能够检测多点触摸的电阻式触摸屏及其制造方法

专利名称：能够检测多点触摸的电阻式触摸屏及其制造方法
能够检测多点触摸的电阻式触摸屏及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年9月29日提交的韩国专利申请No. 10-2009-0092598的在先 申请日和优先权的权益，其全部内容通过引用合并于此。技术领域
本公开涉及一种能够检测多点触摸的电阻式触摸屏及其制造方法。
技术背景
伴随着电子工程和信息技术的不断发展，电子设备在我们日常生活(包括工作环 境)中的使用时间已稳定的增长。近来电子设备的种类已大大地多样化了，更具体地，新设 计的具有新功能的设备涌入诸如笔记本电脑和移动电话之类的便携式电子设备领域。由于 我们在日常生活中遇到的电子设备的种类逐渐多样化，并且电子设备的功能变得精细和复 杂，因此对容易使用且操作直观的用户界面的需求增加。
与能够满足需要的输入设备一样，触摸屏设备接收信息(interest)，并且触摸屏 设备广泛地应用于许多电子设备中。触摸屏设备是一种被配置用来检测显示屏上的接触位 置并且通过利用作为输入信息的接触位置来控制包括显示屏的电子设备。
图1是现有技术的4线电阻式触摸屏。
如图1所示，具有透明导电膜的4线电阻式触摸屏包括形成有电极40、透明导电 膜50和点隔片(dot spacer) 60的下基板10结构；形成有透明导电膜50和电极20的上基 板30结构；以及双面胶，被配置用来将上基板结构和下基板结构贴合，从而使得4线电阻膜 方法的触摸屏可以将信号从外部输入到上基板结构和下基板结构和/或将信号从上基板 结构和下基板结构输出到外部。
对触摸输入的位置进行识别，从而使得在触摸输入被输入到上基板30的情况下， 在上基板30、下基板10的透明导电膜上进行物理接触，识别形成在相对的基板的接触点上 的X轴和Y轴电势，以基于电势值间接地识别位置。
参照图2A，Y轴方向电势被形成为在Y轴电势产生电极40形成为关于具有预定电 阻值的透明导电膜10的上/下端对称，并且向上/下电极40施加预定电压的情况下，在透 明导电膜10上形成Y轴方向等势线45。
通过穿过相对的基板的透明导电膜10的触摸压力来测量和识别Y轴方向电势值， 测量上/下基板上接触点的Y坐标识别。如图2B所示，以下述方法测量X轴电势，在预定 电压施加在X轴方向电极40上的情况下，X轴方向等势线45形成在透明导电膜上，所述X 轴方向电极40对称地形成在具有预定电阻值的透明导电层10的左/右端。通过穿过相对 的基板的透明导电膜10的触摸压力来测量和识别在上/下基板上的接触点的X坐标识别， 所述基板具有形成在X轴方向的电势值。
由于结构简单，通过丝网印刷方法，已使用4线电阻膜接触屏的上述结构来形成 电极。但是，由于近来使用了触摸屏的移动终端上的显示设备的功能已变得多样化，因此，由于代替了仅识别一个触摸信号的方式，对于多点触摸屏的需求增加，所以，对能够通过检 测多点触摸信号来驱动的电阻式触摸屏的需求增加。
为了制造多点触摸屏，增加电极是不可避免的，更具体地，在将多点触摸屏应用 于移动终端的情况下，现在的趋势是，作为非有效区域的、是屏(有效区域)的边缘的框 (bezel)的尺寸减小到3mm以内。然而，由于形成传统的布线图案的过程的限制，难以批量 生产布线宽度小于80 μ m的布线图案。就是说，由于在用于形成传统的布线图案的丝网印 刷过程中的过程限制，因此难以形成具有细的线宽和线间距的布线结构。
实际上，当在传统的丝印方法中线宽和线间距小于200 μ m的情况下，难以在批量 生产期间控制尺寸，从而不能获得稳定的产量，因此批量生产小于80 μ m的布线宽度的布 线结构几乎是不可能的。
作为克服所述缺点的方法，尽管已考虑使用光刻工程过程来形成布线，但是仍存 在光刻工程过程在形成使用薄金属型电极材料的布线图案时电阻高的缺点。
即使在多电阻式触摸屏中，形成电极图案的布线的数量也增加，使得电极布线图 案变长并使得电阻迅速增大。发明内容
鉴于上述问题而提出本公开，并且本公开的目的是提供一种能够检测多点触摸的 电阻式触摸屏，其通过在形成金属布线图案时采用光刻工程过程和丝网印刷过程提供具有 精细图案和显著减小的布线电阻的金属布线图案而具有高分辨率。
