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CN109976592A - 触控基板及其制造方法和显示装置 - Google Patents

触控基板及其制造方法和显示装置 Download PDF

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CN109976592A CN201810192264.XA CN201810192264A CN109976592A CN 109976592 A CN109976592 A CN 109976592A CN 201810192264 A CN201810192264 A CN 201810192264A CN 109976592 A CN109976592 A CN 109976592A
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张贵玉
许邹明
张雷
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Hefei Xinsheng Optoelectronics Technology Co Ltd
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BOE Technology Group Co Ltd
Hefei Xinsheng Optoelectronics Technology Co Ltd
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Abstract

本公开的实施例提出了触控基板及其制造方法和显示装置。该触控基板的每个触控单元包括：沿第一方向条形排布的至少一个第一电极；与所述第一电极相互绝缘的多个第二电极；绝缘层，设置于所述第一电极和所述第二电极远离所述衬底一侧；第一导电桥，设置于所述绝缘层远离所述衬底一侧，配置为沿第二方向通过所述绝缘层上的过孔连接多个所述第二电极，其中，沿所述第一方向排列的相邻触控单元的所述第一电极相互断开，沿所述第一方向排列的多个相邻触控单元的所述第二电极断开且绝缘；其中，所述触控基板还包括设置于所述绝缘层远离所述衬底一侧的第二导电桥，配置为通过所述绝缘层上的过孔连接沿所述第一方向排列的相邻触控单元的所述第一电极。

Description

触控基板及其制造方法和显示装置
技术领域
本公开涉及触控领域，更具体地涉及触控基板及其制造方法和显示装置。
背景技术
随着科技的进步和发展，带有触控功能的电子设备(例如，智能手机、平板电脑等)已成为人们生产生活中不可或缺的一部分。常见的触控技术包括例如表面波技术、电阻屏技术、表面电容技术、投射电容技术等。近来，投射电容技术由于其高透明度、高耐用性以及支持真实多点触控等优势成为了触控技术中的主流技术。
此外，针对中小尺寸显示器市场的调研表明有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)市场越发强劲。尤其在各大主流电子设备公司的领导下，预测2017年AMOLED市场将供不应求。这无疑对许多显示器供应商来说是个好消息，也必然将引导相应的触控市场蓬勃发展，尤其是柔性触控市场。
除了目前常规的手持设备外，未来在可穿戴设备的触控方面，柔性触控技术也将展现极大的应用前景。无论柔性设备的使用对象如何，人机的交互作用必不可少，而实现人机交互则不可避免地要涉及到触控。
发明内容
然而，柔性触控传感器目前所遇到最大的问题在于其弯折性差。虽然可以使用延展性优异的金属材料(例如，铜(Cu))来弥补，但是金属材料普遍存在光学可见的弊端。同时，透明材料虽然有着良好的光学视觉效果，但其延展性输于金属材料。因此，无法实现对高透明性和高延展性的完美结合。
此外，虽然针对窄边框、无边框的电子设备的需求越来越大，但目前由于触摸屏两侧需要布信号线，因此无法实现真正意义上的无边框设计。
因此，为了平衡光学效果和弯折性能、实现无边框，需要从触控单元设计上着手，从触控单元的图案设计上解决上述问题。
为了至少部分解决或减轻上述问题，提供了根据本公开一些实施例的触控基板及其制造方法和显示装置。
根据一个方面，本公开的实施例提出了一种触控基板。该触控基板包括：衬底；以及设置于所述衬底上的阵列排布的多个触控单元，每个触控单元包括：至少一个第一电极，沿第一方向条形排布；多个第二电极，与所述第一电极相互绝缘；绝缘层，设置于所述第一电极和所述第二电极远离所述衬底一侧；第一导电桥，设置于所述绝缘层远离所述衬底一侧，配置为沿第二方向通过所述绝缘层上的过孔连接多个所述第二电极，其中，所述第一方向与所述第二方向交叉，且所述第二电极与所述第一电极同层设置且材料相同；其中，沿所述第一方向排列的相邻触控单元的所述第一电极相互断开，沿所述第一方向排列的多个相邻触控单元的所述第二电极断开且绝缘；其中，所述触控基板还包括第二导电桥，所述第二导电桥设置于所述绝缘层远离所述衬底一侧，配置为通过所述绝缘层上的过孔连接沿所述第一方向排列的相邻触控单元的所述第一电极。
