CN203825597U - 双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏，电容感应触摸屏包括具有第一通孔的颜色层、具有第二通孔的第二颜色层和导体；导体部分地填充在对应的第一通孔内，其下端部与对应的触控单元走线相接触，其在第一通孔之外的部分完全覆盖第一通孔的上边缘；第二通孔的下边缘与对应的导体相接；电极走线至少部分地在第二颜色层上并通过对应的第二通孔与导体电连接。本实用新型通过颜色层上的第一通孔来对导体限位，通过导体对第一通孔的完全覆盖来避免通孔引起的“漏光”问题，并且，通过将导体和电极走线设计为交错排布，可以在一定宽度的边框里可以布局更多的电极走线，从而实现电容感应触摸屏的窄边框要求。

Description

双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏

技术领域

本实用新型涉及电容感应触摸屏领域，尤其涉及一种双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏。

背景技术

单片式电容感应触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，例如ITO（氧化铟锡）层，导体层上形成触控单元的阵列，通过在触摸屏的一条或多条侧边上制作与触控图案相连的多个电极以连接外部的控制电路来对触控单元的阵列施加以及提取电信号。在触摸屏幕时，由于人体电场，手指与触控单元间会形成一个耦合电容，通过计算离开各个电极的电流的比例及强弱，可以准确获得触摸点的位置。

图1和2示意性地示出了一个单片式电容感应触摸屏的构造，在基板1表面的中间区域为触摸屏的可操作区域（AA），由ITO薄膜形成的如触控单元2的多个触控单元的阵列分布于可操作区域内，这里显示的触控单元2由驱动部分和感应部分构成；可视区域（VA）外围的边框区（BM）具有绝缘的颜色层3；颜色层3上具有多个电极和电极走线，包括和触控单元的驱动部分相连的电极和电极走线以及和触控单元的感应部分相连的电极和电极走线，如电极50和电极走线40以及电极51和电极走线41，前者给一列触控单元的驱动部分提供电信号（驱动信号），后者将各个触控单元的感应部分的电信号（感应信号）引出；或者反之，前者将一列触控单元的感应部分的电信号（感应信号）引出，后者给各个触控单元的驱动部分提供电信号（驱动信号）；各个电极用于连接电容感应触摸屏的控制电路和触控单元走线，用于连接电极与控制电路的连接方式诸如焊接、打线、热压等，其中热压是指通过加热压合使电容感应触摸屏的电极与控制电路的电极贴合导通；各个触控单元走线在基板1上从各个触控单元的驱动部分和感应部分延伸，其端部分别与各个电极走线电连接。例如触控单元走线20从触控单元2的驱动部分延伸，其端部与电极走线40电连接；触控单元走线21从触控单元2的感应部分延伸，其端部与电极走线41电连接。图中示出的各触控单元走线与各触控单元一体成形，例如，由如ITO薄膜的透明导电薄膜一次光刻形成。

随着触控屏市场的竞争日益激烈，窄边框设计（即边框区的边窄，尤其是分布电极走线的边窄）成为了发展趋势，因为窄边框设计可以使显示屏尺寸的增大，同时可以给消费者带来更好的视觉美感。但是窄边框设计定制不仅成本很高，而在很窄的空间里，走线、布局、产品的良品率等对于工程设计来说都是一个大考验。比如有些一体化触摸屏的边框不大于2mm，在这么小的空间要制作数十条电极走线用于连接外接电极，这对电容屏的制程工艺技术是一个很大挑战。

申请号为201310042903.1的中国专利提供了一种一体化电容屏结构和制备方法，它通过在颜色层上制作通孔，在通孔内填充与颜色层颜色相同或相近的导电材料，使电极走线和触控单元走线通过通孔内的导电材料实现电连接。但是，考虑到导通效果，通孔的孔径不能太小，一般直径设计为0.2mm。而在通孔内填入的导电材料的基本要求是导电材料要完全遮盖通孔以避免“漏光”。同时，由于在制作过程中存在制作误差，比如套刻精度、网版变形等，因而导电材料的尺寸要比通孔大些。假如制作误差为0.1mm，则导电材料的直径需设计为0.4mm。鉴于导电材料不能与相邻导电银线短路，因此边框区的颜色边框要有足够空间才能满足设计外围走线的需要。

