触摸传感器及其制造方法

相关申请的交叉引用和优先权的要求

本申请要求于2020年1月6日在韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请号10-2020-0001539的优先权，其全部公开内容以引用方式并入本文。

背景技术

1.技术领域

本发明涉及一种触摸传感器及其制造方法。更具体地，本发明涉及包括感测电极和迹线的触摸传感器以及所述触摸传感器的制造方法。

2.相关领域

随着信息技术的发展，对具有更薄尺寸、轻重量、高功耗效率等的显示设备的各种需求正在增加。显示设备可以包括诸如液晶显示(LCD)设备的平板显示设备、等离子显示面板(PDP)设备、电致发光显示设备、有机发光二极管(OLED)显示设备等。

还开发了能够通过用手指或输入工具选择在屏幕上显示的指令来输入用户的指引的触摸面板或触摸传感器。触摸面板或触摸传感器可以与显示设备结合，从而可以在一个电子设备中实现显示和信息输入功能。

最近，随着具有大尺寸屏幕的图像显示设备的开发，设置在显示屏下方的触摸传感器的面积也可能增加。在这种情况下，单个触摸传感器中包括大量感测电极，并因此也增加了用于形成电极图案的曝光装置和/或曝光掩膜的面积。然而，预定的工艺设备可能不容易修改。

此外，在薄膜型触摸传感器的制造中，当在大规模区域中同时形成或转移感测电极时，可能导致诸如基膜撕裂和褶皱的缺陷。

例如，如韩国专利申请公开号2014-0092366所公开的，最近已经开发了与包括触摸传感器的触摸屏面板相结合的各种图像显示设备。然而，未建议对具有大尺寸屏幕的图像显示设备的适当工艺。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种具有改进的工艺可靠性和效率的触摸传感器。

根据本发明的一个方面，提供了一种制造具有改进的工艺可靠性和效率的触摸传感器的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种包括触摸传感器的图像显示设备。

将通过以下特征或构造来实现本发明概念的上述方面：

(1)一种触摸传感器，包括：基板层；交替布置在所述基板层上的第一感测电极行和第二感测电极行；第一迹线，其从所述第一感测电极行的左端延伸，所述第一迹线包括周期性布置的弯曲部分；第二迹线，其从所述第二感测电极行的右端延伸，所述第二迹线包括周期性布置的弯曲部分；第一浮动迹线，其与所述第一迹线中的最外面的第一迹线相邻；以及第二浮动迹线，其与所述第二迹线中的最外面的第二迹线相邻。

(2)根据上述(1)所述的触摸传感器，其中所述第一浮动迹线包括具有不同长度的多个第一浮动迹线。

(3)根据上述(2)所述的触摸传感器，其中所述第一浮动迹线在朝向所述基板层的左侧的方向上变短。

(4)根据上述(1)所述的触摸传感器，其中所述第二浮动迹线包括具有不同长度的多个第二浮动迹线。

(5)根据上述(4)所述的触摸传感器，其中所述第二浮动迹线在朝向所述基板层的右侧的方向上变短。

(6)根据上述(1)所述的触摸传感器，其还包括：感测列电极，其设置在彼此相邻的所述第一感测电极行和所述第二感测电极行之间；以及桥电极，其电连接所述感测列电极中彼此相邻的感测列电极。

(7)根据上述(6)所述的触摸传感器，其还包括列迹线，所述列迹线连接到所述感测列电极中包括在所述基板层的端接区域(terminal region)中的感测列电极。

(8)根据上述(1)所述的触摸传感器，其中所述第一迹线和所述第二迹线中的每一个都具有阶梯形状。

(9)根据上述(1)所述的触摸传感器，其中包括在所述第一迹线和所述第二迹线中的所述弯曲部分具有斜线形状。

(10)一种制造触摸传感器的方法，包括：通过使用光掩膜的图案化工艺，在基板层上形成第一感测电极行、第二感测电极行、从所述第一感测电极行的左端延伸的第一子迹线、设置在所述第一子迹线周围的第一浮动子迹线、从所述第二感测电极行的右端延伸的第二子迹线和设置在所述第二子迹线周围的第二浮动子迹线；以及通过移动所述光掩膜来重复所述图案化工艺。

(11)根据上述(10)所述的方法，其中通过所述图案化工艺形成沿着相对于所述第一子迹线的左向方向布置的多个所述第一浮动子迹线，并且通过所述图案化工艺形成沿着相对于所述第二子迹线的右向方向布置的多个所述第二浮动子迹线。

