觸控面板及其製作方法、觸控顯示裝置與流程

2024-03-26 15:27:05

本發明涉及顯示技術領域，尤其是涉及一種觸控面板及其製作方法、觸控顯示裝置。

背景技術：

近年來，隨著移動電子設備操控性的提升和電子技術的發展，觸控屏技術在手機、平板、筆記本電腦等電子設備中有了廣泛的應用。觸摸技術的發展出現了電阻、電容、電磁等不同的技術方向，其中，電容屏憑藉低廉的成本和較好的用戶體驗已成為主流產品。

ESD(Electro-Static Discharge，靜電釋放)可能造成器件性能變差，或者擊穿器件而導致器件永久性失效，例如器件內部的開路或者短路。在觸控螢幕的製造過程中，持續將傳感電路製作在基板上，基板在傳輸和整個製造過程中不斷地被摩擦、移動、吸附、分離、加熱、冷卻等操作而會持續產生靜電。基板作為絕緣玻璃材料，靜電難以釋放，在表面積累大量靜電荷，在特定情況下就會產生靜電釋放現象。

目前，電容觸控螢幕通常採用以下工藝來完成：第一次光刻工藝，形成BM，第二次光刻工藝形成ITO架橋，第三次光刻工藝形成樹脂絕緣層，第四次光刻工藝形成ITO電極，第五次光刻工藝形成外圍金屬線，第六道工藝形成樹脂保護層。在第四道工藝中，ITO電極搭接在BM邊緣位置。

在上述觸控螢幕工藝製造過程中，容易發生以下靜電釋放造成的不良：BM(Black Matrix，黑矩陣)邊緣搭接ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)電極的位置區域極易被擊穿。

對於這種ESD引起的不良，當設備或人體的靜電荷接觸BM上層的ITO電極時，在不同ITO電極塊之間瞬間形成極大的放電電流，引起BM層的擊穿，造成ITO電極塊之間開路或短路，導致器件性能變差或者永久性失效。這種BM層擊穿引起的不良主要出現在感應電極Rx邊緣位置，其主要原因為BM擊穿後形成導電通道使得相鄰電極之間形成微Short(短路)通道。Rx作為接收電極，其信號較弱，在發生小面積BM擊穿時即容易引起產品不良。

對於這種ESD不良現象，現有技術並沒有提供一種有效的解決方案。

技術實現要素：

本發明的主要目的在於提供一種可以及時將集聚在黑矩陣邊緣與感應電極臨近位置處的靜電導出，從而可以防止靜電將BM擊穿的技術方案。

為了達到上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種觸控面板，包括觸控區域和包圍所述觸控區域的走線區域，其中，所述走線區域包括：驅動電極走線，以及感應電極走線；呈迴路狀態的第一接地走線，圍繞所述感應電極走線且與所述感應電極走線存在交疊區域，所述第一接地走線能夠將所述觸控面板產生的靜電導出至外界。

優選地，所述第一接地走線包括：電性連接的第一部分和第二部分，其中，所述第二部分位於所述交疊區域的範圍內，所述第一部分與所述感應電極走線均位於第一層，所述第二部分位於不同於所述第一層的第二層，且所述第二部分在所述第一層上的正投影與所述感應電極走線存在交疊。

優選地，所述第一部分的材料為金屬，所述第二部分的材料為氧化銦錫ITO。

優選地，所述觸控面板還包括：貫通所述第一層與所述第二層之間絕緣層的第一過孔和第二過孔，所述第一部分通過所述第一過孔和所述第二過孔與所述第二部分連通。

優選地，所述驅動電極走線的數量大於所述感應電極走線的數量。

優選地，所述走線區域還包括：包圍所述觸控區域的第二接地走線，所述第二接地走線能夠將所述觸控面板產生的靜電導出至外界。

優選地，所述第二接地走線與所述驅動電極走線和所述感應電極走線為同層設置。

優選地，所述第二接地走線、所述驅動電極走線及所述感應電極走線的材料均為金屬。

根據本發明的另一個方面，提供了一種觸控顯示裝置，該觸控顯示裝置包括上述觸控面板。

根據本發明的又一個方面，提供了一種觸控面板的製作方法，所述觸控面板包括觸控區域和包圍所述觸控區域的走線區域，其中，製作所述走線區域的過程包括：形成黑矩陣；在所述黑矩陣上形成絕緣層、驅動電極走線、感應電極走線以及呈迴路狀態的第一接地走線，所述第一接地走線圍繞所述感應電極走線且與所述感應電極走線存在交疊區域，所述第一接地走線能夠將所述觸控面板產生的靜電導出至外界。

