CN104007863A - 单层触摸屏及其制作方法和触摸屏显示器 - Google Patents

单层触摸屏及其制作方法和触摸屏显示器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单层触摸屏，包括：基板，屏蔽铟锡氧化物层，设置于基板上的黑矩阵边框，设置于黑矩阵边框上方的金属布线，形成于触摸感应区内的金属桥，形成于所述金属桥上的绝缘层，设置于所述金属布线、金属桥和绝缘层上的铟锡氧化物电极层以及设置于铟锡氧化物电极层上的钝化层；至少在所述黑矩阵边框的上方且在所述金属布线的下方，设有绝缘保护层。本发明还同时公开了一种单层触摸屏的制作方法和触摸屏显示器，本发明可在触摸屏的制作过程中，在其他各层和金属布线进行对位制作时，防止金属对BM的溅射，保证腔室的洁净。

Description

单层触摸屏及其制作方法和触摸屏显示器
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域中的触摸屏技术，尤其涉及一种单层触摸屏(One Glass Solution Touch Panel)及其制作方法和触摸屏显示器。
背景技术
目前，由于触摸屏显示器的迅速发展，其已经逐渐发展成为主流平板显示器。从出现至今，触摸屏显示器按照结构划分主要分为如下三种类型：外挂式触摸屏(Out Cell Touch Panel)、外嵌式触摸屏(On Cell Touch Panel)以及内嵌式触摸屏(In Cell Touch Panel)。当前主流触摸屏大部分都采用外挂式结构设计。随着触摸屏显示器所要求的光学特性和电学特性不断提高，以及消费者对薄化显示器的不断需求，在有限的空间里，且在显示效果不变的情况下，设计出具有高性能、低成本、超薄的薄膜晶体管逐渐成为各大厂商的主要目标。
图1为现有外挂式单层触摸屏的剖面结构示意图，如图1所示，包括：基板1、设置于基板1上的BM(黑矩阵)边框2和ITO(铟锡氧化物)桥5，设置于ITO桥5上的绝缘层4，设置于基板1、BM边框2、ITO桥5以及绝缘层4上的ITO电极层3、设置于ITO电极层3上的金属布线6、设置于ITO电极层3、金属布线6以及绝缘层4上的钝化层(PVX)7，以及设置于金属布线6上的柔性印刷电路(FPC)8，所述屏蔽ITO层9设置于基板1的背面。
在上述现有的单层触摸屏的制作过程中，由于触摸屏中横纵向感应电极交错位置处采用的ITO桥5对位比较困难。如果将ITO桥5换成金属桥，则可以使对位比较容易，但是如果在现有技术上直接将ITO桥5替换成金属桥，则在制备时，会存在如下问题：需要先制作金属布线6，而后其他各层和金属布线6进行对位制作，这种工艺将导致金属轰击BM边框2，进而造成腔室污染。
而且，现有的单层触摸屏的制作过程中，由于屏蔽ITO层9需在基板1的背面制作，需要翻转工艺，实现较复杂。
另外，现有所述单层触摸屏的整个制作过程中需要五块掩膜板：形成所述BM边框2的掩膜板1、形成所述ITO桥5的掩膜板2、形成所述绝缘层4的掩膜板3、形成所述ITO电极层3的掩膜板4，以及形成所述保护层7的掩膜板5，成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种单层触摸屏及其制作方法和触摸屏显示器，可在触摸屏的制作过程中，在其他各层和金属布线进行对位制作时，防止金属对BM的溅射，保证腔室的洁净。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种单层触摸屏，包括：基板，屏蔽铟锡氧化物层，设置于基板上的黑矩阵边框，设置于黑矩阵边框上方的金属布线，形成于触摸感应区内的金属桥，形成于所述金属桥上的绝缘层，设置于所述金属布线、金属桥和绝缘层上的铟锡氧化物电极层以及设置于铟锡氧化物电极层上的钝化层；至少在所述黑矩阵边框的上方且在所述金属布线的下方，设有绝缘保护层。
