ЕМКОСТНОЙ СЕНСОРНЫЙ ДАТЧИК, ИНТЕГРИРОВАННЫЙ С ПАНЕЛЬЮ ОКНА, И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК G06F3/41 

Область техники

Настоящее изобретение относится к емкостному сенсорному датчику, в частности к емкостному сенсорному датчику, интегрированному с панелью окна, а также к способу его изготовления.

Сенсорные датчики широко используются в портативных электронных устройствах, таких как сотовый телефон, карманный компьютер (PDA) и МР3-плейер, в качестве элементов ввода данных. Сенсорные датчики могут быть подразделены на сенсорные датчики резисторного типа и емкостного типа. Сенсорный датчик емкостного типа, который обладает более высокой надежностью и функцией многоцелевого контактного восприятия, широко используется в конструкциях сотовых телефонов.

Предшествующий уровень техники

На фиг.1 показан вид в перспективе мобильного телефона, оборудованного обычным модулем сенсорного датчика 110, а на фиг.2 показан вид в поперечном разрезе сотового телефона, в котором установлен этот сенсорный датчик.

Обычный сотовый телефон 100 включает верхнюю крышку 101, модуль сенсорного датчика 110 и нижнюю крышку 102. Опорный элемент 101а верхней крышки 101 выполнен по периметру центрального окна, а модуль сенсорного датчика 110 установлен на опорный элемент 101а. Клавиша выключателя 120 выполнена на передней поверхности верхней крышки 101. Дисплей 140 и основная печатная плата (PSB) 150 установлены внутри нижней крышки 102. Дисплей 140 расположен под модулем сенсорного датчика 110. Хотя это и не показано на вышеупомянутых чертежах, также имеется гибкая печатная плата (FPC) для передачи команд, которая электрически соединена с модулем сенсорного датчика 110 и основной PSB 150. Динамик 130 установлен в верхней крышке 101, а микрофон 120 установлен на внешней стороне верхней крышки 101.

Одна из недавних тенденций конструкций предполагает изготовление передней поверхности сенсорного датчика гладкой на одном уровне вместе с поверхностью верхней крышки, чтобы облегчить сборочные операции и улучшить внешний вид. Для этой цели, опорный элемент 101а выполняют так, чтобы по периметру центрального окна образовалась ступень, имеющая такую же высоту, как и толщина модуля сенсорного датчика 110. Передняя поверхность модуля сенсорного датчика 110 может быть разделена на прозрачный участок W для показа изображения, которое должно быть отображено с помощью дисплея 140, и декоративный участок D, окружающий область прозрачного окна. Прозрачный участок W также используется для ввода сенсорных команд касанием. Декоративный участок D используется для нанесения товарного знака или логотипа производителя телефона и чтобы скрыть непрозрачный соединительный участок вблизи от края сенсорного датчика.

Раскрытие изобретения

Техническая задача

На фиг.3 показан процесс изготовления обычного модуля сенсорного датчика 200. Как показано на этом чертеже, модуль сенсорного датчика 200 включает панель окна 211 и емкостной сенсорный датчик 220, закрепленный ниже панели окна 211.

Панель окна 211 обычно изготавливают из закаленного стекла или прозрачного акрилового полимера. Непрозрачный декоративный слой 212 нанесен внизу на нижней поверхности панели окна 211 (см. фиг.3(h)). Нанесение непрозрачного декоративного слоя 212 выполняют методом шелкографии или напылением токонепроводящего материала.

Сейчас будет описан способ изготовления емкостного сенсорного датчика 220. Прозрачная токопроводящая пленка 215 наносится на верхнюю поверхность подложки 216, изготовленной из стекла или полиэтилентерефталатной электроизоляционной пленки (ПЭТ-Э). Покрытие в виде прозрачной токопроводящей пленки 215 выполняется за счет напыления или парами оксида индия и олова (ITO), оксида индия и цинка (IZO), оксидом цинка (ZnO) или оксида кадмия и олова (СТО) (см. фиг.3(b)). Далее, прозрачная токопроводящая пленка 215 частично удаляется для формирования рисунка прозрачного электрода из прозрачной токопроводящей пленки 215 (см. фиг.3с). Формирование рисунка прозрачного электрода может производиться фотолитографией или лазерной обработкой. После этого наносится токопроводящий рисунок межсоединений 214 для цели электрического соединения рисунка прозрачного электрода с внешней схемой (см. фиг.3d). Нанесение токопроводящего рисунка межсоединений 214 выполняется методом шелкографии. Затем наносится адгезив 213, например контактный клей (PSA), и емкостной сенсорный датчик 220 приклеивается к панели окна 211. Гибкая печатная плата 218, которая должна электрически соединяться с емкостным сенсорным датчиком, присоединяется к краю токопроводящего рисунка межсоединений 214 с помощью анизотропной токопроводящей пленки (ACF).

