DE102013112651A1

DE102013112651A1 - Multi-layer body to provide a transparent keyboard functionality

Info

Publication number: DE102013112651A1
Application number: DE102013112651.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Ullmann; Walter Fix; Matthias Maul; Manfred Walter
Original assignee: PolyIC GmbH and Co KG
Current assignee: PolyIC GmbH and Co KG
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2015-05-21

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mehrschichtkörper zur Bereitstellung einer transparenten Tastaturfunktionalität. Die diskreten Tasten der erfindungsgemäßen transparenten Tastatur werden durch nicht berührungssensitive Bereiche auf der Schichtelektrode des Mehrschichtkörpers voneinander abgegrenzt.The invention relates to a multilayer body for providing a transparent keyboard functionality. The discrete keys of the transparent keyboard according to the invention are delimited from one another by non-touch-sensitive areas on the layer electrode of the multilayer body.

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrschichtkörper zur Bereitstellung einer transparenten Tastaturfunktionalität, insbesondere zur Herstellung einer Multitouchfunktionalität. The invention relates to a multilayer body for providing a transparent keyboard functionality, in particular for producing a multi-touch functionality.

Tastaturen werden üblicherweise mit konventionellen, mechanisch anschlagenden Tastern ausgeführt. Aus ästhetischen und funktionalen Gründen (z.B. einfache Reinigung aufgrund durchgehend glatter Oberfläche) findet jedoch auch hier zunehmend ein Ersatz durch berührungsempfindliche Bedienpanels, also Touchsensoren oder Touchscreens, statt. Tastaturen in Touch-Technologie können über Mehrschichtkörper mit Schichtelektroden hergestellt werden. Keyboards are usually made with conventional, mechanically-touching buttons. However, for aesthetic and functional reasons (for example, easy cleaning due to the continuous smooth surface), replacement with touch-sensitive control panels, ie touch sensors or touch screens, is increasingly taking place. Keyboards in touch technology can be manufactured using multilayer bodies with layer electrodes.

Solche Mehrschichtkörper können als Tastatur oder Teil einer Tastatur eingesetzt werden. Dies sowohl in einer Bedienvorrichtung, die unter der Tastatur noch eine Anzeigeeinrichtung aufweist, als auch in einer Tastatur, die an eine Anzeigeeinrichtung gekoppelt ist. Such multi-layer bodies can be used as a keyboard or part of a keyboard. This is true both in an operating device, which also has a display device under the keyboard, and in a keyboard, which is coupled to a display device.

Der Mehrschichtkörper weist einzelne Tasten auf, die durch Berühren geschaltet werden, so dass entweder eine Eingabe bezüglich einer auf einem unter der Taste liegenden Bereich des Anzeigefelds bereitgestellter Darstellung enthaltenden Information oder eine Eingabe bezüglich eines mit der Tastatur gekoppelten Anzeigefeldes vorgenommen werden kann. Neben der Bedienvorrichtung, dem Anzeigefeld und der Tastatur bedarf es dafür noch einer Reihe von Kontaktelementen und Verbindungsleitungen mit elektrischer Spannung und/oder zum Auslesen von Spannungssignalen, insbesondere zum Erfassen einer Änderung der anliegenden Spannung wie sie durch das Berühren einer Taste der Tastatur hervorgerufen wird. The multilayer body has individual keys which are switched by touching, so that either input can be made with respect to information contained on an area under the key of the display panel of provided presentation, or input with respect to a keyboard coupled to the display panel. In addition to the operating device, the display panel and the keyboard it still requires a number of contact elements and connecting lines with electrical voltage and / or readout of voltage signals, in particular for detecting a change in the applied voltage as it is caused by touching a key of the keyboard.

Es sind Tastaturen, auch mit Berührungssensoren bekannt, jedoch bislang keine transparente Tastatur mit Tasten bei der eine darunter liegende Darstellung sichtbar ist. There are keyboards, also known with touch sensors, but so far no transparent keyboard with buttons in which an underlying display is visible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung einer transparenten Tastatur mit einer großflächigen, aber nicht durchgehend touchsensitiven Touchfunktionalität, insbesondere die Schaffung eines transparenten Mehrschichtkörpers zur Bereitstellung einer berührungsempfindlichen Tastaturfunktionalität, wobei Bereiche zwischen den Tasten vorgesehen sind, die nicht berührungsempfindlich sind. The object of the present invention is therefore to provide a transparent keyboard with a large-scale, but not completely touch-sensitive touch functionality, in particular the provision of a transparent multi-layer body to provide a touch-sensitive keyboard functionality, wherein areas are provided between the keys that are not touch-sensitive.

Diese Aufgabe wird durch einen Mehrschichtkörper, wie er in der vorliegenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbart ist, gelöst. This object is achieved by a multilayer body as disclosed in the present description, the figures and the claims.

Dementsprechend ist Gegenstand der Erfindung ein Mehrschichtkörper, einen Träger und zumindest eine elektrisch leitfähige strukturierte und transparente Schichtelektrode umfassend, wobei diese Schichtelektrode mittig einen mit berührungsempfindlichen Tasten belegten transparenten Flächenbereich und einen Randbereich mit Anschlussleitungen und/oder Kontaktelementen hat, wobei im transparenten Flächenbereich erste und zweite elektrisch leitfähige Bereiche Tasten bildend abwechselnd vorgesehen sind, wobei eine Mehrzahl von ersten und/oder eine Mehrzahl von zweiten Bereichen durch Verbindungsleitungen galvanisch gekoppelt sind, zumindest ein Teil der Verbindungsleitungen zu zumindest einem Kontaktelement und/oder einer Anschlussleitung im Randbereich führt und innerhalb des mit Tasten belegten transparenten Flächenbereichs der Schichtelektrode dritte Bereiche vorgesehen sind, die zwischen den Tasten liegen, aber keine Elektroden- und/oder Sensorfeld-Funktionalität, also keine Berührungsempfindlichkeit haben. Accordingly, the subject matter of the invention is a multilayer body, a carrier and at least one electrically conductive structured and transparent layer electrode, wherein this layer electrode has a center with a touch-sensitive buttons occupied transparent surface area and an edge region with connecting lines and / or contact elements, wherein in the transparent surface area first and second electrically conductive areas keys are formed alternately forming, wherein a plurality of first and / or a plurality of second regions are electrically coupled by connecting lines, at least a portion of the connecting lines leads to at least one contact element and / or a connecting line in the edge region and within the keys occupied third transparent areas of the layer electrode are provided between the keys, but no electrode and / or sensor field functionality, so no Ber have sensitivity to touch.

Als Berührungsempfindlichkeit wird hier die Touchsensitivität eines Touchsensors oder Berührungsbildschirms bezeichnet, die durch zugrunde liegende kapazitive oder resistive Sensoren aus Elektrodenfeldern gebildet werden. Daher kann eine zum dritten Bereich zugehörige Fläche dadurch, dass sie keine Elektroden- und/oder Sensorfeld-Funktionalität hat, auch nicht „berührungsempfindlich“ im Sinne der vorliegenden Erfindung sein. Vielmehr ist eine zum dritten Bereich zugehörige Fläche entweder galvanisch vom funktionalen Bereich getrennt oder elektrisch leitend aber an eine Erdungsleitung angeschlossen, ausgebildet. Touch sensitivity is the touch sensitivity of a touch sensor or touch screen formed by underlying capacitive or resistive electrodes array electrodes. Therefore, by having no electrode and / or sensor field functionality, an area associated with the third area may not be "touch-sensitive" for the purposes of the present invention. Rather, an area associated with the third area is either galvanically isolated from the functional area or electrically connected but connected to a grounding line.

Bevorzugt wird hier von der Ausbildung einer kapazitiven Berührungsempfindlichkeit oder Touchsensitivität durch Vorliegen von Sensorfeldern aus ungefähr gleich großen Empfänger- und Senderelektroden ausgegangen. Preferably, the formation of a capacitive touch sensitivity or touch sensitivity by the presence of sensor fields from approximately equal receiver and transmitter electrodes is assumed here.

