專利名稱：投射式電容觸摸屏傳感器的制造方法及觸摸屏傳感器和觸摸屏的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及投射式電容觸摸屏傳感器的制造方法以及由此獲得的投射式電容觸摸屏傳感器以及使用該投射式電容觸摸屏傳感器的觸摸屏。
背景技術：
投射式電容觸摸屏主要依靠兩層IT O膜(驅動ITO層、感應ITO層)來實現(xiàn)功能，驅動ITO層與感應ITO層可以鍍刻在同一塊玻璃的兩面，也可以分別鍍刻在兩塊玻璃上。從構造上看，驅動ITO層與感應ITO層互補排列成X-Y坐標矩陣，控制IC在驅動ITO層上逐行釋放脈沖信號，同時逐列監(jiān)測感應ITO層的電容變化來確定觸控位置，在投射式電容觸摸屏四角有四個電極，它們和屏幕表面的導電層共同形成一個穩(wěn)定的電場。當用戶用手觸摸電容屏時，由于人體電場，其手指就和工作面形成一個耦合電容，因為工作面上接有高頻信號，一股小電流通過手指接觸而被釋放，這個電流分別從屏的四個角上的電極中流出，且經四個電極的電流與手指頭到四角的距離成比例，控制器通過對四個電流比例的精密計算，得出位置?？梢赃_到99%的精確度，具備小于3ms的響應速度。正是投射電容屏的這種圖形排列方式和行列掃描機制，從根本上支持多點觸控的實現(xiàn)。投射式電容觸摸屏CTP(Capacity Touch Panel)是利用人體的電流感應進行工作的。投射式電容觸摸屏是一塊兩層復合玻璃屏，玻璃屏的內表面和夾層各涂一層ITO(納米銦錫金屬氧化物)，最外層是只有O. 0015mm厚的矽土玻璃保護層，夾層ITO涂層作工作面，四個角引出四個電極，內層ITO為屏層以保證工作環(huán)境。投射式電容觸摸屏主要有自電容屏與互電容屏兩種，以現(xiàn)在較常見的互電容屏為例，內部由驅動電極與接收電極組成，驅動電極發(fā)出低電壓高頻信號投射到接收電極形成穩(wěn)定的電流。投射式電容觸摸屏要實現(xiàn)多點觸控，靠的就是增加互電容的電極，簡單地說，就是將屏幕分塊，在每一個區(qū)域里設置一組互電容模塊都是獨立工作，所以投射式電容觸摸屏就可以獨立檢測到各區(qū)域的觸控情況，進行處理后，簡單地實現(xiàn)多點觸控。傳統(tǒng)的投射式電容觸摸屏，其核心部件傳感器主要是通過絲印的方式完成對雙面ITO玻璃圖形的制作及反面ITO層的保護，使用此種制作方式造成傳感器制造中工藝流程復雜、效率低、成本過高，圖形制作解析度大。圖I示出了傳統(tǒng)鍍膜式電容觸摸屏工藝流程。圖2示出了采用油墨絲印的電容觸摸屏工藝流程。中國專利CN201110331335.8(名稱一種電容觸屏雙面電極制作方法)公開了一種電容觸屏雙面電極制作方法，其中包括下列步驟1、正面ITO層涂上光刻膠、曝光、顯影并固化；2、反面ITO層絲印可剝膠、烘干固化保護反面ITO ;3、蝕刻正面ΙΤ0、剝離光刻膠和可剝膠；4、反面ITO層涂上光刻膠、曝光、顯影并固化；5、正面ITO層絲印可剝膠、烘干固化保護正面ITO ;6、蝕刻反面ΙΤ0，形成ITO圖案或線路、剝離光刻膠和可剝膠、由鍍膜線反面鍍MOALMO ；7反面MOALMO層涂上光刻膠、曝光、顯影形成圖案；8蝕刻反面M0ALM0，形成MOALMO圖案或線路、剝離反面光刻膠。該發(fā)明的有益效果在于步驟(2)、(3)中用可剝膠代替光刻膠，就可以用絲印機絲印可剝膠而把高成本的黃光線空出來生產其他工序或產品，合理地利用了設備，提高產能，降低了成本。文獻《IT0/PLZT薄膜濕法刻蝕研究》(聞偉等人，2008，30 (6)介紹了一種鋯鈦酸鉛鑭(PLZT)基銦錫氧化物(ITO)薄膜的濕法刻蝕法。