導電膜及觸控螢幕的製作方法

2023-05-21 00:03:27

本發明涉及觸控螢幕領域，特別是涉及一種無需綁定柔性印刷電路板的導電膜及觸控螢幕。

背景技術：

隨著科技的進步，具有觸控螢幕的電子產品已經遍及人類社會的各個角落。目前，在一些含有觸控螢幕或者觸控感應模組的電子產品中，通常採用柔性印刷電路板(Flexible printed circuit board，簡稱FPCB)將觸控傳感層(Sensor層)與電子產品中的主板或其他部件電氣連接起來。FPCB的一端通過連接器採用插接或按扣的方式與電子產品的主板或其它部件連接，另一端通過異方性導電膠(Anisotropic Conductive Film，簡稱ACF)與Sensor觸控傳感器進行綁定(又稱Bonding)。

然而，在綁定過程中存在著諸多問題。首先，柔性印刷電路板價格昂貴；其次，綁定工序的成本較高；再者，在FPCB與Sensor層的綁定過程中容易產生接觸不良導致後續產品可靠性較差的問題。

技術實現要素：

基於此，本發明旨在提供一種無需柔性印刷電路板與觸控傳感層綁定的導電膜及觸控螢幕。

一種導電膜，包括：基材，包括第一部分和第二部分，所述第一部分包括觸控傳感區域和位於所述觸控傳感區域邊緣的邊框區域，所述第二部分從所述第一部分的至少一側向外延伸形成可撓性連接部；導電過孔，所述導電過孔位於所述邊框區域或者所述可撓性連接部；觸控感應電極，分布於所述第一部分的第一表面上；觸控驅動電極，分布於所述第一部分的第二表面上，所述的觸控感應電極與所述觸控驅動電極在所述第一部分上的投影相互之間存在交叉；電極引線，包括感應電極引線、驅動電極引線和過孔電極引線，所述感應電極引線分布於所述第一部分第一表面的邊框區域且一端與觸控感應電極電連接，另一端延伸至所述可撓性連接部的末端形成部分插接結構，所述驅動電極引線分布於所述第一部分第二表面的邊框區域且一端與觸控驅動電極電連接，另一端連接至導電過孔，所述過孔電極引線設置在可撓性連接部且兩端分別與所述導電過孔和插接結構電連接。

在其中一個實施例中，所述導電過孔的兩末端均設有孔盤，所述兩末端孔盤分別與過孔電極引線和驅動電極引線電連接。

在其中一個實施例中，所述導電過孔中填充有導電介質，所述導電介質將所述過孔電極引線與所述驅動電極引線實現電連接，並將所述驅動電極引線引導至所述插接結構。

在其中一個實施例中，所述導電過孔為圓柱形或橢圓型或圓臺型或其他規則或無規則形狀。

在其中一個實施例中，所述導電過孔的截面中兩點之間的最大寬度為0.02～0.5毫米。

在其中一個實施例中，所述導電過孔為圓柱形或圓臺形，其孔直徑為0.02-0.2毫米。

在其中一個實施例中，在所述邊框區域的周圍存在至少一根由電極引線或觸控電極之間的一種或者兩種組成的接地電極引線，所述接地電極引線延伸至可撓性連接部的末端形成部分插接結構，並通過連接器進行接地處理。

在其中一個實施例中，所述插接結構的表面設置有抗氧化的導電層，並包覆所述可撓性連接部末端的電極引線。

在其中一個實施例中，所述導電層為金屬鍍層。

在其中一個實施例中，所述基材的第一表面和/或第二表面上設置1～3層透明絕緣層。

在其中一個實施例中，所述可撓性連接部上的電極引線的表面設置有導電屏蔽層，且所述導電屏蔽層與所述電極引線由所述絕緣層隔開。

在其中一個實施例中，所述導電屏蔽層為導電布或導電膠。

在其中一個實施例中，在所述接地電極引線表面所覆蓋的絕緣層設置至少一處鏤空以實現所述接地電極引線與所述導電屏蔽層的電連接。

在其中一個實施例中，所述可撓性連接部的至少一表面上設置有與所述第一部分粘合的加強層，且所述加強層從所述第一部分延伸至所述可撓性連接部的中部或者末端。

一種觸控螢幕，包括上述任一實施例所述的導電膜。

上述導電膜中的基材包括一體成型的第一部分和第二部分，所述第一部分包括觸控傳感區域和邊框區域，所述第二部分為從所述第一部分的至少一側向外延伸形成可撓性連接部，且在可撓性連接部的末端形成一含電極引線的插接結構，以形成插接式結構，從而實現可以與主板或其它部件的連接器連接，無需在觸控傳感層上再綁定額外的柔性印刷電路板。

