触控基板、触控屏及显示设备的制作方法

本实用新型涉及显示技术领域，具体涉及一种触控基板、触控屏及其制造方法。

背景技术：

触控屏显示技术越来越普及，依照感应方式的不同，触控屏大致可以分为电阻式、电容式、红外线式和声波式四类。其中电阻式与电容式目前的市场占有率最大。随着人们对触控体验的认可，电容式触控屏正逐渐取代电阻式触控屏。

将触控面板功能与液晶面板一体化的方法主要包括“In-cell”方法和“On-cell”方法。In-cell方法是指将触控面板功能嵌入到液晶像素中的方法；In-cell式触控屏属于内嵌式触控屏，其中触控器件层设置于彩色滤光片基板和阵列基板之间。On-cell方法是指将触控面板功能嵌入到彩色滤光片基板和偏光板之间的方法；On-cell式触控屏属于外挂式触控屏，其中触控器件层嵌入到彩色滤光片基板和偏光板之间。

随着触控屏的快速成长，人们对其要求也越来越高，比如触控屏的厚度，触控的灵敏度，以及边框的宽度等。窄边框或者是无边框的方案也越来越受到人们的推崇。为了在有限的机身尺寸下容纳更大的屏幕，增加显示屏的有效利用率，减小边框宽度，实现窄边框设计，成为目前的主流设计方向。

在窄边框的方案中，无论是On cell式显示屏还是In cell式显示屏，目前有许多方案，比如降低走线的线宽线缝，改变走线方式等。以On cell式显示屏为例，如图1所示，通常液晶显示屏外围（例如其触控元件层的外围周缘，其中包含金属引线13等）的金属衬垫（也称为焊盘，英文为Pad）11与液晶显示模块的有效显示区（Active Area，简称AA，指能够显示文字、图形或图像的区域）10的间距11不能太小，以防止金属Pad外漏（即使用者可从液晶显示屏外部看到金属pad）。液晶显示屏的边框（bezel）通常为2~3.8 mm，为防止金属Pad外漏，Pad与液晶显示模块的AA之间的距离通常需设置为1~1.5 mm。若金属Pad与液晶显示模块的AA距离过近，虽然可有效降低边框范围，但也存在金属Pad外漏的风险。因此，提供一种边框范围较小且能避免金属Pad外漏风险的触控屏实为必要。

技术实现要素：

本实用新型的实施例的目的在于，提供一种边框范围较小且能避免金属Pad外漏的触控屏。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提供一种触控屏，其包括：相对设置的阵列基板和彩色滤光片基板，所述彩色滤光片基板包括有效显示区域以及位于该有效显示区域的外围的边框区域；以及设置在所述彩色滤光片基板的背离阵列基板一侧或朝向阵列基板一侧的触控元件层。其中，该触控元件层包括中间区域和周缘区域并且设有多个金属衬垫，位于该周缘区域中的至少一个金属衬垫的背离阵列基板的一侧上设有遮光层。

触控屏的触控元件层中由于具有金属衬垫，当人眼位于屏幕正上方并从边框周围向内斜视时，可能会看到最靠近显示屏的那部分金属衬垫的明亮反光。当触控屏的边框宽度减小到几毫米以下时，为了避免从外部看到触控元件层中的金属衬垫，需要将金属衬垫与触控屏有效显示区域隔开大约1.5毫米。对于几毫米的边框总宽度而言，上述1.5毫米的间隔宽度妨碍了边框的更窄细化。在根据本实用新型的实施例的上述技术方案中，通过提供遮光层以覆盖位于该周缘区域中的至少一个金属衬垫（具有外露风险），能够在减小金属衬垫与触控屏有效显示区域的间距的情况下，避免衬垫的视觉外露，即避免金属衬垫被从外部看到。因此，根据本实用新型实施例的具有窄边框设计的触控屏与现有技术的触控屏相比，可以在有限的机身尺寸下容纳更大屏幕，具有成本优势和时尚的外观。

