WO2013092496A1 - Bedienvorrichtung mit anzeigeeinrichtung und tastfeldeinrichtung, sowie mehrschichtkörper zur bereitstellung einer tastfeldfunktionalität - Google Patents

Bedienvorrichtung mit anzeigeeinrichtung und tastfeldeinrichtung, sowie mehrschichtkörper zur bereitstellung einer tastfeldfunktionalität Download PDF

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WO2013092496A1
WO2013092496A1 PCT/EP2012/075805 EP2012075805W WO2013092496A1 WO 2013092496 A1 WO2013092496 A1 WO 2013092496A1 EP 2012075805 W EP2012075805 W EP 2012075805W WO 2013092496 A1 WO2013092496 A1 WO 2013092496A1
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touch panels
touch
contact connection
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Walter Fix
Andreas Ullmann
Manfred Walter
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Polyic Gmbh & Co. Kg
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    • G06F3/0412Digitisers structurally integrated in a display

Definitions

  • the invention relates to an operating device with a display device, which provides a display field, and with a display field arranged on the touch panel device comprising touch panels.
  • the touch panels of the touch panel device correspond to underlying areas on the
  • an input can be made by touching a touchpad with respect to an area located underneath
  • Display provided in the display or information contained in the presentation.
  • the invention also relates to a multilayer body for providing a touchpad functionality.
  • the aim of touch panel devices is that they are as transparent as possible, so that the representation provided below on the
  • the multilayer body has for this purpose a carrier on which in one layer conductor tracks (ie electrically conductive paths) are arranged, which have a width from the range of 1 ⁇ to 40 ⁇ , preferably from the range of 5 ⁇ to 25 ⁇ .
  • the printed conductors are arranged in patterns such that touch patterns and connections are delimited by these patterns. From these touch panels serve touchpad a first class as decoupling, z. B. an electromagnetic field radiating touch fields.
  • the touch panels of a second class are galvanically isolated from the touch panels of the first class and serve as einkoppelnde, in the example, the electromagnetic field receiving touch panels.
  • a plurality of touch panels of the respective class are galvanically coupled via connections (ie interconnects).
  • Connections at least partially result in contact elements outside a surface area occupied by the touch panels on a first edge side thereof.
  • the touch panels must also be galvanically coupled to a contact element on a second, in particular the first edge side opposite edge side (such as when another part of the compounds leads to this second edge side). So that not too many connections go through the surface area, the connections (eg in one half of the touch panel area) are led to the edge side with the contact elements, but then at least part of the
  • the surface area is rectangular, and the first and second edge sides are the shorter side of the rectangle, and then the
  • Such a screen is also provided when instead of said multi-layer body, a different type of touch panel devices is used, because in all known types of touch panel devices run
  • Operating device with display device and touch panel device can be improved.
  • the object is in one aspect by an operating device with the
  • the operating device thus comprises a
  • Display panel arranged touch panel device which comprises touch panels, wherein the touch panels of the touch panel device underlying areas correspond to the display panel, and further comprises the operating device a
  • Housing having at least one peripheral edge, wherein the display panel is limited to a respective edge side thereof only by the peripheral edge.
  • the display panel of the display device takes a place that leads to the edge, so that the display panel in the region of the edge not covered by a panel.
  • the operating device is therefore aesthetically pleasing and very easy to use.
  • the touch panel device as a whole should be transparent, in particular have a degree of transparency of at least 50%, preferably of at least 80%, more preferably of at least 90% and very particularly of at least 95%.
  • the conductor tracks are used, which have a width in the range of 1 ⁇ to 40 ⁇ , preferably from 5 ⁇ to 25 ⁇ , and provide these traces the touch panels and the at least one contact connection line in a pattern so that the touch panels are not visible to the naked eye.
  • the conductor tracks of all touch panels are preferably provided in a single layer of a multi-layer body of the touch panel device. Due to this technology, the touch panel device is particularly compact buildable.
  • Touch panel device which corresponds to the display panel on the respective edge side adjacent to the edge, transparent with a
  • the display field comprises on at least one edge side a region for a representation, on which an edge region of the touch field device is arranged, which is touch-field-free and transparent, in particular a degree of transparency of at least 50%, preferably of at least 80%, more preferably of at least 90% and most preferably of at least 95%.
  • this alternative can be on the display panel on the at least one
  • the touch panels together occupy a touchpad area delimited by a contour curve, and the edge area extends at at least one location to a distance of at least 0.1 mm, preferably at least 0.3 mm, especially preferably at least 0.5 mm from the contour curve.
  • this edge area is then sufficient space for contact connection lines. This is especially true if the touchpad surface has the shape of a rectangle and the edge region has a strip along one side of the rectangle occupies, preferably along a longer side of the rectangle (in a square different from a square).
  • Such a contact connection line (at least one) is therefore also preferably guided in the edge region of the touch panel device. How nice
  • this at least one contact connection line is provided by a plurality of conductor tracks in a pattern having a width from the range of 1 ⁇ to 40 ⁇ , preferably from the range of 5 ⁇ to 25 ⁇ .
  • Peripheral edge of the housing of the operating device includes that the touch panel device actually extends to this edge by simply (at least one contact connection line extending from a first edge portion of the touch panel to a second edge portion of the touch panel device between touch panels or (galvanically separated from this) extends through at least one touch panel, so that at least a third edge portion of the touch panel device is free of contact connection lines, in particular in a rectangle preferably also a fourth edge portion of the touch panel device is free of contact connection lines.
  • the touch panel device may have touch panels up to the edge. Again, no screen is necessary to cover contact lines on the edge (on the third and fourth edge area).
  • Conductor tracks in a pattern are provided which have a width in the range of 1 ⁇ to 40 ⁇ and preferably from 5 ⁇ to 25 ⁇ .
  • the touch panels are preferably two groups
  • the touch panels of the first group serve as coupling-out, in particular an electromagnetic field radiating touch panels and the touch panels of the second group as einkoppelnde, in particular an electromagnetic field receiving touch panels and the touch panels of the first group are galvanically separated from the touch panels of the second group, wherein a plurality of touch panels of the first group is galvanically coupled and a plurality of touch panels of the second group is galvanically coupled.
  • the detection of the key is thus capacitive.
  • the touch panels comprise comb-like shapes, with fingers on the touch panels of the first group and fingers on the touch panels of the second group interlocking, wherein the touch panels of one of the groups have a meandering base, of which alternately (in groups) fingers in the one and stand in the other direction.
  • the second embodiment of the invention can be realized in that the meandering base is separated by a gap into two parts, wherein through the gap extends a contact connection line.
  • the touch panels of a first group have the shape of quadrangles overlapping at one corner and the touch panels of a second group a triangular shape with a right angle, which engages between the squares.
  • the overlapping squares are separated by a gap in two parts for realizing the second embodiment of the operating device according to the invention, wherein through the gap a
  • the multilayer body according to the invention has a carrier on which conductor tracks are arranged in a first layer, which have a width from the range of 1 ⁇ to 40 ⁇ and preferably from 5 ⁇ to 25 ⁇ , wherein the conductor tracks are arranged in patterns such that are delimited by the pattern touch panels and connections of which touch panels of a first class as decoupling, in particular an electromagnetic field radiating touch panels and of which touch panels of a second class are galvanically isolated from the touch panels of the first class and as einkoppelnde, in particular receiving an electromagnetic field Tastfelder serve, and further wherein for both classes a plurality of
  • Touchpad of each class is galvanically coupled via connections.
  • the connections lead to at least one contact element outside a surface area with the touch panels on a first edge side, and at least a part of the contact elements (ie at least one contact element) is coupled to a respective contact element on a second, in particular the first edge side opposite edge side via contact connection lines.
  • Contact leads also through traces in a pattern are provided, which have a width from the range of 1 ⁇ to 40 ⁇ , preferably from 5 ⁇ to 25 ⁇ .
  • the contact connection lines are thus not resolvable to the human eye, so that nowhere shielding is required by a screen.
  • Multi-layer body is.
  • the guided along a third edge side contact connection lines preferably have a width from the range of between 150 ⁇ and 400 ⁇ and a distance from each other from the range of between 1 ⁇ and 50 ⁇ , more preferably between 5 ⁇ and 30 ⁇ , more preferably from between 10 ⁇ and 20 ⁇ .
  • Contact connection lines are guided along a third edge side, it can be provided that at least a portion of the contact connection lines passes through the surface area with the touch panels.
  • At least one touch panel is divided into two parts, which are separated by a gap, and that the gap is passed through tracks that provide the contact connection lines.
  • a first distance between the gap passing through the contact connection line to one of the two parts of the touchpad or best to both parts of the touchpad is smaller than a second distance, which is given between touch panels of the first class and touch panels of the second class Interference signals kept very low.
  • a large second distance ensures that the essential for the touch sensitivity electric field lines extend far into the space above the touch panels and allow the detection of a touching object.
  • the associated field lines the influence of which would give an interference signal, only very little reaching into the space, so that they are not or only very slightly influenced by a touching object.
