一种超薄柔性触摸屏及其制备方法与流程

1.本发明涉及触摸屏技术领域，尤其涉及一种超薄柔性触摸屏及其制备方法。


背景技术：

2.随着计算机技术的发展，计算机的输入方式由原来的纸带输入到键盘输入、到鼠标输入、再到触摸输入，共经历了四个阶段。这个过程是一个从专业到普及的过程，触摸屏技术让更多的人使用上了计算机。触摸屏是一种交互输入设备，用户只需用手指或光笔触摸屏的某位置即可控制计算机的运行。因此，触摸屏技术具有操作简单，使用灵活的特点。电容式触摸屏分为两种，一种是玻璃电容式触摸屏，采用玻璃式制程工艺制作出玻璃电容层，其电容层是具有特定电容感应图案和驱动图案的玻璃；一种是薄膜电容式触摸屏，采用薄膜式制程工艺制作出薄膜电容层，其电容层是具有特定电容感应图案和驱动图案的透明导电薄膜，由于薄膜电容式触摸屏质量轻、厚度薄、灵活性强、价格低等多种因素，薄膜电容式触摸屏市场远远超过玻璃电容式触摸屏。
3.常规薄膜电容式屏触摸屏一般是由cg（盖板玻璃）、上oca（固态光学胶）、上线ito薄膜、下oca、下线ito薄膜组成，其结构示意图如图1所示。采用的cg（盖板玻璃）一般常用厚度为0.55mm、0.7mm、1.1mm，最薄可以得到0.4mm，但是使用市场较小；上oca一般常用厚度为0.1mm和0.125mm；上线ito薄膜常规厚度有0.05mm、0.1mm、0.125mm；下oca厚度因为处于上线ito薄膜和下线ito薄膜之间，仅有下线ito薄膜边缘的银浆、绝缘厚度，因此一般采用0.05mm、0.1mm厚度即可；下线ito薄膜厚度一般为0.05mm、0.1mm、0.125m。因此，这种结构的触摸屏的厚度一般较厚，大约在0.65mm左右；堆叠结构有5层，需要通过上oca和下oca将cg、上线ito薄膜、下线ito薄膜贴合起来组成触摸屏，无法将cg、上线ito薄膜、下线ito薄膜全部集成在一起形成一层触摸屏。
4.此外，上线ito薄膜、下线ito薄膜是将氧化铟锡通过磁控溅射镀膜在pet基材表面形成导电薄膜，氧化铟锡耐弯折性能一般只能满足300～2400次，超过2400次后氧化铟锡会发生龟裂导致断路现象，影响电性功能，不适合作为柔性触摸屏的导电材料。
5.综上，常规触摸屏厚度较厚，结构堆叠较多，制程工艺复杂，需要经过4次贴合才可以制备出触控显示屏，生产周期较长，耐弯折性能一般，不适合柔性触摸屏。因此，有必要提供一种超薄柔性触摸屏及其制备方法，以简化制程工艺，降低生产周期，提高耐弯折性能，更适用于柔性触摸屏。
6.

技术实现要素：

7.本发明解决的问题是提供一种超薄柔性触摸屏及其制备方法，其关键技术是将金属网格超薄柔性导电材料全部集成在超薄柔性玻璃上，即touch on cover lens，不需要用oca将感应电容层、驱动电容层、盖板多次贴合在一起；同时盖板不是刚性玻璃材质，而是超薄柔性玻璃，导电材料不是ito薄膜，而是金属网格超薄柔性导电材料，可以实现真正意义
上的超薄柔性触摸屏。
8.为解决上述问题，本发明提供一种超薄柔性触摸屏结构，其包括：镀层1、超薄柔性玻璃2、电容感应层3、第一oc保护层4、电容驱动层5、第二oc保护层6；在所述超薄柔性玻璃的正面设置所述镀层1，在所述超薄柔性玻璃2的背面直接设置所述电容感应层3，在所述电容感应层3的表面直接设置所述第一oc保护层4，在所述第一oc保护层4的表面直接置所述电容驱动层5，在所述电容驱动层5的表面直接设置所述第二oc保护层6。
9.可选的，所述镀层1厚度为5um，包括单纯的hc镀层、或包括从内到外依次设置的所述hc镀层和af镀层、或包括从内到外依次设置的所述hc镀层、ag镀层和所述af镀层、或包括从内到外依次设置的所述hc镀层、ar镀层和所述af镀层、或包括从内到外依次设置的所述hc镀层、所述ag镀层、所述ar镀层和所述af镀层。
10.可选的，所述超薄柔性玻璃2的厚度为30um。
11.可选的，所述电容感应层3和所述电容驱动层5的厚度均为2um。
12.可选的，所述电容感应层3和所述电容驱动层5均为金属导电材料，由面内金属网格和金属边缘走线组成。
13.可选的，所述金属导电材料为铜。
14.可选的，所述第一oc保护层4和所述第二oc保护层6的厚度均为1um。
