CN104090685A - 透明导电膜及触摸屏 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种透明导电膜及触摸屏，导电膜包括透明基底及设于该透明基底上的至少一个第一、第二列电极，第一列电极包括交替设置的第一导电单元和第二导电单元，同一列的第一导电单元之间电串联；同一列的第二导电单元之间电串联；第二列电极包括间隔设置的第三导电单元；每个第三导电单元至少与一个第一导电单元对应形成一对感应节点，每个所述第三导电单元至少与一个第二导电单元对应形成第二对感应结点；第一列电极包括外电极和位于外电极内部的内电极。本发明每个第三导电单元既能与第一导电单元形成感应节点，又能与第二导电单元形成感应节点，大大减少第二导电单元数量，进而减少电极引线数量，从而减小感应盲区，提高触摸屏有效利用面积。

Description

透明导电膜及触摸屏

技术领域

本发明涉及触摸屏技术，尤其涉及一种透明导电膜及触摸屏。

背景技术

图1给出了现有技术中的一种单导电层触摸屏，该触摸屏包括透明基底1及设于该透明基底1上的单导电层2即触控图案，该触控图案包括条状的第一列电极21及第二列电极22，第二列电极22由多个呈块状的第三导电单元220首尾依次排列而成，第二列电极22沿第一列电极21的侧向等间距排列，每一第一列电极21与侧向的多个第三导电单元220分别形成感应节点，每一第一列电极21及每一第三导电单元220均通过电极引线3与触控电路4(以下称触控IC)连接，当触摸物接近或接触触摸屏时，第一列电极21和/或第三导电单元220上的电信号变化，通过电极引线3传导至触控IC，从而确定触摸点的位置。由于第三导电单元220阵列分布且数量较多，因此连接每一第三导电单元220的电极引线3均需经过感应区域1a，从而造成感应区域中分布电极引线3的区域形成感应盲区。为了减小感应盲区，连接每一第三导电单元220的电极引线3通常分两组分别引向透明基底的相对两侧，其中一侧的电极引线3再通过透明基底的另外两侧引向另一侧引线的同侧，以便于与同一片电路板连接。

由于感应区域1a(请修改线条精细，下同)的四个侧向均有电极引线3，因此，为了遮蔽感应区域1a的四个侧向的电极引线3，触摸屏上需要形成较宽的不透光边框区1b(图1中呈回字形，位于方形感应区域1a的四周)，从而占据了触摸屏上的触控/显示区域，降低了触摸屏的有效利用面积。

第三导电单元220的数量较多，需要较多的电极引线3，不仅使得感应区域具有较大的感应盲区，而且使与电极引线3连接的柔性电路板上需要较多的引脚，柔性电路板需要设成较大宽度，从而占用较大空间，导致触控电子设备体积较大。

