CN105487723B - 触控基板、制备方法及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触控基板、制备方法及显示装置，涉及显示技术领域。其中触控基板包括设有若干个通孔的基底；在基底的第一表面上，形成有覆盖若干个通孔的第一电极；在基底与第一表面相对的第二表面上，形成有各自对应一个触控区域的多个第二电极；第二电极在至少一处至少部分地围绕着通孔的边缘；通孔内设有弹性导体块，用于在基底受到按压时形成位于通孔的两端的第一透明电极与第二透明电极之间的电连接；第一透明电极连接偏置电压输入端；多个第二透明电极各自通过一条检测线连接至各自的检测信号输出端。本发明将触摸感测集成在基底上，只需在制备基底的过程中增加相应的电极形成工艺以及在通孔内注入弹性导体块的工艺便可实现触摸感测。

Description

触控基板、制备方法及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种触控基板、制备方法及显示装置。

背景技术

随着显示技术的不断发展，触摸屏显示器已被大量地应用在手机、平板电脑等电子设备中。当使用者通过手指触碰触摸屏显示器的触摸显示屏表面时，通过触摸显示屏的内部电路或电容的变化从而感测到触摸位置，并进行响应。

现有的触摸屏显示器包括显示模组和触控模组，触控模组和显示模组通常通过光学胶进行粘接，形成带触摸功能的显示设备。然而现有的触摸屏显示器其触控模组位于显示模组外部，在进行装配时，容易出现装配公差，影响触摸感测的准确性。因此，如何将触摸感测器件集成到显示模组内部，实现触摸感测是急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种触控基板、制备方法及显示装置，可以将触摸感测器件集成到显示模组内部，实现触摸感测功能。具体来说，本发明提出了以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种触控基板，包括设有若干个通孔的基底；在所述基底的第一表面上，形成有覆盖所述若干个通孔的第一电极；在所述基底与所述第一表面相对的第二表面上，形成有各自对应一个触控区域的多个第二电极；所述第二电极在至少一处至少部分地围绕着通孔的边缘；所述通孔内设有弹性导体块，用于在所述基底受到按压时形成位于通孔的两端的第一电极与第二电极之间的电连接；所述第一电极连接偏置电压输入端；所述多个第二电极各自通过一条检测线连接至各自的检测信号输出端。

可选的，所述第一电极、第二电极均为透明电极。

可选地，每个所述通孔在所述第二表面上的边缘被一个第二电极至少部分地围绕。

可选地，每一所述第二电极对应一个以上的通孔；对应于同一第二电极的一个以上通孔在该第二电极所对应的触控区域内分散设置。

优选地，所述第二电极包括多个并列设置的条状部和一个连接部，所述多个条状部均通过所述连接部连接至所述检测线；所述条状部分别在至少一处至少部分地围绕着通孔的边缘。

优选地，每一所述第二电极对应一个以上的通孔；对应于同一第二电极的一个以上通孔内，所设置的弹性导体块的上表面与所述第一电极具有两种或两种以上高度的间隙。

可选地，对应于同一第二电极的一个以上通孔内，所设置的弹性导体块的远离所述第一电极的表面处于同一平面上，且具有两种或两种以上的高度。

优选地，所述第二电极所包括的所有条状部各自具有不同的宽度。

第二方面，本发明还提供一种触控基板的制备方法，所述制备方法包括：

获取具有若干个通孔的基底；

在所述基底的各个通孔内设置弹性导体块；

在所述基底的第一表面形成覆盖所述若干个通孔的第一电极；

在所述基底与所述第一表面相对的第二表面上，形成各自对应一个触控区域的多个第二电极；所述第二电极在至少一处至少部分地围绕着通孔的边缘；

其中，所述弹性导体块用于在所述基底受到按压时形成位于通孔的两端的第一电极与第二电极之间的电连接；所述第一电极连接偏置电压输入端；所述多个第二电极各自通过一条检测线连接至各自的检测信号输出端。

第三方面，本发明还提供一种显示装置，包括上述任一触控基板。

可选地，所述触控基板的基底为盖板玻璃。

可选地，所述触控基板的基底为彩膜基板的衬底。

可选地，所述触控基板的基底为阵列基板的衬底。

本发明的有益效果为：

本发明提供的触控基板、制备方法及显示装置，通过在设有若干个通孔的基底的两相对的表面上分别形成第一电极和多个第二电极，在通孔内设置弹性导体块；当有触控发生时，基底在对应的触控位置处发生相应的形变向下凹陷，可以使位于通孔两端的第一电极和第二电极之间实现电连接，改变相应的检测信号输出端与偏置电压输入端之间的电阻值。因而在向偏置电压输入端通入电压后，能使有触控发生的部分检测信号输出端输出的电压发生变化。通过检测各检测信号输出端处的电压的变化情况，便可实现压力式的触摸感测。

