CN103064576B - 一种具有纳米银电极的电容触摸屏 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有纳米银电极的电容触摸屏，其特征是：在第二基板上设有多个沿第二方向延伸的第二电极布置区；各个第二电极布置区上均设有多条凹槽，多条凹槽相互交错成网状；凹槽中填充有纳米银导电材料，各条凹槽中的纳米银导电材料形成纳米银导电细线；各个第二电极布置区上所有的纳米银导电细线构成第二电极；所有第二电极布置区上的纳米银导电细线构成第二电极层。通过设置凹槽的宽度和深度，使得第二电极满足导电要求，而且宽度较小，因此第二电极的表面积较小，第二电极在与第一电极交叠时，具有较小的交叠面积，因而具有较小的平板电容值，交叠寄生电容大幅度减小，提高了手指触摸之后的互电容信号变化的比例以及电容触摸屏的灵敏度。

Description

一种具有纳米银电极的电容触摸屏

技术领域

本发明涉及一种电容触摸屏，尤其涉及一种具有纳米银电极的电容触摸屏。

背景技术

采用互电容检测原理的电容触摸屏，作为一种高效的输入装置，因其容易实现多点触摸，已被应用在手机、平板电脑、笔记本等多种消费电子产品上。如图1所示，这种电容触摸屏一般包括第一电极层、第二电极层，其中第一电极层包含多个沿第一方向延伸的第一电极01，第二电极层包含多个沿第二方向延伸的第二电极02，第一方向不同于第二方向，使得多个第一电极01与多个第二电极02相互交叉构成一触摸感应矩阵。利用触摸时某第一电极01与某第二电极02之间互电容的改变，可以探测到手指其交叉位置的触摸动作。

如图2、3所示，第一电极层、第二电极层一般采用氧化铟锡等透明导电膜制作而成，这种透明导电膜的电阻一般都较大，为了保证透明导电膜的导电性，这种透明导电膜需在其膜面上连续设置。在第一电极01、第二电极02的交叉处，两层透明导电膜相互交叠形成一寄生的平板电容，由于透明导电膜在其膜面上连续设置，其交叠面积较大，使得该寄生电容的电容值较大，降低了触摸时第一电极01、第二电极02间互电容的改变量所占总的互电容的比例，影响了触摸感应的灵敏度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于纳米银电极的电容触摸屏，这种具有纳米银电极的电容触摸屏的第一电极与第二电极之间的寄生电容较小，具有较高的灵敏度。采用的技术方案如下：

一种具有纳米银电极的电容触摸屏，包括透明的第一基板、第二基板、第一电极层和第二电极层，其中第一电极层设置在第一基板内侧并包含多个沿第一方向延伸的第一电极，第二电极层设置在第二基板上并包含多个沿第二方向延伸的第二电极，第一方向不同于第二方向，多个第一电极与多个第二电极相互交叉构成触摸感应矩阵，其特征是：所述第二基板上设有多个沿第二方向延伸的第二电极布置区；各个第二电极布置区上均设有多条凹槽，多条凹槽相互交错成网状；各条凹槽中均填充有纳米银导电材料，各条凹槽中的纳米银导电材料形成纳米银导电细线；各个第二电极布置区上所有的纳米银导电细线构成所述的第二电极；所有第二电极布置区上的纳米银导电细线构成所述的第二电极层。

由于在第二电极布置区上开设凹槽，凹槽中填充纳米银导电材料而形成纳米银导电细线，第二电极由第二电极布置区上所有凹槽中的纳米银导电细线构成，从而通过设置凹槽具有较大的深度和较小的宽度，使得纳米银导电细线具有较小的宽度和较大的横截面积，即是第二电极具有较小的宽度和较大的横截面积（起到导电作用部分的宽度和横截面积），确保第二电极在宽度较低的情况下仍具有足够的导电性，也使得第二电极层具有较小的方块电阻。由于由纳米银导电细线所构成的第二电极的宽度较小，因此第二电极的表面积较小，第二电极在与第一电极交叠时，具有较小的交叠面积，因而具有较小的平板电容值，交叠寄生电容大幅度减小，从而提高了手指触摸之后的互电容信号变化的比例以及电容触摸屏的灵敏度。

作为本发明的一种优选方案，在第一电极与第二电极的交叠位置，所述纳米银导电细线的密度小于其他位置的密度。通过在交叠位置处，将凹槽的密度设置为小于其他位置，即是说在交叠位置处的凹槽设置为较稀疏些，使得交叠位置处纳米银导电细线的密度设置为小于其他位置的密度，使得该位置的第二电极的实际表面积更小，进一步减少寄生电容，进一步提高电容触摸屏的灵敏度。

作为本发明的另一种优选方案，所述纳米银导电细线均与第二方向之间的夹角为5°～30°。通过将所有凹槽的延伸方向设置为与第二方向之间具有5°～30°的夹角，使得各个凹槽中的纳米银导电细线与第二方向之间的夹角为5°～30°，更适用于电容触摸屏所搭配的显示器的子像素沿第二方向呈直条状排列的情况，以防止由纳米银导电细线所构成的第二电极对显示器像素中某颜色子像素的全部遮挡而出现的色偏。