发明内容

本发明提供一种透明导电膜及触摸屏，用于克服现有技术中的缺陷，大大减小不透光区域的面积，有利于触控电子装置向小型化和全屏化发展。

本发明提供一种透明导电膜，包括透明基底及设于该透明基底上的至少一个第一列电极和至少一个第二列电极；

所述第一列电极包括交替设置的第一导电单元和第二导电单元，同一列的第一导电单元之间电串联；同一列的第二导电单元之间电串联；

所述第二列电极包括间隔设置的第三导电单元；

每个所述第三导电单元至少与一个所述第一导电单元对应形成一对感应节点，每个所述第三导电单元至少与一个所述第二导电单元对应形成第二对感应结点；

所述第一列电极包括外电极和位于所述外电极内部的内电极；

同列的所述第一导电单元形成所述内电极；

相邻每两列的所述第二导电单元串联、形成所述外电极；

每两个所述第二导电单元横向间隔布置、且位于相邻两所述第一导电单元之间；

所述第一导电单元之间通过位于横向间隔布置的两所述第二导电单元之间的第一连接线电串联；

所述第二导电单元之间均通过位于所述第一导电单元外侧的第二连接线电串联；

各第三导电单元通过电极引线与柔性电路板连接。

作为上述实施例的一种优选实施方案：

在列方向上，第三导电单元的长度等于与所述第三导电单元相对应的第一导电单元的首端至第二导电单元的末端之间的距离。

作为上述优选实施例的另一种优选实施方案：

在列方向上，第三导电单元的长度等于与所述第三导电单元相对应的第一导电单元长度的一半与第二导电单元长度的一半之和。

作为上述第二实施方案的优选方式：

所述内导电单元、外导电单元以及第二导电单元的长度均相等，且两第二导电单元相邻处正对内导电单元中间位置或正对外导电单元中间位置。

在上述实施例的基础上：

所述第一列电极与第二列电极在横向交替排列。

在上述实施例的基础上：

每个第一列电极与两个第二列电极构成一组；

每一组中第一列电极均位于两第二列电极之间。

其中：

所述第一导电单元的长度与所述第二导电单元的长度相等。

进一步地：

所述第一列电极中的第一导电单元和第二导电单元与所述第二列电极的距离相等。

更进一步地：

所述第一导电单元、第二导电单元、第三导电单元、第一连接线、第二连接线均为导电网格结构；或者，

所述第一导电单元、第二导电单元、第三导电单元、第一连接线、第二连接线和各电极引线均为铟锡氧化物；或者，

所述第一导电单元、第二导电单元和第三导电单元为铟锡氧化物，所述第一连接线、第二连接线和各电极引线为金属；再或者，

所述第一导电单元、第二导电单元、第三导电单元、第一连接线、第二连接线和各电极引线均为金属。

特别是：

所述导电网格的网格节点的间距为10微米至800微米；

所述导电网格的网格线的宽度小于10微米。

本发明提供的透明导电膜，采用包括交替设置的第一导电单元和第二导电单元形成的第一列电极，和包括间隔设置的第三导电单元形成的第二列电极，且同一列中的第一导电单元之间串联，同一列中的第二导电单元之间串联，并且一个第三导电单元与一个第一导电单元和一个第二导电单元分别对应形成两个感应结点，由于每一个第一列电极需两个连接端与柔性电路板连接，而第三导电单元的数量却成倍减少，与现有技术相比减少了电极引线的数量，电极引线在透明基底上仅占用少量的面积，一方面使得触控感应的面积增大了，提高了导电膜的有效感应面积的利用率，将导电膜应用在触控装置中，能够实现窄边框甚至无边框设计；另一方面，电极引线数量减小了，可以采用面积较小的柔性电路板即可。

本发明还提供一种触摸屏，至少包括触控电路和透明导电膜，所述透明导电膜为上述任意实施例的导电膜，透明导电膜中形成第二列电极的每一所述第三导电单元均通过电极引线与所述触控电路连接；透明导电膜中形成第一列电极的串联的所述第一导电单元以及串联的第二导电单元均与所述触控电路电连接；

第一列电极和第二列电极均位于所述触控电路的同侧。

本发明提供的触摸屏，通过采用上述结构的透明导电膜，使得连接第三导电单元与触控电路的电极引线的数量大大减少，大大减小了透明基底两侧的不透明区域，将触摸屏两侧的边框变窄，因电极引线的数量大大减少，因此均从两侧引至触控电路即可，不必分组，从触摸屏底部经两侧引至触控电路，规避了底部引线区的设置，触摸屏下部均可设为显示区域，有利于触控电子装置向小型化和全屏化发展。

附图说明

图1为现有技术的结构示意图；

图2为本发明实施例一的结构示意图；

图3为本发明实施例一的网格结构示意图；

图4为图3中的局部放大示意图；

图5为沿图3中沿A-A向剖视图一；

图6为沿图3中沿A-A向剖视图二；

图7为本发明实施例二的结构示意图；

图8为本发明实施例二的网格结构示意图；

图9为本发明实施例三的结构示意图。

具体实施方式

如图2-6所示，本发明实施例一提供一种透明导电膜，包括透明基底1及设于该透明基底1上的至少一个第一列电极21和至少一个第二列电极22，第一列电极21包括交替设置的第一导电单元210a和第二导电单元210b，同一列的第一导电单元210a之间电串联；同一列的第二导电单元210b之间电串联；第二列电极22包括间隔设置的第三导电单元220；每个第三导电单元220至少与一个第一导电单元210a对应形成一对感应节点，每个第三导电单元220至少与一个第二导电单元210b对应形成第二对感应结点；第一列电极21包括外电极21a和位于外电极21a内部的内电极21b；同列的第一导电单元210a形成外电极21a；相邻每两列述第二导电单元210b电串联、形成内电极21b；每两个第一导电单元210a横向间隔布置、且位于相邻两第二导电单元210b之间；第二导电单元210b之间通过位于横向间隔布置的两第一导电单元210a之间的第一连接线电串联；第一导电单元210a之间均通过位于第二导电单元210b外侧的第二连接线电串联；各第三导电单元220通过电极引线3与柔性电路板连接。

