用于同时感测电容性触摸和感应电磁场输入的多输入板以及输入系统的制作方法

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用于同时感测电容性触摸和感应电磁场输入的多输入板以及输入系统的制造方法与工艺

本发明涉及用于同时感测手指触摸和电子笔操控的多输入板以及输入系统,更具体地,涉及用于同时感测电容性触摸和感应电磁场输入的多输入板和包括所述多输入板的输入系统。



背景技术:

作为同时感测手指触摸和发射感应电磁场的电子笔(e-pen)的操控的传统技术,提出了题为“Tablet for simultaneously sensing positions of a finger and a pointer with a resonance circuit”的韩国专利No.1027672。

在传统技术中,如图1所示,通过将形成第一线天线111和第一线电极121的衬底与形成第二线天线112和第二线电极122的衬底进行叠置,可以检测到沿第一方向和第二方向的坐标。

同时,为了感测手指触摸,例如将作为特定交流电压的TX信号施加至沿第一方向的第一线电极,并且通过沿第二方向的第二线电极接收手指的RX信号。

在普通的图案结构中,TX信号的电极被配置为尽可能大以通过TX信号产生较强的交流电场。因此,为了形成尽可能大的施加TX信号的第一线电极的每一个,第一线电极密集地配置为相对于相邻的第一线电极具有尽可能小的间隔。

为了实现根据传统技术的同时感测手指触摸和电子笔的操控的平板,第一线天线图案设置在用于TX信号的第一线电极图案之间。然而在这种结构中,因为第一线天线图案位于第一线电极图案之间,并且这些图案实质上要求特定间隔,不可避免的是可以将第一线电极图案的宽度相对地减小到某个程度。

因此,第一线电极中的TX信号的强度降低,使得可以限制感测电容性手指触摸的灵敏度。

另外,将第一线天线图案设置在第一线电极图案之间意味着所设置的图案数量的增加。当图案数量增加时,设置为将所述图案连接至外部设备的连接线的数量也增加。因为连接线不是用于感测手指或电子笔,所以它们延伸到图案外并且形成边框区。

从而,由于随着连接线的数量增加需要更大的边框区,所以当前减小边框宽度的趋势是不利的。



技术实现要素:

技术问题

本发明构思提出了一种用于同时感测电容性触摸和感应电磁场输入的多输入板,从而解决了上述问题:当将线天线设置在TX信号的线电极之间以同时感测电容性手指触摸和感应电磁场型电子笔(e-笔)输入时,线电极的宽度降低并且线电极之间的间隔增加,使得触摸感测的灵敏度降低。

