超薄触控传感器及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种超薄触控传感器及其制作方法，其中超薄触控传感器包括：依次层叠排布的基材层、接收电路层、发射电路层和保护层，所述接收电路层和发射电路层位于所述基材层的同侧；所述发射电路层和接收电路层包括：多个导电网格、以及压印层，所述多个导电网格嵌合于所述压印层中，所述导电网格包括至少三条顺次连接的网格线，所述网格线的宽度大于或等于1μm，所述网格线的高度与宽度之比的范围为1:0.5～1:2。本发明的超薄触控传感器的发射电路层和接收电路层设置于基材层的同侧，且发射电路层和接收电路层都由金属导电材料制成，减小了超薄触控传感器的厚度，具有环保、低成本、高灵敏度的优势。
【专利说明】超薄触控传感器及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种触控传感器，具体涉及一种超薄触控传感器及其制作方法。
【背景技术】
[0002]随着科技的不断发展，触摸屏作为一种简单、便捷的人机交互方式，已经广泛应用于我们日常生活的各个领域，比如手机、媒体播放器、导航系统、数码相机、相框、PDA、游戏设备、显示器、电器控制、医疗设备等等。触控技术开辟了移动终端人际交互操作的新模式，大尺寸、超薄柔性、低成本已成为触摸屏行业的必然发展趋势。
[0003]触摸屏技术主要分为电阻式、电容式、红外式以及表面声波方式，其中电容式触摸屏又分为表面电容式和感应电容式。感应电容式触摸屏具有实现真实多点触摸、透明度好、耐用性好、分辨率高等优点，其已成为手机、平板电脑等消费类电子产品的主流技术。
[0004]在电容式触摸屏中，触控传感器(Touch Sensor)是触摸屏中最关键的元件，其成本占整个触摸屏的40%。在真正能够实现多点触控的电容式触摸屏中，商业化的产品中的导电材料基本为氧化铟锡(ΙΤ0)，触控传感器的主要结构为单面ITO结构和双面ITO结构。其中，单面ITO结构是感应电极层和驱动电极层位于同一层ITO结构上，采用搭桥工艺；双面ITO结构则是感应电极层和驱动电极层分别位于两层ITO结构上。双面ITO结构可以是同一基材，组合形成GF2 (Glass-Film Ditto)触摸屏结构；或者是双层基材，ITO结构处于两层薄膜感应器(Film Sensor)上，然后通过光学透明胶将两层薄膜进行贴合从而组合形成GFF (Glass-Film-Film)结构。对于上述ITO传感器无论是单面结构还是双面结构,其电极图案的制作方法主要为:首先在基材表面溅射ITO材料，再通过黄光、蚀刻工艺形成电极电路。
[0005]然而，传统的使用ITO的触控传感器及其制作方法则存在以下问题:在基材上溅镀的厚度均匀性控制难度提高、良率降低；同时为了满足低方阻的要求，必然需要增加ITO成膜的厚度，但是如此却带来透过率降低的问题。此外，由于ITO制作中需要通过黄光和蚀刻工艺形成电路，因而传统的工艺还存在环保的问题。而且，ITO材料本身资源有限，随着触摸屏市场应用的扩展，势必来带使用ITO材料的触控传感器的成本上升的问题。同时，触控传感器的超薄化也是今后的必然趋势，如何减小触控传感器的厚度也将成为今后科学研究的重点领域。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明提供了一种超薄触控传感器、及其制作方法。
[0007]为了实现上述目的之一，本发明的一种超薄触控传感器，其包括:
[0008]依次层叠排布的基材层、接收电路层、发射电路层和保护层，所述接收电路层和发射电路层位于所述基材层的同侧；
[0009]所述发射电路层和接收电路层包括:多个导电网格、以及压印层，所述多个导电网格嵌合于所述压印层中，所述导电网格包括至少三条顺次连接的网格线，所述网格线的宽度大于或等于I μ m，所述网格线的高度与宽度之比的范围为1:0.5?1:2。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述导电网格的横截面形状为多边形。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述网格线包括若干第一网格线和若干第二网格线，所述若干第一网格线沿第一方向相互平行排布，所述若干第二网格线位于所述第一网格线之间且垂直于所述第一网格线排布，所述任一条第一网格线两侧的第二网格线错位分布。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述导电网格的材质为纳米级金属导电材料或有机导电材料。
