CN103631465A - 一种电容触控屏的结构和制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电容触控屏的结构和制作方法，其特征在于它将纳米级导电材料与有机溶剂混合为透明的导电悬浊液，再通过一喷墨设备将该导电悬浊液喷涂于所述基板的一面，固化后得到第一导电层；该第一导电层的覆盖区域为电容屏触控电极图案遍及的区域；然后在已经成型所述第一导电层的基板上利用所述导电悬浊液使用喷墨设备喷涂并使其固化得到一第二导电层；该第二导电层与第一导电层良好绝缘并构成电容式触控屏的传感器；导电悬浊液的热膨胀系数与所述基板相当。本方案传感器电极均采用了喷涂的方式，省略了转印模具和额外的耗材，也省略了模具的配合时间；有简单而快速的制造流程，也节省设备的支出。

Description

一种电容触控屏的结构和制作方法

技术领域

本发明涉及一种电容式触控屏的结构和制作方法。

背景技术

一般传统的电容屏制作方法是利用类似半导体制程技术或者传统电阻屏丝印技术来实现，其中包括薄膜、黄光（丝印）、蚀刻等技术，其制作时间耗费过长、且制作设备费用高昂等问题。

传统电容屏感应器的制程，必须先利用PVD溅镀透明导电薄膜，金属导电薄膜等，再使用光刻或丝印制程与蚀刻制程定义图案；溅镀设备与光刻设备比较昂贵。另一方面，光刻、丝印等步骤带来的工序时间较长、物料消耗大，工艺成本高。

发明内容

针对现有电容式触控屏生产工艺中时间、物料方面的工艺成本高、周期长的缺陷，本发明提出一种电容屏的结构和制作方法，其技术方案如下：

一种电容触控屏的制作方法，它包括以下步骤：

1）提供一透光绝缘的基板；

2）将纳米级导电材料与有机溶剂混合为透明的导电悬浊液，再通过一喷墨设备将该导电悬浊液喷涂于所述基板的一面，固化后得到第一导电层；该第一导电层的覆盖区域为电容屏触控电极图案遍及的区域；

3）在已经成型所述第一导电层的基板上利用所述导电悬浊液使用喷墨设备喷涂并使其固化得到一第二导电层；该第二导电层与第一导电层良好绝缘并构成电容式触控屏的传感器；

其中，所述导电悬浊液的热膨胀系数与所述基板相当；所述第一导电层、第二导电层其表面阻值小于300hm，厚度小于1000埃，穿透率大于93%；所述纳米级导电材料为金属导体和/或半导体。

本方案的改进者可以有如下的体现：

在一类较佳实施例中，所述第一导电层和第二导电层分别位于所述基板的两面。

在另一类较佳实施例中所述第一导电层的上表面具有一中间层，所述第二导电层配合于该中间层的上表面；该第一导电层和第二导电层通过所述中间层实现绝缘；该第二导电层在所述中间层上的投影全部位于该中间层范围内。

在较佳实施例中，所述中间层以整面涂布的方式，再进行常用蚀刻工艺成型于所述第一导电层上表面。

在较佳实施例中，所述中间层采用绝缘材料调配于有机溶剂得到的绝缘悬浊液，以喷涂再固化的方式成型于所述第一导电层的上表面。

在较佳实施例中，所述纳米级金属材料包括铜、银、铝、铬、钼和/或钨；其线径为5-30um,长度为40-400nm。

在较佳实施例中，所述有机溶剂为光固化、热固化或光启始剂的有机溶剂。

本发明的触控屏结构方案是：

一种电容触控屏的结构，它包括：

一透明绝缘的基板；

一第一导电层，使用导电悬浊液喷涂后固化在所述基板的一面得到，该第一导电层该第一导电层的覆盖区域为电容屏触控电极图案遍及的区域；

一绝缘层，配合于所述第一导电层的上表面；以及

一第二导电层，为所述导电悬浊液喷涂后固化在所述绝缘层的上表面的形态；其中

其中，所述导电悬浊液的热膨胀系数与所述基板相当；所述第一导电层、第二导电层其表面阻值小于300hm，厚度小于1000埃，穿透率大于93%。

同样的方案，另一种表现结构是：

一种电容触控屏的结构，它包括：

一透明绝缘的基板；

一第一导电层，使用导电悬浊液喷涂后固化在所述基板的一面得到，该第一导电层该第一导电层的覆盖区域为电容屏触控电极图案遍及的区域；

一第二导电层，为所述导电悬浊液喷涂后固化在所述基板的另一面得到；其中，所述导电悬浊液的热膨胀系数与所述基板相当；所述第一导电层、第二导电层其表面阻值小于300hm，厚度小于1000埃，穿透率大于93%。