优选地，所述屏蔽铟锡氧化物层与黑矩阵边框设置在基板的同一侧。
优选地，在黑矩阵边框上方至少设有所述铟锡氧化物电极层与所述屏蔽铟锡氧化物层中的一种。
优选地，所述铟锡氧化物电极层和所述金属布线隔着所述绝缘保护层而设置于所述黑矩阵边框上方。
优选地，所述黑矩阵边框与屏蔽铟锡氧化物层的图案形状相同。
优选地，所述钝化层与黑矩阵边框的图案形状互补，或所述钝化层与屏蔽铟锡氧化物层的图案形状互补。
优选地，所述钝化层上形成有与该钝化层图案形状相同的屏蔽铟锡氧化物层。
优选地，所述单层触摸屏还包括：设置于铟锡氧化物电极层上的柔性印刷电路。
本发明还提供了一种触摸屏显示器，所述触摸屏显示器包括上述的单层触摸屏。
本发明还提供了一种单层触摸屏的制作方法，包括：在基板上形成黑矩阵边框；该方法还包括：在形成有黑矩阵边框的基板上形成屏蔽铟锡氧化物层；在形成有屏蔽铟锡氧化物层的基板上形成绝缘保护层；在形成有绝缘保护层的基板上形成金属布线和金属桥；在形成有金属桥的基板上形成绝缘层；在形成有金属布线、绝缘保护层、金属桥和绝缘层上的基板上形成铟锡氧化物电极层；在形成有绝缘层和铟锡氧化物电极层上的基板上形成钝化层。
优选地，所述黑矩阵边框和屏蔽铟锡氧化物层的形成采用第一掩膜板，所选光刻胶为正胶；所述金属布线和金属桥的形成采用第二掩膜板；所述绝缘层的形成采用第三掩膜板；所述铟锡氧化物电极层的形成采用第四掩膜板；所述钝化层的形成选用第一掩膜板，所选光刻胶为负胶。
本发明还提供了一种单层触摸屏的制作方法，包括：在基板上形成黑矩阵边框；该方法还包括：在形成有黑矩阵边框的基板上形成绝缘保护层；在形成有绝缘保护层的基板上形成金属布线和金属桥；在形成有金属桥的基板上形成绝缘层；在形成有金属桥、绝缘层、绝缘保护层以及金属布线的基板上形成铟锡氧化物电极层；在形成有绝缘层和铟锡氧化物电极层上的基板上形成钝化层；在形成有钝化层的基板上形成屏蔽铟锡氧化物层。
优选地，所述黑矩阵边框和绝缘保护层的形成采用第一掩膜板，所选光刻胶为正胶；所述述金属布线和金属桥的形成采用第二掩膜板；所述绝缘层的形成采用第三掩膜板；所述铟锡氧化物电极层的形成采用第四掩膜板；所述钝化层和屏蔽铟锡氧化物层的形成采用第一掩膜板，所选光刻胶为负胶。
本发明提供的单层触摸屏及其制作方法和触摸屏显示器，所述单层触摸屏至少在黑矩阵边框的上方且在所述金属布线的下方，设有绝缘保护层。因此，本发明在触摸屏的制作过程中，在其他各层和金属布线进行对位制作时，可防止金属对黑矩阵边框的溅射，保证腔室的洁净。
此外，所述单层触摸屏的屏蔽ITO层与其它层共同设置于基板的正面(同一侧)，因此不需翻转工艺，工艺相对简单。
另外，本发明的触摸屏的制作过程中仅需要四块掩膜板，相对现有技术中的五块掩膜板，可节省掩膜板的成本。
此外，本发明所述BM上设置的屏蔽ITO层，可防止液晶显示器(LCD)对触摸屏周边金属走线进行信号干扰。
另外，本发明所述PVX上设置的屏蔽ITO层，可防止LCD对触摸屏的可显示区域进行信号干扰。
附图说明
图1为现有外挂式单层触摸屏的剖面结构示意图；
图2为本发明第一实施例单层触摸屏的剖面结构示意图；
图3为本发明第一实施例单层触摸屏的制作方法流程示意图；
图4为本发明第二实施例单层触摸屏的剖面结构示意图；
图5为本发明第二实施例单层触摸屏的制作方法流程示意图。
附图标记说明：
1、基板；2、BM边框；3、ITO电极层；4、绝缘层；5、ITO桥；6、金属布线；7、PVX(钝化层)；8、FPC(柔性印刷电路)；9、屏蔽ITO层；10、绝缘保护层；11、金属桥。
具体实施方式
本发明的基本思想是：为了防止金属对黑矩阵边框的溅射，保证腔室的洁净，在单层触摸屏的制作过程中，至少在所述黑矩阵边框的上方且在所述金属布线的下方，设置绝缘保护层。
优选的，所述屏蔽铟锡氧化物层与黑矩阵边框设置在基板的同一侧。
优选的，在所述黑矩阵边框上方至少设有所述铟锡氧化物电极层与所述屏蔽铟锡氧化物层中的一种。
