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Technischer Bereich
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Berührungsbildschirme mit zwischen den Pixeln angeordneten Elektroden.
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Hintergrund
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Ein Berührungssensor kann die Gegenwart und den Ort einer Berührung oder die Annäherung eines Objekts (wie z. B. den Finger eines Benutzers oder einen Stift) innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors detektieren, der z. B einem Anzeigebildschirm überlagert ist. In einer berührungsempfindlichen Anzeigeanwendung kann es der Berührungssensor einem Nutzer ermöglichen, direkt mit dem auf dem Bildschirm dargestellten zu interagieren, und nicht nur indirekt mit einer Maus oder einem Touchpad. Ein Berührungssensor kann befestigt sein auf, oder Bestandteil sein von, einem Desktop-Computer, einem Laptop-Computer, einem Tablet-Computer, einem persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einem Smartphone, einem Satellitennavigationsgerät, einem tragbaren Medienabspielgerät, einer tragbaren Spielekonsole, einem Kiosk-Computer, einem Kassengerät, oder anderen geeigneten Geräten. Ein Steuerpanel auf einem Haushaltsgerät oder einer anderen Einrichtung kann ebenfalls einen Berührungssensor beinhalten.
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Es gibt eine Anzahl verschiedener Arten von Berührungssensoren, wie z. B. resistive Berührungsbildschirme, Berührungsbildschirme mit akustischen Oberflächenwellen und kapazitive Berührungsbildschirme. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier ggf. einen Berührungsbildschirm mit umfassen, und umgekehrt. Wenn ein Objekt die Oberfläche des kapazitiven Berührungsbildschirms berührt oder in dessen Nähe kommt, so kann eine Kapazitätsänderung innerhalb des Berührungsbildschirms am Ort der Berührung oder der Annäherung auftreten. Eine Berührungssensorsteuereinheit kann die Kapazitätsänderung verarbeiten, um ihre Position auf dem Berührungsbildschirm zu bestimmen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 illustriert einen beispielhaften Berührungssensor mit einer beispielhaften Steuereinheit.
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2 illustriert ein Blockdiagramm eines Berührungssensors, der innerhalb eines Anzeigestapels vorgesehen ist.
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3A illustriert ein elektronisches Gerät und eine vergrößerte Ansicht seines Berührungsbildschirms mit im Wesentlichen geraden Elektroden.
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3B illustriert ein elektronisches Gerät und eine vergrößerte Ansicht seines Berührungsbildschirms mit im Wesentlichen sinusförmigen Elektroden.
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3C illustriert ein elektronisches Gerät und eine vergrößerte Ansicht seines Berührungsbildschirms mit im Wesentlichen nicht-orthogonalen Elektroden.
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4 illustriert ein Verfahren zur Ausbildung der Elektroden in einem Anzeigestapel.
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5 illustriert ein Verfahren zur Befestigung von Elektroden auf einem Anzeigemodul.
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Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
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1 illustriert einen beispielhaften Berührungssensor 10 mit einer beispielhaften Berührungssensorsteuereinheit 12. Der Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 können die Gegenwart und den Ort einer Berührung oder der Annäherung eines Objekts innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors 10 detektieren. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier ggf. sowohl den Berührungssensor als auch seine Berührungssensorsteuereinheit umfassen. In ähnlicher Weise kann eine Bezugnahme auf eine Berührungssensorsteuereinheit ggf. sowohl die Berührungssensorsteuereinheit als auch ihren Berührungssensor umfassen. Der Berührungssensor 10 kann ggf. einen oder mehrere berührungsempfindliche Bereiche beinhalten. Der Berührungssensor 10 kann ein Feld von Ansteuer- und Ausleseelektroden (oder ein Feld von Elektroden von nur einem Typ) beinhalten, die auf einem oder auf mehreren Substraten angebracht sind, die aus einem dielektrischen Material bestehen können. Ein Bezug auf einen Berührungssensor kann hier ggf. sowohl die Elektroden auf dem Berührungssensor als auch das Substrat oder die Substrate umfassen, auf denen die Elektroden angebracht sind. Alternativ dazu kann eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor ggf. die Elektroden des Berührungssensors, nicht aber die Substrate, auf denen sie angebracht sind, umfassen.
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Eine Elektrode (entweder eine Ansteuerelektrode oder eine Ausleseelektrode) kann ein Bereich aus leitfähigem Material sein, der eine bestimmte Form hat, wie z. B. eine Kreisscheibe, ein Quadrat, ein Rechteck, eine dünne Linie, oder eine andere geeignete Form oder deren Kombinationen. Ein oder mehrere Schnitte in einer oder in mehreren Schichten aus einem leitfähigen Material können (zumindest zum Teil) die Form einer Elektrode bilden und die Fläche der Form kann (zumindest zum Teil) durch diese Schnitte begrenzt sein. In bestimmten Ausführungsformen kann das leitfähige Material einer Elektrode ungefähr 100% der Fläche ihrer Form bedecken. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine Elektrode aus Indiumzinnoxid (ITO) bestehen und das ITO der Elektrode kann ggf. ungefähr 100% der Fläche ihrer Form bedecken (was manchmal als 100%-Füllung bezeichnet wird). In bestimmten Ausführungsformen kann das leitfähige Material einer Elektrode deutlich weniger als 100% der Fläche ihrer Form bedecken. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine Elektrode aus feinen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material (FLM) bestehen, wie z. B. Kupfer, Silber oder einem kupfer- oder silberhaltigen Material, und die feinen Leitungen aus leitfähigem Material können ungefähr 5% der Fläche ihrer Form in einem schraffierten, netzartigen oder einem anderen geeigneten Muster bedecken. Eine Bezugnahme auf FLM kann hier ggf. derartige Materialien umfassen. Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Elektroden bestehend aus bestimmten leitfähigen Materialien in bestimmten Formen mit bestimmten Füllungen in bestimmten Mustern beschreibt oder illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Elektroden aus jedem geeigneten leitfähigen Material in jeder geeigneten Form mit jedem geeigneten Füllprozentsatz in jedem geeigneten Muster.
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Gegebenenfalls können die Formen der Elektroden (oder anderer Elemente) eines Berührungssensors im Ganzen oder zum Teil ein oder mehrere Makromerkmale des Berührungssensors bilden. Eine oder mehrere Eigenschaften der Implementierung dieser Formen (wie z. B. das leitfähige Material, die Füllung, oder die Muster innerhalb der Formen) können im Ganzen oder zum Teil ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors bilden. Ein oder mehrere Makromerkmale des Berührungssensors können eine oder mehrerer Eigenschaften seiner Funktionalität bestimmen und ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors können eine oder mehrere optische Eigenschaften des Berührungssensors, wie z. B. die Durchsichtigkeit, die Brechung oder die Reflektion bestimmen.