用V(HCI) V(HN03) V(H20)=50 3 50的混合溶液對ITO進行不同溫度的刻蝕試驗。通過掃描電子顯微鏡(SEM)和X-射線能譜儀(EDS)分析表明。在35°C經30nm/min刻蝕能得到圖形邊緣質量良好和表面 無殘留物的ITO圖形；在同等條件下刻蝕的PLZT薄膜，刻蝕速率不及ITO的2%，表明該刻蝕方法具有良好的選擇性。中國專利CN200610061913.X(—種ITO圖案的形成方法)提供了一種ITO圖案的形成方法，包括以下步驟Al.在基板上涂布感光性光刻膠；BI.通過曝光、顯影將基板上欲形成ITO圖案的部分上的感光性光刻膠去除；Cl.在該基板上鍍上ITO膜；Dl.對該基板進行脫膜處理，將剩余的感光性光刻膠及附著在其上的ITO膜層去除，得到所需ITO圖案的基板。本發(fā)明不需要ITO膜層的刻蝕步驟，從而大幅降低了生產成本，避免了圖形出現(xiàn)短路、斷路的現(xiàn)象，提高了產品的品質，避免了酸刻液對設備的腐蝕和其造成的危險。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是提供投射式電容觸摸屏傳感器的制造方法，該方法包括(A)準備雙面ITO (氧化銦錫)玻璃的步驟；(B) A面清洗步驟將雙面ITO玻璃從清洗機投入，經超聲槽用環(huán)保清洗劑對其表面進行超聲處理后使用毛刷對其表面進行刷洗、脫脂后用純水將玻璃表面殘留的清洗劑沖洗掉后使用風刀將玻璃表面的水吹干；(C)A面圖案制作步驟，包括涂膠A面清洗完成后，在其表面涂上PR膠(感光膠，例如上海安智公司生產的AZ-210);預烘將涂過PR膠的玻璃進行烘干，使膠面與A面粘連(溫度例如80-140°C，時間40-250秒)；曝光經紫外光把磨具的圖案照射在涂過PR膠的A面上(紫外線波長范圍365nm，曝光時間范圍3-10秒)；顯影配制一定比例的堿液(氫氧化鈉，O. 1-0. 14mol/L)將曝光后的A面上圖案顯示出來；堅膜使用高溫固化(120 180°C，時間范圍40-200秒)使PR膠與A面粘連更牢固；B面保護使用高分子膜(例如PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)，厚度，O. 1-0. 5mm)把ITO的另一面(即B面)進行保護；刻蝕利用ITO玻璃耐堿不耐酸的原理，使用配制的酸液按照一定的比例(例如硝酸鹽酸水=I : 10 15 : 7 13，優(yōu)選約I : 13 10)，依據ITO的厚度選擇一定的時間(40 300秒鐘)，將A面無感光膠保護的ITO部分蝕刻掉，從而在A面得到所需的ITO圖形；去膜將B面的保護膜去除掉，并通過超聲槽用強堿浸泡后，使用毛刷進行刷洗，再用純水將殘留在玻璃上的堿液沖洗掉后經風刀將玻璃吹干，從而在A面得到所需要的ITO電極圖形；(D)B面清洗步驟；(E)B面圖案制作步驟制作方法及其使用的相關物料及設備與A面圖案制作相同。其步驟包括涂膠B面清洗完成后，在其表面涂上PR膠(感光膠，供應商安智公司生產的AZ-210);預烘將涂過PR膠的玻璃進行烘干，使膠面與B面粘連(溫度80-140°C，時間40-250秒)；曝光經紫外光把磨具的圖案照射在涂過PR膠的B面上(例如紫外線波長范圍365nm，曝光時間范圍3_10秒)；顯影配制一定比例的堿液(例如氫氧化鈉，O. l-ο. 14mol/L))將曝光后的B面上圖案顯示出來；堅膜使用高溫固化(120 180°C )使PR膠與B面粘連更牢固；A面保護使用高分子膜(PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)，厚度O. l-ο. 5mm)把ITO的另一面(即A面)進行保護；刻蝕利用ITO玻璃耐堿不耐酸的原理，使用配制的酸液按照一定的比例(例如硝酸鹽酸水=I 10 15 7 13，優(yōu)選約
