CN103412689B - 电容触摸屏 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电容触摸屏，包括基底，基底上设置有聚合物层，聚合物层中嵌有多个沿第一方向设置的网格状的第一方向导电图案和多个沿第二方向设置的网格状的第二方向导电图案，第一方向导电图案包括多个沿第一方向排列的第一导电单元，第二方向导电图案以第一方向导电图案为间隔分成若干彼此不连通的第二导电单元，相邻两个第二导电单元之间设有覆盖于第一方向导电单元上的绝缘层，其中绝缘层表面设有至少两条在第二方向上连接相邻两个第二导电单元的导电搭桥，导电搭桥与第一方向导电单元之间通过绝缘层隔离。绝缘层上设置至少两条导电搭桥进行搭接，可以避免单条导电搭桥断裂而导致功能不良，提高良率。

Description

电容触摸屏

技术领域

本发明涉及触控领域，特别是涉及一种电容触摸屏。

背景技术

触摸屏是可接收触摸式输入信号的感应式装置。触摸屏赋予了信息交互崭新的面貌，是极富吸引力的全新信息交互设备。触摸屏技术的发展引起了信息传媒界的普遍关注，已成为光电行业异军突起的朝阳高新技术产业。透明导电膜是具有良好导电性，及在可见光波段具有高透光率的一种薄膜。目前透明导电膜已广泛应用于平板显示、光伏器件、触控面板和电磁屏蔽等领域，具有极其广阔的市场空间。

传统OGS技术采用在玻璃上镀ITO，经蚀刻后得到所需X、Y方向的传感器图案，其中Y方向的传感器图案连续设置，X方向的传感器图案则以Y方向的传感器图案为间隔形成多个互相间隔的导电单元，然后用导电搭桥将X方向上互相间隔的导电单元连接起来。然而，在制造过程中，导电搭桥可能被蚀刻掉或者发生断裂导致功能不良，从而无法起到原有的连接及导电作用，导致触摸屏成品良率较低。

发明内容

基于此，有必要提出一种能降低导电搭桥失效几率、提高成品良率的电容触摸屏。

一种电容触摸屏，包括基底，所述基底上设置有聚合物层，所述聚合物层中嵌有多个沿第一方向设置的网格状的第一方向导电图案和多个沿第二方向设置的网格状的第二方向导电图案，所述第一方向和第二方向相互交叉，所述第一方向导电图案包括多个沿第一方向排列的第一导电单元，相邻的第一导电单元彼此电连接，所述第二方向导电图案以所述第一方向导电图案为间隔分成若干彼此不连通的第二导电单元，相邻两个第二导电单元之间设有覆盖于所述第一方向导电单元上的绝缘层，其中所述绝缘层表面设有至少两条在第二方向上连接相邻两个第二导电单元的导电搭桥，所述导电搭桥与所述第一方向导电单元之间通过所述绝缘层隔离。

在其中一个实施例中，所述基底为硅铝酸盐玻璃或钙钠玻璃。

在其中一个实施例中，所述第一方向导电图案和所述第二方向导电图案为通过附着在所述基底表面的金属镀层蚀刻获得，所述第一方向导电图案及第二方向导电图案嵌设于所述聚合物层靠近所述基底的一侧。

在其中一个实施例中，所述金属镀层的厚度为5～20nm。

在其中一个实施例中，所述金属镀层为银镀层，所述银镀层的透光率大于80%。

在其中一个实施例中，所述聚合物层包括与该基底贴合的第一表面及与该绝缘层相对的第二表面，该第二表面上设有网格状的凹槽，所述第一方向导电图案与第二方向导电图案收容于所述网格状的凹槽中。

在其中一个实施例中，所述聚合物层上的网格状的凹槽的深度和宽度之比大于1。

在其中一个实施例中，至少两条所述导电搭桥的末端单独连接至第二导电单元，或者连接在一起后再连接至第二导电单元。

在其中一个实施例中，在所述第二方向上，所述导电搭桥的末端连接至少两条所述第二导电单元的网格线，及/或在所述第一方向上，所述导电搭桥的末端连接至少两条所述第二导电单元的网格线。

