DE102013016925A1 - Touchscreen und Herstellungsverfahren dieses Touchscreens - Google Patents

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DE102013016925A1
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Hsiao-Wen Kuo
Wei-Chuan Chen
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RTR Tech Technology Co Ltd
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Touchscreen, der umfasst: eine Anzeigeeinheit (100); ein transparentes Substrat, das auf der Anzeigeeinheit (100) angeordnet ist; eine Vielzahl von Sensorreihen (141), die auf dem transparenten Substrat gebildet sind; eine Vielzahl von Randleiterbahnen (142), die auf dem transparenten Substrat gebildet und mit den Sensorreihen (141) elektrisch verbunden sind; und einen Rahmen (130), der die Ränder der Anzeigeeinheit (100) und des transparenten Substrats umschließt und die Randleiterbahnen (142) bedeckt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft einen Touchscreen, der die Sichtfläche vergrößern kann, und ein Herstellungsverfahren dieses Touchscreens.
  • Stand der Technik
  • Tragbare elektronische Geräte, wie PDA, Handy, Notebook und Tablet-PC, verwenden üblicherweise einen Touchscreen als Benutzerschnittstelle. Da die elektronischen Produkte immer kompakter sind, besitzen sie keinen Raum für das Eingabegerät, wie Tastatur und Maus. Der Touchscreen hat gleichzeitig die Funktion der Tastatur und der Maus. Die Eingabe und Ausgabe werden in einer Schnittstelle (Bildschirm) integriert. Dadurch wird die Bedienung erheblich erleichtert.
  • Um die Sensorsignale zu übertragen, sind um die Anzeigezone oder die Sichtzone Leiterbahnen (Metalldrähte) vorgesehen, die die Berührungssignale auf das Pad senden, das über die weiche Schaltungsplatte mit der Hauptplatine elektrisch verbunden ist.
  • Bei der Entwicklung ist die Anforderung an das Aussehen des Produkts immer höher. Um die Leiterbahnen zu bedecken, wird eine Deckschicht (oder Abschirmschicht) auf das verstärkte Glas (Cover Lens) gedruckt. Daher werden die Herstellungskosten erhöht. Zudem wird die Planheit beeinflusst. Bei der Herstellung und der Verbindung der Leiterbahnen kann ein Bruch auftreten oder die elektrische Leitfähigkeit beeinflusst werden. Zudem lässt sich die Ausschussquote schwer kontrollieren.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Touchscreen zu schaffen, der einen einfachen Aufbau aufweist und die Sichtfläche vergrößern kann.
  • Diese Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Touchscreen gelöst, der umfasst: eine Anzeigeeinheit; ein transparentes Substrat, das auf der Anzeigeeinheit angeordnet ist; eine Vielzahl von Sensorreihen, die auf dem transparenten Substrat gebildet sind; eine Vielzahl von Randleiterbahnen, die auf dem transparenten Substrat gebildet und mit den Sensorreihen elektrisch verbunden sind; und einen Rahmen, der die Ränder der Anzeigeeinheit und das transparente Substrat umschließt und die Randleiterbahnen bedeckt. Dadurch kann die Sichtfläche vergrößert werden. Durch den Rahmen kann das Aussehen verschönert werden, so dass die Qualität des Touchscreens erhöht wird.
  • Die Erfindung liegt eine weitere Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren des Touchscreens zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren des Touchscreens gelöst, das folgende Schritte enthält: ein transparentes Substrat wird bereitgestellt; auf dem transparenten Substrat werden eine transparente Leitschicht und eine Metallschicht gebildet; die transparente Leitschicht und die Metallschicht werden strukturiert und bilden eine Vielzahl von Sensorreihen und eine Vielzahl von Randleiterbahnen, die elektrisch miteinander verbunden sind; das transparente Substrat wird auf eine Anzeigeeinheit geklebt; und ein Rahmen wird bereitgestellt, der die Ränder der Anzeigeeinheit und des transparenten Substrats umschließt und die Randleiterbahnen bedeckt.
