CN103092404A - 透明触控面板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即使在化学强化玻璃基板的配线区域高密度地配线了许多引出线，也不会使化学强化玻璃基板的强度变差的透明触控面板。在配线有多个引出线的玻璃基板的所述平面的配线区域形成有由合成树脂所构成的绝缘层，使用光蚀刻法对在绝缘层上以溅镀成膜的导电性薄膜刻划图案，以形成多个引出线。

Description

透明触控面板

技术领域

本发明涉及一种在被化学强化的玻璃基板的平面上配置有将透明传感器电极引出至外部的引出线的透明触控面板，进而详言之，涉及一种对由溅镀形成的薄膜刻划图案而形成引出线的透明触控面板。

背景技术

将显示装置的显示作为指标进行输入操作的触控面板在输入操作区域中形成透明传感器电极，以能穿过输入操作区域观察到配置于设备内部的显示装置的显示，同时作为在输入操作区域形成有透明传感器电极的绝缘基板，使用玻璃基板。此外，此玻璃基板的输入操作区域沿着设备的表面露出，存在受到外力而破损的可能，所以对其表面和背面进行离子交换使其成为应力强化的化学强化玻璃基板。

图7、图8表示记载于专利文献1的光学静电电容方式的以往的透明触控面板100，在设定于化学强化玻璃基板101的表面的输入操作区域102a中，多个沿着X方向的X侧透明传感器电极103x与多个沿着Y方向的Y侧透明传感器电极103y形成为相互交叉。

各透明传感器电极103x、103y以透明导电性材料形成为菱形面连续的带状，在二者交叉的部位，隔着绝缘涂层104越过X侧透明传感器电极103x的连接电极105将在交叉部中断的Y侧透明传感器电极103y的菱形面之间电连接，藉此，各透明传感器电极103x、103y在输入操作区域102a中彼此绝缘且在正交方向上交叉地配线。

各透明传感器电极103x、103y的一侧或者两侧分别连接于配线在输入操作区域102a周围的配线区域102b中的引出线106，被引出至设在配线区域102b的一部分的外部连接部107，并经由外部连接部107与检测出输入操作位置的检测电路电连接。

如图7所示，形成有透明传感器电极103x、103y、引出线106等的化学强化玻璃基板101的表面侧的整个表面被以透明绝缘材料形成的透明的顶涂层108覆盖，此外，形成有配线区域102b的背面侧印刷形成有绝缘遮光层109。引出线106以透明导电材料形成，所以不会观察到，但把绝缘遮光层109形成于进行输入操作的表面侧的引出线106上，覆盖引出线106的透明触控面板也被记载为前述专利文献1的其它的实施例。

手指等输入操作体接近透明传感器电极103x、103y，浮游电容会增加，所以由检测电路往各透明传感器电极103x、103y输出矩形脉冲状的位置检测信号，从因浮游电容增加而输出波形扭曲的位置检测信号的各透明传感器电极103x、103y的配置位置，来检测出往输入操作区域102a的输入操作位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本特开2011-192124号公报

使用于透明触控面板100的化学强化玻璃基板101将玻璃基板的表面层及背面层的钠离子更换为离子半径大的钾离子，从而如上所述不会因来自外部的冲击而破损，藉此在表面层与背面层会产生压缩应力层。由于玻璃的拉伸强度远小于压缩强度，所以化学强化玻璃预先在其表层产生压缩应力层，藉此，对于外力可以达到未进行化学强化的玻璃基板的5倍左右的强度。

另一方面，为了以高分解能检测出输入操作位置，必须在输入操作区域102a配置许多透明传感器电极103x、103y，且有必要把连接于各透明传感器电极103x、103y的许多引出线在输入操作区域102a周围的有限的配线区域102b内高密度地进行配线。因此，根据以往的印刷方式的配线有其局限，以溅镀方式在化学强化玻璃基板101的表面对形成引出线106的导电材料进行成膜，并通过使用光蚀刻法除去不要的部分的图案刻化，形成各引出线106。

根据溅镀法往化学强化玻璃101成膜时，引出线106的导电材料的聚簇(cluster)被高速地打入玻璃基板101的表面的膜，膜的晶格内被压入多余的原子，即使考虑玻璃基板与导电材料的热膨胀系数的差，也可以产生沿着表面使膜膨胀的方向的内部应力，由成膜对化学强化玻璃基板101的表面作用以拉伸应力。其结果是，发生在化学强化玻璃基板101的表层的压缩应力会在将导电材料成膜于其表面的溅镀工序中被抵消，即使被化学强化也无法获得充分的效果，会有变成对于外力容易破损的结构的问题。

