複数のタッチセンシティブ領域２６の各々に関連し、フレキシブル基板１０又はチップレット基板２９の曲げに関連する応力又は歪みを検知して、対応するタッチセンシティブ領域２６に対応するそれぞれの変位信号１８を提供するように、配置されている。チップレットがフレキシブル基板に取り付けられているため、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４に加えられる応力又は歪みが、フレキシブル基板１０とチップレット基板２９との間に伝達され、それにより、フレキシブル基板又はチップレット基板のいずれかに形成されている応力ゲージ又は歪みゲージが、通常、相関した値を提供することとなる。このタッチセンシティブＥＬディスプレイ４では、各チップレット１６ａ、１６ｂは、電源バス１２のうちの１つ又は複数及びＥＬ素子１４のうちの１つ又は複数に接続され、対応する制御信号に応答して電源バスからの電力を変調し、電気信号を１つ又は複数のＥＬ素子１４に提供する。例えば、コネクタ２０が、チップレット１６ａとＥＬ素子１４との間の電気接続を形成する。
ディスプレイ装置２のコントローラー６は、入力画像信号２４に応答してチップレット１６ａ、１６ｂに制御信号２２を提供し、チップレット１６ａ、１６ｂから変位信号１８を受け取る。コントローラーは、これらの変位信号１８を用いて、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４のタッチされた対応するタッチセンシティブ領域２６を示すタッチ信号８を生成する。
本発明によって提供される構成では、タッチセンシング信号を提供するチップレット１６ａ、１６ｂは、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４のフレキシブル基板１０上に形成されており、したがって、タッチセンシティブＥＬディスプレイ上に提示される画像に重ならない。したがって、本発明のディスプレイ装置２の画質は、タッチセンサーの存在によって劣化せず、通常は、センサーがＥＬ素子１４内の発光面の数百オングストローム以内に形成されるため、容易に感知できる視差を示さない。応力ゲージ又は歪みゲージは、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４のＥＬ素子１４を駆動するために用いられるチップレット１６ａ、１６ｂ内に又はそれらに接触して構成されているため、この技術を追加する追加の費用は最低限であり、ディスプレイごとに複数の、多くの場合何百又は何千ものセンサーの能動的制御が可能になる。したがって、複数のチップレット１６ａ、１６ｂからの信号を使用して、タッチ位置（すなわち、タッチセンシティブ領域２６）を特定することができ、感度が向上し、複数の同時のタッチの復号が可能になる。迅速にアドレス指定することができるセンサーのこの高密度アレイにより、フレキシブル基板１０の通常の曲げを、別個のタッチから隔離することができ、フレキシブル基板１０に埋め込まれた応力ゲージ又は歪みゲージを用いてタッチインターフェースを提供するように、応力ゲージ又は歪みゲージを適用することができる。この機能は、オプションのフレキシブル支持面を使用することによって更に向上し、フレキシブル支持面は、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４の曲げによって距離に応じて応力又は歪みの変化が低速になり、タッチによりフレキシブル基板１０内の応力又は歪みの変化がより局所的になるように、フレキシブル基板１０の変形を抑制する。いくつかの構成では、応力又は歪みの変化に応じて連続信号を提供する応力センサー又は歪みセンサーが存在することにより、タッチ位置に加えて、ユーザーがタッチセンシティブＥＬディスプレイ４を押す力又は速度を含む情報が提供される。
本発明のタッチセンシティブＥＬディスプレイ４からの発光は、通常、一対の電極の間に被覆されたエレクトロルミネッセント層から形成される。これらの装置は、Tang他に対して１９８８年９月６日に発行された米国特許第４，７６９，２９２号及びVanSlyke他に対する１９９１年１０月２９日に発行された米国特許第５，０６１，５６９号を含む従来技術に記載されているように、通常、有機正孔輸送層、有機発光層及び有機電子輸送層を含む、純有機小分子又はポリマー材料を採用するエレクトロルミネッセント層を含む。代替的なエレクトロルミネッセント層は、通常、Bawendi他に対して２００５年３月１日に発行された米国特許第６，８６１，１５５号に記載されている発光層等、無機発光層と組み合わされた有機正孔輸送層及び有機電子輸送層を含む、有機材料及び無機材料を含む。他の代替構成では、エレクトロルミネッセント層は、「Quantum Dot Light Emitting Layer」と題する２００５年９月１４日に出願された同時係属中の米国特許出願公開第２００７／００５７２６３号に記載されている装置等、完全無機材料から形成される。本発明のタッチセンシティブＥＬディスプレイ４は、フレキシブル基板１０を通して、又はフレキシブル基板とは反対側の面を通して光を放出することができる。
フレキシビリティを提供するために、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４は、フレキシブル基板１０の上に形成される。このフレキシブル基板１０は、金属又はポリマー材料の薄いシートから形成されることが多い。薄い金属基板は、ステンレス鋼から形成された基板を含み、それは、装置が形成されるステンレス鋼の表面を平滑にするか又は絶縁するために、ポリマー層で被覆されている。代替的に、フレキシブル基板１０は、プラスチックのフレキシブルシート上に形成され、それは通常、フレキシブル基板１０を通して湿気が侵入するのを防止する材料によって被覆されている。本発明において有用であるために、フレキシブル基板１０は、通常、１００グラム以下の力によって変形可能であり、２インチ径の円筒の表面に巻き付くように少なくとも１つの次元に沿って撓曲することができる。
チップレット１６ａ、１６ｂは、タッチセンシティブフレキシブルＥＬディスプレイ４内に取り付けられ埋め込まれる、別個に製作された集積回路である。従来のマイクロチップ（又はチップ）に非常に類似して、チップレット１６ａ、１６ｂは、（図２に示すように）チップレット基板２９とともに製作され、絶縁体層及び導電体層とともに集積トランジスタを含み、それらは半導体製造工場において、堆積され、次いでフォトリソグラフィ法を用いてパターニングされる。チップレット１６ａ、１６ｂのこれらのトランジスタは、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４のＥＬ素子１４への電流を変調するようにトランジスタ駆動回路に配置されている。チップレット１６ａ、１６ｂは従来のマイクロチップより小さく、従来のマイクロチップとは異なって、チップレット１６ａ、１６ｂには、ワイヤボンディング又はフリップチップボンディングによる電気的接続はなされない。代りに、フレキシブル基板１０上に各チップレット１６ａ、１６ｂを取り付けた後、導電体層及び絶縁体層の堆積及びフォトリソグラフィパターニングを用いて、必要な取付物が形成される。したがって、接続は、例えば２マイクロメートル〜１５マイクロメートルのサイズのビアを用いることにより、通常小さくなる。
