TW201437891A - 電容觸摸屏及其製備方法 - Google Patents

Abstract

本發明涉及一種電容觸摸屏，包括設置有聚合物層的基底，所述聚合物層中嵌有網格狀的第一方向導電圖案和網格狀的第二方向導電圖案，第一方向導電圖案連續設置，第二方向導電圖案以第一方向導電圖案為間隔分成若干彼此不連通的導電單元；還包括設置第一方向導電圖案之上的絕緣層以及在第二方向上連接相鄰兩個導電單元的導電搭橋，導電搭橋包括中間呈網格狀的搭橋導線和位於兩端且與搭橋導線連通的兩個導電塊，搭橋導線嵌在所述絕緣層表面，兩個導電塊穿透絕緣層並分別連通至一個導電單元，導電搭橋與第一方向導電圖案之間通過絕緣層分離。

Description

電容觸摸屏及其製備方法

本發明涉及觸控領域，特別是涉及一種電容觸摸屏及其製備方法。

觸摸屏是可接收觸摸式輸入信號的感應式裝置。觸摸屏賦予了資訊交互嶄新的面貌，是極富吸引力的全新資訊交互設備。觸摸屏技術的發展引起了資訊傳媒界的普遍關注，已成為光電行業異軍突起的朝陽高新技術產業。透明導電膜是具有良好導電性，及在可見光波段具有高透光率的一種薄膜。目前透明導電膜已廣泛應用於平板顯示、光伏器件、觸控面板和電磁遮罩等領域，具有極其廣闊的市場空間。

傳統OGS技術採用在玻璃上鍍ITO，經蝕刻後得到所需X、Y方向的感測器圖案，最後採用MoAlMo(鉬鋁鉬)進行搭橋。然而，採用MoAlMo進行搭橋，形成的搭橋是不透明的，產品外觀會出現金屬搭橋的金屬線，影響產品美觀。

基於此，有必要提出一種具有透明搭橋結構的電容觸摸屏及其製備方法。

一種電容觸摸屏，包括基底，其特徵在於，所述基底上設置 有聚合物層，所述聚合物層中嵌有多個沿第一方向設置的網格狀的第一方向導電圖案和多個沿第二方向設置的網格狀的第二方向導電圖案，所述第一方向和第二方向相互交叉，所述第一方向導電圖案連續設置，所述第二方向導電圖案以所述第一方向導電圖案為間隔分成若干彼此不連通的導電單元，還包括設置於所述第一方向導電圖案之上的絕緣層以及在第二方向上連接相鄰兩個導電單元的導電搭橋，所述導電搭橋包括中間呈網格狀的搭橋導線和位於兩端且與搭橋導線連通的兩個導電塊，所述搭橋導線嵌在所述絕緣層表面，所述兩個導電塊穿透所述絕緣層並分別連通至一個導電單元，所述導電搭橋與所述第一方向導電圖案之間通過所述絕緣層分離。

在其中一個實施例中，所述基底為矽鋁酸鹽玻璃或鈣鈉玻璃。

在其中一個實施例中，所述第一方向導電圖案和所述第二方向導電圖案為通過附著在所述基底表面的金屬鍍層蝕刻獲得，所述第一方向導電圖案及第二方向導電圖案嵌設於所述聚合物層靠近所述基底的一側。

在其中一個實施例中，所述金屬鍍層的厚度為5~20nm。

在其中一個實施例中，所述金屬鍍層為銀鍍層，所述銀鍍層的透光率大於80%。

在其中一個實施例中，所述聚合物層包括與該基底貼合的第一表面及與該絕緣層貼合的第二表面，該第二表面上設有網格狀的凹槽，所述第一方向導電圖案與第二方向導電圖案收容於所述網格狀的凹槽中。

在其中一個實施例中，所述聚合物層上的網格狀的凹槽的深度和寬度之比大於1。

在其中一個實施例中，所述搭橋導線的厚度小於所述絕緣層 的厚度。

在其中一個實施例中，所述絕緣層表面設有有網格狀的凹槽，所述搭橋導線由填充在所述網格狀的凹槽中的導電材料形成，所述導電材料選自金屬、金屬合金、導電高分子，石墨烯、碳米管和導電墨水中的至少一種。

