CN103396012A

CN103396012A - 一种采用金属或合金实现触控面板视窗边框图案及色彩的方法

Info

Publication number: CN103396012A
Application number: CN2013103101211A
Authority: CN
Inventors: 周群飞
Original assignee: Lens Technology Changsha Co Ltd
Current assignee: Lens Technology Changsha Co Ltd
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2013-11-20

Abstract

一种采用金属或合金实现触控面板视窗边框图案及色彩的方法，a、对素玻璃基板进行化学或物理性质高强度强化；b、在素玻璃基板上利用磁控溅镀技术溅镀上一层厚度为δ的金属薄膜；c、采用光刻微影技术，将步骤b中素玻璃基板上的金属薄膜刻画成设定的保护盖片的视窗边框图案；d、对素玻璃基板的视窗边框图案一侧整面溅镀或涂覆绝缘涂层或仅对素玻璃基板有视窗边框图案的部分溅镀或涂覆绝缘涂层；e、在步骤d中制作的素玻璃基板上印刷触控屏，本发明让产品既能够呈现出特定的色彩，又能够避免在溅镀环境中产生有机气体，防止导电膜层方块电阻变化及附着力变化。

Description

一种采用金属或合金实现触控面板视窗边框图案及色彩的方法

技术领域

本发明涉及一种采用金属或合金实现触控面板视窗边框图案及色彩的方法。

背景技术

触控面板构件部分的保护盖片（业界称之为Cover Glass、Lens、Housing等），为人机界面视窗，其基础材质多为强化玻璃，或者有机塑料。保护盖片所呈现出的外观色彩及图案，目前业界的主流技术，针对玻璃材质而言，主要为在经过切割研磨外形加工的强化玻璃白片上进行油墨网印形成，或者将外观色彩及图案采用先油墨网印在特定的Film（有机薄膜）基材上面，或者先在特定的Film（有机薄膜）基材上经压模出特定图案再进行油墨网印工序，形成decorated film（装饰膜），再将经过切割研磨外形加工的强化玻璃白片与装饰膜通过表面贴合工序形成保护盖片成品，以体现保护盖片需要呈现出的外观色彩及图案，这样形成的保护盖片通常称之为Cover Glass或者Lens；针对有机塑料材质而言，则是利用不同颜色的塑料或者往塑料里面添加体现颜色的物质，再通过注塑热工艺形成保护盖片，这样的成品通常称之为Housing。

现有主流技术采用油墨印刷工艺形成的保护盖片，适用于无触控功能的盖板贴合在采用不同材料制作而成的具有触控功能的sensor上，如：G-G（CoverGlass-Sensor Glass）、G-F（Cover Glass-Film Sensor）及In-Cell/On-cell（sensor In/On LCD）等结构。随着FPD（Flat Panel Display平板显示器）产业的发展趋势及针对产品“短小薄轻”的要求，OGS（One Glass Solution单片玻璃解决方案）结构越来越成为触控产品的发展必然趋势。OGS技术的的核心思想为实现保护盖片（Cover Glass）与感应玻璃（Sensor Glass）的统一，且让产品既具有cover glass的高强度的保护功能，又具有sensor glass的触控感应功能，同时实现制程简化(揉合了cover glass和sensor glass制程，减少了一道CG与SG的贴合制程）、产品薄轻化（由原来的CG+SG即2G简化为1G）。

按照目前的技术，进行OGS方案时，实现保护盖片所呈现出的外观色彩及图案，通常采用的技术为油墨网印，或者采用特殊有色的光阻、光刻胶等有机有色材料通过微影技术实现。此传统技术的最大弊病是在OGS方案后续的触控感应结构建立工艺流程中，在进行导电膜层ITO（即：氧化铟锡）或者Metal（即金属）的溅镀过程中，由于溅镀环境的高温及电浆的轰击，会使保护盖片上的油墨或者光阻、光刻胶等有机物产生有机气体放出即outgas现象，对导电膜层的方块电阻变化及附着力均有较大的负面影响。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种让产品既能够呈现出特定的色彩，又能够避免在溅镀环境中产生有机气体，防止导电膜层方块电阻变化及附着力变化的采用金属或合金实现触控面板视窗边框图案及色彩的方法。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

