TWI659350B - 高性能觸控感測器及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種高性能觸控感測器及其製造方法。觸控感測器包括基板、形成在基板上的感測電極部以及形成在感測電極部上的絕緣層。包括感測電極部的單位感測單元的間距在50μm至70μm的範圍內。絕緣層的介電常數在6至10的範圍內。可以實現足以穩定識別使用者指紋的單位感測單元間距和互電容，並且可以改善透光率和可見度。

Description

高性能觸控感測器及其製造方法
本發明是有關於一種高性能觸控感測器及其製造方法。更具體地，本發明是有關於一種能夠在確保足以穩定地識別使用者指紋的單位感測單元間距和互電容的同時改善透光率和可見度兩者的高性能觸控感測器及其製造方法。
通常，觸控感測器是被配置為在使用者使用手指、觸控筆等觸控顯示在螢幕上的圖像時回應於觸控而檢測觸控的位置的設備，並且根據所應用的技術被分類為各種類型的觸控感測器諸如電容式觸控感測器、電阻式觸控感測器以及使用紅外線或超聲波的表面波觸控感測器。
通常，這樣的觸控感測器被製造成安裝到諸如液晶顯示（LCD）裝置或有機發光二極體（OLED）裝置的顯示裝置中。近來，已經對代替玻璃基板而使用聚合物膜做為基膜並因此薄、輕且可彎曲的膜型觸控感測器進行了積極的研究。
隨著觸控感測器領域的擴大，需要能夠執行指紋識別的高性能觸控感測器。對於指紋識別，觸控感測器的單位感測單元（unit sense cell）的間距應該適於感測用戶指紋的細小間隔的脊。然而，在細小的單位感測單元的製造過程中可能會出現有缺陷的產品，難以獲得直接影響觸控感測器的靈敏度的期望的互電容Cm，並且透光率和可見度可能下降。
（先前技術文獻）
（專利文獻1），韓國專利公開第10-2016-0038797號，題為“Photosensitive Resin Composition for Touch Panel, Cured Film thereof, and Touch Panel Including Cured Film”（公開日：2016年4月7日）。
本發明係有關於一種高性能觸控感測器。本發明的技術目的是提供一種高性能觸控感測器及其製造方法，該高性能觸控感測器能夠在確保足以穩定地識別使用者指紋的單位感測單元間距和互電容的同時改善透光率和可見度兩者。
根據本發明的一方面，提出一種高性能觸控感測器。根據本發明的高性能觸控感測器包括基板、形成在基板上的感測電極部以及形成在感測電極部上的絕緣層。包括感測電極部的單位感測單元的間距在50μm到70μm的範圍內，並且絕緣層的介電常數在6到10的範圍內。
在根據本發明的高性能觸控感測器中，絕緣層可以具有1μm至2μm的厚度。
在根據本發明的高性能觸控感測器中，絕緣層可以具有1.5至2.0的折射率。
在根據本發明的高性能觸控感測器中，單位感測單元可以具有2000mm2 到4000mm2 的面積。
在根據本發明的高性能觸控感測器中，在單位感測單元中包括的感測電極部具有2300mm2 至2600mm2 的面積。
在根據本發明的高性能觸控感測器中，基板可以包括軟質材料或硬質材料。
根據本發明的高性能觸控感測器可以更包括形成在基板與感測電極部之間的隔離層。基板可以是軟性基板。
根據本發明的高性能觸控感測器可以更包括形成在隔離層和感測電極部之間的第一保護層。
根據本發明的高性能觸控感測器可以更包括被形成為覆蓋感測電極部和絕緣層的第二保護層。
在根據本發明的高性能觸控感測器中，單位感測單元可以具有8fF至15fF的互電容。
根據本發明的另一方面，提出一種製造高性能觸控感測器的方法。根據本發明的製造高性能觸控感測器的方法包括在基板上形成感測電極部並在感測電極部上形成絕緣層。包括感測電極部的單位感測單元的間距在50μm到70μm的範圍內，並且絕緣層的介電常數在6到10的範圍內。
在根據本發明的製造高性能觸控感測器的方法中，絕緣層可以具有1μm至2μm的厚度。
在根據本發明的製造高性能觸控感測器的方法中，絕緣層可以具有1.5至2.0的折射率。
在根據本發明的製造高性能觸控感測器的方法中，單位感測單元可以具有2000mm2 至4000mm2 的面積。
在根據本發明的製造高性能觸控感測器的方法中，單位感測單元中包括的感測電極部可以具有2300mm2 至2600mm2 的面積。
在根據本發明的製造高性能觸控感測器的方法中，基板可以包括軟質材料或硬質材料。
