CN107704124B - 触控屏及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示技术领域，提供了一种触控屏及其制备方法和应用。其中，本发明实施例提供的触控屏，包括基板以及层叠设置在所述基板上的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极交叉设置且互相绝缘；所述第一电极包括若干第一子电极，各所述第一子电极彼此绝缘；所述第二电极包括若干第二子电极，所述第二子电极为环形结构，各所述第二子电极彼此绝缘。通过将第二子电极设置成条形闭合单环或者闭合多环串联结构，从而分散了该触控屏在弯曲时的应力，进而避免了弯曲时的应力集中问题，实现触控屏的柔性可弯曲。

Description

触控屏及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种触控屏及其制备方法和应用。

背景技术

随着计算机技术的快速发展，触控屏作为输入媒介和人机界面载体得到了更为广泛的关注和应用。电容式触控屏灵敏度高、光线透过率高，已经成为主流触控技术。

电容式触控屏由触控电极构成，如图1所示，触控电极20包括多条相互平行且间隔设置的第一电极22及多条相互平行且间隔设置的第二电极24，第一电极22与第二电极24都设置在基板的同一侧面的同一层上且相互交错。第二电极24在于对应的第一电极22的交错处26断开，以绝缘材料覆盖交错处26，并通过桥接形式导通。

然而，该技术方案中的触控电极由铟锡氧化物(ITO)制成，延展性差，屏体弯折时极易电路断裂。同时，桥接处由三层材料堆叠而成，易产生应力集中问题，从而导致通道阻值增大，严重影响屏体的触控灵敏度和使用寿命。

发明内容

因此，本发明要解决的是现有技术中触摸屏在弯曲时容易断路及灵敏度下降的问题。

本发明提供一种触控屏，包括基板以及层叠设置在所述基板上的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极交叉设置且互相绝缘；

所述第一电极包括若干第一子电极，各所述第一子电极彼此绝缘；

所述第二电极包括若干第二子电极，各所述第二子电极彼此绝缘；

所述第一子电极和/或所述第二子电极为环形结构。

可选地，所述第二电极为柔性电极。

可选地，所述第一电极还包括直接设置在所述第一子电极上的若干第三子电极，所述第三子电极为环形结构。

可选地，所述第三子电极为柔性电极。

可选地，所述环形结构为闭合单环结构或闭合多环串联结构。

可选地，沿垂直于所述第一子电极长度方向，所述第三子电极的宽度大于所述第一子电极的宽度；各所述第三子电极形成在所述第二子电极形成的环形结构内。

可选地，还包括直接形成在所述第一子电极上的若干绝缘单元，用于所述第一电极和所述第二电极交叉处绝缘。

可选地，所述第三子电极的长度为2mm-3mm；所述第三子电极与相邻的所述绝缘单元的间距为50μm-200μm；各所述绝缘单元与各所述第三子电极间隔设置。

可选地，还包括直接形成在所述基板上，并覆盖所述第一电极和所述第二电极的塑性填充层。

本发明提供一种触控屏的制备方法，包括以下步骤：

S1、在基板上形成若干第一子电极，各所述第一子电极彼此绝缘；

S2、在所述第一子电极上形成若干绝缘单元；

S3、在所述基板上形成第二电极，所述第二电极与所述第一子电极的相交处形成在所述绝缘单元上；所述第二电极包括若干第二子电极，各所述第二子电极彼此绝缘，所述第一子电极和/或所述第二子电极为环形结构。

可选地，所述步骤S3中还包括形成与所述第二电极同层制备的第三子电极的步骤，所述第三子电极与所述第一子电极连接，形成第一电极。

可选地，还包括对所述第一电极和所述第二电极进行塑性填充的步骤。

本发明还提供一种触控显示装置，包括上述任一项所述的触控屏。

本发明技术方案，具有如下优点：

1、本发明提供的触控屏，包括基板以及层叠设置在所述基板上的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极交叉设置且互相绝缘；所述第一电极包括若干第一子电极，各所述第一子电极彼此绝缘；所述第二电极包括若干第二子电极，各所述第二子电极彼此绝缘，所述第一子电极和/或所述第二子电极为环形结构。通过将第一子电极和/或所述第二子电极设置成环形结构，可避免弯曲时的应力集中问题，实现触控屏的柔性可弯曲。

