CN106293291B - 触摸传感器及其制作方法、和触摸面板 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种触摸传感器及其制作方法、和触摸面板。所述触摸传感器包括：基板；设置在所述基板上的电极层，所述电极层包括彼此隔离的第一电极和第二电极；设置在所述电极层上的第一绝缘层；以及设置在所述第一绝缘层上的透明导电层，其中，所述透明导电层包括被配置为桥接所述第一电极或所述第二电极的桥接部和与所述桥接部隔离的ESD防护部。根据本发明实施例提供的触摸传感器，能够提高传感器内部的功能层的抗静电能力。

Description

触摸传感器及其制作方法、和触摸面板

技术领域

本发明的实施例涉及触摸显示技术领域，尤其涉及一种触摸传感器及其制作方法、和触摸面板。

背景技术

触摸屏是一种应用广泛的外部输入设备，其通过手指轻触屏幕即可实现输入，使得人机交互更为直接，具有简单、快捷、人性化的特点。

触摸屏的种类多种多样，其中，OGS(One Glass Solution，一体化触控)触摸屏是在玻璃基板上直接形成ITO(Indium Tin Oxides，氧化铟锌)导电膜及传感器的技术。OGS触摸屏具有轻薄、透过率高以及适于中大尺寸产品的优势，已经占据大部分的触控市场。

静电放电(ESD，Electro-Static discharge)是由于电荷的累积而在具有不同电势的两个物体之间流动的突然且瞬时的电流。累积电荷的量可以基于物体相对于另一物体的所存储的电容而变化。所有材料是ESD的源。例如，人体可以存储高达25,000伏的电荷。在触摸屏的制造期间，ESD是特别需要关注的。对于目前的OGS触摸屏，由于传感器层的电极的搭桥设计以及膜层厚度的限制，更加容易遭受到ESD的损坏。目前对OSG触摸屏的传感器层的静电积聚的释放以及在制程中感应静电的产生还没有有效的防护机制，由于ESD事件造成的产品不良的情况频发。

发明内容

本发明实施例提供了一种触摸传感器及其制作方法、和触摸面板，能够提高触摸传感器及触摸面板的抗ESD能力。

根据本发明的一方面，提供一种触摸传感器，包括：基板；设置在所述基板上的电极层，所述电极层包括彼此隔离的第一电极和第二电极；

设置在所述电极层上的第一绝缘层；以及设置在所述第一绝缘层上的透明导电层，其中，所述透明导电层包括被配置为桥接所述第一电极或所述第二电极的桥接部和与所述桥接部隔离的ESD防护部。

在一个实施例中，所述透明导电层包括多个ESD防护部，所述多个ESD防护部在所述透明导电层中被布置为插指状或网格状。

在一个实施例中，所述触摸传感器还包括接地线，所述ESD防护部被连接到所述接地线。

在一个实施例中，所述触摸传感器还包括设置在所述基板的周边区域的黑矩阵，其中，所述接地线设置在所述黑矩阵上。

在一个实施例中，所述黑矩阵与所述电极层设置在所述基板上的同一层。

在一个实施例中，所述ESD防护部延伸到所述黑矩阵之上并连接到所述接地线。

在一个实施例中，所述ESD防护部通过穿过所述第一绝缘层中的第一过孔连接到接地线。

在一个实施例中，所述桥接部通过穿过所述第一绝缘层中的第二过孔桥接所述第一电极或所述第二电极。

在一个实施例中，所述第一电极和所述第二电极中的一个包括平行排列的多个条状电极，所述第一电极和所述第二电极中的另一个包括以阵列形式排列的电极阵列，所述电极阵列的与所述条状电极垂直的每一行或每一列中的相邻的电极通过所述桥接部桥接。

