CN104238857A - 触控显示屏 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触控显示屏包括第一衬底、第二衬底及设置在第一衬底与第二衬底之间的液晶层，所述第一衬底与所述第二衬底相对的表面上设有公共电极，所述第二衬底与所述第一衬底相对的表面设有TFT电极，所述第一衬底远离第二衬底的表面上设置有第一偏光片，所述第一偏光片的两侧分别设置有第一透明导电层和第二透明导电层，所述第一透明导电层与第二透明导电层形成触控感应结构，所述第一透明导电层和/或第二透明导电层包括基质及填充于该基质中的纳米导电丝线，该基质为固化的透明感光树脂。上述触控触摸屏，在显示屏已有的元件第一偏光片的两侧设置触控结构，实现触控功能不需要另外组装触摸屏，降低触控显示屏的厚度，利于实现轻薄化。

Description

触控显示屏

技术领域

本发明涉及显示屏领域，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式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，均需要根据显示屏的尺寸进行定购，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，即框贴及全贴合，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。

液晶显示屏作为偏光片、滤光片、液晶模块以及TFT的组合模块，已经具有较大且难以降低的厚度，但是触摸屏作为与显示屏独立的构件，在电子产品组立时，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，有必要提出一种具有触控功能且利于实现轻薄化的触控显示屏。

一种触控显示屏，包括第一衬底、第二衬底及设置在第一衬底与第二衬底之间的液晶层，所述第一衬底与所述第二衬底相对的表面上设有公共电极，所述第二衬底与所述第一衬底相对的表面设有TFT电极，所述第一衬底远离第二衬底的表面上设置有第一偏光片，所述第一偏光片的两侧分别设置有第一透明导电层和第二透明导电层，所述第一透明导电层与第二透明导电层形成触控感应结构，所述第一透明导电层和/或第二透明导电层包括基质及填充于该基质中的纳米导电丝线，该基质为固化的透明感光树脂。

在其中一个实施例中，所述第一透明导电层形成有第一方向触控电极，所述第二透明导电层形成有第二方向触控电极，所述第一方向触控电极和第二方向触控电极交叉配置。

在其中一个实施例中，所述第一透明导电层布置在所述第一偏光片上，所述第二透明导电层布置在所述第一偏光片或所述第一衬底上。

在其中一个实施例中，部分所述纳米导电丝线暴露出所述基质一侧表面使所述第一和/或第二透明导电层表面导电。

在其中一个实施例中，所述第一或第二透明导电层的厚度为0.1μm～50μm，所述第一或第二透明导电层的纳米导电丝线均匀分布于基质中，使得第一或第二透明导电层整体均匀导电。

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，当该第一及第二透明导电层设置在所述第一偏光片时，所述第一及第二透明导电层的非导电区邻接所述第一偏光片，当所述第二透明导电层设置在所述第一衬底时，所述第二透明导电层的非导电区邻接所述第一衬底。

在其中一个实施例中，所述纳米导电丝线分布在基质远离第一偏光片一侧的一定范围的区域中，使得所述第一透明导电层或第二导电层在其厚度方向上形成远离第一偏光片一侧的导电区和靠近第一偏光片一侧的非导电区，导电区的厚度为10～1000nm，非导电区的厚度为0.5μm～50μm，且非导电区的厚度大于导电区的厚度。

在其中一个实施例中，所述纳米导电丝线为金、银、铜、铝或碳纳米丝线，其直径为10nm～1000nm，长度为0.1μm～50μm。

在其中一个实施例中，所述第一或第二透明导电层的方块电阻为0.1Ω/□～500Ω/□。

在其中一个实施例中，所述第一或第二透明导电层的方块电阻为20Ω/□～200Ω/□。

在其中一个实施例中，所述第二透明导电层为金属、导电高分子，石墨烯、碳米管、透明导电墨水或ITO层，其中所述第二透明导电层为ITO层时，所述第二透明导电层设置在第一衬底与所述第一偏光片相对的表面上。

