一种3d制造ogs电容触摸屏的方法
【专利摘要】本发明涉及一种3D制造一体化OGS触摸屏的方法，包含以下步骤：提供一玻璃基板，在所述玻璃基板的可视区域表面制作若干个图形化透明导电层和若干个透明导电电极；在玻璃基板四周制作图形化遮光膜；在所述连接通道处制作第一连接电极；在靠近所述第一连接电极的所述遮光膜的表面制作第二连接电极；将带有触控IC芯片的FPC通过热压与所述第二连接电极引脚进行电学连接，形成最终一体化OGS触摸屏。本发明采用3D打印进行电容触摸屏制造，不仅工艺简单，省去传统工艺曝光、显影、刻蚀等多道复杂工艺，节约材料；还能有效提高OGS触摸屏产品的性能和可靠性，提高产品良率和生产效率。
【专利说明】一种30制造0(33电容触摸屏的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及触摸屏【技术领域】，尤其涉及一种30制造一体化0旧触摸屏方法的制作。
【背景技术】
[0002]触摸屏作为一种智能化的人机交互界面产品，已经在社会生产和生活中的很多领域得到了越来越广泛的应用，尤其在消费电子产品领域(如智能手机、平板电脑等领域)中发展最为迅速。触摸屏技术种类繁多，主要包括电阻式、电容式、红外式、表声波式等。电容式触摸屏不仅表现在反应灵敏，支持多点触控，而且寿命长，随着控制冗技术的成熟，已成为目前市场上的主流技术。而新一代的0(?技术是电容式触摸屏的新的发展方向，从技术层面来看，068技术较之目前主流的触控技术结构简单，轻、薄、透光性好；由于省掉一片玻璃基材以及贴合工序，利于降低生产成本、提高产品良率。
[0003]目前，一般的0(?触摸屏产品结构如图1所示，首先在盖板玻璃11上印刷一层遮光层12，然后制作110透明图案电极层13，通过热压将？?14 (带有触控X 15 )与110透明电极层引脚电学连接起来。这种结构在制作过程中会出现很多问题，首先是遮光层的厚度大约在1-2微米，而110薄膜厚度在15-30纳米之间，这两者之间的台阶会使沉积110膜时在此处断裂直接影响110导电层图案；其次是油墨不耐高温，而在低温下很难获得低电阻的110导电层；另外，110导电层在油墨上的附着力非常差，直接影响的连接和产品的可靠性。
[0004]图2为一种改进的0(?触摸屏面板结构，通过在遮光层表面22覆盖一层有机流平层(0(:层)27，然后在0(:层表面制作110透明图案电极层23，这种结构解决了由于遮光层引起110薄膜断裂问题；但是，由于油墨和0(:材料存在耐热性问题，因此110导电层的电阻值和附着力依然存在问题；另一方面，由于增加一层00，因此产品的厚度和透光度将受到很大的影响，工艺也变得复杂。
[0005]中国专利⑶201310036353.2，⑶201310042903.1，⑶201310042888.0 公开了一种一体化0(?电容式触摸屏的制作方法，该方法通过在玻璃基底制作透明导电电极，连接透明导电薄膜，再通过丝网印刷制作外接电极连接透明电极，该方法不仅能有效的解决1丁0导电薄膜的断裂问题，还对110薄膜的导电性和附着力没有任何影响；但是，该方法采用丝网印刷将连接电极的导电材料漏印至110电极表面，印刷精度对准精度高，产品良率下降，影响0(?触摸屏的制作成本。
[0006]综上，针对现有一体化0旧触摸屏制造工艺的复杂、成品率、原料浪费等问题，结合30制造的优势，提出一种简单、节约原材料的工艺就显得很有意义。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种30制造一体化0(?电容触摸屏的方法。本发明的技术方案在于: 一种30制造0(?电容触摸屏的方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤31:提供一玻璃基板。在所述玻璃基板的可视区域表面制作若干个图形化透明导电层和在所述玻璃基板的不可视区域表面制作若干个透明导电电极；所述每个图形化透明导电层的外边缘与所述透明导电电极的内边缘一一对应连接；；
