DE102010043055A1

DE102010043055A1 - Touchscreen-Elektrodenkonfiguration

Info

Publication number: DE102010043055A1
Application number: DE102010043055A
Authority: DE
Inventors: Harald Philipp
Original assignee: Atmel Corp
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2009-10-29
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2011-05-05
Also published as: US20130100054A1; US20120081324A1; US20140293154A1; US8599161B2; TW201122958A; CN102053751A; US8599150B2; US9551904B2; TWI541687B; US20120162116A1; US20110102361A1

Abstract

Ein Touchscreen umfasst Touchscreen-Elektrodenelemente, die über einen aktiven Bereich eines Substrats verteil sind, wobei der Touchscreen über einem Display angeordnet ist. Die Touchscreen-Elektrodenelemente sind als winkelige, gewellte, zickzackförmige oder randomisierte Leitungen konfiguriert, um Moiré-Muster zwischen dem Display und dem Touchscreen zu vermeiden. In einem weiteren Beispiel bilden die Elektroden ein Netzmuster, das konfiguriert ist, um Moiré-Muster zu vermeiden.

Description

Touchscreen-Displays können eine Berührung innerhalb eines aktiven Anzeigebereichs erkennen, wobei sie zum Beispiel erkennen können, ob ein eine durch ein Bild dargestellte Schaltfläche durch einen Finger gedrückt wird oder wo ein Finger auf einem größeren Berührungsdisplay positioniert ist. Einige Touchscreens können auch das Vorhandensein von anderen Elementen als einem Finger erkennen, wie etwa eines Griffels, der verwendet wird, um eine digitale Signatur zu erzeugen, Objekte auszuwählen oder andere Funktionen auf einem Touchscreendisplay auszuführen.
Wenn ein Touchscreen in Verbindung mit einem Display in einem elektronischen Gerät verwendet wird, kann das Anzeigebild verändert werden, um verschiedene Schaltflächen, Bilder oder andere Bereiche anzeigen, die durch eine Berührung gewählt, manipuliert oder betätigt werden können. Touchscreens können deshalb eine effektive Benutzeroberfläche für Mobiltelefone, GPS-Geräte, PDAs, Computer, Geldautomaten und andere Geräte vorsehen.
Touchscreens verwenden verschiedene Techniken, um eine Berührung durch einen Finger oder Griffel zu erfassen, wobei Widerstands-, Kapazitäts-, Infrarot- oder Akustiksensoren verwendet werden können. Bei Widerstandssensoren veranlasst eine Berührung, dass zwei über dem Display angeordnete Widerstandselemente einander berühren, sodass eine Widerstandsschaltung geschlossen wird. Bei Kapazitätssensoren verändert die Kapazität eines Fingers die Kapazität, die durch eine über der Anzeigeeinrichtung vorgesehene Anordnung von Elementen erfasst wird. Bei Infrarot- und Akustiksensoren werden über den Bildschirm laufende Infrarot- oder Akustikwellen durch einen Finger oder Griffel unterbrochen, wodurch das Vorhandensein und die Position einer Berührung erfasst werden können.
Kapazitäts- und Widerstands-Touchscreen verwenden häufig transparente Leiter aus Indiumzinnoxid (ITO) oder transparente, leitende Polymere wie etwa PEDOT, um eine Anordnung über dem Anzeigebild zu bilden, damit das Anzeigebild durch die für die Erfassung der Berührung verwendeten leitenden Elemente hindurch betrachtet werden kann. Die Größe, die Form und das Muster des Schaltungsaufbaus bestimmen die Genauigkeit des Berührungsbildschirms und bedingen, ob der Schaltungsaufbau über dem Display sichtbar ist oder nicht. Wenn nur eine einzige Schicht aus geeigneten leitenden Elementen über einem Display angeordnet ist, ist diese kaum sichtbar. Wenn jedoch mehrere Schichten vorhanden sind, können diese für einen Benutzer sichtbar sein. Einige Materialien wie etwa feine Linien aus Metall sind zwar nicht transparent, sind aber dank ihrer kleinen Größe nicht für den Benutzer sichtbar.
Weiterhin sind Touchscreens häufig über Displays wie etwa LCD-Displays angeordnet, die einen eigenen Schaltungsaufbau und ein eigenes Muster aufweisen. Die Konfiguration von Touchscreen-Elektrodenmustern ist deshalb von großer Bedeutung bei dem Entwurf eines Touchscreens.
Ein Touchscreen gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst Elektrodenelemente, die über einen aktiven Bereich eines Substrats verteilt sind, und ist über einem Display angeordnet. Die Touchscreen-Elektrodenelemente sind als winkelige, gewellte, zickzackförmige oder zufällig verteilte Leitungen konfiguriert, um die Erzeugung von Moiré-Mustern zwischen dem Display und dem Touchscreen zu vermeiden. Außerdem können die Elektroden ein Netzmuster bilden, das konfiguriert ist, um Moiré-Muster zu vermeiden.
1 zeigt eine zweischichtige Gegenkapazitäts-Touchscreen-Anordnung aus dem Stand der Technik.
2 zeigt verschiedene Touchscreenelementmuster zum Reduzieren eines Moiré-Effektes bei Anordnung über einem Display gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine zweischichtige Touchscreen-Anordnung mit zufällig verteilten Elektroden zum Reduzieren eines Moiré-Effekts bei Anordnung über einem Display gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine zweischichtige Touchscreen-Anordnung mit überlappenden Netzmustern aus Ansteuer- und Empfangselektroden zum Reduzieren eines Moiré-Effekts bei Anordnung über einem Display gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt ein Selbstkapazitäts-Berührungserfassungssystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt ein Gegenkapazitäts-Berührungserfassungssystem mit einem vorhandenen Finger gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt eine einschichtige Touchscreen-Anordnung über einem LCD-Displaypaneel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine Explosionsansicht einer zweischichtigen Touchscreen-Anordnung über einem LCD-Displaypaneel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt die montierte zweischichtige Touchscreen-Anordnung von 8 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt ein Mobiltelefon mit einem Touchscreen-Display gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Touchscreens werden häufig als Benutzerschnittstellen an elektronischen Kleingeräten, Haushaltsgeräten und anderen elektronischen Systemen verwendet, weil das Display hinter dem Touchscreen einfach angepasst werden kann, um Anweisungen für den Benutzer anzuzeigen und verschiedene Eingaben zu empfangen, sodass eine intuitive Benutzerschnittstelle vorgesehen werden kann, die ein Benutzer ohne größeren Lernprozess effektiv bedienen kann. Kostengünstige und effiziente Touchscreen-Techniken ermöglichen die Integration von Touchscreens in kostengünstigen Produkten, wobei diese kostengünstigen Technologien vorzugsweise aber auch beständig sein sollten, relativ unempfindlich gegenüber Rauschen, Feuchtigkeit oder Schutz sein sollten und nicht anfällig für eine unbeabsichtigte Betätigung sein sollten, um einen zuverlässigen und langlebigen Betrieb der Touchscreen-Anordnung zu gewährleisten.
