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CN106201135B - 触控基板及其制作方法、触控屏 - Google Patents

触控基板及其制作方法、触控屏 Download PDF

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CN106201135B
CN106201135B CN201610463820.3A CN201610463820A CN106201135B CN 106201135 B CN106201135 B CN 106201135B CN 201610463820 A CN201610463820 A CN 201610463820A CN 106201135 B CN106201135 B CN 106201135B
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black matrix
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Abstract

本发明提供了一种触控基板及其制作方法、触控屏，属于触控技术领域。其中，触控基板，包括触控区域和包围所述触控区域的黑矩阵图形，所述触控基板上设置有多个触控电极图形，所述触控电极图形包括搭接在所述黑矩阵图形上的第一部分，所述第一部分的任意相邻两边之间的夹角大于预设阈值。本发明的技术方案能够提高触控屏的抗ESD能力。

Description

触控基板及其制作方法、触控屏
技术领域
本发明涉及触控技术领域，特别是指一种触控基板及其制作方法、触控屏。
背景技术
近年来，随着移动电子设备操控性的提升和电子技术的发展，触控屏技术在手机、平板、笔记本电脑等电子设备中有了广泛的应用。触摸技术的发展出现了电阻、电容、电磁等不同的技术方向，电容式触控屏凭借其低廉的成本和优异的用户体验已成为主流产品。
随着电容式触控屏的快速成长，人们对触控产品的ESD(Electro-StaticDischarge，静电释放)性能也要求越来越高。静电释放可能造成触控屏内部器件性能变差或者击穿导致永久性失效，比如触控屏内部的开路或者短路。
现有的触控基板包括进行触控检测的触控区域和包围触控区域的黑矩阵图形，黑矩阵图形一般采用碳球制成，通常黑矩阵图形的绝缘性能较好，但是经过多道高温制程之后，黑矩阵图形的电阻率降低，绝缘性能下降，这样当设备或人体的静电荷接触到搭接在黑矩阵图形上的触控电极时，在不同触控电极之间瞬间形成极大放电电流，导致黑矩阵图形的击穿，造成触控电极之间开路或短路，导致对应区域的触控性能变差或者永久性失效。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种触控基板及其制作方法、触控屏，能够提高触控屏的抗ESD能力。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种触控基板，包括触控区域和包围所述触控区域的黑矩阵图形，所述触控基板上设置有多个触控电极图形，所述触控电极图形包括搭接在所述黑矩阵图形上的第一部分，所述第一部分的任意相邻两边之间的夹角大于预设阈值。
进一步地，所述第一部分包括依次首尾相接的第一线段、第二线段、第三线段、…、和第n线段，其中，第k线段和第k+1线段之间的夹角大于预设阈值，k为不小于1不大于n-1的整数，n为大于2小于10的正整数。
进一步地，第二线段、第三线段、…、和第n-1线段的长度均相等。
进一步地，第二线段、第三线段、…、和第n-1线段的长度均大于1.5d，其中，d为相邻触控电极图形之间的间距。
进一步地，第二线段、第三线段、…、和第n-1线段的长度均等于2d。
进一步地，所述预设阈值为120°。
进一步地，所述第一部分的任意相邻两边之间的夹角小于170°。
进一步地，所述第一部分的任意相邻两边之间的夹角为150°。
本发明实施例还提供了一种触控屏，包括如上所述的触控基板。
本发明实施例还提供了一种触控基板的制作方法，所述触控基板包括触控区域和包围所述触控区域的黑矩阵图形，所述制作方法包括：
形成多个触控电极图形，所述触控电极图形包括搭接在所述黑矩阵图形上的第一部分，所述第一部分的任意相邻两边之间的夹角大于预设阈值。
