(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＬＥＤデバイスと結合されるように適応された電子回路であって、前記ＯＬＥＤデバイスは、光を生成するＯＬＥＤ手段と、電流を導通するように適応された２つ以上の導電素子と、前記ＯＬＥＤ手段及び前記２つ以上の導電素子を搭載する基板とを有し、当該電子回路は：
ＯＬＥＤ手段にバイアス電圧を供給する電圧バイアス手段と、
１つ以上の導電素子にＲＦ電圧を供給するＲＦ電圧手段と、
前記１つ以上の導電素子の各々を流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記１つ以上の導電素子を流れる前記電流に依存した信号を生成する信号生成手段と、
前記ＯＬＥＤ手段との間の容量結合の、前記１つ以上の導電素子の各々を流れる前記電流に対する影響、を排除するデカップリング用増幅器と、
を有する、
電子回路。
【請求項２】
前記電圧バイアス手段は、当該電圧バイアス手段を前記ＯＬＥＤ手段に接続するように適応された電気接続手段を有し、前記デカップリング用増幅器は入力と１つ以上の出力とを有し、前記ＲＦ電圧手段は前記デカップリング用増幅器の前記入力に接続され、前記出力のうちの１つ以上が前記電気接続手段に接続される、
請求項１に記載の電子回路。
【請求項３】
前記デカップリング用増幅器はユニティゲイン増幅器であり、前記電気接続手段はアノード接続とカソード接続とを有し、前記１つ以上の出力は前記アノード接続に接続される、請求項２に記載の電子回路。
【請求項４】
前記２つ以上の導電素子によって形成される２つ以上のキャパシタンスを計算する手段を更に有し、前記信号は前記２つ以上のキャパシタンスの値に依存する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の電子回路。
【請求項５】
光を生成するＯＬＥＤ手段と、
電流を導通するように適応された２つ以上の導電素子と、
前記ＯＬＥＤ手段及び前記２つ以上の導電素子を搭載する第１の基板と、
前記ＯＬＥＤ手段との間の容量結合の、前記１つ以上の導電素子の各々を流れる前記電流に対する影響、を排除するデカップリング用増幅器と
を有し、
前記第１の基板は第１の表面と第２の表面とを有し、
前記ＯＬＥＤ手段は前記第１の表面と接触しており、前記２つ以上の導電素子は前記第２の表面に搭載されている、
ＯＬＥＤデバイス。
【請求項６】
前記第１の基板に積層されるように適応された第２の基板を更に有し、
前記第２の基板は透明であり、前記第２の基板は第１の表面と第２の表面とを有し、前記第２の基板の前記第１の表面が前記第１の基板の前記第２の表面に重ねられ、前記２つ以上の導電素子は前記第２の基板の前記第２の表面と接触している、
請求項５に記載のＯＬＥＤデバイス。
【請求項７】
前記第１の基板に積層されるように適応されたＮＦＩタッチセンサ膜を更に有し、該ＮＦＩタッチセンサ膜は第２の基板と該第２の基板の第１の表面に搭載された前記２つ以上の導電素子とを有し、前記第２の基板の前記第１の表面が、前記２つ以上の導電素子を介在して、前記第１の基板の前記第２の表面に重ねられている、請求項５に記載のＯＬＥＤデバイス。
【請求項８】
前記第２の基板はフレキシブル基板である、請求項６又は７に記載のＯＬＥＤデバイス。
【請求項９】
前記第２の基板の厚さは、前記ＯＬＥＤ手段と前記２つ以上の導電素子との間の静電容量が最小化されるように選択されている、請求項６に記載のＯＬＥＤデバイス。
【請求項１０】
前記第１の基板の厚さは、前記ＯＬＥＤ手段と前記２つ以上の導電素子との間の静電容量が最小化されるように選択されている、請求項５乃至９の何れか一項に記載のＯＬＥＤデバイス。
【請求項１１】
前記２つ以上の導電素子は、光を透過するように適応されている、請求項６乃至１０の何れか一項に記載のＯＬＥＤデバイス。
【請求項１２】
前記導電素子は、当該ＯＬＥＤデバイスから見える光の量を最大化するように構成されている、請求項６乃至１１の何れか一項に記載のＯＬＥＤデバイス。
【請求項１３】
請求項６乃至１２の何れか一項に記載のＯＬＥＤデバイスと、該ＯＬＥＤデバイスに電力供給して動作させる電子回路とを有し、
前記電子回路は、ユーザの入力操作を検出するために、前記２つ以上の導電素子によって形成される２つ以上の静電容量を計算するように動作する、
ＯＬＥＤ装置。
【請求項１４】