(12)根据上述(11)所述的方法，其中在第n次图案化工艺中形成的第一子迹线连接到在第n+1次图案化工艺中形成的第一浮动子迹线中与所述第一子迹线相邻的第一浮动子迹线，并且n是大于或等于2的整数。

(13)根据上述(11)所述的方法，其中在第n次图案化工艺中形成的第一浮动子迹线中与所述第一子迹线相邻的第一浮动子迹线连接到在第n+1次图案化工艺中形成的第一浮动子迹线中最外面的第一浮动子迹线，并且n是大于或等于2的整数。

(14)根据上述(11)所述的方法，其中在第n次图案化工艺中形成的第二子迹线连接到在第n+1次图案化工艺中形成的第二浮动子迹线中与所述第二子迹线相邻的第二浮动子迹线，并且n是大于或等于2的整数。

(15)根据上述(11)所述的方法，其中在第n次图案化工艺中形成的第二浮动子迹线中与所述第二子迹线相邻的第二浮动子迹线连接到在第n+1次图案化工艺中形成的第二浮动子迹线中最外面的第二浮动子迹线，并且n是大于或等于2的整数。

(16)根据上述(11)所述的方法，其中通过所述图案化工艺在所述第一感测电极行和所述第二感测电极行之间进一步形成彼此隔开的感测列电极。

(17)一种窗口堆叠结构，包括：窗口基板；堆叠在所述窗口基板上的根据上述实施方式的所述触摸传感器；以及设置在所述窗口基板和所述触摸传感器之间或设置在所述触摸传感器上的偏振层。

(18)一种图像显示设备，包括：显示面板；和堆叠在所述显示面板上的根据上述实施方式所述的触摸传感器。

根据本发明的实施方式，在大面积触摸传感器的制造中，可以使用光掩膜顺序图案化或转印包括多个感测电极行的感测电极块。因此，可以在不改变或增加曝光/图案化设备的情况下有效地制造大面积触摸传感器。

在示例性实施方式中，从感测电极行延伸的迹线可以交替地分布在触摸传感器的两个侧部(lateral)部分上。此外，在通过移动光掩膜形成感测电极块时，可以执行图案化工艺，使得包括在相邻的感测电极块中的迹线可以彼此连接或合并。因此，迹线可以与感测电极一起形成，同时增加形成迹线的图案化或对准余量。

附图说明

图1是示出根据示例性实施方式的光掩膜的示意性顶部平面图。

图2至图6是示出根据示例性实施方式的制造触摸传感器的方法的示意性顶部平面图。

图7是示出根据示例性实施方式的窗口堆叠结构和图像显示设备的示意性横截面图。

具体实施方式

根据本发明的示例性实施方式，提供了一种触摸传感器及其制造方法，触摸传感器包括通过缝合型(stitch-type)方法连接的迹线。此外，提供了包括触摸传感器的窗口堆叠结构和图像显示设备。

在下文中，将参考附图详细地描述本发明。然而，本领域技术人员将理解，提供参考附图描述的此类实施方式以进一步理解本发明的精神，并且不将要保护的主题限制为在具体描述和所附权利要求中公开。

在附图中，将平行于同一平面的两个方向定义为第一方向和第二方向。例如，第一方向可以对应于行方向，以及第二方向可以对应于列方向。

本文使用的术语“第一”、“第二”、“第三”、“左”和“右”等旨在相对地表示不同的区域、步骤和元件，而不是表示绝对的顺序和位置。

本文使用的术语“图案化”包括使用光掩膜的曝光工艺和蚀刻工艺。

图1是示出根据示例性实施方式的光掩膜的示意性顶部平面图。

参考图1，光掩膜50可以包括空白部分55、感测行图案部分60和70、感测列图案部分80以及迹线图案部分90、92、95和97。

空白部分55可以指除了感测行图案部分60和70、感测列图案部分80以及迹线图案部分90、92、95和97之外的光掩膜50的部分。

在一些实施方式中，空白部分55可以在光工艺或曝光工艺期间用作透射部分，而光掩膜50的剩余部分可以用作遮光部分。在这种情况下，可以将感测行图案部分60和70、感测列图案部分80以及迹线图案部分90、92、95和97转移到光致抗蚀剂层(例如，正型光致抗蚀剂层)以形成光致抗蚀剂图案，并且可以使用光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩膜来蚀刻导电层以形成触摸传感器的电极图案。

