电容触摸屏及其制备方法

摘要

本发明涉及一种电容触摸屏，包括基底，所述基底上设置有聚合物层，所述聚合物层中嵌有网格状的第一方向导电图案和网格状的第二方向导电图案，第一方向导电图案连续设置，第二方向导电图案以第一方向导电图案为间隔分成若干彼此不连通的导电单元，还包括设置第一方向导电图案之上的绝缘层以及在第二方向上连接相邻两个导电单元的导电搭桥，导电搭桥包括中间呈网格状的搭桥导线和位于两端且与搭桥导线连通的两个导电块，搭桥导线嵌在所述绝缘层表面，两个导电块穿透绝缘层并分别连通至一个导电单元，导电搭桥与第一方向导电图案之间通过绝缘层分离。导电搭桥采用网格结构，能保证透明度，不影响产品外观。

权利要求

1.一种电容触摸屏，包括基底，其特征在于，所述基底上设置有聚合物层，所述聚合物层中嵌有多个沿第一方向设置的网格状的第一方向导电图案和多个沿第二方向设置的网格状的第二方向导电图案，所述第一方向和第二方向相互交叉，所述第一方向导电图案连续设置，所述第二方向导电图案以所述第一方向导电图案为间隔分成若干彼此不连通的导电单元，还包括设置于所述第一方向导电图案之上的绝缘层以及在第二方向上连接相邻两个导电单元的导电搭桥，所述导电搭桥包括中间呈网格状的搭桥导线和位于两端且与搭桥导线连通的两个导电块，所述搭桥导线嵌在所述绝缘层表面，所述两个导电块穿透所述绝缘层并分别连通至一个导电单元，所述导电搭桥与所述第一方向导电图案之间通过所述绝缘层分离。

2.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述基底为硅铝酸盐玻璃或钙钠玻璃。

3.根据权利要求2所述的电容触摸屏，其特征在于，所述第一方向导电图案和所述第二方向导电图案为通过附着在所述基底表面的金属镀层蚀刻获得，所述第一方向导电图案及第二方向导电图案嵌设于所述聚合物层靠近所述基底的一侧。

4.根据权利要求3所述的电容触摸屏，其特征在于，所述金属镀层的厚度为5～20nm。

5.根据权利要求4所述的电容触摸屏，其特征在于，所述金属镀层为银镀层，所述银镀层的透光率大于80％。

6.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述聚合物层包括与该基底贴合的第一表面及与该绝缘层贴合的第二表面，该第二表面上设有网格状的凹槽，所述第一方向导电图案与第二方向导电图案收容于所述网格状的凹槽中。

7.根据权利要求6所述的电容触摸屏的制备方法，其特征在于，所述聚合物层上的网格状的凹槽的深度和宽度之比大于1。

8.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述搭桥导线的厚度小于所述绝缘层的厚度。

9.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述绝缘层表面设有有网格状的凹槽，所述搭桥导线由填充在所述网格状的凹槽中的导电材料形成，所述导电材料选自金属、导电高分子，石墨烯、碳米管和导电墨水中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述导电块在第二方向上的宽度为1～20μm。

11.根据权利要求10所述的电容触摸屏，其特征在于，所述导电块在第一方向上的宽度为2～10μm。

12.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述搭桥导线为金属网格导线。

13.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，在所述第一方向上，所述多个第二方向导电图案彼此间隔。

14.一种电容触摸屏的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在基底的表面涂布聚合物层；

在所述聚合物层上图案化形成网格状的凹槽；

向所述网格状的凹槽中填充导电材料并固化，以形成多个沿第一方向设置的网格状的第一方向导电图案和多个沿第二方向设置的网格状的第二方向导电图案，所述第一方向和第二方向相互交叉，所述第二方向导电图案以所述第一方向导电图案为间隔分成若干导电单元；

在所述聚合物层的表面涂布光刻胶层，再利用掩膜板对光刻胶层进行曝光，并通过显影，在相邻两个导电单元处分别得到光刻胶掩层；

向所述带有光刻胶掩层的聚合物层的表面再涂布一层压印胶作为绝缘层；

在所述绝缘层上，于相邻两个光刻胶掩层之间的位置压印出网格状的搭桥导线凹槽；

将所述光刻胶掩层除去，以形成连通绝缘层表面和聚合物层表面的导电块凹槽；

向所述搭桥导线凹槽和所述导电块凹槽中填充导电材料并固化，得到连通相邻两个导电单元的导电搭桥。

15.根据权利要求14所述的电容触摸屏的制备方法，其特征在于，所述基底为硅铝酸盐玻璃或钙钠玻璃。

16.根据权利要求14所述的电容触摸屏的制备方法，其特征在于，所述在基底的表面涂布聚合物层的步骤之前，利用等离子束对所述基底的表面进行轰击处理。

17.根据权利要求14所述的电容触摸屏的制备方法，其特征在于，所述聚合物层上网格状的凹槽的深度和宽度之比大于1。

18.根据权利要求14所述的电容触摸屏的制备方法，其特征在于，在所述第一方向上，所述多个第二方向导电图案彼此间隔。

说明书

电容触摸屏及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及触控领域，特别是涉及一种电容触摸屏及其制备方法。

