CN104298413A

CN104298413A - 电容式触摸屏

Info

Publication number: CN104298413A
Application number: CN201410649153.9A
Authority: CN
Inventors: 陈西宝; 于甄; 解金库; 王道翠; 曹星星
Original assignee: Zhangjiagang Kangdexin Optronics Material Co Ltd
Current assignee: Zhangjiagang Kangdexin Optronics Material Co Ltd
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2015-01-21

Abstract

本申请提供一种电容式触摸屏。该电容式触摸屏包括感应层与显示面板，该电容式触摸屏还包括屏蔽层，屏蔽层设置在感应层与显示面板之间，屏蔽层为超低电阻透明导电膜，超低电阻透明导电膜的可见光透过率为87％～93％，厚度大于0μm且小于100μm，方阻值为0.01～50欧姆。具有上述结构的电容式触摸屏，用屏蔽层代替现有结构中的隔离层，大大降低了电容式触摸屏的厚度，实现了触摸屏的超薄，同时使得电容式触摸屏具有高信噪比、良好的视觉效果。

Description

电容式触摸屏

技术领域

本发明涉及触摸屏领域，具体而言，涉及一种电容式触摸屏。

背景技术

电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏，由上至下一般包括四层：1)基板；2)触控感应层；3)OCA胶层；4)显示面板。

电容式触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的一种触摸屏技术。广泛应用于手机、GPS、平板电脑等电子产品上，正朝着大尺寸、超轻薄、高透明及低制造成本方向发展。但在电容式触摸屏的发展过程中也正遭遇一些技术开发的瓶颈：第一，驱动难度大，灵敏度较小；第二，工艺复杂，良率低，成本居高不下；第三，难以实现超薄。

电容式触摸屏的厚度主要由ITO感应层的厚度与隔离层的厚度决定。为了使电容式触摸屏实现超薄，需要减小ITO感应层的厚度与隔离层的厚度。ITO感应层是电容式触摸屏的关键层，它的厚度会影响光透过率、信噪比与电导率：ITO感应层的透光率随厚度增加而减小，信噪比(SNR)与电导率则随厚度增加而升高，为平衡ITO的光透过率、信噪比与电导率，得到一个综合性能较优的结果，ITO层的厚度不能取其允许厚度范围的下限，不利于电容式触摸屏实现超薄。

如图1所示，现有技术中在电容式触摸屏的感应层20与显示面板40之间，通常设置隔离层30，一般为空气层或光学胶层。一方面，显示屏存在寄生电容，该寄生电容的极不稳定性会导致感应层中的导电图形层电极的电容量极不稳定，进而会影响电容器触摸屏的电导率、信噪比等特性，隔离层的设置会减小来自显示屏的寄生电容的影响，提高器件的灵敏度与稳定性；另一方面，由于显示面板40是一个噪声源，影响感应层20信号采集的信噪比，隔离层30可以减小显示面板产生的噪声，增加感应层20信号采集的灵敏度。

目前隔离层30最小的厚度为250μm，如果进一步减小其厚度，将会导致显示面板40产生的噪声对感应层20信号采集的影响变大，不利于增加电容式触摸屏的灵敏度。并且当隔离层30为空气层时，为了防止这层空隙进入灰尘，需要将空气层周围密封，这样增加了触摸屏制作的工序，且空气层表面不做防反射处理会存在8％左右的光损；若该隔离层30为光学胶，需要与上下结构做光学匹配以增加可见光透过率，光学胶的介电常数也应尽可能最小，以减少来自显示面板40的寄生电容。这两种隔离层30不仅会增加触控屏的整体厚度，同样也会使工艺复杂，增加成本。

综上，现有技术中，为了保证电容式触摸屏的性能，ITO感应层20的厚度与隔离层30的厚度不能再进一步减小以实现电容式触摸屏的超薄；另外，现有技术中的隔离层30使得电容式触摸屏的工艺更加复杂，成本更高。