在本实用新型实施例的一个方面，可以在周缘区域的背离阵列基板的一侧上整个设有遮光层。

在本实用新型实施例的一个方面，所述边框区域的宽度为2~3.8 mm。

在本实用新型实施例的一个方面，所述遮光层与所述有效显示区域之间的间距小于1.0毫米，优选为0.4-0.9 mm，更优选为0.5-0.8 mm，最优选为0.5-0.6 mm。

在本实用新型实施例的一个方面，所述遮光层由光阻材料制成。例如，所述遮光层为黑矩阵层、黑色油墨层、灰色油墨层或白色油墨层。遮盖层的颜色取决于触控屏外壳（或边框）的颜色。假设触控屏外壳（或边框）为黑色，则遮盖层做成黑色；假设触控屏外壳（或边框）为白色，则遮盖层做成白色，以减小色差以克服容易视觉外露的问题。其中，黑矩阵精度高成本也高，黑油墨精度低成本也低。

在本实用新型实施例的一个方面，所述该周缘区域中的所述至少一个金属衬垫为用于连接地线的衬垫。

为达到上述目的，本实用新型实施例还提供另一种触控屏，其包括：相对设置的阵列基板和彩色滤光片基板，所述彩色滤光片基板包括有效显示区域以及位于该有效显示区域的外围的边框区域；以及设置在所述彩色滤光片基板的背离阵列基板一侧或朝向阵列基板一侧的触控元件层。其中，该触控元件层包括中间区域和周缘区域，该中间区域包括多个金属衬垫，该周缘区域包括多个ITO衬垫而不包括金属衬垫。

根据该技术方案，通过将触控元件层的周缘区域中的存在外露风险的衬垫由金属衬垫替换为ITO材料衬垫，能够避免金属衬垫的视觉外露，即避免金属衬垫被从外部看到。根据本实用新型的实施例的窄边框设计可以在有限的机身尺寸下容纳更大屏幕，具有成本优势且触控屏更加美观。

本实用新型实施例还提供一种制造触控屏的方法，所述方法包括以下步骤：S1. 制作阵列基板和彩色滤光片基板，所述彩色滤光片基板包括有效显示区域以及位于该有效显示区域的外围的边框区域；S2. 在所述彩色滤光片基板的背离阵列基板一侧或朝向阵列基板一侧制作触控元件层，该触控元件层包括中间区域和周缘区域并且设有多个金属衬垫，位于该周缘区域中的至少一个金属衬垫；以及S3. 在该周缘区域中的至少一个金属衬垫的背离阵列基板的一侧上设置遮光层。

本实用新型实施例还提供另一种制造触控屏的方法，所述方法包括以下步骤：S1. 制作阵列基板和彩色滤光片基板，所述彩色滤光片基板包括有效显示区域以及位于该有效显示区域的外围的边框区域；以及S2. 在所述彩色滤光片基板的背离阵列基板一侧或朝向阵列基板一侧制作触控元件层，该触控元件层包括中间区域和周缘区域，该中间区域包括多个金属衬垫，该周缘区域包括多个ITO衬垫而不包括金属衬垫。

本实用新型实施例还提供一种触控基板，包括衬底基板以及形成在所述衬底基板上的触控元件层，该触控元件层包括中间区域和周缘区域并且设有多个金属衬垫，位于该周缘区域中的至少一个金属衬垫的远离所述衬底基板的一侧设有遮光层。优选地，所述周缘区域的远离所述衬底基板的一侧上整个设有遮光层。

本实用新型实施例还提供一种显示设备，其包括以上所述的触控基板或触控屏以及用于驱动该触控基板或该触控屏的驱动装置。

附图说明

下面通过参考附图来示例性地说明本实用新型触控屏的具体实施方式。另外，需要注意的是，该说明并不以任何方式对本实用新型进行限制，在这些附图中：

图1示意性地示出了现有技术中未解决金属衬垫外露问题的触控屏的局部结构的正视图。

图2示意性地示出了根据本实用新型实施例一的触控屏的局部结构的正视图，其中通过在触控元件层的周缘区域上设制遮光层来解决金属衬垫外露问题。

图3示意性地示出了根据本实用新型实施例二的触控屏的局部结构的正视图，其中通过将触控元件层的周缘区域中的金属衬垫（具有外露风险）替换为ITO材料衬垫来解决金属衬垫外露问题。

