CN108509096A - 高性能触摸传感器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种高性能触摸传感器及其制造方法。触摸传感器包括基板、形成在基板上的感测电极部以及形成在感测电极部上的绝缘层。包括感测电极部的单位感测单元的间距在50μm至70μm的范围内。绝缘层的介电常数在6至10的范围内。可以实现足以稳定识别用户指纹的单位感测单元间距和互电容,并且可以改善透光率和可见度。

Description

高性能触摸传感器及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种高性能触摸传感器及其制造方法。更具体地,本发明涉及一种能够在确保足以稳定地识别用户指纹的单位感测单元间距和互电容的同时改善透光率和可见度两者的高性能触摸传感器及其制造方法。
背景技术
通常,触摸传感器是被配置为在用户使用手指、触摸笔等触摸显示在屏幕上的图像时响应于触摸而检测触摸的位置的设备,并且根据所应用的技术被分类为各种类型的触摸传感器诸如电容式触摸传感器、电阻式触摸传感器以及使用红外线或超声波的表面波触摸传感器。
通常,这样的触摸传感器被制造成安装到诸如液晶显示(LCD)装置或有机发光二极管(OLED)装置的显示装置中。近来,已经对代替玻璃基板而使用聚合物膜作为基膜并因此薄、轻且可弯曲的膜型触摸传感器进行了积极的研究。
随着触摸传感器领域的扩大,需要能够执行指纹识别的高性能触摸传感器。对于指纹识别,触摸传感器的单位感测单元(unit sense cell)的间距应该适于感测用户指纹的细小间隔的脊。然而,在细小的单位感测单元的制造过程中可能会出现有缺陷的产品,难以获得直接影响触摸传感器的灵敏度的期望的互电容Cm,并且透光率和可见度可能下降。
(现有技术文件)
(专利文献1),韩国专利公开第10-2016-0038797号,题为“Photosensitive ResinComposition for Touch Panel,Cured Film thereof,and Touch Panel IncludingCured Film”(公开日:2016年4月7日)。
发明内容
1.技术问题
本发明的技术目的是提供一种高性能触摸传感器及其制造方法,该高性能触摸传感器能够在确保足以稳定地识别用户指纹的单位感测单元间距和互电容的同时改善透光率和可见度两者。
2.技术方案
根据本发明的高性能触摸传感器包括基板、形成在基板上的感测电极部以及形成在感测电极部上的绝缘层。包括感测电极部的单位感测单元的间距在50μm到70μm的范围内,并且绝缘层的介电常数在6到10的范围内。
在根据本发明的高性能触摸传感器中,绝缘层可以具有1μm至2μm的厚度。
在根据本发明的高性能触摸传感器中,绝缘层可以具有1.5至2.0的折射率。
在根据本发明的高性能触摸传感器中,单位感测单元可以具有2000μm2到4000μm2的面积。
在根据本发明的高性能触摸传感器中,在单位感测单元中包括的感测电极部具有2300μm2至2600μm2的面积。
在根据本发明的高性能触摸传感器中,基板可以包括软质材料或硬质材料。
根据本发明的高性能触摸传感器可以还包括形成在基板与感测电极部之间的隔离层。基板可以是柔性基板。
根据本发明的高性能触摸传感器可以还包括形成在隔离层和感测电极部之间的第一保护层。
根据本发明的高性能触摸传感器可以还包括被形成为覆盖感测电极部和绝缘层的第二保护层。
在根据本发明的高性能触摸传感器中,单位感测单元可以具有8fF至15fF的互电容。
根据本发明的制造高性能触摸传感器的方法包括在基板上形成感测电极部并在感测电极部上形成绝缘层。包括感测电极部的单位感测单元的间距在50μm到70μm的范围内,并且绝缘层的介电常数在6到10的范围内。
在根据本发明的制造高性能触摸传感器的方法中,绝缘层可以具有1μm至2μm的厚度。
在根据本发明的制造高性能触摸传感器的方法中,绝缘层可以具有1.5至2.0的折射率。
在根据本发明的制造高性能触摸传感器的方法中,单位感测单元可以具有2000μm2至4000μm2的面积。
在根据本发明的制造高性能触摸传感器的方法中,单位感测单元中包括的感测电极部可以具有2300μm2至2600μm2的面积。
在根据本发明的制造高性能触摸传感器的方法中,基板可以包括软质材料或硬质材料。
