PT104696A

PT104696A - Visualizador táctil electrocrómico

Info

Publication number: PT104696A
Application number: PT104696A
Authority: PT
Inventors: Carlos Alberto Pinheiro Baptista; Ines Domingues Da Silva Henriques; Tiago Jose Monteiro Baptista Cabral Ferreira
Original assignee: Ydreams Informatica Sa
Priority date: 2009-07-29
Filing date: 2009-07-29
Publication date: 2011-01-31
Also published as: EP2461231A1; US20120242614A1; BR112012002016A2; US8907918B2; WO2011014087A1

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO REFERE-SE A UM VISUALIZADOR TÁCTIL, COMPREENDENDO UMA ESTRUTURA ELECTRÓNICA DE VISUALIZAÇÃO CONSTITUÍDA POR DEPOSIÇÃO DE CAMADAS DE: MATERIAL CONDUTOR ELÉCTRICO; AO QUAL ESTÁ SOBREPOSTO MATERIAL ELECTROCRÓMICO; AO QUAL ESTÁ SOBREPOSTO MATERIAL ELECTRÓLITO; AO QUAL ESTÁ SOBREPOSTO MATERIAL ELECTROQUIMICAMENTE ACTIVO, AO QUAL ESTÁ SOBREPOSTO MATERIAL CONDUTOR ELÉCTRICO, EM QUE A ESTRUTURA ELECTRÓNICA DE VISUALIZAÇÃO É SIMULTANEAMENTE UMA ESTRUTURA ELECTRÓNICA DE DETECÇÃO DE TOQUE, CUJA DETECÇÃO DE TOQUE DEPENDE DA APLICAÇÃO CONTÍNUA DUM ESTÍMULO ELÉCTRICO MODULADO; E FUNCIONA COM BASE EM VARIAÇÕES NA CAPACIDADE ELÉCTRICA DA ESTRUTURA ELECTRÓNICA.

Description

DESCRIÇÃO "VISUALIZADOR TÁCTIL ELECTROCRÓMICO"

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção situa-se na área do electrocromismo e dos dispositivos de visualização e de interface para aparelhos elêctricos e electrónicos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Q eleetroeromiemo é um fenómeno que já é conhecido desde o sêc. XIX através de observações indirectas. Em 1815 Berzelius observou que o oxido de tungsténio apresentava variações cromáticas quando sujeito a um ambiente redutor. Desde então vários autores dedicaram-se ao estudo deste fenómeno,, até que em 1929 surge um primeiro pedido de patente de um dispositivo e1ect roc rómicu,

Sistemas baseados em materiais electrocrómicos sofrem uma alteração da cor, densidade de cor OU grau de opacidade em resposta a uma corrente elêctrica ou campo eléctrico. 0 agente activo,: material, electrocromico, é responsável pela variação de cor consoante o seu estado de oxidação controlado pela diferença de potencial eléctrico imposta entre dois eicctrodos, no caso do processo electrocromico redox. Diferentes electrocrómicos foram estudados, académica e .comercialmente, existindo uma diversidade de compostos que vão desde simples moléculas orgânicas e l inorgânicas, passando pelos complexos de metais de transição até aos pólimeròs, e.g. patente US 3819252 de 25 Junho de 1974. 0 estado da técnica compreende aetualmente aplicações na área da visualização. Uma recente tecnologia utilizada por empresas como a E-IMK (http: //'mm. einfc. com/) é a electroforética. A presente invenção não é de base electroforétíca.

Especificamente, existem desenvolvimentos no campo dos dispositivos de visualização electrocrómicos, c£ http: //al.. Siemens. com/innovation/en/newS_events/innovationnews/i nnovat iqnnews_art icle s /1 ight ing/wã; fe:r_t:hin_color_display:s_f or jpa ckaging.htm.

Os ecrãs tácteis começaram a ser conhecidos em 1970, com as patentes Uõ: 3662105 e US 3798370.

Os actuais ecrãs sensíveis ao togue são compostos por dois dispositivos diferentes, a funcionar em conjunto: o- dispositivo de 'visualização, e o dispositivo que detécta o togue por uma: de varias tecnologias: detecção da variação de capacidade numa película eapacitiva aposta ao ecrã; - aetivação de contactou eléctricos no perito de toque; ou - triangulação ópt.iea ou sonora.. 0 ponto comum ãs implementações conhecidas destas tecnologias é a necessidade de combinar dois dispositivos: diferentes para criar um sô. Ã. concretização numa única estrutura electronica das funções de visualização e deteçção de toque é a base da presente invenção.

