專利名稱：觸摸屏及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸摸屏及其制造方法，尤其涉及一種使用壓電元件的觸摸屏及其
制造方法。
背景技術(shù)：
觸摸屏在各種電子裝置上得到廣泛的應(yīng)用。目前常見(jiàn)的觸摸屏有電阻式觸摸屏、電容式觸摸屏、紅外線觸摸屏、表面聲波觸摸屏等很多種類，但各種觸摸屏的組裝方式較為相近，一般都是將觸摸屏獨(dú)立地制造完成后，再將其直接貼合在電子裝置的顯示屏上進(jìn)行使用。然而，現(xiàn)有的觸摸屏一般厚度較大，貼合到顯示屏上后將增大電子裝置的體積及重量，也可能對(duì)顯示效果造成不良影響。另外，貼合工序也可能會(huì)對(duì)顯示屏造成污染，影響其圖像顯示質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種可以減小厚度、提高顯示效果的觸摸屏及其制造方法。 —種觸摸屏，其包括一基板、一感應(yīng)區(qū)、一黑矩陣及一像素區(qū)；其中該感應(yīng)區(qū)具有
矩陣形結(jié)構(gòu)，其形成在該基板上以感測(cè)壓力并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的壓電信號(hào)；該黑矩陣覆蓋該感應(yīng)
區(qū)，該像素區(qū)形成在該基板上未被該感應(yīng)區(qū)及該黑矩陣覆蓋的位置以顯示圖像。
—種觸摸屏制造方法，其包括以下步驟提供一基板；在該基板上形成一壓電材
料層及一遮光材料層；將該壓電材料層及遮光材料層部分移除，而形成一用于感測(cè)壓力并
產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的壓電信號(hào)的感應(yīng)區(qū)及一覆蓋該感應(yīng)區(qū)的黑矩陣；在該基板上未被該感應(yīng)區(qū)及該
黑矩陣覆蓋的位置形成一用于顯示圖像的像素區(qū)；在該黑矩陣及該像素區(qū)上形成一透明導(dǎo)電層。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的觸摸屏與現(xiàn)有的液晶顯示屏整合在一起，只需在現(xiàn)有液晶顯示屏上增加一壓電材料層的極小厚度即可使其同時(shí)具備顯示屏與觸摸屏的功能，可以明顯地減小電子裝置的體積及重量，節(jié)約制造成本。本發(fā)明提供的方法省去了現(xiàn)有的將觸摸屏與顯示屏貼合的工序，從而避免了貼合過(guò)程中可能造成污染的風(fēng)險(xiǎn)，簡(jiǎn)化了制程且有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明觸摸屏第一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明觸摸屏第二較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本發(fā)明觸摸屏制造方法第一較佳實(shí)施例的步驟示意圖。 圖4為本發(fā)明觸摸屏制造方法第二較佳實(shí)施例的步驟示意圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖l，本發(fā)明觸摸屏的第一較佳實(shí)施例為一觸摸屏ioo，該觸摸屏IOO包括
3一基板10、一感應(yīng)區(qū)11、一絕緣層12、一黑矩陣(Black Matrix,BM)13、一像素區(qū)14及一透 明導(dǎo)電層15。 該基板10為采用玻璃制成的透明的光滑平板，該觸摸屏100的其它部分均堆疊形 成于該基板10上。在本實(shí)施例中，該基板10為一現(xiàn)有的液晶顯示屏的上基板。