在根据本发明的制造高性能触摸传感器的方法中,基板可以是载体基板。根据本发明的制造高性能触摸传感器的方法可以还包括在形成感测电极部之前在载体基板上形成隔离层。
根据本发明的制造高性能触摸传感器的方法可以还包括在隔离层上形成第一保护层。
在根据本发明的制造高性能触摸传感器的方法中,第一保护层可以形成为覆盖隔离层的侧壁。
根据本发明的制造高性能触摸传感器的方法可以还包括形成覆盖感测电极部和绝缘层的第二保护层。
根据本发明的制造高性能触摸传感器的方法可以还包括:分离载体基板并在由于载体基板的分离而暴露的隔离层上接合具有柔性的基膜。
在根据本发明的制造高性能触摸传感器的方法中,单位感测单元可以具有8fF至15fF的互电容。
3.有益效果
根据本发明,能够提供一种高性能触摸传感器及其制造方法,该高性能触摸传感器能够在确保足以识别用户指纹的单位感测单元间距和互电容的同时改善透光率和可见度两者。
附图说明
图1是根据本发明实施方式的高性能触摸传感器的概念性平面图;
图2是根据本发明实施方式的高性能触摸传感器的单位感测单元的横截面图;
图3是根据本发明实施方式的高性能触摸传感器的单位感测单元的示例性平面图;
图4和图5是根据本发明的实施方式的示出了与感测电极部的面积以及绝缘层的厚度和介电常数关联的互电容的实验数据;
图6是根据本发明实施方式的制造高性能触摸传感器的方法的流程图;和
图7至图14是示出根据本发明实施方式的制造高性能触摸传感器的方法的横截面图。
具体实施方式
由于为了描述根据本发明的概念的实施方式的目的,仅仅例示了根据本文公开的本发明的概念的实施方式的具体结构或功能描述,所以根据本发明的概念的实施方式可以以各种形式体现而并不限于这里描述的实施方式。
尽管本发明的实施方式容许各种修改和替换形式,但是其具体实施方式在附图中以示例的方式示出并且将在本文中进行详细描述。然而,应该理解的是,不意图将本发明限制于所公开的特定形式,而是相反,本发明涵盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、等同方案和替代方案。
应该理解的是,尽管本文中可以使用术语“第一”、“第二”等来描述多个元件,但是这些元件不应该被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分。例如,第一元件可以被称为第二元件,并且类似地,第二元件可以被称为第一元件,而不会背离本发明的范围。
将理解,当元件被称为“连接”或“联接”至另一元件时,其能够直接连接或联接至另一元件或者可以存在中间元件。相反,当元件被称为“直接连接”或“直接联接”至另一元件时,不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其它词语应以类似的方式解释(即,“在...之间”与“直接在...之间”,“相邻”与“直接相邻”等)。
这里使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的,而不意图限制本发明。如本文所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式“一”,“一个”和“该”旨在包括复数形式。还应理解,当在本文中使用时,术语“包括”和/或“包含”指明存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合,但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。
除非另外定义,否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的具有相同的含义。还应该理解的是,诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应该被解释为与其在相关技术的上下文中的含义具有一致的含义,而不应被理解为理想化或过度形式化的意义,除非明确如此定义。
在下文中,将参考附图详细描述本发明的实施方式。
图1是根据本发明实施方式的高性能触摸传感器的概念性平面图。
参考图1,根据本发明实施方式的高性能触摸传感器可根据是否显示视觉信息而被划分为显示区域和非显示区域。