申请号为201310753766.2的中国专利提供了一种电容感应触摸屏结构和制备方法，它通过在触控单元走线的一个端部上制作导电体并将颜色层的通孔布置在导电体上，利用导电体杜绝通孔“漏光”的问题，但其制作导电体过程中可能会发生微小导电体掉落在触控单元走线上，从而导致相邻触控单元间的短路；另外，单一颜色层的结构可能会发生由于制作过程中网纱堵孔问题而导致的颜色层“漏光”。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏，实现在不改变电极走线数量情况下满足窄边框的需要，并避免出现通孔和颜色层的“漏光”问题。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种双颜色层窄边框单片式电容感应触摸屏，通过布置其上具有通孔的两个颜色层以及布置导体，实现在一定宽度的边框内布置更多的电极走线。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏，包括基板、触控单元、颜色层、电极、电极走线和触控单元走线，所述触控单元和所述颜色层分布在所述基板的第一表面上，所述触控单元在所述电容感应触摸屏的可操作区域内，所述颜色层在所述电容感应触摸屏的边框区，其特征在于，还包括第二颜色层，所述第二颜色层分布在所述边框区；在所述第一表面上所述触控单元走线从所述触控单元延伸到所述边框区；在所述边框区，所述颜色层部分地覆盖所述触控单元走线；

所述颜色层上具有第一通孔，所述导体部分地填充在所述第一通孔内，所述导体的下端部与所述触控单元走线相接触，所述导体在所述第一通孔之外的部分完全覆盖所述第一通孔的上边缘；所述第二颜色层上具有第二通孔，所述第二通孔的下边缘与所述导体相接；所述电极走线至少部分地在所述第二颜色层上并通过所述第二通孔与所述导体电连接。

进一步地，所述电极走线部分地在所述第二通孔中，所述电极走线在所述第二通孔中的部分与所述导体接触。

进一步地，所述第一通孔的个数为一个，在所述一个通孔内有所述导体；或者所述第一通孔的个数为多个，在所述多个通孔的至少一个内有所述导体。

进一步地，所述第二通孔的个数为一个或多个，所述电极走线部分地分布在所述一个通孔内或者部分地分布在所述多个通孔的至少一个内。

可选地，所述颜色层以及分布在所述第一通孔内的导体完全覆盖所述基板和所述触控单元走线在所述边框区的部分；所述第二颜色层布置在所述颜色层上。

可选地，所述颜色层布置在所述基板上；所述第二颜色层以及分布在所述第二通孔内的电极走线完全覆盖所述颜色层和所述导体，并且完全覆盖所述基板和所述触控单元走线在所述边框区且未被所述颜色层和分布在所述第一通孔内的导体覆盖的部分。

可选地，所述颜色层布置在所述基板上；所述第二颜色层以及分布在所述第二通孔内的电极走线部分地覆盖所述颜色层和所述导体，并且完全覆盖所述基板和所述触控单元走线在所述边框区且未被所述颜色层和分布在所述第一通孔内的导体覆盖的部分。

