CN101950226A - 电容式触摸屏及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电容式触摸屏，其包括一第一玻璃基板、一触控电极层、一第二玻璃基板和一粘合层，该粘合层和该触控电极层夹设于该第一玻璃基板和该第二玻璃基板之间，该粘合层包括无色透明胶体和散布于该无色透明胶体内的间隙颗粒。本发明的该电容式触摸屏具有使用可靠性高、应用范围广和抗干扰性强等优点。

Description

电容式触摸屏及其制造工艺

技术领域

本发明涉及一种电容式触摸屏及其制造工艺。

背景技术

触摸屏是一种简单、方便的人机交互设备，其已被广泛应用在各种显示终端及不同场所。触摸屏的种类繁多，按照其工作原理的不同，主要分为电阻式触摸屏、电容式触摸屏、红外式触摸屏和表面声波式触摸屏等。其中电容式触摸屏的工作原理主要是利用在玻璃基板表面蚀刻形成触控电极，该触控电极与人体之间的静电结合对应产生电容，该电容值随触摸位置的不同而对应发生变化，通过判断该触摸位置的电容变化所产生的诱导电流来检测被触摸位置的对应坐标。例如，当手指触碰电容式触摸屏时，可使电场引发电流，借助控制器测定该引发的电流值，即可计算出接触位置。

现有技术中的一种电容式触摸屏的侧面结构如图1所示。

该电容式触摸屏1包括一玻璃基板11、一触控电极层13一绝缘层15。该触控电极层13及该绝缘层15层叠设置在该玻璃基板11的一侧表面，且该绝缘层15与该玻璃基板11夹设该触控电极层13。该绝缘层15是一用户输入操作界面，该玻璃基板11支撑该触控电极层13及该绝缘层15。

该电容式触摸屏1的制造工艺包括如下步骤：

首先，提供该玻璃基板11；接着，在该玻璃基板11其中一表面蚀刻形成该触控电极层13；最后，在该触控电极层13表面涂覆该绝缘层15，使得该触控电极层13夹设在该玻璃基板11和该绝缘层15之间。

在该电容式触摸屏1的制造过程中，该绝缘层15的材料一般为光学硅胶。该触控电极层13对应与外部驱动电路(图未示)对应电性连接，其接收来自外部驱动电路的外界控制信号，并对应感应触控位置，进而反馈触控坐标值，实现触控功能。

在该电容式触摸屏1中设置该绝缘层15，使得人体与该触控电极层13之间形成耦合电容，但是由于该绝缘保护层15的厚度通常小于2um，硬度通常小于4H，所以在该电容式触摸屏1的使用过程中，还存在如下缺陷：

首先，该触控电极层13与人体之间仅有一层较薄的绝缘层15间隔，而该绝缘层15由于人手指的触碰或者其它物体的接触压力作用，容易因变形而导致破坏，进而损坏到该触控电极层13，降低该电容式触摸屏1的可靠性。

其次，因为该绝缘层15的材料为光学胶，而光学胶容易由环境温度、湿度等条件变化引起腐蚀性破坏，或者性能改变，故，该电容式触摸屏1表面的易损坏性导致该电容式触摸屏1的环境适应性能降低，限制其应用范围。

另外，因为该电容式触摸屏1仅有一层触控电极层13，故该电容式触摸屏1并不能解决受外界电磁信号干扰的问题。

业界也有提出改进方案，以增加电容式触摸屏的抗干扰性能。再请参阅图2，其是本发明另一种现有技术电容式触摸屏的侧面示意图。该电容式触摸屏2包括一玻璃基板21、一触控电极层23、一绝缘层25、一接地电极层27及一软性印刷电路板29。

该触控电极层23与该接地电极层27分别设置在该玻璃基板21的二相对侧表面，该绝缘层25设置在该触控电极层23的表面。该软性印刷电路板29包括第一分支291及第二分支293。该第一分支291一端与该触控电极层23对应电性连接，该第二分支293与该接地电极层27对应电性连接。

