ITMI20131478A1

ITMI20131478A1 - MULTILAYER FILM FOR A SCREEN SENSITIVE TO THE CAPACITIVE TYPE TOUCH OF AN ELECTRONIC DEVICE.

Info

Publication number: ITMI20131478A1
Application number: IT001478A
Authority: IT
Inventors: Matteo Paolo Bogana; Andrea Celani; Nicolo' Pastore
Original assignee: Haptyc Technology S R L
Priority date: 2013-09-09
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2015-03-10

Description

TITOLO: “Film multistrato per uno schermo sensibile al tocco di tipo capacitivo di un dispositivo elettronico”. TITLE: “Multilayer film for a capacitive touch-sensitive screen of an electronic device”.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Campo di applicazione Field of application

La presente descrizione ha per oggetto un film multistrato per uno schermo sensibile al tocco di tipo capacitivo di un dispositivo elettronico. The present description relates to a multilayer film for a capacitive touch sensitive screen of an electronic device.

In particolare, la presente descrizione si riferisce ad un film multistrato per uno schermo sensibile al tocco di tipo capacitivo di un dispositivo elettronico che è associabile in maniera rimovibile a tale schermo. In particular, the present description refers to a multilayer film for a touch sensitive screen of the capacitive type of an electronic device which can be removably associated with said screen.

Descrizione della tecnica anteriore Description of the prior art

Come è noto uno schermo sensibile al tocco (o touchscreen) di un dispostivo elettronico, è un insieme di componenti elettronici in grado di convertire segnali fisici provenienti dagli oggetti, quali le dita, penne, matite, pennelli, etc., che interagiscono con lo schermo, in coordinate di posizione, grandezza di tocco e talvolta anche pressione esercitata dal tocco, al fine di migliorare l’interazione tra l’utente ed il dispositivo stesso. As is known, a touch-sensitive screen (or touchscreen) of an electronic device is a set of electronic components capable of converting physical signals from objects, such as fingers, pens, pencils, brushes, etc., which interact with the screen, in position coordinates, touch size and sometimes even pressure exerted by the touch, in order to improve the interaction between the user and the device itself.

Oggigiorno esistono principalmente due tecnologie predominanti, ossia la tecnologia touchscreen resistiva e la tecnologia touchscreen a proiezione di capacità (o capacitiva). Entrambe queste tecnologie negli ultimi anni si sono affermate cancellando le sovrapposizioni che avevano in quanto ciascuna tecnologia è risultata essere affidabile nel soddisfare in maniera specifica le esigenze del proprio mercato di riferimento. There are mainly two predominant technologies today, namely resistive touchscreen technology and capacitive projection (or capacitive) touchscreen technology. Both of these technologies in recent years have established themselves by eliminating the overlaps they had as each technology has proved to be reliable in specifically meeting the needs of its reference market.

In particolare, la tecnologia touchscreen resistiva è impiegata in ambito industriale per il suo basso costo, la sua scalabilità, l’affidabilità, la certezza del tocco, la possibilità di utilizzo anche con guanti e la compatibilità alle emissioni elettromagnetiche (EMI), laddove la tecnologia touchscreen a proiezione di capacità è invece adoperata in ambito consumer perché affidabile, per il multi tocco (o multitouch), per l’attivazione a sfioro, per l’integrazione con la cornice del dispositivo (anche curvato), per il basso indice di riflessione ottica, per questioni estetiche e di sensazione al tatto. In particular, resistive touchscreen technology is used in the industrial field for its low cost, its scalability, reliability, certainty of the touch, the possibility of use even with gloves and compatibility with electromagnetic emissions (EMI), where the capacity projection touchscreen technology is instead used in the consumer sector because it is reliable, for multi-touch (or multitouch), for touch activation, for integration with the frame of the device (also curved), for the low index of optical reflection, for reasons of aesthetics and sensation to the touch.

E’ facile rendersi conto di come le caratteristiche di una tecnologia non sono presenti nell’altra. Infatti, la tecnologia touchscreen resistiva non è multitouch, non è attivabile a sfioro e riflette molta luce solare mentre la tecnologia touchscreen a proiezione di capacità non ha la certezza di tocco, non è attivabile con una penna comune e non è compatibile con le emissioni elettromagnetiche di un ambiente industriale (medical/aerospace/military). It is easy to realize how the characteristics of one technology are not present in the other. In fact, the resistive touchscreen technology is not multitouch, it is not touch activated and reflects a lot of sunlight while the capacitance projection touchscreen technology does not have the certainty of touch, it cannot be activated with a common pen and is not compatible with electromagnetic emissions. of an industrial environment (medical / aerospace / military).

Le due tecnologie sono praticamente pertanto insostituibili nel proprio mercato. The two technologies are therefore practically irreplaceable in their market.

Con la nascita delle nuove interfacce touch-oriented, nate nel mondo degli smartphone che semplificano e rendono intuitiva l’interazione utente – dispositivo, è ora sentita l’esigenza nell’ambito industriale di integrare le soluzioni a proiezione di capacità, prese in prestito dal mercato consumer, per avere alcune delle seguenti caratteristiche: multi tocco, superficie estetica e con minori riflessioni, tocco a sfioro solo in alcune operazioni, etc. With the birth of new touch-oriented interfaces, born in the world of smartphones that simplify and make user-device interaction intuitive, the need is now felt in the industrial sector to integrate capacity projection solutions, borrowed from consumer market, to have some of the following characteristics: multi-touch, aesthetic surface and with fewer reflections, touch touch only in some operations, etc.

Queste necessità tuttavia sono incompatibili con i difetti della tecnica a proiezione di capacità in quanto è costosa, poco scalabile e sensibile al rumore elettronico. However, these needs are incompatible with the shortcomings of the capacitance projection technique as it is expensive, not very scalable and sensitive to electronic noise.

Allo stesso tempo i clienti consumer pur soddisfatti delle qualità della tecnologia capacitiva non possono usufruire del proprio smartphone con i guanti o con una penna al fine di godere di un’esperienza d’uso più confortevole (appunti, disegno, firma, etc.). At the same time, consumer customers while satisfied with the qualities of capacitive technology cannot use their smartphone with gloves or a pen in order to enjoy a more comfortable user experience (notes, drawing, signature, etc.).

