CN103176681A - 触控面板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种触控面板，包括：刚性透明绝缘衬底；感应电极层，形成于所述刚性透明绝缘衬底的一表面，包括若干独立设置的感应电极；透明绝缘层，形成于所述感应电极层上；驱动电极层，形成于所述透明绝缘层上，包括若干独立设置的驱动电极；所述驱动电极层的每个驱动电极包括网格导电电路；所述网格导电电路嵌入或埋入设置于透明绝缘层中。还公开一种上述触控面板的制造方法。上述触控面板成本较低、灵敏度更高。

Description

触控面板及其制造方法

技术领域

本发明涉及触控技术领域，特别是涉及一种触控面板和一种触控面板的制造方法。

背景技术

触控面板被广泛应用于各种带有显示屏的电子装置中，如智能手机、电视、PDA、平板电脑、笔记本电脑、包含工业显示触摸加工机床、一体化计算机及超级本等计算机或电子设备等。触控面板按照工作原理可以分为电容式、电阻式以及表面光波式等。

电容式触控面板是利用人体的电流感应进行工作的。当手指触摸在金属层上时，由于人体电场，用户和触控面板表面形成以一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分别从触控面板的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。

目前电容式触控面板都采用玻璃ITO或薄膜ITO（也即在玻璃或者薄膜上形成）形成驱动电极和感应电极图案。但是上述玻璃ITO或薄膜ITO形成驱动电极和感应电极图案存在以下几个缺点：一方面ITO驱动电极或感应电极凸起在玻璃表面或者透明薄膜表面容易被划伤或掉落，导致生产良率降低；另一方面，玻璃ITO或薄膜ITO主要材料主要是稀有金属铟，铟材料的稀有，因此成本比较昂贵，而且ITO在做大尺寸触控面板的电阻或方阻比较大，影响信号传输速度，导致触摸灵敏度差，从而影响整个电子产品用户体验感欠佳。

现有的触控面板的厚度较厚，从而影响手机的整体厚度。

发明内容

基于此，有必要提供一种成本较低、灵敏度更高的触控面板。

此外，还提供一种触控面板的制造方法。

一种触控面板，包括：刚性透明绝缘衬底；感应电极层，形成于所述刚性透明绝缘衬底的一表面，包括若干独立设置的感应电极；透明绝缘层，形成于所述感应电极层上；驱动电极层，形成于所述透明绝缘层上，包括若干独立设置的驱动电极；所述驱动电极层的每个驱动电极包括网格导电电路；所述网格导电电路嵌入或埋入设置于透明绝缘层中。

一种触控面板的制造方法，包括如下步骤：提供刚性透明绝缘衬底；在所述刚性透明绝缘衬底的一面形成感应电极层；在所述感应电极层上形成透明绝缘层；在所述透明绝缘层上形成驱动电极层；所述驱动电极层的驱动电极是包括大量单元网格的网格导电电路。

上述触控面板及其制造方法，由于将触控面板的驱动电极制作为网格导电电路形成的导电网格，因此触控面板不存在采用薄膜ITO时存在的诸如表面容易划伤或掉落、成本较高、大尺寸时方阻较大等问题，故触控面板的成本较低、灵敏度更高。另外，相比现有触控面板，本发明所述触控面板减少了第二透明衬底，减少了触控面板的厚度。

