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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Anzeigetechnologie, und insbesondere eine berührungsempfindliche Anzeigetafel und ein berührungsempfindliches Anzeigegerät, durch welche Druckberührung in einer kapazitiven berührungsempfindlichen Anzeigetafel implementiert werden kann.
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Hintergrund
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Berührungsempfindliche Anzeige ist als Eingabemedium eine der einfachsten bequemsten und intuitivsten Arten der Mensch-Maschine-Wechselwirkung, die es derzeit gibt. Die Einbettung einer berührungsempfindlichen Eigenschaft in ein Anzeigegerät ist zu einem Schwerpunkt der Anzeigenentwicklung für mehr und mehr Anzeigetafelhersteller geworden.
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1A ist ein strukturelles Diagramm einer typischen berührungsempfindlichen Anzeigetafel mit gemeinsamer Kapazität gemäß dem Stand der Technik. Wie in 1A gezeigt, enthällt eine berührungsempfindliche Anzeigetafel 10A eine Vielzahl von Abtastleitungen 122, welche sich in einer X Richtung erstrecken, eine Vielzahl von Datenleitungen 124, welche sich in einer Y Richtung erstrecken, eine Vielzahl von berührungsempfindlichen Treiberelektroden 101 in Blöcken, welche in einer Reihe entlang der Richtungen X und Y angeordnet sind, und eine Vielzahl von berührungsempfindlichen Sensorelektroden 103, welche in der X Richtung angeordnet sind, wobei die Vielzahl von berührungsempfindlichen Treiberelektroden 101 und die Vielzahl von berührungsempfindlichen Sensorelektroden 103 ausgeformt sind, um senkrecht zueinander zu stehen. Die berührungsempfindlichen Treiberelektroden 101 sind über berührungsempfindliche Treiberelektrodenleitungen 107 an eine Regelungseinheit 108 angeschlossen, und die berührungsempfindlichen Sensorelektroden 103 sind über berührungsempfindliche Sensorelektrodenleitungen 109 an die Regelungseinheit 108 angeschlossen. Die Regelungseinheit 108 überträgt über die berührungsempfindlichen Treiberelektrodenleitungen 107 berührungsempfindliche Treibersignale an die berührungsempfindlichen Treiberelektroden 101. Wenn ein Finger die Tafel von außen berührt, ändert sich eine Kapazität an jeder Kreuzung 102 zwischen den berührungsempfindlichen Treiberelektroden 101 und den berührungsempfindlichen Sensorelektroden 103, und Signale basierend auf den Änderungen der Kapazitäten an den berührungsempfindlichen Sensorelektroden 103 werden über die berührungsempfindlichen Sensorelektrodenleitungen 109 empfangen, um den Berührungsort zu ermitteln. Wie in 1A gezeigt, sind die berührungsempfindlichen Treiberelektroden 101 und die berührungsempfindlichen Sensorelektroden 103 in derselben Schicht angeordnet, und um zu verhindern, dass sich aufgrund eines Überlapps der berührungsempfindlichen Treiberelektroden 101 und der berührungsempfindlichen Sensorelektroden 103 Kurzschlüsse bilden, sind berührungsempfindliche Treiberelektroden 101 in derselben Zeile durch Metallbrücken 105 verbunden.
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1B ist ein schematisches Diagramm einer typischen berührungsempfindlichen Anzeigetafel mit Eigenkapazität gemäß dem Stand der Technik. Wie in 1B gezeigt, beinhaltet eine berührungsempfindliche Anzeigetafel 10B eine Vielzahl von Abtastleitungen 126, welche sich in einer X Richtung erstrecken, eine Vielzahl von Datenleitungen 128, welche sich in einer Y Richtung erstrecken, eine Vielzahl von berührungsempfindlichen Elektroden 105 in Blöcken, welche in einer Reihe entlang der Richtungen X und Y angeordnet sind. Jede der berührungsempfindlichen Elektroden 105 ist über eine berührungsempfindliche Elektrodenleitung 106 an eine Regelungseinheit 110 angeschlossen. Der Betrieb der berührungsempfindlichen Anzeigetafel 10B mit Eigenkapazität unterscheidet sich von jener der berührungsempfindlichen Anzeigetafel 10A mit gemeinsamer Kapazität darin, dass die berührungsempfindlichen Elektroden 104 in Blöcken der berührungsempfindlichen Anzeigetafel 10B mit Eigenkapazität sowohl als berührungsempfindliche Treiberelektroden als auch als berührungsempfindliche Sensorelektroden fungieren, und die Regelungseinheit 110 überträgt berührungsempfindliche Treibersignale über die berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 106 an die berührungsempfindlichen Elektroden 104. Wenn ein Finger die Tafel von außen berührt, ändern sich die Kapazitäten der berührungsempfindlichen Elektroden 104 und die Änderungen der Kapazitäten werden von den berührungsempfindlichen Elektroden 104 gefühlt, um den Berührungsort zu ermitteln. Wie in 1B gezeigt, werden die berührungsempfindlichen Elektroden 104 und die berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 106 in unterschiedlichen Filmschichten positioniert und miteinander über Durchführungslöcher 108 elektrisch verbunden, um Signalstörungen zwischen den berührungsempfindlichen Elektroden 104 und den berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 106 zu vermeiden.