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Ein mechanischer Stapel kann das Substrat (oder mehrere Substrate) und das leitfähige Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 bildet, enthalten. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der mechanische Stapel eine oder mehrere Schichten eines Anzeigestapels enthalten. Die entsprechenden Schichten des Anzeigestapels können das Substrat des mechanischen Stapels umfassen. In einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel kann der mechanische Stapel eine erste Schicht aus einem optisch klaren Klebstoff (OCA) unterhalb eines Abdeckpanels beinhalten. Das Abdeckpanel kann durchsichtig sein und aus einem widerstandsfähigen Material bestehen, das für eine wiederholte Berührung beeignet ist, wie z. B. Glas, Polycarbonat, oder Polymethylmethacrylat (PMMA). Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Abdeckpanele besehend aus jedem geeigneten Material. Die erste Schicht aus OCA kann zwischen dem Abdeckpanel und dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektrode bildet, angeordnet sein. Der mechanische Stapel kann auch eine zweite Schicht aus OCA und eine dielektrische Schicht (die aus PET oder einem anderen geeigneten Material besteht, ähnlich zu dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden bildet) beinhalten. Alternativ kann gegebenenfalls eine dünne Beschichtung aus einem dielektrischen Material anstelle der zweiten Schicht aus OCA und der dielektrischen Schicht angebracht werden. Die zweite Schicht aus OCA kann zwischen dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden bildet, und der dielektrischen Schicht angeordnet sein, und die dielektrische Schicht kann zwischen der zweiten Schicht aus OCA und einem Luftspalt angrenzend an eine Anzeige eines Geräts, das den Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 enthält, angeordnet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das Abdeckpanel eine Dicke von ungefähr 1 mm haben; die erste Schicht aus OCA kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben. Das Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektrode bilde, kann eine Dicke von 0,05 mm haben; die zweite Schicht aus OCA kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben, und die dielelektrische Schicht kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben. Obwohl die vorliegende Offenbarung einen konkreten mechanischen Stapel mit einer konkreten Zahl von konkreten Schichten bestehend aus bestimmten Materialien mit einer bestimmten Dicke beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten mechanischen Stapel mit jeder geeigneten Zahl von geeigneten Schichten von jedem geeigneten Material mit jeder geeigneten Dicke. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann in bestimmten Ausführungsformen eine Schicht aus Klebstoff oder einem Dielektrikum, die dielektrische Schicht, die zweite Schicht aus OCA und den obenstehend beschriebenen Luftspalt ersetzen, so dass kein Luftspalt zur Anzeige hin besteht.
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Ein oder mehrere Abschnitte des Substrats des Berührungssensors 10 können aus Polyethylenterephthalat (PET) oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Substrate, bei denen irgendein geeigneter Abschnitt aus irgendeinem geeigneten Material besteht. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuer- oder Ausleseelektroden in dem Berührungssensor 10 ganz oder zum Teil aus ITO bestehen. In bestimmten Ausführungsformen können de Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 aus dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material bestehen.
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In einem nicht einschränkenden Beispiel können ein oder mehrere Abschnitte des leitfähigen Materials aus Kupfer oder aus einem kupferhaltigen Material bestehen und eine Dicke zwischen ungefähr 5 μm und 0,5 μm und eine Breite zwischen ungefähr 10 μm und 1 μm haben. In einem anderen Beispiel können ein oder mehrere Abschnitte des leitfähigen Materials aus Silber oder einem silberhaltigen Material besehen und gleichermaßen eine Dicke von 5 μm oder weniger und eine Breite von 10 μm oder weniger haben. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Elektroden bestehend aus jedem geeigneten Material.
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Der Berührungssensor 10 kann eine kapazitive Form der Berührungserfassung implementieren. In einer Gegenkapazitätserfassung kann der Berührungssensor 10 ein Feld von Ansteuer- und Ausleseelektroden beinhalten, die ein Feld von kapazitiven Knoten bilden. Eine Ansteuerelektrode und eine Ausleseelektrode können einen kapazitiven Knoten bilden. Die Ansteuer- und Ausleseelektroden, die den kapazitiven Knoten bilden, können einander nahekommen, machen aber keinen elektrischen Kontakt miteinander. Stattdessen sind die Ansteuer- und Ausleselektroden kapazitiv miteinander über einen Abstand zwischen ihnen gekoppelt. Eine gepulste oder alternierende Spannung, die an die Ansteuerelektroden (durch die Berührungssensorsteuereinheit 12) angelegt wird, kann eine Ladung auf den Ausleseelektroden induzieren und die induzierte Ladungsmenge kann von externen Einflüssen (wie z. B. einer Berührung oder der Annäherung eines Objekts) abhängen. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in dessen Nähe kommt, kann eine Kapazitätsänderung an den kapazitiven Knoten auftreten und die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung messen. Durch Messung der Kapazitätsänderung über das Feld hinweg, kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 den Ort der Berührung oder der Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 bestimmen.
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In einer Eigenkapazitätsimplementierung kann der Berührungssensor 10 ein Feld von Elektroden einer einzigen Art beinhalten, die einen kapazitiven Knoten bilden. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in dessen Nähe kommt, kann eine Änderung der Eigenkapazität an dem kapazitiven Knoten auftreten und die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung messen, z. B. als Änderung der Ladungsmenge, die erforderlich ist, um die Spannung an dem kapazitiven Knoten um einen vorbestimmten Betrag zu erhöhen. Wie bei der Gegenkapazitätsimplementierung kann durch eine Messung der Kapazitätsänderung über das Feld hinweg die Position der Berührung oder der Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 bestimmt werden. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Formen der kapazitiven Berührungserfassung.
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In bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere Ansteuerelektroden zusammen eine Ansteuerleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in jeder anderen geeigneten Richtung verläuft. In ähnlicher Weise können eine oder mehrere Ausleseelektroden zusammen eine Ausleseleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in jeder anderen geeigneten Richtung verläuft. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuerleitungen im Wesentlichen senkrecht zu den Ausleseleitungen verlaufen. Eine Bezugnahme auf eine Ansteuerleitung kann gegebenenfalls eine oder mehrere Ansteuerelektroden mit umfassen, die die Ansteuerleitung bilden, und umgekehrt. In ähnlicher Weise kann hier eine Bezugnahme auf eine Ausleseleitung gegebenenfalls eine oder mehrere Ausleselektroden mit umfassen, die die Ausleseleitung bilden, und umgekehrt.
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Der Berührungssensor 10 kann Ansteuer- und Ausleseelektroden haben, die in einem Muster auf einer Seite eines einzigen Substrats angeordnet sind. In einer derartigen Konfiguration kann ein Paar aus einer Ansteuer- und einer Ausleseelektrode, die miteinander über einen Zwischenraum zwischen ihnen kapazitiv gekoppelt sind, einen kapazitiven Knoten bilden. Bei einer Eigenkapazitätsimplementierung können Elektroden von nur einer Art in einem Muster auf einem einzigen Substrat angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ zu den Ansteuer- oder Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines einzigen Substrats angeordnet sind, kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer anderen Seite des Substrats angeordnet sind, haben. Darüber hinaus kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden haben, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines anderen Substrats angeordnet sind. In derartigen Konfigurationen kann eine Kreuzungsstelle einer Ansteuerelektrode und einer Ausleseelektrode einen kapazitiven Knoten bilden. Derartige Kreuzungsstellen können Orte sein, an denen die Ansteuerungs- und Ausleseelektroden einander „kreuzen” oder einander in der jeweiligen Ebene am nächsten kommen. Die Ansteuer- und Ausleseelektroden machen keinen elektrischen Kontakt miteinander, sondern sind über ein Dielektrikum an der Kreuzungsstelle kapazitiv miteinander gekoppelt. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Konfiguration konkreter Elektroden beschreibt, die konkrete Knoten ausbilden, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Konfigurationen aller geeigneten Elektroden, die irgendwelche geeigneten Knoten bilden. Darüber hinaus umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Elektroden, die auf jeder geeigneten Seite von geeigneten Substraten in jedem geeigneten Muster angeordnet sind.
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Wie obenstehend beschrieben, kann eine Kapazitätsänderung an einem kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 eine Berührungs- und Annäherungseingabe an dem Ort des kapazitiven Knotens anzeigen. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung erfassen und verarbeiten, um die Gegenwart und den Ort der Berührungs- oder Annäherungseingabe zu bestimmen. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann dann Informationen über die Berührungs- oder Annäherungseingabe an eine oder mehrere Komponenten (wie z. B. eine oder mehrere Zentralverarbeitungseinheiten (CPUs)) eines Geräts, das den Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 enthält, übertragen, das wiederum auf die Berührungs- oder Annäherungseingabe durch Initiierung einer damit verbundenen Funktion des Geräts (oder einer auf dem Gerät laufenden Anwendung) antwortet. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Berührungssensorsteuereinheit mit bestimmter Funktionalität in Bezug auf ein bestimmtes Gerät und einen bestimmten Berührungssensor beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Berührungssensorsteuereinheiten mit jeder geeigneten Funktionalität bezüglich jedes geeigneten Geräts und jedes geeigneten Berührungssensors.