本发明构思提出了一种多输入板,该多输入板能够在保持电容性手指触摸感测的性能的同时通过使用感应电磁场来感测电子笔的位置,而不降低用于TX信号的电极的宽度。

本发明构思提出了一种用于同时感测电容性触摸和感应电磁场输入的多输入板,其中通过减小设置在图案外部的连接线的数量来减小边框宽度。

有益效果

在根据本发明构思的用于同时感测电容性触摸和感应电磁场输入的多输入板中,用于根据TX信号的施加来感测电容性触摸的第一图案也用于感测发射感应电磁场的电子笔。

因此,由于不需要减小第一图案的尺寸,所以不会降低电容性触摸感测的灵敏度。另外,因为没有增加第一图案的连接线的数量,所以不需要增加边框区。

另外,因为可以按照各种方法在衬底上实现每一种图案,所以可以容易地制造多输入板。

附图说明

图1示出了根据传统技术的用于同时感测手指和指示器的位置的图案沿第一方向和第二方向的形状。

图2示出了根据实施例的用于同时感测电容性触摸和感应电磁场输入的多输入板的结构。

图3示出了根据另一个实施例的用于同时感测电容性触摸和感应电磁场输入的多输入板的结构。

图4示出了根据另一个实施例的用于同时感测电容性触摸和感应电磁场输入的多输入板的结构。

图5示出了根据实施例的多输入板的图案的重叠形状。

图6示出了图5的图案中的第一图案的结构以及从第一图案的每一个的相对端到控制器和开关设备的连接线。

图7示出了图5的图案中的第二图案、第三图案和公共回路的结构以及所述图案的连接线的结构。

图8示出了根据本发明构思的设置多输入板、显示面板和功率线圈的示例。

图9A和9B示出了根据本发明构思的设置多输入板、显示面板和功率线圈的另一个示例。

图10A和10B示出了根据本发明构思的设置多输入板、显示面板和功率线圈的另一个示例。

图11A、11B、11C和11D是各种功率线圈结构的截面图。

图12示出了通过在多个衬底上形成功率线圈图案以及通过重叠衬底以将图案连接成一个图案来形成一个功率线圈的示例。

图13示出了将功率线圈设置在衬底的形成感测图案的边缘部分处的示例。

图14示出了与图13不同的在与形成感测区域的表面相对的表面上形成功率线圈的示例。

图15示出了在分离的衬底上形成功率线圈然后将所述衬底与多输入板和显示面板重叠的示例。

具体实施方式

根据本发明的一个方面,一种用于同时感测电容性触摸和感应电磁场输入的多输入板包括:多个第一图案,在感测区域中沿第一方向延伸;多个第二图案,在感测区域中沿特定第二方向延伸;多个第三图案,在感测区域中沿第二方向延伸;至少一个公共回路,围绕所述感测区域的至少一部分;第一控制器,在电容性触摸感测模式下,通过当第一图案的一端与第一图案的另一端相连或者将第一图案的另一端开路时向第一图案的一端施加电压并且感测在第二图案处出现的电压,来确定电容性触摸的位置,或者通过当第一图案的一端与第一图案的另一端相连或者将第一图案的另一端开路时向第二图案的一端施加电压并且感测在第一图案的一端处出现的电压,来确定电容性触摸的位置;以及第二控制器,在感应电磁场感测模式下,在第一图案的另一端和第三图案的与第三图案的一端相对的另一端与所述至少一个公共回路相连时,基于第一图案的另一端所连接的公共回路的电压和从第一图案的一端输出的电压,来确定沿第二方向的感应电磁场发射位置,或者基于第三图案的另一端所连接的公共回路的电压和从第一图案的一端输出的电压来确定沿第一方向的感应电磁场发射位置。

所述至少一个公共回路可以连接至所述第三图案的另一端。

所述第三图案可以与所述第二图案形成于相同衬底的相同表面上。

在电容性触摸感测模式下,所述至少一个公共回路可以被设置为接收要接地的或要开路的电压,并且所述第三图案的一端可以被设置为接收要接地的或者要连接至所述第二控制器的或者要开路的电压。

在感应电磁场感测模式下,所述第二图案的一端可以被设置为接收将要接地的、要连接至所述第一控制器的或者要开路的电压。

所述第一控制器和所述第二控制器可以通过相互控制通信线路来传送所述第一图案的占用率和占用时间,以在分开的时间部分中执行电容性触摸感测模式和感应电磁场感测模式。

可以通过使用所述第一图案、所述第二图案和所述第三图案中的至少一个将感应电磁场发射至电子笔的谐振电路。

所述多输入板还可以包括:功率线圈,设置为与所述第一图案、所述第二图案、所述第三图案和所述公共回路绝缘,并且具有围绕所述感测区域的至少一部分的线圈形状以将感应电磁场发射至所述电子笔的谐振回路;以及线圈驱动器,向所述功率线圈施加功率以发射所述感应电磁场。

所述功率线圈可以包括围绕多个小区域中的一个或一些的小尺寸功率线圈,所述多个小区域是通过将所述感测区域分段来获得的。

在感应电磁场感测模式下,所述至少一个公共回路是共用的,或者使用分离的公共回路作为所述第一图案的另一端所连接的公共回路以及所述第三图案的另一端所连接的公共回路。

根据本发明构思的一个方面,一种用于同时感测电容性触摸和感应电磁场输入的多输入板包括:第一层,其上形成在感测区域中沿第一方向延伸的多个第一图案;第二层,其上形成在感测区域中沿第二方向延伸的多个第二图案;第三层,其上形成在感测区域中沿所述第二方向延伸的多个第三图案;以及至少一个公共回路层,其上形成围绕所述感测区域的至少一部分的公共回路。。

所述多输入板还可以包括功率线圈层,所述功率线圈层上形成用于将感应电磁场发射至电子笔的谐振电路的至少一个功率线圈图案。

所述第一层、所述第二层、所述第三层、所述公共回路层和所述功率线圈层中的至少两层可以形成在一个衬底的两个表面上。

所述第一层、所述第二层、所述第三层、所述公共回路层和所述功率线圈层中的至少两层在绝缘状态下形成在一个衬底的一个表面上,或者在其间插入绝缘层的情况下堆叠。

所述公共回路层的至少一部分或者整体可以形成于所述第一层、所述第二层、所述第三层和所述功率线圈层中的层上,并且所述公共回路层被配置为使得当所述层重叠时将相应的部分彼此相连以形成一个完整的回路形状,或者将完整的回路形状形成于所述层中的至少一个的一个表面上。

所述第一层、所述第二层、所述第三层和所述公共回路层中的至少两层可以形成在相同衬底的相同表面上。

根据本发明的一个方面,一种具有用于同时感测电容性触摸和感应电磁场输入的多输入板的触摸屏装置包括:根据上述本发明构思的任一项所述的多输入板;以及显示视觉图像的显示面板层,其中所述多输入板的所述第一层、所述第二层、所述第三层、所述公共回路层、所述功率线圈层和所述显示面板层按照特定顺序堆叠。

发明构思的实施方式

参考示出了本发明构思的优选实施例的附图以便获得对于本发明构思、其优点以及由本发明构思的实现而完成的目标的足够理解。下文中,将通过参考附图解释本发明构思的优选实施例来描述用于同时感测电容性触摸和感应电磁场输入的多输入板。附图中相同的参考数字指示相同的元素。

