一种低阻抗电容触摸屏及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种低阻抗电容触摸屏及其制作方法，其主要通过在透明触控层上或下制作与其直接接触或通过导电过渡层间接接触的金属线，实现了通过金属达到降低触控电极阻抗的目的，由此解决了由于透明触控电极阻抗过大而影响触控灵敏度和无法应用在大尺寸触摸屏产品上的问题，拓展了导电能力不佳的透明导电材料的应用范围。在工艺和制作上，其结构简单，制程简便，成本低廉。
【专利说明】一种低阻抗电容触摸屏及其制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电容触摸屏制造工艺，尤其涉及一种低阻抗电容触摸屏及其制作方 法。
【背景技术】
[0002] 在当前的电容屏制造技术中，透明导电材料氧化锡铟（ΙΤ0)以其导电性能和高透 过率而被广泛地应用在触摸屏领域。
[0003] 但是ΙΤ0的一个缺点在于其方块电阻相对较大，导致ΙΤ0作为触控电极的阻抗比 较大，这直接影响到了触控的灵敏度，从而限制了 ΙΤ0材料在大尺寸触摸屏的应用，甚至在 中小尺寸、低阻抗触摸屏的应用。虽然可以通过增加 ΙΤ0的膜层厚度来减小其方块电阻，但 这样的做法，一是会增加生产成本和生产时间，更为关键的是ΙΤ0的厚度直接影响到其透 过率，以牺牲透过率来降低ΙΤ0的方块电阻，从产品性能角度来看得不偿失。因此，如何制 作出经济性好、可靠性高且满足大尺寸触摸屏要求的透明电极是本发明所要解决的技术问 题。
【发明内容】
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种低阻抗电容触摸屏，其增加了与触控层 相接触的金属线。
[0005] 进一步地，任意一条所述金属线全部或部分设置在所述触控层的触控图形上，或 是全部或部分设置在所述触控层的所述触控图形下。所述金属线的形状结构不限，其可以 是细线、粗线、不规则曲线或任意形状的闭合曲线等等，其既可以设置在触控图形上，也可 以设置在触控图形下。本文中所指的触控图形，是在触控层加工完成后，由触控层材质所限 定的图形，优选地，所述金属线主要设置在触控电极上，从而可降低触控电极阻抗，达到提 高触控灵敏度的效果。本文中所指的触控电极，是一个广义的概念，其是指在触摸屏使用 时，可视区内的触控图形中作为传感器使用的部分，即触控图形中任意区域、大小、形状结 构的部分，只要其是作为电容传感的一部分，皆可认为其是触控电极。
[0006] 进一步地，在所述触控层与所述金属线之间增加一层导电过渡层，以增加所述金 属线与所述触控层间的附着力。
[0007] 进一步地，当任意一条所述金属线全部或部分设置在所述触控层上方时，所述金 属线上设置有金属保护层，其是用来防止金属线被刮伤和氧化以及增强金属线与基板的附 着性。
[0008] 进一步地，所述金属线的材质是金属材料或非金属材料。当使用非金属材料时，其 必须是具有良好电导率的材料，能有效降低触控材料的方块电阻，比如碳纳米管、导电聚合 物等。
[0009] 同时，本发明还提供了一种低阻抗电容触摸屏的制作方法，其包括以下步骤： [0010] 步骤1、制作触控层或金属线；
[0011] 步骤4、当所述步骤1是制作所述触控层时，制作所述金属线；当所述步骤1是制 作所述金属线时，制作所述触控层。
[0012] 进一步地，任意一条所述金属线全部或部分设置在所述触控层的触控图形上，或 是全部或部分设置在所述触控层的所述触控图形下。
[0013] 进一步地，所述步骤1后，还包括以下步骤：
[0014] 步骤2、制作导电过渡层。
[0015] 进一步地，当所述步骤1是制作所述触控层时，在所述步骤4之后还包括以下步 骤：
[0016] 步骤5、制作金属保护层。
[0017] 进一步地，当触控层需要搭桥工艺时，在所述步骤4前，还包括以下步骤：
[0018] 步骤3、制作绝缘层。
[0019] 本发明的一种低阻抗电容触摸屏及其制作方法具有以下技术效果：
[0020] 1、通过在触控层上加金属线的方法来降低触控层材质方块电阻，工艺实现上相对 比较简单。