  • the first distance is preferably between 1 ⁇ and 40 ⁇ , more preferably between 5 ⁇ and 30 ⁇ , more preferably between 10 ⁇ and 20 ⁇ .
  • the second distance is preferably between 100 ⁇ and 500 ⁇ , more preferably between 200 ⁇ and 300 ⁇ .
  • the width of the contact connection lines is preferably between 100 ⁇ and 1 mm, more preferably between 150 ⁇ and 400 ⁇ .
  • the touch fields here again comprise comb-like shapes, wherein fingers mesh with the touch panels of the first group and fingers on the touch panels of the second group, and wherein the touch panels of a group have a meandering base, of which alternately
  • the touch panels of a first group have the shape of quadrangles overlapping at one corner and the touch panels of a second group a triangular shape with a right angle, the corner engaging at right angles between the quadrangles and then overlapping each other Squares are separated by a gap in two part (whereby overlapping triangles are formed), and then just through this gap, the contact connection line runs or run the contact connection line providing conductor tracks.
  • the conductor tracks preferably have a thickness of between 3 nm and 5 ⁇ m, more preferably of between 40 nm and 1 ⁇ m.
  • the material for the tracks may be silver, copper, gold, aluminum, chromium, a mixture or alloy of at least two of the foregoing
  • Be materials, a conductive paste, or the material may comprise another conductive material, for example, an organic compound having mobile charge carriers such as polyaniline, polythiophene and others.
  • FIG. 1 shows a plan view of a multilayer body according to a first aspect of the invention
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of the left upper corner of the multi-layer body of FIG. 1 shown in FIG. 1, FIG.
  • 3a to 3d show different possible pattern structures for printed conductors
  • Fig. 3e shows a layer structure, through the conductor tracks according to
  • Fig. 3a to 3d are provided, Fig. 4 shows a mobile phone as an operating device, in which the
  • Multi-layer body of FIG. 1 is inserted,
  • FIG. 5 shows a plan view of a multilayer body according to a first variant of a second aspect of the invention
  • Fig. 6 shows an enlarged section of the multilayer body of Fig. 5 and
  • Fig. 7 shows a plan view of a multilayer body according to a second variant of the second aspect of the invention.
  • a touch panel device should be used in an example case in a mobile phone, together with a display device.
  • the touch panel device is provided above a display panel of a display device.
  • the touch panel device is presently provided by a multi-layer body, which is shown in plan view in Fig. 1.
  • the touch panel device 1 comprises a plurality of touch panels 10 of a first class and 1 1 of a second class.
  • the touch panels 10 are provided by a substantially meandering base, stand away from the fingers 12, which engage in corresponding fingers 13 of the touch panels 1 1 of the second class.
  • the touch panels 1 1 emit electromagnetic radiation or capacitively couple an electric field, and the touch panels 10 receive the
  • the touch panels 10 of the first class of the touch panels 1 1 of the second class are galvanically isolated.
  • the touch panels 10, 1 1 occupy a total of a touchpad area, which is rectangular in the present case, see in Fig. 2, the upper side 14 of the rectangle and the left side 15 of the rectangle.
  • Tastfelder a class are galvanically coupled together, for which in a range 16 contact elements (or outer elements) are provided, the exact execution of which is not of interest here. In the present case it is sufficient to know that the touch panels 10 are galvanically coupled together by being connected individually or in groups to a common contact element, which thus contacts these touch panels.
  • connecting lines 17 are guided from the upper half according to the arrow P1 up to the contact elements in the area 16 and out of the lower half according to the arrow P2 down, to
  • Touchpad area d. H. on one edge side of the touch panel device 1.
  • three such contact connection lines 18 are provided, which run parallel to the longer side 15 of the rectangle.
  • a touch panel device is not visible to a viewer.
  • the touch panels are delimited by tracks 40, which are microscopically small, so they individually with the
  • the printed conductors 40 have a thickness from the range of 1 ⁇ m to 40 ⁇ m, preferably from the range of 5 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • the width d of the contact connection lines 18 is preferably between 100 ⁇ and 1 mm, more preferably between 150 ⁇ and 400 ⁇ . Then there is a particularly homogeneous visual impression.
  • the distance x of the contact connection lines 18 to each other is only between 1 ⁇ and 50 ⁇ , preferably between 5 ⁇ and 30 ⁇ , more preferably between 10 ⁇ and 20 ⁇ . Due to the small spacing x in comparison to the width d, a homogeneous optical impression is created and the contact connection lines 18 do not appear to the human observer. As is shown in FIGS.
  • the patterns can be regular; to prevent diffraction and moire effects, they are preferably not arranged parallel to one another (FIGS. 3 c and 3d) and furthermore have a multiplicity of crossing points. so as to provide a uniform area conductivity as possible.
  • the electrically conductive tracks 40 are in particular a
  • Carrier substrate 30 applied which preferably consists of a flexible
  • Plastic film consists, for example, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polyester (PE) and / or polycarbonate (PC).
  • the flexible plastic film preferably has layer thicknesses of between 15 ⁇ and 300 ⁇ , preferably from 23 to 100 ⁇ .
  • the carrier substrate is transparent.
  • An electrically conductive layer 31 (FIG. 3 e) provides the printed conductors 40 and, in the present case, preferably consists of a metal, for example copper, aluminum, chromium, silver or gold. This metal layer is preferably applied and patterned onto the carrier substrate 30 in a layer thickness of between 20 nm and 100 nm. The application can by means of vapor deposition,
  • Structuring is preferably carried out by means of an etching process (positive or negative etching) or by means of a washing process. Likewise, a method of printing for structuring can be used.
  • Applying and structuring can also be done in one step, for. B. when an application mask is used.
  • an adhesion-promoting layer which improves the adhesion of the electrically conductive layer 31 to the carrier substrate 30.
  • an adhesion-promoting layer is preferably also formed from a transparent material.
  • a dielectric layer 32 is further applied.
  • the dielectric layer 32 is preferably a transparent lacquer, which is applied to the electrically conductive layer 31 in a layer thickness of 1 .mu.m down to 40 .mu.m by means of a printing method.
  • a further electrically conductive layer 33 may be applied to the dielectric layer 32. This can then be used to provide
  • Contact fields or the like are provided. It can be applied by means of printing an electrically conductive printing material, for example carbon black or conductive silver.
  • the said recesses of the dielectric layer 32 can then be filled with the printing material so that at the same time vias are filled.
  • the touch panels 10, 1 1 and 17 compounds are provided in the rectangular touchpad area by the tracks 40, but it should be realized by providing tracks 40 in the same electrically conductive layer 31 outside the rectangular touchpad area that the contact connection lines 18th are also delimited by tracks 40.
  • the contact connection lines 18 are also not resolvable to the human eye.
  • the edges 42 and 43 are presently shown as sharp, angular edges, but may also be rounded. Below the
  • Touchpad device 1 and also the contact connection lines 18, a display 50 is provided: Although the touch panels 10, 1 1 used to operate the mobile phone 100, but a representation may also extend outside of the touchpad area, namely in particular up to below the contact connection lines 18th extending
  • Display field which thus adjoins the side walls 44 and 45 of a housing 46 of the mobile telephone 100.
  • contact connection lines of the type of contact connection lines 18 are not guided laterally along the edge of the touchpad area but through the touchpad area. In this way, a touchpad area can extend over a complete display field, without a screen or the like. should be provided at the edge.
  • FIGS. 5 and 6 substantially corresponds to that according to FIG. 1, that is to say that here again the touch panels 10 of the first class and FIGS
  • Tastfelder 1 1 of the second class provided.
  • a base 19 which runs meandering and from which the fingers 12 protrude.
  • the base 19 (FIG. 6) is divided into two parts, which are separated from each other by a gap 21, and through this gap 21 then runs a
  • the contact connection line 18 ' also runs meander-shaped, only stand from her no finger 12 from.
  • the contact connection lines 18 ' are present, as well as the
  • the transparent effect of the touch panel device is thus not impaired by the fact that the contact connection lines 18 'are guided in the middle by the touch panel surface.
  • Contact connection line 18 'and the touchpad 10 is less than the distance y between the touchpad 10 and the touchpad 1 1 is selected. In this way, spurious signals are kept particularly low, and the smaller, the smaller the ratio of x 'to y.
  • a large distance y ensures that the essential for the touch sensitivity electric field lines extend far into the space above the electrically conductive layer 31, thus allowing the detection of a touching object.
  • the associated field lines whose influence a
  • the distance y between the touch panels 10 and 1 1 is preferably in the range 100 ⁇ and 500 ⁇ , more preferably between 200 ⁇ and 300 ⁇ .
  • the distance x ' is preferably between 1 ⁇ and 50 ⁇ , preferably between 5 ⁇ and 30 ⁇ , more preferably between 10 ⁇ and 20 ⁇ .
  • the width d 'of the contact connection line 18' is
  • a dummy grid 60 is provided, which is spaced from the touchpad 10 and the touchpad 1 1 by the distance x '.