下面参考图2描述根据实施例的用于同时感测电容性触摸和感应电磁场输入的多输入板的结构。参考图2,所述多输入板可以包括多个第一图案11、多个第二图案21、多个第三图案31、公共回路32、第一控制器51和第二控制器52。另外,所述多输入板还可以包括第一MUX 41,作为开关设备。

感测区域表示通过用户手指的接近或触摸实现电容性触摸输入或者通过发射感应电磁场的电子笔(e-笔)的接近或触摸实现感应电磁场输入的区域。可以将感测区域限定在电子装置的具体位置,具体地显示面板表面的至少一部分。在以下描述中,所述感测区域与公共回路32围绕的区域相匹配。另外,所述感测区域是显示面板的整个表面。

第一方向可以表示感测区域中的特定线性方向。另外,第二方向可以表示与是第一方向相交的另一个线性方向。例如,第一方向可以是沿X-轴的特定方向,而第二方向可以是沿与X轴垂直的Y-轴的方向。

在本发明构思中,执行感应电磁场输入的电子笔可以配置为写入装置的形式,并且可以包括具有电容器和电感器在内的谐振电路。

电子笔可以包括电池,并且通过使用电池提供的功率向谐振电路施加交流电压,通过电子笔的一部分发射感应电磁场,例如笔尖。另外,所述电子笔可以通过引线方式连接至外部电源,并且可以通过直接从外部电源接受功率并且发射反应电磁场来操作。

在本发明构思中,代替包括分离的电池或者通过引线方式接收功率,电子笔可以配置为当谐振电路利用外部产生的感应电磁场谐振时产生感应电压,将所产生的感应电压存储在电容器中,并且当去除外部产生的感应电场时根据在电容器中存储的感应电压从所述谐振电路发射感应电磁场。将这种电子笔称作无电池电子笔。

所述第一图案11是在感测区域中沿第一方向延伸的导电图案。

所述第一图案11可以具有多种形状,例如具有一定宽度的棒状形状、具有连续变化的宽度的形状以及连接具体外形的顶点的阵列形状。另外,所述第一图案11不但可以具有沿直线延伸的形状,而且可以具有沿向正弦波那样的特定规则曲线或者沿各种自由曲线弯曲的形状。

可以将所述第一图案11沿第二方向设置多个。在这种状态下,第一图案11可以至少在感测区域中具有间隔的并行设置,并且可以彼此绝缘也与其他图案绝缘,例如与第二图案21绝缘。

在本发明构思中,所述第一图案11感测用户的手指的电容性触摸,并且描述了形成为沿第一方向线性带状的第一图案11的示例。

作为感测区域中沿第二方向延伸的导电图案的第二图案21可以具有与第一图案11类似的形状或者可以具有不同的形状。在本实施例中,描述了形成为沿第二方向的线性带子或引线形状的第二图案21的示例。

可以将第二图案21沿第一方向并行地设置为多个,它们至少在感测区域中具有特定间隔。所述第二图案21彼此绝缘,与其他图案绝缘(具体地与第一图案绝缘)并且与除了第一图案21之外的其他图案绝缘。另外,所述第二图案21与感测区域中的第一图案11重叠。

当第一图案11形成于衬底的一个表面上(具体地,透明膜衬底上)并且第二图案21形成于相对的表面上时,相应的图案可以在彼此绝缘的同时彼此重叠。备选地,所述第一图案11可以形成于任一个膜衬底上,并且所述第二图案21形成于另一个膜衬底上,然后所述膜衬底彼此重叠。同样,所述第一图案11和所述第二图案21可以彼此绝缘,并且可以在用于在所述衬底的任一表面上形成第一图案、通过涂覆绝缘材料来形成绝缘层以及在所述绝缘层上形成所述第二图案21的方法中彼此重叠。

可以是例如用于感测电容性手指触摸的电极图案的第一图案11可以是TX图案,该TX图案根据TX信号的施加向所述图案的外部发射交流电场。

同样,所述第二图案21可以是RX图案,所述RX图案接收从所述TX图案发射的交流电场(TX信号),并且输出RX信号。

所述TX信号可以是具有特定频率的交流电压。当向TX图案施加交流电压时,所述TX图案发射具有上述频率的交流电压。可以将所发射的交流电场输入至RX图案。当诸如手指之类的电场吸收对象接近所述TX图案或所述RX图案时,从所述TX图案输入至所述RX图案的交流电场的一部分被电场吸收对象吸收,因此所述RX图案输出与改变的交流电场相对应的EX信号。

在这种状态下,可以通过使用改变所述交流电场的位置处所述TX图案和所述RX图案的位置来确定所述电场吸收对象的位置。另外,可以通过使用所述改变交流电场的量来确定接近、接触或接近距离。

所述电场吸收对象不但可以是人体(具体地,手指)而且可以是接地或者包括特定电场吸收电流的电子装置。

尽管在以上描述中,所述第一图案11是TX图案并且所述第二图案21是RX图案,可以配置为将TX信号施加至所述第二图案21并且所述第一图案11输出RX信号。

另外在位置关系中,所述第一图案11可以位于下侧,并且所述第二图案21可以位于所述第一图案11上方。相反地,所述第二图案21可以位于所述下侧,并且所述第一图案11位于所述第二图案21上方。

