CN104808834A - 触摸传感器 - Google Patents

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刘永锡
许康宪
金材勋
杨德桭
李珍旭
辛承柱
郑玄喆
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Abstract

本发明公开了一种触摸传感器，该触摸传感器包括：基底基板；和由金属线形成的电极图案，该金属线是通过在所述基底基板上层叠至少两个电极层而形成的并具有在其两侧形成的凹槽部分，其中，所述凹槽部分填充有防腐蚀成分。

Description

触摸传感器
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年1月24日提交的韩国专利申请No.10-2014-0009162且名称为“触摸传感器”的优先权，并将该申请的全部内容引入本申请中以作参考。
技术领域
本发明涉及一种触摸传感器。
背景技术
随着使用数字技术的计算机的发展，计算机辅助设备也随之得以发展，并且个人电脑、便携式发送器和其它个人专属的信息处理器通过使用各种输入设备如键盘和鼠标实现了对于文本和图案的处理。
随着信息化社会的快速进步，计算机的使用也逐渐扩大；然而，只通过使用目前作为输入设备的键盘和鼠标难以高效地操作产品。因此，对一种具有简单的结构和较少的故障以及可配置给任何设备以便简单地输入信息的设备需求逐渐增加。
另外，除了满足一般功能外，输入设备的技术已经朝着高可靠性、耐久性、创新性、设计和加工等相关技术发展。为此，触摸传感器(touch sensor)已发展为能够输入信息如文本和图案的输入设备。
这样的触摸传感器是安装在显示器显示面上的设备，如电子组织器(electronic organizer)、包括液晶显示(LCD)装置、等离子显示板(PDP)、电致发光(El)或类似的平板显示设备或阴极射线管(CRT)从而用于允许用户阅览显示器的同时选择所需信息。
另外，触摸传感器的类型可被分为电阻型、电容型、电磁型、表面声波(SAW)型和红外线型。考虑到信号放大问题、分辨率的差异、设计和加工技术的难度、光学性能、电学性能、机械性能、环境耐受性、输入特性、耐久性和经济效益，这些不同类型的触摸传感器已然改造为电子产品。目前，电阻型触摸传感器和电容型触摸传感器已经被广泛应用于各领域。
同时，如以下的现有技术文献中的专利文献所描述的触摸传感器中，已经积极进行了使用金属形成电极图案的研究。在使用金属形成电极图案的情况下，所得导电性优良，供给和需求平稳，但是存在的问题是：由于在形成电极图案的图案化处理过程中电极图案的下部的刻蚀程度的不同而导致细微图案制备难的问题，由于暴露的电极图案的耐腐蚀性而导致的可靠性降低等。
[现有技术文献]
[专利文献]
(专利文献1)JP2011-175967A1
发明内容
本发明致力于提供一种通过使用层叠结构能够提高电极图案的暴露部分的耐腐蚀性以及提高所述电极图案和透明基底基板间的粘合可靠性(adhesive reliability)的触摸传感器，其中，该传感器的电极图案由至少两种材料制得。
根据本发明的一种优选实施方式，提供的一种触摸传感器包括：基底基板；以及由金属线形成的电极图案，该金属线是通过在所述基底基板上层叠至少两个电极层而形成的并具有在其两侧形成的凹槽部分，其中，所述凹槽部分填充有防腐蚀成分。
所述金属线可以是通过在所述基底基板的一个表面依次层叠第一电极层、第二电极层以及第三电极层而形成的，使得所形成的所述第一和第三电极层的线宽大于所述第二电极层的线宽，所述凹槽部分可以形成在从所述第二电极层两侧至对应所述第一和第三电极层的线宽的区域，以及所述凹槽部分可以填充有所述防腐蚀成分。
所述防腐蚀成分可以为有机保焊剂(organic solderability preservative)。
所述金属线可以通过在所述基底基板的一个表面依次层叠第二电极层和第三电极层而形成的，可以使得所形成的第三电极层的线宽大于第二电极层的线宽，所述凹槽部分可以形成在从所述第二电极层的两侧至对应所述第三电极层的线宽的区域，以及所述凹槽部分可以填充有所述防腐蚀成分。
所述有机保焊剂可以为苯并咪唑或三氯苯。
所述第一和第三电极层可以由铜(Cu)和镍(Ni)的合金制成。
所述第二电极层可以由铜(Cu)、铝(Al)或其组合制成。
所述第三电极层可以由铜(Cu)和镍(Ni)的合金制成。
所述第二电极层可以由铜(Cu)、铝(Al)或其组合制成。
所述电极图案可以形成为由金属丝所形成的网状图案。
可以使得所形成的所述第一和第三电极层在层叠方向的厚度比所述第二电极层在层叠方向的厚度薄。
