專(zhuān)利名稱(chēng)：一體化投射式電容觸摸屏及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電容觸摸屏及其制造方法，尤其涉及一種一體化投射式電容觸摸 屏及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，伴隨著移動(dòng)電話，終端移動(dòng)設(shè)備，筆記本電腦等各種電子設(shè)備功能的增強(qiáng) 化，多元化，觸摸屏作為設(shè)備的主要輸入功能之一，得到迅速普及。它能讓使用者在透過(guò)觸 摸屏看見(jiàn)其背后顯示畫(huà)面的同時(shí)，通過(guò)接觸屏幕表面，例如通過(guò)手指或感應(yīng)筆在顯示畫(huà)面 相對(duì)應(yīng)位置上的觸摸，來(lái)實(shí)現(xiàn)該電子設(shè)備的各種功能。觸摸屏根據(jù)其工作原理分為很多種 類(lèi)，本發(fā)明特指應(yīng)用于手機(jī)，PDA，筆記本，GPS等移動(dòng)終端設(shè)備上的投射式電容感應(yīng)觸摸屏。投射式電容感應(yīng)觸摸屏原理傳統(tǒng)的投射式電容式觸摸屏結(jié)構(gòu)，必定是由觸控面 板貼合保護(hù)面板所構(gòu)成。觸控面板為各膜層所在面板，保護(hù)面板一般為鋼化玻璃面板。在觸 控面板上具有由透明導(dǎo)電薄膜形成的X軸電極圖形和同樣由透明導(dǎo)電薄膜形成的Y軸電極 圖形，電極圖形之間必定存在起電介質(zhì)作用的絕緣材質(zhì)，以讓電極圖形形成耦合電容分布。 當(dāng)手或感應(yīng)筆接觸屏幕，即保護(hù)面板的某個(gè)位置時(shí)，該位置對(duì)應(yīng)觸控面板X(qián)軸，Y軸上原先 的耦合電荷分布發(fā)生改變。系統(tǒng)通過(guò)對(duì)這種變化的監(jiān)測(cè)來(lái)確定觸摸發(fā)生的位置坐標(biāo)。目前使用玻璃作為觸控面板的基板的傳統(tǒng)投射式電容感應(yīng)觸摸屏有圖1，圖2兩 種結(jié)構(gòu)。圖1所示的一種傳統(tǒng)投射式電容感應(yīng)觸摸屏，它采用一種預(yù)先在基板上鍍IT0膜 (氧化銦錫透明導(dǎo)電薄膜)生成的單面導(dǎo)電玻璃，或者使用普通的玻璃基板102，在其單面 進(jìn)行IT0的鍍膜。對(duì)這種IT0玻璃或在玻璃基板上鍍膜形成的IT0膜，使用圖形化制程工 藝，蝕刻出前述的X或Y方向上的電極圖形104a。在該層圖形化后的IT0膜上覆蓋上起電 介質(zhì)作用的透明絕緣膜106a，然后在該絕緣膜106a上再次以鍍膜的方式形成一層IT0膜， 對(duì)該層IT0膜再次使用圖形化制程工藝，蝕刻出前述的X或Y方向上的電極圖形104b。在 該層圖形化后的IT0膜上覆蓋上起保護(hù)作用的透明絕緣膜106b，此部分即所謂觸控面板。 之后使用光學(xué)透明膠(OCA)或UV膠(紫外線光固膠)的貼合劑108將觸控面板和保護(hù)面 板120貼合起來(lái)，即形成完整觸摸屏。保護(hù)面板120是一種普通的鋼化玻璃。圖2所示的另一種傳統(tǒng)投射感應(yīng)電容式觸摸屏，是使用一種在玻璃基板110的兩 面分別鍍膜形成IT0膜層的雙面導(dǎo)電玻璃，對(duì)雙面導(dǎo)電玻璃的兩層膜114a和114b分別采 用其對(duì)應(yīng)的圖形化制程工藝，蝕刻出X軸或Y軸的電極圖形。然后分別在兩層膜114a和 114b上覆蓋透明絕緣膜116a和116b，此部分即為觸控面板。使用OCA (透明光學(xué)膠)或UV 膠(紫外線光固膠)的貼合劑118將該觸控面板和保護(hù)面板120貼合起來(lái)，即形成完整觸 摸屏。上述兩種觸摸屏結(jié)構(gòu)當(dāng)中，在兩層電極圖形之間存在一層絕緣膜存在，它作為電 介質(zhì)允許兩層電極圖形之間產(chǎn)生耦合電容。