CN104142762A - 一种电容式触摸屏及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于触摸屏领域，提供了一种电容式触摸屏，包括依次层叠的面板层、复合触控电极层、保护层；所述面板层具有视窗触控区，所述复合触控电极层包括在所述视窗触控区范围的至少两层透明导电薄膜及各两层透明导电薄膜之间的一层透明绝缘薄膜，所述复合触控电极层通过引出线层与柔性线路板电性连接。本发明提供的电容式触摸屏在电极结构上采用复合触控电极，即在单片面板上制作具有完整、相互独立的感应电极和驱动电极薄膜结构层及各自引出线层，并使电极图案及走线得了充分优化，结构可靠，同时具有产品轻薄，用料节省，透光率高的特点；本发明突破了电容屏的触控电极传统的堆叠结构与制备方法，采用灵活高效、快捷可靠的制作工艺。

Description

一种电容式触摸屏及其制备方法
技术领域
本发明涉及触摸屏领域，特别涉及一种电容式触摸屏及其制备方法。
背景技术
触摸屏是一种输入设备，能够方便实现人与计算机及其它便携式移动设备的交互作用。近年来，基于氧化铟锡（ITO）透明导电薄膜的电容触摸屏，特别是投射式电容屏能进行多指识别，实现多点触控，被广泛应用于移动互联设备，如智能手机，便携式平板电脑。
随着对屏幕反光率、透光率及厚度轻薄等方面的要求越来越高，传统采用双片玻璃（高硬度玻璃盖板和带传感电极的玻璃）贴合而成的电容式触摸屏已经很难满足要求。一种称为OGS（One Glass Solution）的单片式电容触摸屏被提出并推广应用，该方案在高硬度保护玻璃盖板背面，直接形成导电和传感电极，用同一块玻璃同时起到触摸保护和触控传感的双重作用。
然而，OGS用于多点触控时需采用搭桥或跳线工艺，无形中提高了工艺难度，对精细度要求很高，而且大规格触控屏对透明导电薄膜的方阻有苛刻的要求，制约了良率和产能，生产成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种电容式触摸屏。
本发明是这样实现的，一种电容式触摸屏，包括依次层叠的面板层、复合触控电极层、保护层；所述面板层具有视窗触控区，所述复合触控电极层包括在所述视窗触控区范围的至少两层透明导电薄膜及各两层透明导电薄膜之间的一层透明绝缘薄膜，所述复合触控电极层通过引出线层与柔性线路板电性连接。
优选地，所述透明导电薄膜材料为ITO、石墨烯或石墨烯+ITO混合体；所述引出线层材料与所述透明导电薄膜材料相同。
优选地，所述透明导电薄膜材料为ITO、石墨烯或石墨烯+ITO混合体；所述引出线材料为银浆或金属镀膜。
优选地，所述面板层为硬化处理的玻璃或有机玻璃。
优选地，所述保护层为带胶透明薄膜材料，带胶面贴合在复合触控电极层上或所述保护层为SiO2镀层。
优选地，所述柔性线路板的PIN与所述引出线层的PIN邦定连接。
本发明还提供一种电容式触摸屏的制备方法，所述方法包括如下步骤：用单片基板制备面板层，在单片基板上的四周形成非视窗油墨区，非视窗油墨区围成的中间区域为视窗触控区，在面板层上生成第一层透明导电薄膜；对第一层透明导电薄膜进行图案化，形成第一触控电极层，并在第一触控电极层上生成第一引出线层；将第一引出线层的PIN区掩膜后，在第一触控电极层及第一引出线层上生成透明绝缘薄膜层；在所述透明绝缘薄膜层上形成第二层透明导电薄膜；对第二层透明导电薄膜进行图案化，形成第二触控电极层，并在第二触控电极层上生成第二引线层；将第二引出线层的PIN区掩膜后，在第二触控电极层及第二引出线层上生成保护层；及去掉第一、二引出线层的PIN区掩膜，将第一、二引出线层邦定连接到柔性线路板的PIN上。
优选地，采用激光刻蚀工艺对第一层透明导电薄膜进行图案化。
优选地，采用黄光刻蚀工艺对区第二层透明导电薄膜进行图案化，形成第二触控电极层。
优选地，所述方法中所述第一层透明导电薄膜覆盖视窗触控区或整个视窗触控区和非视窗油墨区；所述第二层透明导电薄膜覆盖视窗触控区或整个视窗触控区和非视窗油墨区。
优选地，所述方法中还包括一在非视窗油墨区的第一引出线层丝印银浆或镀金属，形成第一引出线层电极。
优选地，所述方法中还包括一在非视窗油墨区的第二引出线层丝印银浆或镀金属，形成第二引出线层电极。
优选地，所述方法中在第一透明导电薄膜上同时形成第一触控电极层及第一引出线层。
优选地，所述方法中采用打印方法将石墨烯纳米复合材料在表面上打印同时生成第一触控电极层及第一引出线层.