可以使得所形成的所述第三电极层在层叠方向的厚度比所述第二电极层在层叠方向的厚度薄。
所述电极图案可以包括：相互平行地形成于所述基底基板的一个表面上的第一电极图案，形成于所述基底基板的另一表面上的第二电极图案，以便与所述第一电极图案的形成方向相交叉。
所述基底基板可以包括第一和第二基底基板，并且所述电极图案可以包括：在一个方向上相互平行地形成于第一基底基板的一个表面上的第一电极图案，以及在与第一电极图案交叉的方向上相互平行地形成于所述第二基底基板的一个表面上且面向所述第一基底基板形成的第二电极图案。
所述触摸传感器还包括：密封所述金属线的防潮成分。
根据本发明的另一种优选的实施例方式，提供了一种制备触摸传感器的方法，该方法包括：依次在基底基板上层叠至少两个电极层；由两侧都具有凹槽部分的金属线形成的电极图案，所述凹槽部分是通过图案化电极层形成的；以及通过将防腐蚀成分填充在所述金属线两侧形成的凹槽部分中形成防腐蚀层。
在层叠所述电极层时，可以将第一电极层、第二电极层和第三电极层依次层叠在所述基底基板上；在形成所述电极图案时，可以使得形成金属线的所述第一和第三电极层的线宽大于所述第二电极层的线宽且从所述第二电极层两侧至对应所述第一和第三电极层的线宽的区域形成所述凹槽部分，以及在形成防腐部件时，可以将所述防腐蚀成分填充在所述凹槽部分中以形成所述防腐蚀层。
所述防腐蚀成分可以为有机保焊剂(organic solderability preservative)。
所述有机保焊剂可以为苯并咪唑或三氯苯。
附图说明
通过下面详细说明并结合附图将更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征以及有益效果，其中：
图1是根据本发明的一种优选地实施方式的触摸传感器的剖视图；
图2A和2B是根据本发明的一种优选实施方式的触摸传感器的电极图案的示意图；
图3是根据本发明的一种优选实施方式的电极图案的平面图；
图4A和4B是沿着图3的I-I’线截取的根据本发明的第一种优选实施方式的金属线形成的电极图案的剖视图；
图5A和5B是沿着图3的I-I’线截取的根据本发明的第二种优选实施方式的金属线形成的电极图案的剖视图；以及
图6A到6D是根据本发明的一种优选实施方式的制备触摸传感器的方法的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的优选实施方式作详细说明，以便于更清楚地理解本发明的目的、特征以及优势。在整个附图中，相同的标号用于表示相同或相似的部件，省略其重复的说明。另外，在下面的描述中，术语“第一”，“第二”，“一侧”，“另一侧”等用于区别特定部件与其它部件，但是这些部件的结构不应该解释为受术语的限制。另外，在本发明的说明书中，当可以确定相关技术的详细描述会模糊本发明的主旨时，其描述可以被省略。
在下文中，将参考附图详细描述根据本发明的优选实施方式的触摸传感器，其中相似的部件用相似的标号表示。
图1是根据本发明的一种优选实施方式的触摸传感器的剖视图，图2A和2B是根据本发明的一种优选实施方式的触摸传感器的电极图案的示意图；以及图3是根据本发明的一种优选实施方式的电极图案的平面图。
如图1-3中所示，根据本发明的一种优选实施方式的触摸传感器10可以包括窗基板100(window substrate100)，形成在基底基板124、125和127上的电极图案121和122，与窗基板100相对连接的传感器模块120，和显示模块140，该显示模块140展示出由于用户通过触摸传感器10的输入的输出值并且其连接在在触摸传感器10的一个表面上。
窗基板100包括中间区域R1和包围中间区域R1的边缘区域R2，该边缘区域R2设置在触摸传感器10的最外部分以便能够接受用户的触摸，并由钢化玻璃等能够作为钝化层(passivation layer)的制成，以及边框部件(bezel part)(未示出)并且电极图案121和122可以形成在窗形基板100的后表面上，因此，可以通过进行高频处理、底漆处理(primer treatment)等在窗基板100的后表面上形成表面处理层(未示出)，从而提高窗基板100与边框部件(未示出)或电极图案121和122间的粘合性。
传感器模块120可以包括基底基板124、通过在基底基板124上层叠至少两个电极层121b1、121b2和121b3而形成的电极图案121和122，以及在电极图案121和122侧面的边缘区域处形成的凹槽部分124。
