CN105138196A - Ogs触摸屏结构及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种OGS触摸屏结构及电子设备，依据本发明，第一BM用以提供边框所需要的颜色，而第二BM则提供对第一BM温度方面的保护，防止第一BM挥发而污染透明导电层，也有效降低第一BM的热损伤。而第三BM为耐激光的BM，从而对第一BM形成光刻保护，不至于造成第一BM的光损。对于第二BM和第三BM，对其颜色要求相对不高，因而可选余地比较大，且具体厚度可根据具体的工艺条件进行选择，不会太厚，对边框的整体厚度影响较小。

Description

OGS触摸屏结构及电子设备

技术领域

本发明涉及涉及一种OGS触摸屏结构，以及应用该OGS触摸屏结构的电子设备，其中OGS（OneGlassSolution），是直接在保护玻璃上直接形成ITO导电膜及传感器的技术。。

背景技术

BM（BlackMatrix，黑矩阵）是指在玻璃、塑料、金属或树脂等材料上进行的电子印刷。现有的智能手机屏幕上周边的有色部分就是BM的一种。BM称为黑矩阵，但实际包含多种颜色，其中就包括白色，其实质是彩色微电子印刷技术。

现有OGS普遍采用在玻璃背面先制作BM再制作ITO的步骤，在边框结构的制程中，不可避免的会使用例如激光雕刻工艺，以进行例如银浆层的雕刻。为避免银浆层雕刻所产生引脚之间的短接，需要将引脚之间的银浆全部去除，失去了银浆的阻挡，激光会直接投射到BM上，造成BM的损伤。为此，需要有从背面对BM进行修补的步骤，但经过修补的BM的质量无法得到保证，容易出现纹理等缺陷。

在一些实现中，在玻璃的正面也就是设置ITO膜层的面设置BM，虽然无法避免BM在雕刻银浆层时的损伤，但在激光雕刻后，再在背面制作BM可以有效的掩盖正面BM的损伤，并且不会产生纹理。然而在玻璃的背面制作的BM往往需要盖板等的保护，整体厚度偏大。

在如中国专利文献CN203643993U，公开了一种正面电镀BM的多点触控OGS触摸屏，该触摸屏在其玻璃基板的一面设置BM层，另一面设置多点触控ITO层，并在BM层上叠置透明层。ITO层需要制作引脚，引脚的制作如前所述，一般需要激光雕刻，激光雕刻后期会透过玻璃基板烧蚀相应区域的BM，造成BM的损伤，如果预先制作了透明层，那么BM被损伤的部分将无法得到修复。

典型地，中国专利文献CN203812222U则公开了一种单层多点OGS电容屏结构，该技术方案专用于具有毛毛虫结构的OCS电容屏，目前的OGS中只有毛毛虫结构使用ITO作为触控屏或者线路板和其它器件的导线，应当理解，其他OGS都是使用引线作为导线的。

上述文献CN203812222U在其背景技术部分对当前单层多点并具有毛毛虫结构的OGS电容屏结构制程中所存在的问题做出了相对详细的说明，为解决单层ITO蚀刻痕（ITO和BM存在色差）造成的外观不良，提出了一种用以彻底去除BM黑色边框处ITO蚀刻痕的单层多点OGS电容屏结构，它在盖板玻璃上首先在预定的边框区域上制作一层BM光阻薄膜，然后制作整面的ITO薄膜，蚀刻ITO薄膜形成ITO图案层，柔性电路板通过蚀刻所产生的结构与ITO图案层电气连接。

上述文献CN203812222U只能应用于毛毛虫结构的OGS中，且通过蚀刻实现ITO图案层与柔性电路板连接的结构本身就需要对BM层（BM黑色边框）进行破坏，尽管采用了光阻材料形成了形成了新的边框非可视区域，但BM层的功能性在此并没有得到体现，其本体的功能相当于采用附加的BM光阻薄膜取代。