图4为on-cell式触控屏的示意性剖面图，其中通过在触控元件层的周缘区域上设制遮光层来解决金属衬垫外露问题。

图5为on-cell式触控屏的示意性剖面图，其中通过将触控元件层的周缘区域中的金属衬垫替换为ITO材料衬垫来解决金属衬垫外露问题。

图6和图7分别是制造根据本实用新型实施例二和实施例一的触控屏的方法的步骤示意图。

具体实施方式

实施例一

请一并参照图1、图2和图4所示，本实用新型第一实施例的触控屏包括相对设置的阵列基板41、彩色滤光片基板43以及夹于二者之间的液晶层42。

为简明起见，以下以on-cell式触控屏为例进行说明，即如图4所示，触控元件层45设置在所述彩色滤光片基板43的背离阵列基板41一侧。应当注意，该实用新型理念和实用新型构思同样也适用触控元件层设置在所述彩色滤光片基板的朝向阵列基板一侧的in-cell式触控屏。

所述彩色滤光片基板43包括有效显示区域20以及位于该有效显示区域20的外围的边框区域21；以及设置在所述彩色滤光片基板43的背离阵列基板41一侧的触控元件层45。其中，该触控元件层45包括中间区域和周缘区域并且设有多个金属衬垫44，位于该周缘区域中的至少一个金属衬垫（具有外露风险）的背离阵列基板41的一侧上设有遮光层25。优选地，仅在该周缘区域中的所述至少一个金属衬垫上面设遮光层25。该周缘区域中的所述至少一个金属衬垫为用于连接引线23或地线的衬垫。

所述边框区域21的宽度为2~3.8 mm。所述遮光层与所述有效显示区域20之间的间距小于1.0毫米，优选为0.4-0.9 mm，更优选为0.5-0.8 mm，最优选为0.5-0.6 mm。

所述遮光层25由光阻材料制成。例如，所述遮光层为黑矩阵层、黑色油墨层、灰色油墨层或白色油墨层。

此实施例一通过在On cell或者In cell的触控器件层外围上制作BM层或者网印黑色油墨、灰色油墨层或白色油墨层，以将金属Pad覆盖，解决因缩短金属Pad与液晶显示模块的AA距离而引入的金属Pad外露问题，从而达到通过缩短金属Pad与液晶显示模块的AA距离，实现窄边框设计。通过BM或者油墨将金属Pad覆盖，原先用于避免因用户斜视而使金属Pad外露的预留距离、考虑贴合精度和胶带尺寸等因素而预留的距离等均可以去除，从而拉近金属Pad与液晶显示模块的AA间距，以解决金属Pad外漏这一问题，最终实现了窄边框设计。因为本申请通过将金属Pad外漏这一问题解决，使得边框宽度可降低三分之一至四分之一。

请一并参阅附图7，制作该触控屏主要包括以下步骤：S1. 制作阵列基板41和彩色滤光片基板43，所述彩色滤光片基板43包括有效显示区域20以及位于该有效显示区域20的外围的边框区域21；S2. 在所述彩色滤光片基板43的背离阵列基板41一侧或朝向阵列基板一侧制作触控元件层45，该触控元件层45包括中间区域和周缘区域并且设有多个金属衬垫44；以及S3. 在该周缘区域中的所述至少一个金属衬垫的背离阵列基板41的一侧上设置遮光层25，46。