在本公开的一个概括方面，提供一种能够检测多点触摸的电阻式触摸屏的制造 方法，其中，所述方法包括金属布线图案形成过程，在金属布线图案形成过程中，形成在透 明导电膜上的一个或多个单元有效区域形成有金属布线图案，并且，在ITO(氧化铟锡)、 IZO(氧化铟锌)和SiO(氧化锌)透明导电膜中的任意一个上所形成的至少一个或多个单 元有效区域上形成布线图案时，对所有金属布线图案中的一部分应用光刻工程方法，而对 剩余部分应用丝网印刷过程。
在本公开的一些示例性实施例中，金属布线图案的形成过程如下，通过光刻过程 形成与邻近接线端部分的单元有效区域相连接的m个第一布线图案组，通过丝网印刷过程 形成η个第二布线图案组，或者在透明导电膜上形成整个金属布线图案之后，通过丝网印 刷过程形成除了 m个第一布线图案组之外的η个第二布线图案组，其中整个金属布线图案 的长度(N) =m长度+η长度，其中，N、m和η是自然数，且m≥η。
在本公开的一些实施例中，金属布线图案的形成过程可包括在透明导电膜上形 成金属薄膜以形成布线；形成金属布线图案，其中，利用光刻过程，每个金属薄膜都与单元 有效区域连接；以及在除了与邻近接线端部分的单元有效区域相连接的m个第一布线图案 组之外的η个第一布线图案组的布线图案上形成第二布线图案，其中整个金属布线图案的 长度(N) =m的长度+η的长度，其中，N、m和η是自然数，且m≥η。
在本公开的一些示例性实施例中，所述光刻过程可包括通过经由曝光、显影和蚀 刻在透明导电膜上涂覆感光材料来形成布线图案的过程。
在本公开的一些示例性实施例中，形成所述金属布线图案的导电材料可包括含有 Ag、Al、Cu、Au、Ni、Pd、Sn和Co的材料中的任意一种，或者可以使用由上述材料的二元合金或三元合金形成的材料。
在本公开的一些示例性实施例中，所述金属布线图案的线宽可以在ΙΟμπι到 80 μ m的范围内。
在本发明的另一概括方面，提供一种能够检测多点触摸的电阻式触摸屏，其中，由 形成在具有金属布线图案的透明导电膜上的上板和下板形成触摸屏，所述金属布线图案通 过光刻和丝网印刷过程与单元有效区域的侧端连接，并且其中，形成在上板和下板上的单 元有效区域彼此垂直，并且其中，穿过单元有效区域相连接的金属布线图案的线宽在 ο μ m 到80 μ m的范围内。
在本公开的一些示例性实施例中，所述金属布线图案可包括与形成在上板和下板 上的接线端部分邻近的第一布线图案组和除了第一布线图案组之外的第二布线图案组，其 中第二布线图案组被印刷在第一布线图案组的上表面上。
在本公开的一些示例性实施例中，所述金属布线图案可包括与形成在上板和下板 上的接线端部分邻近的第一布线图案组和除了第一布线图案组之外的第二布线图案组，其 中，在第一和第二布线图案组之间形成连接图案单元。
在本公开的一些示例性实施例中，连接图案单元的数量与整个布线图案的数量相 对应。
在本公开的一些示例性实施例中，第一布线图案组的电阻可以在200 Ω到IkQ的 范围内，第二布线图案组的电阻可以在10Ω到30Ω的范围内。
根据本公开的能够检测多点触摸的电阻式触摸屏及其制造方法的有益效果在于， 通过应用光刻和丝网印刷过程来完成金属布线图案，以实现精细的图案和显著减小的电 阻，由此获得高分辨率。
本公开解决的技术主题不限于上述描述，本领域技术人员将从下面的描述中清楚 地领会到目前为止未提及的任何其它技术问题。
本公开的其它优点、目的和特征将在下面的说明中部分地给出，并且对于本领域 普通技术人员来说，部分地通过查阅下文或从实践本发明来了解而变得显而易见。通过在 说明书和本文的权利要求以及附图中所具体指出的结构可以实现和获得本发明的目的和 其它优点。
应该理解，本公开的前述的概括描述和下面的详细描述都是示例性和说明性的， 并且意在提供所主张的本公开的进一步解释。


所包括的用于提供本公开的进一步解释的附图包含在本申请中并构成本申请的 一部分，阐明本公开的实施例并与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中