显示区域不仅是用于显示从联接至触摸传感器的设备提供的图像的区域,而且还是用于根据静电电容法感测由用户输入的触摸信号的区域。显示区域包括感测电极部40,其具有被布置为彼此交叉的多个感测图案。例如,如下面将详细描述的,触摸传感器的感测电极部40可以包括第一电极部44和第二电极部42,它们彼此交叉以通过绝缘层50彼此绝缘。
在位于显示区域的边缘处的非显示区域中,设置有与感测电极部40电连接的连接线和与连接线电连接的焊盘(bonding pad)。柔性印刷电路(FPC)可以连接至焊盘,以将在显示区域中感测到的触摸信号传输到驱动部分(未示出)。
图2是根据本发明实施方式的高性能触摸传感器的单位感测单元的横截面图。图3是根据本发明实施方式的高性能触摸传感器的单位感测单元的示例性平面图。
参考图2和图3,根据本发明实施方式的高性能触摸传感器可以包括基板10、形成在基板10上的感测电极部40以及形成在感测电极部40上的绝缘层50。包括感测电极部40的单位感测单元A的间距Dcell可以在50μm至70μm的范围内。绝缘层50的介电常数εR可以在6至10的范围内,并且其厚度可以在1μm至2μm的范围内。
以下将描述感测电极部40和绝缘层50如上所述配置的原因。
感测电极部40的单位感测单元A的间距Dcell被设置在50μm至70μm的范围内。
当单位感测单元A的间距Dcell小于50μm时,感测电极部40的面积小并且其电阻值增大,由此降低触摸传感器的灵敏度。当单位感测单元A的间距Dcell大于70μm时,触摸传感器不能够精确地感测与用户的手指的脊之间的距离相对应的指纹。
当绝缘层50的介电常数εR被设置在6到10的范围内并且绝缘层50的厚度被设置在1μm到2μm的范围内时,可以实现触摸传感器的期望的互电容Cm,可以改善触摸传感器的灵敏度,并且可以改善透光率和可见度。
例如,可以通过将单位感测单元A的面积设置在2000μm2到4000μm2的范围内来改善用户指纹识别的灵敏度。当单位感测单元A的面积小于2000μm2时,由于微制造工艺可能产生工艺误差。当单位感测单元A的面积大于4000μm2时,触摸传感器的分辨率低,从而不能精确识别用户的精细指纹。
例如,当单位感测单元A中包括的感测电极部40的面积在2300μm2到2600μm2的范围内时,可以确保识别用户的指纹所需的适当的互电容,并且可以改善用户指纹识别的灵敏度。当单位感测单元A中包括的感测电极部40的面积小于2300μm2时,由于感测电极部40和绝缘层50的成分而产生的互电容低于合适的水平。相反,当单位感测单元A中包括的感测电极部40的面积大于2600μm2时,互电容增加,但是单位感测单元A的透射率低,因此难以实现透明显示。
例如,单位感测单元A的互电容Cm可以在8fF到15fF的范围内。当单位感测单元A的互电容Cm在8fF到15fF的范围内时,单位感测单元A的间距Dcell可以被设置为可以精确地识别用户指纹的水平,并且可以改善指纹识别的灵敏度。
例如,绝缘层50的折射率可以在1.5至2.0的范围内。当绝缘层50的折射率在1.5至2.0的范围内时,触摸传感器的透光率和可见度可以改善。
例如,基板10可以由硬质材料或软质材料形成。
尽管下面将描述基板10由软质材料形成的情况作为例示,但是基板10可以由诸如玻璃的硬质材料形成。
例如,由软质材料形成的基板10可以是透明光学膜或偏光板。
透明光学膜可以是透明且具有高机械强度和高热稳定性的膜。作为具体例,透明光学膜可以是由热塑性树脂,例如:聚酯类树脂例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或聚对苯二甲酸丁二醇酯;纤维素类树脂例如二乙酰纤维素或三乙酰纤维素;聚碳酸酯类树脂;丙烯酸类树脂例如聚(甲基)丙烯酸甲酯或聚(甲基)丙烯酸乙酯;苯乙烯类树脂例如聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物;聚烯烃类树脂例如聚乙烯、聚丙烯、环系聚烯烃、降冰片烯聚烯烃或乙烯-丙烯共聚物;氯乙烯类树脂;酰胺类树脂例如尼龙或芳族聚酰胺;酰亚胺类树脂;聚醚砜类树脂;砜类树脂;聚醚醚酮类树脂;聚苯硫醚类树脂;乙烯醇类树脂;偏氯乙烯(vinylchloride lidene)类树脂;乙烯醇缩丁醛类树脂;烯丙基化物类树脂;聚甲醛类树脂;或环氧树脂形成的膜。或者,透明光学膜可以是由上述一些热塑性树脂的混合物形成的膜。或者,透明光学膜可以是由诸如(甲基)丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯类树脂、丙烯酸氨基甲酸酯类树脂、环氧类树脂或硅系树脂或紫外线(UV)固化树脂等热固性树脂形成的膜。透明光学膜的厚度可以被适当地确定,但考虑到强度、可加工性特性例如使用便利性、薄膜质量等,通常可以被确定在1μm至500μm的范围内。特别地,透明光学膜的厚度可优选为1μm~300μm的范围内,更优选为5μm~200μm的范围内。
