具有改善的可視度的電容式觸控面板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電容式觸控面板以及制造該電容式觸控面板的方法，其中，該電容式觸控面板包括第一透明基板，其中在該第一透明基板中，在該第一透明基板的下側(cè)上形成上部透明電極和上部金屬互連電極；透明粘合部；以及第二透明基板，其中在該第二透明基板中，在該第二透明基板的上側(cè)上形成下部透明電極和下部金屬互連電極。具體而言，由于昂貴的ITO透明電極被例如CNT和石墨烯的導(dǎo)電材料所取代并且該觸控面板具有特定結(jié)構(gòu)的電極圖案，因此本發(fā)明提供了一種具有優(yōu)異可視度的電容式觸控面板。
【專利說明】具有改善的可視度的電容式觸控面板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電容式觸控面板，并且具體而言涉及一種使用涂覆有導(dǎo)電組合物的圖案化的透明電極以改善可視度的電容式觸控面板。
【背景技術(shù)】
[0002]使用銦錫金屬氧化物(ITO)的傳統(tǒng)電容式觸控面板由于在上側(cè)上的感應(yīng)圖案與下側(cè)上的工作圖案之間的重疊而具有可視度差的問題。進(jìn)一步地，雖然以平行的方式布置上部金屬互連電極和下部金屬互連電極以降低電阻，但是在平行電路部分中的過度增加降低了總電阻并且因此能使得觸控靈敏度變差。此外，如果用碳納米管(CNT)或者石墨烯(graphene)替代ITO透明電極，則這種問題變得更加嚴(yán)重并且其可視度還可能由于這種材料的固有性能而變差。
[0003]因此，需要一種電極圖案結(jié)構(gòu)，其使用例如CNT或者石墨烯的導(dǎo)電材料作為ITO透明電極的替代物同時(shí)確保高可視度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種電容式觸控面板，其使用例如CNT或者石墨烯的導(dǎo)電材料作為昂貴的ITO透明電極的替代物，并且具有特定結(jié)構(gòu)的電極圖案，因而提供了高可視度。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，電容式觸控面板包括:在其下表面上具有上部透明電極和上部金屬互連電極的第一透明基板；透明粘合部；以及在其上表面上具有下部透明電極和下部金屬互連電極的第二透明基板，其中，所述下部透明電極包括導(dǎo)電組合物。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種制造電容式觸控面板的方法包括:在第一透明基板的下表面上形成上部透明電極和上部金屬互連電極；在第二透明基板的上表面上形成下部透明電極和下部金屬互連電極；并且結(jié)合該第一透明基板和該第二透明基板，其中，該下部透明電極包括導(dǎo)電組合物。
_7] 有益.效果
[0008]本發(fā)明的電容式觸控面板使用了比ITO透明電極相對廉價(jià)的導(dǎo)電材料并且具有帶有特定結(jié)構(gòu)的電極圖案，因而具有高可視度以及成本競爭力。
[0009]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，可以制造具有高抗沖擊性和低總電阻的透明電極的電容式觸控面板。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電容式觸控面板的橫截面視圖。
[0011]圖2 (a)和圖2 (b)示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的上部透明電極120的圖案。
[0012]圖3 (a)和圖3 (b)示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的下部透明電極140的圖案。
[0013]圖4 (a)和圖4 (b)示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的上部透明電極120和下部透明電極140的重疊形狀。
[0014]圖5示出了根據(jù)創(chuàng)造性示例和比較示例的依賴于波長的光譜透射率的曲線圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0015]結(jié)合附圖從以下實(shí)施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明上面的和其他的特征以及益處將會(huì)變得顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解的是:本發(fā)明并限于以下實(shí)施例并且本發(fā)明可以以不同的方式體現(xiàn)，并且為完全公開以及被本領(lǐng)域技術(shù)人員徹底理解本發(fā)明而提供了實(shí)施例。僅由權(quán)利要求限定本發(fā)明的范圍。在發(fā)明書中，類似的參考標(biāo)號(hào)將表示類似的組件。
