TWI694359B - 觸摸感測器 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種觸摸感測器。更詳細地，一種觸摸感測器包括：感測圖案，其包括沿第1方向形成且單位圖案通過連接部而連接的第1圖案及沿第2方向且單位圖案分離而形成的第2圖案；及橋接電極，其連接所述第2圖案的分離的單位圖案，所述第1圖案及第2圖案的邊界的至少一部分包括多個曲線的凸部及凸部之間的多個曲線的凹部，所述第1圖案的凸部與第2圖案的凹部相對，第1圖案的凹部與第2圖案的凸部相對，從而抑制在彎曲時因應力集中導致感測圖案產生裂紋，減少感測圖案被使用者可見，觸摸靈敏度優秀。

Description

觸摸感測器
本發明涉及觸摸感測器。
觸控式螢幕面板是一種通過人的手或物體選擇影像顯示裝置等的螢幕上顯示的指示內容來輸入使用者的命令的輸入裝置。
為此，觸控式螢幕面板配備於影像顯示裝置的前面(front face)，把直接接觸人的手或物體的接觸位置變換成電信號。從而，將在接觸位置選擇的指示內容作為輸入信號而接收。
這種觸控式螢幕面板可以替代如鍵盤及滑鼠那樣連接於影像顯示裝置並工作的另外的輸入裝置，因而其利用範圍呈正逐漸擴張的趨勢。
作為實現觸控式螢幕面板的方式，已知有電阻膜方式、光感知方式及靜電容量方式等，其中，靜電容量方式的觸控式螢幕面板在人的手或物體接觸時，導電性傳感圖案感知與周邊其它傳感圖案或接觸電極等形成的靜電容量的變化，從而把接觸位置變換成電信號。
一般而言，這種觸控式螢幕面板附著於如液晶顯示裝置、有機電致發光顯示裝置那樣的平板顯示裝置的外面而被產 品化的情況較多。因此，所述觸控式螢幕面板要求透明度高且厚度薄的特性。
另外，最近正在開發柔性平板顯示裝置，此時，附著於所述柔性平板顯示裝置上的觸控式螢幕面板也要求柔性特性。
但是，通常而言，觸控式螢幕面板存在如果施加折彎力則觸摸感測圖案破碎的問題，因而存在難以實現柔性特性的問題。
在韓國公開專利第2011-21532號中，公開了觸控式螢幕及觸控式螢幕的製造方法。
專利文獻1：韓國公開專利第2011-21532號
本發明的目的在於提供一種具有優秀的柔軟性的觸摸感測器。
本發明的目的在於提供一種使電極可見性減少的觸摸感測器。
1.一種觸摸感測器，包括：感測圖案，其包括沿第1方向形成且單位圖案通過連接部而連接的第1圖案及沿第2方向且單位圖案分離而形成的第2圖案；及橋接電極，其連接上述第2圖案的分離的單位圖案，上述第1圖案及第2圖案的邊界的至少一部分包括多個曲線的凸部及凸部之間的多個曲線的凹部，上述第1圖案的凸部與第2圖案的凹部相對，第1圖案的凹部與第 2圖案的凸部相對。
2.根據上述1所述的觸摸感測器，其中，上述凹部及凸部的曲率半徑為0.05至10mm。
3.根據上述1所述的觸摸感測器，其中，上述凹部及凸部的曲率半徑為0.1至3mm。
4.根據上述1所述的觸摸感測器，其中，上述第1圖案與連接部相鄰的邊界為曲線。
5.根據上述1所述的觸摸感測器，其中，上述第2圖案的與連接部相對的邊界為曲線。
6.根據上述1所述的觸摸感測器，其中，在上述第1圖案與第2圖案之間還包括與它們電氣分離的虛設圖案。
7.根據上述6所述的觸摸感測器，其中，上述虛設圖案由與感測圖案相同的材料形成。
8.根據上述6所述的觸摸感測器，其中，上述虛設圖案的邊界的至少一部分為與第1圖案及第2圖案的凸部和凹部對應的曲線。
9.根據上述6所述的觸摸感測器，其中，上述虛設圖案包括相互分離的多個子虛設圖案。
10.包括上述1至9中任一項所述的觸摸感測器的圖像顯示裝置。
本發明的觸摸感測器可以減少在折彎時因應力集中而導致感測圖案產生裂紋。因此具有優秀的柔軟性，可以用作柔 性觸摸感測器。
本發明的觸摸感測器可以使感測圖案被使用者可見最小化。
本發明的觸摸感測器觸摸靈敏度優秀。
10:第1圖案
20:第2圖案
30:連接部
40:橋接電極
50:虛設圖案
60:絕緣層
70:接觸孔
100:基板
第1圖是本發明一個實施例的觸摸感測器的概要平面圖。
第2至6圖是在本發明一個實施例的觸摸感測器中放大第1圖案及第2圖案、橋接電極、絕緣層部分的平面圖。
第7及8圖是在對比例的觸摸感測器中放大第1圖案及第2圖案、橋接電極、絕緣層部分的平面圖。
第9圖是實施例及對比例的觸摸感測器的觸摸靈敏度(touch sensitivity)、彎曲裂紋、可見性評價結果圖。
