DE102013214437A1

DE102013214437A1 - Dielektrische Schicht für Berührungssensorstapel

Info

Publication number: DE102013214437A1
Application number: DE102013214437.7A
Authority: DE
Inventors: David Brent GUARD; Matthew Trend
Original assignee: Atmel Corp
Current assignee: Atmel Corp
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2014-02-13
Also published as: US20140028569A1; US9116584B2

Abstract

Bei einem Ausführungsbeispiel beinhaltet ein Berührungssensor ein Substrat, das eine erste Oberfläche umfasst. Der Berührungssensor beinhaltet des Weiteren eine Mehrzahl von ersten Elektroden, die ein oder mehrere leitfähige Materialien an der ersten Oberfläche umfassen. Der Berührungssensor beinhaltet des Weiteren eine dielektrische Schicht, die über den ersten Elektroden und wenigstens einem Abschnitt der ersten Oberfläche ausgebildet ist. Die dielektrische Schicht weist eine dielektrische Konstante auf, die kleiner oder gleich annähernd 3 ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Offenbarung betrifft allgemein Berührungssensoren.
Hintergrund
Ein Berührungssensor kann beispielsweise das Vorhandensein und den Ort einer Berührung oder Näherung eines Objektes (so beispielsweise den Finger eines Anwenders oder einen Stift) innerhalb einer berührungsempfindlichen Fläche des Berührungssensors mit Lage über einem Anzeigeschirm erfassen. Bei einer Anwendung mit einer berührungsempfindlichen Anzeige kann der Berührungssensor einen Anwender in die Lage versetzen, direkt mit dem, was auf dem Schirm angezeigt wird, in Wechselwirkung zu treten, anstatt dass dies indirekt über eine Maus oder ein Touch-Pad erfolgen müsste. Ein Berührungssensor kann an einem Teil eines Desktopcomputers, Laptopcomputers, Tabletcomputers, Persönlichen Digitalen Assistenten (PDA), Smartphones, einer Satellitennavigationsvorrichtung, eines tragbaren Medienabspielgerätes, tragbaren Spielkonsolenkioskcomputers, einer Verkaufspunktvorrichtung oder einer anderen geeigneten Vorrichtung angebracht oder als Teil hiervon vorgesehen sein. Ein Steuerfeld an einem Haushaltsgerät oder anderen Gerät kann einen Berührungssensor beinhalten.
Es gibt eine Anzahl von verschiedenen Typen von Berührungssensoren, so (beispielsweise) resistive bzw. widerstandsbasierte Berührungssensoren, Berührungssensoren auf Basis von oberflächenakustischen Wellen und kapazitive Berührungssensoren. Hierbei kann der Verweis auf einen Berührungssensor je nach Bedarf einen Berührungsschirm und umgekehrt einschließen. Berührt ein Objekt die Oberfläche des kapazitiven Berührungsschirmes oder gelangt in dessen Nähe, so kann eine Änderung der Kapazitanz innerhalb des Berührungsschirmes am Ort der Berührung oder Näherung auftreten. Eine Berührungssensorsteuerung kann die Änderung der Kapazitanz zur Bestimmung der Position hiervon an dem Berührungsschirm verarbeiten.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 zeigt einen exemplarischen Berührungssensor mit einer exemplarischen Berührungssensorsteuerung.
2A zeigt eine exemplarische dielektrische Schicht, die an einer unteren Oberfläche eines Substrates mit einem leitfähigen Material zur Bildung von Elektroden ausgebildet ist.
2B zeigt einen exemplarischen Stapel eines Berührungssensors, der die dielektrische Schicht von 2A beinhaltet.
3 zeigt einen exemplarischen Stapel eines Berührungssensors, der die dielektrische Schicht von 2A und des Weiteren eine exemplarische dielektrische Schicht beinhaltet, die oberhalb eines Substrates ausgebildet ist.
4 zeigt ein exemplarisches Verfahren zum Bilden eines Stapels eines Berührungssensors mit einer dielektrischen Schicht.
Beschreibung exemplarischer Ausführungsbeispiele
1 zeigt einen exemplarischen Berührungssensor 10 mit einer exemplarischen Berührungssensorsteuerung 12. Der Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuerung 12 können das Vorhandensein und den Ort einer Berührung oder Näherung eines Objektes innerhalb einer berührungsempfindlichen Fläche des Berührungssensors 10 erfassen. Hierbei kann der Verweis auf einen Berührungssensor je nach Bedarf sowohl den Berührungssensor wie auch die Berührungssensorsteuerung hiervon einschließen. Auf ähnliche Art kann der Verweis auf eine Berührungssensorsteuerung je nach Bedarf sowohl die Berührungssensorsteuerung wie auch den Berührungssensor hiervon einschließen. Der Berührungssensor 10 kann je nach Bedarf eine oder mehrere berührungsempfindliche Flächen beinhalten. Der Berührungssensor 10 kann eine Feldanordnung von Ansteuer- und Erfassungselektroden (oder eine Feldanordnung von Elektroden eines einzigen Typs) beinhalten, die an einem oder mehreren Substraten angeordnet sind, die aus einem dielektrischen Material bestehen können. Hierbei kann ein Verweis auf einen Berührungssensor je nach Bedarf sowohl die Elektroden des Berührungssensors wie auch das Substrat oder die Substrate, auf dem oder denen sie angeordnet sind, einschließen. Alternativ kann der Verweis auf einen Berührungssensor je nach Bedarf die Elektroden des Berührungssensors, jedoch nicht das Substrat oder die Substrate, auf dem oder denen sie angeordnet sind, einschließen.
Eine Elektrode (sei es eine Masseelektrode, eine Schutzelektrode, eine Ansteuerelektrode oder eine Erfassungselektrode) kann eine Fläche aus einem leitfähigen Material sein, das eine Form bildet, so beispielsweise diejenige einer Scheibe, eines Quadrates, eines Rechtecks, einer dünnen Linie oder einer anderen geeigneten Form oder einer geeigneten Kombination aus diesen. Ein oder mehrere Schnitte in einer oder mehreren Schichten aus leitfähigem Material können (wenigstens teilweise) die Form einer Elektrode erzeugen, und es kann die Fläche der Form (wenigstens teilweise) durch diese Schnitte begrenzt sein. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann das leitfähige Material einer Elektrode annähernd 100% der Fläche der Form hiervon einnehmen. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann eine Elektrode aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) bestehen, wobei das ITO der Elektrode je nach Bedarf annähernd 100% der Fläche der Form hiervon (manchmal als Füllgrad von 100% bezeichnet) einnehmen kann. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann das leitfähige Material einer Elektrode im Wesentlichen weniger als 100% der Fläche der Form hiervon einnehmen. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann eine Elektrode aus Feinleitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material (FLM), so beispielsweise Kupfer, Silber oder einem kupfer- oder silberbasierten Material, bestehen, wobei die Feinleitungen aus leitfähigem Material annähernd 5% der Fläche der Form hiervon in eine schraffierten (hatched), gitterartigen oder anderen geeigneten Muster einnehmen können. Hierbei schließt der Verweis auf das FLM je nach Bedarf derartiges Material ein. Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Elektroden beschreibt oder darstellt, die aus einem bestimmten leitfähigen Material bestehen, das bestimmte Formen mit bestimmten Füllprozentanteilen mit bestimmten Mustern aufweist, schließt vorliegende Offenbarung beliebige geeignete Elektroden ein, die aus einem beliebigen geeigneten leitfähigen Material bestehen, das beliebige geeignete Formen mit beliebigen geeigneten Füllprozentanteilen mit beliebigen geeigneten Mustern bildet.
Je nach Bedarf können die Formen der Elektroden (oder anderer Elemente) eines Berührungssensors gänzlich oder teilweise einen oder mehrere Makromerkmale des Berührungssensors bilden. Ein oder mehrere Eigenschaften der Implementierung dieser Formen (beispielsweise der leitfähigen Materialien, Füllungen oder Muster innerhalb der Formen) können gänzlich oder teilweise ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors bilden. Ein oder mehrere Makromerkmale eines Berührungssensors können ein oder mehrere Eigenschaften von dessen Funktionalität bestimmen, und ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors können ein oder mehrere optische Merkmale des Berührungssensors, so beispielsweise Durchlässigkeit, Brechung oder Reflektion, bestimmen.