[0016]下文中，參考附圖更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電容式觸控面板。
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電容式觸控面板的橫截面視圖。
[0018]所述電容式觸控面板包括在其下表面上具有上部透明電極120和上部金屬互連電極的第一透明基板110 ;透明粘合部130 ;以及在其上表面上具有下部透明電極140和下部金屬互連電極的第二透明基板150。在此處，該下部透明電極可以包括導(dǎo)電組合物。
[0019]第一透明基板110或者第二透明基板150包括玻璃、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯奈(PEN)、聚酰亞胺(PI)以及丙烯酸(arcyl)中的至少一種。
[0020]該玻璃是鋼化玻璃，該鋼化玻璃是通過在接近其軟化點(diǎn)的500攝氏度至600攝氏度溫度處對成型的平板玻璃進(jìn)行加熱并且使用壓縮冷空氣對該平板玻璃進(jìn)行淬火以壓縮該玻璃的表面并向其內(nèi)部施加拉伸應(yīng)變而制成的。該鋼化玻璃所具有的高抗彎強(qiáng)度是普通玻璃抗彎強(qiáng)度的3至5倍，具有的高抗沖擊性是普通玻璃抗沖擊性的3至8倍，并且改善了耐熱性。因此，該鋼化玻璃能夠有助于改善觸控面板的耐用性。
[0021]在第一透明基板110和第二透明基板150 二者都由玻璃形成的情形下，第一透明基板和第二透明基板能夠抵抗在上部透明電極120和下部透明電極140應(yīng)用于其時(shí)的高溫，由此，能夠獲得低阻抗透明電極。
[0022]第一透明基板110或者第二透明基板150可以由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。
[0023]PET膜被雙向定向并且因此在耐熱性和制造成本方面具有多種益處。
[0024]當(dāng)PET膜用于形成第一透明基板110或者第二透明基板150時(shí)，在大約100攝氏度處制備PET膜。
[0025]雖然其他材料例如PEN、P1、丙烯酸等也可以用于制備第一透明基板110或者第二透明基板150，但是在操作穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性、雜質(zhì)抗沉淀等方面，期望的是第一透明基板110和第二透明基板150 二者都應(yīng)該由玻璃形成。
[0026]上部透明電極120可以包括銦錫氧化物(ITO)或者導(dǎo)電聚合物。透明電極指的使第一透明基板Iio和第二透明基板150維持透明并且賦予其導(dǎo)電性的薄膜電極。也就是說，透明電極是可以包括例如導(dǎo)電聚合物或者導(dǎo)電顆粒的ITO或者替代物的透明導(dǎo)電膜。導(dǎo)電聚合物的示例可以包括聚乙炔(polyacetylene)、聚卩比咯(polypyrrole)、聚苯胺(polyaniline)以及聚噻吩(polythiophene)。
[0027]在本發(fā)明中，下部透明電極140可以包括導(dǎo)電組合物。在本發(fā)明中，導(dǎo)電組合物可以包括碳納米管(CNT)或者石墨烯。由于這些物質(zhì)比ITO相對廉價(jià)和高導(dǎo)電性，因此這些物質(zhì)是有利的。[0028]透明粘合部130設(shè)置在第一透明基板110和第二透明基板150之間以將第一基板110結(jié)合到第二透明基板150。由于電容式觸控面板100使用透明粘合部130，因此像在阻抗性膜式觸控面板中一樣,在電容式觸控面板100中不產(chǎn)生空氣夾層，并且電容式觸控面板100具有顯著減少的界面反射并且由于干涉而不遭受眩光或者非均勻性。透明粘合部130可以由光學(xué)透明膠(OCA)形成。當(dāng)使用具有高介電常數(shù)的OCA時(shí)，在兩個(gè)電極之間的電壓差增加，因而提供了強(qiáng)電場。
[0029]參考圖2 (a)和圖2 (b)，上部透明電極120包括菱形圖案121a、121b以及設(shè)置在該菱形圖案之間以連接該菱形圖案的上部連接件122a和122b。下部透明電極140包括多邊形圖案141a、141b以及設(shè)置在該多邊形圖案之間以連接該多邊形圖案的下部連接件142a 和 142b。
