DE19923683C2

DE19923683C2 - Glastastatur und deren Verwendung

Info

Publication number: DE19923683C2
Application number: DE19923683A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Ostendarp; Martin Sommer
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1999-05-22
Filing date: 1999-05-22
Publication date: 2001-10-18
Anticipated expiration: 2019-05-23
Also published as: AU4923900A; WO2000072345A1; DE19923683A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Glastastatur nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und deren Verwendung.

Derartige transparente Druckschaltelemente auch Touch-Panels genannt sind bekannt und werden heute vielfach als Eingabemedien in Form eines Vorsatz moduls vor Flachbildschirmen oder Fernsehbildschirmen eingesetzt. Darüber hinaus werden Touch-Panels auch ohne Kombination mit einem Flachbild schirm oder Fernsehbildschirm als Bedienterminal anstelle einer klassischen Tastatur eingesetzt.

Auf dem Markt sind verschiedene Bauformen transparenter Touch-Panels erhältlich. Allen Bauformen ist gemeinsam, daß der Ort der Berührung der Oberfläche des Touch-Panels durch einen Finger oder ein Hilfswerkzeug (Stift o. ä.) in elektrische Signale umgewandelt wird. Auf Basis dieser Signale wird der Berührungsort der Oberfläche des Touch-Panels detektiert. Durch eine zentrale Recheneinheit, die sowohl die Signale des Touch-Panels aufnimmt und auswertet als auch den Flachbildschirm steuert, wird eine besonders bedienerfreundliche Rechnerkommunikation ermöglicht.

Für den Benutzer sichtbar und zum Teil auch bei der Bedienung "erfühlbar" weisen die unterschiedlichen Touch-Panels verschiedene Bedienoberflächen auf. Auf kapazitiven Wirkprinzipien basierende Touch-Panels weisen eine bei der Bedienung mechanisch nicht nachgiebige Glasoberfläche auf. Das Funk tionsprinzip basiert darauf, daß sich aufgrund der unterschiedlichen Dielek trizität des Fingers oder des Hilfswerkzeugs im Vergleich zur Luft eine Kapazi tätsänderung um den Berührungspunkt ausbildet. Nachteilig ist hier, daß auch eine Kontamination um den Berührungspunkt irrtümlicherweise als Berührung gedeutet werden kann. Da die Oberfläche aus dickem Glas (einige Millimeter) besteht, besitzen kapazitive Displays eine hohe mechanische, physikalische und chemische Resistenz. Kapazitive Displays werden daher, beispielsweise in Kommunikationsterminals in Banken, Informationsterminals o. ä. eingesetzt.

Auf vergleichbaren optischen oder elektrischen Wirkprinzipien basieren Ultraschall-Touch-Panels, Infrarot-Touch-Panels und Feldeffekt-Touch-Panels. Auch hier kann die Oberfläche aus Glas bestehen. Kontaminationen sind auch hier kritisch, so daß derartige Bauformen in ähnliche Anwendungsbereiche zielen wie kapazitive Panels. Allerdings ist deren Marktanteil wesentlich gerin ger als der kapazitiver Panels.

Resistive Touch-Panels basieren demgegenüber darauf, einen leitfähig beschichteten ebenen Träger, dessen Grundmaterial aus einigen Millimeter dicken Glas- oder Kunststoffscheiben besteht, mit einer ebenfalls leitfähig beschichteten dünnen, verformbaren Folie planparallel zu beabstanden. Bei Berührung der Folie führt deren Verformung zur lokalen Kontaktierung der beiden gegenüberliegenden leitfähigen Schichten. Prinzipiell existieren zwei Ausführungsformen resistiver Touch-Panels:

- Die leitfähigen Schichten besitzen einen sehr homogenen, örtlich konstanten Flächenwiderstand. Durch Auslesen der elektrischen Spannungswerte kann wegen des homogenen Flächenwiderstandes auf den Ort der Berührung geschlossen werden.
- Die leitfähigen Schichten von Träger und Folie sind strukturiert, so daß dis krete Leiterbahnen entstehen. Durch Berührung des Touch-Panels entsteht ein lokaler Kurzschluß zwischen den diskreten Leiterbahnen, wodurch im Rahmen der Strukturgröße der Leiterbahnen auf den Berührungsort geschlossen werden kann.