Nei documenti US5942733 ed EP2149838 sono descritte varie architetture che hanno come scopo quello di assicurare ad un dispositivo elettronico implementato con la tecnologia touchscreen a proiezione di capacità i vantaggi garantiti dalla tecnologia touchscreen resistiva. In documents US5942733 and EP2149838 various architectures are described whose purpose is to ensure to an electronic device implemented with the capacity projection touchscreen technology the advantages guaranteed by the resistive touchscreen technology.

A tale fine i succitati documenti insegnano ad integrare fisicamente una sequenza di strati nello schermo sensibile al tocco di tipo capacitivo di un sensore standard capacitivo, modificando il processo di produzione del dispositivo. To this end, the aforementioned documents teach how to physically integrate a sequence of layers in the capacitive touch-sensitive screen of a standard capacitive sensor, modifying the production process of the device.

In particolare, in accordo agli insegnamenti dei documenti US5942733 ed EP2149838, è necessario integrare uno strato di materiale elastico a sua volta ricoperto da uno strato metallico conduttivo posto a un potenziale di massa, il tutto essendo ricoperto da un sottile strato di Mylar per la protezione dei strati sottostanti su di un touchscreen del tipo noto, avente righe conduttive X-Y perpendicolari. In particular, in accordance with the teachings of documents US5942733 and EP2149838, it is necessary to integrate a layer of elastic material in turn covered by a conductive metal layer placed at a ground potential, all being covered by a thin layer of Mylar for protection of the underlying layers on a known type touchscreen, having perpendicular X-Y conductive lines.

Tuttavia, tali configurazioni hanno il notevole svantaggio di dovere modificare il touchscreen capacitivo già esistente per integrare gli ulteriori strati che consentono di ottenere i vantaggi di un touchscreen resistivo. However, such configurations have the considerable disadvantage of having to modify the already existing capacitive touchscreen to integrate the additional layers that allow to obtain the advantages of a resistive touchscreen.

Ciò comporta costi ed investimenti onerosi per le aziende produttrici. This involves costs and onerous investments for the manufacturing companies.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION

Scopo dell’invenzione in oggetto è quello di risolvere i problemi esposti con riferimento allo stato della tecnica in modo da limitare i costi e gli investimenti necessari per assicurare ad un dispositivo elettronico implementato con la tecnologia touchscreen a proiezione di capacità i vantaggi garantiti dalla tecnologia touchscreen resistiva. The purpose of the present invention is to solve the problems described with reference to the state of the art in order to limit the costs and investments necessary to ensure the advantages guaranteed by the touchscreen technology to an electronic device implemented with the capacity projection touchscreen technology. resistive.

Grazie ad una forma di realizzazione, è possibile realizzare un film multistrato che è accoppiabile in maniera rimovibile allo schermo sensibile al tocco di tipo capacitivo di un dispositivo elettronico così da consentire l’utilizzo di tale dispositivo elettronico anche con i guanti o con una penna. Thanks to an embodiment, it is possible to make a multilayer film that can be removably coupled to the capacitive touch-sensitive screen of an electronic device so as to allow the use of this electronic device even with gloves or a pen.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Le caratteristiche ed i vantaggi della presente divulgazione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di sue possibili forme di realizzazione pratica, illustrata a titolo di esempio non limitativo nell’insieme dei disegni, in cui: The features and advantages of the present disclosure will become evident from the following detailed description of its possible practical embodiments, illustrated by way of non-limiting example in the set of drawings, in which:

- la figura 1 illustra una vista in sezione del film multistrato in accordo con la presente invenzione; Figure 1 illustrates a sectional view of the multilayer film according to the present invention;

- le figure 2A e 2B mostrano rispettivamente una vista in pianta dall’alto di una prima forma di realizzazione dello strato conduttivo del film multistrato di Figura 1 ed una vista in dettaglio di una porzione dello strato conduttivo di Figura 2A; - Figures 2A and 2B respectively show a top plan view of a first embodiment of the conductive layer of the multilayer film of Figure 1 and a detail view of a portion of the conductive layer of Figure 2A;

- le figure 3A e 3B mostrano rispettivamente una vista in pianta dall’alto di una seconda forma di realizzazione dello strato conduttivo del film multistrato di Figura 1 ed una vista in dettaglio di una porzione dello strato conduttivo di Figura 3A; - Figures 3A and 3B respectively show a top plan view of a second embodiment of the conductive layer of the multilayer film of Figure 1 and a detail view of a portion of the conductive layer of Figure 3A;

- la figura 4A mostra una vista in sezione del film multistrato di Figura 1 quando associato ad uno schermo touchscreen di tipo capacitivo, in cui lo strato conduttivo è realizzato in accordo la prima forma di realizzazione di Figura 2A nella condizione in cui il film multistrato è toccato da un oggetto conduttivo; Figure 4A shows a sectional view of the multilayer film of Figure 1 when associated with a capacitive touchscreen, in which the conductive layer is made according to the first embodiment of Figure 2A in the condition in which the multilayer film is touched by a conductive object;

- la Figura 4B mostra lo schema del circuito equivalente della condizione d’uso di Figura 4A; - Figure 4B shows the equivalent circuit diagram of the condition of use of Figure 4A;

- la figura 5A mostra una vista in sezione del film multistrato di Figura 1 quando associato ad uno schermo touchscreen di tipo capacitivo, in cui lo strato conduttivo è realizzato in accordo con la prima forma di realizzazione di Figura 2A nella condizione in cui il film è toccato da un oggetto non conduttivo; Figure 5A shows a sectional view of the multilayer film of Figure 1 when associated with a capacitive touchscreen, in which the conductive layer is made according to the first embodiment of Figure 2A in the condition in which the film is touched by a non-conductive object;

- la Figura 5B mostra lo schema del circuito equivalente della condizione d’uso di Figura 5A; - Figure 5B shows the equivalent circuit diagram of the condition of use of Figure 5A;