图1、图2Α和图2Β是图示根据现有技术的能够检测多点触摸的电阻式触摸屏的构 造的示意图3至图6是图示根据本公开的能够检测多点触摸的电阻式触摸屏及其制造方法 的示意图；以及
图7至图9是图示根据本公开的能够检测多点触摸的电阻式触摸屏的关键部分和 制造过程的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。在附图中，为了清楚和方 便，可以夸大构成元件的尺寸和形状。
发明人可以定义特殊的术语，以在最佳实施方式中描述本公开。因此，说明书和权 利要求中使用的特定术语或词语的意思不限于字面的或常用意义，而是应该根据本公开的 精神和范围来理解。因此这些术语的定义可以根据整个说明书的内容来确定。
在附图中，相同的附图标记表示相同或相对应的元件。为了清楚和简单的目的， 可以省略本领域公知的构造和过程的详细描述，以避免由于不必要的细节而使本发明不清林 疋。
此外，就用于详细的说明书或权利要求中的术语“包含”来说，此术语意在与术语 “包括”表示相同的包含，如同“包括”在权利要求中被用作过渡词时的解释。
术语“第一”、“第二”等在本文中不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于区分一 个元件和另一元件，并且，术语“a”和“an”在本文中不表示数量限制，而是表示存在所涉及 的项目中的至少一个。
在形成能够检测多点触摸的电阻式触摸屏(在下文中称作“触摸屏”)的金属布线 时，利用光刻过程采用金属布线形成金属布线密度大的部分，利用丝网印刷过程采用金属 布线形成金属布线密度小的部分，由此完成精细的图案并降低布线的电阻。
参照图3、图4和图5，图3图示了在触摸屏的上板处的透明导电膜的结构，图4示 意性地图示了透明导电膜的金属布线结构，图5图示了在触摸屏的下板处的透明导电膜的 结构。
如图所示，能够检测多点触摸的电阻式触摸屏主要包括在上板和下板之间具有形 成在透明导电膜上的金属布线图案的一对结构。如图3和图4所示，能够检测多点触摸的电阻式触摸屏包括在多个单元中的有效区域(Cl、C2......Cn)(在下文中称作“单元有效区域”)，所述单元有效区域由于外部接触(触摸)而引起电阻值变化，其中，每个单元有效 区域都与金属布线图案连接，在金属布线图案中，金属布线检测并读取外部触摸信号。
具体地，与各个单元有效区域连接的金属布线图案聚集在接线端部分(P，110)，接 线端部分(P，110)与被配置为读取和检测连接信号的变化值的电路单元连接。
如图中所表示的，每个单元有效区域都形成有两个金属布线图案，所述金属布线 图案沿透明导电膜的外侧布线，以聚集在接线端部分110，使得距离接线端部分110远的部 分130的金属布线长度自然地延长，同时靠近接线端部分的部分120的金属布线长度自然 地缩短，其中，金属布线顺序地聚集以增加金属布线的密度，如聚集的金属布线120所示。
例如，考虑到有η个单元有效区域，在距接线端部分110最近的单元有效区域(Cl) 的左手侧和右手侧附近的聚集的金属布线的总数量为2η，与此同时，在距接线端部分110 最远的单元有效区域(Cn)的左手侧和右手侧附近的聚集的金属布线的总数量为2。
金属布线数量的增加体现出了制造工程的限制，具体地说，很难实现宽度小于 SOym的用于电极的精细图案。此外，在金属布线(电极)延长的情况下，电阻不可避免地 增大，但是由于多点触摸屏需要电阻很低这一物理特性，因此使得多点触摸屏不满足要求。
所述物理特性以相同的方式应用于形成在下板的透明导电膜处的图案结构上。就是说，以上板的单元有效区域垂直于单元有效区域(Dl、D2、D3......Dn)的方式构造下板的透明导电膜，其中，由于金属布线图案密度的增大，使得聚集有各个金属布线的接线端部 分210难以实现精细的图案化，并且还有在距接线端部分远的单元有效区域中电极电阻增 大的缺点。
图6图示了在图4中示出的金属布线的布线电阻，更具体地，图示的数据是对在上 板和ITO(氧化铟锡)上的电极测量而得到的电阻值。假设总共布置M根金属布线，左手 侧和右手侧各12根，将从最外侧到右侧端的每根布线命名为a到X，测量金属布线的布线电 阻。