[0030]在菱形圖案121a、121b中形成上部透明電極120，該菱形圖案121a、121b通過設(shè)置在其間的下部連接件142a和142b彼此連接。此外，參考圖3 (a)和圖3 (b)，在多邊形圖案141a、141b中形成下部透明電極140，該多邊形圖案141a、141b通過設(shè)置在其間的下部連接件142a和142b彼此連接。
[0031]上部連接件122a和122b通過彼此連接比如菱形形狀的頂點(diǎn)來連接以恒定間隔布置的菱形圖案。下部連接件142a和142b是位于鄰接的連續(xù)布置的多邊形圖案之間的共有表面。
[0032]通過在縱向以規(guī)律的間隔布置多個(gè)菱形圖案121a、121b來形成上部透明電極120，其中，每一個(gè)菱形圖案在縱向拉長。也就是說，通過菱形圖案121a、121b形成該上部透明電極120，該菱形圖案121a、121b在第一透明基板110的前部區(qū)域上在縱向上彼此平行布置，并且在縱向上通過上部連接件122a和122b使彼此電連接。
[0033]在上部透明電極120上形成菱形圖案121a、121b可以增加從下部透明電極140發(fā)射的電場強(qiáng)度。
[0034]通過連續(xù)布置多個(gè)多邊形圖案141a、141b來形成下部透明電極140，每個(gè)多邊形圖案141a、141b在橫向拉長。也就是說，在第二透明基板150的背部區(qū)域上，下部透明電極140垂直于上部透明電極120，并且通過多邊形圖案141a、141b形成下部透明電極140，該多邊形圖案141a、141b被設(shè)置為在橫向上彼此平行并且在橫向上由下部連接件142a和142b彼此電連接。
[0035]根據(jù)設(shè)計(jì)條件，下部透明電極140可以具有多種多邊形形狀，例如三角形、矩形、五邊形、六邊形、八邊形，以及其他成角形狀。向上部透明電極120的上部金屬互連電極提供的菱形圖案的對角線長度可以依據(jù)向下部透明電極120的下部金屬互連電極提供的多邊形圖案而變化。
[0036]在本發(fā)明的電容式觸控面板中，上部透明電極120可以具有比下部透明電極140更小的面積。與由ITO形成的上部透明電極120相比，涂覆有導(dǎo)電材料的下部透明電極140在厚度調(diào)整方面是不利的，并且在形成下部透明電極140期間所處理的表面和未被處理的表面之間在可視度上存有差異。因此，期望處理的面積盡可能的小。
[0037]圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的上部透明電極120和下部透明電極140的重疊的形狀。在本發(fā)明中，上部透明電極140的菱形圖案121a、121b和下部透明電極140的多邊形圖案141a、141b可以彼此不重疊。然而，期望的是在這種布置中，上部連接件122a、122b和下部連接件142a、142b彼此重疊，以使得上部透明電極和下部透明電極彼此電連接。當(dāng)在上部透明電極120與下部透明電極140之間的交叉面積很小時(shí)，能夠限制由于連續(xù)等同圖案的簡單重復(fù)而發(fā)生的莫爾(moire)現(xiàn)象并且能夠降低總電阻。
[0038]進(jìn)一步地，通過如圖4中所示的電極圖案，由導(dǎo)電組合物組成的下部透明電極還可以具有改善的可視度并且電極圖案可以在多個(gè)點(diǎn)處適當(dāng)?shù)靥幚碛|控動(dòng)作。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，制造電容式觸控面板的方法包括:在第一透明基板110的下表面上形成上部透明電極120和上部金屬互連電極；在第二透明基板150的上表面上形成下部透明電極140和下部金屬互連電極；以及將第一透明基板結(jié)合到第二透明基板，其中，下部透明電極包括導(dǎo)電組合物。
[0040]為了提供根據(jù)本發(fā)明的觸摸屏的透明電極結(jié)構(gòu)，通過包括化學(xué)氣相沉積(CVD)或者等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)、噴射涂覆(spraying coating)、空氣噴射涂覆(air-jet coating)、凹印涂覆(gravure offset coating)、方定轉(zhuǎn)篩涂覆(rotary screencoating)、絲網(wǎng)印刷涂覆(silkscreen coating)的方法中的任意一種，分別在第一透明電極110和第二透明電極150的下表面和上表面上形成上部透明電極120和下部透明電極140，這根據(jù)形成透明電極材料的種類可以適當(dāng)?shù)剡x擇。