- la figura 6A mostra una vista in sezione del film multistrato di Figura 1 quando associato ad uno schermo touchscreen di tipo capacitivo, in cui lo strato conduttivo è realizzato in accordo con la seconda forma di realizzazione di Figura 3A nella condizione in cui il film è toccato da un oggetto conduttivo; Figure 6A shows a sectional view of the multilayer film of Figure 1 when associated with a capacitive touchscreen, in which the conductive layer is made in accordance with the second embodiment of Figure 3A in the condition in which the film is touched by a conductive object;

- la Figura 6B mostra lo schema del circuito equivalente della condizione d’uso di Figura 6A; - Figure 6B shows the equivalent circuit diagram of the condition of use of Figure 6A;

- la figura 7A mostra una vista in sezione del film multistrato di Figura 1 quando associato ad uno schermo touchscreen di tipo capacitivo, in cui lo strato conduttivo è realizzato in accordo con la seconda forma di realizzazione di Figura 3A nella condizione in cui il film è toccato da un oggetto non conduttivo; Figure 7A shows a sectional view of the multilayer film of Figure 1 when associated with a capacitive touchscreen, in which the conductive layer is made according to the second embodiment of Figure 3A in the condition in which the film is touched by a non-conductive object;

- la Figura 7B mostra lo schema del circuito equivalente della condizione d’uso di Figura 7A. - Figure 7B shows the equivalent circuit diagram of the condition of use of Figure 7A.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DETAILED DESCRIPTION

Anche qualora non esplicitamente evidenziato, le singole caratteristiche descritte in riferimento alle specifiche realizzazioni dovranno intendersi come accessorie e/o intercambiabili con altre caratteristiche, descritte in riferimento ad altri esempi di realizzazione. Even if not explicitly highlighted, the individual characteristics described with reference to the specific embodiments must be understood as accessory and / or interchangeable with other characteristics, described with reference to other embodiments.

Con riferimento alle figure annesse, un film multistrato 1 in accordo con la presente invenzione comprendente un substrato 2, uno strato di materiale elastomerico 3 disposto sul substrato 2, uno strato di materiale conduttivo 4 disposto sulla superficie superiore dello strato di materiale elastomerico 3 ed uno strato di materiale protettivo 5 disposto sulla superficie superiore dello strato di materiale conduttivo 4. With reference to the attached figures, a multilayer film 1 in accordance with the present invention comprising a substrate 2, a layer of elastomeric material 3 arranged on the substrate 2, a layer of conductive material 4 arranged on the upper surface of the layer of elastomeric material 3 and one layer of protective material 5 arranged on the upper surface of the layer of conductive material 4.

Gli strati 2, 3, 4 e 5 sono disposti in successione partendo dallo strato di base che è rappresento dal substrato 2, in modo da formare un film multistrato 1 avente uno spessore complessivo S variabile tra circa 200μm e 700 μm. The layers 2, 3, 4 and 5 are arranged in succession starting from the base layer which is represented by the substrate 2, so as to form a multilayer film 1 having an overall thickness S varying between about 200 μm and 700 μm.

Ad esempio, in una configurazione tipica dello film multistrato 1 è previsto che lo spessore S sia pari a 200μm in quanto il substrato 2 presenta uno spessore di 20 μm, lo strato 3 di 10 μm, lo strato 4 di 50 μm e lo strato 5 tra 10 μm e 30 μm. For example, in a typical configuration of the multilayer film 1 the thickness S is expected to be equal to 200μm since the substrate 2 has a thickness of 20 μm, the layer 3 of 10 μm, the layer 4 of 50 μm and the layer 5 between 10 μm and 30 μm.

In particolare la superficie inferiore del substrato 2 è la superficie destinata ad essere posta in contatto attraverso un’opportuna interfaccia di connessione meccanica con uno schermo 6 sensibile al tocco di tipo capacitivo di un dispositivo elettronico 9, mentre la superficie superiore del substrato 2 è la superficie destinata ad essere posta in contatto con la superficie inferiore dello strato di materiale elastomerico 3. La superficie superiore dello strato di materiale elastomerico 3 funge da base per la superficie inferiore dello strato di materiale conduttivo 4, laddove la superficie superiore dello strato di materiale conduttivo 4 è destinata ad entrare in contatto con la superficie inferiore dello strato di materiale protettivo 5. La superficie superiore dello strato di materiale protettivo 5 è la superficie che è deputata ad essere toccata dall’oggetto sia esso di tipo conduttivo (Figure 4A e 6A) o non conduttivo (Figure 5A e 7A). In particular, the lower surface of the substrate 2 is the surface intended to be placed in contact through a suitable mechanical connection interface with a touch sensitive screen 6 of the capacitive type of an electronic device 9, while the upper surface of the substrate 2 is the surface intended to be placed in contact with the lower surface of the layer of elastomeric material 3. The upper surface of the layer of elastomeric material 3 acts as a base for the lower surface of the layer of conductive material 4, whereas the upper surface of the layer of conductive material 4 is intended to come into contact with the lower surface of the layer of protective material 5. The upper surface of the layer of protective material 5 is the surface that is intended to be touched by the object, whether it is conductive (Figures 4A and 6A) or non-conductive (Figures 5A and 7A).

Giova rilevare che il film multistrato 1 è associabile o sovrapponibile allo schermo 6 sensibile al tocco di tipo capacitivo del dispositivo elettronico 9 in maniera da potere essere anche rimosso qualora sia necessario procedere in tale operazione, ad esempio perché necessario sostituire il film multistrato 1 a seguito di usura, deformazione, graffi o incisioni che possono coinvolgere uno o più strati del film multistrato stesso. It should be noted that the multilayer film 1 can be associated or superimposed on the capacitive touch-sensitive screen 6 of the electronic device 9 so that it can also be removed if it is necessary to proceed in this operation, for example because it is necessary to replace the multilayer film 1 following of wear, deformation, scratches or incisions that may involve one or more layers of the multilayer film itself.