相比于现有技术需要增加额外的触控模组来实现触摸感测功能，本发明将触摸感测集成到基底上，只需在制备基底的过程中增加相应的电极形成工艺以及在通孔内注入弹性导体块的工艺便可实现压力式的触摸感测。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1是本发明一个实施例中一种触控基板的结构示意图；

图2是图1中基底与多个第二透明电极分离的结构示意图；

图3是本发明一个实施例中一种触控基板的仰视示意图；

图4是本发明又一实施例中一种触控基板的结构示意图；

图5是本发明另一实施例中一种触控基板的结构示意图；

图6是图5中单个第二透明电极的仰视示意图；

图7是图5中单个第二透明电极与基底位置关系的局部示意图；

图8是本发明又一实施例中一种单个第二透明电极与基底位置关系的局部示意图；

图9是本发明一个实施例中一种触控基板的制备方法的流程图；

附图中，1-基底，2-第一电极，3-第二电极，4-通孔，5-弹性导体块，6-检测线，31-条状部，32-连接部，33-第一条状部，34-第二条状部，35-第三条状部，36-第四条状部，51-第一弹性导体块，52-第二弹性导体块，53-第三弹性导体块，54-第四弹性导体块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

本发明实施例提供了一种触控基板，如图1、图2所示，该触控基板包括设有若干个通孔4的基底1；在基底1的第一表面(上表面)上，形成有覆盖若干个通孔4的第一电极2(未在图2中示出)；在基底1与第一表面相对的第二表面(下表面)上，形成有各自对应一个触控区域的多个第二电极3；第二电极3在至少一处至少部分地围绕着通孔4的边缘；通孔4内设有弹性导体块5，用于在基底1受到按压时形成位于通孔4的两端的第一电极2与第二电极3之间的电连接；第一电极2连接偏置电压输入端；多个第二电极3各自通过一条检测线6连接至各自的检测信号输出端。其中需要说明的是，图2中示出的第二电极3仅是一种示例，本发明实施例中的第二电极并不需要填满整个触控区域，而可以按照上述与通孔的相对关系具有与之相适应的图形形状。

应当理解的是，上述第一电极2的覆盖区域可以是基底1上表面的部分区域，也可以是基底1上表面的整面，只需保证第一电极2覆盖基底1上的通孔4即可。

第一电极2、第二电极3可以是非透明电极，例如上述基底1为顶发射型的有机电致发光显示器件OLED的玻璃衬底时，由于顶发射型的OLED，其光是从顶部射出，该玻璃衬底仅作为光的反射部件，不会影响光的射出显示。当然，第一电极2、第二电极3也可以是透明电极，例如针对底发射型的OLED、液晶显示器件等，避免基底1上形成的第一电极2、第二电极3对发光显示造成影响。具体实施时，第一电极2、第二电极3可以是氧化铟锡电极，也可以是氧化锌电极、纳米银电极等，本发明实施例不做限定。

应当理解的是，上述通孔4可以是矩形、圆形、椭圆、条状等形状，本发明实施例不做限定。通孔4的数量与第二电极3的个数可以是一一对应的关系，也可以是一对多的关系，还可以是多对一的关系，只需使任何一个第二电极3能在至少一处至少部分的接触到通孔4，在有触控发生时，能在对应的触控区域内，通过通孔4内部的弹性导体块5使其两端的第一电极2与第二电极3之间实现电连接即可，本发明实施例不做限定。

上述弹性导体块5可以是导电泡棉、透明导电硅胶等，本发明实施例不做限定。

本发明实施例，通过在设有若干个通孔4的基底1的两相对的表面上分别形成第一电极2和多个第二电极3，在通孔4内设置弹性导体块5；当有触控发生时，基底1在对应的触控位置处发生相应的形变向下凹陷，可以使位于通孔4两端的第一电极2和第二电极3之间实现电连接，改变相应的检测信号输出端与偏置电压输入端之间的电阻值。因而在向偏置电压输入端通入电压U₀后，能使有触控发生的部分检测信号输出端输出的电压发生变化。通过检测各检测信号输出端处的电压的变化情况，便可实现压力式的触摸感测。

相比于现有技术需要增加额外的触控模组来实现触摸感测功能，本发明实施例将触摸感测集成到基底1上，只需在制备基底1的过程中增加相应的电极形成工艺以及在通孔4内注入弹性导体块5的工艺便可实现压力式的触摸感测。

