CN108089771A - 触控基板、显示面板、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种触控基板，包括电极层，所述电极层包括导电层以及位于所述导电层一侧的黑化层，所述黑化层用于吸收光线，避免光线从黑化层一侧入射至所述导电层，所述导电层的材料包括铜。铜材料具有较高的导电性能且其相对的购买价格也较低，铜材料的电阻率较低。将铜材料应用于65寸以上电容式触摸屏能够大幅度降低触摸屏电极层的电阻，进而满足65寸以上电容式触摸屏对电极层低方阻的要求，同时黑化层能够增加电极层中对铜材料的消影效果。
Description
技术领域
本发明涉及触控、显示技术领域，具体而言，本发明涉及一种触控基板、显示面板、显示装置。
背景技术
触摸屏作为一种智能化的人机交互界面产品，已经在社会生产和生活中应用范围越来越广泛，尤其在电子产品领域(如智能手机、平板电脑等领域)中发展最为迅速。触摸屏技术种类繁多，主要包括电阻式、电容式、红外式、表声波式等。电容式触摸屏主要特点是反应灵敏、支持多点触控、寿命长。由于IC技术已成为目前市场上的主流技术，但是驱动IC的限制，使得大尺寸电容式触摸屏(≥55寸)对电极层的方阻要求很高，现有触摸屏的使用方案无法对应，为了降低电极层的方块，现有的触摸屏结构中的电极层主要采用金属材料，然而65寸以上金属图案方案对金属电极层的方块电阻要求更高(RS≤0.05Ω/□)，因此需要进一步降低金属层材料的电阻率。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是大尺寸触摸屏方块电阻大的问题。
本发明提供了一种触控基板，包括电极层，所述电极层包括导电层以及位于所述导电层一侧的黑化层，所述黑化层用于吸收光线，避免光线从黑化层一侧入射至所述导电层，所述导电层的材料包括铜。
进一步地，所述电极层还包括位于所述导电层和所述黑化层之间的接合层。
进一步地，所述电极层还包括位于所述导电层一侧且远离所述黑化层的第一保护层。
优选地，所述导电层的厚度大于或等于且两所述电极层的方块电阻小于或等于0.055Ω/□。
优选地，所述黑化层的材料包括MoNbOx。
优选地，所述接合层的材料包括CuOx。
优选地，所述第一保护层的材料包括CuNi。
进一步地，包括两电极层、位于两所述电极层之间的绝缘层以及位于一所述电极层远离所述绝缘层一侧的第二保护层，，所述电极层具有网格形状。
本发明还提供了一种显示面板，包括任一技术方案所述的电极层。
一种显示装置，包括所述的显示面板。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明实施例提供的一种触控基板，包括电极层，所述电极层包括导电层以及位于所述导电层一侧的黑化层，所述黑化层用于吸收光线，避免光线从黑化层一侧入射至所述导电层，所述导电层的材料包括铜。在本申请公开的实施例中，导电层优选纯铜材料。在工业生产应用中，纯Cu材料具有较高的导电性能且其相对的购买价格也较低，纯铜材料的电阻率1.75×10-8Ωm。的纯Cu方块电阻可以做到0.05Ω/□以下，的纯Cu方块电阻实测0.017Ω/□，的纯Cu方块电阻实测0.011Ω/□，因此，将纯铜材料应用于65寸以上电容式触摸屏能够大幅度降低触摸屏电极层的电阻，进而满足65寸以上电容式触摸屏对电极层低方阻的要求，同时黑化层能够增加电极层中对纯铜材料的消影效果。
2、本发明实施例提供的一种触控基板，所述电极层还包括位于所述导电层和所述黑化层之间的接合层。接合层能够增加纯铜材料在黑化层上的附着力，使得导电层的纯铜材料能稳固的附着黑化层上，避免黑化层和导电层出现分层的现象。
