CN106557187A - 触摸显示装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种触摸显示装置及其制备方法，该装置包括上偏光片、滤光片、液晶层、基板、下偏光片以及触摸感应层，滤光片包括基材以及设置在基材下表面的滤光膜，液晶层包括上配向膜、下配向膜、夹置在上、下配向膜之间的液晶，以及驱动液晶的公共电极和像素电极，像素电极设置在基板的上表面，触摸感应层包括聚酰亚胺膜和设置在聚酰亚胺膜一表面的触控电极，触摸感应层设置在上偏光片的上、下表面、基材的上表面、滤光膜的下表面、下配向膜的下表面、像素电极的上表面或者基板的下表面。将触摸感应层设置在显示屏中的偏光片等元件上，可直接使显示屏具有触控功能，无需再在显示屏上组装一触摸屏，可降低触摸显示装置的厚度，节省材料及组装成本。
Description
技术领域
本发明涉及触控显示领域，特别是涉及一种触摸显示装置及其制备方法。
背景技术
触摸屏是可接收触摸等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装置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装置中时，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。
显示屏作为偏光片、滤光片、液晶层以及薄膜晶体管(TFT)等的组合模块，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，在电子装置组装时，不仅需要复杂的组装工艺，还会再次增加电子装置的厚度及重量。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。
为降低触摸显示装置的厚度，人们开发出in-cell以及on-cell结构的触摸显示装置。In-cell结构一般采用触摸感应层整合设置在显示屏的液晶层内的方式获得，此种方式技术门槛高，良率低，实现成本大。On-cell结构一般采用在滤光片的玻璃基板上进行镀制触摸感应图案形成触摸感应层的方式获得。业界很少有基于在显示屏中的偏光片上以及液晶层中的配向膜上设置触摸感应层等方式的报道，主要限制因素在于偏光片及配向膜均不具有耐高温的特性，无法在这些膜材表面进行镀制触摸感应图案的操作。
发明内容
基于此，本发明旨在提供一种新的厚度较小的触摸显示装置及其制备方法。
一种触摸显示装置，包括依次设置的上偏光片、滤光片、液晶层、基板以及下偏光片，所述滤光片包括基材以及设置在基材下表面的滤光膜，所述液晶层包括上配向膜、下配向膜、夹置在上、下配向膜之间的液晶，以及驱动液晶的公共电极和像素电极，所述像素电极设置在基板的上表面，所述触摸显示装置还包括触摸感应层，所述触摸感应层包括聚酰亚胺膜和设置在聚酰亚胺膜一表面的触控电极，所述触摸感应层设置在如下位置中的一个：上偏光片的上表面、上偏光片的下表面、基材的上表面、滤光膜的下表面、下配向膜的下表面、像素电极的上表面和基板的下表面。
在其中一个实施例中，所述公共电极设置在基材和滤光膜之间，或者所述公共电极设置在基板的上表面。
在其中一个实施例中，所述触控电极包括驱动电极和感应电极，所述驱动电极和感应电极均直接设置在聚酰亚胺膜上，或者所述驱动电极和感应电极至少部分呈交叉设置，且在交叉位置处设置一绝缘层。
在其中一个实施例中，所述聚酰亚胺膜的厚度为3μm～30μm。
在其中一个实施例中，所述触摸感应层还包括设置在聚酰亚胺膜和触控电极之间的缓冲层。
在其中一个实施例中，所述缓冲层的厚度为
在其中一个实施例中，所述触摸感应层还包括设置在触控电极远离聚酰亚胺膜的一表面上的保护层。
一种触摸显示装置的制备方法，包括如下步骤：
提供上偏光片、滤光片、液晶层、基板以及下偏光片，所述滤光片包括基材以及设置在基材下表面的滤光膜，所述液晶层包括上配向膜、下配向膜、夹置在上、下配向膜之间的液晶，以及驱动液晶的公共电极和像素电极，所述像素电极设置在基板的上表面；