在一些实施例中，沿所述第二方向排列的多个相邻触控单元的所述第二电极相互断开。在一些实施例中，所述触控基板还包括信号线，所述信号线沿所述第一方向设置，设置于沿所述第二方向排列的相邻触控单元之间，与所述第一电极同层设置且材料相同；所述信号线与阵列排布的所述触控单元对应行的所述第二电极电连接，配置为向所述对应行的所述第二电极传输控制信号，和/或接收所述对应行的所述第二电极的感应信号。在一些实施例中，所述触控基板还包括第三导电桥，所述第三导电桥沿所述第二方向设置，设置于所述绝缘层远离所述衬底一侧，配置为通过所述绝缘层上的过孔连接沿所述第二方向排列的相邻触控单元的所述第二电极。在一些实施例中，所述触控单元还包括多个虚拟电极，所述虚拟电极与所述第一电极同层设置且材料相同，并沿所述第一方向条形排布；多个所述虚拟电极与所述第一电极和所述第二电极均绝缘，配置为被所述第一电极和/或所述第二电极间隔开。在一些实施例中，所述第二电极包括沿所述第一方向的延伸部，所述延伸部在所述第一方向的长度与所述第一电极相等。在一些实施例中，所述第一方向与所述第二方向垂直。在一些实施例中，所述第一电极和所述第二电极材料包括氧化铟锡和/或银钯铜合金。
根据另一个方面，本公开的实施例提出了一种制造触控基板的方法。该方法包括：在所述衬底上形成阵列排布的多个触控单元，其中，形成每个触控单元包括：在所述衬底上形成沿第一方向条形排布的至少一个第一电极，使得沿所述第一方向排列的相邻触控单元的所述第一电极相互断开；在所述衬底上形成与所述第一电极相互绝缘的多个第二电极，使得沿所述第一方向排列的多个相邻触控单元的所述第二电极断开且绝缘；在所述第一电极和所述第二电极远离所述衬底一侧形成绝缘层；在所述绝缘层远离所述衬底一侧形成第一导电桥，使得所述第一导电桥沿第二方向通过所述绝缘层上的过孔连接多个所述第二电极；以及在所述绝缘层远离所述衬底一侧形成第二导电桥，使得所述第二导电桥通过所述绝缘层上的过孔连接沿所述第一方向排列的相邻触控单元的所述第一电极，其中，所述第一方向与所述第二方向交叉，且所述第二电极与所述第一电极同层设置且材料相同。
在一些实施例中，在所述衬底上形成与所述第一电极相互绝缘的多个第二电极还包括：在所述衬底上形成与所述第一电极相互绝缘的多个第二电极，使得沿所述第二方向排列的多个相邻触控单元的所述第二电极相互断开。在一些实施例中，该方法还包括：在所述衬底上沿所述第一方向形成信号线，使得所述信号线在沿所述第二方向排列的相邻触控单元之间，且与所述第一电极同层设置且材料相同；其中，所述信号线与阵列排布的所述触控单元对应行的所述第二电极电连接，配置为向所述对应行的所述第二电极传输控制信号，和/或接收所述对应行的所述第二电极的感应信号。在一些实施例中，在所述绝缘层远离所述衬底一侧沿所述第二方向形成第三导电桥，使得所述第三导电桥通过所述绝缘层上的过孔连接沿所述第二方向排列的相邻触控单元的所述第二电极。在一些实施例中，该方法还包括：在所述衬底上形成多个虚拟电极，所述虚拟电极与所述第一电极同层设置且材料相同，并沿所述第一方向条形排布，其中，多个所述虚拟电极与所述第一电极和所述第二电极均绝缘，配置为被所述第一电极和/或所述第二电极间隔开。在一些实施例中，所述第二电极包括沿所述第一方向的延伸部，所述延伸部在所述第一方向的长度与所述第一电极相等。
根据又一个方面，本公开的实施例提出了一种显示装置。该显示装置包括如上所述的触控基板。
附图说明
通过下面结合附图说明本公开的优选实施例，将使本公开的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中：
图1是示出了根据本公开实施例的示例触控单元的俯视图。
图2是示出了根据本公开实施例的按阵列排布的多个示例触控单元的俯视图。
图3A～3C是示出了根据本公开实施例的触控基板在其各个制造阶段的局部截面图。
图4是示出了根据本公开实施例的采用不同材料所制成的触控单元的光透过率的对比曲线图。
图5是示出了根据本公开实施例的用于制造触控单元的示例方法的流程图。
图6是示出了根据本公开另一实施例的示例触控基板的一部分的俯视图。
图7是示出了根据本公开另一实施例的示例触控基板上按阵列排布的多个示例触控单元的俯视图。
图8A～8C是示出了根据本公开另一实施例的触控基板在其各个制造阶段的局部截面图。
图9是示出了根据本公开实施例的包括触控基板在内的显示装置的示例框图。
具体实施方式
下面参照附图对本公开的部分实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本公开来说是不必要的细节和功能，以防止对本公开的理解造成混淆。在本说明书中，下述用于描述本公开原理的各种实施例只是说明，不应该以任何方式解释为限制公开的范围。参照附图的下述描述用于帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本公开的示例性实施例。下述描述包括多种具体细节来帮助理解，但这些细节应认为仅仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员应认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对本文中描述的实施例进行多种改变和修改。此外，为了清楚和简洁起见，省略了公知功能和结构的描述。此外，贯穿附图，相同的附图标记用于相同或相似的功能、器件和/或操作。此外，在附图中，各部分并不一定按比例来绘制。换言之，附图中的各部分的相对大小、长度等并不一定与实际比例相对应。
在本公开中，术语“包括”和“含有”及其派生词意为包括而非限制；术语“或”是包含性的，意为和/或。此外，在本公开的以下描述中，所使用的方位术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”等均用于指示相对位置关系，以辅助本领域技术人员理解本公开实施例，且因此本领域技术人员应当理解：在一个方向上的“上”/“下”，在相反方向上可变为“下”/“上”，且在另一方向上，可能变为其他位置关系，例如“左”/“右”等。
