CN210804371U - 一种柔性电容触摸屏 - Google Patents

Abstract

柔性电容触摸屏，包括支撑层和触控电路层，触控电路层设置在支撑层上，支撑层为在平坦的玻璃母板上形成的无色聚酰亚胺膜；触控电路层采用精度高于20μm的黄光工艺加工而成，其包括透明导电的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极沿不同方向延伸且交叉，其交叉处设有用于保持第一电极和第二电极在各自方向上独立导通的跳线；以及，还包括抗拉层，抗拉层由玻璃纤维构成，玻璃纤维夹设在支撑层之内。这种柔性电容触摸屏，可减少触摸屏在剥离母板过程中触控电路层的断裂，因而具有较高的制造良率。

Description

一种柔性电容触摸屏

技术领域

本实用新型涉及一种电容触摸屏，尤其是一种柔性电容触摸屏。

背景技术

柔性电容触摸屏一般用在曲面或折叠的显示器上，以使得这类显示器具有触控功能。柔性电容触摸屏一般包括柔软的支撑层以及设在支撑层上的触控电路层，上述支撑层一般为柔软的塑料膜，而触控电路层一般包括由不同膜层(如透明导电薄膜、金属薄膜、绝缘层)构成的感应电极和细小导线。一般来说，感应电极包括相互交叉的多个第一电极和第二电极，为了减少厚度，以避免弯曲时在触控电路层上产生过大应力而令其遭受破坏，柔性电容触摸屏一般只采用一个支撑层而将第一、二电极都做在该支撑层的同一面上。

第一、二电极做在同一个支撑层的同一面上，其在交叉点需采用跳线来保证第一、二电极在各自方向上的独立导通。跳线一般为由若干图形化膜层叠合而成的结构，为了减少寄生电容和显示干扰，跳线一般做得非常精细，因而，这种包含跳线的触控电路要求各膜层具有非常高的图形精度，按照电容触摸屏现有的制造技术，只有在平坦的硬质面上采用黄光工艺(包括光刻工艺)进行加工，才能达到其精度要求。

因而，这种柔性电容触摸屏的制造步骤一般为：

步骤一、在玻璃母板的平坦硬质面上，通过均匀涂布的方式形成作为支撑层的CPI膜；

步骤二、通过镀膜、涂布和黄光工艺，在CPI膜上进一步制作触控电路；

步骤三、将CPI膜从玻璃母板上剥离下来，得到柔性电容触摸屏。

其中，CPI膜即无色聚酰亚胺(colorless polyimide)膜，无色聚酰亚胺(colorless polyimide)膜一般包括环化结构的分子链，其具有透明耐高温的特点，在玻璃母板上直接形成作为支撑层的CPI膜，再通过黄光工艺来制作触控电路，即在平坦的硬质面进行触控电路层的加工，能够保证其各膜层的的图形精度。然而，在上述步骤三中，CPI膜采用机械方法从玻璃母板上剥离下来，在剥离的过程中，触摸屏会承受非常大的拉力，由于CPI膜的拉伸模量较低，其在受到拉力时会产生较大的形变，而触控电路层的各膜层的抗拉性非常差，因而经过步骤三之后，会有很多触摸屏因触控电路层的断裂而失效，使得这种柔性电容触摸屏的制造良率难以提高。

发明内容

本实用新型的目的为提供一种柔性电容触摸屏，可减少触摸屏在剥离母板过程中触控电路层的断裂，因而具有较高的制造良率。本实用新型还提供这种柔性电容触摸屏的制造方法，所采用的技术方案如下：

一种柔性电容触摸屏，其特征为：

包括支撑层和触控电路层，所述触控电路层设置在支撑层上，所述支撑层为在平坦的玻璃母板上形成的无色聚酰亚胺膜；

所述触控电路层采用精度高于20μm的黄光工艺加工而成，其包括透明导电的第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极沿不同方向延伸且交叉，其交叉处设有用于保持第一电极和第二电极在各自方向上独立导通的跳线；以及，

还包括抗拉层，所述抗拉层由玻璃纤维构成，所述玻璃纤维夹设在所述支撑层之内。

所述支撑层为在平坦的玻璃母板上形成的无色聚酰亚胺膜，具体制作时，其可采用挤压涂布(slit coating)法，先将支撑层的前驱物(如无色聚酰亚胺或聚酰胺酸溶液)涂布在平坦的玻璃母板，再经过固化形成平坦的无色聚酰亚胺塑料膜，优选所述支撑层的厚度为8μm〜100μm(固化成膜之后的厚度)，其各处的厚度变化不大于膜厚的5%。