优选地，所述方法中在第二透明导电薄膜上同时形成第二触控电极层及第二引出线层。
优选地，所述方法中采用打印方法将石墨烯纳米复合材料在表面上打印同时生成第二触控电极层及第二引出线层。
优选地，采用溅镀金属的方法对PIN区进行掩膜，采用的金属为铜、镍、铝、钼中的任意一种或两种以上的组合。
优选地，所述在面板层上生成第一层透明导电薄膜通过溅射方法制备在所述单片基板的表面上。
在本发明中，有如下的技术效果：本发明提供的电容式触摸屏在电极结构上采用复合触控电极，即在单片面板上制作具有完整、相互独立的感应电极和驱动电极薄膜结构层及各自引出线层，并使电极图案及走线得了充分优化，结构可靠，同时具有产品轻薄，用料节省，透光率高的特点；本发明突破了电容屏的触控电极传统的堆叠结构与制备方法，采用灵活高效、快捷可靠的制作工艺。
附图说明
图1是本发明实施例的电容式触摸屏层结构示意图；
图2是本发明实施例的电容式触摸屏局部俯视示意图；
图3是本发明实施例的电容式触摸屏局部立体示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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。
本发明在单片面板上制作具有完整、相互独立的复合感应电极和驱动电极薄膜结构层及各自引出线层，并使电极图案及走线得了充分优化，结构可靠，特别适用于中大规格多点触控方案。
参照图1至图3，本发明实施例所述的电容式触摸屏包括依次层叠的面板层10、复合触控电极层20、保护层30及柔性线路板40。
所述面板层10为单片基板，材料为硬化处理的玻璃或有机玻璃，经背面油墨丝印成四周油墨的非视窗油墨区11和中央透明的视窗触控区12。
所述复合触控电极层，是在单片基板表面上的视窗触控区12制作至少两层透明导电薄膜和中间一层透明绝缘薄膜，具有完整、相互独立的感应电极和驱动电极薄膜结构层及各自引出线层。所述复合触控电极层20通过引出线层与柔性线路板40电性连接。所述复合触控电极层20的依次是第一触控电极层21、透明绝缘镀层22及第二触控电极层23，所述第一触控电极层21连接第一引出线层211，所述第一引出线层211设有PIN212；所述第二触控电极层23连接第二引出线层231，所述第二引出线层231设有PIN232。
所述透明导电薄膜材料可选择ITO、石墨烯、或石墨烯+ITO混合体，透明绝缘薄膜采用SiO2，所述引出线材料可选择银浆、金属镀膜、ITO、石墨烯、或石墨烯+ITO混合体。即，在具体实施例中，所述引出线层材料与所述透明导电薄膜材料可以相同，也可以不同，所述引出线层的主要工艺采用丝印、溅射或转移、激光刻蚀、黄光刻蚀、掩膜反应离子刻蚀及打印技术等，各自的制备工艺在后面的制备方法中有提及。
所述保护层30可采用带胶透明薄膜材料，带胶面贴合在单片基板上的复合触控电极层20上，也可直接采用SiO2等镀层作为保护层30。
所述柔性线路板40的PIN与所述复合触控电极层20的引出线的PIN邦定连接。
本实施例中的所述单片玻璃面板层10的厚度为0.7mm；所述保护层30为光学胶OCA，厚度为0.1mm；及PET薄膜，厚度为0.1mm。本触摸屏的总厚度为0.9mm。
本发明还包括一种电容式触控屏的制备方法，具体实施例包括：
实施例1
本发明所述的一种复合触控电极结构的电容式触摸屏的制备方法包括如下步骤：
1、在单片基板上的四周形成非视窗油墨区11，非视窗油墨区11围成的中间区域为视窗触控区12,油墨厚度为0.005mm～0.1mm；
本发明单片基板可选用玻璃，厚度0.4mm～1.2mm，优选0.7mm±0.1mm与1.1mm±0.1mm。在具体实施例中，所述单片基板为单片面板玻璃，其厚度为0.7mm，经化学硬化处理，制成表面硬度大于6H以上的硬化面板玻璃。清洗后表面经油墨丝印成四周油墨的非视窗油墨区和中央透明的视窗触控区，采用高温油墨，两次网版丝印，厚度为0.02mm；油墨经过温度220°C退火，时间为15分钟，成为可带LOGO及键盘等装饰硬化面板玻璃。
2、在单片基板上生成第一层透明导电薄膜，覆盖视窗触控区12或整个视窗触控区12和非视窗油墨区11；透明导电薄膜材料可选择ITO、石墨烯或石墨烯+ITO混合体。
在具体实施例中，所述复合电极的第一层透明导电薄膜，材料可选择ITO，采用溅射工艺制备在所述单片基板的表面上，覆盖整个视窗触控区12和非视窗油墨区11，ITO膜厚为0.1um；ITO经过温度400°C退火，时间为30分钟。
3、对视窗触控区的第一层透明导电薄膜与非视窗油墨区11进行图案化，形成第一触控电极层21及第一引出线层211；复合触控电极的引出线材料可选择银浆、金属镀膜、ITO、石墨烯、或石墨烯+ITO。
