CN108509095A - 数字化仪及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种数字化仪，其中数字化仪的第二电极形成在互电容型触摸传感器的触摸感测电极的非图案化部分中。根据本发明的数字化仪具有高水平的压力感测、简化的制造工艺和优异的可视性。

Description

数字化仪及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种数字化仪(digitizer)及其制备方法。特别地，本发明涉及一种能够与触摸传感器集成的数字化仪及其制备方法。
背景技术
在近来的显示装置中，广泛使用触摸输入方法，在触摸输入方法中，用户使用手指或电子笔直接触摸屏幕来输入。由于这样的触摸输入方法能够与显示屏组合，而不需要诸如键盘或鼠标等单独的输入装置，因此有利地用于诸如智能电话、笔记本电脑和平板电脑等便携式终端。
通常，其中用户使用手指进行输入的电容式触摸传感器的优点在于其直观和简单，但在指定精确的坐标上存在限制。因此，使用笔的电磁谐振(EMR)法的数字化仪有利地用于精确的图形输入。
作为将这两种输入方法集成到一个装置中的尝试，韩国专利公开号2015-0135565公开了一种触摸面板，其包括：透明基板，其分成有源区域和边框区域；触摸感测部分，其形成在透明基板的有源区域上并感测电容变化；绝缘膜，其形成在触摸感测部分的上表面上并具有网格图案；以及金属图案部分，其形成在绝缘膜的上表面上并包括具有网状图案的电极，并且能够接收从外部传输的信号或将功率信号传输到外部。
然而，在韩国专利公开号2015-0135565中公开的触摸面板中，由于使用一个金属图案部分接收从外部发送的信号或者向外部发送功率信号，因此灵敏度低，存在产生噪音的可能性。此外，由于金属图案形成与触摸感测部分重叠的环形图案，所以存在由于形成金属图案的部分与未形成金属图案的部分之间的透射率差异而导致的可视性问题。
发明内容
[技术问题]
本发明的一个目的是提供一种能够与触摸传感器集成地形成并且具有高水平的压力感测的数字化仪及其制备方法。
本发明的另一个目的是提供一种能够与触摸传感器集成地形成并且其制造工艺简化的数字化仪及其制备方法。
本发明的又一个目的是提供一种包括数字化仪的柔性显示装置。
[技术方案]
根据本发明的一个方面，提供一种数字化仪，包括：基板；触摸传感器，其设置在所述基板上；第一绝缘层，其形成在所述触摸传感器上；第一数字化仪电极，其形成在所述第一绝缘层上；第二绝缘层，其形成在所述第一数字化仪电极上；第二数字化仪电极，其形成在所述第二绝缘层上以不与所述触摸传感器的图案重叠；以及钝化层，其形成在所述第二数字化仪电极上。
这里，触摸传感器可以是互电容型触摸传感器，并且触摸传感器可以包括：设置在基板上的第一触摸感测电极和第二触摸感测电极；以及与第二触摸感测电极电绝缘并且电连接至第一触摸感测电极的触摸传感器桥。
根据本发明的另一方面，提供一种数字化仪，其包括：基板；第一触摸感测电极和第二触摸感测电极，第一触摸感测电极和第二触摸感测电极设置在所述基板上；第一绝缘层，其形成在所述第一触摸感测电极和所述第二触摸感测电极上并且具有暴露所述第一触摸感测电极的通孔；形成在所述第一绝缘层上的第一数字化仪电极，以及形成在所述第一绝缘层上以经由所述通孔电连接至所述第一触摸感测电极的触摸传感器桥；第二绝缘层，其形成在所述第一数字化仪电极和所述触摸传感器桥上；第二数字化仪电极，其形成在所述第二绝缘层上以不与所述第一触摸感测电极和所述第二触摸感测电极重叠；以及钝化层，其形成在所述第二数字化仪电极上。
在上述数字化仪中，基板可以是柔性基板。
第二数字化仪电极可以由金属制成。
第二数字化仪电极可以形成在数字化仪的短轴方向上。
第二数字化仪电极可以形成为在纵向方向上具有两个或更多个回路(loop)。