前記電子回路は：
前記ＯＬＥＤ手段にバイアス電圧を供給する電圧バイアス手段と、
前記２つ以上の導電素子の各々内に電流を生成する電流生成手段と、
前記２つ以上の導電素子の各々を流れる電流、又は前記２つ以上の導電素子の各々での電圧降下、のうちの一方を用いて、前記２つ以上の静電容量を計算する計算手段と、
前記２つ以上の静電容量の値に依存した信号を生成する信号生成手段と、
を有する、請求項１３に記載のＯＬＥＤ装置。
【請求項１５】
請求項６乃至１２の何れか一項に記載のＯＬＥＤデバイスと、該ＯＬＥＤデバイスに電力供給して動作させる電子回路とを有し、
前記電子回路は、ユーザの入力操作を検出するために、前記２つ以上の導電素子によって形成される２つ以上の静電容量を計算するように動作する、
ＯＬＥＤ組み立てキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光ダイオードに関し、特に、有機発光ダイオードと近接場イメージング式タッチセンサとの集積に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスは２つの電極と有機発光層とを有する。この有機層は２つの電極の間に配置される。一方の電極はアノードであり、他方の電極はカソードである。有機層は、アノードがカソードに対して十分に正の電圧バイアスを有するときに、アノードから正孔が注入されカソードから電子が注入されるように構築される。必要なバイアス電圧は、有機層に使用される材料に依存する。正孔及び電子は有機層内で再結合し、有機層をなす分子における励起状態を誘起する。励起された分子がその基底状態へと緩和する過程で光が放出される。アノードは典型的に、例えば透明導電性酸化物（Transparent  Conducting  Oxide；ＴＣＯ）などの高仕事関数材料で製造され、カソードは典型的に、例えばアルミニウム又は銀などの高反射性材料で製造される。しかしながら、カソード、アノード、又はこれら双方を通じて光が出て行くことを可能にする様々な電極設計が存在する。有機層は、単一の有機膜を有することもあるし、複数の有機膜の積層体（スタック）を有することもある。ＯＬＥＤデバイスは表示器として有用であり、パターン化されたＯＬＥＤデバイスのアレイからディスプレーを構築することができる。
【０００３】
従来の静電容量式タッチセンサにおいては、電極とグランド（ＧＮＤ）との間の静電容量の変化を検出することによって、触れたこと（タッチ）が検出される。タッチ応答を生じさせるのに必要な静電容量変化が、前もって決定される必要がある。しかしながら、電極からグランドへの静電容量は環境条件（例えば、湿度）によって影響され、このことが、全ての条件で正常に動作することになる適切な静電容量変化を決定することを困難にしている。
【０００４】
より洗練された種類の静電容量式タッチセンサに、ニアフィールド（近接場）イメージング（Near  Field  Imaging；ＮＦＩ）あるいは勾配式のタッチセンサがある。ＮＦＩセンサは典型的に少なくとも３つの層から構築される。底部誘電体基板が存在し、該誘電体基板上に、導電素子群の層が設けられ、且つ該導電素子上に、該導電素子層を保護するよう作用する更なる誘電体層が設けられる。各導電素子は、電流を導通するように適応され、無線周波数（ＲＦ）電圧を供給される。各素子を流れる電流が検出される。物体がＮＦＩセンサに接近すると、個々の導電素子の静電容量が変化し、測定電流の変化を引き起こす。
【０００５】
この静電容量変化は、個々の導電素子からグランドへの静電容量の増加若しくは減少に起因するものであるか、あるいは、接近物体により引き起こされる電界の変化に起因するものである。導電性の物体及び誘電性の物体の何れもが、個々の素子間で、静電容量の変化を生じさせることになる。一部の素子は、自身の静電容量ひいては測定電流に、他の素子より大きい変化を有する。このような局所化された電流変化により、タッチの位置を推測することが可能にされる。接近物体によってあまり影響されない素子は、タッチが行われているときの閾値を決定することに関する比較基準として用いることができる。
【０００６】