在根據本發明的製造高性能觸控感測器的方法中，基板可以是載體基板。根據本發明的製造高性能觸控感測器的方法可以更包括在形成感測電極部之前在載體基板上形成隔離層。
根據本發明的製造高性能觸控感測器的方法可以更包括在隔離層上形成第一保護層。
在根據本發明的製造高性能觸控感測器的方法中，第一保護層可以形成為覆蓋隔離層的側壁。
根據本發明的製造高性能觸控感測器的方法可以更包括形成覆蓋感測電極部和絕緣層的第二保護層。
根據本發明的製造高性能觸控感測器的方法可以更包括：分離載體基板並在由於載體基板的分離而暴露的隔離層上接合具有軟性的基膜。
在根據本發明的製造高性能觸控感測器的方法中，單位感測單元可以具有8fF至15fF的互電容。
根據本發明，能夠提供一種高性能觸控感測器及其製造方法，該高性能觸控感測器能夠在確保足以識別使用者指紋的單位感測單元間距和互電容的同時改善透光率和可見度兩者。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
由於為了描述根據本發明的概念的實施方式的目的，僅僅例示了根據本文公開的本發明的概念的實施方式的具體結構或功能描述，所以根據本發明的概念的實施方式可以以各種形式體現而並不限於這裡描述的實施方式。
儘管本發明的實施方式容許各種修改和替換形式，但是其具體實施方式在附圖中以示例的方式繪示並且將在本文中進行詳細描述。然而，應該理解的是，不意圖將本發明限制於所公開的特定形式，而是相反，本發明涵蓋落入本發明的精神和範圍內的所有修改、等同方案和替代方案。
應該理解的是，儘管本文中可以使用術語“第一”、“第二”等來描述多個元件，但是這些元件不應該被這些術語限制。這些術語僅用於將一個元件與另一個元件區分。例如，第一元件可以被稱為第二元件，並且類似地，第二元件可以被稱為第一元件，而不會背離本發明的範圍。
將理解，當元件被稱為“連接”或“聯接”至另一元件時，其能夠直接連接或聯接至另一元件或者可以存在中間元件。相反，當元件被稱為“直接連接”或“直接聯接”至另一元件時，不存在中間元件。用於描述元件之間的關係的其它詞語應以類似的方式解釋（即，“在...之間”與“直接在...之間”，“相鄰”與“直接相鄰”等）。
這裡使用的術語僅用於描述特定實施方式的目的，而不意圖限制本發明。如本文所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式“一”，“一個”和“該”旨在包括複數形式。更應理解，當在本文中使用時，術語“包括”和/或“包含”指明存在所述的特徵、整數、步驟、操作、元件、部件和/或其組合，但不排除存在或添加一個或多個其它特徵、整數、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。
除非另外定義，否則這裡使用的所有術語（包括技術術語和科學術語）與本發明所屬領域的具有通常知識者通常理解的具有相同的含義。更應該理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應該被解釋為與其在相關技術的上下文中的含義具有一致的含義，而不應被理解為理想化或過度形式化的意義，除非明確如此定義。
在下文中，將參考附圖詳細描述本發明的實施方式。
第1圖是根據本發明實施方式的高性能觸控感測器的概念性平面圖。
參考第1圖，根據本發明實施方式的高性能觸控感測器可根據是否顯示視覺資訊而被劃分為顯示區域和非顯示區域。
顯示區域不僅是用於顯示從聯接至觸控感測器的設備提供的圖像的區域，而且更是用於根據靜電電容法感測由使用者輸入的觸控信號的區域。顯示區域包括感測電極部40，其具有被佈置為彼此交叉的多個感測圖案。例如，如下面將詳細描述的，觸控感測器的感測電極部40可以包括第一電極部44和第​​二電極部42，它們彼此交叉以通過絕緣層50彼此絕緣。
在位於顯示區域的邊緣處的非顯示區域中，設置有與感測電極部40電連接的連接線和與連接線電連接的焊墊（bonding pad）。軟性印刷電路（FPC）可以連接至焊墊，以將在顯示區域中感測到的觸控信號傳輸到驅動部分（未繪示）。
第2圖是根據本發明實施方式的高性能觸控感測器的單位感測單元的橫剖面圖。第3圖是根據本發明實施方式的高性能觸控感測器的單位感測單元的示例性平面圖。
參考第2圖和第3圖，根據本發明實施方式的高性能觸控感測器可以包括基板10、形成在基板10上的感測電極部40以及形成在感測電極部40上的絕緣層50。包括感測電極部40的單位感測單元A的間距Dcell可以在50μm至70μm的範圍內。絕緣層50的介電常數εR 可以在6至10的範圍內，並且其厚度可以在1μm至2μm的範圍內。
