一种超薄单基板显示结构及其透明导电膜制备方法

技术领域

本发明涉及显示触控技术领域，尤其涉及一种超薄单基板显示结构及其透明导电膜制备方法。

背景技术

现有显示触控的触控结构一般从下到上依次设置的基板衬底、薄膜晶体管TFT、显示层、触控层这四部分层层堆叠，之后在触控层中再增加一层消影层。此类的触控结构在制作过程中需要将显示层中增加触控层，由此会增加触控结构的厚度，现有显示触控的触控结构消影层的设计额外增加了制作成本以及其厚度。

因此，现有显示触控的触控结构存在厚度大、制作成本高、难以消影的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种超薄单基板显示结构及其透明导电膜制备方法，用于解决现有显示触控的触控结构存在厚度大、制作成本高、难以消影的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种超薄单基板显示结构，包括基板衬底、设置在所述基板衬底上方的薄膜晶体管、设置在所述薄膜晶体管上方的显示区和设置在所述显示区上方的触控区，所述显示元件设置在所述阳极电极与所述阴极电极之间；所述超薄单基板显示结构还包括跨桥电极、通孔以及设置在所述通孔中的导电元件，所述导电元件的第一端与所述触控区的导电电极连接，所述导电元件的第二端与所述跨桥电极连接。

优选地，所述触控区包括第一导电电极和第二导电电极，所述第一导电电极或所述第二导电电极上设置有两个断开连接的第一次级导电电极和第二次级导电电极，所述导电元件的第一端与所述第一导电电极或所述第二导电电极连接，所述第一次级导电电极通过所述跨桥电极、所述导电元件与所述第二次级导电电极连接。

优选地，位于所述第一导电电极或所述第二导电电极下方的两侧开设有两个所述通孔，一个所述通孔设置在所述第一次级导电电极上，另一个所述通孔设置在所述第二次级导电电极上。

优选地，位于所述第一导电电极或所述第二导电电极的下方开设有所述通孔。

优选地，所述跨桥电极为所述显示区边缘的所述阴极电极；或所述跨桥电极为所述显示区边缘的所述阳极电极；或所述跨桥电极与所述显示元件共用所述阳极电极。

优选地，所述阳极电极、所述阴极电极和所述导电电极均为ITO、FTO、PEDOT:PSS、金属、石墨烯、碳纳米管、导电液体中一种或多种的导电材料。

优选地，所述显示元件为OLED、micro LED、mini LED、量子点LED中一种或多种的显示器件。

本发明还提供一种超薄单基板显示结构的透明导电膜制备方法，基于上述所述的超薄单基板显示结构的透明导电膜制备方法包括以下步骤：

S1.在超薄单基板显示结构的显示区上涂抹一层纳米银电极，在所述纳米银电极的表面贴附一层图形化的薄膜；

S2.采用刻蚀方法对所述薄膜进行部分刻蚀，得到部分刻蚀的导电区和未被刻蚀的绝缘区；

S3.采用刻蚀方法去除所述绝缘区中的所述薄膜，得到透明导电膜。

优选地，在步骤S2中，采用刻蚀方法对所述薄膜进行部分刻蚀，得到部分刻蚀的导电区的步骤包括：

采用等离子体的刻蚀方法对所述薄膜进行部分刻蚀，其中，在离子体的刻蚀方法的氧化过程中的功率为100mw、流速为120sccm、轰击时间5min；

在等离子体的刻蚀方法中对部分刻蚀的所述薄膜采用丙基醚去除所述薄膜的PMMA，得到所述导电区。

优选地，在步骤S2和步骤S3中，所述刻蚀方法为plasma、溶液法刻蚀、UVO-Zone、高湿刻蚀、热刻蚀、激光刻蚀中一种或多种的刻蚀方法。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：该超薄单基板显示结构及其透明导电膜制备方法通过在显示区中设置跨桥电极、在显示区与触控区之间开设通孔，在通孔中设置导电元件，导电元件和跨桥电极用于连接触控区的导电电极实现触控功能，在显示区上设置阳极触控电极、显示元件、阴极触控电极和绝缘层，并通过设置通孔、跨桥电极与导电元件实现显示区域与触控区的集成，能够减小其厚度和降低其制作成本。基于该超薄单基板显示结构对触控区的进行部分蚀刻触控区导电材料降低了触控区导电电极与绝缘层之间的透射率与雾度差异，实现触控区中的触控图案与导电电极的走线消影的效果，解决了现有显示触控的触控结构存在厚度大、制作成本高、难以消影的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例所述的超薄单基板显示结构的剖视结构示意图。