特許文献１により、液晶ディスプレー（ＬＣＤ）スクリーンとＮＦＩタッチスクリーンとが結合されたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００４／０１０３６９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、電子回路、ＯＬＥＤデバイス、ＯＬＥＤ装置及びＯＬＥＤ組み立てキットを提供する。本発明の実施形態が従属請求項にて与えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態は、非常に堅牢で、駆動が環境条件に依存せず、それにより調整が不要な、タッチセンサを提供する。これは、近接場イメージング（ＮＦＩ）センサ膜をＯＬＥＤデバイス上に積層することによって達成される。ＮＦＩセンサは、勾配電界変化の検出を可能にし、本質的に、標準的な静電容量式センサより堅牢である。本発明の実施形態は、バックライトスイッチ及びスライダを実現することに有用である。
【００１０】
本発明の実施形態により、ＯＬＥＤデバイスと結合されるように適応された電子回路が提供される。ＯＬＥＤデバイスは、光を生成するＯＬＥＤ手段と、電流を導通するように適応された２つ以上の導電素子と、ＯＬＥＤ手段及び前記２つ以上の導電素子を搭載する基板とを有する。
【００１１】
この回路の実施形態は、ＯＬＥＤ手段にバイアス電圧を供給することができる電圧バイアス手段を有する。ＯＬＥＤ手段は光を生成するために電圧バイアスを必要とするので、電圧バイアスは有利である。電子回路はまた、１つ以上の導電素子にＲＦ電圧を供給するＲＦ電圧手段を有する。該電圧手段は、ＮＦＩタッチセンサを形成するようにＯＬＥＤデバイスの導電要素とともに使用される定電圧ＲＦ電源を提供するので有利である。
【００１２】
この電子回路はまた、前記１つ以上の導電素子の各々を流れる電流を測定することができるので有利な、電流測定手段を有する。前記１つ以上の導電素子に定電圧を供給することにより、電流測定手段は、個々の導電素子を流れる電流が検出されることが可能なときを検出することができる。物体がＯＬＥＤデバイスに接触したことを検出するために、該電流又は該電流の変化を用いることができる。複数の導電素子を有することが有利である。タッチセンサがタッチされたかを決定するために、多数の異なる素子の電流を用いることができるからである。
【００１３】
単一素子の静電容量式センサでは、タッチが検出される静電容量変化の閾値を決定するために、前もってデバイスを調整する必要がある。しかしながら、環境条件によって、測定される静電容量、故に、測定される電流が変化され得る。本発明の実施形態は、複数の異なるストリップからの電流を用い、結果を正規化することによって、タッチが検知されたかを決定する。
【００１４】
この電子回路はまた、前記１つ以上の導電素子を流れる電流に依存した信号を生成する手段を有する。これは、１つの電子回路に統合されてもよいし、制御信号として別の電子回路に送信されてもよい。これは、複雑な電流変化分析を用いて信号を生成することができるという利点を有する。例えば、電流は、平均の静電容量に対して正規化されることができる。それにより、環境変化の影響が排除される。これを実現するために、マイクロコントローラ又はコンピュータが使用され得る。
【００１５】
他の一実施形態において、電子回路は更に、ＯＬＥＤ手段と前記１つ以上の導電素子との間の容量結合の影響を排除することが可能なデカップリング用増幅器を有する。前記１つ以上の導電素子とＯＬＥＤの１つ以上の電極との間の静電容量は、タッチによって誘起される静電容量変化より大きくなり得るので、これは利点となる。これは、接続要素からＯＬＥＤ手段へと流れる実質的なリーク電流が存在し得ることを意味する。デカップリング用増幅器は、前記１つ以上の導電素子に印加されるのと同じＲＦバイアスをＯＬＥＤ手段に付与するために使用される。ＯＬＥＤ手段及び導電素子の双方が同一の電圧によって変化するので、これら双方間の静電容量が実効的に排除される。これは、操作者の指又はその他の導電性要素がタッチセンサの近くに持って来られるときに、電流測定手段によって測定される電流の相対的な変化が遙かに大きくなることを可能にする。
【００１６】
他の一実施形態において、デカップリング用増幅器はユニティゲイン増幅器である。ユニティゲイン増幅器を用いることは、導電素子に印加されたのと正確に同じ電圧を付与することになるので有利である。この実施形態において、電気接続手段はＯＬＥＤ手段のカソードに取り付けられ、ユニティゲイン増幅器の出力はＯＬＥＤ手段のアノードに接続される。光がアノード及び無色基板を透過するように多数のＯＬＥＤデバイスが設計されるので、これは有利である。基板の一方の面にＯＬＥＤ手段が取り付けられ、他方の面にＮＦＩタッチセンサが取り付けられる。このとき、アノードが、ＯＬＥＤ手段の電極のうちで、ＮＦＩセンサに最も近い電極である。