当该电容式触摸屏2工作时，外界驱动信号经由该软性印刷电路板29的第一分支291及第二分支293传输至该电容式触摸屏2，同时该电容式触摸屏2反馈响应信号经该软性印刷电路板29传输至外界控制器，实现触控感测及控制。

在上述电容式触摸屏2中，增加设置该接地电极层27于该玻璃基板21的另一侧表面，虽然可以在一定程度提高该电容式触摸屏2的抗干扰性能，然而，由于该接地电极层27及该触控电极层23分别设置在该玻璃基板21的二相对侧表面，所以该软性印刷电路板29需要从两个方向分别对其进行热压合工艺，如此使得制造工艺繁杂且良率不高。

发明内容

针对现有技术电容式触摸屏的结构可靠性低、环境适应性低及制造工艺繁杂的问题，本发明提供一种可靠性高、环境适应性强的电容式触摸屏实为必要。

同时本发明还提供一种上述电容式触摸屏的制造方法。

一种电容式触摸屏，其包括一第一玻璃基板和一触控电极层，该电容式触摸屏还包括一第二玻璃基板和一粘合层，该粘合层和该触控电极层夹设于该第一玻璃基板和该第二玻璃基板之间，该粘合层包括无色透明胶体和散布于该无色透明胶体内的间隙颗粒。

作为该电容式触摸屏进一步改进，该第一玻璃基板和该第二玻璃基板的边缘处存在一台阶面，该台阶面位于该第二玻璃基板临近该粘合层一侧的表面。

作为该电容式触摸屏进一步改进，该电容式触摸屏还包括一输入输出接口和一软性印刷电路板，该输入输出接口设置在该台阶面，该软性印刷电路板对应电性连接该输入输出接口。

作为该电容式触摸屏进一步改进，该粘合层还包括一边框胶，该边框胶固定该第一玻璃基板和该第二玻璃基板，并与该二玻璃基板围成收容空间收容该无色透明胶体和该间隙颗粒。

作为该电容式触摸屏进一步改进，该触控电极层设置在该第二玻璃基板临近该粘合层一侧的表面。

作为该电容式触摸屏进一步改进，该电容式触摸屏还包括一电性导通单元，该电性导通单元设置在该粘合层内，且电性连接该输入输出接口。

作为该电容式触摸屏进一步改进，该触控电极层设置在该第一玻璃基板临近该粘合层一侧的表面，该电容式触摸屏还包括一接地电极层，该接地电极层位于该第二玻璃基板临近该粘合层一侧的表面，该电性导电单元对应电性连接该触控电极层。

一种电容式触摸屏制造工艺，其包括以下步骤：提供第一玻璃基板和第二玻璃基板；在该第二玻璃基板内表面设置边框胶，并在该边框胶围合的区域内均匀布撒间隙颗粒；将该第一玻璃基板通过该边框胶盖合于该第二玻璃基板形成一收容空间，该第一玻璃基板与该第二玻璃基板的的边缘形成一台阶面；将该收容空间抽成真空，灌注胶水并固化无色透明胶体。

作为该电容式触摸屏制造工艺进一步改进，该台阶面位于该第二玻璃基板临近该第一玻璃基板一侧的表面，该台阶面上设置有输入输出接口，该第二玻璃基板临近该第一玻璃基板一侧的表面设置有触控电极层。

作为该电容式触摸屏制造工艺进一步改进，该台阶面位于该第二玻璃基板临近该第一玻璃基板一侧的表面，该台阶面上设置有输入输出接口，该第一玻璃基板临近该第二玻璃基板一侧的表面设置有触控电极层，该第二玻璃基板临近该第一基板一侧的表面设置有接地电极层，该触控电极层通过该电性导通单元与该输入输出接口电性连接。

本发明的该电容式触摸屏，通过在该第一玻璃基板、该第二玻璃基板之间设置该触控电极层，设置该第一玻璃基板与该第二玻璃基板通过该边框胶粘合，并在该第一玻璃基板与该第二玻璃基板之间填充间隙颗粒和无色透明胶体，用于更好的保护该电容式触摸屏的触控电极层。所以，该电容式触摸屏的该触控电极层不易损坏，可适应外部保护条件较差的环境。因此，该电容式触摸屏的使用可靠性高、环境适应性强的优点和应用范围广的优点。