基底基板124可以由具有透明度和可以输出显示模块150的图像并未特别限定为由具有规定强度的材料的任何材料制成，但是可以由聚对苯二甲酸乙醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜树脂(polyethersulpon)(PES)、环烯烃聚合物(COC)、三醋酸纤维素(TAC)膜、聚乙烯醇(PVA)膜、聚酰亚胺(PI)膜、聚苯乙烯(PS)、双轴拉伸聚苯乙烯(biaxially stretched polystyrene)(含有双轴取向PS的K树脂；BOPS)、玻璃或钢化玻璃制成。此外，基底基板120的一个表面可以形成有电极图案121和122，因此可以通过进行高频处理、底漆处理等在基底基板120的一个表面上形成表面处理层，从而提高基底基板120与电极图案121和122间的粘合性。
另外，传感器模块120可以包括i)在一个方向上相互平行地形成在基底基板124的一个表面上的第一电极图案121和在与第一电极图案交叉的方向上相互平行地形成在基底基板124的另一个表面上的第二电极图案122(参照图2A)，ii)在一个方向上相互平行地形成在第一基底基板124的一个表面上的第一电极图案121和在与第一电极图案交叉的方向上相互平行地形成在第二基底基板124的一个表面上的第二电极图案122(参照图2B)，iii)电连到第一和第二电极图案121和122的一端的电极接线123，但不限于此。
第一和第二电极图案121和122通过使用触摸的输入方式产生信号有助于使得控制单元(未示出)识别触摸坐标。而在图3中，第一电极图案121和第二电极图案122以条状图形示出，但是不限于此，并且形成第一和第二电极图案121和122的方法可以利用干法、湿法或直接图案化处理。在此，干法包括溅射、蒸发等，湿法包括浸涂、旋涂、辊涂、喷涂等，直接图案化处理是指丝网印刷(screen printing)、凹版印刷(gravure printing)、喷墨印刷(inkjet printing)等。
另外，如图3所示，第一和第二电极图案121和122可以形成为由金属线121a和121b所形成的网状图案，并且该网状图案具有多边形形状如四边形、三角形和菱形但不限于此特定形状。在此，第一和第二电极图案121和122可以由金属线121a和121b形成，该金属线通过在基底基板124上层叠至少两个电极层形成，金属线121a和121b的两侧可以形成凹槽部分124，且凹槽部分124可以填充有防腐蚀成分123，其详细说明将在下面进行描述。
粘合层110和130有助于触摸传感器10的各部件间的粘合，且可以由透明材料制成，如光学透明的粘合剂(optical clear adhesive)(OCA)以便用户毫无障碍地识别通过显示模块140的图像输出。
显示模块140通过粘合层110和130粘结到触摸传感器10的一个表面且为一种在屏幕上可视地输出数据的显示装置，可以主要是阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子显示板(PDP)、发光二极管(LED)和有机电致发光二极管(OLED)，但并不一定限定于此。
在下文中，将参照图4-6对在根据本发明的一种优选实施方式的触摸传感器中的由金属线形成的第一和第二电极图案的结构进行详细描述。
图4A和4B是沿着图3的I-I’线截取的根据本发明的第一种优选实施方式的金属线形成的电极图案的剖视图；图5A和5B是沿着图3的I-I’线截取的根据本发明的第二种优选实施方式的金属线形成的电极图案的剖视图；以及图6A到6D是根据本发明的一种优选实施方式的制备触摸传感器的方法的示意图。
根据本发明的优选实施方式的触摸传感器10的电极图案121和122可以形成为由金属线121b和121a形成的网状图案，金属线121b和121a是通过在基底基板124上依次层叠第一电极层121b1、第二电极层121b2或121a2，以及第三电极层121b3和121a3然后图案化第一、第二和第三电极层而形成的(参照图3)，且该网状图案具有多边形形状如四边形、三角形和菱形，但不限于特定形状。
然而，根据本发明的优选实施方式，形成触摸传感器10的电极图案121和122的金属线121b和121a是通过在基底基板124上依次层叠第一至第三电极层121b1、121b2和121b3或121a2和121a3，然后图案化第一、第二和第三电极层而形成的，且在图案化处理中，金属线121a和121b的两侧均露出，从而响应用户的触摸输入而进行信号传输的第二电极层121a2和121b2可能露出且可能被湿气等腐蚀。
