CN107430469B - 触控传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种触控传感器，更具体地涉及以下触控传感器：所述触控传感器包括：感测图案，其包括沿第一方向形成的第一网状图案和沿第二方向形成的第二网状图案；桥电极，其连接所述第二网状图案中的间隔开的单位图案；绝缘层，其被设置在所述感测图案和所述桥电极之间；以及辅助电极层，其位于所述第一网状图案和所述第二网状图案中的至少一者的上侧并连接至所述第一网状图案和所述第二网状图案中的至少一者，因此即使在下侧的感测图案中断时，也可经由辅助电极层传输触控接触信号，由此显著地改善触控灵敏度，且能够以较薄的宽度和厚度形成感测图案，以降低感测图案被用户看到的现象。

Description

触控传感器
技术领域
本发明涉及一种触控传感器。
背景技术
随着使用数字技术的计算机的发展，也与其一起发展了计算机的辅助装置，个人计算机、携带式传输装置、其他的私人信息处理装置等使用例如键盘和鼠标的各种输入设备执行文字和图形处理。
然而，随着信息化社会快速进展，趋向于逐渐扩大计算机用途，因而存在仅使用目前用作输入设备的键盘与鼠标难以有效地驱动产品的问题。因此，对于简单、能够降低误操作且任何人能够容易地输入信息的装置的需求越来越高。
此外，对于与输入设备有关技术的关注转为高可靠性、耐久性、创新性、设计和处理相关技术等，超过满足一般功能的程度，为了达成此目的，作为能够输入例如文字和图标的信息的输入设备，已开发出触控传感器。
上述触控传感器是安装在电子笔记本、平板显示装置(诸如液晶显示装置、等离子体显示面板(PDP)或电致发光(El)装置)、和诸如阴极射线管(CRT)的显示器的显示面上，以允许用户在观看显示器的同时选择所需的信息的工具。
此外，触控传感器的类型分成电阻型、电容型、电磁型、表面声波(SAW)型和红外型。考虑到信号放大问题、分辨率差异、设计和处理技术难易度、光学特性、电气特性、机械特性、抵抗环境特征、输入特征、耐久性和经济性而将这样各种类型的触控传感器应用于电子产品，目前，最广泛使用的是电阻型触控传感器和电容型触控传感器。
此外，针对触控传感器，如在日本专利公开第2011-175967号中所述，已积极地进行利用金属形成电极图案的研究。若如上利用金属形成电极图案，则导电性优异，但具有用户可以看见电极图案的问题。此外，在为了防止该问题而以窄宽度形成电极图案时需要精密的工艺，且一部分图案被中断，因此可能发生触控灵敏度降低的问题。
[现有技术文献]
[专利文献]
日本专利公开第2011-175967号
发明内容
技术问题
因此，本发明的一个目的是提供一种具有优异的触控灵敏度的触控传感器。
此外，本发明的另一个目的是提供在具有优异的触控灵敏度的同时具有改善的可视性和柔性的触控传感器。
技术方案
1.一种触控传感器，包括：感测图案，其包括沿第一方向形成的第一网状图案和沿第二方向形成的第二网状图案；桥电极，其连接所述第二网状图案中的间隔开的单位图案；绝缘层，其被设置在所述感测图案和所述桥电极之间；以及辅助电极层，其位于所述第一网状图案和所述第二网状图案中的至少一者的上侧并连接至所述第一网状图案和所述第二网状图案中的至少一者。
2.如上述1所述的触控传感器，其中，所述感测图案由钼、银、铝、铜、钯、金、铂、锌、锡、钛、铬、镍、钨或其中的两者以上的合金形成；或者所述感测图案由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化镉锡(CTO)、氧化铜(CO)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)、碳纳米管(CNT)或石墨烯(graphene)形成。
3.如上述1所述的触控传感器，其中，所述网状图案的宽度为1至30μm。
4.如上述1所述的触控传感器，其中，所述桥电极由钼、银、铝、铜、钯、金、铂、锌、锡、钛、铬、镍、钨或其中的两者以上的合金形成；或者所述感测图案由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化镉锡(CTO)、氧化铜(CO)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)、碳纳米管(CNT)或石墨烯(graphene)形成。
5.如上述1所述的触控传感器，其中，所述辅助电极层的厚度为5至350nm。
