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Hintergrund
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Ein Berührungspositionssensor ist eine Vorrichtung, die das Vorhandensein und den Ort einer Berührung mittels eines Fingers oder eines anderen Objekts, wie z. B. eines Stifts, detektieren kann. Ein Berührungspositionssensor kann beispielsweise das Vorhandensein und den Ort einer Berührung innerhalb einer Zone einer externen Schnittstelle des Berührungspositionssensors detektieren. Bei einer Berührungsanzeigeanwendung ermöglicht der Berührungspositionssensor eine direkte Interaktion mit der Anzeige auf dem Bildschirm anstelle einer indirekten Interaktion unter Verwendung einer Maus oder eines Touchpads.
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Berührungspositionssensoren können mit elektronischen Vorrichtungen verbunden sein oder als Teil von elektronischen Vorrichtungen vorgesehen sein, wie z. B. Computern, Organizern, Satellitennavigationsvorrichtungen, Mobiltelefonen, tragbaren Mediaplayern, tragbaren Spielkonsolen, öffentlichen Informationskiosken, Verkaufsstellensystemen und so weiter. Berührungspositionssensoren können ferner als Steuerplatten an Geräten verwendet werden.
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Es gibt zahlreiche verschiedene Typen von Berührungspositionssensoren, wie z. B. Widerstands-Berührungsbildschirme, Oberflächenwellen-Berührungsbildschirme und kapazitive Berührungsbildschirme. Ein kapazitiver Berührungsbildschirm kann beispielsweise einen Isolator aufweisen, der mit einem durchsichtigen Leiter in einem speziellen Muster beschichtet ist. Wenn ein Objekt, wie z. B. ein Finger oder ein Stift, die Fläche des Bildschirms berührt oder dieser ganz nahe kommt, erfolgt eine Veränderung der elektrischen Kapazität. Diese Veränderung der elektrischen Kapazität kann zwecks Verarbeitung einer Steuereinrichtung zugeführt werden, um die Position der Berührung zu bestimmen.
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Ein Funkfrequenz-Identifikations-Etikett (RFID – radio frquency identification) kann mit einem RFID-Lesegerät drahtlos Daten über eine Funkverbindung austauschen. Ein RFID-Etikett kann eine integrierte Schaltung und eine Antenne aufweisen. RFID-Technologien werden in einer Vielzahl von Identifikations- und Verfolgungsanwendungen angewendet.
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Übersicht
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In der folgenden Offenlegung werden Beispiele beschrieben, bei denen die Integration eines RFID-Etiketts in einen Berührungssensor ermöglicht wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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In den Zeichnungen zeigen die Figuren eine oder mehrere Ausführungen nach den vorliegenden erfinderischen Lehren, die nur als Beispiele dienen und nicht als Einschränkung angesehen werden dürfen. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente.
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1 zeigt schematisch eine erste beispielhafte Platte, die einen Berührungspositionssensor und ein RFID-Etikett aufweist;
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2A zeigt schematisch eine weitere beispielhafte Platte, die einen Berührungspositionssensor und ein RFID-Etikett aufweist;
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2B zeigt schematisch eine weitere beispielhafte Platte, die einen Berührungspositionssensor und ein RFID-Etikett aufweist;
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3 zeigt schematisch einen Querschnitt einer Anzeigevorrichtung, die die in 2 gezeigte Platte enthält;
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4A zeigt schematisch eine Draufsicht eines Abschnitts einer beispielhaften Platte;
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4B zeigt schematisch einen Querschnitt der relevanten Schichten einer Anordnung von Antriebs- und Erfassungselektroden einer beispielhaften Platte, bei der zwei Substrate verwendet werden;
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4C zeigt schematisch einen Querschnitt der relevanten Schichten einer weiteren Anordnung von Antriebs- und Erfassungselektroden einer beispielhaften Platte, bei der ein Substrat verwendet wird;
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5A zeigt schematisch einen ersten Schritt bei einem ersten Verfahren zum Herstellen einer Platte, die einen Berührungspositionssensor und ein RFID-Etikett aufweist;
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5B zeigt schematisch einen nachfolgenden Schritt bei dem ersten Verfahren zum Herstellen einer Platte, die einen Berührungspositionssensor und ein RFID-Etikett aufweist; und
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6 zeigt schematisch eine Platte von 2, die unter Anwendung eines zweiten Herstellverfahrens ausgebildet wird.