  • Diese Aufgabe wird durch ein weiteres erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren des Touchscreens gelöst, das folgende Schritte enthält: ein transparentes Substrat wird bereitgestellt; auf dem transparenten Substrat wird eine transparente Leitschicht gebildet; die transparente Leitschicht wird strukturiert und bildet eine Vielzahl von Sensorreihen; auf das transparente Substrat werden eine Vielzahl von Randleiterbahnen gedruckt, die mit den Sensorreihen elektrisch verbunden werden; das transparente Substrat wird auf eine Anzeigeeinheit geklebt; und ein Rahmen wird bereitgestellt, der die Ränder der Anzeigeeinheit und des transparenten Substrats umschließt und die Randleiterbahnen bedeckt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 eine Darstellung des Aufbaus des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Touchscreens,
  • 2 eine Darstellung des Aufbaus des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Touchscreens,
  • 3 eine Darstellung des Aufbaus des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Touchscreens,
  • 3a–3e Darstellungen des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens des Touchscreens,
  • 4a–4e Darstellungen des weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens des Touchscreens.
  • Wege zur Ausführung der Erfindung
  • 1 zeigt das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Touchscreens, der eine Anzeigeeinheit 100, z. B. LCD- oder AMOLED-Anzeigemodul aufweist. Das transparente Substrat kann eine Polarisationsplatte 120 sein und ist auf der Anzeigeeinheit 100 angeordnet. Durch die Polarisationsplatte kann die Anzeigewirkung gesteuert werden. Auf der unteren Oberfläche der Polarisationsplatte 120 sind eine Vielzahl von Sensorreihen 141 und Randleiterbahnen 142 vorgesehen. Die Sensorreihen 141 sind mit den Randleiterbahnen 142 elektrisch verbunden. Die Sensorreihen 141 beinhalten eine Vielzahl von Reihen in der ersten Richtung und eine Vielzahl von Reihen in der zweiten Richtung, die sich kreuzen und elektrisch isoliert sind. Im Stand der Technik werden Brücke, Jumper, Isolierelement usw. verwendet. Oder die Reihen 141 bilden die Reihen in der ersten Richtung und können die Berührung erfassen. Ein Rahmen 130 umschließt die Ränder der Anzeigeeinheit 100 und der Polarisationsplatte 120 und bedeckt die Randleiterbahnen 142, die somit nicht frei liegen. Dadurch kann das Aussehen verbessert und die Dicke und das Gewicht des Touchscreens verkleinert werden. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zwischen der Polarisationsplatte 120 und der Anzeigeeinheit 100 eine Klebschicht 160 vorgesehen, um die Polarisationsplatte 120 und die Anzeigeeinheit 100 vollflächig zusammenzukleben. Die Klebschicht 160 kann durch einen optischen oder wässerlichen Klebstoff gebildet sein. Die Anzeigeeinheit beinhaltet eine untere Polarisationsplatte und eine Hintergrundbeleuchtungseinheit. Das Licht der Hintergrundbeleuchtungseinheit wird zunächst von der unteren Polarisationsplatte und dann von der Polarisationsplatte auf der Anzeigeeinheit polarisiert.
  • 2a zeigt das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Touchscreens, der eine Anzeigeeinheit 200, z. B. LCD- oder AMOLED-Anzeigemodul, aufweist. Das transparente Substrat kann eine Polarisationsplatte 220 sein und ist auf der Anzeigeeinheit 100 angeordnet. Durch die Polarisationsplatte kann die Anzeigewirkung gesteuert werden. Auf der unteren Oberfläche der Polarisationsplatte 220 sind eine Vielzahl von Sensorreihen 241 und Randleiterbahnen 242 vorgesehen. Die Sensorreihen 241 sind mit den Randleiterbahnen 242 elektrisch verbunden. Die Sensorreihen 241 beinhalten eine Vielzahl von Reihen in der ersten Richtung und eine Vielzahl von Reihen in der zweiten Richtung, die sich kreuzen und elektrisch isoliert sind. Im Stand der Technik werden Brücke, Jumper, Isolierelement usw. verwendet.
  • Auf der Polarisationsplatte 220 ist ein Schutzsubstrat 250 angeordnet, das aus Glas, verstärktem Glas, PC, PMMA oder Verbundmaterial von PC und PMMA hergestellt werden kann und eine Schutzschicht für das LCD-Display bildet. Ein Rahmen 230 umschließt die Ränder der Anzeigeeinheit 200, der Polarisationsplatte 220 und des Schutzsubstrats 250 und bedeckt die Randleiterbahnen 142, die somit nicht frei liegen. Dadurch kann das Aussehen verbessert und die Dicke und das Gewicht des Touchscreens verkleinert werden.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel (2b) befinden sich die Sensorreihen 241 und die Randleiterbahnen 242 auf der oberen oder unteren Oberfläche der Polarisationsplatte 220. Die Sensorreihen 241 sind mit den Randleiterbahnen 242 elektrisch verbunden. Die Sensorreihen 241 beinhalten eine Vielzahl von Reihen in der ersten Richtung und eine Vielzahl von Reihen in der zweiten Richtung, die sich kreuzen und elektrisch isoliert sind. Z. B. die Reihen in der ersten Richtung befinden sich auf der oberen Oberfläche der Polarisationsplatte 220 und die Reihen in der zweiten Richtung befinden sich auf der unteren Oberfläche der Polarisationsplatte 220. Oder die Reihen in der ersten Richtung und die Reihen in der zweiten Richtung befinden sich gleichzeitig auf der oberen oder unteren Oberfläche der Polarisationsplatte 220. Im Stand der Technik werden Brücke, Jumper, Isolierelement usw. verwendet.
