CN111078063A - 一种触控传感器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种触控传感器及其制备方法，解决了现有技术中触控传感器不能实现拉伸的问题；本发明实施例提供的触控传感器，包括弹性衬底以及设置在弹性衬底上的触控层，其中触控层设在弹性衬底上，由于弹性衬底具有弹性，在拉伸的过程中，能够进行拉伸，触控传感器在拉伸的过程中，弹性衬底释放拉伸过程中产生的应力，从而保护触控层不会发生裂缝或者断裂，进而实现触控传感器的可拉伸性。

Description

一种触控传感器及其制备方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种触控传感器及其制备方法。

背景技术

目前，触控技术已经普遍应用在日常工作和生活中，例如手机、自动柜员机、笔记本电脑的轨迹版、娱乐播放器的滚轮等，而触控传感器作为触控技术重要组成部分，触控传感器是将侦测手指或者触控笔之类的物体在触控传感器表面的运动，并将其转化为电信号用于后续处理。

随着技术的进步，触控传感器也从最初的硬屏不可弯曲触控传感器逐渐衍变为可弯曲的触控传感器，但是可弯曲的触控传感器尚且还不能实现拉伸，因此有必要开发一种能够适应拉伸显示的触控传感器。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种触控传感器及其制备方法，解决了现有技术中触控传感器不可拉伸的问题。

本发明一实施例提供的一种触控传感器，包括：弹性衬底；以及，设置在所述弹性衬底表面的触控层。

可选地，所述触控层包括：用于起到传感功能的导电层；以及，设置在所述导电层边缘用于与外部电路形成电连接的走线层；其中所述走线层和所述导线层电连接。

可选地，所述导电层为图案化的导电层，所述走线层为图案化的走线层，其中所述导电层的图案构成单点触控传感器或者虚拟两点触控传感器的电极图案。

可选地，所述走线层包括：设置在所述导电层边缘的多个引脚；以及，

与所述多个引脚分别电连接的多个导线；其中所述多个导线汇集至所述导电层的一侧。

进一步，所述触控传感器包括：设置在所述触控层表面的弹性保护层。

可选地，所述走线层的材料包括银浆，优选，具有可拉伸性的银浆，最优选，选择导电材料为微米银片或者纳米银线以及固化体系为聚氨酯树脂体系的银浆。

可选地，所述导电层的导电材料采用以下纳米结构导电材料中的一种或多种组合：纳米银线、纳米银片、石墨烯、碳纳米管、聚3，4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸。

作为本发明的另一面，本发明实施例还提供了一种触控传感器的制备方法，其特征在于，包括：提供一刚性基板，在所述刚性基板表面上制备弹性衬底；在所述弹性衬底远离所述刚性基板的表面上制备触控层；以及，将所述刚性基板剥离。

可选地，在所述刚性基板表面上制备弹性衬底，进一步包括：在所述刚性基板表面上制备用于降低所述刚性基板表面能的表面处理层；以及，在所述表面处理层远离所述刚性基板的表面上制备弹性衬底。

可选地，所述触控层包括导电层以及与所述导电层电连接的走线层，其中所述在所述弹性衬底远离所述刚性基板的表面上制备触控层，包括：在所述弹性衬底远离所述刚性基板的表面上制备用于起到传感功能的导电层；在所述导电层边缘制备用于与外部电路形成电连接的走线层；以及，将所述触控层和所述走线层图案化。

可选地，所述导线层包括多个引脚以及与所述多个引脚分别电连接的多个导线，其中所述在所述导电层边缘制备用于与外部电路形成电连接的走线层包括：在所述导电层边缘采用丝网印刷的方式制备多个所述引脚；以及，

在所述导电层边缘采用丝网印刷的方式制备多个分别与所述引脚电连接的导线；其中所述多个导线汇集在所述导电层的一侧。

进一步，所述方法还包括：在所述触控层远离所述弹性衬底的表面制备弹性保护层。

本发明的实施例所提供的触控传感器，触控层被设置在弹性衬底上，由于弹性衬底具有弹性，能够进行拉伸，触控层设置在弹性衬底上，触控传感器在拉伸的过程中，由于弹性衬底释放拉伸过程中产生的应力，从而弹性衬底在拉伸过程中不断裂，从而保护触控层不出现裂缝或者断裂，进而实现触控传感器的可拉伸性。

