触摸屏传感器 技术领域 本发明涉及触摸屏传感器， 更详细说是涉及一种平板上能够准确地检测出手指的 触摸位置的触摸屏传感器。
背景技术 图 1 是表示用于说明现有技术中的静电容量方式的触摸屏的 ITO(Indium tin oxide， 氧化铟锡 ) 薄膜的俯视图， 图 2 是表示用于说明现有技术中的静电容量方式的触摸 屏工作原理的俯视图。
参照图 1， 现有技术中的触摸屏对手指的接点进行电检测。 手指作为能够通电的一 种导体， 当手指靠近电极时， 电极和手指之间将汇集电荷。随着电荷被汇集， 能够检测出手 指和电极之间的静电容量或电容量， 利用该现象能够间接地检测出手指的触碰。
并且， 由于触摸屏不应遮住背面的液晶显示器或其它显示装置， 触摸屏的电极由 电流流动且透明的透明电极材料， 例如 ITO 等材料形成。
图 1 的 (a) 部分中图示出纵向 (y 轴方向 ) 配置的透明电极图案。纵向配置的透 明电极图案形成于由透明塑料薄板或玻璃等材料构成的透明薄膜 11 上， 透明电极图案由 按照均等间隔形成的第一节点图案 12 及纵向连接第一节点图案 12 的第一连接图案 13 形 成。
并且， 图 1 的 (b) 部分中图示出横向 (x 轴方向 ) 配置的透明电极图案， 同样地在 透明薄膜 14 上形成横向配置的透明电极图案， 该透明电极图案同样地由按照均等间隔形 成的第二节点图案 15 及横向连接第二节点图案 15 的第二连接图案 16 形成。
一般来说， 现有技术中的触摸屏由图 1 的 (a) 部分的 ITO 透明薄板和图 1 的 (b) 部分的 ITO 透明薄板上下粘合而形成。图 1 的 (c) 部分中图示出该两个透明薄板被粘合的 结构。
如图所示， 横向的第二节点图案 15 和纵向的第一节点图案 12 相互错开地位置， 衔 接各个电极的细微的连接图案具有上下交错的结构 18。该连接图案由透明薄板等分离。
根据图 1 的 (c) 部分中图示出的触摸屏结构， 根据被触碰的位置， 横向及纵向配置 的透明电极图案的信号强度将不同， 根据该信号强度能够计算出横向及纵向的坐标。
具体来说， 如图 2 所示， 触摸屏 21 中手指触碰的地点 22 的位置， 由通过检测手指 接触触摸屏 21 时变化的横向及纵向配置的透明电极图案各个的信号强度 23、 24， 来决定横 向及纵向坐标后， 作为横向及纵向的坐标方向的交叉点 25 计算得出。
其中， 由位于手指接触的地点 22 的透明电极图案所发生的静电容量的变化而生 成的电信号， 将通过透明电极图案检测出信号强度， 或是传送给用于决定坐标的控制部。 只 是， 利用 ITO 材质的透明电极图案虽然是导电性材质， 与一般的金属比较时， 其电阻系数较 大。
并且， 由于透明电极图案的电阻引起的信号的损失与电极图案的面积和长度成正 比， 因而存在有触摸屏的整体大小受限的问题。
发明内容 技术课题
本发明提供一种具有优秀的信号感知度的触摸屏传感器， 即使使用电阻系数较大 的电极， 也能够容易检测出微弱的信号。
本发明提供一种触摸屏传感器， 即使使用电阻系数较大的电极， 也能够实现面积 的限制少的触摸屏。
本发明提供一种触摸屏传感器， 即使使用电阻较大的透明的电阻电极， 也能够使 信号感知度优秀， 面积的限制少， 对触摸屏的透明度及清晰度不构成大的影响。
技术解决方法
为了达到上述目的， 根据本发明的例示的一实施例， 用于检测身体一部分的接触 位置的触摸屏传感器， 其包括基板、 电阻电极图案部以及信号电极图案部。
位于基板上， 并包括静电容量由身体的靠近或接触而变化的电阻电极的电阻电极 图案部中生成的电信号， 随着包括由具有低于电阻电极的电阻系数的材质形成的信号电极 的信号电极图案部移动， 从而使电阻引起的信号衰减少， 容易传送微弱的信号， 并且使对于 电阻电极图案部的电阻的触摸屏的面积限制少。
其中， 触摸屏传感器作为触摸屏或一般触摸屏等的用途使用， 在作为触摸屏 使 用 时， 利 用 透 明 材 质 的 聚 乙 烯 (polyethylene)、 聚 丙 烯 (polypropylene)、 丙烯酰 (acryloyl)、 聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 等塑料及玻璃等的材料形成基板。并且， 即使不 使用透明材质， 利用绝缘特性的基板， 作为笔记本电脑中使用的触摸屏或是利用触控笔的 指点装置中使用。
电阻电极图案部也与基板相同， 根据触摸屏传感器的使用情况而考虑透光性并选 择其材料。 具体来说， 在不要求电阻电极的透光性时， 作为电阻电极的材料而使用具有导电 性的金、 银及铝等各种金属或合金等， 在要求电阻电极的透光性时， 作为电阻电极的材料而 使用同时具有透光性和导电性的 ITO(Indium Tin Oxide 氧化铟锡 ) 或是 IZO(indium zinc oxide 氧化铟锌 ) 等。
