CN106933422B - 一种触控传感器及触控传感器的制备方法 - Google Patents

一种触控传感器及触控传感器的制备方法 Download PDF

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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多个传感器单元，传感器单元包括：第一基板、绝缘层、第一电极层、第一电阻、触摸板、第二电极层和第二电阻；绝缘层覆盖于第一基板表面，第一电极层覆盖于绝缘层表面；多个第一电阻设置于于第一电极层上；第二电极层覆盖于触摸板表面；多个第二电阻设置于第二电极层上；触摸板与第一基板平行设置，第一电阻远离第一电极层的表面为第一表面，第二电阻远离第二电极层的表面为第二表面，各第一表面与第二表面之间的间距均不同，当触摸板受到指向第一基板的力时，第一表面与第二表面接触。本发明传感器结构紧凑，在不增大传感器面积和工艺难度的条件下提高了灵敏度，安全可靠。

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三明治的结构方法，该传感器在受到外力按压时上电极、压敏材料薄膜和下电极均发生形变，利用压敏材料薄膜产生的电流进行测量外力。它在性能上过分依赖于材料的性能，并且由于结构的局限性，平板触摸传感器的功能往往不如人意。若要提高传感器的灵敏度，可通过增加压敏材料薄膜1的面积或者减小膜厚实现。但是增加膜面积将会增大传感器尺寸，不利于传感器的微型化；减小膜厚也会增大工艺难度，更重要的是这会导致应力不随变形量线性增加。
如何在不增大传感器面积和工艺难度的条件下，提高传感器的灵敏度成为急需解决的问题。
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，其结构紧凑，在不增大传感器面积和工艺难度的条件下提高了灵敏度，安全可靠。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种触控传感器，所述触控传感器包括多个传感器单元，所述传感器单元包括：第一基板、绝缘层、第一电极层、第一电阻、触摸板、第二电极层和第二电阻；
所述绝缘层覆盖于所述第一基板表面，所述第一电极层覆盖于所述绝缘层表面；多个所述第一电阻设置于所述第一电极层上；
所述第二电极层覆盖于所述触摸板表面；多个所述第二电阻设置于所述第二电极层上；
所述触摸板与所述第一基板平行设置，所述第一电阻远离所述第一电极层的表面为第一表面，所述第二电阻远离所述第二电极层的表面为第二表面，当所述第一电极层与所述第二电极层组装完成后，所述第一表面与所述第二表面之间的间距为电阻间距，各个所述电阻间距均不同，当所述触摸板受到指向所述第一基板的力时，所述第一表面与所述第二表面接触。
可选的，各所述第一电阻的厚度相同，各所述第二电阻的厚度依次减小或增大。
可选的，各所述第二电阻的厚度相同，各所述第一电阻的厚度依次减小或增大。
可选的，所述绝缘层的材料为氮化硅、氧化硅、氧化铝、氮化铝中的至少一种。
可选的，所述第一电极层的材料为钼、铝、银、氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)中的至少一种。
可选的，所述第二电极层的材料为钼、铝、银、ITO中的至少一种。
一种触控传感器的制备方法，具体步骤为：
选择一个洁净的玻璃基板作为第一基板；
在所述第一基板上采用离子体增强化学气相沉积工艺(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，PECVD)沉积一层薄膜得到绝缘层；所述绝缘层材料为氮化硅、氧化硅、氧化铝、氮化铝中的至少一种；
在所述绝缘层表面采用磁控溅射技术生长一层金属材料，得到第一电极层；所述金属材料为钼、铝、银、ITO中的至少一种；
在所述第一电极层表面采用磁控溅射技术溅射电阻材料，加工得到第一电阻；所述第一基板、所述绝缘层、所述第一电极层、所述第一电阻组成第一极板；
在另一个洁净的玻璃基板上加工得到触摸板；
在所述触摸板表面采用磁控溅射技术生长一层金属材料，得到第二电极层；所述金属材料为钼、铝、银、ITO中的至少一种；
在所述第二电极层表面加工得到第二电阻；所述触摸板、所述第二电极层、所述第二电阻组成第二极板；
