CN104020888A

CN104020888A - 触摸屏

Info

Publication number: CN104020888A
Application number: CN201410239493.4A
Authority: CN
Inventors: 唐根初; 刘伟; 蒋芳
Original assignee: Nanchang OFilm Tech Co Ltd; Suzhou OFilm Tech Co Ltd; Shenzhen OFilm Tech Co Ltd
Current assignee: Nanchang OFilm Tech Co Ltd; Suzhou OFilm Tech Co Ltd; OFilm Group Co Ltd
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2014-09-03

Abstract

一种触摸屏，包括：触控基板，包括透明衬底及设于透明衬底一侧的第一导电层；保护基板，包括面板本体及设于面板本体一侧的第二导电层；透明光学胶层，设于触控基板与保护基板具有第二导电层的一侧之间；其中，第一导电层与第二导电层中的至少一者包括基质及嵌入基质中的导电纳米丝线，导电纳米丝线交错连接形成导电网格，基质为固化的透明感光树脂；第一导电层被图案化而形成多条平行间隔排列的第一触控电极；第二导电层被图案化而形成多条平行间隔排列的第二触控电极，且第一触控电极与第二触控电极垂直设置。上述触摸屏具有较好的导电性能。

Description

触摸屏

技术领域

本发明涉及触控技术领域，特别是涉及一种触摸屏。

背景技术

触摸屏是可接收触摸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国内外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。

触摸屏包括触控基板及层叠于触控基板上的面板本体。传统的触控基板的制作方法通常为：

(1)直接在透明衬底上形成导电层。以ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)导电层为例，需要先进行ITO镀膜，再对得到的ITO层进行图形化处理。由于导电层裸露在外，容易被划伤，进而导致导电层的导电性能降低。

(2)在透明衬底上设置透明基质层，然后采用压印等方式在透明基质层上形成网格状凹槽，再于网格状凹槽中填充导电材料(例如，金属、石墨烯等)，形成网格状导电层。由于网格状导电层的一侧暴露于透明基质层外，而很多导电材料(例如，金属银)易被空气氧化。而导电材料被氧化会导致网格状导电层的导电性能降低。

发明内容

基于此，有必要提供一种具有较好导电性能的触摸屏。

一种触摸屏，包括：

触控基板，包括透明衬底、设于所述透明衬底一侧的第一导电层以及设于所述透明衬底与所述第一导电层之间的透明粘结层；

保护基板，包括面板本体及设于所述面板本体一侧的第二导电层；及

透明光学胶层，设于所述触控基板与所述保护基板具有所述第二导电层的一侧之间；

其中，所述第一导电层与所述第二导电层中的至少一者包括基质及嵌入所述基质中的导电纳米丝线，所述导电纳米丝线交错连接形成导电网格，所述基质为固化的透明感光树脂；所述第一导电层被图案化而形成多条平行间隔排列的第一触控电极；所述第二导电层被图案化而形成多条平行间隔排列的第二触控电极，且所述第一触控电极与所述第二触控电极垂直设置。

在其中一个实施例中，所述透明衬底的厚度为0.02mm～0.5mm，所述面板本体的厚度为0.1mm～2.5mm。

在其中一个实施例中，所述透明衬底的厚度为0.05mm～0.2mm，所述面板本体的厚度为0.3mm～0.7mm。

在其中一个实施例中，所述第一导电层包括基质及嵌入所述基质中的导电纳米丝线，所述导电纳米丝线交错连接形成导电网格，所述基质为固化的透明感光树脂，所述第一导电层的厚度为0.05μm～10μm。

在其中一个实施例中，所述第一导电层的厚度为0.08μm～2μm。

在其中一个实施例中，所述第一导电层的方阻为0.1Ω/□～500Ω/□；所述导电纳米丝线为金纳米丝线、银纳米丝线、铜纳米丝线、铝纳米丝线或碳纳米丝线。

在其中一个实施例中，所述第一导电层的方阻为50Ω/□～200Ω/□。

在其中一个实施例中，所述导电纳米丝线的直径为10nm～1000nm，长度为20nm～50μm。

在其中一个实施例中，部分所述导电纳米丝线露出所述第一导电层远离所述透明衬底的一侧外。

在其中一个实施例中，所述透明粘结层的材质与所述基质的材质相同。

在其中一个实施例中，所述透明粘结层的厚度为0.5μm～50μm。

在其中一个实施例中，还包括折射率调节层；所述折射率调节层设于所述触控基板具有所述第一导电层的一侧，所述折射率调节层的折射率为1.6～2.8。

在其中一个实施例中，所述折射率调节层的材质为TiO₂、Nb₂O₅或1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺类化合物。