  • Blind grids 60 are formed of the same material as the conductor tracks and have the same pattern as the contact connection line 18 ', the touch panels
  • FIG. 5 is shown by the dashed line, as here a mobile phone 200 could look like: If you look at the entire touchpad area as a rectangle, so are above or in contact fields 23 a first set of touch panels
  • Contact fields 24 a second set of touch panels of the second class galvanically coupled (contacted) with each other, and these contact fields 23, 24th go directly into the respective contact connection lines 18 'on.
  • the contact fields 23 and 24 (which can also be referred to as external fields or elements) are now covered by a panel, the entire
  • the touchpad area is visible and delimited by the contour of the mobile telephone 200, wherein the side edge 42 'of the mobile telephone 200 is provided by the left side 15a of the rectangle, the right edge 15b of the rectangle simultaneously provides the side edge 43' of the mobile telephone.
  • the invention in both aspects is not limited to the use of touch probes with a meandering base and fingers projecting therefrom and engaging in the fingers of other touch panels. This applies to both aspects of the invention.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the second aspect of the invention.
  • first-class touch panels 70 are provided, which are formed by a series of overlapping rectangles (see the overlapping areas indicated by dashed lines).
  • the touch keys of the second class 71 have geometric shapes that include a right-angled isosceles triangle, see the dash-dot line. These right-angled isosceles triangles grab exactly between the squares of their corresponding ones
  • Touch field device 70 of the first class is Touch field device 70 of the first class.
  • Contact connection line 73 runs.
  • the gap 72 is rectilinear, and thus the contact connection line 73 is also rectilinear.
  • the contact connection line 73 it is shown in the upper part of FIG. 7 that two touch panels 71 of the second class are galvanically coupled (contacted) to one another via contact elements 74, and from the contact elements 74, the contact connection line 73 now extends to the opposite side.
  • the contact elements 74, 75 (which may also be referred to as outer elements), it does not matter here. It is essential that here too the contact connection lines 73, just like the touch panels 70 and 71, are provided by electrically conductive tracks 40 in a pattern, as explained above with reference to FIGS. 3a to 3e.

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Abstract

Die Erfindung stellt das Konzept vor, dass eine Tastfeldeinrichtung sich, ohne von einer Blende abgedeckt werden zu müssen, bis zu einer Gehäuserandkante (42, 42', 43') einer Bedienvorrichtung (100, 200) erstreckt. In zwei möglichen Fällen werden nicht nur Tastfelder und Verbindungen zwischen den Tastfeldern im Tastfeldbereich durch Muster aus leitfähigen Bahnen gebildet, die durch das menschliche Auge nicht auflösbar sind, sondern auch Kontaktverbindungsleitungen (18, 18', 73), die Kontaktelemente (16, 16', 23, 24, 74, 75) an zwei Seiten des Tastfeldbereichs miteinander verbinden.

Description

Bedienvorrichtung mit Anzeigeeinrichtung und Tastfeldeinrichtung, sowie Mehrschichtkörper zur Bereitstellung einer Tastfeldfunktionalität
Die Erfindung betrifft eine Bedienvorrichtung mit einer Anzeigeeinrichtung, welche ein Anzeigefeld bereitstellt, und mit einer auf dem Anzeigefeld angeordneten Tastfeldeinrichtung, die Tastfelder umfasst. Den Tastfeldern der Tastfeldeinrichtung entsprechen darunter gelegene Bereiche auf dem
Anzeigefeld. In an sich bekannter Weise kann durch Berühren eines Tastfeldes eine Eingabe bezüglich einer auf dem darunter liegenden Bereich des
Anzeigefelds bereitgestellten Darstellung bzw. in der Darstellung enthalten Information vorgenommen werden.
Die Erfindung betrifft auch einen Mehrschichtkörper zur Bereitstellung einer Tastfeldfunktionalität. Ziel bei Tastfeldeinrichtungen ist es, dass diese möglichst transparent sind, damit die darunter bereitgestellte Darstellung auf dem
Anzeigefeld möglichst gut sichtbar ist. Der Mehrschichtkörper weist zu diesem Zweck einen Träger auf, auf dem in einer Schicht Leiterbahnen (also elektrisch leitfähige Bahnen) angeordnet sind, die eine Breite aus dem Bereich von 1 μιτι bis 40 μιτι, bevorzugt aus dem Bereich von 5 μιτι bis 25 μιτι aufweisen. Die Leiterbahnen sind in Mustern derart angeordnet, dass durch diese Muster Tastfelder und Verbindungen abgegrenzt sind. Von diesen Tastfeldern dienen Tastfelder einer ersten Klasse als auskoppelnde, z. B. ein elektromagnetisches Feld abstrahlende Tastfelder. Die Tastfelder einer zweiten Klasse sind von den Tastfeldern der ersten Klasse galvanisch getrennt und dienen als einkoppelnde, im Beispielsfall das elektromagnetische Feld empfangende Tastfelder. Für beide Klassen ist jeweils eine Mehrzahl von Tastfeldern der jeweiligen Klasse über Verbindungen (also Leiterbahnen) galvanisch gekoppelt. Diese
Verbindungen führen zumindest teilweise zu Kontaktelementen außerhalb eines Flächenbereichs, der von den Tastfeldern eingenommen wird, an einer ersten Randseite desselben. Nun kann es sein, dass die Tastfelder auch galvanisch mit einem Kontaktelement an einer zweiten, insbesondere der ersten Randseite entgegengesetzten Randseite gekoppelt werden müssen (etwa wenn ein anderer Teil der Verbindungen zu dieser zweiten Randseite führt). Damit nicht übermäßig viele Verbindungen den Flächenbereich durchlaufen, werden die Verbindungen (z. B. in einer Hälfte des Tastfeldbereiches) auf die Randseite mit den Kontaktelementen geführt, dann wird aber zumindest ein Teil der
Kontaktelemente mit Kontaktelementen an der zweiten, insbesondere der ersten Randseite entgegengesetzten Randseite über
Kontaktverbindungsleitungen gekoppelt. Solche Kontaktverbindungsleitungen führt man bisher außerhalb des Flächenbereichs mit den Tastfeldern.
Beispielsweise ist der Flächenbereich rechteckig, und die erste und die zweite Randseite sind die kürzere Seite des Rechtecks, und dann führen die
Kontaktverbindungsleitungen entlang der dritten und vierten Randseite, an den jeweils längeren Randseiten. Nun besteht ein Problem, dass solche Kontaktverbindungsleitungen nicht transparent sind. Damit diese nicht sichtbar sind, werden sie von oben abgedeckt, es wird also auf die Tastfeldeinrichtung dort, wo die
Kontaktverbindungsleitungen verlaufen, eine Sichtblende vorgesehen.
Eine solche Sichtblende wird auch dann vorgesehen, wenn statt des genannten Mehrschichtkörpers eine andere Art von Tastfeldeinrichtungen verwendet wird, denn bei allen bekannten Arten von Tastfeldeinrichtungen verlaufen
Kontaktverbindungsleitungen längs zweier Seiten der Tastfeldeinrichtung.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Weg aufzuzeigen, wie eine
Bedienvorrichtung mit Anzeigeeinrichtung und Tastfeldeinrichtung verbessert werden kann. Die Aufgabe wird in einem Aspekt durch eine Bedienvorrichtung mit den
Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und in einem anderen Aspekt durch einen Mehrschichtkörper mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 13 gelöst.
Die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung umfasst somit eine
Anzeigeeinrichtung, die ein Anzeigefeld bereitstellt, und eine auf dem
Anzeigefeld angeordnete Tastfeldeinrichtung, welche Tastfelder umfasst, wobei den Tastfeldern der Tastfeldeinrichtung darunter gelegene Bereiche auf dem Anzeigefeld entsprechen, und ferner umfasst die Bedienvorrichtung ein
Gehäuse, das zumindest eine Randkante aufweist, wobei das Anzeigefeld an einer jeweiligen Randseite desselben nur durch die Randkante begrenzt wird.
Bei der Erfindung nimmt daher das Anzeigefeld der Anzeigeeinrichtung einen Platz ein, der bis zur Kante führt, sodass das Anzeigefeld im Bereich der Kante nicht durch eine Blende abgedeckt ist. Die Bedienvorrichtung ist daher ästhetisch ansprechend und besonders leicht zu bedienen.
Wie auch bei dem Mehrschichtkörper vorgesehen, soll die Tastfeldeinrichtung insgesamt transparent sein, insbesondere einen Transparenzgrad von mindestens 50 %, bevorzugt von mindestens 80 %, besonders bevorzugt von mindestens 90 % und ganz besonders von mindestens 95 % aufweisen. Dies wird bei der Erfindung dadurch ermöglicht, dass die Leiterbahnen eingesetzt werden, die eine Breite aus dem Bereich von 1 μιτι bis 40 μιτι, bevorzugt von 5 μιτι bis 25 μιτι aufweisen, und diese Leiterbahnen die Tastfelder und die zumindest eine Kontaktverbindungsleitung in einem Muster bereitstellen, sodass die Tastfelder mit dem bloßen Auge nicht erkennbar sind. Die
Leiterbahnen verringern lediglich den Transparenzgrad etwas, da sie aber mindestens die Hälfte der Fläche einnehmen, bevorzugt einen deutlich geringeren Anteil, ist der Transparenzgrad durch die Flächenbelegung mit Leiterbahnen bestimmt, und entspricht dem Anteil der nicht von den
Leiterbahnen eingenommenen Fläche an der Gesamtfläche.
