KR101590384B1

KR101590384B1 - 통합된 센서 제어기를 갖는 터치 및 디스플레이 디바이스

Info

Publication number: KR101590384B1
Application number: KR1020147001411A
Authority: KR
Inventors: 조셉 커스 레이놀즈
Original assignee: 시냅틱스, 인코포레이티드
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2016-02-01
Also published as: US20120319966A1; US9678586B2; JP5710837B2; WO2012177312A1; JP2014523575A; KR20140023440A; CN103733167A; CN103733167B

Abstract

본 발명의 실시형태들은 일반적으로, 종래의 입력 디바이스들에 비해 전기적 간섭에 의해 최소로 영향받으며, 보다 작은 전체 물리적 사이즈 및 보다 낮은 제조 비용을 갖는 입력 디바이스를 제공한다. 본 명세서에 서술된 실시형태들은, 입력 오브젝트의 위치 정보를 센싱하고 획득하기 위해 사용되는 복수의 센싱 엘리먼트들에 아주 근접하여 배치된 센서 제어기를 갖는 입력 디바이스를 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 센서 제어기 및 센서 전극들의 적어도 일부들은, 디스플레이 디바이스에 가까이 위치되는 2개의 투명 기판들 사이에 배치된다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 센서 제어기는 센싱 영역을 갖는 기판의 에지 영역에 배치되는데, 인접하여 위치되는 센서 전극들이 이 센싱 영역 도처에서 입력 오브젝트의 존재를 센싱하도록 구성된다.

Description

통합된 센서 제어기를 갖는 터치 및 디스플레이 디바이스{A TOUCH AND DISPLAY DEVICE HAVING AN INTEGRATED SENSOR CONTROLLER}

본 발명의 실시형태들은 일반적으로 근접 센싱 디바이스의 센싱 영역 위의 입력 오브젝트의 위치를 센싱하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

터치패드들 또는 터치 센서 디바이스들이라고도 흔히 불리는, 근접 센서 디바이스들을 포함하는 입력 디바이스들은 다양한 전자 시스템들에서 널리 사용되고 있다. 근접 센서 디바이스는 통상 센싱 영역을 포함하는데, 이 센싱 영역은, 근접 센서 디바이스가 하나 이상의 입력 오브젝트들의 존재, 위치 및/또는 움직임을 결정하는 표면에 의해 종종 경계가 표시된다. 근접 센서 디바이스들은 전자 시스템에 대해 인터페이스들을 제공하기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 근접 센서 디바이스들은, 노트북 또는 데스크탑 컴퓨터들에 통합되거나 또는 노트북 또는 데스크탑 컴퓨터들 주변에 있는 불투명 터치패드들과 같은 보다 큰 컴퓨팅 시스템들에 대한 입력 디바이스들로서 종종 사용된다. 근접 센서 디바이스들은 셀룰러 전화기들에 통합된 터치 스크린들과 같은 보다 작은 컴퓨팅 시스템들에서도 종종 사용된다.

근접 센서 디바이스들은 전자 또는 컴퓨팅 시스템에서 발견되는 디스플레이 또는 입력 디바이스들과 같은 다른 지원 컴포넌트들과 조합하여 통상 사용된다. 몇몇 구성들에 있어서, 근접 센서 디바이스들은 이들 지원 컴포넌트들에 커플링되어 원하는 조합된 기능을 제공하거나 또는 바람직한 완전한 디바이스 패키지를 제공한다. 많은 시판되는 근접 센서 디바이스들은 용량성 또는 저항성 센싱 기법과 같은 하나 이상의 전기적 기법들을 이용하여 입력 오브젝트의 존재, 위치 및/또는 움직임을 결정한다. 통상적으로, 근접 센서 디바이스들은 센서 전극들의 어레이를 이용하여 입력 오브젝트의 존재, 위치 및/또는 움직임을 검출한다. 바람직한 정확도로 입력 오브젝트의 존재 및 위치를 센싱하기 위해 사용되는 종종 다수의 센서 전극들, 그리고 또한 전자 또는 컴퓨팅 시스템에서의 다양한 신호 생성 및 데이터 수집 컴포넌트들에 이들 센서 전극들 각각을 접속할 필요가 있는 것으로 인해, 이들 상호접속부들의 형성과 연관된 비용 및 근접 센서 디바이스의 전체 사이즈는 종종 바람직하지 않게 커지게 된다. 형성된 전자 디바이스에서의 전기 컴포넌트들의 비용 및/또는 사이즈를 감소시키는 것이 소비자 및 산업적 전자 산업들에 있어서의 공통의 목표이다. 근접 센서 디바이스에 대한 비용 및 사이즈 제한들은, 제어 시스템에 센서 전극들을 상호접속시키기 위해 사용되는 플렉시블 컴포넌트들의 복잡성, 접속 컴포넌트의 복잡성 (예컨대, 커넥터 상의 핀들의 수), 요구되는 접속 포인트들의 수, 및 요구되는 트레이스들의 수에 의해 종종 생성됨에 유의한다.

게다가, 컴퓨터 시스템에 센서 전극들을 상호접속시키기 위해 사용되는 트레이스들의 길이가 길수록, 근접 센서 디바이스는, 다른 지원 컴포넌트들에 의해 흔히 생성되는 전자기 간섭 (EMI; electromagnetic interference) 과 같은 간섭에 더 민감하게 된다. 이들 지원 컴포넌트들에 의해 제공되는 간섭은 근접 센싱 디바이스에 의해 수집되는 데이터의 신뢰성 및 정확성에 악영향을 줄 것이다. 현재 시판되는 전자 또는 컴퓨팅 시스템들은, EMI 생성 컴포넌트들을 근접 센싱 디바이스로부터 멀리 배치하고, 디바이스 패키지에 차폐 컴포넌트들을 추가하고, 및/또는 디스플레이 프로세싱 방법을 변경함으로써 간섭의 크기를 최소화하는 방안에 흔히 의지하는데, 이에 따라 그 시스템을 더욱 비싸게 하고 및/또는 완전한 시스템 패키지의 사이즈를 불필요하게 증가시키고 있다.

따라서, 값싸고, 신뢰성 있고 그리고 바람직한 사이즈의 전자 시스템 내부에 통합될 수 있는 근접 센싱 디바이스를 형성하는 장치 및 방법이 필요하다.

발명의 개요

본 발명의 실시형태들은 일반적으로 보다 작은 전체 물리적 사이즈와 보다 낮은 제조 비용을 갖는 입력 디바이스를 제공하고, 입력 디바이스를 형성하기 위해 사용된 구조 내부에서 센서 제어기 IC 를 위치시킴으로써 접속 포인트들의 수, 커넥터들의 수, 접속 트레이스들의 길이 및 회로 엘리먼트들의 복잡성을 최소화함으로써 입력 디바이스의 정확성 및 신뢰성을 향상시킨다. 본 명세서에 서술된 실시형태들 중 하나 이상의 실시형태들은, 입력 디바이스의 센싱 영역 위에 배치된 입력 오브젝트의 위치 정보를 센싱하고 획득하기 위해 사용되는 복수의 센서 전극들에 아주 근접하여 센서 제어기를 실장하는 것을 포함한다.

본 발명의 실시형태들은, 정면 (front surface) 및 배면 (rear surface) 을 갖는 제 1 투명 기판으로서, 배면은 제 1 투명 기판의 정면에 반대되는 측에 있는, 상기 제 1 기판; 제 1 면을 갖는 제 2 투명 기판; 복수의 센서 전극들; 및 복수의 센서 전극들에 통신가능하게 커플링된 센서 제어기를 포함하는 입력 디바이스를 제공할 수도 있고, 센서 제어기의 적어도 일부 및 복수의 센서 전극들의 일부는 제 1 투명 기판의 배면과 제 2 투명 기판의 제 1 면 사이의 오버랩의 영역에 의해 정의된 체적 내에 배치될 수 있다.

본 발명의 실시형태들은, 정면 및 배면을 갖는 제 1 투명 기판으로서, 배면은 제 1 투명 기판의 정면에 반대되는 측에 있는, 상기 제 1 투명 기판; 제 1 면 및 제 2 면을 갖는 제 2 투명 기판으로서, 제 2 면은 제 2 투명 기판의 제 1 면에 반대되는 측에 있는, 상기 제 2 투명 기판; 디스플레이 디바이스의 적어도 일부가 배치되는 제 1 면을 갖는 제 3 기판으로서, 제 2 투명 기판이 제 1 투명 기판의 배면과 제 3 기판의 제 1 면 사이에 배치되는, 상기 제 3 기판; 복수의 센서 전극들; 및 복수의 센서 전극들에 통신가능하게 커플링된 센서 제어기를 포함하는 터치 스크린을 또한 제공할 수도 있다. 센서 제어기의 적어도 일부 및 복수의 센서 전극들의 적어도 일부는 제 1 투명 기판의 배면과 제 2 투명 기판의 제 1 면 사이에 정의된 체적 내에 배치된다.

본 발명의 실시형태들은 입력 디바이스를 형성하는 방법을 또한 제공할 수도 있다. 이 방법은, 제 1 투명 기판의 제 1 면을 제 2 기판의 제 1 면에 커플링하는 단계로서, 복수의 센서 전극들이 제 1 투명 기판의 제 1 면과 제 2 기판의 제 1 면 사이에 배치되는, 상기 커플링하는 단계; 및 복수의 센서 전극들에 전기적으로 커플링되는 센서 제어기가 제 1 투명 기판의 제 1 면과 제 2 기판의 제 1 면 사이에 정의된 체적 내에 배치되도록, 센서 제어기를 제 1 투명 기판의 제 1 면 또는 제 2 기판의 제 1 면 중 어느 하나에 커플링하는 단계를 포함할 수도 있다.

본 발명의 상기 언급된 특성들을 상세하게 이해할 수 있는 방식으로, 그 일부가 첨부 도면들에 도시되어 있는 실시형태들을 참조함으로써, 상기에서 간략하게 요약된 본 발명을 보다 구체적으로 기재할 수도 있다. 하지만, 첨부 도면들은 본 발명의 대표적인 실시형태들만을 도시하는 것이므로, 본 발명에 대한 범위의 제한으로 고려되지 않아야함에 유의하고, 다른 동등하게 효과적인 실시형태들을 허락할 수도 있다.
도 1 은 본 발명의 실시형태들에 따른 예시적인 입력 디바이스의 개략적인 블록도이다.
도 2 는 본 명세서에 기재된 실시형태들 중 하나 이상의 실시형태들에 따른 입력 디바이스의 센싱 영역의 전부 또는 일부분을 생성하기 위해 이용될 수도 있는 센서 전극 패턴의 일부의 개략도이다.
도 3a 는 본 명세서에 기재된 실시형태들 중 하나 이상의 실시형태들에 따른 입력 디바이스의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 3b 는 본 명세서에 기재된 실시형태들 중 하나 이상의 실시형태들에 따른 입력 디바이스의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 4a 는 본 명세서에 기재된 실시형태들 중 하나 이상의 실시형태들에 따른, 입력 오브젝트를 센싱하기 위해 사용된 입력 디바이스의 부분 측단면도이다.
도 4b 는 본 명세서에 기재된 실시형태들 중 하나 이상의 실시형태들에 따른, 입력 오브젝트를 센싱하기 위해 사용된 입력 디바이스의 확대된 측단면도이다.
도 5a 는 본 명세서에 기재된 실시형태들 중 하나 이상의 실시형태들에 따른, 입력 오브젝트를 센싱하기 위해 사용된 입력 디바이스의 부분 측단면도이다.
도 5b 는 본 명세서에 기재된 실시형태들 중 하나 이상의 실시형태들에 따른, 입력 오브젝트를 센싱하기 위해 사용된 입력 디바이스의 부분 측단면도이다.
도 5c 는 본 명세서에 기재된 실시형태들 중 하나 이상의 실시형태들에 따른, 입력 오브젝트를 센싱하기 위해 사용된 입력 디바이스의 부분 측단면도이다.
도 6a 내지 도 6c 는 본 명세서에 기재된 실시형태들 중 하나 이상의 실시형태들에 따른, 입력 오브젝트를 센싱하기 위해 사용된 입력 디바이스의 부분 측단면도들이다.
도 7 은 본 명세서에 기재된 실시형태들 중 하나 이상의 실시형태들에 따른, 입력 오브젝트를 센싱하기 위해 사용된 입력 디바이스의 부분 측단면도이다.
도 8a 및 도 8b 는 본 명세서에 기재된 실시형태들 중 하나 이상의 실시형태들에 따른, 액정 디스플레이 (LCD) 디바이스와 함께 사용된 입력 디바이스의 부분 측단면도들이다.
도 9a 및 도 9b 는 본 명세서에 기재된 실시형태들 중 하나 이상의 실시형태들에 따른, 유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이 디바이스와 함께 사용된 입력 디바이스의 부분 측단면도들이다.
이해를 용이하게 하기 위해, 가능한 한, 동일한 참조 부호들은 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하도록 사용되었다. 일 실시형태에 개시된 엘리먼트들은 특정 나열 없이도 다른 실시형태들에 대해 유익하게 이용될 수도 있다고 생각된다. 구체적으로 언급되지 않는 한 여기에 언급된 도면들이 일정한 비율로 묘사되어 있다고 이해하지 않아야 한다. 또한, 제시와 설명을 명료하게 하기 위해서 도면들은 종종 간략화되고 상세사항들 또는 구성요소들이 생략된다. 도면들과 서술은 이하에 서술되는 원리들을 설명하도록 작용하고, 여기서 유사한 명칭들은 유사한 엘리먼트들을 나타낸다.

상세한 설명

하기 상세한 설명은 사실상 단지 예시적이며, 본 발명 또는 본 발명의 애플리케이션 및 사용들을 제한하기 위해 의도된 것이 아니다. 게다가, 앞서 기술분야, 배경기술, 간략한 개요 또는 하기 상세한 설명에서 제시되는 임의의 표현되거나 함축된 이론에 의해 얽매이도록 할 의도는 없다.

본 발명의 실시형태들은 일반적으로 보다 작은 전체 물리적 사이즈 및 보다 낮은 제조 비용을 갖는 입력 디바이스를 제공하고, 종래의 입력 디바이스들에 비해 전기적 간섭에 의해 최소한으로 영향받는다. 본 명세서에 서술된 실시형태들 중 하나 이상의 실시형태들은 입력 오브젝트의 위치 정보를 획득하기 위해 사용되는 센서 전극들을 포함하는 복수의 센싱 엘리먼트들에 아주 근접하여 배치된 센서 제어기를 갖는 입력 디바이스를 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 센서 제어기 및 센서 전극들의 적어도 일부들은, 디스플레이 디바이스 (또는 본 명세서에서 디스플레이 모듈이라고도 함) 내부에 위치되는 2개의 투명 기판들 사이에 배치된다. 이러한 구성에서, 디스플레이 디바이스가 업데이트될 수도 있음과 동시에 입력 오브젝트의 존재가 센서 제어기 및 센서 전극들의 일부의 사용에 의해 검출될 수 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 센서 제어기는 센싱 영역을 갖는 기판의 에지 영역에 배치되는데, 인접하여 위치되는 센서 전극들이 이 센싱 영역 내의 입력 오브젝트의 존재를 센싱하도록 구성된다.

