WO2013029860A1 - Kunststofffolie und touchsensor - Google Patents

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WO2013029860A1
WO2013029860A1 PCT/EP2012/063607 EP2012063607W WO2013029860A1 WO 2013029860 A1 WO2013029860 A1 WO 2013029860A1 EP 2012063607 W EP2012063607 W EP 2012063607W WO 2013029860 A1 WO2013029860 A1 WO 2013029860A1
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plastic film
transparent
region
conductive
film according
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PCT/EP2012/063607
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Andreas Ullmann
Walter Fix
Norbert Laus
Haymo Katschorek
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Polyic Gmbh & Co. Kg
Leonhard Kurz Stiftung & Co. Kg
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Publication date
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    • G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices

Definitions

  • the invention relates to a plastic film and a product produced therefrom
  • Touch sensor in particular one consisting of two conductive layers
  • an insulating layer is constructed, as used for example in capacitive touchpads and / or touchscreens.
  • the conductive layers are brought into registry with one another and joined together. Finally, via a bridge, the junctions of the upper and lower conductor tracks, that is to say the y sensors and the x sensors, are merged to form the touch sensor on a
  • the electrically conductive bridge is made, for example, of silver paste, anisotropic conductive adhesive and / or a bonding compound via an ACF (anisotropy
  • Conductive film with a so-called flex-tail, formed.
  • This is a flexible carrier with wiring that carries the connections and that to the conductive ones
  • the Flex-Tail is not transparent, but flexible. It is also possible for both conductive layers to be equipped with a flex-tail, in which case the two flex-tails from the different levels are brought together so that, for example, they fit into a corresponding connector for the evaluation electronics.
  • a disadvantage of the prior art is the necessity of merging the connections from different levels, such as the attachment of the flex tails to the ITO layers, because a high technical and cost-intensive process is realized here.
  • the object of the present invention is therefore to provide a touch sensor and / or a plastic film for the production of a touch sensor, by which the disadvantages of the prior art are overcome.
  • a plastic film which has at least three regions, namely at least a first and second transparent region in which the plastic film has conductor tracks at least on one side, wherein the conductor tracks of the first transparent region are aligned transversely to the conductor tracks of the second transparent region, so that when folding the plastic film along a fold line they form crossing points, and a third area which is between the first and the second transparent area is arranged, and which has the fold line and connecting tracks for connecting the conductor tracks of the first and / or second transparent region.
  • a touch sensor which comprises such a plastic film, wherein the first and the second transparent region are connected to each other via a transparent and electrically insulating layer by folding the plastic film along the fold line, advantageously such that the connection of the conductor tracks of the both transparent conductive and on
  • the fold line comprehensive area is merged on a plane.
  • the invention relates to a plastic film and a touch module produced therefrom, in particular one which is constructed from two conductive layers with an insulating layer between them, as used for example in capacitive touchpads and / or touchscreens.
  • the problem of the connection of the respective x- or y-sensors across two levels is here for the first time solved cost-effectively and mass production.
  • the invention makes it possible that in the touch sensor, the connecting tracks for connecting the conductor tracks, which are arranged on different levels in the touch sensor and in the folding area of the touch sensor, by means of the third area located between the first and second transparent region of the plastic film, the Folding of the plastic film in the touch sensor made from it, can lead from one level to the other. As a result, a connection of the touch sensor is achieved to a transmitter on a single level. This allows a cost-effective production of the touch sensor on the folding and bonding of the plastic film.
  • the invention solves for the first time the problem of wiring, which exists in today's ITO touch sensors, because they always connect two conductive layers of two inflexible substrates on two levels. Here is the high
  • Sensor levels are arranged here on flexible materials.
  • OCA optical clear adhesive
  • the adhesive layer may be on one or both
  • crossing points herein areas are referred to, in which
  • Conductor tracks of different levels which preferably at the location of the
  • Crossing point are electrically isolated from each other, overlapping crossing.
  • "conductive tracks” are preferably structured electrically conductive layers and conductive areas on the plastic film, as are known, for example, from DE 10 2009 014 757 A1, where nets of conductive tracks ("conductors”) are applied to a transparent carrier that in the area of the network sufficient transparency for the human eye is maintained.
  • the thin used preferably smaller 20 ⁇ , more preferably less than 10 ⁇ and particularly preferably smaller 5 ⁇ wide conductors forming the networks, an electrical conductivity is achieved, which is comparable to that of the ITO.
  • the coverage of the transparent carrier with conductive material is preferably less than 20%, more preferably less than 10% and most preferably less than 5%.
  • the conductive tracks of the networks are preferably arranged to form the touch module so that no moire effect occurs, so no additional coarse grid by superimposing the traces of fine networks to the eye appear visible.
  • no moire effect occurs, so no additional coarse grid by superimposing the traces of fine networks to the eye appear visible.
  • interrupted line-shaped or wavy strip conductors and / or their azimuth angle varies.
  • Connecting tracks for connecting the conductor tracks, as well as the connections consist for example of thin wires, metallized layers and / or networks of conductive material on a transparent support.
  • a conductive material a metal z.
  • Charge carriers such as polyaniline, polythiophene and others are used.
  • all connections of the conductor tracks and connecting tracks for connecting the conductor tracks are collected on one level or
  • all the conductive regions and layers, interconnects and connections and connection paths for connecting the interconnects on the film are formed from a single conductive material.
  • a polyolefin such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), Polyester (PE) and / or polycarbonate (PC) or for example of PMMA, polyamide or polyimide.
