專利名稱：電容觸摸屏和觸摸顯示裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及顯示領域，尤其涉及一種電容觸摸屏和觸摸顯示裝置。
背景技術：
觸摸屏液晶顯示器發展迅速，已經逐漸發展成為主流平板顯示器。從技術原理來區分，觸摸屏液晶顯示器可分為:矢量壓力傳感、電阻傳感、電容傳感、紅外線傳感和表面聲波傳感五種基本類型，按結構劃分已發展為外掛式(Add on mode)、內嵌式(On cell mode)和整體式(In cell mode)三種類型。一種常見的外掛式電容觸摸 屏如圖1所示，透明基板10上自下而上依次設置有:金屬層11，絕緣層12，透明導電層13和透明的表面保護層14，需要4次光刻(4Mask)工藝制備，包括:第一步，蒸鍍金屬，經曝光進行刻蝕，在觸摸屏可視區域形成X方向的金屬搭橋111，在壓合區域20形成金屬走線112 ;第二步,涂覆絕緣層12 (Insulator)并進行曝光刻蝕，在金屬搭橋111兩端形成過孔；第三步，蒸鍍ΙΤ0，并進行曝光、刻蝕圖形，在可視區域的X方向形成相互斷開的獨立電極132a，在Y方向形成一串相互直接連接的連續電極組，同時在壓合區域20形成ITO層，避免壓合區域20的金屬走線112暴露在表面被氧化；第四步，涂覆絕緣透明的表面保護層(PVX) 14，并留出壓合區域20。其中，Y方向直接連接的連續電極組為第一傳感線131，X方向的獨立電極133通過金屬搭橋111相互連接，跨過第一傳感線131，形成第二傳感線132。當某一傳感線被驅動時，另一傳感線即得到感應電容，手指(或其他物體)靠近或觸摸時，會影響在觸摸點附近相交叉的第一傳感線131和第二傳感線132之間的電容，通過檢測傳感線的電容變化就可以識別觸摸點的位置。發明人發現現有觸摸屏的結構設計至少存在如下問題:表面保護層14覆蓋整個透明電極層13，因此，透明導電層13的圖案間隙，即第一傳感線131的電極和第二傳感線132的電極之間的間隙，也會填充上表面保護層14，因表面保護層14 一般選擇SiNx或者SiO2，或者樹脂材料，介電常數大，同時考慮到觸摸靈敏度對電容的限制，現有透明導電層的圖案間隙的制作寬度至少在0.03mm左右，人眼就能清晰的看到圖案間隙，影響表面視覺效果。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種電容觸摸屏和觸摸顯示裝置，可減小透明導電層的圖案間隙，進而改善表面視覺效果。本實用新型提供一種電容觸摸屏，包括:透明基板和圖案化的透明導電層，所述透明導電層包括沿第一方向延伸的第一傳感線和沿第二方向延伸的第二傳感線；其中，所述第一傳感線在所述第一方向保持連續，為一串依次連接的電極，所述第二傳感線包括多個相互分離的獨立電極，且所述獨立電極采用搭橋方式跨過所述第一傳感線相互連接；在所述第一傳感線中的獨立電極和所述第二傳感線的獨立電極之間的間隙，不填充任何物質或者填充有介電常數大于等于1，且不超過3.5的透明絕緣物質，以在不影響觸摸靈敏度的前提下，減小所述間隙寬度。進一步地，所述電容觸摸屏還包括:與所述透明導電層具有相同圖形的透明的表面保護層，覆蓋在所述透明導電層之上。可選地，所述透明絕緣物質為光學膠。