CN101135797A - 显示装置的光学有机膜结构及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示装置的光学有机膜结构及显示装置，该光学有机膜结构上设置有触摸屏结构，该触摸屏结构的一导电层沉积在该光学有机膜的上表面上，且该触摸屏结构上连接有导电的检测线。本发明的显示装置采用本发明显示装置的光学有机膜结构，且设置在最外层，还包括位置检测模块，通过检测线与显示装置的光学有机膜结构相连。本发明使显示装置的光学有机膜结构具有触摸屏功能，且不存在功能重复的膜层，采用本发明显示装置的光学有机膜结构的显示装置能够具有触摸屏功能，并且相比于独立安装触摸屏结构的显示装置，其厚度减小，膜层数减少，成本降低。

Description

显示装置的光学有机膜结构及显示装置

技术领域

本发明涉及一种显示装置的光学有机膜结构及显示装置，尤其涉及一种具有触摸屏功能的显示装置的光学有机膜结构及采用该显示装置的光学有机膜结构的显示装置。

背景技术

触摸传感器或触摸屏是人们在日常生活、工作中向计算机或其他控制装置输入命令的常用手段之一，其中主要采用的两种形式是电阻式或电容式。常规的电阻式触摸屏通常由一层玻璃作为基层，表面涂有一层透明的导电层，上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的软层，软层的内表面也涂有一层透明导电层，在基层和软层之间通过空气间隙或其他非传导介质隔开。当有触摸压力时，触摸屏的软层在按压的位置下弯，两个透明导电涂层形成电接触，原本在导电层中的均匀电场产生变化，通过引线输出电信号，并分析出按压位置。通常的电阻触摸屏包括点阵触摸屏和模拟触摸屏。

常规的电容式触摸屏的构造主要是在一块玻璃板的上下两面各喷涂一层导电性薄膜，形成导电层，再在导电层外增装一块保护玻璃，双玻璃屏设计能彻底地保护导电层及传感器。电容式触摸屏输入是利用排列的透明电极与人体间的静电相结合产生出的电容变化，从而产生出的诱导电流来检测其坐标。

通常显示器与触摸屏部是分开制作的，最后再将触摸屏固定在显示器的上面或前面，这样作的缺陷是：增加了整个显示装置的厚度；由于显示器和触摸屏是两个分立的装置，所以会存在重复的膜层，成本上有不必要的浪费；触摸屏对光存在一定的吸收作用，且触摸层与显示器之间的空隙也增加了光的损耗，因此会降低显示器的亮度。

发明内容

本发明的主要目的是通过一些实施例提供一种显示装置的光学有机膜结构，实现该显示装置光学有机膜结构具备触摸屏的功能，减少重复的膜层。

本发明的再一目的是通过再一些实施例提供一种显示装置，实现该显示装置具有触摸屏功能，且相对于现有技术中具有触摸屏功能的显示装置，其厚度小，元件层少，显示装置亮度高。

为实现本发明的主要目的，通过一些实施例提供了一种显示装置的光学有机膜结构，包括光学有机膜，其中，在该光学有机膜上设置有触摸屏结构，该触摸屏结构的一导电层沉积在该光学有机膜的上表面上，且该触摸屏结构上连接有导电的检测线。

为实现本发明的再一目的，通过再一些实施例提供了一种采用本发明显示装置的光学有机膜结构的显示装置，其中，该显示装置还包括位置检测模块，显示装置的光学有机膜结构设置在该显示装置的最外层，且显示装置的光学有机膜结构的检测线与该位置检测模块相连。

本发明上述技术方案采用的触摸屏结构可以具体为电阻式或电容式触摸屏结构，显示装置光学有机膜可以具体为通常设置在显示装置最外层的偏振片或四分之一波片，将触摸屏结构的导电层沉积在显示装置光学有机膜上，可以使显示装置光学有机膜具有触摸屏功能，且不存在功能重复的膜层。采用本发明显示装置的光学有机膜结构的显示装置能够具有触摸屏功能，并且相比于独立安装触摸屏结构的显示装置，其厚度减小，膜层数减少，成本降低，且因为光损耗的主要部分是发生在不同膜层间的界面处损耗和膜层的吸收，本发明技术方案中触摸屏结构与显示装置最外层的光学有机膜的连接方式相比于现有技术少了一层常规衬底膜层结构，即少了一层界面，所以能够减少光损耗，减小对显示装置亮度的影响。

