发明内容
为克服现有技术中触控模组相对较厚、折叠性不佳的问题,本发明提供了一种柔性触控模组,包括,依次层叠设置的触控传感器层、柔性偏光片层和PI盖板;
所述柔性偏光片层贴合于所述触控传感器层上,所述PI盖板粘贴在所述柔性偏光片层上;
其中,所述触控传感器层包括:透明PI层、第一银网格导电图层、第一保护层、第二银网格导电图层和第二保护层;
所述第一银网格导电图层设置于所述透明PI层上;
所述第一保护层设置于所述第一银网格导电图层上;
所述第二银网格导电图层设置于所述第一保护层上;
所述第二保护层设置于所述第二银网格导电图层上。
进一步的,所述第一银网格导电图层、第二银网格导电图层为具有纳米结构导电材料的银网格传感器。
进一步的,所述第一银网格导电图层包括第一银网格图案和第一走线;所述第一银网格图案和所述第一走线是同时形成的;
所述第二银网格导电图层包括第二银网格图案和第二走线;所述第二银网格图案和所述第二走线是同时形成的。
进一步的,所述第一银网格图案的线宽为3.5-4μm;所述第二银网格图案的线宽为3.5-4μm;
所述第一走线的线宽为6-8μm;所述第一走线与所述第一走线之间的线距为6-8μm;
所述第二走线的线宽为6-8μm;所述第二走线与所述第二走线之间的线距为6-8μm。
进一步的,所述透明PI层的厚度为9-11μm。
进一步的,所述第一银网格导电图层的厚度为0.5-0.7μm;
所述第二银网格导电图层的厚度为0.5-0.7μm;
所述第一保护层的厚度为1.5-2.0μm;
所述第二保护层的厚度为1.0-1.5μm。
更进一步的,还包括在所述柔性触控模组上贴合柔性液晶屏。
另一方面,本发明还提供了一种柔性触控模组的制备方法,其包括如下步骤:
S1、将PI液分散涂布在玻璃基板上,固化后形成透明PI层;
S2、在透明PI层上涂布银胶油墨,经过预干、曝光、显影、固烤后形成第一银网格导电图层;
所述第一银网格导电图层包括第一银网格图案和第一走线;
S3、在所述第一银网格导电图层上涂布OC负性胶,经过预干、曝光、显影、固烤后形成第一保护层;
S4、在所述第一保护层上涂布银胶油墨,经过预干、曝光、显影、固烤后形成第二银网格导电图层;
所述第二银网格导电图层包括第二银网格图案和第二走线;
S5、在所述第二银网格导电图层上涂布OC负性胶,经过预干、曝光、显影、固烤后形成第二保护层;
S6、在所述第二保护层上贴合柔性偏光片,用透明胶将PI盖板粘贴在所述柔性偏光片上,形成触控模组;
所述玻璃基板、透明PI层、第一银网格导电图层、第一保护层、第二银网格导电图层、第二保护层、柔性偏光片层和PI盖板共同构成触控模组;
S7、将所述触控模组从所述玻璃基板上剥离,形成柔性触控模组。
进一步的,所述第一银网格图案和所述第一走线是同时形成的;
所述第二银网格图案和所述第二走线是同时形成的。
进一步的,所述S1步骤具体包括:
S11、机械手把清洗好的玻璃基板夹入刮涂机,将PI液进行整面刮涂,形成PI液刮涂层;
S12、进行真空干燥;
S13、所述PI液刮涂层随流水线进入IR炉,在130℃温度下恒温2分钟;
S14、把带有所述PI液刮涂层的玻璃基板推入烤箱,260℃烘烤30min,固化后,形成透明PI层。
进一步的,所述银胶油墨为具有纳米结构导电材料的银网格传感器。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
选用性能优良的薄膜类绝缘材料聚酰亚胺(PI)作为柔性触控模组中触控传感层(Ag Mesh sensor)的基材,可适宜耐高低温性、耐弯折性;在上面涂布银胶油墨(Ag Mesh),通过曝光、显影、蚀刻成触控图文,Ag Mesh sensor比传统的ITO sensor更薄,线宽线距可达到8*8μm、总厚度小于15μm;并且,用聚酰亚胺盖板代替现有的玻璃盖板,不仅透射率更高,且具有更好的弯折性能,能真正实现触控模组的可折叠,真正实现柔性显示的需要,同时,柔性触控模组的厚度会更薄。
本发明所提供的柔性触控模组的制备方法,其中,涂布银胶油墨可同时曝光、显影、蚀刻成第一银网格图案和第一走线,而传统的ITO sensor是先做图案再做走线,可节省曝光显影的次数;并且Ag Mesh sensor的涂布是在每层固烤后直接涂布,因此,可节省制作工艺。通过本方法制备的产品,厚度更薄,可折叠性好,能更好的适应未来柔性屏市场。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
