用于制造单层型电容式触摸屏的方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102236486 A (43)申请公布日 2011.11.09 CN 102236486 A *CN102236486A* (21)申请号 201010252552.3 (22)申请日 2010.08.10 10-2010-0037998 2010.04.23 KR G06F 3/044(2006.01) (71)申请人 三星电机株式会社 地址 韩国京畿道 (72)发明人 李熙范 蔡敬洙 洪允基 吴龙洙 李钟暎 (74)专利代理机构 北京润平知识产权代理有限 公司 11283 代理人 周建秋 王凤桐 (54) 发明名称 用于制造单层型电容式触摸屏的方法 (57) 摘

2、要 公开了一种用于制造单层型电容式触摸屏的 方法。该用于制造单层型电容式触摸屏的方法包 括 ： 在基底的无源区域中形成由金属制成的多个 电极布线 ； 在基底的有源区域中形成由导电聚合 物制成并包括第一传感单元和第一连接单元的多 个第一电极图案以连接所述电极布线 ； 在第一电 极图案的多个第一连接单元上形成绝缘图案 ； 以 及在基底的所述有源区域中形成包括第二传感单 元和第二连接单元并由导电聚合物制成的多个第 二电极图案， 以连接电极布线和将第二连接单元 置于绝缘图案上。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页

3、说明书 6 页 附图 12 页 CN 102236490 A1/1 页 2 1. 一种用于制造单层型电容式触摸屏的方法， 该方法包括 ： 在基底的无源区域中形成由金属制成的多个电极布线 ； 在所述基底的有源区域中形成由导电聚合物制成并包括第一传感单元和第一连接单 元的多个第一电极图案以连接所述电极布线 ； 在所述第一电极图案的多个第一连接单元上形成绝缘图案 ； 以及 在所述基底的所述有源区域中形成包括第二传感单元和第二连接单元并由所述导电 聚合物制成的多个第二电极图案， 以连接所述电极布线和将所述第二连接单元置于所述绝 缘图案上。 2. 根据权利要求 1 所述的用于制造单层型电容式触摸屏的方法

4、， 该方法还包括， 在形 成所述第二电极图案之后， 形成保护层以覆盖所述第一电极图案和所述第二电极图案。 3. 根据权利要求 1 所述的用于制造单层型电容式触摸屏的方法， 其中在形成所述第一 电极图案和形成所述第二电极图案时， 所述第一电极图案和所述第二电极图案由喷墨印刷 方法形成。 4. 根据权利要求 1 所述的用于制造单层型电容式触摸屏的方法， 其中在形成所述绝缘 图案时， 所述绝缘图案被形成以覆盖所述第一连接单元的侧面和顶部。 5. 根据权利要求 1 所述的用于制造单层型电容式触摸屏的方法， 其中在形成所述绝缘 图案时， 所述绝缘图案由喷墨印刷方法形成。 6. 根据权利要求 1 所述的用

5、于制造单层型电容式触摸屏的方法， 其中在形成所述第一 电极图案和形成所述第二电极图案时， 所述导电聚合物是聚噻吩、 聚吡咯、 聚苯胺、 聚乙炔 和聚亚苯基聚合物中的任意一者。 7. 一种用于制造单层型电容式触摸屏的方法， 该方法包括 ： 在基底的无源区域中形成由金属制成的多个电极布线 ； 在所述基底的有源区域中形成由导电聚合物制成的多个第一连接单元 ； 在所述第一连接单元上形成绝缘图案 ； 以及 形成由所述导电聚合物制成、 与所述电极布线连接并且与所述第一连接单元连接的多 个第一传感单元， 由所述导电聚合物制成并位于所述绝缘图案上的多个第二连接单元， 和 由所述导电聚合物制成并与所述电极布线连

6、接的多个第二传感单元。 8. 根据权利要求 7 所述的用于制造单层型电容式触摸屏的方法， 其中在形成所述第一 传感单元、 所述第二连接单元和所述第二传感单元时， 所述第一传感单元、 所述第二连接单 元和所述第二传感单元都由喷墨印刷方法形成。 9. 根据权利要求 7 所述的用于制造单层型电容式触摸屏的方法， 其中在形成所述第一 传感单元、 所述第二连接单元和所述第二传感单元时， 在所述绝缘图案上形成所述第二连 接单元之后， 所述第一传感单元和所述第二传感单元都由喷墨印刷方法形成。 10. 根据权利要求 7 所述的用于制造单层型电容式触摸屏的方法， 该方法还包括， 在形 成所述第一传感单元、 所述

