CN104793798B - 边框结构、触控屏及生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种边框结构、触控屏及生产工艺，本发明利用薄膜太阳能电池自身厚度比较薄，适应边框结构的厚度条件，不会额外增加触控屏的整体厚度，适应触控屏向轻薄化发展的技术要求。且薄膜太阳能电池具有深棕色或者棕黑色的外部特征，因而满足遮蔽的技术要求。通过进一步叠置绝缘层，使薄膜太阳能电池触控屏侧与触控屏的功能片绝缘，从而整体上满足覆盖性与绝缘性的技术要求。

Description

边框结构、触控屏及生产工艺

技术领域

本发明涉及一种触控屏的边框结构，以及使用该边框结构的触控屏及制作该边框结构的生产工艺。

背景技术

为实现触摸位置的准确检测，在绝大多数的触控屏（使用on-cell工艺实现的单层多点触控除外）中，其功能片（sensor）具有二维空间的检测功能，一维是X轴，另一维是Y轴。在此结构条件下，需要在触控屏的周边设置线路，以用于二维检测信号的外传，此即边框技术，据以实现精确的检测。

图1为传统工艺OGS（One Glass Solution，单片式触控面板）的剖面结构示意图，图中，黑色油墨层6构成边框8，在OGS结构中起到覆盖性与绝缘性的作用，例如用于遮蔽位于边框区域的银线层2或屏蔽线等影响触控屏外观的结构。

例如手机这样使用触控屏的传统产业，随着其应用越来越广泛，功能越来越多，耗电量也急剧增大，其电能自持能力往往不能够满足用户需求。尽管在当前业界开发出了移动电源，但携带不便，并且移动电源为很多场合所禁止。移动电源本身涉及到电能的转换会产生效率问题，从而增加了整体功耗。

在一些应用中，例如触控键盘，如中国专利文献CN101882003B，其公开了使用太阳能电池（solar cell）对触控键盘上的触控面板提供电能的方案，从而能够利用太阳能电池对触控键盘提供电力支持。该专利文献将太阳能电池叠置在触控面板的下方，不可避免的会增加触控键盘的整体厚度，不利于其整体的轻薄化。

相对而言，对技术发展更具有借鉴意义的是中国专利文献CN201285541Y，其公开了一种具有光学式触控面板的主动式矩阵显示装置，其触控面板的功能片既构成用电侧设备，又构成驱动侧设备，通过专用的光电转换元件选择性的操作，从而实现在光感应模式与太阳能电池模式之间的转换，具备触控面板和太阳能电池的双重功能。该专利文献由于不必增加额外的膜层，不会增加触控面板的整体厚度，因而不会影响整体的轻薄化。然而，由于其两个功能不能并行，有时候会影响其正常使用。

此外，触控面板的功能片的核心部件是透明导电膜，容置能力有限，文献CN201285541Y相对复杂的配置和附属结构不利于膜层的配置和边框部分的设计，会进一步增加边框设计的复杂度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种触控屏的边框结构，能够为触控屏提供电力支持的情况下，具有较小的复杂度；同时本发明还提供了一种应用该边框结构的触控屏和生产工艺。

本发明采用以下技术方案：

依据本发明的一个方面，一种边框结构，配置于触控屏，该边框结构为多膜层结构，且该多膜层结构包括：

薄膜太阳能电池层，具有引出第一电极的第一面和与第一面相对用以引出第二电极的第二面；

第一电极层，叠置于所述第一面，用于第一电极的接出；

第二电极层，叠置于所述第二面，用于第二电极的接出；

绝缘层，叠置于所述第一电极层，用于第一电极层与绝缘层叠置侧触控屏膜层在该侧的绝缘。

上述边框结构，在优选的实施例中，所述薄膜太阳能电池层为非晶硅太阳能电池层；

所述第二电极层为透明导电层；

第一电极层为铝膜层、银膜层或者银铝合金层。

优选地，该边框结构的总厚度为30μm ~40μm，其中，绝缘层的厚度为10μm~25μm，且边框结构的总厚度与绝缘层的厚度正相关。

第一电极层与薄膜太阳能电池层之间为引出电极所构成的背电极。

触控屏的基板构成第二电极层的衬底。

该边框结构用于薄膜太阳能电池电力引出的线为银胶线，且银胶线从边框结构的一侧引出，并与触控屏功能片引出线位于边框结构不同的侧面。

所述银胶线回绕到相应于触控屏热压区的位置，形成热压区接线端子。

依据本发明的另一个方面，一种触控屏，配置如本发明第一个方面的所述的边框结构。

上述触控屏，为所述薄膜太阳能电池层配置对蓄电池充电的充电单元，其中蓄电池为触控屏所适用电子设备提供电能。

依据本发明的再一个方面，一种边框结构生产工艺，应用于触控屏边框结构的生产，在制作边框结构时，将薄膜太阴能电池层叠置在预定的边框区域，并在薄膜太阳能电池层上叠置绝缘层，用于薄膜太阳能电池层与触控屏导电层的绝缘。

