CN102508588A - 一种介质充填的电容触摸屏及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种介质充填的电容触摸屏及其制造方法，电容触摸屏的第一感测板与第二感测板之间填充有介质层，介质层为可固化流动介质经固化而成。由于介质层采用可固化流动介质经固化而成，并且填充满第一感测板与第二感测板之间的空间，具有一定的力学强度，在手指按压时，第一感测电极、第二感测电极的距离几乎不会发生变化，因而在电路检测时不会带来噪声，不会影响到对真实触摸信号的检测，而且其电极不会受到流动介质的冲刷而被破坏，并且方便地在第一感测板、第二感测板之间填充介质层。

Description

一种介质充填的电容触摸屏及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种电容触摸屏，尤其涉及一种介质充填的电容触摸屏，以及这种介质充填的电容触摸屏的制造方法。 

背景技术

近年来，随着信息技术、无线行动通讯和信息家电的快速发展与应用，人们对电子产品的依赖性与日俱增。为了达到更便利，体积更轻巧化以及更人性化的目的，许多电子产品已由传统的键盘或鼠标作为输入装置，转变为使用设置在显示屏幕前的触摸屏作为输入装置。现有的触摸屏大致可分为电容式、电阻式、感光式等类型。其中，电容触摸屏已经广泛应用到各类电子产品，例如手机、平板电脑中。电容触摸屏的特点是透过率高且触摸施压不必用力，工作时还可以实现多个触摸点的同时探测，操作使用更为人性化。 

电容触摸屏一般包含多个感测电极，其可分为多个沿着第一方向延伸的第一感测电极以及多个沿着第二方向延伸的第二感测电极，各个第一感测电极之间互相电性不连接，各个第二感测电极之间互相电性不连接，任何第一感测电极、第二感测电极之间电性不连接。第一感测电极、第二感测电极相互交错形成感应阵列，当使用者以手指接触触控屏时，接触点处第一感测电极、第二感测电极的电容发生变化，通过电路检测，就可以判断触摸的发生以及接触点的坐标。为了将电容触摸屏设计为透明的，上述第一感测电极、第二感测电极一般采用透明导电膜，如氧化铟锡(IT0)制作而成。 

电容触摸屏可以设计为各种结构，其中，为了使电容触摸屏与传统的液晶显示器制造工艺兼容，有些厂家提出了类似液晶盒结构的电容触摸屏，其包括 叠合设置的第一感测板和第二感测板，第一感测板包括第一基板及设置在第一基板内侧面的第一感测电极，第二感测板包括第二基板及设置在第二基板内侧面的第二感测电极，第一感测板、第二感测板采用一定厚度的胶圈进行贴合构成盒结构，使得第一感测电极、第二感测电极分别依附在盒腔的上下两片基板的内侧面上，盒腔构成第一感测电极、第二感测电极间的绝缘间隔。 

这种盒结构的电容触摸屏一般还在胶圈上设置有两片感测板之间的电连接，使得两片感测板上的感测电极最终可以通过一片感测板上的线路连出。为了防止两个感测板上的电极发生短路，一般在盒腔内设置有一定密度的垫隔物。为了消除盒腔的空气界面反光，现有的厂家还利用液晶显示器制造中的液晶填充工艺，在盒腔内填充透明流动介质。 

这种电容触摸屏的盒腔，虽然设置有垫隔物，但在大部分区域上依然没有垫隔物的支撑，在手指按压时，会出现较大的变形，使得第一感测电极、第二感测电极的距离发生变化，进一步使得第一感测电极、第二感测电极之间的电容发生变化，这种变化不同于手指接触导致的电容变化，会为电路检测带来一定的噪声，影响到对真实触摸信号的检测。 

在手指按压时，这种变形还会导致流动介质在小区域内的瞬态流动，造成对上下表面感测电极的冲刷，使得这些感测电极受到逐渐的破坏。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种介质充填的电容触摸屏，这种介质充填的电容触摸屏方便地在第一感测板、第二感测板之间填充介质层，能够避免电路检测时带来噪声，避免影响到对真实触摸信号的检测，而且避免感测电极受到流动介质的冲刷而被破坏。采用的技术方案如下： 

一种介质充填的电容触摸屏，包括叠合设置的第一感测板和第二感测板， 第一感测板与第二感测板之间填充有介质层，第一感测板包括第一基板及设置在第一基板内侧面的第一感测电极，第二感测板包括第二基板及设置在第二基板内侧面的第二感测电极，其特征是：所述介质层为可固化流动介质经固化而成。 