[0013]作为本发明的进一步改进，所述保护层包括光学胶层。
[0014]作为本发明的进一步改进，所述发射电路层、接收电路层分离设置，所述发射电路层和接收电路层之间设置所述绝缘层。
[0015]为实现上述另一发明目的，本发明提供一种制备如上所述的超薄触控传感器的制造方法，其包括如下步骤:
[0016]S1、通过纳米压印的方式将纳米结构图案压印于压印材料上，所述压印材料上形成与纳米结构图案相对应的微纳结构凹槽；
[0017]S2、对所述具有微纳结构凹槽的表面进行纳米导电材料的涂布，使得所述纳米导电材料填入微纳结构凹槽中，进行烧结，形成接收电路层；
[0018]S3、在所述接收层电路层表面涂布或印刷一层透明的绝缘材料，在所述绝缘材料表面涂布压印材料，并在压印材料上纳米压印形成微纳结构凹槽；
[0019]S4、在纳米压印获得的微纳结构凹槽表面涂布纳米导电材料，通过抛光方式将凹槽以外的纳米导电材料去除，进行烧结，烧结完毕形成发射电路层；
[0020]S5、在发射电路层表面的FPC绑定区域之外涂布保护层。
[0021]作为本发明的进一步改进，所述涂布或印刷绝缘材料时，通过网版或者镂空掩膜保护的方式，避免接收电路层的引脚区域被绝缘材料覆盖；所述步骤SI及S3中纳米压印时，通过掩膜保护的方式避免接收电路层的FPC绑定区域、及发射电路层的FPC绑定区域被压印材料覆盖。
[0022]为实现上述另一发明目的，本发明还提供一种制备如上所述的超薄触控传感器的制造方法，其包括如下步骤:
[0023]S1、通过纳米压印的方式将纳米结构图案压印于压印材料上，所述压印材料上形成与纳米结构图案相对应的微纳结构凹槽；
[0024]S2、对所述具有微纳结构凹槽的表面进行纳米导电材料的涂布，使得所述纳米导电材料填入微纳结构凹槽中，进行烧结，形成接收电路层；
[0025]S3、在所述接收层电路层表面涂布压印材料，并在压印材料上纳米压印微纳结构凹槽；
[0026]S4、在纳米压印获得的微纳结构凹槽表面涂布纳米导电材料，通过抛光方式将凹槽以外的纳米导电材料去除，进行烧结，烧结完毕形成发射电路层；
[0027]S5、在发射电路层表面的FPC绑定区域之外涂布保护层。
[0028]作为本发明的进一步改进，所述步骤SI及S3中纳米压印时，通过掩膜保护的方式避免接收电路层的FPC绑定区域、及发射电路层的FPC绑定区域被压印材料覆盖。
[0029]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明的超薄触控传感器的发射电路层和接收电路层设置于基材层的同侧，且发射电路层和接收电路层都由金属导电材料制成，减小了超薄触控传感器的厚度，具有环保、低成本、高灵敏度的优势。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本发明的超薄触控传感器的剖视图；
[0032]图2为本发明的一种实施例下的发射电路层或接收电路层的部分结构示意图；
[0033]图3是本发明的又一种实施例下的发射电路层或接收电路层的部分结构示意图；
[0034]图4为图2中圆圈A的放大示意图；
[0035]图5是本发明的超薄触控传感器的制造方法的一【具体实施方式】的方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0036]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0037]如图1所示，本发明的超薄触控传感器100包括如下依次层叠排布的基材层1、接收电路层2、发射电路层4、以及保护层5。其中，所述发射电路层2、接收电路层4分离设置，且二者位于所述基材层I的同侧。所述发射电路层2和接收电路层4之间设置起到绝缘作用的绝缘层3，优选地，该绝缘层3的材质为树脂。
[0038]此外，所述基材层I可以是聚碳酸酪(Polycarbonate, PC)、聚氯乙烯(PolyvinylChloride, PVC)、聚酯(Polyethylene terephthalate, PET)、聚萘二 甲酸乙 二醇酯(Polyethylene naphthalate, PEN)、聚碳酸酯(Polycarbanate, PC)等材料。所述保护层 5还包括光学胶层，优选地，该光学胶包括液态紫外光胶。