도 1 은 본 발명의 실시형태들에 따른 예시적인 입력 디바이스 (100) 의 블록도이다. 도 1 에서, 입력 디바이스 (100) 는 센싱 영역 (120) 내에 위치된 하나 이상의 입력 오브젝트들 (140) 에 의해 제공된 입력들을 센싱하도록 구성된 근접 센서 디바이스 (예컨대, "터치패드", "터치 센서 디바이스") 이다. 도 1 에 나타낸 바와 같이, 예시적인 입력 오브젝트들은 손가락들 및 스타일러스들을 포함한다. 본 발명의 몇몇 실시형태들에 있어서, 입력 디바이스 (100) 는 전자 시스템 (150) 에 입력을 제공하도록 구성될 수도 있다. 이 문서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "전자 시스템" (또는 "전자 디바이스") 은 정보를 전자적으로 프로세싱할 수 있는 임의의 시스템을 광범위하게 지칭한다. 전자 시스템들의 몇몇 비제한적 예들은, 모든 사이즈들 및 형상들의 퍼스널 컴퓨터들, 이를테면 데스크탑 컴퓨터들, 랩탑 컴퓨터들, 넷북 컴퓨터들, 태블릿들, 웹 브라우저들, 전자책 판독기들, 및 PDA들 (personal digital assistants) 을 포함한다. 전자 시스템들의 추가적인 예들은, 복합 입력 디바이스들, 이를테면 입력 디바이스 (100) 과 별개의 조이스틱들 또는 키 스위치들을 포함하는 물리적 키보드들을 포함한다. 전자 시스템들 (150) 의 다른 예들은, 주변장치들, 이를테면 데이터 입력 디바이스들 (예컨대, 리모트 컨트롤들 및 마우스들) 및 데이터 출력 디바이스들 (예컨대, 디스플레이 스크린들 및 프린터들) 을 포함한다. 다른 예들은, 원격 단말기들, 키오스크들, 비디오 게임 머신들 (예컨대, 비디오 게임 콘솔들, 휴대용 게이밍 디바이스들 등), 통신 디바이스들 (예컨대, 셀룰러 전화기들, 이를테면 스마트 전화기들), 및 미디어 디바이스들 (예컨대, 리코더들, 에디터들, 및 플레이어들, 이를테면 텔레비전들, 셋탑 박스들, 뮤직 플레이어들, 디지털 포토 프레임들, 및 디지털 카메라들) 을 포함한다. 또한, 전자 시스템은 입력 디바이스에 대해 호스트이거나 또는 슬레이브일 수 있다.

입력 디바이스 (100) 는 전자 시스템 (150) 의 물리적 일부분으로서 구현될 수 있고, 또는 전자 시스템과는 물리적으로 별개일 수 있다. 적절하게, 입력 디바이스 (100) 는, 버스들, 네트워크들, 및 다른 유선 또는 무선 상호접속부들 중 임의의 하나 이상을 사용하여 전자 시스템 (150) 의 일부분들과 통신할 수도 있다. 예들은 I²C, SPI, PS/2, USB (Universal Serial Bus), 블루투스, RF, 및 IRDA 를 포함한다.

센싱 영역 (120) 은, 입력 디바이스 (100) 가 하나 이상의 입력 오브젝트들 (140) 에 의한 사용자 입력을 검출할 수 있는, 입력 디바이스 (100) 의 위, 둘레, 안 및/또는 가까이의 임의의 공간을 포괄한다. 특정 센싱 영역들의 사이즈들, 형상들 및 위치들은 실시형태마다 매우 다양할 수도 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 센싱 영역 (120) 은 신호대 잡음비들이 정확한 오브젝트 검출을 상당히 저지할 때까지 입력 디바이스 (100) 의 면으로부터 공간 내 하나 이상의 방향들로 연장한다. 이 센싱 영역 (120) 이 특정 방향으로 연장하는 거리는, 다양한 실시형태들에 있어서, 대략 일 밀리미터 미만, 수 밀리미터, 수 센티미터 또는 그 이상일 수도 있고, 원하는 정확도 및 사용된 센싱 기술의 종류에 따라 상당히 다양할 수도 있다. 그리하여, 몇몇 실시형태들은, 입력 디바이스 (100) 의 어떤 면들과 접촉도 포함하지 않는 입력, 입력 디바이스 (100) 의 입력 면 (예컨대, 터치 면) 과의 접촉을 포함하는 입력, 약간의 힘 또는 압력을 가해서 커플링된 입력 디바이스 (100) 의 입력 면과의 접촉을 포함하는 입력 및/또는 그들의 조합을 센싱한다. 다양한 실시형태들에 있어서, 입력 면들은 센서 전극들이 내부에 존재하는 케이싱들의 면들에 의해, 센서 전극들 또는 임의의 케이싱들에 대해 가해진 페이스 시트 (face sheet) 들 등에 의해 제공될 수도 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 센싱 영역 (120) 은 입력 디바이스 (100) 의 입력 면 상에 투영될 때에 직사각형 형상을 갖는다.

입력 디바이스 (100) 는 센싱 영역 (120) 에서의 사용자 입력을 검출하기 위한 센싱 기술들 및 센서 컴포넌트들의 임의의 조합을 이용할 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 는 일반적으로 사용자 입력을 검출하기 위한 하나 이상의 센싱 엘리먼트들 (121) 을 포함한다. 몇개의 비제한적 예들로서, 입력 디바이스 (100) 에서의 하나 이상의 센싱 엘리먼트들 (121) 은 용량성, 탄성, 저항성, 유도성, 자기 음향, 초음파, 및/또는 광학 기법들을 사용하여 입력 오브젝트(들) (140) 의 위치 또는 움직임을 검출할 수도 있다. 몇몇 구현예들은 1, 2, 3 또는 그 이상의 차원 공간들에 걸치는 센싱 이미지들을 제공하도록 구성된다.

도 1 에서, 프로세싱 시스템 (110) 이 입력 디바이스 (100) 의 일부분으로서 나타나 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 센싱 영역 (120) 에서의 입력을 검출하기 위해 입력 디바이스 (100) 의 하드웨어를 동작시키도록 구성된다. 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 집적 회로들 (IC들) 및/또는 다른 회로 컴포넌트들의 전부 또는 일부분들을 포함한다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (110) 은 또한 전기적으로 판독가능한 명령들, 이를테면 펌웨어 코드, 소프트웨어 코드 등을 포함한다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (110) 을 구성하는 컴포넌트들은, 이를테면 입력 디바이스 (100) 의 근접 센싱 엘리먼트(들) (121) 와 함께 위치된다. 다른 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (110) 의 컴포넌트들은 입력 디바이스 (100) 의 센싱 엘리먼트들 (121) 에 가까운 하나 이상의 컴포넌트들, 및 그 밖에 하나 이상의 컴포넌트들과는 물리적으로 별개이다. 예를 들어, 입력 디바이스 (100) 는 데스크탑 컴퓨터에 커플링된 주변장치일 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 은 데스크탑 컴퓨터의 중앙 프로세싱 유닛상에서 실행하도록 구성된 소프트웨어 및 중앙 프로세싱 유닛과는 별개인 하나 이상의 IC들 (아마도 연관된 펌웨어를 가짐) 을 포함할 수도 있다. 다른 예로서, 입력 디바이스 (100) 는 전화기 내에 물리적으로 통합될 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 은 전화기의 메인 프로세서의 일부분인 펌웨어 및 회로들을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (100) 를 구현하는 데에 전용된다. 다른 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (110) 은 또한 다른 기능들, 이를테면 디스플레이 스크린들을 동작시키는 것, 햅틱 엑추에이터들을 구동시키는 것 등을 수행한다.

프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (100) 의 상이한 기능들을 취급하는 모듈들의 셋트로서 구현될 수도 있다. 각각의 모듈은 프로세싱 시스템 (110) 의 일부분인 회로, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 그들의 조합을 포함할 수도 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 모듈들의 상이한 조합들이 사용될 수도 있다. 일 예에 있어서, 모듈들은 센싱 엘리먼트들 및 디스플레이 스크린들과 같은 하드웨어를 동작시키기 위한 하드웨어 동작 모듈들, 센서 신호들 및 위치 정보와 같은 데이터를 프로세싱하기 위한 데이터 프로세싱 모듈들, 및 정보를 리포팅하기 위한 리포팅 모듈들을 포함한다. 다른 예들에 있어서, 모듈들은 센싱 엘리먼트(들)를 동작시켜 입력을 검출하도록 구성된 센서 동작 모듈들, 모드 변경 제스처들과 같은 제스처들을 식별하도록 구성된 식별 모듈들, 및 동작 모드들을 변경하기 위한 모드 변경 모듈들을 포함한다.

몇몇 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (110) 은 직접 하나 이상의 액션들을 야기함으로써 센싱 영역 (120) 에서의 사용자 입력 (또는 사용자 입력이 없음) 에 응답한다. 일 예에 있어서, 액션들은 동작 모드들을 변경하는 것, 뿐만 아니라 GUI 액션들, 이를테면 커서 이동, 선택, 메뉴 내비게이션, 및 다른 기능들을 포함한다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (110) 은 전자 시스템의 몇몇 일부분에 (예컨대, 별개의 중앙 프로세싱 시스템이 존재한다면, 프로세싱 시스템 (110) 과는 별개인 전자 시스템의 중앙 프로세싱 시스템에) 입력 (또는 입력이 없음) 에 관한 정보를 제공한다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (110) 으로부터 수신된 전자 시스템 프로세스 정보의 몇몇 일부분을 사용하여, 사용자 입력에 대해 작용하고, 이를테면 모드 변경 액션들 및 GUI 액션들을 포함하는 폭 넓은 액션들을 용이하게 한다. 예를 들어, 몇몇 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (100) 의 센싱 엘리먼트(들) (121) 을 동작시켜 센싱 영역 (120) 에서의 입력 (또는 입력이 없음) 을 나타내는 전기 신호들을 생성한다. 프로세싱 시스템 (110) 은, 전자 시스템에 제공되는 정보의 생성시에 전기 신호들에 대해 임의의 적절한 양의 프로세싱을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 은 센싱 엘리먼트들 (121) 로부터 획득된 아날로그 전기 신호들을 디지털화할 수도 있다. 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 필터링 또는 다른 신호 컨디셔닝을 수행할 수도 있다. 또 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 데이터의 베이스라인 셋트 (예컨대, 베이스라인 이미지) 를 공제하거나 또는 다르게 고려하여, 정보가 획득된 전기 신호들 (예컨대, 센싱 이미지) 과 그 베이스라인 간의 차이를 반영하게 할 수도 있다. 또 다른 예들로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 위치 정보를 결정하고, 입력들을 커맨드들로서 인식하고, 필적을 인식하는 등할 수도 있다.

본 명세서에 사용된 바와 같은 "위치 정보" 는 절대 위치, 상대 위치, 속도, 가속도, 및 다른 종류의 공간 정보를 광범위하게 포괄한다. 예시적인 "0차원" 위치 정보는 근거리/원거리 또는 접촉/비접촉 정보를 포함한다. 예시적인 "1차원" 위치 정보는 축을 따른 위치들을 포함한다. 예시적인 "2차원" 위치 정보는 평면에서의 움직임들을 포함한다. 예시적인 "3차원" 위치 정보는 공간에서의 순간 또는 평균 속도들을 포함한다. 다른 예들은 공간 정보의 다른 표현들을 포함한다. 예를 들어, 시간 경과에 따라 위치, 움직임, 또는 순간 속도를 추적하는 이력 데이터를 포함하는, 하나 이상의 종류의 위치 정보에 관한 이력 데이터가 또한 결정 및/또는 저장될 수도 있다.

몇몇 실시형태들에 있어서, 입력 디바이스 (100) 는, 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 또는 몇몇 다른 프로세싱 시스템에 의해 동작되는 추가적인 입력 컴포넌트들을 가지고 구현된다. 이들 추가적인 입력 컴포넌트들은 센싱 영역 (120) 에서의 입력에 대한 리던던트 기능 또는 몇몇 다른 기능을 제공할 수도 있다. 도 1 은 입력 디바이스 (100) 를 사용하여 아이템들의 선택을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있는 센싱 영역 (120) 근방의 버튼들 (130) 을 나타낸다. 다른 종류의 추가적인 입력 컴포넌트들은 슬라이더들, 볼들, 휠들, 스위치들 등을 포함한다. 역으로, 몇몇 실시형태들에서는, 입력 디바이스 (100) 가 어떠한 다른 입력 컴포넌트들도 없이 구현될 수도 있다.

몇몇 실시형태들에 있어서, 입력 디바이스 (100) 는 터치 스크린 인터페이스를 포함하고, 센싱 영역 (120) 은 디스플레이 스크린의 활성 구역의 적어도 일부분과 오버랩한다. 예를 들어, 입력 디바이스 (100) 는 디스플레이 스크린 위에 배치되는 실질적으로 투명한 센서 전극들을 포함할 수도 있고, 연관된 전자 시스템에 대한 터치 스크린 인터페이스를 제공할 수도 있다. 디스플레이 스크린은 사용자에게 시각적 인터페이스를 디스플레이할 수 있는 임의의 종류의 동적 디스플레이일 수도 있고, 임의의 종류의 발광 다이오드 (LED), 유기 LED (OLED), 음극선관 (CRT), 액정 디스플레이 (LCD), 플라즈마, 전계발광 (EL), 또는 다른 디스플레이 기술을 포함할 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 및 디스플레이 스크린은 물리적 엘리먼트들을 공유할 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시형태들은 센싱 및 디스플레이하기 위한 몇몇의 동일한 전기 컴포넌트들을 이용할 수도 있다. 다른 예로서, 디스플레이 스크린은 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 동작될 수도 있다.

본 기술의 많은 실시형태들이 완전한 기능성 장치의 관점에서 기재되어 있지만, 본 기술의 메커니즘들은 다양한 형태들의 프로그램 제품 (예컨대, 소프트웨어) 로서 배포될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 본 기술의 메커니즘들은, 전자 프로세서들에 의해 판독가능한 정보 베어링 매체들 (예컨대, 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 판독가능한 비일시적 컴퓨터-판독가능 및/또는 기록가능/기입가능 정보 베어링 매체들) 상의 소프트웨어 프로그램으로서 구현 및 배포될 수도 있다. 추가적으로, 본 기술의 실시형태들은 배포를 실시하기 위해 사용되는 특정 종류의 매체에 상관없이 동일하게 적용된다. 비일시적, 전자적으로 판독가능한 매체들의 예들은, 다양한 디스크들 (discs), 메모리 스틱들, 메모리 카드들, 메모리 모듈들 등을 포함한다. 전자적으로 판독가능한 매체들은 플래시, 광학, 자기적, 홀로그래픽, 또는 임의의 다른 저장 기술에 기초할 수도 있다.

일반적으로, 센싱 영역 (120) 에 대한 입력 오브젝트 (140) 의 위치는, 입력 오브젝트의 "위치 정보"를 검출하도록 위치되는 하나 이상의 센싱 엘리먼트들 (121) (도 1) 을 사용함으로써 모니터링되거나 또는 센싱된다. 일반적으로, 센싱 엘리먼트들 (121) 은, 입력 오브젝트의 존재를 검출하기 위해 사용되는 하나 이상의 센싱 엘리먼트들 또는 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 상기 서술된 바와 같이, 입력 디바이스 (100) 의 하나 이상의 센싱 엘리먼트들 (121) 은 용량성, 탄성, 저항성, 유도성, 자기 음향, 초음파, 및/또는 광학 기법들을 사용하여 입력 오브젝트의 위치를 센싱할 수도 있다. 이하에 주로 제시된 정보는 용량성 센싱 기법들을 사용하여 입력 오브젝트 (140) 의 위치를 모니터링하거나 또는 결정하는 입력 디바이스 (100) 의 동작을 서술하지만, 다른 센싱 기법들이 사용될 수도 있기 때문에 이러한 구성은 본 명세서에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 의도된 것이 아니다.

입력 디바이스 (100) 의 몇몇 저항성 구현예들에 있어서, 플렉시블 및 전도성 제 1 층이 전도성 제 2 층으로부터 하나 이상의 스페이서 엘리먼트들에 의해 분리되어 있다. 동작 동안, 인접 층들 사이에 하나 이상의 전압들이 인가된다. 입력 오브젝트 (140) 가 플렉시블 제 1 층을 터치할 때에, 층들 사이의 전기 접촉을 생성하기에 충분히 편향하여, 층들 사이의 접촉의 포인트(들)를 반영하는 전류 또는 전압 출력들을 야기할 수도 있다. 이들 결과적인 전류 또는 전압 출력들은 위치 정보를 결정하기 위해 사용될 수도 있다.

입력 디바이스 (100) 의 몇몇 유도성 구현예들에 있어서, 하나 이상의 센싱 엘리먼트들은 공진 코일 또는 코일들의 쌍에 의해 유도되는 루프 전류들을 픽업한다. 그 후 전류들의 크기, 위상 및 주파수의 몇몇 조합은 센싱 영역 (120) 위에 위치되는 입력 오브젝트 (140) 의 위치 정보를 결정하기 위해 사용될 수도 있다.