发明内容

本发明旨在提供一种电容式触摸屏，以解决现有技术中电容式触摸屏难以同时实现超薄及高信噪比的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了电容式触摸屏，包括感应层与显示面板，上述电容式触摸屏还包括屏蔽层，上述屏蔽层设置在上述感应层与上述显示面板之间，上述屏蔽层为超低电阻透明导电膜，上述超低电阻透明导电膜的可见光透过率为87％～93％，厚度大于0μm且小于100μm，方阻值为0.01～50欧姆。

进一步地，上述超低电阻透明导电膜的方阻值为0.01～10欧姆。

进一步地，上述超低电阻透明导电膜包括：第一ITO导电层，设置在上述感应层上；第一抗氧化层，设置在上述第一ITO导电层的表面上；金属层，设置在上述第一抗氧化层的远离上述第一ITO导电层的表面上；第二抗氧化层，设置在上述金属层的远离上述第一抗氧化层的表面上；以及第二ITO导电层，设置在上述第二抗氧化层与上述显示面板之间。

进一步地，形成上述第一抗氧化层和上述第二抗氧化层的材料为抗氧化金属材料，上述第一抗氧化层和上述第二抗氧化层的金属材料相同或不同。

进一步地，上述抗氧化金属材料为锌或钛。

进一步地，上述第一抗氧化层与上述第二抗氧化层的厚度相同，上述厚度在1nm～10nm之间，优选在1nm～5nm之间。

进一步地，上述金属层为金层或银层。

进一步地，上述金属层的厚度为6nm～12nm。

进一步地，上述第一ITO导电层与上述第二ITO导电层的光学厚度相等，上述第一ITO导电层与上述第二ITO导电层的光学厚度的总和为0.8～2.0个光学单位。

进一步地，上述第一ITO导电层与上述第二ITO导电层的折射率均大于2。

进一步地，上述感应层包括导电图形层，上述导电图形层与上述超低电阻透明导电膜的结构相同。

进一步地，上述感应层还包括与上述导电图形层相连的外部线路，上述外部线路采用方阻值在0.01～10欧姆之间的导线。

进一步地，形成上述外部线路的材料与上述导电图形层的材料相同。

应用本发明的技术方案，上述结构的电容式触摸屏，在感应层与显示面板之间，用屏蔽层代替现有结构中的隔离层，大大降低了电容式触摸屏的厚度，实现了电容式触摸屏的超薄。由于屏蔽层为超低电阻透明导电膜，因此避免了现有技术中采用空气层作为隔离层所带来的问题；同时超低电阻透明导电膜的可见光透过率为87％～91％，避免采用光学胶层作为隔离层带来的问题，且利用超低电阻透明导电膜不仅能够提高电容式触摸屏的亮度与清晰度，还能有效改善PET直接与空气或OCA胶层接触视差，减少显示面板和电容式触摸屏之间的距离落差，增加亲近真实感，进而使得电容式触摸屏实现良好的视觉效果；进一步地，上述超低电阻透明导电膜仅需要≤100μm的厚度就可以达到比原来隔离层更好的效果，即厚度≤100μm的超低电阻透明导电膜可以快速导出显示面板与感应层之间产生的寄生电容，增加电容式触摸屏的灵敏度，获得高信噪比；另外，该屏蔽层的设置不仅可以降低整个电容式触摸屏的厚度，该屏蔽层的制作工艺可以借鉴感应层的制作工艺，甚至可以与感应层的制作工艺兼容，因此简化整个电容式触摸屏的制作工艺，降低电容式触摸屏的制作成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中在感应层与显示面板之间设置隔离层的电容式触摸屏；

