CN103713794A - 窄边框单片式电容感应触摸屏及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种窄边框单片式电容感应触摸屏及其制作方法，该窄边框电容感应触摸屏包括基板、多个触控单元、颜色层、多个电极、多个触控单元走线、多个电极走线和多个导电体。其中，多个触控单元形成触控单元的阵列；颜色层用于形成电容触摸屏的非可视区域，其上具有多个通孔；各个电极走线和各个触控单元走线在各个通孔处通过各个导电体实现电连接。本发明实现了导电体对通孔的完全覆盖，由此避免由通孔引起的“漏光”问题，并且，通过将导电体和电极走线设计为交错排布，可以在一定宽度的边框里可以布局更多的电极走线，从而实现电容屏的窄边框要求。

Description

窄边框单片式电容感应触摸屏及其制作方法

技术领域

本发明涉及电容感应触摸屏领域，尤其涉及一种窄边框单片式电容感应触摸屏及其制作方法。

背景技术

单片式电容感应触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，例如ITO（氧化铟锡）层，导体层上形成触控单元的阵列，通过在触摸屏的一条或多条侧边上制作与触控图案相连的多个电极以连接外部的控制电路来对触控单元的阵列施加以及提取电信号。在触摸屏幕时，由于人体电场，手指与触控单元间会形成一个耦合电容，通过计算离开各个电极的电流的比例及强弱，可以准确获得触摸点的位置。

图1和2示意性地示出了一个单片式电容感应触摸屏的构造，在基板1表面的中间区域为触摸屏的可视区域（VA），由ITO薄膜形成的如触控单元2的多个触控单元的阵列分布于可视区域内，这里显示的触控单元2由驱动部分20和感应部分21构成；边缘区域为电容触摸屏的非可视区域，如面板黑框区（BM），其由环绕可视区域的颜色层3形成，颜色层3是绝缘层；在非可视区域的一个边上具有多个电极，包括和触控单元的驱动部分相连的电极以及和触控单元的感应部分相连的电极，如电极40以及电极41，前者给一列触控单元的驱动部分提供电信号（驱动信号），后者将各个触控单元的感应部分的电信号（感应信号）引出；在常规制作的单片式电容感应触摸屏上，在颜色层3上多个电极走线从各个电极延伸，如电极走线50和51；在基板1上多个触控单元走线从各个触控单元的驱动部分和感应部分延伸，其端部分别与各个电极走线电连接。图中示出的各触控单元走线与各触控单元一体成形，例如，由如ITO薄膜的透明导电薄膜一次光刻形成。因此本文中以同一个附图标记表示触控单元走线及与其一体的触控单元的驱动部分或感应部分，例如驱动部分20和触控单元走线20，感应部分21和触控单元走线21。

随着触控屏市场的竞争日益激烈，窄边框设计（即非可视区域的侧边窄，尤其是分布电极走线的侧边窄）成为了发展趋势，因为窄边框设计可以使显示屏尺寸的增大，同时可以给消费者带来更好的视觉美感。但是窄边框设计定制不仅成本很高，而在很窄的空间里，走线、布局、产品的良品率等对于工程设计来说都是一个大考验。比如有些一体化触摸屏的边框不大于2mm，在这么小的空间要制作数十条电极走线用于连接外接电极，这对电容屏的制程工艺技术是一个很大挑战。

申请号为201310042903.1的中国专利提供了一种一体化电容屏结构和制备方法，它通过在颜色层上制作通孔，在通孔内填充与颜色层颜色相同或相近的导电材料，使电极走线和触控单元走线通过通孔内的导电材料实现电连接。但是，考虑到导通效果，通孔的孔径不能太小，一般直径设计为0.2mm。而在通孔内填入的导电材料的基本要求是导电材料要完全遮盖通孔以避免“漏光”。同时，由于在制作过程中存在制作误差，比如套刻精度、网版变形等，因而导电材料的尺寸要比通孔大些。假如制作误差为0.1mm，则导电材料的直径需设计为0.4mm。鉴于导电材料不能与相邻导电银线短路，因此非可视区的颜色边框要有足够空间才能满足设计外围走线的需要。

