触控显示屏的制作方法
【专利摘要】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，所述第二衬底与第一衬底相对的表面上设有TFT电极和公共电极，所述公共电极与TFT电极设置在同一平面上，所述第一衬底与所述液晶层之间设有透明导电层，所述透明导电层与公共电极中的一个或多个形成触控感应结构，该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。上述触控显示屏，利用原有的公共电极充当一个方向的触控电极，同时在第一衬底与所述液晶层之间设置另一个方向的触控电极，使触控显示屏实现触控功能但不需要另外组装一个触摸屏，降低触控显示屏的厚度，利于实现轻薄化。
【专利说明】触控显示屏
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示屏领域，特别是涉及一种内嵌触控功能的显示屏。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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】
[0005]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。
[0006]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，所述第二衬底与第一衬底相对的表面上设有TFT电极和公共电极，所述公共电极与TFT电极设置在同一平面上，所述第一衬底与所述液晶层之间设有透明导电层，所述透明导电层与公共电极中的一个或多个形成触控感应结构，该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。
[0007]在其中一个实施例中，所述透明导电层形成第一触控电极，用于产生第一方向的触控信号；所述公共电极兼做第二触控电极，用于产生与第一方向垂直的第二方向的触控信号。
[0008]在其中一个实施例中，所述触控显示屏还包括设置在所述第一衬底上的滤光层，所述透明导电层附着在所述第一衬底朝向所述液晶层一侧的表面，所述滤光层附着在所述透明导电层表面；或，所述滤光层附着在所述第一衬底朝向所述液晶层一侧的表面，所述透明导电层附着在所述滤光层表面。
[0009]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背向所述第一衬底一侧的表面使所述透明导电层表面导电。
[0010]在其中一个实施例中，所述透明导电层的厚度为0.Ιμπι?50μ--，所述透明导电层的纳米导电丝线均匀分布于基质中，使得透明导电层整体均匀导电。
[0011 ] 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衬底一侧的一定范围的区域中，使得所述透明导电层在其厚度方向上形成远离第一衬底一侧的导电区和靠近第一衬底一侧的非导电区，导电区的厚度为10?lOOOnm，非导电区的厚度为0.5 μ m?50 μ m，且非导电区的厚度大于导电区的厚度。
[0012]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1nm ?100nm,长度为 0.1 μ m ?50 μ m。
[0013]在其中一个实施例中，所述透明导电层的方块电阻为0.1Ω/ □?500Ω/ 口。
[0014]在其中一个实施例中，所述透明导电层的方块电阻为20Ω/ □?200Ω/ 口。
[0015]在其中一个实施例中，所述公共电极由ITO膜层图案化获得。
[0016]上述触控触摸屏，利用原有的公共电极充当一个方向的触控电极，同时在第一衬底与所述液晶层之间设置另一个方向的触控电极，使触控显示屏实现触控功能但不需要另外组装一个触摸屏，降低触控显示屏的厚度，利于实现轻薄化。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为触控显示屏的示意爆炸图；
[0018]图2为触控显示屏的透明导电层的第一种结构的示意剖面图；
[0019]图3为触控显示屏的透明导电层的第二种结构的示意剖面图。
【具体实施方式】
[0020]请参考图1，一种触控显示屏100，包括相对设置的第一衬底110、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 —侧的第二偏光片160。
[0021]第一衬底110和第二衬底120为透明基板，如玻璃。第二衬底120与第一衬底110相对的表面上设有TFT电极122和公共电极124，用于共同控制液晶层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。由于TFT电极122与公共电极124均设置在第二衬底120的上表面，因此本发明触控显示屏100为IPS(In-PlaneSwitching，平面转换)触控显示屏。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。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160。第二衬底120和其上的TFT电极122与公共电极124构成通常所称的TFT阵列基板。
[0022]请参考图1，第一衬底110与第二衬底120相对的一侧设有滤光层150及透明导电层170，第一衬底110与滤光层150构成通常所称的彩膜基板。由于设置了提供触控功能的透明导电层170，使得本发明触控显示屏100的彩膜基板兼具触控功能。
[0023]在一实施方式中，先在第一衬底110下表面形成透明导电层170,再将滤光层150附着于透明导电层170的下表面。可以理解，也可以先在第一衬底110下表面形成滤光层150,再在滤光层150的下表面形成透明导电层170。
[0024]滤光层150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。
[0025]透明导电层170被图案化而形成第一触控电极，用于产生第一方向的触控信号。所述公共电极124兼做第二触控电极，用于产生与第一方向垂直的第二方向的触控信号。因此，本实施的触控显示屏100采用双层触控感应结构。
[0026]在一实施方式中，由透明导电层170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。公共电极124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，公共电极124中的一个或多个兼作第二触控电极，与第一触控电极形成触控感应结构。公共电极124可由ITO膜层经图案化获得。
[0027]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的Y方向坐标轴上的坐标值。这样，触摸点的位置就得以确定。