保護(hù)面板120為觸摸面，當(dāng)此面有觸摸發(fā)生時(shí)， 觸摸物手指或觸摸筆將使該觸摸位置上原先存在的耦合電容的分布發(fā)生改變。通過(guò)對(duì)電極圖形的掃描可以感知到耦合電容的變化并測(cè)定出觸摸發(fā)生的位置。上述方式制造的觸摸屏的各部件的厚度分別為觸控面板基板和保護(hù)面板102， 110，120 為 0. 5mm或0. 7mm。用于形成電極圖形的 IT0膜 104a, 104b, 114a, 114b 為 15 20nm。 絕緣膜 106a，106b，116a，116b 為 15(T200nm。貼合材質(zhì) 108，118 為 0. 05mm?？梢?jiàn)在上述 制造方法中，觸控面板基板和保護(hù)面板占據(jù)了整體絕大部分的厚度。觸摸屏整體厚度約在 1. 5mm左右將作為觸控面板基板的102，110也有用高分子材料基板作為代替的做法，如采用 PET, PMMA, PC等基板。高分子基板雖然較玻璃基板厚度有所減小，但高分子材料基板的透 光率相比玻璃將低15%左右甚至更多。不能達(dá)到在降低觸摸屏整體厚度的同時(shí)保持良好的 透光率。前述通過(guò)傳統(tǒng)方式制造的觸摸屏，面板總共需要2塊，層疊后透光率并不理想，大 約在85%左右。如果采用高分子材料為基板代替玻璃，將會(huì)導(dǎo)致透光率更為低下。雖然各 個(gè)部分都采用了可視光透明的材料，但在對(duì)移動(dòng)設(shè)備續(xù)航能力要求日益提高的趨勢(shì)下，如 何最大限度壓縮觸摸屏整體厚度是本發(fā)明所需解決的第一個(gè)重要課題。 前述傳統(tǒng)投射式電容觸摸屏中，基板上有多層IT0的膜層，并需要在這些IT0膜被 圖形化后再鍍上多層絕緣膜，最后與玻璃面板進(jìn)行貼合。整個(gè)過(guò)程中，產(chǎn)品必須在鍍膜和圖 形化制程工藝之間來(lái)回傳送，這就導(dǎo)致兩次圖形化作業(yè)時(shí)必須將產(chǎn)品都必須從鍍膜設(shè)備中 取出，產(chǎn)品暴露在外部環(huán)境中時(shí)間較長(zhǎng)，容易沾染塵埃。與此同時(shí)，在進(jìn)行觸控面板與保護(hù) 面板120的貼合時(shí)，由于貼合接觸面的塵埃，氣泡非常難以完全除去，導(dǎo)致了良品率低下， 該問(wèn)題在該傳統(tǒng)工藝中居于最顯著位置。因此如何解決由貼合工藝帶來(lái)的良品率低下問(wèn)題 是本發(fā)明所需解決的第二個(gè)課題。如果繼續(xù)采用傳統(tǒng)制造方法，要解決厚度問(wèn)題就要采用更薄的基板，而目前最薄 的IT0玻璃可以做到0. 3mm，但因?yàn)椴荒茕摶谝苿?dòng)設(shè)備上基本沒(méi)有實(shí)用價(jià)値。同理不能 鋼化的保護(hù)面板更是不能采用。如兩塊面板均采用高分子基板，則表面硬度，強(qiáng)度和整體透 光率將較玻璃材質(zhì)明顯下降。如此可見(jiàn)，要想解決厚度和透過(guò)率的問(wèn)題，同時(shí)兼顧避免貼合作業(yè)的低良率問(wèn)題， 采用單塊基板是最理想的做法。即把所有的膜層都在前述面板120上鍍膜形成。而要實(shí)現(xiàn) 這個(gè)做法，在面板120上存在的顏色印刷的最大的障礙。顏色印刷是一種普遍采用的涂層，主要是起遮光，修飾的作用，于手機(jī)上最常見(jiàn)， 其通常是分布于可視區(qū)域外的部分。如前述的投射式電容觸摸屏，用于制作電極圖形的 IT0薄膜和用于起絕緣作用的SI02薄膜是最主要的兩種膜層，當(dāng)然也可以采用別種材質(zhì)， 如ZnO導(dǎo)電薄膜，這兩種薄膜，透明導(dǎo)電薄膜和絕緣SI02膜，在輕松(鍍膜時(shí)氣氛，功率，溫 度分布，節(jié)拍要求不高)保證高透過(guò)率，低方阻的前提下。其最佳鍍膜溫度通常是在350 400度左右。該溫度大大超過(guò)顏色涂層的溫度。因此必須采用低溫鍍膜。