CN102830868B - 透明粘结单元和具有其的触摸屏 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及透明粘结单元和具有其的触摸屏。提供了一种用于触摸屏的透明粘结单元。该透明粘结单元包括透明膜、位于透明膜的第一表面上且由导电材料形成的噪声阻挡层、位于噪声阻挡层的表面上的第一粘结层、和位于透明膜的第二表面上的第二粘结层，其中第二表面被安置成与第一表面相对。

Description

透明粘结单元和具有其的触摸屏
技术领域
本发明涉及触摸屏。更具体地说，本发明涉及电容型触摸屏。
背景技术
一般说来，术语“触摸屏”指的是其中输入检测装置与显示装置集成的设备。触摸屏可以包括诸如液晶显示器（LCD）的显示单元，和在该显示单元上设置的触摸面板。
当人的指尖或物体触摸触摸屏上的字符或特定位置时，触摸屏识别该触摸位置，由此接收用户通过屏幕触摸而不使用小键盘的输入。
尽管其精确度低，但是触摸屏的实施消除了对小键盘的需要同时提高了设备使用的容易性。由此，触摸屏通常用作公共场所中的显示设备，所述公共场所即地铁站、百货公司、银行等等，并且触摸屏还被广泛用于各种商店中的商用终端。最近，触摸屏已经被用于便携式终端，例如蜂窝电话、数字多媒体广播（DMB）接收器、车辆导航等等。
触摸面板（或触摸屏）的类型可以包括电阻型、电容型、表面声波型、红外射束型等等。
在典型的电容型触摸面板中，第一电极线和第二电极线分别形成在第一膜和第二膜上，并且第一电极线和第二电极线通过连接端子与控制器电连接。控制器感测通过利用输入装置（例如手指、铁笔等）的触摸引起的触摸面板的相应触摸区域的电容变化，并且确定该触摸区域的位置。
然而，随着具有安装到其上的触摸屏的便携式终端的厚度趋于被减小并且触摸面板和显示单元之间的距离也趋于减小，来自显示单元的噪声（例如电磁波）引起触摸面板的故障。
而且，常规的电容触摸屏由于具有多个膜而具有大厚度和低透射率。
也就是，常规的电容触摸屏由于具有多个膜而具有大厚度和低透射率，使得屏幕的可见度退化并且产品的尺寸的减小变得难以实现。
发明内容
本发明的各个方面将至少解决上述问题和/或缺点以及至少提供下面描述的优点。因此，本发明的一个方面是提供一种用于触摸屏的透明粘结单元，其能够抑制从显示单元引入的噪声（例如电磁波）引起触摸面板的故障，还提供一种具有该透明粘结单元的触摸屏。
本发明的另一个方面是提供一种具有小厚度和高透射率的触摸屏，由此改善屏幕的可见度并减小产品的尺寸。
根据本发明的一个方面，提供一种用于触摸屏的透明粘结单元。该透明粘结单元包括透明膜、位于透明膜的第一表面上且由导电材料形成的噪声阻挡层、位于噪声阻挡层的表面上的第一粘结层、和位于透明膜的第二表面上的第二粘结层，其中第二表面被安置成与第一表面相对。
根据本发明的另一方面，提供一种包括显示单元的触摸屏。该触摸屏包括多个像素，用于通过该多个像素显示图像、包括在触摸屏的前表面上暴露的保护板和沉积在保护板上的导电层的触摸面板、和用于将显示单元和触摸面板相互耦合的透明粘结单元，其中该透明粘结单元包括透明膜、位于透明膜的第一表面上且由导电材料形成的噪声阻挡层、位于噪声阻挡层的表面上的第一粘结层、和位于透明膜的第二表面上的第二粘结层，其中第二表面被安置成与第一表面相对。
从下面的详细描述，本发明的其它方面、优点和突出特征将对于本领域技术人员变得明显，所述详细描述是结合附图进行的，公开了本发明的示例性实施例。
附图说明
从下面结合附图进行的描述，本发明的特定示例性实施例的上述和其它方面、特征和优点将变得更明显，在附图中：
图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的触摸屏的图；
图2是示出根据本发明的示例性实施例的透明粘结单元的图；
图3是示出根据本发明的示例性实施例的导电层的图案的图；