因此可见，为了实现制作窄边框单片式电容感应触摸屏的需要，最重要是减少导电材料尺寸，因为导电材料直径比银线宽度大的多，比如直径为0.4mm导电材料比导电银线为0.1mm来的宽。传统的做法是提高制作精度，设计更小的通孔和导电材料尺寸。这样的做法会导致产品的良品率下降，同时也因为采用更加精密的设备从而增加生产成本。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种窄边框单片式电容感应触摸屏及其制作方法，实现在不改变电极走线数量情况下满足窄边框的需要，并避免使用昂贵精密制程设备，提高产品的良品率。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种窄边框单片式电容感应触摸屏及其制作方法，通过布置其上具有通孔的颜色层以及布置导电体，实现在一定宽度的边框内布置更多的电极走线。

为实现上述目的，本发明提供了一种窄边框单片式电容感应触摸屏，包括基板、触控单元、颜色层、电极、电极走线和触控单元走线，所述触控单元分布在所述基板的第一表面上且在所述电容感应触摸屏的可视区域内，所述颜色层用于在所述第一表面上形成所述电容感应触摸屏的非可视区域，所述电极分布在所述颜色层上，其特征在于，所述颜色层上具有通孔，所述触控单元走线在所述第一表面上延伸从所述触控单元到所述通孔处并在所述通孔处被导电体覆盖，所述电极走线在所述颜色层上延伸从所述电极到所述通孔并通过所述通孔与所述导电体接触；所述导电体的直径大于所述通孔的直径，所述触控单元走线不接触所述通孔的边缘。

进一步地，所述导电体的颜色与所述颜色层的颜色相同。

进一步地，所述导电体的材料选自碳浆、银浆和各向异性导电胶中的任何一个。

进一步地，所述颜色层选自颜色油墨涂层、光油涂层和感光胶涂层中的任何一个。

进一步地，所述电极的材料为银浆。

进一步地，所述基板选自钢化玻璃基板、强化玻璃基板、普通玻璃基板和高分子材料透明基板中的任何一个。

进一步地，所述触控单元和所述触控单元走线由导电膜制备。

进一步地，所述导电膜选自ITO膜、石墨烯层、纳米银线、金属网格和碳纳米管层中的任何一个。

本发明还提供了一种窄边框单片式电容感应触摸屏的制作方法，用于所述的电容触摸屏，其特征在于，包括：

第一步、在所述基板上制作所述触控单元和所述触控单元走线；

第二步、在所述触控单元走线上制作所述导电体；

第三步、在所述基板上制作所述颜色层，所述颜色层上具有所述通孔；

第四步、制作所述电极和所述电极走线，所述电极走线通过所述通孔与所述导电体接触。

在本发明的一个较佳实施方式中，提供了一种窄边框单片式电容感应触摸屏及其制作方法，该窄边框单片式电容感应触摸屏包括基板、多个触控单元、颜色层、多个电极、多个触控单元走线、多个电极走线和多个导电体。其中，多个触控单元形成触控单元的阵列；颜色层用于形成电容触摸屏的非可视区域，其上具有多个通孔；各个电极走线和各个触控单元走线在各个通孔处通过各个导电体实现电连接。制作该窄边框单片式电容感应触摸屏时，主要包括步骤：采用丝网印刷工艺在基板上制作触控单元和触控单元走线；采用丝网印刷工艺在触控单元走线上制作导电体；采用丝网印刷工艺在制作具有通孔的颜色层；以及采用丝网印刷工艺在颜色层上制作电极和电极走线。

由此可见，本发明的窄边框单片式电容感应触摸屏及其制作方法通过在触控单元走线的非连接触控单元的端部制作颜色与颜色层相同且直径略大与颜色层上的通孔的导电体，使触控单元走线不接触通孔的边缘，实现了导电体对通孔的完全覆盖，由此避免由通孔引起的“漏光”问题。同时，由于导电体和电极走线处于绝缘的颜色层的两侧，它们只能通过通孔相连，导电体与相邻的电极走线之间不可能出现短路问题，因此只须考虑避免电极走线之间出现短路的问题。相对于直径约为0.4mm的导电体，直径约为0.2mm的通孔占用电容屏的边框空间小，因此通过设计交错分布的导电体，可以在一定宽度的边框里可以布局更多的电极走线，从而实现电容屏的窄边框要求。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是现有技术的电容感应触摸屏的正视图。

