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WO2000072345A1 - Glass keyboard and use thereof - Google Patents

Glass keyboard and use thereof Download PDF

Info

Publication number
WO2000072345A1
WO2000072345A1 PCT/EP2000/004510 EP0004510W WO0072345A1 WO 2000072345 A1 WO2000072345 A1 WO 2000072345A1 EP 0004510 W EP0004510 W EP 0004510W WO 0072345 A1 WO0072345 A1 WO 0072345A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
holder
pane
glass
thin glass
keyboard according
Prior art date
Application number
PCT/EP2000/004510
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heinrich Ostendarp
Martin Sommer
Original Assignee
Schott Glas
Carl-Zeiss-Stiftung Trading As Schott Glas
Carl-Zeiss-Stiftung
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 Schott Glas, Carl-Zeiss-Stiftung Trading As Schott Glas, Carl-Zeiss-Stiftung filed Critical Schott Glas
Priority to AU49239/00A priority Critical patent/AU4923900A/en
Publication of WO2000072345A1 publication Critical patent/WO2000072345A1/en

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/702—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches
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    • H01H13/702—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches
    • H01H13/703—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches characterised by spacers between contact carrying layers
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H2209/046—Properties of the spacer
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    • H01H2231/016—Control panel; Graphic display; Programme control
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2239/00—Miscellaneous
    • H01H2239/074—Actuation by finger touch

Definitions

  • the invention relates to a glass keyboard and its use.
  • Such transparent pressure switch elements also known as touch panels
  • touch panels are known and are nowadays widely used as input media in the form of an attachment module in front of flat screens or television screens.
  • touch panels can also be used as a control terminal instead of a classic keyboard without a combination with a flat screen or television screen.
  • the different touch panels have different user interfaces.
  • Touch panels based on capacitive operating principles have a mechanically non-compliant glass surface during operation. The principle of operation is based on the fact that, due to the different dielectric properties of the finger or the auxiliary tool compared to the air, a change in capacitance is formed around the point of contact. The disadvantage here is that contamination around the point of contact can also be mistakenly interpreted as touch.
  • capacitive displays have a high mechanical, physical and chemical resistance. Capacitive displays are therefore used, for example, in communication terminals in banks, information terminals or the like. used.
  • Ultrasonic touch panels, infrared touch panels and field effect touch panels are based on comparable optical or electrical principles.
  • the surface can be made of glass. Contamination is also critical here, so that such designs are aimed at similar areas of application as capacitive panels. However, their market share is much smaller than the capacitive panels.
  • Resistive touch panels are based on spacing a conductively coated flat carrier, the base material of which is made of glass or plastic panes a few millimeters thick, with a thin, deformable film that is also conductively coated. When the film is touched, its deformation leads to local contacting of the two opposite conductive layers. In principle there are two versions of resistive touch panels:
  • the conductive layers have a very homogeneous, locally constant surface resistance. By reading out the electrical voltage values, the location of the contact can be inferred due to the homogeneous surface resistance.
  • the conductive layers of carrier and film are structured so that discrete conductor tracks are created. Touching the touch panel creates a local short circuit between the discrete conductor tracks, which means that the contact location can be inferred within the framework of the structure size of the conductor tracks.
  • Transparent plastics are used as the film material in the touch panels currently predominantly available on the market. These are kept at a distance from the carrier material by means of spacers, so that incorrect switching (touching the conductive layers) without actuation is excluded.
  • one advantage of resistive touch panels is that a mechanical, albeit low, mechanical deformation force has to be exerted on the film for actuation. Therefore, their sensitivity to contamination is significantly lower, which is why almost exclusively resistive touch panels are used in safety-relevant areas such as medical technology and industrial automation.
  • plastics as film material
  • the physical and chemical resistance is significantly lower than that of glass user interfaces.
  • the transparency may deteriorate.
  • the surface sterilizability is restricted.
  • Another disadvantage when using plastics is the lower thermal resistance (softening, swelling) and the strong thermal expansions compared to glass.
  • the size of the touch panels is severely restricted due to the swellings of the plastics.
  • Such phenomena in relatively small resistive touch panels, such as those used in electronic appointment planners are relatively simple and therefore inexpensive to control. Novel designs of resistive touch panels are being used to use a thin glass pane as the film, which has sufficient deformability at a thickness of 0.15 mm to 0.4 mm.
  • Such a surface has the advantages of the chemical and physical resistance of glass with little risk of incorrect switching.
  • EP 0 546 003 B1 discloses a pressure switch element formed from a glass laminate, which is formed from a flexible thin glass pane and at least one carrier material pane, each of which has an electrically conductive layer on the mutually facing surfaces.
  • the opposing electrically conductive layers are kept at a distance using a spacer.
  • the electrically conductive layers touch one another at the essentially point-specific pressure load point.
  • a pressure switch element of comparable construction is known from US 4,901,074.
  • the thick carrier material disc is connected to the flexible thin glass disc in the edge region, for example with a UV-curing adhesive.
  • a UV-curing adhesive There is adhesive between the two glass panes in the edge area.
  • a critical property when using thin glass panes compared to the use of plastics is the increased sensitivity to breakage (brittleness) when using the keyboard, especially in the edge area. Essentially two break phenomena occur here:
  • a keyboard operation in the edge area of the thin glass pane leads to mechanical tensile stress in the edge area of the thin glass. Due to micro cracks in the course of the edge, which are unavoidable with conventional cutting processes, this can lead to breakage of the edge.
  • the glass keyboard should optionally have effective edge protection, in particular the thin glass pane.
  • a glass keyboard (1) with a keyboard surface (4) formed from a flexible thin glass pane (2) and at least one carrier material pane (3), each of which has at least one electrically conductive layer (5, 6) on the mutually facing surfaces.
  • the opposite electrically conductive layers (5, 6) are kept at a distance by means of a holder (7) and the electrically conductive layers (5, 6) are essentially punctiform when the flexible thin glass pane (2) is subjected to pressure Touch the pressure load point (14), the holder (7) having at least one flexible region (8), the holder (7) being deformed in the flexible region (8) when the thin glass pane (2) is loaded.
  • the breaking strength of the glass keyboard is significantly increased.
  • the tensile stresses and bends of the thin glass pane that occur particularly in the area of the mount during pressure loading are minimized by deforming the mount in the flexible area.
  • the edge area which cannot be used in known glass keyboards, is reduced due to the increased breaking strength of the glass keyboard according to the invention.
  • the holder preferably encloses the edge of the thin glass pane and simultaneously connects the upper side of the thin glass pane with the upper side of the carrier material pane, with the caterpillar being particularly preferably prevented from flowing under the thin glass pane, so that the holder does not protrude, or only insignificantly, between the carrier material pane and the thin glass pane .
  • the holder preferably has at least one taper to form the flexible region, with essentially the outer and / or inner side edge of the holder having the taper.
  • the flexible area is particularly preferably in the form of a film hinge.
  • the flexible area can also be a flexible bending point or a flexible connection.
  • the flexible connection connects the part of the holder that is connected to the thin glass pane to the part of the holder that is connected to the carrier material pane.
  • the deformation of the thin glass pane caused by the pressure load preferably causes the flexible area to bend and / or change in length.
  • the length of the line of contact between the holder / thin glass pane is greater than the length of the taper of the holder which runs essentially parallel to the two panes.
  • the surface of the thin glass pane is subjected to a substantial pressure load and the lower surface of the thin glass pane is subjected to a tensile load, at least in the area of the holder, of the flexible thin glass pane, the restoring moment essentially resulting from the deformation of the thin glass pane.
  • the thin glass pane has a shape that is curved inwards toward the carrier material pane, at least in the area of the holder, when subjected to pressure. This ensures a particularly high breaking strength when the flexible thin glass pane is loaded in the edge area of the glass keyboard.
  • the holder can preferably be dispensed in the form of a caterpillar, the application being carried out only after the spatial arrangement of the carrier material and thin glass pane in order to prevent the caterpillar from flowing under the thin glass pane.
  • This advantageously enables a vertical deformation / displacement of the thin glass pane down to the surface of the carrier material pane while minimizing the bending stresses in the thin glass. This avoids an increased tendency to break in the edge area due to tensile stresses.
  • the holder is made of a flexible material that is both flexible and elastic.
  • the dispensed material can also be replaced by pre-assembled adhesive tapes, which can be applied more precisely are as flowing dispensing material. Designed as an elastic double-sided adhesive tape, this can also be used for mounting in a housing.
  • the holder is preferably made of plastic and particularly preferably made of extruded or injection molded plastic.
  • the thickness of the flexible area is preferably less than the thickness of the thin glass pane
  • the use of crosslinked plastics, in particular of reaction crosslinked plastics using the reaction injection molding (RIM) method, is recommended. Not only are very fine structures obtained, but very low injection pressures can be used.
  • plastic With a suitable choice of plastic, a high physical and chemical resistance of the surfaces can be achieved.
  • the use of the following plastics has proven successful: polyurethanes, polyamides, epoxy resins, with elastic plastics being preferred over rigid plastics.
  • a bracket made of extruded plastic can be produced particularly inexpensively while maintaining very fine structures.
  • the holder is pre-assembled and then connected to the thin glass pane and the carrier material pane.
  • the thin glass pane and / or the carrier material pane can be connected to the holder directly during the shaping. This is possible with the RIM process despite the sensitivity of the thin glass pane to breakage, since, compared to standard injection molding, much lower injection pressures are used.
  • the frame element keeps the two panes at a distance and preventing the plastic from penetrating during the molding.
  • the frame element is so thin that it does not affect the function of the bracket.
  • the holder is preferably at least partially made of metal.
  • the thin glass pane and the carrier material pane are preferably firmly connected to the holder.
  • the fixed connection can be obtained, for example, by gluing.
  • the thin glass pane and the carrier material pane can be firmly connected to the holder via at least one intermediate piece.
  • the intermediate piece can serve to compensate for manufacturing-related tolerances.
  • it can also form an independent frame, for example a frame of the carrier material disk.
  • the holder preferably partially or completely encompasses the edge region of the thin glass pane and / or the edge region of the carrier material pane.
  • this enables a particularly firm connection between the holder, thin glass pane and / or carrier material pane, and on the other hand, the holder additionally forms an effective edge protection of thin glass pane and / or carrier material pane.
  • the edge area of the glass keyboard can be made much narrower.
  • the holder is not attached between the two panes, but rather on their lateral edge area (end face) and / or the area of the thin glass pane is larger than that of the carrier material pane, the holder and / or an intermediate piece compensate for the difference in area.