Bevorzugt ist der Mehrschichtkörper ein Berührungsbildschirm, der „multitouchfähig“ ist. Dies ist er insbesondere dann, wenn zwei oder mehr Eingaben an unterschiedlichen Stellen der Oberfläche des Mehrschichtkörpers, die durch Berühren, beispielsweise mit einem Finger, erfolgen, gleichzeitig erfasst und raumgenau zugeordnet werden können. Preferably, the multi-layer body is a touch screen that is "multi-touch capable". This is particularly true when two or more inputs at different points of the surface of the multi-layer body, which are made by touching, for example with a finger, recorded simultaneously and can be assigned to the exact space.

Bevorzugt ist die Schichtelektrode des Mehrschichtkörpers einlagig, also in einer einzigen Schicht, ausgeführt, wobei im Randbereich die Verbindungs- und/oder Anschlussleitungen vorzugsweise zumindest teilweise über Brückengeführt werden, damit keine Kurzschlüsse zwischen Sender- und Empfängerbereichen sowie deren Zuleitungen entstehen. Preferably, the layer electrode of the multi-layer body is single-layered, ie in a single layer, wherein the connection and / or connecting lines are preferably at least partially guided over bridges in the edge region, so that no short circuits between the transmitter and receiver areas and their leads arise.

Der Begriff „Zuleitung“ wird hier als Oberbegriff gebraucht, unter den die Verbindungs- und Anschlussleitungen, sowie die, die Kontaktelemente verbindenden Leitungen fallen, also eigentlich alle Leitungen auf der Schichtelektrode. The term "supply line" is used here as a generic term, under which the connecting and connecting lines, as well as the lines connecting the contact elements fall, so actually all lines on the layer electrode.

Begrifflich zu unterscheiden von den „Zuleitungen“ sind die nicht transparenten, ein Gitter bildenden „Leiterbahnen“, von denen jeweils ein Gittersegment das Material für eine Zuleitung oder eine Elektrodenfläche bildet. Conceptually distinguished from the "leads" are the non-transparent, a grid-forming "tracks", of which each one grid segment forms the material for a lead or an electrode surface.

Bevorzugt sind der transparente Träger des Mehrschichtkörpers und/oder das Substrat der Schichtelektrode aus flexiblem Material oder aus dünnem, nicht flexiblem transparenten Material, wobei das Substrat zur Herstellung der Schichtelektrode – wiederum bevorzugt – mit leitfähigem Material bedruckt wird. Preferably, the transparent support of the multilayer body and / or the substrate of the layer electrode of flexible material or of thin, non-flexible transparent material, wherein the substrate for producing the layer electrode - again preferably - printed with conductive material.

Als derartiges Material für den Träger des Mehrschichtkörpers und/oder für das Substrat der Schichtelektrode können beispielsweise flexible transparente Folien, wie solche aus Polyethylenterephtalat (PET) und/oder Polycarbonat (PC), sowie dünnste, nicht flexible transparente Materialien, wie eine dünne Glasscheibe, eine dünne Keramik etc. eingesetzt werden. As such material for the support of the multilayer body and / or for the substrate of the layer electrode, for example, flexible transparent films, such as polyethylene terephthalate (PET) and / or polycarbonate (PC), as well as the thinnest, non-flexible transparent materials, such as a thin glass sheet, a thin ceramic etc. are used.

Andererseits kann der Mehrschichtkörper auch ganz oder teilweise durch Hinterspritzen der Schichtelektrode und/oder in-mould-decoration (IMD) herstellbar sein. On the other hand, the multilayer body may also be wholly or partly producible by injection-molding of the layer electrode and / or in-mold decoration (IMD).

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Schichtelektrode, insbesondere die elektrisch leitfähig belegten Bereiche mit oder ohne Elektroden- und/oder Sensor-Funktionalität und/oder die Verbindungsleitungen mit Leiterbahnen aus nicht transparentem elektrisch leitfähigem Material belegt, die eine Breite von 1µm bis 40µm, insbesondere von 5µm bis 25µm, aufweisen. According to a preferred embodiment of the invention, the layer electrode, in particular the electrically conductive areas occupied with or without electrode and / or sensor functionality and / or the connecting lines with tracks of non-transparent electrically conductive material, which has a width of 1 .mu.m to 40 .mu.m, in particular from 5 .mu.m to 25 .mu.m.

Bevorzugt werden zur Herstellung der Schichtelektrode diese transparenten Substrate im Rolle-zu-Rolle Verfahren mit nicht transparenten Leiterbahnen bedruckt, wobei die Dicke der Leiterbahnen im Nanometerbereich und die Breite der Leiterbahnen im Mikrometerbereich liegen. For the production of the layer electrode, these transparent substrates are preferably printed in a roll-to-roll method with non-transparent conductor tracks, the thickness of the conductor tracks being in the nanometer range and the width of the conductor tracks being in the micrometer range.

Insbesondere liegt beispielsweise die Dicke im Bereich von 2nm bis 1µm, insbesondere aber liegt die Dicke der nicht transparenten Leiterbahnen im Bereich unter 100 nm, insbesondere bevorzugt unter 60nm, ganz besonders bevorzugt bei ungefähr 40nm. In particular, for example, the thickness is in the range of 2 nm to 1 μm, but in particular the thickness of the non-transparent conductor tracks is in the range below 100 nm, particularly preferably below 60 nm, very particularly preferably approximately 40 nm.

Zur Herstellung der Leiterbahnen können verschiedene Methoden eingesetzt werden, beispielsweise können die Leiterbahnen durch Bedrucken, Prägen, Offset, oder ähnliches hergestellt werden. Various methods can be used to produce the printed conductors, for example, the printed conductors can be produced by printing, embossing, offset, or the like.

Grundsätzlich ist zwischen den Tasten mit Verbindungsleitungen und innerhalb des mittigen, mit berührungsempfindlichen Tasten belegten transparenten Flächenbereichs die Anordnung der dritten, nicht berührungsempfindlichen Bereiche so vorgesehen, dass sie die Tasten voneinander räumlich abgrenzen. Basically, the arrangement of the third, non-touch-sensitive areas is provided between the keys with connecting lines and within the center, with touch-sensitive keys transparent area, so that they spatially delimit the keys from each other.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Strukturierung der Schichtelektrode durch bereichsmäßige Belegung mit Segmenten, z.B. Gittersegmenten, aus nicht transparenten Leiterbahnen der oben genannten Dimensionen, wie sie beispielsweise aus der DE 10 2009 014 757 bekannt sind, hergestellt. Insbesondere bevorzugt ist eine maschenartige Anordnung von dünnen Leiterbahnen in einem Gitter, wobei die mit Leiterbahngitter belegte aber dennoch transparente Segmentfläche wie eine sichtbare elektrische Leitung funktioniert, aber wegen der Feinheit des Gitters auf einem transparenten Substrat transparent für das menschliche Auge ist. Das Gitter kann geometrisch beliebig gestaltet sein und ist im Sinne der Erfindung nicht auf periodische oder Gitter mit gleichmäßiger Flächenbelegung beschränkt. According to a preferred embodiment, the structuring of the layer electrode by regional occupancy with segments, eg grid segments, of non-transparent conductor tracks of the above dimensions, as for example from the DE 10 2009 014 757 are known manufactured. Particularly preferred is a mesh-like arrangement of thin interconnects in a grid, wherein the tracked but still transparent segment area functions as a visible electrical line, but is transparent to the human eye because of the fineness of the grid on a transparent substrate. The grid can be designed geometrically arbitrary and is not limited to periodic or lattice with uniform surface occupancy in the context of the invention.

Als Material für die das feine Gitter bildenden Leiterbahnen können alle transparenten und nicht transparenten leitfähigen Materialien eingesetzt werden, wobei sich stark leitfähige Metalle, Metalllegierungen und/oder Metallpasten empfehlen. Beispielsweise können Carbonblack, Silber, Kupfer und ähnliches hier als Material für die Leiterbahnen des feinen Gitters eingesetzt werden. As the material for the fine grid forming tracks all transparent and non-transparent conductive materials can be used, with highly conductive metals, metal alloys and / or metal pastes recommend. For example, carbon black, silver, copper and the like can be used here as a material for the patterns of the fine grid.

