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Die Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der
koreanischen Patentanmeldungen Nr. 10-2009-122491 und Nr.
10-2010-0026549 , eingereicht am 10. Dezember 2009 bzw. am 25. März 2010, deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme für alle Verwendungszwecke eingeschlossen wird, als ob sie hierin vollständig dargelegt sind.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen sich auf eine berührungsempfindliche Bildschirmtafel der kapazitiven Art.
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Erörterung der einschlägigen Technik
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Einher mit der Entwicklung der Elektronikindustrie war eine Anzeigevorrichtung, wie beispielsweise eine Flüssigkristall-Anzeige, eine Elektrolumineszenz-Anzeige und eine Plasma-Anzeigetafel mit schneller Antwortgeschwindigkeit, niedrigem Energieverbrauch und hervorragender Farbwiedergaberate im Fokus. Die Anzeigevorrichtung wurde für verschiedene elektronische Produkte verwendet, z. B. für einen Fernseher, einen Computerbildschirm, einen Notebookcomputer, ein Mobiltelefon, eine Anzeigeeinheit eines Kühlschranks, einen PDA (Personal Digital Assistent) und einen Geldautomaten. Im allgemeinen ist die Anzeigevorrichtung mit verschiedenen Eingabevorrichtungen gekoppelt, wie beispielsweise einer Tastatur, einer Maus und einem Grafiktablett (digitizer). Wenn jedoch eine separate Eingabevorrichtung, wie eine Tastatur, eine Maus oder ein Grafiktablett verwendet wird, muss ein Benutzer wissen, wie man die separate Eingabevorrichtung benutzt, und da die separate Eingabevorrichtung Platz belegt, ist eine Verwendung der Anzeigevorrichtung in Hinblick auf die Kundenzufriedenheit ungünstig. Daher wächst allmählich eine Nachfrage für eine bequeme und einfache Eingabevorrichtung, die eine Fehlfunktion schrittweise reduzieren kann. Gemäß einer solchen Forderung wird eine berührungsempfindliche Bildschirmtafel vorgeschlagen, in die ein Benutzer Information eingeben kann, indem er einen Bildschirm unmittelbar mit einem Finger oder einem Stift berührt.
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Da die berührungsempfindliche Bildschirmtafel einen einfachen Aufbau aufweist, während wenig oder keine Fehlfunktionen auftreten, eine Eingabehandlung ohne eine separate Eingabevorrichtung durchführen kann und den Vorteil hat, dass der Benutzer schnell und leicht auf einem Bildschirm angezeigte Inhalte handhaben kann, findet die berührungsempfindliche Bildschirmtafel Anwendung in verschiedenen Anzeigevorrichtungen.
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Berührungsempfindliche Bildschirmtafeln werden gemäß einem Verfahren zur Detektion eines berührten Bereichs in einen Widerstandstyp, einen kapazitiven Typ, einen elektromagnetischen Typ und so weiter, eingeteilt. Die berührungsempfindliche Bildschirmtafel vom Widerstandstyp ermittelt eine berührte Stelle durch einen Spannungsgradienten entsprechend einem Widerstand in einem Zustand, in dem eine Gleichspannung an Metallelektroden angelegt ist, die auf einer oberen oder einer unteren Platte ausgebildet sind. Die berührungsempfindliche Bildschirmtafel vom kapazitiven Typ erkennt eine berührte Stelle entsprechend einem Kapazitätsunterschied, der in einer oberen oder unteren Platte erzeugt wird, wenn der Benutzer mit einem leitfähigen auf der oberen oder unteren Platte ausgebildeten Film physisch in Kontakt steht. Die berührungsempfindliche Bildschirmtafel vom elektromagnetischen Typ detektiert einen berührten Bereich durch Lesen eines LC-Werts, der induziert wird, wenn ein elektromagnetischer Stift einen leitfähigen Film berührt.
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Im Folgenden wird eine berührungsempfindliche Bildschirmtafel vom kapazitiven Typ der einschlägigen Technik mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Bereichs einer berührungsempfindlichen Bildschirmtafel vom kapazitiven Typ der einschlägigen Technik und 2 ist eine Schnittansicht, die die berührungsempfindliche Bildschirmtafel aus 1 veranschaulicht.
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Mit Bezug auf 1 und 2 umfasst die berührungsempfindliche Bildschirmtafel vom kapazitiven Typ der einschlägigen Technik ein Substrat 10, eine erste Elektrodenreihe und eine zweite Elektrodenreihe. Die ersten Elektrodenreihe enthält eine Vielzahl von ersten Elektrodenstrukturen 40 und eine erste Verbindungsstruktur 20, die die ersten Elektrodenstrukturen 40 miteinander verbindet. Die zweite Elektrodenreihe enthält eine Vielzahl von zweiten Elektrodenstrukturen 50 und eine zweite Verbindungsstruktur 60, die die zweiten Elektrodenstrukturen 50 miteinander verbindet. Die erste Elektrodenreihe schneidet sich mit der zweiten Elektrodenreihe, ohne dass sie einander berühren.
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In der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel vom kapazitiven Typ ist die erste Verbindungsstruktur 20 auf dem Substrat 10 ausgebildet. Eine erste Isolationsschicht 30 ist auf einer gesamten Oberfläche des Substrats 10 ausgebildet, auf der die erste Verbindungsstruktur 20 ausgebildet ist. Die erste Isolationsschicht 30 weist zwei Kontaktlöcher 31a und 31b auf, die Bereiche der ersten Verbindungsstruktur 20 freilegen. Auf der ersten Isolationsschicht 30 sind die ersten Elektrodenstrukturen 40 der ersten Elektrodenreihe und die zweiten Elektrodenstrukturen 50 und die zweite Verbindungsstruktur 60 der zweiten Elektrodenreihe ausgebildet. Auf einer gesamten Oberfläche der ersten Isolationsschicht 30 ist eine zweite Isolationsschicht 70 ausgebildet, auf der die ersten Elektrodenstrukturen 40, die zweiten Elektrodenstrukturen 50 und die zweite Verbindungsstruktur 60 ausgebildet sind. Die zweite Isolationsschicht 70 dient als Passivierungsschicht. Die ersten Elektrodenstrukturen 40 werden von der ersten Verbindungsstruktur 20, die zwischen dem Substrat 10 und der ersten Isolationsschicht 30 ausgebildet ist, durch die in der ersten Isolationsschicht 30 ausgebildeten ersten und zweiten Kontaktlöcher 31a und 31b miteinander verbunden.