Изготовление модуля сенсорного датчика 200 завершают склеиванием емкостного сенсорного датчика 220 с панелью окна 211, на которую нанесен декоративный слой 212, как было описано выше. Здесь, токопроводящий рисунок 214 межсоединений, являющийся непрозрачным, и мертвую зону емкостного сенсорного датчика предпочтительно размещать под декоративным участком D.

Модуль сенсорного датчика 200, изготовленный вышеописанным способом, имеет следующие недостатки.

Во-первых, на участках под панелью окна могут остаться пузырьки воздуха 217 или грязные следы в результате склеивания панели окна 211 с емкостным сенсорным датчиком 220, что может привести к дефекту всего модуля сенсорного датчика 200. В частности, такие пузырьки воздуха попадают внутрь из-за перепада высот между нижней поверхностью декоративного слоя 212 и нижней поверхностью прозрачного участка W, на которую снизу не наносится декоративный слой.

Во-вторых, другой дефект может появиться из-за неточного выравнивания сенсорного датчика с панелью окна, что происходит из-за разности коэффициентов усадки и ошибки при выполнении выравнивания.

В-третьих, этот способ требует выполнения операции склеивания панели окна 211 с емкостным сенсорным датчиком 220, требующей дополнительных инвестиций в средства труда. Такой относительно сложный технологический процесс увеличивает вероятность появления дефектов и требует проведения множества операций, что увеличивает себестоимость производства.

В-четвертых, подложка 216, которая дополнительно обеспечивается отдельно от панели окна 211, чтобы обеспечить надежную защиту дисплея 140, увеличивает общую толщину модуля сенсорного датчика и затраты на материалы. Еще хуже то, что увеличенная толщина емкостного сенсорного датчика снижает его чувствительность при касании и ухудшает коэффициент светопроницаемости всего модуля сенсорного датчика.

Для преодоления вышеуказанных недостатков, одной из технических задач настоящего изобретения является обеспечение сенсорного датчика, имеющего новую конструкцию для снижения его толщины, что позволит улучшить его встраиваемость в тонкие электронные устройства. Другой технической задачей настоящего изобретения является обеспечение способа изготовления сенсорного датчика, имеющего новую относительно тонкую конструкцию.

Вышеуказанные технические задачи достигаются способом изготовления сенсорного датчика, интегрированного в панель окна, как будет раскрыто ниже.

Техническое решение

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, предлагается емкостной сенсорный датчик, интегрированный с панелью окна, включающий прозрачную подложку панели окна; токонепроводящий непрозрачный декоративный слой, сформированный на поверхности подложки панели окна вдоль края этой поверхности так, чтобы ограничить область прозрачного участка (W) на подложке панели окна; прозрачный токопроводящий слой рисунка электрода, сформированный сверху прозрачного участка подложки панели окна и декоративного слоя; и токопроводящий слой межсоединений, сформированный по краю верхней поверхности слоя рисунка электрода. Токопроводящий слой межсоединений расположен так, чтобы он был спрятан под непрозрачным декоративным слоем.

Для того чтобы слой рисунка электрода не был виден снаружи из-за разности коэффициентов преломления прозрачного слоя рисунка электрода и подложки панели окна, предпочтительно дополнительно обеспечивать противоотражающий слой, закрывающий слой рисунка электрода.

Тот эффект, что слой рисунка электрода может быть виден снаружи, может быть уменьшен за счет обеспечения слоя из диоксида кремния (SiO₂), нанесенного на подложку панели окна, на которую уже нанесен декоративный слой, вместо использования противоотражающего слоя. В этом случае, прозрачный токопроводящий слой рисунка электрода формируют выше слоя из SiO₂. Этот слой SiO₂ может быть выполнен в виде пленки с толщиной 30-2000 ангстрем.

Дополнительно, предпочтительно наносить слой предотвращения разрушения на противоотражающий слой или выше слоя рисунка электрода, чтобы защищитить слой рисунка электрода и токопроводящий слой межсоединений, а также предотвратить выпадение осколков стекла от рассыпания в случае, когда разбивается подложка панели окна.