In einem typischen Gegenkapazitäts-Touchscreen wird die Kapazität zwischen Ansteuerelektroden und verschiedenen Empfangs- oder Erfassungselektroden überwacht, wobei eine Änderung in der Gegenkapazität zwischen den Elektroden auf das Vorhandensein und die Position eines Fingers verweist. Ein Gegenkapazitäts-Sensorschaltungsaufbau misst die Kapazität zwischen den Ansteuerelektroden und den Empfangselektroden, die durch ein dielektrisches Deckmaterial bedeckt werden, das eine dichte Umhüllung vorsieht. Wenn ein Finger vorhanden ist, wird eine Felddämpfung zwischen den Ansteuer- und Empfangselektroden gedämpft, weil der menschliche Körper einen Teil des zwischen den Ansteuer- und Empfangselektroden verlaufenden Felds ableitet. Dadurch wird die gemessene kapazitive Kopplung zwischen den Ansteuer- und Empfangselektroden reduziert. In einem Selbstkapazitäts-Touchscreen wird eine Anordnung eines bestimmten Elektrodentyps verwendet, um die Position einer Berührung zu bestimmen, indem der Einfluss der Berührung auf die Selbstkapazität jeder der Elektroden in der Anordnung beobachtet wird. Der verbundene Schaltungsaufbau kann die Selbstkapazität einer einzelnen Elektrode oder von Gruppen von Elektroden wie etwa Reihen und Spalten von Elektroden messen. Zum Beispiel wird die zum Heben der Spannung der Elektrode um eine vorbestimmte Höhe erforderliche Ladungsmenge gemessen, um die Kapazität jeder Elektrode zu bestimmen. Wenn ein Finger vorhanden ist, wird die Selbstkapazität der Elektrode erhöht, was eine messbare Änderung in der Selbstkapazität zur Folge hat.
Die Touchscreen-Elemente über einem Display werden manchmal aus leitenden Materialien wie etwa Metallleiterbahnen oder feinen Metalllinien ausgebildet, wobei es sich jedoch häufiger um dünnschichtige Leiter aus etwa Indiumzinnoxid handelt, die transparent und relativ leitend sind. In einigen Touchscreens werden andere Materialien wie etwa PEDOT (Polyethylendioxythiophen) oder andere leitende Polymere verwendet, die ebenfalls relativ transparent sind.
Der in 1 gezeigte beispielhafte Touchscreen verwendet als Touchscreen-Elemente eine Leiterbahnanordnung, die X-Ansteuer- und Y-Empfangsleitungen in verschiedenen Schichten für einen Betrieb in einem Gegenkapazitätsmodus umfasst. In einem Gegenkapazitätsbetrieb wird die Selbstkapazität der X- und Y-Elektroden unabhängig voneinander bestimmt, um die Position des Fingers in zwei Dimensionen zu bestimmen. Die Elemente in diesem Beispiel sind annähernd gleichmäßig über das Touchscreen-Display verteilt und werden in verschiedene Zonen 0–3 für die X-Ansteuer- und Y-Empfangsleitungen unterteilt. Zum Beispiel können für eine Gegenkapazität vier verschiedene Ansteuersignale X0–X3 die vier separaten Anordnungen von horizontalen X-Ansteuerleitungen wie allgemein durch das Bezugszeichen 101 angegeben ansteuern. Die Signale zum Ansteuern dieser Leitungen sind kapazitiv mit den vertikalen Empfangsleitungen Y0–Y3 wie durch das Bezugszeichen 102 angegeben gekoppelt. Wenn ein Finger 103 den Touchscreen berührt, interagiert der Finger mit mehreren X-Ansteuerleitungen, die die X0- und X1-Ansteuerleitungen kreuzen, sodass die Position des Fingers auf dem Touchscreen durch den jeweiligen Grad der Störung der kapazitiven Kopplung der verschiedenen Ansteuer- und Empfangszonen bestimmt werden kann.
In diesem Beispiel stört der Finger 103 die kapazitive Kopplung zwischen den X0- und X1-Ansteuerleitungen und den Empfangsleitungen annähernd gleich und stört weiterhin die kapazitive Kopplung zwischen den Y2- und Y3-Empfangsleitungen und den X-Ansteuerleitungen annähernd gleich. Dies weist darauf hin, dass die Fingerberührung zwischen X0 und X1 und zwischen Y2 und Y3 auf dem durch die Ansteuer- und Empfangsleitungen gebildeten Gitter liegt.
In diesem Beispiel umfasst jede Zone mehrere Elektroden., Jede Zone kann aber auch nur eine einzelne Elektrode aufweisen, wobei in diesem Fall jedoch eine größere Anzahl von elektrischen Verbindungen zu dem Touchscreen erforderlich ist.
Das Touchscreen-Display von 1 ist hier mit vier verschiedenen vertikalen Bereichen und vier verschiedenen horizontalen Bereichen gezeigt, wobei aber etwa für eine Computer- oder Smartphone-Anwendung auch wesentlich mehr Zonen als in diesem Beispiel vorgesehen sein können.
Weil der Finger 103 eine runde oder ovale Form aufweist, interagiert er in der Mitte des Fingerabdrucks stärker mit den Ansteuerleitungen als am oberen oder unteren Rand des Fingerabdrucks. Weiterhin interagiert der Finger weniger mit benachbarten Ansteuer- und Empfangsleitungen, die nicht direkt unter der physikalischen Kontaktfläche zwischen dem Finger und den Schutzschichten des Displays liegen, wobei der Finger hier den Ansteuer- und Empfangsleitungen gewöhnlich dennoch ausreichend physikalisch nahe ist, um mit der kapazitiven Kopplung derselben zu interagieren.
Dank des Einflusses des Fingers auf mehrere Ansteuer- und Empfangsleitungen kann das Touchscreen-Display die vertikale und die horizontale Position einer Fingers auf dem Touchscreen-Display mit einer guten Genauigkeit erfassen, die weit über die Bestimmung dazu, in welchem der vier gezeigten vertikalen und horizontalen Bereichen sich der Finger befindet, hinausgeht. Um dieses Ergebnis zu erzielen, ist der Leitungsabstand in Entsprechung zu einem Fingerabdruck mit einem Durchmesser von ungefähr 8 mm konfiguriert. Zum Beispiel sind die Leitungen ungefähr 2 mm voneinander beabstandet, sodass eine typische Berührung stark mit wenigstens drei oder vier vertikalen und horizontalen Leitungen interagiert.
