CN102819335A - 触摸屏面板的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触摸屏面板的制备方法，该方法包括以下步骤：提供一绝缘基底，该绝缘基底的一表面设定多个目标区域，且每个目标区域包括一触控区域与一走线区域；在该绝缘基底的所述表面上形成一粘胶层；固化位于走线区域的粘胶层；在粘胶层表面形成一碳纳米管层；固化位于触控区域的粘胶层，以将位于触控区域的碳纳米管层固定；去除位于走线区域的碳纳米管层，得到多个间隔设置的透明导电层；在每个目标区域内的走线区域形成电极和导电线路；以及切割得到多个触摸屏面板。

Description

触摸屏面板的制备方法

技术领域

本发明涉及一种触摸屏面板的制备方法，尤其涉及一种基于碳纳米管的触摸屏面板的制备方法。

背景技术

近年来，伴随着移动电话与触摸导航系统等各种电子设备的高性能化和多样化的发展，在液晶等显示设备的前面安装透光性的触摸屏的电子设备逐步增加。这样的电子设备的使用者通过触摸屏，一边对位于触摸屏背面的显示设备的显示内容进行视觉确认，一边利用手指或触控笔等按压触摸屏来进行操作。由此，可以操作电子设备的各种功能。

按照触摸屏的工作原理和传输介质的不同，现有的触摸屏分为四种类型，分别为电阻式、电容式、红外线式以及表面声波式。其中电容式触摸屏和电阻式触摸屏的应用比较广泛。

现有技术中的电容式和电阻式触摸屏通常包括至少一个作为透明导电层的铟锡氧化物层（ITO层）。然而，ITO层作为透明导电层通常采用离子束溅射或蒸镀等工艺制备，在制备的过程，需要较高的真空环境及需要加热到200℃~300℃，因此，使得ITO层的制备成本较高。此外，去除部分ITO层的方法通常为激光刻蚀，该方法不仅制备成本较高，而且制备效率较低。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种制备成本低，且效率高的触摸屏面板的制备方法。

一种触摸屏面板的制备方法，该方法包括以下步骤：提供一绝缘基底，该绝缘基底的一表面设定多个目标区域，且每个目标区域包括一触控区域与一走线区域；在该绝缘基底的所述表面上形成一粘胶层；固化位于走线区域的粘胶层；在粘胶层表面形成一碳纳米管层；固化位于触控区域的粘胶层，以将位于触控区域的碳纳米管层固定；去除位于走线区域的碳纳米管层，得到多个间隔设置的透明导电层；在每个目标区域内的走线区域形成电极和导电线路；以及切割得到多个触摸屏面板。

一种触摸屏面板的制备方法，该方法包括以下步骤：提供一绝缘基底，该绝缘基底的一表面设定多个目标区域，且每个目标区域包括一触控区域与一走线区域；在该绝缘基底的所述表面上形成一粘胶层；固化位于走线区域的粘胶层；在粘胶层表面形成一碳纳米管层；固化位于触控区域的粘胶层，以将位于触控区域的碳纳米管层固定；在每个目标区域内的走线区域形成电极和导电线路；去除位于走线区域的碳纳米管层；以及切割得到多个触摸屏面板。

与现有技术相比较，本发明实施例提供的触摸屏具有以下优点：第一，先使得位于走线区域的粘胶层固化，后形成碳纳米管层，大大降低了去除走线区域的碳纳米管层的难度，从而降低了制备成本，提高了制备效率；第二，通过大板制程，一次制备多个触摸屏面板，简化了工艺流程，降低了制备成本，提高了制备效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的触摸屏面板的制备工艺流程图。

图2为图1的工艺流程图的步骤一的俯视图。

图3为图1的工艺流程图的步骤二的俯视图。

图4为图1的工艺流程图的步骤三去除掩模后的俯视图。

图5为图1的工艺流程图的步骤四的俯视图。

图6为图1的工艺流程图的步骤六的俯视图。

图7为图1的工艺流程图的步骤七的俯视图。

图8为本发明实施例采用的碳纳米管膜的扫描电镜照片。

主要元件符号说明

触摸屏面板	10
		绝缘基底	12
目标区域	120
		走线区域	122
触控区域	124
		粘胶层	13
透明导电层	14
		掩模	15
电极	16
		紫外光	17
导电线路	18
		碳纳米管层	19

