一种电容式触摸屏及其制备方法与流程

本发明属于电容式触摸屏技术领域，尤其涉及一种电容式触摸屏及其制备方法。

背景技术：

在传统的电容式触膜屏制造工艺中,ITO(氧化铟锡)图形是通过黄光生产线、依次进行真空镀膜-光阻涂布-曝光-显影-蚀刻-剥膜等一系列工艺生产而成。传统的ITO线路单层多点电容式触摸屏模组结构如图1所示(1’-5’依次表示Sennor基板、ITO感应线路、OCA、BM ink、盖板)，而按照上述方法制备电容式触膜屏时，存在以下问题：

首先，成本高，包括设备成本高、治具成本高、材料成本高、能源损耗高等。通常的，整个生产过程需要用到大量昂贵、占用很大空间的设备，包括曝光机、涂胶机、显影机、蚀刻机、剥膜机、烤箱等设备，加上生产场地，总费用在5000万人民币以上；然后，生产过程中还要用到很多昂贵的ITO靶材、各种化学药液以及一次性治具，如光罩(单片光罩的成本通常在1万人民币以上)等；此外，整个工艺流程要耗费大量的水电气等能源，这无疑都推高了传统的电容式触膜屏的制造成本。

其次，ITO性能不足，包括ITO阻抗偏高、以及ITO透射率偏低。由于ITO阻抗偏高，电容式触摸屏尺寸越大，阻抗越大，对容值的影响就越大，进而影响触控功能；而常用的ITO面电阻一般在50-100Ω/□，若阻抗太高，会导致讯号源干扰较多，同时会降低触控反应速度。

再次，由于整个工艺流程要用到强酸强碱，同时产生大量的废水废气，会对环境产生一定的影响，不利于环保；而增加废水废气处理设备来处理这些废水废气，会进一步增加设备成本。

此外，由于ITO靶材的主要组分为氧化铟与氧化锡，随着液晶显示及触摸屏产业的高速发展，ITO靶材的消耗速度越来越快，而靶材所需要的铟矿目前存在短缺的问题。另外，传统方法制备电容式触膜屏的制程繁多，而制程繁多会增加良率损失。

因此，传统的电容式触膜屏的制备方法有待改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电容式触膜屏，旨在解决现有电容式触膜屏存在的上述一系列问题。

本发明的另一目的在于提供一种电容式触膜屏的制备方法。

本发明是这样实现的，一种电容式触摸屏，包括蓝宝石玻璃基板，设置在所述蓝宝石玻璃基板上的纳米银感应线路膜层，以及设置在所述蓝宝石玻璃基板表面边缘区域、且位于所述蓝宝石玻璃基板和所述纳米银感应线路膜层之间的油墨区。

以及，一种电容式触摸屏的制备方法，包括以下步骤：

提供蓝宝石玻璃基板，并配置纳米银导电油墨；

制备油墨区；

将所述纳米银导电油墨印刷在所述蓝宝石玻璃基板上、固化形成纳米银感应线路膜层。

本发明提供的电容式触摸屏，采用纳米银感应线路膜层，由于银具备电磁屏蔽功能，可降低讯号干扰，因此得到的纳米银感应线路阻抗低，可适用于尺寸更大的触摸屏的制备；其次，本发明所述纳米银感应线路膜层，可以通过高精度印刷如移印、转印等制备，成型的纳米银线路线宽线距最小可以做到2-5μm，纳米银线路精细程度高，可用来生产触控精度更高，如窄边框、高触控精度电容式触摸屏等。且本发明提供的电容式触摸屏，具有较好的性能参数，具体的，其触控点数达真实5点，触控精度＜0.5mm，透过率＞85％，4点弯曲强度＞500MPa。此外，本发明所述电容式触摸屏产品成本低廉。