上述第一基板、第二基板是相对的，将其中一基板设为第一基板，则另一基板为第二基板。 

叠合设置在一起的第一感测板和第二感测板，处于两侧的一面为外侧面，处于中间并相对的一面为内侧面。 

由于介质层采用可固化流动介质经固化而成，并且填充满第一感测板与第二感测板之间的空间，具有一定的力学强度，在手指按压时，第一感测电极、第二感测电极的距离几乎不会发生变化，因而在电路检测时不会带来噪声，不会影响到对真实触摸信号的检测，而且其电极不会受到流动介质的冲刷而被破坏，并且方便地在第一感测板、第二感测板之间填充介质层。 

作为本发明的优选方案，其特征是：所述可固化流动介质为可通过热或紫外作用进行固化的透明有机物。例如添加有热或紫外固化组分的环氧丙烯酸酯树脂、聚氨酷丙烯酸酯、不饱和聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、有机硅化合物等材料。 

作为本发明进一步的优选方案，其特征是：所述介质层的厚度大于60μm，介质层包括第一介质层和第二介质层，第一介质层设于第二感测板的内侧面，第二介质层设于第一感测板的内侧面或第一介质层的内侧面，第二介质层的厚度小于30μm。其中第一介质层作为增厚层，第二介质层作为粘贴层。第一介质层采用可固化流动介质通过丝印涂布在第一感测板的内侧面(即是第一感测电极的内侧面)，并在第一感测板、第二感测板贴合之前进行充分固化形成，其具 有足够的力学强度；第二介质层采用可固化流动介质涂布在第一介质层的内侧面上或第二感测板的内侧面上(即是第二感测电极的内侧面)，在第一感测板、第二感测板贴附之后再进行固化。第二介质层的厚度小于30μm，以保证第二介质层在涂布之后不会流动而导致涂布范围难以控制。采用这种方法，可以防止在贴附时，压力不均匀导致介质层厚度的不均。 

作为本发明进一步的优选方案，其特征是：还包括导电层，导电层设于第一感测板与第二感测板之间并处于介质层的周边区域。设置导电层，使得处于第一基板上的第一感测电极、处于第二基板上的第二感测电极最终可以通过一片基板(第一基板或第二基板)上的线路连出。 

作为本发明更进一步的优选方案，其特征是：所述导电层为混合有导电颗粒的可固化流动介质经固化而成，混合有导电颗粒的可固化流动介质为能够通过热或紫外作用进行固化的有机物。混合有导电颗粒的可固化流动介质的主要成分为：添加有热或紫外固化组分的环氧丙烯酸酯树脂、聚氨酷丙烯酸酯、不饱和聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、有机硅化合物等材料，其中导电颗粒可以是金属粉末、碳粉末的混合物，例如银浆或碳浆等。当介质层通过涂布在其中一感测板(如第二感测板)的内侧面上时，导电层通过丝印等方法印刷在另一感测板(如第一感测板)上，导电层的厚度比介质层的厚度略大，并且对导电层进行预固化(即是不充分固化，使其失去流动性的同时，保持有一定的塑性和粘性)。当第一感测板和第二感测板最终贴合时，导电层受到第一感测板和第二感测板的夹压，形成了第一感测板和第二感测板之间的电连接。 

作为本发明再更进一步的优选方案，其特征是：所述导电颗粒为直径大于介质层的厚度的导电小球。当介质层材料受到第一感测板和第二感测板的夹压时，导电小球(导电颗粒)发生一定的弹性形变，顶住第一感测板和第二感测 板，构成了第一感测板和第二感测板之间的电连接。 

一种介质充填的电容触摸屏的制造方法，其特征在于包括如下步骤： 

(1)、通过沉积以及图形化工艺，分别在第一基板、第二基板的内侧面制作第一感测电极、第二感测电极及周边线路，分别形成第一感测板、第二感测板。 

(2)、在第一感测板的内侧面上丝印一层可固化流动介质，形成介质层； 

(3)、在真空的环境中，将第二感测板与第一感测板通过介质层相互贴附； 

(4)、采用紫外固化法，对介质层进行充分固化。 

由于丝印的介质层具有一定的图形，介质层的流动性会导致图形变模糊，为解决该问题，作为本发明的优选方案，其特征是：在步骤(2)与步骤(3)之间还对介质层进行预固化，对介质层进行预固化在步骤(2)后的1分钟内进行。 

