CN112698748A - 一种触摸屏传感器及具有其的触摸屏 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种触摸屏传感器与触摸屏，所述触摸屏传感器包括：网格单元，网格单元为多个，多个网格单元相互连接以构成触摸屏传感器；网格单元包括交叉设置的多根金属电极线，所述网格单元至少在部分交叉点处为三线交叉模式，多个相同网格单元重复连接或者不同的网格单元交叉设置可以构成一条触摸电极。本发明将网格单元的至少部分四线交叉模式的交叉点调整设计为三线交叉模式交叉点，在保障交叉点附近金属电极线不被蚀刻断裂的前提下，三线交叉模式可以制作出比四线交叉模式更小的交叉点图案，减弱交叉点与其他区域的金属电极线之间的视觉差异，减弱满天星形态，提升视觉效果。

Description

一种触摸屏传感器及具有其的触摸屏

技术领域

本发明涉及触摸屏设计领域，具体而言，涉及一种触摸屏传感器及具有其的触摸屏。

背景技术

现有的金属网格结构触摸屏，是采用银、铜、含银或铜的金属合金等金属材料制作多条交叉和平行设置的金属电极线，以形成金属网格形状的触摸电极。

目前，银、铜、含银或铜的金属合金等金属材料相对于传统的ITO电极，具有金属反光或者不透光等特性，会降低触摸屏的透光率，同时形成各种明暗条纹，影响屏幕的视觉感官。

当前主要通过采用减少金属电极线线宽与增大金属电极线之间的线距的技术方案，来实现透光效果。但是，当金属电极线线宽设计过窄时，会出现触摸性能不够理想的现象，生产工艺难度提高，以及良品率下降等问题，金属电极线线宽设计过宽，透光性能将不良，且出现各种金属反光条纹，以及金属电极线容易产生摩尔纹干涉现象。

同时，当前电子产品大多采用触摸屏配合显示屏生产，通过触摸屏与显示屏的贴合组成具有触摸功能与显示功能的总成屏幕。为了避免摩尔纹效应，触摸屏的金属电极线需要与显示屏的金属电极线采用不平行设计。由于当前显示屏中的金属电极线大多采用金属电极线正方形或者长方形矩阵的直角交叉设计，或者类似结构，所以金属网格结构触摸屏的金属电极线大多采用锐角和钝角设计，但是在交叉点处为四线交叉形式。本发明所述四线交叉为以交叉点为中心，往外有四个方向具有延伸金属电极线，对于经过交叉点在同一直线上，相反两个方向的金属电极线，此处可理解为两条不同的金属电极线。

通过蚀刻工序将金属电极线图案设计于基板上，所述基板可为玻璃或者薄膜材料。在蚀刻工序中，蚀刻液点状分布时，在表面张力的作用下会以蚀刻中心点为圆心，通过蚀刻张力辐射出圆形的蚀刻区域。当蚀刻液为条形分布时，在中间段，由于圆形蚀刻区域的相互覆盖作用，并不能看到圆形蚀刻区域，仅能在两端看到圆形蚀刻区域的部分圆弧形状。

在现有技术中，如图1所示，为了避免摩尔干涉现象，多条金属电极线之间的交叉角为锐角和钝角，且为了减少摩尔干涉与提高透光率，现有技术的金属电极线线宽一般小于5微米，故而，所述金属电极线与金属电极线形成锐角的网格交叉点附近很容易被蚀刻断裂，从而产生次品，为了展示金属电极线蚀刻断裂现象，图中金属电极线做了放大处理。

为了避免上述问题，如图2所示，当保证网格交叉点不被蚀刻断裂，金属电极线与金属电极线的网格交叉点在光刻与蚀刻过程进行保护处理，产生扩张现象，可以减少金属电极线交叉点蚀刻断裂问题。为了表示扩张现象，附图中金属网格交叉点扩张效果带有夸张性。然而，交叉点扩张后，形成明显大于金属电极线宽的图案，如类圆形、类方形、或者类菱形图案，所述交叉点图案长与宽或者直径在7～30微米，使得交叉点与其他区域的金属电极线形成明显视觉差异，形成大量满天星形态，影响视觉效果。