同時(shí)要保證低 溫沉積的膜層具有較好的透過(guò)率和方阻。并且，在可視區(qū)域與顏色印刷的邊緣處存在段差 (即顏色涂層與基板表面之間存在的高度落差，其高度等于顏色涂層厚度，其在上下拐角處 坡度均非常陡急，并不規(guī)則形狀)，其高度通常是10um 50um左右，而IT0膜層厚度約為 15nm 30nm，納米級(jí)膜層相對(duì)于微米級(jí)顏色涂層，存在著接近于膜層本身厚度1000倍的段 差，而且該段差的坡度很陡，即角落處相當(dāng)于有明顯角度存在而不光滑。當(dāng)電極圖形并不僅僅存在于可視區(qū)域時(shí)，跨越可視區(qū)域和顏色涂層之間的IT0薄膜，會(huì)因?yàn)轭伾繉雍筒Ａ?基板之間的段差存在，此處沉積的IT0薄膜極容易在段差的角落處斷裂，從而導(dǎo)致IT0不能 導(dǎo)通，失去制作電極圖形的用途如前述的投射式電容觸摸屏，用于制作電極圖形的IT0薄 膜在成膜時(shí)要求導(dǎo)通性。因此如何消除低溫鍍膜對(duì)膜層方阻、透過(guò)率的影響和段差對(duì)膜層 連續(xù)性的影響是本課題需要解決的第三課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供一種一體化投射式 電容觸摸屏及其制造方法本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一體化投射式電容觸摸屏，其中僅采用一塊基板，在所述基板上的非可視范圍設(shè) 有顏色涂層，在基板上設(shè)有顏色涂層的整個(gè)面上設(shè)有打底絕緣膜，所述打底絕緣膜上設(shè)有 第一電極圖形；所述的第一電極圖形上設(shè)有電介質(zhì)絕緣膜，電解質(zhì)緣膜上設(shè)有第二電極圖 形，且所述電解質(zhì)絕緣膜的覆蓋范圍不包括第一電極圖形的接合端子；所述第二電極圖形 上設(shè)有保護(hù)絕緣膜，且所述電保護(hù)絕緣膜的覆蓋范圍不包括第一電極圖形和第二電極圖形 邊緣的接合端子；所述第一電極圖形為X軸電極圖形，所述第二電極圖形為Y軸電極圖形； 或是所述第一電極圖形為Y軸電極圖形，所述第二電極圖形為X軸電極圖形。上述的一體化投射式電容觸摸屏，其中所述的基板為鋼化玻璃或是高分子材料 的透明保護(hù)面板。進(jìn)一步地，上述的一體化投射式電容觸摸屏，其中所述的顏色涂層包括有油墨、 光油。更進(jìn)一步地，上述的一體化投射式電容觸摸屏，其中所述的連接線為采用絲網(wǎng)印 刷及蝕刻制備的銀漿導(dǎo)線；或是通過(guò)鍍膜和圖形化制程工藝制備的金屬材質(zhì)的導(dǎo)電薄膜； 或是柔性電路板。一體化投射式電容觸摸屏的制造方法，其包括以下步驟步驟①，測(cè)定顏色涂層的熱變質(zhì)溫度，將鍍膜環(huán)境溫度設(shè)定到低溫，即介于顏色涂 層的熱變質(zhì)溫度和基板的熱變質(zhì)溫度中的較小的一個(gè)以下；步驟②，調(diào)節(jié)鍍膜環(huán)境溫度至顏色涂層的材質(zhì)微觀軟化溫度，并逐漸調(diào)節(jié)該溫度 向步驟①中所設(shè)定的低溫靠攏，保證該溫度下顏色涂層在段差處的微觀變軟，流動(dòng)，平滑 化；步驟③，在基板上沉積一層絕緣薄膜，厚度為l(T20nm，實(shí)現(xiàn)表面平整，增加IT0付 著力，并隔絕玻璃基板中堿金屬離子進(jìn)入后續(xù)膜層；步驟④，在步驟③中得到的絕緣薄膜上再次沉積一層IT0薄膜，IT0薄膜的厚度為 15 30nm,阻値為150 250歐姆；步驟⑤，取出鍍膜環(huán)境，進(jìn)行第一次圖形化制程，將步驟④制得的IT0薄膜蝕刻成 電極圖形，在電極圖形的邊緣處生成端子部位；步驟⑥，在步驟⑤得到的電極圖形上沉積一層絕緣薄膜，其厚度為100 300nm， 且薄膜不覆蓋端子部位，其作用是在步驟⑤中得到的電極圖形和隨后要制備的另一個(gè)電極 圖形之間充當(dāng)電介質(zhì)作用；