依据本发明，利用薄膜太阳能电池自身厚度比较薄，适应边框结构的厚度条件，不会额外增加触控屏的整体厚度，适应触控屏向轻薄化发展的技术要求。且薄膜太阳能电池具有深棕色或者棕黑色的外部特征，因而满足遮蔽的技术要求。通过进一步叠置绝缘层，使薄膜太阳能电池触控屏侧与触控屏的功能片绝缘，从而整体上满足覆盖性与绝缘性的技术要求。

附图说明

图1为传统工艺OGS的剖面结构示意图。

图2为相应于图1的俯视结构示意图。

图3为依据本发明的一种触控屏的剖面结构示意图。

图4为一种边框断面结构示意图。

图中：1.ASF（Anti scatterig film，防爆膜），2.银线层，3.第一透明导电层，4.绝缘层，5.第二透明导电层，6.黑色油墨层，7.基板，8.边框，9.功能片，10.发电边框，101.绝缘层，102.第一电极层，103.背电极，104.微晶硅，105.非晶硅，106.第二电极层，20.薄膜太阳能电池层。

具体实施方式

应当理解，薄膜太阳能电池包含衬底（一般也叫做基板）在内，其整体厚度为10微米（μm）级，其产生电压的功能部分的厚度一般为微米级，通常为几个微米，同时，相对而言，除了可挠性薄膜太阳能电池外，一般太阳能电池具有一定的强度，整体上可以提高触控屏的强度。

薄膜太阳能电池的典型工作电压（又称标称电压）比较稳定，即便存在波动，也相对比较小，因而适于给蓄电池充电。且如图3中所示的结构，薄膜太阳能电池位于边控内，对触控屏功能片9的正常工作没有影响。

同时，可以满足边充电边使用的条件，在于薄膜太阳能电池标称电压的相对稳定性，不会产生涌流，从而使触控屏及其所使用电子设备的使用安全性。

关于薄膜太阳能电池的颜色，取决于薄膜太阳能电池的材料，薄膜太阳能电池富含全光谱系列，换言之，从近紫外到近红外的光谱都可以设计，从而使边框结构具备更加丰富的色彩选择，一般而言选用边框传统的黑色或者深棕色的薄膜太阳能电池，对于某些应用，可以选择其他颜色的薄膜太阳能电池。尤其是有机薄膜太阳能电池，并且有机薄膜太阳能电池的厚度比多晶硅太阳能电池硅片厚度要薄得多。

说明书附图3是使用本实施例特定的一种边框结构的触控屏的剖面结构示意图，为避免剖面线对视觉效果的影响，省略剖面线，能够更清晰的观察层状结构。

再看附图4，图3中的发电边框10具有特定的结构，而不是传统的印刷所产生的黑色油墨层，发电边框10是一种多膜层结构，用以纳入薄膜太阳能电池。

为实现遮蔽性和绝缘性的技术要求，所述多膜层结构应当包括：

薄膜太阳能电池层20，利用其具有丰富的颜色特征，一方面满足遮蔽性的技术要求，例如采用黑色或者深棕色的薄膜太阳能电池。另一方面，颜色的丰富可以进一步使边框设计具有更大的可选择性。

此外，尽管黑色或者深棕色是一种优选的颜色特征，但不可否认的是，消费类电子产品，例如手机，其消费群体的爱好各不相同，采用透明的薄膜太阳能电池也可能为某些消费群体所接受，可以直观的观察到边框所遮蔽的内部布线的原生态状况。

其中，有机薄膜太阳能电池的颜色选择更加丰富，且更加轻薄，有利于例如图4中绝缘层101的厚度设置。

此外，颜色也可以由绝缘层101来获得，当然，绝缘层101可以采用例如硅基材料，例如玻璃，自身为透明色，边框结构的颜色由薄膜太阳能电池决定。

此外，关于薄膜太阳能电池，主要有硅太阳能电池，多元合物薄膜太阳能电池，聚合物多层修饰电极型太阳能电池，纳米晶太阳能电池和有机太阳能电池。其中传统的太阳能电池是硅基电池，或者说硅太阳能电池，其容易做得比较轻薄，其他几种为新料太阳能电池，轻薄化倾向更加明显。