本發明涉及一種觸摸感測器，包括：感測圖案，其包括沿第1方向形成且單位圖案通過連接部而連接的第1圖案及沿第2方向分開形成有單位圖案的第2圖案；及橋接電極，其連接所述第2圖案的分開的單位圖案，所述第1圖案及第2圖案的邊界的至少一部分包括多個曲線凸部及凸部之間的多個曲線凹部，所述第1圖案的凸部與第2圖案的凹部相對，第1圖案的凹部與第2圖案的凸部相對，從而抑制在彎曲時因應力集中導致感測圖案產生裂紋(crack)，減小感測圖案被使用者可見，觸摸靈 敏度優秀。
以下，對本發明進行詳細說明。
本發明的觸摸感測器包括感測圖案、橋接電極，所述感測圖案包括第1圖案及第2圖案。
感測圖案可以具備沿第1方向形成且單位圖案通過連接部而連接的第1圖案10及沿第2方向分開形成有單位圖案的第2圖案20。
第1圖案10和第2圖案20沿互不相同的方向配置。例如，所述第1方向可以為X軸方向，第2方向可以為與之垂直交叉的Y軸方向，但並非限定於此。
第1圖案10和第2圖案20提供關於觸摸的位置的X座標及Y座標的資訊。具體而言，如果人的手或物體接觸覆蓋視窗基板(Cover window substrate)，則經由第1圖案10、第2圖案20及位置檢測線向驅動電路側傳遞接觸位置的靜電容量的變化。而且，通過X及Y輸入處理電路(圖中未示出)等，靜電容量的變化變換成電信號，由此掌握接觸位置。
與此相關，第1圖案10及第2圖案20在同一層形成，為了感知觸摸的位置，各個圖案應電氣連接。可是，第1圖案10雖然為單位圖案通過連接部而相互連接的形態，但第2圖案20為單位圖案以島(island)形態相互分離的結構，因而為了電氣連接第2圖案20，需要另外的橋接電極40。後面將對橋接電極40進行敘述。
在本發明的感測圖案中，所述第1圖案及第2圖案的邊界的至少一部分包括多個曲線的凸部及凸部之間的多個曲線的凹部。
第1圖為在本發明一個實施例的觸摸感測器中顯示感測圖案的配置的平面圖，如第1圖所示，第1圖案和第2圖案的邊界的至少一部分可以包括多個曲線的凸部及凸部之間的多個曲線的凹部。
就以往具備有角邊界的第1圖案及第2圖案的觸摸感測器而言，由於柔軟性低，在彎折或捲曲觸摸感測器時，應力集中於有角的邊界部分，存在產生裂紋的問題。但是，如本發明的觸摸感測器所示，當第1圖案及第2圖案的邊界的至少一部分包括多個曲線的凸部及凸部之間的多個曲線的凹部時，能夠緩和應力向邊界集中，能夠減少彎曲時產生裂紋。因此，觸摸傳感器具有更優秀的柔軟性，可以用作柔性觸摸感測器。
而且，邊界採用曲線形態的複雜圖案，從而在感測圖案的邊界的漫反射(diffuse reflection)增加，能夠減小感測圖案被使用者可見。
包括多個曲線的凸部及凸部之間的多個曲線的凹部的邊界的至少一部分不特別限定，如第1及2圖所示，既可以是除第1圖案和後述橋接電極的交叉部鄰接邊界之外的全部，也可以是第1圖案和第2圖案的全部邊界。
另外，如第1及2圖所示，所述第1圖案的凸部和 第2圖案的凹部、第1圖案的凹部和第2圖案的凸部相對地配置。在這種情況下，可以使後述虛設圖案的截面積最大化，加大觸摸時因人體或導體引起的靜電容量的變位元(Delta Cm)。因此，能夠改善觸摸靈敏度。
另外，通過採用邊界複雜的圖案，可以減小感測圖案的可見，可以減小第1圖案與第2圖案之間的距離，減小感測圖案的可見，從而能夠改善觸摸靈敏度。
曲線的凹部及凸部的曲率不特別限定，例如，曲率半徑可以為0.05至10mm。如果曲率半徑不足0.05mm，則由於接近非曲線的直角，抑制裂紋及感測圖案可見性改善效果會微小，如果超過10mm，則接近直線，難以體現稠密的凹凸，抑制裂紋及可見性改善效果會微小。在實現稠密的凹凸而使抑制裂紋及可見性效果最大化方面，優選曲率半徑可以為0.1至3mm。
第1圖案的單位圖案通過連接部而相互連接，如第1及2圖所示，第1圖案的單位圖案與連接部相接的邊界可以為曲線。在這種情況下，也可以防止因應力向有角的邊界集中而產生裂紋。
另外，出於相同的理由，如第1及2圖所示，第2圖案的與所述連接部相對的邊界可以為曲線。
感測圖案的厚度不特別限定，例如，可以分別為10至350nm。如果感測圖案的厚度不足10nm，則電阻增大，觸摸靈敏度會降低，如果超過350nm，則反射率增大，會發生可見性問 題。
