專利名稱：觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸摸屏及顯示裝置，尤其涉及一種采用碳納米管透明導(dǎo)電層的觸摸屏及使用該觸摸屏的顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來，伴隨著移動電話與觸摸導(dǎo)航系統(tǒng)等各種電子設(shè)備的高性能化和多樣化的發(fā)展，在液晶等顯示設(shè)備的前面安裝透光性的觸摸屏的電子設(shè)備逐步增加。這樣的電子設(shè)備的利用者通過觸摸屏，一邊對位于觸摸屏背面的顯示設(shè)備的顯示內(nèi)容進(jìn)行視覺確認(rèn)，一邊利用手指或筆等方式按壓觸摸屏來進(jìn)行操作。由此，可以操作電子設(shè)備的各種功能?，F(xiàn)有技術(shù)中的電容型觸摸屏分為單點(diǎn)電容式觸摸屏和多點(diǎn)電容式觸摸屏兩種。多點(diǎn)電容式觸摸屏包括基體，多個(gè)透明導(dǎo)電層，電容感應(yīng)電路以及多個(gè)導(dǎo)線。上述多個(gè)透明導(dǎo)電層相互間隔的設(shè)置于基體的表面或者相對表面上。上述多個(gè)導(dǎo)線設(shè)置于與透明導(dǎo)電層相同的表面，并將上述多個(gè)透明導(dǎo)電層分別與電容感應(yīng)電路分別連接。上述電容感應(yīng)電路包括一個(gè)或多個(gè)芯片，該芯片分別記錄所有透明導(dǎo)電層的位置坐標(biāo)。在該電容型觸摸屏中，玻璃基板的材料為鈉鈣玻璃。透明導(dǎo)電層以透明導(dǎo)電材料制成，如銦錫氧化物(ITO)或銻錫氧化物(ATO)等。導(dǎo)線可以采用非透明導(dǎo)電材料制成，如銅、鋁。此外，透明導(dǎo)電層之間及導(dǎo)線之間的間隙中形成有填充層，該填充層的材料具有與透明導(dǎo)電層及導(dǎo)線材料相同或接近的折射率和透射率，從而使觸摸屏整體透光性的視覺差異最小。另外，透明導(dǎo)電層上涂覆有鈍化層。該鈍化層由液體玻璃材料通過硬化或致密化工藝，并進(jìn)行熱處理后，硬化形成。因此，透明導(dǎo)電層及導(dǎo)線對于觸摸屏均為必需的部件，現(xiàn)有技術(shù)中透明導(dǎo)電層及導(dǎo)線通常采用ITO層，但是ITO層目前主要采用沉積或刻蝕等方法制備，在制備的過程，需要較高的真空環(huán)境及加熱到200 300°C，因此，使得ITO層的制備成本較高，應(yīng)用ITO層作為透明導(dǎo)電層的觸摸屏結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡單，且成本低的觸摸屏。一種觸摸屏，該觸摸屏包括絕緣基底，具有電阻異向性的第一導(dǎo)電膜，以及具有電阻異向性的第二導(dǎo)電膜。所述絕緣基底具有第一表面以及第二表面，所述第一表面與所述第二表面間隔相對。所述第一導(dǎo)電膜設(shè)置于所述絕緣基底的第一表面，所述第二導(dǎo)電膜設(shè)置于所述絕緣基底的第二表面。所述第一導(dǎo)電膜的最小電阻的方向與所述第二導(dǎo)電膜的最小電阻的方向垂直。所述第一導(dǎo)電膜與所述第二導(dǎo)電膜至少一個(gè)為碳納米管膜，該碳納米管膜通過粘結(jié)劑直接粘附在所述絕緣基底的表面。與現(xiàn)有技術(shù)的觸摸屏相比較，本發(fā)明提供的觸摸屏及顯示裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)由于碳納米管膜通過粘結(jié)劑直接粘附在絕緣基底的第二表面直接做觸摸屏的導(dǎo)電膜，從而結(jié)構(gòu)簡單，工藝簡便，成本低。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的觸摸屏的俯視圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例的觸摸屏的分解圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例的觸摸屏沿圖1的剖面線III-III的剖面圖。