3、本发明实施例提供的一种触控基板，所述电极层还包括位于所述导电层另一侧且远离所述黑化层的第一保护层。该保护层能够避免导电层的纯铜材料被氧化，进而避免增加导电层的方块电阻。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明一种触控基板的典型实施例中电极层的结构图；
图2为本发明一种触控基板的典型实施例的结构图；
图3为电极层中没有接合层的显微结构放大图，主要示出了黑化层和纯铜的导电层之间的贴合程度；
图4为图1所示电极层中有接合层的显微结构放大图，主要示出了黑化层、接合层、纯铜的导电层之间的贴合程度。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
在本申请中，显示装置统称地指TV、计算机显示器等，并且包括形成图像的显示元件和支撑显示元件的壳体。作为显示元件，可以例示为等离子显示面板(PDP)、液晶显示器(LCD)、电泳显示器、阴极射线管(CRT)、OLED显示器等。在显示元件中，可以设置用于呈现图像的RGB像素图案和附加滤光器。同时，关于显示装置，随着智能手机、平板PC、IPTV等的普及加速，对在没有单独的输入设备(如键盘或遥控器)的情况下将人手变为直接输入设备的触摸功能的需求逐渐增加。此外，需要能够书写的多点触摸功能和特定点识别。本申请中Ω/□表示方块电阻，即单位方块下的电阻，方块电阻指导电材料单位厚度单位面积上的电阻值，其任意大小的正方形边到边的电阻都是一样的，不管边长是1m还是0.1m，它们的方阻都是一样，使得方阻仅与导电膜的厚度和电阻率有关。
本发明实施例提供的一种触控基板，包括电极层，如图1所示，所述电极层包括导电层1以及位于所述导电层1一侧的黑化层2，所述黑化层2用于吸收光线，避免光线从黑化层2远离所述导电层1的一侧入射至所述导电层1，所述导电层1的材料包括铜。本发明优选地实施例中，所述导电层1主要由纯铜材料制成，在工业生产应用中，纯Cu材料具有较高的导电性能且其相对的购买价格较低，纯铜材料的电阻率1.75×10-8Ωm。的纯Cu方块电阻可以做到0.05Ω/□以下，的纯Cu方块电阻实测0.017Ω/□，的纯Cu方块电阻实测0.011Ω/□，因此，将纯铜材料应用于65寸以上电容式触摸屏能够大幅度降低触摸屏电极层的电阻，进而满足65寸以上电容式触摸屏对电极层低方阻的要求，同时黑化层2能够增加电极层中对纯铜材料的消影效果，由于导电层1中金属的独特光泽，会产生由外部光源引起的诸如眩目的可视性问题，因此，需要在导电层1的金属表面形成能够减少反射的附加层，即为黑化层2。
优选地，在本发明的实施例中，所述导电层1的厚度大于或等于且两所述电极层的方块电阻小于或等于0.055Ω/□，所述黑化层2的材料包括MoNbOx，所述黑化层2的厚度黑化层2主要用于提高导电层1消影的效果。在使用具有较高导电性的金属薄膜作为用于触摸屏面板电极中导电层1的情况下，当应用具有特定形状的精细电极图案时，在高反射率引起的可视性方面，由于对外部光的较高的反射率、雾度值等，会产生图案被人眼很好地观察到以及眩目的问题。黑化层2指能够通过吸收来减少入射到金属层本身的光的量和从金属层反射的光的量的层，在本申请中，黑化层2可以包含选自金属氧化物、金属氮化物和金属氮氧化物中的至少一种，但是不限于此。导电层1可以通过诸如直接溅射方法、反应溅射方法、蒸发沉积方法等的方法形成，但是不限于此。在本申请中，可以另外包括分别地或同时地使导电层1和黑化层2图案化的过程。本发明实施例中的导电层1采用纯铜材料，能够大幅度的降低电极层的方块电阻，本发明实施例提供的电极层可以应用于大于或者等于65寸以上的触摸屏面板，同时黑化层2还改善了触摸屏面板中金属精细图案电极的遮蔽性能以及对外部光的反射和衍射性。
进一步地，所述电极层还包括位于所述导电层1和所述黑化层2之间的接合层3。