優選地，所述第一接地走線包括：電性連接的第一部分和第二部分，其中，所述第二部分位於所述交疊區域，所述第一部分與所述感應電極走線均位於第一層，所述第二部分位於不同於所述第一層的第二層，且所述第二部分在所述第一層上的正投影與所述感應電極走線存在交疊。

優選地，在所述黑矩陣上形成所述第一接地走線的過程包括：在所述黑矩陣上的預定位置形成所述第一接地走線的第二部分，所述預定位置位於所述交疊區域的範圍內；在形成所述第一接地走線的所述黑矩陣上形成所述絕緣層，形成貫穿所述絕緣層的用於連接所述第一部分和所述第二部分的第一過孔和第二過孔，再在所述絕緣層上形成所述第一接地走線的第一部分，使得所述第一接地走線的第一部分和第二部分通過所述第一過孔和第二過孔相連接。

與現有技術相比，本發明所述的觸控面板及其製作方法、觸控顯示裝置，將Tx與Rx之間的接地線設計成迴路結構，並在其與感應電極走線的交疊區域設計了架橋結構，這種設計結構能夠將BM邊緣區域集聚的靜電及時導走，從而提高了BM邊緣區域的抗ESD能力，提高整體觸控面板的產品良率。

附圖說明

圖1是根據現有技術的觸控螢幕的接地線結構示意圖；

圖2是根據現有技術的觸控螢幕的A-A』處的剖面結構示意圖；

圖3是根據現有技術的觸控螢幕的BM邊緣被擊穿的示意圖；

圖4是根據本發明實施例的觸控面板的接地線結構示意圖；

圖5是圖4示出的觸控面板在交疊區域沿B-B』方向的剖面結構示意圖；

圖6是根據本發明實施例的觸控面板的BM邊緣靜電釋放示意圖；

圖7是根據本發明實施例的觸控面板的製作方法流程圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域的普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

圖1是根據現有技術的觸控螢幕的接地線結構示意圖，如圖1所示，觸控螢幕中有三根接地線(GND線)，其中，觸控螢幕的外圍接地線11為一個環路，其可以將觸控螢幕邊緣的靜電導走，其次，驅動電極(Tx)與感應電極(Rx)之間還設置有兩根接地線12(即黑色粗線，稱為Tx/Rx間的接地線12)，從圖1可以看出，該兩根Tx/Rx間的接地線12之間是斷開的而並沒有形成一個環路，這導致其長度不夠長，傳輸靜電的能力較弱，因此，當設備或人體產生的靜電無法及時導走時，BM邊緣13搭接ITO電極14的位置區域極易被擊穿。

請同時參考圖2(圖2是根據現有技術的觸控螢幕的A-A』處的剖面結構示意圖)，由於圖1中的Tx/Rx間的接地線與感應電極(Rx Pad)並不存在交叉區域，且圖2隻是示出了包括一個Rx Pad的局部區域的剖面結構，Tx/Rx間的接地線雖然與Rx Pad同層形成，但二者距離較遠，因此從圖2所示的剖面結構中，只可以看到Rx Pad。

正是由於圖1和圖2所示的觸控螢幕的接地線設計方式，導致現有的觸控螢幕在BM邊緣與感應電極臨近位置處集聚的靜電無法及時導出。為便於理解，請參考圖3(圖3是根據現有技術的觸控螢幕的BM邊緣被擊穿的示意圖)，如圖3所示，無法及時導出的靜電越集聚越多，當集聚的靜電達到一定程度時，就會很容易地將BM擊穿而產生觸控螢幕的不良現象。