在其中一個實施例中，所述導電塊在第二方向上的寬度為1~20μm。

在其中一個實施例中，所述導電塊在第一方向上的寬度為2~10μm。

在其中一個實施例中，所述搭橋導線為金屬網格導線。

在其中一個實施例中，在所述第一方向上，所述多個第二方向導電圖案彼此間隔。

一種電容觸摸屏的製備方法，包括如下步驟：在基底的表面塗布聚合物層；在所述聚合物層上圖案化形成網格狀的凹槽；向所述網格狀的凹槽中填充導電材料並固化，以形成多個沿第一方向設置的網格狀的第一方向導電圖案和多個沿第二方向設置的網格狀的第二方向導電圖案，所述第一方向和第二方向相互交叉，所述第二方向導電圖案以所述第一方向導電圖案為間隔分成若干導電單元；在所述聚合物層的表面塗布光刻膠層，再利用掩膜板對光刻膠層進行曝光，並通過顯影，在相鄰兩個導電單元處分別得到光刻膠掩層；向所述帶有光刻膠掩層的聚合物層的表面再塗布一層壓印膠作為絕緣層；在所述絕緣層上，於相鄰兩個光刻膠掩層之間的位置壓印出網格狀的 搭橋導線凹槽；將所述光刻膠掩層除去，以形成連通絕緣層表面和聚合物層表面的導電塊凹槽；以及向所述搭橋導線凹槽和所述導電塊凹槽中填充導電材料並固化，得到連通相鄰兩個導電單元的導電搭橋。

在其中一個實施例中，所述基底為矽鋁酸鹽玻璃或鈣鈉玻璃。

在其中一個實施例中，所述在基底的表面塗布聚合物層的步驟之前，利用等離子束對所述基底的表面進行轟擊處理。

在其中一個實施例中，所述聚合物層上網格狀的凹槽的深度和寬度之比大於1。

在其中一個實施例中，在所述第一方向上，所述多個第二方向導電圖案彼此間隔。

上述電容觸摸屏及其製備方法，導電搭橋採用網格結構，因此能保證透明度，不影響產品外觀。

100‧‧‧電容觸摸屏

110‧‧‧基底

120‧‧‧聚合物層

122‧‧‧第一方向凹槽

1242‧‧‧凹槽單元

130‧‧‧第一方向導電圖案

140‧‧‧第二方向導電圖案

142‧‧‧導電單元

150‧‧‧絕緣層

152‧‧‧搭橋導線凹槽

154‧‧‧導電塊凹槽

160‧‧‧導電搭橋

162‧‧‧搭橋導線

164‧‧‧導電塊

170‧‧‧光刻膠掩層

a‧‧‧導電塊的寬度

b‧‧‧導電塊的長度

h‧‧‧金屬填充的格線的厚度

w‧‧‧金屬填充的格線的寬度

X‧‧‧方向

Y‧‧‧方向

第1圖為一實施例的電容觸摸屏的結構示意圖；第2圖為一實施例的電容觸摸屏的第一方向導電圖案和第二方向導電圖案的分佈示意圖；第3圖為導電圖案的導電材料的填充狀態的示意圖；以及第4圖至第11圖為電容觸摸屏製備方法各步驟的狀態圖。

請參考第1圖、第2圖及第11圖，一個實施例的電容觸摸屏100 包括基底110、設置在基底110上的聚合物層120、嵌在聚合物層120同一個表面上且分別沿第一方向Y設置的多個網格狀的第一方向導電圖案130和沿第二方向X設置的多個網格狀的第二方向導電圖案140。第一方向Y和第二方向X相互交叉，本實施例中第一方向Y和第二方向X正交設置。第一方向導電圖案130和第二方向導電圖案140構成了電容觸摸屏100的導電層。

