CN105022535A - 双面钢化fto-ogs触摸屏及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双面钢化FTO-OGS触摸屏及其生产方法，双面钢化FTO-OGS触摸屏生产方法，包括以下步骤：1)按照触摸屏形状和大小对玻璃基板进行切割；2)将步骤1)中得到的玻璃基板两面进行钢化处理；3)在钢化后的玻璃基板的一面上沉积FTO导电薄膜，形成高强度双面钢化FTO导电玻璃基板；4)对双面钢化FTO导电玻璃基板进行图案化，对导电区域进行电气连接；在导电玻璃基板边缘印刷油墨；在油墨上印刷或粘贴导电线路。本发明步骤简单、科学，能工业化生产高强度FTO-OGS触摸屏；由该方法制备的双面钢化FTO-OGS触摸屏能同时实现触控感测器与盖板的功能。

Description

双面钢化FTO-OGS触摸屏及其生产方法

技术领域

本发明涉及触摸屏技术，尤其涉及一种双面钢化FTO-OGS触摸屏及其生产方法。

背景技术

触摸屏作为一种新的人机交互设备，因其简单、方便的输入方式，正受到人们越来越多的关注。其应用领域也日渐广泛，从游戏机到掌上电脑、手机、数码相机、GPS(全球卫星导航系统)、POS(销售点终端)、车载显示屏、公共信息查询系统等电子产品领域，市场前景极为广阔。

传统的电容式触控模板，其结构都是采用在触控感测器(Sensor)之上加上一层盖板(Cover lens)的多层化结构，其中盖板多是经过钢化处理的玻璃，起到美观并保护触控感测器的作用。这样的双层玻璃结构除了增加了设计难度，使工艺制程复杂化，同时也提高了生产成本。因此，触控面板模组厂商正积极将触控感测器整合到表面盖板上，希望能降低材料成本、减少贴合制程、减少触控面板模组的厚度和重量。对种新制程被称为one glasssolution，简称OGS。

目前，市场上用于触摸屏传感器上的导电材料只有氧化铟锡(ITO)导电材料，由其生产的ITO-OGS触摸屏很难在市场上大范围推广，主要原因如下：(1)价格较高。因为，ITO材料属贵金属，储量有限，且高品质、高价ITO薄膜材料只掌握在少数日商手中，形成市场垄断；(2)ITO触控传感器基板强度低，很难达到使用要求。因为ITO导电层不耐高温，制作时必须先将玻璃化学钢化(钢化温度一般在400℃以上)，再镀ITO膜，再切割。因为钢化与切割是矛盾的，如果硬度达到要求，就难以切割，产品良率很低，切割后，玻璃应力释放，刚度也会大幅度降低，尽管在边缘进行二次钢化补强，产品硬度仍难以达到要求。

本申请人早前的专利申请(一种FTO导电玻璃用于二屏合一触摸屏的生产方法，201310081434.4)中提供了一种FTO OGS触摸屏的生产方法，将掺氟氧化锡(FTO)导电玻璃首次应用到OGS触摸屏的生产中，因为FTO导电玻璃不但具有与ITO相近的导电性能和光学性能，而且具有耐高温的特性，可以把传感器图形做好以后，进行切割、磨边成小片后，再进行化学强化，而不影响导电性。因此，有效降低了触控模块成本。在专利“一种FTO导电玻璃用于二屏合一触摸屏的生产方法”中，申请人采取先在玻璃基板上制作FTO导电薄膜，再钢化的工艺流程。这一制备流程存在一定的弊端：镀有FTO导电薄膜的玻璃基板在进行钢化处理时，只有未镀FTO导电薄膜的一面可以被钢化，而镀有FTO导电薄膜的一面因为FTO导电薄膜的阻挡无法钢化。因此该方法生产得到的触摸屏产品强度仍然受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有触摸屏强度不佳的问题，提出一种双面钢化FTO-OGS触摸屏生产方法，该方法步骤简单、科学，能工业化生产高强度FTO-OGS触摸屏。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种双面钢化FTO-OGS触摸屏生产方法，包括以下步骤：