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Detaillierte Beschreibung
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In der folgenden detaillierten Beschreibung sind zahlreiche spezifische Details beispielhaft aufgeführt, um die relevanten erfinderischen Lehren darzustellen. Um zu vermeiden, dass Aspekte der vorliegenden erfinderischen Lehren unnötigerweise unübersichtlich werden, werden diese Verfahren, Abläufe, Bauteile und/oder Schaltungsanordnungen, die Kennern der Technik bekannt sind, auf einem relativ hohen Niveau beschrieben.
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1 zeigt ein Beispiel für eine Platte 100, die bei einer Berührungserfassungsanwendung verwendet werden kann. Die Platte 100 weist einen kapazitiven Berührungspositionssensor 104 mit einer Berührungserfassungszone 104A und einer Berührungssteuereinrichtung 108 auf, die auf einer Platine 116 montiert ist. Die Platte 100 weist ferner eine RFID-Steuereinrichtung 110 auf, die auf einer Platine 118 montiert ist und die mit einer RFID-Antenne 106, welche aus einem leitenden Material gebildet ist, in elektrischer Verbindung steht. Die RFID-Antenne 106 und einige oder sämtliche Elektroden des Berührungspositionssensors 104 können zusammen mit dazugehörigen Verbindungsleitungen 112 zum Verbinden der Elektroden mit der Platine 108 auf einer gemeinsamen Fläche eines Substrats 102 vorgesehen sein. Wie gezeigt ist, sind die Berührungssteuereinrichtung 108 und die RFID-Steuereinrichtung jedoch auf einer flexiblen gedruckten Platine montiert, die mit dem Substrat 102 verbondet sein kann, beispielsweise mittels eines anisotropen leitenden Films (ACF – anisotropic conductive film). Bei verschiedenen Ausgestaltungen können die eine oder beide Flächen des Substrats 102 für Berührungserfassungs- und RFID-Funktionen verwendet werden.
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Licht kann durch die Berührungspositions-Erfassungszone 104A durchgelassen werden, so dass Licht, das von einer (nicht gezeigten) Lichtquelle abgestrahlt wird, welche unter dem Berührungspositionssensor 104 angeordnet ist, wie z. B. eine Hintergrundbeleuchtung oder eine Anzeige, für einen Benutzer des Berührungspositionssensors 104 sichtbar ist. Andererseits befindet sich die RFID-Antenne 106 außerhalb der Berührungserfassungszone 104A und kann somit im Wesentlichen durchsichtig sein oder nicht.
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Beispielhafte Anzeigen, die mit der Platte 100 verwendet werden, umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Flüssigkristallanzeigen, elektronische Tintenanzeigen, organische Leuchtdiodenanzeigen, Plasmaanzeigen und Kathodenstrahlröhrenanzeigen.
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Bei dem Beispiel von 1 sind der Berührungspositionssensor 104 und die RFID-Antenne 106 mit separaten Steuereinrichtungsschaltungen 108 und 110 verbunden, die auf gedruckten Platinen 116 bzw. 118 montiert sind. Die Steuereinrichtungsschaltungen 108 und 110 können auf einer oder auf mehreren flexiblen gedruckten Platinen (flexible printed circuit boards – FPCBs) montiert sein. Die FPCBs können Verbindungen des Berührungspositionssensors 104 und/oder der RFID-Antenne 106 mit den jeweiligen Steuereinheiten 108, 110 bilden. Bei anderen Beispielen können sowohl der Berührungspositionssensor 104 als auch die RFID-Antenne 106 mit einer einzelnen Steuereinheit verbunden sein. Die zu dem Berührungspositionssensor 104 gehörige Steuereinheit kann eine oder beide Funktionen des Antreibens von Elektroden des Berührungspositionssensors 104 und des Verarbeitens von Signalen, die von dem Berührungspositionssensor 104 kommen, ausführen, um die Position einer Berührung zu bestimmen.
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Die Identität mittels RFID kann mit einem RFID-Lesegerät/Schreibgerät gelesen oder geschrieben werden. Das RFID-Etikett kann aktiv, passiv oder semipassiv sein.
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Die RFID-Antenne 106 kann in jeder geeigneten Anordnung relativ zu dem Berührungspositionssensor 104 vorgesehen sein. Die RFID-Antenne 106 in 1 umgibt den Berührungspositionssensor 104, und die Leitfähigkeit der RFID-Antenne 106 kann verhindern, dass sich eine aufgebaute elektrostatische Ladung an einer Elektrode des Berührungspositionssensors 104 entlädt. Eine Isolierschicht 114 kann zwischen der RFID-Antenne 106 und der Verbindungsleitung oder -leitungen 112, die von dem Berührungspositionssensor 104 nach außen führen, vorgesehen sein. Obwohl es so dargestellt ist, dass die RFID-Antenne auf derselben Fläche des Substrats angeordnet ist wie der Berührungspositionssensor 104, kann diese auch auf der gegenüberliegenden Seite des Substrats angeordnet sein.