  • a pure plastic film is also the at least partially use of paper or cardboard or the use of a multi-layer hybrid material is possible, which plastic layers and layers of fiber material, eg. As paper, cotton, or other natural or synthetic fibers, has.
  • Such films also represent plastic films in the context of the present invention.
  • the plastic film consists of a multi-layered hybrid material, which in particular plastic layers and layers of fiber material, for. As paper, cotton or other natural or synthetic fibers.
  • a Hyb dmatehal for example, a plastic film with externally applied paper layers or a fiber layer with the outside
  • plastic layers In this case, in particular opaque
  • Layers in such a multi-layered hybrid material should be recessed in areas to transparent areas in these areas
  • the electrically insulating and - at least in the region of the superposed conductive transparent layers - transparent compound is for example a bond.
  • OCA optical clear adhesive
  • a two-component adhesive can be used, again preferably, in each case one of the transparent regions is coated with a component which then stick together during assembly and in particular react with each other.
  • the adhesive layer may be one-sided, two-sided and full-surface and / or in the decor, d. H. only surface areas are applied to the two conductive layers.
  • the electrically insulating layer has a thickness of 1 to 200 ⁇ , preferably a thickness of 5 to 70 ⁇ and particularly preferably a thickness of 10 to 50 ⁇ .
  • the plastic film also comprises a fourth transparent or non-transparent region which is attached to one of the
  • This embodiment is particularly advantageous when the plastic film is folded with the two sides occupied each other, because then the outer side of the plastic film is not covered with traces. As a result, the conductor tracks located on the inner sides are mechanically protected and, for example, an additional encapsulation can be saved.
  • the folding of the plastic film for example, with a bending radius of 10 to 100 ⁇ .
  • the third region of the plastic film which may be transparent or non-transparent, and which may be reinforced by one or more protective layers, for example, comprises the fold line.
  • the fold line is preferably arranged in a punching region of the plastic film.
  • the plastic film is folded.
  • the fold line is either as long as the edge of a first or second transparent region or it is shorter.
  • the third region has, for example, a gap which completely or partially severs the plastic film. This is particularly advantageous because it can reduce blistering and / or wrinkling when the transparent areas are brought into contact with one another.
  • the three areas may be mutually arranged on one side of the plastic film or on both sides.
  • the vias are then For example, simple holes in the plastic film and / or are placed around the edge.
  • Figures 1 to 3 show possible layouts for plastic films before folding.
  • Figure 4 shows a cross section through a folded plastic film and
  • Figures 5 and 6 show layouts for plastic films before folding.
  • Figure 1 shows the top view of a plastic film in which three areas 2, 3, and 6 are arranged on one side of the plastic film in a punching region 1 of the plastic film and shows the layout before folding.
  • the first transparent region 2 is first seen within a punching region 1 and then the third region 6 located between the first and a second transparent regions 2 and 3.
  • the first transparent region 2 has printed conductors 5 and the second transparent region 3 faces Tracks 10 on.
  • the third region 6 has connecting tracks 7 for connecting the conductor tracks 5.
  • the interconnects 5 form, for example, the x sensors of the touch sensor. To the right of this one can see the second transparent region 3 with the conductor tracks 10, which run from top to bottom, of transparent conductive networks.
  • the conductor tracks 10 form the y-sensors.
  • To recognize further is the direction 9 of the tape for example when
  • the fold line 4 is located in the third area 6, through which the connecting tracks 7 for connecting the conductor tracks 5 run.
  • the transparent regions 2 and 3 are each coated or metallized with conductor tracks 5 and 10.
  • the thickness of the conductive layers is in the range from 5 to 350 nm, preferably from 10 to 300 nm and particularly preferably in the range from 50 to 80 nm.
  • the transparent region 2 comprises the conductor tracks 5 of the x-sensors, whose connecting tracks 7 are guided over the third region 6 with the fold line 4. At a connection 8 all connecting tracks 7 run to the connection of the
  • Conductor tracks 5 and 10 together and can be connected to an evaluation (not shown).
  • the connecting tracks 7 for connecting the conductor tracks 5 are used for the electrical connection of the x-sensors with the
  • the terminal 8 may be a plug, for example.
  • the third area 6 may be transparent or not transparent, and also
  • Figure 2 shows a similar embodiment as Figure 1 only with a slightly different layout, because here are the connecting tracks 7 for connecting the tracks of the x sensors 5 on one side of the third area 6 and not as in Figure 1 in half on both sides of the third Distribute area 6.
  • FIG. 3 again shows a similar embodiment to the first two FIGS. 1 and 2. However, the clearly shortened fold line 4 can be seen here and a gap 11 in the region 6. This embodiment is particularly advantageous for preventing unwanted blistering during folding or folding laminating. and / or to avoid wrinkling.
  • FIG. 4 shows a cross section through a finished touch sensor.
  • the terminals 8 of the touch module lead to a transmitter 13 (not shown).
  • the three interconnects 10 form in the region 3 on the substrate 16 with the
  • The, the y and x sensors forming interconnects 5 and 10 are formed by conductive layers, which are spaced apart by a transparent electrically insulating layer 12.
  • the electrically insulating layer 12 may be an OCA (optical clear adhesive) adhesive, or a two-component adhesive resin or otherwise.
  • This insulating layer 12 is transparent and preferably homogeneous. It may be different systems that are sticky and even after curing still have a sticky surface or not and / or those that cure by UV rays and / or temperature increase.
  • the insulating layer 12 may have a thickness in the range of 10 to 200 ⁇ , preferably from 20 to 100 ⁇ , but also thicker than 200 ⁇ or thinner than 10 ⁇ be.