作为电阻电极的材料， 由 ITO(Indium Tin Oxide 氧化铟锡 )、 IZO(indium zinc oxide 氧化铟锌 )、 碳纳米管 (CNT)、 超薄膜金属图案 ( ) 等透明的导电性材质形成， 这些材料虽然是导电性材质， 但与一般的金属比较时， 其电阻系数较大， 因此在接收微弱的 信号， 或是电阻电极的长度变长， 或是电阻电极的面积变宽时， 将发生信号的损失变大或衰 减的问题， 但是可以通过在其上部提供金属材质的信号电极图案部来解决该问题。
电阻电极图案部包括在基板的一面并排设置的第一电极图案 ； 以及在基板上与第 一电极图案相同的一面， 与第一电极图案交叉地并排形成， 且与第一电极图案进行电分离， 包括与第一电极图案隔开形成的多个透明连接部的第二电极图案， 信号电极图案部包括一 系列形成于多个透明连接部上的低电阻线， 低电阻线减小第二电极图案的整体的电阻。
在本说明书中， 低电阻线被形成为将多个透明连接部整体进行电连接， 此时， 低电 阻线以连接为一个的导电体线的形态形成， 而在透明连接部上， 以非连续性地分离的形态 排列或分布， 将多个透明连接部整体上进行连接。
第一电极图案及第二电极图案以透明的绝缘性基板作为基准形成于相同的面， 第
一及第二电极图案形成于基板上表面对显示装置的面或面向显示装置的面。例如， 如果基 板是钢化玻璃基板， 电极图案则形成于基板的底面， 如果基板在玻璃基板的下部另行设置， 电极图案则形成于基板的上表面。
第一电极图案向横向或纵向并排排列。优选地， 虽然能包括一系列的扩展部及桥 接部， 但也可以设置提供为具有相同的宽度的车道 (lane) 形状。
在利用扩展部及桥接部形成第一电极图案的宽度变化时， 扩展部以矩形、 菱形、 圆 形等各种形状形成， 与桥接部比较时， 能够以相对宽的宽度形成。在对象物不靠近时， 基本 电容由桥接部及低电阻线的交叉部分尺寸及材质决定， 在手指等对象物靠近时， 两个桥接 部之间的电容变化将受到周边的扩展部的影响。桥接部以约 100 ～ 300μm 程度的宽度形 成。
第二电极图案向与第一电极图案交叉的方向形成。优选地为垂直交叉， 但根据情 况也能够以垂直以外的角度交叉。 透明连接部形成于与形成第一电极图案的透明导电图案 进行电分离及物理分离的区域， 由低电阻线按照一系列的顺序进行连接。
在第一及第二电极图案中， 由于静电容量也会受到交叉地点意外的扩展部的影 响， 因此第二电极图案相对第一电极图案形成于其上部或下部。并且， 代替约 200μm 厚度 以上的粘合薄膜 (OCA)， 由约 0.1 ～ 1.0μm 厚度的绝缘层或绝缘图案保持桥接部及低电阻 线之间的间隔， 因此， 与低电阻线交叉的桥接部优选地以相比扩展部明显小的宽度形成。 相反， 由于低电阻线以约 30μm 以下的宽度， 优选地以 10μm 以下的宽度形成， 因 此形成为以肉眼较难识别的厚度， 并且其自身可以由不透明的金属材质形成， 因此与现有 技术中的使用透明电极的情况比较时， 提供相当低的电阻值。 并且， 基于低电阻线的低的电 阻由低电阻线的厚度调节来实现， 因此在不损伤触摸屏传感器的透明度的情况下， 也能够 通过低电阻线的厚度增加来充分地实现低的电阻。 作为参考， 作为低电阻线使用金、 银、 铝、 镍、 钛等各种金属或是利用上述金属的合金等。
有益效果
在本发明的触摸屏传感器中， 即使使用电阻系数较大的电阻电极， 在电阻电极上 还形成电阻系数小于电阻电极的信号电极， 容易实现信号传送， 摆脱现有技术中电阻电极 的电阻对触摸屏的面积的限制。
在本发明的触摸屏传感器中， 即使使用电阻系数较大的透明电阻电极， 在透明的 电阻电极上还提供金属材质的信号电极， 具有优秀的信号感知度， 除了摆脱现有技术中电 阻电极的电阻对触摸屏的面积的限制以外， 在实现透明触摸屏时不对透明度及清晰度构成 大的影响。
附图说明
图 1 是表示用于说明现有技术中的静电容量方式的触摸屏的 ITO 薄膜的俯视图。 图 2 是表示用于说明现有技术中的静电容量方式的触摸屏工作原理的俯视图。 图 3 是表示用于说明根据本发明的第一实施例的触摸屏传感器的俯视图。 图 4 至图 9 是表示用于说明根据本发明的第一实施例的触摸屏传感器的制造方法 图 10 是表示用于说明根据本发明的第二实施例的触摸屏传感器的俯视图。6的图。
102362245 A CN 102362262
说明书4/12 页图 11 是表示根据本发明的第三实施例的触摸屏传感器的结构的图。 图 12 是表示用于说明根据本发明的第四实施例的触摸屏传感器的俯视图。 图 13 至图 15 是表示用于说明图 12 的触摸屏传感器的制造过程的部分放大立体 图 16 是表示用于说明图 12 的触摸屏传感器的层压结构的剖面图。 图 17 是表示用于说明根据本发明的第五实施例的触摸屏传感器的俯视图。 图 18 是表示用于说明根据本发明的第六实施例的触摸屏传感器的俯视图。 图 19 是表示用于说明根据本发明的第七实施例的触摸屏传感器的部分放大立体 图 20 是表示用于说明根据本发明的第八实施例的触摸屏传感器的部分放大立体图。