所述第三图案31是沿第二方向设置在第二图案21之间的感测区域中的多个导电图案,所述第三图案与所述第一图案11和所述第二图案21绝缘。

所述公共回路32是至少围绕所述感测区域的回路形状中的导电图案,并且可以将接地电压或者具有特定值的电压施加至所述公共回路32。另外,所述公共回路32可以设置为浮置状态,在所述浮置状态下没有施加电压。

将所述公共回路32设置为与其他图案绝缘。然而,所述第三图案31的另一端可以连接至所述公共回路32。

换言之,所述第三图案31的另一端连接至所述公共回路32的一侧,并且所述第三图案31的一端在感测区域上延伸,并且进一步在所述公共回路32的另一侧上延伸至所述感测区域的外部。所述公共回路32和所述第三图案31在与所述公共回路32的另一侧相交的部分处彼此绝缘。

所述第一图案11、所述第二图案21、所述第三图案31和所述公共回路32可以形成于分离衬底上。所述衬底可以是透明衬底或柔性膜衬底。所述第二图案21和所述第三图案31可以同时彼此并行地形成于一个衬底上。

另外,所述公共回路32的图案可以通过划分为至少两个或多个部分形成于衬底上,该衬底上形成有所述第一图案11、所述第二图案21、所述第三图案31和所述公共回路32。当所有的衬底彼此重叠时,所述至少一部分连接以形成所述公共回路32。

另外,可以通过在所述第一图案11周围形成一个图案以及在第三图案31周围形成另一个图案来形成所述公共回路32的图案,从而为每一个图案提供分离的公共回路。如上形成的分离的公共回路可以在绝缘状态下被独立地控制,或者可以连接至相同的电势。

所述第一图案11、所述第二图案21、所述第三图案31和所述公共回路32中的至少两个可以形成于一个衬底的相同表面上或者一个衬底的相对表面上。

尽管在以上描述中,所述第三图案31的每一个设置在第二图案21之间,这意味着所述第二图案21和所述第三图案31可以形成于一个衬底的相同表面上。当所述第二图案21和所述第三图案31形成于分离的衬底上时,将所述第三图案31的每一个设置于所述第二图案21之间是不必要的。另外,即使当所述第二图案21和所述第三图案31形成于一个衬底的相同表面上时,将所述第三图案31的每一个设置在所述第二图案21之间也是不必要的。所述第二图案21可以设置为围绕所述第三图案31,或者所述第三图案31可以设置为围绕所述第二图案21。

所述第一控制器51是用于感测电容性触摸的控制器,并且在电容性触摸感测模式下可以感测手指或电子笔对于感测区域的接近或触摸,所述手指或电子笔接地或者包括吸收交流电场的电流,并且输出与所感测的触摸位置的坐标有关的信息。

为此,所述第一控制器51将所述第一图案11的每一个的另一端开路,或者将所述第一图案11的每一个的另一端连接至所述第一图案的一端,并且向所述第一图案中的任一个或者多个施加特定电压,即TX信号。所述第一控制器51感测从所述第二图案21中的任一个或多个输出的电压,即RX信号。

当识别出感测的RX信号的性质(例如幅度或频率)发生改变的位置时,可以将与所述位置相对应的所述第一图案和所述第二图案确定为所述电容性触摸的位置。

在感应电磁场感测模式下作为用于感测感应电磁场输入的控制器的第二控制器52包括谐振电路,并且可以当发射感应电磁场的电子笔接近或触摸感测区域时输出与所述位置的坐标有关的信息。

换言之,所述第二控制器52选择所述第一图案11的每一个的另一端之一并且将所连接的另一端与公共回路32相连,并且将所述公共回路32的电压与从与所选择的另一端相对应的一端输出的感应电压进行比较,从而感测电子笔的位置(从谐振电路输出的感应电磁场的位置)。备选地,所述第二控制器52同时将所述第一图案11的所有另一端连接至所述公共回路32,并且选择所述第一图案11的至少一个,并且将从所选择图案的一端输出的感应电压与所述公共回路32的电压进行比较,由此感测电子笔的位置。

同样地,通过使用如上的第一图案,可以感测电子笔的根据第二方向的位置。

接下来,所述第二控制器52选择所述第三图案31之一,并且将从所选择的图案输出的感应电压与所述公共回路32的电压进行比较,由此感测电子笔的位置。同样地,通过使用如上的第三图案31,可以感测电子笔的根据第二方向的位置。

在按照电容性触摸感测模式感测触摸并且按照感应电磁场感测模式感测电子笔沿第二方向的位置时,所述第一图案11是共用的,并且因此上述操作是分离执行地,而不会彼此重叠。因此,所述第一控制器51和所述第二控制器52可以经由相互控制通信线53彼此连接。可以经由相互控制通信线53将每一个控制器的操作模式以及所述第一图案11的占用率和占用时间/持续时间通知给对方。

