WO2017124618A1 - 一种投射式电容触控屏的制作方法 - Google Patents

一种投射式电容触控屏的制作方法 Download PDF

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Definitions

  • the technical problem mainly solved by the present invention is to provide a method for manufacturing a projected capacitive touch screen.
  • the 3D printing technology is applied to the production method of the capacitive touch screen for the first time.
  • the cutting error of the step (6) is less than 0.1 mm.

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Abstract

一种投射式电容触控屏的制作方法，包括以下步骤：（1）将洁净的PET基材置于3D打印平台上，（2）3D打印平台通过控制软件输出X，Y和Z三个方向的移动，（3）对齐PET-X膜上的甩尾引线，（4）撕去PET-Y膜一面的保护离型膜，（5）将PET-Y膜和PET-X膜贴合，（6）将步骤（5）中完成的PET-XY膜的四周多余的区域裁剪掉，（7）将PET-XY膜进行烘干处理，（8）将干燥的PET-XY膜进行激光焊接，得到投射式电容触控屏。上述投射式电容触控屏的制作方法主要针对大尺寸电容触控膜，具有生产工艺简单、生产速度快、成品率高、成本低廉的优点。

Description

一种投射式电容触控屏的制作方法 技术领域
本发明涉及3D打印、数字建模等应用领域，特别是涉及一种投射式电容触控屏的制作方法。
背景技术
投射式电容触控屏是一种封装微细导线为主的感应薄膜，其集精确感应定位、柔性和高透明等优点为一体，用于12英寸以上触控屏的精确触控定位，还应用于精确互动投影。
投射式电容技术是一种在玻璃或者透明薄膜表面制作横向和纵向电极阵列，利用这些横向和纵向的电极电容变化来检测手指的触控，而根据电容的产生方式的差别又分为两种类型：
第一种为自电容触控屏，在玻璃或者透明薄膜表面用透明的导电材料制作成横向与纵向电极阵列，这些横向和纵向的电极分别与地构成电容，这个电容就是通常所说的自电容，也就是电极对地的电容。当手指触摸到电容触控屏时，手指的电容将会叠加到屏体电容上，使屏体电容量增加。在触摸检测时，自电容触控屏依次分别检测横向与纵向电极阵列，根据触摸前后电容的变化，分别确定横向坐标和纵向坐标，然后组合成平面的触摸坐标。自电容的扫描方式，相当于把触摸屏上的触摸点分别投影到X轴和Y轴方向，然后分别在X轴和Y轴方向计算出坐标，最后组合成触摸点的坐标。
第二种为互电容触控屏，在玻璃或者透明薄膜表面用透明的导电材料制作横向电极与纵向电极，它与自电容触控屏的区别在于，两组电极交叉的地方将会形成电容，也即这两组电极分别构成了电容的两极。当手指触摸到电容触控屏时，影响了触摸点附近两个电极之间的耦合，从而改变了这两个电极之间的 电容量。检测互电容大小时，横向的电极依次发出激励信号，纵向的所有电极同时接收信号，这样可以得到所有横向和纵向电极交汇点的电容值大小，即整个触摸屏的二维平面的电容大小。根据触摸屏二维电容变化量数据，可以计算出每一个触摸点的坐标。因此，屏上即使有多个触摸点，也能计算出每个触摸点的真实坐标。
目前大尺寸触控屏(12寸以上)市场主要被红外屏占领，红外屏是靠四周发射的红外线来实现的，只要有物体将红外线切断就能反应。电容触摸屏在技术上相比较红外屏具有的优势有：
1.红外屏只要有东西阻碍到红外线就有动作，容易发生误动作，比如冬天衣服等物体碰到红外屏就会产生误动作，
2.红外屏不易防水，
3.红外屏在强光照射下容易发生漂移甚至没有动作，户外不适宜用红外屏，
4.电容触控屏的分辨率更高，所以产品的精准度要高很多。
目前生产大尺寸的电容式触控膜的方法主要有两种：
一种采用导电油膜喷印加热烧结成导电电极的生产方法，在实际生产中导电油膜很难控制喷印出线条的直径，并且导电油膜容易飞溅到非打印区域形成杂质点，打印速度比较慢。
一种采用3D打印加热烧结成导电电极的生产方法，在实际生产中打印速度比较慢，工艺比较复杂，成品率低。
因此，目前大尺寸电容式触控膜所存在的问题在于：生产工艺复杂、生产速度慢、成品率低和成本高。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种投射式电容触控屏的制作方法主要 针对大尺寸电容触控膜、首次将3D打印技术应用到电容触控屏的制作方法上。
