FI127197B - Kosketusnäyttö ja menetelmä kosketusnäytön valmistamiseksi - Google Patents

Kosketusnäyttö ja menetelmä kosketusnäytön valmistamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI127197B
FI127197B FI20095911A FI20095911A FI127197B FI 127197 B FI127197 B FI 127197B FI 20095911 A FI20095911 A FI 20095911A FI 20095911 A FI20095911 A FI 20095911A FI 127197 B FI127197 B FI 127197B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
layer
touch screen
upper substrate
substrate
prh
Prior art date
Application number
FI20095911A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20095911A (fi
FI20095911A0 (fi
Inventor
David P Brown
Bradley J Aitchison
Original Assignee
Canatu Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canatu Oy filed Critical Canatu Oy
Publication of FI20095911A0 publication Critical patent/FI20095911A0/fi
Priority to FI20095911A priority Critical patent/FI127197B/fi
Priority to KR1020127008742A priority patent/KR101790195B1/ko
Priority to TW099129571A priority patent/TWI522682B/zh
Priority to ES10813391T priority patent/ES2892248T3/es
Priority to PCT/FI2010/050684 priority patent/WO2011027034A1/en
Priority to EP10813391.9A priority patent/EP2473902B1/en
Priority to US13/393,653 priority patent/US8952907B2/en
Priority to CN201080048426.4A priority patent/CN102597923B/zh
Priority to JP2012527364A priority patent/JP5731510B2/ja
Publication of FI20095911A publication Critical patent/FI20095911A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI127197B publication Critical patent/FI127197B/fi

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49105—Switch making

Description

(54) Keksinnön nimitys - Uppfinningens benämning
Kosketusnäyttöjä menetelmä kosketusnäytön valmistamiseksi Pekskärm och förfarande förtillverkning av en pekskärm (56) Viitejulkaisut - Anförda publikationer
US2009085894A1, US2009046073A1, US2007074316A1, US2009052029A1, W02007057501A1,
NASIBULIN A G et al. “Integration of single-walled carbon nanotubes into polymer films by thermo-compression”, Chemical Engineering Journal, Elsevier Sequoia, Lausanne CH, Vol. 136, No 2-3, 1 March 2008 (2008-03-01), pp. 409-413, D0l:10.1016/J.CEJ.2007.04.033 (57) Tiivistelmä - Sammandrag
Kosketusnäyttö (13), joka on näyttölaitteen (1) päällä, ja menetelmä näyttölaitteen (1) päällä olevan kosketusnäytön (13) valmistamiseksi. Näyttölaitteessa (1) on ylempi substraatti (12) näyttölaitteen (1) suojaamiseksi ympäristöltä, ja kosketusnäyttö (13) käsittää sähköisesti johtavan läpinäkyvän ensimmäisen kerroksen (16). Ensimmäinen kerros (16) käsittää sähköisesti johtavien korkean aspektisuhteen molekyylirakenteiden (High Aspect Ratio Molecular (HARM) structures) verkon ensimmäisen kerroksen (16) sijaitessa kosketuksessa näyttölaitteen (1) ylempään substraattiin (12) rakenteen optisen paksuuden vähentämiseksi katsojan ja näyttölaitteen (1) alueen, jossa kuva muodostuu, välillä.
En pekskärm (13) pä en bildskärmsanordning (1) och ett förfarande för att tillverka en pekskärm (13) pä en bildskärmsanordning (1). Bildskärmsanordningen (1) innefattar ett övre substrat (12) för att skydda bildskärmsanordningen (1) mot omgivningen, varvid pekskärmen (13) innefattar ett elektriskt ledande transparent första skikt (16). Det första skiktet (16) innefattar ett nätverk av elektriskt ledande molekylära strukturer med högt aspektförhällande (HARM-strukturer), varvid det första skiktet (16) är i kontakt med det övre substratet (12) av bildskärmsanordningen (1), för att minska den optiska tjockleken hos strukturen mellan en betraktare och det omräde av bildskärmsanordningen (1) inom vilket hiiden genereras.
Katsoja i
Figure FI127197B_D0001
20095911 prh 16-11-2017
KOSKETUSNÄYTTÖ JA MENETELMÄ KOSKETUSNÄYTÖN VALMISTAMISEKSI
KEKSINNÖN ALA
Esillä oleva keksintö koskee anturitekniikkaa ja näyttötekniikkaa. Erityisesti esillä oleva keksintö koskee näyttöjen päällä olevia kosketusnäyttöjä ja menetelmiä näyttöjen päällä olevien kosketusnäyttöjen valmistamiseksi.
KEKSINNÖN TAUSTA
Kosketusnäytöistä on tulossa suosittuja välineitä elektronisen laitteen kanssa vuorovaikuttamiseksi. Kosketusnäyttöjä voidaan yhdistää mekaanisesti mo15 niin erityyppisiin näyttöihin, kuten katodisädeputkiin (CRT), nestekidenäyttöihin (LCD), plasmanäyttöihin, elektroluminenssinäyttöihin tai sähköisessä paperissa käytettäviin näyttöihin, kuten elektroforeettisiin näyttöihin. Monet kosketusnäytöt toimivat sillä peri20 aatteella, että kun näyttöä kosketetaan, kosketus muuttaa sähköistä ominaisuutta, kuten kapasitanssia tai resistanssia, kosketusnäytön tietyssä kohdassa. Kosketuskohtaa vastaava sähköinen signaali voidaan sitten lukea ohjausyksikössä esimerkiksi näyttöön lii25 tetyn laitteen toiminnan ohjaamiseksi. Tällaiset kosketusnäytöt luokitellaan yleisesti esim. kapasitiivisiin kosketusnäyttöihin tai resistiivisiin kosketusnäyttöihin sen perusteella, mihin sähköiseen ominaisuuteen kosketus vaikuttaa.
Nämä kosketusnäytöt perustuvat yhteen tai useampaan johtavaan läpinäkyvään kerrokseen, yleensä kalvoihin kuten indiumtinaoksidi (ITO) -ohutkalvoihin, osana sähköistä piiriä, jonka kapasitanssia tai resistanssia muutetaan tietyssä kohdassa koskettamalla.
Tunnetuissa kosketusnäyttörakenteissa johtavat lä20095911 prh 16-11-2017 pinäkyvät kalvot kerrostetaan tukisubstraatille, jonka on oltava sopivaa materiaalia läpinäkyvän johtavan kalvon kasvattamisen tai kerrostamisen sallimiseksi siten, että saadaan hyvä optinen ja sähköinen laatu.
Tunnetun tekniikan näyttölaitteet on tyypillisesti suojattu läpinäkyvällä kerroksella näytön katselupuolelta (ks. esim. US-patentti 5688551). Nämä suojaavat läpinäkyvät kerrokset voivat olla esim. lasia tai muuta materiaalia, joka soveltuu näytön suo10 jäämiseen mekaanisesti ja/tai kemiallisesti, ja/tai näytön toiminnassa tarvittavan läpinäkyvän elektrodin tukemiseen. Koska kosketusnäytön ohut läpinäkyvä kalvo vaatii tietyn substraatin, jonka päälle se kerrostetaan, kosketusnäyttö valmistetaan erillisenä moduuli15 na, joka lisätään ja kohdistetaan näyttömoduulin päälle kosketusnäytön muodostamiseksi. Kosketusnäyttömoduulin erillinen valmistaminen sallii kosketusnäytön läpinäkyvän johtavan kalvon (tai useiden kalvojen) kanssa sopivan substraatin valitsemisen.
Substraatin aikaansaaman rakenteellisen tuen lisäksi johtava läpinäkyvä kalvo vaatii yleensä myös kemiallista ja/tai fysikaalista suojaa kalvon toisella tai molemmilla puolilla. Tällaista kapselointia tarvitaan mahdollisesti herkän läpinäkyvän johtavan kalvon suojaamiseksi esimerkiksi vettä ja/tai happea vastaan tai fyysisiä vahinkoja (esim. naarmuuntumista tai taittumista) vastaan. Siten kosketusnäyttömoduuli lisää ylimääräisiä kerroksia, joiden läpi näytön kuvaa on katsottava.