I: 13 : 10)依據ITO的厚度選擇一定的時間(40 300秒鐘)將B面無感光膠保護的ITO部分蝕刻掉，從而在B 面得到所需的ITO圖形；去膜將A面的保護膜去除掉后，并通過超聲槽用強堿浸泡后使用毛刷進行刷洗，再用純水將殘留在玻璃上的堿液沖洗掉后經風刀將玻璃吹干，從而在B面得到所需要的ITO電極圖形；(F)任選的圖案檢測步驟使用檢測設備例如CCD、短路測試儀等對圖案進行相關電性測試；(G)電極制作步驟使用絲網印刷或激光完成四周電極的制作，絲印制作套盒及解析度要求較高；(H)切割步驟將已制作完成的大片玻璃進行切割成小粒；(I)斷粒步驟將已切割好的大片玻璃通過外力作用斷裂成小粒玻璃；(J)貼膜步驟對已斷裂成小粒的玻璃在其兩面貼上保護膜，獲得傳感器。本發(fā)明還提供了由上述制造方法獲得的觸摸屏傳感器。本發(fā)明的第二個方面提供一種觸摸屏的制造方法，包括(K)柔性線路板(FPC)貼合將柔性印刷電路板與上述制作完成的傳感器進行熱壓連接；(L)蓋板(Cover Lens)貼合步驟將傳感器與蓋板進行貼合；(M)模塊組裝將已制作完成的投射式電容觸摸屏與FPC (柔性線路板)進行組裝并完成驅動測試。本發(fā)明進一步提供了由上述觸摸屏的制造方法獲得的觸摸屏。發(fā)明效果I.圖案制作精度高使用油墨制作投射式電容式觸摸屏傳感器部分圖形的正常精度在30微米以上(受絲印工藝及油墨產品的限制)，工序復雜從而導致產能低，良率控制難度較大，良率基本在70 %左右，導致效益低下。使用鍍膜制作投射式電容式觸摸屏傳感器部分圖形他的工藝流程復雜，多達40多個工序才能完成，產能效益較低，生產設備投資巨大目前約在5000萬左右。采用本發(fā)明技術，感光膠因分辯率可達到10微米，故能將產品的精度提升至10微米，流程簡單效率高良率也能得到有效控制，從而可提升產品的精度及解析度，能為此行業(yè)提升很大的創(chuàng)新空間。2.流程工藝簡單化使用本發(fā)明的成像工藝采用涂膠的方式制程，可降低傳統(tǒng)采用絲印油墨制作傳感器圖形5道工序、傳統(tǒng)采用鍍膜制作傳感器圖形12道工序，本發(fā)明技術日均產能為6000片/天，產品能及時滿足市場的需求。3.生產成本降低使用油墨制作投射式電容屏傳感器圖形部分，受限于材料成本約在120RMB/片左右。鍍膜制作其綜合成本約在180RMB/片左右。而使用本發(fā)明技術制作投射式電容屏傳感器圖形部分因能大幅度減少流程、人員、設備故其綜合成本約在90RMB/片，約為傳統(tǒng)油墨制作的75%，鍍膜制作的50%，且人力成本均會降低50%，在市場上具有很大的競爭力。4.投資成本低傳統(tǒng)油墨制作關鍵設備投資約為2300萬，鍍膜關鍵設備投資約為6000萬，而本發(fā)明的工藝流程整個設備投資約在2000萬，均低于傳統(tǒng)制作的設備投資。


圖I所示為傳統(tǒng)鍍膜式電容觸摸屏工藝流程圖。圖2所示為采用油墨絲印的電容觸摸屏工藝流程圖。圖3所示為清洗干凈的雙面ITO玻璃(雙面ITO玻璃基板準備步驟)，其中I為玻璃基板，2為ITO層A面，3為ITO層B面。
