DE102013202014A1

DE102013202014A1 - Berührungssensor

Info

Publication number: DE102013202014A1
Application number: DE102013202014A
Authority: DE
Inventors: David Brent GUARD
Original assignee: Atmel Corp
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2012-02-07
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2013-08-08
Also published as: TW201339941A; US20130199915A1; CN103246391A; DE202012103338U1; US8890824B2

Abstract

In einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Ausbildung eines Berührungssensors zur Verfügung gestellt. Das Verfahren umfasst das Ausbilden einer Vielzahl von Elektroden auf einem ersten Substrat. Die Vielzahl von Elektroden ist dazu eingerichtet, eine Vielzahl von kapazitiven Knoten zu bilden. Jeder kapazitive Knoten ist dazu eingerichtet, eine Berührung durch ein Objekt in der Nähe einer Berührungserfassungsfläche des Substrats zu detektieren. Das Verfahren umfasst weiterhin das Zusammenpressen einer Vielzahl von Leiterflächen zumindest zum Teil dadurch, dass ein Harz in flüssiger Form auf einem ersten Substrat aufgebracht wird, wobei das Harz unter Druck aufgebracht wird. Eine erste Leiterfläche der Vielzahl von Leiterflächen wurde auf dem ersten Substrat ausgebildet. Eine zweite Leiterfläche der Vielzahl von Leiterflächen wurde auf einem zweiten Substrat ausgebildet.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Berührungssensoren.
Hintergrund
Ein Berührungssensor kann die Gegenwart und den Ort einer Berührung oder die Annäherung eines Objekts (wie z. B. den Finger eines Benutzers oder einen Stift) innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors detektieren, der z. B einem Anzeigebildschirm überlagert ist. In einer berührungsempfindlichen Anzeigeanwendung kann es der Berührungssensor einem Nutzer ermöglichen, direkt mit dem auf dem Bildschirm dargestellten zu interagieren, und nicht nur indirekt mit einer Maus oder einem Touchpad. Ein Berührungssensor kann befestigt sein auf, oder Bestandteil sein von, einem Desktop-Computer, einem Laptop-Computer, einem Tablet-Computer, einem persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einem Smartphone, einem Satellitennavigationsgerät, einem tragbaren Medienabspielgerät, einer tragbaren Spielekonsole, einem Kiosk-Computer, einem Kassengerät, oder anderen geeigneten Geräten. Ein Steuerpanel auf einem Haushaltsgerät oder einer anderen Einrichtung kann ebenfalls einen Berührungssensor beinhalten.
Es gibt eine Anzahl verschiedener Arten von Berührungssensoren, wie z. B. resistive Berührungsbildschirme, Berührungsbildschirme mit akustischen Oberflächenwellen und kapazitive Berührungsbildschirme. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier ggf. einen Berührungsbildschirm mit umfassen, und umgekehrt. Wenn ein Objekt die Oberfläche des kapazitiven Berührungsbildschirms berührt oder in dessen Nähe kommt, so kann eine Kapazitätsänderung innerhalb des Berührungsbildschirms am Ort der Berührung oder der Annäherung auftreten. Eine Berührungssensorsteuereinheit kann die Kapazitätsänderung verarbeiten, um ihre Position auf dem Berührungsbildschirm zu bestimmen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 illustriert einen beispielhaften Berührungssensor mit einer beispielhaften Berührungssensorsteuereinheit.
2A und 2B illustrieren eine Ausführungsform des Berührungssensors aus 1 mit zwei Substraten, die durch einen In-Mould-Laminationsprozess gegeneinander gedrückt gehalten werden, so dass eine leitfähige Fläche, die auf einem der Substrate ausgebildet ist, elektrisch mit einer leitfähigen Fläche auf dem anderen Substrat verbunden ist.
3 illustriert eine alternative Ausführungsform des Berührungssensors aus 1, der einen In-Mould-Laminationsprozess verwendet, um einen Massering gegen ein Substrat gepresst zu halten, auf dem Berührungserfassungselektroden ausgebildet sind.
Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
Einige der hier offenbarten Ausführungsformen stellen ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrischen Verbindung verschiedener gestapelter Schichten eines Berührungssensors unter Verwendung eines In-Mould-Laminationsprozesses („IML-Prozess”) zur Verfügung. Der IML-Prozess kann es ermöglichen, Leiterflächen aus verschiedenen Schichten gegeneinander gepresst zu halten, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen den Schichten ermöglicht wird. In bestimmten Ausführungsformen kann die Herstellungseffizient erhöht werden, in dem eine höhere Packungsdichte pro Wafer ermöglicht wird, wie weiter unten erläutert wird. Zusätzlich können bestimmte Ausführungsformen eine mechanische und/oder elektrische Kopplung der verschiedenen Schichten, inkl. der mechanischen und/oder elektrischen Kopplung einer flexiblen gedruckten Schaltung (FPC) mit einem Substrat, auf dem Berührungssensorelektroden ausgebildet sind, ermöglichen.
1 illustriert einen beispielhaften Berührungssensor 10 mit einer beispielhaften Berührungssensorsteuereinheit 12. Der Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 können die Gegenwart und den Ort einer Berührung oder der Annäherung eines Objekts innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors 10 detektieren. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier ggf. sowohl den Berührungssensor als auch seine Berührungssensorsteuereinheit umfassen. In ähnlicher Weise kann eine Bezugnahme auf eine Berührungssensorsteuereinheit ggf. sowohl die Berührungssensorsteuereinheit als auch ihren Berührungssensor umfassen. Der Berührungssensor 10 kann ggf. einen oder mehrere berührungsempfindliche Bereiche beinhalten. Der Berührungssensor 10 kann ein Feld von Ansteuer- und Ausleseelektroden (oder ein Feld von Elektroden von nur einem Typ) beinhalten, die auf einem oder auf mehreren Substraten angebracht sind, die aus einem dielektrischen Material bestehen können. Ein Bezug auf einen Berührungssensor kann hier ggf. sowohl die Elektroden auf dem Berührungssensor als auch das Substrat oder die Substrate umfassen, auf denen die Elektroden angebracht sind. Umgekehrt kann eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor ggf. die Elektroden des Berührungssensors, nicht aber die Substrate, auf denen sie angebracht sind, umfassen.
Eine Elektrode (entweder eine Ansteuerelektrode oder eine Ausleseelektrode) kann ein Bereich aus leitfähigem Material sein, der eine bestimmte Form hat, wie z. B. eine Kreisscheibe, ein Quadrat, ein Rechteck, eine dünne Linie, oder eine andere geeignete Form oder deren Kombinationen. Ein oder mehrere Schnitte in einer oder in mehreren Schichten aus einem leitfähigen Material können (zumindest zum Teil) die Form einer Elektrode bilden und die Fläche der Form kann (zumindest zum Teil) durch diese Schnitte begrenzt sein. In bestimmten Ausführungsformen kann das leitfähige Material einer Elektrode ungefähr 100% der Fläche ihrer Form bedecken. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine Elektrode aus Indiumzinnoxid (ITO) bestehen und das ITO der Elektrode kann ungefähr 100% der Fläche ihrer Form bedecken (manchmal als 100%-ige Füllung bezeichnet). In bestimmten Ausführungsformen kann das leitfähige Material einer Elektrode deutlich weniger als 100% der Fläche ihrer Form bedecken. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine Elektrode aus feinen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material (FLM) bestehen, wie z. B. Kupfer, Silber oder einem kupfer- oder silberhaltigen Material, und die feinen Leitungen aus leitfähigem Material können ungefähr 1% bis 10% der Fläche ihrer Form in einem schraffierten, netzartigen oder einem anderen geeigneten Muster bedecken. Eine Bezugnahme auf FLM kann hier ggf. derartige Materialien umfassen. Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Elektroden bestehend aus bestimmten leitfähigen Materialien in bestimmten Formen mit bestimmten Füllungen in bestimmten Mustern beschreibt oder illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Elektroden aus jedem geeigneten leitfähigen Material in jeder geeigneten Form mit jedem geeigneten Füllprozentsatz in jedem geeigneten Muster.
