CN114020172B - 金属网格结构、触控显示设备和移动终端 - Google Patents

金属网格结构、触控显示设备和移动终端 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于电容式触摸屏的金属网格结构、触控显示设备和移动终端，金属网格结构包括：顺序布置的第一金属网格层、第一涂布层、第一光学胶层、第二金属网格层和第二涂布层，其中，该第一涂布层涂布于该第一金属网格层，该第一涂布层的厚度小于该第一金属网格层的厚度，该第二涂布层涂布于该第二金属网格层，该第二涂布层的厚度小于该第二金属网格层的厚度。该结构可以解决现有触摸屏存在的铜膜薄、基材厚、透过率低和反射率大的问题，有效提升产品的经济性及导电性。并且相比现有金属网格结构，本发明由于无任何聚合物基材，因此整体厚度明显变薄，提高了薄膜总透过率和实现了触摸屏的轻薄化。

Description

金属网格结构、触控显示设备和移动终端
技术领域
本发明涉及光学薄膜领域，具体涉及用于电容式触摸屏的金属网 格结构、触控显示设备和移动终端。
背景技术
随着触控技术的发展，传统的电阻式触摸屏逐步被更轻薄、触控 性能更佳的电容式触摸屏所取代。在诸多电容式触摸屏中，业界已经 广泛使用金属网格(metal mesh)。
目前，业界广泛采用的金属网格技术有两种：铜金属网格技术和 卤化银纳米颗粒金属网格技术。这两种技术均将金属网格电极做在涤 纶树脂(PET)基材上，然后使用OCA贴膜工艺将PET透明导电膜 贴合在玻璃盖板之上，形成GFF或GF2结构的电容式触摸屏。
如图1所示，GFF结构自上而下依次包括上线路ITO薄膜层、上 层OCA光学胶层、下线路ITO薄膜层。然而，这种技术存在以下缺 点：
(1)铜膜薄、基材厚
该结构需要采用ITO薄膜层，即首先在塑料基材(如PET)上镀 制金属膜，接着再使用黄光制程将金属层图案化成金属电极，这样不 仅会导致生产的成本高、生产效率慢等问题，同时，这种结构涉及到 真空镀膜工艺，对ITO薄膜层中金属镀层与基材厚度及种类均有严格 限制，铜膜厚度很薄，保持在2um以下，相应地，为限制铜膜弯曲变 形，PET基材设置得很厚，保持在100um左右。
(2)透光率低
由于PET基材本身的可见光区透过率低于92％，在这种PET透 明衬底上制备金属网格导电层之后，其复合透过率更低，很难获得高 透过率和低电阻的透明导电薄膜。
(3)反射率大
PET基材本身在可见光区的反射率很大，制成触摸屏之后，会显 著降低触摸屏的图形真实度，因此通常还需要粘接具有降低反射率功 能的玻璃，这样不仅增加触摸屏成本，还增加触摸屏重量，并降低触 摸屏柔性，实际也并没有完全解决中高端屏幕的轻薄化应用问题。
发明内容
本发明旨在提供一种电容式触摸屏，可以解决现有触摸屏存在的 铜膜薄、基材厚、透过率低和反射率大的问题，有效提升产品的经济 性及导电性，实现触摸屏轻薄化。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于电容式触摸屏的金属网 格结构，包括：顺序布置的第一金属网格层、第一涂布层、第一光学 胶层、第二金属网格层和第二涂布层，其中，该第一涂布层涂布于该 第一金属网格层，该第一涂布层的厚度小于该第一金属网格层的厚 度，该第二涂布层涂布于该第二金属网格层，该第二涂布层的厚度小 于该第二金属网格层的厚度。
优选地，该第一金属网格层通过对涂布有该第一涂布层的第一铜 箔进行光刻制程而得到；以及该第二金属网格层通过对涂布有该第二 涂布层的第二铜箔进行光刻制程而得到。
优选地，该第一金属网格层与该第二金属网格层的厚度均介于 0.5～100μm之间，优选介于2～100μm之间。
优选地，该第一涂布层与该第二涂布层的厚度均介于0.5～50μm 之间。
优选地，该第一涂布层与该第二涂布层的材料均包括但不限于丙 烯酸树脂、乙烯-醋酸共聚物、聚乙烯醇缩丁醛。
优选地，还包括：包覆该第一金属网格层的第一黑化层；包覆该 第一黑化层的第三涂布层；包覆该第二金属网格层的第二黑化层；以 及包覆该第二黑化层的第四涂布层。
优选地，该第一涂布层、该第二涂布层、该第三涂布层和该第四 涂布层的材料相同。
优选地，该第三涂布层与该第四涂布层的厚度均介于0.1～50μm 之间，优选介于0.5～50μm之间。
根据本发明的另一个方面，提供了一种触控显示设备，其特征在 于，包括：顺序布置的玻璃盖板、第二光学胶层以及权利要求1至8 中任一项该的金属网格结构、第三光学胶层以及显示面板模组。