【００１７】
他の一実施形態において、キャパシタンス係数が電流及び電圧を用いて計算される。これは、キャパシタンス係数の部分集合（サブセット）を計算して、他のキャパシタンス係数又は他のキャパシタンス係数のサブセットと比較することができるという利点を有する。これは、異なる複数の導電素子間での静電容量の小さい変化を検出することを可能にする。タッチセンサに接近する誘電物体は、電界を変化させ、異なる複数の導電素子間で静電容量の変化を生じさせる。故に、誘電物体の接近を検出するために、この変化を使用することが可能である。これを実現するために、マイクロコントローラ又はコンピュータが使用され得る。
【００１８】
他の一態様において、本発明の実施形態により、光を生成するＯＬＥＤ手段と、電流を導通するように適応された２つ以上の導電素子と、ＯＬＥＤ手段及び前記２つ以上の導電素子を搭載する第１の基板とを有するＯＬＥＤデバイスが提供される。ＯＬＥＤ手段は、基板の一方の面に取り付けられ、前記２つ以上の導電素子は基板の他方の面に取り付けられる。これは、ＯＬＥＤ手段をＮＦＩタッチセンサと一体化することができるという利点を有する。導電素子は典型的に、誘電体層で保護される。導電素子は、多様な手法で第１の基板に取り付けられることができ、基板上に直接的に堆積あるいは形成されてもよいし、基板上にラミネートされてもよいし、あるいは基板に接着されてもよい。導電素子はまた、第２の基板の構造に取り付けられたり、組み込まれたりしてもよい。そのとき、第２の基板が第１の基板に搭載あるいは取付けされ得る。
【００１９】
他の一実施形態において、ＯＬＥＤデバイスは更に、ＯＬＥＤ手段に積層されるように適応された第２の基板を有する。第２の基板は透明な材料で製造されて、第１の基板にラミネートされる。前記２つ以上の導電素子は第２の基板に取り付けられる。これは、ＯＬＥＤ手段と、タッチセンサに使用される導電素子とを別々に製造することができるという利点を有する。これら２つの構成要素はともにラミネートされ得る。
【００２０】
他の一実施形態において、ＯＬＥＤデバイスは更にＮＦＩタッチセンサ膜（フォイル）を有する。ＮＦＩタッチセンサフォイルが、前記第２の基板及び前記２つ以上の導電素子を有する。これは、既存のＯＬＥＤデバイスにＮＦＩタッチセンサフォイルをラミネートすることができるという利点を有する。
【００２１】
他の一実施形態において、第２の基板はフレキシブル材料で構築される。これは、例えばプラスチックなどの柔軟な材料で構築されたタッチセンサをＯＬＥＤ手段に取り付けることができるという利点を有する。
【００２２】
他の一実施形態において、ＯＬＥＤ手段と前記２つ以上の導電素子との間の静電容量が最小化されるように第２の基板の厚さが選択されたＯＬＥＤデバイスが提供される。ＮＦＩセンサに指が近付けられるときの静電容量変化は、前記２つ以上の導電素子とＯＬＥＤ手段との間の静電容量と比較して小さいので、これは有利である。基板を厚くすることにより、該静電容量は減少され、ひいては、誰かがＮＦＩスクリーンに触れるときの静電容量変化を検出することが容易になる。
【００２３】
他の一実施形態において、ＯＬＥＤ手段と前記２つ以上の導電素子との間の静電容量が最小化されるように第１の基板の厚さが選択されたＯＬＥＤデバイスが提供される。ＮＦＩセンサに指が近付けられるときの静電容量変化は、前記２つ以上の導電素子とＯＬＥＤ手段との間の静電容量と比較して小さいので、これは有利である。基板を厚くすることにより、該静電容量は減少され、ひいては、誰かがＮＦＩスクリーンに触れるときの静電容量変化を検出することが容易になる。
【００２４】
他の一実施形態において、前記２つ以上の導電素子は光を透過するように適応される。前記２つ以上の導電素子は、ＯＬＥＤ手段を介して光が届く基板上に位置付けられるので、これは有利である。仮に、これらが光を透過するように適応されない場合、操作者又はユーザが見ることができる可視光の量が減少されることになる。これら導電素子を透明にすることによって、デバイスはより効率的になる。これを実現するために、例えばＩＴＯなどの導電性酸化物が使用され得る。導電素子はまた、ＯＬＥＤ手段から入来する光を遮らないように導電素子を位置付けることによって、光を透過するように適応されることができる。更なる代替例は、眼が規則的なパターンを検出しないように導電素子のパターンを決めるものである。これは、ユーザにとってあまり目障りでなく、導電素子の存在をあまり気付かせなくするという利点を有する。