作为本发明的另一种优选方案，在第一电极与第二电极的交叠位置，所述纳米银导电细线倾向于沿着第二方向。在交叠位置处，设置密度更高的凹槽，并且该位置大多数凹槽基本沿着第二方向，使得交叠位置处的纳米银导电细线倾向于沿着第二方向，即是说，在交叠位置处，纳米银导电细线的密度更高且大多数纳米银导电细线基本沿第二方向延伸，这样能够减少沿着第一方向延伸的、对导电没有意义的纳米银导电细线所产生的交叠面积，进一步减少交叠电容，提高电容触摸屏的灵敏度。

作为本发明进一步的优选方案，在第一电极与第二电极的交叠位置，所述纳米银导电细线完全沿着第二方向。在交叠位置处，设置密度更高的凹槽，并且该位置的所有凹槽完全沿着第二方向，使得交叠位置的纳米银导电细线完全沿着第二方向，即是说，在交叠位置处，所有纳米银导电细线都沿第二方向延伸，这样最大限度地减少对导电没有意义的纳米银导电细线所占据的面积，进一步减少交叠电容，提高电容触摸屏的灵敏度，这种设计适用于电容触摸屏所搭配的显示器的子像素沿第一方向呈直条状排列的情况。

作为本发明更进一步的优选方案，所述纳米银导电细线在第一方向上具有疏密不等的分布。在交叠位置处，沿第一方向，各个凹槽的延伸方向均沿第二方向并且各个凹槽之间的距离均不相等，使得所有的纳米银导电细线都沿第二方向延伸，并且纳米银导电细线沿第一方向的分布不均匀，以防止纳米银导电细线等距排列而导致产生光栅色散效应。

作为本发明的另一种优选方案，所述凹槽的宽度为1-10μm，所述凹槽的深度为1-10μm。通过将凹槽的宽度设置为1-10μm，使得第二电极的宽度为1-10μm，更优选第二电极层的面积占触摸感应区域总面积的比例小于15%（即是进一步限定了凹槽、纳米银导电细线的密度），使得第二电极电层的方块电阻为5-150欧姆/方，由此使得这种纳米银导电层可以达到上述减少寄生电容的作用，具有一定的透光率，而将凹槽的深度设置为1-10μm，使第二电极满足一般电容触摸屏对该电极层的导电性要求。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

由于在第二电极布置区上开设凹槽，凹槽中填充纳米银导电材料而形成纳米银导电细线，第二电极由第二电极布置区上所有凹槽中的纳米银导电细线构成，能够通过设置凹槽的宽度和深度，使得第二电极满足导电要求，而且宽度较小，因此第二电极的表面积较小，第二电极在与第一电极交叠时，具有较小的交叠面积，因而具有较小的平板电容值，交叠寄生电容大幅度减小，从而提高了手指触摸之后的互电容信号变化的比例以及电容触摸屏的灵敏度。

附图说明

图1是现有技术中电容触摸屏的电极排布示意图；

图2是现有技术中交叠寄生电容的平面示意图；

图3是现有技术中交叠寄生电容的剖面示意图；

图4是本发明实施例一的电容触摸屏电极排布示意图；

图5是图4沿A-A的剖面图；

图6是图4中B部分的放大图；

图7是图6中C部分的放大图；

图8是图7的D-D剖面图；

图9是本发明实施例二在交叠处纳米银导电细线的分布示意图；

图10是本发明实施例三在交叠处纳米银导电细线的分布示意图；

图11是本发明实施例四在交叠处纳米银导电细线的分布示意图；

图12是本发明实施例四的改进方案中，在交叠处纳米银导电细线的分布示意图。

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4～8所示，这种具有纳米银电极的电容触摸屏，包括玻璃材质的透明第一基板1、塑料材质的透明第二基板2，以及第一电极层3、第二电极层4；其中，第一电极层3为一层透明导电层，采用氧化铟锡等透明导电材料镀制在第一基板1的内侧形成，并通过光刻等图形化工艺将其制作为包含多个沿第一方向延伸的第一电极5；第二基板2上设有多个沿第二方向延伸的第二电极布置区6，各个第二电极布置区6上均设有多条凹槽7，多条凹槽7相互交错成网状，各条凹槽7中均填充有纳米银导电材料8，各条凹槽7中的纳米银导电材料8形成纳米银导电细线9，各个第二电极布置区6上所有的纳米银导电细线9构成所述的第二电极10，所有第二电极布置区6上的纳米银导电细线9构成第二电极层11，第一方向不同于第二方向，第一基板1与第二基板2通过粘合层12相贴合，使得多个第一电极5与多个第二电极10相互交叉构成触摸感应矩阵。

制作上述第二电极层时，先在第二基板2上的第二电极布置区压制出网状的凹槽7，再进一步在凹槽7内填充纳米银导电材料8，如纳米银颗粒与某些聚合物混合而成的纳米银浆，以形成纳米银导电细线9。

