CN109002211B - 一种触摸屏及其制备方法、显示面板、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示技术领域，公开一种触摸屏及其制备方法、显示面板、显示装置；触摸屏包括：位于基板上的触控电极，触控电极包括第一电极和第二电极，第一电极包括多个第一电极块；位于基板上，用于电连接相邻第一电极块的多个桥接结构，每个桥接结构包括：至少两个金属桥接点；依次覆盖在至少两个金属桥接点上的电极连接桥和第一保护层，电极连接桥具有与金属桥接点一一对应的过孔，第一保护层在基板上的正投影图案与电极连接桥在基板上的正投影图案形状相同；每个电极连接桥两端的两个第一电极块分别贯穿第一保护层和电极连接桥上的过孔、并分别与金属桥接点电连接。上述触摸屏在制备过程中，可以减少一道掩膜板，从而降低触摸屏制备成本。

Description

一种触摸屏及其制备方法、显示面板、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种触摸屏及其制备方法、显示面板、显示装置。
背景技术
一种触摸屏，包括金属走线、电极连接桥、连接桥保护层、触控电极和触控电极保护层等层结构，其制备过程包括金属层(Metal)构图、第一电极层(ITO1层)构图、第一保护层(OC1)构图、第二电极层(ITO2)构图、以及第二保护层(OC2)构图五道制程，需要五张掩膜板(Mask)，开发成本较高。
发明内容
本发明公开了一种触摸屏及其制备方法、显示面板、显示装置，用于减少触摸屏制备过程所需的掩膜板。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种触摸屏，包括：
基板；
位于所述基板上的触控电极，所述触控电极包括沿第一方向设置的第一电极和垂直于所述第一方向设置的第二电极，所述第一电极包括多个第一电极块；
位于所述基板上，用于电连接相邻第一电极块的多个桥接结构，每个桥接结构包括：至少两个金属桥接点；依次覆盖在所述至少两个金属桥接点上的电极连接桥和第一保护层，所述电极连接桥具有与所述金属桥接点一一对应的过孔，所述第一保护层在所述基板上的正投影图案与所述电极连接桥在所述基板上的正投影图案形状相同；每个电极连接桥两端的两个第一电极块分别贯穿所述第一保护层和电极连接桥上的过孔、并分别与所述金属桥接点电连接。
上述触摸屏中，每个桥接结构的底层设置有至少两个金属桥接点，电极连接桥和第一保护层依次覆盖在金属桥接点上、且电极连接桥和第一保护层均设有与金属桥接点相对应的过孔，每个电极连接桥两端的两个第一电极块分别贯穿第一保护层和电极连接桥上的过孔、并分别与金属桥接点电连接，进而，每个电极连接桥两端的两个第一电极块即可以通过金属桥接点以及电极连接桥实现电连接；并且，该触摸屏中，由于电极连接桥和第一保护层的在基板上的正投影图案形状相同，因此，电极连接桥和第一保护层采用相同的掩膜板构图即可，可以减少一道掩膜板，从而降低触摸屏制备成本。
一种可选的实施例中，所述触摸屏还包括位于所述触控电极上的第二保护层，所述第二保护层在所述基板上的正投影图案与所述触控电极在所述基板上的正投影图案重合。
一种可选的实施例中，所述触摸屏还包括与所述金属桥接点同层设置的金属走线。
一种可选的实施例中，所述金属走线上依次覆盖有与所述触控电极同层设置的走线电极层以及与所述第二保护层同层设置的走线保护层。
一种可选的实施例中，所述触摸屏还包括位于所述第二保护层上的第三保护层，所述第三保护层为整层结构。
一种可选的实施例中，所述第一保护层在所述基板上的正投影图案覆盖所述电极连接桥在所述基板上的正投影图案。
一种显示面板，包括上述任一技术方案所述的触摸屏。
一种显示装置，包括上述技术方案所述的显示面板。
一种触摸屏的制备方法，包括：
在基板上形成金属层，通过第一次构图工艺形成每个桥接结构的金属桥接点；
在所述金属层上形成第一电极层，通过第二次构图工艺形成每个桥接结构的电极连接桥；
在所述第一电极层上形成第一有机绝缘层，通过第三次构图工艺形成每个桥接结构的第一保护层，所述第三次构图工艺与所述第二次构图工艺采用的掩膜板相同；
在所述第一有机绝缘层上形成触控电极。