進一步地，所述電容觸摸屏還包括:圖案化的金屬層，所述金屬層設置在所述透明基板上，且位于所述透明導電層的下方；所述金屬層進一步包括:位于所述電容觸摸屏的可視區域且沿所述第二傳感線間隔布置的多個金屬搭橋，以及位于所述電容觸摸屏的壓合區域的金屬走線，所述金屬搭橋設置于所述獨立電極相互連接處的下方，將所述獨立電極相互連接形成所述第二傳感線。進一步地，所述電容觸摸屏還包括絕緣層，所述絕緣層覆蓋于所述金屬層之上，且在任一所述金屬搭橋的兩端分別設置有過孔；所述透明導電層位于所述金屬層之上，且向下延伸填充所述過孔；所述獨立電極通過所述過孔內的透明導電材料及所述金屬搭橋相互連接，形成所述第二傳感線。所述電容觸摸屏還包括與所述金屬層具有相同圖形的第二透明導電層，所述第二透明導電層覆蓋于所述金屬搭橋和所述金屬走線之上；所述獨立電極通過覆蓋有所述第二透明導電層的金屬搭橋相互連接，形成所述第
二傳感線。
·[0019]可選地，所述第一傳感線的電極呈菱形，所述第二傳感線的獨立電極也呈菱形。本實用新型還提供一種觸摸顯示裝置，設置有所述的任一電容觸摸屏。本實用新型所述的電容觸摸屏和觸摸顯示裝置，第一傳感線和第二傳感線位于同一透明導電層，其觸摸功能的實現依賴于第一傳感線和第二傳感線之間的電容，而該電容的大小又與第一傳感線中獨立電極和第二傳感線的電極之間的間隙寬度正相關，與間隙間絕緣物質的介電常數ε ^負向關，因此在第一傳感線和第二傳感線的間隙(透明導電層的圖案間隙)不填充任何物質或者填充介電常數ε r小的透明絕緣物質(I < L < 3.5)，可在不影響觸摸靈敏度(電容)的前提下，減小透明導電層的圖案間隙，從而改善表面視覺效果O本實用新型提供的所述電容觸摸屏，透明導電層和表面保護層圖案相同，可同步完成，省去一次Mask工藝步驟，因此采用3Mask工藝即可完成，相對現有的4Mask工藝，工藝步驟減少，從而提高生產效率，降低生產成本費，且產品可靠性提高；同時，還可縮小透明導電層的圖案間隙，進而改善視覺效果。
圖1為一種現有電容觸摸屏的結構示意圖；圖2本實用新型實施例一提供的電容觸摸屏的結構示意圖一；圖3為本實用新型實施例一電容觸摸屏的透明導電層的結構示意圖；圖4為電容觸摸屏的工作示意圖；圖5為本實用新型實施例一提供的電容觸摸屏的結構示意圖二 ；[0028]圖6本實用新型實施例二提供的電容觸摸屏的制作方法流程圖；圖7本實用新型實施例二金屬層圖案圖；圖8本實用新型實施例二金屬層圖案圖。附圖標記說明10-透明基板，11-金屬層，12-絕緣層，13-透明導電層，14-表面保護層，15-第二透明導電層，20-壓合區域，21-柔性電路板，111-金屬搭橋，112-金屬走線，121-過孔，131-第一傳感線，132-第二傳感線，132a-獨立電極。
具體實施方式
本實用新型實施例提供一種電容觸摸屏和觸摸顯示裝置，可減小透明導電層的圖案間隙，進而改善表面視覺效果。
以下結合附圖對本實用新型實施例進行詳細描述。此處所描述的具體實施方式
僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