将所述第一极板和所述第二极板进行组装，所述触摸板与所述第一基板平行设置，所述第一电阻远离所述第一电极层的表面为第一表面，所述第二电阻远离所述第二电极层的表面为第二表面，当所述第一电极层与所述第二电极层组装完成后，所述第一表面与所述第二表面之间的间距为电阻间距，各个所述电阻间距均不同，当所述触摸板受到指向所述第一基板的力时，所述第一表面与所述第二表面接触。
可选的，所述在所述第一电极层表面加工得到第一电阻，具体包括：
采用磁控溅射技术在所述第一电极层表面溅射一层电阻材料；
在所述电阻材料上旋涂光刻胶，然后经过光刻、显影、烘烤形成具有一定形状的电阻光刻胶图层；
在所述电阻光刻胶图层上进行湿法刻蚀，得到目标电阻图形；
采用剥离液将所述目标电阻图形上的光刻胶去除。
可选的，所述在所述第二电极层表面采用磁控溅射技术溅射电阻材料，加工得到第二电阻，具体包括：
采用磁控溅射技术在所述第二电极层表面溅射一层电阻材料；
在所述电阻材料上旋涂光刻胶，然后经过光刻、显影、烘烤形成具有一定形状的电阻光刻胶图层；
在所述电阻光刻胶图层上进行湿法刻蚀，得到目标电阻图形；
采用剥离液将所述目标电阻图形上的光刻胶去除。
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、本发明的触控传感器，在外加垂直于触摸板并且指向第一基板的力的作用下，传感器的第二极板向第一极板靠近，由于两板间的第一电阻和第二电阻之间的间距不同，当施加的外力增大时，相互接触的第一电阻和第二电阻的个数也会增加，因为相互接触的电阻之间是并联关系，所以上下极板间的总电阻变小，因此可以根据外力引起的总电阻差异来实现对外力大小的测量，本发明的触控传感器结构紧凑，在不增大传感器面积和工艺难度的条件下提高了传感器的灵敏度。
2、本发明触控传感器将传感器单元制作成网格结构，在受到外力作用时，每个传感器单元受力大小不均匀，根据受力最大的传感器单元的位置就可以确定外力的施加位置。
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为本发明触控传感器的实施例1的传感器单元的结构图；
图2为本发明触控传感器的实施例1的传感器单元受到正向压力F1时的结构变形图；
图3为本发明触控传感器的实施例1的传感器单元受到正向压力F2时的结构变形图；
图4为本发明触控传感器的实施例2的传感器单元的结构图；
图5为本发明触控传感器制备方法的工艺流程图。
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，其结构紧凑，在不增大传感器面积和工艺难度的条件下提高了灵敏度，安全可靠。
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。
实施例1
本发明的触控传感器包括多个传感器单元，图1为本发明触控传感器的实施例1的传感器单元的结构图；图2为本发明触控传感器的实施例1的传感器单元受到正向压力F1时的结构变形图；图3为本发明触控传感器的实施例1的传感器单元受到正向压力F2时的结构变形图。
如图1-3所示，所述传感器单元包括第一基板10、绝缘层20、第一电极层30、第一电阻40、触摸板70、第二电极层60和第二电阻50；所述绝缘层20覆盖于所述第一基板10表面，所述第一电极层30覆盖于所述绝缘层20表面；多个所述第一电阻40设置于所述第一电极层30上；所述第二电极层60覆盖于所述触摸板70表面；多个所述第二电阻50设置于所述第二电极层60上；
所述触摸板70与所述第一基板10平行设置，所述第一电阻40远离所述第一电极层30的表面为第一表面，所述第二电阻50远离所述第二电极层60的表面为第二表面，当所述第一电极层30与所述第二电极层40组装完成后，所述第一表面与所述第二表面之间的间距为电阻间距，各个所述电阻间距均不同，当所述触摸板受到指向所述第一基板的力时，所述第一表面与所述第二表面接触。具体的，从左向右，间距依次增大(或减小，图中未示出)。所述第一电阻40可以分为两部分，奇数的第一电阻40的厚度不变，偶数的第一电阻40的厚度依次减小；所述第二电阻50可以分为两部分，奇数的第一电阻50的厚度依次减小，偶数的第一电阻50的厚度不变，这样达到的效果就是，所述第一表面与所述第二表面之间的间距均不同。
所述绝缘层20的材料为氮化硅、氧化硅、氧化铝、氮化铝中的至少一种。所述第一电极层30的材料为钼、铝、银、ITO中的至少一种。所述第二电极层60的材料为钼、铝、银、ITO中的至少一种。
