具有改善的可视度的电容式触控面板的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种电容式触控面板以及制造该电容式触控面板的方法，其中，该电容式触控面板包括第一透明基板，其中在该第一透明基板中，在该第一透明基板的下侧上形成上部透明电极和上部金属互连电极；透明粘合部；以及第二透明基板，其中在该第二透明基板中，在该第二透明基板的上侧上形成下部透明电极和下部金属互连电极。具体而言，由于昂贵的ITO透明电极被例如CNT和石墨烯的导电材料所取代并且该触控面板具有特定结构的电极图案，因此本发明提供了一种具有优异可视度的电容式触控面板。
【专利说明】具有改善的可视度的电容式触控面板
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电容式触控面板，并且具体而言涉及一种使用涂覆有导电组合物的图案化的透明电极以改善可视度的电容式触控面板。
【背景技术】
[0002]使用铟锡金属氧化物(ITO)的传统电容式触控面板由于在上侧上的感应图案与下侧上的工作图案之间的重叠而具有可视度差的问题。进一步地，虽然以平行的方式布置上部金属互连电极和下部金属互连电极以降低电阻，但是在平行电路部分中的过度增加降低了总电阻并且因此能使得触控灵敏度变差。此外，如果用碳纳米管(CNT)或者石墨烯(graphene)替代ITO透明电极，则这种问题变得更加严重并且其可视度还可能由于这种材料的固有性能而变差。
[0003]因此，需要一种电极图案结构，其使用例如CNT或者石墨烯的导电材料作为ITO透明电极的替代物同时确保高可视度。
【发明内容】
[0004]本发明的一个方面提供一种电容式触控面板，其使用例如CNT或者石墨烯的导电材料作为昂贵的ITO透明电极的替代物，并且具有特定结构的电极图案，因而提供了高可视度。
[0005]根据本发明的一个方面，电容式触控面板包括:在其下表面上具有上部透明电极和上部金属互连电极的第一透明基板；透明粘合部；以及在其上表面上具有下部透明电极和下部金属互连电极的第二透明基板，其中，所述下部透明电极包括导电组合物。
[0006]根据本发明的另一个方面，一种制造电容式触控面板的方法包括:在第一透明基板的下表面上形成上部透明电极和上部金属互连电极；在第二透明基板的上表面上形成下部透明电极和下部金属互连电极；并且结合该第一透明基板和该第二透明基板，其中，该下部透明电极包括导电组合物。
_7] 有益.效果
[0008]本发明的电容式触控面板使用了比ITO透明电极相对廉价的导电材料并且具有带有特定结构的电极图案，因而具有高可视度以及成本竞争力。
[0009]进一步地，根据本发明的制造方法，可以制造具有高抗冲击性和低总电阻的透明电极的电容式触控面板。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是根据本发明一个实施例的电容式触控面板的横截面视图。
[0011]图2 (a)和图2 (b)示出了根据本发明一个实施例的上部透明电极120的图案。
[0012]图3 (a)和图3 (b)示出了根据本发明一个实施例的下部透明电极140的图案。
[0013]图4 (a)和图4 (b)示出了根据本发明实施例的上部透明电极120和下部透明电极140的重叠形状。
[0014]图5示出了根据创造性示例和比较示例的依赖于波长的光谱透射率的曲线图。【具体实施方式】
[0015]结合附图从以下实施例的详细描述中，本发明上面的和其他的特征以及益处将会变得显而易见。应当理解的是:本发明并限于以下实施例并且本发明可以以不同的方式体现，并且为完全公开以及被本领域技术人员彻底理解本发明而提供了实施例。仅由权利要求限定本发明的范围。在发明书中，类似的参考标号将表示类似的组件。
[0016]下文中，参考附图更详细地描述根据本发明实施例的电容式触控面板。
[0017]图1是根据本发明的一个实施例的电容式触控面板的横截面视图。
[0018]所述电容式触控面板包括在其下表面上具有上部透明电极120和上部金属互连电极的第一透明基板110 ;透明粘合部130 ;以及在其上表面上具有下部透明电极140和下部金属互连电极的第二透明基板150。在此处，该下部透明电极可以包括导电组合物。
[0019]第一透明基板110或者第二透明基板150包括玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯奈(PEN)、聚酰亚胺(PI)以及丙烯酸(arcyl)中的至少一种。
[0020]该玻璃是钢化玻璃，该钢化玻璃是通过在接近其软化点的500摄氏度至600摄氏度温度处对成型的平板玻璃进行加热并且使用压缩冷空气对该平板玻璃进行淬火以压缩该玻璃的表面并向其内部施加拉伸应变而制成的。该钢化玻璃所具有的高抗弯强度是普通玻璃抗弯强度的3至5倍，具有的高抗冲击性是普通玻璃抗冲击性的3至8倍，并且改善了耐热性。因此，该钢化玻璃能够有助于改善触控面板的耐用性。