7、第二连接单元和所述第二传感单元之后， 形成保护层以覆盖所 述第一连接单元、 所述第一传感单元、 所述第二连接单元和所述第二传感单元。 权 利 要 求 书 CN 102236486 A CN 102236490 A1/6 页 3 用于制造单层型电容式触摸屏的方法 0001 相关申请的交叉引用 0002 本 申 请 要 求 2010 年 4 月 23 日 提 交 的、题 为 “Method For Manufacturing One-Layer Type Touch Screen” 的韩国专利申请No.10-2010-0037998的优先权， 该申请作 为参考被整体合并于此。 技术领域 0003

8、本发明涉及用于制造单层型电容式触摸屏的方法。 背景技术 0004 大体来说， 随着移动通信技术的发展， 诸如便携式电话、 PDA 和导航设备的终端正 扩展其功能， 除了简单的文字信息显示装置外还有更多样化和更复杂的多媒体提供装置， 诸如音频、 动态图像、 无线互联网浏览器等。所以， 需要在有限大小的电子信息终端内实施 更大的显示屏幕 ； 并且因而， 使用触摸屏的显示配置更加引人注意。 0005 触摸屏集成了屏幕和坐标输入装置， 从而与现有技术中的键盘输入配置相比节省 了空间。 所以， 最近发展的显示设备采用采用了触摸屏的显示器， 从而进一步增加屏幕大小 和用户便利。 0006 触摸屏被分成电阻

9、式触摸屏和电容式触摸屏。随着多点触摸变得更加流行， 电容 式触摸屏的研究取得了更有效的进展。 0007 图 1 是示意性示出了现有技术中的电容式触摸屏的平面图。 0008 现有技术中的电容式触摸屏被分成有源区域 R1 和无源区域 R2， 在有源区域 R1 中 电极图案被形成， 在无源区域 R2 中电极布线被形成在平面中。在现有技术的电容式触摸屏 中， 形成在有源区域 R1 中的电极图案由诸如 ITO 的透明导电材料制成， 以及形成在无源区 域 R2 中的电极布线由金属制成。 0009 在电容式触摸屏中， 电极图案形成在较低的基底上， 此后， 形成电极布线。 0010 最近， 不同于现有技术中的

10、由 ITO 制成的电极图案， 对通过使用导电聚合物来形 成电极图案的研究正在进行。如果导电聚合物被用作电极图案， 则导电聚合物在熔点方面 与金属非常不同。所以， 在制造电容式触摸屏时强调了热处理的重要性。 0011 在用于制造电容式触摸屏板的方法中， 其中电极图案由导电聚合物制成以及电极 布线由金属制成， 当电极图案被形成时， 此后电极布线像现有技术一样被形成， 电极图案再 被熔化从而使得电极图案变形。 0012 这样的问题明显地发生在单层型电容式触摸屏中， 在该单层型电容式触摸屏中 X 方向第一电极图案和 Y 方向第二电极图案形成在相同的平面上。 发明内容 0013 努力做出了本发明以提供一

11、种用于制造单层型电容式触摸屏的方法， 该单层型电 容式触摸屏包括由导电聚合物制成的电极图案和由金属制成的电极布线， 该方法能够通过 说 明 书 CN 102236486 A CN 102236490 A2/6 页 4 首先在基底的无源区域中形成由金属制成的电极布线以及在基底的有源区域中形成要与 电极布线连接的电极图案来防止电极布线变形。 0014 根据本发明的示例性实施方式的用于制造单层型电容式触摸屏的方法包括 ： 在基 底的无源区域中形成由金属制成的多个电极布线 ； 在基底的有源区域中形成由导电聚合物 制成并包括第一传感单元和第一连接单元的多个第一电极图案以连接电极布线 ； 在第一电 极图案

