-
Hintergrund der Erfindung
-
1. Umfeld der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine berührungsempfindliche Bildschirmanzeige, insbesondere eine berührungsempfindliche Bildschirmanzeige mit einer bestimmten Elektrodenstruktur.
-
2. Beschreibung der herkömmlichen Ausführungsart
-
Eine berührungsempfindliche Bildschirmanzeige ist ein Eingabe-/Ausgabegerät, das mit der Abtast- und Anzeigetechnologie betrieben und in einem breiten Umfang in elektronischen Geräten verwendet wird, beispielsweise für tragbare und von Hand zu haltenden elektronischen Geräten.
-
Eine kondensatorbasierte berührungsempfindliche Bildschirmanzeige ist eine allgemein verwendete berührungsempfindliche Bildschirmanzeige, die mit Hilfe eines kapazitiven Kopplungseffekts eine Berührungsposition erkennt. Die der Berührungsposition entsprechende Kapazitanz wird abgeändert, wobei diese Berührungsposition beim Berühren der berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige mit einem Finger erkannt wird.
-
Unter den 1/2 zeigt die 1 eine Draufsicht einer berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige 100 nach der herkömmlichen Ausführungsart und die 2 einen Stapelaufbau der in der 1 gezeigten berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige 100. Die 1/2 zeigen, dass die berührungsempfindliche Bildschirmanzeige 100 hauptsächlich aus einer X-Achsen-Elektrodenschicht 110 und aus einer Y-Achsen-Elektrodenschicht 130 besteht. Weiter zeigt die 1, dass die Elektroden der X-Achsen-Elektrodenschicht 110 und der Y-Achsen-Elektrodenschicht 130 eine Rhombusform aufweisen. Eine transparente Isolierschicht 120 ist zwischen der X-Achsen-Elektrodenschicht 110 und der Y-Achsen-Elektrodenschicht 130 gebildet, um die X-Achsen-Elektrodenschicht 110 von der Y-Achsen-Elektrodenschicht 130 zu isolieren, wobei die transparente Isolierschicht 120 im herkömmlichen Herstellverfahren in einer Dicke zwischen 100 Mikrometern und 200 Mikrometern angefertigt wird.
-
Beim Reduzieren der Dicke der transparenten Isolierschicht 120, um die Gesamtdicke der berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige 100 zu vermindern, und beim Verwenden mit einer berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige für einen großen Breitbildschirm wird ein spezifischer Widerstand auf die X-Achsen-Elektrodenschicht 110 und auf die Y-Achsen-Elektrodenschicht 130, die je rhombusförmige Elektroden aufweisen, ausgeübt. Außerdem wird beim Betrachten der berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige 100 die Erscheinungsform durch ein Spurenphänomen beeinträchtigt.
-
Außerdem mangelt es der berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige 100 einer ausreichenden Berührungsempfindlichkeit, da diese nur mit den Elektroden-Grenzbereichen 140 zwischen der X-Achsen-Elektrodenschicht 110 und der Y-Achsen-Elektrodenschicht 130 gewährleistet wird.
-
Es bedarf daher einer Schaffung einer neuartigen berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige, mit der die Nachteile der berührungsempfindlichen Bildschirmanzeigen nach der herkömmlichen Ausführungsart beseitigt werden.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Angesichts der oben stehenden Beschreibung besteht ein Ziel des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige, um das Problem mit dem Spurenphänomen, den spezifischen Widerstand der großen berührungsempfindlichen Bildschirmanzeigen zu beheben und um die Berührungsempfindlichkeit zu verbessern.