Während des Betriebs platziert ein Benutzer des Touchscreen-Displays von 1 einen Finger an oder in der Nähe des Touchscreens wie durch das Bezugszeichen 103 angegeben. In dem Gegenkapazitätsmodus wird eine Reihe von Impulsen über die X0–X4-Ansteuerleitungen gesendet, sodass die Gegenkapazität zwischen den verschiedenen X-Ansteuerleitungen und Y-Ansteuerleitungen separat bestimmt werden kann, etwa durch die Beobachtung einer Änderung in der empfangenen Ladung oder durch ein anderes geeignetes Verfahren. Wenn das Feld zwischen den X- und Y-Ansteuer- und Empfangsleitungen durch das Vorhandensein eines Fingers gestört wird, der in nächste Nähe zu einem Teil des Touchscreens geführt wird, kann eine Reduktion der beobachteten Feldkopplung zwischen den Elektroden festgestellt werden.
Die Verteilung der Leitungen über das Touchscreen-Display ist ebenfalls gleichmäßig, sodass eine gleichmäßige Helligkeit über das Touchscreen-Display vorgesehen ist. Ein regelmäßiges Muster und ein regelmäßiger Abstand der Leitungen wie in 1 kann jedoch eine Störung mit dem sich regelmäßig wiederholenden Pixelmuster eines Displays verursachen, wodurch sichtbare Moiré-Muster erzeugt werden, die das darunter angezeigte Bild verzerren oder undeutlich machen können.
Die Konfiguration der Touchscreen-Elemente relativ zu der Leitungs- oder Pixelkonfiguration einer Displayanordnung ist für die Reduktion von Moiré-Mustern von Bedeutung, weil Leitungskonfigurationen über regelmäßigen oder sich wiederholenden Pixelmustern eine Störung oder Moiré-Muster in der Touchscreen-Display-Anordnung erzeugen können. Es ist deshalb wünschenswert, wenn die Elektroden wie in der Ausführungsform von 1 unregelmäßig oder mit Winkeln konfiguriert sind, um keine Störung mit der darunterliegenden Display-Anordnung zu verursachen.
Die Leitungskonfiguration der Touchscreen-Displays in einigen beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung wird derart bestimmt, dass keine störenden Moiré-Muster durch die Interaktion der Leitungsgeometrie mit der Pixelgeometrie der Anzeige erzeugt werden. Zum Beispiel können Leitungen, die dem Leitungswinkel des Displays nahe kommen, aber etwas (zum Beispiel um 1 Grad) versetzt zu demselben sind, Störungsmuster erzeugen. Entsprechend ist die Wahrscheinlichkeit der Erzeugung von Moiré-Mustern bei rechten Winkeln oder Brüchen derselben wie etwa 90 Grad, 45 Grad oder 22,5 Grad größer, was von der Konfiguration der Displayelemente und dem Leitungsabstand des Touchscreen-Elements abhängt.
2 zeigt verschiedene Beispiele von Touchscreen-Elementen zum Reduzieren oder Beseitigen von Störungsmustern in verschiedenen beispielhaften Touchscreen-Ausführungsformen. Touchscreen-Elemente wie diese können anstelle der geraden feinen Metallelemente von 1 verwendet werden, um die Sichtbarkeit von Moiré-Mustern in einer Touchscreen-Anordnung zu reduzieren.
An dem Bezugszeichen 201 sind die Leitungen mit einem Winkel und nicht rechtwinklig zu einer Kante der Touchscreen-Display-Anordnung und des LCD-Displays angeordnet, um die Wahrscheinlichkeit von Störungsmustern zu reduzieren. An dem Bezugszeichen 202 werden wellenförmige Leitungen verwendet, um lange lineare Strecken von feinen Metalllinien zu vermeiden und dadurch die Wahrscheinlichkeit von Störungsmustern zu reduzieren. Entsprechend verlaufen die feinen Metallleitungen bei dem Bezugszeichen 203 zickzackförmig, um lange lineare Strecken paralleler Leitungen aufzubrechen. An dem Bezugszeichen 204 folgen die Leitungen einem randomisierten Muster und bilden somit keine langen linearen Teile. Ein randomisiertes Muster ist an dem Bezugszeichen 205 gezeigt, wobei die randomisierte Anordnung lateral von Leitung zu Leitung versetzt ist, um die vertikale Regelmäßigkeit in dem Elektrodenmuster aufzubrechen, und der zwischen den Leitungen vorgesehene Versatz selbst randomisiert werden kann, um eine Erzeugung von Moiré-Effekten durch die Leitungsgruppen weiter zu unterdrücken. In anderen Ausführungsformen werden Fraktalbasierte oder unregelmäßige Formen verwendet, um einen ähnlichen Effekt zu erzielen.
Es werden hier winkelige und gewellte Linien verwendet, um die Erzeugung von Moiré-Mustern zu vermeiden. Die Wahrscheinlichkeit von Moiré-Mustern wird aber auch durch verschiedene andere Faktoren neben dem Winkel und der Richtung der Leitungen beeinflusst, wenn eine Touchscreen-Anordnung über einem Display angeordnet ist. Dazu gehören etwa die Breite, Frequenz und Größe der Touchscreen-Elemente oder Elektrodenleitungen. In einigen Ausführungsformen werden die Touchscreen-Elemente unter Verwendung von feinen Metallleitungen mit einer Breite in der Größenordnung von 3–7 Mikrometern ausgebildet, sodass sie viel kleiner als die typische Pixelgröße von hochauflösenden LCD-Anzeigen sind.
Ein hochauflösendes LCD-Anzeigepixel umfasst gewöhnlich drei einzelne Teilpixel, nämlich ein rotes, ein grünes und ein blaues Teilpixel, die jeweils einen Durchmesser von 100–150 Mikrometer (0,1–0,15 Millimeter) aufweisen. Diese große Größendifferenz reduziert die mögliche Überlappung zwischen einer Leitung und einem Pixel und beschränkt eine Dämpfung der Helligkeit des Pixels durch das darüber angeordnete Touchscreen. Weil die Differenz zwischen den durch die Überlappung von Touchscreen-Leitungen verdunkelten Teilpixeln und den nicht durch Touchscreen-Leitungen verdunkelten Teilpixeln klein ist, kann die Gefahr der Erzeugung eines sichtbaren Moiré-Musters stark reduziert werden. Zum Beispiel kann eine Leitung, die nur 5 Mikrometer breit ist, ein Teilpixel eines Farb-LCDs mit einem Durchmesser von 100 Mikrometer nicht wesentlich verdunkeln, sodass nur eine kleine Differenz in der sichtbaren Helligkeit gegeben ist, wenn die Touchscreen-Elementleitung ein Teilpixel des darunter liegenden Displays überlappt. Aber auch ein Touchscreen mit einem hohen Pixel/Leitung-Verhältnis kann unter bestimmten Bedingungen geringfügige Moiré-Bandeffekte aufweisen, die unter Umständen nicht tolerierbar sind.