上述背景技术介绍，仅为了方便更好地了解本申请所要解决的技术问题与所将采用的技术方案，并不能认为上述背景技术所描述的所有技术方案均为现有技术。即所述背景技术中的一些技术方案也可能构成本申请的技术方案的特定实施例或者组成部分。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的主要目的在于提供一种触摸屏传感器及具有其的触摸屏，以解决现有技术中的金属网格触摸屏容易产生摩尔纹干涉与金属电极线的网格交叉点蚀刻断线的问题。同时，本发明的设计还可以控制触摸屏的各个区域的方电阻，以及达成理想的透光效果。

为了实现上述目的，本发明提供了一种触摸屏传感器，包括：网格单元，网格单元为多个，多个网格单元相互连接以构成触摸屏传感器；网格单元包括交叉设置的多根金属电极线，所述网格单元至少在部分交叉点处为三线交叉模式，所述三线交叉模式为以交叉点为中心，往外有三个方向具有延伸的金属电极线。多个相同网格单元重复连接或者不同的网格单元交叉设置可以构成一条触摸电极。

需要说明的是：对于有些实施方案中，经过交叉点在同一直线上，相反两个方向的金属电极线，此处可理解为两条不同的线。

本发明将网格单元的至少部分四线交叉模式的交叉点调整设计为三线交叉模式交叉点，在保障交叉点附近金属电极线不被蚀刻断裂的前提下，三线交叉模式可以制作出比四线交叉模式更小的交叉点图案，减弱交叉点与其他区域的金属电极线之间的视觉差异，减弱满天星形态，提升视觉效果。

在这里所说的蚀刻断裂现象表征为：通过蚀刻技术腐蚀去除未被光刻胶保护的金属材料，以得到金属电极线时，蚀刻液在表面张力的作用下会在其与被蚀刻金属的接触面形成类似圆弧形的表面，但是由于金属电极线线宽较窄，有些金属电极线正好落入张力作用的圆弧内，且容易出现金属电极线的完全断裂，线宽较宽时，可能造成部分金属电极线被蚀刻，但未出现完全断裂，三线交叉模式由于比四线交叉模式少一根金属电极线，金属电极线之间的夹角可以变大，进而降低金属电极线被蚀刻断裂的风险。

同时，由于当前显示屏中的金属电极线大多采用金属电极线正方形或者长方形矩阵的直角交叉设计，或者类似结构，即大多为四线交叉模式设计，本设计的三线交叉模式的金属网格触摸屏与显示屏的贴合组成具有触摸功能与显示功能的总成屏幕时，可以降低触摸屏的金属电极线与显示屏的金属电极线之间形成规律性的几率，减轻摩尔纹效应。

进一步地，所述网格单元交叉点处的交叉模式全部设计为三线交叉模式。

进一步地，所述三线交叉模式的金属电极线之间采用至少具有锐角和钝角的设计，即金属电极线交叉形成菱形结构的网格单元，避免与显示屏的正方形或者长方形或者类似正方形、长方形结构的金属电极线之间产生明显的摩尔条纹。

需要注意的是，本发明所述菱形不一定为完全规则的菱形结构，可以和规则菱形结构略有差异，比如菱形的四边不是完全的直线，而是具有微小的波浪形式的曲线，进而构成类似菱形结构。所述曲线也是为了避免与显示屏的正方形或者长方形的直线形式的金属电极线之间产生明显的摩尔条纹。

进一步地，所述三线交叉模式的金属电极线之间的夹角为第一夹角，可以形成三个第一夹角，所述第一夹角采用锐角和钝角设计，有时候，也可有直角或者180°的平角，但至少具有一个锐角。锐角的存在，可以降低触摸屏的金属电极线与显示屏的金属电极线之间形成平行关系等规律，极大缓解触摸屏的金属电极线与显示屏的金属电极线之间产生摩尔干涉现象。

进一步地，所述金属电极线的交叉点为长与宽或者直径在7～10微米的金属图案，以增加各个金属电极线之间的电性电性连接强度，防止网格交叉点附近的锐角交叉金属电极线被蚀刻断裂，由于交叉点附近的锐角交叉金属电极线在设计金属电极线图案时，距离蚀刻液比交叉点附近的钝角交叉金属电极线近，容易被蚀刻液刻断。同时，金属电极线的交叉点与金属电极线的其他区域又不产生明显的光学差异。

