CN110515486A - 一种单层膜结构触摸屏制作方法 - Google Patents

一种单层膜结构触摸屏制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单层膜结构触摸屏制作方法，通过在单层导电膜材上蚀刻图案，依次滚涂透明绝缘光学胶OC1，导电桥和滚涂透明绝缘光学胶OC2等步骤导通X和Y通道后连接IC处理器实现触摸功能。选择纳米银或石墨烯等具有柔性的导电材料作为纳米导电桥材料进行涂布，不仅由于其优良的导电能力，还可使膜材在弯折情况下导电桥也不易弯折断裂，保持触摸功能的稳定。导电桥两端的搭接长度超出导电块的间隙，以确保后续工序涂布导电桥时不会把多余的导电块短路进来；由此，本发明只要单层膜就能实现需要使用两层膜组合而实现的触摸功能，降低制作成本，提高效率，可以减薄和减轻产品。

Description

一种单层膜结构触摸屏制作方法
技术领域
本发明涉及触控技术领域，特别涉及一种单层膜结构触摸屏制作方法。
背景技术
目前，在触控领域，膜结构触摸屏的触摸功能片都是需要两层膜组合在一起形成一片功能片，特别是在10寸以上的膜结构产品，都是采用两层导电膜材组合在一起的方式。如果采用一层膜能满足触摸的需求，就不用再采用两层膜组合的方式。这样可以在材料上减少两层材料(一层导电材料和一层贴合用的光学胶)，加工的工艺步骤也可以减少，不用再加工两层材料再组合；同时还可以对产品进行减薄和减轻的作用。
膜结构触摸屏中常用的导电膜材主要为纳米银膜材，纳米银膜材的堆叠结构层示意图见图2，其中正背面最外层都是保护膜，制作触摸屏过程中都会被撕掉；最关键的导电层为“纳米银线+保护层”。图1所示为纳米银线+保护层实物放大的图片，从图1中可见一根一根交叉状的为纳米银线，而保护层为绝缘透明的光学胶OC。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前膜结构触摸屏制备过程中存在的问题，本发明提供一种单层膜结构触摸屏制作方法，可省去1层膜结构，用单层膜结构实现触摸功能。
为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：
一种单层膜结构触摸屏制作方法，具体步骤如下：
(1)对整张导电膜材采用湿法或干法的蚀刻方式，将两层触摸图案制作在一层图案上，蚀刻出所需的导电触摸图案；
(2)先采用滚涂的方式涂布绝缘透明光学胶OC1至导电触摸图案上，再采用滚涂的方式将纳米级的柔性导电材料涂布至光学胶OC1上，在相邻导电块间搭桥形成导电桥，所述导电桥将相邻2个悬浮的导电块导通，形成竖方向的通道；
(3)涂好导电桥后，再采用滚涂的方式涂布绝缘透明光学胶OC2；
(4)此时在同一层X方向和Y方向都已经导通，后续再经过边缘银浆引线接到IC处理器实现触摸功能，即制得单层膜结构触摸屏。
优选地，所述干法的蚀刻方式为光斑直径0.035mm的激光镭射蚀刻。
优选地，所述激光镭射蚀刻采用多根平行激光走线的方式进行导电块间隙的蚀刻。
优选地，所述激光镭射蚀刻采用激光Dummy小方块的形式进行导电块间隙的蚀刻。
优选地，所述导电桥两端的搭接长度超出导电块的间隙。
优选地，所述柔性导电材料为纳米银或石墨烯，所述导电膜材为纳米银膜材。
优选地，所述OC1和OC2的材质同纳米银膜材的保护层OC。
一种单层膜结构触摸屏，其特征在于，由上述单层膜结构触摸屏制作方法制备获得。
本发明获得的有益效果：
1、本发明只要单层膜就能实现需要使用两层膜组合而实现的触摸功能，降低制作成本，提高效率，可以减薄和减轻产品。
