Kapazitive Touchpanels: Materialien und Fertigungsprozess Schritt für Schritt

Seit 1983 kommen kapazitive Touchpanels zum Einsatz – zunächst auf Uhrengehäusen, später revolutionierte Apple die Smartphone-Welt damit.

Ein kapazitives Touchpanel besteht im Wesentlichen aus drei Schichten, wobei jede Schicht ein Substratglas als Basis benötigt. In diesem Beitrag erfahren Sie, welche Rohstoffe nötig sind und wie der detaillierte Herstellungsprozess aussieht.

1. Fertigung des Touch-Sensors

1.1 ITO-Strukturierung (Indium-Zinn-Oxid)

Unter Vakuum werden mittels physikalischer oder chemischer Verfahren dünne Schichten aufgebracht.

Drei Hauptverfahren kommen zum Einsatz: Vakuumverdampfung, Magnetronsputtern und chemische Gasphasenabscheidung (CVD).

Während des Sputterprozesses kann das Glas-Substrat mit UV-Licht gereinigt werden. Nach Fotolackauftrag, Belichtung, Siebdruck, Aushärtung und Rahmenverdrahtung entstehen die ITO-Strukturen auf dem Substratglas. Anschließend erfolgt analog die Reinigung und Beschichtung der zweiten Glasscheibe.

1.2 Modularisierung

Vor diesem Schritt müssen alle Komponenten per UV-Reinigungssystem partikelfrei sein.

Anschließend werden die Schichten mittels OCA (Optically Clear Adhesive) und OCR (Optically Clear Resin) laminiert und beschichtet.

 

Dank des ITO-Musters lässt sich die Touch-Position bestimmen: Der Controller berechnet das Verhältnis der entnommenen Ströme und ermittelt so die X- und Y-Koordinaten.

Der letzte Schritt der Sensorfertigung ist das Bonden des FPC (Flexible Printed Circuit).

2. LCD-Panel-Fertigung (Flüssigkristall-Display)

2.1 TFT-Array-Prozess (Dünnschichttransistor)

Auch hier beginnt man mit einem Substratglas, das beschichtet wird. Es folgt eine Serie von 5 bis 7 sich wiederholenden Prozessschritten.

2.2 Color-Filter-Prozess

Ein zweites Substratglas wird gereinigt – der erste und wichtigste Schritt.

Darauf folgen die Black-Matrix-Strukturierung und der Farbfotolackauftrag (analog einem Malbuch).

Abschließend wird eine Schutzschicht aufgebracht.

2.3 Cell-Prozess

Die Ausrichtung und das Bonding der TFT-Schicht erfordern absolute Sauberkeit. Mittels Liquid-Crystal-Dispensing wird der Color-Filter ausgerichtet, danach werden die beiden Polarisationsfolien zusammengefügt.

2.4 Modularisierung

Per COG (Chip on Glass) wird das ACF (Anisotropic Conductive Film) verbunden – das LCD-Panel ist fertig.

3. Cover-Glas-Fertigung

Das Cover-Glas wird gereinigt, per UV gehärtet und mit einer Fluor-Beschichtung (oleophob) versehen.

4. Endmontage (Setup)

Analog zur Sensor-Modularisierung werden Touch-Sensor und LCD-Panel per OCA-Laminierung und OCR-Beschichtung verbunden. Abschließend wird das Cover-Glas obenauf gesetzt.

5. Zusammenfassung

Das kapazitive Touchpanel besteht aus drei Schichten auf Substratglas-Basis. Reinigung vor und während jedes Schritts ist entscheidend; idealerweise läuft der Prozess unter Vakuum ab, um höchste Qualität zu gewährleisten.

Die Strukturen auf dem Sensorglas definieren die Eigenschaften des Touchpanels. Der Ätzprozess umfasst: ITO-Ätzung, einseitige und beidseitige Ätzung sowie Metallätzung.

Zudem beeinflussen die Präzision von Laserdruck, Excimer-VUV-Reinigung, Photo-Ausrichtungssystemen und weiteren Prozessen die Endqualität maßgeblich.

Die Touchpanel-Fertigung ist hochkomplex. Statt manueller Arbeit sind hochautomatisierte Anlagen und reife Fertigungslinien erforderlich.

Obwohl der Prozess komplex und variantenreich ist, haben wir ihn so verständlich wie möglich dargestellt. Ein einzelner Beitrag kann nicht alle Details abdecken, da verschiedene Touchpanel-Typen unterschiedliche Prozesse erfordern.

Für weiterführende Informationen kontaktieren Sie uns gerne.

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