进一步地，优选的技术方案中，所述金属电极线之间至少具有一交叉角为50～70°锐角的第一夹角，由于锐角度数提高，可以在保障缓解摩尔干涉的条件下，降低网格交叉点附近的锐角交叉金属电极线被蚀刻断裂。

进一步地，本发明可以在交叉点附近将金属电极线进行一定扭曲，使与规则菱形结构网格单元的区别在在于：在交叉点处，具有交叉角，所述交叉点处的交叉角为第二夹角，所述第二夹角设计为直角，或者角度接近直角，即金属电极线交叉形成类似菱形结构的网格单元，但是在交叉点处却具有一接近直角的夹角。此方案的具体设计将通过具体实施例与附图结合说明。

进一步地，所述金属电极线的至少部分线段的线宽尺寸沿该线段的延伸方向逐渐减小或逐渐增大，具体地，线宽尺寸是指金属电极线的线宽大小，这样设置可以方便调控各个网格单元的所在区域的方电阻值，线宽宽的区域方电阻小，线宽窄的区域方电阻大，通过调控各个网格单元区域的方电阻能够实现触摸屏的定制化触摸性能，提高触摸屏的应用范围。本设计还可以在一定程度上降低触摸屏金属电极线与显示屏的金属电极线之间形成规律。

进一步地，所述金属电极线的逐渐增大线宽为6至9微米，金属电极线逐渐减少线宽为2至3.5微米。

本发明还提供了一种触摸屏，包括一基板，设置于基板上的第一触摸电极层，所述第一触摸电极层上设有绝缘层，所述绝缘层上远离所述第一触摸电极层的一侧设有第二触摸电极层，所述第一触摸电极层和第二触摸电极层均具有数条触摸电极通道，上下两层的触摸电极通道在基板上的投影形成交叉关系，所述触摸电极通道，包括上述触摸屏传感器。

应用本发明的技术方案，触摸屏传感器，包括相互连接的多个网格单元，网格单元包括交叉设置的多根金属电极线，所述金属电极线的至少部分交叉点设置为三线交叉模式，这样设置不仅能够降低交叉点被蚀刻断裂的风险，同时，减轻了现有技术中的触摸屏传感器容易产生摩尔纹干涉的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有的触摸屏传感器的第一实施例的结构示意图；

图2示出了现有的触摸屏传感器的第二实施例的结构示意图

图3示出了本发明的触摸屏传感器的第一实施例的结构示意图；

图4示出了本发明的触摸屏传感器的第二实施例的结构示意图；

图5示出了本发明的触摸屏传感器的第三实施例的结构示意图；

图6示出了本发明的触摸屏传感器的第四实施例的结构示意图。

图7示出了本发明的触摸屏的结构示意图；

图8示出了本发明的第一触摸电极层的第一实施例的结构示意图。

图9示出了本发明的第一触摸电极层的第二实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、网格单元；10、金属电极线；20、交叉点；100、基板；

α、第一夹角；β、第二夹角；11、第一线段；12、第二线段；

101、第一触摸电极层；102、绝缘层；103、第二触摸电极层；

1011、第一触摸电极通道；1012、虚拟触摸电极。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

请参考图3至图6，本发明提供了一种触摸屏传感器。

如图3所示，本发明的触摸屏传感器包括：网格单元1，网格单元1为多个，多个网格单元1相互连接以构成触摸屏传感器；网格单元1包括交叉连接设置的多根金属电极线10，所述网格单元1至少在部分交叉点20处为三线交叉模式。多个相同所述网格单元重复连接或者不同的网格单元交叉设置可以构成一条触摸电极。

在图3所示实施例中，经过交叉点20的两条金属电极线10在同一直线上的相反两个方向，此设计有利于在交叉的金属电极线10之间形成至少一个锐角，可以减轻摩尔干涉条纹。在其他的实施例中，经过交叉点20的所述三条金属电极线10可不共存于任何一条直线上。

在图3所示的实施例中，所述金属电极线10在交叉点20处全部均为三线交叉模式，在其他的实施例中，也可以部分为三线交叉模式，部分为四线交叉模式。

在图3所示的实施例中，所述金属电极线10之间交叉相连至少形成有四边形结构，且所述四边形中具有两个锐角，由于显示屏的网格线大多为直角，触摸屏的金属网格成锐角可以减轻摩尔纹问题。在其他的实施例中，且所述部分四边形中可以至少具有一个锐角，不是必须两个锐角。

