偏振器电阻式触摸屏的制作方法
【专利摘要】触摸屏结构可以具有由偏振膜或分析器组成的单元上(on?cell)电阻式触摸传感器。所述偏振膜具有通过至少一个母板印刷于其上的第一高分辨率栅格图案，并且带有第二高分辨率图案的第二柔性光学各向同性的透明基材也可以被使用，并且被组装到所述第一图案。所述图案被镀有传导性材料并且被组装，从而当所述基材受压时，所述第一传导图案和第二传导图案啮合。
【专利说明】偏振器电阻式触摸屏
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求享有于2011年10月25日提交的美国临时专利申请N0.61/551，124的优先权(Attorney Docket N0.2911-02500);其通过参照并入本文中。
【背景技术】
[0003]触摸敏感的显示器，诸如在便携式和固定式电子设备上发现的那些，可以是电阻式触摸屏。当手指、触针或其它附件的压力应用到电阻式触摸屏时，涂有电阻材料的两个柔性基材被压在一起，并且分别位于两个基材上的水平线和垂直线接触，触摸位置被注册。
【发明内容】
[0004]在一个实施方案中，用于制造电阻式触摸传感器电路的方法包括:通过第一母板利用第一油墨在基材的第一侧上印刷第一图案，以及其中所述第一图案包括第一多条线；在所述第一图案上沉积至少一个传导性材料层，其中所述层通过无电镀沉积；通过第二母板利用第二油墨在所述第一基材的所述第一侧上印刷第二图案，以及其中所述第二图案包括第二多条线；在所述第二图案上沉积所述至少一个传导性材料层，其中所述层通过无电镀沉积；通过第三母板利用第三油墨在所述第一或所述第二图案中的至少一个上印刷多个隔尚点。
[0005]在一个实施方案中，电阻式触摸传感器包括:第一基材和第二基材，其中所述第一基材包括偏振膜，其中通过第一母板在所述第一基材的第一侧上印刷第一多条线，以及其中通过第二母板在所述第一基材的所述第一侧上印刷一组隔离物；其中所述第二基材包括光学各向同性的透明膜，其中通过第三母板在所述第二基材的第一侧上印刷第二多条线；其中所述第一基材和第二基材各自包括沿着包含所述第一多条线和第二多条线的所述第一侧的表面平面的X和y轴；其中所述第一多条线沿着所述第一基材的X轴印刷，以及其中所述第二多条线沿着所述第二基材的y轴印刷；通过无电镀镀敷所述第一多条线和第二多条线；以及粘合促进剂，其中所述粘合促进剂被布置在所述第一基材的第一侧和所述第二基材的第一侧之间，以及其中所述第一基材和第二基材被组装以形成χ-y栅格。
[0006]在一个实施方案中，一种显示器系统包括:液晶显示器单元；电阻式触摸传感器，所述电阻式触摸传感器包括内表面和外表面，其中所述内表面被布置到第二玻璃基材上；其中所述电阻式触摸传感器还包括含有第一组传导线、偏振膜、多个隔离点的第一基材以及含有第二组传导线的第二基材；以及其中利用胶版印刷法印刷所述第一组印刷线和第二组印刷线，以及其中在无电镀法中采用传导性材料镀敷所述第一组印刷线和第二组印刷线。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]现在将参照附图详细地说明本发明的示例性实施方案，其中:
[0008]图1为触摸屏结构的一个实施方案的示意图。[0009]图2为一个供选实施方案的触摸屏结构。
[0010]图3A-3C为柔性母板图案的实施方案的等角透视图和截面图。
[0011]图4A-4B为柔性母板图案的实施方案的顶视图。
[0012]图5A-5B为电阻式触摸传感器的实施方案的等角透视图和截面图。
[0013]图6例示了制造触摸传感器制造过程的方法的一个实施方案。
[0014]图7A-7B为高精度油墨计量系统的方法的实施方案。
[0015]图8A-8B例示了具有隔离物的印刷触摸传感器电路的顶视图。
[0016]图9示出了黑色矩阵和触摸传感器的顶视图。
[0017]图10例示了触摸屏结构的等角透视图的实施方案。
[0018]图11为制造电阻式触摸屏传感器的方法的实施方案。
【具体实施方式】
[0019]以下讨论涉及本发明的各种实施方案。尽管这些实施方案中的一个或多个可以是优选的，但所公开的实施方案不应当被解释为或者作为对包括权利要求书的本文范围的限制。另外，本领域技术人员将理解以下描述具有广义的应用，并且对任何实施方案的讨论仅仅意味着是对该实施方案的举例说明，并非希望宣布包括权利要求书的本文范围被局限于该实施方案。
[0020]触摸屏显示器可以包括液晶显示器单元和电阻式触摸传感器，其中所述液晶显示器单元包括发光系统，其中所述发光系统包括光源、增强膜、至少一个光导、至少一个扩散板、布置在所述光源上的第一玻璃基材、布置在所述第一玻璃基材上的薄膜晶体管以及多个液晶单元。在该实例中，彩色滤光器被布置在所述多个液晶单元上，其中所述彩色滤光器包括红色-绿色-蓝色滤光器，以及其中黑色矩阵被嵌入RGB滤光器内，以及其中第二玻璃基材被布置到所述RGB滤光器上。
