具有柔性透明感測區域的平板的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種具有柔性透明的感測區域的平板，包括：具有第一環形天線和多個梳形第一線形天線的絕緣透明基材料；以及掃描基底，該掃描基底上安裝有：用于選擇所述多個第一線形天線的末端之一的第一MUX；用于輸出第一MUX的輸出和第一環形天線之間的電位差的放大器；以及用于產生第一選擇信號并基于來自放大器的電位差、感測電子筆相距一個環形天線的位置的MCU。在透明底座材料上形成的第一環形天線與掃描基底上形成的第一導電圖案組合，由此形成閉環。所述多個第一線形天線中的每一個與所述多個第一延伸圖案中的每一個，所述第一延伸圖案絕緣地與掃描基底上的第一導電圖案相交。所述多個第一延伸圖案連接到第一MUX的輸入端。
【專利說明】具有柔性透明感測區域的平板
【技術領域】
[0001]本公開涉及具有柔性透明感測區域的平板，更具體地涉及被配置為能夠感測電子筆與柔性透明膜的表面的接觸的平板。
【背景技術】
[0002]近期，能夠通過使用手指或電子筆觸碰顯示表面來處理的電子設備(平板操作系統)成為了人們關注的重點，比如智能手機和平板電腦。
[0003]此外，在平板操作系統中，將預定的電子筆感測區域設置成通過使用電子筆來處理電子設備。例如，可在直角坐標系中計算電子筆觸碰感測區域的位置。
[0004]韓國專利申請公開N0.2008-86829(下文中稱為參考文獻)中公開了一種這樣的平板操作系統。在參考文獻中，用于感測電子筆相對于任一坐標軸方向的位置的環形線圈被布置成重疊結構，其中至少三個環形線圈彼此絕緣。從而，在配置具有環形線圈圖案(pattern)的位置檢測區域時，需要具有至少六層的層疊結構，即使使用諸如ITO等的透明導電材料和透明絕緣板配置位置檢測區域時也是如此。因此，存在對透明度的限制。此外，位置檢測區域自身的柔韌性也隨著多層板的重疊而降低。
[0005]此外，為了使各個環形線圈彼此絕緣并且使它們的端部連接在一起，需要諸如穿過絕緣層的通孔的垂直結構。因此，難以使用透明絕緣板形成這種垂直結構，從而在現有技術中，除了使用不透明、厚且硬的板之外別無選擇。通過這種方式，使用屬于不透明且固定類型的基底作為電子筆感測區域的現有技術平板在平板的使用方法和應用方面受到限制。
【發明內容】
[0006]技術問題
[0007]因此，本發明的目的是提供能夠確保用于檢測電子筆的觸碰位置的電子筆感測區域的透明度最大的平板。本發明的另一目的是提供透明且柔性材料的平板的多種應用。
[0008]根據本發明的一方面，提供了一種具有柔性透明感測區域的平板，包括:絕緣材料的透明部件，包括透明導電材料圖案的第一環形天線，其中將第一環形天線的開放末端形成為包圍用于檢測電子筆的位置的電子筆感測區域的外部周界；以及透明導電材料圖案的多個第一線形天線，所述多個第一線形天線在由第一環形天線包圍的電子筆感測區域的內部部分中彼此平行布置，并且所述第多個第一線形天線的末端電連接到第一環形天線以形成梳齒形狀；以及包括第一多路器(MUX)的掃描基底，所述MUX將所述多個第一線形天線的其它末端作為輸入，并被配置為根據第一選擇信號來選擇所述輸入中的任何一個作為輸出；放大器，被配置為輸出第一多路器的輸出與第一環形天線的輸出之間的電位差；以及MCU (微控制器單元)，被配置為以任意方式產生第一選擇信號以便選擇多個第一線形天線中的至少一個，并且當電子筆接近電子筆感測區域時基于從放大器輸出的電位差、根據第一線形天線中的任何一個來檢測輸出具有預定頻率的諧振電壓的電子筆的位置，其中在透明部件上形成的第一環形天線的兩個末端與掃描基底上形成的第一導電圖案組合在一起以形成閉環，所述多個第一線形天線的另一個末端分別連接到與掃描基底上的第一導電圖案絕緣并交叉的多個第一延伸圖案，以及所述多個第一延伸圖案連接到第一多路器的輸入端。
