CN102830842B - 一种触摸屏、触控显示装置及一种触摸屏的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触摸屏、触控显示装置及一种触摸屏的制造方法，所述触摸屏包括：位于第一层面上的第一电极、第二电极和第二电极连接线，所述第一电极和第二电极呈交叉排列，所述第二电极连接线在交叉处将相邻的第二电极连接；位于第二层面上的第一电极连接线，在交叉处将相邻的第一电极搭接；绝缘层，位于第一层面和第二层面之间，具有将第一电极连接线和第一电极搭接的过孔；保护层，位于第一层面、绝缘层和第二层面所形成的结构之上；其中，所述绝缘层和保护层，在基板未覆盖第一电极和第二电极区域的厚度之和，小于基板覆盖第一电极和第二电极区域的厚度之和。本发明技术方案可改善像素电极的可视性，且无需增加生产工序及制造成本。

Description

一种触摸屏、触控显示装置及一种触摸屏的制造方法

技术领域

本发明涉及触控显示技术领域，特别是涉及一种触摸屏、触控显示装置及一种触摸屏的制造方法。

背景技术

触摸屏作为一种输入媒介，相比于键盘和鼠标，为使用者提供了更好的便利性。根据不同的实现原理，触摸屏可以分为电阻式、电容式、表面声波式、红外式、以及弯曲波式、有源数字转换器式和光学成像式等。目前被广泛应用的是电阻式和电容式触摸屏技术，在这两种触摸屏的结构中，均需要设置透明金属电极。

与电阻式触摸屏相比，电容式触摸屏具有反应时间快、可靠度佳以及耐用度高等优点。电容式触摸屏包括表面电容式和感应电容式，而感应电容式触摸屏又可分为自感电容式和互感电容式，其中，互感电容式触摸屏凭借其较高的灵敏度以及真正的多点触控，成为时下的主流触摸技术。

如图1a和图1b所示，互感电容式触摸屏采用透明金属氧化物（例如ITO等）在基板上制作像素电极，所述像素电极包括第一电极10和第二电极11，所述第一电极10为竖向电极，所述第二电极11为横向电极，所述第一电极10通过第一电极连接线12连接，所述第二电极11通过第二电极连接线13连接，其中，第一电极连接线12和第二电极连接线13在交叉位置（节点处）通过绝缘层隔离并形成互感电容（即交叉位置互感电容14），并且在第一电极10和第二电极11之间也会形成互感电容（即电极之间互感电容15）。当触摸屏幕时，由于影响触摸点附近两个电极之间的耦合，从而改变了两个电极之间的电容量，通过检测互感电容大小可以得到所有第一电极和第二电极的排列交汇位置的电容值，进而确定所有触摸点的位置。

传统的互感电容式触摸屏通常采用4次掩模构图工艺形成，具体流程为：

步骤一、在基板上沉积金属薄膜，通过第一次掩模构图工艺形成第一电极连接线图形，如图2a所示；

步骤二、在完成步骤一的基板上沉积绝缘层，通过第二次掩模构图工艺形成用于连接第一电极连接线和第一电极的过孔图形，如图2b所示；

步骤三、在完成步骤二的基板上沉积透明金属氧化物薄膜，通过第三次掩模构图工艺形成第二电极、第二电极连接线和第一电极图形，如图2c所示；

步骤四、在完成步骤三的基板上沉积保护层，通过第四次掩模构图工艺形成位于基板周边信号引导区的连接孔图形。

在传统的互感电容式触摸屏中，第二电极和第一电极之间的线宽约为几十到一百微米的数量级，请参照图3所示，像素电极覆盖区域的透过率T1与像素电极未覆盖区域的透过率T2有着明显的差异，这样，人眼可以明显看到像素电极的图案，即存在可视性问题，视觉效果较不理想。为了解决该问题，现有技术通常采用两种方式：一是在触摸屏上贴附一层覆盖玻璃，这样虽然可以明显改善像素电极的可视性问题，但是却使整个触摸屏的背光透过率减少，并且成本和重量也大大增加；二是将透过率较高的材料涂覆于像素电极图形上，实现像素电极可视性的减弱，如图4所示，在像素电极覆盖区域和像素电极未覆盖区域涂覆特定厚度和特定折射率的高透过率材料200，例如透明聚合有机物材料或氮化硅材料等，即可在特定波长处消除像素电极的可视性（像素电极覆盖区域的透过率T3与像素电极未覆盖区域的透过率T4基本相等），然而，这需要增加一次涂覆工序，使得制造工艺较为繁琐，并且增加了制造成本。