[0021]图1例示了一种触摸屏结构。结构100包括光源102。光源可以是背光，背光是一种用在触摸屏中的照明源；背光可以是从后面数的第一层。普通的背光可以包括光源、增强膜、光导和扩散板。使用的光源可以是例如电致发光面板(ELP)、冷阴极荧光灯(CCFL)、热阴极荧光灯(HCFL)、织造纤维视网、白炽灯和发光二极管(LED)。光导和扩散板以及也可以被称为光源102的光源的其它附件一起产生从光源发射的光均勻分布到第一偏振膜104。第一偏振膜104可以被布置到光源102上，并且使由光源102发出的光束偏振以及仅通过具有某种线性偏振的光。偏振器可以由高度单轴定向的含有二向色染料分子或晶体的聚合物材料制成。可以具有将被用在各种液晶应用中的必要光学性能的高二向色比偏振器可由含有伸长的碘复合物的薄聚乙烯醇(PVA)膜制成。所述偏振器可能需要高分子级别的吸收材料，该级别可以通过染料吸收进入PVA的拉伸膜内而实现。这些二向色偏振器可以基于具有杆状分子或晶体结构的二向色材料，其长分子或晶体轴几乎平行于光吸收的过渡力矩。
[0022]在一个实施方案中，聚合物可以吸收二向色液体，以便碘离子或染料离子延伸进入聚合物内。聚合物可以被加热和被拉伸，从而它变为PVA膜。在预期的条件下，光穿透率可以是约5%，以观察的光穿透。光的其余95%可以被膜层折射、反射或者吸收。偏振器可以吸收沿着长分子轴被偏振的光，并且可以透过在垂直于该轴的所有方向上的被偏振的大多数光。二向色偏振器的吸收率和透明性可以是影响液晶显示器(LCD)的亮度的两个因素。由于机械性能如偏振器的电阻温度和湿度可能很弱，三乙酸纤维素(TAC)膜可以被用于保护偏振层。碘偏振膜的本体可以在上侧和下侧上涂有TAC保护性膜，保护层可以具有约200微米的厚度。
[0023]返回到图1，在偏振器104上布置第一玻璃基材或层106，并且在薄膜晶体管(TFT)层108和RGB (红色、绿色和蓝色)滤光器112之间布置薄膜液晶层110。第一玻璃基材106和第二玻璃基材114封装液晶单元，在那里第二玻璃基材114被布置到RGB滤光器的顶部上。
[0024]在一个实施方案(未示出)中，在黑色矩阵上形成基本的三色图案(红色，绿色和蓝色)。在该实施方案中，在沉积基本透明的传导性触摸传感器之前，可以事先在第二玻璃基材114上形成铬或树脂的黑色矩阵，例如防止背光泄漏以及来自相邻像素的颜色串扰。在一些实施方案中，使用了氧化铟锡膜(ITO)。可以在第二玻璃基材114的顶部上布置第二偏振器116。该第二偏振器116也可以被称为分析器。由分析器使用的偏振方向可以垂直于第一偏振膜104的偏振方向。
[0025]电阻式触摸传感器120可以被放置到第二偏振器116上。触摸传感器120和第二偏振器116可以被多个可被称为隔离点的隔离物118分离，所述隔离物也保护触摸传感器120不受电磁干扰。在一个实施方案中，多个隔离点具有的直径为I微米-25微米，并且高度为I微米-25微米。优选地，多个隔离点具有的直径为5微米-10微米，并且高度为3微米-5微米。在一个实施方案中，氧化铟锡(ITO)可用于触摸屏传感器应用作为电阻式触摸传感器120，这是由于它是光学透明的，并且是导体。在电阻式触摸屏中，当使用者利用手指或触针触摸屏幕时，ITO膜可以被推到接触ITO玻璃，产生电压信号。处理器处理所述信号，以计算触摸事件的坐标(X和Y)，并且处理对触摸点的适当响应。触摸屏可以包括盖膜122，以保护装置，并且使装置与环境条件隔离，并且避免擦伤、正常磨损、氧气和其它的有害化学试剂。保护性的盖膜可以是例如聚酯(PET)膜。
[0026]图2例示了触摸屏模块结构200的实施方案。在图2中，触摸屏结构200可以包括光源202,光源202可以产生可在一个线性方向上被第一偏振器204偏振的光束。可以在TFT208和RGB滤光器212之间布置液晶单元210。玻璃基材206和玻璃基材214封装液晶单元。玻璃基材206承载TFT208，并且玻璃基材214承载RGB滤光器212。在一个实施方案中，可以在黑色矩阵上形成基本的三色图案(红色、绿色和蓝色)。在该实施方案中，可以在玻璃基材214上形成铬或树脂的黑色矩阵，以防止背光泄漏以及来自相邻像素的颜色串扰。在黑色矩阵上形成图案后，氧化铟锡(ITO)膜(未示出)可以被沉积到彩色图案上。
[0027]可以在玻璃基材214上布置电阻式触摸传感器216。可以通过辊对辊过程由在偏振膜的一侧上印刷的传导线形成触摸传感器216。所述线的图案可以被称为传导性微结构图案，可以包括在非传导性基材上图案化的传导性材料内，在那里所述传导性材料沿着基材的印刷平面的宽度小于50 μ m。