图2为本发明实施例所述的超薄单基板显示结构的结构示意图。

图3a为本发明实施例所述的超薄单基板显示结构的剖视结构示意图。

图3b为本发明实施例所述的超薄单基板显示结构的又一结构示意图。

图4为本发明实施例所述的超薄单基板显示结构的另一剖视结构示意图。

图5为本发明实施例所述的超薄单基板显示结构的另一剖视结构示意图。

图6为本发明实施例所述的超薄单基板显示结构的透明导电膜制备方法的步骤流程图。

图7a为本发明实施例所述的超薄单基板显示结构的透明导电膜制备方法得到透明导电膜的示意图。

图7b为现有触控显示结构的导电膜的示意图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

本申请实施例提供了一种超薄单基板显示结构及其透明导电膜制备方法，用于解决了现有显示触控的触控结构存在厚度大、制作成本高、难以消影的技术问题。

实施例一：

图1为本发明实施例所述的超薄单基板显示结构的剖视结构示意图，图2为本发明实施例所述的超薄单基板显示结构的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供了一种超薄单基板显示结构，包括基板衬底10、设置在基板衬底10上方的薄膜晶体管20、设置在薄膜晶体管20上方的显示区30和设置在显示区30上方的触控区40，显示区30上设置有阳极电极31、显示元件32、阴极电极33和绝缘层34，显示元件32设置在阳极电极31与阴极电极33之间；超薄单基板显示结构还包括跨桥电极50、通孔60以及设置在通孔60中的导电元件70，导电元件70的第一端与触控区40的导电电极连接，导电元件70的第二端与跨桥电极50连接。

在本发明实施例中，阳极电极31、阴极电极33和导电电极均可以为ITO、FTO、PEDOT:PSS、金属、石墨烯、碳纳米管、导电液体中一种或多种导电材料组成的电极。显示元件32可以为OLED、micro LED、mini LED、量子点LED中一种或多种显示器件组成的显示元件。

在本发明实施例中，绝缘层34设置在显示区的内部、上表面、下表面以及阳极电极31、显示元件32、阴极电极33这些器件的周边区域。

需要说明的是，绝缘层34采用绝缘材料制作的。

本发明提供的一种超薄单基板显示结构通过在显示区中设置跨桥电极、在显示区与触控区之间开设通孔，在通孔中设置导电元件，导电元件和跨桥电极用于连接触控区的导电电极实现触控功能，在显示区上设置阳极触控电极、显示元件、阴极触控电极和绝缘层，并通过设置通孔、跨桥电极与导电元件实现显示区域与触控区的集成，能够减小其厚度和降低其制作成本。基于该超薄单基板显示结构对触控区的进行部分蚀刻触控区导电材料降低了触控区导电电极与绝缘层之间的透射率与雾度差异，实现触控区中的触控图案与导电电极的走线消影的效果，解决了现有显示触控的触控结构存在厚度大、制作成本高、难以消影的技术问题。

在本发明的一个实施例中，触控区40包括第一导电电极和第二导电电极，第一导电电极或第二导电电极上设置有两个断开连接的第一次级导电电极和第二次级导电电极，导电元件的第一端与第一导电电极或第二导电电极连接，第一次级导电电极通过跨桥电极50、导电元件70与第二次级导电电极连接。