Ein mechanischer Stapel kann das Substrat (oder mehrere Substrate) und das leitfähige Material zur Bildung der Ansteuer- oder Erfassungselektroden des Berührungssensors 10 enthalten. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann der mechanische Stapel eine erste Schicht eines optisch klaren Klebstoffes (Optically Clear Adhesive OCA) unterhalb eines Abdeckfeldes beinhalten. Das Abdeckfeld kann klar sein und aus einem elastischen Material bestehen, das für wiederholte Berührung geeignet ist, so beispielsweise Glas, Polykarbonat oder Poly(Methyl-Methakrylat) (PMMA). Die vorliegende Offenbarung schließt ein beliebiges geeignetes Abdeckfeld ein, das aus einem beliebigen geeigneten Material besteht, ein. Die erste Schicht von OCA kann zwischen dem Abdeckfeld und dem Substrat angeordnet sein, wobei das leitfähige Material die Ansteuer- oder Erfassungselektroden bildet. Der mechanische Stapel kann zudem eine zweite Schicht aus OCA und eine dielektrische Schicht beinhalten (die aus PET oder einem anderen geeigneten Material bestehen kann, und zwar ähnlich zu dem Substrat mit dem leitfähigen Material zur Bildung der Ansteuer- oder Erfassungselektroden). Bei einer Alternative kann je nach Bedarf eine dünne Beschichtung eines dielektrischen Materials anstelle der zweiten Schicht aus OCA und der dielektrischen Schicht aufgetragen sein. Die zweite Schicht aus OCA kann zwischen dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Erfassungselektroden bildet, und der dielektrischen Schicht angeordnet sein, und die dielektrische Schicht kann zwischen der zweiten Schicht aus OCA und einem Luftspalt zu einer Anzeige einer Vorrichtung, die den Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuerung 12 bei angeordnet sein. Bei einem bloßen Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann das Abdeckfeld eine Dicke von annähernd 1 mm aufweisen die erste Schicht aus OCA kann eine Dicke von annähernd 0,05 mm aufweisen; das Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Erfassungselektroden bildet, kann eine Dicke von annähernd 0,05 mm aufweisen; die zweite Schicht aus OCA kann eine Dicke von annähernd 0,05 mm aufweisen; und die dielektrische Schicht kann eine Dicke von annähernd 0,05 mm aufweisen. Obwohl die vorliegende Offenbarung einen bestimmten mechanischen Stapel mit einer bestimmten Anzahl von bestimmten Schichten beschreibt, die aus bestimmten Materialien bestehen und bestimmte Dicken aufweisen, schließt die vorliegende Offenbarung beliebige geeignete mechanische Stapel mit einer beliebigen geeigneten Anzahl von beliebigen geeigneten Schichten ein, die aus beliebigen geeigneten Materialien bestehen und beliebige geeignete Dicken aufweisen. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann bei bestimmten Ausführungsbeispielen eine Schicht aus Klebstoff oder einem Dielektrikum die dielektrische Schicht, die zweite Schicht aus OCA und den Luftspalt gemäß vorstehender Beschreibung ersetzen, wobei kein Luftspalt zu der Anzeige hin vorhanden ist.
Ein oder mehrere Abschnitte des Substrates des Berührungssensors 10 können aus Polyethylentherephthalat (PET) oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Die vorliegende Offenbarung schließt ein beliebiges geeignetes Substrat mit beliebigen geeigneten Abschnitten, die aus einem beliebigen geeigneten Material bestehen, ein. Insbesondere bei bestimmten Ausführungsbeispielen können die Ansteuer- oder Erfassungselektroden in dem Berührungssensor 10 gänzlich oder teilweise aus ITO bestehen. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen können die Ansteuer- oder Erfassungselektroden in dem Berührungssensor 10 aus Feinleitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material bestehen. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung können ein oder mehrere Abschnitte des leitfähigen Materials Kupfer oder kupferbasiert sein und eine Dicke von annähernd 5 μm oder weniger und eine Breite von annähernd 10 μm oder weniger aufweisen. Bei einem weiteren Beispiel können ein oder mehrere Abschnitte des leitfähigen Materials Silber oder silberbasiert sein und auf ähnliche Art eine Dicke von annähernd 5 μm oder weniger und eine Breite von annähernd 10 μm oder weniger aufweisen. Die vorliegende Offenbarung schließt beliebige geeignete Elektroden, die aus einem beliebigen geeigneten Material bestehen, ein.
Der Berührungssensor 10 kann eine kapazitive Form der Berührungserfassung implementieren. Bei einer Wechselkapazitanzimplementierung kann der Berührungssensor 10 eine Feldanordnung von Ansteuer- und Erfassungselektroden beinhalten, die eine Feldanordnung von kapazitiven Knoten bilden. Eine Ansteuerelektrode und eine Erfassungselektrode können einen kapazitiven Knoten bilden. Die Ansteuer- und Erfassungselektroden, die den kapazitiven Knoten bilden, können nahe zueinander gelangen, jedoch keine elektrischen Kontakt miteinander eingehen. Anstatt dessen können die Ansteuer- und Erfassungselektroden kazitiv miteinander über einen Raum dazwischen gekoppelt sein. Eine Puls- oder Wechselspannung, die an der Ansteuerelektrode (durch die Berührungssensorsteuerung 12) anliegt, kann eine Ladung an der Erfassungselektrode induzieren, wobei die Menge der induzierten Ladung gegenüber einem äußeren Einfluss (so beispielsweise einer Berührung oder Näherung eines Objektes) empfindlich sein kann. Berührt ein Objekt den kapazitiven Knoten oder gelangt es in dessen Nähe, so kann eine Änderung der Kapazitanz an dem kapazitiven Knoten auftreten, und die Berührungssensorsteuerung 12 kann die Änderung der Kapazitanz messen. Durch Messen von Änderungen der Kapazitanz über die Feldanordnung kann die Berührungssensorsteuerung 12 die Position der Berührung oder Näherung innerhalb der berührungsempfindlichen Fläche(n) des Berührungssensors 10 bestimmen.
Bei einer Selbstkapazitanzimplementierung kann der Berührungssensor 10 eine Feldanordnung von Elektroden eines einzigen Typs beinhalten, die jede Form eines kapazitiven Knotens bilden können. Berührt ein Objekt den kapazitiven Knoten oder gelangt es in dessen Nähe, so kann eine Änderung der Selbstkapazitanz an dem kapazitiven Knoten auftreten, und die Berührungssensorsteuerung 12 kann die Änderung der Kapazitanz beispielsweise als Änderung der Ladungsmenge, die man benötigt, um die Spannung an dem kapazitiven Knoten um eine vorbestimmte Menge anzuheben, messen. Bei einer Wechselkapazitanzimplementierung kann durch Messen von Änderungen der Kapazitanz über die Feldanordnung die Berührungssensorsteuerung 12 die Position der Berührung oder Näherung innerhalb der berührungsempfindlichen Fläche(n) des Berührungssensors 10 bestimmen. Die vorliegende Offenbarung schließt je nach Bedarf eine beliebige Form von kapazitiver Berührungserfassung ein.
Bei bestimmten Ausführungsbeispielen können ein oder mehrere Ansteuerelektroden zusammen eine Ansteuerleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in einer beliebigen geeigneten Orientierung verläuft. Auf ähnliche Art können ein oder mehrere Erfassungselektroden zusammen eine Erfassungsleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in einer beliebigen geeigneten Orientierung verläuft. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen können die Ansteuerleitungen im Wesentlichen senkrecht zu den Erfassungsleitungen laufen. Hierbei kann eine Verweis auf eine Ansteuerleitung je nach Bedarf ein oder mehrere Ansteuerelektroden, die die Ansteuerleitung bilden, und umgekehrt einschließen. Auf ähnliche Art kann ein Verweis auf eine Ansteuerleitung je nach Bedarf ein oder mehrere Erfassungselektroden, die die Erfassungsleitung bilden, und umgekehrt einschließen.
