CN102662539B - 投射式电容触摸屏传感器的制造方法及触摸屏传感器和触摸屏 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种触摸屏传感器的制作方法。本发明涉及的触摸屏传感器包括一导电膜和一导电玻璃。其方法就是在对ITO的某一面完成坚膜之后,要进行蚀刻前,对另一面采取贴膜的办法给予保护。使生产触摸屏传感器的工艺简化,解析度和套盒精度提高,从而到达降低成本和提高质量的目的。

Description

投射式电容触摸屏传感器的制造方法及触摸屏传感器和触摸屏
技术领域
本发明涉及投射式电容触摸屏传感器的制造方法以及由此获得的投射式电容触摸屏传感器以及使用该投射式电容触摸屏传感器的触摸屏。
背景技术
投射式电容触摸屏主要依靠两层ITO膜(驱动ITO层、感应ITO层)来实现功能,驱动ITO层与感应ITO层可以镀刻在同一块玻璃的两面,也可以分别镀刻在两块玻璃上。从构造上看,驱动ITO层与感应ITO层互补排列成X-Y坐标矩阵,控制IC在驱动ITO层上逐行释放脉冲信号,同时逐列监测感应ITO层的电容变化来确定触控位置,在投射式电容触摸屏四角有四个电极,它们和屏幕表面的导电层共同形成一个稳定的电场。当用户用手触摸电容屏时,由于人体电场,其手指就和工作面形成一个耦合电容,因为工作面上接有高频信号,一股小电流通过手指接触而被释放,这个电流分别从屏的四个角上的电极中流出,且经四个电极的电流与手指头到四角的距离成比例,控制器通过对四个电流比例的精密计算,得出位置。可以达到99%的精确度,具备小于3ms的响应速度。正是投射电容屏的这种图形排列方式和行列扫描机制,从根本上支持多点触控的实现。
投射式电容触摸屏CTP(Capacity Touch Panel)是利用人体的电流感应进行工作的。投射式电容触摸屏是一块两层复合玻璃屏,玻璃屏的内表面和夹层各涂一层ITO(纳米铟锡金属氧化物),最外层是只有0.0015mm厚的矽土玻璃保护层,夹层ITO涂层作工作面,四个角引出四个电极,内层ITO为屏层以保证工作环境。
投射式电容触摸屏主要有自电容屏与互电容屏两种,以现在较常见的互电容屏为例,内部由驱动电极与接收电极组成,驱动电极发出低电压高频信号投射到接收电极形成稳定的电流。
投射式电容触摸屏要实现多点触控,靠的就是增加互电容的电极,简单地说,就是将屏幕分块,在每一个区域里设置一组互电容模块都是独立工作,所以投射式电容触摸屏就可以独立检测到各区域的触控情况,进行处理后,简单地实现多点触控。
传统的投射式电容触摸屏,其核心部件传感器主要是通过丝印的方式完成对双面ITO玻璃图形的制作及反面ITO层的保护,使用此种制作方式造成传感器制造中工艺流程复杂、效率低、成本过高,图形制作解析度大。
图1示出了传统镀膜式电容触摸屏工艺流程。
图2示出了采用油墨丝印的电容触摸屏工艺流程。
中国专利CN201110331335.8(名称:一种电容触屏双面电极制作方法)公开了一种电容触屏双面电极制作方法,其中包括下列步骤:1、正面ITO层涂上光刻胶、曝光、显影并固化;2、反面ITO层丝印可剥胶、烘干固化保护反面ITO;3、蚀刻正面ITO、剥离光刻胶和可剥胶;4、反面ITO层涂上光刻胶、曝光、显影并固化;5、正面ITO层丝印可剥胶、烘干固化保护正面ITO;6、蚀刻反面ITO,形成ITO图案或线路、剥离光刻胶和可剥胶、由镀膜线反面镀MOALMO;7反面MOALMO层涂上光刻胶、曝光、显影形成图案;8蚀刻反面MOALMO,形成MOALMO图案或线路、剥离反面光刻胶。该发明的有益效果在于:步骤(2)、(3)中用可剥胶代替光刻胶,就可以用丝印机丝印可剥胶而把高成本的黄光线空出来生产其他工序或产品,合理地利用了设备,提高产能,降低了成本。