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2A zeigt eine weitere beispielhafte Platte 200, die einen kapazitiven Berührungspositionssensor 204 mit einer Berührungserfassungszone 204A aufweist. Die Platte 200 weist ferner ein RFID-Etikett mit einer Antenne 206 auf, die aus einem leitenden Material gebildet ist und die auf dem Substrat mit dem Berührungspositionssensor 204 angeordnet ist. Bei diesem Beispiel ist die RFID-Antenne 206 in einer Zone des Substrats vorgesehen, die von der Berührungserfassungszone 204A getrennt ist und die an diese angrenzt. Wie bei dem Beispiel von 1 können einige oder sämtliche Elektroden des Berührungspositionssensors 204 und dazugehörige Verbindungsleitungen 212 zum Verbinden der Elektroden mit einer Steuereinrichtung 208 auf einer gemeinsamen Fläche oder Flächen eines Substrats 202 vorgesehen sein, während sich die Steuereinrichtung 208 und die RFID-Steuereinrichtung 210 auf einer flexiblen gedruckten Platine befinden, die mit dem Substrat verbandet ist, welches den Berührungspositionssensor 204 aufnimmt.
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2B zeigt eine weitere beispielhafte Platte 200', die einen kapazitiven Berührungspositionssensor 204' mit einer Berührungserfassungszone 204A', eine Steuereinrichtungsschaltung 208', eine RFID-Steuereinrichtungsschaltung 210' und eine RFID-Antenne 206' aufweist, welche auf einer flexiblen gedruckten Platine angeordnet sind. Die RFID-Antenne 206' kann aus einem leitenden Material gebildet sein. Wie bei dem Beispiel von 1 können einige oder sämtliche Elektroden des Berührungspositionssensors 204' und dazugehörige Verbindungsleitungen 212 zum Verbinden der Elektroden mit der gedruckten Schaltung 208' auf einer gemeinsamen Fläche eines Substrats 202' oder auf unterschiedlichen Flächen vorgesehen sein. Bei diesem Beispiel ist die RFID-Antenne 206' auf einer Halbinsel der flexiblen gedruckten Platine, die von der Berührungserfassungszone 204A' getrennt ist und an diese angrenzt, angeordnet. Die RFID-Antenne kann auf einer oder mehreren Schichten der flexiblen gedruckten Platine vorgesehen sein.
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3 zeigt eine Berührungsanzeigevorrichtung 300, die eine Anzeige 320 und eine Platte 200, wie die in 2A gezeigte Platte, aufweist. Obwohl aus Gründen der Einfachheit nicht gezeigt, kann bei der Vorrichtung 300 eine Platte, wie die in 2B gezeigte Platte, verwendet werden. Das Substrat 202 ist mit einer flexiblen gedruckten Platine 313 verbunden und ist so angeordnet, dass die Berührungspositions-Erfassungszone 204A auf der Anzeige liegt. Die flexible gedruckte Platine 313 kann sich außerhalb der Berührungspositions-Erfassungszone 204A befinden und kann gekräuselt oder gefaltet sein, um in ein Vorrichtungsgehäuse 340 zu passen, und die RFID-Antenne 206 kann auf einem gekräuselten oder gefalteten Abschnitt der flexiblen gedruckten Platine angeordnet sein. Zumindest ein Teil des Gehäuses 340 kann durchsichtig sein, damit Licht, das von der Anzeige über die Berührungspositions-Erfassungszone 204A abgestrahlt wird, für einen Benutzer der Vorrichtung sichtbar ist, und die RFID-Antenne 206 kann sich innerhalb eines Teils des Gehäuses 340 befinden, der für den Benutzer der Vorrichtung nicht sichtbar ist.
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Die RFID-Antenne 206 und ihre Verbindungsleitungen können auf einer Innenfläche des Substrats 202 angeordnet werden, nachdem dieses gekräuselt oder gefaltet worden ist, wodurch ein Dehnen oder Brechen der Antennenkonnektivität verhindert werden kann, das während des Kräuselns oder Faltens des Substrats auftreten kann.