图。
图。 具体实施方式
以下， 参照附图对本发明的优选实施例进行详细的说明， 但是本发明并非限制或 限定于该实施例。作为参考， 本说明中相同的标号表示实际上相同的要素， 在该规则下， 可 以引用其它附图中记载的内容进行说明， 判断为对本领域技术人员所公知或反复的内容将 被省略。 本发明涉及被使用于触摸屏， 用于检测身体一部分的接触位置的触摸屏传感器。
图 3 是表示用于说明根据本发明的第一实施例的触摸屏传感器的俯视图。
参照图 3， 触摸屏传感器包括透明薄板 101， 透明薄板 101 包括基板 110、 电阻电极 图案部 120 以及信号电极图案部 130。
作为基板 110 的材料使用透明塑料薄板或玻璃等的绝缘性材料， 以薄的薄膜形态 设置。
电阻电极图案部 120 在基板 110 上向纵向 (y 轴方向 ) 配置形成， 包括静电容量由 身体一部分的靠近而变化的多个电阻电极 121， 作为电阻电极图案部 120 的材料使用 ITO 或 是 IZO(indium zinc oxide 氧化铟锌 ) 等导电性透明材质。
此时， 构成电阻电极图案部 120 的多个电阻电极 121 由连接图案 122 向纵向进行 电连接， 构成一列的多个电组电极 121 和连接图案 122 形成一体。
并且， 在构成电阻电极图案部 120 的各个电阻电极 121 和连接图案 122 的上表面 形成包括多个信号电极 131 的信号电极图案部 130， 所述多个信号电极 131 以线 (line) 形 态设置， 以将多个电阻电极 121 中的位于相同线的电阻电极 121 进行电连接， 其宽度窄于电 阻电极 121 和连接图案 122 的宽度。
此时， 信号电极图案部 130 以电阻系数低于电阻电极图案部 120 的电阻系数的材 质形成， 具体来说， 使用具有导电性的金、 银及铝等各种金属或合金等。
上述信号电极图案部 130 虽然具有优秀的导电性， 但其具有非透光性， 导致遮挡 从液晶显示器或其它显示装置照射的光线的一部分， 但由于其宽度非常小， 因此事实上用 户无法进行识别， 并且， 在适用本发明的触摸屏传感器的显示装置的使用中， 基于从显示装 置照射的光的散射及折射特性， 触摸屏传感器的表面上显示的亮度几乎是恒定的。
并且， 本实施例中的信号电极图案部 130 被设置为在纵向构成一列的电阻电极
121 和连接图案 122 上表面形成一体的直线形状， 但根据情况， 也可以设置为沿着电阻电极 的外廓形成的非直线形状， 信号电极图案部 130 被形成为一排以上的信号电极 131 在构成 一列的电阻电极 121 和连接图案 122 上表面形成。
本发明中的触摸屏传感器由将如上所述的透明薄板 101 上下粘合两张来形成。具 体来说， 在基板 110 上， 将电阻电极图案部 120 及信号电极图案部 130 的排列为纵向 (y 轴 方向 ) 配置的和电阻电极图案部 120 及信号电极图案部 130 的排列为横向 (x 轴方向 ) 配 置的相互折叠形成。如上所述粘合两张透明薄板 101 时， 横向的第一电阻电极 121 和纵向 的第二电阻电极 121 将相互错开， 衔接各个电极的第一连接图案 122 及第二连接图案 122 具有上下交错的结构， 其连接图案由透明薄板等进行电分离。 当然， 在两张透明薄板中分别 形成的电阻电极图案部中， 也可以只在某一个上设置信号电极图案部， 在使用一张透明薄 板的情况下， 也可以只在形成于某一个的电阻电极图案部上放置信号电极图案部。
该触摸屏传感器结构， 根据被触碰的位置， 横向及纵向配置的透明的电阻电极图 案部 120 的信号强度将不同， 根据该信号强度能够计算出横向及纵向的坐标。
具体来说， 触摸屏传感器中手指接触的地点的位置， 由通过检测手指接触触摸屏 传感器时变化的横向及纵向配置的透明的电阻电极图案部 120 各个的信号强度， 来决定横 向及纵向坐标后， 作为横向及纵向的坐标方向的交叉点计算得出。
以下， 对根据本实施例的触摸屏传感器的制造过程进行说明。 图 4 至图 8 是表示用于说明根据本发明的第一实施例的触摸屏传感器的制造方法的图。 首先， 参照图 4， 基板 110 上形成包括多个电阻电极 121 的电阻电极图案部 120。
此时， 电阻电极 121 在基板 110 的表面， 整体上形成规定厚度的如 ITO、 IZO 等材料 的透明的导电体后， 通过利用感光膜的相片蚀刻过程及蚀刻 (etching)， 形成具有图 4 所示 的图案的电阻电极图案部 120。
随后， 如图 5 所示， 利用规定厚度的不透明的金属材质， 在形成有电阻电极图案部 120 的基板 110 上形成金属层 140.