需要说明的是，对第二电极3上的电压变化情况进行检测可采用以下方式：将各个第二电极3引出的检测线6通过其对应的检测信号输出端连接信号处理电路，由信号处理电路检测各个第二电极3上的电压变化情况。信号处理电路可以直接采用显示装置的驱动IC电路。

为了便于检测线6的布线，作为优选方式，上述多个第二电极3在基底1的下表面以m行n列阵列分布，且两两第二电极3互不交叉重叠。检测线6从第二电极3的同一侧引出，如图3所示。

为了提高触控基板的通用性，作为可选方式，第一电极2、第二电极3均为透明电极，如此设计，无论是应用在底发射型的OLED、顶发射型的OLED还是液晶显示器件，均不会对显示器件的显示造成影响。

以下第一电极2均以第一透明电极2来进行描述，第二电极3均以第二透明电极3来描述。

具体实施时，上述基底1上通孔4的位置可以是以下几种设置方式：

第一种：如图1、图2所示，每个通孔4在基底1的下表面的边缘仅被一个第二透明电极3围绕。即，每个第二电极3对应基底1上的一个通孔4。具体地，该通孔4可以是在第二透明电极3的任何设置区域内。但为了提高触摸感测的准确性，可以优选将通孔4设在第二透明电极3的中心区域。

第二种：如图4所示，通孔4设置在相邻第二透明电极3之间的间隙处，每个通孔4在基底1的下表面的边缘接触两个第二透明电极3。

第三种：在每个第二透明电极3所对应的触控区域内设置一个以上通孔4，对应于任一第二透明电极3的一个以上通孔4在该第二透明电极3对应的触控区域内分散设置。如此设计，能提高触摸感测的灵敏度。

第四种，如图5所示，在上述第三种的基础上，在相邻第二透明电极3之间的间隙对应位置处也设置通孔4。

为了提高触摸感测的精确度，即在确定按压区域的同时，进一步确定其所处该按压区域的具体位置点，优选地，如图6所示，每个第二透明电极3包括多个并列设置的条状部31和一个连接部32，多个条状部31均通过连接部32连接至检测线6；每个条状部31均在如图所示的顶端附近至少一处至少部分地围绕着通孔4的边缘，以在两端形成由第一透明电极2到连接部32的并联支路。

为了进一步感测施加在基底1上的压力的大小，优选地，如图5、图7所示，每个第二透明电极3对应一个以上通孔4，对应于同一第二透明电极3的一个以上通孔4内，所设置的弹性导体块5的上表面与第一透明电极2具有两种或两种以上高度的间隙。如此设计，使得基底1在受到不同按压力度时，第一透明电极2能与不同数量第二透明电极3的条状部31电连接，进而实现触摸压力大小的感测。

具体实施时，作为一种实施方式，可以控制各通孔4内的弹性导体块5的下表面处于同一平面上，并设置两种或两种以上高度的弹性导体块5，来使得对应于同一第二透明电极3的一个以上通孔4内，其弹性导体块5的上表面与第一透明电极2具有两种或两种以上高度的间隙。不难理解的是，也可以通过其他方式来使得各通孔4内弹性导体块5的上表面与第一透明电极2具有不同高度的间隙。

需要说明的是，上述弹性导体块5的下表面处于同一水平平面可以通过以下方式实现：

第一，在第二透明电极3下侧形成覆盖各个第二透明电极3和通孔4的绝缘层。

第二，由于基底1上的通孔4较小，且具体实施时，触控基板会与显示装置的其他器件相接触，如针对液晶显示装置，触控基板中的基底1为阵列基板的衬底时，通过阵列基板下层的光学薄膜可以使弹性导体块5的下表面始终与基底1的下表面保持在同一水平平面。

具体实施时，第二透明电极3上条状部31的个数、通孔4内弹性导体块5的尺寸种类根据所需压力感测级别来设置，如需要实现三级触摸力度的感测，则在第二透明电极3上设置四个条状部，并分别设置三种不同尺寸的弹性导体块5，如图7所示，包括第一弹性导体块51、第二弹性导体块52和第三弹性导体块53。