2、本发明提供的触控屏，在沿垂直于所述第一子电极长度方向，所述第三子电极的宽度大于所述第一子电极的宽度；各所述第三子电极形成在所述第二子电极形成的环形结构内。通过将第三子电极的宽度设置为大于第一子电极的宽度，从而增大该第三子电极所在电容的电极板的表面积，进而提高触控屏的精度。

3、本发明提供的触控屏，其中，所述第三子电极的长度为2mm-3mm，所述第三子电极与相邻的所述绝缘单元的间距为50μm-200μm，各所述绝缘单元与各所述第三子电极间隔设置。通过将各绝缘单元与各第三子电极间隔设置，且第三子电极的宽度小于相邻的绝缘单元的间距，在保证各第三子电极有效绝缘的情况下，第三子电极与相邻的绝缘单元之间留有间隙，从而可避免弯曲时应力集中的问题。

4、本发明提供的触控屏的制备方法，包括以下步骤：首先，在基板上形成若干第一子电极，各所述第一子电极彼此绝缘；然后，在所述第一子电极上形成若干绝缘单元；最后，在所述基板上形成第二电极，所述第二电极与所述第一子电极的相交处形成在所述绝缘单元上；所述第二电极包括若干第二子电极，所述第二子电极为环形结构，各所述第二子电极彼此绝缘。通过将第二子电极设置成环形结构，该环形结构可以是条形闭合单环或者闭合多环串联结构，可避免弯曲时的应力集中问题，实现触控面板的柔性可弯曲。

5、本发明提供的触控屏的制备方法，还包括对所述第一电极和所述第二电极进行塑性填充的步骤。通过在第一电极、第二电极、以及第一电极和第二电极的间隙内，填充塑性材料，固定第一电极和第二电极的相对位置，从而能够保证该触控屏在弯曲过程中第一电极与第二电极的有效固定、隔离，同时，增加触控屏的挠性，进而提高该触控屏的可靠性。

6、本发明提供的触控显示装置，包括本发明所提供的触控屏，从而避免了该触控显示装置弯曲时的应力集中问题，进而实现其柔性可弯曲。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中电容式触摸屏的结构示意图；

图2为本发明实施例1中触控屏的结构示意图；

图3为本发明实施例1中触控屏的截面结构示意图；

图4为本发明实施例2中触控屏的制备方法流程图；

图5a-图5e为本发明实施例2中触控屏的制备结构流程图；

附图标记：

图1：20-触控电极；22-第一电极；24-第二电极；26-交错处；

图2-图3，图5a-图5e:10-基板、11-第一子电极；12-绝缘单元；13-第三子电极；14-第一电极引线；21-第二子电极；22-第二电极引线；31-塑性填充层。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”或“设置在”另一元件“上”时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种触控屏，如图2所示，包括基板10，以及在该基板10上的触控区域层叠设置的第一电极和第二电极，该第一电极和第二电极交叉设置且相互绝缘；其中，第一电极为该触控屏的第一触控电极，即驱动电极；第二电极为触控屏的第二触控电极，即感应电极。

本实施例中的基板10为柔性基板，该柔性基板的材料为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、四氟乙烯、乙二醇酯、聚醚砜树脂中的一种或含此类材料的复合柔性材料。作为本实施例的一种可选实施方式，该基板10的材料为聚酰亚胺，从而提高了基板10的耐高温性、耐腐蚀性以及电性能，进而提高了该触控屏的使用寿命。

如图2所示，第一电极包括若干设置在基板10上的且相互绝缘的第一子电极11。本实施例中的各第一子电极11平行间隔设置，规则排布在基板10表面；其中，在第一子电极11上设置有若干绝缘单元12，用于实现第一子电极11与第二电极之间的电性隔离，提高了该触控屏的触控精度。

