一種觸控傳感器及觸控傳感器的制備方法與流程

本發明涉及觸控傳感器領域，特別是涉及一種觸控傳感器及觸控傳感器的制備方法。

背景技術：

傳統的平板觸控傳感器大多采用由面板、芯材、膠合層組成的三明治結構方法，其在性能上過分依賴于材料的性能(例如有些材料對力的相應表現出非線性特征)，并且由于結構的局限性，平板觸控傳感器的功能往往不如人意。在加工方面，由于過分依賴于材料本身的特性，而材料所選用類型、生產加工工藝均不相同，導致傳統的平板制備工藝與所研究的傳感器工藝不能兼容。

目前，一些平板觸控傳感器雖然實現了能夠感應不同方向上所施加應力的功能，但依然存在精確度低、可靠性差的問題。(單電容式壓力傳感器：它由圓形薄膜與固定電極構成。薄膜在壓力的作用下變形，從而改變電容器的容量，其靈敏度大致與薄膜的面積和壓力成正比而與薄膜的張力和薄膜到固定電極的距離成反比。)

隨著人們對觸控傳感器的要求越來越高，既能夠實現觸控感應又能夠準確定位并測量出實際壓力大小的傳感器受到了廣大科研人員的關注。然而，目前平板顯示屏中使用的電容傳感器只能檢測觸控位置而不能檢測力的大小，并且不能檢測到切向力。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種觸控傳感器及觸控傳感器的制備方法，用來解決平板顯示屏中使用的電容傳感器只能檢測觸控位置而不能檢測力的大小，同時也不能檢測到切向力的問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種觸控傳感器，包括：第一基板、第一支撐臺、第一電極層、柔性層、第二支撐臺、第二電極層；

多個所述第一支撐臺立于所述第一基板上，所述第一電極層覆蓋在所述第一支撐臺表面；

多個所述第二支撐臺立于所述柔性層上，所述第二電極層覆蓋在所述第二支撐臺表面；

所述第一基板和所述柔性層平行設置，且不接觸；

相鄰兩個所述第一支撐臺之間構成一個容納空間，當所述柔性層受到一個指向所述第一基板的力時，所述第二支撐臺進入所述容納空間；所述第二支撐臺進入所述容納空間后，所述第二支撐臺的一個面和相鄰所述第一支撐臺的一個面之間形成電容結構。

可選的，所述第二支撐臺至少有一個面為平面。

可選的，所述第一支撐臺和所述第二支撐臺的形狀相同。

可選的，所述第一支撐臺為梯形結構，所述第二支撐臺為梯形結構。

可選的，所述第一支撐臺的臺面所處的直線和所述第二支撐臺的臺面所處的直線的距離小于1mm。

可選的，所述第一基板為硬質材料，所述第一支撐臺和所述第二支撐臺均為絕緣材料，所述第一電極層和所述第二電極層均為導電材料。

可選的，所述柔性層的材料為聚酰亞胺，所述第一基板的材料為玻璃，所述第一電極層的材料為鉬、鋁、銀、銅、氧化銦錫中的一種或多種，所述第二電極層的材料為鉬、鋁、銀、銅、氧化銦錫中的一種或多種。

一種觸控傳感器的制備方法，具體步驟為：

選擇一個潔凈的玻璃基板作為第一基板；

在所述第一基板上采用微納技術加工出多個第一支撐臺；

在所述第一支撐臺上加工第一電極層，得到下電容層；所述下電容層包括第一基板、第一支撐臺和第一電極層；

在另一個潔凈的玻璃基板上加工柔性層；

在所述柔性層上采用微納技術加工出多個第二支撐臺；

在所述第二支撐臺上加工第二電極層；

將所述柔性層從所述玻璃基板上剝離，得到上電容層，所述上電容層包括柔性層、第二支撐臺和第二電極層；

將所述上電容層和所述下電容層進行組裝，相鄰兩個所述第一支撐臺之間構成一個容納空間，當所述柔性層受到一個指向所述第一基板的力時，所述第二支撐臺進入所述容納空間；所述第二支撐臺進入所述容納空間后，所述第二支撐臺的一個面和相鄰所述第一支撐臺的一個面之間形成電容結構；所述第一支撐臺和所述第二支撐臺是形狀相同的梯形結構，所述第一支撐臺的臺面所處的直線和所述第二支撐臺的臺面所處的直線的距離小于1mm。