  • the bracket is designed so that it forms the outer frame of the glass keyboard.
  • the thin glass pane is particularly preferably clamped in the frame in such a way that a shape of the thin glass pane curved outwards away from the carrier material pane results. With large-area glass keyboards, there is no need for further spacers between the two panes.
  • the holder can also form the entire housing of the glass keyboard, the housing accommodating further components, for example a flat screen and / or a control electronics unit.
  • the glass keyboard is additionally held by an outer frame, for example by a metal or plastic frame.
  • the thin glass pane and / or the carrier material pane preferably has an elevation - applied by means of screen printing, for example - of their respective inner edge and / or the holder additionally has a spacer.
  • the holder is preferably designed so that it has receiving elements, in particular so-called clip elements, the thin glass pane and / or the carrier material pane and / or others, for. B. og. Components that are clipped directly to the bracket.
  • the receiving elements are preferably molded directly onto the holder, for example in the form of a circumferential groove, into which, for example, the thin glass pane is firmly clipped.
  • the two panes are held not only in their edge region, but also in the rest of the intermediate region, with a holder which has the characterizing features of the invention.
  • the glass keyboard according to the invention is preferably used for the operation, control and monitoring of devices, in particular from the fields of household, consumer electronics, medicine, automobile and industry.
  • the glass keyboard according to the invention is preferably used for the operation, control and monitoring of devices, in particular from the fields of household, consumer electronics, medicine, automotive and industry.
  • the described use of the glass keyboard according to the invention is particularly aimed at combining the glass keyboard with a flat screen (TFT (Thin Film Transistor), STN (Super Twisted Neumatic), LCD (Liquid Cristal Display), Pale (Plasma Addressed Liquid Display), PDP (Plasma Display Panel)).
  • a combination with a television screen is also possible if it is a so-called Fiat panel.
  • This type of television screen has recently come onto the market. Compared to classic television screens, they have a flat instead of a classic curved front.
  • 1 shows a cross section through the glass keyboard
  • 2 shows a cross section through the glass keyboard according to FIG. 1 when pressure is exerted on the thin glass pane
  • Fig. 3 shows another embodiment in detail, with frame-like
  • Fig. 4 shows an embodiment, the bracket the housing of the
  • the holder being made of metal
  • Fig. 6 shows an embodiment, wherein the bracket from a flexible
  • Fig. 9 shows an embodiment, wherein the bracket is designed such that it seals an inside of the housing against an outer side of the housing, and
  • Fig. 10 shows an embodiment, the bracket directly with a
  • Housing is connectable.
  • the glass keyboard (1) shown in Fig. 1 consists of a lower, relatively thick carrier material disc (3) and a thin glass disc (2) held by means of a holder (7) at a parallel distance d from the carrier material disc (3).
  • the bracket (7) is shown in the form of a floating bearing to illustrate the principle of an ideal bracket.
  • the holder (7) is designed such that it has at least one flexible region (8) between the thin glass pane (2) and the carrier material pane (3), and thus takes over the function of a floating bearing.
  • the thin glass pane (2) and carrier material pane (3) are provided with electrically conductive layers (5, 6) on the inner surfaces opposite one another, the electrodes form and make a switch contact when touching each other.
  • the flexible thin glass pane (2) can be deformed by essentially pressurizing it in such a way that an electrical contact is made between the conductive layers (5, 6), the holder (7) when the thin glass pane (2) is subjected to pressure in the flexible area ( 8) is deformed.
  • the thin glass pane (2) When pressure is applied by means of an operating force F of the flexible thin glass pane (2) (FIG. 2), the thin glass pane (2) deforms such that its surface (4) is essentially pressurized and its lower surface (13) is essentially tensile, the restoring moment M essentially results from the deformation of the thin glass pane (2).
  • the restoring moment is usually lower than in conventional glass keyboards, in which the thin glass pane is firmly connected to the carrier pane.
  • the holder (7) is essentially loaded with a transverse force F.
  • the section of a glass keyboard (1) according to the invention shown in FIG. 3 shows a flexible thin glass pane (2) which is firmly connected to the holder (7), the holder (7) completely surrounding the edge region of the thin glass pane (2).
  • the holder (7) has a flexible area (8) in the form of a geometric taper.
  • the bracket (7) is fixed to the end face of the carrier material disc (3), for. B. firmly glued.
  • connection of the holder (7) with the carrier material disc (3) can take place either directly or via an intermediate medium (12) (further injection molded part or the like). It is also conceivable to design the holder (7) in such a way that, in addition to the thin glass pane (2) and the carrier material pane (3), it also accommodates a flat display (9) and / or a control electronics unit (10), and possibly even assumes a housing function (Fig. 4).
  • the flexible area of the holder (7) is not shown.
  • such a holder is preferably produced using a plastic injection molding process. Due to the comparatively fine structure of the holder, the use of the reaction injection molding (RIM) method is recommended. Here you can work with very low injection pressures.
  • RIM reaction injection molding
  • the plastic holder is pre-assembled and then connected to the thin glass pane and the carrier material pane.
  • the thin glass pane and / or the carrier material pane can be connected to the holder directly during injection molding. This is possible with the RIM process despite the sensitivity of the thin glass pane to breakage, since the injection pressures used are considerably lower than those of standard injection molding.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the invention.
  • the thin glass pane (2) is connected to the carrier material pane (3) via a thin metal holder (7), the metal holder (7) likewise having at least one flexible region (8) (not shown).
  • the metal holder (7) is connected to the thin glass pane (2) via an adhesive (not shown).
  • Thin glass pane (2) and metal holder (7) are connected to the carrier material pane (3) with an adhesive or an intermediate medium (12) (not shown).
  • a flat display and a control electronics unit can be accommodated in the metal holder.
  • the holder (7) can also be designed such that thin glass (2) and carrier material disc (3) are completely surrounded by a soft rubber-like plastic in the edge region and are connected to one another (FIG. 6). As a result, the entire holder (7) is designed so flexibly that it is bent when the thin glass pane (2) is subjected to pressure.
  • the RIM process is also suitable for producing this holder.
  • the connection takes place here essentially over the edge area and less over the contact surfaces of thin glass (2) and carrier material disc (3).
  • the holder (7) is additionally enclosed and possibly protected by a metal or plastic frame (11) of greater hardness.
  • FIG. 7 The partial view of a glass keyboard (1) according to the invention shown in FIG. 7 shows an embodiment variant preferred in terms of production technology.
  • the transparent, electrically conductive layer (5, 6) is preferably an approximately 5 ⁇ m thick ITO layer.
  • the carrier material disk (3) preferably consists of glass and is chamfered at least on its upper, outer edge region.
  • the holder (7) is connected directly to the carrier material disc (3) by means of an intermediate piece (12) and / or an adhesive; Manufacturing-related tolerances, for example of the disks (2, 3), can be compensated for here.
  • a predetermined distance d between the panes (2, 3) can also be set via the intermediate piece (12) and / or the adhesive bond.
  • the holder (7) is further shaped so that the distance d between the two disks (2, 3) at their outer edge region is almost constant or changes only slightly when there is a pressure load.
  • the section through a glass keyboard shown in Fig. 8 shows below the carrier material disc (3) with the thin glass disc (2) held at a distance, connected by an elastic holder (7) which has been dispensed.
  • the material is selected so that it has the required elasticity as well as sufficient restoring force to keep the thin glass pane at a distance from the carrier material pane in the unloaded state.
  • a different shape of the holder (7) is selected according to the same principle as in Fig. 8. This improves the sealing effect against moisture and dirt particles when installed behind a panel, e.g. in one housing.
  • the shape of the profile can be easily influenced using the dispensing method.
  • a gas-tight closure of the glass keyboard can be achieved.
  • Fig. 10 shows a variant according to the invention, in which the dispensed seal was replaced by a preformed holder (7) in the form of double-acting adhesive tapes. Due to its defined geometry, this is much easier to apply in terms of production technology. As shown by the outer frame (11) (bezel edge), this tape also serves as a permanent connection between the glass keyboard and the housing. In addition, the keyboard itself is sealed against dirt. In area (b) of the thin glass pane (2), the adhesive tape thickness must be less than the sum of the thickness of the thin glass pane and the distance between the carrier material pane (3) and the thin glass pane further outlying area (a). In terms of production technology, it can therefore be advantageous to separate the elastic adhesive tapes into two areas of different thickness.
  • a mixed form of the exemplary embodiments according to FIGS. 8 and 9 with FIG. 10 is also conceivable and offers processing advantages, since the function of the keyboard is set first by the dispensed bead and the adhesive tapes can be applied later, for example only when it is installed in the panel .

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

The invention relates to a glass keyboard and to the use thereof. Said glass keyboard (1) has a keyboard surface (4) consisting of a flexible thin glass plate (2), and at least one plate consisting of a support material (3). Said plates each have at least one electroconductive layer (5, 6) on the surfaces with which they face each other, the electroconductive layers (5, 6) facing each other being kept apart by a bracket (7). When the flexible thin glass plate (2) is subjected to pressure, the electroconductive layers (5, 6) touch in the place where the pressure is exerted (14), which is essentially a point. According to the invention, said bracket (7) has at least one flexible area (8) and is deformed in this flexible area (8) when the thin glass plate (2) is subjected to pressure.

Description

Glastastatur und deren Verwendung Glass keyboard and its use
Die Erfindung betrifft eine Glastastatur und deren Verwendung.The invention relates to a glass keyboard and its use.
Derartige transparente Druckschaltelemente auch Touch-Panels genannt sind bekannt und werden heute vielfach als Eingabemedien in Form eines Vorsatzmoduls vor Flachbildschirmen oder Fernsehbildschirmen eingesetzt. Darüber hinaus werden Touch-Panels auch ohne Kombination mit einem Fiachbiidschirm oder Fernsehbildschirm als Bedienterminal anstelle einer klassischen Tastatur eingesetzt.Such transparent pressure switch elements, also known as touch panels, are known and are nowadays widely used as input media in the form of an attachment module in front of flat screens or television screens. In addition, touch panels can also be used as a control terminal instead of a classic keyboard without a combination with a flat screen or television screen.