步骤32:图形化遮光膜制作。在玻璃基板四周制作图形化遮光膜；所述图形化遮光膜设置于所述0(?触摸屏四周的非可视区域上，且相对面的遮光膜宽度相等。并在所述遮光膜的内部或边缘设置连接通道，所述连接通道的下表面与所述透明电极的部分或全部电极连接，所述连接通道的宽度为10微米?2000微米；
步骤53:第一连接电极制作。所述第一连接电极的下端与所述透明电极表面接触，所述第一连接电极的上端高于所述遮光膜的上表面，且所述第一连接电极的宽度等于所述连接通道宽度；
步骤34:第二连接电极制作。在靠近所述第一连接电极的所述遮光膜的表面制作第二连接电极，所述第二连接电极与所述第一连接电极接触，且所述第二连接电极的上表面与第一连接电极的上表面同处一水平线；
步骤35:？？0与第二连接电极压合。将带有触控X芯片的通过热压与所述第二连接电极引脚进行电学连接，形成最终的一体化0(?触摸屏；其中，
所述图形化透明导电层和所述透明导电电极是采用30制造一层或若干层的导电材料所构成的；
所述图形化遮光膜是采用30制造一层或若干层的不透光的材料形成的；
所述第一连接电极和所述第二连接电极是采用30制造一层或若干层的透明或不透明的导电材料所形成的；
所述的30制造步骤如下:
811:依次设计生成一体化0(?电容触摸屏中的图形化透明导电层、透明导电电极、图形化遮光膜、第一连接电极和第二连接电极的三维数字模型；
312:利用软件对所建立的图形化透明导电层、透明导电电极、图形化遮光薄膜、第一连接电极和第二连接电极三维模型依次进行分层，获得2轴方向的二维子层；
813:将所述二维子层导入30打印机程序中，根据所建模型得出每层二维平面上的材料和形状，设计出打印路径；
814:将所述玻璃基板层放在30打印装置台面上，依次打印所述图形化透明导电层、透明导电电极、图形化遮光薄膜、第一连接电极和第二连接电极。
[0008]所述若干个图形化透明导电层和所述若干个透明导电电极为透明金属氧化物、石墨烯薄膜、碳纳米管薄膜中的一种或两种及其以上复合而成的面状结构导电层；或为金属纳米颗粒、金属量子点、金属纳米线中的一种或两种及其以上复合而成的网格结构导电层。
[0009]所述遮光膜为不透光的油墨或颜色涂层。
[0010]所述第一连接电极颜色与所述遮光膜的颜色要相同或相近。
[0011]所述第二连接电极为由金属纳米颗粒、金属量子点、金属浆料、碳浆一种或两种及其以上复合而成的条状结构导电层。
[0012]所述30制造包括立体光固化成型、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积制造、三维印刷和喷墨打印成型。
[0013]本发明的优点在于:
(1)本发明采用30打印进行制造一体化0(?触摸屏中的透明导电层、透明导电电极、遮光膜、第一连接电极和第二连接电极，工艺较传统方法大大简化，省去传统工艺曝光、显影、刻蚀等多道复杂工艺，节约生产原料和制造成本。
[0014](2)本发明采用30打印制造第一连接电极，将透明导电层和第二连接电极无梯度差连成一个整体，提高了透明导电层与玻璃基底的附着力；同时通过第二连接电极与？?的有效压合，能提闻063触摸屏广品的性能和可罪性,提闻广品良率和生广效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为传统型0(?触摸屏的结构示意图。
[0016]图2为改进型0(?触摸屏的结构示意图。
[0017]图3为本发明提供的一种30制造一体化0(?触摸屏的制作流程图。
[0018]图4为本发明第一优选实施例提供的一种30制造一体化0(?触摸屏的结构制作示意图。
[0019]图5为本发明第一优选实施例提供的一种30制造一体化0(?触摸屏的结构不意图。
[0020]图6为本发明第二优选实施例提供的一种30制造一体化0(?触摸屏的结构制作示意图。
[0021]图7为本发明第二优选实施例提供的一种30制造一体化0(?触摸屏的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，结合附图作详细说明如下。
[0023]以下将通过具体实施例对本发明做进一步的详细描述。