文献《ITO/PLZT薄膜湿法刻蚀研究》(闻伟等人,2008,30(6)介绍了一种锆钛酸铅镧(PLZT)基铟锡氧化物(ITO)薄膜的湿法刻蚀法。用V(HCI)∶V(HNO3)∶V(H2O)=50∶3∶50的混合溶液对ITO进行不同温度的刻蚀试验。通过扫描电子显微镜(SEM)和X-射线能谱仪(EDS)分析表明。在35℃经30nm/min刻蚀能得到图形边缘质量良好和表面无残留物的ITO图形;在同等条件下刻蚀的PLZT薄膜,刻蚀速率不及ITO的2%,表明该刻蚀方法具有良好的选择性。
中国专利CN200610061913.X(一种ITO图案的形成方法)提供了一种ITO图案的形成方法,包括以下步骤:A1.在基板上涂布感光性光刻胶;B1.通过曝光、显影将基板上欲形成ITO图案的部分上的感光性光刻胶去除;C1.在该基板上镀上ITO膜;D1.对该基板进行脱膜处理,将剩余的感光性光刻胶及附着在其上的ITO膜层去除,得到所需ITO图案的基板。本发明不需要ITO膜层的刻蚀步骤,从而大幅降低了生产成本,避免了图形出现短路、断路的现象,提高了产品的品质,避免了酸刻液对设备的腐蚀和其造成的危险。
发明内容
本发明的一个目的是提供投射式电容触摸屏传感器的制造方法,该方法包括:
(A)准备双面ITO(氧化铟锡)玻璃的步骤;
(B)A面清洗步骤:将双面ITO玻璃从清洗机投入,经超声槽用环保清洗剂对其表面进行超声处理后使用毛刷对其表面进行刷洗、脱脂后用纯水将玻璃表面残留的清洗剂冲洗掉后使用风刀将玻璃表面的水吹干;
(C)A面图案制作步骤,包括:涂胶:A面清洗完成后,在其表面涂上PR胶(感光胶,例如上海安智公司生产的AZ-210);预烘:将涂过PR胶的玻璃进行烘干,使胶面与A面粘连(温度:例如80-140℃,时间:40-250秒);曝光:经紫外光把磨具的图案照射在涂过PR胶的A面上(紫外线波长范围365nm,曝光时间范围3-10秒);显影:配制一定比例的碱液(氢氧化钠,0.1-0.14mol/L)将曝光后的A面上图案显示出来;坚膜:使用高温固化(120~180℃,时间范围:40-200秒)使PR胶与A面粘连更牢固;B面保护:使用高分子膜(例如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯),厚度,0.1-0.5mm)把ITO的另一面(即B面)进行保护;刻蚀:利用ITO玻璃耐碱不耐酸的原理,使用配制的酸液按照一定的比例(例如硝酸∶盐酸∶水=1∶10~15∶7~13,优选约1∶13∶10),依据ITO的厚度选择一定的时间(40~300秒钟),将A面无感光胶保护的ITO部分蚀刻掉,从而在A面得到所需的ITO图形;去膜:将B面的保护膜去除掉,并通过超声槽用强碱浸泡后,使用毛刷进行刷洗,再用纯水将残留在玻璃上的碱液冲洗掉后经风刀将玻璃吹干,从而在A面得到所需要的ITO电极图形;
(D)B面清洗步骤;