6.如上述1所述的触控传感器，其中，所述辅助电极层具有开口部。
7.如上述6所述的触控传感器，其中，所述开口部位于所述辅助电极层的下侧不存在感测图案的区域中。
8.如上述1所述的触控传感器，其中，所述辅助电极层由与所述桥电极相同的材料在同一工艺中形成。
9.如上述1所述的触控传感器，其中，位于所述第二网状图案的上侧且与所述第二网状图案连接的所述辅助电极层与所述桥电极连接。
10.如上述1所述的触控传感器，其中，所述绝缘层以层形式设置，所述辅助电极层经由在所述绝缘层中形成的接触孔而与所述感测图案连接。
11.如上述1所述的触控传感器，其中，所述绝缘层仅以岛形式设置在所述感测图案和所述桥电极的交叉部，且所述辅助电极层覆盖所述感测图案。
12.一种触控传感器，包括：感测图案，其包括在基板上沿第一方向形成的第一网状图案和沿第二方向形成的第二网状图案；桥电极，其连接所述第二网状图案中的间隔开的单位图案；绝缘层，其被设置在所述感测图案和所述桥电极之间；以及辅助电极图案，其包围第一网状图案和所述第二网状图案中的至少一者。
13.如上述12所述的触控传感器，其中，所述绝缘层以岛形式设置在所述感测图案和所述桥电极的交叉部。
14.如上述12所述的触控传感器，其中，所述绝缘层以层形式设置，所述辅助电极图案通过在所述绝缘层中沿所述第一网状图案和所述第二网状图案中的至少一者形成的接触孔包围所述第一网状图案和所述第二网状图案中的至少一者。
15.如上述12所述的触控传感器，其中，所述辅助电极图案由与所述桥电极相同的材料在同一工艺中形成。
16.如上述12所述的触控传感器，其中，所述辅助电极图案的锥角小于所述感测图案的锥角。
17.如上述12所述的触控传感器，其中，包围所述第二网状图案的所述辅助电极图案与所述桥电极连接。
18.如上述12所述的触控传感器，其中，所述桥电极具有网状结构。
19.如上述12所述的触控传感器，其中，所述桥电极具有两个以上桥。
20.一种图像显示装置，包括如上述1至19中任一所述的触控传感器。
有益效果
根据本发明的触控传感器，由于包括辅助电极层，因此即使当在下侧的感测图案中断时，也可经由辅助电极层传输触控接触信号。由此显著地改善触控灵敏度。
根据本发明的触控传感器，可以较薄的宽度或厚度形成感测图案，以降低感测图案被用户看到的现象。
附图说明
图1是根据本发明的一实施方式的触控传感器的示意性透视图。
图2是根据本发明的一实施方式的触控传感器的示意性透视图。
图3是根据本发明的一实施方式的触控传感器的示意性透视图。
图4是根据本发明的一实施方式的触控传感器的示意性透视图。
图5是根据本发明的一实施方式的触控传感器中的示意性透视图。
图6是根据本发明的一实施方式的触控传感器的示意性透视图。
图7是在根据本发明的一实施方式的触控传感器中示出感测图案和辅助电极图案的剖视图。
图8是根据本发明的一实施方式的触控传感器的示意性透视图。
具体实施方式
本发明涉及一种触控传感器，包括：感测图案，其包括沿第一方向形成的第一网状图案和沿第二方向形成的第二网状图案；桥电极，其连接所述第二网状图案中的间隔开的单位图案；绝缘层，其被设置在所述感测图案和所述桥电极之间；以及辅助电极层，其位于所述第一网状图案和所述第二网状图案中的至少一者的上侧并连接至所述第一网状图案和所述第二网状图案中的至少一者，因此即使当在下侧的感测图案中断时，也可经由辅助电极层传输触控接触信号，由此显著地改善触控灵敏度，且可以较薄的宽度或厚度形成感测图案，以降低感测图案被用户看到的现象。
以下，将参照附图详细描述本发明。
本发明的触控传感器包括感测图案、桥电极30、绝缘层40和辅助电极层60。
感测图案可包括沿第一方向形成的第一网状图案10和沿第二方向形成的第二网状图案20。
第一网状图案10和第二网状图案20以彼此不同的方向设置。例如，第一方向可为X轴方向，且第二方向可为与第一方向正交的Y轴方向，但不限于此。
第一网状图案10和第二网状图案20可分别提供关于碰触点的X坐标和Y坐标的信息。详细而言，当人的手或物体接触盖窗基板时，取决于接触位置的电容变化经由第一网状图案10、第二网状图案20和位置检测线被传送到驱动电路侧。而且，电容变化由X和Y输入处理电路(未示出)等转换成电信号，以识别接触位置。