以下將描述感測電極部40和絕緣層50如上所述配置的原因。
感測電極部40的單位感測單元A的間距Dcell被設置在50μm至70μm的範圍內。
當單位感測單元A的間距Dcell小於50μm時，感測電極部40的面積小並且其電阻值增大，由此降低觸控感測器的靈敏度。當單位感測單元A的間距Dcell大於70μm時，觸控感測器不能夠精確地感測與用戶的手指的脊之間的距離相對應的指紋。
當絕緣層50的介電常數εR 被設置在6到10的範圍內並且絕緣層50的厚度被設置在1μm到2μm的範圍內時，可以實現觸控感測器的期望的互電容Cm，可以改善觸控感測器的靈敏度，並且可以改善透光率和可見度。
例如，可以藉由將單位感測單元A的面積設置在2000mm2 到4000mm2 的範圍內來改善用戶指紋識別的靈敏度。當單位感測單元A的面積小於2000mm2 時，由於微製造製程可能產生製程誤差。當單位感測單元A的面積大於4000mm2 時，觸控感測器的解析度低，從而不能精確識別用戶的精細指紋。
例如，當單位感測單元A中包括的感測電極部40的面積在2300mm2 到2600mm2 的範圍內時，可以確保識別用戶的指紋所需的適當的互電容，並且可以改善用戶指紋識別的靈敏度。當單位感測單元A中包括的感測電極部40的面積小於2300mm2 時，由於感測電極部40和絕緣層50的成分而產生的互電容低於合適的水準。相反，當單位感測單元A中包括的感測電極部40的面積大於2600mm2 時，互電容增加，但是單位感測單元A的透射率低，因此難以實現透明顯示。
例如，單位感測單元A的互電容Cm可以在8fF到15fF的範圍內。當單位感測單元A的互電容Cm在8fF到15fF的範圍內時，單位感測單元A的間距Dcell可以被設置為可以精確地識別用戶指紋的水準，並且可以改善指紋識別的靈敏度。
例如，絕緣層50的折射率可以在1.5至2.0的範圍內。當絕緣層50的折射率在1.5至2.0的範圍內時，觸控感測器的透光率和可見度可以改善。
例如，基板10可以由硬質材料或軟質材料形成。
儘管下面將描述基板10由軟質材料形成的情況作為例示，但是基板10可以由諸如玻璃的硬質材料形成。
例如，由軟質材料形成的基板10可以是透明光學膜或偏光板。
透明光學膜可以是透明且具有高機械強度和高熱穩定性的膜。做為具體例，透明光學膜可以是由熱塑性樹脂，例如：聚酯類樹脂例如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚間苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或聚對苯二甲酸丁二醇酯；纖維素類樹脂例如二乙醯纖維素或三乙醯纖維素；聚碳酸酯類樹脂；丙烯酸類樹脂例如聚（甲基）丙烯酸甲酯或聚（甲基）丙烯酸乙酯；苯乙烯類樹脂例如聚苯乙烯或丙烯腈-苯乙烯共聚物；聚烯烴類樹脂例如聚乙烯、聚丙烯、環系聚烯烴、降冰片烯聚烯烴或乙烯-丙烯共聚物；氯乙烯類樹脂；醯胺類樹脂例如尼龍或芳族聚醯胺；醯亞胺類樹脂；聚醚碸類樹脂；碸類樹脂；聚醚醚酮類樹脂；聚苯硫醚類樹脂；乙烯醇類樹脂；偏氯乙烯（vinylchloride lidene）類樹脂；乙烯醇縮丁醛類樹脂；烯丙基化物類樹脂；聚甲醛類樹脂；或環氧樹脂形成的膜。或者，透明光學膜可以是由上述一些熱塑性樹脂的混合物形成的膜。或者，透明光學膜可以是由諸如（甲基）丙烯酸類樹脂、氨基甲酸酯類樹脂、丙烯酸氨基甲酸酯類樹脂、環氧類樹脂或矽系樹脂或紫外線（UV）固化樹脂等熱固性樹脂形成的膜。透明光學膜的厚度可以被適當地確定，但考慮到強度、可加工性特性例如使用便利性、薄膜品質等，通常可以被確定在1μm至500μm的範圍內。特別地，透明光學膜的厚度可較佳地為1μm~300μm的範圍內，更佳地為5μm~200μm的範圍內。
透明光學膜可以包含一種或多種適當的添加劑。添加劑可以是例如UV吸收劑、抗氧化劑、潤滑劑、增塑劑、脫模劑、抗著色劑、阻燃劑、成核劑、抗靜電劑、顏料、著色劑等。透明光學膜可以具有在膜的一個表面或對置表面上形成有各種功能層例如硬塗層、減反射層和氣體阻隔層的結構。功能層不限於此，可以根據用途設置各種其它功能層。
如果需要，可以對透明光學膜進行表面處理。表面處理的實例可以包括乾處理，例如電漿處理、電暈處理或底漆處理；化學處理諸如鹼處理，例如皂化處理等。
或者，透明光學膜可以是等向性膜、相位差膜或保護膜。