チップレット１６ａ、１６ｂが、従来のシリコン製造工場で製作されるため、これらのチップレット１６ａ、１６ｂ内の半導体は、極めて安定し、頑強であり、優れた電子移動度を有している。したがって、電源バス１２からＥＬ素子１４への電流を変調するトランジスタは、非常に小さいことが多い。さらに、いくつかの構成では、チップレットに基準トランジスタが形成され、それらは、非常に均一な量の電流を通す。しかしながら、半導体の移動度は温度によって幾分か変化するため、これら基準トランジスタを通る電流の流れは、通常、温度に直接相関し、したがって、これらの基準トランジスタを用いて、フレキシブルＥＬディスプレイ４の局所領域内の各チップレット１６ａ、１６ｂの温度の測定値が提供される。いくつかの実施形態では、これらのチップレットの各々において光の変化を検出するために、これらのチップレット内にＣＭＯＳセンサーも形成され、各チップレット１６ａ、１６ｂ内に光センサーが提供される。さらに、いくつかの構成では、これらのチップレット内に、応力又は歪みを測定する機器が構成される。例えば、いくつかの構成では、チップレット内に圧電センサーが製作される。したがって、これらの圧電センサーからの電流の流れは、通常、チップレットにかけられる応力又は歪みと相関する。
本発明は、通常、フレキシブル基板１０内の応力又は歪みを測定するタッチセンサーを採用する。これらのタッチセンサーは、は、チップレットの内側に構成され、チップレットの結晶格子上に加わる力に応答して、チップレット上にかけられる応力と相関する測定可能電流を生成する、圧電センサーを有するか、又は、ディスプレイ構造内の薄い導体（多くの場合金属）のパターンから形成され、チップレットのうちの１つに接続される、歪みゲージ５２ａ、５２ｂを含む。このタイプの歪みゲージには電気信号が提供され、歪みゲージを通る電流は、フレキシブル基板４２が受ける歪みの量を示す。より詳細な実施形態を、本開示において更に提供する。本発明では、変位信号を提供するために複数のチップレットの存在が必要であり、したがって、ディスプレイは複数のタッチセンサーを有することのみ必要とされる。しかしながら、本発明では、比較的高密度のタッチセンサーを提供することが有用である。本発明のタッチセンシティブＥＬディスプレイ４は、通常、ディスプレイ領域の５ｃｍ2ごとに少なくとも１つのタッチセンサーを含み、各タッチセンシティブＥＬディスプレイ４は、通常少なくとも２０個のタッチセンサーを含む。より望ましい実施形態では、本発明のタッチセンシティブＥＬディスプレイ４は、通常、１００個を超えるタッチセンサーを含む。
しかしながら、圧電素子又は従来の歪みゲージのいずれかが、それらの直接の環境の温度によって決まる信号を提供することに留意するべきである。本発明のＥＬ素子１４は、理想的には電気を光に変換するべきであるが、この変換の効率は、望ましい効率よりも低いことが多く、したがって、ＥＬ素子１４に提供される電力のかなりの部分は、通常熱に変換される。さらに、電源バス１２及びディスプレイ内の他の電気コンポーネント内の抵抗により、通常、熱の形態で望ましくないエネルギー損失がもたらされる。したがって、フレキシブル基板１０及び圧電素子又は歪みゲージの温度は、これらのセンサーの周辺内のＥＬ素子１４に提供される電流によって、この電流の一部が熱に変換される際に影響を受ける。この熱は、タッチセンサーを流れる測定電流に直接影響し、それは理想的には応力又は歪みのみと相関するべきである。したがって、本発明のいくつかの実施形態では、測定温度又は予測温度に応じて、応力ゲージ又は歪みゲージからの読取値又は電流を補正する必要がある。
本発明では、「タッチセンシティブ領域」という用語を採用する。この用語は、タッチ位置が特定される、タッチセンシティブフレキシブルＥＬディスプレイ４の任意の領域に関連する。本発明のディスプレイ装置２のいくつかの構成では、個々の歪みゲージ又は応力ゲージは高密度で実装され、したがって、タッチセンシティブフレキシブルＥＬディスプレイ４を、指程度の大きさの物体でタッチすることにより、フレキシブル基板１０がたわみ、各々がフレキシブル基板１０上の一意の位置に位置する複数のセンサーにより、測定可能な応力信号又は歪み信号が提供される。したがって、複数のセンサーにより、フレキシブル基板又は１つ又は複数のチップレット基板の応力または歪みを示す変位信号１８がコントローラー６に提供される。コントローラー６は、通常、これらの複数の変位信号１８、及びいくつかの構成ではそれらの力成分を使用して、タッチ位置を特定する。本発明のいくつかの実施形態によれば、このタッチ位置は、任意のタッチセンシティブ領域内で高度な精度にて提供される。図１は、２つのチップレット１６ａ、１６ｂ間の領域としてタッチセンシティブ領域２６を示すが、補間又は三角測量等の数学的技法を使用することにより、本発明のコントローラー６によって区別される最小のタッチセンシティブ領域は、通常、この領域よりはるかに小さく、複数のタッチセンシティブ領域を、任意の２つのチップレット１６ａ、１６ｂ又はタッチセンサー間で識別することができることに留意するべきである。
いくつかの実施形態は、オプションの支持面も含む。このオプションの支持面は、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４のタッチに関連しないフレキシブル基板１０の曲げを制限するために有用である。好ましい実施形態では、このオプションの支持面は、通常、タッチにより力が加わるとフレキシブル基板１０の局所的なたわみを可能にするが、このたわみをもたらす力に対して反対の力を提供する。図２に詳細な実施形態を示す。この図に示すように、タッチセンシティブＥＬディスプレイ３０は、チップレット２８を含み、その各々はチップレット基板２９上に形成されている。タッチセンシティブＥＬディスプレイは、オプションの圧縮性支持面３２の上に取り付けられており、それにより、光が、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４からオプションの圧縮性支持面３２とは反対の方向に放出される。このオプションの圧縮性支持面３２は、例えば高密度発泡体から形成されている。このオプションの圧縮性支持面３２は、理想的には、タッチセンシティブＥＬディスプレイ６より厚くなる。