Die Frequenz oder Dichte der Touchscreen-Leitungen ist ein weiterer Faktor bei der Erzeugung von Moiré-Mustern, weil ein größerer Abstand zwischen den Leitungen oder ein größerer Abstand zwischen überlappenden Mustern allgemein dazu neigt, die Wahrscheinlichkeit von sichtbaren Moiré-Mustern zu reduzieren. Wie in 1 gezeigt, bedeckt der beispielhafte Fingerabdruck 103 mit einer Größe von ungefähr 8 mm ungefähr vier Leitungen, weil der Abstand zwischen den Leitungen ungefähr 2 mm beträgt. Wenn durch feine Metallleitungen gebildete Touchscreen-Elementelektroden mit einer Breite von 5 Mikrometern verwendet werden, ist die Distanz zwischen den Leitungen ungefähr 400 Mal so groß wie die Breite der Leitungen, sodass also die Leitungsdichte sehr gering ist und ein relativ großer Abstand zwischen den Leitungen gegeben ist. Die geringe Dichte und der relativ große Abstand zwischen den Leitungen reduzieren die Wahrscheinlichkeit von sichtbaren Moiré-Mustern bei einem Display mit einer sich regelmäßig wiederholenden Pixelkonfiguration. In anderen Beispielen ist der Abstand zwischen den Leitungen wenigstens 20, 50, 100 oder 150 Mal so groß wie die Breite der Leitungen.
Die gewellten und zickzackförmigen Leitungen in den gezeigten Beispielen enthalten eine sich wiederholende Leitungskonfiguration wie etwa eine sich wiederholende Auf- und Abwärtsbewegung in demselben Muster. Außerdem kann der Wiederholungsgrad zwischen benachbarten Leitungen variiert werden, um die Gefahr von sich regelmäßig wiederholenden Mustern zu reduzieren, die zu Moiré-Effekten beitragen können. Es können aber auch mehrere identische Leitungselementgruppen mit jeweils 10, 20 oder 50 Leitungen zu größeren Touchscreens verbunden werden, wobei der zum Ausbilden eines größeren Touchscreens durch die Verbindung einer größeren Anzahl von identischen Touchscreen-Elektrodenelementen erforderliche Aufwand geringer ist. Es kann eine Wiederholung von randomisierten Leitungen verwendet werden, in der die sich wiederholenden Leitungen ausreichend weit voneinander entfernt sind oder durch eine ausreichende Anzahl von dazwischen liegenden und sich nicht wiederholenden Leitungen voneinander getrennt sind, sodass sie nicht zu Moiré-Mustern beitragen, weil sie sich nur alle 10 oder 20 Leitungen wiederholen. Ein Entwickler kann also einen standardmäßigen Block von 20 randomisierten Leitungen verwenden, um eine große Touchscreen-Elementanordnung wie in 1 gezeigt zu erstellen, und muss dementsprechend nicht eigens eine so große Anordnung von randomisierten Leitungen entwerfen.
In einigen weiteren Beispielen wird auch die Größe des Leitungsmusters berücksichtigt, sodass die Wiederholung der Pixel des darunterliegenden Displays in einer viel kleineren Größenordnung erfolgt als die Wiederholung des zur Vermeidung eines Moiré-Effekts entwickelten Touchscreen-Elementmusters. Zum Beispiel können sich die grünen Teilpixel eines Displays alle 100 Mikrometer wiederholen, während sich das wellenförmige Elektrodenmuster des darüber angeordneten Touchscreens alle 5 Millimeter wiederholt. Durch diese Differenz der Größenordnungen wird die Gefahr eines Moiré-Musters stark reduziert, insbesondere wenn die Größe der Elektrodenleitungen relativ zu der Pixelgröße des Displays klein ist.
In anderen Beispielen weisen die Leitungen einen randomisierten oder semi-randomisierten Pfad auf, wie etwa die Leitungen des Fraktal-Typs an dem Bezugszeichen 204. Diese Leitungen können durch verschiedene Verfahren wie etwa eine Zufallszahl-Generation oder einen Fraktal-Algorithmus erzeugt werden oder auch per Hand gezeichnet werden.
Weil es wünschenswert ist, eine Überlappung von benachbarten Leitungen zu verhindern und die ungefähre Position der Leitung für die Bestimmung einer Berührungsposition zu kennen, kann die Leitungsposition auf ein bestimmtes Band oder einen bestimmten Bereich beschränkt werden. Dies kann auf verschiedene Weise bewerkstelligt werden, wobei etwa einfach obere und untere Grenzen für einen Randomisierungsprozess gesetzt werden können, eine erzeugte Linie normalisiert werden kann, sodass sie in ein bestimmtes Band passt, oder die Wahrscheinlichkeit des nächsten Richtungswechsels der Leitung auf der Basis der Leitungsposition auf ein Band beschränkt wird, um eine Rückkehr zu einem gewünschten Hauptpfad zu unterstützen. 2 zeigt an dem Bezugszeichen 206 ein Beispiel für separat randomisierte Elektrodenleitungen, die auf ein bestimmtes Band oder einen bestimmten Bereich beschränkt sind.
Neben der Leitungsrichtung können auch der Abstand zwischen den Leitungen und die Wiederholung der Leitungen variiert werden, um die Regelmäßigkeit der feinen Metallleitungen der Touchscreen-Elementanordnung zu reduzieren und dadurch die Wahrscheinlichkeit von sichtbaren Moiré-Mustern zu reduzieren. Wenn der Abstand zwischen den Leitungen variiert wird, ob nun durch randomisierte Leitungen wie etwa Fraktal-Leitungen oder sich wiederholende Leitungen wie etwa wellenförmige Leitungen, neigen die Leitungen wesentlich weniger zu sich regelmäßig wiederholenden Mustern, die die Pixel eines darunterliegenden Displays verdunkeln könnten, sodass die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Moiré-Mustern reduziert wird. Wie bei der Randomisierung der Leitungsrichtung kann eine Variation des Leitungsabstands unter Verwendung von verschiedenen Techniken wie etwa einer Randomisierung innerhalb eines Bereichs, einer Normalisierung von zufälligen Zahlen auf einen gewünschten Bereich und andere Verfahren erzielt werden. Die Verwendung von Beschränkungen wie etwa Grenzen für die Leitungen ist auch bei der Randomisierung des Leitungsabstands wichtig, um sicherzustellen, dass benachbarte Leitungen wie etwa die X-Antriebsleitungen und die Y-Empfangsleitungen von 1 einander nicht zu nahe kommen oder sogar einander berühren und dadurch Nichtlinearitäten in dem Feld verursachen. 2 zeigt an dem Bezugszeichen 207 ein Beispiel mit einer auf einen Kanal beschränkten Variation der Leitungsposition und einer Variation in der Wiederholungsfrequenz der Linienmerkmale.
3 zeigt eine zweischichtige Touchscreen-Display-Anordnung mit randomisierten Touchscreen-Elementpfaden wie an dem Bezugszeichen 204 von 2. In diesem Beispiel folgt ein erster Satz von Touchscreen-Elementen 302 variierenden, randomisierten Pfaden, damit keine regelmäßigen Muster in der Überlappung mit den Pixeln eines darunterliegenden Displays entstehen. Entsprechend folgt auch ein zweiter Satz von Touchscreen-Elementen 302 variierenden, randomisierten Pfaden, um die Erzeugung von Moiré-Mustern mit den Pixeln des darunterliegenden Displays zu vermeiden.