作为本实施例的一种可选实施方式，第一电极还包括直接设置在第一子电极11上的若干第三子电极13，其中，第三子电极13与绝缘单元12间隔设置。如图2所示，图中的箭头方向为第一子电极11的长度方向，与箭头方向垂直的方向为第一子电极11和第三子电极13的宽度方向。在沿垂直于第一子电极11的长度方向上，通过将第三子电极13设置为块状，且其宽度设置为大于第一子电极11的宽度，从而增大该第三子电极13所在电容的电极板的表面积，增大电容值，进而提高触控屏的精度。

此外，第三子电极13可以设置为环形结构，即闭合单环结构或闭合多环串联结构，在保证第三子电极13与第一子电极11电连接的同时，能够节省资源，降低生产成本。

为描述简单，以一个第一子电极11的具体结构为例，进行详细说明。如图2所示，第一子电极11选自但不限于条形结构，所有能够实现本发明目的的均属于本发明的保护范围，例如，可以为菱形、圆形或环形结构，其中，环形结构为闭合单环结构或闭合多环串联结构。在第一子电极11的表面直接间隔设置块状的第三子电极13和绝缘单元12。如图3所示，本实施例中的第三子电极13和绝缘单元12间隔设置，且第三子电极13的长度d1小于相邻两个绝缘单元12的间距d2，从而使得第三子电极13和绝缘单元12之间留有一定的间隙，进而提高该触控屏的柔性。

作为本实施的一种可选实施方式，如图3所示，第三子电极13的长度d1为2-3mm，第三子电极13与相邻的绝缘单元12的间距d3为50μm-200μm，由于第三子电极与相邻的绝缘单元之间的间距较小，从而能够保证该触控屏的触控精度；此外由于该间距d3的存在，可避免弯曲时应力集中的问题，进而能够提高该触控屏的柔性。

作为本实施例的另一种可选实施方式，如图3所示，该触控屏包括有若干的触控单元，该触控触控单元包括有一个第三子电极13，第二子电极21的一个闭合环，部分绝缘单元12以及部分第一子电极11。该触控单元的面积，相当于第二子电极21的每一个闭合环的面积；此面积大于等于人手指与触控屏接触的面积，从而能够保证较好的触控精度，防止误判。本实施例中，触控单元的长度d4为4mm-6mm。

本实施例中，通过将各绝缘单元12与各第三子电极13间隔设置，且第三子电极13的宽度小于相邻的绝缘单元12的间距，在保证各第三子电极13有效绝缘的情况下，第三子电极13与相邻的绝缘单元12之间留有间隙，从而可避免弯曲时应力集中的问题。

本发明中的触控屏还包括与第一电极交叉设置且相互绝缘的第二电极，在交叉处通过绝缘单元12实现第一电极与第二电极的电隔离。第二电极包括若干彼此绝缘的第二子电极21，该第二子电极21可以为闭合单环，也可以为条形闭合多环串联结构。如图2所示，本实施例中，第二子电极21为闭合多环串联结构，通过将一个完整的闭合环形换分为若干独立的闭合环形，并保证所有闭合环形串联，从而分散了触控屏在弯曲过程中的应力，进而实现触控屏的柔性和弯曲。

本实施例中，第二子电极21为多个闭合矩形串联形成，第三子电极13设置在第二子电极21的环形结构内。对应于第二子电极21的每一个闭合矩形，与第一子电极11平行的两边设置在相邻的第一电极11的间隔内，与第一电极交叉的两边设置在相邻的绝缘单元12上，从而保证在第二子电极21的每一个闭合环形内只有一个第三子电极13，进而提高触控屏的触控精度。

作为本实施例的一种可选的实施方式，第二子电极21的闭合环形也可以为圆环或方环。

本实施例中，在基板10的非触控区域形成有若干第一电极引线14和第二电极引线22，通过该第一电极引线14将第一电极的电信号引出，该第二电极引线22将第二电极的电信号引出。此外，由于第二子电极21为条形闭合多环串联结构，对应于每一个第二子电极21，使得与第一子电极11长度垂直方向上的该闭合环形的相对边相连接，可减少第二电极引线22的数量，从而使得该触控屏的结构简单，易于生产。

