一种触摸屏、其制作方法及触摸显示装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种触摸屏、其制作方法及触摸显示装置，在触摸屏中触控结构的桥接层的材料为石墨烯，由于石墨烯具有较高的电荷迁移率，且电阻值在可见光波段与光的波长无关，因此可以对触控结构中相邻的触控驱动电极或相邻的触控感应电极起到很好的桥接作用。另外，采用石墨烯制作的桥接层与现有技术中ITO材料的桥接层相比还具有很强的抗静电性能力；与现有技术中金属材料的桥接层相比可以，还可以避免金属爬坡、桥点可见性的缺点和提高触摸屏的透过率。
【专利说明】一种触摸屏、其制作方法及触摸显示装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及触控【技术领域】，尤其涉及一种触摸屏、其制作方法及触摸显示装置。
【背景技术】
[0002]随着显示技术的飞速发展，触摸屏(Touch Screen Panel)已经逐渐遍及人们的生活中。目前，触摸屏按照工作原理可以分为:电阻式、电容式、红外线式以及表面声波式、电磁式、振波感应式以及受抑全内反射光学感应式等。其中，电容式触摸屏以其独特的触控原理，凭借高灵敏度、长寿命、高透光率等优点，被业内追捧为新宠。
[0003]目前应用比较广泛的单片式(OGS，One Glass Solut1n)触控模组，是在基板上直接形成单层的触控导电膜及传感器，如图1a和图1b所示，OGS触控模组的结构具体包括:在衬底基板01上依次层叠设置的桥接层(Bridge) 02、绝缘层(Overcoat，简称0C) 03、以及触控电极层04 ;其中，触控电极层04具体包括交叉而置且相互绝缘的触控感应电极041和触控驱动电极042，触控感应电极041和触控驱动电极042为菱形图案，相邻的且相互断开的触控驱动电极042通过桥接层02桥接，触控感应电极041和触控驱动电极042在触控模组的非触控区域与对应的周边走线(图1a和图1b中未示出)相连，周边走线会将触控电极层上的信号传输到对应的IC芯片进行分析处理。
[0004]在OGS触控模组中，桥接层的材料选择很重要，目前，现有技术中桥接层的材料一般为金属材料或氧化铟锡(Indium Tin Oxide, ITO)材料。但是金属材料的桥接层具有金属爬坡、桥点可见和触摸屏透过率较低的缺点，而ITO材料的桥接层的抗静电(Electro-Static Discharge,ESD)性能较差。因此，提供一种新的桥接层是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供了一种触摸屏、其制作方法及触摸显示装置，用以避免现有技术中桥接层桥点可见、金属爬坡、触摸屏透过率较低和抗静电性能差的问题。
[0006]本发明实施例提供的一种触摸屏，包括基板和位于所述触摸屏的触控区域的触控结构；其中，所述触控结构包括同层设置、交叉而置且相互绝缘的触控感应电极和触控驱动电极，桥接相邻的所述触控驱动电极或相邻的所述触控感应电极的桥接层，以及位于同层设置的所述触控感应电极和所述触控驱动电极与所述桥接层之间的绝缘层；
[0007]所述桥接层的材料为石墨烯。
[0008]较佳地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，所述桥接层包括单层石墨烯或双层石墨稀。
[0009]较佳地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，所述触控感应电极和所述触控驱动电极的材料为透明导电材料。
[0010]较佳地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，所述透明导电材料为氧化铟锡或氧化铟锌。
[0011]较佳地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，所述触控感应电极和触控驱动电极的厚度为20nm-80nm。
[0012]较佳地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，所述基板的厚度为0.3mm-1.0mm。
[0013]相应地，本发明实施例还提供了上述任一种触摸屏的制作方法，包括:
[0014]在基板上形成石墨烯层，通过构图工艺形成桥接层的图形；
[0015]在形成有所述桥接层的基板上形成绝缘层的图形；
[0016]在所述绝缘层上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；且所述桥接层桥接相邻的所述触控驱动电极或相邻的所述触控感应电极。
[0017]具体地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，所述在基板上形成石墨烯层，具体包括:
[0018]采用转移法将预先形成的单层石墨烯或双层石墨烯转移到基板上。
[0019]具体地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，所述通过构图工艺形成桥接层的图形，具体包括:
[0020]在所述石墨烯层上旋涂覆盖所述石墨烯层的光刻胶层；
[0021]对旋涂有所述光刻胶层的基板进行曝光、显影、刻蚀和剥离处理，形成桥接层的图形。
[0022]相应地，本发明实施例还提供了一种触摸显示装置，包括本发明实施例提供的上述任一种触摸屏。
[0023]本发明实施例提供的上述触摸屏、其制作方法及触摸显示装置，在触摸屏中触控结构的桥接层的材料为石墨烯，由于石墨烯具有较高的电荷迁移率，且电阻值在可见光波段与光的波长无关，因此可以对触控结构中相邻的触控驱动电极或相邻的触控感应电极起到很好的桥接作用。另外，采用石墨烯制作的桥接层与现有技术中ITO材料的桥接层相比还具有很强的抗静电性能力；与现有技术中金属材料的桥接层相比可以，还可以避免金属爬坡、桥点可见性的缺点和提高触摸屏的透过率。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1a为现有技术中的OGS触控结构的俯视示意图；
[0025]图1b为图1a中A-A向的截面示意图；
[0026]图2a和图2b分别为本发明实施例提供的触摸屏的结构示意图；
[0027]图3为本发明实施例提供的触摸屏的制作方法的流程示意图；
[0028]图4a至图4f分别为本发明图2a所示的触摸屏的制作方法执行各步骤后的结构示意图；
[0029]图5a为本发明实施例提供的对石墨烯层上的正性光刻胶层进行处曝光处理的示意图；
[0030]图5b为本发明实施例提供的对石墨烯层上的负性光刻胶层进行处曝光处理的示意图；
[0031]图5c为本发明实施例提供的对石墨烯层上的光刻胶层进行曝光和显影处理后的结构示意图；
[0032]图5d为本发明实施例提供的对石墨烯层上的光刻胶层进行刻蚀处理后的结构示意图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图，对本发明实施例提供的触摸屏、其制作方法及触摸显示装置的【具体实施方式】进行详细地说明。
[0034]附图中各层薄膜厚度和区域大小形状不反映真实比例，目的只是示意说明本
【发明内容】
。
[0035]本发明实施例提供的一种触摸屏，如图2a和图2b所示，包括基板10和位于触摸屏的触控区域的触控结构；其中，触控结构包括同层设置、交叉而置且相互绝缘的触控感应电极11和触控驱动电极12，桥接相邻的触控驱动电极12或相邻的触控感应电极11的桥接层13，以及位于同层设置的触控感应电极11和触控驱动电极12与桥接层13之间的绝缘层
14；
[0036]桥接层的材料为石墨烯。
[0037]本发明实施例提供的上述触摸屏，触控结构中的桥接层的材料为石墨烯，由于石墨烯具有较高的电荷迁移率，且电阻值在可见光波段与光的波长无关，因此可以对触控结构中相邻的触控驱动电极或相邻的触控感应电极起到很好的桥接作用。另外，采用石墨烯制作的桥接层与现有技术中ITO材料的桥接层相比还具有很强的抗静电性能力；与现有技术中金属材料的桥接层相比可以，还可以避免金属爬坡、桥点可见性的缺点和提高触摸屏的透过率。
[0038]较佳地，为了保证桥接层的透过率，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，桥接层包括单层石墨烯或双层石墨烯。这是因为单层或双层石墨烯的透过率可达95%之上。
[0039]具体地，在具体实施是，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，触控感应电极和触控驱动电极的材料为透明导电材料。
[0040]较佳地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，透明导电材料为氧化铟锡或氧化铟锌，在此不作限定。
[0041 ] 具体地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，触控感应电极和触控驱动电极的厚度控制在20nm-80nm之间效果较佳，在此不作限定。
[0042]较佳地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，触控感应电极和触控驱动电极的厚度控制在50nm左右效果最佳。
[0043]进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，基板的材料可以选取玻璃或者聚对苯二甲酸乙二酯(Polythylene terephthalate, PET),在此不作限定。