在本发明的实施例中，所述导电层1和所述黑化层2之间还设有接合层3，由于导电层1采用纯铜材料，然而纯铜材料在黑化层2上的附着力可能不是很好，特别是在黑化层2主要由MoNbOx制成时，纯铜材料在MoNbOx的附着力较低，为了使得导电层1能够稳固地附着在MoNbOx上，在黑化层2和导电层1之间增加接合层3。优选地，所述接合层3的材料主要为CuOx，所述接合层的厚度
进一步地，所述电极层还包括位于所述导电层1一侧且远离所述黑化层2的第一保护层4。由于纯铜材料直接暴露在空气中容易被氧化，因此在所述导电层1另一层设置第一保护层4，所述第一保护层4主要由CuNi制成，所述第一保护层4的厚度CuNi合金在导电层1的纯铜材料上形成一保护膜，使得导电层1的纯铜材料不会和空气中的氧化物直接接触，进而避免导电层1的纯铜材料被氧化，避免增加纯铜材料的电阻。
进一步地，如图2所示，在其中一种实施方式中，触控基板上还包括两电极层10、位于两所述电极层10之间的绝缘层20以及位于一所述电极层10远离所述绝缘层一侧的第二保护层30，所述绝缘层20的厚度为0.95μm～2.5μm，所述第二保护层30的厚度为0.95μm～2.5μm。该绝缘层20又称为OC1，该绝缘层20主要用于隔绝电极层与薄膜晶体管，避免在通电时薄膜晶体管与电极层导通。进一步地，所述第二保护层30位于两所述电极层10中任意一个远离绝缘层20的一侧，且第二保护层30同时远离薄膜晶体管，该第二保护层30主要用于保护靠近其的电极层20，以及该电极层20与薄膜晶体管之间搭接的金属桥。
需要说明的是，如前文所述，本发明实施例中提供的电极层具有网格形状。
本发明实施例提供的一种显示面板，包括任一技术方案所述的电极层。
实施例一
在盖板上制作边框，其可以为黑色BM(黑色矩阵)，也可以是白色WM(白色光阻层)，还可以是其他颜色树脂，较优地，采用光刻方式在盖板上制作该边框。在具有边框的盖板上制作第一层图形电极层，该图形电极层采用前述任一技术方案所述的触控基板。具体的，通过镀膜(sputter)-涂胶-曝光-显影-刻蚀方式依次层叠制作黑化层、接合层、导电层、第一保护层，MoNbOx-CuOx-Cu-CuNi，其中，第一保护层由CuNi合金制作时，铜和镍合金的比例为90:10。更优地，所述电极层的材料为依次层叠的MoNbOx-CuOx-Cu-CuNi，MoNbOx膜厚CuOx膜厚Cu膜厚＞CuNi层膜厚进一步地，在该电极层上制作绝缘层，较优地，采用光刻方式在该电极层上制作绝缘层(OC1)，且绝缘层(OC1)膜厚为1.0～2.0um。进一步地，在该绝缘层上制作第二图形电极层，其制作方法同第一层图形电极层的制作方法、条件以及结构条件均一致，在此不做赘述。在第二图像电极层上制作保护层(OC2)，较优地，采用光刻方式在该电极层上制作第二保护层(OC2)，第二保护层(OC2)膜厚为1.0～2.0um，进而在盖板上制作完成触控的传感器，并形成用于显示触控的显示结构。具体的，参见图3和图4，在微结构下，第一图形电极层分别包括依次层叠的黑化层2(MoNbOx)、接合层3(CuOx)、导电层1(Cu)、第一保护层4(CuNi)，通过图3和图4发现，在没有接合层3时，纯铜的导电层1和黑化层2之间具有较大的缝隙，且黑化层2和基板5之间也有较大的缝隙，而增加接合层3之后，纯铜材料的导电层1能够和CuOx材料的接合层3紧密结合在一起，而CuOx材料的接合层3和MoNbOx材料的黑化层2之间的间隙同样也较小，同时MoNbOx材料的黑化层2之间缝隙也较小，使得MoNbOx材料的黑化层2能够很好的贴合在基板上。说明接合层3提高了纯铜材料的导电层1在黑化层2上的附着力，使得整个电极层的材料都能紧密稳固地贴合在一起，不易脱落。
实施例二
在普通的基板上制作第一图形电极层，该图形电极层采用前述任一技术方案所述的触控基板。进一步地，第一图像电极层、绝缘层(OC1)、第二图形电极层、第二保护层制作方法、工艺条件以及结构条件均一致，在此不做赘述。在该基础上制作完成的传感器与盖板贴合，进而形成用于显示触控的显示结构。进一步地，基板为透光玻璃基板或透光塑料基板。