在其中一个实施例中，还包括保护层；所述保护层设于所述触控基板具有所述第一导电层的一侧。

在其中一个实施例中，所述保护层远离所述透明衬底的一侧与所述第一导电层远离所述透明衬底的一侧之间的距离为0.1μm～10μm。

在其中一个实施例中，所述第一导电层的结构及材质与所述第二导电层的结构及材质相同。

在其中一个实施例中，所述第二导电层为ITO导电层、金属网格导电层、石墨烯导电层、碳纳米管导电层或导电高分子导电层。

上述第一导电层与第二导电层中的至少一者的导电网格被透明感光树脂基质包覆，从而使得导电层能较好的避免划伤，不容易损坏。同时大大降低了导电网格与空气接触的机会，使得上述导电层不容易被氧化。因此，上述触摸屏具有较好导电性能。而且上述导电层以导电纳米丝线交错连接形成的导电网格实现导电，相对于ITO导电层，其具有相对较低的电阻率。而且导电纳米丝线相对于ITO柔韧性更好，从而使得上述触摸屏具有较好的抗弯折性。此外，导电纳米丝线交错连接形成的导电网格以基质为载体，且该基质由透明感光树脂固化而成，在制作导电层时，直接通过曝光显影即可得到，无需额外涂覆、剥离光刻胶的步骤，可以简化工艺。

附图说明

图1为一实施方式的触摸屏的结构示意图；

图2为图1中的触摸屏的分解图；

图3为图1中的触控基板的结构示意图；

图4为图3中的第一导电层与透明粘结层的结构示意图；

图5为另一实施方式中的触控基板的结构示意图；

图6为另一实施方式中的触摸屏的结构示意图；

图7为一实施方式的触控基板的制作方法的流程图；

图8为一实施方式中的干膜未去除保护膜的结构示意图；

图9为图8中的干膜处于第一次曝光的状态图；

图10为图9中的干膜处于第二次曝光的状态图；

图11为图10中的干膜显影后的结构示意图；

图12为另一实施方式的干膜显影后的状态图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对触摸屏进行进一步的说明。

如图1及图2所示，一实施方式的触摸屏10，包括触控基板100、保护基板200及透明光学胶层300。

如图3所示，触控基板100包括透明衬底110、第一导电层120、透明粘结层130、折射率调节层140及保护层150。

透明衬底110的材质可以为玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、环烯烃共聚物或环烯烃聚合物。透明衬底110的厚度为0.02mm～0.5mm。进一步，在本实施方式中，在综合考虑透明衬底110的加工难易程度及触摸屏10的整体厚度后，透明衬底110的厚度优选为0.05mm～0.2mm。

如图2～4所示，第一导电层120设于透明衬底110一侧。第一导电层120包括基质122及均匀嵌入基质122中的导电纳米丝线124。这些导电纳米丝线124交错连接形成导电网格，使得该第一导电层120整体均匀导电。第一导电层120被图案化而形成多条平行间隔排列的第一触控电极126。在本实施方式中，第一触控电极126呈长条状。

在本实施方式中，部分导电纳米丝线124露出第一导电层120远离透明衬底110的一侧外。虽然部分导电纳米丝线124暴露在基质122外，但是导电纳米丝线124交错连接形成的导电网格的主体部分还是被基质122包覆，因此，上述触控基板100相对于传统的触控基板具有更好的抗氧化及抗划伤能力。

在本实施方式中，第一导电层120的厚度为0.05μm～10μm。在设计第一导电层120的厚度时，需要考虑导电纳米丝线124是否能较好的嵌入基质122中以及触摸屏10的整体厚度等因素。在综合上述因素后，第一导电层120的厚度优选为0.08μm～2μm。

在本实施方式中，导电纳米丝线124的直径为10nm～1000nm，长度为20nm～50μm。由于导电纳米丝线124的直径小于人眼的可视宽度，从而保证第二导电层140的视觉透明性。导电纳米丝线124可以为金纳米丝线、银纳米丝线、铜纳米丝线、铝纳米丝线、碳纳米丝线等易于制备且具有较好导电性能的导电丝线。

