CN110633021B - 触摸屏及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种触摸屏及其制造方法。触摸屏包括阵列基板，所述阵列基板包括薄膜封装层、绝缘层、第一金属层、钝化层、第二金属层和平坦层。所述钝化层上设有过孔，所述第一金属层对应所述过孔的位置设有一凹陷，所述第二金属层延伸并穿过所述过孔且进一步延伸至所述第一金属层的凹陷内并于第一金属层电连接。触摸屏的制作方法包括步骤：提供一阵列基板、制作绝缘层、制作第一金属层、制作钝化层、制作第二金属层和制作平坦层。本发明利用挖孔蚀刻，加大了两层金属层的接触面积，降低了方块电阻，使连接强度增加且改善了弯折性能。

Description

触摸屏及其制作方法
技术领域
本发明涉及触控领域，尤其涉及一种触摸屏及其制作方法。
背景技术
随着显示技术的快速发展，有源矩阵有机发光二极体(AMOLED)柔性显示引起了人们极大关注，包括全面屏、可弯折，甚至可折叠，固定曲线形状的手机在未来市场会被广泛应用。柔性显示技术可以改变显示器件的形状，增加了显示的灵活性和多样性,因此有望为显示技术领域带来重大变革。
金属网格(Metal mesh)技术利用银、铜等金属材料在玻璃或聚乙二醇对苯二甲酸酯(PET)等塑胶薄膜上生长形成导电金属网格图案。金属网格的电阻率比氧化铟锡(ITO)低，通常氧化铟锡(ITO)的方块电阻(R□)目标值为10Ω时，其方块电阻的实际数值范围在8-12Ω之间，而金属网格的方块电阻小于10Ω/□，可以实现卷对卷生产，且网格的抗弯折性良好，可用于柔性折叠器件。Y-OCTA技术被三星开发且运用在柔性触控显示技术上，该设计利用金属网格直接在薄膜封装(TFE)上做触控线路，大大减少了原有外挂触摸屏(TP)和光学透明粘合剂(OCA)的厚度，使触控更薄更利于弯折。其利用碳纳米管(CNT)工艺连接上下两层金属形成网格用于柔性触控，但碳纳米管工艺使金属间阻抗加大，使得触控精度降低，影响整体柔性触控性能。
因此，有必要提供一种新的触摸屏及其制作方法，以克服现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种触摸屏及其制作方法，利用挖孔蚀刻，加大了两层金属层的接触面积，改善了碳纳米管的阻抗性能，从而提升了金属网格在连接处的可靠性能，并提升触控性能，而且在连接处采用加宽设计改善了柔性动态弯折性能。
为了解决上述问题，本发明提供一种触摸屏，包括阵列基板。所述阵列基板包括薄膜封装层、绝缘层、第一金属层、钝化层、第二金属层和平坦层。具体地讲，所述绝缘层设于所述薄膜封装层上；所述第一金属层设于所述绝缘层上；所述钝化层设于所述第一金属层上；所述第二金属层设于所述钝化层上；所述平坦层设于所述第二金属层上。
其中，所述第一金属层包括多个电极跨桥，所述第二金属层包括多个触控电极和金属走线；所述触控电极包括第一电极以及第二电极，所述第一电极与所述第二电极相互绝缘，相邻的所述第一电极沿第一方向通过所述电极跨桥电连接，相邻的第二电极沿与所述第一方向交叉的第二方向通过所述金属走线电连接；所述钝化层上设有多个过孔，所述过孔从所述钝化层临近所述第二金属层的第一电极表面朝向所述第一金属层的电极跨桥两端形成一内径逐渐减小的孔状结构，所述电极跨桥对应所述过孔的位置进一步凹设有一凹陷，所述第一电极延伸并穿过所述过孔且进一步延伸至所述电极跨桥的凹陷内并与所述第一电极电连接。
进一步地，所述过孔的宽度范围为1.4um-1.6um。
进一步地，所述过孔的侧壁与所述过孔的底边的垂线呈15°-30°的角。
进一步地，所述凹陷的底部于所述第一金属层厚度的1/2处。