透明光学膜可以包含一种或多种适当的添加剂。添加剂可以是例如UV吸收剂、抗氧化剂、润滑剂、增塑剂、脱模剂、抗着色剂、阻燃剂、成核剂、抗静电剂、颜料、着色剂等。透明光学膜可以具有在膜的一个表面或对置表面上形成有各种功能层例如硬涂层、减反射层和气体阻隔层的结构。功能层不限于此,可以根据用途设置各种其它功能层。
如果需要,可以对透明光学膜进行表面处理。表面处理的实例可以包括干处理,例如等离子体处理、电晕处理或底漆处理;化学处理诸如碱处理,例如皂化处理等。
或者,透明光学膜可以是各向同性膜、相位差膜或保护膜。
当透明光学膜是各向同性膜时,面内相位差(Ro,Ro=[(nx-ny)×d],nx和ny表示膜平面内的主折射率,d表示膜的厚度)可以是40nm以下,优选15nm以下;并且厚度方向的相位差(Rth,Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d,nx和ny表示膜平面内的主折射率,nz表示膜的厚度方向上的折射率,d表示膜的厚度)可以在-90nm至+75nm的范围内,优选在-80nm至+60nm的范围内,并且更优选在-70nm至+45nm的范围内。
相位差膜可以是单轴取向的聚合物膜、双轴取向的聚合物膜、聚合物涂覆的膜或通过涂布液晶而制造的膜,并且通常用于对显示器进行光学特征增强和控制,例如视角补偿、色彩增强、漏光改善、精细色彩控制等。相位差膜的实例包括半波片、四分之一波片、正C片、负C片、正A片、负A片、双轴波片等。
保护膜可以是由聚合物树脂形成并且在其至少一个表面上具有粘合剂层的膜或者由聚丙烯等形成的自粘合膜,并且可以用于保护触摸传感器的表面并且改善触摸传感器工艺的过程。
作为偏光板,可以使用公知的用于显示面板的偏光板。详细地,偏光板可以通过拉伸聚乙烯醇膜并且在用碘或二色性颜料染色的偏光器的至少一个表面上形成保护层来制造,所述偏光器通过使液晶取向使得液晶实现偏光器的性能而制造;或者通过用取向树脂例如聚乙烯醇涂覆透明膜并将所得的透明膜拉伸和干燥而制造,但不限于此。
例如,基板10可以具有柔性。根据本发明实施方式的高性能触摸传感器可以还包括位于基板10和感测电极部40之间的隔离层20。
隔离层20是形成为在制造根据本发明实施方式的高性能触摸传感器期间与载体基板(参见图7至图13中的附图标记10)分离的层。
隔离层20的材料不受限制,只要材料的剥离强度和透明度水平满足一定水平即可。例如,隔离层20可以由聚酰亚胺类聚合物、聚乙烯醇类聚合物、聚酰胺酸类聚合物、聚酰胺类聚合物、聚乙烯类聚合物、聚苯乙烯类聚合物、聚降冰片烯类聚合物、苯基马来酰亚胺共聚物类聚合物、聚偶氮苯类聚合物、聚亚苯基邻苯二甲酰胺类聚合物、聚酯类聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯类聚合物、聚芳酯类聚合物、肉桂酸酯类聚合物、香豆素类聚合物、苄甲内酰胺(phthalimidine)类聚合物、查耳酮类聚合物、芳族炔类聚合物或其混合物形成。
隔离层20的剥离强度不受限制,例如可以在0.01N/25mm至1N/25mm的范围内,优选在0.01N/25mm至0.1N/25mm的范围内。当满足上述范围时,隔离层20可以容易地从载体基板分离而不会产生残留物,并且在制造触摸传感器期间,由于当隔离层20被分离时所施加的张力而产生的卷曲和裂纹会减少。
隔离层20的厚度没有限制,例如可以在10nm-1000nm的范围内,优选在50nm-500nm的范围内。当满足该范围时,可以形成具有稳定的剥离强度的均匀图案。
例如,根据本发明实施方式的高性能触摸传感器可以还包括位于隔离层20和感测电极部40之间的第一保护层30。