2、选择纳米银或石墨烯等具有柔性的导电材料作为纳米导电桥材料进行涂布，不仅由于其优良的导电能力，还可使膜材在弯折情况下导电桥也不易弯折断裂，保持触摸功能的稳定。
3、采用激光Dummy小方块的形式进行激光蚀刻，可以更好的避免因为单一激光线受粉尘等外界影响而出现微短路的风险。
4、导电桥两端的搭接长度超出导电块的间隙，以确保后续工序涂布导电桥时不会把多余的导电块短路进来；
附图说明
图1纳米银导电膜材的电镜图。
图2现有纳米银导电膜材的结构示意图。
图3为湿法蚀刻图案示意图；
图4为两种干法蚀刻图案示意图。
4(a)为多根平行激光走线的蚀刻方式示意图；4(b)为激光Dummy小方块蚀刻方式示意图。
图5绝缘透明光学胶OC1的涂布位置示意图。
图6导电桥、OC1及OC2的相对涂布位置示意图。
图7涂布方式示意图。
图8导电桥两端涂布长度及位置示意图。
图9整个膜结构触摸屏的通道导通示意图。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，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1：按如下步骤制备22英寸单层膜结构触摸屏：
(1)对整张导电膜材(CAMBRIOS公司的CPS-C530A1型纳米银膜材)采用湿法蚀刻方式，将两层触摸图案制作在一层图案上，蚀刻出所需的导电触摸图案；湿法蚀刻后的图案见图3；湿法蚀刻采用SEMITOOL半导体湿法蚀刻机进行黄光曝光，酸液蚀刻操作，蚀刻酸液的配制比例如下：
HCl(30-35％)：H2O(纯水)＝20：34.51(体积比)
HCl(30-35％)：H2O(纯水)＝20：29(质量比)质量比浓度约为16.4％，摩尔浓度约为4.71mol/L，
配制方法：取浓HCl慢慢加入纯水中边搅拌边加入)。配好后酸碱滴定测定蚀刻酸液的浓度，在上述浓度范围内方可使用。
补充液量的计算：
补加量为(使用查考配加药量计算)：VNaOH为蚀刻后槽液消耗标准氢氧化钠的体积(ml)。
(2)本实施例中采用卡尔弗CLF-SG1300全精密双辊滚涂机进行滚涂操作，滚涂的示意图见图7，具体原理参考文献：Park J D,Lim S,Kim H.Patterned silver nanowiresusing the gravure printing process for flexible applications[J].Thin SolidFilms,2015,586:70-75.。
先采用滚涂的方式涂布绝缘透明光学胶OC1至导电触摸图案上(涂布位置如图5所示)，OC1的滚涂宽度0.16mm，长度为0.2mm。再采用滚涂的方式将纳米级的柔性导电材料涂布至光学胶OC1上，在相邻导电块间搭桥形成导电桥，导电桥的滚涂宽度0.08mm，长度为0.38mm。所述导电桥将相邻2个悬浮的导电块导通，形成竖方向的通道；导电桥两端的搭接长度超出导电块的间隙。(如图8所示)，以确保后续工序涂布导电桥时不会把多余的导电块短路进来。因为是在膜材上涂布导电桥，需要考虑膜材的柔软弯折情况，因此涂布的纳米导电桥材料选择为具有柔软性的导电材料，本实施例中柔性导电材料为纳米银粉，粒径50～80nm；
(3)涂好导电桥后，再采用滚涂的方式涂布绝缘透明光学胶OC2(涂布相对位置如图6所示)，OC2为导电桥的保护层，OC2的滚涂宽度0.2mm，长度为0.4mm。涂布完成后导电桥、OC1和OC2的整体涂布厚度为0.034mm。
(4)此时在同一层X方向和Y方向都已经导通(如图9所示)，后续再经过边缘银浆引线接到IC处理器实现触摸功能，即制得单层膜结构触摸屏。