在一些实施方式中，空白部分55可以用作遮光部分，而光掩膜50的剩余部分可以用作透射部分。在这种情况下，可以使用负型光致抗蚀剂层形成光致抗蚀剂图案，其中感测行图案部分60和70、感测列图案部分80以及迹线图案部分90、92、95和97转印到该光致抗蚀剂图案。

在示例性实施方式中，光掩膜50可以包括多个感测行图案部分60和70。在一些实施方式中，光掩膜50可以包括第一感测行图案部分60和第二感测行图案部分70。

感测行图案部分60和70可以包括多个感测行电极部分62和连接图案部分64。感测行电极部分62可以与连接图案部分64整体连接以在第一方向(例如，行方向)上延伸。多个感测行图案部分60和70可以沿着第二方向(例如，列方向)布置。

感测列图案部分80可以各自设置为彼此独立隔开的感测列单元电极部分。感测列图案部分80可以布置在彼此相邻的感测行电极部分62之间。

子迹线图案部分90和95可以连接到感测行图案部分60和70的一个端部。

在示例性实施方式中，第一子迹线图案部分90可以连接到第一感测行图案部分60的一个端部。第二子迹线图案部分95可以连接到第二感测行图案部分70的一个端部。

子迹线图案部分90和95可以分布并交替设置在光掩膜50的两个侧部部分上。例如，第一子迹线图案部分90连接到第一感测行图案部分60的左端，以及第二子迹线图案部分95可以连接到第二感测行图案部分70的右端。

第一浮动子迹线图案部分92可以设置成在左向方向上与第一子迹线图案部分90相邻。在示例性实施方式中，两个第一浮动子迹线图案部分92可以与第一子迹线图案部分90间隔开，并且沿左向方向布置。

第二浮动子迹线图案部分97可以设置成在右向方向上与第二子迹线图案部分95相邻。在示例性实施方式中，两个第二浮动子迹线图案部分97可以与第二子迹线图案部分95间隔开，并且沿右向方向布置。

本文使用的术语“左”、“右”旨在相对地表示两个水平和相反的方向，而不是解释为绝对方向。

在图1中，两个感测行图案部分60和70包括在光掩膜50中，但是2n(n是自然数)个感测行图案部分可以包括在光掩膜50中。在这种情况下，第一感测行图案部分60和第二感测行图案部分70沿着第二方向交替设置，并且第一子迹线图案部分90和第二子迹线图案部分95可以沿着第二方向交替布置在光掩膜50的左侧部分和右侧部分上。

图2至图6是示出根据示例性实施方式的制造触摸传感器的方法的示意性顶部平面图。

参考图2，通过使用参考图1所述的光掩膜50(例如，第一图案化工艺)，可以在基板层100上图案化电极图案。

基板层100可以包括玻璃或透明树脂膜。透明树脂膜可以包括例如环烯烃聚合物(COP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚苯硫醚(PPS)、聚烯丙基酯、聚酰亚胺(PI)、醋酸丙酸纤维素(CAP)、聚醚砜(PES)、三醋酸纤维素(TAC)、聚碳酸酯(PC)、环烯烃共聚物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。

通过第一图案化工艺，可以将光掩膜50的第一感测行图案部分60和第二感测行图案部分70分别转印成第一感测电极行110和第二感测电极行120。第一感测电极行110和第二感测电极行120可以各自包括第一感测行电极112和连接部分114。第一感测行电极112和连接部分114可以分别从光掩膜50的感测行电极部分62和连接图案部分64转印。

光掩膜50的感测列图案部分80可以转印成具有彼此隔开的单元电极形状的感测列电极130。

光掩膜50的第一子迹线图案部分90和第二子迹线图案部分95可以分别转印成第一子迹线140和第二子迹线150。

第一子迹线140可以连接到第一感测电极行110的左端，并且第二子迹线150可以连接到第二感测电极行120的右端。

从光掩膜50的第一浮动子迹线图案部分92转印的第一浮动子迹线145可以设置在第一子迹线140的左向方向上。从光掩膜50的第二浮动子迹线图案部分97转印的第二浮动子迹线155可以设置在第二子迹线150的右向方向上。

参考图3，可以通过将光掩膜50沿第二方向移动对应于光掩膜50的长度的间距来再次执行图案化工艺(例如，第二图案化工艺)。

在第二图案化工艺中，可以沿着第二方向添加第一感测电极行110和第二感测电极行120。另外，感测列电极130可以添加在第一感测电极行110和第二感测电极行120之间。