[0028]对比图1和图2，建立在柔性偏振膜上的电阻式触摸传感器216可以代替触摸传感器120、第二偏振器116膜和隔离物118。位于LCD的两个偏振器之间的材料和部件可以是光学各向同性的。LCD通过将光定向到某极性而发挥作用，并且任何扩散、折射或者改变光的极性的材料将降低LCD的性能。玻璃和一些聚碳酸酯是光学各向同性的材料实例。一些触摸屏可以包括盖膜218，以保护装置并且使装置隔离环境条件，并且避免擦伤、正常磨损、氧气和其它的有害化学试剂。通常，具有清晰的/硬涂层的聚酯(PET)膜被用作触摸屏面板中的保护性盖层。供选地，在一些实施方案中，硬涂层(未示出)可以被直接地应用到电阻式触摸传感器216的外表面上，以代替盖膜218。硬涂层可以是涂有高度交联的丙烯酸系的膜。包括单官能和多官能的丙烯酸系单体和丙烯酸系低聚物的特殊配制的紫外光固化型涂层溶液(未示出)可以被施用于触摸传感器216的一侧或两侧。涂层施用方法可以包括但不局限于浸涂、狭缝式模头和辊对辊印刷。由涂层溶液中的单体链交联而形成的高密度交联聚合物结构可以产生的涂层厚度为例如5微米到50微米。涂层可以具有高达约6H的铅笔硬度。
[0029]胶版印刷为轮转式卷筒式凸版的一种形式，在那里例如采用双面胶将凸版安装到印刷滚筒上。这些凸版也可以被称为母板或柔性印刷板，可以结合快速干燥、低粘性溶剂以及从网纹辊或其它两个辊式喷墨系统供给的油墨一起使用。油墨可以是单体、低聚物和/或聚合物、金属兀素、金属兀素复合物和/或被离散地施用于基材表面上的液态有机金属的组合，并且网纹辊可以是用于将被测的量的油墨提供给印刷板的滚筒。母板可以是任何承载用于在任何基材上印刷的预定图案的辊。网纹辊可以是用于将被测量的油墨提供给印刷板的滚筒。油墨可以是例如水基油墨或者紫外光固化型油墨。在一个实例中，第一辊将油墨从油墨盘或计量系统传输到计量辊或网纹辊。当油墨从网纹辊传输到印版滚筒时被计量到均匀的厚度。当基材从印版滚筒通过辊对辊操作系统移动到压印滚筒时，压印滚筒将压力施用于印版滚筒，印版滚筒将凸版上的图像转移到基材。在一些实施方案中，可以具有代替印版滚筒的给漆辊，并且刮墨刀可用于改善油墨在辊上的分布。
[0030]柔性印刷板可以由例如塑料、橡胶或者也可以被称为紫外光敏感型聚合物的光聚物制成。可以通过激光雕刻、光机械的或光化学的方法制作所述板。可以购买或者可以根据任何已知的方法制作所述板。优选的柔性版印刷过程可以被设立为堆类型，在那里印刷位置的一个或多个堆被垂直地布置在印刷框架的每一侧上，并且每堆具有其自身的利用一类油墨印刷的印版滚筒，并且所述布置可允许在基材的一侧或两侧上印刷。在另外的实施方案中，可以使用中央的压印滚筒，该滚筒使用安装在印刷框架中的单个压印滚筒。当基材进入印刷时，它接触压印滚筒，并且适当的图案被印刷。供选地，可以使用成行的胶版印刷法，其中印刷位置被布置在水平线中，并且通过共有的线轴而被驱动。在该实例中，印刷位置可以被连接到固化位置、冲刀、折叠机或其它印刷后处理装置。固化可以指干燥、固化或者固定任何先前在基材上应用的涂层、油墨印记的过程。也可以利用胶版印刷法的其它结构。
[0031]在一个实施方案中，柔性版套筒可以被用在例如ITR(in-the-round)成像过程。在ITR过程中，与上面讨论的平板可以被安装到也可以被称为常规印版滚筒的印刷滚筒的方法相反，在将被加载印刷的套筒上处理光聚合物板材。柔性版套筒可以是具有沉积到表面上的激光烧蚀掩膜涂层的光聚合物的连续套筒。在另外的实例中，光聚合物的各个段可以利用胶带安装到底部套筒上，并且随后以与具有上述激光烧蚀掩膜的套筒相同的方式被成像和处理。柔性版套筒可以以几种方式被使用，例如，作为拖辊，用于安装在拖辊表面上的被成像的平板，或者作为已经直接利用图像雕刻(in-the-round)的套筒表面。在套筒仅作为拖辊的实例中，带雕刻图像的印刷板可以被安装到套筒，套筒随后被安装到滚筒上的印刷位置内。这些预安装板可以减少完全改变时间，由于套筒能够被储存，此时板已经被安装到套筒。套筒由各种材料制成，包括热塑性的复合材料、热固性的复合材料和镍，并且可利用纤维增强，以对抗破裂和裂开，或者也可以不利用纤维增强。最后，包括泡沫或缓冲底部的可重复使用的套筒被用于非常高质量的印刷。在一些实施方案中，可以使用无泡沫或缓冲的一次性“薄”套筒。
[0032]图3A-3C示出了柔性母板的实施方案。如上指出的，术语“母板”和“柔性母板”可交替使用。图3A为直线滚筒柔性母板400的等角透视图，所述母板具有包括多条线的图案402。图3B例示了电路图案柔性母板404的一个实施方案的等角透视图，所述母板具有与图3A中的直线不同的几何结构。图3C为如图3A所示的图案化的柔性母板的多条线406的截面示意图，所述线也可以被称为截面图中的凸起。图3C中示出的“W”为柔性母板凸起的宽度，“D”为凸起406的中央点之间的距离，并且“H”为齿的高度。在一些实施方案中，尺寸D、W和H在柔性母板上可以是均匀的，而在其它的实施方案中，尺寸D、W和H可以在柔性母板上改变。在一些实施方案中，柔性母板齿的宽度W处于3微米和5微米之间，相邻齿之间的距离D处于Imm和5mm之间，齿的高度H可以从3微米改变到4微米，并且齿的厚度T处于1.67mm和1.85mm之间。在一个实施方案中，可以在基材的一侧上实施印刷，例如，利用包括两种图案的一个辊，或者通过各自包括一种图案的两个辊，基材随后被切割并被组装。在供选的实施方案中，基材的两侧可以被印刷，例如，利用两个不同的印刷位置以及两个不同的柔性母板。柔性母板可以被使用，例如因为印刷滚筒可能是昂贵的并且难以改变，这将使滚筒更有效地用于高容量的印刷，但可以不使系统对于小批量或者独特的结构是预期的。