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Wie oben beschrieben, ist weder das berührungsempfindliche Anzeigetafeldesign mit gemeinsamer Kapazität gemäß 1A noch das berührungsempfindliche Anzeigetafeldesign mit Eigenkapazität wie in 1B gezeigt mit einer Druckberührungseigenschaft integriert. Druckberührung bedeutet, dass, wenn ein Finger eine berührungsempfindliche Tafel von außen mit einem Druck berührt, die berührungsempfindliche Tafel in Abhängigkeit von der Amplitude des Drucks ein Sensorsignal erzeugen kann, um einen entsprechenden Bedienbefehl auszuführen. Derzeit gibt es außerdem zwei Arten von Druckberührung für eine Anzeigetafel: eine ist resistive Druckberührungsempfindlichkeit und die andere ist kapazitive Druckberührungsempfindlichkeit. Dabei findet die resistive Druckberührungsempfindlichkeit in der Industrie Beachtung aufgrund ihrer hohen Empfindlichkeit und geringen Kosten. Für eine resistive Druckberührungsempfindlichkeit wird ein Dehnungsmessstreifen in einer Anzeigetafel vorgesehen und der Dehnungsmessstreifen weist einen Widerstandswert auf, welcher mit der Verformung des Dehnungsmessstreifens variiert. Der Widerstandswert oder ein Spannungswert des Dehnungsmessstreifens wird gemessen, um den Druck von außen zu messen.
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1C ist ein schematisches Diagramm einer resistiven Wheatstone Brücke für Testanpressdruck. Vier Widerstände R1, R2, R3, R4 sind verbunden, um ein Viereck ABCD zu bilden, welches als vier Arme der Brücke bezeichnet wird. Das Viereck ABCD hat eine Diagonale BD, welches an ein Galvanometer G angeschlossen ist, und eine weitere Diagonale AC, welches an eine Spannungsquelle E angeschlossen ist. Wenn die Spannungsquelle E eingeschaltet wird, fließen Ströme durch jeden der Zweige der Brücke. Wenn die vier Widerstände R1, R2, R3, R4 Widerstände haben, welche R1/R4 = R2/R3 erfüllen, ist die Widerstandbrücke ausbalanciert und das Galvanometer G zeigt null Strom an. Wenn die vier Widerstände R1, R2, R3, R4 Widerstände haben, welche die obige Bedingung nicht erfüllen, sind Potenziale zwischen Punkten B und D nicht gleich zu einander und das Galvanometer G zeigt einen von null verschiedenen Strom an, und das Verhältnis der Widerstände der vier Widerstände R1, R2, R3, R4 kann aus der Ausgabe des Galvanometers G berechnet werden.
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Derzeit wird in einer resistiven druckberührungsempfindlichen Anzeigetafel ein Dehnungsmessstreifen typischerweise unter einer hinterleuchteten Schicht der Anzeigetafel angeordnet oder am Außenrahmen der Anzeigetafel. Wenn der Dehnungsmessstreifen unterhalb der hinterleuchteten Schicht der Anzeigetafel angeordnet wird, wird die Dicke der gesamten Anzeigetafel erhöht werden, was nicht förderlich für die Verdünnung der Anzeigetafel ist. Ferner wird, da ja der Dehnungsmessstreifen unterhalb der hinterleuchteten Schicht angeordnet ist, die Empfindlichkeit für Fingerberührung signifikant vermindert, was zu verminderter Berührungsempfindlichkeit führt. Wenn der Dehnungsmessstreifen am Umfangsrahmen der Anzeigetafel angeordnet ist, wird, weil der Umfangsrahmen der Anzeigetafel im allgemeinen mittels doppelseitigen Klebebandes angebracht ist, und eine Lücke unvermeidbar zwischen dem Klebeband und der Anzeigetafel existiert, Verformung der Oberfläche der Anzeigetafel, welche durch Druck hervorgerufen wird, signifikant durch die Lücke beeinflusst werden, was zu verminderter Genauigkeit der Druckberührung führt.
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Zusammenfassung
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Um die Probleme des Standes der Technik zu beheben, ist Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine berührungsempfindliche Anzeigetafel anzugeben, welche Druckamplitude detektieren kann und Berührungsort detektieren kann. Das heißt, die berührungsempfindliche Anzeigetafel gemäß der vorliegenden Offenbarung vereint Funktionalitäten von Anzeige, Berührungsempfindlichkeit und Druckberührungsempfindlichkeit.
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung geben eine berührungsempfindliche Anzeigetafel an, welche enthält: ein erstes Substrat; und eine erste Metallschicht, welche auf einer Seite des ersten Substrats ausgeformt ist, wobei die erste Metallschicht eine Vielzahl von berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen und eine Vielzahl von Drucksensorelementen enthält, wobei die Drucksensorelemente Segmente von Drucksensorleitungen enthalten, und an jedem Kreuzungsbereich, in welchem eine berührungsempfindliche Elektrodenleitung ein Drucksensorelement kreuzt, werden zwei benachbarte Segmente von Drucksensorleitungen über eine Brücke verbunden werden; eine zweite Metallschicht, welche zwischen dem ersten Substrat und der ersten Metallschicht ausgeformt ist, wobei die zweite Metallschicht eine Vielzahl von Datenleitungen enthält, welche sich entlang einer ersten Richtung erstrecken; und eine dritte Metallschicht, welche zwischen der zweiten Metallschicht und dem ersten Substrat ausgeformt ist, wobei die dritte Metallschicht eine Vielzahl von Abtastleitungen enthält, welche sich entlang einer zweiten Richtung erstrecken, welche orthogonal zu der ersten Richtung ist.