-
Nach einem Ausführungsbeispiel besteht eine berührungsempfindliche Bildschirmanzeige aus einem transparenten Trägermaterial, einer ersten Elektrodenschicht, mindestens einer transparenten Isolierschicht, einer zweiten Elektrodenschicht und aus einer Deckschicht. Die erste Elektrodenschicht, die auf dem transparenten Trägermaterial geformt ist, weist mehrere erste parallel angeordnete Elektrodenleitungen auf, wobei diese ersten Elektrodenleitungen aus mehreren ersten Elektroden besteht, die über die ersten verbundenen Elementen reihengeschaltet sind. Die transparente Isolierschicht ist über der ersten Elektrodenschicht geformt. Die zweite Elektrodenschicht, die über der ersten Elektrodenschicht geformt ist, weist mehrere zweite parallel angeordnete Elektrodenleitungen auf, wobei diese zweiten Elektrodenleitungen aus mehreren zweiten Elektroden besteht, die über die zweiten verbundenen Elementen reihengeschaltet sind. Weiter ist zwischen den ersten Elektroden und den zweiten Elektrodenleitungen eine Lücke von zwischen 30 Mikrometern und 300 Mikrometern gebildet. Die Deckschicht ist über der zweiten Elektrodenschicht geformt. Die ersten Elektroden weisen eine Form mit mehr als vier Seiten auf, während die zweiten Elektroden eine Form aufweisen, die mit jener der ersten Elektroden übereinstimmt. Außerdem werden die von den ersten Elektroden und den zweiten Elektroden erzeugten Magnetkraftlinien in der Deckschicht verteilt oder verlaufen durch diese Deckschicht.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt eine Draufsicht einer berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige nach der herkömmlichen Ausführungsart;
-
2 zeigt einen Stapelaufbau der in der 1 gezeigten berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige;
-
3 zeigt eine Draufsicht einer berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
-
4 zeigt einen Stapelaufbau der in der 3 gezeigten berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige;
-
5 stellt ein Beispiel einer Gleitberührung auf der berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar;
-
6 zeigt eine Draufsicht einer berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
-
7 zeigt eine Querschnittansicht am Schnitt 6-6' in 6 entlang.
-
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
-
Die 3 zeigt eine Draufsicht einer berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige 200 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die 4 zeigt einen Stapelaufbau der in der 3 gezeigten berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige 200. Das Ausführungsbeispiel kann – muss aber nicht unbedingt – dabei ebenfalls an eine berührungsempfindliche Breitbildschirmanzeige angepaßt werden.
-
Die 3/4 zeigen, dass die berührungsempfindliche Bildschirmanzeige 200 aus einem transparenten Trägermaterial 20, einer ersten Elektrodenschicht 21, mindestens einer transparenten Isolierschicht 22, einer zweiten Elektrodenschicht 23 und aus einer Deckschicht 24 besteht. Die erste Elektrodenschicht 21 ist auf dem transparenten Trägermaterial 20 geformt und weist mehrere erste parallel angeordnete Elektrodenleitungen auf. Diese ersten Elektrodenleitungen bestehen je aus mehreren ersten Elektroden 210, die über die ersten verbundenen Elemente 211 reihengeschaltet sind. Die transparente Isolierschicht 22 ist über der ersten Elektrodenschicht 21 geformt. Die zweite Elektrodenschicht 23 ist auf der transparenten Isolierschicht 22 geformt, wobei diese erste Elektrodenschicht 23 mehrere zweite parallel angeordnete Elektrodenleitungen aufweist. Diese zweiten Elektrodenleitungen bestehen je aus mehreren zweiten Elektroden 230, die über zweite verbundene Elemente 231 reihengeschaltet sind. Eine Lücke zwischen den ersten Elektroden 210 und den zweiten Elektrodenleitungen 230 beträgt zwischen 30 Mikrometer und 300 Mikrometer. Die Deckschicht 24 ist über der zweiten Elektrodenschicht 230 geformt. Die ersten Elektroden 210 weisen eine Form mit mehr als vier Seiten auf, wobei die zweiten Elektroden 230 eine Form aufweisen, die mit jener der ersten Elektroden 210 übereinstimmt. Außerdem werden die von den ersten Elektroden 210 und den zweiten Elektroden 230 erzeugten Magnetkraftlinien in der Deckschicht 24 verteilt oder verlaufen durch diese Deckschicht 24.
-
Die transparente Isolierschicht 22 ist insbesondere zwischen der ersten Elektrodenschicht 21 und der zweiten Elektrodenschicht 23 geformt. Eine Dicke dieser transparenten Isolierschicht 22 beträgt zwischen 5 Mikrometer und 30 Mikrometer, wodurch die Gesamtdicke der berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige 200 drastisch reduziert wird, um eine dünnere Ausführungsart mit dem gewünschten Leuchteffekt zu erhalten.
-
Weiter ist die erste Elektrodenschicht 21 auf dem transparenten Trägermaterial 20 gebildet. Dieses transparente Trägermaterial 20 kann aus einem Isoliermaterial bestehen, z. B. Glas, Polycarbonat (PC), Polyethylen-Terephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polyvinyl-Chlorid (PVC), Polypropylen (PP), Polystyren (PS), Polymethyl-Methacrylat (PMMA) oder einem zyklischen Olefin-Copolymer (COC).