图2示出了本申请一种优选的电容式触摸屏的结构剖面示意图；以及

图3示出了本申请一种优选的超低电阻导电膜的结构剖面示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

正如背景技术所介绍的，现有技术中的电容式触摸屏难以实现超薄，并且隔离层的加入使得电容式触摸屏的制作工艺很复杂。为了解决如上问题，本申请提出了一种电容式触摸屏。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请一种优选的实施方式中，如图2所示，提供了一种电容式触摸屏，包括感应层200与显示面板400，上述电容式触摸屏还包括屏蔽层300，上述屏蔽层300设置在上述感应层200与显示面板400之间，上述屏蔽层300为超低电阻透明导电膜，上述超低电阻透明导电膜的可见光透过率为87％～93％，上述超低电阻透明导电膜的厚度大于0μm且小于100μm，上述超低电阻透明膜的方阻值为0.01～50欧姆。

具有上述结构的电容式触摸屏，在感应层200与显示面板400之间，用屏蔽层300代替现有结构中的隔离层30，大大降低了电容式触摸屏的厚度，实现了电容式触摸屏的超薄。由于屏蔽层300为超低电阻透明导电膜，因此避免了现有技术中采用空气层作为隔离层30所带来的问题；同时超低电阻透明导电膜的可见光透过率为87％～93％，避免采用光学胶层作为隔离层带来的问题，且利用超低电阻透明导电膜不仅能够提高电容式触摸屏的亮度与清晰度，还能有效改善PET直接与空气或OCA胶层接触视差，减少显示面板400和电容式触摸屏之间的距离落差，增加亲近真实感，进而使得电容式触摸屏实现良好的视觉效果；进一步地，上述超低电阻透明导电膜仅需要≤100μm的厚度就可以达到比原来隔离层30更好的效果，即厚度≤100μm的超低电阻透明导电膜可以快速导出显示面板400与感应层200之间产生的寄生电容，增加电容式触摸屏的灵敏度，获得高信噪比；另外，该屏蔽层300的设置不仅可以降低整个电容式触摸屏的厚度，该屏蔽层300的制作工艺可以借鉴感应层200的制作工艺，甚至可以与感应层200的制作工艺兼容，因此简化整个电容式触摸屏的制作工艺，降低电容式触摸屏的制作成本。

综上，该屏蔽层300代替现有技术中的隔离层30，一方面，大大减小了电容式触摸屏的厚度，实现了电容式触摸屏的超薄；另外，该屏蔽层300的制作简化了电容式触摸屏的工艺，降低了制作成本。

为了在减小电容式触摸屏的基础上，进一步使屏蔽层300能更快速导出显示面板400与感应层200之间产生的寄生电容，增加电容式触摸屏的灵敏度，获得高信噪比，优选上述超低电阻透明导电膜的方阻值为0.01～10欧姆。

本申请的一种优选的实施例中，如图3所示，上述超低电阻透明导电膜包括：第一ITO导电层301，设置在上述感应层200上；第一抗氧化层302，设置在上述第一ITO导电层301的表面上；金属层303，设置在上述第一抗氧化层302的远离上述第一ITO导电层301的表面上；第二抗氧化层304，设置在上述金属层303的远离上述第一抗氧化层302的表面上；以及第二ITO导电层305，设置在上述第二抗氧化层304与上述显示面板400之间。第一ITO导电层301、第一抗氧化层302、金属层303、第二抗氧化层304与第二ITO导电层305实现间隙掺杂，即金属层303间隙掺杂到第一ITO导电层301与第二ITO导电层305，提高了超低电阻透明导电膜的电导率，提高了屏蔽层300的导电性能，使得显示面板400与感应层200之间产生的寄生电容能够快速导出，提高了电容式触摸屏的信噪比，并且屏蔽层导电性能的提高增加了电容式触摸屏的灵敏度。

为了进一步提高超低电阻透明导电膜的导电性，使其能够快速导出显示面板400与感应层200之间产生的寄生电容，获得高信噪比、高灵敏度的电容式触摸屏，优选上述第一抗氧化层302和上述第二抗氧化层304的材料为抗氧化金属材料，上述第一抗氧化层302和上述第二抗氧化层304的金属材料可以相同也可以不同。