一种采用金属或合金实现触控面板视窗边框图案及色彩的方法，包括如下步骤：

a、对素玻璃基板进行化学或物理性质强化，使得素玻璃基板的表面应力值大于600Mpa，应力层深度大于20μm；

b、在素玻璃基板上利用溅镀技术溅镀上至少一层金属或按照质量配比呈现不同色泽的合金薄膜；

c、采用光刻微影技术，将步骤b中素玻璃基板上的金属薄膜刻画成设定的保护盖片的视窗边框图案；

d、对素玻璃基板的视窗边框图案一侧整面溅镀或涂覆绝缘涂层或仅对素玻璃基板有视窗边框图案的部分溅镀或涂覆绝缘涂层；

e、采用光刻微影技术，在步骤d中制作的素玻璃基板上进行触控屏功能架构的建立。

所述步骤b中，素玻璃基板利用溅镀技术溅镀上的金属或合金薄膜后的光学密度OD值大于3.0。

步骤c中光刻微影技术采用的是溅镀技术，溅镀沉积金属薄膜后，再通过黄光制程技术将金属薄膜刻画成设定的图案，实现边框的图案化。

步骤d绝缘涂层采用SiO₂层。

所述步骤d中所述对素玻璃基板有视窗边框图案的局部涂布时，采用光刻制程实现局部绝缘覆盖。

采用上述方法，本发明具有如下优点：

1、利用金属或者合金属于无机物的特性，使得在后续触控感应结构建立工艺流程中，可以避免类似油墨或者光阻等有机物在溅镀环境中产生有机气体放出即outgassing现象，对导电膜层的方块电阻变化及附着力均有较大的积极改善，针对现有OGS结构发展的改善效果将尤为突出；

2、利用金属或者合金故有的明亮金属光泽和颜色，能够呈现出特定的金属色彩，给触控面板视窗提供出一种不同于油墨网印所形成的外观色彩效果。

综上所述，本发明解决现有技术采用有机物（油墨、光阻、光刻胶等）实现触控面板视窗边框图案后，在后续触控感应结构建立工艺流程中，产生有机气体放出即outgassing现象，对导电膜层的方块电阻变化及附着力均有较大的负面影响,此发明对现有OGS结构发展的改善效果将尤为突出。同时此发明前期的主要工艺为金属溅镀及金属的光刻制程，相对油墨网印技术而言，在微观方面，膜层之间具有更好的边缘和更小的膜层断差；在生产方面，具有更高的生产效率和制程精度，同时所提供的人机界面视窗视感与以往油墨网印工艺也大不相同。

附图说明

图1是本发明素玻璃基板上视窗边框金属层的示意图；

图2为本发明金属边框层覆盖绝缘层的示意图；

图3为本发明溅镀及光刻形成触摸屏X和Y轴ITO Pattern layer的示意图；

图4为本发明光刻形成触摸屏时透明绝缘层的示意图；

图5为本发明溅镀及光刻形成触摸屏金属导电引线和跳线的示意图；

图6为本发明整体OGS触控屏（Metal Jumper）的stack up结构图印；

图7为本发明整体OGS触控屏（ITO Jumper）的stack up结构图；

图8为本发明整体OGS触控屏（SLIM）的stack up结构图；

具体实施方式

下面结合附图，进一步详细说明本专利的具体实施方式。

一种采用金属或合金实现触控面板视窗边框图案及色彩的方法，本发明的基于部分有色金属或者金属合金具有特定的色彩效果（例如Cu（铜）具有紫红色；Al（铝）、Zn（锌）呈现银白色；Cu+Zn的色相按照不同比例配比可以呈现淡金至赤金色；Fe₃O₄（四氧化三铁）呈现黑色等），并且此方法在溅镀环境中不会有气体放出现象。溅射镀膜是指借助电场加速的气体高能粒子对靶材进行轰击所产生的动量交换,把镀膜材料的原子从固体(靶)表面撞出并放射出来，放在靶前面的基材拦截溅射出来的原子流,后者凝聚并形成镀层。通过溅镀技术，可以将金属或者合金溅镀在基板上生成一定厚度（一般为数千埃米，1埃米=10^-10米）的薄膜，使其具有一定的光密度值（Optical Density Value），达到不透明而遮光的效果，从而呈现出特定的色彩；然后再通过光刻制程技术，可以将金属或者合金刻画成设定的图案，在基板上形成保护盖片的视窗边框图案，最终将基板进行外形加工形成保护盖片。通过此两步，即可实现采用金属或者合金生产视窗边框图案及色彩效果，再加上第三道对采用金属或者合金形成的视窗边框进行绝缘层覆盖的隔绝性处理，即达到通常保护盖片同等效果。发明的应用原理，总体上可以采用如下三道制程实现。

本发明的第一步骤：素玻璃基板进行化学或物理性质高强度强化；（玻璃化学强化原理是将玻璃置于熔融的硝酸钾（KNO3）熔盐中,使玻璃表层半径较小的离子(Na⁺)与熔盐中半径较大的离子(K+)交换,最终在玻璃的两表面形成压应力层,在玻璃的内部形成张应力层,达到提高玻璃机械强度和抗温度冲击性能的目的），本专利中要求表面应力值（CS:Compressive Stress）大于600Mpa，应力层深度（DOL：Depth Of Layer）大于20μm；