本发明提供的电容式触摸屏，还可以采用纳米铜感应线路膜层、导电墨水感应线路膜层、石墨烯感应线路膜层中的一种替换纳米银感应线路膜层，同样得到感应线路阻抗低、且感应线路精细程度高、且成本低的电容式触摸屏。此外，本发明所述电容式触摸屏还适用于单点加手势电容式触摸屏模组。

本发明提供的电容式触摸屏的制备方法，相比传统的电容式触摸屏，首先，其成本大幅降低。具体的，本发明的纳米银线路的蓝宝石玻璃基板电容屏线路生产工艺仅需用到清洗机、印刷机、烤箱等设备，设备成本在100万人民币以内，因此，设备成本低。与传统的ITO电容屏生产线的5000万人民币以上设备成本相比，有极大程度的降低。本发明的纳米银线路的蓝宝石玻璃基板电容式触摸屏生产工艺需要用到的治具仅为网版，单片成本通常1000人民币以内，与传统的ITO电容屏生产工艺所需用到的光罩的1万人民币以上单片成本相比，因此，治具成本有极大程度的降低。不同于传统的ITO线路的生产工艺，其先将ITO真空溅镀在玻璃表面、然后将不需要的ITO区域去除(会浪费大量昂贵的ITO材料)，本发明通过印刷工艺来生产纳米银线路，基本不浪费材料，且纳米银线路原材料成本比ITO原材料成本低20％以上，因此，材料成本低。不同于传统的ITO线路的生产设备，需耗费大量的水电气能源，ITO镀膜机的耗电量超过2000度/天，再加上其他设备，总用电量超过3000度/天，而本发明的日耗电量在1000度以下，不到ITO线路生产耗电量的1/3，因此，能源损耗低。

其次，本发明电容式触摸屏的制备方法，制程简单，良率损耗低。

此外，本发明电容式触摸屏的制备方法，无需用到强酸强碱，不产生大量废水废气，安全环保。

本发明提供的采用纳米铜感应线路膜层、导电墨水感应线路膜层、石墨烯感应线路膜层中的一种替换纳米银感应线路膜层的电容式触摸屏的制备方法，同样具备上述优势。

附图说明

图1是现有技术提供的电容式触摸屏结构示意图；

图2是本发明实施例提供的电容式触摸屏结构示意图；

图3是本发明实施例提供的纳米银单层多点感应线路图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

结合图2、图3，本发明实施例提供了一种电容式触摸屏，包括蓝宝石玻璃基板1，设置在所述蓝宝石玻璃基1板上的纳米银感应线路膜层2，以及设置在所述蓝宝石玻璃基板1表面边缘区域、且位于所述蓝宝石玻璃基板1和所述纳米银感应线路膜层2之间的油墨区3。

具体的，本发明实施例中，所述蓝宝石玻璃基板1的基材为蓝宝石玻璃。本发明实施例所述蓝宝石玻璃是指刚玉宝石中除红色的红宝石之外，其它颜色刚玉宝石的通称，主要成分是氧化铝(Al₂O₃)。所述蓝宝石玻璃(SAPPHIRE CRYSTAL)一般是指人工合成的蓝宝石，与人们平常理解的珠宝-天然蓝宝石有着很大的区别。本发明实施例中，作为所述蓝宝石玻璃基板1基材的蓝宝石玻璃，较普通玻璃硬度更高，其硬度更高(硬度为9)；且其可以通过添加各种化学元素，生成各种颜色，可以美化所述电容式触摸屏；此外，所述蓝宝石玻璃具有很好的热特性、极好的电气特性和介电特性，并且防化学腐蚀、耐高温、导热好、透红外、化学稳定性好，因此，可以赋予所述电容式触摸屏更好的性能、拓宽了其使用环境。

