CN103487971A - 彩膜基板、触控显示装置及彩膜基板的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种触摸屏的彩膜基板、触控显示装置及触摸屏的彩膜基板的制作方法。触摸屏的彩膜基板，包括：衬底基板；位于衬底基板上方的黑矩阵，黑矩阵包括透光区域和遮光区域；位于黑矩阵的透光区域内的彩色光阻；位于黑矩阵和彩色光阻上方且交叉设置的一组第一电极线和一组第二电极线，第一电极线包括通过桥接线串接的多个第一电极，第二电极线包括通过连接线串接的多个第二电极，桥接线和连接线交叉设置且交叉区域与黑矩阵的遮光区域位置相对；位于桥接线和连接线之间将桥接线和连接线绝缘隔离的隔垫物。该结构方案大大简化了触摸屏中彩膜基板的制作工艺，减少了掩模板的使用数量，降低了制作成本。

Description

彩膜基板、触控显示装置及彩膜基板的制作方法
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的彩膜基板、触控显示装置及触摸屏的彩膜基板的制作方法。
背景技术
目前，大多数互电容式触摸屏为外挂式，即触摸屏与显示屏分开制作然后贴合在一起。这种技术存在制作成本较高、光透过率较低、模组较厚的缺点。随着科技的发展，内嵌触摸屏技术逐渐成为研发新宠，其是指：用于实现触控功能的驱动电极线和探测电极线设置在显示屏的基板上。采用内嵌触摸屏技术的触控显示装置相比外挂式触控显示装置，具有厚度更薄、性能更高、成本更低的优势。
如图1所示，现有的一种内嵌式触摸屏的彩膜基板包括：透明基板10，以及在透明基板10之上依次形成的驱动电极11和探测电极线12、第一钝化层13、金属桥14、第二钝化层15、黑矩阵16、彩色光阻17、平坦层18和隔垫物19，其中，驱动电极11通过金属桥14搭接组成驱动电极线，驱动电极线与探测电极线12交叉设置并在交叉处通过第一钝化层13绝缘隔离。该现有技术存在的缺陷在于，彩膜基板需要至少采用六次掩模构图工艺制作完成，每一次构图工艺通常包括光刻胶涂敷、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等工序，这就对应需要至少六张掩模板，彩膜基板的整体制作工艺不但较为复杂，并且制作成本较高。
发明内容
本发明提供了一种触摸屏的彩膜基板、触控显示装置及触摸屏的彩膜基板的制作方法，以简化触摸屏中彩膜基板的制作工艺，降低制作成本。
本发明实施例提供的触摸屏的彩膜基板，包括：
衬底基板；
位于所述衬底基板上方的黑矩阵，所述黑矩阵包括透光区域和遮光区域；
位于所述黑矩阵的透光区域内的彩色光阻；
位于所述黑矩阵和所述彩色光阻上方且交叉设置的一组第一电极线和一组第二电极线，所述第一电极线包括通过桥接线串接的多个第一电极，所述第二电极线包括通过连接线串接的多个第二电极，所述桥接线和所述连接线交叉设置且交叉区域与黑矩阵的遮光区域位置相对；
位于所述桥接线和所述连接线之间将所述桥接线和所述连接线绝缘隔离的隔垫物。
在该技术方案中，利用彩膜基板的隔垫物将第一电极线的桥接线和第二电极线的连接线绝缘隔离，相比于现有技术，桥接线和连接线之间无需另外通过构图工艺形成第一钝化层，这大大简化了触摸屏中彩膜基板的制作工艺，减少了掩模板的使用数量，降低了制作成本。
优选的，所述第一电极、第二电极和所述连接线位于同层；所述桥接线位于所述连接线的上方，或者，所述连接线位于所述桥接线的上方。作为可选方案，第一电极、第二电极和连接线所在层结构与桥接线所在层结构的位置可互换，无论采用哪一种结构形式，彩膜基板的制作工艺均较为简化，制作成本较低。
优选的，彩膜基板还包括：位于所述黑矩阵和所述彩色光阻上方且位于所述一组第一电极线、一组第二电极线和隔垫物所组成的结构下方的覆盖基板的第一平坦层。第一平坦层可以将黑矩阵和彩色光阻的表面平坦化，有利于在其上进行下一步构图工艺。
优选的，彩膜基板还包括：位于所述一组第一电极线、一组第二电极线和隔垫物所组成的结构上方的覆盖基板的第二平坦层。第二平坦层可以使彩膜基板表面平坦化，并能够起到保护基板的作用。
本发明实施例还提供了一种触控显示装置，包括前述任一技术方案所述的触摸屏的彩膜基板，具有较低的制作成本。