硅太阳能电池主要有三种，分别是晶体硅、单结非晶硅薄膜，以及叠层非晶硅薄膜。其中晶体硅比较难以做到轻薄化，其厚度只能做到250微米以内，不适合应用于边框结构内。后面两种则都可以做到一微米以下。

相对而言，新材料的太阳能电池更容易做到轻薄化，例如有机太阳能电池，其厚度可以做到几个纳米，且颜色也更加丰富。

如果采用硅基的太阳能电池，最好选择非晶硅太阳能电池。

图4中所示的是一种非晶硅太阳能电池的基本结构，主要由非晶硅105和微晶硅104所产生的PN结，从而将硅基的薄膜太阳能电池引入。

非晶硅105和微晶硅104形成的结构是基本结构，需要配置其他的结构将电能引出，因而区分两者所形成的整体结构，而具有引出第一电极的第一面和与第一面相对用以引出第二电极的第二面。

因而，进一步配置第一电极层102，叠置于所述第一面，用于第一电极的接出；并配置第二电极层106，叠置于所述第二面，用于第二电极的接出。

关于薄膜太阳能电池在边控结构中的制作，在一些实施例中，可以直接以基板7为衬底，然后在基板7上依次形成薄膜太阳能电池的其他结构层，因而薄膜太阳能电池的制作构成触控屏制程的一个工艺流程。

在另外一些实施例中，直接选用成型的薄膜太阳能电池，切割出所需要的形状，利用胶层将其帖置在基板7上。

在一些实施例中，薄膜太阳能电池可以整面贴置在基板7上，再雕刻出图案，用于图3中第二透明导电层5的设置。

第二透明导电层5和第一透明导电层3也可以成为传感器层，用于对触摸产生感应，并送出电信号，属于“源”件，因而，需要在此阶段隔离薄膜太阳能电池层20与第二透明导电层5和第一透明导电层3。

为此，配置在薄膜太阳能电池层20的第二透明导电层5侧设置绝缘层101，具体是叠置于所述第一电极层102，用于第一电极层102与绝缘层101叠置侧触控屏膜层在该侧的绝缘。

该结构用于相邻层间绝缘，为有利于电能的和信号的引出，也需要避免两者之间的窜扰，因此，可以将电能部分单独引线，一般引线设置在边框结构的侧面，可以单独接出，也可以连通信号线部分一同接出，例如通过触控屏热压区的端子排接出，整体接入柔性线路板（FPC），再由柔性线路板将电能传输给蓄电池。

基于前述的内容可知，对需要对边框结构所覆盖的区域进行遮蔽时，可以选择带有所选颜色的薄膜太阳能电池，从而满足边框遮蔽性的需要，并且薄膜太阳能电池的颜色多种多样，边框的遮蔽方案具有更大的可选择性。

对于电力线路（用于将薄膜太阳能电池层20的电能接出）与信号功能层的绝缘，进一步设置绝缘层101，从而满足了边框绝缘性的需要。

随着技术的发展，绝缘层可以做到非常轻薄，但仍然能够满足所需要的绝缘级别，例如业界提出的超薄绝缘层，它利用汽化单体在多种表面成功制备出聚合膜，例如塑料，一般采用例如化学气相沉积（iCVD）技术制备pV3D3聚合膜，厚度甚至在10纳米级别，当然，目前该技术所产生的超薄绝缘层成本偏高。

本实施例中的绝缘层可以使用应用于触控屏领域的常规的绝缘层材料，厚度能够满足边框结构对厚度的要求。且为有效避免电力层，也就是薄膜太阳能电池层20对信号层，也就是对功能片部分的窜扰，绝缘层101的厚度一般不小于10μm，用以控制成本。在此条件下，其选材范围也会比较广，从而能够有效的降低成本。

如前所述，随着技术的发展，可以获得绝缘性能更加优良的绝缘材料，从而相匹配的绝缘层101的厚度可以进一步减薄。据以延伸的绝缘层101的厚度应当在简单变换的范围之内。

尤其是，如前所述，之所以将其厚度限定的一定范围内，在于成本控制，当本领域的技术人员忽略了成本控制，进一步减薄在此条件下也无需付出创造性劳动。而技术发展则属于自然发展的一种成本控制。