[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够抵抗在上部透明电极120和下部透明电极140应用于其时的高温，由此，能够获得低阻抗透明电极。
[0022]第一透明基板110或者第二透明基板150可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。
[0023]PET膜被双向定向并且因此在耐热性和制造成本方面具有多种益处。
[0024]当PET膜用于形成第一透明基板110或者第二透明基板150时，在大约100摄氏度处制备PET膜。
[0025]虽然其他材料例如PEN、P1、丙烯酸等也可以用于制备第一透明基板110或者第二透明基板150，但是在操作稳定性、尺寸稳定性、杂质抗沉淀等方面，期望的是第一透明基板110和第二透明基板150 二者都应该由玻璃形成。
[0026]上部透明电极120可以包括铟锡氧化物(ITO)或者导电聚合物。透明电极指的使第一透明基板Iio和第二透明基板150维持透明并且赋予其导电性的薄膜电极。也就是说，透明电极是可以包括例如导电聚合物或者导电颗粒的ITO或者替代物的透明导电膜。导电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]在本发明中，下部透明电极140可以包括导电组合物。在本发明中，导电组合物可以包括碳纳米管(CNT)或者石墨烯。由于这些物质比ITO相对廉价和高导电性，因此这些物质是有利的。[0028]透明粘合部130设置在第一透明基板110和第二透明基板150之间以将第一基板110结合到第二透明基板150。由于电容式触控面板100使用透明粘合部130，因此像在阻抗性膜式触控面板中一样,在电容式触控面板100中不产生空气夹层，并且电容式触控面板100具有显著减少的界面反射并且由于干涉而不遭受眩光或者非均匀性。透明粘合部130可以由光学透明胶(OCA)形成。当使用具有高介电常数的OCA时，在两个电极之间的电压差增加，因而提供了强电场。
[0029]参考图2 (a)和图2 (b)，上部透明电极120包括菱形图案121a、121b以及设置在该菱形图案之间以连接该菱形图案的上部连接件122a和122b。下部透明电极140包括多边形图案141a、141b以及设置在该多边形图案之间以连接该多边形图案的下部连接件142a 和 142b。
[0030]在菱形图案121a、121b中形成上部透明电极120，该菱形图案121a、121b通过设置在其间的下部连接件142a和142b彼此连接。此外，参考图3 (a)和图3 (b)，在多边形图案141a、141b中形成下部透明电极140，该多边形图案141a、141b通过设置在其间的下部连接件142a和142b彼此连接。
[0031]上部连接件122a和122b通过彼此连接比如菱形形状的顶点来连接以恒定间隔布置的菱形图案。下部连接件142a和142b是位于邻接的连续布置的多边形图案之间的共有表面。
[0032]通过在纵向以规律的间隔布置多个菱形图案121a、121b来形成上部透明电极120，其中，每一个菱形图案在纵向拉长。也就是说，通过菱形图案121a、121b形成该上部透明电极120，该菱形图案121a、121b在第一透明基板110的前部区域上在纵向上彼此平行布置，并且在纵向上通过上部连接件122a和122b使彼此电连接。
[0033]在上部透明电极120上形成菱形图案121a、121b可以增加从下部透明电极140发射的电场强度。
[0034]通过连续布置多个多边形图案141a、141b来形成下部透明电极140，每个多边形图案141a、141b在横向拉长。也就是说，在第二透明基板150的背部区域上，下部透明电极140垂直于上部透明电极120，并且通过多边形图案141a、141b形成下部透明电极140，该多边形图案141a、141b被设置为在横向上彼此平行并且在横向上由下部连接件142a和142b彼此电连接。
[0035]根据设计条件，下部透明电极140可以具有多种多边形形状，例如三角形、矩形、五边形、六边形、八边形，以及其他成角形状。向上部透明电极120的上部金属互连电极提供的菱形图案的对角线长度可以依据向下部透明电极120的下部金属互连电极提供的多边形图案而变化。
[0036]在本发明的电容式触控面板中，上部透明电极120可以具有比下部透明电极140更小的面积。与由ITO形成的上部透明电极120相比，涂覆有导电材料的下部透明电极140在厚度调整方面是不利的，并且在形成下部透明电极140期间所处理的表面和未被处理的表面之间在可视度上存有差异。因此，期望处理的面积尽可能的小。