  • 3a bis 3e zeigen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens des Touchscreens, das folgende Schritte enthält: auf dem transparenten Substrat (Polarisations 320) werden eine transparente Leitschicht 310 und eine Metallschicht 370 gebildet. Die transparente Leitschicht 310 und die Metallschicht 370 können durch Roll-to-Roll PVD, Roll-to-Roll CVD, Roll-to-Roll Galvanisation, Roll-to-Roll Auftragen usw. hergestellt werden. Als Material der transparenten Leitschicht kann z. B. Metalloxid, Nanosilber oder Nanometall verwendet werden. Das Metalloxid kann z. B. ITO, IZO, CTO, AZO, ITZO, ZnO, CdO, HfO, InGaZnO, InGaZnMgO, InGaMgO oder InGaAlO sein. Es ist möglich, eine oder mehrere Metallschichten zu bilden. Als Material der Metallschicht kann Kupferlegierung, Aluminiumlegierung, Gold, Silber, Aluminium, Kupfer, Molybdän usw. verwendet werden. Die Metallschichtfolge kann Molybdän/Aluminium/Molybdän oder eine Mehrschichtstruktur aus einem oder mehreren folgenden Materialien sein: Kupferlegierung, Aluminiumlegierung, Gold, Silber, Aluminium, Kupfer, Molybdän. Durch Roll-to-Roll Photolithografie oder Roll-to-Roll Laser werden die Sensorreihen 341 und die Randleiterbahnen 342 gebildet. Die Sensorreihen 341 und die Randleiterbahnen 342 befinden sich auf der unteren Oberfläche der Polarisationsplatte 320. Die Sensorreihen 341 beinhalten eine Vielzahl von Reihen in der ersten Richtung und eine Vielzahl von Reihen in der zweiten Richtung, die sich kreuzen und elektrisch isoliert sind. Im Stand der Technik werden Brücke, Jumper, Isolierelement usw. verwendet. Oder die Sensorreihen 341 beinhalten eine Vielzahl von Reihen in der ersten Richtung und eine Vielzahl von Reihen in der zweiten Richtung, die sich kreuzen und elektrisch isoliert sind. Die ersten Reihen befinden sich auf der oberen Oberfläche der Polarisationsplatte 320 und die zweiten Reihen befinden sich auf der unteren Oberfläche der Polarisationsplatte 320. Oder die Reihen in der ersten Richtung und die Reihen in der zweiten Richtung befinden sich gleichzeitig auf der oberen oder unteren Oberfläche der Polarisationsplatte 320. Daraufhin wird die zweite Klebschicht 361 Roll-to-Roll oder flächig auf die Polarisationsplatte 320 geklebt. Die zweite Klebschicht 361 kann durch einen optischen oder wässerlichen Klebstoff gebildet sein. Anschließend wird das Messerschneiden oder Laserschneiden verwendet, die scheibenförmigen Sensorelemente 301 zu erzeugen. Durch die zweite Klebschicht 361 wird die Polarisationsplatte 320 mit den Sensorelementen 301 auf die Anzeigeeinheit 300 geklebt. Danach werden die Polarisationsplatte 320 und die Anzeigeeinheit 300 von dem Rahmen 330 gefasst, der die Randleiterbahnen 342 bedeckt, die somit nicht frei liegen. Dadurch kann die Dicke und das Gewicht des Touchscreens verkleinert werden. Die Anzeigeeinheit kann z. B. ein LCD- oder AMOLED-Modul sein.
