CN108874228A - 触控器件、触控显示基板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种触控器件、触控显示基板及显示装置，属于显示技术领域。其中，触控器件包括：衬底基板以及设置于所述衬底基板上的金属图形；所述金属图形包括异层设置的第一金属图形和第二金属图形，所述第一金属图形包括相互绝缘的第一触控电极和第一虚拟图形，所述第二金属图形包括相互绝缘的第二触控电极和第二虚拟图形，所述金属图形在所述衬底基板上的正投影为规则的网格状。本发明的技术方案能够改善消影效果。

Description

触控器件、触控显示基板及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是指一种触控器件、触控显示基板及显示装置。
背景技术
随着触控技术的发展以及电子产品普及率的增加，电容式触控屏凭借寿命长、反应灵敏等优良品质在智能手机、平板电脑、台式电脑、车载设备以及可穿戴设备上得到广泛的关注。
现有触控屏的触控电极通常采用氧化铟锡(ITO)材料制成，ITO材料易折断，较难承受弯折，在触控屏弯折时，可能会导致触控电极出现断裂，影响显示装置的寿命和性能，此外，ITO的方阻较大，价格也比较昂贵。因而，金属电极凭借价格低廉、延展性好和低方阻等优势成为替代ITO电极的潜力材料。
伴随着触控技术的不断改进和应用场景多元化，显示产品厂商推出主动电容笔触控技术。主动电容笔触控技术凭借其高精度触控和真实书写的触控体验，得到消费者的广泛认同和青睐，因而此技术迅速推广。由于主动电容笔触控技术对触控屏的电学性能要求较高，因此也加速了金属电极的推广和应用。
由于金属电极本身不透光，因而为了满足光透过率的要求，通常将金属电极设计成细金属网格，网格密度影响着通道阻抗和电容。其中，主动电容笔触控技术要求Tx(驱动电极)通道和Rx(感应电极)通道的自容较小，因而金属网格间距相对较大，但是稀疏的金属网格很容易被人眼捕捉，导致触摸屏暗态环境下消影效果较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种触控器件、触控显示基板及显示装置，能够改善消影效果。
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，提供一种触控器件，包括：
衬底基板以及设置于所述衬底基板上的金属图形；
所述金属图形包括异层设置的第一金属图形和第二金属图形，所述第一金属图形包括相互绝缘的第一触控电极和第一虚拟图形，所述第二金属图形包括相互绝缘的第二触控电极和第二虚拟图形，所述金属图形在所述衬底基板上的正投影为规则的网格状。
进一步地，所述第一虚拟图形与所述第一触控电极采用相同材料，所述第二虚拟图形与所述第二触控电极采用相同材料。
进一步地，所述第一金属图形和所述第二金属图形的图案相同。
进一步地，所述第一虚拟图形和所述第二虚拟图形均呈菱形，且大小相同；
所述第一触控电极包括多条相互平行的第一走线和多条相互平行的第二走线，所述第一走线和所述第二走线的交叉点位于所述第一虚拟图形中的所述菱形的中心点，且所述第一走线和所述第二走线分别与所述菱形的边平行；
所述第二触控电极包括多条相互平行的第三走线和多条相互平行的第四走线，所述第三走线和所述第四走线的交叉点位于所述第二虚拟图形中的所述菱形的中心点，且所述第三走线和所述第四走线分别与所述菱形的边平行。
本发明实施例还提供了一种触控显示基板，包括如上所述的触控器件。
进一步地，所述触控显示基板的衬底基板与所述触控器件的衬底基板复用。
进一步地，还包括：多个亚像素，其中，所述亚像素在所述衬底基板上的正投影位于所述金属图形的网格内。
进一步地，所述网格的形状与所述亚像素的形状相同。
进一步地，所述触控显示基板为柔性有机发光二极管触控显示基板。