附图说明

图1所示为本发明一实施例提供的一种触控传感器的剖面示意图。

图2所示为本发明一实施例提供的一种触控传感器的剖面示意图。

图3所示为本发明一实施例提供的一种触控传感器的俯视示意图。

图4所示为本发明一实施例提供的一种触控传感器的剖面示意图。

图5所示为本发明一实施例提供的一种触控传感器的制备方法的流程示意图。

图6所示为本发明一实施例提供的一种触控传感器的制备方法的流程示意图。

图7所示为本发明一实施例提供的一种触控传感器的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1所示为本发明一实施例提供的一种触控传感器的剖面示意图，如图1所示，一种触控传感器包括弹性衬底1以及设置在弹性衬底1表面上的触控层2，当触控传感器用在触控面板时，用户的手指或者触控笔接触到触控传感器时，用户的手指或者触控笔接触触控传感器改变了触控传感器表面电容值，触控传感器中的触控层2将电容改变以电流信号传输出去。当对触控传感器进行拉伸时，触控传感器中的弹性衬底1能够释放拉伸过程中产生的应力，保证了触控层2在拉伸过程中不会出现裂缝和损坏的问题，实现了触控传感器的可拉伸性能。

应当理解，本发明实施例可以根据不同的应用场景而选取不同的弹性材料作为弹性衬底1，只要所选取的弹性材料能够实现弹性衬底1的可拉伸性能即可，例如弹性衬底1的材料可包括以下弹性材料中的任一种：聚二甲基硅氧烷，合成橡胶，弹性聚酰亚胺，聚氨酯类弹性体、丙烯酸类弹性体；因此本发明实施例对于弹性衬底1的材料不作限定。

本发明一实施例中，触控层2包括导电层21以及设置在导电层21边缘的走线层22，如图2所示，其中导电层21在触控传感器中起到传感功能，走线层22的一端与导电层21电连接，另一端与外部电路形成电连接；导电层21与走线层22共同组成触控传感器中的触控层2，当用户的手指或者触控笔触控触控传感器时改变了触控传感器表面的电容值，然后触控层2将电容改变转化为电流信号并将电流信号传输，即导电层21将触控传感器表面电容的变化转化成电流信号，并降电流信号传输给走线层22，走线层22将电流信号传输到外部电路中。

本发明一实施例中，导电层21为图案化的导电层，导电层中的图案构成单点触控传感器或者虚拟两点传感器的电极图案，当该触控传感器应用在触控面板上时，当用户的手指或者触控笔单点触控面板时，改变触控传感器表面的电容值，触控传感器中的触控层将电容改变以将电流信号传输出去，使得面板能够根据用户的手指或者触控笔的单点触控的位置进行识别。

应当理解，导电层21中的图案可以根据不同的应用场景而选取不同的图案结构，只要导电层21中的图案能够实现单点触控或者虚拟两点触控即可，优选的，导电层的图案也能够实现在拉伸过程中不易断裂，例如图案可以为菱形、三角形、长方形中的任何一种或者多种组合。

为了简化走线层，使得制备走线层22的工艺更加简便，本发明一实施例中，走线层22包括多个引脚220以及与引脚220分别电连接的多个导线221，其中引脚220设置在导电层21的边缘，一个导线221的一端与一个引脚220电连接，另一端与外部电路电连接，其中多个导线221汇集到导电层21的一侧。本发明实施例的触控传感器的走线层22包括多个引脚以及分别与引脚220电连接的导线221，整个走线层22没有复杂的图案，在保证触控传感器中的走线层22的作用的同时，简化了走线层22的结构，进而简化了走线层22的制备工艺。

应当理解，导电层21中的图案构成触控传感器的电极图案，而电极211作为电流信号的传输通道，引脚220设置在导电层21边缘的位置和导电层21中的图案有关，为了能够使得电流信号能够传输出去，引脚220需要和导电层21中图案化的电极211能够导通，例如当导电层21中的图案为横向的，即导电层21中的图案构成的电极211与导电层21在横方向上的两个边缘连接，引脚220则设置在该两个边缘，而导电221则汇集到导电层21中另外两个边缘的任何一个边缘，如图3所示。