Kosketusnäyttömoduulin lisääntyneen optisen paksuuden vuoksi kosketusnäytöt, joita on toteutettu tunnetun tekniikan kosketusnäyttölaitteissa, heikentävät huomattavasti kosketusnäyttölaitteen optista laatua/käytettävyyttä. Tämä heikentyminen on erityisen haitallista kosketusnäytöissä, joita käytetään epaperissa, kuten elektroforeettisissa (EPD) näytöissä,
20095911 prh 16-11-2017 jotka on tarkoitettu jäljittelemään tavallisen paperin ulkonäköä. E-paperissa käytetyissä näytöissä tunnetun tekniikan kosketusnäyttö mitätöi yhden näytön tärkeimmistä eduista; että kuva näkyy pinnassa kuten perin5 teisessä paperissa ja on siten helppo ja mukava katsella. Tämä tavallisten kosketusnäyttörakenteiden epäedullinen vaikutus tekee näytöstä erityisen epämiellyttävän näköisen laajoista katselukulmista, eli kun katselusuunta on kaukana näytön tason suhteen kohti10 suorasta suunnasta, ja olosuhteissa, jotka aiheuttaisivat paljon häikäisyä ja/tai heijastuksia, perinteisissä emissiivisissä näytöissä kuten LCD-näytöissä tai OLED-näytöissä. Perinteinen kosketusnäyttömoduuliratkaisu antaa toisaalta käyttäjälle tunteen e-paperin lukemisesta lasinpalasen läpi, mikä on epämiellyttävää ja luonnotonta käyttäjälle.
Tunnetussa tekniikassa on tuotu esiin joitakin rakenteita, joissa on yritetty integroida kosketusnäyttö näyttöön. Esim. US-patentissa 5852487 tuo20 daan esiin nestekidenäytön (LCD) päällä oleva resistiivinen kosketusnäyttö, ja US-patentissa 6177918 tuodaan esiin kosketusnäyttö, jossa kosketusruutu on valmistettu näyttölaitteen kanssa yhteisen substraatin samalle puolelle.
US-patentissa 5852487 esiintuotujen rakenteiden epäkohtia ovat yhteiseen substraattiin kohdistuvat tiukat vaatimukset, jotta substraatti sallisi elektrodikalvojen, joilla on sopivat optiset ja sähköiset ominaisuudet, valmistamisen yhteisen substraatin mo30 lemmille puolille. Julkaisussa jopa esitetään lähestymistapaa, jossa kosketusnäytön ja näytön välissä oleva substraatti muodostetaan laminoimalla kosketusnäytön ja näytön erilliset substraatit yhteen sen jälkeen kun kosketusnäyttömoduuli ja näyttömoduuli on valmistettu erikseen niiden omille substraateille.
20095911 prh 16-11-2017
US-patentissa 6177918 esiintuodut rakenteet puolestaan vaativat erityisen järjestelyn näytön pikselien ja kosketusnäytön signaalinmuodostuskerroksen välille, jotta näyttö ja kosketusnäyttö voitaisiin valmistaa yhteisen substraatin samalle puolelle. Edelleen läpinäkyvien johtavien kalvojen substraatteihin kohdistuvat tiukat materiaalivaatimukset ovat yhä läsnä tässä julkaisussa esiin tuoduissa rakenteissa.
On olemassa tarve yksinkertaisille luotetta10 ville menetelmille ja laiterakenteille, jotka sallivat kosketusnäytön valmistamisen näytön päälle siten, että kosketusnäyttö ei heikennä kuvan optista laatua ja näytön luettavuutta.
KEKSINNÖN TARKOITUS
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on vähentää edellä mainittuja tunnetun tekniikan teknisiä ongelmia saamalla aikaan uudentyyppinen näytön päällä oleva kosketusnäyttörakenne ja uudentyyppinen menetel20 mä näytön päällä olevan kosketusnäyttörakenteen valmistamiseksi .
KEKSINNÖN YHTEENVETO
Esillä olevan keksinnön mukaiselle tuotteelle 25 on tunnusomaista se, mitä on esitetty itsenäisessä patenttivaatimuksessa 1.
Esillä olevan keksinnön mukainen tuote on näyttölaitteen päällä oleva kosketusnäyttö, jossa näyttölaitteessa on ylempi substraatti näyttölaitteen suojaamiseksi ympäristöltä, ja kosketusnäyttö käsittää sähköisesti johtavan läpinäkyvän ensimmäisen kerroksen. Ensimmäinen kerros käsittää sähköisesti johtavien korkean aspektisuhteen molekyylirakenteiden (High Aspect Ratio Molecular (HARM) structures) verkon ensim35 mäisen kerroksen sijaitessa kosketuksessa näyttölaitteen ylempään substraattiin rakenteen optisen paksuu20095911 prh 16-11-2017 den vähentämiseksi katsojan ja näyttölaitteen alueen, jossa kuva muodostuu, välillä.
Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä näyttölaitteen päällä olevan kosketusnäytön valmista5 miseksi, jossa näyttölaitteessa on ylempi substraatti näyttölaitteen suojaamiseksi ympäristöltä, käsittää vaiheen, jossa kerrostetaan sähköisesti johtava läpinäkyvä ensimmäinen kerros, joka käsittää sähköisesti johtavien korkean aspektisuhteen molekyylirakenteiden (HARM-rakenteiden) verkon, näyttölaitteen ylemmälle substraatille kosketukseen ylemmän substraatin kanssa rakenteen optisen paksuuden vähentämiseksi katsojan ja näyttölaitteen alueen, jossa kuva muodostuu, välillä.
Tässä yhteydessä ilmaisu läpinäkyvä tulee ymmärtää olennaisesti läpinäkyvänä näkyvän valon suhteen, läpäisyn ollessa edullisesti yli 50 %, edullisemmin yli 80 % ja edullisimmin yli 90 % näkyvästä valosta. Alan asiantuntijalle on kuitenkin ilmeistä, että jopa alle 50 % näkyvästä valosta läpäiseviä lä20 pinäkyviä kerroksia voidaan myös käyttää poistumatta keksinnön puitteista.
Sähköisesti johtavat korkean aspektisuhteen molekyylirakenteet (HARM-rakenteet), esim. hiilinanoputket (carbon nanotubes, CNT), hiilinanonuput (car25 bon nanobuds, CNB), metallinanolangat tai hiilinanonauhat, muodostavat sähköisesti johtavia reittejä kun HARM-rakenteet kerrostetaan substraatille. HARMrakenteet eivät muodosta jatkuvaa materiaalikalvoa, kuten esim. ITO, vaan pikemminkin sähköisesti toisiin30 sa yhdistyneiden molekyylien verkon. Näin ollen HARMrakenteiden verkon ominaisuudet eivät ole kovinkaan herkkiä substraatin ominaisuuksien suhteen, ja substraattimateriaali voidaan valita suhteellisen vapaasti, kunhan substraatti kykenee kestämään kerros35 tusympäristön olosuhteet. Siten HARM-rakenteiden verkko voidaan kerrostaa suoraan näyttölaitteen ulkopinnalle, josta tässä ylempi substraatti.
Ensimmäisen yhteydessä käytetään nimitystä
20095911 prh 16-11-2017 kerroksen kerrostaminen näyttölaitteen ylemmälle substraatille siten, että ensimmäi5 nen kerros sijaitsee kosketuksessa ylempään substraattiin, poistaa tarpeen käyttää määrättyä substraattia ensimmäisen kerroksen kerrostamiseksi. Tämä saa aikaan näytön päällä olevalle kosketusnäytölle optisesti ohuen muodon, mikä parantaa kosketusnäytön alla olevan 10 näytön luettavuutta ja siten kosketusnäytön käytettävyyttä. Se yksinkertaistaa edelleen koko rakenteen suunnittelu- ja valmistusprosessia, koska kosketusnäyttö voidaan nyt valmistaa suoraan näyttölaitteen päälle siten, että saadaan hyvä sähköinen ja optinen 15 laatu. HARM-rakenteiden verkkojen mekaaninen kestävyys saa myös aikaan lisäetuja lopputuotteelle ja sallii kosketusnäytön luotettavamman valmistamisen. Lisäksi koska HARM-rakenteiden verkkojen ei tarvitse olla yhtenäisiä ollakseen johtavia koko verkon alueella, toi20 sin kuin esim. metallioksidikalvot kuten ITO, kerrostetut HARM-rakenteiden verkot voivat olla poikkeuksellisen ohuita ollen samalla mekaanisesti ja sähköisesti tukevia. Tämä sallii erittäin ohuiden HARM-rakenteiden verkkojen kerrostamisen siten, että kosketusnäyttöso25 velluksiin saadaan hyvät sähköiset ja mekaaniset ominaisuudet, jolloin kosketusnäyttörakenteen läpinäkyvyys lisääntyy ja siten käyttäjän kosketusnäytön läpi kokema kuvanlaatu paranee.