在其中一个实施例中，所述第二透明导电层布置于第一衬底背向所述液晶层一侧的表面且为ITO导电层，所述第一透明导电层布置于第一偏光片背向所述第一衬底一侧的表面。

上述触控触摸屏，在显示屏已有的元件第一偏光片的两侧设置触控结构，实现触控功能不需要另外组装触摸屏，降低触控显示屏的厚度，利于实现轻薄化。

附图说明

图1为触控显示屏的示意爆炸图，其中第二透明导电层设置在第一偏光片上；

图2为触控显示屏的示意爆炸图，其中第二透明导电层设置在第一衬底上；

图3为触控显示屏的第一透明导电层的第一种结构的示意剖面图；

图4为触控显示屏的第一透明导电层的第二种结构的示意剖面图。

具体实施方式

请参考图1，一种触控显示屏100，包括第一衬底110、与第一衬底间隔对置的第二衬底120、置于第一衬底110和第二衬底120之间的液晶层130、设置于第一衬底110远离第二衬底120一侧的第一偏光片140及设置于第二衬底120远离第一衬底110一侧的第二偏光片180。

第一衬底110和第二衬底120为透明基底，如玻璃。第一衬底110与第二衬底120相对的表面上依次设有公共电极150、彩色滤光层(未标号)，从而构成通常所称的彩膜基板。第二衬底120与第一衬底110相对的表面上设有TFT电极122，从而构成通常所称的TFT阵列基板。TFT电极122与公共电极150共同控制液晶层130中的液晶分子排列状态，从而对光源发出并穿过液晶层的光进行调制而显示图像。彩色滤光层包括遮光矩阵以及分散于遮光矩阵中的彩色滤光单元。遮光矩阵通常由黑色遮光性材料形成。彩色滤光单元由红、绿或蓝色光阻材料形成，三种颜色的滤光单元均匀分布于遮光矩阵中。滤光层的结构和功能可以与现有产品相同，在此不再赘述。第一偏光片140和第二偏光片160均采用机柔性基材，适用于卷对卷工艺，适用于大批量生产。第一偏光片140及第二偏光片160分别通过透明胶层(标号)粘附于第一衬底110及第二衬底120。可以理解，当使用背光源作为偏振光源的，如OLED偏振光源，则无需第二偏光片180。

第一偏光片140的两侧分别设有第一透明导电层160和第二透明导电层170。第一透明导电层160与第二透明导电层170形成触控感应结构。其中，第一透明导电层160被图案化形成多个第一触控电极，用于产生第一方向的触控信号；第二透明导电层170被图案化形成多个第二触控电极，用于产生与第一方向垂直的第二方向的触控信号第二方向。

在一实施方式中，由第一透明导电层160图案化而形成的第一触控电极为沿一直角坐标系的Y轴方向延伸，并沿X轴方向间隔排列的长条状电极。由第二透明导电层160图案化而形成的第二触控电极为若干沿X轴方向延伸，并沿Y轴方向间隔排列的长条状电极。

图1中，在一实施方式中，第一透明导电层160和第二透明导电层170直接布置在第一偏光片140两相对的表面。如图2所示，在另一实施方式中，第二透明导电层170直接布置在第一衬底110背向所述液晶层130的表面，这也并不影响第一透明导电层160与第二透明导电层170形成触控感应结构。

触控显示屏100使用时，第一偏光片140的上方还将设有保护面板。当手指触摸保护面板时，第一、第二触控电极将由于电容变化而形成触控信号，通过第一触控电极形成的触控信号确定触摸点在X方向坐标轴上的坐标值，通过第二触控电极的触控信号确定该触摸点在Y方向坐标轴上的坐标值。这样，触摸点的位置就得以确定。

