电容式触摸屏的制作方法
【专利摘要】本申请提供了一种电容式触摸屏。该电容式触摸屏包括基板、感应层，该感应层包括：衬底，设置在基板上；边框引线，设置在衬底上；导电图形层，设置在衬底上，与边框引线连接，导电图形层包括：第一ITO导电层，设置在衬底上；第一抗氧化层，设置在第一ITO导电层的表面上；金属层，设置在第一抗氧化层的远离第一ITO导电层的表面上；第二抗氧化层，设置在金属层的远离第一抗氧化层的表面上；第二ITO导电层，设置在第二抗氧化层的远离金属层的表面上，边框引线与第一ITO导电层、第一抗氧化层、金属层、第二抗氧化层和第二ITO导电层中的任意一层或多层连接。该电容式触摸屏的灵敏度高、驱动难度小，并具有良好的亮度与清晰度。
【专利说明】电容式触摸屏
【技术领域】
[0001] 本发明涉及触摸屏领域，具体而言，涉及一种电容式触摸屏。
【背景技术】
[0002] 大尺寸电容式触摸屏是利用人体电流感应进行工作的，随着电子产品的快速更 新，广泛应用于手机、GPS、平板电脑等电子产品的大尺寸电容式触摸屏正朝着大尺寸、高透 明及低制造成本方向发展。电容触摸屏由上至下一般包括四层：基板、感应层、0CA胶层、显 示屏，其中感应层包括导电图形层与外部引线，目前，大尺寸电容式触摸屏导电图形层多为 ΙΤ0 (掺锡氧化铟）透明导电层，其在大尺寸电容式触摸屏的发展也正遭遇一些技术开发的 瓶颈。第一，大尺寸电容式触摸屏尺寸增大时，ΙΤ0导电膜容易出现末端信号衰变，边缘感 应的灵敏度下降；第二，在做大尺寸时，导电材料的覆盖面积增大必然会增加整个触摸屏的 电阻，给扫描驱动带来困难，影响扫描灵敏度；第三，现有以ΙΤ0材料为导电图形层的大尺 寸电容式触摸屏，导电图形的线路均采用线阻，为降低电阻导线宽度尽可能窄。这是为了降 低触摸屏的扫面驱动压力，但极细的导线难以保证ΙΤ0导电膜的操作强度，给后期贴合增 加了难度。
[0003] 针对上述的问题，现有技术中，可采取的解决方案有三种：一是在边缘信号衰弱 的地方以高导电的银浆等导电油墨代替透明导电材料ΙΤ0引线，以减小电阻增加信号灵敏 度；二是寻找一种ΙΤ0替代材料，克服电容式触摸屏在向中大尺寸拓展时所存在的透明导 电层图案的线阻过大且透过率较低的问题，常用的替代材料包括金属网格、石墨烯、碳纳米 管等。如专利201310347003. 8提供一种GF结构的大尺寸电容式触摸屏，其导电图形层是 一层表面印有低线阻、低电阻Metal Mesh的PET薄膜，可应用于中大尺寸的大尺寸电容式 触摸屏。
[0004] 这些方案为电容式触摸屏的大尺寸化发展提供了较好的解决方案，但也存在一定 的弊端：（一）ΙΤ0导电膜的方阻值大，扫描驱动难度大，灵敏度下降。随着触控屏尺寸变大， ΙΤ0导电膜的整体电阻会增加，增加了驱动难度；（二）工艺复杂，良率低，成本居高不下。现 在导电图案多采用线阻，当触控屏尺寸变大时，必须在感应单元边缘印刷银浆等高导电率 油墨来克服ΙΤ0导线长增加带来的高电阻问题，但是由于银浆不透明，为了外观的美观设 计，印刷银浆导线的部位需要加设边框，增加了工艺难度，良率与成本都难以控制；（三）随 大尺寸电容式触摸屏尺寸变大，电极数及边框布线面积会增加，可视面积相应减少；（四） 替代材料如Metal mesh等尚处开发阶段，解决开发初期存在的如摩尔纹效应、量产难度大 等技术问题还需一定的开发周期。
[0005] 目前，ΙΤ0导电膜的方阻值大使得电容式触摸屏的扫描驱动难度大，灵敏度下降。 随着电容式触控屏尺寸的变大，ΙΤ0导电膜的整体电阻会增加导致电容式触摸屏的驱动难 度大大增加、灵敏度大大降低，最终导致电容式触摸屏的工作效率较低。
【发明内容】
[0006] 本发明旨在提供一种电容式触摸屏，以解决现有技术中电容式触摸屏方阻值大、 透光率低的问题。
[0007] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电容式触摸屏，包括基 板、感应层，上述感应层包括：衬底，设置在上述基板上；边框引线，设置在上述衬底上；导 电图形层，设置在上述衬底上，与边框引线连接，其特征在于，上述导电图形层包括：第一 ΙΤ0导电层，设置在上述衬底上；第一抗氧化层，设置在上述第一 ΙΤ0导电层的表面上；金属 层，设置在上述第一抗氧化层的远离上述第一 ΙΤ0导电层的表面上；第二抗氧化层，设置在 上述金属层的远离上述第一抗氧化层的表面上；第二ΙΤ0导电层，设置在上述第二抗氧化 层的远离上述金属层的表面上，上述边框引线与上述第一 ΙΤ0导电层、第一抗氧化层、金属 层、第二抗氧化层和第二ΙΤ0导电层中的任意一层或多层连接。