1)按照触摸屏形状和大小对玻璃基板进行切割；

2)将步骤1)中得到的玻璃基板两面进行钢化处理(可以理解所述玻璃基板的两面钢化处理可同时完成或逐一完成)；

3)在钢化后的玻璃基板的一面上沉积FTO导电薄膜，形成高强度双面钢化FTO导电玻璃基板；

4)对双面钢化FTO导电玻璃基板进行图案化，对导电区域进行电气连接；在导电玻璃基板边缘印刷油墨；在油墨上印刷或粘贴导电线路。

进一步地，所述玻璃基板厚度为：0.1mm～10mm。

进一步地，所述钢化处理为化学钢化处理。

进一步地，所述FTO导电薄膜厚度为：50nm～1000nm。

进一步地，所述FTO导电薄膜面电阻为：5ohm/□～500ohm/□，其中ohm/□是方块电阻(面电阻)的通用单位。

进一步地，所述FTO导电玻璃基板透光率为60％～100％。

进一步地，所述对导电区域进行电气连接采用导电薄膜搭桥，即通过导电薄膜实现两个导电区域的电气连接，所述导电薄膜为金属导电薄膜或非金属导电薄膜。

进一步地，所述导电薄膜的制备方法为电镀、真空蒸镀、溅射镀膜、喷涂制膜或印刷制膜。

进一步地，所述金属导电薄膜为单层或多层结构，所述金属导电薄膜材料为钼、铝、铁、镁、锌中的一种或多种；或以钼、铝、铁、镁、锌为主要成分的合金；或是导电性能良好，并且与FTO导电薄膜具有良好的力学匹配性，结合紧密，不容易出现界面分离而导致电极断路失效的金属。

进一步地，所述非金属导电薄膜为透明的或者不透明的。

进一步地，所述在导电玻璃基板边缘印刷油墨，油墨与FTO导电薄膜不重叠，可以理解所述油墨边缘与FTO导电薄膜边缘像个一定距离或与距离间隔。所述油墨为黑色油墨，银色油墨或白色油墨，可以理解还可以采用其他颜色油墨。

进一步地，所述导电线路为金属导电线路或非金属导电线路。

本发明的另一个目的还提供了一种双面钢化FTO-OGS触摸屏，由上述双面钢化FTO-OGS触摸屏生产方法制备而成。

本发明双面钢化FTO-OGS触摸屏生产方法步骤科学、合理，与现有技术相比较具有以下优点：

1、该方法使用原有的生产设备和生产工艺，即在不增加生产设备的条件下将FTO-OGS触摸屏的玻璃基板双面钢化，其强度远远高于单面钢化玻璃基板，提高了双面钢化FTO-OGS触摸屏的力学性能。

2、相比传统的触控感测器与盖板分别独立的触控模组中，导电线路印刷在触控感测器边缘，而边框油墨印刷在盖板上。本发明高强度双面钢化FTO-OGS触摸屏的生产，采用FTO替代ITO作为触控感测器的导电材料，通过钢化处理将触控感测器与盖板集成在一片玻璃基板上，实现了触控感测器与盖板的二屏合一。

3、由该方法生产得到的双面钢化FTO-OGS触摸屏玻璃基板实现了双面钢化，进一步提高了产品强度，增强了产品的使用性能，能更好满足市场需求。

附图说明

图1为实施例1双面钢化FTO-OGS触摸屏的俯视图；

图2a为图1的A向剖面图；

图2b为图1的B向剖面图；

图3为实施例2双面钢化FTO-OGS触摸屏的俯视图；

图4为图3的A向剖面图；

图5为实施例3双面钢化FTO-OGS触摸屏的俯视图；

图6为图5的A向剖面图；

图7为实施例4双面钢化FTO-OGS触摸屏的俯视图；

图8为图7中A区放大图；

图9为实施例4的剖面图；

图10为双面钢化FTO-OGS触摸屏应用于智能手机的效果图；

图11为图10中的A向剖面图；

图12为图10中的1区放大图。

附图标识：1-FTO导电薄膜；2-银色绝缘金属漆；3-导电银线；4-导电薄膜；5-绝缘材料；6-玻璃基板；7-FTO导电玻璃基板；8-混合物；9-边框油墨；10-FPC。