现有技术存在的缺陷在于，改善像素电极的可视性问题需要增加生产工序并投入较大的制造成本。

发明内容

本发明提供了一种触摸屏、触控显示装置及一种触摸屏的制造方法，用以改善像素电极的可视性，且无需增加生产工序及制造成本。

本发明触摸屏，在基板之上包括：

位于第一层面上的第一电极、第二电极和第二电极连接线，所述第一电极和第二电极呈交叉排列，所述第二电极连接线在交叉处将相邻的第二电极连接；

位于第二层面上的第一电极连接线，在交叉处将相邻的第一电极搭接；

绝缘层，位于第一层面和第二层面之间，具有将第一电极连接线和第一电极搭接的过孔；

保护层，位于第一层面、绝缘层和第二层面所形成结构的之上；

其中，所述绝缘层和保护层，在基板未覆盖第一电极和第二电极区域的厚度之和，小于基板覆盖第一电极和第二电极区域的厚度之和。

本发明触控显示装置，包括前述技术方案中所述的触摸屏。

本发明触摸屏的制造方法，包括：

在基板之上形成第一电极、第二电极和第二电极连接线，所述第一电极和第二电极呈交叉排列，所述第二电极连接线在交叉处将相邻的第二电极连接；

在第一电极、第二电极和第二电极连接线之上形成绝缘层，所述绝缘层具有位于第一电极之上的过孔；

在绝缘层之上形成第一电极连接线，所述第一电极连接线在交叉处通过过孔将相邻的第一电极搭接；

在第一电极连接线之上形成保护层；

其中，所述绝缘层和/或所述保护层，在基板未覆盖第一电极和第二电极的区域被刻蚀掉设定厚度。

本发明触摸屏的制造方法，包括：

在基板之上形成第一电极连接线；

在第一连接线之上形成绝缘层，所述绝缘层具有位于第一电极连接线之上的过孔；

在绝缘层之上形成第一电极、第二电极和第二电极连接线，所述第一电极和第二电极呈交叉排列，所述第二电极连接线在交叉处将相邻的第二电极连接，相邻的第一电极在交叉处分别通过过孔与第一电极连接线连接；

在第一电极、第二电极和第二电极连接线之上，形成保护层；

其中，所述绝缘层和/或所述保护层，在基板未覆盖第一电极和第二电极的区域被刻蚀掉设定厚度。

在本发明技术方案中，由于所述绝缘层和保护层，在基板未覆盖第一电极和第二电极区域的厚度之和，小于基板覆盖第一电极和第二电极区域的厚度之和，因此，可实现在特定波长处减弱像素电极（即第一电极和第二电极）的可视性；在生产工艺上，不需要额外增加掩模构图工序或涂覆工序，可在不增加生产工序和制造成本的前提下降低像素电极的可视性。

