CN105487738B

CN105487738B - 电容式触摸屏面板

Info

Publication number: CN105487738B
Application number: CN201610087650.3A
Authority: CN
Inventors: 张雪峰; 赵莉; 曾驰; 舒志旭; 聂小璠; 陈卓; 张伯昆
Original assignee: Xinyang Agriculture and Forestry University
Current assignee: Xinyang Agriculture and Forestry University
Priority date: 2016-02-07
Filing date: 2016-02-07
Publication date: 2018-08-10
Anticipated expiration: 2036-02-07
Also published as: CN105487738A

Abstract

本发明涉及一种电容式触摸屏面板，属于显示设备的技术领域。本发明的电容式触摸屏面板，包括第一和第二透明基板、以及液晶层；第一透明基板上设置有多个像素单元和触控驱动电极，触控驱动电极与栅线电性连接；第二透明基板面对液晶层的表面上设置有触控感应电极，背对液晶层的表面上设置有触摸感应层；触摸感应层包括ITO层以及设置在ITO层上的Ag层；Ag层上还设置有透明保护膜。本发明的电容式触摸屏面板不仅能够实现超薄化，而且消除了点击位置与液晶显示位置之间的偏移；ITO膜层与Ag层之间的粘附性好，提高了触摸屏面板的灵敏度并保证了触摸感应层的耐用性，透明保护层不仅耐磨性好，而且还兼有良好的抗油污、耐指纹性能。

Description

电容式触摸屏面板

技术领域

本发明涉及显示设备的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种电容式触摸屏面板。

背景技术

触摸屏作为一种新的输入设备，是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式；它赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的多媒体交互设备。目前，触摸屏已经广泛应用于手机、pad等手持设备，此外也广泛应用于公共事务的业务查询以及城市街头的信息查询；此外也广泛应用于工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学等领域。

触摸屏按照组成结构可以分为：外挂式触摸屏、覆盖表面式触摸屏，以及内嵌式触摸屏。其中，外挂式触摸屏是将触摸屏与液晶显示屏分开生产，然后贴合到一起成为具有触摸功能的液晶显示屏，外挂式触摸屏存在制作成本较高、光透过率较低、模组较厚等缺点。而内嵌式触摸屏将触摸屏的触控电极内嵌在液晶显示屏内部，可以减薄模组整体的厚度，又可以大大降低触摸屏的制作成本，受到各大面板厂家青睐。现有技术中的电容式外部触摸板，生产工艺较复杂，需要在导电玻璃上形成触摸感应图形，再利用光学胶将上述具有触摸感应图形的玻璃与覆盖板进行贴合；但在进行贴合时，两层材料之间容易形成气泡，从而导致电容式触摸板本身的成品率较低，另外，外部触摸板和液晶显示屏之间不能完全对准，存在较大误差。为消除移位的不良影响，必须补偿移位造成的误差，例如，需要用户对移位的电容触摸屏进行软件校正，这也使得应用软件变得复杂，不方便应用。

发明内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种电容式触摸屏面板。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

一种电容式触摸屏面板，包括第一透明基板、第二透明基板、以及置于所述第一透明基板和第二透明基板之间的液晶层，所述液晶层的周围设置有边框胶；其特征在于：所述第一透明基板面对所述液晶层的表面上设置有成矩阵排列的多个像素单元，以及设置在所述多个像素单元之间的触控驱动电极，所述触控驱动电极与所述第一透明基板中的至少一条栅线电性连接；所述第二透明基板面对所述液晶层的表面上设置有触控感应电极，所述第二透明基板背对所述液晶层的表面上设置有触摸感应层；并且所述触摸感应层包括ITO层以及设置在所述ITO层上的Ag层；所述Ag层上还设置有透明保护膜。

其中，所述Ag层上还设置有透明保护膜。

其中，所述第一透明基板选自玻璃基板、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚碳酸酯(PC)膜、聚乙烯膜、聚酰亚胺膜或聚醚砜膜。

其中，所述第二透明基板选自玻璃基板、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚碳酸酯(PC)膜、聚乙烯膜、聚酰亚胺膜或聚醚砜膜。

其中，所述电容式触摸屏面板还包括柔性线路板，所述柔性线路板的一端电连接所述触摸感应层，另一端电性连接触摸驱动电路。

其中，所述柔性线路板包括：线路层以及屏蔽层。所述线路层用于向触摸驱动电路传输来自触摸感应层的信号，所述信号包括触摸点位置的X坐标信号和Y坐标信号；所述屏蔽层用于屏蔽其它电路对信号的干扰。

其中，所述Ag层与所述透明保护膜之间设置有上偏光板，所述第一透明基板面对所述液晶层的表面上设置有下偏光板。

与现有技术相比，本发明所述的电容式触摸屏面板具有以下有益效果：

本发明的电容式触摸屏面板不仅能够实现超薄化，而且消除了点击位置与液晶显示位置之间的偏移；并且在本发明中，所述ITO膜层与Ag层之间的粘附性好，提高了触摸屏面板的灵敏度并保证了触摸感应层的耐用性，所述的透明保护层不仅耐磨性好，而且还兼有良好的抗油污、耐指纹性能。