Esillä olevan keksinnön eräässä suoritusmuo30 dossa ylempi substraatti on tehty polymeeristä.
Esillä olevan keksinnön toisessa suoritusmuodossa ensimmäinen kerros on upotettu ylempään substraattiin johtavan läpinäkyvän ensimmäisen kerroksen suojaamiseksi. Esillä olevan keksinnön vielä toi35 sessa suoritusmuodossa menetelmä käsittää vaiheet, joissa ylempään substraattiin kohdistetaan lämpöä ja
20095911 prh 16-11-2017 ensimmäinen kerros painetaan vasten ylempää substraattia ensimmäisen kerroksen upottamiseksi ylempään substraattiin.
Esillä olevan keksinnön eräässä suoristusmuo5 dossa kosketusnäyttö on kapasitiivinen kosketusnäyttö. Esillä olevan keksinnön toisessa suoristusmuodossa kosketusnäyttö on projektiivinen kapasitiivinen kosketusnäyttö .
Esillä olevan keksinnön eräässä suoritusmuoto dossa näyttölaite on sähköinen paperi. Esillä olevan keksinnön toisessa suoritusmuodossa näyttölaite on elektroforeettinen näyttö.
Lisäetuna keksinnön joissakin suoritusmuodoissa on, että ensimmäinen kerros eli HARM15 rakenteiden verkko voidaan suojata ympäristöltä upottamalla verkko näyttölaitteen ylempään substraattiin. Toisiinsa yhdistyneiden HARM-rakenteiden verkko on taipuisa ja mekaanisesti kestävä. Tämä sallii HARMrakenteiden verkon upottamisen ylempään substraattiin esim. lämpöpuristuksella. Lämpöpuristuksessa ylempi substraatti, joka voi olla esim. polymeeriä, pehmitetään ensin lämpökäsittelyllä ja sen jälkeen HARMrakenteiden verkko painetaan vasten pehmitettyä ylempää substraattia ensimmäisen kerroksen siirtämiseksi ylempään substraattiin. Kun ensimmäinen kerros kapseloidaan ylempään substraattiin keksinnön joissakin suoritusmuodoissa, ensimmäisen kerroksen päällä tai alla ei ole enää tarvetta käyttää suojaavia lisäpinnoitteita, mikä sallii kosketusnäyttörakenteiden, joilla on pieni optinen paksuus, valmistamisen. Tämä parantaa edelleen kosketusnäytön luettavuutta ja optista laatua/käytettävyyttä.
Kapasitiivisissa kosketusnäytöissä on edullista ja usein tarpeellista suojata johtava läpinäkyvä kerros, joka synnyttää kosketuksesta riippuvan sähköisen signaalin, kerroksen molemmilta puolilta tai suo20095911 prh 16-11-2017 jamateriaalialustan sisään. Edelleen kun kapasitiivinen kosketusnäyttö on esim. projektiivnen, läpinäkyvät johtavat kerrokset kuvioidaan. Kuvioidut kerrokset ovat erityisen herkkiä esim. mekaanisille tai lämpö5 häiriöille, minkä vuoksi niiden suojaaminen on tärkeää. Siksi esillä olevan keksinnön edut korostuvat kapasitiivisissa ja projektiivisissa kapasitiivisissa kosketusnäytöissä.
Näytöt, joita käytetään sähköpaperisovelluk10 sissa, kuten elektroforeettiset näytöt, pyrkivät jäljittelemään tavallisen paperin optista ulkonäköä, minkä vuoksi näissä näytöissä käytettävillä kosketusnäyttömoduuleilla tulisi olla mahdollisimman pieni optinen paksuus. Siksi esillä olevan keksinnön kosketusnäyttö15 rakenne on erityisen sopiva elektroforeettisiin näyttöihin tai muihin sähköpaperisovelluksiin tarkoitettuihin näyttöihin, joissa kosketusnäyttörakenteen pieni optinen paksuus on toivottavaa tai jopa välttämätöntä .
Esillä olevan keksinnön eräässä suoritusmuodossa korkean aspektisuhteen molekyylirakenteiden (HARM-rakenteiden) verkko on hiilinanoputkiverkko. Esillä olevan keksinnön eräässä suoritusmuodossa korkean aspektisuhteen molekyylirakenteiden (HARM25 rakenteiden) verkko on hiilinanonuppumolekyylien verkko, jossa on fullereenimolekyyli kovalenttisesti sitoutuneena putkimaisen hiilimolekyylin sivuun. Hiilinanoputket (CNT) ja hiilinanonuput (CNB) ovat esimerkkejä HARM-rakenteista, jotka kerrostettuina substraatille voivat muodostaa mekaanisesti taipuisan ja kestävän verkon, joka on sähköisesti erittäin johtava jopa silloin, kun kerrostuma on hyvin ohut ja läpinäkyvä. Siksi nämä HARM-rakenteet sopivat hyvin kosketusnäytöissä käytettyihin johtaviin läpinäkyviin kerroksiin. CNT- tai CNB-verkoilla on edelleen matala taitekerroin, mikä lisää niiden mahdollista käytettä20095911 prh 16-11-2017 vyyttä kosketusnäytöissä, joilla on pieni optinen paksuus. CNT- tai CNB-verkoilla on myös korkea varauksensäilytyskyky. Tätä lisäetua voidaan hyvän sähköisen johtavuuden ohella hyödyntää kapasitiivisissa ja pro5 jektiivisissa kapasitiivisissa kosketusnäytöissä lyhyempien vasteaikojen sallimiseksi kosketuksen rekisteröimisessä kosketusnäytöllä.
Keksinnön eräässä suoritusmuodossa kosketusnäyttö käsittää ensimmäisen kerroksen päällä olevan ylimmän substraattikerroksen ensimmäisen kerroksen suojaamiseksi ympäristöltä. Kovissa käyttöolosuhteissa, joissa kosketusnäyttö altistuu esim. suurille lämpötilanvaihteluille, kemiallisesti syövyttävälle ympäristölle tai toistuvalle mekaaniselle kuormitukselle, ylintä substraattikerrosta voidaan käyttää lisäsuojan aikaansaamiseksi ensimmäiseen kerrokseen myös silloin, kun ensimmäinen kerros on upotettu näyttölaitteen ylempään substraattiin.
Edellä kuvattuja keksinnön suoritusmuotoja voidaan käyttää missä tahansa yhdistelmässä toistensa kanssa. Useita suoritusmuotoja voidaan yhdistää keskenään keksinnön toisen suoritusmuodon muodostamiseksi. Tuote tai menetelmä, jota keksintö koskee, voi käsittää vähintään yhden edellä kuvatuista keksinnön suori25 tusmuodoista.
KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS
Seuraavaksi esillä olevaa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisemmin esimerkinomaisten suoritusmuoto30 jen avulla viitaten oheisiin kuviin, joissa
Kuva 1 on kaaviomainen kuvaus tunnetun tekniikan kosketusnäytöstä,
Kuva 2 on kaaviomainen kuvaus keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesta näytön päällä olevasta kos35 ketusnäytöstä,
20095911 prh 16-11-2017
Kuva 3 on kaaviomainen kuvaus keksinnön toisen suoritusmuodon mukaisesta näytön päällä olevasta kosketusnäytöstä,
Kuva 4 on kaaviomainen kuvaus keksinnön vielä 5 toisen suoritusmuodon mukaisesta näytön päällä olevasta kosketusnäytöstä,
Kuva 5 on vuokaaviokuvaus menetelmästä ensimmäisen kerroksen integroimiseksi ylempään substraattiin keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti,
Kuva 6 on kaaviomainen kuvaus keksinnön toisen suoritusmuodon mukaisesta näytön päällä olevasta kosketusnäytöstä,
Kuva 7 on kaaviomainen kuvaus keksinnön vielä toisen suoritusmuodon mukaisesta näytön päällä olevas15 ta kosketusnäytöstä, ja
Kuva 8 on kaaviomainen kuvaus keksinnön vielä toisen suoritusmuodon mukaisesta näytön päällä olevasta kosketusnäytöstä.