[0021] 2、触控电极的图形一般都较宽（比如0. 5_)，对金属线位置的控制精度相对较 低，有利于良品率。
[0022] 3、由于金属制作在透明电极上，这种结构对金属的制作精细要求相对较低，比如 金属断线也不会影响功能，方便生产，有利于良品率。
[0023] 4、可广泛应用在DITO、SIT0和单层ΙΤ0的触摸屏以及On-Cel 1、In-Cel 1和0GS触 摸屏上。
[0024] 以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以 充分地了解本发明的目的、特征和效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1是本发明的一个较佳实施例的示意图；
[0026] 图2是图1中A-A向的剖视图；
[0027] 图3是本发明实施例的方法六和七中的触控电极结构示意图。
【具体实施方式】
[0028] 本发明通过在触控层上结合金属线，来降低触控电极的阻抗，进而提高触控灵敏 度。该金属线的材料既可以是金属，也可以采用具有高电导率的非金属，如碳纳米管、导电 聚合物等。
[0029] 金属线的形状结构不限，其可以是细线、粗线、不规则曲线或任意形状的闭合曲线 等等。其主要设置在触控电极上，这对于提高触控灵敏度的作用最大。但是金属线的设置 并不只限于在触控电极上，其也可以作为触控图形中，分隔开的图形间的短接连线，即同一 条金属线，其两端分别搭接在彼此不接触的两块触控层材质上，从而实现两者的短接。同样 地，触控层在非可视区的外围连接线也可以直接使用金属线。
[0030] 如图1所示，是一种触控层材质上设置金属线的示意图，其中包括触控图形 101 (白色区域）和金属线102 (斜线条纹框），两者可以直接接触，也可以在两者间增加导 电过渡层来提高两者间的附着力，本实施例中采用前者。此处的金属线2采用多段短线，均 匀间隔分布。但是金属线2的设置可以根据设计需要，进行诸多变化，可以直接采用一条连 续的长金属线，也可以采用其他任意图形结构。比如可在形成一个电容节点的一对触控电 极（驱动电极和接收电极）上分别设置一条或多条金属线。另一方面，形成一个电容节点 的任一个触控电极的结构也不限于是整块的ITO图形，上述任一个触控电极也可以是由两 个或以上使用金属线串联短接的分立ITO图形所形成的。
[0031] 考虑到视觉效果，金属线的线宽要求比触控电极的线宽小很多。触控感应信号能 否顺利捕获与互电容大小和互电容变化量有关，而这两个参数与驱动和接收电极的重迭区 域和非重迭区域有关。驱动和接收电极与非透明金属线的组合有以下几种：
[0032] (a)在驱动和接收电极的重迭区域，驱动和接收电极上都不设置金属线；而在非 重迭区域，两者都设置金属线。
[0033] (b)在驱动和接收电极的重迭区域，接收电极上设置金属线，驱动电极上不设置金 属线；而在非重迭区域，两者都设置金属线。
[0034] (c)在驱动和接收电极的非重迭区域和重迭区域，两者都设置有金属线，以非均匀 的金属线为佳：在非重迭区域用尽量小的金属线，而在重迭区域，金属线的线宽要根据1C 要求设当设计宽些，以满足视觉效果和有利于信号捕获。
[0035] 在1C驱动阻抗的允许范围，在驱动与接收电极的非重迭区域也可不设置金属线， 从而降低金属线在可视区的密度，以利于更佳的视觉效果。
[0036] 图2是图1中A-A向的剖面图，该结构中由下至上依次是透明基板100(厚度 范围20um-5000um)、触控图形101 (厚度范围0. 5nm-0. 08um)、金属线102 (厚度范围 0. 5nm-500um、线宽范围0. 5nm-500um)以及金属保护层103(厚度范围0. 01um-500um)，对 于抗氧化能力较强的金属，也可不使用金属保护层。金属保护层可用透明材料或非透明材 料，以透明材料为佳，可只覆盖金属线，即如图2中所示，也可以覆盖整个可视区，以便于提 高生产效率。另外，针对金属线，为了其不被察觉、减少金属反射和提高触摸屏透过率，金属 线的线宽小于5um为佳，以提供好的视觉效果。
[0037] 本发明的低阻抗电容触摸屏的制作方法主要包括以下步骤：