根据本发明的又一个方面，提供一种柔性显示装置，其包括：上述的数字化仪和设置在所述数字化仪下方的显示层。
根据本发明的另一个方面，提供一种制备数字化仪的方法，其包括以下步骤：在基板上形成触摸传感器；在所述触摸传感器上形成第一绝缘层；在所述第一绝缘层上形成第一数字化仪电极；在所述第一数字化仪电极上形成第二绝缘层；在所述第二绝缘层上形成不与所述触摸传感器的图案重叠的第二数字化仪电极；以及在所述第二数字化仪电极上形成钝化层。
根据本发明的一个方面的数字化仪的另一个制备方法，该方法包括以下步骤：在基板上形成第一触摸感测电极和第二触摸感测电极；在所述第一触摸感测电极和所述第二触摸感测电极上形成具有暴露所述第一触摸感测电极的通孔的第一绝缘层；在所述第一绝缘层上形成第一数字化仪电极和经由所述通孔电连接至所述第一触摸感测电极的触摸传感器桥；在所述第一数字化仪电极和所述触摸传感器桥上形成第二绝缘层；在所述第二绝缘层上形成不与所述第一触摸感测电极和所述第二触摸感测电极重叠的第二数字化仪电极；以及在所述第二数字化仪电极上形成钝化层。
[有益效果]
根据本发明的数字化仪具有高水平的压力检测、简化的制造工艺和优异的可视性。
附图说明
图1是示意性示出根据本发明的一个实施方式的触摸传感器集成的数字化仪的平面图。
图2是沿着图1的线II-II'截取的横截面图。
图3是示意性示出根据本发明的另一个实施方式的触摸传感器集成的数字化仪的平面图。
图4是沿着图3的线IV-IV'截取的横截面图。
图5是示意性示出根据本发明的又一实施方式的触摸传感器集成的数字化仪的平面图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明。然而，伴随本公开的附图仅仅是用于描述本发明的示例，并且本发明不受附图限制。而且，为了更清楚的表达，附图中的一些元件可能被放大、缩小或省略。
本发明提供一种数字化仪及其制备方法，其中，数字化仪与互电容型触摸传感器集成地形成并且其具有简化的制造工艺，同时具有高水平的压力感测。
图1是示意性示出根据本发明的一个实施方式的触摸传感器集成的数字化仪的平面图，并且图2是沿着图1的线II-II'截取的横截面图。
参考图1和图2，根据本发明的一个实施方式的触摸传感器集成的数字化仪包括用于感测触摸的第一触摸感测电极110和第二触摸感测电极112以及用于电连接第一触摸感测电极110的触摸传感器桥120。
包括在根据本发明的一个实施方式的触摸传感器集成的数字化仪中的触摸传感器是互电容型触摸传感器，其感测在第一触摸感测电极和第二触摸感测电极(也被称为感测电极和驱动电极)之间由于手指触摸而产生的电容变化。与自电容型触摸传感器相比，该结构复杂，自电容型触摸传感器将触摸感测电极自身的电容设置为初始值并且识别在触摸感测电极被手指触摸时其中发生的电容变化。然而，由于可以实现多点触摸并且实现精确的线性，所以许多移动触摸屏采用互电容型。
因此，在如图1和图2中所示的本发明的实施方式中，第一触摸感测电极110和第二触摸感测电极112形成在基板100上，并且第一触摸感测电极110通过触摸传感器桥120彼此连接。
第一触摸感测电极110和第二触摸感测电极112以及触摸传感器桥120的材料和形状可以是在通常的触摸传感器中使用的任何材料和任何形状，并且在本发明中没有特别的限制。
例如，第一触摸感测电极110和第二触摸感测电极112以及触摸传感器桥120可以由透明导电膜材料形成，并且可以由选自金属、金属网、金属纳米线、金属氧化物、碳纳米管、石墨烯、导电聚合物和导电油墨中的至少一种形成。
这里，金属可以是金、银、铜、镍、铬、钼、铝、钯、钕、铂、锌、锡、钛及其合金中的任一种。
金属纳米线可以是银纳米线、铜纳米线、锆纳米线和金纳米线中的任一种。