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例，对本发明提供的触摸屏面板的制备方法作进一步的详细说明。

请参阅图1至7，本发明实施例提供一种触摸屏面板10的制备方法，其包括以下步骤：

步骤一，提供一绝缘基底12，该绝缘基底12的一表面包括多个目标区域120，且每个目标区域120设定一触控区域124和一走线区域122。

所述绝缘基底12为一曲面型或平面型的结构。该绝缘基底12具有适当的透明度，且主要起支撑的作用。该绝缘基底12由玻璃、石英、金刚石或塑料等硬性材料或柔性材料形成。具体地，所述柔性材料可选择为聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯（PE）、聚酰亚胺（PI）或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯材料，或聚醚砜(PES)、纤维素酯、聚氯乙烯(PVC)、苯并环丁烯(BCB)或丙烯酸树脂等材料。本实施例中，所述绝缘基底12为一平面型的结构，该绝缘基底12为柔性材料PET。可以理解，形成所述绝缘基底12的材料并不限于上述列举的材料，只要能使绝缘基底12起到支撑的作用，并具有适当的透明度即可。

请进一步参阅图2，所述多个目标区域120的形状与大小可以根据实际需要选择。本实施例中，将绝缘基底12平均分成3行3列的9份大小相同的目标区域120。所述触控区域124为可被触碰实现触控功能的区域，所述走线区域122为设置导电线路18与电极16的区域。所述走线区域122为目标区域120靠近边缘的较小面积的区域，其可以位于触控区域124的至少一侧。所述触控区域124为包括目标区域120的中心区域的较大面积的区域。所述走线区域122通常位于所述触控区域124的外围。所述触控区域124与走线区域122的位置关系不限，可以根据需要选择。本实施例中，所述触控区域124为绝缘基底12的中心区域，所述走线区域122环绕触控区域124。所述触控区域124的形状与目标区域120的形状相同且面积小于目标区域120的面积，所述走线区域122为触控区域124以外的其它区域。

步骤二，在所述绝缘基底12的所述表面上形成一粘胶层13。

所述粘胶层13是透明的。所述粘胶层13的材料不限，只要是在一定条件下可以实现局部固化的粘胶都可以，如：热塑胶、热固胶或UV胶等。所述粘胶层13的厚度为1纳米~500微米；优选地，所述粘胶层13的厚度为1微米~2微米。所述形成一粘胶层13的方法可以为旋涂法、喷涂法、刷涂等。本实施例中，所述粘胶层13为一厚度约为1.5微米的UV胶层，其通过涂敷的方法形成于PET膜一表面。

步骤三，固化每个目标区域120内位于走线区域122的粘胶层13。

所述固化每个目标区域120内位于走线区域122的粘胶层13的方法与粘胶层13的材料有关。所述热塑胶可以通过局部冷却固化，所述热固胶可以通过局部加热固化，所述UV胶可以通过局部紫外光照固化。

本实施例中，所述固化位于走线区域122的粘胶层13的方法包括以下步骤：

首先，通过一掩模15将每个目标区域120内位于触控区域124的UV胶层遮挡；

其次，采用紫外光17照射每个目标区域120内位于走线区域122的UV胶层，以使位于走线区域122的UV胶层固化；

然后，去除掩模15。

所述掩模15悬空设置于所述粘胶层13远离绝缘基底12的表面上方。所述紫外光17照射的时间为2秒~30秒。本实施例中，所述紫外光17照射的时间为4秒。由于被掩模15遮挡，所述粘胶层13位于触控区域124的部分不会被紫外光17照射到。而粘胶层13位于走线区域122的部分会被紫外光17照射到。由于所述粘胶层13为一UV胶层，所以通过紫外光17照射后，位于走线区域122的粘胶层13固化。

