CN106802748B - 一种触控传感器及触控传感器的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种触控传感器及触控传感器的制备方法，所述触控传感器包括下电容层和上电容层；所述下电容层由多个电容模块组成，各所述电容模块包括多个电容单元；所述电容单元包括基板、底电极、介电层和顶电极；所述底电极覆盖于所述基板表面，所述介电层将所述底电极包围，所述顶电极覆盖于所述介电层表面；所述上电容层包括柔性层和电极层，所述电极层覆盖于所述柔性层表面；所述基板与所述柔性层平行设置，且所述顶电极与所述电极层形成电容结构。本发明提供了一种能够准确定位并测量出实际压力大小的触控传感器，并解除了触控传感器过分依赖材料带来的限制，大大提高了加工效率并降低了加工成本。

Description

一种触控传感器及触控传感器的制备方法

技术领域

本发明涉及触控传感器领域，特别是涉及一种触控传感器及触控传感器的制备方法。

背景技术

传统的平板触摸传感器大多采用由面板、芯材、胶合层组成的三明治结构方法，其在性能上过分依赖于材料的性能，并且由于结构的局限性，触控传感器的性能难以得到大幅度的提高和突破。另外，传统的触控传感器的制造工艺受到传感材料温度和其它条件的限制，例如，单电容式压力传感器由圆形薄膜与固定电极构成。薄膜在压力的作用下变形，从而改变电容器的容量，其灵敏度与薄膜的面积和压力成正比而与薄膜的张力和薄膜到固定电极的距离成反比。为了提高触控传感器的性能，就要增大薄膜的面积，或减小薄膜的张力和薄膜到固定电极的距离，从而导致触控传感器制造成本高、加工效率低。

目前，一些平板触摸传感器虽然实现了能够感应不同方向上所施加应力的功能，但不能准确测量出实际压力的大小，而且结构复杂、精确度低、制造成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种触控传感器及触控传感器的制备方法，通过对触控传感器的结构及制备方法作出改进，提供一种能够准确定位并测量出实际压力大小的触控传感器，并解除了触控传感器过分依赖材料带来的限制，大大提高了加工效率并降低了加工成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种触控传感器，包括：下电容层和上电容层；

所述下电容层由多个电容模块组成，各所述电容模块包括多个电容单元；

所述电容单元包括基板、底电极、介电层和顶电极；所述底电极覆盖于所述基板表面，所述介电层将所述底电极包围，所述顶电极覆盖于所述介电层表面；

所述上电容层包括柔性层和电极层，所述电极层覆盖于所述柔性层表面。

所述基板与所述柔性层平行设置，且所述顶电极与所述电极层形成电容结构。

可选的，各所述电容模块包括M*M个所述电容单元，M为大于等于2的整数。

可选的，以所述电容模块中的任一角上的所述电容单元为基准电容单元，所述基准电容单元为第1行第1列，处于第N行和第N列的各所述电容单元连线的交点为汇合电容单元，第1行第N个所述电容单元与所述汇合电容单元连线上的所述电容单元为第一连线电容单元，第1列第N个所述电容单元和所述汇合电容单元连线上的所述电容单元为第二连线电容单元，所述第一连线电容单元与所述第二连线电容单元中的各个电容单元的介电层的厚度相同，N为大于等于1且小于等于M的整数。

可选的，所述介电层与所述顶电极的接触面为一平面，所述底电极的长度大于所述顶电极的长度。

可选的，所述顶电极与所述电极层平行，误差小于10um。

可选的，所述基板为硬质材料，所述柔性层为柔性材料，所述介电层为绝缘材料，所述顶电极为金属材料，所述底电极为金属材料，所述电极层为透明导电材料。

可选的，所述基板的材料为玻璃，所述柔性层的材料为聚酰亚胺，所述介电层的材料为氮化硅，所述顶电极的材料为钼、铝、银、铜中的一种或多种，所述底电极的材料为钼、铝、银、铜中的一种或多种。

一种触控传感器的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

选择一个洁净的玻璃板作为基板；

在所述基板上采用溅射、光刻、刻蚀的图案化工艺制作出底电极；

在所述底电极上采用等离子体增强化学气相沉积工艺(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，PECVD)沉积、光刻、干刻的图案化工艺加工得到介电层；