所述第一电极和第二电极一般为长条状电极，其延伸方向一般相互垂直，如为相互正交的X方向和Y方向。所述第一、二电极一般由透明导电薄膜，如氧化铟锡薄膜图形化而成。除此之外，所述触控电路层一般还包括图形化的金属薄膜，如钼铝钼薄膜(“钼铌-铝铌-钼铌”三层合金膜)，其用于形成与第一、二电极进行连接的细小导线；以及，所述触控电路层一般还包括图形化的绝缘层，如图形化的光敏树脂涂层，其可用来形成不同导电膜层之间的绝缘间隔。所述跳线一般包括由上述绝缘层分开的第一连接和第二连接，所述第一、二连接可同由上述透明导电膜或金属膜图形化而成，其分别构成交叉点四方的第一、二电极在各自方向上的独立导通。一般来说，由于跳线包含了第一、二连接且为非常精细的叠层结构，其为触控电路层最为脆弱、容易发生断裂的部位。

上述透明导电薄膜和金属薄膜一般采用光刻工艺(一般包括“曝光、显影、蚀刻、褪膜”四道工艺)进行图形化，而绝缘层一般采用“曝光、显影”两道工序进行图形化。上述图形化工艺统称为黄光工艺，优选其图形精度和对位精度均高于20μm。

所述抗拉层由玻璃纤维构成，优选所述玻璃纤维的直径为4μm〜20μm。为了保证各个方向的抗拉性，优选所述抗拉层为由至少两个延伸方向的玻璃纤维相互交叉构成的网，优选所述玻璃纤维的延伸方向与第一电极或第二电极的延伸方向相同。为了提高抗拉层的稳定性，进一步优选所述抗拉层为由玻璃纤维构成的编织网。更进一步优选地，所述玻璃纤维构成的编织网的网孔目数为5〜50，该范围不仅能够保证抗拉层的拉力，且对触摸屏透明度和平坦度的影响不大。优选地，所述玻璃纤维的折射率与所述支撑层的折射率的差小于0.1，由此可保证电容触摸屏的透明度。

在本实用新型的一优选方案中，所述跳线设在玻璃纤维的正上方。一般来说，含有玻璃纤维的支撑层在剥离玻璃母板而受拉力作用时，由于玻璃纤维具有明显大于支撑层的拉伸模量，所述拉力主要是由玻璃纤维进行传递的，在玻璃纤维的所在位置，玻璃纤维的拉力主要作用在其下方的支撑层，而对其正上方的支撑层的作用非常小，将脆弱的跳线设在玻璃纤维的正上方，可减少其因支撑层受力发生形变而受到破坏的概率，以进一步提高这种柔性电容触摸屏的制造良率。

为了提高玻璃纤维与聚酰亚胺膜的结合，在本实用新型的一优选方案中，所述支撑层由聚酰胺酸溶液涂布在玻璃母板上然后再聚合而成，在聚酰胺酸溶液聚合之前，所述玻璃纤维预先与聚酰胺酸溶液的涂布液层形成浸润，再与其共同聚合。由此，所述支撑层包括环绕且箍紧所述玻璃纤维的环化分子链，使得聚酰亚胺膜与玻璃纤维达到分子结构级别上的结合，其结合力更大。进一步优选地，所述支撑层包括第一支撑子层和第二支撑子层，所述玻璃纤维夹合在第一支撑子层和第二支撑子层之间，由此所述玻璃纤维处于支撑层的中间，其与支撑层的结合更加牢固。

相比于现有的技术方案，本实用新型所提供的柔性电容触摸屏，由于在支撑层中夹合了由玻璃纤维构成的抗拉层，而玻璃纤维的拉伸模量和抗拉强度要比聚酰亚胺膜高得多，由此，在触摸屏的制造过程中，当含有玻璃纤维的支撑层在剥离玻璃母板而受拉力作用时，玻璃纤维承担了大部分的拉力而形变却非常小，作为支撑层的聚酰亚胺膜承受了非常小的拉力，因而设置在其上的触控电路层不会发生较大形变，减少了触控电路层的受损概率，从而可以提高电容触摸屏的制造良率。