更具体地说，在衬垫(pad)单元处两个电极的电阻值都显示为(布线+ITO+布 线)，其中，如所说明的，在该处由于ITO的电阻高，因此所述电阻值高。这表明，当布线电 阻在200 1000 Ω的范围内时，即使不考虑ITO的电阻，也难以实现多电阻膜所需的小于 100 Ω的布线电阻。通过图7给出的过程可以克服此缺点。
就是说，在形成上板或下板处透明导电膜的金属布线图案时，通过光刻方法形成 比接线端部分更远的区域。
1、第一示例性实施例
参照图7、图8和图9，根据本公开的金属布线的形成方法为，在透明导电膜上形 成用于布线图案的金属薄膜层(S1，S2)。接着，在金属薄膜层上涂覆感光材料(即，光致抗 蚀干膜(DFR，Dry Film Photo Resist))，以通过曝光、显影和蚀刻过程形成第一布线图案 (S3，S4)。形成第一布线图案的部分可以限制在接线端部分(P区域)和朝向并靠近接线端 部分的部分⑴区域)。然后，通过丝网印刷过程形成距离接线端部分(P区域)较远的部 分，即区域(150)，从而与第一布线图案连接(S5)。
假设布线图案的总长度是N，利用丝网印刷过程将由总共m个布线图案和总共η个 布线图案构成的布线图案分别形成为第一布线图案和第二布线图案，(N、m和η是自然数， 且m彡η，并且N = m的长度+η的长度，显然，可以根据制造条件和产品规格调整数量m和η) ο
例如，如果N = 12，则可以通过光刻过程形成与接线端部分邻近的第1到第6金属 布线电极，同时利用丝网印刷过程形成较远的第7到第12金属布线。
丝网印刷过程通过应用银膏使得第7到第12金属布线电极的电阻小于10 30 Ω 的范围，并且布线电阻受到接线端部分附近的金属布线电阻的影响。通过光刻过程形成的 接线端部分附近的金属布线的长度缩短为常规长度的一半，以使得电阻小于200 IkQ。
现在，参照图9，通过光刻过程形成布线集中部分140 (第一布线图案)，即靠近接 线端部分(P)的区域to)，通过丝网印刷过程完成距离接线端部分远的单元有效区域(R区 域)的金属布线(第二布线图案)。在这种情况下，第一和第二布线图案可以与形成为数量 与布线的总数相同的连接图案单元(J)相连接。
2、第二示例性实施例
现在，将描述具有与上述制造方法不同的制造方法的示例性实施例。
首先，在形成第一布线图案时，在透明导电膜的整个区域上形成用于形成布线金 属薄膜，并且通过曝光、显影和蚀刻过程形成整个区域的金属布线。接着，通过丝网印刷过 程在第一布线图案相应的上方区域形成第二布线图案。就是说，利用丝网印刷过程在第一布线图案的上表面上覆盖金属材料，以形成第二布线图案。在这种情况下，通过在第一布线 图案下进一步形成第二布线图案而构成双层结构。
假设金属布线图案的总数为N，第一布线图案的数量为m，通过利用丝网印刷过程 覆盖第一布线图案的上表面而形成的第二布线图案的数量为n，其中，各个数量相同，而且 整个布线的总长度(N)与第一布线图案暴露的长度和第二布线图案暴露的长度之和相等。
即使在这种情况下，也将第二布线图案的区域和第一布线图案的区域之间的边界 定义为连接图案单元(J)，并且第一布线图案和第二布线图案形成为堆叠结构。
在任何情况下，对于本公开中的金属布线图案来说，形成金属布线图案的导电材 料是包括Ag、Al、Cu、Au、Ni、Pd、Sn和Co的材料中的任意一种，或者可以是使用由上述材料 的二元合金和三元合金形成的材料。此外，透明布线膜可以由ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化 铟锌)和SiO(氧化锌)中的任意一种来实现，并且金属布线图案的线宽形成为在ΙΟμπι 80 μ m的范围内。
就是说，根据本公开，在形成金属布线(即电极)时，同时应用光刻和丝网印刷过 程，以提高制造效率、获得精细图案的金属布线以及防止因电阻使可靠性降低。同时，可以 采用透明导电膜的形成有金属布线图案的上板和下板。就是说，形成有与单元有效区域的 侧端连接的金属布线图案的上板和下板通过光刻和丝网印刷过程形成在透明导电膜上，在 这种情况下，形成在上/下板上的单元有效区域形成有垂直布置的结构，其中，在精细图案 中与单元有效区域的两端连接的金属布线图案的线宽小于10 80 μ m。