本发明实施例还提供了一种触控显示装置，包括如上所述的触控显示基板。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，触控电极采用金属制作，相比ITO材料，金属材料具有更好的延展性，不易断裂，因而采用金属制作触控电极，能够提高触控器件的可弯折性能，使得触控器件更适合柔性显示装置；并且，金属图形除包括触控电极外，还包括虚拟图形，使得金属图形在衬底基板上的正投影为规则的网格状，能够保证整个触控器件透光率的一致性，改善消影问题，提高具有该触控器件的显示装置的显示效果，同时满足通道低自容、高精度的主动电容笔触控技术的需求；另外，虚拟图形不是分布在一层，而是分布在两层，能够改善由于两层金属不均匀分布造成的反射率差异，进一步改善消影效果。
附图说明
图1为本发明实施例金属图形的示意图；
图2为本发明实施例第一金属图形的示意图；
图3为本发明实施例第二金属图形的示意图；
图4为本发明实施例第一虚拟图形和第二虚拟图形在衬底基板上的正投影叠加的示意图；
图5为本发明实施例第一金属图形和第二金属图形在衬底基板上的正投影叠加的示意图；
图6为本发明实施例外挂式触控器件的截面示意图；
图7为本发明实施例内嵌式触控器件的截面示意图。
附图标记
1 衬底基板
2 第一金属图形
3 第一绝缘层
4 第二金属图形
5 第二绝缘层
6 偏光片
7 封装盖板
8 黑矩阵
9 平坦层
11 第一触控电极
21 第一虚拟图形
12 第二触控电极
22 第二虚拟图形
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。
现有技术为了改善消影效果，在满足通道电学性能的前提下，金属电极之间插入虚拟图形，来提高金属网格密度，但是现有技术一般是将虚拟图形设置在Tx所在层或Rx所在层，会导致分布于两层的Tx、Rx的金属网格密度不同。由于Tx、Rx两层的反射率有差别，不均匀分布的网格在视觉上仍然可被人眼识别，因此，依然存在消影问题，并且会导致阻抗和电容的不均一性，进而导致响应延迟。
为了解决上述问题，本发明实施例提供一种触控器件、触控显示基板及显示装置，能够改善消影效果。
本发明实施例提供了一种触控器件，如图1所示，包括：
衬底基板以及设置于所述衬底基板上的金属图形；
所述金属图形包括异层设置的第一金属图形和第二金属图形，所述第一金属图形包括相互绝缘的第一触控电极11和第一虚拟图形21，所述第二金属图形包括相互绝缘的第二触控电极12和第二虚拟图形22，所述金属图形在所述衬底基板上的正投影为规则的网格状。
本实施例中，触控电极采用金属制作，相比ITO材料，金属材料具有更好的延展性，不易断裂，因而采用金属制作触控电极，能够提高触控器件的可弯折性能，使得触控器件更适合柔性显示装置；并且，金属图形除包括触控电极外，还包括虚拟图形，使得金属图形在衬底基板上的正投影为规则的网格状，能够保证整个触控器件透光率的一致性，改善消影问题，提高具有该触控器件的显示装置的显示效果，同时满足通道低自容、高精度的主动电容笔触控技术的需求；另外，虚拟图形不是分布在一层，而是分布在两层，能够改善由于两层金属不均匀分布造成的反射率差异，进一步改善消影效果。
进一步地，所述第一虚拟图形21与所述第一触控电极11采用相同材料，所述第二虚拟图形22与所述第二触控电极12采用相同材料。这样可以通过一次构图工艺同时形成第一虚拟图形21和第一触控电极11，通过一次构图工艺同时形成第二虚拟图形22和第二触控电极12，减少触控器件的构图工艺次数，降低触控器件的生产成本。
进一步地，所述第一金属图形和所述第二金属图形的图案相同，这样的设计能够保证通道阻抗和电容的均一性，并且金属图形均匀分布在两层上，能够进一步改善由于两层金属不均匀分布造成的反射率差异，改善消影效果。
一具体实施例中，如图2-图5所示，触控器件中，所述第一虚拟图形21呈菱形，所述第一触控电极11包括多条相互平行的第一走线和多条相互平行的第二走线，所述第一虚拟图形21和所述第一触控电极11组成第一金属图形2，所述第一走线和所述第二走线的交叉点位于所述第一虚拟图形21中的所述菱形的中心点，且第一走线和第二走线分别与所述菱形的边平行；