完全改变由于涉及的时间可能是成本大的。相反，柔性版印刷可以意味着紫外光曝光可以被用在光板上，以制作可以花费少至一个小时来制造的新板。在一个实施方案中，利用适当的油墨采用这些柔性母板可允许油墨例如从容器或盘以更可控的方式被加载，其中在油墨传输期间的压力和表面能量能够被控制。用于印刷过程的油墨可以具有诸如粘附力和紫外光可固化性以及催化性的性能，从而当被印刷时，油墨停留在适当的位置，并且不从被印刷的图案移动、弄脏或者变形，以及其中油墨结合在一起形成预期的零件，并且可以包括对于镀敷例如无电镀是传导性的催化剂。无电镀为被催化剂活化的化学技术，用于沉积一层传导性材料到给定的表面上。镀敷催化剂可以是使得在镀敷过程中能够发生化学反应的物质。在一些实施方案中，该物质可以被包含在印刷油墨中。每种图案可以例如利用一种配方制作，其中所述配方包括至少一个柔性母板和至少一种类型的油墨。例如，不同的分辨率线、不同的尺寸线和不同的几何结构，可能需要不同的配方。不同的油墨可以采用不同的辊使用，并且在一些实施方案中，多个辊可以被用于印刷单一图案。
[0033]图4A和4B例示了柔性母板的顶视图。在图4A中，在500a处的顶视图为印刷在薄柔性透明基材的一侧上的第一图案。第一图案诸如500a可以被印刷在第一柔性基材的一侧上。图案500a包括可以组成x-y栅格的Y定向段的多条线502。尾部504包括电引线506和电连接器508。图4B描述了可以被印刷在第二柔性基材的一侧上的第二图案500b的一个实施方案。第二图案500b包括可以组成x-y栅格(未不出)的X定向段的多条线510。尾部512包括电引线514和电连接器516。
[0034]图5A-5B例示了电阻式触摸传感器结构的等角透视图和截面。图5A示出了电阻式触摸传感器216的等角透视图600。图5B例示了电阻式触摸传感器216的截面图，所述传感器包括布置在第一基材上的第一多条传导线604和多个隔离点606、偏振膜602、布置在第二基材610上的第二多条传导线612以及连接偏振膜602和第二基材610的粘合促进剂608，在那里第二基材610为光学各向同性的透明膜。在图5B中，多个隔离点606可以与第一多条传导线604的每条线以交替的方式布置。用于形成传导线的材料可以包括铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、镍(Ni)、锡(Sn)和钯(Pd)。根据用于电路的材料的电阻率，电路可以具有不同的响应时间和电源要求。
[0035]在一些实施方案中，电路线可以具有的电阻率处于每平方0.005微欧姆和每平方500欧姆之间，并且响应时间处于纳秒和皮秒之间。应当理解“每平方欧姆”指通过组装两个图案形成的平方，其中的一个通常具有以上的金属结构，可以实现电路比利用ITO(氧化铟锡)的那些电路少消耗75%的电(在一些实施方案中，更多)。在一个特定的实施方案中，印刷电极的宽度W从5微米到10微米变化，容差为+/-10 %。线间的间距D可以从约Imm到5_变化。为获得最佳的光学性能，传导图案应当基本匹配显示器的黑色矩阵的尺寸和形状。因此，间距D和宽度W为显示器的黑色矩阵的尺寸的函数。高度H可以处于从约6纳米到约150微米的范围内。粘合促进剂608的高度h和多个隔离点606可以是500纳米或更大，取决于传导线的高度H。在一个实施方案中，粘合促进剂608的高度和多个隔离点606的高度不同。偏振膜602和第二基材610可以具有的厚度T处于I微米和I毫米之间，并且表面能量为从20达因/cm(D/cm)到90D/cm。
[0036]图6为制造电阻式触摸传感器的方法的实施方案。图6例示了用于制造图2中的电阻式触摸传感器216的方法700。伸长的柔性薄偏振膜602被放置到开卷辊702上。透明的基材诸如PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、聚酯和聚碳酸酯可以被用作基材602。偏振膜602的厚度应当足够小，以避免触摸传感器弯曲期间的应力过大。薄偏振膜可以改善光学传输性。另一方面，偏振膜602的厚度不应当小到在制造过程中危及该层的连续性或其材料性能。优选地，处于I微米和I毫米之间的厚度可以是适当的。返回到方法700，偏振膜602从开卷辊702例如经由任何已知的辊对辊操作方法被传输到第一清洗位置704。由于辊对辊过程涉及柔性材料，零件的定位可能是有些挑战性的。假定印刷高分辨率线为过程的重要特征，保持正确的定位准确性是重要的。在一个实施方案中，定位缆线706被用于保持零件的正确定位，在其它的实施方案中，可以为此而使用任何已知的装置。在一些实施方案中，第一清洁系统704包括高电场臭氧发生器。产生的臭氧用于去除杂质，如来自偏振膜602的油或油脂。
