CN203433234U

CN203433234U - 一种集成触摸屏的液晶显示器

Info

Publication number: CN203433234U
Application number: CN201320250287.4U
Authority: CN
Inventors: 邹富伟; 周朝平
Original assignee: SUNOPTIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUNOPTIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-05-09
Filing date: 2013-05-09
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2023-05-09

Abstract

本实用新型公开了一种集成触摸屏的液晶显示器，包括有第一基板、第二基板，第一基板与第二基板之间设有液晶层，第一基板、第二基板的另一面分别设有第一偏振片、第二偏振片，第二基板与第二偏振片之间设有第一感测电极层，第二偏振片的另一面设有第二感测电极层，第二感测电极层的另一面设有窗，所述的窗即为保护玻璃。本实用新型可以降低显示器厚度、增加光透过率、节省生产工艺和节约成本。

Description

一种集成触摸屏的液晶显示器

技术领域

本实用新型涉及触摸屏领域，具体涉及一种集成触摸屏的液晶显示器。

背景技术

液晶显示器作为目前主流的平板显示器，已经广泛地应用到社会生产和生活中的各个领域，液晶显示器的输入设备主要包括键盘、按键和鼠标等。

触摸屏作为一种智能化的人机交互界面输入设备，已经得到了越来越广泛的应用，尤其在消费电子产品领域（如智能手机、平板电脑等领域）中发展最为迅速。

触摸屏技术种类繁多，主要包括电阻式、电容式、红外式、表声波式等。这这些技术中，电容式触摸屏是在用户的手或物体接触触摸屏面板时通过感测形成在导电感测图案或相邻的感测图案、接地电极等之间的电容变化，来将接触位置转换为电信号。电容式触摸屏是继电阻式触摸屏之后新一代触摸屏产品，其在性能上比上一代的产品有了质的飞跃，不仅表现在反应灵敏，支持多点触控，而且寿命长，目前已经成为市场中的主流触摸屏产品。

现有的电容式触摸屏面板通常是在单独玻璃基材上制作，然后通过贴合附于平板显示器（如液晶显示器）的外表面，如图1所示，包括窗11、玻璃感应器（sensor）12和液晶显示器13，窗11一般为保护钢化玻璃，感应器12一般为双面ITO14玻璃结构，窗11、感应器12和液晶显示器13通过粘合剂贴附在一起形成具有触控功能的液晶显示器。

其中液晶显示器的结构如图2所示，包括：

第一基板21，具有形成在第一基板上的多个像素，其中，所述多个像素中的每个像素包括薄膜晶体管和像素电极；

第二基板22，设置为面对第一基板21，第二基板21具有形成在第二基板上共用电极层，还包括红、绿、蓝彩色滤光层和黑色矩阵（BM）层；

液晶层23，形成在第一基板21和第二基板22之间

第一偏振片24，附于第一基板21的下表面；

第二偏振片25，附于第二基板22的上表面；

窗（保护玻璃）27，附于第二偏振片25的上表面；

背光板26，附于第一偏振片24的下表面；

上述带触摸屏功能的液晶显示器结构存在很多问题，例如生产工艺比较复杂，成本较高，而且产品的整体厚度比较厚，光学透过率不高，产品不方便携带等。

实用新型内容

针对现有的触摸屏液晶显示器厚度厚、成本高、工艺复杂的问题，本实用新型提供了一种集成触摸屏的液晶显示器（LCD）。

本实用新型采用的技术方案是：

一种集成触摸屏的液晶显示器，其特征在于：包括有第一基板、第二基板，第一基板与第二基板之间设有液晶层，第一基板、第二基板的另一面分别设有第一偏振片、第二偏振片，第二基板与第二偏振片之间设有第一感测电极层，第二偏振片的另一面设有第二感测电极层，第二感测电极层的另一面设有窗，所述的窗即为保护玻璃。

所述的一种集成触摸屏的液晶显示器，其特征在于：所述的第一基板内具有形成在第一基板上的多个像素，其中，所述多个像素中的每个像素包括薄膜晶体管和像素电极。

所述的一种集成触摸屏的液晶显示器，其特征在于：所述的第二基板内具有形成在第二基板上的多个共电极图案，其中，所述多个共电极图案布置为沿第一方向，以分别对应于像素电极。

所述的一种集成触摸屏的液晶显示器，其特征在于：所述的第一感测电极层和第二感测电极层通过图案化的透明导电薄膜来形成，可以是氧化铟锡（ITO）、纳米金属、碳纳米管、单层或多层石墨烯材料。