进一步地，所述导体的材料为碳浆、银浆或碳浆与银浆的混合物。

进一步地，所述颜色层和所述第二颜色层选自颜色油墨涂层、光油涂层和感光胶涂层中的任何一个。

在本实用新型的一个较佳实施方式中，提供了一种双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏，该双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏包括基板、多个触控单元、颜色层、第二颜色层、多个导体、多个电极、多个触控单元走线和多个电极走线。其中，多个触控单元形成触控单元的阵列；颜色层上具有多个第一通孔对应着各个触控单元走线，各导体部分地填充在各第一通孔内，导体的下端部与对应的触控单元走线相接触，导体分布在第一通孔之外的部分完全覆盖第一通孔的上边缘；第二颜色层上具有多个第二通孔，分别对应着各个导体，第二通孔的直径小于对应的导体分布在第一通孔之外的部分的直径；各个电极走线在第二颜色层上延伸到各个第二通孔处，并通过对应的第二通孔，各个电极走线在第二通孔内的部分与各个导体相接触。制作该双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏时，主要包括步骤：采用丝网印刷工艺在基板上制作触控单元和触控单元走线；采用丝网印刷工艺在制作具有第一通孔的颜色层；采用丝网印刷工艺在第一通孔中填入导体；采用丝网印刷工艺在制作具有第二通孔的第二颜色层；以及采用丝网印刷工艺在第二颜色层上制作电极和电极走线。

由此可见，本实用新型的双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏通过布置两层具有通孔的颜色层和导体，导体部分地分布在下一层的颜色层的通孔内且其下端部与触控电极走线相接触，其上半部分完全覆盖该通孔的上边缘；导体的电极走线通过上一层的颜色层的通孔与导体相接触，实现了电极走线和对应的触控单元走线之间的电连接，并实现了导体对下一层的颜色层的通孔的完全覆盖，由此避免由该通孔引起的“漏光”问题，而双颜色层的结构可以有效避免单一颜色层“漏光”问题。同时，由于导体和电极走线只能通过上一层的颜色层的通孔相连，导体与相邻的电极走线之间不可能出现短路问题，因此只须考虑避免电极走线之间出现短路的问题。相对于分布在第一通孔之外的直径约为0.4mm的导体部分，直径约为0.2mm的上一层的颜色层的通孔占用电容屏的边框空间小，因此通过设计交错分布的下一层的颜色层的通孔和导体，可以在一定宽度的边框里可以布局更多的电极走线，从而实现电容屏的窄边框要求；并且由于导体受到下一层的颜色层的通孔的限制定位，其在制作过程中不会发生单独制作该导体（即不制作下一层的颜色层）时的微小导体掉落在触控单元走线上并导致的相邻触控单元短路的问题，从而保证了产品的良品率。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是现有技术的电容感应触摸屏的正视图。

图2是图1所示的电容感应触摸屏在AA’方向的剖面图。

图3是在一个实施例中，本实用新型的双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏的正视图。

图4是图3所示的双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏在A1A1’方向的剖面图。

图5放大地示出了图3中的电极走线和触控单元走线的连接处，其中以虚线显示第二颜色层之下的触控单元走线以及电极走线和触控单元走线之间的导体。

具体实施方式

如图3、4和5所示，在一个较佳的实施例中，本实用新型的双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏包括基板101、如触控单元102的多个触控单元、颜色层103、第二颜色层123、如导体171的多个导体、如电极150和151的多个电极、如触控单元走线120和121的多个触控单元走线以及如电极走线140和141的多个电极走线。其中，颜色层103、各个触控单元和各个触控单元走线分布在基板101的第一表面上。图3和图5中第一表面的法线方向为垂直纸面向外的方向，图4中第一表面的法线方向为向上的方向。本实施例中，以第一表面的法线方向为向上，上方的层覆盖下方的层，

