触控显示屏及其采用的滤光模块的制作方法
【专利摘要】一种触控显示屏，包括依次层叠设置的TFT模块、液晶层、滤光模块，以及上偏光片，该TFT模块包括下玻璃基板及设置于下玻璃上表面的TFT电极及公共电极，该滤光模块包括设置于该液晶层与该上偏光片之间的滤光层、用于产生触控信号的透明导电层与上玻璃基板，该上玻璃基板贴合设置于该上偏光片下表面，该透明导电层设置于该上玻璃基板与该滤光层之间，或者设置于该滤光层与该液晶层之间，该透明导电层包括基质及填充于该基质中的导电纳米丝线，该基质为固化的透明感光树脂。该触控显示屏的滤光模块可同时实现触控操作及滤光功能，降低电子产品的厚度，同时节省材料及组装成本。本发明还提供一种上述触控显示屏采用的滤光模块。
【专利说明】触控显示屏及其采用的滤光模块
【技术领域】
[0001]本发明涉及触控屏，特别是涉及一种触控显示屏及其采用的滤光模块。
【背景技术】
[0002]触控屏是一种可接收触摸灯输入信号的感应式装置。触控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。触控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。
[0003]目前，具有触控显示功能的电子产品均包括显示屏及位于显示屏上的触控屏，然而，触控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，现有的触控屏与显示屏的组装主要有两种方式，即框贴或全贴合，框贴是将触控屏与显示屏的边缘贴合，全贴合是将触控屏的下表面与显示屏的上表面整面贴合。
[0004]显示屏作为偏光片、滤光片、液晶层以及TFT模块(Thin Film Transistor,薄膜晶体管)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】
[0005]基于此，有必要提供一种有利于降低电子产品厚度的触控显示屏及其采用的滤光模块。
[0006]一种触控显示屏，包括依次层叠设置的TFT模块、液晶层、滤光模块，以及上偏光片，该TFT模块包括下玻璃基板及设置于下玻璃上表面的TFT电极及公共电极，该滤光模块包括设置于该液晶层与该上偏光片之间的滤光层、用于产生触控信号的透明导电层与上玻璃基板，该上玻璃基板贴合设置于该上偏光片下表面，该透明导电层设置于该上玻璃基板与该滤光层之间，或者设置于该滤光层与该液晶层之间，该透明导电层包括基质及填充于该基质中的导电纳米丝线，该基质为固化的透明感光树脂。
[0007]在其中一个实施例中，该触控显示屏还包括设置于该上玻璃基板与该上偏光片之间的胶粘层。
[0008]在其中一个实施例中，该透明导电层于其厚度方向上分为导电区与非导电区，该导电纳米丝线均匀分布于该导电区。
[0009]在其中一个实施例中，该导电纳米丝线相互交错搭接且部分露出该基质的远离该上玻璃基板的一侧表面。
[0010]在其中一个实施例中，该导电纳米丝线为金、银、铜、铝或碳纳米丝线中的至少一种。
[0011]在其中一个实施例中，该导电纳米丝线的直径范围为10纳米?1000纳米，长度范围为0.1微米?50微米,该透明导电层的方块电阻为0.1 Ω / □?500 Ω / □。
[0012]在其中一个实施例中，该透明导电层的厚度为0.1微米?50微米，方块电阻为50 Ω/ □?200 Ω / 口。
[0013]在其中一个实施例中，所述透明导电层被图案化而形成若干第一触控电极与若干第二触控电极，当触摸该触控显示屏时，所述第一触控电极可用于判定触摸点的X轴坐标，对应的第二触控电极可用于判定触摸点的Y轴坐标。
[0014]在其中一个实施例中，所述第一触控电极分别沿Y轴方向延伸并沿X轴方向间隔排列，每一所述第一触控电极与若干所述第二触控电极配合用于相互耦合以形成耦合电容，与每一所述第一触控电极配合的若干所述第二触控电极沿Y轴方向间隔排列。
[0015]在其中一个实施例中，所述第一触控电极沿Y轴方向延伸并沿X轴方向间隔排列，所述第二触控电极沿X轴方向延伸并沿Y轴方向间隔排列，所述第二触控电极在与对应第一触控电极的相交处被断开，若干导电桥接线分别设置于第一触控电极与第二触控电极的相交处，并对应电连接位于第一触控电极两侧的第二触控电极，每一导电桥接线与对应的第一触控电极之间设有绝缘层。
[0016]—种应用于触控显不屏中的滤光模块,该滤光模块设置于触控显不屏的上偏光片与液晶层之间，该滤光模块包括上玻璃基板、滤光层及用于产生触控信号的透明导电层，该上玻璃基板贴合设置于该上偏光片下表面，该透明导电层设置于该上玻璃基板与该滤光层之间，或者设置于该滤光层与该液晶层之间，该透明导电层包括基质及填充于该基质中的导电纳米丝线，该基质为固化的透明感光树脂。
[0017]在其中一个实施例中，该透明导电层于其厚度方向上分为导电区与非导电区，该导电纳米丝线均匀分布于该导电区。
[0018]在其中一个实施例中，所述透明导电层被图案化而形成若干第一触控电极与若干第二触控电极，当触摸该触控显示屏时，所述第一触控电极可用于判定触摸点的X轴坐标，对应的第二触控电极可用于判定触摸点的Y轴坐标。