在电容性触摸感测模式下,可以将具体的电压施加至未在使用的公共回路32。备选地,所述公共回路32可以接地或者可以保持开路状态。

另外,在电容性触摸感测模式下,未在使用的第三图案32可以保持连接至第二控制器52的连接状态或者设置为开路状态,或者可以将具体的电压施加至所述第三图案31。

另外,在感应电磁场感测模式下,未在使用的第二图案21可以接收具体的电压、可以接地、可以保持连接至第一控制器51的连接状态或者可以是开路的。

作为开关设备的示例,所述第一MUX 41可以是具有两个输入和一个输出的2:1MUX。所述第一图案11中的任一个的一端可以连接至两个输入中的任一个,并且所述公共回路32的连接点可以连接至所述两个输入中的另一个。所述第一图案11之一的另一端可以连接至所述输出。第一MUX 41可以设置为与第一图案11的数量一样多。

第一MUX 41可以将所有的输入和输出开路。

可以通过第一控制器51或第二控制器52来控制第一MUX 41的选择操作。换言之,在电容性触摸感测模式下,通过将所述第一图案11的每一个的一端和另一端彼此连接,所述第一图案11的每一个的一端和另一端彼此相连或者都开路。在感应电磁场感测模式下,所述第一MUX 41被控制为将所述公共回路32与所述第一图案11之一的另一端相连。

在本实施例中,下面详细描述第一控制器51和第二控制器52的操作示例。

(1)在电容性触摸感测模式下:

所述第一控制器51向所述第二控制器52通知电容性触摸感测模式的执行和第一图案11的占用。接收所述通知的第二控制器准备感应电磁场感测操作。

由于通过特定控制器控制所述第一MUX 41的操作以选择所述第一图案11的一端作为输出,所以所述第一图案11的一端和另一端彼此相连形成回路。另外,可以控制所述第一MUX 41将所有输入和输出开路。

在这种状态下,所述公共回路32可以接收具体的电压、可以接地或者可以开路。

另外,所述第三图案31可以接收具体的电压或者可以接地。另外,所述第三图案31可以保持连接至第二控制器52的连接状态或者可以开路。

在这种状态下,所述第一控制器51可以向多个第一图案11的任一个施加TX信号,通过选择第二图案21中的一个或多个来接收RX信号,并且基于所接收的RX信号来确定电容性触摸的位置。

因此,通过连接第一图案11的两端使得选择所述第一图案11的一端作为输出,实现了双路由:其中将TX信号同时施加至所述第一图案11的一端和另一端。

(2)在感应电磁场感测模式中:

所述第二控制器52向所述第一控制器51通知感应电磁场感测模式的执行以及所述第一图案11的占用。接收所述通知的第一控制器51准备电容性感测操作。

另外,所述第二图案可以接收具体的电压、可以接地、可以连接至第一控制器51或者可以开路。

通过特定控制器控制所述第一MUX 41的操作,使得所述第一图案11的另一端连接至所述公共回路32。换言之,所述第一MUX 41被控制为选择与所述公共回路32相连的第一图案11的一端作为输出。

在这种状态下,所述第二控制器52选择所述第一图案11之一的一端,将所选择的一端处的感应电压与所述公共回路32的电压之间的电势差进行比较,并且基于所选择的第一图案11来确定感应电磁场的发散位置,即具有谐振电路的电子笔的接近位置。可以处理所述第一图案11的选择,使得一个接一个地选择具体的参考位置,或者按照特定顺序从参考位置选择图案。

所述第二控制器52通过使用第三图案31来执行感应电磁场感测操作,与此同时或作为备选,通过使用第一图案11来执行感应电磁场感测操作。所述第二控制器52选择所述第三图案31中的任一个,并且将感测的感应电压与所述公共回路32的电势进行比较,并且可以基于所选择的第三图案来确定发射感应电磁场的位置。

可以通过将通过第一图案11确定的位置和通过第三图案31确定的位置进行组合来产生所述电子笔在感测区域中的二维坐标。

根据本实施例的多输入板配置为只在用于感测电容性触摸的电极图案中的在图案之间具有一定程度空间的第二图案(RX图案)21之间添加用于感测电子笔的第三图案31,并且在第一图案(TX图案)11在图案之间不具有空间的情况下,被配置为使用作为开关设备的第一MUX 41将第一图案11的一端选择性地连接至公共回路32或者将所述一端开路,还被配置为用作用于感测电子笔的天线图案。

根据以上结构,因为至少针对第一图案(TX图案)11可以尽可能地增加图案的宽度,所以可以保持触摸感测的灵敏度。

另外,因为可以通过使用第一图案11来感测电容性触摸和感应电磁场输入两者,所以可以减小用于连接线的边框,这是由于在形成附加的图案时连接线的数量没有增加。

图3示出了根据另一个实施例的用于同时感测电容性触摸和感应电磁场输入的多输入板的结构。参考图3,根据本实施例的多输入板可以包括用作另一种类型的开关设备的第二MUX 42和开关阵列43。