可選的，所述在所述第一支撐臺上加工第一電極層，具體包括：

采用磁控濺射技術在所述第一基板和所述第一支撐臺表面覆蓋一層導電材料；

采用刻蝕技術將所述第一基板上的導電材料去除，形成第一電極層。

可選的，所述在另一個潔凈的玻璃基板上加工柔性層，具體包括：

在另一個潔凈的玻璃基板上旋涂一層厚度均勻的柔性材料；

對所述柔性材料進行烘烤處理，形成柔性層。

可選的，所述在所述第二支撐臺上加工第二電極層，具體包括：

采用磁控濺射技術在所述柔性層和所述第二支撐臺表面覆蓋一層導電材料；

采用刻蝕技術將所述柔性層上的導電材料去除，形成第二電極層。

根據本發明提供的具體實施例，本發明公開了以下技術效果：

1、本發明提供的觸控傳感器采用梯形結構并且上下交錯排列，在受到正向壓力后梯形臺位置下降，使得上下相鄰的兩個梯形臺之間的電容產生變化，通過電容變化以及材料的受力變形特性可以計算出壓力的大小；同時由于不同位置的變形不同，可以檢測出受力位置。

2、本發明提供的觸控傳感器，在受到切向力時一個梯形臺左右兩側構成電容的間距發生變化，同樣能檢測出切向力的大小及位置。

3、本發明觸控傳感器的提供的梯形結構相較于長方體的設計，在受到相同力的作用，產生相同的變形量時，能夠產生更大的電容變化量，從而達到提高敏感度的作用。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例支撐臺為矩形的觸控傳感器的結構圖；

圖2為本發明實施例支撐臺為梯形的觸控傳感器的結構圖；

圖3為本發明實施例支撐臺為梯形的觸控傳感器受到正向壓力時的結構變形圖；

圖4為本發明實施例支撐臺為梯形的觸控傳感器受到切向力時的結構變形圖；

圖5為本發明觸控傳感器制備方法的工藝流程圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本發明的目的是提供一種觸控傳感器及觸控傳感器的制備方法，用來解決平板顯示屏中使用的電容傳感器只能檢測觸控位置而不能檢測力的大小，同時也不能檢測到切向力的問題。

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

圖1為本發明實施例支撐臺為矩形的觸控傳感器的結構圖；圖2為本發明實施例支撐臺為梯形的觸控傳感器的結構圖；圖3為本發明實施例支撐臺為梯形的觸控傳感器受到正向壓力時的結構變形圖；圖4為本發明實施例支撐臺為梯形的觸控傳感器受到切向力時的結構變形圖。

如圖1-圖4所示，所述觸控傳感器包括第一基板10、第一支撐臺20、第一電極層30、柔性層40、第二支撐臺50、第二電極層60；多個所述第一支撐臺20立于所述第一基板10上，所述第一電極層30覆蓋在所述第一支撐臺20表面；多個所述第二支撐臺50立于所述柔性層40上，所述第二電極層60覆蓋在所述第二支撐臺50表面；

所述第一基板10和所述柔性層40平行設置，且不接觸；

相鄰兩個所述第一支撐臺20之間構成一個容納空間，當所述柔性層40受到一個指向所述第一基板10的力時，所述第二支撐臺50進入所述容納空間；所述第二支撐臺50進入所述容納空間后，所述第二支撐臺50的一個面和相鄰所述第一支撐臺20的一個面之間形成電容結構。

