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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Anzeigetechnologie und, insbesondere, bezieht sie sich auf ein Anzeigefeld, welches eine Berührungssteuerungsfunktionalität bei einem kapazitiven Anzeigefeld verwirklicht.
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HINTERGRUND
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Als eine Eingabevorrichtung ist eine berührungsempfindliche Anzeige bislang die einfachste, bequemste und natürlichste Methode für die Wechselwirkung zwischen Mensch und Rechner. Anzeigevorrichtungen, welche mit einer Berührungssteuerungsfunktionalität integriert sind, sind in der letzten Zeit ein Forschungsschwerpunkt unter einer wachsenden Zahl von Flachfeldanzeigeherstellern geworden.
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1 ist eine Draufsicht auf ein typisches Anzeigefeld mit gemeinsamer Kapazität. Wie in 1 gezeigt, umfasst ein Anzeigefeld 10A eine Vielzahl von Abtastleitungen 122, welche sich entlang einer X-Richtung erstrecken, eine Vielzahl von Datenleitungen 124, welche sich entlang einer Y-Richtung erstrecken, eine Vielzahl von Treiberelektroden 101, welche in einer Reihe entlang sowohl der X-Richtung als auch der Y-Richtung angeordnet sind, und eine Vielzahl von Sensorelektroden 103, welche entlang der X-Richtung angeordnet sind. Insbesondere sind die Treiberelektroden 101 und die Sensorelektroden 103 senkrecht zueinander verteilt. Die Treiberelektroden 101 sind an eine Steuereinheit 108 über Berührungssteuerungstreiberelektrodenleitungen 107 angeschlossen, die Sensorelektroden 103 sind an die Steuereinheit 108 über Berührungssteuerungssensorelektrodenleitungen 109 angeschlossen, und die Steuereinheit 108 gibt über die Berührungssteuerungstreiberelektrodenleitungen 107 ein Berührungssteuerungstreibersignal an die Berührungssteuerungstreiberelektroden 101 ein. Bei Berührung durch einen Finger variiert die Kapazität an jedem Kreuzungspunkt zwischen den Treiberelektroden 101 und den Sensorelektroden 103, und das Kapazitätsänderungssignal der Berührungssteuerungssensorelektroden 103 wird über die Berührungssteuerungssensorelektrodenleitungen 109 empfangen, um eine Berührungsposition zu ermitteln.
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Wie in 1 gezeigt, sind die Treiberelektroden 101 und die Sensorelektroden 103 auf derselben Schicht vorgesehen. Um einen Kurzschluss zu vermeiden, welcher durch Überlappen der Treiberelektrodeneinheit 101 und der Sensorelektroden 103 verursacht wird, sind die auf einer selben Leitung verteilten Treiberelektroden 101 miteinander über Metallbrücken 105 verbunden.
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2 ist eine Draufsicht auf ein typisches aktuelles Anzeigefeld mit Selbstkapazität. Wie in 2 gezeigt, umfasst ein Anzeigefeld 10B eine Vielzahl von Abtastleitungen 126, welche sich entlang der X-Richtung erstrecken, eine Vielzahl von Datenleitungen 128, welche sich entlang der Y-Richtung erstrecken, eine Vielzahl von Berührungssteuerungsblockelektroden 104, welche in einer Reihe sowohl entlang der X-Richtung als auch entlang der Y-Richtung angeordnet sind, jede Berührungssteuerungsblockelektrode 104 ist an eine Steuerungseinheit 110 über Berührungssteuerungsleitungen 106 angeschlossen.
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Im Unterschied zu dem Arbeitsprinzip des Anzeigefelds 10A mit gemeinsamer Kapazität sind die Berührungssteuerungsblockelektroden 104 bei dem Anzeigefeld 10B mit Eigenkapazität sowohl Berührungssteuerungstreiberelektroden als auch Berührungssteuerungssensorelektroden, und die Steuereinheit 110 stellt Eingabeberührungssteuerungstreibersignal für die Berührungssteuerungselektroden 104 über die Berührungssteuerungselektrodenleitung 106 bereit. Bei Berührung durch einen Finger ändert sich die Kapazität der Berührungssteuerungselektroden 104, wobei diese Art von Änderung mittels Berührungssteuerungselektroden 104 detektiert werden kann, um eine Berührungsposition zu ermitteln. Wie in 2 gezeigt, sind die Berührungssteuerungselektroden 104 und die Berührungssteuerungselektrodenleitungen 106 auf unterschiedlichen Filmschichten vorgesehen und sind über Durchgangslöcher 108 verbunden, um Signal-Interferenz zwischen den Berührungssteuerungselektroden 104 und den Berührungssteuerungselektrodenleitungen 106 zu vermeiden.
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Weder das in 1 gezeigte Anzeigefeld mit gemeinsamer Kapazität noch das in 2 gezeigte Anzeigefeld mit Eigenkapazität ist mit einer Kraft- oder Druckberührungssteuerungsfunktionalität integriert. Die so genannte Kraft- oder Druckberührungssteuerung bedeutet, dass, wenn durch einen Finger angewendete Drücke oder Kräfte unterschiedlich sind, dass Anzeigefeld unterschiedliche Sensorsignale basierend auf unterschiedlichen Drücken erzeugt, um entsprechende Bedienungsbefehle auszuführen.
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Zurzeit gibt es zwei Hauptarten von Kraftberührungsfunktionen bei Anzeigefeldern: resistive Kraftberührung und kapazitive Kraftberührung. Insbesondere wird die resistive Kraftberührung in der Industrie hoch geschätzt wegen ihrer großen Empfindlichkeit und geringen Kosten. Bei aktuellen resistiven Berührungsanzeigefeldern ist ein Dehnungsmessstreifen unter einer Hinterleuchtungsschicht eines Anzeigefelds vorgesehen oder ist um den Rand des Anzeigefelds vorgesehen.