根据本发明的又一个方面，提供了一种移动终端，其特征在于， 包括权利要求9该的触控显示设备。
本发明提供了一种用于电容式触摸屏的金属网格结构，可以解决 现有触摸屏存在的铜膜薄、基材厚、透过率低和反射率大的问题，有 效提升产品的经济性及导电性。并且相比现有金属网格结构，本发明 结构由于无任何聚合物基材，因此整体厚度明显变薄，提高了薄膜总 透过率和实现了触摸屏的轻薄化。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请 的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构 成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是现有技术中电容式触摸屏GFF结构的示意图；
图2是根据本发明实施例的用于电容式触摸屏的金属网格结构示 意图；
图3是现有技术中真空镀层的形成过程示意图；以及
图4根据本发明实施例的用于电容式触摸屏的金属网格另一结构 示意图。
图5是根据本发明实施例的一种金属电极结构制造方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例 中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本 发明。
本发明实施例提供了一种用于电容式触摸屏的金属网格结构。图 一是根据本发明实施例的用于电容式触摸屏的金属网格结构示意图 的。如图1所示，该金属网格结构100包括：顺序布置的第一金属网 格层101、第一涂布层102、第一光学胶层103、第二金属网格层104 和第二涂布层105，其中，第一涂布层102涂布于第一金属网格层101， 第一涂布层102的厚度小于第一金属网格层101的厚度，第二涂布层 105涂布于第二金属网格层104，第二涂布层105的厚度小于第二金 属网格层104的厚度。
需要说明是的，第一涂布层102和第二涂布层105材料包括但不 限于丙烯酸树脂、乙烯-醋酸共聚物、聚乙烯醇缩丁醛。以丙烯酸树 脂涂料为例，其是以(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯为主体，同其他丙烯 酸酯共聚所得丙烯酸树脂制得的热塑性或热固性树脂涂料或丙烯酸 辐射涂料。
通过涂布技术将涂布层涂布于第一金属网格层和第二金属网格 层，一方面，可以保护铜箔底部在光刻制程时不被药水侵蚀，避免侧 蚀或底蚀的现象发生；另一方面，也可以避免光刻制程时药水层影响 光学胶层。本发明金属网格结构自上而下依次包括第一金属网格层 101、第一涂布层102、第一光学胶层103、第二金属网格层104和第 二涂布层105，通过将第一涂布层涂布于厚度大于其的第一金属网格 层，将第二涂布层涂布于厚度大于其的第二金属网格层，可以保证制 备全过程中无需使用任何聚合物基材，极大地减少了资源的浪费，并 且金属网格层的厚度可以做到大于2um。
该结构有效提升了金属网格层的厚度，减小了触控屏的表面电 阻，进而加快了信号的传输，减弱了触控的延迟，并且相比现有金属 网格结构，本发明结构由于无任何聚合物基材，因此整体厚度明显变 薄，提高了薄膜总透过率和实现了触摸屏的轻薄化。
需要说明的是，GFF结构中如果基材太薄，则金属镀膜容易发生 卷曲，基材太厚则失去了轻薄化的未来趋势，为此在整体轻薄化和消 除卷曲影响之间存在着不可调节的矛盾。本发明将第一涂布层涂布于 厚度大于其的第一金属网格层，即使在无基材承载的情况下，金属网 格层的厚度足以消除涂布层张力引起的卷曲，在提高薄膜总透过率和 实现触摸屏的轻薄化的同时，能够消除复合时无法展平，上下材料复 合后起皱的不良影响。
本发明实施例中进一步明确了通过对涂布有第一涂布层的第一 铜箔进行光刻制程得到第一金属网格层，以及通过对涂布有第二涂布 层的第二铜箔进行光刻制程得到第二金属网格层。
本发明实施例中进一步明确了第一金属网格层与第二金属网格 层的厚度介于0.5～100um之间，优选介于2～100um之间。
