专利名称：集成接触式传感器和照明设备的制作方法
相关申请的交叉引用本申请要求了于2001年11月20日提交的序号为60/334,040和于2001年12月18日提交的序号为60/341,350的美国临时专利申请的优先权。将上述这两篇申请的内容在此引入，以供参考。
背景技术：
接触式传感器是响应用户的接触或侵犯(encroachment)的固态开关。照此，它们往往可以用来代替常规的机械开关。已知的接触式传感器典型地包括具有一个或多个电极的触控板(touch pad)，以及相关联电路，它感应触控板周围的电场，并且当电场受到诸如用户接触或接近这类激励的干扰时，响应电场中的变化。典型来讲，将触控板以及相关联电路置于诸如印刷电路板或一片玻璃之类的衬底上。典型地，这张衬底的一部分或者另一片相关的衬底限定了用户必须接触或接近的工作接触表面，以便提供触发接触式传感器所需的激励。可以将控制电路配置成能控制诸如灯、马达之类的装置或其它装置。
本领域已知的几种类型接触式传感器包括电容性接触式传感器、红外线接触式传感器、电场接触式传感器、声学接触式传感器和电磁接触式传感器。这几类接触式传感器可以按照美国专利申请5,594,222、5,856,646、6,310,611和6,320,282中所描述的方式配置，也可以按照许多其它的方式配置。
可以将接触式传感器用作为输入/输出系统的一部分，在该输入/输出系统中提供了某种形式的听觉或视觉反馈。反馈可以涉及警告用户工作触摸表面的存在，或者是提示用户在触摸传感器上的触摸已经引起了响应。在很多情况下，视觉反馈涉及了背照明接口面板上的工作接触表面或其它区域。背光可以由发光二极管(LED)或发光聚合物(LEP)来提供，所述发光聚合物包括有机发光二极管(OLED)或聚合物发光二极管(PLED)(这两者都是LEP)或者任何其它适合的光源。
LED、OLED和PLED器件将电能转换为光子形式的光能。这些发光器件可以包括透明阳极或透明阴极，在它们的发光层产生的光子可以穿过所述透明阳极或透明阴极。LED的发光层包括具有掺杂质的物理晶格晶体结构的半导体。OLED和PLED的发光层分别由小的有机分子和相对较大的有机分子组成。典型地，所有上述的发光器件都非常薄，而且可以将其构造成点光源或者做成能照射大的面积，但是利用OLED制作它比利用半导体器件(像LED)制作它可能要更加经济。通过利用热蒸镀机、薄膜溅镀法或旋转涂镀技术，就能够以比生产半导体更少的步骤来成批地生产OLED和PLED，并且也可以利用微沉积或喷墨以及旋转涂镀设备经济地生产。
因为背光能够方便地与工作接触表面对准，所以有时希望在非常接近于发光器件之处和/或在发光器件的顶部安置接触式传感器。在后一种情况下，接触式传感器的电极最好是透明的，以便允许发光器件所产生的光能够到达用户。在现有技术中，这些电极都是背光式接触传感器的分离的部件。因为接触式传感器和背光器件都是分离的部件，所以驱动它们二者所需的电寻址(addressing)往往是复杂而昂贵的。在接触式传感器必须覆盖在发光器件上面的情况下，来自于发光器件的光在其到达用户以前会被OLED或PLED的透明层以及接触式传感器部件减弱。在所有情况下，由于需要将发光器件和分离构造的接触式传感器连接及对准，对准具这两者就涉及额外的材料及其它制造成本。
发明内容
本发明涉及具有发光器件的接触式传感器的集成。本发明的一个实施例涉及具有一个或多个电极的接触式传感器，所述一个或多个电极还充当了发光器件的导电层。本发明的另一个实施例涉及各种不同的接触式传感器配置，其中接触式传感器物理上覆盖在发光器件上但是电学上与该发光器件相分离。本发明进一步涉及操作这种装置的电驱动和控制电路。下述的本发明的各种实施例能够大大降低在接触式传感器中使用背照明的成本以及复杂度。例如，本发明能够降低或消除与本领域中所公知的与分离的接触式传感器和照明组件有关的额外材料和生产成本，其中接触式传感器与照明组件必须对准以及电连接。
附图简述
图1A-1C分别示出LED、OLED和PLED的典型的截面构造，当根据本发明来对它们进行配置时，它们中的每一个都能够充当接触式传感器；图2A-2C示出可以充当接触式传感器的OLED或PLED的分离的层和结构；图3A-3B示出电容性接触式传感器的基本结构；图3C示出接触式传感器的二乘二矩阵的驱动电路的示意图；图4A-4B示出接触式开关组件的基本结构，该接触式开关组件包括具有与接触式传感器类似的集成控制电路的典型接触式开关；图4C示出图4A-4B中的集成控制电路的示意图，包括输入级(input stage)以及处理电路和闩锁电路的框图；图5A-5D示出图3A-3B中的电容性接触式传感器的分离的层和结构，所述电容性接触式传感器与OLED或PLED背光器件集成；图5E示出用于分离地激励图5A-5D中的集成接触式传感器的二乘二矩阵和发光器件的驱动电路的示意图；图5F-5G是图5E中的驱动电路的时序图；图6A-6E示出底部发光的集成发光电容性接触式传感器的分离的层和结构，其中接触式传感器的电极是发光器件的导电层；图7A-7D示出顶部发光的集成发光电容性接触式传感器的分离的层和结构，其中接触式传感器的电极是发光器件的导电层；图8A示出图6A-7D中的集成发光接触式传感器的二乘二矩阵的示意性驱动电路；图8B是图8A的驱动电路的时序图；图9A-9D示出根据本发明的集成接触式开关组件的分离的层和结构，所述集成接触式开关组件包括与发光器件集成的图4A-4B中的电容性接触式开关组件；图9E示出图9A-9D中的集成接触式开关组件的二乘二矩阵的驱动电路的示意图；图9F是图9E的驱动电路的时序图；图10A-10E示出底部发光的集成发光接触式开关组件的分离的层和结构，其中接触式开关组件的内部电极是发光器件的导电层；图11A-11B示出图10A-10E中的集成接触式开关组件的控制电路的示意图；图11A示出穿过发光器件的相对较大的连接电容的接触式开关组件电极的激励；图11B示出接触式开关组件电极的直接激励；图12A-12E示出底部发光集成发光接触式开关组件的分离的层和结构，其中接触式开关组件的电极是发光器件的导电层；图13A-13D示出顶部发光的集成发光接触式开关组件的分离的层和结构，其中接触式开关组件的电极是发光器件的导电层；图13E示出具有图10A-13D中的集成发光器件以及集成接触式开关组件的二乘二矩阵的驱动电路的示意图；图13F是图13E的驱动电路的时序图；图14A-14C示出根据本发明的底部发光的接触式开关组件的分离的层和结构，其中包括图5A-5B中的电容性接触式开关组件和集成发光器件；图15A-15B示出图12A-13D中的集成发光接触式开关组件的控制电路的示意图，其中接触式开关组件的电极是发光器件的导电层(图15A示出穿过发光器件相对较大的连接电容的接触式开关组件电极的激励，而图15B示出接触式开关组件的电极的直接激励)；图15C示出根据本发明的，图14A-14D的集成接触式开关组件的控制电路的示意图；图15D示出根据本发明的，图9A-9D的集成接触式开关组件的控制电路的示意图；