进一步地，所述第一金属层或所述第二金属层包括层叠设置的第一钛金属层、铝金属层和第二钛金属层。具体的，所述铝金属层设于所述第一钛金属层的一侧；所述第二钛金属层设于所述铝金属层背离所述第一钛金属层的一侧。
进一步地，所述第一金属层或所述第二金属层包括纳米银线。
本发明还提供一种触摸屏的制作方法，包括步骤：
提供一阵列基板，所述阵列基板包括薄膜封装层；
在所述薄膜封装层上制作绝缘层；
在所述绝缘层上制作第一金属层，所述第一金属层包括多个电极跨桥；
在所述第一金属层上制作钝化层；
在所述钝化层上设置过孔；
在所述第一金属层对应过孔的位置进一步凹设一凹陷；
在所述钝化层上制作第二金属层，所述第二金属层包括多个触控电极和金属走线，所述触控电极包括第一电极以及第二电极，所述第一电极与所述第二电极相互绝缘，相邻的所述第一电极沿第一方向通过所述电极跨桥电连接，相邻的第二电极沿与所述第一方向交叉的第二方向通过所述金属走线电连接；其中所述过孔从所述钝化层临近所述第二金属层的第一电极表面朝向所述第一金属层的电极跨桥两端形成一内径逐渐减小的孔状结构，所述电极跨桥对应所述过孔的位置进一步凹设有一凹陷，所述第一电极延伸并穿过所述过孔且进一步延伸至所述电极跨桥的凹陷内并与所述第一电极电连接；以及
在所述第二金属层上制作平坦层。
进一步地，所述过孔的宽度范围为1.4um-1.6um。
进一步地，所述过孔的侧壁与所述过孔的底边的垂线呈15°-30°的角。
进一步地，所述凹陷的底部位于所述第一金属层厚度的1/2处。
本发明的有益效果是：本发明提供一种触摸屏及其制作方法，利用挖孔蚀刻，加大了两层金属层的接触面积，降低了方块电阻，提升了金属网格在连接处的可靠性能，使连接强度增加，并提升触控性能，而且在连接处采用加宽的设计改善了柔性动态弯折性能。
附图说明
图1为本发明实施例中一种触摸屏的截面图；
图2为图1中所述第一金属层或所述第二金属层的一种结构示意图；
图3为图1中所述过孔和所述凹陷的结构局部放大图；
图4为本发明实施例中一种触摸屏的制作方法的流程图；
图5为本发明实施例中一种触摸面板的结构示意图。
图中部件标识如下：
1、薄膜封装层，2、绝缘层，3、第一金属层，4、钝化层，
5、第二金属层，6、平坦层，7、偏光片，8、过孔，9、凹陷，
10、阵列基板，11、第一钛金属层，12、铝金属层，13、第二钛金属层，
20、液晶层，30、彩膜基板，31、电极跨桥，51、触控电极，
52、金属走线，511、第一电极，100、触摸屏，200、触摸面板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明提供一种触摸屏100，包括阵列基板10。所述阵列基板10包括薄膜封装层1、绝缘层2、第一金属层3、钝化层4、第二金属层5、平坦层6和偏光片7。具体地讲，所述绝缘层2设于所述薄膜封装层1上；所述第一金属层3呈网格式设于所述绝缘层2上；所述钝化层4设于所述第一金属层3上；所述第二金属层5呈网格式设于所述钝化层4上；所述平坦层6设于所述第二金属层5上，所述平坦层6用于覆盖所述第二金属层5使其表面平整；所述偏光片7设于所述平坦层6上，用于偏光。其中所述绝缘层2、所述钝化层4、所述平坦层6均起到绝缘的作用。
其中，所述第一金属层3包括多个电极跨桥31，所述第二金属层5包括多个触控电极51和金属走线52；所述触控电极51包括第一电极511以及第二电极(未图示)，所述第一电极511与所述第二电极相互绝缘，相邻的所述第一电极511沿第一方向通过所述电极跨桥31电连接，相邻的第二电极沿与所述第一方向交叉的第二方向通过与所述第二电极同层的所述金属走线52电连接。换句话讲，所述第一电极511沿第一方向排布并且具有网格形状，相邻的所述第一电极511沿第一方向彼此电连接构成第一触摸感测部；所述第二电极沿与所述第一方向交叉的第二方向排布并且具有所述网格形状；相邻的所述第二电极沿所述第二方向彼此电连接构成第二触摸感测部；所述第一触摸感测部与所述第二触摸感测部通过所述钝化层4相互绝缘形成一个跨桥结构。