随后， 如图 6 所示， 按照规定厚度均匀地涂布感光膜 150。所涂布的感光膜 150 通 过相片蚀刻过程， 按照制造商所需的图案进行图案形成 (patterning) 作业。
参照图 7 及图 8 对通过相片蚀刻过程图案形成感光膜的过程进行说明。
如图 7 所示， 感光膜 150 在如本实施例使用正向型 (positive type) 感光膜 150 的情况下， 执行通过掩模 160(mask) 的透光区域漏出于激光等光线的曝光。随后， 当去除未 被曝光的部分的感光膜 150 时， 形成如图 8 所示的按照规定的图案进行图案形成的感光膜 155。
随后， 通过蚀刻 (etching) 去除未留有感光膜 150 的部分的金属层 140， 去除图案 形成的感光膜 155， 从而形成如图 9 所示的信号电极图案部 130。
图 10 是表示用于说明根据本发明的第二实施例的触摸屏传感器的俯视图。
参照图 10， 触摸屏传感器包括薄板 210、 包括薄板 210 上形成的垂直节点图案部 221 ～ 228 的电阻电极图案部 220 以及包括垂直节点图案部 221 ～ 228 上形成的信号电极 231、 232 的信号电极图案部 230。垂直节点图案部 221 ～ 228 被上下排列， 由各排列设置的 图案部的线大致设置 6 个左右。
垂直节点图案部 221 ～ 228 分别包括第一垂直节点图案 221a、 222a 及第二垂直节 点图案 221b、 222b。 以纵向衔接的一个一列为基准， 垂直节点图案部 221 ～ 228 被设置为菱 形或矩形形态， 以相互面对的边为基准， 从上表面分割为第一垂直节点图案和第二垂直节 点图案。此时， 第一垂直节点图案和第二垂直节点图案的高度 (d ∶ D) 比率从上表面变化 为 (1 ∶ 8)、 (2 ∶ 7)、 (3 ∶ 6)、 (4 ∶ 4)、 (5 ∶ 4)、 (6 ∶ 3)、 (7 ∶ 2)、 (8 ∶ 1)， 由此， 两图 案之间的面积比也随着高度比率得到变更。
第一垂直节点图案 221a、 222a 由第一垂直连接图案 229a 上下得到连接， 从位于最 上表面的第一垂直节点图案开始， 面积阶段性地增大。相反， 第二垂直节点图案 221b、 222b 由第二垂直连接图案 229b 上下得到连接， 从位于最上表面的第二垂直节点图案开始， 面积 阶段性地减小。
本 实 施 例 中 的 薄 板 210 利 用 透 明 材 质 的 聚 乙 烯 (polyethylene)、 聚丙烯 (polypropylene)、 丙烯酸 (acryl)、 聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 等塑料或玻璃等的材料 形成。 只是， 根据情况， 即使不使用透明材质， 利用绝缘特性的基板， 作为笔记本电脑中使用 的触摸屏或是利用触控笔的指点装置中使用。
上述垂直节点图案部 221 ～ 228 也根据触摸屏传感器的使用情况而进行不同的选 择， 在本实施例中， 为了在触摸屏等需要透光性的情况下使用， 将选择 ITO、 IZO 等材料。只 是， 如果不需要考虑透光性的情况下， 作为电阻电极的材料， 使用具有导电性的金、 银及铝 等各种金属或合金等。
在垂直节点图案部中， 第一垂直节点图案 221a、 222a 之间相互得到连接， 第二垂 直节点图案 221b、 22b 之间也相互得到连接。被连接的位置也将进行多样的选择。
信号电极图案部 230 的信号电极 231、 232 形成于垂直节点图案部 221 ～ 228 上表 面， 以便连接横向衔接的构成一个一列的垂直节点图案部 221 ～ 228 之间， 具体来说， 形成 于第一垂直节点图案 221a、 222a 以及连接第一垂直节点图案 221a、 222a 之间的第一垂直连 接图案 229a 上。并且， 形成于第二垂直节点图案 221b、 222b 以及连接第二垂直节点图案 221b、 222b 之间的第二垂直连接图案 229b 上。
只是， 信号电极 231、 232 被形成为其宽度薄于此时的第一垂直节点图案和第二垂 直节点图案的宽度 d、 D， 相同地， 薄于第一垂直连接图案 229a 以及第二垂直连接图案 229b 的宽度。
并且， 信号电极 231、 232 利用电阻系数小于利用 ITO、 IZO 等材料形成的电阻电极 图案部 220 的材料而形成， 具体来说， 使用具有导电性的金、 银及铝等各种金属或合金等。
虽然， 信号电极 231、 232 不具有透光性， 其被形成为薄于第一垂直节点图案、 第二 垂直节点图案、 第一垂直连接图案 229a 以及第二垂直连接图案 229b 的宽度， 即使适用于触 摸屏等需要透光性的情况， 在实现透明触摸屏时， 也不对透明度及清晰度构成大的影响。
并且， 电信号通过电阻系数小于电阻电极图案部 220 的信号电极 231、 232 传送， 具 有优秀的信号感知度。
并且， 通过信号电极 231、 232 传送信号， 能够从随着电阻系数较高的电阻电极图 案部 220 的长度及面积增大， 其电阻增大而导致触摸屏的面积受到限制的情况中摆脱。
以下， 对利用垂直节点图案部 221 ～ 228 求出 x 坐标的过程进行说明。