为解决上述技术问题，本发明提供一种投射式电容触控屏的制作方法，1、一种投射式电容触控屏的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将洁净的PET基材置于3D打印平台上，所述PET基材为防刮带离型膜保护单面胶层的PET基材，并且将其防刮表面朝下放置，通过3D打印平台的吸附装置将PET基材固定于3D打印平台表面上，并撕去上方的离型膜暴露出胶层面，形成PET-X膜，
(2)3D打印平台通过控制软件输出X，Y和Z三个方向的移动，并且Z方向的移动确保线桶的出线嘴和基材PET-X膜之间的间距保持在0-0.5mm，在X，Y方向移动的过程中，漆包线被吸附在PET-X膜上，其所形成的图形即为设计的图形，
(3)在PET-X膜上打印排线，对齐PET-X膜上的甩尾引线，将柔性甩尾电路板导电的镀锡手指一面朝下贴合在PET-X膜的排线上，然后将洗涤剂溶液均匀喷撒在PET-X膜的表面上，
(4)PET-Y膜是双面带胶层、带离型膜保护的膜，撕去一面的保护离型膜，暴露胶层的一面朝上放置于工作台面上，并均匀喷洒洗涤剂溶液，
(5)将PET-Y膜喷洒过洗涤剂溶液的暴露胶层的那一面和PET-X膜暴露胶层的一面贴合，并通过刮板或刮刀将PET-X膜和PET-Y膜之间的洗涤剂溶液均匀刮出，使得PET-X膜和PET-Y膜之间不再有洗涤剂溶液残留，从而形成PET-XY膜，
(6)将步骤(5)中完成的PET-XY膜的四周多余的区域裁剪掉，
(7)将步骤(6)中完成的PET-XY膜，放入通风烘干设备进行烘干处理，
(8)将步骤(7)中完全干燥的PET-XY膜进行激光焊接，将漆包线的漆完全融化，并将漆包线和柔性电路板上的镀锡手指进行焊接，得到投射式电容触控屏。
在本发明一个较佳实施例中，所述3D打印平台具有X、Y和Z三个方向的移动自由度，并且通过控制软件将设计图形转换输出为3D打印平台的X、Y和Z三个方向的移动。
在本发明一个较佳实施例中，所述3D打印平台具有吸附PET基材的功能，所述吸附为静电吸附或抽风机吸附。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(1)中PET基材的胶层厚度为7um-50um，胶层的粘性保持在500g-5000g。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(3)中将柔性甩尾电路板导电的镀锡手指一面朝下贴合在PET-X膜的排线上时，甩尾电路板和排线在X和Y方向的误差保持在0-0.2mm。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(4)中PET-Y膜的双面胶层厚度为7um-50um，其双面胶层的粘性皆保持在500g-5000g。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(4)和步骤(5)中的洗涤剂溶液中溶质为不含色素的洗洁精，所述洗涤剂溶液中溶质与水的体积比为1:10-20。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(6)的裁剪误差小于0.1mm。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(7)中烘干温度控制在30-200摄氏度，烘干时间控制在1-24小时。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤(2)中漆包线直径为0.1um-10um，漆包线的线轴固定于线桶中，线桶固定于3D打印平台的Z轴上，线桶设置成圆 柱型或长方形，漆包线的出口一端采用红宝石线嘴出线，所述红宝石线嘴的内径小于0.3mm。
本发明的有益效果是：本发明投射式电容触控屏的制作方法主要针对大尺寸电容触控膜，并且将3D打印技术首次应用到电容触控屏的制作方法上，具有生产工艺简单、生产速度快、成品率高、成本低廉的优点，解决了目前大尺寸电容式触控膜生产工艺复杂，生产速度慢、成本高的问题。
具体实施方式
下面将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的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例包括：
一种投射式电容触控屏的制作方法，包括以下步骤，并且以下生产步骤需要在无尘车间完成：
(1)将洁净的PET基材置于3D打印平台上，所述PET基材为防刮带离型膜保护单面胶层的PET基材，并且将其防刮表面朝下放置，通过3D打印平台的吸附装置将PET基材固定于3D打印平台表面上，并撕去上方的离型膜暴露出胶层面，形成PET-X膜，
(2)3D打印平台通过控制软件输出X，Y和Z三个方向的移动，并且Z方向的移动确保线桶的出线嘴和基材PET-X膜之间的间距保持在0-0.5mm，在X，Y方向移动的过程中，漆包线被吸附在PET-X膜上，其所形成的图形即为设计的图形，