在此方面，在相同层中形成第一网状图案10和第二网状图案20，且为了感测触摸点需要电连接各图案。然而，第一网状图案10彼此连接，而第二网状图案20具有单位图案以岛形式彼此分开的结构，由此需要额外的桥电极30以将第二网状图案20彼此电连接。在下文对桥电极30进行描述。
在本发明中，不特别限制网状结构的具体形式。例如，可使用矩形网状结构、菱形网状结构、六角形网状结构等，但不限于此。在每个结构中，网状图案可具有例如2至500μm的长边长度，在上述范围内可根据导电性、透光率等适当地调整长边长度。
网状图案的宽度不特别受限，且可为例如1至30μm、优选为1至20μm，但不限于此。当金属网状图案具有1至30μm的宽度时，可能降低图案的可视性，同时具有适当的电阻。
感测图案的厚度不特别受限，可为例如10至350nm。如果感测图案的厚度小于10nm，则可能会增加电阻而降低触控灵敏度，且如果其厚度超过350nm，则可能会增加反射率而发生可视性问题。
具有优异的导电性和低电阻的金属可用于形成感测图案而没有限制，且可包括例如钼、银、铝、铜、钯、金、铂、锌、锡、钛、铬、镍、钨或其中的二者以上的合金。
除了上述材料之外，本领域已知的任何透明电极材料也可用于感测图案。例如，可使用氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化镉锡(CTO)、氧化铜(CO)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)、碳纳米管(CNT)、石墨烯(graphene)等。
形成感测图案的方法不特别受限，但可通过各种薄膜沉积技术(例如物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)等)来形成。例如，可通过作为物理气相沉积的一个示例的反应溅射来形成感测图案。除上述方法之外，还可以通过光刻法来形成感测图案。
桥电极30连接第二网状图案20中的隔开的单位图案。在此例子中，桥电极30必须与感测图案中的第一网状图案10绝缘，因此为了此目的形成了绝缘层40，将在下面描述。
本领域已知的任何透明电极材料可用于桥电极30，而没有限制。例如，可使用氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化镉锡(CTO)、氧化铜(CO)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)、碳纳米管(CNT)、石墨烯(graphene)等，其可单独使用或两种以上混合使用。优选地，使用氧化铟锡(ITO)。这些透明电极材料可单独使用或两种以上混合使用。
除了上述材料之外，可以使用具有优异的导电性和低电阻的任何材料而没有限制，例如可使用钼、银、铝、铜、钯、金、铂、锌、锡、钛、铬、镍、钨或其中的两者以上的合金。
桥电极30的大小不特别受限。例如，桥电极30的长边为2至500μm、优选为2至300μm，但不限于此。当桥电极30的长边为2至500μm时，可降低图案的可视性且具有适当的电阻。
桥电极30可具有例如5至350nm的厚度。当桥电极30的厚度在上述范围内时，可以在改善电阻的同时使柔性和透射率的降低最小化。
桥电极30的桥可具有例如棒状结构。
桥电极30可具有例如如图1至图3中所示例的单桥、且可具有如图4中所示的两个以上桥。当桥电极30具有两个以上桥时，在电阻和可靠性方面是有利的。
此外，桥电极30还可具有开口(未示出)。在该情况下，可减少桥电极30的面积以改善触控传感器的柔性并降低触控图案的可视性。
此外，桥电极30也可具有如图8中所示的网状结构。在该情况下，同样地，可减少桥电极30的面积以改善触控传感器的柔性。
形成桥电极30的方法不特别受限，但可使用例如如上描述的形成感测图案的方法。
绝缘层40被设置在感测图案和桥电极30之间，并用以将第一网状图案10和第二网状图案20彼此绝缘。
如图1中所示，可将绝缘层40仅以岛形式设置在感测图案和桥电极30的交叉部，且可如图2所示，以层形式、横跨感测图案的全部设置绝缘层40。
当以岛形式设置绝缘层40时，第二网状图案20直接与桥电极30连接，而当以层形式设置绝缘层40时，第二网状图案20经由在绝缘层40中形成的接触孔50而与桥电极30连接。
可使用本领域中使用的任何材料和方法来形成绝缘层40，而无特别限制。
本发明的触控传感器包括辅助电极层60。
辅助电极层60位于第一网状图案10和第二网状图案20中的至少一者的上侧、并连接至第一网状图案10和第二网状图案20中的至少一者。