為了克服上述缺陷，本發明實施例主要對現有設計方式中的Tx/Rx間的接地線的設計方式進行改進，根據靜電原理對傳統抗ESD的GND線設計進行了優化。

本發明提供了一種觸控面板，該觸控面板包括觸控區域和包圍所述觸控區域的走線區域，其中，所述走線區域包括：驅動電極走線，以及感應電極走線；呈迴路狀態的第一接地走線(即Tx與Rx之間的GND線)，圍繞所述感應電極走線且與所述感應電極走線存在交疊區域，所述第一接地走線能夠將所述觸控面板產生的靜電導出至外界。

如圖1所示，現有的Tx與Rx之間的GND線只是平展的一段，大致與感應電極的排布方向平行，其由於面積太小且沒有形成一個迴路，導走靜電能力不足，而本發明實施例將第一接地走線設置為迴路且增加了長度，也等於變相增加了面積，因此提高了導走靜電的能力。

為便於理解，請參考圖4(圖4是根據本發明實施例的觸控面板的接地線結構示意圖)，如圖4所示，將第一接地走線10(Tx與Rx之間的GND線)設計成環路，其走線長度變長，疏導靜電的能力成倍增加，從而完全可以及時導出BM邊緣區域20的靜電，採用這種結構設計，當設備或人體上的靜電荷接觸BM上層的ITO電極時，不會在不同的ITO電極塊之間瞬間形成極大的放電電流，因此不會擊穿BM邊緣區域20，自然提高了BM邊緣區域20的抗ESD能力，從而提高整體產品的抗ESD能力，提高製程良率。

從圖4中可以看出，所述第一接地走線10與所述感應電極走線50存在交疊區域，而與所述驅動電極走線40之間不存在交疊區域。

作為一個優選示例，所述走線區域還可以包括：包圍所述觸控區域的第二接地走線60，所述第二接地走線60能夠將所述觸控面板產生的靜電導出至外界。如圖4所示，該第二接地走線60與圖1中的外圍接地線11相同，同樣為一個環路，疏導靜電的效果大致相同。

進一步地，所述第二接地走線20與所述驅動電極走線40和所述感應電極走線50為同層設置。而且，所述第二接地走線60、所述驅動電極走線40及所述感應電極走線50的材料均為金屬)。

對於所述第一接地走線10與所述感應電極走線50之間的交疊區域，作為較佳的設計方式，可以採用架橋結構。

為便於理解，請參考圖5(圖5是圖4示出的觸控面板在交疊區域沿B-B』方向的剖面結構示意圖)，如圖5所示，所述第一接地走線10可以包括：第一部分15和第二部分16，其中，所述第一部分15與所述感應電極走線20均位於第一層A(金屬層)，所述第二部分16位於不同於所述第一層A的第二層B(ITO層)，且所述第二部分16在所述第一層A(金屬層)上的正投影與所述感應電極走線50存在交疊。

作為一個較佳的實現方式，所述第一部分15的材料可以為金屬，所述第二部分16的材料可以為氧化銦錫(ITO)，這樣設計的好處在於，由於所述第一部分15與所述驅動電極走線40和所述感應電極走線50為同層形成，因此可以採用同樣的金屬製作工藝，所述第二部分16與ITO電極均位於ITO層，因此，在掩膜工藝中，只需要增加掩膜版的開孔圖形即可，不需要額外增加其他工藝，避免過多增加工藝複雜度，從而保證產品生產效率。

如圖5所示，所述觸控面板還可以包括：貫通所述第一層A與所述第二層B之間的絕緣層的第一過孔17和第二過孔18，所述第一部分15通過所述第一過孔17和所述第二過孔18與所述第二部分16連通。這種將所述第一接地走線10的分別位於兩層的第一部分15和第二部分16通過兩個過孔(17和18)連接的方式即為架橋結構。

由於第二接地走線60(最外圍GND線)是與所述驅動電極走線40和所述感應電極走線50同層形成的環路走線，與其它走線沒有交疊區域，自然就無需設計架橋結構，與所述第一部分15一樣，第二接地走線60、所述驅動電極走線40和所述感應電極走線50同樣可以採用相同的金屬材料形成。