本申请的又一种优选的实施例中，上述第一抗氧化层302和上述第二抗氧化层304的金属材料为锌或钛，锌或钛不仅具有良好的抗氧化性，而且还具有良好的导电性，使得作为屏蔽层300的超低电阻透明导电膜的电阻率较小，电导率较大，进一步提高了屏蔽层300的导电性能，提高了电容式触摸屏的灵敏度与信噪比。

在实现上述理想的抗氧化的基础上，为了进一步使得所形成的超低电阻透明导电膜的导电性能和透光率，优选上述第一抗氧化层302和上述第二抗氧化层304的在1nm～10nm之间，进一步优选在1nm～5nm之间，这样可以实现与上述超低电阻透明导电膜中的第一ITO导电层301、金属层303与第二ITO导电层305的良好的间隙掺杂，进而提高屏蔽层300的导电性能，并且能够保证较高的透光率。为了方便设置，在本申请一种优选的实施例中，上述第一抗氧化层302与上述第二抗氧化层304的厚度相同。

为了进一步减小超低电阻透明导电膜的电阻率，优选上述金属层303为金层或银层，这是因为金与银的电阻率很小，与超低电阻透明导电膜中的第一ITO导电层301、第一抗氧化层302、第二抗氧化层304与第二ITO导电层305间隙掺杂后，能进一步降低超低电阻透明导电膜的电阻率，进而提高屏蔽层300的导电率。

为了实现更好的间隙掺杂效果，并且保证超低电阻透明导电膜具有较高的光透过率，本申请优选上述金属层303的厚度为6nm～12nm。

为了减小上述超低电阻透明导电膜对光的吸收，优选上述第一ITO导电层301与第二ITO导电层305的光学厚度的总和为0.8～2.0个光学单位。这样的设置方式能够保证超低电阻透明导电膜对光的吸收及反射减小，进而使透光率达到最大值，为了使超低电阻透明导电膜的制作工艺简单方便，本申请优选第一ITO导电层301与第二ITO导电层305的光学厚度相等。

为了进一步提高超低电阻透明导电膜的透光率，本申请优选第一ITO导电层301与第二ITO导电层305的折射率均大于2。

本申请的另一种优选的实施例中，上述感应层200包括导电图形层210，上述导电图形层210与上述超低电阻透明导电膜的结构相同，这样的电容式触摸屏中的导电图形层210实现间隙掺杂，使得导电图形层210的导电性能提高，进而使得电容式触摸屏的灵敏度提高、驱动难度减小；另外，由于在相同厚度时，本申请中多层膜结构的超低电阻透明导电膜的电阻率较小，导电率较大，透光率也得到提高；而且本领域技术人员可以通过调节超低电阻透明导电膜厚度，使超低电阻透明导电膜对光的反射率降到最低，进而使得超低电阻透明导电膜的透光率达到最大，进而提高了电容式触摸屏的亮度与清晰度。与本领域的常规设置方式相似，本申请中的电容式触摸屏设置有基板，上述感应层200设置在基板的表面上。为了进一步降低电容式触摸屏的电阻，提高其导电性，从而提高其灵敏度、驱动能力，并且实现电容式触摸屏边框透明化，优选上述感应层200还包括与上述导电图形层210相连的外部线路220，上述外部线路220采用方阻值在0.01～10欧姆之间的导线。

本申请的又一种优选的实施例中，上述外部线路的材料与上述导电图形层的材料相同。这样的外部线路的导电性较好，进而能够进一步提高电容式触摸屏的灵敏度、驱动能力。

以下将结合实施例和对比例进一步说明本发明的有益效果。所有实施例中基板采用的材料为是钢化玻璃，厚度为125um，透光率为88％；边框引线的材料为银线；衬底的材料为PET；表格中不再赘述。

实施例1

设置图2所示的电容式触摸屏，其中屏蔽层的结构如图3所示，各第一ITO导电层311、第一抗氧化层312、金属层313、第二抗氧化层314与第二ITO导电层315的厚度及材料见表1，对该导电图形层的电阻率、透光率进行检测，检测结果见表2。