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Wenn ein Dehnungsmessstreifen unter der Hinterleuchtungsschicht eines Anzeigefelds vorgesehen ist, erhöht sich die Dicke des Anzeigefelds, was nicht vorteilhaft für die Verdünnung des Anzeigefeldes ist. Im Übrigen wird die Empfindlichkeit für Fingerberührung wesentlich abgeschwächt, weil der Dehnungsmessstreifen unter der Hinterleuchtungsschicht vorgesehen ist, wodurch die Berührungssteuerungsempfindlichkeit herabgesetzt wird. Wenn ein Dehnungsmessstreifen entlang des Randes eines Anzeigefelds vorgesehen ist, gibt es, weil der Rand des Anzeigefeldes in erster Linie unter Verwendung von doppelseitigem Klebeband angebracht ist, häufig eine Lücke zwischen dem doppelseitigen Klebeband und dem Anzeigefeld, welche durch eine auf die Oberfläche des Anzeigefelds angelegte Kraft hervorgerufene Verformung vermindert, was die Genauigkeit der Kraftberührung herabsetzen kann.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
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Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung gibt ein Anzeigefeld an. Dass Anzeigefeld beinhaltet ein erstes Substrat; ein gegenüber zu dem ersten Substrat angeordnetes zweites Substrat; und wenigstens eine Gruppe von Kraftsensormodulen. Jedes Kraftsensormodul enthält eine Vielzahl von kraftempfindlichen Einheiten, und jede kraftempfindliche Einheit enthält wenigstens zwei kraftempfindliche Widerstände, welche auf unterschiedlichen Schichten vorgesehen sind.
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Andere Gesichtspunkte der vorliegenden Offenbarung können von dem zuständigen Fachmann im Lichte der Beschreibung, der Patentansprüche und der Zeichnungen der vorliegenden Offenbarung verstanden werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die folgenden Zeichnungen sind lediglich Beispiele zu Veranschaulichungszwecken gemäß den diversen offenbarten Ausgestaltungsformen und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken.
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1 veranschaulicht ein vorhandenes Anzeigefeld mit gemeinsamer Kapazität;
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2 veranschaulicht ein vorhandenes Anzeigefeld mit Eigenkapazität;
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3 veranschaulicht eine Brücke bei einem vorhandenen Dehnungsmessstreifen;
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4 veranschaulicht eine beispielhafte Brücke in einem Dehnungsmessstreifen eines Anzeigefelds im Einklang mit offenbarten Ausgestaltungsformen;
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5 veranschaulicht einen Schaltplan für eine beispielhafte Brücke gemäß 4 im Einklang mit offengelegten Ausgestaltungsformen;
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6 veranschaulicht eine beispielhafte einzelkraftempfindliche Einheit gemäß 5 im Einklang mit offenbarten Ausgestaltungsformen;
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7 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Brücke bei einem Dehnungsmessstreifen eines Anzeigefelds im Einklang mit offenbarten Ausgestaltungsformen;
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8 veranschaulicht ein beispielhaftes Array-Substrat für eine erste eingebettete Brücke in einem Anzeigefeld im Einklang mit offenbarten Ausgestaltungsformen;
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9 veranschaulicht ein beispielhaftes Array-Substrat für eine zweite eingebettete Brücke bei einem Anzeigefeld im Einklang mit den offenbarten Ausgestaltungsformen;
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10 veranschaulicht ein beispielhaftes Array-Substrat für eine dritte eingebettete Brücke bei einem Anzeigefeld im Einklang mit offenbarten Ausgestaltungsformen;
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11 veranschaulicht ein beispielhaftes Array-Substrat für eine vierte eingebettete Brücke bei einem Anzeigefeld im Einklang mit offenbarten Ausgestaltungsformen;
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12 veranschaulicht ein beispielhaftes Farbfilmsubstrat für eine eingebettete Brücke bei einem Anzeigefeld im Einklang mit offenbarten Ausgestaltungsformen; und
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13 veranschaulicht eine beispielhafte Anzeigevorrichtung im Einklang mit offenbarten Ausgestaltungsformen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nun wird Bezug im Einzelnen auf beispielhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung genommen, welche in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht sind. Nachfolgend werden Ausgestaltungsformen in Einklang mit der Offenbarung mit Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben. Soweit möglich, werden die gleichen Bezugszahlen durch alle Zeichnungen hinweg zur Kennzeichnung derselben oder entsprechenden Teile verwendet. Es ist offensichtlich, dass die beschriebenen Ausgestaltungsformen einige aber nicht alle der Ausgestaltungsformen der vorliegenden Erfindung sind. Basierend auf den offenbarten Ausgestaltungsformen können zuständige Fachleute andere Ausgestaltungsformen im Einklang mit der vorliegenden Offenbarung ableiten, welche alle innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen. Ferner können in der vorliegenden Offenbarung die offenbarten Ausgestaltungsformen und die Merkmale der offenbarten Ausgestaltungsformen kombiniert oder unter nicht widersprechenden Bedingungen getrennt werden.
