專利名稱：基于電阻效應(yīng)的印刷型柔性觸摸顯示屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于電阻效應(yīng)的印刷型柔性觸摸顯示屏，屬于印刷領(lǐng)域，也屬于電子領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前的顯示技術(shù)可以分為兩大類一類是紙質(zhì)顯示，其主要特點是通過反射環(huán)境光來顯示內(nèi)容，易于彩色顯示，可視角大(接近180° )，介質(zhì)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(nèi)部發(fā)光來顯示內(nèi)容， 工作時需要消耗較多電能，閱讀時容易使人疲勞，介質(zhì)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(shù)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(zhì)、可快速電控顯示內(nèi)容、通過反射環(huán)境光顯示、低能耗、便攜這些特點。這樣的柔性顯示器可以應(yīng)用于電子書、汽車、智能卡、標簽、數(shù)字簽名、顯示器等多個領(lǐng)域。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-Ink、 Phlips、IBM、貝爾實驗室等國際公司的電泳技術(shù)，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(yīng)速度慢(數(shù)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(chǎn)成本高等一系列問題需要解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于彌補現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種基于電阻效應(yīng)的印刷型柔性觸摸顯示屏，該顯示屏以自然光為光源，通過反射光來形成顏色視覺，具有柔性觸摸功能、易于彩色化、閱讀舒適、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(shù)方案是一種基于電阻效應(yīng)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(guān)層、電極層B、 隔離層、電極層C和襯底層C ；承印層為可折疊且可印刷的柔性絕緣材料，印刷油墨層是用油墨印刷在承印層上產(chǎn)生的CMYK彩色油墨點陣，透光層為柔性透光材料，電控光開關(guān)層為聚合物分散液晶薄膜，隔離層為柔性透明的鏤空網(wǎng)格狀薄膜，襯底層C為ETEE塑料薄膜或 PET塑料薄膜，電極層A、電極層B和電極層C均為刻有電極矩陣的ITO導(dǎo)電薄膜，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。所述襯底層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。所述在透光層和電極層A之間設(shè)有附著在透光層上的襯底層A，電極層A附著在襯底層A上，襯底層A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。所述隔離層為透明的丙烯酸酯薄膜。所述隔離層的厚度為10 50 μ m，優(yōu)選20 μ m。所述顯示屏的厚度不超過5mm。與現(xiàn)有技術(shù)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(shù)作為黑白和彩色顯示的基礎(chǔ)，采用印刷技術(shù)中成熟的調(diào)頻加網(wǎng)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(shù)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(guān)，響應(yīng)時間可以縮短到40ms之內(nèi)，驅(qū)動電壓可以減小到25v，明顯優(yōu)于目前主流的E-INK技術(shù)(響應(yīng)時間約為150ms、驅(qū)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(chǎn)成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)。而以電光晶體作為電控光開關(guān)的顯示屏，雖然響應(yīng)時間短，但驅(qū)動電壓比較高(約為443v)，且固態(tài)膜的制備工藝復(fù)雜，成本高。與之相比，本發(fā)明的顯示屏在驅(qū)動電壓、制作工藝和生產(chǎn)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(jié)構(gòu)復(fù)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(dǎo)電薄膜作為控制電極，結(jié)構(gòu)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(xí)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)明的承印層、透光層、電極層A、電控光開關(guān)層、電極層B、隔離層、電極層C、 襯底層C以及漫反射層等均采用薄膜，顯示屏的整體厚度不超過5mm，使顯示屏質(zhì)量輕、易于柔性化。5、本發(fā)明的顯示屏中，電極層B、隔離層與電極層C組成了一個電阻開關(guān)矩陣，無外力時，電極層B與電極層C由于隔離層的影響而沒有接通，電阻呈現(xiàn)無窮大；當顯示屏被觸摸時，電極層C在外力作用下發(fā)生形變，穿過隔離層與電極層B發(fā)生接觸，使得該觸摸點處由電極層B、隔離層與電極層C組成的電阻開關(guān)接通，電阻急劇變小，從而感知外部觸摸， 實現(xiàn)了觸摸屏的功能可以感知外部觸摸，實現(xiàn)了觸摸屏的功能。


圖1為實施例1提供的基于電阻效應(yīng)的印刷型柔性觸摸顯示屏的結(jié)構(gòu)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(nèi)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(guān)層、電極層B、隔離層、電極層C、襯底層C和漫反射層，該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(chǎn)生CMYK彩色油墨點陣，得到印刷油墨層。透光層采用柔性透光材料，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(guān)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(dǎo)電薄膜。當透光層為無影膠時，在透光層和電極層A之間加設(shè)一層襯底層A，作為電極層A的ITO導(dǎo)電薄膜附著在襯底層A上，襯底層A附著在透光層上，襯底層A采用透明有機薄膜材料，如ETEE塑料薄膜或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(dǎo)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塑料薄膜，電極層A附著在透光層上。作為電極層B的ITO導(dǎo)電薄膜是附著在電控光開關(guān)層上的ITO鍍層。作為電極層C的 ITO導(dǎo)電薄膜為附著在襯底層C上的ITO鍍層，襯底層C采用透明有機薄膜材料，如ETEE塑料薄膜或PET塑料薄膜。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(guān)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(guān)， 通過控制印刷油墨層上的CMYK彩色油墨點陣實現(xiàn)彩色顯示，一般來說，電控光開關(guān)層越厚，對比度越高。