[0009]透明部件可由透明且柔性的材料形成。
[0010]公共電位可連接到在掃描基底上形成的第一導電圖案。
[0011]透明部件上的第一環形天線的圖案和第一線形天線的圖案可由透明、導電且柔性的材料絲網印刷而成。
[0012]透明部件還可包括:第一透明保護層，用于使第一環形天線的圖案與所述多個第一線形天線的圖案絕緣；透明且導電材料的第二環形天線，形成于透明保護層上并且被配置有形成為包圍電子筆感測區域的外部周界的開放末端；以及透明且導電材料圖案的多個第二線形天線，所述多個第二線形天線在第二環形天線的內部部分中彼此平行布置，并且所述多個第二環形天線的末端電連接到第二環形天線以形成梳齒形。掃描基底還可包括:第二導電圖案，與在透明部件上形成的第二環形天線的圖案組合以形成閉環；多個第二延伸圖案，連接到在透明部件上形成的第二線形天線的每一個，與第二導電圖案交叉并絕緣；以及第二多路器，將所述多個延伸圖案作為輸入，并被配置為根據第二選擇信號選擇所述輸入中的任何一個作為輸出以及將所選擇的輸出連接到放大器，其中MCU還產生用于選擇所述多個第二線形天線中的任意一個的第二選擇信號，以及基于從放大器輸出的電位差、根據第二線形天線中的任何一個來檢測電子筆的位置。
[0013]具有柔韌且透明的感測區域的平板還可包括透明部件上的電源線圈圖案，用于包圍電子筆感測區域。
[0014]具有柔性且透明感測區域的平板還可包括線圈基底，該線圈基底由柔韌材料形成，并且其中形成有電源線圈的圖案以包圍電子筆感測區域。
[0015]具有柔性且透明感測區域的平板還可包括電源驅動器，該電源驅動器用于使用電子筆的諧振頻率向電源線圈供應交流電壓。
[0016]有益效果
[0017]根據本發明的具有柔性且透明感測區域的平板，由于電子筆感測區域幾乎是透明且柔韌的并由此能隨意彎曲，因此根據本發明的平板能被用于多種應用，比如使曲面緊密接觸平板的應用、使用電子感測區域中反映的底稿的應用和在顯示設備的顯示表面上應用平板的應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]附圖中示出了本發明的示例實施方式，并且將在下文中更詳細地描述。在附圖中:
[0019]圖1是解釋借助環形天線和線形天線檢測電子筆的位置的基本原理的圖；
[0020]圖2示出了具有包括圖1所示的線形天線和環形天線在內的結構的平板的各個部分所表不的電壓的波形；
[0021]圖3是借助環形天線和多個線形天線更具體地描述能夠檢測電子筆的位置的配置和操作的圖；
[0022]圖4示出了用于檢測電子筆的位置的平板的示意配置以及供平板使用的電子筆的配置；
[0023]圖5示意性地示出了根據本發明的平板的配置；
[0024]圖6是用于解釋形成在根據本發明的平板中使用的電路圖案的方法的放大視圖；
[0025]圖7是用于解釋在透明部件上形成在根據本發明的平板中使用的天線圖案的多種方法的圖；以及
[0026]圖8示出了根據本發明的平板的使用示例。
【具體實施方式】
[0027]首先，將描述供根據本發明的平板使用的電子筆的檢測原理以及根據本發明的具有柔性透明感測區域的平板基于該原理的結構和操作。
[0028]圖1是解釋利用環形天線和線形天線檢測具有諧振電路的電子筆的位置的基本原理的圖。首先，參見圖1(a)來描述平板中用于感測電子筆(P)的天線的結構。圖中，環形天線10被配置成閉環類型，并且線形天線20被布置成橫跨環類型的環形天線10，其中線形天線20的一端連接到環形天線10的一側。線形天線20的另一端連接到放大器17的一個輸入端。放大器17的另一輸入端連接到環形天線10。放大器17 (例如差分放大器)通過對從線形天線20的電位減去環形天線10的電位得到的值進行放大而輸出電位差Vout。在這種天線配置中，存在線形天線20的圖案與環形天線10的圖案交叉的點。在這一點處，線形天線20與環形天線10必須彼此絕緣。