背景技术

[0002] 触摸屏是可接收触摸式输入信号的感应式装置。触摸屏赋予了信息交互崭新的面貌，是极富吸引力的全新信息交互设备。触摸屏技术的发展引起了信息传媒界的普遍关注，已成为光电行业异军突起的朝阳高新技术产业。透明导电膜是具有良好导电性，及在可见光波段具有高透光率的一种薄膜。目前透明导电膜已广泛应用于平板显示、光伏器件、触控面板和电磁屏蔽等领域，具有极其广阔的市场空间。

[0003] 传统OGS技术采用在玻璃上镀ITO，经蚀刻后得到所需X、Y方向的传感器图案，最后采用MoAlMo(钼铝钼)进行搭桥。然而，采用MoAlMo进行搭桥，形成的搭桥是不透明的，产品外观会出现金属搭桥的金属线，影响产品美观。

发明内容

[0004] 基于此，有必要提出一种具有透明搭桥结构的电容触摸屏及其制备方法。

[0005] 一种电容触摸屏，包括基底，其特征在于，所述基底上设置有聚合物层，所述聚合物层中嵌有多个沿第一方向设置的网格状的第一方向导电图案和多个沿第二方向设置的网格状的第二方向导电图案，所述第一方向和第二方向相互交叉，所述第一方向导电图案连续设置，所述第二方向导电图案以所述第一方向导电图案为间隔分成若干彼此不连通的导电单元，还包括设置于所述第一方向导电图案之上的绝缘层以及在第二方向上连接相邻两个导电单元的导电搭桥，所述导电搭桥包括中间呈网格状的搭桥导线和位于两端且与搭桥导线连通的两个导电块，所述搭桥导线嵌在所述绝缘层表面，所述两个导电块穿透所述绝缘层并分别连通至一个导电单元，所述导电搭桥与所述第一方向导电图案之间通过所述绝缘层分离。

[0006] 在其中一个实施例中，所述基底为硅铝酸盐玻璃或钙钠玻璃。

[0007] 在其中一个实施例中，所述第一方向导电图案和所述第二方向导电图案为通过附着在所述基底表面的金属镀层蚀刻获得，所述第一方向导电图案及第二方向导电图案嵌设于所述聚合物层靠近所述基底的一侧。

[0008] 在其中一个实施例中，所述金属镀层的厚度为5～20nm。

[0009] 在其中一个实施例中，所述金属镀层为银镀层，所述银镀层的透光率大于80％。

[0010] 在其中一个实施例中，所述聚合物层包括与该基底贴合的第一表面及与该绝缘层贴合的第二表面，该第二表面上设有网格状的凹槽，所述第一方向导电图案与第二方向导电图案收容于所述网格状的凹槽中。

[0011] 在其中一个实施例中，所述聚合物层上的网格状的凹槽的深度和宽度之比大于1。

[0012] 在其中一个实施例中，所述搭桥导线的厚度小于所述绝缘层的厚度。

[0013] 在其中一个实施例中，所述绝缘层表面设有有网格状的凹槽，所述搭桥导线由填充在所述网格状的凹槽中的导电材料形成，所述导电材料选自金属、导电高分子，石墨烯、碳米管和导电墨水中的至少一种。

[0014] 在其中一个实施例中，所述导电块在第二方向上的宽度为1～20μm。

[0015] 在其中一个实施例中，所述导电块在第一方向上的宽度为2～10μm。

[0016] 在其中一个实施例中，所述搭桥导线为金属网格导线。

[0017] 在其中一个实施例中，在所述第一方向上，所述多个第二方向导电图案彼此间隔。

[0018] 一种电容触摸屏的制备方法，包括如下步骤：

[0019] 在基底的表面涂布聚合物层；

[0020] 在所述聚合物层上图案化形成网格状的凹槽；

[0021] 向所述网格状的凹槽中填充导电材料并固化，以形成多个沿第一方向设置的网格状的第一方向导电图案和多个沿第二方向设置的网格状的第二方向导电图案，所述第一方向和第二方向相互交叉，所述第二方向导电图案以所述第一方向导电图案为间隔分成若干导电单元；