  • the fold line 4 shows the point where the punching region 1 of the plastic film is folded.
  • a convolution 15 with a bending radius for example, in
  • Range of 10 to 100 ⁇ can lie.
  • the range of the bending radius of the fold 15 is not transparent in the embodiment shown here and the
  • the protective layer 14 may be designed in one or more layers.
  • the protective layer 14 protects the plastic film against mechanical damage or other environmental influences and / or reinforces the region 6 of the fold 15 only optionally.
  • the conductive materials used in the transparent areas 2 and 3 may be present in the fold 15 alone. However, since cracks can easily occur when folding, they are caused by such
  • conductive metals and alloys thereof such as conductive silver, silver paste or organically conductive materials such as PEDOT, PANI, carbon black carbon nanotubes, etc.
  • the protective layer 14 can be printed either locally, in the line decor or over the entire surface. In the case shown here, the protective layer 14 is on the region of the fold 15 or - in short - on the
  • the protective layer 14 can also be applied partially at other locations and / or over the entire punching area 1 of the plastic film.
  • the folding can be carried out in the roll to roll process (R2R) or after cutting as a batch process.
  • R2R roll to roll process
  • the individual steps can be carried out either continuously or discontinuously.
  • the film can be designed as a quasi endless roll.
  • sheets can be separated from the quasi endless roll, which have one or more benefits. Ie.
  • the folding sensors are contained as a single image on the sheet or there are several image units combined on a sheet.
  • the cutting of the labels then takes place directly in accordance with the geometry that the folding sensor has as the end product.
  • Laser cutting or punching processes can also be used for cutting the sheets or labels.
  • the folding through punched holes which are generated for example by means of laser.
  • Figures 5 and 6 show layouts of a plastic film according to embodiments of the invention, in which the punching region 1 is transverse to the direction 9 of the tape. Likewise, the fold line 4 runs here transversely to the direction 9 of the band. It can be seen again, as in the previous Figures 1 to 3 in plan view, the two transparent areas 2 and 3 and in between the area 6, in which the connecting tracks 7 for connecting the conductor tracks and the fold line 4 is located.
  • the interconnects 5 form the x-sensors of the transparent region 2 and the interconnects 10 the y-sensors of the transparent region 3.
  • FIG. 5 again shows an embodiment with a gap 11 in region 6, so that the formation of bubbles and wrinkles is suppressed during folding
  • FIG. 6 shows an embodiment without a gap.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kunststofffolie und ein daraus hergestelltes Touchmodul, insbesondere eines, das aus zwei leitfähigen Schichten mit einer dazwischen liegenden isolierenden Schicht aufgebaut ist, wie sie beispielsweise bei kapazitiven Touchpads und/oder Touchscreens eingesetzt werden. Die Problematik der Verbindung der jeweiligen x- oder y-Sensoren über zwei Ebenen hinweg wird hier erstmals kostengünstig und massenfertigungstauglich gelöst.

Description

Kunststofffolie und Touchsensor
Die Erfindung betrifft eine Kunststofffolie und einen daraus hergestellten
Touchsensor, insbesondere einen, der aus zwei leitfähigen Schichten mit
dazwischen einer isolierenden Schicht aufgebaut ist, wie sie beispielsweise bei kapazitiven Touchpads und/oder Touchscreens eingesetzt werden.
Bekannt ist, die beiden leitfähigen Schichten eines Touchsensors, die zusannnnen die Eingabefelder oder Kreuzungspunkte des Touchsensors definieren, auf zwei Substraten zu fertigen und dann in einem aufwändigen Herstellungsprozess passgenau aufeinander zu laminieren oder zu verkleben.
Nach diesem Stand der Technik werden die leitfähigen Schichten registergenau übereinander gebracht und aneinandergefügt. Abschließend erfolgt über eine Brücke ein Zusammenführen der Anschlüsse der oberen und der unteren Leiterbahnen, also der y-Sensoren und der x-Sensoren, um den Touchsensor an eine
Auswerteelektronik anschließen zu können. Die elektrisch leitende Brücke wird beispielsweise aus Silberpaste, anisotropen Leitkleber und/oder einer Bonding-Verbindung über einen ACF (Anisotropie
Conductive Film) mit einem so genannten Flex-Tail, gebildet. Dies ist ein flexibler Träger mit Verdrahtung, der die Anschlüsse führt und der an die leitfähige
transparente Schicht anschließt. Im Gegensatz zu dem transparenten Bereich des Touchsensors, der bislang aus ITO gefertigt wird und steif ist, ist der Flex-Tail zwar nicht transparent aber biegsam. Es können auch beide leitfähigen Schichten mit einem Flex-Tail ausgestattet sein, wobei dann die beiden Flex-Tails aus den unterschiedlichen Ebenen zusammengeführt werden, damit sie beispielsweise in einen entsprechenden Stecker für die Auswerteelektronik passen.
Nachteilig am Stand der Technik ist die Notwendigkeit der Zusammenführung der Anschlüsse aus verschiedenen Ebenen, wie beispielsweise das Anbringen der Flex- Tails an die ITO Schichten, weil hier ein hoher technischer und kostenintensiver Vorgang realisiert wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Touchsensor und/oder eine Kunststofffolie zur Herstellung eines Touchsensors zu schaffen, durch die die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden.
