CN109375836B - 一种具有架桥结构的大中型电容式触摸屏 - Google Patents

一种具有架桥结构的大中型电容式触摸屏 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有架桥结构的大中型电容式触摸屏,包括面板、光学透明胶、导电感应层和柔性透明基板,导电感应层包括在柔性透明基板上沿X轴方向排列的第一触摸电极串,以及沿y轴方向排列的第二触摸电极串,第一触摸电极串和第二触摸电极串均包括多个触摸电极,且第一触摸电极串内的触摸电极通过连接线相互连接,第二触摸电极串内的触摸电极之间的空隙处覆盖有绝缘层,在绝缘层的上方设有连接第二触摸电极串内相邻触摸电极的架桥,且架桥为银浆材料制成。本发明中使用银浆材料制成的架桥连接相邻菱形ITO,降低了每条触摸电极串通道的阻抗值,提升了触摸屏的稳定性;相对于传统双层ITO的结构,在透光率上得到很大提升,触摸屏的显示效果更佳。

Description

一种具有架桥结构的大中型电容式触摸屏
技术领域
本发明涉及于电子设备技术领域,具体涉及一种具有架桥结构的大中型电容式触摸屏。
背景技术
触摸屏(touch screen)是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置,当接触了屏幕上的图形按钮时,屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置,可用以取代机械式的按钮面板,并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。
透明作为触摸屏的重要属性,它直接影响到触摸屏的视觉效果。透明有透明的程度问题,红外线技术触摸屏和表面声波触摸屏只隔了一层纯玻璃,透明可算佼佼者。电容式触摸屏是多层的复合薄膜,仅用透明一点来概括它的视觉效果是不够的,但是透明同样重要。如图1所示,传统电容式触摸屏是在玻璃的正反面分别涂覆导电ITO感应层,然后通过感应电流实现触摸感应,这种结构的透光率不好,显示效果差。
目前市场上出现了对这种双面涂覆导电层的结构的改进方案,例如,公开号为CN102968234A的专利文献中公开了一种具有架桥结构的Film电容式触摸屏,其由面板、光学透明胶和具有架桥结构的导电感应层组成,所有导电模块皆是在透明导电基材的一个表面完成,在透光率及结构简化上得到了一定的改进。但是这些架桥选用材料一般都是钼铝钼材料,由于钼铝钼材料的可视性,其宽度太宽了会影响显示效果,太窄了又会造成通道阻抗较大,光学显示效果同样较差。另外,触摸屏的稳定性一般,制作成本也较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有架桥结构的大中型电容式触摸屏,该电容式触摸屏解决了传统电容式触摸屏通道阻抗较大、稳定性差、透光率差和成本高的缺陷。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种具有架桥结构的大中型电容式触摸屏,由上到下依次包括面板、光学透明胶、导电感应层和柔性透明基板,
所述导电感应层包括在柔性透明基板上沿X轴方向排列的第一触摸电极串,以及沿y轴方向排列的第二触摸电极串,所述第一触摸电极串和第二触摸电极串均包括多个触摸电极,且所述第一触摸电极串内的触摸电极通过连接线相互连接,所述第二触摸电极串内的触摸电极之间的空隙处覆盖有绝缘层,在所述绝缘层的上方设有连接第二触摸电极串内相邻触摸电极的架桥,且所述架桥为银浆材料制成。
进一步改进在于,所述绝缘层至少覆盖所述第二触摸电极串内相应架桥的底面区域。
进一步改进在于,所述绝缘层的制作材料包括氟基聚合物、碳纳米管、聚氨酯、氮化硼、聚二环戊二烯和石墨烯。