所述钝化层4上设有多个过孔8，所述过孔8从所述钝化层4临近所述第二金属层5的第一电极511表面朝向所述第一金属层3的电极跨桥31两端形成一内径逐渐减小的孔状结构，所述电极跨桥31对应所述过孔8的位置进一步凹设有一凹陷9，所述第一电极511延伸并穿过所述过孔8且进一步延伸至所述电极跨桥31的凹陷9内并与所述第一电极511电连接。其中，所述凹陷9的底部位于所述第一金属层3厚度的1/2处，即所述凹陷9的底部所在平面到所述第一金属层3的下表面与到所述第一金属层3的上表面的距离相等，换句话讲，所述第一金属层3的厚度为0.2um，则所述凹陷9在所述第一金属层3上的深度为0.1um。
所述绝缘层2、所述钝化层4的无机材料可以是但不仅限于SiN和SiON等柔性材料，所述钝化层4的厚度为0.3um。所述平坦层6的材料为聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)，所述平坦层6的厚度为2um。
所述第一金属层3包括多条相互绝缘的触控电极线(即上文所述第一触摸感测部与所述第二触摸感测部)，所述触控电极线可位于所述触摸屏的彩膜基板30(标号见图5所示)上的黑色矩阵在所述阵列基板10上的垂直投影区域内，以减小触控电极线对开口率的影响。所述触控电极线相互交错形成网格式分布。所述触控电极线连接至触控芯片(未图示)，从而将触控电极51所感应到的触控信号传输至触控芯片；即所述第一金属层3和所述第二金属层5形成TX-RX触控线路。
所述第二金属层5包括多个相互绝缘的触控电极51。多个所述触控电极51呈阵列分布，每个触控电极51的形状还可以是圆形、三角形或其他形状。多个所述触控电极51实现触控的原理是：当人体未触碰屏幕时，各触控电极51所感知的电容为一固定值，当人体触碰屏幕，例如手指在屏幕上操作时，手指触碰屏幕的位置所对应的触控电极51感知的电容受人体的影响而发生变化，由此通过检测各自容式触控电极的电容值变化即可判断出手指触摸的位置，从而实现触控功能。
本实施方式中，所述第二金属层5同时作为所述阵列基板10的公共电极层。在显示阶段，所述第一金属层3的多条所述触控电极线输入显示所需的公共电极信号，以使得所述第二金属层5的各触控电极51上具有公共电极信号，进而实现显示；在触摸扫描阶段，多条所触控电极线用作触控引线连接至触控芯片，从而将来自各触控电极51的感应信号传输给触控芯片，进而实现触控功能。
在本实施例中，所述过孔8的宽度范围为1.4um-1.6um。所述过孔8的宽度优选为1.5um，即与碳纳米管(CNT)的宽度相等，所述过孔8的横截面形状还可以是圆形、矩形、三角形或其他形状。本发明利用所述过孔8实现所述第一金属层3和所述第二金属层5的连接，加大了两层金属层的接触面积，降低了方块电阻，提升了金属网格在连接处的可靠性能，使连接强度增加，并提升触控性能，而且在连接处采用加宽的设计改善了柔性动态弯折性能。
在本实施例中，所述过孔8的侧壁与所述过孔8的底边的垂线呈15°-30°的角。所述凹陷9的侧壁与所述过孔8的侧壁相接且平行，即所述凹陷9的侧壁与所述凹陷9的底边的垂线也呈15°-30°的角。所述过孔8及所述凹陷9的倾斜角度可进一步提升金属网格在连接处的可靠性能，使连接强度增加,并且增大了与所述第二金属层5的接触面积以及所述第一金属层3和所述第二金属层5的连接线宽，从而降低了方块电阻。