好ましい実施形態では、オプションの圧縮性支持面３２は、通常、ユーザーが表面のたわみを感じることができるように１ｍｍと１０ｍｍとの間の厚さを有する。オプションの圧縮性支持面３２は、通常、厚さが２ｍｍを超え、好ましくは、少なくとも５ｍｍのたわみを可能にするのに十分に厚い。いくつかの実施形態では、このオプションの圧縮性支持面３２は、更なるオプションの追加の支持基板３４に取り付けられる。このオプションの追加の支持基板３４は、理想的には、タッチセンシティブＥＬディスプレイ３０ほどには局所的なたわみを受けやすくない、屈曲可能であって丸めることができる材料から形成される。したがって、タッチセンシティブＥＬディスプレイ６が、オプションの圧縮性支持面３２及びオプションの追加の支持基板３４の上に取り付けられる場合、コンパクトに格納するために装置全体を丸めるか、又はタッチ以外の力に応答するタッチセンシティブＥＬディスプレイ４の曲げを制約しながら対話を可能にするように、膝等の不均一な面にわたって装置全体を置くことができる。したがって、追加の支持基板３４の容易に感知できるほどの局所的たわみをもたらすために必要な力は、通常、少なくとも、タッチセンシティブＥＬディスプレイ又はオプションの圧縮性支持面３２の等価の局所的たわみをもたらすのに必要である力より桁が大きくなる。したがって、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４は、フレキシブル基板１０に隣接するテーブル面又は追加の支持基板３４等、幾分か剛性の支持体を含むことができる。
図３に、本発明のディスプレイ装置２で有用なタッチセンシティブＥＬディスプレイ４の一部４０を示す。この図に示すように、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４は、複数の分散したチップレット４４ａ、４４ｂを含む。これらのチップレット４４ａ、４４ｂは、フレキシブル基板４２の表面の上に分散しかつ取り付けられている。一例では、これらのチップレット４４ａ、４４ｂは、接着剤によってフレキシブル基板４２に取り付けられ、その後、チップレット４４ａ、４４ｂの上部にわたって厚い平滑層を提供することによりフレキシブル基板４２に封止される。そして、チップレットの電気接触を可能にするためにこの平滑層を通してビアが形成される。この平滑層の上に金属層が形成され、それにより、ビアと、電源バス４６、ＥＬ素子４８用の電気コネクタ５４、データ信号を提供する信号線５０を含む、有用な特徴を形成するようにパターニングされた金属とを通して、チップレット４４ａ、４４ｂへの電気接触をもたらす。いくつかの実施形態では、この同じ金属層がパターニングされて歪みゲージ５２ａ、５２ｂが提供され、それらはチップレットに接続される。したがって、ディスプレイは、単一金属層を含み、歪みゲージ及び電源バスはともに、この単一金属層から形成される。いくつかの構成では、この金属層を用いて、ＥＬ素子４８用の電極が形成される。代替的に、銀、ＩＴＯ又は他の適切な材料の薄層等、透明な導体が金属層の上に堆積し、ＥＬ素子４８用の第１の電極を形成するようにパターニングされる。そして、ＥＬ層が堆積し、それに続いてＥＬ素子４８を形成する第２の電極が堆積する。そして、フレキシブル基板にフレキシブルカバーシートを取り付けることによって装置全体を密封して、フレキシブルなタッチセンシティブＥＬディスプレイ４を形成することができる。この実施形態では、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４の部分４０は、１つ又は複数のＥＬ素子４８に電気信号を提供するように、電源バス４６からの電力を変調する複数の分散したチップレット４４ａ、４４ｂを含む。この電気信号は、電気コネクタ５４を介して提供される。タッチセンシティブＥＬディスプレイ４の部分４０は、フレキシブル基板４２上に形成された複数の歪みゲージ５２ａ、５２ｂを更に含み、そこでは、歪みゲージ５２ａ、５２ｂのうちの１つ又は複数は、たわみによるフレキシブル基板の歪みを測定するために各チップレット４４ａ、４４ｂにそれぞれ接続されている。
図４は、一実施形態におけるチップレット４４ａ、４４ｂのコンポーネントを示す。図示するように、図４のチップレット６０は、図３の電気コネクタ５４を、図３の電源バス４６から図３の電気コネクタ５４への電力を変調するようにチップレット６０に埋め込まれている回路に接続する接点６２を提供する。これらの回路は、図３の信号線５０に提供される信号に応答し、信号線５０は、チップレットの電源バス接点６４に接続されている図３の電源バス４６からの電力を変調するために、図４の信号線接点６６ａ及び６６ｂに接続されている。図４には、図３の歪みゲージ５２ａの両端部をチップレット６０に接続する歪みゲージ接点６８ａ、６８ｂも示す。これらの接点により、歪みゲージ回路７０は、歪みゲージを通して既知の電圧を提供し、歪みゲージを流れる電流を測定し、電流又は電流によって示される歪みを示す信号を図１のコントローラー６に提供することができる。この実施形態に示すように、この信号は、同じ信号線５０で提供される制御信号２２と時間多重化され、したがって、その信号を、これらの共有される信号線５０により変位信号１８としてコントローラーに渡すことができる。
図４のチップレット６０は、チップレット内の応力を測定する圧電部品７２を更に含む。この圧電部品は、変位信号を生成し図３の信号線５０を介して図１のコントローラー６に提供するために、電流を提供し測定する回路部も含むことができる。したがって、図示するように、チップレットのうちの１つ又は複数は、チップレット基板の応力を測定する圧電部品７２を含む。フレキシブル基板４２上の各チップレット６０が圧電部品７２を含む必要はないが、通常、フレキシブル基板４２上に複数のチップレット６０が提供され、それらの各々が、対応する変位信号１０２（図５Ｂに示す）を生成するためにチップレット基板２９の応力を測定する圧電部品７２を含む。
図３及び図４に示す特定の実施形態は、チップレットに取り付けられる従来の歪みゲージと、応力を測定するチップレット内の圧電センサーとをともに含むが、タッチセンシティブＥＬディスプレイ上に加えられる力を確定するために両センサーを有する冗長性は必須ではない。しかしながら、この特定の実施形態では、従来の歪みゲージ５２ａ、５２ｂの長軸は、図３の矢印５８ａによって示される方向に沿って向けられ、圧電センサー７２を含むチップレット４４ａの長軸は、矢印５８ｂによって示される垂直方向に向けられることに留意するべきである。この特定の配置は、加えられる力に応答してこれらの２つの次元に沿って応力又は歪みを分離するのに特に有用であり、それは、センサーが、これらの構造の長軸に対して垂直な軸に沿ったフレキシブル基板又はチップレット基板のたわみに対する感度が、他の方向におけるフレキシブル基板又はチップレット基板のたわみに対する感度より高いためである。