[0019]上述触控显示屏及其采用的滤光模块中，由于滤光模块可同时实现触控操作及滤光功能，作为显示屏中不可缺少的一个组件，用于显示屏中时，可直接使显示屏具有触控功能，无需再在显示屏上组装触控屏，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。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为一实施方式的触控显示屏的结构示意图。
[0021]图2为图1所示触控显示屏的透明导电层的结构示意图。
[0022]图3为图2所示透明导电层的局部放大图。
[0023]图4为另一实施例的透明导电层的结构示意图。
[0024]图5为一实施例的透明导电层的触控电极示意图。
[0025]图6为一实施例的透明导电层的触控电极示意图。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0027]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0028]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的【技术领域】的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0029]本发明提出有利于降低电子产品厚度及生产成本的触控显示屏。
[0030]请参阅图1，一实施方式的触控显示屏100，包括自下而上依次层叠的下偏光片
10、下胶粘层20、TFT模块30、液晶层40、滤光模块50、上胶粘层60及上偏光片70。该触控显示屏100的可采用直下式或侧面式光源。
[0031]TFT模块30包括下玻璃基板31和间隔设置在下玻璃基板31上表面的TFT电极33与公共电极35，用于共同控制液晶层40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。由于TFT电极33与公共电极35均设置在下玻璃基板的上表面，因此本发明触控显示屏100为IPS (In-Plane Switching，平面转换)触控显示屏。下偏光片10通过下胶粘层20贴合于下玻璃基板31的下表面。可以理解，当使用背光源作为偏振光源的，如OLED偏振光源，则无需下偏光片10及下胶粘层20。
[0032]本实施例的下偏光片10、下胶粘层20、TFT模块30、液晶层40、上胶粘层60及上偏光片70的结构及功能可以与现有产品相同，在此不再赘述。
[0033]触控显示屏100的滤光模块50，具有现有产品的滤光功能的同时还可产生触控信号，使得该触控显示屏100兼具触控及显示功能。
[0034]以下重点描述滤光模块50,滤光模块50包括上玻璃基板53及依次层叠在上玻璃基板53下表面的透明导电层52与滤光层51。其中，该透明导电层52用于产生触控信号。在一种实施方式中，先在上玻璃基板53下表面形成透明导电层52,再将滤光层51附着于透明导电层52的下表面。可以理解，也可以先在上玻璃基板53下表面形成滤光层51，再在滤光层51的下表面形成透明导电层52。
[0035]滤光层51包括遮光矩阵511以及分散于遮光矩阵511中的彩色滤光单兀513。遮光矩阵511通常由黑色遮光性材料形成。彩色滤光单元513由红、绿或蓝色光阻材料形成，三种颜色的滤光单元513均匀分布于遮光矩阵511中。所述滤光层51的结构和功能可以与现有产品相同，在此不再赘述。
[0036]请一并参阅图2及图3，透明导电层52包括基质522及填充于基质522中的导电纳米丝线523。该基质522为固化的透明感光树脂。
[0037]在一种实施方式中，导电纳米丝线523相互交错搭接且在基质522整体范围内均匀分布，使得透明导电层523整体均匀导电。导电纳米丝线523部分露出基质522远离上玻璃基板53的一侧表面，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。
[0038]导电纳米丝线523的直径范围为10纳米?1000纳米，长度范围为0.1微米?50微米。导电纳米丝线523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523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。考虑到透明导电层52的粘附力及导电纳米丝线523能否较好的填充基质522中时，透明导电层52的厚度优选为0.1微米?50微米。透明导电层52的方阻值范围可以为0.1 Ω / □?500 Ω / □。透明导电层52相较于ITO导电层的导电性，更适合用于制作如平板电脑(pad)、一体机(All in one,A10)、笔记本(Notebook)等尺寸较大的触控产品。