Auf dem Markt _sind verschiedene Bauformen transparenter Touch-Panels erhältlich. Allen Bauformen ist gemeinsam, daß der Ort der Berührung der Oberfläche des Touch-Panels durch einen Finger oder ein Hilfswerkzeug (Stift o.a.) in elektrische Signale umgewandelt wird. Auf Basis dieser Signale wird der Berührungsort der Oberfläche des Touch-Panels detektiert. Durch eine zentrale Recheneinheit, die sowohl die Signale des Touch-Panels aufnimmt und auswertet als auch den Flachbildschirm steuert, wird eine besonders bedienerfreundliche Rechnerkommunikation ermöglicht.Various designs of transparent touch panels are available on the market. All designs have in common that the place where the surface of the touch panel is touched by a finger or an auxiliary tool (pen or similar) is converted into electrical signals. The point of contact of the surface of the touch panel is detected on the basis of these signals. A central processing unit, which both records and evaluates the signals from the touch panel and controls the flat screen, enables particularly user-friendly computer communication.
Für den Benutzer sichtbar und zum Teil auch bei der Bedienung "erfühlbar" weisen die unterschiedlichen Touch-Panels verschiedene Bedienoberflächen auf. Auf kapazitiven Wirkprinzipien basierende Touch-Panels weisen eine bei der Bedienung mechanisch nicht nachgiebige Glasoberfläche auf. Das Funktionsprinzip basiert darauf, daß sich aufgrund der unterschiedlichen Dielektrizität des Fingers oder des Hilfswerkzeugs im Vergleich zur Luft eine Kapazitätsänderung um den Berührungspunkt ausbildet. Nachteilig ist hier, daß auch eine Kontamination um den Berührungspunkt irrtümlicherweise als Berührung gedeutet werden kann. Da die Oberfläche aus dickem Glas (einige Millimeter) besteht, besitzen kapazitive Displays eine hohe mechanische, physikalische und chemische Resistenz. Kapazitive Displays werden daher, beispielsweise in Kommunikationsterminals in Banken, Informationsterminals o.a. eingesetzt.Visible to the user and in some cases "palpable" during operation, the different touch panels have different user interfaces. Touch panels based on capacitive operating principles have a mechanically non-compliant glass surface during operation. The principle of operation is based on the fact that, due to the different dielectric properties of the finger or the auxiliary tool compared to the air, a change in capacitance is formed around the point of contact. The disadvantage here is that contamination around the point of contact can also be mistakenly interpreted as touch. As the surface is made of thick glass (a few millimeters), capacitive displays have a high mechanical, physical and chemical resistance. Capacitive displays are therefore used, for example, in communication terminals in banks, information terminals or the like. used.
Auf vergleichbaren optischen oder elektrischen Wirkprinzipien basieren Ultraschall-Touch-Panels, Infrarot-Touch-Panels und Feldeffekt-Touch-Panels. Auch hier kann die Oberfläche aus Glas bestehen. Kontaminationen sind auch hier kritisch, so daß derartige Bauformen in ähnliche Anwendungsbereiche zielen wie kapazitive Panels. Allerdings ist deren Marktanteil wesentlich geringer als der kapazitiver Panels. Resistive Touch-Panels basieren demgegenüber darauf, einen leitfähig beschichteten ebenen Träger, dessen Grundmaterial aus einigen Millimeter dicken Glas- oder Kunststoffscheiben besteht, mit einer ebenfalls leitfähig beschichteten dünnen, verformbaren Folie planparallel zu beabstanden. Bei Berührung der Folie führt deren Verformung zur lokalen Kontaktierung der beiden gegenüberliegenden leitfähigen Schichten. Prinzipiell existieren zwei Ausführungsformen resistiver Touch-Panels:Ultrasonic touch panels, infrared touch panels and field effect touch panels are based on comparable optical or electrical principles. Here too, the surface can be made of glass. Contamination is also critical here, so that such designs are aimed at similar areas of application as capacitive panels. However, their market share is much smaller than the capacitive panels. Resistive touch panels, on the other hand, are based on spacing a conductively coated flat carrier, the base material of which is made of glass or plastic panes a few millimeters thick, with a thin, deformable film that is also conductively coated. When the film is touched, its deformation leads to local contacting of the two opposite conductive layers. In principle there are two versions of resistive touch panels:
• Die leitfähigen Schichten besitzen einen sehr homogenen, örtlich konstanten Flächenwiderstand. Durch Auslesen der elektrischen Spannungswerte kann wegen des homogenen Flächenwiderstandes auf den Ort der Berührung geschlossen werden.• The conductive layers have a very homogeneous, locally constant surface resistance. By reading out the electrical voltage values, the location of the contact can be inferred due to the homogeneous surface resistance.
• Die leitfähigen Schichten von Träger und Folie sind strukturiert, so daß diskrete Leiterbahnen entstehen. Durch Berührung des Touch-Panels entsteht ein lokaler Kurzschluß zwischen den diskreten Leiterbahnen, wodurch im Rahmen der Strukturgröße der Leiterbahnen auf den Berührungsort geschlossen werden kann.• The conductive layers of carrier and film are structured so that discrete conductor tracks are created. Touching the touch panel creates a local short circuit between the discrete conductor tracks, which means that the contact location can be inferred within the framework of the structure size of the conductor tracks.
Als Folienmaterial werden bei den derzeit vorwiegend am Markt erhältlichen Touch-Panels transparente Kunststoffe eingesetzt. Diese werden über Abstandhalter zu dem Trägermaterial auf Abstand gehalten, so daß eine Fehlschaltung (Berührung der leitfähigen Schichten) ohne Betätigung ausgeschlossen ist. Im Vergleich zu anderen Bauformen von Touch-Panels besteht ein Vorteil resistiver Touch-Panels darin, daß zur Betätigung eine, wenn auch geringe mechanische Deformationskraft auf die Folie ausgeübt werden muß. Daher ist deren Empfindlichkeit gegenüber Kontaminationen wesentlich geringer, weshalb in sicherheitsrelevanten Bereichen wie Medizintechnik und Industrieautomation fast ausschließliche resistive Touch-Panels eingesetzt werden.Transparent plastics are used as the film material in the touch panels currently predominantly available on the market. These are kept at a distance from the carrier material by means of spacers, so that incorrect switching (touching the conductive layers) without actuation is excluded. Compared to other designs of touch panels, one advantage of resistive touch panels is that a mechanical, albeit low, mechanical deformation force has to be exerted on the film for actuation. Therefore, their sensitivity to contamination is significantly lower, which is why almost exclusively resistive touch panels are used in safety-relevant areas such as medical technology and industrial automation.
Nachteilig bei der Verwendung von Kunststoffen als Folienmaterial ist die im Vergleich zu Glasbedienoberflächen wesentlich geringere physikalische und chemische Beständigkeit. So kann bedingt durch mechanische Verkratzung, Eintrübung, UV-Bestrahlung oder Oberflächenschädigung durch Chemikalien usw. eine Verschlechterung der Transparenz eintreten. Weiterhin ist die Ober- flächensterilisierbarkeit eingeschränkt. Ein weiterer Nachteil beim Einsatz von Kunststoffen liegt in der geringeren thermischen Beständigkeit (Erweichung, Aufwellung) und den starken thermischen Dehnungen im Vergleich zu Glas. So ist bedingt durch Aufwellungen der Kunststoffe die Größe der Touch-Panels stark eingeschränkt. Relativ einfach und damit kostengünstig beherrschbar sind derartige Phänomene in kleineren resistiven Touch-Panels wie sie beispielsweise in elektronischen Terminplanern eingesetzt werden. Neuartige Bauformen resistiver Touch-Panels gehen dazu über, als Folie eine Dünnglasscheibe einzusetzen, die bei einer Dicke von 0,15 mm bis 0,4 mm eine genügende Verformbarkeit aufweist. Eine derartige Oberfläche besitzt die Vorteile der chemischen und physikalischen Resistenz von Glas bei geringer Gefahr von Fehlschaltungen.The disadvantage of using plastics as film material is that the physical and chemical resistance is significantly lower than that of glass user interfaces. As a result of mechanical scratching, clouding, UV radiation or surface damage from chemicals, etc., the transparency may deteriorate. Furthermore, the surface sterilizability is restricted. Another disadvantage when using plastics is the lower thermal resistance (softening, swelling) and the strong thermal expansions compared to glass. The size of the touch panels is severely restricted due to the swellings of the plastics. Such phenomena in relatively small resistive touch panels, such as those used in electronic appointment planners, are relatively simple and therefore inexpensive to control. Novel designs of resistive touch panels are being used to use a thin glass pane as the film, which has sufficient deformability at a thickness of 0.15 mm to 0.4 mm. Such a surface has the advantages of the chemical and physical resistance of glass with little risk of incorrect switching.
Aus der EP 0 546 003 B1 ist ein aus einem Glaslaminat gebildetes Druckschaltelement bekannt, daß aus einer flexiblen Dünnglasscheibe und mindestens einer Trägermaterialscheibe gebildet ist, die auf den einander zugewandten Flächen jeweils eine elektrisch leitende Schicht aufweisen. Die sich gegenüberstehenden elektrisch leitenden Schichten werden mit Hilfe eines Abstandhalters auf Abstand gehalten. Die elektrisch leitenden Schichten berühren sich bei Druckbelastung der flexiblen Dünnglasschicht an der im wesentlichen punktuellen Druckbelastungsstelle. Ein im Aufbau vergleichbares Druckschaltelement ist aus der US 4,901 ,074 bekannt.EP 0 546 003 B1 discloses a pressure switch element formed from a glass laminate, which is formed from a flexible thin glass pane and at least one carrier material pane, each of which has an electrically conductive layer on the mutually facing surfaces. The opposing electrically conductive layers are kept at a distance using a spacer. When the flexible thin glass layer is subjected to pressure, the electrically conductive layers touch one another at the essentially point-specific pressure load point. A pressure switch element of comparable construction is known from US 4,901,074.
Bei derartigen Druckschaltelementen ist die dicke Trägermaterialscheibe mit der flexiblen Dünnglasscheibe im Randbereich beispielsweise mit einem UV- aushärtendem Kleber beabstandet verbunden. Zwischen beiden Glasscheiben befindet sich Kleber im Randbereich. Eine kritische Eigenschaft bei der Verwendung von Dünnglasscheiben im Vergleich zur Verwendung von Kunststoffen ist die erhöhte Bruchempfindlichkeit (Sprödheit) bei Bedienung der Tastatur insbesondere im Randbereich. Hier treten im wesentlichen zwei Bruchphänomene auf:In such pressure switch elements, the thick carrier material disc is connected to the flexible thin glass disc in the edge region, for example with a UV-curing adhesive. There is adhesive between the two glass panes in the edge area. A critical property when using thin glass panes compared to the use of plastics is the increased sensitivity to breakage (brittleness) when using the keyboard, especially in the edge area. Essentially two break phenomena occur here:
• So führt eine Tastaturbedienung im Randbereich der Dünngiasscheibe zu einer mechanischen Zugspannung im Kantenbereich des Dünnglases. Aufgrund von im Verlauf der Kante befindlichen, mit konventionellen Schneidprozessen unvermeidlichen Mikrorissen, kann dies zu einem Bruch der Kante führen.• A keyboard operation in the edge area of the thin glass pane leads to mechanical tensile stress in the edge area of the thin glass. Due to micro cracks in the course of the edge, which are unavoidable with conventional cutting processes, this can lead to breakage of the edge.
