CN109683749A

CN109683749A - 一种触摸屏生产工艺

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Publication number: CN109683749A
Application number: CN201710969419.1A
Authority: CN
Inventors: 曾洪生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2019-04-26

Abstract

本发明涉及一种触摸屏生产工艺，包括有喷墨打印机与透明基材；喷墨打印机在透明基材上直接打印出透明的触摸功能电路，透明基材为玻璃、PET、PC或绝缘树脂；采用喷墨打印技术打印触摸控制电路(感应层电路和驱动层电路)，省去了原有大量的工艺环节(如镀膜或涂布，蚀刻，贴合等)，缩短产品生产周期，节约成本，提高效率，降低能耗，并且几乎零排废，提高显示屏的视觉显示效果和触控效果。

Description

一种触摸屏生产工艺

技术领域

本发明涉及触摸屏制造技术领域，更具体地说是指一种触摸屏生产工艺。该工艺同时适用于电容触摸屏和电阻触摸屏的生产。

背景技术

随着智能手机、平板电脑、可穿戴设备、广告终端、工控设备以及其他电子数码终端的迅速发展和升级换代，电容触摸屏得到了广泛的运用。同时，电阻触摸屏由于其精准度高、触点不漂移、抗干扰性强、能工作于超低温环境等优点，仍然在某些领域继续被采用。因电阻触摸屏可视区的透明电路制作工艺和电容触摸屏是相同的，所以本发明主要以电容触摸屏为对象进行阐述，电阻触摸屏就只是顺带说明一下。电容触摸屏和电阻触摸屏无论哪种生产工艺，可视区的触摸电路都是由透明导电材料来实现的。目前，透明导电材料主要为氧化铟锡(ITO)。其它透明导电材料还有金属网格，纳米银，高分子导电材料，碳纳米管，石墨烯等，这些目前仅有少量的应用，它们由于成本、工艺、性能等各方面的原因，并不为市场广泛接受。

上述各种透明导电材料，除了金属网格是直接把电路印压到透明基材(玻璃，PET等)上之外，其它的材料全部是通过各种工艺在透明基材上形成一层透明导电膜，再经过蚀刻等工艺形成电路来实现触摸功能的。这种先成膜后蚀刻电路的工艺，存在以下一些问题：

1、生产设备投资大。透明导电材料的成膜设备如ITO镀膜线、纳米银涂布线等单台套都是千万元级以上的投资，一般的中小型触摸屏厂投资不起，都是外购镀好ITO膜的玻璃或PET半成品做为原材料，来进行后续工艺生产制作触摸屏的。

2、生产工艺复杂。首先，为了提高透明导电膜的导电性能和附着力，以及降低后续蚀刻工艺导致的蚀刻痕，成膜设备在形成透明导电膜前后都要进行预处理或后处理。例如：ITO玻璃在玻璃电镀ITO膜之前，要先镀上一层氧化铌，然后再镀一层二氧化硅，最后才镀ITO。其次，镀好膜的ITO玻璃(或PET)还要经过7-8次丝印，烘烤，清洗，有的还要经过激光蚀刻后，才能做好触摸电路，再进行后续的绑定，贴合等生产工艺。

3、生产良品率低，产品成本高。产品生产过程中，每个生产环节不可避免的会有一些不良品，原有触摸屏生产工艺复杂，生产流程较长，导致最后的良品率较低。除了良品率低会摊高成本外，原有工艺的设备折旧额大、人工成本高、耗费原材料多以及耗电耗水也多，导致了产品成本比本案的成本至少高出30％以上。

4、生产能耗高，排废量较大。首先，无论是镀膜设备或涂布设备，能耗都比较高。其次，后续蚀刻电路后的烘烤，清洗这些工艺也是较高的能耗。蚀刻用的是酸性材料，清洗时要用碱性材料进行中和，并用纯水清洗，这些都相对增加了污染物排放量。

5、产品生产周期长。从透明导电膜成膜开始，到把带触摸功能电路的玻璃(或PET)贴合到面板上，不但生产流程长，中间还需经过物流(对无成膜设备的中小触摸屏生产商而言)，而且有的环节(丝印蚀刻图案，可视区保护膜，银导电线以及绝缘油等)还涉及要输出菲林制作丝印版，还有的环节(透明光学胶贴合)要开刀模冲切型材。光是打个样品就要经过整个生产流程全部工艺才能完成，样品确认后再批量投产，这中间不但耗费人力物力，也大幅延长了产品的生产周期。

6、原有电容触摸屏工艺中的G+G、P+G、G+F+F等结构，厚度相对较厚，透光率相对较低，并且由于多层结构材料光折射率稍有不同，影响了显示屏的显示效果。

7、ITO导电膜的方块电阻较高，用于触摸屏的ITO导电膜最低方块电阻只能做到50Ω/□左右，导致蚀刻后的触摸感应层电路通道电阻较高，这对20英寸以上的大尺寸触摸屏来说，整个触摸屏各个区域的灵敏度会相差较大。