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In der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel vom kapazitiven Typ sind die ersten Elektrodenstrukturen 40, die erste Verbindungsstruktur 20 der ersten Elektrodenreihe, die zweiten Elektrodenstrukturen 50 und die zweite Verbindungsstruktur 60 der zweiten Elektrodenreihe aus einem transparenten leitfähigen Material, wie beispielsweise ITO (Indium-Zinn-Oxid) hergestellt. Außerdem bestehen die ersten und zweiten Isolationsschichten 30 und 70 aus Siliziumnitrid, Siliziumoxid oder einem organischen Harz.
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Wie oben erwähnt, werden die ersten Elektrodenstrukturen 40 bei der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel vom kapazitiven Typ von der ersten Verbindungsstruktur 20 durch die ersten und zweiten Kontaktlöcher 31a und 31b miteinander verbunden.
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Allerdings ist ein Durchmesser der Kontaktlöcher 31a und 31b der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel vom kapazitiven Typ sehr klein, da die ersten und zweiten Elektrodenstrukturen 40 und 50 ebenfalls klein ausgebildet sind, um eine Berührungsgenauigkeit zu erhöhen. Da ein Widerstand einer Substanz umgekehrt proportional zu einer Querschnittsfläche davon ist, ist der Widerstand des leitfähigen Materials, mit dem die Kontaktlöcher 31a und 31b gefüllt sind, sehr hoch. Wenn dementsprechend eine elektrostatische Elektrizität während eines Herstellungsprozesses der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel vom kapazitiven Typ erzeugt wird, fließt schlagartig ein sehr hoher Strom im leitfähigen Material, das in die Kontaktlöcher 31a und 31b mit sehr hohem Widerstand gefüllt ist; dadurch werden die Kontaktlöcher 31a und 31b oder die erste Verbindungsstruktur 20, die mit dem in die Kontaktlöcher 31a und 31b gefüllten leitfähigen Material in Kontakt steht, beschädigt.
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In der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel vom kapazitiven Typ ragen darüber hinaus mit der ersten Verbindungsstruktur 20 überlappende Teile der ersten Elektrodenstruktur 40 und der zweiten Verbindungsstruktur 60 aufgrund eines Stufenunterschieds durch die zwischen dem Substrat 10 und der Isolationsschicht 30 ausgebildete erste Verbindungsstruktur 20 nach oben vor. Wenn eine elektrostatische Elektrizität während eines Herstellungsprozesses der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel vom kapazitiven Typ erzeugt wird, fließt dementsprechend ein sehr hoher Strom an Oberflächen der ersten und zweiten Elektrodenstrukturen 40 und 50 und der zweiten Verbindungsstruktur 60 entlang, wodurch er in den vorstehenden Teilen der ersten Elektrodenstruktur 40 und der zweiten Verbindungsstruktur 50 zusammenfließt. Insbesondere wird ein starkes elektrisches Feld zwischen dem vorstehenden Teil der ersten Elektrodenstruktur 40 und dem vorstehenden Teil der zweiten Verbindungsstruktur 60 ausgebildet, da die erste Elektrodenstruktur 40 benachbart zur zweiten Verbindungsstruktur 60 ist. Dementsprechend werden die vorstehenden Teile der ersten Elektrodenstruktur 40 und der zweiten Verbindungsstruktur 60 durch das starke elektrische Feld beschädigt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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EP 2 112 574 A1 beschreibt eine berührungsempfindliche Anzeigetafel mit mehreren ersten und mehreren zweiten Elektrodenreihen. Eine erste Elektrodenreihe weist dabei zweite Bereiche auf einem Isolationsfilm und erste Bereiche unterhalb des Isolationsfilms auf. Zwei benachbarte zweite Bereiche werden dabei über Kontaktlöcher im Isolationsfilm mit einem darunterliegenden ersten Bereiche elektrisch verbunden, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen den benachbarten zweiten Bereichen entsteht.
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US 2009/0160824 A1 beschreibt eine Sensorstruktur einer berührungsempfindlichen Tafel. Die berührungsempfindliche Tafel weist einander kreuzende Elektrodenreihen auf. Zwei benachbarte Erfassungsbereiche einer Elektrodenreihe sind dabei jeweils durch zwei leitende Bahnen elektrisch verbunden.
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Aufgabe dieser Erfindung ist, eine berührungsempfindliche Bildschirmtafel vom kapazitiven Typ anzugeben, die eine Beschädigung der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel verhindern oder reduzieren kann, die durch eine während eines Herstellungsprozesses der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel erzeugte elektrostatische Elektrizität verursacht wird.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst.
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Zusätzliche Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden in der anschließenden Beschreibung dargelegt und teilweise von der Beschreibung offensichtlich oder können durch Ausführen dieser Erfindung erlernt werden. Die Ziele und andere Vorteile dieser Erfindung werden durch die Struktur realisiert und erreicht, die insbesondere in der schriftlichen Beschreibung und den dazugehörigen Ansprüchen sowie den beigefügten Zeichnungen dargelegt ist.