  • Nach dem Kleben der Polarisationsplatte 320 auf der Anzeigeeinheit 300 kann ein transparentes Schutzsubstrat 350 auf die Polarisationsplatte 320 geklebt werden. Das transparente Schutzsubstrat 350 kann aus Glas, verstärktem Glas, PC, PMMA oder Verbundmaterial von PC und PMMA hergestellt werden kann und als Cover-Lens dienen. Dabei wird eine erste Klebschicht 360 Roll-to-Roll oder flächig auf die Polarisationsplatte 320 geklebt. Die erste Klebschicht 360 kann durch einen optischen oder wässerlichen Klebstoff gebildet sein. Durch die erste Klebschicht 360 wird das transparente Schutzsubstrat 350 auf die Polarisationsplatte 320 geklebt.
  • 4a bis 4e zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens des Touchscreens, das folgende Schritte enthält: auf dem transparenten Substrat (Polarisations 420) wird eine transparente Leitschicht 410 gebildet. Die transparente Leitschicht 410 kann durch Roll-to-Roll PVD, Roll-to-Roll CVD, Roll-to-Roll Galvanisation, Roll-to-Roll Auftragen usw. hergestellt werden. Als Material der transparenten Leitschicht kann z. B. Metalloxid, Nanosilber oder Nanometall verwendet werden. Das Metalloxid kann z. B. ITO, IZO, CTO, AZO, ITZO, ZnO, CdO, HfO, InGaZnO, InGaZnMgO, InGaMgO oder InGaAlO sein. Durch Roll-to-Roll Photolithografie oder Roll-to-Roll Laser wird die Leitschicht 410 strukturiert und bildet eine Vielzahl von Sensorreihen 441. Die Sensorreihen 441 beinhalten eine Vielzahl von Reihen in der ersten Richtung und eine Vielzahl von Reihen in der zweiten Richtung, die sich kreuzen und elektrisch isoliert sind. Im Stand der Technik werden Brücke, Jumper, Isolierelement usw. verwendet. Auf die Polarisationsplatte 420 werden eine Vielzahl von Randleiterbahnen 442 gedruckt, die mit den Sensorreihen 441 elektrisch verbunden werden. Das Drucken der Randleiterbahnen 442 kann z. B. Tintenstrahldruck, Siebdruck, Präzisionsdruck oder Hochdruck sein. Daraufhin wird die zweite Klebschicht 461 Roll-to-Roll oder flächig auf die Polarisationsplatte 420 geklebt. Die zweite Klebschicht 461 kann durch einen optischen oder wässerlichen Klebstoff gebildet sein. Anschließend wird das Messerschneiden oder Laserschneiden verwendet, die scheibenförmigen Sensorelemente 401 zu erzeugen. Durch die zweite Klebschicht 461 wird die Polarisationsplatte 420 mit den Sensorelementen 401 auf die Anzeigeeinheit 400 geklebt. Danach werden die Polarisationsplatte 420 und die Anzeigeeinheit 400 von dem Rahmen 430 gefasst, der die Randleiterbahnen 442 bedeckt, die somit nicht frei liegen. Dadurch kann die Dicke und das Gewicht des Touchscreens verkleinert werden. Die Anzeigeeinheit kann z. B. ein LCD- oder AMOLED-Modul sein.
  • Die transparente Leitschicht und die Metallschicht können Roll-to-Roll mit den folgenden Verfahren auf die Polarisationsplatte abgeschieden oder aufgetragen werden: Sputtern, Aufdampfen, Vakuum-Ionendeposition, Galvanisation, PVD, CVD, Drehbeschichtung, Spaltbeschichtung usw.
  • Nach dem Kleben der Polarisationsplatte 420 auf der Anzeigeeinheit 400 kann ein transparentes Schutzsubstrat 450 auf die Polarisationsplatte 420 geklebt werden. Das transparente Schutzsubstrat 450 kann aus Glas, verstärktem Glas, PC, PMMA oder Verbundmaterial von PC und PMMA hergestellt werden kann und als Cover-Lens dienen. Dabei wird eine erste Klebschicht 460 Roll-to-Roll oder flächig auf die Polarisationsplatte 420 geklebt. Die erste Klebschicht 460 kann durch einen optischen oder wässerlichen Klebstoff gebildet sein. Durch die erste Klebschicht 460 wird das transparente Schutzsubstrat 450 auf die Polarisationsplatte 320 geklebt.
  • Die vorstehende Beschreibung stellt nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht als Definition der Grenzen und des Bereiches der Erfindung dienen. Alle gleichwertige Änderungen und Modifikationen gehören zum Schutzbereich dieser Erfindung.