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Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann aus einer oder aus mehreren integrierten Schaltungen (ICs) bestehen, wie z. B. aus Universalmikroprozessoren, Mikrocontrollern, programmierbaren logischen Geräten oder Feldern, oder anwendungsspezifischen ICs (ASICs). In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Berührungssensorsteuereinheit 12 analoge Schaltungen, digitale Logiken und digitale nichtflüchtige Speicher. In bestimmten Ausführungsformen ist die Berührungssensorsteuereinheit 12 auf einer flexiblen gedruckten Leiterplatte (FPC) angeordnet, die mit dem Substrat des Berührungssensors 10, wie untenstehend beschrieben wird, verschweißt ist. Die FPC kann ggf. aktiv oder passiv sein. In bestimmten Ausführungsformen können mehrere Berührungssensorsteuereinheiten 12 auf der FPC angeordnet sein. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann eine Verarbeitungseinheit, eine Ansteuereinheit, eine Ausleseeinheit und eine Speichereinheit beinhalten. Die Ansteuereinheit kann Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden des Berührungssensors 10 liefern. Die Ausleseeinheit kann Ladungen an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 erfassen und Messsignale an die Verarbeitungseinheit liefern, die Kapazitäten an den kapazitiven Knoten repräsentieren. Die Verarbeitungseinheit kann das Anlegen der Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden durch die Ansteuereinheit steuern und Messsignale von der Ausleseeinheit verarbeiten, um die Gegenwart und den Ort einer Berührungs- oder Annäherungseingabe innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 zu detektieren und zu verarbeiten. Die Verarbeitungseinheit kann auch Änderungen in der Position einer Berührungs- oder Annäherungseingabe innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 verfolgen. Die Speichereinheit kann Programme zur Ausführung durch die Verarbeitungseinheit speichern, inklusive Programme zur Steuerung der Ansteuereinheit zum Anlegen der Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden, Programme zur Verarbeitung der Messsignale von der Ausleseeinheit, und gegebenenfalls andere geeignete Programme. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Berührungssensorsteuereinheit mit einer konkreten Implementierung mit bestimmten Komponenten beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Berührungssensorsteuereinheiten mit jeder geeigneten Implementierung mit irgendwelchen geeigneten Komponenten.
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Die auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordneten Leiterbahnen 14 aus leitfähigem Material könnend die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 mit Anschlussflächen 16 verbinden, die ebenfalls auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordnet sind. Wie untenstehend beschrieben wird, ermöglichen die Anschlussflächen 16 die Verbindung der Leiterbahnen 14 mit der Berührungssensorsteuereinheit 12. Die Leiterbahnen 14 können sich in oder um (z. B. an deren Rändern) die berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 erstrecken. Bestimmte Leiterbahnen 14 können Ansteuerverbindungen zur Verbindung der Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Ansteuerelektroden des Berührungssensors zur Verfügung stellen, über die die Ansteuereinheit der Berührungssensorsteuereinheit 12 Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden anlegen kann. Andere Leiterbahnen 14 können Ausleseverbindungen für die Kopplung der Berührungssteuersensoreinheit 12 mit den Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 zur Verfügung stellen, über die die Ausleseeinheit der Berührungssensorsteuereinheit 12 Ladungen an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 erfassen kann. Die Leiterbahnen 14 können aus dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material gebildet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das leitfähige Material der Leiterbahnen 14 Kupfer oder kupferhaltig sein und eine Breite zwischen ungefähr 100 μm und 10 μm haben. In einem anderen Beispiel kann das leitfähige Material der Leiterbahnen 14 Silber oder silberhaltig sein und eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger haben. In bestimmten Ausführungsformen können die Leiterbahnen 14 ganz oder zum Teil aus ITO bestehen, zusätzlich oder als Alternative zu den dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material. Obwohl die vorliegende Offenbarung konkrete Leiterbahnen aus einem bestimmten Material mit einer bestimmten Breite beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Leiterbahnen bestehend aus jedem geeigneten Material jeder geeigneten Breite. Zusätzlich zu den Leiterbahnen 14 kann der Berührungssensor 10 ein oder mehrere Masseleitungen beinhalten, die an einem Masseverbinder (der eine Anschlussfläche 16 sein kann) an einer Kante des Substrats des Berührungssensors 10 (ähnlich zu den Leiterbahnen 14) enden.
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Die Anschlussflächen 16 können entlang einer oder mehrerer Kanten des Substrats außerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 angeordnet sein. Wie obenstehend beschrieben, kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 auf einer FPC angeordnet sein. Die Anschlussflächen 16 können aus dem gleichen Material bestehen, wie die Leiterbahnen 14 und können auf der FPC unter Verwendung eines anisotropen leitfähigen Films (ACF) befestigt sein. Die Verbindung 18 kann Leiterbahnen auf der FPC beinhalten, die die Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Anschlussflächen 16 verbinden, die wiederum die Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Leiterbahnen 14 und den Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 verbinden. In einer anderen Ausführungsform können die Anschlussflächen 16 mit einem elektromechanischen Verbinder (wie z. B. einem einsetzkraftfreien Leiterplattenverbinder) verbunden sein; in dieser Ausführungsform muss die Verbindung 18 keine FPC beinhalten. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Verbindungen 18 zwischen der Berührungssensorsteuereinheit 12 und dem Berührungssensor 10.
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2 illustriert ein Blockdiagramm eines Berührungssensors 22, der innerhalb eines Anzeigestapels 21 vorgesehen ist, in Übereinstimmung mit bestimmten Ausführungsformen. Der Anzeigestapel 21 kann eine Vielzahl von Schichten beinhalten, die zur Erzeugung eines Farbbildes eingerichtet sind. Das Farbbild kann aus einem zweidimensionalen Feld von Pixeln bestehen. Die Art und die Anzahl der Schichten innerhalb des Anzeigestapels 21 kann abhängig von der Art des Anzeigestapels und/oder der vorgesehenen Anwendung des Anzeigestapels variieren. Ein LCD-basierter Anzeigestapel 21 kann z. B. zwei oder mehr Polfilter enthalten, wohingegen ein OLED-basierter Anzeigestapel nur einen oder keinen Polfilter beinhalten kann. Jede Schicht des Anzeigestapels 21 kann ein bestimmtes Merkmal oder eine Eigenschaft umfassen, die durch den Anzeigestapel 21 zur Erzeugung eines Bildes verwendet wird. Diese Schichten können in manchen Ausführungsformen dazu eingerichtet sein, ein Farbbild zur Verfügung zu stellen. Bestimmte Ausführungsformen umfassen Anzeigestapel 21, die jede Anzahl und/oder jede Art von Schichten für jede Art der Anzeige umfassen. In manchen Ausführungsformen kann der Anzeigestapel 21 ein flexibler Anzeigestapel sein. In manchen Ausführungsformen kann der Anzeigestapel 21 eine gekrümmte Oberfläche (im Gegensatz zu der in 2 dargestellten geraden Oberfläche) enthalten.