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Um diese und andere Vorteile zu erreichen und in Übereinstimmung mit dem Zweck dieser Erfindung, wie sie ausgeführt und ausführlich beschrieben ist, enthält eine berührungsempfindliche Bildschirmtafel vorzugsweise ein Substrat; eine Vielzahl von ersten Elektrodenreihen, die auf dem Substrat ausgebildet und in einer ersten Richtung angeordnet sind; eine Vielzahl von zweiten Elektrodenreihen, die in derselben Schicht wie die Vielzahl von ersten Elektrodenreihen ausgebildet und in einer zweiten Richtung angeordnet sind, die die erste Richtung schneidet; eine Isolationsschicht, die zwischen dem Substrat und den Vielzahlen von ersten und zweiten Elektrodenreihen ausgebildet ist und mindestens zwei erste Kontaktlöcher und mindestens zwei zweite Kontaktlöcher enthält; und eine Vielzahl von ersten Verbindungsstrukturen, die zwischen dem Substrat und der Isolationsschicht ausgebildet und voneinander getrennt angeordnet sind; wobei jede der Vielzahl von ersten Elektrodenreihen eine Vielzahl von ersten Elektrodenstrukturen enthält, die getrennt voneinander sind, wobei mindestens eine der Vielzahl von ersten Verbindungsstrukturen einen ersten Bereich, der durch die mindestens zwei ersten Kontaktlöcher freigelegt ist, und einen zweiten Bereich enthält, der durch die mindestens zwei zweiten Kontaktlöcher freigelegt ist; und wobei ein benachbartes Paar der Vielzahl von ersten Elektrodenstrukturen in der ersten Richtung mit dem ersten Bereich der ersten Verbindungsstruktur durch die mindestens zwei ersten Kontaktlöcher und mit dem zweiten Bereich der ersten Verbindungsstruktur durch die mindestens zwei zweiten Kontaktlöcher verbunden ist.
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Des weiteren enthält eine berührungsempfindliche Bildschirmtafel vorzugsweise ein Substrat; eine Reihe von mehreren ersten Elektroden, die auf dem Substrat ausgebildet und in einer ersten Richtung angeordnet sind; eine Reihe von mehreren zweiten Elektroden, die auf derselben Ebene wie die Reihe von mehreren ersten Elektroden ausgebildet und in einer zweiten Richtung angeordnet sind, die die erste Richtung schneidet; eine Isolationsschicht, die zwischen dem Substrat und den Reihen von mehreren ersten und zweiten Elektroden ausgebildet ist und mindestens zwei erste Kontaktlöcher und mindestens zwei zweite Kontaktlöcher enthält; und mehrere erste Verbindungsstrukturen, die zwischen dem Substrat und der Isolationsschicht ausgebildet und getrennt voneinander in der ersten Richtung angeordnet sind; wobei jede von der Reihe von mehreren ersten Elektroden mehrere erste Elektrodenstrukturen enthält, die voneinander getrennt sind; wobei mindestens eine der mehreren ersten Verbindungsstrukturen einen ersten Bereich, der durch die mindestens zwei ersten Kontaktlöcher freigelegt ist, und einen zweiten Bereich enthält, der durch die mindestens zwei zweiten Kontaktlöcher freigelegt ist; und wobei eine der mehreren ersten Elektrodenstrukturen mit dem ersten Bereich der mindestens einen der mehreren ersten Verbindungsstrukturen durch die mindestens zwei ersten Kontaktlöcher verbunden ist und eine andere der mehreren ersten Elektrodenstrukturen mit dem zweiten Bereich der mindestens einen der mehreren ersten Verbindungsstrukturen durch die mindestens zwei zweiten Kontaktlöcher verbunden ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die begleitenden Zeichnungen, die einbezogen sind, um ein weiteres Verständnis dieser Erfindung zu liefern, und die hierin eingeschlossen sind und einen Teil dieser Beschreibung bilden, veranschaulichen Realisierungsformen dieser Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Grundzüge dieser Erfindung zu erklären. In den Zeichnungen ist:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Bereichs einer berührungsempfindlichen Bildschirmtafel vom kapazitiven Typ der einschlägigen Technik;
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2 eine Schnittansicht eines Bereichs der in 1 gezeigten berührungsempfindlichen Bildschirmtafel;
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3 eine Draufsicht einer berührungsempfindlichen Bildschirmtafel gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung;
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4A eine Schnittansicht eines Beispiels der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel entlang Line II-II' von 3;
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sind 4B–4D vergrößerte Draufsichten eines Bereichs „A” der in 3 gezeigten berührungsempfindlichen Bildschirmtafel, die verschiedene Beispiele einer ersten Verbindungsstruktur und von Kontaktlöchern zeigen;
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ist 5 eine Schnittansicht eines anderen Beispiels der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel entlang Line II-II' von 3;
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sind 6A–6C vergrößerte Draufsichten eines Bereichs „A”, der in 3 gezeigten berührungsempfindlichen Bildschirmtafel, die Variationsbeispiele einer ersten Elektrodenstruktur, von ersten und zweiten Verbindungsstrukturen und Kontaktlöchern zeigen.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Ausführungsbeispiele dieser Erfindung basieren auf Erkenntnissen über spezielle Teile, wie beispielsweise Kontaktlöcher, Elektrodenstrukturen und Verbindungsstrukturen einer berührungsempfindlichen Bildschirmtafel.
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Basierend auf der Erkenntnis befassten sich Erfinder mit einem Beschädigungsphänomen der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel, das durch eine elektrostatische Elektrizität verursacht wird. Als ein Ergebnis der Studie erhielten die Erfinder folgende Lösungen:
Erstens ist es möglich, eine durch die elektrostatische Elektrizität verursachte Beschädigung der Kontaktlöcher und der Verbindungsstrukturen zu verringern, indem die Anzahl von Kontaktlöchern erhöht wird, die in einer Isolationsschicht ausgebildet sind. Wenn die Anzahl der Kontaktlöcher erhöht wird, wird eine Gesamtquerschnittsfläche der in die Kontaktlöcher gefüllten Elektrodenstrukturen erhöht. Dementsprechend wird ein Gesamtwiderstand der Elektrodenstruktur selbst verringert und aufgrund eines Effekts von paralleler Verbindung zwischen Elektrodenstrukturen, die in die Kontaktlöcher gefüllt sind, wird außerdem der Kontaktwiderstand verringert, der erzeugt wird, wenn die Elektrodenstruktur mit der Verbindungsstruktur in Kontakt gebracht wird. Daher ist es möglich, eine kritische Durchbruchsspannung des Kontaktlochs zu erhöhen, indem der Gesamtwiderstand der in die Kontaktlöcher gefüllten Elektrodenstrukturen verringert wird.
