一种彩膜基板、内嵌式触摸屏及显示装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种彩膜基板、内嵌式触摸屏及显示装置，由于在衬底基板上增加呈矩阵排列的多个压电敏感部件，压电敏感部件为各纳米线的延伸方向垂直于衬底基板的纳米线阵列，各纳米线的两端分别与第一透明电极和电极线电性相连，这样，在任意物体轻微挤压衬底基板时，纳米线阵列就会受到挤压发生细微形变，变形的纳米线阵列会释放电荷使与之连接的电极线的电信号发生变化，通过检测电信号的变化就可以定位触控点的位置，从而实现高精度、高灵敏度和高准确度的触控；并且，由于制作纳米线阵列的氧化锌对于可见光是透明的，将彩色滤光片或黑矩阵填充于纳米线阵列中各纳米线的缝隙处，不仅不会增加彩膜基板的厚度，也不会影响正常显示功能。
【专利说明】一种彩膜基板、内嵌式触摸屏及显示装置【技术领域】
[0001]本实用新型涉及显示【技术领域】，尤其涉及一种彩膜基板、内嵌式触摸屏及显示装置。
【背景技术】
[0002]触摸屏按照组成结构可以分为:外挂式触摸屏(Add on Mode Touch Panel)、覆盖表面式触摸屏(On Cell Touch Panel)、以及内嵌式触摸屏(In Cell Touch Panel)。其中，内嵌式触摸屏将触摸屏的触控电极内嵌在液晶显示屏内部，可以减小模组整体的厚度，降低触摸屏的制作成本。
[0003]内嵌式触摸屏按照触控方式可以分为电阻式触控和电容式触控等。其中，电阻式触控设计简单，成本最低，灵敏度高，但电阻式触控只支持单点触控功能，而且透光率较低，高线数的大侦测面积造成处理器负担，其应用特性使之易老化从而影响使用寿命。电容式触控支持多点触控功能，拥有更高的透光率，更低的整体功耗，其接触面硬度高，使用寿命较长，但电容式触控的分辨率和触控准确度较低，而且无法支持任意物体触控，只能支持类皮肤的材质触控。
[0004]因此，如何结合电阻式触控和电容式触控的优点，在支持任意物体触控的情况下实现高精度、高灵敏度和高准确度的触控，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
实用新型内容
[0005]有鉴于此，本实用新型实施例提供一种彩膜基板、内嵌式触摸屏及显示装置，用以在支持任意物体触控的情况下实现高精度、高灵敏度和高准确度的触控。
[0006]因此，本实用新型实施例提供了一种彩膜基板，包括衬底基板，以及位于所述衬底基板上的彩色滤光片和黑矩阵，还包括:
[0007]位于所述衬底基板上呈矩阵排列的多个压电敏感部件，所述压电敏感部件为各纳米线的延伸方向垂直于所述衬底基板的纳米线阵列，所述彩色滤光片或所述黑矩阵填充于所述纳米线阵列中各纳米线的缝隙处；
[0008]位于所述衬底基板上整面设置的第一透明电极，各所述压电敏感部件中各纳米线的一端均与所述第一透明电极电性相连；
[0009]与各所述压电敏感部件中各纳米线的另一端对应相连的电极线，在所述纳米线阵列受到挤压发生形变时，所述纳米线阵列释放出电荷使加载到所述电极线上的电信号发生变化。
[0010]本实用新型实施例提供的上述彩膜基板，由于在衬底基板上增加呈矩阵排列的多个压电敏感部件，压电敏感部件为各纳米线的延伸方向垂直于衬底基板的纳米线阵列，各纳米线的两端分别与第一透明电极和电极线电性相连，这样，在任意物体轻微挤压衬底基板时，纳米线阵列就会受到挤压发生细微形变，变形的纳米线阵列会释放电荷使与之连接的电极线的电信号发生变化，通过检测电信号的变化就可以定位触控点的位置，从而实现高精度、高灵敏度和高准确度的触控；并且，由于制作纳米线阵列的氧化锌对于可见光是透明的，将彩色滤光片或黑矩阵填充于纳米线阵列中各纳米线的缝隙处，不仅不会增加彩膜基板的厚度，也不会影响正常显示功能。
