触摸屏传感器制造技术

本发明专利技术揭示一种二维触摸传感器，其包含以网格图案布置于衬底上的多个电极。每一电极由互连的金属迹线形成，所述金属为固有不透明，但所述金属迹线足够窄从而几乎不可见。可经由印刷工艺（举例来说，使用铜作为所述金属）以加性方式沉积所述电极。所述迹线的窄宽度允许膜为高度透明的，这是因为可使电容性触摸屏中所使用的电场在极低金属密度的情况下传播。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电容性触摸屏电极层通过使用印刷到衬底上的单层细线金属网格电极的制作及应用。所述方法包括从连接器自测试电极的简单方式从而避免需要更复杂的测试方法。
技术介绍
如今，大多数触摸屏(电容性或其它)使用沉积到薄塑料膜(例如PET膜)上或直接沉积到玻璃层上的氧化铟锡(ITO)溅镀层。均勻地沉积ΙΤ0，然后使用涉及众多工艺步骤的减性工艺来蚀刻所述ΙΤ0。最后，使用银墨水及电介质层来构成到膜或玻璃上的ITO 的连接，此再一次添加工艺步骤。ITO膜约92%透明(单层)，但具有相对高的电阻且已知相当易碎。相对高百分比的膜在生产期间变为受损，从而需要昂贵且耗时的测试阶段。此外，ITO膜是昂贵的且仅存在可胜任制作此类膜的几个供应商，从而给这些膜的用户造成后勤问题。最后，铟是需求日益增加的稀有金属，然而此金属的生产受到生产其的不多矿的限制。其它材料可取代这些膜，例如聚(3，4- 二氧乙烯噻吩)或PEDOT导电聚合物。然而，PEDOT不像ITO在光学上透明、难以均勻地沉积，且在不利环境条件下迅速降级。因此，需要用于生产克服以上限制的触摸屏的新材料及/或方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种经改良的触摸传感器，其包含具有由以网格图案布置的导电电极图案界定的敏感区域的衬底。本专利技术以其最廉价形式包含使用经由印刷工艺以加性方式沉积到PET层上的细线印刷金属。使用铜的高度导电的廉价印刷金属迹线(10 μ m宽或更小)现在是可行的。这些迹线的窄宽度允许膜为高度透明的，这是因为可使电容性触摸屏中所使用的电场在极低金属密度的情况下传播。在测试中，已发现包含少于总屏幕面积的5%金属覆盖范围的细线电极在传播场中几乎与其所取代的整体表面一样有效。除铜以外，还可使用具有高导电性的其它金属或其合金，例如银或金。因此，可将约IOym宽度的细金属线的网格施加到例如PET膜的衬底，所述PET是 98%透明，比ITO好。金属线如此窄以致在光学上不可见。此外，网格配置允许强固性能， 这是因为金属中的断裂是由缺陷周围的替代路径‘治愈’。此外，在可锻性上与ITO不同的铜可易于弯曲或扭结而不受损。不同于PED0T，细线铜在所预期使用的正常条件下不具有环境劣化问题。所述方法应用于单层及两层膜设计，后者通常用于较高分辨率及多触摸感测应用。可使用任一数目的图案设计。如将在下文中所描述，自测试也视情况通过使用内置于膜中的环回测试并入。本专利技术的一个方面提供一种二维触摸传感器，其包含以一图案布置于衬底上的多个电极，每一电极由互连的金属迹线网格形成，所述金属为固有不透明，但所述金属迹线足够窄从而几乎不可见。优选地，所述金属迹线具有小于或等于10 μ m的宽度，或另一选择为具有小于或 50 μ m、40 μ m、30 μ m、20 μ m g 5 μ m 白勺胃贞。优选地，所述金属迹线占用小于或等于每一电极的面积的5%，或另一选择为小于或等于每一电极的面积的10%、8%、6%、4%、2%或1%。在一些实施例中，所述电极布置于单层中。在其它实施例中，所述电极布置于两个层中，所述两个层是由电介质分离。邻近电极可通过也由互连的金属迹线制成的多个岛间隔开，所述岛的金属迹线在视觉上且在电上类似于所述电极的金属迹线。这些岛填充于电极之间以提供视觉连续性。为提供自测试能力，优选地，将每一电极细分为上部部分及下部部分，由于来自所述上部部分及所述下部部分的所述金属迹线仅在所述电极的远端处连接，因此在所述上部部分与所述下部部分中的金属迹线之间从所述远端到所述电极的第一及第二近端无连接。 