以下，以本公开实施例应用于柔性触控显示领域为例来详细描述各实施例。然而本领域技术人员应当意识到：在本公开的另一些实施例中，同样也可应用于刚性触控显示领域。此外，尽管本公开的下文中以“互电容触摸屏”为例来详细描述了根据本公开实施例的触控方案，但本公开不限于此。事实上，在本公开的另一些实施例中，同样也可应用于“自电容触摸屏”、“电阻式触摸屏”或任何其它刚性/柔性触摸屏设计。
以下，将首先介绍在本文中可能用到的各个术语。
黄光工艺：也被称为“光刻工艺”，在该工艺中，通常先在待处理材料层(例如，氧化铟锡(ITO)、银钯铜合金(APC)、二氧化硅(SiO2)等)上涂覆(例如，旋涂)光刻胶(PhotoResist)，然后通过光罩(或掩模板、Mask)使用紫外光照射光刻胶，从而使得光刻胶中被照射的部分发生化学性质变化，然后使用清洗液将被照射的部分(正性光刻胶)或未被照射的部分(负性光刻胶)洗掉，形成与光罩相同或互补的图案。然后利用该图案对待处理材料进行蚀刻，并最后洗掉剩余光刻胶，仅保留具有蚀刻图案的待处理材料。
自电容触摸屏：通过检测触控单元中电极与地之间的寄生电容变化来确定具体触摸位置，在有例如手指之类的对象存在时该寄生电容会发生变化。触控单元中的电极既是发射极又是接收极。其优点在于驱动电路简单、连线少，缺点在于不支持真实的多点触控、易受外界干扰，且可能存在鬼点现象。
互电容触摸屏：通过检测触控单元中发射极和接收极的交叉处的互电容(也就是耦合电容)的变化来确定具体触摸位置。在有例如手指之类的对象存在时发射极和接收极之间的互电容会发生变化。触控单元中的发射极和接收极是相互分开的两个电极。其优点在于支持真实的多点触控、不容易受到干扰，缺点在于驱动电路复杂、连线多、功耗高等。
GF(Glass+Film)架桥：在该触控设计方案中，发射极和接收极设置在同一层中且相互绝缘，且发射极和接收极之一通过架桥方式绕过这二者中的另一个，从而在发射极和接收极的交叉点处形成互电容。
GF2(Glass+Film+双层ITO)：在该触控设计方案中，发射极和接收极设置在不同层中且相互绝缘，从而在发射极和接收极的交叉点处形成互电容。
接下来，将结合图1和图2来详细描述根据本公开实施例的触控基板及其上的触控单元的构造及其阵列布置。
图1是示出了根据本公开实施例的触控基板上的示例触控单元10的俯视图。图2是示出了根据本公开实施例的按阵列排布的多个示例触控单元10的俯视图。
如图1所示，触控单元10可以是采用互电容式触控设计的触控单元10，其可以包括第一电极100和第二电极110。在图1所示实施例中，第二电极110可以是驱动电极(或发射极或Tx)，而第一电极100可以是感测电极(或接收极或Rx)。然而，本公开不限于此。例如在另一些实施例中，可以采用第一电极100为驱动电极而第二电极110为感测电极的设计。
在图1所示实施例中，在触控单元10内部，第一电极100可以是沿竖直方向条形排布的，而第二电极110可以被第一电极100分割为多个(例如，在本实施例中，两个)第二电极110，其均与第一电极100电绝缘。这些第二电极110之间可通过架桥方式借助第一导电桥115电连接。第一导电桥115可如图3C所示绕过第一电极100。如图3C所示，第一导电桥115可设置于绝缘层140的远离衬底150的一侧，并被配置为沿图1中的水平方向通过绝缘层140上的过孔电连接多个第二电极110。此外，第一电极100和第二电极110可如图3C所示采用同层设置，且如下文所述可采用相同的材料制成。然而本公开不限于此。事实上第一电极100也可以与第二电极110不同层没置，以例如形成上述GF2的结构。此外，第一电极100也可以与第二电极110用不同材料形成，例如如下文所述，其中一者可以选用ITO，而另一者可以选用银钯铜(APC)合金等。
此外，需要注意的是：在本公开中，在不失一般性的情况下可将图1中的“竖直方向”称为“第一方向”，而将“水平方向”称为第二方向。然而应当理解的是：第一方向和第二方向并不限于竖直方向和水平方向，而是可以是任何不同的可相交方向，例如交角为45度的两个方向等等，或者第一方向是水平方向，而第二方向是竖直方向等等。
此外，如图1所示，在前述各个部分之间(例如，第一电极100和第二电极110之间等等)还存在用空白线条示意性示出的用于电绝缘的间隙或绝缘材料。
在图1所示实施例中，第二电极110可被配置为传导驱动信号。驱动信号通常是一个周期振荡信号，在由于手指、触控笔触摸之类的动作导致第一电极100和第二电极110之间的互电容发生改变的情况下，该振荡信号的周期/频率也随之发生相应变化，从而体现在第一电极100的输出信号上，并可由与其相连的驱动电路(例如，触控面板的驱动电路(IC)或由触控显示器的驱动电路)所检测到。就此而言，第一电极100可以被配置为感测与第二电极110之间的互电容变化。
此外，如图2所示，在触控基板上阵列布置的相邻的触控单元10(包括例如触控单元10-1、10-2、10-3、10-4等，以下如无特别指定，则将它们统称为触控单元10)之间，可以形成间隙104。例如，在图2所示实施例中，在触控单元10-1和触控单元10-3之间形成了间隙104。在图2所示实施例中，沿第一方向排列的相邻触控单元10-1和10-3各自的第一电极100相互断开(但并未绝缘)，而沿第一方向排列的多个相邻触控单元10-1和10-3的第二电极110也断开且绝缘。类似地，触控单元10-2和10-4之间也可存在上述关系。
间隙104可以是如下文中结合图3A～3C所描述的一样在形成触控单元10的图案时一并形成的，也可以是在完成整个触控面板的工艺之后通过例如激光、蚀刻等方式来后续形成的。
在例如柔性触控单元的设计下，该间隙104可以使得触控面板在弯曲时(例如，以104为轴弯曲)产生的内部应力存在释放的空间，从而避免或至少降低对设备所可能造成的机械伤害，例如断裂、撕裂等。需要注意的是：该间隙104可以为无填充物质的间隙，然而本公开不限于此，事实上其也可以是可被压缩的柔性材料。