Appare evidente il vantaggio del film multistrato 1 rispetto a quanto descritto nei documenti di stato della tecnica. Infatti, nel momento in cui il dispositivo descritto nei documenti US5942733 ed EP2149838 dovesse essere soggetto ad usura, deformazione, graffi o incisioni sarebbe necessario dovere procedere alla sostituzione dell’interno dispositivo, mentre nel caso del film multistrato in accordo con la presente descrizione è necessario procedere alla sola sostituzione del film multistrato stesso, con ovvi risparmi. E’ bene tenere in considerazione che l’eventualità che si possa arrecare danni al film multistrato 1 è tanto più probabile qualora il dispositivo venga impiegato in ambito industriale nel quale le condizioni di lavoro sono sicuramente più estreme rispetto all’ambito consumer. The advantage of the multilayer film 1 with respect to what is described in the state of the art documents is evident. In fact, when the device described in documents US5942733 and EP2149838 should be subject to wear, deformation, scratches or incisions, it would be necessary to replace the internal device, while in the case of the multilayer film in accordance with this description it is necessary only replace the multilayer film itself, with obvious savings. It is good to keep in mind that the possibility that damage can be caused to the multilayer film 1 is all the more likely if the device is used in an industrial environment in which the working conditions are certainly more extreme than in the consumer environment.

Il substrato 2 può essere di tipo rigido o flessibile e ad esempio, si concretizza in un materiale quale PET trasparente o policarbonato. Giova rilevare che qualora il substrato 2 sia di tipo rigido tale substrato 2 avrà uno spessore di circa 500μm e il totale dello spessore S del film multistrato 1 sarà dunque a circa 700μm. The substrate 2 can be of the rigid or flexible type and, for example, takes the form of a material such as transparent PET or polycarbonate. It should be noted that if the substrate 2 is of the rigid type, this substrate 2 will have a thickness of approximately 500μm and the total thickness S of the multilayer film 1 will therefore be approximately 700μm.

Lo strato di materiale elastomerico 3 si concretizza, ad esempio, in gomma siliconica, lo strato di materiale conduttivo 4 in ITO, inchiostro d’argento, PEDOT conduttivo, grafene o nano tubi al carbonio e lo strato di materiale protettivo 5 in uno strato di Mylar, vetro o polimeri fluorati. The layer of elastomeric material 3 is embodied, for example, in silicone rubber, the layer of conductive material 4 in ITO, silver ink, conductive PEDOT, graphene or carbon nano tubes and the protective material layer 5 in a layer of Mylar, glass or fluorinated polymers.

Lo strato di materiale conduttivo 4 ha una predeterminata larghezza “L” e lunghezza “l”, che possono essere uguali o diverse tra loro, laddove la larghezza “L” si estende lungo un asse delle ascisse X e la lunghezza “l” lungo un asse delle ordinate Y in relazione ad un sistema di riferimento di tipo cartesiano. The layer of conductive material 4 has a predetermined width "L" and length "l", which can be the same or different from each other, where the width "L" extends along an axis of the abscissa X and the length "l" along a Y axis in relation to a Cartesian type of reference system.

Preferibilmente, lo strato di materiale conduttivo 4, così come gli altri strati 2, 3, e 5 del film multistrato 1, presentano un perimetro compatibile con il perimetro dello schermo 6 del dispositivo 9. Ad esempio, se il perimetro dello schermo 6 del dispositivo 9 è di forma rettangolare allora anche lo strato di materiale conduttivo 4 avrà la medesima conformazione, così come gli altri strati 2, 3 e 5 del film multistrato 1. Preferably, the layer of conductive material 4, as well as the other layers 2, 3, and 5 of the multilayer film 1, have a perimeter compatible with the perimeter of the screen 6 of the device 9. For example, if the perimeter of the screen 6 of the device 9 is rectangular in shape then also the layer of conductive material 4 will have the same conformation, as well as the other layers 2, 3 and 5 of the multilayer film 1.

E’ bene notare che il sistema di riferimento cartesiano X-Y costituisce anche il sistema di riferimento per lo sviluppo delle righe 7 (asse X) e delle colonne 8 (asse Y) dello schermo sensibile al tocco 6, come descritto nel prosieguo della descrizione. It should be noted that the Cartesian X-Y reference system also constitutes the reference system for the development of rows 7 (X axis) and columns 8 (Y axis) of the touch sensitive screen 6, as described later in the description.

Preferibilmente, lo strato di materiale conduttivo 4 è lasciato flottante, ossia non è connesso con la massa del dispositivo elettronico e consente comunque, anche senza dover modificare lo schermo 6 di tipo capacitivo, che il film multistrato 1 sia in grado di riconoscere il tocco delle dita (anche senza pressione) o di oggetti non capacitivi con una precisione sufficiente. Preferably, the layer of conductive material 4 is left floating, i.e. it is not connected to the ground of the electronic device and in any case allows, even without having to modify the capacitive type screen 6, that the multilayer film 1 is able to recognize the touch of the fingers (even without pressure) or non-capacitive objects with sufficient accuracy.

Pertanto, differentemente dalle soluzioni note nello stato della tecnica, non è necessario porre a massa lo strato conduttivo 4 per ottenere la funzionalità di tocco dita/pennino. Therefore, unlike the solutions known in the state of the art, it is not necessary to ground the conductive layer 4 to obtain the finger / pen touch functionality.

Tuttavia, al fine di migliorare la precisione di rilevazione del tocco, lo strato di materiale conduttivo 4 comprende un pattern avente una particolare conformazione che garantisce un più preciso ed affidabile funzionamento nel riconoscimento delle dita o degli oggetti non capacitivi (Figure 2A, 2B e Figure 3A e 3B). However, in order to improve the touch detection accuracy, the layer of conductive material 4 comprises a pattern having a particular conformation which guarantees a more precise and reliable operation in the recognition of fingers or non-capacitive objects (Figures 2A, 2B and Figures 3A and 3B).

Questo pattern, vantaggiosamente, consente di poter distinguere, con maggiore precisione rispetto allo strato conduttivo 4 privo di pattern, oggetti di input capacitivi, quali ad esempio dita, da oggetti non capacitivi, quali ad esempio penne, matite, pennelli dato che quest’ultimi forniscono un segnale differente, come verrà nel proseguo spiegato in dettaglio. This pattern advantageously makes it possible to distinguish, with greater precision than the conductive layer 4 without pattern, capacitive input objects, such as fingers, from non-capacitive objects, such as pens, pencils, brushes since the latter provide a different signal, as will be explained in detail below.