[0011]较佳地，为了便于各纳米线阵列生长，在本实用新型实施例提供的上述彩膜基板中，所述电极线位于所述衬底基板与所述压电敏感部件之间；
[0012]所述压电敏感部件还包括:用于承载所述纳米线阵列生长的第二透明电极；所述第二透明电极位于各所述纳米线阵列与所述电极线之间、且与所述纳米线阵列一一对应，所述纳米线阵列通过对应的所述第二透明电极与所述电极线电性相连。
[0013]具体地，在本实用新型实施例提供的上述彩膜基板中，所述电极线包括相互绝缘且交叉而置的多条扫描信号线和多条感应信号线，各所述压电敏感部件位于所述扫描信号线和所述感应信号线的交叠区域处。
[0014]较佳地，为了避免影响显示效果，在本实用新型实施例提供的上述彩膜基板中，所述彩色滤光片填充于所述纳米线阵列中各纳米线的缝隙处，与所述纳米线阵列电性相连的所述电极线的材料为透明导电氧化物。
[0015]较佳地，为了便于实施，在本实用新型实施例提供的上述彩膜基板中，所述黑矩阵填充于所述纳米线阵列中各纳米线的缝隙处，与所述纳米线阵列电性相连的所述电极线的材料为透明导电氧化物或金属。
[0016]本实用新型实施例还提供了一种内嵌式触摸屏，包括本实用新型实施例提供的上述彩膜基板。
[0017]具体地，本实用新型实施例提供的上述内嵌式触摸屏，还包括:与所述彩膜基板相对而置的阵列基板，以及位于所述彩膜基板和所述阵列基板之间的液晶层。
[0018]或者，具体地，本实用新型实施例提供的上述内嵌式触摸屏，还包括:与所述彩膜基板相对而置的阵列基板，所述阵列基板为具有有机电致发光器件的阵列基板。
[0019]本实用新型实施例还提供了一种显示装置，包括本实用新型实施例提供的上述内嵌式触摸屏。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1a-图1e分别为本实用新型实施例提供的彩膜基板的结构示意图之一；
[0021]图2a_图2e分别为本实用新型实施例提供的彩膜基板的结构示意图之二 ；
[0022]图3a和图3b分别为本实用新型实施例提供的彩膜基板触控前后的示意图；
[0023]图4a和图4b分别为本实用新型实施例提供的彩膜基板中电极线的分布示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图，对本实用新型实施例提供的彩膜基板、内嵌式触摸屏及显示装置的【具体实施方式】进行详细地说明。
[0025]附图中各膜层的形状和厚度不反映彩膜基板的真实比例，目的只是示意说明本实用新型内容。
[0026]本实用新型实施例提供的一种彩膜基板，如图1a-图1e所示，包括衬底基板1，以及位于衬底基板I上的彩色滤光片2和黑矩阵3，还包括:[0027]位于衬底基板I上呈矩阵排列的多个压电敏感部件，压电敏感部件为各纳米线的延伸方向垂直于衬底基板I的纳米线阵列4，彩色滤光片2或黑矩阵3填充于纳米线阵列4中各纳米线的缝隙处；
[0028]位于衬底基板I上整面设置的第一透明电极5，各压电敏感部件中各纳米线的一端均与第一透明电极5电性相连；
[0029]与各压电敏感部件中各纳米线的另一端对应相连的电极线6，在纳米线阵列4受到挤压发生形变时，纳米线阵列4释放出电荷使加载到电极线6上的电信号发生变化。
[0030]图1a-图1e为本实用新型实施例提供的上述彩膜基板的结构示意图，以3个彩色滤光片为例进行说明。在本实用新型实施例提供的上述彩膜基板中，如图1a所示，可以将全部彩色滤光片2均填充于纳米线阵列4中各纳米线的缝隙处，即全部彩色滤光片2中均引入纳米线阵列4 ;或者，如图1b所示，也可以将部分彩色滤光片2填充于纳米线阵列4中各纳米线的缝隙处，即部分彩色滤光片2中引入纳米线阵列4 ;或者，如图1c所示，也可以将全部黑矩阵3均填充于纳米线阵列4中各纳米线的缝隙处，即全部黑矩阵3中均引入纳米线阵列4 ;或者，如图1d所示，也可以将部分黑矩阵3填充于纳米线阵列4中各纳米线的缝隙处，即部分黑矩阵3中引入纳米线阵列4 ;或者，如图1e所示，部分彩色滤光片2中引入纳米线阵列4，且部分黑矩阵3中引入纳米线阵列4 ;或者，还可以按照其他所需的分辨率引入纳米线阵列4，在此不做限定。