所述开关阵列43用于允许反馈连接或在将所述第一图案11的一端连接至其另一端的反馈结构中将所述连接开路。

所述开关阵列43被控制为在电容性触摸感测模式下将第一图案11的一端和另一端按照一一对应关系连接,并且在感应电磁场感测模式下将所述第一图案11的一端和另一端之间的连接开路。

在第二MUX 42中,通过所述第一图案11形成的回路连接点是输入,并且与所述公共回路32的连接点是输出。所述第二MUX 42可以具有与所述第一图案11的数量相对应的输入。

在电容性触摸感测模式下,可以通过将所述输入设置为高阻抗来控制所述第二MUX 42将所述输入开路或保持该状态为开路状态。

可以将所述TX信号施加至多个第一图案11中的任一个。

当开关阵列43将所述第一图案11的一端和另一端彼此相连时,可以实现将所述TX信号施加至所述第一图案11中的每一个的两端的双路由。当将所述开关阵列43都开路时,可以实现将TX信号只施加至第一图案11的一端的单一路由。

接下来,在感应电磁场感测模式下,所述第二MUX 42可被控制为连接所有的输入作为输出或者连接一个或多个输入作为所述输出。因此,所述第一图案11的另一端可以连接至所述公共回路32。

可以根据在第一控制器51和/或第二控制器52上设置的相互协议,通过第一控制器51和第二控制器52的任一个或两者彼此共同操作来处理上述控制操作。备选地,可以通过分离的控制设备来处理所述控制操作。

在所述结构中,所选择的第一图案穿过公共回路32,从而由于从电子笔发射的感应电磁场,所选择的第一图案输出感应电压。

接下来参考图4,下文描述了根据另一个实施例的用于同时感测电容性触摸和感应电磁场输入的多输入板的结构。

本实施例的结构与图3实施例的结构的不同之处在于:去除了所述开关阵列,并且将所述第一图案11的一端的每一个和另一端的每一个输入至所述第一控制器51。作为开关设备的第三MUX 44与第二MUX 42相同。

根据以上结构,在第一控制器51的控制下,所述第一图案11的另一端可以连接至所述第一图案的一端或者可以开路,而无须添加开关阵列43。

换言之,在电容特性触摸感测模式下,所述第一控制器51将所述第一图案11的另一端与所述第一图案的一端相连或者将另一端开路(单一路由),或者将所述第三MUX 44的所有输入和输出开路。

在感应电磁场感测模式下,所述第一控制器51将所述第一图案11的所有另一端开路,并且控制所述第三MUX 44被控制为将特定另一端连接至所述公共回路32。

根据另一个示例的多输入板还可以包括功率线圈61和用于驱动功率线圈61的线圈驱动器63。将参照图2至图4来描述所述结构。

所述功率线圈61通过使用感应电磁场从所述感测区域的一部分或整个表面向包括谐振电路的电子笔供应能量。所述功率线圈61可以形成为沿感测区域的边缘缠绕的线圈,并且可以接收与特定频率相对应的交流电压/电流,具体地,所述特定频率是所述电子笔的谐振频率。

所述功率线圈61可以形成于在一个衬底上安装旋涡形状印刷的一个图案中。同样,可以通过在多个衬底上形成所述图案、与所述衬底重叠并且连接所述图案(参见图12,例如)来形成所述功率线圈61。

所述线圈驱动器63供应所述交流电压/电流。可以与感应电磁场感测模式同步地执行线圈驱动器63的能量供应操作。

可以根据感应电磁场将感应电磁场感测模式划分为经由功率线圈61向电子笔供应能量的能量供应周期以及感测通过所述第一图案11和所述第三图案31从所述电子笔发射的感应电磁场位置的电子笔感测周期。可以控制所述功率线圈61只在能量供应周期操作。

所述功率线圈61可以将所述感测区域分为多个小区域,在每一个小区域中形成小尺寸线圈,并且通过向每一个线圈施加交流电压/电流来发射感应电磁场(例如参见图10B)。

当用于输入操作的电子笔不包括诸如能够长时间存储功率的电池之类的充电设备时,可以采用所述功率线圈61。当将具有谐振电路的电子笔实现为只在较短的时间发射能量时,添加所述功率线圈61以与发射时间同步地向所述谐振电路供应能量。

当电子笔包括电池并且可以主动地发射感应电磁场时,可以不提供功率线圈61。

可以通过使用现有的第一图案11至第三图案31来实现功率线圈61,而无须添加如上所述的分离的图案。例如,通过适当地选择所述第一图案11的一个或多个的一端和另一端,可以形成具有所选择的第一图案的功率线圈图案。当向所述图案施加具体的电压时,通过所述第一图案11发射感应电磁场。

图5至图7示出了根据本发明构思的在通过使用所述图案来感测感应电磁场的多输入板中的每一个衬底上形成的用于感测电容性触摸的形状。

参考图5,在根据本实施例的多输入板中,通过将其上形成连接线12以将第一图案11、第二图案21、第三图案31和公共回路32的图案与设备相连的衬底重叠来获得图案的形状,所述设备例如是与每一个图案相对应的第一控制器、第二控制器、开关设备等。

