電容式觸摸屏傳感器和對(duì)應(yīng)的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電容式觸摸屏傳感器和對(duì)應(yīng)的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電容類(lèi)觸摸屏傳感器中，將行和列上的透明導(dǎo)電電極圖案化并通過(guò)電介質(zhì)耦 接，以獲得電極矩陣。在這個(gè)方面，使用透明導(dǎo)電材料（諸如氧化銦錫（ΙΤ0)、氧化銦鋅 (IZO)、銀的圖案等）的圖案來(lái)形成電極。對(duì)于高品質(zhì)觸摸傳感器來(lái)說(shuō)，重要的是實(shí)現(xiàn)電極 特征結(jié)構(gòu)的高透射率、高導(dǎo)電性和低可見(jiàn)度。
[0003] 在典型的圖案化工藝中，從基板蝕刻掉導(dǎo)電材料，同時(shí)將導(dǎo)電材料的期望圖案保 留在基板上以創(chuàng)建電極矩陣。在圖案化工藝之后，圖案通常變得對(duì)肉眼可見(jiàn)。為了降低圖案 的可見(jiàn)度，可以適當(dāng)?shù)姆绞竭x擇用于制造電容式觸摸屏傳感器的材料的折射率來(lái)獲得較低 的可見(jiàn)度。然而，這種方法是昂貴的并且需要對(duì)材料組成、厚度和工藝控制進(jìn)行精確控制。
[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種電容式觸摸屏傳感器和對(duì)應(yīng)的制造方法，以解決現(xiàn)有 技術(shù)的問(wèn)題中的至少一個(gè)問(wèn)題并且/或者向公眾提供可用的選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種電容式觸摸屏傳感器，該電容式觸摸 屏傳感器包括：（i)驅(qū)動(dòng)電極陣列；（ii)感測(cè)電極陣列，該感測(cè)電極陣列通過(guò)電介質(zhì)層與該 驅(qū)動(dòng)電極陣列分開(kāi)，每個(gè)感測(cè)電極與每個(gè)驅(qū)動(dòng)電極偏移以限定相應(yīng)的重疊區(qū)域和第一不重 疊區(qū)域；和（iii)多個(gè)非電連接電極，每個(gè)非電連接電極被布置成對(duì)應(yīng)于每個(gè)第一不重疊 區(qū)域并且通過(guò)周邊間隙與相鄰驅(qū)動(dòng)電極或感測(cè)電極間隔開(kāi)。周邊間隙具有約IOOum或更小 的寬度。
[0006] 在該實(shí)施例中，每個(gè)驅(qū)動(dòng)電極和感測(cè)電極均連接到電源。包括驅(qū)動(dòng)電極和感測(cè)電 極的層在本文中有時(shí)被稱(chēng)為電連接層。
[0007] 在該實(shí)施例中，非電連接電極意味著這些電極不是電連接的或者它們是電隔離/ 導(dǎo)電隔離的。
[0008] 在此類(lèi)布置的情況下，其提供了降低驅(qū)動(dòng)電極陣列和感測(cè)電極陣列兩個(gè)陣列的電 極圖案可見(jiàn)度的更可靠方式。實(shí)際上，已發(fā)現(xiàn)此類(lèi)布置在以下方面提供了最佳結(jié)果：降低圖 案可見(jiàn)度但還確保非電連接電極不妨礙電連接電極的操作。
[0009] 在至少一個(gè)實(shí)施例中，寬度可在20um和IOOum之間。更優(yōu)選地，寬度可為約30um。 此外，可將驅(qū)動(dòng)電極陣列和感測(cè)電極陣列布置在同一基板的相背對(duì)的第一表面和第二表面 上。進(jìn)而可將多個(gè)非電連接電極布置在相背對(duì)的表面中的一個(gè)表面上。另選地，可將多個(gè) 非電連接電極布置在相背對(duì)的兩個(gè)表面上。
