CN101876766B - 触摸式液晶屏 - Google Patents

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Abstract

一种触摸式液晶屏，其包括：一触摸屏以及一液晶显示屏，其中：所述触摸屏包括：一公共基板；一第一透明导电层，该第一透明导电层设置在该公共基板的上表面；以及至少一第一电极以及至少一第二电极，该第一电极以及第二电极设置在该公共基板的上表面并与该第一透明导电层电连接，所述液晶显示屏从上至下依次包括：一上基板；一第二透明导电层；一第一配向层；一液晶层；一第二配向层；一薄膜晶体管面板；以及一第二偏光层，所述液晶显示屏的上基板为所述触摸屏的公共基板，所述第二透明导电层同时作为所述液晶显示屏的第一偏光层。

Description

触摸式液晶屏
技术领域
本发明涉及一种液晶显示屏，尤其涉及一种触摸式液晶屏。
背景技术
液晶显示因为低功耗、小型化及高质量的显示效果，成为最佳的显示方式之一。目前较为常用的液晶显示屏为TN(扭曲向列相)模式的液晶显示屏(TN-LCD)。对于TN-LCD，当电极上未施加电压时，液晶显示屏处于“OFF”状态，光能透过液晶显示屏呈通光状态；当在电极上施加一定电压时，液晶显示屏处于“ON”态，液晶分子长轴方向沿电场方向排列，光不能透过液晶显示屏，故呈遮光状态。有选择地在电极上施加电压，可以显示出不同的图案。
近年来，伴随着移动电话、触摸导航系统、集成式电脑显示器及互动电视等各种电子设备的高性能化和多样化的发展，在液晶显示屏的显示面安装透光性的触摸屏的电子设备逐渐增加。电子设备的使用者通过触摸屏，一边对位于触摸屏背面的液晶显示屏的显示内容进行视觉确认，一边利用手指或笔等方式按压触摸屏来进行操作。由此，可以操作使用该液晶显示屏的电子设备的各种功能。所述触摸屏可根据其工作原理和传输介质的不同，通常分为四种类型，分别为电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式。其中电容式触摸屏结构简单、成本低廉及耐用等优点被广泛应用。
然而，将触摸屏集成在液晶显示屏中必然会增加液晶显示屏的厚度，不利于液晶显示屏及应用液晶显示屏的电子设备的小型化和薄型化的发展。
有鉴于此，确有必要提供一种触摸式液晶屏，该触摸式液晶屏具有较薄的厚度。
发明内容
一种触摸式液晶屏，其包括：一触摸屏以及一液晶显示屏，其中：所述触摸屏包括：一公共基板；一第一透明导电层，该第一透明导电层设置在该公共基板的上表面；以及至少一第一电极以及至少一第二电极，该第一电极以及第二电极设置在该公共基板的上表面并与该第一透明导电层电连接，所述液晶显示屏从上至下依次包括：一上基板；一第二透明导电层；一第一配向层；一液晶层；一第二配向层；一薄膜晶体管面板；以及一第二偏光层，所述液晶显示屏的上基板为所述触摸屏的公共基板，所述第二透明导电层同时作为所述液晶显示屏的第一偏光层。
一种触摸式液晶屏，其包括一触摸屏以及一液晶显示屏，所述液晶显示屏从上至下依次包括：一上基板；一第二透明导电层；一第一配向层；一液晶层；一第二配向层；一薄膜晶体管面板；以及一第二偏光层，所述第二透明导电层同时作为所述液晶显示屏的第一偏光层；所述触摸屏以液晶显示屏的上基板作为基板，该基板上表面设有触摸屏的第一透明导电层以及分别与该第一透明导电层电连接的至少一第一电极以及至少一第二电极。
与现有技术相比较，所述触摸式液晶屏中的触摸屏与液晶显示屏共用公共基板，因此具有较薄的厚度和简单的结构，简化了制造工艺，降低了制造成本，提高背光源的利用率，改善显示质量。
附图说明
图1是本技术方案实施例触摸式液晶屏的剖视结构示意图。
图2是本技术方案实施例触摸式液晶屏中上基板的俯视示意图。
图3是本技术方案实施例触摸式液晶屏中碳纳米管拉膜的扫描电镜照片。
图4是图3的碳纳米管拉膜中碳纳米管片段的结构示意图。
主要元件符号说明
触摸式液晶屏            20
第一透明导电层          202