[0024]参照图3和图4，一种30制造一体化0(?触摸屏的方法，包括了以下几个步骤:
(311)提供一玻璃基板110。根据设计尺寸，选取一合适玻璃基板，将所述玻璃基板110
置于按体积比为11=-10: 01水=3: 97清洗液中，利用频率为321(?的超声机清洗150111，喷淋2-11后，再置于体积比为們1141: 01水=5: 95清洗液中，利用频率为40狃2的超声机清洗10111111，经循环自来水喷淋漂洗2111111后，再利用频率为28狃2的超声机在01纯净水中清洗10-11，经风刀吹干后置于501洁净烘箱中保温30-11。
[0025](812)图形化透明导电层130和透明导电电极140制作。在上述玻璃基板110的可视区域表面采用30制造技术制作若干个图形化透明导电层130，，在所述玻璃基板110的不可视区域表面制作采用30制造技术制作若干个透明导电电极140 ；所述每个图形化透明导电层的外边缘与所述透明导电电极的内边缘一一对应连接；所述图形化透明导电层130和透明导电电极140可以为透明金属氧化物、石墨烯薄膜、碳纳米管薄膜中的一种或两种及其以上复合而成的面状结构导电层；也可为金属纳米颗粒、金属量子点、金属纳米线中的一种或两种及其以上复合而成的网格结构导电层。所述30制造方法包括立体光固化成型、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积制造、三维印刷成型和喷墨打印成型。
[0026]本发明第一实施例优选选择性激光烧结金属纳米银颗粒制作网格状透明导电层130和透明导电电极140，具体步骤如下:
(3121)设计生成一体化0(?电容触摸屏中的图形化透明导电层130和透明导电电极140的三维数字模型；
(3122)利用软件对所建立的图形化透明导电层130和透明导电电极140的三维模型依次进行分层，获得2轴方向的二维子层；
(3123)将所述二维子层导入30打印机程序中，根据所建模型得出每层二维平面上的材料和形状，设计出打印路径；
(3124)将上述玻璃基板层放在30打印装置台面上，打印所述图形化透明导电层130和透明导电电极140。具体原理如下:利用铺粉辊设备沿水平方向将金属银纳米颗粒均匀转移至玻璃基底表面的可视区域，控制激光束使其烧结温度为金属银纳米颗粒的溶解温度，激光头沿设定方向移动，激光发出的高能激光通对基底表面的金属银纳米颗粒粉末进行照射，并溶化其扫描路径上的银纳米颗粒；重复上述过程得到所需的图形化透明导电层130和透明导电电极140。将制造完成的基片移出30打印设备，清理阵列表面与内部，包括喷涂打印和激光烧结过程中残留在基片表面多余的金属银纳米颗粒。
[0027](313)遮光膜120制作。在所述玻璃基板110四周采用30制造技术制作图形化遮光薄膜120，所述图形化遮光膜120设置于所述0(?触摸屏的非可视区域上；且相对面的遮光膜宽度相等。并在所述遮光膜的内部或边缘设置连接通道，所述连接通道的下表面与所述透明电极的部分或全部电极连接，所述连接通道的宽度为10微米?2000微米；所述遮光膜为不透光薄膜层，包括不透光不透光的油墨或不透光的颜色涂层。所述30制造方法包括立体光固化成型、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积制造、三维印刷成型和喷墨打印成型。
[0028]本发明第一实施例优选三维印刷成型制作黑色油墨层作为遮光膜120，并在所述遮光膜的内部设置宽度为200微米的连接通道150，所述连接通道的下表面与所述透明电极的部分电极连接，具体步骤如下:
(8131)设计生成一体化0(?电容触摸屏中的图形化遮光膜120的三维数字模型；(3132)利用软件对所建立的图形化遮光膜120的三维模型依次进行分层，获得2轴方向的二维子层；
(8133)将所述二维子层导入30打印机程序中，根据所建模型得出每层二维平面上的材料和形状，设计出打印路径；