隔離層為鏤空的透明柔性網(wǎng)格狀薄膜，可以采用厚度為10 50 μ m的透明的丙烯酸酯材料，本實施例中隔離層厚度為20μπι。隔離層僅起到支撐作用，以空氣為介質(zhì)將電極層B與電極層C分離，在電極層B與電極層C交疊的部分為空氣，不交疊處為網(wǎng)格實體支撐部分。電極層B、隔離層與電極層C組成了一個電阻開關(guān)矩陣，無外力時，電極層B與電極層C由于隔離層的影響而沒有接通，電阻呈現(xiàn)無窮大；當顯示屏被觸摸時，電極層C在外力作用下發(fā)生形變，穿過隔離層與電極層C發(fā)生接觸，使得該觸摸點處由電極層B、隔離層與電極層C組成的電阻開關(guān)接通，電阻急劇變小，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本實施例提供的印刷型柔性觸摸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Α、襯底層Α、電極層Α、電控光開關(guān)層、電極層B、隔離層、電極層C和襯底層C，該顯示屏的厚度不超過5mm。本實施例中透光層采用無影膠，其他各層所用材料與實施例1相同。本發(fā)明的基于電阻效應(yīng)的印刷型柔性觸摸顯示屏的制備方法如下(1)在承印層上采用凹版印刷方式印刷油墨，產(chǎn)生CMYK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(diào)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(zhì)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(dǎo)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A，在襯底層A上濺射透明氧化銦錫鍍層得到ITO導(dǎo)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(zhuǎn)移工藝，在制好的ITO導(dǎo)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(zhuǎn)移工藝由光刻、曝光、刻蝕、清洗、檢測等工序構(gòu)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(guān)層。該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(guān)層上透明氧化銦錫鍍層得到ITO導(dǎo)電薄膜，在ITO導(dǎo)電薄膜上加工電極矩陣，并使其電極矩陣的方向與電極層A的電極矩陣的方向呈90°夾角，得到電極層B;(6)以透明的柔性絕緣材料如丙烯酸酯為原料，采用印制工藝在電極層B上印制出厚度為10 50 μ m的鏤空的透明網(wǎng)格狀薄膜，得到隔離層；(7)以透明柔性有機薄膜如ETEE或PET薄膜作為襯底層C，在襯底層C上濺射透明氧化銦錫鍍層得到ITO導(dǎo)電薄膜，在該ITO導(dǎo)電薄膜上加工電極矩陣，并使其電極矩陣的方向與電極層A的電極矩陣方向相同，得到電極層C，用透明的絕緣膠如無影膠將電極層C 粘貼在隔離層上；(9)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將消光膜粘貼在襯底層C上，得到漫反射層；當采用具有漫反射功能的光油時，直接在襯底層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)明的基于電阻效應(yīng)的印刷型柔性觸摸顯示屏的顯示原理為電控光開關(guān)層采用PDLC，它是將低分子液晶與預(yù)聚物相混合，在一定條件下經(jīng)聚合反應(yīng)，形成微米級的液晶微滴均勻地分散在高分子網(wǎng)絡(luò)中，再利用液晶分子的介電各向異性獲得具有電光響應(yīng)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(guān)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(guān)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(guān)層中液晶分子混亂排列，薄膜具有一定的遮蓋力，顯示白色。總之，本發(fā)明的基于電阻效應(yīng)的印刷型柔性觸摸顯示屏可以感知外部觸摸，具有觸摸功能，易于實現(xiàn)彩色化；采用PDLC薄膜作為電控光開關(guān)，不需要偏振片，響應(yīng)時間短、 驅(qū)動電壓低；以自然光作為反射光來實現(xiàn)顯示，利用漫反射層消除反光，使閱讀更舒適；制作工藝簡單，成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種基于電阻效應(yīng)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(guān)層、 電極層B、隔離層、電極層C和襯底層C ；承印層為可折疊且可印刷的柔性絕緣材料，印刷油墨層是用油墨印刷在承印層上產(chǎn)生的CMYK彩色油墨點陣，透光層為柔性透光材料，電控光開關(guān)層為聚合物分散液晶薄膜，隔離層為柔性透明的鏤空網(wǎng)格狀薄膜，襯底層C為ETEE塑料薄膜或PET塑料薄膜，電極層A、電極層B和電極層C均為刻有電極矩陣的ITO導(dǎo)電薄膜， 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(jù)權(quán)利要求1所述的基于電阻效應(yīng)的印刷型柔性觸摸顯示屏，其特征在于襯底層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(jù)權(quán)利要求1所述的基于電阻效應(yīng)的印刷型柔性觸摸顯示屏，其特征在于在透光層和電極層A之間設(shè)有附著在透光層上的襯底層A，電極層A附著在襯底層A上，襯底層 A為ETEE塑料薄膜或PET塑料薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電阻效應(yīng)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(jù)權(quán)利要求1所述的基于電阻效應(yīng)的印刷型柔性觸摸顯示屏，其特征在于隔離層為透明的丙烯酸酯薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的基于電阻效應(yīng)的印刷型柔性觸摸顯示屏，其特征在于 隔離層的厚度為10 50 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于電阻效應(yīng)的印刷型柔性觸摸顯示屏，其特征在于隔離層的厚度為20 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電阻效應(yīng)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)明公開了一種基于電阻效應(yīng)的印刷型柔性觸摸顯示屏。它至少包括承印層、印刷油墨層、透光層、電極層A、電控光開關(guān)層、電極層B、隔離層、電極層C和襯底層C；承印層為可折疊且可印刷的柔性絕緣材料，印刷油墨層是印刷在承印層上的CMYK油墨點陣，透光層為柔性透光材料，電控光開關(guān)層為PDLC薄膜，隔離層為鏤空的柔性透明網(wǎng)格狀薄膜，襯底層C為柔性透明有機薄膜，電極層A、電極層B和電極層C均為刻有電極矩陣的ITO薄膜，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，響應(yīng)時間短、驅(qū)動電壓低，制作工藝簡單、生產(chǎn)成本低。
文檔編號G02F1/1343GK102269899SQ20111020511
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)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