專利名稱：基于壓容效應的印刷型柔性觸摸顯示屏的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種基于壓容效應的印刷型柔性觸摸顯示屏，屬于印刷領域，也屬于電子領域。
背景技術：
目前的顯示技術可以分為兩大類一類是紙質顯示，其主要特點是通過反射環(huán)境光來顯示內容，易于彩色顯示，可視角大(接近180° )，介質柔軟。另一類是CRT、IXD、 LED等電子顯示，其主要特點是信息可快速刷新，依靠顯示器自身內部發(fā)光來顯示內容， 工作時需要消耗較多電能，閱讀時容易使人疲勞，介質不柔軟。近十年來人們正在著力開發(fā)類紙反射式柔性顯示器(俗稱電子紙)，試圖克服前述兩類顯示技術的缺點而保留它們的優(yōu)點，即使新的顯示器具有柔性介質、可快速電控顯示內容、通過反射環(huán)境光顯示、低能耗、便攜這些特點。對類紙反射式柔性顯示器的研究和開發(fā)，目前國際上發(fā)展較快的是E-hkJhlipsUBM、貝爾實驗室等國際公司的電泳技術，其顯示原理是基于不同顏色(目前基本上是白色和黑色)的帶電小球(置于微膠囊或微杯中)在電場作用下的電泳移動視線對外部環(huán)境光的反射而呈現(xiàn)兩種完全不同的色彩。目前基于電泳方式的柔性顯示屏雖然取得了一定進展，但還存在響應速度慢(數百毫秒)、難于實現(xiàn)彩色(要用不同濾光片來實現(xiàn)彩色)、生產成本高等一系列問題需要解決。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于彌補現(xiàn)有技術之不足，提供一種基于壓容效應的印刷型柔性觸摸顯示屏，該顯示屏通過反射光來形成顏色視覺，具有觸摸功能、易于彩色化、響應速度快、 驅動電壓低、制造工藝簡單、成本低的優(yōu)點。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是—種基于壓容效應的印刷型柔性觸摸顯示屏，包括承印層和附著在承印層上的印刷油墨層，從印刷油墨層由下向上至少附著有透光層、電極層A、電控光開關層、電極層B、 透明彈性層和電極層C;承印層為可折疊且可印刷的柔性絕緣材料，印刷油墨層為用油墨印刷在承印層上產生的CMYK彩色油墨點陣，透光層為柔性透光材料，電控光開關層為聚合物分散液晶薄膜，透明彈性層為透光率在90%以上、邵氏硬度在IOA以下、拉伸強度在IMPa 以上的TPE-熱塑性彈性體，電極層A、電極層B和電極層C均為刻有電極矩陣的ITO導電薄膜層，電極層A和電極層C的電極矩陣方向相同，且與電極層B的電極矩陣的方向垂直。所述電極層C上附著有漫反射層；漫反射層為消光膜或具有漫反射功能的光油。所述透光層和電極層A之間設有附著在透光層上的襯底層，電極層A附著在襯底層上，襯底層為ETEE塑料薄膜或PET塑料薄膜。所述透光層為ETEE塑料薄膜、PET塑料薄膜或無影膠。所述透明彈性層優(yōu)選聚氨酯；透明彈性層的厚度為20μπι ΙΟΟμπι。