Als Folienmaterial werden bei den derzeit vorwiegend am Markt erhältlichen Touch-Panels transparente Kunststoffe eingesetzt. Diese werden über Ab standhalter zu dem Trägermaterial auf Abstand gehalten, so daß eine Fehl schaltung (Berührung der leitfähigen Schichten) ohne Betätigung ausge schlossen ist. Im Vergleich zu anderen Bauformen von Touch-Panels besteht ein Vorteil resistiver Touch-Panels darin, daß zur Betätigung eine, wenn auch geringe mechanische Deformationskraft auf die Folie ausgeübt werden muß. Daher ist deren Empfindlichkeit gegenüber Kontaminationen wesentlich geringer, weshalb in sicherheitsrelevanten Bereichen wie Medizintechnik und Industrieautomation fast ausschließliche resistive Touch-Panels eingesetzt werden.

Nachteilig bei der Verwendung von Kunststoffen als Folienmaterial ist die im Vergleich zu Glasbedienoberflächen wesentlich geringere physikalische und chemische Beständigkeit. So kann bedingt durch mechanische Verkratzung, Eintrübung, UV-Bestrahlung oder Oberflächenschädigung durch Chemikalien usw. eine Verschlechterung der Transparenz eintreten. Weiterhin ist die Ober flächensterilisierbarkeit eingeschränkt. Ein weiterer Nachteil beim Einsatz von Kunststoffen liegt in der geringeren thermischen Beständigkeit (Erweichung, Aufwellung) und den starken thermischen Dehnungen im Vergleich zu Glas. So ist bedingt durch Aufwellungen der Kunststoffe die Größe der Touch-Panels stark eingeschränkt. Relativ einfach und damit kostengünstig beherrschbar sind derartige Phänomene in kleineren resistiven Touch-Panels wie sie bei spielsweise in elektronischen Terminplanern eingesetzt werden.

Neuartige Bauformen resistiver Touch-Panels gehen dazu über, als Folie eine Dünnglasscheibe einzusetzen, die bei einer Dicke von 0,15 mm bis 0,4 mm eine genügende Verformbarkeit aufweist. Eine derartige Oberfläche besitzt die Vorteile der chemischen und physikalischen Resistenz von Glas bei geringer Gefahr von Fehlschaltungen.

Aus der EP 0 546 003 B1 ist ein aus einem Glaslaminat gebildetes Druck schaltelement bekannt, daß aus einer flexiblen Dünnglasscheibe und min destens einer Trägermaterialscheibe gebildet ist, die auf den einander zuge wandten Flächen jeweils eine elektrisch leitende Schicht aufweisen. Die sich gegenüberstehenden elektrisch leitenden Schichten werden mit Hilfe eines Abstandhalters auf Abstand gehalten. Die elektrisch leitenden Schichten berühren sich bei Druckbelastung der flexiblen Dünnglasschicht an der im wesentlichen punktuellen Druckbelastungsstelle. Ein im Aufbau vergleichbares Druckschaltelement ist aus der US 4,901,074 bekannt.

Bei derartigen Druckschaltelementen ist die dicke Trägermaterialscheibe mit der flexiblen Dünnglasscheibe im Randbereich beispielsweise mit einem UV- aushärtendem Kleber beabstandet verbunden. Zwischen beiden Glasscheiben befindet sich Kleber im Randbereich. Eine kritische Eigenschaft bei der Ver wendung von Dünnglasscheiben im Vergleich zur Verwendung von Kunst stoffen ist die erhöhte Bruchempfindlichkeit (Sprödheit) bei Bedienung der Tastatur insbesondere im Randbereich. Hier treten im wesentlichen zwei Bruchphänomene auf:

- So führt eine Tastaturbedienung im Randbereich der Dünnglasscheibe zu einer mechanischen Zugspannung im Kantenbereich des Dünnglases. Auf grund von im Verlauf der Kante befindlichen, mit konventionellen Schneid prozessen unvermeidlichen Mikrorissen, kann dies zu einem Bruch der Kante führen.
- Da der sich im Randbereich zwischen den Scheiben befindliche Kleber eine gewisse mechanische Festigkeit hat, führt eine Bedienung der Tastatur in der Nähe der Verklebung zu einer Biegung des Dünnglases. Wird ein kritischer Biegeradius überschritten, bricht das Dünnglas.