図４のチップレット６０に、温度センサー７４も示す。この温度センサーは、通常ＴＦＴを含み、いくつかの実施形態では、そこを通る電流の流れが測定される。この流れは、通常、温度の上昇によって増大し、温度の低下によって低減する。このセンサーは、図３の信号線５０を通して図１のコントローラー４に温度信号を提供するか、又はこの電流を用いて、圧電センサー７２又は図３の従来の歪みゲージ５２ａ、５２ｂによって提供される信号値を、これらの信号値が図３の信号線５０を介して図１のコントローラー４に提供される前に調整する。図３に示すように、各チップレット４４ａがフレキシブル基板４２上の領域７８に対応することに留意されたい。したがって、温度センサー７４によって提供される温度信号は、通常、チップレット４４ａの温度を提供し、チップレット４４ａの周囲の領域７８内のフレキシブル基板４２の温度を近似する。したがって、フレキシブル基板４２は、１つ又は複数の領域７８に分割され、各領域が、複数のチップレット４４ａのうちの１つ又は複数を含み、各領域７８の少なくとも１つのチップレット４４ａが、フレキシブル基板又はチップレット基板の温度を確定し、かつ温度の変動に対して補正されるタッチ信号８を提供するように温度信号を提供する温度センサー７４を含む。いくつかの構成では、この温度信号はコントローラー６に提供され、コントローラー６は、温度信号を用いて、簡単に後述するように、温度の変動に対して補正されるタッチ信号８を提供する。代替的に、チップレット４４ａは、圧電部品７２又は従来の歪みゲージ７０からの信号を調整して、ＥＬ素子１４に電力が提供される際に発生する温度の変動に対して補正されるタッチ信号８を提供するように変位信号１８を調整することができる。一構成では、この補正を、温度センサー７４によって提供される電流から閾値電流を減じ、その結果を反転した後、結果又は結果の相関値を、圧電部品７２又は従来の歪みゲージ５２ａ、５２ｂによって提供される電流から減じることによって達成することができる。したがって、各領域７８における少なくとも１つのチップレット６０は、チップレット４４ａの確定された温度に対応する温度信号を確定し、いくつかの実施形態では信号線５０に提供される信号に埋め込まれかつタッチセンシティブ領域７８に対応する変位信号１８を、それが温度の変動に対して補正されるタッチ信号８を提供するコントローラー６に提供される前に、調整する。
チップレット６０内に温度センサー７４が設けられることにより、温度との相関値を直接測定して、タッチ信号を温度の変動に対して補正することができるように、ディスプレイが対応するタッチセンシティブ領域に対応する変位信号１８を調整することができるが、温度の変動に対してタッチ信号を補正するために、こうした相関値を直接測定するようにこうしたセンサーを設けることは必須ではない。他の実施形態では、この温度は、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４０の領域に提供される電流の推定値を求め、この推定値を適用して、タッチセンシティブＥＬディスプレイ内の領域の温度又は温度の変化を間接的に推定することによって推定される。
図５ａは、図３に示すフレキシブル基板４２の複数の領域７８における温度を推定するコントローラーの一部を提供する。一実施形態では、コントローラー８０は、入力画像信号８２を受け取るユニット８４を有し、この信号を線形強度への変換ユニット８６に提供する。このユニットは、入力画像信号８２の値を線形強度値に変換し、線形強度値は通常電流に相関する。これらの値は、線形強度処理ユニット８８に提供される。いくつかの実施形態では、線形強度処理ユニット８８は、フレキシブル基板内の複数の領域に対応する暗示的な座標を有する線形強度値を合計し、複数の領域７８の各々に対して異なる合計が提供されるようにする。特に、入力画像信号は、通常、入力画像信号８２内に各ＥＬ素子に対する所望の輝度を示すように、時系列で提供される一連の値を含み、入力画像信号８２における各値のディスプレイ装置の各ＥＬ素子の座標は、帰線信号等の基準信号に対する各信号のタイミングによって示される。これらの暗示的な座標を適用することにより、各領域７８内のすべてのＥＬ素子に対して値が合計される。いくつかの実施形態では、合計は、領域ごとのオプションの温度推定ユニット９４に提供され、それは、フレキシブル基板４２の複数の領域７８の各々内のフレキシブル基板又はチップレット基板の温度の推定値を計算する。しかしながら、いくつかの構成では、合計は、各対応する領域７８内のフレキシブル基板又はチップレット基板の温度の推定値として直接適用される。そして、複数の領域７８の各々に対する推定された温度値は、温度信号９６として出力され、それらは、温度の変化によるこの信号の変動に対して補正するように応力信号又は歪み信号を補正するために他のユニットによって適用される。更に説明するように、この補正には、温度の変動に対して補正されるタッチ信号を提供するように、温度推定値の逆数によって変位信号をスケーリングすることが含まれる。図５ａに示すコントローラーの部分８０は、駆動信号作成ユニット９０も含むことができ、それは、通常、線形強度値を受け取り、これらの値を処理して駆動信号９２を提供し、駆動信号９２は、ＥＬ素子１４の光出力を制御するようにチップレット１６ａ、１６ｂに提供される。本実施形態において述べたように、フレキシブル基板４２は、１つ又は複数の領域７８に分割され、各領域７８は、複数のチップレット４４ａのうちの１つ又は複数を含み、図５ａに一部分８０を示すコントローラーは、入力画像信号に応答して、各領域におけるフレキシブル基板（複数の場合もあり）又はチップレット基板（複数の場合もあり）の温度を推定し、対応する温度信号９６を提供する推定装置を更に含み、コントローラーは、温度信号９６を使用して、温度の変動に対して補正されるタッチ信号を提供する。
図５ｂは、変位信号１０２と、第１のコントローラー部分８０によって提供される温度信号９６等の温度信号１０４とを受け取り、タッチ信号１０６を出力する、第２のコントローラー部分１００を示す。しかしながら、この温度信号１０４は、図４に示すチップレット６０内の温度センサー７４を含む他のソースから来る場合もある。通常の構成では、フレキシブル基板４２上のチップレット６０は、第２のコントローラー部分１００に変位信号１０２を提供する。これらの変位信号１０２は、タッチ又は他の力によって、埋め込まれたタッチセンサー（すなわち、歪みゲージ５２ａ、５２ｂ又は圧電部品７２）に加えられる応力又は歪みの量を示す。そして、第２のコントローラー部分１００は、これらの信号をタッチ信号１０６に変換する。タッチ信号１０６は、通常、１つ又は複数のタッチ位置を含み、通常、これらの信号を使用してユーザーの動作に応答する、高位レベルコントローラーに提供される。しかしながら、いくつかの実施形態では、タッチ信号１０６は、位置成分及び力成分を含む。そして、力成分を、ユーザーに応答するように更に使用することができる。いくつかの実施形態では、コントローラーは、変位信号の力成分が選択されたレベルを超える場合か、又はこの力成分が指定された時間間隔内に選択された量だけ変化する場合にのみ、タッチ信号を提供する。