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Obwohl als separate Steuereinrichtungen dargestellt, kann die Funktionalität der RFID-Steuereinrichtung 110, 210 und der Berührungssensor-Steuereinrichtung 108, 208 in einer einzelnen Steuereinrichtung vorgesehen sein. Die kombinierte Steuereinrichtung kann sich entweder auf der flexiblen gedruckten Platine, dem Substrat oder an einer anderen Stelle befinden, solange die Konnektivität aufrechterhalten bleibt und in Abhängigkeit von der Anwendung.
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Das RFID-Etikett der Platte 100, die in 1 gezeigt ist, und die RFID-Etiketten der Platten 200, 200', die in 2A und 2B gezeigt sind, können Etiketten eines Typs sein, der aus einer geeigneten RFID-Etiketten-Technologie ausgewählt ist, einschließlich beispielsweise passiver RFID-Etiketten, semipassiver RFID-Etiketten und aktiver RFID-Etiketten. Im Falle eines aktiven RFID-Etiketts kann das Etikett mit derselben Energiequelle verbunden sein wie der Berührungspositionssensor 104 von 1 oder 204 von 2 oder mit einer separaten Energiequelle.
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Der Berührungspositionssensor 104 von 1, 204 von 2A oder 204' von 2B kann aus jedem geeigneten kapazitiven Sensor ausgewählt sein, einschließlich Gegenkapazitäts- und Selbstkapazitätssensoren. Selbstkapazitätssensoren weisen individuelle Elektroden auf. Gegenkapazitätssensoren, die in den meisten nachstehenden Beispielen beschrieben sind, weisen Antriebselektroden und Erfassungselektroden auf. Einige oder sämtliche Elektroden des Berührungspositionssensors 104 von 1, 204 von 2A oder 204' von 2B können auf derselben Substratfläche wie die jeweilige RFID-Antenne 106, 206 oder 206' ausgebildet sein.
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Jede der 4A bis 4C zeigt eine Anordnung von Antriebselektroden 401(x) und Erfassungselektroden 401(y) eines kapazitiven Berührungspositionssensors, beispielsweise des kapazitiven Berührungspositionssensors 104 von 1, 204 von 2A oder 204' von 2B.
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Wie in 4A gezeigt ist, können die Antriebselektroden 401(x) und die Erfassungselektroden 401(y) eines kapazitiven Sensors elektrisch voneinander isoliert auf derselben Fläche eines Substrats 402 angeordnet sein; es können jedoch auch mehrere Flächen verwendet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfassungs- und Antriebselektroden jede geeignete Form und Anordnung aufweisen können. Beispielsweise können die Antriebselektroden 401(x) die Erfassungselektroden 401(y) umgeben. Kapazitive Erfassungskanäle 403 sind in der Erfassungszone ausgebildet, und zwar in Regionen, in denen Ränder der Antriebselektroden 401(x) und der Erfassungselektroden 401(y) einander ohne Kurzschluss überlappen oder in denen sie nahe beieinander angeordnet sind.
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Bei anderen Beispielen können die Antriebselektroden 401(x) und die Erfassungselektroden 401(y) eines kapazitiven Sensors auf einander gegenüberliegenden Flächen eines Isoliersubstrats so angeordnet sein, dass das Substrat eine elektrische Isolierung der Antriebs- und Erfassungselektroden voneinander bewirkt. Ein Beispiel für eine solche Plattenstruktur mit einem Substrat wird mit Bezug auf 4C genauer beschrieben. Bei einem weiteren Beispiel können die Antriebselektroden 401(x) und die Erfassungselektroden 401(y) auf unterschiedlichen Substraten ausgebildet sein, wobei ein Isolator zwischen den Antriebs- und Erfassungselektroden vorgesehen ist. Ein Beispiel für eine solche Plattenstruktur mit zwei Substraten wird mit Bezug auf 4B genauer beschrieben. Wenn die Elektroden auf unterschiedlichen Substratflächen ausgebildet sind, können sie immer noch Formen aufweisen, die denen der in 4A gezeigten Elektroden ähnlich sind, oder sie können andere Formen und Beziehungen aufweisen.