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3 zeigt eine Brücke bei einem vorhandenen Dehnungsmessstreifen. Wie in 3 dargestellt, sind alle Mitglieder der Brücke auf einer selben Schicht hergestellt. Die Brücke erfordert, dass R1 und R2 (R3 und R4) unterschiedliche Verformungen haben, zum Beispiel hat R1 (R3) Druckverformung, und R2 (R4) hat Zugverformung. In der Realität können R1 und R2 (R3 und R4) notwendig und räumlich getrennt sein. Dann können R1 und R2 (R3 und R4) unterschiedliche Temperaturen haben, wenn eine lokale Temperatur sich in einem Anzeigefeld ändert, zum Beispiel, die Temperatur eines lokalen Bereichs, welcher von einem Finger berührt wird, steigt. Daher kann es für die Brücke schwierig sein, Temperaturänderungen zu kompensieren, und die Praktikabilität eines derartigen resistiven druckempfindlichen Sensors kann betroffen sein.
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Zum Beispiel können bei einem 5 Zoll HD Anzeigefeld viele Brücken in einer Reihe angeordnet sein. Wenn der Widerstand eines Dehnungsmessstreifens 50 kΩ beträgt, und der Widerstand von Metall 5 Ω ist, kann, um die Auslegung einer gewünschten Brücke zu verwirklichen, die Länge oder Breite einer einzelnen auf einer selben Schicht vorgesehenen Brücke 4 bis 5 mm oder mehr erreichen. Daher kann der Einfluss der räumlichen Temperaturdifferenz nicht vernachlässigt werden. Allerdings werden derzeit Brückenwiderstände in derselben Schicht vorgesehen und die Gesamtabmessung der Brücke kann auf diese Weise signifikant vermindert werden.
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Die vorliegende Offenbarung gibt einen verbesserten Dehnungsmessstreifenaufbau an. 4 veranschaulicht eine beispielhafte Brücke in einem Dehnungsmessstreifen eines Anzeigefelds im Einklang mit den offenbarten Ausgestaltungsformen. 5 ist ein Schaltplan der Brücke gemäß 4.
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Wie in 4 und 5 dargestellt, wird ein Dehnungsmessstreifen 600 bereitgestellt, welcher an einer Seite eines Anzeigefelds befestigt werden kann. Der Dehnungsmessstreifen 600 kann ein erstes Substrat 1, eine Isolationsschicht 3, ein zweites Substrat 7 und ein Kraftsensormodul 500 enthalten. Andere Komponenten können ebenfalls enthalten sein.
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Das zweite Substrat 7 und das erste Substrat 1 können gegenüberliegend angeordnet sein, und das Kraftsensormodul 500 kann zwischen dem ersten Substrat 1 und dem zweiten Substrat 7 vorgesehen sein. Das Kraftsensormodul 500 kann eine Vielzahl von kraftempfindlichen Einheiten enthalten.
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Zum Beispiel kann das Kraftsensormodul 500 eine erste kraftempfindliche Einheit R1 (eine Kombination aus R1a + R1b), eine zweite kraftempfindliche Einheit R2 (eine Kombination aus R2a + R2b), eine dritte kraftempfindliche Einheit R3 (eine Kombination als R3a + R3b) und eine vierte kraftsensitive Einheit R4 (eine Kombination aus R4a + R4b) enthalten. Insbesondere können der kraftempfindliche Widerstand R1a, der kraftempfindliche Widerstand R2a, der kraftempfindliche Widerstand R3a und der kraftempfindliche Widerstand R4a alle auf einer ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht vorgesehen sein. Der kraftempfindliche Widerstand R1b, der kraftempfindliche Widerstand R2b, der kraftempfindliche Widerstand R3b und der kraftempfindliche Widerstand R4b können alle auf einer zweiten kraftempfindlichen Widerstandsschicht vorgesehen sein.
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Die erste kraftempfindliche Widerstandsschicht und die zweite kraftempfindliche Widerstandsschicht können jeweils an zwei Seiten einer Isolationsschicht 3 vorgesehen sein, und die kraftempfindlichen Widerstände (R1a, R2a, R3a und R4a) auf der ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht können einzeln an die entsprechenden kraftempfindlichen Widerstände (R1b, R2b, R3b und R4b) auf der zweiten kraftempfindlichen Widerstandsschicht über Durchgangslöcher 31 auf der Isolationsschicht 3 angeschlossen sein, und auf diese Weise jeweils kraftempfindliche Einheiten (d. h., Brückenarme der Brücke) des Kraftsensormodul 500 (d. h., Brücke) bilden.
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Bei bestimmten Ausgestaltungsformen kann ein Dehnungsmessstreifen auch eine kraftempfindliche Schaltung enthalten, welche elektrisch an das Kraftsensormodul 500 angeschlossen ist. Die kraftempfindliche Schaltung kann die Gesamtkraft auf einer bestimmten kraftempfindlichen Einheit ermitteln basierend auf der Summe der Kraft entsprechend der In-Ebenen-Verformung, welche von dem kraftempfindlichen Widerstand (zum Beispiel kraftempfindlicher Widerstand R1a, R2a, R3a oder R4a) auf der ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht erfahren wird, und der Kraft entsprechend der In-Ebenen-Verformung des entsprechenden kraftempfindlichen Widerstands, (zum Beispiel kraftempfindlicher Widerstand R1b, R2b, R3b oder R4b) auf der zweiten kraftempfindlichen Widerstandsschicht. Beispielsweise kann die kraftempfindliche Schaltung eine piezoelektrische Wandlerschaltung sein, welche elektrisch an das Kraftsensormodul angeschlossen ist.
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In einer Ausgestaltungsform können die erste kraftempfindliche Einheit R1, die zweite kraftempfindliche Einheit R2, die dritte kraftempfindliche Einheit R3 und die vierte kraftempfindliche Einheit R4 eine Brücke bilden, wie in 5 dargestellt.