Токонепроводящий непрозрачный декоративный слой может быть выполнен токонепроводящим красителем. Альтернативно, токонепроводящий непрозрачный декоративный слой может быть сформирован в виде пленки из токонепроводящего металлического сплава, токонепроводящего оксида металла или токонепроводящего нитрида металла, нанесенного на подложку панели окна, после чего на пленку наносится слой токонепроводящего красителя так, чтобы ограничить область прозрачного участка (W).

Прозрачный токопроводящий слой рисунка электрода может быть выполнен из материала, выбираемого из группы: оксид индия и олова (ITO), оксид индия и цинка (IZO), оксид цинка (ZnO) и оксид кадмия и олова (СТО).

Согласно другому аспекту настоящего изобретения, заявляется способ изготовления емкостного сенсорного датчика, интегрированного с панелью окна, включающий следующие операции: обеспечение прозрачной подложки панели окна; нанесение токонепроводящего непрозрачного декоративного слоя на поверхность подложки панели окна вдоль края этой поверхности так, чтобы ограничить область прозрачного участка (W) на подложке панели окна; нанесение прозрачной токопроводящей пленки рисунка электрода сверху области прозрачного участка (W) и декоративного слоя (D); формирование прозрачного токопроводящего рисунка электрода путем частичного удаления прозрачной токопроводящей пленки рисунка электрода; и нанесение токопроводящего слоя межсоединений по краю прозрачного токопроводящего рисунка электрода.

Токонепроводящий непрозрачный декоративный слой может быть нанесен с помощью шелкографии токонепроводящим красителем. В альтернативном варианте осуществления, для улучшения эстетики внешнего вида, токонепроводящий непрозрачный декоративный слой может быть сформирован за счет нанесения слоя покрытия из токонепроводящего металлического сплава или токонепроводящего оксида металла на одну поверхность подложки панели окна с последующим нанесением на него токонепроводящего красителя так, чтобы ограничить область прозрачного участка (W) на пленке покрытия. В этом случае, часть слоя покрытия из токонепроводящего металлического сплава или токонепроводящего оксида металла удаляют с области прозрачного участка (W), например с помощью травления. В качестве токонепроводящего оксида металла можно использовать диоксид титана (TiO₂) или диоксид кремния (SiO₂). В качестве токонепроводящего металлического сплава можно использовать сплав алюминия с оловом или кремнием.

В альтернативном варианте осуществления, способ по настоящему изобретению может дополнительно включать операцию нанесения противоотражающего слоя на рисунок электрода и токопроводящий слой межсоединений. Противоотражающий слой может быть нанесен напылением или с использованием паров из подходящих материалов.

До нанесения прозрачной токопроводящей пленки рисунка электрода на подложку панели окна может быть нанесен слой из диоксида кремния (SiO₂). В случае, когда рисунок электрода формируют на слое SiO₂ в виде пленки, эта пленка SiO₂ может предотвратить то, что рисунок электрода виден снаружи, даже без использования противоотражающего слоя. Предпочтительно, когда такой слой выполняют в виде пленки с толщиной 30-2000 ангстрем.

В альтернативном варианте осуществления, когда используют подложку панели окна из закаленного стекла, предпочтительно дополнительно наносить слой предотвращения разрушения на противоотражающий слой. Такой слой предотвращения разрушения может быть нанесен с помощью шелкографии.

Преимущества

Поскольку емкостной сенсорный датчик по настоящему изобретению интегрирован с панелью окна, не требуется дополнительной подложки (например, в виде пленки ПЭТ-Э или стеклянной подложки, покрытой ITO), за счет этого уменьшается толщина емкостного сенсорного датчика. Другими словами, емкостной сенсорный датчик по настоящему изобретению является более тонким и, более того, обеспечивает лучшую светопроницаемость по сравнению с обычным сенсорным датчиком. Также, емкостной сенсорный датчик по настоящему изобретению не требует никаких адгезивов для приклеивания отдельной подложки, что снижает себестоимость производства.