颜色层103和第二颜色层123是绝缘的，分布在电容感应触摸屏的边框区，颜色层103上具有第一通孔，如第一通孔161，第二颜色层123上具有第二通孔，如第二通孔181。多个触控单元形成触控单元的阵列，分布在电容感应触摸屏的可操作区域内；触控单元由驱动部分和感应部分构成，如触控单元102由触控单元102的驱动部分和感应部分构成；各个触控单元走线从各个触控单元的驱动部分和感应部分延伸到电容感应触摸屏的边框区，例如，触控单元走线120和121分别从触控单元102的驱动部分和感应部分延伸到电容感应触摸屏的边框区。在边框区，颜色层103部分地覆盖各个触控单元走线，颜色层103上的各个第一通孔分别对准各个触控单元走线，具体地，分别对准各个触控单元走线的一个端部（该端部不是与触控单元相接的端部），较佳地，各个第一通孔的下边缘的全部与对应的触控单元相接。例如，第一通孔161对准触控单元走线121的一个端部，且第一通孔161的下边缘完全地与触控单元走线121的端部相接。各个导体分别部分地分布在对应的第一通孔中，其下端部分别与对应的触控单元走线相接触，其在第一通孔之外的部分完全覆盖该第一通孔的上边缘。例如，导体171部分地分布在第一通孔161内，本实施例中，其在第一通孔161之外的部分的直径大于第一通孔161的直径有此完全覆盖第一通孔161的上边缘。第二颜色层123上的各个第二通孔分别对准各个导体，较佳地，各第二通孔的下边缘的全部与对应的导体相接，各个电极走线至少部分地分布在第二颜色层123上，并通过相应的第二通孔与对应的导体电连接，本实施例中，各电极走线部分地分布在相应的第二通孔内，其在第二通孔内的部分与对应的导体相接触。例如，第二通孔181对准导体171，其下边缘的全部与导体171相接，电极走线141至少部分地分布在第二颜色层123上，并部分地分布在第二通孔181内，其在第二通孔181内的部分与导体171相接触。在本实用新型的其他实施例中，还可以在第二通孔中填入导电材料，各电极走线通过分布在第二通孔中的导电材料与对应的导体电连接。

本实施例中，导体的材料可以选用碳浆、银浆或两者的混合物，其颜色与颜色层103的颜色相同（此处的颜色相同是指两者的色差在较小色差的程度之下，例如使用CIE1976（L*a*b*）色空间的色差计算公式或色差仪计算或测量得到两者的色差值ΔE不大于6，较佳地不大于3，该描述也适用于本文的其他部分）；电极及电极走线的材料可以选用银浆；颜色层103和第二颜色层123可以是颜色油墨涂层、光油涂层或感光胶涂层，即颜色层103和第二颜色层123的材料可以选用颜色油墨、光油或感光胶，其中颜色油墨、光油或感光胶具有各种颜色，可以根据需要选择；较佳地，颜色层103和第二颜色层123的颜色相同；基板101可以选用钢化玻璃基板、强化玻璃基板或普通玻璃基板，也可以选用高分子材料透明基板；触控单元和触控单元走线由导电膜制备，导电膜可以是ITO膜、石墨烯层、碳纳米管层、纳米银线、金属网格（metal mesh）或其它的导电材料层，即导电膜的材料可以选用ITO、石墨烯、碳纳米管、纳米银线、金属网格或其它的导电材料。

制作本实施中的双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏的具体步骤如下：

第一步、在基板101上制作触控单元和触控单元走线。

本实施例中以采用单层导电膜的制作工艺为例进行说明，其使用同一层导电膜形成触控单元和触控单元走线。

具体地，在本步骤中，首先取用一片玻璃基板作为基板101，其可以选用钢化玻璃基板、强化玻璃基板或普通玻璃基板，也可以选用高分子材料透明基板作为基板101；然后，对基板101进行清洗，选定完成清洗的基板101的一个表面作为第一表面；然后，在基板101的第一表面上沉积一层导电膜，本实施例中沉积的为ITO膜，该ITO膜的厚度为5～60nm；然后，然后，在导电膜上涂光刻胶，进行光刻以形成触控单元和触控单元走线的图案，本实施例中采用黄光光刻工艺；最后，刻蚀触控单元和触控单元走线的图案，在基板101的第一表面形成触控单元和触控单元走线。另外，还可以采用丝网印刷工艺直接在基板101的第一表面上形成触控单元和触控单元走线的图案的导电膜，由此在基板101的第一表面形成触控单元和触控单元走线。