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Zweitens ist es möglich, eine durch die elektrostatische Elektrizität verursachte Beschädigung der Kontaktlöcher und der Verbindungsstrukturen zu verringern, indem ein Material mit einem geringen Widerstand, ein Material mit einem geringen Kontaktwiderstand oder eine vielschichtig strukturierte Metallschicht für die erste Verbindungsstruktur verwendet wird, um die ersten Elektrodenstrukturen miteinander zu verbinden. Wenn das Material mit einem geringen Widerstand für die erste Verbindungsstruktur verwendet wird, wird der Gesamtwiderstand der ersten Verbindungsstruktur verringert. Wenn das Material mit einem geringen Kontaktwiderstand für die erste Verbindungsstruktur verwendet wird, wird der Kontaktwiderstand verringert, der erzeugt wird, wenn die Elektrodenstruktur mit der Verbindungsstruktur in Kontakt gebracht wird. Wenn die mehrschichtig strukturierte Metallschicht für die erste Verbindungsstruktur verwendet wird, wird der Gesamtwiderstand der ersten Elektrodenstruktur und der ersten Verbindungsstruktur verringert. Dementsprechend ist es möglich, eine kritische Durchbruchsspannung der ersten Verbindungsstruktur zu erhöhen, indem der Gesamtwiderstand der ersten Verbindungsstruktur verringert wird.
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Drittens ist es möglich, einen normalen Betrieb der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel sicherzustellen, indem mindestens zwei erste Verbindungsstrukturen verwendet werden, um die ersten Elektrodenstrukturen miteinander zu verbinden. Der Grund dafür ist, dass wenn eine erste Verbindungsstruktur oder eines der Kontaktlöcher beschädigt ist, die andere trotzdem normal erhalten bleibt. Auch wird eine an jede der ersten Verbindungsstrukturen angelegte Last um ungefähr die Hälfte verringert, weil die ersten Verbindungsstrukturen parallel geschaltet sind.
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Als letztes ist es möglich, eine durch elektrostatische Elektrizität verursachte Beschädigung einer ersten Elektrodenstruktur und einer zweiten Verbindungsstruktur zu verringern, indem ein Abstand zwischen speziellen Teilen der ersten Elektrodenstruktur und der zweiten Verbindungsstruktur erhöht wird, die leicht durch die elektrostatische Elektrizität geschwächt werden. Der Grund dafür ist, dass ein elektrisches Feld, das aufgrund der elektrostatischen Elektrizität zwischen den speziellen Teilen erzeugt wird, verringert werden kann, indem ein ausreichender Abstand zwischen den speziellen Teilen der ersten Elektrodenstruktur und der zweiten Verbindungsstruktur eingehalten wird.
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Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen dieser Erfindung ausführlich mit Bezug auf 3–6C beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente in der ganzen Beschreibung.
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3 zeigt eine Draufsicht einer berührungsempfindlichen Bildschirmtafel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dieser Erfindung, 4A zeigt eine Schnittansicht eines Beispiels der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel entlang Linie II-II' von 3 und 4B–4D zeigen vergrößerte Draufsichten eines Bereichs „A” der in 3 gezeigten berührungsempfindlichen Bildschirmtafel und veranschaulichen verschiedene Beispiele einer ersten Elektrodenstruktur und von Kontaktlöchern.
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Mit Bezug auf 3 enthält eine berührungsempfindliche Bildschirmtafel vom kapazitiven Typ gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dieser Erfindung ein Substrat 100, eine Vielzahl von ersten Elektrodenreihen 130, eine Vielzahl von zweiten Elektrodenreihen 135, eine Vielzahl von ersten Verbindungsdrähten 112, eine Vielzahl von zweiten Verbindungsdrähten 114, eine Vielzahl von ersten Kontaktflecken 116, im Folgenden als erste Pads 116 bezeichnet, und eine Vielzahl von zweiten Kontaktflecken 118, im Folgenden als zweite Pads 118 bezeichnet.
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Die mehreren ersten Elektrodenreihen 130 sind in einer ersten Richtung (beispielsweise einer X-Achsenrichtung) parallel angeordnet. Jede der mehreren ersten Elektrodenreihen 130 enthält erste Elektrodenstrukturen 131 mit einer Dreiecks-, einer Vierecks-, einer Rombusform usw. und erste Verbindungsstrukturen 110 zum Verbinden benachbarter erster Elektrodenstrukturen 131.
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Die mehreren zweiten Elektrodenreihen 135 sind in einer zweiten Richtung (z. B. einer Y-Achsenrichtung) parallel angeordnet, so dass sie die ersten Elektrodenreihen 130 schneiden, ohne einander zu berühren. Jede der mehreren zweiten Elektrodenreihen 135 enthält zweite Elektrodenstrukturen 136 mit einer Dreiecks-, einer Vierecks-, einer Bautenform usw., ähnlich wie die ersten Elektrodenstrukturen 131, und zweite Verbindungsstrukturen 137 zum Verbinden benachbarter zweiter Elektrodenstrukturen 136.
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Die mehreren ersten Verbindungsdrähte 112 sind auf dem Substrat 100 ausgebildet und jeweils mit den mehreren ersten Elektrodenreihen 130 verbunden. Die mehreren zweiten Verbindungsdrähte 114 sind auf dem Substrat 100 ausgebildet und jeweils mit den mehreren zweiten Elektrodenreihen 135 verbunden.
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Die mehreren ersten Pads 116 sind jeweils mit den mehreren ersten Elektrodenreihen 130 durch die mehreren ersten Verbindungsdrähte 112 verbunden und die mehreren zweiten Pads 118 sind jeweils mit den mehreren zweiten Elektrodenreihen 135 durch die mehreren zweiten Verbindungsdrähte 114 verbunden.