步驟⑦，在步驟⑥制得的絕緣薄膜層上沉積一層IT0薄膜，IT0薄膜的厚度為15 30nm,阻値為150 250歐姆；步驟⑧，取出鍍膜環(huán)境，進(jìn)行第二次圖形化制程，將由步驟⑦制得的IT0薄膜蝕刻 成電極圖形，在電極圖形的邊緣處生成端子部位；步驟⑨，在步驟⑧中得到的電極圖形上沉積一層絕緣薄膜，其厚度為50 300nm， 且薄膜不覆蓋端子部位；其作用是對(duì)上述的所有膜層起一個(gè)整體的保護(hù)作用。上述的一體化投射式電容觸摸屏的制造方法，其中所述的顏色涂層與基板存在 段差時(shí)，直接在基板設(shè)有顏色涂層的整個(gè)面上鍍膜形成觸摸屏所需的各層薄膜。進(jìn)一步地，上述的一體化投射式電容觸摸屏的制造方法，其中所述步驟① 步驟 ⑨中，鍍膜環(huán)境始終處于低溫沉積和段差連續(xù)沉積條件下，所述低溫沉積為鍍膜時(shí)面板溫 度不超過(guò)耐熱溫度下的沉積，保證鍍膜時(shí)顏色印刷涂層不被破壞；所述段差連續(xù)沉積為指 將鍍膜環(huán)境溫度調(diào)節(jié)到顏色印刷涂層的微觀軟化溫度，預(yù)先沉積一層較薄的絕緣膜，對(duì)段 差處行進(jìn)平滑處理，然再進(jìn)行其他膜層沉積的過(guò)程。更進(jìn)一步地，上述的一體化投射式電容觸摸屏的制造方法，其中所述的低溫沉積 和段差連續(xù)沉積包括蒸發(fā)鍍膜和磁控濺射鍍膜兩種方式。再進(jìn)一步地，上述的一體化投射式電容觸摸屏的制造方法，其中所述的在制作所 有膜層時(shí)溫度均控制在顏色印刷涂層的微觀軟化溫度范圍。本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在在克服了基板上存在耐熱性不高的顏色涂層 的條件下，采用低溫沉積和段差連續(xù)沉積工藝，使整個(gè)工藝僅采用一塊基板，能夠?qū)⒂|摸屏 的厚度大幅的壓縮，提高輕薄性。同時(shí)單基板能夠最大限度地保證可見(jiàn)光的透過(guò)率。與傳 統(tǒng)工藝相比，本發(fā)明因?yàn)閮H采用一塊玻璃基板，因此傳統(tǒng)工藝中的觸控面板與保護(hù)面板之 間的貼合作業(yè)可以省略，因此由貼合時(shí)塵埃、氣泡引起的良品率低的問(wèn)題得到了有效解決。


本發(fā)明的目的、優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，將通過(guò)下面優(yōu)選實(shí)施例的非限制性說(shuō)明進(jìn)行圖示和 解釋。這些實(shí)施例僅是應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案的典型范例，凡采取等同替換或者等效變換而 形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。這些附圖當(dāng)中，圖1是傳統(tǒng)的投射式電容觸摸屏整體切斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是另一種傳統(tǒng)的投射式電容觸摸屏整體切斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本一體化投射式電容觸摸屏的構(gòu)造示意圖；圖4a、4b是顏色涂層段差上直接鍍膜前后微觀模型對(duì)比示意圖；圖5a、5b是另一種顏色涂層段差上直接鍍膜前后微觀模型對(duì)比示意圖；圖6a、6b是本一體化投射式電容觸摸屏的制造方法中，段差連續(xù)沉積的顏色涂層 鍍膜前后微觀模型圖對(duì)比示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖3飛所示的一體化投射式電容觸摸屏，其特別之處在于僅采用一塊基板1， 在所述基板1上的非可視范圍設(shè)有顏色涂層2，在基板上設(shè)有顏色涂層2的整個(gè)面上設(shè)有打 底絕緣膜3，所述打底絕緣膜3上設(shè)有第一電極圖形4 ；所述的第一電極圖形上設(shè)有電介質(zhì)絕緣膜5，電解質(zhì)緣膜上設(shè)有第二電極圖形6，且所述電解質(zhì)絕緣膜5的覆蓋范圍不包括第 一電極圖形4的接合端子；所述第二電極圖形6上設(shè)有保護(hù)絕緣膜7，且所述電保護(hù)絕緣膜 7的覆蓋范圍不包括第一電極圖形4和第二電極圖形6邊緣的接合端子；所述結(jié)合端子上 通過(guò)連接8連接有外部控制電路9 ；所述第一電極圖形4為X軸電極圖形，所述第二電極圖 形6為Y軸電極圖形；或是所述第一電極圖形4為Y軸電極圖形，所述第二電極圖形6為X 軸電極圖形。進(jìn)一步來(lái)看，所述的基板1為鋼化玻璃或是高分子材料的透明保護(hù)面板。顏色涂 層2包括有油墨、光油等高分子類(lèi)材料。這些材料的特點(diǎn)是透過(guò)率低，耐熱通常不超過(guò)攝氏 200 度。再結(jié)合本發(fā)明較佳的實(shí)施方式來(lái)看，所述的連接線8為采用絲網(wǎng)印刷及蝕刻制備 的銀漿導(dǎo)線。或者，連接線8是通過(guò)鍍膜和圖形化制程工藝制備的金屬材質(zhì)的導(dǎo)電薄膜。當(dāng) 然，亦可以采用柔性電路板來(lái)構(gòu)成連接線8。結(jié)合本一體化投射式電容觸摸屏的制造方法來(lái)看，其與眾不同之處在于包括以下 步驟步驟①，測(cè)定顏色涂層的熱變質(zhì)溫度，將鍍膜環(huán)境溫度設(shè)定到低溫，即介于顏色涂 層的熱變質(zhì)溫度和基板的熱變質(zhì)溫度中的較小的一個(gè)以下。步驟②，調(diào)節(jié)鍍膜環(huán)境溫度至顏色涂層的材質(zhì)微觀軟化溫度，并逐漸調(diào)節(jié)該溫度 向步驟①中所設(shè)定的低溫靠攏，保證該溫度下顏色涂層在段差處的微觀變軟，流動(dòng)，平滑 化。步驟③，在基板上沉積一層絕緣薄膜，厚度為l(T20nm，實(shí)現(xiàn)表面平整，增加IT0付 著力，并隔絕玻璃基板中堿金屬離子進(jìn)入后續(xù)膜層。當(dāng)然，結(jié)合本發(fā)明較佳的實(shí)施方式來(lái) 看，厚度為15nm。步驟④，在步驟③中得到的絕緣薄膜上再次沉積一層IT0薄膜，IT0薄膜的厚度為 15 30nm，阻値為150 250歐姆。通過(guò)多次對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，阻値已200歐姆較佳。步驟⑤，取出鍍膜環(huán)境，進(jìn)行第一次圖形化制程，將步驟④制得的IT0薄膜蝕刻成 電極圖形，在電極圖形的邊緣處生成端子部位。步驟⑥，在步驟⑤得到的電極圖形上沉積一層絕緣薄膜，其厚度為100 300nm， 且薄膜不覆蓋端子部位，其作用是在步驟⑤中得到的電極圖形和隨后要制備的另一個(gè)電極 圖形之間充當(dāng)電介質(zhì)作用。步驟⑦，在步驟⑥制得的絕緣薄膜層上沉積一層IT0薄膜，IT0薄膜的厚度為15 30nm,阻値為150 250歐姆。同樣的，阻値以200歐姆較佳。步驟⑧，取出鍍膜環(huán)境，進(jìn)行第二次圖形化制程，將由步驟⑦制得的IT0薄膜蝕刻 成電極圖形，在電極圖形的邊緣處生成端子部位。步驟⑨，在步驟⑧中得到的電極圖形上沉積一層絕緣薄膜，其厚度為50 300nm， 且薄膜不覆蓋端子部位；其作用是對(duì)上述的所有膜層起一個(gè)整體的保護(hù)作用。再進(jìn)一步來(lái)看，為了實(shí)現(xiàn)較佳的觸摸反饋效果，所述的絕緣薄膜為SI02薄膜。并 且，在所述的顏色涂層與基板存在段差時(shí)，直接在基板設(shè)有顏色涂層的整個(gè)面上鍍膜形成 觸摸屏所需的各層薄膜。同時(shí)，本制造方法中鍍膜環(huán)境始終處于低溫沉積和段差連續(xù)沉積 條件下，且不超過(guò)顏色印刷的耐熱溫度。這樣，能夠有效保證鍍膜時(shí)顏色涂層不被破壞。