圖4所示為涂膠后的雙面ITO玻璃基板(涂膠步驟)，其中I為玻璃基板，2為ITO層A面，3為ITO層B面，4為感光膠。圖5所示為曝光步驟，其中I為玻璃基板，2為ITO層A面，3為ITO層B面，4為感光膠。圖6所示為顯影步驟，其中I為玻璃基板，2為ITO層A面，3為ITO層B面，4’為顯影后的圖形化感光膠。圖7所示為堅膜步驟，其中I為玻璃基板，2為ITO層A面，3為ITO層B面，4’為顯影后的圖形化感光膠。圖8所示為保護膜貼附步驟，其中I為玻璃基板，2為ITO層A面，3為ITO層B面，4’為顯影后的圖形化感光膠。圖9所示為蝕刻步驟，其中I為玻璃基板，2’為蝕刻后ITO層A面，3為ITO層B面，4’為顯影后的圖形化感光膠。圖10所示為脫膜步驟，其中I為玻璃基板，2’為蝕刻后ITO層A面，3為ITO層B面。圖11所示為B面顯影步驟，其中I為玻璃基板，2’為蝕刻后ITO層A面，3為ITO層B面，7’為顯影后的圖形化感光膠。圖12所示為A面貼膜保護、B面蝕刻后的雙面ITO基板，其中I為玻璃基板，2’為蝕刻后ITO層A面，3’為蝕刻后ITO層B面，6為保護膜。圖13所示為雙面圖案制作完成后的雙面ITO基板，其中I為玻璃基板，2’為蝕刻后ITO層A面，3’為蝕刻后ITO層B面。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種觸摸屏的傳感器制作方法。具體操作流程是先對A面(向上的一面)進行蝕刻、制作圖案準備雙面ITO玻璃板(如圖3所示)，然后對ITO玻璃A面進行刷洗、脫脂，再用純水將ITO玻璃雙面殘留的清洗劑沖洗掉，并用風刀將玻璃表面的水吹干。清洗完成后，在A面涂上PR膠(感光膠，上海安智公司生產的AZ-210)，并烘干(110°C，60秒)，使膠面與A面粘連(如圖4所示)。對A面曝光(采用365匪波長的紫外線曝光多長2.4-4S)后，把摸具的圖案照射在涂過PR膠的A面上(如圖5所示)。用堿液(氫氧化鈉，O. l-ο. 14mol/L)將曝光過的A面顯示出圖案來(如圖6所示)。使用高溫(約140°C溫度)固化使PR膠與A面粘連更牢固(如圖7所示)。接著對B面(向下的一面)進行保護用高分子膜(PET，厚度O. 2mm)把未完成蝕刻圖案的B面進行保護(如圖8所示)。用配制的酸液(硝酸鹽酸水=I 13 10)比例，依據ITO的厚度選擇一定時間(40 300秒鐘(如100歐玻璃，蝕刻時間45-55秒)，將A面無PR膠(感光膠)保護的ITO蝕刻掉，從而就在A面(向上的一面)得到了所需要的ITO電極圖形(如圖9所示)。將B面的保護膜去除掉后，并通過超聲槽用強堿浸泡，使用毛刷進行刷洗，再用純水將殘留在ITO玻璃上的堿液沖洗掉，經風刀將玻璃吹干(如圖10所示)。然后對B面(向下的一面)進行蝕刻當A面(向上的一面)完成了蝕刻后，在生產線上將ITO玻璃翻一個面。對B面進行刷洗、脫脂，再用純水將ITO玻璃雙面殘留的清洗劑沖洗掉，并用風刀將玻璃表面的水吹干。在B面涂上PR膠(感光膠，上海安智公司生產的AZ-210)，并烘干(110°C，60秒)，使膠面與B面粘連。。對B面曝光后，把摸具的圖案照射在涂過PR膠的B面上。用堿液(氫氧化鈉，O. 1-0. 14mol/L)將曝光過的面B顯示出圖案來(圖11所示)。使用高溫(例如約130°C)固化使PR膠與B面粘連更牢固。接著對A面進行保護用高分子膜(PET，厚度0.2mm)把已完成蝕刻圖案的A面進行保護。用配制 的酸液(硝酸鹽酸水=I : 13 : 10)比例，依據ITO的厚度選擇一定的時間(如100歐玻璃，蝕刻時間45-55秒)將B面上無PR膠(感光膠)保護的ITO蝕刻掉，從而在B面得到所需的ITO電極圖形(如圖12所示)。將A面的保護膜去除掉后，并通過超聲槽用強堿浸泡，使用毛刷進行刷洗，再用純水將殘留在ITO玻璃上的堿液沖洗掉，經風刀將玻璃吹干(如圖13所示)。