進一步的，所述第二支撐臺50至少有一個面為平面。

進一步的，所述第一支撐臺20和所述第二支撐臺50的形狀相同。

進一步的，所述第一支撐臺20為梯形結構，所述第二支撐臺50為梯形結構。梯形結構相較于長方體的設計，在受到相同力的作用，產生相同的變形量時，能夠產生更大的電容變化量，從而達到提高敏感度的作用。

進一步的，所述第一基板10為硬質材料，所述第一支撐臺20和所述第二支撐臺50均為絕緣材料，所述第一電極層30和所述第二電極層60均為導電材料。

進一步的，所述柔性層40的材料為聚酰亞胺，所述第一基板10的材料為玻璃，所述第一電極層30的材料為鉬、鋁、銀、銅、氧化銦錫中的一種或多種，所述第二電極層60的材料為鉬、鋁、銀、銅、氧化銦錫中的一種或多種。

如圖3所示，當柔性層40受到一個指向第一基板10的力時，第二支撐臺50下降，進入到兩個第一支撐臺20構成的容納空間，與相鄰兩側的第一支撐臺20的梯形邊組成電容結構，上下相鄰的兩個梯形臺之間的電容產生變化，通過電容變化以及材料的受力變形特性可以計算出壓力的大小；同時由于不同位置的變形不同，還可以檢測出受力位置。

如圖4所示，當柔性層40受到切向力時，第二支撐臺50與左右兩側的第一支撐臺構成的電容間距發生變化，同樣通過電容的變化能檢測出切向力的大小及位置。

本發明觸控傳感器的提供的梯形結構的支撐臺相較于長方體的設計，在受到相同力的作用，產生相同的變形量時，能夠產生更大的電容變化量，從而達到提高敏感度的作用。

本申請從觸控傳感器的結構入手，打破了結構的局限性，使其精度的提高不再過分依賴于材料本身的特性，解決了傳統的平板制備工藝與所研究的傳感器工藝不能兼容的問題。

圖5為本發明觸控傳感器制備方法的工藝流程圖。如圖5所示，一種觸控傳感器的制備方法，具體步驟為：

步驟101，選擇一個潔凈的玻璃基板作為第一基板；

步驟102，在所述第一基板上采用微納技術加工出多個第一支撐臺；

步驟103，在所述第一支撐臺上加工第一電極層，得到下電容層；所述下電容層包括第一基板、第一支撐臺和第一電極層；

在所述第一支撐臺上加工第一電極層，具體過程為：

采用磁控濺射技術在所述第一基板和所述第一支撐臺表面覆蓋一層導電材料；

采用刻蝕技術將所述第一基板上的導電材料去除，形成第一電極層。

步驟104，在另一個潔凈的玻璃基板上加工柔性層，具體包括：

在另一個潔凈的玻璃基板上旋涂一層厚度均勻的柔性材料；

對所述柔性材料進行烘烤處理，形成柔性層。

步驟105，在所述柔性層上采用微納技術加工出多個第二支撐臺；

步驟106，在所述第二支撐臺上加工第二電極層，具體包括：

采用磁控濺射技術在所述柔性層和所述第二支撐臺表面覆蓋一層導電材料；

采用刻蝕技術將所述柔性層上的導電材料去除，形成第二電極層。

步驟107，將所述柔性層從所述玻璃基板上剝離，得到上電容層，所述上電容層包括柔性層、第二支撐臺和第二電極層；

步驟108，將所述上電容層和所述下電容層進行組裝，相鄰兩個所述第一支撐臺之間構成一個容納空間，當所述柔性層受到一個指向所述第一基板的力時，所述第二支撐臺進入所述容納空間；所述第二支撐臺進入所述容納空間后，所述第二支撐臺的一個面和相鄰所述第一支撐臺的一個面之間形成電容結構；所述第一支撐臺和所述第二支撐臺是形狀相同的梯形結構，所述第一支撐臺的臺面所處的直線和所述第二支撐臺的臺面所處的直線的距離小于1mm。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的系統而言，由于其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。

本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。