所述顯示屏的厚度不超過5mm。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點為1、本發(fā)明提供的顯示屏采用印刷油墨技術作為黑白和彩色顯示的基礎，采用印刷技術中成熟的調頻加網方式，可以獲得更高的分辨率，改善輸出精度。同時利用印刷中的彩色視覺混合原理，通過印刷點陣反射光疊加得到各種色彩，彩色顯示的解決方案技術較為成熟，實現(xiàn)方法簡單有效而且色彩層次豐富。2、本發(fā)明提供的顯示屏是以聚合物分散液晶(PDLC)薄膜作為電控光開關，響應時間可以縮短到40ms之內，驅動電壓可以減小到25v，明顯優(yōu)于目前主流的E-INK技術(響應時間約為150ms、驅動電壓約為90v)。此外，PDLC薄膜不需要偏振片，以固態(tài)膜形式存在且制備工藝易實現(xiàn)，適用于輥對輥(Roll-to-Roll)連續(xù)性工藝流程，制作工藝簡單，生產成本低，適合大規(guī)模生產。而以電光晶體作為電控光開關的顯示屏，雖然響應時間短，但驅動電壓比較高(約為443v)，且固態(tài)膜的制備工藝復雜，成本高。與之相比，本發(fā)明的顯示屏在驅動電壓、制作工藝和生產成本等方面均具有明顯優(yōu)勢。3、目前采用TFT基板作為電極的顯示屏，由于TFT基板是一個薄膜晶體管，不但結構復雜、成本高，且主要適用于有背光源的透射工作方式。而本發(fā)明的顯示屏是采用ITO導電薄膜作為控制電極，結構更為簡單，成本低，通過自然光的反射來實現(xiàn)顯示，不需要專門光源，更符合人眼閱讀習慣，此外采用消光膜或具有漫反射功能的光油作為漫反射層，可以消除反光，提高對比度，改善閱讀舒適度。4、本發(fā)明提供的顯示屏中，電極層B、透明彈性層與電極層C組成了一個電容矩陣，當顯示屏被觸摸時，透明彈性層在外力作用下發(fā)生形變，改變了電極層B與電極層C的間距，使得該觸摸點處由電極層B、透明彈性層與電極層C組成的電容大小發(fā)生改變，從而感知外部觸摸，實現(xiàn)了觸摸屏的功能。5、本發(fā)明的各層采用薄膜，顯示屏的厚度不超過5mm，使顯示屏質量輕、易于柔性化。


圖1為實施例1提供的基于壓容效應的印刷型柔性觸摸顯示屏的結構示意圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護內容不局限于以下實施例。實施例1如圖1所示，本實施例提供的顯示屏的底層為承印層，印刷油墨層附著在承印層上，從印刷油墨層由下至上依次附著有透光層、電極層A、電控光開關層、電極層B、透明彈性層、電極層C和漫反射層，顯示屏的厚度不超過5mm。承印層采用可折疊且可印刷的柔性絕緣材料，如紙張、塑料、布等。在承印層上印刷油墨，產生CiffK彩色油墨點陣，得到印刷油墨層。透光層采用高透光性柔性材料，如ETEE (ETEE為四氟乙烯與乙烯的共聚物)塑料薄膜、PET塑料薄膜或無影膠，用于增加印刷油墨層和電控光開關層之間的距離，使該距離能夠保證未通電狀態(tài)下印刷油墨層被完全遮蓋住不透光。電極層A、電極層B和電極層C均為刻有電極矩陣的ITO導電薄膜層。當透光層為無影膠時，在透光層和電極層A之間加設一層附著在透光層上的襯底層，作為電極層A的 ITO導電薄膜附著在襯底層上，襯底層為ETEE或PET塑料薄膜；當透光層為ETEE或PET塑料薄膜時，作為電極層A的ITO導電薄膜直接附著在透光層上。本實施例中的透光層為ETEE 或PET，電極層A附著在透光層上。作為電極層B的ITO導電薄膜是附著在電控光開關層上的ITO鍍層，作為電極層C的ITO導電薄膜是附著在透明彈性層上的ITO鍍層。電極層 A和電極層C的電極矩陣方向相同，且與電極層B的電極矩陣的方向垂直，本實施例中電極層A和電極層C的電極矩陣均為X軸方向，電極層B的電極矩陣為Y軸方向。