(3134)将所述玻璃基板层放在30打印装置台面上，打印所述遮光薄膜120。具体原理如下:将不透光油墨粉末由储料桶送出，再用滚筒将送出的粉末在玻璃基底110四周铺上一层很薄的油墨粉末，30打印喷嘴依照计算机模型切片后定义出来的轮廓喷出粘结剂，黏着油墨粉末；一层完成后，加工台自动下降一点，储料桶上升一点，重复上述过程得到所需的遮光膜120。将制造完成的基片移出30打印设备，清理阵列表面与内部，包括喷涂打印成型过程中残留在基片表面多余的油墨粉末。
[0029](814)第一连接电极160制作。在所述连接通道150处采用30制作技术制作第一连接电极160 ；所述第一连接电极160的下端与所述透明导电电极140表面接触，所述第一连接电极160的上端高于所述遮光膜120的上表面，且所述第一连接电极的宽度等于所述连接通道150宽度；所述第一连接电极160颜色与所述遮光膜120的颜色要相同或相近。所述30制造方法包括立体光固化成型、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积制造、三维印刷成型和喷墨打印成型。
[0030]本发明第一实施例优选喷墨打印纳米铬电子墨水制作不透光的第一连接电极160，具体步骤如下:
(3141)设计生成一体化0(?电容触摸屏中的第一连接电极160的三维数字模型；
(8142)利用软件对所建立的第一连接电极160的三维模型依次进行分层，获得2轴方向的二维子层；
(8143)将所述二维子层导入30打印机程序中，根据所建模型得出每层二维平面上的材料和形状，设计出打印路径；
(3144)将上述玻璃基板层放在30打印装置台面上，打印所述第一连接电极150。具体原理如下:将纳米铬颗粒分散到溶液中配制30打印用纳米铬电子墨水，将电子墨水移入储液罐中，通过喷墨打印的微打印头将纳米铬电子墨水打印在连接通道150处，低温干燥处理以除去溶剂，再进行退火处理，重复上述过程形成所需的第一连接电极160。将制造完成的基片移出30打印设备，清理阵列表面与内部，包括喷涂打印和退火处理过程中残留在基片表面多余的电子墨水。
[0031](815)第二连接电极170制作。在靠近所述第一连接电极160和所述遮光膜120的表面采用30制造技术制作所述第二连接电极170 ；所述第二连接电极170连接所述第一连接电极160，且所述第二连接电极170的上表面与所述第一连接电极150的上表面同处一水平线。所述第二连接电极170可以为金属纳米颗粒、金属量子点、金属浆料、碳浆一种或两种及其以上复合而成的条状结构导电层。所述30制造方法包括立体光固化成型、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积制造、三维印刷成型和喷墨打印成型。
[0032]本实施例优选立体光固化感光银浆制作条状结构的第二连接电极170，具体步骤如下:
(8151)设计生成一体化0(?电容触摸屏中的第二连接电极170的三维数字模型；
(8152)利用软件对所建立的第二连接电极170的三维模型依次进行分层，获得2轴方向的二维子层；
(3153)将所述二维子层导入30打印机程序中，根据所建模型得出每层二维平面上的材料和形状，设计出打印路径；
(3154)将上述玻璃基板层放在30打印装置台面上，打印所述第二连接电极170。具体原理如下:将感光性银浆浆料移入存储罐中，通过30打印设备的喷头将感光性银浆浆料打印在遮光膜120表面，通过控制激光头发出的能量进行干燥处理和退火处理，重复上述过程形成所需的第二连接电极170。将制造完成的基片移出30打印设备，清理阵列表面与内部，包括喷涂打印和退火处理过程中残留在基片表面多余的电子墨水。
[0033](816) ？？0180与第二连接电极170压合。将带有触控X芯片的？？以80通过热压与所述第二连接电极170引脚进行电学连接，形成最终的一体化0(?触摸屏，如图5所示。
[0034]至此，本发明第一优选实施例的一种30制造一体化0(?触摸屏的制造完成。
