CN104508607A - 触摸板用面板及制造方法 - Google Patents

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Abstract

触摸板用面板的制造方法包括：形成在绝缘体的上面包含作为半透明材质的导电性物质的半透明导电层且在半透明导电层的上面包含金属涂层的叠层层叠结构体的步骤；从层叠结构体中选择性地去除将作为与触摸板的窗口区域(显示画面的区域)对应的触摸图案部分的多个静电电极的半透明电极图案、和与半透明电极图案的边缘区域连结而表示总线电极的配线电极图案除外的区域的半透明导电层和金属涂层而形成多个静电电极的触摸图案和总线电极的引线图案的步骤；及选择性地去除形成在半透明电极图案上的金属涂层的步骤。

Description

触摸板用面板及制造方法
技术领域
本发明涉及一种触摸板的制造方法，特别涉及一种使用具有半透明特性的金属的触摸板用面板及制造方法。
背景技术
通常，触摸板通过手指接触按键对话地、直观地操作计算机等，是任何人都可以容易使用的输入装置。当与显示屏一同集成时，可以用作触摸屏，是通过手指接触屏幕来进行输入的输入设备。
如上所述的触摸板，根据感知接触的方式，正在使用的有电阻膜方式、静电容量方式、红外线方式和超声波方式等。今后，在耐久性及轻薄短小特性方面有利的静电容量方式的使用将会增加。
如上所述的静电容量方式的触摸板，尤其是触摸屏，其构造是通过在聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)或玻璃等透明的绝缘体薄膜上，通过附加粘接剂层或绝缘体层，将由透光导电体构成的ITO(氧化铟锡，Indium Tin Oxide)和在ITO的边缘由银膏等引线构成的面板上下层叠而构成。
已知虽然ITO薄膜可以透明至约92％(单层)，但具有较高的电阻且非常容易破碎。在生产中较高比例的薄膜受到损伤，从而价格昂贵、且需要耗费时间的测试阶段。
此外，就ITO薄膜而言，由于能够制造薄膜的供应商极少，从而给薄膜的使用者带来物流上的问题。
为了克服这些问题并生产触摸屏，存在对新材料及方法的需求。
如上所述，存在不使用如透明导电性氧化物(Transparent Conducting Oxide，TCO)的透明材质的导电性物质，只由金属(Metal)同时形成透明电极图案和配线电极图案的金属网格(Metal Mesh)工艺。
如图1所示，在使用根据以往技术的金属网格工艺的触摸板用面板的制造工艺中，以一个金属层同时形成透明电极图案和配线电极图案。
以网格形状形成透明电极部位时，由于金属(10)的表面积变得非常小，因此面电阻值和电路电阻值变高。为了解决这样的问题，应当以以上的厚度涂布金属(10)，这只能使金属(10)的不透明性变高，从而发生窗口部位的电路可见性变低的问题。
为了改善窗口部分的电路可见性，应当将电路宽度形成得更窄，电路宽度应当体现为5μm以下。
由于在以往的触摸板用面板的制造工艺中，以一个金属层同时形成透明电极图案和配线电极图案，为了改善电路可见性而将窗口部分的电路宽度变窄时，电路电阻值变高，如果不将电路宽度变窄，电路可见性就会变低。
因此，在以往的金属网格工艺中，存在的问题在于，难以对透明电极图案和配线电极图案同时满足既可以使电路可见性良好，又可以使电路电阻值变低的两个要素。
发明内容
技术课题
为了解决如上所述的问题，本发明的目的在于，提供使用具有半透明特性的金属与低电阻的配线用金属的2层结构的触摸板用面板的制造方法。
本发明的目的在于，提供由作为上部层的金属涂层和作为下部层的半透明导电层形成触摸板的配线电极图案，由半透明导电层的细小图案的金属网格结构形成半透明电极图案的触摸板用面板。
技术解决方法