在本发明一实施例中，走线层22的材料包括银浆，银浆是由高纯度的(99.9％)金属银的微粒、粘合剂、溶剂、助剂所组成的一种机械混和物的粘稠状的浆料；其中金属银的微粒是导电银浆的主要成份，薄膜开关的导电特性主要是靠它来体现；粘合剂又称结合剂，是导电银浆中的成膜物质，结合剂通常采用合成树脂，它是高分子的聚合物；在本发明中，将粘合剂、溶剂、助剂所组成的混合物记为导电材料的成膜体系，优选地，在本发明一实施例中，采用微米银片或者纳米银线作为银浆的导电材料，采用聚氨酯树脂体系作为导电材料的成膜体系，导电材料为微米银片或者纳米银线以及成膜体系为聚氨酯树脂体系的银浆具有可拉伸性，当触控传感器被拉伸时，聚氨酯具有弹性而产生形变但是不会断裂，因而附着在聚氨酯体系上的导电材料彼此滑移，并且在滑移的过程中不会分开，仍然彼此互相接触，进而实现在触控传感器被拉伸时，依然能够导电的效果。

应当理解，走线层22中采用银浆，银浆中的固化体系可以根据实际应用场景而进行选择，只要在拉伸状态下能够发生形变而不会发生断裂即可，。

在本发明一实施例中，优选地，导电层21的材料采用以下导电材料中的任一种或多种的组合：纳米银片，石墨烯，碳纳米管、聚3，4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸(PEDOT-PSS)。能够实现良好的导电效果。应当理解，本发明实施例可以根据不同的应用场景而选取不同的材料作为导电层的导电材料，只要所选取的导电材料能够实现触控层2的导电性能即可。

进一步的，本发明一实施例的触控传感器还包括弹性保护层3，如图4所示，弹性保护层3设置在触控层2的表面，弹性保护层3对触控层2起到保护作用，保护触控层2不被破坏。在本发明一实施例中，弹性保护层3的材料采用以下材料中的一种：聚酰亚胺(PI)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯；优选地，采用热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)，不仅弹性模量高，而且硬度高，能够防止过度拉伸；应当理解，本发明实施例可以根据不同的应用场景而选取不同的材料作为弹性保护层3的材料，只要所选取的材料，在拉伸的时候能够发生弹性形变，能够实现对触控层2的保护即可。

图5所示为本发明一实施例提供的一种触控传感器的制备方法流程图，如图5所示，该触控传感器的制备方法包括以下步骤：

步骤101：提供一刚性基板，在刚性基板上制备弹性衬底；

刚性基板是指刚性强度较大的置于显示屏底部的用于支撑显示屏制备过程中各个功能膜层的叠加或涂布的基板，在一个实施例中，刚性基板可以是玻璃基板，但应当理解也可以是其他的能够在显示屏制备过程中充当基板的刚性材料。

在本发明一实施例中，在刚性基板表面上制备弹性衬底可以根据实际应用场景来选择，例如可以采用旋涂的方式进行制备弹性衬底，也可以采用喷墨打印的方式进行制备弹性衬底，因此本发明对在刚性基板上制备弹性衬底的方法不作限定。

应当理解，本发明实施例可以根据不同的应用场景而选取不同的弹性材料作为弹性衬底1，只要所选取的弹性材料能够实现弹性衬底1的可拉伸性能即可，优选地，弹性衬底1的材料可包括以下弹性材料中的任一种：聚二甲基硅氧烷，合成橡胶，弹性聚酰亚胺、聚3，4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸(PEDOT-PSS)。