[0035]为了减少成本，对本发明第一优选实施例进行改良，将在所述的透明电极的部分或全部电极上不留有连接通道，即所述连接通道的宽度为0微米。参照图3和图6，一种30制造一体化0(?触摸屏的方法，包括了以下几个步骤:(321)提供一玻璃基板110。根据设计尺寸，选取一合适玻璃基板，将所述玻璃基板110置于按体积比为1111-10: 01水=3: 97清洗液中，利用频率为32冊2的超声机清洗15111111，喷淋2111111后，再置于体积比为11=41: 01水=5: 95清洗液中，利用频率为40狃2的超声机清洗10111111，经循环自来水喷淋漂洗2-11后，再利用频率为281(?的超声机在01纯净水中清洗100111，经风刀吹干后置于501洁净烘箱中保温30111111。
[0036](322)图形化透明导电层130和透明导电电极140制作。在上述玻璃基板110的可视区域表面采用30制造技术制作若干个图形化透明导电层130，，在所述玻璃基板110的不可视区域表面制作采用30制造技术制作若干个透明导电电极140 ；所述每个图形化透明导电层的外边缘与所述透明导电电极的内边缘一一对应连接；所述图形化透明导电层阵列130可以为透明金属氧化物、石墨烯薄膜、碳纳米管薄膜中的一种或两种及其以上复合而成的面状结构导电层；也可为金属纳米颗粒、金属量子点、金属纳米线中的一种或两种及其以上复合而成的网格结构导电层。所述30制造方法包括立体光固化成型、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积制造、三维印刷成型和喷墨打印成型。
[0037]本发明第二实施例优选选择性激光烧结金属纳米银颗粒制作网格状透明导电层130和透明导电电极140，具体步骤与(322) —致。
[0038](823)遮光膜120制作。在所述玻璃基板110四周采用30制造技术制作图形化遮光薄膜120，所述图形化遮光膜120设置于所述0旧触摸屏的非可视区域上；并在所述遮光膜的内部或边缘设置连接通道，所述连接通道的下表面与所述透明电极的部分或全部电极连接，所述连接通道的宽度为10微米?2000微米；所述遮光膜为不透光薄膜层，包括不透光不透光的油墨或不透光的颜色涂层。所述30制造方法包括立体光固化成型、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积制造、三维印刷成型和喷墨打印成型。
[0039]本发明第二实施例优选三维印刷成型制作黑色油墨层作为遮光膜120，并在所述遮光膜的边缘设置宽度为200微米的连接通道150，所述连接通道的下表面与所述透明电极的部分电极连接，具体步骤如下(313)—致
(824)第一连接电极160制作。在所述透明导电电极140表面采用30制作技术制作第一连接电极160 ；所述第一连接电极的外边缘与相邻所述遮光膜120连接，所述第一连接电极160的下端与所述透明导电电极140表面接触，所述第一连接电极160的上端高于所述遮光膜120的上表面，所述第一连接电极160的宽度与相邻所述遮光膜120宽度之和等于相对遮光膜120的宽度；所述第一连接电极160颜色与所述遮光膜120的颜色要相同或相近。所述30制造方法包括立体光固化成型、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积制造、三维印刷成型和喷墨打印成型。
[0040]本发明第二实施例优选喷墨打印纳米铬电子墨水制作不透光的第一连接电极150，具体步骤如下(314)—致
(825)第二连接电极170制作。在靠近所述第一连接电极160和所述遮光膜120的表面采用30制造技术制作所述第二连接电极170 ；所述第二连接电极170连接所述第一连接电极160，且所述第二连接电极170的上表面与所述第一连接电极160的上表面同处一水平线。所述第二连接电极170可以为金属纳米颗粒、金属量子点、金属浆料、碳浆一种或两种及其以上复合而成的条状结构导电层。所述30制造方法包括立体光固化成型、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积制造、三维印刷成型和喷墨打印成型。
[0041]本发明第二实施例优选立体光固化感光银浆制作条状结构的第二连接电极170，具体步骤如下(315)—致。