制备触摸感应层，包括在板材表面涂布聚酰亚胺溶液并固化以形成聚酰亚胺膜，以及在聚酰亚胺膜上设置触控电极，其中所述板材表面为所述滤光片的基材的上表面，或者所述基板的下表面；以及
将上偏光片、滤光片、液晶层、基板以及下偏光片进行组装。
一种触摸显示装置的制备方法，包括如下步骤：
提供上偏光片、滤光片、液晶层、基板以及下偏光片，所述滤光片包括基材以及设置在基材下表面的滤光膜，所述液晶层包括上配向膜、下配向膜、夹置在上、下配向膜之间的液晶，以及驱动液晶的公共电极和像素电极，所述像素电极设置在基板的上表面；
制备触摸感应层，包括在板材表面涂布聚酰亚胺溶液并固化以形成聚酰亚胺膜，在聚酰亚胺膜上设置触控电极，在触控电极上设置紫外光减粘膜以将聚酰亚胺膜、触控电极从板材表面撕离，以及采用紫外光照射紫外光减粘膜以将紫外光减粘膜从触控电极上脱离；以及
将上偏光片、滤光片、液晶层、基板以及下偏光片进行组装，并将触摸感应层粘接固定在上偏光片的上表面、上偏光片的下表面、滤光膜的下表面、下配向膜的下表面或像素电极的上表面。
在其中一个实施例中，制备触摸感应层时，在触控电极上设置紫外光减粘膜之前，还包括在触控电极上设置保护层的步骤，所述紫外光减粘膜再设置在保护层上。
在其中一个实施例中，所述紫外光减粘膜初始粘力大于300g/inch，经过紫外光照射后粘力小于20g/inch，紫外光照射能力为100～3000mj/cm2。
在其中一个实施例中，制备触摸感应层时，在形成聚酰亚胺膜之前，还包括在板材表面上设置离型层的步骤，所述聚酰亚胺膜再形成在离型层上。
在其中一个实施例中，制备触摸感应层时，在形成聚酰亚胺膜之后，设置触控电极之前，还包括在聚酰亚胺膜上形成缓冲层的步骤，所述触控电极形成在缓冲层上。
上述触摸显示装置将触摸感应层设置在显示屏中的偏光片等元件上，可直接使显示屏具有触控功能，无需再在显示屏上组装一触摸屏，不仅有利于降低触摸显示装置的厚度，同时还大大节省了材料及组装成本。
另外，本发明提供的制备方法，无需采用高温镀膜的方式，仅依靠常温贴合制程即可将触摸感应层设置在偏光片、配向膜等塑料材质上。且相对于传统的氧化铟锡触控电极，本发明提供的制备方法可使触摸感应层更耐高温、厚度更薄，且更易于实现单层架桥结构，适合于大批量制作。
附图说明
图1为本发明一实施例所提供的触摸显示装置中的部分结构示意图。
图2为本发明另一实施例所提供的触摸显示装置中的部分结构示意图。
图3-图5为本发明不同实施例所提供的触摸显示装置中的触摸感应层的结构示意图。
图6-图8为本发明另外一些不同实施例所提供的触摸显示装置中的触摸感应层的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供的触摸显示装置可以作为手机、平板电脑等类型的具有触摸交互形式的显示终端。
如图1所示，所述触摸显示装置包括依次设置的上偏光片51、滤光片52、液晶层53、基板54以及下偏光片55。
所述滤光片52包括基材521以及设置在基材521下表面的滤光膜522。本发明中涉及相关元件的方位“上表面”、“下表面”是依据该触摸显示装置在使用时其元件与用户的靠近程度而定，“上表面”是指该触摸显示装置中的元件靠近用户的表面，“下表面”是指该触摸显示装置中的元件远离用户的表面。
所述液晶层53包括上配向膜531、下配向膜532、夹置在上、下配向膜531、532之间的液晶533，以及驱动液晶533的公共电极534和像素电极535。图1所示的实施例中，所述像素电极535设置在基板54的上表面，所述公共电极534设置在基材521和滤光膜522之间，也即液晶533的像素电极535和公共电极534分别位于液晶533的两侧，此结构被业界称为TN(Twisted Nematic)结构。