第一方向導電圖案130連續設置，是連通的。每一個第二方向導電圖案140以第一方向導電圖案130為間隔分成若干導電單元142。第一方向導電圖案130和第二方向導電圖案140之上還設有絕緣層150。絕緣層150中嵌有在第二方向X上連接相鄰兩個導電單元142的導電搭橋160。導電搭橋160包括中間的網格狀的搭橋導線162和位於兩端且與搭橋導線162連通的兩個導電塊164，兩個導電塊164分別連通至一個導電單元142。這樣，導電搭橋160就將相鄰兩個導電單元142連通。通過設置多個導電搭橋160，第二方向導電圖案140被連通，導電搭橋160通過絕緣層150與第一方向導電圖案130分隔。

本實施例中，基底110為透明玻璃，其材質為矽鋁酸鹽玻璃或鈣鈉玻璃。基底110的厚度通常為0.3mm-1.2mm，優選為0.5mm-0.7mm，以適應電子設備小型化、輕薄化的要求。

聚合物層120覆蓋在基底110的一個表面上，其材質為熱塑性聚合物、熱固性聚合物或UV固化聚合物，厚度為1μm-10μm，優選為2μm-5μm，以適應電子設備小型化、輕薄化的要求。

第一方向導電圖案130和第二方向導電圖案140嵌於聚合物層120的內部。第一方向導電圖案130是連續分佈，在第一方向Y上是導通的。而第二方向導電圖案140被第一方向導電圖案130間隔分成若干導電單元142，在導電搭橋160連接之前是不導通的，且在第一方向Y上，多個第二 方向導電圖案140彼此不連通。第一方向導電圖案130和第二方向導電圖案140均呈網格狀，網格的基本形狀可以是正多邊形，如正方形、菱形、正六邊形，也可以是不規則圖形。第一方向導電圖案130和第二方向導電圖案140的形成是通過在聚合物層120上壓印出需要的圖案的網格狀的凹槽，再向網格狀的凹槽中填充導電材料並固化形成。網格狀的凹槽的深度和寬度之比大於1，這樣填充的導電材料能較好地保持在網格狀的凹槽內。詳細地，聚合物層120包括與基底110貼合的第一表面(未標號)及與絕緣層貼合的第二表面(未標號)，該第二表面上設有網格狀的凹槽，第一方向導電圖案130與第二方向導電圖案140收容於網格狀的凹槽中。本實施例中，第一方向導電圖案130和第二方向導電圖案140的格線的寬度為0.2μm-5μm，優選為0.5μm-2μm。相鄰的兩條格線之間的距離為50μm-800μm。格線內填充的金屬厚度為1μm-10μm，優選為2μm-5μm。如第5圖所示，金屬填充的格線的厚度h和寬度w之比範圍為0.5~2，優選1~2。需要說明的是，格線的密度及填充金屬的厚度可依材料需求之透過率和方塊電阻值來進行設計。

絕緣層150位於第一方向導電圖案130之上，對其壓印即得到導電搭橋160。同時，絕緣層150防止導電搭橋160與導電搭橋160下面的第一方向導電圖案130連通。絕緣層150的材質也為熱塑型聚合物、熱固性聚合物或UV固化聚合物，可以與聚合物層120的材質相同，也可以不同。

搭橋導線162是通過在絕緣層150表面壓印出需要的網格狀的凹槽，再向網格凹槽中填充導電材料制得。搭橋導線162的網格密度一般不大於第一方向導電圖案130和第二方向導電圖案140的格線密度。搭橋導線162的格線寬度為0.2μm-5μm，優選為0.5μm-2μm。相鄰的兩條格線之間的距離為50μm-500μm。格線的厚度為1μm-10μm，優選為2μm-5 μm。同樣，搭橋導線162的網格的基本形狀可以是正多邊形，如正方形、菱形、正六邊形，也可以是不規則圖形。搭橋導線162的厚度小於絕緣層150的厚度，使得絕緣層150可以將搭橋導線162與第一方向導電圖案130隔離。

搭橋導線162兩端的兩個導電塊164將搭橋導線162與不連續的第二方向導電圖案140連通，起到穿孔的作用，並且可以避免搭橋導線162與第一方向導電圖案130連通。導電塊164的形狀可以是直線型或不規則曲線。為了保證視覺透明，導電塊164在第二方向X的寬度a為1μm-20μm，優選為2~10μm。導電塊164的長度b只需保證在第一方向Y上，導電塊164不與相鄰的第二方向導電圖案140的導電單元142連通即可。