现有技术中，ITO薄膜层制备都是先在一个塑料基材(如PET) 上镀制一金属层，接着在使用黄光制程将金属层图案化成金属电极， 之后再利用光学胶层(OCA)与玻璃盖板进行组合。因此目前的金属 网格层厚度受限于真空镀膜工艺，很难沉积2um以上的铜膜。为了更 详细说明现有技术中的金属网格层厚度无法达到2～100um，图3示 出了现有技术中真空镀层的形成过程，首先利用电浆所产生的离子， 借着离子对被覆盖材料铜电极的轰击，使电浆内具有被覆盖材料的原 子，再进行薄膜沉积反应。具体来说，首先在阴极铜靶加一负高压， 使带正电离子(一般为Ar+)加速之后，以高动量状态轰击铜靶，经 动量交换后，将铜靶表面原子、二次电子等溅镀出，其中铜原子在 PET基材表面沉积，形成薄膜，而二次电子朝阳极PET基材加速，并 于加速过程中再撞击Ar气体，使游离出更多带正电离子(Ar+)，此 正电离子再由负高压来加速并撞击铜靶，如此不断重复此过程，制备 所需的铜膜。再利用黄光制程(附光刻胶-曝光-显影-蚀刻-去膜)的 减法工艺，将透明基材上的铜层进行图案化。因此现有技术中的金属 网格层厚度受限于真空镀膜工艺，厚度不会超过2um。
本发明另辟蹊径，将涂布层与金属网格层通过涂布技术涂布，第 一金属网格层与第二金属网格层的厚度设置于0.5～100um之间，尤 其设置于2～100um之间，可以起到减小触控屏的表面电阻，加快信 号的传输，减弱触控的延迟的作用。
本发明实施例中进一步明确了第一涂布层与第二涂布层的厚度 均介于0.5～50um之间。
正如先前所述，现有技术中由于基材PET本身的可见光区透过率 低于92％，在这种PET透明衬底上制备铜网栅导电层之后，其复合 透过率更低，很难获得高透过率和低电阻的透明导电薄膜。同时，PET 本身在可见光区的反射率很大，制成触摸屏之后，显著降低了触摸屏 的图形真实度，需要在表面粘接具有减反功能的玻璃，这样导致触摸 屏成本增加，同时也增加了触摸屏的重量，并降低触摸屏的柔性。并 且，有透明聚合物基材的金属网格结构，典型的基材如PET基板存在 着产生彩虹纹与黑视的问题，即使使用其他基材，如环烯烃聚合物、 环烯烃共聚合物、或高相位差膜所制成的透明基板取代原先的基板之 后，彩虹纹与黑视的问题即使获得解决，然而这几种材料进行真空溅 镀时还会因为热累积变形。
由于本发明新制程的开发，与目前现有的制作方式不同，本发明 中涂布于第一金属网格层的第一涂布层，以及涂布于第一金属网格层 的第二涂布层的厚度介于0.5～50um之间，将该涂布层与金属网格层 通过涂布技术涂布后，既能保证金属网格不会由于张力引起弯曲变 形，也能保证整体厚度明显变薄，提高薄膜总透过率和实现触摸屏的 轻薄化。由于该结构中取代了基材，不论彩虹纹与黑视的问题，还是 变形问题都得到解决。
本发明实施例还提供了一种用于电容式触摸屏的金属网格结构。 图4是根据本发明实施例的用于电容式触摸屏的金属网格结构示意 图。如图4所示，该金属网格结构还包括，包覆第一金属网格层的第 一黑化层；包覆第一黑化层的第三涂布层；包覆第二金属网格层的第 二黑化层；以及包覆第二黑化层的第四涂布层。
需要说明的是，在该结构中，首先对第一金属网格层和第二金属 网格层进行表面处理，在第一金属网格层之上依次形成第一黑化层和 第三涂布层，在第二金属网格层之上依次形成第二黑化层和第四涂布 层，其中，该第一金属网格层、第一黑化层以及第三涂布层组成第一 金属感应电极层，而该第二金属网格层、第二黑化层以及第三涂布层 组成第二金属感应电极层。
本发明实施例中进一步明确了第一涂布层、第二涂布层、第三涂 布层和第四涂布层的材料相同。
本发明实施例中进一步明确了第一黑化层与第二黑化层的厚度 介于40～500nm之间，其材料包括但不限于氧化铜、硒化铜、硫化铜。
本发明实施例中进一步明确了第三涂布层与第四涂布层的厚度 均介于0.1～50um之间，优选介于0.5～50um之间。
本发明实施例还提供了一种触控显示设备，电容式触摸屏包括顺 序布置的玻璃盖板、第二光学胶层、本发明的金属网格结构、第三光 学胶层以及显示面板模组。前述说明书已经清楚公开了本发明的金属 网格结构包括顺序布置的第一金属网格层101、第一涂布层102、第 一光学胶层103、第二金属网格层104和第二涂布层105，其中，第 一涂布层102涂布于第一金属网格层101，第一涂布层102的厚度小 于第一金属网格层101的厚度，第二涂布层105涂布于第二金属网格 层104，第二涂布层105的厚度小于第二金属网格层104的厚度。触 控显示设备中，玻璃盖板连接至第二光学胶层，光学胶层的另一面连 接至该金属网格结构的第一金属网格层，该金属网格结构的第一涂布 层连接至第三光学胶层的一面，第三光学胶层的另一面连接至显示面 板模组。
依据触控显示设备TPD的类型之不同，该显示面板模块可以是 LCD显示面板模块、OLED显示面板模块、Mini LED显示面板模块、 Micro LED显示面板模块或AMOLED显示面板模块。