步骤102：在弹性衬底远离刚性基板的表面上制备触控层；

在弹性衬底远离刚性基板的表面上制备触控层的制备方法可以根据实际应用场景进行选择，例如可以选择丝网印刷的方式，还可以选择喷墨打印、转印方式进行制备触控层。

步骤103：将刚性基板剥离。

至此，完成一个触控传感器的制备过程，该制备方法制备得到的触控传感器，因为触控层下面有弹性衬底，在对触控传感器进行拉伸的时候，弹性衬底能够释放拉伸过程中产生的应力，保证了触控层在拉伸过程中不会出现裂缝和损坏的问题，实现了触控传感器的可拉伸性能。

实际制备过程中，步骤103中，将刚性基板剥离时，由于刚性基板属于硬性材料，弹性衬底和刚性基板的接触力使得刚性基板的剥离比较困难，因此在本发明一实施例中，如图6所示，步骤101：提供一刚性基板，在刚性基板上制备弹性衬底，进一步包括如下步骤：

步骤1011：提供一刚性基板，在刚性基板表面上制备用于降低刚性基板的表面能的表面处理层；

在本发明一实施例中，优选地，表面处理层的材料选择硅烷材料，在刚性基板上制备表面处理层时，将硅烷材料制备成溶液，然后通过熏蒸或者喷涂的方式使得硅烷材料沉积在刚性基板上，然后再进行真空挥发，由于硅烷材料的沸点低，使得硅烷材料在刚性基板上很容易形成一层薄薄的膜，减弱了刚性基板和弹性衬底的接触力，进而使得将刚性基板剥离的过程更加便捷。

应当理解，在其他实施例中，表面处理层的材料以及在刚性基板制备表面处理层的制备方式可以根据实际的应用场景来进行选择，只要能够降低刚性基板的表面能，即降低刚性基板和弹性衬底之间的接触力，使得在刚性基板剥离的过程便捷即可。

在本发明一实施例中，触控层包括导电层以及与导电层电连接的走线层，其中步骤102：在弹性衬底远离刚性基板的表面上制备触控层，如图7所示，进一步包括如下步骤：

步骤1021：在弹性衬底远离刚性基板的表面上制备用于起到传感功能的导电层；

导电层的材料如前述所述，在此不再做赘述。

在弹性衬底远离刚性基板的表面上制备导电层的具体制备方法包括：将含有导电材料的导线材料分散涂布在弹性衬底上，然后去除导电材料中分散液的溶剂，从而导电材料分散液在弹性衬底上固化形成导电层。

应当理解，导电层的制备方法根据导电层的材料进行选择，还可以采用丝网印刷的方式，也可以选择喷墨打印的方式，只要导电层的制备方法能够和导电层的材料相适配，并且能够在弹性衬底表面上形成导电层即可。

步骤1022：在导电层边缘制备用于与外部电路形成电连接的走线层；

走线层的材料如前述所述，在此不再做赘述。

在本发明一实施例中，走线层的制备方法是在导电层上制备，由于走线层和导电层的材质均是导电的，而且在对触控传感器进行拉伸的时候，能够起到拉伸作用的主要是走线层，因此在对触控传感器进行拉伸时，走线层和导线层容易断裂，因此需要走线层和导电层之间有较强的结合力，，因此在导电层上制备走线层的制备方法选择采用丝网印刷的方式，采用如此方法制备的走线层，可以和导电层有较强的结合力，使得走线层和导电层能够接触，从而使得在对触控传感器进行拉伸时，导电层和走线层不会分开，进而能够将导电层产生的电流顺利的传输给走线层。

步骤1023：将导电层和走线层图案化。

在本发明一实施例中，采用刻蚀的方式对导电层和走线层进行图案化，优选采用激光刻蚀的方法；其中导电层的图案和走线层的图案可以相同也可以不同，图案的形状可以为菱形、也可以为圆形、还可以为椭圆形，还可以为菱形、圆形、椭圆形中的三种或者任意两种组合而成。

经过图案化的导电层和走线层，导电层中的图案构成单点触控传感器或者虚拟两点传感器，当该触控传感器应用在触控面板上时，当用户的手指或者触控笔单点触控面板，触控传感器能够将压力转化成电流，使得面板能够根据用户的手指或者触控笔的单点触控的位置进行识别。