-
Die Deckschicht 24 ist über der zweiten Elektrodenschicht 23 geformt. Die Deckschicht 24 kann aus einem Isoliermaterial mit einer hohen Lichtdurchlässigkeit bestehen, z. B. aus Glas, Polycarbonat (PC), Polyethylen-Terephthalat (PET), Polymethyl-Methacrylat (PMMA) oder aus zyklischem Olefin-Copolymer (COC).
-
Weiter weist die erste Elektrodenschicht 21 mehrere parallel angeordnete erste Elektrodenleitungen auf, die beispielsweise als Übertragungselektroden (Tx) funktionieren. Die erste Elektodenleitung, die in eine erste Richtung angeordnet ist, besteht aus mehreren ersten Elektroden 210, die über erste verbundene Elemente 211 reihengschaltet sind. Im Ausführungsbeispiel weisen die ersten Elektroden 210 anstelle der Rhombusform in der herkömmlichen berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige (wie z. b. in der 1 gezeigt) eine sechsseitige (sechskantige) Form auf.
-
Die zweite Elektrodenschicht 23 ist über der ersten Elektrodenschicht 21 geformt. Mindestens eine transparente Isolierschicht 22 ist zwischen der zweiten Elektrodenschicht 23 und der ersten Elektrodenschicht 21 geformt, wobei mit dieser transparenten Isolierschicht 22 die zweite Elektrodenschicht 23 elektrisch von der ersten Elektrodenschicht 21 isoliert und die zweite Elektrodenschicht 23 an der ersten Elektrodenschicht 21 angehaftet wird.
-
Weiter weist die zweite Elektrodenschicht 23 mehrere parallel angeordnete zweite Elektrodenleitungen auf, die beispielsweise als Empfangselektroden (Rx) funtionieren. Die zweite Elektodenleitung, die in eine zweite Richtung angeordnet ist, besteht aus mehreren zweiten Elektroden 230, die über zweite verbundene Elemente 231 reihengschaltet sind. Die oben genannte erste Richtung und die zweite Richtung können – müssen aber nicht unbedingt – prinzipiell senkrecht zueinander verlaufen. Im Ausführungsbeispiel weisen die zweiten Elektroden 230 (mit einer zehnseitigen Form, wie in der 3 gezeigt) eine Form auf, die anstelle der Rhombusform in der herkömmlichen berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige (wie z. B. in der 1 gezeigt) wesentlich mit der sechsseitigen Form der ersten Elektroden 210 übereinstimmt. Die komplementären ersten Elektroden 210 und die zweiten Elektroden 230 bedecken prinzipiell eine obere aktive Fläche der berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige 200. In einem Ausführungsbeispiel beträgt eine Lücke zwischen der nebeneinander angeordneten ersten Elektrode 210 und der zweiten Elektroden 230 zwischen 30 Mikrometer und 300 Mikrometer. Die Berührungsempfindlichkeit der berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige 200 kann daher durch Auswählen der Lücke zwischen den ersten Elektroden 210 und den zweiten Elektrodenleitungen 230 je nach dem tatsächlichen Design und der notwendigen Herstellungsweise drastisch verbessert werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Lücke zwischen der ersten Elektrode 210 und der zweiten Elektrodenleitung 230, die nebeneinander angeordnet sind, zwischen 30 Mikrometer und 100 Mikrometer. In einem weiteren Ausführungsbeispiel beträgt die Lücke zwischen der ersten Elektrode 210 und der zweiten Elektrodenleitung 230, die nebeneinander angeordnet sind, zwischen 100 Mikrometer und 300 Mikrometer.
-
Da die ersten Elektroden 210 und die zweiten Elektroden 230 zusammen eine gute Kombination mit geringen Lücken bilden kann das Problem mit dem Spurenphänomen drastisch verbessert werden. Der spezifische Widerstand einer berührungsempfindlichen Breitbildschirmanzeige, die mit den oben genannten Elektroden betrieben wird, wird drastisch reduziert. Gleichzeitig kann die Stärke der Magnetkraftlinien, die von den ersten Elektroden 210 und den zweiten Elektrodenlinien 230 erzeugt werden, mit Hilfe der oben beschriebenen Elektroden sowie durch Auswählen der passenden Lücke für die Elektroden erhöht werden, um die Magnetkraftlinien in der Deckschicht 24 gut zu verteilen oder damit diese durch die Deckschicht 24 verlaufen. Außerdem kann die Berührungsempfindlichkeit mit Hilfe der oben beschriebenen Elektroden und wegen den vergrößerten angrenzenden Regionen 251 zwischen den ersten Elektroden 210 und den zweiten Elektroden 230 drastisch verbessert werden, um damit die Leistung der berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige zu verbessern.