在一些实现中，通过改变工艺，不再使用激光，从而就不会产生激光制程对BM的损伤。例如中国专利文献CN203673461U，公开了一种单片式（OGS）电容触摸屏，其含有第一油墨层，并在第一油墨层上开有导通孔，通过在导通孔内填充导电油墨实现FPC与银浆引线的联通，最后在制作盖底油墨。该技术方案通过另辟技术路线而不必采用激光制程，然后其步骤相对比较多，整体的效率无法保证。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种OGS触摸屏结构，以及应用该OGS触摸屏结构的电子设备，在满足有效保护BM的同时，相适应的生产效率相对比较高。

本发明采用以下技术方案：

依据本发明的第一个方面的一种OGS触摸屏结构及电子设备，包括：

玻璃基板，该玻璃基板具有预定的边框区域和边框区域所围绕的视窗区域；

第一BM，该第一BM的一面接合于边框区域；

第二BM，为温度保护BM，而设置在第一BM的另一面上，用于第一BM的在预定温度下的保护；

第一透明导电层，叠置在形成有第一BM和第二BM的玻璃基板的一面，具有第一维度的图案；相应于第一维度两端的边框区域形成有第一透明导电层的第一接线区；

绝缘层，形成在第一透明导电层上；

第二透明导电层，叠置在第一透明导电层上，并通过绝缘层与第一透明导电层绝缘；该第二透明导电层具有第二维度的图案，该第二维度与第一维度正交；相应于该第一维度两端的边框区域形成有第二透明导电层的第二接线区；

第三BM，形成在第一接线区和第二接线区，用以构造为激光保护BM；以及

银胶层，具有分布在第一接线区第三BM之上的而与第一维度的图案电气连接的第一引脚区和分布在第二接线区第三BM之上的而与第二维度的图案电气连接的第二引脚区。

上述OGS触摸屏结构及电子设备，所述第三BM的厚度不小于12nm。

可选地，所述第三BM的厚度不大于17nm。

优选地，所述第三BM的厚度为15nm。

优选地，所述第一BM为黑色BM。

进一步地，所述黑色BM的厚度为6nm。

可选地，所述第二BM在边框宽度方向上的宽度小于第一BM在该方向上的宽度，且第二BM靠边框内侧设置。

可选地，所述第二BM的厚度为4~8nm，且宽度为第一BM宽度的三分之一到二分之一。

可选地，所述第一透明导电层和第二透明导电层为各由一层ITO膜层形成。

依据本发明的第二个方面，一种具有触摸屏的电子设备，包括如本发明第一个方面的OGS触摸屏结构。

依据本发明，第一BM用以提供边框所需要的颜色，而第二BM则提供对第一BM温度方面的保护，防止第一BM挥发而污染透明导电层，也有效降低第一BM的热损伤。而第三BM为耐激光的BM，从而对第一BM形成光刻保护，不至于造成第一BM的光损。对于第二BM和第三BM，对其颜色要求相对不高，因而可选余地比较大，且具体厚度可根据具体的工艺条件进行选择，不会太厚，对边框的整体厚度影响较小。

附图说明

图1为依据本发明的一种OGS边框区域的剖面原理图。

1.玻璃基板，2.黑色BM，3.耐高温BM，4.第一透明导电层，5.绝缘层，6.第二透明电层，7.耐激光BM，8.银胶层。

具体实施方式

一般而言，OGS触摸屏结构与其他的触摸屏结构一样，通常都是矩形结构。尽管当前出现了所谓的无边框手机，但绝大多数的触摸屏也都包含边框。

图1所示的结构是一种窄边框结构的触摸屏剖面结构示意图，图中，边框区域含有一定宽度的ITO（IndiumTinOxide，氧化铟锡）。

关于宽度，限制于概念边框，例如矩形框，其宽度为其某边框在该边框平面内，与该边框延伸方向垂直的方向上的宽度。

在触摸屏的边框区域通常含有BM层，用以遮蔽BM层之下的边框结构，例如分布在边框区域的引线，屏蔽线等。

被边框所围绕的区域一般称为功能区（sensor），用以将触摸变换成电信号输出。

透明导电层，例如第一透明导电层4、第二透明导电层6，需要图案化，形成例如ITO（氧化铟锡）迹线，两个透明导电层之间形成电容，触摸所产生的电容变化被检测，从而确定触摸位置。