本发明实施例中，在所述蓝宝石玻璃基1板上设置所述纳米银感应线路膜层2。优选的，所述纳米银感应线路膜层2由纳米银导电油墨制成，所述纳米银导电油墨包括纳米银单质、填料和溶剂。本发明实施例所述纳米银单质是一种新型导电材料，具备电磁屏蔽功能，可降低讯号干扰，因此，相比于ITO(方阻大约是80～100Ω/□，阻抗太高，会导致讯号源干扰较多)，所述纳米银感应线路膜层2具有低阻抗优势，从而可以实现大尺寸电容式触摸屏的生产。进一步的，作为优选实施例，所述纳米银单质的粒径为20-30nm，更优选为25nm。优选粒径的所述纳米银单质，可以获得性能更好的纳米银感应线路膜层2。

所述油墨区3可采用BM油墨制成，即BM ink。

本发明实施例中，所述导电油墨的粘度优选为20-8000cp。本发明实施例中，所述纳米银感应线路膜层2的厚度优选为3-5μm。本发明实施例形成的所述纳米银感应线路膜层2中，纳米银线路精细度高，其线宽线距大多为20-40μm(ITO线宽线距最小为20-30μm)，最小可达2-5μm，即所述纳米银线路的线宽线距为2-40μm。由此，可进一步提高感应线路的精细度。本发明实施例提供的纳米银单层多点感应线路图如图2所示。

本发明实施例提供的电容式触摸屏，所述纳米银感应线路膜层替换为纳米铜感应线路膜层、导电墨水感应线路膜层、石墨烯感应线路膜层中的一种。由此相应得到纳米铜感应线路、导电墨水感应线路、石墨烯感应线路的蓝宝石玻璃基板电容式触摸屏。

本发明实施例提供的电容式触摸屏，采用纳米银感应线路膜层，由于银具备电磁屏蔽功能，可降低讯号干扰，因此得到的纳米银感应线路阻抗低，可适用于尺寸更大的触摸屏的制备；其次，本发明实施例所述纳米银感应线路膜层，可以通过高精度印刷如移印、转印等制备，成型的纳米银线路线宽线距最小可以做到2-5μm，纳米银线路精细程度高，可用来生产触控精度更高，如窄边框、高触控精度电容式触摸屏等。且本发明提供的电容式触摸屏，具有较好的性能参数，具体的，其触控点数达真实5点，触控精度＜0.5mm，透过率＞85％，4点弯曲强度＞500MPa。此外，本发明实施例所述电容式触摸屏产品成本低廉。

本发明实施例提供的电容式触摸屏，还可以采用纳米铜感应线路膜层、导电墨水感应线路膜层、石墨烯感应线路膜层中的一种替换纳米银感应线路膜层，同样得到感应线路阻抗低、且感应线路精细程度高、且成本低的电容式触摸屏。此外，本发明实施例所述电容式触摸屏还适用于单点加手势电容式触摸屏模组。

本发明实施例提供的纳米银感应线路膜层的电容式触摸屏，可以通过下述方法制备获得。

相应地，本发明实施例提供了一种电容式触摸屏的制备方法，包括以下步骤：

S01.提供蓝宝石玻璃基板，并配置纳米银导电油墨；

S02.制备油墨区；

S03.将所述纳米银导电油墨印刷在所述蓝宝石玻璃基板上、固化形成纳米银感应线路膜层。

具体的，上述步骤S01中，所述蓝宝石玻璃基板的材质和特征如上文所述，为了节约篇幅，此处不再赘述。所述纳米银导电油墨，可以根据上文提供的内容进行配置。

上述步骤S02中，制备油墨区的方法没有严格的限制，可采用常规方法实现。

上述步骤S03中，将所述纳米银导电油墨印刷在所述蓝宝石玻璃基板上形成纳米银感应线路膜层，可以节约大量设备成本、材料成本，降低生产成本，且工序简单。

作为优选实施例，所述印刷为丝网印刷、凸版印刷、凹版印刷中的一种。进一步优选的，所述印刷为丝网印刷，且所述丝网印刷的网版目数为420目，刮胶度数75-80°；所述固化的温度为160-200℃，时间为25-35min。