附圖說明

圖1為本發明一實施例所提供的導電膜的第一表面的結構示意圖

圖2為本發明一實施例所提供的導電膜的第二表面的結構示意圖。

圖3為本發明一實施例所提供的導電膜中的可撓性連接部沿A-A』方向的截面示意圖。

圖4為本發明一實施例所提供的導電膜中包括導電過孔的可撓性連接部分的透視圖。

圖5為本發明一實施例所提供的導電膜中可撓性連接部的局部結構示意圖。

圖6為包括本發明所提供的導電中包括導電過孔的可撓性連接部分沿圖4中B-B』的截面示意圖。

圖7為本發明一實施例所提供的觸控螢幕的層疊結構示意圖。

具體實施方式

本發明提供的導電膜及觸控螢幕可以作為手機、平板電腦等類型的具有觸摸交互形式的顯示終端。

如圖1和圖2所示，本發明中的導電膜包括基材100，觸控感應電極210，觸控驅動電極220和電極引線，所述電極引線包括感應電極引線610，過孔電極引線620和驅動電極引線630。其中，所述基材100包括第一部分110和第二部分120，所述第一部分110包括觸控傳感區域和位於所述觸控傳感區域邊緣的邊框區域，所述第二部分120為從所述第一部分110的上側向外延伸形成可撓性連接部400。本發明的導電膜在所述第一部分110的邊框區域或者可撓性連接部400中設置有導電過孔300，所述導電過孔300中填充有導電介質可以實現與其他部件的電連接。觸控感應電極210分布於所述第一部分110第一表面的觸控傳感區域。所述感應電極引線610一端與所述觸控感應電極210電連接，另一端向可撓性連接部400末端延伸形成依次間隔開的插接結構700，以形成插接式結構。該插接結構700與業界的柔性印刷電路板(FPCB)的金手指的作用相同，可通過插接式結構的方式與位於主板或電子產品上其他部位的連接器連接。在與第一部分110第一表面相對的第二表面上的觸控傳感區域設置有觸控驅動電極220，且所述觸控驅動電極220與觸控感應電極210在第一部分110上的投影相互之間存在交叉。所述驅動電極引線630一端與觸控驅動電極220電連接，另一端向可撓性連接部400延伸至導電過孔300。如圖1所示，所述導電過孔300和凸起700之間通過多組過孔電極引線620電連接，該過孔電極引線620一端與所述導電過孔300連接，另一端延伸至可撓性連接部400的末端也形成依次間隔開的插接結構700，以便與其他部件電連接。通過導電過孔300和過孔電極引線620將驅動電極引線630和感應電極引線610電連接在一起。

在一些實施例中，在第一部分110邊框區域的周圍存在至少一根電極引線或觸控電極塊之間的一種或者兩種組成的接地電極引線(附圖未示出)，所述接地電極引線延伸至可撓性連接部400的末端，並通過連接器進行接地處理。具體的，當接地電極引線設置在第一部分110的第一表面時，接地電極引線延伸至可撓性連接部400的末端形成部分插接結構700；當接地電極引線設置在第一部分110的第二表面時，接地電極引線延伸至可撓性連接部400的中間位置同樣與導電過孔300電連接。本發明中的導電膜通過設置接地電極引線可以降低或避免導電膜上的觸控電極和電極引線受外界電磁信號的幹擾，提高信號的靈敏度。

如圖1和圖2所示，在本發明的一些實施例中，為了避免導電膜的第一部分110與第二部分120的連接部位500在第二部分120進行彎折使用時以及導電膜製造時發生折裂，所述連接部位500採用圓弧形設計，優選的所述圓弧形為向所述連接部500內側方向凹陷的圓弧，如圖1所示。

本發明中的導電膜形成有可撓性連接部400，並在可撓性連接部400的末端形成了便於與外界主板或者其他部件插接的含感應電極引線610和過孔電極引線620的插接結構700，可無需額外的柔性印刷電路板再與主板連接，因此可以避免柔性印刷電路板在與觸控傳感層的綁定過程中容易產生接觸不良以及後續的樣品可靠性較差的問題。