作为本发明的另一种优选方案，其特征是：在步骤(1)与步骤(2)之间，在第二感测板的内侧面上预先丝印另一介质层作为增厚层，并对该介质层进行充分固化。这种情况下，将步骤(2)中的介质层作为第二介质层，即是粘贴层。 

作为本发明的优选方案，其特征是：在进行步骤(2)的同时或前后，在第二感测板的内侧面上丝印一层导电层，并对导电层进行预固化。 

附图说明

图1是本发明实施例一电容触摸屏的结构示意图； 

图2是本发明实施例一中，形成第一感测板的示意图； 

图3是本发明实施例一中，形成第二感测板的示意图； 

图4是本发明实施例一中，在第一感测板内侧面丝印介质层的示意图； 

图5是本发明实施例一中，采用紫外线光对介质层进行预固化的示意图； 

图6是本发明实施例一中，在第二感测板丝印导电层的示意图； 

图7是本发明实施例一中，采用紫外线光对导电层进行预固化的示意图； 

图8是本发明实施例一中，将第一感测板与第二感测板贴合的示意图； 

图9是本发明实施例一中，采用紫外线光对介质层、导电层进行充分固化的示意图； 

图10是本发明实施例二电容触摸屏的结构示意图； 

图11是本发明实施例二中，形成第一感测板的示意图； 

图12是本发明实施例二中，形成第二感测板的示意图； 

图13是本发明实施例二中，在第二感测板内侧面丝印第一介质层(即增厚层)的示意图； 

图14是本发明实施例二中，采用紫外线光对第一介质层(即增厚层)进行充分的紫外固化的示意图； 

图15是本发明实施例二中，在第一感测板的内侧面上丝印第二介质层(即粘贴层)的示意图； 

图16是本发明实施例二中，在第二感测板上形成导电层的示意图； 

图17是本发明实施例二中，采用紫外线光对导电层进行预固化的示意图； 

图18是本发明实施例二中，将第一感测板与第二感测板贴合的示意图； 

图19是本发明实施例二中，采用紫外光对介质层、导电层进行充分固化的示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。 

实施例一 

如图1所示，这种介质充填的电容触摸屏，包括叠合设置的第一感测板1 和第二感测板2，第一感测板1包括第一基板101及设置在第一基板101内侧面的第一感测电极102，第二感测板2包括第二基板201及设置在第二基板201内侧面的第二感测电极202；第一感测板1与第二感测板2之间填充有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的介质层3，其厚度为50μm，构成第一感测电极102与第二感测电极202之间的绝缘；第一感测板1与第二感测板2之间还设置有导电层4，导电层4将每个第二感测电极202连接到第一感测电极102的周边线路5上。 

这种电容触摸屏的制造方法如下： 

(1)、通过沉积以及图形化工艺，如图2所示，在第一基板101上制作第一感测电极102和周边线路5，形成第一感测板1；如图3所示，在第二基板201上制作第二感测电极202，形成第二感测板2； 

(2)、如图4所示，在第一感测板1的内侧面(即是第一感测电极102的内侧面)上丝印一层可固化流动介质，形成介质层3，该介质层3选用添加紫外固化组分的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，控制其厚度为50μm； 

(2-a)、如图5所示，在步骤(2)完成之后的1分钟内采用紫外线光6对介质层3进行预固化，使其失去流动性的同时，保持有一定的塑性和粘性； 

(2-b)、如图6所示，在第二感测板2的第二感测电极202端部的内侧面丝印导电层7(添加紫外固化组分银浆导电点)，控制其厚度为55μm； 

(2-c)、如图7所示，在步骤(2-b)完成之后的1分钟内采用紫外线光6对导电层7进行预固化，使其失去流动性的同时，保持有一定的塑性和粘性； 

(3)、如图8所示，在真空的环境中，将第一感测板1和第二感测板2通过介质层3相互贴合，并采用一定的压力进行压制，使各层之间相互充分贴附，导电层7构成第一感测板1和第二感测板2之间良好的导电连接； 

(4)、如图9所示，采用紫外线6光对介质层3、导电层7进行充分固化， 使其具有充分的力学强度。 

实施例二 

如图10所示，这种介质充填的电容触摸屏，包括叠合设置的第一感测板1和第二感测板2，第一感测板1包括第一基板101及设置在第一基板101内侧面的第一感测电极102，第二感测板2包括第二基板201及设置在第二基板201内侧面的第二感测电极202；第一感测板1与第二感测板2之间填充有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的介质层3，介质层3包括第一介质层301(增厚层)和第二介质层302(粘贴层)，厚度分别为60μm和20μm，构成第一感测电极102与第二感测电极202之间的绝缘，第一介质层301(增厚层)设于第二感测板2的内侧面，第二介质层302(粘贴层)设于第一感测板1的内侧面；第一感测板1与第二感测板2之间还设置有导电层4，导电层4将每个第二感测电极202连接到第一感测电极102的周边线路5上。 