图16A-16J示出接触式开关，在其中发光器件与接触式探测电极相连接，但既不位于其上也不位于其下；图17A-17J示出图16A-16J的构造，在其中接触式开关包括贴近接触式探测电极的集成控制电路；图18A-18D示出接触式开关，在其中发光器件和接触式探测电极中的插孔与载板衬底(carrier substrate)中的插孔和装饰层中的透明窗对准；图19示出四个接触式开关的安排，每一个接触式开关都与远离接触式开关的触控板放置的发光器件连接；图20A-20B示出具有集成电致发光器件的接触式开关；图21A示出图20A-20B中所描述的用于接触式开关和集成电致发光器件的逻辑电路输入输出线可能的构造；图21B示出图21A中的构造的时序图；图22A示出用于图20A-20B中所描述的接触式开关的二乘二矩阵和集成电致发光器件的逻辑电路输入输出线可能的构造；图22B示出图22A中的构造的时序图；以及图23示出具有液晶集成发光器件的接触式开关。
发明详述虽然这些附图在总体上为了例示而描述了电容性接触式开关和电场接触式开关，但是本领域的技术人员能够看出，本发明的原理对任何样式的接触式开关器件一样适用，其中包括但不限于电容性接触式开关、红外线接触式开关、电场接触式开关、声学接触式开关和电磁接触式开关。具体例子包括在美国专利5,594,222、5,856,646、6,310,611以及6,320,282中描述的接触式开关，这些美国专利的发明人均为David W.Caldwell。将上述美国专利的内容引入于此以供参考。此外，将下列美国专利申请的内容引入于此以供参考名为智能搁置系统(Intelligent Shelving System)的美国专利申请10/271,933；名为铸模/集成接触式开关/控制面板组件及其制造方法(Molded/Integrated Touch Switch/Control Panel Assembly and Methodfor Making Same)的美国专利申请10/272,219；名为具有集成控制电路的接触式开关(Touch Switch with Integrated Control Circuit)的美国专利申请10/272,377；名为具有集成装饰的接触式传感器(TouchSensor with Integrated Decoration)的美国专利申请10/272,047，上述所有专利申请都是于2002年10月15日提交的，并且发明人均为DavidW.Caldwell。
图1A-1C示出构成典型的发光器件的分离的层。图1A-1C中示出的发光器件是底部发光的发光器件，这对于本领域技术人员显而易见，但是它同样也可以表示顶部发光的发光器件。可以利用上述技术或任何其它的本领域中公知的适用技术将图1A-1C中所示的每个发光器件的分离的层置于衬底20上。每个发光器件的分离的层都包括阳极21、发光堆叠(emissive stack)22和阴极23。在图1A-1C中，典型的阳极21是透明的，并且可以由氧化铟锡或其它透明电极材料构成。发光堆叠22的成份因每个器件而稍有不同。因此，在图1A中，所描述的LED的发光接合层(emissive junction layer)22可以是标准的PN结材料，例如，InGaN、GaP、AlInGaP或GaAlAs。在图1B中，所描述的OLED的发光堆叠22可以包括空穴注入层24、空穴传输层25、发光层26(例如，它们可以分别是CuPc、NPB和Alq3)以及电子传输层27。在图1C中，所描述的PLED的发光堆叠可以包括空穴传输层25和发光层26，例如，它们分别可以是PEDOT和PPV。图1B的OLED的发光堆叠22与图1C的PLED的发光堆叠之间成分的一个差异就是在后者中具有的相对较大的聚合物分子(未示出)。图1B的OLED的构造提供了高效的LEP，但是在如下所述的本发明的任何实施例中可以使用不其它效率相对较低的构造。例如，LEP可以最少包括一个有机层。图1B中描述的OLED(或PLED)的多层构造可以依应用而变。图1B和1C的发光堆叠22可以包括HTL、ETL、其它的有机发光分子材料或复合材料。当根据如下所述的本发明的某些实施例配置这些发光器件时，它们能够呈现接触式传感器场，并且当连接于控制电路时能够充当接触式开关。这些器件中的每一个都与如下所述的各种实施例兼容。其中利用一种器件来说明特定的实施例，可以理解的是，也可以用其它发光器件来代替。
图2A-2C示出典型的底部发光的PLED或OLED的分离的层和基本结构。图2A示出了PLED或OLED的阳极21、发光堆叠22和阴极23。阳极21和阴极23两者都分别包括走线(trace)36和37，所述走线允许PLED或OLED连接于电压源(未示出)。图2B示出了组装后的PLED或OLED的底视图，阳极21位于发光堆叠22的下面，所述发光堆叠位于阴极23下面。图2C示出了装在衬底20上的组装后的PLED或OLED。有利的是，阳极21是透明的，以便允许来自于发光堆叠22的光能够到达衬底20的表面。阳极21的其它构造可以包括细网眼或其它构造，尽管不透明，但能允许至少一部分来自于发光堆叠22的光到达衬底20的表面。在这里所述的任何一种构造中，如果要让光从中穿过的话，那么至少一部分衬底20必须是透明的或半透明的。
图3A-3B示出电容性接触式传感器。图3A示出了经走线34连接于矩形波电压源Vinput(在其它实施例中，可以使用其它的电压源和波形)的电极31以及基本上围绕电极31并经走线35连接于电阻Routput的电极33。电压源Vinput感应电极31与电极33之间和周围的电场。图3B示出装在衬底20上的图3A中的电容性接触式传感器的剖视图。衬底20的表面19防止用户直接触摸电极31和33，或者防止用户靠近电极31和33超过某一最小间距。如图3A所示，这就在用户的附件与电极31和33之间分别产生了电容Cinner和电容Couter。用户接近于或触摸衬底20的表面19都能够提高电极33与用户接近或触摸的附件之间的电容量。提高的电容量增加了电极33处的电压。此增加后的电压能够感应控制电路(未示出)中的信号，以便在终端器件(end device，未示出)中产生响应。