圖4顯示將第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜分別耦接至驅(qū)動電路及讀取電路，用以定位出觸碰點(diǎn)。圖5是本技術(shù)方案實(shí)施例的觸摸屏的工作原理示意圖。圖6顯示本實(shí)施例的觸摸屏的掃描時(shí)序圖。圖7顯示本實(shí)施例的觸摸屏未經(jīng)觸碰的一般讀取信號波形。圖8顯示本實(shí)施例的觸摸屏經(jīng)觸碰的讀取信號波形。圖9顯示本實(shí)施例的觸摸屏經(jīng)過一掃描周期后所得到的數(shù)值曲線。主要元件符號說明觸摸屏200第一導(dǎo)電膜20絕緣基底21第二導(dǎo)電膜22粘結(jié)劑23讀取電路30驅(qū)動電路32保護(hù)層24導(dǎo)電結(jié)構(gòu)202第一金屬電極204第一表面210第二表面212第二金屬電極220
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種觸摸屏，該觸摸屏的結(jié)構(gòu)包括絕緣基底，具有電阻異向性的第一導(dǎo)電膜，以及具有電阻異向性的第二導(dǎo)電膜。所述絕緣基底具有第一表面以及第二表面，所述第一表面與所述第二表面間隔相對。所述第一導(dǎo)電膜設(shè)置于所述絕緣基底的第一表面， 所述第二導(dǎo)電膜設(shè)置于所述絕緣基底的第二表面。所述第一導(dǎo)電膜的最小電阻的方向與所述第二導(dǎo)電膜的最小電阻的方向垂直。所述第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜中至少一個(gè)導(dǎo)電膜為碳納米管膜，該碳納米管膜通過粘結(jié)劑粘附在所述絕緣基底的第二表面。即，所述第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜可以均為碳納米管膜構(gòu)成，此時(shí)觸摸屏可以做得更薄而且結(jié)構(gòu)更簡單成本更低；也可以其中一個(gè)導(dǎo)電膜為碳納米管膜，另一個(gè)為傳統(tǒng)導(dǎo)電膜，比如ITO導(dǎo)電膜，尤其 ITO導(dǎo)電膜位于面向操作者的表面時(shí)，會提高觸摸屏的靈敏度。所謂導(dǎo)電膜具有電阻異向性是指，導(dǎo)電膜在一個(gè)方向上的電阻小于在其他任意方向上的電阻，優(yōu)選地，導(dǎo)電膜均存在兩個(gè)相互垂直的方向，在其中之一個(gè)方向上該導(dǎo)電膜的電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于另外一個(gè)方向上的電阻。比如本發(fā)明的觸摸屏中，所述第一導(dǎo)電膜可以為金屬薄膜，或者ITO薄膜。以ITO薄膜為例，可以將一個(gè)完整的ITO薄膜進(jìn)行圖案化，形成多個(gè)相互平行并間隔設(shè)置的條帶狀的ITO導(dǎo)電帶，從而對于由ITO薄膜構(gòu)成的第一導(dǎo)電膜來講， 沿著ITO導(dǎo)電帶延伸的方向?yàn)閷?dǎo)電方向，由于ITO導(dǎo)電帶之間是間隔設(shè)置的，所以ITO導(dǎo)電帶之間相互絕緣，從而在垂直于ITO導(dǎo)電帶延伸方向上，該第一導(dǎo)電膜為絕緣體。另外，每個(gè)條帶狀I(lǐng)TO導(dǎo)電帶的表面可形成有網(wǎng)格狀的圖案，用以減少ITO導(dǎo)電帶與第二導(dǎo)電膜之間的電容。另外，實(shí)際上，所述多個(gè)相互平行并間隔設(shè)置的條帶狀的ITO導(dǎo)電帶之間之間隙是非常小的，幾乎肉眼無法識別出來，但從電性上來看，相鄰的兩個(gè)條帶狀的ITO導(dǎo)電帶之間的電阻無限大。