專利名稱：觸摸屏、觸摸屏的制備方法及使用該觸摸屏的顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸摸屏、觸摸屏的制備方法及使用該觸摸屏的顯示裝 置，尤其涉及一種基于碳納米管的觸摸屏、該觸摸屏的制備方法及使用該觸 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)容進行視覺確認， 一邊利用手指或筆等方式按壓觸摸屏來進 行操作。由此，可以操作電子設(shè)備的各種功能。
按照觸摸屏的工作原理和傳輸介質(zhì)的不同，現(xiàn)有的觸摸屏分為四種類 型，分別為電阻式、電容式、紅外線式以及表面聲波式。其中電容式觸摸屏 因準(zhǔn)確度較高、抗干擾能力強應(yīng)用較為廣泛(李樹本，王清弟，吉建華，光電
子技術(shù)，Vol. 15, P62 (1995》。
現(xiàn)有技術(shù)中的電容型觸摸屏包括一玻璃基板， 一透明導(dǎo)電層，以及多個 金屬電極。在該電容型觸摸屏中，玻璃基板的材料為納鈣玻璃。透明導(dǎo)電層 為例如銦錫氧化物(ITO)或銻錫氧化物(ATO)等透明材料。電極為通過 印制具有低電阻的導(dǎo)電金屬(例如銀)形成。電極間隔設(shè)置在透明導(dǎo)電層的 各個角處。此外，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，并進行熱處理后，硬化形成。
當(dāng)手指等觸摸物觸摸在觸摸屏表面上時，由于人體電場，手指等觸摸物 和觸摸屏中的透明導(dǎo)電層之間形成一個耦合電容。對于高頻電流來說，電容 是直接導(dǎo)體，手指等觸摸物的觸摸將從接觸點吸走一個很小的電流。這個電 流分別從觸摸屏上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個電極的電流與手指到四角 的距離成正比，觸摸屏控制器通過對這四個電流比例的精確計算，得出觸摸 點的位置。因此，透明導(dǎo)電層對于觸摸屏是一必需的部件，現(xiàn)有技術(shù)中透明導(dǎo)電層
通常采用ITO層，但是ITO層目前主要采用濺射或蒸鍍等方法制備，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。此外，ITO層作為透明導(dǎo)電層具有機械和化學(xué)耐用性不夠好 等缺點。進一步地，采用ITO層作透明導(dǎo)電層存在電阻阻值分布不均勻的現(xiàn) 象，導(dǎo)致現(xiàn)有的電容式觸摸屏存在觸摸屏的分辨率低、精確度不高等問題。 因此，確有必要提供一種分辨率高、精確度高及耐用的觸摸屏，以及一 種方法簡單、成本低的觸摸屏的制備方法及使用該觸摸屏的顯示裝置。

發(fā)明內(nèi)容
一種觸摸屏，該觸摸屏包括一基體； 一透明導(dǎo)電層，該透明導(dǎo)電層設(shè)置 于上述基體的一表面；以及至少兩個電極，該至少兩個電極間隔設(shè)置并與該 透明導(dǎo)電層電連接。其中，上述透明導(dǎo)電層包括一碳納米管層，該碳納米管 層包括各向同性或沿一固定方向取向或不同方向取向排列的多個碳納米管。
一種觸摸屏的制備方法，包括以下步驟提供一碳納米管陣列形成于一 基底及一基體；擠壓上述碳納米管陣列獲得一碳納米管層形成在基體的一個 表面；以及提供至少兩個電極，并將至少兩個電極間隔設(shè)置并與上述碳納米 管層形成電連接，從而形成所述的觸摸屏。