[0044]较佳地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，基板的厚度控制在0.3mm-1.0mm之间效果较佳。
[0045]进一步地，为了保护触控感应电极和触控驱动电极，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，还可以包括覆盖触控驱动电极和触控感应电极的钝化层。
[0046]需要说明的是，本发明实施例提供的上述触控屏，与现有的触摸屏相比，主要在于桥接层的材料为石墨烯，因此，上述结构适用于现有技术中包括OGS触控模组的所有触摸屏。进而，在发明实施例提供的上述触摸屏中，还可以包括有现有触摸屏中的其它部件，在此不作赘述。
[0047]基于同一发明构思，本发明实施例还提供了上述任一种触摸屏的制作方法，如图3所示，可以包括以下步骤:
[0048]S101、在基板上形成石墨烯层，通过构图工艺形成桥接层的图形；
[0049]S102、在形成有桥接层的基板上形成绝缘层的图形；
[0050]S103、在绝缘层上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；且桥接层桥接相邻的触控驱动电极或相邻的触控感应电极。
[0051]具体地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，步骤SlOl中在基板上形成石墨烯层，具体可以包括:
[0052]采用转移法将预先形成的单层石墨烯或双层石墨烯转移到基板上。
[0053]具体地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述方法中，预先形成的单层或双层石墨烯可以通过的多种方法获得。目前主要手段有:机械分离法、氧化还原法和化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposit1n, CVD)。而CVD法相比于机械分离和氧化还原法能够制备较大面积的石墨烯而被广泛应用。CVD法主要是利用甲烷、乙烯等烃类气体在高温下吸附在催化剂金属衬底表面，并在金属催化作用下分解、重组形成石墨烯的方法。一般CVD法是在高温炉中进行的，生长结束后，生长的石墨烯完全贴附在催化剂金属上。因此要将这种方法制备的石墨烯形成于基板上还需要一个额外的转移步骤。转移通常需要在FeC13溶液中浸泡十多个小时以刻蚀掉催化剂金属衬底，然后再用目标衬底即本发明的基板捞取，然后烘干即可在基板上形成石墨烯。具体地，制备单层或多层石墨烯的方法和转移石墨烯的方法均与现有技术相同，在此不作赘述。
[0054]具体地，在本发明实施例提供的上述触摸屏中，步骤SlOl中通过构图工艺形成桥接层的图形，具体可以包括:
[0055]在石墨烯层上旋涂覆盖石墨烯层的光刻胶层；
[0056]对旋涂有光刻胶层的基板进行曝光、显影、刻蚀和剥离处理，形成桥接层的图形。
[0057]具体地，在具体实施时，光刻胶层可以是正性光刻胶，也可以是负性光刻胶，在此不作限定。
[0058]进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，步骤S102在形成有桥接层的基板上形成绝缘层的图形，具体可以包括:
[0059]可以通过溅射方法在形成有桥接层的基板上形成绝缘材料层，然后对该绝缘材料层进行构图处理，形成绝缘层的图形。
[0060]下面以图2a所示的触摸屏的结构为例来说明本发明实施例提供的上述触摸屏的制备方法，具体地，可以包括以下步骤:
[0061](I)利用转移法在基板10上形成石墨烯层15，如图4a所示；
[0062](2)在石墨烯层15上旋涂光刻胶层16，如图4b所示；
[0063]具体地，在具体实施时，光刻胶层可以是正性光刻胶，也可以是负性光刻胶，在此不作限定。
[0064](3)先对光刻胶层16进行曝光、显影处理，再对石墨烯层15进行刻蚀和剥离处理，形成桥接层13的图形，如图4c所示；
[0065]具体地，在具体实施时，当光刻胶层是正性光刻胶时:采用正掩膜板20对光刻胶层16进行曝光和显影处理，如图5a所示；保留光刻胶层16中未被曝光的区域a，去除光刻胶层16中被曝光的区域b，从而在光刻胶层16中定义出桥接层的图形，如图5c所示。或者，当光刻胶层是负性光刻胶时:采用负掩膜板21对光刻胶层16进行曝光和显影处理，如图5b所示；保留光刻胶层16中被曝光的区域b，去除光刻胶层16中未被曝光的区域a，从而在光刻胶层16中定义出桥接层的图形，如图5c所示。然后，以该具有桥接层的图形的光刻胶层16为掩膜，沿定义出的桥接层的图形刻蚀石墨烯层15至露出基板10，如图5d所示；将保留在石墨烯层15上的光刻胶层16剥离，从而形成桥接层13的图形，如图4c所示。