該感應(yīng)區(qū)11為采用壓電材料制成的矩陣結(jié)構(gòu)，均勻布設(shè)在基板10的表面上。該 絕緣層12可采用樹(shù)脂等絕緣材料制成，其形成于該感應(yīng)區(qū)11上，該黑矩陣13可采用黑色 樹(shù)脂膜或鉻膜等遮光材料制成，其形狀與該感應(yīng)區(qū)ll及該絕緣層12完全相同，整個(gè)黑矩陣 13都形成于該絕緣層12上，將該感應(yīng)區(qū)11及該絕緣層12覆蓋。 該像素區(qū)14由具有紅、綠、藍(lán)三原色透光性的彩色濾光膜(Color Filter, CF)層 構(gòu)成。該等彩色濾光膜層可采用彩色的樹(shù)脂等材料制成，其依照一般彩色濾光片的制造原 理填充在基板10表面上未被感應(yīng)區(qū)11、絕緣層12及黑矩陣13覆蓋的位置，亦即布設(shè)在上 述由感應(yīng)區(qū)11、絕緣層12及黑矩陣13具有的矩陣結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格中，從而構(gòu)成圖像顯示所需的 多個(gè)像素。例如，圖1中像素區(qū)14處于防反射結(jié)構(gòu)不同網(wǎng)格中的三個(gè)部分141U42及143 可分別設(shè)置紅色、綠色及藍(lán)色的彩色濾光膜層，從而形成三個(gè)單色像素，并進(jìn)一步組成一個(gè) 用于顯示彩色的全色光點(diǎn)。 該透明導(dǎo)電層15為采用銦錫金屬氧化物(Indium Tin Oxides, IT0)制成的透明 導(dǎo)電薄膜，其通過(guò)濺鍍等方式形成在該黑矩陣13及該像素區(qū)14表面上將黑矩陣13及像素 區(qū)14完全覆蓋，從而將感應(yīng)區(qū)11、絕緣層12、黑矩陣13及像素區(qū)14封裝在該透明導(dǎo)電層 15與基板10之間。該透明導(dǎo)電層15可用作上述現(xiàn)有液晶顯示屏的電極，也可阻隔其工作 過(guò)程中產(chǎn)生的有害輻射。 使用該觸摸屏100時(shí)，可將其直接裝設(shè)在電子裝置上作為現(xiàn)有液晶顯示屏的一部 分。如前所述，可以使用該基板IO同時(shí)兼作液晶顯示屏的上基板，在基板10上形成觸摸屏 100的其他部件后將液晶封裝在該透明導(dǎo)電層15所在的一側(cè)。如此，該透明導(dǎo)電層15、像 素區(qū)14及黑矩陣13即可起到現(xiàn)有的彩色濾光片的效果，從該基板IO所在的一側(cè)即可觀察 液晶顯示屏顯示的圖像。同時(shí)，從該透明導(dǎo)電層15所在側(cè)射來(lái)的液晶顯示屏背光因被黑矩 陣13遮擋而不會(huì)照射到該感應(yīng)區(qū)11及絕緣層12，因此該感應(yīng)區(qū)11及絕緣層12并不會(huì)影 響液晶顯示屏的圖像顯示效果。 該感應(yīng)區(qū)11與電子裝置建立必要的電性連接后，該觸摸屏100即可實(shí)現(xiàn)觸控功 能。使用者依照從基板10的方向觀察到的圖像提示觸摸該基板10外側(cè)，基板10被觸摸的 部分受到的壓力傳輸至其另一側(cè)的感應(yīng)區(qū)ll，被該感應(yīng)區(qū)11轉(zhuǎn)換為壓電信號(hào)傳輸至電子 裝置。電子裝置由該壓電信號(hào)的來(lái)源位置判斷出基板10上受到按壓的位置，即可確定使用 者輸入的指令而執(zhí)行相關(guān)的操作。 請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明觸摸屏的第二較佳實(shí)施例為一觸摸屏200，該觸摸屏100包括 一基板20、一感應(yīng)區(qū)21、一絕緣層22、一黑矩陣23、一像素區(qū)24及一透明導(dǎo)電層25。該基 板20與基10完全相同，而感應(yīng)區(qū)21、絕緣層22、黑矩陣23、像素區(qū)24及透明導(dǎo)電層25的 材料亦與上述觸摸屏100中對(duì)應(yīng)的各部件均相同，其堆疊形成的順序也與觸摸屏100相同， 在基板20表面上依次形成感應(yīng)區(qū)21、絕緣層22、黑矩陣23及透明導(dǎo)電層25，而像素區(qū)24 則形成在基板20上未被黑矩陣23覆蓋的部分上，亦即設(shè)置于黑矩陣23的網(wǎng)格中。