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Wie zuerst in 4B gezeigt ist, in der die relevanten Schichten einer Plattenstruktur dargestellt sind, können die Antriebselektroden 401(x) auf einem ersten Substrat 402a vorgesehen sein, das sich in eine erste Richtung erstreckt, und die Erfassungselektroden 401(y) können auf einem zweiten Substrat 402b vorgesehen sein, das sich in eine zweite Richtung erstreckt. Die Antriebselektroden 401(x) und die Erfassungselektroden 401(y) sind durch eine Schicht nicht leitenden Materials 407, beispielsweise einen optisch klaren Haftvermittler, voneinander beabstandet. Kapazitive Erfassungskanäle sind an kapazitiven Kopplungsknotenpunkten ausgebildet, die sich in den umgebenden örtlich begrenzten Regionen befinden, in denen die Antriebs- und Erfassungselektroden 401(x) und 401(y) einander überkreuzen und durch das nicht leitende Material 407 voneinander getrennt sind. Eine Knotenpunkt-Erfassungszone umfasst jeden oder im Wesentlichen jeden Schnittpunkt, der von einer Kreuzung einer Antriebselektrode und einer Erfassungselektrode gebildet ist. Obwohl bei diesem Beispiel nicht gezeigt, können einige Ausführungen eine durchsichtige Abdeckung aufweisen.
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Bei einer weiteren Anordnung, die in 4C gezeigt ist, in der die relevanten Schichten einer Plattenstruktur dargestellt sind, sind die Erfassungselektroden 401(y) und die Antriebselektroden 401(x) auf einander gegenüberliegenden Flächen desselben Substrats 402c ausgebildet. Das Substrat 402c kann aus einem Isoliermaterial gebildet sein. Kapazitive Erfassungskanäle sind an kapazitiven Kopplungsknotenpunkten ausgebildet, die sich in den umgebenden örtlich begrenzten Regionen befinden, in denen die Antriebs- und Erfassungselektroden 401(x) und 401(y) einander überkreuzen und durch das Isoliersubstrat 402c voneinander getrennt sind. Eine durchsichtige Abdeckung 409 kann von den Erfassungselektroden 401(y) beabstandet angeordnet sein. Ein geeignetes Material, wie z. B. eine optisch klare Haftvermittlerschicht 407, bewirkt die Beabstandung und die Verbondung der durchsichtigen Abdeckung 409 zu/mit den Elektroden 401(y) und dem Substrat 402c.
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Jedes der verschiedenen Substrate 302, 402a, 402b und 402c und/oder die Abdeckung 409 können aus einem durchsichtigen nicht leitenden Material, wie z. B. Glas oder einem Kunststoff, gefertigt sein. Kunststoff-Substrate und -Abdeckungen können dort geeignet sein, wo eine Flexibilität der Platte gefordert sein kann. Beispiele für geeignete Kunststoff-Substratmaterialien, die flexibel sein können, umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN) und Polycarbonat (PC). Beispiele für geeignete Kunststoffmaterialien für eine durchsichtige Abdeckung, die flexibel sein können, umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Polycarbonat und Poly(methylmethacrylat) (PMMA).
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4B und 4C zeigen zwei unterschiedliche Beispiele für Strukturen, die die Antriebs- und Erfassungselektroden für eine Gegenkapazitäts-Berührungserfassungsplatte bilden können. Andere Strukturen können ebenfalls verwendet werden. Bei den Beispielen, die in 4B und 4C gezeigt sind, können die Antriebs- und Erfassungssensoren 401(x), 401(y) ein Muster in der Berührungserfassungszone bilden, das dem in 4A gezeigten ähnlich ist. Es werden verschiedene andere Elektrodenmuster, bei denen Strukturen verwendet werden, wie eine der beiden in 4B und 4C gezeigten, nachstehend anhand von Beispielen erläutert.
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5A und 5B zeigen Schritte eines Verfahrens zum Ausbilden einer beispielhaften Platte 500, die einen Berührungspositionssensor und ein RFID-Etikett aufweist. Wie in 5A gezeigt ist, werden bei einem ersten Schritt Blöcke aus einem durchsichtigen leitenden Material auf der Fläche eines Substrats 502 ausgebildet, um Antriebselektroden 501(x) zu bilden. Der Zwischenraum zwischen aneinander angrenzenden Antriebselektroden 501(x) kann so schmal wie möglich ein, um beispielsweise die Abschirmung der (nicht gezeigten) Erfassungselektroden gegen Rauschen von einer darunter liegenden Anzeige zu verbessern. Mindestens 90% der Erfassungszone 504A kann von dem durchsichtigen leitenden Material der Antriebselektroden abgedeckt sein, und der Spalt zwischen aneinander angrenzenden Antriebselektroden 501(x) darf nicht größer als 300 Mikrometer sein. Bei einem solchen Beispiel kann im Wesentlichen die gesamte Zone jedes Schnittpunkts mit einer (in diesen Darstellungen aus Gründen der Einfachheit nicht gezeigten) Erfassungselektrode durch die massiven Antriebselektrodenblöcke abgeschirmt werden.