在其中一个实施例中，在所述第二方向上，所述导电搭桥的末端至少跨过第二导电单元的一个网格。

在其中一个实施例中，在所述第二方向上，所述导电搭桥的长度大于、等于或小于所述绝缘层的长度。

在其中一个实施例中，在所述第一方向上，所述多个第二方向导电图案彼此间隔。

在其中一个实施例中，所述多条导电搭桥之间留有空隙。

在其中一个实施例中，所述导电搭桥通过在附着在所述绝缘层表面的透明导电膜蚀刻获得，或者通过将透明导电墨水通过丝印或喷墨打印的方式打印在所述绝缘层表面获得。

在其中一个实施例中，所述导电搭桥包括中间呈网格状的搭桥导线和位于两端且与搭桥导线连通的两个导电块，所述搭桥导线嵌在所述绝缘层表面，所述两个导电块穿透所述绝缘层并分别连通至一个第二导电单元，所述搭桥导线通过所述绝缘层与所述第一导电单元隔离。

在其中一个实施例中，所述搭桥导线的厚度小于所述绝缘层的厚度。

在其中一个实施例中，所述绝缘层表面设有网格状的凹槽和穿孔，所述搭桥导线和所述导电块分别由填充在所述网格状的凹槽中和所述穿孔的导电材料形成，所述导电材料选自金属、金属合金、导电高分子，石墨烯、碳米管和透明导电墨水中的至少一种。

上述电容触摸屏，绝缘层上设置至少两条导电搭桥进行搭接，可以避免单条导电搭桥断裂而导致功能不良，降低导电搭桥失效几率，提高良率。

附图说明

图1为实施例一的电容触摸屏的结构示意图；

图2为实施例一的电容触摸屏的局部示意图；

图3为图1中画框区域A的剖视图；

图4为实施例一的电容触摸屏的第一方向导电图案和第二方向导电图案的网格线的示意图；

图5为实施例一的电容触摸屏的第二方向导电单元与导电搭桥的第一种连接方式；

图6为实施例一的电容触摸屏的第二方向导电单元与导电搭桥的第二种连接方式；

图7为实施例一的电容触摸屏的第二方向导电单元与导电搭桥的第三种连接方式；

图8为实施例二的电容触摸屏的局部示意图；

图9为实施例二的电容触摸屏的结构示意图；

图10至图14为实施例一的电容触摸屏制备方法各步骤的状态图。

具体实施方式

实施例一、

请参考图1至图3，电容触摸屏100包括基底110、设置在基底110上的聚合物层120、嵌在聚合物层120同一个表面上且分别沿第一方向Y设置的多个网格状的第一方向导电图案130和沿第二方向X设置的多个网格状的第二方向导电图案140。第一方向Y和第二方向X相互交叉，本实施例中第一方向Y和第二方向X正交设置。第一方向导电图案130和第二方向导电图案140构成了电容触摸屏100的导电层。

请参考图1至图3，第一方向导电图案130包括多个沿第一方向Y排列的第一导电单元132及连接相邻两个第一导电单元132的导电线134。每一个第二方向导电图案140以第一方向导电图案130为间隔分成若干导电单元142。相邻两个第二导电单元142之间设有覆盖于第一方向导电图案140上的绝缘层150。绝缘层150表面设有至少两个在第二方向上连接相邻两个第二导电单元142的导电搭桥160，导电搭桥160与第一方向导电图案140之间通过绝缘层150分离。更具体地，绝缘层150是覆盖在导电线134上。当然，第一方向导电图案130也可以是连续设置的导电图案，绝缘层150是覆盖在第一方向导电图案130的第一导电单元132上。

本实施例中，基底110为透明玻璃，其材质为硅铝酸盐玻璃或钙钠玻璃。基底110的厚度通常为0.3mm～1.2mm，优选为0.5mm～0.7mm，以适应电子设备小型化、轻薄化的要求。