综上所述，本发明的该电容式触摸屏具有使用可靠性高、环境适应性强和应用范围广的优点

附图说明

图1是一种现有技术电容式触摸屏的侧面结构示意图。

图2是另一种现有技术电容式触摸屏的侧面结构示意图。

图3是本发明电容式触摸屏第一实施方式的侧面结构示意图。

图4是图3所示电容式触摸屏的制造工艺流程图。

图5是图4所示电容式触摸屏制造工艺流程中的俯视结构示意图。

图6是本发明电容式触摸屏第二实施方式的侧面结构示意图。

图7是图6所示电容式触摸屏的制造工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的电容式触摸屏及其制造方法进行详细说明。

请参阅图3，是本发明电容式触摸屏第一实施方式的侧面结构示意图。该电容式触摸屏3包括一第一玻璃基板31、一第二玻璃基板33、一触控电极层35、一粘合层36、一输入输出接口37及一软性印刷电路板39。

该第一玻璃基板31与该第二玻璃基板33相对间隔设置，且该第一玻璃基板31的外轮廓小于该第二玻璃基板33的外轮廓，该第一玻璃基板31与该第二玻璃基板33的边缘位置存在一台阶面351。该触控电极层35及该粘合层36夹设于该第一玻璃基板31与该第二玻璃基板33之间，且该粘合层36粘接该第一玻璃基板31于该第二玻璃基板33。

该触控电极层35是一种氧化铟锡(Indium-Tin Oxide)或者氧化铟锌透明导电膜，其通过溅镀、化学沉积等方法形成在该第二玻璃基板33表面。

该粘合层36是一设置在该触控电极层35的远离该第二玻璃基板33一侧的表面，且具粘合功能的层状结构。该粘合层36包括一边框胶361、一透明胶体363及多个间隙颗粒365，每一间隙颗粒365为塑胶颗粒。该边框胶361是一中空框体结构，其设置在该第二玻璃基板33临近该触控电极层35侧的表面，并由其内侧边缘界定一显示区(未标示)，其粘接该第一玻璃基板31的边缘于该第二玻璃基板33以形成三明治结构，并配合该第一玻璃基板31、该第二玻璃基板33围成一封闭收容空间。该透明胶体363及该间隙颗粒365对应收容于该封闭收容空间内，该间隙颗粒365均匀分布在该透明胶体363内以支撑该第一玻璃基板31与该第二玻璃基板33之间的间隔。该间隙颗粒365的直径与该第一玻璃基板31及该第二玻璃基板33之间的间隔基本一致，或者设置该间隙颗粒365的直径稍大于该间隔值，凭借该间隙颗粒365自身的弹性，使得压合后的该间隙颗粒365的直径与该第一玻璃基板31及该第二玻璃基板33之间的间隔基本一致。由此使得该粘合层36及该触控电极层35夹设在该第一玻璃基板31及该第二玻璃基板33之间，沿自上而下方向，依次是该第一玻璃基板31、该粘合层36、该触控电极层35及该第二玻璃基板33。

该输入输出接口37延伸至该台阶面351，其一端与该触控电极层35对应电连接，另一端经该软性印刷电路板39与外部的驱动电路(图未示)电连接实现触控。

当制造该电容式触摸屏3时，其制造工艺流程如图4所示，包括如下步骤：

步骤S11，提供该第二玻璃基板33；

步骤S12，在该第二玻璃基板33表面形成该触控电极层35；

该触控电极层35是一透明金属导电层，其可以是氧化铟锡、还可以是氧化铟锌材料等通过化学沉积法、电镀法或者蚀刻法等形成在该第二玻璃基板33表面，其包括相互耦合的感应电极(图未示)和驱动电极(图未示)，且该感应电极及该驱动电极的一端对应延伸至该第一玻璃基板31的边缘处，形成该输入输出接口37。