Bevorzugt sind die Leiterbahnen aus Metall, insbesondere aus Silber, Kupfer, Gold, Aluminium, etc. und/oder aus einer Legierung oder einer leitfähigen Paste, aber sie können auch aus einem sonstigen leitfähigen Stoff, beispielsweise einer organischen Verbindung mit beweglichen Ladungsträgern wie Polyanilin, Polythiophen und anderen beschaffen sein. Sämtliche Materialien können natürlich dotiert vorliegen. Dabei ist wieder zu erwähnen, dass bei der Bildung der Maschen und/oder des Gitters die leitfähigen Bahnen aus verschiedenen Materialien sein können. Preferably, the interconnects are made of metal, in particular of silver, copper, gold, aluminum, etc. and / or of an alloy or a conductive paste, but they can also be made of another conductive material, for example an organic compound with mobile charge carriers such as polyaniline, Polythiophene and others. Of course, all materials can be doped. It should again be mentioned that in the formation of the mesh and / or the grid, the conductive paths may be made of different materials.

Die Leiterbahnen werden bevorzugt in hochauflösenden Mustern auf dem transparenten Träger appliziert. Die Leiterbahnen sind in der Regel nicht transparent oder nur semitransparent, so dass die Transparenz, die diese Strukturen auf dem transparenten Träger für das menschliche Auge haben, durch die hochauflösenden Strukturen erreicht wird und nicht durch eine Transparenz des leitfähigen Materials selbst. The printed conductors are preferably applied in high-resolution patterns on the transparent support. The printed conductors are usually not transparent or only semitransparent, so that the transparency which these structures have on the transparent support for the human eye is achieved by the high-resolution structures and not by a transparency of the conductive material itself.

Dabei wird ein besonderer Wert darauf gelegt, dass eventuell, beispielsweise bei Hinterlegung eines Displays, auftretende Moire-Effekte, vermieden werden. Als Moire-Effekt bezeichnet man das optische Phänomen, bei dem nicht vorhandene Linien durch Überlagerung mehrerer Muster erscheinen. Es tritt insbesondere bei gleichen Mustern und/oder bei periodisch sich wiederholenden Mustern auf. Bei Touch-Screen Anwendungen kann der Moire-Effekt durch Überlagerung der Display-Pixel-Matrix mit dem darüberliegenden leitfähigen Muster gemäß der Erfindung auftreten. Deshalb wird bevorzugt vermieden, parallele gerade Linien bei der Strukturierung der leitfähigen Bahnen zu erzeugen. Special emphasis is placed on avoiding any moire effects that might occur, for example when depositing a display become. Moire effect is the optical phenomenon in which non-existent lines appear by superposition of several patterns. It occurs in particular with identical patterns and / or with periodically repeating patterns. In touch-screen applications, the moire effect can occur by superposition of the display pixel matrix with the overlying conductive pattern according to the invention. Therefore, it is preferably avoided to create parallel straight lines in the patterning of the conductive traces.

So werden bei der Belegung des transparenten Trägers mit Leiterbahnen insbesondere bevorzugt Muster gewählt, die keine oder keine durchgehende Periodizität aufweisen, so dass Überlagerungen mit Moire-Effekt ausgeschlossen oder zumindest stark eingeschränkt werden. Thus, in the case of the occupation of the transparent carrier with printed conductors, particularly preferred are patterns which have no or no continuous periodicity, so that superimpositions with a moiré effect are excluded or at least severely limited.

Im Vergleich zu den bekannten transparenten leitfähigen Materialien wie ITO oder ATO sind die feinen Gitter vor allem zur Herstellung großer und großflächiger Tasten und Tastaturen geeignet, da die Leitfähigkeit unabhängig von der Größe der Fläche gleich bleibt, wo mutmaßlich eine große Taste aus ITO wegen des hohen elektrischen Widerstands des Materials nicht mehr zuverlässig schalten würde. In comparison with the known transparent conductive materials such as ITO or ATO, the fine gratings are particularly suitable for the production of large and large-scale keys and keyboards, since the conductivity remains the same regardless of the size of the area, where presumably a large ITO key because of the high electrical resistance of the material would no longer reliably switch.

Die hohe Leitfähigkeit des Materials der Zuleitungen garantiert, dass auch groß dimensionierte Tastaturen im Bereich von 5 bis 100 cm, insbesondere aber mit mehr als 50 cm Diagonale realisierbar sind, da die Verbindungsleitungsverluste gering gehalten sind und so eine sichere Tastaturauslesung garantiert ist. The high conductivity of the material of the leads guarantees that also large-sized keyboards in the range of 5 to 100 cm, but especially with more than 50 cm diagonal are feasible because the interconnector losses are kept low and so a secure keyboard reading is guaranteed.

Für eine optimale optische Homogenität der Schichtelektrode können die dritten und nicht mit Sensor-Funktionalität ausgestatteten Bereiche ebenfalls mit dem feinen Gitter aus Leiterbahnen belegt sein, wobei nicht elektrisch leitfähige Bereiche durch gezielt eingebrachte Störstellen und/oder Unterbrechungen in den Gittermaschenerzeugt werden. So sind leitfähige und nicht-leitfähigen Bereiche optisch überhaupt nicht unterscheidbar. Eine Art der Störstellen kann eine einfache Unterbrechung der Leiterbahn darstellen (gehexeltes Gitter). For optimal optical homogeneity of the layer electrode, the third and not equipped with sensor functionality areas may also be occupied by the fine grid of printed conductors, non-electrically conductive areas are generated by deliberately introduced impurities and / or interruptions in the grid mesh. Thus, conductive and non-conductive areas are optically indistinguishable. One type of impurity can be a simple interruption of the track (cabled grid).

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform dient die Belegung der Schichtelektrode mit Leiterbahnen der oben genannten Breite zum einen zur Ausbildung von transparenten Verbindungs- und/oder Zuleitungen, zum zweiten zur Ausbildung von ersten und zweiten transparenten Bereichen der Tasten mit Sensor-Funktionalität und kann auch zur Ausbildung von dritten, nicht mit einer Sensor-Funktionalität ausgestatteten transparenten Bereichen auf der Schichtelektrode führen, da diese dritten Bereiche auch durch elektrische Isolation des Bereichs, durch gezielte Einbringen von Störstellen in die Leiterbahnen und/oder Anschluss an einen Erdungskontakt von der Berührungs- oder Sensor-Funktionalität der Tasten ausgeschlossen werden können. According to an advantageous embodiment, the assignment of the layer electrode with printed conductors of the above-mentioned width serves for the formation of transparent connecting and / or leads, for the second to form first and second transparent regions of the keys with sensor functionality and can also for the formation of third, not equipped with a sensor functionality transparent areas on the layer electrode lead, as these third areas also by electrical isolation of the area, by targeted introduction of impurities in the conductors and / or connection to a ground contact of the touch or sensor functionality the keys can be excluded.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Flächenbelegung der Schichtelektrode durch die dritten und nicht mit Sensor-Funktionalität ausgestatteten Bereiche mindestens 5%, insbesondere mindestens 10% und besonders bevorzugt mindestens 20%. According to a preferred embodiment of the invention, the area occupation of the layer electrode by the third and not equipped with sensor functionality ranges at least 5%, in particular at least 10% and particularly preferably at least 20%.

In den ersten und zweiten Bereichen, die die Tasten bilden, liegen bevorzugt Leiterbahnen der genannten Breite in Mustern vor, die Kreuzungspunkte umfassen. Durch die Vielzahl an Kreuzungspunkten kann eine hohe Stabilität und Zuverlässigkeit der transparenten Schichtelektrode erzeugt werden, da beispielsweise eine Beschädigung durch Kratzer zwar ungewollte Störstellen erzeugt, diese Störstellen aber durch den Stromfluss an benachbarten Kreuzungspunkten ausgeglichen werden kann, insbesondere durch Redundanz. In the first and second areas forming the keys, it is preferable that tracks of said width are in patterns including intersection points. Due to the large number of crossing points, a high stability and reliability of the transparent layer electrode can be generated since, for example, damage caused by scratches generates unwanted impurities, but these impurities can be compensated by the current flow at adjacent intersection points, in particular by redundancy.