所述的一种集成触摸屏的液晶显示器，其特征在于，所述的第一感测电极层和第二感测电极层由多个平行并且电性不相连的电极组成。

所述的一种集成触摸屏的液晶显示器，其特征在于：所述的第一感测电极层和第二感测电极层正交并且电学不相连。

所述的一种集成触摸屏的液晶显示器，其特征在于：所述的第一偏振片的下面设有背光源。

本实用新型的优点是：

相对于现有的技术，本实用新型以液晶显示器的一偏振片作为基材制作触摸屏，由于偏振片具有相当的厚度（～200μm），利用目前的触控IC技术足以检测到由于手指触摸引起的电容变化量，能够保证触摸屏的感应灵敏度；由于减少一块玻璃基材的使用，显示器整体厚度得以降低，光学透过率得以增加，产品更加轻薄化。

附图说明

图1为现有的外置触控面板的液晶显示器（LCD）的示意图。

图2为现有的液晶显示器（LCD）的叠层结构示意图。

图3为液晶显示器叠层结构示意图。

图4为偏光片的结构示意图。

图5为一种改进的触控sensor结构示意图。

图6为另一种改进的具有触控功能的液晶显示器结构示意图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，仅通过举例说明的方式简要示出和描述特定的示例性实施例。如本领域技术人员能意识到的，在全部不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可以以各种不同的方式修改所描述的实施例。

如图3所示，一种集成触摸屏的液晶显示器，包括有第一基板31、第二基板32，第一基板31与第二基板32之间设有液晶层33，第一基板31、第二基板32的另一面分别设有第一偏振片34、第二偏振片35，第二基板32与第二偏振片35之间设有第一感测电极层38，第二偏振片35的另一面设有第二感测电极层39，第二感测电极层39的另一面设有窗36，所述的窗36即为保护玻璃。

第一基板31内具有形成在第一基板31上的多个像素，其中，所述多个像素中的每个像素包括薄膜晶体管和像素电极。

第二基板32内具有形成在第二基板32上的多个共电极图案，其中，所述多个共电极图案布置为沿第一方向，以分别对应于像素电极。

第一感测电极层38和第二感测电极层39通过图案化的透明导电薄膜来形成，可以是氧化铟锡（ITO）、纳米金属、碳纳米管、单层或多层石墨烯等材料。

第一感测电极层38和第二感测电极39层由多个平行并且电性不相连的电极组成。

第一感测电极层38和第二感测电极层39正交并且电学不相连。

第一偏振片34的下面设有背光源37。

具体方法步骤：

首先在偏振片表面上制作双面导电层并进行图形化，将带有sensor的偏光片通过透明粘着剂（如亚克力）附在LCD屏CF基板上表面，通过通孔方式连接FPC,最后再将窗（保护玻璃）贴附在LCD上表面完成带有触控功能的液晶显示器的制作。

偏振片的结构如图4所示，包括：最中间的PVA（聚乙烯醇）层41和两侧的TAC（三醋酸纤维素）层42。其中，起到偏振作用的是PVA层41，但是PVA极易水解，为了保护偏光膜的物理特性，因此在PVA的两侧各复合一层具有高光透过率、耐水性好又有一定机械强度的(TAC)薄膜42进行防护，这就形成了偏振片原板。

偏振片的厚度一般在0.2mm左右，与一般的PET膜厚度相当，可以作为sensor的基材。但是偏振片耐温性能差，一般不能超过100℃，因此要在偏振片上制作sensor，必须采用低温工艺在偏振片的上下两面制作透明电极层；同时偏振片属于有机材料，机械强度不高，因此很难利用常规的黄光制程对偏振片上的透明电极进行图形化。

图5为一种改进的触控sensor结构，包括PVA（聚乙烯醇）层51、TAC（三醋酸纤维素）层52和感测电极层53、54，感测电极层54作为sensor的信号驱动层，感测电极层53作为sensor的信号接收层（或感应层），透明电极层54能够起到屏蔽LCD信号干扰的作用，可以提高sensor的感应灵敏度。所述透明感测电极层方块电阻范围一般在100～300Ω/□之间，透明电极层利用低温工艺制作，透明电极层53和54选择的材料不限，只要是能够用于触摸屏的透明导电层即可，具体地，所述透明电极层可以为ITO(氧化铟锡)导电层、AZO（氧化铝锌）导电层、纳米金属层、碳纳米管导电层、单层或多层石墨烯导电层等中的一种，还包括一些复合透明导电材料。