聚合物层120覆盖在基底110的一个表面上，其材质为热塑性聚合物、热固性聚合物或UV固化聚合物，厚度为1μm～10μm，优选为2μm～5μm，以适应电子设备小型化、轻薄化的要求。

第一方向导电图案130和第二方向导电图案140嵌于聚合物层120的内部。第二方向导电图案140被第一方向导电图案130间隔分成若干导电单元142，在导电搭桥160搭接之前是不导通的，且在第一方向Y上，多个第二方向导电图案140彼此间隔不连通。请参考图4，第一方向导电图案130和第二方向导电图案140均呈网格状，网格的形状为正方形，但可以理解，网格的基本形状也可以是其他正多边形，如菱形、正六边形，还可以是不规则图形。第一方向导电图案130和第二方向导电图案140的形成是通过在聚合物层120上压印出需要的图案的网格状的凹槽，再向网格状的凹槽中填充导电材料并固化形成。网格状的凹槽的深度和宽度之比大于1，这样填充的导电材料能较好地保持在网格状的凹槽内。详细地，聚合物层120包括与基底110贴合的第一表面（未标号）及与绝缘层150相对的第二表面（未标号），该第二表面上设有网格状的凹槽，第一方向导电图案130与第二方向导电图案140收容于网格状的凹槽中。本实施例中，第一方向导电图案130和第二方向导电图案140的网格线的宽度为0.2μm～5μm，优选为0.5μm～2μm。相邻的两条网格线之间的距离为50μm～800μm。为保证导电性能，网格内填充的导电材料厚度为1μm～10μm，优选为2μm-5μm。需要说明的是，网格线的密度及填充金属的厚度可依材料需求之透过率和方块电阻值来进行设计。填充的导电材料可以为金、银、铜、铝和锌中的其中一种或者至少两种的合金，金、银、铜、铝和锌相对来说价格便宜，能降低成本。本实施例中，主要以银作为金属网格的材料。

绝缘层150选自具有电绝缘特性的材料，且最好是透明的绝缘材料，可以是二氧化硅、高分子树脂。本实施例中，导电搭桥160通过将透明导电墨水(如纳米银墨水)通过丝印、喷墨打印等方式打印在绝缘层150表面的方式获得。这样，在第二方向X上，导电搭桥160的长度可以大于绝缘层150的长度。导电搭桥160的末端与第二导电单元142的连接方式有多种，下面结合附图分别予以描述。

请参考图5，在第一方向Y上，每一个导电搭桥160的宽度应满足如下要求：导电搭桥160的左、右两个末端均跨设至少两条第二导电单元142的第一方向网格线1422，换言之，导电搭桥160的末端连接至少两条第一方向网格线1422。请参考图6，在第二方向X上，每一个导电搭桥160的左、右两个末端均跨设至少两条第二导电单元142的第二方向网格线1424,换言之，导电搭桥160的末端连接至少两条第二方向网格线1424。此处，以第二导电单元142的网格形状是正方形为例说明如下：第一方向网格线1422指沿第一方向Y排列的网格线，第二方向网格线1424指沿第二方向X排列的网格线。如果网格是其他形状，则上述连接方式的原理仍然适用，只要保证导电搭桥160的末端在第一方向Y和第二方向X上分别跨设两条网格线即可。

这样做的好处在于：利于制程，如果导电搭桥160仅与单条网格线连接，制程上很难保证；可以避免单条搭桥断裂而导致功能不良，提高良率。可以理解，导电搭桥160在第一方向Y上和第二方向X上与第二导电单元142的连接方式可以组合使用，也可以单独使用。

请参考图7，导电搭桥160与第二导电单元142的另一种连接方式。在第二方向X上和第一方向Y上，导电搭桥160的末端分别至少跨过第二导电单元142的一个网格。这样做的实际效果也是可以保证导电搭桥160的末端能与多条第二导电单元142的网格线连接，保证导电性。

此外，需要指出，本实施例中，导电搭桥160还可以用以下方式获得：通过在绝缘层150上设置一层ITO或纳米银等透明导电薄膜，然后经蚀刻处理在需要架桥的位置形成导电架桥160，从而有效连接相邻的两个第二方向导电单元142。