[0037]图4显示了根据本发明实施例的上部透明电极120和下部透明电极140的重叠的形状。在本发明中，上部透明电极140的菱形图案121a、121b和下部透明电极140的多边形图案141a、141b可以彼此不重叠。然而，期望的是在这种布置中，上部连接件122a、122b和下部连接件142a、142b彼此重叠，以使得上部透明电极和下部透明电极彼此电连接。当在上部透明电极120与下部透明电极140之间的交叉面积很小时，能够限制由于连续等同图案的简单重复而发生的莫尔(moire)现象并且能够降低总电阻。
[0038]进一步地，通过如图4中所示的电极图案，由导电组合物组成的下部透明电极还可以具有改善的可视度并且电极图案可以在多个点处适当地处理触控动作。
[0039]根据本发明的另一个方面，制造电容式触控面板的方法包括:在第一透明基板110的下表面上形成上部透明电极120和上部金属互连电极；在第二透明基板150的上表面上形成下部透明电极140和下部金属互连电极；以及将第一透明基板结合到第二透明基板，其中，下部透明电极包括导电组合物。
[0040]为了提供根据本发明的触摸屏的透明电极结构，通过包括化学气相沉积(CVD)或者等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、喷射涂覆(spraying coating)、空气喷射涂覆(air-jet coating)、凹印涂覆(gravure offset coating)、方定转筛涂覆(rotary screencoating)、丝网印刷涂覆(silkscreen coating)的方法中的任意一种，分别在第一透明电极110和第二透明电极150的下表面和上表面上形成上部透明电极120和下部透明电极140，这根据形成透明电极材料的种类可以适当地选择。
[0041]当上部透明电极120由ITO膜形成时，通常使用等离子体放电溅射。在溅射时，在使用真空装置生成的真空中，向成膜材料即靶材施加高压。随后，形成电离的惰性气体撞击靶材表面，随后将从靶材上移除的材料沉积到基板上，从而在基板上形成膜。溅射在长期处理中(在流动方向)就横向均匀性和稳定性方面显示了优异性能并且因此适于长期以及稳定的宽膜制造。
[0042]当下部透明电极140由CNT膜或者导电聚合物形成时，由空气喷射印刷(air jetprinting)、喷射印刷(spray printing)、圆网印花(rotary screen printing)、丝网印刷(silkscreen printing)等预先形成图案的下部透明电极140可以被放置在第二透明基板上。随后，可以通过激光蚀 刻形成具有多边形图案的下部透明电极。如上所述，下部透明电极具有尽可能小的蚀刻面积。
[0043]在第一透明基板110和第二透明基板150上形成并且图案化透明电极之后，在第一透明基板110和第二透明基板150上在不包括显示屏区域的区域上形成金属互连电极以最小化电极的电阻。如果金属互连电极具有像信号线那样的宽布线面积，则能够与电容式触控面板一起使用的显示的有效面积可能是小的。因此有利的是，金属线具有尽可能小的线宽。
[0044]可以由典型的卷对卷印刷或者喷墨印刷、空气喷射印刷、喷射印刷、胶版印刷(offset printing)、[H]片反月交￡口(gravure offset printing)、反向月交￡口(reverse offsetprinting)、圆网印花等形成上部金属电极和下部金属电极。上部金属互连电极和下部金属互连电极中的每一个可以具有100微米或者更小的厚度。可以通过涂覆或者沉积包括铜、镍、铝、铬、钥、银和金的基本材料中的至少一种形成上部金属互连电极和下部金属互连电极。
[0045]轧辊印花是一种辊子沿基板旋转以使得附着在辊子表面的材料被转印到基板的方法。使用这种轧辊印花方法能够消除例如光刻的复杂过程并且可以最小化金属互连电极的线宽。[0046]在例如喷墨印刷、空气喷射印刷以及喷射印刷的印刷技术中，通过喷嘴喷射导电油墨以形成金属互连。印刷技术可以在简单、廉价的制程中并且具有最低限度的材料消耗的情形下更精确地形成互连电极。因此，可以在形成金属互连电极时最小化线宽。
[0047]通过为本领域技术人员所公知的任意方法可以将第一透明基板与第二透明基板
结合在一起。
[0048]本发明并非限制在附图中示出的实施例，并且应该仅通过所附权利要求及其等同体限制本发明。本领域技术人员应该了解的是，在不脱离本发明的保护范围下，可以实施多种修改、变化、替换、以及等同的实施例。
[0049]示例
[0050]制备:第一透明基板，其包括具有上部菱形图案121a的上部透明电极和由丝网印刷形成的上部金属互连电极；以及第二透明基板，其包括具有下部多边形图案141a的下部透明电极和由丝网印刷形成的下部金属互连电极。随后通过经由OCA (丙烯醛基类型)使彼此结合的上部透明电极和下部透明电极，使用真空层压机(型号N0.LMSl 10 X 150, NPC)制备电容式触控面板。·