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Eine oder mehrere Komponenten des Berührungssensors 22 können in den Anzeigestapel 21 in einer von mehreren verschiedenen Arten integriert sein, abhängig von den operationellen Anforderungen der bestimmten Ausführungsform. Der Berührungssensor 22 kann an einer von mehreren verschiedenen Stellen innerhalb des Anzeigestapels 21 angeordnet werden. Die Anordnung des Berührungssensors 22 kann von der Art der Anzeige (z. B. eine LCD-Anzeige, eine OLED-Anzeige, etc). abhängen. In einer LCD-Anzeige, in der der Anzeigestapel 21 einen oder mehrere Polfilter enthält, kann der Berührungssensor 22 z. B. so innerhalb des Anzeigestapels 21 positioniert werden, dass er das Licht nicht verändert, bevor es durch einen oder durch mehrere der Polfilter geht. Wenn der Berührungssensor 22 z. B. ein Substrat aus einem doppelbrechenden Material enthält, dann kann der Berührungssensor 22 oberhalb der Polfilter innerhalb des Anzeigestapels 21 positioniert werden. Wenn der Berührungssensor 22 ein Substrat aus einem nicht doppelbrechenden Material enthält, dann kann der Berührungssensor 22 zwischen den Polfiltern des Anzeigestapels 21 positioniert werden. In einem anderen Beispiel kann es in einem OLED-basierten Anzeigestapel 21 keine Rolle spielen, ob der Berührungssensor 22 ein doppelbrechendes Material verwendet oder nicht. In einer derartigen Ausführungsform kann der Berührungssensor 22 an jeder geeigneten Stelle innerhalb des Anzeigestapels 21 positioniert werden. In einem weiteren Beispiel kann der Berührungssensor 22 in manchen Ausführungsformen eine bestehende Schicht (z. B. eine Schicht eines typischen nichtberührungsempfindlichen Anzeigestapels, wie z. B. die Farbfilterschicht oder eine der Polfilterschichten, etc.) des Anzeigestapels 21 für sein Substrat verwenden.
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In bestimmten Ausführungsformen können die Elektroden des Berührungssensors 22 so abgeschieden oder auflaminiert werden, dass sie an den Zwischenräumen zwischen den Pixeln des Anzeigestapels 21 ausgerichtet sind. Die Anzahl, Form und Größe der Pixel kann von Ausführungsform zu Ausführungsform und/oder innerhalb von Ausführungsformen variieren (z. B. kann eine Ausführungsform unterschiedlich große oder unterschiedlich geformte Pixel für jede der drei Primärfarben verwenden). Die Elektroden können so ausgerichtet werden, dass sie an den Zwischenräumen zwischen den Pixeln des Anzeigestapels 21 ausgerichtet sind, wenn der Anzeigestapel 21 von oben betrachtet wird. Abhängig von der Ausführungsform können die Elektroden auf jeder Schicht über den Pixeln des Anzeigestapels 21 abgeschieden oder auflaminiert werden, und dabei ihre Ausrichtung mit den Zwischenräumen zwischen den Pixeln beibehalten. In manchen Ausführungsformen können die Elektroden zuoberst auf oder über dem Anzeigestapel 21 abgeschieden oder auflaminiert werden. Die Elektroden können z. B. Bestandteil einer Abdeckung sein, die auf dem Anzeigestapel 21 platziert wird, um die Funktionalität des Berührungssensors zur Verfügung zu stellen.
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Der Berührungssensor 22 kann dem obenstehend im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Berührungssensor 10 ähneln und ähnliche Komponenten und Funktionalitäten umfassen. In Abhängigkeit von der Ausführungsform und/oder den operationellen Anforderungen kann der Berührungssensor 22 eine laminierte Schicht innerhalb des Anzeigestapels 21 darstellen, oder eine oder mehrere der Komponenten des Berührungssensors 22 (z. B. die Elektroden aus feinen Metalllinien zur Erfassung einer Berührungseingabe) können auf einer bestehenden Schicht (z. B. einer Schicht, die eine Funktion zur Erzeugung eines Bildes unabhängig von der Berührungserfassung zur Verfügung stellt) des Anzeigestapels 21 aufgetragen werden. Auf diese Weise kann die Berührungserfassungsfunktionalität während der Herstellung des Anzeigezeigestapels 21 eingebracht werden. Unabhängig davon, ob der Berührungssensor 22 eine bestehende Schicht innerhalb des Anzeigestapels 21 oder eine zusätzliche Schicht innerhalb oder auf dem Anzeigestapel 21 verwendet, können die Elektroden des Berührungssensors 22 an den Zwischenräumen ausgerichtet werden, die zwischen den Pixeln des Anzeigestapels 21 bestehen können.
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In Ausführungsformen, bei denen der Berührungssensor 22 auf einer bestehenden Schicht des Anzeigestapels 21 aufgetragen wird, kann die bestehende Schicht des Anzeigestapels 21 als Substrat für den Berührungssensor 22 fungieren. In anderen Ausführungsformen kann der Berührungssensor 22 sein eigenes Substrat umfassen, das innerhalb des Anzeigestapels 21 platziert wird. Abhängig von der Anzeigerart und/oder der gewünschten Platzierung des Berührungssensors 22 innerhalb des Anzeigestapels kann das für den Berührungssensor 21 verwendete Substrat doppelbrechend oder nicht doppelbrechend sein. In bestimmten Ausführungsformen ermöglicht ein Berührungssensor 22 innerhalb des Anzeigestapels 21 einen Anzeigestapel mit einer Berührungserfassungsfähigkeit, der im Wesentlichen frei von Luftspalten zwischen dem Berührungssensor 22 und dem Anzeigestapel 21 ist. In bestimmten Ausführungsformen ermöglicht ein Berührungssensor 22 innerhalb des Anzeigestapels 21 einen Anzeigestapel mit einer Berührungserfassungsfähigkeit, der dünner ist als ein herkömmlicher Anzeigestapel mit einem Berührungssensor, der zu oberst auf dem Anzeigestapel hinzugefügt wird (typischerweise mit einem Luftspalt zwischen dem Berührungssensor und dem Anzeigestapel).
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3A illustriert ein elektronisches Gerät und eine vergrößerte Ansicht seines Berührungsbildschirms mit im Wesentlichen geraden Elektroden. Wie dargestellt, umfasst das elektronische Gerät 300a einen Bildschirm 310a, in dem Ansteuerelektroden 360a und Ausleseelektroden 370a innerhalb von Zwischenräumen 340a bzw. 350a auf dem Anzeigebildschirm 310a angeordnet sind. In der dargestellten Ausführungsform sind die Ansteuerelektroden 360a und die Ausleseelektroden 370a im Wesentlichen gerade Elektroden, die zwischen den Pixeln 330a angeordnet sind. In bestimmten Ausführungsformen können die Elektroden 360a und 370a aus feinen Leitungen aus Metall gemacht werden. In bestimmten Ausführungsformen kann die sich überkreuzende oder orthogonale Anordnung der Ansteuerelektroden 360a und der Ausleseelektroden 370a ein Sensornetz bilden. Die sich überkreuzende Anordnung der Ansteuerelektroden 360a und der Ausleseelektroden 370a kann dergestalt sein, dass die Elektroden sich nicht direkt kontaktieren. In manchen Ausführungsformen können z. B. die Ansteuerelektroden 360a und die Ansteuerelektroden 370a auf gegenüberliegenden Seiten eines Substrats angeordnet sein. In einem anderen Beispiel kann es in manchen Ausführungsformen eine dielektrische Schicht zwischen den Ansteuerelektroden 360a und den Ausleseelektroden 370a ergeben. In einem weiteren Beispiel können in manchen Ausführungsformen die Ansteuerelektrode 360a und die Ausleseelektrode 370a so geführt werden, dass ein direkter Kontakt vermieden wird. Wie obenstehend diskutiert wurde, können die Elektroden 360a und 370a innerhalb eines Anzeigestapels, der Pixel 330a umfasst, angeordnet werden, oder die Elektroden 360a und 370a können zuoberst auf dem Anzeigestapel mit den Pixeln 330a angeordnet werden. Abhängig von der Ausführungsform können die Elektroden 360a und 370a abgeschieden oder auflaminiert werden.