接触式传感器也可能是其它的构造。电极33能够接收电压源Vinput的信号，而电极31能够向控制电路发送输出信号，或者单个电极既能接收输入信号又能发送输出信号。在图3A-3B中的接触式传感器中还可以包括第三电极(未示出)，最好在电极31与电极33之间。此第三电极能够连接于矩形波电压源Vinput的信号。电极31和33又都可以连接于差分控制电路，继而又可以有利地将该差分控制电路配置成能区分出电极31和33的感生电压。例如，电极31中所感生出的相对较大的电压能够导致控制电路产生输出，从而在终端器件中产生响应，而电极33所感生出的相对较大的电压或电极31和33两者所感生出的同等的电压能够导致控制电路不产生输出或者产生不同的输出，以使在终端器件中不产生响应。
接触式传感器能够以矩阵式样置于输入/输出接口面板上。图3C示意性地示出驱动电路，该驱动电路能够有选择地激活以二乘二矩阵排列的图3A-3B中的接触式传感器。示意性地示出了接触式传感器TS1-TS4。每个接触式传感器都包含位于电极31与电极33之间的电容C1以及位于电极33与衬底20的表面19之间的电容CLED。当接触式传感器的接口面板的用户触摸或接近衬底20的表面19时，电极33与表面19之间的电容量以及电极33的电压能够提高。如相对图3C中的输入端OSC所示，电极33的接触式感生电压增加延长了由与门AND检测出的峰值。可以将电压的变化发送到输出门、控制电路，或者最后被发送到终端器件。
图3C中的驱动电路的逻辑门能够控制激活矩阵中的接触式传感器。在图3C中，振荡信号OSC将矩形波信号发送到与门AND1和AND2，AND1和AND2还接收来自于由逻辑电路(未示出)提供的信号TSCSELECT1和TSCSELECT2的输入。当振荡信号OSC和信号TSCSELECT1两者都为高时，与门AND1将输出高电平TSC1，该输出TSC1将感应在接触式传感器TS1和TS2中的电场。由此，信号TSCSELECT1通过工作而控制振荡信号OSC到右侧列接触式传感器的接触式传感器的通路，所述右侧列的接触式传感器由接触式传感器TS1和TS2组成。图3C中的模拟多路复用器AMP能够选择接触式传感器TS1和TS2中的一个向与门AND发送响应信号。当TSELECT1根据逻辑电路(未示出)向关闭它的开关SW1发送信号、而TSELECT2不向开关SW2发送类似信号时，与门AND能够依据TS1的电压而在走线AND_OUT上输出信号。当TSELECT1或者TSELECT2分别向开关SW1或SW2发送关闭任一个开关的信号时，与门AND能够依据接触式传感器TS1或者TS2中任一个的电压而在走线AND_OUT上输出信号。由此，根据逻辑电路(未示出)，图3C中的驱动电路最好能够激活矩阵内的单个接触式传感器、矩阵内的一列接触式传感器或矩阵内的一行接触式传感器。
图4A-4B示出具有集成控制电路的接触式开关，其中将集成控制电路32放置在接近于接触式传感器电极31和33的位置，所述电极分别经走线34和35连接到集成控制电路32。在图4B中，以剖面图示出了装在衬底20上的具有图4A中所示的集成控制电路的接触式开关。图4C示出图4A-4B中的集成控制电路32可行的构造。在图4C中，振荡信号OSC分别通过电阻Rinner和Router激励电极31和33。有源器件M2和M4连接于芯片选择信号VDD。虽然示出的是NMOS有源器件，但是可以用其它器件代替，其中包括PMOS或双极性有源器件或者电阻。有源器件M1和M3的栅极分别连接于电极31和33。尽管示出的是NMOS器件，但是可以用其它类型的有源器件来代替，其中包括PMOS或双极性有源器件。可以对集成控制电路32的组件以及电极31和33进行配置，以便当无激励施加于任一电极时输入端POS和NEG处出现的峰值电位能够基本上相等。或者，输入端NEG处的中性状态峰值电位可以相对高于输入端POS处的中性状态峰值电位，以便分别防止处理电路和闩锁电路40和41的无意启动。当在电极31处施加用户引起的激励时，电场电容C1增加并且电极31处的电位升高。有源器件M1的栅极处的电位因而暂时大于其源极的电位，这导致有源器件M1偏置。当偏置时，有源器件M1具有可由有源器件M2转换成比例电位的漏极电流，这导致输入端POS和NEG处电位之间的差值改变，又导致处理器电路40关闭允许电流穿过电阻Routput的闩锁电路41。在美国专利6,320,282中更彻底地描述了处理电路40和闩锁电路41的一个实施例的工作。也可以使用其它的处理输出电路和闩锁电路。
图5A-5D示出根据本发明的发光接触式开关，其中包括图3A-3B中的电容性接触式传感器以及图2A-2C中的发光器件。在图5A-5D中描述的本发明的实施例包含物理上集成而相互电分离的接触式开关和发光器件。图5A示出了发光器件的分离的层，其中包括阳极21、连接于阳极21的走线36、发光堆叠22、阴极23和连接于阴极23的走线37。图5C示出了接触式传感器，其中包括电极31、连接于电极31的走线34、电极33和连接于电极33的走线35。走线34和35能够起输出线的作用，能够连接于信号源，或者既能起输出线的作用又能连接于信号源。图5B示出了根据本发明的发光接触式开关由高至低排列分离的层，它具有图5C中的接触式开关组件，即电极31和33在阳极21顶上，阳极21在发光堆叠22顶上，发光堆叠22在阴极23顶上。在图5B中，电极31与阳极21对准并且覆盖在阳极21上面，因此未将阳极21标示。图5D示出了根据本发明的装在衬底20上的发光接触式开关。绝缘层50将图5C中的接触式传感器组件从图5A中的发光器件组件上分离开。绝缘层50可以是SiO2或者任何其它适合的材料，并且最好是完全透明或者某些区域透明，不过也可以是不透明的。发光器件的阳极21最好是透明的，以便允许来自于发光堆叠22光能够到达衬底20的表面19，不过也可以不按照如上所述的方式。如先前所指出的，至少一部分衬底20必须是透明的或半透明的，以便允许光能从中穿过而到达表面19。
图5E示出可能的驱动电路，该驱动电路能够控制图5A-5B中的物理上集成在一起而相互电分离的接触式传感器和发光器件的二乘二矩阵的激活。在图5E中，参照图3C说明单个接触式传感器TS1-TS4的激活或者多列接触式传感器的激活，除了每一个接触式传感器TS1-TS4中的电极31或33中之一能够直接连接于输入信号TSCSELECT1或TSCSELECT2，而每一个接触式传感器TS1-TS4中的另一个电极31或33可以通过模拟多路复用器AMP的相应开关SW1或SW2连接到与门AND。发光器件L1-L4的激活可以不依赖于接触式传感器TS1-TS4的激活，否则可以是同步的，或者依赖于接触式传感器TS1-TS4的激活。例如，逻辑电路(未示出)能够激活在已激活的(即待用的)单个接触式传感器或接触式传感器组下面的发光器件或者多个发光器件。或者，逻辑电路(未示出)能够激活在已激活的和接触激励的接触式传感器或接触式传感器组下面的发光器件或者多个发光器件。其它逻辑方案也是可行的。发光器件L1-L4的激活可以由输入信号LCSELECT1和LCSELECT2以及LRSELECT1和LRSELECT2通过与门AND3和AND4来进行控制。例如，当与门AND3的输出端LRS1为高电平而输入端LCSELECT1为低电平时，发光器件L1将为开，并发光。在此状态下，电流将流过发光器件L1，并导致其发光。图5E的驱动电路可以理解成能够激发单个发光器件或者多列或多行发光器件。