第一保护层30位于隔离层20和感测电极部40之间,并且是根据需要可以省略的可选部件。第一保护层30可以与隔离层20一起保护感测电极部40,并且可以在制造根据本发明实施方式的高性能触摸传感器期间防止隔离层20暴露于用于形成感测电极部40的蚀刻剂。
本领域中公知的各种聚合物可以用作第一保护层30的材料。例如,可以将有机绝缘膜用作第一保护层30,并且特别地,第一保护层30可以由多元醇和含有三聚氰胺硬化剂的固化组合物形成,但不限于此。
多元醇的实例可以包括但不限于聚醚二醇衍生物、聚酯二醇衍生物、聚己内酯二醇衍生物等。
三聚氰胺固化剂的实例可以包括但不限于甲氧基甲基三聚氰胺衍生物、甲基三聚氰胺衍生物、丁基三聚氰胺衍生物、异丁氧基三聚氰胺衍生物、丁氧基三聚氰胺衍生物等。
作为另一个实例,第一保护层30可以由有机或无机混合固化组合物形成。当使用有机化合物和无机化合物时,可以减少层分离期间出现的裂纹。
上述组分可以用作有机化合物。无机材料的实例可以包括但不限于二氧化硅类纳米颗粒、硅基纳米颗粒、玻璃纳米颗粒等。
感测电极部40形成在第一保护层30上,并且是被配置为感测用户输入的触摸信号的部件。
例如,根据来自应用触摸传感器的电子设备的请求,感测电极部40的多个感测图案可以具有适当的形状。例如,当将触摸传感器应用于触摸屏面板时,多个感测图案可以包括两种图案,例如x坐标感测图案和y坐标感测图案,但不限于此。
例如,感测电极部40可以包括第一电极部44、第二电极部42和桥电极部46。
第一电极部44可以沿第一方向形成以彼此电连接。第二电极部42可以沿第二方向形成以彼此电分离。第二方向与第一方向交叉。例如,当第一方向是X轴方向时,第二方向可以是Y轴方向。第一电极部44和第二电极部42通过绝缘层50彼此电绝缘。
例如,为了降低薄层电阻,第一电极部44和第二电极部42中的至少一个可以具有多层膜结构,更具体地,为包括金属氧化物、金属和金属氧化物的三层膜结构。
桥电极部46将相邻的第二电极部42彼此电连接。
可以使用任何透明导电材料来形成第一电极部44、第二电极部42和桥电极部46。例如,第一电极部44、第二电极部42和桥电极部46可以由以下形成: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)、氧化铟锡-银-氧化铟锡(ITO-Ag-ITO)、氧化铟锌-银-氧化铟锌(IZO-Ag-IZO)、氧化铟锌锡-银-氧化铟锌锡(IZTO-Ag-IZTO)和氧化铝锌-银-氧化铝锌(AZO-Ag-AZO)组成的组中的金属氧化物;选自由金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、钼(Mo)和APC组成的组中的金属;选自由金、银、铜和铅组成的组中的金属的纳米线;选自由碳纳米管(CNT)和石墨烯组成的组中的碳基材料;和选自由聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)和聚苯胺(PANI)组成的组中的导电聚合物材料。这些材料可以单独使用或以其两种或更多种的混合物使用。优选地,可以使用氧化铟锡。可以使用晶体氧化铟锡或无定形氧化铟锡。
感测电极部40的厚度不受限制,但当考虑触摸传感器的柔性时感测电极部40优选是薄膜。
例如,感测电极部40的第一电极部44和第二电极部42可以各自具有诸如三角形、四边形、五边形、六边形或七边形的多边形形状。
例如,第一电极部44或第二电极部42可以形成为条状图案。
或者,感测电极部40可以包括规则图案。规则图案应该被理解为具有规则性的图案。例如,感测图案可以包括诸如矩形或正方形的独立的网格形状,或者包括诸如六边形的图案。
或者,感测电极部40可以包括不规则图案。不规则的图案应该被理解为没有规则性的图案。
当感测电极部40的感测图案由例如金属线、碳基材料、聚合物材料等形成时,感测图案可以具有网状结构。当感测图案具有网状结构时,信号被顺序地发送到彼此接触的相邻图案,从而可以实现具有高灵敏度的感测图案。
例如,感测电极部40的感测图案可以形成为单层或多层。
作为将第一电极部44和第二电极部42彼此绝缘的绝缘层50的材料,可以使用本领域中公知的各种绝缘材料。例如,可以使用诸如氧化硅的金属氧化物、诸如丙烯酸类树脂的感光性树脂组合物或热固性树脂组合物。或者,绝缘层50可以由诸如氧化硅(SiOx)的无机材料形成。在这种情况下,绝缘层50可以通过沉积、溅射等形成。