步骤四，在粘胶层13表面形成一碳纳米管层19。

所述碳纳米管层19由若干碳纳米管组成，该碳纳米管层19中大多数碳纳米管的延伸方向基本平行于该碳纳米管层19的表面。所述碳纳米管层19的厚度不限，可以根据需要选择；所述碳纳米管层19的厚度为0.5纳米~100微米；优选地，该碳纳米管层19的厚度为100纳米~200纳米。由于所述碳纳米管层19中的碳纳米管均匀分布且具有很好的柔韧性，使得该碳纳米管层19具有很好的柔韧性，可以弯曲折叠成任意形状而不易破裂。

所述碳纳米管层19中的碳纳米管包括单壁碳纳米管、双壁碳纳米管及多壁碳纳米管中的一种或多种。所述单壁碳纳米管的直径为0.5纳米~50纳米，双壁碳纳米管的直径为1.0纳米~50纳米，多壁碳纳米管的直径为1.5纳米~50纳米。所述碳纳米管的长度大于50微米。优选地，该碳纳米管的长度优选为200微米~900微米。

所述碳纳米管层19中的碳纳米管无序或有序排列。所谓无序排列是指碳纳米管的排列方向无规则。所谓有序排列是指碳纳米管的排列方向有规则。具体地，当碳纳米管层19包括无序排列的碳纳米管时，碳纳米管相互缠绕或者各向同性排列；当碳纳米管层19包括有序排列的碳纳米管时，碳纳米管沿一个方向或者多个方向择优取向排列。所谓“择优取向”是指所述碳纳米管层19中的大多数碳纳米管在一个方向或几个方向上具有较大的取向几率；即，该碳纳米管层19中的大多数碳纳米管的轴向基本沿同一方向或几个方向延伸。所述碳纳米管层19之中的相邻的碳纳米管之间具有间隙，从而在碳纳米管层19中形成多个间隙。

所述碳纳米管层19包括至少一碳纳米管膜。当所述碳纳米管层19包括多个碳纳米管膜时，该碳纳米管膜可以基本平行无间隙共面设置或层叠设置。请参阅图8，所述碳纳米管膜是由若干碳纳米管组成的自支撑结构。所述若干碳纳米管沿同一方向择优取向排列。该碳纳米管膜中大多数碳纳米管的整体延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多数碳纳米管的整体延伸方向基本平行于碳纳米管膜的表面。进一步地，所述碳纳米管膜中多数碳纳米管是通过范德华（Van Der Waals）力首尾相连。具体地，所述碳纳米管膜中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。当然，所述碳纳米管膜中存在少数随机排列的碳纳米管，这些碳纳米管不会对碳纳米管膜中大多数碳纳米管的整体取向排列构成明显影响。所述碳纳米管膜不需要大面积的载体支撑，而只要相对两边提供支撑力即能整体上悬空而保持自身膜状状态，即将该碳纳米管膜置于（或固定于）间隔设置的两个支撑体上时，位于两个支撑体之间的碳纳米管膜能够悬空保持自身膜状状态。

具体地，所述碳纳米管膜中基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管，并非绝对的直线状，可以适当的弯曲；或者并非完全按照延伸方向上排列，可以适当的偏离延伸方向。因此，不能排除碳纳米管膜的基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管中并列的碳纳米管之间可能存在部分接触。

具体地，所述碳纳米管膜包括多个连续且定向排列的碳纳米管片段。该多个碳纳米管片段通过范德华力首尾相连。每一碳纳米管片段包括多个相互平行的碳纳米管，该多个相互平行的碳纳米管通过范德华力紧密结合。该碳纳米管片段具有任意的长度、厚度、均匀性及形状。该碳纳米管膜中的碳纳米管沿同一方向择优取向排列。

所述碳纳米管膜可通过从碳纳米管阵列直接拉取获得。可以理解，通过将多个碳纳米管膜平行且无间隙共面铺设或/和层叠铺设，可以制备不同面积与厚度的碳纳米管层19。每个碳纳米管膜的厚度可为0.5纳米~100微米。当碳纳米管层19包括多个层叠设置的碳纳米管膜时，相邻的碳纳米管膜中的碳纳米管的排列方向形成一夹角α，0?≤α≤90?。