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Entsprechend kann bei dem offenbarten Brückenaufbau des Anzeigefelds jede kraftempfindliche Einheit des Kraftsensormodul 500 in mindestens zwei Widerstände aufgeteilt sein, und jeder Widerstand kann auf einer unterschiedlichen Schicht vorgesehen sein, so dass auf diese Weise ein geschichteter oder gestapelter Widerstandsaufbau gebildet wird. Bei den offenbarten Ausgestaltungsformen kann eine kraftempfindliche Einheit R1 (ein kraftempfindlicher Widerstand) auf einer einzelnen Schicht in zwei kraftempfindliche Widerstände R1a und R1b auf unterschiedlichen Schichten aufgeteilt sein. Ein kraftempfindlicher Widerstand R2 kann in zwei kraftempfindliche Widerstände R2a und R2b auf unterschiedlichen Schichten aufgeteilt sein. Ein kraftempfindlicher Widerstand R3 kann in zwei kraftempfindlichen Widerstände R3a und R3b auf unterschiedlichen Schichten aufgeteilt sein. Und ein kraftempfindlicher Widerstand R4 kann in zwei kraftempfindlichen Widerstände R4a und R4b auf unterschiedlichen Schichten aufgeteilt sein.
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Um den Einfluss der räumlichen Temperatur zu vermindern, kann die Abmessung des Kraftsensormoduls bei den offenbarten Ausgestaltungsformen wegen des gestarteten Aufbaus signifikant kleiner sein. Wenn die Abmessung eines Kraftsensormodul kleiner als die Hälfte der Fläche, die von einem Finger berührt wird, ist, kann die Gesamttemperatur in dem von den Finger berührten Bereich ungefähr keine offensichtliche Varianz zeigen.
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Weil die Fläche des allgemeinen Brückenaufbaus signifikant klein ist, d. h., die Flächen der berührungsempfindlichen Einheiten R1 und R2, R3 und R4 sind signifikant klein, kann das Kraftsensormodul im Vergleich zur Fläche eines Fingers als ein Berührungspunkt betrachtet werden. Unabhängig davon, wie ein Finger eine Anzeige berührt, werden entweder alle kraftempfindlichen Einheiten des Kraftsensormoduls berührt oder alle kraftempfindlichen Einheiten werden nicht berührt. Daher kann ein zweischichtiger Aufbau ähnlich zu R1a und R1b eine verminderte Fläche erreichen im Vergleich zu der aktuellen einschichtigen kraftempfindlichen Einheit R1 (kraftempfindlicher Widerstand), was zu einer verminderten durch kraftempfindliche Einheiten in dem Brückenaufbau eingenommenen Fläche führt. Unter dieser Bedingung können die kraftempfindlichen Einheiten R1 und R2, R3 und R4 denselben Temperaturwechsel aufweisen und die Ausgangsspannung kann weniger oder keine Varianz haben.
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In bestimmten Ausgestaltungsformen kann ein Kraftsensormodul eine durch die erste kraftempfindliche Einheit R1 (eine Kombination aus R1a + R1b), die zweite kraftempfindliche Einheit R2 (eine Kombination aus R2a + R2b), die dritte kraftempfindliche Einheit R3 (eine Kombination aus R3a + R3b) und die vierte kraftempfindliche Einheit R4 (eine Kombination aus R4a + R4b) gebildete Brücke enthalten. Die Brücke kann eine Wheatstone-Brücke sein. Ein erstes Ende der kraftempfindlichen Einheit A1 kann an ein erstes Ende der zweiten kraftempfindlichen Einheit R2 sowie an ein erstes Ende eines Galvanometers angeschlossen sein; ein erstes Ende der vierten kraftempfindlichen Einheit R4 kann an ein erstes Ende der dritten kraftempfindlichen Einheit R3 und an ein zweites Ende des Galvanometers angeschlossen sein; ein zweites Ende der ersten kraftempfindlichen Einheit R1 und ein zweites Ende der vierten kraftempfindlichen Einheit R4 können zusammengeschlossen sein als ein erster Ausgang; und ein zweites Ende der zweiten kraftempfindlichen Einheit R2 und ein zweites Ende der dritten kraftempfindlichen Einheit R3 sind als ein zweiter Ausgang zusammengeschaltet. Andere Verbindungstrukturen können ebenfalls verwendet werden.
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Ferner können vertikale Projektionen der kraftempfindlichen Widerstände in einer selben kraftempfindlichen Einheit auf unterschiedlichen Schichten dieselbe Beschaffenheit, Forum und Abmessung, etc. haben. Die entsprechenden kraftempfindlichen Widerstände in unterschiedlichen Schichten können auch den gleichen Widerstand haben. Alternativ können die vertikalen Projektionen von kraftempfindlichen Widerständen (kraftempfindliche Widerstände R1a, R2a, R3a, R4a) auf der ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht und die entsprechenden kraftempfindlichen Widerstände (kraftempfindlichen Widerstände R1b, R2b, R3b, R4b) auf der zweiten kraftempfindlichen Widerstandsschicht unterschiedliche Formen und Abmessungen haben.
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In einer Ausgestaltungsform können die kraftempfindlichen Widerstände auf der ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht und die entsprechenden kraftempfindlichen Widerstände auf der zweiten kraftempfindlichen Widerstandsschicht (d. h., R1a und R1b) wenigstens partiell überlappen, oder vollständig überlappen, um die Fläche einer kraftempfindlichen Einheit zu vermindern. Je größer die Überlappungsfläche zwischen den kraftempfindlichen Widerständen ist, umso kleiner kann die Fläche der kraftempfindlichen Einheit sein.