需要说明的是，如图1所示，触控区40的第一导电电极为Tx，触控区40的第二导电电极为Rx，该触控区的第二导电电极Rx设置有两个断开连接的第一次级导电电极和第二次级导电电极，位于第一导电电极Tx两侧的第一次级导电电极和第二次级导电电极的端部均开设有通孔60。在本实施例中，第一导电电极与第二导电电极是彼此交叉设置且通过绝缘材料绝缘隔离的，采用金属颗粒、石墨烯、碳管、纳米银或者其他导电材料填充通孔60烧结形成导电元件70，通过导电元件70、跨桥电极50将断开的第一次级导电电极和第二次级导电电极实现连接。其中，垮桥电极50为制作薄膜晶体管20的阳极时预留的一部分阳极电极31，阳极电极31的预留位置为显示区30的周边；通孔的制作是在完成显示元件32制作后，在预留位置的阳极电极31上对应的位置开孔，往通孔60中填充导电材料连同阳极电极31上的预留电极使得第一次级导电电极与第二次级导电电极连通。

图3a为本发明实施例所述的超薄单基板显示结构的剖视结构示意图，图3b为本发明实施例所述的超薄单基板显示结构的又一结构示意图。

如图3a和图3b所示，在本发明的一个实施例中，位于第一导电电极或第二导电电极的下方开设有通孔60。

需要说明的是，如图3a和图3b所示，触控区40的第一导电电极为Tx，触控区40的第二导电电极为Rx，该触控区的第二导电电极Rx设置有两个断开连接的第一次级导电电极和第二次级导电电极，位于第一导电电极Tx的下方开设有一个通孔60。在本实施例中，第一导电电极与第二导电电极是彼此交叉设置且通过绝缘材料绝缘隔离的，采用金属颗粒、石墨烯、碳管、纳米银或者其他导电材料填充通孔60烧结形成导电元件70，通过导电元件70、跨桥电极50将断开的第一次级导电电极和第二次级导电电极实现连接。其中，垮桥电极50为制作薄膜晶体管20的阳极时预留的一部分阳极电极31，阳极电极31的预留位置为显示区30的周边；通孔的制作是在完成显示元件32制作后，在预留位置的阳极电极31上对应的位置开孔，往通孔60中填充导电材料连同阳极电极31上的预留电极使得第一次级导电电极与第二次级导电电极连通。图3a和图3b中通孔60设计相较与图1中的通孔60的设计，图3a和图3b中通孔60的制作比较简单。

在本实施例中，如图3a所示的，由阳极、像素定义层、阴极、第一无机绝缘层、有机绝缘层和第二无机绝缘层组成发显示区30。由有源区、栅极绝缘层、栅极、源漏极、层间绝缘层和钝化层组成的薄膜晶体管(TFT)20。

需要说明的是，如图1所示的超薄单基板显示结构可以采用现有的工艺直接在显示区30的绝缘层34开设通孔60。如图3a所示的超薄单基板显示结构在制作过程中需要先在绝缘层34中预留的挖孔区，便于挖孔，而不影响传绝缘层34的功能或作用。

图4为本发明实施例所述的超薄单基板显示结构的另一剖视结构示意图。

如图4所示，在本发明的一个实施例中，位于第一导电电极或第二导电电极下方的两侧开设有两个通孔60，一个通孔60设置在第一次级导电电极上，另一个通孔60设置在第二次级导电电极上。跨桥电极50为显示区30边缘的阴极电极33。

需要说明的是，如图4所示，触控区40的第一导电电极为Tx，触控区40的第二导电电极为Rx，该触控区的第二导电电极Rx设置有两个断开连接的第一次级导电电极和第二次级导电电极，位于第一导电电极Tx两侧的第一次级导电电极和第二次级导电电极的端部均开设有一个通孔60。在本实施例中，第一导电电极与第二导电电极是彼此交叉设置且通过绝缘材料绝缘隔离的，采用金属颗粒、石墨烯、碳管、纳米银或者其他导电材料填充通孔60烧结形成导电元件70，通过导电元件70、跨桥电极50将断开的第一次级导电电极和第二次级导电电极实现连接。其中，垮桥电极50为显示区30中阴极电极33预留的一部分电极，阴极电极33的预留位置为显示区30的周边；通孔60的制作是在完成显示元件32制作后，在预留位置的阴极电极33上对应的位置开孔，往通孔60中填充导电材料连同阴极电极33上的预留电极使得第一次级导电电极与第二次级导电电极连通。