具体地，ITO透明导电层可以通过在室温下真空溅射ITO薄膜，然后在允许的温度下进行真空退火，或者利用印刷含有ITO纳米粒子的透明树脂油墨的方法（例如采用卷对卷工艺），并在一定的温度下固化，以提高膜层导电性能和附着力。偏振片上ITO导电层的图形化可以直接利用激光刻蚀的方式完成，只要控制好激光能量和束斑形状、大小，精度和良率都可以达到要求。

纳米金属层包括纳米银丝、纳米铜丝等材料，可以通过制作纳米银丝或纳米铜丝透明导电油墨，然后利用印刷的方式和激光刻蚀完成纳米金属导电层图案的制作。

碳纳米管导电层包含一层或多层碳纳米管管膜。碳纳米管管膜包含多个连续且定向排列的碳纳米管片段，这些碳纳米管片段通过范德华力首尾相连，每一碳纳米管片段包含多个相互平行的碳纳米管，这些平行的碳纳米管通过范德华力紧密结合。碳纳米管管膜中碳纳米管沿同一方向择优取向排列。

碳纳米管导电膜可通过从碳纳米管阵列中直接拉取获得。具体地，首先在石英、晶圆等基板上生长出碳纳米管阵列，例如采用化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition,CVD）方法；然后，利用拉伸技术将碳纳米管逐一从碳纳米管阵列中拉出而形成导电层图案。这些沿同一方向延伸的大多数碳纳米管与相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连，基本能够保证在沿着管道方向是导电的，而在垂直管道方向是绝缘的。

图6是一种具有触控功能的液晶显示器结构示意图。包括第一基板61、第二基板62、液晶层63、第一偏振片64、第二偏振片65、窗67、感测电极层68和69，其中还包括背光板（在图6中没有表示出来）。与图3相比，图6中感应器（sensor）的一感测电极层68设置在偏振片的下表面，另一感测电极69设置在窗（保护玻璃）67的下表面。一方面，由于感应层之间增加了一层粘着剂的厚度，因此sensor的感应灵敏度有所增加，另外一方面，由于在玻璃上制作透明电极层，因此导电层会更容易制作，性能会更好，因此大大提高了产品的性能和稳定性。

具体方法步骤：

1、首先分别在偏振片的下表面和窗（保护玻璃）的下表面制作透明导电层，并且图形化；

2、柔性线路板（FPC）的连接方式，由于偏振片不能耐高温，因此不能直接在偏振片上通过热压方式连接FPC，因此需要制作通孔将sensor电极引脚转移到CF基板上表面或玻璃盖板下表面，然后再通过热压方式连接FPC。

3、贴合方式有两种，一种是先将偏振片通过有机光学胶贴合LCD上表面，然后再将窗贴合到偏振片表面；另一种是先利用粘合剂将偏振片附于窗的下表面，最后将窗贴附于LCD屏CF基板上表面，具体根据FPC的连接方式而定。

Claims

1.一种集成触摸屏的液晶显示器，其特征在于：包括有第一基板、第二基板，第一基板与第二基板之间设有液晶层，第一基板、第二基板的另一面分别设有第一偏振片、第二偏振片，第二基板与第二偏振片之间设有第一感测电极层，第二偏振片的另一面设有第二感测电极层，第二感测电极层的另一面设有窗，所述的窗即为保护玻璃。

2.根据权利要求1所述的一种集成触摸屏的液晶显示器，其特征在于：所述的第一基板内具有形成在第一基板上的多个像素，其中，所述多个像素中的每个像素包括薄膜晶体管和像素电极。

3.根据权利要求1或2所述的一种集成触摸屏的液晶显示器，其特征在于：所述的第二基板内具有形成在第二基板上的多个共电极图案，其中，所述多个共电极图案布置为沿第一方向，以分别对应于像素电极。

4.根据权利要求1所述的一种集成触摸屏的液晶显示器，其特征在于：所述的第一感测电极层和第二感测电极层通过图案化的透明导电薄膜来形成，可以是氧化铟锡、纳米金属、碳纳米管、单层或多层石墨烯材料。

5.根据权利要求1所述的一种集成触摸屏的液晶显示器，其特征在于，所述的第一感测电极层和第二感测电极层由多个平行并且电性不相连的电极组成。

6.根据权利要求1所述的一种集成触摸屏的液晶显示器，其特征在于：所述的第一感测电极层和第二感测电极层正交并且电学不相连。

7.根据权利要求1所述的一种集成触摸屏的液晶显示器，其特征在于：所述的第一偏振片的下面设有背光源。