Diese Aufgabe wird von einer Kunststofffolie gelöst, die zumindest drei Bereiche aufweist, nämlich zumindest einen ersten und zweiten transparenten Bereich, in welchem die Kunststofffolie zumindest einseitig Leiterbahnen aufweist, wobei die Leiterbahnen des ersten transparenten Bereichs quer zu den Leiterbahnen des zweiten transparenten Bereichs ausgerichtet sind, so dass sie beim Zusammenfalten der Kunststofffolie entlang einer Faltlinie Kreuzungspunkte bilden, und einen dritten Bereich, der zwischen dem ersten und dem zweiten transparenten Bereich angeordnet ist, und der die Faltlinie sowie Verbindungsbahnen zum Anschluss der Leiterbahnen des ersten und/oder zweiten transparenten Bereichs aufweist.
Außerdem wird die Aufgabe durch einen Touchsensor gelöst, welcher eine derartige Kunststofffolie umfasst, wobei der erste und der zweite transparente Bereich über eine transparente und elektrisch isolierende Schicht durch Faltung der Kunststofffolie entlang der Faltlinie miteinander verbunden sind, vorteilhafterweise so, dass der Anschluss der Leiterbahnen der beiden transparenten leitfähigen und auf
verschiedenen Ebenen liegenden Bereiche mittels des dritten, die Faltlinie umfassenden Bereichs auf eine Ebene zusammengeführt ist.
Die Erfindung betrifft eine Kunststofffolie und ein daraus hergestelltes Touchmodul, insbesondere eines, das aus zwei leitfähigen Schichten mit dazwischen einer isolierenden Schicht aufgebaut ist, wie sie beispielsweise bei kapazitiven Touchpads und/oder Touchscreens eingesetzt werden. Die Problematik der Verbindung der jeweiligen x- oder y-Sensoren über zwei Ebenen hinweg wird hier erstmals kostengünstig und massenfertigungstauglich gelöst.
Durch die Erfindung ist es möglich, dass im Touchsensor die Verbindungsbahnen zum Anschluss der Leiterbahnen, die auf verschiedenen Ebenen im Touchsensor sowie im Faltbereich des Touchsensors angeordnet sind, sich mittels des sich zwischen dem ersten und zweiten transparenten Bereich der Kunststofffolie befindenden dritten Bereichs, der die Faltung der Kunststofffolie im daraus hergestellten Touchsensor umfasst, von einer Ebene auf die jeweils andere führen lassen. Dadurch wird ein Anschluss des Touchsensors an eine Auswerteelektronik auf einer einzigen Ebene erreicht. Das ermöglicht eine kostengünstige Herstellung des Touchsensors über die Faltung und Verklebung der Kunststofffolie. Die Erfindung löst erstmals das Problem der Verdrahtung, das bei den heutigen ITO- Touch-Sensoren besteht, weil diese immer zwei leitfähige Schichten zweier unflexibler Substrate auf zwei Ebenen verbinden. Hier wird der hohe
prozesstechnische und Kostenaufwand durch ein einfaches Herstellungsverfahren, das kontinuierlich und diskontinuierlich geführt werden kann, ersetzt, wobei ein gleichwertiges Endprodukt erhalten wird.
Dies ist durch die hier gezeigten faltbaren Sensorebenen gemäß der Erfindung möglich, wobei in der Beschreibung und in den Figuren Layouts offenbart werden, durch die ein Übergang der Anschlüsse der unterschiedlichen Ebenen mit Hilfe einer Brücke überflüssig wird, da die Anschlüsse und Verbindungsbahnen abschließend alle auf einer Ebene (Sensorseite) gesammelt werden. Diese können dann problemlos einseitig kontaktiert werden. Diese Problemlösung nutzt dabei den Vorteil, dass anders als in der konventionellen Leiterplattenindustrie die
Sensorebenen hier auf flexiblen Materialien angeordnet sind.
Da die beiden Sensorebenen direkt neben oder nacheinander auf einer
Kunststofffolie in einem Stanzbereich hergestellt werden, wird weiterhin die
Registrierung der beiden Ebenen zueinander vereinfacht, da eine feste mechanische Verbindung der beiden Ebenen existiert.
Die Verklebung kann z. B. über einen OCA-Kleber (OCA = optical clear adhesive) und Faltlaminierung erfolgen, es kann aber auch ein andersartiger optisch klarer Kleber verwendet werden. Die Klebeschicht kann auf eine oder auf beide
transparente erste und zweite Bereiche bzw. auf beide Sensorteile, vollflächig oder im Dekor aufgebracht werden. Als„Kreuzungspunkte" werden vorliegend Bereiche bezeichnet, in denen
Leiterbahnen verschiedener Ebenen, welche vorzugsweise an der Stelle des
Kreuzungspunktes elektrisch voneinander isoliert sind, sich kreuzend überlagern. Als„Leiterbahnen" werden vorliegend vorzugsweise strukturierte elektrisch leitfähige Schichten und leitfähige Bereiche auf der Kunststofffolie bezeichnet, wie sie beispielsweise aus der DE 10 2009 014 757 A1 bekannt sind. Dabei werden Netze aus leitfähigen Bahnen („Leiter") auf einen transparenten Träger so aufgebracht, dass im Bereich des Netzes eine ausreichende Transparenz für das menschliche Auge erhalten bleibt. Trotz der eingesetzten dünnen, bevorzugt kleiner 20 μιτι, insbesondere bevorzugt kleiner 10 μιτι und insbesondere bevorzugt kleiner 5μηη breiten Leiter, die die Netze bilden, wird eine elektrische Leitfähigkeit erreicht, die mit der des ITO vergleichbar ist. Die Belegung des transparenten Trägers mit leitfähigem Material ist dabei bevorzugt kleiner 20 %, insbesondere bevorzugt kleiner 10 % und ganz besonders bevorzugt kleiner 5 %.