在具体实施例中，采用激光刻蚀工艺对视窗触控区12透明导电薄膜与非视窗油墨区11金属膜进行图案化，形成第一触控电极层21及第一引出线层211，激光刻蚀间隙为0.04mm。
4、将第一引出线层211的PIN212区掩膜后，在第一触控电极层21及第一引出线层211基础上生成透明绝缘薄膜层22，厚度为0.2～2um，覆盖整个视窗触控区12和非视窗油墨区11；采用溅镀金属的方法对PIN区进行掩膜，采用的金属为铜、镍、铝、钼中的任意一种或两种以上的组合。
在具体实施例中，将第一引出线层的PIN区掩膜后，采用溅镀工艺在第一触控电极层21及第一引出线层211表面上生成一透明绝缘薄膜层22，透明绝缘薄膜层22材料为SiO2，厚度为0.5um，覆盖整个视窗触控区12和非视窗油墨区11。
5、在所述透明绝缘薄膜层22基础上，生成第二层透明导电薄膜，覆盖视窗触控区或整个视窗触控区12和非视窗油墨区11；采用与步骤（2）相同的材料和制备工艺在所述透明绝缘薄膜层22基础上，生成第二层透明导电薄膜，覆盖视窗触控区12和非视窗油墨区11；
6、对视窗触控区12第二层透明导电薄膜与非视窗油墨区11进行图案化，形成第二触控电极层23及第二引出线层231；在具体实施例中，可采用黄光刻蚀工艺对视窗触控区第二层透明导电薄膜进行图案化，形成第二触控电极层；黄光刻蚀工艺：通过对涂覆在玻璃表面的光敏性物质，经曝光、显影后留下的部分对底层起保护作用，然后进行化学蚀刻并清除保护层最终获得永久性的图案的过程。
7、将第二引出线层231的PIN232区掩膜后，在第二触控电极层23及第二引出线层231上作保护层30。所述保护层可采用PET、PEN等带胶透明薄膜材料，光学胶OCA厚度为0.05～0.25mm，透明薄膜厚度为0.025～0.5mm，带胶面贴合在单片基板上的复合触控电极层上。
进一步优选地，所述保护层可直接采用SiO2等镀层或UV胶保护层。
在具体实施例中，在复合电极表面上作保护层30。采用单面带胶PET透明薄膜，光学胶OCA厚度为0.1mm，PET薄膜厚度为0.1mm。除邦定区外，带胶面与复合触控电极的第二触控电极层23及引出线层231表面全贴合。
8、去掉第一、二引出线层211、231的PIN区掩膜，将第一、二引出线层211、231邦定连接到柔性线路板40的PIN上。在具体实施例中，去掉第一、二引出线层211、231的PIN区的掩膜，将柔性线路板40的PIN邦定连接上。
实施例2
与实施例1不同在于：所述方法中还包括一在非视窗油墨区11的第一引出线层211区域丝印银浆或镀金属，形成第一引出线层211电极。其中制作第一引出线层211电极可以在生成第一透明导电薄膜之前完成，也可以在生成第一透明导电薄膜之后完成。在具体实施例中，所述非视窗油墨区11采用掩膜溅镀金属；优选地，所述溅镀金属为铜钼组合，铜膜厚为0.015um，钼膜厚为0.005um。还可在将视窗触控区12掩膜后，在非视窗油墨区11溅镀金属钼铝钼组合膜层，膜层厚度为0.03um。
实施例3
与实施例1不同在于：所述方法中还包括一在非视窗油墨区11的第二引出线层231区域丝印银浆或镀金属，形成第二引出线层231电极。其中制作第二引出线层231电极可以在生成第二透明导电薄膜之前完成，也可以在生成第二透明导电薄膜之后完成。在具体实施例中，在覆盖着SiO2的非视窗油墨区11表面上采用丝印银浆走线工艺，形成第二引出线层231；
实施例4
与实施例1不同在于：将视窗触控区12的第二触控电极层23掩膜后，溅镀金属钼铝钼组合膜层，膜层厚度为0.03um，覆盖第二引出线层231所在的非视窗油墨区11。采用黄光刻蚀工艺对非视窗油墨区11金属镀层进行图案化，形成第二引出线层231。
实施例5
与实施例1不同在于：所述方法中采用打印技术将石墨烯纳米复合材料在表面上打印生成第一、二触控电极层及第一、二引出线层。
实施例6
与实施例1不同在于：所述方法中在第一透明导电薄膜上同时形成第一触控电极层21及第一引出线层211。
实施例7
与实施例1不同在于：所述方法中在第二透明导电薄膜上同时形成第二触控电极层23及第二引出线层231。
本实施例提供的电容式触摸屏具有产品轻薄，用料节省，透光率高的特点；在电极结构上采用复合式触控电极，即在单片面板上制作具有完整、相互独立的感应电极和驱动电极薄膜结构层及各自引出线层，并使电极图案及走线得了充分优化，结构可靠，特别适用于中大规格多点触控方案。本发明的另一特点是突破了电容屏的触控电极传统的堆叠结构与制备方法，可以采用灵活高效、快捷可靠的制作工艺。
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 (18)