如图2所示，当所述触摸板70受到指向所述第一基板10的力F1时，仅有最左边的第一电阻40和第二电阻50相互接触。增大施加的外力F2，F2>F1，如图3所示，此时左边两组第一电阻40和第二电阻50相互接触。
所以，当施加的外力增大时，相互接触的第一电阻40和第二电阻50的个数也会增加，由于相互接触的电阻之间是并联关系，所以上下极板间的总电阻会变小，因此可以根据外力引起的总电阻差异来实现对外力大小的测量，本发明的触控传感器结构紧凑，在不增大传感器面积和工艺难度的条件下提高了传感器的灵敏度。
本发明触控传感器将传感器单元制作成网格结构，在受到外力作用时，每个传感器单元受力大小不均匀，根据受力最大的传感器单元的位置就可以确定外力的施加位置。
实施例2
图4为本发明触控传感器的实施例2的传感器单元的结构图；如图4所示，所述传感器单元包括第一基板10、绝缘层20、第一电极层30、第一电阻40、触摸板70、第二电极层60和第二电阻50；所述绝缘层20覆盖于所述第一基板10表面，所述第一电极层30覆盖于所述绝缘层20表面；多个所述第一电阻40立于所述第一电极层30上；所述第二电极层60覆盖于所述触摸板70表面；多个所述第二电阻50立于所述第二电极层60上；
所述触摸板70与所述第一基板10平行设置，所述第一电阻40远离所述第一电极层30的表面为第一表面，所述第二电阻50远离所述第二电极层60的表面为第二表面，当所述第一电极层30与所述第二电极层40组装完成后，所述第一表面与所述第二表面之间的间距为电阻间距，各个所述电阻间距均不同，当所述触摸板受到指向所述第一基板的力时，所述第一表面与所述第二表面接触。具体的，各所述第一电阻40的厚度相同，各所述第二电阻50的厚度依次减小或增大。
所述绝缘层20的材料为氮化硅、氧化硅、氧化铝、氮化铝中的至少一种。所述第一电极层30的材料为钼、铝、银、ITO中的至少一种。所述第二电极层60的材料为钼、铝、银、ITO中的至少一种。
图5为本发明触控传感器制备方法的工艺流程图，如图5所示，一种触控传感器的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤101，选择一个洁净的玻璃基板作为第一基板10；
步骤102，在所述第一基板10上采用PECVD工艺沉积一层薄膜得到绝缘层20；所述绝缘层材料为氮化硅、氧化硅、氧化铝、氮化铝中的至少一种；
步骤103，在所述绝缘层20表面采用磁控溅射技术生长一层金属材料，得到第一电极层30；所述金属材料为钼、铝、银、ITO中的至少一种；
步骤104，在所述第一电极层30表面采用磁控溅射技术溅射电阻材料，加工得到第一电阻40；所述第一基板10、所述绝缘层230、所述第一电极层30、所述第一电阻40组成第一极板；
所述在所述第一电极层30表面加工得到第一电阻40，具体包括：
步骤1041，采用磁控溅射技术在所述第一电极层30表面溅射一层电阻材料；
步骤1042，在所述电阻材料上旋涂光刻胶，然后经过光刻、显影、烘烤形成具有一定形状的电阻光刻胶图层；
步骤1043，在所述电阻光刻胶图层上进行湿法刻蚀，得到目标电阻图形；
步骤1044，采用剥离液将所述目标电阻图形上的光刻胶去除。
步骤105，在另一个洁净的玻璃基板上加工得到触摸板70；
步骤106，在所述触摸板70表面采用磁控溅射技术生长一层金属材料，得到第二电极层60；所述金属材料为钼、铝、银、ITO中的至少一种；
步骤107，在所述第二电极层60表面加工得到第二电阻50；所述触摸板70、所述第二电极层60、所述第二电阻50组成第二极板；
所述在所述第二电极层60表面采用磁控溅射技术溅射电阻材料，加工得到第二电阻50，具体包括：
步骤1071，采用磁控溅射技术在所述第二电极层60表面溅射一层电阻材料；
步骤1072，在所述电阻材料上旋涂光刻胶，然后经过光刻、显影、烘烤形成具有一定形状的电阻光刻胶图层；
步骤1073，在所述电阻光刻胶图层上进行湿法刻蚀，得到目标电阻图形；
步骤1074，采用剥离液将所述目标电阻图形上的光刻胶去除。
步骤108，将所述第一极板和所述第二极板进行组装，所述触摸板70与所述第一基板10平行设置，所述第一电阻40远离所述第一电极层30的表面为第一表面，所述第二电阻50远离所述第二电极层50的表面为第二表面，当所述第一电极层30与所述第二电极层60组装完成后，所述第一表面与所述第二表面之间的间距为电阻间距，各个所述电阻间距均不同，当所述触摸板70受到指向所述第一基板10的力时，所述第一表面与所述第二表面接触。