因此，业界同行都在努力开发各种不同的生产工艺，以改善传统工艺存在的某些缺点，但至今并没有一种突破性的方案，使得各方面都能改善。比如，为了改善显示效果，有的手机电容触摸屏方案采用了ONSELF或INSELF工艺(这两种工艺都是把触摸功能电路集成在显示屏上)，但这种显示屏集成触摸功能的生产工艺难度更大，整体成本更高，而且，它们也都是采用玻璃先镀ITO膜再蚀刻的工艺，并没有在形成透明电路方面有所改良。本案最主要的亮点，就是发明了屹今为止最快捷方便、成本低廉、效果优异的透明电路生产方法。基于此方法可改善原有几乎所有电容触摸屏和电阻触摸屏的生产工艺。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种触摸屏生产工艺，该工艺采用打印技术直接打印触摸电路，省去原有工艺的透明导电膜成膜工艺、蚀刻电路工艺和贴合工艺，大幅简化生产流程，缩短产品生产周期，提高良率，减少排废，降低成本，均衡触摸屏的各区域触摸灵敏度，并改善显示屏视觉效果。

一种触摸屏生产工艺，包括有专用喷墨打印机与透明基材；所述喷墨打印机在透明基材上直接打印出透明的触摸功能电路，所述透明基材为玻璃、PET、PC或绝缘树脂；

本发明阐述中包括有透明导电纳米银高分子聚合物喷墨墨水(以下简称“纳米银墨水”)、导电微米银高分子聚合物喷墨墨水(以下简称“微米银墨水”)、透明环氧树脂添加纳米填充物喷墨墨水(以下简称“纳米树脂墨水”)、透明绝缘混合环氧树脂喷墨墨水(以下简称“绝缘树脂墨水”)。

一种触摸屏生产工艺流程如下：

A.用耐高温油墨丝印好玻璃面板的边框，并烘烤干；

B.用喷墨打印机将纳米银墨水在玻璃面板上打印出感应层电路，并烘烤干；

C.用喷墨打印机在感应层电路上喷上一层纳米树脂墨水，并烘烤干，纳米树脂墨水用于增强感应层电路的附着力；

D.用喷墨打印机在纳米树脂上喷上一层绝缘树脂墨水，并烘烤干，绝缘树脂墨水用于隔离感应层电路与驱动层电路；

E.用喷墨打印机将纳米银墨水在绝缘树脂上打印出驱动层电路，并烘烤干；

F.用喷墨打印机在驱动层电路上喷上一层纳米树脂墨水，并烘烤干，纳米树脂墨水用于增强驱动层电路的附着力；

G.用丝印机在纳米树脂表面，即显示屏的可视区域印上一层可剥胶，并烘烤干。可剥胶用于保护可视区的洁净度；

H.用喷墨打印机在可视区外的高温油墨层上打印出外围电路，并烘烤干。外围电路用于连接驱动层和感应层的电路到FPC上；

I.绑定柔性线路板(FPC)到制作好电路的玻璃面板上，至此步骤触摸屏制作完成，后续检测后即可包装入库。

进一步方案为，所述纳米银墨水为直径20nm以下的银粒子与高分子导电聚合物材料的混合物。

进一步方案为，所述微米银墨水为直径1-1.2um的银粒子与高分子导电聚合物材料的混合物。

进一步方案为，所述耐高温油墨为耐300℃左右的耐高温油墨。

进一步方案为，所述电容触摸屏的触摸电路和附着材料，绝缘层等总厚度小于30um。

进一步方案为，所述步骤H可以采用丝印机制作。

本发明与现有技术相比的有益效果是：-

1.采用打印技术打印触摸控制电路(感应层电路和驱动层电路)，省去了原有大量的工艺环节(如镀膜或涂布，蚀刻，贴合等)，缩短产品生产周期，节约成本，提高效率，降低能耗，并且几乎零排废；

2.显示屏可视区的透明材料每层都是微米级的厚度，提高了透光率，相比用贴合工艺生产的电容屏降低了光折射率，较大地提高显示屏的视觉显示效果；

3.对需要控制触摸屏厚度的产品，本发明可有效的把触摸屏的厚度降到最低，打印上的所有透明触摸功能层总厚度小于30um，是G+F+F结构的七分之一，是G+G结构的二十五分之一以下。

4.本案所用的纳米银阻值相比ITO电路要低得多，最低约为ITO的十分之一。这样可为相同面积的可视区增加感应通道，改善触控精度。对大尺寸触摸屏来说，低阻值的感应电路也有效降低各区域的感应电容差值，降低对驱动IC的要求和驱动程序调试难度，均衡触摸灵敏度，改善触控效果。

5.采用本案，中小触摸屏厂不用外购ITO玻璃或膜材料，减少物流环节，缩短产品生产周期。更有优势地是，大幅降低打样成本和打样周期，能为各种产品设计方案提供强大的触摸屏配套能力。

附图说明

图1为本发明具体实施例的工艺流程示意图；

图2为本发明具体实施例的电容触摸屏的结构示意图。

附图标记

1、玻璃面板；2、感应层电路；3、纳米树脂I层；4、绝缘树脂；5、驱动层电路；6、纳米树脂II层；7、可剥胶；8、外围电路。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