上述两种导电搭桥的获得方式都可以在相邻的两个第二方向导电单元142之间的绝缘层150上获得至少两条导电搭桥160，可以避免单条搭桥断裂而导致功能不良，提高良率。此外，多条导电搭桥160之间还留有空隙，可进一步提高触摸屏的透过率。导电搭桥160的末端可以单独连接至第二导电单元142，也可以彼此连接在一起后再连接至第二导电单元142。

请参考图8和图9，实施例二的电容触摸屏200的结构与实施例一的电容触摸屏100有些相似，区别在于导电搭桥的形成和设置方式不同。

电容触摸屏200包括基底210、设置在基底210上的聚合物层220。聚合物层220上设有第一方向导电图案和第二方向导电图案，其中第一方向导电图案包括多个彼此电性连接的第一导电单元232，第二方向导电图案包括多个间隔设置的第二导电单元242。第一方向导电图案和第二方向导电图案的排列和分布、导电单元的网格形状等设置方式与实施例一完全相同，不再赘述。

第一导电单元232上覆设有位于相邻两个第二导电单元242之间的绝缘层250。绝缘层250表面设有多条连接相邻两个第二导电单元242的导电搭桥260，绝缘层250在第二方向X的长度可以大于或等于导电搭桥260的长度。

请参考图8，导电搭桥260包括中间的网格状的搭桥导线262和位于两端且与搭桥导线262连通的两个导电块264，两个导电块264分别连通至一个第二导电单元242。这样，导电搭桥260就将相邻两个第二导电单元242连通，导电搭桥260通过绝缘层250与第一方向导电图案分隔。导电搭桥260是在绝缘层250表面压印出导电架桥网格凹槽，再经穿孔处理，使得架桥的导电网格线和需要进行搭桥的第二导电单元242可以连通，最后向导电架桥网格凹槽和穿孔内填充导电材料，填充的导电材料可以为金、银、铜、铝和锌中的其中一种或者至少两种的合金，或碳纳米管、石墨烯及导电高分子材料中的至少一种，下面详细描述。

搭桥导线262是通过在绝缘层250表面压印出需要的网格状的凹槽，再向网格凹槽中填充导电材料制得。搭桥导线262的网格密度一般不大于第一方向导电图案和第二方向导电图案的网格线密度。搭桥导线262的网格线宽度为0.2μm～5μm，优选为0.5μm～2μm。相邻的两条网格线之间的距离为50μm～500μm。网格线的厚度为1μm～10μm，优选为2μm～5μm。同样，搭桥导线262的网格的基本形状可以是正多边形，如正方形、菱形、正六边形，也可以是不规则图形。搭桥导线262的厚度小于绝缘层250的厚度，使得绝缘层250可以将搭桥导线262与第一方向导电图案隔离。

搭桥导线262两端的两个导电块264系通过在绝缘层250上穿孔处理，然后填充导电材料制得。导电块264将搭桥导线262与第二导电单元242连通，起到穿孔的作用，并且可以避免搭桥导线262与第一方向导电图案连通。为了保证穿孔填充导电材料后的视觉透明，穿孔时，穿孔的宽度为1～20μm，优选为2～20μm，穿孔在第一方向Y上的长度只需要保证穿孔内的导电材料（即导电块264）不与相邻的第二导电单元242连通即可。此外，导电块264与第二方向导电单元242的连接方式可完全参照实施例一的导电搭桥160的末端与第二方向导电单元142的连接方式，不再赘述。

下面结合图10至图14，说明实施例一的电容触摸屏100的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、在基底的表面涂布聚合物层。请参考图10，本实施例中，选用0.7mm厚的硅铝酸盐强化玻璃制得基底110，在其一个表面上涂厚度为5μm的UV型透明压印胶，得到聚合物层120。为了增强玻璃面板的表面与UV胶层的粘合力，涂胶之前，该玻璃板的表面还可以用等离子束进行轰击处理，其作用在于：（1）除去玻璃表面的油污等脏污，防止因脏污导致附着力变差；（2）使玻璃面板离子化，从而增加UV胶的附着力。