• Da der sich im Randbereich zwischen den Scheiben befindliche Kleber eine gewisse mechanische Festigkeit hat, führt eine Bedienung der Tastatur in der Nähe der Verklebung zu einer Biegung des Dünnglases. Wird ein kritischer Biegeradius überschritten, bricht das Dünnglas.• Since the adhesive located in the edge area between the panes has a certain mechanical strength, operating the keyboard near the adhesive leads to bending of the thin glass. If a critical bending radius is exceeded, the thin glass breaks.
Die genannte Bruchempfindlichkeit besonders im Randbereich der Dünnglasscheibe schränkt den nutzbaren Flächenbereich eines resistiven Glas-Touch- Panels stark ein. So ist die typische Breite des nicht nutzbaren Randbereiches bei resistiven Glas-Touch-Panels wesentlich größer als 10 mm. Dieser Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine resistive Glastastatur zu finden, die, insbesondere im Randbereich, eine erhöhte Bruchfestigkeit besonders der Dünnglasscheibe aufweist und deren Tastaturoberfläche einen großen nutzbaren Bereich besitzt. Darüber hinaus soll die Glastastatur ggf. einen wirksamen Kantenschutz, insbesondere der Dünnglasscheibe aufweisen.The sensitivity to breakage mentioned, particularly in the edge region of the thin glass pane, severely limits the usable surface area of a resistive glass touch panel. The typical width of the unusable edge area in resistive glass touch panels is much larger than 10 mm. It is therefore the object of this invention to find a resistive glass keyboard which, particularly in the edge area, has an increased breaking strength, particularly of the thin glass pane, and whose keyboard surface has a large usable area. In addition, the glass keyboard should optionally have effective edge protection, in particular the thin glass pane.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Glastastatur (1 ) mit einer aus einer flexiblen Dünnglasscheibe (2) gebildeten Tastaturoberfläche (4) und mindestens einer Trägermaterialscheibe (3), die auf den einander zugewandten Flächen jeweils wenigstens eine elektrisch leitende Schicht (5, 6) aufweisen, wobei die sich gegenüberstehenden elektrisch leitenden Schichten (5, 6) mit Hilfe einer Halterung (7) auf Abstand gehalten sind und wobei sich die elektrisch leitenden Schichten (5, 6) bei Druckbelastung der flexiblen Dünnglasscheibe (2) an der im wesentlichen punktuellen Druckbelastungsstelle (14) berühren, wobei die Halterung (7) wenigstens einen flexiblen Bereich (8) aufweist, wobei die Halterung (7) bei Druckbelastung der Dünnglasscheibe (2) im flexiblen Bereich (8) verformt ist.This object is achieved according to the invention by a glass keyboard (1) with a keyboard surface (4) formed from a flexible thin glass pane (2) and at least one carrier material pane (3), each of which has at least one electrically conductive layer (5, 6) on the mutually facing surfaces. The opposite electrically conductive layers (5, 6) are kept at a distance by means of a holder (7) and the electrically conductive layers (5, 6) are essentially punctiform when the flexible thin glass pane (2) is subjected to pressure Touch the pressure load point (14), the holder (7) having at least one flexible region (8), the holder (7) being deformed in the flexible region (8) when the thin glass pane (2) is loaded.
Dadurch, daß die Halterung wenigstens einen flexiblen Bereich aufweist, wird die Bruchfestigkeit der Glastastatur, insbesondere im Randbereich wesentlich erhöht. Die bei Druckbelastung besonders im Bereich der Halterung auftretenden Zugspannungen und Biegungen der Dünnglasscheibe werden minimiert, indem die Halterung im flexiblen Bereich verformt wird. Zusätzlich wird der, bei bekannten Glastastaturen nicht nutzbare Randbereich, aufgrund der erhöhten Bruchfestigkeit der erfindungsgemäßen Glastastatur verringert.Because the holder has at least one flexible area, the breaking strength of the glass keyboard, in particular in the edge area, is significantly increased. The tensile stresses and bends of the thin glass pane that occur particularly in the area of the mount during pressure loading are minimized by deforming the mount in the flexible area. In addition, the edge area, which cannot be used in known glass keyboards, is reduced due to the increased breaking strength of the glass keyboard according to the invention.
Die Halterung umschließt vorzugsweise die Kante der Dünnglasscheibe und verbindet dabei gleichtzeitig die Oberseite der Dünnglasscheibe mit der Oberseite der Trägermaterialscheibe, wobei besonders bevorzugt ein Unterfließen der Raupe unter die Dünnglasscheibe verhindert wird, so daß die Halterung nicht oder nur unwesentlich zwischen die Trägermaterialscheibe und die Dünnglasscheibe ragt.The holder preferably encloses the edge of the thin glass pane and simultaneously connects the upper side of the thin glass pane with the upper side of the carrier material pane, with the caterpillar being particularly preferably prevented from flowing under the thin glass pane, so that the holder does not protrude, or only insignificantly, between the carrier material pane and the thin glass pane .
Die Halterung weist vorzugsweise wenigstens eine Verjüngung unter Ausbildung des flexiblen Bereichs auf, wobei im wesentlichen der äußere und/oder innere Seitenrand der Halterung die Verjüngung aufweist. Besonders bevorzugt ist der flexible Bereich in Form eines Filmschaniers ausgeführt. Der flexible Bereich kann auch eine flexible Biegestelle oder eine flexible Verbindung sein. Die flexible Verbindung verbindet dabei den Teil der Halterung, der mit der Dünnglasscheibe verbunden ist, mit dem Teil der Halterung, der mit der Trägermaterialscheibe verbunden ist. Die durch die Druckbelastung bewirkte Verformung der Dünnglasscheibe, bewirkt bevorzugt eine Biegung und/oder Längenänderung des flexiblen Bereichs. Ebenfalls bevorzugt ist - im senkrechten Querschnitt Dünnglasscheibe/Halterung betrachtet - die Länge der Berührungslinie Halterung/Dünnglasscheibe größer als die im wesentlichen parallel zu den beiden Scheiben verlaufende Länge der Verjüngung der Halterung.The holder preferably has at least one taper to form the flexible region, with essentially the outer and / or inner side edge of the holder having the taper. The flexible area is particularly preferably in the form of a film hinge. The flexible area can also be a flexible bending point or a flexible connection. The flexible connection connects the part of the holder that is connected to the thin glass pane to the part of the holder that is connected to the carrier material pane. The deformation of the thin glass pane caused by the pressure load preferably causes the flexible area to bend and / or change in length. Likewise preferred - viewed in the vertical cross section of the thin glass pane / holder - the length of the line of contact between the holder / thin glass pane is greater than the length of the taper of the holder which runs essentially parallel to the two panes.
Vorzugsweise ist bei Druckbelastung, zumindest im Bereich der Halterung, der flexiblen Dünnglasscheibe die Oberfläche der Dünnglasscheibe im wesentlichen druckbelastet und die untere Fläche der Dünnglasscheibe im wesentlichen zugbelastet, wobei das Rückstellmoment im wesentlichen durch die Verformung der Dünnglasscheibe resultiert. Besonders bevorzugt weist die Dünnglasscheibe bei Druckbelastung zumindest im Bereich der Halterung eine nach innen, zur Trägermaterialscheibe hin gewölbte Form auf. Dies gewährleistet eine besonders hohe Bruchfestigkeit bei Belastung der flexiblen Dünnglasscheibe im Randbereich der Glastastatur.Preferably, the surface of the thin glass pane is subjected to a substantial pressure load and the lower surface of the thin glass pane is subjected to a tensile load, at least in the area of the holder, of the flexible thin glass pane, the restoring moment essentially resulting from the deformation of the thin glass pane. Particularly preferably, the thin glass pane has a shape that is curved inwards toward the carrier material pane, at least in the area of the holder, when subjected to pressure. This ensures a particularly high breaking strength when the flexible thin glass pane is loaded in the edge area of the glass keyboard.
Vorzugsweise kann die Halterung in Form einer Raupe dispensiert werden, wobei der Auftrag erst nach der räumlichen Anordnung von Trägermaterial- und Dünnglasscheibe vorgenommen wird, um ein Unterfließen der Raupe unter die Dünnglasscheibe zu verhindern. Hierdurch wird vorteilhafterweise eine senkrechte Verformung/Verschiebung der Dünnglasscheibe bis auf die Oberfläche der Trägermaterialscheibe ermöglicht bei gleichzeitiger Minimierung der Biegespannungen im Dünnglas. Damit wird eine erhöhte Bruchneigung im Randbereich durch Zugspannungen vermieden.The holder can preferably be dispensed in the form of a caterpillar, the application being carried out only after the spatial arrangement of the carrier material and thin glass pane in order to prevent the caterpillar from flowing under the thin glass pane. This advantageously enables a vertical deformation / displacement of the thin glass pane down to the surface of the carrier material pane while minimizing the bending stresses in the thin glass. This avoids an increased tendency to break in the edge area due to tensile stresses.
Hier ist es weiterhin vorteilhaft, die Raupenform, sowie das Material, aus dem die Raupe und somit die Halterung besteht, so zu wählen, daß eine Abdichtung der Glastastatur-Rückseite zur Gehäuse-Außenseite nach dem Einbau gewährleistet ist. Dies geschieht z.B. durch einen kalottenförmigen Querschnitt der Raupe in ihrem oberen Bereich, wobei die zur Dichtung notwendige Klemmkraft außerhalb der Dünnglascheibe in die Trägermaterialscheibe geleitet wird, um eine unbeabsichtigte Auslösung der Glastastatur beim Einbau zu verhindern. Auch ist es denkbar, statt eines kalottenförmigen Querschnitt zwei lippenförmige Ausprägungen zu formen, um die Dichtwirkung zu verstärken.Here it is also advantageous to choose the caterpillar shape, as well as the material from which the caterpillar and thus the holder are made, so that a seal of the glass keyboard back to the outside of the housing is ensured after installation. This happens e.g. through a dome-shaped cross-section of the caterpillar in its upper region, the clamping force required for sealing being conducted outside the thin glass pane into the carrier material pane in order to prevent the glass keyboard from being triggered unintentionally during installation. It is also conceivable to form two lip-shaped features instead of a dome-shaped cross section in order to reinforce the sealing effect.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Halterung aus einem flexiblen Material besteht, das sowohl biegeelastisch als auch zugelastisch ist.It is also advantageous if the holder is made of a flexible material that is both flexible and elastic.