上述PET为聚对苯二甲酸乙二酯，PET-X膜是指在X方向的PET基材薄膜， PET基材被吸附在3D打印平台表面后，需要检查PET基材和打印平台表面是否已经很好地贴合，确保整个平面上PET基材和打印平台表面最大距离小于0.5mm，并且撕去离型膜时需要均匀用力，防止PET-X膜产生折痕。
其所形成的图形即为设计的图形，根据设计的图形(CAD图形)的不同，本发明即可以用来生产自电容触控屏，也可以生产互电容触控屏，他们的区别只是在于他们的CAD图形不一样，对于生产工艺是没有差别的。
3D打印平台在X、Y和Z方向移动的重复定位误差应小于0.2mm，确保漆包线被均匀吸附于PET-X膜的表面，不能有翘起的部分。
并且，所述X，Y和Z三个方向仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解成对本发明的限制。
(3)在PET-X膜上打印排线，对齐PET-X膜上的甩尾引线，将柔性甩尾电路板导电的镀锡手指一面朝下贴合在PET-X膜的排线上，然后将洗涤剂溶液均匀喷撒在PET-X膜的表面上，
贴合柔性电路板和PET-X膜上已经打印的排线，确保在X和Y方向的误差不应超过0.2mm。保证PET-X膜表面均匀分布一层洗涤剂溶液，确保无死角。
(4)PET-Y膜是双面带胶层、带离型膜保护的膜，撕去一面的保护离型膜，暴露胶层的一面朝上放置于工作台面上，并均匀喷洒洗涤剂溶液，
撕去离型膜时需要均匀用力，防止PET-Y膜产生折痕。保证PET-Y膜表面均匀分布一层洗涤剂溶液，无死角。
(5)将PET-Y膜喷洒过洗涤剂溶液的暴露胶层的那一面和PET-X膜暴露胶层的一面贴合，并通过刮板或刮刀将PET-X膜和PET-Y膜之间的洗涤剂溶液均 匀刮出，使得PET-X膜和PET-Y膜之间不再有洗涤剂溶液残留，从而形成PET-XY膜，
刮板或者刮刀用力需要均匀，不能在PET-X膜和PET-Y膜的表面留下刻痕。
鉴于漆包线具有绝缘性能，所以在X方向的导线和Y方向的导线之间不需要涂布绝缘层，可以直接交叠在一起，降低了生产的复杂度，提高了成品率，同时，鉴于采用漆包线的打印技术，其打印速度快、图形精确度高，并且具有图形线条细的优点，可以控制导线的直径在0.1-10um。
(6)将步骤(5)中完成的PET-XY膜的四周多余的区域裁剪掉，
(7)将步骤(6)中完成的PET-XY膜，放入通风烘干设备进行烘干处理，
(8)将步骤(7)中完全干燥的PET-XY膜进行激光焊接，将漆包线的漆完全融化，并将漆包线和柔性电路板上的镀锡手指进行焊接，得到投射式电容触控屏。
另外，所述3D打印平台具有X、Y和Z三个方向的移动自由度，并且通过控制软件将设计图形转换输出为3D打印平台的X、Y和Z三个方向的移动。
另外，所述3D打印平台具有吸附PET基材的功能，所述吸附为静电吸附或抽风机吸附。
另外，所述步骤(1)中PET基材的胶层厚度为7um-50um，胶层的粘性保持在500g-5000g。
另外，所述步骤(3)中将柔性甩尾电路板导电的镀锡手指一面朝下贴合在PET-X膜的排线上时，甩尾电路板和排线在X和Y方向的误差保持在0-0.2mm。
另外，所述步骤(4)中PET-Y膜的双面胶层厚度为7um-50um，其双面胶层的粘性皆保持在500g-5000g。
另外，所述步骤(4)和步骤(5)中的洗涤剂溶液中溶质为不含色素的洗洁精，所述洗涤剂溶液中溶质与水的体积比为1:10-20。
另外，所述步骤(6)的裁剪误差小于0.1mm。
另外，所述步骤(7)中烘干温度控制在30-200摄氏度，烘干时间控制在1-24小时。
另外，所述步骤(2)中漆包线直径为0.1um-10um，漆包线的线轴固定于线桶中，线桶固定于3D打印平台的Z轴上，线桶设置成圆柱型或长方形，漆包线的出口一端采用红宝石线嘴出线，所述红宝石线嘴的内径小于0.3mm，以确保打印出线位置的精确度。
区别于现有技术，本发明投射式电容触控屏的制作方法主要针对大尺寸电容触控膜，并且将3D打印技术首次应用到电容触控屏的制作方法上，具有生产工艺简单、生产速度快、成品率高、成本低廉的优点，解决了目前大尺寸电容式触控膜生产工艺复杂，生产速度慢、成本高的问题，并且生产而成的投射式电容触控屏具有如下优点：
(1)电容触控屏的分辨率更高，所以产品的精准度要高很多，
(2)由于漆包线具有绝缘性能，所以在X方向的导线和Y方向的导线之间不需要涂布绝缘层，可以直接交叠在一起，降低了生产的复杂度，提高了成品率，
(3)鉴于采用漆包线的打印技术，其打印速度快、图形精确度高，并且具有图形线条细的优点，可以控制导线的直径在0.1-10um。
(4)电容触控屏的分辨率高，不会发生误操作，防水性能好。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利 用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