一種顯示裝置，其包括一觸摸屏，該觸摸屏包括一基體， 一透明導(dǎo)電層， 該透明導(dǎo)電層設(shè)置于上述基體的一表面，以及至少兩個電極，該至少兩個電 極間隔設(shè)置并與該透明導(dǎo)電層電連接； 一顯示設(shè)備，該顯示設(shè)備正對且靠近 觸摸屏的基體設(shè)置。其中，上述透明導(dǎo)電層包括一碳納米管層，該碳納米管 層包括各向同性或沿一固定方向取向或不同方向取向排列的多個碳納米管。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本技術(shù)方案提供的觸摸屏、觸摸屏的制備方法及顯 示裝置具有以下優(yōu)點其一，由于碳納米管在所述的碳納米管層中通過范德 華力相互吸引，緊密結(jié)合，形成由多個碳納米管組成的自支撐結(jié)構(gòu)，從而使 得上述的碳納米管層具有較好的機械強度和韌性，故，采用上述的碳納米管 層作透明導(dǎo)電層，可以相應(yīng)的提高觸摸屏的耐用性，進而提高了使用該觸摸 屏的顯示裝置的耐用性。其二，所述碳納米管層包括各向同性或沿一固定方 向取向或不同方向取向排列的多個碳納米管。故，采用上述的碳納米管層作透明導(dǎo)電層，可使得透明導(dǎo)電層具有均勻的阻值分布和較好的透光特性，從 而提高觸摸屏及使用該觸摸屏的顯示裝置的分辨率和精確度。其三，由于碳 納米管層是通過一施壓裝置擠壓碳納米管陣列獲得，制備方法簡單，且該方 法無需真空環(huán)境和加熱過程，故采用上述方法制備的碳納米管層作透明導(dǎo)電 層，有利于降低觸摸屏及使用該觸摸屏的顯示裝置的成本。


圖1是本技術(shù)方案實施例的觸摸屏的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是沿圖i所示的線n-n的剖視圖。
圖3是本技術(shù)方案實施例觸摸屏的制備方法的流程示意圖。 圖4是本技術(shù)方案實施例獲得的各向同性的碳納米管薄膜的掃描電鏡照片。
圖5是本技術(shù)方案實施例獲得的擇優(yōu)取向的碳納米管薄膜的掃描電鏡照片。
圖6是本技術(shù)方案實施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是本技術(shù)方案實施例的顯示裝置的工作原理示意圖。
具體實施例方式
以下將結(jié)合附圖詳細說明本技術(shù)方案的觸摸屏、觸摸屏的制備方法及使 用該觸摸屏的顯示裝置。
請參閱圖1和圖2，觸摸屏20包括一基體22、 一透明導(dǎo)電層24、 一防 護層26及至少兩個電極28。基體22具有一第一表面221以及與第一表面 221相對的第二表面222。透明導(dǎo)電層24設(shè)置在基體22的第一表面221上； 上述至少兩個電極28分別設(shè)置在透明導(dǎo)電層24的每個角處或邊上，且與透 明導(dǎo)電層24形成電連接，用以在透明導(dǎo)電層24上形成等電位面。防護層26 可直接設(shè)置在透明導(dǎo)電層24以及電極28上。
所述基體22為一曲面型或平面型的結(jié)構(gòu)。該基體22由玻璃、石英、金 剛石或塑料等硬性材料或柔性材料形成。所述基體22主要起支撐的作用。
所述透明導(dǎo)電層24包括一個碳納米管層。該碳納米管層包括各向同性 或沿一固定方向取向或不同方向取向排列的多個碳納米管。進一步地，該碳
7納米管層中的碳納米管與碳納米管層的表面成一夾度a,其中，a大于等于 零度且小于等于15度(0SaS15。)。優(yōu)選地，所述碳納米管層中的碳納米管平 行于碳納米管層的表面。所述碳納米管層中的碳納米管通過范德華力相互吸 引，緊密結(jié)合，形成一自支撐結(jié)構(gòu)，使得該碳納米管薄膜具有很好的韌性， 可以彎折，故本技術(shù)方案實施例中的基體可為柔性基體。
由于所述碳納米管層包括各向同性或沿一固定方向取向或不同方向取 向排列的多個碳納米管。因此所述碳納米管薄膜具有很好的透光特性和阻值 分布，故采用上述的碳納米管層作透明導(dǎo)電層可以提高觸摸屏的分辨率和精 確度。
本技術(shù)方案實施例中獲得的碳納米管層的厚度為0.5納米 100微米，碳 納米管層的長度及寬度不限。該碳納米管層包括各向同性或沿一固定方向取 向或不同方向取向排列的多個碳納米管。上述多個碳納米管包括單壁碳納米 管、雙壁碳納米管及多壁碳納米管中的一種或幾種。該單壁碳納米管的直徑 為0.5納米 50納米；該雙壁碳納米管的直徑為1.0納米 50納米；該多壁石友 納米管的直徑為1.5納米 50納米。