只要是導電性優秀、電阻低的金屬，便可不受限制地用於感測圖案，例如，可以為鉬、銀、鋁、銅、鈀、金、鉑、鋅、錫、鈦或其中2種以上的合金。
此外，還可以使用本領域公知的透明電極材料。例如，可以為銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZnO)、銦鋅錫氧化物(IZTO)、鎘錫氧化物(CTO)、銅氧化物(CO)、PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)，聚乙撐二氧噻吩)、碳納米管(CNT)、石墨烯(graphene)等。
感測圖案的形成方法不特別限定，例如，可以借助於物理氣相沉積法(Physical Vapor Deposition,PVD)、化學氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition,CVD)等多樣的薄膜氣相沉積技術而形成。例如，可以通過作為物理氣相沉積法一個示例的反應濺射法(reactive sputtering)而形成。除所述方法之外，還可以通過光刻技術而形成。
橋接電極40連接第2圖案20的分開的單位圖案。此時，橋接電40應與感測圖案中的第1圖案10絕緣，為此而形成有絕緣層60。對此進行後述。
橋接電極40可以不受限制地使用本領域公知的透明電極材料。例如，可以為銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化鋅(ZnO)、銦鋅錫氧化物(IZTO)、鎘錫氧化物(CTO)、銅氧化物(CO)、PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)，聚乙撐二氧噻 吩)、碳納米管(CNT)、石墨烯(graphene)等，它們可以單獨使用或2種以上混合而使用。優選地，可以使用銦錫氧化物(ITO)。它們可以單獨使用或2種以上混合而使用。
此外，導電性優秀、電阻低的材料可以不受限制地應用，例如，可以為鉬、銀、鋁、銅、鈀、金、鉑、鋅、錫、鈦、鉻、鎳、鎢或它們中2種以上的合金。
橋接電極40的大小不特別限定，例如，長邊可以為2至500μm，優選地，可以為2至300μm，但並非限定於此。在橋接電極40的長邊為2至500μm的情況下，可以減小圖案的可見性，具有適當電阻抗。
橋接電極40的厚度例如可以為5至350nm。當厚度為所述範圍以內時，可以在改善電阻的同時，抑制彎曲性、透射率下降。
橋接電極40的橋例如可以具有條(bar)結構。
橋接電極40例如如第1至7圖所示，既可以具有單個橋，也可以具有2個以上的橋。當橋接電極40具有2個以上的橋時，在電阻及可靠性方面有利。
另外，橋接電極40的橋也可以具有開口部(圖中未示出)。此時，可以減小橋接電極40的面積，改善觸摸感測器的彎曲性及可見性。
另外，橋接電極40的橋還可以具有網狀(mesh)結構(圖中未示出)。此時，同樣地，可以減小橋接電極40的面積， 改善觸摸感測器的彎曲性。
橋接電極40的形成方法不特別限定，例如，可以使用作為前述感測圖案的形成方法而示例的方法。
本發明的觸摸感測器還可以在所述第1圖案與第2圖案之間包括與它們電氣分離的虛設圖案50。
在觸摸感測器中，存在感測圖案的區域的折射率與不存在感測圖案的區域的折射率相異，因而存在由於折射率差異而導致感測圖案會被觸摸感測器使用者可見的問題。
但是，當在第1圖案10與第2圖案20之間包含虛設圖案50時，可以減小所述折射率差異，從而減小感測圖案被使用者可見。
虛設圖案50可以是邊界的至少一部分對應於第1圖案10及第2圖案20的凸部和凹部的曲線。第3圖是具有這種虛設圖案50的觸摸感測器的平面圖，如第3圖所示，可以具有與第1圖案10及第2圖案20曲面的凸部和凹部對應的曲面邊界。在這種情況下，可以減小第1圖案10與第2圖案20之間不存在虛設圖案50的區域，可以使感測圖案被使用者可見最小化。
另外，虛設圖案50可以包括相互分開的多個子虛設圖案。第4圖是具有這種虛設圖案50的觸摸感測器的平面圖，如第4圖所示，虛設圖案50可以包括相互分開的多個子虛設圖案。在這種情況下，虛設圖案50分開成多個圖案，因而能夠進一步改善觸摸感測器的柔軟性。
虛設圖案50的厚度不特別限定，例如可以分別為10至350nm。如果感測圖案的厚度不足10nm，則電阻增大，觸摸靈敏度會下降，如果超過350nm，則反射率增大，會產生可見性問題。