所述碳纳米管膜可通过从碳纳米管阵列直接拉取获得。具体地，首先于石英或晶圆或其它材质之基板上长出碳纳米管阵列，例如使用化学气相沈积（Chemical Vapor Deposition，CVD）方法；接着，以拉伸技术将碳纳米管逐一从碳纳米管阵列中拉出而形成。这些碳纳米管藉由范德华力而得以首尾相连，形成具一定方向性且大致平行排列的导电细长结构。所形成的碳纳米管膜会在拉伸的方向具最小的电阻抗，而在垂直于拉伸方向具最大的电阻抗，因而具备电阻抗异向性。

所述碳纳米管层19可以通过印刷、沉积或直接铺设等方法形成于粘胶层13表面。本实施例中，所述碳纳米管层19为一具有自支撑作用的碳纳米管膜，其可以直接铺设于整个粘胶层13表面。可以理解，由于通过大板制程，一次制备多个触摸屏面板10，所以从碳纳米管阵列中拉出的单个碳纳米管膜的宽度可能小于粘胶层13的宽度。因此，也可以将多个碳纳米管膜平行无间隙设置以拼成一个面积较大的碳纳米管层19。优选地，使相邻两个碳纳米管膜的拼接线与相邻两行或两列目标区域120的中间切割线重合。

当碳纳米管层19形成于粘胶层13表面后，由于粘胶层13位于走线区域122的部分已经固化，所以位于走线区域122的碳纳米管层19仅形成于粘胶层13表面，且通过范德华力与固化的粘胶层13结合。因此，所述位于走线区域122的碳纳米管层19与粘胶层13的结合力比较微弱。由于粘胶层13位于触控区域124的部分尚未固化，所以位于触控区域124的碳纳米管层19则会部分或全部浸润到粘胶层13中，且通过粘结力与粘胶层13结合。因此，所述位于触控区域124的碳纳米管层19与粘胶层13的结合力比较牢固。优选地，所述位于触控区域124的碳纳米管层19中的碳纳米管部分浸润到粘胶层13中，部分暴露于粘胶层13外。

进一步，为了使位于触控区域124的碳纳米管层19浸润到粘胶层13中，还可以包括一挤压该碳纳米管层19的步骤。本实施例中，采用一PET膜铺设于碳纳米管层19表面，轻轻的挤压该碳纳米管层19。

步骤五，固化位于触控区域124的粘胶层13，以将位于触控区域124的碳纳米管层19固定。

所述固化位于触控区域124的粘胶层13的方法与步骤三相同，需要根据粘胶层13的材料选择。由于位于触控区域124的碳纳米管层19浸润到粘胶层13中，所以该步骤中位于触控区域124的碳纳米管层19会在粘胶层13固化的过程中被固定。而位于走线区域122的粘胶层13已经固化，所以位于走线区域122的碳纳米管层19不会被粘胶层13固定。本实施例中，通过紫外光照射整个粘胶层13的方法使位于触控区域124的UV胶固化。

步骤六，去除每个目标区域120内位于走线区域122的碳纳米管层19，得到多个间隔设置的透明导电层14。

所述去除位于走线区域122的碳纳米管层19的方法可以为通过胶带粘结剥离或通过清洁滚轮剥离。所述清洁滚轮表面具有一定的粘性，可以将碳纳米管层19粘住并剥离。由于位于走线区域122的碳纳米管层19仅通过范德华力与粘胶层13结合，与粘胶层13表面结合力较弱，所以通过胶带粘结或清洁滚轮滚动可以很容易的将该部分碳纳米管层19去除。本实施例中，通过胶带粘结的方法将位于走线区域122的碳纳米管层19去除。由于本实施例先使得位于走线区域122的粘胶层13固化，后形成碳纳米管层19，所以大大降低了去除走线区域122的碳纳米管层19的难度。当然，去除位于走线区域122的碳纳米管层19还可以采取其他方式，比如激光刻蚀、粒子束刻蚀或电子束光刻等。