所述金属氧化物可以选自由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟锌锡(IZTO)、氧化铝锌(AZO)、氧化镓锌(GZO)、氧化氟锡(FTO)和氧化锌(ZnO)组成的组。
而且，第一触摸感测电极110和第二触摸感测电极112以及触摸传感器桥120可以由包括碳纳米管(CNT)和石墨烯的碳基材料形成。
导电聚合物可以包括聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔，PEDOT或聚苯胺。导电油墨包括金属粉末和固化性聚合物粘合剂的混合物。
另外，第一触摸感测电极110和第二触摸感测电极112以及触摸传感器桥120可以具有两个或更多个导电层的堆叠结构以便减小电阻。
作为一个实施方式，第一触摸感测电极110和第二触摸感测电极112以及触摸传感器桥120可以形成为ITO、AgNW(银纳米线)或金属网的单层。在形成两层或更多层的情况下，第一电极层可以由诸如ITO等透明金属氧化物形成，并且第二电极层可以使用金属、AgNW等形成在ITO电极层上以进一步减小电阻。
第一触摸感测电极110和第二触摸感测电极112形成在基板100上。
在本发明的一个实施方式中，基板100可以是柔性膜基板，特别是透明膜。
如果透明膜具有良好的透明性、机械强度和热稳定性，则其不受限制。透明膜的具体实例可以包括热塑性树脂，例如聚酯树脂如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯；纤维素树脂如二乙酰纤维素和三乙酰纤维素；聚碳酸酯树脂；丙烯酸酯树脂如聚(甲基)丙烯酸甲酯和聚(甲基)丙烯酸乙酯；苯乙烯树脂如聚苯乙烯和丙烯腈-苯乙烯共聚物；聚烯烃树脂如聚乙烯、聚丙烯、具有环状或降冰片烯结构的聚烯烃、和乙烯-丙烯共聚物；氯乙烯树脂；酰胺树脂如尼龙和芳族聚酰胺；酰亚胺树脂；聚醚砜树脂；砜树脂；聚醚醚酮树脂；聚苯硫醚树脂；乙烯醇树脂；偏二氯乙烯树脂；乙烯醇缩丁醛树脂；烯丙基化物树脂；聚甲醛树脂；和环氧树脂。而且，可以使用由热塑性树脂的共混物构成的膜。另外，可以使用诸如(甲基)丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸系氨基甲酸酯树脂、环氧树脂和硅树脂等热固化性或UV固化性树脂。
这种透明膜可以具有合适的厚度。例如，考虑强度和操作方面的可加工性以及薄层性质，透明膜的厚度可以在1至500μm，优选1至300μm，更优选5至200μm的范围内。
透明膜可以包含至少一种合适的添加剂。添加剂的实例可以包括UV吸收剂、抗氧化剂、润滑剂、增塑剂、脱模剂、防着色剂、阻燃剂、抗静电剂、颜料和着色剂。透明膜可以包括各种功能层，该功能层包括硬涂层、减反射层和气体阻隔层，但本发明不限于此。也就是说，取决于期望的用途，也可以包括其它功能层。
如果需要，可以对透明膜进行表面处理。例如，表面处理可以通过诸如等离子体、电晕、底漆处理等干法或诸如包括皂化的碱处理等化学方法来进行。
而且，透明膜可以是各向同性膜、延迟膜或保护膜。
在各向同性膜的情况下，优选满足40nm或更小、优选15nm或更小的面内延迟(Ro)和-90nm至+75nm、优选-80nm至+60nm、特别是-70nm至+45nm的厚度延迟(Rth)，面内延迟(Ro)和厚度延迟(Rth)由下式表示。
Ro＝[(nx-ny)*d]
Rth＝[(nx+ny)/2-nz]*d
其中，nx和ny各自是膜平面中的主折射率，nz是膜的厚度方向上的折射率，d是膜的厚度。
延迟膜可以通过聚合物膜的单轴拉伸或双轴拉伸、聚合物的涂布或液晶的涂布来制备，并且通常用于改进或控制光学性质，例如视角补偿、色彩灵敏度改善、防止漏光或显示器的颜色控制。
延迟膜可以包括半波(1/2)或四分之一波(1/4)板、正C板、负C板、正A板、负A板和双轴板。