-
Die dies als Beispiel in der 3 gezeigt ist, wird die Berührungsempfindlichkeit nicht nur durch die Elektroden-Grenzbereiche 250 zwischen den ersten Elektroden 210 und den zweiten Elektroden 230, sondern ebenfalls durch die angrenzenden Regionen 251 zwischen den ersten Elektroden 210 und den zweiten Elektroden 230 sichergestellt. Daher kann die Stärke der Magnetkraftlinien, die von der berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige 200 zum Abtasten der Berührungsposition erzeugt wird, für die Anwendung durch Gleiten erhöht werden, damit die berührungsempfindliche Bildschirmanzeige 200 auf der Deckschicht eine Abtastposition je nach dem gleitenden Berühren (d. h. einem nicht wirklichen Berühren) oder eine Position eines richtigen Berührens auf der berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige 200 erkennen kann, wobei die Deckschicht 24 dieser berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige 200 eine Dicke aufweist, die gleich wie oder geringer als ungefähr 5 Zentimeter ist.
-
Die 5 stellt ein Beispiel einer gleitenden Berührung auf der berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige 200 dar. Durch Verwenden der ersten Elektroden 210 und der zweiten Elektrodenleitungen 230 und durch Auswählen der richtigen Lücke für die oben beschriebenen Elektroden kann die Stärke der Magnetkraftlinien, die von den ersten Elektroden 210 und den zweiten Elektrodenleitungen 230 erzeugt werden, erhöht werden, wobei sich das entsprechende Abtastfeld durch die Deckschicht 24 ausbreiten kann. Bei der Benutzung der berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige 200 kann der Benutzer diese durch Schweben mit dem Finger über der Deckschicht 24 bedienen, um das Betriebssignal auch ohne Berühren der berührungsemfindlichen Bildschirmanzeige 200 zu übertragen.
-
In einem Ausführungsbeispiel können die erste Elektrodenschicht 21 und die zweite Elektrodenschicht 23 einen lichtdurchlässigen Aufbau aufweisen, der aus einem nicht transparenten Material besteht. Dieses nicht transparente Material kann aus Metall-Nanodrähten (z. B. Silber-Nanodrähten oder Kupfer-Nanodrähten) oder aus Metall-Nanonetzen (z. B. Silber-Nanodrähten oder Kupfer-Nanodrähten) bestehen. Die Metall-Nanodrähten oder Nanonetze weisen einen Durchmesser in Nanogröße auf (d. h. von einigen Nanometern bis Hunderte von Nanometern) und können mit einem plastischen Material (z. B. Harz) befestigt werden. Wegen der Feinheit dieser Metall-Nanodrähte/-Nanonetze, die für das menschliche Auge unsichtbar sind, weisen die erste Elektrodenschicht 21 und die zweite Elektrodenschicht 23, die aus den Metall-Nanodrähten/-Nanonetzen bestehen, eine hohe Lichtdurchlässigkeit auf. In einem weiteren Ausführungsbeispiel können die erste Elektrodenschicht 21 und die zweite Elektrodenschicht 23 aus einem lichtempfindlichen Material bestehen (z. B. Akryl), durch welche die Elektroden 210/230 in einer erforderlichen Struktur mit einem Belichtungs-Entwicklungsverfahren geformt werden können.
-
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann eine der ersten Elektrodenschichten 21 und eine der zweiten Elektrodenschichten 23 eine lichtdurchlässige Struktur aus einem transparenten Material aufweisen. Das transparente Material kann dabei aus Indium-Zinnoxid (ITO), Indium-Zinkoxid (IZO), Al-dotiertem ZnO (AZO) oder aus Antimon-Zinnoxid (ATO) bestehen.