當透明光學膜是等向性膜時，面內相位差（Ro，Ro =[(nx-ny) ×d]，nx和ny表示膜平面內的主折射率，d表示膜的厚度）可以是40nm以下，較佳地是15 nm以下；並且厚度方向的相位差（Rth，Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d，nx和ny表示膜平面內的主折射率，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的範圍內，較佳地在-80nm至+ 60nm的範圍內，並且更佳地在-70nm至+ 45nm的範圍內。
相位差膜可以是單軸取向的聚合物膜、雙軸取向的聚合物膜、聚合物塗覆的膜或藉由塗布液晶而製造的膜，並且通常用於對顯示器進行光學特徵增強和控制，例如視角補償、色彩增強、漏光改善、精細色彩控制等。相位差膜的實例包括半波片、四分之一波片、正C片、負C片、正A片、負A片、雙軸波片等。
保護膜可以是由聚合物樹脂形成並且在其至少一個表面上具有粘合劑層的膜或者由聚丙烯等形成的自粘合膜，並且可以用於保護觸控感測器的表面並且改善觸控感測器製程的過程。
做為偏光板，可以使用公知的用於顯示面板的偏光板。詳細地，偏光板可以藉由拉伸聚乙烯醇膜並且在用碘或二色性顏料染色的偏光器的至少一個表面上形成保護層來製造，所述偏光器藉由使液晶取向使得液晶實現偏光器的性能而製造；或者藉由用取向樹脂例如聚乙烯醇塗覆透明膜並將所得的透明膜拉伸和乾燥而製造，但不限於此。
例如，基板10可以具有軟性。根據本發明實施方式的高性能觸控感測器可以更包括位於基板10和感測電極部40之間的隔離層20。
隔離層20是形成為在製造根據本發明實施方式的高性能觸控感測器期間與載體基板（參見第7圖至第13圖中的元件符號10）分離的層。
隔離層20的材料不受限制，只要材料的剝離強度和透明度水準滿足一定水準即可。例如，隔離層20可以由聚醯亞胺類聚合物、聚乙烯醇類聚合物、聚醯胺酸類聚合物、聚醯胺類聚合物、聚乙烯類聚合物、聚苯乙烯類聚合物、聚降冰片烯類聚合物、苯基馬來醯亞胺共聚物類聚合物、聚偶氮苯類聚合物、聚亞苯基鄰苯二甲醯胺類聚合物、聚酯類聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯類聚合物、聚芳酯類聚合物、肉桂酸酯類聚合物、香豆素類聚合物、苄甲內醯胺（phthalimidine）類聚合物、查耳酮類聚合物、芳族炔類聚合物或其混合物形成。
隔離層20的剝離強度不受限制，例如可以在0.01N/25mm至1N/25mm的範圍內，較佳地在0.01N/25mm至0.1N/25mm的範圍內。當滿足上述範圍時，隔離層20可以容易地從載體基板分離而不會產生殘留物，並且在製造觸控感測器期間，由於當隔離層20被分離時所施加的張力而產生的捲曲和裂紋會減少。
隔離層20的厚度沒有限制，例如可以在10nm-1000nm的範圍內，較佳地在50nm-500nm的範圍內。當滿足該範圍時，可以形成具有穩定的剝離強度的均勻圖案。
例如，根據本發明實施方式的高性能觸控感測器可以更包括位於隔離層20和感測電極部40之間的第一保護層30。
第一保護層30位於隔離層20和感測電極部40之間，並且是根據需要可以省略的可選部件。第一保護層30可以與隔離層20一起保護感測電極部40，並且可以在製造根據本發明實施方式的高性能觸控感測器期間防止隔離層20暴露于用於形成感測電極部40的蝕刻劑。
本領域中公知的各種聚合物可以用做第一保護層30的材料。例如，可以將有機絕緣膜用做第一保護層30，並且特別地，第一保護層30可以由多元醇和含有三聚氰胺硬化劑的固化組合物形成，但不限於此。
多元醇的實例可以包括但不限於聚醚二醇衍生物、聚酯二醇衍生物、聚己內酯二醇衍生物等。
三聚氰胺固化劑的實例可以包括但不限於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、異丁氧基三聚氰胺衍生物、丁氧基三聚氰胺衍生物等。
做為另一個實例，第一保護層30可以由有機或無機混合固化組合物形成。當使用有機化合物和無機化合物時，可以減少層分離期間出現的裂紋。
上述組分可以用做有機化合物。無機材料的實例可以包括但不限於二氧化矽類奈米顆粒、矽基奈米顆粒、玻璃奈米顆粒等。
感測電極部40形成在第一保護層30上，並且是被配置為感測使用者輸入的觸控信號的部件。
例如，根據來自應用觸控感測器的電子設備的請求，感測電極部40的多個感測圖案可以具有適當的形狀。例如，當將觸控感測器應用於觸控式螢幕面板時，多個感測圖案可以包括兩種圖案，例如x座標感測圖案和y座標感測圖案，但不限於此。
