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Die Erfindung betrifft ein Touchscreen-Gerät, das insbesondere dazu ausgelegt ist, Lichtenergie zu filtern, um sowohl den Touch-Bereich als auch das Display selbst vor schädlichen Lichteffekten zu schützen.
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Das MURA-Phänomen bezeichnet Anomalien auf Touch-Display-Panels, welche sich als inkonsistente, ungleichmäßige oder wolkige Darstellungen äußern. Touch-Display-Panels finden heutzutage in zahlreichen Anwendungen Verwendung, von persönlichen Elektronikgeräten bis hin zu kommerziellen Innen-Displays und interaktiven digitalen Beschilderungen im Freien. Bei der Verwendung eines solchen Panels im Freien können die Flüssigkristallmoleküle im Panel durch Sonneneinstrahlung geschädigt werden. Insbesondere in heißen Umgebungen kann es zu einer anomalen Neigung der Flüssigkristalle kommen, wodurch das MURA-Phänomen verstärkt auftritt.
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Aus
TW M635227 ist ein das Touch-Gerät bekannt, das mit einer Infrarot-Sperrfolie und einer Antibeschlagfolie versehen ist, um ungewöhnliche Bildprobleme zu vermeiden, die durch Umgebungen mit hohen Temperaturen verursacht werden. Obwohl das Touch-Gerät von
TW M635227 einen Teil der schädlichen Auswirkungen von Licht blockieren und ein Beschlagen des Bildschirms aufgrund von Temperaturunterschieden verhindern kann, hat ultraviolettes Licht im Sonnenlicht in Außenumgebungen eine höhere Energie als Infrarotlicht. Die Barrierefolie von
TW M635227 kann nur einen Teil des Lichts blockieren, jedoch nicht speziell die Auswirkungen von ultraviolettem Licht. Es ist schwierig, das Touch-Display-Gerät in Umgebungen mit hoher Sonneneinstrahlung und hoher Temperatur gezielt zu schützen.
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Aus dem Patent
TW M635227 ist ein Touch-Gerät bekannt, welches mit einer Infrarot-Sperrfolie und einer Antibeschlagfolie ausgestattet ist, um Bildanomalien, die durch hohe Temperaturen entstehen, zu vermeiden. Obwohl dieses Touch-Gerät in der Lage ist, einen Teil des schädlichen Lichtspektrums zu blockieren und ein Beschlagen des Displays aufgrund von Temperaturunterschieden zu verhindern, bietet es keinen ausreichenden Schutz gegen ultraviolettes Licht, welches in Sonnenlicht in Außenbereichen eine höhere Energie als Infrarotlicht besitzt. Die Schutzfolie des Patents
TW M635227 blockiert lediglich einen Teil des Lichtspektrums und ist nicht spezifisch gegen die Auswirkungen von UV-Licht gerichtet. Daher bietet es keinen gezielten Schutz für Touch-Display-Geräte, die in sonnenreichen und heißen Umgebungen eingesetzt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Touchscreen-Gerät zu schaffen, die durch einfache Maßnahmen die oben genannten Nachteile vermeidet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Touchscreen-Gerät, das die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Merkmalen der Unteransprüche hervor.
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Gemäß der Erfindung wird ein Touchscreen-Gerät bereitgestellt, das eine Stapelstruktur besitzt, wobei das Touchscreen-Gerät über eine Touch-Oberfläche verfügt. Das Touchscreen-Gerät weist zwei Lichtenergiefilterschichten auf, von denen jede auf unterschiedliche Lichtwellenbänder abzielt, wobei eine der beiden Lichtenergiefilterschichten näher an der Touch-Oberfläche liegt, und wobei die Wellenlänge des Lichtbandes, auf das die eine der beiden Lichtenergiefilterschichten, die näher an der Touch-Oberfläche liegt, wirkt, kleiner ist als die Wellenlänge des Lichtbandes, auf das die eine der beiden Lichtenergiefilterschichten, die weiter von der Touch-Oberfläche entfernt ist, wirkt. Die der Touch-Oberfläche nähere Lichtenergiefilterschicht bietet Schutz für die darunterliegende Stapelstruktur, die einen Touch-Steuerbereich sowie einen Anzeigebereich enthält. Die von der Touch-Oberfläche weiter entfernte Lichtenergiefilterschicht bietet zumindest Schutz für den Anzeigebereich innerhalb der Stapelstruktur.
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Gemäß der Erfindung liegt die Wellenlänge des Lichtbandes, auf das eine der beiden Lichtenergiefilterschichten einwirkt, zwischen 200 nm und 380 nm liegt, wobei die Wellenlänge des Lichtbandes, auf das die andere der beiden Lichtenergiefilterschichten einwirkt, höher als 800 nm beträgt.
