CN106201134B - 触控基板及其制作方法、触控屏 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种触控基板及其制作方法、触控屏，属于触控技术领域。其中，触控基板，包括触控区域和包围所述触控区域的黑矩阵图形，所述触控基板上设置有多个触控电极，相邻触控电极之间的每一空隙处形成有一虚拟电极图形，搭接在所述黑矩阵图形上的触控电极之间的每一虚拟电极图形由多个相互绝缘的虚拟电极块组成。

Description

触控基板及其制作方法、触控屏
技术领域
本发明涉及触控技术领域，特别是指一种触控基板及其制作方法、触控屏。
背景技术
近年来，随着移动电子设备操控性的提升和电子技术的发展，触控屏技术在手机、平板、笔记本电脑等电子设备中有了广泛的应用。触摸技术的发展出现了电阻、电容、电磁等不同的技术方向，电容式触控屏凭借其低廉的成本和优异的用户体验已成为主流产品。
随着电容式触控屏的快速成长，人们对触控产品的ESD(Electro-StaticDischarge，静电释放)性能也要求越来越高。静电释放可能造成触控屏内部器件性能变差或者击穿导致永久性失效，比如触控屏内部的开路或者短路。
现有的触控基板包括进行触控检测的触控区域和包围触控区域的黑矩阵图形，在触控基板上形成有触控电极和位于相邻触控电极之间间隙的虚拟电极，虚拟电极起到互电容调节与折射率匹配的作用。黑矩阵图形一般采用碳球制成，通常黑矩阵图形的绝缘性能较好，但是经过多道高温制程之后，黑矩阵图形的电阻率降低，绝缘性能下降，这样当设备或人体的静电荷接触到黑矩阵图形上的电极块时，在不同电极块之间瞬间形成极大放电电流，导致黑矩阵图形的击穿，造成电极块之间开路或短路，导致对应区域的触控性能变差或者永久性失效，经过大量数据验证，发现不同电极块之间的击穿一般发生在触控电极与相邻的虚拟电极之间。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种触控基板及其制作方法、触控屏，能够提高触控屏的抗ESD能力。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种触控基板，包括触控区域和包围所述触控区域的黑矩阵图形，所述触控基板上设置有多个触控电极，相邻触控电极之间的每一空隙处形成有一虚拟电极图形，搭接在所述黑矩阵图形上的触控电极之间的每一虚拟电极图形由多个相互绝缘的虚拟电极块组成。
进一步地，搭接在所述黑矩阵图形上的触控电极之间的每一虚拟电极图形由多个面积相等的虚拟电极块组成。
进一步地，每一虚拟电极块的面积小于0.06mm2。
进一步地，每一虚拟电极块的面积为0.03-0.05mm2。
进一步地，每一虚拟电极块的面积为0.04mm2。
进一步地，搭接在所述黑矩阵图形上的触控电极之间的每一虚拟电极图形包括至少一组虚拟电极块，每组虚拟电极块包括一第一虚拟电极块和一第二虚拟电极块，所述第一虚拟电极块的面积大于所述第二虚拟电极块的面积，所述第一虚拟电极块与所述触控电极之间的距离大于所述第二虚拟电极块与所述触控电极之间的距离。
进一步地，所述第二虚拟电极块位于所述触控电极与所述第一虚拟电极块之间。
进一步地，所述第二虚拟电极块的面积小于0.06mm2。
进一步地，所述第二虚拟电极块的面积为0.03-0.05mm2。
进一步地，所述第二虚拟电极块的面积为0.04mm2。
本发明实施例还提供了一种触控屏，包括如上所述的触控基板。
本发明实施例还提供了一种触控基板的制作方法，所述触控基板包括触控区域和包围所述触控区域的黑矩阵图形，所述触控基板上设置有多个触控电极，相邻触控电极之间的每一空隙处形成有一虚拟电极图形，所述制作方法包括：