触控显示屏100利用将产生触控信号的第一、第二透明导电层160、170直接布置在现有液晶显示屏固有的第一衬底110或者第一偏光片140表面，从而无需再在显示屏上组装一触控屏便使显示屏具有触控功能，不仅有利于降低电子产品的厚度，同时还大大节省了材料及组装成本。

参见图3及4，第一透明导电层160为复合透明导电层，厚度为0.1μm～50μm。第一透明导电层160包括基质162及填充于基质162中的纳米导电丝线164。该基质162为固化的透明感光树脂。该纳米导电丝线164为金、银、铜、铝或碳纳米丝线，直径为10nm～1000nm，长度为0.1μm～50μm；优选直径为20nm～200nm，长度为1μm～20μm。

部分纳米导电丝线164暴露出基质162远离该第一偏光片140一侧的表面，以使第一透明导电层160表面导电，从而便于与周边线路连接而传出触控信号。第一透明导电层160的方块电阻为0.1Ω/□～500Ω/□，优选为20Ω/□～200Ω/□。同时，由于纳米导电丝线164的直径小于人眼的可视宽度，从而保证了第一透明导电层160的视觉透明性。因此纳米导电丝线的材质不限于仅使用透明材料，可以扩大到所有合适的导电材料，如金属材料，可大大降低电阻以提高触摸屏的灵敏度。在本实施例中纳米导电丝线164采用纳米银丝。

图3揭示了第一透明导电层160的第一种结构。其中，第一透明导电层160中的纳米导电丝线164均匀分布在基质162中，即纳米导电丝线164在基质162厚度方向上均有分布，使得第一透明导电层160整体均匀导电。

图4揭示了第一透明导电层160的第二种结构。其中，纳米导电丝线164仅分布在基质162远离该第一偏光片140一侧一定范围的区域中，而在基质162靠近该第一衬底一侧一定范围的区域内没有导电纳米丝线164分布，使第一透明导电层160在其厚度方向上形成靠近该第一偏光片140一侧的非导电区和远离该第一偏光片140一侧的导电区。其中导电区的厚度d1为10-1000nm，非导电区的厚度d2为0.5μm～50μm，且d2>d1。非导电区可以提高第一透明导电层160的附着强度，从而可以尽可能地减小导电区的厚度。由于第一透明导电层160图案化时只需要对导电区的进行图案化，导电区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，避免由于图案易被辨识而造成的外观不佳。

第一透明导电层160为透明感光树脂和纳米导电丝线的复合层。掺有纳米导电丝线的透明感光树脂通过曝光-显影-固化即可获得前文所述的多个第一方向触控电极。这种方式，较传统触摸屏采用ITO制程(覆光刻胶—曝光-显影-蚀刻—剥膜)，显著简化了生产流程，降低了成本。

在其中一实施方式中，第二透明导电层170也采用复合透明导电层，且复合透明导电层的结构可以与第一透明导电层160的结构完全相同。此外，第一透明导电层160或第二透明导电层170当然也可以是ITO(或金属、导电高分子，石墨烯、碳米管、透明导电墨水)透明导电层。

如果是第二透明导电层170为ITO层，可优先设置在第一衬底110上，因为在第一衬底110较为常见为玻璃材质，而偏光片较为常见为柔性薄膜材质，而在玻璃材质的第一衬底110上镀ITO较在柔性薄膜材质的第一偏光片140上容易。此时，第二透明导电层170设置在第一衬底110与第一偏光片140相对的表面上且为ITO层，也即第二透明导电层170布置于第一衬底110背向液晶层130一侧的表面且为ITO导电层；第一透明导电层160为复合透明导电层，布置于第一偏光片140背向第一衬底110一侧的表面。