[0008] 进一步地，形成上述第一抗氧化层和上述第二抗氧化层的材料为抗氧化金属材 料，优选上述抗氧化金属材料为锌或钛，上述第一抗氧化层和上述第二抗氧化层的材料相 同或不同。
[0009] 进一步地，上述第一抗氧化层与上述第二抗氧化层的厚度相同，上述厚度在 lnm?10nm之间，优选在lnm?5nm之间。
[0010] 进一步地，上述金属层为金层或银层，优选上述金属层的厚度为6nm?12nm。
[0011] 进一步地，上述第一 ΙΤ0导电层与上述第二ΙΤ0导电层的光学厚度相等，上述第一 ΙΤ0导电层与上述第二ΙΤ0导电层的光学厚度的总和为0. 8?2. 0个光学单位。
[0012] 进一步地，上述第一 ΙΤ0导电层与上述第二ΙΤ0导电层的折射率均大于2。
[0013] 进一步地，上述衬底为柔性透明基材层，优选为PET材料层。
[0014] 进一步地，上述导电图形层的图形为多边形。
[0015] 进一步地，上述多边形最大宽度大于3.5 μ m，小于10 μ m;上述多边形的最小宽度 0 μ m，3. 5 μ m。
[0016] 进一步地，上述多边形为六边形。
[0017] 进一步地，上述边框引线的材料与上述导电图形层的材料相同。
[0018] 进一步地，上述电容式触摸屏的尺寸在32寸?110寸之间。
[0019] 进一步地，上述基板的可见光透过率为87 %?91%，优选上述基板的厚度为 1. 0mm ?4. 0mm〇
[0020] 应用本发明的技术方案，上述导电图形层的第一 ΙΤ0导电层、第一抗氧化层、金属 层、第二抗氧化层与第二ΙΤ0导电层实现间隙掺杂，金属层间隙掺杂到第一 ΙΤ0导电层与第 二ΙΤ0导电层，使感应层的电阻率减小、方阻值减小，使得感应层的导电性能提高，进而使 得电容式触摸屏的灵敏度提高、驱动难度减小；另外，由于在相同厚度时，本申请中多层膜 结构的导电图形层的电阻率较小，导电率较大，透光率也得到提高；而且本领域技术人员可 以通过调节导电图形层厚度，使导电图形层对光的反射率降到最低，进而使得导电图形层 的透光率达到最大，进而提高了电容式触摸屏的亮度与清晰度。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0022] 图1示出了本申请一种优选的感应层的结构剖面图；
[0023] 图2示出了本申请一种优选的导电图形层的结构剖面图；以及
[0024] 图3示出了本申请一种优选的六边形导电图形层。
【具体实施方式】
[0025] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另 有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属【技术领域】的普通技术人员通常 理解的相同含义。
[0026] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根 据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式 也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于"包含"和/或"包 括"时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0027] 需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语"第一"、"第 二"等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用 的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里 图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语"包括"和"具有"以及他们的任何变形，意 图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备 不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、 方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0028] 为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如"在……之上"、"在……上方"、 "在……上表面"、"上面的"等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特 征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位 之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为"在其他器 件或构造上方"或"在其他器件或构造之上"的器件之后将被定位为"在其他器件或构造下 方"或"在其他器件或构造之下"。