在搭接在所述黑矩阵图形上的触控电极之间形成虚拟电极图形，每一虚拟电极图形由多个相互绝缘的虚拟电极块组成。
进一步地，形成所述虚拟电极图形包括：
在搭接在所述黑矩阵图形上的触控电极之间形成由多个面积相等的虚拟电极块组成的虚拟电极图形。
进一步地，形成所述虚拟电极图形包括：
在搭接在所述黑矩阵图形上的触控电极之间形成包括至少一组虚拟电极块的虚拟电极图形，每组虚拟电极块包括一第一虚拟电极块和一第二虚拟电极块，所述第一虚拟电极块的面积大于所述第二虚拟电极块的面积，所述第一虚拟电极块与所述触控电极之间的距离大于所述第二虚拟电极块与所述触控电极之间的距离。
进一步地，所述触控电极与所述虚拟电极块为通过一次构图工艺同时形成。
本发明的实施例具有以下有益效果：
由于搭接在黑矩阵图形上的触控电极与相邻的虚拟电极图形之间容易发生ESD，并且经过大量实验验证，发现在虚拟电极块的面积下降之后，触控电极与虚拟电极块之间黑矩阵图形的击穿电压大大提高，因此，本实施例将该区域的每一虚拟电极图形设计为由多个相互绝缘的虚拟电极块组成，这样就降低了单个虚拟电极块的面积，相当于将触控电极上的静电分配给多个虚拟电极块，从而极大的降低了黑矩阵图形被击穿的风险，提高了触控电极边缘区域的抗ESD能力，从而提高整体产品的抗ESD能力，进而提高了触控基板的生产良率。
附图说明
图1为现有触控基板触控电极和虚拟电极的示意图；
图2为虚拟电极块面积与黑矩阵击穿电压之间的关系示意图；
图3为本发明一实施例触控基板上虚拟电极块的示意图；
图4为本发明另一实施例触控基板上虚拟电极块的示意图。
附图标记
1现有技术中的虚拟电极 2触控电极 3虚拟电极块
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
图1为现有触控基板触控电极和虚拟电极的示意图，如图1所示，虚拟电极1的面积比较大(约大于1mm2)，导致位于触控电极和相邻的虚拟电极之间的黑矩阵图形容易被击穿，在黑矩阵图形被释放的静电击穿时，会导致触控基板边缘区域的电容变大，导致触控功能不良。为了避免上述问题，本发明的实施例提供一种触控基板及其制作方法、触控屏，能够提高触控屏的抗ESD能力。
实施例一
本实施例提供一种触控基板，包括触控区域和包围所述触控区域的黑矩阵图形，所述触控基板上设置有多个触控电极，相邻触控电极之间的每一空隙处形成有一虚拟电极图形，搭接在所述黑矩阵图形上的触控电极之间的每一虚拟电极图形由多个相互绝缘的虚拟电极块组成。
由于搭接在黑矩阵图形上的触控电极与相邻的虚拟电极图形之间容易发生ESD，并且经过大量实验验证，发现在虚拟电极块的面积下降之后，触控电极与虚拟电极块之间黑矩阵图形的击穿电压大大提高，因此，本实施例将该区域的每一虚拟电极图形设计为由多个相互绝缘的虚拟电极块组成，这样就降低了单个虚拟电极块的面积，相当于将触控电极上的静电分配给多个虚拟电极块，从而极大的降低了黑矩阵图形被击穿的风险，提高了触控电极边缘区域的抗ESD能力，从而提高整体产品的抗ESD能力，进而提高了触控基板的生产良率。
本实施例的触控基板可以是互容式触摸基板也可以是自容式触控基板。当触控基板为互容式触摸基板时，触控电极包括触控感应电极和触控驱动电极，相邻触控感应电极和触控驱动电极之间的空隙处形成有虚拟电极图形，搭接在黑矩阵图形上的触控感应电极和触控驱动电极之间的每一虚拟电极图形由多个相互绝缘的虚拟电极块组成；当触控基板为自容式触控基板时，触控电极为自容式触控电极，相邻自容式触控电极之间的空隙处形成有虚拟电极图形，搭接在黑矩阵图形上的自容式触控电极之间的每一虚拟电极图形由多个相互绝缘的虚拟电极块组成。