附图说明

图1a为现有互感电容式触摸屏结构示意图；

图1b为图1a中A结构的局部放大示意图；

图2a为现有技术基板经第一次掩模构图工艺后结构示意图；

图2b为现有技术基板经第二次掩模构图工艺后结构示意图；

图2c为现有技术基板经第三次掩模构图工艺后结构示意图；

图3为现有电容式触摸屏截面结构示意图；

图4为改善后的现有电容式触摸屏截面结构示意图；

图5为本发明触摸屏截面结构示意图；

图6为本发明触摸屏制造方法一实施例流程图；

图7为本发明触摸屏制造方法另一实施例流程图。

附图标记：

10-第一电极                11-第二电极

12-第一电极连接线          13-第二电极连接线

14-交叉位置互感电容                15-电极之间互感电容

16-绝缘层（现有技术）              16a-过孔

17-保护层（现有技术）              160-绝缘层

170-保护层                         100-基板

200-高透过率材料

具体实施方式

为了解决现有技术中改善像素电极的可视性问题需要增加生产工序并投入较大的制造成本的技术问题，本发明提供了一种触摸屏、触控显示装置及一种触摸屏的制造方法。

本发明的第一个技术方案，一种触摸屏，在基板之上包括：

位于第一层面上的第一电极、第二电极和第二电极连接线，所述第一电极和第二电极呈交叉排列，所述第二电极连接线在交叉处将相邻的第二电极连接；

位于第二层面上的第一电极连接线，在交叉处将相邻的第一电极搭接；

绝缘层，位于第一层面和第二层面之间，具有将第一电极连接线和第一电极搭接的过孔；

保护层，位于第一层面、绝缘层和第二层面所形成的结构之上；

所述绝缘层和保护层，在基板未覆盖第一电极和第二电极区域的厚度之和，小于基板覆盖第一电极和第二电极区域的厚度之和。

本技术方案中呈交叉排列的第一电极与第二电极优选为垂直交叉。

作为本发明的第二个技术方案，在上述第一个技术方案的基础上，所述绝缘层，在基板未覆盖第一电极和第二电极区域的厚度小于基板覆盖第一电极和第二电极区域的厚度。

作为本发明的第三个技术方案，在上述第一个技术方案的基础上，所述保护层，在基板未覆盖第一电极和第二电极区域的厚度小于基板覆盖第一电极和第二电极区域的厚度。

作为本发明的第四个技术方案，在上述第一个技术方案的基础上，所述绝缘层，在基板未覆盖第一电极和第二电极区域的厚度小于基板覆盖第一电极和第二电极区域的厚度；且

所述保护层，在基板未覆盖第一电极和第二电极区域的厚度小于基板覆盖第一电极和第二电极区域的厚度。

作为本发明的第五个技术方案，在上述任一技术方案的基础上，所述第一电极连接线形成于于基板之上。

作为本发明的第六个技术方案，在上述一至四任一技术方案的基础上，所述所述第一电极、第二电极、第二电极连接线形成于于基板之上。

作为本发明的第七个技术方案，在上述任一技术方案的基础上，所述第一电极为驱动透明电极，所述第二电极为探测透明电极。

作为本发明的第八个技术方案，在上述一至六任一技术方案的基础上，所述第一电极为探测透明电极，所述第二电极为驱动透明电极。

作为本发明的第九个技术方案，一种触控显示装置，包括上述任一技术方案所述的触摸屏。

作为本发明的第十个技术方案，一种触摸屏的制造方法，包括：

在基板之上形成第一电极、第二电极和第二电极连接线，所述第一电极和第二电极呈交叉排列，所述第二电极连接线在交叉处将相邻的第二电极连接；

在第一电极、第二电极和第二电极连接线之上形成绝缘层，所述绝缘层具有位于第一电极之上的过孔；

在绝缘层之上形成第一电极连接线，所述第一电极连接线在交叉处通过过孔将相邻的第一电极搭接；

在第一电极连接线之上形成保护层；

所述绝缘层和/或所述保护层，在基板未覆盖第一电极和第二电极的区域被刻蚀掉设定厚度。

作为本发明的第十一个技术方案，另一种触摸屏的制造方法，包括：

在基板之上形成第一电极连接线；

在第一连接线之上形成绝缘层，所述绝缘层具有位于第一电极连接线之上的过孔；

在绝缘层之上形成第一电极、第二电极和第二电极连接线，所述第一电极和第二电极呈交叉排列，所述第二电极连接线在交叉处将相邻的第二电极连接，相邻的第一电极在交叉处分别通过过孔与第一电极连接线连接；

在第一电极、第二电极和第二电极连接线之上，形成保护层；

所述绝缘层和/或所述保护层，在基板未覆盖第一电极和第二电极的区域被刻蚀掉设定厚度。

结合图1a、图2b及图5所示，本发明触摸屏，在基板100之上包括：

位于第一层面上的第一电极10、第二电极11和第二电极连接线13，所述第一电极10和第二电极11呈交叉排列，所述第二电极连接线13在交叉处将相邻的第二电极11连接；

位于第二层面上的第一电极连接线12，在交叉处将相邻的第一电极10搭接；

绝缘层160，位于第一层面和第二层面之间，具有将第一电极连接线12和第一电极10搭接的过孔16a；

保护层170，位于第一层面、绝缘层160和第二层面所形成结构的之上；

其中，所述绝缘层160和保护层170，在基板未覆盖第一电极10和第二电极11区域的厚度之和，小于基板覆盖第一电极10和第二电极11区域的厚度之和。

例如，可以是所述绝缘层160，在基板未覆盖第一电极10和第二电极11区域的厚度小于基板覆盖第一电极10和第二电极11区域的厚度；也可以是所述保护层170，在基板未覆盖第一电极10和第二电极11区域的厚度小于基板覆盖第一电极10和第二电极11区域的厚度；还可以是所述绝缘层160，在基板未覆盖第一电极10和第二电极11区域的厚度小于基板覆盖第一电极10和第二电极11区域的厚度，同时所述保护层170，在基板未覆盖第一电极10和第二电极11区域的厚度也小于基板覆盖第一电极10和第二电极11区域的厚度。