进一步改进在于,所述绝缘层的制作材料按重量百分比包括氟基聚合物5-20%、碳纳米管5-20%、聚氨酯3-18%、氮化硼5-20%、聚二环戊二烯8-20%和石墨烯10-20%。
进一步改进在于,所述氟基聚合物选自聚氯三氟乙烯(PCTFE)、聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚全氟丁烯乙烯基醚或聚四氟乙烯(PTFE)中的一种。
进一步改进在于,所述架桥的厚度为30-50μm。
进一步改进在于,所述触摸电极为菱形。
本发明的有益效果是:使用银浆材料制成的架桥连接相邻菱形ITO,降低了每条触摸电极串通道的阻抗值,提升了触摸屏的稳定性;相对于传统双层ITO的结构,在透光率上得到很大提升,触摸屏的显示效果更佳;另外,使用的纳米绝缘层,具有较好的绝缘稳定性和散热性,进一步增加了触摸屏的稳定性,且制作成本低。
附图说明
图1为传统触摸屏中ITO导电感应层的结构图;
图2为本发明整体结构的剖面图;
图3为本发明的导电感应层结构图;
图4为本发明中架桥结构的示意图;
图5为第一触摸电极串通道的阻抗计算中所用参数的介绍图;
图6为第二触摸电极串通道的阻抗计算中所用参数的介绍图;
图7为大型触摸屏的结构图;
其中,1-面板,2-光学透明胶,3-导电感应层,4-柔性透明基板,5-第一触摸电极串,6-第二触摸电极串,7-触摸电极,8-连接线,9-绝缘层,10-架桥,11-大型触摸屏。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
如图2所示,一种具有架桥结构的大中型电容式触摸屏,由上到下依次包括面板1、光学透明胶2、导电感应层3和柔性透明基板4,
结合图3和图4所示,其中的导电感应层3包括在柔性透明基板4上沿X轴方向排列的第一触摸电极串5,以及沿y轴方向排列的第二触摸电极串6,第一触摸电极串5和第二触摸电极串6均包括多个触摸电极7,且第一触摸电极串5内的触摸电极7通过连接线8相互连接,第二触摸电极串6内的触摸电极7之间的空隙处覆盖有绝缘层9,在绝缘层9的上方设有连接第二触摸电极串6内相邻触摸电极7的架桥10,且架桥10为银浆材料制成。
特别的,绝缘层9至少覆盖第二触摸电极串5内相应架桥10的底面区域,也就是绝缘层9需要将每个架桥10与低下的连接线8隔断。
其中,绝缘层9的制作材料包括氟基聚合物、碳纳米管、聚氨酯、氮化硼、聚二环戊二烯和石墨烯,且每个材料的所占重量比为氟基聚合物5-20%、碳纳米管5-20%、聚氨酯3-18%、氮化硼5-20%、聚二环戊二烯8-20%和石墨烯10-20%。氟基聚合物选自聚氯三氟乙烯PCTFE、聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚全氟丁烯乙烯基醚或聚四氟乙烯(PTFE)中的一种。
绝缘层9最优配方为氟基聚合物(聚偏二氟乙烯)18%、碳纳米管18%、聚氨酯12%、氮化硼16%、聚二环戊二烯16%和石墨烯20%。按这种材料制成不同厚度的绝缘层,均用A表示;再用SiO2制作同样厚度的绝缘层,均用B表示;然后对同样的放电端对绝缘层的一侧放点,在另一侧检测相同时间内透过绝缘层的电量,制成表格如下:
厚度(μm) 10<sup>6</sup> 10<sup>5</sup> 10<sup>4</sup> 10<sup>3</sup> 10<sup>2</sup> 10<sup>1</sup>
A漏电量(mA) 15.1 15.6 31.1 56.4 91.3 125.3
B漏电量(mA) 56.8 60.7 109.2 154.2 298.0 356.4
从上表可以明显看出,本发明制作的绝缘层相当于传统绝缘层,有几乎3倍的绝缘效果,这样触摸屏的整体稳定性大幅度提升了。
特别的,架桥10的厚度为30-50μm,最佳为40μm;触摸电极7为菱形。
根据上述结构特征,制造出一定面积的导电感应层,分别计算导电感应层内第一触摸电极串5(接收信号RX)和第二触摸电极串6(发送信号TX)的通道阻抗。