所述第二虚拟图形22呈菱形，所述第二触控电极12包括多条相互平行的第三走线和多条相互平行的第四走线，所述第二虚拟图形22和所述第二触控电极12组成第二金属图形4，所述第三走线和所述第四走线的交叉点位于所述第二虚拟图形22中的所述菱形的中心点，且所述第三走线和所述第四走线分别与所述菱形的边平行。
如图4所示，所述第一虚拟图形21的菱形与所述第二虚拟图形22的菱形的大小相同，能够组成网格。如图5所示，第一金属图形2和第二金属图形4在衬底基板上的正投影A呈规则的网格状。第一金属图形2和第二金属图形4的图案相同，密度完全一致。其中，网格的宽度可以为160-400um，具体可以为300um。
第一金属图形2中，第一虚拟图形21和第一触控电极11的交界处，第一虚拟图形21存在切口，使得第一虚拟图形21与第一触控电极11绝缘，切口的宽度可以设计在8-10um，可以防止出现击穿问题；第二金属图形4中，第二虚拟图形22和第二触控电极12的交界处，第二虚拟图形22存在切口，使得第二虚拟图形22与第二触控电极12绝缘，切口的宽度可以设计在8-10um，可以防止出现击穿问题。
本实施例中，两层均匀分布的金属图形在保证最佳的摩尔纹下，优化了产品的消影问题，改善了阻抗和电容的均一性，并且两层金属图形的切口正好错开，不会引起静电击穿问题。
本发明实施例还提供了一种触控显示基板，包括如上所述的触控器件。
本实施例中，触控电极采用金属制作，相比ITO材料，金属材料具有更好的延展性，不易断裂，因而采用金属制作触控电极，能够提高触控器件的可弯折性能，使得触控器件更适合柔性显示装置；并且，金属图形除包括触控电极外，还包括虚拟图形，使得金属图形在衬底基板上的正投影为规则的网格状，能够保证整个触控器件透光率的一致性，改善消影问题，提高具有该触控器件的显示装置的显示效果，同时满足通道低自容、高精度的主动电容笔触控技术的需求；另外，虚拟图形不是分布在一层，而是分布在两层，能够改善由于两层金属不均匀分布造成的反射率差异，进一步改善消影效果。
其中，所述触控器件可以应用于外挂式的触控显示基板，也可以应用于内嵌式的触控显示基板。
在触控器件应用于内嵌式的触控显示基板时，所述触控显示基板的衬底基板与所述触控器件的衬底基板复用，这样将触控器件集成在显示基板上，可以降低触控显示装置的厚度，有利于实现超薄显示。
进一步地，触控显示基板还包括：多个亚像素，其中，所述亚像素在所述衬底基板上的正投影位于所述金属图形的网格内，即金属网格在亚像素的空隙间，从而不影响正常显示。
进一步地，所述网格的形状与所述亚像素的形状相同，这样可以使得亚像素填满网格之间的空隙，最大化触控显示基板的开口率。
进一步地，所述触控显示基板为柔性有机发光二极管触控显示基板，由于金属材料具有更好的延展性，不易断裂，因而采用金属制作触控电极，能够提高触控器件的可弯折性能，使得触控器件更适合柔性显示装置。
本发明实施例还提供了一种触控显示装置，包括如上所述的触控显示基板。所述触控显示装置可以为：电视、显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件，其中，所述触控显示装置还包括柔性电路板、印刷电路板和背板。
下面结合附图对本发明的触控器件的制作方法进行进一步介绍。
实施例一
本实施例的触控器件适用于外挂式触控显示基板，本实施例的触控器件的制作方法包括以下步骤：
步骤1、提供一衬底基板1，在衬底基板上形成黑矩阵8的图形；
其中，衬底基板1可为玻璃基板或石英基板。具体地，在衬底基板1上形成一层遮光材料层，在遮光材料层上涂覆一层光刻胶，采用掩膜板对光刻胶进行曝光，使光刻胶形成光刻胶未保留区域和光刻胶保留区域，其中，光刻胶保留区域对应于黑矩阵8的图形所在区域，光刻胶未保留区域对应于上述图形以外的区域；进行显影处理，光刻胶未保留区域的光刻胶被完全去除，光刻胶保留区域的光刻胶厚度保持不变；通过刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶未保留区域的遮光材料层，剥离剩余的光刻胶，形成黑矩阵8的图形。
步骤2、形成平坦层9；
在经过步骤1的衬底基板1上形成平坦层9，平坦层9可以采用无机材料或有机材料，起到绝缘和增加强度的作用。