第一导电单元与第二导电单元的交替布置是指在纵向即列方向上的交替布置，即在纵向同一位置仅能有第一导电单元或仅能有第二导电单元。每个第三导电单元在纵向的投影至少与一个第一导电单元具有重叠部分以形成至少一对感应节点，每个第三导电单元与至少一个第二导电单元具有重叠部分以形成至少一对感应节点；这样，每个第三导电单元与相邻的第一导电单元和第二导电单元之间就会形成至少两对感应节点。从而使得本实施例的透明导电膜在感应节点同等数量要求的条件下，可以大大减少第三导电单元的数量，进而大大减少连接第三导电单元与触控装置的电极引线的数量，并最减小感应盲区，提高触摸屏的有效利用面积。

第一列电极21包括外电极21a和位于外电极21a内部的内电极21b；内电极21b包括多个首尾相连的第二导电单元210b；外电极21a内部具有用于容置内电极的空腔；内电极21b与外电极21a之间具有间隙；相邻两第二导电单元210b之间的外电极21a形成两横向间隔布置的第一导电单元210a；每个第三导电单元220在纵向的投影至少与一个第二导电单元210b以及与一个第一导电单元210a具有重叠部分，以形成至少两对感应节点。这里的重叠部分用于形成感应节点，也可以理解成第三导电单元220与第一导电单元210a的对应部分、第三导电单元220与内导电单元210b的对应部分。本实施例中第一列电极和第二列电极均呈条形，构成第二列电极的第三导电单元均呈块状。

透明基底1上通常设置一单导电层2，单导电层2包括上设置位于同一平面上的第一列电极21和第二列电极22，第一列电极21和第二列电极22沿单导电层的横向排列，第三导电单元220沿单导电层的纵向首尾排列形成，这里的首尾排列是指首尾顺次沿单导电层的纵向排列，且每相邻的两第二导电单元220之间均具有间隙；每个第一列电极21至少相邻一侧具有第二列电极22，这里的至少相邻一侧包括在每个第一列电极21相邻的一侧具有第二列电极22、在每个第一列电极21相邻的两侧均具有第二列电极22以及在有的第一列电极21相邻的一侧具有第二列电极22而在有的第一列电极21相邻两侧均具有两个第二列电极22，图2、图3中第一列电极21与第二列电极22在横向交替排列。

电极引线3与第一列电极21、第二列电极22均位于同一平面，可以看成每一列第一列电极21与相邻最近的一第二列电极22形成一组，每组中形成第二列电极22的第三导电单元220与形成第一列电极21的第二导电单元210b及第一导电单元210a形成感应节点。因相邻每组间需要给电极引线3流出空间，因此间距较大，根据电容的大小与间距呈反比，据此，相邻每组之间彼此靠近的第一列电极21与第二列电极22无法形成感应节点，如果无需预留电极引线位置，电极引线可以设置在其他位置，而不影响每组之间的间距，则此种排列方式即可满足每一列构成第一列电极21的第二导电单元210b和第一导电单元210a均可以与其相邻两侧的第二列导电单元220形成感应节点，能够大大提高感应节点的数量，从另一方面将，则可以将触摸屏整体体积设置的很小。

本发明提供的透明导电膜，由于第一列电极21由内外套设的内电极21b和外电极21a构成，且第二导电单元210b与第一导电单元210a交错布置，这样，每个第三导电单元220既能与第二导电单元210b对应形成感应节点，又能与第一导电单元210a对应形成感应节点，相对于现有技术，同样多的感应节点数量，可以将第三导电单元220的数量大大减少，进而将每一个第二列电极22上连接第三导电单元220与触控电路的电极引线3的数量大大减少，从而大大减少了整个单导电层中的电极引线数量，减小了感应盲区，提高了触摸屏的有效利用面积。