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Geeignete durchsichtige leitende Materialien umfassen durchsichtige anorganische und organische leitende Materialien, wie z. B. ITO (Indiumzinnoxid), ATO (Antimonzinnoxid), Zinnoxid, PEDOT oder andere leitende Polymere und mit Kohlenstoffnanoröhrchen oder Metallnanodraht imprägnierte Materialien.
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Bei einem weiteren Schritt, der in 5B gezeigt ist, können eine RFID-Antenne 506 und Verbindungsleitungen 512 zum Verbinden mit einer (in diesen Darstellungen aus Gründen der Einfachheit nicht gezeigten) flexiblen gedruckten Platine auf derselben Fläche des Substrats 502 ausgebildet werden. Die RFID-Antenne 506 und die Verbindungsleitungen 512 können in demselben oder einem ähnlichen Verarbeitungsschritt und/oder aus demselben oder einem ähnlichen Material gefertigt werden.
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Geeignete Materialien zum Fertigen der RFID-Antenne 506 und der Verbindungsleitungen 512 umfassen durchsichtige leitende Materialien, wie oben beschrieben, und undurchsichtige leitende Materialien, einschließlich Kupfer, Silber, Gold, Aluminium, Zinn oder andere Metalle, die zur Verwendung bei einer leitenden Verdrahtung geeignet sind.
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6 zeigt eine kapazitive Berührungserfassungsplatte 600, die der in 5B gezeigten Platte ähnlich ist, mit der Ausnahme, dass die Antriebselektroden 601(x) aus einem Netzmuster aus schmalen Linien aus undurchsichtigem leitenden Material gebildet sind. Das Netz ist so bemessen und gemustert, dass Licht durch die Netzelektroden durchgelassen wird. Bei diesem Beispiel können zwei oder sämtliche Antriebselektroden 601(x), die Verbindungsleitungen 612 und die RFID-Antenne 606 aus demselben oder einem ähnlichen Material und/oder in demselben oder einem ähnlichen Verarbeitungsschritt gefertigt werden.
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Bei einem weiteren Beispiel können eine oder mehrere der Antriebselektroden sowohl einen Block aus durchsichtigem leitenden Material als auch ein Metallmuster aus schmalen Linien, das mit dem durchsichtigen leitenden Block in Kontakt steht, aufweisen.
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Bei einem weiteren Schritt können die Erfassungselektroden auf der gegenüberliegenden Seite der Substrate 502 bzw. 602 oder auf einem separaten Substrat ausgebildet werden, um eine Struktur zu bilden, die in 4B oder 4C gezeigt ist.
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5B und 6 zeigen die Ausbildung der Antriebselektroden 501(x) und 601(x) und der RFID-Antenne 506 und 606 auf derselben Fläche eines Substrats 502 bzw. 602. Es sei darauf hingewiesen, dass die RFID-Antenne alternativ auf derselben Fläche eines Substrats wie die Erfassungselektroden ausgebildet werden kann. Ferner kann die RFID-Antenne auf einer flexiblen gedruckten Platine ausgebildet werden.
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Muster aus schmalen leitenden Materiallinien können ein Netzmuster, wie in 6 gezeigt, oder ein anderes Muster aus schmalen Linien eines undurchsichtigen leitenden Materials bilden, das so bemessen und gemustert ist, dass Licht durch die Elektroden durchgelassen wird. Geeignete undurchsichtige Materialien umfassen Kupfer, Silber, Gold, Aluminium, Zinn und andere Metalle, die zur Verwendung bei einer elektrischen Konnektivität geeignet sind. Die schmalen Linien können von ungefähr 1 Mikrometer bis ungefähr 20 Mikrometer breit sein. Jede Elektrode kann ein Netz oder ein anderes Muster aus schmalen Linien aufweisen, das aus der entsprechenden Elektrodenbreite gebildet ist. Schmalere Linien können die Sichtbarkeit für das bloße Auge verringern. Die feinen leitenden Linien der Elektroden einer Elektrodenschicht können so ausgebildet sein, dass bis zu 10% der Berührungserfassungszone von einem Elektrodenmaterial bedeckt ist. Die Breiten und Beabstandungen, die eine Abdeckung in dem beispielhaften Bereich bieten, ermöglichen eine gute Durchsichtigkeit der Erfassungsplatte. Das Ausgestalten des Linienmusters so, dass die prozentuale Abdeckung in Richtung des unteren Endes des Bereichs verringert wird, beispielsweise ungefähr 3% oder weniger, führt zu einer Erhöhung der Durchsichtigkeit und einer Verringerung der wahrnehmbaren Verdunkelung oder eines anderen Verlustes an Anzeigequalität.