因此，1)根据本发明第一种优选实施方式(图4A)，形成触摸传感器10的电极图案121和122的金属线121b是通过从基底基板124的一个表面上依次层叠第一电极层121b1、第二电极层121b2和第三电极层121b3而形成的，其中，使得所形成的第一和第三电极层121b1和121b3的线宽W3大于第二电极层121b2的线宽W4，凹槽部分124形成在从第二电极层121b2两侧至对应于第一和第三电极层121b1和121b3的线宽W4的区域中，防腐蚀成分123可以填充在凹槽部分124中。此外，金属线121b还可以包括防潮成分160以密封的金属线121b，其中，防潮成分160可以包括咪唑、吡咯等(图4B)。
另外，2)根据本发明第二种优选实施方式(图5A)，形成触摸传感器10的电极图案121和122的金属线121a是通过从基底基板124的一个表面上依次层叠第二电极层121a2和第三电极层121a3而形成的，其中，使得所形成的第三电极层121a3的线宽W1大于第二电极层121a2的线宽W2，凹槽部分124形成在从第二电极121a2两侧至对应第三电极层121a3的线宽W1的区域中，且防腐蚀成分123可以填充在凹槽部分124中。此外，金属线121a还可以包括防潮成分160以密封的金属线121b，其中，防潮成分160可以包括咪唑、吡咯等(图5B)。
另外，在从基底基板124的一个表面上的第一电极层121b1、第二电极层121b2或121a2以及第三电极层121a3或121b3的层叠方向上依次形成金属线121a和121b的每个厚度d1、d2和d3，使得所形成的第一电极层121b1和第三电极层121a3或121b3的厚度d1和d3比第二电极层121b2或121a2的厚度d2薄，并且使得所形成的第三电极层121a3或121b3的厚度d3与第一电极层121b1的厚度d1相同。
也就是说，如图6所示，在根据本发明优选实施方式的触摸传感器10中，1)在第一至第三电极层121b1和121b3依次层叠在基底基板124上后(图6A)，2)将干膜(DRF)感光材料等施于所述电极层上然后通过曝光和显影处理去除形成电极图案121和122的该部分的干膜感光材料等(图6B)，3)进行图案化处理，通过在第一和第三电极层121b1和121b3以及第二电极层121b2间使用不同的刻蚀速率使得所形成的第一和第三电极层121b1和121b3的线宽W1大于第二电极层的线宽W2(图6C)，4)将防腐蚀成分123填充在凹槽部分124中，该凹槽部分是形成在从第二电极层121b2两侧至对应第一和第三电极层121b1和121b3的线宽W3的区域中(图6D)，从而最大限度地减少由于潮湿等造成的第二电极层121b2的两侧的腐蚀等。
这里，1)形成于基底基板124和电极图案121和122间的第一电极层121b1能够确保电极图案121和122与基底基板124间的粘合性，2)在电极图案121和122的露出部分层叠第三电极层121b3或121a3能够防止因电极图案121和122的腐蚀而导致的导电可靠性的降低，因而第一电极层121b1和第三电极层121b3或121a3可以由铜Cu和镍Ni的合金制成，在使用具有良好导电性的铜制成的电极图案121和122时将镍包括在其中能够降低铜的可视性，3)第二电极层121a2或121b2可以由铜(Cu)、铝(Al)或其组合制成，出于导电性的考虑选择并应用了这些金属，虽然可以没有特别地限定地使用具有导电性的任何金属，考虑到用于将第一电极层121b1和第三电极层121b3或121a3连接起来的电极层间的粘合性，以及由于电极层间接触而导致的化学特性等而对金属进行选择和应用。
另外，防腐蚀成分123可以包括热固性树脂或光固化性树脂如有机保焊剂(organic solderability preservative)，且更详细地，可以包括苯并咪唑、三氯苯或与类似物，其与金属如铜(Cu)有良好粘合性(湿润性(wettability))。
如上所述，根据本发明的优选实施方式，能够提高第二电极层(Cu等)的上表面和下表面的耐腐蚀性，该第二电极层将响应用户的触摸输入而传输信号，基于的结构中触摸传感器的电极图案由在基底基板上依次层叠第一电极层(含有Ni的合金层)、第二电极层(Cu等)和第三电极层(含有Ni的合金层)而形成的金属线制成，且这些电极层由不同的材料制成，从而确保了将所述信号传输到所述触摸传感器的电极图案的可靠性。
另外，通过在露出的第二电极层的两侧形成凹槽部分并且通过用防腐蚀成分填充该凹槽部分以形成防腐蚀层，能够提高电极层两侧的耐腐蚀性以及第二电极层上表面和下表面的耐腐蚀性，这是基于采用在基底基板上采用依次层叠由不同材料制成的第一电极层(含有Ni的合金层)、第二电极层(Cu等)和第三电极层(含有Ni的合金层)，然后图案化第一、第二、第三电极层而形成的金属线，并通过该金属线形成所述电极图案的方法。
虽然为了说明目的，已经将本发明的实施方式公开，但应该理解的是，本发明不限于此，本领域的技术人员应该理解的是不脱离本发明的范围和目的的情况下可以进行各种修改、增加和替换。