Die genannte Bruchempfindlichkeit besonders im Randbereich der Dünnglas scheibe schränkt den nutzbaren Flächenbereich eines resistiven Glas-Touch- Panels stark ein. So ist die typische Breite des nicht nutzbaren Randbereiches bei resistiven Glas-Touch-Panels wesentlich größer als 10 mm.

Dieser Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine resistive Glastastatur zu finden, die, insbesondere im Randbereich, eine erhöhte Bruchfestigkeit besonders der Dünnglasscheibe aufweist und deren Tastaturoberfläche einen großen nutzbaren Bereich besitzt. Darüber hinaus soll die Glastastatur ggf. einen wirksamen Kantenschutz, insbesondere der Dünnglasscheibe aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Glastastatur (1) mit einer aus einer flexiblen Dünnglasscheibe (2) gebildeten Tastaturoberfläche (4) und mindestens einer Trägermaterialscheibe (3), die auf den einander zuge wandten Flächen jeweils wenigstens eine elektrisch leitende Schicht (5, 6) aufweisen, wobei die sich gegenüberstehenden elektrisch leitenden Schichten (5, 6) mit Hilfe einer Halterung (7) auf Abstand gehalten sind und wobei sich die elektrisch leitenden Schichten (5, 6) bei Druckbelastung der flexiblen Dünnglasscheibe (2) an der im wesentlichen punktuellen Druckbelastungsstelle (14) berühren, wobei die Halterung (7) wenigstens einen verjüngten flexiblen Bereich (8) aufweist, wobei die Halterung (7) bei Druckbelastung der Dünnglasscheibe (2) im flexiblen Bereich (8) verformt ist.

Dadurch, daß die Halterung wenigstens einen verjüngten flexiblen Bereich aufweist, wird die Bruchfestigkeit der Glastastatur, insbesondere im Randbereich wesentlich erhöht. Die bei Druckbelastung besonders im Bereich der Halterung auftreten den Zugspannungen und Biegungen der Dünnglasscheibe werden minimiert, indem die Halterung im flexiblen Bereich verformt wird. Zusätzlich wird der, bei bekannten Glastastaturen, nicht nutzbare Randbereich, aufgrund der erhöhten Bruchfestigkeit der erfindungsgemäßen Glastastatur verringert.

Die Halterung weist vorzugsweise wenigstens eine Verjüngung unter Ausbil dung des flexiblen Bereichs auf, wobei im wesentlichen der äußere und/oder innere Seitenrand der Halterung die Verjüngung aufweist. Besonders bevorzugt ist der flexible Bereich in Form eines Filmschaniers ausgeführt. Der flexible Bereich kann auch eine flexible Biegestelle oder eine flexible Verbindung sein Die flexible Verbindung verbindet dabei den Teil der Halterung, der mit der Dünnglasscheibe verbunden ist, mit dem Teil der Halterung, der mit der Trägermaterialscheibe verbunden ist.

Die durch die Druckbelastung bewirkte Verformung der Dünnglasscheibe, bewirkt bevorzugt eine Biegung und/oder Längenänderung des flexiblen Bereichs. Ebenfalls bevorzugt ist - im senkrechten Querschnitt Dünnglas scheibe/Halterung betrachtet - die Länge der Berührungslinie Halterung/Dünn glasscheibe größer als die im wesentlichen parallel zu den beiden Scheiben verlaufende Länge der Verjüngung der Halterung.

Vorzugsweise ist bei Druckbelastung, zumindest im Bereich der Halterung, der flexiblen Dünnglasscheibe die Oberfläche der Dünnglasscheibe im wesent lichen druckbelastet und die untere Fläche der Dünnglasscheibe im wesent lichen zugbelastet, wobei das Rückstellmoment im wesentlichen durch die Verformung der Dünnglasscheibe resultiert. Besonders bevorzugt weist die Dünnglasscheibe bei Druckbelastung zumindest im Bereich der Halterung eine nach innen, zur Trägermaterialscheibe hin gewölbte Form auf. Dies gewähr leistet eine besonders hohe Bruchfestigkeit bei Belastung der flexiblen Dünn glasscheibe im Randbereich der Glastastatur.

Die Halterung ist bevorzugt aus Kunststoff und besonders bevorzugt aus strangextrudiertem oder spritzgegossenem Kunststoff.