因本发明不仅可改善原有电容触摸屏各种结构(如P+G，G+G，G+F，G+F+F，ONSELF，INSELF等)的生产工艺，也可改善电阻触摸屏的生产工艺，各工艺的步骤并不完全相同，但形成触摸电路的工艺是相同的，所以本案不进行一一列举说明，只用一个代表性的案子，即可替代原有的G+G和G+F+F结构生产工艺的案子，来说明本案的生产工艺流程。

如图1和图2所示，本发明的具体实施例，一种触摸屏生产工艺，包括有喷墨打印机与透明基材；喷墨打印机在透明基材上直接打印出透明的触摸功能电路，透明基材为玻璃、PET、PC或绝缘树脂4，本案可替代原有的G+G和G+F+F结构的生产工艺流程如下；

触摸屏生产工艺流程如下：

A.用耐高温油墨丝印好玻璃面板1的边框，并烘烤干；

B.用喷墨打印机将纳米银墨水在玻璃面板1上打印出感应层电路2，并烘烤干；

C.用喷墨打印机在感应层电路2上喷上一层纳米树脂I层3墨水，并烘烤干，纳米树脂I层3墨水用于增强感应层电路2的附着力；

D.用喷墨打印机在纳米树脂I层3上喷上一层绝缘树脂4墨水，并烘烤干，绝缘树脂4墨水用于隔离感应层电路2与驱动层电路5；

E.用喷墨打印机将纳米银墨水在绝缘树脂4上打印出驱动层电路5，并烘烤干；

F.用喷墨打印机在驱动层电路5上喷上一层纳米树脂II层6墨水，并烘烤干，纳米树脂II层6墨水用于增强驱动层电路5的附着力；

G.用丝印机在纳米树脂表面，即显示屏的可视区域印上一层可剥胶7，并烘烤干，可剥胶7用于保护可视区的洁净度；

H.用喷墨打印机在可视区外的高温油墨层上打印出外围电路8，并烘烤干。外围电路8用于连接驱动层和感应层的电路到FPC上；

I.绑定柔性线路板(FPC)到制作好电路的玻璃面板1上，至此步骤触摸屏制作完成，后续检测后即可包装入库。

纳米银墨水为直径20nm以下的银粒子与高分子导电聚合物材料的混合物，用喷墨打印机打印时保证制作成银线电路的导电性能好，并且厚度薄。

微米银墨水为直径1-1.2um的银粒子与高分子导电聚合物材料的混合物。

耐高温油墨为耐300℃左右的耐高温油墨，这样可保证油墨在外围电路8绑定FPC时经受200度高温不脱落、不变色。

电容触摸屏的触摸电路和附着材料，绝缘层等总厚度小于30um，因为制作过程的每一层的厚度都为微米级，加起来厚度比现有的电容触摸屏薄很多。

其中步骤H可以采用丝印机制作，多一个选择制作工艺。

本触摸屏生产工艺有如下有益的技术效果：

1.采用打印技术打印触摸控制电路(感应层电路2和驱动层电路5)，省去了原有大量的工艺环节(如镀膜或涂布，蚀刻，贴合等)，缩短产品生产周期，节约成本，提高效率，降低能耗，并且几乎零排废；

此工艺不但适用于现有电容触摸屏的各种结构，这些结构包括但不限于P+G，G+G，G+F，G+F+F，ONSELF，INSELF等，也适用于电阻触摸屏的生产。即只要全部或部分采用打印透明电路的工艺生产的触摸屏(或被显示屏集成了的触摸屏)，应视为本案的保护范围。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims

1.一种触摸屏生产工艺，其特征在于：包括有喷墨打印机与透明基材；所述喷墨打印机在透明基材上直接打印出透明的触摸功能电路，所述透明基材为玻璃、PET、PC或绝缘树脂；

所述触摸屏生产工艺流程如下：

A.用耐高温油墨丝印好玻璃面板的边框，并烘烤干；

F.用喷墨打印机在驱动层电路上喷上一层纳米树脂墨水，并烘烤干。纳米树脂墨水用于增强驱动层电路的附着力；

G.用丝印机在纳米树脂表面，即显示屏的可视区域印上一层可剥胶，并烘烤干，可剥胶用于保护可视区的洁净度；

H.用喷墨打印机在可视区外的高温油墨层上打印出外围电路，并烘烤干，外围电路用于连接驱动层和感应层的电路到FPC上；

2.根据权利要求1所述的触摸屏生产工艺，其特征在于：所述纳米银墨水为直径20nm以下的银粒子与高分子导电聚合物材料的混合物。

3.根据权利要求1所述的触摸屏生产工艺，其特征在于：所述微米银墨水为直径1-1.2um的银粒子与高分子导电聚合物材料的混合物。

4.根据权利要求1所述的触摸屏生产工艺，其特征在于：所述耐高温油墨为耐300℃左右的耐高温油墨。

5.根据权利要求1所述的触摸屏生产工艺，其特征在于：所述电容触摸屏的触摸电路和附着材料，绝缘层等总厚度小于30um。

6.根据权利要求1所述的触摸屏生产工艺，其特征在于：所述步骤H可以采用丝印机制作。