[0010] 可將多個(gè)非電連接電極與驅(qū)動(dòng)電極陣列布置在同一表面上，并且多個(gè)非電連接電 極中的至少一些非電連接電極可包括可與對(duì)應(yīng)的感測(cè)電極對(duì)準(zhǔn)的補(bǔ)充部分。另選地，可將 多個(gè)非電連接電極與感測(cè)電極陣列布置在同一表面上，并且多個(gè)非電連接電極中的至少一 些非電連接電極可包括可與對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電極對(duì)準(zhǔn)的補(bǔ)充部分。
[0011] 在至少一個(gè)實(shí)施例中，可將驅(qū)動(dòng)電極陣列和感測(cè)電極陣列布置在不同基板的表面 上。另外，可將多個(gè)非電連接電極布置在一個(gè)表面上，或任選地可將多個(gè)非電連接電極布置 在這兩個(gè)表面上。此外，可將多個(gè)非電連接電極與驅(qū)動(dòng)電極陣列布置在同一表面上，并且多 個(gè)非電連接電極中的至少一些非電連接電極可包括可與對(duì)應(yīng)的感測(cè)電極對(duì)準(zhǔn)的補(bǔ)充部分。
[0012] 在至少一個(gè)實(shí)施例中，可將多個(gè)非電連接電極與感測(cè)電極陣列布置在同一表面 上，并且多個(gè)非電連接電極中的至少一些非電連接電極可包括可與對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電極對(duì)準(zhǔn)的 補(bǔ)充部分。
[0013] 每個(gè)非電連接電極可總體具有X形形狀，其中周邊間隙被構(gòu)造成將總體X形非電 連接電極與相鄰驅(qū)動(dòng)電極或感測(cè)電極間隔開(kāi)。
[0014] 驅(qū)動(dòng)電極和感測(cè)電極以及非電連接電極可包含下列中的一種或多種：氧化鋅 (ZnO)、氧化錫（II) (SnO)、氧化銦（InO)、石墨烯、氧化銦鋅（IZO)和氧化銦錫（ITO)。優(yōu)選 地，驅(qū)動(dòng)電極陣列和感測(cè)電極陣列之間的間隔距離為約50至175um。
[0015] 在至少一個(gè)實(shí)施例中，非電連接電極包括彼此間隔開(kāi)的多個(gè)分段的非電連接電 極。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供了一種電容式觸敏裝置，該電容式觸敏裝置 包括如上所述的電容式觸摸屏傳感器。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明提供了一種制造電容式觸摸屏傳感器的方法，該 方法包括：（i)形成驅(qū)動(dòng)電極陣列；（ii)形成感測(cè)電極陣列，該感測(cè)電極陣列通過(guò)電介質(zhì)層 與驅(qū)動(dòng)電極陣列分開(kāi)，每個(gè)感測(cè)電極與每個(gè)驅(qū)動(dòng)電極偏移以限定相應(yīng)的重疊區(qū)域和第一區(qū) 域；以及（iii)形成多個(gè)非電連接電極，其中每個(gè)非電連接電極被布置成對(duì)應(yīng)于每個(gè)第一 不重疊區(qū)域并且通過(guò)周邊間隙與相鄰驅(qū)動(dòng)電極或感測(cè)電極間隔開(kāi)。周邊間隙具有約IOOum 或更小的寬度。
[0018] 應(yīng)當(dāng)理解，與本發(fā)明的一個(gè)方面相關(guān)的特征結(jié)構(gòu)也可適用于本發(fā)明的其它方面。
[0019] 參考下文描述的實(shí)施例將會(huì)使本發(fā)明的這些和其它方面顯而易見(jiàn)并得到闡明。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 下文參考附圖公開(kāi)了本發(fā)明的實(shí)施例，其中：
[0021] 圖Ia和圖Ib分別示出現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動(dòng)電極陣列和感測(cè)電極陣列，并且圖Ic是由 圖Ia的驅(qū)動(dòng)電極陣列和圖Ib的感測(cè)電極陣列形成的現(xiàn)有技術(shù)矩陣傳感器；