Con riferimento ora alle Figure 2A e 3A si nota che il pattern dello strato di materiale conduttivo 4 presenta un predeterminato orientamento spaziale ed una predeterminata configurazione geometrica. With reference now to Figures 2A and 3A, it can be seen that the pattern of the layer of conductive material 4 has a predetermined spatial orientation and a predetermined geometric configuration.

A tale fine il pattern dello strato conduttivo 4 risulta essere suddiviso in una pluralità di piazzole conduttive o elettrodi 7. To this end, the pattern of the conductive layer 4 is divided into a plurality of conductive pads or electrodes 7.

In particolare, per quanto concerne la predeterminata configurazione geometrica si nota che la pluralità di piazzole conduttive o elettrodi 7 hanno una conformazione a poligono regolare, quale ad esempio a triangolo, quadrato, rettangolo, pentagono e così via, mentre, per quanto concerne il predeterminato orientamento spaziale, gli elettrodi 7 sono disposti trasversalmente rispetto agli assi cartesiani X-Y, lungo i quali si sviluppa lo strato conduttivo 4. In particular, as regards the predetermined geometric configuration, it is noted that the plurality of conductive pads or electrodes 7 have a regular polygon conformation, such as for example a triangle, square, rectangle, pentagon and so on, while, as regards the predetermined spatial orientation, the electrodes 7 are arranged transversely with respect to the Cartesian axes X-Y, along which the conductive layer 4 develops.

In una forma di realizzazione preferita del tipo illustrata nelle figure 2A e 3A, gli elettrodi 7 sono orientati con un angolo di orientamento α pari a 45° rispetto agli assi cartesiani X-Y, lungo i quali si sviluppa lo strato conduttivo 4. In a preferred embodiment of the type illustrated in Figures 2A and 3A, the electrodes 7 are oriented with an orientation angle α equal to 45 ° with respect to the Cartesian axes X-Y, along which the conductive layer 4 develops.

In particolare, tale angolo α di orientamento è vantaggioso dato che riduce la visibilità delle piazzole conduttive o elettrodi 7 alla vista di un utente. In particular, this orientation angle α is advantageous since it reduces the visibility of the conductive pads or electrodes 7 to the view of a user.

Preferibilmente, la pluralità di piazzole conduttive o elettrodi 7 non si estende per l’intera superficie dello strato di materiale conduttivo 4 ma lascia, in prossimità del perimetro dello strato conduttivo, una cornice 4A di materiale conduttivo. Preferably, the plurality of conductive pads or electrodes 7 does not extend over the entire surface of the layer of conductive material 4 but leaves, near the perimeter of the conductive layer, a frame 4A of conductive material.

E’ bene notare che in tale prima configurazione (ossia elettrodi 7 separati dalla cornice 4A) la funzione della cornice 4A è quella di schermare lo schermo 6 del dispositivo 9 sui bordi del dispositivo stesso. It should be noted that in this first configuration (i.e. electrodes 7 separated from the frame 4A) the function of the frame 4A is to shield the screen 6 of the device 9 on the edges of the device itself.

In particolare, ciascun elettrodo 7, indipendentemente dalla sua conformazione poligonale, presenta un’area superficiale inferiore a 9mm^2. In particular, each electrode 7, regardless of its polygonal conformation, has a surface area of less than 9mm ^ 2.

Tale dimensione rappresenta una scelta ottimale per individuare il tocco sul film 1 e quindi sullo schermo 6 del dispositivo. Infatti, la dimensione degli elettrodi 7 deve essere all’incirca inferiore ad un quarto dell'area dell’oggetto conduttore tipico. This dimension represents an optimal choice for identifying the touch on the film 1 and therefore on the screen 6 of the device. In fact, the size of the electrodes 7 must be approximately less than a quarter of the area of the typical conducting object.

Se si prende ad esempio l'area di tocco di un dito che è pari a circa 35mm^2, la dimensione degli elettrodi 7 dovrà essere inferiore a 9mm^2, corrispondenti, ad esempio, ad un quadrato con lato 3mm. Questo accorgimento permette un accoppiamento capacitivo spazialmente fine tra il dito, lo strato conduttivo con il pattern e le sottostanti linee X,Y dello schermo 6 non degradando in alcun modo la risoluzione spaziale di cui è capace il touchscreen stesso. If we take for example the touch area of a finger which is equal to about 35mm ^ 2, the size of the electrodes 7 must be less than 9mm ^ 2, corresponding, for example, to a square with a 3mm side. This expedient allows a spatially fine capacitive coupling between the finger, the conductive layer with the pattern and the underlying X, Y lines of the screen 6 without degrading in any way the spatial resolution of which the touchscreen itself is capable.

Infatti, se lo strato conduttivo 4 non fosse suddiviso nella pluralità di elettrodi 7, tale strato conduttivo 4 agirebbe come un piattello unico di un condensatore che andrebbe a suddividere la capacità formatasi con il dito su tutto lo schermo 6 in maniera uniforme degradando così l’informazione spaziale relativa alla posizione del tocco. In fact, if the conductive layer 4 were not divided into the plurality of electrodes 7, this conductive layer 4 would act as a single plate of a capacitor which would divide the capacitance formed with the finger on the whole screen 6 in a uniform manner thus degrading the spatial information relating to the position of the touch.

Nel caso in cui si disponga dello strato conduttivo 4 suddiviso nella pluralità di elettrodi 7, ma ciascun elettrodo avente un’area più grande o simile a quella di un comune oggetto di puntamento (dito) ad esempio superiore ai 10 mm^2, allora gli elettrodi toccati agirebbero allo stesso modo come un piattello di un condensatore che va a suddividere in maniera equa il valore di capacità con le sottostanti linee dello schermo 6. In tal modo si andrebbe a ridurre drasticamente la risoluzione spaziale finale dello schermo 6 perché verrebbe persa localmente l’informazione spaziale del tocco. If the conductive layer 4 is divided into the plurality of electrodes 7, but each electrode having an area larger or similar to that of a common pointing object (finger) for example greater than 10 mm ^ 2, then the touched electrodes would act in the same way as a plate of a capacitor which divides the capacitance value equally with the underlying lines of the screen 6. In this way, the final spatial resolution of the screen 6 would be drastically reduced because it would be lost locally the spatial information of touch.