図５ｂを参照すると、第２のコントローラー部分１００は、変位信号１０２を受け取る変位信号受取ユニット１０８と、温度単位信号受取ユニット１１２とを有する。これらのユニットは、変位信号１０２及び温度信号１０４を復号して変位信号値１１０及び温度信号値１１４を提供し、それらは、図３のフレキシブル基板４２上の同じ領域７８に関連するように提供されるように、時間同期される。これらの値１１０、１１４は、変位信号補正ユニット１１６に提供され、それは、温度信号値１１４の関数として変位信号値１１０を調整する。特に、変位信号補正ユニットは、通常、変位信号値１１０が温度信号値１１４の逆数の関数として調整されるように調整を提供し、それは、フレキシブル基板又はチップレット基板の温度が、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４内のＥＬ素子１４に提供される電流の増大によって上昇するため、歪みゲージ５２ａ及び圧電部品７２の両方が、通常高い信号値を提供するためである。したがって、この変位信号補正ユニット１１６は、温度の変化に対して歪みゲージ５２ａ及び圧電部品７２の感度を補償して変位信号値１１０を調整し、補正された変位信号値１１８を提供する。
そして、補正された変位信号値１１８は、相対変位計算ユニット１２０に提供される。フレキシブル基板４２は、フレキシブルであるため、常に平坦であるとは限らない可能性があり、したがって、タッチセンシティブＥＬディスプレイがタッチされていないときでさえも、歪みゲージ又は圧電部品の少なくとも一部によって歪み又は応力が示される。したがって、第２のコントローラー部分１００、より詳細には相対変位計算ユニット１２０は、静的な歪み又は応力に対する応答を防止することができ、代りに、履歴値に基づいて信号を調整することができる。これを達成するために、相対変位計算ユニット１２０は、変位バッファ１２４から基準変位信号１２２を検索することができる。変位バッファ１２４は、各領域に対して基準変位信号１２２を格納するメモリである。そして、相対変位計算ユニットは、基準変位信号１２２を補正された変位信号値１１８から減ずることにより、オプションで０未満のあらゆる値を０に切り捨てることにより、絶対変位信号１２６値を計算する。この相対変位計算ユニット１２０により、ディスプレイに対して一定の曲げを与えることによってもたらされる静的応力値又は歪み値に対して、補正された変位信号値を補正することができる。いくつかの実施形態では、このユニット１２０は、変位信号内の補正された変位信号値１１８における局所的な変化と広域の変化とを識別するために、追加の空間フィルタリングを提供することができる。フレキシブル基板１０の曲げにより、通常、応力又は歪みに低空間周波数変化がもたらされ、タッチにより、通常、応力又は歪みにそれより高い周波数変化がもたらされるため、このユニットは、これらのタイプの変形を識別することができる。すなわち、相対変位計算ユニットは、補正された変位信号値１１８に対してハイパス空間フィルター又はバンドパス空間フィルターを適用し、タッチ位置を特定するように結果を変位信号閾値ユニット１２６に提供することができる。このハイパスフィルター又はバンドパスフィルターは、空間的広がりが、約１ｃｍ〜２ｃｍの程度、通常は０．２ｃｍと２．５ｃｍとの間であることが多い。
そして、絶対変位信号１２６が次のユニット１２８に出力される。相対変位計算ユニット１２０はまた、変更された基準変位信号１２２も計算し、それを、後に使用するために変位バッファ１２４に格納することもできる。例えば、相対変位計算ユニット１２０は、先の相対変位信号値及び絶対変位信号１２６の指数関数的な移動平均を計算し、この値を、変位バッファ１２４に、変更した基準変位信号１２２として格納することができる。そして、変位信号閾値ユニット１２８は、絶対変位信号１２６に対して閾値処理を行い、所定閾値を超える絶対変位信号を有するあらゆる領域を示すフラグ信号１４０を生成することができる。位置割当ユニット１３４はまた、変位信号閾値ユニット１２８から絶対変位信号１２６と同期されるタイミング信号１３０を受け取り、位置座標を割り当てて座標信号１３６を形成する。タッチ位置特定ユニット１４２は、フラグ信号１４０を適用して、閾値を超える変位信号値に対応する座標信号１３６から位置座標を選択する。そして、これらの座標は位置信号１４４を形成する。同時に、変位信号閾値ユニット１２８は、これらの値が閾値を超える場合に、変位信号１３２を力確定ユニット１３８に出力する。このユニット１３８は、標準変換方法を用いて変位信号を力の単位に変換し、力信号１４６を出力する。そして、力及びタッチ提供ユニット１４６は、閾値を超える変位信号を有する各領域に対して力信号及び座標のセットを受け取る。これらの信号から、力及びタッチ提供ユニット１４６は、一続きの座標及び力信号１４６に基づいて位置をあり得るタッチ点にクラスター化する。このユニット１４８は、座標のクラスターを確定するクラスター分析等の技法を使用することもでき、又はタッチ位置の重心の可能性があるものを確定するために、力信号１４６の最小値又は最大値に近い値を求める傾向分析を適用することもできる。これは、タッチセンシティブＥＬディスプレイ上に置かれる単一の指が、いくつかの領域に対して閾値を超える変位信号を生成する可能性があるため重要である。しかしながら、これらの領域が、指のタッチの位置の周囲で局所化されることが多く、指がタッチセンシティブＥＬディスプレイと最も接触する点において、最高変位信号値が発生する可能性がある場合。しかしながら、ユーザーが、単一の指でディスプレイをタッチし、複数の指でタッチセンシティブＥＬディスプレイ４をタッチすることができることは必須ではない。これらの指のタッチの各々により、通常、タッチが十分に確実である場合に変位信号が閾値を超えることになり、各指のタッチの中心は独立して隔離され、したがって、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４は、複数の同時のタッチに関する情報を提供することができ、したがってフレキシブルマルチタッチＥＬディスプレイを形成することができる。クラスター分析又は傾向分析を適用する以外に、パターンマッチング法を含む他の技法も適用可能であり、パターンマッチング法では、タッチセンシティブＥＬディスプレイが、個々の指で、隣り合う指で、かつさまざまな手の位置でタッチされる場合に発生する、変位信号の通常のパターンに対応するパターンが、力の分布又は座標にマッチングされて、ディスプレイにタッチしている物体のタイプが特定される。この分析から、力及びタッチ提供ユニットはタッチ信号を出力する。このタッチ信号１０６は、通常、ディスプレイにタッチする各物体に対応する一対の座標を含み、各物体がディスプレイにタッチしている力を示す力値を含むことができる。さらに、タッチ信号１０６は、ディスプレイに接触している手の部分の可能性がある部分を出力することができ、手の付け根（heal）又は手のひらの位置を指によって提供されるタッチとは異なるタイプのタッチとすることができる。上述したように、第２のコントローラー部分１００を含むコントローラーは、タッチセンシティブＥＬディスプレイ内の異なるタッチセンシティブ領域上の複数のタッチを同時に検出する。