[0022] 在所述聚合物层的表面涂布光刻胶层，再利用掩膜板对光刻胶层进行曝光，并通过显影，在相邻两个导电单元处分别得到光刻胶掩层；

[0023] 向所述带有光刻胶掩层的聚合物层的表面再涂布一层压印胶作为绝缘层；

[0024] 在所述绝缘层上，于相邻两个光刻胶掩层之间的位置压印出网格状的搭桥导线凹槽；

[0025] 将所述光刻胶掩层除去，以形成连通绝缘层表面和聚合物层表面的导电块凹槽；

[0026] 向所述搭桥导线凹槽和所述导电块凹槽中填充导电材料并固化，得到连通相邻两个导电单元的导电搭桥。

[0027] 在其中一个实施例中，所述基底为硅铝酸盐玻璃或钙钠玻璃。

[0028] 在其中一个实施例中，所述在基底的表面涂布聚合物层的步骤之前，利用等离子束对所述基底的表面进行轰击处理。

[0029] 在其中一个实施例中，所述聚合物层上网格状的凹槽的深度和宽度之比大于1。

[0030] 在其中一个实施例中，在所述第一方向上，所述多个第二方向导电图案彼此间隔。

[0031] 上述电容触摸屏及其制备方法，导电搭桥采用网格结构，因此能保证透明度，不影响产品外观。

附图说明

[0032] 图1为一实施例的电容触摸屏的结构示意图；

[0033] 图2为一实施例的电容触摸屏的第一方向导电图案和第二方向导电图案的分布示意图；

[0034] 图3为导电图案的导电材料的填充状态的示意图；

[0035] 图4至图11为电容触摸屏制备方法各步骤的状态图。

具体实施方式

[0036] 请参考图1、图2及图11，一个实施例的电容触摸屏100包括基底110、设置在基底110上的聚合物层120、嵌在聚合物层120同一个表面上且分别沿第一方向Y设置的多个网格状的第一方向导电图案130和沿第二方向X设置的多个网格状的第二方向导电图案140。
第一方向Y和第二方向X相互交叉，本实施例中第一方向Y和第二方向X正交设置。第一方向导电图案130和第二方向导电图案140构成了电容触摸屏100的导电层。

[0037] 第一方向导电图案130连续设置，是连通的。每一个第二方向导电图案140以第一方向导电图案130为间隔分成若干导电单元142。第一方向导电图案130和第二方向导电图案140之上还设有绝缘层150。绝缘层150中嵌有在第二方向X上连接相邻两个导电单元142的导电搭桥160。导电搭桥160包括中间的网格状的搭桥导线162和位于两端且与搭桥导线162连通的两个导电块164，两个导电块164分别连通至一个导电单元142。这样，导电搭桥160就将相邻两个导电单元142连通。通过设置多个导电搭桥160，第二方向导电图案140被连通，导电搭桥160通过绝缘层150与第一方向导电图案130分隔。

[0038] 本实施例中，基底110为透明玻璃，其材质为硅铝酸盐玻璃或钙钠玻璃。基底110的厚度通常为0.3mm-1.2mm，优选为0.5mm-0.7mm，以适应电子设备小型化、轻薄化的要求。

[0039] 聚合物层120覆盖在基底110的一个表面上，其材质为热塑性聚合物、热固性聚合物或UV固化聚合物，厚度为1μm-10μm，优选为2μm-5μm，以适应电子设备小型化、轻薄化的要求。

[0040] 第一方向导电图案130和第二方向导电图案140嵌于聚合物层120的内部。第一方向导电图案130是连续分布，在第一方向Y上是导通的。而第二方向导电图案140被第一方向导电图案130间隔分成若干导电单元142，在导电搭桥160连接之前是不导通的，且在第一方向Y上，多个第二方向导电图案140彼此不连通。第一方向导电图案130和第二方向导电图案140均呈网格状，网格的基本形状可以是正多边形，如正方形、菱形、正六边形，也可以是不规则图形。第一方向导电图案130和第二方向导电图案140的形成是通过在聚合物层120上压印出需要的图案的网格状的凹槽，再向网格状的凹槽中填充导电材料并固化形成。网格状的凹槽的深度和宽度之比大于1，这样填充的导电材料能较好地保持在网格状的凹槽内。详细地，聚合物层120包括与基底110贴合的第一表面(未标号)及与绝缘层贴合的第二表面(未标号)，该第二表面上设有网格状的凹槽，第一方向导电图案130与第二方向导电图案140收容于网格状的凹槽中。本实施例中，第一方向导电图案130和第二方向导电图案140的网格线的宽度为0.2μm-5μm，优选为0.5μm-2μm。相邻的两条网格线之间的距离为50μm-800μm。网格线内填充的金属厚度为1μm-10μm，优选为2μm-5μm。如图5所示，金属填充的网格线的厚度h和宽度w之比范围为0.5～2，优选1～2。需要说明的是，网格线的密度及填充金属的厚度可依材料需求之透过率和方块电阻值来进行设计。