保护膜可以是在其至少一个表面上包含压敏粘合剂(PSA)层的聚合物树脂膜或者可以用于保护数字化仪表面或改善可加工性的自粘合膜例如聚丙烯。
第一数字化仪电极140形成在绝缘层130上，绝缘层130以水平带的形式覆盖第一触摸感测电极110和第二触摸感测电极112以及触摸传感器桥120。
在本发明的一个实施方式中，第一数字化仪电极140被用作数字化仪的接收器部分。
根据本发明，分别形成用于在数字化仪中发送信号的发送器电极和用于接收信号的接收器电极，以抑制由于相互干扰引起的噪声并改善检测分辨率。
第一数字化仪电极140的材料和形状可以是通常的数字化仪中使用的任何材料和任何形状，并且在本发明中没有特别的限制。
例如，第一数字化仪电极140可以使用与用于形成第一触摸感测电极110和第二触摸感测电极112以及触摸传感器桥120的材料相同的材料形成。
在第一数字化仪电极140上形成绝缘层150。
绝缘层150可以由有机绝缘层或无机绝缘层形成。
第二数字化仪电极160沿着其中未形成第一触摸感测电极110和第二触摸感测电极112的图案的部分形成在绝缘层150上。
第二数字化仪电极160是在本发明的一个实施方式中用作数字化仪的发射器部分的电极，并且优选地由金属制成以实现低电阻。为了可视性，可以沿着触摸感测电极110和112的非图案化部分以连续的菱形回路形状形成，以便不与第一触摸感测电极110和第二触摸感测电极112重叠。
构成第二数字化仪电极160的金属材料的示例包括金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、钼(Mo)、镍(Ni)、铬(Cr)、银-钯-铜合金(Ag/Pd/Cu，APC)，没有限制。
在图1和2中所示的本发明的实施方式中，用作接收器部分的第一数字化仪电极140形成在数字化仪的下部的横向方向上，并且用作发射器部分的第二数字化仪电极160形成在数字化仪的上部的纵向方向上。然而，第一数字化仪电极和第二数字化仪电极的位置和方向不限于此。
然而，上述结构可能是优选的，因为数字化仪的第二数字化仪电极160更靠近笔，这对于感测压力是有利的。
钝化层170形成在第二数字化仪电极160上。
钝化层可以由例如聚环烯烃系材料形成，并且可以具有0.5至5μm的厚度。
同时，通过形成触摸传感器桥和第一数字化仪电极以使彼此不重叠，能够简化制造工艺。
图3是示意性示出根据本发明的另一个实施方式的触摸传感器集成的数字化仪的平面图，并且图4是沿着图3的线IV-IV'截取的横截面图。
如图3和图4中所示，在基板300上形成第一触摸感测电极310和第二触摸感测电极312，并且在其上形成绝缘层330。
在绝缘层330中形成用于暴露第一触摸感测电极310的通孔332，使得形成在绝缘层330上的触摸传感器桥320经由通孔332电连接第一触摸感测电极310。
第一数字化仪电极340形成在与绝缘层330上的触摸传感器桥320相同的层中。
在触摸传感器桥320和第一数字化仪电极340上再次形成绝缘层350，并且在绝缘层350上形成第二数字化仪电极360。
如以上参考图1和图2所述，第二数字化仪电极360在非图案化部分中由金属形成，以不与触摸感测电极310和312重叠。
钝化层370形成在第二数字化仪电极360上。
由于形成数字化仪的发射器部分的电极回路的长度较短，因此压力感测的水平增加。在这点上，电极回路的形状能够进行各种改变。例如，第二数字化仪电极回路可以分成两部分以分别形成两个回路。
图5是根据本发明的另一个实施方式的触摸传感器集成的数字化仪的平面图，其中发射器部分的电极回路被分成两部分。
根据本发明的另一个实施方式，触摸感测电极510和第一数字化仪电极540形成为在基板(未示出)上彼此绝缘，并且第二数字化仪电极561和562形成为与触摸感测电极510和第一数字化仪电极540绝缘。