一种可选的实施例中，所述在第一有机绝缘层上形成触控电极，包括：
在所述第一有机绝缘层上形成所述第二电极层，在所述第二电极层上形成第二有机绝缘层，通过第四次构图工艺使所述第二有机绝缘层形成触控电极结构图案；
以所述第二有机绝缘层为掩膜对所述第二电极层进行刻蚀，以形成触控电极结构。
一种可选的实施例中，通过所述第一次构图工艺还形成了金属走线。
一种可选的实施例中，通过所述第四次构图工艺还形成了覆盖在所述金属走线上的走线保护层；
以所述第二有机绝缘层为掩膜对所述第二电极层进行刻蚀，还形成了覆盖在所述金属走线上的走线电极层。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种触摸屏中金属桥接点和金属走线的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种触摸屏中金属桥接点、金属走线以及电极连接桥的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种触摸屏的结构示意图；
图4为图3中的触摸屏沿A-A方向的截面结构示意图；
图5为图3中的触摸屏沿B-B方向的截面结构示意图；
图6为图3中的触摸屏沿C-C方向的截面结构示意图；
图7为图3中的触摸屏沿D-D方向的截面结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种触摸屏在制备形成金属桥接点后的部分截面结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种触摸屏在制备形成第一电极层后的部分截面结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种触摸屏在第一电极层上形成光阻层后的部分截面结构示意图；
图11为本发明实施例提供的一种触摸屏在制备完成电极连接桥后的部分截面结构示意图；
图12为本发明实施例提供的一种触摸屏在制备形成第一保护层后的部分截面结构示意图；
图13为本发明实施例提供的一种触摸屏在制备形成第二电极层后的部分截面结构示意图；
图14为本发明实施例提供的一种触摸屏在第二电极层上形成第二保护层后的部分截面结构示意图；
图15为本发明实施例提供的一种触摸屏的制备方法流程图。
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，本领域普通技术人员在没有做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。
请参考图1至图15。
如图1至图5所示，本发明实施例提供了一种触摸屏，包括：
基板1；
位于基板1上的触控电极，触控电极包括沿第一方向(如图3中虚线箭头的指示方向)设置的第一电极51和垂直于第一方向设置的第二电极52，第一电极51包括沿第一方向排列的多个第一电极块510；
位于基板1上，用于电连接相邻第一电极块510的多个桥接结构，每个桥接结构包括：至少两个金属桥接点2；依次覆盖在至少两个金属桥接点2上的电极连接桥3和第一保护层4，电极连接桥3具有与金属桥接点2一一对应的过孔，第一保护层4在基板1上的正投影图案与电极连接桥3在基板1上的正投影图案匹形状相同；每个电极连接桥3两端的两个第一电极块510分别贯穿第一保护层4和电极连接桥3上的过孔、并分别与金属桥接点2电连接；具体地，以每个桥接结构包括两个金属桥接点2为例，两个金属桥接点2可以分别对应电极连接桥3的两端，位于电极连接桥3两端的两个第一电极块510可以分别贯穿第一保护层4和电极连接桥3上对应的两个过孔、并分别与两个金属桥接点2电连接。
上述触摸屏中，每个桥接结构的底层设置有至少两个金属桥接点2，电极连接桥3和第一保护层4依次覆盖在金属桥接点2上、且电极连接桥3和第一保护层4均设有与金属桥接点2相对应的过孔，每个电极连接桥3两端的两个第一电极块510分别贯穿第一保护层4和电极连接桥3上的过孔、并分别与金属桥接点2电连接，进而，每个电极连接桥3两端的两个第一电极块510即可以通过金属桥接点2以及电极连接桥3实现电连接；并且，该触摸屏中，由于电极连接桥3和第一保护层4在基板1上的正投影图案形状相同，因此，电极连接桥3和第一保护层4采用相同的掩膜板构图即可，可以减少一道掩膜板，从而降低触摸屏制备成本。