步骤S13，在该第二玻璃基板33临近该触控电极层35一侧表面涂布形成该边框胶361，并撒布该间隙颗粒365；

具体而言，首先在该第二玻璃基板33表面形成具开口3611的边框胶361，具体如图5所示，该边框胶361的内轮廓与设定的显示区域外轮廓相一致。同时在该边框胶361所界定的显示区域内均匀撒布该间隙颗粒365，该间隙颗粒365的直径小于100微米。

步骤S14，将该第一玻璃基板31盖合于该第二玻璃基板33；

当将该第一玻璃基板31盖合在该第二玻璃基板33时，并通过该边框胶361将该第一玻璃基板31固定至该第二玻璃基板33。由该第一玻璃基板31、该边框胶361及该第二玻璃基板33配合围成一收容空间。同时在该第二玻璃基板33的边缘处形成该台阶面351，该输入输出接口37位于该台阶面351处，并裸露在空气中。

步骤S15，灌注胶水并固化为无色透明透明胶体363，形成粘合层36；

结合参阅图5，将该透明胶体363通过该边框胶361的一开口处3611注入该收容空间。接着，固化该透明胶体363，形成该粘合层36，实现粘接该第一玻璃基板31于该第二玻璃基板33。该间隙颗粒365支撑该第一玻璃基板31与该第二玻璃基板33之间的间隔。

步骤S16，形成该电容式触摸屏3。

当该电容式触摸屏3工作时，外界施加触摸信号至该第一玻璃基板31时，由该触控电极层35感应该触摸信号，并反馈该触摸信号经该软性印刷电路板39以传输至外部驱动电路，实现触控信号的传输。

相较于现有技术，在该电容式触摸屏3中，设置该第一玻璃基板31经由该粘合层36固定在该第二玻璃基板33，取代现有技术中的光学硅胶，由于该第一玻璃基板31的强度大大高于光学硅胶的强度，所以该结构提高触控操作界面的抗压性能，降低其受外力左右变形的可能，大大提高该电容式触摸屏3的可靠性。

另，采用该第一玻璃基板31取代光学硅胶，由于现有技术中光学硅胶容易由环境温度、湿度等条件引起腐蚀性破坏，或者性能改变，而该第一玻璃基板31恰恰克服该性能缺陷，提高产品的环境适应性能，扩大其应用范围。

同时，在制造过程中，由于该第一玻璃基板31具有较大强度，所以在贴合过程中，不易产生变形，且该二玻璃基板31、33之间的间隔由该间隙颗粒365支撑，保证其间隔的均匀性。同时该透明胶体363系在真空环境中冲压形成，避免贴合过程中，残留气泡在该二玻璃基板31、33之间，提高产品良率及制造可行性。

再请参阅图6，其是本发明电容式触摸屏第二实施方式的侧面结构示意图。该电容式触摸屏4包括一第一玻璃基板41、一第二玻璃基板43、一接地电极层44、一触控电极层45、一粘合层46、一输入输出接口47、一电性导通单元48及一软性印刷电路板49。

该第一玻璃基板41与该第二玻璃基板43相对间隔设置，该第一玻璃基板41的外轮廓尺寸小于该第二玻璃基板43的外轮廓尺寸，该第一玻璃基板41与该第二玻璃基板43的边缘处形成一台阶面441。该输入输出接口47设在该台阶面441处，并分别与该接地电极层44及该触控电极层45对应电连接。

该接地电极层44设在该第二玻璃基板43临近该第一玻璃基板41一侧的表面，用以屏蔽信号减少该触控电极层45受外界的干扰。

该触控电极层45设在该第一玻璃基板41临近该第二玻璃基板43侧表面，其用以感应外界触控动作，并反馈触控信号。

该粘合层46夹设在该触控电极层45及该接地电极层44之间，其使得该第一玻璃基板41与该第二玻璃基板43对应层叠固定在一起。该粘合层46包括一边框胶461、一透明胶体463及间隙颗粒465，其中该边框胶461围成一框形结构粘接该该第一玻璃基板41及第二玻璃基板43的边缘，并配合该二玻璃基板41、43围成一封闭收容空间以收容该透明胶体463及该间隙颗粒465。该间隙颗粒465均匀分布在该透明胶体463内以支撑该二玻璃基板41、43之间的间隙。