[0031]本实用新型实施例提供的上述彩膜基板，由于在衬底基板I上增加呈矩阵排列的多个压电敏感部件，压电敏感部件为各纳米线的延伸方向垂直于衬底基板的纳米线阵列4，各纳米线的两端分别与第一透明电极5和电极线6电性相连，这样，在任意物体轻微挤压衬底基板I时，纳米线阵列4就会受到挤压发生细微形变，变形的纳米线阵列4会释放电荷使与之连接的电极线6的电信号发生变化，通过检测电信号的变化就可以定位触控点的位置，从而实现高精度、高灵敏度和高准确度的触控；并且，由于制作纳米线阵列4的氧化锌对于可见光是透明的，将彩色滤光片2或黑矩阵3填充于纳米线阵列4中各纳米线的缝隙处，不仅不会增加彩膜基板的厚度，也不会影响正常显示功能。
[0032]在具体实施时，对于纳米线阵列4的制备可以采用传统工艺，以氧化铝模板法进行电沉积，或者采用气相沉积、配位化学等方式，也可以采用最新的三维打印技术制备纳米线阵列4，并辅助以退火工艺。并且，纳米线阵列4可以采用氧化锌(ZnO)制备，也可以采用其它相似性质的材料制备，在此不做限定。
[0033]较佳地，本实用新型实施例提供的上述彩膜基板在具体实施时，如图1a-图1e所示，在将彩色滤光片2或黑矩阵3填充于纳米线阵列4中各纳米线的缝隙处时，可以使各压电敏感部件中各纳米线的顶端露出彩色滤光片2或黑矩阵3，这样便于纳米线阵列4受到轻微挤压发生形变，从而释放电荷，实现高精度、高灵敏度和高准确度触控。
[0034]具体地，在本实用新型实施例提供的上述彩膜基板中，如图1a-图1e所示，电极线6可以位于衬底基板I与压电敏感部件之间，此时，为了便于各纳米线阵列4生长，压电敏感部件还应包括:用于承载纳米线阵列4生长的第二透明电极7 ;第二透明电极7位于各纳米线阵列4与电极线6之间、且与纳米线阵列4 一一对应，纳米线阵列4通过对应的第二透明电极7与电极线6电性相连。具体地，第二透明电极7可以通过介质层8中的过孔与电极线6电性相连，其中，介质层8的材料可以为二氧化硅(Si02)或硅氮化合物(SiNx)等。[0035]当然，具体地，在本实用新型实施例提供的上述彩膜基板中，如图2a_图2e所示，还可以将第一透明电极5整面设置于衬底基板I与压电敏感部件之间，在此不做限定。如图2a_图2e所示结构的彩膜基板的具体实施与如图1a-图1e所示结构的彩膜基板的实施例类似，在此不做赘述。
[0036]以如图1a所示结构的彩膜基板中的一个纳米线阵列为例，图3a和图3b是任意物体轻微挤压衬底基板前后的示意图。如图3b所示，纳米线阵列4受到挤压发生细微形变，变形的纳米线阵列4会释放电荷，通过对应的第二透明电极7将电荷传输给电极线6(如图3b所示的黑色箭头所示)，使电极线6的电信号发生变化，通过检测电信号的变化就可以定位触控点的位置，从而实现高精度、高灵敏度和高准确度的触控。
[0037]具体地，在本实用新型实施例提供的上述彩膜基板中，如图4a所示，以3行X3列的纳米线阵列4为例进行说明，电极线6可以包括相互绝缘且交叉而置的多条扫描信号线
9(如图4a所示为9条)和多条感应信号线10 (如图4a所示为9条)，各压电敏感部件位于扫描信号线9和感应信号线10的交叠区域处。这样，任意物体轻微挤压衬底基板I时，与扫描信号线9和感应信号线10均电性相连的驱动电路11对各扫描信号线9加载扫描信号，各自对应的感应信号线10将检测的电信号输出给驱动电路11，通过检测电信号的变化就可以定位触控点的位置，从而实现高精度、高灵敏度和高准确度的触控。