Заявленный способ изготовления емкостного сенсорного датчика по настоящему изобретению, согласно которому емкостной сенсорный датчик непосредственно интегрирован в панель окна с покрытием декоративным слоем, позволяет избежать появление дефектов, связанных с наличием пузырьков воздуха и загрязнений, которые относительно просто попадают внутрь при приклеивании сенсорного датчика к панели окна при использовании обычного способа изготовления. Дополнительно, настоящее изобретение, главным образом, позволяет избежать проблем, связанных с операцией склеивания, используемой в обычном способе. Исключение операции склеивания панели окна и сенсорного датчика упрощает процесс производства и снижает себестоимость изготовления. Технологический процесс по настоящему изобретению не требует использования специального оборудования для склеивания панели окна и сенсорного датчика, что также уменьшает себестоимость производства.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - вид в перспективе сотового телефона, снабженного емкостным сенсорным датчиком.

Фиг.2 - вид в поперечном разрезе сотового телефона, в котором установлен сенсорный датчик.

Фиг.3 - иллюстрация процесса изготовления обычного модуля сенсорного датчика, включающего сенсорную панель окна и емкостной сенсорный датчик.

Фиг.4 - схематичный вид, иллюстрирующий конструкцию емкостного сенсорного датчика, интегрированного с панелью окна по настоящему изобретению.

Фиг.5 - монтажный вид в перспективе, иллюстрирующий конструкцию емкостного сенсорного датчика, интегрированного с панелью окна по настоящему изобретению.

Фиг.6 - иллюстрация процесса изготовления емкостного сенсорного датчика, интегрированного с панелью окна по настоящему изобретению.

Используемые цифровые обозначения: 200 - модуль сенсорного датчика; 211, 311 - панель окна, подложка панели окна; 212, 312 - декоративный слой; 213 - адгезив (PSA); 214 - токопроводящий рисунок межсоединений; 215 - рисунок прозрачного электрода из прозрачной токопроводящей пленки; 216 - подложка (ПЭТ-Э); 310 - сенсорный датчик в виде панели окна, интегрированной с емкостным сенсорным датчиком; 313 - прозрачный токопроводящий слой рисунка электрода; 314 - токопроводящий слой межсоединений; 315 - противоотражающий слой; 316 - слой предотвращения разрушения.

Лучший вариант осуществления изобретения

На фиг.4 показан схематичный вид, иллюстрирующий конструкцию емкостного сенсорного датчика, интегрированного с панелью окна по настоящему изобретению, а на фиг.5 показан монтажный вид в перспективе, иллюстрирующий конструкцию этого емкостного сенсорного датчика, интегрированного с панелью окна по настоящему изобретению.

Емкостной сенсорный датчик, интегрированный с панелью окна по настоящему изобретению, будет описан со ссылками на фиг.4 и 5.

Сенсорный датчик 310 по настоящему изобретению включает прозрачную подложку панели окна 311, выполненную, например, из закаленного стекла, декоративный слой 312, полученный нанесением покрытия по краю верхней поверхности подложки панели окна 311, и прозрачный токопроводящий слой рисунка электрода 313, полученный нанесением покрытия на верхнюю поверхность подложки панели окна 311. Токопроводящий слой межсоединений 314 нанесен по краю сверху слоя рисунка электрода 313. Противоотражающий слой 315 нанесен так, чтобы закрыть сверху слой рисунка электрода 313, а слой предотвращения разрушения 316 нанесен на противоотражающий слой 315.

Подложка панели окна 311 может быть изготовлена из закаленного стекла или прозрачного акрилового полимера. В случае, когда подложка панели окна 311 выполнена в виде акриловой платы, нет необходимости использовать нанесение противоотражающего слоя 315. Декоративный слой 312 из изоляционного материала формируется по краю верхней поверхности подложки панели окна 311 так, чтобы сенсорный прозрачный участок W располагался в центральной части подложки панели окна 311. Декоративный слой 312 формирует декоративный участок D подложки панели окна 311.

В варианте осуществления, декоративный слой 312 выполнен нанесением покрытия типа алюминиевого сплава с кремнием и оловом или токонепроводящего оксида (например, слои из диоксида титана (TiO₂) и диоксида кремния (SiO₂)) в виде тонкой пленки, фотолитографией токонепроводящим красителем на декоративном участке D и вытравлением тонкой пленки с сенсорного прозрачного участка W. В декоративном слое 312 может быть выполнен декоративный рисунок типа товарного знака или логотипа. Для этих целей может использоваться цветная фотолитография. В этом варианте осуществления, слой рисунка электрода 313 частично закрывает декоративный слой 312 и распространяется по всему сенсорному прозрачному участку W. Однако, в качестве альтернативы, слой рисунка электрода 313 может закрывать весь декоративный слой 312 и весь сенсорный прозрачный участок W. Слой рисунка электрода 313 получают напылением оксида индия и олова (ITO) для отложения на поверхности тонкой пленки ITO, как показано на фиг.6(d), а затем выборочно удаляют тонкую пленку ITO фотолитографией. Вместо ITO для формирования слоя рисунка электрода 313 может использоваться оксид индия и цинка (IZO), оксид цинка и сурьмы (AZO), оксид цинка (ZnO) или оксид кадмия и олова (СТО).