1.一种电容式触摸屏，其特征在于，包括依次层叠的面板层、复合触控电极层、保护层；所述面板层具有视窗触控区，所述复合触控电极层包括在所述视窗触控区范围的至少两层透明导电薄膜及各两层透明导电薄膜之间的一层透明绝缘薄膜，所述复合触控电极层通过引出线层与柔性线路板电性连接。
2.如权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述透明导电薄膜材料为ITO、石墨烯或石墨烯+ITO混合体；所述引出线层材料与所述透明导电薄膜材料相同。
3.如权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述透明导电薄膜材料为ITO、石墨烯或石墨烯+ITO混合体；所述引出线层材料为银浆或金属镀膜。
4.如权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述面板层为硬化处理的玻璃或有机玻璃。
5.如权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述保护层为带胶透明薄膜材料，带胶面贴合在复合触控电极层上或所述保护层为SiO2镀层。
6.如权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述柔性线路板的PIN与所述引出线层的PIN邦定连接。
7.一种电容式触摸屏的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
用单片基板制备面板层，在单片基板上的四周形成非视窗油墨区，非视窗油墨区围成的中间区域为视窗触控区，
在面板层上生成第一层透明导电薄膜；
对第一层透明导电薄膜进行图案化，形成第一触控电极层，并在第一触控电极层上生成第一引出线层；
将第一引出线层的PIN区掩膜后，在第一触控电极层及第一引出线层上生成透明绝缘薄膜层；
在所述透明绝缘薄膜层上形成第二层透明导电薄膜；
对第二层透明导电薄膜进行图案化，形成第二触控电极层，并在第二触控电极层上生成第二引线层；
将第二引出线层的PIN区掩膜后，在第二触控电极层及第二引出线层上生成保护层；及
去掉第一、二引出线层的PIN区掩膜，将第一、二引出线层邦定连接到柔性线路板的PIN上。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，采用激光刻蚀工艺对第一层透明导电薄膜进行图案化。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，采用黄光刻蚀工艺对第二层透明导电薄膜进行图案化，形成第二触控电极层。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法中所述第一层透明导电薄膜覆盖视窗触控区或整个视窗触控区和非视窗油墨区；所述第二层透明导电薄膜覆盖视窗触控区或整个视窗触控区和非视窗油墨区。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法中还包括一在非视窗油墨区的第一引出线层丝印银浆或镀金属，形成第一引出线层电极。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法中还包括一在非视窗油墨区的第二引出线层丝印银浆或镀金属，形成第二引出线层电极。
13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法中在第一透明导电薄膜上同时形成第一触控电极层及第一引出线层。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法中采用打印方法将石墨烯纳米复合材料在表面上打印同时生成第一触控电极层及第一引出线层.
15.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法中在第二透明导电薄膜上同时形成第二触控电极层及第二引出线层。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法中采用打印方法将石墨烯纳米复合材料在表面上打印同时生成第二触控电极层及第二引出线层。
17.如权利要求7所述的方法，其特征在于，采用溅镀金属的方法对PIN区进行掩膜，采用的金属为铜、镍、铝、钼中的任意一种或两种以上的组合。
18.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在面板层上生成第一层透明导电薄膜通过溅射方法制备在所述单片基板的表面上。
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