下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明显示装置的光学有机膜结构具体实施例一的结构示意图。

图2为本发明显示装置的光学有机膜结构具体实施例一中第一导电层的结构示意图。

图3为本发明显示装置的光学有机膜结构具体实施例一中隔离层的结构示意图。

图4为本发明显示装置的光学有机膜结构具体实施例一中接触层和第二导电层的结构示意图。

图5为本发明显示装置的光学有机膜结构具体实施例一中第一导电层的工作原理图。

图6所示为本发明显示装置的光学有机膜结构具体实施例二的结构示意图。

图7所示为本发明显示装置的光学有机膜结构具体实施例二中第一导电层的结构示意图。

图8所示为本发明显示装置的光学有机膜结构具体实施例二中第一导电层的工作原理图。

图9所示为本发明显示装置的光学有机膜结构具体实施例三的结构示意图。

图10所示为本发明显示装置的光学有机膜结构具体实施例三中工作层的结构示意图。

图11所示为本发明显示装置具体实施例一的结构示意图。

具体实施方式

显示装置的光学有机膜结构实施例一

如图1所示为本发明显示装置的光学有机膜结构具体实施例一的结构示意图，在本实施例中所包括的光学有机膜具体为偏振片10，该结构还包括设置在偏振片10上的电阻式触摸屏结构20，该偏振片10具体包括：用于偏振的聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol，以下简称PVA)膜12，以及分别设置在PVA膜12上下表面，用于保护PVA膜的下层三聚氰酸三烯丙酯(简称TAC)膜11和上层TAC膜13，该电阻式触摸屏结构20具体包括：第一导电层21，包括设置在偏振片10上TAC膜13上表面边缘处的两条导电的引线212、213，沉积在偏振片10上层TAC膜13上的数条平行导电的电阻线211，电阻线211设置在两条引线212、213之间，并且相邻的电阻线211连接在不同的引线212、213上，较佳的分布方式是引线212和213与电阻线211垂直，连接方式如图2所示，两条引线212和213的四个端上分别连接有一导电的检测线214a、214b、214c和214d；隔离层22，覆盖设置在第一导电层21上，隔离层22包括设置在第一导电层21上的隔离框架221，以及在隔离框架221中，间隔分布的数个绝缘颗粒222，如图3所示，隔离层22通常可采用印刷法或光刻法制备在第一导电层21上；接触层23，设置在隔离层22上，该接触层23具有弹性，以便在接触层23上发生触按动作时，接触层23可以下弯变形，接触层23朝向隔离层22的一侧设置有第二导电层24，第二导电层24为均匀的导电薄膜，并且在其下表面边缘围绕设有周向的导电母线241，母线241连接有一条导电的检测线242，如图4所示。

本实施例中偏振片上电阻式触摸屏结构的工作原理是：首先将引线212连接检测线214a的a端连接+5V电压，引线212连接检测线214c的c端连接0V电压，引线213连接检测线214b的b端连接+5V电压，引线213连接检测线214d的d端连接0V电压，如图5所示，第一导电层21的每条电阻线211都相当于电阻，电阻线211的长短和电阻成正比，同时，引线212、213的长短和电阻也成正比。没有发生触按时，电流从b端+5V位置流入，从d端0V位置流出，当在A处发生触按后，因接触层23具有弹性，则第二导电层24和第一导电层21上的电阻线211在触按位置A处接通，电流从b端+5V位置流入，在触按位置A对应在引线213上的位置B处，一部分电流向下，从d端0V位置流出，另一部分经由触按位置A的连通，从c端0V处流出，这样b端+5V位置流入的电流大小就会改变，图5中所示的X方向与引线212、213平行，Y方向与X方向垂直，如果触按的X方向位置不一样，从b端+5V位置流入的电流值就不一样，检测b端电流值的变化，就可以分析出X方向坐标，之后，位置B所连接电阻线211在Y方向上的电压分布就已确定，由第二导电层24上的母线241检测出触按位置A的电势，就可知道触按位置Y方向的坐标，最终可得到触按位置的二维坐标值。