Con riferimento ora alla prima forma di realizzazione del pattern, illustrata nelle figure 2A e 2B, si nota che ciascun elettrodo della pluralità di elettrodi 7 è conformato secondo un quadrato, ad esempio avente un lato di estensione pari o inferiore 3mm. Tale elettrodo di forma quadrata risulta essere isolato elettricamente dagli altri elettrodi e anche dalla cornice 4A. With reference now to the first embodiment of the pattern, illustrated in Figures 2A and 2B, it is noted that each electrode of the plurality of electrodes 7 is shaped according to a square, for example having a side of extension equal to or less than 3mm. This square-shaped electrode is electrically isolated from the other electrodes and also from the frame 4A.

Nella seconda forma di realizzazione del pattern, illustrata nelle figure 3A e 3B, si nota che ciascun elettrodo della pluralità di elettrodi 7, oltre ad essere conformato secondo un quadrato, ad esempio avente un lato di estensione pari o inferiore 3mm, risulta essere invece connesso elettricamente con gli altri elettrodi e con la cornice 4A. In the second embodiment of the pattern, illustrated in Figures 3A and 3B, it is noted that each electrode of the plurality of electrodes 7, in addition to being shaped according to a square, for example having a side of extension equal to or less than 3mm, is instead connected electrically with the other electrodes and with the frame 4A.

Giova rilevare in tale seconda forma di realizzazione (ossia elettrodi 7 interconnessi con la cornice 4A) la funzione della cornice 4A è di fungere da distribuzione a bassa impedenza del collegamento di massa (qualora il film multistrato 1 venga connesso a massa). It should be noted in this second embodiment (ie electrodes 7 interconnected with the frame 4A) the function of the frame 4A is to act as a low impedance distribution of the ground connection (if the multilayer film 1 is connected to ground).

Vantaggiosamente il film multistrato 1, sia che lo strato conduttivo 4 sia implementato secondo quanto illustrato in Figura 2A o in Figura 3A, è pertanto separato e dunque rimovibile dallo schermo 6 del dispositivo 9 e tale dispositivo 9 quindi non necessita di nessuna modifica per potere rilevare un tocco o tocchi multipli di oggetti anche non conduttivi. Advantageously, the multilayer film 1, whether the conductive layer 4 is implemented according to what is illustrated in Figure 2A or in Figure 3A, is therefore separate and therefore removable from the screen 6 of the device 9 and this device 9 therefore does not require any modification to be able to detect one touch or multiple touches of even non-conductive objects.

Ciò è possibile dato che il film multistrato 1 posto sopra allo schermo 6 è in grado di fare aumentare la capacità acquisita dallo schermo stesso quando viene compresso a seguito di un tocco; in questo modo è possibile attivare lo schermo 6 con qualsiasi oggetto anche non capacitivo. Anzi, la variazione (aumento) di capacità è proporzionale alla forza con cui si tocca il touchscreen ed è quindi possibile anche ricavare un valore di pressione che l’utente sta esercitando in quel momento in quella porzione di schermo. This is possible since the multilayer film 1 placed above the screen 6 is able to increase the capacity acquired by the screen itself when it is compressed following a touch; in this way it is possible to activate the screen 6 with any object, even non-capacitive. Indeed, the variation (increase) of capacity is proportional to the force with which the touchscreen is touched and it is therefore also possible to obtain a pressure value that the user is exerting at that moment in that portion of the screen.

Giova rilevare che, accoppiando il film multistrato 1 allo schermo 6 del dispositivo 9, si crea un’interfaccia di connessione. Tale interfaccia può comprendere un materiale che abbia caratteristiche di compatibilità sia con lo schermo sensibile al tocco 6 che con il fondo del substrato 2 del film multistrato 1. It should be noted that, by coupling the multilayer film 1 to the screen 6 of the device 9, a connection interface is created. This interface can comprise a material which has characteristics of compatibility both with the touch sensitive screen 6 and with the bottom of the substrate 2 of the multilayer film 1.

In particolare tale materiale deve assicurare: In particular, this material must ensure:

- la corretta trasparenza alla luce e omogeneità di indice di rifrazione così da evitare cali nelle prestazioni di visualizzazione dello schermo 6; - the correct transparency to light and homogeneity of refractive index so as to avoid drops in the display performance of the screen 6;

- di trattenere in posizione il film multistrato 1 rispetto allo schermo 6 durante l’uso del dispositivo 9; - to hold the multilayer film 1 in position with respect to the screen 6 while using the device 9;

- di consentire la rimozione del film multistrato 1 allorquando ve ne sia la necessità a causa di usura o deformazione permanente. - to allow the removal of the multilayer film 1 when there is a need due to wear or permanent deformation.

Ad esempio un materiale adatto allo scopo per tale interfaccia di connessione può essere il film prodotto dalla 3M e noto commercialmente come Optically Clear Adhesives (serie 8142KCL, 8146-X, ecc.). For example, a suitable material for this connection interface can be the film produced by 3M and known commercially as Optically Clear Adhesives (series 8142KCL, 8146-X, etc.).

Con riferimento ora alla figura 4A, è ivi mostrata una vista in sezione del film multistrato 1 quando associato allo schermo 6 di tipo capacitivo del dispositivo elettronico 9. Lo strato conduttivo 4 è realizzato in accordo la prima forma di realizzazione di Figura 2A nella condizione in cui il film multistrato 1 è toccato da un oggetto conduttivo, quale ad esempio un dito. With reference now to Figure 4A, there is shown a sectional view of the multilayer film 1 when associated with the capacitive screen 6 of the electronic device 9. The conductive layer 4 is made according to the first embodiment of Figure 2A in the condition in wherein the multilayer film 1 is touched by a conductive object, such as for example a finger.