[0038]或者，具体地，在本实用新型实施例提供的上述彩膜基板中，如图4b所示，以3行X3列的纳米线阵列4为例进行说明，电极线6还可以包括电性相连且交叉而置的多条信号扫描线9 (如图4b所示为3条)和多条感应信号线10 (如图4b所示为3条)，各压电敏感部件位于扫描信号线9和感应信号线10的交叉节点处。这样，任意物体轻微挤压衬底基板I时，与扫描信号线9和感应信号线10均电性相连的驱动电路11对各扫描信号线9加载扫描信号，与各扫描信号线9电性相连的各感应信号线10将检测的电信号输出给驱动电路11，通过检测电信号的变化就可以定位触控点的位置，从而实现高精度、高灵敏度和高准确度的触控。
[0039]并且，在手指或手写笔等触摸衬底基板I时，驱动电路11可以记忆手指或手写笔的大致压力面积范围，而在手掌或钥匙等具有较大压力面积的物体触摸衬底基板I时，驱动电路11在比较压力面积范围无效的情况下将拒绝执行该触控操作，从而可以避免错误操作，实现高准确度的触控。
[0040]较佳地，为了避免影响显示效果，在本实用新型实施例提供的上述彩膜基板中，如图la、图lb、图le、图2a、图2b和图2e所示，在将彩色滤光片2填充于纳米线阵列4中各纳米线的缝隙处时，与填充有彩色滤光片2的纳米线阵列4电性相连的电极线6的材料可以为透明导电氧化物，例如氧化铟锡(ΙΤ0)、氧化铟锌(IZO)等。同时，制作纳米线阵列4的ZnO对于可见光是透明的，因此，上述结构的彩膜基板在应用于显示器件时，不会影响显示器件的显示效果。
[0041]较佳地，为了便于实施，在本实用新型实施例提供的上述彩膜基板中，如图lc、图1d、图le、图2c、图2d和图2e所示，在将黑矩阵3填充于纳米线阵列4中各纳米线的缝隙处时，由于电极线6能够被黑矩阵3的图案覆盖，因此，与填充有黑矩阵3的纳米线阵列4电性相连的电极线6的材料可以为透明导电氧化物，例如ITO、IZO等；或者，与填充有黑矩阵3的纳米线阵列4电性相连的电极线6的材料也可以为金属，例如铝(Al)、银(Ag)等。并且，由于第二透明电极7也能够被黑矩阵3的图案覆盖，因此，与填充有黑矩阵3的纳米线阵列4电性相连的第二透明电极7的材料既可以为透明导电氧化物，例如ITO、IZO等；或者，也可以为金属，例如Al、Ag等，在此不做限定。
[0042]最佳地，由于纳米线阵列4的生长需要高温环境，而ITO具有较好的耐高温性，因此，与填充有黑矩阵3的纳米线阵列4电性相连的电极线6和第二透明电极7的材料优选ΙΤ0。
[0043]基于同一实用新型构思，本实用新型实施例还提供了一种内嵌式触摸屏，包括本实用新型实施例提供的上述彩膜基板。该内嵌式触摸屏的具体实施可以参见上述彩膜基板的实施例，重复之处不再赘述。
[0044]具体地，本实用新型实施例提供的上述内嵌式触摸屏可以应用于液晶显示器件(IXD)，还可以应用于有机电致发光显示器件(0LED)，在此不做限定。
[0045]具体地，在本实用新型实施例提供的上述内嵌式触摸屏应用于LCD时，上述内嵌式触摸屏还可以包括:与本实用新型实施例提供的上述彩膜基板相对而置的阵列基板，以及位于上述彩膜基板和阵列基板之间的液晶层。
[0046]或者，具体地，在本实用新型实施例提供的上述内嵌式触摸屏应用于OLED时，上述内嵌式触摸屏还可以包括:与本实用新型实施例提供的上述彩膜基板相对而置的阵列基板，该阵列基板为具有有机电致发光器件的阵列基板。
[0047]基于同一实用新型构思，本实用新型实施例还提供了一种显示装置，包括本实用新型实施例提供的上述内嵌式触摸屏，该显示装置可以为:手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。该显示装置的实施可以参见上述内嵌式触摸屏的实施例，重复之处不再赘述。