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6 ist eine Querschnittsansicht einer in 5 gezeigten kraftempfindlichen Einheit. Wie in 6 dargestellt, kann R1 (R2/R3/R4 zeigt den gleichen geschichteten Aufbau) in zwei überlappenden Metallschichten R1a und R1b, welche in Reihe geschaltet sind, ausgelegt sein, und eine Isolationsschicht 3 kann dazwischen vorgesehen sein. Die Reihenschaltung des kraftempfindlichen Widerstands R1a und des kraftempfindlichen Widerstands R1b kann über ein Durchgangsloch 31 auf der Isolationsschicht 3 verwirklicht sein.
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Ferner kann die von den kraftempfindlichen Einheiten eingenommene Fläche signifikant vermindert werden, indem man jede kraftempfindliche Einheit in einem Kraftsensormodul auf der zweischichtigen 3-D Struktur einrichtet. Zum Beispiel kann bei Verwendung einer zweischichtigen Struktur die von kraftempfindlichen Einheiten eingenommene Fläche auf 60% bis 50% der Fläche einer Einschichtstruktur reduziert werden. Durch Stapeln des kraftempfindlichen Widerstands R1a und des kraftempfindlichen Widerstands R1b im Raum kann die Abmessung eines Kraftsensormoduls von 4 bis 5 mm (d. h., die Abmessung von vorhandenen Kraftsensormodulen) auf 2,5 mm herabgesetzt werden, was weniger als die Hälfte der von einem Finger berührten Fläche ist, so dass der Einfluss von Temperaturunterschieden zwischen kraftempfindlichen Einheiten während der Fingerberührung auf die Detektionsergebnisse vermieden werden kann.
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7 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Brücke in einem Dehnungsmessstreifen des offenbarten Anzeigefelds. Abweichend von 4 kann eine kraftempfindliche Einheit des Dehnungsmessstreifens 650 in 7 eine dreischichtige Widerstandsstruktur beinhalten. D. h., der Dehnungsmessstreifen 650 kann das erste Substrat 1, das zweite Substrat 7, kraftempfindliche Widerstände (kraftempfindliche Widerstände R1a, R2a, R3a, R4a) in der ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht, kraftempfindliche Widerstände (kraftempfindliche Widerstände R1b, R2b, R3b, R4b) in der zweiten kraftempfindlichen Widerstandsschicht und kraftempfindliche Widerstände (kraftempfindliche Widerstände R1c, R2c, R3c, R4c) in der dritten kraftempfindlichen Widerstandsschicht enthalten.
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Ferner kann das Kraftsensormodul eine Vielzahl von kraftempfindlichen Einheiten enthalten. Zum Beispiel kann das offenbarte Kraftsensormodul die erste kraftempfindliche Einheit R1 (eine Kombination von kraftempfindlichen Widerständen R1a + R1b + R1c), die zweite kraftempfindliche Einheit R2 (eine Kombination aus kraftempfindlichen Widerständen R2a + R2b + R2c), die dritte kraftempfindliche Einheit R3 (eine Kombination aus kraftempfindlichen Widerständen R3a + R3b + R3c) und die vierte kraftempfindliche Einheit R4 (eine Kombination aus kraftempfindlichen Widerständen R4a + R4b + R4c) enthalten.
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Insbesondere können der kraftempfindliche Widerstand R1a, der kraftempfindliche Widerstand R2a, der kraftempfindliche Widerstand R3a und der kraftempfindliche Widerstand R4a sämtlich auf der ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht vorgesehen sein. Der kraftempfindliche Widerstand R1b, der kraftempfindliche Widerstand R2b, der kraftempfindliche Widerstand R3b und der kraftempfindliche Widerstand R4b können sämtlich auf der zweiten kraftempfindlichen Widerstandsschicht vorgesehen sein. Der kraftempfindliche Widerstand R1c, der kraftempfindliche Widerstand R2c, der kraftempfindliche Widerstand R3c und der kraftempfindliche Widerstand R4c können sämtlich auf der dritten kraftempfindlichen Widerstandsschicht vorgesehen sein.
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Ferner können die erste kraftempfindliche Widerstandsschicht und die zweite kraftempfindliche Widerstandsschicht jeweils auf zwei Seiten der Isolationsschicht 5 vorgesehen sein, und die kraftempfindlichen Widerstände auf der ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht (kraftempfindliche Widerstände R1a, R2a, R3a und R4a) können über Durchgangslöcher 51 einzeln an die entsprechenden kraftempfindlichen Widerstände auf der zweiten kraftempfindlichen Widerstandsschicht (kraftempfindliche Widerstände R1b, R2b, R3b und R4b) auf der Isolationsschicht 5 angeschlossen sein.
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Die zweite kraftempfindliche Widerstandsschicht und die dritte kraftempfindliche Widerstandsschicht können jeweils auf zwei Seiten der Isolationsschicht 3 vorgesehen sein, und die kraftempfindlichen Widerstände auf der zweiten kraftempfindlichen Widerstandsschicht (zum Beispiel kraftempfindliche Widerstände R1b, R2b, R3b oder R4b) können jeweils über Durchgangslöcher 31 an die entsprechenden kraftempfindlichen Widerstände (zum Beispiel kraftempfindliche Widerstände R1c, R2c, R3c oder R4c) auf der dritten kraftempfindlichen Widerstandsschicht auf der Isolationsschicht 3 angeschlossen sein. Die entsprechenden kraftempfindlichen Widerstände, welche auf unterschiedlichen Schichten vorgesehen sind, können einzeln in Reihe geschaltet sein, und auf diese Weise kraftempfindliche Einheiten (d. h. Brückenarme der Brücke) eines Kraftsensormoduls (d. h. Brücke) bilden.