在具有间隙104的情况下，触控单元10-1的第一电极100和触控单元10-3的相应第一电极100之间可通过第二导电桥105电连接，以使得同一列的触控单元10的相应第一电极100是电连接的。需要注意的是：尽管在图2所示实施例中，间隙104是贯穿整个触控面板的间隙，然而本公开不限于此。事实上，间隙104可以是部分存在的。例如，在触控单元10-1和10-3之间可以存在间隙104，而在触控单元10-2和10-4之间可以不存在间隙104。这至少部分由于当存在贯穿整行的间隙104时，整个触控显示器可能会在高度弯曲并缺少触控面板层的保护的情况下导致下层的衬底/柔性显示面板撕裂或破损。因此，需要保留无间隙的部分以提高整个触控显示器的韧性。
此外，在图2所示实施例中，除了在相邻的多个触控单元10之间可以存在间隙104之外，还可以在触控单元10以及相邻的绑定(bonding)区之间存在间隙，例如，对于阵列排布的触控单元10中的最外侧接近绑定区的触控单元10。因此，类似地，可以通过与上述第二导电桥105类似的第二导电桥将触控单元10的第一电极100与相邻绑定区的相应引线电连接。
此外，尽管在上面的每个触控单元10中仅存在一个第一电极100，然而本公开实施例不限于此。事实上，也可以如下文所述采用两个、三个或更多个第一电极100，本公开对此不加以限制。此外，尽管在上面的实施例中以互电容式触控方案为例来加以说明，然而本公开不限于此。例如对于自电容式触控方案，同样可以采用上述在触控单元之间存在间隙并用第二导电桥连通的方式来实现，从而确保内应力得到释放。
接下来，将结合图3A～图3C来详细描述根据本公开实施例的触控单元的示例制造方法。
图3A～3C是示出了根据本公开实施例的触控基板在其示例制造方法的各个阶段的局部截面图。如图3A所示，可以在例如柔性和/或刚性衬底(例如，COP(环烯烃聚合物)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、玻璃等)上进行磁控溅射以形成各电极100和/或110的图案层。该层可选用透明ITO导电材质，通过上述黄光工艺，例如经涂布光刻胶、曝光、显影、刻蚀等步骤，形成所需的电极图案。此外，在该步骤中，也可以同时形成各触控单元10的图案之间的间隙(例如，间隙104)的图案等。备选地，在另一些实施例中，也可以在形成了上述图案之后，通过例如激光、蚀刻等方式来形成各间隙(例如，间隙104)。
接下来，如图3B所示，可以通过例如气相沉积或者涂覆形成中间绝缘层140。绝缘层140可采用透明有机层(例如，光学透明胶(OCA)、PI(聚酰亚胺)等)或者透明无机物(无机硅氧材料、氮氧硅等)，通过黄光工艺来形成所需要的绝缘层140的图案。在后续步骤中所需要的过孔等也可以与绝缘层140的图案一并形成。同样地，在这层中形成的过孔也可以是在形成绝缘层140之后通过例如激光、蚀刻等方式后续形成的，而不是在形成绝缘层140的图案时一并形成。
最后，如图3C所示，可以采用磁控溅射来形成第一导电桥115和/或第二导电桥105等。第一导电桥115和/或第二导电桥105的材质可以与各电极的材料相同。通过上述黄光工艺，例如经涂布光刻胶、曝光、显影、刻蚀，形成所需的导电桥图案，并完成整个触控单元10的制作。
此外，在采用例如银钯铜合金(APC)材料来代替ITO材料的情况下，大体流程与图3A～图3C所示相同。只是由于APC一般为非透明材料，因此需降低各APC层的厚度，以实现其高透过率。在一些实施例中，APC层的透明度可达透明ITO层的水平，参见例如图4所示透过率模拟曲线)。图4中，由标记410和420指示了具有不同膜层厚度的银(Ag)的透过率曲线，且由标记430指示了铜的透过率曲线。如图4所示，在采用APC合金且其中以银为主的情况下，膜层厚度越小，其透过率越高，可以与透明ITO的透过率相当。
如下表1所示，可以看出，采用ITO和APC方案均可满足前述要求。然而，由于ITO材料的方阻较大，因此ITO方案在触控效果上比常规单层结构略好。然而其工作频率范围可能略低，比常规单层结构差。而APC方案由于其低方阻和较优的透过率，使得其触控效果很好，与常规单层ITO(SITO)结构相比，优于SITO结构的工作频率。
表1
因此，通过使用根据本公开实施例的触控单元、其制造方法、包括其在内的触控基板、触控面板和触控显示装置，与常见的毛毛虫型或“E”型单层结构相比，可以通过将某一个或多个方向的长通道(例如，间隙104)进行切割并架桥，一方面实现通道导通，另一方面可以消除这些方向弯折时产生的内应力，防止功能层材料发生破裂，有效保证触控功能，同时改善柔性触摸屏的弯折性能，使之可用于目前双曲面和/或四曲面产品上。
接下来，将结合图5来详细描述用于制造根据本公开实施例的触控单元10的示例方法。
图5是示出了根据本公开实施例的用于制造触控单元的示例方法500的流程图。如图5所示，方法500可以包括步骤S510、S520、S530、S540和S550。根据本公开的一些实施例，方法500的一些步骤可以单独执行或组合执行，以及可以并行执行或顺序执行，并不局限于图5所示的具体操作顺序。例如，步骤S510和步骤S520可以并行、顺序或逆序执行。此外，步骤S540和步骤S550也可以并行、顺序或逆序执行等。
方法500可以开始于在衬底(例如，图3C所示衬底150)上形成阵列排布的多个触控单元(例如，触控单元10-1、10-2、10-3、10-4等)。在该过程中，形成每个触控单元(例如，触控单元10)可以包括以下步骤。
在步骤S510中，可以在衬底上形成沿第一方向(例如，竖直方向)条形排布的至少一个第一电极(例如，第一电极100)，使得沿第一方向排列的相邻触控单元(例如，触控单元10-1和10-3)的第一电极相互断开。