[0028]触控显示屏100中，利用原有的公共电极124充当一个方向的触控电极，同时在第一衬底110上设置另一个方向的触控电极，使触控显示屏100实现触控功能但不需要另外组装一个触摸屏，降低触控显示屏的厚度，利于实现轻薄化，同时还大大节省了材料和组装成本。
[0029]透明导电层170的厚度为0.Ιμπι?50 μπι。透明导电层170包括基质172及填充于基质172中的纳米导电丝线174。该基质172为固化的透明感光树脂。该纳米导电丝线174为金、银、铜、铝或碳纳米丝线，直径为1nm?lOOOnm，长度为0.1 μ m?50 μ m。纳米导电丝线174相互交错搭接，使得透明导电层170具有导电性。
[0030]部分纳米导电丝线174暴露出基质172远离所述第一衬底110 —侧的表面，以使透明导电层170表面导电，从而便于与周边线路连接而传出触控信号。透明导电层170的方块电阻为0.1 Ω / □?500 Ω / □,优选为20 Ω / □?200 Ω / □。同时，由于纳米导电丝线174的直径小于人眼的可视宽度，从而保证了透明导电层170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174采用纳米银丝。
[0031]图2揭示了透明导电层170的第一种结构。其中，透明导电层170中的纳米导电丝线174均匀分布在基质中，即纳米导电丝线174在感光树脂基质172厚度方向上均有分布，使得透明导电层170整体均匀导电。
[0032]图3揭示了透明导电层170的第二种结构。其中，纳米导电丝线174仅分布在基质172远离该第一衬底110—侧一定范围的区域中，而基质172靠近该第一衬底110—侧一定范围的区域中没有纳米导电丝线174分布，使透明导电层170在其厚度方向上形成靠近该第一衬底110—侧的非导电区和远离该第一衬底110 —侧的导电区。其中导电区的厚度dl为10-1000nm。。非导电区的厚度d2为0.5um?50um,且d2>dl。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。
[0033]透明导电层170为透明感光树脂和纳米导电丝线的复合层。渗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(覆光刻胶一曝光-显影-蚀刻一剥膜)，显著简化了生产流程，降低了成本。
[0034]在一实施方式中，图1所示的具有触控功能的滤光片的制备包括:
[0035]S1:将渗入了纳米导电丝线174的流体状或半固化的透明感光树脂附设于第一衬底 110。
[0036]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。
[0037]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。
[0038]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。
[0039]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。
[0040]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。
[0041]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。
[0042]消泡剂为磷酸酯、脂肪酸酯与有机硅中的至少一种。
[0043]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170。
[0044]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。
[0045]S3:在透明导电层170上设置滤光层150。
[0046]综上，本发明的触控显示屏100，利用原有的公共电极124充当一个方向的触控电极，同时在第一衬底110上设置另一个方向的触控电极，使触控显示屏100实现触控功能但不需要另外组装一个触摸屏，降低触控显示屏的厚度。并且，透明导电层170还是嵌入在液晶盒子(第一衬底110和第二衬底120之间的部分)里的，很好适应轻薄化发展趋势。此夕卜，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。
[0047]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，所述第二衬底与第一衬底相对的表面上设有TFT电极和公共电极，所述公共电极与TFT电极设置在同一平面上，其特征在于，所述第一衬底与所述液晶层之间设有透明导电层，所述透明导电层与公共电极中的一个或多个形成触控感应结构，该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，所述透明导电层形成第一触控电极，用于产生第一方向的触控信号；所述公共电极兼做第二触控电极，用于产生与第一方向垂直的第二方向的触控信号。
3.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述触控显示屏还包括设置在所述第一衬底上的滤光层，所述透明导电层附着在所述第一衬底朝向所述液晶层一侧的表面，所述滤光层附着在所述透明导电层表面；或，所述滤光层附着在所述第一衬底朝向所述液晶层一侧的表面，所述透明导电层附着在所述滤光层表面。
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背向所述第一衬底一侧的表面使所述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，所述透明导电层的厚度为0.Ιμπι?50μπι，所述透明导电层的纳米导电丝线均匀分布于基质中，使得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，所述纳米导电丝线分布在基质远离第一衬底一侧的一定范围的区域中，使得所述透明导电层在其厚度方向上形成远离第一衬底一侧的导电区和靠近第一衬底一侧的非导电区，导电区的厚度为10?lOOOnm，非导电区的厚度为0.5 μ m?50 μ m,且非导电区的厚度大于导电区的厚度。
7.根据权利要求1-6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、招或碳纳米丝线，其直径为1nm?100nm,长度为0.1 μ m?50 μ m。
8.根据权利要求1-6中任意一项所述的触控显示屏，其特征在于，所述透明导电层的方块电阻为0.1 Ω / □?500 Ω / □。
9.根据权利要求8所述的触控显示屏，其特征在于，所述透明导电层的方块电阻为20 Ω/ □?200 Ω / 口。
10.根据权利要求1所述的触控显示屏，其特征在于，所述公共电极由ITO膜层图案化获得。
【文档编号】G02F1/1333GK104238858SQ201410475918
【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