12、的多个第一连接单元上形成绝缘图案 ； 以及在基底的有源区域中形成包括第二传感 单元和第二连接单元并由导电聚合物制成的多个第二电极图案以连接电极布线和将第二 连接单元置于绝缘图案上。 0015 而且， 用于制造单层型电容式触摸屏的方法还包括， 在形成第二电极图案之后， 形 成保护层以覆盖第一电极图案和第二电极图案。 0016 另外， 在形成第一电极图案和形成第二电极图案时， 第一电极图案和第二电极图 案由喷墨印刷方法形成。 0017 而且， 在形成绝缘图案时， 绝缘图案被形成以覆盖第一连接单元的侧面和顶部。 0018 而且， 在形成绝缘图案时， 绝缘图案由喷墨印刷方法形成。 0019 而且， 在

13、形成第一电极图案和形成第二电极图案时， 导电聚合物是聚噻吩、 聚吡 咯、 聚苯胺、 聚乙炔和聚亚苯基聚合物中的任意一者。 0020 根据本发明的另一个实施方式的用于制造单层型电容式触摸屏的方法包括 ： 在基 底的无源区域中形成由金属制成的多个电极布线 ； 在基底的有源区域中形成由导电聚合 物制成的多个第一连接单元 ； 在第一连接单元上形成绝缘图案 ； 以及形成由导电聚合物制 成、 与电极布线连接和与第一连接单元连接的多个第一传感单元， 由导电聚合物制成并位 于绝缘图案上的多个第二连接单元， 和由导电聚合物制成并与电极布线连接的多个第二传 感单元。 0021 而且， 在形成第一传感单元、 第二连

14、接单元和第二传感单元时， 第一传感单元、 第 二连接单元和第二传感单元都由喷墨印刷方法形成。 0022 另外， 在形成第一传感单元、 第二连接单元和第二传感单元时， 在绝缘图案上形成 第二连接单元之后， 第一传感单元和第二传感单元都由喷墨印刷方法形成。 0023 而且， 用于制造单层型电容式触摸屏的方法还包括， 在形成第一传感单元、 第二连 接单元和第二传感单元之后， 形成保护层以覆盖第一传感单元、 第二连接单元和第二传感 单元。 附图说明 0024 图 1 是示意性示出了现有技术中的电容式触摸屏的平面图 ； 0025 图 2 是根据本发明制造的单层型电容式触摸屏的透视图 ； 0026 图 3

15、 至图 12 是示出了根据本发明的第一优选实施方式的触摸屏的制造工艺的平 面图和剖视图 ； 以及 0027 图13至图22是示出了根据本发明的第二优选实施方式的触摸屏的制造工艺的平 面图和剖视图。 具体实施方式 说 明 书 CN 102236486 A CN 102236490 A3/6 页 5 0028 参考附图根据下面的实施方式的描述， 本发明的各种目的、 优点和特征将会更加 明显。 0029 在本说明书和权利要求书中使用的术语和单词不应被解释为局限于通常的意思 或字典上的定义， 而应该基于规则被解释为具有与本发明的技术范围相关的意思和概念， 根据所述规则发明人可以合适地定义术语的概念从而

16、最合适地描述他或她知道的用于执 行本发明的最好的方法。 0030 根据下面的结合附图的详细描述， 可以更清楚地理解本发明的上述或其他目的、 特征和优点。这里， 贯穿不同的附图， 相同的附图标记被用于指示相同的组件。而且， 当确 定关于本发明的已知领域的详细描述可能会混淆本发明的要点时， 将会省略该详细描述。 0031 在下文中， 将参考附图详细描述本发明的优选实施方式。 0032 图 2 是根据本发明制造的单层型电容式触摸屏的透视图。在下文中， 本发明的制 造方法所应用于的单层型电容式触摸屏将被描述。 0033 单层型电容式触摸屏 100 包括多个形成在基底 110 的无源区域 ( 边缘区域