本发明实施例还提供了一种制作前述触摸屏的彩膜基板的方法，包括：
通过构图工艺在衬底基板之上形成包括透光区域和遮光区域的黑矩阵的图案；
通过构图工艺形成至少覆盖黑矩阵的透光区域的彩色光阻的图案；
通过构图工艺在黑矩阵和彩色光阻的上方形成第一电极、第二电极和连接线的图案；
通过构图工艺在第一电极、第二电极和连接线的层结构上方形成隔垫物的图案；
通过构图工艺在隔垫物的层结构上方形成桥接线的图案。
该技术方案最少可采用五次构图工艺形成触摸屏的彩膜基板，相比于现有技术，简化了制作工艺，减少了掩模板的使用数量，降低了制作成本。
优选的，在形成彩色光阻的图案之后，形成第一电极、第二电极和连接线的图案之前，该方法还进一步包括：形成覆盖基板的第一平坦层；在形成桥接线的图案之后，该方法还进一步包括：形成覆盖基板的第二平坦层。第一平坦层和第二平坦层可以起到基板平坦化和保护电极的作用。
优选的，所述通过构图工艺形成彩色光阻的图案，具体包括：采用同一张掩模板依次制作各个颜色的彩色光阻图案，且每制作一种颜色的彩色光阻图案后，所述掩模板偏移设定距离。制作彩色光阻仅需采用一张掩模板，具有较低的制作成本。
本发明实施例还提供了另一种制作前述触摸屏的彩膜基板的方法，包括：
通过构图工艺在衬底基板之上形成包括透光区域和遮光区域的黑矩阵的图案；
通过构图工艺形成至少覆盖黑矩阵的透光区域的彩色光阻的图案；
通过构图工艺在黑矩阵和彩色光阻的上方形成桥接线的图案；
通过构图工艺在桥接线的层结构上方形成隔垫物的图案；
通过构图工艺在隔垫物的层结构上方形成第一电极、第二电极和连接线的图案。
同理，该技术方案最少可采用五次构图工艺形成触摸屏的彩膜基板，相比于现有技术，简化了制作工艺，减少了掩模板的使用数量，降低了制作成本。
优选的，在形成彩色光阻的图案之后，形成桥接线的图案之前，该方法还进一步包括：形成覆盖基板的第一平坦层；在形成第一电极、第二电极和连接线的图案之后，该方法还进一步包括：形成覆盖基板的第二平坦层。其有益效果与前述同理。
优选的，所述通过构图工艺形成彩色光阻的图案，具体包括：采用同一张掩模板依次制作各个颜色的彩色光阻图案，且每制作一种颜色的彩色光阻图案后，所述掩模板偏移设定距离。其有益效果与前述同理。
附图说明
图1为现有触摸屏的彩膜基板截面结构示意图（电极线交叉区域）；
图2为本发明触摸屏的彩膜基板一实施例的俯视结构示意图；
图3为图2在A-A处的截面结构示意图；
图4本发明触摸屏的彩膜基板另一实施例的截面结构示意图（电极线交叉区域）；
图5为制作图4所示实施例的彩膜基板的方法流程示意图；
图6a为形成黑矩阵之前的衬底基板截面结构示意图；
图6b为形成黑矩阵之后的基板截面结构示意图；
图6c为形成红色光阻后的基板截面结构示意图；
图6d为形成红绿蓝三色光阻后的基板截面结构示意图；
图6e为形成第一平坦层后的基板截面结构示意图；
图6f为形成桥接线后的基板截面结构示意图；
图6g为形成隔垫物后的基板截面结构示意图；
图6h为形成第一电极、第二电极和连接线后的基板截面结构示意图。
附图标记：
10-透明基板    11-驱动电极  12-探测电极线
13-第一钝化层  14-金属桥    15-第二钝化层
16-黑矩阵      17-彩色光阻  18-平坦层
19-隔垫物      20-衬底基板  21-第一电极线
22-第二电极线  23-桥接线    24-第一电极
25-连接线      26-第二电极  27-第一平坦层
28-第二平坦层
具体实施方式
为了简化触摸屏中彩膜基板的制作工艺，降低制作成本，本发明实施例提供了一种触摸屏的彩膜基板、触控显示装置及触摸屏的彩膜基板的制作方法。在本发明技术方案中，利用彩膜基板的隔垫物将第一电极线的桥接线和第二电极线的连接线绝缘隔离，相比于现有技术，桥接线和连接线之间无需另外通过构图工艺形成第一钝化层，这大大简化了触摸屏中彩膜基板的制作工艺，减少了掩模板的使用数量，降低了制作成本。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明作进一步详细说明。
如图2和图3所示的一实施例，其中，图2为彩膜基板的俯视结构示意图；图3为图2在A-A处的截面结构示意图。本发明触摸屏的彩膜基板，包括：