进一步地，所述形成多个触控电极图形包括：
形成包括依次首尾相接的第一线段、第二线段、第三线段、…、和第n线段的所述第一部分，其中，第k线段和第k+1线段之间的夹角大于预设阈值，k为不小于1不大于n-1的整数，n为大于2小于10的正整数。
进一步地，所述制作方法具体包括：
形成任意相邻两边之间的夹角大于120°小于170°的所述第一部分。
进一步地，所述形成任意相邻两边之间的夹角大于120°小于170°的所述第一部分具体为：
形成任意相邻两边之间的夹角为150°的所述第一部分。
本发明的实施例具有以下有益效果：
在搭接在黑矩阵图形上的触控电极图形相邻两边的夹角较小时，触控电极图形尖端位置电荷面密度较大，电场强度较高，这样相邻的触控电极图形之间容易发生静电释放，导致周边的黑矩阵图形被击穿。经过大量实验验证，发现随着触控电极图形相邻两边的夹角的增大，触控电极图形尖端的电场强度将会减弱，因此，本实施例中，触控电极图形搭接在黑矩阵图形上的部分任意相邻两边之间的夹角大于预设阈值，这样就能够降低触控电极图形搭接在黑矩阵图形上的尖端位置的电场强度，从而降低了黑矩阵图形被击穿的风险，提高了触控基板边缘区域的抗ESD能力，从而提高整体产品的抗ESD能力，进而提高了触控基板的生产良率。
附图说明
图1为现有触控基板中触控电极图形的示意图；
图2为触控电极图形相邻两边之间的夹角与黑矩阵击穿电压之间的关系示意图；
图3a-图3d为触控电极图形相邻两边之间的夹角与电场强度之间的关系示意图；
图4为触控电极图形相邻两边之间的夹角与电场强度之间的关系示意图；
图5为本发明实施例触控基板的触控电极图形的结构示意图；
图6为图5中A部分的放大示意图。
附图标记
1触控电极图形 2第一部分 3黑矩阵图形
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
图1为现有触控基板中触控电极图形的示意图，现有的触控基板包括进行触控检测的触控区域和包围触控区域的黑矩阵图形3，在触控区域设置有触控电极图形1，触控电极图形1包括有搭接在黑矩阵图形3上的第一部分2，可以看出，第一部分2任意相邻两边之间的夹角比较小，这样触控电极图形尖端位置电荷面密度较大，电场强度较高，相邻的触控电极图形之间容易发生静电释放，导致周边的黑矩阵图形被击穿，造成触控电极图形之间开路或短路，导致对应区域的触控性能变差或者永久性失效。
为了解决上述问题，本发明提供了一种触控基板及其制作方法、触控屏，能够提高触控屏的抗ESD能力。
实施例一
本实施例提供一种触控基板，包括触控区域和包围所述触控区域的黑矩阵图形，所述触控基板上设置有多个触控电极图形，所述触控电极图形包括搭接在所述黑矩阵图形上的第一部分，所述第一部分的任意相邻两边之间的夹角大于预设阈值。
在搭接在黑矩阵图形上的触控电极图形相邻两边的夹角较小时，触控电极图形尖端位置电荷面密度较大，电场强度较高，这样相邻的触控电极图形之间容易发生静电释放，导致周边的黑矩阵图形被击穿。经过大量实验验证，发现随着触控电极图形相邻两边的夹角的增大，触控电极图形尖端的电场强度将会减弱，因此，本实施例中，触控电极图形搭接在黑矩阵图形上的部分任意相邻两边之间的夹角大于预设阈值，这样就能够降低触控电极图形搭接在黑矩阵图形上的尖端位置的电场强度，从而降低了黑矩阵图形被击穿的风险，提高了触控基板边缘区域的抗ESD能力，从而提高整体产品的抗ESD能力，进而提高了触控基板的生产良率。
本实施例的触控基板可以是互容式触摸基板也可以是自容式触控基板。当触控基板为互容式触摸基板时，触控电极包括触控感应电极和触控驱动电极，搭接在黑矩阵图形上的触控感应电极或触控驱动电极的第一部分任意相邻两边之间的夹角大于预设阈值。当触控基板为自容式触控基板时，触控电极为自容式触控电极，搭接在黑矩阵图形上的自容式触控电极的第一部分任意相邻两边之间的夹角大于预设阈值。
在触控基板为互容式触摸基板时，由于黑矩阵图形被击穿对触控感应信号的影响较大，因此，可以将触控感应电极搭接在黑矩阵图形上的第一部分任意相邻两边之间的夹角设计为大于预设阈值。
另外，本实施例中，可以仅对搭接在黑矩阵图形上的触控电极图形进行改变，位于触控基板中心的触控区域的触控电极图形可以与现有技术的形状一样，因为位于触控基板中心的触控区域不存在黑矩阵图形，不易发生ESD，因此，可以不对触控区域的触控电极图形进行改变，避免影响到触控基板的性能。