Die leitfähigen Bahnen der Netze werden zur Ausbildung des Touchmoduls bevorzugt so angeordnet, dass kein Moire-Effekt auftritt, also keine zusätzlichen groben Raster durch Überlagerung der Leiterbahnen aus feinen Netzen für das Auge sichtbar erscheinen. Dazu wird beispielsweise im Netz die Parallelität von
linienförmigen oder wellenförmigen Leiterbahnen unterbrochen und/oder deren Azimuthwinkel variiert.
Elektrisch leitfähige Schichten und/oder Bereiche, Leiterbahnen und/oder
Verbindungsbahnen zum Anschluss der Leiterbahnen, sowie die Anschlüsse bestehen beispielsweise aus dünnen Drähten, metallisierten Schichten und/oder Netzen aus leitfähigem Material auf transparentem Träger. Als leitfähiges Material kann ein Metall z. B. Silber, Kupfer, Gold, Aluminium, eine Legierung, eine leitfähige Paste, eine Metallpaste, ein anisotrop conductive film oder ein sonstiges leitfähiges Material, beispielsweise eine organische Verbindung mit beweglichen
Ladungsträgern wie Polyanilin, Polythiophen und andere, eingesetzt werden. Vorteilhafterweise werden alle Anschlüsse der Leiterbahnen und Verbindungsbahnen zum Anschluss der Leiterbahnen auf einer Ebene gesammelt oder
zusammengeführt. Diese können dann problemlos einseitig kontaktiert werden.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform sind sämtliche leitfähigen Bereiche und Schichten, Leiterbahnen und Anschlüsse und Verbindungsbahnen zum Anschluss der Leiterbahnen auf der Folie aus einem einzigen leitfähigen Material ausgebildet.
Die Kunststofffolie ist beispielsweise eine Polyethylenterephtalat = PET-Folie, kann aber auch eine transparente oder teilweise transparente andere Kunststofffolie sein, beispielsweise eine Folie aus einem Polyolefin wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyester (PE) und/oder Polycarbonat (PC) oder beispielsweise aus PMMA, Polyamid oder Polyimid. Alternativ zu einer reinen Kunststofffolie ist auch die zumindest bereichsweise Verwendung von Papier oder Pappe oder auch die Verwendung eines mehrschichtigen Hybridmaterials möglich, welches Kunststoffschichten und Schichten aus Fasermaterial, z. B. Papier, Baumwolle, oder anderen Natur- oder Kunstfasern, aufweist. Auch solche Folien stellen Kunststofffolien im Sinne der vorliegenden Erfindung dar.
Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der die Kunststofffolie aus einem mehrschichtigen Hybridmaterial besteht, welches insbesondere Kunststoffschichten und Schichten aus Fasermaterial, z. B. Papier, Baumwolle oder andere Natur- oder Kunstfasern aufweist. Ein solches Hyb dmatehal kann beispielsweise eine Kunststofffolie mit außenseitig aufgebrachten Papierschichten oder eine Faserschicht mit außenseitig
aufgebrachten Kunststoffschichten sein. Dabei können insbesondere opake
Schichten in einem solchen mehrschichtigen Hybridmaterial in Flächenbereichen ausgespart sein, um in diesen Flächenbereichen transparente Bereiche
bereitzustellen, die durch benachbarte transparente Schichten geschlossen sind.
Die elektrisch isolierende und - zumindest im Bereich der aufeinanderliegenden leitfähigen transparenten Schichten - transparente Verbindung ist beispielsweise eine Verklebung.
Diese kann über einen OCA-Kleber (OCA = optical clear adhesive) erfolgen.
Als Kleber kann beispielsweise auch ein Zwei-Komponenten-Kleber eingesetzt werden, wobei wiederum bevorzugt, jeweils einer der transparenten Bereiche mit einer Komponente beschichtet wird, die dann beim Zusammenfügen verkleben und dabei insbesondere miteinander reagieren.
Die Klebeschicht kann einseitig, beidseitig sowie vollflächig und/oder im Dekor, d. h. nur flächenbereichsweise auf die beiden leitfähigen Schichten aufgebracht werden.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform hat die elektrisch isolierende Schicht eine Dicke von 1 bis 200 μιτι, bevorzugt eine Dicke von 5 bis 70 μιτι und insbesondere bevorzugt eine Dicke von 10 bis 50 μιτι.
Es kann aber auch eine Faltlaminierung zur Verbindung der beiden leitfähigen Schichten eingesetzt werden. Diese kann beispielsweise auch im Rolle-zu-Rolle- Verfahren durchgeführt werden. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Kunststofffolie noch einen vierten transparenten oder nicht transparenten Bereich, der an einen der
transparenten Bereiche anschließt und der entsprechend nach der Verklebung des ersten und zweiten Bereichs über deren Umrandung übersteht.
Diese Ausführungsform ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Kunststofffolie mit den beiden belegten Seiten zueinander gefaltet ist, weil dann die äußere Seite der Kunststofffolie nicht mit Leiterbahnen belegt ist. Dadurch sind die sich auf den Innenseiten befindenden Leiterbahnen mechanisch geschützt und es kann beispielsweise eine zusätzliche Verkapselung eingespart werden.
Die Faltung der Kunststofffolie erfolgt beispielsweise mit einem Biegeradius von 10 bis 100 μιτι.