例如，感測電極部40可以包括第一電極部44、第二電極部42和橋電極部46。
第一電極部44可以沿第一方向形成以彼此電連接。第二電極部42可以沿第二方向形成以彼此電分離。第二方向與第一方向交叉。例如，當第一方向是X軸方向時，第二方向可以是Y軸方向。第一電極部44和第​​二電極部42藉由絕緣層50彼此電絕緣。
例如，為了降低薄層電阻，第一電極部44和第​​二電極部42中的至少一個可以具有多層膜結構，更具體地，為包括金屬氧化物、金屬和金屬氧化物的三層膜結構。
橋電極部46將相鄰的第二電極部42彼此電連接。
可以使用任何透明導電材料來形成第一電極部44、第二電極部42和橋電極部46。例如，第一電極部44、第二電極部42和橋電極部46可以由以下形成：選自由氧化銦錫（ITO）、氧化銦鋅（IZO）、氧化銦鋅錫（IZTO）、氧化鋁鋅（AZO）、氧化鎵鋅（GZO）、氧化氟錫（FTO）、氧化銦錫-銀-氧化銦錫（ITO-Ag-ITO）、氧化銦鋅-銀-氧化銦鋅（IZO-Ag-IZO）、氧化銦鋅錫-銀-氧化銦鋅錫（IZTO-Ag-IZTO）和氧化鋁鋅-銀-氧化鋁鋅（AZO-Ag-AZO）組成的組中的金屬氧化物；選自由金（Au）、銀（Ag）、銅（Cu）、鉬（Mo）和APC組成的組中的金屬；選自由金、銀、銅和鉛組成的組中的金屬的奈米線；選自由碳奈米管（CNT）和石墨烯組成的組中的碳基材料；和選自由聚（3,4-亞乙基二氧噻吩）（PEDOT）和聚苯胺（PANI）組成的組中的導電聚合物材料。這些材料可以單獨使用或以其兩種或更多種的混合物使用。較佳地，可以使用氧化銦錫。可以使用晶體氧化銦錫或無定形氧化銦錫。
感測電極部40的厚度不受限制，但當考慮觸控感測器的軟性時感測電極部40較佳地是薄膜。
例如，感測電極部40的第一電極部44和第​​二電極部42可以各自具有諸如三角形、四邊形、五邊形、六邊形或七邊形的多邊形形狀。
例如，第一電極部44或第二電極部42可以形成為條狀圖案。
或者，感測電極部40可以包括規則圖案。規則圖案應該被理解為具有規則性的圖案。例如，感測圖案可以包括諸如矩形或正方形的獨立的網格形狀，或者包括諸如六邊形的圖案。
或者，感測電極部40可以包括不規則圖案。不規則的圖案應該被理解為沒有規則性的圖案。
當感測電極部40的感測圖案由例如金屬線、碳基材料、聚合物材料等形成時，感測圖案可以具有網狀結構。當感測圖案具有網狀結構時，信號被順序地發送到彼此接觸的相鄰圖案，從而可以實現具有高靈敏度的感測圖案。
例如，感測電極部40的感測圖案可以形成為單層或多層。
做為將第一電極部44和第二電極部42彼此絕緣的絕緣層50的材料，可以使用本領域中公知的各種絕緣材料。例如，可以使用諸如氧化矽的金屬氧化物、諸如丙烯酸類樹脂的感光性樹脂組合物或熱固性樹脂組合物。或者，絕緣層50可以由諸如氧化矽（SiOx）的無機材料形成。在這種情況下，絕緣層50可以藉由沉積、濺射等形成。
例如，根據本發明實施方式的高性能觸控感測器可以更包括形成為覆蓋感測電極部40和絕緣層50的第二保護層60。
第二保護層60可以由絕緣材料形成，並且可以形成為覆蓋感測電極部40的第一電極部44、第二電極部42以及橋電極部46，從而保護感測電極部40並使其與外部絕緣。
做為第二保護層60的材料，可以使用本領域中公知的各種絕緣材料。例如，可以使用諸如氧化矽的金屬氧化物、諸如丙烯酸類樹脂的感光性樹脂組合物或熱固性樹脂組合物。或者，第二保護層60可以由諸如氧化矽（SiOx）的無機材料形成。在這種情況下，第二保護層60可以藉由沉積、濺射等形成。
第4圖和第5圖是根據本發明的實施方式的繪示了與感測電極部40的面積以及絕緣層50的厚度和介電常數關聯的互電容Cm的實驗資料。
第4圖繪示當單位感測單元A中包括的感測電極部40的面積為2598.05mm2 並且絕緣層50的介電常數εR 為3.5、6或10時，滿足單位感測單元A的目標互電容Cm的絕緣層50的厚度。
在第4圖中，座標圖的橫軸表示絕緣層50的厚度，以單位μm表示，座標圖的縱軸表示單位感測單元A的互電容，以單位fF表示，且目標互電容為8 fF。如第4圖中所示，當絕緣層50的介電常數εR 為10時，滿足目標互電容8fF的絕緣層50的厚度在0.5μm至1.94μm的範圍內。當絕緣層50的介電常數εR 為6時，滿足目標互電容8fF的絕緣層50的厚度在0.5μm至0.95μm的範圍內。當絕緣層50的介電常數εR 為3.5時，滿足目標互電容8fF的絕緣層50的厚度在0.5μm至0.6μm的範圍內。