在所述介电层上采用溅射、光刻、刻蚀的图案化工艺制作出顶电极，得到下电容层；所述下电容层包括所述基板、所述底电极、所述介电层和所述顶电极；

在另一个洁净的玻璃板上加工得到柔性层；

在所述柔性层上采用磁控溅射技术覆盖一层金属材料，形成电极层；

将所述柔性层从所述玻璃板上剥离，形成上电容层，所述上电容层包括柔性层和电极层；

将所述上电容层和所述下电容层进行组装，所述上电容层与所述下电容层平行设置，且不接触。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

1、本发明提供的一种触控传感器及触控传感器的制备方法，主要通过触控传感器的新型结构来实现压力位置和大小的测量，解除了传统触控传感器过分依赖材料带来的限制，大大提高了加工效率并降低了加工成本。

2、本发明提供的一种新型结构的触控传感器，每个电容单元的介电层厚度不同，当不同位置受到力时，每个电容的变化不相同，从而确定力的位置。同时多个电容的结构设计也能够多级检测出力的大小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的触控传感器的实施例1的结构图；

图2为本发明的触控传感器的实施例1的3*3结构的电容模块的平面分布图；

图3为本发明的触控传感器的制备方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种触控传感器及触控传感器的制备方法，通过对触控传感器的结构及制备方法作出改进，提供一种能够准确定位并测量出实际压力大小的触控传感器，并解除了触控传感器过分依赖材料带来的限制，大大提高了加工效率并降低了加工成本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的触控传感器的实施例1的结构图；图2为本发明的触控传感器的实施例1的M*M结构的电容模块的平面分布图。

一种触控传感器，包括：下电容层和上电容层；

所述下电容层由多个电容模块组成，各所述电容模块包括多个电容单元；

所述电容单元包括基板10、底电极20、介电层30和顶电极40；所述底电极20覆盖于所述基板10表面，所述介电层30将所述底电极20包围，所述顶电极40覆盖于所述介电层30表面；

所述上电容层包括柔性层50和电极层60，所述电极层60覆盖于所述柔性层50表面。

所述基板10与所述柔性层50平行设置，且所述顶电极40与所述电极层60形成电容结构。

可选的，各所述电容模块包括M*M个所述电容单元，M为大于等于2的整数。

可选的，以所述电容模块中的任一角上的所述电容单元为基准电容单元，所述基准电容单元为第1行第1列，处于第N行和第N列的各所述电容单元连线的交点为汇合电容单元，第1行第N个所述电容单元与所述汇合电容单元连线上的所述电容单元为第一连线电容单元，第1列第N个所述电容单元和所述汇合电容单元连线上的所述电容单元为第二连线电容单元，所述第一连线电容单元与所述第二连线电容单元中的各个电容单元的介电层的厚度相同，N为大于等于1且小于等于M的整数。

如图2所示，以3*3结构的电容模块为例，包括9个电容单元，其中，A1为该电容模块的基准电容单元，B2和C3为汇合电容单元，A2、B1和B2的介电层的厚度相同，A3、B3、C1、C2和C3的介电层的厚度相同，A1和其他电容单元的的介电层厚度不同。

可选的，所述介电层30与所述顶电极40的接触面为一平面，所述底电极20的长度大于所述顶电极40的长度。

可选的，所述顶电极40与所述电极层60平行，误差小于10um。

可选的，所述基板10为硬质材料，所述柔性层50为柔性材料，所述介电层30为绝缘材料，所述顶电极40为金属材料，所述底电极20为金属材料，所述电极层60为透明导电材料。

可选的，所述基板10的材料为玻璃，所述柔性层50的材料为聚酰亚胺，所述介电层30的材料为氮化硅，所述顶电极40的材料为钼、铝、银、铜中的一种或多种，所述底电极20的材料为钼、铝、银、铜中的一种或多种，所述电极层60的材料为为氧化铟锡(Indium TinOxide，ITO)和GZO的一种或两种。

图3为本发明的触控传感器的制备方法的流程图。如图3所示，一种触控传感器的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

