CN104238855A - 触控显示屏 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触控显示屏，包括依次层叠设置的第一基板、液晶模块、滤光层、第二基板与第一偏光片，第一基板靠近液晶模块一侧的表面设有多条相互绝缘的TFT电极与多条相互绝缘的公共电极，公共电极与TFT电极交替绝缘排布，TFT电极与公共电极配合用于控制液晶模块中的液晶分子的排列状态。触控显示屏还包括一设于第二基板背向液晶模块一侧的表面或者第一偏光片表面的透明导电层，透明导电层包括基质及填充于基质中的导电纳米丝线，基质为固化的透明感光树脂，透明导电层被图案化而形成多条相互绝缘的触控电极，触控电极与公共电极配合而形成双层触控感应结构，用于确定触摸点的坐标。上述触控显示屏具有厚度薄、生产成本低的特点。

Description

触控显示屏

技术领域

本发明涉及电子产品技术领域，特别是涉及一种触控显示屏。

背景技术

触摸屏是可接收触摸输入信号的感应式装置。触摸屏赋予了信息交互崭新的面貌，是极富吸引力的全新信息交互设备。触摸屏技术的发展引起了国内外信息传媒界的普遍关注，已成为光电行业异军突起的朝阳高新技术产业。

目前，具有触摸显示功能的电子产品均包括显示屏及位于显示屏上的触摸屏，然而，触摸屏作为与显示屏独立的组件，在用于一些实现人机交互的电子产品时，均需要根据显屏的尺寸进行定购，之后再进行组装，现有的触摸屏与显示屏的组装主要有两种方式，即框贴或全贴合，框贴是将触摸屏与显示屏的边缘贴合，全贴合是将触摸屏的下表面与显示屏的上表面整面贴合。

显示屏作为偏光片、滤光片、液晶模块以及TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)模块等的组合模块，其厚度较大，同时，触控屏与显示屏为独立的构件，在电子产品组装时，不仅需要复杂的组装工艺，还会再次增加电子产品的厚度及重量，再者，多一道组装工艺，就意味着增加了产品不良的概率，大大增加产品的生产成本。

发明内容

基于此，有必要提供一种厚度较薄的触控显示屏。

一种触控显示屏，包括依次层叠设置的第一基板、液晶模块、滤光层、第二基板与第一偏光片，所述第一基板靠近所述液晶模块一侧的表面设有多条相互绝缘的TFT电极与多条相互绝缘的公共电极，所述公共电极与所述TFT电极交替绝缘排布，所述TFT电极与所述公共电极配合用于控制所述液晶模块中的液晶分子的排列状态，所述触控显示屏还包括一设于所述第二基板背向所述液晶模块一侧的表面或者所述第一偏光片表面的透明导电层，所述透明导电层包括基质及填充于所述基质中的导电纳米丝线，所述基质为固化的透明感光树脂，所述透明导电层被图案化而形成多条相互绝缘的触控电极，所述触控电极与所述公共电极配合而形成双层触控感应结构，用于确定触摸点的坐标。

在其中一个实施例中，所述导电纳米丝线在所述基质整体范围内均匀分布。

在其中一个实施例中，所述透明导电层的厚度为0.1μm～50μm。

在其中一个实施例中，所述导电纳米丝线在所述基质其中一侧一定范围的区域内均匀分布，而在所述基质相对的另一侧一定范围的区域内没有导电纳米丝线分布，使得所述透明导电层在厚度方向上形成非导电区及导电区；当所述透明导电层设置在所述第二基板表面时，所述透明导电层的非导电区邻接所述第二基板；当所述透明导电层设置在所述第一偏光片表面时，所述透明导电层的非导电区邻接所述第一偏光片。

在其中一个实施例中，所述非导电区的厚度大于所述导电区的厚度，所述非导电区的厚度为0.5μm～50μm，所述导电区的厚度为0.01μm～1μm。

在其中一个实施例中，当所述透明导电层设置在所述第二基板表面时，部分所述导电纳米丝线露出所述基质远离所述第二基板的一侧；当所述透明导电层设置在所述第一偏光片表面时，部分所述导电纳米丝线露出所述基质远离所述第一偏光片的一侧。