进一步地，所述铟锡氧化物电极层和所述金属布线隔着所述绝缘保护层而设置于所述黑矩阵边框上方。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图2为本发明单层触摸屏第一实施例的结构示意图，如图2所示，包括：设置于基板1上的BM边框2、设置于BM边框2上的屏蔽ITO层9、设置于屏蔽ITO层9和基板1上的绝缘保护层10、设置于绝缘保护层10上的金属布线6、金属桥11，设置于金属桥11上的绝缘层4、设置于金属布线6、绝缘保护层10、金属桥11和绝缘层4上的ITO电极层3，设置于ITO电极层3上的FPC8，以及设置于绝缘层4和ITO电极层3上的PVX7。
其中，所述BM边框2与屏蔽ITO层9的图案形状相同；所述PVX7与BM边框2的图案形状互补、或所述PVX7与屏蔽ITO层9的图案形状互补。
优选地，PVX7上还形成有与PVX7形状相同的屏蔽ITO层(未图示)。
下面对图2所述单层触摸屏的制作过程进行详细描述，如图3所示，包括如下流程：
步骤301：在基板上形成BM；
具体为：可在基板1上采用现有技术沉积一层BM材料，并通过掩膜工艺形成BM边框2，如图2所示；所述BM边框2主要用于遮挡屏幕周边的光线、以及金属线的排布。
这里，所述BM边框2的形成采用第一掩膜板，所述第一掩膜板可采用现有的掩膜板；所选光刻胶为正胶(正性光刻胶)。
步骤302：在形成有BM的基板上形成屏蔽ITO层；
具体为：在形成有BM边框2的基板1上沉积一层ITO，可选地，通过掩膜工艺形成屏蔽ITO层9，如图2所示。
这里，所述屏蔽ITO层9的形成同样采用第一掩膜板，与形成BM边框2的掩膜板相同；所选光刻胶同样为正胶。
通常，当液晶显示器(LCD)显示画面时，需要从LCD周边输入信号(所述信号通常比显示区中的信号要大)，这个信号会对LCD上层设置的触控器件产生寄生电容，将可能引起误触控或者其他干扰。因此，本发明中设置的所述屏蔽ITO层9可用于防止LCD对触摸屏周边金属走线进行信号干扰。
这里，优选地，所述屏蔽ITO层9设置于基板1的正面，与其它层位于基板1的同侧，因此不需翻转工艺，工艺相对简单；而且，可选地，所述屏蔽ITO层9只保留周边图案形状(与BM边框2图案形状相同)，可有效起到对触摸屏周边信号，如：交流信号的屏蔽作用。
步骤303：在形成有屏蔽ITO层的基板上形成绝缘保护层；
具体为：在基板1以及屏蔽ITO层9上沉积一层绝缘材料，如：SiNx或者SiO2，形成绝缘保护层10，如图2所示；所述绝缘保护层10主要用于防止周边BM边框2被金属溅射，采用整面沉积方式，不需采用掩膜板。
通常情况下，BM边框2可承受的温度较低，本发明所述屏蔽ITO层9可以有效保护BM边框2，整面制作绝缘保护层10后，再进行后续金属布线6的制作，即可避免金属刻蚀BM边框2的风险。
此外，如果不设置屏蔽ITO层9，绝缘保护层10(SiNx等)需在低温条件下制作，否则会出现表面不平坦，气泡等现象。因此，本发明屏蔽ITO层9的设置同样降低了绝缘保护层10的制作难度，即，可在高温条件下进行，进而从整体上降低了本发明的工艺难度。
步骤304：在形成有绝缘保护层的基板上形成金属布线和金属桥；
具体为：在形成有绝缘保护层10的基板1上沉积一层金属材料，可采用现有金属布线所用的材料，例如：金属钼(Mo)等，并通过掩膜工艺形成金属布线6和金属桥11，如图2所示。
这里，所述金属布线6和金属桥11的形成采用第二掩膜板。
步骤305：在形成有金属桥的基板上形成绝缘层；
具体为：在形成有金属桥11的基板1上沉积一层绝缘材料，可采用SiNx或者SiO2等，并通过掩膜工艺形成绝缘层4，如图2所示。
这里，所述绝缘层4的形成采用第三掩膜板。
步骤306：在形成有金属布线、绝缘保护层、金属桥和绝缘层上的基板上形成ITO层；