参照图 10， 上下衔接的垂直节点图案部 221 ～ 228 的线设置有 6 个， 并被设置为大致相同的图案配置。此时， x 坐标通过 {(n1×1)+(n2×2)+ ～ (nk×k)}/(n1+n2+ ～ nk) 的 数学式决定， 其中， k 是图中以某一侧为基准， 按照各线规定的编号， nk 是各编号的线中由 第一及第二垂直节点图案检测出的信号强度的和。
手指触碰触摸屏， 控制部中接收的信号的强度被检测为， 从左侧第四个线中通过 第一垂直节点图案的信号强度为 60， 第五个线中通过第一垂直节点图案的信号的强度为 70， 剩余第一垂直节点图案中的信号强度为 0， 同时， 第三个线中通过第二垂直节点图案的 信号强度为 80， 第四个线中通过第二垂直节点的信号强度为 100， 第五个线中通过第二垂 直节点的信号强度为 90 时， 将上述数字代入到上述数学式求出 x 坐标， 具体来说， 将上述值 代入到数学式时， x 坐标＝ {(80×3)+(160×4)+(160×5)}/(80+160+160) ＝ 4.2。
除此之外， 也可以由向相同的方向计算第一垂直节点图案之间的 x 坐标后， 将 其进行平均而求出 x 坐标。具体的数学式有 1/2{( ∑ n1k×k)/( ∑ n1k)+( ∑ n2k×k)/ ( ∑ n2k)}， 其中， k 是垂直节点图案的线的编号， n1k 及 n2k 分别是通过第一及第二垂直节 点图案检测出的静电容量的强度。
以下， 对利用垂直节点图案部 221 ～ 228 求出 y 坐标的过程进行说明。
接触触摸屏传感器的手指的纵向位置， 由将第一及第二垂直节点图案作为一对， 对两个电极图案检测出的信号值进行比较而决定。作为参考， 当手指经由第一垂直节点图 案及第二垂直节点图案靠近时， 控制部分别接收的信号的强度与手指接触的面积成正比。 与要确定的 y 坐标对应， 假设与第一垂直节点图案接触的手指的面积为 A(y)， 此 时的信号强度为 C(y)， 与构成一对的第二垂直节点图案接触的手指的面积为 B(y)， 此时的 信号强度为 D(y)。
例如， 控制部中输入的从第一及第二垂直节点图案的信号强度分别与 A(y)、 B(y) 成正比， A(y)/B(y) ＝ C(y)/D(y) 的关系成立。
在控制部计算 C(y)/D(y) 值， 将其与作为面积比的 A(y)/B(y) 值进行比较后， 与y 进行变换。大体上， 当 y(0 ＜ y ＜ 1) 为 1/2 时， A(0.5)/B(0.5) 为 1， 当第一垂直节点图案 部中最上图案 (y ＝ 1) 时， A(1)/B(1) 为 1/8， 当最下图案 (y ＝ 0) 时， A(0)/B(0) 为 8。按 照上述值的变化， 从 A(y)/B(y) 求出 y 坐标值。
实际上， 手指触碰的面积相比分辨率很宽， 并且还将重叠多个线， 因此通过读取该 值并进行计算， 转换为分辨率内的坐标。
与前述的例相同， 假设在垂直节点图案部的线中， 从左侧第四个线中通过第一垂 直节点图案的信号强度为 60， 通过第二垂直节点图案的信号强度为 100， 第五个线中通过 第一垂直节点图案的信号强度为 70， 通过第二垂直节点图案的信号的强度为 90。通过第 一垂直节点图案的信号强度为 130， 通过第二垂直节点图案的信号强度为 190。即， C(y) 为 130， D(y) 为 190， C(y)/D(y) 约为 0.68。
因此， A(y)/B(y) 为 0.68 的位置是 y 约为 0.65 的情况， 即， 可被认知为触摸屏传 感器的长度为 100mm 时， 大致为 65mm 左右的位置。
图 11 是表示根据本发明的第三实施例的触摸屏传感器的结构的图。
参照图 11， 本发明的第三实施例的触摸屏传感器与第二实施例中说明的触摸屏传 感器实质上相同。因此， 第三实施例中对于触摸屏传感器的说明参照对于第二实施例的触 摸屏传感器的说明及附图， 反复的内容将被省略。
只是， 本发明的第三实施例的电阻电极图案部 320 与第二实施例的电阻电极图案 部 220 具有不同的结构。
参照图 11 具体进行说明， 构成本实施例的电阻电极图案部的电阻电极 321 各个在 基板 310 上向一侧方向并排排列， 各个电阻电极 321 的宽度对于上述一侧方向逐渐变化。
具体来说， 各个电阻电极 321 的宽度形成对于 y 轴方向 ( 纵向 ) 逐渐增大的三角 形形状， 多个电阻电极 321 按照均等间隔向 x 轴方向 ( 横向 ) 并排排列。
上述电阻电极 321 上形成有包括信号电极 331 的信号电极图案部。
本实施例中的基板 310 利用透明材质的材料形成， 上述电阻电极 321 也为了在触 摸屏等需要透光性的情况下使用， 选择 ITO、 IZO 等材料。
信号电极 331 偏向于电阻电极的一侧末端， 在其上表面以具有恒定的宽度的薄线 形态设置。
并且， 信号电极 331 利用电阻系数低于电阻电极图案部 320 的电阻系数的材料形 成， 具体来说， 使用具有导电性的金、 银及铝等各种金属或合金等。
虽然， 信号电极 331 不具有透光性， 其在电阻电极 321 上被设置为薄的线形图案， 即使适用于触摸屏等需要透光性的情况， 在实现透明触摸屏时， 也不对透明度及清晰度构 成大的影响。 并且， 电信号通过电阻系数小于电阻电极图案部 320 的信号电极 331 传送， 具有优 秀的信号感知度。
