CN104808833A - 触摸传感器 - Google Patents

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CN104808833A CN201410217050.5A CN201410217050A CN104808833A CN 104808833 A CN104808833 A CN 104808833A CN 201410217050 A CN201410217050 A CN 201410217050A CN 104808833 A CN104808833 A CN 104808833A
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刘永锡
许康宪
韩成
杨德桭
辛在浩
金铅洙
辛承柱
李炫东
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Abstract

本文公开了一种触摸传感器，包括：窗口基板；第一电极图形，被粘附至所述窗口基板的一个表面上，该第一电极图形包括通过在基底基板的一个表面上层积至少两层电极层而形成的第一金属细线；以及第二电极图形，该第二电极图形包括通过在所述基底基板的另一个表面上层积至少两层电极层而形成的第二金属细线，其中，所述第一金属细线和所述第二金属细线具有的层积的电极层的数目彼此不同。

Description

触摸传感器
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年1月24日提交的标题为“Touch Sensor”的韩国专利申请No.10-2014-0009161的权益，该申请以整体引用的方式结合与此。
技术领域
本发明涉及触摸传感器。
背景技术
随着使用数字技术的计算机的增长，辅助计算机的设备也被开发出来，并且个人计算机、便携式发射机和其他个人信息处理器通过使用例如键盘和鼠标的各种输入设备执行对文本和图像的处理。
随着信息导向社会的快速进步，计算机的使用也逐渐拓宽。然而，当前很难仅使用键盘和鼠标作为输入设备以有效地操作产品。因此，简单的、具有最小化故障并且能够容易地输入信息的设备的必要性在增加。
此外，当前针对输入设备的技术的设计和处理超越了满足通用功能的水平，朝着与高的可靠性、耐久性、革新性相关的技术发展。为了这一目的，触摸传感器作为能够输入例如文本、图像等信息的输入设备被开发。
该触摸传感器被安装在显示器(例如电子记事本、包括液晶显示器(LCD)设备、等离子显示器面板(PDP)、电致发光(EI)元件等的平板显示设备、或者阴极射线管(CRT))的显示表面上，从而用以允许用户在观看显示器时选择想要的信息。
此外，触摸传感器被分类为电阻型触摸传感器、电容型触摸传感器、电磁型触摸传感器、表面声波(SAW)型触摸传感器和红外线型触摸传感器。这些不同类型的触摸式传感器适用于电子产品时考虑到信号放大问题、分辨率差异、设计和处理技术的难度水平、光特性、电特性、机械特性、环境电阻、输入特性、耐久性和经济效率。当前，电阻型触摸传感器和电容型触摸传感器已显著地被用在广泛的领域中。
同时，在触摸式传感器中，对使用金属形成电极图形的技术的研究在积极进行，如在下面的现有技术文献(专利文献)中所公开的。如上所述，当使用金属形成电极图形时，导电性很卓越，并且需求和供给是平滑的。然而，在使用金属形成电极图形的情况下，有个问题是电极图形对于用户可见。特别地，有各种问题，例如由于用于导电的金属电极不透明导致电极图形的可见性，由于暴露的电极图形的耐蚀性导致可靠性的下降，由于在透明基板的两个表面上形成电极图形的过程期间由热应力导致的透明基板或者电极图形的翘曲等。
[现有技术文献]
[专利文献]
(专利文献1)JP2011-175967A
发明内容
本发明致力于提供一种触摸传感器，该触摸传感器能够通过在使用至少两种不均匀材料的层积的结构中形成触摸传感器的电极图形来解决由于导体材料导致的电极图形可见的问题，并且改善电极图形的暴露部分的耐蚀性和在电极图形和透明基板间的粘附可靠性。
本发明致力于提供一种触摸传感器，该触摸传感器能够通过有差别地形成形成于透明基板的两个面上的电极图形的层积的结构和层积的厚度，来防止在透明基板的两个面上沉淀(depositing)电极图形的过程期间可能产生的热应力导致的透明基板和电极图形的热损伤。
根据本发明的一种优选实施方式，提供了一种触摸传感器，该触摸传感器包括：窗口基板；第一金属电极图形，被粘附在该窗口基板的一个面上并且该第一金属电极图形包括通过在基底基板的一个面上层积至少两层电极层的方式形成的第一金属细线；以及第二电极图形，该第二电极图形包括通过在基底基板的另一表面上层积至少两层电极层的形成的第二金属细线，其中第一金属细线和第二金属细线具有的层积的电极层的数目彼此不同。
