CN207182252U - 一种双面电极的投射式电容触摸屏 - Google Patents
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Abstract
一种双面电极的投射式电容触摸屏，包括相互贴合的感应基板和保护基板，保护基板设置在感应基板外侧，感应基板的第一面设有多个沿第一方向延伸的第一透明电极，第二面设有多个沿第二方向延伸的第二透明电极，第一、二透明电极相互交叉构成感应矩阵；第一、二透明电极分别由第一、二透明导电层图形化而成，第一透明电极外侧覆盖有第一透明绝缘层，第二透明电极外侧覆盖有第二透明绝缘层，第一、二透明绝缘层分别具有与第一、二透明导电层一致的折射率。这种电容触摸屏其不仅具有较高的耐用性和制造良率，电极影也较弱。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电容触摸屏，尤其是一种双面电极的投射式电容触摸屏。
背景技术
如图1—3所示，俗称“DITO”结构的双面电极投射式电容触摸屏100，一般包含采用第一胶层30相互贴合的感应基板10和保护基板20，保护基板20设置在感应基板10外侧，感应基板10的第一面设有多个沿第一方向延伸的第一透明电极111，第二面设有多个沿第二方向延伸的第二透明电极121，第一、二透明电极相互交叉构成一感应矩阵，上述第一、二透明电极111、121一般都采用氧化物透明导电薄膜，如氧化铟锡(ITO)薄膜制作而成，其一般对酸性的化学物质较为敏感。
电容触摸屏100一般需通过第二胶层300贴附在平板显示器(如液晶显示器)200的前方以构成一触控显示装置，使得在这种触控显示装置中，感应基板10被夹合在保护基板20与平板显示器200之间，其第一、二透明电极111、121分别与第一、二胶层30、300发生接触，一般来说，采用软性透明树脂材料(如丙烯酸树脂)制作而成的第一、二胶层30、300，其在受到光线(包括显示器发出的光线和外部环境入射的光线)长期照射时，内部可能分解出酸性的化学成分，酸性的化学成分会对第一、二透明电极111、121造成腐蚀，进而导致第一、二透明电极111、121的导电性降低甚至发生断线，降低了电容触摸屏100的耐用性。
其次，在制作感应基板10时，一般是先完成第一面电极(如第一透明电极111)的光刻加工再进行第二面电极(如第二透明电极121)的光刻加工，在第二面电极的光刻加工过程中，尽管在第一面电极可涂布一定的临时保护层进行保护，但用于蚀刻第二面电极的酸性蚀刻液，仍可能渗透过临时保护层而破坏到已经制作完成的第一面电极，由此降低了感应基板10的制造良率。
再者，如图4所示，上述氧化物透明导电层的折射率一般都比较高（折射率在1.8〜2.1之间），而第一、二胶层30、300的折射率一般为1.5以下，第一、二透明电极111、121与第一、二胶层30、300的界面反射光一般会比较大，使得从触摸屏外部看起来，第一透明电极111或第一透明电极121的所在区域(反射光为A)与非所在区域(反射光为B)存在较大的反射率差，形成了肉眼非常容易观察到的电极影，这种电极影不仅影响到触摸屏的外观，还会干扰到显示。
发明内容
本实用新型的目的为提供一种双面电极的投射式电容触摸屏，其不仅具有较高的耐用性和制造良率，电极影也较弱，所采用的技术方案如下：
一种双面电极的投射式电容触摸屏，包括相互贴合的感应基板和保护基板，保护基板设置在感应基板外侧，所述感应基板的第一面设有多个沿第一方向延伸的第一透明电极，第二面设有多个沿第二方向延伸的第二透明电极，所述第一、二透明电极相互交叉构成感应矩阵，其特征为：
所述第一透明电极由第一透明导电层图形化而成，其外侧覆盖有第一透明绝缘层，所述第一透明绝缘层具有与第一透明导电层一致的折射率；
所述第二透明电极由第二透明导电层图形化而成，其外侧覆盖有第二透明绝缘层，所述第二透明绝缘层具有与第二透明导电层一致的折射率。
具体地，所述感应基板和保护基板可采用透明胶层相互粘合，感应基板可以为透明的玻璃基板，而保护基板可以为透明的玻璃基板或塑料基板；保护基板的周边可设置一定的遮挡层，如不透明的油墨层，以对感应基板的周边区域，尤其是设有非透明电路时的周边区域进行遮挡。