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Mit Bezug auf die 4A und 4B ist eine Isolationsschicht 120 auf einer gesamten Oberfläche des Substrats 100 ausgebildet, auf der die ersten Verbindungsstrukturen 110 und die ersten und zweiten Verbindungsdrähte 112 und 114 ausgebildet sind. Die Isolationsschicht 120 enthält eine Vielzahl von ersten Kontaktlöchern 120a, 120b und 120c, die einen ersten Bereich der ersten Verbindungsstruktur 110 freilegen, und eine Vielzahl von zweiten Kontaktlöchern 120d, 120e und 120f, die einen zweiten Bereich der ersten Verbindungsstruktur 110 freilegen. In der beispielhaften Ausführungsform ist die Anzahl der ersten oder zweiten Kontaktlöcher drei, aber sie ist nicht darauf beschränkt. Es ist möglich, entsprechend der Größe oder Position der ersten und zweiten Elektrodenstrukturen oder der Kontaktlöcher die Anzahl der ersten oder zweiten Kontaktlöcher auf zwei oder mehr zu setzen.
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Die erste Verbindungsstruktur 110 ist von der ersten Elektrodenstruktur 131 getrennt und die zweite Verbindungsstruktur 137 ist mit der zweiten Elektrodenstruktur 136 einstückig ausgebildet. Im Gegensatz dazu kann in anderen Ausführungsbeispielen die erste Verbindungsstruktur einstückig mit der ersten Elektrodenstruktur ausgebildet sein und die zweite Verbindungsstruktur kann auf dem Substrat und der Isolationsschicht ausgebildet und von der zweiten Elektrodenstruktur getrennt sein. In diesem Beispiel können die zweiten Elektrodenstrukturen von der zweiten Verbindungsstruktur durch die Kontaktlöcher miteinander verbunden werden.
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4C zeigt eine Draufsicht der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel, bei der die ersten Elektrodenstrukturen 131 von zwei ersten Verbindungsstrukturen 111a und 111b miteinander verbunden werden. In der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel der 4C verbindet die erste Verbindungsstruktur 111a die benachbarten ersten Elektrodenstrukturen 131 über erste Kontaktlöcher 121a, 121b, 121c, 121d, 121e und 121f und ferner verbindet die zweite Verbindungsstruktur 111b die benachbarten ersten Elektrodenstrukturen 131 über zweite Kontaktlöcher 122a, 122b, 122c, 122d, 122e und 122f. Dementsprechend ist es möglich, eine an jede der zwei ersten Verbindungsstrukturen 111a und 111b durch elektrostatische Elektrizität angelegte Last um ungefähr die Hälfte zu reduzieren. Wenn irgendeine erste Verbindungsstruktur der zwei ersten Verbindungsstrukturen 111a und 111b beschädigt ist, kann ferner die andere erste Verbindungsstruktur trotzdem normal erhalten bleiben. Dementsprechend kann die berührungsempfindliche Bildschirmtafel normal betrieben werden.
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Ein Material der ersten Verbindungsstruktur 110 kann ein transparentes leitfähiges Material sein, wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid (ITO), Indium-Zink-Oxid (IZO), usw., Cu, Mo oder eine Al/Ni-Legierung. Es ist vorzuziehen, aber nicht erforderlich, Cu zu verwenden, da der Widerstand von Cu sehr klein ist und außerdem die Kosten davon sehr gering sind. Es ist ferner vorzuziehen, aber nicht erforderlich, Mo oder eine Al/Ni-Legierung zu verwenden, da sie einen sehr kleinen Kontaktwiderstand aufweisen, wenn sie mit ITO oder IZO in Kontakt gebracht werden, das für die erste Elektrodenstruktur 131 verwendet wird. Ein Material der Isolationsschicht 120 kann Siliziumnitrid, Siliziumoxid, ein organisches Material usw. sein.
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In den berührungsempfindlichen Bildschirmtafeln von 4B und 4C sind die ersten Verbindungsstrukturen 110, 111a und 111b in einer geraden Linie ausgebildet, aber sie sind nicht darauf beschränkt. Die ersten Verbindungsstrukturen 110, 111a und 111b können einen Mittelteil und erste und zweite Teile aufweisen, die sich jeweils von beiden Enden des Mittelteils erstrecken und in einem vorgegebenen Winkel zum Mittelteil ausgebildet sind. Auch kann mindestens eines der Kontaktlöcher eine Größe verschieden von der der anderen Kontaktlöcher aufweisen.
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4D zeigt eine Draufsicht der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel, bei der die ersten und zweiten Teile so ausgebildet sind, dass sie senkrecht zum Mittelteil der ersten Verbindungsstruktur geschnitten werden.
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Mit Bezug auf 4D weist die erste Verbindungsstruktur 110 einen Mittelteil 110m, einen ersten Teil 110i und einen zweiten Teil 110j auf, die sich von beiden Enden des Mittelteils 110m erstrecken. Der erste Teil 110i ist durch erste bis sechste Kontaktlöcher 123a, 123b, 123c, 123d, 123e und 123f freigelegt und der zweite Teil 110j ist durch siebte bis zwölfte Kontaktlöcher 123g, 123h, 123i, 123j, 123k und 123l freigelegt. Bei der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel von 4D sind der erste Teil 110i und der zweite Teil 110j so ausgebildet, dass sie senkrecht zum Mittelteil 110m schneiden, aber sie sind darauf nicht beschränkt. Der erste Teil 110i und der zweite Teil 110j können so ausgebildet sein, dass sie in einem vorgegeben Winkel zum Mittelteil 110 schneiden.
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Entsprechend der oben erwähnten beispielhaften Ausführungsform dieser Erfindung wird der Gesamtwiderstand der ersten Elektrodenstruktur verringert, weil die erste Verbindungsstruktur mit den ersten Elektrodenstrukturen durch mehrere Kontaktlöcher verbunden ist, um eine Querschnittsfläche der ersten Elektrodenstruktur, die in die Kontaktlöcher gefüllt ist, zu vergrößern. Dementsprechend ist es möglich, eine Beschädigung der Kontaktlöcher und der ersten Verbindungsstrukturen aufgrund der elektrostatischen Elektrizität zu verringern oder zu verhindern, indem die Anzahl von Kontaktlöchern erhöht wird, die in der Isolationsschicht ausgebildet sind.
