CN102681734A - 电容触摸屏及其制造方法 - Google Patents

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邱勇
吴伟力
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Kunshan Visionox Display Co Ltd
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本发明公开了一种电容触摸屏，所述电容触摸屏包括：透明基板、相互交错设置在透明基板同一面的同一导电膜层上的第一方向电极和第二方向电极，所述第一方向电极在导电膜层上连续设置；第二方向电极在导电膜层上以第一方向电极为间隔分成若干电极块；在所述第一方向电极和所述第二方向电极的交错点上，通过导电桥将第二方向电极中邻近电极块两两相连，形成连续的第二方向电极，并且导电桥与第一方向电极之间由绝缘层分隔，所述绝缘层与所述透明基板水平面的夹角为35-50度。应用本发明，通过将绝缘层角度限定在适当的范围内，使得在整体受力弯曲变形的时候，能够避免电极断路失效，保护触摸感应部件，使电容触摸屏可靠性高，使用寿命长。

Description

电容触摸屏及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于人机之间交互的输入装置，特别涉及一种电容触摸屏及其制造方法。
背景技术
将透明的触摸屏设置在显示器的画面前，构成显示触控系统，通过画面显示与触摸感应相互配合的显示触控方式，具有极强的交互性，目前已成为掌上设备、便携式设备的主流输入方式，显示触控方式及其相关技术具有非常广大的应用前景。
触摸屏中，感应电容触摸屏可实现多点和准确的触摸感应，而且结构简单、透光率高，是当前显示触控技术发展的主流方向。感应电容触摸屏的触摸感应部件一般为多个行电极、列电极相互交错形成的感应矩阵。一种设计方案中，触摸感应部件的行电极、列电极分别设置在一片透明基板的两面，以防止其在交错点相互短路，制造成本相对较高。为了降低制造成本，从而在另一种设计方案中，将触摸感应部件的行电极和列电极设置在一片透明基板的同一面的同一导电膜层上，并在行电极与列电极的交错点通过一定的绝缘层隔开，以防止其在交错点相互短路，这种情况下，降低了制造成本。
图1是电容触摸屏中一种行电极和列电极设计方案的示意图；如图1所示，在后一种设计方案中，触摸感应部件的行电极和列电极设置在一片透明基板的同一面的同一导电膜层上时，必须在行电极与列电极的交错点通过一定的架桥结构，将行电极与列电极隔开并保证其在各自的方向上导通，其特点为：第一方向电极(如行电极或列电极)连续设置；第二方向电极(相应的，为列电极或行电极)以第一方向电极为间隔分成若干电极块；在交错点上，通过导电桥将第二方向电极中相邻两电极块连接，形成连续的第二方向电极，并且导电桥与第一方向电极之间由绝缘层分隔，以防止两个方向的电极在交错点相互短路。
具体设计中，交错点处的层状结构有下述两种设计方式：
(1)依次为透明基板、第二方向电极、绝缘层、导电桥；
(2)依次为透明基板、导电桥、绝缘层、第二方向电极。
目前，本技术领域所采用的架桥结构中，导电桥大多采用氧化铟锡(ITO)或金属形成，而绝缘层大多为有机绝缘体(OC，OrganicInsulator)，厚度一般在1.5-2um；图2是电容触摸屏中架桥结构部分的示意图；如图2所示，第一方向电极连续设置，由于架桥结构部位高于触摸感应部件其他部位，绝缘层与基板的水平面形成一个夹角a，这里称为绝缘层角度a；图3是图2所示架桥结构部分的受力分析图；如图3所示，当触摸屏被触摸或挤压时，受到的力近似为恒定的力F，F在横向的分解力为F1，随着绝缘层角度a的增加，则所述横向分解力F1＝F×sin a则越大，当所述横向分解力F1大到超过分子间作用力的时候，则导电桥被横向拉扯断裂，导致第二方向电极断路失效。