Die Leitungen 301 und 302 bilden eine zweischichtige Gegenkapazitäts-Touchscreen-Anordnungen von Ansteuer- und Empfangselektroden in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform, die dem Beispiel von 1 ähnlich ist, aber wesentlich besser vor der Erzeugung von Moiré-Mustern geschützt ist. In einer alternativen Ausführungsform bildet die Anordnung der Leitungen 301 und 302 eine Selbstkapazität-Touchscreen-Anordnung, in der die Selbstkapazität der Leitungen 301 und 302 verwendet wird, um die Position einer Berührung auf dem zweidimensionalen Touchscreen zu bestimmen.
Wie für die vorstehend beschriebenen Beispiele gezeigt, kann die Verwendung von Touchscreen-Elektrodenelementen mit komplexen oder unregelmäßigen Mustern, unregelmäßigen Abständen und anderen Variationen einen Moiré-Effekt reduzieren, wenn der Touchscreen über einer Display-Anordnung mit einem sich regelmäßig wiederholenden Muster von Pixelelementen angeordnet ist. Die Beispiele von 2 können einfach auf verschiedene Touchscreen-Ausführungsformen angewendet werden, wie etwa auf die zuvor beschriebenen Beispiele von Gegenkapazitäts- und Selbstkapazitäts-Touchscreens aber auch auf andere Touchscreen-Ausführungsformen wie etwa einschichtige Touchscreens.
4 zeigt eine Anordnung von Elektroden, die konfiguriert ist, um ein Touchscreen-Display zu bilden, und überlappende, netzförmige Elektrodenarrays umfasst. Dabei ist ein erstes Elektrodenarray 401 unter einem zweiten Elektrodenarray 402 angeordnet, sodass die Elektroden unregelmäßigen Pfaden folgen, die konfiguriert sind, um die Bildung von Moiré-Mustern bei der Anordnung über einem Display zu vermeiden. Die Elektroden sind hier in verschiedenen Schichten vorgesehen, wobei aber eine ähnliche Anordnung auch verwendet werden kann, um einschichtige Touchscreen-Anordnungen zu bilden.
Die hier gezeigte Touchscreen-Anordnung kann zum Beispiel als Gegenkapazitäts-Touchscreen betrieben werden, in dem die X-Leitungen Ansteuerleitungen sind und die Y-Leitungen Empfangsleitungen sind. Die X- und die Y-Leitungen können aber auch als jeweils unabhängige Selbstkapazitäts-Elektroden betrieben werden.
In diesem Beispiel sind die mit der X1-Verbindung gekoppelten horizontalen Elektroden in dem Bereich 403 gezeigt, während die mit der Y2-Verbindung gekoppelten vertikalen Elektroden in dem Bereich 404 gezeigt sind. Der Bereich 405 zeigt die mit der Verbindung Y3 gekoppelten vertikalen Elektroden, wobei ein mit diesen Antriebs- und Empfangssegmenten überlappender Bereich des Touchscreen-Displays an dem Bezugszeichen 406 gezeigt ist. Eine an dem Bezugszeichen 407 gezeigte „Totzone” aus nicht mit einer vertikalen, externen Verbindung gekoppelten vertikalen Elektroden (durch DZ angegeben) kann optional vorgesehen werden, um die Linearität zu verbessern. Wie in der vergrößerten Ansicht der vertikalen Elektrode an dem Bezugszeichen 408 gezeigt, ist die vertikale Totzone der Y-Elektrode zwischen Y2 und Y3 in der vertikalen Richtung unterbrochen, um eine Fortpflanzung von Feldern entlang der Elektrodenachse zu verhindern und eine lineare Antwort der Touchscreen-Anordnung sicherzustellen.
Die vergrößerte Ansicht der vertikalen Y-Elektrode an dem Bezugszeichen 408 zeigt weiterhin, wie die Y-Empfangselektroden netzförmig in einem kontinuierlichen Muster aus wellenförmigen Leitungen gebildet werden, das mit wellenförmigen Liniensegmenten verbunden ist und durch Unterbrechungen unterbrochen wird, die die Y2- und Y3-Elektrodenzoen von der Totzonen-Elektrode 407 (DZ) trennen. Diese Unterbrechungen sind hier gestaffelt angeordnet, um die regelmäßige Trennung zwischen den Zonen aufzubrechen und Moiré-Muster zu verhindern. Die Y-Schicht-Elektroden werden hier durch eine Reihe von Kurven gebildet, können aber auch durch Polygone oder andere Mustern gebildet werden. Die S-förmigen Kurven des Y-Elektrodenmusters sehen eine Redundanz in dem Strompfad durch die Elektrode vor, weil die Leitungen mit regelmäßigen Intervallen durch kreuzende S-förmige Kurven überbrückt werden, um die gezeigten Netze zu bilden.
Über das in der vergrößerten Ansicht an dem Bezugszeichen 408 gezeigte Y-Elektrodenmuster ist in diesem Beispiel das an dem Bezugszeichen 409 gezeigte X-Elektrodenmuster gelegt. Das X-Elektrodenmuster umfasst eine Anordnung von gemischten Parallelogrammen, die ein horizontalen Elektrodennetz bilden, wobei Unterbrechungen zwischen den Zonen durch das Abschneiden von Enden der Parallelogramme und das Überbrücken der abgeschnittenen Parallelogramme wie an dem Bezugszeichen 410 gezeigt gebildet werden. Durch das Überbrücken der abgeschnittenen Parallelogramme wird ein Leitungssegment mit einem offenen Ende vermieden, wodurch eine größere Leitungsfähigkeit und ein redundanter Pfad für eine unerwünschte Unterbrechung oder einen unerwünschten Defekt in den Parallelogrammen vorgesehen werden. Weiterhin sind die Scheitel in dem unregelmäßigen Parallelogrammmuster an dem Bezugszeichen 409 aufgrund des variierenden Winkels der Elektrodenelemente und der gemischten Parallelogrammformen nicht geradlinig. Die als Unterbrechungen zwischen den Zonen vorgesehenen Unterbrechungen zwischen Parallelogrammen an ihren Scheiteln variieren also in ihren Positionen wie an dem Bezugszeichen 410 gezeigt, wodurch die Gefahr eines Moiré-Effekts reduziert wird und ein gewisser Grad an Interpolation zwischen den Zonen vorgesehen wird.
Es können verschiedene Formen und Formvariationen verwendet werden, um die gemischte Parallelogrammanordnung je nach den Anforderungen einer bestimmten Anwendung wie etwa dem Pixelabstand, dem Elektrodenabstand, der Leitungsdichte usw. vorzusehen. Zum Beispiel können Leitungselemente mit weniger als vier verschiedenen Winkel wie etwa in einem regelmäßigen Schachmuster verwendet werden, wodurch aber die Wahrscheinlichkeit von Moiré-Effekten erhöht werden kann. Es hat sich herausgestellt, dass eine Mischung aus Parallelogrammen den Vorteil bietet, dass sie viele nicht-orthogonale Leitungswinkel enthält und eine einfache Skalierung der Dichte und des Abstand erlaubt. Andere Formen von Elektroden wie etwa verschiedene Polygone, Kurven, randomisierte oder semi-randomisierte Linien können zusätzlich zu den gezeigten Parallelogrammen in verschiedenen Kombinationen verwendet werden, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird.