可以理解，所述透明導(dǎo)電層24和基體22的形狀可以根據(jù)觸摸屏20的 觸摸區(qū)域的形狀進行選擇。例如觸摸屏20的觸摸區(qū)域可為具有一長度的長 線形觸摸區(qū)域、三角形觸摸區(qū)域及矩形觸摸區(qū)域等。本實施例中，觸摸屏20 的觸摸區(qū)域為矩形觸摸區(qū)域。
對于矩形觸摸區(qū)域，透明導(dǎo)電層24和基體22的形狀也可為矩形。為了 在上述的透明導(dǎo)電層24上形成均勻的電阻網(wǎng)絡(luò)，需在該透明導(dǎo)電層24的四 個角處或四邊上分別形成四個電4及。上述的四個電才及可由金屬材并+形成。具 體地，在本實施例中，基體22為玻璃基板，至少兩個電極28為四個電極， 該四個電極為由銀或銅等低電阻的導(dǎo)電金屬鍍層或者金屬箔片組成的條狀 電極28。上述電極28間隔設(shè)置在上述的透明導(dǎo)電層24同一表面的四個邊上。 可以理解，上述的電極28也可以設(shè)置在透明導(dǎo)電層24的不同表面上，其關(guān) 鍵在于上述電極28的設(shè)置能使得在透明導(dǎo)電層24上形成等電位面即可。本 實施例中，所述電極28設(shè)置在透明導(dǎo)電層24的遠離基體的一個表面上。
進一步地，為了延長透明導(dǎo)電層24的使用壽命和限制耦合在接觸點與 透明導(dǎo)電層24之間的電容，可以在透明導(dǎo)電層24和電極之上設(shè)置一透明的防護層26,防護層26可由氮化硅、氧化硅、苯丙環(huán)丁烯(BCB)、聚酯膜或 丙烯酸樹脂等形成。所述防護層26直接設(shè)置在電極28和透明導(dǎo)電層24上， 該防護層26具有一定的硬度，對透明導(dǎo)電層24起保護作用。可以理解，還 可通過特殊的工藝處理，從而使得防護層26具有以下功能，例如減小炫光、 降低反射等。
在本實施例中，在形成有電極28的透明導(dǎo)電層24上設(shè)置一二氧化硅層 用作防護層26,該防護層26的石更度達到7H(H為洛氏石更度試—險中，卸除主 試驗力后，在初試驗力下壓痕殘留的深度)?？梢岳斫?，防護層26的硬度和 厚度可以根據(jù)需要進行選擇。所述防護層26可以通過粘結(jié)劑直接粘結(jié)在透 明導(dǎo)電層24上。
此外，為了減小由顯示設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾，避免從觸摸屏20發(fā)出的 信號產(chǎn)生錯誤，還可在基體22的第二表面222上設(shè)置一屏蔽層25。該屏蔽 層25可由銦錫氧化物(ITO)薄膜、銻錫氧化物(ATO)薄膜或碳納米管層 等透明導(dǎo)電材料形成。本實施例中，該碳納米管層包括各向同性或沿一固定 方向取向或不同方向取向排列的多個碳納米管，其具體結(jié)構(gòu)可與透明導(dǎo)電層 24相同。該碳納米管層作為電接地點，起到屏蔽的作用，從而使得觸摸屏 20能在無干擾的環(huán)境中工作。可以理解，所述碳納米管層還可以是其它結(jié)構(gòu) 的碳納米管層。
請參閱圖3，本技術(shù)方案實施例觸摸屏20的制備方法主要包括以下步
驟
步驟一提供一碳納米管陣列形成于一基底，優(yōu)選地，該陣列為超順排 碳納米管陣列；及提供一基體22。
本技術(shù)方案實施例提供的碳納米管陣列為單壁碳納米管陣列、雙壁碳納 米管陣列或多壁碳納米管陣列。本實施例中，超順排碳納米管陣列的制備方 法采用化學(xué)氣相沉積法，其具體步驟包括(a)提供一平整基底，該基底可 選用P型或N型硅基底，或選用形成有氧化層的硅基底，本實施例優(yōu)選為采 用4英寸的硅基底；(b)在基底表面均勻形成一催化劑層，該催化劑層材料 可選用鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)或其任意組合的合金之一；(c)將上述 形成有催化劑層的基底在700 900。C的空氣中退火約30分鐘 90分鐘；(d) 將處理過的基底置于反應(yīng)爐中，在保護氣體環(huán)境下加熱到5Q0 740。C,然后通入碳源氣體反應(yīng)約5~30分鐘，生長得到超順排碳納米管陣列，其高度為 200-400微米。該超順排碳納米管陣列為多個彼此平行且垂直于基底生長的 碳納米管形成的純碳納米管陣列。通過上述控制生長條件，該超順排碳納米 管陣列中基本不含有雜質(zhì)，如無定型碳或殘留的催化劑金屬顆粒等。該碳納 米管陣列中的碳納米管彼此通過范德華力緊密接觸形成陣列。該碳納米管陣 列與上述基底面積基本相同。