[0039]如图2、图3所示，进一步地，所述发射电路层2和接收电路层4包括:多个导电网格21、以及压印层22，所述多个导电网格21嵌合于所述压印层22中。此外，所述多个导电网格21四周还设置有边框23。具体地，所述多个导电网格21相互连接形成一整体，所述边框23形成一闭合的框架结构，所述多个导电网格21形成的整体位于所述边框23围成的空间中，且位于外侧的导电网格21与边框23相接触。
[0040]本发明的超薄触控传感器通过所述导电网格以及压印层，构成了由多个网格构成的发射电路层或接收电路层，其厚度最小值只有5?ΙΟμπι，再加上基材层I的厚度20 μ m?200 μ m,绝缘层3的厚度10 μ m?100 μ m,以及保护层5的厚度，本发明的超薄触控传感器的总厚度为最薄可以达到40um，相比传统的触控传感器，具有非常大的优势。
[0041]此外，所述导电网格21包括至少三条顺次连接的网格线211，设有一截面，其与导电网格211相平行，且该截面同时通过导电网格21的各个网格线211，从而导电网格211被截面所截形状呈一多边形。示范性地，该多边形可以为矩形、或正方形、或五边形、或六边形。进一步地，所述网格线211的宽度大于或等于I μ m，所述网格线211的高度与宽度之比的范围为1:0.5?1:2。
[0042]配合参照图4所示，作为一种优选的实施方式，所述网格线211包括若干第一网格线2111和若干第二网格线2112，所述若干第一网格线2111沿第一方向相互平行排布，所述若干第二网格线2112位于所述第一网格线2111之间且垂直于所述第一网格线2111排布，所述任一条第一网格线2111两侧的第二网格线2112错位分布。从而，所述若干第一网格线2111和若干第二网格线2112相互交叉形成所述多个导电网格21。本实施方式中，形成的导电网格21的截面形状可以为矩形或正方形，且任意相邻的两个导电网格之间或共用同一条第二网格线，或共用部分第一网格线，如上所述的多个导电网格规则排布。
[0043]此外，所述导电网格21的材质为纳米级金属导电材料或有机导电材料，具体地，纳米级金属导电材料可以为:纳米银、纳米铜等，且当纳米级金属导电材料为纳米银时，纳米银的粒径小于lOOOnm。
[0044]如图5所示，本发明还提供一种超薄触控传感器的制造方法，该制作方法可用于制备如上所述的超薄触控传感器，所述制作方法包括如下步骤:
[0045]S1、通过纳米压印的方式将纳米结构图案压印于压印材料上，所述压印材料上形成与纳米结构图案相对应的微纳结构凹槽。
[0046]所述纳米结构图案根据实际需求可设置为多种形状。其中，所述微纳结构凹槽的宽度大于或等于I μ m，所述微纳结构凹槽的深度与宽度的比值范围为1:0.5?1:2。
[0047]S2、对所述具有微纳结构凹槽的表面进行纳米导电材料的涂布，使得所述纳米导电材料填入微纳结构凹槽中，进行烧结，形成电容传感器的接收电路层。
[0048]所述纳米导电材料在所述微纳结构凹槽中成型后，形成与微纳结构凹槽相匹配的形状，例如，当微纳结构凹槽具体包括多个网格形状的凹槽单元时，成型的纳米导电材料也包括多个导电网格。其中，所述纳米导电材料可以为纳米级金属导电材料或有机导电材料，所述纳米级金属导电材料包括纳米银、纳米铜等，当纳米级金属导电材料为纳米银时，所述纳米银的粒径小于lOOOnm。
[0049]S3、在所述接收层电路层表面涂布或印刷一层透明的绝缘材料，在所述绝缘材料表面涂布压印材料，并在压印材料上纳米压印形成微纳结构凹槽。
[0050]其中，所述涂布或印刷绝缘材料时，通过网版或者镂空掩膜保护的方式，避免接收电路层的Pin区域被绝缘材料覆盖。此外，所述步骤SI及S3中纳米压印时，通过掩膜保护的方式避免接收电路层的FPC绑定区域、及发射电路层的FPC绑定区域被压印材料覆盖。优选地，所述掩膜可以为菲林，此时，FPC绑定区域对应菲林的透光部分，而覆盖压印材料的部分对应菲林的黑色遮光部分；从而使得FPC绑定区不被压印材料覆盖。
[0051]S4、在纳米压印获得的微纳结构凹槽表面涂布纳米导电材料，通过抛光方式将凹槽以外的纳米导电材料去除，进行烧结，烧结完毕形成发射电路层。
[0052]S5、在发射电路层表面的FPC绑定区域之外涂布保护层。
[0053]此外，本制作方法还包括在发射电路层的另一侧设置一基材层。
[0054]针对如上所述的超薄触控传感器，本发明还提供一种超薄触控传感器的制造方法，本制作方法与如上所述的制作方法不同之处在于，步骤S3中，涂布压印材料时，直接将压印材料涂布与所述接收层电路层的表面，并在压印材料上纳米压印微纳结构凹槽。此时，压印材料既作为纳米压印的载体，同时也作为绝缘材料起到绝缘作用。