Gegebenenfalls können die Formen der Elektroden (oder anderer Elemente) eines Berührungssensors im Ganzen oder zum Teil ein oder mehrere Makromerkmale des Berührungssensors bilden. Eine oder mehrere Eigenschaften der Implementierung dieser Formen (wie z. B. das leitfähige Material, die Füllung, oder die Muster innerhalb der Formen) können im Ganzen oder zum Teil ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors bilden. Ein oder mehrere Makromerkmale des Berührungssensors können eine oder mehrerer Eigenschaften seiner Funktionalität bestimmen und ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors können eine oder mehrere optische Eigenschaften des Berührungssensors, wie z. B. die Durchsichtigkeit, die Brechung oder die Reflektion bestimmen.
Ein mechanischer Stapel kann das Substrat (oder mehrere Substrate) und das leitfähige Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 bildet, enthalten. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der mechanische Stapel eine erste Schicht aus einem optisch klaren Klebstoff (OCA) unterhalb eines Abdeckpanels beinhalten. Das Abdeckpanel kann durchsichtig sein und aus einem widerstandsfähigen Material bestehen, das für eine wiederholte Berührung beeignet ist, wie z. B. Glas, Polycarbonat, oder Polymethylmethacrylat (PMMA). Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Abdeckpanele besehend aus jedem geeigneten Material. Die erste Schicht aus OCA kann zwischen dem Abdeckpanel und dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektrode bildet, angeordnet sein. Der mechanische Stapel kann auch eine zweite Schicht aus OCA und eine dielektrische Schicht (die aus PET oder einem anderen geeigneten Material besteht, ähnlich zu dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden bildet) beinhalten. Alternativ kann gegebenenfalls eine dünne Beschichtung aus einem dielektrischen Material anstelle der zweiten Schicht aus OCA und der dielektrischen Schicht angebracht werden. Die zweite Schicht aus OCA kann zwischen dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden bildet, und der dielektrischen Schicht angeordnet sein und die dielektrische Schicht kann zwischen der zweiten Schicht aus OCA und einem Luftspalt angrenzend an eine Anzeige eines Geräts, das den Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 enthält, angeordnet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das Abdeckpanel eine Dicke von ungefähr 1 mm haben; die erste Schicht aus OCA kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben. Das Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektrode bilde, kann eine Dicke von 0,05 mm haben; die zweite Schicht aus OCA kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben, und die dielelektrische Schicht kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben. Obwohl die vorliegende Offenbarung einen konkreten mechanischen Stapel mit einer konkreten Zahl von konkreten Schichten bestehend aus bestimmten Materialien mit einer bestimmten Dicke beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten mechanischen Stapel mit jeder geeigneten Zahl von geeigneten Schichten von jedem geeigneten Material mit jeder geeigneten Dicke. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann in bestimmten Ausführungsformen eine Schicht aus Klebstoff oder einem Dielektrikum, die dielektrische Schicht, die zweite Schicht aus OCA und den obenstehend beschriebenen Luftspalt ersetzen, so dass kein Luftspalt zur Anzeige hin besteht.
Ein oder mehrere Abschnitte des Substrats des Berührungssensors 10 können aus Polyethylenterephthalat (PET) oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Substrate, bei denen irgendein geeigneter Abschnitt aus irgendeinem geeigneten Material besteht. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuer- oder Ausleseelektroden in dem Berührungssensor 10 ganz oder zum Teil aus ITO bestehen. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 aus dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material bestehen. In einem nicht einschränkenden Beispiel können ein oder mehrere Abschnitte des leitfähigen Materials aus Kupfer oder aus einem kupferhaltigen Material bestehen und eine Dicke von ungefähr 5 μm oder weniger und eine Breite von ungefähr 10 μm oder weniger haben. In einem anderen Beispiel können ein oder mehrere Abschnitte des leitfähigen Materials aus Silber oder einem silberhaltigen Material besehen und gleichermaßen eine Dicke von 5 μm oder weniger und eine Breite von 10 μm oder weniger haben. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Elektroden bestehend aus jedem geeigneten Material.
Der Berührungssensor 10 kann eine kapazitive Form der Berührungserfassung implementieren. In einer Gegenkapazitätserfassung kann der Berührungssensor 10 ein Feld von Ansteuer- und Ausleseelektroden beinhalten, die ein Feld von kapazitiven Knoten bilden. Eine Ansteuerelektrode und eine Ausleseelektrode können einen kapazitiven Knoten bilden. Die Ansteuer- und Ausleseelektroden, die den kapazitiven Knoten bilden, können einander nahekommen, machen aber keinen elektrischen Kontakt miteinander. Stattdessen sind die Ansteuer- und Ausleselektroden kapazitiv miteinander über einen Abstand zwischen ihnen gekoppelt. Eine gepulste oder alternierende Spannung, die an die Ansteuerelektroden (durch die Berührungssensorsteuereinheit 12) angelegt wird, kann eine Ladung auf den Ausleseelektroden induzieren und die induzierte Ladungsmenge kann von externen Einflüssen (wie z. B. einer Berührung oder der Annäherung eines Objekts) abhängen. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in dessen Nähe kommt, kann eine Kapazitätsänderung an den kapazitiven Knoten auftreten und die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung messen. Durch Messung der Kapazitätsänderung über das Feld hinweg, kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 den Ort der Berührung oder der Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 bestimmen.
In einer Eigenkapazitätsimplementierung kann der Berührungssensor 10 ein Feld von Elektroden einer einzigen Art beinhalten, die einen kapazitiven Knoten bilden. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in dessen Nähe kommt, kann eine Änderung der Eigenkapazität an dem kapazitiven Knoten auftreten und die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung messen, z. B. als Änderung der Ladungsmenge, die erforderlich ist, um die Spannung an dem kapazitiven Knoten um einen vorbestimmten Betrag zu erhöhen. Wie bei der Gegenkapazitätsimplementierung kann durch eine Messung der Kapazitätsänderung über das Feld hinweg die Position der Berührung oder der Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 bestimmt werden. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Formen der kapazitiven Berührungserfassung.
In bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere Ansteuerelektroden zusammen eine Ansteuerleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in jeder anderen geeigneten Richtung verläuft. In ähnlicher Weise können eine oder mehrere Ausleseelektroden zusammen eine Ausleseleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in jeder anderen geeigneten Richtung verläuft. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuerleitungen im Wesentlichen senkrecht zu den Ausleseleitungen verlaufen. Eine Bezugnahme auf eine Ansteuerleitung kann gegebenenfalls eine oder mehrere Ansteuerelektroden mit umfassen, die die Ansteuerleitung bilden, und umgekehrt. In ähnlicher Weise kann hier eine Bezugnahme auf eine Ausleseleitung gegebenenfalls eine oder mehrere Ausleselektroden mit umfassen, die die Ausleseleitung bilden, und umgekehrt.