實施例一本實用新型實施例提供一種電容觸摸屏，如圖2和圖3所示，包括:透明基板10和圖案化的透明導電層13，所述透明導電層13設置在透明基板10上，包括:沿第一方向(如圖中所示的縱向)延伸的第一傳感線131和沿第二方向(如與縱向相垂直的橫向)延伸的第二傳感線132，其中，第一傳感線131在第一方向保持連續,為一串依次連接的電極,第二傳感線132包括多個相互分離的獨立電極132a，且獨立電極132a采用搭橋方式跨過第一傳感線131相互連接；在第一傳感線131中的獨立電極132a和第二傳感線132的電極之間的間隙d，不填充任何物質或者填充介電常數大于等于1，且不超過3.5的透明絕緣物質，以在不影響觸摸靈敏度的前提下，減小所述間隙寬度d。本實施例中對第一傳感線131和第二傳感線132的數目均不做限定，第一傳感線131和第二傳感線132縱橫交錯，在交錯處，第二傳感線132采用搭橋方式跨過第一傳感線131。可選地，本實施例第一傳感線131的電極和第二傳感線132的獨立電極132a均可為菱形或者三角形，但也不排除其它形狀。優選地，圖3所示的第一傳感線131為多個菱形依次連接構成的圖案，第二傳感線132為多個相互斷開的菱形構成的圖案。如圖4所示，電容觸摸屏，其觸摸功能的實現依賴于第一傳感線131的電極和第二傳感線132的獨立電極132a間的電容，該電容可等效為兩部分電容:一部分是產生于第一傳感線131的電極和獨立電極132a正對面之間的電容Cpl (對應圖中帶箭頭的直線表示的電場線)，并且這部分電容為主要部分；另一部分是產生于第一傳感線131的電極和第二傳感線132的獨立電極132a外側空間的電容Cp2(對應圖中曲線所示的電場線)。若設觸摸時手指引起的電容改變量為CpO (對應圖中直線表示的電場線)，則手指靈敏度可粗略表示為:觸摸靈敏度Q = CpO/(Cpl+Cp2)。該比值越大，則觸摸靈敏度越大Q。現有電容式觸摸屏結構設計中，第一傳感線和第二傳感線的電極間隙(透明導電層的圖案間隙)填充的物質為SiNx,其介電常數為6.5(或者為SiO2,它的相對介電常數是3.9 ;或者為樹脂材料,相對介電常數一般是3.2 3.5)，圖案間隙寬度d —般為30 50微米，如果進一步減小圖案間隙寬度d，則Cpl增大，導致觸摸靈敏度Q降低，手指再去觸控可能會導致觸控失靈。針對這一問題，本實用新型實施例中第一傳感線和第二傳感線的電極間隙(透明導電層的圖案間隙)不填充任何物質或填充介電常數L小的透明絕緣物質(I ^ ε ^ < 3.5)。在不改變觸摸靈敏度(電容Cpl和Cp2基本不變)的前提下，第一傳感線131和第二傳感線132的電極間隙(透明導電層的圖案間隙)可減小為原來的1/6.5
3.5/6.5，即約4.6 16.2微米，達到改善視覺效果的目的。在此假設原來電容式觸摸屏結構設計中，間隙間填充的為表面保護層的SiNx(或者SiO2)。例如，當不填充任何物質時，即可認為填充的物質是空氣時，空氣的介電常數為1，因此電容Cpl和Cp2之和約為常規值的1/6.5左右，在不改變觸摸靈敏度(電容Cpl和Cp2基本不變)的前提下，第一傳感線131和第二傳感線132的電極間隙(透明導電層的圖案間隙)最多可減小為原來的1/6.5，即約4.6微米，而且4 5微米基本上也達到了現有工藝的極限水平，這樣人眼就不能識別圖案間隙，從而將圖案間隙帶來的視覺影響降到最低。須注意，如果是Glass To Glass結構的電容觸摸屏，具體實施中，在后期制作時需要涂覆光學膠0CA，以粘附蓋板(頂層玻璃)，因此透明導電層的圖案間隙可能會填充上光學膠0CA,或者為部分光學膠OCA和部分空氣(光學膠OCA沒有填充完全)。光學膠OCA的介電常數為1.5，考慮光學膠OCA可能沒有填充完全，因此可認為此時圖案間隙透明絕緣物質的介電常數在I 1.5之間，透明導電層的圖案間隙可減小為原來的1.25/6.5左右(假設原有電容式觸摸屏的間隙間填充物為SiNx)。