第5圖繪示當單位感測單元A中包括的感測電極部40的面積為2363.2mm2 並且絕緣層50的介電常數εR 為3.5、6或10時，滿足單位感測單元A的目標互電容Cm的絕緣層50的厚度。
在第5圖中，座標圖的橫軸表示絕緣層50的厚度，以單位μm表示，座標圖的縱軸表示單位感測單元A的互電容，以單位fF表示，且目標互電容為8fF。如第5圖中所示，當絕緣層50的介電常數εR 為10時，滿足目標互電容8fF的絕緣層50的厚度在0.5μm到1.7μm的範圍內。當絕緣層50的介電常數εR 為6時，滿足目標互電容8fF的絕緣層50的厚度在0.5μm至0.86μm的範圍內。當絕緣層50的介電常數εR 為3.5時，滿足8fF的目標互電容的絕緣層50的厚度為0.5μm以下。
第6圖是根據本發明實施方式的製造高性能觸控感測器的方法的流程圖。第7圖至第1第4圖是繪示根據本發明實施方式的製造高性能觸控感測器的方法的橫剖面圖。
參考第6圖至第14圖，根據本發明實施方式的製造高性能觸控感測器的方法包括形成隔離層（操作S10）、形成第一保護層（操作S20）、形成感測電極部（操作S30）、形成絕緣層（操作S40）、形成第二保護層（操作S50）、分離載體基板（操作S60）和接合基膜（操作S70）。基板可以由軟質材料或硬質材料形成。在下面的描述中，將針對基板是具有軟性的基膜的情況來描述實施方式，但是本發明的技術思想不限於此，基板可以由諸如玻璃的硬質材料形成。當基板由諸如玻璃的硬質材料形成時，將在下面描述的形成隔離層（操作S10）、形成第一保護層（操作S20）、分離載體基板（S60）以及接合基膜（操作S70）是可選的。
參考第6圖和第7圖，在形成隔離層（操作S10）時，在載體基板10上形成隔離層20。
隔離層20是形成為將形成在載體基板10上的觸控感測器與載體基板10分離的層。
隔離層20的剝離強度不受限制，但是例如可以在0.01N/25mm至1N/25mm的範圍內，較佳地在0.01N/25mm至0.1N/25mm的範圍內。當滿足該範圍時，隔離層20可容易地與載體基板分離而不會產生殘留物，並且在製造觸控感測器期間，由於當隔離層20被分離時所施加的張力而產生的捲曲和裂紋會減少。
隔離層20的厚度沒有限制，但例如可以在10nm-1000nm的範圍內，較佳地在50nm-500nm的範圍內。當滿足該範圍時，可以形成具有穩定的剝離強度的均勻圖案。
例如，載體基板10的材料不受限制，只要該材料足夠堅固以在製造觸控感測器期間保持載體基板10而不容易彎曲或翹曲並且幾乎不受熱處理或化學處理的影響即可。例如，可以使用玻璃、石英、矽片、不銹鋼（SUS）等。
參考第6圖和第8圖，在形成第一保護層（操作S20）時，在隔離層20上形成第一保護層30。
例如，第一保護層30可以被形成為至少覆蓋隔離層20的側表面的區域。隔離層20的側表面應該被理解為意指隔離層20的邊緣的側壁。當如上所述形成第一保護層30時，在具有感測電極部40的導電特性的第一電極部44和第​​二電極部42的圖案化期間，可以最小化隔離層20的側表面於蝕刻劑的暴露。為了完全防止隔離層20的側表面的暴露，第一保護層30較佳地被配置為完全覆蓋隔離層20的側壁或側表面。
參考第6圖和第9圖至第11圖，在形成感測電極部（操作S30）時，第2圖的感測電極部40形成在第一保護層30上。在形成絕緣層（操作S40）時，絕緣層50形成在感測電極部40上。
感測電極部40是被配置為感測由使用者輸入的觸控信號的部件。
例如，感測電極部40的感測圖案可以根據應用觸控感測器的電子設備而形成為一形狀。例如，當應用於觸控式螢幕面板時，可以形成諸如x座標感測圖案和y座標感測圖案的兩種圖案，但實施方式不限於此。
以下將參考第9圖到第11圖詳細描述感測電極部的形成（操作S30）和絕緣層的形成（操作S40）。
首先，參考第9圖，進行在第一方向上彼此連接的第一電極部44和在與第一方向交叉的第二方向上彼此分離的第二電極部42的形成。例如，當第一方向是X軸方向時，第二方向可以是Y軸方向。
接著，參考第10圖，進行第一電極部44與第二電極部42之間的絕緣層50的形成。
絕緣層50使第一電極部44和第​​二電極部42彼此電絕緣。
接著，參考第11圖，進行將相鄰的第二電極部42電連接的橋電極部46的形成。
例如，感測電極部40的第一電極部44和第​​二電極部42可以是獨立的多邊形圖案，例如三角形圖案、四邊形圖案、五邊形圖案、六邊形圖案或七邊形圖案。