図３は、チップレット４４ａ、４４ｂが、各々、長軸が矢印５８ｂによって示す方向であるように向けられていることを示す。したがって、チップレット４４ａ、４４ｂ内の圧電ゲージ又は他の応力ゲージ又は歪みゲージは、通常、矢印５８ｂによって示す方向にフレキシブル基板４２を変形させることによってもたらされる応力又は歪みに対して最も感度が高く、矢印５８ａによって示す直交方向を含む他の方向にフレキシブル基板４２を変形させることによってもたらされる応力又は歪みに対する感度は低い。代替方向における応力又は歪みに対するチップレットの感度を増大させるために、いくつかのチップレット４４ａ、４４ｂは、いくつかの構成ではそれらの長軸が他のチップレットとは異なる方向に向けられるように方向付けられる。図６に、１つのこうした構成を示し、それは、本発明のタッチセンシティブＥＬディスプレイの部分１５０を示す。この図は、一対のチップレット１５２及び１５４を示す。チップレット１５２の長軸は、矢印１５６の方向に向けられ、チップレット１５４の長軸は、矢印１５８によって示されるように垂直方向に向けられている。この構成では、これらの２つのチップレット１５２、１５４は、同じ領域に形成されている。チップレット１５２内のセンサーは、通常、主に矢印１５６に平行に位置する方向においてフレキシブル基板のたわみを確定するために用いられ、チップレット１５４内のセンサーは、通常、主に矢印１５８に対して平行に位置する方向においてフレキシブル基板のたわみを確定するために用いられる。したがって、第１の複数のチップレット１５２、１５４は、矢印１５６によって示されるような第１の方向に向けられた軸を有する第１のチップレット１５２と、矢印１５８によって示されるような第２の方向に向けられた軸を有する第２のチップレット１５４とを含む。この構成では、第２の方向は第１の方向とは異なり、各チップレットは、そのそれぞれの軸に沿って応力を検知する。
いくつかの実施形態では、本発明のディスプレイ装置は、ユーザーが操作することができるゲームオブジェクトを有するゲーム機に関連する。ゲーム機は、タッチ信号１０６内の位置成分及び力成分に応答して、本発明のディスプレイ装置に表示されるゲームオブジェクトを制御する装置を更に含む。このゲーム機は、位置成分及び力成分を更に使用して、ゲームオブジェクトの種々の属性を制御する。一例では、ゲーム機は、ゲームの一部として、本発明のディスプレイ装置上にビリヤード台の画像を表示することができ、そこでは、このビリヤード台は、手球を含むビリヤードゲームでは通常の球を含む。そして、ユーザーは、自身の指を手球の上に配置して、画面を力で押すことができる。応答して、本発明のディスプレイ装置は、図５ｂに示すようなタッチ信号１０６を、ゲームにおけるより高位レベルのコントローラーに提供する。そして、ゲームは、タッチ位置を使用して、打ち当てられる球を特定することができ、力成分を用いて、手球に加えられるように意図された相対的な力を確定し、タッチ位置及び相対的な力に応答して本発明のディスプレイ上でビリヤード台の画像を更新することができる。
別の構成では、ディスプレイ装置は、キーボードシミュレーションオブジェクトに関連し、例えば、ピアノ又はコンピューターキーボードの画像を表示する。こうした実施形態では、キーボードシミュレーションオブジェクトは、通常鍵盤を表示し、タッチ信号１０６における位置成分に応答して、ユーザーの指が載せられている鍵盤を特定し、力成分によって、ユーザーの手の付け根に対するタッチ位置から指のタッチ位置を分離する。このように、ディスプレイ装置２は、キーボードシミュレーションオブジェクトに関連する。キーボードシミュレーションオブジェクトは、位置成分及び力成分に応答して、キーボードシミュレーションオブジェクトに接触しているユーザーの手の他の部分から、キーボードシミュレーションオブジェクト上の指の位置を識別する装置を更に含む。
力成分及び位置成分をともに提供することは、多くのあり得る用途において利益がある。それは、筆跡を取り込み表示する分野において著しい利益がある。漢字を含む多くの書き言葉では、一画の幅が、その一画を含む文字の解釈される意味に影響を与える可能性がある。さらに、従来のペン及び鉛筆でこれらの書き言葉を形成する場合、一画の幅は、通常、紙の上に書くときにペン又は鉛筆に加えられる力を制御することによって制御される。いくつかの用途では、本発明のディスプレイ装置は、筆跡を記録し提示する装置に同じ挙動を提供する。
一構成では、本発明のディスプレイは、図７に示すような方法で適用される。この図に示すように、ディスプレイを用いてディスプレイに筆跡を提示する方法は、図１に示すようなタッチセンシティブＥＬディスプレイ４を提供する（１７０）ことを含む。上述したように、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４は、フレキシブル基板１０と、フレキシブル基板の上に配置された１つ又は複数の電源バス１２と、フレキシブル基板の上に配置され、電気信号に応答して光を放出する１つ又は複数のＥＬ素子１４と、第１の複数の分散したチップレット１６ａ、１６ｂとを有する。これらのチップレット１６ａ、１６ｂは、少なくとも２つのチップレットが、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４上の複数のタッチセンシティブ領域２６の各々に関連し、フレキシブル基板１０の曲げに関連する応力又は歪みを検知して、対応するタッチセンシティブ領域に対応するそれぞれの変位信号１８を提供するように、配置されている。変位信号１８は、補間されるか、又はピーク曲げ力を有する位置又は領域を三角測量で測定するように他の方法で処理される。チップレット１６ａ、１６ｂは、電源バス１２のうちの１つ又は複数及びＥＬ素子１４のうちの１つ又は複数に更に接続されて、対応する制御信号２２に応答して電源バス１２からの電力を変調し、１つ又は複数のＥＬ素子１４に電気信号を提供する。
