CN104076963B - 一种彩色触摸屏 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种彩色触摸屏，所述彩色触摸屏包括玻璃基板层和该玻璃基板层表面依次设置的第一装饰层、减反射膜层、触摸功能层、光学透明胶层、透明薄膜层和组合装饰层。本发明还提供了该彩色触摸屏的制备方法。本发明的彩色触摸屏的硬度可以达到8H，压力值可以达到1000 gf，说明本发明的彩色触摸屏具有很好的硬度。
Description
技术领域
本发明属于触摸屏领域，尤其涉及一种彩色触摸屏及其制备方法。
背景技术
现有的彩色触摸屏面板包括玻璃基板，于玻璃基板上设置有光学PET膜，该光学PET膜与玻璃基板之间用光学胶粘结；产品的制作依次经过备料、PET薄膜裁片、转印UV胶水、溅镀、印刷保护层、退镀、CNC加工及粘贴工序完成，如此形成彩色触摸屏面板。因PET面向用户，制作的成品硬度最高只能达到2H，并且膜材较软，用户在后续使用中会出现膜材易被异物划伤、刮伤的问题，导致屏幕划花影响使用效果；PET贴于玻璃表面，而丝印油墨厚度存在高度，为避免油墨断差引起气泡、凹痕问题，还需制作填平层，制作成本较高，良率偏低。如图1所示是现有技术中常用的触摸屏，其中，1为透明薄膜层，2为第一装饰层， 3为填平层和光学透明胶层，4为透明基板，5为二氧化硅膜，6为透明导电膜区层，7为绝缘保护层。但是该触摸屏因是PET直接面向用户，制作的成品硬度最高只能达到2H，并且膜材较软，用户在后续使用中会出现膜材易被异物划伤、刮伤的问题，导致屏幕划花影响使用效果；PET贴于玻璃表面，而丝印油墨厚度存在高度，为避免油墨断差引起气泡、凹痕问题，还需制作填平层，制作成本较高，良率偏低。
发明内容
本发明为解决现有的彩色触摸屏存在成本高、硬度低和良率低的技术问题，提供一种成本低、硬度高和良率高的彩色触摸屏及其制备方法。
本发明提供了一种彩色触摸屏，所述彩色触摸屏包括玻璃基板层和该透明基板层表面依次设置的第一装饰层、减反射膜层、触摸功能层、光学透明胶层、透明薄膜层和组合装饰层。
本发明还提供了该彩色触摸屏的制备方法该方法包括以下步骤：
S1、制备第一装饰层：在玻璃基板上通过光刻或丝印制备第一装饰层；
S2、制备减反射膜层：在第一装饰层及玻璃基板上制备减反射膜层；
S3、制备触摸功能层，由单层透明导电电极和边缘金属引线构成；
S4、制备组合装饰层：在透明薄膜的一表面上制备组合装饰层；
S5、将透明薄膜的另一面与触摸功能层通过光学透明胶进行贴合，得到本发明的彩色触摸屏。
本发明的彩色触摸屏既可实现彩色效果，同时又不损失玻璃的高硬度及耐磨特性；并且其制作方法相比现有的制程，避免了小片玻璃丝印带来的效率慢、不良损耗高的问题，并且此工艺制作不良产品可返工，避免现有制程中产品因丝印不良的报废。
附图说明
图1为现有技术的触摸屏结构图；
图2为本发明的触摸屏结构图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种彩色触摸屏，所述彩色触摸屏包括玻璃基板层和该透明基板层表面依次设置的第一装饰层、减反射膜层、触摸功能层、光学透明胶层、透明薄膜层和组合装饰层。
根据本发明所提供的彩色触摸屏，优选地，所述组合装饰层包括第二装饰层、第三装饰层和第四装饰层。第二颜色层与第一装饰层的颜色效果相同，第三颜色层根据不同的彩色效果选择不同的颜色，第四装饰层为盖底层，主要为黑色或灰色，其他装饰层为在产品的IR孔、按键等区域丝印带有不同光学透过率及颜色效果的装饰层。
根据本发明所提供的彩色触摸屏，优选地，所述减反射膜层是由二氧化硅组成。减反射膜层是作为过渡和阻挡作用，同时提升透明导电膜的附着力。所述减反射膜层的厚度为15-75nm。所述减反射膜层的折射率为1.4-1.5。