Токопроводящий слой межсоединений 314 наносится сверху на слой рисунка электрода 313 в области расположения декоративного участка D. Токопроводящий слой межсоединений 314 маскируется декоративным слоем 312 из токонепроводящего материала так, чтобы его не было видно снаружи. Токопроводящий слой межсоединений 314 наносится методом шелкографии с помощью токопроводящего красителя. Альтернативно, для увеличения размера сенсорного прозрачного участка W токопроводящий слой межсоединений 314 может быть сформирован за счет покрытия тонкой металлической пленкой с использованием напыления с последующим выборочным удалением отдельных участков пленки фотолитографией. Для повышения степени защиты сенсорного прозрачного участка W токопроводящий слой межсоединений 314, сформированный с использованием непрозрачного красителя, располагают только в области декоративного участка D. Соответственно, некоторые крайние элементы прозрачного слоя рисунка электрода 313 заходят на декоративный участок D, при этом токопроводящий слой межсоединений 314 на декоративном участке D наносится на эти крайние элементы прозрачного слоя рисунка электрода 313.

Противоотражающий слой 315, который использует принцип ослабляющей интерференции света, наносится на слой рисунка электрода 313 для предотвращения видимости рисунка электрода снаружи из-за разности коэффициентов преломления прозрачного слоя рисунка электрода 313 и подложки панели окна 311. Противоотражающий слой 315 формируется напылением или нанесением с помощью паров диоксида титана (TiO₂) или диоксида кремния (SiO₂) в среде вакуума.

Вместо нанесения на прозрачный слой рисунка электрода 313 противоотражающего слоя 315, на подложку панели окна 311 может быть осаждена тонкая пленка из диоксида кремния (SiO₂) после формирования декоративного слоя 312, а затем на этой тонкой пленке из диоксида кремния может формироваться рисунок электрода из ITO в соответствии с альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Слой предотвращения разрушения 316 защищает прозрачный слой рисунка электрода 313 и токопроводящий слой межсоединений 314, а также предотвращает выпадение осколков стекла от рассыпания в случае, когда разбивается подложка панели окна 311, выполненная из закаленного стекла. Слой предотвращения разрушения 316 формируется нанесением полимера, отверждаемого ультрафиолетовым излучением.

Цифровая ссылка 317 обозначает гибкую печатную плату (FPC), которая электрически соединяется с выводами токопроводящего слоя межсоединений 314 за счет использования анизотропной токопроводящей пленки (ACF).

Этот сенсорный датчик, интегрированный с панелью окна 310 по настоящему изобретению, может быть изготовлен более тонким, чем обычный модуль сенсорного датчика 200, а также позволяет снизить себестоимость изготовления за счет снижения технологического брака и числа технологических операций. А именно, обычный модуль сенсорного датчика 200, имеющий многослойную подложку (т.е. пленка ПЭТ-Э, покрытая ITO, или стеклянная подложка, покрытая ITO), слой ITO, слой рисунка электрода, противоотражающий слой, слой адгезива (PSA), декоративный слой и подложку панели окна, требует применения относительно сложного технологического процесса. В противоположность этому, сенсорный датчик 310 по настоящему изобретению, изготовленный вместе с панелью окна, позволяет упростить технологический процесс за счет исключения операции приклеивания сенсорного датчика к панели окна. Поскольку не требуются слой адгезива (PSA) и подложка (т.е. пленка ПЭТ-Э, покрытая ITO, или стеклянная подложка, покрытая ITO), то сенсорный датчик по настоящему изобретению может быть изготовлен более тонким. Далее, может быть исключен технологический брак, связанный с пузырьками воздуха, загрязнением и т.п.

Технологический процесс изготовления емкостного сенсорного датчика, интегрированного с панелью окна по настоящему изобретению, будет описан ниже. На фиг.6 проиллюстрирован такой процесс изготовления емкостного сенсорного датчика, интегрированного с панелью окна по настоящему изобретению.