图6示出了图5图案中的将第一图案11和所述第一图案11中的每一个的两端与每一个控制器和开关设备相连的连接线12的图案形状。

在附图中,所述第一图案11设置在感测区域中,并且所述连接线12的每一个配置为延伸至所述感测区域外部的指定位置。具体地,设置了连接线12的感测区域的外部形成了所述显示面板的外部,即边框。

可以在将诸如ITO之类的透明导电材料印刷到诸如PET之类的透明衬底上的方法中形成所述第一图案11。

因为所述第一控制器51、所述第二控制器52和所述开关设备设置在位于上述衬底外部的其他衬底上,连接线12表现为从衬底的端部向外延伸的形式来切割,所述端部即附图的最上面部分处的连接器部分。

图7示出了图5的图案中的第二图案21、第三图案31和公共回路32的结构。

在图7中,所述第二图案21和所述第三图案31可以设置于感测区域中,并且所述公共回路32可以设置在所述感测区域内部或外部。所述衬底可以是透明衬底,并且可以通过使用透明带电材料的印刷方法来形成每一个图案。

所述第二图案21的一端经由所述连接线12延伸至所述衬底的外部。所述第二图案21的另一端处于开路状态。所述第三图案31的一端中的每一个连接至所述公共回路32,并且所述第三图案31的另一端具有连接线12。

因为所述控制器51和52以及开关设备中的每一个设置于所述衬底外部,所以所述连接线12经由所述衬底的连接器部分延伸至外部。

通过将图6的衬底和图7的衬底重叠来获得如图5所示的图案结构。

图8至图15示出了根据本发明构思的多输入板的结构和显示面板。另外,也描述了功率线圈图案的添加。通过将由透明衬底构成并且整体上透明的多输入板和用于视觉地显示特定图像的显示面板彼此重叠,可以实现能够相对于显示面板输入用户手指触摸的操作或者通过电子笔的操作的输入系统。

图8示出了根据本发明构思的设置多输入板、显示面板和功率线圈的示例。参考图8,将多输入板设置于显示面板上,并且将功率线圈形成于管状衬底上,所述管状衬底是通过滚动带状衬底以围绕显示面板(和/或多输入板)的侧表面(参见图11A)来形成的。

同样地,通过将具有功率线圈的带状衬底设置在所述显示面板的侧表面处,可以减小整个系统的厚度和边框宽度,使得可以实现紧凑的系统。

可选地包括屏蔽片,所述屏蔽片防止从所述功率线圈发射的感应电磁场辐射至后侧。

图9A和图9B示出了根据本发明构思的设置多输入板、显示面板和功率线圈的另一个示例,其中将功率线圈图案形成于环形平面衬底上。所述功率线圈可以设置在所述多输入板上面(参见图9A),或者设置所述多输入板和所述多输入板下面的显示面板之间(参见图9B并且进一步参考图11B)。

图10A和图10B示出了根据本发明构思的设置多输入板、显示面板和功率线圈的另一个示例,其中所述功率线圈形成于环形平面衬底上,并且具有功率线圈的环形平面衬底设置在所述多输入板和显示面板的下面。

具体地,图10A示出了按照单环形状转动的功率线圈的示例。

在图10B中,例如沿长度方向将需要功率线圈的区域(即感测区域)划分为几个小区域的区域,并且所述功率线圈设置为使得每一个功率线圈围绕每一个小区域(参见图11C)。在这种状态下,所述功率线圈可以通过彼此绝缘而彼此重叠。根据如上所述的将小尺寸功率线圈进行组合的结构,可以在感测区域的所有部分中形成较强且均匀的感应电磁场。因此,可以将能量有效地提供给电子笔,从而改进了感测电子笔位置的灵敏度。

另外,所述功率线圈不但可以形成于分离的衬底上,而且可以形成于具有其他感测图案的特定衬底上。换言之,例如可以将所述功率线圈印刷到如图9A所示的多输入板的上表面上,可以将所述功率线圈印刷到如图9B所示的所述多输入板的下表面上,或者可以将所述功率线圈印刷到如图10A所示的所述显示面板的下表面上或者所述屏蔽片的上表面上。

图11A、11B、11C和11D是示出了图8至图10B中所示的各种功率线圈结构的截面图。图11A示出了在如图8所示的管状衬底上形成所述功率线圈,并且将衬底设置于所述显示面板的侧表面处。

图11B示出了将所述功率线圈形成于分离的平面衬底或者带状衬底上,并且设置在多输入板和显示面板之间。备选地,可以将所述功率线圈印刷到所述多输入板的下表面上或者所述显示面板的上表面上。

图11C示出了其中均匀地分布多个小尺寸功率线圈的图案设置在所述显示面板的下表面上。备选地,可以将所述功率线圈印刷到所述显示面板的下表面上或者所述屏蔽片的上表面上。

图11D示出了通过添加具有功率线圈的分离的功率线圈层来设置所述功率线圈。换言之,所述功率线圈不是同时形成于其他层上,而是形成于分离的衬底上,并且所述衬底可以插入到所述多输入板、所述显示面板和所述屏蔽片中的任何之间。