[0066](4)通过溅射的方式在桥接层13上沉积绝缘材料层17，如图4d所示；
[0067](5)对绝缘材料层17进行构图工艺形成绝缘层14的图形，如图4e所示；
[0068]具体地，在具体实施时，可以通过旋涂的方式在绝缘层上沉积光刻胶层，然后通过曝光、显影、刻蚀和剥离处理后，形成绝缘层的图形。
[0069](6)在绝缘层14上形成ITO薄膜18 ;如图4f所示；
[0070]具体地，在具体实施时，一般通过溅射的方式在绝缘层上沉积ITO薄膜。
[0071](7)对ITO薄膜18进行构图工艺形成触控感应电极11和触控驱动电极12的图形，如图2a所示。
[0072]具体地，在具体实施时，一般在ITO薄膜上涂覆光刻胶，对光刻胶进行曝光、显影和刻蚀处理之后，剥离光刻胶，形成触控感应电极11和触控驱动电极12的图形。
[0073]具体地，经过上述步骤(I)至(7)之后，得到本发明实施例所提供的如图2a所示的触摸屏。
[0074]具体地，对于图2b所示结构的触摸屏的制作方法与图2a所示结构的触摸屏的制作方法相似，在此不再赘述。
[0075]基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种触摸显示装置，包括本发明实施例提供的上述触摸屏，该触摸显示装置可以为:手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。该触摸显示装置的实施可以参见上述触摸屏的实施例，重复之处不再赘述。
[0076]本发明实施例提供了一种触摸屏、其制作方法及触摸显示装置，触摸屏中触控结构的桥接层的材料为石墨烯，由于石墨烯具有较高的电荷迁移率，且电阻值在可见光波段与光的波长无关，因此可以对触控结构中相邻的触控驱动电极或相邻的触控感应电极起到很好的桥接作用。另外，采用石墨烯制作的桥接层与现有技术中ITO材料的桥接层相比还具有很强的抗静电性能力；与现有技术中金属材料的桥接层相比可以，还可以避免金属爬坡、桥点可见性的缺点和提高触摸屏的透过率。
[0077]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。
【权利要求】
1.一种触摸屏，包括基板和位于所述触摸屏的触控区域的触控结构；其中，所述触控结构包括同层设置、交叉而置且相互绝缘的触控感应电极和触控驱动电极，桥接相邻的所述触控驱动电极或相邻的所述触控感应电极的桥接层，以及位于同层设置的所述触控感应电极和所述触控驱动电极与所述桥接层之间的绝缘层；其特征在于: 所述桥接层的材料为石墨烯。
2.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述桥接层包括单层石墨烯或双层石墨烯。
3.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述触控感应电极和所述触控驱动电极的材料为透明导电材料。
4.如权利要求3所述的触摸屏，其特征在于，所述透明导电材料为氧化铟锡或氧化铟锌。
5.如权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，所述触控感应电极和触控驱动电极的厚度为 20nm_80nm。
6.如权利要求1-5任一项所述的触摸屏，其特征在于，所述基板的厚度为0.3mm-1.0mm0
7.—种如权利要求1-6任一项所述的触摸屏的制作方法，其特征在于，包括: 在基板上形成石墨烯层，通过构图工艺形成桥接层的图形； 在形成有所述桥接层的基板上形成绝缘层的图形； 在所述绝缘层上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；且所述桥接层桥接相邻的所述触控驱动电极或相邻的所述触控感应电极。
8.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述在基板上形成石墨烯层，具体包括: 采用转移法将预先形成的单层石墨烯或双层石墨烯转移到基板上。
9.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述通过构图工艺形成桥接层的图形，具体包括: 在所述石墨烯层上旋涂覆盖所述石墨烯层的光刻胶层； 对旋涂有所述光刻胶层的基板进行曝光、显影、刻蚀和剥离处理，形成桥接层的图形。
10.一种触摸显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的触摸屏。
【文档编号】G06F3/044GK104199580SQ201410437054
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】曾亭, 胡明 申请人:合肥鑫晟光电科技有限公司, 京东方科技集团股份有限公司