17、) 中 的电极布线 120， 和形成在有源区域中的第一电极图案 130、 绝缘图案 140 和第二电极图案 150。 0034 是透明元件的基底 110 可以采用玻璃基底、 薄膜基底、 光纤基底和纸基底。在它 们之中， 薄膜基底可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)、 聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)、 聚丙 烯 (PP)、 聚乙烯 (PE)、 聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN)、 聚碳酸酯 (PC)、 聚醚砜 (PES)、 聚酰亚胺 (PI)、 聚乙烯醇 (PVA)、 环烯烃共聚合物 (COC)、 苯乙烯聚合物、 聚乙烯、 聚丙烯等制成， 但不 特定局限于这些。 0035 另外， 多个电极布线12

18、0形成在基底110的无源区域中， 并且其中一些电极布线与 第一电极图案 130 连接， 剩下的电极布线与第二电极图案 150 连接。此时， 是基底 110 的外 围的无源区域表示图像不能够通过的区域。 0036 电极布线 120 由金属 ( 例如银 (Ag) 膏制成。电极布线 120 延伸到无源区域， 并 且其末端在基底 110 的边缘被集中。这样， 电极布线 120 的末端被集中的边缘区域被称为 连接单元， 以及连接单元与 FPCB( 未示出 ) 连接以将电极图案的电容的变化传送到电容传 感器 ( 未示出 )。 0037 而且， 与电极布线 120 连接的多个第一电极图案 130 形成在基底

19、 110 的有源区域 中。第一电极图案 130 由导电聚合物制成， 该导电聚合物可以采用聚噻吩、 聚吡咯、 聚苯胺、 聚乙炔、 聚亚苯基聚合物等作为有机化合物。 特别地， 在基于聚噻吩的化合物中， PEDOT/PSS 化合物是最优选的， 并且在有机化合物中的一种或多种化合物可以被混合并使用。 而且， 当 碳纳米管等也被混合时， 导电性可以被改善。 0038 多个第一电极图案 130 以第一方向 (Y 方向 ) 平行形成， 以及第一电极图案 130 具 有这样的形状， 使得多个第一传感单元 132 和多个第一连接单元 134 被分别形成。此时， 第 一传感单元 132 是测量当用户的手接触到触摸

20、屏时电容的变化的部分， 以及第一连接单元 134 是连接多个第一传感单元 132 的部分。 0039 同时， 在图 2 中， 第一传感单元 132 具有菱形的形状， 但这只是示例性的并可以被 修改和实施。 0040 另外， 绝缘图案 140 形成在第一电极图案 130 的第一连接单元 134 上。绝缘图案 说 明 书 CN 102236486 A CN 102236490 A4/6 页 6 140 位于第一电极图案 130 的第一连接单元 134 和第二电极图案 150 的第二连接单元 154 之间， 并能够使得下面所述的第一电极图案 130 和第二电极图案 150 彼此接触。绝缘图案 140

21、 可以由透明塑料材料制成。 0041 而且， 多个第二电极图案150形成在与第一电极图案130相同的平面上， 并且以第 二方向 (X 方向 ) 平行形成。第二电极图案 150 由与第一电极图案 130 相同的材料形成， 并 具有与第一电极图案 130 相同的形状。 0042 然而， 第二电极图案 150 没有与第一电极图案 130 连接， 并与第一电极图案 130 电 分离。而且， 第二电极图案 150 的第二连接单元 154 位于上述绝缘图案 140 上并与形成在 基底 110 上的邻近的第二传感单元 152 相互连接。 0043 另外， 虽然在图1中未示出， 单层型电容式触摸屏还包括保护层

22、160， 该保护层160 被形成以覆盖形成在第一基底 110 上的第一电极图案 130 和第二电极图案 150。 0044 保护层 160 可以由与上述基底 110 相同的材料制成， 形成由用户的手指触摸的触 摸表面， 并且可以被光学粘合剂耦合。 0045 图 3 至图 10 是示出了根据本发明的第一优选实施方式的触摸屏的制造工艺的平 面图和剖视图。在下文中， 描述了用于制造根据本发明的示例性实施方式的单层型电容式 触摸屏的方法。 0046 首先， 如图 3 和图 4 中所示， 由金属制成的多个电极布线 120 形成在基底 110 的无 源区域中。可以采用光刻方法、 喷墨印刷方法和凹版印刷方法