如图4和图5所示，一种具体的实施例中，第一保护层4在基板1上的正投影图案覆盖电极连接桥3在基板1上的正投影图案，即第一保护层4的边缘轮廓将电极连接桥3的边缘轮廓完全覆盖，从而可以保证电极连接桥3与第二电极52之间完全绝缘。
第一保护层4与电极连接桥3的图案形状相同，且第一保护层4的边缘轮廓将电极连接桥3的边缘轮廓完全覆盖，进而，采用相同的掩膜板分别对第一保护层4和电极连接桥3进行构图时，可以通过控制曝光量来控制最终得到的第一保护层4和电极连接桥3的边缘轮廓尺寸，以保证电极连接桥3的边缘轮廓完全被第一保护层4的边缘轮廓所覆盖。
如图4和图5所示，一种具体的实施例中，本发明实施例提供的触摸屏还包括位于触控电极上的第二保护层6，第二保护层6在基板1上的正投影图案与触控电极在基板1上的正投影图案重合。具体地，可以采用第二保护层6作为掩膜，对触控电极层进行刻蚀，以形成触控电极结构，从而，相对于现有技术的制备工艺，本发明实施例提供的触摸屏在制备过程中可以进一步减少一道掩膜板，并且可以省略在触控电极层上进行光阻剂(PR)的涂覆、曝光、刻蚀、以及剥离的制程，另外，还可以避免上述制程后出现触控电极翘起的问题。
进一步的，本发明实施例提供的触摸屏还包括位于第二保护层6上的第三保护层，该第三保护层为整层结构，可以将触控电极与空气完全隔离，以避免触控电极被氧化。
如图1至图3所示，可选的，为保证触摸屏外观显示效果，金属桥接点2越小越好；具体地，金属桥接点2可以呈圆形，直径可以为10-15um。
进一步可选的，为保证电路连接，第一保护层4和电极连接桥3的过孔尺寸小于金属桥接点2的尺寸；具体地，第一保护层4和电极连接桥3的过孔可以是直径为5-10um的圆形孔。
如图1至图3所示，一种具体的实施例中，本发明实施例提供的触摸屏还包括与金属桥接点2同层设置的金属走线20。具体地，金属桥接点2与金属走线20可以通过一次构图工艺同时形成，不需要增加掩膜板数量以及工艺过程步骤。
如图6所示，一种可选的实施例中，金属走线20上依次覆盖有与触控电极同层设置的走线电极层50以及与第二保护层6同层设置的走线保护层60。该走线电极层50和走线保护层60可以保护金属走线20，避免金属走线20在空气中长期裸露而出现腐蚀或者氧化等问题。
进一步可选的，如图7所示，在金属走线20的电连接区(Bonding区)，走线电极层50和走线保护层60均具有开口8设计，以将Bonding区上的金属走线20裸露，这样，可以便于Bonding区的电路连接。
具体地，走线电极层50与触控电极5通过一次刻蚀工艺同时形成，走线保护层60与第二保护层6通过一次构图工艺同时形成，不需要增加掩膜板数量以及工艺过程步骤。
如图2至图5所示，一种可选的实施例中，电极连接桥3和触控电极5均为透明电极，具体可以采用ITO电极；第一保护层4和第二保护层6均为绝缘有机膜层，既可以对ITO电极起到绝缘和保护的作用，又可以采用构图工艺形成特定图案，且不会被剥离。
本发明实施例提供的触摸屏，在制备过程中，电极连接桥3和第一保护层4的构图工艺可以共用一道掩膜板，而且，还可以采用第二保护层6的图形作为掩膜对触控电极层直接进行刻蚀以形成触控电极；因此，该触摸屏的制程中，至少可以减少两道掩膜板，从而可以大大减小开发成本，并且，还可以省略在触控电极层上进行光阻剂(PR)的涂覆、曝光、刻蚀和剥离的制程，从而可以简化制备流程，另外，还可以避免出现触控电极翘起的问题，从而可以提高显示面板的制备良率。
本发明实施例还提供了一种显示面板，该显示面板包括上述任一实施例中的触摸屏。
本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述实施例中的显示面板。
另外，基于上述实施例中的触摸屏，本发明实施例还提供了一种触摸屏的制备方法，如图15所示，该方法包括以下步骤：
步骤S101，如图8所示，在基板1上制备金属层，通过第一次构图工艺形成每个桥接结构的金属桥接点2；具体的，在本发明中，“构图工艺”是指形成具有特定图案结构的工艺步骤，可以包括光刻胶涂覆、曝光、显影、刻蚀和光刻胶剥离等工艺步骤的一步或者多步；也可以为压印工艺、喷墨打印工艺等其他本领域能够利用掩模实现图案化，形成所需图案结构的技术手段。
