一种触控传感器及制备方法技术

本发明专利技术公开一种触控传感器及其制备方法，所述触控传感器包括：基板、绝缘层、下电极板、压力转化单元、上电极板和触摸板；所述绝缘层覆盖于所述基板上表面；所述下电极板覆盖于所述绝缘层上表面；所述触摸板位于所述基板的正上方，所述上电极板覆盖于所述触摸板的下表面；所述压力转化单元为多个，所述压力转化单元位于所述上电极板与所述下电极板之间；所述压力转化单元包括一个下电极、一个上电极和一个电阻。本发明专利技术提出的一种新型结构的触控传感器及其制备方法，通过改进触控传感器的结构实现触摸力大小以及位置的精确测量，能够在不增大传感器面积和工艺难度的条件下提高灵敏度，解除了触控传感器过分依赖材料带来的限制。

【技术实现步骤摘要】
一种触控传感器及制备方法
本专利技术涉及触摸屏及传感器
，特别是涉及一种触控传感器及制备方法。
技术介绍
触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式，它赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备，主要应用于公共信息的查询、领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等。而触控传感器是触摸屏实现自动检测和自动控制的首要环节。自平板触摸显示技术问世以来，如何优化传感器的性能、提高传感器与触摸屏的兼容性一直都是研究人员十分重视的研究方向。传统的触控传感器大多采用三明治结构，该结构由上电极、压敏材料薄膜和下电极组成。该传感器在受到外力按压时，上电极、压敏材料薄膜和下电极均发生形变，利用压敏材料薄膜产生的电流进行外力测量。传统的触控传感器在性能上过分依赖于压敏材料的性能，若要提高传感器的灵敏度，只能通过增加压敏材料薄膜的面积或者减小膜厚实现。但是增加膜面积将会增大传感器尺寸，不利于传感器的微型化；减小膜厚会增大工艺难度，更重要的是这会导致应力不随变形量线性增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种触控传感器及制备方法，通过改进触控传感器的结构来实现触摸力大小以及位置的精确测量，从而在不增大传感器面积和工艺难度的条件下提高灵敏度。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种触控传感器装置，所述装置包括：基板、绝缘层、下电极板、压力转化单元、上电极板和触摸板；所述绝缘层覆盖于所述基板上表面；所述下电极板覆盖于所述绝缘层上表面；所述触摸板位于所述基板的正上方，所述上电极板覆盖于所述触摸板的下表面；所述压力转化单元为多个，所述压力转化单元位于所述上电极板与所述下电极板之间；所述压力转化单元包括一个下电极、一个上电极和一个电阻，所述下电极、所述上电极以及所述电阻均为立柱形结构；所述下电极与所述下电极板连接，所述上电极与所述上电极板连接，所述下电极的上表面与所述上电极的下表面位于同一水平面上，且所述下电极的上表面与所述上电极的下表面之间的距离大于零；所述电阻与所述上电极板连接，所述电阻位于所述上电极一侧，所述电阻与所述上电极之间的距离大于零；所述电阻位于所述下电极上方，所述电阻的高度小于所述上电极的高度，所述上电极的高度小于所述下电极与所述电阻的高度之和；所述下电极上表面的宽度大于或等于所述电阻下表面的宽度，所述下电极上表面的长度大于或等于所述电阻下表面的长度，当所述电阻向下运动至与所述下电极接触时，所述电阻下表面能够被所述下电极的上表面完全覆盖；各个所述压力转化单元中的所述电阻均位于所述上电极的同一侧。可选的，所述基板与所述触摸板的长宽均相同，所述绝缘层与所述基板的长、宽均相同，所述下电极板与所述绝缘层的长、宽均相同，所述上电极板与所述触摸板的长、宽均相同。