使用檢測設備例如CCD、短路測試儀等對圖案進行相關電性測試。使用絲網印刷或激光完成四周電極的制作，絲印制作套盒及解析度要求較高。將已制作完成的大片玻璃進行切割成小粒。將已切割好的大片玻璃通過外力作用斷裂成小粒玻璃。對已斷裂成小粒的玻璃在其兩面貼上保護膜，獲得傳感器。將柔性印刷電路板與上述制作完成的傳感器進行熱壓連接，觸摸屏傳感器制作完畢。將傳感器與蓋板進行貼合。將已制作完成的投射式電容觸摸屏與柔性線路板(FPC)進行組裝并完成驅動測試，獲得觸摸屏。使用本發(fā)明技術、絲印油墨技術和鍍膜技術進行試驗，結果對比如下
工藝技術產品良率流程數(shù)產能精度缺陷
絲印油墨 70%33 5000片/天 3OUM 分解度低
十
鍍膜70%41 4000片/天 IOUM投資大傲摸J線
一條
本發(fā)明技術 92%29 6000片/天 IOUM//
權利要求
1.一種投射式電容觸摸屏傳感器的制造方法，該方法包括 (A)準備雙面ITO玻璃的步驟； (B)A面清洗步驟； (C)A面圖案制作步驟，包括涂膠:A面清洗完成后，在其表面涂上感光膠；預烘將涂過感光膠的玻璃進行烘干，使膠面與A面粘連；曝光經紫外光把圖案照射在涂過感光膠的玻璃上；顯影配制減液將曝光后的A面上圖案顯示出來；堅膜使用高溫固化使感光膠與A面粘連更牢固；B面保護使用高分子膜把ITO的另一面，即B面進行保護；蝕刻使用配制的酸液將A面無感光膠保護的ITO部分蝕刻掉，從而在A面得到所需的ITO圖形；去膜將B面的保護膜去除； (D)B面清洗步驟； (E)B面圖案制作步驟包括涂膠B面清洗完成后，在表其面涂上感光膠；預烘將涂過感光膠的玻璃進行烘干，使膠面與B面粘連；曝光經紫外光把圖案照射在涂過感光膠的玻璃上；顯影配制減液將曝光后的B面上圖案顯示出來；堅膜使用高溫固化使感光膠與B面粘連更牢固；A面保護使用高分子膜把ITO的另一面，即A面進行保護；刻蝕使用配制的酸液將B面無感光膠保護的ITO部分蝕刻掉，從而在B面得到所需的ITO圖形；去膜將A面的保護膜去除； (F)任選的圖案檢測步驟使用檢測設備對圖案進行相關電性測試； (G)電極制作步驟使用絲網印刷或激光完成四周電極的制作； (H)切割步驟將已制作完成的大片玻璃進行切割成小粒； (I)斷粒步驟將已切割好的大片玻璃通過外力作用斷裂成小粒玻璃； (J)貼膜步驟對已斷裂成小粒的玻璃在其兩面貼上保護膜，獲得傳感器； (K)柔性線路板貼合步驟將柔性印刷電路板與上述制作完成的傳感器進行熱壓連接。
2.一種觸摸屏的制造方法，包括步驟 (L)蓋板貼合步驟將權利要求I獲得的傳感器與蓋板進行貼合； (M)模塊組裝步驟將已制作完成的投射式電容觸摸屏與柔性線路板進行組裝。
3.根據權利要求I所述的制造方法獲得的觸摸屏傳感器。
4.根據權利要求2所述的制造方法獲得的觸摸屏。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種觸摸屏傳感器的制作方法。本發(fā)明涉及的觸摸屏傳感器包括一導電膜和一導電玻璃。其方法就是在對ITO的某一面完成堅膜之后，要進行蝕刻前，對另一面采取貼膜的辦法給予保護。使生產觸摸屏傳感器的工藝簡化，解析度和套盒精度提高，從而到達降低成本和提高質量的目的。
文檔編號G06F3/044GK102662539SQ20121007825
公開日2012年9月12日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權日2012年3月22日
發(fā)明者劉興志, 龐廷平, 張慧, 李鐵風, 謝軼輪, 馬平 申請人:永州市達福鑫顯示技術有限責任公司