这种电容触摸屏的制造方法如下： 

(1)、通过沉积以及图形化工艺，如图11所示，在第一基板101上制作第一感测电极102和周边线路5，形成第一感测板1；如图12所示，在第二基板201上制作第二感测电极202，形成第二感测板2； 

(1-a)、如图13所示，在第二感测板2的内侧面(即是第二感测电极的内侧面)上丝印一层可固化流动介质，形成第一介质层301(即增厚层)，第一介质层301选用添加紫外固化组分的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，控制其厚度为60μm； 

(1-b)、如图14所示，在30秒内采用紫外线光6对第一介质层301(即增厚层)进行充分的紫外固化，使其具有足够的力学强度； 

(2)、如图15所示，在第一感测板1的内侧面(即第一感测电极102的内 侧面)上丝印一层可固化流动介质，形成第二介质层302(粘贴层)，第二介质层302(粘贴层)选用添加紫外固化组分的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，控制其厚度为20μm； 

(2-a)、如图16所示，在第二感测板2的第二感测电极202端部丝印混合有导电小球的添加紫外固化组分的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，形成导电层4，导电小球的直径为90μm； 

(2-b)、如图17所示，采用紫外线光6对导电层4进行预固化，使其失去流动性；

(3)、如图18所示，在真空的环境中，将第一感测板1和第二感测板2通过介质层3(第一介质层301和第二介质层302)相互贴合，并采用一定的压力进行压制，使得各层相互充分贴附，导电层4构成第一感测板1和第二感测板2之间良好的导电连接； 

(4)、如图19所示，采用紫外光6对介质层3、导电层4进行充分固化，使其具有充分的力学强度。 

Claims (10)

1.一种介质充填的电容触摸屏，包括叠合设置的第一感测板和第二感测板，第一感测板与第二感测板之间填充有介质层，第一感测板包括第一基板及设置在第一基板内侧面的第一感测电极，第二感测板包括第二基板及设置在第二基板内侧面的第二感测电极，其特征是：所述介质层为可固化流动介质经固化而成。

2.如权利要求1所述的电容触摸屏，其特征是：所述可固化流动介质为可通过热或紫外作用进行固化的透明有机物。

3.如权利要求1或2所述的电容触摸屏，其特征是：所述介质层的厚度大于60μm，介质层包括第一介质层和第二介质层，第一介质层设于第二感测板的内侧面，第二介质层设于第一感测板的内侧面或第一介质层的内侧面，第二介质层的厚度小于30μm。

4.如权利要求1或2所述的电容触摸屏，其特征是：还包括导电层，导电层设于第一感测板与第二感测板之间并处于介质层的周边区域。

5.如权利要求4所述的电容触摸屏，其特征是：所述导电层为混合有导电颗粒的可固化流动介质经固化而成，混合有导电颗粒的可固化流动介质为能够通过热或紫外作用进行固化的有机物。

6.如权利要求5所述的电容触摸屏，其特征是：所述导电颗粒为直径大于介质层的厚度的导电小球。

7.一种介质充填的电容触摸屏的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)、通过沉积以及图形化工艺，分别在第一基板、第二基板的内侧面制作第一感测电极、第二感测电极及周边线路，分别形成第一感测板、第二感测板。

(2)、在第一感测板的内侧面上丝印一层可固化流动介质，形成介质层；

(3)、在真空的环境中，将第二感测板与第一感测板通过介质层相互贴附；

(4)、采用紫外固化法，对介质层进行充分固化。

8.如权利要求7所述的电容触摸屏的制造方法，其特征是：在步骤(2)与步骤(3)之间还对介质层进行预固化，对介质层进行预固化在步骤(2)后的1分钟内进行。

9.如权利要求7所述的电容触摸屏的制造方法，其特征是：在步骤(1)与步骤(2)之间，在第二感测板的内侧面上预先丝印另一介质层作为增厚层，并对该介质层进行充分固化。

10.如权利要求7所述的电容触摸屏的制造方法，其特征是：在进行步骤(2)的同时或前后，在第二感测板的内侧面上丝印一层导电层，并对导电层进行预固化。

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