Ein Berührungssensor 10 kann Ansteuer- und Erfassungselektroden aufweisen, die in einem Muster an einer Seite eines einzelnen Substrates angeordnet sind. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann ein Paar von Ansteuer- und Erfassungselektroden, die miteinander kapazitiv über einen Raum dazwischen gekoppelt sind, einen kapazitiven Knoten bilden. Bei einer Selbstkapazitanzimplementierung können Elektroden nur eines einzigen Typs in einem Muster an einem einzigen Substrat angeordnet sein. Darüber hinaus oder als Alternativ zur Bereitstellung von Ansteuer- und Erfassungselektroden, die in einem Muster an einer Seite eines einzigen Substrates angeordnet sind, kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden, die in einem Muster an einer Seite eines Substrates angeordnet sind, und Erfassungselektroden, die in einem Muster an einer anderen Seite des Substrates angeordnet sind, aufweisen. Darüber hinaus kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden, die in einem Muster an einer Seite eines Substrates angeordnet sind, und Erfassungselektroden, die in einem Muster an einer Seite eines weiteren Substrates angeordnet sind, aufweisen. Bei derartigen Ausgestaltungen kann ein Schnitt einer Ansteuerelektrode und einer Erfassungselektrode einen kapazitiven Knoten bilden. Ein derartiger Schnitt kann eine Stelle sein, an der die Ansteuerelektrode und die Erfassungselektrode einander „kreuzen” oder in ihren jeweiligen Ebenen möglichst nahe zueinander gelangen. Die Ansteuer- und Erfassungselektroden gehen keinen elektrischen Kontakt miteinander ein; anstatt dessen sind sie kapazitiv miteinander über ein Dielektrikum am Schnitt gekoppelt. Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Ausgestaltungen bestimmter Elektroden, die bestimmte Knoten bilden, beschreibt, schließt die vorliegende Offenbarung eine beliebige geeignete Ausgestaltung von beliebigen geeigneten Elektroden, die beliebige geeignete Knoten bilden, ein. Darüber hinaus schließt die vorliegende Offenbarung beliebige geeignete Elektroden ein, die an einer beliebigen geeigneten Anzahl von beliebigen geeigneten Substraten in beliebigen geeigneten Mustern angeordnet sind.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, kann eine Änderung der Kapazitanz an einem kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 eine Berührungs- oder Näherungseingabe an der Position des kapazitiven Knotens anzeigen. Die Berührungssensorsteuerung 12 kann die Änderung der Kapazitanz erfassen und verarbeiten, um das Vorhandensein und den Ort der Berührungs- oder Näherungseingabe zu bestimmen. Die Berührungssensorsteuerung 12 kann sodann Information über die Berührungs- oder Näherungseingabe an eine oder mehrere andere Komponenten (so beispielsweise eine oder mehrere zentrale Verarbeitungseinheiten (CPUen)) einer Vorrichtung mitteilen, die den Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuerung 12 beinhaltet, die auf die Berührungs- oder Näherungseingabe durch Initiieren einer Funktion der Vorrichtung (oder einer auf der Vorrichtung laufenden Anwendung) reagiert. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine bestimmte Berührungssensorsteuerung mit einer bestimmten Funktionalität in Bezug auf eine bestimmte Vorrichtung und einen bestimmten Berührungssensor beschreibt, schließt die vorliegende Offenbarung eine beliebige geeignete Berührungssensorsteuerung mit einer beliebigen geeigneten Funktionalität in Bezug auf eine beliebige geeignete Vorrichtung und einen beliebigen geeigneten Berührungssensor ein.
Die Berührungssensorsteuerung 12 kann eine oder mehrere integrierte Schaltungen (ICs) sein, so beispielsweise Allzweckmikroprozessoren, Mikrocontroller, programmierbare logische Vorrichtungen oder Feldanordnungen, anwendungsspezifische ICs (ASICs). Bei bestimmten Ausführungsbeispielen umfasst die Berührungssensorsteuerung 12 eine Analogschaltung, eine Digitallogik und einen digitalen nichttemporären Speicher. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen ist die Berührungssensorsteuerung 12 an einer flexiblen Leiterplatte (FPC) angeordnet, die an das Substrat des Berührungssensors 10, wie nachstehend beschrieben wird, gebondet ist. Die FPC kann je nach Bedarf aktiv oder passiv sein. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen sind mehrere Berührungssensorsteuerungen 12 an dem FPC angeordnet. Die Berührungssensorsteuerung 12 kann eine Prozessoreinheit, eine Ansteuereinheit, eine Erfassungseinheit und eine Speichereinheit beinhalten. Die Ansteuereinheit kann Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden des Berührungssensors 10 leiten. Die Erfassungseinheit kann eine Ladung an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 erfassen und Messsignale für die Prozessoreinheit bereitstellen, die Kapazitanzen an den kapazitiven Knoten darstellen. Die Prozessoreinheit kann das Leiten von Ansteuersignalen zu den Ansteuerelektroden durch die Ansteuereinheit und von Prozessmesssignalen aus der Erfassungseinheit steuern, um das Vorhandensein und den Ort einer Berührungs- oder Näherungseingabe innerhalb der berührungsempfindlichen Fläche(n) des Berührungssensors 10 zu erfassen und zu verarbeiten. Die Prozessoreinheit kann zudem Änderungen der Position einer Berührungs- oder Näherungseingabe innerhalb der berührungsempfindlichen Fläche(n) des Berührungssensors 10 verfolgen. Die Speichereinheit kann eine Programmierung zur Ausführung durch die Prozessoreinheit speichern, die je nach Bedarf eine Programmierung zur Steuerung der Ansteuereinheit zum Leiten von Ansteuersignalen an die Ansteuerelektroden, eine Programmierung zur Verarbeitung von Messsignalen aus der Erfassungseinheit und eine andere geeignete Programmierung beinhaltet. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine bestimmte Berührungssensorsteuerung mit einer bestimmten Implementierung mit bestimmten Komponenten beschreibt, schließt die vorliegende Offenbarung eine beliebige geeignete Berührungssensorsteuerung mit einer beliebigen geeigneten Implementierung mit beliebigen geeigneten Komponenten ein.
Die Bahnen 14 des leitfähigen Materials mit Anordnung an dem Substrat des Berührungssensors 10 können die Ansteuer- der Erfassungselektroden des Berührungssensors 10 an Verbindungspads 16 koppeln, die ebenfalls an dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordnet sind. Wie nachstehend noch beschrieben wird, erleichtern die Verbindungspads 16 das Koppeln der Bahnen 14 an die Berührungssensorsteuerung 12. Die Bahn 14 können sich in die berührungsempfindliche Fläche(n) des Berührungssensor 10 hinein oder um diese herum (beispielsweise an den Kanten hiervon) erstrecken. Bestimmte Bahnen 14 können Ansteuerverbindungen zum Koppeln der Berührungssensorsteuerung 12 an Ansteuerelektroden des Berührungssensors 10 bereitstellen, wodurch die Ansteuereinheit der Berührungssensorsteuerung 10 Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden leiten kann. Andere Bahnen 14 können Erfassungsverbindungen zum Koppeln der Berührungssensorsteuerung 12 zur Erfassung von Elektroden des Berührungssensors 10 bereitstellen, wodurch die Erfassungseinheit der Berührungssensorsteuerung 12 eine Ladung an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 erfassen kann. Die Bahnen 14 können aus Feinleitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material bestehen. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann das leitfähige Material der Bahnen 14 Kupfer oder kupferbasiert sein und eine Breite von annähernd 100 μm oder weniger aufweisen. Bei einem weiteren Beispiel kann das leitfähige Material der Bahnen 14 Silber oder silberbasiert sein und eine Breite von annähernd 100 μm oder weniger aufweisen. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen können die Bahnen 14 gänzlich oder teilweise aus ITO zusätzlich oder alternativ zu den Feinleitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material bestehen. Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Bahnen beschreibt, die aus bestimmten Materialien mit bestimmten Breiten bestehen, schließt die vorliegende Offenbarung beliebige geeignete Bahnen ein, die aus beliebigen geeigneten Materialien mit beliebigen geeigneten Breiten bestehen. Zusätzlich zu den Bahnen 14 kann der Berührungssensor 10 ein oder mehrere Masseleitungen beinhalten, die an einem Masseverbinder (der ein Verbindungspad 16 sein kann) an einer Kante des Substrates des Berührungssensors 10 (ähnlich zu den Bahnen 14) enden kann.