附图说明

图1是应用本发明触控面板的电子设备示意图；

图2为本发明第一实施例的触控面板的横截面示意图；

图3为图2所示一具体实施方式的横截面示意图；

图4为图3所示驱动电极层形成于透明绝缘层上的平面示意图；

图5是图4沿aa’剖面线的截面示意图；

图6是图4沿bb’剖面线的截面示意图；

图7是图3所示感应电极层形成于刚性透明绝缘衬底一表面的平面示意图；

图8是图7沿AA’剖面线的截面示意图；

图9是图7沿BB’剖面线的截面示意图；

图10a和图10b为感应电极和驱动电极排列及形状示意图；

图11a、11b、11c及11d分别为一实施例中分别对应于图10a中的A部分或图10b中的B部分的局部放大图；

图12为一实施例的触控面板的制造方法流程图；

图13为图12所示流程中的步骤S104的具体流程图；

图14为根据图13所示流程中的步骤S104得到的驱动电极层状结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本发明中所描述的透明绝缘衬底中的“透明”可理解为“透明”和“基本透明”；透明绝缘衬底中的“绝缘”在本发明中可理解为“绝缘”和“介电质（dielectric）”。因此本发明中所描述的“透明绝缘衬底”应当解释包括但不限于透明绝缘衬底、基本透明绝缘衬底、透明介电质衬底和基本透明介电质衬底。

请参阅图1，为应用本发明触控面板的电子设备其中之一的实施方式，其中所述电子设备为智能手机或平板计算机。在上述电子设备10中，所述的触控面板100贴合于LCD显示屏的上表面，用于电子设备人机交互的其中之一的I/O设备。可以容易理解，在本发明的所述触控面板100还可应用于行动电话、移动通信电话、电视、平板电脑、笔记本电脑、包含触摸显示屏的工业机床、航空触摸显示电子装置、GPS电子装置、一体化计算机及超级本等计算机设备。

如图2所示，为本发明触控面板的第一实施例的横截面示意图。该触控面板100包括驱动电极层110、透明绝缘层120、感应电极层130以及刚性透明绝缘衬底150。感应电极层130形成于所述刚性透明绝缘衬底150的一表面。驱动电极层110形成于所述透明绝缘层120上，驱动电极层110的每一驱动电极包括网格导电电路，所述网格导电电路嵌入或埋入设置于透明绝缘层120中。

所述触控面板100还包括至少一增粘层140，用于增加所述感应电极层130与所述透明绝缘衬底150之间的粘合力。所述增粘层一般采用光学胶光学透明的OCA（Optical Clear Adhesive）胶或LOCA胶。

所述透明绝缘层120的材料为OCA胶、UV胶、热固胶或者自干胶等，所述OCA胶和所述UV胶均为光学透明胶，以保证所述触控面板100的透光性。当然透明绝缘层120在业界称之为压印胶等。

请参考图3，是本发明触控面板一具体实施方式横截面示意图。所述感应电极层130包括若干独立设置的感应电极130a。请一并参考图4，所述驱动电极层110包括若干独立设置的驱动电极110a，所述每一驱动电极110a包括网格导电电路110b。在本发明中所描述的“独立设置”可以理解为包括但不限于“独立设置”、“隔离设置”或“绝缘设置”等几种解释。

在电容式触控面板中，感应电极和驱动电极是触控感应组件的必不可少的两个部分。感应电极一般靠近触控面板的触摸面，驱动电极则相对远离触摸面。驱动电极连接扫描信号发生装置，由扫描信号发生装置提供扫描信号，感应电极则在被带电导体触碰时产生电参数变化，以感应触摸区域或触控位置。

其中，所述感应电极层130包含的各个感应电极与所述触控面板外设的传感侦测处理模块电连接，所述驱动电极层110的各个驱动电极与所述触控面板外设的激励信号模块电连接，所述感应电极和所述驱动电极之间形成互电容。当所述触控面板表面发生触摸动作时，触碰中心区域的互电容值会发生变化，所述触碰动作转换为电信号，经过对电容值变换区域数据的处理就可以获得触碰动作中心位置的坐标数据，可处理相关数据的电子装置就可以依据触碰动作中心位置的坐标数据判断出触碰动作对应在触控面板贴合于显示屏上的准确位置，从而完成对应的相应的功能或输入操作。