具体地，根据实施例一，制作On cell触控屏的详细步骤如下：

（1）制作阵列基板和彩色滤光片基板，然后通过阵列基板和彩色滤光片基板的对合形成液晶盒；

（2）在彩色滤光片基板上面制作触控元件层：包括制作金属走线和金属pad层，主要工序是金属镀膜，涂光刻胶，曝光，显影，刻蚀，形成所需要的金属走线及金属Pad层；

（3）制作OC层，主要工序是涂胶，曝光，显影，形成所需要的OC层的图案；

（4）制作BM层或者在切割小片后进行网印黑色油墨工艺，将金属Pad覆盖。

具体地，根据实施例一，制作In cell触控屏的详细步骤如下：

（1）制作阵列基板和彩色滤光片基板，在彩色滤光片基板的液晶像素中制作触控元件层：包括制作金属走线和金属pad层，主要工序是金属镀膜，涂光刻胶，曝光，显影，刻蚀，形成所需要的金属走线及金属Pad层；

（2）制作OC层，主要工序是涂胶，曝光，显影，形成所需要的OC层的图案；

（3）制作BM层或者在切割小片后进行网印黑色油墨工艺，将金属Pad覆盖。

在传统触控屏中，由于触控元件层中的金属衬垫未被遮挡，当人眼位于屏幕正上方并从边框周围向内斜视时，可能会看到最靠近显示屏的那部分金属衬垫的明亮反光。当触控屏的边框宽度减小到几毫米以下时，为了避免从外部看到触控元件层中的金属衬垫，需要将金属衬垫与触控屏有效显示区域隔开大约1.5毫米。对于几毫米的边框总宽度而言，上述1.5毫米的间隔宽度妨碍了边框的更窄细化。相反，在根据本实施例的上述技术方案中，通过提供遮光层25，46以覆盖存在外露风险的金属衬垫，能够在减小金属衬垫与触控屏有效显示区域20的间距的情况下，避免衬垫的视觉外露，即避免金属衬垫被从外部看到。因此，根据本实用新型实施例的具有窄边框设计的触控屏与现有技术的触控屏相比，可以在有限的机身尺寸下容纳更大屏幕，具有成本优势和时尚的外观。

实施例二

请一并参照图1、图3和图5所示，本实用新型第二实施例的触控屏包括相对设置的阵列基板41、彩色滤光片基板43以及夹于二者之间的液晶层42。

为简明起见，以下以on-cell式触控屏为例进行说明，即如图5所示，触控元件层45设置在所述彩色滤光片基板43的背离阵列基板41一侧。应当注意，该实用新型理念和实用新型构思同样也适用触控元件层设置在所述彩色滤光片基板的朝向阵列基板一侧的in-cell式触控屏。

所述彩色滤光片基板43包括有效显示区域30以及位于该有效显示区域30的外围的边框区域31；以及设置在所述彩色滤光片基板43的背离阵列基板41一侧的触控元件层45。其中，该触控元件层45包括中间区域和周缘区域，该中间区域包括多个金属衬垫，该周缘区域包括多个ITO衬垫32，位于该周缘区域中的至少一个ITO衬垫。

所述边框区域31的宽度为2~3.8 mm。该周缘区域中的所述至少一个ITO衬垫与所述有效显示区域30之间的间距小于1.0毫米，优选为0.4-0.9 mm，更优选为0.5-0.8 mm，最优选为0.5-0.6 mm。

此实施例二通过将具有外露风险的金属Pad用ITO Pad（铟锡氧化物衬垫）代替，将金属走线与ITO Pad搭接设计，将搭接处的光学膜层挖空以使电回路导通，从而实现缩短Pad与液晶显示模块的AA间距，从而实现窄边框设计。因为本申请通过将金属Pad外漏这一问题解决，使得边框宽度可降低三分之一至四分之一。

请一并参阅附图6，制作该触控屏主要包括以下步骤：S1. 制作阵列基板41和彩色滤光片基板43，所述彩色滤光片基板43包括有效显示区域30以及位于该有效显示区域的外围的边框区域31；以及S2. 在所述彩色滤光片基板43的背离阵列基板一侧或朝向阵列基板41一侧制作触控元件层45，该触控元件层包括中间区域和周缘区域，该中间区域包括多个金属衬垫，该周缘区域包括多个ITO衬垫32。