在步骤S520中，可以在衬底上形成与第一电极相互绝缘的多个第二电极(例如，第二电极110)，使得沿第一方向排列的多个相邻触控单元(例如，触控单元10-1和10-3)的第二电极断开且绝缘。
在步骤S530中，可以在第一电极和第二电极远离衬底一侧形成绝缘层(例如，绝缘层140)。
在步骤S540中，可以在绝缘层远离衬底一侧形成第一导电桥(例如，第一导电桥115)，使得第一导电桥沿第二方向(例如，水平方向)通过绝缘层上的过孔连接多个第二电极。
在步骤S550中，可以在绝缘层远离衬底一侧形成第二导电桥(例如，第二导电桥105)，使得第二导电桥通过绝缘层上的过孔连接沿第一方向排列的相邻触控单元(例如，触控单元10-1和10-3)的第一电极。
通过上述方法500，可以在一方面实现通道(例如，接收(RX)或感测通道)导通的同时，另一方面可以消除该方向弯折时产生的内应力，防止功能层材料发生破裂，有效保证触控功能，同时改善柔性触摸屏的弯折性能，使之可用于目前双曲面和/或四曲面产品上。
以下将结合图6～8并参考图1～5来详细描述根据本公开另一些实施例的触控基板及其制造方法。
图6是示出了根据本公开另一实施例的示例触控基板的俯视图。图7是示出了根据本公开另一实施例的触控基板上按阵列排布的多个示例触控单元10’的俯视图。
如图6所示，触控基板上的触控单元10’可以类似于图1所示的触控单元10，采用互电容式触控设计。触控单元10’可以包括两个第一电极100和三个第二电极110。在图6所示实施例中，第二电极110可以是驱动电极(或发射极或Tx)，而第一电极100可以是感测电极(或接收极或Rx)。然而，本公开不限于此。例如，第一电极100可以是驱动电极(或发射极或Tx)，而第二电极110可以是感测电极(或接收极或Rx)。
在图6所示实施例中，在触控单元10’内部，两个第一电极100可以都是沿竖直方向(例如，第一方向)条形排布的，而第二电极110可被这两个第一电极100划分为三个第二电极110，其均与第一电极100电绝缘。这些第二电极110之间可通过架桥方式借助多个第一导电桥115电连接。第一导电桥115可如图8C所示绕过第一电极100。如图8C所示，第一导电桥115可设置于绝缘层140的远离衬底150的一侧，并被配置为沿图6中的水平方向通过绝缘层140上的过孔电连接多个第二电极110。
此外，触控单元10’还可以包括一个或多个非功能(dummy)区或虚拟电极103，其可以例如用于增加触控单元10’的透明度或提升触摸性能。虚拟电极103可以与第一电极100和/或第二电极110同层设置。此外，虚拟电极103可以由与第一电极100和/或第二电极110相同的材料形成。如图6所示，虚拟电极103可沿竖直方向方向条形排布。此外，多个虚拟电极103可与第一电极100和第二电极110均绝缘，并被配置为被第一电极100和/或第二电极110间隔开。
此外，如图6所示，在前述各个部分之间(例如，第一电极100和第二电极110之间、第一电极100和虚拟电极103之间、虚拟电极103和第二电极110之间等等)还存在用空白粗线条示意性示出的用于电绝缘的间隙或绝缘材料。
在图6所示实施例中，第二电极110可被配置为传导驱动信号。驱动信号通常是一个周期振荡信号，在由于手指触摸之类的动作导致第一电极100和第二电极110之间的互电容发生改变的情况下，该振荡信号的周期/频率也随之发生相应变化，从而体现在第一电极100的输出信号上，并可由与其相连的驱动电路(例如，触控面板的驱动电路(IC)或由触控显示器的驱动电路)所检测到。就此而言，第一电极100可以被配置为感测与第二电极110之间的互电容变化。
此外，如图7所示，在相邻的触控单元10’(包括例如触控单元10-1’、10-2’、10-3’、10-4’等，以下如无特别指定，则将它们统称为触控单元10’)之间，可以形成间隙104和/或114。
例如，在图7所示实施例中，在触控单元10-1’和触控单元10-3’之间形成了与图2所示实施例相类似的间隙104。该间隙104可以是如下文中结合图8A～8C所描述的方法一样在形成触控单元10’的图案时一并形成的，也可以是在完成整个触控面板的工艺之后通过例如激光、蚀刻等方式来后续形成的。
在例如柔性触控单元的设计下，该间隙104可以使得触控面板在弯曲时(例如，以104为轴弯曲)产生的内部应力存在释放的空间，从而避免或至少降低对设备所可能造成的机械伤害，例如断裂、撕裂等。此外，在该情况下，触控单元10-1’的第一电极100和触控单元10-3’的相应第一电极100之间可通过第二导电桥105电连接，以使得同一列的触控单元10’的相应第一电极100是电连接的。需要注意的是：尽管在图2所示实施例中，间隙104是贯穿整个触控面板的间隙，然而本公开不限于此。事实上，间隙104可以是部分存在的。例如，在触控单元10-1’和10-3’之间可以存在间隙104，而在触控单元10-2’和10-4’之间可以不存在间隙104。这至少部分由于当存在贯穿整行的间隙104时，整个触控显示器可能会在高度弯曲并缺少触控面板层的保护的情况下导致下层的衬底/柔性显示面板撕裂或破损。因此，需要保留无间隙的部分以提高整个触控显示器的韧性。