步骤二、在所述聚合物层上图案化形成第一方向导电单元和第二方向导电单元的网格状的凹槽。请参考图11，利用与需要的导电层图案相嵌套的模板在聚合物层120上压印出网格凹槽，请结合参考图1，网格凹槽包括沿第一方向Y设置的多个第一方向凹槽122和多个第二方向凹槽124。聚合物层120上网格状的凹槽的深度和宽度之比大于1，这样填充的导电材料能较好地保持在网格状的凹槽内。

步骤三、向所述网格状的凹槽中填充导电材料并固化，得到第一方向导电单元和第二方向导电单元。请参考图12，向步骤二形成的网格凹槽中填充导电材料并固化，即可得到如图1所示的第一方向导电单元132和第二方向导电单元142。第一方向导电单元132和第二方向导电单元142均是网格状的导线，填充导电材料时可以利用刮涂技术向网格凹槽填充导电材料，如纳米银墨水，然后烧结获得。

步骤四、在所述第一方向导电单元表面涂绝缘层。如图13所示，在相邻两个第二导电单元142之间架设绝缘层150。

步骤五、在绝缘层150表面覆设多条导电搭桥，以连接相邻两个第二导电单元142。如图14所示，可采用透明导电墨水通过丝印、喷墨打印等技术在在绝缘层150表面覆设多条导电搭桥160，将相邻两个第二导电单元142连接。相邻两个第二导电单元142通过多条导电搭桥160连接，可以避免单条导电搭桥断裂而导致功能不良，提高良率。此外，也可以通过在绝缘层150上设置一层ITO或纳米银薄膜，然后经蚀刻处理在需要架桥的位置形成导电架桥160，从而有效连接相邻的第二方向导电单元142。

通过上述步骤，即制得了实施例一的电容触摸屏100。实施例二的电容触摸屏100的制备方法也包括五个步骤，其中前四步与实施例一的电容触摸屏100步骤一至步骤四完全相同，区别在于步骤五。实施例二的电容触摸屏100的制备方法的步骤五中，系采用在绝缘层250表面压印出导电架桥网格凹槽，再经穿孔处理，然后向导电架桥网格凹槽和穿孔内分别填充导电材料，得到多条间隔的导电搭桥260。

上述实施例的电容触摸屏及其制备方法中，第一方向导电图案、第二方向导电图案均采用压印方式获得。需要指出，第一方向导电图案和第二方向导电图案还可以为通过附着在基底表面的金属镀层蚀刻获得，第一方向导电图案及第二方向导电图案嵌设于聚合物层靠近基底的一侧。例如，金属镀层可以是厚度为5～20nm，透光率大于80%的银镀层，通过曝光-显影-蚀刻获得金属网格导线。

上述电容触摸屏的制备方法和利用上述方法制得的电容触摸屏，搭桥结构通过多条导电搭桥进行搭接，可以避免单条导电搭桥断裂而导致功能不良，提高良率；每条搭桥之间留有空隙，可以进一步增加产品透过率。

此外，上述电容触摸屏的制备方法和利用上述方法制得的电容触摸屏，还具有以下优点：

（1）电容触摸屏的基底上的导电层和导电搭桥的形成均采用网格结构，因此生产过程中均可以采用压印工艺进行制造，相较于传统的ITO膜作为导电层的工艺，网格形状可以一步成形，工艺简单，不需要溅镀、蒸镀等昂贵设备，良率高，适合大面积、大批量生产，且由于不需要用到刻蚀工艺，不会造成导电层材料的浪费；

（2）导电搭桥可采用透明导电材料制得或采用金属网格结构，可保证透明度，不影响产品外观；

（3）导电层和导电搭桥均可以采用金属形成网格导线的方式获得，无需使用ITO，使得材料成本大大降低，还可以解决大型触控面板因ITO方阻过大而引起的响应慢等问题；

（4）因导电材料嵌于聚合物层内，可以避免导电层和导电搭桥的导线刮伤。

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 (15)