Kuvan 1 tyypillinen projektiivinen kapasitii20 vinen kosketusnäyttö käsittää näyttömoduulin 1 ja kosketusnäyttömoduulin 13, joka on laminoitu näyttömoduulin 1 päälle. Näyttömoduuli 1 käsittää tukirungon 2, joka käsittää esim. ohjauselektroniikan ja substraatin näyttömoduulille 1. Näyttömoduuli 1 käsittää edelleen tukirungon 2 päällä olevia ensimmäisiä elektrodeja 4, kuvaelementtejä 6 näyttömoduulin 1 kuvan muodostamiseksi, kuvaelementtien 6 päällä olevia toisia läpinäkyviä elektrodeja 8, sähköisen tehonlähteen, joka on kytketty kuvaelementteihin 6, ja ensimmäisen oh30 jauskaapelin 10 kuvan ohjaussignaalin syöttämiseksi toisiin elektrodeihin 8 kuvaelementtien 6 aktivoimiseksi selektiivisesti. Toiset elektrodit 8, jotka voivat käsittää HARM-verkon ja/tai läpinäkyvän johtavan kalvon, on peitetty suojaavalla ylemmällä substraatilla 12, joka voi olla esim. lasia tai polymeeriä .
20095911 prh 16-11-2017
Kuvan 1 tyypillinen projektiivinen kapasitiivinen kosketusnäyttömoduuli 13 käsittää kaksi läpinäkyvää substraattia 14, 20 (esim. lasia), jotka on laminoitu yhteen, jossa kummassakin substraatissa 14,
20 on kuvioitu läpinäkyvä johtava pinnoite, jotka yhdessä muodostavat johtavan läpinäkyvän ensimmäisen kerroksen 16 kahden läpinäkyvän substraatin 14, 20 väliin. Tämä ensimmäinen kerros 16 on kosketusnäyttömoduulin 13 kosketusherkkä elementti ja kytketty ohjaus10 yksikköön (ei esitetty) toisen ohjauskaapelin 18 kautta .
Ylimmän substraattikerroksen 20 pinnalla olevan ensimmäisen kerroksen 16 kosketusherkkyys saavutetaan kosketusherkän ensimmäisen kerroksen 16 kuvi15 oiduilla johtavilla pinnoitteilla (elektrodeilla). Nämä kuvioidut pinnoitteet valmistetaan ohuesta kalvosta kuvioimalla johtavaa läpinäkyvää materiaalia kuten esim. ITO (indiumtinaoksidi) , FTO (fluoritinaoksidi) tai ATO (antimonitinaoksidi). Kuvioidun ITO-, FTO- tai
ATO-kalvon liittämiseksi ohjausyksikköön toisen ohjauskaapelin 18 kautta käytetään tyypillisesti johtavia juovia (esim. hopeaa, kuparia tai kultaa). Ylimmän substraattikerroksen 20 alapuolella voi esim. olla vaakasuoria Y-mittauselektrodeja kun taas alimman substraatin 14 yläpinnassa on pystysuoria Xmittauselektrodeja. X- ja Y-elektrodit muodostavat yhdessä ensimmäisen kerroksen 16. Y-mittauselektrodit voidaan kuvioida esim. siten, että ne minimoivat Xelektrodien suojauksen kosketuselementiltä (esim. sor30 menpää), joka koskettaa kosketusnäyttömoduulia 13 ylimmän substraattikerroksen 20 pinnalla. Näin ollen tässä konfiguraatiossa X- ja Y-elektrodit ovat samassa tasossa. Entuudestaan tunnetaan monia tapoja elektrodien kuvioimiseksi kosketusherkässä ensimmäisessä ker35 roksessa 16. Kun johtava pinta, kuten sormenpää, tuodaan kuvan 1 projektiivisessa kapasitiivisessa koske12
20095911 prh 16-11-2017 tusnäytössä ylimmän substraattikerroksen 20 läheisyyteen tai kosketukseen sen kanssa, rekisteröidään X- ja Y-elektrodit käsittävän RC-piirin kapasitansseissa paikkariippuvainen häiriö, ja kosketuksen sijaintia vastaava sähköinen signaali siirtyy toisen ohjauskaapelin 18 kautta ohjausyksikköön (ei esitetty).
Tavallisesti kun kosketusnäyttöä käytetään näytön päällä, kosketusnäyttömoduuli 13 asetetaan näyttömoduulin 1 päälle ylemmän substraatin 12, jonka läpi valo säteilee, yläpuolelle, ja nämä kaksi moduulia 1, 13 pidetään yhdessä mekaanisin kiinnitysvälinein (esim. kehyksentyyppisellä rakenteella). Näyttömoduuli 1 kuvassa 1 voi olla esim. LCD-näyttö, plasmanäyttö, OLED-näyttö, elektroforeettinen näyttö tai mi15 kä tahansa muu näyttö, joka kykenee tukemaan kosketusnäyttöä ja vuorovaikuttamaan sen kanssa. Näyttömoduulin 1 tukirunko 2 käsittää siten tarvittavat komponentit kyseessä olevan näyttötyypin ohjaamiseksi, esim. tehonmuuntimia, taustavalon lähteitä ja tukirakentei2 0 ta.
Substraattien 12, 14, 20 ja ensimmäisen kerroksen 16 paksuus ja materiaalit voivat heikentää kuvan laatua sen kulkiessa rakenteen läpi kohti katsojaa. Kun valo kulkee alla olevista kuvaelementeistä 6 kosketusnäyttömoduulin 13 läpi, valon taitekertoimessa tapahtuu muutoksia. Osa valosta absorboituu, osa valosta taittuu, osa valosta kulkee läpi ja osa valosta heijastuu. Tämä heikentää kuvaelementtien 6 muodostaman kuvan luettavuutta, kirkkautta, terävyyttä ja mui30 ta optisia ominaisuuksia tunnetun tekniikan kosketusnäytössä, joka on esitetty kuvassa 1.
Yksinkertaisuuden vuoksi seuraavissa esimerkinomaisissa suoritusmuodoissa osien numerot pidetään samoina toistuvien komponenttien osalta.
Kuvassa 2 on esitetty keksinnön erään suoritusmuodon mukainen kosketusnäyttö, jossa kosketusherk13
20095911 prh 16-11-2017 kä ensimmäinen kerros 16 on HARM-rakenteiden, esim. CNT:t, nanolangat, nanonauhat tai CNB:t, verkko, joka on kuvioitu X- ja Y-elektrodien sisällyttämiseksi siihen. Kuten on esitetty, HARM-rakenteet, kuten CNT: t tai CNB:t, eivät kasva materiaalikalvona substraatin päälle, vaan pikemminkin molekyylien verkkona, joten ne eivät aiheuta erityisiä rajoituksia substraattimateriaalille, jonka päälle verkko kerrostetaan, tai HARM-rakenteiden verkon paksuudelle. Sen vuoksi ensim10 mäinen kerros 16 voidaan kerrostaa suoraan näyttömoduulin 1 ylemmälle substraatille 12 haluttuun kerrospaksuuteen, mikä saa aikaan pienen optisen paksuuden kosketusnäyttörakenteessa. Tämä on vastoin tunnetun tekniikan kosketusnäyttörakenteita, joissa ITO-, FTO15 tai ATO-kalvot, jotka kerrostetaan esim. yleisillä ohutkalvon kerrostusmenetelmillä kuten CVD, PVD tai ALD, on kasvatettava tiettyä materiaalia olevalle substraatille, jotta kalvoille saadaan hyvä optinen ja sähköinen laatu.
Kuvan 2 ohut kosketusnäyttömoduuli 13 on vähemmän näkyvä käyttäjälle ja parantaa siten näyttö/kosketusnäyttö-yhdistelmän toimintaa. CNT- ja CNBverkoilla on edelleen matala taitekerroin, mikä lisää kosketusnäyttömoduulin 13 optisen paksuuden edullista pienentymistä.