Wegen der vergleichsweise feinen Strukturen der Halterung (die Dicke des flexiblen Bereichs ist bevorzugt kleiner als die Dicke der Dünnglasscheibe) empfiehlt sich der Einsatz von reaktionsvernetzten, insbesondere von im Reac tion-Injection-Moulding (RIM)-Verfahren reaktionsvernetzten Kunststoffen. Hier bei werden nicht nur sehr feine Strukturen erhalten, sondern es kann mit sehr niedrigen Einspritzdrücken gearbeitet werden.

Durch eine geeignete Wahl des Kunststoffes ist eine hohe physikalische und chemische Beständigkeit der Oberflächen erzielbar. Dabei hat sich die Verwendung folgender Kunststoffe bewährt: Polyurethane, Polyamide, Epoxid- Harze, wobei elastische Kunststoffe gegenüber starren Kunststoffen bevorzugt werden.

Eine Halterung aus strangextrudiertem Kunststoff läßt sich besonders kosten günstig unter Erhaltung sehr feiner Strukturen herstellen. Die Halterung wird vorkonfektioniert und anschließend mit der Dünnglasscheibe und der Träger materialscheibe verbunden.

Alternativ kann die Dünnglasscheibe und/oder die Trägermaterialscheibe direkt bei der Formgebung mit der Halterung verbunden werden. Dies ist beim RIM- Verfahren trotz der Bruchempfindlichkeit der Dünnglasscheibe möglich, da im Vergleich zum Standardspritzguß mit wesentlich geringeren Einspritzdrücken gearbeitet wird.

Insbesondere wenn die Halterung direkt an die Dünnglasscheibe und an die Trägermaterialscheibe angeformt ist, befindet sich zwischen den beiden Schei ben ein Rahmenelement, wobei das Rahmenelement die beiden Scheiben auf Abstand hält, und ein Eindringen des Kunststoffs während der Anformung verhindert. Das Rahmenelement ist dabei so dünn ausgeführt, daß es die Funktion der Halterung nicht beeinträchtigt.

Auch andere Verfahren, bei denen die Belastung, besonders der Dünnglas scheibe, gering ist, die mit niedrigen Einspritzdrücken oder auf andere Art und Weise die Gestaltung feiner Strukturen erlauben sind alternativ zum RIM- Verfahren denkbar.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Halterung bevorzugt wenigstens teilweise aus Metall.

Vorzugsweise sind die Dünnglasscheibe und die Trägermaterialscheibe fest mit der Halterung verbunden. Die feste Verbindung kann beispielsweise durch Verkleben erhalten werden.

Weiterhin kann die Dünnglasscheibe und die Trägermaterialscheibe über wenigstens ein Zwischenstück fest mit der Halterung verbunden sein. Das Zwischenstück kann dabei dazu dienen, fertigungsbedingte Toleranzen auszu gleichen. Es kann aber auch einen eigenständigen Rahmen, beispielsweise einen Rahmen der Trägermaterialscheibe bilden.

Bevorzugt umfängt die Halterung den Randbereich der Dünnglasscheibe und/oder den Randbereich der Trägermaterialscheibe teilweise oder vollstän dig. Dies ermöglicht zum einen eine besonders feste Verbindung zwischen Halterung, Dünnglasscheibe und/oder Trägermaterialscheibe, zum anderen bildet die Halterung zusätzlich einen wirksamen Kantenschutz von Dünnglasscheibe und/oder Trägermaterialscheibe aus. Darüber hinaus ist der Randbe reich der Glastastatur wesentlich schmaler ausführbar.

Um die nutzbare Fläche der Glastastatur zusätzlich zu erhöhen, ist die Halte rung nicht zwischen den beiden Scheiben, sondern an deren seitlichen Rand bereich (Stirnseite) angebracht und/oder die Fläche der Dünnglasscheibe ist größer als die der Trägermaterialscheibe, wobei die Halterung und/oder ein Zwischenstück den Flächenunterschied ausgleichen.

Vorzugsweise ist die Halterung so gestaltet, daß sie den äußeren Rahmen der Glastastatur bildet. Besonders bevorzugt wird die Dünnglasscheibe derart in den Rahmen eingespannt, daß eine nach außen, von der Trägermaterialschei be weg gewölbte Form der Dünnglasscheibe resultiert. Bei großflächigen Glas tastaturen kann dabei auf weitere Abstandhalter zwischen den beiden Schei ben verzichtet werden.