[0029]與此同時，圖1(a)示出了包括電感器和交流電源的電子筆P位于點①的狀態。隨著交流電源在電子筆P上施加脈沖，從電感器L產生電磁力。線形天線20和環形天線10通過從電子筆P產生的電磁力產生感應電流。
[0030]圖1(b)示出了當電子筆P位于點①、點②和點③且天線結構如圖1(a)所示時從放大器17輸出的電位差Vout。首先，當電子筆位于圖1(a)所示的環形天線10的環內的點①時，在線形天線20處產生沿實線箭頭的方向流動的感應電流。與此同時，所產生的感應電流感應出虛線形式的電流以及實線形式的電流。如果產生了這種感應電流，則放大器17輸出例如沿負方向的電位差(圖中，由向下箭頭所指示)。
[0031]此外，如果電子筆位于點③，則在線形天線20處產生與之前方向相反方向的感應電流，并且在放大器17處輸出正的電位差。
[0032]此外，如果電子筆P位于點②(即直接位于線形天線20上)，則在線形天線20處感應電流彼此抵消，由此在線形天線20處不會出現任何感應電流而且在放大器17處不會出現任何電位差。
[0033]根據這種天線結構，在環形天線10的環內，可以檢測電子筆P是位于線形天線的左側還是右側還是位于線形天線上。
[0034]此外，通過所輸出的電位差Vout的大小，還可以確定電子筆和線形天線之間的距離。
[0035]與此同時，以上描述基于電子筆P所輸出的電磁力具有恒定的方向這一假設。
[0036]然而，實踐中，電子筆所產生的電磁力根據交流電源的脈沖而發生變化。從而，從放大器17輸出的電位差還會根據交流電源的脈沖頻率進行振動。關于這一點的描述將在下文中參考圖2進行。
[0037]圖2示出了在包括圖1所示的線形天線和環形天線的結構中的電子筆以及在電子筆和平板操作時平板的各個部分處所產生的電壓的波形，其中電子筆能夠借助從外界無線供應的能量進行操作，而不必使用可消耗電源(比如干電池)來驅動諧振電路。
[0038]參見圖2 (a)，電源線圈30被布置成包圍環形天線10的外部周界，其中使用來自電源驅動器(PWD)32(參見圖5)的交流電能對電源線圈30供電，并且其中交流電能以電子筆P中嵌入的諧振電路的諧振頻率f0施加脈沖。
[0039]此時，電源線圈30通過從電源驅動器32供應的電能來輸出電磁力，并且電子筆P的諧振電路通過該電磁力產生感應電流。電子筆P所產生的感應電流充入與所嵌入的諧振電路(至少包括電感器和電容器)的容量一樣多的能量。于是，即使停止從電源驅動器32向電源線圈30供電，電子筆P仍然能夠通過充入諧振電路的能量繼續諧振一定的時間。
[0040]與此同時，如果電子筆P的諧振電路在向電源線圈30供電被中斷的狀態中諧振的話，平板側的線形天線20產生如圖1所述的感應電流，并且放大器17輸出線形天線和環形天線之間的電位差Vout。
[0041]通過這種方式，在沒有通過電源驅動器32向電源線圈30提供電能的時間間隔中，通過控制借助電源驅動器32對電源線圈的驅動并利用從放大器17輸出的電位差，能夠檢測電子筆P的位置。
[0042]圖2(b)是在點①處測量的電壓波形，其是用于驅動電源驅動器32的控制信號(這里，控制信號的電能引起電源線圈30以諧振頻率f0振動)。此時，通過設置供應諧振頻率的電能的時間間隔和不供應電能的時間間隔，能夠配置向電子筆供應能量的時間間隔以及通過使電子筆自身諧振來檢測電子筆的位置的時間間隔。圖中示出的一些上升脈沖是示例性的，但是在實際實施例中，可將脈沖配置成從幾百赫茲到幾百萬赫茲或更高的頻率。