[0039]透明导电层52的导电性与导电纳米丝线523的直径及导电纳米丝线523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523的直径越大、分布密度越大，透明导电层52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52的方阻优选为50 Ω/ □?200 Ω/ 口。
[0040]请参阅图4，在另一实施方式中，导电纳米丝线523只分布于基质522远离上玻璃基板53 —侧的一定厚度范围区域内，从而透明导电层52’在厚度方向上形成导电区524和非导电区525。导电区525厚度大于导电区524厚度，导电区524的厚度为10?1000纳米，非导电区525的厚度为0.5?50微米。非导电区525可以提高透明导电层52’的附着强度，从而可以尽可能地减小导电区524的厚度。由于透明导电层52’图案化时只需要对导电区524的进行图案化，导电区524的厚度减小有助于减小图案化后图案部与背景部得高度差，避免由于图案易被辨识而造成的外观不佳。
[0041]本发明触控显示屏100是单层结构的电容式触控显示屏，触控功能仅需单层导电层，即通过透明导电层52或52’便可实现，以下仅以透明导电层52为例进行说明，【具体实施方式】如图5-6:
[0042]如图5所示，在其中一实施方式中，透明导电层52被图案化而形成若干第一触控电极526与若干第二触控电极527,这些第一触控电极526沿一直角坐标系的Y轴方向延伸并沿X轴方向间隔排列，每一第一触控电极526与若干第二触控电极527配合用于相互耦合形成耦合电容。与每一第一触控电极526配合的若干第二触控电极527沿X轴方向间隔排列。这些第一触控电极526及第二触控电极527呈梳状。每一第一触控电极526与若干相互间隔并沿纵向排列的第二触控电极527相互嵌合。通过检测第一触控电极526与对应第二触控电极527的电容变化，判断触摸点的坐标。其中，第一触控电极526可用于判定触摸点的X轴坐标，对应的第二触控电极527可用于判定触摸点的Y轴坐标。在本实施方式中，每一第一触控电极526及每一第二触控电极527均通过一电极引线传送触控信号。
[0043]如图6所示，在另一实施方式中，透明导电层52被图案化而形成若干第一触控电极526与若干第二触控电极527。这些第一触控电极526沿一直角坐标系的Y轴方向延伸并沿X轴方向间隔排列，这些第二触控电极527沿X轴方向延伸并Y轴方向间隔排列。这些第二触控电极527在与第一触控电极526的相交处被断开。若干导电桥接线516分别设置于第一触控电极526与第二触控电极527的相交处,并对应电连接位于第一触控电极526两侧的第二触控电极527。在本实施方式中，每一第一触控电极526及每一第二触控电极527均通过一电极引线传送触控信号。每一导电桥接线516与对应的第一触控电极526之间设有绝缘层517。导电桥接线516的材质为金属,例如Mo-Al-Mo复合金属,或者透明导电高分子，例如PEDOT (聚3，4-乙撑二氧噻吩)。绝缘层517的材质可以为二氧化硅或透明树月旨。工作时，通过检测第一触控电极526与对应第二触控电极527的电容变化，判断触摸点的坐标。其中，第一触控电极526可用于判定触摸点的X轴坐标，对应的第二触控电极527可用于判定触摸点的Y轴坐标。由于每一第二触控电极527利用导电桥接线516实现了在横向延伸方向上的导通，因此，相较于图5所示的实施方式，图6所示的实施方式需要的电极引线较少，便于实现窄边框，但是工艺相对复杂，成本高。
[0044]在一实施方式中，滤光模块50的制备包括:
[0045]S1:将参入了导电纳米丝线523的流体状或半固化的透明感光树脂附设于上玻璃基板53。
[0046]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、I?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。
[0047]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。
[0048]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、芳香硫鎗盐、芳香碘鎗盐与二茂铁盐中的至少一种。
[0049]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。
[0050]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。
[0051]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。
[0052]消泡剂为磷酸酯、脂肪酸酯与有机硅中的至少一种。
[0053]S2:将上述透明感光树脂进行曝光-显影-固化而制得透明导电层52。
[0054]所述透明感光树脂在流体或者半固化状态下具有感光形成。
[0055]S3:在透明导电层52上设置滤光层51。
[0056]本发明具有如下优点:
