CN103890702B - 塑料膜和触摸传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及塑料膜以及由此制造的触摸模块，特别地一种由之间具有绝缘层的两个导电层构造的模块，例如被用在电容式触摸板和/或触摸屏中。连接跨两个平面的各x或y传感器的问题在此第一次以适合大规模制造的高效方式解决。

Description

塑料膜和触摸传感器

技术领域

本发明涉及塑料膜以及由此生成的触摸传感器，尤其是由之间具有绝缘层的两个导电层构造的触摸传感器，例如被用在如电容式触摸板和/或触摸屏中。

背景技术

已知制造触摸传感器的两个导电层，在两个基底上一起限定触摸传感器的输入区或交叉点并且接着在详细生产过程中层压或粘合它们，且精确地互相匹配。

根据该技术的这种现状，导电层被一个在另一个之上地放置、准确对准并且被接合在一起。最终，上和下条带导体的连接，由此的y-传感器和x-传感器，经由桥被放置在一起以能够连接触摸传感器从而评估电子装置。

该导电桥例如由银浆、各向导性导电粘合剂和/或接合化合物经由一具有所谓的挠性尾部(flex tail)的ACF(Anisotropic Conductive Film，各向异性导电薄膜)形成。这是一个具有布线的挠性载体，该布线引导连接以及连接至透明导电层。与触摸传感器的透明区域相比，直到现在该触摸传感器的透明区域已经从ITO制造并且是刚性的，该挠性尾部实际上不是透明的，但是可弯曲的。该两导电层也可装备挠性尾部，其中来自不同平面的该两个挠性尾部接着汇集在一起为了使它们符合例如用于该评估电子装置的相应连接器。

该技术现状的缺点是需要汇集来自不同平面的连接，例如像将挠性尾部附着至ITO层，这是由于在此实现了非常技术和成本密集的过程。

发明内容

因此本发明的目标是提供触摸传感器和/或用于制造触摸传感器的塑料膜，由此该技术现状的缺点被克服。

这个目标是通过一种塑料膜实现的，其具有至少三个区，即至少第一和第二透明区，在其中该塑料膜至少在一侧具有条带导体，其中第一透明区的条带导体横向对准第二透明区的条带导体，以便，当塑料膜沿着折叠线折叠到一起时，它们形成交叉点，以及第三区，其布局在第一和第二透明区之间并且其具有折叠线以及用于连接第一和/或第二透明区的条带导体的连接轨道。此外，此目标是通过一种触摸传感器实现的，其包含这种塑料膜，其中通过沿着折叠线折叠该塑料膜该第一和第二透明区经由透明且电绝缘层相互连接，有利地，以便位于不同平面上的该两个透明导电区的条带导体的连接通过包含折叠线的第三区汇集在一个平面上。

本发明涉及一种塑料膜以及一种由此制造的触摸模块，尤其是一种由之间具有绝缘层的两导电层构造的触摸模块，例如被用在电容式触摸板和/或触摸屏中。连接两个平面之上的各自x-或y-传感器的问题在此第一次以适合大规模制造的高效方式解决。

通过本发明，可以在触摸传感器中对于用于连接条带导体的连接轨道，其中这些条带导体被布局在触摸传感器的不同平面以及在触摸传感器的折叠区中，以分别通过位于塑料膜的第一和第二透明区之间的第三区来从一个平面引导到另一个，其中第三区包括在由此生成的触摸传感器中的塑料膜的折叠。因此在单个平面实现触摸传感器连接至评估电子装置。这使得通过折叠和粘合塑料膜可以成本有效地生产触摸传感器。

第一次，本发明解决了在现今ITo触摸传感器中由于总是连接在两个平面上的两个非挠性基底的两个导电层而存在的布线问题。在此，在工艺技术和成本方面的高支出由一个简单的生产方法所替代，其可连续地和不连续地操作，其中得到等价最终产品。