本實施例中碳源氣可選用乙炔、乙烯、曱烷等化學(xué)性質(zhì)較活潑的碳氫化 合物，本實施例優(yōu)選的碳源氣為乙炔；保護氣體為氮氣或惰性氣體，本實施 例優(yōu)選的保護氣體為氬氣。
石墨電極恒流電弧放電沉積法、激光蒸發(fā)沉積法等。
進一步地，在本實施例中，基體22為一矩形玻璃基板，該基體22與碳 納米管陣列面積基本相同；其中，基體22具有一第一表面221以及與第一 表面221相對的第二表面222。
步驟二擠壓上述碳納米管陣列從而獲得一碳納米管層形成在基體22 的表面。
具體地，所述的碳納米管層包括一碳納米管薄膜。其中，由于本技術(shù)方 案提供的碳納米管具有很好的粘性，所以上述基體22可以比較牢固地粘附 在碳納米管陣列上。故，擠壓上述碳納米管陣列從而獲得一碳納米管層形成 在基體22的一個表面，包括以下兩種方式。其一，提供一施加裝置施加一 定的壓力于上述碳納米管陣列上；在壓力的作用下碳納米管陣列與生長的基 底分離，從而形成由多個碳納米管組成的具有自支撐結(jié)構(gòu)的碳納米管薄膜； 之后，將上述碳納米管薄膜通過導(dǎo)電粘結(jié)劑如導(dǎo)電銀膠等粘結(jié)在基體22的 第一表面221。其二，將上述基體22的第一表面221直接覆蓋在上述碳納米 管陣列上；提供一施加裝置施加一定的壓力于基體第二表面222上；在壓力 的作用下碳納米管陣列與生長的基底分離，從而形成由多個碳納米管組成的 具有自支撐結(jié)構(gòu)的碳納米管薄膜粘附在基體22的第一表面221。
另外，在施壓的過程中，碳納米管陣列在壓力的作用下會與生長的基底 分離，從而形成由多個碳納米管組成的具有自支撐結(jié)構(gòu)的碳納米管薄膜，且 所述的多個碳納米管基本上與碳納米管薄膜的表面平行。本技術(shù)方案實施例中，施壓裝置為一壓頭，壓頭表面光滑，壓頭的形狀及擠壓方向決定制備的 碳納米管薄膜中碳納米管的排列方式。具體地，當(dāng)釆用平面壓頭沿垂直于上 述碳納米管陣列生長的基底的方向擠壓時，可獲得碳納米管為各向同性排列
的碳納米管薄膜(請參閱圖4);當(dāng)采用滾軸狀壓頭沿某一固定方向碾壓時， 可獲得碳納米管沿該固定方向取向排列的碳納米管薄膜(請參閱圖5);當(dāng)采 用滾軸狀壓頭沿不同方向碾壓時，可獲得>暖納米管沿不同方向取向排列的石友 納米管薄膜。
可以理解，當(dāng)采用上述不同方式擠壓上述的碳納米管陣列時，碳納米管 會在壓力的作用下傾倒，并與相鄰的碳納米管通過范德華力相互吸引、連接 形成由多個碳納米管組成的具有自支撐結(jié)構(gòu)的碳納米管薄膜。所述的多個碳 納米管與該碳納米管薄膜的表面基本平行并為各向同性或沿一固定方向取 向或不同方向取向排列。另外，在壓力的作用下，碳納米管陣列會與生長的 基底分離，從而使得該碳納米管薄膜容易與基底脫離。
本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白，上述碳納米管陣列的傾倒程度(傾角)與 壓力的大小有關(guān)，壓力越大，傾角越大。制備的碳納米管薄膜的厚度取決于 碳納米管陣列的高度以及壓力大小。碳納米管陣列的高度越大而施加的壓力 越小，則制備的碳納米管薄膜的厚度越大；反之，碳納米管陣列的高度越小 而施加的壓力越大，則制備的碳納米管薄膜的厚度越小。本實施例中的碳納 米管薄膜中的碳納米管與碳納米管薄膜的表面成一夾角a,其中，a大于等 于零度且小于等于15度(0^c^15。)?？梢岳斫猓鎏技{米管薄膜的導(dǎo)電性 能與上述的夾角有關(guān)。具體地，所述夾角越小，則制備的碳納米管薄膜的導(dǎo) 電性能越好。反之，所述夾角越大，則制備的碳納米管薄膜的導(dǎo)電性能逐漸 降低。
