一种彩色滤光片和触控装置的制作方法

本实用新型涉及触控显示领域，具体地，涉及一种彩色滤光片和触控装置。

背景技术：

彩色滤光片(Color filter，又名彩膜)用途包括通过选色通带及LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)的最大输出功率对单色显示器(如VF(Vacuum Fluorescent，真空荧光显示器)、EL(Electroluminescent，电荧发光显示器)、LED(发光二极管显示器)等)进行反差增强；宽带滤光片用来提高光学扫描仪和红、黄、琥珀色发光二极管显示器的反差及性能；中密度三槽型滤光片及极化镜通过减少内部反射并在显示器输出功率及背景之间产生一个较大的变量从而增强LCD的反差。

图1示出了一种现有技术的液晶显示器。如图1所示，液晶显示器(LCD)为非主动发光之组件，其一般包括彩色滤光片1、液晶面板2、TFT元件3和背光模块4，其色彩的显示必须要透过显示器内部的背光模块4(如穿透型LCD)或外部的环境入射光(如反射型或半穿透型LCD)提供光源，再搭配驱动IC(Drive IC，驱动芯片)与液晶面板2的控制形成灰阶显示(Gray Scale)，而后透过彩色滤光片1的RGB(其中，R表示红色、G表示绿色、B表示蓝色)彩色层提供色相(Chromacity)，最终形成彩色显示画面(图中未示出颜色)。

触控面板是在透明玻璃表面镀上一层氧化锡锑薄膜(ATO Layer)及保护膜(Hard Coat Layer)，与液晶银幕(LCD Monitor)间需作防电子信号干扰处理(Shielded Layer)。触控面板是触控技术的直接体现，用来感应接触信号，并分析辨认。

触控面板技术简介触控面板结构包含：感应器(Sensor)、控制器(Controller)及软件(Software)三部分。感应器即触控面板部分，以接收经接触所输入的信息为主；控制器功能在于分析、计算接触点所在位置，并转换模拟信号为数字信号，使资讯设备得以接受该输入信号；软件部分在连接资讯处理设备与控制器间的沟通协定，让资讯处理设备可以接收并辨认控制器所输入的信号以进行后续处理动作。

触控面板依感应技术不同通常可区分为电阻式、电容式、光学式、音波式四种。其中，电容式触控面板是利用透明电极与人体之间的静电结合所产生的电容变化，从所产生的诱导电检测其坐标。感应原理以电压作用在荧幕感应区的四个角落并形成一固定电场，当手指碰触荧幕时，可使电场引发电流，藉由控制器测定，并依电流距四个角比例的不同，即可计算出接触位置。然而电容式触控面板必须克服手指或其他触控媒介因带有静电所产生的噪声影响，所以在电流与结构设计上较为困难。当遭受触压时依电流比值便可计算出位置。

图2示出了一种现有技术的电容式触控面板。如图2所示，电容式触控面板基本上是为了改良电阻式不耐刮的特性而来的，在结构最外层为一薄薄的二氧化硅硬化处理层5，硬度达到7H，第二层为ITO层6，在玻璃表面建立一均匀电场，利用感应人体微弱电流的方式来达到触控的目的，第三层为玻璃基板7，最下层的ITO层8作用为遮蔽功能，以维持触控面板能在良好无干扰的环境下工作。

电容式触控技术从发明至今，已有数十年历史。由于其技术特性可实现完全气密式的外观机构设计，对于有特殊防水需求的电子产品相当有吸引力，因此电容式触控技术早年多半被应用在厨房小家电领域。除此之外，机械式的旋钮或按键也有操作次数的限制，因此继厨房家电之后，如冰箱、洗衣机、微波炉等产品生命周期较长的家电产品，也纷纷开始导入电容式触控按键，以藉此降低维修和售后服务的成本。事实上，即便电容式触控技术目前已在液晶电视、可携式多媒体播放系统、手机、笔记本电脑等信息娱乐产品上日益普及，家电用品和白色家电等传统应用领域仍是相关零组件供货商不能轻言放弃的应用大宗市场。藉由缩减系统的层数，让传感器变得更薄与更低廉，对于手机制造商极具吸引力，然而许多屏幕厂商正尽全力把传感器整合到屏幕上。如此将简化供应链，同时降低系统成本与厚度。不过，这也将导致设计的弹性受到限制。许多人士预测在未来市场成熟之后，On-cell外挂式与In-cell内嵌式堆栈仅会拥有一部分的市占率。两种主要屏幕整合技术为On-cell与In-cell。两种技术的定义有些许不同，端看所指的屏幕种类而定，例如像薄膜晶体管(TFT)、IPS(In-plane Switching)及有机发光二极管(OLED)等，然而它们彼此拥有一些相同的原则，On-cell屏幕把传感器层外挂在彩色滤光片上，而In-cell屏幕则整合在底部。在一个典型的On-cell液晶显示器(LCD)中，触控屏幕传感器层位于偏光板的下方，并位于彩色滤光片的上方。