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Gemäß einem anderen Aspekt geben Ausgestaltungsformen der vorliegenden Offenbarung ein berührungsempfindliches Anzeigegerät an, welches die obige berührungsempfindliche Anzeigetafel enthält.
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Die berührungsempfindliche Anzeigetafel und das berührungsempfindliche Anzeigegerät, welche von der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt werden, haben die folgenden Vorteile.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung werden Drucksensorelemente angegeben durch Verwendung von Lücken der Metallschichten der berührungsempfindlichen Leitungen bei vorhandenen Design gemäß dem Stand der Technik, um Funktionalitäten von Anzeige, Berührungsempfindlichkeit und Druckempfindlichkeit zu implementieren, ohne die Dicke des Produkts bei vorhandenen Design gemäß Stand der Technik zu erhöhen.
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Figurenliste
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Andere Eigenschaften, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden offensichtlich werden aufgrund der detaillierten Beschreibung von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die folgenden begleitenden Zeichnungen.
- 1A ist ein strukturelles Diagramm einer typischen berührungsempfindlichen Anzeigetafel mit gemeinsamer Kapazität gemäß Stand der Technik.
- 1B ist ein strukturelles Diagramm einer typischen berührungsempfindlichen Anzeigetafel mit Eigenkapazität gemäß Stand der Technik.
- 1C ist ein schematisches Diagramm einer resistiven Wheatstone Brücke für Testandruckdrücke.
- 2A ist ein strukturelles Diagramm einer berührungsempfindlichen Anzeigetafel, welche durch eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt wird;
- 2B ist ein schematisches Diagramm einer berührungsempfindlichen Anzeigetafel, welche resistive Druckberührungsempfindlichkeit gemäß einer Ausgestaltungsform der vorliegenden Offenbarung implementiert;
- 2C ist eine Querschnittsansicht von 2A entlang einer Linie A-A';
- 2D ist eine partiell vergrößerte Ansicht von 2A;
- 2E ist ein schematisches Diagramm einer anderen Brückenverbindung, welche durch eine Ausgestaltungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt wird;
- 2F ist ein schematisches Diagramm einer weiteren Brückenverbindung, welche durch eine Ausgestaltungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt wird;
- 3A ist ein schematisches Diagramm eines anderen Drucksensorelements, welches von einer Ausgestaltungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt wird;
- 3B ist ein schematisches Diagramm einer anderen Brückenverbindung, welche von einer Ausgestaltungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt wird;
- 3C ist ein schematisches Diagramm einer weiteren Brückenverbindung, welche von einer Ausgestaltungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt wird;
- 4 ist ein schematisches Diagramm eines weiteren Drucksensorelements, welches von einer Ausgestaltungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt wird;
- 5A ist ein strukturelles Diagramm eines Profils einer berührungsempfindlichen Anzeigetafel gemäß einer Ausgestaltungsform der vorliegenden Offenbarung; und
- 5B ist ein strukturelles Diagramm einer teilweisen Projektion einer berührungsempfindlichen Anzeigetafel gemäß einer Ausgestaltungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Detaillierte Beschreibung
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Beispielhafte Ausgestaltungsformen werden nun vollständiger unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden. Allerdings können die beispielhaften Ausgestaltungsformen in verschiedenen Formen implementiert werden und sollten nicht als beschränkend für die vorliegend dargelegten Ausgestaltungsformen verstanden werden. Im Gegenteil werden diese Ausgestaltungsformen angegeben, um die vorliegende Offenbarung gründlich und vollständig zu machen und um das Konzept der beispielhaften Ausgestaltungsformen dem Fachmann vollständig zu übermitteln. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen ähnliche oder gleiche Teile über die gesamten begleitenden Zeichnungen und wiederholende Beschreibung derer wird ausgelassen werden.
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2A ist ein strukturelles Diagramm einer berührungsempfindlichen Anzeigetafel gemäß einer Ausgestaltungsform der vorliegenden Offenbarung, und 2C ist eine Querschnittsansicht von 2A entlang einer Linie A-A'. Wie in 2A und 2C gezeigt, enthält eine berührungsempfindliche Anzeigetafel 20 ein erstes Substrat 201, welches eine ersten Metallschicht 21, eine zweite Metallschicht 22 und eine dritte Metallschicht 23 darauf enthält. Die erste Metallschicht 21 ist mit Drucksensorelementen 204 und berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 versehen. Dabei enthält jedes der Drucksensorelemente 204 Segmente von Drucksensorleitungen 211, und jede der berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 erstreckt sich entlang der Y Richtung. Die zweite Metallschicht 22 ist mit einer Vielzahl von Datenleitungen 224 versehen, welche sich entlang der Y Richtung erstrecken. Die dritte Metallschicht 23 ist mit einer Vielzahl von Abtastleitungen 222 versehen, welche sich entlang der X Richtung erstrecken.
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Wie in 2A gezeigt bilden die Drucksensorelemente 204 eine kammförmige Struktur, welche sich entlang der Y Richtung erstreckt und entlang der X Richtung angeordnet ist. Wenn ein Druck von außen angelegt wird, ist eine Dehnungsrichtung der Drucksensorelement 204 im Wesentlichen in der Y Richtung, Änderungen des Widerstandswertes der Drucksensorelemente 204, welche von der Dehnung in der Y Richtung hervorgerufen werden, werden detektiert, um die Amplitude des Drucks zu detektieren.