除了第二数字化仪电极561和562以外的其余部件类似于参考图1和2描述的本发明的实施方式的那些，因此将省略其详细描述。
参考图5，在本发明的另一个实施方式中，第二数字化仪电极561和562配置成在纵向方向上形成两个电极回路。这是为了减小发射器部分的电极回路的长度和增加回路的数量，这对于增加发射器部分的功率强度和提高压力感测的水平和分辨率可能是有利的。
而且，为了减小发射器部分的电极回路的长度，在短轴方向上形成第二数字化仪电极可能是有利的。
根据本发明的另一方面，提供一种包括如上所述的数字化仪的柔性显示装置。
根据本发明的柔性显示装置可以包括根据图1至5中所示的本发明的实施方式的任一个的数字化仪和设置在数字化仪下方的显示层。
现在将详细描述根据本发明的实施方式的触摸传感器集成的数字化仪的制备方法。
本发明的触摸传感器集成的数字化仪可以直接形成在基板上。或者，可以使用载体基板来制备以形成触摸传感器集成的数字化仪，然后可以分离载体基板并且可以附接基板膜。
在本说明书中，将主要描述直接在基板上形成数字化仪的方法。
首先，在基板上形成透明导电膜并将其图案化以形成第一触摸感测电极和第二触摸感测电极。透明导电膜的图案化能够通过使用光敏抗蚀剂的光刻工艺来进行。
透明导电膜可以通过诸如CVD(化学气相沉积)、PVD(物理气相沉积)、PECVD(等离子体增强化学气相沉积)等溅射工艺，诸如丝网印刷、凹版印刷、反向偏置(reverseoffset)、喷墨等印刷工艺，或者干式或湿式镀敷工艺来形成。在通过溅射工艺沉积的情况下，将具有期望的电极图案形状的掩模设置在基板上，并且进行溅射工艺以形成电极图案层。或者，可以通过上述成膜方法在整个表面上形成导电层，并且可以通过使用光刻工艺来形成电极图案层。
光敏抗蚀剂可以是负型光敏抗蚀剂或正型光敏抗蚀剂。
接着，形成与第二触摸感测电极绝缘并连接第一触摸传感器电极的触摸传感器桥，并且形成绝缘层以覆盖第一触摸传感器电极和第二触摸传感器电极以及触摸传感器桥。
作为涂布绝缘层的方法，可以使用已知的涂布方法。例如，能够使用旋涂、模压涂布、喷涂、辊涂、丝网涂布、狭缝涂布、浸涂、照相凹版式涂布等。
接着，在绝缘层上形成透明导电膜并将其图案化以形成第一数字化仪电极。
第一数字化仪电极的透明导电膜图案可以通过与形成第一触摸感测电极图案和第二触摸感测电极图案类似的工艺形成。
现在，再次形成覆盖第一数字化仪电极的绝缘层，并在其上将金属材料图形化以形成第二数字化仪电极。金属层可以通过诸如CVD、PVD和PECVD等工艺来沉积，但并不限于此。
接着，在第二数字化仪电极的整个表面上形成钝化层。
另一方面，为了克服使用柔性基板时出现的工艺困难，可以使用载体基板进行工艺，并且可以将数字化仪转印到柔性膜基板上以实现柔性数字化仪。
在这种情况下，能够使用利用载体基板的普通工艺而没有任何特别的限制，并且将省略其详细描述。然而，本领域技术人员基于上述在柔性基板上形成的工艺将容易推导出。
尽管已经示出和描述了本发明的特定实施方式和示例，但是本领域技术人员将会理解，并不旨在将本发明限制为优选的实施方式，并且对于本领域技术人员而言，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种改变和修改是显而易见的。
因此，本发明的范围由所附权利要求及其等同物来限定。
[附图标记的说明]
100、300：基板
110、112、310、312、510：触摸感测电极
120、320：触摸传感器桥
130、330、150、350：绝缘层
332：通孔
140、340、540：第一数字化仪电极
160、360、561、562：第二数字化仪电极
170、370：钝化层。

Claims (14)

1.一种数字化仪，包括：
基板；
触摸传感器，其设置在所述基板上；
第一绝缘层，其形成在所述触摸传感器上；
第一数字化仪电极，其形成在所述第一绝缘层上；