在列方向上，第三导电单元220的长度等于与第三导电单元220相对应的第一导电单元210a的首端至第二导电单元210b的末端之间的距离。换句话说就是每个第三导电单元220在纵向的投影与一个第一导电单元210a的重叠部分为整个第一导电单元210a的长度与整个第二导电单元210b的长度之和。本实施例中，第三导电单元220、第二导电单元210b的数量相同，均为第一导电单元210a数量的一半，且每一第三导电单元220与一个第二导电单元210b在纵向完全对应，每一第三导电单元220与两个横向间隔的第一导电单元210a在纵向完全对应。

本发明中，使每一第三导电单元220分别与两横向间隔的第一导电单元210a及一第二导电元210b相邻且正对，因此，每一第三导电单元220分别与相邻的第一导电元210b及两第二导电元210a各形成一对感应节点，即每一第一导电元210b及两第二导电元210a分别与左右相邻的两第三导电单元220各形成一个感应节点，因此，在同样的长度时，可成2n倍减少第三导电单元220的数量，由于每一第三导电单元220只需要一根电极引线3,因此，在保证感应节点数量不变的前提下，使第三导电单元220的数量及所需要电极引线3的数量成2n倍减少。同时，对比图1,第一导电单元210a和第二导电单元210b均可以分别采用串联的方式进行电性连接，直接在外电极21a的开口端一侧引出，从而大大减少盲区面积；由于本发明中，电极引线3的数量较少，因此，可以使电极引线均引向两侧，而不增加感应盲区的面积，此时，触摸屏的其它侧均无电极引线引出，没有引线占用触摸屏的有效触控显示面积，从而实现窄边框或无边框。另外，电极引线的数量较少，柔性电路板上需要的引脚也较少，柔性电路板可以被设计得很小。

为了提高同等面积导电层的使用效率，组合导电单元210的长度与第三导电单元220的长度相同。这样，每一第三导电单元220、构成组合导电单元210的第一导电单元210a及第二导电单元210b的全部均会发挥作用，形成感应节点，从而便于触摸屏向小型化和轻型化发展。

本实施例中，第三导电单元220、构成组合导电单元210的第一导电单元210a及第二导电单元210b均为方形块状，在其他的实施例中还可以为其它几何图形，如三角形，梯形、正多边形、圆形，以及不规则条形等。

如图4所示，为使每一第三导电单元220上的感应节点具有较大的电容值，而尽量减小相邻两第三导电单元220之间以及相邻的第二导电单元210b与第一导电单元210a之间的干扰电容，根据电容感应原理(C＝ε*S/d)，在其中一实施例中，第三导电单元220与相邻的第一导电单元210a正对面积为S11、距离为d11,第三导电单元220与相邻的第二导电单元210b的正对面积为S1、距离为d1，肆意导电单元210a与相邻的第二导电单元210b的正对面积为S2、距离为d2，使S1/d1>S2/d2，且S11/d11>S2/d2，且S11/d12>S11/d11。

如图3所示，第一导电单元210a、第二导电单元210b、第三导电单元220、第一连接线、第二连接线、及电极引线3均为导电网格、铟锡氧化物、或者第一导电单元、第二导电单元和第三导电单元为铟锡氧化物，第一连接线、第二连接线和各电极引线为金属；或者第一导电单元、第二导电单元、第三导电单元、第一连接线、第二连接线和各电极引线均为金属。其中组成导电网格的导电网眼不可见，线宽小于10um，主要由导电材料构成，如金属，相邻两个网格节点之间的间距为10～800um,从而使第一列电极21和第二列电极22及电极引线3均呈现物理透明。

如图5所示，该导电网格为嵌入结构的导电网格，以图3中一个第三导电单元220的截面A-A处的结构为例，导电网格形成于涂布于基材10上的胶层20中，具体为胶层远离基材的一侧面上开成有网格状凹槽30，凹槽30中填充导电材料并固化形成导电网格40。胶层的厚度为1um-30um，优选为2um-11um。凹槽深度小于胶层厚度且导电层的厚度为0.1um-10um，优选为0.5um-5um。