第二透明导电层          204
第一电极                206
第二电极                208
公共基板                210
第一配向层              212
液晶层                  230
第二配向层              222
薄膜晶体管面板          220
第二偏光层              224
透明保护膜              240
碳纳米管片段            143
碳纳米管                145
触摸感应区域            250
具体实施方式
以下将结合附图详细说明本技术方案的触摸式液晶屏。
请参阅图1并结合图2，本技术方案实施例提供一种触摸式液晶屏20，其包括一单点电容式触摸屏以及一与该触摸屏共用基板的液晶显示屏。
该单点电容式触摸屏包括一公共基板210，一第一透明导电层202，至少一第一电极206以及至少一第二电极208。该第一透明导电层202，至少一第一电极206以及至少一第二电极208均设置在该公共基板210的上表面，该至少一第一电极206以及至少一第二电极208与所述第一透明导电层202电连接。该至少一第一电极206可设置在该第一透明导电层202沿第一方向如X方向的一端，该至少一第二电极208可设置在该第一透明导电层202沿第二方向如Y方向的一端。该第一方向与第二方向垂直。在本说明书中“上”为靠近触控表面的方向，“下”为远离触控表面的方向。
进一步地，该单点电容式触摸屏可包括两个第一电极206及两个第二电极208。该两个第一电极206以及两个第二电极208可分别设置在该第一透明导电层202的四个角或四个边上。本实施例中，该两个第一电极206设置在该第一透明导电层202沿第一方向的两端，并与该第一透明导电层202电连接。该两个第二电极208设置在该第一透明导电层202沿第二方向的两端，并与该第一透明导电层202电连接。该第一透明导电层202中部为一触摸感应区域250。该第一透明导电层202具有较好的透光度。
该液晶显示屏与该触摸屏共用所述公共基板210，并从上至下进一步包括一第二透明导电层204，一第一配向层212，一液晶层230，一第二配向层222，一薄膜晶体管面板220以及一第二偏光层224。
该第二透明导电层204设置在所述公共基板210的下表面。该第一配向层212设置在该第二透明导电层204下表面。该第二配向层222设置在所述薄膜晶体管面板220上表面并与该第一配向层212相对。该液晶层230设置于该第一配向层212与该第二配向层222之间。该第二偏光层224设置在所述薄膜晶体管面板220下表面。可以理解，根据各种功能的需求，上述各层之间还可选择性地插入额外的其他层。
该公共基板210既是所述触摸屏的基板，又是所述液晶显示屏的上基板。该第二透明导电层204既是所述液晶显示屏的上电极，起到给液晶层230施加配向电压的作用，又是第一偏光层，起到偏光的作用。因此，所述触摸式液晶屏20具有较薄的厚度和简单的结构，简化了制造工艺，降低了制造成本，提高背光源的利用率，改善显示质量。
可以理解，该液晶显示屏的具体结构并不限于上述实施例的结构，只要该液晶显示屏与所述触摸屏共用所述公共基板210即在本发明保护范围内。
具体地，该第一透明导电层202可以为一第一碳纳米管层，该第二透明导电层204可以为一第二碳纳米管层。
在所述触摸屏中，该第一碳纳米管层包括多个碳纳米管。优选地，该第一第一碳纳米管层中的碳纳米管为无序排列或分别沿第一方向及第二方向择优取向延伸。优选地，该第一碳纳米管层为由碳纳米管组成的纯碳纳米管层，从而能够提高触摸屏的透光度。
当该第一碳纳米管层中的碳纳米管为无序排列时，该第一碳纳米管层的导电性为各向同性。该各向同性的第一碳纳米管层可通过在公共基板210上表面涂覆碳纳米管分散液的方式形成。