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3B illustriert ein elektronisches Gerät und eine vergrößerte Ansicht seines Berührungsbildschirms mit den wesentlichen sinusförmigen Elektroden. Ähnlich wie das elektronische Gerät 300a enthält das elektronische Gerät 300b einen Anzeigebildschirm 310b, in dem Ansteuerelektroden 360b und Ausleseelektroden 370b an den Zwischenräumen 340b und 350b zwischen den Pixeln 330b ausgerichtet sind. Wie jedoch aus der dargestellten Ausführungsform ersichtlich ist, umfassen die Ansteuerelektroden 360b und die Ausleseelektroden 370b eine sinusförmige Wellenform, im Gegensatz zu einer geraden Linie. In bestimmten Ausführungsformen können die Elektroden 360b und 370b aus feinen Metallleitungen gemacht werden. In bestimmten Ausführungsformen kann die sich im Allgemeinen überkreuzende oder orthogonale Anordnung der Ansteuerelektroden 360b und der Ausleseelektroden 370b ein Sensornetz bilden. Wie obenstehend diskutiert wurde, können die Elektroden 360b und 370b innerhalb eines Anzeigestapels, der die Pixel 330b umfasst, angeordnet werden, oder die Elektroden 360b und 370b können zuoberst auf dem Anzeigestapel, der die Pixel 330b umfasst, angeordnet werden. Abhängig von der Ausführungsform können die Elektroden 360b und 370b abgeschieden werden oder auflaminiert werden.
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Die Elektroden 360b und 370b können als sinusförmige Linie angeordnet werden, die auf einem Pfad zentriert ist, der von einer geraden Linie zwischen den Pixeln 330b genommen wurde. Der Abstand zwischen den Minima und den Maxima einer bestimmten Wellenform kann der Größe des Zwischenraums 340b und/oder 350b entsprechen. Die resultierenden Netzzellen der dargestellten Ausführungsform können als im Wesentlichen quadratisch beschrieben werden, da die sinusförmigen Elektroden 360b und 370b zu Netzzellen führen, die im Wesentlichen, wenn auch nicht genau, quadratisch sind (andere Ausführungsformen können ein im Wesentlichen rechteckiges Netzmuster umfassen). In manchen Ausführungsformen durchläuft jede sinusförmige Linie zwei vollständige Sinuszyklen zwischen zwei Knoten oder Kreuzungspunkten (z. B. entlang jeder Kante eines jeden Pixels 330b). In anderen Ausführungsformen durchläuft jede sinusförmige Linie eine andere Zahl von Zyklen zwischen zwei Knoten. In manchen Ausführungsformen können die Elektroden 360b und 370b als durchgängige Kurven ausgebildet sein. In anderen Ausführungsformen können die Elektroden 360b und 370b aus einer Anzahl kurzer gerader Linienabschnitte gebildet werden, die in einer dreieckigen Wellenform angeordnet sind, um eine Sinusform zu approximieren. In anderen Ausführungsformen können die Elektroden 360b und 370b eine andere Kurvenform annehmen. In manchen Ausführungsformen können die Elektroden 360b und 370b als Kurven ausgebildet sein, die sich ausgehend von einem Pfad erstrecken, der von einer geraden Linie zwischen den Knoten, die durch die leitfähige Metallleitung verbunden werden, genommen würde. In anderen Beispielen kann die Amplitude der sinusförmigen Wellenform der Elektroden 360b und 370b variiert werden. Zum Beispiel kann der Abstand der Peaks der Elektroden 360b und 370b von dem Pfad, den eine gerade Linie zwischen den Pixeln 330b nehmen würde, variiert werden. Die Amplitude kann zwischen den unterschiedlichen Elektroden 360b und 370b variiert werden und kann auch an verschiedenen Stellen entlang einer, mancher, oder aller Elektroden 360b und 370b variiert werden. In ähnlicher Weise kann auch die Wellenlänge der sinusförmigen Wellenform zwischen unterschiedlichen Elektroden 360b und 370b variiert werden. Die Wellenlänge kann auch an verschiedenen Stellen entlang einer, mancher oder aller Elektroden 360b und 370b variieren. In manchen Ausführungsformen kann eine Phasenänderung zwischen den sinusförmigen Elektroden 360b und 370b auftreten, wo sich die Elektroden 360b und 370b an den Verbindungspunkten kreuzen. Manche Ausführungsformen können eine Kombination von zweien oder mehreren der hier diskutierten Alternativen umfassen.
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Im Vergleich zu den geraden Linien der Elektroden 360a und 370a können die sinusförmigen Elektroden 360b und 370b Diffraktionseffekte reduzieren. Derartige Diffraktionseffekte können zu „Strahlenkranzmustern” führen, wenn der Bildschirm 310b hellem Umgebungslicht ausgesetzt ist. Derartige Diffraktionseffekte können zu einer Farbverschiebung führen, können die wahrnehmbare Farbe der Flüssigkristallelemente (LCD) einer Anzeige ändern, die durch ein Berührungspositionserfassungspanel hindurch sichtbar sind, und können das dargestellte Bild verdecken. Die Sinusform der Elektroden 360b und 370b kann auch die Sichtbarkeit von Reflektionen von den Elektroden 360b und 370b reduzieren, wenn der Bildschirm 310b mit Licht von einer Punktlichtquelle beleuchtet wird, wie z. B. der Sonne an einem klaren Tag. Die Sinusform der Elektroden 360b und 370b kann dazu beitragen, die wahrnehmbare Position derartiger Reflektionen auf dem Bildschirm 310b zu verteilen oder zu zerstreuen und kann so die Sichtbarkeit der sich wiederholenden Reflexionsmuster minimieren. Derartige sich wiederholende Reflektionsmuster können durch das menschliche Auge leicht wahrgenommen werden.
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3C illustriert ein elektronisches Gerät und eine vergrößerte Ansicht seines Berührungsbildschirms mit im Wesentlichen nicht-orthogonalen Elektroden. Ähnlich wie das elektronische Gerät 300a enthält das elektronische Gerät 300c einen Bildschirm 310c, in dem die Ansteuerelektroden 360c und die Ausleseelektroden 370c an den Zwischenräumen 350c bzw. 340c zwischen den Pixeln 330c ausgerichtet sind. Die Ansteuerelektroden 360c und die Ausleseelektroden 370c können in vielerlei Hinsicht ähnlich sein wie die Ansteuerelektroden 360a und die Ausleseelektroden 370a. Wie in der dargestellten Ausführungsform zu erkennen ist, sind die Ansteuerelektroden 360b und die Ausleseelektroden 370b jedoch nicht orthogonal zu den Pixeln 330c. Unter bestimmten Umständen kann die nicht orthogonale Anordnung der Ansteuerelektroden 360c und der Ausleseelektroden 370c bezüglich der Pixel 330 das Ausmaß verringern, mit dem Ansteuerelektroden 360a und Ausleseelektroden 370a Bereiche von ähnlich farbigen Pixeln verdecken, wenn das elektronische Gerät 300c in einem schrägen Winkel betrachtet wird.