在其他实施例中，驱动液晶533的公共电极534和像素电极535可位于液晶533的同一侧，如图2所示，公共电极534和像素电极535均设置在基板54的上表面，此结构被业界称为IPS(In-Plane Switch)结构。
所述触摸显示装置还包括触摸感应层。如图3所示，在一实施例中，触摸感应层30包括聚酰亚胺膜31和设置在聚酰亚胺膜31一表面的触控电极32。
聚酰亚胺膜31的厚度为3μm～30μm，优选为3～10μm，进一步优选为3～5μm。聚酰亚胺膜31的透光率大于等于85％，优选大于等于90％，进一步优选大于等于95％。
触控电极32包括驱动电极321和感应电极322。所述驱动电极321和感应电极322用于感应施加于触摸显示装置上的触摸信号。所述触摸信号包括平行于触摸显示装置的显示平面的二维方向上的接触、滑动、拖拽等触摸输入信号，甚至包括垂直于显示平面方向上的隔空输入信号(即悬浮触控信号)或显示平面边缘的侧边的触摸输入信号。触控电极32可以是镀制的氧化铟锡层再经图案化而得。
如图4所示，为使制作过程中触控电极32与聚酰亚胺膜31的结合力更好，可在聚酰亚胺膜31和触控电极32之间设置一缓冲层33。缓冲层33的材质主要为二氧化硅。所述缓冲层33的厚度为优选为进一步优选为
更进一步地，如图5所示，在触摸感应层30的制作过程中，为避免触控电极32受到损伤，可在触控电极32远离聚酰亚胺膜31的一表面上设置一保护层34。保护层34可以是各类透明膜材例如树脂等，且可通过涂布的方式形成。
上述各实施例中的触摸感应层30，其驱动电极321和感应电极322均直接设置在聚酰亚胺膜31上，即触摸感应层30上的触控电极32为单层多点结构。可以理解，其他实施例中，触控电极32也可采用单层架桥结构。如图6中所示，所述驱动电极321和感应电极322至少部分呈交叉设置，且在交叉位置处设置一绝缘层323。具体地，可先制备具有单层结构的驱动电极321和感应电极322，再在既定的交叉位置设置绝缘层323，然后在绝缘层323上再设置搭桥324。搭桥324的材质可以与感应电极322的其他部分或驱动电极321的相同，例如均为氧化铟锡，还可以采用铝钼等合金，或者是导电高分子材料。
图7和图8中所示的触摸感应层30，与图6中所示的触摸感应层30不同之处在于，还可设置缓冲层33和保护层34。缓冲层33和保护层34的设置与图4、图5所示实施例中的相同，此不赘述。
上述触摸感应层30通过光学透明胶粘接在触摸显示装置的合适位置。这些位置包括上偏光片51的上表面、上偏光片52的下表面、基材521的上表面、滤光膜522的下表面、上配向膜531的上表面、下配向膜532的下表面、像素电极535的上表面和基板54的下表面。优选可以选择触摸感应层30中的聚酰亚胺膜31用于与粘胶粘接，避免未设置保护层34的实施例中，触摸感应层30中的触控电极32在粘接过程中受到损伤。
触摸感应层30设置在基材521的上表面或基板54的下表面时，也可将触摸感应层30直接制作在基材521的上表面或基板54的下表面上，而无需设置粘接层利用粘接的方式连接。
本发明还提供一种上述触摸显示装置的制备方法。该制备方法包括如下步骤：
提供上偏光片、滤光片、液晶层、基板以及下偏光片，所述滤光片包括基材以及设置在基材下表面的滤光膜，所述液晶层包括上配向膜、下配向膜、夹置在上、下配向膜之间的液晶，以及驱动液晶的公共电极和像素电极，所述像素电极设置在基板的上表面。
制备触摸感应层，包括在一板材表面涂布聚酰亚胺溶液并固化以形成聚酰亚胺膜，在聚酰亚胺膜上设置触控电极，在触控电极上设置紫外光减粘膜以将聚酰亚胺膜、触控电极从板材表面撕离，以及采用紫外光照射紫外光减粘膜以将紫外光减粘膜从触控电极上脱离。
具体地，板材可以为玻璃材质。将板材进行清洗后，在板材一表面涂布无色透明聚酰亚胺溶液并进行固化。涂布方式可以为旋涂、狭缝涂布、喷涂、滚涂等。固化后所得聚酰亚胺膜的厚度为3μm～30μm，优选为3～10μm，进一步优选为3～5μm。聚酰亚胺膜的透光率大于等于85％，优选大于等于90％，进一步优选大于等于95％。