Der Berührungssensor 10 kann Ansteuer- und Ausleseelektroden haben, die in einem Muster auf einer Seite eines einzigen Substrats angeordnet sind. In einer derartigen Konfiguration kann ein Paar aus einer Ansteuer- und einer Ausleseelektrode, die miteinander über einen Zwischenraum zwischen ihnen kapazitiv gekoppelt sind, einen kapazitiven Knoten bilden. Bei einer Eigenkapazitätsimplementierung können Elektroden von nur einer Art in einem Muster auf einem einzigen Substrat angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ zu den Ansteuer- oder Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines einzigen Substrats angeordnet sind, kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer anderen Seite des Substrats angeordnet sind, haben. Darüber hinaus kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden haben, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines anderen Substrats angeordnet sind. In derartigen Konfigurationen kann eine Kreuzungsstelle einer Ansteuerelektrode und einer Ausleseelektrode einen kapazitiven Knoten bilden. Derartige Kreuzungsstellen können Orte sein, an denen die Ansteuerungs- und Ausleseelektroden einander „kreuzen” oder einander in der jeweiligen Ebene am nächsten kommen. Die Ansteuer- und Ausleseelektroden machen keinen elektrischen Kontakt miteinander, sondern sind über ein Dielektrikum an der Kreuzungsstelle kapazitiv miteinander gekoppelt. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Konfiguration konkreter Elektroden beschreibt, die konkrete Knoten ausbilden, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Konfigurationen aller geeigneten Elektroden, die irgendwelche geeigneten Knoten bilden. Darüber hinaus umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Elektroden, die auf jeder geeigneten Seite von geeigneten Substraten in jedem geeigneten Muster angeordnet sind.
Wie obenstehend beschrieben, kann eine Kapazitätsänderung an einem kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 eine Berührungs- und Annäherungseingabe an dem Ort des kapazitiven Knotens anzeigen. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung erfassen und verarbeiten, um die Gegenwart und den Ort der Berührungs- oder Annäherungseingabe zu bestimmen. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann dann Informationen über die Berührungs- oder Annäherungseingabe an eine oder mehrere Komponenten (wie z. B. eine oder mehrere Zentralverarbeitungseinheiten (CPUs)) eines Geräts, das den Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 enthält, übertragen, das wiederum auf die Berührungs- oder Annäherungseingabe durch Initiierung einer damit verbundenen Funktion des Geräts (oder einer auf dem Gerät laufenden Anwendung) antwortet. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Berührungssensorsteuereinheit mit bestimmter Funktionalität in Bezug auf ein bestimmtes Gerät und einen bestimmten Berührungssensor beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Berührungssensorsteuereinheiten mit jeder geeigneten Funktionalität bezüglich jedes geeigneten Geräts und jedes geeigneten Berührungssensors.
Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann aus einer oder aus mehreren integrierten Schaltungen (ICs) bestehen, wie z. B. aus Universalmikroprozessoren, Mikrocontrollern, programmierbaren logischen Geräten oder Feldern, anwendungsspezifischen ICs (ASICs). In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Berührungssensorsteuereinheit 12 analoge Schaltungen, digitale Logiken und digitale nichtflüchtige Speicher. In bestimmten Ausführungsformen ist die Berührungssensorsteuereinheit 12 auf einer flexiblen gedruckten Leiterplatte (FPC) angeordnet, die auf dem Substrat des Berührungssensors 10, wie unterstehend beschrieben wird, befestigt ist und/oder gegen das Substrat des Berührungssensors gepresst gehalten wird. In bestimmten Ausführungsformen können mehrere Berührungssensorsteuereinheiten 12 auf der FPC angeordnet sein. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann eine Verarbeitungseinheit, eine Ansteuereinheit, eine Ausleseeinheit und eine Speichereinheit beinhalten. Die Ansteuereinheit kann Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden des Berührungssensors 10 liefern. Die Ausleseeinheit kann Ladungen an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 erfassen und Messsignale an die Verarbeitungseinheit liefern, die Kapazitäten an den kapazitiven Knoten repräsentieren. Die Verarbeitungseinheit kann das Anlegen der Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden durch die Ansteuereinheit steuern und Messsignale von der Ausleseeinheit verarbeiten, um die Gegenwart und den Ort einer Berührungs- oder Annäherungseingabe innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 zu detektieren und zu verarbeiten. Die Verarbeitungseinheit kann Änderungen in der Position einer Berührungs- oder Annäherungseingabe innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 verfolgen. Die Speichereinheit kann Programme zur Ausführung durch die Verarbeitungseinheit speichern, inklusive Programme zur Steuerung der Ansteuereinheit zum Anlegen der Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden, Programme zur Verarbeitung der Messsignale von der Ausleseeinheit, und gegebenenfalls andere geeignete Programme. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Berührungssensorsteuereinheit mit einer konkreten Implementierung mit bestimmten Komponenten beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Berührungssensorsteuereinheiten mit jeder geeigneten Implementierung mit irgendwelchen geeigneten Komponenten.
Die auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordneten Leiterbahnen 14 aus leitfähigem Material könnend die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 mit Anschluss- oder Verbindungsflächen 16 verbinden, die ebenfalls auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordnet sind. Wie untenstehend beschrieben wird, ermöglichen die Anschlussflächen 16 die Verbindung der Leiterbahnen 14 mit der Berührungssensorsteuereinheit 12. Die Leiterbahnen 14 können sich in oder um (z. B. an den Rändern) die berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 erstrecken. Bestimmte Leiterbahnen 14 können Ansteuerverbindungen zur Verbindung der Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Ansteuerelektroden des Berührungssensors zur Verfügung stellen, über die die Ansteuereinheit der Berührungssensorsteuereinheit 12 Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden anlegen kann. Andere Leiterbahnen 14 können Ausleseverbindungen für die Kopplung der Berührungssteuersensoreinheit 12 mit den Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 zur Verfügung stellen, über die die Ausleseeinheit der Berührungssensorsteuereinheit 12 Ladungen an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 erfassen kann. Die Leiterbahnen 14 können aus dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material gebildet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das leitfähige Material der Leiterbahnen 14 Kupfer oder kupferhaltig sein und eine Breite von ungefähr 10 μm bis 100 μm haben. In einem anderen Beispiel kann das leitfähige Material der Leiterbahnen 14 Silber oder silberhaltig sein und eine Breite von ungefähr 30 μm bis 100 μm haben. In bestimmten Ausführungsformen können die Leiterbahnen 14 ganz oder zum Teil aus ITO bestehen, zusätzlich oder als Alternative zu den dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material. Obwohl die vorliegende Offenbarung konkrete Leiterbahnen aus einem bestimmten Material mit einer bestimmten Breite beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Leiterbahnen bestehend aus jedem geeigneten Material jeder geeigneten Breite. Zusätzlich zu den Leiterbahnen 14 kann der Berührungssensor 10 ein oder mehrere Masseleitungen beinhalten, die an einem Masseverbinder (der eine Anschlussfläche 16 sein kann) an einer Kante des Substrats des Berührungssensors 10 (ähnlich zu den Leiterbahnen 14) enden.