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Eine andere beispielhafte Ausführungsform dieser Erfindung wird im Detail mit Bezug auf 5 beschrieben. 5 zeigt eine Schnittansicht eines anderen Beispiels der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel entlang Line II-II' von 3.
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In 5 gezeigte Elemente der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel sind dieselben wie die von 4A mit Ausnahme der ersten Verbindungsstruktur. Dementsprechend bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente und eine ausführliche Beschreibung davon wird zur Vereinfachung der Beschreibung weggelassen.
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Mit Bezug auf 5 enthält die erste Verbindungsstruktur 110 eine erste Metallschicht 110a, eine zweite Metallschicht 110b und eine dritte Metallschicht 110c, die nacheinander auf dem Substrat 100 ausgebildet sind. Es ist vorzuziehen, jedoch nicht erforderlich, Aluminium oder eine Aluminiumlegierung wie beispielsweise AlNd als Material der ersten Metallschicht 110a zu verwenden, da der Widerstand von Aluminium oder der Aluminium-Legierung gering ist. Es ist vorzuziehen, aber nicht erforderlich, Molybdän (Mo) oder eine Molybdän-Legierung als Material der zweiten Metallschicht 110b zu verwenden, da der Kontaktwiderstand von Mo oder der Molybdän-Legierung sehr klein ist, wenn Mo mit der ersten Elektrodenstruktur 131, wie beispielsweise einer transparenten Elektrode, in Kontakt gebracht wird. Beispiele von transparenten Elektroden umfassen ITO oder IZO. Auch ist es vorzuziehen, aber nicht erforderlich, dasselbe Material wie das Material der ersten Elektrodenstruktur 131 (z. B. ITO oder IZO) als Material der dritten Metallschicht 110c zu verwenden. Darüber hinaus kann das Material der ersten Metallschicht 110a und das Material der zweiten Metallschicht 110b irgendeines von Al, Nd, AlNd, Mo, Ti, MoTi, Cu, Cr oder Legierungen davon umfassen. Andere Metalle, Legierungen oder Materialien sind ebenfalls einsetzbar.
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Gemäß der in 5 gezeigten berührungsempfindlichen Bildschirmtafel ist es möglich, den Gesamtwiderstand der ersten Verbindungsstruktur 110, die eine vielschichtige Struktur aufweist, zu verringern, da die zweite Metallschicht 110b zur dritten Metallschicht 110c parallel geschaltet ist. Auch kann die Mo-Schicht als die zwischen dem Substrat 100 und der Isolationsschicht 120 angeordnete zweite Metallschicht 110b durch ein Ätzmittel geätzt werden, wenn die Kontaktlöcher in der Isolationsschicht 120 ausgebildet werden, da die Härte von Mo sehr klein ist. Allerdings wird in der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel von 5 die Mo-Schicht nicht geätzt, weil die dritte Metallschicht 110c auf der für die zweite Metallschicht 110b verwendeten Mo-Schicht ausgebildet ist und die Härte von ITO oder IZO, das für die dritte Metallschicht 110c verwendet wird, hoch ist. Dementsprechend kann verhindert oder verringert werden, dass die erste Verbindungsstruktur 110 durch elektrostatische Elektrizität beschädigt wird, weil der Gesamtwiderstand der Verbindungsstruktur 110 verringert ist. In der in 5 gezeigten berührungsempfindlichen Bildschirmtafel besteht die erste Verbindungsstruktur 110 aus drei Schichten, aber sie ist darauf nicht beschränkt. Es ist möglich, gemäß physikalischer Eigenschaften des für die erste Verbindungsstruktur 110 verwendeten Materials die Schichtanzahl der ersten Verbindungsstruktur 110 auf zwei oder mehr Schichten zu setzen.
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Im Folgenden werden andere beispielhafte Ausführungsformen dieser Erfindung im Detail mit Bezug auf 6A–6C beschrieben. 6A–6C zeigen Draufsichten verschiedener Beispiele einer ersten Elektrodenstruktur, einer zweiten Verbindungsstruktur und von Kontaktlöchern.
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In 6A–6C gezeigte Elemente der berührungsempfindlichen Bildschirmtafeln sind dieselben wie die von 3–5 mit Ausnahme der ersten Elektrodenstruktur und der ersten Verbindungsstruktur. Dementsprechend bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente und eine ausführliche Beschreibung davon wird zur Vereinfachung der Beschreibung weggelassen.
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Mit Bezug auf 6A enthält die erste Elektrodenstruktur 131 der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel einen ersten konkaven Teil 131a und einen zweiten konkaven Teil 131b, die an beiden Enden eines mit der ersten Verbindungsstruktur 110 überlappenden Teils ausgebildet sind. Die zweite Verbindungsstruktur 137 enthält einen dritten und einen vierten konkaven Teil 137a und 137b, die an beiden Enden eines mit der ersten Verbindungsstruktur 110 überlappenden Teils ausgebildet sind. Der dritte konkave Teil 137a liegt dem ersten konkaven Teil 131a gegenüber und der vierte konkave Teil 137b liegt dem zweiten konkaven Teil 131b gegenüber. Die mit der ersten Verbindungsstruktur 110 überlappenden Teile der ersten Elektrodenstruktur 131 und der zweiten Verbindungsstruktur 137 stehen aufgrund eines Stufenunterschieds durch die zwischen dem Substrat 100 und der Isolationsschicht 120 ausgebildete erste Verbindungsstruktur 110 nach oben vor.
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Entsprechend der in 6A gezeigten beispielhaften Ausführungsform der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel wird der Abstand zwischen dem vorstehenden Teil der ersten Elektrodenstruktur 131 und dem vorstehenden Teil der zweiten Verbindungsstruktur 137 durch den ersten konkaven Teil 131a und den dritten konkaven Teil 137a und/oder durch den zweiten konkaven Teil 131b und den vierten konkaven Teil 137b vergrößert. Dementsprechend wird nur ein schwaches elektrisches Feld zwischen den vorstehenden Teilen der ersten Elektrodenstruktur 131 und der zweiten Verbindungsstruktur 137 ausgebildet, obwohl elektrostatische Elektrizität während eines Herstellungsprozesses der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel erzeugt wird. Daher ist es möglich, eine Beschädigung der ersten Elektrodenstruktur 131 und der zweiten Verbindungsstruktur 137 zu verhindern oder zu reduzieren.