[0041] 绝缘层150位于第一方向导电图案130之上，对其压印即得到导电搭桥160。同时，绝缘层150防止导电搭桥160与导电搭桥160下面的第一方向导电图案130连通。绝缘层150的材质也为热塑型聚合物、热固性聚合物或UV固化聚合物，可以与聚合物层120的材质相同，也可以不同。

[0042] 搭桥导线162是通过在绝缘层150表面压印出需要的网格状的凹槽，再向网格凹槽中填充导电材料制得。搭桥导线162的网格密度一般不大于第一方向导电图案130和第二方向导电图案140的网格线密度。搭桥导线162的网格线宽度为0.2μm-5μm，优选为0.5μm-2μm。相邻的两条网格线之间的距离为50μm-500μm。网格线的厚度为1μm-10μm，优选为2μm-5μm。同样，搭桥导线162的网格的基本形状可以是正多边形，如正方形、菱形、正六边形，也可以是不规则图形。搭桥导线162的厚度小于绝缘层150的厚度，使得绝缘层150可以将搭桥导线162与第一方向导电图案130隔离。

[0043] 搭桥导线162两端的两个导电块164将搭桥导线162与不连续的第二方向导电图案140连通，起到穿孔的作用，并且可以避免搭桥导线162与第一方向导电图案130连通。导电块164的形状可以是直线型或不规则曲线。为了保证视觉透明，导电块164在第二方向X的宽度a为1μm-20μm，优选为2～10μm。导电块164的长度b只需保证在第一方向Y上，导电块164不与相邻的第二方向导电图案140的导电单元142连通即可。

[0044] 搭桥导线162和导电块164所使用的导电材料可以与第一方向导电图案130和第二方向导电图案140的导电材料相同，也可以不同，其选自金、银、铜等金属、碳纳米管、石墨烯及导电高分子材料中的至少一种。

[0045] 如图4至11，还提供了一种电容触摸屏的制备方法，包括如下步骤：

[0046] 步骤一、在基底的表面涂布聚合物层。请参考图4，本实施例中，选用0.7mm厚的硅铝酸盐强化玻璃作为基底110，在其一个表面上涂厚度为5μm的UV型透明压印胶，得到聚合物层120。为了增强玻璃面板的表面与UV胶层的粘合力，涂胶之前，该玻璃板的表面还可以用等离子束进行轰击处理，其作用在于：(1)除去玻璃表面的油污等脏污，防止因脏污导致附着力变差；(2)使玻璃面板离子化，从而增加UV胶的附着力。

[0047] 步骤二、在所述聚合物层上图案化形成网格状的凹槽。请参考图5，利用与需要的导电层图案相嵌套的模板在聚合物层120上压印出网格凹槽，请结合参考图1，网格凹槽包括沿第一方向Y设置的多个第一方向凹槽122和多个第二方向凹槽，第一方向凹槽122是连续的；而第二方向凹槽则是不连续的，其以第一方向凹槽122为间隔在第二方向X上分成多个凹槽单元1242。聚合物层120上网格状的凹槽的深度和宽度之比大于1，这样填充的导电材料能较好地保持在网格状的凹槽内。

[0048] 步骤三、向所述网格状的凹槽中填充导电材料并固化，形成沿第一方向设置的网格状的多个第一方向导电图案和沿第二方向设置的网格状的多个第二方向导电图案，所述第一方向和第二方向相互交叉，所述第二方向导电图案以所述第一方向导电图案为间隔分成若干导电单元。请参考图6，向步骤二形成的网格凹槽中填充导电材料并固化，即可得到如图1所示的第一方向导电图案130和第二方向导电图案140，其中第二方向导电图案140被第一方向导电图案130间隔成多个导电单元142，且在第一方向Y上，多个第二方向导电图案140彼此不连通。第一方向导电图案130和第二方向导电图案140是网格状的，填充导电材料时可以利用刮涂技术向网格凹槽填充导电材料，如纳米银墨水，然后烧结，以形成第一方向导电图案130和第二方向导电图案140。