如图6所示，该导电网格在透明的基材10表面的导电层图形化形成。具体可以通过溅镀金属层，然后通过图形化蚀刻形成导电网格40。

如图7、图8所示，作为本发明实施例二的提供的透明导电膜，与实施例一的不同之处在于，每个第一列电极21与两个第二列电极22构成一组；每一组中第一列电极21均位于两第二列电极22之间；单导电层2由上述多组排列形成。

每一列第二导电单元210b和两列第一导电单元210a形成组合导电单元，组合导电单元的两侧均形成有两列第三导电单元220。该结构中，每一第二导电单元210b和第一导电单元210a分别与两侧的第三导电单元220分别形成感应节点，因此，可进一步减少第二导电单元210b和第一导电单元210a的数量。

如图9所示，作为本发明实施例三提供的提供的透明导电膜，与实施例一和实施例二的不同之处在于，每两个横向的第一导电单元210a和相邻的一个第二导电单元210b形成的组合导电单元210在纵向均对应相邻两个以上的第三导电单元220。每个第三导电单元220在纵向的投影与一个综合导电单元的重叠部分为部分第一导电单元的长度与部分第二导电单元的长度之和。优选地，在列方向上，第三导电单元220的长度等于与第三导电单元220相对应的第一导电单元210a长度的一半与第二导电单元210b长度的一半之和。

第二导电单元210b与第一导电单元210a的形状刚好互补，合在一起形成组合导电单元210呈规则条状。与实施例二的区别在于，本实施例中在形成感应节点时，每两个相邻第三导电单元220共用一个第二导电单元210b或共用一个第一导电单元210a，这样在纵向同等尺寸的情况下就会减少组合导电单元210的数量，简化了第一列电极21的结构，在生产和制造第一列电极21时相对容易。如图9所示，第二导电单元210b、第一导电单元210a以及第三导电单元220的长度均相等，且两第三导电单元220相邻处正对第二导电单元210b中间位置或正对第一导电单元210a中间位置。

上述结构中，在制作时只需将第二导电单元210b与第一导电单元210a的宽度设置相同即可，使得每一第二导电单元210b和与其相对应的第三导电单元220之间形成的电容，以及每一第一导电单元210a和与其相对应的第三导电单元220之间形成的电容均相同，以提高触控灵敏度，方便了第一列电极和第二列电极的制作。

本发明还提供一种触摸屏，如图2-9所示，至少包括触控电路4和透明导电膜，这里的透明导电膜为上述任意实施例的透明导电膜，透明导电膜中形成第二列电极22的每一第三导电单元220均通过电极引线3与触控电路4连接；透明导电膜中形成第一列电极21的串联的第一导电单元以及串联的第二导电单元均与触控电路4电连接；第一列电极21和第二列电极22均位于触控电路4的同侧。

本发明提供的触摸屏，通过采用上述结构的导电膜，使得连接第三导电单元220与触控电路4的电极引线的数量大大减少，大大减小了透明基底1两侧的不透明区域，将触摸屏两侧的边框变窄，因电极引线3的数量大大减少，因此均从两侧引至触控电路即可，不必分组，从触摸屏底部经两侧引至触控电路，规避了底部引线区的设置，触摸屏下部均可设为显示区域，有利于触控电子装置向小型化和全屏化发展；为了简化电极引线3的布置，以及方便同列串联的第一导电单元即内电极21b、相邻两列串联的第二导电单元即外电极21a与触控电路4的连接，使得第二列电极22、内电极21b和外电极21a均位于触控电路4的同侧。

上述实施例中，第二导电单元210b、连接第二导电单元210b之间的第二连线、第一导电单元210a、连接第一导电单元210a之间的第一连线、第三导电单元220以及电极引线3均为网格状，并由导电线交叉形成。