衬底基板20；
位于衬底基板20上方的黑矩阵16，黑矩阵16包括透光区域和遮光区域；
位于黑矩阵16的透光区域内的彩色光阻17；
位于黑矩阵16和彩色光阻17上方且交叉设置的一组第一电极线21和一组第二电极线22，第一电极线21包括通过桥接线23串接的多个第一电极24，第二电极线22包括通过连接线25串接的多个第二电极26，桥接线23和连接线25交叉设置且交叉区域与黑矩阵16的遮光区域位置相对；
位于桥接线23和连接线25之间将桥接线23和连接线25绝缘隔离的隔垫物19。
衬底基板20的材质不限，例如可以选用透明的玻璃、树脂等等。黑矩阵16的主要作用是利用遮光区域遮挡杂散光，防止透光区域所对应的像素之间产生漏光；彩色光阻17包括R（Red，红色）光阻、G（Green，绿色）光阻和B（Blue，蓝色）光阻，主要作用是利用滤光的方式产生红绿蓝三原色，再将红绿蓝三原色以不同的强弱比例混合，从而呈现出各种色彩，使薄膜晶体管液晶显示屏可以显示出全彩。这里需要说明的是，在液晶显示领域中，彩色光阻并不限于RGB（Red Green Blue，红绿蓝）三色，还可以为RGBW（Red Green BlueWhite，红绿蓝白）、RGBY（Red Green Blue Yellow，红绿蓝黄）和CMYK（CyanMagenta Yellow Black，青品红黄黑）等多种颜色组合。
内嵌式触摸屏是指用于实现触控功能的驱动电极线和探测电极线设置在显示屏的基板上。在本方案中，第一电极线21和第二电极线22均设置在彩膜基板上，第一电极线21可以为驱动电极线，则第二电极线22为探测电极线；或者，第一电极线21为探测电极线，则第二电极线22为驱动电极线，在此不作具体限定。桥接线23的具体材质不限，当第一电极线21为驱动电极线时，桥接线23优选采用铜等金属（也称为金属桥），这样有利于降低驱动电极线的电阻。而连接线25则可以采用与第一电极24、第二电极26相同的材质，例如氧化铟锡等透明导电材料。
隔垫物是显示装置在装配过程中用到的辅助物，主要用于控制彩膜基板和阵列基板之间的间隙，如果想要获得大面积、均匀厚度的液晶层，需要在彩膜基板和阵列基板之间均匀的设置隔垫物。在本发明实施例的方案中，隔垫物19在彩膜基板的制作过程中形成，隔垫物19设置在第一电极线21和第二电极线22的交叉区域，位于桥接线23和连接线25之间并将桥接线23和连接线25绝缘隔离，从而使桥接线23和连接线25之间形成互感电容。
在本发明实施例的技术方案中，利用彩膜基板的隔垫物19将第一电极线21的桥接线23和第二电极线22的连接线25绝缘隔离，相比于现有技术，桥接线23和连接线25之间无需另外通过构图工艺形成第一钝化层，这大大简化了触摸屏中彩膜基板的制作工艺，减少了掩模板的使用数量，降低了制作成本。
第一电极24、第二电极26和连接线25可以位于同层；桥接线23可以位于连接线25的上方（如图3所示），或者，连接线25位于桥接线23的上方（如图4所示）。具有该结构的彩膜基板，第一电极24、第二电极26和连接线25可以在同一次构图工艺中形成。当桥接线23位于连接线25的上方时，桥接线23的层结构位于第一电极24、第二电极26和连接线25所在层结构的上方；当连接线25位于桥接线23的上方时，第一电极24、第二电极26和连接线25所在层结构位于桥接线23的层结构上方。作为可选方案，第一电极24、第二电极26和连接线25所在层结构与桥接线23所在层结构的位置可互换，无论采用哪一种结构形式，彩膜基板的制作工艺均较为简化，制作成本较低。
如图3和图4所示，优选的，彩膜基板还包括：位于黑矩阵16和彩色光阻17上方且位于一组第一电极线21、一组第二电极线22和隔垫物19所组成的结构下方的覆盖基板的第一平坦层27。第一平坦层27可以将黑矩阵16和彩色光阻17的表面平坦化，有利于在其上进行下一步构图工艺。如图3所示实施例，当设置第一平坦层27后，第一电极24、第二电极和连接线25可以形成在同一平面，制作工艺的难度大大降低。