发明内容

本发明是考虑到这样的以往的问题点而达成的发明，目的在于提供一种即使在化学强化玻璃基板的配线区域使用溅镀法与光蚀刻法高密度地配线了许多引出线，化学强化玻璃基板的强度也不会变差的透明触控面板。

为了达成前述目的，技术方案1的透明触控面板的特征是，包括：平面侧被化学强化的玻璃基板；在玻璃基板的前述平面的输入操作区域相互绝缘而形成的多个透明传感器电极；配线于玻璃基板的前述平面的输入操作区域周围，以将多个各透明传感器电极分别朝外部连接部引出的多个引出线，根据通过外部连接部从各透明传感器电极输出的电气信号，检测出朝输入操作区域的输入操作，在配线有多个引出线的玻璃基板的前述平面的配线区域形成有由合成树脂构成的绝缘层，使用光蚀刻法对在绝缘层上以溅镀成膜的导电性薄膜刻划图案，从而形成前述多个引出线。

绝缘层可以通过溅镀法以外的方法形成于配线区域，多个引出线由在绝缘层上溅镀成膜的导电性薄膜形成，所以，进行溅镀时产生于导电性薄膜的拉伸应力作用于绝缘层的表面，不会传达到在配线区域的化学强化玻璃基板的表面。

玻璃基板的周围固定于外壳等，所以在中央附近的输入操作区域承受到外力时，会在固定端附近的配线区域产生大的弯曲应力。然而，配线区域的玻璃基板的平面不会受到溅镀导致的拉伸应力，维持在被化学强化的状态，所以即使受到外力，玻璃基板也不容易破损。

技术方案2的透明触控面板的特征是，以遮住输入操作区域的周围的绝缘遮光层形成绝缘层。

由于将输入操作区域以外的部分遮住的绝缘遮光层为绝缘层，所以不需要加入形成绝缘层的工序。

技术方案3的透明触控面板的特征是，多个透明传感器电极由在输入操作区域相互正交的多个X侧透明传感器电极与多个Y侧透明传感器电极所构成，在X侧透明传感器电极与Y侧透明传感器电极的各交叉部使X侧透明传感器电极与Y侧透明传感器电极间绝缘的绝缘涂层与配线区域的绝缘层是在使用绝缘油墨的同一印刷工序中形成的。

在交叉部使X侧透明传感器电极与Y侧透明传感器电极间绝缘的绝缘涂层的印刷工序可以同时形成绝缘层。

技术方案4的透明触控面板的特征是，透明传感器电极由氧化铟形成，引出线由含有钼的导电材料形成。

即使以溅镀法形成硬金属的钼膜，拉伸应力也不会作用于玻璃基板的表面。

根据技术方案1的发明，即使使用溅镀法高密度地配线出被配线于玻璃基板的平面上的配线区域的引出线，化学强化玻璃基板的强度也不会变差。

根据技术方案2的发明，由于绝缘遮光层为绝缘层，所以可以在绝缘遮光层的形成工序中形成设于引出线与玻璃基板间的绝缘层。

根据技术方案3的发明，可以在使X侧透明传感器电极与Y侧透明传感器电极间绝缘的绝缘涂层的印刷工序中，形成设于引出线与玻璃基板间的绝缘层。

根据技术方案4的发明，即使以包含硬金属的钼的导电材料形成引出线，玻璃基板的强度也不会变差。可以用对构成透明传感器电极的氧化铟具有优异的电气接触特性的包含钼的导电材料来形成引出线。

附图说明

图1(a)是本发明一实施方式的透明触控面板1的俯视图，图1(b)是沿着图1(a)的A-A线的剖视图。

图2表示形成绝缘遮光层8的第一工序。图2(a)为俯视图，图2(b)为在沿着A-A线的位置切断的剖视图。

图3表示在输入操作区域2a形成连接电极6的第二工序。图3(a)为俯视图，图3(b)为在沿着A-A线的位置切断的剖视图。

图4表示以绝缘涂层7覆盖连接电极6与绝缘遮光层8的第三工序。图4(a)为俯视图，图4(b)为在沿着A-A线的位置切断的剖视图。

图5表示在配线区域2b配置引出线5的第四工序。图5(a)为俯视图，图5(b)为在沿着图1(a)的图中A-A线的位置切断的剖视图。

图6是表示在输入操作区域2a形成透明传感器电极3、4的第五工序的在沿着A-A线的位置切断的剖视图。

图7是以往的透明触控面板100的俯视图。

图8是透明触控面板100的纵剖图。

(符号说明)