步骤3、形成第一金属图形2；
具体地，可以采用溅射或热蒸发的方法在经过步骤2的衬底基板1上沉积厚度约为的金属层，金属层可以是Cu，Al，Ag，Mo，Cr，Nd，Ni，Mn，Ti，Ta，W等金属以及这些金属的合金，金属层可以为单层结构或者多层结构，多层结构比如Cu\Mo,Ti\Cu\Ti，Mo\Al\Mo等。在金属层上涂覆一层光刻胶，采用掩膜板对光刻胶进行曝光，使光刻胶形成光刻胶未保留区域和光刻胶保留区域，其中，光刻胶保留区域对应于第一金属图形2所在区域，光刻胶未保留区域对应于上述图形以外的区域；进行显影处理，光刻胶未保留区域的光刻胶被完全去除，光刻胶保留区域的光刻胶厚度保持不变；通过刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶未保留区域的金属薄膜，剥离剩余的光刻胶，形成第一金属图形2。
步骤4、形成第一绝缘层3；
第一绝缘层3可以采用无机材料或有机材料，具体地，可以采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法在完成步骤3的衬底基板1上沉积厚度为的第一绝缘层3，第一绝缘层3可以选用氧化物、氮化物或者氧氮化合物。
步骤5、形成第二金属图形4；
具体地，可以采用溅射或热蒸发的方法在经过步骤4的衬底基板1上沉积厚度约为的金属层，金属层可以是Cu，Al，Ag，Mo，Cr，Nd，Ni，Mn，Ti，Ta，W等金属以及这些金属的合金，金属层可以为单层结构或者多层结构，多层结构比如Cu\Mo,Ti\Cu\Ti，Mo\Al\Mo等。在金属层上涂覆一层光刻胶，采用掩膜板对光刻胶进行曝光，使光刻胶形成光刻胶未保留区域和光刻胶保留区域，其中，光刻胶保留区域对应于第二金属图形4所在区域，光刻胶未保留区域对应于上述图形以外的区域；进行显影处理，光刻胶未保留区域的光刻胶被完全去除，光刻胶保留区域的光刻胶厚度保持不变；通过刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶未保留区域的金属薄膜，剥离剩余的光刻胶，形成第二金属图形4。
步骤6、形成第二绝缘层5；
第二绝缘层5可以采用无机材料或有机材料，起到保护的作用。具体地，可以采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法在完成步骤5的衬底基板1上沉积厚度为的第二绝缘层5，第二绝缘层5可以选用氧化物、氮化物或者氧氮化合物。
经过上述步骤1-6即可得到如图6所示的触控器件。
实施例二
本实施例的触控器件适用于内嵌式触控显示基板，本实施例的触控器件的制作方法包括以下步骤：
步骤1、提供一衬底基板1，在衬底基板上形成平坦层9；
本实施例的衬底基板1复用为触控显示基板的彩膜基板的衬底基板，彩膜基板的彩膜设置在衬底基板的另一侧，由于彩膜基板上已经形成有黑矩阵，因此，本实施例的触控器件不需要再制作黑矩阵。
其中，衬底基板1可为玻璃基板或石英基板。在衬底基板1上形成平坦层9，平坦层9可以采用无机材料或有机材料。
步骤2、形成第一金属图形2；
具体地，可以采用溅射或热蒸发的方法在经过步骤1的衬底基板1上沉积厚度约为的金属层，金属层可以是Cu，Al，Ag，Mo，Cr，Nd，Ni，Mn，Ti，Ta，W等金属以及这些金属的合金，金属层可以为单层结构或者多层结构，多层结构比如Cu\Mo,Ti\Cu\Ti，Mo\Al\Mo等。在金属层上涂覆一层光刻胶，采用掩膜板对光刻胶进行曝光，使光刻胶形成光刻胶未保留区域和光刻胶保留区域，其中，光刻胶保留区域对应于第一金属图形2所在区域，光刻胶未保留区域对应于上述图形以外的区域；进行显影处理，光刻胶未保留区域的光刻胶被完全去除，光刻胶保留区域的光刻胶厚度保持不变；通过刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶未保留区域的金属薄膜，剥离剩余的光刻胶，形成第一金属图形2。
步骤3、形成第一绝缘层3；