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Dementsprechend kann durch Verteilen jeder kraftempfindlichen Einheit in dem Kraftsensormodul über die dreischichtige dreidimensionale Struktur die von jeder kraftempfindlichen Einheit eingenommene Fläche signifikant reduziert werden. Zum Beispiel kann bei der Dreischichtstruktur die von den kraftempfindlichen Einheiten eingenommene Fläche auf 45% bis 35% des Wertes einer einschichtigen Struktur reduziert werden. Bei bestimmten Ausgestaltungsformen kann jede kraftempfindliche Einheit über eine Vierschichtstruktur, eine Fünfschichtstruktur oder eine Sechsschichtstruktur etc. verteilt sein.
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8 veranschaulicht ein beispielhaftes Array-Substrat für eine erste eingebettete Brücke in dem offenbarten Anzeigefeld. Wie in 8 gezeigt, kann das Anzeigefeld 700 ein Array-Substrat 1, ein gegenüber dem Array-Substrat 1 angeordnetes Farbfilm-Substrat (in 8 nicht dargestellt), eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Kraftsensormodulen und eine kraftempfindliche Schaltung (nicht in 8 dargestellt) enthalten.
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Das Kraftsensormodul kann auf dem Array-Substrat 1 angeordnet sein. Das Kraftsensormodul kann die erste kraftempfindliche Einheit R1 (eine Kombination aus R1a und R1b), die zweite kraftempfindliche Einheit R2 (eine Kombination aus R2a + R2b), die dritte kraftempfindliche Einheit R3 (eine Kombination aus R3a + R3B) und die vierte kraftempfindliche Einheit R4 (eine Kombination aus R4a + R4b) enthalten. Insbesondere können der kraftempfindliche Widerstand R1a, der kraftempfindliche Widerstand R2a, der kraftempfindliche Widerstand R3a und der kraftempfindliche Widerstand R4a sämtlich auf der ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht verteilt sein. Der kraftempfindliche Widerstand R1b, der kraftempfindliche Widerstand R2b, der kraftempfindliche Widerstand R3b und der kraftempfindliche Widerstand R4b können sämtlich auf der zweiten kraftempfindlichen Widerstandsschicht verteilt sein. Die erste kraftempfindliche Widerstandsschicht und die zweite kraftempfindliche Widerstandsschicht können jeweils an zwei Seiten der Isolationsschicht 3 vorgesehen sein.
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Ferner können die kraftempfindlichen Widerstände (R1a, R2a, R3a und R4a) auf der ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht über Durchgangslöcher 31 einzeln an die entsprechenden kraftempfindlichen Widerstände (R1b, R2b, R3 und R4b) auf der zweiten kraftempfindlichen Widerstandsschicht auf der Isolationsschicht 3 angeschlossen sein, um auf diese Weise kraftempfindliche Einheiten (d. h. Brückenarme der Brücken) des Kraftsensormoduls (d. h. Brücke) zu bilden. Das bedeutet, die erste kraftempfindliche Einheit R1, die zweite kraftempfindliche Einheit R2, die dritte kraftempfindliche Einheit R3 und die vierte kraftempfindliche Einheit R4 können die Brücke bilden.
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Die kraftempfindliche Schaltung kann die Gesamtkraft auf eine bestimmte kraftempfindliche Einheit auf Basis der Summe der Kraft entsprechend der In-Ebenen-Verformung, welche von dem kraftempfindlichen Widerstand (zum Beispiel kraftempfindlichen Widerstand R1a, R2a, R3a oder R4a) auf der ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht erfahren wird, und der Kraft entsprechend der In-Ebenen-Verformung, welche von den entsprechenden kraftempfindlichen Widerständen (zum Beispiel kraftempfindlicher Widerstand R1b, R2b, R3b oder R4b) auf der zweiten kraftempfindlichen Widerstandsschicht erfahren wird, ermitteln.
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Das Array-Substrat 1 in Anzeigefeld 700 kann eine erste Metallschicht, welche mit einem Muster versehen ist, um eine Gate-Elektrodenschicht 11 zu sein, eine zweite Metallschicht, welche mit einem Muster versehen ist, um eine Drainelektrodenschicht 12 zu sein, und eine dritte Metallschicht, welche mit einem Muster versehen ist, um Berührungselektrodenleitungen 13 zu sein, haben. Zusätzlich kann eine vierte Metallschicht und eine fünfte Metallschicht hinzugefügt werden. Die kraftempfindlichen Widerstände (R1b, R2b, R3b) der zweiten kraftempfindlichen können durch Versehen der vierten Metallschicht mit einem Muster erhalten werden; und die kraftempfindlichen Widerstände (R1a, R2a, R3a und R4a) auf der ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht können erhalten werden, indem die fünfte Metallschicht mit einem Muster versehen wird.
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9 veranschaulicht ein beispielhaftes Array-Substrat für eine zweite Art von eingebetteter Brücke in dem offenbarten Anzeigefeld. Wie in 9 dargestellt, kann das Array-Substrat 1 in dem Anzeigefeld 710 der ersten Metallschicht, welche mit einem Muster versehen ist, um die Gate-Elektrodenschicht 11 zu sein, eine zweite Metallschicht, welche mit einem Muster versehen ist, um die Drain-Elektrodenschicht 12 zu sein, und eine dritte Metallschicht, welche mit einem Muster versehen ist, um Berührungselektrodenleitungen 13 zu sein, enthalten.