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2B ist ein schematisches Diagramm einer berührungsempfindlichen Anzeigetafel, welche resistive Druckberührungsempfindlichkeit gemäß einer Ausgestaltungsform der vorliegenden Offenbarung implementiert. Wie in 2B gezeigt, bilden beliebige vier Drucksensorelemente 204 (2041, 2042, 2043 und 2044) auf der berührungsempfindlichen Anzeigetafel 20 eine Wheatstone Brücke. Ein Arm der Wheatstone Brücke ist mit einem Drucksensorelement 204 versehen. Es sollte beachtet werden, dass in der vorliegenden Ausgestaltungsform ein Arm der Wheatstone Brücke lediglich ein Drucksensorelement 204 enthalten kann, oder zwei oder mehr Drucksensorelemente 204, welche in Serie geschaltet sind, enthalten kann, welche vorliegend nicht begrenzt sind. Wie in 2B gezeigt, bilden die Drucksensorelemente 2041, 2042, 2043 und 2044 jeweils einen Arm der Wheatstone Brücke.Dabei sind ein Eingabeanschluss des Drucksensorelements 2041 und ein Eingangsanschluss des Drucksensorelements 2043 verbunden, um einen Knotenpunkt P zu bilden, welcher elektrisch über einen ersten Anschlussdraht 231an eine Regelungseinheit 240 angeschlossen ist; und ein Eingangsanschluss des Drucksensorelements 2042 und ein Eingangsanschluss des Drucksensorelements 2044 sind zusammengeschaltet, um einen Knotenpunkt O zu bilden, welcher über einen zweiten Verbindungsdraht 232 an die Regelungseinheit 240 angeschlossen ist; ein Ausgabeanschluss des Drucksensorelements 2041 und ein Ausgabeanschluss des Drucksensorelements 2042 sind zusammengeschaltet, um einen Knotenpunkt Q zu bilden, welcher über einen dritten Verbindungsdraht 233 elektrisch an die Regelungseinheit 240 angeschlossen ist; ein Ausgabeanschluss des Drucksensorelements 2043 und ein Ausgabeanschluss des Drucksensorelements 2044 sind zusammengeschaltet, um einen Knotenpunkt R zu bilden, welcher über einen vierten Verbindungsdraht 234 elektrisch an die Regelungseinheit 240 angeschlossen ist.
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Ebenfalls bezugnehmend auf 1C beruht die resistive Druckberührungsempfindlichkeit gemäß der vorliegenden Ausgestaltungsform auf dem folgenden Prinzip. Nachdem die Regelungseinheit 240 ein elektrisches Signal an die Eingangsanschlussknotenpunkte P und O anlegt, ist die Wheatstone Brücke ausgeglichen, falls kein Druck auf die berührungsempfindliche Anzeigetafel 20 von außen ausgeübt wird, und die Ausgabeanschlussknotenpunkte Q und R geben einen Nullsignalwert aus; und wenn ein Druck F auf die berührungsempfindliche Anzeigetafel 20 von außen ausgeübt wird, wird die gesamte berührungsempfindliche Anzeigetafel 20 verformt, die Widerstände der Drucksensorelemente 2041, 2042, 2043 und 2044 ändern sich entsprechend, die Wheatstone Brücke verliert Balance, und die Ausgabeanschlussknotenpunkte Q und R geben Signalwerte aus, welche von null verschieden sind. Anschließend kann die Regelungseinheit 240 die Größe des Drucks F basierend auf dem Signalwert berechnen.
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Weil die Drucksensorelemente 204 und die berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 in derselben Schicht angeordnet sind, werden die Drucksensorleitungen 211 der Drucksensorelemente 204 unvermeidlich die berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 an Kreuzungsbereichen 213 kreuzen. 2D ist ein vergrößertes Diagramm der Kreuzungsbereiche 213. Wie in der 2D gezeigt, sind die Drucksensorleitungen 211 über die berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 elektrisch verbunden über Brücken 215 an den Kreuzungsbereichen 213, um zu verhindern, dass Kurzschlüsse zwischen den Drucksensorleitungen 211 und den berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 gebildet werden.
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Insbesondere enthält, wie in 2C gezeigt, jede der Brücken 215 einen ersten Brückenleiter 217 und ein erstes Durchgangsloch 216. Um zu verhindern, dass die Drucksensorleitungen 211 mit den berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 in Kontakt geraten, ist gemäß der vorliegenden Ausgestaltungsform an jedem Abschnitt, an dem ein Drucksensorelement 204 eine berührungsempfindliche Elektrodenleitung 206 kreuzt, die jeweilige Drucksensorleitung 211 in zwei Segmente von Drucksensorleitungen 2111 und 2112 zerteilt, welche jeweils an einer der beiden Seiten der berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 positioniert sind und beide an denselben ersten Brückenleiter 217 über ein erstes Durchgangsloch 216 angeschlossen sind, um Kontaktierung zwischen der Drucksensorleitungen 211 und der berührungsempfindlichen Elektrodenleitung 206 zu vermeiden. Insbesondere ist die Drucksensorleitung 2111 an der linken Seite der berührungsempfindlichen Elektrodenleitung 206 an den ersten Brückenleiter 217 über das erste Durchgangsloch 216A angeschlossen. Die Drucksensorleitung 2112 an der rechten Seite der berührungsempfindlichen Elektrodenleitung 206 ist an denselben ersten Brückenleiter 217 über das erste Durchgangsloch 216B angeschlossen. Auf diese Weise kann die Bildung eines Kurzschlusses aufgrund eines Überlappens der Drucksensorleitung 211 und der berührungsempfindlichen Elektrodenleitung 206 verhindert werden.