[0037]随后,偏振膜602可以通过第二清洁系统708。在该特定实施方案中，第二清洁系统708可以包括料片清洁器。料片清洁器是在料片制造中使用的用于从料片或基材去除颗粒的任何装置。在这些清洁阶段后，偏振膜602经历第一印刷过程，在那里微观图案被印刷到偏振膜602的侧面之一上。通过母板710利用紫外光固化型油墨刻印微观图案，油墨可以具有的粘度处于200cps和2000cps之间。此外，微观图案可以由具有的宽度处于2微米和35微米之间的线形成。在一个实施方案中，该图案可以类似于图5中所示的第一图案。在一个实施方案中，多个辊可以被用于印刷图案(未示出)，并且所述多个辊可以利用不同的油墨、相似的油墨或者相同的油墨。所使用的油墨类型可以取决于图案特征的几何结构和复杂性，这是因为图案可以包括具有不同厚度的多条线、连接特征、连接特征的几何结构以及截面几何结构。[0038]从母板710传输到偏振膜602的油墨的量可以由高精度计量系统712调节。被传输的油墨的量可以取决于过程的速度、油墨成分以及包括图案的多条线的形状和尺寸。机器的速度可以为20英尺/分钟(fpm)到750fpm，而50fpm到200fpm可以适合用于一些应用。油墨可以包含镀敷催化剂。第一印刷过程之后可以是固化步骤。固化可以包括紫外光光固化714，目标强度为从约0.5mff/cm2到约50mW/cm2，并且波长为从约280nm到约480nm，此外固化可以包括应用处于从约20°C到约85°C的温度范围内的热的炉加热模块716。在固化步骤后，在偏振膜602的顶部上形成多个图案化线718。
[0039]在一侧上具有被印刷的微观图案，偏振膜602可以被暴露到无电镀720下。在该步骤中，传导性材料层被沉积到微观图案上。这可以通过在20°C和90°C的温度范围下将偏振膜602的第一图案化线718浸入镀敷位置720处的无电镀中的含有铜或其它液态传导性材料的槽内而实现，在一些实施方案中采用80°C。供选地，传导性材料可以包括银(Ag)、金(Au)、镍(Ni)、锡(Sn)和钯(Pd)中的至少一种。沉积速度在正常情况下为约10纳米/分钟，并且将传导性材料沉积到约0.001微米到约100微米的厚度，这取决于料片的速度，并且根据应用而定。该无电镀法不需要应用电流，并且它仅镀敷含有镀敷催化剂的图案化区域，催化剂在固化过程中通过曝光到紫外光辐射下而事先被活化。镀敷槽可以包括致使镀敷发生的强还原剂，诸如硼氢化物或次磷酸盐。与镀敷相比，由于不存在电场，由无电镀产生的镀敷厚度可以更加均匀。尽管无电镀可能比电解镀敷更费时间，但无电镀可以很好地适合于具有复杂几何结构的零件和/或许多细小的零件，诸如可能存在于高分辨率的传导图案中的那些。在镀敷位置720处镀敷后，在偏振膜602的顶部上形成第一传导线604。
[0040]清洗过程722跟在镀敷位置720处的无电镀之后。在镀敷位置720后，偏振膜602可以通过在室温下浸入含有水的清洁槽中而被清洁，并且在干燥位置724处被干燥，其中通过在室温下应用空气而干燥偏振膜602。在另外的实施方案中，在干燥步骤后可以在图案喷施中增加钝化步骤，以防止传导性材料和水之间的任何危险的或者未预期的化学反应。
[0041]在干燥位置724处干燥之后可以产生多个隔离点606。微结构隔离物的图案被印刷到偏振膜602的第一侧上。通过第二母板726利用紫外光固化型油墨印刷图案，油墨可以具有处于200和2000cps之间的粘性。由高精度计量系统728调节从第二母板726传输到偏振膜602的油墨量，并且取决于过程的速度、油墨组分和图案形状以及尺寸。用于印刷多个隔离点606的油墨可以由有机-无机纳米复合物构成，利用甲基原硅酸四乙酯或环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷作为利用盐酸水解的网络形成物。油墨也可以包括可从市场上购买的光引发剂，诸如Cyracure、Flexocure或Doublecure,允许使用紫外光光固化。多个隔离点606可以被纳米颗粒金属氧化物和诸如二氧化钛(Ti02)、二氧化钡钛(BaTiO)、银(Ag)、镍(Ni)、钥(Mo)和钼(Pt)的颜料光学地增强。点的折射率优选地将光学地匹配第一传导线604的折射率。纳米颗粒也可用于调节油墨的粘性。而且，固化期间的收缩可以通过在油墨中包含纳米颗粒铅而降低。在第二印刷过程之后，偏振膜602可以经历第二固化步骤，包括利用强度从约0.5mff/cm2到20mW/cm2的紫外光光固化730，和/或在20°C和150°C之间的温度下炉干燥732。多个隔离点606可以具有处于80微米和40微米之间的半径，并且高度处于500纳米和15微米之间。随后，利用已知的常规清洗技术，偏振膜602可以经历第二次清洗过程734，随后可以利用空气在室温下在干燥位置736处干燥偏振膜602。
[0042]在平行过程中，根据相似的步骤，可以在第二基材610的一侧上产生第二传导线612。该基材可以是光学各向同性的透明膜，诸如三乙酸纤维素、丙烯酸系或类似的聚合物。供选地，也可以以如上相似的方式将隔离点印刷到第二基材610上。
