CN107422904B - 触摸屏与电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种触摸屏与电子设备。该触摸屏包括依次设置的显示屏、感应膜与盖板，感应膜包括基材、感应层与边框导线，其中，基材包括基底与设置在基底表面上的折射率匹配层，折射率匹配层的厚度为5～50nm；感应层设置在折射率匹配层的远离基底的表面上；边框导线设置在感应层的远离折射率匹配层的表面上。将折射率匹配层的厚度设置在5～50nm之间，使得基材的粗糙度在5～50nm之间，该粗糙度范围不仅能够保证基材与其上的结构层之间具有较强的附着力，当触摸屏中的边框导线包括铜膜时，较大的粗糙度还能使得铜膜内应力降低，进而使得铜膜与感应层的附着力较大，提高了产品的良率；并且，该粗糙度范围还能保证较低的蚀刻色差。

Description

触摸屏与电子设备

技术领域

本申请涉及触摸屏领域，具体而言，涉及一种触摸屏与电子设备。

背景技术

触摸屏广泛应用于手机、电子书、平板电脑与笔记本电脑等电子产品上，用来感应手指或触控笔在屏幕上的位置及变化，将位置和动作信息并反馈给处理器，其中，电容式触摸屏(简称电容屏)是触摸屏中最常用的一种。

电容式触摸屏是利用人体作为导体，当用户的手指触摸在电容式触摸屏上时，由于人体的手指和电容式触摸屏表面形成以一个耦合电容(对于高频电流来说，电容可以视为导体)，于是手指从电容式触摸屏表面的触控点吸走一个很小的电流，这个电流分为四部分并从电容式触摸屏的四角上的电极中流出。流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，触摸屏的控制器对这四个电流比例进行精确计算，得出触摸点的位置。

常见的电容屏的结构是GF或GFF结构，G表示玻璃盖板)，F表示ITO薄膜(感应膜，包括边框导线)，如图1所示，GF结构包括玻璃面板01与ITO薄膜03(图中未示出边框导线，示出了用于粘结玻璃面板01与ITO薄膜03的OCA胶层02)，如图2所示，GFF结构包括一个玻璃面板01与两个ITO薄膜03(图中未示出边框导线，示出了用于粘结玻璃面板01与ITO薄膜03的OCA胶层02)。形成这些电容屏的边框导线的常见工艺有两种，一种工艺是在ITO薄膜边缘印刷银浆，并通过激光蚀刻形成信号通路；另一种是在ITO薄膜溅镀成膜的同时，在ITO薄膜上再镀层铜膜和/或Cu合金层，用铜膜及合金层代替昂贵的银浆层，降低成本，且因为铜膜及合金层的电阻率更低，布线区面积可以减少，最终用在所谓的“窄边框”的智能手机或平板上。

目前，一些公司已提出基于ITO+铜膜的发明专利，如公开号为CN103279250和公开号为CN103345337的专利文件。使用这些专利的产品的一个致命缺陷在于基体的附着力较差，导致后续设置的铜膜的附着力差，在产品实际生产过程中(蚀刻和贴合)铜膜容易脱落，导致良率下降。这主要是因为基体的附着力较差以至于市场上使用窄边框的触摸屏价格偏高，而且阻碍了该产品大规模的推广。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种触摸屏与电子设备，以解决现有技术中的基体的附着力较差的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种触摸屏，该触摸屏包括依次设置的显示屏、感应膜与盖板，上述感应膜包括：基材，包括基底与设置在上述基底表面上的折射率匹配层，上述折射率匹配层的厚度为5～50nm；感应层，设置在上述折射率匹配层的远离上述基底的表面上；边框导线，设置在上述感应层的远离上述折射率匹配层的表面上。

进一步地，上述折射率匹配层的厚度为10～40nm，优选上述折射率匹配层的厚度为30nm。

进一步地，上述边框导线包括：铜层，设置在上述感应层的远离上述基材的表面上；铜镍合金层，设置在上述铜层的远离上述感应层的表面上。

进一步地，上述铜镍合金层中，镍的重量百分比为30～80％，优选上述镍的重量百分比为60～80％，进一步优选上述镍的重量百分比为70％。

进一步地，上述铜层的厚度为100～300nm。

进一步地，上述铜镍合金层的厚度为10～50nm，优选上述铜镍合金层的厚度为10～30nm，进一步优选上述铜镍合金层的厚度为20nm。

进一步地，上述感应膜包括两个上述感应层与两个上述边框导线，两个上述感应层分别设置在上述基材的两个相对的表面上，且两个上述边框导线中的一个上述边框导线设置在其中一个上述感应层的远离上述基材的表面上，另一个上述边框导线设置在其中另一个上述感应层的远离上述基材的表面上。