입력 디바이스 (100) 의 일 실시형태에 있어서, 센싱 엘리먼트 (121) 는 입력 오브젝트(들)의 위치를 센싱하기 위해 사용되는 용량성 센싱 엘리먼트이다. 입력 디바이스 (100) 의 몇몇 용량성 구현예들에 있어서, 센싱 엘리먼트들에 전압 또는 전류가 인가되어 전극과 접지 사이에 전계를 생성한다. 인근의 입력 오브젝트들 (140) 이 전계의 변화를 야기하고, 전압, 전류 등의 변화들로서 검출될 수도 있는 용량성 커플링의 검출가능한 변화들을 생성한다. 몇몇 용량성 구현예들은 용량성 센싱 엘리먼트들의 어레이들 또는 다른 규칙적인 또는 불규칙적인 패턴들을 이용하여 전계들을 생성한다. 몇몇 용량성 구현예들에 있어서, 별개의 센싱 엘리먼트들의 일부들이 함께 저항성있게 (ohmically) 쇼트되어 보다 큰 센서 전극들을 형성할 수도 있다. 몇몇 용량성 구현예들은 균일하게 저항성일 수도 있는 저항성 시트들을 이용한다.

몇몇 용량성 구현예들은, 하나 이상의 센싱 엘리먼트들 또는 하나 이상의 센서 전극들과 입력 오브젝트 간의 용량성 커플링의 변화에 기초한 "자기 용량" (또는 "절대 용량") 센싱 방법들을 이용한다. 다양한 실시형태들에 있어서, 센서 전극들 근방에 위치되는 적어도 부분적으로 접지된 입력 오브젝트는 센서 전극들 근방의 전계를 변화시켜, 접지에 대한 센서 전극들의 측정된 용량성 커플링을 변경한다. 일 구현예에 있어서, 절대 용량 센싱 방법은, 기준 전압 (예컨대, 시스템 접지) 에 대해 센서 전극들을 변조시킴으로써 그리고 센서 전극들과 적어도 부분적으로 접지된 입력 오브젝트(들) 간의 용량성 커플링을 검출함으로써 동작한다.

몇몇 용량성 구현예들은, 2개 이상의 센싱 엘리먼트들 (예컨대, 센서 전극들) 간의 용량성 커플링의 변화에 기초한 "상호 용량" (또는 "트랜스커패시턴스 (transcapacitance)") 센싱 방법들을 이용한다. 다양한 실시형태들에 있어서, 센서 전극들 근방의 입력 오브젝트는 센서 전극들 사이에 생성된 전계를 변화시켜, 측정된 용량성 커플링을 변경한다. 일 구현예에 있어서, 트랜스커패시티브 (transcapacitive) 센싱 방법은, 하나 이상의 송신기 센서 전극들 ("송신기 전극들" 또는 "송신기들" 이라고도 함) 과 하나 이상의 수신기 센서 전극들 ("수신기 전극들" 또는 "수신기들" 이라고도 함) 사이의 용량성 커플링을 검출함으로써 동작한다. 송신기 센서 전극들은 기준 전압 (예컨대, 시스템 접지) 에 대하여 변조되어 송신기 신호들을 송신할 수도 있다. 수신기 센서 전극들은 결과적인 신호들의 수신을 용이하게 하기 위해 기준 전압에 대하여 실질적으로 일정하게 유지될 수도 있다. 결과적인 신호는 하나 이상의 송신기 신호들에, 및/또는 환경적 간섭의 하나 이상의 소스들 (예컨대, 다른 전자기 신호들) 에 대응하는 효과(들)을 포함할 수도 있다. 센서 전극들은 송신기들 또는 수신기들에 전용될 수도 있고, 또는 송신 및 수신 양자를 위해 구성될 수도 있다.

도 2 는 센싱 영역 (120) 내의 입력 오브젝트의 위치 정보를 센싱하기 위해 사용될 수도 있는 센서 전극 패턴의 일부를 도시하는 입력 디바이스 (100) 의 일부의 개략 상면도이다. 도시 및 기재를 명료하게 하기 위해, 도 2 는 간단한 직사각형들의 패턴을 도시한 것이고, 상호접속 특성부들 및/또는 다른 관련된 컴포넌트들의 전부를 나타내는 것은 아니다. 도 2 가 간단한 직사각형들의 패턴을 도시하지만, 이것은 제한하려고 의도된 것이 아니며, 다른 실시형태들에서는, 다양한 센서 전극 형상들이 사용될 수도 있다. 다른 몇몇 실시형태들에 있어서, 센서 전극들 (260) 및 센서 전극들 (270) 은 사이즈 및/또는 형상이 유사할 수도 있다. 일 예에서, 나타낸 바와 같이, 이들 센서 전극들은, 제 1 복수의 센서 전극들 (260) (예컨대, 센서 전극들 (260-1, 260-2, 260-3 등)), 및 제 1 복수의 센서 전극들 (260) 의 위에, 아래에, 또는 동일한 층 상에 배치될 수도 있는 제 2 복수의 센서 전극들 (270) (예컨대, 센서 전극들 (270-1, 270-2, 270-3 등)) 을 포함하는 센서 전극 패턴으로 배치된다. 도 2 의 센서 전극 패턴이 본 명세서에 기재된 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 한, 다양한 센싱 기법들, 이를테면 상호 용량성 센싱, 절대 용량성 센싱, 탄성, 저항성, 유도성, 자기 음향, 초음파, 또는 다른 유용한 센싱 기법들을 대안으로 이용할 수도 있음에 유의한다.

센서 전극들 (260) 및 센서 전극들 (270) 은 일반적으로 서로 저항성있게 고립된다. 즉, 하나 이상의 절연체들이 센서 전극들 (260) 및 센서 전극들 (270) 을 분리하고, 센서 전극들 (260) 및 센서 전극들 (270) 이 오버랩할 수도 있는 영역들에서 그들이 서로 전기적으로 쇼트하는 것을 방지한다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 센서 전극들 (260) 및 센서 전극들 (270) 은 교차점 구역들에서 그들 사이에 배치되는 전기 절연 재료에 의해 분리된다. 이러한 구성들에 있어서, 센서 전극들 (260) 및/또는 센서 전극들 (270) 은 동일 전극들의 상이한 부분들을 접속시키는 점퍼들 (jumpers) 을 이용하여 형성될 수도 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 센서 전극들 (260) 및 센서 전극들 (270) 은 전기 절연 재료의 하나 이상의 층들에 의해 분리된다. 몇몇 다른 실시형태들에 있어서, 센서 전극들 (260) 및 센서 전극들 (270) 은 하나 이상의 기판들에 의해 분리되는데, 예를 들어 센서 전극들 (260) 및 센서 전극들 (270) 은 동일한 기판의 반대 측들 상에 배치될 수도 있고 또는 함께 적층되는 상이한 기판들 상에 배치될 수도 있다. 다른 몇몇 실시형태들에 있어서, 센서 전극들 (260) 및 센서 전극들 (270) 은 사이즈 및 형상이 유사할 수도 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 이후에 더욱 상세하게 서술되듯이, 센서 전극들 (260) 및 센서 전극들 (270) 은 기판의 단일 층 상에 배치될 수도 있다. 또 다른 실시형태들에 있어서, 차폐 전극(들) 을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다른 전극들이 센서 전극들 (260 또는 270) 중 어느 하나에 근접하여 배치될 수도 있다. 차폐 전극은, 구동된 전압들 및/또는 전류들의 인근 소스들과 같은 간섭으로부터 센서 전극들 (260) 및/또는 센서 전극들 (270) 을 차폐하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 차폐 전극(들)은 센서 전극들 (260 및 270) 과 기판의 공통 측에 배치될 수도 있다. 다른 실시형태들에 있어서, 차폐 전극(들)은 센서 전극들 (260) 과 기판의 공통 측에 배치될 수도 있다. 다른 실시형태들에 있어서, 차폐 전극(들)은 센서 전극들 (270) 과 기판의 공통 측에 배치될 수도 있다. 또 다른 실시형태들에 있어서, 차폐 전극이 기판의 제 1 측에 배치될 수도 있고, 한편 센서 전극들 (260) 및/또는 센서 전극들 (270) 이 제 1 측에 반대되는 제 2 측에 배치될 수도 있다.

일 실시형태에 있어서, 센서 전극들 (260) 과 센서 전극들 (270) 사이의 국부적인 용량성 커플링의 구역들은 "용량성 픽셀들"이라고 불릴 수도 있다. 센서 전극들 (260) 과 센서 전극들 (270) 사이의 용량성 커플링은, 센서 전극들 (260) 및 센서 전극들 (270) 과 연관된 센싱 영역에서의 입력 오브젝트들의 움직임 및 근접성에 따라 변화한다.

몇몇 실시형태들에 있어서, 센서 패턴은 이들 용량성 커플링들을 결정하기 위해 "스캐닝된다". 즉, 센서 전극들 (260) 은 송신기 신호들을 송신하기 위해 구동된다. 입력 디바이스 (100) 는 하나의 송신기 전극이 한꺼번에 송신하거나 또는 다수의 송신기 전극들이 동시에 송신하도록 동작될 수도 있다. 다수의 송신기 전극들이 동시에 송신하는 경우, 이들 다수의 송신기 전극들이 동일한 송신기 신호를 송신하고 보다 큰 송신기 전극을 효과적으로 생성할 수도 있고, 또는 이들 다수의 송신기 전극들이 상이한 송신기 신호들을 송신할 수도 있다. 예를 들어, 다수의 송신기 전극들은, 센서 전극들 (270) 의 결과적인 신호들에 대한 조합된 효과들이 독립적으로 결정되는 것을 가능하게 하는 하나 이상의 코딩 방식들에 따라 상이한 송신기 신호들을 송신할 수도 있다. 센서 전극들 (270) 은 결과적인 신호들을 획득하기 위해 단독으로 또는 복합적으로 동작될 수도 있다. 결과적인 신호들은, 상기 서술된 바와 같이, 입력 오브젝트가 존재하는지의 여부 및 입력 오브젝트의 위치 정보를 결정하기 위해 사용되는, 용량성 픽셀들에서 용량성 커플링들의 측정들을 결정하기 위해 사용될 수도 있다. 용량성 픽셀들에 대한 값들의 셋트는 그 픽셀들에서의 용량성 커플링들을 나타내는 "용량성 이미지" ("용량성 프레임" 또는 "센싱 이미지"라고도 함) 를 형성한다. 다수의 용량성 이미지들이 다수의 시간 주기들 동안 획득될 수도 있고, 그들 간의 차이들은 센싱 영역에서의 입력 오브젝트(들)에 관한 정보를 유도하기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 연속적인 시간 주기들 동안 획득된 연속적인 용량성 이미지들은, 하나 이상의 입력 오브젝트들 진입, 퇴장, 및 센싱 영역 내의 움직임(들)을 추적하기 위해 사용될 수 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 센싱 이미지 또는 용량성 이미지는, 센싱 영역 (120) 에 걸쳐서 분포되는 센싱 엘리먼트들 (121) 의 적어도 일부에 의해 수신된 결과적인 신호들을 측정하는 프로세스 동안 수신된 데이터를 포함한다. 결과적인 신호들은 적기에 일 순간에 수신될 수도 있고, 또는 래스터 스캐닝 패턴 (예컨대, 원하는 스캐닝 패턴에서 개별적으로 각각의 센싱 엘리먼트를 순차적으로 폴링하는 것), 로우 단위 (row-by-row) 스캐닝 패턴, 칼럼 단위 (column-by-column) 스캐닝 패턴 또는 다른 유용한 스캐닝 기법에서 센싱 영역 (120) 에 걸쳐서 분포되는 센싱 엘리먼트들의 로우들 및/또는 칼럼들을 스캐닝함으로써 수신될 수도 있다. 많은 실시형태들에 있어서, "센싱 이미지"가 입력 디바이스 (100) 에 의해 획득되는 레이트, 또는 센싱 프레임 레이트는 약 60 Hz 와 약 180 Hz 사이에 있지만, 원하는 애플리케이션에 따라 더 높거나 또는 더 낮을 수 있다.

몇몇 터치 스크린 실시형태들에 있어서, 센서 전극들 (260) 및/또는 센서 전극들 (270) 은 연관된 디스플레이 디바이스의 기판 상에 배치된다. 예를 들어, 센서 전극들 (260) 및/또는 센서 전극들 (270) 은 LCD 의 유리 시트, 컬러 필터 기판, 또는 편광자 상에 배치될 수도 있다. 구체예로서, 센서 전극들 (260) 은 LCD 의 TFT (Thin Film Transistor) 기판 상에 배치될 수도 있고, 또한 디스플레이 디바이스의 디스플레이 동작들에서 사용되거나 또는 사용되지 않을 수도 있다. 다른 예로서, 수신기 전극들 (270) 은 컬러 필터 기판 상에, LCD 유리 시트 상에, LCD 유리 시트 위에 배치된 보호 재료 상에, 렌즈 유리 (또는 윈도우) 등 상에 배치될 수도 있다.

몇몇 터치패드 실시형태들에 있어서, 센서 전극들 (260) 및/또는 센서 전극들 (270) 이 터치패드의 기판 상에 배치된다. 이러한 실시형태에 있어서, 센서 전극들 및/또는 기판은 실질적으로 불투명할 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 센싱 영역 (120) 의 면, 기판 및/또는 센서 전극들 사이에 불투명 재료가 배치될 수도 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 기판 및/또는 센서 전극들은 실질적으로 투명한 재료를 포함할 수도 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 터치패드의 하나 이상의 기판들은 개선된 사용자 입력을 용이하게 하기 위해 텍스처링될 수도 있다.

이들 실시형태들에 있어서, 센서 전극들 (260) 및/또는 센서 전극들 (270) 이 디스플레이 디바이스 내부의 기판 (예컨대, 컬러 필터 유리, TFT 유리 등) 상에 배치되는 경우, 센서 전극들은 실질적으로 투명한 재료 (예컨대, ITO, ATO) 로 구성될 수도 있고 또는 그들은 불투명한 재료로 구성되고 디스플레이 디바이스의 픽셀들과 정렬될 (예컨대, 그들이 픽셀 도트들 또는 픽셀의 서브픽셀 사이의 "블랙 마스크"와 오버랩하도록 배치될) 수도 있다.

몇몇 터치 스크린 실시형태들에 있어서, 도 3a 에 나타낸 바와 같이, 송신기 전극들은, 디스플레이 스크린의 디스플레이를 업데이트할 때에 사용되는, 하나 이상의 공통 전극들 (예컨대, 세그먼트된 "V-com 전극" 의 세그먼트들) (이후 공통 전극들 (360) 이라함) 을 포함한다. 이들 공통 전극들 (예컨대, 도 3a 에 나타낸 참조 부호들 360-1, 360-2, 360-3, ... 360-16) 은 적절한 디스플레이 스크린 기판 상에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 공통 전극들은, 몇몇 디스플레이 스크린들 (예컨대, IPS (In Plane Switching) 또는 PLS (Plane to Line Switching)) 에서의 TFT 유리 상에, 몇몇 디스플레이 스크린들 (예컨대, PVA (Patterned Vertical Alignment) 또는 MVA (Multi-domain Vertical Alignment)) 의 컬러 필터 유리의 보텀 등 상에 배치될 수도 있다. 이러한 실시형태들에 있어서, 공통 전극은 다중 기능들을 수행하기 때문에 "조합 전극"이라고 불릴 수도 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 각각의 송신기 전극은 하나 이상의 공통 전극들 (360) 을 포함한다.