当所述薄膜太阳能电池层20为非晶硅太阳能电池层，相适应的，所述第二电极层106为透明导电层；第一电极层102为铝膜层、银膜层或者银铝合金层。

其中，为整体控制成本，透明导电层采用触控屏中透明导电层一样的材质，例如氧化铟锡透（ITO）明导电层。

另外，作为第一电极层102的铝膜层、银膜层或者银铝合金层，其厚度都在纳米级别，对整体厚度的影响基本上可以忽略。

进一步关于绝缘层101的厚度，最大不宜超过25μm，否则会影响边框结构的总厚度，自然，对于一些粗放的边框设计，允许有比较大的厚度时，本领域的技术人员也可以采用厚度相对比较大的绝缘层101，以用于控制整体成本。

加以匹配的则是边框结构的总厚度，该边框结构的总厚度为30μm ~40μm，适应触控屏的结构，尤其是适应触控屏向轻薄化发展的技术方向。

为利于制作，第一电极层102与薄膜太阳能电池层20之间为引出电极所构成的背电极103。

从附图1和附图3可以看出，第一透明导电层3和第二透明导电层5的引线一般采用银线，构造为银线层2（银胶或者膜），一般都是从功能片9的侧边引出，由于功能片9一般为矩形结构，并且功能片9上的电极线为正交配置的二维结构，一维构成X轴，另一维构成Y轴，用于确定平面空间的触摸位置。

通常银线从矩形的功能片9相对的两个侧面引出，然后回绕到与两侧面相交的一个侧面，形成端子排，整体构造为柔性线路板热压区，用于通过热压工艺实现与电子产品的电路连接。

在一些实施例中，该边框结构用于薄膜太阳能电池20电力引出的线为银胶线，且银胶线从边框结构的一侧引出，并与触控屏功能片引出线位于边框结构不同的侧面，也非热压区所在侧，利用空间布局。

由于这里的银胶线与银线层2并不在一个平面上，在一些实施例中，两者也可以在同一个侧面，其中位于不同层的各个部分在回绕到热压区形成端子时，使端子位于同一个平面上。

关于边框结构在触控屏的应用，将其看成一个整体时，在触控屏功能层上的叠置与已知的触控屏没有实质差别，图3中，关于发电边框10的侧面似乎与第二透明导电层5接触，但例如第二透明导电层5一般都是图案化的结构，与边框部分存在间隙。

关于充电单元，可参照背景技术部分所引用的薄膜太阳能电池在触控屏领域的应用结构。

由于触控屏各个结构的制程都已经比较成熟，因而，在工艺描述上主要涉及各个膜层的顺序制作，具体是一种边框结构生产工艺，应用于触控屏边框结构的生产，在制作边框结构时，将薄膜太阴能电池层20叠置在预定的边框区域，并在薄膜太阳能电池层20上叠置绝缘层101，用于薄膜太阳能电池层20与触控屏导电层的绝缘。

在前文中也涉及到不同结构的配置方式，例如薄膜太阳能电池层20作为成品应用于触控屏上时，通过胶层将其叠置在基板7上。

Claims (6)

1.一种边框结构，配置于触控屏，其特征在于，该边框结构为多膜层结构，且该多膜层结构包括：

薄膜太阳能电池层（20），具有引出第一电极的第一面和与第一面相对用以引出第二电极的第二面；

第一电极层（102），叠置于所述第一面，用于第一电极的接出；

第二电极层（106），叠置于所述第二面，用于第二电极的接出；

绝缘层（101），叠置于所述第一电极层（102），用于第一电极层（102）与绝缘层（101）叠置侧触控屏膜层在该侧的绝缘；

该边框结构用于薄膜太阳能电池（20）电力引出的线为银胶线，且银胶线从边框结构的一侧引出，并与触控屏功能片引出线位于边框结构不同的侧面；

所述银胶线回绕到相应于触控屏热压区的位置，形成热压区接线端子；

触控屏的基板（7）构成第二电极层（106）的衬底。

2.根据权利要求1所述的边框结构，其特征在于，所述薄膜太阳能电池层（20）为非晶硅太阳能电池层；

所述第二电极层（106）为透明导电层；

第一电极层（102）为铝膜层、银膜层或者银铝合金层。

3.根据权利要求1或2所述的边框结构，其特征在于，该边框结构的总厚度为30μm ~40μm，其中，绝缘层（101）的厚度为10μm~25μm，且边框结构的总厚度与绝缘层（101）的厚度正相关。

4.根据权利要求1或2所述的边框结构，其特征在于，第一电极层（102）与薄膜太阳能电池层（20）之间为引出电极所构成的背电极（103）。

5.一种触控屏，其特征在于，配置如权利要求1至4任一所述的边框结构。

6.根据权利要求5所述的触控屏，其特征在于，为所述薄膜太阳能电池层（20）配置对蓄电池充电的充电单元，其中蓄电池为触控屏所适用电子设备提供电能。