因此，任何和所有修改、变型或等同方案都应落入到本发明的范围内，本发明的具体的范围由所附的权利要求书公开。

Claims (19)

1.一种触摸传感器，该触摸传感器包括：
基底基板；以及
由金属线形成的电极图案，该金属线是通过在所述基底基板上层叠至少两个电极层而形成的并具有在其两侧形成的凹槽部分，
其中，所述凹槽部分填充有防腐蚀成分。
2.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述金属线是通过在所述基底基板的一个表面依次层叠第一电极层、第二电极层以及第三电极层而形成的，
所形成的所述第一和第三电极层的线宽大于所述第二电极层的线宽，
所述凹槽部分形成在从所述第二电极层两侧至对应所述第一和第三电极层的线宽的区域中，以及
所述凹槽部分填充有所述防腐蚀成分。
3.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述防腐蚀成分为有机保焊剂。
4.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述金属线是通过在所述基底基板的一个表面依次层叠第二电极层和第三电极层而形成的，
所形成的第三电极层的线宽大于第二电极层的线宽，
所述凹槽部分形成在从所述第二电极层的两侧至对应所述第三电极层的线宽的区域中，以及
所述凹槽部分填充有所述防腐蚀成分。
5.根据权利要求3所述的触摸传感器，其中，所述有机保焊剂为苯并咪唑或三氯苯。
6.根据权利要求2所述的触摸传感器，其中，所述第一和第三电极层由铜(Cu)和镍(Ni)的合金制成。
7.根据权利要求2所述的触摸传感器，其中，所述第二电极层由铜(Cu)、铝(Al)或其组合制成。
8.根据权利要求4所述的触摸传感器，其中，所述第三电极层由铜(Cu)和镍(Ni)的合金制成。
9.根据权利要求4所述的触摸传感器，其中，所述第二电极层由铜(Cu)、铝(Al)或其组合制成。
10.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述电极图案形成为由金属线形成的网状图案。
11.根据权利要求2所述的触摸传感器，其中，所形成的所述第一和第三电极层在层叠方向的厚度比所述第二电极层在层叠方向的厚度薄。
12.根据权利要求4所述的触摸传感器，其中，所形成的所述第三电极层在层叠方向的厚度比所述第二电极层在层叠方向的厚度薄。
13.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述电极图案包括：
相互平行地形成在所述基底基板的一个表面上的第一电极图案，以及
形成在所述基底基板的另一表面上的第二电极图案，以便与所述第一电极图案的形成方向相交叉。
14.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述基底基板包括：
第一和第二基底基板，并且
所述电极图案包括：
在一个方向上相互平行地形成在第一基底基板的一个表面上的第一电极图案，以及
在与第一电极图案交叉的方向上相互平行地形成在所述第二基底基板的一个表面上且面向所述第一基底基板形成的第二电极图案。
15.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述触摸传感器还包括：
防潮成分以密封所述金属线。
16.一种制备触摸传感器的方法，该方法还包括：
依次在基底基板上层叠至少两个电极层；
通过图案化电极层，形成由具有在两侧形成的凹槽部分的金属线形成的电极图案；以及
通过将防腐蚀成分填充在所述金属线两侧形成的凹槽部分中以形成防腐蚀层。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，在层叠所述电极层时，将第一电极层、第二电极层和第三电极层依次层叠在所述基底基板上；
在形成所述电极图案时，形成金属线的所述第一和第三电极层的线宽大于所述第二电极层的线宽，且从所述第二电极层两侧至对应所述第一和第三电极层的线宽的区域形成所述凹槽部分，以及
在形成防腐蚀成分时，将所述防腐成分填充在所述凹槽部分中以形成所述防腐蚀层。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述防腐蚀成分为有机保焊剂。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述有机保焊剂为苯并咪唑或三氯苯。
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