如图4和图5所示，所述网格单元1的金属电极线10之间的交叉具有三个第一夹角α，所述第一夹角α包括相加角度和为360°的锐角与钝角。有时候，也可有直角或者180°的平角，但至少具有一个锐角，其中锐角角度数为10°至80°，锐角的存在，可以降低触摸屏的金属电极线与显示屏的金属电极线之间形成平行关系等规律的几率，极大缓解触摸屏的金属电极线与显示屏的金属电极线之间产生摩尔干涉现象。在本实施例中，仅展示了具有一个180°平角、一个锐角和一个钝角的实施例，在其他的实施例中，所述三个第一夹角α可为包括一个锐角、两个钝角，或者一个锐角、一个钝角和一个直角，或者两个锐角、一个钝角。

在优选的方案中，所述第一夹角α中锐角的度数为50°～70°，可以在降低摩尔纹的条件下，最大限度地防止金属电极线被蚀刻断裂。

在有些其他的方案中，具有将三个第一夹角α均设计为钝角的方案，此方案本非本发明所要阐述的技术方案，此方案有利于防止蚀刻断线，但是在减轻摩尔条纹，以及相同金属电极线密度的前提下，电阻增大，不利于触摸性能的提升，因此，此方案仅为对现有可能的技术方案的一种揭示，以便于更好地理解本发明。

如图4和图5的实施例中，为了避免蚀刻断线，在交叉形成锐角的两条金属电极线10中，至少在其中一根金属电极线10的交叉点20附近距离交叉点20一定距离的位置设计一扭曲点，进行扭曲设计，所述扭曲点距离交叉点20的距离为20～100微米，使得至少一根金属电极线10具有第一线段11和第二线段12，所述第一线段11一端连接交叉点20，另一端与第二线段12连接，所述第一线段11沿第一预定方向延伸，所述第二线段12沿第二预定方向延伸，其中，所述第二线段12与另一金属电极线10或另一金属电极线10的第二线段12的锐角夹角可认为就是两根金属电极线10之间的第一夹角α。所述第一线段11与另一金属电极线10或另一金属电极线10的第一线段11之间的夹角为第二夹角β，所述第二夹角β大于第一夹角α。

优选地，所述第二夹角β为80°至120°角。

更优选地，所述第二夹角β为90°，90°为图4～图5的实施例，可以较好地避免蚀刻断线。

在其他的实施例中，并非必须设计成90°。本图的实施例中，形成锐角的两根金属电极线10之间仅一根金属电极线10进行扭曲设计，在有些实施例中，可以形成锐角的两根金属电极线10均进行扭曲设计。

如图6所示，可将本实施例提供的金属电极线10相互交叉设置，单条金属电极线10并非完全直线式延伸，而是形成波浪式延伸，以构成规则或不规则的网格单元1，金属电极线10采用波浪式延伸与不规则的网格单元1均可以极大缓解金属电极线10之间产生摩尔干涉。在图6的实施例中，金属电极线10的波浪，比较平缓，在其他的实施例中，所述波浪可以坡度更陡峭。

如图7所示，本发明还提供了一种触摸屏，包括一基板100，设置于基板100上的第一触摸电极层101，所述第一触摸电极层101上远离基板100的一侧设有绝缘层102，所述绝缘层102上远离所述第一触摸电极层101的一侧设有第二触摸电极层103，所述第一触摸电极层101和第二触摸电极层103均具有数条触摸电极通道，上下两层的触摸电极通道在基板上的投影形成交叉关系，所述触摸电极通道，包括上述触摸屏传感器。

如图8所示，为本发明的第一触摸电极层101的第一结构示意图，所述第一触摸电极层101包括数条电气隔离的第一触摸电极通道1011，所述第一触摸电极通道1011连接至驱动控制电路。

如图9所示，为本发明的第一触摸电极层101的第二结构示意图，所述第一触摸电极层101包括数条电气隔离的第一触摸电极通道1011，所述第一触摸电极通道1011之间被虚拟触摸电极1012隔断，所述第一触摸电极通道1011连接至驱动控制电路，所述虚拟触摸电极1012仅具有光学匹配效果，所述虚拟触摸电极1012不连接至驱动控制电路。