[0055]本制作方法中，同样地，在纳米压印时，通过掩膜保护的方式避免接收电路层的FPC绑定区域、及发射电路层的FPC绑定区域被压印材料覆盖。
[0056]与现有技术相比，本发明的超薄触控传感器的发射电路层和接收电路层设置于基材层的同侧，且发射电路层和接收电路层都由金属导电材料制成，减小了超薄触控传感器的厚度，具有环保、低成本、高灵敏度的优势。
[0057]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0058]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【权利要求】
1.一种超薄触控传感器，其特征在于，所述超薄触控传感器包括: 依次层叠排布的基材层、接收电路层、发射电路层和保护层，所述接收电路层和发射电路层位于所述基材层的同侧； 所述发射电路层和接收电路层包括:多个导电网格、以及压印层，所述多个导电网格嵌合于所述压印层中，所述导电网格包括至少三条顺次连接的网格线，所述网格线的宽度大于或等于I μ m，所述网格线的高度与宽度之比的范围为1:0.5~1:2。
2.如权利要求1所述的超薄触控传感器，其特征在于，所述导电网格的横截面形状为多边形。
3.如权利要求1所述的超薄触控传感器，其特征在于，所述网格线包括若干第一网格线和若干第二网格线，所述若干第一网格线沿第一方向相互平行排布，所述若干第二网格线位于所述第一网格线之间且垂直于所述第一网格线排布，所述任一条第一网格线两侧的第二网格线错位分布。
4.如权利要求1所述的超薄触控传感器，其特征在于，所述导电网格的材质为纳米级金属导电材料或有机导电材料。
5.如权利要求1所述的超薄触控传感器，其特征在于，所述保护层包括光学胶层。
6.如权利要求1所述的超薄触控传感器，其特征在于，所述发射电路层、接收电路层分离设置，所述发射电路层和接收电路层之间设置所述绝缘层。
7.一种制备如权利要求1-6任意一项所述的超薄触控传感器的制造方法，其特征在于，所述制作方法包括如下步骤: S1、通过纳米压印的方式将纳米结构图案压印于压印材料上，所述压印材料上形成与纳米结构图案相对应的微纳结构凹槽； S2、对所述具有微纳结构凹槽的表面进行纳米导电材料的涂布，使得所述纳米导电材料填入微纳结构凹槽中，进行烧结，形成接收电路层； S3、在所述接收层电路层表面涂布或印刷一层透明的绝缘材料，在所述绝缘材料表面涂布压印材料，并在压印材料上纳米压印形成微纳结构凹槽； S4、在纳米压印获得的微纳结构凹槽表面涂布纳米导电材料，通过抛光方式将凹槽以外的纳米导电材料去除，进行烧结，烧结完毕形成发射电路层； S5、在发射电路层表面的FPC绑定区域之外涂布保护层。
8.如权利要求7所述的超薄触控传感器的制造方法，其特征在于，所述涂布或印刷绝缘材料时，通过网版或者镂空掩膜保护的方式，避免接收电路层的引脚区域被绝缘材料覆盖；所述步骤SI及S3中纳米压印时，通过掩膜保护的方式避免接收电路层的FPC绑定区域、及发射电路层的FPC绑定区域被压印材料覆盖。
9.一种制备如权利要求1-5任意一项所述的超薄触控传感器的制造方法，其特征在于，所述制作方法包括如下步骤: S1、通过纳米压印的方式将纳米结构图案压印于压印材料上，所述压印材料上形成与纳米结构图案相对应的微纳结构凹槽； S2、对所述具有微纳结构凹槽的表面进行纳米导电材料的涂布，使得所述纳米导电材料填入微纳结构凹槽中，进行烧结，形成接收电路层； S3、在所述接收层电路层表面涂布压印材料，并在压印材料上纳米压印微纳结构凹槽； ` 54、在纳米压印获得的微纳结构凹槽表面涂布纳米导电材料，通过抛光方式将凹槽以外的纳米导电材料去除，进行烧结，烧结完毕形成发射电路层； ` 55、在发射电路层表面的FPC绑定区域之外涂布保护层。
10.如权利要求9所述的超薄触控传感器的制造方法，其特征在于，所述步骤SI及S3中纳米压印时，通过掩膜保护的方式避免接收电路层的FPC绑定区域、及发射电路层的FPC绑定区域被压印材料覆盖。``
【文档编号】G06F3/044GK103744571SQ201410037667
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月26日 优先权日:2014年1月26日
【发明者】方宗豹, 周小红, 陈林森, 谢文, 盖明启 申请人:苏州维业达触控科技有限公司, 苏州苏大维格光电科技股份有限公司