[0043]当两种传导图案已被印刷并且被镀敷时，电阻式触摸传感器可以被组装。首先，在偏振膜602上围绕第一多条传导线604可以应用一层粘合促进剂608，具有的层厚度在一些实施方案中为大于500纳米。随后,具有第二多条传导线612的第二基材610以这样一种方式被结合到偏振膜602，该方式使得两种传导图案被相互面对地对准，并且被由隔离点606和粘合促进剂608产生的小间隙分离。最终的结构将是X-Y矩阵电阻式触摸传感器，在那里，传导线的每一个交叉点组成常开的按钮开关，如图6中所例示的。
[0044]图7A和7B为高精度计量系统712和高精度计量系统728的实施方案，其控制由母板710和第二母板726传输到偏振膜602的油墨的准确量，如在图7的制造方法700的两个印刷步骤中所描述的。图7B表示用于印刷第一图案化线718的系统的一个实施方案，并且图7A为用于印刷隔离点606的系统的一个实施方案。图7A中的系统可以包括油墨盘802a、传输辊804a、网纹辊806a、刮墨刀808a和710。在图7A中，包含在油墨盘802中的部分油墨被传输到网纹辊806，所述网纹辊通常由被工业陶瓷涂敷的钢或铝芯构成，其表面含有数百万的非常细小的已知为单元的凹陷。根据印刷过程的设计，网纹辊806a可以被半浸在油墨盘802a中，或者与计量棍(未示出)接触。刮墨刀808a用于从表面刮掉过量的油墨，仅在单元内留下被测数量的油墨。辊随后旋转到接触柔性版印刷板，例如从单元接收油墨用于传输到偏振膜602的母板710。印刷板的旋转速度可以匹配网的速度，该速度可以在20fpm和750fpm之间改变。在图7B中，包含在油墨盘802中的部分油墨被传输到网纹辊806，所述网纹辊通常由被工业陶瓷涂敷的钢或铝芯构成，其表面含有数百万的非常细小的已知为单元的凹陷。根据印刷过程的设计，网纹辊806a可以被半浸在油墨盘802中，或者与计量辊接触。刮墨刀808用于从表面刮掉过量的油墨，仅在单元内留下被测数量的油墨。辊随后旋转到接触柔性版印刷板，例如从单元接收油墨用于传输到偏振膜602的母板726。印刷板的旋转速度可以匹配网的速度，该速度可以在20fpm和750fpm之间改变。
[0045]图8A描述了放大图910,其中不出了隔离点606和由第一传导线604和第二传导线612形成的X-Y栅格。图8B为根据各种实施方案的建立在柔性偏振膜602上的电阻式触摸传感器216的顶视图900的一个实施方案。在该图中不出了传导性栅格线902和包括电引线906和电连接器908的尾部904。这些传导线形成χ-y栅格，使能够识别使用者与传感器作用的点。该栅格可以具有16X9传导线或更多，并且尺寸范围为从2.5_X2.5_到2.1mX 2.1m0相应于Y轴的传导线和隔离点(未不出)被印刷在偏振膜602上,并且相应于X轴的传导线被印刷在第二光学各向同性的透明基材上。如上所解释的，隔离点可以被印刷在两个膜中的任一个上。
[0046]图9为用于匹配触摸传感器216和黑色矩阵1002的位置的对准方法1000的一个实施方案。在该特定实施方案中，利用注册标记1004对准触摸传感器216和黑色矩阵1002。为了使触摸屏具有最佳的光学性能，触摸传感器216和黑色矩阵1002应当为大致相同的尺寸和形状，并且被正确地对准。作为实例，我们可以看到对准的结构1006。可以执行任何其它已知的对准方式，以代替这里例示的方法。
[0047]图10示出了图2中所示的触摸屏结构200的等角透视图1100。在该图中我们可以看到IXD1102，包括光源202、第一偏振器204、第一玻璃基材206、TFT层208、液晶单元210、嵌入RGB滤光器212上的黑色矩阵1002和第二玻璃基材214。第一偏振器204被布置到光源202上。TFT层208被布置到第一玻璃基材206上，并且液晶单元210被布置到TFT层208的顶部上。RGB滤光器212被布置到液晶单元210上，并且具有嵌入的黑色矩阵1002。第二玻璃基材214被布置到RGB滤光器212上。触摸屏结构也包括触摸传感器216。触摸屏传感器216包括印刷在偏振膜602上的第一多条传导线604、隔离点606和第二基材610。第二基材610包括第二多条传导线612。在一些实施方案中，盖膜218可以被放置到触摸传感器216的顶部上。供选地，硬涂层可以被应用到触摸传感器216的外表面上，以代替盖膜218。
[0048]图11为制造电阻式触摸传感器的方法1200的实施方案。通过母板产生过程产生可以被称为柔性母板的母板或者购买1202。在一个实施方案中，如图3中那样产生柔性母板。通过形成过程形成第一和第二部件1230。第一部件1204可以包括基材，例如在清洁位置1206处被清洁的偏振膜。在一个实施方案中，基材也可以随后在清洁位置处在第二次清洁中被清洁1208。可以例如通过等离子体清洁过程、弹性体清洁过程、超声波清洁过程、高电场臭氧发生器、料片清洗或水洗中的至少一个而实施在清洁位置1206和清洁位置1208处的清洁。在一些实施方案中，在清洁位置1206和1208处可以使用相同的清洁方法。在一些实施方案中，在清洁位置1206和1208处可以使用不同的清洁方法。在第一印刷过程中，可以通过印刷位置1210在基材的一侧上印刷微观图案。