Bevorzugt sind auch hier die Leiterbahnen aller Tastfelder in einer einzigen Schicht eines Mehrschichtkörpers der Tastfeldeinrichtung bereitgestellt. Durch diese Technologie ist die Tastfeldeinrichtung besonders kompakt baubar.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Bedienvorrichtung ist die
Tastfeldeinrichtung, die dem Anzeigefeld an der jeweiligen Randseite entspricht, die an die Randkante angrenzt, transparent mit einem
Transparenzgrad von mindestens 50 %, bevorzugt von mindestens 80 %, besonders bevorzugt von mindestens 90 % und ganz besonders bevorzugt von mindestens 95%. Bei zwei hierzu möglichen Alternativen kann insbesondere an die Technologie der sehr schmalen, für das Auge nicht auflösbaren
Leiterbahnen angeknüpft werden.
Bei der ersten Alternative, welche die Erfindung ermöglicht, umfasst das Anzeigefeld an zumindest einer Randseite einen Bereich für eine Darstellung, auf dem ein Randbereich der Tastfeldeinrichtung angeordnet ist, der tastfeldfrei ist und transparent ist, insbesondere einen Transparenzgrad von mindestens 50%, bevorzugt von mindestens 80 %, besonders bevorzugt von mindestens 90% und ganz besonders bevorzugt von mindestens 95 % aufweist. Bei dieser Alternative lässt sich auf dem Anzeigefeld auch an der zumindest einen
Randseite eine Darstellung bereitstellen, nur mit der Einschränkung, dass dieser Darstellung kein Tastfeld zugeordnet werden kann, sodass durch die Darstellung keine Auswahlmöglichkeit zur Bereitstellung einer Eingabe vorgesehen werden kann. Insbesondere an linken und rechten Rändern einer Darstellung sind aber solche Eigenschaften gar nicht erforderlich. Dagegen ist eine besonders großflächige Darstellung auf dem Anzeigefeld und damit eine besonders gute Erkennbarkeit und somit Bedienbarkeit durch eine
Bedienperson ermöglicht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der ersten Alternative nehmen die Tastfelder gemeinsam eine Tastfeldfläche ein, die durch eine Konturkurve abgegrenzt ist, und der Randbereich erstreckt sich an zumindest einer Stelle bis zu einem Abstand von mindestens 0,1 mm, bevorzugt mindestens 0,3 mm, besonders bevorzugt mindestens 0,5 mm von der Konturkurve. In diesem Randbereich ist dann ausreichend Platz für Kontaktverbindungsleitungen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Tastfeldfläche die Form eines Rechtecks aufweist und der Randbereich einen Streifen längs einer Seite des Rechtecks einnimmt, bevorzugt längs einer längeren Seite des Rechtecks (bei einem von einem Quadrat verschiedenen Rechteck).
Eine solche Kontaktverbindungsleitung (zumindest eine) ist in dem Randbereich der Tastfeldeinrichtung demnach auch bevorzugt geführt. Wie schon
ausgeführt, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass diese zumindest eine Kontaktverbindungsleitung durch eine Mehrzahl von Leiterbahnen in einem Muster bereitgestellt ist, die eine Breite aus dem Bereich von 1 μιτι bis 40 μιτι, bevorzugt aus dem Bereich von 5 μιτι bis 25 μιτι aufweisen.
Die zweite Alternative, die es ermöglicht, dass das Anzeigefeld bis zur
Randkante des Gehäuses der Bedienvorrichtung verläuft, beinhaltet, dass die Tastfeldeinrichtung tatsächlich bis zu dieser Randkante verläuft, indem einfach zumindest eine Kontaktverbindungsleitung, die von einem ersten Randbereich der Tastfeldeinrichtung zu einem zweiten Randbereich der Tastfeldeinrichtung verläuft, zwischen Tastfeldern hindurch oder (galvanisch von diesem getrennt) durch zumindest ein Tastfeld hindurch verläuft, sodass zumindest ein dritter Randbereich der Tastfeldeinrichtung frei von Kontaktverbindungsleitungen ist, insbesondere bei einem Rechteck bevorzugt auch ein vierter Randbereich der Tastfeldeinrichtung frei von Kontaktverbindungsleitungen ist.
Wenn der Rand frei von Kontaktverbindungsleitungen ist, kann naturgemäß die Tastfeldeinrichtung Tastfelder bis hin zum Rand aufweisen. Auch hier ist dann keine Sichtblende notwenig, um Kontaktverbindungsleitungen am Rand (am dritten und vierten Randbereich) abzudecken.
Damit die Kontaktverbindungsleitungen nicht sichtbar sind, ist, wie oben ausgeführt, gemäß der Erfindugn ja vorgesehen, dass diese ebenfalls durch Leiterbahnen (in einem Muster) bereitgestellt sind, die eine Breite aus dem Bereich von 1 μιτι bis 40 μιτι und bevorzugt von 5 μιτι bis 25 μιτι aufweisen.
Bei beiden Alternativen sind die Tastfelder bevorzugt zwei Gruppen
zuordenbar, wobei die Tastfelder der ersten Gruppe als auskoppelnde, insbesondere ein elektromagnetisches Feld abstrahlende Tastfelder dienen und die Tastfelder der zweiten Gruppe als einkoppelnde, insbesondere ein elektromagnetisches Feld empfangende Tastfelder dienen und die Tastfelder der ersten Gruppe galvanisch von den Tastfelder der zweiten Gruppe getrennt sind, wobei eine Mehrzahl von Tastfeldern der ersten Gruppe galvanisch gekoppelt ist und eine Mehrzahl von Tastfeldern der zweiten Gruppe galvanisch gekoppelt ist. Bevorzugt erfolgt die Erfassung des Tastens also kapazitiv.
Hier werden zwei bevorzugte Varianten für die Ausgestaltung der Tastfelder vorgestellt.
Bei einer ersten Variante umfassen die Tastfelder kammartige Formen, wobei Finger an den Tastfeldern der ersten Gruppe und Finger an den Tastfeldern der zweiten Gruppe ineinander greifen, wobei die Tastfelder einer der Gruppen eine mäanderförmige Basis aufweisen, von der abwechselnd (gruppenweise) Finger in die eine und in die andere Richtung wegstehen.
Bei dieser ersten Variante lässt sich die zweite Ausführungsform der Erfindung dadurch verwirklichen, dass die mäanderförmige Basis durch einen Spalt in zwei Teile getrennt ist, wobei durch den Spalt eine Kontaktverbindungsleitung verläuft. Bei der zweiten Variante zur Ausgestaltung der Tastfelder haben die Tastfelder einer ersten Gruppe die Form von an einer Ecke überlappenden Vierecken und die Tastfelder einer zweiten Gruppe eine Dreiecksform mit einem rechten Winkel, die zwischen die Vierecke eingreift.
Bei dieser zweiten Variante sind zur Realisierung der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung die überlappenden Vierecke durch einen Spalt in zwei Teile getrennt, wobei durch den Spalt eine
Kontaktverbindungsleitung verläuft.
Der erfindungsgemäße Mehrschichtköper weist einen Träger auf, auf dem in einer ersten Schicht Leiterbahnen angeordnet sind, welche eine Breite aus dem Bereich von 1 μιτι bis 40 μιτι und bevorzugt von 5 μιτι bis 25 μιτι aufweisen, wobei die Leiterbahnen in Mustern derart angeordnet sind, dass durch die Muster Tastfelder und Verbindungen abgegrenzt sind, von denen Tastfelder einer ersten Klasse als auskoppelnde, insbesondere ein elektromagnetisches Feld abstrahlende Tastfelder dienen und von denen Tastfelder einer zweiten Klasse von den Tastfeldern der ersten Klasse galvanisch getrennt sind und als einkoppelnde, insbesondere ein elektromagnetisches Feld empfangende Tastfelder dienen, und wobei ferner für beide Klassen eine Mehrzahl von
Tastfeldern der jeweiligen Klasse über Verbindungen galvanisch gekoppelt ist. Die Verbindungen führen zu zumindest einem Kontaktelement außerhalb eines Flächenbereichs mit den Tastfeldern an einer ersten Randseite, und zumindest ein Teil der Kontaktelemente (also zumindest ein Kontaktelement) ist mit einem jeweiligen Kontaktelement an einer zweiten, insbesondere der ersten Randseite entgegengesetzten Randseite über Kontaktverbindungsleitungen gekoppelt. Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, dass die
Kontaktverbindungsleitungen ebenfalls durch Leiterbahnen in einem Muster bereitgestellt sind, die eine Breite aus dem Bereich von 1 μιτι bis 40 μιτι, bevorzugt von 5 μιτι bis 25 μιτι aufweisen.