[0043]圖2 (C)是電源線圈30處產生的電壓波形，其中即使電源驅動器32使用具有諧振頻率的方波信號的電能向電源線圈30供電，能夠注意的是，在電源線圈30處通過反電動勢現象產生逐漸上升的正弦波形的電壓。此時，在電源線圈30處沿與地面垂直的方向輸出電磁力。此外，由于電源線圈30不具有與電源線圈一起組成諧振電路的元件(例如電容)，所以當來自電源驅動器32的供電中斷時，電壓波形迅速中斷。
[0044]圖2(d)是在點③處測量的電壓波形，其是根據由電源線圈30處輸出的電磁力在電子筆P的諧振電路處感應的感應電流的電壓波形。通過電子筆P的諧振電路自身的電容對諧振電路進行充電。即使電磁力的輸出在電源線圈30處中斷，由于充入諧振電路的能量，電子筆P繼續諧振預定的時間段。
[0045]圖2(e)是電位差的波形，其中由電子筆的諧振電路在線形天線20和環形天線10處感應出電位差、并且通過這一感應電流在線形天線20和環形天線10之間產生電位差，即使在來自電源驅動器32的供電中斷后所述諧振電路仍然繼續諧振。也就是說，圖2(e)是在點④(即放大器17)處測量的電壓的波形。通過對以這種方式(得到與圖1(b)中的類型一樣的電壓)在放大器10處輸出的電位差的波形的任一點T處電壓進行米樣(H)并利用所采樣的值，確定電子筆P相對于線形天線20的位置。
[0046]圖3是用于描述能夠借助環形天線10和多個線形天線20更準確地檢測電子筆P的位置的結構和操作的圖。這里，多個線形天線20的一端電連接到環形天線10。多個線形天線彼此平行并且延伸穿過環形天線的一側。所述多個線形天線的另一端分別連接到多路器15的輸入端，以便形成梳齒形結構。除了線形天線的一端連接到環形天線10之外，線形天線20不應連接到環形天線10。也就是說,線形天線20的另一端與環形天線10絕緣。
[0047]與此同時，多路器15的輸出端連接到放大器17的輸入端，并且多路器能夠根據從外部(例如MCU)輸入的選擇信號選擇線形天線中的任一個的另一端。請參見圖4，這是因為圖3沒有示出電源線圈和電源驅動器。
[0048]在這種天線結構中，例如在電子筆P位于圖3(a)中示出的位置的狀態中，如果通過控制多路器15從點①到點⑤連續選擇多個線形天線20，則可獲得如圖3(b)中的形式的電位差Vout。
[0049]也就是說，例如如果選擇了例如線形天線①，則由于電子筆P位于線形天線①的右側附近，所以在放大器17中輸出正的電位差。
[0050]然后，如果選擇了線形天線②，則由于電子筆P位于線形天線②上，所以放大器17中不輸出任何電位差。
[0051]接下來，如果選擇了線形天線③，則由于電子筆P位于線形天線③的左側，所以放大器17中輸出負的電位差。
[0052]在這之后，如果選擇了線形天線④或⑤，則由于電子筆P同樣位于線形天線的左偵牝所以放大器17中仍能輸出負的電位差，其中由于線形天線④或⑤距電子筆相對較遠，所以在這種情況中輸出的電位差比選擇線形天線③的情況中輸出的電位差更小。
[0053]如果通過這種方式在所有線形天線處獲得電位差，則可獲得像圖3(b)那樣的曲線。從而，電子筆P的位置可被確定為電位差的大小反轉的位置(即如線形天線②的位置)。與此同時，即使電子筆并不位于線形天線上，而是位于線形天線之間，也會發生電位差在與電子筆相鄰的兩側的天線之間反轉的現象，由此在確定電子筆的位置過程中沒有任何問題。
[0054]通過以這種方式依次選擇線形天線來檢測電位差的操作被稱為“掃描”。與此同時，可如上所述，從位于一端的線形天線到位于相反一端的線形天線連續執行掃描，并且還可通過以多種方式選擇位于任意位置的線形天線將掃描執行為更快速地檢測電子筆的位置。此外，當在掃描一些線形天線期間確定了電子筆的位置時，即使并沒有掃描所有線形天線，也可以結束對剩余線形天線的掃描。