绝缘层160和保护层170在不同区域的厚度值，需要根据所选取材质的折射率进行理论计算获得，绝缘层和保护层选取合适的材质和厚度，即可在特定波长处减弱或消除像素电极（即第一电极和第二电极）的可视性（如图5所示，像素电极覆盖区域的透过率T5与像素电极未覆盖区域的透过率T6基本相等）。

第一电极连接线12可以采用钼（Mo）等金属。在本发明的一实施例中，具体结构为，第一电极连接线形成于基板之上；绝缘层形成于第一电极连接线之上，并覆盖整个基板；第一电极、第二电极和第二电极连接线形成于绝缘层之上。在本发明另外的实施例中，具体结构还可以是，第一电极、第二电极和第二电极连接线形成于基板之上；绝缘层形成于第一电极、第二电极和第二电极连接线之上，并覆盖整个基板；第一电极连接线形成于绝缘层之上。

第一电极10可以为驱动透明电极，则第二电极11为探测透明电极，或者，第一电极10为探测透明电极，则第二电极11为驱动透明电极，第一电极10和第二电极11的材质可以为氧化铟锡（ITO）等。优选的，第一电极10为驱动透明电极，第二电极11为探测透明电极，这是因为驱动透明电极的电阻往往大于探测透明电极的电阻，第一电极连接线连接驱动透明电极有利于降低电阻。

在本发明技术方案中，由于所述绝缘层和保护层，在基板未覆盖第一电极和第二电极区域的厚度之和，小于基板覆盖第一电极和第二电极区域的厚度之和，因此，可实现在特定波长处减弱像素电极（即第一电极和第二电极）的可视性；在生产工艺上，不需要额外增加掩模构图工序或涂覆工序，可在不增加生产工序和制造成本的前提下降低像素电极的可视性。

本发明触控显示装置，包括前述技术方案中所述的触摸屏，具有显示效果较佳的优点。

如图6所示，本发明触摸屏的制造方法一实施例仍然采用4次掩模构图工艺，具体流程为：

步骤601、在基板上沉积金属薄膜，通过第一次掩模构图工艺（掩模构图工艺包括清洗、成膜、涂布、曝光、显影、干刻或湿刻、光刻胶剥离等工序）形成第一电极连接线图形。

步骤602、在完成步骤601的基板上沉积绝缘层，通过第二次掩模构图工艺在基板未设计覆盖第一电极和第二电极的区域刻蚀掉设定的厚度，同时刻蚀形成位于第一电极连接线之上的过孔图形；绝缘层的材质可以为氮化硅、二氧化硅、有机树脂等。

步骤603、在完成步骤602的基板上沉积透明导电薄膜，通过第三次掩模构图工艺形成第一电极、第二电极和第二电极连接线图形；所述第一电极和第二电极呈交叉排列，所述第二电极连接线在交叉处将相邻的第二电极连接，相邻的第一电极在交叉处分别通过过孔与第一电极连接线连接；透明导电薄膜材质可以为氧化铟锡（ITO），厚度值优选位于200埃至800埃之间。

步骤604、在完成步骤603的基板上沉积保护层，用以防止外界对电极的划伤，通过第四次掩模构图工艺形成周边信号引导区的连接孔图形，也可在该次掩模构图工艺中同时将基板未覆盖第一电极和第二电极的区域的保护层刻蚀掉设定的厚度；保护层的材质可以为氮化硅、二氧化硅或透明聚合有机物等。

在步骤602中，也可以不对基板未设计覆盖第一电极和第二电极的区域进行刻蚀，而只在步骤604中将相应的保护层刻蚀掉设定的厚度；绝缘层和保护层需要刻蚀掉的设定厚度应根据所选取材质的折射率进行理论计算得出。

如图7所示，本发明触摸屏的制造方法另一实施例的具体流程为：

步骤701、在基板上沉积透明导电薄膜，通过第一次掩模构图工艺形成第一电极、第二电极和第二电极连接线图形，所述第一电极和第二电极呈交叉排列，所述第二电极连接线在交叉处将相邻的第二电极连接。