電控光開關層采用聚合物分散液晶(PDLC)薄膜，該層是顯示屏的顯示控制開關， 通過控制印刷油墨層上的CM^(彩色油墨點陣實現(xiàn)彩色顯示，一般來說，電控光開關層越厚，對比度越高。透明彈性層采用透光率在90%以上、邵氏硬度在IOA以下、拉伸強度在IMPa以上、 厚度為20 μ m 100 μ m的TPE-熱塑性彈性體，例如聚氨酯，該層起到支撐作用，將電極層 B與電極層C分離。電極層B、透明彈性層與電極層C組成了一個電容矩陣，當顯示屏被觸摸時，透明彈性層在外力作用下發(fā)生形變，改變了電極層B與電極層C的間距，使得該觸摸點處由電極層B、透明彈性層與電極層C組成的電容大小發(fā)生改變，從而感知外部觸摸，實現(xiàn)了觸摸屏的功能。漫反射層采用消光膜或具有漫反射功能的光油，該層用于消除反光，改善顯示屏的閱讀效果。實施例2本實施例提供的顯示屏的底層為承印層，印刷油墨層附著在承印層上，從印刷油墨層由下至上依次附著有透光層、襯底層、電極層A、電控光開關層、電極層B、透明彈性層和電極層C，顯示屏的厚度不超過5mm。本實施例中透光層為無影膠，其他各層所用材料與實施例1相同。本發(fā)明的基于壓容效應的印刷型柔性觸摸顯示屏的制備方法如下(1)采用凹版印刷方式在承印層上印刷油墨，產生CM^(彩色油墨點陣，得到附著有印刷油墨層的承印層，其工藝流程為柔性基板準備一上版一調整規(guī)矩一正式印刷一印后處理。凹版印刷機的自動化程度高，制版質量好，而且工藝操作簡單。(2)在承印層上涂覆柔性透光材料如ETEE、PET塑料薄膜或無影膠，得到透光層。(3)當透光層為ETEE或PET塑料薄膜時，在透光層上濺射透明氧化銦錫鍍層得到 ITO導電薄膜；當透光層為無影膠時，在無影膠上覆蓋一層ETEE或PET塑料薄膜作為襯底層，在襯底層上濺射透明氧化銦錫鍍層得到ITO導電薄膜；采用五掩膜工藝，即利用掩膜， 通過多道相同的圖形轉移工藝，在制好的ITO導電薄膜完成電極矩陣的加工，得到電極層 A。電極矩陣的加工圖形轉移工藝由光刻、曝光、刻蝕、清洗、檢測等工序構成。(4)采用聚合相分離方法制備出PDLC，并將其涂覆在電極層A上，采用光(UV)固化方法使其固化，得到電控光開關層。此過程具有工藝簡單易控制、固化速度快、毒性小等優(yōu)點。(5)在電控光開關層上濺射透明氧化銦錫鍍層，得到ITO導電薄膜，然后采用與電極層A相同的電極矩陣加工工藝，在該ITO導電薄膜上加工出電極矩陣，并且使其電極矩陣方向與電極層A的電極矩陣方向呈90°夾角，得到電極層B。例如電極層A的電極矩陣沿 X軸方向，電極層B的電極矩陣沿Y軸方向。(6)采用注塑工藝在電極層B上加工出TPE-熱塑性彈性體，得到透明彈性層。(7)在透明彈性層上濺射透明氧化銦錫鍍層得到ITO導電薄膜，在該ITO導電薄膜上加工電極矩陣，使其電極矩陣方向與電極層A的電極矩陣方向相同，并與電極層B的電極矩陣方向呈90°夾角，得到電極層C。(8)以消光膜或者具有漫反射功能的光油作為漫反射層，當采用消光膜時，用絕緣的透明的粘合劑如無影膠將消光膜粘貼在電極層C上，得到漫反射層；當采用具有漫反射功能的光油時，直接在電極層C上涂覆光油，然后光(UV)固化，得到漫反射層；最后用封口膠封口。