图4是示出根据本发明的第二示例性实施例的触摸屏的图；
图5是示出根据本发明的示例性实施例的特性改善的噪声阻挡辅助层的平面图；以及
图6是示出根据本发明的第三示例性实施例的触摸屏的图。
贯穿各图，应当注意，类似的参考数字用于描述相同或类似的元件、特征和结构。
具体实施方式
提供下面参考附图的描述来辅助全面理解本发明的示例性实施例，如由权利要求及其等效物所限定的。其包括辅助该理解的各种具体细节，但是这些将被认为仅是示例性的。因此，本领域技术人员将认识到在不脱离本发明的范围和精神的情况下可以进行这里描述的实施例的各种变化和修改。另外，为了清楚和简明可以省略众所周知的功能和构造的描述。
下面的描述和权利要求中使用的术语和词语不限于与书目有关的意义，而是仅被发明者用于实现对本发明的清楚且一致的理解。因此，对于本领域技术人员应当明显的是，本发明的示例性实施例的下列描述被提供仅用于说明的目的，且不是用于如由所附权利要求及其等效物所限定的那样限制本发明的目的。
应当理解，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数对象，除非上下文另外清楚地指示。由此，例如，对“一个部件表面”的引用包括对一个或多个这种表面的引用。
图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的触摸屏的图。
参考图1，触摸屏10可以包括显示单元110、触摸面板100和透明粘结单元120。触摸面板100可以包括保护板160和具有导电层150和连接端子140的传感器层130。传感器层130构成传感器，用于在通过人的指尖或物体触摸保护板160的表面时识别被触摸的位置，为此，导电层150具有预置图案。
显示单元110可以包括多个像素并且通过那些像素显示图像。显示单元110的顶表面的一部分（中央部分）可以被包括在触摸屏100的有效显示区域中，其被显示给观察者，但为了便于理解，在当前实例中显示单元110的整个顶表面被包括在该有效显示区域中。显示单元110可以是液晶显示器（LCD）、有机发光二极管（OLED）等等。
LCD在控制器（未示出）的控制下显示图像。典型的LCD可以包括LCD面板和用于将光提供到LCD面板的背光单元（BLU），该LCD面板可以包括液晶层并且显示图像。LCD面板可以包括上和下玻璃基板，其被布置在液晶层之上和之下以控制液晶分子的排列状态。下玻璃基板可以包括薄膜晶体管（TFT）和像素电极，并且上玻璃基板可以包括公共电极。LCD面板进一步可以包括上和下极化板，其被布置在液晶层之上和之下以便分别线性极化输入光。这里，上和下极化板的极化方向可以相互垂直。
显示单元110和触摸面板100通过透明粘结单元120彼此附着。
图2是示出根据本发明的示例性实施例的透明粘结单元的图。
参考图2，透明粘结单元120可以包括透明膜123、噪声阻挡层122、第一粘结层121和第二粘结层124。
透明膜123形成透明粘结单元120的基本单元，并且采用具有全局均匀厚度的正方形板的形状。透明膜123由绝缘材料形成，该绝缘材料对于可见光是透明的。绝缘材料的实例可以包括聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、聚萘二甲酸乙二酯（PEN）、聚醚砜（PES）等等。
噪声阻挡层122位于透明膜123的第一表面（即底表面）上，并且采用具有全局均匀厚度的正方形板的形状。用于噪声阻挡层122的材料可以是下述之一：氧化铟锡（ITO）、氧化锌（ZnO）、导电聚合物、碳纳米管（CNT）、氧化锌锡（ZTO）、氧化镓锌（GZO）、氧化铝锌（AZO）、氧化铟锌（IZO）、二氧化钛-铌材料（TiO2:Nb）、氢氧化镁-碳材料（Mg(OH)2:C）、和银（Ag），或者它们的组合。噪声阻挡层122可以通过沉积或涂覆形成在透明膜123上。噪声阻挡层122具有全局平坦表面（即顶表面），而不具有任何图案。噪声阻挡层122还可以被称为电磁波阻挡层。