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Ferner können die kraftempfindlichen Widerstände (R1b R2b, R3b und R4b) auf der zweiten kraftempfindlichen Schicht auf derselben Schicht wie die erste Metallschicht (d. h. auf derselben Schicht wie die Gate-Elektrodenschicht 11) vorgesehen sein. Die kraftempfindlichen Widerstände (R1a, R2a, R3a und R4a) auf der ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht können auf der zweiten Metallschicht (d. h. auf derselben Schicht wie die Drain-Elektrodenschicht 12) vorgesehen sein. Die entsprechenden kraftempfindlichen Widerstände aus unterschiedlichen Schichten können miteinander über Durchgangslöcher zwischen der ersten Metallschicht und der zweiten Metallschicht in Serie geschaltet sein.
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10 veranschaulicht ein beispielhaftes Array-Substrat für eine dritte eingebettete Brücke in dem offenbarten Anzeigefeld. Wie in 10 gezeigt, kann das Array-Substrat 1 des Anzeigefeld 720 in Abfolge von unten nach oben eine metallene lichtschirmende Schicht 14, eine erste Metallschicht, welche mit einem Muster versehen ist, um die Gate-Elektrodenschicht 11 zu bilden, eine zweite Metallschicht, welche mit einem Muster versehen ist, um die Drain-Elektrodenschicht 12 zu sein, und eine dritte Metallschicht, welche mit einem Muster versehen ist, um die Berührungselektrodenleitungen 13 zu sein, enthalten.
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Ferner können die kraftempfindlichen Widerstände (R1b, R2b, R3b und R4b) auf der zweiten kraftempfindlichen Widerstandsschicht auf derselben Schicht wie die metallene Lichtabschirmschicht 14 vorgesehen sein. Die kraftempfindlichen Widerstände (R1a, R2a, R3a und R4a) auf der ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht können auf derselben Schicht wie die erste Metallschicht (d. h. derselben Schicht wie die Gate-Elektrodenschicht 11) vorgesehen sein. Die entsprechenden kraftempfindlichen Widerstände aus unterschiedlichen Schichten können miteinander über Durchgangslöcher zwischen der ersten Metallschicht und der metallenen lichtabschirmenden Schicht 14 in Reihe geschaltet sein.
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11 veranschaulicht ein beispielhaftes Array-Substrat für eine vierte eingebettete Brücke in dem offenbarten Anzeigefeld. Wie in 11 dargestellt, kann das Array-Substrat 1 des Anzeigefeldes 730 in Abfolge von unten nach oben eine metallene lichtabschirmende Schicht 14, eine erste Metallschicht, welche mit einem Muster versehen ist, um die Gate-Elektrodenschicht 11 zu sein, eine zweite Metallschicht, welche mit einem Muster versehen ist, um die Drain-Elektrodenschicht 12 zu sein, und eine dritte Metallschicht, welche mit einem Muster versehen ist, um die Berührungselektrodenleitungen 13 zu sein, enthalten.
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Ferner können die kraftempfindlichen Elektroden (R1b, R2b, R3b und R4b) auf der zweiten kraftempfindlichen Widerstandsschicht in derselben Schicht wie die metallene lichtabschirmende Schicht 14 vorgesehen sein, und die kraftempfindlichen Widerstände (R1a, R2a, R3a und R4a) auf der ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht können auf derselben Schicht wie die zweite Metallschicht (d. h. derselben Schicht wie die Drain-Elektrodenschicht 12) vorgesehen sein, wodurch sie die erste Metallschicht umgehen. Die entsprechenden kraftempfindlichen Widerstände aus unterschiedlichen Schichten können miteinander über Durchgangslöcher zwischen der zweiten Metallschicht und der metallenen lichtabschirmenden Schicht 14 in Reihe geschaltet sein.
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12 veranschaulicht ein beispielhaftes Farbfilmsubstrat mit einer eingebetteten Brücke in dem offenbarten Anzeigefeld. Wie in 12 gezeigt, kann das Anzeigefeld 750 ein Array-Substrat (nicht in 12 dargestellt), ein Farbfilmsubstrat 9, welches gegenüber dem Substrat angeordnet ist, eine Vielzahl von Kraftsensormodulen, welche in einer Reihe angeordnet sind, und eine kraftempfindliche Schaltung (nicht in 12 dargestellt) enthalten.
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Die Kraftsensormodule können auf einer Seite des Farbfilmsubstrats 9 ausgeformt sein. Eine schwarze Matrix 91, eine Farbfilmfilterschicht 81 und eine Isolationsabdeckschicht 82 können auf dem Farbfilmsubstrat 9 vorgesehen sein. Das Kraftsensormodul kann eine erste kraftempfindlicher Einheit R1 (eine Kombination aus R1a + R1b), eine zweite kraftempfindliche Einheit R2 (eine Kombination aus R2a + R2b), eine dritte kraftempfindliche Einheit R3 (eine Kombination aus R3a + R3b) und eine vierte kraftempfindliche Einheit R4 (eine Kombination aus R4a + R4b) enthalten.
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Der kraftempfindliche Widerstand R1a, der kraftempfindliche Widerstand R2a, der kraftempfindliche Widerstand R3a und der kraftempfindliche Widerstände R4a können sämtlich auf einer ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht vorgesehen sein. Der kraftempfindliche Widerstand R1 b, der kraftempfindliche Widerstand R2b, der kraftempfindliche Widerstand R3b und der kraftempfindliche Widerstand R4b können sämtlich auf einer zweiten kraftempfindlichen Widerstandsschicht vorgesehen sein. Die erste kraftempfindliche Widerstandsschicht kann sandwichartig zwischen dem Farbfilmsubstrat 9 und der Farbfilmfilterschicht 81 angeordnet sein, und die zweite kraftempfindliche Widerstandsschicht kann sandwichartig zwischen der Farbfilmfilterschicht 81 und der Isolationsabdeckschicht 82 angeordnet sein.