Die Anschluss- oder Verbindungsflächen 16 können entlang einer oder mehrerer Kanten des Substrats außerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 angeordnet sein. Wie obenstehend beschrieben, kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 auf einer FPC angeordnet sein. Die Anschlussflächen 16 können aus dem gleichen Material bestehen, wie die Leiterbahnen 14 und können auf der FPC unter Verwendung eines anisotropen leitfähigen Films (ACF) befestigt sein. Die Verbindung 18 kann leitfähige Leitungen auf der FPC beinhalten, die die Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Anschlussflächen 16 verbinden, die wiederum die Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Leiterbahnen 14 und den Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 verbinden. In einer anderen Ausführungsform können die Anschlussflächen 16 mit einem elektromechanischen Verbinder (wie z. B. einem einsetzkraftfreien Leiterplattenverbinder) verbunden sein; in dieser Ausführungsform muss die Verbindung 18 keine FPC beinhalten. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Verbinder 18 zwischen der Berührungssensorsteuereinheit 12 und dem Berührungssensor 10.
2A und 2B illustrieren einen Querschnitt eines Abschnitts eines Berührungssensors 200 in verschiedenen Stufen des Herstellungsprozesses. Der Berührungssensor 200 kann im Wesentlichen bestimmten Ausführungsformen des Berührungssensors 10 aus 1 entsprechen. Wie in 2A dargestellt, enthält der Berührungssensor 200 zwei Substrate 202A und 202B, auf denen jeweils eine oder mehrere Schichten aus leitfähigem Material 204A bzw. 204B angeordnet sind. Das leitfähige Material 204A ist auf der Oberfläche des Substrats 202A angeordnet, die einer Oberfläche des Substrats 202B gegenüber liegt, auf der das leitfähige Material 204B angeordnet ist. Eine oder mehrere Schichten aus dielektrischem Material 206 sind zwischen jeweiligen Abschnitten des Substrats 202A und 202B angeordnet und von diesen beabstandet. Die Substrate 202A und 202B erstrecken sich in einer Richtung weg von dem dielektrischen Material 206 längs jeweiliger Achsen, die jeweils parallel zur Oberfläche des Substrats 202A mit dem leitfähigen Material 204 sind, so dass das dielektrische Material 206 den Raum zwischen den Substraten 202A und 202B nur zum Teil einnimmt. Ein Abdeckpanel 208 ist außerhalb des Substrats 204B ausgebildet und stellt eine Berührungsoberfläche für eine aktive Berührungserfassungsfläche 205 des Berührungssensors 200 dar.
Die Substrate 202, das leitfähige Material 204, das dielektrische Material 206 und das Abdeckpanel 208 können den gleichen oder einen im Wesentlichen ähnlichen Aufbau haben, wie der Berührungssensor 10 aus 1. Zum Beispiel können die Substrate 202 jeweils eine oder mehrere Schichten aus einem transparenten dielektrischen Material haben. In bestimmten Ausführungsformen kann das dielektrische Material 206 ein OCA sein, das auf jedes der Substrate 202A und 202B aufgeklebt ist. Das OCA kann 25 μm bis 100 μm dick sein. Es kann jedoch jede geeignete Dicke verwendet werden. Der in 2A und 2B dargestellte Materialstapel kann eine oder mehrere (nicht dargestellte) Zwischenschichten enthalten. Ein OCA zwischen dem Substrat 202B und dem Abdeckpanel 208 kann z. B. eine Kopplung des Substrats 202B und des Abdeckpanels 208 miteinander bewirken. Das OCA kann bestimmte leitfähige Elemente, die aus dem leitfähigen Material 204 gebildet sind, wie z. B. Ausleseelektroden, Ansteuerelektroden und Leiterbahnen 14, zumindest teilweise überdecken und schützen. Unabhängig von den konkreten, für das dielektrische Material 206 verwendeten Materialien, kann dieses weggelassen werden und/oder (z. B. durch die Anwendung eines Lösungsmittels) im Bereich des Substrats 202A und 202B entfernt werden, in dem die Leiterflächen 203A und 203B ausgebildet sind, um eine elektrische Kopplung zwischen den Substraten 202A und 202B und/oder die elektrische Kopplung zwischen den beiden Substraten 202 und der Steuereinheit 12 aus 1 nicht zu stören.
Das leitfähige Material 204A oder 204B kann verwendet werden, um ein jeweiliges Feld der zuvor im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Elektroden zu bilden. Das leitfähige Material 204A kann z. B. verwendet werden, um Ansteuerelektroden mit einer ersten Orientierung (z. B. längs einer X-Achse) zu bilden, und das leitfähige Material 204B kann verwendet werden, um Ausleseelektroden mit einer zweiten Orientierung im Wesentlichen senkrecht zur ersten Orientierung (z. B. längs der Y-Achse) zu bilden. Es kann jedoch jede geeignete Ausrichtung der Elektroden sowie jede Elektrodenart verwendet werden, inklusive z. B. alternative Elektrodenkonfigurationen, die oben stehend im Zusammenhang mit 1 diskutiert wurden. Die Vielzahl der auf dem Substrat 204A ausgebildeten Elektroden sind jeweils dazu eingerichtet, einen kapazitiv gekoppelten Knoten mit zumindest einer der Vielzahl der Elektroden, die auf dem Substrat 204B ausgebildet sind, zu bilden. Jeder kapazitiv gekoppelte Knoten kann dazu eingerichtet sein, eine Berührung durch ein Objekt zu erfassen, wie dies oben stehend im Zusammenhang mit 1 beschrieben wurde. Zusätzlich können die leitfähigen Materialien 204A und 204B jeweils dazu verwendet werden, um Leiterflächen 203A bzw. 203B zu bilden. Die Leiterflächen 203 sind jeweils auf den Abschnitten des Substrats 203 ausgebildet, die sich in einer Richtung weg von dem dielektrischen Material 206 erstrecken.
Wie in 2B dargestellt, können die Abschnitte des Substrats 202A und 202B, die sich über das dielektrische Material 206 hinweg erstrecken, gegeneinander gepresst gehalten werden, und zwar zumindest zum Teil durch einen Rahmen 210, der unter Verwendung eines IML-Prozesses gebildet wurde. Die Leiterflächen 203A und 203B sind so aneinander ausgerichtet, dass das Aneinanderdrücken der Substrate 202A und 202B eine leitfähige Verbindung zwischen den Leiterflächen 203A und 203B schafft. In bestimmten Ausführungsformen kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 aus 1 auf einer flexiblen gedruckten Schaltung (FPC) 212 angeordnet sein, die eine Leiterfläche 214 hat, die elektrisch mit der Leiterfläche 203B gekoppelt ist (z. B. durch Druck und/oder Bonding).
In bestimmten Ausführungsformen kann zumindest ein Teil der Leiterfläche 214 zwischen den leitfähigen Materialien 204A und 204B der Substrate 202A und 202B gedrückt gehalten werden, wodurch eine elektrische Verbindung der Leiterfläche 214 mit der Leiterfläche 203B ermöglicht wird. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Leiterfläche 214 auf der Leiterfläche 203B befestigt sein, z. B. unter Verwendung eines anisotrop leitfähigen Klebstoffs (ACA), wie z. B. ACF oder einer anisotrop leitenden Paste (ACP). Die FPC 212 kann mit dem Rest des Berührungssensors 202 so gekoppelt sein, dass das leitfähige Material 204A, das leitfähige Material 204B und die Steuereinheit 12 alle elektrisch miteinander verbunden sind.