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Gemäß der Erfindung befindet sich die eine der Lichtenergiefilterschichten, die näher an der Touch-Oberfläche liegt, auf dem Touch-Steuerbereich, wobei sich die eine der Lichtenergiefilterschichten, die weiter von der Touch-Oberfläche entfernt ist, auf dem Anzeigebereich befindet.
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Gemäß der Erfindung weist das Touchscreen-Gerät zwei Klebeschichten auf, von denen eine dem Touch-Steuerbereich und die andere dem Anzeigebereich zugeordnet ist, wobei die eine der Klebeschichten, die dem Touch-Steuerbereich zugeordnet ist, durch die eine der Lichtenergiefilterschichten, die näher an der Touch-Oberfläche liegt, geschützt wird, und wobei die eine der Klebeschichten, die dem Anzeigebereich zugeordnet ist, durch die beiden Lichtenergiefilterschichten geschützt wird.
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Gemäß der Erfindung ist die eine der Klebeschichten, die dem Anzeigebereich zugeordnet ist, mittels Air Bonding oder Direct Bonding auf dem Anzeigebereich applizierbar.
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Gemäß der Erfindung sind die beiden Lichtenergiefilterschichten auf dem Touch-Steuerbereich gestapelt.
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Gemäß der Erfindung weist das Touchscreen-Gerät zwei Klebeschichten auf, von denen eine auf dem Touch-Steuerbereich und die andere auf dem Anzeigebereich gestapelt ist, wobei die beiden Klebeschichten durch die beiden Lichtenergiefilterschichten geschützt werden.
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Zusammengefasst weist das erfindungsgemäße Touchscreen-Gerät zwei Lichtenergiefilterschichten auf, von denen jede auf unterschiedliche Lichtwellenbänder abzielt. Die der Touch-Oberfläche nähere Lichtenergiefilterschicht bietet Schutz für den Touch-Steuerbereich sowie den Anzeigebereich. Die von der Touch-Oberfläche weiter entfernte Lichtenergiefilterschicht bietet zumindest Schutz für den Anzeigebereich innerhalb der Stapelstruktur.
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Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausgestaltungen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
- 1 eine erste schematische Darstellung I eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Touchscreen-Geräts;
- 2 eine schematische Darstellung II des ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Touchscreen-Geräts;
- 3 eine erste schematische Darstellung I eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Touchscreen-Geräts; und
- 4 eine schematische Darstellung II des zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Touchscreen-Geräts.
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Unter Bezugnahme auf 1 bis 4 wird das erfindungsgemäße Touchscreen-Gerät 20 beschrieben, welches darauf ausgelegt ist, Lichtenergie zu filtern und dadurch interne strukturelle Anomalien oder Schäden zu reduzieren. Vor der Erläuterung der beiden im Touchscreen-Gerät 20 enthaltenen Lichtenergiefilterschichten 21, 22 wird zunächst die Grundstruktur des Touchscreen-Geräts 20 vorgestellt. Das Touchscreen-Gerät 20 besitzt eine Stapelstruktur und setzt sich aus einem Touch-Steuerbereich 23 und einem Anzeigebereich 24 zusammen. Der Touch-Steuerbereich 23 befindet sich oberhalb des Anzeigebereichs 24. Er ist mit mindestens einem Berührungssensorelement ausgestattet, wobei die Art des Sensorelements nicht auf kapazitive, resistive oder piezoelektrische Erfassung beschränkt ist. Jedes dieser Berührungssensorelemente verfügt über zwei beabstandete Elektroden, und die Berührung wird anhand von Änderungen der elektrischen Eigenschaften zwischen diesen Elektroden erkannt. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist das Berührungssensorelement aus leitfähigem Glas [ITO-Glas] oder leitfähigem Film [ITO-Film] gefertigt. Der Anzeigebereich 24 dient als Bildschirmanzeige des Touchscreen-Geräts 20 und enthält eine Vielzahl von Flüssigkristallmolekülen. Diese Moleküle können im aktiven Zustand des Touchscreen-Geräts 20 ausgerichtet werden, was zu einer Änderung der Bildschirmanzeige führt.
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Darüber hinaus verfügt das Touchscreen-Gerät 20 über eine Touch-Oberfläche 201, die die Stelle ist, an der das Touchscreen-Gerät 20 die Berührung des Benutzers akzeptiert. In einem Ausführungsbeispiel ist das Touchscreen-Gerät 20 außerdem mit einem Abdeckungsabschnitt 25 versehen, der sich auf dem Touch-Steuerbereich 23 befindet, wobei die Touch-Oberfläche 201 auf dem Abdeckungsabschnitt 25 ausgebildet ist.