進一步地，如圖5所示，所述電容觸摸屏還包括:與透明導電層13具有相同圖形的透明的表面保護層14，覆蓋 在透明導電層13之上。透明的表面保護層14與透明導電層13具有相同圖形，使用構圖工藝制作時可通過同一次工序同步完成。具體實施中，制作出透明導電層13和表面保護層14后，采用一次光刻工藝即可完成，光刻過程中只需使用一個掩膜版。本實施例所述電容觸摸屏制作時可省去一次構圖工藝步驟，因此可提高生產效率，降低生產成本費，同時因工藝步驟減少，產品可靠性也得以提高。其中，所述電容觸摸屏還包括:圖案化的金屬層11，金屬層11設置在透明基板10上，且位于透明導電層13的下方；金屬層11進一步包括:位于電容觸摸屏的可視區域的沿第二傳感線間隔布置的多個金屬搭橋111和位于電容觸摸屏的壓合區域20的金屬走線112，金屬搭橋111設置于獨立電極132a相互連接處的下方，將獨立電極132a相互連接形成第二傳感線132。進一步地，所述電容觸摸屏還包括:絕緣層12，覆蓋于金屬層11之上，且在任一金屬搭橋111的兩端分別設置有過孔121 ;透明導電層13位于金屬層11之上，且向下延伸填充過孔121，獨立電極132a通過過孔121內的透明導電材料及金屬搭橋111相互連接,形成第二傳感線132。所述電容觸摸屏還包括:與金屬層11具有相同圖形的第二透明導電層15，覆蓋于金屬搭橋111和金屬走線112之上；獨立電極132a通過覆蓋有第二透明導電層15的金屬搭橋111相互連接，形成第二傳感線132。[0053]此處，金屬層11表面制備第二透明導電層15的原因是:由于表面保護層14和透明導電層13具有相同圖案，因此為便于通過柔性電路板21與外部連接，透明導電層13在壓合區域20無圖形，為避免金屬層的壓合區域和其他區域暴露在表面可能會被氧化，從而改變其電阻影響觸摸功能，需要在金屬層11之上制備具有相同圖形的第二透明導電層15，覆蓋于金屬搭橋111和金屬走線112之上。本實施例中的表面保護層14和透明導電層13具有相同的圖案，使用構圖工藝制作時可通過同一次工序同步完成，不需要額外增加工序。現有電容觸摸屏的結構設計，生產時需采用4Mask工藝，而本實用新型所述的電容式觸摸屏只需采用3Mask工藝即可完成，因此本實用新型所述的電容式觸摸屏制備時工藝步驟少，生產效率高，生產成本得以降低，且產品可靠性提高；同時，還可在不影響觸摸靈敏度(電容)的前提下，縮小透明導電層的圖案間隙，進而改善視覺效果。本實用新型實施例還提供了一種觸摸顯示裝置，其設置有所述的任一觸摸屏，成本更低，顯示效果更好。所述觸摸顯示裝置可以為:液晶面板、電子紙、OLED面板、手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本電腦、數碼相框、導航儀等任何需要觸摸顯示功能的產品或部件。實施例二本實用新型還提供一種上述電容觸摸屏的制作方法，參考圖2 5，所述觸摸屏包括:透明基板10，自上而下依次設置在透明基板10上透明的表面保護層14、透明導電層13、絕緣層12、第二透明導電層15和金屬層11，如圖6所示，該方法包括:步驟101、在透明基板10上制作金屬層11和第二透明導電層15，如圖7所示，采用構圖工藝在電容觸摸屏的可視區域形成若干組搭橋，每一組搭橋包括多個沿第二方向間隔布置的金屬搭橋111，在電容觸摸屏的壓合區域20形成金屬走線112，同時還形成相同圖案的透明導電圖形，覆蓋于金屬搭橋111和金屬走線112之上；本步驟中，透明基板10上制作金屬層11和第二透明導電層(ΙΤ0層)15，然后同時刻蝕，第二方向(圖中的橫向)形成金屬搭橋和ITO搭橋，以便第一傳感線沿第一方向,第二傳感線沿第二方向各自導通，并在壓合區域20 (Bonding)形成金屬走線圖形及第二透明導電層15。