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In den 3A bis 3C können die Pixel 330a/330b/330c (Pixel 330) farbige Pixel einer von mehreren verschiedenen Anzeigearten sein (z. B. LCD-Anzeigen, OLED-Anzeigen, etc.). Diese Pixel können gemeinsam verwendet werden, um Farbbilder zu erzeugen. Die Größe und die Form der Pixel 330 können von der Ausführungsform abhängen. Während die dargestellten Ausführungsformen im Wesentlichen quadratische Pixel umfassen, können andere Ausführungsformen auch rechteckige Pixel und/oder Pixel von unterschiedlicher Größe (z. B. unterschiedlich große oder unterschiedlich geformte Pixel für jede der Primärfarben) umfassen. Die Größe der Zwischenräume 340a/340b/340c (Zwischenräume 340) und 350a/350b/350c (Zwischenräume 350) zwischen den Pixeln 330 können von der Ausführungsform, dem Herstellungsprozess und/oder operationellen Randbedingungen abhängen. Abhängig von der Ausführungsform können die Zwischenräume 340 und 350 zwischen ungefähr 5 μm und 26 μm (z. B. 10 μm) betragen. Die Ansteuerelektroden 360a/360b/360c (Ansteuerelektroden 360) und die Ausleseelektroden 370a/370b/370c (Ausleseelektroden 370) (zusammen als Elektroden 360 und 370 bezeichnet), können an den Zwischenräumen 340 und 350 ausgerichtet sein, so dass sie nicht über eines oder über mehrere der Pixel 330 hinwegführen. In der Praxis können unter bestimmten Umständen Herstellungstoleranzen dazu führen, dass manche der Elektroden 360 oder 370 über Abschnitte von manchen Pixeln 330 hinwegführen.
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Obwohl die dargestellten elektronischen Geräte 300a/300b/300c (elektronisches Gerät 300) Smartphones umfassen, können die Bildschirme 310a/310b/310c (Bildschirme 310) eine Komponente jeder beliebigen Art von elektronischen Geräten sein, die einen berührungsempfindlichen Anzeigebildschirm enthalten. Der berührungsempfindliche Anzeigebildschirm kann jede Art von Anzeige beinhalten, inklusive, aber nicht beschränkt auf, Flüssigkristallanzeigen (LCD), Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigen, Elektrolumineszenzanzeigen, elektrophoretische Anzeigen, Plasmaanzeigen, Elektronenstrahlröhren, Anzeigen mit organischen Leuchtdioden (OLED), und dergleichen. Durch die Anordnung der Elektroden 360 und 370 zwischen den Pixeln 330 kann der Bildschirm 310 eine verbesserte Bildqualität haben. Die Verbesserung, zumindest zum Teil, kann dadurch erreicht werden, dass die Elektroden 360 und 370 nicht das von den Pixeln 330 emittierte Licht verdecken und die Reflektionen von den Elektroden 360 und 370 reduziert werden.
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In 3A bis 3C können die Elektroden 360 und 370 durch leitfähige Linien gebildet werden, die so angeordnet sind, dass sie sich an Verbindungspunkten miteinander verbinden, um ein leitfähiges Gitter oder Netzmuster zu definieren, das aus einem Feld aus im Wesentlichen quadratischen Netzzellen gebildet wird, die den Pixeln 330 in Größe und Form entsprechen. Die Verbindungspunkte der Elektroden 360 und 370 sind die Knoten der im Wesentlichen quadratischen Netzzellen. Die Elektroden 360 und 370 können aus Kupfer, Silber oder einem anderen elektrisch leitfähigen Material mit einer Breite im Bereich von ungefähr 1 μm bis 10 μm gebildet werden. Die Größe des Netzmusters, d. h. der Abstand der Knoten, kann im Bereich von etwa 30 μm bis ungefähr 90 μm liegen, um so der Größe der Pixel 330 zu entsprechen. In manchen Ausführungsformen kann das Netzmuster ein quadratisches Muster umfassen, in dem jedes Quadrat ungefähr 78 μm groß ist. In bestimmten Ausführungsformen kann das Netzmuster ein rechteckiges Muster umfassen, bei dem jedes Rechteck ungefähr 40 μm mal 80 μm groß ist. In manchen Ausführungsformen kann die Größe und Form des Musters in Übereinstimmung mit einem sich wiederholenden Muster variieren (z. B. zwischen einem breiteren Rechteck und einem schmaleren Rechteck abwechseln). In einem Beispiel kann das Elektrodenmuster so angeordnet sein, dass nicht mehr als ungefähr 5% der Oberfläche durch die Elektroden 360 und 370 bedeckt wird. Der Beitrag der Elektroden 360 und 370 zur Abschwächung des Lichts durch einen Sensor sollte daher nicht mehr als ungefähr 5% (z. B. zwischen ungefähr 2% und 5%) betragen. Diese Abschwächung kann weiter dadurch reduziert werden, dass die Elektroden 360 und 370 an den Zwischenräumen 340 und 350 zwischen den Pixeln 330 ausgerichtet sind. In manchen Ausführungsformen können die Elektroden 360 und 370 nahe an den Pixeln 330 ausgerichtet werden, so dass der Divergenzwinkel des Lichts von den Pixeln 300 so ist, dass er eine geringe oder keine Abschwächung (z. B. ungefähr 0,5 bis 2%) durch die Elektroden 360 und 370 erfährt. In manchen Ausführungsformen kann die Breite der Elektroden 360 und 370 um so größer sein, je näher die Elektroden 360 und 370 an den Pixeln 330 liegen (z. B. um die Impedanz zu reduzieren), wobei eine Nichtabschwächung im ungefähren Bereich von 2% bis 5% nach wie vor beibehalten wird. Obwohl die Elektroden 360 und 370 undurchsichtig sein können, kann daher in diesem Beispiel die kombinierte optische Transmissivität des Elektrodenmusters 90% oder mehr betragen, so dass alle Pixel unterhalb des Berührungssensors mit nur geringer sichtbarer Verdunkelung oder einer anderen Verschlechterung der Anzeigequalität sichtbar sein können.
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Obwohl nur drei verschiedene Elektrodenmuster dargestellt wurden, können andere Ausführungsformen jedes Beliebige aus einer Myriade von verschiedenen Mustern für die Elektroden 360 und 370 umfassen. Obwohl die dargestellten Elektrodenmuster durch eine Anzahl von im Wesentlichen quadratischen Netzzellen gebildet werden, die sich an Knotenpunkten treffen, ist dies z. B. keine Anforderung. Stattdessen können in manchen Ausführungsformen die quadratischen Netzzellen von angrenzenden Zellen durch ein Verbindungssegment getrennt sein. Das Verbindungssegment kann geradlinig oder nicht-linear (z. B. sinusförmig) sein. In einem anderen Beispiel kann das Netzmuster aus einem Feld von oktogonal geformten Netzzellen bestehen. In einem Beispiel kann das Netzmuster aus einem Feld von rautenförmigen Netzzellen bestehen, die mosaikförmig aneinandergrenzen, um das Netzmuster zu bilden. In einem Beispiel kann das Netzmuster aus einem Feld von zwei verschiedenen rautenförmigen Netzzellen gebildet werden, die mosaikförmig aneinandergrenzen, um das Netzmuster zu bilden. In manchen Ausführungsformen können die Elektroden eine Kombination aus sinusförmigen Abschnitten und geradlinigen Abschnitten umfassen. Zum Beispiel können die Elektroden im Wesentlichen geradlinig sein, wobei sinusförmige Abschnitte periodisch eingefügt werden, um die Diffraktionseigenschaften zu verbessern. In manchen Ausführungsformen können die sinusförmigen Abschnitte auf Basis der Größe der Zwischenräume 340 und 350 platziert werden (z. B. an den Stellen, an denen der Zwischenraum größer ist, können sinusförmige Abschnitte verwendet werden, wohingegen bei schmäleren Abständen geradlinige Abschnitte verwendet werden). In bestimmten Ausführungsformen kann die Breite der Elektroden 360 und 370 variieren. Zum Beispiel könnend die Elektroden 360 und 370 schmale Abschnitte und breite Abschnitte haben. In einem anderen Beispiel können die Elektroden 360 und 370 einen sich verjüngenden Abschnitt zwischen den schmalen und den breiten Abschnitten aufweisen. In einem anderen Beispiel kann die Breite nicht linear längs der Elektrode variieren. Bestimmte Ausführungsformen können auch zwei oder mehr der hier offenbarten Formen und/oder Muster kombinieren. Die Netzform, die durch die Elektroden 350 und 370 gebildet wird, kann der Form der Zwischenräume 340 und 350 entsprechen. Wenn die Pixel z. B. dreieckig wären, so wären auch die Zwischenräume dreieckig und das zugehörige Netz von Elektroden würde ein im Wesentlichen dreieckiges Netz bilden. In manchen Ausführungsformen kann ein zirkulärer Polfilter oberhalb der Elektroden 360 und 370 eingefügt werden, um die Beugung und/oder Reflektion von Licht von den Elektroden 360 und 370 zu reduzieren. In bestimmten Ausführungsformen können die Elektroden 360 und 370 aus Kupfer gebildet werden, das nachgedunkelt wurde (z. B. das Kupfer wurde oxidiert oder mit einer im Wesentlichen undurchsichtigen organischen oder synthetischen Deckschicht bedeckt). In bestimmten Ausführungsformen umfassen die Elektroden 360 und 370 leitfähige Bahnen.