[0041]當(dāng)上部透明電極120由ITO膜形成時(shí)，通常使用等離子體放電濺射。在濺射時(shí)，在使用真空裝置生成的真空中，向成膜材料即靶材施加高壓。隨后，形成電離的惰性氣體撞擊靶材表面，隨后將從靶材上移除的材料沉積到基板上，從而在基板上形成膜。濺射在長期處理中(在流動(dòng)方向)就橫向均勻性和穩(wěn)定性方面顯示了優(yōu)異性能并且因此適于長期以及穩(wěn)定的寬膜制造。
[0042]當(dāng)下部透明電極140由CNT膜或者導(dǎo)電聚合物形成時(shí)，由空氣噴射印刷(air jetprinting)、噴射印刷(spray printing)、圓網(wǎng)印花(rotary screen printing)、絲網(wǎng)印刷(silkscreen printing)等預(yù)先形成圖案的下部透明電極140可以被放置在第二透明基板上。隨后，可以通過激光蝕 刻形成具有多邊形圖案的下部透明電極。如上所述，下部透明電極具有盡可能小的蝕刻面積。
[0043]在第一透明基板110和第二透明基板150上形成并且圖案化透明電極之后，在第一透明基板110和第二透明基板150上在不包括顯示屏區(qū)域的區(qū)域上形成金屬互連電極以最小化電極的電阻。如果金屬互連電極具有像信號(hào)線那樣的寬布線面積，則能夠與電容式觸控面板一起使用的顯示的有效面積可能是小的。因此有利的是，金屬線具有盡可能小的線寬。
[0044]可以由典型的卷對卷印刷或者噴墨印刷、空氣噴射印刷、噴射印刷、膠版印刷(offset printing)、[H]片反月交￡口(gravure offset printing)、反向月交￡口(reverse offsetprinting)、圓網(wǎng)印花等形成上部金屬電極和下部金屬電極。上部金屬互連電極和下部金屬互連電極中的每一個(gè)可以具有100微米或者更小的厚度?？梢酝ㄟ^涂覆或者沉積包括銅、鎳、鋁、鉻、鑰、銀和金的基本材料中的至少一種形成上部金屬互連電極和下部金屬互連電極。
[0045]軋輥印花是一種輥?zhàn)友鼗逍D(zhuǎn)以使得附著在輥?zhàn)颖砻娴牟牧媳晦D(zhuǎn)印到基板的方法。使用這種軋輥印花方法能夠消除例如光刻的復(fù)雜過程并且可以最小化金屬互連電極的線寬。[0046]在例如噴墨印刷、空氣噴射印刷以及噴射印刷的印刷技術(shù)中，通過噴嘴噴射導(dǎo)電油墨以形成金屬互連。印刷技術(shù)可以在簡單、廉價(jià)的制程中并且具有最低限度的材料消耗的情形下更精確地形成互連電極。因此，可以在形成金屬互連電極時(shí)最小化線寬。
[0047]通過為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的任意方法可以將第一透明基板與第二透明基板
結(jié)合在一起。
[0048]本發(fā)明并非限制在附圖中示出的實(shí)施例，并且應(yīng)該僅通過所附權(quán)利要求及其等同體限制本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該了解的是，在不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍下，可以實(shí)施多種修改、變化、替換、以及等同的實(shí)施例。
[0049]示例
[0050]制備:第一透明基板，其包括具有上部菱形圖案121a的上部透明電極和由絲網(wǎng)印刷形成的上部金屬互連電極；以及第二透明基板，其包括具有下部多邊形圖案141a的下部透明電極和由絲網(wǎng)印刷形成的下部金屬互連電極。隨后通過經(jīng)由OCA (丙烯醛基類型)使彼此結(jié)合的上部透明電極和下部透明電極，使用真空層壓機(jī)(型號(hào)N0.LMSl 10 X 150, NPC)制備電容式觸控面板?！?br> [0051]比較示例
[0052]如在示例中，除下部透明電極具有菱形圖案121a之外，使用相同方式制造電容式觸控面板。
[0053]<實(shí)驗(yàn)性示例>_電容式觸控面板的可視度評估
[0054]將在示例中和比較示例中制備的每個(gè)電容式觸控面板切割成具有IOX 10(寬度X高度)尺寸的樣品，繼而使用UV-Vis光譜透射率檢測儀(Shimadzu有限公司)進(jìn)行關(guān)于在上部透明電極和下部透明電極之間的重疊區(qū)域和非重疊區(qū)域處的光線的透射率的評估。