当该第一碳纳米管层中的碳纳米管分别沿第一方向及第二方向择优取向延伸时，该第一碳纳米管层在第一方向及第二方向具有较好的导电性，从而可以提高所述触摸屏的灵敏度。具体地，可通过在所述公共基板210上表面沿第一方向及第二方向分别铺设一个或多个碳纳米管拉膜的方式形成所述第一碳纳米管层，使该第一碳纳米管层中的碳纳米管分别沿第一方向及第二方向择优取向延伸。故，该第一碳纳米管层可为多个导电异向性碳纳米管拉膜分别沿第一方向及第二方向层叠设置而成，使该第一碳纳米管层分别在相互垂直的第一方向与第二方向上的电导率大于在其他方向的电导率。进一步地，所述第一碳纳米管层可以包括所述碳纳米管拉膜与所述高分子材料组成的复合膜。该碳纳米管拉膜是从一碳纳米管阵列中拉取获得。
请参阅图3，所述碳纳米管拉膜是由若干碳纳米管组成的自支撑结构。所述若干碳纳米管为沿同一方向择优取向延伸。所述择优取向是指在碳纳米管拉膜中大多数碳纳米管的整体延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多数碳纳米管的整体延伸方向基本平行于碳纳米管拉膜的表面。进一步地，所述碳纳米管拉膜中多数碳纳米管是通过范德华力首尾相连。具体地，所述碳纳米管拉膜中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。当然，所述碳纳米管拉膜中存在少数随机排列的碳纳米管，这些碳纳米管不会对碳纳米管拉膜中大多数碳纳米管的整体取向排列构成明显影响。所述自支撑为碳纳米管拉膜不需要大面积的载体支撑，而只要相对两边提供支撑力即能整体上悬空而保持自身膜状状态，即将该碳纳米管拉膜置于(或固定于)间隔一定距离设置的两个支撑体上时，位于两个支撑体之间的碳纳米管拉膜能够悬空保持自身膜状状态。所述自支撑主要通过碳纳米管拉膜中存在连续的通过范德华力首尾相连延伸排列的碳纳米管而实现。
具体地，所述碳纳米管拉膜中基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管，并非绝对的直线状，可以适当的弯曲；或者并非完全按照延伸方向上排列，可以适当的偏离延伸方向。因此，不能排除碳纳米管拉膜的基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管中并列的碳纳米管之间可能存在部分接触。
请参阅图4，具体地，所述碳纳米管拉膜包括多个连续且定向排列的碳纳米管片段143。该多个碳纳米管片段143通过范德华力首尾相连。每一碳纳米管片段143包括多个相互平行的碳纳米管145，该多个相互平行的碳纳米管145通过范德华力紧密结合。该碳纳米管片段143具有任意的长度、厚度、均匀性及形状。该碳纳米管拉膜中的碳纳米管145沿同一方向择优取向排列。
从碳纳米管阵列中拉取获得所述碳纳米管拉膜的具体方法包括：(a)从所述碳纳米管阵列中选定一碳纳米管片段143，本实施例优选为采用具有一定宽度的胶带或粘性基条接触该碳纳米管阵列以选定具有一定宽度的一碳纳米管片段143；(b)通过移动该拉伸工具，以一定速度拉取该选定的碳纳米管片段143，从而首尾相连的拉出多个碳纳米管片段143，进而形成一连续的碳纳米管拉膜。该多个碳纳米管相互并排使该碳纳米管片段143具有一定宽度。当该被选定的碳纳米管片段143在拉力作用下沿拉取方向逐渐脱离碳纳米管阵列的生长基底的同时，由于范德华力作用，与该选定的碳纳米管片段143相邻的其它碳纳米管片段143首尾相连地相继地被拉出，从而形成一连续、均匀且具有一定宽度和择优取向的碳纳米管拉膜。
所述碳纳米管拉膜在拉伸方向具有最小的电阻抗，而在垂直于拉伸方向具有最大电阻抗，因而具备电阻抗异向性，即导电异向性。
由于该多个碳纳米管拉膜可相互层叠或并排设置，故，上述第一碳纳米管层的长度和宽度不限，可根据实际需要设置。另外，该碳纳米管拉膜具有一理想的透光度(单层碳纳米管拉膜的可见光透过率大于85％)，该第一碳纳米管层中碳纳米管拉膜的层数不限，只要能够具有理想的透光度即可。