例如,根据本发明实施方式的高性能触摸传感器可以还包括形成为覆盖感测电极部40和绝缘层50的第二保护层60。
第二保护层60可以由绝缘材料形成,并且可以形成为覆盖感测电极部40的第一电极部44、第二电极部42以及桥电极部46,从而保护感测电极部40并使其与外部绝缘。
作为第二保护层60的材料,可以使用本领域中公知的各种绝缘材料。例如,可以使用诸如氧化硅的金属氧化物、诸如丙烯酸类树脂的感光性树脂组合物或热固性树脂组合物。或者,第二保护层60可以由诸如氧化硅(SiOx)的无机材料形成。在这种情况下,第二保护层60可以通过沉积、溅射等形成。
图4和图5是根据本发明的实施方式的示出了与感测电极部40的面积以及绝缘层50的厚度和介电常数关联的互电容Cm的实验数据。
图4示出当单位感测单元A中包括的感测电极部40的面积为2598.05μm2并且绝缘层50的介电常数εR为3.5、6或10时,满足单位感测单元A的目标互电容Cm的绝缘层50的厚度。
在图4中,坐标图的横轴表示绝缘层50的厚度,以单位μm表示,坐标图的纵轴表示单位感测单元A的互电容,以单位fF表示,且目标互电容为8fF。如图4中所示,当绝缘层50的介电常数εR为10时,满足目标互电容8fF的绝缘层50的厚度在0.5μm至1.94μm的范围内。当绝缘层50的介电常数εR为6时,满足目标互电容8fF的绝缘层50的厚度在0.5μm至0.95μm的范围内。当绝缘层50的介电常数εR为3.5时,满足目标互电容8fF的绝缘层50的厚度在0.5μm至0.6μm的范围内。
图5示出了当单位感测单元A中包括的感测电极部40的面积为2363.2μm2并且绝缘层50的介电常数εR为3.5、6或10时,满足单位感测单元A的目标互电容Cm的绝缘层50的厚度。
在图5中,坐标图的横轴表示绝缘层50的厚度,以单位μm表示,坐标图的纵轴表示单位感测单元A的互电容,以单位fF表示,且目标互电容为8fF。如图5中所示,当绝缘层50的介电常数εR为10时,满足目标互电容8fF的绝缘层50的厚度在0.5μm到1.7μm的范围内。当绝缘层50的介电常数εR为6时,满足目标互电容8fF的绝缘层50的厚度在0.5μm至0.86μm的范围内。当绝缘层50的介电常数εR为3.5时,满足8fF的目标互电容的绝缘层50的厚度为0.5μm以下。
图6是根据本发明实施方式的制造高性能触摸传感器的方法的流程图。图7至图14是示出根据本发明实施方式的制造高性能触摸传感器的方法的横截面图。
参考图6至图14,根据本发明实施方式的制造高性能触摸传感器的方法包括形成隔离层(操作S10)、形成第一保护层(操作S20)、形成感测电极部(操作S30)、形成绝缘层(操作S40)、形成第二保护层(操作S50)、分离载体基板(操作S60)和接合基膜(操作S70)。基板可以由软质材料或硬质材料形成。在下面的描述中,将针对基板是具有柔性的基膜的情况来描述实施方式,但是本发明的技术思想不限于此,基板可以由诸如玻璃的硬质材料形成。当基板由诸如玻璃的硬质材料形成时,将在下面描述的形成隔离层(操作S10)、形成第一保护层(操作S20)、分离载体基板(S60)以及接合基膜(操作S70)是可选的。
参考图6和图7,在形成隔离层(操作S10)时,在载体基板10上形成隔离层20。
隔离层20是形成为将形成在载体基板10上的触摸传感器与载体基板10分离的层。
隔离层20的剥离强度不受限制,但是例如可以在0.01N/25mm至1N/25mm的范围内,优选在0.01N/25mm至0.1N/25mm的范围内。当满足该范围时,隔离层20可容易地与载体基板分离而不会产生残留物,并且在制造触摸传感器期间,由于当隔离层20被分离时所施加的张力而产生的卷曲和裂纹会减少。
隔离层20的厚度没有限制,但例如可以在10nm-1000nm的范围内,优选在50nm-500nm的范围内。当满足该范围时,可以形成具有稳定的剥离强度的均匀图案。
例如,载体基板10的材料不受限制,只要该材料足够坚固以在制造触摸传感器期间保持载体基板10而不容易弯曲或翘曲并且几乎不受热处理或化学处理的影响即可。例如,可以使用玻璃、石英、硅片、不锈钢(SUS)等。
参考图6和图8,在形成第一保护层(操作S20)时,在隔离层20上形成第一保护层30。