具体实施方式

本发明公开了一种双面钢化FTO-OGS触摸屏生产方法，该方法能实现高强度FTO-OGS触摸屏的工业化生产，具体地，所述双面钢化FTO-OGS触摸屏生产方法包括以下步骤：

1)按照触摸屏形状和大小对玻璃基板进行切割，为了将玻璃基板加工成触摸屏的形状还可采取钻孔、打磨等处理；所述玻璃基板厚度为：0.1mm～10mm，优选为：1mm～5mm。

2)将步骤1)中得到的玻璃基板(即加工后与触摸屏形状和大小相同的玻璃基板)两面进行钢化处理，本发明所述玻璃基板的两面钢化处理可同时完成或逐一完成；所述钢化处理为化学钢化处理，所述化学钢化处理是在350～500度的硝酸钾熔盐(或者补充了其它添加剂)中进行中，使玻璃中的钠离子与溶液中的钾离子交换，利用钾离子体积上的差别产生表层压应力。可以理解本发明所述钢化处理还可以采用其他常规玻璃钢化工艺。

3)在步骤2)得到的钢化后的玻璃基板的一面上沉积FTO导电薄膜，形成高强度双面钢化FTO导电玻璃基板；所述FTO导电薄膜厚度为：50nm～1000nm，优选为：100nm～500nm。所述FTO导电薄膜面电阻为：5ohm/□～500ohm/□，优选为：10ohm/□～100ohm/□。所述FTO导电玻璃基板透光率为60％～100％，优选为：80％～100％。FTO导电薄膜面电阻越低，说明导电性好，但是电阻低，通常厚度大，透光率低，所以要找到一个三者平衡的状态。本发明通过控制薄膜厚度、面电阻和透光率的大小使三者维持在最佳平衡状态。

所述沉积FTO导电薄膜采用化学气相沉积法、磁控溅射法或溶胶凝胶法制备。

4)对双面钢化FTO导电玻璃基板进行图案化，对导电区域进行电气连接。所述图案化是根据设计的电路图型，对FTO导电玻璃进行刻蚀，去掉不需要的导电部分，保留需要的导电部分。本发明所述图案化在FTO导电薄膜沉积完成之后进行；在导电玻璃基板边缘印刷油墨；在油墨上印刷或粘贴导电线路。可以理解在电气连接前还要进行绝缘材料搭桥。

所述对导电区域进行电气连接采用导电薄膜搭桥，即通过导电薄膜实现两个导电区域的电气连接，所述导电薄膜为金属导电薄膜或非金属导电薄膜。所述金属导电薄膜为单层或多层结构，所述金属导电薄膜材料为钼、铝、铁、镁、锌中的一种或多种；或以钼、铝、铁、镁、锌为主要成分的合金；或是导电性能良好，并且与FTO导电薄膜具有良好的力学匹配性，结合紧密，不容易出现界面分离而导致电极断路失效的金属。所述非金属导电薄膜为透明的或者不透明的。

所述导电薄膜的制备方法为电镀、真空蒸镀、溅射镀膜、喷涂制膜或印刷制膜。

所述在导电玻璃基板边缘印刷油墨，油墨与FTO导电薄膜不重叠，可以理解所述油墨边缘与FTO导电薄膜边缘相距一定距离或无间隔距离。所述油墨为黑色油墨，银色油墨或白色油墨，可以理解本发明还可以采用其他颜色、绝缘、不易脱落、不易变色的油墨。

所述导电线路为金属导电线路或非金属导电线路。

本发明还提供了一种双面钢化FTO-OGS触摸屏，由上述双面钢化FTO-OGS触摸屏生产方法制备而成。该双面钢化FTO-OGS触摸屏集触控感测器和盖板于一体，具有较高的强度和实用性，可广泛应用于智能手机、智能平板电脑等领域。