图5F-5G是图5E的驱动电路的时序图，其中示出了接触式传感器和发光器件两者的激活时序。在图5F中，驱动电路的时序如上面相对于图3C所述。图5F进一步示出了与门AND的输出端AND_OUT如何响应用户的接触。例如，在时间T1和T5处，将接触式传感器TS1激活并且与门AND的输入端61可以与电极31或者接触式传感器TS1处的电位一致。当受接触激励时，在时间段T1内输出端AND_OUT在较短的时间间隔内为高电平，这段时间间隔比未激励时短。在T3-T4时间段内接触式传感器的激活和激励类似于T1时间段内接触式传感器的激活和激励。同样，尽管在图5F中未示出，但是可以同时激活一行或一列接触式传感器，正如可以激活单个接触式传感器那样，这可以从图5E的驱动电路的描述中了解到。
在图5G中，当输入端LRSELECT1和OSC均为高电平时，与门AND3的输出端LRS1将为高电平。当输入端LCSELECT1为低电平时，缓冲器B3的输出端LCS1将为低电平。因此，当输入端LRSELECT1和LCSELECT1均为高电平时，LRS1将为高电平而LCS1将为低电平，这导致电流流过发光器件L1，该发光器件L1将打开并发光，如在图5F中的时间段T1和T3所示。图5E中的驱动电路也能够激发一列或一行发光器件。因此，在时间段T2和T4，输入端LRSELECT1、LRSELECT2和OSC均为高电平，使输出端LRS1和LRS2也为高电平，而输入端LCSELECT2为高电平，使缓冲器B4的输出端LCS2为低电平。驱动电路在时间段T2和T4的状态将导致电流流过发光器件L3和L4，使其发光。在图5G中未示出激活一行发光器件，但是可从图5E中驱动电路的描述中了解。
图6A-7D示出一个集成发光接触式传感器，其中发光器件的导电层，即阳极121和阴极123，也起接触式传感器的电极的作用。图6A-6E示出底部发光的集成发光接触式传感器。图7A-7D示出顶部发光的集成发光接触式传感器。图6A和7A示出了集成发光接触式传感器的分离的层，其中包括阳极121、发光堆叠22和阴极123。走线36和37分别连接于阳极121和阴极123。图6B和7B示出了电压源激励Vinput如何经走线37连接到阴极123以及走线36如何包括电阻Routput成为返回线(return line)。在图6B和6C中示出了集成发光接触式传感器的层，阳极121覆盖在发光堆叠22上面，该发光堆叠又覆盖在阴极123上面，然而在图7B和7C中，阴极123覆盖在发光堆叠22上面，而该发光堆叠又覆盖在阳极121上面。图6C和7C示出了图6B和7B的集成发光接触式传感器如何分别装在衬底20上。
在图7C中，装饰层51覆盖在图7B的集成发光接触式传感器上面。如图7D所示，装饰层51能够提供阳极21与装饰层51的表面18之间的电容C1，如图6E所示，该电容也可以由衬底20来提供。图7D的电容C1也可以由覆盖在集成发光接触式传感器上面的第二衬底(未示出)来提供。在图6E和7D这两个图中，在阳极121与阴极123之间存在电容CLED。图6D示出了图6B中的集成发光接触式传感器的示意图。
图8A示出图6A-7D的集成发光接触式传感器可能的驱动电路。图8B是图8A的驱动电路的时序图。有利的是，图8A中的驱动电路仅仅需要四条地址线来控制接触式传感器和发光激活以及全部矩阵的工作。地址线数目的最小化节省了装集成发光接触式传感器的衬底上的空间，而且也降低了生产过程的复杂度。当与门AND5的输出端CS1为高电平时，就将集成发光接触式传感器TL1和TL2的接触式传感器功能激活，这是当与门AND5的输入端，即振荡信号OSC和CSELECT1两者都为高电平时发生的。包含开关SW1和SW2的模拟多路复用器AMP控制集成发光接触式传感器TL1和TL2中的一个或另一个处的电位或者这两个发光接触式传感器的电位是否变为与门AND的输入端61，所述与门AND的输出端AND_OUT形成了集成发光接触式传感器矩阵的接触式传感器响应输出。输入端LSELECT1和LSELECT2控制有源器件M5和M6，所述有源器件M5和M6又通过集成发光接触式传感器来控制光产生电流，以便例如当LSELECT1为低电平时有源器件M5偏置并且RS1为高电平。电容Cisolate能够隔绝驱动电路的发光工作对与门AND的影响。正如上面所论述的那样，尽管有源器件M5和M6是作为PMOS器件而示出的，但是也可以使用NMOS器件、双极性器件或其它有源器件。
根据图8A和图8B的时序图，在时间段T1处，输入振荡信号OSC和CSELECT1两者都为高电平，这导致与门AND5的输出端CS1变为高电平。同样还是在时间段T1处，输入端LSELECT1和LSELECT2两者都为高电平，这导致有源器件M5和M6处于高阻抗模式下，由此激发集成发光接触式传感器TL1和TL2。当输入端TRSELECT1为高电平时，开关SW1将关闭并且允许来自于集成发光接触式传感器TL1的阳极121的信号到达与门AND，该与门AND的输出AND_OUT是驱动电路的响应输出。对于其它单个集成发光接触式传感器或者多行或多列的发光接触式传感器的激活而言，存在相似的要求。如图8B所示，当对于集成发光接触式传感器TL1有接触的激励时，响应输出AND_OUT将在时间段T1内持续相对较小的部分，这持续时间要比没有激励时短。其它集成发光接触式传感器的激励在响应输出端AND_OUT处产生了类似的响应。为了激活集成发光接触式传感器TL1的发光属性，与门AND5的输出端CS1必须为低电平并且输入端RS1必须为高电平。在这些条件下，电流能够从阳极流到集成发光接触式传感器的阴极，从而导致它们发光。正如从图8B中所知，当其栅极电位低于其源电位时有源器件M5将会被偏置，就像是当输入端LSELECT1为低电平时将会发生的那样。当偏置后，有源器件M5将允许电流从阳极121流到集成发光接触式传感器TL1的阴极123。集成发光接触式传感器TL2-TL4按类似的方式进行工作。正如能够从图8A中的驱动电路和图8B中的时序图中所知，也可以同时将多行和多列集成发光接触式传感器点亮。图8B的时序图示出了集成发光接触式传感器的发光属性是如何同步的。正如上面所论述，输入端CSELECT1、CSELECT2、TRSELECT1、TRSELECT2、LSELECT1和LSELECT2都可以由逻辑电路(未示出)来控制，从而实现系统的双模式，所述双模式在特定应用需要的任何方式下彼此依赖。