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

表1中给出一种现有技术的屏蔽层的具体参数，对该屏蔽层的电阻率、透光率进行检测，检测结果见表2。

其中，上述电阻率的检测采用四探针方法，其中测试宽幅为1250 mm，左右内缩40 mm；采用分光光度计检测透光率。

表1

表2

从表2中的测试结果可以得出：具有图2结构的屏蔽层具有较高的透光率、较小的方阻值，方阻值均小于10欧姆，透光率均大于90％。具有该屏蔽层的电容式触摸屏不仅具有良好的透光率，具有较好的导电性，并且该屏蔽层的厚度仅约为25um-50um，远小于现有技术中隔离层的厚度，使得电容式触摸屏的厚度大大下降，实现了电容式触摸屏的超薄。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

具有上述结构的电容式触摸屏，在感应层与显示面板之间，用一层屏蔽层代替现有结构中的隔离层，大大降低了电容式触摸屏的厚度，实现了触摸屏的超薄。由于屏蔽层为超低电阻透明导电膜，所以仅需要≤100μm的厚度就可以达到比原来隔离层更好的效果，即厚度≤100μm的超低电阻透明导电膜可以快速导出显示面板与感应层之间产生的寄生电容，增加电容式触摸屏的灵敏度，获得高信噪比。该屏蔽层的设置不仅可以降低整个电容式触摸屏的厚度，其制作工艺还可以与感应层的制作工艺兼容，简化整个电容式触摸屏的制作工艺，降低电容式触摸屏的制作成本。另外，上述超低电阻透明导电膜的可见光透过率为87％～91％，该超低电阻透明导电膜不仅能够提高电容式触摸屏的亮度与清晰度，还能有效改善PET直接与空气或OCA胶层接触视差，减少显示面板和电容式触摸屏之间的距离落差，增加亲近真实感，进而使得电容式触摸屏实现良好的视觉效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电容式触摸屏，包括感应层与显示面板，其特征在于，所述电容式触摸屏还包括屏蔽层，所述屏蔽层设置在所述感应层与所述显示面板之间，所述屏蔽层为超低电阻透明导电膜，所述超低电阻透明导电膜的可见光透过率为87％～93％，厚度大于0μm且小于100μm，方阻值为0.01～50欧姆。

2.根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述超低电阻透明导电膜的方阻值为0.01～10欧姆。

3.根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述超低电阻透明导电膜包括：

第一ITO导电层，设置在所述感应层上；

第一抗氧化层，设置在所述第一ITO导电层的表面上；

金属层，设置在所述第一抗氧化层的远离所述第一ITO导电层的表面上；

第二抗氧化层，设置在所述金属层的远离所述第一抗氧化层的表面上；以及

第二ITO导电层，设置在所述第二抗氧化层与所述显示面板之间。

4.根据权利要求3所述的电容式触摸屏，其特征在于，形成所述第一抗氧化层和所述第二抗氧化层的材料为抗氧化金属材料，所述第一抗氧化层和所述第二抗氧化层的金属材料相同或不同。

5.根据权利要求3所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述抗氧化金属材料为锌或钛。

6.根据权利要求4所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述第一抗氧化层与所述第二抗氧化层的厚度相同，所述厚度在1nm～10nm之间，优选在1nm～5nm之间。

7.根据权利要求3所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述金属层为金层或银层。

8.根据权利要求7所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述金属层的厚度为6nm～12nm。

9.根据权利要求3所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述第一ITO导电层与所述第二ITO导电层的光学厚度相等，所述第一ITO导电层与所述第二ITO导电层光学厚度总和为0.8～2.0个光学单位。

10.根据权利要求3所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述第一ITO导电层与所述第二ITO导电层的折射率均大于2。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述感应层包括导电图形层，所述导电图形层与所述超低电阻透明导电膜的结构相同。

12.根据权利要求11所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述感应层还包括与所述导电图形层相连的外部线路，所述外部线路采用方阻值在0.01～10欧姆之间的导线。

13.根据权利要求12所述的电容式触摸屏，其特征在于，形成所述外部线路的材料与所述导电图形层的材料相同。