1：透明触控面板

2：玻璃基板

2a：输入操作区域

2b：配线区域

3：X侧透明传感器电极(透明传感器电极)

4：Y侧透明传感器电极(透明传感器电极)

5：引出线

7：绝缘涂层(绝缘层)

8：绝缘遮光层(绝缘层)

9：外部连接部

具体实施方式

以下，使用图1至图6说明本发明的第一实施方式的透明触控面板1。此透明触控面板1作为行动电话等电子设备的输入装置，将图1(b)的上方朝向电子设备的内侧安装于外壳，使图中的下方侧靠近外壳的外侧以进行输入操作，以下，以该图所示的玻璃基板的上表面作为平面进行说明。

为了可以在目视配置于设备内侧的显示装置的同时对其进行输入操作，透明触控面板1使用作为形成传感器电极的绝缘基板的透明的玻璃基板2。玻璃基板2沿着外壳的表面配置，为使其即使受到外力也不会破损，将玻璃基板2浸渍于380℃左右的硝酸钾溶液，用钾离子(K+)来替代其表背层的钠离子(Na+)来进行化学强化。钾离子(K+)的离子半径比钠离子(Na+)更大，所以在化学强化后的玻璃基板2的表背层产生压缩应力。一般而言，玻璃基板2的拉伸强度大幅度地小于压缩强度，在表背面产生拉伸应力会破损，所以预先在其表背层上产生压缩应力，可使其强度达到化学强化前的强度的5倍左右。

如图1所示，玻璃基板2的平面被划分为：许多X侧透明传感器电极3、3…与Y侧透明传感器电极4、4…沿着正交的XY方向形成为矩阵状的输入操作区域2a；以及输入操作区域2a周围的配置有许多引出线5、5…的配线区域2b。

形成于输入操作区域2a的多个各X侧透明传感器电极3在与Y侧透明传感器电极4交叉的交叉区域被隔开的菱形的X图案本体间以细带状的连接电极6电连接，沿着Y方向被配线为带状。此外，形成于输入操作区域2a的多个各Y侧透明传感器电极4的与X图案本体几乎相同的菱形的Y图案本体，在与X侧透明传感器电极3交叉的交叉区域通过宽度较窄的连接图案沿着X方向连续配线。Y侧透明传感器电极4的连接图案隔着形成于连接电极6上的绝缘涂层7跨过连接电极6，藉此在各交叉区域交叉的X侧透明传感器电极3与Y侧透明传感器电极4间相互绝缘而配线。

X侧透明传感器电极3与Y侧透明传感器电极4能够以由薄膜形成并图案化后而可形成于玻璃基板2上的任意的透明导电材料形成，但在此，与连接电极6同样以铟锡氧化物(ITO，Indium Tin Oxide)来形成。此外，绝缘涂层7使用二氧化硅(SiO₂)等绝缘材料。

在输入操作区域2a周围的配线区域2b中，由遮光性的绝缘树脂所构成的绝缘遮光层8被印刷形成于区域整体。绝缘遮光层8通过遮住输入操作区域2a的周围，能对操作者凸显输入操作区域2a，同时使其内侧的显示画面以外的部分变成不醒目，所以只要有遮光性即可，可以任意着色，此处采用黑色。此外，在本发明中，作为经过溅镀工序形成于配线区域2b的引出线5的基底，如后所述，能发挥防止玻璃基板2的配线区域2b的强度劣化的作用。

在本实施方式中，以在光硬化性的绝缘树脂中含有碳或铬等的材料来形成绝缘遮光层8，所以在绝缘遮光层8上配置多个引出线5时，引出线5间无法得到充分的绝缘性，以与在前述交叉区域印刷形成绝缘涂层7同样的工序，在配线区域2b的绝缘遮光层8上也形成绝缘涂层7。

配线于配线区域2a的绝缘涂层7上的多个引出线5分别连接于各X侧透明传感器电极3与各Y侧透明传感器电极4的两侧，相互绝缘而被拉出至配线区域2a的外部连接部9。

所有的引出线5在外部连接部9排列配线，通过向异性导电粘接剂等连接于可挠配线基板的对应的电极，各X侧透明传感器电极3与各Y侧透明传感器电极4的两侧通过外部连接部9与检测出对输入操作区域2a的输入操作的未图示的检测电路连接。

