一种触控传感器、其制备方法及显示装置

摘要

本发明提供了一种触控传感器、其制备方法及显示装置，通过使BM保护层与金属层具有相同的图形，使得生产触控传感器的工艺流程需要5个掩膜板，并实施5次光刻操作，解决了现有触控传感器生产流程中6次光刻工艺使产能低，且需要使用6个掩膜板使成本高的问题。本发明涉及触控传感器设计制造领域。

权利要求

1.一种触控传感器，所述触控传感器从下到上依次包括：透明基板、黑色矩阵BM层、BM保护层、金属层、绝缘层和ITO像素电极层，其特征在于，所述BM保护层具有与所述金属层相同的图形；

其中，所述BM保护层的材料为氧化铟锡ITO或氧化铟镓锌IGZO；

所述金属层上具有多个金属桥和金属走线的图形；

所述绝缘层位于所述金属层之上对应于所述触控传感器像素区的区域；且所述绝缘层对应于所述金属层的每个金属桥的两个端点的位置具有过孔；

所述ITO像素电极层上具有触控感应电极和触控驱动电极的图形。

2.如权利要求1所述的触控传感器，其特征在于，在所述金属层之上还包括：像素保护层。

3.一种显示装置，其特征在于，包括显示屏和位于所述显示屏上的如权利要求1-2任一项所述的触控传感器。

4.一种触控传感器的方法，所述方法包括：在透明基板上依次制备BM层、BM保护层、金属层、绝缘层和ITO像素电极层，其特征在于，制备BM保护层和金属层的步骤，具体包括：在BM层上依次沉积BM保护层和金属层；

使用掩模板通过一次构图工艺在所述BM保护层和金属层上形成相同的图形；

在金属层和BM保护层均形成多个用于桥接相邻电极的金属桥和位于触控传感器非像素区的金属走线的图形；

其中，在BM层上沉积BM保护层，包括：

在BM层上沉积采用氧化铟锡ITO或氧化铟镓锌IGZO的BM保护层。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，使用掩模板通过一次构图工艺在所述BM保护层和金属层上形成相同的图形，具体包括：在所述金属层上涂覆光刻胶，通过所述掩模板进行曝光和显影处理，使所述金属层的多个用于桥接相邻电极的金属桥的图形对应的区域和位于触控传感器非像素区的金属走线的图形对应的区域保留光刻胶，其余区域无光刻胶；

将金属层的所述其余区域，及BM保护层对应于所述其余区域的区域刻蚀掉。

说明书

一种触控传感器、其制备方法及显示装置

技术领域

[0001] 本发明涉及触控传感器设计制造领域，尤其涉及一种触控传感器、其制备方法及显示装置。

背景技术

[0002] 目前，触摸传感器（Touch sensor）技术可以分为两片玻璃（G－G，Glass-Glass）触控技术类型和单片玻璃触控技术（OGS，One Glass Solution）类型。G－G类型是将touch sensor制作在普通玻璃上，然后和保护玻璃进行贴合，其优点是制造工艺简单，和阵列（array）产线兼容性好。但是由于是双层玻璃贴合，具有厚度比较厚，而且透过率偏低的缺点。OGS是将touch sensor直接制作在强化玻璃上，由挡光的黑色矩阵（BM，Black Matrix）材料、起保护作用的保护膜（OC，Over Coat）材料和金属布线组成。OGS的优点是只有一张玻璃，厚度比较薄，而且OC的透过率要好于G-G的SiNx（SiH4与NH3混合气体作为反应气体，辉光放电生成等离子体在衬底上成的膜）绝缘膜材料。