并且， 通过信号电极 331 传送信号， 能够从由于电阻系数较高的电阻电极图案部 320 的长度及面积增大时， 其电阻增大而导致触摸屏的面积受到限制的情况中摆脱。
作为参考， 在本实施例的触摸屏传感器中， 由于电阻电极图案部 320 的宽度随着 高度 (y 轴方向 ) 变化， 因此利用根据身体接触的地点而其静电容量的变化不同的原理， 求 出触碰地点的 y 坐标， 识别出静电容量有变化的电阻电极 321， 来决定 x 轴坐标。
图 12 是表示用于说明根据本发明的第四实施例的触摸屏传感器的俯视图， 图 13 至图 15 是表示用于说明图 12 的触摸屏传感器的制造过程的部分放大立体图。
参照图 12 至图 15， 本实施例中的触摸屏传感器 400 包括透明基板 410， 形成于透 明基板 410 上的第一电极图案 420 及第二电极图案 430 以及被搭载于第一电极图案 420 及 第二电极图案 430 之间的绝缘图案 440。
透明基板 410 由 PET 或 PC、 PE 等合成树脂薄膜或玻璃基板形成。透明基板 410 可 以在有机 LED 等显示装置上另外地安装， 但也可以使用于构成 LCD 或有机 LED 的模块的透 明基板或薄膜， 与显示装置模块提供为一体。其中， 透明基板 410 的透明在不妨碍适合于所 适用的显示装置用途的可读性的条件下， 也包括稍微不透明的程度的情况。
并且， 第一电极图案 420 及第二电极图案 430 形成于透明基板 410 的上表面或底 面中的一面。例如， 在被设置为合成树脂薄膜的情况下， 两电极图案一般形成于透明基板 410 的上表面， 在被设置为玻璃基板的情况下， 两电极图案直接形成于透明基板 410 的底 面。
第一电极图案 420 利用 ITO、 IZO、 碳纳米管 (CNT) 等透明的导电性材质形成， 并由 透明基板 410 上沿着横向或纵向并排排列的一系列的线图案设置。具体来说， 用于第一电 极图案 420 的线图案包括沿着一侧方向一列设置的扩展部 422 及桥接部 424。扩展部 422
及桥接部 424 相互交替形成并一列配置， 其由相同或不同的透明导电性材质形成。
扩展部 422 与桥接部 424 比较时， 以相对或明显宽的宽度形成， 桥接部 424 形成于 多个扩展部 422 之间， 将一系列的扩展部 422 进行电连接。作为一例， 在具有约 3.0 英寸的 显示装置及触摸区域的便携终端中， 桥接部 424 形成约 0.1mm ～ 0.2mm 的宽度时， 扩展部 422 按照约 4 ～ 6mm 的宽度形成， 此时， 扩展部 422 相比桥接部 424 具有约 20 ～ 60 倍大的 宽度。
如图所示， 扩展部 422 及桥接部 424 的形状以连续的矩形作为基本图案 (Motif) 形成， 但该形状也可以以菱形、 圆形或椭圆形等各种图形作为基本图案形成。并且， 虽将后 述， 扩展部 422 及桥接部 424 与用于第二电极图案 430 的透明连接部 436 一同形成于相同 材质及相同面， 其被选择为形状构成谐调， 以按照相互最小的宽度隔开。 从设置有触摸屏传 感器 400 的底部配置的显示装置的终端发出电磁波 (EMI)， 如上所述通过第一电极图案 420 和第二电极图案 430 的透明连接部 436， 设计图案使以最小的宽度隔开， 执行屏蔽电磁波或 最大程度切断电磁波的功能。
与第一电极图案 420 形成层压的结构而形成第二电极图案 430。 第二电极图案 430 形成于第一电极图案 420 的上部或下部， 并被形成为与第一电极图案 420 进行电分离。为 此， 在第一电极图案 420 和第二电极图案 430 之间形成有绝缘层或绝缘图案 440。 绝缘层或绝缘图案 440 一般利用形成绝缘薄膜的 SiO2、 Si3N4 或 TiO2 等材料形成， 也可以利用其它可实现蒸镀、 溅射 (sputtering)、 涂布、 喷射 (spray)、 层压 (Laminating)、 粘合、 印刷等的绝缘材质形成。并且， 如图所示， 可以在蒸镀或溅射后经过图案形成工程设 置为图案形状， 但根据情况， 可以不经过图案形成工程并作为一个绝缘层来提供， 或是通过 直接印刷图案的工程等提供。如图 14 所示， 将扩展部 422、 桥接部 424 及透明连接部 436 形 成为图案后， 通过其它图案形成工程形成绝缘图案 440。
第二电极图案 430 包括低电阻线 434 及透明连接部 436。如图 3 所示， 透明连接部 436 与第一电极图案 420 同时形成。透明连接部 436 同样地由具有约 0.1 ～ 0.2mm 的宽度 的透明导电性材质形成， 通过相片蚀刻工程对透明基板 410 中形成的 ITO 层进行蚀刻后， 与 扩展部 422 及桥接部 424 一同形成。
如图 15 所示， 低电阻线 434 形成于绝缘图案 440 上， 其被形成为通过多个透明连 接部 436 的表面并使透明连接部 436 整体上进行电连接。利用金或银、 铝、 铬等金属材质形 成， 且进行蒸镀或溅射后通过图形形成工程形成， 简单地也可以通过喷墨等工程形成。 虽然 低电阻线 434 不透明， 光学上遮挡显示装置， 但将其以约 30μm 以下的宽度形成， 使肉眼无 法看到， 更优选地， 将其以约 10μm 以下或数 μm 的宽度形成， 使在任何情况下也无法用肉 眼进行确认。