通过将凹槽7的宽度设置为5μm（1-10μm均可），使得第二电极10的宽度为5μm（1-10μm均可），使得第二电极层11的面积占触摸感应区域总面积的比例小于15%，第二电极电层11的方块电阻为5-150欧姆/方，由此使得第二电极层11减少寄生电容的作用，具有一定的透光率，而将凹槽7的深度设置为1-10μm，使第二电极10满足一般电容触摸屏对该电极层的导电性要求。

实施例二

如图9所示，在其它部分均与实施例一相同的情况下，其区别在于：在第一电极5与第二电极10的交叠位置，纳米银导电细线9的密度设置为小于其他位置。通过在交叠位置处，将凹槽7的密度设置为小于其他位置，即是说在交叠位置处的凹槽7设置为较稀疏些，使交叠位置纳米银导电细线9的密度设置为小于其他位置，进一步减少交叠位置的寄生电容，进一步提高电容触摸屏的灵敏度。

实施例三

如图10所示，在其它部分均与实施例一相同的情况下，其区别在于：纳米银导电细线9均与第二方向之间的夹角为10°（5°～30°均可以）。通过将所有凹槽7的延伸方向设置为与第二方向之间具有10°的夹角，使得各个凹槽7中的纳米银导电细线9与第二方向之间的夹角为10°，更适用于电容触摸屏所搭配的显示器的子像素沿第二方向呈直条状排列的情况，以防止由纳米银导电细线9所构成的第二电极10对显示器像素中某颜色子像素的全部遮挡而出现的色偏。

实施例四

如图11所示，在其它部分均与实施例一相同的情况下，其区别在于：在第一电极5与第二电极10的交叠位置，纳米银导电细线9倾向于沿着第二方向。在交叠位置处，设置密度更高的凹槽7，并且该位置大多数凹槽7基本沿着第二方向，使得交叠位置处的纳米银导电细线9倾向于沿着第二方向，即是说，在交叠位置处，纳米银导电细线9的密度更高且大多数纳米银导电细线9基本沿第二方向延伸，这样能够减少沿着第一方向延伸的、对导电没有意义的纳米银导电细线所产生的交叠面积，进一步减少交叠电容，提高电容触摸屏的灵敏度。

作为本实施例的进一步改进，如图12所示，在交叠位置处，纳米银导电细线9完全沿着第二方向。在交叠位置处，所有凹槽7完全沿着第二方向，使得交叠位置的纳米银导电细线9完全沿着第二方向，即是说，在交叠位置处，所有纳米银导电细线9都沿第二方向延伸，这样最大限度地减少对导电没有意义的纳米银导电细线9所占据的面积，进一步减少交叠电容，提高电容触摸屏的灵敏度，这种设计适用于电容触摸屏所搭配的显示器的子像素沿第一方向呈直条状排列的情况。

作为本实施例的进一步改进，如图12所示，纳米银导电细线9在第一方向上具有疏密不等的分布。在交叠位置处，沿第一方向，各个凹槽7的延伸方向均沿第二方向并且各个凹槽7之间的距离均不相等，纳米银导电细线9沿第一方向的分布不均匀，以防止纳米银导电细线9等距排列而导致产生光栅色散效应。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有纳米银电极的电容触摸屏，包括透明的第一基板、第二基板、第一电极层和第二电极层，其中第一电极层设置在第一基板内侧并包含多个沿第一方向延伸的第一电极，第二电极层设置在第二基板上并包含多个沿第二方向延伸的第二电极，第一方向不同于第二方向，多个第一电极与多个第二电极相互交叉构成触摸感应矩阵，其特征是：所述第二基板上设有多个沿第二方向延伸的第二电极布置区；各个第二电极布置区上均设有多条凹槽，多条凹槽相互交错成网状；各条凹槽中均填充有纳米银导电材料，各条凹槽中的纳米银导电材料形成纳米银导电细线；各个第二电极布置区上所有的纳米银导电细线构成所述的第二电极；所有第二电极布置区上的纳米银导电细线构成所述的第二电极层；在第一电极与第二电极的交叠位置，所述纳米银导电细线的密度小于其他位置的密度。

2.如权利要求1所述的具有纳米银电极的电容触摸屏，其特征是：所述纳米银导电细线均与第二方向之间的夹角为5°～30°。

3.如权利要求1所述的具有纳米银电极的电容触摸屏，其特征是：在第一电极与第二电极的交叠位置，所述纳米银导电细线倾向于沿着第二方向。

4.如权利要求3所述的具有纳米银电极的电容触摸屏，其特征是：在第一电极与第二电极的交叠位置，所述纳米银导电细线完全沿着第二方向。

5.如权利要求1所述的具有纳米银电极的电容触摸屏，其特征是：所述纳米银导电细线在第一方向上具有疏密不等的分布。

6.如权利要求1所述的具有纳米银电极的电容触摸屏，其特征是：所述凹槽的宽度为1-10μm，所述凹槽的深度为1-10μm。