一種觸控螢幕網格型電極及其製作方法
2023-08-13 17:58:41
一種觸控螢幕網格型電極及其製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種觸控螢幕網格型電極及其製作方法，該觸控螢幕網格型電極包括透明基板、氧化錫銦或摻氟二氧化錫層、鎳層和金層。氧化錫銦或摻氟二氧化錫層、鎳層和金層的形狀相同，重合疊加在一起，其中氧化錫銦或摻氟二氧化錫層位於基板的第一表面上，鎳層位於氧化錫銦或摻氟二氧化錫層之上，金層位於鎳層之上。氧化錫銦或摻氟二氧化錫層、鎳層和金層所具有形狀是隨機圓形或多邊形並且隨機相連的網格形狀。本發明實現了在觸控螢幕上製作以氧化錫銦或摻氟二氧化錫為基礎的網格型電極，具有較高的可製造性，可靠性，經濟性等特點。
【專利說明】一種觸控螢幕網格型電極及其製作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及觸控螢幕，尤其涉及一種觸控螢幕網格型電極及其製作方法。
【背景技術】
[0002]氧化錫銦或摻氟二氧化錫在薄膜狀態時，所具有的電學傳導和光學透明等特性使得它在觸控螢幕領域內廣泛使用。
[0003]隨著市場對大尺寸觸控螢幕的需求不斷增大，研究人員開始考慮如何減少或抵消因屏幕尺寸增大而帶來的電極電阻增大的不利後果。方法之一是調整氧化錫銦或摻氟二氧化錫中錫的比例，但是調整比例並不能完全解決問題，通常在減小電阻率的同時，透光率也下降了，透光性增強時，電阻率又上升了。
[0004]因此研究人員把研究重點轉向了用金屬網格取代氧化錫銦或摻氟二氧化錫，具體做法是直接把銀、鋁或銅等金屬材料採用絲印工藝，包括凹凸版技術，以及卷對卷的方式製作在透明的基板上。
[0005]為了保證網格型電極的透光率，必須把不透光的金屬線做得很細，比如小於5微米。傳統的絲印工藝，包括凹凸版技術，以及卷對卷的製作方式無法滿足這樣的要求，過於細小的金屬線寬使得傳統工藝的良品率急劇下降。
[0006]而另一方面，能夠用於光刻工藝技術的金屬材料較貴，且現有觸控屏領域的光刻設備也很難實現細小的金屬線寬，並且存在附著力不佳和氧化的問題。
[0007]因此，本領域的技術人員致力於開發一種觸控螢幕網格型電極及其製作方法，使其同時具有較低電阻率，較高透光率，製作過程良品率高，性能可靠性高，而且材料較便宜，經濟性好。
【發明內容】
[0008]有鑑於現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種可應用於觸控螢幕並且經濟性好、可靠性高的金屬網格。
[0009]為實現上述目的，本發明提供了一種觸控螢幕網格型電極，包括透明基板、氧化錫銦或摻氟二氧化錫層、鎳層和金層，氧化錫銦或摻氟二氧化錫層、鎳層和金層的形狀相同，垂直地疊加在一起，其中氧化錫銦或摻氟二氧化錫層位於基板的第一表面上，鎳層位於氧化錫銦或摻氟二氧化錫層之上，金層位於鎳層之上，氧化錫銦或摻氟二氧化錫層、鎳層和金層所具有形狀是一種圓形或多邊形相連的網格形狀。
[0010]進一步地，所述圓形或多邊形網格是隨機相連的，並且尺寸也是隨機的。
[0011]進一步地，基板厚度為20-2000微米。
[0012]進一步地，氧化錫銦或摻氟二氧化錫層厚度為2-80納米、寬度小於12微米。
[0013]進一步地，鎳層厚度為10納米到1.5微米。
[0014]進一步地，金層厚度為2-80納米。
[0015]進一步地，網格型電極在基板的第一表面上隨機相連分布，布滿整個觸控螢幕的可觸摸區域。
[0016]進一步地，氧化錫銦或摻氟二氧化錫層佔空比小於20%，佔空比是指在基板的第一面上存在所述氧化錫銦或摻氟二氧化錫層的區域面積和不存在所述氧化錫銦或摻氟二氧化錫層的區域面積之比。