(E)B面图案制作步骤:制作方法及其使用的相关物料及设备与A面图案制作相同。其步骤包括:涂胶:B面清洗完成后,在其表面涂上PR胶(感光胶,供应商:安智公司生产的AZ-210);预烘:将涂过PR胶的玻璃进行烘干,使胶面与B面粘连(温度:80-140℃,时间:40-250秒);曝光:经紫外光把磨具的图案照射在涂过PR胶的B面上(例如紫外线波长范围365nm,曝光时间范围3-10秒);显影:配制一定比例的碱液(例如氢氧化钠,0.1-0.14mol/L))将曝光后的B面上图案显示出来;坚膜:使用高温固化(120~180℃)使PR胶与B面粘连更牢固;A面保护:使用高分子膜(PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯),厚度0.1-0.5mm)把ITO的另一面(即A面)进行保护;刻蚀:利用ITO玻璃耐碱不耐酸的原理,使用配制的酸液按照一定的比例(例如硝酸∶盐酸∶水=1∶10~15∶7~13,优选约1∶13∶10)依据ITO的厚度选择一定的时间(40~300秒钟)将B面无感光胶保护的ITO部分蚀刻掉,从而在B面得到所需的ITO图形;去膜:将A面的保护膜去除掉后,并通过超声槽用强碱浸泡后使用毛刷进行刷洗,再用纯水将残留在玻璃上的碱液冲洗掉后经风刀将玻璃吹干,从而在B面得到所需要的ITO电极图形;
(F)任选的图案检测步骤:使用检测设备例如CCD、短路测试仪等对图案进行相关电性测试;
(G)电极制作步骤:使用丝网印刷或激光完成四周电极的制作,丝印制作套盒及解析度要求较高;
(H)切割步骤:将已制作完成的大片玻璃进行切割成小粒;
(I)断粒步骤:将已切割好的大片玻璃通过外力作用断裂成小粒玻璃;
(J)贴膜步骤:对已断裂成小粒的玻璃在其两面贴上保护膜,获得传感器。
本发明还提供了由上述制造方法获得的触摸屏传感器。
本发明的第二个方面提供一种触摸屏的制造方法,包括:
(K)柔性线路板(FPC)贴合:将柔性印刷电路板与上述制作完成的传感器进行热压连接;
(L)盖板(Cover Lens)贴合步骤:将传感器与盖板进行贴合;
(M)模块组装:将已制作完成的投射式电容触摸屏与FPC(柔性线路板)进行组装并完成驱动测试。
本发明进一步提供了由上述触摸屏的制造方法获得的触摸屏。
发明效果
1.图案制作精度高:使用油墨制作投射式电容式触摸屏传感器部分图形的正常精度在30微米以上(受丝印工艺及油墨产品的限制),工序复杂从而导致产能低,良率控制难度较大,良率基本在70%左右,导致效益低下。使用镀膜制作投射式电容式触摸屏传感器部分图形他的工艺流程复杂,多达40多个工序才能完成,产能效益较低,生产设备投资巨大目前约在5000万左右。采用本发明技术,感光胶因分辩率可达到10微米,故能将产品的精度提升至10微米,流程简单效率高良率也能得到有效控制,从而可提升产品的精度及解析度,能为此行业提升很大的创新空间。
2.流程工艺简单化:使用本发明的成像工艺采用涂胶的方式制程,可降低传统采用丝印油墨制作传感器图形5道工序、传统采用镀膜制作传感器图形12道工序,本发明技术日均产能为6000片/天,产品能及时满足市场的需求。
3.生产成本降低:使用油墨制作投射式电容屏传感器图形部分,受限于材料成本约在:120RMB/片左右。镀膜制作其综合成本约在:180RMB/片左右。而使用本发明技术制作投射式电容屏传感器图形部分因能大幅度减少流程、人员、设备故其综合成本约在90RMB/片,约为传统油墨制作的75%,镀膜制作的50%,且人力成本均会降低50%,在市场上具有很大的竞争力。
4.投资成本低:传统油墨制作关键设备投资约为2300万,镀膜关键设备投资约为6000万,而本发明的工艺流程整个设备投资约在2000万,均低于传统制作的设备投资。