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4 illustriert ein Verfahren zur Ausbildung der Elektroden in einem Anzeigestapel. Das in 4 dargestellte Verfahren ist ein beispielhaftes Verfahren, bei dem der Berührungssensor in den Anzeigestapel, der ein zweidimensionales Feld von Pixeln umfasst, integriert wird. Das Verfahren beginnt im Schritt 410, in dem der Anzeigestapel gebildet wird. Der Anzeigestapel kann eine Vielzahl von Schichten umfassen, die kollektiv dazu eingerichtet sind, ein Bild zu erzeugen. Das Bild kann aus einem zweidimensionalen Feld von Pixeln bestehen. Die zugehörigen Pixel innerhalb des Anzeigestapels können voneinander durch Zwischenräume getrennt sein Der Anzeigestapel kann steif oder flexibel sein. Der Anzeigestapel kann einen LCD-Anzeigestapel, einen OLED-Anzeigestapel, einen Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigestapel, einen Elektrolumineszenzanzeigestapel, einen elekrophoretischen Anzeigestapel, eine Plasmaanzeige, eine Elektronenstrahlröhre, einen Anzeigestapel mit organischen Leuchtdioden (OLED), oder jeden anderen Anzeigestapel beinhalten, der dazu eingerichtet ist, ein Bild unter Verwendung eines zweidimensionalen Feldes von Pixeln zu erzeugen.
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Im Schritt 420 werden die Elektroden ausgebildet. Die Elektroden können Auslese- und Ansteuerelektroden eines Berührungssensors umfassen. Die Elektroden können als Teil des Herstellungsprozesses des Anzeigestapels gebildet werden. Die Elektroden können so gebildet werden, dass sie im Wesentlichen an den Zwischenräumen zwischen den Pixeln des Anzeigestapels ausgerichtet sind. In manchen Ausführungsformen können die Elektroden an den Zwischenräumen zwischen den Pixeln ausgerichtet werden, obgleich sie nicht orthogonal zu den Pixeln sind. Abhängig von der Ausführungsform können die Elektroden des Berührungssensors auf der gleichen Seite eines Substrats oder auf gegenüberliegenden Seiten des gleichen Substrats oder auf unterschiedlichen Substraten angeordnet sein. In manchen Ausführungsformen können die Elektroden netzförmig angeordnet sein. Zum Beispiel können die Ansteuerelektroden horizontal angeordnet sein, während die Ausleseelektroden vertikal angeordnet sind. In manchen Ausführungsformen kann das Netz von Elektroden im Wesentlichen geradlinige Elektroden umfassen. Unter bestimmten Umständen kann das Netz von Elektroden ein Netz von sinusförmigen Elektroden umfassen. Unabhängig von der Form der Elektroden kann die Form des Netzes der Elektroden der Form der Pixel des Anzeigemoduls entsprechen. In bestimmten Ausführungsformen können die Elektroden des Berührungssensors durch Abscheiden eines elektrisch leitfähigen Materials auf einer Schicht des Anzeigestapels des zweidimensionalen Feldes von Pixeln gebildet werden. Zum Beispiel können feine Linien aus einem metallischen Material auf einer Schicht des Anzeigestapels abgeschieden werden, so dass die Linien aus Metall im Wesentlichen an den Zwischenräumen zwischen den Pixeln des zweidimensionalen Feldes ausgerichtet sind. Die feinen Metallinien können auf einer von verschiedenen Schichten auf oder oberhalb des zweidimensionalen Feldes von Pixeln abgeschieden werden, wie z. B. einer LCD-Schicht, einer OLED-Schicht, einer Farbfilterschicht, einer Polfilterschicht, oder einer zusätzlichen Schicht, die dem Anzeigestapel speziell hinzugefügt wird, um das Substrat für die Elektroden zur Verfügung zu stellen. In manchen Ausführungsformen können die Elektroden zwischen zwei oder mehreren Schichten in dem Anzeigestapel laminiert werden. In manchen Ausführungsformen können die laminierten Elektroden feine Linien aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material umfassen. Die Elektroden können auf jede beliebige Schicht oder beliebige Schichten auf oder oberhalb des zweidimensionalen Feldes von Pixeln laminiert werden. In manchen Ausführungsformen können die Elektroden auf dem zweidimensionalen Feld von Pixeln aufgetragen oder auflaminiert werden. Abhängig von der Ausführungsform könnend die Elektroden geradlinig, sinusförmig, gezackt oder gekrümmt oder eine Kombination daraus sein.
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4 illustriert ein Beispielverfahren zur Ausbildung von Berührungsbildschirmen, bei denen die Elektroden des Berührungssensors an den Zwischenräumen zwischen den Pixeln der Anzeige ausgerichtet sind. Bestimmte Ausführungsformen können die Schritte des Verfahrens aus 4 gegebenenfalls wiederholen. Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Schritte des Verfahrens aus 4 als in einer bestimmten Reihenfolge auftretend beschreibt und illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Schritte des Verfahrens aus 4 in jeder geeigneten Reihenfolge. Obwohl darüber hinaus die vorliegende Offenbarung bestimmte Komponenten, Geräte oder Systeme beschreibt und illustriert, die bestimmte Schritte des Verfahrens aus 4 ausführen, umfasst die vorliegende Offenbarung jede geeignete Kombination geeigneter Komponenten, Geräte oder Systeme, die geeignete Schritte des Verfahrens aus 4 ausführen.
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5 illustriert ein Verfahren zur Befestigung der Elektroden auf einem Anzeigemodul. Das in 5 dargestellte Verfahren ist ein Beispielverfahren, in dem die Elektroden eines Berührungssensors an den Zwischenräumen zwischen den Pixeln eines Anzeigemoduls ausgerichtet sind. In der dargestellten Ausführungsform beginnt das Verfahren im Schritt 510 mit dem Empfang eines Anzeigemoduls, das ein zweidimensionales Feld von Pixeln umfasst. In manchen Ausführungsformen kann das Anzeigemodul jede Komponente sein, die zur Erzeugung eines Bildes eingerichtet ist (z. B. ein Farbbild, ein Videobild, ein Standbild, etc.). Die Art des Anzeigemoduls kann abhängig von der Ausführungsform variieren. Zum Beispiel kann das Anzeigemodul ein LCD-Anzeigemodul, ein Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigemodul, ein Elektrolumineszenzanzeigemodul, ein elektrophoretisches Anzeigemodul, ein Plasmaanzeigemodul, eine Elektronenstrahlröhre, ein OLED-Anzeigemodul, oder jedes andere Modul, das zur Erzeugung eines Bildes über ein zweidimensionales Feld von Pixeln eingerichtet ist. Das Anzeigemodul kann einen kompletten Anzeigebildschirm umfassen, das zur Installation in einem elektronischen Gerät bereit ist. Zum Beispiel kann das Anzeigemodul einen fertig gestellten Anzeigestapel und andere Komponenten beinhalten, die dazu eingerichtet sind, das Anzeigemodul zu verwenden, um ein Bild mit einem zweidimensionalen Feld von Pixeln zu erzeugen.