对于感应基板两个面的各膜层来说，定义内侧的膜层为相对外侧膜层更加靠近感应基板板体的膜层。上述第一、二透明导电层可以为氧化铟锡(ITO)、氧化锌铝(AZO)等透明导电氧化物薄膜，其可通过光刻、蚀刻膏蚀刻等图形化方式形成第一、二透明电极的图案。一般来说，第一、二透明电极为分别沿着第一、二方向延伸的条形电极，第一、二方向为不同的方向，尤其是相互垂直的X、Y方向，使得第一、二电极能够相互交叉而形成感应阵列。假设第一电极较为靠近保护基板，而第二电极较为远离保护基板，从电容触摸屏驱动的角度看，第一电极往往被设置为接收信号的接收电极，而第二电极往往被设置为发射信号的发射电极，第一电极之间一般留有较大的间隙，以便于第二电极的电场能够穿出而到达使用着的手指；除此之外，第一电极或第二电极的间隙中，还可以设计一定的填充电极，以提高透明导电层分布的均匀性和感应信号的传导性。上述第一、二透明电极一般通过各自的周边线路和外接线与外界电路实现电连接，由此可定义第一透明电极与其周边线路为第一电路层，而第二透明电极与其周边线路为第二电路层。上述周边线路也可由第一、二透明导电层直接形成，但为了提高导电性，其还可以由专门的金属层图形化而成，优选上述金属层叠设在第一透明导电层或第二透明导电层的外侧，其可以为单一金属膜或合金膜，也可以为多层金属膜或合金膜，尤其是“钼铌-铝钕-钼铌”的三层合金膜，其一般也采用光刻的方式进行图形化。周边线路最终与第一、二外接线连接，第一、二外接线一般为FPC（柔性电路板）线，其与周边线路的连接一般采用FOG(flex on glass)方法。
从制程上来说，上述第一透明绝缘层可在第一电路层制作完成之后进行制作，第二透明绝缘层可在第二电路层制作完成之后进行制作，具体地，其可通过蒸镀、磁控溅射镀膜等无机薄膜常用的膜层沉积方法进行制作，在膜层沉积时，可通过印刷掩膜胶层(最终可撕掉)等方式，为第一、二电路层预留与外接线连接的端口。上述第一、二透明绝缘层一般为绝缘透明的无机化合物膜层，其可以为单一膜层，也可以为包含双层或多层子膜层的复合膜层，当其为双层复合膜层时，其等效折射率n的计算公式为：
其中,n 1 、n 2 分别为构成复合薄膜的子膜层的折射率，而t 1 、t 2 分别为其厚度。第一、二透明绝缘层的折射率分别与第一、二透明导电层一致，具体来说，可通过膜层材料的选择、混合或是多层或双层膜的复合设计，使得第一透明绝缘层与第一透明导电层的折射率差以及第二透明绝缘层与第二透明导电层的折射率差都控制在0.1以内。
在本实用新型提供的电容触摸屏中，由于第一、二透明导电层的外侧分别覆盖有第一、二透明绝缘层，因而在触摸屏的模组中，用于粘合保护基板和平板显示器的胶层与第一、二透明绝缘层接触，而不是与形成电极的第一、二透明导电层接触，即使其分解出酸性成分，在触摸屏的使用寿命周期内，也只能腐蚀到第一、二透明绝缘层，而不会对触摸屏的功能造成影响。同样的道理，在触摸屏的制造过程中，蚀刻第二面电极时，即使酸性蚀刻液渗透过临时保护层，其也仅影响到覆盖在第一面电极之上的透明绝缘层，不会导致第一、二透明电极被破坏，因而可提高触摸屏的制造良率。
此外，第一、二透明绝缘层为绝缘材料，其在材料的选择上要比第一、二透明导电层自由，因而更加容易选择耐酸的材料来进行制作，并通过材料的混合(如三元或多元材料薄膜)或膜层的复合(如双层或多层材料薄膜的复合膜层)来达到所需的折射率(或等效折射率)。当其折射率与第一、二透明导电层一致时，第一、二透明电极分别与第一、二透明绝缘层之间的界面反射可以减弱或消除，无论是第一、二透明电极的所在区域与非所在区域，其膜层的反射均一致，由此达到了减弱或消除电极影的效果。
在本实用新型的一优选方案中，所述第一透明绝缘层和/或第二透明绝缘层为硅化合物的薄膜。一般来说，硅化合物，如氧化硅、氮化硅或氮氧化硅的薄膜，其均有良好的耐酸性，由此可进一步提高触摸屏的耐用性和制造良率。
进一步地，所述第一透明绝缘层和/或第二透明绝缘层为氮氧化硅薄膜。氮氧化硅薄膜一般可通过调节氮氧含量的比例，在1.45〜2.03之间调节膜层的折射率，由此，当第一、二透明导电层为氧化铟锡薄膜（折射率1.9左右）时，容易通过镀膜时的工艺控制，将第一、二透明绝缘层的折射率调节为分别与第一、二透明导电层一致，以达到更好的减弱或消除电极影效果。