[0055]接下來，參見圖4，將要描述用于檢測電子筆的位置的平板的示意結構以及電子筆的結構。首先，參見圖4 (a)，示出了一種結構，其中所述結構包括沿X軸布置并且平行于X軸的多個X軸線形天線20X以及沿Y軸布置并且平行于Y軸的多個Y軸線形天線20Y。此時，各個X軸線形天線與各個Y軸線形天線彼此絕緣。通過這種方式，可借助X軸線形天線20X和Y軸線形天線20Y來檢測電子筆的X軸位置和Y軸位置。結果，可以產生電子筆的二維坐標。
[0056]此時，包括X軸線形天線20X和Y軸線形天線20Y的區域(以虛線示出所述區域)是可以檢測電子筆的位置的電子筆感測區域A。
[0057]在電子筆感測區域A的外部，電源線圈30被布置為包封X軸線形天線20X和Y軸線形天線20Y的形狀，由此能夠向電子筆提供電磁力。
[0058]X軸線形天線20X的一端與環形天線10相連，另一端與多路器15相連，作為多路器的輸入。多路器15的輸出連接到放大器17的輸入端之一。
[0059]此外，Y軸線形天線20Y的一端還連接到環形天線10，另一端連接到多路器25的輸入端。多路器25的輸出端意欲成為放大器17的輸入端。
[0060]這里,連接到X軸線形天線的環形天線以及來連接到Y軸線形天線的環形天線能夠被配置為如圖4所示的一個公共環形天線，也可以被配置為單獨的天線。
[0061]放大器17接收多路器15和25的輸出以及環形天線的任一電位作為輸入(其中環形天線被維持在相同的電位)，并且放大器輸出兩個輸入的電位差。所輸出的電位差輸入到MCU (微控制器單元)18。
[0062]MCU 18向多路器15和25發送選擇信號，以便選擇線形天線(即X軸線形天線和Y軸線形天線)中的任一個的另一端，并由此將其中所選擇的另一端的電壓施加到放大器17。而且，MCU進行控制，以使得通過改變以及連續輸出選擇信號來掃描其它線形天線，并且通過在選擇了任何一個線形天線時接收從放大器17輸出的電位差來檢測電子筆相對于所選的線形天線的位置關系。當掃描了全部或一些線形天線時，MCU使用所檢測到的位置關系產生電子筆的坐標。
[0063]此外，MCU 18能夠通過根據諧振頻率產生控制信號來控制電源驅動器32的操作。
[0064]接下來，圖4(b)示出了根據本發明的電子筆的示意結構。電子筆P包括諧振電路，其中至少包括電感器L和電容器C。當諧振電路位于施加了電磁力的電磁場中時,通過在電感器L處產生的感應電流在電容器C充電和放電期間會發生諧振現象。即使移除了電磁力之后，這一諧振現象也會根據諧振電路的時間常量持續預定時間段。
[0065]此外，在電子筆中還可布置根據所產生的感應電流進行操作的電路元件。
[0066]下文中，通過使用具有上述結構的平板，提供了能夠通過廉價地使用容易的加工方法來實施用于配置電感測區域的電路圖案的方法。
[0067]圖5示意性地示出了根據本發明的平板的配置，該平板實現了具有改進結構的電子筆感測區域。
[0068]參見圖5，使用三個電路圖案來配置電子筆感測區域A，即包括X軸線形天線20X和X軸環形天線1A的圖案的第一電路圖案111 ;包括Y軸線形天線20Y和Y軸環形天線1B的圖案的第二電路圖案112 ;和電源線圈30的第三電路圖案113。
[0069]與此同時，每個電路圖案優選地包括透明、導電且柔韌的材料，并且能夠通過使用圖案印刷或納米壓印技術或凹版膠印技術等將諸如ITO的材料涂覆于特定基底(例如，對于透明部件，玻璃、聚合物(丙烯酸樹脂、PMMA等))來形成所述電路圖案。
[0070]在單獨的基底上分別形成各個電路圖案111、112和113，并且具有各個電路圖案的基底依次層疊。由此，還可配置能夠檢測與所接近的或所觸碰的電子筆相關的X軸和Y軸坐標的電子筆感測區域。此外，還可通過以下方式來配置電子筆感測區域:在一個底座基底上形成第一電路圖案111，在此之上涂覆絕緣材料，然后進一步在其上形成第二電路圖案112，然后按下面的方法進行下一步(參見圖7)。