步骤七，在每个目标区域120内的走线区域122形成电极16和导电线路18。

所述电极16可以设置于绝缘基底12位于走线区域122的表面，也可以设置于绝缘基底12位于触控区域124的透明导电层14表面，还可以部分设置于绝缘基底12位于走线区域122的表面，部分设置于绝缘基底12位于触控区域124的透明导电层14表面。所述电极16的设置位置与采用该触摸屏面板10的触摸屏的触控原理与触控点侦测方法有关，所述电极16的个数与该触摸屏面板10的面积与触控分辨率有关，可以根据实际应用情形选择。当触摸屏面板10的面积越大，分辨率要求越高时，所述电极16的个数越多。反之亦然。本实施例中，所述触摸屏面板10包括六个电极16，且该六个电极16间隔设置于透明导电层14一侧。所述电极16的材料为金属、碳纳米管、导电浆料或ITO等其他导电材料，只要确保该电极16能导电即可。所述电极16可以通过刻蚀导电薄膜，如金属薄膜或氧化铟锡薄膜制备，也可以通过丝网印刷法制备。

所述导电线路18包括多个导线，其材料可以为金属、碳纳米管、导电浆料或ITO等其他导电材料。所述导电线路18的走线方式可以根据实际需要选择。所述导电线路18可以通过刻蚀导电薄膜，如金属薄膜或氧化铟锡薄膜制备，也可以通过丝网印刷法制备。

本实施例中，所述电极16和导电线路18均为导电浆料，且所述电极16和导电线路18通过丝网印刷导电浆料一体形成。该导电浆料的成分包括金属粉、低熔点玻璃粉和粘结剂。其中，该金属粉优选为银粉，该粘结剂优选为松油醇或乙基纤维素。该导电浆料中，金属粉的重量比为50%~90%，低熔点玻璃粉的重量比为2%~10%，粘结剂的重量比为8%~40%。

步骤八，切割得到多个触摸屏面板10。

所述切割得到多个触摸屏面板10的步骤可以通过激光切割、机械切割等方法实现。本实施例中，通过机械切割将绝缘基底12的每个目标区域120分离，从而得到多个触摸屏面板10。具体地，先沿两行或两列目标区域120的中间切割线垂直于绝缘基底12厚度方向切割所述绝缘基底12，再沿两个相邻的目标区域120中间的切割线垂直于绝缘基底12厚度方向切割所述绝缘基底12，如此可以得到多个触摸屏面板10。

可以理解，本实施例中的步骤六和步骤七的顺序可以互换，即先在每个目标区域120内的走线区域122形成电极16和导电线路18，然后再去除每个目标区域120内位于走线区域122的碳纳米管层19。该方法中，所述导电线路18形成于位于每个目标区域120内的走线区域122的碳纳米管层19表面。由于先形成电极16和导电线路18，所以该方法中去除位于走线区域122的碳纳米管层19的方法优选为激光刻蚀、粒子束刻蚀或电子束光刻等。由于先形成电极16和导电线路18，然后再去除位于走线区域122的碳纳米管层19，所以该方法制备的触摸屏面板10的电极16和导电线路18与粘胶层13之间保留了部分碳纳米管。可以理解，所述丝网印刷的导电线路18可作为激光刻蚀时所需的对位掩模(mark)。

可以理解，所述切割得到多个触摸屏面板10的步骤前还可以在绝缘基底12的表面设置一光学透明胶层（OCA Layer）以及一盖板（Cover Lens），以覆盖所有透明导电层14、电极16以及导电线路18。然后，通过切割可以得到多个触摸屏。

可以理解，本发明提供的触摸屏面板10可以适用于电容式单点触摸屏、电容式多点触摸屏、电阻式单点触摸屏、电阻式多点触摸屏等各种采用透明导电层结构的触摸屏。

本发明实施例提供的触摸屏面板的制备方法具有以下优点：第一，先使得位于走线区域的粘胶层固化，后形成碳纳米管层，大大降低了去除走线区域的碳纳米管层的难度；第二，通过大板制程，一次制备多个触摸屏面板，简化了工艺流程，降低了制备成本；第三，由于碳纳米管层仅设置于绝缘基底位于触控区域的表面，而导电线路仅设置于绝缘基底位于走线区域的表面，即，碳纳米管层与导电线路没有交叠的部分，所以当触控笔或手指触碰到走线区域时，不会在导电线路和碳纳米管层之间产生电容干扰信号，从而提高了触摸屏的准确度。