Verbindungspads 16 können entlang einer oder mehrerer Kanten des Substrates außerhalb der berührungsempfindlichen Fläche(n) des Berührungssensors 10 angeordnet sein. Wie vorstehend beschrieben worden ist, kann die Berührungssensorsteuerung 12 auf einer FPC sein. Verbindungspads 16 können aus demselben Material wie die Bahnen 14 sein und können an die FPC unter Verwendung eines anisotropen leitfähigen Filmes (ACF) gebondet sein. Die Verbindung 18 kann leitfähige Leitungen an der FPC zur Kopplung der Berührungssensorsteuerung 12 an die Verbindungspads 16, wiederum zur Kopplung der Berührungssensorsteuerung 16 an die Bahnen 14 und an die Ansteuer- Erfassungselektroden des Berührungssensors 12 beinhalten. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Verbindungspads 16 mit einem elektromechanischen Verbinder (so beispielsweise einem Null-Einschubkraft-Draht-zu-Platte-Verbinder) verbunden sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel muss Verbindung 18 gegebenenfalls keine FPC beinhalten. Die vorliegende Offenbarung schließt beliebige geeignete Verbindung 18 zwischen der Berührungssensorsteuerung 12 und dem Berührungssensor 10 ein.
Bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung beinhalten eine dielektrische Schicht zur Bereitstellung einer schutztechnischen Beschichtung über dem leitfähigen Material mit Ausbildung an einem Substrat eines Stapels eines Berührungssensors 10. Die dielektrische Schicht weist eine niedrige dielektrische Konstante auf, die beispielsweise kleiner oder gleich annähernd 3 ist. Weitere Beispiele für eine niedrige dielektrische Konstante der dielektrischen Schicht werden nachstehend detailliert diskutiert. Die dielektrische Schicht kann durch Aufbringen einer dünnen Beschichtung eines dielektrischen Materials über dem Substrat und eines leitfähigen Materials vor deren Integration mit den anderen Komponenten des Stapels gebildet werden. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann eine dielektrische Schicht an einer unteren Oberfläche eines Substrates und des leitfähigen Materials mit Bildung an dem Substrat platziert werden.
Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann die dielektrische Schicht ein Rauschen (so beispielsweise eine elektromagnetische Strahlung), die durch ein elektronisches Anzeigefeld erzeugt wird, dämpfen. Eine elektronische Anzeigeeinheit erzeugt üblicherweise ein Rauschen, das eine negative Auswirkung auf den Berührungssensor haben kann. Die dielektrische Schicht kann das Rauschen (oder einen Teil des Rauschens), das durch die elektronische Anzeigeeinheit erzeugt wird, dämpfen, wodurch das Leistungsvermögen des Berührungssensors verbessert wird. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann die dielektrische Schicht zudem das leitfähige Material an dem Substrat während der Herstellung des Berührungssensors und danach schützen. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann die dielektrische Schicht das leitfähige Material vor Korrosion (beispielsweise Rost) und/oder Abrieben (Abrasionen) schützen. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann die dielektrische Schicht weiter die leitfähigen Leitungen an dem Substrat festhalten.
Bei traditionellen Systemen werden eine Schicht aus einem optisch klaren Klebstoff und eine schutztechnische Abschirmschicht (so beispielsweise eine ITO-Abschirmschicht, eine PDot-Abschirmschicht (Poly(3,4-Ethylendioxythiophen), eine Kohlenstoffnanoröhrenabschirmschicht oder eine beliebige andere klare leitfähige Schicht, die mit Masse verbunden ist) auf das Substrat und das daran ausgebildete leitfähige Material laminiert. Diese schutztechnische Abschirmschicht kann als Abschirmung gegen ein Rauschen dienen, das durch die elektronische Anzeigeeinheit bei Verbindung mit Masse erzeugt wird. Während das Hinzufügen einer schutztechnischen Abschirmschicht zwischen dem Sensorsubstrat (beispielsweise Substrat und dem letfähigen Material zur Bildung der Ansteuer- oder Erfassungselektroden eines Berührungssensors) und der elektronischen Anzeigeeinheit ein Rauschen dämpfen kann, das durch die elektronische Anzeigeeinheit erzeugt wird, und/oder das leitfähige Material, das an dem Sensorsubstrat ausgebildet ist, schützen kann, bedingt ein derartiges Verfahren zusätzliche Verarbeitungsschritte (so beispielsweise eine Ausrichtung der schutztechnischen Abschirmschicht mit dem Substrat und ein Verbinden der schutztechnischen Abschirmschicht mit Masse) sowie Materialien, die nicht notwendig sind, wenn anstatt dessen eine dielektrische Schicht verwendet wird. Des Weiteren kann eine schutztechnische Abschirmschicht kostenintensiv sein. Darüber hinaus kann die schutztechnische Abschirmschicht auch einen Massenladungseffekt erzeugen, der tendenziell elektrische Felder des Berührungssensors zu der Masseschicht hinzieht, wodurch die Empfindlichkeit des Berührungssensors gesenkt wird.
Bei anderen traditionellen Systemen kann, um ein Rauschen zu dämpfen, das von einer darüber liegenden rauschbehafteten elektronischen Anzeigeeinheit erzeugt wird, der Berührungssensor einen Luftspalt zwischen dem Sensorsubstrat und der elektronischen Anzeigeeinheit (oder zwischen der schutztechnischen Abschirmschicht und der elektronischen Anzeigeeinheit) beinhalten. Die Verwendung eines derartigen Luftspaltes kann jedoch die Lichtdurchlässigkeit von der elektronischen Anzeigeeinheit infolge der großen Differenz zwischen dem Brechungsindex der Luft und dem Brechungsindex des Sensorsubstrates (oder der schutztechnischen Abschirmschicht) senken. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann die dielektrische Schicht mit einer niedrigen dielektrischen Konstante eine bessere Dämpfung des Rauschens aus der elektronischen Anzeigeeinheit bereitstellen, wodurch ermöglicht wird, dass der Berührungssensor ohne Luftspalt zwischen der dielektrischen Schicht und der elektronischen Anzeigeeinheit hergestellt wird.
2A zeigt eine exemplarische dielektrische Schicht 20, die an einer unteren Oberfläche eines Substrates 22 mit einem leitfähigen Material zur Bildung der Elektroden 24 ausgebildet ist. Wie dargestellt ist, ist die dielektrische Schicht 20 über den Erfassungselektroden 24b ausgebildet. Die dielektrische Schicht 20 auf der unteren Oberfläche des Substrates 22 kann über beliebigen anderen geeigneten leitfähigen Elementen des Berührungssensors 10, so beispielsweise Erfassungsleitungen, Ansteuerleitungen, Bahnen 14 oder Verbindungspads 16, liegen und diese schützen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die dielektrische Schicht 20 eine niedrige dielektrische Konstante auf. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen bezeichnet eine niedrige dielektrische Konstante eine dielektrische Konstante, die kleiner oder gleich annähernd 3 ist. Die dielektrische Schicht 20 kann eine beliebige dielektrische Konstante aufweisen, die kleiner oder gleich annähernd 3 ist. Bei Beispielen und nicht im Sinne einer Beschränkung kann die dielektrische Schicht eine dielektrische Konstante die gleich 3, 2,8, 2,7, 2,5, 2,25, 2, 1,75, 1,5, 1,25, 1,1, 1 und/oder einer beliebigen anderen dielektrischen Konstante ist, die kleiner oder gleich annähernd 3 ist. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann eine niedrige dielektrische Konstante einen beliebigen anderen geeigneten Bereich von niedrigen dielektrischen Konstanten beinhalten. Bei Beispielen und nicht im Sinne einer Beschränkung kann eine niedrige dielektrische Konstante eine beliebige dielektrische Konstante beinhalten, die kleiner oder gleich annähernd 3 und größer als 1 ist, kleiner als annähernd 3 und größer als annähernd 2 ist, kleiner als annähernd 3 und größer als annähernd 2,5 ist, kleiner als annähernd 3 und größer als annähernd 2,75 ist, kleiner als annähernd 3 und größer als annähernd 2,85 ist, kleiner als annähernd 2 und größer als annähernd 1 ist, kleiner als annähernd 3 und größer als annähernd 2 ist, kleiner als 3 und größer als annähernd 2,5 ist, kleiner als 3 und größer als annähernd 2,85 ist, oder einen beliebigen anderen geeigneten Bereich von niedrigen dielektrischen Konstanten. Des Weiteren kann der Begriff „annähernd” kleinere Schwankungen der dielektrischen Konstante bezeichnen. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann „annähernd” Schwankungen der dielektrischen Konstante von 0,1 oder weniger bezeichnen. Derartige Schwankungen können das Ergebnis des Herstellungsprozesses der dielektrischen Schicht 20 sein.