23、。 0047 在高温条件下执行电极布线 120 的形成步骤， 因为电极布线 120 由金属制成。由 于通过在执行形成电极图案 130 的步骤 ( 该步骤是低温工艺 ) 之前执行电极布线 120 的形 成步骤来从高温工艺到低温工艺来执行触摸屏的制造工艺， 所以热稳定性被增加并且可以 防止电极图案 130 被损坏。 0048 接下来， 如图 5 和图 6 中所示， 由导电聚合物制造的多个第一电极图案 130 形成在 基底 110 的有源区域中， 以与电极布线 120 连接。此时， 虽然第一电极图案 130 以 Y 方向形 成， 但这只是示例性的， 并且第一电极图案 130 以垂直于下述第二电极图案

24、 150 的方向形 成， 从而制造电容式触摸屏。 0049 此时， 第一电极图案 130 优选由喷墨印刷方法形成。导电聚合物油墨被充在喷墨 设备中， 该喷墨设备在基底 110 上执行印刷以具有第一传感单元 132 和第一连接单元 134。 在现有技术中通过形成和仿制电极薄膜来执行激光方法或光刻方法。 由于通过高温工艺来 执行激光方法或光刻方法， 通过喷墨印刷方法形成对热敏感的导电聚合物可以改善电极图 案的稳定性。 0050 另外， 如图 7 和图 8 中所示， 在第一电极图案 130 的第一连接单元 134 上形成绝缘 图案 140。 0051 在单层型电容式触摸屏中， 由于当第一电极图案和第

25、二电极图案置于相同的平面 上时在第一电极图案和第二电极图案相交处的连接部分处可能发生短路， 绝缘图案 140 形 成在第一电极图案 130 的第一连接单元 134 上以防止短路。 0052 此时， 当绝缘图案140由喷墨印刷方法形成时， 绝缘图案140可以使用预定量的绝 缘材料被形成在正确的位置处。 0053 另外， 绝缘图案 140 优选被形成以覆盖第一连接单元 134 的侧面和顶部。具有这 说 明 书 CN 102236486 A CN 102236490 A5/6 页 7 样形状的绝缘图案140防止第一连接单元134被暴露在外面从而防止当形成第二电极图案 150 时发生短路。 0054

26、接下来， 如图 9 和图 10 中所示， 由导电聚合物制成的多个第二电极图案 150 形成 在基底 110 上。 0055 第二电极图案 150 的第二传感单元 152 形成在由第一电极图案 130 的第一传感单 元 132 形成的剩余空间中， 并且连接第二传感单元 152 的第二连接单元 154 形成在绝缘图 案上并且不与第一电极图案 130 连接。 0056 而且， 多个第二电极图案 150 中的每个的一端与电极布线 120 连接， 并以 X 方向平 行形成。 0057 此时， 优选在第二电极图案 150 中， 第二传感单元 152 和第二连接单元 154 整体上 由喷墨印刷方法形成。如上

27、所形成的第二电极图案 150 具有与由喷墨印刷方法形成的第一 电极图案 130 相同的优点。 0058 另外， 如图 11 和图 12 所示， 保护层 160 被形成以覆盖形成在第一基底 110 上的第 一电极图案 130 和第二电极图案 150。 0059 当保护层 160 由玻璃基底配置时， 保护层 160 可以被光学粘合剂 A 粘结， 并且当保 护层 160 被薄膜基底配置时， 保护层 160 可以由层压方法形成。 0060 图13至图20是示出了根据本发明的第二优选实施方式的触摸屏的制造工艺的平 面图和剖视图。在下文中， 描述了用于制造根据本发明的示例性实施方式的单层型电容式 触摸屏的

28、方法。然而， 和参考图 3 至图 12 所述的制造工艺相同的工艺的详细描述将会被省 略。 0061 首先， 如图 13 和图 14 所示， 多个由金属制成的电极布线 220 形成在基底 210 的无 源区域中。 0062 接下来， 如图 15 和图 16 所示， 多个连接单元 234 形成在基底 210 的有源区域中。 第一连接单元 234 优选由喷墨印刷方法实施。由导电聚合物制成的第一连接单元 234 也在 低温下被执行。 0063 另外， 如图 17 和图 18 所示， 绝缘图案 240 形成在多个第一连接单元 234 上。绝缘 图案 240 可以由喷墨印刷方法形成。第一绝缘图案 240