本發(fā)明的基于壓容效應的印刷型柔性觸摸顯示屏的顯示原理為電控光開關層采用PDLC，它是將低分子液晶與預聚物相混合，在一定條件下經聚合反應，形成微米級的液晶微滴均勻地分散在高分子網絡中，再利用液晶分子的介電各向異性獲得具有電光響應特性的材料，它主要工作在散射態(tài)和透明態(tài)之間并具有一定的灰度，在未通電狀態(tài)下，本身具有漫反射特性，呈乳白色，通電狀態(tài)則為透明。電控光開關層控制CMYK彩色油墨點陣實現(xiàn)彩色顯示，印刷油墨層形成彩色。對電控光開關層加適當電壓后，由于液晶分子的定向排列，薄膜變?yōu)橥该鳎@示印刷油墨層的色彩。對于非圖文的空白區(qū)域不加電壓，則電控光開關層中液晶分子混亂排列，薄膜具有一定的遮蓋力，顯示白色。
權利要求
1.一種基于壓容效應的印刷型柔性觸摸顯示屏，包括承印層和附著在承印層上的印刷油墨層，其特征在于從印刷油墨層由下向上至少附著有透光層、電極層A、電控光開關層、 電極層B、透明彈性層和電極層C ；承印層為可折疊且可印刷的柔性絕緣材料，印刷油墨層為用油墨印刷在承印層上產生的CiffK彩色油墨點陣，透光層為柔性透光材料，電控光開關層為聚合物分散液晶薄膜，透明彈性層為透光率在90%以上、邵氏硬度在IOA以下、拉伸強度在IMPa以上的TPE-熱塑性彈性體，電極層A、電極層B和電極層C均為刻有電極矩陣的 ITO導電薄膜層，電極層A和電極層C的電極矩陣方向相同，且與電極層B的電極矩陣的方向垂直。
2.根據權利要求1所述的基于壓容效應的印刷型柔性觸摸顯示屏，其特征在于電極層C上附著有漫反射層，漫反射層為消光膜或具有漫反射功能的光油。
3.根據權利要求1所述的基于壓容效應的印刷型柔性觸摸顯示屏，其特征在于透光層和電極層A之間設有附著在透光層上的襯底層，電極層A附著在襯底層上，襯底層為ETEE 塑料薄膜或PET塑料薄膜。
4.根據權利要求1所述的基于壓容效應的印刷型柔性觸摸顯示屏，其特征在于透光層為ETEE塑料薄膜、PET塑料薄膜或無影膠。
5.根據權利要求1所述的基于壓容效應的印刷型柔性觸摸顯示屏，其特征在于透明彈性層為聚氨酯。
6.根據權利要求1或5所述的基于壓容效應的印刷型柔性觸摸顯示屏，其特征在于 透明彈性層的厚度為20 μ m 100 μ m。
7.根據權利要求1所述的基于壓容效應的印刷型柔性觸摸顯示屏，其特征在于所述顯示屏的厚度不超過5mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于壓容效應的印刷型柔性觸摸顯示屏。它由下向上至少包括承印層、印刷油墨層、透光層、電極層A、電控光開關層、電極層B、透明彈性層和電極層C，承印層為可折疊且可印刷的柔性絕緣材料，印刷油墨層為印刷在承印層上的CMYK油墨點陣，透明彈性層為TPE-熱塑性彈性體，電控光開關層為PDLC薄膜，電極層A、電極層B和電極層C均為刻有電極矩陣的ITO導電薄膜層，電極層A和電極層C的電極矩陣方向相同，且與電極層B的電極矩陣的方向垂直。本發(fā)明的顯示屏具有觸摸功能，易于實現(xiàn)彩色化、響應速度快、驅動電壓低，制作工藝簡單，生產成本低。
文檔編號G02F1/133GK102236472SQ20111020511
公開日2011年11月9日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權日2011年7月21日
發(fā)明者劉鋒, 周奕華, 唐超群, 石新智, 祈昶, 胡繼承, 錢俊, 陳娜, 馬立勝 申請人:北京三五九投資有限公司