根据本发明所提供的彩色触摸屏，优选地，所述触摸功能层由多条电极和引线构成。电极由透明导电薄膜蚀刻而成，透明电极间存在多个透明导电膜蚀刻区，即非透明导电膜区。所述的透明导电薄膜由透明导电材料构成；所述的透明导电材料为掺锡氧化铟（ITO）、掺铝氧化锌（AZO）、掺镓氧化锌和掺氟氧化锡（FTO）中的一种。
根据本发明所提供的彩色触摸屏，光学透明胶层作为绝缘保护层。优选地，所述光学透明胶层为固态光学透明胶（OCA）也可以为液态光学透明胶（LOCA），从效率方面考虑，优选使用固态光学透明胶。
根据本发明所提供的彩色触摸屏，优选地，所述光学透明胶层的折射率1.38-1.6。所述光学透明胶层厚度为25-200um。
根据本发明所提供的彩色触摸屏，优选地，所述透明薄膜层为PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）、MS（甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物）、PS（聚苯乙烯）或PC（聚碳酸酯），优选PET。
本发明提供了一种彩色触摸屏的制备方法，该方法包括以下步骤：
S1、制备第一装饰层：在玻璃基板上通过光刻或丝印制备第一装饰层；
S2、制备减反射膜层：在第一装饰层及玻璃基板上制备减反射膜层；
S3、制备触摸功能层，由单层透明导电电极和边缘金属引线构成；
S4、制备组合装饰层：在透明薄膜的一表面上制备组合装饰层；
S5、将透明薄膜的另一面与触摸功能层通过光学透明胶进行贴合，得到本发明的彩色触摸屏。
根据本发明所提供的制备方法，为了消除贴合中的气泡，优选地，在步骤S5之后，对彩色触摸屏进行除泡。
根据本发明所提供的制备方法，优选地，所述制备第一装饰层的方法为在玻璃基板表面涂覆树脂，然后进行光刻。具体制作方法为使用旋涂法+黄光工艺来完成视窗边框的制作。
根据本发明所提供的制备方法，优选地，所述制备第一装饰层的方法为在玻璃基板表面丝网印刷油墨。具体制备方法为：选取高温绝缘蓝油墨，耐受温度在300℃以上，采用丝网印刷方式，使用350-420网目的聚酯网版或使用500目的钢网，根据产品外观要求，丝印出产品外形，后放入烤箱进行烘烤，烘烤条件为170℃，15分钟，热固化后丝印油墨的厚度为3~10um，至此第一装饰层制作完毕。
根据本发明所提供的制备方法，优选地，所述制备减反射膜层的方法是真空溅射。具体方法为：通过中频反应溅射法制备；靶材选用高纯硅靶（纯度>99.999%），基板温度为200℃，真空度为0.6Pa；高纯Ar 和O2分别作为溅射气体和反应气体（纯度均大于99.99%），流量比为 6：1；溅射功率为5-10KW，膜厚为15-75nm，可通过控制溅射时间实现。
根据本发明所提供的制备方法，优选地，所述制备触摸功能层的方法是真空溅射。包括真空溅射电极和引线。具体为：所述透明导电电极制作工序：电极成膜—涂布光刻胶—预烘—曝光—显影—蚀刻—光刻胶剥离。电极由透明导电材料经过直流磁控溅射法制备；以ITO为例，靶材为高纯ITO靶（纯度>99.99%），基板温度为300℃，真空度为0.5 Pa，高纯Ar作为溅射气体（纯度大于99.99%），溅射功率为3.5-5KW，膜厚为20-25nm，可通过控制溅射时间控制；方块电阻（Rs）为70-10 0Ω；边缘金属引线的制作工序：MoAlMo成膜—涂布光刻胶—预烘—曝光—显影—蚀刻—光刻胶剥离。金属引线材料选取常用的钼铝钼（MoAlMo），由三明治构成，中间层为铝层；三膜层的制备工艺基本一致，均由直流磁控溅射法制备，基板温度为10 0℃，真空度为0.5Pa，高纯Ar作为溅射气体（纯度大于99.99%），钼层、铝层和钼层的溅射功率分别为5KW、21KW、5KW，膜厚分别为350n m、2800nm、350nm，最终的方块电阻（Rs）小于0.3Ω。