用于每一电极的第一及第二电连接是连接到其相应第一及第二近端。如果电极图案旋转通过90度的角度，那么每一电极的上部部分及下部部分可分别称为左部部分及右部部分。在一些实施例中，存在通过多个Y电极间隔开的多个X电极。每一 X电极的第二近端是经由电阻性元件电连接到邻近X电极的第一近端。每一Y电极的第二近端是电连接到邻近Y电极的第一近端。本专利技术的另一方面提供一种制作电容性触摸传感器的方法，所述方法包含以下步骤提供衬底；且在所述衬底的至少一个侧上沉积多个电极，每一电极由互连的金属迹线网格形成，所述金属为固有不透明，但所述金属迹线足够窄且具有低视觉密度从而几乎不可见。有利地，将每一电极细分为上部部分及下部部分，由于来自所述上部部分及所述下部部分的所述金属迹线仅在所述电极的远端处连接，因此在所述上部部分与所述下部部分中的金属迹线之间从所述远端到所述电极的第一及第二近端无连接。每一电极的上部部分及下部部分也可分别称为左部部分及右部部分。在另一方面中，本专利技术涵盖一种测试如上制作的电容性触摸传感器的方法，其包含将第一电压施加到多个电极中的一者的第一近端同时将所有其它电极的近端连接到接地且测量所述一个电极的第二近端处的第二电压；针对所有其它电极重复所述先前步骤； 及如果所述第二电压与所述电极中的任一者的第一电压相比异常低，那么所述传感器不合格，且否则所述传感器合格。此通过在由每一“分裂”电极形成的环路周围使用环回测试来提供自测试。附图说明为更好地理解本专利技术且展示实现本专利技术的方式，现以实例方式参考附图。图IA展示根据本专利技术的实施例的单层设计；图IB展示与图IA中相同的图案，但仅出于表明目的而在电极上方具有阴影以便帮助读者观察电极区域；图2A展示具有内置自测试的金属网格配置，其使用环回原理；图2B展示图2A中所展示的连接到处理器的电极图案；图2C展示用于测试图2A中所展示的电极图案的连续性的流程图；图2D展示用于测试图2A中所展示的电极图案的连续性的流程图；图3A展示使用包括使用自测试环回路径的方法实施的2层菱形图案(或具有跨接的1层图案)；图;3B展示图3A中所展示的连接到处理器的电极图案；图4A展示与图2A相同的图案，但其在Y线上具有两个终止电阻器，其出于自测试目的而提供一种减少到电极的连接计数的方法；图4B展示图4A中所展示的连接到处理器的电极图案；及图4C展示用于测试图4A中所展示的电极图案的连续性的流程图。具体实施例方式最近已开发出允许在塑料膜及玻璃上印刷超细金属迹线(薄达10 μ m或甚至更小)的工艺。所使用的金属包括铜，其是高度导电且具有比其它金属(例如铬)更深的色彩。已开发出使用标准光刻工艺的技术且所述技术可用于以极低成本以卷轴式工艺大量生产膜。在这些金属迹线的制作中不使用昂贵、稀少或异类材料。已开发出特定用于微电路应用(例如RFID标签、智能卡、显示器及类似物)的技术。这些细金属迹线还可用于使用稀疏网格配置来开发场发射结构，所述稀疏网格配置已展示发射与整体电极形状几乎相同的充足量电场。稀疏网格允许高光学清晰度，如果迹线是10 μ m或更小，且所述网格仅覆盖表面面积的5%，那么光学性质将等于或超过可仅实现93%光透射的最佳可用ITO膜。在视觉上，所述膜将仅显现具有对未受训的眼睛不可感知的极浅灰色阴影。在10微米处，金属迹线是肉眼不可见的。触摸屏的表面上方的这些迹线的均勻密度或均勻稀疏分布将不产生明显视觉图案。然而，在电极之间具有实质性间隙以允许适当的场传播通常是可取的。这些间隙可通过表现为较浅区域而形成视觉效果，因此，期望用具有与电极区域类似的密度的细线 “填充”这些区域。需要提醒的是，这些填充区域应与电极断开且本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种二维触摸传感器，其包含以一图案布置于衬底上的多个电极，每一电极由互连的金属迹线网格形成，所述金属为固有不透明，但所述金属迹线足够窄从而几乎不可见。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈拉尔德·菲利普，
申请(专利权)人：爱特梅尔公司，
类型：发明
国别省市：US