本实施例中，各个触控单元走线的线宽为0.01-0.3mm，间距为0.01-0.8mm。

第二步、在基板101上制作颜色层103。

具体地，采用丝网印刷工艺在基板101的第一表面上形成图案为电容感应触摸屏的边框区的颜色层103，其上具有第一通孔；第一通孔沿第一表面的法线方向延伸，其下边缘的全部与对应的触控单元走线的一端相接。如图4所示触控单元走线121的一端之上的颜色层103，颜色层103上具有第一通孔161，第一通孔161的下边缘完全地与触控单元走线121相接。本实施例中，采用颜色油墨形成颜色层103，颜色层103的厚度为1～40μm，第一通孔的直径为0.01～0.6mm。另外，形成的第一通孔的横截面（即平行于第一表面的截面）不限于圆形，还可以是矩形、椭圆形等的形状。

第三步、在第一通孔内填入导体。

具体地，采用丝网印刷工艺在上一步形成的各个第一通孔内填充制备导体的材料，本实施例中，选用碳浆作为导体的材料，其颜色与颜色层103的颜色相同；填入的导体的高度为1～100μm，其应该大于颜色层103的厚度，较佳地导体的高度比颜色层103的厚度大10～20μm，如图4所示的导体171。导体分布在第一通孔之外的部分完全地覆盖第一通孔的上边缘，本实施例中导体分布在第一通孔之外的部分是圆柱体，其直径大于该第一通孔的直径，较佳地其直径比第一通孔的直径大10%～50%。在本实用新型的其他实施例中，导体分布在第一通孔之外的横截面（即平行于第一表面的截面）不限于圆形，还可以是矩形、椭圆形等的形状。

第四步、布置第二颜色层123。

具体地，采用丝网印刷工艺在颜色层103上形成图案为电容感应触摸屏的边框区的第二颜色层123，其上具有第二通孔；第二通孔沿第一表面的法线方向延伸，其下边缘与对应的导体相接，较佳地，其下边缘的全部与对应的导体相接。如图4所示的颜色层103之上的第二颜色层123，第二颜色层123上具有第二通孔181，第二通孔181的下边缘完全地与导体171相接。本实施例中，采用颜色油墨形成第二颜色层123，第二颜色层123的厚度为1～40μm，第二通孔的直径为0.01～0.6mm。另外，形成的第二通孔的横截面（即平行于第一表面的截面）不限于圆形，还可以是矩形、椭圆形等的形状。

第五步、制作电极和电极走线，电极走线通过第二通孔与导体相接触。

具体地，使用银浆，采用丝网印刷工艺在第二颜色层123上形成电极和电极走线，电极走线的端部（非连接电极的端部）需与对应的第二通孔对准，电极走线部分地分布在第二通孔内并与对应的导体相接触。如图4所示的电极走线141，其端部部分地分布在第二通孔181内，电极走线141在第二通孔181内的部分与导体171相接触。本实施例中，采用银浆，各个电极与各个电极走线一体成形；电极的厚度为5～40μm，其横截面为矩形；电极走线的线宽为0.01～0.5mm，间距为0.03～0.8mm。在其他实施例中，各个电极和各个电极走线还可以分开制作，电极的横截面还可以是圆形、椭圆形等的形状。另外，还可以采用激光蚀刻的方法形成电极和电极走线，具体地为：在第二颜色层123的表面形成需要的电极厚度的银浆层，使用激光蚀刻银浆层，在第二颜色层123的表面形成各个电极和电极走线。

需要说明的是，在本实施例中，颜色层103除了其上的第一通孔，其图案是与本实用新型的双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏的边框区相同的，而第二颜色层123除了其上的第二通孔，其图案也是与边框区相同的；但是在其他的实施例中，颜色层103和第二颜色层123的图案并不需要与电容感应触摸屏的边框区相同，事实上，只要两者的叠加（包括第一通孔内的导体和第二通孔内的电极走线部分）后的图案与边框区相同即可，即两者的分布可以有以下三种情况：