1.一种电容触摸屏，包括基底，其特征在于，所述基底上设置有聚合物层，所述聚合物层中嵌有多个沿第一方向设置的网格状的第一方向导电图案和多个沿第二方向设置的网格状的第二方向导电图案，所述第一方向和第二方向相互交叉，所述第一方向导电图案包括多个沿第一方向排列的第一导电单元，相邻的第一导电单元彼此电连接，所述第二方向导电图案以所述第一方向导电图案为间隔分成若干彼此不连通的第二导电单元，相邻两个第二导电单元之间设有覆盖于所述第一方向导电单元上的绝缘层，其中所述绝缘层表面设有至少两条在第二方向上连接相邻两个第二导电单元的导电搭桥，所述导电搭桥与所述第一方向导电单元之间通过所述绝缘层隔离；在所述第二方向上，所述导电搭桥的末端连接至少两条所述第二导电单元的网格线，及/或在所述第一方向上，所述导电搭桥的末端连接至少两条所述第二导电单元的网格线；多条导电搭桥之间留有空隙，第一方向导电图案和第二方向导电图案的网格线的宽度为0.2μm～5μm，相邻的两条网格线之间的距离为50μm～800μm，搭桥导线的网格线宽度为0.2μm～5μm。

2.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述基底为硅铝酸盐玻璃或钙钠玻璃。

3.根据权利要求2所述的电容触摸屏，其特征在于，所述第一方向导电图案和所述第二方向导电图案为通过附着在所述基底表面的金属镀层蚀刻获得，所述第一方向导电图案及第二方向导电图案嵌设于所述聚合物层靠近所述基底的一侧。

4.根据权利要求3所述的电容触摸屏，其特征在于，所述金属镀层的厚度为5～20nm。

5.根据权利要求4所述的电容触摸屏，其特征在于，所述金属镀层为银镀层，所述银镀层的透光率大于80％。

6.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述聚合物层包括与该基底贴合的第一表面及与该绝缘层相对的第二表面，该第二表面上设有网格状的凹槽，所述第一方向导电图案与第二方向导电图案收容于所述网格状的凹槽中。

7.根据权利要求6所述的电容触摸屏，其特征在于，所述聚合物层上的网格状的凹槽的深度和宽度之比大于1。

8.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，至少两条所述导电搭桥的末端单独连接至第二导电单元，或者连接在一起后再连接至第二导电单元。

9.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，在所述第二方向上，所述导电搭桥的末端至少跨过第二导电单元的一个网格，第一方向导电图案和第二方向导电图案的网格线的宽度为0.5μm～2μm。

10.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，在所述第二方向上，所述导电搭桥的长度大于、等于或小于所述绝缘层的长度。

11.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，在所述第一方向上，所述多个第二方向导电图案彼此间隔。

12.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述导电搭桥通过在附着在所述绝缘层表面的透明导电膜蚀刻获得，或者通过将透明导电墨水通过丝印或喷墨打印的方式打印在所述绝缘层表面获得。

13.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述导电搭桥包括中间呈网格状的搭桥导线和位于两端且与搭桥导线连通的两个导电块，所述搭桥导线嵌在所述绝缘层表面，所述两个导电块穿透所述绝缘层并分别连通至一个第二导电单元，所述搭桥导线通过所述绝缘层与所述第一导电单元隔离，搭桥导线的网格线宽度为0.5μm～2μm。

14.根据权利要求13所述的电容触摸屏，其特征在于，所述搭桥导线的厚度小于所述绝缘层的厚度。

15.根据权利要求13所述的电容触摸屏，其特征在于，所述绝缘层表面设有网格状的凹槽和穿孔，所述搭桥导线和所述导电块分别由填充在所述网格状的凹槽中和所述穿孔的导电材料形成，所述导电材料选自金属、金属合金、导电高分子，石墨烯、碳米管和透明导电墨水中的至少一种。