图9A-9D示出接触式开关的独立的层和组成，该接触式开关具有根据图4A-4B中物理上集成在一起而与底部发光的发光器件电分离的集成控制电路。图9A示出了发光器件的分离的层，它包括阳极21、发光堆叠22和阴极23。走线36和37分别连接于阳极21和阴极23。阳极21最好是透明的，以便允许来自于发光堆叠22的光能够到达衬底20的表面19，不过正如上面所论述，也可以是其他的形式。图9C示出了具有图4A-4B中的集成控制电路的接触式开关，它包括电极31、集成控制电路32、电极33、把电极31连接到集成控制电路32的走线34以及把电极33连接到集成控制电路32的走线35。图9B和9D示出图9A和9C中分离的层如何集成在一起。图9D示出了图9B的集成组件是如何装在衬底20上的。绝缘层50将图9C的接触式开关组件的接触式传感器组件与发光器件分离，并且还可以起到装饰作用。至少一部分绝缘层50和衬底20应该是透明的或半透明的，以便允许光能够从发光器件传播到表面19。
图9E示出了具有图9A-9D中的集成控制电路和集成发光器件的接触式开关的可能的驱动电路，接触式开关按照二乘二矩阵排列。正如将从图9E中和前面的论述中了解到的，可以由逻辑电路(未示出)来控制驱动电路的输入端，以使矩阵的接触式开关和发光器件的激活和工作由逻辑电路决定。图9E中的驱动电路包括分别连接于输入端TRSELECT1、TRSELECT2、LRSELECT1、LRSELECT2以及输出端TCRETURN1和TCRETURN2的缓冲器B2-B7，以及有源器件M7和M8，所述有源器件M7和M8的栅极分别连接于LCSELECT1和LCSELECT2。输入端TRSELECT1和TRSELECT2控制具有集成控制电路组件TSA1-TSA4的接触式开关的激活。输出端TCRETURN1和TCRETURN2响应具有集成控制电路组件TSA1-TSA4的接触式开关的接触式传感器中感生的变化。
如图9F的时序图所示，激活具有集成控制电路组件TSA1和TSA3的接触式开关，接收信号，并且当缓冲器B2的TRS1为高电平时能够响应其电极周围的电场的激励，激活具有集成控制电路组件TSA1和TSA3的接触式开关的集成控制电路32和接触式传感器。当未激励相应的接触式开关并且其为高电压时，具有集成控制电路组件的接触式开关的集成控制电路32的输出端可以包含低压。输出端TCR1和TCR2能够产生流过电阻Routput1和Routput2的电流，可以通过缓冲器B6和B7把此电流发送到输出端TCRETURN1和TCRETURN2，并最终发送到终端器件。
发光器件L1-L4分别接收来自于缓冲器B4和B5的输入LRS1、LRS2以及来自于有源器件M7和M8的输入LCS1和LCS2。如图9F所示，当缓冲器B4的输出端LRS1为高电平时，即当输入端LCSELECT为高电平且输入端LCS1为低电平时，发光器件L1将在时间段T1处开启并且发光。在这种情况下，有源器件M7将被偏置并且提供从发光器件L1的阳极21到阴极23的电流通路。从上面所论述的内容中以及从图9E和9F中可知如何将其它发光器件或者多行或多列发光器件用类似的方法激活。尽管具有集成控制电路和发光器件组件的接触式开关的激活和工作如图9F所示是同步的，但是组件及器件的其它激活和工作方法也是可行的。
图10A-10E示出具有集成控制电路组件的底部发光的集成发光接触式开关的分离的层和结构，其中具有集成控制电路组件的接触式开关的内部电极121是发光器件的导电层。图10A示出了具有集成控制电路的集成发光接触式开关的分离的层，其中包括阳极121、发光堆叠22和阴极23。图10C示出了具有集成控制电路组件的接触式开关，其中包括阳极121、电极33和集成控制电路32。图10B示出在具有集成控制电路组件的集成发光接触式开关中装配的层。在图10B中，走线36、37和35把阳极121、阴极23和电极33分别连接到集成控制电路32。图10D示出了如何将具有集成控制电路组件的集成发光接触式开关装在衬底20上的剖面视图。在图10D中，阳极121覆盖在发光堆叠22上面，该发光堆叠又覆盖在阴极23上面。电极33装在衬底20上，基本上围绕着具有集成控制电路组件的集成发光接触式开关。图10E示出了在衬底20的表面19处的电容C1的示意图和在阳极121与阴极23之间的电容CLED的示意图。图10B中的集成控制电路32能够控制集成发光接触式开关组件的接触式开关和发光层22的激活和工作。图10B的集成发光接触式开关组件能够形成低阻抗的接触式传感器件。阳极121最好是透明的，不过并非必须如此。图10A-10E中的具有集成控制电路组件的集成发光接触式开关能够由图11A-11B中所描述的控制电路来进行控制。
图11A-11B示出了控制电路的示意图，所述控制电路能够控制图10中的具有集成控制电路组件的集成发光接触式开关。在图11A-11B中，集成控制电路32通过逻辑与判定电路40和闩锁电路41来产生差分响应输出。在图11A中，来自于逻辑与判定电路40的振荡信号OSC分别通过有源器件M14和M15的缓冲器结构和电极Rinner及Router来激活电极121和33。阳极121由通过发光器件LED相对较大的连接电容的振荡信号OSC激活。示出将有源器件M13连接于逻辑与判定电路40，通过电阻RLED1而连接于发光器件LED的阳极121，并且连接于芯片选择信号VDD。示出了有源器件M12通过电阻RLED2、二极管D1和有源器件M14而连接于发光器件LED的阴极23。在控制电路的接触式传感工作期间，有源器件M13和M12被偏置并处于不导电的高阻态，并且控制电路的工作类似于参照图4C和美国专利6,320,282中所描述的控制电路的工作。在控制电路的LED驱动工作期间，有源器件M14、M13和M12为偏置、导电并且是低阻抗的，而且将芯片选择信号VDD施加到有源器件M13的源极上，以允许电流以低阻抗流过电阻RLED1、发光器件LED的阳极21和阴极23、以及电阻Rinner和RLED2。流过发光器件LED的电流将导致其发光。
图11B示出了振荡信号OSC如何在不通过发光器件LED的相对较大的连接电容的情况下直接驱动阳极121。图11B的控制电路包括有源器件M13，它连接于逻辑与判定电路40、芯片选择信号VDD和阳极121以及有源器件M20，有源器件M20连接于逻辑与判定电路40并且通过电阻RLED1而连接于发光器件LED的阴极23。同样，在驱动电路的LED驱动工作期间，电容Cblock能够把接触式传感电路与流过发光器件LED的DC电流隔离开。可选择的有源器件M21能够提供接触式传感器的AC地。图11B的控制电路在接触式传感工作期间如图11A中的驱动电路那样工作。在LED驱动工作期间，有源器件M20、M13和M12为偏置、导电并且是低阻抗的，而且将芯片选择信号VDD施加其上以允许电流流过发光器件LED以及电阻RLED1和RLED2。在图11A和11B这两个图中，可以通过改变各种电阻的值和改变有源器件的特性来限制电流。尽管在控制电路内的某些位置中示出PMOS或NMOS器件，但是要理解，也可以使用包括双极性器件的其它器件。图13F示出与具有集成控制电路32的接触式传感器矩阵的工作对应的时序图，如图11A或11B中所描述的那种一样。