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Mit Bezug auf 6B enthält die erste Elektrodenstruktur 131 der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel zwei erste Verbindungsstrukturen 111a und 111b, um eine erste Elektrodenstruktur 131 mit einer anderen dazu benachbarten ersten Elektrodenstruktur 131 zu verbinden. Die Teile der ersten Elektrodenstruktur 131 und der zweiten Verbindungsstruktur 137, die mit den ersten Verbindungsstrukturen 111a und 111b überlappen, stehen aufgrund eines Stufenunterschieds durch die zwischen dem Substrat 100 und der Isolationsschicht 120 ausgebildeten ersten Verbindungsstrukturen 111a und 111b nach oben vor. Bei der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel von 6B ist die Anzahl der ersten Verbindungsstrukturen zwei, aber sie ist nicht darauf beschränkt. Es ist möglich, die Anzahl der ersten Verbindungsstrukturen auf zwei oder mehr zu setzen.
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Die erste Elektrodenstruktur 131 enthält einen ersten konkaven Teil 131a und einen zweiten konkaven Teil 131b, die an beiden Enden eines mit der ersten Verbindungsstruktur 111a überlappenden Teils ausgebildet sind. Darüber hinaus enthält die erste Elektrodenstruktur 131 einen ersten konvexen Teil 131c und einen zweiten konvexen Teil 131d, die an beiden Enden eines mit der ersten Verbindungsstruktur 111b überlappenden Teils ausgebildet sind.
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Die zweite Verbindungsstruktur 137 enthält einen dritten und einen vierten konkaven Teil 137a und 137b, die an beiden Enden eines mit der ersten Verbindungsstruktur 111a überlappenden Teils ausgebildet sind. Der dritte konkave Teil 137a liegt dem ersten konkaven Teil 131a gegenüber und der vierte konkave Teil 137b liegt dem zweiten konkaven Teil 131b gegenüber. Außerdem enthält die zweite Verbindungsstruktur 137 einen dritten und vierten konvexen Teil 137c und 137d, die an beiden Enden eines mit der ersten Verbindungsstruktur 111b überlappenden Teils ausgebildet sind. Der dritte konvexe Teil 137c liegt dem ersten konvexen Teil 131c gegenüber und der vierte konvexe Teil 137d liegt dem zweiten konvexen Teil 131d gegenüber.
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Gemäß der in 6B gezeigten berührungsempfindlichen Bildschirmtafel wird der Abstand zwischen dem vorstehenden Teil der ersten Elektrodenstruktur 131 und dem vorstehenden Teil der zweiten Verbindungsstruktur 137 an einer Stelle, wo die erste Elektrodenstruktur 131 und die zweite Verbindungsstruktur 137 mit der ersten Verbindungsstruktur 111a überlappen, durch den ersten konkaven Teil 131a und den dritten konkaven Teil 137a und/oder den zweiten konkaven Teil 131b und den vierten konkaven Teil 137b vergrößert. Dementsprechend wird nur ein schwaches elektrisches Feld zwischen den vorstehenden Teilen der ersten Elektrodenstruktur 131 und der zweiten Verbindungsstruktur 137 ausgebildet, obwohl elektrostatische Elektrizität während eines Herstellungsprozesses der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel erzeugt wird. Daher ist es möglich, eine Beschädigung der ersten Elektrodenstruktur 131 und der zweiten Verbindungsstruktur 137 zu verhindern oder zu verringern.
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Im Gegensatz dazu wird der Abstand zwischen dem vorstehenden Teil der ersten Elektrodenstruktur 131 und dem vorstehenden Teil der zweiten Verbindungsstruktur 137 an Stellen, wo die erste Elektrodenstruktur 131 und die zweite Verbindungsstruktur 137 mit der ersten Verbindungsstruktur 111b überlappen, durch den ersten konvexen Teil 137c und den dritten konvexen Teil 137c und/oder den zweiten konvexen Teil 137d und den vierten konvexen Teil 137d verkürzt. Wenn eine elektrostatische Elektrizität während eines Herstellungsprozesses der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel erzeugt wird, kann dementsprechend ein starkes elektrisches Feld zwischen den vorstehenden Teilen der ersten Elektrodenstruktur 131 und der zweiten Verbindungsstruktur 137 an Stellen ausgebildet werden, wo die erste Elektrodenstruktur 131 und die zweite Verbindungsstruktur 137 mit der ersten Verbindungsstruktur 111b überlappen.
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Obwohl die vorstehenden Teile der ersten Elektrodenstruktur 131 und der zweiten Verbindungsstruktur 137 an Stellen, wo das starke elektrische Feld erzeugt wird, beschädigt werden können, werden daher die vorstehenden Teile der ersten Elektrodenstruktur 131 und der zweiten Verbindungsstruktur 137 an Stellen bewahrt, wo das schwache elektrische Feld erzeugt wird. Demzufolge ist es möglich, einen normalen Betrieb der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel sicherzustellen.
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Mit Bezug auf 6C enthält die erste Elektrodenstruktur 131 der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel einen ersten konkaven Teil 131a und einen zweiten konkaven Teil 131b, die an beiden Enden eines mit der ersten Verbindungsstruktur 110 überlappenden Teils ausgebildet sind. Die zweite Verbindungsstruktur 137 enthält einen dritten und vierten konkaven Teil 137a und 137b, die an beiden Enden eines mit der ersten Verbindungsstruktur 110 überlappenden Teils ausgebildet sind. Der dritte konkave Teil 137a liegt dem ersten konkaven Teil 131a gegenüber und der vierte konkave Teil 137b liegt dem zweiten konkaven Teil 131b gegenüber. Hierbei stehen die Teile der ersten Elektrodenstruktur 131 und der zweiten Verbindungsstruktur 137, die mit der ersten Verbindungsstruktur 110 überlappen, aufgrund eines Stufenunterschieds durch die zwischen dem Substrat 100 und der Isolationsschicht 120 ausgebildete erste Verbindungsstruktur 110 nach oben vor.