Die dielektrische Schicht 12 kann aus einem beliebigen geeigneten Material mit einer niedrigen dielektrischen Konstante gebildet sein. Des Weiteren kann die dielektrische Schicht 20 durch Senken der dielektrischen Konstante eines beliebigen geeigneten Materialtyps gebildet werden. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann ein Materialtyp (so beispielsweise Lack bzw. Lasur (varnish), Schellack, Lack (lacquer), PMMA, Polykarbonat oder ein anderes Polymer) mit anderen Verbindungen dotiert werden, um die dielektrische Konstante des Materialtyps zu senken, wie sich einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet auf Grundlage der vorliegenden Offenbarung erschließt.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die dielektrische Schicht 20 eine im Wesentlichen flache Lage über dem Substrat 22. Dies bedeutet, dass die untere Oberfläche der dielektrischen Schicht 20 eine gleichmäßige Dicke in Bezug auf die untere Oberfläche des Substrates 22 hält. Derartige Ausführungsbeispiele können ermöglichen, dass die dielektrische Schicht 20 eine Grenzfläche zu anderen flachen Elementen eines Berührungssensorsstapels, so beispielsweise zu einem elektronischen Anzeigefeld, bildet. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel passt die dielektrische Schicht 20 der Form nach im Allgemeinen zur Form Substrates 22 und des daran ausgebildeten leitfähigen Materials. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann ein Abschnitt der dielektrischen Schicht untere Oberfläche des Substrates 22 kontaktiert, höher als anderer Abschnitt der dielektrischen Schicht, der über einer Erfassungselektrode 24b liegt, die sich von der Oberfläche des Substrates aus erhebt, bleiben. Bei derartigen Ausführungsbeispielen kann jeder Punkt der dielektrischen Schicht 20 eine im Allgemeinen konstante Dicke bei einer Messung von dem Element (beispielsweise dem Substrat 22 oder der Erfassungselektrode 24b) mit Kontaktierung durch die dielektrische Schicht an jenem Punkt aufweisen.
Gebildet wird die dielektrische Schicht 20 durch Aufbringen einer dünnen Beschichtung eines dielektrischen Materials über dem Substrat 22 und dem daran ausgebildeten leitfähigen Material. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen ist keine Klebstoffschicht zwischen der dielektrischen Schicht 20 und dem Substrat 22 und/oder dem daran ausgebildeten leitfähigen Material vorhanden. Die dielektrische Schicht 20 kann eine beliebige geeignete Dicke aufweisen, so beispielsweise zwischen etwa 0,5 und etwa 50 μm. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die dielektrische Schicht 20 kleiner als 10 μm. Bei einem bestimmten Ausführungsbeispiel ist dielektrische Schicht 20 zwischen etwa 0,5 und etwa 4 μm. Die dielektrische Schicht 20 kann beliebige geeignete physikalische Eigenschaften aufweisen, so beispielsweise eine gute Anhaftung bzw. Adhäsion (an dem Substrat 22 und einer elektronischen Anzeigeeinheit), Haltbarkeit und geeignete optische Eigenschaften (Beispielsweise sollte das Material klar sein, damit das elektronische Anzeigefeld durch die dielektrische Schicht 20 hindurch betrachtet werden kann).
Das dielektrische Material kann an dem Substrat 22 und dem leitfähigen Material auf beliebige geeignete Art gebildet werden. Bei einem bestimmten Ausführungsbeispiel wird ein Rolle-zu-Rolle-Prozess verwendet, um das dielektrische Material auf dem Substrat 22 und dem daran ausgebildeten leitfähigen Material aufzubringen. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel kann eine Rolle eine Mehrzahl von Segmenten beinhalten, die jeweils ein diskretes Substrat 22 und leitfähiges Material beinhalten. Eine weitere Rolle kann einen dünnen Film eines dielektrischen Materials beinhalten. Das dielektrische Material aus dieser Rolle kann auf die Segmente der ersten Rolle laminiert oder auf andere Art aufgebracht werden, was zur Bildung der dielektrischen Schichten 20 an den Substraten 22 und den daran ausgebildeten leitfähigen Materialien führt. Bei verschiedenen Ausführungsbeispielen weist, wenn die dielektrische Schicht 20 an dem Substrat 22 unter Verwendung eines Laminierverfahrens gebildet wird, die dielektrische Schicht 20 eine Dicke von etwa 50 μm auf.
Bei einigen Ausführungsbeispielen wird das dielektrische Material in flüssiger (oder halbflüssiger oder plastischer (malleable)) Form aufgebracht und darf (so beispielsweise bei einem thermischen Aushärten oder einem UV-Aushärten) in eine harte schutztechnische Beschichtung über dem Substrat 22 und dem leitfähigen Material hinein aushärten. Ein beliebiges geeignetes Verfahren kann verwendet werden, um das dielektrische Material an dem Substrat 22 anzubringen. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann das dielektrische Material mittels Siebdruck auf dem Substrat 22 und dem leitfähigen Material aufgebracht werden. Bei einem weiteren Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann eine Rolle oder Bürste verwendet werden, um das dielektrische Material auf dem Substrat 22 und dem leitfähigen Material aufzuschichten. Bei einem weiteren Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung können das Substrat 22 und das leitfähige Material in ein Becken des dielektrischen Materials eingetaucht und sodann aus diesem entfernt werden. Bei wieder anderen Beispielen und nicht im Sinne einer Beschränkung kann das dielektrische Material auf das Substrat 22 und das leitfähige Material gesprüht, gegossen oder mittels oder Tintenstrahldruck aufgebracht werden. Bei verschiedenen derartigen Ausführungsbeispielen weist die dielektrische Schicht 20 eine Dicke zwischen etwa 2 μm und etwa 50 μm auf.
Die dielektrische Schicht 20 kann zu einer beliebigen geeigneten Zeit während der Herstellung des Berührungssensors 10 gebildet werden. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann die dielektrische Schicht 20 unmittelbar oder bald nach der Ausbildung des leitfähigen Materials auf dem Substrat 22 gebildet werden. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann eine Reihe von Substraten in Aufeinanderfolge bearbeitet werden. Das leitfähige Material wird auf einem Substrat gebildet, eine dielektrische Schicht wird sodann auf jenem Substrat gebildet, leitfähiges Material wird auf dem nächsten Substrat gebildet, eine dielektrische Schicht wird auf jenem Substrat gebildet, und so weiter. Ein derartiges Verfahren kann vergleichsweise schnell und kostengünstig im Vergleich zu anderen Lösungen sein, bei denen eine Schicht aus Klebstoff und einer anderen Komponente (beispielsweise ein schutztechnischer Träger oder eine dielektrische Schicht) mit dem Substrat ausgerichtet oder auf diesem aufgebracht werden muss. Sobald die dielektrische Schicht 20 ausgebildet ist, schützt sie gegen Korrosion (beispielsweise Rost) des leitfähigen Materials, die auftreten kann, wenn das Substrat und das leitfähige Material Feuchtigkeit oder einem anderen korrosionsfördernden Material ausgesetzt sind.