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Wie in 2D gezeigt, erstrecken sich bei der berührungsempfindlichen Anzeigetafel 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Drucksensorleitungen 211 bei dem Kreuzungsbereich 213 in der X Richtung. Daher sind bei der vorliegenden Ausgestaltungsform die ersten Brückenleiter 217 an der dritten Metallschicht 23 angeordnet und durch dasselbe Verfahren mit den Abtastleitungen 222 hergestellt. Dieses Design ist vorteilhaft dahingehend, dass die Abtastleitungen 222 sich auch in der X Richtung erstrecken, dieses Design kann sicherstellen, dass die ersten Brückenleiter 217 sich in der X Richtung erstrecken und darüber hinaus kann dieses Design die Nutzbarmachung der dritten Metallschicht 23 verbessern.
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Wie in 2C gezeigt, enthält die berührungsempfindliche Anzeigetafel 20 gemäß der vorliegenden Ausgestaltungsform auch eine vierte Metallschicht 24. Die vierte Metallschicht 24 enthält eine Vielzahl von berührungsempfindlichen Elektroden 209 in Blöcken. Die berührungsempfindlichen Elektroden 209 sind über vierte Durchgangslöcher 208 an die berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 angeschlossen. Die berührungsempfindlichen Elektroden 209 in Blöcken der berührungsempfindlichen Anzeigetafel 20 wirken sowohl als berührungsempfindliche Treiberelektroden als auch als Berührungssensorelektroden, und die Regelungseinheit 240 überträgt über die berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 Berührungstreibersignale an die berührungsempfindlichen Elektroden 209. Wenn ein Finger die Tafel von außen berührt, ändern sich die Kapazitäten der berührungsempfindlichen Elektroden 209 und die Änderungen der Kapazitäten werden von den berührungsempfindlichen Elektroden 209 detektiert, um den Berührungsort zu ermitteln.
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Es sollte beachtet werden, dass bei der Ausgestaltungsform der vorliegenden Offenbarung während eines Anzeigestadiums die Vielzahl von berührungsempfindlichen Elektroden 209 in Blöcken auch als gemeinsame Anzeigeelektroden genutzt werden. Das bedeutet, dass während des Anzeigestadiums die Vielzahl von Berührungselektroden 209 ein konstantes gemeinsames Spannungssignal vorweisen, hauptsächlich um ein elektrisches Feld mit einer bestimmten Stärke zwischen dem gemeinsamen Spannungssignal und einer an Pixelelektroden angelegten Signalspannung zu erzeugen, um die Ausrichtung des lichtemittierenden Mediums, wie zum Beispiel Flüssigkristall, zu steuern, um ein Anzeigebild zu erstellen. Alternativ kann die Vielzahl berührungsempfindlicher Elektroden 209 lediglich als berührungsempfindliche Elektroden dienen, was durch die vorliegende Offenbarung nicht eingeschränkt ist.
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2E ist ein schematisches Diagramm einer weiteren Brückenverbindung gemäß einer Ausgestaltungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Brückenverbindung, welche in 2E dargestellt ist, unterscheidet sich von jener gemäß 2C darin, dass jede der Brücken 215 einen ersten Brückenleiter 217 und einen zweiten Brückenleiter 219, ein zweites Durchgangsloch 210 und ein drittes Durchgangsloch 218 enthält. Um zu verhindern, dass die Drucksensorelemente 204 die berührungsempfindlichen Elektrodenleitung 206 kontaktieren, sind an jedem Abschnitt, an welchem eine jeweilige Drucksensorleitung 211 eine berührungsempfindliche Elektrodenleitung 206 kreuzt, die beiden Segmente der Drucksensorleitung 211 an beiden Seiten der berührungsempfindlichen Elektrodenleitung 206 an jeweilige Brückenleiter 219 über entsprechende zweite Durchgangslöcher 210 angeschlossen, und die jeweiligen zweiten Brückenleiter 219 sind über jeweilige dritte Durchgangslöcher 218 an einen ersten Brückenleiter 217 angeschlossen. Insbesondere ist der Drucksensorleiter 2111 an der linken Seite der berührungsempfindlichen Elektrodenleitung 206 über ein zweites Durchgangsloch 210A an einen zweiten Brückenleiter 2191 angeschlossen, und der zweite Brückenleiter 2191 ist über ein drittes Durchgangsloch 218A an den ersten Brückenleiter 217 angeschlossen; und der Drucksensorleiter 2112 an der rechten Seite der berührungsempfindlichen Elektrodenleitung 206 ist über ein zweites Durchgangsloch 210B an den zweiten Brückenleiter 2192 angeschlossen, und der zweite Brückenleiter 2192 ist über ein drittes Durchgangsloch 218B an denselben ersten Brückenleiter 217 angeschlossen. Auf diese Weise kann die Bildung eines Kurzschlusses aufgrund eines Überlappens der Drucksensorleitung 211 und der berührungsempfindlichen Elektrodenleitung 206 verhindert werden.