除了以上结构示例之外,可以将其他类型的功率线圈和设置方法应用于其中功率线圈能够有效地向整个感测区域发射电磁波的任意结构。

图12示出了功率线圈图案形成于多个衬底上并且将所述衬底彼此重叠,使得将所述图案连接成一体形成一个功率线圈。如图12所示,功率线圈图案形成于至少两个衬底的每一个上,并且所述衬底彼此重叠。因此,当所述图案的两端彼此相连时,功率线圈图案具有合成一体的图案。

当通过在衬底上印刷导电材料来形成线圈图案时,可以只在一个层中印刷所述图案,从而限制了将要印刷的线圈的匝数。然而如上所述,通过在多个衬底上形成每一个图案并且将所述图案彼此相连,可以获得在多个层中具有增加的匝数的功率线圈。

在每一个衬底中,印刷图案的两个端部在连接器部分处延伸至所述衬底的外部,并且延伸通过所述连接器部分的图案可以在分离的衬底处彼此相连。

图13至图15是示出了其中形成所述图案的衬底和如图6和图7所示的功率线圈结构的重叠状态的截面图。

图13示出了沿衬底周围的边缘部分设置功率线圈,在所述边缘部分中形成了感测图案,即第一图案和第二图案。根据所示示例,设置了显示面板和第一透明衬底,在所述第一透明衬底中,设置了施加了用于感测手指触摸的TX信号的第一图案11。在所述衬底中,可以在所述第一图案11外部形成用于将所述第一图案11的两端连接至开关设备的连接线图案12。用于形成功率线圈61的图案的至少一些可以设置在所述连接线12的外部。

用于输出感测手指触摸的RX信号的第二图案21和其中交替地形成用于感测电子笔的第三图案31的第二透明衬底设置在第一透明衬底上。在所述衬底中,所述公共回路32的图案的至少一部分形成于所述第二图案21和所述第三图案31外部。另外,用于形成功率线圈61的图案可以设置在所述公共回路32的外部。

粘附层可以设置在透明衬底之间并且进一步设置在每一个衬底和其他元件之间,例如显示面板和/或保护玻璃层。

另外,所述第一透明衬底的功率线圈图案和所述第二透明衬底的功率线圈图案可以单独地连接至功率驱动器63,或者可以彼此连接形成一个功率线圈然后连接至线圈驱动器63。

在所述透明衬底的感测图案(例如第一图案、第二图案、第三图案、公共回路图案和连接线图案)外部形成功率线圈图案具有通过只在透明衬底的一个表面上印刷图案就形成各种图案的优点。然而,因为所有的图案只形成于一个表面上,需要较大的平坦区域。因此,通过不是用于形成感测区域的必要元件的连接线和功率线圈图案扩大了边框区。

图14示出了将功率线圈设置衬底的形成感测图案的边缘部分的示例,其中与图13不同,在与形成感测区域的表面相对的表面上形成所述功率线圈。根据所示示例,设置了所述显示面板,然后将第一透明衬底设置在所述显示面板上,其中所述第一图案11和所述连接线12形成于所述第一透明衬底的上表面上,并且所述功率线圈61的至少一部分形成于与所述上表面相对的表面上。

将第二透明衬底设置在所述第一透明衬底上,其中所述第二图案21、所述第三图案31和所述公共回路32形成于所述第二透明衬底的上表面上,并且所述功率线圈61的至少一部分形成于与所述上表面相对的表面上。

在这种状态下,所述第一透明衬底的上表面上的图案和所述第二透明衬底的下表面上的功率线圈图案彼此绝缘。为此目的,可以在其间插入粘附层。

在所述第一透明衬底上形成的功率线圈图案和在所述第二透明衬底上形成的功率线圈图案可以彼此相连。

根据以上结构,不需要用于形成功率线圈的分离区域,使得可以减小边框区。

图15示出了在分离的衬底上形成功率线圈并且然后将所述衬底与多输入板和显示面板进行组合的示例。参考图15,按照各种方法将功率线圈图案形成于由PET构成的第三透明衬底的一个表面或两个表面上,并且将所述衬底插入到所述多输入板和所述显示面板之间的特定位置。

根据以上结构,因为将功率线圈图案与感测图案分离地形成,所以可以容易地制造所述多输入板。另外,因为将第三衬底插入到最有效地向电子笔供应能量的位置,所以可以提高设计多输入板时的灵活性。另外,当不需要功率线圈时,例如使用包括电池的电子笔时,可以简单地去除所述第三衬底使得可以容易地设计具有功率线圈的装置。

尽管已经参考本发明的优选实施例具体示出和描述了本发明构思,但本领域普通技术人员应当理解,在不脱离所附权利要求所限定的本发明构思的精神和范围的情况下,可以进行形式和细节上的多种改变。因此,本发明构思的范围不是由本发明构思的详细描述而是由所附权利要求来限定,并且该范围内的所有差异均应被视为被包括在本发明构思中。

工业实用性

本发明构思可以用于信息技术(IT)工业。

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