일 구성에 있어서, 도 3a 에 도시되고 이하 더욱 서술되는 바와 같이, 센서 제어기 (320) 는 수신기 전극들 (370) 과 커플링되고, 수신기 전극들 (370) 로부터의 결과적인 신호들을 수신하도록 구성된다. 이 구성에서, 디스플레이 제어기 (333) 가 공통 전극들 (360) 에 커플링되고, 수신기 전극들 (370) 에 근접하여 위치되는 디스플레이 디바이스를 업데이트하기 위해 구성된 디스플레이 회로 (도시 생략) 를 포함한다. 디스플레이 제어기는 픽셀 소스 구동기들 (도시 생략) 을 통해 픽셀 전극들에 하나 이상의 픽셀 전압(들)을 인가하도록 구성된다. 디스플레이 제어기는 공통 전극들 (360) 에 하나 이상의 공통 구동 전압(들)을 인가하고, 디스플레이 디바이스를 업데이트하기 위한 공통 전극들로서 그들을 동작시키도록 또한 구성된다. 몇몇 실시형태들 (예컨대, 라인 반전 실시형태들) 에 있어서, 디스플레이 제어기는 이미지 디스플레이의 구동 사이클과 동기하여 공통 구동 전압을 반전시키도록 또한 구성된다. 디스플레이 제어기 (333) 는 용량성 센싱을 위한 송신기 전극들로서 공통 전극들 (360) 을 동작시키도록 또한 구성된다. 일 실시형태에 있어서, 수신기 전극들 (370) 이 공통 전극들 (360) 로부터의 신호를 수신하는 동안 공통 전극들 (360) 은 스캐닝되도록 구성된다. 몇몇 구성들에서, 수신기 전극들 (370) 은 상기 서술된 센서 전극들 (270) 과 유사할 수도 있다.

도 3a 에 도시된 프로세싱 시스템 (110) 은 2개의 IC들을 포함하지만, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (395) 에서의 다양한 컴포넌트들을 제어하기 위해 더 많거나 또는 더 적은 IC들로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 센서 제어기 (320) 및 디스플레이 제어기 (333) 의 기능들은, 수신기 전극들 (370) 및 공통 전극들 (360) 을 포함할 수도 있는 센서 전극들에 전달된 및/또는 센서 전극들로부터 수신된 데이터를 구동 및/또는 센싱할 수 있고 그리고 디스플레이 모듈 엘리먼트들 (예컨대, 공통 전극들 (360)) 을 제어할 수 있는 하나의 집적 회로에서 구현될 수도 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 결과적인 신호들의 측정의 해석 및 계산은 센서 제어기 (320), 디스플레이 제어기 (333), 호스트 제어기 (350), 또는 이들의 일부 조합 내부에서 수행될 수도 있다. 입력 디바이스 (395) 는 상기 서술된 보다 큰 입력 디바이스 (100) 의 일부분으로서 형성될 수도 있음에 유의한다. 몇몇 구성들에 있어서, 프로세싱 시스템 (110) 은, 원하는 시스템 아키텍처에 따라, 프로세싱 시스템 (110) 에서 발견된 하나의 IC 또는 임의의 수의 IC들 내부에 배치되는 메모리, 수신기 회로 및 송신기 회로를 포함할 수도 있다.

다른 실시형태에 있어서, 도 3b 에 나타낸 바와 같이, 센서 전극들은 기판 (301) 의 표면 상에 단일층으로 형성되는 복수의 송신기 및 수신기 전극들을 포함할 수도 있다. 입력 디바이스의 일 구성에 있어서, 센서 전극들 각각은 하나 이상의 수신기 전극들 (370) 에 근접하여 배치되는 하나 이상의 송신기 전극들 (360) 을 포함할 수도 있다. 단일층 설계를 사용한 트랜스커패시티브 센싱 방법은, 상기 서술된 바와 유사하게, 구동된 송신기 센서 전극들 (360) 중 하나 이상의 송신기 센서 전극들과 수신기 전극들 (370) 중 하나 이상의 수신기 전극들 사이의 용량성 커플링의 변화를 검출함으로써 동작할 수도 있다. 이러한 실시형태들에 있어서, 송신기 및 수신기 전극들은, 용량성 픽셀들의 구역을 형성하기 위해 사용된 여분의 층들 및/또는 점퍼들이 필요하지 않도록 하는 방식으로 배치될 수도 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 송신기 전극들 (360) 및 수신기 전극들 (370) 은, 기판 (301) 의 표면 상에 블랭킷 전도성 층을 먼저 형성한 후 송신기 전극들 (360) 및 수신기 전극들 (370) 의 각각을 서로 저항성있게 고립시키는 에치 패터닝 프로세스 (예컨대, 리소그래피 및 습식 에치, 레이저 어블레이션 등) 를 수행함으로써, 기판 (301) 의 표면 상에 어레이로 형성될 수도 있다. 다른 실시형태들에 있어서, 센서 전극들은 증착 및 스크린 인쇄 방법들을 사용하여 패터닝될 수도 있다. 도 3b 에 도시된 바와 같이, 이들 센서 전극들은 송신기 전극들 (360) 및 수신기 전극들 (370) 의 직사각형 패턴을 포함하는 어레이로 배치될 수도 있다. 일 예에 있어서, 송신기 전극들 (360) 및 수신기 전극들 (370) 을 형성하기 위해 사용되는 블랭킷 전도성 층은, 당업계에 공지된 종래의 증착 기법들 (예컨대, PVD, CVD) 을 사용하여 증착되는 투명 전도성 산화물 박층 (예컨대, ATO, ITO) 또는 금속 박층 (예컨대, 구리, 알루미늄 등) 을 포함한다. 다양한 실시형태들에 있어서, 시각적 외관을 개선하기 위해 패터닝되고 고립된 전도성 전극들 (예컨대, 전기적 플로팅 전극들) 이 사용될 수도 있다. 또 다른 실시형태들에 있어서, 별개로 패터닝된 층들을 접속하기 위해 제 2 전도성 층 상의 점퍼들 및 비아들이 사용될 수도 있다.

입력 디바이스 구성들

많은 실시형태들에 있어서, 입력 오브젝트의 위치 정보를 결정하기 위해 사용될 수도 있는 종종 상당히 많은 수의 센싱 엘리먼트들 (예컨대, 센서 전극들) 그리고 프로세싱 시스템에서의 다양한 송신기들 및 수신기들에 이들 센싱 엘리먼트들 각각을 접속시키기 위해 사용될 수도 있는 상당히 많은 수의 접속부들로 인해, 근접 센서 디바이스들은, 디바이스의 센싱 영역 (120) 부분과 연관된 컴포넌트들 (예컨대, 센서 전극들, 디스플레이 이미지 생성 디바이스) 을, 이들 컴포넌트들을 제어하기 위해 사용되는 전자기기로부터 물리적으로 분리시킨다. 그리하여, 많은 실시형태들에 있어서, 근접 센서 디바이스들은, 다수의 다른 인쇄 회로 보드들 상에 근접 센싱 디바이스를 제어하기 위해 적응되는 다양한 엘리먼트들을 분포시키고, 그후 플렉시블 배선 하니스들 및 커넥터들을 사용하여 이들 다양한 엘리먼트들을 서로 개별적으로 접속시킬 수도 있다. 많은 실시형태들에 있어서, 프로세싱 시스템 (110) 에서의 다양한 전자 컴포넌트들에 접속되는 많은 수의 별개의 전도성 라우팅 트레이스들 (예를 들어, 7 인치 터치 스크린에 대해 50개 초과의 별개의 전도성 라우팅 트레이스들) 로 인해, 이들 전도성 라우팅 트레이스들을 포함하는 상호접속 컴포넌트들, 이를테면 플렉스-케이블, 멀티-핀 커넥터들 및 다른 지원 컴포넌트들은, 그 부품의 큰 비율 (예컨대, >50%) 을 차지하고 형성된 근접 센서 디바이스 및 접속부들 중 적어도 하나의 제조 비용의 큰 비율을 차지한다. 상기 언급된 바와 같이, 근접 센서 디바이스의 전체 사이즈 및 비용은, 많은 근접 센서 디바이스들에서 발견된 많은 수의 커넥터들 및 접속 포인트들의 존재로 인해 종종 바람직하지 않게 증대된다. 게다가, 다양한 실시형태들에 있어서, 많은 접속부들을 갖는 대형 플렉시블 커넥터의 유연성 (flexibility) 및 신뢰성이 감소될 수도 있다. 또한, 다양한 실시형태들에 있어서, 기판에 대한 다층 플렉시블 상호접속부들 및 보다 대형의 접속부들 (예컨대, 유리 기판에 대해, 이방성 전도성 필름 (ACF: Anisotropic Conductive Film)) 은 센서 설계의 비용을 상당히 증가시킬 수도 있다.

상기 언급된 바와 같이, 많은 실시형태들은, 입력 디바이스 (395) 를 형성하기 위해 사용되는 구조 내부에 센서 제어기 (320) (도 3a 및 도 3b) 를 위치시킴으로써 획득되는 플렉시블 회로 엘리먼트들의 복잡성, 전도성 라우팅 트레이스들의 길이, 커넥터들의 수, 및 접속 포인트들의 수가 최소화됨으로 인해, 향상된 정확성, 속도 및 신뢰성을 갖는 입력 디바이스를 또한 제공할 것이다. 본 명세서에 서술되는 실시형태들 중 하나 이상의 실시형태들은, 센싱 영역 (120) 위의 입력 오브젝트의 위치 정보를 센싱하고 획득하기 위해 사용되는 복수의 센서 전극들에 아주 근접하여 센서 제어기 (320) 를 실장하는 것을 포함한다.

입력 디바이스 (395) 의 일 실시형태에 있어서, 도 4a 및 도 4b 에 나타낸 바와 같이, 센서 제어기 (320) 및 센서 전극들의 적어도 일부들은 2개의 투명 기판들 사이에 배치된다. 일 실시형태에 있어서, 센서 전극들은 2개의 기판들 사이에 배치되고, 기판들 중 적어도 하나는 불투명하다. 예를 들어, 하나의 기판은 불투명 페이스시트 및/또는 실장 부재일 수도 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 페이스시트는 접착제 층들, 플라스틱 층들 및/또는 유리 층들을 포함하는 다수의 층들로 구성될 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 센서 제어기 (320) 및 센서 전극들의 적어도 일부는, 선택적인 디스플레이 엘리먼트 (409) 에 근접하여 있는 2개의 투명 기판들 사이에 배치된다. 일 실시형태에 있어서, 입력 오브젝트의 위치 정보가 센서 제어기 (320) 및 센서 전극들의 일부에 의해 검출될 수 있는 동안, 디스플레이 엘리먼트 (409) 가 업데이트된다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 센서 제어기 (320) 는 센싱 영역 (120) 에 인접하는 기판의 에지 영역에 배치되는데, 센서 전극 층(들) (406) 에 배치되는 인접하게 위치된 센서 전극들 (도시 생략) 이 이 센싱 영역 (120) 도처에서 입력 오브젝트 (140) 의 존재를 센싱하도록 구성된다.

도 4a 는 센싱 영역 (120) 내부에 있는 입력 오브젝트 (140) 를 센싱하기 위해 사용될 수 있는 센서 디바이스 (404) 의 일 실시형태의 개략 단면도이다. 입력 면 (401) 은, 입력 오브젝트 (140) 와 센서 디바이스 (404) 의 센서 전극 층(들) (406) 사이에 배치되는, 유리 또는 플라스틱 재료를 포함할 수도 있는 (그리고 불투명하거나 또는 투명할 수도 있는) 렌즈 또는 페이스시트와 같은 제 1 기판 (403) 에 의해 제공될 수도 있다. 센서 전극 층(들) (406) 은 센서 전극들의 어레이를 포함하는 하나 이상의 층들을 포함할 수도 있는데, 센서 전극들은, 이들 센서 전극들에 근접하여 배치되는 센서 제어기 (320) 를 사용함으로써 입력 오브젝트 (140) 의 위치 정보를 결정하기 위해 사용된다. 일 실시형태에 있어서, 입력 디바이스는 정면 및 배면을 갖는 제 1 기판을 포함할 수도 있는데, 배면은 제 1 기판의 정면에 반대되는 측에 형성된 것이고, 정면은 입력 오브젝트가 배치되는 제 1 기판의 측에 있다. 많은 실시형태들에 있어서, 기판은 접착제 층들, 실질적으로 강성 층들, 실질적으로 플렉시블 층들, 실질적으로 불투명 층들, 실질적으로 투명 층들 등을 포함하는 다수의 층들을 포함할 수도 있다. 입력 디바이스는, 제 1 면을 갖는 제 2 기판, 및 복수의 센서 전극들에 통신가능하게 커플링된 센서 제어기를 더 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 센서 제어기의 적어도 일부 및 복수의 센서 전극들의 일부는, 제 1 기판의 배면과 제 2 기판의 제 1 면 사이의 오버랩의 영역에 의해 정의된 체적 내에 배치된다. 일 실시형태에 있어서, 제 1 기판 및/또는 제 2 기판은 투명할 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 제 1 기판 및/또는 제 2 기판은 불투명할 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 센서 제어기 및 센서 전극들의 일부는 제 1 기판의 배면 상에 배치된다. 다른 실시형태에 있어서, 센서 제어기 및 센서 전극들의 일부는 제 2 기판의 제 1 면 상에 배치된다. 일 실시형태에 있어서, 제 2 기판은 "스티프너 (stiffener)" 기판으로서 구성될 수도 있다.

센서 제어기 (320) 는, 센싱 영역 (120) 에 배치된 입력 오브젝트 (140) 로부터 수신된 위치 정보의 적어도 일부를 프로세싱, 분배 및/또는 제어하기 위해 프로세스를 수신하고 및/또는 아날로그 또는 디지털 신호들을 입력 디바이스 (395) 에서 발견된 다양한 전기 컴포넌트들로 송신할 수 있는 센서 회로를 포함할 수도 있다. 센서 제어기 (320) 는 복수의 로직 엘리먼트들, 플립-플롭들, 멀티플렉서들, 연산 증폭기들, A/D 변환기들, D/A 변환기들, 전류 스케일러들, 믹서들, 및/또는 입력 오브젝트 (140) 를 센싱하는 프로세스의 일부를 수행하기 위한 원하는 방식으로 접속되는 다른 유용한 회로 엘리먼트들을 포함하는 센서 회로를 포함할 수도 있다. 센서 제어기 (320) 는, 입력 디바이스 (395) 에서 발견된 다양한 컴포넌트들로부터의 입력을 수신하고, 수신된 입력들을 프로세싱하고, 그리고 입력 오브젝트 (140) 의 위치 정보를 센싱하는 프로세스의 원하는 부분을 수행하기 위해 필요하다면 제어 또는 커맨드 신호들을 전달하도록 일반적으로 구성된다.

많은 실시형태들에 있어서, 센서 제어기 (320) 를 형성하기 위해 적응될 수 있는 기성품 (off-the-shelf) IC 칩들은, 다이 및 이 다이의 앞면 상에 형성된 접속 포인트들에 본딩된 복수의 납들 (이들은 외부 환경으로부터 다이 및 접속 포인트들을 보호하기 위해 유전체 재료 내부에 모두 적어도 부분적으로 캡슐화됨) 을 포함하는 디바이스 패키지를 구비하는 IC 디바이스를 일반적으로 포함한다. 기성품 IC 디바이스에서의 다이는 일반적으로, 구획화된 보다 큰 반도체 웨이퍼로부터 형성되거나, 또는 그 위에 다양한 디바이스 IC 층들이 형성되어 기능성 집적 회로 디바이스를 형성한 후에 절개된다. 센싱 엘리먼트들로부터 신호들을 수신 및 프로세싱하기 위해 사용되는 이들 IC 컴포넌트들은, 그들의 사이즈 (예컨대, 인쇄 회로 보드 (PCB) 상에 커버된 횡 공간) 로 인해, 별개의 PCB 상에 통상 떨어져 위치된다. 다양한 실시형태들에 있어서, PCB 상에 컴포넌트들을 위치시킬 때에 표면 실장 기술 (SMT; Surface Mount Technology) 프로세스가 사용될 수도 있다. 입력 디바이스에서 센싱 엘리먼트들로부터 이들 IC 컴포넌트들을 멀리 배치함으로써, 입력 디바이스 (100) 의 근방 또는 내부에 위치되는 액정 디스플레이 (LCD)컴포넌트들과 같은 다른 지원 컴포넌트들에 의해 생성되는 전자기 간섭 (EMI) 에 보다 민감해질 수도 있다. 하지만, 상기 언급된 바와 같이, 형성된 기성품 IC 컴포넌트들의 사이즈 및 두께로 인해, 제 1 기판 (403) 의 에지 (405) 에 인접한 위치보다 임의의 더 가까이 기성품 IC 디바이스를 위치시켜서, 대부분의 소비자 및 산업적 전자 애플리케이션들에 대해 바람직한 것보다 폭 (도 4a 에서 X 방향) 에서 충분히 더 큰 입력 디바이스 (395) 를 제작하는 것은 일반적으로 불가능하다. 가장 흔한 애플리케이션들에서, 경계 영역 폭 (341) (도 4) 또는 베젤 영역이 약 5 밀리미터 (mm) 미만, 이를테면 약 3 mm 미만인 것이 바람직하고, 약 2 mm 미만인 것이 보다 일반적이다. 경계 영역 폭 (341) 은, 센서 엘리먼트 층 (406) 에 배치된 센싱 엘리먼트들의 최외각 에지 (406A) 또는 디스플레이 디바이스 (409) 에서 발견된 디스플레이 스크린의 외측 에지 (예컨대, 디스플레이 엘리먼트 층 (410) 의 에지) 로부터, 센서 디바이스 (404) 의 에지 (405) 로 연장하는 입력 디바이스 (395) 의 일부로서 일반적으로 정의된다.