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Das Anzeigemodul kann von einer externen Quelle empfangen werden. Zum Beispiel kann ein Berührungsbildschirmhersteller das Anzeigemodul von einem Anzeigemodullieferanten beschaffen und dann den Berührungssensor dem Anzeigemodul hinzufügen. In manchen Ausführungsformen kann der Berührungsbildschirmhersteller auch das Anzeigemodul zur Verfügung stellen. Das Anzeigemodul kann z. B. von einem separaten Gerät empfangen werden, das dazu eingerichtet ist, Anzeigemodule herzustellen, wobei das separate Gerät durch den Berührungsbildschirmhersteller betrieben wird.
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Im Schritt 520 wird ein Berührungssensor empfangen. Der Berührungssensor kann eine Vielzahl von Elektroden umfassen. Die Elektroden können eine Kombination aus Ansteuerelektroden und Ausleseelektroden umfassen. Abhängig von der Ausführungsform können die Elektroden des Berührungssensors auf der gleichen Seite eines Substrats oder auf gegenüberliegenden Seiten des gleichen Substrats oder auf verschiedenen Substraten angeordnet sein. In manchen Ausführungsformen können der Berührungssensor und seine zugehörigen Elektroden Bestandteil einer Abdecklinse sein, die über dem Anzeigemodul platziert wird. Die Abdecklinse kann aus Material bestehen, das dazu eingerichtet ist, eine Berührungseingabe von einem Benutzer zu empfangen. Die Berührungseingabe kann durch den Berührungssensor detektiert und erfasst werden. In manchen Ausführungsformen können die Elektroden des Berührungssensors aus feinen Linien aus Metall (z. B. Kupfer, Silber, etc.) bestehen. In manchen Ausführungsformen können die Elektroden netzförmig angeordnet sein. Zum Beispiel können die Ansteuerelektroden horizontal angeordnet sein, während die Ausleseelektroden vertikal angeordnet sein können. In manchen Fällen kann das Netz von Elektroden im Wesentlichen geradlinige Elektroden umfassen. In bestimmten Fällen kann das Netz von Elektroden ein Netz aus sinusförmigen Elektroden umfassen. Unabhängig von der Form der Elektroden kann die Form des Netzes der Elektroden der Form der Pixel des Anzeigemoduls entsprechen. Der Berührungssensor kann von einer von verschiedenen Quellen empfangen werden, wie z. B. einem Berührungssensorlieferanten, dem Anzeigemodulhersteller, oder es kann durch den Berührungsbildschirmhersteller auf einem separaten Gerät gefertigt werden.
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Im Schritt 530 werden die Elektroden an Zwischenräumen zwischen den Pixeln des Anzeigemoduls ausgerichtet. Die Pixel des zweidimensionalen Feldes von Pixeln des Anzeigemoduls beinhalten einen Zwischenraum zwischen ihnen. Die Größe des Zwischenraums kann variieren. In manchen Fällen kann der Zwischenraum ungefähr 10 μm breit sein. Die Elektroden des Berührungssensors können an diesen Zwischenräumen ausgerichtet werden, um so eine Abdeckung der Pixel des Anzeigemoduls zu vermeiden. Auf diese Weise kann die Anzeigequalität, die durch das Anzeigemodul geliefert wird, verbessert werden. Die Form und Größe des Netzes der Elektroden kann der Form und der Größe der Pixel des Anzeigemoduls entsprechen. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass die Elektroden ausgerichtet werden können, um die Anzahl der Pixel, über die die Elektroden verlaufen, zu reduzieren.
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Im Schritt 540 wird der Berührungssensor auf dem Anzeigemodul befestigt. In bestimmten Ausführungsformen können der Ausrichtungs- und der Befestigungsschritt gleichzeitig ausgeführt werden. Der Berührungssensor kann in einer von verschiedenen Weisen befestigt werden. Zum Beispiel kann ein Klebstoff zur Befestigung des Berührungssensors auf dem Anzeigemodul verwendet werden.
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5 illustriert ein Beispielverfahren zur Ausbildung von Berührungsbildschirmen, bei denen die Elektroden des Berührungssensors an den Zwischenräumen zwischen den Pixeln der Anzeige ausgerichtet sind. Bestimmte Ausführungsformen können die Schritte des Verfahrens aus 5 gegebenenfalls wiederholen. Obwohl die vorliegende Offenbarung darüber hinaus bestimmte Schritte des Verfahrens aus 5 als in einer bestimmten Reihenfolge auftretend beschreibt und illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Schritte des Verfahrens aus 5 in jeder geeigneten Reihenfolge. Obwohl darüber hinaus die vorliegende Offenbarung bestimmte Komponenten, Geräte oder Systeme beschreibt und illustriert, die bestimmte Schritte des Verfahrens aus 5 ausführen, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Kombinationen geeigneter Komponenten, Geräte oder Systeme, die geeignete Schritte des Verfahrens aus 5 ausführen.
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Ein Bezug auf ein computerlesbares Speichermedium kann hier ein oder mehrere, nicht-transitorische Strukturen mit einem computerlesbaren Speichemedium umfassen. In einem nicht-einschränkenden Beispiel kann ein computerlesbares Speichermedium eine halbleiterbasierte oder eine andere integrierte Schaltung (IC) (wie z. B. ein Feld-programmierbares Gatterarray (FPGA) oder ein anwendungsspezifisches IC (ASIC)), eine Festplatte, eine HDD, eine Hybridfestplatte (HHD), eine optische Platte, ein optisches Plattenlaufwerk (ODD), eine magnetooptische Platte, ein magnetooptisches Laufwerk, eine Floppydisk, ein Floppydisklaufwerk (FDD), ein Magnetband, ein holographisches Speichermedium, ein Festkörperlaufwerk (SSD), ein RAM-Laufwerk, eine SD-Karte, ein SD-Laufwerk oder andere geeignete computerlesbare Speichermedien oder Kombinationen aus zwei oder mehreren dieser Speichermedien beinhalten. Ein computerlesbares, nicht-transitorisches Speichermedium kann gegebenenfalls flüchtig, nicht-flüchtig oder eine Kombination aus flüchtig und nicht-flüchtig sein.
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Unter „oder” wird hier ein inklusives und nicht ein exklusives Oder verstanden, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. „A oder B” bedeutet daher „A, B oder beides”, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. Darüber hinaus bedeutet „und” sowohl einzeln als auch insgesamt, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. „A und B” bedeutet daher „A und B, einzeln oder insgesamt”, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt.
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Die vorliegende Offenbarung umfasst alle Änderungen, Ersetzungen, Variationen, Abwandlungen und Modifikationen an den beispielhaften Ausführungsformen, die der Fachmann in Betracht ziehen würde. Darüber hinaus umfasst eine Bezugnahme in den beigefügten Ansprüchen auf eine Vorrichtung oder ein System oder eine Komponente einer Vorrichtung oder eines Systems, die/das dazu eingerichtet ist, eine bestimmte Funktion auszuführen, diese Vorrichtung, dieses System oder diese Komponente unabhängig davon, ob die bestimmte Funktion aktiviert, eingeschaltet oder entsperrt ist, solange diese Vorrichtung, dieses System oder diese Komponente dazu eingerichtet ist, diese Funktion auszuführen.