类似地，在触控单元10-1’和触控单元10-2’之间可以形成间隙114。在例如柔性触控单元的设计下，该间隙可以使得触控面板在弯曲(例如，以114为轴弯曲)时产生的内部应力存在释放的空间，从而避免或至少降低对设备所可能造成的机械伤害，例如断裂、撕裂等。换言之，沿水平方向排列的多个相邻触控单元10’的第二电极在间隙114处相互断开。此外，在该情况下，触控单元10-1’的第二电极110和触控单元10-2’的第二电极110之间可通过沿水平方向没置的第三导电桥117-1电连接，以使得同一行的触控单元10’的第二电极110是电连接的。如图8C所示，第三导电桥117-1可设置于绝缘层140的远离衬底150的一侧，并被配置为通过绝缘层140上的过孔连接沿图6所示水平方向排列的相邻触控单元10-1’和10-2’的第二电极110。需要注意的是：尽管在图7所示实施例中，间隙114是贯穿整个触控面板的间隙，然而本公开不限于此。事实上，间隙114可以是部分存在的。例如，在触控单元10-1’和10-2’之间可以存在间隙114，而在触控单元10-3’和10-4’之间可以不存在间隙114。其理由与上面类似。
此外，在图7所示实施例中，除了在相邻的多个触控单元10’之间可以存在间隙104/114之外，还可以在触控单元10’以及相邻的绑定(bonding)区之间存在间隙。例如，对于阵列排布的触控单元10’中最外侧与绑定区相邻的触控单元10’。因此，类似地，可以通过与上述第二导电桥105和/或第三导电桥117类似的导电桥将触控单元的第一电极100和/或第二电极110与相邻绑定区的相应引线电连接。
此外，在图6所示实施例中，触控单元10’还可以包括最多两根信号线130-1和130-2。如前所述，为了使得窄边框或无边框的设计成为可能，在图6所示实施例中，可以将原本设置于屏幕边框处的信号线分散到各个触控单元中和/或之间。如图6所示，两根信号线130-1和130-2穿过了该触控单元10’且与第二电极110绝缘。更一般地，这两根信号线130-1和130-2中的任一个信号线130可以向上或向下穿过一个或多个触控单元10’，并与某一行触控单元10’中的某一个触控单元10’的第二电极110电连接，从而为该行触控单元10’提供驱动信号。因此，在除图6之外的另一些实施例中，信号线130-1和130-2之一可以与第二电极110电连接，例如，如图7中触控单元10-4’中的第三导电桥117-4所示，其将信号线130与其两侧的第二电极110相连。需要注意的是，第三导电桥117-4右侧的与相邻触控单元相连的部分并未示出，而仅示出了左侧与触控单元10-4’中的第二电极110和信号线电连接的部分。此外，该第三导电桥117-4也可以如第三导电桥117-1一样跨过触控单元间的间隙114。在另一些实施例中，信号线130也可以与第二电极110一体形成，例如在形成第一电极、第二电极和/或信号线的图案时一体形成。在一些实施例中，信号线130也可以第一电极和/或第二电极不设置在同层，在该情况下也可以分别形成它们。此外，如前所述，触控单元10’中也可以仅存在一根信号线130，如图7中触控单元10-2’和10-4’中的单一信号线所示。此外，如前所述，触控单元10’中也可以不存在信号线130-1或130-2，例如在该触控单元10’的同一行触控单元中已存在连接了信号线的其他触控单元时。此外，如前所述，触控单元10’中可以不存在信号线130。例如，如图7所示，在触控单元10-2’中可以不存在信号线130。在该情况下，触控单元10-2’的第二电极110可以从同一行的其它触控单元10’获得驱动信号。
此外，如图7所示，信号线130-1和130-2(以下如无特别声明可将其统称为信号线130)可以被配置为在相邻触控单元10’之间不断开，即在信号线130处间隙104不存在。在另一些实施例中，信号线130也可以与第一电极100类似，通过架桥方式跨过间隙104。在图7所示实施例中，同一列的触控单元10’的信号线130连通(但不一定贯穿同一列触控单元中的所有触控单元)，并在例如该列端点处的触控单元10’与相邻绑定区的引线电连接。从而使得原本应当布置在整个触控面板左右两侧的信号线分散到每行中的一个或多个触控单元10’内部，从而使得无边框/窄边框设计成为可能。此外，如图6所示，在触控单元10’内，第二电极110也可以通过第三导电桥117跨过信号线130与相邻触控单元10’内的第二电极110电连接。在一些实施例中，相邻触控单元10’中的信号线130可以是一体形成的，例如在形成信号线图案时。
此外，尽管在上面的每个触控单元10’中存在两个第一电极100，然而本公开实施例不限于此。事实上，也可以采用一个、三个或更多个第一电极100，本公开对此不加以限制。此外，尽管在上面的实施例中以互电容式触控方案为例来加以说明，然而本公开不限于此。例如对于自电容式触控方案，同样可以采用上述在触控单元之间存在间隙并用导电桥连通的方式来实现，从而确保内应力得到释放。
接下来，将结合图8A～图8C来详细描述根据本公开实施例的触控单元的示例制造方法。
图8A～8C是示出了根据本公开另一实施例的触控单元10’在其示例制造方法的各个阶段的局部截面图。与图3A～3C所示实施例类似，可以在例如柔性和/或刚性衬底(例如，COP(环烯烃聚合物)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、玻璃等)磁控溅射以形成各电极100和/或110以及可选的信号线130的图案层。该层可选用透明ITO导电材质，通过上述黄光工艺，例如经涂布光刻胶、曝光、显影、刻蚀等步骤，形成所需的电极图案和信号线图案。此外，在该步骤中，也可以同时形成各触控单元10’的图案之间的间隙、触控单元10’内的虚拟电极103的图案等。备选地，在另一些实施例中，也可以在形成了上述图案之后，通过例如激光、蚀刻等方式来形成各间隙。
接下来，如图8B所示，可以通过例如气相沉积或者涂覆形成中间绝缘层140。绝缘层140可采用透明有机层(例如，光学透明胶(OCA)、PI(聚酰亚胺)等)或者透明无机物(无机硅氧材料、氮氧硅等)，通过黄光工艺来形成所需要的绝缘层140的图案。在后续步骤中所需要的过孔等也可以与绝缘层140的图案一并形成。同样地，在这层中形成的过孔也可以是在形成绝缘层140之后通过例如激光、蚀刻等方式后续形成的，而不是在形成绝缘层140的图案时一并形成。
