CN203606819U

CN203606819U - 一种蓝宝石触摸屏

Info

Publication number: CN203606819U
Application number: CN201320759260.8U
Authority: CN
Inventors: 吴云才
Original assignee: Zhejiang Shangcheng Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Shangcheng Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2023-11-26

Abstract

本实用新型属于触控面板技术领域，公开了一种蓝宝石OGS触摸面板及其制作方法，该蓝宝石触摸面板包括蓝宝石盖板、触摸传感器、绝缘保护层，所述触摸传感器附于蓝宝石盖板中间触控区下面，蓝宝石盖板的边缘非触控区下面附有遮光材料层，触摸传感器与FPC之间的连接线路依附于遮光材料层下面，绝缘保护层从下面覆盖触摸传感器及连接线路；所述蓝宝石盖板为双层复合结构，上层蓝宝石层为C面蓝宝石层，下层蓝宝石层为A面蓝宝石层。本实用新型通过对蓝宝石进行切片及复合加工等工艺，将蓝宝石处理成适于作为触摸屏基板的薄片，并且通过复合加工，改善了其物理特性。本实用新型的蓝宝石面板具有硬度高，强度好。耐磨防划，抗摔等优点。

Description

一种蓝宝石触摸屏

技术领域

本实用新型属于触控技术领域，涉及触摸屏技术，尤其涉及OGS触摸屏。

背景技术

触摸屏是一种输入设备，能够方便实现人与计算机及其它便携式移动设备的交互作用，触摸屏的功能区域如图1 所示，可以划分为视窗式的触控区9和非触控区边框8，以及提供电连接的柔性电路板FPC和数据处理芯片IC 芯片。近年来，基于氧化铟锡（ITO）透明导电薄膜的电容触摸屏被广泛应用于移动互联设备，如智能手机，便携式平板电脑。

随着移动互联设备对屏幕反光率、透光率以及厚度轻薄等方面的要求越来越高，传统采用双片玻璃（高硬度玻璃盖板和带传感电极的玻璃）贴合而成的电容触摸屏已经很难满足要求。一种称为OGS（One Glass Solution）的电容触摸屏方案被提出并推广应用，成为新一代触摸屏的重要方向。

所述OGS电容触摸屏的层级结构如图2所示，包括：玻璃盖板2；印刷在非视窗区范围内的玻璃盖板2下侧表面的油墨层1；继续形成于玻璃盖板2 和油墨层1下侧的透明导电层（ITO层）3；在非视窗区范围内形成与透明导电层3电连接的电极层（连接线路）5；以及通过OCA光学胶贴合连接的绝缘保护层4。OGS结构电容触摸屏在高硬度保护玻璃盖板背面，直接形成导电和传感电极，用同一块玻璃同时起到触摸保护和触控传感的双重作用。

现有触摸屏玻璃盖板均采用钢化有机玻璃，虽然经过化学强化的钢化玻璃硬度更高，但其硬度仍然有限，使用过程中，仍很容易在面板表面形成划痕。为了保护屏幕，需要为手机屏幕贴一层保护膜。保护膜的增加，不仅影响触摸屏的透光度，而且，保护膜本身更易于形成滑痕。以手机为例，从入手到升级更新三年时间，大部分时间（可能两年半甚至更长时间）时使用者面对的是布满划痕的保护贴膜。可以见到的是，曾经耗费巨大，艰难地开发改进触摸屏，一点一点地提高其硬度、和透光度，然而，其成果仅在实验室中体现出来。在实际使用过程中，由于保护贴膜的使用，耗费巨大而获得的技术成果，并不能直正地转化为用户体验。也就是说，如果开发或改进后的触摸屏盖板不足以使用户摆脱保护贴膜，那么，即使成果显著，也是毫无意义的。

真正能够解决这一问题的方法是，寻求提高玻璃盖板的硬度至超过绝大多数用户可接触物质的硬度方法或者强化工艺，或者寻求一种硬度至超过绝大多数用户可接触物质的硬度的新材料替代钢化有机玻璃，令用户彻底摆脱屏幕保护贴膜的使用。

蓝宝石是一种硬度仅次于钻石的结晶体，其更度远大于普通钢化玻璃。而且，高纯度（例如99%以上）蓝宝石，还具有很高的光学透射率，散射少，可有效阻隔光的漫射，此外，蓝宝石还具有比普通玻璃更好的抗辐射能力、高导热性，化学稳定性高，抗强酸、强碱，等诸多优点。

如能将其应用于触摸屏，替代现有的钢化有机玻璃，将可能带来优秀的效果。

发明内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种硬度更的触摸屏。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种蓝宝石OGS触摸面板，其特征在于，包括上层蓝宝石盖板、中层触摸传感器、下层绝缘保护层，所述蓝宝石盖板包括边缘非触控区和中间触控区，所述触摸传感器附于盖板触控区下面，蓝宝石盖板的非触控区下面附有遮光材料层，触摸传感器与FPC之间的连接线路依附于遮光材料层下面，绝缘保护层从下面覆盖触摸传感器及连接线路。