第一粘结层121位于噪声阻挡层122的表面（即底表面）上，并且被附着到显示单元110的顶表面。第一粘结层121由绝缘材料形成，该绝缘材料对于可见光是透明的。对于第一粘结层121，可以使用对可见光透明的光学透明胶带（OCA带）、粘结剂（或压力敏感粘结剂）、红外可固化树脂等等。OCA带的两面都可以是粘性的，并且可以由丙烯基材料、硅等形成。
第二粘结层124位于被安置成与透明膜123的第一表面相对的透明膜123的第二表面（即顶表面）上，并且被附着到传感器层130的导电层150。第二粘结层124可以由与第一粘结层121的材料相同的材料形成。
透明粘结单元120同时执行将显示单元110和触摸面板100彼此附着的功能和阻挡来自显示单元110的噪声的功能。从显示单元110发射的噪声被透明粘结单元120的噪声阻挡层122反射，或者以别的方式不能通过噪声阻挡层122并且在沿噪声阻挡层122的表面流动的同时消失。在示例性实施方式中，噪声阻挡层122可以与地连接。
返回参考图1，保护板160位于显示单元110上，并且传感器层130位于其底表面上。保护板160的顶表面形成触摸屏100的前表面的至少一部分。保护板160由绝缘材料形成，该绝缘材料对于可见光是透明的。绝缘材料的实例可以包括玻璃、PC、PET等等。
传感器层130位于保护板160的底表面上，并且其下端部分（或底表面）通过使用透明粘结单元120被附着到显示单元110的上端部分（或顶表面）。
传感器层130位于保护板160的顶表面上，并且传感器层130可以包括导电层150和连接端子140。传感器层150构成传感器，用于在通过人的指尖或物体触摸保护板160的表面时识别被触摸的位置，为此，导电层150具有预置图案。导电层150可以具有各种图案，例如线性格子图案、菱形图案等等。在下面的描述中，将使用线性格子图案作为实例。
图3是示出根据本发明的示例性实施例的导电层的图案的图。
参考图3，导电层150可以包括第一电极线154和第二电极线156。
第一电极线154沿第一方向（例如x轴方向或水平方向）延伸，并且沿第二方向（例如y轴方向或垂直方向）以等间隔或不同间隔布置，所述第二方向与第一方向垂直相交。
第二电极线156沿与第一方向垂直相交的第二方向延伸，并且沿第一方向以等间隔或不同间隔布置。
为了将第一电极线154和第二电极线156彼此电绝缘，绝缘桥接层155可以被设置在第一电极线154和第二电极线156之间的相交部分处，以便被插入在其间。例如，桥接层155可以包括位于第一电极线154和第二电极线156之间的相交部分处的采用矩阵排列形式的桥接单元。对于桥接层155，可以使用绝缘介电材料，例如SiO2。
返回参考图1，导电层150由对可见光透明的导电材料形成。导电材料的实例包括ITO、聚（3,4-乙撑二氧噻吩）（PEDOT）等等。导电材料150可以由导电薄膜通过真空沉积并且然后通过光刻处理被图案化来形成。真空沉积的实例可以包括电子束（E束）、溅射等等。
用于将电压（或电流）施加到导电层150的连接端子140位于保护板160的底表面上，以便被安置在导电层150外部。也就是，连接端子140被设置在导电层150外部（即在保护板160的外围）以便于外部接入到那里。
连接端子140通过连接线（未示出）与导电层150电连接，并且连接端子140和连接线可以通过与导电层150一起的单次处理形成，或者通过与导电层150分开的处理形成。连接端子140可以由与导电层150的材料相同的材料形成，或者可以由与导电层150的材料不同的材料（例如不透明导电材料，诸如银）形成。连接端子140可以与具有例如安装在其上的控制器等的柔性印刷电路板（FPCB）电连接。