本实施例1提供的一种柔性触控模组,如图2所示,包括,依次层叠设置的触控传感器层、柔性偏光片层26和PI盖板28;
上述柔性偏光片层26贴合于触控传感器层上,PI盖板28通过胶层粘贴在上述柔性偏光片层26上;
胶层,一般为OCA(Optical Clear Adhesive,光学透明胶)或者UV胶(紫外光固化胶)进行贴合,目前常见的贴合层采用OCA双面贴合胶层。本实施例采用OCA胶27进行粘贴。
其中,所述触控传感器层包括:依次层叠设置的透明PI层21、第一银网格导电图层22、第一保护层23、第二银网格导电图层24和第二保护层25;
本发明主要是用于柔性触控屏中,因此柔性基底材料的选用也是本发明需要解决的技术问题。替代传统的PET薄膜或者树脂类薄膜基底,本发明选用聚酰亚胺,即PI作为柔性触控模组的基材。聚酰亚胺具有优良的耐高低温性、耐弯折性,并且具有极高的透射率,是性能最好的薄膜类绝缘材料,特别适宜用作柔性触控屏(全面屏)中柔性印制电路板基材。
现有的触控屏,常见的为双层ITO膜层复合在玻璃面板上,即GFF(英文全称:Glass-Film-Film,中文即:玻璃-薄膜-薄膜)电容屏。如图1所示,下线ITO薄膜13是复合在玻璃基底16上的,上线ITO薄膜基底,图中未示出,因玻璃基底比较脆,不可弯曲,其无法适宜柔性可弯曲折叠的触控屏。
另外,GFF结构的玻璃盖板15也无法适宜柔性可弯曲折叠的触控屏。通常盖板的材质一般为玻璃或者PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)/PC(聚碳酸酯)等材料,具有较高的表面硬度以及一定的机械强度,用于提高触控屏的可靠性。本发明是基于柔性、可折叠应用,选用聚酰亚胺材料作为盖板,不仅具有高的透射率、极佳的介电性能,还能将盖板厚度做的更薄;本实施例中,PI盖板的厚度为45-60μm,优选为50μm。
触控传感器的工作原理是通过压电材料或压阻材料产生的电容差,通过FPC(柔性印刷线路板)将电容信号有效搜索传递给触控主板,由主板上的IC(集成电路计算器)通过这个电流信号计算出我们所触摸的位置。
实施例1中,第一银网格导电图层22为RX,即为电容信号接收端;第二银网格导电图层24为TX,即为电容信号发射端。把它们叠层组合一起后,充电时,TX发出电容信号,RX则接收TX发出来的电容信号,而形成一个闭环。在没有外面干扰时,每一个单元时间内TX发出和RX接收的电容信号量是不变的,当有外面干扰时,例如我们用手去触摸它,TX发出和RX接收的电容信号量不相等,如此就生产了一个电容变化量,间接生产一个补充电流,集成电路计算器通过这个电流计算出我们所触摸的位置。
与传统的ITO传感器相比,本发明少了一层膜,不需要将上述第一银网格导电图层22和/或第二银网格导电图层24复合在玻璃或薄膜(一般为含PET材料)上,能减少膜层数量,最终形成的柔性触控模组厚度更薄。
进一步的,上述第一银网格导电图层22、第二银网格导电图层24由具有纳米结构导电材料的银网格传感器,又称银胶油墨制作形成。具体的,银胶油墨是通过独特的树脂设计技术和高分散技术,由无机颗粒分散在光敏树脂上形成的一种涂层材料,该材料能够经济高效地在厚膜上形成精细图案,是传统的丝网印刷技术无法实现的。
电容信号发射端和接收端的接触处是需要绝缘处理的。在上述第一银网格导电图层22上涂布一层OC(Over coating)负性胶,形成第一保护层23,主要是保护和绝缘第一银网格导电图层22上的第一银网格图案221和第一走线222,以及绝缘后续即将形成的第二银网格导电图层24。上述OC负性胶是一种聚酯类有机物,具体成分可根据显影蚀刻的图案的化学成分而选择。
进一步的,上述第一银网格导电图层22包括第一银网格图案221和第一走线222;并且,第一银网格图案221和第一走线222是同时形成的。
上述第二银网格导电图层24包括第二银网格图案241和第二走线242;并且,第二银网格图案241和第二走线242是同时形成的。