  • Bezugszeichenliste
    • 100, 200, 300, 400
    Anzeigeeinheit
    120, 220, 320, 420
    Polarisationsplatte
    130, 230, 330, 430
    Rahmen
    141, 241, 341, 441
    Sensorreihen
    142, 242, 342, 442
    Randleiterbahnen
    250, 350, 450
    transparentes Schutzsubstrat
    310, 410
    transparente Leitschicht
    370
    Metallschicht
    160, 260
    Klebschicht
    360, 460
    erste Klebschicht
    361, 461
    zweite Klebschicht
    301, 401
    Sensorelement

Claims (19)

  1. Touchscreen, umfassend eine Anzeigeeinheit (100), ein transparentes Substrat, das auf der Anzeigeeinheit (100) angeordnet ist, eine Vielzahl von Sensorreihen (141), die auf dem transparenten Substrat gebildet sind, eine Vielzahl von Randleiterbahnen (142), die auf dem transparenten Substrat gebildet und mit den Sensorreihen (141) elektrisch verbunden sind, und einen Rahmen (130), der die Ränder der Anzeigeeinheit (100) und des transparenten Substrats umschließt und die Randleiterbahnen (142) bedeckt.
  2. Touchscreen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Polarisationsplatte (120) und der Anzeigeeinheit (100) eine Klebschicht (160) vorgesehen ist.
  3. Touchscreen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorreihen (141) eine Vielzahl von Reihen in der ersten Richtung und eine Vielzahl von Reihen in der zweiten Richtung beinhalten, die sich kreuzen und elektrisch isoliert sind.
  4. Touchscreen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Polarisationsplatte (220) ein Schutzsubstrat (250) angeordnet ist.
  5. Touchscreen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Substrat eine Polarisationsplatte sein kann.
  6. Touchscreen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Substrat eine Polarisationsplatte sein kann.
  7. Touchscreen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Substrat eine Polarisationsplatte sein kann.
  8. Herstellungsverfahren eines Touchscreens, das folgende Schritte enthält: ein transparentes Substrat wird bereitgestellt, auf dem transparenten Substrat werden eine transparente Leitschicht und eine Metallschicht gebildet, die transparente Leitschicht und die Metallschicht werden strukturiert und bilden eine Vielzahl von Sensorreihen und eine Vielzahl von Randleiterbahnen, die elektrisch miteinander verbunden sind, das transparente Substrat wird auf eine Anzeigeeinheit geklebt, und ein Rahmen wird bereitgestellt, der die Ränder der Anzeigeeinheit und des transparenten Substrats umschließt und die Randleiterbahnen bedeckt.
  9. Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorreihen eine Vielzahl von Reihen in der ersten Richtung und eine Vielzahl von Reihen in der zweiten Richtung beinhalten, die sich kreuzen und elektrisch isoliert sind.
  10. Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Leitschicht und die Metallschicht Roll-to-Roll auf die Polarisationsplatte abgeschieden oder aufgetragen werden können.
  11. Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung der transparenten Leitschicht und der Metallschicht durch Roll-to-Roll Photolithografie oder Roll-to-Roll Laser erfolgt.
  12. Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Polarisationsplatte ein Schutzsubstrat angeordnet ist.
  13. Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Substrat eine Polarisationsplatte sein kann.
  14. Herstellungsverfahren eines Touchscreens, das folgende Schritte enthält: ein transparentes Substrat wird bereitgestellt, auf dem transparenten Substrat wird eine transparente Leitschicht gebildet, die transparente Leitschicht wird strukturiert und bildet eine Vielzahl von Sensorreihen, auf das transparente Substrat werden eine Vielzahl von Randleiterbahnen gedruckt, die mit den Sensorreihen elektrisch verbunden werden, das transparente Substrat wird auf eine Anzeigeeinheit geklebt, und ein Rahmen wird bereitgestellt, der die Ränder der Anzeigeeinheit und des transparenten Substrats umschließt und die Randleiterbahnen bedeckt.
  15. Herstellungsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorreihen eine Vielzahl von Reihen in der ersten Richtung und eine Vielzahl von Reihen in der zweiten Richtung beinhalten, die sich kreuzen und elektrisch isoliert sind.
  16. Herstellungsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Leitschicht und die Metallschicht Roll-to-Roll auf die Polarisationsplatte abgeschieden oder aufgetragen werden können.
  17. Herstellungsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung der transparenten Leitschicht und der Metallschicht durch Roll-to-Roll Photolithografie oder Roll-to-Roll Laser erfolgt.
  18. Herstellungsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Polarisationsplatte ein Schutzsubstrat angeordnet ist.
  19. Herstellungsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Substrat eine Polarisationsplatte sein kann.
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