辅助电极层60连接至第一网状图案10和第二网状图案20中的至少一者，使得即使网状图案被中断，也可经由辅助电极层60传送接触位置信息，并由此可显著地改善触控灵敏度。此外，可降低感测图案的电阻，且因此感测图案可具有较薄的宽度或厚度。由此，可降低感测图案被用户看到。
本领域已知的任何透明电极材料可用于辅助电极层60而没有限制。例如，可使用氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化镉锡(CTO)、氧化铜(CO)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)、碳纳米管(CNT)、石墨烯(graphene)等，其可单独使用或两种以上混合使用。优选地，可以使用氧化铟锡(ITO)。这些透明电极材料可单独使用或两种以上混合使用。此外，优选地，辅助电极层60可由与桥电极30相同的材料制成。在该情况下，辅助电极层60可与桥电极30在同一工艺中形成，以改善工艺产量。
除了上述材料之外，可以使用具有优异的导电性和低电阻的金属而没有限制，所述金属可包括例如钼、银、铝、铜、钯、金、铂、锌、锡、钛、铬、镍、钨或其中的两者以上的合金。
辅助电极层60可具有例如5至350nm的厚度。当辅助电极层60的厚度在上述范围内时，可以在降低感测图案的电阻的同时示出合适水平的柔性。可以在上述范围内调节辅助电极层60的厚度以呈现适当的电阻和柔性。
辅助电极层60可具有如图5中所示的开口部70。
当辅助电极层60具有开口部70时，可改善触控传感器的透光率和柔性。
开口部70的形式不特别受限，且可具有例如各种形式，例如多角形(菱形、五角形、六角形)、圆形、椭圆形等。
开口部70的位置不特别受限，且可位于辅助电极层60的任何区域。但是，在同时实现触控传感器的优异的透射率、柔性和触控灵敏度的方面，开口部70位于辅助电极层60的其下侧不存在感测图案的区域中是优选的。
此外，如图6所示，辅助电极层60还可包括虚拟(dummy)图案80，其至少一部分是分开的。可存在一个以上虚拟图案80，且当存在多个虚拟图案80时，各虚拟图案80彼此分开且与辅助电极层60也分开。
当存在虚拟图案80时，减少了与分开的区域一样多的辅助电极层60面积，使得，同样地，可能改善触控传感器的透光率和柔性。
位于第一网状图案10上侧的辅助电极层60可连接至第一网状图案10，且位于第二网状图案20上侧的辅助电极层60可连接至第二网状图案20。
当以层形式设置上述绝缘层40时，辅助电极层60可经由在绝缘层40中形成的接触孔而与感测图案连接。当绝缘层40以岛形式仅设置在感测图案和桥电极30的交叉部时，辅助电极层60可覆盖感测图案。
位于第二网状图案20上侧并连接至第二网状图案20的辅助电极层60可与桥电极30连接为一体。
形成辅助电极层60的方法不特别受限，可使用例如如上述形成感测图案的方法。
根据本发明的另一个实施方式，可以包围第一网状图案10和第二网状图案20中的至少一者的辅助电极图案90的形式来设置辅助电极层60。图3和图4示出了以包围第一网状图案10和第二网状图案20的辅助电极图案90的形式来设置辅助电极层60的情况。
在该情况下，辅助电极图案90可以其小面积改善触控灵敏度。由此，可以同时实现触控传感器的优异的触控灵敏度、透射率和柔性。
当以层形式设置绝缘层40时，辅助电极层60经由在绝缘层40中沿着第一网状图案10和第二网状图案20中的至少一者形成的接触线来包围第一网状图案10和第二网状图案20中的至少一者。
当以岛形式将绝缘层40设置在感测图案和桥电极30的交叉部时，辅助电极层60可直接包围第一网状图案10和第二网状图案20中的至少一者。
如图7中所示，辅助电极图案90可具有比感测图案的锥角小的锥角。
如同在传统的触控传感器中，本发明的触控传感器还可包括功能性层，例如透明介电层、钝化层等。一般而言，金属图案是以大锥角形成，因此，由于增加的锥角，可能难以在其上涂布功能性层。
然而，本发明的触控传感器包括包围第一网状图案10和第二网状图案20的辅助电极图案90，使得可缩小图案的锥角，并由此可更容易地在其上涂布功能性层。
例如，感测图案可具有45°至120°的锥角，且辅助电极图案90可具有30°至85°的锥角，但不限于此。如果在感测图案中发生了倒锥角(当锥角超过90°时)，辅助电极图案90可围住感测图案并特别地由此大大地缩小锥角。