所述蓝宝石盖板为双层不同晶面取向的蓝宝石片复合而成，上层蓝宝石层为C面蓝宝石层，下层蓝宝石层为A面蓝宝石层。

所述遮光材料层为印刷在蓝宝石基板的非触控区下面的油墨层。

所述触摸传感器为基于双层ITO导电膜蚀刻加工形成的投射电容传感器。

本实用新型通过对蓝宝石进行切片及复合加工等工艺，将蓝宝石处理成适于作为触摸屏基板的薄片，并且通过复合加工，改善了其物理特性。由于蓝宝石硬度高于绝大多数矿物，手机等智能设备在日常使用过程中，所接触到的各种物体，均难以在基于蓝宝石材质制作的触摸屏盖板上划出划痕。使用基于蓝宝石晶体材料制作的触摸板盖板，用户完全可以摆脱贴膜的困扰。使触摸屏本身的高透低反射等优点充分发挥出来。给日常使用带来完美的用户体验。

而采用C面取向的上层蓝宝石层则具有更高的硬度，下层复合具有更高的断裂模量的A面取向蓝宝石层，使基于蓝宝石制作的触摸屏盖板在发挥蓝宝石高硬度特性的同时，还具有更高的强度，使得触摸屏成品具有更强的抗摔能力。

本实用新型另一个目的在于，针对上述蓝宝石触摸面板提出一种蓝宝石OGS触摸面板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）加工蓝宝石基板；

取形状大小相同的单面经研磨的两片晶向取像不同的蓝宝石片，其中第一片为A面蓝宝石片，第二片为C面蓝宝石片，将第一片蓝宝石片的经研磨表面与第二片蓝宝石片的经研磨表面接合得到复合后的蓝宝石基板半成品；

对复合蓝宝石基板半成品上下表面，及侧边进行研磨后，得到蓝宝石基板。蓝宝石基板的上下表面晶向取向分别为C面取向和A面取向；

（2）在蓝宝石基板表面制作遮光层薄膜；

利用真空磁控溅射的方法或丝印方法在蓝宝石基板的C面取向表面制作均匀的遮光材料层；

（3）对遮光层薄膜通过光刻技术图形化；

通过涂胶、曝光、显影、蚀刻和去膜等工艺将附于蓝宝石基板触控区的遮光材料层去除，形成不透光边框；

（4）制作透明导电层；

利用真空磁控溅射的方法在制作透明导电层薄膜，

然后通过涂胶、曝光、显影、坚膜、蚀刻和去膜工艺对透明导电层薄膜进行图形化；

（5）将带有触控IC 芯片的FPC 通过热压与所述电极引脚进行电学连接，形成最终的OGS触摸屏。

作为优化方案，所述蓝宝石片材由蓝宝石表片和蓝宝石底片组成，蓝宝石底片由一块中心片和四个角片组成，中心片和角片拼合面积与蓝宝石表片一致。

本方案克服了单片蓝宝石片材的缺陷，同时与2个完整蓝宝石片材复合的方案相比，具有更好的强度和韧性，因为蓝宝石表片和中心片、角片的晶向组合更为多样，可以充分利用蓝宝石各晶向的特性。而且降低了成本。在触摸屏的实际应用中，发生跌落时大部分的情形为边角线落地，因此边角部位的特别加强具有现实意义，而现有技术中大多用圆形倒角来减轻应力集中，但这种方案没有从根本上解决边角易碎的问题，而中心片与角片的方案彻底解决了上述问题。

作为进一步的优化方案，所述角片的两个边角存在直线倒角。直角倒角的作用在于将角片之间的接触方式从点接触改为线接触，提高了复合结构的抗剪切力。

作为进一步的优化方案，所述中心片为棱形片，所述角片为边角设有直线倒角的三角片。

与采用有机玻璃板的触摸面板的加工方法相比，本实用新型的蓝宝石触摸面板的加工过程虽然增加了蓝宝石基板的制作工艺，但是省略了两次化学强化工艺，并不比现有玻璃面板的加工工艺复杂。却可以得到更优秀的耐磨防划效果。

可以想到的是，采用本实用新型所述的蓝宝石基板，也可以制作基于OGS以外的其它结构的触摸屏，如G/G结构的触摸屏，将蓝宝石应用于在G/G结构的触摸屏中时，蓝宝石片用做最上层盖板。

附图说明

图1为常见OGS触摸面板结构示意图。

图2为本实用新型蓝宝石触摸面板结构示意图。

图3为本实用新型蓝宝石触摸面板另一种结构示意图。

图4为本实用新型蓝宝石触摸面加工工艺流程图。

图5为本实用新型蓝宝石复合结构触摸面板结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以例举一些具体实例的方式对本实用新型所述技术方案做进一步说明。