附图说明

图1为实施例1的电容式触摸屏面板的结构示意图。

图2为实施例1的电容式触摸屏面板中的第一透明基板的上表面结构示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明所述的电容式触摸屏面板做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

实施例

如图1-2所示，本实施例的电容式触摸屏面板，包括第一透明基板10、第二透明基板20、以及置于所述第一透明基板10和第二透明基板20之间的液晶层30，所述液晶层的周围设置有边框胶32。所述第一透明基板10面对所述液晶层30的表面上设置有成矩阵排列的多个像素单元31以及设置在所述多个像素单元31之间的触控驱动电极33，所述触控驱动电极33与所述第一透明基板中的至少一条栅线12电性连接；所述第二透明基板20面对所述液晶层30的表面上设置有触控感应电极35，所述第二透明基板20背对所述液晶层30的表面上设置有触摸感应层40。所述电容式触摸屏面板还包括柔性线路板(图中未示出)，所述柔性线路板的一端电连接所述触摸感应层，另一端电性连接触摸驱动电路。所述柔性线路板包括：线路层以及屏蔽层。所述线路层用于向触摸驱动电路传输来自触摸感应层的信号，所述信号包括触摸点位置的X坐标信号和Y坐标信号。在本实施例中，触摸感应层中设置了用于感测来自外界触摸的图样，例如，当用户以手指触摸时，在该触摸感应层中将产生携带用户触摸位置信息的信号，而此信号需要经过触摸感应层中的引出电极来输出，具体来说当用户以手指触摸屏幕时，由于人体电场，手指与触摸感应层会形成耦合电容，并通过柔性线路板中的线路层将电容信号传送至触摸驱动电路。驱动电路根据来自触摸感应层的信号进行计算并准确得出触摸点的位置。来自触摸感应层的信号在经由柔性线路板传输时，有可能受到来自其他电路的干扰。因而通常在柔性线路板线路层下设置屏蔽层。屏蔽层可以采用例如铜等金属材料实现。所述屏蔽层可以实现为完整的平面结构、网状结构或者其他结构。例如，当需要较高抗干扰能力时，可以采用完整的铜层来实现屏蔽层。在本实施例中所述的触摸驱动电路为现有技术中公知的触摸驱动电路。在本实施例中，所述触摸感应层40包括ITO膜层42，以及设置在所述ITO膜层42上的Ag层44。以提高其耐用性，并且能够避免因不良使用而导致的电阻变大，从而可以避免触摸屏的灵敏度降低。所述Ag层44上还设置有透明保护膜50。所述金属层与所述透明保护膜之间设置有上偏光板60，所述第一透明基板10背对所述液晶层30的表面上设置有下偏光板70。

在本实施例中，触摸驱动电路生成的现实信号通过与触控驱动电极连接的栅线传输给触控驱动电极，并通过触控驱动电极与触控感应电极来实现液晶层的触控显示功能。在本实施例中，所述第一和第二透明基板选自玻璃基板、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚碳酸酯(PC)膜、聚乙烯膜、聚酰亚胺膜或聚醚砜膜。所述触控驱动电极、触控感应电极由透明氧化物膜制成，例如可以选择常用的氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或铝掺杂氧化锌(AZO)，优选为ITO。

在本实施例中，所述透明保护膜作为表面接触的保护膜层，除了具有透明耐磨的特点外，还需要兼有良好的抗油污、耐指纹性能。现有技术中可以使用TiO₂薄膜作为透明保护膜使用，但采用溅射工艺制备得到的TiO₂薄膜其亲水性较差，抗油污以及耐指纹性能较差。在本实施例中，所述透明保护膜为掺杂氟的复合氧化物膜，所述掺杂氟的复合氧化物膜的厚度为5～100nm，优选为10～30nm，更优选为10～20nm。所述掺杂氟的复合氧化物膜通过溅射工艺制备，靶材的成分为TiO₂、SrO和聚四氟乙烯的混合物，其中SrO的含量为25.0～30.0wt％，聚四氟乙烯的含量为3.0～5.0wt％，余量为TiO₂。所述溅射工艺的条件为：偏压为100～250V，溅射功率为300～500W，工作气压为0.1～0.5Pa，并且工作气体为氩气，溅射时间为5～30min。表1示出了不同组成的靶材。

表1wt％

NO.	TiO₂	SrO	聚四氟乙烯	CeO₂	SiO₂
						1	70.0	25.0	5.0
2	67.0	30.0	3.0
						C1	100
C2	75.0	25.0
						C3	95.0		5.0
C4	70.0		5.0	25.0
						C5	70.0		5.0	25.0