该电性导通单元48为多个导电条，每一导电条一端电性连接该触控电极层45，另一端电性连接该输入输出接口47。

该软性印刷电路板49的一端通过热压合工艺焊接在该台阶面441处，并与该输入输出接口47对应电性连接。

当该电容式触摸屏4工作时，外界驱动信号依次经由该软性印刷电路板49及该输入输出接口47、该电性导通单元48连接该触控电极层45实现触控信号传输。外界驱动信号依次经由该软性印刷电路板49与该接地电极层44实现电磁屏蔽，减少外界电磁信号对该电容式触摸屏4的干扰，提高其使用可靠性。

当制造该电容式触摸屏4时，其制造工艺如图7所示，包括以下步骤：

步骤S21，提供该第一玻璃基板41，并在该第一玻璃基板41其中一表面形成该触控电极层45；

步骤S22，提供该第二玻璃基板43，并在该第二玻璃基板43一表面设置该接地电极层44；

步骤S23，在该第二玻璃基板43临近该接地电极层44一侧表面涂布形成该边框胶461，并撒布该间隙颗粒465；

步骤S24，设置该电性导通单元48在该边框胶461内；

具体而言，该电性导通单元48可以通过点银胶方式形成在该边框胶461内，还可以是掺杂在该边框胶461内的导电条，其一端电性连接于该触控电极层45，而另一端对应电连接于该输入输出接口47。

步骤S25，将该第一玻璃基板41盖合于该第二玻璃基板43；

当将该第一玻璃基板41盖合在该第二玻璃基板43时，并通过该边框胶461将该第一玻璃基板41固定至该第二玻璃基板43，由该第一玻璃基板41、该边框胶461及该第二玻璃基板43配合围成一收容空间。同时在该第二玻璃基板43的边缘处形成该台阶面441，该输入输出接口47位于该台阶面441处，并裸露在空气中。

步骤S26，灌注胶水并固化为无色透明胶体463，形成该粘合层46；将该透明胶体463通过该边框胶461的一开口处(图未示)注入该收容空间。接着，固化该透明胶体463，形成该粘合层46，实现粘接该第一玻璃基板41于该第二玻璃基板43。该间隙颗粒465支撑该第一玻璃基板41与该第二玻璃基板43之间的间隔。

步骤S27，形成该电容式触摸屏4。

当该电容式触摸屏4工作时，外部驱动信号依次经由该软性印刷电路板49及该输入输出接口47、该电性导通单元48连接该触控电极层45组成的回路系统实现触控信号传输。外界驱动信号经由该软性印刷电路板49与该接地电极层44组成的防干扰回路实现电磁屏蔽。

相较于现有技术，在该电容式触摸屏4中，设置该第一玻璃基板41通过该粘合层46固定在该第二玻璃基板43，取代现有技术中的光学硅胶，由于该第一玻璃基板41的强度大大高于光学硅胶的强度，所以该结构提高触控操作界面的抗压性能，降低其受外力左右变形的可能，大大提高该电容式触摸屏4的可靠性。

另，采用该第一玻璃基板41取代光学硅胶，由于现有技术中光学硅胶容易由环境温度、湿度等条件引起腐蚀性破坏，或者性能改变，而该第一玻璃基板41恰恰克服该性能缺陷，提高产品的环境适应性能，扩大其应用范围。

同时，在制造过程中，由于该第一玻璃基板41具有较大强度，所以在贴合过程中，不易产生变形，且该二玻璃基板41、43之间的间隔由该间隙颗粒465支撑，保证其间隔的均匀性。同时该透明胶体463系在真空环境中冲压形成，避免贴合过程中，残留气泡在该二玻璃基板41、43之间，提高产品良率及制造可行性。