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Die beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22 befinden sich unterhalb der Touch-Oberfläche 201. Jede der Lichtenergiefilterschichten 21, 22 wirkt auf ein anderes Lichtband. Genauer gesagt filtert eine der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22 das ultraviolette Lichtband, während die andere dazu dient, das Infrarotlichtband zu filtern. Wie wir sehen können, kann das ultraviolette Lichtband weiter in ein langwelliges ultraviolettes Lichtband [UVA], ein mittelwelliges ultraviolettes Licht [UVB] und ein kurzwelliges ultraviolettes Licht [UVC] unterteilt werden. Das Infrarotlichtband kann in ein Nahinfrarot-Lichtband, ein Kurzwellen-Infrarotband, ein Mittelwellen-Infrarotband, ein Ferninfrarotband usw. unterteilt werden. Das ultraviolette Lichtband und das infrarote Lichtband, die hier erwähnt worden sind, sind die Sammelnamen der oben genannten Bänder.
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Eine der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22 liegt näher an der Touch-Oberfläche 201 und die andere der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22 ist weiter von der Touch-Oberfläche 201 entfernt. Die Wellenlänge des Lichtbandes, auf das die eine der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22, die näher an der Touch-Oberfläche 201 liegt, wirkt, ist kleiner als die Wellenlänge des Lichtbandes, auf das die eine der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22, die weiter von der Touch-Oberfläche 201 entfernt ist, wirkt. Die eine der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22, die näher an der Touch-Oberfläche 201 liegt, bietet Schutz für den Touch-Steuerbereich 23 und den Anzeigebereich 24. Die eine der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22, die weiter von der Touch-Oberfläche 201 entfernt ist, bietet Schutz mindestens für den Anzeigebereich 24. Um es im Volksmund zu erklären: Das Lichtband, auf das die eine der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22, die näher an der Touch-Oberfläche 201 liegt, wirkt, ist ultraviolettes Licht. Das Lichtband, auf das die eine der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22, die weiter von der Touch-Oberfläche 201 entfernt ist, wirkt, ist Infrarotlicht. Da ultraviolettes Licht eine stärkere Energie als Infrarotlicht hat, kann die Alterung des Berührungsteils 23 und des Anzeigeteils 24 leicht beschleunigt werden. Daher bieten die beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22, die auf das ultraviolette Lichtband wirken, gleichzeitig Schutz für den Touch-Steuerbereich 23 und den Anzeigebereich 24. Die Bestrahlung des Anzeigeteils 24 mit Infrarotlicht kann leicht zu einem Temperaturanstieg führen, was zu einem abnormalen Umdrehen der Flüssigkristallmoleküle führen kann, wodurch das MURA-Phänomen verursacht wird. Aus diesem Grund bieten die beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22, die im Infrarotlichtband arbeiten, zumindest Schutz für den Anzeigebereich 24.
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Aus der Zeichnungsrichtung der vorliegenden Erfindung betrachtet ist das Touchscreen-Gerät 20 mit zwei Lichtenergiefilterschichten 21, 22 versehen. Unter den beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22 ist diejenige näher, die auf das ultraviolette Lichtband wirkt, zur Touch-Oberfläche 201, wobei diejenige, die auf das Infrarotlichtband wirkt, weiter von der Touch-Oberfläche 201 entfernt ist. Auf diese Weise ist der Schutzbereich, der durch die eine der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22 des Touchscreen-Geräts 20 bereitgestellt wird, die auf das ultraviolette Lichtband einwirken, größer als derjenige, der durch die eine der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22 des Touchscreen-Geräts 20 bereitgestellt wird, die auf das Infrarotlichtband einwirkt. Außerdem überlappt diejenige der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22, die auf das ultraviolette Lichtband wirkt, zumindest teilweise mit derjenigen der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22, die auf das Infrarotlichtband wirkt.
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Zusammenfassend lässt sich erkennen, dass das Touchscreen-Gerät 20 durch die Anordnung der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22 eine Einwirkung der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22 auf unterschiedliche Lichtwellenbänder ermöglicht. Wenn das Touchscreen-Gerät 20 in einer Außenumgebung installiert ist und Sonnenlicht 30 empfängt, können die beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22 die Energie des Sonnenlichts 30 filtern und die Alterung und das MURA-Phänomen des Berührungsteils 23 und des Anzeigeteils 24, die durch Sonnenlicht z. B. 30 verursacht werden, reduzieren. Das Touchscreen-Gerät 20 ist gegenüber dem Stand der Technik besser für den Einsatz im Außenbereich geeignet.