따라서, 몇몇 실시형태들에 있어서, 입력 디바이스 (395) 는, 센서 전극들의 어레이를 포함하는 하나 이상의 층들, 및 센서 디바이스 (404) 의 제 1 기판 (403) 과 제 2 기판 (408) 사이에 형성된 체적 (435) 내부에 적어도 부분적으로 배치되는 센서 제어기 (320) 를 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 제 1 기판은 약 0.2 mm 와 1.0 mm 사이의 두께인 유리 재료를 포함하는 투명 기판이거나, 또는 약 0.2 mm 와 1.5 mm 사이의 두께인 플라스틱 재료이다. 다른 실시형태에 있어서, 기판은 불투명 기판이다. 센서 디바이스 (404) 의 일 구성에서, 제 2 기판 (408) 은 약 0.2 mm 와 1.0 mm 사이의 두께인 컬러 필터 유리 기판과 같은 투명 기판일 수도 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 제 2 기판 (예컨대, 제 2 기판 (502) 은 실질적으로 플렉시블일 수도 있다. 예를 들어, 일 실시형태에 있어서, 제 2 기판은 약 0.05 mm 내지 0.2 mm 의 두께일 수도 있다. 제 2 기판 (408) 은 디스플레이 디바이스 (409) 의 적어도 일부를 형성하는 컴포넌트들에 커플링되거나 또는 그 컴포넌트들 근방에 배치될 수도 있다. 일 예에서, 디스플레이 디바이스 (409) 는 디스플레이 엘리먼트 층 (410), 이를테면 전계 효과에 영향받는 디스플레이 재료들 (예컨대, 액정 (LC), 유기 발광 다이오드 (OLED) 또는 전계 또는 전류에 의해 영향받는 다른 디스플레이 재료들) 을 함유하는 층, 및 제 3 기판 (412) (예컨대, TFT 유리 또는 밀봉 재료) 을 포함한다. 센서 전극 층(들) (406) 은, 일 구성에서, 제 1 기판 (403) 과 제 2 기판 (408) 사이에 배치되는 송신기 (360) (도 3b) 및 수신기 전극들 (370) (도 3b) 을 포함하는 단일층을 포함할 수도 있다. 다른 구성에서, 센서 전극 층(들) (406) 은, 제 1 기판 (403) 과 제 2 기판 (408) 사이에 배치되는, 수신기 및 송신기 전극들, 편광자 필름 층 (도시 생략), 대전방지 필름 층 및/또는 비산방지 (anti-shatter) 필름 층 (도시 생략) 을 포함하는 하나 이상의 층들을 포함한다. 다양한 실시형태들에 있어서, 편광자 필름 층은 아래에 패터닝되는 센서 전극들의 가시성을 감소시키도록 구성된 원형 편광자를 포함할 수도 있다. 게다가, 도 4a 및 도 4b 에 나타내지는 않았지만, 다양한 실시형태들에서, 에어갭이 입력 디바이스 내부에 위치될 수도 있다. 예를 들어, 에어갭이 제 1 기판 (403) 과 센서 전극 층 (406) 사이에, 센서 전극 층 (406) 과 제 2 기판 (408) 사이에, 제 2 기판 (408) 과 디스플레이 엘리먼트 층 (410) 사이에 및/또는 디스플레이 엘리먼트 층 (410) 과 제 3 기판 (412) 사이에 있을 수도 있다. 또 다른 구성에서, 센서 전극 층(들) (406) 은 수신기 전극들을 포함하는 제 1 층 (도시 생략) 을 포함하고, 한편 송신기 전극들은 디스플레이 디바이스 (409) 에서의 층들 중 하나의 층 내부에 배치된다.

본 발명의 일 실시형태에 있어서, 센서 전극 층(들) (406) 은 적어도 복수의 수신 전극들 (예컨대, 전극들 (370)) 그리고 비산방지 필름 층, 대전방지 필름 층 및 편광자 필름 층 중 적어도 하나를 포함하고, 그리하여 제 1 기판 (403) 과 제 2 기판 (408) 사이에 정의된 거리 (425) 는 일반적으로 약 0.5 mm 의 두께 미만이고, 보다 일반적으로 약 200 마이크로미터 (㎛) 미만이고, 몇몇 경우에는 약 150 ㎛ 미만이다. 따라서, 입력 디바이스의 일 실시형태에 있어서, 센서 제어기 (320) 는 기판들 (403, 408) 사이의 거리 (425) (도 4), 경계 영역 폭 (341) (도 4) 및 2개의 기판들 (403, 408) 중 더 작은 기판의 경계 영역의 길이, 이를테면 기판 (301) 의 길이 (342) (도 3a 및 도 3b) 에 의해 정의된 체적 (435) 내부에 적어도 부분적으로 배치되고, 여기서 도 3a 및 도 3b 에 도시된 기판 (301) 은 도 4 에 나타낸 제 1 기판 (403) 또는 제 2 기판 (408) 중 어느 하나이다. 센서 제어기 (320) 는 종래의 칩 온 글래스 (COG; chip-on-glass) 또는 칩 온 필름 (COF; chip-on-film) 본딩 기법을 사용하여 제 1 기판 (403) 또는 제 2 기판 (408) 의 표면에 본딩될 수도 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 센서 제어기 (320) 는 COG 또는 COF 본딩을 위한 접촉들을 돕기 위해 전도성 "범프들" 을 가질 수도 있다. 게다가, 센서 제어기 (320) 는 실리콘 웨이퍼 다이의 상단에 형성된 패터닝된 유전체 및 전도성 리라우팅 층을 가질 수도 있다. 이하 더욱 서술되듯이, 센서 제어기 (320) 는, 제 1 기판 (403) 과 제 2 기판 (408) 사이에 형성된 거리 (425) 내부에 배치되는, 센서 전극 층 (406) 내부에 배치된 센서 전극들에 커플링되는 상호접속 엘리먼트들 또는 트레이스들에 직접 또는 간접적으로 커플링될 수도 있다.

도 4b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 제 2 기판 (408) 의 면 (408A) 에 본딩되는 센서 제어기 (320) 에 대한 전기 접속부들 및 위치를 개략적으로 도시하는 센서 디바이스 (404) 의 일부의 확대된 측단면도이다. 이 구성에서, 센서 디바이스 (404) 는, 이방성 전도성 층 (ACF) 필름 (418) 을 사용함으로써 센서 전극 층 (417) 에 전기적으로 커플링되고 제 2 기판 (408) 의 면 (408A) 에 본딩되는 센서 제어기 (320) 를 일반적으로 포함한다. 다양한 실시형태들에 있어서, 다른 방법들은 금속 융해 본딩 (metallic eutectic bonding), SMT 및 와이어 본딩을 포함할 수도 있지만 이들에 한정되지 않는다. 많은 실시형태들에 있어서, 센서 제어기 (320) 는, 센서 제어기 (320) 의 IC 부분의 면 (320A) 의 일부 상에 또는 그 내부에 형성된 전기 엘리먼트들에 본딩되고, 센서 전극 층 (417) 의 일부들에 각각 개별적으로 전기 커플링되는 복수의 접속 포인트들 (419) (예컨대, 솔더 범프들) 을 포함한다. 많은 실시형태들에 있어서, 접속 포인트들 (419) 은 약 5 ㎛ 와 50 ㎛ 사이의 두께인 높이 (427) 를 갖는 복수의 개별 금속 영역들을 포함한다. 다양한 실시형태들에 있어서, 접속 포인트들 (419) 은 약 10 내지 50 ㎛ 의 피치에서 센서 제어기 (320) 의 면 (320A) 을 따라 원하는 패턴으로 이격될 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 내의 다른 컴포넌트들에 대한 신호들을 수신 및 송신하기 위해 적어도 필요한 만큼 많은 접속부들을 포함한다.

센서 전극 층 (417) 은, 약 0.1 ㎛ 와 10 ㎛ 사이인 두께 (429) 를 가지며 당업계에 공지된 종래의 증착 기법들을 사용하여 증착될 수도 있는 금속 박층 (예컨대, 알루미늄, 구리, 몰리브덴) 또는 투명 전도성 산화물 (TCO) 박층 (예컨대, ITO, ATO) 을 일반적으로 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 센서 제어기 (320) 에 있어서의 접속 포인트들 (419) 각각은, 센서 전극 층 (417) 의 하나 이상의 일부분들, 이를테면 수신기 전극들 (370) 및/또는 송신기 전극들 (360) 을 포함할 수도 있는 단일층 전극 어셈블리 (416) 의 일부분에 직접 커플링된다. 이후 더욱 서술되는 바와 같이, 단일층 전극 어셈블리 (416) 및 센서 제어기 (320) 는 제 2 기판 (408) 상에 배치 및/또는 제 2 기판 (408) 에 본딩될 필요가 없으며, 그리하여 양자는 제 1 기판 (403) 의 면 상에 배치 및/또는 제 1 기판 (403) 의 면에 본딩될 수 있음에 유의한다.

센서 디바이스 (404) 의 일 실시형태에 있어서, 센서 제어기 (320) 의 최종 전체 두께가 기판들 (403 및 408) 사이에 정의된 거리 (425) 이하가 되도록, 센서 제어기 (320) 의 총 두께 (428) 는 센서 제어기 (320) 의 배면 (472) 을 화학 기계적 연마 또는 연삭함으로써 박형화된다. 일 구성에서, 센서 제어기 (320) 는, 집적 회로 디바이스에서의 다양한 개별 반도체 디바이스들을 형성하기 위해 단결정 실리콘 기판으로부터 형성되는 패터닝된 전도성 및 유전체 층들의 다수의 층들을 포함하는 IC 칩을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 센서 제어기 (320) 의 총 두께 (428) 는 { 거리 (425) - 센서 전극 층 (417) 의 두께 (429) } 이하가 된다. 총 두께 (428) 는 몇몇 경우에 접속 포인트들 (419) 의 높이 (427) 와 센서 제어기 (320) 의 IC 부분의 두께 (431) 를 포함할 수도 있다. 일 예에서, 센서 제어기 (320) 의 IC 칩 부분의 두께 (431) 는 약 500 ㎛ 이하, 이를테면 약 300 ㎛ 미만의 두께로 박형화된다. 다른 예에서, 센서 제어기 (320) 의 IC 칩 부분의 두께 (431) 는 약 200 ㎛ 이하인 두께로 박형화된다. 또한, 몇몇 구성들에서, 접속 포인트들 (419) 은 도 4b 에 나타낸 바와 같이 센서 전극 층 (417) 위에 배치되지 않을 수도 있고, 그리하여 센서 제어기 (320) 의 두께는 상기 서술된 바와 같이 거리 (425) 이하인 두께 (421) 와 동일하게 조절될 수 있다.

도 3a 및 도 3b 를 참조하면, 센서 제어기 (320) 는, 기판 (301) 의 길이 (342) 및 경계 영역 폭 (341) 의 사이즈에 의해 정의되는, 기판 (301) 의 개방 횡 영역 (예컨대, 도 4a 의 X-Y 평면) 내부에 끼워지도록 또한 구성될 수 있다. 그리하여, 본 발명의 몇몇 실시형태들에 있어서, 센서 제어기 (320) 는 직사각형 형상으로 형성되는데, 직사각형 형상은 두께 (428) (도 4) 에 수직인 방향으로 각각 측정된 길이 (346) (도 3a 및 도 3b) 및 횡 폭 (422) (도 3a 내지 도 4b) 을 포함한다. 많은 실시형태들에 있어서, 길이 (346) 는 센서 제어기 (320) 가 배치되는 기판의 길이 (342) (도 3a 및 도 3b) 미만일 것이고, 횡 폭 (422) 은 수신기 전극들의 단부들과 기판의 에지 사이의 경계 영역 폭 (341) 의 사이즈보다 더 작다. 일 예에서, 길이 (346) 는 약 5 mm 와 15 mm 사이이고, 횡 폭 (422) 은 약 1 mm 와 약 5 mm 사이이다. 일 예에서, 센서 제어기 (320) 는 거리 (344) 를 두고 배치되어, 입력 디바이스 (395) 의 경계 영역에 있다. 일 실시형태에 있어서, 센서 제어기 (320) 는 제 1 기판 (403) 과 같은 기판의 에지 (405) (도 3a 및 도 4a) 로부터 약 0 과 3 mm 사이와 같은 거리 (344) 를 두고 배치된다. 다른 실시형태들에 있어서, 거리 (344) 는 3 mm 보다 더 클 수도 있다. 도 3a 및 도 3b 는 입력 디바이스 (395) 에서의 다양한 컴포넌트들의 레이아웃 및 상호접속부들의 개략적 표현들을 위해 의도된 것이며 따라서 입력 디바이스 (395) 에 배치된 기판의 면 상의 다양한 컴포넌트들의 위치 및 배향을 제한하기 위해 의도되거나 또는 일정 비율로 묘사된 것이 아님에 유의한다. 예를 들어, 전도성 라우팅 트레이스들 (312 및 316) 은 입력 디바이스 (395) 에서의 다양한 컴포넌트들이 함께 접속되는 방식을 보다 명확하게 강조하기 위해 필요 이상으로 휠씬 더 크게 일반적으로 나타나 있다. 일 실시형태에 있어서, 제 1 기판 (즉, 렌즈) 의 구역을 감소시키고 경계 영역을 감소시키기 위해, 센서 제어기 (320) 는 비교적 큰 애스펙트비를 갖는 (예컨대, 약 2 mm 미만의 폭 및 약 4 mm 초과의 길이를 갖는) 직사각형 형상을 갖도록 구성될 수도 있다.

일 실시형태에 있어서, 도 3a 및 도 3b 에 도시된 바와 같이, 입력 디바이스 (395) 에서의 하드웨어를 동작시키도록 구성되는 프로세싱 시스템 (110) 은 복수의 센서 전극들, 센서 제어기 (320) 및 디스플레이 제어기 (333) 를 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 입력 디바이스 (395) 에서의 하드웨어를 동작시키도록 구성되는 프로세싱 시스템 (110) 은 복수의 센서 전극들, 센서 제어기 (320), 호스트 제어기 (350) 및 디스플레이 제어기 (333) 를 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 디스플레이 제어기 (333) 는 호스트 제어기 (350) 의 일부분일 수도 있다. 많은 실시형태들에 있어서, 호스트 제어기 (350) 는 상기 서술된 전자 시스템 (150) 의 적어도 일부분을 형성하기 위해 사용되는 다른 필요한 컴포넌트들을 또한 포함할 것이다.