第二绝缘层，其形成在所述第一数字化仪电极上；
第二数字化仪电极，其形成在所述第二绝缘层上而不与所述触摸传感器的图案重叠；以及
钝化层，其形成在所述第二数字化仪电极上。
2.根据权利要求1所述的数字化仪，其中，所述触摸传感器是互电容型触摸传感器，并且所述触摸传感器包括：
设置在所述基板上的第一触摸感测电极和第二触摸感测电极；以及
与所述第二触摸感测电极电绝缘并且电连接至所述第一触摸感测电极的触摸传感器桥。
3.一种数字化仪，其包括：
基板；
第一触摸感测电极和第二触摸感测电极，所述第一触摸感测电极和第二触摸感测电极设置在所述基板上；
第一绝缘层，其形成在所述第一触摸感测电极和所述第二触摸感测电极上并且具有暴露所述第一触摸感测电极的通孔；
形成在所述第一绝缘层上的第一数字化仪电极，以及形成在所述第一绝缘层上以经由所述通孔电连接至所述第一触摸感测电极的触摸传感器桥；
第二绝缘层，其形成在所述第一数字化仪电极和所述触摸传感器桥上；
第二数字化仪电极，其形成在所述第二绝缘层上而不与所述第一触摸感测电极和所述第二触摸感测电极重叠；以及
钝化层，其形成在所述第二数字化仪电极上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的数字化仪，其中，所述基板是柔性基板。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的数字化仪，其中，所述第二数字化仪电极由金属制成。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的数字化仪，其中，所述第二数字化仪电极形成在数字化仪的短轴方向上。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的数字化仪，其中，所述第二数字化仪电极形成为在纵向方向上具有两个或更多个回路。
8.一种显示装置，其包括：
根据权利要求1至3中任一项所述的的数字化仪；和
设置在所述数字化仪下方的显示层。
9.一种制备数字化仪的方法，其包括以下步骤：
在基板上形成触摸传感器；
在所述触摸传感器上形成第一绝缘层；
在所述第一绝缘层上形成第一数字化仪电极；
在所述第一数字化仪电极上形成第二绝缘层；
在所述第二绝缘层上形成不与所述触摸传感器的图案重叠的第二数字化仪电极；以及
在所述第二数字化仪电极上形成钝化层。
10.一种制备数字化仪的方法，其包括以下步骤：
在基板上形成第一触摸感测电极和第二触摸感测电极；
在所述第一触摸感测电极和所述第二触摸感测电极上形成具有暴露所述第一触摸感测电极的通孔的第一绝缘层；
在所述第一绝缘层上形成第一数字化仪电极和经由所述通孔电连接至所述第一触摸感测电极的触摸传感器桥；
在所述第一数字化仪电极和所述触摸传感器桥上形成第二绝缘层；
在所述第二绝缘层上形成不与所述第一触摸感测电极和所述第二触摸感测电极重叠的第二数字化仪电极；以及
在所述第二数字化仪电极上形成钝化层。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述基板是柔性基板。
12.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述第二数字化仪电极由金属形成。
13.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述第二数字化仪电极形成在数字化仪的短轴方向上。
14.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述第二数字化仪电极形成为在纵向方向上具有两个或更多个回路。
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