In einer anderen Ausführungsart kann das dispensierte Material auch durch vorkonfektionierte Klebebänder ersetzt werden, welche präziser zu appiizieren sind als fließendes Dispensmaterial. Als elastisches doppelseitig klebendes Band ausgeführt kann dies gleichzeitig zur Montage in ein Gehäuse verwendet werden.In another embodiment, the dispensed material can also be replaced by pre-assembled adhesive tapes, which can be applied more precisely are as flowing dispensing material. Designed as an elastic double-sided adhesive tape, this can also be used for mounting in a housing.
Die Halterung ist bevorzugt aus Kunststoff und besonders bevorzugt aus strangextrudiertem oder spritzgegossenem Kunststoff.The holder is preferably made of plastic and particularly preferably made of extruded or injection molded plastic.
Wegen der vergleichsweise feinen Strukturen der Halterung (die Dicke des flexiblen Bereichs ist bevorzugt kleiner als die Dicke der Dünnglasscheibe) empfiehlt sich der Einsatz von reaktionsvernetzten, insbesondere von im Reac- tion-Injection-Moulding (RIM)-Verfahren reaktionsvernetzten Kunststoffen. Hierbei werden nicht nur sehr feine Strukturen erhalten, sondern es kann mit sehr niedrigen Einspritzdrücken gearbeitet werden.Because of the comparatively fine structures of the holder (the thickness of the flexible area is preferably less than the thickness of the thin glass pane), the use of crosslinked plastics, in particular of reaction crosslinked plastics using the reaction injection molding (RIM) method, is recommended. Not only are very fine structures obtained, but very low injection pressures can be used.
Durch eine geeignete Wahl des Kunststoffes ist eine hohe physikalische und chemische Beständigkeit der Oberflächen erzielbar. Dabei hat sich die Verwendung folgender Kunststoffe bewährt: Polyurethane, Polyamide, Epoxid- Harze, wobei elastische Kunststoffe gegenüber starren Kunststoffen bevorzugt werden.With a suitable choice of plastic, a high physical and chemical resistance of the surfaces can be achieved. The use of the following plastics has proven successful: polyurethanes, polyamides, epoxy resins, with elastic plastics being preferred over rigid plastics.
Eine Halterung aus strangextrudiertem Kunststoff läßt sich besonders kostengünstig unter Erhaltung sehr feiner Strukturen herstellen. Die Halterung wird vorkonfektioniert und anschließend mit der Dünnglasscheibe und der Trägermaterialscheibe verbunden.A bracket made of extruded plastic can be produced particularly inexpensively while maintaining very fine structures. The holder is pre-assembled and then connected to the thin glass pane and the carrier material pane.
Alternativ kann die Dünnglasscheibe und/oder die Trägermaterialscheibe direkt bei der Formgebung mit der Halterung verbunden werden. Dies ist beim RIM- Verfahren trotz der Bruchempfindlichkeit der Dünnglasscheibe möglich, da im Vergleich zum Standardspritzguß mit wesentlich geringeren Einspritzdrücken gearbeitet wird.Alternatively, the thin glass pane and / or the carrier material pane can be connected to the holder directly during the shaping. This is possible with the RIM process despite the sensitivity of the thin glass pane to breakage, since, compared to standard injection molding, much lower injection pressures are used.
Insbesondere wenn die Halterung direkt an die Dünnglasscheibe und an die Trägermaterialscheibe angeformt ist, befindet sich zwischen den beiden Scheiben ein Rahmenelement, wobei das Rahmenelement die beiden Scheiben auf Abstand hält, und ein Eindringen des Kunststoffs während der Anformung verhindert. Das Rahmenelement ist dabei so dünn ausgeführt, daß es die Funktion der Halterung nicht beeinträchtigt.In particular if the holder is molded directly onto the thin glass pane and onto the carrier material pane, there is a frame element between the two panes, the frame element keeping the two panes at a distance and preventing the plastic from penetrating during the molding. The frame element is so thin that it does not affect the function of the bracket.
Auch andere Verfahren, bei denen die Belastung, besonders der Dünnglasscheibe, gering ist, die mit niedrigen Einspritzdrücken oder auf andere Art und Weise die Gestaltung feiner Strukturen erlauben sind alternativ zum RIM- Verfahren denkbar. ln einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Halterung bevorzugt wenigstens teilweise aus Metall.Other methods in which the load, in particular the thin glass pane, is low, which allow the design of fine structures with low injection pressures or in some other way, are also conceivable as an alternative to the RIM method. In another embodiment of the invention, the holder is preferably at least partially made of metal.
Vorzugsweise sind die Dünnglasscheibe und die Trägermaterialscheibe fest mit der Halterung verbunden. Die feste Verbindung kann beispielsweise durch Verkleben erhalten werden.The thin glass pane and the carrier material pane are preferably firmly connected to the holder. The fixed connection can be obtained, for example, by gluing.
Weiterhin kann die Dünnglasscheibe und die Trägermaterialscheibe über wenigstens ein Zwischenstück fest mit der Halterung verbunden sein. Das Zwischenstück kann dabei dazu dienen, fertigungsbedingte Toleranzen auszugleichen. Es kann aber auch einen eigenständigen Rahmen, beispielsweise einen Rahmen der Trägermaterialscheibe bilden.Furthermore, the thin glass pane and the carrier material pane can be firmly connected to the holder via at least one intermediate piece. The intermediate piece can serve to compensate for manufacturing-related tolerances. However, it can also form an independent frame, for example a frame of the carrier material disk.
Bevorzugt umfängt die Halterung den Randbereich der Dünnglasscheibe und/oder den Randbereich der Trägermaterialscheibe teilweise oder vollständig. Dies ermöglicht zum einen eine besonders feste Verbindung zwischen Halterung, Dünnglasscheibe und/oder Trägermaterialscheibe, zum anderen bildet die Halterung zusätzlich einen wirksamen Kantenschutz von Dünnglasscheibe und/oder Trägermaterialscheibe aus. Darüber hinaus ist der Randbereich der Glastastatur wesentlich schmaler ausführbar.The holder preferably partially or completely encompasses the edge region of the thin glass pane and / or the edge region of the carrier material pane. On the one hand, this enables a particularly firm connection between the holder, thin glass pane and / or carrier material pane, and on the other hand, the holder additionally forms an effective edge protection of thin glass pane and / or carrier material pane. In addition, the edge area of the glass keyboard can be made much narrower.
Um die nutzbare Fläche der Glastastatur zusätzlich zu erhöhen, ist die Halterung nicht zwischen den beiden Scheiben, sondern an deren seitlichen Randbereich (Stirnseite) angebracht und/oder die Fläche der Dünnglasscheibe ist größer als die der Trägermaterialscheibe, wobei die Halterung und/oder ein Zwischenstück den Flächenunterschied ausgleichen.In order to additionally increase the usable area of the glass keyboard, the holder is not attached between the two panes, but rather on their lateral edge area (end face) and / or the area of the thin glass pane is larger than that of the carrier material pane, the holder and / or an intermediate piece compensate for the difference in area.
Vorzugsweise ist die Halterung so gestaltet, daß sie den äußeren Rahmen der Glastastatur bildet. Besonders bevorzugt wird die Dünnglasscheibe derart in den Rahmen eingespannt, daß eine nach außen, von der Trägermaterialscheibe weg gewölbte Form der Dünnglasscheibe resultiert. Bei großflächigen Glastastaturen kann dabei auf weitere Abstandhalter zwischen den beiden Scheiben verzichtet werden.Preferably, the bracket is designed so that it forms the outer frame of the glass keyboard. The thin glass pane is particularly preferably clamped in the frame in such a way that a shape of the thin glass pane curved outwards away from the carrier material pane results. With large-area glass keyboards, there is no need for further spacers between the two panes.
Die Halterung kann aber auch das gesamte Gehäuse der Glastastatur bilden, wobei das Gehäuse weitere Bauteile, beispielsweise einen Flachbildschirm und/oder eine Steuerungselektronikeinheit, aufnimmt.However, the holder can also form the entire housing of the glass keyboard, the housing accommodating further components, for example a flat screen and / or a control electronics unit.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Glastastatur zusätzlich von einem äußeren Rahmen, beispielsweise von einem Metall- oder Kunststoffrahmen gehalten. Um die Einhaltung eines definierten minimalen Abstandes bei Druckbelastung zwischen Dünnglasscheibe und Trägermaterialscheibe im Randbereich zu gewährleisten, weist die Dünnglasscheibe und/oder die Trägermaterialscheibe vorzugsweise eine Überhöhung - beispielsweise mittels Siebdruck aufgebracht - ihres jeweiligen Innenrandes und/oder die Halterung weist zusätzlich einen Abstandhalter auf.In a further embodiment of the invention, the glass keyboard is additionally held by an outer frame, for example by a metal or plastic frame. In order to ensure that a defined minimum distance is maintained when pressure is applied between the thin glass pane and the carrier material pane in the edge region, the thin glass pane and / or the carrier material pane preferably has an elevation - applied by means of screen printing, for example - of their respective inner edge and / or the holder additionally has a spacer.
Die Halterung ist bevorzugt so gestaltet, daß sie Aufnahmeelemente, insbesondere sogenannte Clipselemente aufweist, wobei die Dünnglasscheibe und/oder die Trägermaterialscheibe und/oder weitere, z. B. o. g. Bauteile, direkt an die Halterung geclipst sind. Die Aufnahmelemente sind dabei bevorzugt direkt an die Halterung, beispielsweise in Form einer umlaufenden Nut, angeformt, in die beispielsweise die Dünnglasscheibe fest eingeclipst wird. Besonders bei großflächigen Glastastaturen werden die beiden Scheiben nicht nur in deren Randbereich, sondern auch im übrigen Zwischenbereich, mit einer Halterung, die die kennzeichnenden Merkmale der Erfindung aufweist, gehalten.The holder is preferably designed so that it has receiving elements, in particular so-called clip elements, the thin glass pane and / or the carrier material pane and / or others, for. B. og. Components that are clipped directly to the bracket. The receiving elements are preferably molded directly onto the holder, for example in the form of a circumferential groove, into which, for example, the thin glass pane is firmly clipped. Particularly in the case of large-area glass keyboards, the two panes are held not only in their edge region, but also in the rest of the intermediate region, with a holder which has the characterizing features of the invention.