对表1给出组成的靶材，采用以下溅射工艺进行镀膜，在真空度为10^-3Pa的真空腔室中，通入Ar使工作气压为0.5Pa，溅射功率为500W，偏压为200V，占空比为50％，溅射时间为15min，得到的透明保护膜厚度约为20nm，并分别测试蒸馏水以及正己烷在其表面的接触角，所述的接触角系指固液界面的水平线与气液界面在三相交点的切线之间的夹角，采用表面界面张力仪测定薄膜的接触角，取4个平行样本进行测定，并取平均值；其结果如表2所示。

表2

1

2

C1

C2

C3

C4

C5

与水的接触角

25.1°

25.7°

45.2°

35.5°

48.5°

43.1°

44.3°

与正己烷的接触角

96.1°

99.3°

65.2°

88.1°

61.2°

63.2°

66.3°

在本实施例中，所述触摸感应层由ITO膜层，和设置在所述ITO膜层上的Ag层。为了提高所述Ag层和ITO膜层之间的粘附性，本实施例所述的触摸感应层通过以下方法制备得到：①通过溅射沉积氧化铟层(8～20nm)，在氧化铟层上溅射沉积锡层(2.5～5nm)；②在所述锡层上施加脉冲电流得到ITO膜层，时间为5～15min；③在所述ITO膜层上溅射沉积Ag层。其中，所述脉冲电流优选为矩形方波脉冲电流，且其电流的幅值为0.1～0.2A/cm^-2，脉冲宽度为100～1000μs，占空比为1∶2～1∶4。通过上述方法制备得到的触摸感应层，所述ITO膜与Ag层之间的粘附性高，可以达到1.20～1.50kgf/cm。表3示出了采用不同工艺制备的触摸感应层，以及相应的导电性和粘附性。

表3

其中，所述ITO-1通过以下方法制备得到：以氧化铟为靶材，以Ar为工作气体溅射沉积氧化铟层(厚度12nm)，然后以锡为靶材在氧化铟层上溅射沉积锡层(3nm)，然后施加脉冲电流10min得到厚度约为15nm的ITO膜层。所述ITO-2是直接以氧化铟锡为靶材，以Ar为工作气体溅射沉积ITO膜层(厚度15nm)。所述金属层和缓冲层均通过溅射工艺制备得到。其中，所述脉冲电流为矩形方波脉冲电流，且其电流的最大值为0.15A/cm^-2，脉冲宽度为200μs，占空比为50％。

对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电容式触摸屏面板，包括第一透明基板、第二透明基板、以及置于所述第一透明基板和第二透明基板之间的液晶层，所述液晶层的周围设置有边框胶；其特征在于：所述第一透明基板面对所述液晶层的表面上设置有成矩阵排列的多个像素单元，以及设置在所述多个像素单元之间的触控驱动电极，所述触控驱动电极与所述第一透明基板中的至少一条栅线电性连接；所述第二透明基板面对所述液晶层的表面上设置有触控感应电极，所述第二透明基板背对所述液晶层的表面上设置有触摸感应层；并且所述触摸感应层包括ITO层以及设置在所述ITO层上的Ag层；所述Ag层上还设置有透明保护膜；所述电容式触摸屏面板还包括柔性线路板，所述柔性线路板的一端电连接所述触摸感应层，另一端电性连接触摸驱动电路；所述柔性线路板包括线路层以及屏蔽层，所述Ag层与所述透明保护膜之间设置有上偏光板，所述第一透明基板背对所述液晶层的表面上设置有下偏光板。

2.根据权利要求1所述的电容式触摸屏面板，其特征在于：所述第一透明基板选自玻璃基板、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚碳酸酯膜、聚乙烯膜、聚酰亚胺膜或聚醚砜膜中的一种。

3.根据权利要求1所述的电容式触摸屏面板，其特征在于：所述第二透明基板选自玻璃基板、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚碳酸酯膜、聚乙烯膜、聚酰亚胺膜或聚醚砜膜中的一种。

4.根据权利要求1所述的电容式触摸屏面板，其特征在于：所述透明保护膜为掺杂氟的复合氧化物膜，所述掺杂氟的复合氧化物膜的厚度为5～100nm；所述掺杂氟的复合氧化物膜通过溅射工艺制备，溅射工艺用的靶材成分为TiO₂、SrO和聚四氟乙烯的混合物，其中SrO的含量为25.0～30.0wt％，聚四氟乙烯的含量为3.0～5.0wt％，余量为TiO₂。

5.根据权利要求1所述的电容式触摸屏面板，其特征在于：触摸感应层通过以下方法制备得到：①通过溅射沉积氧化铟层，在氧化铟层上溅射沉积锡层；②在所述锡层上施加脉冲电流，得到ITO膜层；③在所述ITO膜层上溅射沉积Ag层；所述脉冲电流为矩形方波脉冲电流，且其电流的幅值为0.1～0.2A/cm^-2，脉冲宽度为100～1000μs，占空比为1∶2～1∶4。