步驟102 、制作絕緣層12，采用構圖工藝在任一金屬搭橋111的兩端分別設置過孔121，使覆蓋在金屬搭橋111上的第二透明導電層15在過孔處121暴露，如圖8所示；本步驟中涂敷并制作絕緣層圖形(Insulator)，并采用構圖工藝在任一金屬搭橋111的兩端分別設置過孔121，使下層的金屬搭橋111及第二透明導電層15露出，便于下一步驟制備的透明導電層13在第二方向的導通。本步驟中留出壓合區域20，即壓合區域20不存在絕緣層12。步驟103、制作透明導電層13和透明的表面保護層14，透明導電層13在絕緣層12的過孔處向下延伸填充過孔121，透明導電層13通過過孔121內的透明導電材料連接至下方的金屬搭橋111，米用構圖工藝在透明導電層13和表面保護層14上形成相同的圖案層，如圖5和圖3所示，包括:沿第一方向延伸的第一傳感線131和沿第二方向延伸的第二傳感線132，其中，第一傳感線131為一串依次連接的電極，在第一方向保持連續，每一第二傳感線132對應位于一組金屬搭橋的上方，每一第二傳感線132包括多個獨立電極132a，分別設置在對應金屬搭橋組中任意兩個相鄰的金屬搭橋111間隙處的上方，獨立電極132a通過下方的金屬搭橋111跨過第一傳感線131相互連接,形成第二傳感線132。本步驟中，制作透明導電層13和表面保護層14，然后同時刻蝕，在第一方向形成連續的第一傳感線131 ;對應于步驟101中制作的各組金屬搭橋，在第二方向形成多組獨立電極132a,每一獨立電極132a設置在對應金屬搭橋組中任意兩個相鄰金屬搭橋111間隙的上方，使得獨立電極132a通過兩端的絕緣層12過孔，與下層的金屬搭橋111及第二透明導電層15相連，從而使獨立電極132a沿第一方向相互連接，形成第二傳感線132。另外，本步驟中也需留出壓合區域20，即壓合區域20不存在透明導電層13和表面保護層14。本實用新型提供的所述電容觸摸屏的制造方法，采用3Mask工藝即可完成，相對現有的4Mask工藝，工藝步驟減少，從而提高了生產效率，降低生產成本費，且產品可靠性提高；同時，還可縮小透明導電層的圖案間隙，進而改善視覺效果。對于Glass To Glass結構的電容觸摸屏,在表面保護層14之上還需涂覆光學膠OCA粘附蓋板(頂層玻璃)，因此透明導電層的圖案間隙也可能會填充上光學膠0CA，或者為部分光學膠OCA和部分空氣(光學膠OCA沒有填充完全)。光學膠OCA的介電常數為1.5,可認為此時圖 案間隙絕緣物質透明絕緣物質的介電常數在I 1.5之間，透明導電層的圖案間隙可為原來的1.25/6.5左右(假設原有電容式觸摸屏的間隙間填充物為SiNx)。需注意:本實用新型雖以外掛式電容觸摸屏為例，但本領域技術人員可知本實用新型的應用并不限于此，還可用于內嵌式(On Cell)觸摸顯示裝置。另外，本實用新型的應用也不限于Glass To Glass結構，也可以應用到OGS等結構，其中所述的Glass To Glass結構，指觸控傳感器做在ITO玻璃上，外層加上一片保護玻璃(蓋板)；所述的0GS(0ne glass solution)結構,指在保護玻璃上直接形成ITO導電膜及傳感器，一塊玻璃同時起到保護玻璃和觸摸傳感器的雙重作用。本實用新型實施例所述的技術特征，在不沖突的情況下，可任意相互組合使用。以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