Die erfindungsgemäße Glastastatur findet vorzugsweise Verwendung zur Bedienung, Steuerung und Kontrolle von Geräten, insbesondere aus den Bereichen Haushalt, Unterhaltungselektronik, Medizin, Automobil und Industrie.The glass keyboard according to the invention is preferably used for the operation, control and monitoring of devices, in particular from the fields of household, consumer electronics, medicine, automobile and industry.
In Verbindung mit einem Monitor, insbesondere einem Flachbildmonitor, findet die erfindungsgemäße Glastastatur bevorzugt Verwendung zur Bedienung, Steuerung und Kontrolle von Geräten, insbesondere aus den Bereichen Haushalt, Unterhaltungselektronik, Medizin, Automobil und Industrie.In connection with a monitor, in particular a flat screen monitor, the glass keyboard according to the invention is preferably used for the operation, control and monitoring of devices, in particular from the fields of household, consumer electronics, medicine, automotive and industry.
Die beschriebene Verwendung der erfindungsgemäßen Glastastatur zielt insbesondere auf die Kombination der Glastastatur mit einem Flachbildschirm (TFT (Thin Film Transistor), STN (Super Twisted Neumatic), LCD (Liquid Cristal Display), Pale (Plasma Adressed Liquid Display), PDP (Plasma Display Panel)). Eine Kombination mit einem Fernsehbildschirm ist auch möglich, wenn es sich um ein sogenanntes Fiat-Panel handelt. Diese Art der Fernsehbildschirme kommt in jüngster Zeit auf den Markt. Gegenüber klassischen Femsehbiidschirmen besitzen sie eine flache anstelle einer klassischen gewölbten Front.The described use of the glass keyboard according to the invention is particularly aimed at combining the glass keyboard with a flat screen (TFT (Thin Film Transistor), STN (Super Twisted Neumatic), LCD (Liquid Cristal Display), Pale (Plasma Addressed Liquid Display), PDP (Plasma Display Panel)). A combination with a television screen is also possible if it is a so-called Fiat panel. This type of television screen has recently come onto the market. Compared to classic television screens, they have a flat instead of a classic curved front.
Die nun folgenden Beispiele und Zeichnungen erläutern die Erfindung.The following examples and drawings explain the invention.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Querschnitt durch die Glastastatur, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Glastastatur gemäß Fig.1 bei Druckausübung auf die Dünnglasscheibe,1 shows a cross section through the glass keyboard, 2 shows a cross section through the glass keyboard according to FIG. 1 when pressure is exerted on the thin glass pane,
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel in Detailansicht, mit rahmenartigerFig. 3 shows another embodiment in detail, with frame-like
Ausführung der Halterung,Execution of the bracket,
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel, wobei die Halterung das Gehäuse derFig. 4 shows an embodiment, the bracket the housing of the
Glastastatur bildet und weitere Bauteile aufnimmt,Glass keyboard forms and accommodates further components,
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei die Halterung aus Metall ist,5 shows a further exemplary embodiment, the holder being made of metal,
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel, wobei die Halterung aus einem flexiblenFig. 6 shows an embodiment, wherein the bracket from a flexible
Kunststoff ist und von einem zusätzlichen Rahmenelement umfaßt wird,Is plastic and is surrounded by an additional frame element,
Fig. 7 ein fertigungstechnisch bevorzugtes Ausführungsbeispiel in7 shows a preferred embodiment in terms of production engineering
Detailansicht,Detailed view,
Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel, wobei die Halterung nicht zwischen die beiden Scheiben ragt,8 shows an embodiment, wherein the holder does not protrude between the two disks,
Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel, wobei die Halterung derart ausgeführt ist, daß sie eine Gehäuseinnenseite gegenüber einer Gehäuseaußenseite abdichtet, undFig. 9 shows an embodiment, wherein the bracket is designed such that it seals an inside of the housing against an outer side of the housing, and
Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel, wobei die Halterung direkt mit einemFig. 10 shows an embodiment, the bracket directly with a
Gehäuse verbindbar ist.Housing is connectable.
Die in Fig. 1 gezeigte Glastastatur (1) besteht aus einer unteren relativ dicken Trägermaterialscheibe (3) und einer mit Hilfe einer Halterung (7) in parallelem Abstand d zu der Trägermaterialscheibe (3) gehaltenen Dünnglasscheibe (2). Die Halterung (7) ist dabei in Form eines Loslagers eingezeichnet, um das Prinzip einer idealen Halterung zu verdeutlichen. Erfindungsgemäß ist die Halterung (7) so ausgeführt, daß sie wenigstens einen flexiblen Bereich (8) zwischen der Dünnglasscheibe (2) und der Trägermaterialscheibe (3) aufweist, und somit die Funktion eines Loslagers übernimmt. Die Dünnglasscheibe (2) und Trägermaterialscheibe (3) sind auf den einander gegenüberliegenden Innenflächen mit elektrisch leitenden Schichten (5, 6) versehen, die Elektroden bilden und die bei gegenseitiger Berührung einen Schaltkontakt herstellen. Hierzu kann die flexible Dünnglasscheibe (2) durch im wesentlichen punktuelle Druckbeaufschlagung so verformt werden, daß ein elektrischer Kontakt zwischen den leitenden Schichten (5, 6) hergestellt wird, wobei die Halterung (7) bei Druckbelastung der Dünnglasscheibe (2) im flexiblen Bereich (8) verformt wird.The glass keyboard (1) shown in Fig. 1 consists of a lower, relatively thick carrier material disc (3) and a thin glass disc (2) held by means of a holder (7) at a parallel distance d from the carrier material disc (3). The bracket (7) is shown in the form of a floating bearing to illustrate the principle of an ideal bracket. According to the invention, the holder (7) is designed such that it has at least one flexible region (8) between the thin glass pane (2) and the carrier material pane (3), and thus takes over the function of a floating bearing. The thin glass pane (2) and carrier material pane (3) are provided with electrically conductive layers (5, 6) on the inner surfaces opposite one another, the electrodes form and make a switch contact when touching each other. For this purpose, the flexible thin glass pane (2) can be deformed by essentially pressurizing it in such a way that an electrical contact is made between the conductive layers (5, 6), the holder (7) when the thin glass pane (2) is subjected to pressure in the flexible area ( 8) is deformed.
Bei Druckbelastung mittels einer Bedienkraft F der flexiblen Dünnglasscheibe (2) (Fig. 2) verformt sich die Dünnglasscheibe (2) derart, daß deren Oberfläche (4) im wesentlichen druckbelastet und deren untere Fläche (13) im wesentlichen zugbelastet ist, wobei das Rückstellmoment M im wesentlichen aus der Verformung der Dünnglasscheibe (2) resultiert. Das Rückstellmoment ist dabei in der Regel geringer als bei herkömmlichen Glastastaturen, bei denen die Dünnglasscheibe fest mit der Trägerscheibe verbunden ist. Die Halterung (7) ist im wesentlichen mit einer Querkraft F belastet.When pressure is applied by means of an operating force F of the flexible thin glass pane (2) (FIG. 2), the thin glass pane (2) deforms such that its surface (4) is essentially pressurized and its lower surface (13) is essentially tensile, the restoring moment M essentially results from the deformation of the thin glass pane (2). The restoring moment is usually lower than in conventional glass keyboards, in which the thin glass pane is firmly connected to the carrier pane. The holder (7) is essentially loaded with a transverse force F.
Dadurch, daß die Dünnglasscheibe (2) und die Halterung (7) über die Trägermaterialscheibe (3) seitlich hinaus ragen, ergibt sich zusätzlich eine größere, nutzbare Bedienfläche.The fact that the thin glass pane (2) and the holder (7) protrude laterally beyond the carrier material pane (3) also results in a larger, usable operating surface.
Bei Druckbelastung der flexiblen Dünnglasscheibe (2) werden die, besonders im Randbereich der Glastastatur (1 ), auftretenden Zugspannungen und Biegungen der Dünnglasscheibe (2) minimiert, die Dünnglasscheibe (2) weist dabei im Bereich der Halterungen (7) eine nach innen, zur Trägermaterialscheibe (3) hin gewölbte Form auf.When the flexible thin glass pane (2) is subjected to pressure, the tensile stresses and bends of the thin glass pane (2), particularly in the edge region of the glass keyboard (1), are minimized, the thin glass pane (2) facing inward in the area of the brackets (7) Carrier material disc (3) curved shape.
Der in Figur 3 dargestellte Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Glastastatur (1) zeigt eine flexible Dünnglasscheibe (2) die fest mit der Halterung (7) verbunden ist, wobei die Halterung (7) den Randbereich der Dünnglasscheibe (2) vollständig umfängt. Dabei weist die Halterung (7) einen flexiblen Bereich (8) in Form einer geometrischen Verjüngung auf. Die Halterung (7) ist mit der Stirnseite der Trägermaterialscheibe (3) fest verbunden, z. B. fest verklebt.The section of a glass keyboard (1) according to the invention shown in FIG. 3 shows a flexible thin glass pane (2) which is firmly connected to the holder (7), the holder (7) completely surrounding the edge region of the thin glass pane (2). The holder (7) has a flexible area (8) in the form of a geometric taper. The bracket (7) is fixed to the end face of the carrier material disc (3), for. B. firmly glued.
Die Verbindung der Halterung (7) mit der Trägermaterialscheibe (3) kann entweder direkt oder über ein Zwischenmedium (12) (weiteres Spritzgußteil o.a.) stattfinden. Weiterhin ist es denkbar, die Halterung (7) derart auszuführen, daß sie neben der Dünnglasscheibe (2) und der Trägermaterialscheibe (3) auch ein Flachdisplay (9) und/oder eine Steuerungselektronikeinheit (10) aufnimmt, und ggf. sogar eine Gehäusefunktion übernimmt (Fig. 4). Der flexible Bereich der Halterung (7) ist dabei nicht dargestellt. Fertigungstechnisch wird eine derartige Halterung vorzugsweise mit einem Kunststoffspritzgußverfahren hergestellt. Wegen den vergleichsweise feinen Strukturen der Halterung empfiehlt sich der Einsatz des Reaction-Injection Moulding (RIM)-Verfahrens. Hier kann mit sehr niedrigen Einspritzdrücken gearbeitet werden. Durch eine geeignete Wahl des Kunststoffes ist eine hohe physikalische und chemische Beständigkeit der Oberfläche erzielbar.The connection of the holder (7) with the carrier material disc (3) can take place either directly or via an intermediate medium (12) (further injection molded part or the like). It is also conceivable to design the holder (7) in such a way that, in addition to the thin glass pane (2) and the carrier material pane (3), it also accommodates a flat display (9) and / or a control electronics unit (10), and possibly even assumes a housing function (Fig. 4). The flexible area of the holder (7) is not shown. In terms of manufacturing technology, such a holder is preferably produced using a plastic injection molding process. Due to the comparatively fine structure of the holder, the use of the reaction injection molding (RIM) method is recommended. Here you can work with very low injection pressures. A suitable choice of plastic enables a high physical and chemical resistance of the surface to be achieved.