虽然已经根据示例性实施例描述了本公开，但是本申请中公开的实施例在各个方 面都是说明性的而非限制性的。应该理解的是，在不脱离本发明由下面的权利要求所限定 的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以对所描述的实施例进行变型。更具体地，本 公开的范围是由所附的权利要求指出的，而不是由前面的本说明书指出的，并且本发明意 在涵盖落在权利要求等同物的意义和范围内的所有改进和变型。
权利要求
1.一种能够检测多点触摸的电阻式触摸屏的制造方法，其中，所述方法包括金属布线 图案形成过程，在所述金属布线图案形成过程中，形成在透明导电膜上的至少一个或多个 单元有效区域形成有金属布线图案，并且，当在形成在ITO (氧化铟锡)、IZO (氧化铟锌)和 aio(氧化锌)透明导电膜中的任意一个上的至少一个或多个单元有效区域上形成布线图 案时，对所有金属布线图案中的一部分应用光刻工程方法，而对剩余部分应用丝网印刷过 程。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属布线图案的形成过程如下，通过光刻过 程形成与邻近接线端部分的单元有效区域连接的m个第一布线图案组，通过丝网印刷过程 形成η个第二布线图案组，或者在透明导电膜上形成整个金属布线图案之后，通过丝网印 刷过程形成除了 m个第一布线图案组之外的η个第二布线图案组，其中整个金属布线图案 的长度N = m的长度+η的长度，其中，N、m和η是自然数。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，形成所述金属布线图案的导电材料包括含有Ag、 Al、Cu、Au、Ni、Pd、Sn和Co的材料中的任意一种，或者使用由上述材料的二元合金和三元 合金形成的材料。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的方法，其中，所述金属布线图案的线宽在 10 μ m至Ij 80 μ m的范围内。
5.一种能够检测多点触摸的电阻式触摸屏，其中，由形成在具有金属布线图案的透明 导电膜上的上板和下板形成触摸屏，所述金属布线图案通过光刻和丝网印刷过程与单元有 效区域的侧端连接，并且其中，形成在所述上板和下板上的单元有效区域彼此垂直，并且其 中，穿过所述单元有效区域相连接的金属布线图案的线宽在 ο μ m到80 μ m的范围内。
6.根据权利要求5所述的触摸屏，其中，所述金属布线图案包括与形成在所述上板和 下板上的接线端部分邻近的第一布线图案组和除了所述第一布线图案组之外的第二布线 图案组，其中所述第二布线图案组被印刷在所述第一金属布线图案组的上表面上。
7.根据权利要求6所述的触摸屏，其中，所述金属布线图案包括与形成在所述上板和 下板上的接线端部分邻近的第一布线图案组和除了所述第一布线图案组之外的第二布线 图案组，其中，在所述第一和第二布线图案组之间形成连接图案单元。
8.根据权利要求7所述的触摸屏，其中，所述连接图案单元的数量与整个布线图案的 数量相对应。
9.根据权利要求8所述的触摸屏，其中，所述第一布线图案组的电阻在200Ω到IkQ 的范围内，所述第二布线图案组的电阻在10Ω 30Ω的范围内。
全文摘要
公开了一种能够检测多点触摸的电阻式触摸屏及其制造方法，其中，形成在透明导电膜上的至少一个或多个单元有效区域形成有金属布线图案，并且，对所有金属布线图案中的一部分应用光刻工程方法，而对剩余部分应用丝网印刷过程，从而通过采用光刻工程过程和丝网印刷过程提供具有精细图案和显著减小的布线电阻的金属布线图案可以制造具有高分辨率的能够检测多点触摸的电阻式触摸屏。
文档编号G06F3/045GK102033676SQ20101050075
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者洪赫振 申请人:Lg伊诺特有限公司