进一步地，所述第一透明绝缘层和/或第二透明绝缘层为氧化硅内膜和氮化硅外膜构成的双层复合薄膜。具体地，氧化硅内膜和氮化硅外膜的厚度均不超过380nm(可见光最低波长)，由此，根据上述等效折射率计算公式，通过改变内膜和外膜的厚度比例，上述复合薄膜的等效折射率可在1.45(氧化硅内膜折射率)到2.03(氮化硅外膜折射率)之间调节，当第一、二透明导电层为氧化铟锡薄膜时，可调节第一透明绝缘层与第一透明导电层，或是第二透明绝缘层与第二透明导电层的折射率一致。
更进一步地，所述氧化硅内膜和氮化硅外膜的厚度比例在1:6〜1：12之间，该厚度比例下，第一和/或第二透明绝缘层的折射率一般更加接近氧化铟锡薄膜的折射率。
与现有技术相比，本实用新型所提供的双面电极电容触摸屏，其优点在于：
第一、二透明导电层的外侧分别覆盖有第一、二透明绝缘层，避免了触摸屏模组中可能分解出酸性化学成分的胶层与第一、二透明导电层的直接接触而造成腐蚀，也避免了制造过程中酸性蚀刻液对第一或二透明导电层的破坏，由此可提高触摸屏的耐用性和制造良率。除此之外，通过合适的材料选择、混合或膜层复合，还可使第一、二透明绝缘层的折射率与第一、二透明导电层一致，解决了触摸屏的电极影问题。
以下通过附图和实施例来对本实用新型的技术方案做更加详细的说明。
附图说明
图1为双面电极投射式电容触摸屏及其触控显示模组的叠层结构示意图；
图2为双面电极投射式电容触摸屏的感应基板及电路层示意图；
图3为现有技术的双面电极投射式电容触摸屏，其主要膜层结构及透明导电层的界面反射示意图；
图4为实施例一的双面电极投射式电容触摸屏及其触控显示模组的叠层结构示意图；
图5为实施例一的双面电极投射式电容触摸屏的感应基板及电路层示意图；
图6为实施例一的双面电极投射式电容触摸屏感应基板的膜层结构示意图；
图7为实施例一的双面电极投射式电容触摸屏，其主要膜层结构及透明导电层的界面反射示意图。
具体实施方式
实施例一
如图4—7所示，触控显示模组1000由电容触摸屏100与液晶显示屏200通过胶层300贴合而成，触摸屏100包括透明的玻璃感应基板10和透明的玻璃或塑料保护基板20，其由透明的胶层30相互贴合而成，保护基板20的周边设有不透明的油墨遮挡层21。感应基板10的第一面(内侧面)和第二面(外侧面)分别设有第一电路层11和第二电路层12，第一电路层11包括多个沿X方向延伸的条形第一透明电极111及其配套的周边线路112，第二电路层12包括多个沿Y方向延伸的条形第二透明电极121及其配套的周边线路122，由此，第一、二透明电极111、121相互交叉构成感应矩阵。周边线路112、122的尾端分别采用FOG(flex onglass)方法连接有FPC外接线113、123，除此之外，第二透明电极121的间隙之间设有填充电极124。
第一透明电极111由一层透明导电层(第一透明导电层)图形化而成，第二透明电极121以及填充电极123由另一层透明导电层(第二透明导电层)图形化而成，第一、二透明导电层均为折射率1.9左右的氧化铟锡(ITO)薄膜。周边线路112和122均由“钼铌-铝钕-钼铌”三层合金的复合金属膜图形化而成。上述透明导电层或金属膜均可采用磁控溅射或蒸镀的方法沉积而成，并采用光刻的方法进行图形化。
如图6、7所示，上述第一电路层11(主要为第一透明电极111)的外侧覆盖有第一透明绝缘层13，第二电路层12(主要为第二透明电极121)的外侧覆盖有第二透明绝缘层14，第一、二透明绝缘层13、14均为由氧化硅(SiO2)内膜131(141)和氮化硅(Si3N4)外膜132(142)构成的双层复合薄膜，无论是氧化硅内膜131(141)或是氮化硅外膜132(142)，其均具有良好的耐酸性。复合薄膜13、14可通过磁控溅射方法依次沉积氧化硅薄膜和氮化硅薄膜形成。其中，在沉积薄膜时，可通过溅射功率和时间的控制，使氧化硅内膜131(141)和氮化硅外膜132(142)的厚度分别为20nm和200nm左右，按照上述等效折射率计算公式，第一、二透明绝缘层13、14的等效折射率为1.95左右，因而与第一、二透明电极111、121的折射率差别可以控制在0.1之内，第一透明电极111或第一透明电极121的所在区域(反射光为A)与非所在区域(反射光为B)的反射率差非常小，明显地减少第一、二透明电极111、121的电极影。