图2是图1所示的电容感应触摸屏在AA’方向的剖面图。

图3是在一个实施例中，本发明的窄边框单片式电容感应触摸屏的正视图。

图4是图4所示的窄边框单片式电容感应触摸屏在A1A1’方向的剖面图。

图5放大地示出了图3中的电极走线和触控单元走线的连接处，其中以虚线显示颜色层之下的触控单元走线以及电极走线和触控单元走线之间的导电体。

具体实施方式

如图3和4所示，在一个较佳的实施例中，本发明的电容触摸屏包括基板101、如触控单元102的多个触控单元、颜色层103、如电极140和141的多个电极、如电极走线150和151的多个电极走线、触控单元走线以及导电体161。其中，颜色层103是绝缘的，用于形成电容触摸屏的非可视区域，其上具有通孔，如通孔171；触控单元由驱动部分和感应部分构成，如触控单元102由驱动部分120和感应部分121构成；多个触控单元形成触控单元的阵列，分布在基板101的第一表面上且在电容触摸屏的操作区域内；在基板101上多个触控单元走线从各个触控单元的驱动部分和感应部分延伸到颜色层103上的各个通孔处，例如，触控单元走线121延伸到通孔171处；各个触控单元走线在各个通孔处被导电体覆盖，导电体使触控单元走线不接触通孔的边缘，例如，触控单元走线121被导电体161覆盖，导电体161使触控单元走线121不接触通孔171的边缘；在颜色层103上多个电极走线从各个电极延伸到颜色层103上的各个通孔处，例如，电极走线150从电极140延伸到一个通孔处，电极走线151从电极141延伸到通孔171处；各个电极走线通过各个通孔与各个导电体相接，例如，电极走线151通过通孔171与导电体161相接。

颜色层103、电极走线、触控单元走线和导电体在从基板101的第一表面起沿第一表面的法线方向上的分布次序为触控单元走线、导电体、颜色层103和电极走线，例如如图4显示的，颜色层103、电极走线151、触控单元走线121和导电体161在从基板101的第一表面起沿第一表面的法线方向上的分布次序为触控单元走线121、导电体161、颜色层103和电极走线151。在图3中基板101的第一表面的法线方向为垂直于纸面向外，在图4中基板101的第一表面的法线方向为向上。通孔171的一个端部（下端部）与触控单元走线121相接，通孔的另一个端部（上端部）与电极走线151相接。

本实施例中，导电体的材料可以选用碳浆、银浆或各向异性导电胶（AnisotropicConductive Pastes，ACP或者Anisotropic Conductive Films，ACF），其颜色与颜色层103的颜色相同（此处的颜色相同是指两者的色差在较小色差的程度之下，例如使用色差仪测量得到两者的色差值不大于3，该描述也适用于后文）；电极及电极走线的材料可以选用银浆；颜色层103可以是颜色油墨涂层、光油涂层或感光胶涂层，即颜色层103的材料可以选用颜色油墨、光油或感光胶，其中颜色油墨、光油或感光胶具有各种颜色，可以根据需要选择；基板101可以选用钢化玻璃基板、强化玻璃基板或普通玻璃基板，也可以选用高分子材料透明基板；触控单元和触控单元走线由导电膜制备，导电膜可以是ITO膜、石墨烯层、碳纳米管层、纳米银线、金属网格（metal mesh）或其它的导电材料层，即导电膜的材料可以选用ITO、石墨烯、碳纳米管、纳米银线、金属网格或其它的导电材料。

制作本实施中的窄边框单片式电容感应触摸屏的具体步骤如下：

第一步、在基板101上制作触控单元和触控单元走线。

本实施例中以采用单层导电膜的制作工艺为例进行说明，其使用同一层导电膜形成触控单元和触控单元走线。

具体地，在本步骤中，首先取用一片玻璃基板作为基板101，其可以选用钢化玻璃基板、强化玻璃基板或普通玻璃基板，也可以选用高分子材料透明基板作为基板101；然后，对基板101进行清洗，选定完成清洗的基板101的一个表面作为第一表面；然后，在基板101的第一表面上沉积一层导电膜，本实施例中沉积的为ITO膜，该ITO膜的厚度为5～60nm；然后，对导电膜进行光刻以形成触控单元和触控单元走线的图案，本实施例中采用黄光光刻工艺；最后，刻蚀触控单元和触控单元走线的图案，在基板101的第一表面形成触控单元和触控单元走线。另外，还可以采用丝网印刷工艺直接在基板101的第一表面上形成触控单元和触控单元走线的图案的导电膜，由此在基板101的第一表面形成触控单元和触控单元走线。