如图2所示，在本实施例中，所述第一金属层3或所述第二金属层5可包括层叠设置的第一钛金属层11、铝金属层12和第二钛金属层13。具体的，所述铝金属层12设于所述第一钛金属层11的一侧；所述第二钛金属层13设于所述铝金属层12背离所述第一钛金属层11的一侧。所述第一金属层3或所述第二金属层5也可包括纳米银线(AgNW)。所述第一金属层3或所述第二金属层5的线宽均为3um。
在本实施例中，所述第一金属层3的所述第一钛金属层11的厚度为0.03um；所述第一金属层3的所述铝金属层12的厚度为0.14um；所述第一金属层3的所述第二钛金属层13的厚度为0.03um。即所述第一金属层3的总厚度为0.2um。所述凹陷9的孔底位于所述第一金属层3厚度的1/2处，亦即所述凹陷9在所述第一金属层3的深度为0.1um。
在本实施例中，所述第二金属层5的所述第一钛金属层11的厚度为0.05um；所述第二金属层5的所述铝金属层12的厚度为0.28um；所述第二金属层5的所述第二钛金属层13的厚度为0.05um。
更具体的，如图3所示，在图3中所述钝化层4的厚度A为0.3um,所述第一金属层3的厚度B为0.2um,所述过孔8的孔底在所述第一金属层3的深度C为0.1um，即所述过孔8的孔底距所述第一金属层3底面的距离D为0.1um，因此所述过孔8的深度为0.2um；所述过孔8的侧壁与所述过孔8的底边的垂线呈一倾斜角度θ，倾斜角度θ的范围为15°-30°的角，其优选为20°。所述凹陷9的侧壁与所述过孔8的侧壁相接且平行，即所述凹陷9的侧壁与所述凹陷9的底边的垂线也呈15°-30°的角。所述过孔8及所述凹陷9的倾斜角度θ可进一步提升了金属网格在连接处的可靠性能，使连接强度增加,并且增大了与所述第二金属层5的接触面积以及所述第一金属层3和所述第二金属层5的连接线宽，从而降低了方块电阻。
如图4所示，本发明还提供一种触摸屏的制作方法，包括步骤S1-S9。
步骤S1：提供一阵列基板10，所述阵列基板10包括薄膜封装层1，薄膜封装层1用于隔绝水氧保护所述阵列基板10的结构。
步骤S2：在所述薄膜封装层1上沉积一层SiN或SiON薄膜来制作绝缘层2。
步骤S3：在所述绝缘层2上制作第一金属层3，所述第一金属层3包括多个电极跨桥31。
步骤S4：在所述第一金属层3上沉积一层SiN或SiON薄膜来制作钝化层4，并在所述钝化层4上设置过孔8；所述过孔8的宽度范围为1.4um-1.6um。
步骤S5：在所述第一金属层3对应过孔8的位置进一步凹设一凹陷9；所述凹陷9的底部位于所述第一金属层3厚度的1/2处；本发明利用所述过孔8及所述凹陷9进行述第一金属层3和所述第二金属层5的连接，加大了两层金属层的接触面积，降低了方块电阻，提升了金属网格在连接处的可靠性能，使连接强度增加，并提升触控性能，而且在连接处采用加宽的设计改善了柔性动态弯折性能。所述过孔8的侧壁与所述过孔8的底边的垂线呈15°-30°的角。
步骤S6：在所述第一金属层3对应过孔8的位置进一步凹设一凹陷9；所述凹陷9的侧壁与所述过孔8的侧壁相接且平行，即所述凹陷9的侧壁与所述凹陷9的底边的垂线也呈15°-30°的角。所述过孔8及所述凹陷9的倾斜角度可进一步提升了金属网格在连接处的可靠性能，使连接强度增加,并且增大了与所述第二金属层5的接触面积以及所述第一金属层3和所述第二金属层5的连接线宽，从而降低了方块电阻。