以下结合具体实施例对本发明进一步说明：

实施例1

参照图1和图2，本实施例公开了一种双面钢化FTO-OGS触摸屏的制备方法，由该方法制备的双面钢化FTO-OGS触摸屏能同时实现触控感测器与盖板的功能，具体地，双面钢化FTO-OGS触摸屏的制备方法包括以下步骤：

步骤1：选择合格的玻璃基板6进行清洗、去污；所述合格是指厚度，翘曲度(平整度)，透光率合格；

步骤2：根据触摸屏外形和大小对玻璃基板6进行切割、钻孔和打磨；

步骤3：对切割后的玻璃基板6两面进行钢化处理；

步骤4：在上述钢化后的玻璃基板6的其中一面沉积FTO导电薄膜1，即对玻璃基板6进行FTO导电薄膜1镀膜加工，形成高强度双面钢化FTO导电玻璃基板7(虚线框所示区域)；

步骤5：根据预设图形(此实施例中预设图形为菱形)，对FTO导电薄膜1进行图案化；

步骤6：首先对FTO导电玻璃基板7上的，由一块导电区域隔开的，相互绝缘的两个导电区域进行绝缘材料5搭桥(此绝缘材料5的作用是使相邻两个导电区域绝缘)，然后在绝缘材料5搭桥上再进行导电薄膜4搭桥，使导电薄膜4搭桥所连接的两个导电区域实现电气连接；所述导电区域是由FTO导电薄膜1形成的；

步骤7：在FTO导电玻璃基板7的边缘印刷边框油墨9，此边框油墨9是绝缘的，可以是黑色、银色、白色或其他颜色；此边框油墨9的边缘与FTO导电薄膜1边缘不相重叠，之间可以有一距离间隔或无距离间隔；

步骤8：在边框油墨9上印刷导电银线3；

步骤9：将导电银线3与FTO导电薄膜1之间进行电气连接，在导电银线3与FTO导电薄膜1上制备一层透明的导电薄膜4，此导电薄膜4同时覆盖住导电银线3与FTO导电薄膜1，以此来实现电气连接。

由本实施例方法制备得到的双面钢化FTO-OGS触摸屏，集触控感测器和盖板于一体，具有较高的强度和实用性。

实施例2

参照图3和图4，本实施例公开了一种双面钢化FTO-OGS触摸屏的制备方法，由该方法制备的双面钢化FTO-OGS触摸屏能同时实现触控感测器与盖板的功能，具体地，双面钢化FTO-OGS触摸屏的制备方法包括以下步骤：

步骤1：选择合格的玻璃基板6，进行清洗、去污；

步骤2：根据触摸屏外形将玻璃基板6进行切割、钻孔和打磨；

步骤3：对切割后的玻璃基板6进行钢化处理(此步骤可实现双面钢化)；

步骤4：在上述钢化后的玻璃基板6的其中一面沉积FTO导电薄膜1，即对玻璃基板6进行FTO导电薄膜1镀膜加工，形成高强度双面钢化FTO导电玻璃基板7(虚线框所示区域)；

步骤5：根据预设图形(此实施例中预设图形为菱形)，对FTO导电薄膜进行图案化；

步骤6：首先对FTO导电玻璃基板7上的，由一块导电区域隔开的，相互绝缘的两个导电区域进行绝缘材料5搭桥(此绝缘材料5的作用是使相邻两个导电区域绝缘)，然后在绝缘材料5搭桥上再进行导电薄膜4搭桥，使导电薄膜4搭桥所连接的两个导电区域实现电气连接；

步骤7：在FTO导电玻璃基板7的边缘印刷边框油墨9，此边框油墨9是绝缘的，可以是黑色、银色、白色或其他颜色；在重叠区域印刷边框油墨9时，留一缺口，避开FTO导电薄膜1，使其处于暴露状态；边框油墨9的边缘与暴露的FTO导电薄膜1边缘不相重叠，之间有一距离间隔或无距离间隔；