因而，示例性术语"在……上方"可以包括"在……上方" 和"在……下方"两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方 位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0029] 正如【背景技术】所介绍的，现有技术中的导电图形层的方阻值较大，透光率较低，为 了解决如上问题，本申请提出了一种电容式触摸屏。
[0030] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情 况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0031] 在本申请一种优选的实施方式中，提供了一种电容式触摸屏，包括基板、感应层， 如图1所示，上述感应层包括：衬底10、边框引线20、导电图形层30,上述衬底10设置在上 述基板上；上述边框引线20设置在上述衬底10上；上述导电图形层30设置在上述衬底10 上，与边框引线20连接。如图2所示，上述导电图形层30包括：第一 ΙΤ0导电层31、第一 抗氧化层32、金属层33、第二抗氧化层34、第二ΙΤ0导电层35。上述第一 ΙΤ0导电层31设 置在上述衬底10上；上述第一抗氧化层32设置在上述第一 ΙΤ0导电层31的表面上；上述 金属层33设置在上述第一抗氧化层32的远离上述第一 ΙΤ0导电层31的表面上；上述第二 抗氧化层34设置在上述金属层33的远离上述第一抗氧化层32的表面上；上述第二ΙΤ0导 电层35设置在上述第二抗氧化层34的远离上述金属层33的表面上；上述边框引线20与 上述第一 ITO导电层31、第一抗氧化层32、金属层33、第二抗氧化层34和第二ITO导电层 35中的任意一层或多层连接。
[0032] 具有上述结构的电容式触摸屏中的导电图形层30的第一 ΙΤ0导电层31、第一抗氧 化层32、金属层33、第二抗氧化层34与第二ΙΤ0导电层35实现间隙掺杂，即金属层33间 隙掺杂到第一 ΙΤ0导电层31与第二ΙΤ0导电层35之间，可使得导电图形层的电阻率减小、 方阻值减小，导电图形层的导电性能提高，进而使得电容式触摸屏的灵敏度提高、驱动难度 减小；另外，由于在相同厚度时，本申请中多层膜结构的导电图形层30的电阻率较小，导电 率较大，透光率也得到提高；而且本领域技术人员可以通过调节导电图形层30厚度，尽可 能降低导电图形层30对光的反射率，进而尽可能增大导电图形层30的透光率，进而提高了 电容式触摸屏的亮度与清晰度。
[0033] 本申请为了进一步提高导电图形层30的导电性，使得电容式触摸屏的灵敏度提 高、驱动难度减小，优选上述第一抗氧化层32和上述第二抗氧化层34的材料为抗氧化金属 材料。为了提高第一抗氧化层32和第二抗氧化层34的抗氧化能力，优选上述第一抗氧化 层32和上述第二抗氧化层34的金属材料为锌或钛，上述锌或钛不仅具有良好的抗氧化性， 而且还具有良好的导电性，使得导电图形层30的电阻率较小，方阻值较小，进一步提高了 导电图形层30的导电性能，提高了电容式触摸屏的灵敏度提高、减小了驱动难度。本领域 技术人员可以根据实际情况选择上述第一抗氧化层32和上述第二抗氧化层34的材料相同 或不同。
[0034] 在实现上述理想的抗氧化基础上，为了进一步使得所形成的导电图形层30的导 电性能和透光率，优选上述第一抗氧化层32和上述第二抗氧化层34的在lnm?10nm之 间，进一步优选在lnm?5nm之间，这样可以实现与上述导电图形层30中的第一 ΙΤ0导电 层31、金属层33与第二ΙΤ0导电层35的良好的间隙掺杂，进而提高导电图形层30的导电 性能，并且能够保证较高的透光率。为了方便设置，在本申请一种优选的实施例中，上述第 一抗氧化层32与上述第二抗氧化层34的厚度相同。
[0035] 本申请一种优选的实施例中，可以通过对金属层的材料进行选择进一步减小导电 图形层30的电阻率，优选上述金属层33为金层或银层，这是因为金与银的电阻率很小，与 导电图形层30中的第一 ΙΤ0导电层31、第一抗氧化层32、第二抗氧化层34与第二ΙΤ0导 电层35间隙掺杂后，能进一步降低导电图形层30的电阻率，进而降低导电图形层30的方 阻值，提高导电图形层30的导电性能。
[0036] 为了实现更好的间隙掺杂效果，并且保证导电图形层30具有较高的光透过率，本 申请优选上述金属层313的厚度为6nm?12nm。
[0037] 本申请又一种优选的实施例中，第一 ITO导电层31与第二ITO导电层35的光学 厚度的总和为〇. 8?2. 0个光学单位。这样的设置方式能够保证导电图形层30的对光的 吸收及反射减小，进而使透光率达到最大值，为了使导电图形层30的制作工艺简单方便， 本申请优选第一 ΙΤ0导电层31与第二ΙΤ0导电层35的光学厚度相等。
[0038] 为了进一步提高导电图形层30的透光率，本申请优选第一 ΙΤ0导电层31与第二 ΙΤ0导电层35的折射率均大于2。
[0039] 本申请的另一种优选的实施方式中，优选上述衬底10为柔性透明基材层，柔性透 明基材层能够使感应层在较宽的温度范围内保持较好的物理机械性能，在高温、高频时保 持较好的电性能，为了提高柔性透明基材层的上述各性能，本申请进一步优选为PET材料 层。
[0040] 上述导电图形层30的图形为多边形，即导电图形层30中的电极的图形为多边形。 因为本申请中导电图形层30的方阻值很小，使得电容式触摸屏的电阻大大降低，驱动能力 大大增强，这时再通过采用极细线阻提高驱动能力的效果不明显，并且极细的导线难以保 证导电图形层30的操作强度，给后期贴合增加了难度，为了提高导电图形层30的操作强 度，使得后期贴合更容易实施，本申请优选上述导电图形层30的图形为多边形。
[0041] 为了进一步提高导电图形层30的操作强度，优选上述多边形最大宽度大于 3. 5 μ m，小于10 μ m,上述多边形的最小宽度大于0 μ m,小于3. 5 μ m,最大宽度为多边形任 意两个顶点连线的长度中的最大值，最小宽度为多边形任意两个顶点连线的长度中的最小 值。
[0042] 本申请又一种优选的实施方式中，上述多边形为常规设置的六边形，如图3所示。
[0043] 为了降低边框引线20的电阻，减小电容式触摸屏的电阻，提高电容式触摸屏的驱 动能力，从而提高电容式触摸屏的灵敏度，本申请优选上述边框引线20的材料与上述导电 图形层30的材料相同。
[0044] 本申请的又一种优选的实施方式中，上述电容式触摸屏的尺寸在32寸?110寸之 间。这是由于本申请的电容式触摸屏的电阻较小，驱动能力较强，灵敏度较高，所以可以应 用于32寸?110寸之间的大尺寸的电容式触摸屏。
[0045] 为了提高电容式触摸屏的亮度、清晰度，优选上述基板的可见光透过率为87%? 91 %。为了能够保证电容式触摸屏良好的显示效果与灵敏度，并且使得电容式触摸屏不易 损坏，进一步优选上述基板的厚度为1. 〇mm?4. 0mm。
[0046] 以下将结合实施例和对比例进一步说明本发明的有益效果。所有实施例与对比例 除导电图形层的结构或参数不同之外，其他的结构及参数均相同，其中，基板采用的材料为 是钢化玻璃，厚度为125um，透光率为88% ;边框引线的材料为银线；衬底的材料为PET ;表 格中不再赘述。
[0047] 实施例1
[0048] 设置图1所示的电容式触摸屏，其中导电图形层的结构如图2所示，各第一 ΙΤ0导 电层31、第一抗氧化层32、金属层33、第二抗氧化层34与第二ΙΤ0导电层35的厚度及材料 见表1，对该导电图形层的电阻率、透光率和电容式触摸屏的灵敏度进行检测，检测结果见 表2。
[0049] 实施例2
[0050] 设置图1所示的电容式触摸屏，其中导电图形层的结构如图2所示，各第一 ΙΤ0导 电层31、第一抗氧化层32、金属层33、第二抗氧化层34与第二ΙΤ0导电层35的厚度及材料 见表1，对该导电图形层的电阻率、透光率和电容式触摸屏的灵敏度进行检测，检测结果见 表2。
[0051] 实施例3
[0052] 设置图1所示的电容式触摸屏，其中导电图形层的结构如图2所示，其中导电图形 层的结构如图2所不，各第一 ΙΤ0导电层31、第一抗氧化层32、金属层33、第二抗氧化层34 与第二ITO导电层35的厚度及材料见表1，对该导电图形层的电阻率、透光率和电容式触摸 屏的灵敏度进行检测，检测结果见表2。
[0053] 实施例4
[0054] 设置图1所示的电容式触摸屏，其中导电图形层的结构如图2所示，其中导电图形 层的结构如图2所不，各第一 ΙΤ0导电层31、第一抗氧化层32、金属层33、第二抗氧化层34 与第二ΙΤ0导电层35的厚度及材料见表1，对该导电图形层的电阻率、透光率和电容式触摸 屏的灵敏度进行检测，检测结果见表2。
[0055] 实施例5
[0056] 设置图1所示的电容式触摸屏，其中导电图形层的结构如图2所示，其中导电图形 层的结构如图2所不，各第一 ΙΤ0导电层31、第一抗氧化层32、金属层33、第二抗氧化层34 与第二ΙΤ0导电层35的厚度及材料见表1，对该导电图形层的电阻率、透光率和电容式触摸 屏的灵敏度进行检测，检测结果见表2。