作为一个较佳实施例，采用粘度为100cp的纳米银导电油墨，此时，所述纳米银导电油墨高度透明，所述纳米银导电油墨折射率：1.6，采用丝印印刷设备(丝网印刷机)进行因数，网版目数：420目刮胶度数75-80°，固化参数：在180℃条件固化30min。

本发明实施例所述纳米银感应线路膜层使用印刷工艺进行生产，能节约能源，同时避免产生大量的废水废气，符合绿色环保理念。

本发明实施例将所述纳米银导电油墨线路直接印刷在蓝宝石玻璃基板上，烘烤固化后，先进行绑定，然后再与液晶显示器贴合，形成模组。具体的，所述纳米银导电油墨印刷形成的线路，原理与单层多点的ITO线路一致：将纳米银导电油墨印刷城不同方向的导电线路模块。两种模块上蚀刻的图形，可以把它们看作是X和Y方向连续变化的滑条。由于X、Y架构在不同表面，其相交处形成一电容节点。一个滑条可以当成驱动线，另外一个滑条当成是侦测线。当电流经过驱动线中的一条导线时，如果外界有电容变化的信号，那么就会引起另一层导线上电容节点的变化。侦测电容值的变化可以通过与之相连的电子回路测量得到，再经由A/D控制器转为数字讯号让计算机做运算处理取得(X，Y)轴位置，进而达到定位的目地。

相应的，本发明实施例还一种电容式触摸屏的制备方法，包括以下步骤：

D01.提供蓝宝石玻璃基板，并配置纳米铜导电油墨或导电墨水或石墨烯溶液；

D02.制备油墨区；

D03.将所述纳米铜导电油墨或导电墨水或石墨烯溶液印刷在所述蓝宝石玻璃基板上、固化，对应形成纳米铜感应线路膜层或导电墨水感应线路膜层或石墨烯感应线路膜层。

具体的，上述各步骤的实现方法可参照纳米银线路的蓝宝石玻璃基板电容式触摸屏的制备方法实现。

本发明实施例提供的电容式触摸屏的制备方法，相比传统的电容式触摸屏，首先，其成本大幅降低。具体的，本发明实施例的纳米银线路的蓝宝石玻璃基板电容屏线路生产工艺仅需用到清洗机、印刷机、烤箱等设备，设备成本在100万人民币以内，因此，设备成本低。与传统的ITO电容屏生产线的5000万人民币以上设备成本相比，有极大程度的降低。本发明实施例的纳米银线路的蓝宝石玻璃基板电容式触摸屏生产工艺需要用到的治具仅为网版，单片成本通常1000人民币以内，与传统的ITO电容屏生产工艺所需用到的光罩的1万人民币以上单片成本相比，因此，治具成本有极大程度的降低。不同于传统的ITO线路的生产工艺，其先将ITO真空溅镀在玻璃表面、然后将不需要的ITO区域去除(会浪费大量昂贵的ITO材料)，本发明实施例通过印刷工艺来生产纳米银线路，基本不浪费材料，且纳米银线路原材料成本比ITO原材料成本低20％以上，因此，材料成本低。不同于传统的ITO线路的生产设备，需耗费大量的水电气能源，ITO镀膜机的耗电量超过2000度/天，再加上其他设备，总用电量超过3000度/天，而本发明实施例的日耗电量在1000度以下，不到ITO线路生产耗电量的1/3，因此，能源损耗低。

其次，本发明实施例电容式触摸屏的制备方法，制程简单，良率损耗低。

此外，本发明实施例电容式触摸屏的制备方法，无需用到强酸强碱，不产生大量废水废气，安全环保。

本发明实施例提供的采用纳米铜感应线路膜层、导电墨水感应线路膜层、石墨烯感应线路膜层中的一种替换纳米银感应线路膜层的电容式触摸屏的制备方法，同样具备上述优势。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。