通过根据本发明在此示出的可折叠传感器平面，这是可能的，其中在说明书和在附图中，公开了一些布局，在桥的帮助下不同平面连接的过渡的布局是多余的，这是由于这些连接和连接轨道最终全聚集在一个平面上(传感器侧)。接着这些将被没有麻烦地聚集在一侧。这个问题的解决方案是利用这样的优点，不同于在传统的印刷电路板产业中的情况，在此传感器平面被布局在挠性材料上。

由于两个传感器平面在冲压区域的塑料膜上被直接彼此相邻或一个接一个地制造，相对于彼此的两个平面的对齐被进一步简化，由于存在两个平面的稳固机械连接。

胶合能发生，举例来说经由OCA(Optical Clear Adhesive，光学透明粘合剂)和折叠层压，但是也可以使用另外类型的光学透明胶。该粘合层可被施加于一个或两个透明的第一和第二区或两个传感器部分，在整个表面上或装饰地施加。

在目前的情况下，其中优选地在交叉点的位置处彼此相互电绝缘的不同平面的条带导体以交叉方式叠加被称为“交叉点”。

在目前的情况下，塑料膜上的结构化导电层和导电区，例如从DE102009014757A1中可知，优选地被称为“条带导体”。导电轨道(“导体”)的网络被施加于透明载体，这样对于人眼的足够透明度被保留在网络领域。尽管使用薄的，优选小于20μm，尤其是优选小于10μm以及尤其是优选小于5μm宽的导体来形成网络的导体，电导率达到可与ITO相媲美。导电材料对透明载体的覆盖优选少于20％，尤其是优选小于10％以及相当特别地优选少于5％。

为了形成触摸模块，网络的导电轨道被优选地布局为不发生莫尔效应，因此由于精细网络的条带导体的叠加，没有眼睛能看到的额外粗网格。为此，例如网络中直线或波浪形的条带导体的平行性被中断和/或它们的方位角是可变的。

导电层和/或区、条带导体和/或用于连接条带导体的连接轨道、以及连接包括例如透明载体上的细布线、金属化层和/或导电材料的网络。金属，例如，银、铜、金、铝，合金，导电浆，金属浆，各向异性导电膜或另外的导电材料，例如具有可移动电荷载流子的有机化合物，例如，聚苯胺、聚噻吩等等，可被用作导电材料。

条带导体和用于连接条带导体的连接轨道的所有连接被有利地集中或聚集在一个平面上。随后，这些可以被没有麻烦地在一侧被接触。

依照一个有利的实施例，膜上的所有导电区和层、条带导体和连接以及用于连接条带导体的连接轨道由单一的导电材料形成。

塑料膜例如是聚对苯二甲酸乙二酯=PET膜，但也可以是透明的或部分透明的其他塑料膜，例如由像聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酯(PE)和/或聚碳酸酯(PC)的聚烯烃或例如由PMMA、聚酰胺或聚酰亚胺组成的膜。替换纯塑料膜，至少在区域中使用纸或卡，或还使用具有塑料层和像纸、棉、或其它天然或合成纤维的纤维材料层的多层混合材料，也是可能的。这样的膜也代表在本发明含义内的塑料膜。

塑料膜包括多层混合材料的实施例也是有利的，其中多层混合材料特别地具有塑料层和像纸、棉、或其它天然或合成纤维的纤维材料层。

这种混合材料可以例如是具有施加于外部的纸层的塑料膜或具有施加于外部的塑料层的纤维层。特别地，在表面区中的这样的多层混合材料中省略不透明层是可能的，以为了在被相邻透明层包围的表面透明区中的这些区中提供。