最后，如图8C所示，可以采用磁控溅射来形成第一导电桥115、第二导电桥105和/或第三导电桥117等。第一导电桥115、第二导电桥105和/或第三导电桥117的材质可以与各电极/信号线的材料相同。通过上述黄光工艺，例如经涂布光刻胶、曝光、显影、刻蚀，形成所需的导电桥图案，并完成整个触控单元10’的制作。
此外，在采用图6和图7所示的触控单元10’的设计的情况下，可以对图5所示的制造方法500加以进一步改进。例如，在一些实施例中，步骤S520还可以包括：在衬底(例如，图8A所示衬底150)上形成与第一电极(例如，第一电极100)相互绝缘的多个第二电极(例如，第二电极110)，使得沿第二方向排列的多个相邻触控单元(例如，触控单元10-1’和10-2’)的第二电极相互断开。采用该设计，可以如上所述有效减少沿第二方向弯折时的应力。此外，在一些实施例中，方法500还可以包括：可以在衬底上沿第一方向形成信号线(例如，信号线130-1和/或130-2)，使得信号线在沿第二方向排列的相邻触控单元(例如，触控单元10-1’和10-2’)之间，且与第一电极同层设置且材料相同。此外，该信号线可与阵列排布的触控单元对应行的第二电极(例如，图7中触控单元10-4’的第二电极110)电连接，并可被配置为向对应行的第二电极传输控制信号，和/或接收对应行的第二电极的感应信号(例如，在第二电极是接收电极或感测电极的情况下)。通过将信号线布置在触控单元之间，且仅与相应行的第二电极相连，可以将原本设置于触控面板边缘的信号线分散到触控单元内部，使得窄边框或无边框的触控面板成为可能。
此外，在一些实施例中，可在绝缘层(例如，图8C所示绝缘层140)远离衬底一侧沿第二方向形成第三导电桥(例如，第三导电桥117)，使得第三导电桥可通过绝缘层上的过孔连接沿第二方向排列的相邻触控单元(例如，触控单元110-1’和110-2’)的第二电极。如上所述，通过在沿第二方向排列的触控单元的第二电极之间设置第三导电桥，可以在这些触控单元之间设置用于释放应力的间隙，从而避免触控基板在弯折时由于应力过大大致的伤害。
在一些实施例中，方法500还可包括：可在衬底上形成多个虚拟电极(例如，图6所示虚拟电极103)，该虚拟电极可与第一电极同层设置且材料相同，并沿第一方向条形排布。此外，多个虚拟电极可与第一电极和所述第二电极均绝缘，并被配置为被第一电极和/或第二电极间隔开。通过设置虚拟电极，可以提升触控单元的触控性能以及透明度，使得用户体验更好。
在一些实施例中，第二电极可包括沿第一方向的延伸部，该延伸部在第一方向的长度可与第一电极相等。通过使得第二电极具备与第一电极长度相等的延伸部，可在延伸部与第一电极和/或虚拟电极之间设置沿第一方向的缝隙，有效地减少第二方向的应力。
图9是示出了根据本公开实施例的包括触控基板910在内的显示装置900的示意框图。如图9所示，显示装置900可以包括：触控基板910、显示模组920以及控制器930。触控基板910可以是如上所述的具有阵列排布的多个触控单元10和/或10’的触控基板910(例如，图2或图7所示的触控基板)，其可以用于感测诸如手指、触控笔之类的物体对触控基板910的触控单元的触摸、接近等操作并向控制器930提供感测到的坐标位置，供控制器930进行相应处理。显示模组920可以是例如液晶显示(LCD)模组、有机发光二极管(OLED)显示模组等，其可以用于在控制器930的控制下显示输出的图像。在一些实施例中，触控基板910可以与显示模组通过各种方式结合，例如通过全贴合触控(One Glass Solution或简称为OGS)方式等结合在一起。控制器930可以例如是专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、微控制器单元(MCU)之类的专用控制电路，或者也可以是结合软件和/或固件的中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等的通用处理器/控制器。
因此，通过使用根据本公开实施例的触控基板及其制造方法和显示装置，与常见的毛毛虫型或“E”型单层结构相比，可以通过将两个相互垂直方向的长通道(例如，间隙104/114)进行切割并架桥，一方面实现通道导通，另一方面可以消除这两个方向弯折时产生的内应力，防止功能层材料发生破裂，有效保证触控功能，同时改善柔性触摸屏的弯折性能，使之可用于目前双曲面和/或四曲面产品上。
此外，通过在触控单元中之间设计信号线通道，可以使得信号线无须布置在触摸屏两侧，从而使得无边框触摸屏设计成为可能。此外，通过将部分桥点转移至触控单元边缘，可以使得中心桥点密度降低，有效改善桥点可视性效果。
此外，在一些实施例中，上述触控单元的设计不仅适用于常见的ITO方案，也适用于APC方案。虽然需要通过降低APC厚度来提高其透过率，但即使如此其触控性能也远远优于方阻过大的ITO方案。此外，该触控单元设计不仅适用于刚性触摸屏，更适用于柔性触摸屏，尤其是四曲面柔性触摸屏。
至此已经结合优选实施例对本公开进行了描述。应该理解，本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本公开的范围不局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。
此外，在本文中被描述为通过纯硬件、纯软件和/或固件来实现的功能，也可以通过专用硬件、通用硬件与软件的结合等方式来实现。例如，被描述为通过专用硬件(例如，现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等)来实现的功能，可以由通用硬件(例如，中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP))与软件的结合的方式来实现，反之亦然。