例如,第一保护层30可以被形成为至少覆盖隔离层20的侧表面的区域。隔离层20的侧表面应该被理解为意指隔离层20的边缘的侧壁。当如上所述形成第一保护层30时,在具有感测电极部40的导电特性的第一电极部44和第二电极部42的图案化期间,可以最小化隔离层20的侧表面于蚀刻剂的暴露。为了完全防止隔离层20的侧表面的暴露,第一保护层30优选地被配置为完全覆盖隔离层20的侧壁或侧表面。
参考图6和图9至图11,在形成感测电极部(操作S30)时,图2的感测电极部40形成在第一保护层30上。在形成绝缘层(操作S40)时,绝缘层50形成在感测电极部40上。
感测电极部40是被配置为感测由用户输入的触摸信号的部件。
例如,感测电极部40的感测图案可以根据应用触摸传感器的电子设备而形成为一形状。例如,当应用于触摸屏面板时,可以形成诸如x坐标感测图案和y坐标感测图案的两种图案,但实施方式不限于此。
以下将参考图9到图11详细描述感测电极部的形成(操作S30)和绝缘层的形成(操作S40)。
首先,参考图9,进行在第一方向上彼此连接的第一电极部44和在与第一方向交叉的第二方向上彼此分离的第二电极部42的形成。例如,当第一方向是X轴方向时,第二方向可以是Y轴方向。
接着,参考图10,进行第一电极部44与第二电极部42之间的绝缘层50的形成。
绝缘层50使第一电极部44和第二电极部42彼此电绝缘。
接着,参考图11,进行将相邻的第二电极部42电连接的桥电极部46的形成。
例如,感测电极部40的第一电极部44和第二电极部42可以是独立的多边形图案,例如三角形图案、四边形图案、五边形图案、六边形图案或七边形图案。
或者,例如,第一电极部44或第二电极部42可以形成为条状图案。
或者,例如,感测电极部40可以包括规则图案。规则图案应该被理解为具有规则性的图案。例如,感测图案可以包括诸如矩形或正方形的独立的网格形状,或者包括诸如六边形的图案。
或者,例如,感测电极部40可以包括不规则图案。不规则的图案应该被理解为没有规则性的图案。
或者,例如,当感测电极部40的感测图案由例如金属线、碳基材料、聚合物材料等形成时,感测图案可以具有网状结构。当感测图案具有网状结构时,信号被顺序地发送到彼此接触的相邻图案,从而可以实现具有高灵敏度的感测图案。
例如,感测电极部40的感测图案可以形成为单层或多层。
包括感测电极部40的单位感测单元A的间距Dcell被设置在50μm至70μm的范围内。
当单位感测单元A的间距Dcell小于50μm时,感测电极部40的面积小且电阻值增大,由此降低了灵敏度。当单位感测单元A的间距Dcell大于70μm时,触摸传感器不能够精确地识别与用户的手指的脊之间的距离相对应的指纹。
当绝缘层50的介电常数εR在6到10的范围内并且绝缘层50的厚度在1μm到2μm的范围内时,可以获得触摸传感器的期望的互电容Cm,可以改善触摸传感器的灵敏度,并且可以改善透光率和可见度。
例如,当单位感测单元A的面积为2000μm2到4000μm2时,可以改善用户指纹识别的灵敏度。当单位感测单元A的面积小于2000μm2时,由于微制造工艺,可能发生工艺误差。当单位感测单元A的面积大于4000μm2时,分辨率低,因此难以精确地识别用户的微小指纹。
例如,当单位感测单元A中包括的感测电极部40具有2300μm2至2600μm2的面积时,可以实现识别用户的指纹等所需的适合的互电容,并且可以改善用户指纹识别的灵敏度。当单位感测单元A中包括的感测电极部40具有小于2300μm2的面积时,由于感测电极部40和绝缘层50的成分而产生的互电容可能低于合适的水平。相反,当单位感测单元A中包括的感测电极部40具有大于2600μm2的面积时,互电容可能增加,但单位感测单元A的透射率可能低,从而阻碍实现透明显示。
例如,单位感测单元A的互电容Cm可以在8fF到15fF的范围内。在这种情况下,单位感测单元A的间距Dcell可以被设置为能够精确识别用户指纹的水平,并且指纹识别的灵敏度可以得以改善。
例如,绝缘层50的折射率可以在1.5至2.0的范围内。在这种情况下,可以改善触摸传感器的透光率和可见度。
在形成第二保护层(操作S50)时,形成覆盖感测电极部40和绝缘层50的第二保护层60。
例如,在形成第二保护层(操作S50)之后,可以在触摸传感器的外侧进行切割工艺。然而,切割工艺不限于在此时进行,并且可以在形成第二保护层(操作S50)和分离载体基板(操作S60)之间进行切割工艺。