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 (7)

1.一种触控传感器，其特征在于，所述触控传感器包括多个传感器单元，所述传感器单元包括：第一基板、绝缘层、第一电极层、第一电阻、触摸板、第二电极层和第二电阻；
所述绝缘层覆盖于所述第一基板表面，所述第一电极层覆盖于所述绝缘层表面；多个所述第一电阻设置于所述第一电极层上；
所述第二电极层覆盖于所述触摸板表面；多个所述第二电阻设置于所述第二电极层上；
所述触摸板与所述第一基板平行设置，所述第一电阻远离所述第一电极层的表面为第一表面，所述第二电阻远离所述第二电极层的表面为第二表面，当所述第一电极层与所述第二电极层组装完成后，所述第一表面与所述第二表面之间的间距为电阻间距，各个所述电阻间距均不同，当所述触摸板受到指向所述第一基板的力时，所述第一表面与所述第二表面接触；各所述第一电阻的厚度相同，各所述第二电阻的厚度依次减小或增大；或各所述第二电阻的厚度相同，各所述第一电阻的厚度依次减小或增大。
2.根据权利要求1所述的触控传感器，其特征在于，所述绝缘层的材料为氮化硅、氧化硅、氧化铝、氮化铝中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的触控传感器，其特征在于，所述第一电极层的材料为钼、铝、银、氧化铟锡中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的触控传感器，其特征在于，所述第二电极层的材料为钼、铝、银、氧化铟锡中的至少一种。
5.一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基板作为第一基板；
在所述第一基板上采用等离子体增强化学气相沉积工艺沉积一层薄膜得到绝缘层；所述绝缘层材料为氮化硅、氧化硅、氧化铝、氮化铝中的至少一种；
在所述绝缘层表面采用磁控溅射技术生长一层金属材料，得到第一电极层；所述金属材料为钼、铝、银、氧化铟锡中的至少一种；
在所述第一电极层表面采用磁控溅射技术溅射电阻材料，加工得到第一电阻；所述第一基板、所述绝缘层、所述第一电极层、所述第一电阻组成第一极板；
在另一个洁净的玻璃基板上加工得到触摸板；
在所述触摸板表面采用磁控溅射技术生长一层金属材料，得到第二电极层；所述金属材料为钼、铝、银、氧化铟锡中的至少一种；
在所述第二电极层表面加工得到第二电阻；所述触摸板、所述第二电极层、所述第二电阻组成第二极板；
将所述第一极板和所述第二极板进行组装，所述触摸板与所述第一基板平行设置，所述第一电阻远离所述第一电极层的表面为第一表面，所述第二电阻远离所述第二电极层的表面为第二表面，当所述第一电极层与所述第二电极层组装完成后，所述第一表面与所述第二表面之间的间距为电阻间距，各个所述电阻间距均不同，当所述触摸板受到指向所述第一基板的力时，所述第一表面与所述第二表面接触；各所述第一电阻的厚度相同，各所述第二电阻的厚度依次减小或增大；或各所述第二电阻的厚度相同，各所述第一电阻的厚度依次减小或增大。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述在所述第一电极层表面加工得到第一电阻，具体包括：
采用磁控溅射技术在所述第一电极层表面溅射一层电阻材料；
在所述电阻材料上旋涂光刻胶，然后经过光刻、显影、烘烤形成具有一定形状的电阻光刻胶图层；
在所述电阻光刻胶图层上进行湿法刻蚀，得到目标电阻图形；
采用剥离液将所述目标电阻图形上的光刻胶去除。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述在所述第二电极层表面采用磁控溅射技术溅射电阻材料，加工得到第二电阻，具体包括：
采用磁控溅射技术在所述第二电极层表面溅射一层电阻材料；
采用剥离液将目标电阻图形上的光刻胶去除。
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GR01 Patent grant
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