在本发明中所述感应电极层130与驱动电极层110采用不同方式、不同材料及不同工艺制成。

具体地说，请一并参考图5和图6，分别是图4沿aa’剖面线和bb’剖面线的截面示意图。所述驱动电极层110包括若干相互独立网格导电电路110b。所述网格导电电路110b嵌入或埋入在透明绝缘层120中。所述网格导电电路110b的材料选自金、银、铜、铝、锌、镀金的银或至少二者的合金。上述材料容易得到，且成本较低，特别是银浆制得上述网格导电电路110b，导电性能好，成本低。

可以容易地理解，网格导电电路110b嵌入或埋入在透明绝缘层120中方式居多，其中一种优选方式是在所述透明绝缘层120形成若干交错的网格凹槽，所述网格导电电路110b设置于所述凹槽，从而使得网格导电电路110b以嵌入或埋入透明绝缘层120表面。依附所述驱动电极110a的刚性透明绝缘衬底150在移动或者搬运过程中，所述驱动电极110a可牢固依附于刚性透明绝缘衬底150，不容易被损坏或者脱落。

更具体地说，所述网格导电电路110b的网格间距为d₁、且100μm≤d₁＜600μm；网格导电电路的方块电阻为R、且0.1Ω/sq≤R＜200Ω/sq。

所述网格导电电路110b的方块电阻为R影响着电流信号传递速度，从而影响着触控面板反应灵敏度。所以所述网格导电电路110b方块电阻为R、且优选为1Ω/sq≤R≤60Ω/sq。在这一范围内的方块电阻R，能显著提高导电膜的导电性，显著提高电信号的传输速度，且对精度的要求较0.1Ω/sq≤R＜200Ω/sq低，即在保证导电性的前提下降低了工艺要求，降低了成本。当然在制造过程中，网格导电电路110b的方块电阻为R与网格间距、材料、线径（线宽）等多个因素共同决定。

所述网格导电电路110b的网格线宽为d₂、且1μm≤d₂≤10μm。网格的线宽影响导电膜的透光性，网格线宽越小，透光性越好。在需要导电网格的网格线间距d₁为100μm≤d₁＜600μm，网格导电电路110b的方块电阻R为0.1Ω/sq≤R＜200Ω/sq时，网格线宽d₂为1μm≤d₂≤10μm可满足要求，且同时能提高整个触控面板的透光性。特别是网格导电电路110b的网格线宽d₂为2μm≤d₂＜5μm时，触控面板透光面积越大，透光性越好，且精度要求相对较低。

在优选地实施方式中，网格导电电路110b选用银材料，且采用规则图形，网格线间距200μm～500μm；网格导电电路表面电阻为4Ω/sq≤R＜50Ω/sq，银的涂布量为0.7g/m²～1.1g/m²。

在实施例一中，取d₁=200μm、R=4～5Ω/sq，含银量取1.1g/m²，网格线宽d₂取500nm～5μm。当然，方块电阻R的取值、含银量的多少均会受到网格线宽d₂和填充的凹槽深度的影响，网格线宽d₂越大、填充的凹槽深度越大，方块电阻会随之有所增大、含银量也随之增加。

在实施例二中，取d₁=300μm、R=10Ω/sq，含银量取0.9～1.0g/m²，网格线宽d₂取500nm～5μm。当然，方块电阻R的取值、含银量的多少均会受到网格线宽d₂和填充的凹槽深度的影响，网格线宽d₂越大、填充的凹槽深度越大，方块电阻会随之有所增大、含银量也随之增加。

在实施例三中，取d₁=500μm、R=30～40Ω/sq，含银量取0.7g/m²，网格线宽d₂取500nm～5μm。当然，方块电阻R的取值、含银量的多少均会受到网格线宽d₂和填充的凹槽深度的影响，网格线宽d₂越大、填充的凹槽深度越大，方块电阻会随之有所增大、含银量也随之增加。