[0017]本發明還提供了一種觸控螢幕網格型電極的製作方法，用於製作所述觸控螢幕網格型電極，包括:
[0018]第一步，在所述基板上沉積所述氧化錫銦或摻氟二氧化錫層；
[0019]第二步，採用光刻工藝，在所述氧化錫銦或摻氟二氧化錫層上刻蝕出所述圓形或多邊形相連的網格形狀；
[0020]第三步，對所述刻蝕出的網格進行表面處理後，進行化學鍍鎳；
[0021 ] 第四步，對所述鍍鎳網格進行化學鍍金。
[0022]經上述工藝步驟製造出來的觸控螢幕網格型電極的電阻基本上是由金層決定的，而金是導電性非常優異的導體。因而，這種金屬網格可以應用於觸控螢幕製作，包括中大尺寸的觸控螢幕。另外，本發明使用的濺射，光刻，化學鍍鎳，化學鍍金都是成熟工藝，可批量作業，生產效率高，良品率高。另外，由於只有在有網格的地方才鍍金和鎳，所用的金和鎳的單位消耗量極為微小，有利於節約生產成本。
[0023]以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特徵和效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是本發明的一個較佳實施例的縱向剖面圖
[0025]圖2是本發明的一個較佳實施例的平面圖
【具體實施方式】
[0026]在本發明的較佳實施方式中，如圖1，觸控螢幕網格型電極是由透明基板100，氧化錫銦或摻氟二氧化錫層101，鎳層102和金層103組成。所述氧化錫銦或摻氟二氧化錫層位於所述透明基板第一面上，所述鎳層位於所述氧化錫銦或摻氟二氧化錫層之上，所述金層位於所述鎳層之上，從垂直方向來看，所述氧化錫銦或摻氟二氧化錫層，所述鎳層和所述金層是重合疊加在一起的，所述氧化錫銦或摻氟二氧化錫層，所述鎳層和所述金層形成了一個具有一定形狀的相連的網格，所述一定形狀可以是圖2中的多邊形，也可以是圓形。這樣的相連的網格組成了觸控螢幕的感應電極。通過在保證透光率的圓形或多邊形氧化錫銦或摻氟二氧化錫網格型電極上附加製作鎳層和金層來有效減小網格型電極的整體電阻率，解決了在大尺寸觸控螢幕的情況下，網格型電極電阻過大，影響觸控螢幕獲取手指觸點位置的問題。
[0027]以上，對本發明的一定形狀的相連網格的實施方式進行了說明。但是，本發明的一定形狀的相連網格的實施方式並不限定於上述方式。也可以用本領域技術人員能夠進行的各種變形的方式、改良的方式進行實施。
[0028]如圖1所示，本實施例中的觸控螢幕網格型電極的製作方法如下，
[0029]第一步，在透明基板上使用低壓直流磁控濺射的方式沉積一層氧化錫銦或摻氟二氧化錫，形成一層透明的導電薄膜。所述低壓直流磁控濺射的方式是指在低氣壓環境中，使用直流電壓激發荷能粒子轟擊氧化錫銦或摻氟二氧化錫靶材表面，被轟擊出的氧化錫銦或摻氟二氧化錫粒子在磁場的控制下沉積在所述透明基板第一表面。
[0030]第二步，製作與所述形狀網格相同的掩模版，使用光刻工藝，在所述透明導電薄膜上製造出所述形狀的氧化錫銦或摻氟二氧化錫網格。所述光刻工藝是指利用掩模版和光刻膠，通過曝光和顯影在光刻膠層上刻畫與掩模版相同的圖形，然後通過刻蝕工藝將掩模版上的幾何圖形轉移到氧化錫銦或摻氟二氧化錫薄膜層上。
[0031]第三步，對第二步中形成的氧化錫銦或摻氟二氧化錫網格進行表面處理後，進行化學鍍鎳。
[0032]所述表面處理包括以下幾點:
[0033]首先，將基板連同位於上面的氧化錫銦或摻氟二氧化錫網格浸入標準酸性溶液中，時間3-8分鐘，溫度18-45°C，然後用去離子水衝洗1-5分鐘，把網格表面上附著的玷汙除去。
[0034]其次，將基板連同位於上面的氧化錫銦或摻氟二氧化錫網格放入酸性蝕刻劑為20-60mL/L蝕刻液中進行浸潰處理，溫度20_45°C，時間2_8分鐘，然後用去離子水衝洗1_5分鐘，使得氧化錫銦或摻氟二氧化錫網格表面細微粗化。