本实施例涂布的绝缘透明光学胶OC1和OC2的材质与纳米银膜材的保护层OC相同，采用韩国元化学OCR光学透明胶；同时导电桥涂布的也是采用纳米银线，这样不会和原膜材有色差。
实施例2：按如下步骤制备75英寸单层膜结构触摸屏：
(1)对整张导电膜材(采用常州二维碳素科技生产的石墨烯透明导电膜)采用湿法或干法的蚀刻方式，将两层触摸图案制作在一层图案上，蚀刻出所需的导电触摸图案；干法蚀刻的蚀刻线路图见图4(a)，采用LF-PE-SOP033A0盛雄激光雕刻机进行多根平行激光走线的方式蚀刻，加工参数为：速度：2000-2500mm/s功率：55-70％频率：250-300KHz，光斑直径0.035mm。
(2)本实施例中采用的滚涂设备同实施例1，先采用滚涂的方式涂布绝缘透明光学胶OC1至导电触摸图案上(涂布位置如图5所示)，OC1的滚涂宽度0.5mm，长度为1.1mm。再采用滚涂的方式将纳米级的柔性导电材料涂布至光学胶OC1上，在相邻导电块间搭桥形成导电桥，导电桥的滚涂宽度0.25mm，长度为2mm。所述导电桥将相邻2个悬浮的导电块导通，形成竖方向的通道；导电桥两端的搭接长度超出导电块的间隙(如图8所示)，以确保后续工序涂布导电桥时不会把多余的导电块短路进来。因为是在膜材上涂布导电桥，需要考虑膜材的柔软弯折情况，因此涂布的纳米导电桥材料选择为具有柔软性的导电材料，本实施例中柔性导电材料为石墨烯纳米粉，粒径20～40nm；
(3)涂好导电桥后，再采用滚涂的方式涂布绝缘透明光学胶OC2(涂布相对位置如图6所示)，OC2为导电桥的保护层，OC2的滚涂宽度0.6mm，长度为2.1mm。涂布完成后导电桥、OC1和OC2的整体涂布厚度为0.064mm。
(4)此时在同一层X方向和Y方向都已经导通(如图9所示)，后续再经过边缘银浆引线接到IC处理器实现触摸功能，即制得单层膜结构触摸屏。
本实施例涂布的绝缘透明光学胶OC1和OC2的材质与石墨烯透明导电膜的保护层OC相同，采用韩国元化学OCR光学透明胶；
实施例3：按如下步骤制备45英寸单层膜结构触摸屏：
(1)对整张导电膜材(采用CAMBRIOS公司的CPS-C530A1型纳米银膜材)采用湿法或干法的蚀刻方式，将两层触摸图案制作在一层图案上，蚀刻出所需的导电触摸图案；干法蚀刻的蚀刻线路图见图4(b)，采用LF-PE-SOP033A0盛雄激光雕刻机进行激光Dummy小方块的形式蚀刻，加工参数为：速度：2000-2500mm/s功率：50-65％频率：250-300KHz，光斑直径0.035mm。激光Dummy小方块的形式蚀刻可以更好的避免因为单一激光线受粉尘等外界影响而出现微短路的风险。
(2)本实施例中采用的滚涂设备同实施例1，先采用滚涂的方式涂布绝缘透明光学胶OC1至导电触摸图案上(涂布位置如图5所示)，OC1的滚涂宽度0.25mm，长度为0.6mm。再采用滚涂的方式将纳米级的柔性导电材料涂布至光学胶OC1上，在相邻导电块间搭桥形成导电桥，导电桥的滚涂宽度0.17mm，长度为1.1mm。所述导电桥将相邻2个悬浮的导电块导通，形成竖方向的通道；导电桥两端的搭接长度超出导电块的间隙(如图8所示)，以确保后续工序涂布导电桥时不会把多余的导电块短路进来。因为是在膜材上涂布导电桥，需要考虑膜材的柔软弯折情况，因此涂布的纳米导电桥材料选择为具有柔软性的导电材料，本实施例中柔性导电材料为纳米银粉，粒径15～30nm；
(3)涂好导电桥后，再采用滚涂的方式涂布绝缘透明光学胶OC2(涂布相对位置如图6所示)，OC2为导电桥的保护层，OC2的滚涂宽度0.27mm，长度为1.2mm，涂布完成后导电桥、OC1和OC2的整体涂布厚度为0.042mm。