進一步地，上述的碳納米管層可以是本實施例步驟二中制備的一個碳納 米管薄膜或至少兩個重疊設(shè)置的碳納米管薄膜。具體地，上述碳納米管薄膜 進一步可以覆蓋在另一碳納米管陣列上，通過本技術(shù)方案實施例步驟二提供 的施壓裝置擠壓上述覆蓋有碳納米管薄膜的碳納米管陣列形成一雙層碳納 米管薄膜，該雙層碳納米管薄膜中的碳納米管薄膜之間通過范德華力緊密結(jié) 合。重復(fù)上述步驟，即可得到一個、含有多層碳納米管薄膜的碳納米管層。
本實施例中，上述的碳納米管薄膜的寬度和長度與碳納米管陣列所生長
ii的基底的尺寸有關(guān)，該碳納米管薄膜的寬度和長度不限，可根據(jù)實際需求制 得。本技術(shù)方案實施例中采用4英寸的基底生長超順排碳納米管陣列。該碳
納米管層的厚度為0.5納米 100微米。當(dāng)該碳納米管層中的碳納米管為單壁 碳納米管時，該單壁碳納米管的直徑為0.5納米 50納米。當(dāng)該碳納米管層 中的碳納米管為雙壁碳納米管時，該雙壁碳納米管的直徑為1.0納米 50納 米。當(dāng)該碳納米管層中的碳納米管為多壁碳納米管時，該多壁碳納米管的直 徑為1.5納米 50納米。
步驟三提供至少兩個電極28，將上述至少兩個電極28間隔設(shè)置并與 碳納米管層形成電連接，從而形成觸摸屏20。
其中，所述碳納米管層用作透明導(dǎo)電層24，所述電極28可以采用濺射、 電鍍、化學(xué)鍍等沉積方法直接形成在透明導(dǎo)電層24上。另外，也可用銀膠 等導(dǎo)電粘結(jié)劑將上述的電極28粘結(jié)在透明導(dǎo)電層24上。本實施例中，上述 至少兩個電極28為由銀或銅等低電阻的導(dǎo)電金屬鍍層或者金屬箔片組成的 條狀電極。該條狀電極透過'減射方法直接間隔地沉積在^f友納米管層的四個邊 上。
可以理解，所述的金屬電極28亦可設(shè)置于透明導(dǎo)電層24與基體22之 間，且與透明導(dǎo)電層24電連接，并不限于上述的設(shè)置方式和粘結(jié)方式。只 要能使上述的電極28與透明導(dǎo)電層24上之間形成電連接的方式都應(yīng)在本發(fā) 明的保護范圍內(nèi)。
進一步地，可以在透明導(dǎo)電層24和電極之上設(shè)置一透明的防護層26， 防護層26可由氮化硅、氧化硅、苯丙環(huán)丁烯(BCB)、聚酯膜或丙烯酸樹脂等 形成。該防護層26具有一定的硬度，對透明導(dǎo)電層24起保護作用。
在本實施例中，在形成有電極28的透明導(dǎo)電層24上設(shè)置一二氧化硅層 用作防護層26，該防護層26的硬度達到7H ( H為洛氏硬度試驗中，卸除主 試驗力后，在初試驗力下壓痕殘留的深度)?？梢岳斫?，防護層26的硬度和 厚度可以根據(jù)需要進行選擇。所述防護層26可以通過粘結(jié)劑直接粘結(jié)在透 明導(dǎo)電層24上。
此外，為了減小由顯示設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾，避免從觸摸屏20發(fā)出的 信號產(chǎn)生錯誤，還可在基體22的第二表面222上設(shè)置一屏蔽層25。該屏蔽 層25可由銦錫氧化物(ITO)薄膜、銻錫氧化物(ATO)薄膜、鎳金薄膜、銀薄膜或碳納米管層等透明導(dǎo)電材料形成。本實施例中，該碳納米管層包括
多個碳納米管平行于碳納米管層表面，其具體結(jié)構(gòu)可與透明導(dǎo)電層24相同。 該碳納米管層作為電接地點，起到屏蔽的作用，從而使得觸摸屏20能在無 干擾的環(huán)境中工作?？梢岳斫猓鎏技{米管層還可以是其它結(jié)構(gòu)的碳納米 管層。