15.可选的，所述第一oc保护层4和所述第二oc保护层6均为透明绝缘油墨，透过率高于99%。
16.可选的，所述超薄柔性触摸屏结构的总厚度为41um。
17.可选的，本发明还提供一种上述超薄柔性触摸屏结构的制备方法：包括以下步骤：在厚度为30mm超薄柔性玻璃正面进行镀膜处理形成镀层1，所述镀层1的厚度为5um，其包括单纯的hc镀层、或包括从内到外依次设置的所述hc镀层和af镀层、或包括从内到外依次设置的所述hc镀层、ag镀层和所述af镀层、或包括从内到外依次设置的所述hc镀层、ar镀层和所述af镀层、或包括从内到外依次设置的所述hc镀层、所述ag镀层、所述ar镀层和所述af镀层；在厚度为30mm超薄柔性玻璃2背面蒸镀一层2um金属导电材料层，通过曝光、显影、蚀刻得到面内金属网格和金属边缘走线，形成电容感应层3；再在所述电容感应层3的表面通过丝网印刷机印刷一层厚度为1um的第一oc保护层4，用于保护所述电容感应层3和增加透过率；然后在所述第一oc保护层4表面蒸镀一层2um金属导电材料层，通过曝光、显影、蚀刻得到面内金属网格和金属边缘走线，形成电容驱动层5；再在所述电容驱动层5的表面通过丝网印刷机印刷一层厚度为1um的第二oc保护层6，用于保护所述电容驱动层5和增加透过率。
18.本发明提供的一种超薄柔性触摸屏相对于常规触摸屏而言，厚度更薄。镀层厚度5um，超薄柔性玻璃厚度30um，电容感应层厚度2um，第一oc保护层厚度1um、电容驱动层厚度2um、第二oc保护层厚度1um，总厚度41um，即0.041mm，相对常规触摸屏0.65mm而言，厚度减薄了15.85倍，可以实现超薄特性要求。
19.本发明提供的一种超薄柔性触摸屏相对于常规触摸屏而言，适合柔性、曲面、折叠屏。超薄柔性玻璃在弯折直径3mm条件下，可以弯折40万次；采用铜材质的电容感应层和电
容驱动层在弯折直径3mm条件下，可以弯折20万次。相对常规触摸屏耐弯折测试最高满足2400次而言，耐弯折次数增加了至少83.3倍，可以满足柔性、曲面、折叠特性要求。
20.本发明提供的一种超薄柔性触摸屏相对于常规触摸屏而言，透过率更高，方阻更低。一种超薄柔性触摸屏由于使用了高透过率的第一oc保护层和第二oc保护层，可以增加常规触摸屏的透过率1%～2%，同步由于结构只有一层且厚度较薄，光通过触摸屏时损失的光通量非常少，相对常规触摸屏而言，透过率更高。一种超薄柔性触摸屏由于使用的导电材料是铜，其方阻可以达到1ω/
□
，而常规触摸屏采用的ito作为导电材料，其方阻一般是150ω/
□
，方阻降低了150倍，方阻越低，电容充满电的时间越少，信号损失量更小，用户使用时触摸反应速度更快，触摸更流畅。
21.与常规触摸屏相比，具有以下优点：1.结构堆叠简单，仅有1层组成。
22.2.无需采用oca等粘合剂，无需贴合制程，工艺简单。
23.3.结构更薄，相对常规触摸屏而言，厚度降低15.85倍。
24.4.耐弯折性能优异，相对常规触摸屏而言，耐弯折增强至少83.3倍。
25.5.透过率更高，相对常规触摸屏而言，透过率增加2%。
26.6.方阻更低，相对常规触摸屏而言，方阻降低150倍，触摸反应速度更快，触摸更流畅。
27.附图说明
28.图1是常规触摸屏的结构示意图。
29.图2是本发明中的一种超薄柔性触摸屏的结构示意图。
30.图3是本发明中的电容感应层和/或电容驱动层的金属铜层的部分截面图。
31.具体实施方式
32.现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
33.本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。
34.本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
35.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
36.将参考附图描述本公开的实施例。在下文中，将通过相同的附图标记表示附图中相互对应的部分。
37.一种超薄柔性触摸屏及其制备方法的结构示意图如图2所示。主要由镀层1、超薄柔性玻璃2、电容感应层3、第一oc保护层4、电容驱动层5、第一oc保护层6组成。