附图说明
图1所示为传统镀膜式电容触摸屏工艺流程图。
图2所示为采用油墨丝印的电容触摸屏工艺流程图。
图3所示为清洗干净的双面ITO玻璃(双面ITO玻璃基板准备步骤),其中1为玻璃基板,2为ITO层A面,3为ITO层B面。
图4所示为涂胶后的双面ITO玻璃基板(涂胶步骤),其中1为玻璃基板,2为ITO层A面,3为ITO层B面,4为感光胶。
图5所示为曝光步骤,其中1为玻璃基板,2为ITO层A面,3为ITO层B面,4为感光胶。
图6所示为显影步骤,其中1为玻璃基板,2为ITO层A面,3为ITO层B面,4’为显影后的图形化感光胶。
图7所示为坚膜步骤,其中1为玻璃基板,2为ITO层A面,3为ITO层B面,4’为显影后的图形化感光胶。
图8所示为保护膜贴附步骤,其中1为玻璃基板,2为ITO层A面,3为ITO层B面,4’为显影后的图形化感光胶。
图9所示为蚀刻步骤,其中1为玻璃基板,2’为蚀刻后ITO层A面,3为ITO层B面,4’为显影后的图形化感光胶。
图10所示为脱膜步骤,其中1为玻璃基板,2’为蚀刻后ITO层A面,3为ITO层B面。
图11所示为B面显影步骤,其中1为玻璃基板,2’为蚀刻后ITO层A面,3为ITO层B面,7’为显影后的图形化感光胶。
图12所示为A面贴膜保护、B面蚀刻后的双面ITO基板,其中1为玻璃基板,2’为蚀刻后ITO层A面,3’为蚀刻后ITO层B面,6为保护膜。
图13所示为双面图案制作完成后的双面ITO基板,其中1为玻璃基板,2’为蚀刻后ITO层A面,3’为蚀刻后ITO层B面。
具体实施方式
本发明提供一种触摸屏的传感器制作方法。具体操作流程是先对A面(向上的一面)进行蚀刻、制作图案:准备双面ITO玻璃板(如图3所示),然后对ITO玻璃A面进行刷洗、脱脂,再用纯水将ITO玻璃双面残留的清洗剂冲洗掉,并用风刀将玻璃表面的水吹干。清洗完成后,在A面涂上PR胶(感光胶,上海安智公司生产的AZ-210),并烘干(110℃,60秒),使胶面与A面粘连(如图4所示)。对A面曝光(采用365NM波长的紫外线曝光多长2.4-4S)后,把摸具的图案照射在涂过PR胶的A面上(如图5所示)。用碱液(氢氧化钠,0.1-0.14mol/L)将曝光过的A面显示出图案来(如图6所示)。使用高温(约140℃温度)固化使PR胶与A面粘连更牢固(如图7所示)。接着对B面(向下的一面)进行保护:用高分子膜(PET,厚度0.2mm)把未完成蚀刻图案的B面进行保护(如图8所示)。用配制的酸液(硝酸∶盐酸∶水=1∶13∶10)比例,依据ITO的厚度选择一定时间(40~300秒钟(如:100欧玻璃,蚀刻时间45-55秒),将A面无PR胶(感光胶)保护的ITO蚀刻掉,从而就在A面(向上的一面)得到了所需要的ITO电极图形(如图9所示)。将B面的保护膜去除掉后,并通过超声槽用强碱浸泡,使用毛刷进行刷洗,再用纯水将残留在ITO玻璃上的碱液冲洗掉,经风刀将玻璃吹干(如图10所示)。