Die an den Bezugszeichen 408 und 409 gezeigten Elektroden sind in der an dem Bezugszeichen 411 gezeigten vergrößerten Ansicht übereinander gelegt, um zu zeigen, wie die zwei Elektrodenmuster mit dazwischen einer elektrischen Isolation (nicht gezeigt) geschichtet werden, um ein Elektrodenmuster wie allgemein durch das Bezugszeichen 400 in 4 angegeben zu bilden. Die Polygone der X-Elektroden und die S-Kurven der Y-Elektroden sind konfiguriert, um Netze mit Elementen zu bilden, die gleiche Abstände aufweisen und sich mit derselben Frequenz in beiden Dimensionen wiederholen. Dadurch können die Schnittpunkte der Polygone in der X-Elektrodenschicht in die durch die S-Kurven des Y-Elektrodenmusters gebildeten offenen Räume gelegt werden, während die Schnittpunkte zwischen den S-Kurven des Y-Elektrodenmusters in den offenen Räumen angeordnet sind, die durch die Polygone der X-Elektrodenschicht gebildet werden.
Weiterhin sind die vielen Überbrückungen zwischen den Leiterbahnen der überlagerten X- und Y-Elektroden von oben betrachtet orthogonal, wodurch die Empfindlichkeit des Touchscreens gegenüber kleinen Änderungen in der Ausrichtung oder Fehlern während des Schichtmontageprozesses vermindert wird. Schiefe Winkel können zu Musterverschiebungsfehlern während der Montage führen, die wesentliche Nichtlinearitäten des Feldes verursachen können, sodass diese Form von Fehlern reduziert werden sollte. Weiterhin sollte der Kreuzungswinkel zwischen den Ansteuer- und Empfangselementen vorzugsweise wenigstens 45 Grad, 60 Grad oder einen anderen geeigneten Wert aufweisen, um die Empfindlichkeit des Touchscreens in Bezug auf eine Musterausrichtung zu kontrollieren.
Feine Leitungsmuster weisen lokalisierte Feldfluktuationen aufgrund der Musterkörnung auf, die neben Fehlern in der Ausrichtung zwischen den Schichten zu regionalen Fluktuationen der Empfindlichkeit führen kann. Diese Fluktuationen sollten regelmäßig ausgerichtet werden und wenn möglich mit den Mittellinien der Elektroden synchronisiert werden. Das Elektrodenmuster ist hier derart konfiguriert, dass der Abstand der Elektrodenverbindungen Y1 und Y2 mit dem Wiederholungsabstand des Y-Netzes ausgerichtet ist und der Abstand der Elektrodenverbindungen X1 und X2 mit dem Abstand des X-Netzes ausgerichtet ist. Die Netze in jeder Schicht wiederholen sich also entlang jeder Achse synchron zu den Mitten der Elektroden. Dadurch wird sichergestellt, dass die Beziehung des Elektrodennetzes zu den Elektrodenverbindungen in jeder Elektrodenverbindung gleich ist, um eine gute Linearität in der Geometrie und eine gute Antwort zwischen den Elektrodenregionen vorzusehen.
Der Aufbau des beispielhaften Touchscreens von 4 sieht die Ausbildung der X- und Y-Elektrodenschichten in separaten Kunststoffschichten vor, wobei diese Kunststoffschichten unter einer Deckschicht laminiert werden. Die X- und Y-Schichten können aber auch in derselben Kunststoffschicht oder in einem anderen Substrat ausgebildet werden, wobei ein dielektrisches Material an den Kreuzungspunkten zwischen den Elektroden aufgedruckt oder auf andere Weise aufgebracht werden kann, um eine Leitung zwischen den X- und Y-Schichten zu verhindern.
Die X-Ansteuer- und Y-Empfangsschichten von 4 können auch vertauscht werden, sodass die X-Schicht oder die Y-Schicht als Ansteuer- oder als Empfangsschicht verwendet wird, ohne dass dadurch die Leistung der Touchscreen-Anordnung wesentlich beeinflusst wird. Weiterhin kann dasselbe Muster oder Netz für die X- und Y-Schichten verwendet werden, wobei etwa S-Kurven für die X- und die Y-Schichten oder Polygone für die X- und Y-Schichten verwendet werden können. Der Nettoeffekt einer derartigen Konfiguration ist darin gegeben, dass ein Touchscreen-Elektrodenmuster ohne sichtbaren Moiré-Effekt vorgesehen wird.
In verschiedenen Touchscreen-Konfigurationen sind die Elektroden von 1 aus verschiedenen Materialien wie etwa Indiumzinnoxid, einem leitenden Polymer oder schmalen Metallleitungen ausgebildet. Die feinen Metallleitungen können zum Beispiel gedruckte Metallleiterbahnen mit einer Breite von ungefähr 10 Mikrometer oder weniger oder einer anderen ebenfalls geeigneten Bereite von weniger als 20 Mikrometer oder weniger als 5 Mikrometer umfassen. Zum Beispiel können die feinen Metallleitungen eine Breite von ungefähr 10 Mikrometer aufweisen und ungefähr 3–7% der gesamten Displayfläche einnehmen. Die sehr kleine Leitungsbreite ermöglicht die Unterbringung von vielen Leitungen pro Millimeter, weil die gesamte Leitungsdichte zwischen weniger als 1% und 10% der gesamten Displayfläche bedecken kann, ohne dass dadurch die Sichtbarkeit eines Bildes durch den Touchscreen hindurch wesentlich beeinflusst wird.
5 zeigt die Feldlinien, die mit einer Elektrode mit einer selbstkapazitiven Kopplung assoziiert sind. Dabei erstrecken sich Feldlinien von einer Elektrodenleitung 501 (wie durch X angegeben), die durch eine Schaltung 502 betrieben wird, wobei die Feldlinien in ein Paneel 503 eindringen. Ein Teil des emittierten Felds 506 tritt wie gezeigt in den freien Raum oder in andere Teile des Paneels aus und wird kapazitiv mit einem vorhandenen Finger gekoppelt. Die Schaltung 502 erfasst eine Änderung in der Selbstkapazität der Elektrode 501 aufgrund des Vorhandenseins eines Fingers in der Nähe der Feldlinien 506, wobei etwa beobachtet wird, ob eine größere Ladung erforderlich ist, um die Spannung der Elektrode 501 zu ändern. Es gibt viele verschiedene aus dem Stand der Technik bekannte Arten von kapazitiven Sensorschaltungen, die für die Schaltung 502 verwendet werden können.