并且，在步驟① 步驟⑨中，鍍膜環(huán)境始終處于低溫沉積和段差連續(xù)沉積條件下， 所述低溫沉積為鍍膜時(shí)面板溫度不超過(guò)耐熱溫度下的沉積，保證鍍膜時(shí)顏色印刷涂層不被 破壞；所述段差連續(xù)沉積為指將鍍膜環(huán)境溫度調(diào)節(jié)到顏色印刷涂層的微觀軟化溫度，預(yù)先 沉積一層較薄的絕緣膜，對(duì)段差處行進(jìn)平滑處理，然再進(jìn)行其他膜層沉積的過(guò)程。同時(shí)，所 述的低溫沉積和段差連續(xù)沉積包括蒸發(fā)鍍膜和磁控濺射鍍膜兩種方式。并且，在制作所有 膜層時(shí)溫度均控制在顏色印刷涂層的微觀軟化溫度范圍。
結(jié)合本一體化投射式電容觸摸屏的實(shí)際制造具體來(lái)說(shuō)——低溫沉積鍍膜低溫是指不超過(guò)顏色印刷所用的材質(zhì)的熱變質(zhì)溫度，熱變質(zhì)通常 是指變色，變形，變味，變形等宏觀的變化。沉積則是指利用蒸發(fā)或磁控濺射的方式讓ITO 和SI02在基板表面上形成膜層。通常顏色印刷所用材質(zhì)是高分子材料，其熱變質(zhì)溫度不超過(guò)200度，本發(fā)明中采 用的手段為在低于200度時(shí)沉積ITO和SI02。而具體的溫度，則視顏色印刷的具體材質(zhì)而 定，同時(shí)兼顧基板材質(zhì)。當(dāng)采用玻璃基板時(shí)，一般僅需要鍍膜溫度不超過(guò)顏色印刷圖層變質(zhì) 溫度即可，而采用PET，PMMA。PC等高分子材料時(shí)，由于這類(lèi)材料的熱軟化，變質(zhì)溫度也在 150度左右，因此鍍膜溫度必須同時(shí)兼顧顏色印刷圖層變質(zhì)溫度和基板變質(zhì)溫度。段差連續(xù)沉積鍍膜段差連續(xù)成膜則是利用略高于顏色涂層的材質(zhì)軟化溫度處理 基板，使顏色涂層在段差角落處軟化后，在表面張力，熱膨脹，熱流動(dòng)性等綜合力學(xué)作用下， 原先豎直，折角明顯的尖銳段差逐漸演變成平滑，流暢的曲線段差。而隨后沉積到基板上的 ITO膜，在較平滑的段差處則獲得良好的連通性。如圖4a、4b所示，這是一種理想化圖示，其表示基板上顏色涂層的段差，段差包括 兩部分，一部分是顏色涂層與基板接合處形成的段差201，一種是顏色涂層本身在拐角時(shí)的 段差101，圖中虛線表示顏色涂層高度將比圖示的要高，圖示僅僅是個(gè)理想化模型。當(dāng)在這 種模型條件下直接低溫沉積鍍膜時(shí)，膜層3極其容易在段差101和段差201處斷開(kāi)，破裂， 形成斷線IOla和斷線201b。如圖5a、5b所示，這是另一種理想模型，同理段差102和段差202，與圖4a、4b不同 的是改種情況更為普遍和真實(shí)，段差處應(yīng)該是非90度角而是有部分曲線形狀的，但絕大部 分顏色涂層的熱固烘烤溫度均是低于軟化溫度，熱固后曲線光滑程度低，依然會(huì)形成斷線 102a和斷線202b。圖6a、6b為本發(fā)明所采用段差連續(xù)沉積的圖示，鍍膜環(huán)境達(dá)到顏色涂層的熱軟化 溫度時(shí)，段差101、段差201、段差102和段差202處將在微觀熱軟化，流動(dòng)性增強(qiáng)，表面張 力的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)槎尾?03與段差203，其曲線平滑度明顯增大。在這種條件下，沉積的薄 膜在段差處具有優(yōu)良的連續(xù)性，構(gòu)成過(guò)渡段103a與過(guò)渡段203b。尤其用于電極圖形制備 的ITO膜層的連續(xù)性得以保證。本發(fā)明中在施以導(dǎo)電薄膜沉積之前還需要鍍上一層厚度約 15 30nm的SI02，起到進(jìn)一步平滑段斷處的作用，同時(shí)能夠起內(nèi)層減反射，提高透光率，阻 止玻璃基板中的堿金屬離子擴(kuò)散入膜層，提高導(dǎo)電膜附著力的多重作用。復(fù)合膜層疊加采用打底SI02薄膜+ITO薄膜+電介質(zhì)絕緣膜+ITO薄膜+保護(hù)絕緣膜的多層復(fù) 合膜結(jié)構(gòu)，取代傳統(tǒng)制作方法中的在基板的雙面鍍ITO的做法，即把其電介質(zhì)作用的絕緣 部分薄膜化，同時(shí)由于直接在一塊基板上作業(yè)，原先其貼合作用的部分也被省略了。