因此，引出线5的总数目是形成于输入操作区域2a的传感器电极3、4的2倍，有必要使所有的引出线5在有限的配线区域2a中相互绝缘而配线，所以在通过溅镀在绝缘涂层7上成膜后，以光蚀刻法刻出图案而高密度地配线。

引出线5使用构成连接的透明传感器电极3、4的ITO，此外，因为在物理上、化学上、电气方面接触特性都很优异且电阻率低，而使用层积有MAM(钼、铝、钼)的三层构造的复合材料。因此，在通过溅镀而成膜的工序中，分为钼·铝·钼这三层而形成薄膜，但在此溅镀工序中，由于聚簇(cluster)（溅射材料）被高速打入覆膜，在膜的晶格中压入多余的原子，从而使覆膜延着基材表面膨胀。其结果是，基材由沿着表面形成的覆膜受到拉伸应力。

特别是直接形成于基材表面钼是硬的金属，所以在通过溅镀而进行的钼的成膜工序中，在基材表面会产生大的拉伸应力。此处，如以往那样，在玻璃基板2的平面上直接形成引出线5的情况下，化学强化而产生压缩应力的玻璃基板2的平面受到拉伸应力而相互抵消，成为容易破损的基板。另一方面，在本实施方式，隔着由绝缘合成树脂形成的绝缘遮光层8与绝缘涂层7在玻璃基板2的平面上形成MAM的薄膜，所以即使在溅镀工序中玻璃基板2的平面也不会受到拉伸应力，维持了化学强化的强度。

(对于此部分，若能获得直接在玻璃基板2上形成由MAM所构成的引出线5的情况下的沿着玻璃基板的平面的内部应力与在绝缘涂层7上形成由MAM所构成的引出线5的情况下的应力的实测值的话，则能与实验值进行比较并表示)。

如图1所示，形成有透明传感器电极3、4与引出线5的玻璃基板2的平面侧整体被由透明的绝缘树脂所构成的顶涂层10覆盖，使透明传感器电极3、4和引出线5受到保护。

在手指等输入操作体由图1(b)的下方接近如上所述构成的透明触控面板1的输入操作区域2a的话，输入操作体隔着玻璃基板2而接近的透明传感器电极3、4的静电电容增加，所以能分别检测出静电电容改变的X侧透明传感器电极3与Y侧透明传感器电极4，由该检测电极3、4的输入操作区域2a上的配设位置在XY方向上检测出输入操作位置。

以下，说明前述透明触控面板1的制造工序。首先，如图2(a)所示，在化学强化的玻璃基板2的平面上的配线区域2b整体印刷形成绝缘遮光层8。此绝缘遮光层8的形成不使用以溅镀进行的成膜工序，所以配线区域2b的强度不会劣化。

接着，对包含绝缘遮光层8的玻璃基板2的平面整体上，通过溅镀形成ITO的薄膜。在此溅镀工序中，在玻璃基板2的平面的输入操作区域2a中直接形成ITO的薄膜，但由于ITO与构成MAM的钼相比更为柔软，所以在其成膜过程中不会受到大的拉伸应力。

此外，玻璃基板2的周围固定安装于外壳，当靠近外侧的输入操作区域2a受到意外的外力时，从接近于固定端的配线区域2b会产生大的弯曲力矩，所以在输入操作区域2a的平面上不会有使玻璃基板2破裂程度的大的拉伸应力作用。因此，即使在输入操作区域2a以溅镀成膜，也不会损及玻璃基板2整体的强度。

使用光蚀刻法将成膜于玻璃基板2的平面整体的ITO薄膜蚀刻除去而仅保留成为各交叉区域的连接电极6的部位，如图3(a)、图3(b)所示，在输入操作区域2a的各交叉区域沿着Y方向形成细长的连接电极6。

接着，如图4(a)、图4(b)所示，在输入操作区域2a中，以在各连接电极6上交叉的方式，在配线区域2b中，以覆盖绝缘遮光层8整体的方式，通过印刷形成由SiO₂所构成的绝缘涂层7。