Während der Herstellung kann der IML-Prozess, der zur Ausbildung des Rahmens 210 verwendet wurde, die folgenden Schritte enthalten. Ein IML-Werkzeug kann ein geeignetes Material (wie z. B. ein klares Harz) mit einer hohen Temperatur auf und um den Stapel aus Schichten des Berührungssensors 200 herum einspritzen. Das Material kann durch verschiedene Einspritzöffnungen des IML-Werkzeugs eingespritzt werden. Sowie das Material abkühlt, härtet es aus und haftet an dem Materialstapel, um so den Rahmen 210 zu bilden. Jedes geeignete Material kann verwendet werden, wie z. B. PMMA, Polycarbonat. In bestimmten Ausführungsformen kann der gleiche oder ein im Wesentlichen ähnlicher IML-Prozess verwendet werden, um das Abdeckpanel 208 vor, nach, oder während der Ausbildung des Rahmens 210 zu bilden. In bestimmten Ausführungsformen kann die Ausbildung des Abdeckpanels 208 als „erster Schuss” betrachtet werden und die Ausbildung des Rahmens 210 kann als „zweiter Schuss” betrachtet werden. Das Abdeckpanel 208 und der Rahmen 210 können jedoch in jeder geeigneten Reihenfolge gebildet werden. Wenn ein IML-Prozess zur Ausbildung des Abdeckpanels 208 verwendet wird, dann können die Materialien oder das Material, das zur Ausbildung des Berührungssensors 200 verwendet wird, außerdem einen Schmelzpunkt haben, der hoch genug ist, um einen ausreichenden Schutz gegen eine Ausspülung zu liefern, wenn ein Harz mit hoher Temperatur während der IML angewendet wird. In bestimmten Ausführungsformen können alle oder eine Mehrzahl der zur Ausbildung des Rahmens 210 verwendeten Materialien optisch opak sein und alle oder eine Mehrzahl der zur Ausbildung des Abdeckpanels 208 verwendeten Materialien können optisch durchlässig sein.
3 illustriert einen Querschnitt eines Abschnitts eines Berührungssensors 300, der einen In-Mould-Laminationsprozess verwendet, um das leitfähige Material 312, das in einer In-Mould-Decoration-Schicht 308 gebildet wurde, gegen leitfähige Materialien 304, die auf einem Substrat 302 ausgebildet sind, gedrückt zu halten. Der Berührungssensor 300 kann im Wesentlichen bestimmten Ausführungsformen des Berührungssensors 10 aus 1 entsprechen. Wie in 3 dargestellt, enthält der Berührungssensor 300 eine In-Mould-Decoration-Schicht 308, die außerhalb des Substrats 302 angeordnet ist. Das leitfähige Material 312 ist auf einer nach innen zeigenden Oberfläche der In-Mould-Decoration-Schicht 308 aufgebracht und kann eine Masseverdrahtung beinhalten, die um einen Berührungserfassungsbereich (in 3 als „sichtbares Fenster” dargestellt) des Berührungssensors 300 herum angeordnet ist. Ein ausgehärteter Rahmen 310, der unter Verwendung eines In-Mould-Laminationsprozesses gebildet wurde, wird verwendet, um das leitfähige Material 312 gegen das leitfähige Material 304A gedrückt zu halten. Ein dielektrisches Material 316A ist zwischen dem Substrat 302 und der In-Mould-Decoration-Schicht 308 an einem Ort angeordnet, der im Allgemeinen einem sichtbaren Fenster des Berührungssensors 300 entspricht. Eine optisch opake Schicht 314 ist auf einer nach außen zeigenden Oberfläche der In-Mould-Decoration-Schicht 308 angeordnet. Ein Abdeckpanel 318 ist außerhalb der In-Mould-Decoration-Schicht 308 angeordnet.
In bestimmten Ausführungsformen kann das Substrat 302 zweiseitig sein und leitfähiges Material 304A und 304B enthalten, das auf gegenüber liegenden Oberflächen des Substrats 302 ausgebildet ist. Die dielektrische Schicht 316B kann verwendet werden, um das nach innen weisende leitfähige Material 304B zu schützen. Obwohl 3 ein zweiseitiges Substrat 302 mit leitfähigem Material 304 sowohl auf der nach außen als auch auf der nach innen weisenden Oberfläche darstellt, können bestimmte alternative Ausführungsformen ein oder mehrere einseitige Substrate verwenden, bei denen die Elektroden auf nur einer Oberfläche angeordnet sind.
Das Substrat 302, das leitfähige Material 304, der Rahmen 310, das dielektrische Material 316 und das Abdeckpanel 318 können im Wesentlichen den gleichen Aufbau und die gleichen Funktionen haben wie die Substrate 202, das leitfähige Material 204, der Rahmen 210, das dielektrische Material 206 und das Abdeckpanel 208 aus 2A und 2B. Der in 3 gezeigte Materialstapel kann eine oder mehrere (nicht dargestellte) Zwischenschichten enthalten. Das Substrat 302 kann eine oder mehrere Schichten aus transparentem dielektrischem Material enthalten.
Das leitfähige Material 304A und 304B kann jeweils dazu verwendet werden, ein jeweiliges Feld aus Elektroden zu bilden, die zuvor im Zusammenhang mit 1, 2A und 2B beschrieben wurden. Zum Beispiel kann das leitfähige Material 304A verwendet werden, um Ansteuerelektroden mit einer ersten Orientierung (z. B. längs der X-Achse) zu bilden, und das leitfähige Material 304B kann verwendet werden, um Ausleseelektroden mit einer zweiten Orientierung im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Orientierung (z. B. längs der Y-Achse) zu bilden. Es kann jedoch jede geeignete Elektrodenorientierung und Elektrodenart verwendet werden, inklusive z. B. alternative Elektrodenkonfigurationen, die oben stehend im Zusammenhang mit 1 diskutiert wurden. Die Vielzahl der Elektroden, die aus dem leitfähigen Material 304A gebildet wurden, können jeweils dazu eingerichtet sein, einen kapazitiv gekoppelten Knoten mit zumindest einer der Vielzahl der Elektroden, die aus dem leitfähigen Material 304B gebildet wurden, zu bilden. Jeder kapazitiv gekoppelte Knoten kann dazu eingerichtet sein, eine Berührung durch ein Objekt zu erfassen, wie dies oben stehen im Zusammenhang mit 1 beschrieben wurde. Zusätzlich kann das leitfähige Material 304A und 304B dazu verwendet werden, um Leiterflächen 304C zu bilden. Die Leiterflächen 304C können verwendet werden, um das Substrat 302 mit dem leitfähigen Material 312, das auf einer Oberfläche der In-Mould-Decoration-Schicht 308 ausgebildet wurde, elektrisch zu verbinden. In bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere Durchkontaktierungsstellen in dem Substrat 302 das leitfähige Material 304A, das auf der nach außen weisenden Oberfläche des Substrats 302 ausgebildet ist, mit dem leitfähigen Material 304B, das auf der nach innen weisenden Oberfläche des Substrats 302 ausgebildet wurde, elektrisch verbinden.