Die ersten leitfähigen Bereiche mit Sensorfeld-Funktionalität sind bevorzugt als auskoppelnde, z.B. ein elektromagnetisches Feld abstrahlende Bereiche (auch „Senderbereiche“ oder „Senderelektroden“ genannt) und die zweiten, von den ersten Bereichen galvanisch getrennten, Bereiche mit Sensorfeld-Funktionalität sind bevorzugt als einkoppelnde, insbesondere ein elektromagnetisches Feld empfangene (auch „Empfängerbereiche“ oder „Empfängerelektroden“ genannt) vorgesehen. The first conductive areas with sensor field functionality are preferred as out-coupling, e.g. an electromagnetic field radiating areas (also called "transmitter areas" or "transmitter electrodes") and the second, electrically isolated from the first areas, areas with sensor field functionality are preferably as einkoppelnde, in particular an electromagnetic field received (also "receiver areas" or "receiver electrodes "Called) provided.

Die elektrisch leitfähigen Bereiche der Schichtelektrode sind transparent ausgebildet, wobei außer der Belegung mit dem genannten feinen Gitter auch beliebige Materialien, die elektrische Leitfähigkeit mit Transparenz verbinden, eingesetzt werden. The electrically conductive regions of the layer electrode are formed transparent, wherein in addition to the occupation with said fine grid and any materials that combine electrical conductivity with transparency, are used.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst zumindest ein Teil der ersten und/oder zweiten Bereiche mit Sensorfeld-Funktionalität kammartige Formen, wobei Finger von ersten Bereichen und Finger von zweiten Bereichen ineinander greifen und/oder wobei die ersten oder zweiten Bereiche eine mäanderförmige Basis haben, von der abwechselnd Finger in die eine und in die andere Richtung weg stehen. Bei solchen kammartigen Formen mit Fingern als Formen für die ersten und/oder zweiten Bereiche mit Elektroden- und/oder Sensor-Funktionalität ist für eine besonders gute Auflösung bei der Signalerfassung gesorgt. Sind die Finger ausreichend lang, so ist auch die Länge der Umrandung bzw. der Kontur der Finger sehr hoch, so dass es besonders viele Übergänge zwischen den ersten und den zweiten Bereichen, also zwischen den beiden ineinander greifenden Fingern, gibt. According to a preferred embodiment of the invention, at least a part of the first and / or second areas with sensor field functionality comprises comb-like shapes, fingers of first areas and fingers of second areas interlocking and / or wherein the first or second areas have a meandering base, from which fingers alternately stand in one direction and the other. In such comb-like forms with fingers as forms for the first and / or second regions with electrode and / or sensor functionality, a particularly good resolution is provided in the signal detection. If the fingers are sufficiently long, the length of the border or of the contour of the fingers is also very high, so that there are particularly many transitions between the first and the second regions, that is, between the two interlocking fingers.

Die mit elektrisch leitfähigen und transparenten Bereiche der Schichtelektrode sind voneinander durch Beabstandung galvanisch getrennt, insbesondere durch Ausbildung eines nicht leitfähigen Spaltes zwischen den Bereichen. The electrically conductive and transparent regions of the layer electrode are galvanically separated from each other by spacing, in particular by forming a non-conductive gap between the regions.

Durch eine Variation der Formen lässt sich die Gestalt und/oder Größe der Tasten beliebig verändern. Auf dem mit berührungsempfindlichen Tasten belegten transparenten Flächenbereich der Schichtelektrode ist beispielsweise eine räumliche und/oder elektrische Matrix von Tasten angeordnet, wobei die Matrix streng geometrisch durch Anordnung der Tasten in Spalten und Reihen oder nur als elektrische Matrix über reihen- und spaltenartige Verbindung der jeweils gleichartigen Elektrodenflächen, die räumlich beliebig angelegt realisiert sein kann. Die Größe der einzelnen Tasten, sowie deren Form sind auch innerhalb einer Matrix frei wählbar. By varying the shapes, the shape and / or size of the keys can be changed as desired. For example, a spatial and / or electrical matrix of keys is arranged on the transparent surface area of the layer electrode occupied by touch-sensitive keys, wherein the matrix is strictly geometrically arranged by arranging the keys in columns and rows or only as an electrical matrix via series and column-like connection of the respectively identical ones Electrode surfaces, which can be implemented spatially arbitrarily applied. The size of the individual keys and their shape can also be freely selected within a matrix.

Die Größe der Matrix ist beliebig, auch sehr große Matrizen mit vielen Tasten sind in der genannten Technologie der Belegung, insbesondere durch das Bedrucken mit feinen Gittern aus Leiterbahnen preiswert und mit hoher Signalqualität herstellbar. The size of the matrix is arbitrary, even very large matrices with many keys are inexpensive in the mentioned technology of the occupancy, in particular by printing with fine gratings made of conductors and produced with high signal quality.

Beispielsweise können große Matrizen mit einer Diagonale größer 20cm, größer 40 cm und größer 60 cm ohne merkliche Funktionseinbußen realisiert werden. Dies ist insbesondere für eine angestrebte Multitouchfunktionalität, bei der zwei oder mehr Signale an verschiedenen Stellen gleichzeitig und raumgenau ausgelesen werden, wichtig. For example, large matrices with diagonals greater than 20 cm, greater than 40 cm and greater than 60 cm can be realized without noticeable loss of function. This is particularly important for a targeted multi-touch functionality in which two or more signals are read out at different locations simultaneously and with pinpoint accuracy.

Durch Variation beispielsweise der Spaltbreite zur galvanischen Trennung der Sender- und Empfängerelektroden einer Taste lässt sich die Signalstärke variieren. By varying, for example, the gap width for galvanic isolation of the transmitter and receiver electrodes of a key, the signal strength can be varied.

Im Folgenden wird die Erfindung noch anhand von Figuren, die bevorzugte und beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, näher erläutert: In the following, the invention is explained in more detail with reference to figures which show preferred and exemplary embodiments of the invention:

1a und 1b zeigen Ausschnitte von Schichtelektroden in denen eine erste und eine zweite Ausführungsform der Erfindung verwirklicht ist. 1a and 1b show sections of layer electrodes in which a first and a second embodiment of the invention is realized.

2 zeigt einen erweiterten Ausschnitt aus einer Schichtelektrode von einem Mehrschichtkörper nach der 1a; 2 shows an expanded section of a layer electrode of a multi-layer body after the 1a ;

3 zeigt eine Detailansicht des Bereichs „S“ aus 2; 3 shows a detailed view of the area "S" 2 ;

4 zeigt eine Schichtelektrode mit einer spaltenartig angeordneten Matrixbelegung der Tasten in der Ausführungsform gemäß 1a gezeigt; 4 shows a layer electrode with a columnar matrix assignment of the keys in the embodiment according to 1a shown;

5a ist eine mögliche Anordnung der Tasten einer nicht spaltenförmig angeordneten Matrix gezeigt; 5a a possible arrangement of the keys of a non-columnar matrix is shown;

5b zeigt eine weitere nicht spaltenförmige Tastenanordnung in einer elektrischen Matrix; 5b shows another non-columnar key arrangement in an electrical matrix;

5c zeigt ein Detail eines diagonal verlaufenden Zuleitungsbereichs; 5c shows a detail of a diagonal lead-in area;

6 zeigt einen Mehrschichtkörper für eine Ausführungsform einer Tastatur in der Draufsicht mit Verdrahtung im Randbereich; 6 shows a multilayer body for an embodiment of a keyboard in the plan view with wiring in the edge region;