在一个实施例中，形成所述第一电极和所述第二电极的材料包括氧化铟锡材料。

在一个实施例中，所述第一电极为触控驱动电极，所述第二电极为触控感应电极。

在一个实施例中，形成所述桥接部和所述ESD防护部的材料包括氧化铟锡材料。

在一个实施例中，所述触摸传感器还包括设置在所述透明导电层上的第二绝缘层。

根据本发明的另一方面，提供一种触摸面板，包括权利要求本文描述的任一种触摸传感器。

根据本发明的又一方面，提供一种触摸传感器的制作方法，包括：

在基板上形成电极层，并对所述电极层进行构图以形成第一电极和第二电极；

在所述电极层上形成第一绝缘层；以及

在所述第一绝缘层上形成透明导电层，所述透明导电层包括被配置为桥接所述第一电极或所述第二电极的桥接部和与所述桥接部隔离的ESD防护部。

在一个实施例中，所述方法还包括：

在所述基板上形成黑矩阵层并对所述黑矩阵层进行构图，以在所述基板的周边区域形成黑矩阵；

在所述黑矩阵上形成所述接地线。

在一个实施例中，所述方法还包括：

在所述第一绝缘层中形成到所述接地线的第一过孔和到所述第一电极或所述第二电极的第二过孔；

在所述第一绝缘层上形成所述透明导电层包括：

在所述第一绝缘层上沉积透明导电材料，其中，所述透明导电材料填充所述第一过孔和所述第二过孔并覆盖所述第一绝缘层；

构图所述透明导电材料，以形成所述桥接部和所述ESD防护部。

在一个实施例中，所述方法还包括：在所述桥接部和所述ESD防护部上形成第二绝缘层。

根据本发明实施例提供的触摸传感器、触摸传感器的制作方法以及触摸面板，通过在传感器的内部设置ESD防护部，可以有效地释放或屏蔽在传感器的内部产生的静电，提高传感器功能层的抗ESD能力；此外，通过将ESD防护部设置在远离基板的外表面的桥接部所在的层，对电极层的触控功能不会造成影响；另一方面，将ESD防护部和桥接部在同一工艺中形成，工艺简单，并且无需额外的掩膜板，能够节约成本。

适应性的进一步的方面和范围从本文中提供的描述变得明显。应当理解，本申请的各个方面可以单独或者与一个或多个其他方面组合实施。还应当理解，本文中的描述和特定实施例旨在仅说明的目的并不旨在限制本申请的范围。

附图说明

本文中描述的附图用于仅对所选择的实施例的说明的目的，并不是所有可能的实施方式，并且不旨在限制本申请的范围，其中：

图1示出本发明的一个示例性实施例提供的触摸传感器的截面示意图；

图2示出第一电极和第二电极的示例性布置的平面示意图；

图3示出电极的一种示例性桥接结构示意图；

图4示出本发明的一个示例性实施例提供的触摸传感器的制作方法的示意性流程图；

图5A示出了黑矩阵在基板上的形成；

图5B示出了第一电极和第二电极在基板上的形成；

图5C示出了GND线在黑矩阵上的形成；

图5D示出了第一绝缘层及其中的过孔的形成；

图5E和图5F示出了桥接部和ESD防护部的形成；

图6A和图6B分别示出了ESD防护部相对于桥接部的两种示例性布置的平面示意图。

贯穿这些附图的各个视图，相应的参考编号指示相应的部件或特征。

具体实施方式

现将参照附图更全面地描述示例性的实施例。

在本发明的一个方面，提供一种触摸传感器，包括基板、设置在基板上的电极层、设置在电极层上的第一绝缘层、和设置在第一绝缘层上的透明导电层。具体而言，该电极层包括彼此隔离的第一电极和第二电极；透明导电层包括被配置为桥接第一电极或第二电极的桥接部和与桥接部隔离的ESD防护部。

在本发明的实施例中，在传感器的内部设置ESD防护部，可以有效地释放或屏蔽在传感器的内部产生的静电，提高传感器功能层的抗ESD能力。此外，ESD防护部设置在远离基板的外表面的桥接部所在的层，对电极层的触控功能不会造成影响。

图1示出本发明的一个示例性实施例提供的触摸传感器的截面示意图。如图1所示，该触摸传感器可以包括：基板101；设置在基板101上的电极层，该电极层包括彼此隔离的第一电极102和第二电极103；设置在电极层上的第一绝缘层104；设置在第一绝缘层104上的透明导电层，该透明导电层包括桥接部105和ESD防护部106。在该实施例中，桥接部105被配置为桥接第一电极103，ESD防护部用于释放在传感器内部产生的静电，以防止ESD事件对传感器的功能层的损害。