进一步地，上述感应层为ITO层。

进一步地，上述ITO层的厚度为18～30nm。

根据本申请的另一方面，提供了一种电子设备，包括触摸屏，上述触摸屏为任一种上述的触摸屏。

应用本申请的技术方案，将折射率匹配层的厚度设置在5～50nm之间，由于基底对基材的粗糙度影响较小，进而使得基材的粗糙度在5～50nm之间，该粗糙度范围不仅能够保证基材与其上的结构层之间具有较强的附着力，当触摸屏中的边框导线包括铜膜时，较大的粗糙度还能使得铜膜内应力降低，进而使得铜膜与感应层的附着力较大，提高了产品的良率；并且，该粗糙度范围还能保证较低的蚀刻色差。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中的一种电容式触摸屏的结构示意图；

图2示出了现有技术中的另一种电容式触摸屏的结构示意图；

图3示出了本申请的一种实施例提供的触摸屏的感应膜结构示意图；

图4示出了本申请的另一种实施例提供的触摸屏的感应膜结构示意图；

图5示出了本申请的再一种实施例提供的触摸屏的结构示意图；以及

图6示出了本申请的再一种实施例提供的触摸屏的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

01、玻璃面板；02、OCA胶层；03、ITO薄膜；1、显示屏；2、感应膜；3、盖板；10、粘结层；21、基材；22、感应层；23、边框导线；211、基底；212、折射率匹配层；231、铜层；232、铜镍合金层。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

现有技术中的触摸屏均是基于低粗糙度的基材，这些基材的特点是表面粗糙度在2nm以下；低粗糙度有利于降低感应层的厚度和电阻，进而有利于降低蚀刻色差(etchingPattern)。但是，低粗糙度的会使基材与其上的镀层之间的附着力变差，容易脱落；这个缺陷对于普通感应膜来说不明显，但对于包括铜层的感应膜，由于铜层本身有很大的内应力(compressive stress)，会导致感应膜中的其他膜层整体与基材之间的附着力变差，导致在后续的蚀刻和贴合过程中，铜层容易脱落，触摸屏的良率下降。为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种触摸屏与电子设备。

本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种触摸屏，如图5所示，该触摸屏包括依次设置的显示屏1、感应膜2与盖板3，并且，如图3所示，其中，感应膜2包括基材21、感应层22与边框导线23，其中，基材21包括基底211与设置在上述基底211表面上的折射率匹配层212，上述折射率匹配层212的厚度在5～50nm之间；感应层22设置在上述折射率匹配层212的远离上述基底211的表面上；边框导线23设置在上述感应层22的远离上述折射率匹配层212的表面上。

将折射率匹配层的厚度设置在5～50nm之间，使得基材的粗糙度在5～50nm之间，该粗糙度范围不仅能够保证基材与其上的结构层之间具有较强的附着力，当触摸屏中的边框导线包括铜膜时，较大的粗糙度还能使得铜层内应力降低，进而使得铜层与感应层的附着力较大，提高了产品的良率；并且，该粗糙度范围还能保证感应层具有较低的蚀刻色差。

为了进一步保证基材具有较合适的粗糙度，进而进一步保证其与设置在其上的感应层之间具有较大的附着力，铜膜与感应膜之间的附着力较大，且同时保证较低的蚀刻色差，本申请的一种实施例中，上述折射率匹配层212的厚度在10～40n1m之间。

本申请的一种实施例中，上述折射率匹配层212的厚度为30nm，该厚度进一步保证了各层之间具有较大的附着力，且同时保证具有较低的蚀刻色差。

为了降低边框导线的导电率，使得边框导线的面积进一步减小，如图4所示，本申请的一种实施例中，上述边框导线23包括铜层231与铜镍合金层232，铜层231设置在感应层22的远离上述基材21的表面上；铜镍合金层232设置在上述铜层231的远离上述感应层22的表面上。

本申请的另一种实施例中，上述铜镍合金层中，镍的重量百分比在30～80％之间，使得铜镍合金层表面的针孔缺陷较少，且其表面不容易被氧化，进而可以改善触摸屏的耐候性。

为了进一步提高触摸屏的耐候性，本申请的一种实施例中，上述铜镍合金层232中，上述镍的重量百分比在60～80％之间。

本申请的再一种实施例中，上述铜镍合金层232中，上述镍的重量百分比为70％。这样的镍的重量百分比能够更进一步保证触摸屏具有较好的耐候性。

为了进一步保证边框导线具有较高的导电率，本申请的一种实施例中，上述铜层的厚度在100～300nm之间。

本申请的又一种实施例中，上述铜镍合金层的厚度在10～50nm之间，该厚度的铜镍合金层一方面能够保证边框导线具有较高的导电率，另一方面能够保证触摸屏具有较好的耐候性。