液晶显示器(liquid crystal display，LCD)的滴注式液晶灌注工艺(one drop fill，ODF)已逐渐取代传统工艺技术成为制造液晶面板的主要技术。此外，液晶的滴入量与柱状层在彩色层上面的高度、宽度、在面板上所占的体积相关，因此在滴入液晶步骤之前必须事先确定间隔距离以及光间隔物的体积与数目，重点在于柱状物在彩色层上面的段差均匀度是否不受彩色层的不平坦度而影响。如图3所示，可以看出，目前ODF工艺存在着液晶工艺操作容许度(LC margin)不足的关键瓶颈，也就是满足低温泡测试条件的液晶量偏移范围太小，其中低温泡指低温下液晶因体积收缩而在两基板间所造成的真空间隙；当液晶量不准确或是间隔物高度偏移时，就容易产生气泡。而现有技术中上述问题的解决方式之一是使用较软的间隔物或是将间隔物的面积降低，以使基板间的间隔在工艺中的调整空间提高；但此方式虽然可增加操作容许度，但却会使耐压性降低，不适于批量生产。况且，当触控功能的结构层加注在彩膜的色层上，更容易导致柱状层因为色层和触控层的不平坦度而产生操作容许度不稳定的情形。

图4是一种现有技术的彩色滤光片的示意图，该彩色滤光片包括：具有不同颜色的颜色基膜、颜色基膜之间的黑色矩阵、设置在颜色基膜上的多层结构(例如平坦层、第三金属层等)以及设置在多层结构上的柱状层，其中，柱状层可以分为主柱状层9和次柱状层10。由图中可以看出，由于柱状层设置在多层结构上，而多层结构的膜厚平坦度参差不齐，因此，会导致各柱状层的平坦度参差不齐，从而产生上面提到的操作容许度不稳定易产生气泡的问题。

因此，现在急需一种能够提高操作容许度并降低液晶显示器气泡产生和重力着色的彩色滤光片以及触控面板。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术中触控式液晶显示器面板制备过程中操作容许度低且易产生气泡等缺陷，提供一种彩色滤光片和触控装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种彩色滤光片，该彩色滤光片包括：

第一基板；

位于所述第一基板一侧上的色膜层和平坦层，所述第一基板、所述色膜层和所述平坦层依次层叠，所述色膜层包括多个具有不同颜色的颜色基膜；以及

位于所述第一基板另一侧上的柱状层；

其中，在所述第一基板与所述色膜层之间设置有多个黑色矩阵以及位于每个黑色矩阵上的电极，并且配合设置的黑色矩阵和电极位于相邻的两个颜色基膜之间。

优选地，该彩色滤光片还包括：设置在所述柱状层和所述第一基板之间的导电膜。

优选地，该彩色滤光片还包括第一配向层，所述第一配向层覆盖所述柱状层以及设置有所述柱状层的所述第一基板的表面。

优选地，所述柱状层包括：主柱状层和次柱状层。

优选地，所述电极包括驱动电极和感应电极；且感应电极之间通过金属架桥电连。

优选地，该装置还包括设置在所述平坦层上的第三金属层。

优选地，具有不同颜色的颜色基膜包括：红色基膜R、绿色基膜G和蓝色基膜B。

另一方面，本实用新型提供了一种触控装置，该触控装置包括上述彩色滤光片。

优选地，该触控装置还包括：

液晶层；

触控层；以及

所述液晶层和触控层之间的第二配向层；

其中，所述触控层包括：第二基板和所述第二基板上的半导体器件，且所述半导体器件与第二配向层邻近设置。

优选地，所述半导体器件包括：在所述第二基板上层叠设置的第一金属层、介电层和第二金属层。

通过上述技术方案，将色膜层设置在第一基板一侧上，且在色膜层上还设置有平坦层，以及将柱状层设置在第一基板另一侧上，所形成的特定结构的彩色滤光片在应用到触控装置及显示装置中时，由于柱状层可以站立在平坦的玻璃上，因此，可以提高操作容许度和降低触控装置的气泡以及解决重力着色不均的问题。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1示出了一种现有技术的液晶显示器；