[0049] 步骤四、在所述聚合物层的表面涂布光刻胶层，再利用掩膜板对光刻胶层进行曝光，并通过显影，在相邻两个导电单元处分别得到光刻胶掩层。请参考图7，光刻胶掩层170的位置对应导电单元142的位置，在后续填充导电搭桥的导电材料时起到塞子的作用。

[0050] 步骤五、向所述带有光刻胶掩层的聚合物层的表面再涂布一层压印胶作为绝缘层。请参考图8，在聚合物层120上方再涂上一层压印胶，得到绝缘层150。光刻胶掩层170嵌在绝缘层150中，此次涂布的压印胶厚度小于光刻胶掩层170的厚度。涂布可以采用辊涂的方式。在此过程中，光刻胶掩层170的顶部可能也会残留一些压印胶，后续在除去光刻胶掩层170时将一并去除，不影响后续步骤。一般而言，此次涂布的压印胶厚度小于光刻胶掩层170的厚度，目的是保证光刻胶掩层170的顶部暴露于绝缘层150上方，便于后续除去光刻胶掩层170。当然，如果压印胶厚度大于光刻胶掩层170的厚度也是可以的，在后续去除光刻胶掩层170时，先除去覆盖在光刻胶掩层170的部分压印胶即可。

[0051] 步骤六、在所述绝缘层上，于相邻两个光刻胶掩层之间的位置压印出网格状的搭桥导线凹槽。请参考图9，在两个光刻胶掩层170之间的位置，也就是两个导电单元142之间的位置压印出网格状的搭桥导线凹槽152。

[0052] 步骤七、将所述光刻胶掩层除去，以形成连通绝缘层表面和聚合物层的表面的导电块凹槽。请参考图10，将起塞子作用的光刻胶掩层170除去，就得到连通绝缘层150表面的搭桥导线凹槽152与聚合物层120表面的导电单元142的导电块凹槽154。导电块凹槽154在第二方向X的宽度为1～20μm，优选为2～10μm，以在填充导电材料后得到适合宽度和长度的导电块。

[0053] 步骤八、向所述搭桥导线凹槽和所述导电块凹槽中填充导电材料并固化，得到连通相邻两个导电单元的导电搭桥。请参考图11，同时结合图1，向搭桥导线凹槽152和导电块凹槽154中填充导电材料并固化后，就得到中间的网格状的搭桥导线162和两端导电块164，从而得到导电搭桥160。导电块164起到穿孔作用，将不连续的第二方向导电图案140进行连接。同样地，可以利用刮涂技术向搭桥导线凹槽152和导电块凹槽154中填充导电材料，如纳米银墨水，然后烧结，以形成搭桥导线162和两端的导电块164。

[0054] 上述的电容触摸屏及其制备方法中，第一方向导电图案130、第二方向导电图案140以及搭桥导线162均采用压印方式获得。需要指出，第一方向导电图案130和第二方向导电图案140还可以为通过附着在基底110表面的金属镀层蚀刻获得，第一方向导电图案130及第二方向导电图案140嵌设于聚合物层120靠近基底110的一侧。例如，金属镀层可以是厚度为5～20nm，透光率大于80％的银镀层，通过曝光-显影-蚀刻获得金属网格导线。

[0055] 上述电容触摸屏的制备方法和利用上述方法制得的电容触摸屏，具有以下优点：

[0056] (1)导电搭桥的搭桥导线采用网格结构，可保证透明度，不影响产品外观；

[0057] (2)电容触摸屏的基底上的导电层和导电搭桥均采用网格结构，因此生产过程中均可以采用压印工艺进行制造，相较于传统的ITO膜作为导电层的工艺，网格形状可以一步成形，工艺简单，不需要溅镀、蒸镀等昂贵设备，良率高，适合大面积、大批量生产，且由于不需要用到刻蚀工艺，不会造成导电层材料的浪费；

[0058] (3)导电层和导电搭桥采用网格结构，便于采用刮涂工艺，以及防止烧结时产生凝聚效应导致导线断裂。

[0059] (4)导电层和导电搭桥均可以采用金属形成网格导线的方式获得，无需使用ITO，使得材料成本大大降低，还可以解决大型触控面板因ITO方阻过大而引起的响应慢等问题；

[0060] (5)因导电材料嵌于聚合物层内，可以避免导电层和导电搭桥的导线刮伤。

[0061] 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。