为了执行传感器功能，预置波形（即触摸搜索信号）的电压被施加到导电层150。由此，在通过导电用户输入装置触摸保护板160的表面时，产生触摸读出信号，其电压波形由于导电层150和用户输入装置之间的电容变化而改变。控制器分析触摸读出信号并识别通过用户输入装置的触摸的发生以及该触摸的位置。
触摸面板100通过使用透明粘结单元120附着（即粘附）到显示单元110。也就是，触摸面板100的下端部分（即底表面）（即传感器层130的底表面）通过使用透明粘结单元120附着到显示单元110的上端部分（即顶表面）。
保护板160的底表面可以被抗反射（AR）涂覆，并且该抗反射涂覆层可以包括Nb2O5层和SiO2层。该AR涂覆保护板160具有色度值，其中a*小于1.5且b*小于1.5；91%或更高的透射率；和5–10%的折射率。触摸面板100具有88%或更高的透射率。这里，a*和b*是表示颜色的国际照明委员会（CIE）坐标系的元素，使得较强的颜色被表示为离开0较远的a*或b*的值。在这种情况下，导电层150被沉积在AR涂覆层上。
由于保护板160的顶表面从外部暴露，因此用于阻挡可见光的光阻挡层可以位于保护板160的底表面的外围上，以便防止被包括在有效显示区域中的中央部分的外部的外围暴露到外部，并且光阻挡层可以通过诸如黑墨印刷的处理形成。在示例性实施方式中，连接端子140位于光阻挡层上。
图4是示出根据本发明的第二示例性实施例的触摸屏的图，以及图5是示出根据本发明的示例性实施例的特性改善的噪声阻挡辅助层的平面图。
参考图4，触摸屏10a具有类似于图1所示的触摸屏的结构，除了透明粘结单元120a中的透明膜123a的沉积顺序与噪声阻挡层122a的沉积顺序可以相互交换以外。透明粘结单元120a进一步可以包括噪声阻挡辅助层125。因此，相同的参考数字或连续的参考数字（例如，121,121a等等）用于相同的部件，并且相同部件的重复描述将被省略。
透明粘结单元120a可以包括第一粘结层121a、透明膜123a、噪声阻挡层122a、第二粘结层124a和噪声阻挡辅助层125。
噪声阻挡辅助层125位于噪声阻挡层122a的顶表面的边缘处，并且具有闭合环形状。在示例性实施例中，噪声阻挡辅助层125具有不间断的四边形环形状。
参考图5，噪声阻挡辅助层125可以包括矩形环形状的第一部分126和以突出的方式从第一部分126向外延伸的至少一个第二部分127。噪声阻挡辅助层125以将被第二粘结层124a掩埋的方式被第二粘结层124a包围，并且第二部分127的末端可以暴露于第二粘结层124a的外部以便与外部地连接。
噪声阻挡辅助层125用作用于将流过噪声阻挡层122a的表面的噪声传递到外部地的路径。噪声阻挡辅助层125可以具有代替闭合环形状的任意形状（直线带形状，等等），但是优选具有闭合环形状，其包围噪声阻挡层122a的中央以便以分布的方式快速吸收沿各种方向从噪声阻挡层122a的中央流过噪声阻挡层122a的表面的任何噪声。
噪声阻挡辅助层125用于进一步稳定噪声阻挡层122a的噪声阻挡特征。也就是，当用户按压触摸面板100时，噪声阻挡层122a的噪声阻挡特征由于触摸面板100的弯曲而改变。噪声阻挡辅助层125提高了噪声吸收速度，由此允许噪声阻挡特征被稳定地维持，而不管外部环境的变化，例如触摸面板100的弯曲。
噪声阻挡辅助层125可以由透明或不透明金属材料形成，并且优选具有高于噪声阻挡层122a的电导率。例如，银可以用作用于噪声阻挡辅助层125的材料。噪声阻挡辅助层125当由不透明材料形成时优选被垂直地设置在光阻挡层下面，即被设置成被光阻挡层隐藏，以防止噪声阻挡辅助层125从外部暴露。
图6是示出根据本发明的第三示例性实施例的触摸屏的图。
参考图6，触摸屏10b具有类似于图4所示的触摸屏10a的结构，除了透明粘结单元120b的第一粘结层121b的形状以外。因此，相同的参考数字将用于相同的部件，并且相同部件的重复描述将被省略。