在本实施例的技术方案中，第一导电层21电阻线211和引线212、213的材料较佳的是采用氧化铟锡(简称ITO)、金属或导电聚合物，例如可采用电阻率为100-1000Ω/m²的ITO，较佳的取电阻率为200-400Ω/m²；隔离层22的材料较佳的是采用环氧树脂或硅制备成具有一定间隔的点隔离柱，起到支撑隔离作用；接触层23的材料较佳的是采用聚酯塑料聚对苯二甲酸乙二醇酯(Poly Ethylene Terephthalare，以下简称PET)；第二导电层24的材料较佳的是采用导电率较好，且延展性较好的镍金合金或ITO，通常采用阴极真空喷镀的方法将合金附着于接触层23上；母线241的材料较佳的是采用导电率比第一导电层21的导电率大约1000倍的银油墨。根据具体应用的需要，还可以在接触层23背离隔离层22的一面设有功能膜，例如可以为防炫目膜(AG)和/或防反射膜(AR)。

本实施例将触摸屏结构集成到显示装置的偏振片上，实现了使该显示装置的光学有机膜结构具有触摸屏功能，且没有重复的膜层。

本发明显示装置的光学有机膜结构实施例二

如图6所示为本发明显示装置的光学有机膜结构具体实施例二的结构示意图，显示装置光学有机膜具体为偏振片10，本实施例由偏振片10和另一种电阻式触摸屏结构20′组成。该偏振片10具体包括：用于起到偏振作用的PVA膜12，以及分别设置在PVA膜12上下表面，用于保护PVA膜的下层TAC膜11和上层TAC膜13。如图7所示，该电阻式触摸屏结构20′具体包括：第一导电层25，第一导电层25为沉积在偏振片10上层TAC膜13上的均匀导电膜层，第一导电层25上表面的四边上分别设有电极条251a、251b、251c和251d，电极条251a、251b、251c和251d较佳的布设方式是与第一导电层25的边缘平行，该电极条251a、251b、251c和251d上分别连接有一条导电的检测线252a、252b、252c和252d；隔离层22，覆盖设置在第一导电层25上，隔离层22包括设置在第一导电层25上的隔离框架221，以及在隔离框架221中，间隔分布的数个绝缘颗粒222；接触层23，设置在隔离层22上，接触层23具有弹性，并且在朝向隔离层22的一侧设置有第二导电层24，该第二导电层24为均匀的导电膜层，并且在第二导电层24的边缘围绕设有周向的导电母线241，该母线241连接有一条导电的检测线242。

本实施例的技术方案与实施例一的区别在于第一导电层25的结构变化，本实施例的工作原理为：与实施例一不同，本实施例中，第一导电层25为均匀膜层，其上的电阻均匀分布，进行触按位置检测时，执行分时检测，在一个检测周期中，如图8所示，前半个周期只有电极条251a和251b接通，第一导电层25内就会有沿X方向的一个均匀电场，其中图8所示的X方向为与电极条251c平行的方向，Y方向与X方向垂直，当发生触按动作时，第一导电层25与第二导电层24在触按位置接通，由第二导电层24的母线241检测出第一导电层25上电势值的变化，就可分析出触按位置X方向的坐标，后半个周期只有电极条251c和251d接通，同样，第一导电层25上就会有沿Y方向的均匀电场，第二导电层24的母线241可检测出第一导电层25上电势值的变化，就可分析出触按位置的Y方向坐标。