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Wie 2E veranschaulicht, sind die zweiten Brückenleiter 219 an der vierten Metallschicht 24 angeordnet. Es sollte beachtet werden, dass die zweiten Brückenleiter 219 auch an den Lücken zwischen den Blöcken der berührungsempfindlichen Elektroden 209 angeordnet sein können, oder ein Abschnitt der Elektroden kann von einem bestimmten Block der berührungsempfindlichen Elektroden 209 abgeteilt sein, um als zweiter Brückenleiter 219 zu dienen, was durch die vorliegende Offenbarung nicht ausgeschlossen ist.
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Die Brückenverbindung, wie sie in 2E gezeigt ist, ist vorteilhaft gegenüber jener gemäß 2C insoweit, als dass sowohl die zweiten Brückenleiter 219 als auch die Vielzahl von berührungsempfindlichen Elektroden 2019 in der vierten Metallschicht 24 platziert sind, und das zweite Durchgangsloch 210, die dritten Durchgangslöcher 218 und die vierten Durchgangslöcher 208 mittels desselben Prozesses hergestellt werden können. Demgegenüber müssen bei der Brückenverbindung, wie sie in 2A gezeigt ist, da die beiden Segmente der Drucksensorleitungen 211 an den beiden Seiten des Kreuzungsbereichs direkt an den ersten Brückenleiter 217 angeschlossen sind, das erste Durchgangsloch 216 und das vierte Durchgangsloch 208 durch zwei getrennte Prozesse gebildet werden. Das heißt, man kann durch die gemäß der vorliegenden Ausgestaltungsform bereitgestellte Brückenverbindung mittels des Übergangs des zweiten Brückenleiters 219 einen Herstellungsvorgang zum Ätzung eines Durchgangsloches einsparen. Daher kann die Brückenverbindung, wie sie in 2E dargestellt ist, das Verfahren vereinfachen und die Herstellung erleichtern.
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2F ist ein schematisches Diagramm einer weiteren Brückenverbindung gemäß einer Ausgestaltungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie in 2F gezeigt, enthält eine berührungsempfindliche Anzeigetafel 20 auch eine fünfte Metallschicht 25, welche zwischen dem ersten Substrat 201 und der dritten Metallschicht 23 angeordnet ist. Die fünfte Metallschicht 25 enthält Segmente von Lichtabschirmmetallstücken 242 darauf, und daher wird die fünfte Metallschicht 25 auch als Lichtabschirmmetallschicht bezeichnet. Die Lichtabschirmmetallschicht ist im allgemeinen unter einer aktiven Schicht (wie zum Beispiel eine niedrig Temperatur Polysilikonschicht) der berührungsempfindlichen Anzeigetafel mit fotosensitiven TFT angeordnet, um den Einfluss der Rücklichtquelle auf Träger der aktiven Schicht zu vermeiden und auf diese Weise den Einfluss auf den Leckagestrom der fotosensitiven TFT zu vermeiden. Die Brückenverbindung, welche in 2F gezeigt ist, unterscheidet sich von jener gemäß 2A darin, dass durch Verwendung eines Teils der lichtabschirmenden Metallstücke 242 als die ersten Brückenleiter 217 die Kontaktierung der Drucksensorleitungen 211 und der berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 vermieden werden kann. Die Brückenverbindung, wie sie in 2F gezeigt ist, ist vorteilhaft dahingehend, dass die lichtabschirmende Metallschicht auf der berührungsempfindlichen Anzeigetafel vollständig verwendet werden kann, und der Gestaltungsspielraum auf der lichtabschirmenden Metallschicht ist größer als jener einer Metallschicht mit Abtastleitungen. Darüber hinaus kann die lichtabschirmende Metallschicht mit demselben Muster wie die Drucksensorelemente gestaltet werden, um sowohl die Brückenverbindung als auch die Vereinfachung des Prozesses zu erreichen. Ebenfalls können bei der Brückenverbindung, wie sie in 2E gezeigt ist, die ersten Brückenleiter 217 implementiert werden durch Verwendung eines Teils der lichtabschirmenden Metallstücke 242, was vorliegend nicht ausgeführt werden wird.
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3A ist ein schematisches Diagramm eines weiteren Drucksensorelements gemäß einer Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 3A gezeigt, enthalten Drucksensorelemente 304 Segmente von Drucksensorleitungen 311. Die Drucksensorelemente 304 unterscheiden sich von den Druckelementen 204 darin, dass die Drucksensorelemente 304 nicht nur einen ersten kammförmigen Aufbau D, welcher sich in der Y Richtung erstreckt und in der X Richtung angeordnet ist, haben, sondern darüber hinaus einen zweiten kammförmigen Aufbau E, welcher sich in der X Richtung erstreckt und in der Y Richtung angeordnet ist, aufweisen. Man kann an dem Aufbau erkennen, dass die zweite kammförmige Struktur E sich um 90° nach rechts zu der ersten kammförmigen Struktur D dreht. Dadurch kann man die Drucksensorelemente 304 als durch die Druckelemente 204, welche in Reihe mit den Druckelementen 204, welche um 90° nach rechts drehen, geschaltet sind, gebildet ansehen. Die Drucksensorelemente 304 haben Vorteile gegenüber den Druckelementen 204 darin, dass, wenn ein Druck auf die Tafel von außen ausgeübt wird, Hauptdehnungsrichtungen der Drucksensorelemente 304 beide der X Richtung und der Y Richtung beinhalten können. Dadurch können die Drucksensorelemente 304 Änderungen des Widerstands spüren, welche durch Dehnung sowohl in der X Richtung als auch in der Y Richtung verursacht werden, um die Amplitude des Drucks zu detektieren.