請參閱圖6，本技術(shù)方案實施例提供一顯示裝置100，該顯示裝置100 包括一觸摸屏20， 一顯示設(shè)備30。該顯示設(shè)備30正對且靠近觸摸屏20設(shè) 置。進一步地，上述的顯示設(shè)備30與觸摸屏20正對且靠近觸摸屏20的基 體22的第二表面222設(shè)置。上述的顯示設(shè)備30與觸摸屏20可間隔一預(yù)定 距離設(shè)置或集成設(shè)置。
顯示設(shè)備30可以為液晶顯示器、場發(fā)射顯示器、等離子顯示器、電致 發(fā)光顯示器、真空熒光顯示器及陰極射線管等顯示設(shè)備中的一種。
請參閱圖7，進一步地，當(dāng)顯示設(shè)備30與觸摸屏20間隔一定距離設(shè)置 時，可在觸摸屏20的屏蔽層25遠離基體22的一個表面上設(shè)置一鈍化層104， 該鈍化層104可由氮化硅、氧化硅、苯丙環(huán)丁烯(BCB)、聚酯膜或丙烯酸樹 脂等形成。該#^匕層104與顯示i殳備30的正面間隔一間隙106 i殳置。具體 地，在上述的鈍化層104與顯示設(shè)備30之間設(shè)置兩個支撐體108。該鈍化層 104作為介電層使用，所述鈍化層104與間隙106可保護顯示設(shè)備30不致于 由于外力過大而損壞。
當(dāng)顯示設(shè)備30與觸摸屏20集成設(shè)置時，可將上述的支撐體108直接除 去，而將鈍化層104直接設(shè)置在顯示設(shè)備30上。即，上述的鈍化層104與 顯示設(shè)備30之間無間隙地接觸設(shè)置。
另外，上述的顯示裝置100進一步包括一觸摸屏控制器40、 一顯示設(shè)備 控制器60及一中央處理器50。其中，觸摸屏控制器40、中央處理器50及 顯示設(shè)備控制器60三者用電路相互連接，觸摸屏控制器40連接觸摸屏20 的電極28，顯示設(shè)備控制器60連接顯示設(shè)備30。
本實施例觸摸屏20及顯示裝置IOO在應(yīng)用時的原理如下觸摸屏20在 應(yīng)用時可直接設(shè)置在顯示設(shè)備30的顯示面上。觸摸屏控制器40根據(jù)手指等 觸摸物70觸摸的圖標(biāo)或菜單位置來定位選擇信息輸入，并將該信息傳遞給 中央處理器50。中央處理器50通過顯示器控制器60控制顯示設(shè)備30顯示。具體地，在使用時，透明導(dǎo)電層24上施加一預(yù)定電壓。電壓通過電極 28施加到透明導(dǎo)電層24上，從而在該透明導(dǎo)電層24上形成等電位面。使用 者一邊視覺確認在觸摸屏20后面設(shè)置的顯示設(shè)備30的顯示， 一邊通過手指 或筆等觸摸物70按壓或接近觸摸屏20的防護層26進行操作時，觸摸物70 與透明導(dǎo)電層24之間形成一耦合電容。對于高頻電流來說，電容是直接導(dǎo) 體，于是手指從接觸點吸走一個部分的電流。這個電流分別從觸摸屏20上 的電極中流出，并且流經(jīng)這四個電極的電流與手指到四角的距離成正比，觸 摸屏控制器40通過對這四個電流比例的精確計算，得出觸摸點的位置。之 后，觸摸屏控制器40將數(shù)字化的觸摸位置數(shù)據(jù)傳送給中央處理器50。然后， 中央處理器50接受上述的觸摸位置數(shù)據(jù)并執(zhí)行。最后，中央處理器50將該 觸摸位置數(shù)據(jù)傳輸給顯示器控制器60，從而在顯示設(shè)備30上顯示接觸物70 發(fā)出的觸摸信息。
本技術(shù)方案實施例提供的顯示裝置IOO具有以下優(yōu)點其一，由于碳納
碳納米管組成的自支撐結(jié)構(gòu)，從而使得上述的碳納米管層具有較好的機械強 度和韌性，故，采用上述的碳納米管層作透明導(dǎo)電層24，可以相應(yīng)的提高觸 摸屏20的耐用性，進而提高了使用該觸摸屏20的顯示裝置100的耐用性。 其二，上述該碳納米管層包括各向同性或沿一固定方向取向或不同方向取向 排列的多個碳納米管。故，采用上述的碳納米管層作透明導(dǎo)電層24,可使得 透明導(dǎo)電層24具有均勻的阻值分布和較好的透光特性，從而提高觸摸屏20 及使用該觸摸屏的顯示裝置100的分辨率和精確度。其三，由于碳納米管層 是通過一施壓裝置擠壓碳納米管陣列獲得，制備方法簡單，且該方法無需真 空環(huán)境和加熱過程，故采用上述方法制備的碳納米管層作透明導(dǎo)電層24，有 利于降低觸摸屏20及使用該觸摸屏的顯示裝置100的成本。