7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Mehrschichtkörper mit unterschiedlicher Tastengröße 7 shows a further embodiment of a multi-layer body with different key size

8a und 8b zeigen weitere Ausführungsformen für Mehrschichtkörper mit unter der Schichtelektrode erkennbaren Darstellungen 8a and 8b show further embodiments of multi-layer body with recognizable under the layer electrode representations

1a zeigt einen Ausschnitt einer Schichtelektrode eines Mehrschichtkörpers mit in Spalten angeordneten Tasten T1, T2 und T3. Diesen sind Empfängerelektroden E1 bis E3 zugeordnet, welche über eine gemeinsame Zuleitung ZE angeschlossen sind, wobei diese in einem Anschlussbereich BU in einem Anschlussfeld AE endet. Die Empfängerelektroden E1 bis E3 wirken mit zugeordneten Senderelektroden S1 bis S3 zusammen, welche über individuelle Zuleitungen ZS1 bis ZS3 und entsprechende Anschlussfelder AS1 bis AS3 verfügen. Die Empfindlichkeit der Tasten oder Berührfelder T1 bis T3 ist aufgrund der interdigitalen Anordnung der ersten und zweiten Bereiche (E1, E2, E3 und S1, S2 und S3) besonders hoch. Der gesamte Bereich B ist bevorzugt transparent, wohingegen der Randbereich oder Anschlussbereich BU auch nicht transparent ausgebildet sein kann. 1a shows a section of a layer electrode of a multilayer body with arranged in columns keys T1, T2 and T3. These are associated with receiving electrodes E1 to E3, which are connected via a common feed line ZE, which ends in a connection area BU in a connection field AE. The receiver electrodes E1 to E3 cooperate with associated transmitter electrodes S1 to S3, which have individual supply lines ZS1 to ZS3 and corresponding connection fields AS1 to AS3. The sensitivity of the keys or touch panels T1 to T3 is particularly high due to the interdigital arrangement of the first and second areas (E1, E2, E3 and S1, S2 and S3). The entire region B is preferably transparent, whereas the edge region or connection region BU may also be non-transparent.

Bevorzugt werden die gesamten elektrisch leitfähigen Bereiche der Verbindungsleitungen oder Zuleitungen ZE und ZS1 bis ZS3 sowie der ersten und zweiten Bereiche (E1, E2, E3 und S1, S2 und S3) aus maschenartiger Anordnung von nicht transparenten dünnen Leiterbahnen auf transparentem Substrat so ausgebildet, dass eine optische Transparenz bei elektrischer Leitfähigkeit resultiert. Preferably, the entire electrically conductive areas of the connecting lines or leads ZE and ZS1 to ZS3 and the first and second regions (E1, E2, E3 and S1, S2 and S3) of mesh-like arrangement of non-transparent thin interconnects on transparent substrate are formed so that an optical transparency results in electrical conductivity.

Zu erkennen sind in 1a auch die dritten, nicht leitfähigen Bereiche I1, I2 und I3, die zwischen den Tasten aber innerhalb des berührungsempfindlichen, mit Tasten belegten mittigen Flächenbereichs B der Schichtelektrode, der transparent ist, liegen. Die nicht leitfähigen Bereiche I1 bis I3 können sowohl nicht mit Leiterbahnen belegte Bereiche des Substrats der Schichtelektrode als auch „gehexelte“, das heißt mit gezielt nicht leitend gemachten Leiterbahnen belegte Flächenbereiche, im Folgenden auch „Blindgitterfelder“ genannt, sein. To recognize are in 1a also the third, non-conductive regions I1, I2 and I3, which lie between the keys but within the touch-sensitive, keyed central area region B of the layer electrode, which is transparent. The non-conductive regions I1 to I3 can both not covered with traces of the substrate of the layer electrode as well as "circled", that made specifically non-conductive with Conductors occupied surface areas, hereafter called "blind grid fields" be.

In 1b ist eine zweite Ausführungsform gezeigt, wobei gemäß der Ausführungsform nach 1a die ersten und zweiten Bereiche einer Taste T1, T2 oder T3 mittels in y-Richtung verlaufender Finger interdigital ineinander greifen, ist gemäß 1b vorgesehen, die Finger in x-Richtung verlaufend auszubilden. Die Berührungsempfindlichkeit ist bei beiden Ausführungsformen im Bereich der Tasten hoch und lokal begrenzt. Die nichtleitfähigen dritten Bereiche I1 bis I3 sind gegenüber der Ausführungsform gemäß 1a unverändert. In 1b a second embodiment is shown, wherein according to the embodiment of 1a the first and second regions of a key T1, T2 or T3 interdigitate interdigitally by means of fingers extending in the y-direction is according to FIG 1b provided to form the fingers running in the x-direction. The touch sensitivity is high and local in the area of the keys in both embodiments. The non-conductive third regions I1 to I3 are compared with the embodiment according to FIG 1a unchanged.

2 zeigt den Aufbau einer Tastatur mit verschiedenen Tastenspalten mittels der Anordnung gemäß 1a. Die dritten Bereiche I1 bis I3 und I1‘ bis I3‘ zwischen den Tasten T1 bis T3 und T1‘ bis T3‘, die elektrisch isoliert sind, also keinen Anschluss an eine Verbindungsleitung haben, sind Blindfeldgitter, welche keine elektrische Funktion haben und deren in 2 gezeigte Belegung mit Gittern aus dünnen Leiterbahnen, die beispielsweise auch gezielt Störstellen enthalten können, dazu dient, einen optisch gleichmäßigen Eindruck eines funktionell ungenutzten und zur Isolation der einzelnen Tasten untereinander dienenden Bereichs beim Betrachter zu erzeugen. 2 shows the construction of a keyboard with different key columns by means of the arrangement according to 1a , The third regions I1 to I3 and I1 'to I3' between the keys T1 to T3 and T1 'to T3', which are electrically insulated, ie have no connection to a connecting line, are dummy field grids which have no electrical function and their in 2 shown assignment with gratings made of thin strip conductors, which may for example also contain targeted impurities, serves to create an optically uniform impression of a functionally unused and the isolation of the individual keys serving each other area in the viewer.

Gemäß der in 2 gezeigten Ausführungsform, insbesondere der dritten Bereiche I (I1, I2, I3, und I1‘, I2‘, I3‘ etc.), die mit Leiterbahnen belegt sind, sind die Tasten T nicht ohne Weiteres aufgrund von Kontrastunterschieden optisch identifizierbar. According to the in 2 In the embodiment shown, in particular of the third regions I (I1, I2, I3, and I1 ', I2', I3 ', etc.), which are covered with conductor tracks, the keys T are not readily identifiable due to contrast differences.

Zwischen den Spalten liegen dritte Bereiche 2 ohne Sensor-Funktionalität, die Erdungsbereiche darstellen. Diese dritten Bereiche 2 sind innerhalb der transparenten, mit berührungsempfindlichen Tasten belegten Fläche, welche über Anschlussfelder AG auf Masse gelegt sind. Auf diese Art wird die Schichtelektrode geerdet und es werden Störsignale zwischen den Empfänger- und/oder Senderelektroden der ersten oder zweiten Tastenspalte vermieden. There are third areas between the columns 2 without sensor functionality representing grounding areas. These third areas 2 are within the transparent, occupied with touch-sensitive buttons area, which are connected via terminal pads AG to ground. In this way, the layer electrode is grounded and interference signals between the receiver and / or transmitter electrodes of the first or second key gaps are avoided.