在其中一个实施例中，所述导电纳米丝线为金纳米丝线、银纳米丝线、铜纳米丝线、铝纳米丝线或碳纳米丝线，所述透明导电层的方阻为0.1Ω/□～500Ω/□。

在其中一个实施例中，所述透明导电层的方阻为50Ω/□～200Ω/□。

在其中一个实施例中，所述导电纳米丝线的直径为10nm～1000nm，长度为0.02μm～50μm。

在其中一个实施例中，还包括设于所述第一基板背向所述液晶模块一侧的表面的第二偏光片。

在其中一个实施例中，所述多条相互绝缘的公共电极由ITO导电层经图案化处理而成。

在其中一个实施例中，所述多条相互绝缘的公共电极平行间隔排列，所述多条相互绝缘的触控电极平行间隔排列，且所述公共电极与所述触控电极垂直设置。

在其中一个实施例中，所述触控电极与所述公共电极形成投射式电容触控结构，其中，所述公共电极为投射式电容触控结构中的驱动电极，所述触控电极为投射式电容触控结构中的感应电极。

上述触控显示屏同时具有显示及触控功能，将上述触控显示屏应用于具有触摸显示功能的电子产品时，能有效降低电子产品的厚度和重量。而且在制作具有触摸显示功能的电子产品时，不存在将独立的触摸屏与独立的显示屏组装在一起的步骤，从而使得制作具有触摸显示功能的电子产品的工艺相对简单，且能有效避免伴随每一道工艺而增加的产品不良率，同时还大大节省了材料及组装成本，进而降低产品的生产成本。

附图说明

图1为一实施方式的触控显示屏的结构示意图；

图2为另一实施方式的触控显示屏的结构示意图；

图3为另一实施方式的触控显示屏的结构示意图；

图4为一实施方式的透明导电层的结构示意图；

图5为另一实施方式的透明导电层的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对触控显示屏进行进一步的说明。

如图1所示，一实施方式的触控显示屏10，包括下偏光片(第二偏光片)11、第一基板12、TFT电极13、公共电极14、液晶模块15、滤光层16、第二基板17、透明导电层18及上偏光片(第一偏光片)19。

下偏光片11、第一基板12、液晶模块15、滤光层16、第二基板17及上偏光片19自下而上依次层叠设置。

液晶模块15包括相对设置的两块配向膜152及夹置于两块配向膜152之间的液晶层154。

TFT电极13设置于第一基板12靠近液晶模块15一侧的表面，并呈阵列状排列。公共电极14呈条状，数目为多条，且相互绝缘。每相邻两列TFT电极13之间设置一公共电极14，即多条公共电极14与多列TFT电极13交替绝缘排布。TFT电极13与公共电极14用于共同控制液晶模块15中的液晶分子的排列状态，从而对光源发出并穿过液晶层154的光进行调制而显示图像。第一基板12为玻璃基板，可以理解，第一基板12也可以为其他材质的透明基板。由于TFT电极13与公共电极14均设置在第一基板12的上表面，因此本发明触控显示屏10为IPS(In-Plane Switching，平面转换)触控显示屏。

滤光层16形成于第二基板17的下表面(朝向液晶模块15一侧的表面)，包括遮光矩阵162以及分散于遮光矩阵162中的彩色滤光单元164。遮光矩阵162通常由黑色遮光性材料形成。彩色滤光单元164由红、绿或蓝色光阻材料形成，三种颜色的滤光单元164均与分布于遮光矩阵162中。分散于遮光矩阵162中的彩色滤光单元164之间存在间隙，进而导致滤光层16的下表面不平整。可以对滤光层16的下表面进行填平处理。

第二基板17为玻璃基板，可以理解，第二基板17也可以为其他材质的透明基板。

上偏光片19采用有机柔性基材，适用于卷对卷工艺，能大批量生产。在本实施方式中，下偏光片11也采用有机柔性基材。下偏光片11通过胶粘层10a贴合于第一基板12的下表面上，上偏光片19通过胶粘层10b贴合于第二基板17的上表面上。

当采用该触控显示屏10的电子产品使用背光源作为偏振光源时，如OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)偏振光源，则无需下偏光片11及胶粘层10a。