1、颜色层103以及分布在各个第一通孔内的导体完全覆盖基板101和各个触控单元走线在边框区的部分，第二颜色层123布置在颜色层上；

2、颜色层103布置在基板101上，第二颜色层123以及分布在各个第二通孔内的电极走线完全覆盖颜色层103和各个导体并且完全覆盖基板101和各个触控单元走线在边框区且未被颜色层103和分布在各个第一通孔内的导体覆盖的部分；

3、颜色层103布置在基板101上，第二颜色层123以及分布在各个第二通孔内的电极走线部分地覆盖颜色层103和各个导体并且完全覆盖基板101和各个触控单元走线在边框区且未被颜色层102和分布在各个第一通孔内的导体覆盖的部分。

最后，为了防止电极走线暴露在空气中被氧化，还可以在它们之上覆盖一层绝缘层，这层绝缘层覆盖在整个电极走线上，其由颜色油墨、光油或颜色感光胶中的一个或多个形成，其图案可以是电容感应触摸屏的边框区或者仅覆盖电极走线。

另外，在本实施例中，将各第一通孔布置为交错排布的形式，如图5所示，这样的排列可以确保本实用新型的双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏的边框区内的各个导体之间的绝缘。由此，在设计布局时，只需考虑电极走线之间的绝缘。另外，在布置各导体时，还可以采取中国专利CN203084698U中描述的电极引脚的布置方式。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域的技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏，包括基板、触控单元、颜色层、电极、电极走线和触控单元走线，所述触控单元和所述颜色层分布在所述基板的第一表面上，所述触控单元在所述电容感应触摸屏的可操作区域内，所述颜色层在所述电容感应触摸屏的边框区，其特征在于，还包括第二颜色层和导体，所述第二颜色层分布在所述边框区；在所述第一表面上所述触控单元走线从所述触控单元延伸到所述边框区；在所述边框区，所述颜色层部分地覆盖所述触控单元走线； 

所述颜色层上具有第一通孔，所述导体部分地填充在所述第一通孔内，所述导体的下端部与所述触控单元走线相接触，所述导体在所述第一通孔之外的部分完全覆盖所述第一通孔的上边缘；所述第二颜色层上具有第二通孔；所述电极走线至少部分地在所述第二颜色层上并通过所述第二通孔与所述导体电连接。 

2.如权利要求1所述的双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏，其中所述第二通孔的下边缘与所述导体相接；所述电极走线部分地在所述第二通孔中，所述电极走线在所述第二通孔中的部分与所述导体接触。 

3.如权利要求2所述的双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏，所述第一通孔的个数为一个，在所述一个通孔内有所述导体；或者所述第一通孔的个数为多个，在所述多个通孔的至少一个内有所述导体。 

4.如权利要求3所述的双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏，所述第二通孔的个数为一个或多个，所述电极走线部分地分布在所述一个通孔内或者部分地分布在所述多个通孔的至少一个内。 

5.如权利要求4所述的窄边框单片式电容感应触摸屏，其中所述颜色层以及分布在所述第一通孔内的导体完全覆盖所述基板和所述触控单元走线在所述边框区的部分；所述第二颜色层布置在所述颜色层上。 

6.如权利要求4所述的双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏，所述颜色层布置在所述基板上；所述第二颜色层以及分布在所述第二通孔内的电极走线完全覆盖所述颜色层和所述导体，并且完全覆盖所述基板和所述触控单元走线在所述边框区且未被所述颜色层和分布在所述第一通孔内的导体覆盖的部分。 

7.如权利要求4所述的双颜色层的窄边框单片式电容感应触摸屏，所述颜色层布置在所述基板上；所述第二颜色层以及分布在所述第二通孔内的电极走线部分地覆盖所述颜色层和所述导体，并且完全覆盖所述基板和所述触控单元走线在所述边框区且未被所述颜色层和分布在所述第一通孔内的导体覆盖 的部分。 

8.如权利要求5、6或7所述的窄边框单片式电容感应触摸屏，其中所述颜色层和所述第二颜色层选自颜色油墨涂层、光油涂层和感光胶涂层中的任何一个。