具体为：在形成有金属布线6、绝缘保护层10、金属桥11和绝缘层4上的ITO层的基板1上沉积一层ITO，并通过掩膜工艺形成ITO电极层3，如图2所示。
这里，所述ITO电极层3的形成采用第四掩膜板。
步骤307：在形成有绝缘层和ITO层上的基板上形成PVX；
具体为：在形成有绝缘层4和ITO电极层3上的基板1上沉积一层PVX薄膜，并通过掩膜工艺形成PVX7，如图2所示。
优选的，所述PVX7的形成选用第一掩膜板，所选光刻胶则为负胶(负性光刻胶)，因此可相应减少掩膜板的费用。
优选地，还包括下述步骤：通过使用第一掩膜板和负性光刻胶，在PVX7上进一步形成与PVX7形状相同的屏蔽ITO层(未图示)。这样有助于进一步屏蔽显示器对显示区的触摸电极的信号干扰。
进一步地，本发明方法还包括：在所述ITO电极层3上设置FPC8。
上述方案中，本发明只需采用四块掩膜板即可，而现有技术采用五块掩膜板，显然，本发明可节省掩膜板的成本。
本发明还提供了一种触摸屏显示器，所述触摸屏显示器包括上文所述的单层触摸屏。
图4为本发明单层触摸屏第二实施例的结构示意图，如图4所示，包括：设置于基板1上的BM边框2和金属桥11，设置于BM边框2上的绝缘保护层10，设置于绝缘保护层10上的金属布线6，设置于金属桥11上的绝缘层4，设置于基板1、金属桥11、绝缘层4、绝缘保护层10以及金属布线6上的ITO电极层3，设置于ITO电极层3、绝缘层4和绝缘保护层10上的PVX7，设置于PVX7的屏蔽ITO层9，以及设置于ITO电极层3上的FPC8。
其中，所述BM边框2与绝缘保护层10的图案形状相同；所述PVX7与BM边框2、或绝缘保护层10的图案形状互补；所述屏蔽ITO层9与BM边框2、或绝缘保护层10的图案形状互补。
下面对图4所述单层触摸屏的制作过程进行详细描述，如图5所示，包括如下流程：
步骤501：在基板上形成BM；
具体为：在基板1上可采用现有技术沉积一层BM材料，并通过掩膜工艺形成BM边框2，如图4所示；所述BM边框2主要用于遮挡屏幕周边的光线以及金属线的排布。
这里，所述BM边框2的形成采用第一掩膜板，可采用现有的掩膜板；所选光刻胶为正胶。
步骤502：在形成有BM的基板上形成绝缘保护层；
具体为：在形成有BM边框2的基板1上沉积一层绝缘材料，如：SiNx或者SiO2，并通过掩膜工艺形成绝缘保护层10，如图4所示；所述绝缘保护层10主要用于防止周边BM边框2被金属溅射。
这里，所述绝缘保护层10的形成同样采用第一掩膜板，所选光刻胶同样为正胶。
步骤503：在形成有绝缘保护层的基板上形成金属布线和金属桥；
具体为：在形成有绝缘保护层10的基板1上沉积一层金属材料，可采用现有金属布线所用的材料，并通过掩膜工艺形成金属布线6和金属桥11，如图4所示。
这里，所述金属布线6和金属桥11的形成采用第二掩膜板。
步骤504：在形成有金属桥的基板上形成绝缘层；
具体为：在形成有金属桥11的基板1上沉积一层绝缘材料，可采用SiNx或者SiO2等，并通过掩膜工艺形成绝缘层4，如图4所示。
这里，所述绝缘层4的形成采用第三掩膜板。
步骤505：在形成有金属桥、绝缘层、绝缘保护层以及金属布线的基板上形成ITO层；
具体为：在形成有金属桥11、绝缘层4、绝缘保护层10以及金属布线6的基板上沉积一层ITO，并通过掩膜工艺形成ITO电极层3，如图4所示。
这里，所述ITO电极层3的形成采用第四掩膜板。
步骤506：在形成有绝缘层和ITO层上的基板上形成PVX；
具体为：在形成有绝缘层4和ITO电极层3上的基板1上沉积一层PVX薄膜，并通过掩膜工艺形成PVX7，如图4所示。
优选的，所述PVX7的形成仍选用第一掩膜板，但所选光刻胶为负胶，如此，可相应减少掩膜板的费用。
进一步地，还包括步骤507：在形成有PVX的基板上形成屏蔽ITO层；
具体为：在形成有PVX7的基板上沉积一层ITO，并通过掩膜工艺形成屏蔽ITO层9，如图4所示。