步骤101，选择一个洁净的玻璃板作为基板10；

步骤102，在所述基板10上采用溅射、光刻、刻蚀的图案化工艺制作出底电极20；

步骤103，在所述底电极20上采用PECVD沉积、光刻、干刻的图案化工艺得到介电层30；

步骤104，在所述介电层30上采用溅射、光刻、刻蚀的图案化工艺制作出顶电极40，得到下电容层；所述下电容层包括基板10、底电极20、介电层30和顶电极40；

步骤105，在另一个洁净的玻璃板上加工柔性层50；

步骤106，在所述柔性层50上采用磁控溅射技术覆盖一层金属材料，形成电极层60；

步骤107，将所述柔性层50从所述玻璃板上剥离，形成上电容层，所述上电容层包括柔性层50和电极层60；

步骤108，将所述上电容层和所述下电容层进行组装，所述上电容层与所述下电容层平行设置，且不接触。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种触控传感器，其特征在于，包括：下电容层和上电容层；

所述下电容层由多个电容模块组成，各所述电容模块包括多个电容单元；

所述电容单元包括基板、底电极、介电层和顶电极；所述底电极覆盖于所述基板表面，所述介电层将所述底电极包围，所述顶电极覆盖于所述介电层表面；

所述上电容层包括柔性层和电极层，所述电极层覆盖于所述柔性层表面；

所述基板与所述柔性层平行设置，且所述顶电极与所述电极层形成电容结构；

各所述电容模块包括M*M个所述电容单元，M为大于等于2的整数；

以所述电容模块中的任一角上的所述电容单元为基准电容单元，所述基准电容单元为第1行第1列，处于第N行和第N列的各所述电容单元连线的交点为汇合电容单元，第1行第N个所述电容单元与所述汇合电容单元连线上的所述电容单元为第一连线电容单元，第1列第N个所述电容单元和所述汇合电容单元连线上的所述电容单元为第二连线电容单元，所述第一连线电容单元与所述第二连线电容单元中的各个电容单元的介电层的厚度相同，所述基准电容单元和其他电容单元的介电层厚度不同，N为大于等于1且小于等于M的整数。

2.根据权利要求1所述的触控传感器，其特征在于，所述介电层与所述顶电极的接触面为一平面，所述底电极的长度大于所述顶电极的长度。

3.根据权利要求1所述的触控传感器，其特征在于，所述顶电极与所述电极层平行，误差小于10um。

4.根据权利要求1所述的触控传感器，其特征在于，所述基板为硬质材料，所述柔性层为柔性材料，所述介电层为绝缘材料，所述顶电极为金属材料，所述底电极为金属材料，所述电极层为透明导电材料。

5.根据权利要求4所述的触控传感器，其特征在于，所述基板的材料为玻璃，所述柔性层的材料为聚酰亚胺，所述介电层的材料为氮化硅，所述顶电极的材料为钼、铝、银、铜中的一种或多种，所述底电极的材料为钼、铝、银、铜中的一种或多种。

6.一种触控传感器的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

选择一个洁净的玻璃板作为基板；

在所述基板上采用溅射、光刻、刻蚀的图案化工艺制作出底电极；

在所述底电极上采用PECVD沉积、光刻、干刻的图案化工艺加工得到介电层；

在所述介电层上采用溅射、光刻、刻蚀的图案化工艺制作出顶电极，得到下电容层；所述下电容层包括所述基板、所述底电极、所述介电层和所述顶电极；

在另一个洁净的玻璃板上加工得到柔性层；

在所述柔性层上采用磁控溅射技术覆盖一层金属材料，形成电极层；

将所述柔性层从所述玻璃板上剥离，形成上电容层，所述上电容层包括所述柔性层和所述电极层；

将所述上电容层和所述下电容层进行组装，所述上电容层层与所述下电容层平行设置，且不接触；

所述下电容层由多个电容模块组成；各所述电容模块包括M*M个电容单元，M为大于等于2的整数；

以所述电容模块中的任一角上的所述电容单元为基准电容单元，所述基准电容单元为第1行第1列，处于第N行和第N列的各所述电容单元连线的交点为汇合电容单元，第1行第N个所述电容单元与所述汇合电容单元连线上的所述电容单元为第一连线电容单元，第1列第N个所述电容单元和所述汇合电容单元连线上的所述电容单元为第二连线电容单元，所述第一连线电容单元与所述第二连线电容单元中的各个电容单元的介电层的厚度相同，所述基准电容单元和其他电容单元的介电层厚度不同，N为大于等于1且小于等于M的整数。