图5为本发明实施例所述的超薄单基板显示结构的另一剖视结构示意图。

如图5所示，在本发明的一个实施例中，跨桥电极与所述显示元件共用所述阳极电极。

需要说明的是，如图5所示，触控区40的第一导电电极为Tx，触控区40的第二导电电极为Rx，该触控区的第二导电电极Rx设置有两个断开连接的第一次级导电电极和第二次级导电电极，位于第一导电电极Tx两侧的第一次级导电电极和第二次级导电电极的端部均开设有一个通孔60。在本实施例中，第一导电电极与第二导电电极是彼此交叉设置且通过绝缘材料绝缘隔离的，采用金属颗粒、石墨烯、碳管、纳米银或者其他导电材料填充通孔60烧结形成导电元件70，通过导电元件70、跨桥电极50将断开的第一次级导电电极和第二次级导电电极实现连接。其中，垮桥电极50与显示区30中显示元件32共用一个阳极电极31；通孔60的制作是在完成显示元件32制作后，在阳极电极31的两端位置上开孔，往通孔60中填充导电材料连同阳极电极31使得第一次级导电电极与第二次级导电电极连通。此结构的跨桥电极50工作时，显示区30中的显示元件不工作，此时的阳极电极31用于触控传导；同理，此结构的显示区30中的显示元件32工作时，跨桥电极50不工作。

中国知识产权局在2019年12月31日公开了公告号为CN110633021A的一种触摸屏及其制造方法(以下称对比文件1)，该触摸屏及其制造方法公开的是利用挖孔、导电元件与跨桥电极在显示区上方制作分立的一体化触控结构，该一体化触控结构在制作过程中需要分别制作触控组件与显示组件，使得制作过程存在工艺流程多、膜层多，导致制作成本高。

本发明提供的超薄单基板显示结构将跨桥电极做在显示区，并与显示区原有电极在同一膜层，与对比文件1的触控区与显示区的简单结合相比，本发明的超薄单基板显示结构减少了额外的触控跨桥层，降低膜层厚度并节省了材料与工艺成本，且本发明的超薄单基板显示结构将显示区本身作为绝缘层取消了对比文件1中原有的绝缘层，进一步降低膜层厚度与制作工艺成本。

中国知识产权局在2017年12月25日公开了公告号为CN207586884U的一种阵列基板、触控面板和电子设备(以下称对比文件2)，该阵列基板、触控面板和电子设备提出衬底+触控电极+绝缘层+跨桥电极+绝缘层的OGS触控结构，该OGS触控结构是独立的触控组件，该OGS触控结构没有与显示区内部结合，因此若该OGS触控结构与显示区简单结合，制作该OGS触控结构也将存在工艺流程多、膜层多的问题，使得制作成本高。

本发明的超薄单基板显示结构是将触控区与显示区结合，且在显示区特定位置设定跨桥电极，并以显示区本身作为绝缘层，与对比文件2中OGS触控结构与显示区简单结合所引入的额外跨桥电极层、绝缘层相比，本发明的超薄单基板显示结构不仅减少了这两层膜层厚度，降低了制作工艺成本。