該觸摸屏200與觸摸屏100的不同之處在于，該感應(yīng)區(qū)21以比觸摸屏100的感應(yīng)區(qū)11更加稀疏的矩陣結(jié)構(gòu)形成在該基板20的表面上，該絕緣層22形成在該感應(yīng)區(qū)21上，而該黑矩陣23則仍具有與觸摸屏100的黑矩陣13相同的密度。這樣，部分黑矩陣23被形成在絕緣層22上將感應(yīng)區(qū)21及絕緣層22完全覆蓋，另一部分黑矩陣23則直接形成在基板20表面。像素區(qū)24可以形成在該黑矩陣23的所有網(wǎng)格間，例如圖2中像素區(qū)24的241及243部分形成在黑矩陣23覆蓋有感應(yīng)區(qū)21及絕緣層22的網(wǎng)格間，242部分則形成在黑矩陣23完全沒(méi)有覆蓋感應(yīng)區(qū)21及絕緣層22的網(wǎng)格間。該透明導(dǎo)電層25則與透明導(dǎo)電層15完全相同，形成在黑矩陣23及感應(yīng)區(qū)24表面上將二者完全覆蓋。 該觸摸屏200的使用原理與觸摸屏100完全相同。由于液晶顯示屏的像素及黑矩陣23的網(wǎng)格的尺寸遠(yuǎn)小于用于觸控操作的手指或觸控筆的尺寸，當(dāng)手指或筆尖接觸到基板20表面的某個(gè)觸控位置時(shí)，該位置的受壓面積將遠(yuǎn)大于黑矩陣23網(wǎng)格的尺度。因此，對(duì)該觸控位置的觸控操作可以對(duì)該位置之下的多個(gè)網(wǎng)格同時(shí)產(chǎn)生壓力，只要在該多個(gè)網(wǎng)格中的一部分網(wǎng)格與基板20之間設(shè)置壓電材料制成的感應(yīng)區(qū)21，即可感應(yīng)到對(duì)該觸控位置的操作。所以，觸摸屏200可以將感應(yīng)區(qū)21設(shè)置得較為稀疏，并不一定需要和黑矩陣23具有完全重合的結(jié)構(gòu)，只要確保所有觸控位置上在手指或筆尖能產(chǎn)生壓力的每個(gè)范圍內(nèi)都設(shè)置有感應(yīng)區(qū)21即可。這樣可以縮小感應(yīng)區(qū)21的總面積，節(jié)省壓電材料的用量，降低制造成本。
在對(duì)該觸摸屏100/200的觸控操作中，若該黑矩陣13/23由導(dǎo)電材料如鉻膜等制成，則該絕緣層12/22可以避免該感應(yīng)區(qū)11/21與該黑矩陣13/23及該透明導(dǎo)電層15/25間發(fā)生短路。若該黑矩陣13/23由絕緣材料如樹(shù)脂等制成，則該絕緣層12/22也可以省略，將黑矩陣13直接形成在感應(yīng)區(qū)11上，或?qū)⒑诰仃?3直接形成在感應(yīng)區(qū)21及基板20上即可。 可以理解，在該觸摸屏100/200中，其基板10/20、黑矩陣13/23、像素區(qū)14/24及透明導(dǎo)電層15/25均為液晶顯示屏的必要部件，均可使用與現(xiàn)有的電子裝置顯示屏中對(duì)應(yīng)的部件來(lái)充當(dāng)。因此，只要在現(xiàn)有液晶顯示屏的制程中將感應(yīng)區(qū)11/21加入其黑矩陣與上基板之間，即可構(gòu)成本發(fā)明所提供的觸摸屏100/200。與獨(dú)立制造后再組裝到顯示屏上的現(xiàn)有觸摸屏相比，本發(fā)明所提供的觸摸屏100/200與顯示屏整合在一起，只需在現(xiàn)有液晶顯示屏上增加極小的厚度即可使其同時(shí)具備顯示屏與觸摸屏的功能，可以明顯地減小電子裝置的體積及重量，節(jié)約制造成本。 請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明提供的觸摸屏制造方法的第一較佳實(shí)施例即一種制造上述觸摸屏100的方法，該方法包括以下步驟 首先提供一上述的基板IO，該基板10可以是現(xiàn)有液晶顯示屏的上基板。 在該基板10 —表面上依次形成完全覆蓋該表面的一壓電材料層、一絕緣材料層
及一黑色遮光材料層。 以蝕刻等現(xiàn)有方法將該壓電材料層、絕緣材料層及黑色遮光材料層部分移除，使該壓電材料層、絕緣材料層及黑色遮光材料層上開(kāi)出多個(gè)網(wǎng)格，從而形成上述的感應(yīng)區(qū)11、絕緣層12及黑矩陣13，三者構(gòu)成矩陣形防反射結(jié)構(gòu)。該網(wǎng)格的大小及數(shù)量可根據(jù)液晶顯示屏的像素指標(biāo)確定。 采用樹(shù)脂等彩色濾光材料填充在基板10表面上未被感應(yīng)區(qū)11、絕緣層12及黑矩陣13覆蓋的位置，亦即布設(shè)在上述由感應(yīng)區(qū)11、絕緣層12及黑矩陣13具有的矩陣結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格中，從而形成上述像素區(qū)14。