用以将例如ITO迹线上的信号引出的线路分布在边框区域，主要包含三个部分，一个部分是在迹线两端制作的引脚（PIN），然后通过银线或者其他线路将其引到一个区域，该区域用以实现与FPC（柔性线路板）的连接，一般是热压连接，从而称为热压区。

边框区域的线路通常需要先形成银浆层，然后雕刻银浆层形成相应的边框线路。

在例如透明导电膜制程中，需要导电膜层的可靠固定，避免剥落，需要

一种OGS触摸屏结构及电子设备，其基本结构包括：

玻璃基板1，该玻璃基板具有预定的边框区域和边框区域所围绕的视窗区域；图中，各层之间的厚度关系并非是实际其厚度的正比例绘制，而是用以反应其原理。

图中玻璃基板1的下表面为空气面，上表面作为承载面，用于形成触控功能层。

对玻璃基板1一般需要进行强化处理，在一些实施例中还可以通过贴防爆膜以提高整体的强度。

进而在边框区域内形成第一BM，如图1中所示的黑色BM，形成用户常见的黑色边框。那么从空气面透过玻璃基板1就可以看到第一BM的颜色，形成为玻璃基板1所直接从空气侧保护的边框。

显然，边框的颜色应当是可控的，如果产生某些不可控的花纹，白点，会影响边框的外观，而对银胶层的激光雕刻是产生这种缺陷的主要原因。

此外，由于在触摸屏制作过程中，例如黑色BM2较早的形成在玻璃基板1上，而在制程中不可避免的还需要其他的工艺步骤，例如热固化等。BM层多是基于油墨印刷制成，有一定的挥发性，挥发所产生的物质一方面会污染例如透明导电膜，另一方面，黑色BM2本身也会受到损伤。

污染可能导致例如视窗区边沿颜色变黑。

为了提高例如ITO与基材，也就是玻璃基板1的结合强度，放置ITO层从玻璃基板1上剥落，需要对ITO进行热处理（一般是恒温箱烘烤）。该热处理应尽可能的降低对BM层的损坏。

当然，为保证ITO的结合强度，对BM层的损坏相对就是一个次要因素。

关于边框的宽度，基于本发明是对现有边框的一种改进，并不涉及其宽度，因此，在此其宽度选用现有的边框宽度。

下面是对触控功能区结构的描述：

触控功能区含有两个透明导电层，透过功能区，也就是视窗区域可以看到触摸屏所贴敷的显示器上的画面，从而形成触显模组。

两个透明导电层在物理结构不一定存在例如平行关系，在此处所表示的是两个维度的透明导电层，在物理结构可以存在部分结构同面的情况，例如架桥式的触摸屏。

第二BM，为温度保护BM，而设置在第一BM的另一面上，用于第一BM的在预定温度下的保护，如图1中所示的耐高温BM3。

耐高温BM也是为半导体、微电子、触摸屏等专门开发的油墨，例如牌号为HT02的油墨，耐高温油墨一般要求在180摄氏度的条件下烘烤30分钟表面颜色无变化。一些较好的耐高温油墨可以在280摄氏度的条件下烘烤30分钟表面颜色无变化。

此外，对于BM的性能考量还涉及到绝缘值，一般在高温条件下（烘烤条件）其绝缘值变化较小，并保持较高的电阻率，例如加载250V电压的条件下的绝缘值在2000兆欧以上。

耐高温BM3遮蔽在基底的第一BM之上，如图1中所示的黑色BM2之上，能够对黑色BM产生有效的热保护。

通常耐高温BM3自身有良好的热阻，从而能够对黑色BM2产生相对良好的热保护。

此外，耐高温BM3一般在满足热保护的条件下，厚度极薄，对整体的触摸屏的厚度影响相对较小，即便是考虑热阻，从而满足对黑色BM2的保护，厚度稍厚，也不致对触摸屏边框部分的整体厚度产生较大的影响。

第一透明导电层4，叠置在形成有第一BM和第二BM的玻璃基板1的一面，具有第一维度的图案；相应于第一维度两端的边框区域形成有第一透明导电层4的第一接线区。

在图1所示的结构中，第一透明导电层4在边框区域存在爬坡结构，为减小爬坡所产生的断线问题，可以在耐高温BM3和黑色BM2的图中左边设置坡面，以改善爬坡结构的力学性能。