Die In-Mould-Decoration-Schicht 308 kann eine oder mehrere optisch opake verzierte Oberflächen 314 enthalten, die auf oder innerhalb der In-Mould-Decoration-Schicht angeordnet sind. Während der Herstellung kann die Ausbildung der In-Mould-Decoration-Schicht 308 die Verwendung eines graphischen Blatts oder einer graphischen Schicht beinhalten, die innerhalb der Spritzgussform vor dem Einfügen des flüssigen Kunststoffs platziert wird. Nach dem Einfügen wird die Schicht zu einem integralen Bestandteil des sich ergebenden Kunststoffteils. Die verzierten Oberflächen 314 der In-Mould-Decoration-Schicht 308 sind im allgemeinen längs eines äußeren Umfangs einer aktiven Berührungserfassungsfläche der Elektroden angeordnet, die aus dem leitfähigen Material 304 auf dem Substrat 302 ausgebildet wurden. In bestimmten Ausführungsformen können die verzierten Oberflächen 314 der In-Mould-Decoration-Schicht 308 verwendet werden, um darunter liegende Leiterbahnen, wie z. B. die Leiterbahnen 14, das leitfähige Material 312 und/oder bestimmte Abschnitte des leitfähigen Materials 304 optisch zu verbergen.
Das leitfähige Material 312 ist auf einer inneren Oberfläche der In-Mould-Decoration-Schicht ausgebildet. Wie in 3 dargestellt, kann das leitfähige Material 312 einen Massering beinhalten, der um den Rand der In-Mould-Decoration-Schicht 308 angeordnet ist und gegen die Masseverbindung 304C der Elektroden des Berührungssensors 300 gedrückt gehalten wird. Durch Ausbildung eines Masserings aus leitfähigem Material 312, das auf der In-Mould-Decoration-Schicht 308 aufgetragen ist, kann im Vergleich zur Ausbildung eines Masserings auf dem Substrat 302 die Größe der Matrize (engl. die), die zur Ausbildung und zur Vereinzelung des Substrats 302 aus einem größeren Substrat (einem Silizium-Wafer) deutlich verkleinert werden, wodurch die Herstellungskosten möglicherweise verringert und die Herstellungseffizienz verbessert wird.
In bestimmten Ausführungsformen kann das leitfähige Material 312 auch verwendet werden, um einen oder mehrere kapazitive Berührungssensoren (z. B. Schieberegler und/oder Tasten) auszubilden, die längs des äußeren Umfangs des aktiven Berührungserfassungsbereichs der Elektroden, die aus dem leitfähigen Material 304 auf dem Substrat 302 ausgebildet sind, auszubilden. Da das leitfähige Material 312 elektrisch mit dem leitfähigen Material 304 gekoppelt ist, können zumindest bestimmte Elektroden, die aus dem leitfähigen Material 304 gebildet sind, die gleichen Ansteuerquellen verwenden, wie bestimmte periphere kapazitive Berührungssensoren, die aus dem leitfähigen Material 312 gebildet sind. In bestimmten Ausführungsformen kann eine einzige FPC elektrisch mit den Hauptelektroden, die auf dem Substrat 302 ausgebildet sind, und den peripheren kapazitiven Berührungssensoren, die aus dem leitfähigen Material 312 gebildet sind, gekoppelt sein. In bestimmten Fällen kann die Grenze eines jeden kapazitiven Berührungssensors, der aus dem leitfähigen Material 312 gebildet ist, durch eine Verzierung definiert werden, die unter Verwendung der verzierten Oberflächen 314 ausgebildet werden, die auf oder innerhalb der In-Mould-Decoration-Schicht 308 angeordnet sind.
In bestimmten Ausführungsformen kann eine FPC mit im Wesentlichen ähnlichem Aufbau und ähnlicher Funktion wie die FPC 212 aus 2A und 2B mit dem leitfähigen Material 304B elektrisch gekoppelt werden, das auf der nach innen weisenden Seite des Substrats 302 aufgebracht ist. Auf diese Weise kann das elektrisch leitfähige Material 304A, das auf der nach außen weisenden Oberfläche des Substrats 302 aufgebracht ist, elektrisch mit der FPC über die Durchkontaktierungsstellen verbunden werden, die das leitfähige Material 304A und 304B elektrisch verbinden. Alternativ dazu kann die FPC auf der In-Mould-Decoration-Schicht 308 befestigt werden und durch das leitfähige Material, das auf der Oberfläche der In-Mould-Decoration-Schicht 308 ausgebildet ist, mit dem leitfähigen Material 304 elektrisch verbunden werden.
Der Rahmen 310 kann die Klemmhaltung des leitfähigen Materials 312 gegen die Leiterflächen 304C des Substrats 302 ermöglichen. Der Rahmen 310 kann einen In-Mould-Laminationsprozess („IML-Prozess”) verwenden. Der IML-Prozess, der zur Ausbildung des Rahmens 310 verwendet wird, kann die folgenden Schritte beinhalten. Ein IML-Werkzeug kann ein geeignetes Material (wie z. B. ein klares Harz) mit einer hohen Temperatur auf und um den Stapel aus Schichten des Berührungssensors 300 herum einspritzen. Das Material kann durch verschiedene Einspritzöffnungen des IML-Werkzeugs eingespritzt werden. So wie das Material abkühlt, härtet es aus und haftet an dem Stapel aus Materialien, wodurch der Rahmen 310 gebildet wird. Jedes geeignete Material kann verwendet werden, wie z. B. PMMA, Polycarbonat. In bestimmten Ausführungsformen kann der gleiche oder ein im Wesentlichen ähnlicher IML-Prozess verwendet werden, um das Abdeckpanel 308 vor, nach, oder gleichzeitig mit der Ausbildung des Rahmens 310 zu bilden. In bestimmten Ausführungsformen kann die Ausbildung des Abdeckpanels 308 als „erster Schuss” und die Ausbildung des Rahmens 310 als „zweiter Schuss” betrachtet werden. Wenn ein IML-Prozess zur Ausbildung des Abdeckpanels 308 verwendet wird, so können die zur Bildung des Berührungssensors 300 verwendeten Materialien außerdem einen hohen Schmelzpunkt haben, so dass ein ausreichender Schutz gegen ein Auswaschen gewährleistet ist, selbst wenn ein Harz mit hoher Temperatur während des IML angewendet wird. In bestimmten Ausführungsformen kann das Material, das zur Ausbildung des Rahmens 310 verwendet wird, optisch opak sein und das Material, das zur Ausbildung des Abdeckpanels 308 verwendet wird, kann optisch durchlässig sein.
In bestimmten Ausführungsformen kann das dielektrische Material 316A und 316B jeweils ein OCA sein, das auf eine Oberfläche des Substrats 302 geklebt ist. In bestimmten Fällen kann das dielektrische Material 316B ein OCA sein, das Klebstoff nur auf der mit dem Substrat 302 gekoppelten Oberfläche hat. Alternativ kann das Dielektrikum 316B ein OCA sein, das Klebstoff auf mehreren Seiten hat, wodurch z. B. die Kopplung der dielektrischen Schicht 316B an eine darunter liegende Schicht, wie z. B. eine Anzeige, ermöglicht wird. Unabhängig von dem konkreten Material, das als dielektrisches Material 316A und/oder 316B verwendet wird, kann dieses in bestimmten Bereichen des Substrats 302, über denen das leitfähige Material 304 ausgebildet wird, weggelassen werden und/oder entfernt werden (z. B. durch Anwendung eines Lösemittels), um beispielsweise nicht mit der elektrischen Verbindung zwischen dem leitfähigen Material 312 und dem leitfähigen Material 304A zu interferieren.