这里，所述屏蔽ITO层9的设置主要用于防止液晶显示器(LCD)对触摸屏的可显示区域进行信号干扰，原因为：所述屏蔽ITO层可以隔离LCD信号对触控器件的干扰，即屏蔽ITO层可屏蔽LCD器件所产生的信号。
这里，所述屏蔽ITO层9的形成同样采用第一掩膜板，所选光刻胶为负胶。
进一步地，本发明方法还包括：在所述ITO电极层3上设置FPC8。
上述方案同样只需采用四块掩膜板即可，而现有技术采用五块掩膜板，因此，本发明可节省掩膜板的成本。
本发明还提供了一种触摸屏显示器，所述触摸屏显示器包括上文所述的单层触摸屏。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种单层触摸屏，包括：基板，屏蔽铟锡氧化物层，设置于基板上的黑矩阵边框，设置于黑矩阵边框上方的金属布线，形成于触摸感应区内的金属桥，形成于所述金属桥上的绝缘层，设置于所述金属布线、金属桥和绝缘层上的铟锡氧化物电极层以及设置于铟锡氧化物电极层上的钝化层；其特征在于，至少在所述黑矩阵边框的上方且在所述金属布线的下方，设有绝缘保护层。
2.根据权利要求1所述的单层触摸屏，其特征在于，所述屏蔽铟锡氧化物层与黑矩阵边框设置在基板的同一侧。
3.根据权利要求2所述的单层触摸屏，其特征在于，在黑矩阵边框上方至少设有所述铟锡氧化物电极层与所述屏蔽铟锡氧化物层中的一种。
4.根据权利要求3所述的单层触摸屏，其特征在于，所述铟锡氧化物电极层和所述金属布线隔着所述绝缘保护层而设置于所述黑矩阵边框上方。
5.根据权利要求3所述的单层触摸屏，其特征在于，所述黑矩阵边框与屏蔽铟锡氧化物层的图案形状相同。
6.根据权利要求3所述的单层触摸屏，其特征在于，所述钝化层与黑矩阵边框的图案形状互补，或所述钝化层与屏蔽铟锡氧化物层的图案形状互补。
7.根据权利要求6所述的单层触摸屏，其特征在于，所述钝化层上形成有与该钝化层图案形状相同的屏蔽铟锡氧化物层。
8.根据权利要求1所述的单层触摸屏，其特征在于，所述单层触摸屏还包括：设置于铟锡氧化物电极层上的柔性印刷电路。
9.一种触摸屏显示器，其特征在于，所述触摸屏显示器包括权利要求1至8中任一项所述的单层触摸屏。
10.一种单层触摸屏的制作方法，包括：在基板上形成黑矩阵边框；其特征在于，该方法还包括：
在形成有黑矩阵边框的基板上形成屏蔽铟锡氧化物层；
在形成有屏蔽铟锡氧化物层的基板上形成绝缘保护层；
在形成有绝缘保护层的基板上形成金属布线和金属桥；
在形成有金属桥的基板上形成绝缘层；
在形成有金属布线、绝缘保护层、金属桥和绝缘层上的基板上形成铟锡氧化物电极层；
在形成有绝缘层和铟锡氧化物电极层上的基板上形成钝化层。
11.根据权利要求10所述的单层触摸屏的制作方法，其特征在于，
所述黑矩阵边框和屏蔽铟锡氧化物层的形成采用第一掩膜板，所选光刻胶为正胶；所述金属布线和金属桥的形成采用第二掩膜板；所述绝缘层的形成采用第三掩膜板；所述铟锡氧化物电极层的形成采用第四掩膜板；所述钝化层的形成选用第一掩膜板，所选光刻胶为负胶。
12.一种单层触摸屏的制作方法，包括：在基板上形成黑矩阵边框；其特征在于，该方法还包括：
在形成有黑矩阵边框的基板上形成绝缘保护层；
在形成有绝缘保护层的基板上形成金属布线和金属桥；
在形成有金属桥的基板上形成绝缘层；
在形成有金属桥、绝缘层、绝缘保护层以及金属布线的基板上形成铟锡氧化物电极层；
在形成有绝缘层和铟锡氧化物电极层上的基板上形成钝化层；
在形成有钝化层的基板上形成屏蔽铟锡氧化物层。
13.根据权利要求12所述的单层触摸屏的制作方法，其特征在于，
所述黑矩阵边框和绝缘保护层的形成采用第一掩膜板，所选光刻胶为正胶；所述述金属布线和金属桥的形成采用第二掩膜板；所述绝缘层的形成采用第三掩膜板；所述铟锡氧化物电极层的形成采用第四掩膜板；所述钝化层和屏蔽铟锡氧化物层的形成采用第一掩膜板，所选光刻胶为负胶。
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