-
Dabei kann mehr als eine transparente Isolierschicht 22 verwendet werden. Die transparente Isolierschicht 22 kann aus einem nicht spaltbaren Film (ASF), einem optisch klaren Haftstoff (OCA) oder aus anderen Isolierschichten mit spezifischen Merkmalen bestehen. Außerdem kann die erste Elektrodenschicht 21 oder die zweite Elektrodenschicht 23, einschließlich des nicht transparenten Materials (z. B. Metall-Nanodrähte), aus einer Isolierschicht bestehen, die je nach Bedarf auf deren oberen Fläche oder auf deren unteren Fläche geformt ist.
-
Unter den 6/7 zeigt die 6 eine Draufsicht einer berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige 200 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die 7 zeigt eine Querschnittansicht am Schnitt 6-6' der in der 6 gezeigten Ausführungsart entlang. Die berührungsempfindliche Bildschirmanzeige 200 besteht weiter aus mehreren Isolierblöcken 26, die über den ersten Elektroden 210 und angrenzend an die zweiten Elektrodenleitungen 230 angeordnet sind, wobei die Isolierblöcke 26 elektrisch von den ersten Elektroden 210 und den zweiten Elektrodenleitungen 230 isoliert sind. Weiter besteht jeder Isolierblock 26 aus mehreren Nebenisolierblöcken 261, wobei eine Lücke zwischen den Isolierblöcken 261 weniger als 30 Mikrometer beträgt. Eine Form eines jeden Nebenisolierblockes 261 kann jedoch jeweils nach Bedarf angepaßt werden, z. B. in einer dreieckigen, rechteckigen, in einer beliebigen vieleckigen, in einer kreisrunden, elliptischen, ringförmigen Form oder in einer beliebigen Kombination dieser Formen. Wegen der Konfiguration der Isolierblöcke 26, der Auswahl und der Anordnung der Nebenisolierblöcke 261 kann daher nicht nur der Weg der Lichtstrahlen zwischen der ersten Elektrodenschicht 21 und der zweiten Elektrodenschicht 23 effizient justiert werden, sondern auch die Effizienz des optischen Koeffizienten verbessert und die Lesbarkeit der Strukturen der ersten Elektroden 210 und der zweiten Elektrodenleitungen 230 vermindert werden, um so den gesamten Anzeigeeffekt der berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige 200 zu verstärken. Gleichzeitig kann mit der Lücke zwischen den Nebenisolierblöcken 261 ebenfalls ein Weg für die Magnetkraftlinien, die von der ersten Elektrodenschicht 21 geschaffen werden, damit diese Magnetkraftlinien durch diesen Weg verlaufen können und um die Berührungsempfindlichkeit der berührungsempfindlichen Bildschirmanzeige 200 zu verbessern.
-
In einem Ausführungsbeispiel kann der Isolierblock 26 eine lichtdurchlässige Struktur aus einem nicht transparenten Material bestehen. Dieses nicht transparente Material kann aus Metall-Nanodrähten (z. B. Silber-Nanodrähten oder Kupfer-Nanodrähten) oder aus Metall-Nanonetzen (z. B. Silber-Nanonetzen oder Kupfer-Nanonetzen) bestehen. Diese Metall-Nanodrähte oder Metall-Nanonetze weisen einen Durchmesser in Nanometergröße auf (d. h. einige Nanometer bis Hunderte von Nanometer) und können mit einem plastischen Material (z. B. Harz) befestigt werden. Wegen der Feinheit dieser Metall-Nanodrähte/-Nanonetze, die für das menschliche Auge unsichtbar sind, weisen die Isolierblöcke 26, die aus diesen Metall-Nanodrähten/-Nanonetzen bestehen, eine hohe Lichtdurchlässigkeit auf. In einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Isolierblöcke 26 ebenfalls weiter aus einem lichtempfindlichen Material (z. B. Akryl) bestehen, mit welchem die Isolierblöcke 26 und die Nebenisolierblöcke 261 mit der erforderlichen Struktur mit Hilfe eines Belichtungs-Entwicklungsverfahrens geformt werden können.
-
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Isolierblock 26 einen lichtdurchlässigen Aufbau aus einem transparenten Material aufweisen. Dieses transparente Material kann aus Indium-Zinnoxid (ITO), Indium-Zinkoxid (IZO), Al-dotiertem AnO (AZO) oder aus Antimon-Zinnoxid (ATO) bestehen.
-
Trotz der Darstellung und Beschreibung von bestimmten Ausführungsbeispielen wird es den Fachleuten auf diesem Gebiet offensichtlich, dass unterschiedliche Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der lediglich durch die nachstehenden Schutzansprüche eingeschränkt ist.