另外，本發(fā)明的第二導(dǎo)電膜為碳納米管膜，該碳納米管膜為從超順排碳納米管陣列中拉取獲得的多個(gè)碳納米管基本定向延伸形成，所述多個(gè)碳納米管在延伸方向上通過范德華力(van der Waals force)首尾相連，在垂直于延伸方向上也通過范德華力相互吸引， 從而形成一具有整體結(jié)構(gòu)的碳納米管膜。由于碳納米管具有非常大的長徑比，并且碳納米管具有非常好的導(dǎo)電異向性，其在軸向上具有非常好的導(dǎo)電性，而在垂直于軸向的方向 (即碳納米管的直徑方向)幾乎是絕緣體，從而所述碳納米管膜在碳納米管延伸的方向上具有良好的導(dǎo)電性，而在垂直于碳納米管延伸的方向上的導(dǎo)電性很差。因此，該碳納米管膜具有優(yōu)異的電阻異向性。本發(fā)明觸摸屏的絕緣基底，可以是傳統(tǒng)透明絕緣材料，例如聚乙烯 (Polyethylene, ΡΕ)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚對苯二甲酸二乙酯(Polyethylene Terephthalate, PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PolyMethyl MethAcrylate, PMMA)或薄化的玻
^^ ο本發(fā)明中的第二導(dǎo)電膜為碳納米管膜，通過粘結(jié)劑直接粘附于所述絕緣基底的第二表面，因此，所述絕緣基底的第二表面于碳納米管膜之間沒有其他的部件，從而可以提高本發(fā)明的觸摸屏的透光率，并且還簡化了觸摸屏的結(jié)構(gòu)。以下將結(jié)合附圖并以具體實(shí)施例為例詳細(xì)說明本發(fā)明的觸摸屏。請參閱圖1和圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供一個(gè)觸摸屏200，其主要包含第一導(dǎo)電膜20 及第二導(dǎo)電膜22，以及一個(gè)絕緣基底21。請一并參閱圖3，所述絕緣基底21具有第一表面 210，以及第二表面212。所述第一導(dǎo)電膜20設(shè)置于所述第一表面210，所述第二導(dǎo)電膜22 設(shè)置于所述第二表面212。并且，所述第一導(dǎo)電膜20及第二導(dǎo)電膜22均具有電阻抗異向性 (anisotropic impedance) 0并且，所述第一導(dǎo)電膜20的最小電阻的方向與所述第二導(dǎo)電膜22的最小電阻的方向垂直。第一導(dǎo)電膜20包含圖案化(patterned)的多個(gè)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)202，例如長條形導(dǎo)電結(jié)構(gòu)202，該多個(gè)長條形的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)202相互平行且互相分隔預(yù)設(shè)距離。在本實(shí)施例中，第一導(dǎo)電膜20為圖案化的氧化銦錫(ITO)薄膜，然而，也可以使用其它傳統(tǒng)導(dǎo)電材料或者使用圖案化的電阻抗異向性薄膜。在本實(shí)施例中，第一導(dǎo)電膜20的每一長條形導(dǎo)電結(jié)構(gòu)202的寬度與相鄰的長條形導(dǎo)電結(jié)構(gòu)202之間的距離(pitch)的比例大約為5%-50%，但不限定于此。例如，如果相鄰長條形導(dǎo)電結(jié)構(gòu)202之間的距離為5mm，則長條形導(dǎo)電結(jié)構(gòu)202的寬度大約為0. 25-2. 5mm。并且所述多個(gè)長條形導(dǎo)電結(jié)構(gòu)202沿著橫軸方向(圖1及圖2中的 X軸方向)延伸，因此該第一導(dǎo)電膜20沿著橫軸的方向電阻最小。所述絕緣基底21為平面結(jié)構(gòu)，主要起支撐作用，并應(yīng)具有較好的透光性。該所述