图12A-12E示出具有集成控制电路组件的底部发光的集成发光接触式开关的分离的层和结构，其中接触式开关组件的单电极121是发光器件的导电层。图12A示出了集成发光接触式传感器的分离的层，其中包括阳极121、发光堆叠22和阴极123。如图12B所示，走线37能够把阴极123连接到集成控制电路32。图12C示出了包含阳极121和走线36的接触式传感器，所述走线36在单电极模式下把阳极121连接到集成控制电路32。图12B示出了如何能够将这些分离的层组装在一起以形成具有集成控制电路组件的集成发光接触式开关。图12D示出了如何将图12B的组件装在衬底20上的剖面视图。在图12D中，阳极121覆盖在发光堆叠22上面，该发光堆叠覆盖在阴极123上面。图12E示出了在衬底20的表面19之间的电容C1和在阳极121与阴极123之间的电容CLED的示意图。图10B中的集成控制电路32能够控制集成发光接触式开关组件的接触式开关和发光层的激活和工作。图10B中的集成发光接触式开关组件能够形成低阻抗的接触式传感器件。阳极121最好是透明的，不过并非必须。同样，至少一部分衬底20应该是透明的或半透明的，以便允许光可以从发光器件传播到表面19。
图13A-13D示出具有集成控制电路组件的顶部发光的集成发光接触式开关的分离的层和结构，其中接触式开关组件的单电极121是发光器件的导电层。图13A-13D如参照图12A-12D所描述，除了将图13A-13D中实施例的阳极121、发光堆叠22和阴极123装在衬底20的表面19上并且被装饰层59覆盖，而将集成控制电路32装在衬底20的与表面19相反的另一侧上，并且通过走线36和37、穿过衬底20分别连接于阳极121和阴极123。为了容纳走线36和37，衬底20可以包括隆起部分，但不是必须，或者在制造具有集成控制电路组件的接触式开关时，将衬底形成在走线四周。也可以利用建于衬底20内部的分离的走线将走线36和37连接到集成控制电路32。如上所述，装饰层59可以用第二衬底(未示出)代替，并且可以包括透明区以允许光从发光堆叠22传至具有集成控制电路组件的集成发光接触式开关的用户那里。
根据图13F的时序图，图12A-13D中的具有集成控制电路组件的集成发光接触式开关的二乘二矩阵的激活和工作可以由图13E中的驱动电路来控制。但是也可以使用其它的驱动电路和时间方案。有利的是，图13E中的驱动电路仅仅需要四条地址线，如上所述，这相对于图8A而言节省了空间并且降低了接触式开关矩阵的结构及其制造的复杂度。图13E中的驱动电路包括输入端CS1和CS2，它们控制矩阵内具有集成控制电路组件的多列集成发光接触式开关的接触式开关的激活；还包括输入端LEDSEL1和LEDSEL2，它们控制多行集成发光接触式开关组件的光的激活。返回RS1和RS2是两行集成发光接触式开关组件的集成控制电路32的接触式开关响应输出。缓冲器B9-B10对输入信号进行缓冲，而缓冲器B11-B12对响应输出信号进行缓冲。可以通过输入LEDSEL1和LEDSEL2来偏置有源器件M10和M11，以便允许电流经过发光层从具有集成控制电路组件TL1-TL4的集成发光接触式开关的阳极流至阴极，从而产生光。图13F的时序图示出的信号是同步的，但是如上所述，该信号也可以是其他方式的。在时间段T1处，由于输入端CS1为高电平，因而集成发光接触式开关组件TL1和TL2的接触式传感器功能激活。由于输入端CS2为低电平，因而具有集成控制电路组件的集成发光接触式开关TL3和TL4的接触式传感器功能未激活。由此，在时间段T1处，具有集成控制电路组件的集成发光接触式开关TL1和TL2的一个或者两个能够传播(relay)接触激励信号，从而分别响应输出RS1或RS2。
在时间段T5处，具有集成控制电路组件的集成发光接触式开关TL1发光，并且由于输入端CS1在时间段T4和T5处为高电平，因而激活了其接触式传感器功能。同样，输入端LEDSEL1为高电平，因此将有源器件M10偏置，从而允许电流流过。
具有集成控制电路组件的其它集成发光接触式开关的接触式传感器的激活和光的激活类似于具有集成控制电路组件的集成发光接触式开关TL1的激活。对于图13E和13F，要了解的是，具有集成控制电路组件的集成发光接触式开关的多行和多列也可以充当接触式开关，并且也能发光。因此，示出了图13E中的具有集成控制电路组件的集成发光接触式开关的接触式传感器工作和发光是同步的，以使具有集成控制电路组件的集成发光接触式开关只有当受到接触激励时才会发光。如上所述，其它模式的激活同样也是有益的。
图14A-14C示出根据本发明的具有集成控制电路组件的底部发光的接触式开关的分离的层和结构，其中包括图5A-5B中的具有集成控制电路组件的接触式开关和集成发光器件。图14A示出了发光器件和接触式传感器的分离的层，包括阳极21、发光堆叠22、阴极23和电极31。图14B示出了如何将分离的层组合在一起并且经走线34、36和37而连接到集成控制电路32。图14C示出了如何将图14B的组件装在衬底上的剖面视图。在图14B和14C中，示出了电极33覆盖在阳极21上面，而该阳极又覆盖在发光堆叠22和阴极23上面。绝缘层50把电极31与发光器件的层分离开。绝缘层51最好是透明的，并且可以是SiO2或任何其它适合的电介质材料。电极31和阳极21也最好是透明的，但是如上所述，这并非必须。如图14A-14C所示，电极31和阳极21可以小于发光堆叠22，以便允许发光器件在甚至是不透明电极31或阳极21的周围形成边缘或光环。由此，在某些应用中，不必使用透明的电极和阳极。参照图15C-15D描述图14C的集成发光接触式开关组件可行的控制电路。
图15A-15B示出了可行的控制电路的示意图，该控制电路能够控制图12D和13D中的具有集成控制电路组件的集成发光接触式开关，所述集成发光接触式开关包含阳极121。正如参照图11A-11B所描述的，图15A-15B中的阳极121连接于集成控制电路32。在这里，因为图12D和13D中的具有集成控制电路组件的集成发光接触式开关不包括内部和外部电极，所以将电阻Rinner改名为Rtouch。在控制电路的接触传感工作期间，有源器件M12和M13将是非偏置、不传导并且是高阻抗的，而且控制电路将按照类似于参照图11A-11D所描述的方式工作，除了逻辑与判定电路40将具有仅仅一个输入端，因此不能向闩锁电路41提供差分输出。图15B示出的控制电路能够直接激活阳极121而不通过发光器件LED的相对较大的连接电容。在LED驱动工作期间，图15B的控制电路按照参照图11B所描述进行工作。
图15C示出可行的控制电路的示意图，该控制电路能够控制图14C中的具有集成控制电路组件的集成发光接触式开关。在接触式传感工作期间，图15C的控制电路按照上面参照图15B所描述进行工作。同样，在接触式传感工作期间，对于此控制电路而言，除了漏电流之外，对于流过发光器件LED的电流不存在DC通路。在发光器件LED驱动工作期间，电极31与阳极21之间的电容C3将接触式开关工作电路与电路中LED的驱动工作电流隔离开。如图14C所示，在图15C中示意性表示的电容C3是由隔离层50提供的，该隔离层可以是任何适合的材料，包括SiO2。
图15D示出可行的控制电路的示意图，该控制电路能够控制图14C中总体上示出的集成发光接触式开关组件，但是还包括外部电极33。图15D中的控制电路按照上面参照图15C所描述工作，除了电极33之外，有源器件M18和M19以及电阻Router提供到逻辑与判定电路40的输入，所述逻辑与判定电路能够提供到闩锁电路40的差分输出。
图16A示出了触控板的电极31和32以及走线34和35。图16B-16J示出了发光器件LEDV，例如该发光器件可以是无机半导体二极管，其中具有分别在阳极21和阴极23处连接于图16A中的触控板的电极31和33的阳极21、发射结22和阴极23。图16B-16J中所描述的结构示出了根据本发明如何将无机半导体二极管及其它发光器件相对于触控板而放置于不同位置上，其中包括远离触控板电极的位置，而这些无机半导体二极管及其它发光器件与所述触控板相连。如图19所示，在设计集成发光接触式传感器装置上，这些结构能够提供灵活性，并且同时提供了如下所述简易的寻址方案(addressing schemes)。在图16B中，发光器件LEDV定位在电极31与33之间，以使光能够到达衬底20的表面19而不必穿过电极31或33。由此，如图16B所示，电极31和33不必为了允许光到达衬底20的表面19而是透明的。为了使光从发光器件LEDV到达表面19，衬底20最好是透明的。图16C-16J，类似于图16B，每个图示出的接触式开关中发光器件与接触式探测电极31和33相连接，但是既不在它们的顶上也不在它们的下面，以使从发光器件LEDV中发射出的光能到达表面19，并且消除了对透明电极的需要。
在图16C和16D中，发光器件LEDV的发光堆叠22位于电极31与电极33之间。在图16C中，阳极21和阴极23与电极31和电极33连接，而在图16D中连接顺序则相反。阳极21和阴极23也可以直接由电极31或电极33组成，从而消除对小的电路走线或电极集成的需要。在图16E和16F中，远离于电极31和33放置发光器件LEDV，并且阳极21和阴极23经走线34和35连接于电极31或33。电极31和33既可以经走线34和35连接于控制电路(未示出)，也可以经其它分离的走线(未示出)连接于控制电路。在图16G和16H中，每个接触式开关都具有位于电极31与电极33之间的四个发光器件LEDV。在图16G中，走线58把阳极连接到电极31，但是在图16H中，走线58把阴极23连接到电极31。在图16I和16J中，电极31具有容纳发光器件LEDV的凹口52。在图16I中，阳极21连接于电极31，而阴极23经走线57连接于电极33，但是在图16J中，阴极23连接于电极31，而阳极21经走线57连接于电极33。在图16I和16J两个图中，示出了凹口52以及发光器件LEDV，位于电极31的中心。在这些附图中所示出的其它这类结构以及结构上的变化也是可行的。
除去消除了对透明电极的需要，根据本发明的此实施例的结构(其中发光器件LEDV在触控板的电极旁边)也可以提供其它的好处。例如，在图16E-16F中，尽管也是根据本发明的原理集成的，但是从发光器件LEDV中发出的光能够在远离于触控板的电极的位置处到达表面19。图17A-17J示出图16A-16J的结构，其中接触式开关也包括靠近接触式探测电极31和33的集成控制电路32。
图18A-18D示出具有集成控制电路的接触式开关，其中发光器件LEDV和接触式探测电极31中的插孔53都与衬底20中的窗口54对准。在图18D中，示出了组装后的具有集成控制电路和发光器件的接触式开关的剖面视图，在位于电极31和33顶上的衬底20上设置装饰层51。装饰层51最好是透明的或半透明的，至少在与发光器件LEDV和窗口54对准的区域中是透明的或半透明的，以使光从发光器件LEDV到达装饰层51的表面18。图18A示出了分别连接于走线34和35的电极31和33。在图18A中，电极31包括插孔53。图18B示出了连接于走线34和35的集成控制电路32。在图18B中，走线35也连接于发光器件LEDV。图18C和18D示出了组装起来的图18A和18B的结构。在图18C和18D中，示出了插孔53与发光器件LEDV对准。在图18D中，示出了具有窗口54的衬底20，所述窗口也与发光器件LEDV对准。窗口54最好也是半透明或透明的，以允许光从发光器件LEDV到达装饰层51的表面18。或者，衬底20可以全部都是半透明或透明的，而取代并入到衬底20中的窗口54。在图18D中描述的接触式开关也具有装饰层51，该装饰层可以具有与衬底19的窗口54对准的半透明部分(未示出)，或者可以全部是半透明的等等。由于电极31和33位于衬底20的侧面19上，所述侧面与装有集成控制电路32和发光器件LEDV的侧面相反，走线34和35必须穿透衬底20连接于电极31和33以及集成控制电路和发光器件LEDV。
图19示出电气上连接于四个发光器件的四个触控板的排列。在图19中，发光器件LEDV1-LEDV4分别连接于触控板TP1-TP4，并且触控板TP1-TP4与相应的发光器件LEDV1-LEDV4分别连接于输入/输出引脚P1-P4，所述输入/输出引脚又连接于集成控制电路(未示出)。如图19所示，发光器件LEDV1-LEDV4可以远离于接触式开关的触控板，并且根据本发明与此同时集成到一起。
图20A和20B描述了具有装在衬底20上的电致发光器件的接触式开关，它包括由绝缘层150将其与电致发光层122隔开的电极221和223。在图20B中，交流电源AC连接于电极221和223。电极221最好是透明的或半透明的，以允许光从电致发光器件到达衬底20的表面19。电致发光器件领域的技术人员可以理解电致发光器件的照明操作。同样，在图20B示意性地示出电容Ctouch和CAC，它们分别表示跨过衬底20和跨过电致发光器件的电容，所述电致发光器件包括绝缘层150和电致发光层122。