[0055]此處，如下評估可視度。測量處于上部透明電極和下部透明電極之間的重疊區(qū)域和非重疊區(qū)域的光線的透射率，差值小于0.5%被評估為高可視度，并且差值為0.5%或者更大則被評估為低可視度。
[0056]進(jìn)一步地，使用電阻檢測儀(可向VITRON有限公司購買)針對示例和比較示例來測量電阻線性(均勻性)。具體而言，當(dāng)跨模塊的兩端施加5V的直流電壓時(shí)，在縱向上制造示例和比較示例的電容式觸控面板并且獲得依賴于距離的電壓變化中的差值(Λ E)。
[0057]此處，由于上部透明電極的沖擊(觸控)而產(chǎn)生朝下部透明電極的電場。其被評估以使得當(dāng)可以容易地感知沖擊強(qiáng)度時(shí)透明電極圖案具有良好的性能。也就是說，當(dāng)針對來自沖擊位置的距離的電壓變化很小并且線性通過電壓增加時(shí)，對于沖擊位置的感知率被評估為良好。
[0058]表I
[0059]
【權(quán)利要求】
1.一種電容式觸控面板，包括: 在其下表面上具有上部透明電極和上部金屬互連電極的第一透明基板； 透明粘合部；以及 在其上表面上具有下部透明電極和下部金屬互連電極的第二透明基板； 其中，所述下部透明電極包括導(dǎo)電組合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式觸控面板，其中，所述導(dǎo)電組合物包括碳納米管(CNT)或者石墨烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式觸控面板，其中，所述上部透明電極包括菱形圖案和布置在所述菱形圖案之間以連接所述菱形圖案的上部連接件，所述下部透明電極包括多邊形圖案和布置在所述多邊形圖案之間以連接所述多邊形圖案的下部連接件，并且所述上部透明電極比所述下部電極具有更小的面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式觸控面板，其中，所述上部透明電極包括菱形圖案和布置在所述菱形圖案之間以連接所述菱形圖案的上部連接件，所述下部透明電極包括多邊形圖案和布置在所述多邊形圖案之間以連接所述多邊形圖案的下部連接件，并且所述上部透明電極的菱形圖案與所述下部透明電極的多邊形圖案彼此不重疊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式觸控面板，其中，所述第一透明基板或者所述第二透明基板包括玻璃、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯奈(PEN)、聚酰亞胺(PI)以及丙烯酸(arcyl)中的至少一種。
6.一種制造電容式觸控面板的方法，包括: 在第一透明基板的下表面上形成上部透明電極和上部金屬互連電極； 在第二透明基板的上表面上形成下部透明電極和下部金屬互連電極；以及 將所述第一透明基板結(jié)合到所述第二透明基板；其中 所述下部透明電極包括導(dǎo)電組合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述導(dǎo)電組合物包括碳納米管(CNT)或者石墨烯。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述上部透明電極包括菱形圖案和布置在所述菱形圖案之間以連接所述菱形圖案的上部連接件，所述下部透明電極包括多邊形圖案和布置在所述多邊形圖案之間以連接所述多邊形圖案的下部連接件，并且所述上部透明電極比所述下部透明電極具有更小的面積。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述上部透明電極包括菱形圖案和布置在所述菱形圖案之間以連接所述菱形圖案的上部連接件，所述下部透明電極包括多邊形圖案和布置在所述多邊形圖案之間以連接所述多邊形圖案的下部連接件，并且所述上部透明電極的菱形圖案與所述下部透明電極的多邊形圖案彼此不重疊。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述第一透明基板或者所述第二透明基板包括玻璃、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯奈(PEN)、聚酰亞胺(PI)以及丙烯酸(arcyl)中的至少一種。
【文檔編號(hào)】G06F3/044GK103443753SQ201280009008
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月4日
【發(fā)明者】芮圣勛, 鄭龍培, 金仁淑, 李敏熙, 趙靖 申請人:樂金華奧斯有限公司