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Die Breite der Antriebs- und Erfassungselektroden kann von der Berührungsanwendung abhängig sein, bei der der Berührungspositionssensor verwendet werden soll. Die Antriebs- und/oder Erfassungselektroden eines Gegenkapazitäts-Berührungspositionssensors können bis zu ungefähr 20 mm breit sein. Bei einem Beispiel, bei dem ein durchsichtiges leitendes Material, wie z. B. ITO, verwendet wird, können die Erfassungselektroden mehr als ungefähr 0,2 mm breit sein, und die Antriebselektroden können mehr als ungefähr 3 mm breit sein. Bei einem Beispiel, bei dem feine Metalllinien verwendet werden, kann jede Linie größer sein als ungefähr 1 μm, die Elektrodenbreiten können jedoch immer noch im Bereich von ungefähr 3 mm oder mehr liegen. Ähnliche Abmessungen können für Elektroden eines Selbstkapazitäts-Berührungspositionssensors gelten.
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Ein Prozess zum Herstellen der Platten, die oben mit Bezug auf 1–6 beschriebenen worden sind, umfasst das Mustern der RFID-Antenne, der Elektroden des Berührungspositionssensors und der Elektroden-Verbindungsleitungen. In dem Fall, bei dem eine Schicht der Elektroden des Berührungspositionssensors ITO aufweist, kann der Prozess zum Mustern der Elektroden des jeweiligen Substrats das Abscheiden eines positiven oder eines negativen Resists über ungemustertem ITO auf das Substrat; das Belichten des Fotoresists mit UV-Licht durch eine Maske mit dem entsprechenden Muster; das Entwickeln des Resists durch Abwaschen von nicht belichtetem Resist mit einem Lösungsmittel; und das Wegätzen der belichteten ITO-Zone mit einem geeigneten Ätzmittel umfassen. Das belichtete Fotoresist kann mit einem geeigneten Lösungsmittel entfernt werden.
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Ein Beispiel für eine geeignete Ätzflüssigkeit zur Verwendung beim Entfernen von belichtetem ITO ist eine Ätzsäure. Beispiele für eine geeignete Fotoresist-Entfernungsflüssigkeit umfassen organische Lösungsmittel. Andere geeignete positive und negative Fotoresists, Ätzflüssigkeiten und Fotoresist-Entfernungsflüssigkeiten können verwendet werden.
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Als weiteres Beispiel kann ITO auf ein Substrat abgeschieden werden, und zwar durch Aufsputtern von ITO auf das Substrat unter Verwendung einer Schattenmaske, die ein Muster aufweist, welches für das Ausbilden von Elektroden in einer der oben beschriebenen Formen geeignet ist.
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Organische leitende Materialien, wie z. B. PEDOT, können unter Anwendung von Druckverfahren, wie z. B. des Tintenstrahl- oder Siebdruckens, gemustert werden.
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Wenn zwei oder mehr der RFID-Antenne, der Elektroden des Berührungspositionssensors und der Elektroden-Verbindungsleitungen aus ITO oder PEDOT gefertigt sind und auf derselben Fläche desselben Substrats ausgebildet sind, dann können die verschiedenen Elemente, die aus ITO oder PEDOT zu fertigen sind, zu derselben Zeit in demselben (denselben) Verarbeitungsschritt(en) hergestellt werden.
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Das Mustern mittels schmaler Linien eines leitenden Materials für die Elektroden des Berührungspositionssensors, das Mustern der Verbindungslinien für die Elektroden und/oder das Mustern der RFID-Antenne können das Abscheiden des Metalls oder eines anderen leitenden Materials mittels Bedampfung durch eine Maske in dem entsprechenden Muster umfassen.