第一绝缘层3可以采用无机材料或有机材料，具体地，可以采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法在完成步骤2的衬底基板1上沉积厚度为的第一绝缘层3，第一绝缘层3可以选用氧化物、氮化物或者氧氮化合物。
步骤4、形成第二金属图形4；
具体地，可以采用溅射或热蒸发的方法在经过步骤3的衬底基板1上沉积厚度约为的金属层，金属层可以是Cu，Al，Ag，Mo，Cr，Nd，Ni，Mn，Ti，Ta，W等金属以及这些金属的合金，金属层可以为单层结构或者多层结构，多层结构比如Cu\Mo,Ti\Cu\Ti，Mo\Al\Mo等。在金属层上涂覆一层光刻胶，采用掩膜板对光刻胶进行曝光，使光刻胶形成光刻胶未保留区域和光刻胶保留区域，其中，光刻胶保留区域对应于第二金属图形4所在区域，光刻胶未保留区域对应于上述图形以外的区域；进行显影处理，光刻胶未保留区域的光刻胶被完全去除，光刻胶保留区域的光刻胶厚度保持不变；通过刻蚀工艺完全刻蚀掉光刻胶未保留区域的金属薄膜，剥离剩余的光刻胶，形成第二金属图形4。
步骤5、形成第二绝缘层5；
第二绝缘层5可以采用无机材料或有机材料，起到保护的作用。具体地，可以采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法在完成步骤4的衬底基板1上沉积厚度为的第二绝缘层5，第二绝缘层5可以选用氧化物、氮化物或者氧氮化合物；
步骤6、在第二绝缘层5上形成偏光片6；
步骤7、在偏光片6上贴附封装盖板7。
经过上述步骤1-7即可得到如图7所示的触控器件。
在本发明各方法实施例中，所述各步骤的序号并不能用于限定各步骤的先后顺序，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
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 (10)

1.一种触控器件，其特征在于，包括：
衬底基板以及设置于所述衬底基板上的金属图形；
所述金属图形包括异层设置的第一金属图形和第二金属图形，所述第一金属图形包括相互绝缘的第一触控电极和第一虚拟图形，所述第二金属图形包括相互绝缘的第二触控电极和第二虚拟图形，所述金属图形在所述衬底基板上的正投影为规则的网格状。
2.根据权利要求1所述的触控器件，其特征在于，所述第一虚拟图形与所述第一触控电极采用相同材料，所述第二虚拟图形与所述第二触控电极采用相同材料。
3.根据权利要求1所述的触控器件，其特征在于，所述第一金属图形和所述第二金属图形的图案相同。
4.根据权利要求3所述的触控器件，其特征在于，
所述第一虚拟图形和所述第二虚拟图形均呈菱形，且大小相同；
所述第一触控电极包括多条相互平行的第一走线和多条相互平行的第二走线，所述第一走线和所述第二走线的交叉点位于所述第一虚拟图形中的所述菱形的中心点，且所述第一走线和所述第二走线分别与所述菱形的边平行；
所述第二触控电极包括多条相互平行的第三走线和多条相互平行的第四走线，所述第三走线和所述第四走线的交叉点位于所述第二虚拟图形中的所述菱形的中心点，且所述第三走线和所述第四走线分别与所述菱形的边平行。
5.一种触控显示基板，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的触控器件。
6.根据权利要求5所述的触控显示基板，其特征在于，所述触控显示基板的衬底基板与所述触控器件的衬底基板复用。
7.根据权利要求5所述的触控显示基板，其特征在于，还包括：多个亚像素，其中，所述亚像素在所述衬底基板上的正投影位于所述金属图形的网格内。
8.根据权利要求7所述的触控显示基板，其特征在于，所述网格的形状与所述亚像素的形状相同。
9.根据权利要求5所述的触控显示基板，其特征在于，所述触控显示基板为柔性有机发光二极管触控显示基板。
10.一种触控显示装置，其特征在于，包括如权利要求5-9任一项所述的触控显示基板。
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