为了实现上述目的，根据本发明的实施例的触摸板用面板的制造方法包括：形成在绝缘体的上面包含作为半透明材质的导电性物质的半透明导电层且在半透明导电层的上面包含金属涂层的叠层结构体的步骤；从层叠结构体中选择性地去除将作为与触摸板的窗口区域(显示画面的区域)对应的触摸图案部分的多个静电电极的半透明电极图案、和与半透明电极图案的边缘区域连结、表示总线电极的配线电极图案除外的区域的半透明导电层和金属涂层而形成多个静电电极的触摸图案和总线电极的引线图案的步骤；及选择性地去除形成在半透明电极图案上的金属涂层的步骤。
根据本发明的实施例的触摸板用面板包含：多个静电电极的半透明电极图案，其作为与触摸板的窗口区域(显示画面的区域)对应的触摸图案区域，在绝缘体的上面由作为半透明材质的导电性物质的半透明导电层构成；以及配线电极图案，其与各静电电极的边缘区域连结而作为总线电极的引线图案区域在绝缘体的上面形成半透明导电层和在半透明导电层上形成金属涂层。
有益效果
本发明通过由具有半透明特性的金属构成触摸板的窗口区域(显示画面的区域)，能够提高电路可见性，从而具有解决金属网格工艺的电路可见性问题的效果。
本发明通过由低电阻金属构成触摸板的窗口区域以外的边缘区域的金属电路，从而具有电阻低和容易传送信号的效果。
本发明具有缩小蒸镀ITO的工艺、降低成本及容易管理品质的效果。
本发明根据半透明金属的可视性特性而不将电路宽度缩小至5μm以下，从而具有能够在5-300μm内选择性使用的效果。
附图说明
图1是表示形成使用根据以往技术的金属网格工艺的配线电极图案和透明电极图案的触摸板用面板的制造方法的图。
图2a及图2b是表示形成使用根据本发明的实施例的金属网格工艺的配线电极图案和透明电极图案的触摸板用面板的制造方法的图。
图3是表示将根据本发明的实施例的静电容量方式触摸板中的顶部(Top)图案和底部(Bot)图案贴合的形态的图。
图4a及图4b是表示形成使用根据本发明的实施例的金属网格工艺的配线电极图案和透明电极图案的触摸板用面板的制造方法的图。
对附图主要部分的符号的说明
110：光学绝缘体
120：半透明导电层
121：半透明电极图案
121a：X轴电极之间的连结部
130：低电阻金属涂层
131：配线电极图案
140：第一掩膜
141：第二掩膜
200：绝缘层
210：Y轴电极
210a：Y轴电极之间的连结部
具体实施方式
以下，参考附图，对本发明的实施例进行详细说明，以便本发明所属技术领域中的普通技术人员能够容易实施。然而，本发明能够以各种不同方式体现，因此不局限于在此说明的实施例。而且，在附图中，为了明确说明本发明，省略了与说明无关的部分，并且在整个说明书中，对相似部分标注相似的附图符号。
在整个说明书中，记载某一部分“包含”某一构成要素时，只要没有特别相反的记载内容，就不是指排除其他构成要素，而是指可以进一步包含其他构成要素。
图2a和图2b是表示形成使用了根据本发明的实施例的金属网格工艺的配线电极图案和透明电极图案的触摸板用面板的制造方法的图，图3是表示根据本发明的实施例的静电容量方式触摸板中的顶部(Top)图案和底部(Bot)图案贴合的形态的图。
图2a的(a1)(b1)(b2)和图2b的(c1)(c2)(d1)表示从触摸板用面板的侧面看到的层结构。
图2b的(a2)(b3)和图2b的(c3)(d2)表示从触摸板用面板的上部看到的平面结构。
根据本发明的实施例的触摸板用面板的制造方法是在光学绝缘体(110)的上面涂布或蒸镀半透明导电层(120)后，对半透明导电层(120)的上面蒸镀低电阻金属涂层(130)(图2a的(a1)及(a2))。在此，半透明导电层(120)作为与ITO、ZnO等具有高透过度的透明导电性(Transparent Conductive Oxide)区别的用语，其表示虽然具有颜色，但具有在透过光线的方向的相反侧能够看到透过的光线的特性的导电性物质。
因此，半透明导电层(120)在形成电路时，与使用不透明金属时相比，起到改善电路可见性的作用。