Die Kontaktverbindungsleitungen werden somit für das menschliche Auge nicht auflösbar, sodass nirgendwo eine Abschirmung durch eine Sichtblende erforderlich ist.
Dies gilt insbesondere auch dann, wenn zumindest ein Teil der
Kontaktverbindungsleitungen entlang einer dritten Randseite außerhalb des Flächenbereichs mit den Tastfeldern geführt ist; in diesem Fall kann gemäß der bevorzugten Alternative für die Bedienvorrichtung nach Anspruch 1 auf einem unterhalb des Mehrschichtkörpers angeordneten Anzeigefeld eine Darstellung gegeben sein, die unabhängig von der Tastfeldfunktionalität des
Mehrschichtkörpers ist.
Die entlang einer dritten Randseite geführten Kontaktverbindungsleitungen haben bevorzugt eine Breite aus dem Bereich von zwischen 150 μιτι und 400 μιτι und einen Abstand zueinander aus dem Bereich von zwischen 1 μιτι und 50 μιτι, weiter bevorzugt von zwischen 5 μιτι und 30 μιτι, besonders bevorzugt von zwischen 10 μιτι und 20 μιτι.
Alternativ oder zusätzlich zu dieser Ausführungsform, bei der
Kontaktverbindungsleitungen entlang einer dritten Randseite geführt sind, kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der Kontaktverbindungsleitungen den Flächenbereich mit den Tastfeldern durchläuft.
Dies kann insbesondere dadurch realisiert werden, dass zumindest ein Tastfeld in zwei Teile geteilt ist, die durch einen Spalt getrennt sind, und dass der Spalt von Leiterbahnen durchlaufen ist, die die Kontaktverbindungsleitungen bereitstellen.
Insbesondere, wenn ein erster Abstand zwischen der den Spalt durchlaufenden Kontaktverbindungsleitung zu einem der beiden Teile des Tastfeldes bzw. am besten zu beiden Teilen des Tastfeldes kleiner ist als ein zweiter Abstand, der zwischen Tastfeldern der erste Klasse und Tastfeldern der zweiten Klasse gegeben ist, werden Störsignale besonders gering gehalten. Ein großer zweiter Abstand gewährleistet, dass sich die für die Berührempfindlichkeit wesentlichen elektrischen Feldlinien weit in den Raum oberhalb der Tastfelder erstrecken und so die Erfassung eines berührenden Objekts erlauben. Dagegen sind bei einem kleinen ersten Abstand die zugehörigen Feldlinien, deren Beeinflussung ein Störsignal liefern würde, nur sehr wenig in den Raum aufgreifend, so dass sie durch ein berührendes Objekt nicht oder nur sehr geringfügig beeinflusst werden. Der erste Abstand liegt bevorzugt zwischen 1 μιτι und 40 μιτι, weiter bevorzugt zwischen 5 μιτι und 30 μιτι, besonders bevorzugt zwischen 10 μιτι und 20 μιτι. Der zweite Abstand liegt bevorzugt zwischen 100 μιτι und 500 μιτι, weiter bevorzugt zwischen 200 μιτι und 300 μιτι. Auch hier beträgt die Breite der Kontaktverbindungsleitungen vorzugsweise zwischen 100 μιτι und 1 mm, weiter bevorzugt zwischen 150 μιτι und 400 μιτι.
In einer ersten Variante umfassen die Tastfelder hier wiederum kammartige Formen, wobei Finger an den Tastfeldern der ersten Gruppe und Finger an den Tastfeldern der zweiten Gruppe ineinandergreifen, und wobei die Tastfelder einer Gruppe eine mäanderförmige Basis aufweisen, von der abwechselnd
(gruppenweise) Finger in die eine und in die andere Richtung wegstehen, wobei es dann eben die mäanderförmige Basis ist, die durch einen Spalt in zwei Teile getrennt ist, durch den die Kontaktverbindungsleitung verläuft bzw. die diese bereitstellenden Leiterbahnen verlaufen.
Bei einer zweiten Variante haben die Tastfelder einer ersten Gruppe die Form von an einer Ecke überlappenden Vierecken und die Tastfelder einer zweiten Gruppe eine Dreiecksform mit einem rechten Winkel, wobei die Ecke mit dem rechten Winkel zwischen die Vierecke eingreift, und wobei es dann die einander überlappenden Vierecke sind, die durch einen Spalt in zwei Teil getrennt sind (wodurch einander überlappende Dreiecke gebildet werden), und wobei dann eben durch diesen Spalt die Kontaktverbindungsleitung verläuft bzw. die die Kontaktverbindungsleitung bereitstellenden Leiterbahnen verlaufen.
Bei dem erfindungsgemäßen Mehrschichtkörper in allen Varianten haben die Leiterbahnen bevorzugt eine Dicke von zwischen 3 nm und 5 μιτι, besonders bevorzugt von zwischen 40 nm und 1 μιτι.
Das Material für die Leiterbahnen kann Silber, Kupfer, Gold, Aluminium, Chrom, eine Mischung oder Legierung aus zumindest zweien der vorgenannten
Materialien sein, eine leitfähige Paste, oder das Material kann einen sonstig leitfähigen Stoff umfassen, beispielsweise eine organische Verbindung mit bewegungsfähigen Ladungsträgern wie Polyanilin, Polythiophen und anderen.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben, in der
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Mehrschichtköper gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung zeigt, Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus der in Fig. 1 gezeigten linken oberen Ecke des Mehrschichtköpers aus Fig. 1 zeigt,
Fig. 3a bis 3d verschiedene mögliche Musterstrukturen für Leiterbahnen zeigen,
Fig. 3e einen Schichtenaufbau zeigt, durch den Leiterbahnen gemäß
Fig. 3a bis 3d bereitstellbar sind, Fig. 4 ein Mobilfunktelefon als Bedienvorrichtung zeigt, in dem der
Mehrschichtkörper aus Fig. 1 eingesetzt ist,
Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Mehrschichtköper gemäß einer ersten Variante eines zweiten Aspekts der Erfindung zeigt,
Fig. 6 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Mehrschichtkörper aus Fig. 5 zeigt und
Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Mehrschichtkörper gemäß einer zweiten Variante des zweiten Aspekts der Erfindung zeigt.
Eine Tastfeldeinrichtung soll in einem Beispielfall in einem Mobilfunktelefon eingesetzt werden, zusammen mit einer Anzeigeeinrichtung. Hierbei wird die Tastfeldeinrichtung oberhalb eines Anzeigefelds einer Anzeigeeinrichtung vorgesehen.
Die Tastfeldeinrichtung wird vorliegend durch einen Mehrschichtkörper bereitgestellt, der in Draufsicht in Fig. 1 gezeigt ist. Wie insbesondere in der Vergrößerung gemäß Fig. 2 zu sehen, umfasst die Tastfeldeinrichtung 1 eine Mehrzahl von Tastfeldern 10 einer ersten Klasse und 1 1 einer zweiten Klasse. Die Tastfelder 10 sind durch eine im Wesentlichen mäanderförmige Basis bereitgestellt, von der Finger 12 wegstehen, die in entsprechende Finger 13 der Tastfelder 1 1 der zweiten Klasse eingreifen. Die Tastfelder 1 1 senden elektromagnetische Strahlung aus oder koppeln ein elektrisches Feld kapazitiv aus, und die Tastfelder 10 empfangen die
elektromagnetische Strahlung bzw. koppeln das elektrische Feld ein. Hierfür sind die Tastfelder 10 der ersten Klasse von den Tastfeldern 1 1 der zweiten Klasse galvanisch getrennt.
Die Tastfelder 10, 1 1 nehmen insgesamt eine Tastfeldfläche ein, die vorliegend rechteckig ist, siehe in Fig. 2 die obere Seite 14 des Rechtecks und die linke Seite 15 des Rechtecks.
Tastfelder einer Klasse sind galvanisch miteinander gekoppelt, wofür in einem Bereich 16 Kontaktelemente (oder auch Außenelemente) bereitgestellt sind, deren genaue Ausführung vorliegend nicht von Interesse ist. Vorliegend genügt es zu wissen, dass die Tastfelder 10 galvanisch miteinander gekoppelt sind, indem sie einzeln oder gruppenweise an ein gemeinsames Kontaktelement angeschlossen sind, das somit diese Tastfelder kontaktiert.
Da die Tastfelder 10, 1 1 den rechteckigen Tastfeldbereich möglichst dicht ausfüllen sollen, werden Verbindungsleitungen 17 aus der oberen Hälfte gemäß dem Pfeil P1 nach oben zu den Kontaktelementen im Bereich 16 geführt und aus der unteren Hälfte gemäß dem Pfeil P2 nach unten geführt, zu
entsprechenden Kontaktelementen im Bereich 16'. Nun sollen die Kontaktelemente aus dem Bereich 16 jeweils mit einem
Kontaktelement aus dem Bereich 16' galvanisch gekoppelt werden. Dies erfolgt über Kontaktverbindungsleitungen 18 jenseits des rechteckigen
Tastfeldbereichs, d. h. an einer Randseite der Tastfeldeinrichtung 1 . Wie in Fig. 2 gut zu erkennen, sind vorliegend drei solcher Kontaktverbindungsleitungen 18 vorgesehen, die parallel zur längeren Seite 15 des Rechtecks verlaufen.