具体地，根据实施例二，制作On cell触控屏的详细步骤如下：

（1）制作阵列基板和彩色滤光片基板，然后通过阵列基板和彩色滤光片基板的对合形成液晶盒；

（2）在彩色滤光片基板上面制作触控元件层：包括制作金属走线和金属pad层，主要工序是金属镀膜，涂光刻胶，曝光，显影，刻蚀，形成所需要的金属走线及金属Pad层；

（3）制作OC层，在金属走线与ITO Pad搭接处，对OC层进行挖空设计，其主要工序是涂胶，曝光，显影，形成所需要的OC层的图案；

（4）制作ITO图案（pattern）和ITO Pad层，Pad处与金属走线搭接设计，其主要工序是ITO镀膜，涂光刻胶，曝光，显影，刻蚀，形成所需要的ITO图案和ITO Pad层。

具体地，根据实施例二，制作In cell触控屏的详细步骤如下：

（1）制作阵列基板和彩色滤光片基板，在彩色滤光片基板的液晶像素中制作触控元件层：包括制作金属走线层，主要工序是金属镀膜，涂光刻胶，曝光，显影，刻蚀，形成所需要的金属走线及金属Pad层；

（2）制作OC层，在金属走线与ITO Pad搭接处，对OC层进行挖空设计，其主要工序是涂胶，曝光，显影，形成所需要的OC层的图案；

（3）制作ITO图案（pattern）和ITO Pad层，Pad处与金属走线搭接设计，其主要工序是ITO镀膜，涂光刻胶，曝光，显影，刻蚀，形成所需要的ITO图案和ITO Pad层。

在传统触控屏中，由于触控元件层中的金属衬垫未被遮挡，当人眼位于屏幕正上方并从边框周围向内斜视时，可能会看到最靠近显示屏的那部分金属衬垫的明亮反光。当触控屏的边框宽度减小到几毫米以下时，为了避免从外部看到触控元件层中的金属衬垫，需要将金属衬垫与触控屏有效显示区域隔开大约1.5毫米。对于几毫米的边框总宽度而言，上述1.5毫米的间隔宽度妨碍了边框的更窄细化。相反，在根据本实施例的上述技术方案中，通过将触控元件层45的周缘区域中具有外露风险的衬垫由金属衬垫替换为ITO材料衬垫32，能够避免金属衬垫的视觉外露，即避免金属衬垫被从外部看到。因此，根据本实用新型实施例的具有窄边框设计的触控屏与现有技术的触控屏相比，可以在有限的机身尺寸下容纳更大屏幕，具有成本优势和时尚的外观。

上述两个解决金属pad外露的方案中，方案一仅仅在具有外露风险的外围金属衬垫上遮盖遮盖层，无需重新设计制作工艺，对设计者而言较简便；而方案二需要将具有外露风险的外围金属衬垫替换为ITO衬垫，需要重新进行工艺设计，对设计者而言较繁杂。

然而应当理解，尽管在以上的叙述中已经阐明了本实用新型的基本构造、运作机制、各种特征和有益效果以及本实用新型的具体细节，但是这些内容仅仅是示范性的，其具体细节，尤其是在本实用新型原理的范围内可以被具体改变成由本实用新型利要求书所主张的由宽泛上位意思所表示的整体范围。

本实用新型权利要求书中的措辞“一”或“一个”不排除复数，其仅仅旨在叙述的方便，不应当理解为对本实用新型保护范围的限缩。

除非另有限定，用在本说明书中的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属的领域中熟练的技术人员所通常理解的意义相同的意义。

应当理解，本实用新型的触控基板、触控屏及其制造方法并不局限于上述实例所述。任何本领域技术人员在阅读了本发明后，结合现有技术不经过创造性思考所构思出的变形或等同均涵盖在本发明所主张的权利要求书中。