在本实施例中，第一导电层25的材料较佳的是采用氧化铟锡(简称ITO)、金属或导电聚合物，采用上述材料作电阻分布层，其电阻率较大，而电极条251a、251b、251c和251d的材料采用电阻率较小的材料，例如可采用导电银胶。

本实施例将触摸屏结构集成到显示装置的偏振片上，实现了使该显示装置的光学有机膜结构具有触摸屏功能，且没有重复的膜层。

本发明实施例一和二中，电阻式触摸屏结构均采用五线电阻式触摸屏结构，上表面的第二导电层只作为探测层，除非探测层在一个方向上全部断裂，否则不会影响其检测功能，这样的技术方案大大提高了偏振片上触摸屏结构对触按位置检测的可靠性，并且其使用寿命显著提高。

本发明显示装置的光学有机膜结构实施例三

如图9所示为本发明显示装置的光学有机膜结构具体实施例三的结构示意图，本实施例的显示装置光学有机膜具体为偏振片，该结构由偏振片10和电容式触摸屏结构30组成，其中偏振片10与实施例一和二中的偏振片10的结构相同。电容式触摸屏结构30具体包括：屏蔽层31，沉积在偏振片10的上层TAC膜13上，为采用导电材料制成的均匀导电膜，主要用于防止显示装置中其他电路对工作层33的影响；绝缘层32，设置在屏蔽层31上，是由绝缘材料制成的，用于隔开两个导电层，即屏蔽层31和工作层33；工作层33，设置在绝缘层32上，为采用导电材料制成的均匀导电膜层，并且在工作层33上的四边处分别设有电极条331a、331b、331c和331d，电极条331a、331b、331c和331d较佳的布设方式是与工作层33的边缘平行，电极条331a、331b、331c和331d上分别连接有一条导电的检测线332a、332b、332c和332d，如图10所示；保护层34，设置在工作层33上。

本实施例中，电极条331a、331b、331c和331d的材质与实施例一和二中的母线241相似。电容式触摸屏结构30的工作原理是：当手指触按在保护层34上时，由于人体电场，人体和触摸屏表面形成一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从触按点吸走一个很小的电流，这个电流分别从触摸屏结构30的工作层33的电极条331a、331b、331c和331d流走，并且流经这四个电极条331a、331b、331c和331d的电流与手指到电极条331a、331b、331c和331d的距离成正比，通过对这四个电流比例的精确计算，就可以得出触按位置的坐标值。

在本实施例中，屏蔽层31和工作层33的材料较佳的是采用ITO等导电材料。绝缘层32的材料较佳的是采用玻璃或PET等半透明薄膜，这里所说的“半透明”是指允许至少一部分或所有光通过，则半透明材料包括了所有透明或非不透明的材料。为保护层34的材料较佳的是采用矽土玻璃，主要用于阻挡外界对工作层33可能造成的损伤，承担装置的整体防刮性能和隔离外界污染物，能够延长触摸屏结构的使用寿命。如果需要，在保护层34上可贴设功能膜，例如防炫目膜(AG)、防反射膜(AR)等。

本实施例显示装置的光学有机膜结构上集成有电容式触摸屏结构，能够使偏振片具有触摸屏功能，且没有重复的膜层，其生产成本低，且电容式触摸屏结构简单紧凑，便于工业生产。

本实施例的技术方案中，是将电阻式触摸屏结构集成到偏振片上。因为偏振片不同于现有触摸屏结构的玻璃，属于柔性衬底，与玻璃等无机材料相比，在耐热上，抗腐蚀上有较大的差距。在偏振片上沉积导电材料可以采用热喷涂法、真空热蒸发法、化学气相沉积法、浸渍法、丝网印刷法、直流法、电子束蒸发法或磁控溅射法等。其中较佳的制备方法是在低温条件下采用溅射的方法制备第一导电层，可以以水冷技术降低偏振片温度，较佳的是使偏振片的温度保持在20℃左右，并且在溅射时给偏振片加一定的负偏压，较佳的负偏压是0-40V，则可以取得较好的导电膜。