电绝缘以及一至少在一个位于另一个顶上的透明导电层的区域中一透明连接例如是粘合。

这个可以通过OCA(Optical Clear Adhesive，光学透明粘合剂)发生。

例如，一种二组分粘合剂也可被用作粘合剂，其中在每一种情况下的透明区中的一个优选地被再次涂上一种组分，那些区接着在组合期间粘合以及特别地彼此反应。

该粘合层可被施加于两导电层的一侧、两侧以及整个表面至少和/或装饰性地(即，仅在表面的区域中)施加。

根据有利的实施例，电绝缘层具有从1至200μm的厚度，优选地从5至70μm的厚度以及特别优选地从10至50μm的厚度。

然而，折叠层压(fold lamination)也可被用于连接两导电层。这也可以例如以卷到卷处理进行。

根据有利的实施例，塑料膜还可以包含第四透明或非透明区，其毗邻透明区中的一个以及在第一和第二区粘合后，相应地伸出其边缘。

尤其是当塑料膜将两覆盖的侧面折叠在一起时这个实施例是有利的，因为塑料膜的外侧没有覆盖条带导体。位于内部的条带导体因此被机械地保护，并且例如额外的包封可以省略。

塑料膜的折叠以例如从10到100μm的弯曲半径发生。

塑料膜的第三区，其可以是透明的或非透明的，以及其可以例如由一个或多个保护层加强，包含折叠线。该折叠线优选地布局在塑料膜的冲压区中。塑料膜沿着该折叠线折叠。该折叠线例如既可以是与第一或第二透明区的边缘一样长也可以更短。为此，第三区具有例如一空隙，其完全地或在区域地适应(server)该塑料膜。这是有利的，特别地由于当透明区被一个在另一个顶上设置时气泡和/或折叠的形成可以被避免。

该三个区可以被布置在塑料膜的一侧或同样交替地在两侧。这种直通连接(through-connection)接着例如是塑料膜中的简单孔和/或被放置在它的边缘周围。

本发明将参照某些实施例示例在下面更详细地解释。

附图说明

图1至3示出了折叠前塑料膜的可能布局；

图4示出了折叠的塑料膜的截面；以及

图5和6示出了折叠前塑料膜的布局。

具体实施方式

图1示出了塑料膜的顶视图，在其中三个区2、3和6被布局在塑料膜冲压区1中的塑料膜的一侧，且示出了折叠前的布局。

在冲压区1内从左向右看，首先是第一透明区2并且接着是被放置在第一和第二透明区2和3之间的第三区6。第一透明区2具有条带导体5以及第二透明区3具有条带导体10。第三区6具有连接轨道7，用于连接条带导体5。条带导体5形成例如触摸传感器的x-传感器。该右侧，第二透明区3被示出具有从上到下行进的透明导电网络的条带导体10。这些条带导体10形成y-传感器。

此外，传送带的行进方向9，例如在印刷过程中，是可识别的，并且平行于该方向，几乎在冲压区1的中心放置折叠线4。该折叠线4位于第三区6，通过该第三区，用于连接条带导体5的的连接轨道7行进。

透明区2和3在每种情况被条带导体5和10涂敷或被金属化。导电层的厚度在从5至350nm的范围内，优选地从10至300nm以及特别优选地在50至80nm的范围内。

透明区2包括x-传感器的条带导体5，在具有折叠线4的第三区6上导引连接轨道7。在连接8处，用于连接条带导体5和10的所有连接轨道7汇集并且被连接至评估电子装置(未示出)。用于连接条带导体5的连接轨道7充当x-传感器与连接8的电连接。通过包含折叠线以及在区域6中行进的连接轨道7的第三区6，折叠状态下位于不同平面的两个区域2和3的条带导体5和10的连接8因此聚集在一个平面上。

该连接8可以例如是连接器。

第三区6可以是透明的或非透明的，以及也可以是例如半透明或不透明，并且可以被不同单或多层保护层14涂敷。

图2示出了与图1类似的实施例，但是有某些改变的布局，由于在此用于连接x传感器的条带导体5的连接轨道7位于第三区6的一侧并且没有如在图1中五十-五十地分布在第三区6的两侧。

图3再次示出了与一开始的两个图1和2类似的实施例。然而，明显缩短的折叠线4以及在区域6中的空隙11在此可识别。这个实施例特别地利于为了避免在折叠或折叠层压过程中不希望的气泡和/或折叠的形成。