步骤8：在边框油墨9上印刷导电银线3，导电银线3印刷终止于边框油墨边缘；

步骤9：将导电银线3与暴露的FTO导电薄膜1之间进行电气连接，通过丝网印刷或涂布的方法在缺口处涂覆一层混合物8，所述混合物8是导电石墨、导电炭黑、石墨乳中的一种或多种；此操作不但可以覆盖住边框油墨9缺口，而且通过调配，使补缺混合物8与边框油墨9颜色相近，起到美观作用。

所述导电炭黑的粒子粒径为10μm～500μm，所述导电石墨粒子粒径为150目～15000目。

所述导电炭黑与导电石墨混合物的质量比为0.1～0.9，所述导电炭黑与石墨乳混合物的质量比为0.5～0.9，所述导电石墨与石墨乳混合物的质量比为0.5～0.9。

由本实施例方法制备得到的双面钢化FTO-OGS触摸屏，集触控感测器和盖板于一体，具有较高的强度和实用性。

实施例3

参照图5和图6，本实施例公开了一种双面钢化FTO-OGS触摸屏的制备方法，由该方法制备的双面钢化FTO-OGS触摸屏能同时实现触控感测器与盖板的功能，具体地，双面钢化FTO-OGS触摸屏的制备方法包括以下步骤：

步骤1：选择合格的玻璃基板6，进行清洗、去污；

步骤2：根据触摸屏外形将玻璃基板6进行切割、钻孔和打磨；

步骤3：对切割后的玻璃基板6进行钢化处理(此步骤可实现双面钢化)；

步骤4：在上述钢化后的玻璃基板6的其中一面沉积FTO导电薄膜1，即对玻璃基板6进行FTO导电薄膜1镀膜加工，形成高强度双面钢化FTO导电玻璃基板7(虚线框所示区域)；

步骤5：根据预设图形(此实施例中预设图形为菱形)，对FTO导电薄膜1进行图案化；

步骤6：首先对FTO导电玻璃基板7上的，由一块导电区域隔开的，相互绝缘的两个导电区域进行绝缘材料5搭桥(此绝缘材料5的作用是使相邻两个导电区域绝缘)，然后在绝缘材料5搭桥上再进行导电薄膜4搭桥，使导电薄膜4搭桥所连接的两个导电区域实现电气连接；

步骤7：在FTO导电玻璃基板7的边缘印刷银色绝缘金属漆2，为了避免银色绝缘金属漆2与FTO导电薄膜1相互重叠，在重叠区域印刷银色绝缘金属漆2时，留一缺口，避开FTO导电薄膜1，使其依然处于暴露状态；

步骤8：在银色绝缘金属漆2上印刷导电银线3，导电银线3印刷要进入缺口中，并与FTO导电薄膜1相连接；此连接可直接实现导电银线3与FTO导电薄膜1之间的电气连接。

步骤9：通过丝网印刷或涂布的方法在缺口处再涂覆一层与步骤8相同的银色绝缘金属漆2，此操作主要是覆盖住银色绝缘金属漆2缺口，起到美观作用。

由实施例方法制备得到的双面钢化FTO-OGS触摸屏，集触控感测器和盖板于一体，具有较高的强度和实用性。

实施例4

参照图7、图8和图9，本实施例公开了一种双面钢化FTO-OGS触摸屏的制备方法，由该方法制备的双面钢化FTO-OGS触摸屏能同时实现触控感测器与盖板的功能，具体地，双面钢化FTO-OGS触摸屏的制备方法包括以下步骤：

步骤1：选择合格的玻璃基板6，进行清洗、去污；

步骤2：根据触摸屏外形将玻璃基板6进行切割、钻孔和打磨；

步骤3：对切割后的玻璃基板6进行钢化处理(此步骤可实现双面钢化)；

步骤4：在上述钢化后的玻璃基板6的其中一面沉积FTO导电薄膜1，即对玻璃基板6进行FTO导电薄膜1镀膜加工，形成高强度双面钢化FTO导电玻璃基板7(虚线框所示区域)；