当然，除了选用金属导电材料制得上述网格导电电路110b之外，还可以选用透明导电高分子材料、石墨烯或者碳纳米管中的一种制得。

请一并参考图7、图8及图9，所述感应电极层130的感应电极采用氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)、氧化锡锑(Antimony Doped Tin Oxide，ATO)、氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)、氧化锌铝(Aluminum Zinc Oxide，AZO)、聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)、透明导电高分子材料、石墨烯或者碳纳米管中的任意一种材料制成。通过工程上的蚀刻、印刷、涂布、光刻、或黄光制程等工艺加工形成图案化的感应电极，即若干独立设置的透明的感应电极。

在本类实施方式中，所述感应电极层130直接形成于刚性透明绝缘衬底110的表面，而所述刚性透明绝缘衬底为刚性衬底。更具体地说，所述刚性衬底采用的经过强化处理过的玻璃或透明塑胶板，简称强化玻璃或强化塑胶板。其中所述强化玻璃包括具有防眩、硬化、增透或雾化功能的功能层。其中，具有防眩或雾化功能的功能层，由具有防眩或雾化功能的涂料涂敷形成，涂料包括金属氧化物颗粒；具有硬化功能的功能层由具有硬化功能的高分子涂料涂敷形成或直接通过化学或物理方法硬化；具有增透功能的功能层为二氧化钛镀层、氟化镁镀层或氟化钙镀层。可以理解，采用透光率良好的塑胶板也可如上述强化玻璃方式进行处理制成本发明所述的刚性透明绝缘衬底。

请参阅图10a和图10b，为本发明包含几类实施方式的感应电极和驱动电极排列及形状平面示意图。所述相互独立设置的感应电极在第一轴向（X轴）平行且等间距的设置；所述相互独立设置的驱动电极在第二轴向（Y轴）平行且等间距的设置。其中图10a感应电极和驱动电极均为方块状结构（bar）且相互垂直交错排布；图10b感应电极和驱动电极为菱形状结构且相互垂直交错排布。

图11a、11b、11c及11d分别为一实施例中分别对应于图10a中的A部分或图10b中的B部分的局部放大图。

图11a和11b所示网格导电电路采用非规则网格，这种非规则网格导电电路的制造难度较低，节省相关工序等。

11c和11d所示网格导电电路，所述网格导电电路110b为均匀布置的规则图形。导电网格布置均匀规则，网格线间距d₁均相等，一方面可使触控面板透光均匀；另一方面，网格导电电路的方块电阻（简称方阻）分布均匀，电阻偏差小，无需用于补正电阻偏差的设定，使成像均匀。可以是近似正交形态的直线格子图案、弯曲的波浪线格子图案等。网格导电电路的单元网格可以为规则图形，例如三角形、菱形或正多边形等，也可以为不规则几何图形。

如图12所示，为一实施例的触控面板的制造方法流程。请一并参考图3，该方法包括如下步骤。

S101：提供刚性透明绝缘衬底。所述刚性透明绝缘衬底150采用刚性透明绝缘衬底，其中刚性透明绝缘衬底可采用强化玻璃和可挠性透明面板。其中可挠性透明面板可选用柔性聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸脂(PC)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的任意一种制成。

S102：在所述刚性透明绝缘衬底的一表面形成感应电极层。

S103：在所述感应电极层上形成透明绝缘层。透明绝缘层120示例为UV胶。其中，在本实施例中，为了增加透明绝缘层120与刚性透明绝缘衬底150的附着力，可在刚性透明绝缘衬底150和透明绝缘层120之间添加增粘层140。

S104：在所述透明绝缘层上形成驱动电极层。所述驱动电极层110的驱动电极是包括大量单元网格的网格导电电路110b（参考图4）。

参考图13～14上述步骤S104具体包括：

S141：所述透明绝缘层压印形成网格凹槽。参考图14，透明绝缘层120上经过模具压过之后，形成多个与驱动电极形状相同的网格凹槽170，驱动电极层110形成于该网格凹槽170中。