然后对B面(向下的一面)进行蚀刻:当A面(向上的一面)完成了蚀刻后,在生产线上将ITO玻璃翻一个面。对B面进行刷洗、脱脂,再用纯水将ITO玻璃双面残留的清洗剂冲洗掉,并用风刀将玻璃表面的水吹干。在B面涂上PR胶(感光胶,上海安智公司生产的AZ-210),并烘干(110℃,60秒),使胶面与B面粘连。。对B面曝光后,把摸具的图案照射在涂过PR胶的B面上。用碱液(氢氧化钠,0.1-0.14mol/L)将曝光过的面B显示出图案来(图11所示)。使用高温(例如约130℃)固化使PR胶与B面粘连更牢固。接着对A面进行保护:用高分子膜(PET,厚度0.2mm)把已完成蚀刻图案的A面进行保护。用配制的酸液(硝酸∶盐酸∶水=1∶13∶10)比例,依据ITO的厚度选择一定的时间(如:100欧玻璃,蚀刻时间45-55秒)将B面上无PR胶(感光胶)保护的ITO蚀刻掉,从而在B面得到所需的ITO电极图形(如图12所示)。将A面的保护膜去除掉后,并通过超声槽用强碱浸泡,使用毛刷进行刷洗,再用纯水将残留在ITO玻璃上的碱液冲洗掉,经风刀将玻璃吹干(如图13所示)。使用检测设备例如CCD、短路测试仪等对图案进行相关电性测试。使用丝网印刷或激光完成四周电极的制作,丝印制作套盒及解析度要求较高。将已制作完成的大片玻璃进行切割成小粒。将已切割好的大片玻璃通过外力作用断裂成小粒玻璃。对已断裂成小粒的玻璃在其两面贴上保护膜,获得传感器。将柔性印刷电路板与上述制作完成的传感器进行热压连接,触摸屏传感器制作完毕。将传感器与盖板进行贴合。将已制作完成的投射式电容触摸屏与柔性线路板(FPC)进行组装并完成驱动测试,获得触摸屏。
使用本发明技术、丝印油墨技术和镀膜技术进行试验,结果对比如下:

Claims (4)

1.一种投射式电容触摸屏传感器的制造方法,该方法包括:
(A)准备双面ITO玻璃的步骤;
(B)A面清洗步骤;
(C)A面图案制作步骤,包括:涂胶:A面清洗完成后,在其表面涂上感光胶;预烘:将涂过感光胶的玻璃进行烘干,使胶面与A面粘连;曝光:经紫外光把图案照射在涂过感光胶的玻璃上;显影:配制减液将曝光后的A面上图案显示出来;坚膜:使用高温固化使感光胶与A面粘连更牢固;B面保护:使用高分子膜把ITO的另一面,即B面进行保护;蚀刻:使用配制的酸液将A面无感光胶保护的ITO部分蚀刻掉,从而在A面得到所需的ITO图形;去膜:将B面的保护膜去除;
(D)B面清洗步骤;
(E)B面图案制作步骤包括:涂胶:B面清洗完成后,在表其面涂上感光胶;预烘:将涂过感光胶的玻璃进行烘干,使胶面与B面粘连;曝光:经紫外光把图案照射在涂过感光胶的玻璃上;显影:配制减液将曝光后的B面上图案显示出来;坚膜:使用高温固化使感光胶与B面粘连更牢固;A面保护:使用高分子膜把ITO的另一面,即A面进行保护;刻蚀:使用配制的酸液将B面无感光胶保护的ITO部分蚀刻掉,从而在B面得到所需的ITO图形;去膜:将A面的保护膜去除;
(F)任选的图案检测步骤:使用检测设备对图案进行相关电性测试;
(G)电极制作步骤:使用丝网印刷或激光完成四周电极的制作;
(H)切割步骤:将已制作完成的大片玻璃进行切割成小粒;
(I)断粒步骤:将已切割好的大片玻璃通过外力作用断裂成小粒玻璃;
(J)贴膜步骤:对已断裂成小粒的玻璃在其两面贴上保护膜,获得传感器;
(K)柔性线路板贴合步骤:将柔性印刷电路板与上述制作完成的传感器进行热压连接。
2.一种触摸屏的制造方法,包括步骤:
(L)盖板贴合步骤:将权利要求1获得的传感器与盖板进行贴合;
(M)模块组装步骤:将已制作完成的投射式电容触摸屏与柔性线路板进行组装。
3.根据权利要求1所述的制造方法获得的触摸屏传感器。
4.根据权利要求2所述的制造方法获得的触摸屏。
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