5絕緣基底21為平面結(jié)構(gòu)，主要起支撐作用，并應(yīng)具有較好的透光性。該絕緣基底21可以由玻璃、石英、金剛石等硬性材料或塑料，樹脂等柔性材料形成。具體地，當(dāng)該絕緣基底21 由柔性材料形成時(shí)，該材料可以為聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯材料，以及聚醚砜(PES)、纖維素酯、苯并環(huán)丁烯(BCB)、聚氯乙烯 (PVC)及丙烯酸樹脂等材料。本實(shí)施例中，該絕緣基底21的材料為玻璃，厚度為1毫米。可以理解，形成所述絕緣基底21的材料并不限于上述列舉的材料，只要能使絕緣基底21起到支撐的作用，并具較好的透明度，都在本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。第二導(dǎo)電膜22于縱軸方向(圖1及圖2中Y軸方向)具最小的電阻抗，而在橫軸方向具最大的電阻抗。一般來說，第二導(dǎo)電膜22的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)202的導(dǎo)電方向?yàn)榇怪庇诘谝粚?dǎo)電膜20的最小電阻抗方向。在本實(shí)施例中，第二導(dǎo)電膜22為碳納米管(CNT)薄膜，然而也可以使用其它具電阻抗異向性的材料。碳納米管薄膜的制造方法是首先長出碳納米管， 接著，以拉伸技術(shù)將多個(gè)的碳納米管并排并首尾相連拉出，這些碳納米管由范德華力相互連接而得以前后端相連，形成定向、平行排列的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。所形成的碳納米管薄膜會在拉伸的方向具最小的電阻，而在垂直于拉伸方向具最大的電阻，因而形成電阻異向性。請參閱圖3，所述第二導(dǎo)電膜22由粘結(jié)劑23直接粘附在所述絕緣基底21的第二表面212。該粘結(jié)劑23具有較好的透光性，并且由于碳納米管膜直接通過粘結(jié)劑粘附于所述絕緣基底21的第二表面212，無需其他元件，不僅簡化了觸摸屏的結(jié)構(gòu)，降低成本，還進(jìn)一步提升了透光度。所述粘結(jié)劑23可以為壓敏膠、熱敏膠或光敏膠等。該粘結(jié)劑23的厚度不宜太厚，在4微米至8微米的范圍內(nèi)比較合適。本實(shí)施例中，該粘結(jié)劑23的材料為UV 膠，厚度為5微米?？梢岳斫?，本發(fā)明的觸摸屏200的第一導(dǎo)電膜20可以和第二導(dǎo)電膜22結(jié)構(gòu)完全相同，均由碳納米管膜構(gòu)成，并有粘結(jié)劑直接粘附于絕緣基底21的第一表面210和第二表面212。此時(shí)，第一導(dǎo)電膜20中的碳納米管的排列方向與第二導(dǎo)電膜22中的碳納米管的排列方向相互垂直。另外，請參見圖3，所述觸摸屏200還可以進(jìn)一步包括一個(gè)保護(hù)層M覆蓋于第一表面210的第一導(dǎo)電膜20。保護(hù)層M可以選用傳統(tǒng)透明絕緣材料，例如聚乙烯 (Polyethylene, ΡΕ)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚對苯二甲酸二乙酯(Polyethylene Terephthalate, PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PolyMethyl MethAcrylate, PMMA)或薄化的玻
^^ ο根據(jù)圖3所示的電容結(jié)構(gòu)，當(dāng)手指觸碰到觸控面板，亦即，碰觸于第一導(dǎo)電膜20的上方時(shí)，會干擾第一導(dǎo)電膜20和第二導(dǎo)電膜22間的電場，因而改變電容結(jié)構(gòu)的電容值Cm。 由于第二導(dǎo)電膜22的多個(gè)長形導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間具有間隔空隙，使得電場干擾的程度增大，與傳統(tǒng)CNT觸控面板相較之下，得以提升觸碰靈敏度(sensitivity)。一般來說，長形導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的間隔大小的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，是以最大電場干擾為依據(jù)，并兼考慮到工藝的良率、產(chǎn)能等因