Der dritte Bereich der Kunststofffolie, der transparent oder nicht transparent sein kann und der beispielsweise durch eine oder mehrere Schutzschichten verstärkt sein kann, umfasst die Faltlinie. Die Faltlinie ist vorzugsweise in einem Stanzbereich der Kunststofffolie angeordnet. Entlang der Faltlinie wird die Kunststofffolie gefaltet. Die Faltlinie ist dabei beispielsweise entweder so lange wie die Kante eines ersten oder zweiten transparenten Bereichs oder sie ist kürzer. Hierzu hat der dritte Bereich beispielsweise einen Spalt, der die Kunststofffolie vollständig oder bereichsweise durchtrennt. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil dadurch eine Blasen- und/oder Faltenbildung beim Aufeinanderbringen der transparenten Bereiche vermindert werden kann.
Die drei Bereiche können auf einer Seite der Kunststofffolie oder auch auf beiden Seiten wechselseitig angeordnet sein. Die Durchkontaktierungen sind dann beispielsweise einfache Löcher in der Kunststofffolie und/oder werden um deren Rand herum gelegt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert:
Die Figuren 1 bis 3 zeigen mögliche Layouts für Kunststofffolien vor der Faltung. Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch eine gefaltete Kunststofffolie und
Figuren 5 und 6 zeigen Layouts für Kunststofffolien vor der Faltung.
Figur 1 zeigt die Draufsicht auf eine Kunststofffolie bei der drei Bereiche 2, 3, und 6 auf einer Seite der Kunststofffolie in einem Stanzbereich 1 der Kunststofffolie angeordnet sind und zeigt das Layout vor der Faltung.
Von links nach rechts sieht man innerhalb eines Stanzbereichs 1 zunächst den ersten transparenten Bereich 2 und dann den zwischen dem ersten und einem zweiten transparenten Bereich 2 und 3 gelegenen dritten Bereich 6. Der erste transparente Bereich 2 weist Leiterbahnen 5 und der zweite transparente Bereich 3 weist Leiterbahnen 10 auf. Der dritte Bereich 6 weist Verbindungsbahnen 7 zum Anschluss der Leiterbahnen 5 auf. Die Leiterbahnen 5 bilden beispielsweise die x- Sensoren des Touchsensors. Rechts davon sieht man den zweiten transparenten Bereich 3 mit den von oben nach unten verlaufenden Leiterbahnen 10 aus transparenten leitfähigen Netzen. Die Leiterbahnen 10 bilden die y-Sensoren. Zu erkennen ist weiterhin die Laufrichtung 9 des Bandes, beispielsweise beim
Bedrucken, und parallel dazu, nahezu mittig in einem Stanzbereich 1 gelegen, eine Faltlinie 4. Die Faltlinie 4 liegt im dritten Bereich 6, durch den die Verbindungsbahnen 7 zum Anschluss der Leiterbahnen 5 laufen.
Die transparenten Bereiche 2 und 3 sind jeweils mit Leiterbahnen 5 und 10 beschichtet oder metallisiert. Die Dicke der leitfähigen Schichten liegt dabei im Bereich von 5 bis 350 nm, vorzugsweise von 10 bis 300 nm und insbesondere bevorzugt im Bereich von 50 bis 80 nm.
Der transparente Bereich 2 umfasst die Leiterbahnen 5 der x-Sensoren, deren Verbindungsbahnen 7 über den dritten Bereich 6 mit der Faltlinie 4 geführt werden. An einem Anschluss 8 laufen alle Verbindungsbahnen 7 zum Anschluss der
Leiterbahnen 5 und 10 zusammen und können an eine Auswerteelektronik (nicht gezeigt) angeschlossen werden. Die Verbindungsbahnen 7 zum Anschluss der Leiterbahnen 5 dienen zur elektrischen Verbindung der x-Sensoren mit dem
Anschluss 8. Mittels des dritten, die Faltlinie umfassenden Bereich 6 und der in dem Bereich 6 verlaufenden Verbindungsbahnen 7 wird so der Anschluss 8 der
Leiterbahnen 5 und 10 der beiden im gefalteten Zustand auf verschiedenen Ebenen liegenden Bereiche 2 und 3 auf einer Ebene zusammengeführt.
Der Anschluss 8 kann beispielsweise ein Stecker sein.
Der dritte Bereich 6 kann transparent oder nicht transparent, und auch
beispielsweise transluzent oder opak, sein und mit verschiedenen ein- oder mehrschichtigen Schutzschichten 14 beschichtet sein. Figur 2 zeigt eine ähnliche Ausführungsform wie Figur 1 nur mit etwas verändertem Layout, weil hier die Verbindungsbahnen 7 zum Anschluss der Leiterbahnen der x- Sensoren 5 auf einer Seite des dritten Bereiches 6 liegen und nicht wie bei Figur 1 sich hälftig auf beide Seiten des dritten Bereiches 6 verteilen.
Figur 3 zeigt wieder eine ähnliche Ausführungsform wie die beiden ersten Figuren 1 und 2. Allerdings ist hier die deutlich verkürzte Faltlinie 4 zu erkennen und ein Spalt 1 1 im Bereich 6. Diese Ausführungsform ist besonders günstig, um beim Falten oder Faltlaminieren eine unerwünschte Blasen- und/oder Faltenbildung zu vermeiden.
Figur 4 schließlich zeigt einen Querschnitt durch einen fertigen Touchsensor. Man sieht die beiden aufeinanderliegenden transparenten Bereiche 2 und 3, die in dem hier gezeigten Beispiel gesichtsseitig aufeinanderliegen, also mit den beiden metallisierten oder leitfähigen Seiten zueinander gewandt. Die Anschlüsse 8 des Touchmoduls führen zu einer Auswerteelektronik 13 (nicht gezeigt).