为了方便描述，用一级触摸力度描述最小的触摸力度，触摸力度越大，级别越高。用R1表示某个第二透明电极3上第一条状部33两端的电阻，用R2表示第二透明电极3上第二条状部34两端的电阻，用R3表示第二透明电极3上第三条状部35两端的电阻，用R4表示第二透明电极3上第四条状部36两端的电阻。参考图7，当触摸力度为一级触摸力度时，由于触摸力度较小，只有第一弹性导体块51将第一透明电极2与第二透明电极3的第一条状部33和第二条状部34电连接，此时，第一条状部33与第二条状部34之间相互并联，即第一透明电极2与连接部32之间的电阻等于电阻R1与电阻R2的并联电阻，即电阻R_X＝R1//R2；当触摸力度为二级触摸力度时，第一弹性导体块51、第二弹性导体块52共同作用，将第一透明电极2与第二透明电极3的第一条状部33、第二条状部34和第三条状部35电连接，此时，第一条状部33、第二条状部34和第三条状部35之间相互并联，即第一透明电极2与连接部32之间的电阻等于电阻R1、R2、R3的并联电阻，即电阻R_X＝R1//R2//R3；当触摸力度为三级触摸力度时，第一弹性导体块51、第二弹性导体块52、第三弹性导体块53共同作用，将第一透明电极2与第二透明电极3的第一条状部33、第二条状部34、第三条状部35和第四条状部36电连接，此时，电阻R1、R2、R3、R4之间相互并联，第一透明电极2与连接部32之间的电阻等于电阻R1、R2、R3和R4的并联电阻，即电阻R_X＝R1//R2//R3//R4。通过将不同数量的条状部并联到第一透明电极2与连接部32之间，可以在连接部32对应的检测线6上得到不同的电压值，因而根据电压值的大小就可以对应推断出触摸力度的级别。

应当说明的是，也可以通过在第二透明电极3上设置四个条状部，并分别设置四种不同尺寸的弹性导体块5实现四级触摸力度的感测，如图8所示，触控基板中同时设有第一弹性导体块51、第二弹性导体块52、第三弹性导体块53和第四弹性导体块54。通过设计条状部的形状和位置，使得每个弹性导体块5仅被一个条状部围绕在边缘。参考图8，当触摸力度为一级触摸力度时，由于触摸力度较小，只有第一弹性导体块51将第一透明电极2与第二透明电极3的第一条状部33电连接，此时，第一透明电极2与连接部32之间只有电阻R1，即Rx＝R1；当触摸力度为二级触摸力度时，第一弹性导体块51、第二弹性导体块52共同作用，将第一透明电极2与第二透明电极3的第一条状部33和第二条状部34电连接，此时，第一条状部33与第二条状部34之间相互并联，即第一透明电极2与连接部32之间的电阻为电阻R1与R2的并联电阻，即Rx＝R1//R2。依次类推，三级触摸力度的Rx＝R1//R2//R3，四级触摸力度的Rx＝R1//R2//R3//R4。因此，在第二透明电极3上设置四个条状部可实现四级触摸力度的感测。

需要补充的是，上述通过在第二透明电极3上设置四个条状部，并分别设置四种不同尺寸的弹性导体块5实现多级触摸力度的感测，还可以采用以下方式实现：

第一，弹性导体块5注入之前，在弹性导体块5一侧涂覆绝缘层，使每个弹性导体块5仅与一个条状部接触。例如在图7所示的第一弹性导体块51左侧涂覆绝缘层，使第一弹性导体块51仅与第一条状部33接触，而与第二条状部34绝缘。类似地，第二弹性导体块52、第三弹性导体块53和第四弹性导体块54也可以如此设计。

第二，通过改变弹性导体块5的宽度尺寸，使弹性导体块5的宽度小于通孔的内径，在注入时，通过工艺参数的变更，使每个弹性导体块5仅接触一个条状部。例如图7中所示出的第一弹性导体块51仅与第一条状部33接触，与第二条状部34之间存在间隙，当触摸力度为一级触摸力度时，第一弹性导体块51仅将第一透明电极2与第二透明电极3的第一条状部33电连接，依此类推。

上述第一条状部33、第二条状部34、第三条状部35和第四条状部36的电阻值可以设置为相同电阻值，当然，为了提高触摸力度感测的精确性，条状部也可以设置为不同的电阻值。具体的，可以通过设置不同宽度的条状部来实现不同电阻值的设定。

需要说明的是，当作用于基底1上的触摸动作撤消后，基底1会回弹至初始位置，当然，通孔4内的弹性导体块5也会进一步给基底1一个回弹力，使基底1恢复至初始位置，以为下一次触摸动作的感测做好准备。

图9为本发明实施例提供的触控基板的制备方法，如图9所示，该制备方法包括：

S1，获取具有若干个通孔的基底；

S2，在基底的各个通孔内设置弹性导体块；

S3，在基底的第一表面形成覆盖若干个通孔的第一电极；

S4，在基底与第一表面相对的第二表面上，形成各自对应一个触控区域的多个第二电极；第二电极在至少一处至少部分地围绕着通孔的边缘；

其中，弹性导体块用于在基底受到按压时形成位于通孔的两端的第一电极与第二电极之间的电连接；第一电极连接偏置电压输入端；多个第二电极各自通过一条检测线连接至各自的检测信号输出端。