Die Kunststoffhalterung wird vorkonfektioniert und anschließend mit der Dünnglasscheibe und der Trägermaterialscheibe verbunden. Alternativ kann die Dünnglasscheibe und/oder die Trägermaterialscheibe direkt beim Spritzgießen mit der Halterung verbunden werden. Dies ist beim RIM-Verfahren trotz der Bruchempfindlichkeit der Dünnglasscheibe möglich, da im Vergleich zum Standardspritzgußjnit wesentlich geringeren Einspritzdrücken gearbeitet wird.The plastic holder is pre-assembled and then connected to the thin glass pane and the carrier material pane. Alternatively, the thin glass pane and / or the carrier material pane can be connected to the holder directly during injection molding. This is possible with the RIM process despite the sensitivity of the thin glass pane to breakage, since the injection pressures used are considerably lower than those of standard injection molding.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeigt Figur 5. Die Dünnglasscheibe (2) ist über eine dünne Metallhalterung (7) mit der Trägermaterialscheibe (3) verbunden, wobei die Metallhalterung (7) ebenfalls wenigstens einen flexiblen Bereich (8) (nicht dargestellt) aufweist. Die Metallhalterung (7) ist über einen Kleber (nicht dargestellt) mit der Dünnglasscheibe (2) verbunden. Dünnglasscheibe (2) und Metallhalterung (7) werden mit einem Kleber oder einem Zwischenmedium (12) (nicht dargestellt) mit der Trägermaterialscheibe (3) verbunden. Auch hier kann die Aufnahme eines Flachdisplays und einer Steuerungselektronikeinheit in die Metallhalterung erfolgen.FIG. 5 shows a further embodiment of the invention. The thin glass pane (2) is connected to the carrier material pane (3) via a thin metal holder (7), the metal holder (7) likewise having at least one flexible region (8) (not shown). The metal holder (7) is connected to the thin glass pane (2) via an adhesive (not shown). Thin glass pane (2) and metal holder (7) are connected to the carrier material pane (3) with an adhesive or an intermediate medium (12) (not shown). Here, too, a flat display and a control electronics unit can be accommodated in the metal holder.
Die Halterung (7) kann auch derart ausgebildet sein, daß Dünnglas- (2) und Trägermaterialscheibe (3) in deren Randbereich vollständig von einem weichen gummiähnlichen Kunststoff umfaßt und miteinander verbunden sind (Fig. 6). Dadurch ist die gesamte Halterung (7) so flexibel gestaltet, daß sie bei Druckbelastung der Dünnglasscheibe (2) gebogen wird. Auch zur Herstellung dieser Halterung eignet sich das RIM-Verfahren. Die Verbindung findet hier im wesentlichen über den Randbereich und weniger über die Berührungsflächen von Dünnglas- (2) und Trägermaterialscheibe (3) statt. Durch einen Metall- oder Kunststoffrahmen (11 ) größerer Härte wird die Halterung (7) zusätzlich eingefaßt und ggf. geschützt.The holder (7) can also be designed such that thin glass (2) and carrier material disc (3) are completely surrounded by a soft rubber-like plastic in the edge region and are connected to one another (FIG. 6). As a result, the entire holder (7) is designed so flexibly that it is bent when the thin glass pane (2) is subjected to pressure. The RIM process is also suitable for producing this holder. The connection takes place here essentially over the edge area and less over the contact surfaces of thin glass (2) and carrier material disc (3). The holder (7) is additionally enclosed and possibly protected by a metal or plastic frame (11) of greater hardness.
Die in Figur 7 dargestellte Teilansicht einer erfindungsgemäßen Glastastatur (1 ) zeigt eine fertigungstechnisch bevorzugte Ausführungsvariante. Die Glastastatur (1 ) mit einer aus einer bevorzugt < 0,3 mm dicken, flexiblen Dünnglasscheibe (2) gebildeten Tastaturoberfläche (4) und einer bevorzugt 1 ,1 bis 4,0 mm dicken Trägermaterialscheibe (3), die auf den einander zugewandten Flächen jeweils wenigstens eine transparente, elektrisch leitende Schicht (5,6) ausweisen, wobei die gegenüberstehenden elektrisch leitenden Schichten (5,6) mit Hilfe einer Halterung (7) auf Abstand gehalten sind und wobei sich die elektrische leitenden Schichten (5,6) an der im wesentlichen punktuellen Druckbelastungsstelle (nicht dargestellt) berühren, ist derart ausgeführt, daß die Halterung (7) einen flexiblen Bereich (8) aufweist, wobei die Halterung (7) bei Druckbelastung der Dünnglasscheibe (2) im flexiblen Bereich (8) verformt ist.The partial view of a glass keyboard (1) according to the invention shown in FIG. 7 shows an embodiment variant preferred in terms of production technology. The glass keyboard (1) with a keyboard surface (4) formed from a preferably <0.3 mm thick, flexible thin glass pane (2) and a preferably 1.1 to 4.0 mm thick carrier material pane (3), which on the mutually facing surfaces each have at least one transparent, electrically conductive layer (5, 6), wherein the opposite electrically conductive layers (5, 6) are kept at a distance with the aid of a holder (7) and the electrically conductive layers (5, 6) touch at the essentially point-specific pressure load point (not shown) is designed in such a way that the holder (7) has a flexible region (8), the holder (7) being deformed in the flexible region (8) when the thin glass pane (2) is subjected to pressure.
Bei der transparenten, elektrisch leitenden Schicht (5,6) handelt es sich bevorzugt um eine etwa 5 μm dicke ITO-Schicht. Die Trägermaterialscheibe (3) besteht dabei bevorzugt aus Glas und ist wenigstens an deren oberen, äußeren Randbereich gefast. Mittels eines Zwischenstücks (12) und/oder eines Klebers ist die Halterung (7) mit der Trägermateriaischeibe (3) direkt verbunden; hierbei können fertigungsbedingte Toleranzen, beispielsweise der Scheiben (2,3) ausgeglichen werden. Auch die Einstellung eines vorgegebenen Abstands d zwischen den Scheiben (2,3) kann über das Zwischenstück (12) und/oder die Verklebung erfolgen. Die Halterung (7) ist des weiteren so ausgeformt, daß bei einer Druckbelastung der Abstand d der beiden Scheiben (2,3) an deren äußeren Randbereich nahezu konstant ist oder sich nur geringfügig ändert.The transparent, electrically conductive layer (5, 6) is preferably an approximately 5 μm thick ITO layer. The carrier material disk (3) preferably consists of glass and is chamfered at least on its upper, outer edge region. The holder (7) is connected directly to the carrier material disc (3) by means of an intermediate piece (12) and / or an adhesive; Manufacturing-related tolerances, for example of the disks (2, 3), can be compensated for here. A predetermined distance d between the panes (2, 3) can also be set via the intermediate piece (12) and / or the adhesive bond. The holder (7) is further shaped so that the distance d between the two disks (2, 3) at their outer edge region is almost constant or changes only slightly when there is a pressure load.
Der in Fig. 8 dargestellte Schnitt durch eine Glastastatur zeigt unten die Trägermaterialscheibe (3) mit der auf Abstand gehaltenen Dünnglasscheibe (2), verbunden durch eine elastische Halterung (7), die dispensiert aufgetragen wurde. Das Material ist so gewählt, dass es sowohl die geforderte Elastizität als auch eine ausreichende Rückstellkraft besitzt, um die Dünnglasscheibe im unbelasteten Zustand auf Abstand zur Trägermaterialscheibe zu halten.The section through a glass keyboard shown in Fig. 8 shows below the carrier material disc (3) with the thin glass disc (2) held at a distance, connected by an elastic holder (7) which has been dispensed. The material is selected so that it has the required elasticity as well as sufficient restoring force to keep the thin glass pane at a distance from the carrier material pane in the unloaded state.
In Fig. 9 ist nach dem gleichen Prinzip wie in Fig. 8 eine andere Ausformung der Halterung (7) gewählt. Diese verbessert die Dichtwirkung gegen Feuchtigkeit und Schmutzpartikel beim Einbau hinter eine Verblendung z.B. in einem Gehäuse. Die Formgebung des Profils ist durch die Dispens-Methode leicht zu beeinflussen. Außerdem kann ein gasdichter Verschluß der Glastastatur erzielt werden.In Fig. 9, a different shape of the holder (7) is selected according to the same principle as in Fig. 8. This improves the sealing effect against moisture and dirt particles when installed behind a panel, e.g. in one housing. The shape of the profile can be easily influenced using the dispensing method. In addition, a gas-tight closure of the glass keyboard can be achieved.
Fig. 10 zeigt eine erfindungsgemäße Variante, in der die dispensierte Dichtung durch eine vorgeformte Halterung (7) in Form von zweifach wirkenden Klebebändern ersetzt wurde. Diese ist durch ihre definierte Geometrie fertigungstechnisch wesentlich einfacher zu applizieren. Wie durch den äußeren Rahmen (11 ) (Blendenrand) dargestellt, dient dieses Klebeband gleichzeitig zur festen Verbindung zwischen Glastastatur und Gehäuse. Außerdem wird die Tastatur selbst gegen Schmutz abgedichtet. Im Bereich (b) der Dünnglasscheibe (2) muß dazu die Klebebanddicke um die Summe der Dicke der Dünnglasscheibe und den Abstand zwischen Trägermaterialscheibe (3) und Dünnglasscheibe geringer sein als im weiter außen liegenden Bereich (a). Fertigungstechnisch kann es deshalb vorteilhaft sein, die elastischen Klebebänder in zwei Bereiche verschiedener Stärke zu trennen. Eine Mischform der Ausführungsbeispiele nach den Figuren 8 und 9 mit Figur 10 ist ebenfalls denkbar und bietet verarbeitungstechnische Vorteile, da zuerst die Funktion der Tastatur durch die dispenste Raupe eingestellt wird und der Auftrag der Klebebänder später - z.B. erst beim Einbau in die Blende - erfolgen kann.Fig. 10 shows a variant according to the invention, in which the dispensed seal was replaced by a preformed holder (7) in the form of double-acting adhesive tapes. Due to its defined geometry, this is much easier to apply in terms of production technology. As shown by the outer frame (11) (bezel edge), this tape also serves as a permanent connection between the glass keyboard and the housing. In addition, the keyboard itself is sealed against dirt. In area (b) of the thin glass pane (2), the adhesive tape thickness must be less than the sum of the thickness of the thin glass pane and the distance between the carrier material pane (3) and the thin glass pane further outlying area (a). In terms of production technology, it can therefore be advantageous to separate the elastic adhesive tapes into two areas of different thickness. A mixed form of the exemplary embodiments according to FIGS. 8 and 9 with FIG. 10 is also conceivable and offers processing advantages, since the function of the keyboard is set first by the dispensed bead and the adhesive tapes can be applied later, for example only when it is installed in the panel .