Die drei Leiterbahnen 10 bilden im Bereich 3 auf dem Substrat 16 mit den
Leiterbahnen 5, drei Kreuzungspunkte 17. Die, die y- und x-Sensoren ausbildenden Leiterbahnen 5 und 10 werden von leitfähigen Schichten gebildet, die durch eine transparente elektrisch isolierende Schicht 12 voneinander beabstandet sind.
Beispielsweise kann die elektrisch isolierende Schicht 12 ein OCA- (optical clear adhesive) Kleber sein, oder ein Zwei-Komponenten-Klebeharz oder sonstiges. Diese isolierende Schicht 12 ist transparent und bevorzugt homogen. Es kann sich um verschiedene Systeme handeln, die klebrig sind und auch nach dem Aushärten noch eine klebrige Oberfläche haben oder nicht und/oder solche, die durch UV-Strahlen und/oder Temperaturerhöhung aushärten. Die isolierende Schicht 12 kann eine Dicke im Bereich von 10 bis 200 μιτι, bevorzugt von 20 bis 100 μιτι haben, aber auch dicker als 200 μιτι oder dünner als 10 μιτι sein. Die Faltlinie 4 zeigt die Stelle, wo der Stanzbereich 1 der Kunststofffolie gefaltet ist. Zu erkennen ist eine Faltung 15 mit einem Biegeradius, der beispielsweise im
Bereich von 10 bis 100 μιτι liegen kann. Der Bereich des Biegeradius der Faltung 15 ist bei der hier gezeigten Ausführungsform nicht transparent und die
Verbindungsbahnen 7 im Bereich 6 sind mit der Schutzschicht 14 beschichtet oder verstärkt. Diese Schutzschicht kann beispielsweise ACF oder ACP (ACF =
anisotrope conductive film oder ACP = anistrope conductive paste) enthalten. Die Schutzschicht 14 kann ein- oder mehrlagig ausgestaltet sein.
Die Schutzschicht 14 schützt die Kunststofffolie vor mechanischer Beschädigung oder sonstigen Umwelteinflüssen und/oder verstärkt den Bereich 6 der Faltung 15 nur optional. Normalerweise können die in den transparenten Bereichen 2 und 3 verwendeten, leitfähigen Materialien allein in der Faltung 15 vorliegen. Da jedoch beim Falten leicht Risse entstehen können, werden diese durch eine solche
Verstärkung kompensiert.
Anstelle oder ergänzend zu den beiden Materialien ACF und ACP können auch beispielsweise Leitmetalle und Legierungen daraus, wie Leitsilber, Silberpaste oder organisch leitfähige Materialien wie PEDOT, PANI, Carbon Black Carbon Nanotubes, usw. verwendet werden.
Um beispielsweise die Verbindungsbahnen zum Anschluss der Leiterbahnen, die die Faltlinie 4 überqueren, zu schützen, kann entweder lokal, im Liniendekor oder ganzflächig die Schutzschicht 14 aufgedruckt sein. Im hier gezeigten Fall ist die Schutzschicht 14 auf den Bereich der Faltung 15 oder - kurz gesagt - auf den
Knickbereich oder Biegebereich des Stanzbereichs 1 der Kunststofffolie beschränkt. Die Schutzschicht 14 kann auch partiell an anderen Stellen und/oder über den gesamten Stanzbereich 1 der Kunststofffolie aufgebracht werden.
Die Faltung kann im Rolle zu Rolle Verfahren (R2R) oder nach dem Schneiden als Batch-Verfahren durchgeführt werden. So können die einzelnen Arbeitsschritte entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden.
Für das Rolle-zu-Rolle-Verfahren kann die Folie als quasi Endlosrolle ausgelegt sein. Für ein Batch-Verfahren können aus der quasi Endlosrolle Bögen herausgetrennt werden, welche eine oder mehrere Nutzen aufweisen. D. h. die Faltsensoren sind als Einzelbild auf dem Bogen enthalten oder es sind mehrere Bildeinheiten auf einem Bogen zusammengefasst. Darüber hinaus ist es auch möglich, die
Faltsensorstrukturen direkt als Label aus der Folie auszuschneiden und einem nachgelagerten Faltvorgang zuzuführen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt das Schneiden der Labels dann direkt entsprechend der Geometrie, die der Faltsensor als Endprodukt aufweist. Für das Schneiden der Bögen oder Labels können dabei auch Laserschneidverfahren oder Stanzprozesse zum Einsatz kommen. Weiterhin ist es möglich, die präzise Justage bei der Faltung durch Stanzlöcher, die beispielsweise mittels Laser erzeugt werden, vorzunehmen. Alternativ ist die
Verwendung von optisch detektierbaren, insbesondere gedruckten oder zusammen mit den Leiterbahnen aufgebrachten Registermarken denkbar. Dazu wird
beispielsweise zunächst auf die eine Sensorebene eine OCA-Schicht aufgebracht, danach können die Sensorebenen zueinander ausgerichtet und über den OCA miteinander verklebt werden. Die Figuren 5 und 6 zeigen Layouts einer Kunststofffolie nach Ausführungsformen der Erfindung, bei denen der Stanzbereich 1 quer zur Laufrichtung 9 des Bandes liegt. Ebenso verläuft hier die Faltlinie 4 quer zur Laufrichtung 9 des Bandes. Zu erkennen ist wieder, wie bei den vorherigen Figuren 1 bis 3 in der Draufsicht, die beiden transparenten Bereiche 2 und 3 und dazwischen der Bereich 6, in dem die Verbindungsbahnen 7 zum Anschluss der Leiterbahnen und die Faltlinie 4 liegt. Wieder bilden die Leiterbahnen 5 die x-Sensoren des transparenten Bereiches 2 und die Leiterbahnen 10 die y-Sensoren des transparenten Bereiches 3. Auch sind wieder die Verbindungsbahnen 7 zum Anschluss der Leiterbahnen und der
Anschluss 8 zu sehen.