在触控基板为互容式触摸基板时，由于黑矩阵图形被击穿对触控感应信号的影响较大，因此，可以将与触控感应电极相邻的虚拟电极块的面积设计的比较小。
另外，本实施例中，可以仅对搭接在黑矩阵图形上的触控电极之间的虚拟电极图形进行改变，位于触控基板中心的触控区域的虚拟电极图形可以与现有技术一样，面积设计的比较大，因为位于触控基板中心的触控区域不存在黑矩阵图形，不易发生ESD，因此，可以不对触控区域的虚拟电极图形进行改变，避免影响到触控基板的性能。
具体实施例中，搭接在黑矩阵图形上的触控电极之间的每一虚拟电极图形可以由多个面积相等的虚拟电极块组成，这样触控电极上静电可以平均分配给多个虚拟电极块。
图2为虚拟电极块面积与黑矩阵击穿电压之间的关系示意图，由图2可以看出，在虚拟电极块的面积小于0.06mm2时，黑矩阵图形的击穿电压大大提高，因此，本实施例将虚拟电极块的面积设计为小于0.06mm2。
优选地，虚拟电极块的面积为0.03-0.05mm2。
如果虚拟电极块的面积设计的过小，必将提高对制作工艺的要求，如果虚拟电极块的面积较大，则黑矩阵击穿电压可能达不到要求，因此，综合对制作工艺的要求和对黑矩阵击穿电压的要求，可以将每一虚拟电极块的面积设计为0.04mm2。
另一具体实施例中，搭接在黑矩阵图形上的触控电极之间的每一虚拟电极图形包括至少一组虚拟电极块，每组虚拟电极块包括一第一虚拟电极块和一第二虚拟电极块，第一虚拟电极块的面积大于第二虚拟电极块的面积，第一虚拟电极块与触控电极之间的距离大于第二虚拟电极块与所述触控电极之间的距离，即远离触控电极的虚拟电极块为面积较大的虚拟电极块。
进一步地，第二虚拟电极块位于触控电极与第一虚拟电极块之间，这样在静电释放时，静电须跳过较小的虚拟电极块之后才能释放到较大的虚拟电极块，从而极大的降低了黑矩阵图形被击伤的风险。
图2为虚拟电极块面积与黑矩阵击穿电压之间的关系示意图，由图2可以看出，在虚拟电极块的面积小于0.06mm2时，黑矩阵图形的击穿电压大大提高，因此，本实施例将第二虚拟电极块的面积设计为小于0.06mm2，当然，第一虚拟电极块的面积也可以设计的比较小，比如小于0.09mm2。
优选地，第二虚拟电极块的面积为0.03-0.05mm2。
如果第二虚拟电极块的面积设计的过小，必将提高对制作工艺的要求，如果第二虚拟电极块的面积较大，则黑矩阵击穿电压可能达不到要求，因此，综合对制作工艺的要求和对黑矩阵击穿电压的要求，可以将第二虚拟电极块的面积设计为0.04mm2。
实施例二
本实施例提供了一种触控屏，包括如上所述的触控基板。所述触控屏可以应用在人机交互设备中。
实施例三
本实施例提供了一种触控基板的制作方法，所述触控基板包括触控区域和包围所述触控区域的黑矩阵图形，所述触控基板上设置有多个触控电极，相邻触控电极之间的每一空隙处形成有一虚拟电极图形，所述制作方法包括：
在搭接在所述黑矩阵图形上的触控电极之间形成虚拟电极图形，每一虚拟电极图形由多个相互绝缘的虚拟电极块组成。
由于搭接在黑矩阵图形上的触控电极与相邻的虚拟电极图形之间容易发生ESD，并且经过大量实验验证，发现在虚拟电极块的面积下降之后，触控电极与虚拟电极块之间黑矩阵图形的击穿电压大大提高，因此，本实施例将该区域的每一虚拟电极图形设计为由多个相互绝缘的虚拟电极块组成，这样就降低了单个虚拟电极块的面积，相当于将触控电极上的静电分配给多个虚拟电极块，从而极大的降低了黑矩阵图形被击穿的风险，提高了触控电极边缘区域的抗ESD能力，从而提高整体产品的抗ESD能力，进而提高了触控基板的生产良率。
一具体实施例中，形成所述虚拟电极图形包括：
在搭接在所述黑矩阵图形上的触控电极之间形成由多个面积相等的虚拟电极块组成的虚拟电极图形，这样触控电极上静电可以平均分配给多个虚拟电极块。