【００２５】
他の一態様において、ＯＬＥＤデバイスと、該ＯＬＥＤデバイスに電力供給して動作させる電子回路とを有するＯＬＥＤ装置が提供される。電子回路は、ユーザの入力操作を検出するために、前記２つ以上の導電素子によって形成される静電容量の２つ以上の静電容量係数を計算するように動作可能である。既に利点を説明したＮＦＩセンサを実現するために、これらの静電容量の計算を用い得ることが利点である。ユーザの入力操作の例は、ユーザがスイッチを起動させるために表面に触れること、ユーザが自身の指をＯＬＥＤデバイスの表面に沿ってスライドさせること、又はＯＬＥＤデバイスの表面上で指を円形に動かすことである。ＮＦＩセンサは、導電物体及び誘電物体の何れの近接をも検出することができる。結果として、ユーザの入力操作はまた、ＯＬＥＤデバイスの近傍に物体を動かすこと、又はＯＬＥＤデバイスの近傍にあるままで物体を動かすことによって発生されることができる。この装置は、ＯＬＥＤ手段が光を生成することができ、２つ以上の導電素子が、タッチされたかを検出して信号を別の電子回路に送信することが可能な電子回路に接続されるように、ＯＬＥＤデバイスが電子回路に結合されるという利点を有する。ＯＬＥＤ装置が光を生成し、且つ操作者にタッチされたときを検出することができるので、これは有用である。このＯＬＥＤ装置はディスプレー及び制御パネルに使用され得る。
【００２６】
他の一実施形態において、電子回路は、ＯＬＥＤ手段に電圧バイアスを供給する手段と、前記２つ以上の導電素子の各々内に電流を生成する電流生成手段とを有する。ＯＬＥＤ手段は光を生成するために電圧バイアスを必要とするので、ＯＬＥＤ手段に電圧バイアスを供給することは有利である。導電素子の近傍にある物体は導電素子の静電容量を変化させるので、前記２つ以上の導電素子内に電流を生成することは有利である。静電容量式近接センサを実現するために、この変化を検知して使用することができる。電子回路は更に、各導電素子を流れる電流を測定すること、又は各導電素子での電圧降下を測定することの何れかによって２つ以上の静電容量係数を計算する手段を有する。既知のＲＦ電流が導電素子を流れる場合、ＲＦ電圧の測定を用いて静電容量を計算することができる。既知のＲＦ電圧が導電素子に印加される場合、ＲＦ電流の測定を用いて静電容量を計算することができる。ＮＦＩ式センサを実現するために前記２つ以上の導電素子を用いることができるので、これは有利である。このことの利点については既に説明した。回路はまた、前記２つ以上の静電容量係数の値に依存した信号を生成する信号生成手段を有する。１つの実装例は、この電子回路が第２の電子回路に組み込まれるか、結合されるかするものである。この信号はまた、アナログ又はデジタルの信号を別の電子回路に伝送することによって使用されてもよい。そうすることは、ＯＬＥＤ装置を多様な制御回路に組み込むことができるという利点を有する。
【００２７】
他の一態様において、ＯＬＥＤデバイスと、該ＯＬＥＤデバイスに電力供給して動作させる電子回路とを有するＯＬＥＤ組み立てキットが提供される。電子回路は、ユーザの入力操作を検出するために、前記２つ以上の導電素子によって形成される静電容量の２つ以上の静電容量係数を計算するように動作可能である。これはＯＬＥＤ装置と同じ利点を有するが、この場合には、２つの構成要素は別々の要素であり、ユーザ又は操作者によって組み立てられることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
以下では、以下の図を含む図面を参照しながら、単なる例として、本発明の好適実施形態を説明する。
【図１】一体化されたＮＦＩタッチセンサを備えたＯＬＥＤデバイスの一実施形態を示す斜視断面図である。
【図２】図１に示したのと同じ実施形態を、簡略化した等価回路を重ね合わせて示す断面図である。
【図３】結合ＯＬＥＤ・ＮＦＩデバイスを駆動するために使用される回路の一実施形態を示す図である。
【図４】導電素子とＯＬＥＤ手段との間の静電容量が１ｐＦであるときのＯＬＥＤ装置の一実施形態のシミュレーション結果を示す図である。