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Die erste Verbindungsstruktur 110 der in 6C gezeigten berührungsempfindlichen Bildschirmtafel weist einen Mittelteil 110m auf und einen ersten Teil 110i und einen zweiten Teil 110j, die sich von beiden Enden des Mittelteils 110m ähnlich wie bei der in 4D gezeigten berührungsempfindlichen Bildschirmtafel erstrecken. Die Isolationsschicht 120 der in 6C gezeigten berührungsempfindlichen Bildschirmtafel enthält erste bis sechste Kontaktlöcher 123a, 123b, 123c, 123d, 123e und 123f, um den ersten Teil 110i freizulegen, und siebte bis zwölfte Kontaktlöcher 123g, 123h, 123i, 123j, 123k und 123l, um den zweiten Teil 110j freizulegen. Bei der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel von 6C ist die Anzahl der Kontaktlöcher auf zwölf gesetzt und der erste Teil 110i und der zweite Teil 110j sind so ausgebildet, dass sie senkrecht zum Mittelteil 110m geschnitten werden, aber sie ist nicht darauf beschränkt. Die Anzahl der Kontaktlöcher kann geeignet angepasst werden. Und ebenso können der erste Teil 110i und der zweite Teil 110j so ausgebildet sein, dass sie in einer geraden Linie oder in einem vorgegebenen Winkel zum Mittelteil 110m ausgerichtet sind.
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Entsprechend der in 6C gezeigten berührungsempfindlichen Bildschirmtafel wird der Abstand zwischen dem vorstehenden Teil der ersten Elektrodenstruktur 131 und dem vorstehenden Teil der zweiten Verbindungsstruktur 137 durch den ersten konkaven Teil 131a und den dritten konkaven Teil 137a und/oder den zweiten konkaven Teil 131b und den vierten konkaven Teil 137b vergrößert. Obwohl elektrostatische Elektrizität während eines Herstellungsprozesses der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel erzeugt wird, wird dementsprechend nur ein schwaches elektrisches Feld zwischen den vorstehenden Teilen der ersten Elektrodenstruktur 131 und der zweiten Verbindungsstruktur 137 ausgebildet. Daher ist es möglich, eine Beschädigung der ersten Elektrodenstruktur 131 und der zweiten Verbindungsstruktur 137 zu verhindern oder zu verringern.
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Tabelle 1 zeigt Ergebnisse eines elektrostatischen Entladungstests (ESD-Test) für einen beispielhaften Vergleich zwischen der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel gemäß der einschlägigen Technik und Beispielen 1–3 gemäß den beispielhaften Ausführungsformen dieser Erfindung. In diesem Test legen die Erfinder elektrostatische Elektrizität an einen Bereich der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel unter Verwendung einer ESD-Pistole in Luft an, während der Spannungspegel allmählich verringert wird, und messen dann Durchbruchsspannungen, immer wenn die berührungsempfindlichen Bildschirmtafeln beschädigt werden. [Tabelle 1]
| | Vor Befestigung eines Polarisators | Nach Befestigung eines Polarisators |
| Vergleichsbeispiel | 2 kV | 13 kV |
| Beispiel 1 | 6 kV | 23 kV |
| Beispiel 2 | 8 kV | 23 kV |
| Beispiel 3 | 7 kV | 20 kV |
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In Tabelle 1 bezeichnet Vergleichsbeispiel die in 1 gezeigte berührungsempfindliche Bildschirmtafel der einschlägigen Technik; Beispiel 1 bezeichnet die in 6A gezeigte berührungsempfindliche Bildschirmtafel; Beispiel 2 bezeichnet die in 6B gezeigte berührungsempfindliche Bildschirmtafel; und Beispiel 3 bezeichnet die in 6C gezeigte berührungsempfindliche Bildschirmtafel.
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Wie in Tabelle 1 gezeigt, sind kritische Durchbruchsspannungen der berührungsempfindlichen Bildschirmtafeln gemäß der beispielhaften Ausführungsformen dieser Erfindung verglichen mit dem Vergleichsbeispiel gemäß der einschlägigen Technik um das drei- oder vierfache erhöht, bevor ein Polarisator daran angebracht wurde, und um das 1,54- bis 1,7-fache, nachdem ein Polarisator daran angebracht wurde. Dementsprechend ist es möglich, eine Beschädigung der berührungsempfindlichen Bildschirmtafel durch elektrostatische Elektrizität effizient zu verhindern oder zu verringern.
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Die berührungsempfindlichen Bildschirmtafeln entsprechend den beispielhaften Ausführungsformen dieser Erfindung können auf Anzeigevorrichtungen angewendet werden, wie beispielsweise eine Flüssigkristall-Anzeige, eine Feldemissions-Anzeige, eine Plasma-Anzeigetafel, eine Elektrolumineszenzvorrichtung, eine Elektrophorese-Anzeige und eine biegsame Anzeige. In diesen Fällen können die Substrate der berührungsempfindlichen Bildschirmtafeln auch als Substrate der Anzeigevorrichtungen verwendet werden.
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Obwohl beispielhafte Ausführungsformen mit Bezug auf eine Anzahl von veranschaulichenden Beispielen beschrieben worden sind, ist es offensichtlich, dass zahlreiche andere Modifikationen und Änderungen von Fachleuten vorgenommen werden können, die in den Schutzbereich der Grundprinzipien dieser Offenbarung fallen. Insbesondere sind verschiedene Variationen und Modifikationen in den Bestandteilen und/oder in den Anordnungen der Bestandteilkombinationen innerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung, der Zeichnungen und der angehängten Ansprüche möglich. Zusätzlich zu Variationen und Modifikationen in den Bestandteilen und/oder Anordnungen, werden auch alternative Verwendungszwecke den Fachleuten offensichtlich sein.