Keksinnön erään suoritusmuodon mukainen kuvan 2 kosketusnäyttö voidaan valmistaa kerrostamalla ja kuvioimalla ensimmäiset elektrodit 4 elektroforeettisen näytön (EPD) tukirungon 2 päälle. Tämä voidaan tehdä tavallisilla ohutkalvon kerrostus- ja litografiamenetelmillä. Seuraavaksi ensimmäisten elektrodien päälle kerrostetaan e-mustekapseleita sisältävä nestemäinen polymeerikerros kuvaelementtien 6 muodostamiseksi ja kuvaelementtien 6 päälle muodostetaan lä35 pinäkyvät toiset elektrodit 8. Ensimmäiset 4 ja toiset 8 elektrodit kytketään sähköiseen tehonlähteeseen, jo14
20095911 prh 16-11-2017 ka synnyttää sähkökentän elektrodien välille. Kunkin yksittäisen kuvaelementin päällä olevaa sähkökenttää ohjataan ensimmäisellä ohjauskaapelilla 10, joka on kiinnitetty ohjausyksikköön (ei esitetty), joka ohjaa kunkin yksittäisen toisen elektrodin 8 jännitettä. Toisten elektrodien 8 päälle on asennettu polymeeristä tehty suojaava ylempi substraatti 12. Kosketusnäyttömoduulin 13 kosketusherkkä ensimmäinen kerros 16 voidaan suoraan kerrostaa ja kuvioida ylemmälle substraa10 tille 12 prosessin kulun monissa vaihtoehtoisissa vaiheissa. Ensimmäinen kerros 16 voidaan esim. kerrostaa ennen ylemmän substraatin 12 asentamista näyttömoduuliin 1 tai sen jälkeen. Vastaavasti ylin substraattikerros 20 voidaan asentaa ensimmäisen kerroksen 16 päälle ennen ylemmän substraatin 12 asentamista näyttömoduuliin 1 tai sen jälkeen. Keksinnön toisessa suoritusmuodossa ensimmäinen kerros 16 voidaan myös kerrostaa ensin ylimmän substraattikerroksen 20 päälle ja sen jälkeen ensimmäinen kerros 16, joka sijaitsee substraattikerroksen 20 päällä, voidaan kerrostaa kosketukseen ylemmän substraatin 12 kanssa, joka on jo asennettu näyttömoduulin 1 päälle. Ylintä substraattikerrosta 20 käytetään tukemaan mekaanisesti alla olevaa rakennetta ja suojaamaan ensimmäistä kerrosta 16 esim. mekaanisesti ja kemiallisesti ympäristöltä.
Yksityiskohtia HARM-rakenteiden kaasutaasisynteesiprosessista ja prosessista, jota voidaan käyttää CNT (tai CNB) -verkkojen kerrostamiseen substraatille, on tuotu esiin esim. patenttihake30 musjulkaisuissa W02005/085130, W02007/101906 ja
W02007/101907, jotka on sisällytetty tähän viitteinä. Yksityiskohtia kuviointiprosessista HARM-rakenteiden verkon kuvioimiseksi on tuotu esiin patenttihakemusjulkaisussa W02009/000969, joka on sisällytetty tähän viitteenä.
20095911 prh 16-11-2017
Esillä olevan keksinnön joidenkin suoritusmuotojen mukaisesti HARM-rakenteita käsittävien kuvioitujen X-elektrodien ja Y-elektrodien valmistamiseksi ensimmäiseen kerrokseen 16 voidaan käyttää yllä maini5 tuissa viitejulkaisuissa esiintuotuja prosesseja. Toisen ohjauskaapelin 18 sähköinen kytkentä ensimmäisen kerroksen 16 HARM-rakenteisiin (jotka muodostuvat esim. CNT:istä tai CNB:istä) voidaan saavuttaa entuudestaan tunnetuilla menetelmillä, ja nämä menetelmät ovat alan asiantuntijalle ilmeisiä. Tällaisia menetelmiä on käsitelty esim. patenttihakemusjulkaisussa
US2005/0148174, joka on sisällytetty tähän viitteenä.
Esimerkkinä siitä, kuinka HARM-rakenteiden verkko voidaan kerrostaa ylemmälle substraatille 12 keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti, SWCNT:t (yksiseinäiset hiilinanoputket, single walled carbon nanotubes) syntetisoitiin aerosolilaminaarivirtausreaktorissa (kelluva katalyytti) käyttäen hiilimonoksidia ja ferroseenia vastaavasti hiililähteenä ja kata20 lyyttiprekursorina. SWCNT-matot kerättiin sitten suoraan kaasutaasista reaktorin jälkeen suodattamalla halkaisijaltaan 2,45 cm:n nitroselluloosa- (tai hopea) kiekkosuodattimien läpi (Millipore Corp, USA) . Suodatin toimii tässä suoritusmuodossa ensimmäisenä substraattina. Kerrostuslämpötilaksi suodattimen (ensimmäisen substraatin) pinnalla mitattiin 45 °C. Ensimmäiselle substraatille muodostettujen SWCNTverkkojen kerrospaksuutta kontrolloitiin kerrostusajalla, jota voitiin vaihdella muutamasta minuutista useisiin tunteihin riippuen verkon halutusta paksuudesta. Tällä tavoin ensimmäiselle substraatille saatiin eripaksuisia SWCNT-verkkoja, ja mittaustulokset osoittivat, että kerrostumat olivat satunnaisesti orientoituneita SWCNT-verkkoja. Seuraavaksi keksinnön tässä suoritusmuodossa käytettiin fysikaalista puristamista ja lämmitystä (lämpöpuristus) SWCNT-verkkojen
20095911 prh 16-11-2017 siirtämiseksi ensimmäiseltä substraatilta ylemmälle substraatille 12. Lämpöpuristus suoritettiin kohdistamalla voima kahden yhdensuuntaisen lämmitetyn levyn väliin, joiden levyjen väliin oli asetettu ensimmäinen substraatti ja ylempi substraatti 12, niin että SWCNTverkko kerrostettiin ensimmäisen substraatin ja ylemmän substraatin 12 väliin. Lämmitetyt puristuslevyt aiheuttivat luonnollisesti myös ensimmäisen substraatin, SWCNT-verkon ja ylemmän substraatin 12 lämpenemi10 sen.
Esimerkissä SWCNT-verkot siirrettiin 10 pm:n paksuisille keskitiheyksistä polyeteeniä (PE) käsittäville polymeerikalvoille (Metsä Tissue Ltd, Suomi), jotka toimivat ylempänä substraattina 12. Tämä materi15 aali on taipuisaa, optisesti olennaisesti läpinäkyvää, sen sulamislämpötila tm on noin 125 °C ja lasittumislämpötila tg noin -125 °C. Lämpöpuristuksen jälkeen ensimmäinen substraatti poistettiin kosketuksesta SWCNT-verkkoon. Lopuksi siirretty SWCNT-verkko tiivis20 tettiin ylemmälle substraatille 12 interkalaatiomateriaalilla (etanoli) ensimmäisen kerroksen 16 muodostamiseksi.
SWCNT-verkkojen optisen läpinäkyvyyden arvioimiseksi käytettiin vertailuna pinnoittamatonta poly25 meerikalvoa. Polymeerikalvolle kerrostettujen SWCNTverkkojen läpinäkyvyys vaihteli välillä noin 60 % - 95 % CNT-verkolla, jonka paksuus oli vastaavasti alueella 500 - 24 nm.
Keksinnön suoritusmuodossa, joka on esitetty kuvassa 3, kosketusherkkä ensimmäinen kerros 16 on upotettu näyttömoduulin 1 ylempään substraattiin 12 (joka on tehty polymeeristä). Ensimmäisen kerroksen 16 upottaminen vähentää ylimääräisen suojaavan ylimmän substraattikerroksen 20 tai erillisen kapselointikerroksen tarvetta kosketusherkän ensimmäisen kerroksen
20095911 prh 16-11-2017 suojaamiseksi, koska ensimmäisen kerroksen 16 kosketusherkät elektrodit suojataan ja kapseloidaan keksinnön tässä suoritusmuodossa ylemmän substraatin 12 avulla. Tällä rakenteella saadaan aikaan kosketusnäy5 tön optisen tiheyden pienentyminen edelleen ja siten se parantaa kosketusnäytön luettavuutta ja käytettävyyttä. Vaikka ensimmäinen kerros 16 on hyvin suojattu ylemmällä substraatilla 12, johon ensimmäinen kerros 16 on upotettu, kovissa käyttöolosuhteissa voi silti olla tarvetta lisäsuojaukselle. Jos kosketusnäyttö altistuu esim. suurille lämpötilanvaihteluille, kemiallisesti syövyttävälle ympäristölle tai toistuvalle mekaaniselle kuormitukselle, ylin substraattikerros 20 voidaan kerrostaa ensimmäisen kerroksen 16 päälle li15 säsuojauksen aikaansaamiseksi ensimmäiselle substraatille 16. Keksinnön tämä suoritusmuoto on esitetty kaaviomaisesti kuvassa 4. Kuvan 3 tai kuvan 4 upotettu rakenne on vaikea saavuttaa muilla läpinäkyvillä johtavilla materiaaleilla kuin HARM-rakenteiden verkolla kosketusherkässä ensimmäisessä kerroksessa 16. Esimerkkejä näistä muista materiaaleista ovat johtavat polymeerit ja edellä mainitut metallioksidikalvot.