Die Halterung kann aber auch das gesamte Gehäuse der Glastastatur bilden, wobei das Gehäuse weitere Bauteile, beispielsweise einen Flachbildschirm und/oder eine Steuerungselektronikeinheit, aufnimmt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Glastastatur zusätzlich von einem äußeren Rahmen, beispielsweise von einem Metall- oder Kunststoff rahmen gehalten.

Um die Einhaltung eines definierten minimalen Abstandes bei Druckbelastung zwischen Dünnglasscheibe und Trägermaterialscheibe im Randbereich zu gewährleisten, weist die Dünnglasscheibe und/oder die Trägermaterialscheibe vorzugsweise eine Überhöhung - beispielsweise mittels Siebdruck aufgebracht - ihres jeweiligen Innenrandes und/oder die Halterung weist zusätzlich einen Abstandhalter auf.

Die Halterung ist bevorzugt so gestaltet, daß sie Aufnahmeelemente, insbeson dere sogenannte Clipselemente aufweist, wobei die Dünnglasscheibe und/oder die Trägermaterialscheibe und/oder weitere, z. B. o. g. Bauteile, direkt an die Halterung geclipst sind. Die Aufnahmelemente sind dabei bevorzugt direkt an die Halterung, beispielsweise in Form einer umlaufenden Nut, angeformt, in die beispielsweise die Dünnglasscheibe fest eingeclipst wird. Besonders bei großflächigen Glastastaturen werden die beiden Scheiben nicht nur in deren Randbereich, sondern auch im übrigen Zwischenbereich, mit einer Halterung, die die kennzeichnenden Merkmale der Erfindung aufweist, gehalten.

Die erfindungsgemäße Glastastatur findet vorzugsweise Verwendung zur Bedienung, Steuerung und Kontrolle von Geräten, insbesondere aus den Bereichen Haushalt, Unterhaltungselektronik, Medizin, Automobil und Industrie.

In Verbindung mit einem Monitor, insbesondere einem Flachbildmonitor, findet die erfindungsgemäße Glastastatur bevorzugt Verwendung zur Bedienung, Steuerung und Kontrolle von Geräten, insbesondere aus den Bereichen Haushalt, Unterhaltungselektronik, Medizin, Automobil und Industrie.

Die beschriebene Verwendung der erfindungsgemäßen Glastastatur zielt ins besondere auf die Kombination der Glastastatur mit einem Flachbildschirm (TFT (Thin Film Transistor), STN (Super Twisted Neumatic), LCD (Liquid Cristal Display), Palc (Plasma Adressed liquid Display), PDP (Plasma Display Panel)). Eine Kombination mit einem Fernsehbildschirm ist auch möglich, wenn es sich um ein sogenanntes Flat-Panel handelt. Diese Art der Fernsehbild schirme kommt in jüngster Zeit auf den Markt. Gegenüber klassischen Fern sehbildschirmen besitzen sie eine flache anstelle einer klassischen gewölbten Front.

Die nun folgenden Beispiele und Zeichnungen erläutern die Erfindung.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Glastastatur,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Glastastatur gemäß Fig. 1 bei Druck ausübung auf die Dünnglasscheibe,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel in Detailansicht, mit rahmenarti ger Ausführung der Halterung,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel, wobei die Halterung das Gehäuse der Glastastatur bildet und weitere Bauteile aufnimmt,

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei die Halterung aus Metall ist,

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel, wobei die Halterung aus einem flexiblen Kunststoff ist und von einem zusätzlichen Rahmenelement umfaßt wird und

Fig. 7 ein fertigungstechnisch bevorzugtes Ausführungsbeispiel in Detailansicht.