在该实施例中，触摸传感器还包括接地线107，ESD防护部106连接到接地线107。根据这种配置，在传感器功能层产生的静电可以通过ESD防护部从接地线释放出去。

在一个实施例中，触摸传感器还可以包括设置在基板101的周边区域的黑矩阵108。可选地，可以将接地线107设置在黑矩阵108上。在该实施例中，当该触摸传感器用于触控产品时，设置在周边区域的黑矩阵可以有效防止漏光。此外，将接地线和黑矩阵设置在基板的周边区域，不影响传感器的触摸功能。

在一个示例中，如图1所示，黑矩阵108和电极层可以设置在基板上的同一层。通过这种设置，可以减小触摸传感器的厚度。

在一个实施例中，如图1所示，可以在第一绝缘层104中设置多个过孔，包括第一过孔和第二过孔。在该情况下，ESD防护部106可以通过穿过第一绝缘层104中的第一过孔连接到接地(GND)线107；桥接部105可以通过穿过第一绝缘层104中的第二过孔来桥接第一电极102。在该实施例中，通过将ESD防护部通过第一过孔连接到接地线，ESD防护部可以有效释放在传感器层积聚的静电，并且不会影响电极层及桥接部的功能。

需要说明的是，在本发明的示例性实施例中，将第一电极配置为通过桥接部来桥接，可以理解，也可以将第二电极配置为通过桥接部桥接，而不是第一电极。

图2示出第一电极102和第二电极103的示例性布置的平面示意图；图3示出电极的一种示例性桥接结构示意图。在一个示例中，如图2所示，第一电极102包括在电极层中呈阵列分布的电极阵列，第二电极103包括在电极层中平行排列的多个条状电极。如图3所示，在条状的第二电极沿如图2所示的横向排列的情况下，将每行第一电极中相邻的电极通过桥接部桥接。可以理解，在条状的第二电极沿纵向平行排列的情况下，每列第一电极中相邻的电极通过桥接部桥接。通过这种配置，第一电极和第二电极可以在彼此隔离的情况下纵横交叉布置，在第一电极和第二电极交叉的位置(即桥接部的位置，也称为桥点)形成电容器，也就是说，第一电极和第二电极构成电容器的两极，它们之间可以产生互电容。当触摸到触摸传感器时，影响了触摸点附近两个电极之间的耦合，从而改变两个电极之间的电容量。在检测互电容的大小时，第一电极和第二电极中的一个发出激励信号，另一个接收信号，这样可以得到第一电极和第二电极交汇点的互电容大小。根据交汇点的互电容大小的变化量，可以计算出每个触摸点的坐标。即使是存在多个触摸点，也能计算出这些触摸点的坐标。

但是，由于第一电极和第二电极的搭桥设计以及触摸传感器的膜层厚度的限制，在触摸功能层容易受到ESD事件的冲击。在该实施例中，通过将ESD防护部设置在没有设置桥接部的区域，并将ESD防护部连接到接地线，可以有效地释放静电，防止ESD事件对触摸传感器的功能层的损害。

需要说明的是，为了便于理解本公开的实施例，图1仅示出了触摸传感器的一个桥接部105和布置在桥接部两侧的两个ESD防护。在实际操作中，触摸传感器可以包括在透明导电层中呈阵列分布的多个桥接部以及与桥接部隔离布置的多个ESD防护部，在这种情况下，ESD防护部可以从每个桥接部附近的任意位置延伸到周边区域，并且可以以任意形状布置。图6A和图6B分别示出了ESD防护部106相对于桥接部105的两种示例性布置的平面示意图。如图6A所示，ESD防护部106在桥接部105的附近可以被布置为插指状；如图6B所示，ESD防护部106在透明导电层中还可以被布置为网格状。通过将ESD防护部布置在桥接部的附近，并在透明导电层中布置为插指状或网格状，更有利于释放在桥接部附近产生的静电。