以上下偏光片11、第一基板12、TFT电极13、公共电极14、液晶模块15、滤光层16、第二基板17及上偏光片19的结构及功能与现有技术IPS显示屏相同，在此不再赘述。

在本实施方式中，透明导电层18位于第二基板17与上偏光片19之间。具体的，透明导电层18设置于第二基板17的上表面(背向该液晶模块15一侧的表面)。

如图2所示，在其他实施方式中，透明导电层18位于第二基板17与上偏光片19之间。具体的，透明导电层18设置于上偏光片19的下表面(朝向该液晶模块15一侧的表面)。

如图3所示，在其他实施方式中，透明导电层18位于上偏光片19远离第二基板17的一侧。具体的，透明导电层18设置于上偏光片19的上表面(背向该液晶模块15一侧的表面)。

透明导电层18被图案化而形成触控电极，该触控电极可以与公共电极14配合而形成双层触控感应结构，用于确定触摸点的坐标。在本实施方式中，该触控电极与公共电极14形成投射式电容触控结构，其中，公共电极14为投射式电容触控结构中的驱动电极，透明导电层18图案化而形成的触控电极为投射式电容触控结构中的感应电极。

进一步，在本实施方式中，多条相互绝缘的公共电极14沿一直角坐标系的Y轴方向延伸并沿X轴方向平行间隔排列，多条相互绝缘的触控电极沿该直角坐标系的X轴方向延伸并沿Y轴方向平行间隔排列。

使用上述触控显示屏10时，还需要在上偏光片19上设置保护面板(触摸面板)，以增加上述触控显示屏10的使用寿命。当手指触摸触控显示屏10的保护面板时，触控电极与公共电极14由于电容变化而形成触控信号，通过公共电极14形成的触控信号确定触摸点在Y坐标轴上的坐标值，通过触控电极的触控信号确定该触摸点的X坐标轴上的坐标值，进而确定触摸点的坐标。

上述触控显示屏10同时具有显示及触控功能，将上述触控显示屏10应用于具有触摸显示功能的电子产品时，能有效降低电子产品的厚度和重量。而且在制作具有触摸显示功能的电子产品时，不存在将独立的触摸屏与独立的显示屏组装在一起的步骤，从而使得制作具有触摸显示功能的电子产品的工艺相对简单，且能有效避免伴随每一道工艺而增加的产品不良率，同时还大大节省了材料及组装成本，进而降低产品的生产成本。

在触摸屏领域，形成触控电极通常有如下方式：

(1)直接在基底上形成导电层。以ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)导电层为例，需要先进行ITO镀膜，再对得到的ITO层进行图形化处理，以得到触控电极。由于触控电极裸露在外，容易被划伤，进而导致触控电极的导电性能降低。

(2)在基底上设置透明基质层，然后采用压印等方式在透明基质层上形成网格状凹槽，再于网格状凹槽中填充导电材料(例如，金属、石墨烯、碳纳米管、导电高分子等)，形成网格状导电层，网格状导电层包括多条相互绝缘的触控电极。由于触控电极的一侧暴露于透明基质层外，而很多导电材料(例如，金属银)易被空气氧化。而导电材料被氧化会导致触控电极的导电性能降低。

为解决上述问题，在本实施方式中，采用如下方式：

如图4所示，透明导电层18包括基质181及填充于基质181中的导电纳米丝线182。该基质181为固化的透明感光树脂。

在本实施方式中，导电纳米丝线182相互交错搭接且在基质181整体范围内均匀分布，使得透明导电层18整体均匀导电。也即，第二透明导电层18包括多条间隔排列的基质条带，相邻两基质条带之间的间隔处存在部分裸露的衬底，该衬底为第二基板17(如图1所示)或者为上偏光片19(如图2、3所示)，在每一基质条带整体范围内均匀分布的多条导电纳米丝线182交错搭接形成每一触控电极。部分导电纳米丝线182露出基质181远离衬底的表面，使得该表面导电，从而便于与周边线路连接而传出触控信号。考虑到透明导电层18的粘附力及导电纳米丝线182能否较好的填充基质181中，透明导电层18的厚度优选为0.1μm～50μm。