[0003] 现有技术中，OGS产品的生产相应的膜层及工艺流程如下：第一层：BM层，利用BM形成黑色的边框；第二层：OC0（over coat layer0）保护层,用于形成氧化铟锡（ITO，Indium Tin Oxides）像素电极层和BM层之间的绝缘层；第三层：ITO像素电极层，利用ITO形成像素区的像素电极图形（patterned sensor），ITO具有很好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射、紫外线及远红外线；第四层：OC1（over coat layer1）绝缘层，用于ITO像素电极层和金属层之间的绝缘；第五层：金属层，形成的金属桥（metal bridge）用于连接触控传感器的一个方向的电极连；第六层：OC2（over coat layer2）保护层(Protection coating)。上述工序也可以第三层为金属层，第五层为ITO像素电极层，其他层位置不变。现有技术中的上述工艺流程中，每一层都具有不同的图形，因此每一层都需要不同的掩膜板，一共需要6个掩膜板，6个掩模板使得制作成本高；并且6层不同图形的形成需要6次光刻工艺，而6次光刻工艺，会导致产能低。

发明内容

[0004] 本发明实施例提供了一种触控传感器、其制备方法及显示装置，用以解决现有触控传感器生产流程中6次光刻工艺使产能低，且需要使用6个掩膜板使成本高的问题。

[0005] 基于上述问题，本发明实施例提供的一种触控传感器，所述触控传感器从下到上依次包括：透明基板、黑色矩阵BM层、BM保护层和金属层，所述BM保护层具有与所述金属层相同的图形。

[0006] 本发明实施例提供的一种显示装置，包括显示屏和位于所述显示屏上的上述的触控传感器。

[0007] 本发明实施例提供的一种触控传感器的制备方法，所述方法包括：在透明基板上依次制备BM层、BM保护层和金属层，制备BM保护层和金属层的步骤，具体包括：

[0008] 在BM层上依次沉积BM保护层和金属层；

[0009] 使用掩模板通过一次构图工艺在所述BM保护层和金属层上形成相同的图形。

[0010] 本发明实施例的有益效果包括：

[0011] 本发明实施例提供的一种触控传感器、其制备方法及显示装置，对于具有6个膜层的触控传感器通过一次构图工艺使BM保护层与金属层具有相同的图形，而现有技术触控传感器的制造工艺中，6个膜层分别具有不同的图形，因此每一层都需要不同的掩膜板，一共6个掩膜板，并且6层不同的图形的形成需要6次光刻工艺，与现有技术相比，本发明实施例提供的一种触控传感器、其制备方法及显示装置，使得生产触控传感器的工艺中从需要6个掩膜板减少到5个掩膜板，并从实施6次光刻操作减少到5次光刻操作，提高了产能，同时解决了现有触控传感器生产流程中6次光刻工艺使产能低，且需要使用6个掩膜板使成本高的问题。

附图说明

[0012] 图1为本发明实施例提供的触控传感器结构的截面图；

[0013] 图2为本实施例提供的触控传感器中像素电极和金属走线的示意图；

[0014] 图3a-图3c为图2中相邻电极的放大示意图；

[0015] 图4为本发明实施例提供的一种触控传感器的制备方法中制备BM保护层和金属层过程的流程图；

[0016] 图5为本发明实施例提供的一种触控传感器的制备方法流程图；

[0017] 图6a-图6e为本发明实施例提供的一种触控传感器的制备流程中，该触控传感器处于不同制备阶段的结构示意图。

具体实施方式

[0018] 下面结合说明书附图，对本发明实施例提供的一种触控传感器、其制备方法及显示装置的具体实施方式进行说明。

[0019] 本发明实施例提供的一种触控传感器结构与现有触控传感器结构相似的部分是二者均从下到上依次包括：透明基板、BM层、BM保护层和金属层，本发明实施例对现有触控传感器的结构进行了进一步的改进，使得BM保护层具有与金属层相同的图形。