步骤S102，如图9-11所示，在基板1上制备第一电极层300，通过第二次构图工艺形成每个桥接结构的电极连接桥3；
步骤S103，如图12所示，在基板1上制备第一有机绝缘层，通过第三次构图工艺形成每个桥接结构的第一保护层4；具体地，该第三次构图工艺与第二次构图工艺采用的掩膜板相同。
步骤S104，在基板1上形成触控电极。
本发明实施例提供的触摸屏制备方法中，电极连接桥3和第一保护层4采用相同的掩膜板构图，可以减少一道掩膜板，从而降低触摸屏的制作成本。
一种具体的实施例中，步骤S101中，通过第一次构图工艺还可以形成金属走线20；即步骤S101中，采用一次构图工艺对金属层进行构图，同时形成了触摸区域内的金属桥接点2以及触摸区域周边的金属走线20，如图1所示。
一种具体的实施例中，步骤S102，可以包括以下流程：如图9所示，在形成有金属桥接点2的基板1上制备整面第一电极层(ITO层)300，然后在ITO层300上进行光阻剂(PR)的涂布、曝光和显影制程，以形成与电极连接桥3图案相同的光阻层7，如图10所示；然后进行ITO层300的刻蚀制程，经过刻蚀后，光阻层7保护区域的ITO保留下来，其它区域的ITO被刻蚀去除，从而形成电极连接桥3结构，如图11所示，具体地，由于此为低温工艺制程，ITO为非晶结构，可以使用弱酸刻蚀ITO，而弱酸对底层金属桥接点2无刻蚀作用，因此光阻层7图形开口处的金属桥接点2可以保留下来，以用于实现电极连接桥3两端的电路连接；最后，将电极连接桥3上的光阻层7剥离，即完成了电极连接桥3的制备过程。
一种具体的实施例中，步骤S103，可以包括以下流程：在形成有电极连接桥3的基板1上涂布一整面有机绝缘层，如图12所示，然后通过曝光显影制程，形成与电极连接桥3图案相同的第一保护层4，即第一保护层4也设有与金属桥接点2相匹配的过孔、且边缘轮廓形状与电极连接桥3的边缘轮廓形状相同；具体地，上述有机绝缘层的曝光过程所使用的Mask与电极连接桥3构图过程中使用的Mask相同；进一步地，可以通过控制曝光量来控制最终形成第一保护层4和电极连接桥3的轮廓尺寸，使得第一保护层4的轮廓尺寸大于电极连接桥3的轮廓尺寸，以使电极连接桥3的边缘完全被第一保护层4的边缘覆盖。
一种具体的实施例中，步骤S104，在第一有机绝缘层上形成触控电极，具体可以包括以下步骤：
如图13和图14所示，在第一有机绝缘层上制备第二电极层500，在第二电极层500上制备第二有机绝缘层，通过第四次构图工艺使第二有机绝缘层形成与触控电极结构相同的图案，从而形成第二保护层6；
如图4和图5所示，以第二保护层6为掩膜对第二电极层500进行刻蚀，以形成触控电极(第一电极51和第二电极52)结构。
具体的，步骤S104的流程可以包括：如图13所示，在形成有桥接结构的基板1上制备出整面第二电极层(ITO层)500，然后在ITO层500之上进行有机绝缘层的涂布、曝光和显影制程，以形成第二保护层6的图形，如图14所示，此时，即首先完成了第二保护层6的制备；接着，如图4和图5所示，以第二保护层6为掩膜进行ITO层500的刻蚀，在无第二保护层6图形保护的区域，ITO被刻蚀去除，而有第二保护层6保护的区域，ITO被保留下来，从而，形成第一电极51和第二电极52结构，此时，即完成了触控电极的制备过程。上述流程中，由于采用第二保护层6取代光阻剂(PR)作为触控电极层刻蚀工艺过程中的光阻保护层，从而，可以节省触控电极制备过程中Mask的使用，以减少一道掩膜板，而且，可以省略在ITO层500上进行光阻层(PR)的涂布、曝光、显影、以及剥离的制程，简化了工艺；并且，还可以避免进行光阻层(PR)剥离工艺时第一保护层4被部分溶解，进而导致触控电极翘起(peeling)的问题。
一种具体的实施例中，在上述步骤S104之后，还包括以下步骤：在第二保护层6上制备第三保护层，该第三保护层为整层结构，可以将触控电极与空气完全隔离，以避免触控电极被氧化。