最后，图4示出了通过完成的触摸传感器的截面。一个位于另一个上的两个透明区2和3被看到，在此处示出的示例中在面这一侧一个位于另一个上，因此具有彼此面对的两个金属化或导电侧。触摸模块的连接8通向评估电子装置13(未示出)。

该三个条带导体10在基板16的具有条带导体5的区域3上形成三个交叉点17。形成y-和x-传感器的条带导体5和10由导电层形成，导电层被透明的电绝缘层12彼此分隔开。例如，电绝缘层12可以是OCA(Optical Clear Adhesive，光学透明粘合剂)，或二组分粘合剂树脂等等。该绝缘层12是透明的并且优选均质。可以是为粘性的并且在固化后还仍然具有或不具有粘性表面的不同系统，和/或可以是这样的系统，其由UV辐射和/或通过增加温度来固化。该绝缘层12可以具有从10到200μm范围的厚度，优选地从20到100μm，但也可以比200μm厚或比10μm薄。

折叠线4示出塑料膜的冲压区1被折叠的位置。例如具有从10到100μm范围的弯曲半径的折叠15是可识别的。折叠15的弯曲半径区域在此示出的实施例中是非透明的并且在区域6中的连接轨道7被保护层14涂敷或加强。该保护层可以包含例如ACF或ACP(ACF=各向异性(anisotropic)导电膜或ACP=各向异性导电浆)。保护层14可被设计成单或多层。

保护层14保护塑料膜免遭机械破坏或其它环境影响和/或仅可选地加强折叠15的区域6。通常，在透明区2和3中使用的导电材料单独存在于折叠15中。然而，由于在折叠期间容易形成开裂，这些能由这样的加强补偿。

代替或除了这两种材料ACF和ACP，例如导电金属及其合金，例如导电银、银浆或如PEDOT、PANI的有机导电材料、碳黑、碳纳米管、等等也可被使用。

为了保护例如用于连接跨过折叠线4的条带导体的连接轨道，保护层14可被局部、以线装饰的形式或到处印刷。在此处所示的情形中，保护层14被限制在折叠15的区域或简单地说-塑料膜的冲压区1的扭结区或弯曲区。保护层14还可以被部分地施加在其它位置和/或位于塑料膜的整个冲压区1上。

这个折叠可以卷到卷处理(R2R，Roll-to-Roll Process)进行或在切割后作为批处理进行。各个工作步骤因此可被连续地或不连续地执行。

对于卷到卷处理，该膜可被设计成一个几乎无限的卷。对于批处理，具有一个或多个用途的片可从几乎无限的卷中分离。换句话说，折叠传感器被包含作为片上的单个图像或几个图像单元被组合在一个片上。此外，将折叠传感器结构直接从膜上切割下来作为标签并且将它们传递给下游的折叠处理也是可能的。在优选实施例中，这些标签接着根据几何图形(geometry)被直接切割，这样折叠传感器具有作为最终产品。对于切割薄片或标签，激光切割工艺或冲压工艺也可以使用。

此外，可以通过冲孔执行折叠的精确调整，例如可以通过激光产生冲孔。可选地，可构思使用特别地与条带导体一起印刷或施加的光可检测的对准标记。为此，例如，首先将OCA层施加至一个传感器平面，接着传感器平面可被彼此对准并经由OCA粘合在一起。

图5和6示出了根据本发明实施例的塑料膜的布局，其中冲压区1相对于传送带的行进方向9是横向的。同样，在此折叠线4横向于传动带的行进方向9行进。

如在之前的图1至3的顶视图中，该两个透明区2和3以及，在它们之间、用于连接条带导体的连接轨道7和折叠线4位于其中的区域6是可再次识别的。再次，条带导体5形成透明区2的x-传感器以及条带导体10形成透明区3的y-传感器。用于连接条带导体的连接轨道7和连接8也可再次看到。