对于实施例一中，由于采用的第一导电层是较为复杂的电阻结构，所以在制作的时候，可以采用掩膜板沉积的方法制备导电膜或采用溅射沉积均匀导电层后刻蚀的方法制备导电膜。以刻蚀步骤增加在溅射后为例，溅射完成之后，偏振片上分布有均匀的ITO薄膜，将光刻胶涂敷在其表面，利用紫外光对其进行光刻，在需要保留的地方曝光，然后把未曝光地方的光刻胶清洗掉，在盐酸溶液中腐蚀至达到要求，并清洗。

在本发明显示装置的光学有机膜结构的上述实施例中，触摸屏结构并不限于上述三种，还可以为数字式电阻触摸屏或其他结构的电阻式触摸屏，如四线式、五线式、六线式、七线式或八线式等不同结构的电阻式触摸屏。

本发明显示装置的光学有机膜结构可适用于多种显示装置，直接将本发明显示装置的光学有机膜结构设置在显示装置的最外层，将偏振片上触摸屏结构的检测线与显示装置中的位置检测模块连接，就可以实现使该显示装置具备触摸屏功能，并且相比于其他安装有触摸屏结构的显示装置，其厚度尺寸减小，不存在重复膜层，且没有安装间隙，能提高显示装置的亮度。下面通过实施例具体说明。

本发明显示装置实施例一

如图11所示为本发明显示装置具体实施例一的结构示意图，本实施例为采用本发明显示装置的光学有机膜结构的液晶显示装置，该装置包括依次贴合连接的彩色滤光片41、液晶层42、薄膜晶体管(TFT)层43、下偏振片44和背光源45，其中各膜层相互叠设连接，该装置中还设有位置检测模块46，显示装置的光学有机膜结构47，可以具体为带有触摸屏结构的偏振片，设置在彩色滤光片41的上面，即设置在液晶显示装置的最外层，且该显示装置的光学有机膜结构47的数条检测线471均与位置检测模块46相连，用于向位置检测模块46传送检测到的触按位置的坐标，以便进行后续操作。

本实施例的液晶显示装置的偏光片可采用本发明显示装置的光学有机膜结构任意实施例的技术方案，该液晶显示装置相对于现有技术中具有触摸屏功能的液晶显示装置，其优点在于：液晶显示装置的厚度尺寸小；无重复膜层而使得元件层较少，生产成本低，制作周期短，且膜层减少可使光线的透过率增加；没有触摸屏与显示装置的安装间隙或粘着层，进一步减少了光的损耗，所以显示装置的亮度提高；结构整体的稳定性提高。

本发明显示装置实施例二

本发明显示装置具体实施例二为采用本发明显示装置的光学有机膜结构的有机发光显示装置(Organic Light Emitting Display，以下简称OLED)，光学有机膜结构可以具体为带有触摸屏结构的偏振片，设置在OLED的上基板上，即设置在OLED的最外层，具有防反射作用，同时具有触摸屏功能，在OLED中，还包括位置检测模块，偏振片结构的检测线与该位置检测模块相连。

本实施例的OLED的偏光片可采用本发明显示装置的光学有机膜结构任意实施例的技术方案，该OLED相对于现有技术中具有触摸屏功能的显示装置，其优点在于：显示装置的厚度尺寸小；无重复膜层而使得元件层较少，生产成本低，制作周期短；没有触摸屏与显示装置的安装间隙或粘着层，进一步减少了光的损耗，所以显示装置的亮度提高；结构整体的稳定性提高。

本发明技术方案中的显示装置光学有机膜并不限于由PAV和TAC膜组成的偏振片结构，还可以为其他的光学有机膜，例如在两保护层中设有特定厚度的双折射材料形成的四分之一波片。

最后应说明的是：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。

Claims (14)

1.一种显示装置的光学有机膜结构，包括光学有机膜，其特征在于：所述光学有机膜上设置有触摸屏结构，所述触摸屏结构的一导电层沉积在所述光学有机膜的上表面上，且所述触摸屏结构上连接有导电的检测线。