Во-первых, сначала обеспечивается подложка из закаленного стекла или акрила, как показано на фиг.6(а).

Далее, подложку покрывают токонепроводящей пленкой 312 для формирования декоративного слоя 312, как показано на фиг.6(b). Покрытие токонепроводящей пленкой 312' выполняют нанесением токонепроводящего металла или токонепроводящего оксида или нитрида в среде вакуума.

После этого, декоративный слой 312 формируют нанесением токонепроводящего красителя на токонепроводящую пленку 312' с использованием машины для шелкотра-фаретной печати с последующей сушкой в течение 60 мин при температуре 80°С с использованием установки для сушки с подогревом воздуха. После того как нанесенный декоративный слой 312 полностью высушен, наносят травящий раствор так, чтобы удалить токонепроводящую пленку, нанесенную на область прозрачного участка W, с оставлением непроводящей пленки, нанесенной в качестве декоративного слоя 312, как показано на фиг.6(с). Несмотря на то что декоративный слой 312 в несколько сотен раз толще, чем токонепроводящая пленка 312', такое соотношение толщин не соблюдено на фиг.6 для цели упрощения чертежа.

Несмотря на то что в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления декоративный слой 312 формируют нанесением токонепроводящей пленки 312', трафаретной печатью декоративного слоя 312 и вытравливанием части токонепроводящей пленки 312', декоративный слой может быть сформирован за счет трафаретной печати токонепроводящим красителем непосредственно на панель окна с использованием машины для шелкотрафаретной печати без нанесения токонепроводящей пленки 312'. Такой напечатанный декоративный слой 312 также сушат в течение 60 мин при температуре 80°С с использованием установки для сушки с подогревом воздуха. Также для сушки может использоваться инфракрасный (ИК) излучатель.

После этого, прозрачная и токопроводящая тонкая пленка (например, ITO пленка 313') наносится на область прозрачного участка W и декоративный слой 312, как показано на фиг.6(d). Предпочтительно, когда такая пленка из ITO 313' имеет поверхностное сопротивление 100-700 Ом/квадрат и коэффициент пропускания видимого излучения более 87%. Поскольку способ нанесения пленки из ITO 313' является точно таким же, как и для обычного емкостного сенсорного датчика, его подробное описание будет опущено. Тем не менее, необходимо подчеркнуть, что техническая идея нанесения пленки из ITO непосредственно на подложку панели окна 311, на которой имеется декоративный слой 312, чтобы сформировать рисунок электрода, является новой и требует достаточно серьезного изменения концепции. В частности, из-за того, что пленка из ITO 313', имеющая обычно толщину 0,01-0,10 мкм, гораздо тоньше, чем нанесенный декоративный слой 312, имеющий толщину порядка 10 мкм, концепция нанесения пленка из ITO непосредственно на подложку панели окна, на которой имеется декоративный слой, а затем выборочное вытравливание для формирования рисунка электрода, никогда ранее не исследовалась. Автор настоящего изобретения обнаружил, что возможно изготовить панель окна совместно с сенсорным датчиком за счет нанесения пленки из ITO 313' непосредственно на подложку панели окна, на которой имеется декоративный слой, достаточно точно так, чтобы пленка из ITO имела однородные поверхностное сопротивление и коэффициент пропускания видимого излучения, несмотря на относительно большую разность высот декоративного слоя 312 и области прозрачного участка панели окна.

Далее, прозрачный слой рисунок электрода 313 формируют за счет удаления части прозрачной токопроводящей пленки 313' (см. фиг.6(e)). Поскольку способ выборочного удаления пленки из ITO 313' для формирования рисунка электрода является точно таким же, как и для обычного емкостного сенсорного датчика, его подробное описание будет опущено.

После этого, токопроводящий слой межсоединений 314 наносят по краю сверху прозрачного слоя рисунка электрода 313 в области расположения декоративного слоя

312 (см. фиг.6(f)) Этот слой межсоединений 314 формируют шелкографией токопроводящим материалом. В частности, слой межсоединений 314 может быть сформирован трафаретной печатью серебряной пастой с использованием шелкового трафарета. Ширина линий слоя межсоединений 314 может варьироваться от 50 мкм до 200 мкм. Альтернативно, такой слой межсоединений может быть сформирован нанесением тонкой металлической пленки в среде вакуума с последующей фотолитографией. В этом случае, ширина линий слоя межсоединений может варьироваться от 5 мкм до 100 мкм.