在此，光学绝缘体(110)表示没有底漆涂布或必要时涂布底漆的绝缘体，绝缘体由透明材质的有机绝缘体或无机绝缘体形成，有机绝缘体包含聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)或聚碳酸酯(PC)，无机绝缘体由玻璃构成。
前述的底漆涂布为以在形成ITO图案后无法确认ITO有无的方式进行处理的涂布，即，是指制作静电容量ITO薄膜时，对ITO下层进行光学处理，以使ITO存在的部分和不存在的部分无法用肉眼观察。即，就底漆涂布而言，有时利用干法放置SiO2、TiO2、CeO2、Nb2O5等(蒸镀)，也有时利用湿法进行药物处理。
但是，在可见性基准低的大型尺寸的作为智能机器的智能平板(smart pad)、智能TV中，没有底漆涂层也能够使用。
在此，半透明导电层(120)表示如碳纳米管(Carbon Nano Tube，CNT)、石墨烯(Graphene)、铬(Cr)、镍(Ni)与铬(Cr)的合金、镍(Ni)与金(Au)的合金、AGNW(银纳米线，Ag Nano Wire)之类的半透明材质的导电性物质。镍、铬、金等金属可以通过蒸镀工艺层叠或可以通过湿法进行涂布。
低电阻金属涂层(130)表示银(Ag)、铜(Cu)、金(Au)、铝(Al)、钯(Pd)、铂(Pt)、锌(Zn)、锡(Sn)等的金属中具有0.1-150欧(Ω)的面电阻的低电阻金属物质。
低电阻金属涂层(130)表示虽然具有颜色，但具有在透过光线的方向的相反侧看不到透过的光线的特性的导电性物质。
其次，通过1次光刻(Photolithography)工艺，形成由半透明导电层(120)构成的半透明电极图案(121)和由低电阻金属涂层(130)构成的配线电极图案(131)(图2a的(b1)、(b2)及(b3))。
半透明电极图案(121)作为与触摸板的窗口区域(显示画面的区域)对应的部分的金属电路，表示使用者的触摸图案区域。
配线电极图案(131)与表示触摸板的窗口区域的半透明电极图案(121)的一侧端部连结，是窗口区域以外的触摸板的边缘区域的金属电路，其将半透明电极图案(121)与印刷电路基板连结，表示感知、控制使用者的触摸方式的总线电极。
如果再次进行详细说明，使用第一掩膜(140)将没有与半透明电极图案(121)和配线电极图案(131)对应的部分的低电阻金属涂层(130)和半透明导电层(120)同时去除，形成半透明电极图案(121)和与半透明电极图案(121)连结的配线电极图案(131)(1次光刻工艺是低电阻金属涂层(130)和半透明导电层(120)的1次金属蚀刻工艺)。即，在1次光刻工艺中进行干膜层压、1次曝光、1次显影、金属蚀刻(具有半透明特性的金属和具有低电阻特性的金属)、剥离工艺。
在进行1次光刻工艺的半透明电极图案(121)和配线电极图案(131)中，上部层由低电阻金属涂层(130)构成，下部层由半透明导电层(120)构成。
在进行1次光刻工艺时(湿法(Wet)工艺)，半透明电极图案(121)通过多个第1线形电极部(122)和与多个第1线形电极部(122)相互交叉的多个第2线形电极部(124)形成细小图案的网格结构。
就细小图案的网格结构而言，在进行1次光刻工艺(湿法(Wet)工艺)来形成半透明电极图案(121)时，可以同时去除低电阻金属涂层(130)和半透明导电层(120)而直接以网格结构形成图案，或者可以在半透明导电层(120)上蒸镀低电阻金属涂层后，使用激光蚀刻方法形成网格结构等，其可以具有各种实施例(凹版胶印印刷、反向印刷、纳米压印(Nano imprinting)等)。
其次，使用第二掩膜(141)去除与触摸板的窗口区域(显示画面的区域)对应的部分的低电阻金属涂层(130)(2次光刻工艺是低电阻金属涂层(130)的2次金属蚀刻工艺，图2b的(c1)、(c2)及(c3))。