ο當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電膜20和第二導(dǎo)電膜22分別耦接至讀取電路30及驅(qū)動電路32，如圖4 所示，由偵測電容值的改變，而得以定位出觸碰點(diǎn)。圖4中的第一電容Cl代表第一導(dǎo)電膜 20至地的電容值，而第二電容C2則代表第二導(dǎo)電膜22至地的電容值。雖然本實(shí)施例中的第一導(dǎo)電膜20耦接至讀取電路30，而第二導(dǎo)電膜22則耦接至驅(qū)動電路32 ；然而，在其它實(shí)施例中，也可將第一導(dǎo)電膜20耦接至驅(qū)動電路32，第二導(dǎo)電膜22耦接至讀取電路30。圖5顯示觸碰點(diǎn)定位的一種具體實(shí)施作法。在本實(shí)施例中，第一導(dǎo)電膜20的最小電阻的方向上的任意一側(cè)設(shè)有多個(gè)第一金屬電極204，耦接至讀取電路30用以作為讀取端；第二導(dǎo)電膜22的最小電阻的方向上的任意一側(cè)也設(shè)有多個(gè)第二金屬電極220，耦接至驅(qū)動電路32用以作為掃描端。于圖6中，掃描端包含有掃描線1至掃描線m，而讀取端包含有讀取線1至讀取線η。圖6顯示本實(shí)施例的掃描時(shí)序圖。首先，于期間Tl，驅(qū)動電路32 經(jīng)由掃描線1輸入方波信號，而讀取電路30則由讀取線1至讀取線η分別讀取對應(yīng)至縱軸或Y軸位置的η個(gè)電壓數(shù)值。依相同原理，于期間Τ2，驅(qū)動電路32經(jīng)由掃描線2輸入方波信號，而讀取電路30則通過讀取線1至讀取線η分別讀取對應(yīng)至縱軸或Y軸位置的η個(gè)電壓數(shù)值。重復(fù)相同步驟直到掃描線m，即完成一個(gè)掃描周期。經(jīng)過一個(gè)掃描周期后，將可得到mXn個(gè)數(shù)值。圖7顯示觸控面板未經(jīng)觸碰的一般讀取信號波形，而圖8則顯示觸控面板經(jīng)觸碰的讀取信號波形，亦即，其電壓幅度會不同于或小于一般讀取信號的電壓幅度。若將得到的mXn個(gè)數(shù)值作數(shù)值的統(tǒng)計(jì)比較，可得到如圖9所示的曲線，其中，具最小電壓幅度的位置即代表觸碰點(diǎn)的位置。值得注意的是，本實(shí)施例的觸控面板結(jié)構(gòu)及掃描定位方法可用以偵測得到同時(shí)發(fā)生的多個(gè)觸碰點(diǎn)(multi-touch)。與現(xiàn)有技術(shù)的觸摸屏相比較，本發(fā)明提供的觸摸屏及顯示裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)由于碳納米管膜通過粘結(jié)劑直接粘附在絕緣基底的第二表面，從而降低了成本，并且具有更簡單的結(jié)構(gòu)。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其他變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍的內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種觸摸屏，包括絕緣基底，該絕緣基底具有相對設(shè)置的第一表面與第二表面；具有電阻異向性的第一導(dǎo)電膜，該第一導(dǎo)電膜設(shè)置于所述絕緣基底的第一表面；以及具有電阻異向性的第二導(dǎo)電膜，該第二導(dǎo)電膜設(shè)置于所述絕緣基底的第二表面，所述第一導(dǎo)電膜的最小電阻的方向與所述第二導(dǎo)電膜的最小電阻的方向垂直，其特征在于，所述第一導(dǎo)電膜與第二導(dǎo)電膜的至少一個(gè)為具有電阻抗異向性的碳納米管膜，并且該碳納米管膜通過粘結(jié)劑直接粘附在所述絕緣基底的表面。