实施例二：

图6为本发明实施例所述的超薄单基板显示结构的透明导电膜制备方法的步骤流程图。

如图6所示，本发明实施例还提供一种超薄单基板显示结构的透明导电膜制备方法，基于上述超薄单基板显示结构的透明导电膜制备方法包括以下步骤：

S1.在超薄单基板显示结构的显示区上涂抹一层纳米银电极，在纳米银电极的表面贴附一层图形化的薄膜；

S2.采用刻蚀方法对薄膜进行部分刻蚀，得到部分刻蚀的导电区和未被刻蚀的绝缘区；

S3.采用刻蚀方法去除绝缘区中的薄膜，得到透明导电膜。

需要说明的是，该超薄单基板显示结构已在实施例一种详细描述了，在此实施例中不再一一描述。

在本发明实施例中，在步骤S2中，采用刻蚀方法对薄膜进行部分刻蚀，得到部分刻蚀的导电区的步骤包括：

采用等离子体的刻蚀方法对薄膜进行部分刻蚀，其中，在离子体的刻蚀方法的氧化过程中的功率为100mw、流速为120sccm、轰击时间5min；

在等离子体的刻蚀方法中对部分刻蚀的薄膜采用丙基醚去除薄膜的PMMA，得到导电区。

在本发明实施例中，在步骤S2和步骤S3中，刻蚀方法为plasma、溶液法刻蚀、UVO-Zone、高湿刻蚀、热刻蚀、激光刻蚀中一种或多种的刻蚀方法。

图7a为本发明实施例所述的超薄单基板显示结构的透明导电膜制备方法得到透明导电膜的示意图，图7b为现有触控显示结构的导电膜的示意图。

在本实施例中，在显示区上方刮涂涂布一层纳米银电极，在纳米银电极的表面贴附一层图形化的薄膜(纳米银薄膜的金属掩膜)，得到超薄单基板；之后将超薄单基板并放置于等离子(plasma)清洗机中。调节清洗机中的氧气plasma功率100mw、流速120sccm、设定plasma轰击时间5min，利用等离子体对纳米银薄膜进行部分刻蚀。在氧化纳米银薄膜的过程中同时保留部分未完全去除的纳米银，继而利用丙基醚去除薄膜中的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)，得到部分刻蚀的导电区与未刻蚀的绝缘区。

在本实施例中，采用该超薄单基板显示结构的透明导电膜制备方法得到的导电区的透射率、雾度与绝缘区的相近，如绝缘区的雾度是1.05％，绝缘区的透过率96％，部分刻蚀后的导电区的雾度和透过率分别是1％与95％，两者相差较小，故可忽视。如图7a所示，采用该超薄单基板显示结构的透明导电膜制备方法制作的透明导电膜，左右两边区域的绝缘均不可见；图7b所示的导电膜左(导电区)、右(绝缘区)区域图形化清晰可见，不利于显示器件使用。

需要说明的是，导电区与绝缘区具有更相近的雾度与透过率，使得图形化电极具备消影的功能。具体为，图形化的薄膜覆盖于纳米银电极之上，通过部分刻蚀方法刻蚀暴露纳米银电极，使得导电区失去导电性又残留部分导电材料(如纳米银)，致使绝缘区与导电区有类似的雾度与透过率差异，而后去掉绝缘区的薄膜，实现消影的电极图形化效果。在本实施例中，薄膜覆盖于纳米银电极之上可以采用喷墨打印、光刻、丝网印刷、转印、蒸镀、溅射、沉积中的一种或多种方式实现。

中国知识产权局在2018年8月7日公开了公告号为CN108376041A的触控模组、OGS触控屏及电子设备(以下简称对比文件3)，如对比文件1和对比文件2的OGS触控结构中也存在OGS触控电极可视的缺陷，该触控模组、OGS触控屏及电子设备能够取消传统OGS触控电极可视的缺陷，引入了额外的消影层，即Nb2O5层和SiO2层叠层结构，因此该触控模组存在膜层多厚度厚，制作盖触控模组的工艺成本高。

本发明的超薄单基板显示结构是将跨桥电极做在显示区内部，比如当跨桥电极与显示像素共用阳极电极时，由于跨桥电极在显示像素下方，显示像素发光不通过跨桥电极，故实现跨桥不可视的效果。本发明还提供一种超薄单基板显示结构的透明导电膜制备方法采用部分刻蚀，实现触控区的导电电极图形化的消影效果，与对比文件3相比，减少了额外的消影膜层，进一步节省了制作超薄单基板显示结构材料以及工艺成本。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。