SUMARIO DA INVENÇÃO Ά presente invenção refere-se a um visualizador táctil, caracterízado por compreender uma. estrutura eléctroniça de visualização constituída por deposição de camadas de: - material condutor elêctrieo·; ao qual esta sobreposto - material electrocrómicc; ao qual está sobreposto - material electrólico; ao qual está sobreposto - material electroquímícamente activo, ao qual esta sobreposto - material condutor elêctrieo; em que a estrutura electronica de visualização ê simultaneamente1 uma estrutura electronica de deteçção de toque, cuja deteçção de toque depende da aplicação contínua dum estímulo elêctrieo modulado; e. funciona com base cm variações na capacidade eléetríea da estrutura electronica.

Num aspecto da invenção, o material electroquimicamente activo do visualizador táctil é eleetroerarnica.

Num outro aspecto, o material condutor eléctrico do vísualizador táctil está disposto numa única área contínua.

Ainda num outro aspecto da invenção, o material condutor eléctrico do visualizador táctil está disposto èm várias áreas,: sem continuidade: direçta entre elas.

Noutro aspecto, a estrutura electronica de visualização êstá disposta numa matriz, cujos elementos de matriz estão electricamente isolados entre si.

Num outro aspecto, a visualização compreende apenas padrões estáticos', que alternam entre pelo menos dois estadOa õpticos.

Noutro aspecto, a visualização compreende padrões dinâmicos, que alternam entre pelo menos dois estados ópticos.

Ainda noutro aspecto,: a detecção de coque funciona por medição de frequência de sinal.

Num outro aspecto da invenção, a detecção de toque funciona por medição de amplitude de sinal.

Noutro aspecto, a detecção de toque funciona por medição do tempo de carga eléctrico.

Ainda noutro aspecto, a detecção de toque funciona por ponte de Wlleatstõne modificada com condensador variável. Λ

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Δ Figura 1 representa diferentes amplitudes de tensão eléetrica como forma de aecivação de um dispositivo que implementa a presente invenção. A Figura 2 representa a variação de tensão, linha V, e de corrente/ linha A, num dispositivo que implementa a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Um dispositivo electrocrómico (também denominado célula electrocromiça), definido por apresentar uma alteração ao seu estado óptieo em resposta à aplicação de um estimulo electrico, apresenta característic&s eléctricas análogas às de um condensador, característic&s essas que são comuns a tecnologias utilizadas na construção de ecrãs sensíveis ao toque, concretamente as que se baseiam na medição das variações de um efeito capaeítivo. A Figura 1 represer.ua as várias amplitudes de alimentação dum dispositivo que implementa a presente invenção. Aõ longo do tempo, são periodicamente impostas variações δ na tensão eléetrica aplicada. 0 sinal δ é injactado na célula de forma a possibilitar detectar variações de capacidade ao ocorrer um toque na célula.

Alimentando uma célula, e tocando-a corri um dedo, foi observada uma alteração da capacidade, utilizável na deteccão de toque. A Figura 2 representa a variação dé tensão e de corrente n.a célula ao ocorrer uma transição da coloração. Os sinais representados, em tensão' e corrente, podem ser descritos como a soma de dois sinais de frequências diferentes: a frequês&ia menor corresponde a transições de coloração da célula;; a frequência mais elevada corresponde ao sinal utilizado para a detecçâo do toque. As fases estáveis do sinal de menor frequência correspondem: a. fases de manutenção de cor, e as fases instáveis correspondem a fases de mudança de cor. 0 toque nã célula por um dedo tem o efeito de aumentar a sua capacidade. 0 aumento de capacidade do circuito1 eléetrico, compreendido pela célula e dedo,, terá influência no tempo dê transição, lia frequência e na amplitude do sinal de detecçâo o de frequência maís elevada.) podendo estas variações ser utilizadas para a detecçâo do toque. 0 dispositivo· electrocrõmíco funciona como um condensador. Sensores ligados às camadas de material eléctrícc (elêctrodosi detectam alterações: de capacidade causadas, e..çj:.através do contacto de; um dedo com a superfície do dispositivo. Electrónica de controlo despoleta uma acção electrica em sequência à detecçâo do toque.

Os métodos para detestar alterações na capacidade incluem e não estão limitados a: - medida de frequência (PM) ? - medida de amplitude (AM); - tempio de carqa/descarga; e - ponte de Wheatstone modificada com· condensador variável.

Variações de tensão de valor superior âs de £>, despoletam a mudança dê cor do material electroerómicG,: incluindo mas não limitada à transição entre fase corada e transparente, como por exemplo no caso dos electrocrómicos baseados em óxidos inorgânicos, e.g., t rióxido de tungsténio (W0:) . A tensão α aplicada para actuar a coloração/descoloração das células será em tensão contínua. Sobreposta, a esta tensão, existe uma tensão alterna S que permite á détecção do toque no dispositivo.

Assim:, um único dispositivo serve de visualizador, através das variações de cor da camada de material electroerómico, e de sensor táctil, através da detecçao do toque via os mesmos sléctrodos que aetuam o material electroerómico.