另一具体实施例中，形成所述虚拟电极图形包括：
在搭接在所述黑矩阵图形上的触控电极之间形成包括至少一组虚拟电极块的虚拟电极图形，每组虚拟电极块包括一第一虚拟电极块和一第二虚拟电极块，所述第一虚拟电极块的面积大于所述第二虚拟电极块的面积，所述第一虚拟电极块与所述触控电极之间的距离大于所述第二虚拟电极块与所述触控电极之间的距离，即远离触控电极的虚拟电极块为面积较大的虚拟电极块。
触控基板的制作方法通常包括以下工艺：
1、第一次光刻工艺，在衬底基板上形成黑矩阵图形，黑矩阵图形覆盖触控基板的边缘区域；
2、第二次光刻工艺，在衬底基板上形成用于连接触控电极的架桥；
3、第三次光刻工艺，在衬底基板上形成覆盖架桥的树脂绝缘层；
4、第四次光刻工艺，在衬底基板上形成触控电极的图形，在触控基板的边缘区域，触控电极搭接在黑矩阵图形上；
5、第五次光刻工艺，在衬底基板上的黑矩阵图形上形成外围金属走线；
6、第六次光刻工艺，在衬底基板上形成至少覆盖外围金属走线的树脂保护层。
本实施例中，在第四次光刻工艺形成触控电极的同时，还形成虚拟电极图形，即触控电极与虚拟电极块为通过一次构图工艺同时形成。这样能够在不增加构图工艺的情况下实现本实施例的技术方案，不增加触控基板的制作工艺的难度。
实施例四
图3为本实施例触控基板上虚拟电极块的示意图，触控基板包括触控区域和包围触控区域的黑矩阵图形，触控基板上设置有多个触控电极2，在触控基板的边缘区域，触控电极2搭接在黑矩阵图形上，相邻触控电极2之间的每一空隙处形成有一虚拟电极图形，如图3所示，搭接在黑矩阵图形上的触控电极2之间的每一虚拟电极图形由多个相互绝缘的虚拟电极块3组成。
本实施例中，虚拟电极图形由9个虚拟电极块3组成，9个虚拟电极块3的面积均相等，当然，虚拟电极块3的数目并不局限为9，还可以为其他大于2的自然数。图2为虚拟电极块面积与黑矩阵击穿电压之间的关系示意图，由图2可以看出，在虚拟电极块的面积小于0.06mm2时，黑矩阵图形的击穿电压大大提高，因此，本实施例将每一虚拟电极块的面积设计为小于0.06mm2，具体可以为0.04mm2。这样就降低了单个虚拟电极块的面积，相当于将触控电极上的静电平均分配给多个小的虚拟电极块，从而极大的降低了黑矩阵图形被击穿的风险，提高了触控电极边缘区域的抗ESD能力，从而提高整体产品的抗ESD能力，进而提高了触控基板的生产良率。
本实施例的虚拟电极块与触控电极可以通过一次构图工艺同时形成。这样能够在不增加构图工艺的情况下实现本实施例的技术方案，不增加触控基板的制作工艺的难度。
实施例五
图4为本实施例触控基板上虚拟电极块的示意图，触控基板包括触控区域和包围触控区域的黑矩阵图形，触控基板上设置有多个触控电极2，在触控基板的边缘区域，触控电极2搭接在黑矩阵图形上，相邻触控电极2之间的每一空隙处形成有一虚拟电极图形，如图4所示，搭接在黑矩阵图形上的触控电极2之间的每一虚拟电极图形由多个相互绝缘的虚拟电极块3组成，本实施例中，虚拟电极图形由3个面积较小的虚拟电极块3和1个面积较大的虚拟电极块组成，3个面积较小的虚拟电极块3的面积均相等，其中，面积较小的虚拟电极块3位于面积较大的虚拟电极块和触控电极2之间。
由图2可以看出，在虚拟电极块的面积小于0.06mm2时，黑矩阵图形的击穿电压大大提高，因此，本实施例将面积较小的虚拟电极块的面积设计为小于0.06mm2，具体可以为0.04mm2。这样在静电释放时，静电须跳过面积较小的虚拟电极块之后才能释放到面积较大的虚拟电极块，从而极大的降低了黑矩阵图形被击伤的风险，提高了触控电极边缘区域的抗ESD能力，从而提高整体产品的抗ESD能力，进而提高了触控基板的生产良率。