Противоотражающий слой 315 формируют на слое рисунка электрода 313, как показано на фиг.6(g). Из-за того что коэффициенты преломления прозрачного слоя рисунка электрода 313 и подложки панели окна 311 отличаются друг от друга, рисунок электрода на области прозрачного участка W может быть виден снаружи без использования такого дополнительного покрытия. Поэтому необходимо выполнять покрытие с низким коэффициентом преломления, чтобы сделать невидимым слой рисунка электрода 313 и увеличить коэффициент светопроницаемости. Покрытие с низким коэффициентом преломления наносится с помощью напыления. Противоотражающий слой формируют с использованием таких материалов, как диоксид титана (TiO₂), диоксид кремния (SiO₂), фторид магния (MgF₂) и т.п. В качестве противоотражающего слоя 315 также может использоваться многослойная структура из двух или четырех чередующихся слоев из диоксида титана (TiO₂) и диоксида кремния (SiO₂).

В случае, когда подложка панели окна изготовлена из закаленного стекла, формируют слой предотвращения разрушения 316, чтобы обеспечить защиту прозрачного слоя рисунка электрода 313 и слоя межсоединений 314, а также предотвратить выпадение осколков стекла от рассыпания в случае, когда разбивается подложка панели окна 311. Слой предотвращения разрушения 316 может быть сформирован нанесением термоотверждающегося полимера с последующей сушкой в течение 60 мин при температуре 80°С.

В конце технологического процесса, PSB 317 соединяют с выводами токопроводящего слоя межсоединений 314.

Технологический процесс по настоящему изобретению обеспечивает емкостной сенсорный датчик, интегрированный с панелью окна, изготавливаемый по упрощенной технологии. В частности, исключение операции склеивания панели окна с сенсорным датчиком может увеличить производительность труда. Далее, исключение использования слоя адгезива (слой PSA) позволяет уменьшить толщину и увеличить характеристики светопропускания панели окна, изготовленной совместно с сенсорным датчиком. Дополнительно, исключение операции склеивания панели окна с сенсорным датчиком предотвращает появление технологического брака, связанного с пузырьками воздуха, загрязнениями и т.п.

Хотя выше был описан и проиллюстрирован технологический процесс изготовления одного емкостного сенсорного датчика, процесс серийного производства множества сенсорных датчиков одновременно является очевидным для специалиста в этой области техники на базе предшествующего описания и приложенных чертежей.

Таким образом, должно быть понятно, что варианты осуществления, описанные в предшествующем описании и проиллюстрированные приложенными чертежами, не являются ограниченными, а приведены только для целей иллюстрации. Специалисты в этой области техники могут сделать множество очевидных изменений и модификаций этого изобретения без отхода от его духа и существенных признаков. Соответственно, область правовой охраны изобретения должна интерпретироваться только в свете приложенной формулы изобретения.

Промышленная применимость

Емкостной сенсорный датчик, интегрированный с панелью окна по настоящему изобретению, может использоваться в портативных электронных устройствах типа сотового телефона, камеры и т.п. в качестве устройства ввода. Этот сенсорный датчик по настоящему изобретению имеет такое преимущество, что он позволяет изготовить портативные электронные устройства более тонкими с более высокими характеристиками светопропускания сенсорных экранов.

Изобретение относится к емкостному сенсорному датчику, в частности к емкостному сенсорному датчику, интегрированному с панелью окна. Емкостной сенсорный датчик, интегрированный с панелью окна по настоящему изобретению, включает прозрачную подложку панели окна; токонепроводящий непрозрачный декоративный слой, сформированный на поверхности подложки панели окна вдоль края этой поверхности так, чтобы ограничить область прозрачного участка на подложке панели окна; прозрачный токопроводящий слой рисунка электрода, сформированный сверху прозрачного участка подложки панели окна и декоративного слоя; и токопроводящий слой межсоединений, сформированный по краю верхней поверхности слоя рисунка электрода. Токопроводящий слой межсоединений расположен так, чтобы он был спрятан под непрозрачным декоративным слоем. Поскольку емкостной сенсорный датчик по настоящему изобретению интегрирован с панелью окна, не требуется дополнительной подложки (ПЭТ-Э), на которой обычно располагают рисунок электрода, за счет этого уменьшается толщина емкостного сенсорного датчика. Также емкостной сенсорный датчик по настоящему изобретению не требует никаких адгезивов для приклеивания отдельной подложки, что снижает себестоимость производства. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Емкостной сенсорный датчик, интегрированный с панелью окна, включающий:
прозрачную подложку панели окна;
токонепроводящий непрозрачный декоративный слой, сформированный на поверхности подложки панели окна вдоль края этой поверхности так, чтобы ограничить область прозрачного участка на подложке панели окна;
прозрачный токопроводящий слой рисунка электрода, сформированный сверху прозрачного участка подложки панели окна и декоративного слоя; и
токопроводящий слой межсоединений, сформированный по краю верхней поверхности слоя рисунка электрода.