并且， 低电阻线 434 由直线形状形成， 但也可以由曲线或弯曲线形态形成， 所变化 的图案也可以规则地或不规则地进行变化。在不规则地变化的曲线或弯曲线的情况下， 从 外部更将无法可视化。
低电阻线 434 与用于与外部装置的连接的边框 (bezel) 部分的导线图案 450(wire pattern) 一同形成。 边框部分的导线图案 450 为了与 FPCB 等进行连接， 被形成为向透明基 板 410 的一侧集中。 由于一般的导线图案 450 也由金属材质形成， 因此可以与低电阻线 434 同时形成， 在此情况下， 通过将低电阻线 434 与导线图案 450 同时形成， 使制造触摸屏传感
器 400 的工程的个数显著地减少。
图 16 是表示用于说明图 12 的触摸屏传感器的层压结构的剖面图。
参照图 16， 由金属等遮挡或反射光线的材质形成的低电阻线 434， 其形成于透明 的透明基板 410、 桥接部 424 及绝缘图案 440 上。
作为参考， 由于 ITO 等透明导电性材质具有约 250Ω/square 的面电阻， 因此如果 以约 100 ～ 300μm 的宽度和约 6 ～ 8cm 的长度形成图案时， 将具有数百 Ω 的电阻。因此， 现有技术中的 ITO 电极很难适用于大面积显示装置， 这成为大面积显示装置中很难适用现 有技术中的触摸屏的原因。但是， 金属材质的低电阻线 434 由金属形成， 使第二电极图案 430 的电阻保持较低， 其结果， 能够提高触摸屏传感器 400 的灵敏度， 并也能够适用于大面 积显示装置中。
在实际上没有手指等的接触时， 基于第一电极图案 420 及第二电极图案 430 的基 本电容值由桥接部 424 及低电阻线 434 之间的电容决定。在现有技术的只利用 ITO 电极 的触摸屏传感器中， 相互面对的 ITO 薄膜之间搭载有光学粘合薄膜 (OCA)， 两电极图案按照 OCA 的厚度， 约 200μm 左右隔开并形成基本电容， 而根据本实施例的桥接部 424 及低电阻线 434， 只被隔开绝缘图案 440 的厚度， 约 0.1 ～ 1.0μm 左右， 可以调节为在约 200 ～ 1000 倍 以上的范围内形成基本电容， 此时， 通过急剧减小桥接部 424 及低电阻线 434 的交叉面积， 将基本电容适当地调节为所需的值。
由于可实现减小桥接部 424 及低电阻线 434 之间的交叉面积， 利用露出到周边的 扩展部 422 等敏感地保持静电容量变化， 相对地根据设计配置而多样地变更基本电容， 由 于能够使电极图案的长度形成得变长， 也可以容易地适用于大面积显示装置。 此外， 由于桥 接部 424 及低电阻线 434 之间的交叉面积小， 因此即使第二电极图案 430 相比第一电极图 案 420 形成于下部， 基本上也可实现基于静电容量变化的接触位置检测。
并且， 可实现通过低电阻线 434 的厚度调节来增大或减小电阻， 由于基本的线的 宽度保持相同， 因此对整体上的透光度不构成损失。即， 在本实施例中， 具有即使为了降低 电阻而增加金属的含量， 也不会降低透光度的优点。
在本实施例中， 低电阻线 434 以平面为基准被形成为直线形态， 但根据情况， 但根 据情况可以被设置为规则或不规则的曲线、 弯曲线形态， 以使从外部更加无法可视化。
并且， 在低电阻线 434 上还形成光吸收部。即， 在金属材质的低电阻线 434 上表面 一同形成铜 / 钛 (Cu/Ti)、 钼 (Mo)、 铬 (Cr) 以及黑铬 (Black Chrome) 等暗色或能够防止光 线的反射的细微图案， 以防止低电阻线 434 的上表面闪烁。并且， 与此不同地， 将低电阻线 434 自身也由如上所述的暗色的金属形成。
并且， 在本实施例中， 低电阻线 434 形成于第一电极图案 420 及透明连接部 436 上表面， 与此不同地， 可以将低电阻线形成于第一电极图案及透明连接部的底面， 在此情况 下， 首先形成低电阻线后， 在与第一电极图案交叉的部分形成绝缘图案， 形成 ITO 层， 通过 图案形成工程蚀刻 ITO 层， 从而形成第一电极图案 420 及透明连接部 436。
图 17 是表示用于说明根据本发明的第五实施例的触摸屏传感器的俯视图。
参照图 17， 本实施例中的触摸屏传感器 500 包括透明基板 510， 形成于透明基板 510 上的第一电极图案 520 及第二电极图案 530 以及搭载于第一电极图案 520 及第二电极 图案 530 之间的绝缘图案 540。透明基板 510 由合成树脂薄膜或玻璃基板形成， 第一电极图案 520 包括扩展部 522 及桥接部 524， 第二电极图案 530 包括低电阻线 534 及透明连接部 536。材质、 结构及形成 方法等参照之前实施例的说明及附图。