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Um die Filterung der Energie des Sonnenlichts 30 zu verbessern, liegt in einem Ausführungsbeispiel die Wellenlänge des Lichtbandes, auf das eine der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22 einwirkt, zwischen 200 nm und 380 nm, wobei die Wellenlänge des Lichtbandes, auf das die andere der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22 einwirkt, höher als 800 nm beträgt. Darüber hinaus können die beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22 Licht absorbieren oder Licht reflektieren, um die durch das Licht erzeugte Wärmeenergie zu blockieren und die Wärmeenergieübertragung im Touchscreen-Gerät 20 zu reduzieren.
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Unter Bezugsnahme auf 1 befindet sich die eine der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22, die näher an der Touch-Oberfläche 201 liegt, auf dem Touch-Steuerbereich 23, wobei sich die eine der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22, die weiter von der Touch-Oberfläche 201 entfernt ist, auf dem Anzeigebereich 24 befindet. Darüber hinaus absorbiert die eine der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22, die näher an der Touch-Oberfläche 201 liegt, ultraviolettes Licht als Lichtenergiefiltermechanismus, wobei die eine der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22, die weiter von der Touch-Oberfläche 201 entfernt ist, das Infrarotlicht reflektiert. Dies stellt den erfindungsgemäßen Filtermechanismus für Lichtenergie dar.
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Um die Verbindung des Touch-Steuerbereichs 23 und des Anzeigebereichs 24 zu unterstützen, weist das Touchscreen-Gerät 20 weiterhin zwei Klebeschichten 26, 27 auf, von denen eine dem Touch-Steuerbereich 23 und die andere dem Anzeigebereich 24 zugeordnet ist. Diejenige der Klebeschichten 26, 27, die dem Touch-Steuerbereich 23 zugeordnet ist, kann mittels eines festen optischen Klebstoffs [Optical Clear Adhesive, abgekürzt OCA] implementiert sein, wobei der optische Klebstoff von derjenigen der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22, die näher an der Touch-Oberfläche 201 liegt, geschützt wird. Eine der beiden Klebeschichten 26, 27, die dem Anzeigebereich 24 zugeordnet ist, kann mittels Air Bonding oder Direct Bonding auf dem Anzeigebereich 24 appliziert sein [siehe 1 und 2]. Beim Air Bonding, auch bekannt als U-förmiges Bonding, wird mindestens eine Klebstoffschicht entlang des Umfangs des Anzeigebereichs 24 angebracht. Die Positionierung des Klebstoffs ist an der Stelle mit der Bezeichnung 271 dargestellt, wo der Klebstoff auf dem Anzeigebereich 24 ein U-förmiges Muster bildet. Dadurch entsteht in den mittleren Bereichen des Anzeigebereichs 24, die frei von Klebstoff sind, ein Luftspalt Air Gap, wie an der mit 272 markierten Stelle angezeigt wird. Beim Direct Bonding wird ein optisch klares Harz [Optical Clear Resin, OCR] verwendet, das in flüssiger Form über den gesamten Anzeigebereich 24 verteilt wird. Diese Methode eliminiert den Luftspalt 272 [Air Gap]. Unabhängig davon, ob das Air Bonding oder das Direct Bonding verwendet wird, werden die beiden Klebeschichten 26, 27, die auf dem Anzeigebereich 24 angebracht sind, durch die beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22 geschützt.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel des Touchscreen-Geräts 20, wie in 3 und 4 dargestellt, sind die beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22 nebeneinander angeordnet und auf dem Touch-Steuerbereich 23 gestapelt. Diejenige der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22, die näher an der Touch-Oberfläche 201 liegt, dient als Filtermechanismus zur Absorption von UV-Licht, während die von der Touch-Oberfläche 201 weiter entfernte Schicht dazu dient, Infrarotlicht zu absorbieren oder zu reflektieren. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine der beiden Klebeschichten 26, 27 auf dem Touch-Steuerbereich 23 angebracht und verbindet die weiter entfernte der beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22 mit dem Touch-Steuerbereich 23. Die andere der beiden Klebeschichten 26, 27 ist auf dem Anzeigebereich 24 angebracht und verbindet das Anzeigegerät mit dem Touch-Steuerbereich 23. Es ist zu erkennen, dass die beiden Klebeschichten 26, 27 gleichzeitig durch die beiden Lichtenergiefilterschichten 21, 22 geschützt sind. Darüber hinaus kann die Anordnung der beiden Klebeschichten 26, 27 gemäß den zuvor beschriebenen Gestaltungen oder entsprechend den tatsächlichen Anforderungen angepasst werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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