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Die kraftempfindlichen Widerstände (R1a, R2a, R3a und R4a) auf der ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht können jeweils in Serie mit den entsprechenden kraftempfindlichen Widerständen (R1b, R2b, R3b und R4b) auf der zweiten kraftempfindlichen Widerstandsschicht über Durchgangslöcher 83 auf der Farbfilmfilterschicht 81 geschaltet sein, um die kraftempfindlichen Einheiten (d. h. Brückenarme der Bücken) des Kraftsensormoduls (d. h. Brücke) zu bilden. Das heißt, die erste kraftempfindliche Einheit R1, die zweite kraftempfindliche Einheit R2, die dritte kraftempfindliche Einheit R3 und die vierte kraftempfindliche Einheit R4 können die Brücke bilden.
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Die kraftempfindliche Schaltung kann die Gesamtkraft auf eine bestimmte kraftempfindliche Einheit auf Basis der Summe der Kraft entsprechend der In-Ebenen-Verformung, welche von dem kraftempfindlichen Widerstand (zum Beispiel kraftempfindlicher Widerstand R1a, R2a, R3a oder R4a) auf der ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht erfahren wird, und der Kraft entsprechend der In-Ebenen-Verformung, welche vom kraftempfindlichen Widerstand (zum Beispiel kraftempfindlichen Widerstand R1b, R2b, R3b oder R4b) auf der zweiten kraftempfindlichen Widerstandsschicht erfahren wird, ermitteln. Die vertikale Projektion der schwarzen Matrix 91 kann die kraftempfindlichen Widerstände (R1a R2a, R3a und R4a) auf der ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht und die kraftempfindlichen Widerstände (R1b, R2b, R3b und R4b) auf der zweiten kraftempfindlichen Widerstandsschicht bedecken, um die Störung der Qualität der Bildanzeige, welche durch die kraftempfindlichen Widerstände aus der ersten kraftempfindlichen Widerstandsschicht sowie durch die kraftempfindlichen Widerstände aus der zweiten kraftempfindlichen Widerstandsschicht verursacht werden, zu vermeiden.
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Auf diese Weise kann bei dem Anzeigefeld 750 jede kraftempfindliche Einheit in dem Kraftsensormodul über die zweischichtige, dreidimensionale Struktur verteilt sein, so dass die von den kraftempfindlichen Einheiten eingenommene Fläche signifikant reduziert werden kann. Zum Beispiel kann die von den kraftempfindlichen Einheiten eingenommene Fläche auf 60% bis 50% der Fläche einer Einschichtstruktur reduziert werden.
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Bei bestimmten Ausgestaltungsformen kann die Farbfilmfilterschicht 81 eine Vielzahl von Farbfilmfiltern in unterschiedlichen Farben enthalten, die kraftempfindlichen Widerstände können sandwichartig zwischen Farbfilmfiltern in verschiedenen Farben angeordnet sein, so dass jede kraftempfindliche Einheit in einer vierschichtigen Struktur, einer fünfschichtigen Struktur oder einer sechsschichtigen Struktur usw. vorliegen kann.
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13 veranschaulicht eine Draufsicht einer beispielhaften Anzeigevorrichtung. Wie in 13 gezeigt, kann eine Anzeigevorrichtung 800 Anzeigefeld enthalten, welches ein beliebiges Anzeigefeld nach den oben offenbarten Ausgestaltungsformen sein kann. Die Anzeigevorrichtung kann ein Mobiltelefon, ein Desktop-Rechner, ein Laptop-Rechner, ein Tablet-Rechner oder ein elektronisches Fotoalbum sein. Die Anzeigevorrichtung 800 kann eine Vielzahl der in einer Reihe angeordneten Kraftsensormodule 500 enthalten. Ein Kraftsensormodul 500 kann eine Vielzahl von kraftempfindlichen Einheiten enthalten, und jede kraftempfindliche Einheit kann wenigstens zwei über unterschiedliche Schichten verteilte kraftempfindliche Widerstände enthalten, so dass die Länge oder Breite eines einzelnen Kraftsensormoduls ungefähr 2,5 mm sein kann, weniger als 1/2 der von einem Finger berührten Fläche. Auf diese Weise kann der Einfluss der Detektionsergebnisse durch ungleiche Temperaturen zwischen unterschiedlichen kraftempfindlichen Einheiten während einer Fingerberührung vermieden werden.
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Entsprechend verwendet bei verschiedenen Anzeige-Bildschirmanwendungen das offenbarte Anzeigefeld eine Kraftsensorbrücke mit Dehungsmessstreifen mit einer überlappenden Struktur, um die Gesamtabmessung eines Kraftsensormoduls signifikant zu reduzieren, ohne den Gesamtwiderstand der Brücke zu verändern. Auf diese Weise können die negativen Auswirkungen ungleicher räumlicher Temperatur auf der resistiven kraftempfindlichen Struktur reduziert werden, wodurch das Signal-zu-Rauschen-Verhältnis verbessert wird.
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Ferner kann das erste Substrat des Anzeigefelds bei den offenbarten Ausgestaltungsformen auch andere Teile/Strukturen enthalten, wie zum Beispiel durch kreuzende Abtastleitungen und Datenleitungen definierte Pixeleinheiten, TFT-Geräte, Schaltungsstrukturen, Pixelelektroden und Isolationsschicht(en). Die Gate-Elektroden von TFT-Geräten können an die Abtastleitungen angeschlossen werden, eine der Source-Elektroden oder die Drain-Elektroden können an die Datenleitungen angeschlossen sein, und die andere aus den Source-Elektroden oder den Drain-Elektroden können an die Pixeleinheiten angeschlossen werden. Andere Strukturen können ebenfalls verwendet werden.