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最后，通過(guò)濺鍍等方式以銦錫金屬氧化物在該黑矩陣13及該像素區(qū)14表面上形 成一透明導(dǎo)電薄膜作為透明導(dǎo)電層15，即完成該觸摸屏100的制造。另外，若該黑色遮光材 料層采用絕緣材料如樹(shù)脂等形成，則上述該絕緣材料層可以取消，只需在基板上依次形成 該壓電材料層及該黑色遮光材料層后再繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)步驟即可。 請(qǐng)參閱圖4，本發(fā)明提供的觸摸屏制造方法的第二較佳實(shí)施例即一種制造上述觸 摸屏200的方法，該方法包括以下步驟 首先提供一上述的基板20，該基板20可以是現(xiàn)有液晶顯示屏的上基板。 在該基板20—表面上依次形成完全覆蓋該表面的一壓電材料層及一絕緣材料層。 以蝕刻等現(xiàn)有方法將該壓電材料層及該絕緣材料層部分移除，使該該壓電材料層 及絕緣材料層上開(kāi)出多個(gè)網(wǎng)格，從而形成上述的感應(yīng)區(qū)21及絕緣層22。該網(wǎng)格的大小及數(shù) 量可根據(jù)觸摸屏200的觸控操作要求確定。 在該基板20及該絕緣層22上形成一黑色遮光材料層，將該基板20的上表面及該 絕緣層22均完全覆蓋，然后以蝕刻等現(xiàn)有方法將該黑色遮光材料層直接覆蓋在該基板20 表面上的區(qū)域中的一部分移除，使該黑色遮光材料層中未覆蓋該感應(yīng)區(qū)21及絕緣層22的 部分開(kāi)出多個(gè)網(wǎng)格，從而形成上述黑矩陣23。該等網(wǎng)格的大小及數(shù)量可根據(jù)液晶顯示屏的 像素指標(biāo)確定。由于實(shí)際應(yīng)用中顯示屏的像素密度遠(yuǎn)大于觸控所需的壓電感應(yīng)材料分布密 度，故該黑矩陣23的結(jié)構(gòu)較為密集，可以在開(kāi)出更多網(wǎng)格的同時(shí)完全覆蓋較稀疏的感應(yīng)區(qū) 21及其絕緣層22。 采用樹(shù)脂等彩色濾光材料填充在基板20表面上未被感應(yīng)區(qū)21、絕緣層22及黑矩 陣23覆蓋的位置，形成上述像素區(qū)24。 最后，通過(guò)濺鍍等方式以銦錫金屬氧化物在該黑矩陣23及該像素區(qū)24表面上形 成一透明導(dǎo)電薄膜作為透明導(dǎo)電層25，即完成該觸摸屏100的制造。另外，若該黑色遮光材 料層采用絕緣材料如樹(shù)脂等形成，則上述該絕緣材料層可以取消，只需在基板上先形成該 壓電材料層，開(kāi)出網(wǎng)格形成感應(yīng)區(qū)21后再可直接在基板10及感應(yīng)區(qū)21形成該黑色遮光材 料層，然后繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)步驟即可。 可以理解，本發(fā)明提供的觸摸屏制造方法中，除了形成感應(yīng)區(qū)11/21及其絕緣層 12/22的步驟之外，其它步驟均為制造現(xiàn)有的液晶顯示屏的必要步驟。換言之，只要在現(xiàn)有 的制造液晶顯示屏的方法中引入形成感應(yīng)區(qū)11/21及其絕緣層12/22的步驟，即可制成上 述的觸摸屏100/200。同時(shí)，由于本發(fā)明提供的觸摸屏制造方法是將觸摸屏與現(xiàn)有顯示屏完 全整合在一起，與獨(dú)立制造觸摸屏后再將其組裝到顯示屏上的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供 的方法不僅節(jié)約成本，而且省去了將獨(dú)立制造的觸摸屏與現(xiàn)有顯示屏貼合的工序，也就避 免了貼合過(guò)程中可能造成污染的風(fēng)險(xiǎn)，簡(jiǎn)化了制程且有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。