即，2次光刻工艺进行干膜层压、2次曝光、2次显影、金属蚀刻(具有低电阻特性的金属)、剥离工艺。
通过这种工艺，制造在光学绝缘层上形成包含上部层(低电阻金属涂层(130))和下部层(半透明导电层(120))的配线电极图案(131)、以及包含半透明导电层(120)的半透明电极图案(121)的触摸板用面板。
这样制造的触摸板用面板如果结束2次光刻工艺，则如图2b的(d1)及(d2)所示，使用粘接剂层(光学透明胶(Optical Clear Adhesive)，OCA)将传感部(接收(Receive)，Rx)的顶部(Top)图案和驱动部的底部(Bottom)图案贴合来完成如图3所示的最终触摸板用面板。在此，传感部(接收，Rx)是以电压值的变化感知触摸板的触摸与否及触摸位置的图案，驱动部是施加触摸板的驱动电压的图案。
即，图3是使用OCA将顶部(Top)图案和底部(Bottom)图案贴合的状态。
如图2b的(d1)及(d2)所示，在顶部(Top)图案和底部(Bottom)图案中，由半透明导电层(120)和低电阻金属涂层(130)的2层结构形成配线电极图案(131)，由作为金属网格结构的细小图案的半透明导电层(120)的1层结构形成半透明电极图案(121)。
与触摸板的窗口区域(显示画面的区域)对应的部分是具有半透明特性的金属，其具有电路可见性十分突出的特性。
就与触摸板的窗口区域(显示画面的区域)对应的部分而言，在使用透明电极图案时，为了改善窗口部分的可见性，应当以5μm以下的电路宽度体现。将窗口部分的电路宽度变窄时，虽然可以改善可见性，但发生面电阻值、电路电阻值变得过高的问题。
在本发明中，与触摸板的窗口区域(显示画面的区域)对应的部分由半透明导电层(120)形成，与使用现有的透明电极的电路构成方法相比，能够以5-300μm的厚度的电路宽度形成，从而能够降低电路的电阻值。
在配线电极图案(131)中，由于半透明导电层(120)用作信号传送用时电阻非常高，因此另外形成低电阻金属来用作配线用轨迹(Trace)。
以往的金属网格工艺不使用TCO(ITO、ZnO以外的透明氧化电极)，只用金属同时形成触摸图案区域和配线电极区域，因此存在难以配合触摸图案区域和配线电极区域的各自功能来体现合适的可见性和电路电阻值的问题。
本发明具有如下效果：由半透明导电层(120)体现触摸板的窗口区域从而提高可见性，由低电阻金属涂层(130)体现配线电极区域从而降低电路电阻值。
如图2a及图2b所示，本发明的触摸板用面板具有将光学绝缘体(110)、半透明导电层(120)、低电阻金属涂层(130)依次层叠的面朝上(Face-Up)方式的层结构。
然而并不局限于此，本发明的触摸板用面板也能够应用于面朝下(Face-Down)方式的层结构和对立(Oppositeness)方式的层结构，所述面朝下方式的层结构是将低电阻金属涂层(130)、半透明导电层(120)、光学绝缘体(110)依次层叠而成的，所述对立方式的层结构是将光学绝缘体(110)、半透明导电层(120)、低电阻金属涂层(130)依次层叠的传感部或者驱动部与将低电阻金属涂层(130)、半透明导电层(120)光学绝缘体(110)依次层叠的传感部或者驱动部隔着粘接剂层层叠而成的。
此外，本发明的触摸板用面板还能够应用于将半透明导电层(120)和低电阻金属涂层(130)的传感部或驱动部形成于玻璃罩下部的层结构。传感部和驱动部的位置会根据这种多种多样的层结构而不同。
图4a及图4b是表示形成有使用根据本发明的其他实施例的金属网格工艺的配线电极图案和透明电极图案的触摸板用面板的制造方法的图。
图4a表示根据本发明的其他实施例的触摸板用面板的侧面层结构，图4b表示从根据本发明的其他实施例的触摸板用面板的上面看到的平面结构。