本实施例中，第一子电极11，第二子电极21以及第三子电极13的其中之一，或者任意两种子电极，或者上述三种子电极为柔性电极，能够达到制备柔性触控屏的目的。其材料为纳米银、聚乙撑二氧噻吩、金属网格、石墨烯、纳米碳管中的一种，或者其组合。作为本实施例的一种可选实施方式，选用纳米银制备第一子电极11，第二子电极21以及第三子电极13，从而保证该触控屏具有较好的透光性以及可挠性。

本实施例中的触控屏，如图3所示，还包括直接形成在基板10上，用以覆盖第一电极和第二电极的塑性填充层31。该塑性填充层31用于填充第二子电极21、第三子电极13、以及第一子电极11之间的间隙，并对这些元件进行固定、隔离，从而能够保证触控屏在弯曲过程中第一电极与第二电极的有效隔离，进而增加该触控屏的可靠性。此外，所谓塑性，即在外力作用下，材料能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力，由于该塑性填充层31能够承受一定的形变，有助于触控面板弯曲时的应力释放，进而提高该触控屏的柔性。该塑性填充层31的材料为环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂中的一种或者其组合，但是本发明的保护范围并不限于此，所有能够实现本发明塑性填充目的的，均属于本发明的保护范围。

实施例2

本施例提供实施例1中的触控屏的制备方法，如图4所示，包括以下步骤：

S1：在基板10上形成若干第一子电极11，各第一子电极11彼此绝缘。

如图5a，图5b所示，提供柔性基板10，通过丝网印刷工艺或溅射、刻蚀工艺在柔性基板10上的触控区域形成条形的第一子电极11，其非触控区域形成第一电极引线14和第二电极引线22，但是本发明的保护范围并不限于此，所有能够实现本发明目的的均属于本发明的保护范围，例如，溅射，涂布等工艺。其中，第一子电极11的并不限于条形，也可以是环形结构，即闭合单环结构，或闭合多环串联结构。

S2：在第一子电极11上形成若干绝缘单元12；

如图5c所示，在第一子电极11上形成若干绝缘单元12，包括如下步骤：

S21：在各第一子电极11表面形成绝缘层，本实施例中，绝缘层的材料选自但不限于氧化硅或氮化硅，所有能够实现本发明绝缘目的的，均属于本发明的保护范围。

S22：通过刻蚀工艺对绝缘层进行图案化，形成若干绝缘单元12，如图5c所示，绝缘单元12为块状，且沿垂直于第一子电极11长度方向上，绝缘单元12的宽度大于第一子电极11的宽度，从而保证第一子电极11与形成在其上的第二子电极21的有效隔离，进而提高触控屏的定位精度。

S3：在基板10上形成第二电极，第二电极与第一子电极11的相交处形成在绝缘单元12上；其中，第二电极包括若干第二子电极21，第二子电极21为条形闭合单环或者闭合多环串联结构，各第二子电极21彼此绝缘。

如图5d所示，通过丝网印刷工艺或者溅射、刻蚀工艺在第一电极上同层制备第二电极以及第三子电极13。其中，第三子电极13直接形成在第一子电极11表面，且位于相邻的绝缘单元12之间，第三子电极13的长度小于相邻的绝缘单元12的间距，使得第三子电极13与相邻的绝缘单元12之间存在间隙，进而提高该触控屏的柔性。此外，第二电极包括若干彼此绝缘的第二子电极21，该第二子电极21与第一子电极11的交叉处通过绝缘单元12实现电隔离。第二子电极21为条形闭合单环或者闭合多环的串联结构，如图5d所示，本实施例中，第二子电极21为闭合多环串联结构，从而分散了触控屏在弯曲过程中的应力，进而实现触控屏的柔性和弯曲。