由於每一個驅動電極或感應電極必然有一根走線與其連接，因此驅動電極和與其連接的驅動電極走線40的數量是相同的，感應電極和與其連接的感應電極走線50的數量也是相同的。

在本發明的一個優選示例中，所述驅動電極走線40的數量大於所述感應電極走線50的數量，這也是符合觸控面板的設計要求的，例如前者可以是後者的1.5倍或2倍，還例如，如圖4所示，驅動電極及與其連接的驅動電極走線40的數量為8，感應電極及與其連接的感應電極走線50的數量為6，也就是說，只要滿足前者比後者大都是可行的，相應地，驅動電極的數量大於感應電極的數量，驅動電極抗靜電的能力也大於感應電極抗靜電的能力。實際應用中，所述驅動電極走線40的數量比所述感應電極走線50的數量大多少，則可以根據產品要求進行設計，對此不予限制。

上述觸控面板，通過獨特的架橋設計形成內環GND線環路，從而可以導出BM邊緣區域集聚的靜電。為便於理解，請參考圖6(圖6是根據本發明實施例的觸控面板的BM邊緣靜電釋放示意圖)，如圖6所示，BM邊緣區域與感應電極(Rx Pad)的臨近區域的靜電被及時疏導至第一接地走線(Tx與Rx之間的GND線)，並最終導出至外界，避免了如圖3所示的靜電擊穿BM現象的發生。此種設計優勢在於提高了BM邊緣區域的抗ESD能力，從而提高整體產品的抗ESD能力，提高製程良率。

在上述觸控面板的基礎上，本發明實施例還提供了一種觸控顯示裝置，該觸控顯示裝置包括上述觸控面板。由於該顯示裝置的改進之處在於上述觸控面板，且前述內容已經對上述觸控面板進行了詳細描述，此處不在對該顯示裝置進行進一步的詳細說明。

本發明實施例還提供了一種觸控面板的製作方法，用於製作上述觸控面板，上述觸控面板包括觸控區域和包圍所述觸控區域的走線區域。圖7是根據本發明實施例的觸控面板的走線區域的製作方法流程圖，如圖7所示，該流程包括以下步驟(步驟S702和步驟S704)：

步驟S702、形成黑矩陣；

步驟S704、在所述黑矩陣上形成絕緣層、驅動電極走線、感應電極走線以及呈迴路狀態的第一接地走線，所述第一接地走線圍繞所述感應電極走線且與所述感應電極走線存在交疊區域，所述第一接地走線能夠將所述觸控面板產生的靜電導出至外界。

在本發明實施例中，所述第一接地走線由兩部分構成，即電性連接的第一部分和第二部分，其中，所述第二部分位於所述交疊區域，所述第一部分與所述感應電極走線均位於第一層，所述第二部分位於不同於所述第一層的第二層，且所述第二部分在所述第一層上的正投影與所述感應電極走線存在交疊。

基於此，對於在所述黑矩陣上形成所述第一接地走線的過程，可以採用這樣的步驟來實現：

(1)在所述黑矩陣上的預定位置形成所述第一接地走線的第二部分，所述預定位置位於所述交疊區域的範圍內。

(2)在形成所述第一接地走線的所述黑矩陣上形成所述絕緣層，形成貫穿所述絕緣層的用於連接所述第一部分和所述第二部分的第一過孔和第二過孔，再在所述絕緣層上形成所述第一接地走線的第一部分，使得所述第一接地走線的第一部分和第二部分通過所述第一過孔和第二過孔相連接。

通過本發明實施例，將Tx與Rx之間的接地線設計成迴路結構，並在其與感應電極走線的交疊區域設計了架橋結構，提高了BM邊緣區域的抗ESD能力，進而提高整體觸控面板的抗ESD能力，並降低生產中的ESD不良比例，提高產品製程良率，且不影響觸控面板的底層結構，不增加掩膜板的數量，不增加工藝難度，保證了生成效率。

以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為包含在本發明的保護範圍之內。