计算公式:R阻抗=N*R’*{B/a+[L/(W-a)]*ln(W/a)},
其中,
R阻抗:表示一条触摸电极串(感应Sensor)的电阻值;
R’:表示ITO的方阻;
B:表示ITO桥的长度(与电流方向一致);
a:表示ITO桥的宽度(与电流方向垂直);
L:表示菱形的长度(与电流方向一致):前一个桥的末端到后一个桥的始端;
W:表示菱形的宽度(与电流方向垂直);
N:表示电流方向上的菱形数量(起始和末端各自半个菱形刚好拼成一个菱形);
Ln():表示自然对数函数。
如图5和图6所示,对第一触摸电极串5和第二触摸电极串6的各个参数分别检测(需要说明的是“ITO桥的长度B”在第一触摸电极串内为连接线的长度,在第二触摸电极串6内为架桥的长度;“ITO桥的宽度a”在第一触摸电极串内为连接线的宽度,在第二触摸电极串6内为绝缘层向两端延伸后与菱形两边的相交点之间的距离),并经计算阻抗得到如下表格:
Figure BDA0001849145760000061
从上表可以看出,第一触摸电极串RX中电流方向上的菱形数量为198个,是第二触摸电极串TX中112个的1.768倍,而第一触摸电极串RX的通道阻抗24221.02763是第二触摸电极串TX通道阻抗8791.212的2.755倍。由此可见,在相同菱形数量下,具有银浆制成架桥结构的第二触摸电极串TX具有较低的阻抗。
由于第二触摸电极串TX具有较低的阻抗,所以可以将水平方向设为第二触摸电极串TX,大幅度增长尺寸,竖直方向设为第一触摸电极串RX,制成如图7所示的大型触摸屏,这种触摸屏可达到20K屏幕,且触摸屏稳定性好,触控的反应灵敏度也不会因为尺寸大而下降。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施示例的限制,上述实施示例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种具有架桥结构的大中型电容式触摸屏,其特征在于:由上到下依次包括面板(1)、光学透明胶(2)、导电感应层(3)和柔性透明基板(4),
所述导电感应层(3)包括在柔性透明基板(4)上沿X轴方向排列的第一触摸电极串(5),以及沿y轴方向排列的第二触摸电极串(6),所述第一触摸电极串(5)和第二触摸电极串(6)均包括多个触摸电极(7),且所述第一触摸电极串(5)内的触摸电极(7)通过连接线(8)相互连接,所述第二触摸电极串(6)内的触摸电极(7)之间的空隙处覆盖有绝缘层(9),在所述绝缘层(9)的上方设有连接第二触摸电极串(6)内相邻触摸电极(7)的架桥(10),且所述架桥(10)为银浆材料制成;
所述绝缘层(9)的制作材料按重量百分比包括氟基聚合物5-20%、碳纳米管5-20%、聚氨酯3-18%、氮化硼5-20%、聚二环戊二烯8-20%和石墨烯10-20%。
2.根据权利要求1所述的一种具有架桥结构的大中型电容式触摸屏,其特征在于:所述绝缘层(9)至少覆盖所述第二触摸电极串(5)内相应架桥(10)的底面区域。
3.根据权利要求1所述的一种具有架桥结构的大中型电容式触摸屏,其特征在于:所述氟基聚合物选自聚氯三氟乙烯(PCTFE)、聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚全氟丁烯乙烯基醚或聚四氟乙烯(PTFE)中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种具有架桥结构的大中型电容式触摸屏,其特征在于:所述架桥(10)的厚度为30-50μm。
5.根据权利要求1所述的一种具有架桥结构的大中型电容式触摸屏,其特征在于:所述触摸电极(7)为菱形。
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