第一金属细线可通过顺序地层积第一电极层、第二电极层和第三电极层而被形成，并且第二金属细线可通过顺序地层积第四电极层和第五电极层而被形成。
第一金属细线可以允许在层积方向上形成的第一电极层和第三电极层的厚度比第二电极层的厚度薄，并且第二金属细线可以允许在层积方向上形成的第四电极层的厚度比第五电极层的厚度薄。
第二金属细线可以允许在层积方向上形成的第四电极层的厚度比在第一电极图形的层积方向上的第一电极层厚度厚。
第二金属细线可以允许在层积方向上形成的第五电极层的厚度比在第一金属细线的层积方向上的第二电极层的厚度厚。
第一电极层的厚度可以是30nm，并且第四电极层的厚度可以被形成为30nm至50nm。
第一电极层、第三电极层和第四电极层可以由铜(Cu)和镍(Ni)的合金制成。
第二电极层和第五电极层可以由铜(Cu)、铝(Al)或者其二者的在组合制成。
第一和第二电极图形可以是金属细线形成的网格图形。
第二电极图形可以允许在层积方向上形成的第五电极层的厚度比在第二电极图形层积方向上的第二电极层的厚度厚10％至15％。
附图说明
根据下列的详细描述并结合附图将更清晰地理解本发明的以上以及其他目的、特征和优势，其中：
图1是根据本发明的一种优选实施方式的触摸传感器的剖视图；
图2是根据本发明的一种优选实施方式的电极图形的平视图；
图3是根据本发明的另一优选实施方式的沿着图2中的I-I'线的电极图形剖视图；以及
图4是示出根据本发明的优选实施方式的配置电极图形的电极层的厚度的透光率的图。
具体实施方式
根据下列的对优选实施方式的详细描述并结合附图将更清晰地理解本发明的目的、特征和优势。在整个附图中，相同的附图标记用于指示相同或者相似的部件，并且其冗余描述被省略。进一步地，在下列描述中，术语“第一”、“第二”、“一面”、“另一面”等用于将某部件与其他部件区分开，但这些部件的配置不应该被诠释为受限于这些术语。进一步地，在对本发明的描述中，当对相关技术的详细描述被认为将模糊本发明的主旨时，该描述将被省略。
下文中，根据本发明的优选实施方式的触摸传感器将被参考附图详细描述。图1是根据本发明的一种优选实施方式的触摸传感器的剖视图，并且图2是根据本发明的一种优选实施方式的电极图形的平视图。
如图1所示，根据本发明的一种优选实施方式的触摸传感器10被配置为包括基底基板200和分别形成于基底基板200的两个表面上的第一和第二电极图形210和220，其中第一和第二电极图形210和220可通过层积至少两层电极层的方式形成，并且用于表示针对用户通过触摸传感器的输入的输出值的显示部件400可通过粘合剂300等被粘附在形成于基底基板200的另一表面上的第二电极图形220上。此处，作为图像设备的显示部件400可包括例如液晶显示器(LCD)、有机电致发光二极管(OLED)等的各种显示设备，但不受限于具体的设备种类。
窗口基板100可被布置在触摸传感器10的最外部，以从用户接收触摸并且可由钢化玻璃等形成以作为保护层。因为窗口基板100可具有形成于其后表面上的电极图形121和122和遮光板(bezel part)部件(未示出)，表面处理层(未示出)可通过执行高频处理、底涂(primer)处理等方式被形成于窗口基板100的后表面上，以改善窗口基板100和遮光板部件(未示出)或者电极图形121和122间的粘附。
透明基板200可以由具有预定强度或者更高强度并且透明以允许显示部件400的图像被输出的任意材料制成。例如，基底基板200可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚萘二甲酸(PEN)、聚醚砜(PES)、环状烯烃系聚合物(COC)、三醋酸纤维素(TAC)薄膜、聚乙烯醇(PVA)薄膜、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚苯乙烯(PS)、双向拉伸聚苯乙烯(包含双向拉伸PS的K数值；BOPS)、玻璃或者钢化玻璃，但未必受限于这些材料。此外，因为电极图形210和220可形成于基底基板200的一个表面上，表面处理层可通过执行高频处理、底涂处理等方式被形成于基底基板200的一个表面上，以改善基底基板200和电极图形210和220间的粘附。
如图2所示，第一电极图形210可形成于基底基板200的一个表面上以使互相平行，并且第二电极图形220可形成于基底基板200的另一个表面上以与第一电极图形210的形成方向相交。在该情况下，虽然第一电极图形210和第二电极图形220通常以条状图形的形式示出，但根据本发明的优选实施方式的第一和第二电极图形210和220的形状和结构不受特别地限制。