进一步，在本实施方式中，第一导电层120的方阻为0.1Ω/□～500Ω/□，相较于ITO导电层具有更好的导电性，更适合用于制作如平板电脑(pad)、一体机(All in one，AIO)、笔记本(Note Book)等尺寸较大的触控产品。

第一导电层120的导电性与导电纳米丝线124的直径及导电纳米丝线124分布密度相关，直径越大，分布密度越大，则导电性越好，即方阻越低。然而，导电纳米丝线124的直径越大、分布密度越大，导电层的透过率越低。因此，为了保证透过率和导电性的平衡，第一导电层120的方阻优选为50Ω/□～200Ω/□。

透明粘结层130设于透明衬底110及第一导电层120之间，从而使得第一导电层120能较好的附着于透明衬底110上。在本实施方式中，透明粘结层130的厚度为0.5μm～50μm。在本实施方式中，透明粘结层130的厚度大于第一导电层120的厚度。

进一步，在本实施方式中，透明粘结层130的材质与基质122的材质相同，即均为固化的透明感光树脂，从而便于同时对第一导电层120及透明粘结层130进行图案化。

由于第一导电层120被图案化而形成，使得第一导电层120不连续，保留的部分构成触控基板100的图案部，被去除的部分构成触控基板100的背景部，图案部与背景部由于材质不同，存在反射率差异，特别是，当图案部与背景部存在较大的高度差时，光线照射在触控基板100上时，触控基板100上的图案容易被用户看到，进而影响触控基板100的视觉效果。

在本实施方式中，通过设置折射率调节层140来解决上述问题。折射率调节层140的折射率为1.6～2.8，设于第一导电层120上，并同时覆盖图案部及背景部。

进一步，在实施方式中，折射率调节层140的材质为TiO₂、Nb₂O₅、1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺类化合物等透明绝缘材质。进一步，折射率调节层140的厚度为20nm～10μm。

为防止第一导电层120在生产和使用过程中被刮伤，还在第一导电层120远离透明衬底110的一侧设置保护层150，并同时覆盖图案部及背景部。在本实施方式中，保护层150的材质为热固化树脂、紫外固化树脂等绝缘材质。保护层150远离透明衬底110的一侧与第一导电层120远离透明衬底110的一侧之间的距离为0.1μm～10μm。

可以理解，在其他实施方式中，可以同时缺省折射率调节层140及保护层150，也可以缺省射率调节层150与保护层150中的一者。图5即为缺省折射率调节层140的情况。

保护基板200包括面板本体210及第二导电层220。

面板本体210的材质可以为玻璃、蓝宝石、碳酸聚脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚甲丙烯酸甲脂。面板本体210的厚度为0.1mm～2.5mm。进一步，在本实施方式中，面板本体210的厚度优选为0.3mm～0.7mm。

第二导电层220设于面板本体210一侧。第二导电层220被图案化而形成多条平行间隔排列的第二触控电极222。第二触控电极22呈长条状，且第一触控电极126与第二触控电极222垂直设置。当导体，例如手指触摸时，第一触控电极126及第二触控电极222由于电容变化而形成触控信号，分别用于确定触控点的X轴向坐标及Y轴向坐标。

在本实施方式中，第二导电层220为ITO导电层。可以理解，在其他实施方式中，第二导电层220也可以是金属网格导电层、石墨烯导电层、碳纳米管导电层或导电高分子导电层。第二导电层220也可以与第一导电层120具有相似的结构，即包括基质及均匀嵌入该基质中的导电纳米丝线，这些导电纳米丝线交错连接形成导电网格，使得该第二导电层220整体均匀导电。此时，第一导电层120可以为ITO导电层、金属网格导电层、石墨烯导电层、碳纳米管导电层或导电高分子导电层。可以理解，第二导电层220与透明衬底110之间也可以设有透明粘结层。

透明光学胶层300设于触控基板100与保护基板200具有第二导电层220的一侧之间。在本实施方式中，透明光学胶层300设于触控基板100具有第一导电层120的一侧上。如图6所示，在其他实施方式中，透明光学胶层300也可以设于触控基板100远离第一导电层120的一侧上。