具体实施例中，第一部分包括依次首尾相接的第一线段、第二线段、第三线段、…、和第n线段，其中，第k线段和第k+1线段之间的夹角大于预设阈值，k为不小于1不大于n-1的整数，n为大于2小于10的正整数。
具体地，第二线段、第三线段、…、和第n-1线段的长度可以均相等。
经过大量实验验证，发现在夹角处，尖端电场集中范围小于d，因此，可以将第二线段、第三线段、…、和第n-1线段的长度均设计为大于1.5d，这样触控电极图形尖端的电场强度将大幅下降，其中，d为相邻触控电极图形之间的间距。
优选地，第二线段、第三线段、…、和第n-1线段的长度均等于2d，这样在对触控电极图形改动不太大的情况下就可以使得触控电极图形尖端的电场强度大幅下降。
图2为触控电极图形相邻两边之间的夹角与黑矩阵击穿电压之间的关系示意图，由图2可以看出，在触控电极图形相邻两边之间的夹角增大后，黑矩阵图形的击穿电压大大提高。
图3a-图3d为触控电极图形相邻两边之间的夹角α与电场强度之间的关系示意图，其中的点越密集，代表电场强度越大。图4为触控电极图形相邻两边之间的夹角与电场强度之间的关系示意图。从图中可以看出，在触控电极图形相邻两边之间的夹角为60-120°时，触控电极图形尖端电场较强，在触控电极图形相邻两边之间的夹角为150-180°时，触控电极图形尖端电场强度明显减弱。随着触控电极图形相邻两边之间的夹角增大，触控电极图形尖端最高电场的强度减弱，从而增大了黑矩阵图形的击穿电压，降低了黑矩阵图形被击穿的风险。
由于在触控电极图形任意相邻两边之间的夹角大于120°时，触控电极图形尖端的电场强度将会明显减弱，因此，本实施例中，第一部分的任意相邻两边之间的夹角大于120°。
优选地，在触控电极图形任意相邻两边之间的夹角大于120°小于170°时，触控电极图形尖端的电场强度将会迅速下降。
进一步地，第一部分的任意相邻两边之间的夹角为150°，这样在对触控电极图形改动不太大的情况下就可以使得触控电极图形尖端的电场强度大幅下降。
实施例二
本实施例还提供了一种触控屏，包括如上所述的触控基板，该触控屏可以应用在人机交互设备中。
实施例三
本实施例提供了一种触控基板的制作方法，所述触控基板包括触控区域和包围所述触控区域的黑矩阵图形，所述制作方法包括：
形成多个触控电极图形，所述触控电极图形包括搭接在所述黑矩阵图形上的第一部分，所述第一部分的任意相邻两边之间的夹角大于预设阈值。
在搭接在黑矩阵图形上的触控电极图形相邻两边的夹角较小时，触控电极图形尖端位置电荷面密度较大，电场强度较高，这样相邻的触控电极图形之间容易发生静电释放，导致周边的黑矩阵图形被击穿。经过大量实验验证，发现随着触控电极图形相邻两边的夹角的增大，触控电极图形尖端的电场强度将会减弱，因此，本实施例中，触控电极图形搭接在黑矩阵图形上的部分任意相邻两边之间的夹角大于预设阈值，这样就能够降低触控电极图形搭接在黑矩阵图形上的尖端位置的电场强度，从而降低了黑矩阵图形被击穿的风险，提高了触控基板边缘区域的抗ESD能力，从而提高整体产品的抗ESD能力，进而提高了触控基板的生产良率。
具体实施例中，所述形成多个触控电极图形包括：
形成包括依次首尾相接的第一线段、第二线段、第三线段、…、和第n线段的所述第一部分，其中，第k线段和第k+1线段之间的夹角大于预设阈值，k为不小于1不大于n-1的整数，n为大于2小于10的正整数。
由于在触控电极图形任意相邻两边之间的夹角大于120°小于170°时，触控电极图形尖端的电场强度将会迅速下降，因此，所述制作方法具体包括：
形成任意相邻两边之间的夹角大于120°小于170°的所述第一部分。
进一步地，所述形成任意相邻两边之间的夹角大于120°小于170°的所述第一部分具体为：
形成任意相邻两边之间的夹角为150°的所述第一部分，这样在对触控电极图形改动不太大的情况下就可以使得触控电极图形尖端的电场强度大幅下降。
触控基板的制作方法通常包括以下工艺：
1、第一次光刻工艺，在衬底基板上形成黑矩阵图形，黑矩阵图形覆盖触控基板的边缘区域；
2、第二次光刻工艺，在衬底基板上形成用于连接触控电极的架桥；
3、第三次光刻工艺，在衬底基板上形成覆盖架桥的树脂绝缘层；
4、第四次光刻工艺，在衬底基板上形成触控电极的图形，在触控基板的边缘区域，触控电极搭接在黑矩阵图形上；
5、第五次光刻工艺，在衬底基板上的黑矩阵图形上形成外围金属走线；
6、第六次光刻工艺，在衬底基板上形成至少覆盖外围金属走线的树脂保护层。