即，现有的电容触摸屏在整体受力弯曲变形的时候，触摸感应部件尤其是相对于触摸感应部件其他部位突出的架桥结构更容易受到手指、触控笔等触摸体的挤压作用，由于绝缘层角度过大，这种挤压作用会导致电极断路失效，触摸感应部件损坏。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是，针对上述缺陷，如何提供一种绝缘层角度适当的电容触摸屏及其制造方法，使得在整体受力弯曲变形的时候，能够避免电极断路失效，保护触摸感应部件。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电容触摸屏，所述电容触摸屏包括：透明基板、相互交错设置在透明基板同一面的同一导电膜层上的第一方向电极和第二方向电极，所述第一方向电极在导电膜层上连续设置；第二方向电极在导电膜层上以第一方向电极为间隔分成若干电极块；在所述第一方向电极和所述第二方向电极的交错点上，通过导电桥将第二方向电极中邻近电极块两两相连，形成连续的第二方向电极，并且导电桥与第一方向电极之间由绝缘层分隔，所述绝缘层与所述透明基板水平面的夹角为35-50度。
优选地，所述绝缘层与所述透明基板水平面的夹角为40-45度。
优选地，所述绝缘层与所述透明基板水平面的夹角为38度。
优选地，所述电容触摸屏进一步包括保护层或盖板。
优选地，所述保护层包括二氧化硅或有机绝缘体。
优选地，所述第一方向电极为行电极，所述第二方向电极为列电极；或，所述第一方向电极为列电极，所述第二方向电极为行电极。
优选地，所述导电桥为氧化铟锡ITO桥或金属桥；所述绝缘层为有机绝缘体OC。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电容触摸屏的制造方法，所述制造方法包括：
步骤A：在透明基板的一面上形成第一导电膜层，并图形化所述第一导电膜层；
步骤B：在图形化的第一导电膜层中涂布绝缘层，制备所述绝缘层与所述透明基板水平面的夹角为35-50度；
步骤C：在绝缘层和图形化的第一导电膜层上形成导电桥；
步骤D：在所述绝缘层、图形化的第一导电膜层和导电桥上涂布保护层。
优选地，所述步骤C具体包括：
步骤C1：在绝缘层和图形化的第一导电膜层上形成第二导电膜层；
步骤C2：图形化所述第二导电膜层形成导电桥，使得邻近的第二方向电极块两两相连。
优选地，所述步骤C进一步包括制备辅助电极金属导线的步骤。
(三)有益效果
本发明提出了一种电容触摸屏及其制造方法，通过将绝缘层角度限定在适当的范围内，使得在整体受力弯曲变形的时候，能够避免电极断路失效，保护触摸感应部件，使电容触摸屏可靠性高，使用寿命长。
附图说明
图1是电容触摸屏中一种行电极和列电极设计方案的示意图；
图2是电容触摸屏中架桥结构部分的示意图；
图3是图2所示架桥结构部分的受力分析图；
图4是绝缘层角度与架桥断裂程度的曲线关系图；
图5是本发明所述电容触摸屏的制造方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图2，本发明所述电容触摸屏包括：透明基板、相互交错设置在透明基板同一面的同一导电膜层上的第一方向电极和第二方向电极，所述第一方向电极在导电膜层上连续设置；第二方向电极在导电膜层上以第一方向电极为间隔分成若干电极块；在所述第一方向电极和所述第二方向电极的交错点上，通过导电桥将第二方向电极中相邻电极块两两相连接，形成连续的第二方向电极，并且导电桥与第一方向电极之间由绝缘层分隔，所述绝缘层与所述透明基板水平面的夹角，即绝缘层角度a为35-50度。
图4是绝缘层角度与架桥断裂程度的曲线关系图；图4是根据工程试验，通过不同绝缘层角度的触摸试验，收集数据拟合得出的曲线，试验中和本发明所述的力都是指正常操作触摸屏使用的力。如图4所示，当绝缘层角度a小于50度时，架桥断裂程度最小，则确定绝缘层角度a的上限为50度。
又因绝缘层需要起到绝缘的作用，绝缘层的制备厚度为1.5-3um，在显影过程中显影液对绝缘层的软化作用会造成0.1-0.3um的绝缘层消耗，产品制备要求光阻显影后软化不稳定区域不能超过1um，否则刻蚀后线宽将有1um左右误差。如果按照绝缘层最多减少0.5um以及软化不稳定区域最大为1um计算则根据反正切公式得到绝缘层角度a的下限约为35度，即，a＝arctan1/2。结合以上两点的要求，加上实际的产品认证，合适的绝缘层角度a在35-50度之间时可以有效的避免导电桥的断裂，结合有效避免架桥断裂，及制备工艺范围的控制稳定性，进一步定义绝缘层角度a的最佳范围在40-45度。
本发明一个实施例中，通过曝光量、温度、显影液的调整将绝缘层角度制备在38度时，所述电容触摸屏的导电桥，性能稳定，未出现架桥异常。
所述电容触摸屏还进一步包括保护层或盖板等绝缘性介质。所述保护层可以包括二氧化硅或有机绝缘体。
本发明的电容触摸屏交错点处的层状结构可以包括前述两种设计方式，下面仅以依次为透明基板、第二方向电极、绝缘层、导电桥的第一种层状结构进行电容触摸屏制造方法的说明。
图5是本发明所述电容触摸屏的制造方法的流程图，参见图5，所述方法包括以下步骤：