コントローラー、例えば図１のコントローラー６を更に提供する（１７２）。このコントローラー６は、入力画像信号２４に応答してチップレット１６ａ、１６ｂに制御信号を提供し、チップレット１６ａ、１６ｂから変位信号１８を受け取る。このコントローラーは、変位信号１８に応じてタッチ信号８を生成し、それは、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４のタッチされた対応するタッチセンシティブ領域を示し、各タッチ信号８は、位置成分及び力成分を含む。この方法では、コントローラー６は、ユーザーがタッチセンシティブＥＬディスプレイ４にタッチすることに応じて、ユーザーによる筆跡を表すタッチ信号８を提供し、タッチ信号８に応答して、ディスプレイに筆跡を提示させる（１７６）制御信号２２を提供する。本発明の実施形態では、ユーザーは、スタイラス等の物理的な物体に対し、ディスプレイ４上に筆跡を提供するようにディスプレイ４にタッチさせることができ、それに対してコントローラー６は応答して、ディスプレイに筆跡を提示させる制御信号を提供することができる。
本発明では、タッチセンシティブＥＬディスプレイ４に提供されるユーザーの筆跡は、各々が１つ又は複数の位置及び所望の幅を有する複数の画を含むことが多く、各一画の１つ又は複数の位置は、対応するタッチ信号の位置成分に関連し、各一画の幅は、対応するタッチ信号の力成分に関連する。この目的を達成するために、コントローラー６は、力成分を一画の幅に関連付け（１７４）、関連する一画の幅を有する筆跡をディスプレイ上に提示することができる。
本発明は、その特定の好ましい実施形態を特に参照しながら詳細に説明されてきたが、本発明の精神及び範囲内で変形及び変更を実施できることが理解されるべきである。
２ ディスプレイ装置
４ タッチセンシティブＥＬディスプレイ
６ コントローラー
８ タッチ信号
１０ フレキシブル基板
１２ 電源バス
１４ ＥＬ素子
１６ａ チップレット
１６ｂ チップレット
１８ 変位信号
２０ コネクタ
２２ 制御信号
２４ 入力画像信号
２６ タッチセンシティブ領域
２８ チップレット
２９ チップレット基板
３０ タッチセンシティブフレキシブルＥＬディスプレイ
３２ オプションの圧縮性支持面
３４ オプションで追加の支持基板
４０ タッチセンシティブＥＬディスプレイの一部
４２ フレキシブル基板
４４ａ、４４ｂ チップレット
４６ 電源バス
４８ ＥＬ素子
５０ 信号線
５２ａ、５２ｂ 歪みゲージ
５４ 電気コネクタ
５８ａ、５８ｂ 矢印
６０ チップレット
６２ 接点
６４ 電源バス接点
６６ａ、６６ｂ 信号線接点
６８ａ、６８ｂ 歪みゲージ接点
７０ 歪みゲージ回路
７２ 圧電部品
７４ 温度センサー
７８ 領域
８０ 第１のコントローラー部分
８２ 入力画像信号ユニット
８４ 入力画像信号を受け取るユニット
８６ 線形強度への変換ユニット
８８ 線形強度処理ユニット
９０ 駆動信号作成ユニット
９２ 駆動信号
９４ 領域ごとの温度推定ユニット
９６ 温度信号
１００ 第２のコントローラー部分
１０２ 変位信号
１０４ 温度信号
１０６ タッチ信号
１０８ 変位信号受取ユニット
１１０ 変位信号値
１１２ 温度信号受取ユニット
１１４ 温度信号値
１１６ 変位信号補正ユニット
１１８ 補正された変位信号値
１２０ 相対変位計算ユニット
１２２ 基準変位信号
１２４ 変位バッファ
１２６ 絶対変位信号
１２８ 変位信号閾値ユニット
１３０ タイミング信号
１３２ 変位信号
１３４ 位置割当ユニット
１３６ 座標信号
１３８ 力確定ユニット
１４０ フラグ信号
１４２ タッチ位置確定ユニット
１４４ 位置信号
１４６ 力信号
１４８ 力及びタッチ提供ユニット
１５０ タッチセンシティブＥＬディスプレイの部分
１５２ 第１のチップレット
１５４ 第２のチップレット
１５６ 第１の矢印
１５８ 第２の矢印
１７０ タッチセンシティブＥＬディスプレイを提供するステップ
１７２ コントローラーを提供するステップ
１７４ 力成分を関連付けるステップ
１７６ 筆跡を提示するステップ
４ タッチセンシティブＥＬディスプレイ
６ コントローラー
８ タッチ信号
１０ フレキシブル基板
１２ 電源バス
１４ ＥＬ素子
１６ａ チップレット
１６ｂ チップレット
１８ 変位信号
２０ コネクタ
２２ 制御信号
２４ 入力画像信号
２６ タッチセンシティブ領域
２８ チップレット
２９ チップレット基板
３０ タッチセンシティブフレキシブルＥＬディスプレイ
３２ オプションの圧縮性支持面
３４ オプションで追加の支持基板
４０ タッチセンシティブＥＬディスプレイの一部
４２ フレキシブル基板
４４ａ、４４ｂ チップレット
４６ 電源バス
４８ ＥＬ素子
５０ 信号線
５２ａ、５２ｂ 歪みゲージ
５４ 電気コネクタ
５８ａ、５８ｂ 矢印
６０ チップレット
６２ 接点
６４ 電源バス接点
６６ａ、６６ｂ 信号線接点
６８ａ、６８ｂ 歪みゲージ接点
７０ 歪みゲージ回路
７２ 圧電部品
７４ 温度センサー
７８ 領域
８０ 第１のコントローラー部分
８２ 入力画像信号ユニット
８４ 入力画像信号を受け取るユニット
８６ 線形強度への変換ユニット
８８ 線形強度処理ユニット
９０ 駆動信号作成ユニット
９２ 駆動信号
９４ 領域ごとの温度推定ユニット
９６ 温度信号
１００ 第２のコントローラー部分
１０２ 変位信号
１０４ 温度信号
１０６ タッチ信号
１０８ 変位信号受取ユニット
１１０ 変位信号値
１１２ 温度信号受取ユニット
１１４ 温度信号値
１１６ 変位信号補正ユニット
１１８ 補正された変位信号値
１２０ 相対変位計算ユニット
１２２ 基準変位信号
１２４ 変位バッファ
１２６ 絶対変位信号
１２８ 変位信号閾値ユニット
１３０ タイミング信号
１３２ 変位信号
１３４ 位置割当ユニット
１３６ 座標信号
１３８ 力確定ユニット
１４０ フラグ信号
１４２ タッチ位置確定ユニット
１４４ 位置信号
１４６ 力信号
１４８ 力及びタッチ提供ユニット
１５０ タッチセンシティブＥＬディスプレイの部分
１５２ 第１のチップレット
１５４ 第２のチップレット
１５６ 第１の矢印
１５８ 第２の矢印
１７０ タッチセンシティブＥＬディスプレイを提供するステップ
１７２ コントローラーを提供するステップ
１７４ 力成分を関連付けるステップ
１７６ 筆跡を提示するステップ
Claims (20)
- ディスプレイ装置であって、
ａ）タッチセンシティブＥＬディスプレイであって、
ｉ）フレキシブル基板と、
ｉｉ）前記フレキシブル基板の上に配置された１つ又は複数の電源バスと、
ｉｉｉ）前記フレキシブル基板の上に配置され、電気信号に応答して光を放出する１つ又は複数のＥＬ素子と、