在示例性实施方式中，在第一图案化工艺中形成的第一子迹线140可以连接到在第二图案化工艺中形成的第一浮动子迹线145。另外，在第一图案化工艺中形成的第一浮动子迹线145中与第一子迹线140相邻的第一浮动子迹线145可以连接到在第二图案化工艺中形成的最外面的第一浮动子迹线145。

此外，在第一图案化工艺中形成的第二子迹线150可以连接到在第二图案化工艺中形成的第二浮动子迹线155。另外，在第一图案化工艺中形成的第二浮动子迹线155中与第二子迹线150相邻的第二浮动子迹线155可以连接到在第二图案化工艺中形成的最外面的第二浮动子迹线155。

参考图4，可以通过将光掩膜50沿第二方向移动对应于光掩膜50的长度的间距来再次执行图案化工艺(例如，第三图案化工艺)。

在第三图案化工艺中，可以沿着第二方向添加第一感测电极行110和第二感测电极行120。另外，感测列电极130可以添加在第一感测电极行110和第二感测电极行120之间。

在示例性实施方式中，在第二图案化工艺中形成的第一子迹线140可以连接到在第三图案化工艺中形成的第一浮动子迹线145。另外，在第二图案化工艺中形成的第一浮动子迹线145中与第一子迹线140相邻的第一浮动子迹线145可以连接到在第三图案化工艺中形成的最外面的第一浮动子迹线145。

此外，在第二图案化工艺中形成的第二子迹线150可以连接到在第三图案化工艺中形成的第二浮动子迹线155。另外，在第二图案化工艺中形成的第二浮动子迹线155中与第二子迹线150相邻的第二浮动子迹线155可以连接到在第三图案化工艺中形成的最外面的第二浮动子迹线155。

如上所述，可以重复使用光掩膜50的图案化过程，使得可以顺序地添加感测电极行110和120以及感测列电极130，同时以缝合型方法延伸要彼此连接的迹线。

例如，在第n(n是大于或等于2的整数)次图案化工艺中形成的子迹线可以连接到在第(n+1)次图案化工艺中形成的浮动子迹线中的内侧(inner)浮动子迹线。此外，在第n次图案化工艺中形成的内侧浮动子迹线可以连接到在第(n+1)次图案化工艺中形成的最外面的浮动子迹线。

参考图5，可以重复上述图案化过程，以形成分别从第一感测电极行110的左端和第二感测电极行120的右端延伸的第一迹线160和第二迹线170。可以由子迹线140和150以及浮动子迹线145和155的组合形成第一迹线160和第二迹线170。

第一浮动迹线165可以设置在第一迹线160中的最外面的第一迹线160周围。第二浮动迹线175可以设置在第二迹线170中的最外面的第二迹线170周围。

在一些实施方式中，如图5所示，具有不同长度的多个第一浮动迹线165可以设置在基板层100的左侧部分上。例如，第一浮动迹线165的长度可以在朝向基板层100左侧的方向上变小。

具有不同长度的多个第二浮动迹线175可以设置在基板层100的右侧部分上。例如，第二浮动迹线175的长度可以在朝向基板层100右侧的方向上变小。

浮动迹线165和175可以设置在触摸传感器的两个侧部部分上，并且可以用作噪声屏蔽布线或接地布线。

迹线160和170以及浮动迹线165和175可以包括弯曲部分B，如虚线圆所示。因此，迹线160和170以及浮动迹线165和175具有阶梯形状，因此可以提高迹线的集成效率。

在示例性实施方式中，弯曲部分B可以周期性地布置在迹线160和170或浮动迹线165和175中的每一个中。弯曲部分B可以具有例如斜线形状。

例如，可以另外执行端接部分图案化工艺，使得迹线160和170的端部部分可以形成在由图5中的虚线矩形指示的端接区域TR中。

因此，可以形成第一迹线160的第一端部部分167，并且可以形成第二迹线170的第二端部部分177。可以形成连接到感测列电极130中设置在端接区域TR中的感测列电极130的列迹线180，同时形成第一端部部分167和第二端部部分177。

参考图6，可以形成覆盖感测电极行110和120、感测列电极130、迹线160、170和180以及浮动迹线165和175的绝缘层190(为了描述方便，省略了绝缘层190的清楚图示)。