本专利技术还公开了一种触控传感器制备方法，所述方法包括：在清洗干净的基板上利用等离子体增强化学气相沉积法沉积绝缘层；利用磁控溅射技术在所述绝缘层上表面溅射电极材料，在所述绝缘层上表面生长出下电极板；利用磁控溅射技术在触摸板下表面溅射电极材料，在所述触摸板下表面生长出上电极板；在所述下电极板表面旋涂光刻胶，然后经过光刻、显影、烘烤形成立柱形的下电极光刻胶图层，对所述下电极光刻胶图层进行湿法刻蚀，刻蚀出下电极；在所述上电极板表面溅射压敏电阻材料，采用光刻工艺刻蚀出电阻；在所述上电极板表面旋涂光刻胶，然后经过光刻、显影、烘烤形成立柱形的上电极光刻胶图层，对所述上电极光刻胶图层进行湿法刻蚀，刻蚀出上电极；所述下电极、所述电阻和所述上电极组成多个压力转化单元；每个所述压力转化单元包括一个下电极、一个上电极和一个电阻，所述下电极、所述上电极以及所述电阻均为立柱形结构，每个所述压力转化单元中的所述下电极与所述下电极板连接，所述上电极与所述上电极板连接，所述电阻与所述上电极板连接，所述电阻位于所述上电极一侧，所述电阻与所述上电极之间的距离大于零，所述电阻的高度小于所述上电极的高度，所述上电极的高度小于所述下电极与所述电阻的高度之和，所述下电极上表面的宽度大于或等于所述电阻下表面的宽度，所述下电极上表面的长度大于或等于所述电阻下表面的长度，各个所述压力转化单元中的所述电阻均位于所述上电极的同一侧；根据所述下电极板上的下电极标记位和所述上电极板上对应的电阻标记位，对位组装成触控传感器，使所述触摸板位于所述基板的正上方，所述压力转化单元位于所述上电极板与所述下电极板之间，所述电阻位于所述下电极上方，使所述电阻运动至与所述下电极接触时，所述电阻下表面能够被所述下电极的上表面完全覆盖，同时使所述下电极的上表面与所述上电极的下表面位于同一水平面上，且所述下电极的上表面与所述上电极的下表面之间的距离大于零。可选的，所述在清洗干净的基板上利用等离子体增强化学气相沉积法沉积绝缘层包括：在清洗干净的基板表面利用等离子体增强化学气相沉积工艺沉积一层厚度均匀的绝缘薄膜作为绝缘层，所述绝缘层与所述基板的长、宽均相同；所述绝缘薄膜的材料为氮化硅、氧化硅、氧化铝、氮化铝中的一种或多种，所述绝缘薄膜的厚度由传统干刻工艺所允许的最小膜厚确定。可选的，所述利用磁控溅射技术在所述绝缘层上表面溅射电极材料，在所述绝缘层上表面生长出下电极板包括：利用磁控溅射技术在所述绝缘层上表面溅射一层厚度均匀的电极材料，所述电极材料选用Mo、Al、Ag、ITO中的一种或多种；在所述绝缘层上表面生长下电极板，所述下电极板与所述绝缘层的长、宽均相同。可选的，所述利用磁控溅射技术在触摸板下表面溅射电极材料，在所述触摸板下表面生长出上电极板包括：制作一块与所述基板长、宽均相同的所述触摸板；利用磁控溅射技术在所述触摸板下表面溅射一层厚度均匀的电极材料，所述电极材料选用Mo、Al、Ag、ITO中的一种或多种；在所述触摸板下表面生长上电极板，所述上电极板与所述触摸板的长、宽均相同。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提出了一种新型结构的触控传感器及其制备方法，通过改进触控传感器的结构实现触摸力大小以及位置的精确测量，能够在不增大传感器面积和工艺难度的条件下提高灵敏度，解除了触控传感器过分依赖材料带来的限制。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为传统触控传感器采用的三明治结构示意图；图2为传统触控传感器三明治结构工作原理图；图3为本专利技术触控传感器实施例的截面示意图；图4为本专利技术触控传感器实施例受较小外力作用时的工作原理示意图；图5为本专利技术触控传感器实施例受较大外力作用时的工作原理示意图；图6为本专利技术触控传感器制备方法实施例的工艺流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种触控