导电纳米丝线182的直径范围可以为10nm～1000nm，导电纳米丝线182的长度范围可以为0.02μm～50μm，导电纳米丝线182的直径小于人体肉眼的可视宽度，从而保证视觉透明。导电纳米丝线182可以为金纳米丝线、银纳米丝线、铜纳米丝线、铝纳米丝线、碳纳米丝线等易于制备且具有较好导电性能的导电丝线。在本实施方式中，综合导电性能及成本，导电纳米丝线182采用银纳米丝线。

透明导电层18的方阻值范围可以为0.1Ω/□～500Ω/□。相较于ITO导电层具有更好的导电性，更适合用于制作如平板电脑(pad)、一体机(All in one，AIO)、笔记本(Notebook)等尺寸较大的触控产品。

透明导电层18的导电性与导电纳米丝线182的直径及导电纳米丝线182分布密度相关，直径越大，分布密度越大，则导电性越好，即方阻越低。然而，导电纳米丝线182的直径越大、分布密度越大，透明导电层18的透过率越低。因此，为了保证透过率和导电性的平衡，透明导电层18的方阻优选为50Ω/□～200Ω/□。

如图5所示，在其他实施方式中，导电纳米丝线184在基质183其中一侧一定范围的区域内均匀分布，而在基质183相对的另一侧一定范围的区域内没有导电纳米丝线184分布，使得透明导电层18在厚度方向上形成非导电区185及导电区186。当透明导电层18设置在第二基板17表面时，透明导电层18的非导电区185邻接第二基板17。而当透明导电层18设置在上偏光片19表面时，透明导电层18的非导电区185邻接上偏光片19。

进一步，非导电区185的厚度大于导电区186的厚度，非导电区185的厚度为0.5μm～50μm，导电区186的厚度为0.01μm～1μm。由于非导电区185的作用之一是提高了透明导电层18的附着强度，从而可以在保证透明导电层18具有较好的导电性能的前提下尽可能减小导电区186的厚度。由于透明导电层18图案化时只需要对导电区186进行图案化(形成触控电极)，导电区186的厚度减小有助于减小图案化后图案部与背景部的高度差，避免由于图案容易被辨识而造成的外观不佳。

在本实施方式中，还提供了一种制作透明导电层18的方法，具体包括如下步骤：

S1:将参入了导电纳米丝线182的流体状或半固化的透明感光树脂附设于衬底(第二基板或上偏光片)，得到中间产品。

该透明感光树脂包括成膜树脂、感光剂、溶剂、稳定剂、流平剂和消泡剂。各组分的重量含量为：30～50份成膜树脂、1～10份感光剂、10～40份溶剂、0.1～5份稳定剂、0.1～5份流平剂、0.1～5份消泡剂，各组分的份数之和为11。

其中，成膜树脂为聚甲基丙烯酸甲酯、线性酚醛树脂、环氧树脂、巴豆酸、丙烯酸酯、乙烯基醚与丁烯酸甲酯中的至少一种。

感光剂为重氮苯醌、重氮萘醌酯、聚乙烯醇肉桂酸酯、聚肉桂叉丙二酸乙二醇酯聚酯、芳香重氮盐、芳香硫鎓盐、芳香碘鎓盐与二茂铁盐中的至少一种。

溶剂为四氢呋喃、甲基乙基酮、环己酮、丙二醇、N,N-二甲基甲酰胺、乙二醇乙醚乙酸酯、乙酸乙酯与乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚二季戊四醇六丙烯酸酯、1,6-己二醇甲氧基单丙烯酸酯、乙氧基化新戊二醇甲氧基单丙烯酸酯中的至少一种。

稳定剂为对苯二酚、对甲氧基苯酚、对苯醌、2,6一二叔丁基甲苯酚、酚噻嗪与蒽醌中的至少一种。

流平剂为聚丙烯酸酯、醋酸丁酸纤维、硝化纤维素与聚乙烯醇缩丁醛中的至少一种。

消泡剂为磷酸酯、脂肪酸酯与有机硅中的至少一种。

S2:对上述中间产品进行曝光-显影-固化而制得透明导电层18。

透明感光树脂在流体或者半固化状态下具有感光性能，而透明感光树脂在固化状态下不具有感光性能。

在本实施方式中，公共电极14及TFT电极13由ITO导电层经图案化处理而成。具体的，在第一基板16上形成ITO导电层，再对ITO导电层依次进行涂覆光刻胶、曝光处理、显影处理、蚀刻处理及剥离光刻胶，形成公共电极14及及TFT电极13。