如图6所示，一种具体的实施例中，步骤S104中，通过第四次构图工艺还可以形成覆盖在金属走线20上的走线保护层60，即第二有机绝缘层的构图图案不仅包括第二保护层6，还包括走线保护层60；进一步地，以第二有机绝缘层为掩膜对第二电极层500进行刻蚀，还形成了覆盖在金属走线20上的走线电极层50，即第二电极层500的图案不仅包括触控电极，还包括走线电极层50。
可选的，如图7所示，在金属走线20的电连接区(Bonding区)上，走线电极层50和走线保护层60均有开口8设计，即Bonding区上的走线电极层50和走线保护层60被刻蚀以裸露出金属走线，这样便于Bonding区的电路连接。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种触摸屏，其特征在于，包括：
基板；
位于所述基板上的触控电极，所述触控电极包括沿第一方向设置的第一电极和垂直于所述第一方向设置的第二电极，所述第一电极包括多个第一电极块；
位于所述基板上，用于电连接相邻第一电极块的多个桥接结构，每个桥接结构包括：至少两个金属桥接点；依次覆盖在所述至少两个金属桥接点上的电极连接桥和第一保护层，所述电极连接桥具有与所述金属桥接点一一对应的过孔，所述第一保护层在所述基板上的正投影图案与所述电极连接桥在所述基板上的正投影图案形状相同；每个电极连接桥两端的两个第一电极块分别贯穿所述第一保护层和电极连接桥上的过孔、并分别与所述金属桥接点电连接；
所述第一保护层和所述电极连接桥上的过孔的尺寸小于所述金属桥接点的尺寸。
2.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，还包括位于所述触控电极上的第二保护层，所述第二保护层在所述基板上的正投影图案与所述触控电极在所述基板上的正投影图案重合。
3.根据权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，还包括与所述金属桥接点同层设置的金属走线。
4.根据权利要求3所述的触摸屏，其特征在于，所述金属走线上依次覆盖有与所述触控电极同层设置的走线电极层以及与所述第二保护层同层设置的走线保护层。
5.根据权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，还包括位于所述第二保护层上的第三保护层，所述第三保护层为整层结构。
6.根据权利要求1-5任一项所述的触摸屏，其特征在于，所述第一保护层在所述基板上的正投影图案覆盖所述电极连接桥在所述基板上的正投影图案。
7.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的触摸屏。
8.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求7所述的显示面板。
9.一种如权利要求1所述的触摸屏的制备方法，其特征在于，包括：
在基板上形成金属层，通过第一次构图工艺形成每个桥接结构的金属桥接点；
在所述金属层上形成第一电极层，通过第二次构图工艺形成每个桥接结构的电极连接桥；
在所述第一电极层上形成第一有机绝缘层，通过第三次构图工艺形成每个桥接结构的第一保护层，所述第三次构图工艺与所述第二次构图工艺采用的掩膜板相同；
在所述第一有机绝缘层上形成触控电极。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述在第一有机绝缘层上形成触控电极，包括：
在所述第一有机绝缘层上形成第二电极层，在所述第二电极层上形成第二有机绝缘层，通过第四次构图工艺使所述第二有机绝缘层形成触控电极结构图案；
以所述第二有机绝缘层为掩膜对所述第二电极层进行刻蚀，以形成触控电极结构。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，通过所述第一次构图工艺还形成了金属走线。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，
通过所述第四次构图工艺还形成了覆盖在所述金属走线上的走线保护层；
以所述第二有机绝缘层为掩膜对所述第二电极层进行刻蚀，还形成了覆盖在所述金属走线上的走线电极层。
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