在另一个的实施例中，该触摸传感器还可以包括设置在透明导电层上的第二绝缘层109。该第二绝缘层109一方面可以使桥接部和ESD防护部彼此隔离，另一方面也可以起到平坦化的作用。在一个实例中，第一绝缘层104和第二绝缘层109可以采用相同的材料制成，例如透明树脂。

在一个示例性的实施例中，第一电极102为触控驱动电极(Tx)，第二电极103为触控感应电极(Rx)。

在一个示例性的实施例中，基板可以由透明材料制成，例如，透明玻璃或透明树脂。

在一个示例性的实施例中，第一电极102、第二电极103、桥接部105和ESD防护部106由透明导电材料制成，例如，氧化铟锡材料。

可以理解，在本发明的实施例中，对各个膜层或者部件的材料的说明仅仅是示例性的，并不局限于本文列举出的材料，本领域技术人员可以想到的任何能够实现本发明的材料都落入本发明的范围内。

在本发明的另一方面，提供一种触摸传感器的制作方法。包括：在基板上形成电极层，并对所述电极层进行构图以形成第一电极和第二电极；在所述电极层形成第一绝缘层；以及在所述第一绝缘层上形成透明导电层，对所述透明导电层进行构图以形成被配置为桥接所述第一电极或所述第二电极的桥接部和与所述桥接部隔离的ESD防护部。

在本发明的实施例中，在制作触摸传感器的过程中，在传感器的内部设置用于释放静电的ESD防护部，可以有效地释放或屏蔽在传感器内部产生的静电，提高传感器的功能层的抗ESD能力。此外，ESD防护部与桥接部在同一工艺中形成，可以简化工艺，并且无需专门的掩膜板，不会增加成本。

图4示出本发明的一个示例性实施例提供的触摸传感器的制作方法的示意性流程图。如图4所示，该触摸传感器的制作方法包括：

S401：在基板上形成黑矩阵层，并对黑矩阵层进行构图以在基板的周边区域形成黑矩阵(如图5A)；

S405：在基板上形成电极层，并对该电极层进行构图以形成第一电极和第二电极(如图5B)；

S410：在黑矩阵上形成接地(GND)线(如图5C)；

S415：在第一电极、第二电极和接地线上形成第一绝缘层，并在第一绝缘层中形成到接地线的第一过孔和到第一电极或第二电极的第二过孔(如图5D)；

S420：在第一绝缘层上沉积透明导电材料，以使透明导电材料填充第一绝缘层中的第一过孔和第二过孔并覆盖第一绝缘层(如图5E)；

S425：构图透明导电材料以形成桥接部和ESD防护部(如图5F)。

以下将参照相应的附图对前述这些步骤中的每个步骤进行详细描述。

在步骤S401中，可以将不透光材料沉积在基板上，以形成不透光的黑矩阵层，然后通过光刻工艺蚀刻该黑矩阵层，使得位于周边区域的黑矩阵层保留，而去除中间区域的黑矩阵层，从而在基板的周边区域形成黑矩阵108，如图5A所示出的。在该实施例中，将黑矩阵108形成在基板101的周边区域，可以防止漏光。

在本发明的实施例中，所述的光刻工艺是指利用掩膜版和光刻胶，通过曝光和显影在光刻胶层上刻画与掩膜版相同的图形，然后通过蚀刻工艺将掩膜版上的几何图形转移到需要构图的对象上，以形成所需图案。

在步骤S405中，可以通过例如磁控溅射的方式在基板上沉积ITO材料或者金属材料，形成用作电极层的透明导电薄膜。然后，通过光刻技术对该透明导电薄膜进行构图，从而形成第一电极102和第二电极103，如图5B所示出的。在该实施例中，可以将ITO材料或者金属材料沉积在基板上的未形成黑矩阵的区域，使得形成的第一电极102和第二电极103与黑矩阵108位于同一层。