在其中一实施例中，透明基底1为PET透明薄膜，在其他实施例中，还可以为PMMA，玻璃等透明片材。第一列电极21、第二列电极22均为铟锡氧化物(ITO)，电极引线3、连接第二导电单元210b之间第二连线、连接第一导电单元210a之间的第一连线均为ITO层经蚀刻形成，在其他的实施例中，电极引线3、连接第二导电单元210b之间连线、连接第一导电单元210a之间的第一连线还可以为金属蚀刻形成，由于ITO具有较大的电阻率，因此，当电极引线3、连接第二导电单元210b之间的第二连线、连接第一导电单元210a之间的第一连线以金属层蚀刻形成时，可以获得较低阻，具体为，在形成第二导电单元210b、第一导电单元210a以及第三导电单元220后，在基底上再形成一金属层，如金属镀层，再通过图形化遮蔽进行暴光显影及蚀刻工艺形成肉眼不可见(线宽小于10um)的电极引线3及连接第二导电单元210b之间的连线、连接第一导电单元210a之间的连线。在另一实施例中，导电单元和电极引线3均采用金属蚀刻形成(线宽小于10um，非压印方式)。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种透明导电膜，包括透明基底及设于该透明基底上的至少一个第一列电极和至少一个第二列电极，其特征在于：

所述第一列电极包括交替设置的第一导电单元和第二导电单元，同一列的第一导电单元之间电串联；同一列的第二导电单元之间电串联；

所述第二列电极包括间隔设置的第三导电单元；

每个所述第三导电单元至少与一个所述第一导电单元对应形成一对感应节点，每个所述第三导电单元至少与一个所述第二导电单元对应形成第二对感应结点；

所述第一列电极包括外电极和位于所述外电极内部的内电极；

同列的所述第一导电单元形成所述内电极；

相邻每两列的所述第二导电单元串联、形成所述外电极；

每两个所述第二导电单元横向间隔布置、且位于相邻两所述第一导电单元之间；

所述第一导电单元之间通过位于横向间隔布置的两所述第二导电单元之间的第一连接线电串联；

所述第二导电单元之间均通过位于所述第一导电单元外侧的第二连接线电串联；

各第三导电单元通过电极引线与柔性电路板连接。

2.根据权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于：

在列方向上，第三导电单元的长度等于与所述第三导电单元相对应的第一导电单元的首端至第二导电单元的末端之间的距离。

3.根据权利要求2所述的透明导电膜，其特征在于：

在列方向上，第三导电单元的长度等于与所述第三导电单元相对应的第一导电单元长度的一半与第二导电单元长度的一半之和。

4.根据权利要求3所述的透明导电膜，其特征在于：

所述内导电单元、外导电单元以及第二导电单元的长度均相等，且两第二导电单元相邻处正对内导电单元中间位置或正对外导电单元中间位置。

5.根据权利要求1-4任一所述的透明导电膜，其特征在于：

所述第一列电极与第二列电极在横向交替排列。

6.根据权利要求1-4任一所述的透明导电膜，其特征在于：

每个第一列电极与两个第二列电极构成一组；

每一组中第一列电极均位于两第二列电极之间。

7.根据权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于：

所述第一导电单元的长度与所述第二导电单元的长度相等。

8.根据权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于：

所述第一列电极中的第一导电单元和第二导电单元与所述第二列电极的距离相等。

9.根据权利要求1所述的透明导电膜，其特征在于：

所述第一导电单元、第二导电单元、第三导电单元、第一连接线、第二连接线均为导电网格结构；或者，

所述第一导电单元、第二导电单元、第三导电单元、第一连接线、第二连接线和各电极引线均为铟锡氧化物；或者，

所述第一导电单元、第二导电单元和第三导电单元为铟锡氧化物，所述第一连接线、第二连接线和各电极引线为金属；再或者，

所述第一导电单元、第二导电单元、第三导电单元、第一连接线、第二连接线和各电极引线均为金属。

10.根据权利要求9所述的透明导电膜，其特征在于：

所述导电网格的网格节点的间距为10微米至800微米；

所述导电网格的网格线的宽度小于10微米。

11.一种触摸屏，至少包括触控电路和透明导电膜，所述透明导电膜为上述权利要求1-10任一所述的透明导电膜，透明导电膜中形成第二列电极的每一所述第三导电单元均通过电极引线与所述触控电路连接；透明导电膜中形成第一列电极的串联的所述第一导电单元以及串联的第二导电单元均与所述触控电路电连接；

第一列电极和第二列电极均位于所述触控电路的同侧。