在简化工艺并改善产量方面，辅助电极图案90也由与桥电极30相同的材料在同一工艺中形成是优选的。
包围第二网状图案20的辅助电极图案90可与桥电极30连接以更减少电阻，但不限于此。
形成辅助电极层60的方法不特别受限，但可使用例如如上述形成感测图案的方法。
本发明的触控传感器可位于基板100上。
基板100可使用本领域中常用的任何材料而没有限制。例如，可使用玻璃、聚醚砜(PES)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯(PC)、三醋酸纤维素(TAC)、醋酸丙酸纤维素(CAP)等。
本发明可进一步提供包括上述触控传感器的图像显示装置。
本发明的触控传感器不仅可应用至通常的液晶显示装置，而且可应用至各种图像显示装置，例如电致发光(electro-luminescent)显示装置、等离子体显示装置、场致发射显示装置等。
当上述辅助电极层60具有开口部70或以辅助电极图案90的形式设置时，可改善触控传感器的柔性，使得触控传感器较佳应用至柔性图像显示设备。
虽然已描述了优选实施方式以帮助理解本发明，然而，本领域的技术人员将明白，这样的实施方式仅用于例示本发明，而不限制所附的权利要求书的范围，在不脱离本发明的范围和技术思想的情况下，各种变更和修改是可能的，且如所附申请专利范围定义的，且这样的变更和修改也包括在所附权利要求书的范围内。
[附图标记的说明]
10：第一网状图案 20：第二网状图案
30：桥电极 40：绝缘层
50：接触孔 60：辅助电极层
70：开口部 80：虚拟图案
90：辅助电极图案 100：基板。

Claims (14)

1.一种触控传感器，包括：
感测图案，其包括沿第一方向形成的第一网状图案和沿第二方向形成的第二网状图案；
桥电极，其连接所述第二网状图案中的间隔开的单位图案；
绝缘层，其被设置在所述感测图案和所述桥电极之间；以及
辅助电极图案，其直接包围所述第一网状图案和所述第二网状图案中的至少一者的顶表面和侧表面，
其中，所述辅助电极图案的锥角小于所述感测图案的锥角。
2.如权利要求1所述的触控传感器，其中，所述感测图案由钼、银、铝、铜、钯、金、铂、锌、锡、钛、铬、镍、钨或其中的两者以上的合金形成；或者所述感测图案由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化镉锡(CTO)、氧化铜(CO)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)、碳纳米管(CNT)或石墨烯形成。
3.如权利要求1所述的触控传感器，其中，所述网状图案的宽度为1至30μm。
4.如权利要求1所述的触控传感器，其中，所述桥电极由钼、银、铝、铜、钯、金、铂、锌、锡、钛、铬、镍、钨或其中的两者以上的合金形成；或者所述感测图案由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化镉锡(CTO)、氧化铜(CO)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)、碳纳米管(CNT)或石墨烯形成。
5.如权利要求1所述的触控传感器，其中，所述辅助电极图案的厚度为5至350nm。
6.如权利要求1所述的触控传感器，其中，所述辅助电极图案具有开口部。
7.如权利要求6所述的触控传感器，其中，所述开口部位于所述辅助电极图案的下侧不存在感测图案的区域中。
8.如权利要求1所述的触控传感器，其中，所述辅助电极图案由与所述桥电极相同的材料在同一工艺中形成。
9.如权利要求1所述的触控传感器，其中，位于所述第二网状图案的上侧且与所述第二网状图案连接的所述辅助电极图案与所述桥电极连接。
10.如权利要求1所述的触控传感器，其中，所述绝缘层以层形式设置，所述辅助电极图案经由在所述绝缘层中形成的接触孔而与所述感测图案连接。
11.如权利要求1所述的触控传感器，其中，所述绝缘层仅以岛形式设置在所述感测图案和所述桥电极的交叉部，且所述辅助电极图案覆盖所述感测图案。
12.如权利要求1所述的触控传感器，其中，所述桥电极具有网状结构。
13.如权利要求1所述的触控传感器，其中，所述桥电极具有两个以上桥。
14.一种图像显示装置，包括如权利要求1至13中任一项所述的触控传感器。
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