在一实施方式中，以第一偏光片140为衬底形成第一透明导电层160包括以下步骤：

S1，提供一偏光片；

在一实施方式中，该偏光片具为有机柔性基材制成；

S2，将掺入了导电纳米丝线164的流体状或半固化的透明感光树脂附设于该偏光片的表面。

当采用流体状的透明感光树脂时，可以采用旋涂或者丝网印刷的方式涂覆于该偏光片的表面。当采用半固化的透明感光树脂时，可以采用加压贴合的方式贴覆于偏光片的表面。

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100。

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。

S3:将上述透明感光树脂进行曝光-显影-固化而制得第一透明导电层160。

所述透明感光树脂在流体或者半固化状态下具有感光性，而在固化状态下则失去了感光性。

综上，本发明的触控显示屏100，在显示屏已有的元件第一偏光片140或者第一衬底110上形成用于产生触控信号的透明导电层，实现触控功能不需要另外组装触摸屏，降低触控显示屏的厚度，利于实现轻薄化。此外，透明导电层采用复合层结构，仅通过曝光-显影-固化即可获得触控电极，简化生产流程，降低成本。

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 (12)

1.一种触控显示屏，包括第一衬底、第二衬底及设置在第一衬底与第二衬底之间的液晶层，所述第一衬底与所述第二衬底相对的表面上设有公共电极，所述第二衬底与所述第一衬底相对的表面设有TFT电极，所述第一衬底远离第二衬底的表面上设置有第一偏光片，其特征在于，所述第一偏光片的两侧分别设置有第一透明导电层和第二透明导电层，所述第一透明导电层与第二透明导电层形成触控感应结构，所述第一透明导电层和/或第二透明导电层包括基质及填充于该基质中的纳米导电丝线，该基质为固化的透明感光树脂。

2.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述第一透明导电层形成有第一方向触控电极，所述第二透明导电层形成有第二方向触控电极，所述第一方向触控电极和第二方向触控电极交叉配置。

3.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述第一透明导电层布置在所述第一偏光片上，所述第二透明导电层布置在所述第一偏光片或所述第一衬底上。

4.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，部分所述纳米导电丝线暴露出所述基质一侧表面使所述第一和/或第二透明导电层表面导电。

5.根据权利要求4所述的触控显示屏，其特征在于，所述第一或第二透明导电层的厚度为0.1μm～50μm，所述第一或第二透明导电层的纳米导电丝线均匀分布于基质中，使得第一或第二透明导电层整体均匀导电。

6.根据权利要求4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，当该第一及第二透明导电层设置在所述第一偏光片时，所述第一及第二透明导电层的非导电区邻接所述第一偏光片，当所述第二透明导电层设置在所述第一衬底时，所述第二透明导电层的非导电区邻接所述第一衬底。

7.根据权利要求6所述的触控显示屏，其特征在于，所述纳米导电丝线分布在基质远离第一偏光片一侧的一定范围的区域中，使得所述第一透明导电层或第二导电层在其厚度方向上形成远离第一偏光片一侧的导电区和靠近第一偏光片一侧的非导电区，导电区的厚度为10～1000nm，非导电区的厚度为0.5μm～50μm，且非导电区的厚度大于导电区的厚度。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的触控显示屏，其特征在于，所述纳米导电丝线为金、银、铜、铝或碳纳米丝线，其直径为10nm～1000nm，长度为0.1μm～50μm。

9.根据权利要求1-7中任意一项所述的触控显示屏，其特征在于，所述第一或第二透明导电层的方块电阻为0.1Ω/□～500Ω/□。

10.根据权利要求9所述的触控显示屏，其特征在于，所述第一或第二透明导电层的方块电阻为20Ω/□～200Ω/□。

11.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述第二透明导电层为金属、导电高分子，石墨烯、碳米管、透明导电墨水或ITO层，其中所述第二透明导电层为ITO层时，所述第二透明导电层设置在第一衬底与所述第一偏光片相对的表面上。

12.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述第二透明导电层布置于第一衬底背向所述液晶层一侧的表面且为ITO导电层，所述第一透明导电层布置于第一偏光片背向所述第一衬底一侧的表面。