实施例三
在ODF(LCD或OLED)基板上制作第一图形电极层，该图形电极层采用前述任一技术方案所述的触控基板。进一步地，第一图像电极层、绝缘层(OC1)、第二图形电极层、第二保护层制作方法、工艺条件以及结构条件均一致，在此不做赘述。在该基础上制作完成形成MLOC(微带线/带状信号线)元件，将MLOC(微带线/带状信号线)元件与盖板进行贴合，进而形成用于显示触控的显示结构。
本发明实施例提供的一种显示装置，包括任一技术方案所述的显示面板。
本发明实施例提供的一种任一技术方案所述的触控基板制作方法，其特征在于，应用于任一技术方案所述的触控基板，包括：
在基板上形成所述黑化层；
在所述黑化层上形成所述导电层，所述导电层的材料包括铜。
具体的，如前文所述，在本申请中，可以包括分别地或同时地使导电层和黑化层图案化的过程。在本申请中，还可以包括如实施例一所示的对黑化层和导电层依次通过镀膜-涂胶-曝光-显影-刻蚀方式分别制作黑化层和导电层，即先在基板上通过镀膜-涂胶-曝光-显影-刻蚀方式制作出黑化层，再在黑化层的基础上通过镀膜-涂胶-曝光-显影-刻蚀方式制作出导电层。
进一步地，通过双氧水刻蚀两所述电极层。
具体的，在刻蚀前，先对铜材料和/或钼材料进行氧化，后对氧化后的铜材料和/或钼材料进行刻蚀，双氧水中H2O2和水的比例大于60％。
具体的，铜材料刻蚀原理如下：
Cu+H2O2→CuO+H2O
CuO+2H+→Cu 2++H2O
具体的，钼材料刻蚀原理如下：
Mo+3H2O2→H2MoO4+2H2O
H2MoO4+2OH-→MoO4 2-+2H2O
双氧水具有腐蚀性易控制，其在刻蚀过程中容易发生还原和氧化作用形成Cu 2+和MoO4 2-，产生H2O，在此过程中不会产生其他材料的粒子污染导电层和黑化层。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种触控基板，其特征在于，包括电极层，所述电极层包括导电层以及位于所述导电层一侧的黑化层，所述黑化层用于吸收光线，避免光线从黑化层远离所述导电层的一侧入射至所述导电层，所述导电层的材料包括铜。
2.根据权利要求1所述触控基板，其特征在于，所述电极层还包括位于所述导电层和所述黑化层之间的接合层。
3.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，所述电极层还包括位于所述导电层一侧且远离所述黑化层的第一保护层。
4.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，所述导电层的厚度大于或等于且两所述电极层的方块电阻小于或等于0.055Ω/□。
5.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，所述黑化层的材料包括MoNbOx。
6.根据权利要求2所述的触控基板，其特征在于，所述接合层的材料包括CuOx。
7.根据权利要求3所述的触控基板，其特征在于，所述第一保护层的材料包括CuNi。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的触控基板，其特征在于，还包括两所述电极层、位于两所述电极层之间的绝缘层以及位于一所述电极层远离所述绝缘层一侧的第二保护层，所述电极层具有网格形状。
9.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1至8任意一项所述的电极层。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求9所述的显示面板。
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