6 zeigt eine Elektrodenkonfiguration mit einer gegenkapazitiven Kopplung. Dabei veranlasst ein Finger 601, dass die Feldlinien 602, die normalerweise wie durch das Bezugszeichen 606 angegeben von der Antriebselektrode 603 zu der Empfangselektrode 604 verlaufen, durch den Finger 601 absorbiert werden. Daraus resultiert eine erfassbare Verminderung des Signalpegels an dem Empfänger 605, wobei die Reduktion des Signals durch verschiedene Faktoren wie etwa die Fingerabdrucksfläche, die Elektrodenfläche, die Dicke und die dielektrische Konstante des Paneels 607, die Größe und die Position des Körpers des Benutzers sowie die Dicke und die Leitfähigkeit der Haut bedingt wird.
7 zeigt eine physikalische Implementierung einer einzelnen Elektrodenschicht über einem Display wie etwa einem LCD. Die Elektroden 701 sind auf ein Substrat 702 gedruckt oder auf andere Weise auf demselben aufgebracht, wobei das Substrat eine durchsichtige Kunststoffschicht aus PET oder Polycarbonat oder auch eine Glasschicht sein kann. Ein Kleber 703 wird verwendet, um die Substratschicht 702 an dem Paneel 704 zu bonden. Der Kleber 703 kann ein flüssiger Kleber oder auch eine Klebeschicht sein. Die Montage kann über einen Laminierungsprozess erfolgen, um eine luftdichte Anordnung vorzusehen. Die Elektroden 701 können durch ein durchsichtiges ITO, durch feine Metallleiterbahnen oder durch ein anderes kaum sichtbares und leitendes Material für die Verwendung in Verbindung mit einem Display ausgebildet sein. Wenn kein Display verwendet wird, dann sind die optischen Eigenschaften der Anordnung 705 nicht relevant und können beliebige, geeignete Materialien verwendet werden. Der Zwischenraum 706 ist ein Luftspalt zwischen dem Display und der Anordnung, wie er gemäß dem Stand der Technik üblich ist. Es kann aber auch vorteilhaft sein, eine Klebeschicht in diesem Zwischenraum vorzusehen und den gesamten Schichtaufbau auf der Oberseite des Displays zu laminieren.
8 zeigt einen Schichtaufbau 801, der zwei Erfassungsschichten umfasst, wie sie zu Beispiel für die Implementierung des Aufbaus von 4 verwendet werden können. Dabei sind zwei Schichten 802 und 803 aus einem Kunststofffilm vorgesehen, auf denen die entsprechenden Elektroden 804 und 805 ausgebildet sind. Die Schichten 802 und 803 werden zusammen mit Klebeschichten 806, 807 und optional 808 mittels eines Laminierungsprozesses mit dem Paneel 809 und unter Umständen auch mit dem Display 810 verbunden.
9 zeigt den Schichtaufbau von 8 im laminieren Zustand, wobei jedoch anstelle der Klebeschicht 808 ein Luftspalt 901 verwendet wird.
Touchscreens werden für verschiedene Anwendungen wie etwa Geldautomaten, Haushaltsgeräte, PDAs und Mobiltelefone verwendet Ein beispielhaftes Mobiltelefon (bzw. ein beispielhafter PDA) ist in 10 gezeigt. Das Mobiltelefon 1001 umfasst ein Touchscreen-Display 1002, das einen wesentlichen Teil der größten Fläche des Geräts einnimmt. Auf dem großflächigen Touchscreen 1002 können viele verschiedene Bilder angezeigt werden, um in Verbindung mit der Eingabefähigkeit des Touchscreens eine Tastatur, einen Nummernblock, Programm- bzw. Anwendungssymbole oder verschiedene andere Schnittstellenelemente bereitzustellen.
Der Benutzer kann mit dem Gerät interagieren, indem er die Touchscreen-Display-Anordnung 1002 mit einem einzelnen Finger berührt, um etwa ein auszuführendes Programm zu wählen oder einen Buchstaben auf einer angezeigten Tastatur einzutippen. Der Benutzer kann aber auch mehrere Berührungen verwenden, um ein angezeigtes Dokument oder Bild zu vergrößern oder zu verkleinern. Bei anderen Geräten wie etwa Haushaltsgeräten wird der Displayinhalt während des Betriebs nicht oder nur kaum verändert, sodass nur einfache Berührungen erkannt zu werden brauchen.
Das beispielhafte Touchscreen-Display von 10 ist als eine rechteckige Fläche konfiguriert, wobei aber auch andere Konfigurationen wie etwa eine Wählscheibe, ein Schieberegler, oder Schaltflächen mit veränderlichen Inhalten möglich sind. Eine entsprechende Verteilung von Ansteuer- und Empfangselektroden, die mit verschiedenen Elementen des Touchscreen-Elements gekoppelt sind, kann an die gewählte Form angepasst werden, um eine Erkennung innerhalb des Eingabebereichs an dem Touchscreen zu ermöglichen.
Es können verschiedene geeignete Materialien und Konfigurationen für die Ausbildung von Touchscreens wie den hier beschriebenen verwendet werden, wobei etwa gedruckte oder geätzte feine Metallleitungen, Metalldrähte, Indiumzinnoxid (ITO), leitende Polymere und andere ähnliche Materialien verwendet werden können.
Die hier beschriebenen beispielhaften Touchscreen-Anordnungen zeigen, wie ein Touchscreen unter Verwendung von Elektroden ausgebildet werden kann, um die Wahrscheinlichkeit von sichtbaren Moiré-Mustern zu reduzieren, wenn die Touchscreen-Anordnung über einem Display mit einem sich wiederholenden Pixelmuster angeordnet ist. Die hier beschriebenen beispielhaften Touchscreen-Display-Anordnungen zur Vermeidung eines Moiré-Effekts werden mit einer Gegenkapazität oder Selbstkapazität betrieben, wobei die Erfindung aber auch in Verbindung mit anderen Technologien wie etwa einer Kapazitäts- oder Widerstandsmessung realisiert werden kann. Die hier beschriebenen Ausführungsformen können in verschiedener Weise variiert werden, ohne dass deshalb der durch die Ansprüche und deren äquivalente definierte Erfindungsumfang verlassen wird.

Claims

Touchscreen-Display-Anordnung, die umfasst: eine Vielzahl von Touchscreen-Elektrodenelementen, die über wenigstens einen aktiven Bereich eines Substrats verteilt sind, wobei die Touchscreen-Elektrodenelemente Elektroden umfassen, die konfiguriert sind, um sichtbare Moiré-Muster zu vermeiden, wenn sie über einem Display mit einem sich regelmäßig wiederholenden Pixelmuster angeordnet sind.
Touchscreen-Display-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Touchscreen-Elektrodenelementen ein Netz bildet, das Polygone, S-Kurven, randomisierte Kurven und/oder unregelmäßige Formen umfasst.
Touchscreen-Display-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz entlang einer oder mehreren Zonenkanten unterbrochen ist, um mehrere elektrisch separate Zonen in dem Netz zu erzeugen.