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触控传感器，其特征在于，包括：基板、绝缘层、下电极板、压力转化单元、上电极板和触摸板；所述绝缘层覆盖于所述基板上表面；所述下电极板覆盖于所述绝缘层上表面；所述触摸板位于所述基板的正上方，所述上电极板覆盖于所述触摸板的下表面；所述压力转化单元为多个，所述压力转化单元位于所述上电极板与所述下电极板之间；所述压力转化单元包括一个下电极、一个上电极和一个电阻，所述下电极、所述上电极以及所述电阻均为立柱形结构；所述下电极与所述下电极板连接，所述上电极与所述上电极板连接，所述下电极的上表面与所述上电极的下表面位于同一水平面上，且所述下电极的上表面与所述上电极的下表面之间的距离大于零；所述电阻与所述上电极板连接，所述电阻位于所述上电极一侧，所述电阻与所述上电极之间的距离大于零；所述电阻位于所述下电极上方，所述电阻的高度小于所述上电极的高度，所述上电极的高度小于所述下电极与所述电阻的高度之和；所述下电极上表面的宽度大于或等于所述电阻下表面的宽度，所述下电极上表面的长度大于或等于所述电阻下表面的长度，当所述电阻向下运动至与所述下电极接触时，所述电阻下表面能够被所述下电极的上表面完全覆盖；各个所述压力转化单元中的所述电阻均位于所述上电极的同一侧。...

【技术特征摘要】
1.一种触控传感器，其特征在于，包括：基板、绝缘层、下电极板、压力转化单元、上电极板和触摸板；所述绝缘层覆盖于所述基板上表面；所述下电极板覆盖于所述绝缘层上表面；所述触摸板位于所述基板的正上方，所述上电极板覆盖于所述触摸板的下表面；所述压力转化单元为多个，所述压力转化单元位于所述上电极板与所述下电极板之间；所述压力转化单元包括一个下电极、一个上电极和一个电阻，所述下电极、所述上电极以及所述电阻均为立柱形结构；所述下电极与所述下电极板连接，所述上电极与所述上电极板连接，所述下电极的上表面与所述上电极的下表面位于同一水平面上，且所述下电极的上表面与所述上电极的下表面之间的距离大于零；所述电阻与所述上电极板连接，所述电阻位于所述上电极一侧，所述电阻与所述上电极之间的距离大于零；所述电阻位于所述下电极上方，所述电阻的高度小于所述上电极的高度，所述上电极的高度小于所述下电极与所述电阻的高度之和；所述下电极上表面的宽度大于或等于所述电阻下表面的宽度，所述下电极上表面的长度大于或等于所述电阻下表面的长度，当所述电阻向下运动至与所述下电极接触时，所述电阻下表面能够被所述下电极的上表面完全覆盖；各个所述压力转化单元中的所述电阻均位于所述上电极的同一侧。2.如权利要求1所述的触控传感器，其特征在于，所述基板与所述触摸板的长、宽均相同，所述绝缘层与所述基板的长、宽均相同，所述下电极板与所述绝缘层的长、宽均相同，所述上电极板与所述触摸板的长、宽均相同。3.一种触控传感器制备方法，其特征在于，所述方法包括：在清洗干净的基板上利用等离子体增强化学气相沉积法沉积绝缘层；利用磁控溅射技术在所述绝缘层上表面溅射电极材料，在所述绝缘层上表面生长出下电极板；利用磁控溅射技术在触摸板下表面溅射电极材料，在所述触摸板下表面生长出上电极板；在所述下电极板表面旋涂光刻胶，然后经过光刻、显影、烘烤形成立柱形的下电极光刻胶图层，对所述下电极光刻胶图层进行湿法刻蚀，刻蚀出下电极；在所述上电极板表面溅射压敏电阻材料，采用光刻工艺刻蚀出电阻；在所述上电极板表面旋涂光刻胶，然后经过光刻、显影、烘烤形成立柱形的上电极光刻胶图层，对所述上电极光刻胶图层进行湿法刻蚀，刻蚀出上电极；所述下电极、所述电阻和所述上电极组成多个压力转化单元；每个所述压力转化单元包括一个下电极、一个上电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建华，陈龙龙，李痛快，李喜峰，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31