步骤5：根据预设图形(此实施例中预设图形为三角形，对FTO导电薄膜进行图案化；

步骤6：在FTO导电玻璃基板7的边缘印刷边框油墨9，此边框油墨9是绝缘的，颜色为黑色；在边框油墨印刷区域边缘，靠近触控操作区域的地方预留一很小的空白区域，在预留的空白区域内印刷混合物8，所述混合物8为导电墨、导电炭黑和石墨乳中的一种或所中；

步骤7：在边框油墨9上印刷导电银线3，导电银线3印刷终止于步骤6中提到的混合物8所在区域，并与混合物8接触，由此便可以通过径向导通实现导电线路与FTO导电薄膜1之间的电气连接。

由实施例方法制备得到的双面钢化FTO-OGS触摸屏，集触控感测器和盖板于一体，具有较高的强度和实用性。

将实施例1-4任意一项制备得到的双面钢化FTO-OGS触摸屏应用于智能手机，该智能手机的安装包括以下步骤：将FPC10插到手机主板上，再把双面钢化FTO-OGS触摸屏用胶粘接到手机外框上，或者把LCD液晶与双面钢化FTO-OGS触摸屏贴合到一起。可以理解还可以采用其他常规方法将双面钢化FTO-OGS触摸屏安装在手机上。如图10-12所示，智能手机的触摸屏集触控感测器和盖板于一体，且具有较高的强度。其中FPC10为柔性印刷电路板。

本发明不局限于上述实施例所记载的双面钢化FTO-OGS触摸屏及其生产方法，其中钢化处理方法的改变、FTO导电薄膜的种类和沉积方法的改变、图案化方法的改变和电气连接方法的改变均在本发明的保护范围之内。

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 (10)

1.一种双面钢化FTO-OGS触摸屏生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按照触摸屏形状和大小对玻璃基板进行切割；

2)将步骤1)中得到的玻璃基板两面进行钢化处理；

3)在钢化后的玻璃基板的一面上沉积FTO导电薄膜，形成高强度双面钢化FTO导电玻璃基板；

4)对双面钢化FTO导电玻璃基板进行图案化，对导电区域进行电气连接；在导电玻璃基板边缘印刷油墨；在油墨上印刷或粘贴导电线路。

2.根据权利要求1所述双面钢化FTO-OGS触摸屏生产方法，其特征在于，所述玻璃基板厚度为：0.1mm～10mm。

3.根据权利要求1所述双面钢化FTO-OGS触摸屏生产方法，其特征在于，所述钢化处理为化学钢化处理。

4.根据权利要求1所述双面钢化FTO-OGS触摸屏生产方法，其特征在于，所述FTO导电薄膜厚度为：50nm～1000nm。

5.根据权利要求1所述双面钢化FTO-OGS触摸屏生产方法，其特征在于，所述FTO导电薄膜面电阻为：5ohm/□～500ohm/□。

6.根据权利要求1所述双面钢化FTO-OGS触摸屏生产方法，其特征在于，所述FTO导电玻璃基板透光率为60％～100％。

7.根据权利要求1所述双面钢化FTO-OGS触摸屏生产方法，其特征在于，所述对导电区域进行电气连接采用导电薄膜搭桥。

8.根据权利要求7所述双面钢化FTO-OGS触摸屏生产方法，所述导电薄膜为金属导电薄膜或非金属导电薄膜，所述金属导电薄膜为单层或多层结构，所述金属导电薄膜材料为钼、铝、铁、镁、锌中的一种或多种；或以钼、铝、铁、镁、锌为主要成分的合金；或是导电性能良好，并且与FTO导电薄膜具有良好的力学匹配性，结合紧密，不容易出现界面分离而导致电极断路失效的金属。

9.根据权利要求1所述双面钢化FTO-OGS触摸屏生产方法，其特征在于，所述在导电玻璃基板边缘印刷油墨，油墨与FTO导电薄膜不重叠。

10.一种双面钢化FTO-OGS触摸屏，其特征在于，由权利要求1-9任意一项所述双面钢化FTO-OGS触摸屏生产方法制备而成。