[0038] 步骤1、制作触控层，可通过蚀刻制程（如湿法蚀刻、干法蚀刻、激光蚀刻等）制作 触控层图形，或直接在透明基板上采用丝印或打印方式制作触控图形；
[0039] 步骤2、制作导电过渡层（可选）；
[0040] 步骤3、制作绝缘层（需要搭桥工艺时可选）；
[0041] 步骤4、制作金属线，可通过湿法蚀刻、化学镀、打印或丝印方式制作金属线；
[0042] 步骤5、制作金属保护层（可选），可采用打印或丝印方式在金属上制作金属保护 层。
[0043] 上述步骤中步骤1和步骤4的次序可交换。
[0044] 以下通过几组基于本发明设计理念的低阻抗电容触摸屏的制作方法，来对本发明 进行进一步说明。
[0045] 需要说明的是，以下工艺中均以玻璃基板指代透明基板，但透明基板的选用不限 于此，其可以是钢化玻璃、强化玻璃、普通玻璃、透明薄膜或是高分子材料的透明面板等类 似材料。
[0046] 触控层材质使用ΙΤ0,同样地不限于ΙΤ0,也可以使用FT0、AZ0、石墨烯、纳米银、导 电聚合物、碳纳米管等透明导电材料。
[0047] 并且，以下所提到的在触控电极上制作的金属线，其图形一般需根据触摸屏尺寸、 1C参数和客户要求等，进行相关金属线的长、宽、高度以及分布密度的设计。对于金属线的 形状，及其分布在哪些触控图形或触控电极上，以下方法中不做限定，可在基于本发明技术 方案理念的范围内，自行进行相应设计。
[0048] 方法一
[0049] (1)在玻璃基板溅镀ΙΤ0导电层；
[0050] (2)采用湿法蚀刻制程制作ΙΤ0触控图形；
[0051] (3)采用打印方式在ΙΤ0触控电极上制作细银浆线；
[0052] (4)采用丝印方式在金属线上制作一层UV保护胶，避免金属线氧化。
[0053] 方法二
[0054] (1)在玻璃基板溅镀ΙΤ0导电层；
[0055] (2)采用湿法蚀刻制程制作ΙΤ0触控图形；
[0056] (3)采用丝印方式在ΙΤ0触控电极上制作一透明导电胶层；
[0057] (4)采用粘附方式把细铜线固定透明导电胶层上；
[0058] (5)采用丝印方式在铜线上制作一层UV保护胶，避免铜线氧化。
[0059] 方法三
[0060] (1)在玻璃基板溅镀ΙΤ0导电层；
[0061] (2)采用湿法蚀刻制程制作ΙΤ0触控图形；
[0062] (3)采用丝印方式在ΙΤ0触控电极上制作一油墨层；
[0063] (4)在需要设置金属的ΙΤ0触控电极上，采用激光蚀刻方式将其上的油墨层蚀刻 出一条或多条蚀刻痕，蚀刻痕越细越好，并且蚀刻痕处必须露出油墨下的ΙΤ0,从而使后续 制作的金属线能与ΙΤ0直接接触；
[0064] (5)采用丝印方式在蚀刻痕上填入导电银浆；
[0065] (6)采用丝印方式在导电银浆线上制作一层UV保护胶，避免氧化；
[0066] (7)采用脱膜方式把油墨层除去。
[0067] 方法四
[0068] (1)在玻璃基板溅镀ΙΤ0导电层；
[0069] (2)采用湿法蚀刻制程制作ΙΤ0触控图形；
[0070] (3)采用丝印方式在ΙΤ0触控电极上制作一可剥蓝胶层；
[0071] (4)在需要设置金属的ΙΤ0触控电极上，采用激光蚀刻方式将其上的可剥蓝胶层 蚀刻出一条或多条激光蚀刻痕，并且蚀刻痕处必须露出可剥蓝胶层下的ΙΤ0,从而使后续制 作的金属线能与ΙΤ0直接接触；
[0072] (5)采用化学镀方式在蚀刻痕的ΙΤ0上镀一金层。
[0073] 方法五
[0074] (1)采用丝印方式在玻璃基板上制作ΙΤ0触控图形；
[0075] (2)采用粘附方式把细铜线固定在ΙΤ0触控电极上；
[0076] (3)采用丝印方式在铜线上制作一层UV保护胶，避免铜线氧化。
[0077] 方法六，参考图3
[0078] (1)在玻璃基板溅镀ΙΤ0导电层；
[0079] (2)在上述ΙΤ0导电层上，采用湿法蚀刻制程制作出X和Y的ΙΤ0触控电极104， 如图3所示；
[0080] (3)采用丝印方式在每个Y触控电极的断开处上制作一 UV透明绝缘胶层105 ;