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Wie in 3A veranschaulicht, haben Drucksensorleitungen 311 der Drucksensorelemente 304 und die berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 Kreuzungsbereiche 313 zusätzlich zu den Kreuzungsbereichen 213, wie sie in 2D gezeigt sind, wenn die berührungsempfindliche Anzeigetafel 20 mit dem Drucksensorelement 304 versehen ist, wobei sich die Drucksensorleitungen 311 bei den Kreuzungsbereichen 313 in der Y Richtung erstrecken. Daher werden, um die Bildung von Kurzschlüssen an den Kreuzungsbereichen 213 und 313 durch die Drucksensorelemente 304 und die berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 zu verhindern, bei der vorliegenden Ausgestaltungsform die Drucksensorleitungen 311 durch Brücken 215 über die berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 an den Kreuzungsbereichen 213 verbunden, und die Drucksensorleitungen 311 werden durch Brücken 315 über die berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 an den Kreuzungsbereichen 313 verbunden. Dabei ist die Brückenverbindung durch die Brücken 215 in den Kreuzungsbereichen 213 ähnlich zu der Brückenverbindung, wie sie in 2D gezeigt ist, was vorliegend nicht wiederholt werden wird.
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3B ist ein schematisches Diagramm einer weiteren Brückenverbindung gemäß einer Ausgestaltungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie in 3B gezeigt, enthält jede der Brücken 315 einen ersten Brückenleiter 317 und ein erstes Durchgangsloch 316. Um zu verhindern, dass die Drucksensorleitungen 311 mit den berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 in Kontakt geraten, werden bei dieser Brückenverbindung an jedem der Kreuzungsbereiche 313 der Drucksensorleitungen 311 und der berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 zwei Segmente einer jeweiligen Drucksensorleitungen 311 an zwei Seiten einer jeweiligen berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 mit denselben ersten Brückenleiter 317 jeweils durch ein erstes Durchgangsloch 316 verbunden, um den Kontakt zwischen Drucksensorleitungen 311 und der berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 zu vermeiden. Insbesondere wird eine Drucksensorleitung 3111 an der linken Seite der berührungsempfindlichen Elektrodenleitung 206 über ein erstes Durchgangsloch 316A an den ersten Brückenleiter 317 angeschlossen, und eine Drucksensorleitung 3112 an der rechten Seite der berührungsempfindlichen Elektrodenleitung 206 wird über ein erstes Durchgangsloch 316B an denselben ersten Brückenleiter 317 angeschlossen. Dadurch kann man die Bildung eines Kurzschlusses aufgrund des Überlappens der Drucksensorleitung 311 und der berührungsempfindlichen Elektrodenleitung 206 vermeiden.
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Da an den Kreuzungsbereichen 313 der Drucksensorelemente 304 und der berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206 die Drucksensorleitungen 311 sich in der Y Richtung erstrecken, sind wahlweise bei dieser Brückenverbindung die ersten Gruppenleiter 317 in der zweiten Metallschicht 22 angeordnet. Gemäß der vorliegenden Ausgestaltungsform hat diese Auslegung Vorteile dahingehend, dass die ersten Brückenleiter 317 mittels desselben Prozesses mit den Datenleitungen 224 hergestellt werden können. Da sich die Datenleitungen 224 ebenfalls in der Y Richtung erstrecken, kann dieses Design sicherstellen, dass sich die ersten Brückenleiter 317 in der Y Richtung erstrecken und darüber hinaus kann dieses Design die Verwendung der zweiten Metallschicht 22 verbessern.
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In ähnlicher Weise kann, wie in 3C veranschaulicht, die Verbindung durch die Brücken 315 gemäß der vorliegenden Ausgestaltungsform auch mit dem zweiten Brückenleiter 219 als Übergang versehen sein. In diesem Falle wird jede der Drucksensorleitungen 311 zunächst über ein zweites Durchgangsloch 310 an einen zweiten Brückenleiter 219 angeschlossen, und dann werden zwei Segmente eines zweiten Brückenleiters 219 über ein drittes Durchgangsloch 318 an denselben Brückenleiter 317 angeschlossen. Dies kann einen Prozess zur Bildung von Durchgangslöchern einsparen. Die dahinter stehende Idee ist ähnlich zu den obigen Ausgestaltungsformen und wird vorliegend nicht wiederholt werden.
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Ähnlich zu der obigen Ausgestaltungsform, wie sie in 2F dargestellt ist, können die Brücken 315 gemäß der vorliegenden Ausgestaltungsform ein Teil der Lichtabschirmungsmetallteile als die ersten Brückenleiter verwenden, und die Verwendung der Lichtabschirmungsmetallschicht verbessern. Die Einzelheiten werden vorliegend nicht wiederholt werden.
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4 ist ein schematisches Diagramm eines weiteren Drucksensorelements gemäß einer Ausgestaltungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie in 4 gezeigt ist, enthalten Drucksensorelemente 404 Segmente von Drucksensorleitungen 411. Die Drucksensorelemente 404 unterscheiden sich von den Drucksensorelementen 204 und 304 darin, dass die Drucksensorelemente 404 einen spiralförmigen Aufbaubilden, welcher sich wiederholt entlang der Richtungen X und Y biegt. Die Auslegung der Drucksensorelemente 404 als spiralförmiger Aufbau hat Vorteile dahingehend, dass, wenn ein Druck auf die Tafel von außen ausgeübt wird, die Drucksensorelemente 404 Dehnung in beliebiger Richtung detektieren können, das heißtDas heißt nicht beschränkt auf die beiden Richtungen X und Y. Daher können die Drucksensorelemente 404 Änderungen des Widerstands, welche durch Dehnung in beliebiger Richtung hervorgerufen werden, detektieren, um die Amplitude des Drucks zu detektieren.