搭橋導線162和導電塊164所使用的導電材料可以與第一方向導電圖案130和第二方向導電圖案140的導電材料相同，也可以不同，其選自金、銀、銅等金屬、金屬合金、碳納米管、石墨烯及導電高分子材料中的至少一種。

如第4圖至第11圖，還提供了一種電容觸摸屏的製備方法，包括如下步驟：步驟一、在基底的表面塗布聚合物層。請參考第4圖，本實施例中，選用0.7mm厚的矽鋁酸鹽強化玻璃作為基底110，在其一個表面上塗厚度為5μm的UV型透明壓印膠，得到聚合物層120。為了增強玻璃面板的表面與UV膠層的粘合力，塗膠之前，該玻璃板的表面還可以用等離子束進行轟擊處理，其作用在於：(1)除去玻璃表面的油污等髒汙，防止因髒汙導致附著力變差；(2)使玻璃面板離子化，從而增加UV膠的附著力。

步驟二、在所述聚合物層上圖案化形成網格狀的凹槽。請參考第5圖，利用與需要的導電層圖案相嵌套的範本在聚合物層120上壓印出網格凹槽，請結合參考第1圖，網格凹槽包括沿第一方向Y設置的多個第一 方向凹槽122和多個第二方向凹槽，第一方向凹槽122是連續的；而第二方向凹槽則是不連續的，其以第一方向凹槽122為間隔在第二方向X上分成多個凹槽單元1242。聚合物層120上網格狀的凹槽的深度和寬度之比大於1，這樣填充的導電材料能較好地保持在網格狀的凹槽內。

步驟三、向所述網格狀的凹槽中填充導電材料並固化，形成沿第一方向設置的網格狀的多個第一方向導電圖案和沿第二方向設置的網格狀的多個第二方向導電圖案，所述第一方向和第二方向相互交叉，所述第二方向導電圖案以所述第一方向導電圖案為間隔分成若干導電單元。請參考第6圖，向步驟二形成的網格凹槽中填充導電材料並固化，即可得到如第1圖所示的第一方向導電圖案130和第二方向導電圖案140，其中第二方向導電圖案140被第一方向導電圖案130間隔成多個導電單元142，且在第一方向Y上，多個第二方向導電圖案140彼此不連通。第一方向導電圖案130和第二方向導電圖案140是網格狀的，填充導電材料時可以利用刮塗技術向網格凹槽填充導電材料，如納米銀墨水，然後燒結，以形成第一方向導電圖案130和第二方向導電圖案140。

步驟四、在所述聚合物層的表面塗布光刻膠層，再利用掩膜板對光刻膠層進行曝光，並通過顯影，在相鄰兩個導電單元處分別得到光刻膠掩層。請參考第7圖，光刻膠掩層170的位置對應導電單元142的位置，在後續填充導電搭橋的導電材料時起到塞子的作用。

步驟五、向所述帶有光刻膠掩層的聚合物層的表面再塗布一層壓印膠作為絕緣層。請參考第8圖，在聚合物層120上方再塗上一層壓印膠，得到絕緣層150。光刻膠掩層170嵌在絕緣層150中，此次塗布的壓印膠厚度小於光刻膠掩層170的厚度。塗布可以採用輥塗的方式。在此過程中，光刻膠掩層170的頂部可能也會殘留一些壓印膠，後續在除去光刻膠掩層 170時將一併去除，不影響後續步驟。一般而言，此次塗布的壓印膠厚度小於光刻膠掩層170的厚度，目的是保證光刻膠掩層170的頂部暴露於絕緣層150上方，便於後續除去光刻膠掩層170。當然，如果壓印膠厚度大於光刻膠掩層170的厚度也是可以的，在後續去除光刻膠掩層170時，先除去覆蓋在光刻膠掩層170的部分壓印膠即可。

步驟六、在所述絕緣層上，於相鄰兩個光刻膠掩層之間的位置壓印出網格狀的搭橋導線凹槽。請參考第9圖，在兩個光刻膠掩層170之間的位置，也就是兩個導電單元142之間的位置壓印出網格狀的搭橋導線凹槽152。