在本实施例的其他方案中，第一、二透明绝缘层13、14还可以改为氮氧化硅薄膜，其同样具有良好的耐酸性和透明度。作为一种三元材料薄膜，氮氧化硅薄膜也可采用磁控溅射的方法进行制作，通过控制溅射时的氮气和氧气的气压比例，来调节薄膜内部的氮氧含量比例，使得薄膜的折射率与第一、二透明导电层的折射率差别控制在0.1之内。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种双面电极的投射式电容触摸屏，包括相互贴合的感应基板和保护基板，保护基板设置在感应基板外侧，所述感应基板的第一面设有多个沿第一方向延伸的第一透明电极，第二面设有多个沿第二方向延伸的第二透明电极，所述第一透明电极和第二透明电极相互交叉构成感应矩阵，其特征为：
所述第一透明电极由第一透明导电层图形化而成，其外侧覆盖有第一透明绝缘层，所述第一透明绝缘层具有与第一透明导电层一致的折射率；
所述第二透明电极由第二透明导电层图形化而成，其外侧覆盖有第二透明绝缘层，所述第二透明绝缘层具有与第二透明导电层一致的折射率。
2.如权利要求1所述的电容触摸屏，其特征为：所述第一透明绝缘层和/或第二透明绝缘层为三元或多元材料的薄膜。
3.如权利要求1所述的电容触摸屏，其特征为：所述第一透明绝缘层和/或第二透明绝缘层为双层或多层材料薄膜构成的复合膜层。
4.如权利要求1所述的电容触摸屏，其特征为：所述第一透明绝缘层和/或第二透明绝缘层为硅化合物的薄膜。
5.如权利要求4所述的电容触摸屏，其特征为：所述第一透明绝缘层和/或第二透明绝缘层为氮氧化硅薄膜。
6.如权利要求4所述的电容触摸屏，其特征为：所述第一透明绝缘层和/或第二透明绝缘层为氧化硅内膜和氮化硅外膜构成的双层复合薄膜。
7.如权利要求6所述的电容触摸屏，其特征为：所述氧化硅内膜和氮化硅外膜的厚度比例在1:6〜1：12之间。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201721057044.3U Active CN207182252U (zh) | 2017-08-23 | 2017-08-23 | 一种双面电极的投射式电容触摸屏 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207182252U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111984152A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-11-24 | 深圳市艾博德科技股份有限公司 | 一种复合电容触摸膜 |
| CN113126376A (zh) * | 2021-04-19 | 2021-07-16 | 合肥京东方显示技术有限公司 | 阵列基板及其制备方法、显示面板及显示装置 |
| CN116285542A (zh) * | 2023-03-16 | 2023-06-23 | 咸宁南玻节能玻璃有限公司 | 可撕遮掩膜涂料及其制备方法、利用可撕遮掩膜涂料制备镀膜图案玻璃的方法 |
-
2017
- 2017-08-23 CN CN201721057044.3U patent/CN207182252U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111984152A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-11-24 | 深圳市艾博德科技股份有限公司 | 一种复合电容触摸膜 |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |