智能可穿戴设备、触摸屏及其制作方法与流程

本发明涉及触控技术领域，特别是涉及一种智能可穿戴设备、触摸屏及其制作方法。

背景技术：

触摸屏是一个非常直观、方便、快捷的人机交互工具，广泛用于平板电脑、手机、笔记本电脑、公共信息查询以及其他需要人机交互的地方。

目前市面上的智能手机、平板电脑、笔记本电脑、一体机等较大尺寸的电子设备其电容式触摸屏表面的保护盖板一般都采用基于二氧化硅材质的强化玻璃，并且在盖板玻璃背面的四周制作有一定厚度的不透光遮光层，用以遮挡玻璃盖板下方感应层四周的引线以及电子设备内部的器件等，最常见的有黑色、白色两种颜色的遮光层，另外还有诸如土豪金等其他颜色的彩色遮光层。

传统电容式触摸屏感测单元的主要材质为氧化铟锡(ITO)，然后通过化学蚀刻或者镭射的方法制作出电容感测电极图案，由于氧化铟锡(ITO)通常电阻较高，无法直接作为电容触摸屏的引线，因此通常需要在透明电极图案的轴向端点处制作相应的金属引线与透明的电极图案搭接，通过金属引线将电容变化信号传输至控制电路中的芯片中。其中，金属引线与控制电路通过柔性电路板连接。

因此传统的诸如智能手机等电容式触摸屏的可视区下方为透明的氧化铟锡(ITO)导电电极图案，两侧的遮光区下方为金属引线。正是由于两侧的遮光区构成的边框减小了触摸屏可视区的面积，因此触摸屏开始朝着窄边框甚至无边框方向发展，从而获得更大的可视区面积。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种无边框的智能可穿戴设备、触摸屏及其制作方法。

一种触摸屏，包括：透明导电膜，所述透明导电膜包括透明感光树脂层及 由导电纳米银丝线交错连接形成的导电层，所述透明感光树脂层具有相对的第一表面及第二表面，所述导电纳米银丝线嵌入所述第一表面，其中，所述导电层形成透明电极图案及透明引线，所述透明电极图案用于获取触摸点的坐标信息，所述透明引线与所述透明电极图案电连接，用于将所述透明电极图案获取的坐标信息传输至触摸屏的控制电路的芯片中。

在其中一个实施例中，所述触摸屏为互电容式的支持多点的触摸屏。

在其中一个实施例中，所述透明导电膜的数目为一层，所述透明电极图案包括第一触控电极及第二触控电极，所述第一触控电极及所述第二触控电极分别用于获取X轴坐标的信息及Y轴坐标的信息，所述第一触控电极的数目及所述第二触控电极的数目的和与所述透明引线的数目相同，每一透明引线与一第一触控电极或一第二触控电极电连接；

或者，所述透明导电膜的数目为两层，分别第一透明导电膜及第二透明导电膜，所述第一透明导电膜及所述第二透明导电膜层叠设置，且所述透明感光树脂层与所述导电层交错层叠，其中，所述第一透明导电膜的透明电极图案包括第一触控电极，所述第一透明导电膜的透明引线为第一透明引线，所述第一透明引线的数目与所述第一触控电极的数目相同，每一第一透明引线与一第一触控电极电连接，所述第二透明导电膜的透明电极图案包括第二触控电极，所述第二透明导电膜的透明引线为第二透明引线，所述第二透明引线的数目与所述第二触控电极的数目相同，每一第二透明引线与一第二触控电极电连接，所述第一触控电极及所述第二触控电极分别用于获取X轴坐标的信息及Y轴坐标的信息。

在其中一个实施例中，所述触摸屏为自电容式的支持单点的触摸屏。

在其中一个实施例中，所述透明导电膜的数目为一层，所述透明电极图案只包括多个相互绝缘的第一触控电极，每一第一触控电极包括多个相互绝缘的子电极，所述透明引线的数目与所述子电极的数目相同，且每一透明引线与每个所述多个相互绝缘的第一触控电极中的一个子电极电连接。

在其中一个实施例中，所述触摸屏的尺寸小于等于3英寸。

在其中一个实施例中，所述触摸屏还包括设于所述第一表面上的金属层；

部分所述导电纳米银丝线露出所述第一表面，所述金属层包括多个相互绝缘的金属引脚，以与触摸屏的柔性电路板连接，所述透明引线与所述透明电极图案连接的一端为第一端，另一端为第二端，每一透明引线与一金属引脚连接。

在其中一个实施例中，所述透明导电膜还包括透明基材，所述透明感光树脂层的第二表面设于所述透明基材上。

在其中一个实施例中，所述触摸屏还包括保护盖板，所述保护盖板具有相对的触摸表面及承载表面，所述透明导电膜设于所述承载表面上，所述触摸表面的表面硬度大于等于3H。

在其中一个实施例中，所述保护盖板为可弯折盖板。

在其中一个实施例中，所述保护盖板包括塑胶基材及设于所述塑胶基材表面的硬化涂层，所述硬化涂层背向所述塑胶基材的表面为所述触摸表面，所述塑胶基材背向所述硬化涂层的表面为所述承载表面，其中，所述塑胶基材的厚度为0.1～0.3mm，所述硬化涂层的厚度小于0.05mm；

或者，所述保护盖板为一表面经硬化处理的塑胶基材，所述塑胶基材经硬化处理的表面为所述触摸表面，另一表面为所述承载表面，其中，所述塑胶基材的厚度为0.1～0.3mm。

一种上述触摸屏的制作方法，包括如下步骤：

提供待处理膜，所述待处理膜包括基质层及由导电纳米银丝线形成的导电层，所述基质层具有相对的连接表面及加工表面，所述导电纳米银丝线嵌入所述加工表面，其中，所述基质层为半固化的透明感光树脂层；

提供光罩，所述光罩预设有图案区，所述透明导电膜的透明电极图案及透明引线构成的图案为标准图案，所述图案区上的图案与所述标准图案相同或互补，将所述光罩置于所述待处理膜具有所述导电层的一侧，并依次进行曝光及显影处理，得到具有透明电极图案及透明引线的中间产品；以及

对所述中间产品进行固化处理。

一种上述触摸屏的制作方法，包括如下步骤：

提供待处理膜以及保护盖板，所述待处理膜包括基质层及由导电纳米银丝线形成的导电层，所述基质层具有相对的连接表面及加工表面，所述导电纳米 银丝线嵌入所述加工表面，其中，所述基质层为半固化的透明感光树脂层，将所述待处理膜设于所述保护盖板上，且所述连接表面靠近所述保护盖板；

提供光罩，所述光罩预设有图案区，所述透明导电膜的透明电极图案及透明引线构成的图案为标准图案，所述图案区上的图案与所述标准图案相同或互补，将所述光罩置于所述待处理膜具有所述导电层的一侧，并依次进行曝光及显影处理，得到具有透明电极图案及透明引线的中间产品；以及

进行固化处理，使得所述基质层固化。

在其中一个实施例中，所述保护盖板为柔性基材，所述保护盖板及所述待处理膜的尺寸均是一个触摸屏的尺寸的多倍，所述光罩上具有多个图案区；

在得到所述中间产品后，且在进行固化处理前，还包括采用激光镭射的方式进行切割以得到多个触摸屏的步骤；

或者，在进行固化处理后，还包括采用激光镭射的方式进行切割以得到多个触摸屏的步骤。

一种智能可穿戴设备，包括上述触摸屏。

上述透明导电膜采用导电纳米银丝线实现导电，而导电纳米银丝线相对于传统的导电层具有相对较低的电阻，因此导电纳米银丝线既可以用于形成透明电极图案，又可以用于形成透明引线。由于透明引线本身具有透明性，因此不需要在保护盖板背面的两侧制作遮光层，也即上述触摸屏无边框。而且导电纳米银丝线嵌入第一表面，从而使得上述透明导电膜能较好的避免划伤，不容易损坏。同时大大降低了透明导电膜与空气接触的机会，使得上述透明导电膜不容易被氧化。

附图说明

图1为一实施方式的触摸屏的结构示意图；

图2为图1中的触摸屏的分解图；

图3为保护盖板的结构示意图；

图4为透明感光树脂层的结构示意图；

图5为另一实施方式的触摸屏的结构示意图；

图6为一实施方式的透明导电膜的结构示意图；

图7为待处理膜的结构示意图；

图8为在制作触摸屏的过程中的滚轮热压步骤的示意图；

图9为在制作触摸屏的过程中的曝光步骤的示意图；

图10为在制作触摸屏的过程中的显影步骤的示意图；

图11为在制作触摸屏的过程中的固化步骤的示意图；

图12为同时制作多个触摸屏的示意图；

图13为智能手表用透明导电膜的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对智能可穿戴设备、触摸屏及其制作方法进行进一步描述。

如图1及图2所示，一实施方式的触摸屏10包括保护盖板100及透明导电膜200。

保护盖板100具有相对的触摸表面110及承载表面120。其中，触摸表面110的表面硬度大于等于3H(3H为铅笔硬度等级)，从而能有效避免刮伤。

传统的保护盖板通常为强化玻璃，由于强化玻璃为刚性材质，不能弯折，因此无法满足即将到来的诸如智能手表等可穿戴设备对柔性触摸屏的需求。在本实施方式中，保护盖板100为可弯折盖板。

进一步，在本实施方式中，如图3所示，保护盖板100包括塑胶基材130及设于塑胶基材130表面的硬化涂层140，硬化涂层140背向塑胶基材130的表面为触摸表面110，塑胶基材130背向硬化涂层140的表面为承载表面120。其中，塑胶基材130的厚度为0.1～0.3mm，硬化涂层140的厚度小于0.05mm。具体的，塑胶基材130为PET(polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜材、PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)膜材及PMMA(PolymethylMethacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)膜材中的一种或多种复合。硬化涂层140为玻璃钢层、二氧化硅层或碳纤维与玻璃纤维的混合短纤维。

在其他实施方式中，保护盖板100可以为一表面经硬化处理的塑胶基材，塑胶基材经硬化处理的表面为触摸表面110，另一表面为承载表面120。其中，保护盖板100的厚度为0.1～0.3mm。具体的，塑胶基材可以为PET膜材、PC膜材及PMMA膜材中的一种或多种复合。

进一步，在本实施方式中，保护盖板100的透过率大于等于90％，雾度值小于等于1％。具体的，在本实施方式中，保护盖板100的厚度为0.1mm、透过率大于91％，雾度值小于0.55％。

如图2及图4所示，透明导电膜200设于承载表面120上。透明导电膜200包括透明感光树脂层210及由导电纳米银丝线222交错连接形成的导电层220。透明感光树脂层210具有相对的第一表面212及第二表面214，导电纳米银丝线222嵌入第一表面212。其中，导电层220形成透明电极图案230及透明引线240，透明电极图案230用于获取触摸点的坐标信息，透明引线240与透明电极图案230电连接，用于将透明电极图案230获取的坐标信息传输至触摸屏10的控制电路的芯片中。

在制作传统的触摸屏的过程中，通常对ITO导电层进行图案处理得到透明电极图案，但ITO的电阻较高，无法直接作为触摸屏的引线，因此通常需要在透明电极图案的轴向端点处制作相应的金属引线(通常为银浆线)与透明电极图案搭接，通过金属引线将触摸点的坐标信息传输至控制电路中的芯片中。而金属引线通常不具有透明性，因此需要在保护盖板100背面(承载表面120)四周制作具有一定厚度的不透明的遮光层，遮挡保护盖板100下方的金属引线。而正是由于两侧的遮光层构成的边框减小了触摸屏可视区的面积。

而上述透明导电膜200采用导电纳米银丝线222实现导电，而导电纳米银丝线222相对于传统的ITO导电层具有相对较低的电阻，因此导电纳米银丝线222既可以用于形成透明电极图案230，又可以用于形成透明引线240。由于透明引线240本身具有透明性，因此不需要在保护盖板100背面的两侧制作遮光层，也即上述触摸屏10无边框。而且导电纳米银丝线222嵌入第一表面212，从而使得上述透明导电膜200能较好的避免划伤，不容易损坏。同时大大降低了透明导电膜200与空气接触的机会，使得上述透明导电膜200不容易被氧化。

由于ITO具有脆性，不能弯折，而导电纳米银丝线222具有较好的柔韧性，能够弯折。而且透明感光树脂层210也具有柔韧性，能够弯折，也即上述透明导电膜200具有柔韧性。当保护盖板100为可弯折盖板时，上述触摸屏10具有柔性，能满足即将到来的诸如智能手表等可穿戴设备对柔性触摸屏的需求。

进一步，在本实施方式中，导电纳米银丝线222的长度为30～50μm，导电纳米银丝线222的直径为30～50nm。

在本实施方式中，透明导电膜200直接形成于保护盖板100上，且透明感光树脂层210的第二表面214与承载表面120连接。可以理解，在其他实施方式中，如图5所示，透明导电膜200还包括透明基材250。透明感光树脂层210的第二表面214设于透明基材250上。透明导电膜200通过光学胶层(Oracle Certified Associate，OCA)300与保护盖板100的承载表面120连接。在本实施方式中，透明感光树脂层210的第一表面212靠近承载表面120。在其他实施方式中，也可以是透明基材250远离透明感光树脂层210的表面靠近承载表面120。

在本实施方式中，触摸屏10的尺寸小于等于3英寸，这种小尺寸的触摸屏不太适合人的手指在其上面进行较复杂的操作。为此，本实施方式提供一种自容式的支持单点的触摸屏。在实际应用中，触摸屏10还可以设置手势操作，从而使得触摸屏10能与互电容式的支持多点的触摸屏具有相似的操作功能。

具体的，如图6所示，上述触摸屏10只包括一层透明导电膜200。透明电极图案230只包括多个相互绝缘的第一触控电极232。每一第一触控电极232包括多个相互绝缘的子电极2322。透明引线240的数目与子电极2322的数目相同，且每一透明引线240与一子电极2322电连接。进一步，在本实施方式中，第一触控电极232的数目为两个，每一第一触控电极232包括8个子电极2322。

可以理解，在其他实施方式中，触摸屏10也可以为互电容式的支持多点的触摸屏。

具体的，触摸屏只包括一层透明导电膜200。透明电极图案230包括第一触控电极及第二触控电极。第一触控电极及第二触控电极分别用于获取X轴坐标的信息及Y轴坐标的信息。第一触控电极的数目及第二触控电极的数目的和与透明引线240的数目相同，每一透明引线240与一第一触控电极或一第二触控 电极电连接。

或者，触摸屏包括两层透明导电膜200，分别第一透明导电膜及第二透明导电膜。第一透明导电膜及第二透明导电膜层叠设置，且透明感光树脂层210与导电层220交错层叠。其中，第一透明导电膜的透明电极图案230包括第一触控电极，第一透明导电膜的透明引线为第一透明引线。第一透明引线的数目与第一触控电极的数目相同，每一第一透明引线与一第一触控电极电连接。第二透明导电膜的透明电极图案230包括第二触控电极，第二透明导电膜的透明引线为第二透明引线。第二透明引线的数目与第二触控电极的数目相同，每一第二透明引线与一第二触控电极电连接。第一触控电极及第二触控电极分别用于获取X轴坐标的信息及Y轴坐标的信息。

进一步，如图6及图13所示，在本实施方式中，触摸屏10还包括设于第一表面212上金属层400。部分导电纳米银丝线222露出第一表面212。

其中，金属层400包括多个相互绝缘的金属引脚410，以与触摸屏的柔性电路板连接。透明引线240与透明电极图案230连接的一端为第一端242，另一端为第二端244。每一透明引线240与一金属引脚连接。由于部分导电纳米银丝线222露出第一表面212，从而使得透明引线240能与金属层400电连接，以将坐标信息传输至触摸屏的控制电路的芯片中。

本实施方式还提供一种触摸屏的制作方法，包括如下步骤：

步骤S510，提供待处理膜及保护盖板。如图7所示，待处理膜600包括本体610及两保护膜620，两保护膜620分别设于本体610相对的两表面上。本体610包括基质层630及由导电纳米银丝线642形成的导电层640。基质层630具有相对的连接表面632及加工表面634，导电纳米银丝线642嵌入加工表面634，其中，基质层630内嵌入有导电纳米银丝线642的区域为导电区650，没有嵌入有导电纳米银丝线642的区域为非导电区660。基质层630为半固化的透明感光树脂层。除去两保护膜620后，将本体610设于保护盖板100上，且连接表面632靠近保护盖板。

如图8所示，在本实施方式中，部分导电纳米银丝线642露出加工表面634。

在本实施方式中，通过滚轮热压的方式将本体610设于保护盖板100上， 其中，滚轮700沿着一定方向匀速移动。非导电区660相当于粘结层将导电区650连接于保护盖板100上。

其中，半固化的透明感光树脂包括如下重量份数的各组分：60～80份成膜树脂、1～10份感光剂、5～20份溶剂、0.1～5份稳定剂、0.1～5份流平剂、0.1～5份消泡剂，各组分的份数之和为100。

固化的透明感光树脂包括如下重量份数的各组分：30～50份成膜树脂、1～10份感光剂、0.1～5份稳定剂、0.1～5份流平剂及0.1～5份消泡剂。

成膜树脂为聚甲基丙烯酸甲酯、线性酚醛树脂、环氧树脂、巴豆酸、丙烯酸酯、乙烯基醚与丁烯酸甲酯中的至少一种。感光剂为重氮苯醌、重氮萘醌酯、聚乙烯醇肉桂酸酯、聚肉桂叉丙二酸乙二醇酯聚酯、芳香重氮盐、芳香硫鎓盐、芳香碘鎓盐与二茂铁盐中的至少一种。溶剂为四氢呋喃、甲基乙基酮、环己酮、丙二醇、N,N-二甲基甲酰胺、乙二醇乙醚乙酸酯、乙酸乙酯与乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚二季戊四醇六丙烯酸酯、1,6-己二醇甲氧基单丙烯酸酯与乙氧基化新戊二醇甲氧基单丙烯酸酯中的至少一种。稳定剂为对苯二酚、对甲氧基苯酚、对苯醌、2,6一二叔丁基甲苯酚、酚噻嗪与蒽醌中的至少一种。流平剂为聚丙烯酸酯、醋酸丁酸纤维、硝化纤维素与聚乙烯醇缩丁醛中的至少一种。消泡剂为磷酸酯、脂肪酸酯与有机硅的至少一种。

其中，透明感光树脂的半固化状态具有感光性能，而透明感光树脂的固化状体不具有感光性能。

步骤S520，提供光罩。如图9所示，光罩800预设有图案区810，透明导电膜的透明电极图案及透明引线构成的图案为标准图案，图案区810上的图案与标准图案相同或互补。将光罩800置于本体610具有导电层(导电区650)的一侧，并依次进行曝光及显影处理，得到具有透明电极图案及透明引线的中间产品。

在本实施方式中，形成本体610的透明感光树脂为负性感光树脂，即光照处不溶于显影液。由于光照处不溶于显影液，如果要保留标准图案，应采用具有与标准图案相同的图案区的光罩800。图9为曝光过程，采用紫外光照射光罩 800远离本体610的一侧，其中，导电区650被光照射的部分为光照区652，没有被光照射的部分为非光照区654。图10为显影过程，非光照区654被去除。

可以理解，在其他实施方式中，形成待处理膜600的透明感光树脂也可以为正性感光树脂，即光照处溶于显影液。由于光照处溶于显影液，如果要保留标准图案，应采用具有与标准图案互补的图案区的光罩800。

步骤S530，对中间产品进行固化处理。

在本实施方式中，采用紫外光照的方式来进行固化处理。如图11为固化处理过程。

进一步，如图12所示，在本实施方式中，保护盖板100为柔性基材，保护盖板100与本体610的尺寸均是一个触摸屏10的尺寸的多倍。在本实施方式中，保护盖板100的尺寸大于本体610的尺寸。光罩800上具有多个图案区810。在得到中间产品后，且在进行固化处理前，还包括采用激光镭射的方式进行切割以得到多个触摸屏的步骤。或者，在进行固化处理后，还包括采用激光镭射的方式进行切割以得到多个触摸屏的步骤。

传统的触摸屏的保护盖板为强化玻璃，强化玻璃需要经过多道强化处理，强化玻璃的边角需要打磨及切割，而且在强化玻璃上形成孔洞(传声孔)需要专业工具。因此，采用强化玻璃作为保护盖板的触摸屏只适合于单片操作，也即一次只能加工出一个触摸屏，不能批量生产。

而在本实施方式中，保护盖板100为柔性基材，可以采用激光镭射的方式直接形成预定的外形及/或孔洞等。也即在本实施方式中，可以直接通过在大张保护盖板上一次性制作多个独立的透明导电膜，最后通过激光镭射形成多个独立的触摸屏。

在其他实施方式中，当透明导电膜200还包括透明基材250，且透明基材250也为柔性基材时，也可以直接在大张透明基材上一次性制作多个独立的小型触控单元，然后再采用光学胶与大张保护盖板贴合，最后通过激光镭射将透明基材250与保护盖板均切割成小块，从而形成多个独立的触摸屏。

采用柔性基材作为保护盖板相对于采用强化玻璃作为保护盖板，可以大大简化触摸屏的制造工序，提供制作效率。

在本实施方式中，还将上述触摸屏10应用于智能可穿戴设备中。图13所示的透明导电膜200为智能手表用透明导电膜200。图13中的透明导电膜200为图6中的透明导电膜200的具体应用。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。