Ensimmäinen kerros 16, joka käsittää HARMrakenteiden, esim. CNT:ien tai CNB:ien, verkon, voi25 daan upottaa suoraan EPD-näyttömoduulin (tai minkä tahansa muun sopivan näyttömoduulin) ylempään substraattiin 12 esim. lämpöpuristuksella. Lämpöpuristusmenetelmän yksityiskohtia on käsitelty edellä ja ne löytyvät myös patenttihakemusjulkaisusta W02009/000969, jo30 ka on sisällytetty tähän viitteenä.
Ensimmäisen kerroksen 16 integroimiseksi ylempään substraattiin 12 kuvan 3 tai kuvan 4 mukaisesti ensimmäinen kerros 16 kerrostetaan ensin ylemmälle substraatille 12 ensimmäiseltä substraatilta, kuten edellä on esitetty. Kun ensimmäinen substraatti on poistettu kosketuksesta ensimmäiseen kerrokseen 16,
20095911 prh 16-11-2017 käytetään jälleen lämpöpuristusta ylemmän substraatin 12 päällä sijaitsevan ensimmäisen kerroksen 16 painamiseksi ylempään substraattiin 12. Tällä kertaa yllä käsiteltyä puristuslevyjen lämpötilaa nostetaan lähel5 le ylemmän substraatin 12 materiaalin sulamislämpötilaa. Tämä aiheuttaa ylemmän substraatin viskositeetin pienentymisen, ja käytetty puristusvoima painaa ensimmäisen kerroksen 16 ylempään substraattiin 12 ensimmäisen kerroksen 16 integroimiseksi ylemmän substraa10 tin 12 polymeerimateriaaliin eli polymeerialustaan. Integroimisen toteuttamiseen tarvittavien prosessiparametrien yksityiskohdat liittyvät toisiinsa ja riippuvat esim. ylemmän substraatin 12 koostumuksesta. Alan asiantuntija löytää helposti sopivat prosessipa15 rametrit tämän selityksen valossa. Menetelmä ensimmäisen kerroksen 16 integroimiseksi ylempään substraattiin 12 keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti on esitetty vuokaaviona kuvassa 5.
Keksinnön vielä toisen suoritusmuodon mukai20 nen kosketusherkkä näyttörakenne, joka on kuvattu kaaviomaisesti kuvassa 6, käsittää ylimmän substraattikerroksen 20 päällä olevan sähköisesti johtavan läpinäkyvän toisen kerroksen 22. Toinen kerros 22 kuten ensimmäinenkin kerros 16 on HARM-rakenteiden verkko.
Rakenne käsittää myös valinnaisen toisen kerroksen 22 päällä olevan ylimmän pinnoitteen 24 toisen kerroksen 22 suojaamiseksi ympäristöltä. Kuvan 6 rakenne voidaan valmistaa edellä esiintuodulla tavalla ja valmistamalla läpinäkyvät sähköisesti johtavat kerrokset, jotka käsittävät HARM-rakenteiden verkon, eli ensimmäinen kerros 16 ja toinen kerros 22, läpinäkyvän ylimmän substraattikerroksen 20 kummallekin puolelle. Kuvan 6 kaksikerroksinen kosketusnäyttömoduuli 13, joka käsittää ylimmän substraattikerroksen 20 toisella puo35 lella olevan ensimmäisen kerroksen 16; ylimmän substraattikerroksen 20 toisella puolella olevan toi19
20095911 prh 16-11-2017 sen kerroksen 22; valinnaisesti toisen kerroksen 22 päällä olevan ylimmän pinnoitteen 24; ja ensimmäisen kerroksen 16 ja toisen kerroksen 22 välissä olevan ylimmän substraattikerroksen 20, voidaan sitten asen5 taa näyttömoduulin 1 ylemmän substraatin 12 päälle siten, että ensimmäinen kerros 16 kerrostetaan kosketukseen ylemmän substraatin 12 kanssa. Läpinäkyvä suojapinnoite 24, joka voi olla esim. PET tai muu polymeeri, voidaan kerrostaa toisen kerroksen 22 päälle ennen yllämainitun kosketusnäyttömoduulin 13 kokoamista ylemmälle substraatille 12 tai sen jälkeen.
Sähköisesti johtava läpinäkyvä toinen lisäkerros 22 kuvassa 6 käsittää X- ja Y-elektrode j a, kuten ensimmäisenkin kerros 16, jotka on liitetty säh15 köisesti ohjausyksikköön (ei esitetty) kolmannen ohjauskaapelin 21 kautta. Ensimmäisessä kerroksessa 16 olevat elektrodit on kytketty kapasitiivisesti toisessa kerroksessa 22 oleviin elektrodeihin, ja kun kosketusnäyttömoduulia 13 kosketetaan näkyvissä olevalta pinnalta (tai tuodaan sen lähelle), koskettava johtava pinta, esim. sormenpää, kytkeytyy kapasitiivisesti toisen kerroksen 22 elektrodeihin. Näin ollen muodostuu sarjaan kaksi kapasitiivistä kytkentää kolmannen elektrodin ollessa koskettava johtava pinta. Kuten alan asiantuntija tietää, kondensaattorien sarjaliitäntää, jollainen on esitetty kosketusnäyttömoduulissa 13 kuvassa 6, voidaan käyttää kosketusnäyttömoduulin 13 tarkkuuden ja herkkyyden parantamiseksi.
Keksinnön toisessa suoritusmuodossa, joka on kuvattu kaaviomaisesti kuvassa 7, ensimmäinen kerros 16 on upotettu näyttömoduulin 1 ylempään substraattiin 12 ja toinen kerros 22 on upotettu ylimpään substraattikerrokseen 20. Ensimmäisen 16 ja toisen 22 kerroksen upottaminen voidaan saavuttaa esim. edellä käsitellyl35 lä lämpöpuristusmenetelmällä, joka on alan asiantuntijalle ilmeinen tämän selityksen valossa. Kuvan 7 kos20
20095911 prh 16-11-2017 ketusnäyttömoduuli 13 käsittää myös valinnaisen läpinäkyvän suojapinnoitteen 24.
Keksinnön toisessa suoritusmuodossa, joka on kuvattu kaaviomaisesti kuvassa 8, on esitetty, kuinka ensimmäinen kerros 16 ja toinen kerros 22 voidaan molemmat upottaa ylimpään substraattikerrokseen 20 siten, että ensimmäinen kerros 16 säilyttää samalla kosketuksen ylempään substraattiin 12, koska se ei ole täysin ylimmän substraattikerroksen 20 materiaalin ym10 päröimä. Myöskään toinen kerros 22 ei ole täysin ylimmän substraattikerroksen 20 materiaalin ympäröimä vaan jää paljaaksi ympäristölle, tai jos käytetään suojapinnoitetta 24, kosketukseen suojapinnoitteen 24 kanssa. Kuvan 8 suoritusmuodossa ensimmäisen 16 ja toisen
22 kerroksen upottaminen voidaan saavuttaa esim. edellä esiin tuodulla lämpöpuristusmenetelmällä, ja tämä menetelmä on alan asiantuntijalle ilmeinen tämän selityksen valossa.
Kuten alan asiantuntijalle on ilmeistä, voi20 daan ajatella myös muita tapoja ensimmäisen 16 ja toisen 22 kerroksen upottamiseksi ylempään substraattiin 12 ja/tai ylimpään substraattikerrokseen 20, ja keksinnön edellä käsiteltyjen eri suoritusmuotojen piirteitä voidaan yhdistää tämän selityksen valossa kek25 sinnön toisen suoritusmuodon muodostamiseksi.