[0022] 圖Id是圖Ic的現(xiàn)有技術(shù)矩陣傳感器的部分A的放大視圖；
[0023] 圖2是部分A沿圖Id的方向BB的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0024] 圖3a是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的具有非電連接電極的矩陣傳感器的一部分的 放大視圖，并且圖3b是圖3a中所示矩陣傳感器的一部分的進(jìn)一步放大視圖；
[0025] 圖4a和圖4b是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電容式觸摸傳感器的第一電連接層和 第二電連接層的放大平面圖，該電容式觸摸傳感器包括非電連接電極和非電連接電極補(bǔ)充 部分；
[0026] 圖5a和圖5b是描繪分別在圖3a和圖4a的實(shí)施例之后進(jìn)行建模的測(cè)試矩陣傳感 器的各層的放大的橫截面?zhèn)纫晥D；并且
[0027] 圖6a至圖6c示出與圖3a和圖4a/4b所示的那些比較的非電連接電極的變型形 式。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 圖Ia和圖Ib分別示出本領(lǐng)域中已知的驅(qū)動(dòng)電極陣列100和感測(cè)電極102陣列。 驅(qū)動(dòng)電極100陣列包括水平布置的多行導(dǎo)電墊106,并且每一橫行的導(dǎo)電墊106與相鄰橫行 的導(dǎo)電墊106等距間隔開(kāi)。每個(gè)導(dǎo)電墊106總體具有菱形的形狀。另外，每一橫行中的導(dǎo) 電墊106電連接到導(dǎo)電驅(qū)動(dòng)線108。
[0029] 感測(cè)電極102陣列包括豎直布置的多列導(dǎo)電墊109,導(dǎo)電墊109通過(guò)導(dǎo)電感測(cè)線 110彼此連接。即，感測(cè)電極102陣列與驅(qū)動(dòng)電極100陣列不同，因?yàn)榍罢?02包括豎直布 置的多列導(dǎo)電墊109,而后者包括水平布置的多行導(dǎo)電墊106。豎直布置的列和水平布置的 行通常相對(duì)于彼此正交取向。應(yīng)當(dāng)理解，感測(cè)電極102陣列的導(dǎo)電墊109和感測(cè)電極102陣 列的驅(qū)動(dòng)線108在結(jié)構(gòu)上類(lèi)似于驅(qū)動(dòng)電極100陣列的導(dǎo)電墊106和驅(qū)動(dòng)電極100陣列的感 測(cè)線110。在該實(shí)施例中，導(dǎo)電墊106、導(dǎo)電墊109、驅(qū)動(dòng)線108和感測(cè)線110是由氧化銦錫 (ITO)形成的。然而，應(yīng)當(dāng)理解，還可使用其它合適的材料，例如氧化鋅（ZnO)、氧化錫（II) (SnO)、氧化銦（InO)、氧化銦鋅（IZO)和石墨稀。
[0030] 圖Ic是由驅(qū)動(dòng)電極100陣列和感測(cè)電極102陣列形成的現(xiàn)有技術(shù)矩陣傳感器 104 (或更一般地，電容式觸摸屏傳感器），驅(qū)動(dòng)電極100陣列和感測(cè)電極102陣列覆蓋在彼 此上方且彼此分開(kāi)，以形成可用于電容式觸敏裝置（例如，智能電話(huà)或平板電腦等）的屏幕 的電容式觸摸傳感器區(qū)域。應(yīng)當(dāng)理解，驅(qū)動(dòng)電極100陣列和感測(cè)電極102陣列電連接到控 制電路（未示出），該控制電路用于處理從驅(qū)動(dòng)電極100和感測(cè)電極102接收的信號(hào)。
[0031] 應(yīng)當(dāng)理解，存在多種制造矩陣傳感器104的方式。例如，驅(qū)動(dòng)電極100陣列和感測(cè) 電極102陣列可在同一基板的相背對(duì)的表面上形成。在這種情況下，可使用柔性的透明基 板諸如PET并且將其圖案化以形成驅(qū)動(dòng)電極陣列和感測(cè)電極陣列?？墒褂糜湍∷⒑陀湍?提