38.镀层1一般从内到外依次是hc、ag、ar、af四种镀层，可以是单纯的hc镀层，也可以hc/af镀层，也可以是hc/ag/af或hc/ar/af镀层，还可以是hc/ag/ar/af镀层。ag、ar、af、hc是通过磁控溅射或喷涂等方式将不同的药液镀膜在超薄柔性玻璃的正面，厚度一般在5um左右，其主要目的是提高超薄玻璃2正面的表面硬度，使表面硬度达到750g 3h～9h，同时增加超薄柔性玻璃的透过率、降低超薄柔性玻璃的反射率、增强超薄柔性玻璃2的防眩晕功能，达到优异的光学效果。
39.hc镀层是一种含有纳米级别的二氧化硅和有机物质的硬化层，主要用来提高超薄柔性玻璃2的表面硬度，防止表面刮伤，一般表面硬度最低可以做到750g 3h，最大可以满足750g 9h，可以达到触摸屏盖板表面硬度的要求。
40.ag镀层主要是一种纳米二氧化硅粒子在hc镀层表面形成一层凹凸不平的膜层，达到漫反射的效果，一般雾度在20%以下视觉效果最佳。当外界光源亮度与显示屏亮度存在差异时，由于漫反射的存在，不会产生眩光，达到防眩的作用，增强视觉体验，同时控制二氧化硅粒子的直径，可以有效的改善亮斑问题，防止sparkle现象发生。
41.ar镀层在ag镀层表面形成多层抗反射层，一般是多种低折射率二氧化硅和高折射率的五氧化二铌，当光入射在超薄柔性玻璃2上时，由于超薄柔性玻璃2表面的折射率、抗反射层的折射率、空气层的折射率均不相同，光经过超薄柔性玻璃2的反射光与经过抗反射层的反射光存在一定的相位差，这种相位差会产生光的干涉现象，导致两种反射光互相抵消，从到达到低反射、高透过的光学要求，表面反射率可以做到0 .5%以下，最低可以达到0.1%，使触摸屏的整体反射率可以由10%降低至5%。
42.af镀层是si-f化合物在ar镀层表面形成一层疏水疏油层来提高触摸时的顺滑度和防污性能，一般具有防指纹的af镀层的表面水滴角为110
°±ꢀ
10
°
。
43.超薄柔性玻璃2是厚度一般为30um～200um之间，常规用于折叠和柔性触摸屏的超薄玻璃厚度是30、40、50um，在弯折直径3mm条件下，可以弯折40万次，完全可以满足超薄和柔性特性的要求。
44.电容感应层3是将金属铜蒸镀在超薄柔性玻璃的背面，通过曝光、显影、蚀刻得到面内金属网格和铜边缘走线，面内金属网格线宽可以做到2um～3um，铜边缘走线的线宽线距可以做到10um/10um～20um/20um，根据产品尺寸和性能要求调整面内金属网格的线宽和铜边缘走线的线宽线距。
45.第一oc保护层4是一种高透过率的透明绝缘油墨，位于电容感应层3的表面，其透过率高达99%，对整个触摸屏的外观没有影响，其固化方式可以是uv固化，也可以是烘烤或者ir型热固化，厚度在1um左右，可以很好的保护电容感应层不被腐蚀，同时可以提高整体透过率，一般而言，印刷第一oc保护层后可以使透过率增加2%左右。
46.电容驱动层5是将金属铜蒸镀在第一oc保护层4的表面，通过曝光、显影、蚀刻得到
面内金属网格和铜边缘走线，面内金属网格线宽可以做到2um～3um，铜边缘走线的线宽线距可以做到10um/10um～20um/20um，根据产品尺寸和性能要求调整面内金属网格的线宽和铜边缘走线的线宽线距。
47.第二oc保护层6是一种高透过率的透明绝缘油墨，位于电容驱动层5的表面，其透过率高达99%，对整个触摸屏的外观没有影响，其固化方式可以是uv固化，也可以是烘烤或者ir型热固化，厚度在1um左右，可以很好的保护电容驱动层不被腐蚀，同时可以提高整体透过率，一般而言，印刷第二oc保护层后可以使透过率增加2%左右。
48.在另一实施例中，为了进一步增加耐弯折性能，在电容感应层3和/或电容驱动层5的面内金属网格和铜边缘走线的金属铜层中，通过曝光、显影、蚀刻得到若干镂空结构，所述镂空结构可为矩形、圆形、菱形等，位于面内金属网格中的所述镂空结构的尺寸小于面内金属网格的线宽，位于铜边缘走线中的所述镂空结构的尺寸小于铜边缘走线的线宽，例如参见附图3中电容感应层和/或电容驱动层的金属铜层的部分截面图。进一步的，在所述镂空结构中填充有机导电膜7，所述有机导电膜中掺杂有碳纳米管/石墨的导电填料，其中碳纳米管与石墨的配比为1：4 ~ 1：7，有机聚合物与导电填料（碳纳米管 /石墨）的配比为 27. 6 ：72. 4 ~ 32. 4 ：67. 6，此时该有机导电膜7具有最佳的电性能和力学性能，成为一种准一维的导体，沿管轴方向的迁移率可以与良导体相媲美，并且碳纳米管具有超强的力学性能，表现为扬氏模量和弯曲强度高、韧性极好。进一步增加了电容感应层和/或电容驱动层的耐弯折性能，可以满足柔性、曲面、折叠特性要求。