如图7所示，在本实施方式中，还提供一种触控基板的制作方法，包括如下步骤：

步骤S410，提供透明衬底。

步骤S420，提供一干膜500，如图8所示，干膜500由流体状的透明感光树脂预固化及压制而形成，干膜500的透明感光树脂为半固态，干膜500自一侧表面的一定厚度范围内嵌入导电纳米丝线而形成导电层520，干膜500未嵌入导电纳米丝线的区域形成透明粘结层510，导电层520表面设置有保护膜540，透明粘结层510表面设置有保护膜530。

其中，半固态的透明感光树脂包括如下重量份数的各组分：60～80份成膜树脂、1～10份感光剂、5～20份溶剂、0.1～5份稳定剂、0.1～5份流平剂、0.1～5份消泡剂，各组分的份数之和为100。

固化的透明感光树脂包括如下重量份数的各组分：30～50份成膜树脂、1～10份感光剂、0.1～5份稳定剂、0.1～5份流平剂及0.1～5份消泡剂。

成膜树脂为聚甲基丙烯酸甲酯、线性酚醛树脂、环氧树脂、巴豆酸、丙烯酸酯、乙烯基醚与丁烯酸甲酯中的至少一种。感光剂为重氮苯醌、重氮萘醌酯、聚乙烯醇肉桂酸酯、聚肉桂叉丙二酸乙二醇酯聚酯、芳香重氮盐、芳香硫鎓盐、芳香碘鎓盐与二茂铁盐中的至少一种。溶剂为四氢呋喃、甲基乙基酮、环己酮、丙二醇、N,N-二甲基甲酰胺、乙二醇乙醚乙酸酯、乙酸乙酯与乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚二季戊四醇六丙烯酸酯、1,6-己二醇甲氧基单丙烯酸酯与乙氧基化新戊二醇甲氧基单丙烯酸酯中的至少一种。稳定剂为对苯二酚、对甲氧基苯酚、对苯醌、2,6一二叔丁基甲苯酚、酚噻嗪与蒽醌中的至少一种。流平剂为聚丙烯酸酯、醋酸丁酸纤维、硝化纤维素与聚乙烯醇缩丁醛中的至少一种。消泡剂为磷酸酯、脂肪酸酯与有机硅的至少一种。

步骤S430，如图9所示，去除透明粘结层510表面的保护膜530，将干膜500贴合于透明衬底表面，并使透明粘结层510直接贴附于透明衬底110上，导电层520远离透明衬底110。

由于保护膜530需要先于保护膜540撕除，以便将干膜500热压贴合于透明衬底110上。因此，在设计保护膜530与保护膜540时，使得透明粘结层510与保护膜530之间的粘性力低于导电层520与保护膜540之间的粘性力。

步骤S440，对干膜500进行图案化处理：对干膜500依次进行曝光及显影，形成多条平行间隔排列的第一触控电极。

如图9-11所示，在本实施方式中，形成该干膜500的透明感光树脂为自由基光引发体系负性感光树脂，即，光照处发生化学聚合反应而不溶于显影液，但该感光树脂在空气中发生聚合反应时，会产生氧阻效应，因此需要采用两次曝光方式对干膜500进行曝光。在第一次曝光时，干膜500的导电层520表面还设置有保护膜540，先不去除该保护膜540，使得干膜500表面隔绝空气，此时因为透明粘结层510已经贴附在透明衬底110上，所以也与氧气隔绝。采用根据第一触控电极的形状选择的掩膜板600对干膜500进行曝光，使得图案部被光照而产生聚合反应。然后去除掩膜板600以及设置于干膜500表面的保护膜540。直接对干膜500进行第二次曝光，此时，对于第一次曝光未被光照的区域，表面由于跟空气接触，由于氧阻效应使得干膜500暴露在空气中的表面反应不完全而可以被显影液溶蚀，而表面以下的部分，由于不跟空气接触，可以发生化学聚合反应而不被显影液溶蚀。第二次曝光的能量越大，其表面以下发生化学聚合反应的区域越厚。因此，可以通过调节曝光能量，既能使导电层520中除第一触控电极以外的部分能被显影液完全溶蚀，又能减小图案部与背景部的高度差，避免图案不容易被辨识。