일 구성에서, 도 3a 에 도시된 바와 같이, 센서 제어기 (320) 및 센서 전극들 (예컨대, 수신 전극들 (370)) 은 제 1 기판 또는 기판 (301) (예컨대, 도 4a 에서의 기판 (403 또는 408)) 상에 배치되고, 디스플레이 제어기 (333) 는, 제 1 기판과는 상이한 제 2 기판, 이를테면 기판 (302) (예컨대, 도 4a 에서의 기판 (408 또는 412)) 상에 배치된다. 다른 구성에서, 도 3b 에 도시된 바와 같이, 센서 제어기 (320), 수신 전극들 (370) 및 송신기 전극들 (360) 은 제 1 기판 또는 기판 (301) (예컨대, 도 4a 에서의 기판 (403 또는 408)) 상에 배치되고, 디스플레이 제어기 (333) 는, 제 1 기판과는 상이한 제 2 기판 (예컨대, 도 4a 에서의 기판 (408 또는 412)) 상에 배치된다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 센서 제어기 (320) 는 커넥터 (332A) 및 플렉시블 회로 (351A) 를 통과하는 통신 라인들 (321) 을 사용하여 호스트 (350) 와 통신하도록 적응되고, 디스플레이 제어기 (333) 는 커넥터 (332B) 및 플렉시블 회로 (351B) 를 통과하는 통신 라인들 (322) 을 사용하여 호스트 (350) 와 통신하도록 적응된다. 플렉시블 회로 부재들 (351A 및 351B) 은 하나 이상의 층들 상에 형성되는 복수의 전도성 트레이스들을 갖는 플렉시블 유전체 재료를 포함하는 종래의 플렉스-테일 (flex-tail) 일 수도 있다. 통신 라인들 (321, 322) 은 각각 센서 제어기 (320) 및 호스트 (350) 또는 디스플레이 제어기 (333) 및 호스트 (350) 간의 다중화된 신호들, 기준 신호들, 클록/동기 정보, 그리고 추종하는 파워 중 하나 이상을 송신하고 시스템 접지 경로를 제공하도록 적응될 수도 있다.

프로세싱 시스템 (110) 의 일 실시형태에 있어서, 센서 제어기 (320) 는 수신기 전극들 (예컨대, 전극들 (370)) 로부터 신호들을 수신하고 하나 이상의 통신 라인들을 통해 디스플레이 제어기 (333) 와 통신하도록 적응되는데, 그 하나 이상의 통신 라인들은 2개의 제어기들을 접속시키는 플렉시블 회로 부재 상에 형성될 수도 있다. 플렉시블 회로 부재는 하나 이상의 층들 상에 형성되는 복수의 전도성 트레이스들을 갖는 플렉시블 유전체 재료를 포함하는 종래의 플렉스-테일일 수도 있다. 통신 라인들은 플렉시블 회로 부재에 형성되고, 디스플레이 제어기 (333) 와 센서 제어기 (320) 간의 다중화된 신호들, 기준 신호들, 클록/동기 정보, 그리고 추종하는 파워 중 하나 이상을 송신하고 또한 시스템 접지 경로를 제공하도록 적응될 수도 있다. 몇몇 경우들에 있어서, 클록/동기 정보는 센서 제어기 (320) 가 수행하는 프로세스들을 디스플레이 제어기 (333) 내의 다른 컴포넌트들과 동기화하는 정보이며, 이 정보는 통신 링크 (321A) 를 사용함으로써 디바이스들 사이에서 전달될 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 통신 링크 (321A) 는 센서 제어기 (320) 상의 접속 포인트 및 디스플레이 제어기 (333) 상의 접속 포인트에 각각 개별적으로 커플링되는 복수의 전도성 라우팅 트레이스들 (도시 생략) 을 포함한다. 예를 들어, 동기 정보는, 동기화된 클록, 디스플레이 업데이트 상태에 관한 정보, 용량성 센싱 상태에 관한 정보, 업데이트하기 (또는 업데이트하지 않기) 위한 디스플레이 업데이트 회로에 대한 방향, 센싱하기 (또는 셍싱하지 않기) 위한 용량성 센싱 회로에 대한 방향 등을 제공함으로써 디스플레이 업데이트 및 용량성 센싱을 동기화할 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 송신기 전극들 (예컨대, 도 3a 에서의 전극들 (360)) 각각은 입력 디바이스 (395) 에서 발견된 기판, 이를테면 기판 (302) (도 3a) 상에 형성될 수도 있는 전도성 라우팅 트레이스들 (312) 을 통해 디스플레이 제어기 (333) 에 접속된다. 또한, 몇몇 경우들에 있어서, 센서 제어기 (320) 는, 디스플레이 디바이스를 업데이트하기 위해 공통 전극들 (360) (도 3a) 에 신호를 전달하기 위해 사용되고 디스플레이 제어기 (333) 를 형성하기 위해 사용되는 제어 전자기기들의 적어도 일부를 포함할 수도 있다.

상기 언급된 바와 같이, 입력 디바이스 (100) 는 입력 오브젝트의 위치 정보를 센싱하는 프로세스를 수행하기 위해 센서 제어기 (320) 에 커플링되는 50개의 상이한 접속부들을 가질 수도 있다. 예를 들어, 일 실시형태에 있어서, 단일층 센서에서의 각각의 수신기 전극 (또는 수신기 전극들의 그룹) 에 대해 송신기 전극 콘택트들의 별개의 벡터들이 작성될 수도 있다. 그리하여, 일 구성에서, 통신 라인들이 기판 (301) 의 외부에 위치되는 센서 제어기 (320) 로 향하는 구성에 대조적으로, 센서 제어기 (320) 가 기판 위에 배치될 때에 이러한 많은 수의 접속부들이 기판 (301) 의 영역 내부에 모두 작성될 수 있다. 따라서, 기판 (301) 의 외부의 컴포넌트들로 향해야만 하는 별개의 신호 라인들의 수는 접속부들의 작은 수, 이를테면 통신 라인들 (321) 의 수로 감소될 수 있다. 기판 (301) 의 외부의 접속부들의 감소된 수는 형성된 입력 디바이스 (395) 의 복잡성 및 비용을 상당히 감소킬 수 있다. 센서 제어기 (320) 를 기판 (301) 상에 위치시킴으로써, 기판 (301) 상에 형성된 회로 엘리먼트들 (예컨대, 전극들 (360), 전극들 (370)) 을 센서 제어기 또는 기판의 외부의 다른 컴포넌트들 (예컨대, 호스트 (350)) 과 접속시키기 위해 사용되는 커넥터들을 휠씬 더 작은 사이즈로 작성하고, 시스템의 통신 속도를 증가시키고, 그리고 입력 디바이스 (100) 의 복잡성 및 비용을 감소시키는 것임에 유의한다.

입력 디바이스 (395) 의 대안적인 실시형태에 있어서, 도 3b 에 도시된 바와 같이, 모든 센서 전극들, 이를테면 수신기 전극들 (370) 및 송신기 전극들 (360) 은 센서 제어기 (320) 에 커플링된다. 이 구성에서, 센서 제어기 (320) 는 센싱 영역 (120) 에서의 입력 오브젝트 (140) 의 위치 정보의 결정을 위해 송신기 전극들을 이용하여 송신기 신호들을 송신하고 수신기 전극들을 이용하여 결과적인 신호들을 수신하도록 적응된다.

도 3b 를 참조하면, 일 실시형태에 있어서, 수신기 전극들 (370) 은 전도성 라우팅 트레이스들 (393) 을 사용함으로써 센서 제어기 (320) 에 각각 접속된다. 게다가, 각각의 송신기 전극들 (360) 은 전도성 라우팅 트레이스들 (392) 을 사용함으로써 센서 제어기 (320) 에 또한 접속된다. 일 예에서, 수신기 전극들 (370), 송신기 전극들 (360), 전도성 라우팅 트레이스들 (392 및 393) 은 모두 기판 (301) 의 면 상에 형성되는 패터닝된 단일 전도성 층 (예컨대, 구리, 알루미늄, ATO, ITO) 으로부터 형성된다. 일 실시형태에 있어서, 전도성 라우팅 트레이스들 (392 및 393) 은 제 1 기판 (또는 제 1 투명 기판) 또는 제 2 기판 (또는 제 2 투명 기판) 상에 배치된다. 게다가, 다양한 실시형태들에 있어서, 전도성 라우팅 트레이스들은 센싱 영역 내부 또는 경계 영역 내부의 "교차점들" 또는 "점퍼들" 사용 없이 센서 제어기 (320) 와 커플링될 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 전도성 라우팅 트레이스들 (392, 393) 은 센서 제어기 (320) 와 커플링되고, 임의의 외부 접속부들 (예컨대, 플렉시블 회로 (351A)) 이 센서 제어기 (320) 에 접속될 수도 있다. 예를 들어, 전도성 라우팅 트레이스들은 센서 제어기 (320) 의 제 1, 제 2 및/또는 제 3 에지에 커플링될 수도 있고, 플렉시블 회로는 센서 제어기의 제 4 에지에 커플링될 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 전도성 라우팅 트레이스들은, 플렉시블 회로가 접속되는 센서 제어기 (320) 의 에지와 동일한 에지에 커플링될 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 플렉시블 회로와 커플링되는 센서 제어기 (320) 의 에지는 센서 제어기 (320) 가 배치되는 기판의 에지에 근접하여 있다.

도 3b 는 송신기 전극들 (360) 및 수신기 전극들 (370) 의 일 구성을 도시하지만, 이들 전극들이 서로 전기적으로 절연되거나, 그룹으로 접속되거나 또는 본 명세서에 개시된 본 발명의 기본 범위로부터 일탈하지 않는 한 임의의 다른 원하는 전기 접속 구성으로 접속되도록 이들 전극들 각각이 구성될 수 있기 때문에, 이 구성은 본 명세서 내의 개시물을 제한하기 위해 의도된 것이 아니다. 게다가, 일 실시형태에 있어서, 송신기 전극들 (360) 이 수신기 전극들로서 구성될 (configured) 수도 있고, 수신기 전극들 (370) 이 송신기 전극들로서 구성될 수도 있다.

입력 디바이스 구성들

도 5a 는 정면 및 배면을 갖는 제 1 기판 (501) 을 포함하는 입력 디바이스 (395) 를 도시하는데, 배면은 제 1 기판의 정면에 반대되는 측에 있다. 다양한 실시형태들에 있어서, 제 1 기판 (501) 은 실질적으로 투명하다. 입력 디바이스 (395) 는 제 1 면을 갖는 제 2 기판 (502) 을 더 포함한다. 다양한 실시형태들에 있어서, 제 2 기판 (502) 은 실질적으로 투명하다. 입력 디바이스 (395) 는 센서 전극 층 (506) 의 복수의 센서 전극들에 통신가능하게 커플링된 센서 제어기 (320) 를 더 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 센서 제어기 (320) 의 적어도 일부 및 복수의 센서 전극들 (506) 의 일부는 제 1 기판 (501) 의 배면과 제 2 투명 기판 (502) 의 제 1 면 사이의 오버랩의 영역에 의해 정의된 체적 (435) 내에 배치된다. 일 실시형태에 있어서, 센서 제어기 (320) 및 센서 전극들의 일부는 제 1 기판 (501) 의 배면 상에 배치된다. 다른 실시형태에 있어서, 센서 제어기 (320) 및 센서 전극들의 일부는 제 2 투명 기판 (502) 의 제 1 면 상에 배치된다. 일 실시형태에 있어서, 입력 디바이스 (395) 는 통합된 디스플레이 디바이스 및 센서 디바이스 (404) 를 포함한다. 이 실시형태에서, 상기 서술된 제 1 기판 (403) 과 유사한 제 1 기판 (501) 은, 제 1 기판 (501) 아래에 위치된 컴포넌트들을 커버하고 물리적으로 보호하도록 구성된다. 일 예에서, 제 1 기판 (501) 은 유리 또는 플라스틱 재료를 포함하는 렌즈일 수도 있다. 몇몇 실시형태들에 있어서, 제 1 투명 기판은 센싱 엘리먼트들 위에 위치된 편광자 (예컨대, 경화된 편광자) 이다. 제 3 기판 (503) 은 투명하거나 또는 투명하지 않을 수도 있고, 활성층 (508) 을 싣고 있을 수도 있다. 활성층 (508) 은 전기적으로 활성이 되도록 구성되고, 제 1 기판 (501) 의 면 (501A) 근방에 위치된 사람이 볼 수 있는 이미지를 형성하기 위해 사용되는 전계 변화들을 야기하도록 구동될 수도 있다. 예를 들어, 제 3 기판 (503) 은 박막 트랜지스터 (TFT) 기판일 수도 있고, 활성층은 복수의 전계 효과 트랜지스터들을 포함하는 TFT 층일 수도 있다. 디스플레이 제어기 (333) 와 같은 디스플레이 IC 는 제 3 기판 상에 배치된 다양한 전기 컴포넌트들에 통신가능하게 커플링되고; 몇몇 경우에 제 3 기판 (503) 에 실장되거나, 또는 다른 곳에 위치되고 하나 이상의 커넥터들 (또한 도시 생략) 을 통해 커플링될 수도 있다. 제 3 기판은 유리, 강성 플라스틱 또는 플렉시블 필름 (예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN), 폴리이미드 등) 과 같은 재료들을 포함할 수도 있다.

제 2 기판 (502) 은 제 1 기판 (501) 과 제 3 기판 (503) 사이에 위치된다. 더불어, 제 2 기판 (502) 및 제 3 기판 (503) 은, 전류에 영향받는 (또는 전계에 영향받는) 디스플레이 재료, 이를테면 액정 (LC), 유기 발광 다이오드 (OLED) 재료 또는 전계에 의해 영향받는 몇몇 다른 디스플레이 재료를 사이에 둔다. 일 실시형태에 있어서, 하나 이상의 센서 전극들은 제 1 기판 (501) 과 제 2 기판 (502) 사이에 배치된 센서 전극 층(들) (506) 에 위치되고, 제 1 기판 (501) 및 제 2 기판 (502) 중 어느 하나 또는 양자 상에 적어도 부분적으로 배치될 수도 있다. 이들 센싱 엘리먼트들 (121) 을 제어하기 위해 구성된 센서 제어기 (320) 는 제 1 투명 기판과 제 2 투명 기판 사이에 정의된 체적 (435) 내에 적어도 부분적으로 또한 위치되고, 제 1 기판 (501) 및 제 2 기판 (502) 중 어느 하나 또는 양자에 또한 본딩될 수도 있다. 일반적으로, 센서 전극 층(들) (506) 은 상기 서술된 센서 전극 층(들) (406) 과 유사하다. 센서 전극 층(들) (506) 은 센서 전극들의 어레이를 포함하는 하나 이상의 층들을 포함할 수도 있는데, 센서 전극들은, 이들 센서 전극들에 근접하여 배치되는 센서 제어기 (320) 를 사용함으로써 입력 오브젝트 (140) 의 위치 정보를 센싱하기 위해 사용된다. 몇몇 예들에서, 센서 전극 층(들) (506) 은 비산방지 필름, 편광층 및/또는 반사방지 재료를 또한 포함할 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 센서 제어기 (320) 는 수신된 센서 신호들을 국부적으로 프로세싱하고, 그리하여 출력되어야만 하는 정보의 양 및 그 정보를 프로세싱 시스템에서의 다른 컴포넌트들로 전달하기 위해 필요한 속도 (예컨대, 시리얼 인터페이스에 대한 클록 속도) 또는 커넥터(들)의 사이즈를 감소시킬 수도 있다. 많은 실시형태들에 있어서, 상기 기재된 바와 같이, 제 1 기판 (501) 과 제 2 기판 (502) 사이에 정의된 체적 (435) 내에 센서 제어기 (320) 를 위치시키는 것은, 센싱 엘리먼트들 (121) 로부터 수신된 출력에 커플링하거나 또는 그 출력에 영향을 줄 수도 있는 EMI 의 양을 또한 감소시킬 수 있다.

다른 예로서, 몇몇 실시형태들은 도 5a 에 나타낸 엘리먼트들의 일부가 없을 수도 있고, 몇몇 실시형태들은 다른 엘리먼트들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 컬러 필터들이 제 2 기판 (502) 의 면 상에 배치될 수도 있고, 그리하여 제 2 기판 (502) 은 컬러 필터 기판이라 불릴 수도 있다. 또 다른 예로서, 몇몇 구성들에서, 센서 전극들의 일부들은 입력 디바이스 (395) 의 상이한 구역들에 배치될 수도 있고, 이를테면 디스플레이 디바이스의 활성층 (508) 내부에 또는 제 3 기판 (503) 에 보다 가까이 있는 제 2 기판 (502) 의 면 상에 배치될 수도 있다.