进一步地，所述第一碳纳米管层可以包括所述碳纳米管拉膜与一高分子材料组成的复合膜。所述高分子材料均匀分布于所述碳纳米管拉膜中碳纳米管之间的间隙中。所述高分子材料为一透明高分子材料，其具体材料不限，包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、苯丙环丁烯(BCB)、聚环烯烃等。例如，所述第一碳纳米管层可以为两层分别沿第一方向及第二方向铺设并相互层叠碳纳米管拉膜与PMMA组成的复合薄膜。所述碳纳米管复合薄膜的厚度为0.5纳米～100微米。
进一步地，所述第一碳纳米管层可包括经过蚀刻或激光处理的碳纳米管拉膜。通过激光处理，可在该碳纳米管拉膜表面形成多个激光切割线，从而进一步增强该碳纳米管拉膜的导电异向性。该激光切割线与碳纳米管拉膜中碳纳米管的排列方向基本平行。
所述公共基板210为透明的薄板，公共基板210的材料可以为玻璃、石英、金刚石、塑料或树脂。该公共基板210的厚度为1毫米～1厘米。本实施例中，该公共基板210的材料为PET，厚度为2毫米。可以理解，形成所述公共基板210的材料并不限于上述列举的材料，只要能起到支撑的作用，并具有较好的透明度的材料，都在本发明保护的范围内。
所述触摸屏的两个第一电极206与两个第二电极208由导电材料形成，具体可以选择为金属层、导电聚合物层或碳纳米管层。所述金属层的材料可以选择为金、银或铜等导电性好的金属。所述导电聚合物层的材料可以选择为聚乙炔、聚对苯撑、聚苯胺、聚咪吩、聚毗咯、聚噻吩等。本实施例中，该第一电极206与第二电极208为通过丝网印刷分别形成在所述公共基板210上表面的导电银浆条。
另外，该第一透明导电层202的上表面进一步可设置一透明保护膜240。所述透明保护膜240。可以通过粘结剂直接粘结在第一透明导电层202上表面，也可采用热压法，与第一透明导电层202压合在一起。该透明保护膜240可采用一层表面硬化处理、光滑防刮的塑料层或树脂层，该树脂层可由苯丙环丁烯(BCB)、聚酯以及丙烯酸树脂等材料形成。本实施例中，形成该透明保护膜240的材料为PET，用于保护第一透明导电层202，提高耐用性。该透明保护膜240可用以提供一些附加功能，如可以减少眩光或降低反射。
在所述液晶显示屏中，所述第二透明导电层204可包括多个沿第一方向择优取向排列的碳纳米管。优选地，该第二透明导电层204为由碳纳米管组成的纯碳纳米管层，从而能够提高触摸屏的透光度。具体地，所述第二透明导电层204包括一个或多个层叠且沿第一方向铺设的所述碳纳米管拉膜。由于该第二透明导电层204中碳纳米管沿第一方向择优取向排列，因此该第二透明导电层204可起到第一偏光层的作用，且偏振方向为垂直于第一方向的第二方向。由于该第二透明导电层204透明且导电，因此可作为液晶显示屏的上电极。
所述第二偏光层224的材料可与所述第二透明导电层204的材料相同。所述第二偏光层224的材料还可以为现有技术中常用的偏光材料，如二向色性有机高分子材料，具体可以为碘系材料或染料材料等。所述第二偏光层224的作用为将从设置于触摸式液晶屏20下表面的导光板发出的光进行起偏，从而得到沿单一方向偏振的光线。所述第二偏光层224的偏振方向与第二透明导电层204的偏振方向垂直，即所述第二偏光层224的偏振方向为第一方向。
所述第一配向层212的下表面可包括多个平行的第一沟槽，所述第二配向层222的上表面可包括多个平行的第二沟槽，从而可使液晶分子定向排列。所述第一配向层212的第一沟槽的排列方向与第二配向层222的第二沟槽的排列方向垂直，故第一配向层212与第二配向层222之间的液晶分子在两个配向层之间的排列角度产生90度旋转，从而起到旋光的作用，将第二偏光层224起偏后的光线的偏振方向旋转90度。所述第一配向层212及第二配向层222的材料可以为聚苯乙烯及其衍生物、聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚酯、环氧树脂、聚胺酯、聚硅烷等。所述第一沟槽及第二沟槽可以采用现有技术的膜磨擦法，倾斜蒸镀SiOx膜法和对膜进行微沟槽处理法等方法形成。本实施例中，所述第一配向层212及第二配向层222的材料为聚酰亚胺，厚度为1～50微米。