为了进一步保证边框导线具有高的导电率且保证触摸屏具有较好的耐候性，本申请的一种实施例中，上述铜镍合金层232的厚度在10～30nm之间。

本申请的另一种实施例中，上述铜镍合金层232的厚度为20nm，这样可以进一步保证边框导线具有较高的导电率，且同时进一步保证触摸屏具有较好的耐候性。

本申请中的一种实施例中，如图6所示，触摸屏中包括两个感应膜，这两个感应膜均包括基材21、感应层22与边框导线23，其基材21包括基底与折射率匹配层(图中未示出)，折射率匹配层的厚度在5～50nm之间，该结构中的两个感应膜之间需要通过粘结层10贴合，感应膜与盖板以及感应膜与显示屏之间均需要粘结层10来贴合。

为了使得触摸屏能够更灵敏地感应人手指的触摸、同时使得触摸屏的厚度较小并且简化触摸屏的制作工艺，如图5所示，本申请的一种实施例中，上述感应膜2包括两个上述感应层22与两个上述边框导线23，两个上述感应层22分别设置在上述基材21的两个相对的表面上，两个上述边框导线23分别设置在两个上述感应层22的远离上述基材21的表面上。图5的结构中，在基材的两个表面上分别设置一个感应层与边框导线，这样通过两个感应层与两个边框导线能够更灵敏地感应手指的触摸，并且，图5的结构只需要两步的贴合，而图6的结构需要三次贴合，图5的结构减少了一个贴合的步骤，提高了制作效率与良率，并且，图5的结构相比图6的结构，只需要一个基材与两层的粘结层10，有效地降低了触摸屏的厚度，使得产品更加轻薄，并且提高了触摸屏的透过率。

本申请的再一种实施例中，上述感应层22为ITO层。当然本申请中的感应层并不限于ITO层，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的材料层作为感应层。

为了进一步提高触摸屏的灵敏度，本申请的一种实施例中，上述ITO层的厚度在18～30nm之间。

本申请中的基底可以是现有技术中的任何基底材料形成的，例如可以是PET、PEN、PE或PC，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的材料形成基底。

本申请的一种实施例中，上述基底为PET基底，PET材料具有更好的物理机械性能，能进一步提高触摸屏的耐候性与尺寸稳定性等。

本申请中的折射率匹配层的材料选自SiOx、NbOx或SiNx。本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的材料形成折射率匹配层。

本申请的触摸屏可以采用现有技术中的任何一种可行的方法制备，本申请的一种实施例中。触摸屏的制作过程包括：首先，形成IM-PET基材，即在PET基底上涂布折射率匹配层(可以通过卷对卷溅射工艺涂布)，采用卷对卷溅射工艺在折射率匹配层上制作双面ITO层，并覆保护膜；通过卷对卷晶化炉结晶，结晶后的ITO层具有更好的光学特性；在通过卷对卷溅射双面导电膜，在溅射铜层之前，先使用预处理靶对ITO膜进行轰击预处理，提高铜与ITO之间的附着力；然后采用干膜光阻经曝光、显影及蚀刻操作形成铜膜信号线图形；再将带有铜膜信号线图形的导电基材经曝光、显影及蚀刻操作形成带有铜膜信号线图形的透明导电膜图形；最后使用进行玻璃盖板和FPC的贴合。

本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种电子设备，该电子设备包括触摸屏，该触摸屏为上述任意一种触摸屏。

该电子设备由于包括上述的触摸屏，使得其的可靠性更高。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例来说明本申请的技术方案。

实施例1

感应膜的结构如图5中所示的感应膜，包括一个基材、两个感应层以及两个边框导线，其中，基底是为125nm的IM-PET层，折射率匹配层为5nm，感应层为18nm的ITO层，边框导线包括铜层与铜镍合金层，铜层的厚度为100nm，铜镍合金层的厚度为50nm，铜镍合金层中，镍的重量百分比为30％，显示屏为普通LCD显示屏，盖板为玻璃盖板。

实施例2

与实施例1的区别在于：折射率匹配层的厚度为15nm，感应层为30nm的ITO层，边框导线包括铜层与铜镍合金层，铜层的厚度为300nm，铜镍合金层的厚度为10nm，铜镍合金层中，镍的重量百分比为80％。

实施例3

与实施例1的区别在于：折射率匹配层的厚度为10nm，感应层的厚度为24nm，铜层的厚度为200nm，铜镍合金层的厚度为30nm，铜镍合金层中，镍的重量百分比为60％。