上述柔性电容触摸屏，可以采用以下加工步骤进行制造：

步骤(1)、在玻璃母板上涂布用于形成无色聚酰亚胺膜的第一聚酰胺酸溶液，干燥去掉溶剂以形成第一预涂层；

步骤(2)、将作为抗拉层的玻璃纤维编织网压附到第一预涂层上；

步骤(3)、进一步在第一预涂层上涂布用于形成无色聚酰亚胺膜的第二聚酰胺酸溶液，干燥去掉溶剂以形成第二预涂层，其中，在溶剂的作用下，所述第二预涂层充分浸没所述玻璃纤维；

步骤(4)、在250℃〜450℃的条件下，使夹合有玻璃纤维编织网的第一预涂层与第二预涂层充分发生聚合反应，形成了夹合抗拉层的无色聚酰亚胺膜，其中，第一预涂层与第二预涂层的聚酰胺酸分子相互聚合，形成包围且箍紧所述玻璃纤维的环化结构分之链，使得玻璃纤维与支撑层达到了分子结构级别上的结合；

步骤(5)、进一步在上述聚酰亚胺膜上制作电容触摸屏的触控电路层；

步骤(6)、将聚酰亚胺膜从玻璃母板上剥离下来，得到柔性电容触摸屏。

在上述步骤(5)中，触控电路层的制作可以包括透明导电膜(如氧化铟锡薄膜)、金属膜(如钼铝钼薄膜)的镀膜和光刻，以及光敏树脂经涂布、曝光、显影形成绝缘层，由此形成了构成触控电路层的透明电极、金属导线和跳线等结构。

优选地，为了保证平坦性，步骤(1)和步骤(3)可采用挤压涂布(slit coating)的方法形成聚酰胺酸涂层，其一般具有非常高的平坦性。进一步优选地，步骤(3)所采用的第二聚酰胺酸溶液的聚酰胺酸含量大于70%，由此可减少玻璃纤维对支撑层表面平坦性的影响。进一步优选地，在步骤(4)中，还预先采用滚筒将所述包含抗拉层的第一预涂层和第二预涂层压平。

优选地，为了提高聚酰亚胺膜与玻璃纤维的结合，在步骤(2)中，还采用等离子表面处理仪，对所述玻璃纤维编织网进行活化处理。

上述柔性电容触摸屏的制造方法，其在聚酰亚胺膜从玻璃母板上剥离出来的过程中(步骤(6))，抗拉层的玻璃纤维承担剥离过程的大部分拉力，避免了触控电路的破坏，因而具有较高的制造良率。

以下通过附图与实施例来对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

附图说明

图1为实施例一的柔性电容触摸屏的外形结构示意图；

图2为实施例一的柔性电容触摸屏的制造步骤(1)示意图；

图3为实施例一的柔性电容触摸屏的制造步骤(2)示意图；

图4为实施例一的柔性电容触摸屏的制造步骤(3)示意图；

图5为实施例一的柔性电容触摸屏的支撑层示意图，其表示聚酰胺酸分子聚合形成包围且箍紧所述玻璃纤维的环化结构；

图6为实施例一的柔性电容触摸屏的制造步骤(5)示意图；

图7为实施例一的柔性电容触摸屏的制造步骤(6)示意图；

图8为实施例一的柔性电容触摸屏，其跳线位于玻璃纤维正上方的示意图；

图9为实施例一的柔性电容触摸屏，其跳线部位沿X方向剖面示意图；

图10为实施例一的柔性电容触摸屏，其跳线部位沿Y方向剖面示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，柔性电容触摸屏100，包括支撑层10和触控电路层20，触控电路层20设置在支撑层10上，支撑层10为在平坦的玻璃母板40上形成的无色聚酰亚胺膜；

触控电路层20包括透明导电的X电极21(第一电极)和Y电极22(第二电极)，X电极21和Y电极22沿不同方向延伸且交叉，其交叉处设有用于保持X电极21和Y电极22在各自方向上独立导通的跳线23；以及，

还包括抗拉层30，抗拉层30由玻璃纤维31构成，玻璃纤维31夹设在支撑层10之内。

电容触摸屏100采用以下的加工步骤进行制造：

步骤(1)、如图2所示，采用挤压涂布(slit coating)法，在玻璃母板40上涂布用于形成无色聚酰亚胺膜的第一聚酰胺酸溶液，干燥去掉溶剂以形成第一预涂层11，第一预涂层11的厚度为8μm，其各处的厚度变化不大于膜厚的5%；