【図５】導電素子とＯＬＥＤ手段との間の静電容量が１００ｐＦであるときのＯＬＥＤ装置の一実施形態のシミュレーション結果を示す図である。
【図６】導電素子とＯＬＥＤ手段との間の静電容量が１００ｐＦであるときのＯＬＥＤ装置の一実施形態のシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
これらの図中の同様の参照符号を付した要素は、相等しい要素であるか、あるいは同一の機能を果たすかの何れかである。後ろの方の図において、機能が同じ場合、既に説明してある要素については説明しないことがある。
【００３０】
図１は、ＮＦＩセンサ膜（フォイル）１０４が積層（ラミネート）されたＯＬＥＤ手段１０２を有するＯＬＥＤデバイス１００を示している。ＯＬＥＤ手段１０２の一部である基板１１２が存在している。基板１１２は２つの面を有する。第１の面にＯＬＥＤ手段１０２が位置付けられ、他方の面にＮＦＩセンサ１０４が位置付けられている。アノード１１０が基板１１２に直に接触して位置付けられている。アノードの次に有機層１０８が位置し、有機層１０８上にカソード１０６が設けられている。アノード１１０及びカソード１０６に十分なバイアス電圧が印加されるとき、有機層１０８内で光が生成される。光はアノード１１０及び基板１１２と通って進行する。基板の第２の面に、ＮＦＩセンサ膜１０４がある。導電素子１１４が基板１１２の直上に位置している。この実施形態においては、長いストリップが存在している。導電素子の上に保護用の誘電体層１１６がある。導電素子１１４は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）のような導電性酸化物で形成されることができる。導電素子１１４はまた、不透明な電極で形成されて、遮断される光の量を最小化するように配置されてもよい。導電素子１１４は、ＮＦＩタッチセンサの電極として機能する。
【００３１】
図２は、ＯＬＥＤデバイス２００上に、該ＯＬＥＤデバイスの簡略化した電気モデルを重ねて示している。ＯＬＥＤデバイス２００に接近する指１２６が示されている。この図は、様々な静電容量、及びそれらの、ＯＬＥＤデバイス内の構成要素との関係のモデルを示している。この図においては、図１と同じＯＬＥＤ手段１０２及びＮＦＩセンサ膜１０４が断面図として示されている。この図には、４つの導電素子１１８、１２０、１２２及び１２４が存在している。これら導電素子１１８、１２０、１２２及び１２４の各々とアノード１１０との間に静電容量が存在する。第１の導電素子１１８とアノードとの間の静電容量はキャパシタンス１５０である。第２の導電素子１２０とアノードとの間の静電容量はキャパシタンス１５２である。第３の導電素子１２２とアノードとの間の静電容量はキャパシタンス１５４である。第４の導電素子１２４とアノードとの間の静電容量はキャパシタンス１５６である。ＯＬＥＤデバイスは、ダイオード１６０とキャパシタンス１５８としてモデル化されている。キャパシタンス１５８は、アノード１１０とカソード１０６との間の静電容量を表す。導電素子はまた、導電素子同士の間で寄生容量を有する。キャパシタンス１４０は、第１の導電素子１１８と第２の導電素子１２０との間の静電容量である。キャパシタンス１４２は、第２の導電素子１２０と第３の導電素子１２２との間の静電容量である。キャパシタンス１４４は、第３の導電素子１２２と第４の導電素子１２４との間の静電容量である。この図中、指１２６を視認することができる。操作者の指１２６と各導電素子との間に静電容量が存在する。指１２６と第１の導電素子１１８との間の静電容量はキャパシタンス１３０である。指１２６と第２の導電素子１２０との間の静電容量はキャパシタンス１３２である。指１２６と第３の導電素子１２２との間の静電容量はキャパシタンス１３４である。指１２６と第４の導電素子１２４との間の静電容量はキャパシタンス１３６である。この図において見られるように、指すなわち操作者の手１２６は、導電素子群のうちの一部に対して、その他の導電素子に対してよりも、近くに位置する。これによる効果として、指がこの位置にあるとき、導電素子１１８、１２０、１２２及び１２４の静電容量変化は相異なったものとなる。変動する状況下でセンサがタッチを検出することができる所以は、このような相異なる静電容量変化の比較にある。
【００３２】
図３は、ＯＬＥＤ装置の一実施形態を示している。この図は電気的な模式図であり、この模式図において、ＯＬＥＤデバイスは幾つかの機能によって表されている。ＯＬＥＤ手段は、ダイオード１６０及びキャパシタンス１５８よって表されている。これらは個別の要素ではなく、このダイオードはＯＬＥＤ手段１０２により生じる電流電圧特性を表すものであり、このキャパシタンスはＯＬＥＤ手段１０２の電極１０６、１１０によって形成されるものである。この実施形態においては、４つの導電素子１１８、１２０、１２２及び１２４が存在している。図２においてのように、導電素子群の各々間に寄生容量が存在する。それらはキャパシタンス１４０、１４２及び１４４によって表されている。これらは、電気回路の部分をなす要素ではなく、互いに隣接する導電素子の物理的な位置に起因して存在する静電容量である。また、この図には、導電素子１１８、１２０、１２２及び１２４とＯＬＥＤ手段１０２のアノード１１０との間の静電容量が示されている。それらはキャパシタンス１５０、１５２、１５４及び１５６によって表されている。これらは、やはり、電気部品として付加されるキャパシタではなく、ＯＬＥＤ手段１０２に対して導電素子１１８、１２０、１２２及び１２４が近接していることによって形成されるものである。ＯＬＥＤ手段１０２はＤＣ電源１７４によって駆動される。ＯＬＥＤ手段１０２のアノード１１０に正の出力が接続され、ＯＬＥＤ手段１０２のカソード１０６に負の出力が接続される。ＲＦ電源１７６と、利得１の増幅器（ユニティゲイン増幅器）１７８と、４つの電流計又は電流センサ１８０、１８２、１８４及び１８６が存在している。ユニティゲイン増幅器１７８の出力は、ＯＬＥＤ手段１０２のアノード１１０に接続される。ユニティゲイン増幅器１７８の入力は、ＲＦ発生器１７６の出力に接続される。ＤＣ電源１７４の負側はＯＬＥＤ手段１０２のカソード１０６に接続され、ＲＦ発生器１７６のグランドはＤＣ電源１７４の負側に接続される。装置のグランドと接地（アース）との間の静電容量を表すキャパシタンス１７０が存在している。代替的な一実施形態において、装置のグランドとアースは同一である。
【００３３】
導電素子ごとに電流センサが存在する。ＲＦ発生器の出力は、ユニティゲイン増幅器１７８だけでなく、電流センサ１８０、１８２、１８４及び１８６の各々の入力にも接続される。電流センサ１８６は第１の導電素子１１８に接続される。第２の電流センサ１８４は第２の導電素子１２０に接続される。第３の電流センサ１８２は第３の導電素子１２２に接続される。第４の電流センサ１８０は第４の導電素子１２４に接続される。各導電素子は電流を導通するように適応されている。
【００３４】
図３において、幾つかの異なる電流導通経路が存在する。第１の経路はＯＬＥＤ手段１０２への容量結合を介するものであり、第２の経路はグランドへの容量結合１７２を介するものである。導電素子の各々に対応する４つのキャパシタンス１６２、１６４、１６６及び１６８が存在する。これらは各導電素子の静電容量を表す。キャパシタンス１６２は導電素子１１８に対応し、キャパシタンス１６４は第２の導電素子１２０に対応し、キャパシタンス１６６は第３の導電素子１２０２対応し、キャパシタンス１６８は第４の導電素子１２４に対応している。これら４つのキャパシタンスは、これらの導電素子各々の静電容量を表すものであり、導電素子１１８、１２０、１２２及び１２４に物体が近付けられるときに変化する。
【００３５】
例えば指１２６などの物体は、これらの導電素子に接近するとき、これらの導電素子の各々に対して異なる近接度を有し、各素子を流れる電流が変化する。例えばマイクロコントローラなどの制御装置が、４つの電流センサ１８０、１８２、１８４及び１８６によって測定された電流を比較し、これを用いて、タッチが行われたか否か、そしてタッチが何れの位置で行われたかを決定する。問題となるのは、導電素子１１８、１２０、１２２及び１２４とＯＬＥＤ手段１０２との間のキャパシタンス１５０、１５２、１５４及び１５６が、かなり大きくなり得ることである。ユニティゲイン増幅器１７８は該キャパシタンスを排除することができる。ユニティゲイン増幅器１７８は、導電素子に印加されるＲＦバイアスに等しいＲＦ電圧バイアスをアノード１１０に与える。これにより、キャパシタンス１５０、１５２、１５４及び１５６を横切る電圧がゼロにされる。それにより、該キャパシタンスは実効的に排除される。これは、より大きい信号が観測されることを可能にするので、非常に有利である。これらのキャパシタンスは測定され、通常は導電素子１１８、１２０、１２２及び１２４とアノード１１０との間の大きいキャパシタンスによって信号が覆い隠されるが、ユニティゲイン増幅器１７８はこの影響を排除してデバイスの感度を高める。