接着在聚酰亚胺膜的远离板材的表面设置一缓冲层。该缓冲层的材质主要为二氧化硅，该缓冲层主要目的是为了后续采用氧化铟锡制作触控电极时增加触控电极与聚酰亚胺膜之间的结合力。缓冲层初始为溶胶形态，通过旋涂、狭缝涂布、喷涂、滚涂等方式涂布在固化好的聚酰亚胺膜上。缓冲层也需经固化，固化后的缓冲层的厚度为优选为进一步优选为
该缓冲层可以视需要设置，在一些实施例中，可以将触控电极直接制作在该聚酰亚胺膜的表面，而无需设置该缓冲层。
然后在缓冲层上镀制氧化铟锡层，并利用蚀刻液将氧化铟锡层蚀刻成所需图案的触控电极。如若触控电极为图3-图5中所示的单层多点结构，则仅利用蚀刻液蚀刻得到所需导电图案即可，导电图案即为触控电极。在另外的一些实施例中，如若需要得到图6-图8中所示的触控电极，则需要在蚀刻后的导电图案上再进行绝缘层和搭桥设计。其中，搭桥的材质可以为氧化铟锡，也可以是铝钼等合金，还可以是导电高分子材料。
在形成上述基于板材的聚酰亚胺膜+触控电极结构后，再在触控电极上设置一层紫外光减粘膜。紫外光减粘膜具有初始粘力较大，经紫外光照射后粘力减小的特性。具体地，紫外光减粘膜初始粘力大于300g/inch，经过紫外光照射后粘力小于20g/inch，紫外光照射能力为100～3000mj/cm2。粘贴紫外光减粘膜后，利用紫外光减粘膜的高粘性，将聚酰亚胺膜、触控电极从板材表面撕离。然后，再用紫外光照射紫外光减粘膜，使紫外光减粘膜从触控电极表面脱离。经紫外光照射后，紫外光减粘膜的粘性大幅降低，可保证紫外光减粘膜较容易撕离，且防止触控电极因粘性太大而在撕离时发生折伤。可以理解，使紫外光减粘膜从触控电极表面脱离的步骤也可在触摸感应层与触摸显示装置的相关结构粘接后再进行。
进一步地，为了便于聚酰亚胺膜+触控电极结构从板材上剥离，也可以在板材的表面上设置一层离型层，所述聚酰亚胺膜再形成在离型层上，该离型层材质可为氟化物或氟硅化合物。
进一步的，为防止聚酰亚胺膜+触控电极结构从板材上剥离过程中，以及紫外光减粘膜从触控电极上剥离过程中，触控电极受到刮伤，优选在触控电极上设置紫外光减粘膜的步骤之前，在触控电极上设置保护层，所述紫外光减粘膜再设置在保护层上。
得到触摸感应层后，将上偏光片、滤光片、液晶层、基板以及下偏光片进行组装，并将触摸感应层粘接固定在上偏光片的上表面、上偏光片的下表面、滤光片的基材的上表面、滤光膜的下表面、上配向膜的上表面、下配向膜的下表面、像素电极的上表面，或者基板的下表面。上偏光片、滤光片、液晶层、基板以及下偏光片等结构的组装均可利用胶粘剂(如压敏胶膜、胶水等)进行粘接贴合。
在另外的一些实施例中，当触摸感应层最终粘接在滤光片的基材的上表面或者基板的下表面时，可直接将基材或基板当作制备触摸感应层时的板材，而无需再设置紫外光减粘膜再对聚酰亚胺膜和触控电极进行剥离的步骤。
本发明将触摸感应层设置在显示屏中的偏光片等元件上，可直接使显示屏具有触控功能，无需再在显示屏上组装一触摸屏，不仅有利于降低触摸显示装置的厚度，同时还大大节省了材料及组装成本。
另外，本发明提供的制备方法，无需采用高温镀膜的方式，仅依靠常温贴合制程即可将触摸感应层设置在偏光片、配向膜等塑料材质上。且相对于传统的氧化铟锡触控电极，本发明提供的制备方法可使触摸感应层更耐高温、厚度更薄，且更易于实现单层架桥结构，适合于大批量制作。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
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)
1.一种触摸显示装置，包括依次设置的上偏光片、滤光片、液晶层、基板以及下偏光片，所述滤光片包括基材以及设置在基材下表面的滤光膜，所述液晶层包括上配向膜、下配向膜、夹置在上、下配向膜之间的液晶，以及驱动液晶的公共电极和像素电极，所述像素电极设置在基板的上表面，其特征在于，所述触摸显示装置还包括触摸感应层，所述触摸感应层包括聚酰亚胺膜和设置在聚酰亚胺膜一表面的触控电极，所述触摸感应层设置在如下位置中的一个：上偏光片的上表面、上偏光片的下表面、基材的上表面、滤光膜的下表面、下配向膜的下表面、像素电极的上表面和基板的下表面。