29、横穿第一连接单元 234 并以 X 方向 形成以露出第一连接单元 234 的两个 Y 方向的端部。 0064 此后， 如图19和图20所示， 第一传感单元232、 第二传感单元252和第二连接单元 254 形成在基底 210 上。 0065 第一传感单元 232 由导电聚合物制成并以 Y 方向形成以连接第一连接单元 234。 所以， 第一传感单元 232 和第一连接单元 234 被分别形成， 从而第一电极图案 230 在电极布 线 220 的一端与电极布线 220 连接。 0066 第二传感单元 252 和第二连接单元 254 也由导电聚合物制成。第二连接单元 254 被布置在绝缘图案 240

30、 上， 第二传感单元 252 被布置在由第一传感单元 232 形成的空的空 间中。所以， 第二连接单元 254 和第二传感单元 252 分别以 X 方向形成以形成第二电极图 案 250。 0067 此时， 优选的是， 第一传感单元232、 第二传感单元252和第二连接单元254都由喷 墨印刷方法形成。印刷以 X 或 Y 方向执行。单层型电容式触摸屏所需的所有电极图案由一 说 明 书 CN 102236486 A CN 102236490 A6/6 页 8 次性印刷形成， 从而制造工艺变得简单。 0068 而且， 在第二连接单元 254 形成在绝缘图案 240 上之后， 第一传感单元 232 和

31、第二 传感单元 252 可以同时由喷墨印刷方法形成。通过优先在绝缘图案 240 上形成第二连接单 元 254 来精确地和精密地形成具有复杂形状的桥区域， 以及形成布置在相同的平面上的第 一和第二传感单元232和252， 从而形成精确的图案并防止在第一电极图案230和第二电极 图案 250 之间的短路。 0069 另外， 如图 21 和图 22 中所示， 保护层 260 被形成以覆盖形成在基底 210 上的第一 电极图案 230 和第二电极图案 250。 0070 根据本发明， 通过执行电极布线形成工艺 ( 该工艺是高温工艺 ) 并且之后执行电 极图案形成工艺 ( 该工艺是低温工艺 )， 能够制

32、造单层型电容式触摸屏而不损坏由具有低 熔点的导电聚合物制成的电极图案。 0071 而且， 能够制造单层型电容式触摸屏， 其通过只在电极图案的连接部分中形成绝 缘图案可以节省绝缘材料， 具有简单的制造工艺和具有轻的重量。 0072 另外， 由于电极图案由导电聚合物制成， 单层型电容式触摸屏可以被采用作为柔 性显示领域中的触摸屏。 0073 而且， 通过在喷墨印刷方法中形成电极图案能够容易地形成具有复杂形状的电极 图案。 0074 虽然为了示出的目的公开了本发明的优选实施方式， 但是本领域的技术人员可以 理解， 在不脱离所附权利要求所公开的本发明的范围和精神的情况下， 各种修改、 添加和替 换是可

33、能的。因此， 这样的修改、 添加和替换应该被理解为落入本发明的范围内。 说 明 书 CN 102236486 A CN 102236490 A1/12 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 102236486 A CN 102236490 A2/12 页 10 图 2 说 明 书 附 图 CN 102236486 A CN 102236490 A3/12 页 11 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102236486 A CN 102236490 A4/12 页 12 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 102236486 A CN 102236490 A5/12 页 13

34、图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 102236486 A CN 102236490 A6/12 页 14 图 9 图 10 说 明 书 附 图 CN 102236486 A CN 102236490 A7/12 页 15 图 11 图 12 说 明 书 附 图 CN 102236486 A CN 102236490 A8/12 页 16 图 13 图 14 说 明 书 附 图 CN 102236486 A CN 102236490 A9/12 页 17 图 15 图 16 说 明 书 附 图 CN 102236486 A CN 102236490 A10/12 页 18 图 17 图 18 说 明 书 附 图 CN 102236486 A CN 102236490 A11/12 页 19 图 19 图 20 说 明 书 附 图 CN 102236486 A CN 102236490 A12/12 页 20 图 21 图 22 说 明 书 附 图 CN 102236486 A