应当理解，相应于第一维度两端的边框区域并不表示每一端的区域均需要设置，而是表示位于两端的边框区域所限定的区域。

一般而言，第一透明导电层4通过真空磁控溅射形成在承载面，然后对其例如烘烤实现相关膜层可靠地附着在承载面上。

然后进行保护油墨的印刷，蚀刻形成第一透明导电层4。

去除制备第一透明导电层4上的保护油墨后，制作绝缘层5，绝缘层可以采用整面的绝缘层，也可以采用图案化的绝缘层，根据触摸屏功能部分的透明导电膜的结构进行选择。

绝缘层5主要用于两个透明导电层之间的绝缘，形成电容的电极之间的极板间介质。

如前所述，绝缘层5可以制作成整面的覆盖第一透明导电层4的膜层，但也可以图案化，保留一小部分结构，例如只存在于两个透明导电层的交叠区域。

关于第二透明导电层6，它与第一透明导电层4之间是一种叠置关系，并通过绝缘层5与第一透明导电层4绝缘；该第二透明导电层6具有第二维度的图案，该第二维度与第一维度正交；相应于该第一维度两端的边框区域形成有第二透明导电层6的第二接线区。

叠置也并不表示必然存在严格的相互平行的层状结构，如前所述的架桥式的触摸屏，其两个透明导电层的主体结构是一个透明导电膜蚀刻而成的，然后通过架桥实现两个维度的信号采集。

关于边框部分线路的制作，如前所述，主要通过例如激光雕刻实现，透明导电层是透明的，不能有效阻挡激光，从而会造成预先制成的第一BM，也就是黑色BM2的损伤。

为此，制作第三BM，如图1中所示的耐激光BM7，形成在第一接线区和第二接线区，用以构造为激光保护BM。

耐激光BM7也是在OGS中应用比较成熟的BM，一般作为衬底油墨，例如直接作为第一BM使用，又可以作为光刻的油墨保护层，用以形成预定的图案。

激光保护BM用于保护第一BM，保证第一BM的完整性，从而外观上在平光条件下，油墨表面颜色无变化。

关于激光保护BM，如图1中所示的耐激光BM7，并不需要考虑其自身颜色，其自身颜色对边框颜色没有影响，选材范围比较广。其耐激光性能可以稍差，自身未被烧蚀透，不影响第一BM即可选用。

耐激光油墨，例如TS系列的耐激光油墨。

通过耐热BM与耐激光BM对第一BM的协同保护，使边框BM的外观质量较好，产品良率容易保证。

并且由于当前BM层的厚度都比较小，对边框区域的总厚度影响较小。

进而，适配银胶层8，具有分布在第一接线区第三BM之上的而与第一维度的图案电气连接的第一引脚区和分布在第二接线区第三BM之上的而与第二维度的图案电气连接的第二引脚区。

为了满足耐激光的需要，避免伤及第一BM，所述第三BM的厚度不小于12nm。

此外，较薄的膜层具有透光性，例如银膜，厚度小于相应光的波长时，就具有对这种光的透光性，因此，从这个角度讲，为了满足对激光的有效阻挡，所述第三BM的厚度不小于12nm。

此外，关于第三BM尽可能的采用白色BM，其自身对光的反射性好，换言之，自身对光的吸收较少，自身就有相对较好的抗激光性能。

进一步地，所述第三BM的厚度不大于17nm，在满足激光保护的条件下，产生较小的触摸屏厚度。

优选地，所述第三BM的厚度为15nm，在满足激光保护的条件下，能够具有较小的厚度。

可选地，所述第一BM为黑色BM2，黑色作为边框颜色能够广泛的为消费者所接受，黑色BM的技术也比较成熟，整体制作成本比较低。

可选地，第一BM也可以采用白色BM、黑色BM或者其他彩色的BM，以满足不同消费群体的需要。

进一步地，所述黑色BM2的厚度为6nm，由于有两个BM的协同保护，黑色BM2的厚度只需要考虑颜色需要，而不必考虑耐热、耐光刻需要，自身厚度要求也较低。

对于第二BM，在宽度方向上，可以覆盖整个第一BM，但消耗的奶热性BM较多。

经过试验发现，通过合理的设置，可以不必覆盖整个第一BM即可满足所需要的热保护性需要。

优选地，所述第二BM在边框宽度方向上的宽度小于第一BM在该方向上的宽度，且第二BM靠边框内侧设置，通过合理的结构设置，能够在满足较好的热保护的条件下，使用第二BM料较少。