走线层的图案越复杂，在导电层所占用的面积也会更大，增加了走线层的制备工艺复杂度，因此，本发明一实施例中，走线层包括多个引脚以及与引脚分别电连接的多个导线，其中步骤1022中在导电层边缘制备用于与外部电路形成电连接的走线层，进一步包括如下步骤：

步骤10221：在导电层边缘采用丝网印刷的方式制备多个引脚；

步骤10222：在导电层边缘采用丝网印刷的方式制备多个分别与引脚电连接的导线，其中多个导线汇集在导电层的一侧。

采用本发明实施例的方法制备的触控传感器的走线层包括多个引脚以及分别与引脚电连接的导线，整个走线层没有复杂的图案，在保证触控传感器中的走线层的作用的同时，简化了走线层的结构，进而简化了走线层的制备工艺。

为了保护触控层，本发明一实施例中触控传感器进一步包括在触控层表面上的弹性保护层，其中在制备该触控传感器时，在步骤102和步骤103之间，增加一个步骤1030：在触控层远离弹性衬底的表面上制备弹性保护层。

其中弹性保护层的材质如前述所述，在此不再做赘述。

弹性保护层的制备方式根据实际使用的弹性保护层的材质并且根据具体应用场景来进行选择，可以选择喷涂的方式，也可以选择旋涂的方式，还可以选择喷墨打印的方式，本发明对弹性保护层的制备方式不作限定。

采用本发明实施例制备得到的触控传感器，在触控层的上面还有一层弹性保护层，在触控传感器进行拉伸的过程中，能够释放应力，进而对触控层起到保护作用，防止过度拉伸。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种触控传感器，其特征在于，包括：

弹性衬底；以及，

设置在所述弹性衬底表面的触控层。

2.根据权利要求1所述的触控传感器，其特征在于，所述触控层包括：用于起到传感功能的导电层；以及，

设置在所述导电层边缘用于与外部电路形成电连接的走线层；

其中所述走线层和所述导线层电连接；

其中，所述导电层为图案化的导电层，所述走线层为图案化的走线层，其中所述导电层的图案构成单点触控传感器或者虚拟两点触控传感器的电极图案。

3.根据权利要求2所述的触控传感器，其特征在于，所述走线层包括：

设置在所述导电层边缘的多个引脚；以及，

与所述多个引脚分别电连接的多个导线；

其中所述多个导线汇集至所述导电层的一侧。

4.根据权利要求1至3中任一所述的触控传感器，其特征在于，进一步包括：设置在所述触控层表面的弹性保护层。

5.根据权利要求1至3中任一所述的触控传感器，其特征在于，所述走线层的材料包括银浆，其中所述银浆为可拉伸的银浆；和/或，

所述导电层的导电材料包括以下纳米结构导电材料中的一种或多种组合：纳米银线、纳米银片、石墨烯、碳纳米管、聚3，4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸。

6.一种触控传感器的制备方法，其特征在于，包括：

提供一刚性基板，在所述刚性基板表面上制备弹性衬底；

在所述弹性衬底远离所述刚性基板的表面上制备触控层；以及，

将所述刚性基板剥离。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述刚性基板表面上制备弹性衬底，进一步包括：

在所述刚性基板表面上制备用于降低所述刚性基板表面能的表面处理层；以及，

在所述表面处理层远离所述刚性基板的表面上制备弹性衬底。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述触控层包括导电层以及与所述导电层电连接的走线层，其中所述在所述弹性衬底远离所述刚性基板的表面上制备触控层，包括：

在所述弹性衬底远离所述刚性基板的表面上制备用于起到传感功能的导电层；

在所述导电层边缘制备用于与外部电路形成电连接的走线层；以及，

将所述导电层和所述走线层图案化。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述导线层包括多个引脚以及与所述多个引脚分别电连接的多个导线，其中所述在所述导电层边缘制备用于与外部电路形成电连接的走线层包括：

在所述导电层边缘采用丝网印刷的方式制备多个所述引脚；以及，

在所述导电层边缘采用丝网印刷的方式制备多个分别与所述引脚电连接的导线；

其中所述多个导线汇集在所述导电层的一侧。

10.根据权利要求6至9任一所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在所述触控层远离所述弹性衬底的表面制备弹性保护层。

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