(4)此时在同一层X方向和Y方向都已经导通(如图9所示)，后续再经过边缘银浆引线接到IC处理器实现触摸功能，即制得单层膜结构触摸屏。
本实施例涂布的绝缘透明光学胶OC1和OC2的材质与纳米银膜材的保护层OC相同，采用韩国元化学OCR光学透明胶；同时导电桥涂布的也是采用纳米银，这样不会和原膜材有色差。
将实施例1～3中制备的单层膜结构触摸屏与市售膜结构触摸屏进行规格对比结果如下：
1、触摸屏厚度
表1触摸屏膜层厚度检测结果
本发明制备的单层膜结构触摸屏显著降低了膜结构触摸屏的膜层厚度，应用于触摸屏电子产品后可有效减薄和减轻产品。
2、触摸功能对比评价
将实施例1～3中制备的单层膜结构触摸屏与市售膜结构触摸屏夹上功能测试工装，打开电脑Touchkit功能测试软件，点击“4角校正”键，依次按下闪烁的符号直到停止闪烁。校正完毕后点击“画画看”键，观察是否有漂移(超过虚线框标识范围，即为漂移)、飞笔、无反应现象。
线性度检测方法：通过Touch kit功能测试软件的划笔测试，观察划笔走线是否超过规定虚线标识范围。本方法只能靠目测，以是否超过虚线标识作为判定依据，无量化测试数据。
开路测试、短路测试及平整度测试：采用eGalaxSensorTester4v1.0.9.5软件进行自动检测，相应测试项目显示“PASS”即为合格。
表2触摸屏功能评价结果
表2结果显示本发明制备的单层膜结构触摸屏的触摸功能与现有的膜结构触摸屏相当，无明显差异，说明在单层膜上可达到与双层膜相同的触摸功能水平。
综上所述，本发明只要单层膜就能实现需要使用两层膜组合而实现的触摸功能，降低制作成本，提高效率，可以减薄和减轻产品。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种单层膜结构触摸屏制作方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)对整张导电膜材采用湿法或干法的蚀刻方式，将两层触摸图案制作在一层图案上，蚀刻出所需的导电触摸图案；
(2)先采用滚涂的方式涂布绝缘透明光学胶OC1至导电触摸图案上，再采用滚涂的方式将纳米级的柔性导电材料涂布至光学胶OC1上，在相邻导电块间搭桥形成导电桥，所述导电桥将相邻2个悬浮的导电块导通，形成竖方向的通道；
(3)涂好导电桥后，再采用滚涂的方式涂布绝缘透明光学胶OC2；
(4)此时在同一层X方向和Y方向都已经导通，后续再经过边缘银浆引线接到IC处理器实现触摸功能，即制得单层膜结构触摸屏。
2.根据权利要求1中所述的一种单层膜结构触摸屏制作方法，其特征在于：所述干法的蚀刻方式为光斑直径0.035mm的激光镭射蚀刻。
3.根据权利要求2中所述的一种单层膜结构触摸屏制作方法，其特征在于：所述激光镭射蚀刻采用多根平行激光走线的方式进行导电块间隙的蚀刻。
4.根据权利要求2中所述的一种单层膜结构触摸屏制作方法，其特征在于：所述激光镭射蚀刻采用激光Dummy小方块的形式进行导电块间隙的蚀刻。
5.根据权利要求1中所述的一种单层膜结构触摸屏制作方法，其特征在于：所述导电桥两端的搭接长度超出导电块的间隙。
6.根据权利要求1中所述的一种单层膜结构触摸屏制作方法，其特征在于：所述柔性导电材料为纳米银或石墨烯，所述导电膜材为纳米银膜材。
7.根据权利要求6中所述的一种单层膜结构触摸屏制作方法，其特征在于：所述OC1和OC2的材质同纳米银膜材的保护层OC。
8.一种单层膜结构触摸屏，其特征在于，由权利要求1～7中任一项所述单层膜结构触摸屏制作方法制备获得。
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