Nella Figura 4B è mostrato il circuito equivalente della configurazione illustrata in Figura 4A, laddove si è indicata la capacità delle linee 8 dello schermo 6 ed estese secondo l’asse Y come Cpattern-Ylines, la capacità delle linee 12 estese secondo l’asse X come Cpattern-Xlines, la capacità dovuta al tocco come Cfingerpattern, la capacità parassita dello schermo è indicata con Cstray, il driver di pilotaggio delle righe con 10 ed il driver di sensing delle colonne con 11. Figure 4B shows the equivalent circuit of the configuration illustrated in Figure 4A, where the capacity of the lines 8 of the screen 6 and extended along the Y axis as Cpattern-Ylines is indicated, the capacity of the lines 12 extended along the X axis like Cpattern-Xlines, touch capability like Cfingerpattern, parasitic screen capability is indicated with Cstray, the row driving driver with 10 and the column sensing driver with 11.

Giova rilevare che l’indicazione di essere posta a massa per la capacità Cfinger-pattern deve intendersi per il fatto che il corpo dell’utente è a tutti gli effetti una massa per i circuiti dello schermo 6. It should be noted that the indication to be grounded for the CFinger-pattern capacity must be understood as the fact that the user's body is in effect a ground for the circuits of the screen 6.

In condizioni di riposo (ossia in assenza di tocco) la capacità che accoppia il driver di riga 10 con il sensing di colonna 11 dello schermo 6 è dato dalla somma della capacità Cstray più la serie delle capacità Cpattern-Ylines e Cpattern-Xlines. All’avvicinarsi del corpo conduttore, quale il dito dell’utente, che è posto a massa rispetto allo schermo 6, viene a crearsi una capacità aggiuntiva tra lo strato conduttivo 4 e l’oggetto conduttivo. Questa capacità aggiuntiva nel complesso riduce la capacità di accoppiamento verso il nodo di sense 11 di colonna che misurerà dunque un delta di capacità negativo dovuto alla presenza del corpo conduttore al di sopra della linea X-Y (riferimenti 8 e 12, rispettivamente) dello schermo 6. In rest conditions (ie in the absence of touch) the capacity which couples the row driver 10 with the sensing of column 11 of the screen 6 is given by the sum of the Cstray capacity plus the series of the Cpattern-Ylines and Cpattern-Xlines capacities. As the conducting body approaches, such as the user's finger, which is grounded with respect to the screen 6, an additional capacity is created between the conductive layer 4 and the conductive object. This additional capacitance on the whole reduces the coupling capacitance towards the column sense node 11 which will therefore measure a negative capacitance delta due to the presence of the conducting body above the X-Y line (references 8 and 12, respectively) of the shield 6.

Con riferimento ora alla figura 5A, in cui ad elementi già descritti è assegnato identico riferimento, è ivi mostrata una vista in sezione del film multistrato 1 quando associato allo schermo 6 di tipo capacitivo del dispositivo elettronico 9. Lo strato conduttivo 4 è realizzato in accordo la prima forma di realizzazione di Figura 2A nella condizione in cui il film multistrato 1 è toccato da un oggetto non conduttivo, quale ad esempio un pennino. With reference now to Figure 5A, in which identical reference is assigned to elements already described, there is shown a sectional view of the multilayer film 1 when associated with the capacitive screen 6 of the electronic device 9. The conductive layer 4 is made according to the first embodiment of Figure 2A in the condition in which the multilayer film 1 is touched by a non-conductive object, such as for example a pen.

In presenza di un tocco eseguito con un oggetto non conduttivo, il film multistrato 1 agisce in maniera differente reagendo al tocco solo in caso di pressione (ovviamente lo stesso procedimento vale anche nel caso di un oggetto conduttore che prema sullo schermo fino a deformare gli strati del film multistrato 1). In the presence of a touch performed with a non-conductive object, the multilayer film 1 acts differently reacting to the touch only in case of pressure (obviously the same procedure also applies in the case of a conductive object that presses on the screen until the layers are deformed of the multilayer film 1).

Lo schema elettrico di equivalente Figura 5B mostra chiaramente cosa accade. Alla deformazione dello strato conduttivo 4 le capacità delle linee Cpattern-Ylines e Cpattern-Xlines dello schermo 6 aumenteranno per via della riduzione della distanza tra i piattelli del condensatore. Questo comportamento sarà rilevato dalla linea 11 di sense dello schermo 6 come un delta positivo di capacità. The wiring diagram of equivalent Figure 5B clearly shows what happens. As the conductive layer 4 deforms, the capacitances of the Cpattern-Ylines and Cpattern-Xlines of the screen 6 will increase due to the reduction of the distance between the plates of the capacitor. This behavior will be detected by the sense line 11 of the screen 6 as a positive delta of capacitance.

Con riferimento ora alle figure 6A e 7A, in cui ad elementi già descritti è assegnato identico riferimento, è ivi mostrata una vista in sezione del film multistrato 1 quando associato allo schermo 6 di tipo capacitivo del dispositivo elettronico 9. Lo strato conduttivo 4 è realizzato in accordo con la seconda forma di realizzazione di Figura 3A nella condizione in cui il film multistrato 1 è toccato da un oggetto conduttivo (figura 6A), quale ad esempio un dito o da un oggetto non conduttivo (figura 7A), quale ad esempio un pennino. With reference now to Figures 6A and 7A, in which identical reference is assigned to elements already described, there is shown a sectional view of the multilayer film 1 when associated with the capacitive screen 6 of the electronic device 9. The conductive layer 4 is made according to the second embodiment of Figure 3A in the condition in which the multilayer film 1 is touched by a conductive object (Figure 6A), such as for example a finger or by a non-conductive object (Figure 7A), such as for example a nib.