도 5b 는 도 5a 에 도시된 실시형태들의 변형예를 도시한다. 구체적으로, 도 5b 에 도시된 센서 제어기 (320) 및 디스플레이 제어기 (333) 양자는 센서 디바이스 (404) 의 일부에 본딩 및 위치된다. 센서 제어기 (320) 는 제 1 투명 기판 (501) 과 제 2 투명 기판 (502) 사이에 정의된 체적 (435) 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 센서 제어기 (320) 및 디스플레이 제어기 (333) 는 상이한 기판들, 이를테면 제 1 또는 제 2 투명 기판들 (501, 502) 및 제 3 기판 (503) 의 일부들에 물리적으로 부착된다. 센서 제어기 (320) 는 제 1 또는 제 2 투명 기판들 (501, 502) 에 본딩될 수도 있고, 디스플레이 제어기 (333) 는 COG 또는 COF 본딩 기법들을 사용하여 제 3 기판 (503) 에 본딩될 수도 있다. 센서 제어기 (320) 는 센서 전극 층(들) (506) 에 배치된 센서 전극들의 적어도 일부에 전기적으로 접속되고, 디스플레이 제어기 (333) 는 디스플레이 디바이스에 형성된 활성층(들) (508A-508B) 의 적어도 일부에 전기적으로 접속된다. 일 실시형태에 있어서, 센서 제어기 (320) 는 적어도 복수의 수신기 전극들에 커플링되고, 디스플레이 제어기 (333) 는 디스플레이 업데이트 및 용량성 센싱 양자를 위해 구성된 복수의 조합 전극들을 포함하는 활성층에 커플링된다.

일 실시형태에 있어서, 도 5b 에 나타낸 바와 같이, 디스플레이 제어기 (333) 가 제 2 기판 (502) 과 제 3 기판 (503) 사이에 형성된 공간보다 더 높기 때문에, 제 2 기판 (502) 은 디스플레이 제어기 (333) 위로 연장하지 않는다. 하지만, 몇몇 구현예들에서, 제 2 기판 (502) 은 디스플레이 제어기 (333) 위로 연장할 수도 있고, 디스플레이 제어기 (333) 가 제 2 기판 (502) 과 제 3 기판 (503) 사이에 형성된 높이 (522) 내부에 끼워지도록 허용하는 하나 이상의 천공부들, 함몰부들 또는 그 둘다를 가질 수도 있다.

일 예에서, 도 5b 에 나타낸 바와 같이, 센서 제어기 (320) 및 디스플레이 제어기 (333) 는 센싱 영역 (120) 의 반대측들에 배치된다. 센서 제어기 (320) 의 반대측이지만 센서 제어기 (320) 의 근방에 디스플레이 제어기 (333) 를 위치시키는 것은, 시스템의 나머지 구성에 의존하여, 전도성 라우팅 트레이스들의 라우팅에 있어서의 몇몇 이점들을 제공할 수도 있고, 입력 디바이스 (395) 의 보다 얇은 전체적인 적층을 또한 가능하게 할 수도 있다. 하지만, 다른 예 (도 7 참조) 에서, 센서 제어기 (320) 및 디스플레이 제어기 (333) 는 센싱 영역 (120) 의 동일 측에 또한 배치될 수도 있다.

도 5c 는 도 5a 에 나타낸 입력 디바이스 (395) 의 하나의 구성을 도시하는 것으로서, 제 1 기판 (501) 에 근접하여 위치되는 제 4 기판 (504) 을 이용한다. 제 4 기판 (504) 은 투명할 수도 있고 또는 투명하지 않을 수도 있지만, 센서 제어기 (320) 및 그것의 접속 포인트들을 커버하기 위해 사용된다. 몇몇 경우들에 있어서, 제 4 기판 (504) 은 면 (501A) 을 통해 센서 제어기 (320) 의 뷰를 관찰하기 위해 사용되는 "은폐성 재료 (hiding material)" 를 포함할 수도 있다. 제 4 기판 (504) 은 입력 디바이스 (395) 에서의 베젤, 하우징 또는 컴포넌트의 일부분, 이를테면 센서 디바이스 (404) 를 입력 디바이스 (395) 의 다른 부분에 부착하기 위해 사용되는 실장 브래킷의 일부분을 포함할 수도 있다. 이 구성에서, 센서 제어기 (320) 는 제 2 기판 (502) 과 제 4 투명 기판 (504) 사이에 정의된 체적 (435) 내에 적어도 부분적으로 배치된다.

입력 디바이스 (395) 의 또 다른 변형예들로서, 도 6a 및 도 6b 는 도 5a 에 나타낸 센싱 엘리먼트들 (121) 및 센서 제어기 (320) 를 실장하기 위한 많은 대안들 중 2개를 도시한다. 도 6a 에서, 센서 제어기 (320) 및 센싱 엘리먼트들 (121) 은 제 1 기판 (501) 에 실장된다. 도 6a 내지 도 6c 에 도시된 구성들에서, 센서 제어기 (320) 는 일반적으로 제 1 기판 (501) 과 제 2 기판 (502) 사이에 정의된 체적 (435) 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 구체적으로, 은폐성 재료 (611) (예컨대, 블랙 매트릭스 재료, 착색된 수지) 가 제 1 기판 (501) 과 센서 제어기 (320) 사이에 배치된다. 일 실시형태에 있어서, 센서 디바이스 (404) 는 제 1 기판 (501), 제 2 기판 (502) 및 센서 전극 층 (606) 을 포함하고, 센서 전극 층 (606) 은 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 배치되고 센서 전극들의 적어도 일부를 포함한다. 상기 서술된 센서 전극 층(들) (506) 과 유사한 센서 전극 층 (606) 은, 센싱 영역 (120) 위의 입력 오브젝트의 위치 정보의 수집을 돕기 위해 사용되는 하나 이상의 층들, 및/또는 입력 디바이스 (395) 의 안전성 측면 또는 광학 특징을 향상시키기 위해 사용되는 컴포넌트를 포함할 수도 있다. 일 구성에서, 센싱 엘리먼트들 (121) (도시 생략) 은, 제 1 기판 (501) 상에 배치되는 센서 전극 층 (606) 의 제 1 층 (607) 내부에 배치된다. 제 1 층 (607) 은 상기 서술된 센서 전극 층 (417) 과 같은 패터닝된 단일 전도성 층을 포함할 수도 있다. 센서 전극 층 (606) 에서 발견된 추가적인 재료 층 (605) 은 OCA (optical clear adhesive) 층, 편광자 층, 비산방지 층 및/또는 다른 유사한 재료를 포함할 수도 있고, 제 1 층 (607) 위에 배치된다.

입력 디바이스 (395) 의 일 실시형태에 있어서, 센서 전극 층 (606) 의 두께 (624) 는 센서 제어기 (320) 의 형성된 두께 (428), 또는 {센서 제어기 (320) 의 두께 (428) + 은폐성 재료 (611) 의 두께 (625) (예컨대, 1 내지 20 ㎛) } 이상이다. 일 예에서, 제 1 층 (607) 은 약 1 ㎛ 와 10 ㎛ 사이의 두께인 센서 전극 층 (417) 이고, 추가적인 재료 층 (605) 은 약 100 ㎛ 와 250 ㎛ 사이의 두께인 편광층 및/또는 비산방지 필름 층을 포함한다. 센서 제어기 (320), 은폐성 재료 (611), 그리고 그들과 함께 적층되는 그 밖의 것의 적층은, 제 1 기판 (501) 과 제 2 기판 (502) 사이에 형성된 거리 (425) 보다 더 얇거나 또는 거리 (425) 만큼 얇게 일반적으로 이루어진다. 도 6a 내지 도 6c 에 도시된 거리 (425) 는 에어갭 (626) 을 포함하지만, 센서 디바이스 (404) 는 도 5a 에 도시된 바와 같이 센서 전극 층 (606) 이 제 1 기판 (501) 및 제 2 기판 (502) 의 양자와 밀착하고 있는 구성을 포함할 수도 있기 때문에, 이 구성은 본 명세서에 개시된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 의도된 것이 아니다. 다양한 실시형태들에 있어서, 센서 전극 층은 제 1 기판 (501) 및/또는 제 2 기판 (502) 에 적층 또는 본딩될 수도 있다.

일 실시형태에 있어서, 도 6b 에 도시된 바와 같이, 센서 제어기 (320) 및 센서 전극 층 (606) 양자는 제 2 기판 (502) 상에 실장된다. 은폐성 재료 (611) 는 제 1 기판 (501) 상에 배치될 수 있고, 센서 제어기 (320) 는 제 2 기판 (502) 상에 배치될 수 있다. 센서 전극들 (도시 생략) 을 포함할 수도 있는 제 1 층 (607) 은 제 2 기판 (502) 상에 배치되고, 추가적인 재료 층 (605) 은 제 1 층 (607) 상에 배치된다. 일반적으로, 제 1 층 (607) 에 배치된 센서 전극들 (도시 생략) 은 상기 서술된 바와 같이 센서 제어기 (320) 에 전기적으로 커플링되고 라우팅된다. 도 6b 에 도시된 바와 같이, 일 실시형태에 있어서, 센서 전극 층 (606) 의 두께 (624) 는 센서 제어기 (320) 의 형성된 두께 (428), 또는 { 센서 제어기 (320) 의 형성된 두께 (428) + 은폐성 재료 (611) 의 두께 (625) (예컨대, 0.1 내지 20 ㎛) } 이하이다. 다른 실시형태에 있어서, 은폐성 재료는 렌즈 최상단에 배치될 수도 있다.

도 6c 는 제 1 층이 제 1 기판 (501) 상에 배치되고 추가적인 재료 층 (605) 및 센서 제어기 (320) 가 제 2 기판 (502) 에 커플링되는 센서 디바이스 (404) 의 구성을 도시한다. 일 구성에서, 은폐성 재료 (611) 는 센서 제어기 (320) 에 대향하는 제 1 기판 (501) 의 면 상에 또한 배치된다. 이 경우, 센서 제어기 (320) 는 별도의 점퍼들 (도시 생략), 와이어들 (도시 생략) 또는 다른 일반적 상호접속 기법들을 사용함으로써 제 1 층 (607) 에 형성된 센서 전극들에 전기적으로 접속된다. 도 6c 에 도시된 바와 같이, 일 실시형태에 있어서, 추가적인 재료 층 (605) 의 두께 (605A) 는 센서 제어기 (320) 의 형성된 두께 (428) 이상이다.

입력 디바이스 (395) 의 일 실시형태에 있어서, 도 7 에 도시된 바와 같이, 센서 제어기 (320) 는 플렉시블 회로 (725) 를 통해 디스플레이 제어기 (333) 에 통신가능하게 커플링된다. 이 구성에서, 센서 제어기 (320) 는 제 1 기판 (501) 과 제 2 기판 (502) 사이에 정의된 체적 (435) 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 센서 제어기 (320) 및 디스플레이 제어기 (333) 는 제 2 기판 (502) 및 제 3 기판 (503) 과 같은 상이한 기판들의 일부들에 물리적으로 부착된다. 플렉시블 회로 (725) 는, 제 2 기판 (502) 및 제 3 기판 (503) 과 같은 별개의 기판들 상에 실장되는 센서 제어기 (320) 및 디스플레이 제어기 (333) 를 전기적으로 커플링하도록 일반적으로 구성된다. 일 구성에서, 플렉시블 회로 (725) 는 제 2 기판 및 제 3 기판 상에 형성된 전도성 라우팅 라인들 (예컨대, 센서 전극 층 (417)) 에 접속되고, 그리하여 센서 제어기 (320) 를 디스플레이 제어기 (333) 에 접속하기 위해 필요한 다양한 접속부들을 제공한다. 이 구성에서, 센서 제어기 (320) 및 디스플레이 제어기 (333) 는, 상기 서술된 바와 같이 통신 링크 (321A) 을 사용하여 동기화될 수 있다. 게다가, 본 명세서에 서술되는 바와 같이, 층들 (508 및 506) 은 디스플레이 디바이스의 센싱 영역 (120) 에서의 입력 오브젝트 (140) 를 센싱하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 노이즈, 전기적 간섭 및/또는 전기적 쇼트들을 방지하기 위해서, 센싱 엘리먼트들 (121) 은 몇몇 경우에, 이를테면 용량성 센서들이 사용될 때에, 디스플레이 제어기 (333) 와 기준 전압을 공유할 수도 있다.

도 8a 및 도 8b 는 LCD 디스플레이 (820, 821) 의 적어도 일부분을 형성하기 위해 사용되는 하나 이상의 컴포넌트들 그리고 센서 제어기 (320) 및 다른 컴포넌트들에 대한 몇몇 특정 실장 대안들을 포함하는 입력 디바이스 (395) 의 2개의 버전들을 도시한다. 일반적으로, 도 8a 에 도시된 입력 디바이스 (395) 는 제 1 기판 (501), 센서 전극 층 (606), 제 2 기판 (502), LCD 디스플레이 엘리먼트들 (808), 제 3 투명 기판 (803) 및 백라이트 모듈 (815) 을 포함할 수도 있다. LCD 디스플레이 엘리먼트들 (808) 은 컬러 필터 층 (808A), 공통 전극들 (360) 을 포함하는 공통 전극 층 (808B), 액정 함유 층 (808C), TFT 층 (808D) 및 LCD 디스플레이 엘리먼트들 (808) 에서 발견된 다양한 층들을 캡슐화하기 위해 사용되는 개스킷 (808E) 을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 도 8a 에 나타낸 바와 같이, 제 1 기판 (501) 은 커버 기판이고, 제 2 기판 (502) 은 컬러 필터 기판이고, 제 3 기판 (803) 은 TFT 기판이고, 센서 제어기 (320) 는 몇몇 경우에 기판 (502) 일 수도 있는 컬러 필터 기판의 표면에 실장되고, 디스플레이 제어기 (333) 는 제 3 기판 (803) 의 표면에 실장된다. 다른 실시형태에 있어서, 도 8a 에 나타낸 바와 같이, 제 1 기판 (501) 은 커버 기판이고, 제 2 기판 (502) 은 컬러 필터 기판이고, 제 3 기판 (803) 은 TFT 기판이고, 센서 제어기 (320) 는 제 1 투명 기판 (커버 기판) 의 표면에 실장되고, 디스플레이 제어기 (333) 는 제 3 기판 (803) 의 표면에 실장된다. 일 구성에서, 센서 전극 층 (606) 에 형성된 추가적인 재료 층 (605) 은 편광층을 포함한다. 백라이트 모듈 (815) 은 편광층 (815A) 및 백라이트 디바이스 (815B) 를 포함할 수도 있고, LCD 디스플레이 엘리먼트들 (808) 에 광을 전달한다.

따라서, 도 8a 도시된 구성에서, 제 1 기판 (501) 과 제 2 기판 (502) 사이에 형성된 체적 (435) 내에 배치되는 센서 제어기 (320) 는, 제 1 층 (607) 에 배치된, 수신기 전극들 (370) (도 3a) 과 같은 수신기 전극들 (도시 생략) 과 통신하도록 구성되고, 디스플레이 제어기 (333) 는, 공통 전극 층 (808B) 에 배치된, 공통 전극들 (360) (도 3a) 과 같은 공통 전극들 (도시 생략) 을 구동하도록 구성된다. 공통 전극 층 (808B) 에 배치된 공통 전극(들)은 센서 동작 동안 제 1 층 (607) 에 배치된 수신기 전극들에 신호들을 전달하도록 또한 구성되는 조합 전극들일 수 있다. 일 예에서, 하나 이상의 센서 전극(들)은 컬러 필터 기판의 상단에 배치되고, 이들 센싱 엘리먼트들은 송신기 및/또는 수신기 전극(들)으로서 구성될 수도 있다.