优选地，所述第二BM的厚度为4~8nm，且宽度为第一BM宽度的三分之一到二分之一。

试验时，例如可以选择几个烘烤温度节点，在覆盖了第一透明导电膜（未图案化）的条件下，采用180摄氏度、200摄氏度、220摄氏度、24-摄氏度、260摄氏度和280摄氏度，烘烤三十分钟，然后从玻璃基板1的空气面检查第一BM的外观质量是否有变化，一方面是平光条件下对比第一BM的标准颜色。

另一个测量对象是第一BM的电阻率。

在选用可用的第二BM的厚度为4~8nm，也可以进一步增厚，但会消耗较多的材料。

第二BM的宽度不宜小于第一BM宽度的三分之一，否则保护效果衰减比较快，而在大于第一BM宽度的二分之一时，对保护效果变化不大。若由特别保护，可以加厚第二BM的厚度，同时加宽第二BM的宽度，也一定会在本发明的原理范围之内。

如前所述，透明导电层有两种基本形式，一种是由一个透明导电膜形成，另一种是由两个透明导电膜形成，优选地所述第一透明导电层4和第二透明导电层6为各由一次ITO膜层形成，产品良率相对较高，而触摸屏的厚度增加有限。

一种具有触摸屏的电子设备，包括本发明实施例中的所述的OGS触摸屏结构。

Claims (10)

1.一种OGS触摸屏结构及电子设备，其特征在于，包括：

玻璃基板（1），该玻璃基板具有预定的边框区域和边框区域所围绕的视窗区域；

第一BM，该第一BM的一面接合于边框区域；

第二BM，为温度保护BM，而设置在第一BM的另一面上，用于第一BM的在预定温度下的保护；

第一透明导电层（4），叠置在形成有第一BM和第二BM的玻璃基板（1）的一面，具有第一维度的图案；相应于第一维度两端的边框区域形成有第一透明导电层（4）的第一接线区；

绝缘层（5），形成在第一透明导电层（4）上；

第二透明导电层（6），叠置在第一透明导电层（4）上，并通过绝缘层（5）与第一透明导电层（4）绝缘；该第二透明导电层（6）具有第二维度的图案，该第二维度与第一维度正交；相应于该第一维度两端的边框区域形成有第二透明导电层（6）的第二接线区；

第三BM，形成在第一接线区和第二接线区，用以构造为激光保护BM；以及

银胶层（8），具有分布在第一接线区第三BM之上的而与第一维度的图案电气连接的第一引脚区和分布在第二接线区第三BM之上的而与第二维度的图案电气连接的第二引脚区。

2.根据权利要求1所述的OGS触摸屏结构及电子设备，其特征在于，所述第三BM的厚度不小于12nm。

3.根据权利要求2所述的OGS触摸屏结构，其特征在于，所述第三BM的厚度不大于17nm。

4.根据权利要求2或3所述的OGS触摸屏结构，其特征在于，所述第三BM的厚度为15nm。

5.根据权利要求1或2所述的OGS触摸屏结构，其特征在于，所述第一BM为黑色BM（2）。

6.根据权利要求5所述的OGS触摸屏结构，其特征在于，所述黑色BM（2）的厚度为6nm。

7.根据权利要求1-3任一所述的OGS触摸屏结构，其特征在于，所述第二BM在边框宽度方向上的宽度小于第一BM在该方向上的宽度，且第二BM靠边框内侧设置。

8.根据权利要求7所述的OGS触摸屏结构，其特征在于，所述第二BM的厚度为4~8nm，且宽度为第一BM宽度的三分之一到二分之一。

9.根据权利要求1所述的OGS触摸屏结构，其特征在于，所述第一透明导电层（4）和第二透明导电层（6）为各由一层ITO膜层形成。

10.一种具有触摸屏的电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的OGS触摸屏结构。