3 zeigt in einer Vergrößerung des Ausschnitts S der 2 die Belegung mit feinem Gitter aus Leiterbahnen einer Breite von 1µm bis 40µm die eine elektrisch leitfähige Fläche erzeugt, wobei in 3 von links nach rechts der nicht berührungsempfindliche Bereiche I2, der galvanisch trennende Spalt 3, dann die Zuleitung ZS2 zur Senderelektrode S2 der Taste T2, dann wieder ein galvanisch trennender Spalt 3, anschließend die Zuleitung ZS3 zur Senderelektrode S3 der Taste T3, angrenzend ein galvanisch trennender Spalt 3 und dann ein Ausschnitt aus der Fläche 2, die einen dritten Bereich darstellt, der zwar elektrisch leitfähig ist, aber über den Erdungsanschluss AG an Masse angelegt ist und keine Sensorfeld- und/oder Elektroden-Funktionalität hat. 3 shows in an enlargement of the section S of 2 the assignment with a fine grid of conductor tracks of a width of 1 .mu.m to 40 .mu.m which generates an electrically conductive surface, wherein in 3 From left to right the non-touch sensitive areas I2, the galvanic separating gap 3 , then the supply line ZS2 to the transmitter electrode S2 of the T2 button, then again a galvanically separating gap 3 , then the supply line ZS3 to the transmitter electrode S3 of the button T3, adjacent a galvanically separating gap 3 and then a section of the surface 2 which is a third region which, while electrically conductive, is grounded through ground terminal AG and has no sensor field and / or electrode functionality.

In 4 wird eine Tastenmatrix mit sechs Tasten in drei Spalten gezeigt. Hier wird insbesondere eine Lösung vorgeschlagen, wie Störsignale im Anschlussbereich durch eine Aufteilung der Zuleitungen zu den beiden Anschlussbereichen BU und BO vermieden werden können. Bei der Führung aller Zuleitungen in einen unteren Anschlussbereich BU würden im Randbereich BU sechs individuelle Sender-Zuleitungen ZS1 bis ZS6 nebeneinander liegen. Die Folge wären ein großer Minimalabstand der Taster im Randbereich sowie eine hohe Störsignalanfälligkeit. Dies wird gemäß 4 dadurch vermieden, dass die Senderelektroden-Zuleitungen auf zwei Seiten in einen unteren Anschlussbereich BU und einen oberen Anschlussbereich BO geführt werden. Auf diese Art kann die Tastendichte im transparenten Bereich B erhöht werden. Zudem können die Erdungsfelder 2 groß genug ausgebildet werden, um eine geringe Störsignalanfälligkeit zu gewährleisten. In 4 a key matrix with six keys is shown in three columns. Here, in particular, a solution is proposed, such as interference signals in the connection area can be avoided by a division of the leads to the two terminal areas BU and BO. When guiding all supply lines into a lower connection area BU, six individual transmitter supply lines ZS1 to ZS6 would lie next to one another in the edge area BU. The consequence would be a large minimum distance of the buttons in the edge area as well as a high interference signal susceptibility. This will be according to 4 thereby avoided that the transmitter electrode leads are guided on two sides in a lower terminal area BU and an upper terminal area BO. In this way, the button density in the transparent area B can be increased. In addition, the grounding fields 2 be formed large enough to ensure a low susceptibility to interference.

Die Tasten können, wie in 4 gezeigt, spaltenartig untereinander angeordnet sein, sie können aber auch – je nach Tastenlayout – auch beliebig versetzt zueinander positioniert sein. The buttons can, as in 4 shown, be arranged column-like with each other, but they can also - depending on the key layout - also be positioned offset from each other.

Deshalb ist in 5a exemplarisch ein Ausschnitt einer Tastenmatrixanordnung dargestellt. Demgemäß verlaufen nicht alle Zuleitungsbereiche parallel zueinander, sondern können abschnittsweise auch diagonal verlaufen. Hier hat sich eine spezifische, in 5c näher gezeigte Struktur bewährt. That is why in 5a by way of example, a section of a key matrix arrangement is shown. Accordingly, not all supply areas extend parallel to one another, but can also extend diagonally in sections. Here is a specific, in 5c proven structure proven.

5c zeigt eine Vergrößerung des Ausschnitts W aus 5a, in dem die Belegung der Schichtelektrode durch die feinen Gitter aus Leiterbahnen sichtbar wird. Das Gitter ist periodisch und regelmäßig und entlang den Koordinaten R1 und R2, wie links in der 5c ersichtlich, aufgespannt. Ein dritter Bereich 2, der ein mit einem feinen Gitter aus Leiterbahnen einer Breite im Bereich zwischen 1µm und 40µm belegtes Erdungsfeld 2 darstellt und die Zuleitung ZE sowie die Zuleitung ZE und das Blindgitterfeld 1, das ohne elektrischen Anschluss vorliegt, sind durch die galvanische Trennung 3 voneinander elektrisch isoliert. Nun ist der Diagonalverlauf der Zuleitung ZE und/oder des Trennungsspaltes 3 in einem Teilbereich 3a gerade so gewählt, dass die Trennlinie in Richtung R1 parallel zu ersten Leiterbahnen des feinen Gitters verläuft. Die anderen Leiterbahnen erstrecken sich in Richtung R2. Auf diese Weise wird die Zuleitung ZE zumindest abschnittsweise durch gerade Leiterbahnen begrenzt, so dass Spannungsspitzen einander gegenüberliegender Gitterenden vermieden werden. 5c shows an enlargement of the section W 5a , in which the assignment of the layer electrode is visible through the fine grid of conductor tracks. The grid is periodic and regular and along the coordinates R1 and R2, as shown in the left 5c visible, stretched. A third area 2 , the one with a fine grid of conductors of a width in the range between 1 .mu.m and 40 .mu.m occupied grounding field 2 represents and the supply line ZE and the supply line ZE and the dummy grid field 1 , which is present without electrical connection, are due to the galvanic isolation 3 electrically isolated from each other. Now the diagonal course of the supply line ZE and / or the separation gap 3 in a subarea 3a just chosen so that the dividing line runs in the direction R1 parallel to the first tracks of the fine grid. The other tracks extend in the direction of R2. In this way, the supply line ZE is at least partially limited by straight strip conductors, so that voltage peaks of opposing grid ends are avoided.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Zuleitung ZE oder ZS zumindest 4 Leiterbahnen eines feinen Gitters R1/R2, so dass Kratzer und/oder andere mechanische Schäden einer Leiterbahn ausgeglichen werden können. According to a preferred embodiment of the invention, a feed line comprises ZE or ZS at least 4 Tracks of a fine grid R1 / R2, so that scratches and / or other mechanical damage of a track can be compensated.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die galvanischen Trennungsspalten Gitterkoordinaten angepasst. According to a further preferred embodiment of the invention, the galvanic separation gaps are adapted to grid coordinates.

In 5b ist zur Veranschaulichung der Tasten ein zugehöriges Dekor 5 mit Buchstabentasten 4 und einer Leertaste 6 überlagert dargestellt. Dabei verlaufen die Spalten der Tastenmatrix teilweise diagonal, wobei im Detail wieder beispielsweise eine Belegung der Schichtelektrode mit feinem Gitter wie in 5c gezeigt zum Einsatz kommen kann. Außerdem kann, wie beispielsweise im Fall der Leertaste „space bar“ gezeigt, eine oder mehrere Tasten durch Überbrückung räumlich ausgelagert werden, wobei diese Tasten aber elektrisch innerhalb der Spalte der elektrischen Matrix eingegliedert bleiben, wie der Verlauf der Zuleitungen ZS und ZE um die Taste TL herum zeigt. In 5b is an associated decor to illustrate the keys 5 with letter keys 4 and a space bar 6 superimposed. In this case, the columns of the key matrix run partially diagonally, wherein in detail, for example, an assignment of the layer electrode with a fine grid as in 5c shown can be used. In addition, as shown, for example, in the case of the "space bar" space key, one or more keys may be spatially swapped out, but these keys remain electrically integrated within the column of the electrical matrix, such as the course of the leads ZS and ZE around the key TL shows around.

Das Dekor mit beispielsweise Buchstabentasten kann wiederum beispielsweise als Dekorfolie in einem Folienverbund mit der Schichtelektrode verwirklicht sein, beispielsweise durch Auflaminieren der Schichtelektrode auf einen Träger mit einem entsprechenden Dekor zur Herstellung des Mehrschichtkörpers. The decor with, for example, letter keys can in turn be realized, for example, as a decorative film in a film composite with the layer electrode, for example by laminating the layer electrode on a carrier with a corresponding decoration for the production of the multilayer body.