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Bei weiteren Beispielen können das Mustern mittels schmaler Linien aus leitendem Material für die Elektroden, das Mustern der Verbindungsleitungen und/oder das Mustern der RFID-Antenne mittels eines Druckprozesses erfolgen, bei dem ein leitendes Material oder ein leitendes Vorläufermaterial beispielsweise durch Tintenstrahldrucken bedruckt wird, um das entsprechende Elektrodenmuster zu bilden. In dem Fall, bei dem eine katalytische Vorläufertinte verwendet wird, umfasst der Prozess das Aufbereiten der Vorläufertinte zum Umwandeln der Vorläufertinte in ein endgültiges leitendes Material, beispielsweise durch stromlose Metallisierung. Bei einem weiteren Beispiel kann das Substrat gleichförmig mit einer katalytischen lichtempfindlichen Tinte beschichtet werden. Die Tinte kann durch eine Fotomaske mit UV-Licht belichtet werden oder mit UV-Licht von einem Laser oder einer anderen geeigneten Lichtquelle vektorbelichtet werden und mit einem Lösungsmittel gespült werden, um nicht belichtete Tinte wegzuwaschen. Die verbleibende Tinte kann in ein Metallisierungsbad getaucht werden, um die feinen leitenden Linien zu bilden. Geeignete katalytische Tinten sind im Handel erhältlich.
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Die Verbindungsleitungen und die RFID-Antenne sind aus Linien aus demselben undurchsichtigen leitenden Material gefertigt und können auf derselben Fläche desselben Substrats zu derselben Zeit in demselben (denselben) Verarbeitungsschritt(en) ausgebildet werden wie die verschiedenen Elemente aus undurchsichtigem leitenden Material.
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Obwohl vorstehend einige beispielhafte Prozesse zum Ausbilden von leitenden Elementen der Berührungserfassungsplatte beschrieben worden sind, sei darauf hingewiesen, dass jede geeignete Art zum Herstellen dieser Elemente in Zusammenhang mit der vorliegenden Offenlegung angewendet werden kann.
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Bei dem Beispiel von 5B und 6 ist der Berührungspositionssensor ein Gegenkapazitätssensor, bei dem Antriebs- und Erfassungselektroden auf unterschiedlichen Flächen desselben Substrats oder auf zwei unterschiedlichen Substraten ausgebildet sind. Der Berührungspositionssensor kann jedoch jede geeignete Art eines Kapazitätssensors sein. Weitere Beispiele für Sensortypen, die als Berührungspositionssensor verwendet werden, umfassen Selbstkapazitätssensoren, bei denen Elektroden auf einer Fläche eines Substrats ausgebildet sind, und Gegenkapazitätssensoren, bei denen Antriebs- und Erfassungselektroden auf derselben Fläche ausgebildet sind.
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In dem Fall, bei dem die Elektroden des Berührungspositionssensors auf zwei Flächen ausgebildet sind, können ein ähnliches Material und/oder ähnliche Verarbeitungsschritte angewendet werden, um die Elektroden des Berührungspositionssensors auf beiden Flächen auszubilden.
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Es sei darauf hingewiesen, dass derselbe Prozess auf jede geeignete kapazitive Berührungserfassungsplatte angewendet werden kann, bei der Elektroden und eine RFID-Antenne auf einer gemeinsamen Substratfläche ausgebildet werden.
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Die kapazitiven Sensoren, die oben beschrieben worden sind, können mit zahlreichen elektronischen Vorrichtungen verbunden sein. Beispiele für die elektronischen Vorrichtungen umfassen Computer, Organizer, Satellitennavigationsvorrichtungen, Mobiltelefone, tragbare Mediaplayer, tragbare Spielkonsolen, öffentliche Informationsstände, Verkaufsstellensysteme und Geräte. Zumindest einige dieser Typen von elektronischen Vorrichtungen können einen zentralen Prozessor oder eine andere Verarbeitungsvorrichtung zum Ausführen von Programmbefehlen, einen internen Kommunikationsbus, verschiedene Typen von Speichermedien für die Code- und Datenspeicherung und eine oder mehrere zu Kommunikationszwecken vorgesehene Netzwerk-Schnittstellenkarten oder -ports aufweisen.
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Ein RFID-Etikett, das in einer Platte mit einem Berührungspositionssensor, wie hier beschrieben, enthalten ist, kann dazu verwendet werden, Informationen an ein Lesegerät zu übertragen oder Informationen mit einem Lesegerät auszutauschen, beispielsweise um Zahlungen durchzuführen, Türen oder andere Objekte zu verriegeln oder zu entriegeln und/oder die Bewegung einer Vorrichtung, die das RFID-Etikett enthält, zu verfolgen.
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Verschiedene Modifikationen können an den oben beschriebenen Beispielen durchgeführt werden, und damit in Zusammenhang stehende erfinderische Lehren können auf zahlreiche Anwendungen angewendet werden, von denen nur einige hier beschrieben worden sind. In den nachstehenden Patentansprüchen werden sämtliche Anwendungen, Modifikationen und Varianten beansprucht, die in den Umfang der vorliegenden erfinderischen Lehren fallen.