Vaikka edellä esitetyissä esimerkeissä kuvataan keksintöä projektiivisen kapasitiivisen kosketusnäytön yhteydessä, samaa keksinnöllistä ajatusta voidaan käyttää muunkin tyyppisissä kosketusnäyttöraken30 teissä; esim. resistiivisissä kosketusnäytöissä ja eiprojektiivisissa tavallisissa kapasitiivisissa kosketusnäytöissä. Tarvittavat muutokset keksinnön käyttämiseksi näissä kosketusnäyttörakenteissa ovat alan asiantuntijalle ilmeisiä tämän keksinnön selityksen valossa. Alan asiantuntija voi tämän selityksen valossa ajatella myös muita kerrostusmenetelmiä HARM21 rakenteita käsittävän ensimmäisen kerroksen 16 ja/tai toisen kerroksen 22 kerrostamiseksi tai kuvioimiseksi.
Kuten alan asiantuntijalle on selvää, keksintöä ei rajata edellä kuvattuihin esimerkkeihin, vaan sen suoritusmuodot voivat vaihdella vapaasti patenttivaatimusten puitteissa.
20095911 prh 16-11-2017
20095911 prh 16-11-2017

Claims (10)

PATENTTIVAATIMUKSET
1. Kosketusnäyttö (13), joka on näyttölaitteen (1) päällä, jossa näyttölaitteessa on ylempi substraatti (12) näyttölaitteen (1) suojaamiseksi ym5 päristöltä, kosketusnäytön (13) käsittäessä sähköisesti johtavan läpinäkyvän ensimmäisen kerroksen (16), tunnettu siitä, että ensimmäinen kerros (16) käsittää sähköisesti johtavien korkean aspektisuhteen molekyylirakenteiden (High Aspect Ratio Molecular
10 (HARM) structures) verkon ja ensimmäinen kerros (16) sijaitsee kosketuksessa näyttölaitteen (1) ylempään substraattiin (12).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuote, tunnettu siitä, että ylempi substraatti (12) on
15 tehty polymeeristä.
3. Jonkin patenttivaatimuksista 1-2 mukainen tuote, tunnettu siitä, että ensimmäinen kerros (16) on upotettu ylempään substraattiin (12) johtavan läpinäkyvän ensimmäisen kerroksen (16) suojaa20 miseksi.
4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen tuote, tunnettu siitä, että kosketusnäyttö (13) on kapasitiivinen kosketusnäyttö.
5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukai25 nen tuote, tunnettu siitä, että kosketusnäyttö (13) on projektiivinen kapasitiivinen kosketusnäyttö.
6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen tuote, tunnettu siitä, että näyttölaite (1) on sähköinen paperi.
30
7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen tuote, tunnettu siitä, että näyttölaite (1) on elektroforeettinen näyttö.
8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen tuote, tunnettu siitä, että korkean aspekti35 suhteen molekyylirakenteiden (HARM-rakenteiden) verkko on hiilinanoputkiverkko.
9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen tuote, tunnettu siitä, että korkean aspektisuhteen molekyylirakenteiden (HAKM-rakenteiden) verkko on hiilinanonuppumolekyylien verkko, jossa on fulle5 reenimolekyyli kovalenttisesti sitoutuneena putkimaisen hiilimolekyylin sivuun.
10. Jonkin patenttivaatimuksista 1-9 mukainen tuote, tunnettu siitä, että kosketusnäyttö käsittää ensimmäisen kerroksen (16) päällä olevan
10 ylimmän substraattikerroksen (20) ensimmäisen kerroksen (16) suojaamiseksi ympäristöltä.
20095911 prh 16-11-2017
20095911 prh 16-11-2017
FI20095911A 2009-09-04 2009-09-04 Kosketusnäyttö ja menetelmä kosketusnäytön valmistamiseksi FI127197B (fi)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20095911A FI127197B (fi) 2009-09-04 2009-09-04 Kosketusnäyttö ja menetelmä kosketusnäytön valmistamiseksi
PCT/FI2010/050684 WO2011027034A1 (en) 2009-09-04 2010-09-02 Touch screen and method for manufacturing a touch screen
TW099129571A TWI522682B (zh) 2009-09-04 2010-09-02 觸控式螢幕及其製法
ES10813391T ES2892248T3 (es) 2009-09-04 2010-09-02 Pantalla táctil y procedimiento para fabricar una pantalla táctil
KR1020127008742A KR101790195B1 (ko) 2009-09-04 2010-09-02 터치 스크린 및 터치 스크린 제조방법
EP10813391.9A EP2473902B1 (en) 2009-09-04 2010-09-02 Touch screen and method for manufacturing a touch screen
US13/393,653 US8952907B2 (en) 2009-09-04 2010-09-02 Touch screen and method for manufacturing a touch screen
CN201080048426.4A CN102597923B (zh) 2009-09-04 2010-09-02 触摸屏和制造触摸屏的方法
JP2012527364A JP5731510B2 (ja) 2009-09-04 2010-09-02 タッチスクリーンおよびタッチスクリーンの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20095911A FI127197B (fi) 2009-09-04 2009-09-04 Kosketusnäyttö ja menetelmä kosketusnäytön valmistamiseksi

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20095911A0 FI20095911A0 (fi) 2009-09-04
FI20095911A FI20095911A (fi) 2011-03-05
FI127197B true FI127197B (fi) 2018-01-31

Family

ID=41136378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20095911A FI127197B (fi) 2009-09-04 2009-09-04 Kosketusnäyttö ja menetelmä kosketusnäytön valmistamiseksi

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8952907B2 (fi)
EP (1) EP2473902B1 (fi)
JP (1) JP5731510B2 (fi)
KR (1) KR101790195B1 (fi)
CN (1) CN102597923B (fi)
ES (1) ES2892248T3 (fi)
FI (1) FI127197B (fi)
TW (1) TWI522682B (fi)
WO (1) WO2011027034A1 (fi)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI125151B (fi) 2010-03-05 2015-06-15 Canatu Oy Menetelmä konformisen elementin valmistamiseksi
US8497852B2 (en) 2011-09-09 2013-07-30 Dreamworks Animation Llc Minimal parallax coincident digital drawing and display surface
US9310836B2 (en) 2013-05-02 2016-04-12 Amazon Technologies, Inc. Resin-encapsulated portable media device
DE112015002408B4 (de) 2014-05-22 2022-10-27 Joyson Safety Systems Acquisition Llc Systeme und Verfahren zum Abschirmen eines Handsensorsystems in einem Lenkrad
US10114513B2 (en) 2014-06-02 2018-10-30 Joyson Safety Systems Acquisition Llc Systems and methods for printing sensor circuits on a sensor mat for a steering wheel
EP3078975B1 (en) * 2015-04-10 2021-06-09 Nokia Technologies Oy An apparatus and method for sensing
CN105372900A (zh) * 2015-11-25 2016-03-02 重庆墨希科技有限公司 一种in-cell电子墨水触控显示屏及制备方法
US10336361B2 (en) 2016-04-04 2019-07-02 Joyson Safety Systems Acquisition Llc Vehicle accessory control circuit
CN109689441B (zh) 2016-07-20 2021-12-07 均胜安全系统收购有限责任公司 乘员检测和分类系统
US10103478B1 (en) * 2017-06-23 2018-10-16 Amazon Technologies, Inc. Water resistant connectors with conductive elements
US11211931B2 (en) 2017-07-28 2021-12-28 Joyson Safety Systems Acquisition Llc Sensor mat providing shielding and heating
FI128433B (fi) * 2018-05-09 2020-05-15 Canatu Oy Päällystyskerroksen käsittävä sähköä johtava monikerroskalvo
FI128435B (fi) * 2018-05-09 2020-05-15 Canatu Oy Sähköä johtava monikerroskalvo