只是， 第二电极图案 530 包括由一系列的低电阻线 534 及透明连接部 536 构成的 图案线， 在本实施例中， 多个低电阻线 534 被群组化并形成一个电极， 其一侧进行电连接。 与之前实施例的一个低电阻线 434 不同， 本实施例中 3 个低电阻线 534 构成群组， 与上述 1 个低电阻线 534 对应。 例如， 在图 12 中以约 5mm 间隔使用图案线， 在本实施例中， 以约 1.7 ～ 1.0mm 的均等间隔并联连接由低电阻线 534 及透明连接部 536 构成的图案线。
多个低电阻线 534 被群组化， 使得无需复杂的计算就能立即计算出手指的准确的 位置， 基于手指接触面积的影响也将直接适用， 从而较大地提高灵敏度。并且， 由于多个图 案线并联连接， 在相同的群组内的低电阻线 534 之间也保持相互以充分的距离隔开， 因此 在手指接触时， 在桥接部 524 及低电阻线 534 周边形成电磁场的迂回， 从而更加提高基于静 电容量变化的灵敏度。
由于静电容量的变化发生在桥接部及低电阻线 524、 534 的边缘或边角， 因此在一 个电极中构成群组的多个桥接部的边越长， 即使有相同的手指接触， 静电容量的变化也将 越大。即， 由于触碰反应大部分发生在桥接部及低电阻线 524、 534 的重叠的边的长度上， 与 利用单一图案线的情况比较时， 在利用并联配置的多个图案线的情况下， 将会更加敏感地 反应。
图 18 是表示用于说明根据本发明的第六实施例的触摸屏传感器的俯视图。
参照图 18， 本实施例中的触摸屏传感器 600 包括透明基板 610， 形成于透明基板 610 上的第一电极图案 620 及第二电极图案 630 以及搭载于第一电极图案 620 及第二电极 图案 630 之间的绝缘图案 640。
透明基板 610 由合成树脂薄膜或玻璃基板形成， 第一电极图案 620 包括扩展部 622 及桥接部 624， 第二电极图案 630 包括低电阻线 634 及透明连接部 636。材质、 结构及形成 方法等参照之前实施例的说明及附图。
只是， 如图所示， 扩展部 622 的形状以连续的圆形或椭圆形作为基本图案 (Motif) 形成， 透明连接部 636 与扩展部 622 的形状对应地以具有凹陷的曲线的边的图形形状形成。 低电阻线 634 在透明连接部 636 上被形成为不规则地弯曲的弯曲线形态。
通过第一电极图案 620 和第二电极图案 630 的透明连接部 636 设计图案， 以最小 的宽度隔开， 从而执行屏蔽电磁波的功能， 第一电极图案 620 及透明连接部 636 的形状除了 电磁波屏蔽以外， 为了提高对于静电容量的变化的灵敏度， 可以被设置为各种形状。
图 19 是表示用于说明根据本发明的第七实施例的触摸屏传感器的部分放大立体 图。
参照图 19， 本实施例中的触摸屏传感器还包括形成于第一电极图案 120 的低电阻 图案 460。低电阻图案 460 形成于扩展部 422 或桥接部 424 上， 由具有小于透明导电性材质 的电阻的材质形成。在本实施例中， 低电阻图案 460 由与低电阻线 434 相同的金属材质形 成， 与低电阻线 434 另外地形成， 并以约 0.3μm 的厚度及约 10μm 以下的宽度形成。
低电阻图案 460 沿着第一电极图案 420 向横向形成， 由低电阻图案 460 相对地减 小第一电极图案 420 的电阻。并且， 低电阻图案 460 与低电阻线 434 相同地具有非透光性特性， 但也可以被设置为由 以下的厚度形成的金属薄膜， 而被形成为相对地具有透光 性。
低电阻图案 460 以直线形态形成， 但也可以与此不同地以曲线或弯曲线形态形 成， 曲线或弯曲线的形态也可以被形成为规则或不规则的形状。 在不规则地形成的情况下， 可以提高从外部无法可视化的程度。
图 20 是表示用于说明根据本发明的第八实施例的触摸屏传感器的部分放大立体 图。
参照图 20， 本实施例中的触摸屏传感器还包括形成于第一电极图案 420 的表面的 非连续性的低电阻图案 465。非连续性的低电阻图案 465 形成于扩展部 422 或桥接部 424 上， 由具有小于透明导电性材质的电阻的材质形成。与前述的低电阻图案 460 为衔接成一 个的金属线比较， 本实施例中的低电阻图案 465 在第一电极图案 420 上表面或底面以整体 或局部地形成。
低电阻图案 465 沿着第一电极图案 420 向特定方向形成， 但也可以向相互不同的 方向形成。并且， 低电阻线 434 也可以形成于透明连接部 436 上 434-1， 被设置为形成于导 电性材质的表面的状态， 而不是混合于导电性材质的状态。 并且， 低电阻图案 465 及低电阻线 434-1 用于减小第一电极图案 420 或透明连接 部 436 的整体上的电阻， 即使低电阻图案 465 及低电阻线 434-1 以被分离的状态排列或分 布， 优选地， 被形成为相邻的低电阻图案 465 的端部重叠或垂直地连接于相同线上。
相互分离的多个低电阻图案 465 及低电阻线 434-1 可以按照规则的排列设置， 但 如本实施例所示， 也可以按照不规则的形状设置， 在不规则地形成的情况下， 可以提高从外 部无法可视化的程度。
如上所述， 参照本发明的优选实施例进行了说明， 但是本技术领域的技术人员应 当理解， 在不超出本发明的权利要求书中记载的本发明的思想及领域的范围内， 能够对本 发明进行各种修改及变形。
产业上的可利用性
根据本发明中的触摸板传感器， 其使用于显示装置并能够检测出身体一部分的接 触位置。