在一些实施例中，所述虚拟触摸电极1012中设有许多断点，对金属电极线进行隔断处理。

在一些实施例中，第一触摸电极通道1011中设有断点，但是第一触摸电极通道1011中的断点数量少于虚拟触摸电极1012中的断点数量。

第二触摸电极层103同样包括第二触摸电极通道，也可能具有虚拟触摸电极，在此不再赘述。

本发明所述触摸屏传感器，通过设计线宽的变化实现不同区域的方电阻的变化可以减少设计金属电极线中的断点(现有技术大多通过设计断点调控网格单元区域的方电阻的变化)，而过多的断点会导致出现各个方向均完全被电性隔离金属电极线，这些完全被隔离的金属电极线由于没有电荷释放通道，极易产生静电累积，出现静电损伤触摸屏问题，本发明还可以有效缓解此问题。

当然，在其他的方案中，有显示屏与触摸屏的金属电极线投影在观察面完全重叠的设计，此设计既能避免摩尔干涉，也能增加总成屏幕的透光率，但是显示屏与触摸屏均有其特殊的设计要求，难以达成金属网格电极线一致性设计，此种理想化的设计，难以在生产实践中出现，此方案本非本发明所要阐述的技术方案，仅为对现有可能的技术方案的一种揭示，以便于更好地理解本发明。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种触摸屏传感器，包括：网格单元(1)，网格单元(1)为多个，多个网格单元(1)相互连接；网格单元(1)包括交叉连接设置的多根金属电极线(10)，所述网格单元(1)至少在部分交叉点(20)处为三线交叉模式；

其特征在于，所述金属电极线(10)之间的交叉关系，形成三个第一夹角(α)，所述第一夹角(α)中至少具有一个锐角。

2.根据权利要求1所述的触摸屏传感器，其特征在于，所述第一夹角(α)中锐角的度数为50°～70°。

3.根据权利要求3所述的触摸屏传感器，其特征在于，所述金属电极线(10)之间交叉相连至少形成有四边形结构。

4.根据权利要求1所述的触摸屏传感器，其特征在于，在交叉形成锐角的两条金属电极线(10)中，至少在其中一根金属电极线(10)的交叉点(20)附近的位置设计一扭曲点，进行扭曲设计，使得至少一根金属电极线(10)具有第一线段(11)和第二线段(12)，所述第一线段(11)一端连接交叉点(20)，另一端与第二线段(12)连接，所述第一线段(11)沿第一预定方向延伸，所述第二线段(12)沿第二预定方向延伸，所述第一线段(11)与另一金属电极线(10)或另一金属电极线(10)的第一线段(11)之间的夹角为第二夹角(β)，所述第二夹角(β)大于第一夹角(α)。

5.根据权利要求3所述的触摸屏传感器，其特征在于，所述扭曲点距离交叉点(20)的距离为20～100微米。

6.根据权利要求5所述的触摸屏传感器，其特征在于，所述第二夹角(β)为80°至120°角。

7.根据权利要求1所述的触摸屏传感器，其特征在于，所述金属电极线(10)为波浪式延伸。

8.根据权利要求1所述的触摸屏传感器，其特征在于，所述金属电极线(10)的至少部分线段的线宽尺寸沿该线段的延伸方向逐渐减小或逐渐增大。

9.一种触摸屏，包括一基板(100)，设置于基板(100)上的第一触摸电极层(101)，所述第一触摸电极层(101)上远离基板(100)的一侧设有绝缘层102，所述绝缘层102上远离所述第一触摸电极层(101)的一侧设有第二触摸电极层(103)，所述第一触摸电极层(101)和第二触摸电极层(103)均具有数条触摸电极通道，上下两层的触摸电极通道在基板上的投影形成交叉关系，所述第一触摸电极层(101)包括数条电气隔离的第一触摸电极通道(1011)，所述第一触摸电极通道(1011)连接至驱动控制电路；

其特征在于，所述触摸电极通道，包括权利要求1～8中的其中任一种触摸屏传感器。

10.根据权利要求9所述的触摸屏，其特征在于，所述第一触摸电极通道(1011)之间被虚拟触摸电极(1012)隔断，所述虚拟触摸电极(1012)仅具有光学匹配效果，所述虚拟触摸电极(1012)不连接至驱动控制电路。

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