传统触控图文的形成过程,是先形成图案后,再涂覆一层材料,蚀刻出走线;并且在曝光显影过程中,还存在图案和走线对位不准等问题。本发明同时蚀刻出图案和走线,节省了材料和制作工艺,也不存在对位不准等技术问题,即能减少膜层数量,形成的柔性触控模组厚度更薄。
具体的,如图3所示,第一银网格图案221位于触控传感器层的中间可视区内;第一走线222位于触控传感器层边缘非可视区内。
更进一步的,第一银网格图案221的线宽为3.5-4μm,优选为4μm;第一走线222的线宽为6-8μm,优选为8μm;第一走线222与第一走线222之间的线距为6-8μm,优选为8μm。
第二银网格图案241的线宽为3.5-4μm,优选为4μm;第二走线242的线宽为6-8μm,优选为8μm;第二走线242与第二走线242之间的线距为6-8μm,优选为8μm。
进一步的,上述透明PI层21的厚度为9-11μm,优选为10μm;
上述第一银网格导电图层22的厚度为0.5-0.7μm,优选为0.5μm;
上述第二银网格导电图层24的厚度为0.5-0.7μm,优选为0.5μm;
上述第一保护层23的厚度为1.5-2.0μm,优选为1.7μm;
上述第二保护层25的厚度为1.0-1.5μm;优选为1.3μm。
现有ITO sensor线宽线距极限为20*20μm,最薄为195μm;而Ag Mesh sensor线宽线距能做的8*8μm,边框能做到小于1mm,总厚度能做到小于15μm。Ag Mesh sensor较现有技术,其厚度更薄,且具有更好的弯折性能,能更好地适应未来柔性屏市场。
进一步的,本发明柔性偏光片层26贴合于上述触控传感器层上,偏光片(Polairzer)能使按特定方向振动的光线通过,而不能使其它振动方向的光线通过;本实施例中,偏光片层26的厚度优选为0.2mm。
进一步的,本发明还包括在上述柔性触控模组上贴合柔性液晶屏。柔性液晶屏优选为AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode,有源矩阵有机发光二极体面板),是下一代显示技术,其可自主发光,不用借助背光。
实施例2
实施例2将对发明提供的柔性触控模组的制备方法进行具体解释说明。如图4所示,制备方法包括如下步骤:
步骤一、将PI液分散涂布在玻璃基板上,固化后形成透明PI层21;
步骤二、在透明PI层21上涂布银胶油墨,经过预干、曝光、显影、固烤后形成第一银网格导电图层22;
上述述第一银网格导电图层包括第一银网格图案221和第一走线222;
步骤三、在上述第一银网格导电图层22上涂布OC负性胶,经过预干、曝光、显影、固烤后形成第一保护层23;
步骤四、在上述第一保护层23上涂布银胶油墨,经过预干、曝光、显影、固烤后形成第二银网格导电图层24;
上述第二银网格导电图层包括第二银网格图案241和第二走线242;
步骤五、在上述第二银网格导电图层24上涂布OC负性胶,经过预干、曝光、显影、固烤后形成第二保护层25;
步骤六、在上述第二保护层25上贴合柔性偏光片26,用透明胶将PI盖板28粘贴在上述柔性偏光片26上,形成触控模组;
上述玻璃基板、透明PI层21、第一银网格导电图层22、第一保护层23、第二银网格导电图层24、第二保护层25、柔性偏光片层26和PI盖板28共同构成触控模组;
步骤七、将触控模组从上述玻璃基板上剥离,形成柔性触控模组。
具体的,首先是玻璃基板前处理,玻璃基板优选厚度为0.5-2mm、尺寸550*400mm,尤其是铝硅玻璃基板,放入玻璃清洗线进行清洗、风干,而得到表面平整、洁净的玻璃基板。
进一步的,如图5所示,上述步骤一具体包括以下步骤:
步骤一一、机械手把清洗好的玻璃基板夹入刮涂机,将PI液进行整面刮涂,形成PI液刮涂层;
步骤一二、进行真空干燥;
步骤一三、所述PI液刮涂层随流水线进入IR炉,在130℃温度下恒温2分钟;
步骤一四、把带有所述PI液刮涂层的玻璃基板推入烤箱,260℃烘烤30min,固化后,形成透明PI膜层21。
上述步骤一中,PI液可以采用夹缝涂布法(slit coating)、旋涂法或是丝印法等方法涂布在玻璃基板表面,本实施例中,采用slit coating将PI液涂布在铝硅玻璃基板上。其中,上述PI液是含有聚酰亚胺和有机溶剂的液体,PI液的黏度为300/600dpa.s。