根据本发明所提供的制备方法，优选地，所述制备组合装饰层的方法为丝印、转印、溅镀和退镀中的一种。第二装饰层的制备方法为选取普通蓝油墨，耐受温度无限制，采用丝网印刷方式，使用350-420网目的聚酯网版或使用500目的钢网，根据设计图纸，VA区第二装饰层相对第一装饰层内缩，丝印出产品外形，后放入烤箱进行烘烤，烘烤条件为70℃，15分钟，热固化后丝印油墨的厚度为3~10um，至此第二装饰层制作完毕。再采用类似的制作方法依次制作第三装饰层白，第四装饰层灰、LOGO镜面银、蓝紫色IR孔、冷灰8C按键等装饰效果。
如图2所述，本发明的彩色触摸屏包括玻璃基板11，和该透明基板层表面依次设置的第一装饰层12、减反射膜层13、触摸功能层14、光学透明胶层15、透明薄膜层16和组合装饰层17。
下面应用具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。
实施例1
1、透明基板，选择强化后硅酸盐类玻璃，强化深度为7um；波长在55 0nm的分光透过率大于91%；
2、透明基板清洗；
3、第一装饰层的制备：选取高温绝缘蓝油墨，耐受温度在300℃以上，采用丝网印刷方式，使用500目的钢网，根据产品外观要求，丝印出产品外形，后放入烤箱进行烘烤，烘烤条件为170℃ ，15分钟，热固化后丝印油墨的厚度为5um，得到第一装饰层。
4、 减反射膜层，通过中频反应溅射法制备；靶材选用高纯硅靶（纯度>99.999%），基板温度为200℃，真空度为0.6Pa；高纯Ar和O2分别作为溅射气体和反应气体（纯度均大于99.99%），流量比为6：1；溅射功率为10KW，膜厚为30nm；减反射膜层的折射率为1.4。
5、 触摸功能层，由单层透明导电电极和边缘金属引线构成；
透明导电电极制作工序：ITO成膜—涂布光刻胶—预烘—曝光—显影—蚀刻—光刻胶剥离。透明导电膜氧化铟锡（ITO）由直流磁控溅射法制备；靶材为高纯ITO靶（纯度>99.99%），基板温度为300℃，真空度为0.5Pa，高纯Ar作为溅射气体（纯度大于99.99%），溅射功率为5KW，膜厚为20nm；方块电阻（R s）为80Ω；边缘金属引线的制作工序：MoAlMo成膜—涂布光刻胶—预烘—曝光—显影—蚀刻—光刻胶剥离。金属引线材料选取常用的钼铝钼（MoAlMo），由三明治构成，中间层为铝层；三膜层的制备工艺基本一致，均由直流磁控溅射法制备，基板温度为100℃，真空度为0.5 Pa，高纯Ar作为溅射气体（纯度大于99.99%），钼层、铝层和钼层的溅射功率分别为5KW、21KW、5KW，膜厚分别为350nm、2800nm、350nm ，最终的方块电阻（Rs）小于0.3Ω。
6、其他装饰层的制备：在透明薄膜的一表面上制备组合装饰层；第二装饰层的制备方法为选取普通蓝油墨，耐受温度无限制，采用丝网印刷方式，使用500目的钢网，根据设计图纸，VA区第二装饰层相对第一装饰层内缩，丝印出产品外形，后放入烤箱进行烘烤，烘烤条件为70 ℃，15分钟，热固化后丝印油墨的厚度为10um，得到第二装饰层。再采用类似的制作方法依次制作第三装饰层白，第四装饰层灰、LOGO镜面银、蓝紫色IR孔、冷灰8C按键等装饰效果。透明薄膜为PET。
7、触摸屏的成型：将带有装饰层的透明薄膜层与带有触摸功能层的c over lens用透明胶贴合，再进行除泡工序，消除贴合中的气泡。透明胶层的厚度为25 um，折射率为1.5。 得到产品A1。
实施例2
按照实施例1的方法制备产品A2，区别在于： 第一装饰层采用光刻树脂的方法制备。使用旋涂法+黄光工艺来完成视窗边框的制作，光刻树脂成型后的厚度为3um。膜厚为15nm；减反射膜层的折射率为1.5。透明胶层的厚度为100 um，折射率为1.38。透明薄膜为PMMA。
实施例3
按照实施例1的方法制备产品A3，区别在于：膜厚为75nm；减反射膜层的折射率为1.4。透明胶层的厚度为150 um，折射率为1.6。透明薄膜为MS。
实施例4