本发明的第二步骤：在基板上利用磁控溅镀技术溅镀上一层呈现特定色彩的特定厚度的金属薄膜；

如图1所示，本发明的第三步骤：采用黄光制程制程将金属薄膜图案化成具有特定金属色彩的视窗边框；

如图2所示，本发明的第四步骤：在金属薄膜图案化的玻璃基板上采用真空磁控溅射溅镀一层特定厚度的具有绝缘性能的SiO₂，或者整面或局部涂布特定厚度的耐高温且具有高穿透和良好透明度的有机物涂层（若为局部涂布，即为覆盖金属视窗边框，可以采用光刻制程实现局部化），（用在这里的有机物涂层由于涂层耐高温且具有高穿透和良好透明度，因此不会在后续触控感应结构建立工艺流程中，产生有机气体放出即outgassing现象），实现金属层的绝缘覆盖；

如图3所示，本发明的第五步骤：在玻璃上采用真空磁控溅射溅镀，并采用黄光或印刷制程进行制作透明X和Y导电层图形（如:ITO等）；

如图4所示，本发明的第六步骤：在X轴导电单元需要相连的位置，采用黄光或印刷制程制作透明绝缘层；

如图5所述，本发明的第七步骤：采用低方块电阻的导电薄膜（Metal）来制作X方向Y方向的导电线路，通过导电线路将X轴Y轴导电轴向的信号前往控制电路，此时也做出Y方向上的导电单元连接线，串连起Y轴的导电单元形成导电轴向；

采用光刻制程或真空磁控溅射或印刷或喷涂方式进行制作透明保护绝缘层，用以保护导电轴向，防止导电薄膜长期暴露在空所中而被氧化，或是遇到具有腐蚀性的液体气体而发生被腐蚀现象。

现有的技术跟本方法简述对比如下表：

实施例：

例如我们采用金属Mo（钼）/Al（铝）/Mo（钼）来实现镜面边框的效果，具体实施步骤可以简述如下：

（1）对原材素玻璃进行化学强化：将玻璃置于熔融的KNO3熔盐中,使玻璃表层半径较小的离子(Na⁺)与熔盐中半径较大的离子(K⁺)交换,最终在玻璃的两表面形成压应力层,在玻璃的内部形成张应力层,达到提高玻璃机械强度和抗温度冲击性能的目的。通过控制强化工艺的温度、时间，使得素玻璃基板的表面应力值大于600Mpa，应力层深度大于20μm。

（2）在经过强化处理的素玻璃基板上利用磁控溅镀技术整面依次溅镀上厚度为500埃米厚的金属Mo（钼）薄膜、2000埃米厚的金属Al（铝）薄膜、500埃米厚的金属Mo（钼）薄膜。说明：第一层Mo用于改善素玻璃和Al（铝）层之间的附着力，第二层Mo用于保护Al（铝）防止被氧化。整个膜层呈现出银白色的镜面效果。

（3）利用光刻微影技术，将Mo/Al/Mo金属膜层刻画成设定的保护盖片的视窗边框图案。

（4）对素玻璃基板的视窗边框图案一侧整面溅镀500埃米厚度的SiO₂（二氧化硅），起到隔绝Mo/Al/Mo层，起绝缘的作用，避免与后续建立的触控屏的结构产生电性上的不良影响。

（5）在（4）的基础上进行触摸屏的制程工艺，所得制品在外观上即为镜面边框的效果。

Claims

1.一种采用金属或合金实现触控面板视窗边框图案及色彩的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的采用金属或合金实现触控面板视窗边框图案及色彩的方法，其特征在于，所述步骤b中，素玻璃基板利用溅镀技术溅镀上的金属或合金薄膜后的光学密度OD值大于3.0。

3.根据权利要求1所述的采用金属或合金实现触控面板视窗边框图案及色彩的方法，其特征在于，步骤c中光刻微影技术采用的是溅镀技术，溅镀沉积金属薄膜后，再通过黄光制程技术将金属薄膜刻画成设定的图案，实现边框的图案化。

4.根据权利要求1所述的采用金属或合金实现触控面板视窗边框图案及色彩的方法，其特征在于，步骤d绝缘涂层采用SiO₂层。

5.根据权利要求1所述的采用金属或合金实现触控面板视窗边框图案及色彩的方法，其特征在于，所述步骤d中所述对素玻璃基板有视窗边框图案的局部涂布时，采用光刻制程实现局部绝缘覆盖。