此外,例如,第二保护层60可以形成为使得与感测电极部40接触的表面相对的表面是平坦的,并且可以形成为单层或者两层或更多层。
在分离载体基板(操作S60)时,将载体基板10与隔离层20分离。
例如,在分离载体基板(操作S60)时,在通过层离设备夹持第二保护层60的状态下,可以利用物理力将载体基板10与隔离层20分离。
在接合基膜(S70)时,使用例如层压法将具有柔性的基膜12接合至由于载体基板10的分离而暴露的隔离层20上。
如以上详细说明的那样,根据本发明,可以提供一种高性能触摸传感器及其制造方法,该高性能触摸传感器能够确保足以稳定地识别用户的指纹并且改善透光率和可见度的单位感测单元间距和互电容。
(附图标记说明)
10:基板
20:隔离层
30:第一保护层
40:感测电极部
42:第二电极部
44:第一电极部
46:桥电极部
50:绝缘层
60:第二保护层
S10:形成隔离层
S20:形成第一保护层
S30:形成感测电极部
S40:形成绝缘层
S50:形成第二保护层
S60:分离载体基板
S70:接合基膜
A:单位感测单元。

Claims (22)

1.一种高性能触摸传感器,包括:
基板;
形成在所述基板上的感测电极部;和
形成在所述感测电极部上的绝缘层,
其中包括所述感测电极部的单位感测单元的间距在50μm至70μm的范围内,并且
所述绝缘层的介电常数在6至10的范围内。
2.根据权利要求1所述的高性能触摸传感器,其中所述绝缘层具有1μm至2μm的厚度。
3.根据权利要求1所述的高性能触摸传感器,其中所述绝缘层具有1.5至2.0的折射率。
4.根据权利要求1所述的高性能触摸传感器,其中所述单位感测单元具有2000μm2至4000μm2的面积。
5.根据权利要求1所述的高性能触摸传感器,其中在所述单位感测单元中包括的所述感测电极部具有2300μm2至2600μm2的面积。
6.根据权利要求1所述的高性能触摸传感器,其中所述基板包括软质材料或硬质材料。
7.根据权利要求1所述的高性能触摸传感器,还包括形成在所述基板与所述感测电极部之间的隔离层,并且
其中所述基板包括柔性基板。
8.根据权利要求7所述的高性能触摸传感器,还包括形成在所述隔离层和所述感测电极部之间的第一保护层。
9.根据权利要求1所述的高性能触摸传感器,还包括第二保护层,所述第二保护层被形成为覆盖所述感测电极部和所述绝缘层。
10.根据权利要求1所述的高性能触摸传感器,其中所述单位感测单元具有8fF至15fF的互电容。
11.一种制造高性能触摸传感器的方法,所述方法包括:
在基板上形成感测电极部;和
在所述感测电极部上形成绝缘层,
其中包括所述感测电极部的单位感测单元的间距在50μm至70μm的范围内,并且
所述绝缘层的介电常数在6至10的范围内。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述绝缘层具有1μm至2μm的厚度。
13.根据权利要求11所述的方法,其中所述绝缘层具有1.5至2.0的折射率。
14.根据权利要求11所述的方法,其中所述单位感测单元具有2000μm2至4000μm2的面积。
15.根据权利要求11所述的方法,其中包括在所述单位感测单元中的所述感测电极部具有2300μm2到2600μm2的面积。
16.根据权利要求11所述的方法,其中所述基板包括软质材料或硬质材料。
17.根据权利要求11所述的方法,其中所述基板包括载体基板,并且
在形成所述感测电极部之前,所述方法还包括在所述载体基板上形成隔离层。
18.根据权利要求17所述的方法,还包括在所述隔离层上形成第一保护层。
19.根据权利要求17所述的方法,其中所述第一保护层被形成为覆盖所述隔离层的侧壁。
20.根据权利要求11所述的方法,还包括形成第二保护层,所述第二保护层覆盖所述感测电极部和所述绝缘层。
21.根据权利要求17所述的方法,还包括:
分离所述载体基板;和
在由于分离所述载体基板而暴露的所述隔离层上接合具有柔性的基膜。
22.根据权利要求11所述的方法,其中所述单位感测单元具有8fF至15fF的互电容。
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