[0020] 在BM保护层具有与金属层相同图形的情况下，可以使用同一个掩膜板对这两层进行刻蚀，节约了掩膜板的成本。

[0021] 进一步地，上述BM保护层的材料可以采用具有如下特点的材料：成膜温度低以至能够在沉积该BM保护层的时候不会损伤BM层；能在金属层沉积的时候保护BM层；能够跟金属层一起刻蚀；同时不影响透过率。采用这种特性的材料，可以保证BM保护层与金属层具有相同图形的前提下，使用同一个掩膜板通过一次光刻工艺完成，进一步降低工艺成本。

[0022] 较佳地，上述BM保护层可以采用ITO、氧化铟镓锌（IGZO，Indium Gallium Zinc Oxide）等具有上述特性的材料，在此不再一一列举。

[0023] 进一步地，金属层上具有多个用于桥接相邻电极的金属桥和位于触控传感器非像素区的金属走线的图形。

[0024] 进一步地，本发明实施例提供的上述触控传感器的金属层之上，还可以包括：绝缘层、氧化铟锡ITO像素电极层和像素保护层。

[0025] 进一步地，绝缘层位于金属层之上对应于该触控传感器像素区的区域；并且绝缘层对应于金属层的每个金属桥的两个端点的位置具有过孔。

[0026] 进一步地，ITO像素电极层上具有交叉而置且相互绝缘的触控感应电极和触控驱动电极的图形。

[0027] 为了进一步说明本发明实施例提供的上述一种触控传感器的结构，下面以一个具体的实施例进行说明。

[0028] 图1为该具体的实施例中触控传感器结构的截面图。

[0029] 如图1所示，该触控传感器从下到上依次包括：透明基板101，BM层102，BM保护层103，金属层104，绝缘层105，ITO像素电极层106，像素保护层107。

[0030] 下面分别对各层进行详细说明：

[0031] BM层102，在透明基板101之上，具有遮挡触控传感器面板的周边的图形，触控传感器周边被遮挡的区域为非像素区，也就是金属层104形成的金属走线所在的区域，中间没有被遮挡的区域为像素区；

[0032] BM保护层103，沉积在BM层102之上，覆盖触控传感器面板的整个区域；

[0033] 金属层104，沉积在BM保护层103之上，覆盖触控传感器面板的整个区域，BM保护层103和金属层104具有相同的图形，即在像素区具有用于桥接ITO像素电极层106某一方向电极的金属桥图形，以及在非像素区的金属走线的图形；

[0034] 较佳地，本发明实施例提供的触控传感器可以使用ITO作为BM保护层103的材料，因为ITO成膜的温度为25度，成膜时不会对底层的BM材料产生破坏，并且ITO较薄，又是金属氧化物膜，可以和金属层一起刻蚀，而不会形成较大的坡度角引起金属层断线；

[0035] 绝缘层105，沉积在金属层之上，覆盖非像素区和像素区交界的区域及像素区；在对应于金属层104的每个金属桥的两个端点处有过孔。绝缘层105将其下层的金属层104和其上层的ITO像素电极层106隔离开，通过过孔使得金属层104上的金属桥可以将ITO像素电极层106某一方向电极连接；

[0036] 进一步地，绝缘层105的材料可以采用SiNx、二氧化硅（SiO2）、有机树脂（OC，Organic Colophony）等绝缘材料；

[0037] ITO像素电极层106，沉积在绝缘层105之上，覆盖像素区，具有交叉而置且相互绝缘的触控感应电极和触控驱动电极的图形。本实施例中，电极的形状可以为但不限于菱形；

[0038] 像素保护层107，沉积在ITO像素电极层106之上，非像素区和像素区交界的区域及像素区；较佳地，像素保护层107的材料可以采用SiNx、二氧化硅（SiO2）、OC等绝缘材料。

[0039] 图2为本实施例提供的触控传感器中像素电极和金属走线的示意图。图2中包括：触控感应电极201，与触控感应电极201交叉而置且相互绝缘的触控驱动电极202，连接触控驱动电极202的金属桥203以及每行和每列电极的电极走线204；其中，触控感应电极201和触控驱动电极202位于ITO像素电极层；金属桥203和电极走线204位于金属层。