權利要求1.一種電容觸摸屏，其特征在于，包括:透明基板和圖案化的透明導電層，所述透明導電層包括沿第一方向延伸的第一傳感線和沿第二方向延伸的第二傳感線； 其中，所述第一傳感線在所述第一方向保持連續，為一串依次連接的電極，所述第二傳感線包括多個相互分離的獨立電極，且所述獨立電極采用搭橋方式跨過所述第一傳感線相互連接； 在所述第一傳感線中的電極和所述第二傳感線的獨立電極之間的間隙，不填充任何物質或者填充介電常數大于等于I且不超過3.5的透明絕緣物質。
2.根據權利要求1所述的電容觸摸屏，其特征在于，所述電容觸摸屏還包括:與所述透明導電層具有相同圖形的透明的表面保護層，覆蓋在所述透明導電層之上。
3.根據權利要求1所述的電容觸摸屏，其特征在于， 所述透明絕緣物質為光學膠。
4.根據權利要求1所述的電容觸摸屏，其特征在于，所述電容觸摸屏還包括圖案化的金屬層，所述金屬層設置在所述透明基板上且位于所述透明導電層的下方； 所述金屬層進一步包括:位于所述電容觸摸屏的可視區域且沿所述第二傳感線間隔布置的多個金屬搭橋，以及位于所述電容觸摸屏的壓合區域的金屬走線，所述金屬搭橋設置于所述獨立電極相互連接處的下方，所述獨立電極相互連接形成所述第二傳感線。
5.根據權利要求4所述的電容觸摸屏，其特征在于，所述電容觸摸屏還包括絕緣層，所述絕緣層覆蓋于所述金屬層之上，且在任一所述金屬搭橋的兩端分別設置有過孔； 所述透明導電層位于所述金屬層之上，且向下延伸填充所述過孔； 所述獨立電極通過所述過孔內的透明導電材料及所述金屬搭橋相互連接，形成所述第二傳感線。
6.根據權利要求5所述的電容觸摸屏，其特征在于，所述電容觸摸屏還包括與所述金屬層具有相同圖形的第二透明導電層，所述第二透明導電層覆蓋于所述金屬搭橋和所述金屬走線之上； 所述獨立電極通過覆蓋有所述第二透明導電層的金屬搭橋相互連接，形成所述第二傳感線。
7.根據權利要求1-6任一項所述的電容觸摸屏，其特征在于，所述第一傳感線的電極呈菱形，所述第二傳感線的獨立電極也呈菱形。
8.一種觸摸顯示裝置，其特征在于，設置有權利要求1-7任一項所述的電容觸摸屏。
專利摘要本實用新型公開了一種電容觸摸屏和觸摸顯示裝置，涉及顯示領域，可減小透明導電層的圖案間隙，進而改善表面視覺效果。所述電容觸摸屏，包括透明基板和圖案化的透明導電層，透明導電層包括沿第一方向延伸的第一傳感線和沿第二方向延伸的第二傳感線，其中，第一傳感線在第一方向保持連續，為一串依次連接的電極，第二傳感線包括多個相互分離的獨立電極，且獨立電極采用搭橋方式跨過第一傳感線相互連接；在第一傳感線中的獨立電極和第二傳感線的電極之間的間隙，不填充任何物質或者填充介電常數大于等于1，且不超過3.5的透明絕緣物質，以在不影響觸摸靈敏度的前提下，減小所述間隙寬度。
文檔編號G06F3/044GK203149540SQ20132004612
公開日2013年8月21日 申請日期2013年1月28日 優先權日2013年1月28日
發明者劉英明, 吳俊緯, 王海生, 楊盛際, 趙衛杰, 任濤, 劉紅娟, 丁小梁 申請人:北京京東方光電科技有限公司