[0057](I)本发明中的滤光模块可同时实现触控操作及滤光功能，作为显示屏中不可缺少的一个组件，用于显示屏中时，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控屏，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。
[0058](2)本发明中导电材料为导电纳米丝线，其可以达到视觉透明，因此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，如纳米银丝，可大降低电阻以降低触控屏的能耗。
[0059](3)触控电极仅需通过曝光、显影、固化即可制得，相对于传统ITO制程:覆光刻胶、曝光、显影、蚀刻及剥膜，简化了生产流程，降低成本。
[0060](4)本发明中的上偏光片为柔性基材，应用于卷对卷工艺，适用于大批量生产。
[0061]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。
【权利要求】
1.一种触控显示屏，包括依次层叠设置的TFT模块、液晶层、滤光模块，以及上偏光片，该TFT模块包括下玻璃基板及设置于下玻璃上表面的TFT电极及公共电极，其特征在于:该滤光模块包括设置于该液晶层与该上偏光片之间的滤光层、用于产生触控信号的透明导电层与上玻璃基板，该上玻璃基板贴合设置于该上偏光片下表面，该透明导电层设置于该上玻璃基板与该滤光层之间，或者设置于该滤光层与该液晶层之间，该透明导电层包括基质及填充于该基质中的导电纳米丝线，该基质为固化的透明感光树脂。
2.如权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，该触控显示屏还包括设置于该上玻璃基板与该上偏光片之间的胶粘层。
3.如权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，该透明导电层于其厚度方向上分为导电区与非导电区，该导电纳米丝线均匀分布于该导电区。
4.如权利要求1或3所述的触控显示屏，其特征在于，该导电纳米丝线相互交错搭接且部分露出该基质的远离该上玻璃基板的一侧表面。
5.如权利要求1或3所述的触控显示屏，其特征在于，该导电纳米丝线为金、银、铜、铝或碳纳米丝线中的至少一种。
6.如权利要求5所述的触控显示屏，其特征在于，该导电纳米丝线的直径范围为10纳米?1000纳米，长度范围为0.1微米?50微米，该透明导电层的方块电阻为0.1 Ω / □?500 Ω / 口。
7.如权利要求6所述的触控显示屏，其特征在于，该透明导电层的厚度为0.1微米?50微米，方块电阻为50 Ω/ □?200 Ω / 口。
8.如权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述透明导电层被图案化而形成若干第一触控电极与若干第二触控电极，当触摸该触控显示屏时，所述第一触控电极可用于判定触摸点的X轴坐标，对应的第二触控电极可用于判定触摸点的Y轴坐标。
9.如权利要求8所述的触控显示屏，其特征在于，所述第一触控电极分别沿Y轴方向延伸并沿X轴方向间隔排列，每一所述第一触控电极与若干所述第二触控电极配合用于相互耦合以形成耦合电容，与每一所述第一触控电极配合的若干所述第二触控电极沿Y轴方向间隔排列。
10.如权利要求8所述的触控显示屏，其特征在于，所述第一触控电极沿Y轴方向延伸并沿X轴方向间隔排列，所述第二触控电极沿X轴方向延伸并沿Y轴方向间隔排列，所述第二触控电极在与对应第一触控电极的相交处被断开，若干导电桥接线分别设置于第一触控电极与第二触控电极的相交处，并对应电连接位于第一触控电极两侧的第二触控电极，每一导电桥接线与对应的第一触控电极之间设有绝缘层。
11.一种应用于触控显示屏中的滤光模块，该滤光模块设置于触控显示屏的上偏光片与液晶层之间，其特征在于:该滤光模块包括上玻璃基板、滤光层及用于产生触控信号的透明导电层，该上玻璃基板贴合设置于该上偏光片下表面，该透明导电层设置于该上玻璃基板与该滤光层之间，或者设置于该滤光层与该液晶层之间，该透明导电层包括基质及填充于该基质中的导电纳米丝线，该基质为固化的透明感光树脂。
12.如权利要求11所述的滤光模块，其特征在于，该透明导电层于其厚度方向上分为导电区与非导电区，该导电纳米丝线均匀分布于该导电区。
13.如权利要求11所述的滤光模块，其特征在于，所述透明导电层被图案化而形成若干第一触控电极与若干第二触控电极，当触摸该触控显示屏时，所述第一触控电极可用于判定触摸点的X轴坐标，对应的第二触控电极可用于判定触摸点的Y轴坐标。
【文档编号】G02F1/1333GK104238856SQ201410474930
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月17日
【发明者】刘伟, 唐根初, 蒋芳 申请人:南昌欧菲光科技有限公司, 深圳欧菲光科技股份有限公司, 苏州欧菲光科技有限公司