实施例4

与实施例3的区别在于：折射率匹配层的厚度为40nm，铜层的厚度为200nm，铜镍合金层的厚度为20nm，铜镍合金层中，镍的重量百分比为70％。

实施例5

与实施例4的区别在于：折射率匹配层的厚度为50nm。

实施例6

与实施例5的区别在于：折射率匹配层的厚度为30nm。

实施例7

与实施例5的区别在于：铜镍合金层中，镍的重量百分比为50％。

实施例8

与实施例5的区别在于：铜镍合金层中，镍的重量百分比为20％。

对比例1

与实施例5的区别在于：折射率匹配层的厚度为70nm。

采用百个测试法测试各个实施例以及对比例中的感应膜中的边框导线与感应层的百格附着力，测试感应层与基材的附着力，“100/100”表示100格子中经过测试后仍然后100格子留下，即100个格子对应的边框导线与感应层粘结在一起，“100/73”表示100格子中经过测试后仍然后73格子留下，即73个格子对应的边框导线与感应层粘结在一起。并且，对各个感应膜进行环境试验测试，环境试验测试的具体条件是：温度为65℃，相对湿度为95％RH，环境试验测试前后感应膜的电阻值，环境试验测试前的电阻值为R0，环境试验测试后的电阻值为R1，且计算R1/R0，R1/R0越小表示耐候性越好，当R1/R0>1.2时，认为感应膜的耐候性较差，且为不合格产品，采用肉眼观察铜镍合金层的表面的缺陷，具体的测试结果见表1。

表1

由上述表中的数据可知，相对于实施例1至8来说，对比例1由于折射率匹配层的厚度较大，使得边框导线与感应层的百格附着力下降，与实施例5相比，实施例7由于镍的重量百分比为50％不在60～80％之间，所以，其耐候性较差，针孔数较多；与实施例5相比，实施例8由于镍的重量百分比为20％不在30～80％之间，使得其耐候性较差，针孔数较多。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请的触摸屏中，将折射率匹配层的厚度设置在5～50nm之间，使得基材的粗糙度在5～50nm之间，该粗糙度范围不仅能够保证基材与其上的结构层之间具有较强的附着力，当触摸屏中的边框导线包括铜膜时，较大的粗糙度还能使得铜层内应力降低，进而使得铜层与感应层的附着力较大，提高了产品的良率；并且，该粗糙度范围还能保证感应层具有较低的蚀刻色差。

2)、本申请的电子设备由于包括上述的触摸屏，使得其的可靠性更高。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种触摸屏，包括依次设置的显示屏(1)、感应膜(2)与盖板(3)，其特征在于，所述感应膜(2)包括：

基材(21)，包括基底(211)与设置在所述基底(211)表面上的折射率匹配层(212)，所述折射率匹配层(212)的厚度为5～50nm，所述基材的粗糙度在5～50nm；

感应层(22)，设置在所述折射率匹配层(212)的远离所述基底(211)的表面上；以及

边框导线(23)，设置在所述感应层(22)的远离所述折射率匹配层(212)的表面上；

所述边框导线(23)包括：

铜层(231)，设置在所述感应层(22)的远离所述基材(21)的表面上；以及

铜镍合金层(232)，设置在所述铜层(231)的远离所述感应层(22)的表面上。

2.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述折射率匹配层(212)的厚度为10～40nm。

3.根据权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，所述折射率匹配层(212)的厚度为30nm。

4.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述铜镍合金层(232)中，镍的重量百分比为30～80％。

5.据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，所述镍的重量百分比为60～80％。

6.据权利要求5所述的触摸屏，其特征在于，所述镍的重量百分比为70％。

7.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，所述铜层(231)的厚度为100～300nm。

8.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，所述铜镍合金层(232)的厚度为10～50nm。

9.据权利要求8所述的触摸屏，其特征在于，所述铜镍合金层(232)的厚度为10～30nm。

10.据权利要求9所述的触摸屏，其特征在于，所述铜镍合金层(232)的厚度为20nm。

11.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述感应膜(2)包括两个所述感应层(22)与两个所述边框导线(23)，两个所述感应层(22)分别设置在所述基材(21)的两个相对的表面上，且两个所述边框导线(23)中的一个所述边框导线(23)设置在其中一个所述感应层(22)的远离所述基材(21)的表面上，另一个所述边框导线(23)设置在其中另一个所述感应层(22)的远离所述基材(21)的表面上。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的触摸屏，其特征在于，所述感应层(22)为ITO层。

13.根据权利要求12所述的触摸屏，其特征在于，所述ITO层的厚度为18～30nm。

14.一种电子设备，包括触摸屏，其特征在于，所述触摸屏为权利要求1至13中任一项所述的触摸屏。

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