S142：在所述网格凹槽中添加金属浆料、并进行刮涂和烧结固化以形成网格导电电路。把金属浆料添加到网格凹槽170中，并经过刮涂，使网格凹槽中填充金属浆料，然后进行烧结固化即可得到导电网格。该金属浆料优选为纳米银浆。其他实施例中，形成网格导电电路的金属还可以采用金、银、铜、铝、锌、镀金的银或以上金属的至少二者的合金。

在其他的实施例中，网格导电电路还可以采用其他工艺实现，例如光刻工艺制成本发明所述网格导电电路。

上述方法将触控面板的驱动电极制作为网格导电电路形成的导电网格，因此触控面板不存在采用薄膜ITO时存在的诸如表面容易划伤或掉落、成本较高、大尺寸时方阻较大等问题，故触控面板的成本较低、灵敏度更高。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (17)

1.一种触控面板，包括：

刚性透明绝缘衬底；

感应电极层，形成于所述刚性透明绝缘衬底的一表面，包括若干独立设置的感应电极；

透明绝缘层，形成于所述感应电极层上；

驱动电极层，形成于所述透明绝缘层上，包括若干独立设置的驱动电极；所述驱动电极层的每个驱动电极包括网格导电电路；所述网格导电电路嵌入或埋入设置于透明绝缘层中。

2.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述网格导电电路的网格间距为d₁、且100μm≤d₁＜600μm；网格导电电路的方块电阻为R、且0.1Ω/sq≤R＜200Ω/sq。

3.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述透明绝缘层形成若干交错的网格凹槽，所述网格导电电路设置于所述网格凹槽。

4.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述刚性透明绝缘衬底为强化玻璃。

5.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述感应电极采用透明的氧化铟锡、氧化锡锑、氧化铟锌、氧化锌铝或聚乙撑二氧噻吩中的一种制成。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的触控面板，其特征在于，所述网格导电电路的网格采用规则几何图形网格。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的触控面板，其特征在于，所述网格导电电路的网格采用不规则几何图形网格。

8.根据权利要求6所述的触控面板，其特征在于，所述网格的单元网格形状为单一的三角形、菱形或正多边形。

9.根据权利要求3所述的触控面板，其特征在于，还包括增粘层，形成于所述感应电极层和刚性透明绝缘衬底之间。

10.根据权利要求9所述的触控面板，其特征在于，所述增粘层为光学透明的OCA胶或LOCA胶。

11.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述网格导电电路选用银材料，网格导电电路的网格线间距200μm～500μm；网格导电电路的方阻为4Ω/sq≤R＜50Ω/sq，银的涂布量为0.7g/m²～1.1g/m²。

12.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述网格导电电路选用金、银、铜、铝、锌、镀金的银或以上金属的至少二者的合金材料中的任意一种制成。

13.根据权利要求1所述的触控面板，所述透明绝缘层可以是光固胶、热固胶或自干胶固化形成。

14.一种触控面板的制造方法，包括如下步骤：

提供刚性透明绝缘衬底；

在所述刚性透明绝缘衬底的一面形成感应电极层；

在所述感应电极层上形成透明绝缘层；

在所述透明绝缘层上形成驱动电极层；所述驱动电极层的驱动电极是包括大量单元网格的网格导电电路。

15.根据权利要求14所述的触控面板的制造方法，其特征在于，所述在感应电极层上形成透明绝缘层的步骤具体包括：

在所述透明绝缘层压印形成网格凹槽；

在所述网格凹槽中形成所述网格导电电路。

16.根据权利要求15所述的触控面板的制造方法，其特征在于，所述在网格凹槽中形成网格导电电路的步骤具体包括：在所述网格凹槽中添加金属浆料、并进行刮涂和烧结固化。

17.根据权利要求16所述的触控面板的制造方法，其特征在于，所述金属浆料为纳米银浆。

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