所述液晶层230包括多个长棒状的液晶分子。所述液晶层230的液晶材料为现有技术中常用的液晶材料。所述液晶层230的厚度为1～50微米，本实施例中，液晶层230的厚度为5微米。
所述薄膜晶体管面板220内部的具体结构未在图1中示出，但本领域技术人员可以得知该薄膜晶体管面板220可进一步包括一透明的下基板，形成于该下基板上表面的多个薄膜晶体管、多个像素电极及一显示屏驱动电路。所述多个薄膜晶体管与像素电极一一对应连接，所述多个薄膜晶体管通过源极线与栅极线与显示屏驱动电路电连接。该像素电极在薄膜晶体管的控制下与所述第二透明导电层204配合，为该液晶层230施加配向电场，从而使液晶层230中的液晶分子定向排列。该多个像素电极与所述触摸感应区域250相对。
在使用时，所述第一透明导电层202上施加一预定电压。电压通过第一电极206及第二电极208施加到第一透明导电层202上，从而在该第一透明导电层202上形成等电位面。当手指或笔等触摸物按压或接近触摸屏时，触摸物与第一透明导电层202之间形成一耦合电容。对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走了一部分电流。这个电流分别从触摸屏上的第一电极206及第二电极208中流出，并且流经第一电极206及第二电极208的电流与手指到电极的距离成正比，从而得出触摸点的位置。
本技术方案实施例提供的触摸式液晶屏中的触摸屏与液晶显示屏共用公共基板，因此具有较薄的厚度和简单的结构，简化了制造工艺，降低了制造成本，提高背光源的利用率，改善显示质量。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种触摸式液晶屏，其包括一触摸屏以及一液晶显示屏，其中，
所述触摸屏包括：
一公共基板；
一第一透明导电层，该第一透明导电层设置在该公共基板的上表面；以及
至少一第一电极以及至少一第二电极，该第一电极以及第二电极设置在该公共基板的上表面并与该第一透明导电层电连接，
所述液晶显示屏从上至下依次包括：
一上基板；一第二透明导电层；一第一配向层；一液晶层；一第二配向层；一薄膜晶体管面板；以及一第二偏光层，
其特征在于，所述液晶显示屏的上基板为所述触摸屏的公共基板，所述第二透明导电层同时作为所述液晶显示屏的第一偏光层，所述第一透明导电层为一第一碳纳米管层，该第一碳纳米管层包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管为无序排列或分别沿第一方向及第二方向延伸，该第一方向与第二方向垂直，所述第二透明导电层为一第二碳纳米管层，该第二碳纳米管层包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管沿第一方向延伸。
2.如权利要求1所述的触摸式液晶屏，其特征在于，所述第一碳纳米管层包括多个碳纳米管膜，该碳纳米管膜包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管中的大多数碳纳米管基本朝同一方向延伸，该多个碳纳米管膜分别沿第一方向及第二方向层叠设置。
3.如权利要求2所述的触摸式液晶屏，其特征在于，所述碳纳米管膜中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。
4.如权利要求1所述的触摸式液晶屏，其特征在于，所述第一碳纳米管层为碳纳米管复合层，该碳纳米管复合层包括碳纳米管膜以及高分子材料均匀分布于碳纳米管膜中。
5.如权利要求1所述的触摸式液晶屏，其特征在于，所述至少一第一电极为两个第一电极，所述至少一第二电极为两个第二电极，该两个第一电极设置在该第一透明导电层沿第一方向的两端，该两个第二电极设置在该第一透明导电层沿第二方向的两端。
6.如权利要求1所述的触摸式液晶屏，其特征在于，进一步包括一透明保护膜设置于所述第一透明导电层上表面。
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