In bestimmten Ausführungsformen können der Berührungssensor 200 und/oder 300 ein Anzeigepanel beinhalten, das innerhalb des Sichtbereichs angeordnet ist. Ein Anzeigepanel kann z. B. weiter innen als das Substrat 202 angeordnet werden, so dass es durch das Abdeckpanel 208 sichtbar ist. In einem anderen Beispiel kann ein Anzeigepanel weiter innen als das dielektrische Material 316 angeordnet werden, so dass es durch das Anzeigepanel 318 sichtbar ist. Das Anzeigepanel kann eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Leuchtdiodenanzeige (LED) oder eine andere geeignete elektronische Anzeige sein.
Bestimmte Ausführungsformen können einen oder mehrere oder keine der folgenden technischen Vorteile zur Verfügung stellen. Bestimmte Ausführungsformen können eine vergleichsweise kostengünstige und effiziente Herstellung eines Berührungssensors und eine elektrische Verbindung seiner Schichten miteinander ermöglichen. In bestimmten Ausführungsformen können z. B. die Herstellungskosten reduziert werden und die Herstellungseffizienz kann erhöht werden, in dem die Größe der Matrix, die zur Herstellung eines Substrats mit entweder ein- oder zweiseitigen Berührungssensorelektroden verwendet wird, reduziert wird. In bestimmten Ausführungsformen kann der Prozess zur Kopplung einer FPC an die Elektroden eines Substrats vereinfacht werden, wobei möglicherweise die Zuverlässigkeit des Berührungssensors verbessert wird. Verschiedene Ausführungsformen können die mechanische und elektrische Kopplung der verschiedenen Schichten ermöglichen, inkl. der mechanischen und elektrischen Kopplung einer gedruckten Schaltung (FPC) mit einem Substrat, auf dem Berührungssensorelektroden ausgebildet sind. Bestimmte Ausführungsformen können einen oder mehrere andere Vorteile zur Verfügung stellen, von denen einer oder mehrere für den Fachmann aus den Figuren, der Beschreibung und den hier beigefügten Ansprüchen ersichtlich sind.
Ein Bezug auf ein computerlesbares Speichermedium kann hier ein oder mehrere, nicht-transitorische Strukturen mit einem computerlesbaren Speichemedium umfassen. In einem nicht-einschränkenden Beispiel kann ein computerlesbares Speichermedium eine halbleiterbasierte oder eine andere integrierte Schaltung (IC) (wie z. B. ein Feld-programmierbares Gatterarray (FPGA) oder ein anwendungsspezifisches IC (ASIC)), eine Festplatte, eine HDD, eine Hybridfestplatte (HHD), eine optische Platte, ein optisches Plattenlaufwerk (ODD), eine magnetooptische Platte, ein magnetooptisches Laufwerk, eine Floppydisk, ein Floppydisklaufwerk (FDD), ein Magnetband, ein holographisches Speichermedium, ein Festkörperlaufwerk (SSD), ein RAM-Laufwerk, eine SD-Karte, ein SD-Laufwerk oder andere geeignete computerlesbare Speichermedien oder Kombinationen aus zwei oder mehreren dieser Speichermedien beinhalten. Ein computerlesbares, nicht-transitorisches Speichermedium kann gegebenenfalls flüchtig, nicht-flüchtig oder eine Kombination aus flüchtig und nicht-flüchtig sein.
Unter „oder” wird hier ein inklusives und nicht ein exklusives Oder verstanden, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. „A oder B” bedeutet daher „A, B oder beides”, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. Darüber hinaus bedeutet „und” sowohl einzeln als auch insgesamt, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. „A und B” bedeutet daher „A und B, einzeln oder insgesamt”, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt.
Eine Bezugnahme in den beigefügten Ansprüchen auf eine Vorrichtung oder ein System oder eine Komponente einer Vorrichtung oder eines Systems, die/das dazu eingerichtet ist, eine bestimmte Funktion auszuführen, umfasst diese Vorrichtung, dieses System oder diese Komponente unabhängig davon, ob die bestimmte Funktion aktiviert, eingeschaltet oder entsperrt ist, solange diese Vorrichtung, dieses System oder diese Komponente dazu eingerichtet ist, diese Funktion auszuführen.
Obwohl die vorliegende Offenbarung oben stehend in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsformen beschrieben wurde, sind unzählige Änderungen, Ersetzungen, Variationen, Abwandlungen, Transformationen und Modifikationen für den Fachmann ersichtlich und es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung derartige Änderungen, Ersetzungen, Variationen, Abwandlungen, Transformationen und Modifikationen im Rahmen des Umfangs der beigefügten Ansprüche mit umfasst.

Claims

Berührungssensor, umfassend: ein erstes Substrat mit einer Vielzahl von auf einer Oberfläche des ersten Substrats ausgebildeten Elektroden; ein zweites Substrat mit einer Vielzahl von auf einer Oberfläche des zweiten Substrats ausgebildeten Elektroden, wobei die Oberfläche des zweiten Substrats mit der Vielzahl der Elektroden der Oberfläche des ersten Substrats mit der Vielzahl der Elektroden gegenüber liegt, wobei jeweilige Abschnitte des ersten und des zweiten Substrats voneinander durch ein dielektrisches Material getrennt sind, das zwischen den jeweiligen Abschnitten des ersten und des zweiten Substrats angeordnet ist, wobei die Vielzahl der Elektroden, die auf dem ersten Substrat ausgebildet sind, jeweils dazu eingerichtet sind, einen kapazitiv gekoppelten Knoten mit zumindest einer der Vielzahl der Elektroden des zweiten Substrats auszubilden, wobei jeder kapazitiv gekoppelte Knoten dazu eingerichtet ist, eine Berührung durch ein Objekt zu erfassen, wobei ein Abschnitt des zweiten Substrats durch Pressung so deformiert ist, dass eine Leiterfläche auf dem zweiten Substrat und eine Leiterfläche auf dem ersten Substrat verbunden sind und elektrisch miteinander gekoppelt sind; ein ausgehärtetes Harz, das in flüssiger Form auf das zweite Substrat eingespritzt wurde, wobei die Leiterfläche auf dem zweiten Substrat gegen die Leiterfläche auf dem ersten Substrat durch das Einspritzen des Harzes in der flüssigen Form gepresst wird.
Berührungssensor nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend eine flexible gedruckte Schaltung (FPC), die zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat durch das ausgehärtete Harz gepresst gehalten wird.
Berührungssensor nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend eine flexible gedruckte Schaltung (FPC), die auf der Oberfläche des ersten Substrats mit der Vielzahl der Elektroden befestigt ist.
Berührungssensor nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend ein transparentes Abdeckpanel, das in einem In-Mould-Laminationsprozess auf einer Oberfläche auf dem ersten Substrat, die der Oberfläche des ersten Substrats mit der Vielzahl der Elektroden gegenüber liegt, ausgebildet wurde.