作为本发明的其他实施例的X轴电极图案的底部(Bottom)图案与前述图2b中所示的相同，由半透明导电层(120)和低电阻金属涂层(130)的2层结构形成配线电极图案(131)，由作为金属网格结构的细小图案的半透明导电层(120)的1层结构形成半透明电极图案(121)。在此，作为X轴电极图案的底部(Bottom)图案的制造方法，由于与前述图2a及图2b中的说明相同，因此省略其详细说明。
就本发明的其他实施例的Y轴电极图案的顶部(Top)图案而言，在X轴电极(120)之间的连结部(121a)上面以印刷、蒸镀及涂布中的一种方式形成绝缘层(200)后，在绝缘层(200)的上面形成Y轴电极(210)的连结部(210a)。在此，绝缘层(200)使得X轴电极(120)的连结部(121a)与Y轴电极(210)的连结部(210a)不发生电接触。
就作为Y轴电极图案的顶部(Top)图案而言，以细小图案的金属网格结构的一个导电性导电层形成与触摸板的窗口区域(显示画面的区域)对应的部分的金属电路和触摸板的窗口区域以外的边缘区域的金属电路。在此，顶部图案的一个导电性导电层表示不透明导电性材质的低电阻金属涂层(130)、如ITO之类的透明电极、半透明导电层(120)中的一种导电性物质。
换句话说，半透明电极图案(121)形成作为施加触摸板的驱动电压的驱动部(发送，Tx)的多个X轴静电电极，导电性导电层形成作为以电压值的变化感知触摸与否及触摸位置的传感部(接收，Rx)的多个第2静电电极。
触摸板用面板通过在各X轴静电电极之间的连结部(121a)上面形成绝缘层(200)后，在绝缘层(200)的上面层叠各Y轴静电电极之间的连结部(210a)而完成。
如上所述，由于以金属网格结构形成一个导电性导电层的方法是公知技术，因此省略其详细说明。
此外，由于将Y轴电极(210)电连结的方法能够以形成导电桥(conductivebridge)的方式等公知技术多种多样地构成，因此省略其详细说明。
以上说明的本发明的实施例不是仅通过装置和/或方法才能实现，还可以通过用于实现对应本发明的实施例的构成的程序、该程序记录的媒体等体现，这种体现，只要是本发明所属的技术领域的技术人员，就能够从以上说明的实施例的基材开始容易的体现。
综上所述，虽然对本发明的实施例进行了详细的说明，但本发明的权利范围不局限于此，使用在所述的权利要求书中所定义的本发明的基本概念的所属领域的技术人员的各种变形及改良形态都属于本发明的权利范围。
产业上的利用可能性
本发明通过由具有半透明特性的金属构成触摸板的窗口区域(显示画面的区域)，能够提高电路可见性，从而具有解决金属网格工艺的电路可见性问题的效果。
本发明通过由低电阻金属构成触摸板的窗口区域以外的边缘置区域的金属电路，从而具有电阻低且容易传送信号的效果。
本发明具有缩小蒸镀ITO的工艺缩、降低成本及容易管理品质的效果。
本发明根据半透明金属的可视性特性而不将电路宽度缩小至5μm以下，从而具有能够在5-300μm内选择性使用的效果。

Claims (13)

1.一种触摸板用面板的制造方法，包括：
形成在绝缘体的上面包含作为半透明材质的导电性物质的半透明导电层且在所述半透明导电层的上面包含金属涂层的叠层结构体的步骤；
从所述层叠结构体中选择性地去除将作为与触摸板的窗口区域(显示画面的区域)对应的触摸图案部分的多个静电电极的半透明电极图案、和与所述半透明电极图案的边缘区域连结而表示总线电极的配线电极图案除外的区域的所述半透明导电层和金属涂层而形成所述多个静电电极的触摸图案和所述总线电极的引线图案的步骤；及
选择性地去除形成在所述半透明电极图案上的所述金属涂层的步骤。
2.如权利要求1所述的触摸板用面板的制造方法，选择性地去除所述半透明导电层和金属涂层的步骤包括：所述半透明电极图案通过多个第1线形电极部和与所述多个第1线形电极部相互交叉的多个第2线形电极部形成细小图案的网格结构的步骤。