上述触控显示屏10的透明导电层18中的触控电极被基质181包覆，从而使得上述透明导电层18能较好的避免划伤，不容易损坏。同时大大降低了触控电极与空气接触的机会，使得上述透明导电层18不容易被氧化。因此，上述触控显示屏10具有较好导电性能。

而且透明导电层18中的导电材料为导电纳米丝线，其可以达到视觉透明，从而使得触控电极选用的材料由传统仅用透明材料扩大到所有合适的导电材料。当触控电极选用金属材料时(如银纳米丝线)，可大大降低电阻，从而有效降低触控显示屏的能耗。

此外，导电纳米丝线182交错搭接形成的触控电极以基质181为载体，且该基质181由透明感光树脂固化而成，在制作透明导电层18时，直接通过曝光-显影-固化即可得到，无需额外涂覆、剥离光刻胶的步骤，可以简化工艺。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种触控显示屏，包括依次层叠设置的第一基板、液晶模块、滤光层、第二基板与第一偏光片，所述第一基板靠近所述液晶模块一侧的表面设有多条相互绝缘的TFT电极与多条相互绝缘的公共电极，所述公共电极与所述TFT电极交替绝缘排布，所述TFT电极与所述公共电极配合用于控制所述液晶模块中的液晶分子的排列状态，其特征在于，所述触控显示屏还包括一设于所述第二基板背向所述液晶模块一侧的表面或者所述第一偏光片表面的透明导电层，所述透明导电层包括基质及填充于所述基质中的导电纳米丝线，所述基质为固化的透明感光树脂，所述透明导电层被图案化而形成多条相互绝缘的触控电极，所述触控电极与所述公共电极配合而形成双层触控感应结构，用于确定触摸点的坐标。

2.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述导电纳米丝线在所述基质整体范围内均匀分布。

3.根据权利要求2所述的触控显示屏，其特征在于，所述透明导电层的厚度为0.1μm～50μm。

4.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述导电纳米丝线在所述基质其中一侧一定范围的区域内均匀分布，而在所述基质相对的另一侧一定范围的区域内没有导电纳米丝线分布，使得所述透明导电层在厚度方向上形成非导电区及导电区；当所述透明导电层设置在所述第二基板表面时，所述透明导电层的非导电区邻接所述第二基板；当所述透明导电层设置在所述第一偏光片表面时，所述透明导电层的非导电区邻接所述第一偏光片。

5.根据权利要求4所述的触控显示屏，其特征在于，所述非导电区的厚度大于所述导电区的厚度，所述非导电区的厚度为0.5μm～50μm，所述导电区的厚度为0.01μm～1μm。

6.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，当所述透明导电层设置在所述第二基板表面时，部分所述导电纳米丝线露出所述基质远离所述第二基板的一侧；当所述透明导电层设置在所述第一偏光片表面时，部分所述导电纳米丝线露出所述基质远离所述第一偏光片的一侧。

7.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述导电纳米丝线为金纳米丝线、银纳米丝线、铜纳米丝线、铝纳米丝线或碳纳米丝线，所述透明导电层的方阻为0.1Ω/□～500Ω/□。

8.根据权利要求7所述的触控显示屏，其特征在于，所述透明导电层的方阻为50Ω/□～200Ω/□。

9.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述导电纳米丝线的直径为10nm～1000nm，长度为0.02μm～50μm。

10.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，还包括设于所述第一基板背向所述液晶模块一侧的表面的第二偏光片。

11.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述多条相互绝缘的公共电极由ITO导电层经图案化处理而成。

12.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述多条相互绝缘的公共电极平行间隔排列，所述多条相互绝缘的触控电极平行间隔排列，且所述公共电极与所述触控电极垂直设置。

13.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述触控电极与所述公共电极形成投射式电容触控结构，其中，所述公共电极为投射式电容触控结构中的驱动电极，所述触控电极为投射式电容触控结构中的感应电极。