步驟七、將所述光刻膠掩層除去，以形成連通絕緣層表面和聚合物層的表面的導電塊凹槽。請參考第10圖，將起塞子作用的光刻膠掩層170除去，就得到連通絕緣層150表面的搭橋導線凹槽152與聚合物層120表面的導電單元142的導電塊凹槽154。導電塊凹槽154在第二方向X的寬度為1~20μm，優選為2~10μm，以在填充導電材料後得到適合寬度和長度的導電塊。

步驟八、向所述搭橋導線凹槽和所述導電塊凹槽中填充導電材料並固化，得到連通相鄰兩個導電單元的導電搭橋。請參考第11圖，同時結合第1圖，向搭橋導線凹槽152和導電塊凹槽154中填充導電材料並固化後，就得到中間的網格狀的搭橋導線162和兩端導電塊164，從而得到導電搭橋160。導電塊164起到穿孔作用，將不連續的第二方向導電圖案140進行連接。同樣地，可以利用刮塗技術向搭橋導線凹槽152和導電塊凹槽154中填充導電材料，如納米銀墨水，然後燒結，以形成搭橋導線162和兩端的導電塊164。

上述的電容觸摸屏及其製備方法中，第一方向導電圖案 130、第二方向導電圖案140以及搭橋導線162均採用壓印方式獲得。需要指出，第一方向導電圖案130和第二方向導電圖案140還可以為通過附著在基底110表面的金屬鍍層蝕刻獲得，第一方向導電圖案130及第二方向導電圖案140嵌設於聚合物層120靠近基底110的一側。例如，金屬鍍層可以是厚度為5~20nm，透光率大於80%的銀鍍層，通過曝光-顯影-蝕刻獲得金屬網格導線。

上述電容觸摸屏的製備方法和利用上述方法制得的電容觸摸屏，具有以下優點：(1)導電搭橋的搭橋導線採用網格結構，可保證透明度，不影響產品外觀；(2)電容觸摸屏的基底上的導電層和導電搭橋均採用網格結構，因此生產過程中均可以採用壓印工藝進行製造，相較于傳統的ITO膜作為導電層的工藝，網格形狀可以一步成形，工藝簡單，不需要濺鍍、蒸鍍等昂貴設備，良率高，適合大面積、大批量生產，且由於不需要用到刻蝕工藝，不會造成導電層材料的浪費；(3)導電層和導電搭橋採用網格結構，便於採用刮塗工藝，以及防止燒結時產生凝聚效應導致導線斷裂。

(4)導電層和導電搭橋均可以採用金屬形成網格導線的方式獲得，無需使用ITO，使得材料成本大大降低，還可以解決大型觸控面板因ITO方阻過大而引起的回應慢等問題；(5)因導電材料嵌於聚合物層內，可以避免導電層和導電搭橋的導線刮傷。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指 出的是，對於本領域具有通常知識者來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附申請專利範圍為準。

110‧‧‧基底

120‧‧‧聚合物層

130‧‧‧第一方向導電圖案

142‧‧‧導電單元

150‧‧‧絕緣層

162‧‧‧搭橋導線

164‧‧‧導電塊

Claims (18)