【００３６】
代替的な一実施形態において、導電素子１１８、１２０、１２２及び１２４とアノード１１０との間の基板１１２が厚くされる。それにより、キャパシタンス１５０、１５２、１５４及び１５６が低減され、ＮＦＩセンサの感度が向上される。他の一実施形態においては、基板厚が増大されるとともに、ユニティゲイン増幅器１７８が使用される。
【００３７】
図４は、ＯＬＥＤ装置のシミュレーション結果を示している。このシミュレーションにおいては、導電素子とＯＬＥＤ手段との間の静電容量は１ｐＦのみとしている。タッチセンサのキャパシタンス１６２、１６４、１６６及び１６８はおよそ１０ｐＦであると考えられる。第１の素子のキャパシタンス１６２は１ｐＦだけ増加されている。この図では、素子１を通る電流がその他３つの導電素子を通る電流より大きいことが見て取れる。このことは、アノードと導電素子との間の静電容量が小さいとき、静電容量の小さい変化を検出可能であることを示している。これにより示されることには、基板の誘電体厚が増大される場合、実用に耐え得る装置が構築され得る。
【００３８】
図５は、導電素子とアノードとの間の静電容量が１００ｐＦであるときの影響を示すシミュレーション結果の一例を示している。これは典型的な自己容量を表す値である。平行平板キャパシタに関する公式を用いて単純な見積もりを行うことができる。典型的なデバイス厚１００ｎｍ及び比誘電率１を仮定すると、結果としての自己容量は約１７７ｐＦ／ｍｍ２となる。
【００３９】
この自己容量はタッチセンサ構成の駆動・検知回路に用いられることができ、再び、導電素子１の静電容量であるキャパシタンス１６２を１ｐＦだけ増加させる。この図においては、４つの異なる電流の間で僅かな変化が見られるのみである。
【００４０】
図６は、デカップリング用の増幅器を用いる効果を示している。導電素子とＯＬＥＤ手段との間の静電容量が回路に対して有する影響を抑制するためにユニティゲイン増幅器を使用していることを除いて、図５で用いたのと同じ条件を再び用いている。この場合において、導電素子１の静電容量を１０ｐＦから１１ｐＦに増加させた。その他の導電素子は１０ｐＦの静電容量を有する。導電素子１を通る電流とその他３つの導電素子２、３及び４を通る電流との間の違いを容易に見て取ることができる。これは、ユニティゲイン増幅器を使用することの有用性を例証するものである。
【符号の説明】
【００４１】
１００  ＯＬＥＤデバイス
１０２  ＯＬＥＤ手段
１０４  ＮＦＩセンサ膜
１０６  カソード
１０８  有機層
１１０  アノード
１１２  基板
１１４  導電素子
１１６  誘電体
１１８  導電素子１
１２０  導電素子２
１２２  導電素子３
１２４  導電素子４
１２６  指
１３０  導電素子１と指との間の静電容量
１３２  導電素子２と指との間の静電容量
１３４  導電素子３と指との間の静電容量
１３６  導電素子４と指との間の静電容量
１４０  導電素子１と導電素子２との間の静電容量
１４２  導電素子２と導電素子３との間の静電容量
１４４  導電素子３と導電素子４との間の静電容量
１５０  導電素子１とアノードとの間の静電容量
１５２  導電素子２とアノードとの間の静電容量
１５４  導電素子３とアノードとの間の静電容量
１５６  導電素子４とアノードとの間の静電容量
１５８  ＯＬＥＤ手段の静電容量
１６０  ＯＬＥＤ手段の電流−電圧関係を表すダイオード
１６２  導電素子１の静電容量
１６４  導電素子２の静電容量
１６６  導電素子３の静電容量
１６８  導電素子４の静電容量
１７０  グランドに対する静電容量
１７２  グランドに対する静電容量
１７４  ＤＣ電源
１７６  ＲＦ電源
１７８  デカップリング用増幅器
１８０  導電素子４の電流計
１８２  導電素子３の電流計
１８４  導電素子２の電流計
１８６  導電素子１の電流計
２００  ＯＬＥＤデバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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