當然，在本發明的其他實施例中，所述的含電極引線的凸起700也可以不直接靠近可撓性連接部400的邊緣設置，而是設置在可撓性連接部400邊緣距離0.05～2毫米的位置處，如此設置可以降低生產成本，提高製作良率。

如圖3所示，在本發明的一些實施例中，導電膜中可撓性連接部400中的插接結構700的表面上設置有導電層710，以保護電極引線在使用過程中不被氧化和導電連接的作用，便於保護和延長其使用壽命。在一些實施例中，該導電層710為覆蓋可撓性連接部末端的驅動電極引線610或過孔電極引線620的導電碳漿層。該導電碳漿層可以通過絲印、噴墨列印、印刷鐳射等工藝製作。在另外的一些實施例中，導電層710具體可為金屬鍍層，該金屬鍍層包括鎳、金等金屬中的至少一種。

如圖4所示，在一些實施例中，為了方便導電過孔300的上下兩末端分別與過孔電極引線620和驅動電極引線630對準，便於實現電連接，在導電過孔300的上下兩末端分別設置有兩個孔盤301，所述孔盤301優選為圓形的。為了降低對準難度，圓形孔盤301的直徑可以大於導電過孔300的直徑，優先為0.3～0.8毫米。

本發明中導電過孔300可以為圓柱形或者橢圓型或者圓臺型或其他規則或不規則形狀。在一些實施例中，導電過孔300的橫截面積中兩點之間最大的寬度為0.002～0.5毫米。該導電過孔300的不能設置太大，否則可導致可撓性連接部400的抗彎曲性能下降，容易導致折斷，同時，導電過孔300設置過大使得可撓性連接部400橫向設置導電過孔300的有效距離變窄，不利於布線。當然，導電過孔也不能設置太小，否則存在斷路風險和增加了工藝難度。在另外一些實施例中，所述導電過孔為圓柱形或圓臺性，優選的，其孔直徑為0.02～0.2毫米。

在一些實施例中，導電過孔300中的導電介質可以是碳黑、銅、鎳、銀膠、碳膠等導電材料中的一種或多種，可以通過電鍍、蒸鍍、絲印、噴塗、塗覆或者直接刮漿等方式將導電介質填充於導電過孔300中或過孔壁上。在一些其他實施例中，所述導電介質也可以為導電銀膠，其可以通過絲網印刷的方式製作。

如圖5所示，在一些實施例中，可以在本發明所述導電膜的表面上設置1～3層透明絕緣層101，以保護導電過孔300和過孔電極引線620而避免被氧化。優選地，在導電膜中的導電過孔300表面上、在可撓性連接部400除去插接結構700的部分表面上以及在所述第一部分110邊框區的表面上設置有1～3層的絕緣層101。該用以保護導電過孔300和過孔電極引線620而避免被氧化的絕緣層101既可以是透明也可以使不透明。在另外一些實施例中，所述絕緣層101的表面上還設置有導電屏蔽層102，且該導電屏蔽層102與電極引線由絕緣層101隔開。在一些其他實施例中，該導電屏蔽層102可以由導電布或者導電膠組成。導電屏蔽層102的設置可以避免或降低觸控感應線路受外圍環境的電磁幹擾。進一步地，為避免導電屏蔽層102與電極引線發生短路，絕緣層101可由多層絕緣層構成，並通過絲網印刷或其它方式製備。進一步地，在絕緣層101中設置至少一鏤空的部位，使導電屏蔽層102與所述接地導電引線形成電連接，最終接地電極引線通過延伸至可撓性連接部400末端的插接結構700與連接器連接並實現接地。在第一部分110的第二表面上，同樣在導電過孔102和部分電極引線的外側設置有導電屏蔽層和1～3層絕緣層，導電屏蔽層與絕緣層的空間位置關係和作用與第一表面的相同，此處不再贅述。在本發明一些其他的實施例中，在第一部分110的第一表面上、第二表面上還設置有加強層103。該加強層103可以減緩可撓性連接部400在彎曲時對電極引線以及導電過孔300的影響。