Die in Fig. 1 gezeigte Glastastatur (1) besteht aus einer unteren relativ dicken Trägermaterialscheibe (3) und einer mit Hilfe einer Halterung (7) in parallelem Abstand d zu der Trägermaterialscheibe (3) gehaltenen Dünnglasscheibe (2). Die Halterung (7) ist dabei in Form eines Loslagers eingezeichnet, um das Prinzip einer idealen Halterung zu verdeutlichen. Erfindungsgemäß ist die Halterung (7) so ausgeführt, daß sie wenigstens einen flexiblen Bereich (8) zwischen der Dünnglasscheibe (2) und der Trägermaterialscheibe (3) aufweist, und somit die Funktion eines Loslagers übernimmt. Die Dünnglasscheibe (2) und Trägermaterialscheibe (3) sind auf den einander gegenüberliegenden Innenflächen mit elektrisch leitenden Schichten (5, 6) versehen, die Elektroden bilden und die bei gegenseitiger Berührung einen Schaltkontakt herstellen. Hierzu kann die flexible Dünnglasscheibe (2) durch im wesentlichen punktuelle Druckbeaufschlagung so verformt werden, daß ein elektrischer Kontakt zwischen den leitenden Schichten (5, 6) hergestellt wird, wobei die Halterung (7) bei Druckbelastung der Dünnglasscheibe (2) im flexiblen Bereich (8) ver formt wird.

Bei Druckbelastung mittels einer Bedienkraft F der flexiblen Dünnglasscheibe (2) (Fig. 2) verformt sich die Dünnglasscheibe (2) derart, daß deren Oberfläche (4) im wesentlichen druckbelastet und deren untere Fläche (13) im wesent lichen zugbelastet ist, wobei das Rückstellmoment M im wesentlichen aus der Verformung der Dünnglasscheibe (2) resultiert. Das Rückstellmoment ist dabei in der Regel geringer als bei herkömmlichen Glastastaturen, bei denen die Dünnglasscheibe fest mit der Trägerscheibe verbunden ist. Die Halterung (7) ist im wesentlichen mit einer Querkraft F belastet.

Dadurch, daß die Dünnglasscheibe (2) und die Halterung (7) über die Träger materialscheibe (3) seitlich hinaus ragen, ergibt sich zusätzlich eine größere, nutzbare Bedienfläche.

Bei Druckbelastung der flexiblen Dünnglasscheibe (2) werden die, besonders im Randbereich der Glastastatur (1), auftretenden Zugspannungen und Bie gungen der Dünnglasscheibe (2) minimiert, die Dünnglasscheibe (2) weist dabei im Bereich der Halterungen (7) eine nach innen, zur Trägermaterial scheibe (3) hin gewölbte Form auf.

Der in Fig. 3 dargestellte Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Glastastatur (1) zeigt eine flexible Dünnglasscheibe (2) die fest mit der Halterung (7) verbunden ist, wobei die Halterung (7) den Randbereich der Dünnglasscheibe (2) vollständig umfängt. Dabei weist die Halterung (7) einen flexiblen Bereich (8) in Form einer geometrischen Verjüngung auf. Die Halterung (7) ist mit der Stirnseite der Trägermaterialscheibe (3) fest verbunden, z. B. fest verklebt.

Die Verbindung der Halterung (7) mit der Trägermaterialscheibe (3) kann entweder direkt oder über ein Zwischenmedium (12) (weiteres Spritzgußteil o. ä.) stattfinden. Weiterhin ist es denkbar, die Halterung (7) derart auszu führen, daß sie neben der Dünnglasscheibe (2) und der Trägermaterialscheibe (3) auch ein Flachdisplay (9) und/oder eine Steuerungselektronikeinheit (10) aufnimmt, und ggf sogar eine Gehäusefunktion übernimmt (Fig. 4). Der flexible Bereich der Halterung (7) ist dabei nicht dargestellt.

Fertigungstechnisch wird eine derartige Halterung vorzugsweise mit einem Kunststoffspritzgußverfahren hergestellt. Wegen den vergleichsweise feinen Strukturen der Halterung empfiehlt sich der Einsatz des Reaction-Injection Moulding (RIM)-Verfahrens. Hier kann mit sehr niedrigen Einspritzdrücken gearbeitet werden. Durch eine geeignete Wahl des Kunststoffes ist eine hohe physikalische und chemische Beständigkeit der Oberfläche erzielbar.