2B zeigt einen exemplarischen Stapel 34 des Berührungssensors 10, der die dielektrische Schicht 20 von 2A beinhaltet. Der Stapel 34 beinhaltet Elektroden 24 mit Ausbildung an dem Substrat 22, ein Abdeckfeld 26 mit Kopplung an das Substrat 22 über eine Schicht aus Klebstoff 28, und die dielektrische Schicht 20 mit Aufbringung an der unteren Oberfläche des Substrates 22 und dem daran ausgebildeten leitfähigen Material. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen ist keine Klebstoffschicht zwischen der dielektrischen Schicht 20 Substrat 22 und/oder den daran ausgebildeten Elektrode 24 vorhanden. Die dielektrische Schicht 20 wird dafür ausgestaltet, eine Grenzfläche zu dem elektronischen Anzeigefeld 32 zu bilden. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann, wie dargestellt ist, die dielektrische Schicht 20 zu einem elektronischen Anzeigefeld 32 mit einem Luftspalt 31 zwischen der dielektrischen Schicht 20 und dem elektronischen Anzeigefeld 32 weisen. Bei derartigen Ausführungsbeispielen kann die dielektrische Schicht ausreichend dick (beispielsweise größer oder gleich etwa 2 μm) und glatt sein, sodass visuelle Interferenzeffekte (beispielsweise Regenbogeneffekte) vermieden oder gemildert werden. Bei einem weiteren Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann die dielektrische Schicht 20 in direktem Kontakt mit dem elektronischen Anzeigefeld 32 (so beispielsweise dann, wenn die dielektrische Schicht 20 ein flüssiger, optisch klarer Klebstoff (COCA), ein OCA mit niedriger dielektrischer Konstante oder ein beliebiger anderer geeigneter Klebstoff ist) sein. Bei einem weiteren Beispiel ist kein Luftspalt zwischen der dielektrischen Schicht 20 und dem elektronischen Anzeigefeld 32 vorhanden. Das elektronische Anzeigefeld 32 kann eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Lichtemissionsdiodenanzeige (LED) oder eine andere geeignete elektronische Anzeige sein.
3 zeigt einen exemplarischen Stapel 36 eines Berührungssensors, der die dielektrische Schicht von 2A beinhaltet, und beinhaltet des Weiteren eine exemplarische dielektrische Schicht, die oberhalb eines Substrates ausgebildet ist. Der Stapel 36 beinhaltet Elektroden 24 mit Ausbildung an dem Substrat 22, dielektrische Schichten 20 und 33 mit Ausbildung an den unteren und oberen Oberflächen des Substrates 22 und der Elektroden 24 und ein Abdeckfeld 26 mit Ausbildung über dem dielektrischen Feld 33.
Die dielektrische Schicht 20 von 3 kann eine beliebige der vorstehend in Verbindung mit der dielektrischen Schicht 20 von 2A und 2B beschriebenen Eigenschaften aufweisen. Des Weiteren kann die dielektrische Schicht 20 aus einem der Materialien gebildet sein, die vorstehend in Verbindung mit der dielektrischen Schicht 20 von 2A und 2B beschrieben worden sind, und kann des Weiteren durch ein beliebiges der Verfahren gebildet sein, die vorstehend in Verbindung mit der dielektrischen Schicht 20 von 2A und 2B beschrieben worden sind. Die dielektrische Schicht 20 ist derart ausgestaltet, dass sie zu dem elektronischen Anzeigefeld 32 eine Grenzfläche bildet. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann, wie dargestellt ist, die dielektrische Schicht 22 zu dem elektronischen Anzeigefeld 32 hin mit einem Luftspalt 31 zwischen der dielektrischen Schicht 20 und dem elektronischen Anzeigefeld 32 weisen. Bei einem weiteren Beispiel und nicht im einer Beschränkung kann die dielektrische Schicht 20 in direktem Kontakt mit dem elektronischen Anzeigefeld 32 (wie vorstehend beschrieben worden ist) sein. Bei einem derartigen Beispiel ist kein Luftspalt zwischen der dielektrischen Schicht 20 und dem elektronischen Anzeigefeld 32 vorhanden. Bei einem weiteren Beispiel kann die dielektrische Schicht 20 in indirektem Kontakt mit dem elektronischen Anzeigefeld 32 sein (so beispielsweise dann, wenn ein OCA die dielektrische Schicht 20 mit dem elektronischen Anzeigefeld 32 verbindet).
Wie dargestellt ist, ist die dielektrische Schicht 33 über den Ansteuerelektroden 24a ausgebildet. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen ist keine Klebeschicht zwischen der dielektrischen Schicht 33 und dem Substrat 22 und/oder den daran ausgebildeten Ansteuerelektroden 24a vorhanden. Die dielektrische Schicht 33 kann ebenfalls über beliebigen anderen geeigneten leitfähigen Elementen des Berührungssensors 10, so beispielsweise den Erfassungselektroden 24b, den Ansteuerleitungen, den Erfassungsleitungen, den Bahnen 14 oder den Verbindungspads 16, liegen und diese schützen. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann, da die dielektrische Schicht 33 an der oberen Seite des Substrates 22 ausgebildet ist, die dielektrische Schicht 33 eine höhere dielektrische Konstante als die dielektrische Schicht 20 aufweisen. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann, obwohl die dielektrische Schicht 20 eine dielektrische Konstante aufweisen kann, die kleiner oder gleich annähernd 3 ist, die dielektrische Schicht 33 eine dielektrische Konstante aufweisen, die größer als 3 ist. Insbesondere kann die dielektrische Schicht 33 eine dielektrische Konstante aufweisen, die kleiner oder gleich annähernd 4 und größer als 3 ist. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann die höhere dielektrische Konstante der dielektrischen Schicht 33 verhindern, dass die dielektrische Schicht 33 nachteilige Auswirkungen auf den Berührungssensor 10 hat. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann die dielektrische Schicht 33 nur über den Bahnen 14 an der Oberseite des Substrates 22 liegen und diese schützen. Bei derartigen Ausführungsbeispielen kann die dielektrische Schicht 33 eine dielektrische Konstante aufweisen, die kleiner oder gleich annähernd 3 ist.
Die dielektrische Schicht 33 kann aus einem beliebigen geeigneten Material gebildet sein. Beispiele für geeignete Materialien zur Bildung der dielektrischen Schicht 33 beinhalten Lack bzw. Lasur (varnish), Schellack, Lack (lacquer), PMMA oder Polykarbonat. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann das dielektrische Material derart gewählt werden, dass es dem Index nach zum Material des Abdeckfeldes passt. Beinhalten kann dies ein Auswählen eines dielektrischen Materials mit optischen Eigenschaften, die ähnlich zu optischen Eigenschaften des Abdeckfeldes sind, um optische Verzerrungen (so beispielsweise Regenbogeneffekte) zu minimieren, die sich aus Abweichungen zwischen dem Abdeckfeld und der dielektrischen Schicht 33 ergeben können. Erreicht wird die Indexanpassung bei einem Ausführungsbeipiel durch Bilden einer dielektrischen Schicht 33, die aus demselben Material wie das Abdeckfeld besteht. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann die dielektrische Schicht 33 aus PMMA bestehen, während das Abdeckfeld durch Einspritzen eines PMMA-Harzes während eines IML-Prozesses (In-Mold Lamination IML) gebildet wird.
Die dielektrische Schicht 33 kann auf beliebige geeignete Art gebildet werden, so beispielsweise derjenigen, die vorstehend in Verbindung mit der dielektrischen Schicht 20 beschrieben worden ist. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann das Dielektrikum 33 unter Verwendung eines Prozesses gebildet werden, der von einem Prozess verschieden ist, der zur Bildung der dielektrischen Schicht 20 verwendet wird. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann die dielektrische Schicht 33 durch einen Rolle-zu-Rolle-Prozess gebildet werden, und es kann die dielektrische Schicht 20 durch einen Siebdruckprozess gebildet werden. Bei anderen Ausführungsbeispielen können die dielektrischen Schichten 20 und die dielektrische Schicht 33 unter Verwendung desselben Prozesses gebildet werden.
Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann die dielektrische Schicht 33 eine beliebige der physikalischen Eigenschaften gemäß vorstehender Beschreibung in Verbindung mit der dielektrischen Schicht 20 beinhalten. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann die dielektrische Schicht 33 eine gute Anhaftung bzw. Adhäsion (an dem Substrat 22), Haltbarkeit und geeignete optische Eigenschaften aufweisen (So sollte das Material beispielsweise klar sein, damit das elektronische Anzeigefeld durch die dielektrische Schicht 33 hindurch betrachtet werden kann). Bei einem weiteren Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann die dielektrische Schicht 33 eine im Wesentlichen flache Lage über dem Substrat 22 bilden oder kann der Form nach im Allgemeinen zur Form des Substrates 33 und des daran ausgebildeten leitfähigen Materials (so beispielsweise den Ansteuerelektroden 24a) passen.
Obwohl exemplarische Stapelausgestaltungen gezeigt worden sind, kann die dielektrische Schicht 33 auch innerhalb eines Stapels eines Berührungssensors 10 auf beliebige geeignete Art aufgetragen werden. Bei Beispielen und nicht im Sinne einer Beschränkung kann die dielektrische Schicht 33 an der oberen Oberfläche mehrerer Substrate, an der unteren Oberfläche mehrerer Substrate oder an beiden aufgebracht sein.
Bei bestimmten Ausführungsbeispielen wird die dielektrische Schicht (so beispielsweise die dielektrische Schicht 20 und/oder die dielektrische Schicht 33) an nur einem Abschnitt einer Oberfläche des Substrates 22 aufgebracht. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann die dielektrische Schicht von der Fläche des Substrates 22 wegglassen werden, worauf die Verbindungspads ausgebildet sind, um nicht bei der Kopplung zwischen der Steuerung 12 und den Verbindungsabschnitten 12 störend zu wirken. Bei anderen Ausführungsbeispielen wird die dielektrische Schicht an dem Abschnitt des Substrates 22 aufgebracht, des die Verbindungspads 16 enthält, wohingegen Abschnitte der dielektrischen Schicht nachfolgend von den Verbindungspads 16 entfernt werden, damit wenigstens ein Abschnitt der Verbindungspads 16 freiliegt. Abschnitte der dielektrischen Schicht können auf beliebige geeignete Art entfernt werden, so beispielsweise durch Aufbringung eines Lösungsmittels. Bei wieder anderen Ausführungsbeispielen kann die dielektrische Schicht auf den Abschnitt des Substrates 22 aufgebracht werden, der die Verbindungspads 16 beinhaltet, wobei die dielektrische Schicht ausreichend dünn ist (beispielsweise 0,5 bis 4 μm), um zu ermöglichen, dass ACF durch die dielektrische Schicht 20 während des Bondens zwischen den Verbindungspads 16 und der FPC hindurch tritt.
4 zeigt eine exemplarisches Verfahren zum Bilden eines Stapels eines Berührungssensors 10 mit einer dielektrischen Schicht 20. Das Verfahren beginnt damit, dass das Substrat 22 bei Schritt 50 gebildet wird. Das Substrat 22 kann auf beliebige geeignete Art gebildet werden, so beispielsweise, wie vorstehend erläutert worden ist, PET umfassen. Bei Schritt 52 wird das leitfähige Material an dem Substrat 22 gebildet. Das leitfähige Material kann an einer beliebigen geeigneten Oberfläche des Substrates 22 gebildet werden. Beliebige geeignete leitfähige Elemente können aus dem leitfähigen Material gebildet werden, so beispielsweise Bahnen 14, Verbindungspads 16, Ansteuerelektroden 24a, Erfassungselektroden 24b, Ansteuerleitungen oder Erfassungsleitungen. Die leitfähigen Elemente können aus einem beliebigen geeigneten Material, so beispielsweise FLM, ITO oder Kohlenstoffnanoröhren, bestehen.
Bei Schritt 54 wird eine dielektrische Schicht 20 auf das Substrat 22 mit dem leitfähigen Material aufgebracht. Die dielektrische Schicht 20 weist eine niedrige dielektrische Konstante auf. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann die dielektrische Schicht 20 eine beliebige dielektrische Konstante aufweisen, die kleiner oder gleich annähernd 3 ist, so beispielsweise eine dielektrische Konstante gleich 3, 2,8, 2,7, 2,5, 2,25, 2, 1,75, 1,5, 1,25, 1,1, 1 und/oder eine beliebige andere dielektrische Konstante, die kleiner oder gleich annähernd 3 ist. Die dielektrische Schicht 20 kann über einem beliebigen geeigneten Abschnitt oder über allen der einen oder der mehreren Oberflächen des Substrates 22 gebildet werden.
Bei Schritt 56 wird das Substrat 22 auf die gewünschte Größe geschnitten. Das Substrat kann auf beliebige geeignete Art geschnitten werden. Bei Schritt 58 wird ein elektronisches Anzeigefeld 32 an dem Substrat 22 angebracht. Das elektronische Anzeigefeld 32 kann auf beliebige geeignete Art angebracht werden. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann das elektronische Anzeigefeld 32 an dem Substrat 22 angebracht werden, dass die dielektrische Schicht 20 zu dem elektronischen Anzeigefeld 32 mit einem Luftspalt 31 zwischen der dielektrischen Schicht 20 und dem elektronischen Anzeigefeld 32 weisen kann. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann das elektronische Anzeigefeld 32 an dem Substrat 22 derart angebracht werden, dass die dielektrische Schicht 20 in direktem Kontakt mit dem elektronischen Anzeigefeld 32 sein kann. Bei derartigen Ausführungsbeispielen ist kein Luftspalt zwischen der dielektrischen Schicht 20 und dem elektronischen Anzeigefeld 32 vorhanden. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen kann das elektronische Anzeigefeld 32 an dem Substrat 22 derart angebracht sein, dass die dielektrische Schicht 20 in indirektem Kontakt mit dem elektronischen Anzeigefeld 32 sein kann (so beispielsweise dann, wenn OCA die dielektrische Schicht 20 mit dem elektronischen Anzeigefeld 32 verbindet).
Bei Schritt 60 wird ein Abdeckfeld 26 auf das Substrat 22 oder ein anderes Substrat in dem Stapel aufgebracht. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen wird ein getrennt hergestelltes Abdeckfeld 26 auf die obere Oberfläche des Substrates über eine Klebstoffschicht 28 oder eine dielektrische Schicht 33 aufgebracht. Bei anderen Ausführungsbeispielen wird das geschnittene Substrat 22 in ein IML-Werkzeug eingebracht, und es wird das Abdeckfeld 26 über einer dielektrischen Schicht 33 an der oberen Oberfläche des Substrates gebildet.
Bestimmte Ausführungsbeispiele können die Schritte des Verfahrens nach 4 je nach Bedarf wiederholen. Darüber hinaus schließt, obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Schritte des Verfahrens von 4 als in einer bestimmten Reihenfolge gegeben beschreibt und darstellt, die vorliegende Offenbarung beliebige geeignete Schritte des Verfahrens von 4 ein, die in einer beliebigen geeigneten Reihenfolge auftreten. Des Weiteren schließt, obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Komponenten, Vorrichtungen oder Systeme, die bestimmte Schritte des Verfahrens von 4 ausführen, beschreibt und darstellt, die vorliegende Offenbarung eine beliebige geeignete Kombination von beliebigen geeigneten Komponenten, Vorrichtungen oder Systemen ein, die beliebige geeignete Schritte des Verfahrens von 4 ausführen.
Obwohl 1 bis 4 dahingehend beschrieben worden sind, dass sie bestimmte Komponenten und/oder Schritte beinhalten, können die Systeme und Verfahren von 1 bis 4 eine beliebige Kombination aus beliebigen der beschriebenen Komponenten und beliebigen der Optionen, Merkmale oder Schritte gemäß vorliegender Beschreibung beinhalten, wie sich einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet auf Grundlage der Lehre der Offenbarung erschließt. Bei einem Beispiel und nicht im Sinne einer Beschränkung kann Beliebiges von den Optionen, Merkmalen oder er vorliegenden Beschreibung in Kombination mit den dargestellten Ausführungsbeispielen von 1 bis 4 und/oder einer beliebigen Anzahl von weiteren Optionen, Merkmalen oder Schritten ebenfalls gemäß vorliegender Beschreibung verwendet werden, wie sie einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet auf Grundlage der Offenbarung erschließt.