进一步，彩膜基板还包括：位于一组第一电极线21、一组第二电极线22和隔垫物19所组成的结构上方的覆盖基板的第二平坦层28。第二平坦层28可以使彩膜基板表面平坦化，并能够起到保护电极的作用。第一平坦层27和第二平坦层28的材质不限，例如可以为树脂、氮化硅等。
本发明实施例还提供了一种触控显示装置，包括前述任一实施例的触摸屏的彩膜基板，由于彩膜基板的制作工艺较现有技术简化，具有较低的制作成本，因此，包含该彩膜基板的触控显示装置也具有较低的制作成本。
如图5所示，本发明实施例还提供了一种制作彩膜基板的方法，包括以下步骤：
步骤101、通过构图工艺在衬底基板之上形成包括透光区域和遮光区域的黑矩阵的图案；
步骤102、通过构图工艺形成至少覆盖黑矩阵的透光区域的彩色光阻的图案；
步骤103、通过构图工艺在黑矩阵和彩色光阻的上方形成桥接线的图案；
步骤104、通过构图工艺在桥接线的层结构上方形成隔垫物的图案；
步骤105、通过构图工艺在隔垫物的层结构上方形成第一电极、第二电极和连接线的图案。
其中，在步骤102之后，步骤103之前，该方法还可进一步包括：形成覆盖基板的第一平坦层；在步骤105之后，该方法还可进一步包括：形成覆盖基板的第二平坦层。第一平坦层和第二平坦层能够起到平坦基板表面及保护基板的作用，有利于彩膜基板的构图制作。
为了进一步降低彩膜基板的制作成本，步骤102可具体包括：采用同一张掩模板依次制作各个颜色的彩色光阻图案，且每制作一种颜色的彩色光阻图案后，掩模板偏移设定距离。这样制作彩色光阻仅采用一张掩模板，具有较低的制作成本。
如图6a至图6h所示，制作图4所示实施例的彩膜基板可具体通过如下过程实现：
在玻璃基板（即图6a所示的衬底基板20）上沉积黑色光阻膜层，通过第一次构图工艺形成黑矩阵16的图案（这里需要使用第一张掩模板），如图6b所示。
在完成上述步骤的基板上沉积红色光阻膜层，使用第二张掩模板对基板进行曝光，经显影后得到红色光阻的图案，如图6c所示。这里需要说明的是，彩色光阻可以为正性感光材质（曝光区域显影后去除，未曝光区域显影后保留），也可以为负性感光材质（未曝光区域显影后去除，曝光区域显影后保留），第二张掩模板的具体结构需要根据彩色光阻的材质进行具体设计，这些均为现有技术，这里不再详细赘述。
在完成上述步骤的基板上沉积绿色光阻膜层，将第二张掩模板偏移设定距离，然后对基板进行曝光，经显影后得到绿色光阻的图案。该设定距离与黑矩阵透光区域的宽度相关，例如将第二张掩模板沿彩膜基板的长度方向偏移一个透光区域的宽度。
在完成上述步骤的基板上沉积蓝色光阻膜层，将第二张掩模板再次偏移设定距离，然后对基板进行曝光，经显影后得到蓝色光阻的图案，如图6d所示。以上形成彩色光阻17的过程只需使用一张掩模板，因此，该过程可称为第二次构图工艺。
在完成上述步骤的基板上旋涂第一平坦层27，如图6e所示；
在完成上述步骤的基板上，通过第三次构图工艺（这里需要使用第三张掩模板）形成桥接线23的图案，如图6f所示；
在完成上述步骤的基板上，通过第四次构图工艺（这里需要使用第四张掩模板）形成隔垫物19的图案，如图6g所示；
在完成上述步骤的基板上，通过第五次构图工艺（这里需要使用第五张掩模板）形成第一电极24、第二电极和连接线25的图案，此时，桥接线23将两侧的第一电极24搭接，如图6h所示。
在完成上述步骤的基板上涂覆第二平坦层28，至此完成彩膜基板的制作，如图4所示。
可见，该过程仅采用五次构图工艺形成触摸屏的彩膜基板，相比于现有技术，简化了制作工艺，减少了掩模板的使用数量，降低了制作成本。
本发明实施例还提供了一种制作图3所示彩膜基板的方法，包括以下步骤：
通过构图工艺在衬底基板之上形成包括透光区域和遮光区域的黑矩阵的图案；
通过构图工艺形成至少覆盖黑矩阵的透光区域的彩色光阻的图案；
通过构图工艺在黑矩阵和彩色光阻的上方形成第一电极、第二电极和连接线的图案；
通过构图工艺在第一电极、第二电极和连接线的层结构上方形成隔垫物的图案；
通过构图工艺在隔垫物的层结构上方形成桥接线的图案。
与图5所示的方法实施例同理，该技术方案最少可采用五次构图工艺形成触摸屏的彩膜基板，相比于现有技术，简化了制作工艺，减少了掩模板的使用数量，降低了制作成本。