此后，分别采用钼、铝、钼作为溅镀材料反复进行溅镀，在图4(a)、图4(b)所示的玻璃基板2的平面整体上，形成由MAM所构成的三层结构的薄膜，如图5(a)、图5(b)所示，使用光蚀刻法，残留由X侧透明传感器电极3与Y侧透明传感器电极4的各两侧的部位至外部连接部9为止的引出线5的图案，而除去其余。在配线区域2b形成MAM的薄膜的溅镀工序中，由于隔着绝缘遮光层8与绝缘涂层7而成膜于玻璃基板2的平面上，所以不会对玻璃基板2的平面产生拉伸应力的作用。此外，尽管在同样的溅镀工序中输入操作区域2a会暂时受到拉伸应力，但由于输入操作区域2a上的MAM薄膜全部被去除，所以同样不会有拉伸应力作用。

接着，再次对玻璃基板2的平面整体通过溅镀形成ITO薄膜，如图6所示，使用光蚀刻法，残留X侧透明传感器电极3、Y侧透明传感器电极4以及引出线5的部位而除去ITO薄膜。通过使用此光蚀刻法的图案刻化，形成于输入操作区域2a的菱形的X图案本体间通过连接电极6电连接，沿着Y方向配线出带状的X侧透明传感器电极3。此外，Y侧透明传感器电极4的较细的连接图案形成在跨过连接电极6而形成于交叉区域的绝缘涂层7上，在各交叉区域交叉的X侧透明传感器电极3与Y侧透明传感器电极4间相互绝缘而配线。形成各X侧透明传感器电极3与各Y侧透明传感器电极4的ITO薄膜由于在其两侧残留在引出线5上，因而与引出线5电连接。

在前述工序中，通过溅镀将ITO直接成膜于玻璃基板2的输入操作区域2a，所以虽会受到拉伸应力，但是与为形成连接电极6而以溅镀形成膜的工序同样的理由，不会损及玻璃基板2整体对外力的强度。

接着，在外部连接部9连接可挠配线基板后，使用辊涂布器以顶涂层10覆盖玻璃基板2的平面整体，从而制造出透明触控面板1。

在前述实施方式中，说明了从与形成有X侧透明传感器电极3、Y侧透明传感器电极4、引出线5的平面隔着玻璃基板2的相反侧来进行输入操作的透明触控面板1，但由形成顶涂层的上方来进行输入操作亦可。

此外，只要是在玻璃基板2的配线区域2b中隔着绝缘层而形成引出线5的透明触控面板的话即可，传感器电极3、4的形状、其形成工序可以任意，此外，不限于静电电容方式，也可以是通过使传感器电极每单位长度的电阻值均匀的电阻覆膜的电阻方式来检测输入操作的透明触控面板。

此外，形成于配线区域2b的玻璃基板2的平面与引出线5之间的绝缘层若非以溅镀法成膜，则不限于前述的绝缘涂层7、绝缘遮光层8，亦可为通过其它工序形成的绝缘层。

本发明适用于在玻璃基板的输入操作区域的周围高密度地配置有引出线的透明触控面板。

Claims (4)

1.一种透明触控面板，其特征在于，包括：

平面侧被化学强化的玻璃基板；

在玻璃基板的所述平面的输入操作区域相互绝缘而形成的多个透明传感器电极；以及

配线于玻璃基板的所述平面的输入操作区域周围以将多个各透明传感器电极分别朝外部连接部引出的多个引出线，

根据通过外部连接部从各透明传感器电极输出的电气信号检测出朝输入操作区域的输入操作，

在配线有多个引出线的玻璃基板的所述平面的配线区域形成有由合成树脂构成的绝缘层，

使用光蚀刻法对在绝缘层上以溅镀成膜的导电性薄膜刻划图案，以形成所述多个引出线。

2.如权利要求1所述的透明触控面板，其特征在于，

利用将输入操作区域的周围遮住的绝缘遮光层形成绝缘层。

3.如权利要求1所述的透明触控面板，其特征在于，

多个透明传感器电极由在输入操作区域相互正交的多个X侧透明传感器电极与多个Y侧透明传感器电极构成，

在X侧透明传感器电极与Y侧透明传感器电极的各交叉部使X侧透明传感器电极与Y侧透明传感器电极间绝缘的绝缘涂层与配线区域的绝缘层是在使用绝缘油墨的同一印刷工序中形成的。

4.如权利要求1至3中任一项所述的透明触控面板，其特征在于，

透明传感器电极由氧化铟形成，引出线由含有钼的导电材料形成。

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