步骤702、在完成步骤701的基板上沉积绝缘层，通过第二次掩模构图工艺在基板未设计覆盖第一电极和第二电极的区域刻蚀掉设定的厚度，同时刻蚀形成位于第一电极之上的过孔图形。

步骤703、在完成步骤702的基板上沉积金属薄膜，通过第三次掩模构图工艺形成第一电极连接线图形，所述第一电极连接线在交叉处通过过孔将相邻的第一电极搭接。

步骤704、在完成步骤703的基板上沉积保护层，通过第四次掩模构图工艺形成周边信号引导区的连接孔图形，也可在该次掩模构图工艺中同时将基板未覆盖第一电极和第二电极的区域的保护层刻蚀掉设定的厚度。

在步骤702中，也可以不对基板未设计覆盖第一电极和第二电极的区域进行刻蚀，而只在步骤704中将相应的保护层刻蚀掉设定的厚度。

可见，本发明方法实施例对比于现有技术，不但降低了触摸屏像素电极的可视性，而且不需要额外增加掩模构图工序或涂覆工序，不增加额外的制造成本。

需要说明的是，本发明中的“沉积”只是形成各种膜层的一种方式，形成膜层的方法还可以为涂覆、磁控溅射等方式。所述基板一般为透明基板，包括玻璃、透明塑料等。所述第一电极和第二电极的形状并不限于上述图中的菱形，还可以为其他形状的电极图形。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种触摸屏，在基板之上包括：

位于第一层面上的第一电极、第二电极和第二电极连接线，所述第一电极和第二电极呈交叉排列，所述第二电极连接线在交叉处将相邻的第二电极连接；

位于第二层面上的第一电极连接线，在交叉处将相邻的第一电极搭接；

绝缘层，位于第一层面和第二层面之间，具有将第一电极连接线和第一电极搭接的过孔；

保护层，位于第一层面、绝缘层和第二层面所形成的结构之上；

其特征在于，所述绝缘层和保护层，在基板未覆盖第一电极和第二电极区域的厚度之和，小于基板覆盖第一电极和第二电极区域的厚度之和。

2.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述绝缘层，在基板未覆盖第一电极和第二电极区域的厚度小于基板覆盖第一电极和第二电极区域的厚度。

3.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述保护层，在基板未覆盖第一电极和第二电极区域的厚度小于基板覆盖第一电极和第二电极区域的厚度。

4.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述绝缘层，在基板未覆盖第一电极和第二电极区域的厚度小于基板覆盖第一电极和第二电极区域的厚度；且

所述保护层，在基板未覆盖第一电极和第二电极区域的厚度小于基板覆盖第一电极和第二电极区域的厚度。

5.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述第一电极连接线形成于基板之上。

6.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述第一电极、第二电极、第二电极连接线形成于基板之上。

7.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述第一电极为驱动透明电极，所述第二电极为探测透明电极。

8.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述第一电极为探测透明电极，所述第二电极为驱动透明电极。

9.一种触控显示装置，其特征在于，包括如权利要求1～8中任一项所述的触摸屏。

10.一种触摸屏的制造方法，包括：

在基板之上形成第一电极、第二电极和第二电极连接线，所述第一电极和第二电极呈交叉排列，所述第二电极连接线在交叉处将相邻的第二电极连接；

在第一电极、第二电极和第二电极连接线之上形成绝缘层，所述绝缘层具有位于第一电极之上的过孔；

在绝缘层之上形成第一电极连接线，所述第一电极连接线在交叉处通过过孔将相邻的第一电极搭接；

在第一电极连接线之上形成保护层；

其特征在于，所述绝缘层和/或所述保护层，在基板未覆盖第一电极和第二电极的区域被刻蚀掉设定厚度。

11.一种触摸屏的制造方法，包括：

在基板之上形成第一电极连接线；

在第一连接线之上形成绝缘层，所述绝缘层具有位于第一电极连接线之上的过孔；

在绝缘层之上形成第一电极、第二电极和第二电极连接线，所述第一电极和第二电极呈交叉排列，所述第二电极连接线在交叉处将相邻的第二电极连接，相邻的第一电极在交叉处分别通过过孔与第一电极连接线连接；

在第一电极、第二电极和第二电极连接线之上，形成保护层；

其特征在于，所述绝缘层和/或所述保护层，在基板未覆盖第一电极和第二电极的区域被刻蚀掉设定厚度。