Ebenso kann das Dekor durch gleichzeitiges Hinterspritzen von Dekor- und Schichtelektroden-Folie hergestellt werden. Likewise, the decor can be produced by simultaneous injection molding of decorative and layer electrode film.

6 zeigt eine Schichtelektrode für eine Tastatur 7 mit einer Randverdrahtung der Verbindungsleitungen, Anschlussleitungen und Kontaktelementen im oberen Randbereich BO sowie im unteren Randbereich BU. 6 shows a layer electrode for a keyboard 7 with an edge wiring of the connecting lines, connecting lines and contact elements in the upper edge area BO and in the lower edge area BU.

Gemäß 6 sind im transparenten mittigen und mit Tasten belegten Bereich B die Tasten T nur schematisch in Form von Rechtecken und ohne Verbindungsleitungen, wie Zuleitungen gezeigt. Die Figur verdeutlicht, dass sich gemäß der Erfindung in einem Mehrschichtkörper beliebige Tastaturlayouts mit unterschiedlich angeordneten und unterschiedlich großen Tasten (T10, T11) verwirklichen lassen. According to 6 are shown in the transparent central and buttoned area B, the keys T only schematically in the form of rectangles and without connecting lines, such as leads shown. The figure makes it clear that, according to the invention, any keyboard layouts with differently arranged and differently sized keys (T10, T11) can be realized in a multilayer body.

Da der mittige, mit Tasten belegte Bereich des Mehrschichtkörpers transparent ist, lassen sich auch Tasten verwirklichen, bei denen die Tasten in Form eines Dekors dargestellt sind, welches sich unterhalb der Schichtelektrode befindet, so dass die Schichtelektrode und nicht die Dekorfolie die Berühroberfläche bildet. Der Aufbau des Mehrschichtkörpers ist dabei besonders auch für großflächige Tastaturen geeignet. Durch die hohe elektrische Leitfähigkeit der mit feinem Gitter belegten Bereiche, die mit Vergrößerung keine Vergrößerung des elektrischen Widerstands zeigen, sind große Tasten und große Tastaturen gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung problemlos realisierbar und zeigen hohe Signalqualität und Zuverlässigkeit. Since the central, keyed area of the multilayer body is transparent, keys can be realized in which the keys are shown in the form of a decoration, which is located below the layer electrode, so that the layer electrode and not the decorative film forms the Berühroberfläche. The structure of the multi-layer body is particularly suitable for large-scale keyboards. Due to the high electrical conductivity of the areas covered with a fine grid, which do not show an increase in the electrical resistance with magnification, large keys and large keyboards according to this embodiment of the invention are easily implemented and show high signal quality and reliability.

Insbesondere können durch die Erfindung Tastaturen hergestellt werden, bei denen Dimensionen im Bereich von 30 bis 100 cm Diagonallänge realisierbar sind. In particular, keyboards can be produced by the invention in which dimensions in the range of 30 to 100 cm diagonal length can be realized.

Durch Verwendung einer flexiblen Folie als Substrat für die Schichtelektrode lassen sich Tastaturen realisieren, die sehr dünn und mechanisch flexibel sind. Aufgrund der Transparenz kann kostengünstig eine be- und/oder hinterleuchtete Tastatur hergestellt werden. By using a flexible film as a substrate for the layer electrode keyboards can be realized, which are very thin and mechanically flexible. Due to the transparency, a backlit and / or backlit keyboard can be produced inexpensively.

Ein bevorzugter Aufbau eines erfindungsgemäßen Mehrschichtkörpers umfasst beispielsweise folgende Schichten: Träger, der beispielsweise hinterleuchtet sein kann, mit oder ohne Streuscheibe für LEDs, unter Umständen, je nach Bedarf, darauf Klebe- und/oder Schutzschichten, dann Schichtelektrode mit Leiterbahn-belegter Seite nach oben, darauf wieder gegebenenfalls eine Schutz und/oder Klebeschicht und abschließend beispielsweise eine Kunststoffplatte mit aufgebrachtem Dekor, wie beispielsweise eingravierten und/oder aufgedruckten Tastendekors wie Buchstaben etc. A preferred structure of a multilayer body according to the invention comprises, for example, the following layers: carrier, which may be backlit, for example, with or without lens for LEDs, under certain circumstances, as needed, then adhesive and / or protective layers, then layer electrode with conductor-occupied side up , again optionally a protective and / or adhesive layer and finally, for example, a plastic plate with applied decor, such as engraved and / or printed Tastendekors such as letters, etc.

In 7 ist ein Mehrschichtkörper, insbesondere ein Bedienpanel 8 mit einem Gehäuse 9 und einem Bedienfeld 10, das als Tastatur ausgebildet ist. Das Bedienfeld 10 kombiniert beispielsweise die Schichtelektrode mit den Tasten T verschiedener Größe wie T13, T14 und T15, die auf einem LC-Display angeordnet ist. Die berührungsempfindlichen Bedienoberfläche ist nicht wie bisher bekannt komplett von berührungssensitiven Elektrodenfeldern und Verbindungsleitungen belegt, sondern weist diskrete berührungsempfindliche Tasten auf. In 7 is a multi-layer body, in particular a control panel 8th with a housing 9 and a control panel 10 which is designed as a keyboard. The control panel 10 For example, it combines the layer electrode with the T buttons of various sizes, such as T13, T14 and T15, arranged on an LC display. The touch-sensitive user interface is not completely occupied by contact-sensitive electrode fields and connecting lines, as hitherto known, but has discrete touch-sensitive keys.

Die Tasten umfassen Sender- und Empfängerelektroden, wie schematisch dargestellt. Die Tasten T13, T14 und T15 unterscheiden sich in Form, Größe und Position voneinander. Sie sind nicht gleichartig ausgebildet und zudem an ganz bestimmten Stellen der Schichtelektrode und damit des berührungsempfindlichen Bedienpanels angeordnet. Idealerweise wird die Position der jeweiligen Taste einer Bedienperson durch eine geeignete Anzeige auf dem LC Display kenntlich gemacht. The buttons include transmitter and receiver electrodes, as shown schematically. The keys T13, T14 and T15 differ in shape, size and position from each other. They are not identically formed and also arranged at specific locations of the layer electrode and thus of the touch-sensitive control panel. Ideally, the position of the respective key of an operator is indicated by a suitable display on the LC display.

Beispielsweise kann es sich bei dem Bedienpanel 8 um eine Bedienoberfläche für ein Steuergerät einer Maschine handeln. Solche Steuergeräte verfügen häufig über eine spezifische Software und eine wenig veränderliche Bedienoberfläche. Eine universelle, flexibel und/oder beliebig anpassbare Oberfläche, wie beispielsweise bei Tablet-Computern, ist hier häufig nicht erforderlich. Das Bedienpanel 8 stellt dann quasi eine Zwischenlösung zwischen einer konventionellen Steuertafel (mit mechanischen Tastern, Reglern, Steuerknöpfen etc. an feste Positionen und einer völlig universell gestaltbaren Oberfläche eines Touchscreens dar. Es sieht aus wie ein konventioneller Touchscreen, bildet jedoch lediglich die konventionellen Bedienelemente in Touchscreen-Technologie nach. Auf diese Art können Maschinensoftware und Bedienoberfläche ideal aufeinander abgestimmt werden. For example, it may be at the control panel 8th to act as a user interface for a controller of a machine. Such controllers often have specific software and a non-variable user interface. A universal, flexible and / or freely adaptable Surface, such as tablet computers, is often not required here. The control panel 8th It then provides an intermediate solution between a conventional control panel (with mechanical buttons, controls, control buttons, etc.) and fixed positions and a completely universal touchscreen interface. It looks like a conventional touchscreen, but only forms the conventional controls in touchscreen technology In this way, the machine software and the user interface can be perfectly coordinated with each other.

Mit der vorliegenden Technologie kann das Bedienpanel 8 erstmals großflächig und gleichzeitig multitouchfähig ausgebildet werden. With the present technology, the control panel 8th be designed for the first time over a large area and at the same time multi-touch capable.