Numa implementação preferencial da presente invenção, o material electroerómico está disposto sobre um substrato, e.er, de .base celulósica, capas de conduzir corrente elêctríca. Outros substratos possíveis incluem e não estão limitados a papel, plástico, têxteis, madeira e derivados de madeira, cortiça, couro, vidro e cerâmicas. A capacidade de condução de corrente elêctríca no substrato constitui um. primeiro elêctrodo. Este· elêctrodo: pode ser obtido através da deposição de um material condutor sobre o substrato em causa, como por exemplo ITÕ, ATO ou outros óxidos condutores transparentes. 0 material electroerómico sofre alteração cromática quando aplicado um potencial ot entre um elêctrodo ao qual está associado o material 7 elaotrocrõmiço e ura segundo eléctrodo, Entre 03 dois eléctrodos está sempre, pelo menos, mais um. material, isolante eiectrico mas condutor íónico - o electrolito. Ao segundo eléctrodo, que pode. consistir numa. das alternativas jã descritas para o primeiro eléctrodo, está associado um material electroquiraicamente activo, opcionalmente também um material electroorõmieo,

Numa outra ímplenieiitaçãQ preferencial da presente invenção, o material condutor elêctríeo; estã disposto em várias áreas, sem continuidade directa entre elas.

Noutra implementação preferencial da presente invenção, ureia superfície pode 03101" coberta por células electrocrômicas de reduzida dimensão e dispostas de forma regular numa superficie, sendo controladas de forma matricial e precisa, configurando um dispositivo de visualização electrocrómiço, com capacidade de actualízação da imagem.

Novamente, uma: variação de tensão 0 será aplicada periodicamente ã matriz, de· células electrocrômicas, mantendo-a eantínuamenta carregada. Pelo menos um sensor estará a todo o tempo ligado à matriz de células electrocrômicas. Quando ocorre um toque na matriz, e.g. com um dedo. com mais do que um ser.sor ê possível ter informação que permite determinar a localização do toque na matriz.. Isto permite que haja um dispositivo de visualização que pode ser çontinuamente actualizãvel, e que:, através de lógica dè controlo, incluindo programas de computador:, pode utilizar dinamicamente regiões parciais da matriz para. despcletar o aparecimento de conteúdos, incluindo mas não limitados a própria configuração da matriz: de células electrocrômicas. 8 Ά visualização proporcionada pelo visualizador táctil da invenção pode compreender apenas padrões estáticos, que alternam entre pelo menos dois estados opticos, ou padrões dinâmicos, que alternam entre pelo menos dois estados opticos.

Lisboa, 29 de Julho de .2010 9

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Visualizador táctil, caracterizado por compreender uma estrutura electrõnica de visualização constituída por deposição de camadas de; - material condutor elêctrico; ao: qual está sobreposto material electrocramido; ao qual esta sobreposto - material electrólito; ao qual está sobreposto - material clectroquimi camente activo; ao qual está sobreposto- - material condutor elêctrico; em que a estrutura electrõnica de visualização ê simultaneamente uma estrutura electrõnica de detecçâo de toque, cuja detecçâo de toque - depende da aplicação contínua dum estimulo elêctrico modulado; e funciona com base em variações na capacidade elêctríca da estrutura electrõnica.
2. Vísualizador táctil, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material electroquimicamente activo ser electrocrómico.
3. Vísualizador táctil, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o material condutor elêctrico estar disposto numa única área continua. 1
4 . Visualizador táctil, de acordo com a reivindicação: 1, caracterizadc > por o material condutor eléctrico estar disposto em elas. várias áreas, sem c ípntinui.d' a de directa entre
5. Visualizador táctil, de acordo com a reivindicação: 1, caracterizado por a estrutura electrónica de visualização estar disposta rtuma matriz* cujos elementos dê matriz estão eleetricamente isolados entre si.
6. Visualizador táctil, de acordo com a reivindicação' 1, GaractêrizadQ por a visualização compreender apenas padrões estáticos, que alternam entre pelo menos dois estados ópticos
7. Visualizador táctil, de acordo com a reivindicação 1, GaractêrizadQ por a visualização compreender padrões dinâmicos, que alternam entre pelo menos dois estados ópticos.
8. Visualizador táctil, de acordo com. a reivindicação 1, caracterizado por a detecçao de toque funcionar por medição de frequência de sinal.
9. Visualizador táctil, de acordo com a reivindicação 1., caracterizado por a detecçio de toque funcionar por medição de amplitude da sinal.
10. Vísualizador táctil, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a detecçãõ de toque funcionar por medição do tempo de carga eléctrica.
11. visualizador táctil, de acordo com a .reivindicação 1, caracterizado por a detecçãõ de toque funcionar por ponte de Wheatstone modificada com condensador variável. Lisboa, 29 de Julho de 2010 3