如图12所示，在其他实施方式中，形成该干膜500的透明感光树脂为正性感光树脂基质。即，光照处溶于显影液。在对干膜500进行曝光之前，还包括去除导电层520表面的保护膜540的步骤。然后采用根据第一触控电极的形状进行选择的掩膜板进行曝光。因为光照处溶于显影液，所以要保留第一触控电极的图形时，应采用与第一触控电极形状互补的掩膜板进行曝光。在本实施方式中，可以通过调整曝光能量调节反应深度，从而减小保留的图案部与溶于显影液的背景部的高度差，避免图案不容易被辨识。

对干膜500进行曝光的过程中，曝光波长为300nm～400nm，曝光能量为10mJ/cm²～500mJ/cm²。对经过曝光后的干膜进行显影的过程中，采用质量分数为0.1％～10％的弱碱盐溶液进行显影。弱碱盐可以为碳酸钾、碳酸钠等。

步骤S450，固化干膜。

可以采用热固化或者UV固化的方式：采用热固化方式固化时，热固化的温度为80℃～150℃，固烤时间为10min～60min。采用UV固化方式固化时，UV固化能量为200mJ/cm²～2000mJ/cm²。透明感光树脂处于流体状态或半固化状态时具有感光性能，透明感光树脂处于固化状态时不具有感光性能。

固化后的导电层520及透明粘结层510即为本实施方式中触控基板的第一导电层及透明粘结层。

在本实施方式中，还包括在触控基板具有第一导电层的一侧设置折射率调节层的步骤，折射率调节层同时覆盖图案部及背景部。

在本实施方式中，还包括在触控基板具有第一导电层的一侧形成保护层的步骤，保护层同时覆盖图案部及背景部。

上述第一导电层120中的导电网格被透明感光树脂基质包覆，从而使得上述第一导电层120能较好的避免划伤，不容易损坏。同时大大降低了导电网格与空气接触的机会，使得上述第一导电层120不容易被氧化。因此，上述触摸屏10具有较好导电性能。而且上述第一导电层120以导电纳米丝线124交错连接形成的导电网格实现导电，相对于ITO导电层，其具有相对较低的电阻率。而且导电纳米丝线124相对于ITO柔韧性更好，从而使得上述触摸屏10具有较好的抗弯折性。此外，导电纳米丝线124交错连接形成的导电网格以基质122为载体，在制作第一导电层120时，直接通过曝光显影即可得到，无需额外涂覆、剥离光刻胶的步骤，可以简化工艺。

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

1.一种触摸屏，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述透明衬底的厚度为0.02mm～0.5mm，所述面板本体的厚度为0.1mm～2.5mm。

3.根据权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，所述透明衬底的厚度为0.05mm～0.2mm，所述面板本体的厚度为0.3mm～0.7mm。

4.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述第一导电层包括基质及嵌入所述基质中的导电纳米丝线，所述导电纳米丝线交错连接形成导电网格，所述基质为固化的透明感光树脂，所述第一导电层的厚度为0.05μm～10μm。

5.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，所述第一导电层的厚度为0.08μm～2μm。

6.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，所述第一导电层的方阻为0.1Ω/□～500Ω/□；所述导电纳米丝线为金纳米丝线、银纳米丝线、铜纳米丝线、铝纳米丝线或碳纳米丝线。

7.根据权利要求6所述的触摸屏，其特征在于，所述第一导电层的方阻为50Ω/□～200Ω/□。

8.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，所述导电纳米丝线的直径为10nm～1000nm，长度为20nm～50μm。

9.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，部分所述导电纳米丝线露出所述第一导电层远离所述透明衬底的一侧外。

10.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，所述透明粘结层的材质与所述基质的材质相同。

11.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，所述透明粘结层的厚度为0.5μm～50μm。

12.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，还包括折射率调节层；所述折射率调节层设于所述触控基板具有所述第一导电层的一侧，所述折射率调节层的折射率为1.6～2.8。

13.根据权利要求12所述的触摸屏，其特征在于，所述折射率调节层的材质为TiO₂、Nb₂O₅或1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺类化合物。

14.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，还包括保护层；所述保护层设于所述触控基板具有所述第一导电层的一侧。

15.根据权利要求14所述的触摸屏，其特征在于，所述保护层远离所述透明衬底的一侧与所述第一导电层远离所述透明衬底的一侧之间的距离为0.1_μm～10μm。

16.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，所述第一导电层的结构及材质与所述第二导电层的结构及材质相同。

17.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，所述第二导电层为ITO导电层、金属网格导电层、石墨烯导电层、碳纳米管导电层或导电高分子导电层。