第一和第二电极图形210和220可被形成为由金属细线形成的网格图形，并且该网格图形不限于具有具体形状，但是具有例如矩形、三角形、菱形等多边形形状。第一和第二电极图形210和220可通过使用铜(Cu)、铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、钛(Ti)、钯(Pd)、铬(Cr)、镍(Ni)或者它们的组合被形成为网格图形。
第一和第二电极图形210和220可通过干法工艺、湿法工艺或者直接仿造工艺(direct patterning process)形成。此处，干法工艺包括溅射工艺、蒸发工艺等。湿法包括浸涂工艺、旋涂工艺、滚涂工艺、喷涂工艺等，而直接仿造工艺包括丝网印刷工艺、凹版印刷工艺、喷墨印刷工艺等。
此外，可使用影印石版将感光材料涂敷至基底基板200的第一和第二电极图形210和220上，并且使用按照期望的图形形成的掩膜来辐射光。然后，形成期望的图形的显色过程(developing process)(例如，使用显影剂将光照得到的感光材料的一部分移除，使用显影剂将光照不到的感光材料的一部分移除等)被执行。然后，按照具体图形形成感光材料，并且将感光材料用作抗蚀剂通过刻蚀工艺移除剩余部分。然后，当该感光材料被移除后，具有期望的图形的电极图形210和220被制成。
如上所述的网格图形有个问题在于由于第一和第二电极图形210和220是使用不透明的金属细线形成的，所以第一和第二电极图形210和220可被触摸传感器的用户看到。因此，当包括网格图形第一和第二电极图形210和220被作为细线图形实施时，其需要具有降低的能见度。此外，因为第一和第二电极图形210和220通过使用金属细线被按照网格图形的形式形成，被连接至连接阴极和阳极的焊丝或者电势差的电极图形210和220可能易被侵蚀，如此以致可能发生耐久性等问题。
因此，根据本发明的优选实施方式，通过有效地将第一和第二电极图形210和220的材料与间隔材料等相结合，至少两层电极层被顺序地层积和形成，用于保护第一和第二电极图形210和220的导电性以及为了防止腐蚀而将第一和第二电极图形210和220铸成合金，如此以使对于环境的电阻以及第一和第二电极图形210和220的能见度可被大大改善。
下文中，将参考图3和4对根据本发明的优选实施方式的配置触摸传感器的第一和第二电极图形的多个电极层进行详细描述。
图3是根据本发明的另一优选实施方式的沿着图2中的I-I'线的电极图形剖视图，以及图4是示出根据本发明的优选实施方式的配置电极图形的电极层的厚度的透光率的图。
如图3中所示，第一电极图形210可被粘附在窗口基板100的一个表面上并且可包括第一金属细线211，第一金属细线211具有通过仿造工艺形成的并且被顺序地层积于基底基板200的一个表面上的第一电极层211a1，第二电极层211a2和第三电极层211a3。关于第一至第三电极层211a1、211a2和211a1在层积方向上的厚度d1、d2和d3，因为形成的第一电极层211a1的厚度d1可以比第二电极层211a2的厚度d2薄，并且形成的第三电极层211a3的厚度d3可以和第一电极层211a1的厚度d1相等，第一电极层211a1的厚度d1和第三电极层211a3的厚度d3可被形成为30nm并且第二电极层211a2的厚度d2可被形成为160nm，但并不限于此。
此外，第二电极图形220可包括第二金属细线221，第二金属细线221具有通过仿造工艺形成的并且被顺序地层积于基底基板200的另一表面上的第四电极层221a1和第五电极层221a2，形成的第四电极层221a1在层积方向上的厚度d4可以比第一金属细线211的第一电极层211a1在层积的方向上的厚度d1厚，并且第四电极层221a1的厚度d4可被形成为30nm至50nm。
换言之，与基底基板200的另一表面接触的第四电极层221a1可改善用于形成第二电极图形220的刻蚀工艺中的刻蚀速率，以更容易地实施细电极图形220并且保护与基底基板200的粘附。因此，层积于第四电极层221a1上并且由铜等制成的第五电极层221a2的能见度需要被降低。
因此，如图3中所示，第四电极层221a1的厚度d4可被形成在10nm至15nm之间，以保护与基底基板200的粘附，但为了降低形成于第四电极层221a1上的第五电极层221a2的能见度，第四电极层221a1的厚度d4可被形成为30nm或者更大并且可被形成在30nm至50nm之间，以使透光率(％)可以为10％或者更小。
此外，形成的第五电极层221a2在层积的方向上的厚度d5可以比第一金属细线211的第二电极层211a2的厚度d2厚，并且形成的第五电极层221a2的厚度d5可以比第一金属细线211的第二电极层211a2的厚度d2厚差不多10％至15％。