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)明所要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種觸摸屏，包括一基體；一透明導(dǎo)電層，該透明導(dǎo)電層設(shè)置于上述基體的一表面；以及至少兩個電極，該至少兩個電極間隔設(shè)置并與該透明導(dǎo)電層電連接，其特征在于，上述透明導(dǎo)電層進一步包括一碳納米管層，該碳納米管層包括各向同性或沿一固定方向取向或不同方向取向排列的多個碳納米管。
2. 如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述碳納米管平行于碳納米管層的表面。
3. 如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述碳納米管層中的碳納米管與碳納米管層的表面成一夾度a，其中，a大于等于零度且小于等于15度(OW150)。
4. 如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述碳納米管層中的碳納米管通過范德華力相互吸引、緊密結(jié)合，形成由多個碳納米管組成的自支撐結(jié)構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述碳納米管層的厚度為0.5納米 謂微米。
6. 如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述碳納米管包括單壁碳納米管、雙壁碳納米管及多壁碳納米管中的一種或幾種。
7. 如權(quán)利要求6所述的觸摸屏，其特征在于，所述單壁碳納米管的直徑為0.5納米 50納米，雙壁石灰納米管的直徑為1.0納米 50納米，多壁碳納米管的直徑為1.5納米 50納米。
8. 如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述至少兩電極為金屬電極，該金屬電極為銅或銀的金屬鍍層或金屬箔片。
9. 如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述至少兩個電極間隔地設(shè)置在透明導(dǎo)電層遠離基體的表面。
10. 如權(quán)利要求9所述的觸摸屏，其特征在于，所述至少兩個電極通過一導(dǎo)電銀膠設(shè)置在透明導(dǎo)電層的表面。
11. 如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述觸摸屏進一步包括一防護層，該防護層設(shè)置在透明導(dǎo)電層遠離基體的表面。
12. 如權(quán)利要求11所述的觸摸屏，其特征在于，所述防護層的材料為氮化硅、氧 化硅、苯丙環(huán)丁烯、聚酯膜或丙烯酸樹脂。
13. 如權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述觸摸屏進一步包括一屏蔽層， 該屏蔽層設(shè)置于上述基體遠離透明導(dǎo)電層的一表面上，該屏蔽層為銦錫氧化 物薄膜、銻錫氧化物薄膜、鎳金薄膜、銀薄膜或碳納米管層。
14. 一種觸摸屏的制備方法，該方法包括以下步驟 提供一碳納米管陣列形成于一基底及一基體；擠壓上述碳納米管陣列從而獲得一碳納米管層形成在基體的一個表面；以及 提供至少兩個電極，并將至少兩個電極間隔設(shè)置并與上述碳納米管層形成電 連接，從而形成所述的觸摸屏。'
15. 如權(quán)利要求14所述的觸摸屏的制備方法，其特征在于，所述獲得碳納米管層 并形成在上述基體的一個表面的過程，具體包括以下步驟 提供一施壓裝置，施加壓力于上述碳納米管陣列，形成由多個碳納米管組成 的具有自支撐結(jié)構(gòu)的碳納米管薄膜；以及 將上述碳納米管薄膜粘結(jié)于所述基體的一個表面上。