在步骤S410中，可以通过镀膜、曝光、显影、蚀刻等工艺在黑矩阵上形成GND线107，如图5C所示出的。需要说明的是，在形成GND线的过程中，还可以在黑矩阵上同时形成触摸传感器所需的其他迹线及焊盘(bonding pad)。在这种情况下，可以制作减少制作工艺，无需额外的掩膜板，因此可以节约成本。在该实施例中，GND线、迹线和焊盘都可以由金属材料制成。

需要说明的，黑矩阵、电极层(包括第一电极和第二电极)以及接地线的形成顺序不限于在此描述的实施例。可以理解，也可以先形成电极层，然后再依次形成黑矩阵和接地线，还可以先依次形成黑矩阵和接地线，然后再形成电极层。

在步骤S415中，可以将透明绝缘材料沉积在第一电极102、第二电极103和接地线107上，以形成第一绝缘层104，如图5D所示出的。该第一绝缘层104可以用作保护层。在该步骤中，通过光刻工艺在第一绝缘层104中形成第一过孔501和第二过孔502。在图5D示出的示例中，第一过孔501连通到接地线107，第二过孔502连通到第一电极102。

在步骤S420中，可以通过例如磁控溅射的方式在第一绝缘层上沉积透明导电材料，例如ITO材料或者金属材料，以形成透明导电层503。如图5E所示，该透明导电材料填充第一绝缘层中的过孔并覆盖第一绝缘层。

在步骤S425中，通过光刻工艺对透明导电层进行构图，以形成桥接部105和ESD防护部106，如图5F所示出的。该ESD防护部106通过穿过第一绝缘层104中的第一过孔501连接到GND线107，用于释放静电。该桥接部105通过穿过第一绝缘层104中的第二过孔502桥接第一电极102。在该步骤中，在同一工艺中形成用于释放静电的ESD防护部和用于桥接第一电极和第二电极的桥接部，可以减少制作工艺，无需额外的掩膜板，能够节约成本。

在本实施例提供的触摸传感器的制作方法中，将用于释放静电的ESD防护部形成在触摸传感器的内部，可以有效地释放在传感器的功能层产生的静电，提高传感器功能层的抗静电能力。另外，当该触摸传感器应用于触摸面板时，ESD防护部远离触控界面且接地，对传感器的功能层不会造成影响。

在一个示例性的实施例中，触摸传感器的制作方法还可以包括在桥接部和ESD防护部上形成第二绝缘层的步骤，从而形成如图1所示的触摸传感器。第二绝缘层一方面可以作为桥接部和ESD防护部的隔离，另一方面可以用作触摸传感器的保护层及平坦层。在该实施例中，第二绝缘层和第一绝缘层可以由相同的材料形成。

在本发明的又一方面，提供一种触摸面板，包括本文描述的实施例提供的任一种触摸传感器。由于在前述的实施例中已经对触摸传感器进行详细的解释说明，在本实施例中将不再重复描述。

本发明中描述的或附图中描绘的流程图仅仅是示例性的。在不脱离本发明精神的情况下，可以存在该流程图或其中描述的步骤的很多变型。例如，所述步骤可以以不同的顺序进行，或者可以添加、删除或者修改步骤。这些变型都被认为是所要求保护的方面的一部分。

出于下文表面描述的目的，如其在附图中被标定方向那样，术语“上”、“下”、“垂直”及其派生词应涉及发明。术语“在……上”或者“设置在……上”意味着诸如第一结构的第一要素存在于诸如第二结构的第二要素上，其中，在第一要素和第二要素之间可存在诸如界面结构的中间要素。术语“直接接触”意味着连接诸如第一结构的第一要素和诸如第二结构的第二要素，而在两个要素的界面处没有任何中间导电、绝缘或者半导体层。

除非上下文中另外明确地指出，否则在本文和所附权利要求中所使用的词语的单数形式包括复数，反之亦然。因而，当提及单数时，通常包括相应术语的复数。相似地，措辞“包含”和“包括”将解释为包含在内而不是独占性地。同样地，术语“包括”和“或”应当解释为包括在内的，除非本文中明确禁止这样的解释。在本文中使用术语“示例”或“例如”之处，特别是当其位于一组术语之后时，所述“示例”或“例如”仅仅是示例性的和阐述性的，且不应当被认为是独占性的或广泛性的。