在图5中，区域6中具有间隙11的实施例可被再次看到，具有在折叠过程中气泡和折叠的形成被抑制的结果，以及在图6中示出了没有间隙的实施例。

Claims (17)

1.一种具有塑料膜的触摸传感器，所述触摸传感器为电容式触摸传感器，其具有至少三个区(2，3和6)，即至少第一(2)和第二(3)透明区，其中该塑料膜至少在一侧具有条带导体(5，10)，其中所述第一透明区的所述条带导体(5)横向对准所述第二透明区的所述条带导体(10)，以便，当所述塑料膜沿着折叠线(4)折叠到一起时，它们形成交叉点(17)，以及第三区(6)，所述第三区布局在所述第一和第二透明区(2，3)之间并且具有所述折叠线(4)以及用于连接所述第一和/或第二透明区(2，3)的所述条带导体(5，10)的连接轨道(7)，

以及特征在于，所述第一和第二透明区(2，3)通过沿着所述折叠线(4)折叠所述塑料膜而经由透明且电绝缘层(12)相互连接，以及特征在于，所述电绝缘层(12)包括OCA、光学透明粘合剂，以及特征在于，在所述第一和/或第二透明区(2，3)中所述条带导体(5，10)被形成为导电区，所述导电区在每种情况下具有宽度小于/等于20μm的导电轨道的网络，其中所述导电轨道彼此间隔一距离，所述距离使得各网络对于人眼是透明的。

2.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中位于不同平面上的所述两个透明导电区(2，3)的所述条带导体(5，10)的连接(8)通过包含所述折叠线的所述第三区(6)汇集在一个平面上。

3.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中保护层(14)被提供在包含所述折叠线(4)的弯曲区中。

4.根据权利要求1或3所述的触摸传感器，其中所述第三区(6)被形成为透明的。

5.根据权利要求1或3所述的触摸传感器，其中所述第三区(6)被形成为非透明的。

6.根据权利要求1或3所述的触摸传感器，其中位于所述塑料膜上的导电层、所述导电区、所述条带导体、用于连接所述条带导体的所述连接轨道、和/或连接(5，7，8，10)由相同导电材料形成。

7.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中所述网络内部的所述导电轨道被布局为中断它们的周期性，以便当叠加时所述网络不显示莫尔效应。

8.根据权利要求7所述的触摸传感器，其中在平行线的情形下改变方位角或在波浪形线的情形下改变该周期性。

9.根据权利要求1或3所述的触摸传感器，其中在所述透明导电区内导电材料对载体的覆盖达表面积的20％或更少。

10.根据权利要求1或3所述的触摸传感器，其中至少所述第三区(6)在所述第一和第二透明区(2，3)之间具有额外的加强和/或保护层(14)。

11.根据权利要求1或3所述的触摸传感器，其中所述第三区(6)具有间隙(11)，所述折叠线(4)被通过所述间隙缩短。

12.根据权利要求1或3所述的触摸传感器，其中所述塑料膜是透明的或部分透明的塑料膜。

13.根据权利要求12所述的触摸传感器，其中所述塑料膜包括聚对苯二甲酸乙二酯或聚乙烯或聚丙烯或聚氯乙烯或聚苯乙烯或聚酯或聚碳酸酯或PMMA或聚酰胺或聚酰亚胺。

14.根据权利要求1或3所述的触摸传感器，其中所述塑料膜至少区域地包括纸或卡层，或由纸或卡构成。

15.根据权利要求1或3所述的触摸传感器，其中所述塑料膜由多层混合材料形成。

16.根据权利要求15所述的触摸传感器，其中该多层混合材料具有塑料层和纤维材料层。

17.根据权利要求1或3所述的触摸传感器，其中所述塑料膜还具有至少一个第四区，其毗邻所述第一和/或第二透明区(2，3)并且其中，在所述第一和第二透明区粘合后，所述第四区伸出其边缘。