具体实施时，步骤S1中基底上的通孔可以是在制备基底时，通孔和基底由注塑机一次注塑成型，也可以是在没有通孔的基底上通过打孔的方式形成通孔，本发明实施例不做限定。

步骤S2中弹性导体块是通过注入的方式设置在基底的各个通孔内。当需要实现触摸压力大小的精细感测时，通过注入不同尺寸的弹性导体块来实现。不同尺寸的弹性导体块注入各个通孔内，其下表面与基底的下表面处于同一水平平面，而与基底的上表面存在不同高度的空隙，使得基底在受到不同触摸力度时，第一电极能与不同数量的第二电极电连接，进而实现触摸压力大小的感测。

步骤S3中基底上的第一电极直接通过沉积的方式来形成。步骤S4中基底上的多个第二电极依次通过沉积、掩膜、显影、刻蚀、剥离的工艺来形成，各个第二电极构成各个触控区域。

为了提高压力感测的精确度，在对第二电极进行掩膜、显影、刻蚀、剥离工艺时，通过特定的掩膜图形，使每个第二电极上能够形成多个并列设置的条状部和一个连接部，各条状部均通过连接部连接至检测线；条状部分别在至少一处至少部分地围绕着通孔的边缘。

本发明实施例还提供一种显示装置，包括如上所述的触控基板。采用上述的触控基板，将触摸感测集成到基底上，只需在制备基底的过程中增加相应的电极形成工艺以及在通孔内注入弹性导体块的工艺便可实现压力式的触摸感测，详细描述见本发明实施例触控基板的描述。

具体实施时，上述触控基板的基底可以是盖板玻璃，也可以是彩膜基板的衬底，还可以是阵列基板的衬底。

需要说明的是，本实施例中的显示装置可以为：显示面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (13)

1.一种触控基板，其特征在于，包括设有若干个通孔的基底；在所述基底的第一表面上，形成有覆盖所述若干个通孔的第一电极；在所述基底与所述第一表面相对的第二表面上，形成有各自对应一个触控区域的多个第二电极；所述第二电极在至少一处至少部分地围绕着通孔的边缘；所述通孔内设有弹性导体块，用于在所述基底受到按压时形成位于通孔的两端的第一电极与第二电极之间的电连接；所述第一电极连接偏置电压输入端；所述多个第二电极各自通过一条检测线连接至各自的检测信号输出端。

2.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极均为透明电极。

3.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，每个所述通孔在所述第二表面上的边缘被一个所述第二电极至少部分地围绕。

4.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，每一所述第二电极对应一个以上的通孔；对应于同一所述第二电极的一个以上通孔在该第二电极所对应的触控区域内分散设置。

5.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，所述第二电极包括多个并列设置的条状部和一个连接部，所述多个条状部均通过所述连接部连接至所述检测线；所述条状部分别在至少一处至少部分地围绕着通孔的边缘。

6.根据权利要求5所述的触控基板，其特征在于，每一所述第二电极对应一个以上的通孔；对应于同一第二电极的一个以上通孔内，所设置的弹性导体块的上表面与所述第一电极具有两种或两种以上高度的间隙。

7.根据权利要求6所述的触控基板，其特征在于，对应于同一第二电极的一个以上通孔内，所设置的弹性导体块的远离所述第一电极的表面处于同一平面上，且所设置的弹性导体块具有两种或两种以上的高度。

8.根据权利要求5所述的触控基板，其特征在于，每个第二电极所包括的所有条状部各自具有不同的宽度。

9.一种触控基板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

获取具有若干个通孔的基底；

在所述基底的各个通孔内设置弹性导体块；

在所述基底的第一表面形成覆盖所述若干个通孔的第一电极；

在所述基底与所述第一表面相对的第二表面上，形成各自对应一个触控区域的多个第二电极；所述第二电极在至少一处至少部分地围绕着通孔的边缘；

其中，所述弹性导体块用于在所述基底受到按压时形成位于通孔的两端的第一电极与第二电极之间的电连接；所述第一电极连接偏置电压输入端；所述多个第二电极各自通过一条检测线连接至各自的检测信号输出端。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的触控基板。

11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述触控基板的基底为盖板玻璃。

12.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述触控基板的基底为彩膜基板的衬底。

13.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述触控基板的基底为阵列基板的衬底。