[0071]首先，描述具有X軸線形天線和Y軸環形天線的第一電路圖案111的結構。在該電路圖案111中形成的X軸環形天線1A不構成完整的環，并且在第一電路圖案111的一側對外部開放。此外，每個線形天線20X都有一端連接到X軸環形天線10A，但線形天線與環形天線1A的圖案平行地延長，而不與環形天線1A交叉，于是形成在第一電路圖案111的一側延伸到外部的形狀。
[0072]如果配置成這一形狀，則可以使得環形天線的圖案和多個線形天線的圖案在第一電路圖案111內彼此不交叉。由此，可以通過簡單的方式來制造第一電路圖案111的天線圖案，其中將導電材料印制為第一層。
[0073]與此同時，通過與掃描基底120的組合完成了 X軸環形天線1A的環形狀。也就是說，在掃描基底上形成了導電圖案10E，該導電圖案1E是用于通過封閉X軸環形天線1A的開口部分實現完整環形的圖案的剩余部分(參見圖6)。
[0074]此外，在掃描基底120的導電圖案部分中實現X軸環形天線1A和X軸線形天線20X之間的交叉和絕緣。即，X軸線形天線20X的另一端延伸到第一延伸圖案20XE，而且這些延伸圖案被布置為以彼此絕緣的狀態與導電圖案1E交叉。與導電圖案1E交叉的X軸線形天線的第一延伸圖案20XE連接到安裝在掃描基底120中的多路器的輸入端。如圖6所示，導電圖案1E(紅色實線所示)作為環形天線圖案的一部分被布置為與作為線形天線圖案的一部分的第一延伸圖案20XE (如黑色實線所示)絕緣。
[0075]構成電子筆感測區域的第一電路圖案111所印制于的基底優選為屬于透明柔性材料的透明部件110。然而，安裝有多路器15和25、放大器17、MCU 18等的掃描基底120也能被配置于一般的硬PCB中，這是因為可以通過硬PCB毫無困難地實現對電路圖案的絕緣和多層電路圖案的形成。
[0076]通過這種方式，當第一天線圖案111和掃描基底120組合在一起時，完成了根據本發明一個實施方式的天線結構。
[0077]通過連接掃描基底120中具有公共電位的電路圖案(紅色圖案)，X軸環形天線1A的導電圖案1E也具有公共電位。
[0078]也可以通過與第一電路圖案111相似的方式來配置形成有Y軸線形天線20Y和Y軸環形天線1B的第二電路圖案112。也就是說，Y軸環形天線1B被配置為通過第二電路圖案112的一側對外部開放。Y軸線形天線20Y的另一端與Y軸環形天線1B的圖案平行延伸到外部。
[0079]如果第二電路圖案112與掃描基底120組合在一起，則第二電路圖案112的Y軸環形天線1B的開口部分與在掃描基底120處形成的導電圖案組合在一起，由此完成具有完整閉環形狀的環形天線，其中在掃描基底120處形成的導電圖案能夠與連接到X軸環形天線的導電圖案集成在一起，從而能夠被配置為與連接到X軸環形天線的導電圖案具有相同的電位。在掃描基底120中，多個Y軸線形天線20Y在絕緣部分S中以絕緣狀態與構成了 Y軸環形天線1B的剩余部分的導電圖案1E交叉，并且連接到多路器25的輸入端。
[0080]與此同時，電源線圈30被配置為包圍電子筆感測區域A的外部邊界，而且由于必須控制纏繞圈數和線的尺寸以輸出與電子筆相關的更多能量，因此電源線圈是在線圈并不堆積的情況下在獨立的基底上單獨形成的，或者是通過借助印刷等方式在獨立的基底(未示出)上形成電源線圈30的圖案以及之后鉆取出環形電源線圈30的內部部分(即對應于電子筆感測區域的基底部分，其中構成電子筆感測區域的電路圖案111和112被布置在所鉆取的部分內)來配置的。
[0081]這一電源線圈30的兩端都連接到可被提供給掃描基底120的電源驅動器32。