[0042](816) ？？0180与第二连接电极170压合。将带有触控X芯片的？？以80通过热压与所述第二连接电极170引脚进行电学连接，形成最终的一体化0(?触摸屏，如图7所示。
[0043]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【权利要求】
1.一种3D制造OGS电容触摸屏的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤S1:提供一玻璃基板；在所述玻璃基板的可视区域表面制作若干个图形化透明导电层和在所述玻璃基板的不可视区域表面制作若干个透明导电电极；所述每个图形化透明导电层的外边缘与所述透明导电电极的内边缘一一对应连接； 步骤S2:提供图形化遮光膜；在玻璃基板四周制作图形化遮光膜；所述图形化遮光膜设置于所述OGS触摸屏四周的非可视区域上，且相对面的遮光膜宽度相等，并在所述遮光膜的内部或边缘设置连接通道，所述连接通道的下表面与所述透明电极的部分或全部电极连接，所述连接通道的宽度为10微米?2000微米； 步骤S3:第一连接电极制作；所述第一连接电极的下端与所述透明电极表面接触，所述第一连接电极的上端高于所述遮光膜的上表面，且所述第一连接电极的宽度等于所述连接通道宽度； 步骤S4:第二连接电极制作；在靠近所述第一连接电极的所述遮光膜的表面制作第二连接电极，所述第二连接电极与所述第一连接电极接触，且所述第二连接电极的上表面与第一连接电极的上表面同处一水平线； 步骤S5:FPC与第二连接电极压合；将带有触控IC芯片的FPC通过热压与所述第二连接电极引脚进行电学连接，形成最终的一体化OGS触摸屏；其中， 所述图形化透明导电层阵列和所述透明导电电极阵列是采用3D制造一层或若干层的导电材料所构成的； 所述图形化遮光膜是采用3D制造一层或若干层的不透光的材料形成的； 所述第一连接电极和所述第二连接电极是采用3D制造一层或若干层的透明或不透明的导电材料所形成的； 所述的3D制造步骤如下: 511:依次设计生成一体化OGS电容触摸屏中的图形化透明导电层、透明导电电极、图形化遮光膜、第一连接电极和第二连接电极的三维数字模型； 512:利用软件对所建立的图形化透明导电层、透明导电电极、图形化遮光膜、第一连接电极和第二连接电极三维模型依次进行分层，获得Z轴方向的二维子层； 513:将所述二维子层导入3D打印机程序中，根据所建模型得出每层二维平面上的材料和形状，设计出打印路径； 514:将所述玻璃基板层放在3D打印装置台面上，依次打印所述图形化透明导电层、透明导电电极、遮光膜、第一连接电极和第二连接电极。
2.根据权利要求1所述的一种3D制造OGS电容触摸屏的方法，其特征在于:所述若干个图形化透明导电层和所述若干个透明导电电极为透明金属氧化物、石墨烯薄膜、碳纳米管薄膜中的一种或两种及其以上复合而成的面状结构导电层；或为金属纳米颗粒、金属量子点、金属纳米线中的一种或两种及其以上复合而成的网格结构导电层。
3.根据权利要求1所述的一种3D制造OGS电容触摸屏的方法，其特征在于:所述遮光膜为不透光的油墨或颜色涂层。
4.根据权利要求4所述一种3D制造一体化OGS电容式触摸的方法，其特征在于:所述第一连接电极颜色与所述遮光膜的颜色要相同或相近。
5.根据权利要求1所述一种3D制造一体化OGS电容式触摸的方法，其特征在于:所述第二连接电极为由金属纳米颗粒、金属量子点、金属浆料、碳浆一种或两种及其以上复合而成的条状结构导电层。
6.根据权利要求1所述一种3D制造一体化OGS电容式触摸的方法,其特征在于:所述3D制造包括立体光固化成型、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积制造、三维印刷和喷墨打印成型。
【文档编号】B22F3/115GK104407749SQ201410237624
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年5月31日 优先权日:2014年5月31日
【发明者】张永爱, 郭太良, 周雄图, 叶芸, 林金堂, 林志贤, 林锑杭, 林婷 申请人:福州大学