本方案带来的有益效果有：

1.本方案传感器电极均采用了喷涂的方式，省略了转印模具和额外的耗材，也省略了模具的配合时间；所以在电极成型的整个工艺中，有简单而快速的制造流程，也节省设备的支出。特别地，本发明可直接控制图形深度，无须额外步骤，当电极参数更改频繁时，本方案的工艺优势就尤为明显。

2.第一导电层和第二导电层通过中间层实现绝缘，基板可以在相同姿态下完成传感器成型，生成速度更快。

3.第一导电层和第二导电层分别位于基板的两面，充分利用了基板的绝缘性能来构成传感器的电容，其电容值稳定，精度高，

附图说明

以下结合附图实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例一的第一个工序状态示意图；

图2是本发明实施例一的第二个工序状态示意图；

图3是本发明实施例一的第三个工序状态示意图；

图4是本发明实施例一其垂直剖面的放大示意图；

图5是本发明实施例二的第一个工序状态示意图；

图6是本发明实施例二的第二个工序状态示意图。

具体实施方式

实施例一：

如图1至图4所示，本发明按工序步骤列举的示意图，其中图4展示了该工序结束后整个传感器的垂直剖面示意。

如图1所示，该工序状态首先提供一透光绝缘的基板10，此基板10可以是多种材料例如PET、PMMA或者硅酸盐、石英玻璃。本实施例采用石英玻璃。其上表面11平整光洁。

将纳米级导电材料与有机溶剂混合，调配为透明的导电悬浊液，再通过一喷墨设备的喷嘴1喷出，附着于基板的上表面11。通过调节导电悬浊液中纳米级导电材料的比例，使其固化后表面电阻控制在300hm以下，厚度小于1000埃，穿透率大于93%；本方案采用热固化的方式使导电悬浊液固化定型为此第一导电层21。通过喷嘴1受控的移动和喷射，第一导电层21成为传感器电容的极板，其覆盖区域为电容屏触控电极图案遍及的区域，如图1所示。

在上述已经成型第一导电层21的基板10上利用导电悬浊液使用喷墨设备的喷嘴2喷涂一中间层22。该中间层是采用绝缘材料调配于有机溶剂得到的绝缘悬浊液，再以喷涂再固化的方式成型于第一导电层21的上表面，如图2所示，此中间层22基本上覆盖了第一导电层21的上表面以充分利用其面积。

中间层22固化定型后，再利用喷嘴1将导电悬浊液喷涂在中间层22的上表面，成型一第二导电层23，该第二导电层23与第一导电层21相互之间良好绝缘并构成电容式触控屏的传感器。

导电悬浊液中的纳米级导电材料可以为金属导体和/或半导体，本实施例采用银/铜的纳米材料，线径为5-30um,长度为40-400nm。为确保实际可靠性，从喷嘴1中流出的导电悬浊液，其热膨胀系数与基板10相当。也可以是铬、钼和/或钨。

可见，本方案电容式触控屏的传感器电极均采用了喷涂的方式，较之印刷的方式而言，省略了转印模具和额外的耗材，也省略了模具的配合时间；较之蚀刻、光刻的工艺，也省略了刻蚀耗材和工艺时间；所以在电极成型的整个工艺中，有简单而快速的制造流程，也节省设备的支出。特别地，本发明可直接控制图形深度，无须额外步骤，当电极参数更改频繁时，本方案的工艺优势就尤为明显。

本方案还具有其他一些特点：

第一导电层21的上表面增设中间层22，且第二导电层23配合于该中间层22的上表面；第一导电层21和第二导电层23通过中间层23实现绝缘；该方式的好处是，所有的电极成型都不需要翻转基板10，基板10可以在相同姿态下完成传感器成型。考虑到电容传感器的可靠性，第二导电层23在中间层22上的投影，全部位于该中间层22范围内，即，第二导电层23、中间层22和第一导电层21呈下大上小的阶梯状。该形态避免了第二导电层23的边缘触及第一导电层21边缘未绝缘之部位，保证传感器电容量的稳定。特别地，中间层22同样采用喷涂工艺，采用绝缘材料Al₂O₃、SiO_X调配于有机溶剂得到的绝缘悬浊液用作原料，喷涂后再热固化成型。该方案使传感器的工艺设备得到简化，其生成速度更快。