1. 一種電容觸摸屏，包括基底，其特徵在於，所述基底上設置有聚合物層，所述聚合物層中嵌有多個沿第一方向設置的網格狀的第一方向導電圖案和多個沿第二方向設置的網格狀的第二方向導電圖案，所述第一方向和第二方向相互交叉，所述第一方向導電圖案連續設置，所述第二方向導電圖案以所述第一方向導電圖案為間隔分成若干彼此不連通的導電單元，還包括設置於所述第一方向導電圖案之上的絕緣層以及在第二方向上連接相鄰兩個導電單元的導電搭橋，所述導電搭橋包括中間呈網格狀的搭橋導線和位於兩端且與搭橋導線連通的兩個導電塊，所述搭橋導線嵌在所述絕緣層表面，以及所述兩個導電塊穿透所述絕緣層並分別連通至一個導電單元，所述導電搭橋與所述第一方向導電圖案之間通過所述絕緣層分離。
2. 如請求項1所述的電容觸摸屏，其特徵在於，所述基底為矽鋁酸鹽玻璃或鈣鈉玻璃。
3. 如請求項2所述的電容觸摸屏，其特徵在於，所述第一方向導電圖案和所述第二方向導電圖案為通過附著在所述基底表面的金屬鍍層蝕刻獲得，所述第一方向導電圖案及第二方向導電圖案嵌設於所述聚合物層靠近所述基底的一側。
4. 如請求項3所述的電容觸摸屏，其特徵在於，所述金屬鍍層的厚度為5~20nm。
5. 如請求項4所述的電容觸摸屏，其特徵在於，所述金屬鍍層為銀鍍層，所述銀鍍層的透光率大於80%。
6. 如請求項1所述的電容觸摸屏，其特徵在於，所述聚合物層包括與該基底貼合的第一表面及與該絕緣層貼合的第二表面，該第二表面上設有網格狀的凹槽，所述第一方向導電圖案與第二方向導電圖案收容於所述網 格狀的凹槽中。
7. 如請求項6所述的電容觸摸屏，其特徵在於，所述聚合物層上的網格狀的凹槽的深度和寬度之比大於1。
8. 如請求項1所述的電容觸摸屏，其特徵在於，所述搭橋導線的厚度小於所述絕緣層的厚度。
9. 如請求項1所述的電容觸摸屏，其特徵在於，所述絕緣層表面設有有網格狀的凹槽，所述搭橋導線由填充在所述網格狀的凹槽中的導電材料形成，所述導電材料選自金屬、金屬合金、導電高分子，石墨烯、碳米管和導電墨水中的至少一種。
10. 如請求項1所述的電容觸摸屏，其特徵在於，所述導電塊在第二方向上的寬度為1~20μm。
11. 如請求項10所述的電容觸摸屏，其特徵在於，所述導電塊在第一方向上的寬度為2~10μm。
12. 如請求項1所述的電容觸摸屏，其特徵在於，所述搭橋導線為金屬網格導線。
13. 如請求項1所述的電容觸摸屏，其特徵在於，在所述第一方向上，所述多個第二方向導電圖案彼此間隔。
14. 一種電容觸摸屏的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟：在基底的表面塗布聚合物層；在所述聚合物層上圖案化形成網格狀的凹槽；向所述網格狀的凹槽中填充導電材料並固化，以形成多個沿第一方向設置的網格狀的第一方向導電圖案和多個沿第二方向設置的網格狀的第二方向導電圖案，所述第一方向和第二方向相互交叉，所述第二方向導電圖案以所述第一方向導電圖案為間隔分成若干導電單元； 在所述聚合物層的表面塗布光刻膠層，再利用掩膜板對光刻膠層進行曝光，並通過顯影，在相鄰兩個導電單元處分別得到光刻膠掩層；向所述帶有光刻膠掩層的聚合物層的表面再塗布一層壓印膠作為絕緣層；在所述絕緣層上，於相鄰兩個光刻膠掩層之間的位置壓印出網格狀的搭橋導線凹槽；將所述光刻膠掩層除去，以形成連通絕緣層表面和聚合物層表面的導電塊凹槽；以及向所述搭橋導線凹槽和所述導電塊凹槽中填充導電材料並固化，得到連通相鄰兩個導電單元的導電搭橋。
15. 如請求項14所述的電容觸摸屏的製備方法，其特徵在於，所述基底為矽鋁酸鹽玻璃或鈣鈉玻璃。
16. 如請求項14所述的電容觸摸屏的製備方法，其特徵在於，所述在基底的表面塗布聚合物層的步驟之前，利用等離子束對所述基底的表面進行轟擊處理。
17. 如請求項14所述的電容觸摸屏的製備方法，其特徵在於，所述聚合物層上網格狀的凹槽的深度和寬度之比大於1。
18. 如請求項14所述的電容觸摸屏的製備方法，其特徵在於，在所述第一方向上，所述多個第二方向導電圖案彼此間隔。