更进一步地，本发明不限定该触控显示设备必须是一独立装置， 其亦可以被整合在一电子装置之中，使该电子装置同时具有触控功能 以及显示功能。该电子装置可以是智能型手机、平板计算机、笔记本 电脑、一体式(All-in-One)计算机、智能型手表、门口机、纳米黑 板、智能一体机或会议机。
本发明实施例同时提供了一种金属电极结构制造方法的实施例， 包括如下的步骤S502至步骤S520：
S502：提供纯铜箔，纯铜箔可以为压延铜箔或电解铜箔，其厚度 介于0.5～100um之间，尤其设置于2～100um之间，
S504：将铜箔一面贴附于PET保护膜上，PET保护膜起到支撑作 用；
S506：铜箔的另一面涂布上第一涂布层，在第一涂布层非铜箔面 贴上光学胶OCA(离型膜是光学胶自带的)，第一涂布层的材料包 括但不限于丙烯酸树脂、乙烯-醋酸共聚物、聚乙烯醇缩丁醛；
S508：移除PET保护膜，热压感光树脂；
S510：对前述步骤S504之产物进行光刻制程以获得第一金属网 格层；
S512：使用酸性溶液去除该纯铜箔的抗蚀层与氧化层，对第一金 属网格层进行表面处理，该酸性溶液可为下列任一者：硫酸、硝酸、 盐酸、甲酸、乙酸、苹果酸、柠檬酸、上述任两者之混合物、或上述 任两者以上之混合物，在第一金属网格层之上依次形成第一黑化层和 第三涂布层，该第一黑化层可利用生成法或置换法制成，该第一黑化 层可以为氧化铜、硒化铜、硫化铜，第一黑化层的厚度介于40～500nm 之间；
S514：第一黑化层上涂布第三涂布层；
S516：撕除离型膜，完成TX电极/OCA复合电极层制作；
S518：以相同的方式后续或同步完成RX电极层制作；
S520：将两层贴合完成组装。
综上所述，本发明提供了一种用于电容式触摸屏的金属网格结 构，可以解决现有触摸屏存在的铜膜薄、基材厚、透过率低和反射率 大的问题，有效提升产品的经济性及导电性。并且相比现有金属网格 结构，本发明由于无任何聚合物基材，因此整体厚度明显变薄，提高 了薄膜总透过率和实现了触摸屏的轻薄化。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本 发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应 包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电容式触摸屏的金属网格结构，其特征在于，包括：顺序布置的第一金属网格层、第一涂布层、第一光学胶层、第二金属网格层和第二涂布层，其中，所述第一涂布层涂布于所述第一金属网格层，所述第一涂布层的厚度小于所述第一金属网格层的厚度，所述第二涂布层涂布于所述第二金属网格层，所述第二涂布层的厚度小于所述第二金属网格层的厚度。
2.根据权利要求1所述的金属网格结构，其特征在于，
所述第一金属网格层通过对涂布有所述第一涂布层的第一铜箔进行光刻制程而得到；以及
所述第二金属网格层通过对涂布有所述第二涂布层的第二铜箔进行光刻制程而得到。
3.根据权利要求1所述的金属网格结构，其特征在于，所述第一金属网格层与所述第二金属网格层的厚度均介于0.5～100μm之间。
4.根据权利要求1所述的金属网格结构，其特征在于，所述第一涂布层与所述第二涂布层的厚度均介于0.5～50μm之间。
5.根据权利要求1所述的金属网格结构，其特征在于，所述第一涂布层与所述第二涂布层的材料均包括但不限于丙烯酸树脂、乙烯-醋酸共聚物、聚乙烯醇缩丁醛。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的金属网格结构，其特征在于，还包括：
包覆所述第一金属网格层的第一黑化层；
包覆所述第一黑化层的第三涂布层；
包覆所述第二金属网格层的第二黑化层；以及
包覆所述第二黑化层的第四涂布层。
7.根据权利要求6所述的金属网格结构，其特征在于，所述第一涂布层、所述第二涂布层、所述第三涂布层和所述第四涂布层的材料相同。
8.根据权利要求6所述的金属网格结构，其特征在于，所述第三涂布层与所述第四涂布层的厚度均介于0.1～50μm之间。
9.一种触控显示设备，其特征在于，包括：顺序布置的玻璃盖板、第二光学胶层以及权利要求1至8中任一项所述的金属网格结构、第三光学胶层以及显示面板模组。
10.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求9所述的触控显示设备。
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