도 8b 는, IPS (in-plane switching), FFS (fringe field switching) 또는 PLS (plane line switching) LCD 기술 디바이스로서 일반적으로 공지되는, 제 2 유형의 LCD 디스플레이 (821) 를 형성하기 위해 사용되는 하나 이상의 컴포넌트들을 포함하는 입력 디바이스 (395) 의 대안적인 버전을 도시한다. 이 구성에서, 센서 제어기 (320) 는 제 1 기판 (501) 과 제 2 기판 (502) 사이에 정의된 체적 (435) 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 도 8b 에 도시된 바와 같이, IPS LCD 디스플레이 (821) 는 TFT 층 (808D) 으로부터 분리된 공통 전극 층 (808B) 을 일반적으로 포함하지 않는다. 따라서, LCD 디스플레이 (821) 는 별도의 공통 전극 층 (808B) 을 포함하지 않기 때문에 도 8a 에 나타낸 LCD 디스플레이 (820) 의 구성과 다르며, 그리하여 디스플레이 제어기 (333) 는 TFT 층 (808D) 에 형성된 공통 전극들과 주로 통신할 것이고, 센서 제어기 (320) 는 제 1 층 (607) 에 배치된 센서 전극들에 접속된다. 다양한 실시형태들에 있어서, 하나 이상의 센서 전극들 (실질적으로 불투명한 재료를 포함할 수도 있고 또는 포함하지 않을 수도 있음) 은, 디스플레이 디바이스 (예컨대, 서브픽셀들) 의 휘도에 대해 패터닝된 센서 전극들의 시각적 영향을 감소시키기 위해 컬러 필터 유리 상에 순환적으로 정렬되고 및/또는 패터닝될 수도 있다.

도 9a 및 도 9b 는 유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이 (908) 의 적어도 일부분을 형성하기 위해 사용되는 하나 이상의 컴포넌트들 그리고 센서 제어기 (320) 및 다른 컴포넌트들에 대한 몇몇 특정 실장 대안들을 포함하는 입력 디바이스 (395) 의 2개의 버전들을 도시한다. 일반적으로, 도 9a 에 도시된 입력 디바이스 (395) 는 제 1 기판 (501), 센서 전극 층 (606), 제 2 기판 (502), OLED 디스플레이 엘리먼트들 (908), 및 제 3 투명 기판 (503) 을 포함할 수도 있다. 이 구성에서, 센서 제어기 (320) 는 제 1 기판 (501) 과 제 2 기판 (502) 사이에 정의된 체적 (435) 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 일 예에서, 제 1 기판 (501) 은 커버 기판이고, 제 2 기판 (502) 은 밀봉 기판이고, 제 3 기판 (503) 은 TFT 기판이다. OLED 디스플레이 엘리먼트들 (908) 은 컬러 필터 층 (908A), 공통 전극들 (360) 을 포함하는 공통 전극 층 (908B), 유기 발광 다이오드 재료 층 (908C), 및 TFT 층 (908D) 을 포함할 수도 있다. 일 예에서, 센서 제어기 (320) 는 밀봉 기판 상에 실장되고, 디스플레이 제어기 (333) 는 제 3 기판 (503) (예컨대, TFT 기판) 상에 실장된다. 다른 예에서, 센서 제어기 (320) 는 커버 기판 상에 실장되고, 디스플레이 제어기 (333) 는 제 3 기판 (503) (예컨대, TFT 기판) 상에 실장된다. 추가적인 재료 층 (605) 은 광학적 이유로, 제 1 기판 (501) 과 제 2 기판 (502) 사이에 배치되는 편광자 층을 포함할 수도 있고, 컬러 필터 또는 라미네이팅 또는 접착제 층(들)을 또한 포함할 수도 있다. 이 구성에서, 하나 이상의 공통 전극(들)이 제 2 기판 (502) 과 제 3 기판 (503) 사이에 위치되고 유기 LED 재료로부터의 발광을 제어하기 위해 TFT 층 (908D) 과 함께 사용될 수도 있다. 공통 전극(들)은 또한 입력을 센싱하기 위해 구성될 수 있는 조합 전극(들)일 수도 있다. 예를 들어, 공통 전극(들)은 또한 송신기 전극(들) (360) 으로서 구성될 수도 있다. 하나 이상의 센서 전극(들)은 제 2 기판 (502) 의 상단에 배치되고, 이들 센서 전극(들)은 송신기 및/또는 수신기 전극(들)로서 구성될 수도 있다. 도 9b 에 도시된 입력 디바이스 (395) 의 실시형태는, 컬러 필터 층 (908A) 이 OLED 디스플레이 엘리먼트들 (908) 내부에 존재하지 않고 추가적인 재료 층 (605) 에 배치된 편광자 층을 대체하거나 또는 부가될 수도 있다는 점을 제외하고는, 도 9a 와 유사하다. 대안으로, 일 실시형태에 있어서, 컬러 필터 층은 OLED 패널에 존재할 수도 있다.

상기 서술되어 언급된 바와 같이, 통합된 터치 스크린들을 포함하는, 입력 디바이스 (100) 의 많은 실시형태들에 대해 설명하였다. 몇몇 실시형태들은 제 1 투명 기판, 제 2 투명 기판 및 제 3 기판을 포함한다. 제 1 투명 기판은 사용하는 동안 사용자의 눈에 보다 가까이 위치되도록 구성될 수도 있고, 몇몇 경우에는 렌즈일 수도 있고 또는 때때로 윈도우 유리라고 지칭될 수도 있다. 제 3 기판은 전계를 변화시키도록 구성된 활성층을 싣고 있을 수도 있다. 제 3 기판은 TFT 기판일 수도 있고, 활성층은 TFT 층일 수도 있다. 디스플레이 제어기는 제 3 기판에 통신가능하게 커플링되고, 제 3 기판에 실장되고 및/또는 제 3 기판으로부터 멀리 위치될 수도 있다. 제 2 투명 기판은 제 1 투명 기판과 제 3 기판 사이에 위치된다. 더불어, 제 2 투명 기판 및 제 3 기판은 전계에 영향받는 디스플레이 재료 (이를테면, 액정 (LC), 유기 발광 다이오드 (OLED) 재료, 또는 전계에 의해 영향받는 몇몇 다른 디스플레이 재료) 를 사이에 둔다. 복수의 센싱 엘리먼트들 (121) 의 적어도 일부는 제 1 투명 기판과 제 2 투명 기판 사이에 정의된 체적 (435) 내에 적어도 부분적으로 위치되고, 제 1 투명 기판 및 제 2 투명 기판 중 어느 하나 또는 양자 상에 배치될 수도 있다. 이들 센싱 엘리먼트들 (121) 을 제어하기 위해 구성된 센서 제어기 (320) 는 제 1 투명 기판과 제 2 투명 기판 사이에, 또는 제 1 투명 기판과 제 4 기판 (도 5c) 사이에 위치되고, 제 1 투명 기판 또는 제 2 투명 기판들 상에 (또는 제 4 기판에) 배치될 수도 있다. 센서 제어기 (320) 는 제 1 투명 기판과 제 2 투명 기판 사이에 형성된 체적 (435) 내부에 끼워지도록 구성될 수도 있다. 다른 구성에서, 센서 제어기 (320) 는 제 1 투명 기판과 제 2 투명 기판 사이에 형성된 체적 (435) 내부에 전적으로 끼워지도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 센서 제어기 (320) 는 적어도 제 1 투명 기판과 제 2 투명 기판 사이에 위치되는 다른 재료들의 적층 만큼 얇게 되도록 타겟화될 수도 있다.

본 명세서에 서술된 실시형태들 및 예들은, 본 발명의 기술 및 그것의 특정한 애플리케이션을 가장 잘 설명하고, 이로써 당업자로 하여금 본 발명의 기술을 제작하고 사용하는 것을 가능하게 하기 위해 제시되었다. 당업자는 상기 기재 및 예들이 오직 예시 및 예를 위해서만 제시되었음을 인식할 것이다. 서술되는 기재는 본 발명의 기술을 개시된 정밀한 형태로 한정하거나 또는 제한하려고 의도된 것은 아니다. 상기 내용은 본 발명의 실시형태들에 관한 것이지만, 하기 청구범위들에 의해 결정되는 본 발명의 범위 및 기본적 범위로부터 일탈하지 않는 한 본 발명의 다른 추가의 실시형태들이 고안될 수도 있다.

Claims

정면 (front surface) 및 배면 (rear surface) 을 갖는 제 1 기판으로서, 상기 배면은 상기 제 1 기판의 상기 정면에 반대되는 측에 있는, 상기 제 1 기판;
제 1 면을 갖는 제 2 기판;
복수의 센서 전극들; 및
상기 복수의 센서 전극들에 통신가능하게 커플링된 센서 제어기를 포함하고:
상기 센서 제어기의 적어도 일부 및 상기 복수의 센서 전극들의 일부는 상기 제 1 기판의 상기 배면과 상기 제 2 기판의 상기 제 1 면 사이의 오버랩의 영역에 의해 정의된 체적 내에 배치되는, 입력 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판은 투명한, 입력 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 정면은 디스플레이 디바이스의 가시면 (viewing surface) 인, 입력 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 센서 전극들은 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판 중 적어도 하나의 기판 상에 배치되는, 입력 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 센서 전극들은 복수의 송신기 전극들 및 복수의 수신기 전극들을 포함하는, 입력 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판 중 하나의 기판 상에만 배치된 복수의 전도성 라우팅 트레이스들을 더 포함하고,
상기 전도성 라우팅 트레이스들은 상기 센서 제어기에 그리고 상기 복수의 센서 전극들에 커플링되는, 입력 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 센서 전극들은 복수의 수신기 전극들을 포함하는, 입력 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 기판에 커플링되는 제 3 기판 상에 배치된 디스플레이 디바이스의 활성층을 더 포함하는, 입력 디바이스.
제 8 항에 있어서,
상기 제 3 기판은 박막 트랜지스터 (TFT; thin-film transistor) 기판을 포함하고, 상기 활성층은 복수의 트랜지스터들을 포함하는 박막 트랜지스터 (TFT) 층인, 입력 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 센서 전극들은 복수의 공통 전극들을 포함하고,
상기 복수의 공통 전극들 중 적어도 하나의 공통 전극은 디스플레이 디바이스의 디스플레이의 업데이트 및 용량성 센싱 양자를 위해 구성되고 (configured),
상기 체적 내에 배치된 상기 복수의 센서 전극들 중 상기 일부는, 상기 복수의 공통 전극들 중 적어도 하나의 공통 전극으로부터의 결과적인 신호들을 수신하도록 구성되는 복수의 수신기 전극들을 포함하는, 입력 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판의 상기 배면과 상기 제 2 기판의 상기 제 1 면 사이에 배치된 제 1 층으로서, 상기 제 1 층은 제 1 두께를 가지며 편광층 또는 비산방지 필름 층 (anti-shatter film layer) 을 포함하는, 상기 제 1 층을 더 포함하고:
상기 센서 제어기는 제 1 면, 제 2 면, 및 상기 센서 제어기의 제 1 면과 상기 센서 제어기의 제 2 면 사이에 정의된 센서 제어기 두께를 가지며, 상기 센서 제어기 두께는 상기 제 1 두께 이하인, 입력 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 센서 전극들은 상기 제 1 기판의 상기 정면 위의 센싱 영역 내의 입력 오브젝트를 센싱하도록 구성되고,
상기 제 1 기판의 상기 배면과 상기 제 2 기판의 상기 제 1 면 사이의 오버랩의 영역에 의해 정의된 체적은, 상기 센싱 영역의 에지와 상기 제 1 기판 또는 상기 제 2 기판의 에지 사이에 배치된 오버랩의 영역에 의해 또한 정의되는, 입력 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 센서 제어기는 제 1 면, 제 2 면, 상기 센서 제어기의 제 1 면과 제 2 면 사이에 정의된 센서 제어기 두께, 폭, 및 길이를 가지며,
상기 폭 및 상기 길이는 상기 센서 제어기의 제 1 면과 평행한 방향에서 각각 측정되며, 크기가 동일하지 않은, 입력 디바이스.
정면 (front surface) 및 배면 (rear surface) 을 갖는 제 1 투명 기판으로서, 상기 배면은 상기 제 1 투명 기판의 상기 정면에 반대되는 측에 있는, 상기 제 1 투명 기판;
제 1 면 및 제 2 면을 갖는 제 2 투명 기판으로서, 상기 제 2 면은 상기 제 2 투명 기판의 상기 제 1 면에 반대되는 측에 있는, 상기 제 2 투명 기판;
디스플레이 디바이스의 적어도 일부가 배치되는 제 1 면을 갖는 제 3 기판으로서, 상기 제 2 투명 기판이 상기 제 1 투명 기판의 상기 배면과 상기 제 3 기판의 제 1 면 사이에 배치되는, 상기 제 3 기판;
복수의 센서 전극들; 및
상기 복수의 센서 전극들에 통신가능하게 커플링된 센서 제어기를 포함하고:
상기 센서 제어기의 적어도 일부 및 상기 복수의 센서 전극들의 적어도 일부는 상기 제 1 투명 기판의 상기 배면과 상기 제 2 투명 기판의 제 1 면 사이에 정의된 체적 내에 배치되는, 터치 스크린.
제 14 항에 있어서,
상기 디스플레이 디바이스의 상기 적어도 일부는 상기 제 3 기판에 커플링되는 디스플레이 제어기를 더 포함하고,
상기 제 1 투명 기판은 가시면 (viewing surface) 을 갖는 렌즈인, 터치 스크린.
제 14 항에 있어서,
상기 복수의 센서 전극들은 상기 제 1 투명 기판 및 상기 제 2 투명 기판 중 적어도 하나의 기판 상에 배치되고,
상기 복수의 센서 전극들은 복수의 송신기 전극들 및 수신기 전극들 중 적어도 하나를 포함하는, 터치 스크린.
제 14 항에 있어서,
상기 디스플레이 디바이스는 복수의 트랜지스터들을 포함하는 박막 트랜지스터 (TFT) 층을 포함하는, 터치 스크린.
제 14 항에 있어서,
상기 복수의 센서 전극들은 복수의 공통 전극들을 포함하고,
상기 복수의 공통 전극들 중 적어도 하나의 공통 전극은 상기 디스플레이 디바이스의 디스플레이의 업데이트 및 용량성 센싱 양자를 위해 구성되고,
상기 복수의 센서 전극들은, 상기 복수의 공통 전극들 중 적어도 하나의 공통 전극으로부터의 결과적인 신호들을 수신하도록 구성되는 복수의 수신기 전극들을 더 포함하는, 터치 스크린.
제 14 항에 있어서,
상기 복수의 센서 전극들은 상기 제 1 투명 기판의 상기 정면 위에 형성된 센싱 영역 위에 배치된 입력 오브젝트의 위치를 센싱하도록 구성되고,
상기 제 1 투명 기판의 상기 배면과 상기 제 2 투명 기판의 제 1 면 사이에 정의된 체적은, 상기 센싱 영역의 에지와 상기 제 1 투명 기판 또는 상기 제 2 투명 기판의 에지 사이에 배치된 영역에 의해 또한 정의되는, 터치 스크린.
제 1 투명 기판의 제 1 면을 제 2 기판의 제 1 면에 커플링하는 단계로서, 복수의 센서 전극들이 상기 제 1 투명 기판의 제 1 면과 상기 제 2 기판의 제 1 면 사이에 배치되는, 상기 커플링하는 단계; 및
상기 복수의 센서 전극들에 전기적으로 커플링되는 센서 제어기가 상기 제 1 투명 기판의 제 1 면과 상기 제 2 기판의 제 1 면 사이에 정의된 체적 내에 배치되도록, 상기 센서 제어기를 상기 제 1 투명 기판의 제 1 면 또는 상기 제 2 기판의 제 1 면 중 어느 하나에 커플링하는 단계를 포함하는, 입력 디바이스의 형성 방법.
제 20 항에 있어서,
상기 복수의 센서 전극들은 복수의 공통 전극들을 포함하고,
상기 복수의 공통 전극들 중 적어도 하나의 공통 전극은 디스플레이 디바이스의 디스플레이의 업데이트 및 용량성 센싱 양자를 위해 구성되고,
상기 복수의 센서 전극들은, 상기 복수의 공통 전극들 중 적어도 하나의 공통 전극으로부터의 결과적인 신호들을 수신하도록 구성되는 복수의 수신기 전극들을 더 포함하는, 입력 디바이스의 형성 방법.
제 20 항에 있어서,
상기 복수의 센서 전극들은 복수의 수신기 전극들 및 복수의 송신기 전극들 중 적어도 하나를 포함하는, 입력 디바이스의 형성 방법.