Die Kunststoffhalterung wird vorkonfektioniert und anschließend mit der Dünn glasscheibe und der Trägermaterialscheibe verbunden. Alternativ kann die Dünnglasscheibe und/oder die Trägermaterialscheibe direkt beim Spritzgießen mit der Halterung verbunden werden. Dies ist beim RIM-Verfahren trotz der Bruchempfindlichkeit der Dünnglasscheibe möglich, da im Vergleich zum Standardspritzguß mit wesentlich geringeren Einspritzdrücken gearbeitet wird.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeigt Fig. 5. Die Dünnglasscheibe (2) ist über eine dünne Metallhalterung (7) mit der Trägermaterialscheibe (3) verbunden, wobei die Metallhalterung (7) ebenfalls wenigstens einen flexiblen Bereich (8) (nicht dargestellt) aufweist. Die Metallhalterung (7) ist über einen Kleber (nicht dargestellt) mit der Dünnglasscheibe (2) verbunden. Dünnglas scheibe (2) und Metallhalterung (7) werden mit einem Kleber oder einem Zwischenmedium (12) (nicht dargestellt) mit der Trägermaterialscheibe (3) verbunden. Auch hier kann die Aufnahme eines Flachdisplays und einer Steuerungselektronikeinheit in die Metallhalterung erfolgen.

Die Halterung (7) kann auch derart ausgebildet sein, daß Dünnglas- (2) und Trägermaterialscheibe (3) in deren Randbereich vollständig von einem weichen gummiähnlichen Kunststoff umfaßt und miteinander verbunden sind (Fig. 6). Dadurch ist die gesamte Halterung (7) so flexibel gestaltet, daß sie bei Druck belastung der Dünnglasscheibe (2) gebogen wird. Auch zur Herstellung dieser Halterung eignet sich das RIM-Verfahren. Die Verbindung findet hier im wesentlichen über den Randbereich und weniger über die Berührungsflächen von Dünnglas- (2) und Trägermaterialscheibe (3) statt. Durch einen Metall- oder Kunststoffrahmen (11) größerer Härte wird die Halterung (7) zusätzlich eingefaßt und ggf. geschützt.

Die in Fig. 7 dargestellte Teilansicht einer erfindungsgemäßen Glastastatur (1) zeigt eine fertigungstechnisch bevorzugte Ausführungsvariante. Die Glas tastatur (1) mit einer aus einer bevorzugt ≦ 0,3 mm dicken, flexiblen Dünn glasscheibe (2) gebildeten Tastaturoberfläche (4) und einer bevorzugt 1,1 bis 4,0 mm dicken Trägermaterialscheibe (3), die auf den einander zugewandten Flächen jeweils wenigstens eine transparente, elektrisch leitende Schicht (5, 6) ausweisen, wobei die gegenüberstehenden elektrisch leitenden Schichten (5, 6) mit Hilfe einer Halterung (7) auf Abstand gehalten sind und wobei sich die elektrische leitenden Schichten (5, 6) an der im wesentlichen punktuellen Druckbelastungsstelle (nicht dargestellt) berühren, ist derart ausgeführt, daß die Halterung (7) einen flexiblen Bereich (8) aufweist, wobei die Halterung (7) bei Druckbelastung der Dünnglasscheibe (2) im flexiblen Bereich (8) verformt ist.

Bei der transparenten, elektrisch leitenden Schicht (5, 6) handelt es sich bevorzugt um eine etwa 5 µm dicke ITO-Schicht. Die Trägermaterialscheibe (3) besteht dabei bevorzugt aus Glas und ist wenigstens an deren oberen, äuße ren Randbereich gefast. Mittels eines Zwischenstücks (12) und/oder eines Klebers ist die Halterung (7) mit der Trägermaterialscheibe (3) direkt verbun den; hierbei können fertigungsbedingte Toleranzen, beispielsweise der Schei ben (2, 3) ausgeglichen werden. Auch die Einstellung eines vorgegebenen Abstands d zwischen den Scheiben (2, 3) kann über das Zwischenstück (12) und/oder die Verklebung erfolgen. Die Halterung (7) ist des weiteren so ausge formt, daß bei einer Druckbelastung der Abstand d der beiden Scheiben (2, 3) an deren äußeren Randbereich nahezu konstant ist oder sich nur geringfügig ändert.