Allen Ausführungen ist gemeinsam, daß vorzugsweise kein Material zwischen den Scheiben (2, 3) abgelagert wird, welches die Abwärtsbewegung der Dünnglasscheibe blockieren würde, so daß eine Biegespannung entsteht, die die Bruchgefahr erhöht. All versions have in common that preferably no material is deposited between the panes (2, 3) that would block the downward movement of the thin glass pane, so that a bending stress arises which increases the risk of breakage.
BezugszeichenlisteReference list
1 Glastastatur1 glass keyboard
2 flexible Dünnglasscheibe2 flexible thin glass panes
3 Trägermaterialscheibe3 carrier material disc
4 Tastaturoberfläche4 keyboard surface
5, 6 elektrisch leitende Schichten5, 6 electrically conductive layers
7 Halterung7 bracket
8 flexibler Bereich8 flexible area
9 Flachbildschirm9 flat screen
10 Steuerungselektronikeinheit10 control electronics unit
11 äußerer Rahmen11 outer frame
12 Zwischenstück12 intermediate piece
13 untere Fläche der Dünnglasscheibe13 lower surface of the thin glass pane
14 Druckbelastungsstelle 14 pressure load point

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT CLAIMS
1. Glastastatur (1 ) mit einer aus einer flexiblen Dünnglasscheibe (2) gebildeten Tastaturoberfläche (4) und mindestens einer Trägermaterialscheibe (3), die auf den einander zugewandten Flächen jeweils wenigstens eine elektrisch leitende Schicht (5, 6) aufweisen, wobei die sich gegenüberstehenden elektrisch leitenden Schichten (5, 6) mit Hilfe einer Halterung (7) auf Abstand gehalten sind und wobei sich die elektrisch leitenden Schichten (5, 6) bei Druckbelastung der flexiblen Dünnglasscheibe (2) an der im wesentlichen punktuellen Druckbelastungsstelle berühren, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) wenigstens einen flexiblen Bereich (8) aufweist, wobei die Halterung (7) bei Druckbelastung der Dünnglasscheibe (2) im flexiblen Bereich (8) verformt ist.1. Glass keyboard (1) with a keyboard surface (4) formed from a flexible thin glass pane (2) and at least one carrier material pane (3), each of which has at least one electrically conductive layer (5, 6) on the mutually facing surfaces opposing electrically conductive layers (5, 6) are kept at a distance with the aid of a holder (7) and the electrically conductive layers (5, 6) touch each other when the flexible thin glass pane (2) is subjected to pressure at the essentially point-specific pressure load point, characterized that the holder (7) has at least one flexible region (8), the holder (7) being deformed in the flexible region (8) when the thin glass pane (2) is subjected to pressure.
2. Glastastatur nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) wenigstens eine Verjüngung unter Ausbildung des flexiblen Bereichs (8) aufweist.2. Glass keyboard according to claim 1, characterized in that the holder (7) has at least one taper to form the flexible region (8).
3. Glastastatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Druckbelastung, zumindest im Bereich der Halterung (7), der flexiblen Dünnglasscheibe (2) deren Oberfläche (4) im wesentlichen druckbelastet und deren untere Fläche (13) im wesentlichen zugbelastet ist, wobei das Rückstellmoment im wesentlichen aus der Verformung der Dünnglasscheibe (2) resultiert.3. Glass keyboard according to claim 1 or 2, characterized in that in the event of pressure loading, at least in the region of the holder (7), the flexible thin glass pane (2), its surface (4) is substantially pressure-loaded and its lower surface (13) is substantially tensile , the restoring moment essentially resulting from the deformation of the thin glass pane (2).
4. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) aus Kunststoff ist.4. Glass keyboard according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the holder (7) is made of plastic.
5. Glastastatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) aus strangextrudiertem Kunststoff ist. 5. Glass keyboard according to claim 4, characterized in that the holder (7) is made of extruded plastic.
6. Glastastatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) aus spritzgegossenem Kunststoff ist.6. Glass keyboard according to claim 4, characterized in that the holder (7) is made of injection molded plastic.
7. Glastastatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) aus reaktionsvernetztem, insbesondere im Reaction- Injection-Moulding (RIM)-Verfahren reaktionsvernetztem Kunststoff ist.7. Glass keyboard according to claim 4, characterized in that the holder (7) made of cross-linked, in particular reaction-injection molding (RIM) process is cross-linked plastic.
8. Glastastatur nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) direkt an die Dünnglasscheibe (2) und/oder die Trägermaterialscheibe (3) angeformt ist.8. Glass keyboard according to claim 6 or 7, characterized in that the holder (7) is molded directly onto the thin glass pane (2) and / or the carrier material pane (3).
9. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) wenigstens teilweise aus Metall ist.9. Glass keyboard according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the holder (7) is at least partially made of metal.
10. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnglasscheibe (2) und die Trägermaterialscheibe (3) fest mit der Halterung (7) verbunden sind.10. Glass keyboard according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the thin glass pane (2) and the carrier material pane (3) are firmly connected to the holder (7).
11. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnglasscheibe (2) und/oder die Trägermaterialscheibe (3) über wenigstens ein Zwischenstück (12) fest mit der Halterung (7) verbunden sind.11. Glass keyboard according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the thin glass pane (2) and / or the carrier material pane (3) via at least one intermediate piece (12) are firmly connected to the holder (7).
12. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) den Randbereich der Dünnglasscheibe (2) und/oder den Randbereich der Trägermaterialscheibe (3) teilweise oder vollständig umfaßt.12. Glass keyboard according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the holder (7) partially or completely comprises the edge region of the thin glass pane (2) and / or the edge region of the carrier material pane (3).
13. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) den äußeren Rahmen der Glastastatur (1 ) bildet. 13. Glass keyboard according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that the holder (7) forms the outer frame of the glass keyboard (1).
14. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) das Gehäuse der Glastastatur (1) bildet, wobei das Gehäuse weitere Bauteile, beispielsweise einen Flachbildschirm (9) und/oder eine Steuerungselektronikeinheit (10), aufnimmt.14. Glass keyboard according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that the holder (7) forms the housing of the glass keyboard (1), the housing further components, for example a flat screen (9) and / or a control electronics unit (10) , records.
15. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Glastastatur (1 ) von einem äußeren Rahmen (11 ) gehalten wird.15. Glass keyboard according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that the glass keyboard (1) is held by an outer frame (11).
16. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnglasscheibe (2) und/oder die Trägermaterialscheibe (3) eine Überhöhung ihres jeweiligen Innenrandes aufweisen, wobei die Überhöhung die Einhaltung eines definierten minimalen Abstandes zwischen Dünnglasscheibe (2) und Trägermaterialscheibe (3) erlaubt.16. Glass keyboard according to at least one of claims 1 to 15, characterized in that the thin glass pane (2) and / or the carrier material pane (3) have an elevation of their respective inner edge, the elevation maintaining a defined minimum distance between the thin glass pane (2) and carrier material disc (3) allowed.
17. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) einen Abstandhalter aufweist, wobei der Abstandshalter die Einhaltung eines definierten minimalen Abstandes zwischen Dünnglasscheibe (2) und Trägermaterialscheibe (3) erlaubt.17. Glass keyboard according to at least one of claims 1 to 16, characterized in that the holder (7) has a spacer, the spacer allowing compliance with a defined minimum distance between the thin glass pane (2) and the carrier material pane (3).
18. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halterung (7) Aufnahmeelemente, sogenannte Clipselemente, aufweist, wobei die Dünnglasscheibe (2) und/oder die Trägermaterialscheibe (3) und/oder weitere Bauteile direkt an die Halterung (7) geclipst sind.18. Glass keyboard according to at least one of claims 1 to 17, characterized in that a holder (7) receiving elements, so-called clip elements, wherein the thin glass pane (2) and / or the carrier material pane (3) and / or other components directly to the Bracket (7) are clipped.
19. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) aus einem flexiblen Material besteht, das sowohl biegeelastisch als auch zugelastisch ist.19. Glass keyboard according to at least one of claims 1 to 18, characterized in that the holder (7) consists of a flexible material which is both flexible and elastic.
20. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) nicht oder nur unwesentlich zwischen die Trägermaterialscheibe (3) und die Dünnglasscheibe (2) ragt.20. Glass keyboard according to at least one of claims 1 to 19, characterized in that the holder (7) does not protrude, or only insignificantly, between the carrier material pane (3) and the thin glass pane (2).
21. Glastastatur nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) eine Gehäuseinnenseite gegenüber einer Gehäuseaußenseite wenigstens teilweise abdichtet21. Glass keyboard according to at least one of claims 1 to 20, characterized in that the holder (7) at least partially seals a housing inside against a housing outside
22. Verwendung einer Glastastatur (1 ) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 21 , zur Bedienung, Steuerung und Kontrolle von Geräten, insbesondere aus den Bereichen Haushalt, Unterhaltungselektronik, Medizin, Automobil und Industrie.22. Use of a glass keyboard (1) according to at least one of claims 1 to 21, for the operation, control and monitoring of devices, in particular from the fields of household, consumer electronics, medicine, automotive and industry.
23. Verwendung einer Glastastatur (1 ) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 21 , in Verbindung mit einem Monitor, insbesondere einem Flachbildmonitor, zur Bedienung, Steuerung und Kontrolle von Geräten, insbesondere aus den Bereichen Haushalt, Unterhaltungselektronik, Medizin, Automobil und Industrie. 23. Use of a glass keyboard (1) according to at least one of claims 1 to 21, in conjunction with a monitor, in particular a flat screen monitor, for the operation, control and monitoring of devices, in particular from the fields of household, consumer electronics, medicine, automotive and industry.
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