如图5e所示，本实施例中制备触控屏的步骤，还包括对第一电极和第二电极进行塑性填充的步骤。通过涂布等工艺，在第一电极和第二电极的间隔以及表面形成塑性填充层31，从而能够保证该触控屏在弯曲过程中第一电极与第二电极的有效隔离，进而增加该触控屏的可靠性；此外，所谓塑性，即在外力作用下，材料能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力，由于该塑性填充层31能够承受一定的形变，有助于触控面板弯曲时的应力释放，进而能够提高该触控屏的柔性。

同时，在形成该塑性填充层31的步骤中，需保证其完全填充第二子电极21、第三子电极13、以及第一子电极11之间的间隙；还应露出该触控屏端部的部分第一电极引线14和第二电极引线22，用于实现触控屏与外电路的连接。

此外，将第一子电极11、第二子电极21或第三子电极13中的至少一个的环形结构设置为闭合单环结构，在保证分散应力的前提下，简化制备工艺，节约成本；或者，将环形结构设置为闭合多环串联结构，通过将一个完整的闭合环形换分为若干独立的闭合环形，并保证所有闭合环形串联，从而分散了触控屏在弯曲过程中的应力，进而实现触控屏的柔性和弯曲。

未在本实施例中详尽描述的触控屏的细节结构，请参照实施例1，在此不再赘述。

实施例3

本施例提供一种触控显示装置，包括显示组件以及设置在显示组件显示面上的触控屏，该触控屏为实施例1中的触控屏。通过将该触控屏的第二电极设置成若干彼此隔离的第二子电极21，且该第二子电极21为条形闭合多环串联结构，并将第一电极的第一子电极11设置在该第二子电极21的闭合环形结构内，从而能够避免该触控屏在弯曲时应力集中的问题，进而能够实现该触控显示装置的柔性可弯曲。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种触控屏，其特征在于，包括基板以及层叠设置在所述基板上的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极交叉设置且互相绝缘；

所述第一电极包括若干第一子电极，各所述第一子电极彼此绝缘；

所述第二电极包括若干第二子电极，各所述第二子电极彼此绝缘；

所述第一子电极和/或所述第二子电极为环形结构；

所述第一电极还包括直接设置在所述第一子电极上的若干第三子电极，所述第三子电极与所述第二电极同层；各所述第三子电极形成在所述第二子电极形成的环形结构内。

2.根据权利要求1所述的触控屏，其特征在于，所述第三子电极为环形结构。

3.根据权利要求1或2所述的触控屏，其特征在于，所述环形结构为条形闭合单环或者闭合多环串联结构。

4.根据权利要求2所述的触控屏，其特征在于，沿垂直于所述第一子电极长度方向，所述第三子电极的宽度大于所述第一子电极的宽度。

5.根据权利要求1所述的触控屏，其特征在于，还包括直接形成在所述第一子电极上的若干绝缘单元，用于所述第一电极和所述第二电极交叉处绝缘。

6.根据权利要求5所述的触控屏，其特征在于，所述第三子电极的长度为2mm-3mm；所述第三子电极与相邻的所述绝缘单元的间距为50μm-200μm；各所述绝缘单元与各所述第三子电极间隔设置。

7.根据权利要求1或2所述的触控屏，其特征在于，还包括直接形成在所述基板上，并覆盖所述第一电极和所述第二电极的塑性填充层。

8.一种触控屏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在基板上形成若干第一子电极，各所述第一子电极彼此绝缘；

S2、在所述第一子电极上形成若干绝缘单元；

S3、在所述基板上形成第二电极，所述第二电极与所述第一子电极的相交处形成在所述绝缘单元上；所述第二电极包括若干第二子电极，各所述第二子电极彼此绝缘，所述第一子电极和/或所述第二子电极为环形结构；

所述步骤S3中还包括形成与所述第二电极同层制备的第三子电极的步骤；其中，所述第三子电极直接形成在所述第一子电极表面，且位于相邻的绝缘单元之间。

9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述第三子电极与所述第一子电极连接，形成第一电极。

10.一种触控显示装置，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的触控屏。

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