[0057] 对比例1
[0058] 现有透明导电膜一般包括10nm的氧化娃粘结层，5nm的氧化银高折层，60nm的氧 化硅折射率匹配层，21nm的ΙΤ0导电层，其透光率约为89%，方阻值约为120欧姆，灵敏度 为 12. 3ms。
[0059] 表1中给出一种现有技术的导电图形层的具体参数，对该导电图形层的电阻率、 透光率和电容式触摸屏的灵敏度、驱动能力进行检测，检测结果见表2。
[0060] 其中，上述电阻率的检测采用四探针方法，其中测试宽幅为1250mm，左右内缩 40_ ;采用分光光度计检测透光率；采用电性检测仪器检测电容式触摸屏的灵敏度。
[0061] 表 1
[0062]
【权利要求】
1. 一种电容式触摸屏，包括基板、感应层，所述感应层包括： 衬底，设置在所述基板上； 边框引线，设置在所述衬底上； 导电图形层，设置在所述衬底上，与所述边框引线连接，其特征在于，所述导电图形层 包括： 第一 ITO导电层，设置在所述衬底上； 第一抗氧化层，设置在所述第一 ITO导电层的表面上； 金属层，设置在所述第一抗氧化层的远离所述第一 ITO导电层的表面上； 第二抗氧化层，设置在所述金属层的远离所述第一抗氧化层的表面上； 第二ITO导电层，设置在所述第二抗氧化层的远离所述金属层的表面上， 所述边框引线与所述第一 ITO导电层、第一抗氧化层、金属层、第二抗氧化层和第二 ITO导电层中的任意一层或多层连接。
2. 根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，形成所述第一抗氧化层和所述 第二抗氧化层的材料为抗氧化金属材料，优选所述抗氧化金属材料为锌或钛，所述第一抗 氧化层和所述第二抗氧化层的材料相同或不同。
3. 根据权利要求2所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述第一抗氧化层与所述第二 抗氧化层的厚度相同，所述厚度在lnm?10nm之间，优选在lnm?5nm之间。
4. 根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述金属层为金层或银层，优选 所述金属层的厚度为6nm?12nm。
5. 根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述第一 ITO导电层与所述第 二IT0导电层的光学厚度相等，所述第一 IT0导电层与所述第二IT0导电层的光学厚度总 和为0.8?2.0个光学单位。
6. 根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述第一 IT0导电层与所述第二 IT0导电层的折射率均大于2。
7. 根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述衬底为柔性透明基材层，优 选为PET材料层。
8. 根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述导电图形层的图形为多边 形。
9. 根据权利要求8所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述多边形最大宽度大于 3. 5 μ m,小于10 μ m ;所述多边形的最小宽度大于0 μ m,小于3. 5 μ m。
10. 根据权利要求8所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述多边形为六边形。
11. 根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述边框引线的材料与所述导 电图形层的材料相同。
12. 根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述电容式触摸屏的尺寸在32 寸?110寸之间。
13. 根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述基板的可见光透过率为 87%?91 %，优选所述基板的厚度为1. 0mm?4. 0mm。
【文档编号】G06F3/044GK104298414SQ201410649260
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】陈西宝, 于甄, 解金库, 王道翠, 曹星星 申请人:张家港康得新光电材料有限公司