本实施例中，在第四次光刻工艺形成触控电极图形时，对触控电极图形搭接在黑矩阵图形上的第一部分进行改进，使第一部分的任意相邻两边之间的夹角大于预设阈值，这样能够在不增加构图工艺的情况下实现本实施例的技术方案，不增加触控基板的制作工艺的难度。
实施例四
如图5和图6所示，本实施例的触控基板包括触控区域和包围触控区域的黑矩阵图形3，触控基板上设置有多个触控电极图形1，触控电极图形1包括搭接在黑矩阵图形3上的第一部分2，由图6可以看出，第一部分2包括依次首尾相接的第一线段D1、第二线段D2、第三线段D3、第四线段D4、第五线段D5和第六线段D6，相邻两个线段之间形成夹角α。当然，第一部分包括线段的数目并不局限为6，还可以为其他大于2的自然数，另外，为了降低工艺的难度，第一部分包括线段的数目最好小于10。
根据图3a-图3d和图4所示，在相邻两个线段之间的夹角α在150-180°范围内时，触控电极图形尖端的电场强度将迅速下降，因此，本实施例将相邻两个线段之间的夹角α设计为150°。
具体地，第二线段D2、第三线段D3、第四线段D4和第五线段D5的长度可以相等。
由于在相邻两个线段之间的夹角α为60-150°时，触控电极图形尖端的电场集中范围在30um以内，因此，可以将第二线段D2、第三线段D3、第四线段D4和第五线段D5的长度d1设计为60um，这样第一部分尖端的电场强度将大幅下降，从而降低了黑矩阵图形被击穿的风险，提高了触控基板边缘区域的抗ESD能力，从而提高整体产品的抗ESD能力，进而提高了触控基板的生产良率。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种触控基板，包括触控区域和包围所述触控区域的黑矩阵图形，所述触控基板上设置有多个触控电极图形，其特征在于，所述触控电极图形包括搭接在所述黑矩阵图形上的第一部分，所述第一部分的任意相邻两边之间的夹角大于预设阈值，所述预设阈值为120°。
2.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，所述第一部分包括依次首尾相接的第一线段、第二线段、第三线段、…、和第n线段，其中，第k线段和第k+1线段之间的夹角大于预设阈值，k为不小于1不大于n-1的整数，n为大于2小于10的正整数。
3.根据权利要求2所述的触控基板，其特征在于，第二线段、第三线段、…、和第n-1线段的长度均相等。
4.根据权利要求2所述的触控基板，其特征在于，第二线段、第三线段、…、和第n-1线段的长度均大于1.5d，其中，d为相邻触控电极图形之间的间距。
5.根据权利要求4所述的触控基板，其特征在于，第二线段、第三线段、…、和第n-1线段的长度均等于2d。
6.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，所述第一部分的任意相邻两边之间的夹角小于170°。
7.根据权利要求6所述的触控基板，其特征在于，所述第一部分的任意相邻两边之间的夹角为150°。
8.一种触控屏，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的触控基板。
9.一种触控基板的制作方法，所述触控基板包括触控区域和包围所述触控区域的黑矩阵图形，其特征在于，所述制作方法包括：
形成多个触控电极图形，所述触控电极图形包括搭接在所述黑矩阵图形上的第一部分，所述第一部分的任意相邻两边之间的夹角大于预设阈值，所述预设阈值为120°。
10.根据权利要求9所述的触控基板的制作方法，其特征在于，所述形成多个触控电极图形包括：
形成包括依次首尾相接的第一线段、第二线段、第三线段、…、和第n线段的所述第一部分，其中，第k线段和第k+1线段之间的夹角大于预设阈值，k为不小于1不大于n-1的整数，n为大于2小于10的正整数。
11.根据权利要求9所述的触控基板的制作方法，其特征在于，所述制作方法具体包括：
形成任意相邻两边之间的夹角大于120°小于170°的所述第一部分。
12.根据权利要求11所述的触控基板的制作方法，其特征在于，所述形成任意相邻两边之间的夹角大于120°小于170°的所述第一部分具体为：
形成任意相邻两边之间的夹角为150°的所述第一部分。
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