按照实施例1的方法制备产品A4，区别在于：膜厚为60nm；减反射膜层的折射率为1.4。透明胶层的厚度为200 um，折射率为1.5。透明薄膜为PS。
对比例1
背景技术中的触摸屏的制备：准备带有触摸功能层的基板、光学胶、光学PET膜、油墨及UV胶水；对光学PET膜进行裁切，形成所需形状大小的光学PET膜；对UV胶水进行转印，形成所需UV光固层；对UV光固层的底面进行溅镀，形成所需的彩色镀层；对彩色镀层进行印刷，在彩色镀层上形成一层印刷油墨层；根据印刷油墨层对彩色镀层进行退镀，留下所需彩色镀层；通过光学透明胶与光学PET膜的上表面粘接，使彩色镀层和油墨层夹于UV光固层与光学PET膜之间，并通过光学胶使得光学PET膜的下表面与玻璃基板粘接即可制得彩色触摸屏CA1。
测试方法及结果
硬度测试
分别用H-8H的三菱试验铅笔芯，分别施加500gf、750gf、1000gf压力，并保证铅笔芯与待测表面的夹角为45°，在待测位置划5笔，每笔长 5mm。以表面不允许出现可见的擦伤或刮破时的硬度为极限硬度，记录每一笔所能承受的极限硬度和压力值。结果见表1。
表1
。
从表1中可以看出，本发明的彩色触摸屏的硬度可以达到8 H，压力值可以达到1000gf，而对比例的触摸屏的硬度只有2H，压力值只有500gf。说明本发明的彩色触摸屏具有很好的硬度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种彩色触摸屏，其特征在于：所述彩色触摸屏包括玻璃基板层和该玻璃基板层表面依次设置的第一装饰层、减反射膜层、触摸功能层、光学透明胶层、透明薄膜层和组合装饰层；所述减反射膜层的厚度为15-75nm，折射率为1.4-1.5；
所述彩色触摸屏的制备方法包括以下步骤：
S1、制备第一装饰层：在玻璃基板上通过光刻或丝印制备第一装饰层；
S2、制备减反射膜层：在第一装饰层及玻璃基板上制备减反射膜层；所述制备减反射膜层的方法是真空溅射；
S3、制备触摸功能层，由单层透明导电电极和边缘金属引线构成；所述制备触摸功能层的方法是真空溅射；
S4、制备组合装饰层：在透明薄膜的一表面上制备组合装饰层；
S5、将透明薄膜的另一面与触摸功能层通过光学透明胶进行贴合，得到彩色触摸屏。
2.根据权利要求1所述的彩色触摸屏，其特征在于：所述组合装饰层包括第二装饰层、第三装饰层和第四装饰层。
3.根据权利要求1所述的彩色触摸屏，其特征在于：所述减反射膜层是由二氧化硅组成。
4.根据权利要求1所述的彩色触摸屏，其特征在于：所述触摸功能层由多条电极和引线构成。
5.根据权利要求1所述的彩色触摸屏，其特征在于：所述的电极由透明导电材料构成；所述的透明导电材料为掺锡氧化铟、掺铝氧化锌、掺镓氧化锌和掺氟氧化锡中的一种。
6.根据权利要求1所述的彩色触摸屏，其特征在于：所述光学透明胶层为固态光学透明胶或液态光学透明胶。
7.根据权利要求1所述的彩色触摸屏，其特征在于：所述光学透明胶层的折射率1.38-1.6。
8.根据权利要求1所述的彩色触摸屏，其特征在于：所述光学透明胶层厚度为25-200um。
9.根据权利要求1所述的彩色触摸屏，其特征在于：所述透明薄膜层聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、聚苯乙烯和聚碳酸酯中的一种。
10.根据权利要求1所述的彩色触摸屏 ，其特征在于：在步骤S5之后，对彩色触摸屏进行除泡。
11.根据权利要求1所述的彩色触摸屏 ，其特征在于：所述制备第一装饰层的方法为在玻璃基板表面涂覆树脂，然后进行光刻。
12.根据权利要求1所述的彩色触摸屏 ，其特征在于：所述制备第一装饰层的方法为在玻璃基板表面丝网印刷油墨。
13.根据权利要求1所述的彩色触摸屏 ，其特征在于：所述制备组合装饰层的方法为丝印、转印、溅镀和退镀中的一种。
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