權(quán)利要求
一種觸摸屏，其包括一基板，其特征在于該觸摸屏還包括一感應(yīng)區(qū)、一黑矩陣及一像素區(qū)；其中該感應(yīng)區(qū)具有矩陣形結(jié)構(gòu)，其形成在該基板上以感測(cè)壓力并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的壓電信號(hào)；該黑矩陣覆蓋該感應(yīng)區(qū)，該像素區(qū)形成在該基板上未被該感應(yīng)區(qū)及該黑矩陣覆蓋的位置以顯示圖像。
2. 如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于該基板為一液晶顯示屏的上基板。
3. 如權(quán)利要求l所述的觸摸屏，其特征在于該觸摸屏還包括一絕緣層，該絕緣層形成 在該感應(yīng)區(qū)與該黑矩陣之間。
4. 如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于該觸摸屏還包括一形成于該黑矩陣及該 像素區(qū)上將二者覆蓋的透明導(dǎo)電層。
5. 如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于該黑矩陣全部形成在該感應(yīng)區(qū)上并將該 感應(yīng)區(qū)完全覆蓋。
6. 如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于該黑矩陣的一部分形成在該感應(yīng)區(qū)上并 將該感應(yīng)區(qū)完全覆蓋，另一部分直接形成在該基板上。
7. —種觸摸屏制造方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 提供一基板；在該基板上形成一壓電材料層及一遮光材料層；將該壓電材料層及遮光材料層部分移除，而形成一用于感測(cè)壓力并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的壓電信 號(hào)的感應(yīng)區(qū)及一覆蓋該感應(yīng)區(qū)的黑矩陣；在該基板上未被該感應(yīng)區(qū)及該黑矩陣覆蓋的位置形成一用于顯示圖像的像素區(qū)； 在該黑矩陣及該像素區(qū)上形成一透明導(dǎo)電層。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于該方法還包括一在該感應(yīng)區(qū)及該黑矩陣之 間形成一絕緣層的步驟。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于該黑矩陣全部覆蓋在該感應(yīng)區(qū)上并將該感 應(yīng)區(qū)完全覆蓋。
10. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于該黑矩陣一部分覆蓋在該感應(yīng)區(qū)上將該感 應(yīng)區(qū)完全覆蓋，另一部分直接形成在該基板上。
全文摘要
一種觸摸屏，其包括一基板、一感應(yīng)區(qū)、一黑矩陣及一像素區(qū)；其中該感應(yīng)區(qū)具有矩陣形結(jié)構(gòu)，其形成在該基板上以感測(cè)壓力并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的壓電信號(hào)；該黑矩陣覆蓋該感應(yīng)區(qū)，該像素區(qū)形成在該基板上未被該感應(yīng)區(qū)及該黑矩陣覆蓋的位置以顯示圖像。本發(fā)明還提供一種相應(yīng)的觸摸屏制造方法。
文檔編號(hào)G02F1/133GK101738768SQ20081030561
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者李啟銘 申請(qǐng)人:深圳富泰宏精密工業(yè)有限公司;奇美通訊股份有限公司