图21A示出图20A-20B中的具有集成电致发光器件的接触式开关的逻辑电路40的输入及输出的可行的结构。在图21A中，表面19以及电极221和223形成电容Ctouch和CAC，这也在图20B中所示出。电极221经走线DRIVE 2连接到有源器件M33和M34的漏极，而M33和M34的栅极分别连接于逻辑电路40的输出端DRIVE 2H和DRIVE 2L。电极223经输出DRIVE 1连接到有源器件M31和M32的漏极，而M31和M32的栅极分别连接于逻辑与判定电路40的输出端DRIVE 1H和DRIVE 1L。电极221同样连接于输入端RETURN1以及电阻R1，所述电阻R1连接于有源器件M40的漏极，M40的栅极连接于逻辑与判定电路40的输出端SELECT1。图21B示出图21A中的结构的时序图。电极221和223接收来自于信号源AC(如图20B所示)的交流电信号，在图21A中，所述信号源AC可以起源于逻辑与判定电路40，并且在走线DRIVE 1H、DRIVE 1L、DRIVE 2H和DRIVE 2L上传递。可以认为有源器件M31和M32以及有源器件M33和M34的缓冲结构的工作是在逻辑与判定电路40适当地发信号时，允许在走线DRIVE 1和DRIVE 2上产生交流电。图21B示出了走线DRIVE 1和DRIVE 2上的信号是如何彼此相反的，使得当走线DRIVE 1上的信号为高电平时，走线DRIVE 2上的信号为低电平，反之亦然。
当按照图21A-21B中所示进行配置和发信号时，图20B中所描述的发光电致发光器件可以起接触式开关的作用。当输出端DRIVE1H为高电平时，走线DRIVE 1将为高电平，从而将有源器件M31偏置并且允许电压PLUS出现在走线DRIVE1上。当逻辑与判定电路40的输出SELECT 1为高电平时，如图21B所示，有源器件M40将允许电流流过电阻R1，以便在输入端RETURN 1上产生电压。同样，当输出端SELECT 1为高电平时，在走线DRIVE 2上无信号出现。当表面19上没有激励出现时，出现在输入端RETURN 1上的电压将是一个数值，而当在表面19上出现激励时，出现在输入端RETURN1上的电压将是相对较低的数值。具体地说，表面19上的激励将提高有效电容Ctouch，并且将会分流至接地电流，否则将会在电阻R1两端产生高电压。这种提高后的有效电容以及分流至地对应于与走线DRIVE 2和输入端RETURN 1上的激励后的状态相关联的较小电压，该电压比如果不存在激励和无提高后的电容的情况下产生的电压要小。这在图21B中示出。图21A的结构以及图21B中所示的时序仅仅是说明性的。利用图21A的结构或者另一个结构，其它结构及其它时间模式也是可行的，并且是电路设计领域的技术人员可以理解的。
图22A示出电致发光的发光接触式开关的二乘二矩阵的逻辑电路的输入线可行的结构。在图22A中，四个电致发光接触式开关ELTS1-ELTS4按二乘二矩阵排列，并且通过缓冲器件而连接到逻辑与判定电路40，所述缓冲器件包括有源器件M31-M38。每个电致发光接触式开关都按照类似于参照图21A和21B所描述的方式进行工作。图22B示出图22A中的结构所用的时序图。图22A中的结构和图22B的时序图示出电致发光接触式开关ELTS1-ELTS4组成的两列接触式开关中的任一个如何在与该列接触式开关的激励状态相关的输入行RETURN 1或RETURN 2上产生信号。例如，如图22B所示，当输出端SELECT 2为高电平时，可以激励接触式开关ELTS 2或ELTS4中的任一个，将电流分流并且降低输入端RETURN 2上的电压，所述输入段RETURN2连接于电阻R2，而该电阻R2连接于有源器件M41的漏极。对于为了在输入端RETURN 2上产生下降电压的接触式开关ELTS2的激励来说，要求走线DRIVE 1必须为高电平，并且在接触式开关ELTS2的电极223上产生电位。对于为了在输入端RETURN1上产生这种下降电压的接触式开关ELTS4的激励而言，走线DRIVE 2必须为高电平。如上所述，其它结构或时间方案也是可行的，这从在前的描述中可以了解。
图23示出具有液晶集成发光器件的接触式开关，它可以代替示意图21A和22A的示意图中的电致发光接触式开关。在图23中，交流信号源AC连接于电极221和223，这些电极位于液晶层222的两侧上，并且由隔离物64支撑。玻璃层60和偏光镜层62依次位于电极221和223的最外侧。电极221和223形成电容CAC，而最上面的玻璃层60和偏光镜层62形成电容Ctouch。图23的液晶发光器件的发光工作为本领域的技术人员所理解的，而接触式开关的工作可以从图21A-22B前面的描述中了解。
尽管已经描述了本发明的一些实施例，并仅利用一种特定类型的接触式传感器，例如，具有集成控制电路的接触式传感器，作出解释说明，但是要理解的是，结合任何类型接触式开关的本发明任何实施例都可以是适用的。此外，根据申请的要求，上述本发明的各个方面能够以任何方式组合起来，所述接触式传感器被设计用来供所述申请使用。在不背离本发明的精神或本质特性的情况下，本发明也可以以未在附图中明确描述的其它形式体现。从所有方面看来，所描述的实施例都应当仅视为说明性，而非限制性的。本发明的范围通过所附的权利要求而非上述说明指出的。因此，在与权利要求相等效的含义和范围之内出现的所有变化将被涵盖在此范围内。
权利要求
1.一种有选择地自发光的开关设备，包括一个接触式响应开关器件，适合响应外部激励提供电响应；一个发光器件，电连接于所述接触式响应开关器件。
2. 如权利要求1所述的设备，其中所述接触式响应开关器件包括至少一个电极，并且其中所述发光器件电连接于至少一个所述电极。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述接触式响应开关器件还包括至少一个有源元件，该有源元件电连接于至少一个所述电极。
4.如权利要求2所述的设备，其中所述接触式响应开关器件还包括至少一个集成控制电路，该集成控制电路电连接于至少一个所述电极。
5.如权利要求2所述的设备，其中所述发光器件还包括至少一个电极，并且其中所述发光器件的至少一个所述电极包括所述接触式响应开关器件的至少一个所述电极。
6.一种有选择地自发光的开关设备，包括一个衬底；一个接触式响应开关器件，放置在所述衬底上；所述接触式响应开关器件适合响应外部激励提供电响应；所述接触式响应开关器件包括至少一个电极；一个发光器件，放置在所述衬底上；以及一个电介质，用于将所述发光器件与所述接触式响应开关器件分离。
全文摘要
接触式传感器物理上与发光器件集成在一起，以便提供具有内置背照明的开关器件。在一些实施例中，所述接触式传感器和发光器件共用电部件。
文档编号A47F3/06GK1615585SQ02827331
公开日2005年5月11日 申请日期2002年11月19日 优先权日2001年11月20日
发明者戴维·W·考德威尔 申请人:触摸传感器技术有限责任公司