In Figur 5 ist dabei wieder eine Ausführungsform mit Spalt 1 1 im Bereich 6 zu sehen, so dass beim Falten die Blasen- und Faltenbildung unterdrückt wird, und in Figur 6 ist eine Ausführungsform ohne Spalt gezeigt.

Claims

Ansprüche
Kunststofffolie, die zumindest drei Bereiche (2,3 und 6) aufweist, nämlich zumindest einen ersten (2) und zweiten (3) transparenten Bereich, in welchem die Kunststofffolie zumindest einseitig Leiterbahnen (5,10) aufweist, wobei die Leiterbahnen (5) des ersten transparenten Bereichs quer zu den Leiterbahnen (10) des zweiten transparenten Bereichs ausgerichtet sind, so dass sie beim Zusammenfalten der Kunststofffolie entlang einer Faltlinie (4) Kreuzungspunkte (17) bilden, und einen dritten Bereich (6), der zwischen dem ersten und dem zweiten transparenten Bereich (2,3) angeordnet ist und der die Faltlinie (4) sowie Verbindungsbahnen (7) zum Anschluss der
Leiterbahnen (5,10) des ersten und/oder zweiten transparenten Bereichs (2,3) aufweist.
2. Kunststofffolie nach Anspruch 1 , wobei der dritte Bereich (6) transparent ausgebildet ist.
3. Kunststofffolie nach Anspruch 1 , wobei der dritte Bereich (6) nicht transparent ausgebildet ist.
4. Kunststofffolie nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in dem ersten und/oder zweiten transparenten Bereich (2,3) die Leiterbahnen (5,10) als leitfähige Bereiche ausgebildet sind, die jeweils ein Netz aus leitfähigen Bahnen mit einer Breite kleiner/gleich 20μηη aufweisen, wobei die leitfähigen Bahnen in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der das jeweilige Netz für das menschliche Auge transparent erscheinen lässt.
5. Kunststofffolie nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei elektrisch leitfähige Schichten, die leitfähigen Bereiche, die Leiterbahnen, die
Verbindungsbahnen zum Anschluss der Leiterbahnen, und/oder Anschlüsse (5, 7, 8, 10) auf der Kunststofffolie aus dem gleichen leitfähigen Material ausgebildet sind.
6. Kunststofffolie nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die leitfähigen
Bahnen innerhalb der Netze so angeordnet sind, dass deren Periodizität unterbrochen ist, wobei insbesondere entweder bei parallelen Linien der Winkel variiert ist oder bei wellenförmigen Linien die Periodizität wechselt, so dass die Netze bei Überlagerung keinen Moire-Effekt zeigen.
7. Kunststofffolie nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei innerhalb der transparenten leitfähigen Bereiche die Belegung des Trägers mit leitfähigem Material 20 % der Fläche oder weniger ausmacht.
8. Kunststofffolie nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest der dritte Bereich (6) zwischen dem ersten und zweiten transparenten
Bereich (2, 3) eine zusätzliche Verstärkungs- und/oder Schutzschicht (14) aufweist.
9. Kunststofffolie nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der dritte
Bereich (6) einen Spalt (1 1 ) aufweist, durch den die Faltlinie (4) verkürzt ist.
10. Kunststofffolie nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die
Kunststofffolie eine transparente oder teilweise transparente Kunststofffolie ist und insbesondere aus Polyethylenterephtalat oder Polyethylen oder
Polypropylen oder Polyvinylchlorid oder Polystyrol oder Polyester oder Polycarbonat oder PMMA oder Polyamid oder Polyimid besteht.
1 1 . Kunststofffolie nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die
Kunststofffolie zumindest bereichsweise eine Papier- oder Pappelage umfasst oder aus Papier oder Pappe besteht.
12. Kunststofffolie nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die
Kunststofffolie von einem mehrschichtigen Hybridmaterial gebildet ist, welches insbesondere Kunststoffschichten und Schichten aus Fasermaterial aufweist.
13. Kunststofffolie nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die
Kunststofffolie noch zumindest einen vierten Bereich aufweist, der an den ersten und/oder zweiten transparenten Bereich (2, 3) anschließt und wobei der vierte Bereich nach der Verklebung des ersten und zweiten Bereichs über deren Umrandung übersteht.
14. Touchsensor, welcher eine Kunststofffolie nach Anspruch 1 aufweist, wobei der erste und der zweite transparente Bereich (2, 3) über eine transparente und elektrisch isolierende Schicht (12) durch Faltung der Kunststofffolie entlang der Faltlinie (4) miteinander verbunden sind, und wobei insbesondere der Anschluss (8) der Leiterbahnen (5, 10) der beiden transparenten leitfähigen und auf verschiedenen Ebenen liegenden Bereiche (2, 3) mittels des dritten, die Faltlinie umfassenden Bereichs (6) auf eine Ebene
zusammengeführt ist.
15. Touchsensor nach Anspruch 14, wobei die elektrisch isolierende Schicht (12) aus einem OCA, einem optical clear adhesive, besteht.
16. Touchsensor nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei in einem
Biegebereich, der die Faltlinie (4) umfasst, eine Schutzschicht (14)
vorgesehen ist.
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