步骤A：在透明基板的一面上形成第一导电膜层，并图形化所述第一导电膜层；
在本步骤中，在形成的第一导电膜层上刻蚀出断区，断区将所述第一导电膜层分割成若干个连续设置的第一方向电极、以及以第一方向电极为间隔的若干个第二方向电极块，具体刻蚀方法不是本发明重点，这里不再赘述。
步骤B：在图形化的第一导电膜层中涂布绝缘层，制备所述绝缘层与所述透明基板水平面的夹角为35-50度；
在本步骤中，将所述绝缘层与所述透明基板水平面的夹角制备为35-50度，可以有效的避免导电桥的断裂；结合有效避免架桥断裂，及制备工艺范围的控制稳定性，进一步定义绝缘层角度a的最佳范围在40-45度。
本发明一个实施例中，通过曝光量、温度、显影液的调整将绝缘层角度制备在38度时，所述电容触摸屏的导电桥，性能稳定，未出现架桥异常。
步骤C：在绝缘层和图形化的第一导电膜层上形成导电桥；
本步骤具体包括：
步骤C1：在绝缘层和图形化的第一导电膜层上形成第二导电膜层；
步骤C2：图形化所述第二导电膜层形成导电桥，使得邻近的第二方向电极块两两相连；
在本步骤中，导电桥的两端分别连接与其相邻的两个第二方向电极块，形成连续的第二方向电极；连续设置的第一方向电极跨过所述绝缘层与第二方向电极相互绝缘。
在本步骤中，还可以包括制备辅助电极金属导线的步骤。
步骤D：在所述绝缘层、图形化的第一导电膜层和导电桥上涂布保护层。
所述保护层为绝缘性介质，可以包括二氧化硅或有机绝缘体。
综上所述，本发明提出了一种电容触摸屏及其制造方法，通过将绝缘层角度限定在适当的范围内，使得在整体受力弯曲变形的时候，能够避免电极断路失效，保护触摸感应部件，使电容触摸屏可靠性高，使用寿命长。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种电容触摸屏，其特征在于，所述电容触摸屏包括：透明基板、相互交错设置在透明基板同一面的同一导电膜层上的第一方向电极和第二方向电极，所述第一方向电极在导电膜层上连续设置；第二方向电极在导电膜层上以第一方向电极为间隔分成若干电极块；在所述第一方向电极和所述第二方向电极的交错点上，通过导电桥将第二方向电极中邻近电极块两两相连，形成连续的第二方向电极，并且导电桥与第一方向电极之间由绝缘层分隔，所述绝缘层与所述透明基板水平面的夹角为35-50度。
2.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述绝缘层与所述透明基板水平面的夹角为40-45度。
3.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述绝缘层与所述透明基板水平面的夹角为38度。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电容触摸屏，其特征在于，所述电容触摸屏进一步包括保护层或盖板。
5.根据权利要求4所述的电容触摸屏，其特征在于，所述保护层包括二氧化硅或有机绝缘体。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的电容触摸屏，其特征在于，所述第一方向电极为行电极，所述第二方向电极为列电极；或，所述第一方向电极为列电极，所述第二方向电极为行电极。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的电容触摸屏，其特征在于，所述导电桥为氧化铟锡ITO桥或金属桥；所述绝缘层为有机绝缘体OC。
8.一种电容触摸屏的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：
步骤A：在透明基板的一面上形成第一导电膜层，并图形化所述第一导电膜层；
步骤B：在图形化的第一导电膜层中涂布绝缘层，制备所述绝缘层与所述透明基板水平面的夹角为35-50度；
步骤C：在绝缘层和图形化的第一导电膜层上形成导电桥；
步骤D：在所述绝缘层、图形化的第一导电膜层和导电桥上涂布保护层。
9.根据权利要求8所述的电容触摸屏，其特征在于，所述步骤C具体包括：
步骤C1：在绝缘层和图形化的第一导电膜层上形成第二导电膜层；
步骤C2：图形化所述第二导电膜层形成导电桥，使得邻近的第二方向电极块两两相连。
10.根据权利要求8所述的电容触摸屏，其特征在于，所述步骤C进一步包括制备辅助电极金属导线的步骤。
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