其中打底SI02膜尤為重要，其進(jìn)一步平滑化段差的作用居于最重要位置。隨后的 ITO薄膜用于制備電極圖形，SI02分別用于電介質(zhì)和保護(hù)作用。其中電介質(zhì)SI02的沉積范 圍被設(shè)計(jì)成不覆蓋第一電極圖形的用于和連接線接合的端子部位，保護(hù)SI02的沉積范圍 被設(shè)計(jì)成同時(shí)不覆蓋第一，第二電極圖形的用于和連接線接合的端子部位。當(dāng)然，在上述過(guò)程中，顏色印刷材料在段差處發(fā)生微觀熔化，流動(dòng)，平滑化等效應(yīng)，其變化數(shù)量級(jí)是微觀級(jí)別，宏觀上無(wú)反應(yīng)即肉眼不可見(jiàn)。本發(fā)明突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在在克服了基板上存在耐熱性 不高的顏色涂層的條件下，采用低溫沉積和段差連續(xù)沉積工藝，使整個(gè)工藝僅采用一塊基 板，能夠?qū)⒂|摸屏的厚度大幅的壓縮，提高輕薄性。同時(shí)單基板能夠最大限度地保證可見(jiàn)光 的透過(guò)率。與傳統(tǒng)工藝相比，本發(fā)明因?yàn)閮H采用一塊玻璃基板，因此傳統(tǒng)工藝中的觸控面板 與保護(hù)面板之間的貼合作業(yè)可以省略，因此由貼合時(shí)塵埃、氣泡引起的低良品率問(wèn)題得到 了有效解決。
權(quán)利要求
一體化投射式電容觸摸屏，其特征在于僅采用一塊基板，在所述基板上的非可視范圍設(shè)有顏色涂層，在基板上設(shè)有顏色涂層的整個(gè)面上設(shè)有打底絕緣膜，所述打底絕緣膜上設(shè)有第一電極圖形；所述的第一電極圖形上設(shè)有電介質(zhì)絕緣膜，電介質(zhì)緣膜上設(shè)有第二電極圖形，且所述電介質(zhì)緣膜的覆蓋范圍不包括第一電極圖形；所述第二電極圖形上設(shè)有外圍保護(hù)絕緣膜，所述外圍保護(hù)絕緣膜的覆蓋范圍不包括第一電極圖形和第二電極圖形邊緣的接合端子；所述接合端子上通過(guò)連接線連接有外部控制電路；所述第一電極圖形為X軸電極圖形，所述第二電極圖形為Y軸電極圖形；或是所述第一電極圖形為Y軸電極圖形，所述第二電極圖形為X軸電極圖形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化投射式電容觸摸屏，其特征在于所述的基板為鋼化 玻璃或是高分子材料的透明保護(hù)面板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化投射式電容觸摸屏，其特征在于所述的顏色涂層包 括有油墨、光油。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化投射式電容觸摸屏，其特征在于所述的連接線為采 用絲網(wǎng)印刷及蝕刻制備的銀漿導(dǎo)線；或是通過(guò)鍍膜和圖形化制程工藝制備的金屬材質(zhì)的導(dǎo) 電薄膜；或是柔性電路板。
5.一體化投射式電容觸摸屏的制造方法，其特征在于包括以下步驟步驟①，測(cè)定顏色涂層的熱變質(zhì)溫度，將鍍膜環(huán)境溫度設(shè)定到低溫，即介于顏色涂層的 熱變質(zhì)溫度和基板的熱變質(zhì)溫度中的較小的一個(gè)以下；步驟②，調(diào)節(jié)鍍膜環(huán)境溫度至顏色涂層的材質(zhì)微觀軟化溫度，并逐漸調(diào)節(jié)該溫度向步 驟①中所設(shè)定的低溫靠攏，保證該溫度下顏色涂層在段差處的微觀變軟，流動(dòng)，平滑化；步驟③，在基板上沉積一層絕緣薄膜，厚度為l(T20nm，實(shí)現(xiàn)表面平整，增加ITO付著 