步骤(2)、如图3所示，先用等离子表面处理仪对作为抗拉层30的玻璃纤维编织网进行活化处理，再将其压附到第一预涂层11上，玻璃纤维编织网由直径为5μm、分别沿着X方向和Y方向的两种玻璃纤维31交叉编织而成，其网孔目数为10；

步骤(3)、如图4所示，进一步在第一预涂层11上涂布用于形成无色聚酰亚胺膜的第二聚酰胺酸溶液，第二聚酰胺酸溶液的聚酰胺酸含量大于70%，干燥去掉溶剂以形成第二预涂层12，第二预涂层12的厚度为12μm，其各处的厚度变化不大于膜厚的5%，在本步骤中，第二预涂层12在溶剂的作用下充分浸没、浸润玻璃纤维31；

步骤(4)、采用滚筒将包含抗拉层30的第一预涂层11和第二预涂层12压平，在250℃〜450℃的条件下，使夹合有玻璃纤维31编织网的第一预涂层11与第二预涂层12充分发生聚合反应，形成了夹合抗拉层30的无色聚酰亚胺膜支撑层10，其中，如图5所示，第一预涂层11与第二预涂层12的聚酰胺酸分子相互聚合，形成包围且箍紧玻璃纤维31的环化结构分子链13，使得玻璃纤维31与支撑层10达到了分子结构级别上的结合；

步骤(5)、如图6所示，进一步在聚酰亚胺膜10上制作电容触摸屏的触控电路层20；

步骤(6)、如图7所示，将聚酰亚胺膜从玻璃母板40上剥离下来，得到柔性电容触摸屏100。

在上述步骤(5)中，触控电路层20采用精度10μm(高于20μm均可)的黄光工艺加工而成，具体可以包括透明导电膜(如氧化铟锡薄膜，用于形成X电极21、Y电极22)、金属膜(如钼铝钼薄膜)的镀膜和光刻，以及光敏树脂经涂布、曝光、显影形成绝缘层，由此形成了构成触控电路层20的X电极21、Y电极22、跳线23以及金属导线24，其中，如图8—10所示，所形成的跳线23位于玻璃纤维31的正上方。

在上述步骤(6)中，聚酰亚胺膜10从玻璃母板40上剥离出来时，抗拉层30的玻璃纤维31承担剥离过程的大部分拉力，避免了触控电路层20被破坏，且最为脆弱的跳线23处于玻璃纤维31正上方，其在剥离时形变最小，因而电容触摸屏100具有较高的制造良率。

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 (10)

1.一种柔性电容触摸屏，其特征为：

包括支撑层和触控电路层，所述触控电路层设置在支撑层上，所述支撑层为在平坦的玻璃母板上形成的无色聚酰亚胺膜；

所述触控电路层采用精度高于20μm的黄光工艺加工而成，其包括透明导电的第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极沿不同方向延伸且交叉，其交叉处设有用于保持第一电极和第二电极在各自方向上独立导通的跳线；以及，

还包括抗拉层，所述抗拉层由玻璃纤维构成，所述玻璃纤维夹设在所述支撑层之内。

2.如权利要求1所述的电容触摸屏，其特征为：所述支撑层的厚度为8μm〜100μm，其各处的厚度变化不大于膜厚的5%。

3.如权利要求1所述的电容触摸屏，其特征为：所述玻璃纤维的直径为4μm〜20μm。

4.如权利要求1所述的电容触摸屏，其特征为：所述抗拉层为由至少两个延伸方向的玻璃纤维相互交叉构成的网。

5.如权利要求4所述的电容触摸屏，其特征为：所述玻璃纤维的延伸方向与第一电极或第二电极的延伸方向相同。

6.如权利要求4所述的电容触摸屏，其特征为：所述抗拉层为由玻璃纤维构成的编织网。

7.如权利要求6所述的电容触摸屏，其特征为：所述玻璃纤维构成的编织网的网孔目数为5〜50。

8.如权利要求1所述的电容触摸屏，其特征为：所述玻璃纤维的折射率与所述支撑层的折射率的差小于0.1。

9.如权利要求1所述的电容触摸屏，其特征为：所述支撑层包括环绕且箍紧所述玻璃纤维的环化分子链。

10.如权利要求9所述的电容触摸屏，其特征为：所述支撑层由聚酰胺酸溶液涂布在玻璃母板上然后再聚合而成，在聚酰胺酸溶液聚合之前，所述玻璃纤维预先与聚酰胺酸溶液的涂布液层形成浸润，再与其共同聚合。

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