[0082]在掃描基底120中，如圖所示，布置線形天線和環形天線的剩余部分(即導電圖案、第一延伸圖案和第二延伸圖案)，并且它們彼此絕緣，從而形成絕緣區域S。此外，在掃描基底中還布置用于選擇所述多個線形天線的另一端中的任一個的多路器15和25 ;多路器的輸出端以及環形天線的電位(即公共電位)所連接到的放大器17 ;以及用于根據放大器的輸出產生電子筆P的坐標的MCU 18。同樣，在掃描基底中還可布置用于通過從外部接收電能來驅動電源線圈30的電源驅動器32。電源驅動器32還可向每個環形天線提供公共電位。
[0083]掃描基底120的這種結構只是一個示例，并且掃描基底的結構還可被實施為各種替換實施方式。此外，還可對不同地設置在掃描基底120中安裝的組成元件的布置和數量。
[0084]如上所述的第一電路圖案111、第二電路圖案112和電源線圈30依次堆積在一起，由此形成一個集成的基底(未示出)。從而，如果集成基底安裝在顯示設備的顯示表面上，則在顯示設備的顯示表面上只堆積兩層透明電極，由此制造具有改進的透明度的觸摸屏。
[0085]也就是說，由透明膜覆蓋顯示設備的部分只是基底中的第一電路圖案111和第二電路圖案112。這是因為電源線圈30是分離地形成，而不是堆積在單獨基底上并從而附著到單獨的基底，或者可在具有與電子筆感測區域相對應的鉆取部分的基底113中安裝第一電路圖案111和第二電路圖案。在這一集成基底中，環形天線內部的重疊圖案只是X軸線形天線20X和Y軸線形天線20Y交叉的部分。這是因為電源線圈30是在電子筆感測區域A的外部邊界中形成的，以便不與線形天線或環形天線重疊。
[0086]當然，還可將集成基底布置在顯示設備的背面，但是因為電子筆直接觸碰集成基底以更準確地檢測電子筆P的位置，優選地將集成基底布置在顯示屏的前表面上。
[0087]此外，根據具有包括如上所述配置的天線圖案結構的平板，在制造形成有電子筆感測區域的基底時，可以通過在單層絕緣材料的表面上印刷天線圖案的方式配置所述基底。因此，工藝簡單并且可以減小制造成本。
[0088]此外，由于具有電子筆感測區域的基底的厚度能夠更薄，所以能夠確保基底的柔韌性。
[0089]接下來，參考圖7，將描述用于在根據本發明的平板中的透明部件上形成天線圖案的多種方法。
[0090]通過使用如上所述根據本發明的天線圖案，以簡單印刷的方式在相同平面上形成各個電路圖案111和112。
[0091]在圖7(a)中，首先，通過絲網印刷等在透明部件110上形成X軸天線圖案111，其中透明部件是底座基底。然后，將所得到的X軸天線圖案111涂覆絕緣材料Si。通過絲網印刷等方式在其上形成Y軸天線圖案112，然后將所得到的圖案再次涂覆絕緣材料S2。如上所述，形成了具有電子筆感測區域的結構。
[0092]與此同時，圖7(b)是以另一種方法制造的結構的剖面圖。圖中，借助印刷方法等在透明部件110(即底座基底)的兩個表面上分別形成X軸天線圖案111和Y軸天線圖案112。然后將各個圖案涂覆絕緣材料SI和S2。
[0093]在圖7(a)和7(b)中示出的結構中，未描述電源線圈的結構。也就是說，這意味著電源線圈可被配置于分離的基底中，并進而布置在透明部件的周邊。
[0094]接下來，在圖7(c)中，如圖7(a)所述，配置了電子筆感測區域。從而，示出了還可借助絲網印刷等在透明部件的周邊部分上形成電源線圈，其中將透明部件的周邊部分形成為包圍線形天線和環形天線。此時，還可通過以下方式形成多層電源線圈30:形成一層電源線圈圖案，然后將電源線圈圖案涂覆絕緣材料S3;以及再形成另一層電源線圈圖案。
[0095]圖8示出了根據本發明的平板的一種應用。在根據本發明的平板中，通過在透明部件上形成透明材料的天線來配置電子筆感測區域。因此，可將電子筆感測區域配置為透明的，從而能夠提供多種益處。
[0096]舉例來講，如圖8(a)所示，通過將電子筆感測區域置于曲面上來使用電子筆追蹤底稿的應用是可能的。這是由于電子筆感測區域包括既透明且柔性的材料。
[0097]此外，如圖8(b)所示，還可以將透明電子筆感測區域中所反映的風景按照其原樣描繪出來。
[0098]這種對平板的應用使得兒童、殘疾人或老者能夠沿著打印材料中的字母或圖片進行繪畫。從而可以實現教育或醫療的效果。
【權利要求】
1.一種具有柔性透明感測區域的平板，包括: 絕緣材料的透明部件，包括透明導電材料圖案的第一環形天線，其中將第一環形天線的開放末端形成為包圍用于檢測電子筆的位置的電子筆感測區域的外部周界；以及透明導電材料圖案的多個第一線形天線，所述多個第一線形天線在由第一環形天線包圍的電子筆感測區域的內部部分中彼此平行布置，并且所述多個第一線形天線的末端電連接到第一環形天線以形成梳齒形狀；以及 包括第一多路器(MUX)的掃描基底，所述MUX將所述多個第一線形天線的其它末端作為輸入，并被配置為根據第一選擇信號來選擇所述輸入中的任何一個作為輸出；放大器，被配置為輸出第一多路器的輸出與第一環形天線的輸出之間的電位差；以及MCU(微控制器單元)，被配置為以任意方式產生第一選擇信號以便選擇多個第一線形天線中的至少一個，并且當電子筆接近電子筆感測區域時，基于從放大器輸出的電位差、根據第一線形天線中的任何一個來檢測輸出具有預定頻率的諧振電壓的電子筆的位置， 其中在透明部件上形成的第一環形天線的兩個末端與掃描基底上形成的第一導電圖案組合在一起以形成閉環，所述多個第一線形天線的另一個末端分別連接到與掃描基底上的第一導電圖案絕緣并交叉的多個第一延伸圖案，以及所述多個第一延伸圖案連接到第一多路器的輸入端。
2.根據權利要求1所述的具有柔性透明感測區域的平板，其中透明部件由透明且柔性的材料形成。
3.根據權利要求1所述的具有柔性透明感測區域的平板，其中公共電位連接到在掃描基底上形成的第一導電圖案。
4.根據權利要求2所述的具有柔性透明感測區域的平板，其中透明部件上的第一環形天線的圖案和第一線形天線的圖案由透明、導電且柔性的材料絲網印刷而成。
5.根據權利要求1所述的具有柔性透明感測區域的平板，其中 透明部件還包括: 第一透明保護層，用于使第一環形天線的圖案與所述多個第一線形天線的圖案絕緣；透明且導電材料的第二環形天線，形成于透明保護層上并且被配置有形成為包圍電子筆感測區域的外部周界的開放末端；以及 透明且導電的材料圖案的多個第二線形天線，所述多個第二線形天線在第二環形天線的內部部分中彼此平行布置，且所述多個第二環形天線的末端電連接到第二環形天線以形成梳齒形狀； 掃描基底還包括: 第二導電圖案，與在透明部件上形成的第二環形天線的圖案組合以形成閉環； 多個第二延伸圖案，連接到在透明部件上形成的第二線形天線的每一個，與第二導電圖案交叉并絕緣；以及 第二多路器，將所述多個延伸圖案作為輸入，并被配置為根據第二選擇信號選擇所述輸入中的任何一個作為輸出以及將所選擇的輸出連接到放大器； 其中MCU還產生用于選擇所述多個第二線形天線中的任意一個的第二選擇信號，以及基于從放大器輸出的電位差、根據第二線形天線中的任何一個來檢測電子筆的位置。
6.根據權利要求1所述的具有柔性透明感測區域的平板，還包括透明部件上的電源線圈圖案，用于包圍電子筆感測區域。
7.根據權利要求1所述的具有柔性透明感測區域的平板，還包括線圈基底，所述線圈基底由柔性材料形成，并且其中形成有電源線圈的圖案以包圍電子筆感測區域。
8.根據權利要求6或7所述的具有柔性透明感測區域的平板，還包括電源驅動器，用于使用電子筆的諧振頻率向電源線圈供應交流電壓。
【文檔編號】G06F3/041GK104137039SQ201380010156
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年2月20日 優先權日:2012年2月20日
【發明者】柳英基 申請人:得翰株式會社