步骤S7：在所述钝化层4上制作第二金属层5，所述第二金属层5包括多个触控电极51和金属走线52；所述触控电极51包括第一电极511以及第二电极，所述第一电极511与所述第二电极相互绝缘，相邻的所述第一电极511沿第一方向通过所述电极跨桥31电连接，相邻的第二电极沿与所述第一方向交叉的第二方向通过与所述第二电极同层的所述金属走线52电连接。换句话讲，所述第一电极511沿第一方向排布并且具有网格形状，相邻的所述第一电极511沿第一方向彼此电连接构成第一触摸感测部；所述第二电极沿与所述第一方向交叉的第二方向排布并且具有所述网格形状；相邻的所述第二电极沿所述第二方向彼此电连接构成第二触摸感测部；所述第一触摸感测部与所述第二触摸感测部通过所述钝化层4相互绝缘形成一个跨桥结构。多个所述触控电极51呈阵列分布，每个触控电极51的形状还可以是圆形、三角形或其他形状。每个触控电极51与相应的一条触控电极线(即上文所述第一触摸感测部与所述第二触摸感测部)连接，所述触控电极线连接至触控芯片(图未示)，以将触控电极51所感应到的触控信号传输至触控芯片；即所述第一金属层3和所述第二金属层5形成TX-RX触控线路。多个所述触控电极51实现触控的原理是：当人体未触碰屏幕时，各触控电极51所感知的电容为一固定值，当人体触碰屏幕，例如手指在屏幕上操作时，手指触碰屏幕的位置所对应的触控电极51感知的电容受人体的影响而发生变化，由此通过检测各自容式触控电极的电容值变化即可判断出手指触摸的位置，从而实现触控功能。
步骤S8：在所述第二金属层5上制作平坦层6；所述平坦层6的材料为聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)，所述平坦层6的厚度为2um。所述平坦层6用于填充图形化的所述第二金属层5使其表面平整。
步骤S9：在所述平坦层6上制作偏光片7，用于偏光。
其中，所述第一金属层3或所述第二金属层5可包括层叠设置的第一钛金属层、铝金属层和第二钛金属层。具体的，所述铝金属层设于所述第一钛金属层的一侧；所述第二钛金属层设于所述铝金属层背离所述第一钛金属层的一侧。所述第一金属层3或所述第二金属层5也可包括纳米银线(AgNW)。所述第一金属层3或所述第二金属层5的线宽均为3um。
在本实施例中，所述第一金属层3和所述第二金属层5的区别在于厚度不同。所述第一金属层3的所述第一钛金属层的厚度为0.03um；所述第一金属层3的所述铝金属层的厚度为0.14um；所述第一金属层3的所述第二钛金属层的厚度为0.03um；即所述第一金属层3的总厚度为0.2um。所述第二金属层5的所述第一钛金属层的厚度为0.05um；所述第二金属层5的所述铝金属层的厚度为0.28um；所述第二金属层5的所述第二钛金属层的厚度为0.05um；即所述第一金属层3的总厚度为0.38um。
本实施方式中，所述第二金属层5同时作为所述阵列基板10的公共电极层。在显示阶段，所述第一金属层3的多条所述触控电极线输入显示所需的公共电极信号，以使得所述第二金属层5的各触控电极51上具有公共电极信号，进而实现显示；在触摸扫描阶段，多条所触控电极线用作触控引线连接至触控芯片，以将来自各触控电极51的感应信号传输给触控芯片，进而实现触控功能。
如图5所示，在本发明还提供一种触摸面板200，所述触摸面板为具有触控功能的液晶显示面板，包括以上所述阵列基板10、彩膜基板30以及位于所述阵列基板10和彩膜基板30之间的液晶层20。
当然，在其他实施方式中，触摸面板还可以是具有触控功能的OLED显示面板或其他显示面板。
本本发明的有益效果是：本发明提供一种触摸屏及其制作方法，利用挖孔蚀刻，加大了两层金属层的接触面积，降低了方块电阻，提升了金属网格在连接处的可靠性能，使连接强度增加，并提升触控性能，而且在连接处采用加宽的设计改善了柔性动态弯折性能。