最后，由于在该第一玻璃基板41临近该粘合层46一侧面设置该触控电极层45，在临近该粘合层46的第二玻璃基板43侧表面对应设置该接地电极层，并设置该电性导通单元48将该触控电极层45导通至该输入输出接口47，只需进行一次热压操作工艺将该软性印刷电路板连接至该输入输出接口47以实现触控信号传输，提高了该电容式触摸屏4工作的可靠性。设置该接地电极层44，将外界驱动信号经由该软性印刷电路板49与该接地电极层44实现电磁屏蔽，提高了该电容式触摸屏4的抗干扰性。

作为上述实施方式的进一步改进，该第一玻璃基板41与该第二玻璃基板43彼此可以互换，亦即，该接地电极层44还可以设置在该第一玻璃基板41表面，该触控电极层45设置在该第二玻璃基板43临近该粘合层一侧的表面。该台阶面441位于该第一玻璃基板临近该粘合层一侧表面，该台阶面上设置有输入输出接口47，该电性导通单元48电性连接该触控电极层45和该输入输出接口47。

综上所述，本发明的电容式触摸屏3、4具有使用可靠性高、应用范围广和抗干扰性强等优点。

以上仅为本发明的优选实施案例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电容式触摸屏，其包括一第一玻璃基板和一触控电极层，其特征在于，该电容式触摸屏还包括一第二玻璃基板和一粘合层，该粘合层和该触控电极层夹设于该第一玻璃基板和该第二玻璃基板之间，该粘合层包括无色透明胶体和散布于该无色透明胶体内的间隙颗粒。

2.根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，该第一玻璃基板和该第二玻璃基板的边缘处存在一台阶面，该台阶面位于该第二玻璃基板临近该粘合层一侧的表面。

3.根据权利要求2所述的电容式触摸屏，其特征在于，该电容式触摸屏还包括一输入输出接口和一软性印刷电路板，该输入输出接口设置在该台阶面，该软性印刷电路板对应电性连接该输入输出接口。

4.根据权利要求3所述的电容式触摸屏，其特征在于，该粘合层还包括一边框胶，该边框胶固定该第一玻璃基板和该第二玻璃基板，并与该二玻璃基板围成收容空间收容该无色透明胶体和该间隙颗粒。

5.根据权利要求4所述的电容式触摸屏，其特征在于，该触控电极层设置在该第二玻璃基板临近该粘合层一侧的表面。

6.根据权利要求4所述的电容式触摸屏，其特征在于，该电容式触摸屏还包括一电性导通单元，该电性导通单元设置在该粘合层内，且电性连接该输入输出接口。

7.根据权利要求6所述的电容式触摸屏，其特征在于，该触控电极层设置在该第一玻璃基板临近该粘合层一侧的表面，该电容式触摸屏还包括一接地电极层，该接地电极层位于该第二玻璃基板临近该粘合层一侧的表面，该电性导电单元对应电性连接该触控电极层。

8.一种电容式触摸屏制造工艺，其包括以下步骤：

提供第一玻璃基板和第二玻璃基板；

在该第二玻璃基板内表面设置边框胶，并在该边框胶围合的区域内均匀布撒间隙颗粒；

将该第一玻璃基板通过该边框胶盖合于该第二玻璃基板形成一收容空间，该第一玻璃基板与该第二玻璃基板的的边缘形成一台阶面；

将该收容空间抽成真空，灌注胶水并固化为无色透明胶体。

9.根据权利要求8所示的电容式触摸屏制造工艺，其特征在于，该台阶面位于该第二玻璃基板临近该第一玻璃基板一侧的表面，该台阶面上设置有输入输出接口，该第二玻璃基板临近该第一玻璃基板一侧的表面设置有触控电极层。

10.根据权利要求8所示的电容式触摸屏制造工艺，其特征在于，该台阶面位于该第二玻璃基板临近该第一玻璃基板一侧的表面，该台阶面上设置有输入输出接口，该第一玻璃基板临近该第二玻璃基板一侧的表面设置有触控电极层，该第二玻璃基板临近该第一基板一侧的表面设置有接地电极层，该触控电极层通过该电性导通单元与该输入输出接口电性连接。

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