在一个实施方案中，在位置1210处通过第一母板利用例如紫外光线可固化的油墨印刷微观图案。在一个实施方案中，微观图案可以包括具有的宽度为2-35微米的线。第一印刷过程之后可以是在固化位置1212处的固化。在一个实施方案中，在固化位置1212处的固化可以包括紫外光光固化。在供选的实施方案中，在固化位置1212处的固化可以包括在炉或熔炉中加热。印刷的基材可以被暴露到镀敷位置1216处的无电镀，在那里以被印刷并且在固化位置1210和1212处被固化的图案形状形成传导线。一层传导性材料可以被沉积到镀敷位置1216处的微观图案上。传导性材料包括例如铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、镍(Ni)、锡(Sn)和钯(Pd)。在一个实施方案中，在清洗位置1218处，第一基材可以在镀敷位置1216处的无电镀之后被清洗。第一基材可以在干燥位置1220处被干燥，并且在一些实施方案中，第一基材在钝化位置1222处被钝化。第二印刷过程可以在印刷位置1224处印刷隔离点，其中微结构的隔离物图案可以被印刷在基材上与传导图案相同的一侧上。在印刷位置1224处被印刷的微结构隔离物图案可以利用第二母板并且可以利用紫外光固化型油墨印刷。在一个实施方案中，在印刷位置1224处被印刷的隔离物图案可以具有的半径处于40-80微米之间，并且高度处于15微米-500纳米之间。基材可以随后在清洗位置1226处被清洗，并且在干燥位置1228处被干燥。
[0049]在平行过程1232中，在类似于上述步骤1206-1228的步骤1234-1256之后产生第二部件。在一个实施方案中，利用第二基材(未不出)产生第二部件。在一些实施方案中，该第二基材可以是光学各向同性的透明膜，诸如三乙酸纤维素、丙烯酸系或类似聚合物。在一个实施方案中，可以在印刷位置1252处印刷隔离点，代替或除了在印刷位置1224处被印刷的隔离点之外。
[0050]第一基材和第二基材可以在组装位置1258处被组装，以形成电阻式触摸传感器。在一些实施方案中，可以如图6中所描述的那样进行在组装位置1258处的组装。在一个实施方案中，进行组装，从而两个传导图案被相互面对地对准，并且被由在印刷位置1224和/或1252处印刷的隔离点产生的小间隙隔开。最终的结构将是X-Y矩阵电阻式触摸传感器，在那里传导线的每个交叉点组成常开的按钮开关，如图6所例示的。
[0051]应当理解给出的详图和特定实例描述了本发明的例举性实施方案，并且用于进行解释说明。本文公开的设备和方法不局限于所公开的准确细节和条件。当前的方法可应用到带有触摸敏感零件的电子设备。这种电子设备可以包括但不局限于:诸如投影设备的显示设备、计算设备、计算机显示器、便携式媒体播放器等。作为实例，诸如显示设备的电子设备可以包括但不局限于适合显示包括文本、图形、视频图像、静止图像、演示文稿等的图像的电视机、监控器和投影仪。以下为例举性图像装置的非穷举列表:阴极射线管(CRT)、投影仪、平板液晶显示器(IXD)、LED系统、OLED系统、等离子体系统、场致发光显示器(ELD)、场发射显示器(FED)。
[0052]也应当理解对于这些说明性的实施方案可以进行许多修改，不偏离权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
[0053]以上讨论旨在说明本发明的原理和各种实施方案。一旦完全理解了以上内容，各种变化和修改对本领域技术人员而言将是显而易见的。希望权利要求书被解释为涵盖了所有的这些变化和修改。
【权利要求】
1.制造电阻式触摸传感器电路的方法，包括: 通过第一母板利用第一油墨在基材的第一侧上印刷第一图案，以及其中所述第一图案包括第一多条线； 将至少一个传导性材料层沉积到所述第一图案上，其中所述层通过无电镀沉积； 通过第二母板利用第二油墨在所述第一基材的所述第一侧上印刷第二图案，以及其中所述第二图案包括第二多条线； 将至少一个传导性材料层沉积到所述第二图案上，其中所述层通过无电镀沉积；通过第三母板利用第三油墨在所述第一图案或第二图案中的至少一个上印刷多个隔尚点。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述基材的厚度处于I微米-1毫米之间。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述多个隔离点具有的直径为I微米-25微米，以及具有的高度为I微米-25微米。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述多个隔离点具有的直径为5微米-10微米，以及具有的高度为3微米-5微米。
5.根据权利要求3所述的方法，还包括沉积硬涂层，其中所述硬涂层包括涂有高度交联的丙烯酸系的膜。
6.根据权利要求3所述的方法，还包括将盖膜沉积到所述第一图案上的所述传导性材料上，其中所述盖膜为PET膜。