Touchscreen-Display-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Touchscreen-Elektrodenelemente feine Metallleitungselemente mit einer Breite von 10 oder weniger Mikrometer umfassen.
Touchscreen-Display-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Touchscreen-Elektrodenelemente winkelige, gewellte, zickzackförmige und/oder randomisierte Linien umfassen.
Touchscreen-Display-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Touchscreen-Elektrodenelemente eine Leitungsbreite von 1/10 oder weniger der Teilpixelgröße des Displays aufweisen.
Touchscreen-Display-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Touchscreen-Leitungselementen randomisiert ist.
Touchscreen-Display-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanz zwischen den Touchscreen-Leitungselementen wenigstens das 50 Mal so groß wie die Breite der Leitungen ist.
Verfahren zum Ausbilden einer Touchscreen-Elektrodenkonfiguration, das folgende Schritte umfasst: Ausbilden einer Vielzahl von Touchscreen-Elektrodenelementen, die über wenigstens einen aktiven Bereich eines Substrats verteilt sind, wobei die Touchscreen-Elektrodenelemente Leitungen umfassen, die konfiguriert sind, um Moiré-Muster zu vermeiden, wenn sie über einem Display mit einem sich regelmäßig wiederholenden Pixelmuster angeordnet werden.
Verfahren zum Ausbilden einer Touchscreen-Elektrodenkonfiguration nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Touchscreen-Elektrodenelementen ein Netz bilden, das Polygone, S-Kurven, randomisierte Kurven und/oder unregelmäßige Formen umfasst.
Verfahren zum Ausbilden einer Touchscreen-Elektrodenkonfiguration nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz entlang einer oder mehrerer Zonenkanten unterbrochen ist, um mehrere elektrisch voneinander getrennte Zonen in dem Netz zu bilden.
Verfahren zum Ausbilden einer Touchscreen-Elektrodenkonfiguration nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungselemente feine Metallleitungselemente mit einer Breite von 10 oder weniger Mikrometer umfassen.
Verfahren zum Ausbilden einer Touchscreen-Elektrodenkonfiguration nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Touchscreen-Leitungselemente winkelige, gewellte, zickzackförmige und/oder randomisierte Leitungen umfassen.
Verfahren zum Ausbilden einer Touchscreen Elektrodenkonfiguration nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungselemente eine Leitungsbreite von 1/10 oder weniger der Teilpixelgröße des Displays aufweisen.
Verfahren zum Ausbilden einer Touchscreen-Elektrodenkonfiguration nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Touchscreen-Leitungselementen randomisiert ist.
Verfahren zum Ausbilden einer Touchscreen-Elektrodenkonfiguration nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Touchscreen-Leitungselementen wenigstens 50 Mal so groß wie die Breite der Leitungen ist.
Elektronikgerät, das umfasst: ein Display, das ein Muster aus sich regelmäßig wiederholenden Pixeln aufweist, und einen Touchscreen, der eine Vielzahl von Touchscreen-Leitungselementen umfasst, die über wenigstens einen aktiven Bereich eines Substrats verteilt sind, wobei der Touchscreen über dem Display angeordnet ist, wobei die Touchscreen-Leitungselemente konfiguriert sind, um Moiré-Muster zwischen dem Display und dem Touchscreen zu vermeiden.
Elektronikgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät ein Mobiltelefon, ein PDA, ein Haushaltsgerät, ein Computer, ein Geldautomat oder ein Verkaufsautomat ist.
Elektronikgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Touchscreen-Leitungselemente winkelige, gewellte, zickzackförmige oder randomisierte Leitungen umfassen.
Elektronikgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Touchscreen-Elektrodenelementen ein Netz bilden, das Polygone, S-Kurven, randomisierte Kurven und/oder unregelmäßige Formen umfasst.
Verfahren zum Ausbilden eines Elektronikgeräts, das folgende Schritte umfasst: Ausbilden eines Displays, das ein Muster aus sich regelmäßig wiederholenden Pixeln aufweist, und Ausbilden eines Touchscreens, der eine Vielzahl von Touchscreen-Leitungselementen umfasst, die über wenigstens einen aktiven Bereich eines Substrats verteilt sind, wobei der Touchscreen über dem Display angeordnet wird, wobei die Touchscreen-Leitungselemente konfiguriert sind, um Moiré-Muster zwischen dem Display und dem Touchscreen zu vermeiden.
Verfahren zum Ausbilden eines Elektronikgeräts nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät ein Mobiltelefon, ein PDA, ein Haushaltsgerät, ein Computer, ein Geldautomat oder ein Verkaufsautomat ist.
Verfahren zum Ausbilden eines Elektronikgeräts nach Anspruch 21, wobei die Touchscreen-Leitungselemente winkelige, gewellte, zickzackförmige und/oder randomisierte Leitungen umfassen.
Verfahren zum Ausbilden eines Elektronikgeräts nach Anspruch 21, wobei die Vielzahl von Touchscreen-Elektrodenelementen ein Netz bilden, das Polygone, S-Kurven, randomisierte Kurven und/oder unregelmäßige Formen umfasst.
Touchscreen-Display-Anordnung, die umfasst: ein erstes Netz aus Touchscreen-Elektrodenelementen, die über wenigstens einen aktiven Bereich eines Substrats verteilt sind, wobei das erste Netz konfiguriert ist, um sichtbare Moiré-Muster zu vermeiden, wenn es über einem Display mit einem sich regelmäßig wiederholenden Pixelmuster angeordnet ist, ein zweites Netz aus Touchscreen-Elektrodenelementen, die über wenigstens einen aktiven Bereich eines Substrats verteilt sind, wobei das zweite Netz konfiguriert ist, um sichtbare Moiré-Muster zu vermeiden, wenn es über einem Display mit einem sich regelmäßig wiederholenden Pixelmuster angeordnet ist, wobei das erste Netz und das zweite Netz weiterhin mit demselben Abstand konfiguriert sind, sodass die Netzkreuzungen in dem ersten Netz in offenen Räumen des zweiten Netzes auftreten und die Netzkreuzungen in dem zweiten Netz in offenen Räumen in dem ersten Netz auftreten.
Touchscreen-Display-Anordnung nach Anspruch 25, weiterhin gekennzeichnet durch mehrere Elektrodenverbindungen, die mit jedem Netz gekoppelt sind, und eine Vielzahl von Unterbrechungen in dem Netz, die benachbarte Elektroden voneinander trennen.
Touchscreen-Display-Anordnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Elektrodenverbindungen mit demselben Abstand wie das gekoppelte Netz ausgebildet sind, sodass die Konfiguration der Verbindung zwischen den Elektrodenverbindungen und dem Netz über das Netz konsistent bleibt.
Touchscreen-Display-Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Netz und das zweite Netz ein Netz aus Polygonen und/oder ein Netz aus gewellten Leitungen umfassen.
Touchscreen-Display-Anordnung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz aus Polygonen schräge Polygone umfasst.