桥电极195可以形成在绝缘层190上以电连接在第二方向上相邻的感测列电极130。桥电极195可以穿过绝缘层190来形成，并且可以连接到相邻的感测列电极130。

沿第二方向布置并彼此隔开的感测列电极130可以通过桥电极195彼此连接，使得可以限定感测电极列。可以沿着第一方向布置多个感测电极列。

根据本发明的上述实施方式，可以使用光掩膜顺序地图案化或转印包括多个感测电极行110和120的感测电极块。因此，可以在不改变或扩展曝光/图案化设备的情况下制造大面积触摸传感器。

此外，从感测电极行110和120延伸的迹线160和170可以交替分布在触摸传感器的两个侧部部分上。当通过移动光掩膜形成感测电极块时，可以执行图案化工艺，使得包括在相邻感测电极块中的子迹线和浮动子迹线可以彼此连接或合并。因此，迹线160和170可以与感测电极一起有效地形成，同时增加用于形成迹线的图案化或对准余量。

图7是示出根据示例性实施方式的窗口堆叠结构和图像显示设备的示意性横截面图。

参考图7，根据如上所述的示例性实施方式，窗口堆叠结构250可以包括窗口基板230、偏振层210和触摸传感器200。

窗口基板230可以包括由例如聚酰亚胺形成的柔性树脂膜或诸如超薄玻璃(UTG)的玻璃膜。在一个实施方式中，可以在窗口基板230的表面的外围部分上形成遮光图案235。遮光图案235可以包括彩色印刷的图案，并且可以具有单层或多层结构。图像显示设备的边框部分或非显示区域可以由遮光图案235限定。

偏振层210可以包括涂覆型偏振器或偏振板。涂覆型偏振器可以包括液晶涂层，该液晶涂层可以包括可交联的液晶化合物和二色性染料。在这种情况下，偏振层210可以包括用于提供液晶涂覆层的定向的取向层。

例如，偏振板可以包括聚乙烯醇基偏振器和附接到聚乙烯醇基偏振器的至少一个表面的保护膜。

偏振层210可以直接附接到窗口基板230的表面或者可以经由第一粘合剂层220附接。

触摸传感器200可以包括通过根据如上所述的示例性实施方式的多个图案化工艺获得的大面积结构。触摸传感器200可以作为膜或面板被包括在窗口堆叠结构250中。在一个实施方式中，触摸传感器200可以经由第二粘合剂层225与偏振层210组合。

如图7所示，从观看者侧看，可以顺序定位窗口基板230、偏振层210和触摸传感器200。在这种情况下，触摸传感器200的感测电极可以设置在偏振层210下方，使得可有效地防止观看者注意到电极图案。

在一个实施方式中，触摸传感器200可以直接转移到窗口基板230或偏振层210。在一个实施方式中，从观看者侧看，可以顺序定位窗口基板230、触摸传感器200和偏振层210。

如上所述，可以将窗口基板230、触摸传感器200和偏振层210提供为单个堆叠结构。然而，可以将触摸传感器200提供为独立的结构，或者与窗口基板230或偏振层210组合的结构。

图像显示设备可以包括显示面板360和设置在显示面板上的窗口堆叠结构250。

显示面板360可以包括设置在面板基板300上的像素电极310、像素定义层320、显示层330、相对电极340和封装层350。

可以在面板基板300上形成包括薄膜晶体管(TFT)的像素电路，并且可以形成覆盖像素电路的绝缘层。像素电极310可以电连接到例如绝缘层上的TFT的漏极电极。

像素定义层320可以形成在绝缘层上，并且像素电极310可以通过像素定义层320暴露，使得可以定义像素区域。显示层330可以形成在像素电极310上，并且显示层330可以包括例如液晶层或有机发光层。

相对电极340可以设置在像素限定层320和显示层330上。相对电极340可以用作例如图像显示设备的公共电极或阴极。封装层350可以设置在相对电极340上以保护显示面板360。

在一些实施方式中，显示面板360和窗口堆叠结构250可以通过粘合剂层260彼此组合。例如，粘合剂层260的厚度可以大于第一粘合剂层220和第二粘合剂层225的每一个的厚度。在-20℃至80℃的范围的温度下，粘合剂层260的粘弹性可以为约0.2MPa或更小。在这种情况下，可以阻挡来自显示面板360的噪声，并且可以减轻弯曲时的界面应力，使得可以避免窗口堆叠结构250的损坏。在一个实施方式中，粘合剂层260的粘弹性可以在约0.01MPa至约0.15MPa的范围内。

根据示例性实施方式，即使显示面板360的面积增加，也可以容易地应用包括大感测面积或有效面积的触摸传感器200，而不会过度改变工艺设备或过度增加成本。