  1. 一种投射式电容触控屏的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
    (1)将洁净的PET基材置于3D打印平台上，所述PET基材为防刮带离型膜保护单面胶层的PET基材，将其防刮表面朝下放置，通过3D打印平台的吸附装置将PET基材固定于3D打印平台表面上，并撕去上方的离型膜暴露出胶层面，形成PET-X膜，
    (2)3D打印平台通过控制软件输出X，Y和Z三个方向的移动，并且Z方向的移动确保线桶的出线嘴和基材PET-X膜之间的间距保持在0-0.5mm，在X，Y方向移动的过程中，漆包线被吸附在PET-X膜上，其所形成的图形即为设计的图形，
    (3)在PET-X膜上打印排线，对齐PET-X膜上的甩尾引线，将柔性甩尾电路板导电的镀锡手指一面朝下贴合在PET-X膜的排线上，然后将洗涤剂溶液均匀喷撒在PET-X膜的表面上，
    (4)PET-Y膜是双面带胶层、带离型膜保护的膜，撕去一面的保护离型膜，暴露胶层的一面朝上放置于工作台面上，并均匀喷洒洗涤剂溶液，
    (5)将PET-Y膜喷洒过洗涤剂溶液的暴露胶层的那一面和PET-X膜暴露胶层的一面贴合，并通过刮板或刮刀将PET-X膜和PET-Y膜之间的洗涤剂溶液均匀刮出，使得PET-X膜和PET-Y膜之间不再有洗涤剂溶液残留，从而形成PET-XY膜，
    (6)将步骤(5)中完成的PET-XY膜的四周多余的区域裁剪掉，
    (7)将步骤(6)中完成的PET-XY膜，放入通风烘干设备进行烘干处理，
    (8)将步骤(7)中完全干燥的PET-XY膜进行激光焊接，将漆包线的漆完全融化，并将漆包线和柔性电路板上的镀锡手指进行焊接，得到投射式电容触控屏。
  2. 根据权利要求1所述的投射式电容触控屏的制作方法，其特征在于，所述3D打印平台具有X、Y和Z三个方向的移动自由度，并且通过控制软件将设计图形转换输出为3D打印平台的X、Y和Z三个方向的移动。
  3. 根据权利要求1所述的投射式电容触控屏的制作方法，其特征在于，所述3D打印平台具有吸附PET基材的功能，所述吸附为静电吸附或抽风机吸附。
  4. 根据权利要求1所述的投射式电容触控屏的制作方法，其特征在于，所述步骤(1)中PET基材的胶层厚度为7um-50um，胶层的粘性保持在500g-5000g。
  5. 根据权利要求1所述的投射式电容触控屏的制作方法，其特征在于，所述步骤(3)中将柔性甩尾电路板导电的镀锡手指一面朝下贴合在PET-X膜的排线上时，甩尾电路板和排线在X和Y方向的误差保持在0-0.2mm。
  6. 根据权利要求1所述的投射式电容触控屏的制作方法，其特征在于，所 述步骤(4)中PET-Y膜的双面胶层厚度为7um-50um，其双面胶层的粘性皆保持在500g-5000g。
  7. 根据权利要求1所述的投射式电容触控屏的制作方法，其特征在于，所述步骤(4)和步骤(5)中的洗涤剂溶液中溶质为不含色素的洗洁精，所述洗涤剂溶液中溶质与水的体积比为1:10-20。
  8. 根据权利要求1所述的投射式电容触控屏的制作方法，其特征在于，所述步骤(6)的裁剪误差小于0.1mm。
  9. 根据权利要求1所述的投射式电容触控屏的制作方法，其特征在于，所述步骤(7)中烘干温度控制在30-200摄氏度，烘干时间控制在1-24小时。
  10. 根据权利要求1所述的投射式电容触控屏的制作方法，其特征在于，所述步骤(2)中漆包线直径为0.1um-10um，漆包线的线轴固定于线桶中，线桶固定于3D打印平台的Z轴上，线桶设置成圆柱型或长方形，漆包线的出口一端采用红宝石线嘴出线，所述红宝石线嘴的内径小于0.3mm。
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