Idealerweise ist eine Tastfeldeinrichtung für einen Betrachter nicht zu sehen. Aus diesem Grunde werden vorliegend die Tastfelder durch Leiterbahnen 40 abgegrenzt, die mikroskopisch klein sind, sodass sie einzeln mit dem
menschlichen Auge nicht aufgelöst werden können. Die Leiterbahnen 40 haben insbesondere eine Dicke aus dem Bereich von 1 μιτι bis 40μηη, bevorzugt aus dem Bereich von 5 μιτι bis 25 μιτι. Die Breite d der Kontaktverbindungsleitungen 18 beträgt vorzugsweise zwischen 100 μιτι und 1 mm, besonders bevorzugt zwischen 150 μιτι und 400 μιτι. Dann ergibt sich ein besonders homogener optischer Eindruck. Der Abstand x der Kontaktverbindungsleitungen 18 zueinander beträgt lediglich zwischen 1 μιτι und 50 μιτι, bevorzugt zwischen 5μηη und 30 μιτι, besonders bevorzugt zwischen 10 μιτι und 20 μιτι. Durch die geringe Beabstandung x im Vergleich zur Breite d ist ein homogener optischer Eindruck geschaffen und die Kontaktverbindungsleitungen 18 treten für den menschlichen Betrachter nicht in Erscheinung. Die Muster können, wie in Fig. 3a und Fig. 3b gezeigt, regelmäßig sein, zur Unterbindung von Beugungs- und Moire-Effekten sind sie möglichst nicht parallel zueinander angeordnet (Fig. 3c und 3d) und weisen weitere eine Vielzahl von Kreuzungspunkten auf, um so möglichst eine gleichmäßige Flächenleitfähigkeit bereitzustellen. Die elektrisch leitfähigen Bahnen 40 werden insbesondere auf ein
Trägersubstrat 30 aufgebracht, das vorzugsweise aus einer flexiblen
Kunststofffolie besteht, beispielsweise aus Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyester (PE) und/ oder Polykarbonat (PC). Die flexible Kunststofffolie weist vorzugsweise Schichtdicken von zwischen 15 μηη und 300 μηη auf, bevorzugt von zwischen 23 und 100 μηη. Das Trägersubstrat ist transparent ausgebildet.
Eine elektrisch leitfähige Schicht 31 (Fig. 3e) stellt die Leiterbahnen 40 bereit und besteht vorliegend vorzugsweise aus einem Metall, beispielsweise Kupfer, Aluminium, Chrom, Silber oder Gold. Diese Metallschicht ist bevorzugt in einer Schichtdicke von zwischen 20 nm und 100 nm auf das Trägersubstrat 30 aufgebracht und strukturiert. Das Aufbringen kann mittels Aufdampfens,
Aufsputterns und eines sonstigen Aufbringungsverfahrens erfolgen. Die
Strukturierung erfolgt hierbei bevorzugt mittels eines Ätz-Verfahrens (Positivoder Negativ-Ätzen) oder mittels eines Waschverfahrens. Genauso kann auch ein Verfahren des Druckens zum Strukturieren eingesetzt werden. Das
Aufbringen und Strukturieren kann auch in einem Schritt erfolgen, z. B. wenn eine Aufbringungsmaske eingesetzt wird.
Zwischen dem Trägersubstrat 30 und der elektrisch leitfähigen Schicht 31 kann auch eine Haftvermittlungsschicht angeordnet sein, welche das Anhaften der elektrisch leitfähigen Schicht 31 an dem Trägersubstrat 30 verbessert. Eine derartige Haftvermittlungsschicht ist vorzugsweise ebenfalls aus einem transparenten Material ausgebildet.
Auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht 31 wird ferner eine dielektrische Schicht 32 aufgebracht. Bei der dielektrischen Schicht 32 handelt es sich vorzugsweise um einen transparenten Lack, der mittels eines Druckverfahrens in einer Schichtdicke von 1 μηη bis 40μηη auf die elektrisch leitfähige Schicht 31 aufgebracht wird. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn bereits beim Aufbringen der dielektrischen Schicht 32 bereichsweise kein Material aufgebracht wird, damit später in der Fig. 3e nicht gezeigte Vias vorgesehen werden können. Optional kann auf die dielektrische Schicht 32 noch eine weitere elektrisch leitfähige Schicht 33 aufgebracht werden. Diese kann dann zur Bereitstellung von
Kontaktfeldern o. ä. vorgesehen werden. Sie kann mittels Druckens eines elektrisch leitfähigen Druckstoffes beispielsweise Carbon-Black oder Leitsilber aufgebracht werden. Die genannten Ausnehmungen der dielektrischen Schicht 32 können dann mit dem Druckstoff befüllt werden, damit gleichzeitig Vias befüllt werden.
Nun sollen vorliegend nicht nur die Tastfelder 10, 1 1 und Verbindungen 17 im rechteckigen Tastfeldbereich durch die Leiterbahnen 40 bereitgestellt sein, sondern es soll durch Bereitstellen von Leiterbahnen 40 in derselben elektrisch leitfähigen Schicht 31 auch außerhalb des rechteckigen Tastfeldbereichs verwirklicht sein, dass die Kontaktverbindungsleitungen 18 ebenfalls durch Leiterbahnen 40 abgegrenzt sind.
Somit sind die Kontaktverbindungsleitungen 18 für das menschliche Auge ebenfalls nicht auflösbar. Damit wird es aber möglich, die in Figur 4 gezeigte Maßnahme zu verwirklichen: In einem Mobilfunktelefon 100 sind zwar die Kontaktelemente der Bereiche 16 und 16' durch eine Abdeckung 41 verdeckt, weil diese nicht transparent sind, nicht aber sind die Kontaktverbindungsleitungen 18 verdeckt. Vielmehr erstreckt sich die Tastfeldeinrichtung 1 über die gesamte Breite des Mobilfunktelefons 100 und damit bis zu der linken vorderen Kante 42 bzw. bis zu der rechten vorderen Kante 43. Die Kanten 42 und 43 sind vorliegend als scharfe eckige Kanten dargestellt, können aber auch abgerundet sein. Unterhalb der
Tastfeldeinrichtung 1 und auch der Kontaktverbindungsleitungen 18 wird eine Anzeige 50 bereitgestellt: Zur Bedienung des Mobilfunktelefons 100 werden zwar die Tastfelder 10, 1 1 eingesetzt, aber eine Darstellung kann sich auch noch außerhalb des Tastfeldbereichs erstrecken, nämlich insbesondere durch ein sich bis unter die Kontaktverbindungsleitungen 18 erstreckendes
Anzeigefeld, das somit an die Seitenwände 44 und 45 eines Gehäuses 46 des Mobilfunktelefons 100 angrenzt.
Die Darstellung unterhalb der Kontaktverbindungsleitungen 18 kann zwar nicht mit einer Eingabe einhergehen, gerade aber in diesem Randbereich ist es nicht unbedingt notwendig, dass hier entsprechende Darstellungen gegeben werden, die einen Eingabebefehl ermöglichen.
Bei einem zweiten Aspekt der Erfindung werden Kontaktverbindungsleitungen nach Art der Kontaktverbindungsleitungen 18 nicht seitlich entlang des Randes des Tastfeldbereichs geführt, sondern durch den Tastfeldbereich. Auf diese Weise kann sich ein Tastfeldbereich über ein vollständiges Anzeigefeld erstrecken, ohne dass eine Sichtblende o. Ä. am Rand vorgesehen werden müsste.
Die Variante gemäß Figur 5 und 6 entspricht im Wesentlichen der gemäß Figur 1 , es sind also hier wieder die Tastfelder 10 der ersten Klasse und die
Tastfelder 1 1 der zweiten Klasse vorgesehen. Wie in Figur 6 im Einzelnen zu erkennen, gibt es eine Basis 19, die mäandernd verläuft und von der die Finger 12 wegstehen. Vorliegend ist die Basis 19 (Fig. 6) in zwei Teile geteilt, die durch einen Spalt 21 voneinander getrennt sind, und durch diesen Spalt 21 läuft dann eine
Kontaktverbindungsleitung 18'. Die Kontaktverbindungsleitung 18' läuft somit ebenfalls mäanderförmig, nur stehen von ihr keine Finger 12 ab.
Die Kontaktverbindungsleitungen 18' sind vorliegend, genauso wie die
Tastfelder 10 und 1 1 , durch Leiterbahnen 40 nach Art der oben unter Bezug auf die Figuren 3a bis 3e erläuterten Leiterbahnen bereitgestellt. Die transparente Wirkung der Tastfeldeinrichtung wird also nicht dadurch beeinträchtigt, dass die Kontaktverbindungsleitungen 18' mitten durch die Tastfeldfläche geführt sind.