或者，例如，第一電極部44或第二電極部42可以形成為條狀圖案。
或者，例如，感測電極部40可以包括規則圖案。規則圖案應該被理解為具有規則性的圖案。例如，感測圖案可以包括諸如矩形或正方形的獨立的網格形狀，或者包括諸如六邊形的圖案。
或者，例如，感測電極部40可以包括不規則圖案。不規則的圖案應該被理解為沒有規則性的圖案。
或者，例如，當感測電極部40的感測圖案由例如金屬線、碳基材料、聚合物材料等形成時，感測圖案可以具有網狀結構。當感測圖案具有網狀結構時，信號被順序地發送到彼此接觸的相鄰圖案，從而可以實現具有高靈敏度的感測圖案。
例如，感測電極部40的感測圖案可以形成為單層或多層。
包括感測電極部40的單位感測單元A的間距Dcell被設置在50μm至70μm的範圍內。
當單位感測單元A的間距Dcell小於50μm時，感測電極部40的面積小且電阻值增大，由此降低了靈敏度。當單位感測單元A的間距Dcell大於70μm時，觸控感測器不能夠精確地識別與用戶的手指的脊之間的距離相對應的指紋。
當絕緣層50的介電常數εR 在6到10的範圍內並且絕緣層50的厚度在1μm到2μm的範圍內時，可以獲得觸控感測器的期望的互電容Cm，可以改善觸控感測器的靈敏度，並且可以改善透光率和可見度。
例如，當單位感測單元A的面積為2000mm2 到4000mm2 時，可以改善用戶指紋識別的靈敏度。當單位感測單元A的面積小於2000mm2 時，由於微製造製程，可能發生製程誤差。當單位感測單元A的面積大於4000mm2 時，解析度低，因此難以精確地識別用戶的微小指紋。
例如，當單位感測單元A中包括的感測電極部40具有2300mm2 至2600mm2 的面積時，可以實現識別用戶的指紋等所需的適合的互電容，並且可以改善用戶指紋識別的靈敏度。當單位感測單元A中包括的感測電極部40具有小於2300mm2 的面積時，由於感測電極部40和絕緣層50的成分而產生的互電容可能低於合適的水準。相反，當單位感測單元A中包括的感測電極部40具有大於2600μm2 的面積時，互電容可能增加，但單位感測單元A的透射率可能低，從而阻礙實現透明顯示。
例如，單位感測單元A的互電容Cm可以在8fF到15fF的範圍內。在這種情況下，單位感測單元A的間距Dcell可以被設置為能夠精確識別用戶指紋的水準，並且指紋識別的靈敏度可以得以改善。
例如，絕緣層50的折射率可以在1.5至2.0的範圍內。在這種情況下，可以改善觸控感測器的透光率和可見度。
在形成第二保護層（操作S50）時，形成覆蓋感測電極部40和絕緣層50的第二保護層60。
例如，在形成第二保護層（操作S50）之後，可以在觸控感測器的外側進行切割製程。然而，切割製程不限於在此時進行，並且可以在形成第二保護層（操作S50）和分離載體基板（操作S60）之間進行切割製程。
此外，例如，第二保護層60可以形成為使得與感測電極部40接觸的表面相對的表面是平坦的，並且可以形成為單層或者兩層或更多層。
在分離載體基板（操作S60）時，將載體基板10與隔離層20分離。
例如，在分離載體基板（操作S60）時，在藉由層離設備夾持第二保護層60的狀態下，可以利用物理力將載體基板10與隔離層20分離。
在接合基膜（S70）時，使用例如層壓法將具有軟性的基膜12接合至由於載體基板10的分離而暴露的隔離層20上。
如以上詳細說明的那樣，根據本發明，可以提供一種高性能觸控感測器及其製造方法，該高性能觸控感測器能夠確保足以穩定地識別用戶的指紋並且改善透光率和可見度的單位感測單元間距和互電容。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧基
12‧‧‧基膜
20‧‧‧隔離層
30‧‧‧第一保護層
40‧‧‧感測電極部
42‧‧‧第二電極部
44‧‧‧第一電極部
46‧‧‧橋電極部
50‧‧‧絕緣層
60‧‧‧第二保護層
S10‧‧‧形成隔離層
S20‧‧‧形成第一保護層
S30‧‧‧形成感測電極部
S40‧‧‧形成絕緣層
S50‧‧‧形成第二保護層
S60‧‧‧分離載體基板
S70‧‧‧接合基膜
Dcell‧‧‧間距
A‧‧‧單位感測單元
[01] 第1圖是根據本發明實施方式的高性能觸控感測器的概念性平面圖；[02] 第2圖是根據本發明實施方式的高性能觸控感測器的單位感測單元的橫剖面圖；[03] 第3圖是根據本發明實施方式的高性能觸控感測器的單位感測單元的示例性平面圖；[04] 第4圖和第5圖是根據本發明的實施方式的繪示與感測電極部的面積以及絕緣層的厚度和介電常數關聯的互電容的實驗資料；[05] 第6圖是根據本發明實施方式的製造高性能觸控感測器的方法的流程圖；和 第7圖至第14圖是繪示根據本發明實施方式的製造高性能觸控感測器的方法的橫剖面圖。