In 8a ist ein Bedienpanel für ein Steuergerät einer Maschine dargestellt. Eine Steuertafel 11 umfasst ein LC-Display 12, auf dem die Informationen „ON“ und „OFF“ und „Speed“ dargestellt sind. In 8a a control panel for a control unit of a machine is shown. A control panel 11 includes an LC display 12 on which the information "ON" and "OFF" and "Speed" are displayed.

Mittels der berührungsempfindlichen Tasten T16 und T17 wird ein Ein- bzw. Ausschalter nachgebildet, die großflächige Taste T18 ist mit einem stufenlosen Geschwindigkeitsregler hinterlegt. By means of the touch-sensitive buttons T16 and T17 an on-off switch is simulated, the large-scale button T18 is backed by a continuously variable speed controller.

8b zeigt eine andere Anwendungsmöglichkeit in Bereichen, in denen der Einsatz vollumfänglicher Touchscreens zu teuer wäre. Beispielsweise könnte es sich bei dem Bedienpanel 8 um ein Kinderspielzeug handeln, dessen Gehäuse 9 dem eines konventionellen Tablet-Computers nachgebildet ist. Der eigentliche Touchscreen ist jedoch mittels der diskreten Tasten T funktional wesentlich einfacher ausgebildet, so dass z.B. auch ein kostengünstiger Controller einsetzbar ist. 8b shows another application in areas where the use of full touchscreens would be too expensive. For example, it could be at the control panel 8th to act a children's toy, whose housing 9 which is modeled on a conventional tablet computer. However, the actual touchscreen is functionally much simpler by means of the discrete keys T, so that, for example, a cost-effective controller can also be used.

Diese Ausführungsform ist kostengünstig realisierbar und ggf. für Kinder intuitiver bedienbar. In diesem Fall ist auch denkbar, dass kein LC-Display eingesetzt wird. Beispielsweise könnte das Gehäuse 9 wie das eines konventionellen Smartphones aussehen, der „Bildschirm“ würde jedoch nur durch eine Dekorfolie gebildet sein (z.B. mit kindergerechten Symbolen), die mit der Schichtelektrode belegt ist. Über jedem Symbol wäre eine entsprechend gestaltete Taste T19 bis T22 angeordnet, so dass, wenn das Kind das Symbol berührt, die Berührung registriert und eine Funktion ausgelöst wird (z.B. Aufleuchten einer LES, Wiedergabe eines Tons etc.). This embodiment is inexpensive to implement and possibly more intuitive to use for children. In this case, it is also conceivable that no LC display is used. For example, the housing could 9 However, the "screen" would only be formed by a decorative film (eg, with child-friendly symbols), which is covered with the layer electrode. Above each symbol would be a suitably designed button T19 to T22, so that when the child touches the icon, the touch is registered and a function is triggered (eg, lighting up an LES, playing a sound, etc.).

In 8b erkennt man ein derartiges Spielzeug 13 mit einer Dekorfolie 14 auf der ein Stern, ein Gesicht, eine Wolke und ein Herz aufgedruckt sind. Die Tasten T19 bis T22 sind in Form, Größe und Position diesen aufgedruckten Symbolen zugeordnet. Wegen der geringen Herstellungskosten sind auch Spielzeuge denkbar, für die angepasst an eine Spielkonsole auswechselbare Tastaturen vorgesehen sind. In 8b you recognize such a toy 13 with a decorative foil 14 on which a star, a face, a cloud and a heart are printed. The keys T19 to T22 are associated with these printed symbols in shape, size and position. Because of the low production costs and toys are conceivable, are provided for adapted to a game console interchangeable keyboards.

Die Erfindung stellt erstmals einen Mehrschichtkörper zur Bereitstellung einer transparenten Tastaturfunktionalität vor. Die diskreten Tasten der erfindungsgemäßen transparenten Tastatur werden durch nicht berührungssensitive Bereiche auf der Schichtelektrode des Mehrschichtkörpers voneinander abgegrenzt. For the first time, the invention provides a multilayer body for providing a transparent keyboard functionality. The discrete keys of the transparent keyboard according to the invention are delimited from one another by non-touch-sensitive areas on the layer electrode of the multilayer body.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009014757 [0023]

Claims

Multi-layer body comprising a carrier and at least one electrically conductive structured layer electrode, said layer electrode having a center with a touch-sensitive buttons transparent surface area and an edge region with connecting lines and / or contact elements, said first and second electrically conductive areas are provided buttons forming alternately in the transparent area wherein a plurality of first and / or a plurality of second regions are galvanically coupled by connecting lines, at least a part of the connecting lines leads to at least one contact element and / or a connecting line in the edge region and third regions are provided within the buttoned transparent surface region of the layer electrode are located between the keys, but have no electrode and / or sensor field functionality, so no touch sensitivity.

The multilayer body of claim 1, wherein the touch-sensitive keys capacitively switch.

A multilayer body according to any one of claims 1 or 2, which is a touchscreen that is multi-touch capable.

Multilayer body according to one of the preceding claims, wherein a key is formed by approximately equal in size receiver and transmitter electrodes.

Multilayer body according to one of the preceding claims, wherein the layer electrode of the multilayer body comprises a transparent substrate with non-transparent conductor tracks and is realized in one layer, ie in a single layer.

Multilayer body according to one of the preceding claims, wherein the layer electrode can be produced by printing a transparent substrate with conductive material.

Multilayer body according to one of the preceding claims, wherein the non-transparent conductor tracks of the layer electrode have a width of 1 .mu.m to 40 .mu.m.

Multilayer body according to one of the preceding claims, wherein the non-transparent conductor tracks of the layer electrode have a thickness of 2 nm to 100 nm.

Multilayer body according to one of the preceding claims, wherein for the production of the layer electrode, the transparent substrate is coated with non-transparent conductor tracks which have a contact functionality and with non-transparent conductor tracks which have no contact functionality.

Multilayer body according to one of the preceding claims, wherein the layer electrode with non-transparent conductor tracks, which form a fine grid is so occupied that the transparency of the layer electrode is maintained.

Multilayer body according to one of the preceding claims, in which, in order to achieve optimum optical homogeneity of the layer electrode, the third regions not provided with transmitter or receiver functionality are likewise covered with the fine grid of conductor tracks.

Multilayer body according to one of the preceding claims, wherein the area occupancy of the layer electrode by the third and not provided with transmitter or receiver functionality areas at least 5%, in particular at least 10% and particularly preferably at least 20%.

Multilayer body according to one of the preceding claims, wherein at least a portion of the first and second regions with sensor field functionality, that is, transmitter or receiver functionality, has a comb-like shape, with fingers of first regions and fingers of second regions interlocking.

Multilayer body according to one of the preceding claims, wherein the shape, the shape and / or size of the keys are arbitrarily variable and within the matrix.

A multilayer body as claimed in any one of the preceding claims, wherein the size of the central, transparent and touch-sensitive area is in the range of 5 cm to 100 cm.

Multilayer body according to one of the preceding claims, wherein the keys are distributed in an electrical and / or a spatial matrix arrangement.

Multilayer body according to one of the preceding claims, in particular claim 7, wherein a feed line comprises at least 4 tracks of a fine grid of conductor tracks.

Multilayer body according to one of the preceding claims, in which galvanic separation gaps, which delimit a feed line, are adapted to the directions of the grid coordinates.

Multilayer body according to one of the preceding claims, realizing the following layer structure: carrier, then layer electrode with conductor track facing away from the carrier side, thereon a protective and / or adhesive layer and finally in particular a plastic plate with applied Tastendekors, such as letters.

The multilayer body of claim 19, wherein the carrier is backlit.

Multi-layer body according to claim 19 or 20, wherein between the support layer and adhesive and / or protective layers, a lens for LEDs is arranged.

Use of a multilayer body according to one of claims 1 to 21 in a control device of a machine.

Use of a multilayer body according to one of claims 1 to 21 in a toy.