3.如权利要求1所述的触摸板用面板的制造方法，所述半透明导电层是碳纳米管(CNT)、石墨烯、铬(Cr)、镍(Ni)与铬(Cr)的合金、镍(Ni)与金(Au)的合金中的一种，或者虽然具有颜色但在透过光线的方向的相反侧能够看到透过的光线的导电性物质。
4.如权利要求1所述的触摸板用面板的制造方法，包括：
所述配线电极图案是在所述绝缘体的上面层叠所述半透明导电层，在所述半透明导电层的上面层叠所述金属涂层，所述半透明电极图案是在所述绝缘体的上面层叠由细小图案的金属网格结构构成的所述半透明导电层而形成触摸板用面板的步骤；
使用所述触摸板用面板形成以电压值的变化来感知触摸与否及触摸位置的传感部(接收，Rx)，使用所述触摸板用面板来形成施加触摸板的驱动电压的驱动部(发送，Tx)的步骤；及
使用粘接剂层将所述传感部和所述驱动部贴合来制造最终触摸板用面板的步骤。
5.如权利要求1所述的触摸板用面板的制造方法，包括：
制造由所述半透明电极图案构成的、作为施加触摸板的驱动电压的驱动部(发送，Tx)的多个第1静电电极的步骤；
制造由导电性物质的导电性导电层构成的、作为以电压值的变化来感知触摸与否及触摸位置的传感部(接收，Rx)的多个第2静电电极的步骤；及
在所述各个第1静电电极之间的连结部上形成绝缘层后，在所述绝缘层上层叠所述各个第2静电电极之间的连结部的步骤。
6.如权利要求5所述的触摸板用面板的制造方法，在制造所述多个第2静电电极的步骤中，
在所述导电性导电层中，与触摸板的窗口区域(显示画面的区域)对应的触摸区域的第1金属电路和与所述第1金属电路的边缘区域连结而表示总线电极的第2金属电路在一个层中形成为细小图案的金属网格结构。
7.一种触摸板用面板，包含：
多个静电电极的半透明电极图案，其作为与触摸板的窗口区域(显示画面的区域)对应的触摸图案区域，在绝缘体的上面由作为半透明材质的导电性物质的半透明导电层构成；及
配线电极图案，其与所述各个静电电极的边缘区域连结而作为总线电极的引线图案区域，在所述绝缘体的上面由所述半透明导电层和在所述半透明导电层上的金属涂层构成。
8.如权利要求7所述的触摸板用面板，所述半透明电极图案的半透明导电层通过多个第1线形电极部和与所述多个第1线形电极部相互交叉的多个第2线形电极部形成细小图案的网格结构。
9.如权利要求7所述的触摸板用面板，所述半透明导电层是碳纳米管(CNT)、石墨烯、铬(Cr)、镍(Ni)与铬(Cr)的合金、镍(Ni)与金(Au)的合金中的一种，或者具有颜色的同时在透过光线的方向的相反侧能够看到透过的光线的导电性物质。
10.如权利要求7所述的触摸板用面板，使用具备所述半透明电极图案和所述配线电极图案的面板形成以电压值的变化来感知触摸与否及触摸位置的传感部(接收，Rx)，使用所述面板来形成施加触摸板的驱动电压的驱动部(发送，Tx)，使用粘接剂层将所述传感部和所述驱动部贴合。
11.如权利要求7所述的触摸板用面板，包含：
由所述半透明电极图案形成的、表示施加触摸板的驱动电压的驱动部(发送，Tx)的多个第1静电电极；及
由作为导电性物质的导电性导电层形成的、表示以电压值的变化来感知触摸与否及触摸位置的传感部(接收，Rx)的多个第2静电电极，
在所述各个第1静电电极之间的连结部上形成绝缘层后，在所述绝缘层上层叠所述各个第2静电电极之间的连结部。
12.如权利要求11所述的触摸板用面板，在所述导电性导电层中，与触摸板的窗口区域(显示画面的区域)对应的触摸区域的第1金属电路和与所述第1金属电路的边缘区域连结而表示总线电极的第2金属电路在一个层中形成为细小图案的金属网格结构。
13.如权利要求12所述的触摸板用面板，所述导电性导电层是不透明导电性材质的所述金属涂层、透明电极、所述半透明导电层中的一种导电性物质。
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