力，并隔絕玻璃基板中堿金屬離子進(jìn)入后續(xù)膜層；步驟④，在步驟③中得到的絕緣薄膜上再次沉積一層ITO薄膜，ITO薄膜的厚度為15 30nm,阻值為150 250歐姆；步驟⑤，取出鍍膜環(huán)境，進(jìn)行第一次圖形化制程，將步驟④制得的ITO薄膜蝕刻成電極 圖形，在電極圖形的邊緣處生成端子部位；步驟⑥，在步驟⑤得到的電極圖形上沉積一層絕緣薄膜，其厚度為100 300nm，且薄 膜不覆蓋端子部位，其作用是在步驟⑤中得到的電極圖形和隨后要制備的另一個(gè)電極圖形 之間充當(dāng)電介質(zhì)作用；步驟⑦，在步驟⑥制得的絕緣薄膜層上沉積一層ITO薄膜，ITO薄膜的厚度為15 30nm,阻值為150 250歐姆；步驟⑧，取出鍍膜環(huán)境，進(jìn)行第二次圖形化制程，將由步驟⑦制得的ITO薄膜蝕刻成電 極圖形，在電極圖形的邊緣處生成端子部位；步驟⑨，在步驟⑧中得到的電極圖形上沉積一層絕緣薄膜，其厚度為50 300nm，且薄 膜不覆蓋端子部位；其作用是對(duì)上述的所有膜層起一個(gè)整體的保護(hù)作用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一體化投射式電容觸摸屏的制造方法，其特征在于所述的 顏色涂層與基板存在段差時(shí)，直接在基板設(shè)有顏色涂層的整個(gè)面上鍍膜形成觸摸屏所需的 各層薄膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一體化投射式電容觸摸屏的制造方法，其特征在于所述步驟① 步驟⑨中，鍍膜環(huán)境始終處于低溫沉積和段差連續(xù)沉積條件下，所述低溫沉積為鍍 膜時(shí)面板溫度不超過(guò)耐熱溫度下的沉積，保證鍍膜時(shí)顏色印刷涂層不被破壞；所述段差連 續(xù)沉積為指將鍍膜環(huán)境溫度調(diào)節(jié)到顏色印刷涂層的微觀軟化溫度，預(yù)先沉積一層較薄的絕 緣膜，對(duì)段差處行進(jìn)平滑處理，然再進(jìn)行其他膜層沉積的過(guò)程。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一體化投射式電容觸摸屏的制造方法，其特征在于所述的 低溫沉積和段差連續(xù)沉積包括蒸發(fā)鍍膜和磁控濺射鍍膜兩種方式。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一體化投射式電容觸摸屏，其特征在于在制作所有膜層時(shí)溫 度均控制在顏色印刷涂層的微觀軟化溫度范圍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一體化投射式電容觸摸屏及其制造方法，其構(gòu)造僅采用一塊基板，在基板上的非可視范圍設(shè)有顏色涂層，在基板上設(shè)有顏色涂層的整個(gè)面上設(shè)有打底絕緣膜，打底絕緣膜上設(shè)有第一電極圖形；第一電極圖形上設(shè)有電介質(zhì)絕緣膜，電解質(zhì)緣膜上設(shè)有第二電極圖形，且電解質(zhì)絕緣膜的覆蓋范圍不包括第一電極圖形的接合端子；第二電極圖形上設(shè)有保護(hù)絕緣膜，且電保護(hù)絕緣膜的覆蓋范圍不包括第一電極圖形和第二電極圖形邊緣的接合端子；接合端子上通過(guò)連接線連接有外部控制電路。本發(fā)明在設(shè)有顏色涂層的單塊基板上采用打底絕緣薄膜+ITO薄膜+電介質(zhì)絕緣膜+ITO薄膜+保護(hù)絕緣膜的多層復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒂|摸屏的厚度大幅的壓縮，提高輕薄性和良品率。
文檔編號(hào)G06F3/044GK101853115SQ20101017825
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者程抒一 申請(qǐng)人:程抒一