实施例二：

如图5和图6所示，本发明实施例二的示意图。

本方案线提供一透光、绝缘的PMMA基板10。然后将纳米级导电材料与有机溶剂混合为透明的导电悬浊液，再通过一喷墨设备的喷嘴1将导电悬浊液喷涂于基板10的上表面11，采用UV光启始剂固化得到第一导电层21；该第一导电层的覆盖区域为电容屏触控电极图案遍及的区域。

在已经成型所述第一导电层21的基板10上，在其下表面12利用所述导电悬浊液使用喷墨设备的喷嘴1喷涂、固化得到一第二导电层23；该第二导电层与第一导电层良好绝缘并构成电容式触控屏的传感器；其中，导电悬浊液的热膨胀系数与基板10相当；第一导电层21、第二导电层23其表面阻值小于300hm，厚度小于1000埃，穿透率大于93%。本方案的纳米级导电材料为银。

特别地，本方案的第一导电层21和第二导电层23分别位于基板10的两面，即上表面11和下表面12，此工艺充分利用了基板10的绝缘性能来构成传感器的电容，因此，虽然需要翻转基板10进行加工，但其电容值稳定，精度高，可靠性也较高。为增加其上表面11和下表面12对导电悬浊液的附着力，则可在这些表面进行电浆或者液态SiO2进行处理。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种电容触控屏的制作方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1）提供一透光绝缘的基板；

2）将纳米级导电材料与有机溶剂混合为透明的导电悬浊液，再通过一喷墨设备将该导电悬浊液喷涂于所述基板的一面，固化后得到第一导电层；该第一导电层的覆盖区域为电容屏触控电极图案遍及的区域；

3）在已经成型所述第一导电层的基板上利用所述导电悬浊液使用喷墨设备喷涂并使其固化得到一第二导电层；该第二导电层与第一导电层良好绝缘并构成电容式触控屏的传感器；

其中，所述导电悬浊液的热膨胀系数与所述基板相当；所述第一导电层、第二导电层其表面阻值小于300hm，厚度小于1000埃，穿透率大于93%；所述纳米级导电材料为金属导体和/或半导体。

2.根据权利要求1所述一种电容触控屏的制作方法，其特征在于：所述第一导电层和第二导电层分别位于所述基板的两面。

3.根据权利要求1所述一种电容触控屏的制作方法，其特征在于：所述第一导电层的上表面具有一中间层，所述第二导电层配合于该中间层的上表面；该第一导电层和第二导电层通过所述中间层实现绝缘；该第二导电层在所述中间层上的投影全部位于该中间层范围内。

4.根据权利要求3所述一种电容触控屏的制作方法，其特征在于：所述中间层以整面涂布的方式，再进行常用蚀刻工艺成型于所述第一导电层上表面。

5.根据权利要求3所述一种电容触控屏的制作方法，其特征在于：所述中间层采用绝缘材料调配于有机溶剂得到的绝缘悬浊液，以喷涂再固化的方式成型于所述第一导电层的上表面。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述一种电容触控屏的制作方法，其特征在于：所述纳米级金属材料包括铜、银、铝、铬、钼和/或钨，其线径为5-30um,长度为40-400nm。

7.根据权利要求4所述一种电容触控屏的制作方法，其特征在于：所述有机溶剂为光固化、热固化或光启始剂的有机溶剂。

8.一种电容触控屏的结构，其特征在于：它包括：

一透明绝缘的基板；

一第一导电层，使用导电悬浊液喷涂后固化在所述基板的一面得到，该第一导电层该第一导电层的覆盖区域为电容屏触控电极图案遍及的区域；

一绝缘层，配合于所述第一导电层的上表面；以及

一第二导电层，为所述导电悬浊液喷涂后固化在所述绝缘层的上表面的形态；其中

其中，所述导电悬浊液的热膨胀系数与所述基板相当；所述第一导电层、第二导电层其表面阻值小于300hm，厚度小于1000埃，穿透率大于93%。

9.一种电容触控屏的结构，其特征在于：它包括：

一透明绝缘的基板；

一第一导电层，使用导电悬浊液喷涂后固化在所述基板的一面得到，该第一导电层该第一导电层的覆盖区域为电容屏触控电极图案遍及的区域；

一第二导电层，为所述导电悬浊液喷涂后固化在所述基板的另一面得到；其中，所述导电悬浊液的热膨胀系数与所述基板相当；所述第一导电层、第二导电层其表面阻值小于300hm，厚度小于1000埃，穿透率大于93%。

Images