JP4490102B2

JP4490102B2 - 統合されたタッチ・センサおよび発光装置

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Publication number: JP4490102B2
Application number: JP2003546482A
Authority: JP
Inventors: コールドウェル、デーヴィッド、ダブリュ．
Original assignee: タッチセンサーテクノロジーズ，エルエルシー
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2022-11-19
Also published as: BRPI0214304B1; USRE42199E1; BR0214304A; US20030159910A1; CN1615585A; MXPA04004827A; JP2008159594A; AU2002348293A1; CN1310429C; US7361860B2; EP1446878B1; AU2002348293B2; JP2005537610A; CA2467820A1; JP5060331B2; WO2003044956A3; CA2467820C; WO2003044956A2; EP1446878A2; US20040238726A1

Description

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、入出力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_２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_２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_２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）

Claims

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・センサは、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・センサは、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。