2.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述碳納米管膜包括多個(gè)碳納米管定向延伸，所述多個(gè)碳納米管在延伸方向上通過范德華力首尾相連，該多個(gè)碳納米管延伸的方向?yàn)樽钚‰娮璧姆较颉?br> 3.如權(quán)利要求2所述的觸摸屏，其特征在于，所述粘結(jié)劑為壓敏膠、熱敏膠或光敏膠中的一種。
4.如權(quán)利要求3所述的觸摸屏，其特征在于，所述粘結(jié)劑為UV膠。
5.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述第一導(dǎo)電膜包括多個(gè)長條形的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，該多個(gè)長條形的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)相互間隔且平行設(shè)置。
6.如權(quán)利要求5所述的觸摸屏，其特征在于，所述導(dǎo)電膜的最小電阻的方向?yàn)樗龆鄠€(gè)長條形導(dǎo)電結(jié)構(gòu)延伸的方向。
7.如權(quán)利要求5所述的觸摸屏，其特征在于，所述第一導(dǎo)電膜為銦錫氧化物薄膜，所述長條形導(dǎo)電結(jié)構(gòu)為長條帶狀銦錫氧化物薄膜。
8.如權(quán)利要求7所述的觸摸屏，其特征在于，所述長條帶狀銦錫氧化物薄膜的表面形成有網(wǎng)格狀的圖案。
9.如權(quán)利要求5所述的觸摸屏，其特征在于，所述長條形導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的寬度與相鄰的長條形導(dǎo)電結(jié)構(gòu)之間的距離的比例為5% -50%。
10.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，進(jìn)一步包括保護(hù)層，該保護(hù)層覆蓋于第一表面的第一導(dǎo)電膜。
11.如權(quán)利要求10所述的觸摸屏，進(jìn)一步包括讀取電路及驅(qū)動電路，該讀取電路與所述第一導(dǎo)電膜相耦接，該驅(qū)動電路與所述第二導(dǎo)電膜相耦接。
12.如權(quán)利要求1至11中任意所述的觸摸屏，進(jìn)一步包括多個(gè)第一電極及多個(gè)第二電極，所述多個(gè)第一電極設(shè)置于所述第一導(dǎo)電膜的最小電阻的方向上的任意一側(cè)，并與所述第一導(dǎo)電膜電連接，所述多個(gè)第二電極設(shè)置于所述第二導(dǎo)電膜的最小電阻的方向上的任意一側(cè)，并與所述第二導(dǎo)電膜電連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種觸摸屏，該觸摸屏包括絕緣基底，具有電阻異向性的第一導(dǎo)電膜，以及具有電阻異向性的第二導(dǎo)電膜。所述絕緣基底具有第一表面以及第二表面，所述第一表面與所述第二表面間隔相對。所述第一導(dǎo)電膜設(shè)置于所述絕緣基底的第一表面，所述第二導(dǎo)電膜設(shè)置于所述絕緣基底的第二表面。所述第一導(dǎo)電膜的最小電阻的方向與所述第二導(dǎo)電膜的最小電阻的方向垂直。
文檔編號G06F3/041GK102478990SQ201010573838
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者施博盛, 鄭嘉雄, 陳柏仰 申請人:奇美電子股份有限公司, 群康科技(深圳)有限公司