Berührungssensor nach Anspruch 4, wobei das transparente Abdeckpanel ein ausgehärtetes Harz umfasst, das in flüssiger Form auf das erste Substrat während des In-Mould-Laminationsprozesses eingespritzt wurde.
Berührungssensor nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend eine dielektrische Schicht, die mit dem ersten und dem zweiten Substrat gekoppelt ist, wobei die dielektrische Schicht zwischen der Oberfläche des ersten Substrats mit der Vielzahl der Elektroden und der Oberfläche des zweiten Substrats mit der Vielzahl der Elektroden angeordnet ist.
Berührungssensor nach Anspruch 6, wobei sich das erste und das zweite Substrat ausgehend von der dielektrischen Schicht nach außen längs entsprechender Achsen erstrecken, die jeweils parallel zur Oberfläche des ersten Substrats mit der Vielzahl der Elektroden sind, so dass die dielektrische Schicht den größten Teil eines Gesamtvolumens zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat einnimmt, aber nicht das ganze Gesamtvolumen.
Berührungssensor nach Anspruch 6, wobei die dielektrische Schicht eine transparente Klebstoffschicht mit einer Dicke von weniger als 100 μm ist.
Berührungssensor, umfassend: ein Substrat mit einer Vielzahl von daraus ausgebildeten Elektroden, wobei die Vielzahl der Elektroden dazu eingerichtet ist, eine Vielzahl von kapazitiven Knoten zu bilden, wobei jeder kapazitive Knoten dazu eingerichtet ist, eine Berührung durch ein Objekt in der Nähe eines Berührungserfassungsbereichs des Substrats zu erfassen; und eine In-Mould-Decoration-Schicht, die außerhalb des Substrats angeordnet ist und umfasst: einen Massering, der auf einer inneren Oberfläche der In-Mould-Decoration-Schicht ausgebildet ist, wobei die innere Oberfläche zu dem Substrat hin ausgerichtet ist, wobei der Massering einen zusammenhängenden Umfang um ein transparentes Volumen der In-Mould-Decoration-Schicht bildet, die außerhalb des Berührungserfassungsbereichs des Substrats angeordnet ist, wobei der Massering elektrisch mit einer Massefläche verbunden ist, die auf dem Substrat ausgebildet ist; und eine optisch opake Schicht, die auf einer äußeren Oberfläche der In-Mould-Decoration-Schicht ausgebildet ist, wobei die optisch opake Schicht außerhalb des Masserings angeordnet ist, so dass die optisch opake Schicht den Massering verbirgt, wobei die äußere Oberfläche der In-Mould-Decoration-Schicht gegenüber und außerhalb der inneren Oberfläche der In-Mould-Decoration-Schicht liegt.
Berührungssensor nach Anspruch 9, des Weiteren umfassend eine flexible gedruckte Schaltung (FPC), die elektrisch mit zumindest einer der ersten Vielzahl der Elektroden über einen leitfähigen Pfad verbunden ist, der leitfähiges Material umfasst, das auf der In-Mould-Decoration-Schicht ausgebildet ist.
Berührungssensor nach Anspruch 10, wobei das leitfähige Material, das auf der In-Mould-Decoration-Schicht ausgebildet ist, den Massering umfasst, der auf der In-Mould-Decoration-Schicht ausgebildet ist.
Berührungssensor nach Anspruch 9, des Weiteren umfassend eine ausgehärtete und transparente dielektrische Schicht, die in flüssiger Form unter Druck auf die äußere Oberfläche der In-Mould-Decoration-Schicht aufgebracht wurde.
Berührungssensor nach Anspruch 12, des Weiteren umfassend ein ausgehärtetes und optisch opakes Harz, das jeweilige Seitenwände des Substrats, der In-Mould-Decoration-Schicht und der ausgehärteten und transparenten dielektrischen Schicht umhüllt, wobei das ausgehärtete und optisch opake Harz einen durchgehenden Rahmen bildet, der das Substrat, die In-Mould-Decoration-Schicht und die ausgehärtete und transparente dielektrische Schicht zusammenpresst.
Berührungssensor nach Anspruch 13, wobei das ausgehärtete und optisch opake Harz leitfähiges Material umfasst, das eine Leiterfläche einer flexiblen gedruckten Schaltung (FPC) zwischen zumindest zweien der folgenden Elemente presst: das Substrat, die In-Mould-Decoration-Schicht und die ausgehärtete und transparente dielektrische Schicht.
Berührungssensor nach Anspruch 9, wobei die In-Mould-Decoration-Schicht des Weiteren einen oder mehrere periphere kapazitive Sensoren umfasst, die auf der In-Mould-Decoration-Schicht ausgebildet sind, wobei jeder periphere kapazitive Sensor entweder ein Schieberegler oder eine Taste ist.
Berührungssensor nach Anspruch 15, wobei jeder periphere kapazitive Sensor elektrisch mit zumindest einer der ersten Vielzahl der Elektroden des Substrats elektrisch gekoppelt ist.
Berührungssensor nach Anspruch 9, wobei das Substrat eine darin angeordnete Durchkontaktierungsstelle umfasst, wobei die Durchkontaktierungsstelle zumindest zwei der Vielzahl der Elektroden miteinander elektrisch koppelt, wobei die zumindest zwei der Vielzahl der Elektroden auf gegenüber liegenden Oberflächen des Substrats angeordnet sind.
Verfahren zur Ausbildung eines Berührungssensors mit den Schritten: Ausbilden einer Vielzahl von Elektroden auf einem ersten Substrat, wobei die Vielzahl von Elektroden dazu eingerichtet ist, eine Vielzahl von kapazitiven Knoten zu bilden, wobei jeder kapazitive Knoten dazu eingerichtet ist, eine Berührung durch ein Objekt in der Nähe einer Berührungserfassungsfläche des Substrats zu detektieren; und Zusammenpressen einer Vielzahl von Leiterflächen zumindest zum Teil dadurch, dass ein Harz in flüssiger Form auf einem ersten Substrat aufgebracht wird, wobei das Harz unter Druck aufgebracht wird, eine erste Leiterfläche der Vielzahl von Leiterflächen auf dem ersten Substrat ausgebildet wurde und eine zweite Leiterfläche der Vielzahl von Leiterflächen auf einem zweiten Substrat ausgebildet wurde.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Zusammenpressen der Vielzahl von Leiterflächen eine flexible gedruckte Leiterplatte (FPC), die auf dem zweiten Substrat angeordnet ist, elektrisch mit der ersten Leiterfläche der Vielzahl von Leiterflächen, die auf dem ersten Substrat ausgebildet wurde, koppelt, wobei die flexible gedruckte Leiterplatte (FPC), die auf dem zweiten Substrat angeordnet ist, die zweite Leiterfläche der Vielzahl von Leiterflächen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Zusammenpressen der Vielzahl von Leiterflächen einen auf dem zweiten Substrat ausgebildeten Massering elektrisch mit der ersten Leiterfläche der Vielzahl von Leiterflächen, die auf dem ersten Substrat ausgebildet wurde, koppelt, wobei das zweite Substrat eine In-Mould-Decoration-Schicht ist, die eine innere Oberfläche aufweist, die zu dem ersten Substrat hin ausgerichtet ist, und der Massering einen zusammenhängenden Umfang um ein transparentes Volumen der In-Mould-Decoration-Schicht bildet, der außerhalb des Berührungserfassungsbereichs des ersten Substrats angeordnet ist.