[0035]再次，將基板連同位於上面的氧化錫銦或摻氟二氧化錫網格置於濃度為
0.05-0.5mol/L的鈀鹽，濃度為l_2mL/L氫氧化鉀溶液中進行浸潰處理，溫度20_45°C，時間2-8分鐘,然後用去離子水衝洗1-5分鐘。
[0036]最後，將基板連同位於上面的氧化錫銦或摻氟二氧化錫網格置於濃度為5_15ml/L的活化劑溶液中進行浸潰處理，溫度20-45°C，時間2-8分鐘，然後用去離子水衝洗1-5分鐘。
[0037]所述化學鍍鎳是指將表面處理後的基板連同位於上面的氧化錫銦或摻氟二氧化錫網格置於金屬穩定劑為鉛、pH:1-6、溫度為40-90°C、皮膜應力小於±0.2的無鈉鍍浴中進行化學鍍鎳。
[0038]第四步，對第三步中已鍍鎳的氧化錫銦或摻氟二氧化錫網格進行化學鍍金。所述化學鍍金是指鎳和金的置換反應在鎳層上鍍一金層，將已經化學鍍鎳的基板連同位於上面的氧化錫銦或摻氟二氧化錫網格經過兩分鐘去離子水洗後，置於pH:1-6、溫度:40-90°C的氰化物鍍浴中進行化學鍍金，然後用去離子水衝洗1-5分鐘。
[0039]以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本【技術領域】中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種觸控螢幕網格型電極，其特徵在於，包括透明基板、氧化錫銦或摻氟二氧化錫層、鎳層和金層，所述氧化錫銦或摻氟二氧化錫層、所述鎳層和所述金層的形狀相同，重合疊加在一起，其中所述氧化錫銦或摻氟二氧化錫層位於所述基板的第一表面上，所述鎳層位於所述氧化錫銦或摻氟二氧化錫層之上，所述金層位於所述鎳層之上，所述氧化錫銦或摻氟二氧化錫層、所述鎳層和所述金層是網格形狀，所述網格形狀是指相連的圓形或多邊形。
2.如權利要求1所述觸控螢幕網格型電極，其特徵在於，所述圓形或多邊形網格是隨機相連的，並且尺寸也是隨機的。
3.如權利要求1所述觸控螢幕網格型電極，其特徵在於，所述基板厚度為20-2000微米。
4.如權利要求1所述觸控螢幕網格型電極，其特徵在於，所述氧化錫銦或摻氟二氧化錫層厚度為2-80納米、寬度小於12微米。
5.如權利要求1所述觸控螢幕網格型電極，其特徵在於，所述鎳層厚度為10納米到1.5微米。
6.如權利要求1所述觸控螢幕網格型電極，其特徵在於，所述金層厚度為2-80納米。
7.如權利要求1所述觸控螢幕網格型電極，其特徵在於，所述氧化錫銦或摻氟二氧化錫層、所述鎳層和所述金層在基板的第一表面上隨機相連分布，布滿整個觸控螢幕的可觸摸區域。
8.如權利要求1所述觸控螢幕網格型電極，其特徵在於，所述氧化錫銦或摻氟二氧化錫層佔空比小於20%，佔空比是指在基板的第一面上存在所述氧化錫銦或摻氟二氧化錫層的區域面積和不存在所述氧化錫銦或摻氟二氧化錫層的區域面積之比。
9.一種觸控螢幕網格型電極的製作方法，用於製作如權利要求1-7中任意一種權利要求所述的觸控螢幕網格型電極，其特徵在於，包括: 第一步，在所述基板上沉積所述氧化錫銦或摻氟二氧化錫層； 第二步，採用光刻工藝，在所述氧化錫銦或摻氟二氧化錫層上刻蝕出所述圓形 或多邊形相連的網格形狀； 第三步，對所述刻蝕出的網格進行表面處理後，進行化學鍍鎳； 第四步，對所述鍍鎳網格進行化學鍍金。
【文檔編號】G06F3/041GK104049804SQ201410269865
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月17日 優先權日:2014年6月17日
【發明者】陳祖輝, 蔡曙日, 蔡懷清, 林玉輝 申請人:福州智創觸控技術有限公司