[0048]本实用新型实施例提供的一种彩膜基板、内嵌式触摸屏及显示装置，由于在衬底基板上增加呈矩阵排列的多个压电敏感部件，压电敏感部件为各纳米线的延伸方向垂直于衬底基板的纳米线阵列，各纳米线的两端分别与第一透明电极和电极线电性相连，这样，在任意物体轻微挤压衬底基板时，纳米线阵列就会受到挤压发生细微形变，变形的纳米线阵列会释放电荷使与之连接的电极线的电信号发生变化，通过检测电信号的变化就可以定位触控点的位置，从而实现高精度、高灵敏度和高准确度的触控；并且，由于制作纳米线阵列的氧化锌对于可见光是透明的，将彩色滤光片或黑矩阵填充于纳米线阵列中各纳米线的缝隙处，不仅不会增加彩膜基板的厚度，也不会影响正常显示功能。
[0049]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种彩膜基板，包括衬底基板，以及位于所述衬底基板上的彩色滤光片和黑矩阵，其特征在于，还包括: 位于所述衬底基板上呈矩阵排列的多个压电敏感部件，所述压电敏感部件为各纳米线的延伸方向垂直于所述衬底基板的纳米线阵列，所述彩色滤光片或所述黑矩阵填充于所述纳米线阵列中各纳米线的缝隙处； 位于所述衬底基板上整面设置的第一透明电极，各所述压电敏感部件中各纳米线的一端均与所述第一透明电极电性相连； 与各所述压电敏感部件中各纳米线的另一端对应相连的电极线，在所述纳米线阵列受到挤压发生形变时，所述纳米线阵列释放出电荷使加载到所述电极线上的电信号发生变化。
2.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述电极线位于所述衬底基板与所述压电敏感部件之间； 所述压电敏感部件还包括:用于承载所述纳米线阵列生长的第二透明电极；所述第二透明电极位于各所述纳米线阵列与所述电极线之间、且与所述纳米线阵列一一对应，所述纳米线阵列通过对应的所述第二透明电极与所述电极线电性相连。
3.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述电极线包括相互绝缘且交叉而置的多条扫描信号线和多条感应信号线，各所述压电敏感部件位于所述扫描信号线和所述感应信号线的交叠区域处。
4.如权利要求1-3任一项所述的彩膜基板，其特征在于，所述彩色滤光片填充于所述纳米线阵列中各纳米线的缝隙处，与所述纳米线阵列电性相连的所述电极线的材料为透明导电氧化物。
5.如权利要求1-3任一项所述的彩膜基板，其特征在于，所述黑矩阵填充于所述纳米线阵列中各纳米线的缝隙处，与所述纳米线阵列电性相连的所述电极线的材料为透明导电氧化物或金属。
6.—种内嵌式触摸屏,其特征在于,包括如权利要求1-5任一项所述的彩膜基板。
7.如权利要求6所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，还包括:与所述彩膜基板相对而置的阵列基板，以及位于所述彩膜基板和所述阵列基板之间的液晶层。
8.如权利要求6所述的内嵌式触摸屏，其特征在于，还包括:与所述彩膜基板相对而置的阵列基板，所述阵列基板为具有有机电致发光器件的阵列基板。
9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求6-8任一项所述的内嵌式触摸屏。
【文档编号】G06F3/041GK203706175SQ201420055987
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年1月28日 优先权日:2014年1月28日
【发明者】孙拓 申请人:京东方科技集团股份有限公司