ｉｖ）第１の複数の分散したチップレットであって、各々は別個のチップレット基板を有し、少なくとも２つのチップレットが前記ＥＬディスプレイ上の複数のタッチセンシティブ領域の各々に関連するように配置され、前記フレキシブル基板又は前記チップレット基板の曲げに関連する応力又は歪みを検知して、前記対応するタッチセンシティブ領域に対応するそれぞれの変位信号を提供し、各チップレットは、前記電源バスのうちの１つ又は複数及び前記ＥＬ素子のうちの１つ又は複数に接続されて、対応する制御信号に応答して前記電源バスからの電力を変調して、電気信号を前記１つ又は複数のＥＬ素子に提供する、チップレットと、
を有するタッチセンシティブＥＬディスプレイと、
ｂ）入力画像信号に応答して前記チップレットに制御信号を提供し、前記チップレットから変位信号を受け取って、前記タッチセンシティブＥＬディスプレイのタッチされた前記対応するタッチセンシティブ領域を示すタッチ信号を生成するコントローラーと、
を具備する、ディスプレイ装置。 - 各タッチ信号は、位置成分及び力成分を含む、請求項１に記載のディスプレイ装置。
- 前記コントローラーは、前記力成分が選択されたレベルを超えた場合にのみタッチ信号を提供する、請求項２に記載のディスプレイ装置。
- 前記電源バスからの電力を変調して、前記１つ又は複数のＥＬ素子に電気信号を提供する複数の分散したチップレットを更に有する、請求項１に記載のディスプレイ装置。
- 複数のチップレットは、前記チップレット基板の応力を測定して対応する変位信号を生成する圧電部品を含む、請求項１に記載のディスプレイ装置。
- 前記フレキシブル基板の上に形成された複数の歪みゲージを更に有し、該歪みゲージのうちの１つ又は複数は、各チップレットに接続されて前記フレキシブル基板の歪みを測定する、請求項１に記載のディスプレイ装置。
- 単一金属層を更に有し、前記歪みゲージ及び前記電源バスは前記単一金属層に形成される、請求項６に記載のディスプレイ装置。
- 前記第１の複数のチップレットは、第１の方向に向けられた軸を有する第１のチップレットと、前記第１の方向とは異なる第２の方向に向けられた軸を有する第２のチップレットとを含み、各チップレットはそのそれぞれの軸に沿って応力を検知する、請求項１に記載のディスプレイ装置。
- 前記フレキシブル基板は１つ又は複数の領域に分割され、各領域は、前記複数のチップレットのうちの１つ又は複数を含み、各領域における少なくとも１つのチップレットは、前記フレキシブル基板の温度を確定する温度センサーを含み、前記タッチ信号は温度の変動に対して補正される、請求項１に記載のディスプレイ装置。
- 各領域における前記少なくとも１つのチップレットは、前記フレキシブル基板の温度に対応する温度信号を提供し、前記コントローラーは、該温度信号に応じて、該温度信号を使用して温度の変動に対して補正されるタッチ信号を提供する、請求項９に記載のディスプレイ装置。
- 各領域における前記少なくとも１つのチップレットは、前記フレキシブル基板の温度に対応する温度信号を確定し、前記対応するタッチセンシティブ領域に対応する前記変位信号を、該変位信号が前記コントローラーに提供される前に調整して、温度の変動に対して補正されるタッチ信号を提供する、請求項９に記載のディスプレイ装置。
- 前記フレキシブル基板は、１つ又は複数の領域に分割され、各領域は、前記複数のチップレットのうちの１つ又は複数を含み、前記コントローラーは、前記入力画像信号に応じて、各領域における前記フレキシブル基板の温度を推定し、対応する温度信号を提供する推定手段を更に含み、前記コントローラーは、前記温度信号を使用して、温度の変動に対して補正される前記タッチ信号を提供する、請求項１に記載のディスプレイ装置。
- 前記フレキシブル基板に隣接する剛性支持体を更に有する、請求項１に記載のディスプレイ装置。
- 前記コントローラーは、異なるタッチセンシティブ領域上の複数のタッチを同時に検出する、請求項１に記載のディスプレイ装置。
- 前記コントローラーは、前記変位信号に対して空間フィルターを適用する、請求項１に記載のディスプレイ装置。
- ゲームオブジェクトを有するゲーム機において関連し、前記位置成分及び前記力成分に応じて前記ゲームオブジェクトを制御する手段を更に有し、前記位置成分及び前記力成分は、前記ゲームオブジェクトの異なる属性を制御する、請求項１に記載のディスプレイ装置。
- キーボードシミュレーションオブジェクトにおいて関連し、前記位置成分及び前記力成分に応じて、前記キーボードシミュレーションオブジェクト上の指の位置を前記ユーザーの手の他の部分から識別する手段を更に有する、請求項１に記載のディスプレイ装置。
- ディスプレイを用いて該ディスプレイ上に筆跡を提示する方法であって、
ａ）タッチセンシティブＥＬディスプレイを設けることであって、該タッチセンシティブＥＬディスプレイは、
ｉ）フレキシブル基板と、
ｉｉ）前記基板の上に配置された１つ又は複数の電源バスと、
ｉｉｉ）前記基板の上に配置され、電気信号に応答して光を放出する１つ又は複数のＥＬ素子と、
ｉｖ）第１の複数の分散したチップレットであって、少なくとも２つのチップレットが前記ＥＬディスプレイ上の複数のタッチセンシティブ領域の各々に関連するように、配置され、前記基板の曲げに関連する応力又は歪みを検知して、前記対応するタッチセンシティブ領域に対応するそれぞれの変位信号を提供し、各チップレットは、前記電源バスのうちの１つ又は複数及び前記ＥＬ素子のうちの１つ又は複数に接続されて、対応する制御信号に応答して前記電源バスからの電力を変調して、前記１つ又は複数のＥＬ素子に電気信号を提供する、チップレットと、
を有する、設けることと、
ｂ）入力画像信号に応答して前記チップレットに制御信号を提供し、前記チップレットから変位信号を受け取って、前記ディスプレイのタッチされた前記対応するタッチセンシティブ領域を示すタッチ信号を生成するコントローラーを設けることであって、各タッチ信号は位置成分及び力成分を含む、設けることと、
ｃ）ユーザーが、物理的な物体を前記ディスプレイにタッチさせることであって、該ディスプレイ上に筆跡を提供する、タッチさせること、及び前記コントローラーが、前記ユーザーが前記ディスプレイにタッチすることに応じて、該ユーザーによる前記筆跡を表すタッチ信号を提供し、該タッチ信号に応じて、前記ディスプレイに前記筆跡を提示させる制御信号を提供することと、
を含む、方法。 - 前記物理的な物体はスタイラスである、請求項１８に記載の方法。
- 前記ディスプレイ上の前記筆跡は、各々が１つ又は複数の位置及び幅を有する複数の画を含み、各一画の前記１つ又は複数の位置は、対応するタッチ信号の前記位置成分に関連し、各一画の前記幅は、対応するタッチ信号の前記力成分に関連する、請求項１８に記載の方法。
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