16. 如權(quán)利要求14所述的觸摸屏的制備方法，其特征在于，所述獲得碳納米管層 形成在基體的一個表面的過程，具體包括以下步驟將上述基體的一個表面直接覆蓋在上述碳納米管陣列上；以及 提供一施加裝置，施加壓力于基體的另一個表面，形成由多個碳納米管組成 的具有自支撐結(jié)構(gòu)的碳納米管薄膜粘結(jié)在基體的一個表面。
17. 如權(quán)利要求15或16所述的觸摸屏的制備方法，其特征在于，所述施壓裝置 為一平面壓頭。
18. 如權(quán)利要求17所述的觸摸屏的制備方法，其特征在于，所述擠壓碳納米管陣 列的過程為采用平面壓頭沿垂直于上述碳納米管陣列生長的基底的方向擠 壓。
19. 如權(quán)利要求15或16所述的觸摸屏的制備方法，其特征在于，所述施壓裝置 為一滾軸狀壓頭。
20. 如權(quán)利要求19所述的觸摸屏的制備方法，其特征在于，所述擠壓碳納米管陣 列的過程為采用滾軸狀壓頭沿某一固定方向碾壓或沿不同方向碾壓。
21. —種顯示裝置，包括一觸摸屏，該觸摸屏包括一基體； 一透明導(dǎo)電層，該透明導(dǎo)電層設(shè)置于上述 基體的一表面；以及至少兩個電極，該至少兩個電極間隔設(shè)置并與該透明導(dǎo) 電層電連接；一顯示設(shè)備，該顯示設(shè)備正對且靠近觸摸屏的基體遠離透明導(dǎo)電層的一個表 面設(shè)置，其特征在于，所述透明導(dǎo)電層進一步包括一碳納米管層，該碳納米管層包括 各向同性或沿一固定方向取向或不同方向取向排列的多個碳納米管。
22. 如權(quán)利要求21所述的顯示裝置，其特征在于，所述的顯示設(shè)備為液晶顯示器、 場發(fā)射顯示器、等離子顯示器、電致發(fā)光顯示器、真空熒光顯示器及陰極射 線管中的一種。
23. 如權(quán)利要求21所述的顯示裝置，其特征在于，所述顯示設(shè)備與觸摸屏間隔設(shè) 置或集成設(shè)置。
24. 如權(quán)利要求21所述的顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置進一步包括一鈍 化層，該鈍化層設(shè)置于觸摸屏和顯示設(shè)備之間，與觸摸屏相接觸設(shè)置，與顯 示設(shè)備間隔一定距離設(shè)置。
25. 如權(quán)利要求24所述的顯示裝置，其特征在于，所述鈍化層的材料為氮化硅、 氧化硅、苯丙環(huán)丁烯、聚酯膜或丙烯酸樹脂。
26. 如權(quán)利要求25所述的顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置進一步包括一觸 摸屏控制器、 一顯示設(shè)備控制器及一中央處理器，其中，觸摸屏控制器、中 央處理器及顯示設(shè)備控制器三者通過電路相互連接，觸摸屏控制器連接觸摸 屏的電極，顯示設(shè)備控制器連接顯示設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種觸摸屏，該觸摸屏包括一基體；一透明導(dǎo)電層，該透明導(dǎo)電層設(shè)置于上述基體的一表面；以及至少兩個電極，該至少兩個電極間隔設(shè)置并與該透明導(dǎo)電層電連接。其中，所述的透明導(dǎo)電層包括一碳納米管層，該碳納米管層包括各向同性或沿一固定方向取向或不同方向取向排列的多個碳納米管。進一步地，本發(fā)明還涉及一種觸摸屏的制備方法及一種使用上述觸摸屏的顯示裝置，其包括一顯示設(shè)備及一觸摸屏。
文檔編號G06F3/044GK101458597SQ200710125110
公開日2009年6月17日 申請日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者亮 劉, 劉長洪, 姜開利, 范守善 申請人:清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司