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Wenn die berührungsempfindliche Anzeigetafel mit den Drucksensorelementen 404 versehen ist, kreuzen die Drucksensorelemente 404 unvermeindlich die berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206, wie in 4 dargestellt. Es existieren Kreuzungsbereiche 413 und 413', wobei sich in den Kreuzungsbereichen 413 Drucksensorleitungen 411 entlang der X Richtung erstrecken, und sich in den Kreuzungsbereichen 413' Drucksensorleitungen 411 entlang der Y Richtung erstrecken. Wie in 4 gezeigt, sind die Drucksensorelemente 404 in den Kreuzungsbereichen 413 über Brücken 415 verbunden und die Drucksensorelemente 404 sind in den Kreuzungsbereichen 413' durch Brücken 415' verbunden. Dabei können die Brücken 415 eine beliebige der Verbindungen sein, wie sie in den 2C, 2E und 2F gezeigt sind, und die Brücken 415' können eine beliebige der Verbindungen sein, wie sie in den 3B und 3C gezeigt sind, was vorliegend nicht wiederholt werden wird.
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5A ist ein strukturelles Diagramm eines Profils einer berührungsempfindlichen Anzeigetafel gemäß einer Ausgestaltungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie in 5A gezeigt, ist die berührungsempfindliche Anzeigetafel 20 gemäß der vorliegenden Ausgestaltungsform auch mit einem zweiten Substrat 202 versehen. Eine Vielzahl von Pixelbereichen R, G und B sind an jeder Seite des zweiten Substrats 202 vorgesehen, welches in der Nähe zu dem ersten Substrat 201 ist, und eine schwarze Matrize 225 ist zwischen zwei beliebigen aneinandergrenzenden Pixelbereichen vorgesehen. Bei der berührungsempfindlichen Anzeigetafel 20 gemäß der vorliegenden Offenbarung bedecken Projektionen der schwarzen Matrizen auf die Ebene des ersten Substrats 201 die Segmente der Drucksensorleitungen der Drucksensorelemente und die berührungsempfindliche Elektrodenleitungen, um sicherzustellen, dass das Öffnungsverhältnis der druckempfindlichen Anzeigetafel nicht von den Drucksensorelementen beeinflusst wird. Wie in 5B gezeigt (welche sich beispielsweise auf die Drucksensorelemente 204 bezieht), bedecken Projektionen der schwarzen Matrizen 225 auf die Ebene des ersten Substrats 201 die Segmente der Drucksensorleitungen 211 und der berührungsempfindlichen Elektrodenleitungen 206.
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Wie weiter oben besprochen, sind bei der berührungsempfindlichen Anzeigetafel gemäß der vorliegenden Ausgestaltungsform Drucksensorelemente vorgesehen durch Verwendung von Lücken der Metallschichten der berührungsempfindlichen Leitungen bei vorhandenen Auslegungen gemäß dem Stand der Technik, um Funktionalitäten von Anzeige, Berührungsempfindlichkeit und Druckberührung umzusetzen, ohne die Dicke des Produkts bei vorhandenen Auslegungen des Standes der Technik zu erhöhen.
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Bei den obigen Ausgestaltungsformen enthält die berührungsempfindliche Anzeigetafel auf dem ersten Substrat auch entscheidende Bauteile wie zum Beispiel eine Pixeleinheit, welche über eine Abtastleitung und eine Datenleitung definiert ist, eine TFT Vorrichtung, eine Schaltkreisstruktur, eine Pixelelektrode, eine Isolatorschicht und dergleichen. Dabei ist das Gate der TFT Vorrichtung an die Abtastleitungen angeschlossen, eine der Source und der Drain der TFT Vorrichtung ist an die Datenleitung angeschlossen, und die andere der Source und der Drain ist an die Pixeleinheit angeschlossen. Dies ist im Stand der Technik wohlbekannt und wird vorliegend nicht wiederholt werden.
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Die vorliegende Offenbarung stellt auch eine berührungsempfindliche Anzeigevorrichtung bereit, welche eine beliebige der obigen berührungsempfindlichen Anzeigetafeln enthält. Die berührungsempfindliche Anzeigevorrichtung kann ein Mobiltelefon, ein Desktop-Rechner, ein Laptop-Rechner, ein Tablet-Rechner, ein elektronisches Album oder dergleichen sein.
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Das obige ist eine ausführliche Beschreibung der vorliegenden Offenbarung mit Bezugnahme auf bevorzugte Ausgestaltungsformen.
Es sollte nicht dahingehend verstanden werden, dass die spezifische Umsetzung der vorliegenden Offenbarung auf die Beschreibung beschränkt ist. Für den Fachmann des Gebietes der Technik, an welches sich die vorliegende Offenbarung bezieht, können viele einfache Abwandlungen oder Austausche vorgenommen werden, ohne die Idee der vorliegenden Offenbarung zu verlassen, welche als unter den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallend angesehen werden sollten.