Claims (20)

  1. 一種高性能觸控感測器，包括：基板；形成在該基板上的感測電極部；以及形成在該感測電極部上的絕緣層，其中包括該感測電極部的單位感測單元的間距在50μm至70μm的範圍內，並且該絕緣層的介電常數在6至10的範圍內，其中該絕緣層具有1μm至2μm的厚度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的高性能觸控感測器，其中該絕緣層具有1.5至2.0的折射率。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的高性能觸控感測器，其中該單位感測單元具有2000μm2至4000μm2的面積。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的高性能觸控感測器，其中在該單位感測單元中包括的該感測電極部具有2300μm2至2600μm2的面積。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的高性能觸控感測器，其中該基板包括軟質材料或硬質材料。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的高性能觸控感測器，更包括形成在該基板與該感測電極部之間的隔離層，並且其中該基板包括軟性基板。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的高性能觸控感測器，更包括形成在該隔離層和該感測電極部之間的第一保護層。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的高性能觸控感測器，更包括第二保護層，該第二保護層被形成為覆蓋該感測電極部和該絕緣層。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的高性能觸控感測器，其中該單位感測單元具有8fF至15fF的互電容。
  10. 一種製造高性能觸控感測器的方法，該方法包括：在基板上形成感測電極部；以及在該感測電極部上形成絕緣層，其中包括該感測電極部的單位感測單元的間距在50μm至70μm的範圍內，並且該絕緣層的介電常數在6至10的範圍內，其中該絕緣層具有1μm至2μm的厚度。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其中該絕緣層具有1.5至2.0的折射率。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其中該單位感測單元具有2000μm2至4000μm2的面積。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其中包括在該單位感測單元中的該感測電極部具有2300μm2到2600μm2的面積。
  14. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其中該基板包括軟質材料或硬質材料。
  15. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其中該基板包括載體基板，並且在形成該感測電極部之前，該方法更包括在該載體基板上形成隔離層。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的方法，更包括在該隔離層上形成第一保護層。
  17. 如申請專利範圍第15項所述的方法，其中該第一保護層被形成為覆蓋該隔離層的側壁。
  18. 如申請專利範圍第10項所述的方法，更包括形成第二保護層，該第二保護層覆蓋該感測電極部和該絕緣層。
  19. 如申請專利範圍第15項所述的方法，更包括：分離該載體基板；和在由於分離該載體基板而暴露的該隔離層上接合具有軟性的基膜。
  20. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其中該單位感測單元具有8fF至15fF的互電容。
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