第一粘结层121b位于透明膜123a的底表面上并被附着到显示单元110的顶表面。第一粘结层121b位于透明膜123a的底表面的边缘处或者位于显示单元110的顶表面的边缘处，并且具有四边形环形形状以允许透明膜123a的中央部分和显示单元110的中央部分之间的空气层，因此噪声阻挡特征可以被进一步改善。
根据本发明的示例性实施例的具有透明粘结单元的触摸屏可以防止触摸面板由于噪声而发生故障，因为透明粘结单元的噪声阻挡层阻挡了来自显示单元的噪声。
而且，除了根据本发明的示例性实施例的触摸屏的前述优点之外，通过使用包括噪声阻挡层的OCA将触摸屏面板附着到显示单元，根据本发明的示例性实施例的触摸屏还可以具有小厚度和高透射率，由此改善屏幕的可见度以及实现产品的微小性。在示例性实施方式中，触摸屏面板包括形成在第一基板的底表面上并且包括沿第一方向布置的多个第一透明图案的第一透明导电层，形成在第一透明导电层的底表面上的第一透明绝缘层；形成在第一透明绝缘层的底表面上并且包括沿不同于第一方向的第二方向布置的多个第二透明图案的第二透明导电层，和第一电极层，其形成在第一透明导电层的边缘处和第二透明导电层的边缘处并且包括在该多个第一透明图案的相应末端处以及在该多个第二透明图案的相应末端处的电相连的电极图案。
第一基板、第一透明图案、第一透明导电层、第一透明绝缘层、第二透明图案、第二透明导电层、电极图案、第一电极层、触摸屏面板、噪声阻挡层和OCA分别对应于本发明的上述示例性实施例中的保护板、第一电极线、导电层的一部分（即包括在导电层中的第一电极线的层）、桥接层、第二电极线、导电层的剩余部分（即包括在导电层中的第二电极线的层）、连接端子、包括连接端子的层、噪声阻挡层和透明粘结单元。
尽管已经参考本发明的特定示例性实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解可以在其中进行各种形式和细节方面的改变。

Claims (9)

1.一种用于触摸屏的透明粘结单元，该透明粘结单元包括：
透明膜；
位于透明膜的顶表面上且由导电材料形成的噪声阻挡层；
位于噪声阻挡层的表面上的第二粘结层；和
位于透明膜的底表面上的第一粘结层，该底表面被安置成与顶表面相对，
其中，第一粘结层位于透明膜的底表面的边缘处并且并且具有四边形环形形状，以允许透明膜的中央部分和附着透明膜的显示单元的中央部分之间的空气层，从而阻挡来自显示单元的噪声。
2.根据权利要求1所述的透明粘结单元，还包括位于噪声阻挡层的表面上并且由导电材料形成的噪声阻挡辅助层。
3.根据权利要求2所述的透明粘结单元，其中噪声阻挡辅助层的第一部分被第二粘结层包封。
4.根据权利要求3所述的透明粘结单元，其中噪声阻挡辅助层的第一部分具有闭合环形状。
5.根据权利要求4所述的透明粘结单元，其中该闭合环形状包括闭合四边形形状。
6.根据权利要求4所述的透明粘结单元，其中噪声阻挡辅助层包括从第一部分延伸的第二部分。
7.根据权利要求1所述的透明粘结单元，其中噪声阻挡层包括下述中的至少一个：氧化铟锡（ITO）、氧化锌（ZnO）、导电聚合物、碳纳米管（CNT）、氧化锌锡（ZTO）、氧化镓锌（GZO）、氧化铝锌（AZO）、氧化铟锌（IZO）、二氧化钛-铌材料（TiO2:Nb）、氢氧化镁-碳材料（Mg(OH)2:C）和银（Ag）。
8.根据权利要求7所述的透明粘结单元，其中噪声阻挡辅助层的电导率高于噪声阻挡层的电导率。
9.一种触摸屏，包括：
包括多个像素的显示单元，用于通过该多个像素显示图像；
触摸面板，其包括在触摸屏的前表面上暴露的保护板和沉积在保护板上的导电层；以及
根据权利要求1-8中的任一项所述的透明粘结单元，用于将显示单元和触摸面板相互耦合。
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