作為虛設圖案50，可以使用作為感測圖案的材料而示例的材料，從使存在感測圖案的區域與不存在感測圖案的區域之間的折射率差值最小化的方面而言，優選與感測圖案相同的材料。
虛設圖案50的形成方法不特別限定，例如，可以使用作為前述感測圖案形成方法而示例的方法。
本發明的觸摸感測器還包括絕緣層60。
絕緣層60介於感測圖案與橋接電極40之間，發揮使第1網狀圖案10與第2網狀圖案20絕緣的功能。
絕緣層60既可以如第2圖所示以島形態只位於感測圖案與橋接電極40的交叉部，也可以如第5圖所示以層形態位於整體。
當絕緣層60以島形態配置時，第2圖案20與橋接電極40直接連接，當絕緣層60以層形態配置時，第2圖案20通過在絕緣層60形成的接觸孔(contact hole)70而與橋接電極40連接。
絕緣層60可以不受特別限制地使用本領域使用的材料及方法而形成。
在本發明的觸摸感測器中，感測圖案10、20及橋接電極40的層疊順序不特別限定。例如，也可以按感測圖案10、20及橋接電極40的順序層疊。在這種情況下，可以按感測圖案10、20、絕緣層60及橋接電極40的順序層疊，第1至6圖便是這種結構的平面圖。
另外，也可以按橋接電極40及感測圖案10、20的順序層疊。在這種情況下，可以按橋接電極40、絕緣層60及感測圖案10、20的順序層疊，第6圖便是這種結構的平面圖。
本發明的觸摸感測器可以在基板100上形成。
基板100可以不受限制地使用本領域通常使用的材料，例如，可以為玻璃、聚醚碸(PES,polyethersulphone)、聚丙烯酸酯(PAR,polyacrylate)、聚醚醯亞胺(PEI,polyetherimide)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN,polyethyelenen napthalate)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET,polyethyelene terepthalate)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide：PPS)、聚芳酯(polyallylate)、聚醯亞胺(polyimide)、聚碳酸酯(PC,polycarbonate)、三乙酸纖維素(TAC)、醋酸丙酸纖維素(cellulose acetate propionate,CAP)等。
另外，本發明提供包括所述觸摸感測器的圖像顯示裝置。
本發明的觸摸感測器不僅可以應用於通常的液晶顯示裝置，還可以應用于電致發光顯示裝置、等離子顯示裝置、場發射顯示裝置等各種圖像顯示裝置。
下面為了幫助本發明的理解而示出優選實施例，但這些實施例只是本發明的示例，並非限制請求保護的範圍，在本發明的範疇及技術思想範圍內，可以對實施例進行多樣的變更及修訂，這是所屬領域的技術人員不言而喻的，這種變形及修訂當然也屬於請求保護的範圍。
實施例1
在厚度50μmPET基板上，利用ITO，通過光刻方法，形成具有第1圖結構的厚度為400nm的感測圖案。此時，第1圖案和第2圖案的凹部和凸部的曲率半徑為0.5mm。
然後，在所述感測圖案的連接部上，利用有機絕緣膜，通過光刻方法，如第2圖所示，形成厚度為2μm絕緣層，如第2圖所示，利用ITO，通過光刻方法，形成長邊長度為382μm厚度為135nm的橋接電極，從而製造了觸摸感測器。
實施例2
在實施例1的觸摸感測器中，如第3圖的結構所示，利用ITO，通過光刻方法，進一步以厚度400nm形成虛設圖案，製造了觸摸感測器。
實施例3
在實施例1的觸摸感測器中，如第4圖的結構所示，利用ITO，通過光刻方法，進一步以厚度400nm形成虛設圖案，製造了觸摸感測器。
實施例4
除第1圖案和第2圖案的凹部和凸部的曲率半徑為12mm之外，以與實施例1相同的方法製造了觸摸感測器。
實施例5
除第1圖案和第2圖案的凹部和凸部的曲率半徑為0.03mm之外，以與實施例1相同的方法製造了觸摸感測器。
實施例6
除第1圖案和第2圖案的凹部和凸部的曲率半徑為0.07mm之外，以與實施例3相同的方法製造了觸摸感測器。
實施例7
除第1圖案和第2圖案的凹部和凸部的曲率半徑為0.1mm之外，以與實施例3相同的方法製造了觸摸感測器。