[0051]比较示例
[0052]如在示例中，除下部透明电极具有菱形图案121a之外，使用相同方式制造电容式触控面板。
[0053]<实验性示例>_电容式触控面板的可视度评估
[0054]将在示例中和比较示例中制备的每个电容式触控面板切割成具有IOX 10(宽度X高度)尺寸的样品，继而使用UV-Vis光谱透射率检测仪(Shimadzu有限公司)进行关于在上部透明电极和下部透明电极之间的重叠区域和非重叠区域处的光线的透射率的评估。
[0055]此处，如下评估可视度。测量处于上部透明电极和下部透明电极之间的重叠区域和非重叠区域的光线的透射率，差值小于0.5%被评估为高可视度，并且差值为0.5%或者更大则被评估为低可视度。
[0056]进一步地，使用电阻检测仪(可向VITRON有限公司购买)针对示例和比较示例来测量电阻线性(均匀性)。具体而言，当跨模块的两端施加5V的直流电压时，在纵向上制造示例和比较示例的电容式触控面板并且获得依赖于距离的电压变化中的差值(Λ E)。
[0057]此处，由于上部透明电极的冲击(触控)而产生朝下部透明电极的电场。其被评估以使得当可以容易地感知冲击强度时透明电极图案具有良好的性能。也就是说，当针对来自冲击位置的距离的电压变化很小并且线性通过电压增加时，对于冲击位置的感知率被评估为良好。
[0058]表I
[0059]
【权利要求】
1.一种电容式触控面板，包括: 在其下表面上具有上部透明电极和上部金属互连电极的第一透明基板； 透明粘合部；以及 在其上表面上具有下部透明电极和下部金属互连电极的第二透明基板； 其中，所述下部透明电极包括导电组合物。
2.根据权利要求1所述的电容式触控面板，其中，所述导电组合物包括碳纳米管(CNT)或者石墨烯。
3.根据权利要求1所述的电容式触控面板，其中，所述上部透明电极包括菱形图案和布置在所述菱形图案之间以连接所述菱形图案的上部连接件，所述下部透明电极包括多边形图案和布置在所述多边形图案之间以连接所述多边形图案的下部连接件，并且所述上部透明电极比所述下部电极具有更小的面积。
4.根据权利要求1所述的电容式触控面板，其中，所述上部透明电极包括菱形图案和布置在所述菱形图案之间以连接所述菱形图案的上部连接件，所述下部透明电极包括多边形图案和布置在所述多边形图案之间以连接所述多边形图案的下部连接件，并且所述上部透明电极的菱形图案与所述下部透明电极的多边形图案彼此不重叠。
5.根据权利要求1所述的电容式触控面板，其中，所述第一透明基板或者所述第二透明基板包括玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯奈(PEN)、聚酰亚胺(PI)以及丙烯酸(arcyl)中的至少一种。
6.一种制造电容式触控面板的方法，包括: 在第一透明基板的下表面上形成上部透明电极和上部金属互连电极； 在第二透明基板的上表面上形成下部透明电极和下部金属互连电极；以及 将所述第一透明基板结合到所述第二透明基板；其中 所述下部透明电极包括导电组合物。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述导电组合物包括碳纳米管(CNT)或者石墨烯。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述上部透明电极包括菱形图案和布置在所述菱形图案之间以连接所述菱形图案的上部连接件，所述下部透明电极包括多边形图案和布置在所述多边形图案之间以连接所述多边形图案的下部连接件，并且所述上部透明电极比所述下部透明电极具有更小的面积。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述上部透明电极包括菱形图案和布置在所述菱形图案之间以连接所述菱形图案的上部连接件，所述下部透明电极包括多边形图案和布置在所述多边形图案之间以连接所述多边形图案的下部连接件，并且所述上部透明电极的菱形图案与所述下部透明电极的多边形图案彼此不重叠。
10.根据权利要求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、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯奈(PEN)、聚酰亚胺(PI)以及丙烯酸(arcyl)中的至少一种。
【文档编号】G06F3/044GK103443753SQ201280009008
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年7月4日 优先权日:2011年7月4日
【发明者】芮圣勋, 郑龙培, 金仁淑, 李敏熙, 赵靖 申请人:乐金华奥斯有限公司