以上所述仅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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种触摸屏，其特征在于，所述触摸屏包括阵列基板，所述阵列基板包括：
薄膜封装层；
绝缘层，设于所述薄膜封装层上；
第一金属层，设于所述绝缘层上；
钝化层，设于所述第一金属层上；
第二金属层，设于所述钝化层上；以及
平坦层，设于所述第二金属层上；
其中，所述第一金属层包括多个电极跨桥，所述第二金属层包括多个触控电极和金属走线；所述触控电极包括第一电极以及第二电极，所述第一电极与所述第二电极相互绝缘，相邻的所述第一电极沿第一方向通过所述电极跨桥电连接，相邻的第二电极沿与所述第一方向交叉的第二方向通过所述金属走线电连接；所述钝化层上设有多个过孔，所述过孔从所述钝化层临近所述第二金属层的第一电极表面朝向所述第一金属层的电极跨桥两端形成一内径逐渐减小的孔状结构，所述电极跨桥对应所述过孔的位置进一步凹设有一凹陷，所述第一电极延伸并穿过所述过孔且进一步延伸至所述电极跨桥的凹陷内并与所述第一电极电连接。
2.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述过孔的宽度范围为1.4um-1.6um。
3.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述过孔的侧壁与所述过孔的底边的垂线呈15°-30°的角。
4.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述凹陷的底部位于所述第一金属层厚度的1/2处。
5.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述第一金属层或所述第二金属层包括：
第一钛金属层；
铝金属层，设于所述第一钛金属层的一侧；以及
第二钛金属层，设于所述铝金属层背离所述第一钛金属层的一侧。
6.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述第一金属层或所述第二金属层包括纳米银线。
7.一种触摸屏的制作方法，其特征在于，包括步骤：
提供一阵列基板，所述阵列基板包括薄膜封装层；
在所述薄膜封装层上制作绝缘层；
在所述绝缘层上制作第一金属层，所述第一金属层包括多个电极跨桥；
在所述第一金属层上制作钝化层；
在所述钝化层上设置过孔；
在所述第一金属层对应过孔的位置进一步凹设一凹陷；
在所述钝化层上制作第二金属层，所述第二金属层包括多个触控电极和金属走线，所述触控电极包括第一电极以及第二电极，所述第一电极与所述第二电极相互绝缘，相邻的所述第一电极沿第一方向通过所述电极跨桥电连接，相邻的第二电极沿与所述第一方向交叉的第二方向通过所述金属走线电连接；其中所述过孔从所述钝化层临近所述第二金属层的第一电极表面朝向所述第一金属层的电极跨桥两端形成一内径逐渐减小的孔状结构，所述电极跨桥对应所述过孔的位置进一步凹设有一凹陷，所述第一电极延伸并穿过所述过孔且进一步延伸至所述电极跨桥的凹陷内并与所述第一电极电连接；以及
在所述第二金属层上制作平坦层。
8.根据权利要求7所述的触摸屏的制作方法，其特征在于，所述过孔的宽度范围为1.4um-1.6um。
9.根据权利要求7所述的触摸屏的制作方法，其特征在于，所述过孔的侧壁与所述过孔的底边的垂线呈15°-30°的角。
10.根据权利要求7所述的触摸屏的制作方法，其特征在于，所述凹陷的底部位于所述第一金属层厚度的1/2处。
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