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает противоотражающий слой, сформированный сверху слоя рисунка электрода.

3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает слой для предотвращения видимости рисунка электрода снаружи, нанесенный между подложкой панели окна и прозрачным токопроводящим слоем рисунка электрода.

4. Датчик по п.2, отличающийся тем, что дополнительно включает слой предотвращения разрушения, расположенный на противоотражающем слое.

5. Датчик по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что токонепроводящий непрозрачный декоративный слой нанесен токонепроводящим красителем.

6. Датчик по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что токонепроводящий непрозрачный декоративный слой включает слой покрытия из токонепроводящего металлического сплава или токонепроводящего оксида металла.

7. Датчик по п.6, отличающийся тем, что токонепроводящий непрозрачный декоративный слой дополнительно включает слой токонепроводящего красителя, нанесенного на слой покрытия.

8. Датчик по п.6, отличающийся тем, что в качестве токонепроводящего оксида металла использован диоксид титана или диоксид кремния.

9. Датчик по п.6, отличающийся тем, что в качестве токонепроводящего металлического сплава использован сплав алюминия с оловом или кремнием.

10. Датчик по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что прозрачный токопроводящий слой рисунка электрода выполнен из материала, выбираемого из группы: ITO, IZO, ZnO и СТО.

11. Датчик по п.3, отличающийся тем, что слой для предотвращения видимости рисунка электрода снаружи выполнен из диоксида кремния.

12. Способ изготовления емкостного сенсорного датчика, интегрированного с панелью окна, включающий следующие операции:
обеспечение прозрачной подложки панели окна;
нанесение токонепроводящего непрозрачного декоративного слоя на поверхность подложки панели окна вдоль края этой поверхности так, чтобы ограничить область прозрачного участка на подложке панели окна;
нанесение прозрачной токопроводящей пленки рисунка электрода сверху области прозрачного участка и декоративного слоя;
формирование прозрачного токопроводящего рисунка электрода путем частичного удаления прозрачной токопроводящей пленки рисунка электрода; и
нанесение токопроводящего слоя межсоединений по краю прозрачного токопроводящего рисунка электрода.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что дополнительно включает операцию нанесения противоотражающего слоя на рисунок электрода и токопроводящий слой межсоединений.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что дополнительно включает операцию нанесения слоя предотвращения разрушения на противоотражающий слой.

15. Способ по п.12, отличающийся тем, что до нанесения прозрачной токопроводящей пленки рисунка электрода наносят слой для предотвращения видимости рисунка электрода снаружи.

16. Способ по любому из пп.12-15, отличающийся тем, что операция нанесения токонепроводящего непрозрачного декоративного слоя включает:
нанесение слоя покрытия из токонепроводящего металлического сплава или токонепроводящего оксида металла на одну поверхность подложки панели окна;
нанесение токонепроводящего красителя на слой покрытия из токонепроводящего металлического сплава или токонепроводящего оксида металла с формированием декоративного участка, чтобы ограничить область прозрачного участка на подложке панели окна; и
удаление части слоя покрытия из токонепроводящего металлического сплава или токонепроводящего оксида металла с области прозрачного участка.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что в качестве токонепроводящего оксида металла используют диоксид титана или диоксид кремния.

18. Способ по п.16, отличающийся тем, что в качестве токонепроводящего металлического сплава использован сплав алюминия с оловом или кремнием.

19. Способ по любому из пп.12-15, отличающийся тем, что операцию нанесения токонепроводящего непрозрачного декоративного слоя выполняют с помощью трафаретной печати токонепроводящим красителем.

20. Способ по любому из пп.12-15, отличающийся тем, что нанесение прозрачной токопроводящей пленки рисунка электрода осуществляют напылением оксида, выбираемого из группы: ITO, IZO, ZnO и СТО.

21. Способ по п.15, отличающийся тем, что слой для предотвращения видимости рисунка электрода снаружи выполняют из диоксида кремния.