7.根据权利要求6所述的方法，其中沉积所述膜包括沉积厚度高达200微米的三乙酸纤维素。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括通过等离子体清洁过程、弹性体清洁过程、超声波清洁过程、高电场臭氧发生器、料片清洁或水洗中的至少一种清洁所述基材。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括利用具有的粘性处于200-2000cps之间的第三油墨印刷所述多个隔离点。
10.根据权利要求1所述的方法，其中印刷所述第一图案包括印刷第一多条线，其中所述多条线各自宽2-35微米。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一油墨和第二油墨包含镀敷催化剂。
12.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一油墨和第二油墨包含不同的镀敷催化剂。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括利用包含有机-无机纳米复合物的第三油墨印刷所述多个隔离点。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述纳米复合物包括甲基原硅酸四乙酯或环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
15.根据权利要求13所述的方法，还包括利用包含光引发剂以及包含二氧化硅溶胶、二氧化硅粉末、乙基纤维素和羟基丙基中的至少一种的第三油墨印刷所述多个隔离点。
16.根据权利要求13所述的方法，还包括利用包含二氧化钛(TiO2)、二氧化钛钡(BaTiO)、银(Ag)、镍(Ni)、钥(Mo)和钼(Pt)中的至少一种的第三油墨印刷所述多个隔离点。
17.电阻式触摸传感器，包括:第一基材和第二基材， 其中所述第一基材包括偏振膜，其中通过第一母板在所述第一基材的第一侧上印刷第一多条线，以及其中通过第二母板在所述第一基材的所述第一侧上印刷一组隔离物；其中所述第二基材包括光学各向同性的透明膜， 其中通过第三母板在所述第二基材的第一侧上印刷第二多条线； 其中所述第一基材和第二基材各自包括沿着包含所述第一多条线和第二多条线的所述第一侧的表面平面的X和y轴； 其中所述第一多条线沿着所述第一基材的X轴印刷，以及其中所述第二多条线沿着所述第二基材的I轴印刷； 通过无电镀镀敷所述第一多条线和第二多条线； 以及粘合促进剂，其中所述粘合促进剂被布置在所述第一基材的第一侧和所述第二基材的第一侧之间，以及其中所述第一基材和第二基材被组装以形成χ-y栅格。
18.根据权利要求17所述的电阻式触摸传感器，其中所述第一多条线和第二多条线的截面几何结构为半圆形、梯形、三角形、矩形或正方形中的至少一种。
19.根据权利要求17所述的电阻式触摸传感器，其中所述第一多条线的至少一个截面几何结构与所述第二多条线的至少一个截面几何结构不同。
20.根据权利要求17所述的电阻式触摸传感器，其中传导性材料被用于印刷所述第一组传导线和第二组传导线，其中所述传导性材料包括铜、银、金、镍、锡和钯，以及其中用于印刷所述第一组传导线和所述第二组传导线的传导性材料是相同的。
21.根据权利要求17所述的电阻式触摸传感器，其中传导性材料被用于印刷所述第一组传导线和第二组传导线，其中所述传导性材料包括铜、银、金、镍、锡和钯，以及其中用于印刷所述第一组传导线和所述第二组传导线的传导性材料是不同的。
22.根据权利要求17所述的电阻式触摸传感器，其中多个隔离物被印刷在所述基材上与所述第一多条线或第二多条线中至少之一相同的侧上。
23.根据权利要求22所述的电阻式触摸传感器，其中所述粘合剂层的厚度高达所述多个隔离物的高度。
24.显不器系统，包括: 液晶显示器单元； 电阻式触摸传感器，其包括: 内表面和外表面，其中所述内表面被布置第二玻璃基材上； 其中所述电阻式触摸传感器还包括第一基材和第二基材，所述第一基材包括第一组传导线、偏振膜、多个隔离点，以及所述第二基材包括第二组传导线；以及 其中利用胶版印刷法印刷所述第一组印刷线和第二组印刷线，以及其中在无电镀法中利用传导性材料镀敷所述第一组印刷线和第二组印刷线。
25.根据权利要求24所述的触摸屏传感器，还包括盖膜，其中所述盖膜被布置到电阻式触摸传感器上。
26.根据权利要求24所述的触摸屏传感器，还包括硬涂层，其中所述硬涂层被布置到触摸传感器的外表面上。
27.根据权利要求24所述的触摸屏传感器，其中黑色矩阵包括铬和树脂中至少之一，以及其中在玻璃基材上形成所述黑色矩阵。
28.根据权利要求24所述的触摸屏传感器，其中发光系统产生从光源发射的光均匀分布到所述偏振膜 。
【文档编号】B41F5/24GK103959217SQ201280058243
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年10月25日 优先权日:2011年10月25日
【发明者】罗伯特·J·佩特卡维奇 申请人:尤尼皮克塞尔显示器有限公司