图2示出了一种现有技术的电容式触控面板；

图3示出了现有ODF工艺的液晶工艺操作中存在的问题；

图4示出了一种现有技术的彩色滤光片的示意图；

图5示出了本实用新型一种实施方式的触控装置的横截面图；

图6示出了本实用新型一种实施方式的彩色滤光片制备工艺的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

图5是本实用新型一种实施方式的触控装置的横截面图。

如图5所示，本实用新型一种实施方式提供的彩色滤光片1包括：

第一基板11；位于所述第一基板11一侧上的色膜层12和平坦层13，所述第一基板11、所述色膜层12和所述平坦层13依次层叠，所述色膜层12包括多个具有不同颜色的颜色基膜；以及位于所述第一基板11另一侧上的柱状层14；

其中，在所述第一基板11与所述色膜层12之间设置有多个黑色矩阵15以及位于每个黑色矩阵上的电极，并且配合设置的黑色矩阵和电极位于相邻的两个颜色基膜之间。

通过上述技术方案，将色膜层12设置在第一基板11一侧上，且在色膜层12上还设置有平坦层13，以及将柱状层14设置在第一基板11另一侧上，所形成的特定结构的彩色滤光片1在应用到触控装置及显示装置中时，由于柱状层14可以站立在平坦的玻璃上，因此，可以提高操作容许度和降低触控装置的气泡以及解决重力着色不均的问题。

根据本实用新型一种优选实施方式，该彩色滤光片还包括：设置在所述柱状层14和所述第一基板11之间的导电膜6，柱状层直接站立在相当平坦的玻璃基板的导电膜6上，从而能够提升整个触控面板内的液晶裕度(LC Margin)，使面板的气泡问题及着色不均问题彻底解决，并可以使得柱状层本身调整最精确的膜后段差值。

本领域的技术人员知晓，导电膜(ITO)可以为氧化铟锡导电膜，并且，导电膜(ITO)的厚度可以为以上。因此，即使在所述柱状层14和所述第一基板11之间设置导电膜6，也不会影响第一基板11表面的平坦度。

本实用新型中，黑色矩阵15的数量按照彩色画素(R/G/B)数量而改变，例如每个重复单元的子化素为RGB三个，则需要4个黑色矩阵，若为RGBW三个，则需要5个黑色矩阵，依此类推。所述电极设置在黑色矩阵15上，且尺寸小于黑色矩阵。

根据本实用新型一种优选实施方式，彩色滤光片还包括第一配向层16，所述第一配向层16覆盖所述柱状层14以及设置有所述柱状层14的所述第一基板11的表面，从而能够使得触控装置通电时可以通过第一配向层16控制液晶层20的液晶的排列方向。

根据本实用新型一种具体实施方式，所述柱状层可以包括：主柱状层9和次柱状层10。

根据本实用新型一种优选实施方式，所述电极包括驱动电极17和感应电极18；且感应电极18之间通过金属架桥19电连。其中，金属架桥可以为氧化铟锡透明导电桥。

根据本实用新型一种优选实施方式，该装置还包括设置在所述平坦层13上的第三金属层。

根据本实用新型一种具体实施方式，具有不同颜色的颜色基膜可以包括：红色基膜(R)、绿色基膜(G)和蓝色基膜(B)。

本实用新型中，所述柱状层的材料可以为树脂。黑色矩阵的材料也可以为树脂。上述材料仅仅是示例性的，并非用于限定本实用新型。

如图5所示，本实用新型还提供了一种触控装置，该触控装置包括上述的彩色滤光片1。

根据本实用新型一种优选实施方式，该触控装置还包括：液晶层20；触控层21；以及所述液晶层20和触控层21之间的第二配向层22；其中，所述触控层21包括：第二基板23和所述第二基板23上的半导体器件24，且所述半导体器件24与第二配向层22邻近设置。

根据本实用新型一种优选实施方式，所述半导体器件24包括：在所述第二基板23上层叠设置的第一金属层25、介电层26和第二金属层27。

本实用新型中，介电层可以为氮化硅(SiNx)、SiO_x、SiOC、SiC等无机材料中的至少一种。

本实用新型中，所述第一基板11和所述第二基板23可以为玻璃基板。

如图6所示，本实用新型的彩色滤光片的一种具体制造方法可以包括：依次在第一基板上进行黑色矩阵树脂成膜和微影制程，感应电极层微影制程和蚀刻剥膜，驱动电极层微影制程和蚀刻剥膜；色膜层树脂成膜和微影制程；金属架桥层微影制程和蚀刻剥膜；平坦层微影制程；然后将制得的半成品翻转180度，在第一基板的另一侧上进行柱状层树脂成膜和微影制程。其中，在平坦层微影制程后还可以包括常规的电容电阻测试，待电容电阻测试合格后再进行后续的制作步骤。

本实用新型中，树脂成膜、微影制程和蚀刻剥膜均为本领域常规的方法，在此不再赘述。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。