另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其他变化，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (14)

1.一种触摸屏面板的制备方法，该方法包括以下步骤：

提供一绝缘基底，该绝缘基底的一表面设定多个目标区域，且每个目标区域包括一触控区域与一走线区域；

在该绝缘基底的所述表面上形成一粘胶层；

固化位于走线区域的粘胶层；

在粘胶层表面形成一碳纳米管层；

固化位于触控区域的粘胶层，以将位于触控区域的碳纳米管层固定；

去除位于走线区域的碳纳米管层，得到多个间隔设置的透明导电层；

在每个目标区域内的走线区域形成电极和导电线路；以及

切割得到多个触摸屏面板。

2.如权利要求1所述的触摸屏面板的制备方法，其特征在于，所述粘胶层的材料为热塑胶，所述固化位于走线区域的粘胶层的方法为局部冷却法。

3.如权利要求1所述的触摸屏面板的制备方法，其特征在于，所述粘胶层的材料为热固胶，所述固化位于走线区域的粘胶层的方法为局部加热法。

4.如权利要求1所述的触摸屏面板的制备方法，其特征在于，所述粘胶层的材料为UV胶，所述固化位于走线区域的粘胶层的方法为局部紫外光照射法。

5.如权利要求4所述的触摸屏面板的制备方法，其特征在于，所述固化位于走线区域的粘胶层的方法包括以下步骤：

通过一掩模将每个目标区域内位于触控区域的UV胶层遮挡；

采用紫外光照射每个目标区域内位于走线区域的UV胶层；以及

去除掩模。

6.如权利要求1所述的触摸屏面板的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管层通过印刷法、沉积法或直接铺设的方法形成。

7.如权利要求1所述的触摸屏面板的制备方法，其特征在于，所述在粘胶层的表面形成一碳纳米管层的步骤之后，位于走线区域的碳纳米管层仅形成于固化的粘胶层表面，位于触控区域的碳纳米管层部分或全部浸润到未固化的粘胶层中。

8.如权利要求1所述的触摸屏面板的制备方法，其特征在于，所述在粘胶层的表面形成一碳纳米管层的步骤之后，进一步包括一挤压该碳纳米管层，从而使位于触控区域的碳纳米管层浸润到粘胶层中的步骤。

9.如权利要求1所述的触摸屏面板的制备方法，其特征在于，所述去除位于走线区域的碳纳米管层的方法为通过胶带粘结剥离或通过清洁滚轮剥离。

10.如权利要求1所述的触摸屏面板的制备方法，其特征在于，所述电极和导电线路通过刻蚀导电薄膜或丝网印刷法制备。

11.如权利要求1所述的触摸屏面板的制备方法，其特征在于，所述切割得到多个触摸屏面板的步骤通过激光切割或机械切割实现。

12.一种触摸屏面板的制备方法，该方法包括以下步骤：

提供一绝缘基底，该绝缘基底的一表面设定多个目标区域，且每个目标区域包括一触控区域与一走线区域；

在该绝缘基底的所述表面上形成一粘胶层；

固化位于走线区域的粘胶层；

在粘胶层表面形成一碳纳米管层；

固化位于触控区域的粘胶层，以将位于触控区域的碳纳米管层固定；

在每个目标区域内的走线区域形成电极和导电线路；

去除位于走线区域的碳纳米管层；以及

切割得到多个触摸屏面板。

13.如权利要求12所述的触摸屏面板的制备方法，其特征在于，所述导电线路形成于位于走线区域的碳纳米管层表面。

14.如权利要求12所述的触摸屏面板的制备方法，其特征在于，所述去除位于走线区域的碳纳米管层的方法为激光刻蚀法、粒子束刻蚀法或电子束光刻法。

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