如圖6所示，本發明中含有導電過孔300的可撓性連接部400包括導電屏蔽層102、絕緣層101、過孔電極引線620、基材100、導電過孔300、驅動電極引線630、兩層絕緣層101和加強層103，其中過孔電極引線620和驅動電極引線630分別設置在基材100的第一表面和第二表面上，上下兩層絕緣層101分別覆蓋在過孔電極引線620和驅動電極引線630的外表面上，導電過孔300貫穿設於基材100中，且在導電過孔300的上下兩末端設置有圓形孔盤301，所述圓形孔盤301分別與過孔電極引線620和驅動電極引線630電連接，其他各處依次層疊設置。

如圖7所示，一種觸控螢幕包括上述所述的導電膜。該觸控螢幕包括保護蓋板900，導電膜和顯示單元800。該導電膜包括觸摸感應電極210、觸控驅動電極220以及電極引線。觸控感應電極210和觸控驅動電極220分別設置在基材100的相對的第一表面和第二表面。

在本發明的其他一些實施例中，導電膜中第二部分120也可以為從所述第一部分110的下側或者左側或者右側中的至少一側向外延伸形成可撓性連接部400。可以根據實際生產需要而適合設置。當從第一部分110的至少兩側向外延伸形成多個可撓性連接部時，在多個可撓性連接部中均設至有插接結構和導電過孔。通過該插接結構與外界的主板或者其他部件電連接。

本發明中的基材100的材質可以為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、環烯烴聚合物(COP)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、環烯烴共聚物(COC)等透明的光學薄膜中的一種或多種。鑑於導電膜中導電過孔300的設計，基材100的厚度為0.01～0.3毫米，且基材的厚度優選0.15～0.25毫米。

本發明中觸控感電極210和觸控驅動電極220在基材100上的位置可以互換，且觸控感電極210、觸控驅動電極220與基材100之間可以存在其它材料層，如改善光學效果的材料層、增加導電層與基材之間附著力的材料層、以及其它用於製作觸控電極的材料層。如當導電膜為金屬網格(Metal Mesh)類型的電容屏觸控結構時，先採用其它物質如壓印膠、固化膠或聚碳酸酯等在基材表面構建網格凹槽，再將導電介質如銀膠等製作在網格凹槽中，從而形成觸控電極。

所述觸控電極的材質可以由導電金屬、導電金屬氧化物、碳納米管、石墨烯和導電高分子材料中的至少一種導電物質構成，導電金屬元素可以包括銦、錫、銅、鎳、鋅、金、銀等中的一種或多種元素，觸控電極的材質可以由一層或多層導電物質構成。常見的導電層有ITO氧化銦錫層、石墨烯薄膜層、碳納米管薄膜層等。

在基材100(如PET等膜材)的雙面鍍上或塗覆上導電層(如ITO)，在製作觸控電極圖案時，可以先將其中一面的導電層印刷保護層或者將其中一面覆蓋上保護膜，再對另一面導電層進行製作幹膜、曝光顯影蝕刻，從而獲得觸控電極圖案。製作觸控電極圖案的方式包含以上方法，但不局限於上述方法。

在一些實施例中，感應電極引線610或接地電極引線620或驅動電極引線630由導電鍍層構成，如氧化銦錫層、銅層、鎳層或其它金屬合金鍍層，感應電極引線610、接地電極引線、驅動電極引線630與第一部分110的觸控電極通過曝光顯影工藝一起製作。

在一實施例中，導電過孔300由金屬銅鍍層構成，其製作方式與柔性印刷電路板(FPCB)的製作工藝相似，可以通過碳化(黑孔)、沉銅等工藝製作。

本發明所稱「上」、「下」是相對於觸控螢幕在應用過程中與使用者靠近的程度而言，相對靠近使用者的一側為「上」，相對遠離使用者的一側為「下」。例如保護蓋板的下表面是指保護蓋板遠離使用者的一側。

本發明中導電膜中的基材包括一體成型的第一部分和第二部分，第一部分包括觸控傳感區域和邊框區域，所述第二部分為從所述第一部分的至少一側向外延伸形成可撓性連接部，且在可撓性連接部的末端形成含電極引線的插接結構，以形成插接式結構，從而可以實現與主板或其它部件通過連接器連接時無需在觸控傳感層上再綁定額外的柔性印刷電路板，因此可以不需要使用昂貴的柔性印刷電路板，同時也避免了柔性印刷電路板與觸控傳感層的綁定過程中容易產生接觸不良以及後續的樣品可靠性較差的問題。

以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。