2.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，所述公共电极设置在基材和滤光膜之间，或者所述公共电极设置在基板的上表面。
3.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，所述触控电极包括驱动电极和感应电极，所述驱动电极和感应电极均直接设置在聚酰亚胺膜上，或者所述驱动电极和感应电极至少部分呈交叉设置，且在交叉位置处设置一绝缘层。
4.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，所述聚酰亚胺膜的厚度为3μm～30μm。
5.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，所述触摸感应层还包括设置在聚酰亚胺膜和触控电极之间的缓冲层。
6.根据权利要求5所述的触摸显示装置，其特征在于，所述缓冲层的厚度为
7.根据权利要求5所述的触摸显示装置，其特征在于，所述触摸感应层还包括设置在触控电极远离聚酰亚胺膜的一表面上的保护层。
8.一种触摸显示装置的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
提供上偏光片、滤光片、液晶层、基板以及下偏光片，所述滤光片包括基材以及设置在基材下表面的滤光膜，所述液晶层包括上配向膜、下配向膜、夹置在上、下配向膜之间的液晶，以及驱动液晶的公共电极和像素电极，所述像素电极设置在基板的上表面；
制备触摸感应层，包括在板材表面涂布聚酰亚胺溶液并固化以形成聚酰亚胺膜，以及在聚酰亚胺膜上设置触控电极，其中所述板材表面为所述滤光片的基材的上表面，或者所述基板的下表面；以及
将上偏光片、滤光片、液晶层、基板以及下偏光片进行组装。
9.一种触摸显示装置的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
提供上偏光片、滤光片、液晶层、基板以及下偏光片，所述滤光片包括基材以及设置在基材下表面的滤光膜，所述液晶层包括上配向膜、下配向膜、夹置在上、下配向膜之间的液晶，以及驱动液晶的公共电极和像素电极，所述像素电极设置在基板的上表面；
制备触摸感应层，包括在板材表面涂布聚酰亚胺溶液并固化以形成聚酰亚胺膜，在聚酰亚胺膜上设置触控电极，在触控电极上设置紫外光减粘膜以将聚酰亚胺膜、触控电极从板材表面撕离，以及采用紫外光照射紫外光减粘膜以将紫外光减粘膜从触控电极上脱离；以及
将上偏光片、滤光片、液晶层、基板以及下偏光片进行组装，并将触摸感应层粘接固定在上偏光片的上表面、上偏光片的下表面、滤光膜的下表面、下配向膜的下表面或像素电极的上表面。
10.根据权利要求9所述的触摸显示装置的制备方法，其特征在于，制备触摸感应层时，在触控电极上设置紫外光减粘膜之前，还包括在触控电极上设置保护层的步骤，所述紫外光减粘膜再设置在保护层上。
11.根据权利要求9或10所述的触摸显示装置的制备方法，其特征在于，所述紫外光减粘膜初始粘力大于300g/inch，经过紫外光照射后粘力小于20g/inch，紫外光照射能力为100～3000mj/cm2。
12.根据权利要求9所述的触摸显示装置的制备方法，其特征在于，制备触摸感应层时，在形成聚酰亚胺膜之前，还包括在板材表面上设置离型层的步骤，所述聚酰亚胺膜再形成在离型层上。
13.根据权利要求8或9所述的触摸显示装置的制备方法，其特征在于，制备触摸感应层时，在形成聚酰亚胺膜之后，设置触控电极之前，还包括在聚酰亚胺膜上形成缓冲层的步骤，所述触控电极形成在缓冲层上。
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