具体的,首先机械手把清洗好的铝硅玻璃夹入刮涂机,将PI液进行整面刮涂,此时刮涂的PI膜厚度为20-25μm。其次,进行真空干燥,在铝硅玻璃基板静止状态下,可快速防止PI液体流动,避免在后续流动状态下,导致的膜厚不均匀的现象;真空干燥后,随流水线进入IR炉,在130℃,恒温2min,使得PI液进一步的干燥;最后,IR预干后,把铝硅玻璃基板,推入烤箱进行烘烤260℃,30min,烘烤完的PI液在铝硅玻璃基板上面形成透明PI层21,其厚度在10±1μm之间。
优选的,在上述步骤二涂布银胶油墨前,可经过一次UV清洗,水洗,使透明PI层21表面洁净度更高,涂布银胶油墨效果更好。
上述步骤二中,机械手把成膜后的铝硅玻璃基板,夹入到涂布机进行银胶涂布;机械手把涂布好银胶的铝硅玻璃基板夹到IR炉,110℃,进行预干,速度3.0m/min;预干好的银胶,机械手,把铝硅玻璃基板夹入曝光机中,进行曝光;曝光机为非接触式曝光机,此种曝光方式才能做出更精细的线路,配合高精度的掩膜版;此曝光工序,可实现面内感应图层,与外围驱动走线一次成型;曝光好的材料,送入显影线;使用碳酸钠溶液,进行显影;显影后的材料推入烤箱进入烘烤,240℃,60min,固烤后,就完全形成第一银网格导电图层22,其中,包括同时形成的第一银网格图案221和第一走线222。进一步的,控制上述步骤二中的条件,可形成第一银网格图案221的线宽为4μm,第一走线222的线宽为8μm,第一走线222与第一走线222之间的线距为8μm;进一步的,上述第一银网格导电图层22的厚度为0.5μm。
上述步骤三中,在第一银网格导电图层22上涂布OC负性胶,起的作用为保护第一银网格图案221和第一走线222,以及隔离后续涂布形成的第二银网格图案241和第二走线242。加工工艺类似于步骤二,首先将OC负性胶进行整面刮涂,此时刮涂的膜厚度为2-3μm,后续进行预干、曝光、显影、固烤后形成第一保护层23;优选的,第一保护层23厚度为1.7μm。
上述步骤四,重复步骤二,在第一保护层23上涂布银胶油墨,经过预干、曝光、显影、固烤后形成第二银网格导电图层24;优选的,第二银网格导电图层24的厚度为0.5μm;其中,包括同时形成的第二银网格图案241和第二走线242。进一步的,控制上述步骤四中的条件,可形成第二银网格图案241的线宽为4μm,第二走线242的线宽为8μm,第二走线242与第二走线242之间的线距为8μm。
上述步骤五,在第二银网格导电图层24上涂布OC负性胶,经过预干、曝光、显影、固烤后形成第二保护层25;优选的,第二保护层25的厚度为1.3μm的;其加工工艺类似于步骤二,在此不做重复描述。
步骤六中、在上述第二保护层25上贴合柔性偏光片26,用透明胶将PI盖板28粘贴在上述柔性偏光片26上,形成触控模组;
透明胶优选OCA。
上述步骤七中,需要将玻璃基板从触控模组上剥离,玻璃基板剥离使用LLO(激光剥离)技术,LLO是利用激光能量分解GaN/玻璃基板借口处的GaN缓冲层,从而实现材料从玻璃基板彻底分离。分离后形成柔性触控模组。
通过上述技术方案,本发明实施例所提供的柔性触控模组的制备方法,步骤二和步骤四中,涂布银胶油墨可同时曝光、显影、蚀刻成第一银网格图案221和第一走线222,以及第二银网格图案241和第二走线242;而传统的ITO sensor先做图案再做走线;并且AgMesh sensor的涂布是在每层固烤后直接涂布,因此,可节省制作工艺,并节省曝光显影的次数。另外,触控模组的基底和盖板选用聚酰亚胺材料,因其具有优良的耐高低温性、耐弯折性和极高的透射率、极佳的介电性能,特别适宜柔性、可折叠应用的柔性触控屏。通过本方法制备的柔性触控模组,厚度更薄,弯折性好,能更好地适应未来柔性屏市场。
性能测试
对上述制备得到的柔性触控模组进行弯曲性能测试:
测试方法:利用柔性屏弯曲测试仪进行三点、四点弯曲试验。微机控制柔性屏弯曲测试仪,利用双柱型龙门式结构采用下部拉伸、压缩、弯曲,伺服电机驱动横梁,上、下移动,施加不同的载荷,完成不同尺寸的弯曲性能测试。
测试结果:柔性触控模组具有优良的弯折性能,可实现多次折叠弯曲,当弯折直径在2mm时,弯折次数>20万次;弯折直径在4mm时,弯折次数>40万次。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。