Nelle figure 6B e 7B, in cui ad elementi già descritti è assegnato identico riferimento, è mostrato il circuito equivalente della configurazione illustrata in Figura 6A e figura 7A, laddove si è indicato la capacità degli elettrodi 7, rispetto alle linee 8 e colonne 12 dello schermo 6, come Cpattern-Y’lines e la resistenza di collegamento esistente tra i vari di elettrodi 7 come R_link. In Figures 6B and 7B, in which the elements already described are assigned identical reference, the equivalent circuit of the configuration illustrated in Figure 6A and Figure 7A is shown, where the capacitance of the electrodes 7 is indicated, with respect to the lines 8 and columns 12 of the screen 6, such as Cpattern-Y'lines and the connection resistance existing between the various electrodes 7 such as R_link.

Nei circuiti equivalenti di figura 6B e 7B, l’interconnessione tra i vari elettrodi 7 è modellizzata con la resistenza R_link ad alto valore ohmico (circa 100kΩ). Tale valore è sufficiente a rendere indipendenti gli elettrodi 7 tra di loro per le dinamiche tipiche in gioco dei circuiti di lettura dello schermo 6. In the equivalent circuits of figure 6B and 7B, the interconnection between the various electrodes 7 is modeled with the high ohmic value R_link resistance (about 100kΩ). This value is sufficient to make the electrodes 7 independent from each other due to the typical dynamics involved in the screen reading circuits 6.

In prima analisi nulla cambia rispetto allo strato conduttivo 4 implementato in accordo con la prima forma di realizzazione del pattern (Figura 2A), ossia con gli elettrodi 7 isolati elettricamente sia nella situazione di tocco con un oggetto conduttivo (figura 6A), quale ad esempio un dito o con un oggetto non conduttivo (figura 7A), quale ad esempio un pennino. In the first analysis nothing changes with respect to the conductive layer 4 implemented in accordance with the first embodiment of the pattern (Figure 2A), i.e. with the electrodes 7 electrically insulated both in the situation of touch with a conductive object (Figure 6A), such as for example a finger or a non-conductive object (Figure 7A), such as a stylus.

Il vantaggio dell’aver collegato insieme tra di loro gli elettrodi 7 dello strato conduttivo 4 è nell’aver creato una superficie conduttiva continua che scherma più efficacemente il dispositivo 9 da interferenze EMI provenienti dall’esterno o dualmente da interferenze EMI provenienti dallo schermo stesso (evenienza particolarmente sentita nelle applicazioni medicali, militari, aereospazili, ecc.). The advantage of having connected together the electrodes 7 of the conductive layer 4 is in having created a continuous conductive surface which more effectively shields the device 9 from EMI interference coming from outside or dual EMI interference coming from the screen itself ( an occurrence particularly felt in medical, military, aerospace applications, etc.).

L’uso del pattern nello strato conduttivo 4, in accordo con la seconda forma di realizzazione di Figura 3A, consente di collegare a massa l’intero strato conduttivo 4, aumentando le performance di schermatura. All’aumentare delle dimensioni dell’interconnessione e quindi al diminuire della resistenza di collegamento R_link le caratteristiche prestazionali di schermatura aumentano a discapito dell’utilizzo combinato di film multistrato 1 e dispositivo elettronico 9 con tocchi di tipo a sfioro (ridottissima forza esercitata <10gf). The use of the pattern in the conductive layer 4, in accordance with the second embodiment of Figure 3A, allows the entire conductive layer 4 to be grounded, increasing the shielding performance. As the size of the interconnection increases and therefore as the R_link connection resistance decreases, the shielding performance characteristics increase to the detriment of the combined use of multilayer film 1 and electronic device 9 with overflow type touches (very low force exerted <10gf) .

Ovviamente, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti prima descritti, tutte peraltro contenute nell'ambito di protezione quale definito dalle seguenti rivendicazioni. Obviously, a person skilled in the art, in order to satisfy contingent and specific needs, can make numerous modifications and variations described above, all of which are however contained within the scope of protection as defined by the following claims.

Claims

CLAIMS 1. Multilayer film (1) for a touch sensitive screen (6) of the capacitive type of an electronic device (9), characterized in that said multilayer film (1) can be associated to said touch sensitive screen (6) in a manner removable, said multilayer film (1) comprising a substrate (2), a layer of elastomeric material (3) disposed on said rigid substrate (2), a layer of conductive material (4) disposed on the upper surface of said layer of elastomeric material (3) and a layer of protective material (5) disposed on the upper surface of said layer of conductive material (4).

Multilayer film (1) according to claim 1, wherein said layer of conductive material (4) defines a pattern, said pattern being divided into a plurality of electrodes (7).

3. Multilayer film (1) according to claim 2, wherein said layer of conductive material (4) has a predetermined width "L" and length "l", wherein said width "L" extends along an abscissa axis X and said length "l" extends along an axis of the ordinates Y in relation to a Cartesian reference system, said plurality of electrodes (7) being arranged transversely (α) with respect to said abscissa and ordinate axes.

4. Multilayer film (1) according to claim 3, wherein said plurality of electrodes (7) are oriented with an orientation angle (α) equal to 45 ° with respect to said Cartesian abscissa and ordinate X-Y axes.

5. Multilayer film (1) according to claim 2, in which each electrode of said plurality of electrodes (7) has a surface area of less than 9mm ^ 2.

6. Multilayer film (1) according to claim 2, wherein the electrodes of said plurality of electrodes (7) are electrically insulated from each other.

7. Multilayer film (1) according to claim 2, wherein the electrodes of said plurality of electrodes (7) are electrically connected to each other by means of a connection (R_link).

8. Multilayer film (1) according to claim 2, wherein the electrodes of said plurality of electrodes (7) have a geometric shape with a regular polygon.

9. Multilayer film (1) according to any one of the preceding claims, wherein said layer of conductive material (4) is floating.

Multilayer film (1) according to any one of the preceding claims, wherein said substrate (2) comprises a material such as transparent PET or polycarbonate and said protective material layer (5) comprises Mylar.

11. Electronic device (9) comprising a frame and a touch sensitive screen (6) of the capacitive type, characterized in that it comprises a multilayer film (1), in accordance with any one of claims 1 to 10 and a web connection having a material compatible with said touch sensitive screen (6) and said substrate (2) of said multilayer film (1).