Claims (15)

1.一种触控基板，其特征在于，包括：
衬底；以及
设置于所述衬底上的阵列排布的多个触控单元，每个触控单元包括：
至少一个第一电极，沿第一方向条形排布；
多个第二电极，与所述第一电极相互绝缘；
绝缘层，设置于所述第一电极和所述第二电极远离所述衬底一侧；
第一导电桥，设置于所述绝缘层远离所述衬底一侧，配置为沿第二方向通过所述绝缘层上的过孔连接多个所述第二电极，
其中，所述第一方向与所述第二方向交叉，且所述第二电极与所述第一电极同层设置且材料相同；
其中，沿所述第一方向排列的相邻触控单元的所述第一电极相互断开，沿所述第一方向排列的多个相邻触控单元的所述第二电极断开且绝缘；
其中，所述触控基板还包括第二导电桥，所述第二导电桥设置于所述绝缘层远离所述衬底一侧，配置为通过所述绝缘层上的过孔连接沿所述第一方向排列的相邻触控单元的所述第一电极。
2.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，沿所述第二方向排列的多个相邻触控单元的所述第二电极相互断开。
3.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，
所述触控基板还包括信号线，所述信号线沿所述第一方向设置，设置于沿所述第二方向排列的相邻触控单元之间，与所述第一电极同层设置且材料相同；
所述信号线与阵列排布的所述触控单元对应行的所述第二电极电连接，配置为向所述对应行的所述第二电极传输控制信号，和/或接收所述对应行的所述第二电极的感应信号。
4.根据权利要求2或3所述的触控基板，其特征在于，
所述触控基板还包括第三导电桥，所述第三导电桥沿所述第二方向设置，设置于所述绝缘层远离所述衬底一侧，配置为通过所述绝缘层上的过孔连接沿所述第二方向排列的相邻触控单元的所述第二电极。
5.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，所述触控单元还包括多个虚拟电极，所述虚拟电极与所述第一电极同层设置且材料相同，并沿所述第一方向条形排布；
多个所述虚拟电极与所述第一电极和所述第二电极均绝缘，配置为被所述第一电极和/或所述第二电极间隔开。
6.根据权利要求5所述的触控基板，其特征在于，所述第二电极包括沿所述第一方向的延伸部，所述延伸部在所述第一方向的长度与所述第一电极相等。
7.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向垂直。
8.根据权利要求1所述的触控基板，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极材料包括氧化铟锡和/或银钯铜合金。
9.一种制造触控基板的方法，其特征在于，包括：
在所述衬底上形成阵列排布的多个触控单元，其中，形成每个触控单元包括：
在所述衬底上形成沿第一方向条形排布的至少一个第一电极，使得沿所述第一方向排列的相邻触控单元的所述第一电极相互断开；
在所述衬底上形成与所述第一电极相互绝缘的多个第二电极，使得沿所述第一方向排列的多个相邻触控单元的所述第二电极断开且绝缘；
在所述第一电极和所述第二电极远离所述衬底一侧形成绝缘层；
在所述绝缘层远离所述衬底一侧形成第一导电桥，使得所述第一导电桥沿第二方向通过所述绝缘层上的过孔连接多个所述第二电极；以及
在所述绝缘层远离所述衬底一侧形成第二导电桥，使得所述第二导电桥通过所述绝缘层上的过孔连接沿所述第一方向排列的相邻触控单元的所述第一电极，
其中，所述第一方向与所述第二方向交叉，且所述第二电极与所述第一电极同层设置且材料相同。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述衬底上形成与所述第一电极相互绝缘的多个第二电极还包括：
在所述衬底上形成与所述第一电极相互绝缘的多个第二电极，使得沿所述第二方向排列的多个相邻触控单元的所述第二电极相互断开。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述衬底上沿所述第一方向形成信号线，使得所述信号线在沿所述第二方向排列的相邻触控单元之间，且与所述第一电极同层设置且材料相同；
其中，所述信号线与阵列排布的所述触控单元对应行的所述第二电极电连接，配置为向所述对应行的所述第二电极传输控制信号，和/或接收所述对应行的所述第二电极的感应信号。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，
在所述绝缘层远离所述衬底一侧沿所述第二方向形成第三导电桥，使得所述第三导电桥通过所述绝缘层上的过孔连接沿所述第二方向排列的相邻触控单元的所述第二电极。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述衬底上形成多个虚拟电极，所述虚拟电极与所述第一电极同层设置且材料相同，并沿所述第一方向条形排布，
其中，多个所述虚拟电极与所述第一电极和所述第二电极均绝缘，配置为被所述第一电极和/或所述第二电极间隔开。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第二电极包括沿所述第一方向的延伸部，所述延伸部在所述第一方向的长度与所述第一电极相等。
15.一种显示装置，其特征在于，包括根据权利要求1至8中任一项所述的触控基板。
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