KR20200037910A (ko) * 2018-10-01 2020-04-10 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5688551A (en) 1995-11-13 1997-11-18 Eastman Kodak Company Method of forming an organic electroluminescent display panel
JPH09203890A (ja) 1996-01-25 1997-08-05 Sharp Corp 入力機能付き液晶表示素子および反射型入力機能付き液晶表示素子、並びにそれらの製造方法
US6057903A (en) 1998-08-18 2000-05-02 International Business Machines Corporation Liquid crystal display device employing a guard plane between a layer for measuring touch position and common electrode layer
JP4032577B2 (ja) * 1999-09-10 2008-01-16 松下電器産業株式会社 高電流・高電圧用回路基板及びその製造方法
US6814642B2 (en) * 2001-04-04 2004-11-09 Eastman Kodak Company Touch screen display and method of manufacture
US20050148174A1 (en) 2002-05-06 2005-07-07 Infineon Technologies Ag Contact-connection of nanotubes
FI121334B (fi) 2004-03-09 2010-10-15 Canatu Oy Menetelmä ja laitteisto hiilinanoputkien valmistamiseksi
US20070298253A1 (en) * 2004-09-17 2007-12-27 Kenji Hata Transparent Conductive Carbon Nanotube Film and a Method for Producing the Same
US20070153362A1 (en) * 2004-12-27 2007-07-05 Regents Of The University Of California Fabric having nanostructured thin-film networks
US8173525B2 (en) * 2005-06-17 2012-05-08 Georgia Tech Research Corporation Systems and methods for nanomaterial transfer
GB0515175D0 (en) * 2005-07-25 2005-08-31 Plastic Logic Ltd Flexible resistive touch screen
SG150517A1 (en) 2005-08-12 2009-03-30 Cambrios Technologies Corp Nanowires-based transparent conductors
FI120195B (fi) * 2005-11-16 2009-07-31 Canatu Oy Hiilinanoputket, jotka on funktionalisoitu kovalenttisesti sidotuilla fullereeneilla, menetelmä ja laitteisto niiden tuottamiseksi ja niiden komposiitit
US8166649B2 (en) * 2005-12-12 2012-05-01 Nupix, LLC Method of forming an electroded sheet
FI121540B (fi) 2006-03-08 2010-12-31 Canatu Oy Menetelmä, jolla siirretään korkean aspektisuhteen omaavia molekyylirakenteita
US20100136224A1 (en) * 2006-03-13 2010-06-03 David Alexander Britz Stable nanotube coatings
US7927666B2 (en) * 2006-06-30 2011-04-19 The University Of Akron Aligned carbon nanotube-polymer materials, systems and methods
US8535791B2 (en) * 2006-06-30 2013-09-17 The University Of Akron Aligned carbon nanotube-polymer materials, systems and methods
US20080048996A1 (en) * 2006-08-11 2008-02-28 Unidym, Inc. Touch screen devices employing nanostructure networks
TW200837403A (en) * 2006-10-12 2008-09-16 Cambrios Technologies Corp Functional films formed by highly oriented deposition of nanowires
US20080192014A1 (en) * 2007-02-08 2008-08-14 Tyco Electronics Corporation Touch screen using carbon nanotube electrodes
US20080238882A1 (en) * 2007-02-21 2008-10-02 Ramesh Sivarajan Symmetric touch screen system with carbon nanotube-based transparent conductive electrode pairs
US20080316182A1 (en) * 2007-06-21 2008-12-25 Mika Antila Touch Sensor and Method for Operating a Touch Sensor
FI20075482L (fi) * 2007-06-25 2008-12-26 Canatu Oy Kuituverkostot sekä menetelmä ja laite kuituverkostojen jatkuvasti tai erinä tapahtuvaan tuotantoon
US8199118B2 (en) * 2007-08-14 2012-06-12 Tyco Electronics Corporation Touchscreen using both carbon nanoparticles and metal nanoparticles
US8587559B2 (en) 2007-09-28 2013-11-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Multipoint nanostructure-film touch screen
CN101470558B (zh) * 2007-12-27 2012-11-21 清华大学 触摸屏及显示装置
CN101676832B (zh) * 2008-09-19 2012-03-28 清华大学 台式电脑
CN101419519B (zh) * 2007-10-23 2012-06-20 清华大学 触摸屏
CN101464763B (zh) * 2007-12-21 2010-09-29 清华大学 触摸屏的制备方法
CN101620454A (zh) * 2008-07-04 2010-01-06 清华大学 便携式电脑
CN101470559B (zh) * 2007-12-27 2012-11-21 清华大学 触摸屏及显示装置
CN101458606B (zh) * 2007-12-12 2012-06-20 清华大学 触摸屏、触摸屏的制备方法及使用该触摸屏的显示装置
CN101464757A (zh) * 2007-12-21 2009-06-24 清华大学 触摸屏及显示装置
US8574393B2 (en) * 2007-12-21 2013-11-05 Tsinghua University Method for making touch panel
CN101470565B (zh) * 2007-12-27 2011-08-24 清华大学 触摸屏及显示装置
CN101464765B (zh) * 2007-12-21 2011-01-05 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 触摸屏及显示装置
US20090208403A1 (en) * 2008-02-17 2009-08-20 Quaid-E-Azam University Novel catalyst to manufacture carbon nanotubes and hydrogen gas
CN101593699B (zh) * 2008-05-30 2010-11-10 清华大学 薄膜晶体管的制备方法
US8390580B2 (en) * 2008-07-09 2013-03-05 Tsinghua University Touch panel, liquid crystal display screen using the same, and methods for making the touch panel and the liquid crystal display screen
US20100045610A1 (en) * 2008-08-20 2010-02-25 Snu R&Db Foundation Transparent conductive films
US9342202B2 (en) * 2009-01-23 2016-05-17 Qualcomm Incorporated Conductive multi-touch touch panel

Also Published As

Publication number Publication date
EP2473902A4 (en) 2014-07-02
WO2011027034A1 (en) 2011-03-10
CN102597923A (zh) 2012-07-18
TW201109785A (en) 2011-03-16
KR20120091053A (ko) 2012-08-17
JP2013504106A (ja) 2013-02-04
EP2473902B1 (en) 2021-07-28
FI20095911A (fi) 2011-03-05
KR101790195B1 (ko) 2017-11-20
FI20095911A0 (fi) 2009-09-04
JP5731510B2 (ja) 2015-06-10
EP2473902A1 (en) 2012-07-11
CN102597923B (zh) 2015-06-24
US8952907B2 (en) 2015-02-10
US20120235951A1 (en) 2012-09-20
ES2892248T3 (es) 2022-02-02
TWI522682B (zh) 2016-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI127197B (fi) Kosketusnäyttö ja menetelmä kosketusnäytön valmistamiseksi
US8603611B2 (en) Transparent planar body and transparent touch switch
KR101269316B1 (ko) 투명 도전성 필름의 제조 방법
JP6307062B2 (ja) タッチパネルで使用される透明体ならびにその製作方法および装置
US9535543B2 (en) Touch panel and method for manufacturing the same
CN105122190A (zh) 带静电容量式触摸面板的显示装置
CN105247393A (zh) 带静电容量式触摸面板的显示装置
KR20090023803A (ko) 액정 표시 패널 및 이의 제조 방법
JP2015518596A (ja) タッチスクリーンパネル製作方法およびシステムで使用される透明体
CN105103043A (zh) 带静电容量式触摸面板的显示装置
KR20120048498A (ko) 투명 도전성 필름, 그 제조 방법 및 그것을 구비한 터치 패널
JP5463749B2 (ja) 透明導電性フィルムおよび透明導電性フィルムの製造方法
TW201241511A (en) Touch panel, method for manufacturing the same, and liquid crystal display device including the touch panel
CN105074637A (zh) 带静电容量式触摸面板的显示装置
CN105446555A (zh) 纳米银线导电层叠结构及触控面板
KR101323601B1 (ko) 터치 센서 일체형 3차원 디스플레이 및 그 제조방법
CN105204674A (zh) 一种触控显示模组
KR101555080B1 (ko) 편광판 일체형 터치 센서 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
CN203930764U (zh) 纳米银线导电层叠结构及触控面板
JP5473246B2 (ja) タッチパネル用基板及びそれを有するタッチパネル
CN109991772B (zh) 显示面板膜层结构及其制备工艺
KR20100057402A (ko) 투명 터치 패널
US20140290995A1 (en) Transparent conductive film and preparation method thereof
KR20120116280A (ko) 터치 센서 일체형 3차원 디스플레이 및 그 제조방법
KR100791997B1 (ko) 전도체

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 127197

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B