优选的，在形成彩色光阻的图案之后，形成第一电极、第二电极和连接线的图案之前，该方法还进一步包括：形成覆盖基板的第一平坦层；在形成桥接线的图案之后，该方法还进一步包括：形成覆盖基板的第二平坦层。第一平坦层和第二平坦层可以起到基板平坦化和保护电极的作用。
优选的，通过构图工艺形成彩色光阻的图案，具体包括：采用同一张掩模板依次制作各个颜色的彩色光阻图案，且每制作一种颜色的彩色光阻图案后，掩模板偏移设定距离。制作彩色光阻仅采用一张掩模板，具有较低的制作成本。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)

1.一种触摸屏的彩膜基板，其特征在于，包括：
衬底基板；
位于所述衬底基板上方的黑矩阵，所述黑矩阵包括透光区域和遮光区域；
位于所述黑矩阵的透光区域内的彩色光阻；
位于所述黑矩阵和所述彩色光阻上方且交叉设置的一组第一电极线和一组第二电极线，所述第一电极线包括通过桥接线串接的多个第一电极，所述第二电极线包括通过连接线串接的多个第二电极，所述桥接线和所述连接线交叉设置且交叉区域与黑矩阵的遮光区域位置相对；
位于所述桥接线和所述连接线之间将所述桥接线和所述连接线绝缘隔离的隔垫物。
2.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述第一电极、第二电极和所述连接线位于同层；
所述桥接线位于所述连接线的上方，或者，所述连接线位于所述桥接线的上方。
3.如权利要求1或2所述的彩膜基板，其特征在于，还包括：位于所述黑矩阵和所述彩色光阻上方，且位于所述一组第一电极线、一组第二电极线和隔垫物所组成的结构下方的覆盖基板的第一平坦层。
4.如权利要求3所述的彩膜基板，其特征在于，还包括：位于所述一组第一电极线、一组第二电极线和隔垫物所组成的结构上方的覆盖基板的第二平坦层。
5.一种触控显示装置，其特征在于，包括如权利要求1～4任一项所述的触摸屏的彩膜基板。
6.一种制作如权利要求1所述触摸屏的彩膜基板的方法，其特征在于，包括：
通过构图工艺在衬底基板之上形成包括透光区域和遮光区域的黑矩阵的图案；
通过构图工艺形成至少覆盖黑矩阵的透光区域的彩色光阻的图案；
通过构图工艺在黑矩阵和彩色光阻的上方形成第一电极、第二电极和连接线的图案；
通过构图工艺在第一电极、第二电极和连接线的层结构上方形成隔垫物的图案；
通过构图工艺在隔垫物的层结构上方形成桥接线的图案。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，
在形成彩色光阻的图案之后，形成第一电极、第二电极和连接线的图案之前，该方法还进一步包括：形成覆盖基板的第一平坦层；
在形成桥接线的图案之后，该方法还进一步包括：形成覆盖基板的第二平坦层。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述通过构图工艺形成彩色光阻的图案，具体包括：
采用同一张掩模板依次制作各个颜色的彩色光阻图案，且每制作一种颜色的彩色光阻图案后，所述掩模板偏移设定距离。
9.一种制作如权利要求1所述触摸屏的彩膜基板的方法，其特征在于，包括：
通过构图工艺在衬底基板之上形成包括透光区域和遮光区域的黑矩阵的图案；
通过构图工艺形成至少覆盖黑矩阵的透光区域的彩色光阻的图案；
通过构图工艺在黑矩阵和彩色光阻的上方形成桥接线的图案；
通过构图工艺在桥接线的层结构上方形成隔垫物的图案；
通过构图工艺在隔垫物的层结构上方形成第一电极、第二电极和连接线的图案。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，
在形成彩色光阻的图案之后，形成桥接线的图案之前，该方法还进一步包括：形成覆盖基板的第一平坦层；
在形成第一电极、第二电极和连接线的图案之后，该方法还进一步包括：形成覆盖基板的第二平坦层。
11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述通过构图工艺形成彩色光阻的图案，具体包括：
采用同一张掩模板依次制作各个颜色的彩色光阻图案，且每制作一种颜色的彩色光阻图案后，所述掩模板偏移设定距离。
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