参照图2，该图所示为本实用新型所述OGS触摸面板的一种具体结构，包括上层蓝宝石盖板、中层ITO导电层（加工成触摸传感器）3、下层绝缘保护层4，蓝宝石盖板包括边缘非触控区8和中间触控区9，所述蓝宝石盖板包括上层C面蓝宝石层7和下层A面蓝宝石层6。所述ITO导电层3附于蓝宝石盖板下层A面蓝宝石层6对应触控区的表面，蓝宝石盖板的A面蓝宝石层对应非触控区的表面附有油墨层1，ITO导电层3与FPC之间的连接线路5依附于遮光材料层下面，绝缘保护层4从下面覆盖ITO导电层3及连接线路5。

所述油墨层的厚度为8nm-15nm。所述ITO导电层厚度为10nm-20nm。

所述蓝宝石盖板厚度为0.3mm-0.8mm。

所述蓝宝石盖板边缘加工有导角结构。

参照图3，图2所示触摸面板的制作过程，包括以下步骤。

（1）加工蓝宝石基板；

分别将晶面取向为A面和C面的两片蓝宝石片，加工成形状和大小相同的薄片；

对加工好的两片蓝宝石薄片的一个表面进行研磨，使表面更光洁平整；

将第一片蓝宝石片的经研磨表面与第二片蓝宝石片的经研磨表面接合得到复合后的蓝宝石基板半成品，其中C面晶面取向的蓝宝石层的表面做为上表面，A面晶面取向的蓝宝石层的表面作为下表面；

对复合完成的蓝宝石基板半成品上、下表面，及侧边进行研磨后，得到蓝宝石基板。此时，蓝宝石基板的上下表面晶向取向分别为C面取向和A面取向；

在上述过程中，单片蓝宝石片材厚度小于0.4mm，复合后，分别从上下两面进行研磨，成品厚度保护在于0.4mm-0.6mm之间；

（2）在蓝宝石基板表面制作遮光层薄膜；

（3）对遮光层薄膜通过光刻技术图形化；

（4）制作透明导电层；

利用真空磁控溅射的方法在制作透明导电层薄膜，

然后通过涂胶、曝光、显影、坚膜、蚀刻和去膜工艺对透明导电层薄膜进行图形化，具体工艺参数：

镀膜真空度：0.01~0.5Pa，温度：220~300℃，透明导电层的厚度10nm~20nm ；

涂布光刻胶，将蚀刻的透明导电层覆盖，光刻胶的厚度1600~2000nm，均匀性5% 以内，预烘温度：80~90℃ ；

对光刻胶进行曝光，即在光刻胶上光刻电极图形，曝光条件为：紫外光波长：365nm，光通量：100~120mj，透明导电层的电极图案的光罩是铬版，距离基板的尺寸100um~200um ；

对光刻胶显影并硬化，采用NaOH，浓度0.1~0.08MOL/L，温度：20~35℃，时间50 秒~120秒，硬化温度：100~120℃，时间30~35 分钟；

蚀刻透明导电层，形成透明导电层电极图形，蚀刻使用材料：HCL60%~65% + HO240%~35%，温度：40~45℃，时间：120~220 秒；

去除光刻胶，形成透明导电图案功能电极，使用材料：NaOH，浓度2.0~1.5 MOL/L，温度：30~35℃，时间100 秒~120 秒，最后用纯水漂洗；

如图5所示，蓝宝石复合结构由表片20、中心片21和角片22组成。中心片21和角片22组合面积与表片20相等。中心片21为棱形片，角片22为三角片，角片22具有直线倒角221。

Claims

1.一种蓝宝石触摸面板，其特征在于，包括上层蓝宝石盖板、中层触摸传感器、下层绝缘保护层，所述蓝宝石盖板包括边缘非触控区和中间触控区，所述触摸传感器附于盖板触控区下面，蓝宝石盖板的非触控区下面附有遮光材料层，触摸传感器与FPC之间的连接线路依附于遮光材料层下面，绝缘保护层从下面覆盖触摸传感器及连接线路；

2.根据权利要求1所述的蓝宝石触摸面板，其特征在于，所述遮光材料层为印刷在蓝宝石基板的非触控区下面的油墨层。

3.根据权利要求2所述的蓝宝石触摸面板，其特征在于，所述油墨层的厚度为8nm-15nm。

4.根据权利要求1所述的蓝宝石触摸面板，其特征在于，所述触摸传感器为基于双层ITO导电膜蚀刻加工形成的投射电容传感器。

5.根据权利要求4所述的蓝宝石触摸面板，其特征在于，所述ITO导电层厚度为10nm-20nm。

6.根据权利要求1所述的蓝宝石触摸面板，其特征在于，所述蓝宝石盖板厚度为0.3mm-0.8mm。

7.根据权利要求1所述的蓝宝石触摸面板，其特征在于，所述蓝宝石盖板边缘加工有导角结构。