当然，本实施例中，还可以将面积较大的虚拟电极块的面积也设计的比较小，比如小于0.09mm2。
本实施例的虚拟电极块与触控电极可以通过一次构图工艺同时形成。这样能够在不增加构图工艺的情况下实现本实施例的技术方案，不增加触控基板的制作工艺的难度。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种触控基板，包括触控区域和包围所述触控区域的黑矩阵图形，所述触控基板上设置有多个触控电极，相邻触控电极之间的每一空隙处形成有一虚拟电极图形，其特征在于，搭接在所述黑矩阵图形上的触控电极之间的每一虚拟电极图形由多个相互绝缘的虚拟电极块组成，每一虚拟电极块的面积小于0.06mm2。
2.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，搭接在所述黑矩阵图形上的触控电极之间的每一虚拟电极图形由多个面积相等的虚拟电极块组成。
3.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，每一虚拟电极块的面积为0.03-0.05mm2。
4.根据权利要求3所述的触控基板，其特征在于，每一虚拟电极块的面积为0.04mm2。
5.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，搭接在所述黑矩阵图形上的触控电极之间的每一虚拟电极图形包括至少一组虚拟电极块，每组虚拟电极块包括一第一虚拟电极块和一第二虚拟电极块，所述第一虚拟电极块的面积大于所述第二虚拟电极块的面积，所述第一虚拟电极块与所述触控电极之间的距离大于所述第二虚拟电极块与所述触控电极之间的距离。
6.根据权利要求5所述的触控基板，其特征在于，所述第二虚拟电极块位于所述触控电极与所述第一虚拟电极块之间。
7.根据权利要求5所述的触控基板，其特征在于，所述第二虚拟电极块的面积小于0.06mm2。
8.根据权利要求7所述的触控基板，其特征在于，所述第二虚拟电极块的面积为0.03-0.05mm2。
9.根据权利要求8所述的触控基板，其特征在于，所述第二虚拟电极块的面积为0.04mm2。
10.一种触控屏，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的触控基板。
11.一种触控基板的制作方法，所述触控基板包括触控区域和包围所述触控区域的黑矩阵图形，所述触控基板上设置有多个触控电极，相邻触控电极之间的每一空隙处形成有一虚拟电极图形，其特征在于，所述制作方法包括：
在搭接在所述黑矩阵图形上的触控电极之间形成虚拟电极图形，每一虚拟电极图形由多个相互绝缘的虚拟电极块组成，每一虚拟电极块的面积小于0.06mm2。
12.根据权利要求11所述的触控基板的制作方法，其特征在于，形成所述虚拟电极图形包括：
在搭接在所述黑矩阵图形上的触控电极之间形成由多个面积相等的虚拟电极块组成的虚拟电极图形。
13.根据权利要求11所述的触控基板的制作方法，其特征在于，形成所述虚拟电极图形包括：
在搭接在所述黑矩阵图形上的触控电极之间形成包括至少一组虚拟电极块的虚拟电极图形，每组虚拟电极块包括一第一虚拟电极块和一第二虚拟电极块，所述第一虚拟电极块的面积大于所述第二虚拟电极块的面积，所述第一虚拟电极块与所述触控电极之间的距离大于所述第二虚拟电极块与所述触控电极之间的距离。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的触控基板的制作方法，其特征在于，所述触控电极与所述虚拟电极块为通过一次构图工艺同时形成。
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