本实施例中，各个触控单元走线的线宽为0.003-0.1mm，间距为0.03-0.8mm。

第二步、在触控单元走线上制作导电体。

具体地，使用碳浆、银浆材料或ACP，采用丝网印刷工艺在各个触控单元走线的端部（非连接触控单元的端部）形成导电体。较佳地，导电体的横截面（即平行于第一表面的截面）为圆形，但其并不限于圆形，还可以是矩形、椭圆形等的形状。

本实施例中，使用碳浆材料，其颜色与其后制备的颜色层103的颜色相同，各个导电体的横截面为圆形，直径约为0.25-0.5mm。

第三步、在基板101上制作颜色层103，颜色层上具有通孔。

具体地，采用丝网印刷工艺在基板101的第一表面上形成电容触摸屏的非可视区域的图案的颜色层103，其上具有通孔，通孔需与导电体对准。通孔沿第一表面的法线方向延伸，其一个端部与导电体相接，其另一个端部用于与电极走线相接。

本实施例中，采用颜色油墨形成颜色层103，颜色层103的厚度为5-40μm，通孔的横截面为圆形，其直径为0.1-0.3mm。另外，形成的通孔的横截面不限于圆形，还可以是矩形、椭圆形等的形状，较佳地，其形状的选择应当与导电体的形状相匹配。

第四步、制作电极和电极走线，电极走线通过通孔与导电体相接。

具体地，使用银浆，采用丝网印刷工艺在颜色层103上形成电极和电极走线，电极走线的端部（非连接电极的端部）需与通孔对准。本实施例中，采用银浆，各个电极与各个电极走线一体成形；电极的厚度为5-40μm，其横截面为矩形；电极走线的线宽为0.03-0.5mm，间距为0.1-0.8mm。在其他实施例中，各个电极和各个电极走线还可以分开制作，电极的横截面还可以是圆形、椭圆形等的形状。

在本实施例中，将各导电体布置为交错排布的形式，如图5所示，这样的排列可以确保窄边框单片式电容感应触摸屏的非可视区域内的各个导电体之间的绝缘。由此，在设计布局时，只需考虑电极走线之间的绝缘。另外，在布置各导电体时，还可以采取中国专利CN203084698U中描述的电极引脚的布置方式。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域的技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种窄边框单片式电容感应触摸屏，包括基板、触控单元、颜色层、电极、电极走线和触控单元走线，所述触控单元分布在所述基板的第一表面上且在所述窄边框单片式电容感应触摸屏的可视区域内，所述颜色层用于在所述第一表面上形成所述电容感应触摸屏的非可视区域，所述电极分布在所述颜色层上，其特征在于，所述颜色层上具有通孔，所述触控单元走线在所述第一表面上延伸从所述触控单元到所述通孔处并在所述通孔处被导电体覆盖，所述电极走线在所述颜色层上延伸从所述电极到所述通孔并通过所述通孔与所述导电体接触；所述导电体的直径大于所述通孔的直径，所述触控单元走线不接触所述通孔的边缘。

2.如权利要求1所述的窄边框单片式电容感应触摸屏，其中所述导电体的颜色与所述颜色层的颜色相同。

3.如权利要求1或2所述的窄边框单片式电容感应触摸屏，其中所述导电体的材料选自碳浆、银浆和各向异性导电胶中的任何一个。

4.如权利要求3所述的窄边框单片式电容感应触摸屏，其中所述颜色层选自颜色油墨涂层、光油涂层和感光胶涂层中的任何一个。

5.如权利要求1或4所述的窄边框单片式电容感应触摸屏，其中所述电极和所述电极走线的材料为银浆。

6.如权利要求5所述的窄边框单片式电容感应触摸屏，其中所述基板选自钢化玻璃基板、强化玻璃基板、普通玻璃基板和高分子材料透明基板中的任何一个。

7.如权利要求6所述的窄边框单片式电容感应触摸屏，其中所述触控单元和所述触控单元走线由导电膜制备。

8.如权利要求7所述的窄边框单片式电容感应触摸屏，其中所述导电膜选自ITO膜、石墨烯层、纳米银线、金属网格和碳纳米管层中的任何一个。

9.一种窄边框单片式电容感应触摸屏的制作方法，用于制作如权利要求1、2或7所述的电容触摸屏，其特征在于，包括：

第一步、在所述基板上制作所述触控单元和所述触控单元走线；

第二步、在所述触控单元走线上制作所述导电体；

第三步、在所述基板上制作所述颜色层，所述颜色层上具有所述通孔；

第四步、制作所述电极和所述电极走线，所述电极走线通过所述通孔与所述导电体接触。

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