以上为了说明和描述的目的提供了实施例的前述描述。其并不旨在是穷举的或者限制本申请。特定实施例的各个元件或特征通常不限于特定的实施例，但是，在合适的情况下，这些元件和特征是可互换的并且可用在所选择的实施例中，即使没有具体示出或描述。同样也可以以许多方式来改变。这种改变不能被认为脱离了本申请，并且所有这些修改都包含在本申请的范围内。

Claims (18)

1.一种触摸传感器，其特征在于，包括：

基板；

设置在所述基板上的电极层，所述电极层包括彼此隔离的第一电极和第二电极；

设置在所述电极层上的第一绝缘层；以及

设置在所述第一绝缘层上的透明导电层，其中，所述透明导电层包括被配置为桥接所述第一电极或所述第二电极的桥接部和与所述桥接部邻近并隔离的ESD防护部。

2.根据权利要求1所述的触摸传感器，其特征在于，所述透明导电层包括多个ESD防护部，所述多个ESD防护部在所述透明导电层中被布置为插指状或网格状。

3.根据权利要求1所述的触摸传感器，其特征在于，所述触摸传感器还包括接地线，所述ESD防护部被连接到所述接地线。

4.根据权利要求3所述的触摸传感器，其特征在于，所述触摸传感器还包括设置在所述基板的周边区域上的黑矩阵，其中，所述接地线设置在所述黑矩阵上。

5.根据权利要求4所述的触摸传感器，其特征在于，所述黑矩阵与所述电极层设置在所述基板上的同一层。

6.根据权利要求5所述的触摸传感器，其特征在于，所述ESD防护部延伸到所述黑矩阵之上并连接到所述接地线。

7.根据权利要求6所述的触摸传感器，其特征在于，所述ESD防护部通过穿过所述第一绝缘层中的第一过孔连接到接地线。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的触摸传感器，其特征在于，所述桥接部通过穿过所述第一绝缘层中的第二过孔桥接所述第一电极或所述第二电极。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的触摸传感器，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极中的一个包括平行排列的多个条状电极，所述第一电极和所述第二电极中的另一个包括以阵列形式排列的电极阵列，所述电极阵列的与所述条状电极垂直的每一行或每一列中的相邻的电极通过所述桥接部桥接。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的触摸传感器，其特征在于，形成所述第一电极和所述第二电极的材料包括氧化铟锡材料。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的触摸传感器，其特征在于，所述第一电极为触控驱动电极，所述第二电极为触控感应电极。

12.根据权利要求1至7中任一项所述的触摸传感器，其特征在于，形成所述桥接部和所述ESD防护部的材料包括氧化铟锡材料。

13.根据权利要求1至7中任一项所述的触摸传感器，其特征在于，所述触摸传感器还包括设置在所述透明导电层上的第二绝缘层。

14.一种触摸面板，其特征在于，包括权利要求1至13中任一项所述的触摸传感器。

15.一种触摸传感器的制作方法，其特征在于，包括：

在基板上形成电极层，并对所述电极层进行构图以形成第一电极和第二电极；

在所述电极层上形成第一绝缘层；以及

在所述第一绝缘层上形成透明导电层，所述透明导电层包括被配置为桥接所述第一电极或所述第二电极的桥接部和与所述桥接部邻近并隔离的ESD防护部。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，

所述方法还包括：

在所述基板上形成黑矩阵层并对所述黑矩阵层进行构图，以在所述基板的周边区域形成黑矩阵；

在所述黑矩阵上形成接地线。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述第一绝缘层中形成到所述接地线的第一过孔和到所述第一电极或所述第二电极的第二过孔；

在所述第一绝缘层上形成所述透明导电层包括：

在所述第一绝缘层上沉积透明导电材料，其中，所述透明导电材料填充所述第一过孔和所述第二过孔并覆盖所述第一绝缘层；

构图所述透明导电材料，以形成所述桥接部和所述ESD防护部。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述桥接部和所述ESD防护部上形成第二绝缘层。