Bezugszeichenliste

1

Glastastatur

2

flexible Dünnglasscheibe

3

Trägermaterialscheibe

4

Tastaturoberfläche

5

,

6

elektrisch leitende Schichten

7

Halterung

8

flexibler Bereich

9

Flachbildschirm

10

Steuerungselektronikeinheit

11

äußerer Rahmen

12

Zwischenstück

13

untere Fläche der Dünnglasscheibe

14

Druckbelastungsstelle

Claims

1. Glastastatur (1) mit einer aus einer flexiblen Dünnglasscheibe (2) gebildeten Tastaturoberfläche (4) und mindestens einer Trägerma terialscheibe (3), die auf den einander zugewandten Flächen jeweils wenigstens eine elektrisch leitende Schicht (5, 6) aufweisen, wobei die sich gegenüberstehendem elektrisch leitenden Schichten (5, 6) mit Hilfe einer Halterung (7) auf Abstand gehalten sind und wobei sich die elektrisch leitenden Schichten (5, 6) bei Druckbelastung der flexiblen Dünnglasscheibe (2) an der im wesentlichen punktuellen Druckbe lastungsstelle berühren, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) wenigstens einen verjüngten flexiblen Bereich (8) aufweist, wobei die Halterung (7) bei Druckbelastung der Dünnglasscheibe (2) im flexiblen Bereich (8) verformt ist.

2. Glastastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Bereich (8) in Form eines Filmscharniers ausgeführt ist.

3. Glastastatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Druckbelastung, zumindest im Bereich der Halterung (7), der flexiblen Dünnglasscheibe (2) deren Oberfläche (4) im wesentlichen druckbelastet und deren untere Fläche (13) im wesentlichen zugbelastet ist, wobei das Rückstellmoment im wesentlichen aus der Verformung der Dünnglasscheibe (2) resultiert.

4. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) aus Kunststoff ist.

5. Glastastatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) aus strangextrudiertem Kunststoff ist.

6. Glastastatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) aus spritzgegossenem Kunststoff ist.

7. Glastastatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) aus reaktionsvernetztem, insbesondere im Reaction- Injection-Moulding (RIM)-Verfahren reaktionsvernetztem Kunststoff ist.

8. Glastastatur nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) direkt an die Dünnglasscheibe (2) und/oder die Trägermaterialscheibe (3) angeformt ist.

9. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) wenigstens teilweise aus Metall ist.

10. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnglasscheibe (2) und die Trägermaterialscheibe (3) fest mit der Halterung (7) verbunden sind.

11. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnglasscheibe (2) und/oder die Trägermaterialscheibe (3) über wenigstens ein Zwischenstück (12) fest mit der Halterung (7) verbunden sind.

12. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) den Randbereich der Dünnglasscheibe (2) und/oder den Randbereich der Trägermaterialscheibe (3) teilweise oder vollständig umfaßt.

13. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) den äußeren Rahmen der Glastastatur (1) bildet.

14. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) das Gehäuse der Glastastatur (1) bildet, wobei das Gehäuse weitere Bauteile, beispielsweise einen Flachbildschirm (9) und/oder eine Steuerungselektronikeinheit (10), aufnimmt.

15. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Glastastatur (1) von einem äußeren Rahmen (11) gehalten wird.

16. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnglasscheibe (2) und/oder die Trägermaterialscheibe (3) eine Überhöhung ihres jeweiligen Innenrandes aufweisen, wobei die Über höhung die Einhaltung eines definierten minimalen Abstandes zwischen Dünnglasscheibe (2) und Trägermaterialscheibe (3) erlaubt.

17. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) einen Abstandhalter aufweist, wobei der Abstands halter die Einhaltung eines definierten minimalen Abstandes zwischen Dünnglasscheibe (2) und Trägermaterialscheibe (3) erlaubt.

18. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halterung (7) Aufnahmeelemente, sogenannte Clipselemente, aufweist, wobei die Dünnglasscheibe (2) und/oder die Trägermaterial scheibe (3) und/oder weitere Bauteile direkt an die Halterung (7) geclipst sind.

19. Verwendung einer Glastastatur (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, zur Bedienung, Steuerung und Kontrolle von Geräten, insbesondere aus den Bereichen Haushalt, Unterhaltungselektronik, Medizin, Automobil und Industrie.

20. Verwendung einer Glastastatur (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, in Verbindung mit einem Monitor, insbesondere einem Flachbildmonitor, zur Bedienung, Steuerung und Kontrolle von Geräten, insbesondere aus den Bereichen Haushalt, Unterhaltungselektronik, Medizin, Automobil und Industrie.