Es ist eine Erkenntnis der Erfinder der anhand der Figur 5 und 6 erkennbaren Tastfeldeinrichtung, dass die Kontaktverbindungsleitungen 18' für eine nur unwesentliche Störeinkopplung sorgen, so dass sie mitten durch die Tastfelder 10 hindurch verlaufen können.
Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Abstand x' zwischen der
Kontaktverbindungsleitung 18' und dem Tastfeld 10 geringer als der Abstand y zwischen dem Tastfeld 10 und dem Tastfeld 1 1 gewählt ist. Auf diese Art werden Störsignale besonders gering gehalten, und zwar umso geringer, je kleiner das Verhältnis von x' zu y ist. Ein großer Abstand y gewährleistet, dass sich die für die Berührempfindlichkeit wesentlichen elektrischen Feldlinien weit in den Raum oberhalb der elektrisch leitfähigen Schicht 31 erstrecken und so die Erfassung eines berührenden Objekts erlauben. Dagegen sind bei einem kleinen Abstand x' die zugehörigen Feldlinien, deren Beeinflussung ein
Störsignal liefern würde, nur sehr wenig in den Raum ausgreifend, so dass sie durch ein berührendes Objekt nicht oder nur sehr geringfügig beeinflusst werden. Der Abstand y zwischen den Tastfeldern 10 und 1 1 liegt vorzugsweise im Bereich 100 μηη und 500 μητι, besonders bevorzugt zwischen 200 μηη und 300 μηη. Dagegen liegt der Abstand x' vorzugsweise zwischen 1 μηη und 50μηη, bevorzugt zwischen 5 μηη und 30 μητι, besonders bevorzugt zwischen 10 μηη und 20 μηη. Die Breite d' der Kontaktverbindungsleitung 18' beträgt
vorzugsweise zwischen 100 μηη und 1 mm, besonders bevorzugt zwischen 150μηη und 400 μιτι. Selbiges gilt auch für die Abstände x' und y zwischen einer Kontaktverbindungsleitung 73 und einem Tastfeld 70 bzw. zwischen dem Tastfeld 70 und einem Tastfeld 71 der Figur 7.
Um für einen Betrachter einen möglichst homogenen optischen Eindruck zu schaffen und die Nicht-Sichtbarkeit der aus den Leiterbahnen aufgebauten funktionalen Flächen zu gewährleisten, ist zudem zwischen den Tastfeldern 10 und 1 1 an jenen Stellen, an denen sie sich mit dem Abstand y einander gegenüberstehen, ein Blindgitter 60 vorgesehen, welches jeweils von dem Tastfeld 10 und dem Tastfeld 1 1 um die Distanz x' beabstandet ist. Die
Blindgitter 60 sind aus demselben Material wie die Leiterbahnen gebildet und weisen dasselbe Muster wie die Kontaktverbindungsleitung 18', die Tastfelder
10 und 1 1 sowie deren Zuleitungen auf, übernehmen jedoch nicht die Funktion einer elektrischen Leitung, sondern dienen der Nicht-Erkennbarkeit bzw. NichtUnterscheidbarkeit der einzelnen Flächenbereiche.
In Figur 5 ist durch die strichlierte Linie gezeigt, wie hier ein Mobilfunktelefon 200 aussehen könnte: Sieht man die gesamte Tastfeldfläche als Rechteck an, so werden oben in bzw. durch Kontaktfelder 23 ein erster Satz von Tastfeldern
1 1 der zweiten Klasse miteinander galvanisch gekoppelt (kontaktiert), in
Kontaktfeldern 24 ein zweiter Satz von Tastfeldern der zweiten Klasse miteinander galvanisch gekoppelt (kontaktiert), und diese Kontaktfelder 23, 24 gehen unmittelbar in die jeweiligen Kontaktverbindungsleitungen 18' über. Die Kontaktfelder 23 und 24 (die man auch als Außenfelder oder -elemente bezeichnen kann) sind nun von einer Blende abgedeckt, der gesamte
Tastfeldbereich ist aber sichtbar und durch die Kontur des Mobilfunktelefons 200 abgegrenzt, wobei durch die linke Seite 15a des Rechtecks gleichzeitig die Seitenkante 42' des Mobilfunktelefons 200 bereitgestellt ist, durch die rechte Seite 15b des Rechtecks gleichzeitig die Seitenkante 43' des Mobilfunktelefons bereitgestellt ist. Die Erfindung ist in beiden Aspekten nicht auf die Verwendung der Tastfelder mit mäandrierender Basis und davon abstehenden, in die Finger anderer Tastfelder eingreifenden Finger beschränkt. Dies gilt für beide Aspekte der Erfindung. Figur 7 zeigt nun zum zweiten Aspekt der Erfindung eine weitere Ausführungsform:
Hier sind Tastfelder 70 der ersten Klasse vorgesehen, die durch eine Folge von einander überlappenden Rechtecken (siehe die überlappenden Bereiche durch Strichlierung angedeutet) gebildet sind. Die Tastfelder der zweiten Klasse 71 haben geometrische Formen, die ein rechtwinkliges gleichschenkliges Dreieck umfassen, siehe die Strichpunktierung. Diese gleichschenkligen Dreiecke mit rechtem Winkel greifen genau zwischen die Quadrate der zugehörigen
Tastfeldeinrichtung 70 der ersten Klasse.
In dem Tastfeld 70 ist nun ein Spalt 72 vorgesehen, durch den die
Kontaktverbindungsleitung 73 verläuft. Der Spalt 72 ist geradlinig, und damit ist auch die Kontaktverbindungsleitung 73 geradlinig. Vorliegend ist im oberen Teil der Figur 7 dargestellt, dass zwei Tastfelder 71 der zweiten Klasse über Kontaktelemente 74 miteinander galvanisch gekoppelt (kontaktiert) sind, und von den Kontaktelementen 74 erstreckt sich nun die Kontaktverbindungsleitung 73 zur entgegengesetzten Seite. Hingegen sind die beiden Hälften des
Tastfelds 70 über Kontaktelemente 75 miteinander gekoppelt, die zur Oberseite hin angeschlossen werden, was durch den Pfeil P1 ' verdeutlicht ist. Auf die Bereitstellung der Kontaktelemente 74, 75 (die man auch als Außenelemente bezeichnen kann) kommt es vorliegend nicht an. Wesentlich ist, dass auch hier die Kontaktverbindungsleitungen 73, genauso wie die Tastfelder 70 und 71 durch elektrisch leitfähige Bahnen 40 in einem Muster bereitgestellt sind, wie es oben unter Bezug auf die Figuren 3a bis 3e erläutert wurde.

Claims

Ansprüche:
Bedienvorrichtung (100, 200) mit einer Anzeigeeinrichtung (50), die ein Anzeigefeld bereitstellt, und mit einer auf dem Anzeigefeld angeordneten Tastfeldeinrichtung (1 , 2, 3), welche Tastfelder (10, 11; 70, 71 ) umfasst, wobei die Tastfelder (10, 11; 70, 71 ) der Tastfeldeinrichtung (1 , 2, 3) darunter gelegenen Bereichen auf dem Anzeigefeld entsprechen, wobei die Bedienvorrichtung ein Gehäuse (46) mit zumindest einer Randkante (42, 43; 42', 43') aufweist, die das Anzeigefeld an einer jeweiligen Randseite (18; 15a, 15b) desselben begrenzt, wobei die
Tastfeldeinrichtung (1, 2, 3) und zumindest eine
Kontaktverbindungsleitung (18, 18', 23, 24, 73, 74, 75) Leiterbahnen (40) in einem Muster umfasst, die eine Breite aus dem Bereich von 1 μιτι bis 40 μιτι, bevorzugt von 5 μιτι bis 25 μιτι aufweisen und die Tastfelder (10, 11, 70, 71) bereitstellen.
Bedienvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (40) aller Tastfelder (10, 11, 70, 71 ) in einer einzigen Schicht (31) eines Mehrschichtkörpers der Tastfeldeinrichtung (1, 2, 3) bereitgestellt sind.
Bedienvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Anzeigefeld an zumindest einer Randseite einen Bereich für eine Darstellung umfasst, auf dem ein Randbereich der Tastfeldeinrichtung angeordnet ist, der tastfeldfrei ist und transparent ist, insbesondere einen Transparenzgrad von mindestens 50 %, bevorzugt von mindestens 80 %, besonders bevorzugt von mindestens 90 %, ganz besonders bevorzugt von mindestens 95 % aufweist.
Bedienvorrichtung (100) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tastfelder (10, 11) gemeinsam eine Tastfeldfläche einnehmen, die durch eine Konturkurve (14, 15) abgegrenzt ist, und dass sich der Randbereich an zumindest einer Stelle bis zu einem Abstand von mindestens 0,1 mm, bevorzugt mindestens 0,3 mm, besonders bevorzugt von mindestens 0,5 mm von der Konturkurve (15) erstreckt.
Bedienvorrichtung (100) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tastfeldfläche die Form eines Rechtecks aufweist und der Randbereich einen Streifen längs einer Seite des Rechtecks einnimmt, bevorzugt längs einer längeren Seite (15) des Rechtecks. Bedienvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine Kontaktverbindungsleitung (18) in dem Randbereich der Tastfeldeinrichtung.
Bedienvorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Mehrzahl von Tastfeldern (10, 11, 70, 71) elektrisch mit zumindest einer Kontaktverbindungsleitung (23, 24, 74, 75) gekoppelt ist, die von einem ersten Randbereich (16) der Tastfeldeinrichtung (1) zwischen Tastfeldern hindurch oder durch zumindest einem Tastfeld (10, 70) hindurch zu einem zweiten Randbereich (16') der Tastfeldeinrichtung verläuft, so dass zumindest ein dritter Randbereich der Tastfeldeinrichtung frei von Kontaktverbindungsleitungen ist.
Bedienvorrichtung (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die Tastfelder (10, 11, 70, 71 ) zwei Gruppen zuordenbar sind, wobei die Tastfelder (11,71) der ersten Gruppe als auskoppelnde, insbesondere ein elektromagnetisches Feld abstrahlende Tastfelder (11 , 71 ) dienen und die Tastfelder (10, 70) der zweiten Gruppe als einkoppelnde,
insbesondere ein elektromagnetisches Feld empfangende Tastfelder (10, 70) dienen und die Tastfelder (11 , 71 ) der ersten Gruppe galvanisch von den Tastfeldern (10, 70) der zweiten Gruppe getrennt sind, wobei eine Mehrzahl von Tastfeldern (11,71) der ersten Gruppe galvanisch gekoppelt ist und eine Mehrzahl von Tastfeldern (10, 70) der zweiten Gruppe galvanisch gekoppelt ist.
Bedienvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tastfelder (10, 11) kannnnartige Formen umfassen, wobei Finger (13) an den Tastfeldern (11 ) der ersten Gruppe und Finger (12) an den Tastfeldern (10) der zweiten Gruppe ineinandergreifen, und wobei die Tastfelder (10) einer Gruppe eine mäanderförmige Basis (19) aufweisen, von der abwechselnd Finger (12) in die eine und in die andere Richtung wegstehen.
Bedienvorrichtung (200) nach Anspruch 9 in dessen Rückbezug auf Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine mäanderförmige Basis (19) durch einen Spalt (21 ) in zwei Teile getrennt ist, wobei durch den Spalt (21) eine Kontaktverbindungsleitung (18') verläuft.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tastfelder (70) einer ersten Gruppe die Form von an einer Ecke überlappenden Vierecken haben und die Tastfelder (71) einer zweiten Gruppe eine Dreiecksform mit einem rechten Winkel umfassen, die zwischen die Vierecke eingreift.
Bedienvorrichtung nach Anspruch 11 in dessen Rückbezug auf Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die überlappenden Vierecke durch einen Spalt (72) in zwei Teile getrennt sind, wobei durch den Spalt (72) eine Kontaktverbindungsleitung (73) verläuft.
Mehrschichtkörper mit einem Träger, auf dem in einer Schicht
Leiterbahnen (40) angeordnet sind, die eine Breite aus dem Bereich von 1 μιτι bis 40 μιτι, bevorzugt von 5 μιτι bis 25 μιτι aufweisen, wobei die Leiterbahnen (40) in Mustern derart angeordnet sind, dass durch die Muster Tastfelder (10, 1 1 , 70, 71 ) und Verbindungen (17) abgegrenzt sind, von denen Tastfelder (1 1 , 71 ) einer ersten Klasse als auskoppelnde, insbesondere ein elektromagnetisches Feld abstrahlende Tastfelder (1 1 , 71 ) dienen und von denen Tastfelder (10, 70) einer zweiten Klasse von den Tastfeldern (1 1 , 71 ) der ersten Klasse galvanisch getrennt sind und als einkoppelnde, insbesondere ein elektromagnetisches Feld
empfangende Tastfelder (10, 70) dienen, und wobei für beide Klassen von Tastfeldern eine Mehrzahl von Tastfeldern (10, 1 1 , 70, 71 ) der jeweiligen Klasse über Verbindungen (17) galvanisch gekoppelt ist und wobei zumindest ein Teil der Verbindungen (17) zu zumindest einem
Kontaktelement (23, 24, 74, 75) außerhalb eines Flächenbereichs mit den Tastfeldern an eine erste Randseite führt, und wobei zumindest ein Teil der Kontaktelemente (16, 23, 24, 74, 75) mit jeweils einem
Kontaktelement an einer zweiten, insbesondere der ersten Randseite entgegengesetzten Randseite über Kontaktverbindungsleitungen (18, 18', 73) gekoppelt sind, wobei die Kontaktverbindungsleitungen (18, 18', 73) ebenfalls durch Leiterbahnen (40) in einem Muster bereitgestellt sind, wobei die Leiterbahnen eine Breite aus dem Bereich von 1 μιτι bis 40 μιτι, bevorzugt von 5 μιτι bis 25 μιτι aufweisen.
14. Mehrschichtkörper (1 ) nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Teil der Kontaktverbindungsleitungen (18) entlang einer dritten Randseite außerhalb des Flächenbereichs mit den
Tastfeldern geführt ist.
15. Mehrschichtkörper (1 ) nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass jede Kontaktverbindungsleitung (18) eine Breite (d) von zwischen 150 m und 400 μιτι aufweist und/oder Kontaktverbindungsleitungen (18) einen Abstand von zwischen 1 μιτι und 50 μιτι, bevorzugt von zwischen 5 μιτι und 30 μιτι, besonders bevorzugt von zwischen 10 μιτι und 20 μιτι zueinander aufweisen. 16. Mehrschichtkörper (2, 3) nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Teil der Kontaktverbindungsleitungen (18', 73) den Flächenbereich mit den Tastfeldern durchläuft. 17. Mehrschichtkörper (2, 3) nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Tastfeld (10, 70) in zwei Teile geteilt ist, die durch einen Spalt (21 , 72) getrennt sind, und dass der Spalt (21 , 72) von den Leiterbahnen (40) durchlaufen ist, durch welche zumindest eine
Kontaktverbindungsleitung (18', 73) bereitgestellt wird.
18. Mehrschichtkörper (2, 3) nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Abstand (χ') zwischen der den Spalt (21 , 72)
durchlaufenden Kontaktverbindungsleitung (18', 73) zu einem der beiden Teile des Tastfeldes (10, 70) kleiner ist als ein zweiter Abstand (y) zwischen Tastfeldern (11, 71) der ersten Klasse und Tastfeldern (10, 70) der zweiten Klasse.
Mehrschichtkörper (2, 3) nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Abstand (χ') zwischen 1 μιτι und 50 μιτι, bevorzugt zwischen 5 μιτι und 30 μιτι, besonders bevorzugt zwischen 10 μιτι und 20 μιτι liegt.
Mehrschichtkörper (2, 3) nach Anspruch 18 oder 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite Abstand (y) zwischen 100 μιτι und 500 μιτι und bevorzugt zwischen 200 μιτι und 300 μιτι liegt.
Mehrschichtkörper (2, 3) nach einem der Ansprüche 18 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kontaktverbindungsleitung (18' 73), die den Spalt (21 , 72) durchläuft, eine Breite von zwischen 100 μιτι und 1 mm, bevorzugt zwischen 150 μιτι und 400 μιτι aufweist.
Mehrschichtkörper (2) nach einem der Ansprüche 17 bis 21 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tastfelder (10, 11) kammartige Formen umfassen, wobei Finger (13) an den Tastfeldern (11 ) der ersten Gruppe und Finger (12) an den Tastfeldern (10) der zweiten Gruppe ineinandergreifen, und wobei die Tastfelder (10) einer Gruppe eine mäanderförmige Basis (19) aufweisen, von der abwechselnd Finger (12) in die eine und in die andere Richtung wegstehen, und wobei die mäanderförmige Basis (19) durch einen Spalt (21) in zwei Teile getrennt ist, wobei durch den Spalt (21) eine
Kontaktverbindungsleitung (18') verläuft.
Mehrschichtkörper (3) nach einem der Ansprüche 17 bis 21 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tastfelder (70) einer ersten Gruppe die Form von an einer Ecke überlappenden Vierecken haben und die Tastfelder (71) einer zweiten Gruppe eine Dreiecksform mit einem rechten Winkel umfassen, die zwischen die Vierecke eingreift, und wobei die überlappenden Vierecke durch einen Spalt (72) in zwei Teile getrennt sind, wobei durch den Spalt (72) eine Kontaktverbindungsleitung (73) verläuft.
Mehrschichtkörper (1 , 2, 3) nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet,
dass die Leiterbahnen (40) eine Schichtdicke von zwischen 3 nm und 5 μιτι, bevorzugt von zwischen 40 nm und 1 μιτι aufweisen.
Mehrschichtkörper (1, 2, 3) nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet,
dass die Leiterbahnen durch zumindest eines der Materialien aus der Gruppe von Silber, Kupfer, Gold, Aluminium, Chrom, Mischungen und/oder Legierungen der vorgenannten Materialien, einer leitfähigen Paste, Polyanilin und Polythiophen ausgewählt sind.
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