换言之，为了防止可能在通过溅射工艺在基底基板200的一个面上沉淀第一电极图形210之后通过溅射工艺在基底基板200的另一表面上形成第二电极图形220的过程期间产生的基底基板200或者第一电极图形210的热损伤(热起皱等)，形成的第五电极层221a2的厚度d5可以比第一电极图形210的第二电极层211a2的厚度d2厚，并且可以比第二电极层211a2的厚度d2厚差不多10％至15％。
此处，形成于基底基板200的一个表面上的第一金属细线211的第一电极层211a1和形成于基底基板200另一表面上的第二金属细线221的第四电极层221a1可由铜和镍的合金制成，并且可改善用于形成第一和第二电极图形210和220的刻蚀工艺中的刻蚀速率，以更容易地实施细金属图形210和220。
进一步地，第一金属细线211的第三电极层211a3可以由耐蚀性材料制成以防止由于第一和第二电极图形210和220腐蚀而导致电可靠性降低，并且可由该材料制成以改善用户在最外部的能见度，并且第一金属细线211的第二电极层211a2和第二金属细线的第四电极层221a2可由铜、铝或者其二者的组合制成，并且可考虑导电性来选择和采用第二电极层211a2和第四电极层221a1的材料。
如上所述，形成于透明基板的两个表面上的电极图形的层积的结构和层积的厚度被有差别地形成，如此使得可防止由于在透明基板的两个表面上沉淀电极图形的过程期间可能产生的热应力导致的对透明基板和电极图形的热损伤，从而使得有可能更容易地保护操作性能和触摸传感器的驱动性能。
根据本发明的优选实施方式，与透明基板接触的电极图形的电极层是根据触摸传感器的电极图形多层结构由细薄膜层构成的，因此使得进一步改善电极层和透明基底间的粘附成为可能。
此外，暴露于用户可看到的最外部的电极图形的上电极层由包含镍(Ni)的合金层构成，因此使得降低用户的电极图形能见度成为可能。
此外，配置形成于透明基板的两个表面上的电极图形的电极层的层积的结构和层积的厚度被有差别地形成，如此使得可防止由于在透明基板的两个表面上沉淀电极图形的过程期间可能产生的热应力导致的对透明基板和电极图形的热损伤，从而使得有可能更容易地保护操作性能和触摸传感器的驱动可靠性。
虽然为了示例的目的示出了本发明的实施方式，可以理解的是本发明不限于此，并且本领域的技术人员将理解不偏离本发明的范围和主旨的各种修改、增加和替换是可能的。
相应地，任意和所有修改、变化或者等价布置应该被认为属于本发明的范围，并且本发明的详细范围将通过随附的权利要求书被公开。

Claims (10)

1.一种触摸传感器，包括：
窗口基板；
第一电极图形，被粘附至所述窗口基板的一个表面上，所述第一电极图形包括通过在基底基板的一个表面上层积至少两层电极层而形成的第一金属细线；以及
第二电极图形，该第二电极图形包括通过在所述基底基板的另一个表面上层积至少两层电极层而形成的第二金属细线，
其中，所述第一金属细线和所述第二金属细线具有的层积的电极层的数目彼此不同。
2.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中所述第一金属细线通过顺序地层积第一电极层、第二电极层和第三电极层而被形成，以及
所述第二金属细线通过顺序地层积第四电极层和第五电极层而被形成。
3.根据权利要求2所述的触摸传感器，其中所述第一金属细线允许在层积方向上形成的所述第一电极层的厚度和所述第三电极层的厚度比所述第二电极层的厚度薄；以及
所述第二金属细线允许在所述层积方向上形成的所述第四电极层的厚度比所述第五电极层的厚度薄。
4.根据权利要求3所述的触摸传感器，其中所述第二金属细线允许在所述层积方向上形成的所述第四电极层的厚度比在所述第一电极图形的所述层积方向上的所述第一电极层的厚度厚。
5.根据权利要求4所述的触摸传感器，其中所述第二金属细线允许在所述层积方向上形成的所述第五电极层的厚度比在所述第一金属细线所述层积方向上的所述第二电极层的厚度厚。
6.根据权利要求5所述的触摸传感器，其中所述第一电极层的厚度是30nm，以及
所述第四电极层的厚度被形成为30nm至50nm。
7.根据权利要求2所述的触摸传感器，其中所述第一电极层、所述第三电极层和所述第四电极层由铜(Cu)和镍(Ni)的合金制成。
8.根据权利要求2所述的触摸传感器，其中所述第二电极层和所述第五电极层由铜(Cu)、铝(Al)、或者其二者的组合制成。
9.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中所述第一电极图形和所述第二电极图形是由金属细线构成的网格图形。
10.根据权利要求5所述的触摸传感器，其中所述第二电极图形允许在所述层积方向上形成的所述第五电极层的厚度比在所述第一电极图形的所述层积方向上的所述第二电极层的厚度厚10％至15％。
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