[0040] 在具体实施时201也可以为触控驱动电极，相应的，202为触控感应电极；本实施例中以触控感应电极201和触控驱动电极202为例进行说明。

[0041] 图3a-图3c为图2中相邻电极的放大示意图，图3a中包括：触控感应电极201，触控驱动电极202，对应于金属桥203两个端点的过孔301，通过过孔301桥接触控驱动电极202的金属桥203；图3b为金属桥203的示意图；图3c为金属桥203与其两个端点对应的过孔301的位置关系示意图，其中过孔301位于绝缘层。

[0042] 基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括显示屏和位于该显示屏上的前述本发明实施例提供的触控传感器。

[0043] 基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种触控传感器的制备方法，该方法包括如下步骤：在透明基板上依次制备BM层、BM保护层和金属层，其中，制备BM保护层和金属层的步骤，如图4所示，可以通过下述流程实现：

[0044] S401、在BM层上依次沉积BM保护层和金属层；

[0045] S402、使用掩模板通过一次构图工艺在BM保护层和金属层上形成相同的图形。

[0046] 为了进一步说明本发明实施例提供的上述一种触控传感器的完整的制备方法，下面结合图5对上述实施例提供的一种触控传感器的制备方法进行说明，如图5所示，包括下述步骤：

[0047] S501、通过旋转涂胶（spin）或刮涂（slit）方式将BM均匀涂在透明基板上，得到均匀的BM膜，再通过掩膜、显影及硬化（cure）工序，获得能够遮挡触控传感器面板周边的BM层图形，经过此步骤后触控传感器的结构如图6a所示，601为BM层；

[0048] S502、在BM层之上依次沉积BM保护层和金属层，在金属层上涂覆光刻胶，通过掩模板进行曝光和显影处理，使金属层的多个用于桥接相邻电极的金属桥的图形对应的区域和位于触控传感器非像素区的金属走线的图形对应的区域保留光刻胶，其余区域无光刻胶；将金属层的上述其余区域，及BM保护层对应于上述述其余区域的区域刻蚀掉，在金属层和BM保护层均形成多个用于桥接相邻触控驱动电极的金属桥和位于触控传感器非像素区的金属走线的图形，经过此步骤后触控传感器的结构如图6b所示，602和603分别为BM保护层和金属层；

[0049] S503、在金属层之上像素区和非像素区交界的区域及像素区沉积绝缘层，并使绝缘层对应于金属层的金属桥两个端点的位置形成过孔；经过此步骤后触控传感器的结构如图6c所示，604为绝缘层；

[0050] S504、在绝缘层之上像素区沉积ITO像素电极层，形成交叉而置且相互绝缘的触控感应电极和触控驱动电极的图形，并使得触控驱动电极由金属层的金属桥通过绝缘层的过孔连接；经过此步骤后触控传感器的结构如图6d所示，605为ITO像素电极层；

[0051] S505、在ITO像素电极层之上像素区和非像素区交界的区域及像素区沉积像素保护层，经过此步骤后触控传感器的结构如图6e所示，606为像素保护层。

[0052] 本发明实施例提供的一种触控传感器、其制备方法及显示装置，对于具有6个膜层的触控传感器通过一次构图工艺使BM保护层与金属层具有相同的图形，而现有技术触控传感器的制造工艺中，6个膜层分别具有不同的图形，因此每一层都需要不同的掩膜板，一共6个掩膜板，并且6层不同的图形的形成需要6次光刻工艺，与现有技术相比，本发明实施例提供的一种触控传感器、其制备方法及显示装置，使得生产触控传感器的工艺中从需要6个掩膜板减少到5个掩膜板，并从实施6次光刻操作减少到5次光刻操作，提高了产能，同时解决了现有触控传感器生产流程中6次光刻工艺使产能低，且需要使用6个掩膜板使成本高的问题。

[0053] 显然，本领域的技术人员可以对本发明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。