[0081] (4)采用丝印方式把银浆线106丝印在ΙΤ0触控电极104上，而且Y方向的银浆线 必须在UV透明绝缘胶层105上把Y方向ΙΤ0触控电极连接起来。（Y方向的银浆线起到降 低电阻和搭桥的功能）；
[0082] (5)采用丝印方式在银浆线上制作一层UV保护胶107,避免银浆线氧化。
[0083] 方法七，参考图3
[0084] (1)在玻璃基板溅镀ΙΤ0导电层；
[0085] (2)在上述ΙΤ0导电层上，采用湿法蚀刻制程制作出X和Y的ΙΤ0触控电极104， 如图3所示；
[0086] (3)采用打印方式在每个Y触控电极的断开处上制作一 UV透明绝缘胶层105 ;
[0087] (4)采用打印方式把银浆线106打印在ΙΤ0触控电极104上，而且Y方向的银浆线 必须在UV透明绝缘胶层105上把Y方向ΙΤ0触控电极连接起来。（Y方向的银浆线起到降 低电阻和搭桥的功能）；
[0088] (5)采用打印方式在银浆线上制作一层UV保护胶107,避免银浆线氧化。
[0089] 在方法六和七中，也可以在步骤（2)之后，先制作X方向触控电极上的金属线，此 时将图3中X方向触控电极上两端分开的金属线，用一条连续的金属线替代，其后再依次制 作透明绝缘胶层以及Y方向触控电极上的金属线。从而实现X方向触控电极上的金属线从 下方穿过Y方向触控电极上的金属线所形成的搭桥结构。
[0090] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无 需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本【技术领域】中技术 人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的 技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种低阻抗电容触摸屏，其特征在于，包括与触控层相接触的多条金属线。
2. 如权利要求1所述的低阻抗电容触摸屏，其特征在于，任意一条所述金属线全部或 部分设置在所述触控层的触控图形上，或是全部或部分设置在所述触控层的所述触控图形 下。
3. 如权利要求1所述的低阻抗电容触摸屏，其特征在于，在所述触控层与所述金属线 之间增加一层导电过渡层，以增加所述金属线与所述触控层间的附着力。
4. 如权利要求2所述的低阻抗电容触摸屏，其特征在于，当任意一条所述金属线全部 或部分设置在所述触控层上方时，所述金属线上设置有金属保护层。
5. 如权利要求1所述的低阻抗电容触摸屏，其特征在于，所述金属线的材质是金属材 料或非金属材料。
6. -种低阻抗电容触摸屏的制作方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、制作触控层或金属线； 步骤4、当所述步骤1是制作所述触控层时，制作所述金属线；当所述步骤1是制作所 述金属线时，制作所述触控层。
7. 如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，任意一条所述金属线全部或部分设置 在所述触控层的触控图形上，或是全部或部分设置在所述触控层的所述触控图形下。
8. 如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述步骤1后，还包括以下步骤： 步骤2、制作导电过渡层。
9. 如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，当所述步骤1是制作所述触控层时，在 所述步骤4之后还包括以下步骤： 步骤5、制作金属保护层。
10. 如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，当触控层需要搭桥工艺时，在所述步 骤4前，还包括以下步骤： 步骤3、制作绝缘层。
【文档编号】G06F3/044GK104216594SQ201410497325
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】陈祖辉, 郭太良, 林金堂, 蔡怀清, 林玉辉 申请人:福州智创触控技术有限公司