49.本发明提供的一种超薄柔性触摸屏相对于常规触摸屏而言，厚度更薄。镀层厚度5um，超薄柔性玻璃厚度30um，电容感应层厚度2um，第一oc保护层厚度1um、电容驱动层厚度2um、第二oc保护层厚度1um，总厚度41um，即0.041mm，相对常规触摸屏0.65mm而言，厚度减薄了15.85倍，可以实现超薄特性要求。
50.本发明提供的一种超薄柔性触摸屏相对于常规触摸屏而言，适合柔性、曲面、折叠屏。超薄柔性玻璃在弯折直径3mm条件下，可以弯折40万次；采用铜材质的电容感应层和电容驱动层在弯折直径3mm条件下，可以弯折20万次。相对常规触摸屏耐弯折测试最高满足2400次而言，耐弯折次数增加了至少83.3倍，可以满足柔性、曲面、折叠特性要求。
51.本发明提供的一种超薄柔性触摸屏相对于常规触摸屏而言，透过率更高，方阻更低。一种超薄柔性触摸屏由于使用了高透过率的第一oc保护层和第二oc保护层，可以增加常规触摸屏的透过率1%～2%，同步由于结构只有一层且厚度较薄，光通过触摸屏时损失的光通量非常少，相对常规触摸屏而言，透过率更高。一种超薄柔性触摸屏由于使用的导电材料是铜，其方阻可以达到1ω/
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，而常规触摸屏采用的ito作为导电材料，其方阻一般是150ω/
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，方阻降低了150倍，方阻越低，电容充满电的时间越少，信号损失量更小，用户使用时触摸反应速度更快，触摸更流畅。
52.如图2所示的一种超薄柔性触摸屏的制备方法的工艺流程如下：1.在厚度为30mm超薄柔性玻璃2正面进行镀膜处理形成镀层1，厚度5um左右，使盖板具备hc、ag、ar、af等功能，满足表面硬度等机械性能和光学性能等要求。
53.2.在厚度为30mm超薄柔性玻璃2背面蒸镀一层2um铜金属层，通过曝光、显影、蚀刻得到面内金属网格和铜边缘走线，形成电容感应层3。面内金属网格线宽可以做到2um～3um，铜边缘走线的线宽线距可以做到10um/10um～20um/20um。
54.3.再在电容感应层3的表面通过丝网印刷机印刷一层厚度为1um的第一oc保护层4，用于保护电容感应层和增加透过率。
55.4.然后在第一oc保护层4表面蒸镀一层2um铜金属层，通过曝光、显影、蚀刻得到面内金属网格和铜边缘走线，形成电容驱动层5。面内金属网格线宽可以做到2um～3um，铜边缘走线的线宽线距可以做到10um/10um～20um/20um。
56.5.再在电容驱动层5的表面通过丝网印刷机印刷一层厚度为1um的第二oc保护层6，用于保护电容驱动层和增加透过率。
57.6.将acf（异方性导电胶）贴附在fpc（柔性电路板）上，将带有acf的fpc与超薄柔性玻璃的bonding区域进行本压，使超薄柔性玻璃与fpc连接形成可以信号接收和信号传递的触摸屏。
58.7.再在bonding区域进行封胶处理，起到密封作用，防止外界水汽进入。
59.通过以上制程，可以将金属网格超薄柔性导电材料全部集成在超薄柔性玻璃上，即touch on cover lens，实现超薄柔性触摸屏的制备。
60.至此，已经详细描述了本公开的实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
61.尽管已经参考本公开的实施例描述了本公开，但要理解本公开不限于实施例和构造。本公开意在覆盖各种修改和等价布置。此外，除却所述的各种组合和配置之外，其它包括更多、更少的元件或者只包括单个元件的组合和配置也落在本公开的精神和范围内。