Hierbei kann der Verweis auf ein computerlesbares, nichttemporäres Speichermedium oder solche Medien beinhalten: ein oder mehrere halbleiterbasierte oder andere Integrierte Schaltungen (ICs) (so beispielsweise eine feldprogrammierbare Gate-Anordnung (FPGA) oder einen anwendungsspezifischen IC (ASIC)), Festplattenlaufwerke (HDDs), Hybridplattenlaufwerke (HHDs), optische Platten, optische Plattenlaufwerke (ODDs), magnetoptische Platten, magnetoptische Laufwerke, Floppydisketten, Floppydiskettenlaufwerke (FDDs), Magnetbänder, Festkörperlaufwerke (SSDs), RAM-Laufwerke, SECURE-DIGITAL-Karten, SECURE-DIGITAL-Laufwerke oder je nach Bedarf ein beliebiges anderes geeignetes computerlesbares, nichttemporäres Speichermedium oder solche Medium oder eine beliebige geeignete Kombination von zwei oder mehreren hiervon. Ein computerlesbares, nichttemporäres Speichermedium oder solche Medien können je nach Bedarf flüchtig, nichtflüchtig oder eine Kombination aus flüchtig und nichtflüchtig sein.
Es bedeutet „oder” inklusiv und nicht exklusiv, außer dies ist explizit oder durch den Kontext anderweitig angegeben. Es bezeichnet „A oder B” daher „A, B oder beide”, außer dies ist explizit oder durch den Kontext anderweitig angegeben. Darüber hinaus ist „und” sowohl verbindend als auch vereinzelnd (several), außer dies ist explizit oder durch den Kontext anderweitig angegeben. Es bezeichnet „A und B” „A und B, gemeinsam oder vereinzelt”, außer dies ist explizit oder durch den Kontext anderweitig angegeben.
Die vorliegende Offenbarung schließt alle Änderungen, Ersetzungen, Variationen, Abwandlungen und Modifikationen an den exemplarischen Ausführungsbeispielen ein, die sich eine Person mit durchschnittlichen Fähigkeiten auf dem einschlägigen Gebiet vorstellen kann. Darüber hinaus schließt in den beigefügten Ansprüchen der Verweis auf eine Einrichtung oder ein System oder eine Komponente einer Einrichtung oder eines Systems, die/das dazu ausgelegt, angeordnet, fähig, ausgestaltet, in der Lage, betreibbar oder einsetzbar ist, bestimmte Funktionen wahrzunehmen, jene Einrichtung, jenes System oder jene Komponente ein, und zwar unabhängig davon, ob diese bestimmte Funktion aktiviert, eingeschaltet oder entsperrt ist, solange nur jene Vorrichtung, jenes System oder jene Komponente dazu ausgelegt, angeordnet, fähig, ausgestaltet, in der Lage, betreibbar oder einsetzbar ist.

Claims

Berührungssensor, umfassend: ein Substrat, das eine erste Oberfläche umfasst; eine Mehrzahl von ersten Elektroden, die ein oder mehrere leitfähige Materialien an der ersten Oberfläche umfassen; und eine dielektrische Schicht, die über den ersten Elektroden und wenigstens einem Abschnitt der ersten Oberfläche ausgebildet ist, wobei die dielektrische Schicht eine dielektrische Konstante aufweist, die kleiner oder gleich annähernd 3 ist.
Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei die dielektrische Schicht derart ausgestaltet ist, dass sie zu einem elektronischen Anzeigefeld mit einem Luftspalt zwischen der dielektrischen Schicht und dem elektronischen Anzeigefeld weist.
Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei die dielektrische Schicht in wenigstens indirektem Kontakt mit einem elektronischen Anzeigefeld ist.
Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei Klebeschicht zwischen der dielektrischen Schicht und den ersten Elektroden vorhanden ist.
Berührungssensor nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: eine Mehrzahl von zweite Elektroden, die ein oder mehrere leitfähige Materialien an einer zweiten Oberfläche des ersten Substrates oder eines zweiten Substrates umfassen; eine zweite dielektrische Schicht, die an den zweiten Elektroden und wenigstens einem Abschnitt der zweiten Oberfläche ausgebildet ist; und ein im Wesentlichen transparentes Abdeckfeld, das an der dielektrischen Schicht angeordnet ist.
Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei die leitfähigen Materialien Indium-Zinn-Oxid, eine Mehrzahl von Feinleitungen aus Metall oder eine Mehrzahl von Kohlenstoffnanoröhren umfassen.
Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei die dielektrische Konstante der dielektrischen Schicht kleiner als annähernd 2 und größer als annähernd 1 ist.
Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei die dielektrische Konstante der dielektrischen Schicht kleiner als annähernd 3 und größer als annähernd 2 ist.
Vorrichtung, umfassend: einen Berührungssensor, der umfasst: ein Substrat, das eine erste Oberfläche umfasst; eine Mehrzahl von ersten Elektroden, die ein oder mehrere leitfähige Materialien an der ersten Oberfläche umfassen; und eine dielektrische Schicht, die über den ersten Elektroden und wenigstens einem Abschnitt der ersten Oberfläche ausgebildet ist, wobei die dielektrische Schicht eine dielektrische Konstante aufweist, die kleiner oder gleich annähernd 3 ist; und ein oder mehrere computerlesbare, nichttemporäre Speichermedien, die an den Berührungssensor gekoppelt sind und eine Logik verkörpern, die bei Ausführung dafür ausgestaltet ist, den Berührungssensor zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die dielektrische Schicht derart ausgestaltet ist, dass sie zu einem elektronischen Anzeigefeld mit eine Luftspalt zwischen der dielektrischen Schicht und dem elektronischen Anzeigefeld weist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die dielektrische Schicht in wenigstens indirektem Kontakt mit einem elektronischen Anzeigefeld ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei keine Klebeschicht zwischen der dielektrischen Schicht und den ersten Elektroden vorhanden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Berührungssensor des Weiteren umfasst: eine Mehrzahl von zweiten Elektroden, die ein oder mehrere leitfähige Materialien an einer zweiten Oberfläche des ersten Substrates oder eines zweiten Substrates umfassen; eine zweite dielektrische Schicht, die an den zweiten Elektroden und wenigstens einem Abschnitt der zweiten Oberfläche ausgebildet ist; und ein im Wesentlichen transparentes Abdeckfeld, das an der dielektrischen Schicht angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die leitfähigen Materialien Indium-Zinn-Oxid, eine Mehrzahl von Feinleitungen aus Metall oder eine Mehrzahl von Kohlenstoffnanoröhren umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die dielektrische Konstante der dielektrischen Schicht kleiner als annähernd 2 und größer als annähernd 1 ist,
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die dielektrische Konstante der dielektrischen Schicht kleiner als annähernd 3 und größer als annähernd 2 ist.
Verfahren zum Bilden eines Berührungssensors, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Substrates, das eine erste Oberfläche umfasst; Bilden einer Mehrzahl von ersten Elektroden, die ein oder mehrere leitfähige Materialien an der ersten Oberfläche umfassen; und Bilden einer dielektrischen Schicht an den ersten Elektroden und wenigstens einem Abschnitt der ersten Oberfläche, wobei die dielektrische Schicht eine dielektrische Konstante aufweist, die kleiner oder gleich annähernd 3 ist.
Verfahren nach Anspruch 17, des Weiteren umfassend ein Anbringen eines elektronischen Anzeigefeldes an dem Substrat derart, dass das elektronische Anzeigefeld zu der dielektrischen Schicht weist, wobei in Luftspalt zwischen der dielektrischen Schicht und dem elektronischen Anzeigefeld angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 17, des Weiteren umfassend ein Anbringen eines elektronischen Anzeigefeldes an dem Substrat derart, dass die dielektrische Schicht in wenigstens indirektem Kontakt mit dem elektronichen Anzeigefeld ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die dielektrische Konstante der dielektrischen Schicht kleiner als annähernd 2 und größer als annähernd 1 ist.