實施例8
除第1圖案和第2圖案的凹部和凸部的曲率半徑為3.0mm之外，以與實施例3相同的方法製造了觸摸感測器。
實施例9
除第1圖案和第2圖案的凹部和凸部的曲率半徑為3.5mm之外，以與實施例3相同的方法製造了觸摸感測器。
對比例1
除按第7圖的結構形成感測圖案之外，以與實施例1相同的方法製造了觸摸感測器。
對比例2
除按第8圖的結構形成感測圖案之外，以與實施例 1相同的方法製造了觸摸感測器。
實驗例
(1)彎曲裂紋評價
在可靠性腔條件85℃/85%環境內，投入實施例及對比例的試樣120小時後，以折彎半徑3R實施彎曲1000次後，評價了感測器內裂紋數。
<評價水準>
0：未發現裂紋
1：虛設發生細微裂紋1、2個
2：虛設發生細微裂紋3個以上
3：虛設及連接部發生1個裂紋
4：虛設及連接部發生2個以上裂紋
7：發生斷線導致的功能不良
10：全面產生裂紋，裂紋個數無法測量
(2)觸摸靈敏度評價
使用靜電容量功能檢查裝備(製造商MIK21/Model K-9601T)，用4Ø導電棒觸摸試樣後，評價了靜電容量值的變化值(△Cm)。
(3)感測圖案可見性評價
把覆蓋視窗(Cover Window)使用OCA接合於根據實施例及對比例製造的觸控式螢幕面板，以專業官能試驗人員100名為對象，用三波長燈照射，目視觀察了感測圖案的可見性， 清點觀察結果判斷為可見的試驗人員數，將其結果值記載於下表1。
Figure 105138297-A0305-02-0017-1
參照所述表1及第9圖，可以確認實施例的觸摸感測器的彎曲裂紋被抑制，觸摸靈敏度優秀，感測圖案被使用者可見的情形較少。
但是，對比例的觸摸感測器發生彎曲裂紋，柔軟性低下，觸摸靈敏度也低，感測圖案被使用者更多可見。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，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:第1圖案
20:第2圖案
40:橋接電極
60:絕緣層

Claims (10)

  1. 一種觸摸感測器，包括：一感測圖案，其包括沿第1方向形成且單位圖案通過一連接部而連接的一第1圖案及沿第2方向且單位圖案分離而形成的一第2圖案；及一橋接電極，其連接所述第2圖案的分離的單位圖案，所述第1圖案及所述第2圖案的邊界的至少一部分包括複數個曲線的凸部及所述凸部之間的複數個曲線的凹部，所述第1圖案的凸部與所述第2圖案的凹部相對，所述第1圖案的所述凹部與所述第2圖案的所述凸部相對；所述第1圖案及所述第2圖案具有導電性，且彼此電氣分離。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的觸摸感測器，其中，所述凹部及所述凸部的曲率半徑為0.05至10mm。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的觸摸感測器，其中，所述凹部及所述凸部的曲率半徑為0.1至3mm。
  4. 根據申請專利範圍第1項述的觸摸感測器，其中，所述第1圖案與所述連接部相鄰的邊界為曲線。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述的觸摸感測器，其中，所述第2圖案的與所述連接部相對的邊界為曲線。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述的觸摸感測器，其中，在所述第1圖案與所述第2圖案之間還包括與它們電氣分離 的一虛設圖案。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述的觸摸感測器，其中，所述虛設圖案由與所述感測圖案相同的材料形成。
  8. 根據申請專利範圍第6項所述的觸摸感測器，其中，所述虛設圖案的邊界的至少一部分為與所述第1圖案及所述第2圖案的所述凸部和所述凹部對應的曲線。
  9. 根據申請專利範圍第6項所述的觸摸感測器，其中，所述虛設圖案包括相互分離的複數個子虛設圖案。
  10. 一種圖像顯示裝置，包括根據申請專利範圍第1至9項中任一項所述的觸摸感測器。
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