2.根据权利要求1所述的显示装置的光学有机膜结构，其特征在于：所述光学有机膜为偏振片或四分之一波片。

3.根据权利要求1或2所述的显示装置的光学有机膜结构，其特征在于：所述触摸屏结构为电阻式触摸屏结构或电容式触摸屏结构。

4.根据权利要求3所述的显示装置的光学有机膜结构，其特征在于，所述电阻式触摸屏结构包括：

第一导电层，包括设置在所述光学有机膜上表面边缘处的两条导电的引线，沉积在所述光学有机膜上的数条平行导电的电阻线，所述电阻线设置在两条所述引线之间，并且相邻的所述电阻线连接在不同的引线上，所述两条引线的四端各连接一所述检测线；

隔离层，覆盖在所述第一导电层上，所述隔离层包括设置在所述第一导电层上的隔离框架，以及在所述隔离框架中，间隔分布的数个绝缘颗粒；

接触层，设置在所述隔离层上，所述接触层具有弹性，并且在朝向隔离层的一侧设置有第二导电层，所述第二导电层为均匀的导电膜，并且在边缘围绕设有周向的导电母线，所述母线连接一所述检测线。

5.根据权利要求3所述的显示装置的光学有机膜结构，其特征在于，所述电阻式触摸屏结构包括：

第一导电层，沉积在所述光学有机膜上，所述第一导电层上的边缘处分别设有一电极条，各个所述电极条分别连接一所述检测线；

隔离层，覆盖设置在所述第一导电层上，所述隔离层包括设置在所述第一导电层上的隔离框架，以及在所述隔离框架中，间隔分布的数个绝缘颗粒；

接触层，设置在所述隔离层上，所述接触层具有弹性，并且在朝向隔离层的一侧设置有第二导电层，所述第二导电层为均匀的导电膜，并且在边缘围绕设有周向的导电母线，所述母线连接一所述检测线。

6.根据权利要求4或5所述的显示装置的光学有机膜结构，其特征在于：所述接触层背离所述隔离层的一侧具有功能膜。

7.根据权利要求6所述的显示装置的光学有机膜结构，其特征在于：所述功能膜为防炫目膜和/或防反射膜。

8.根据权利要求3所述的显示装置的光学有机膜结构，其特征在于所述电容式触摸屏结构包括：

屏蔽层，沉积在所述光学有机膜上，为采用导电材料制成的均匀导电膜；

绝缘层，设置在所述屏蔽层上；

工作层，设置在所述绝缘层上，所述工作层为采用导电材料制成的均匀导电膜，并且在所述工作层上的边缘处分别设有电极条，所述电极条各连接一所述检测线；

保护层，设置在所述工作层上。

9.根据权利要求8所述的显示装置的光学有机膜结构，其特征在于：所述保护层上具有功能膜。

10.根据权利要求9所述的显示装置的光学有机膜结构，其特征在于：所述功能膜为防炫目膜和/或防反射膜。

11.根据权利要求2所述的显示装置的光学有机膜结构，其特征在于，所述偏振片包括：用于偏振的聚乙烯醇膜，以及分别设置在聚乙烯醇膜上下表面用于保护聚乙烯醇膜的三聚氰酸三烯丙酯膜。

12.一种采用权利要求1～11中任一的所述显示装置的光学有机膜结构的显示装置，其特征在于：还包括位置检测模块，所述显示装置的光学有机膜结构设置在所述显示装置的最外层，且所述显示装置的光学有机膜结构的检测线与所述位置检测模块相连。

13.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于：所述显示装置为液晶显示装置，包括依次贴合连接的彩色滤光片、液晶层、薄膜晶体管层、下偏振片和背光源，所述显示装置的光学有机膜结构设置在所述彩色滤光片上。

14.根据权利要求12所述的显示装置，其特征在于：所述显示装置为有机发光显示装置，包括上基板，所述显示装置的光学有机膜结构设置在所述上基板上。

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