发明内容
基于此,有必要提供一种产品良率较高的滤光片组件和使用该滤光片组件的触摸显示屏。
一种滤光片组件,包括:
玻璃基材;
遮光矩阵层,设置在所述玻璃基材上,所述遮光矩阵层包括相互交叉的格线,所述格线交叉成形栅格;
彩色光阻层,包括多个设置在所述玻璃基材上并位于所述栅格中的彩色光阻单元;
压印胶层,设置在所述遮光矩阵层和所述彩色光阻层上;
导电层,嵌设在所述压印胶层远离所述玻璃基材的一侧,包括第一导电图案及至少两个第二导电图案单元,所述至少两个第二导电图案单元位于所述第一导电图案相对的两侧,所述第一导电图案与第二导电图案单元相互间隔形成感应结构;及
设于该压印胶上的导电桥,相邻且位于所述第一导电图案相对两侧的两个第二导电图案单元通过所述导电桥电连接,所述导电桥跨过所述第一导电图案且与所述第一导电图案之间设有绝缘层,所述导电桥及导电桥两端的所述第二导电图案单元构成第二导电图案。
在其中一个实施例中,所述导电桥嵌设于所述绝缘层中,所述绝缘层覆盖所述第一导电图案及第二导电图案单元,所述导电桥包括搭桥网格及分别设置在所述搭桥网格两端的两个贯穿部,所述两个贯穿部贯穿所述绝缘层以分别电连接于两个所述相邻的第二导电图案单元。
在其中一个实施例中,所述绝缘层包括多个绝缘块,所述第一导电图案包括多个第一导电图案单元及位于相邻两第一导电图案单元之间且电连接该两第一导电单图案单元的连接部,所述绝缘块位于所述连接部与所述导电桥之间。。
在其中一个实施例中,所述彩色光阻层的厚度大于等于所述遮光矩阵层的厚度。
在其中一个实施例中,所述压印胶层开设有形状与所述第一导电图案匹配的第一凹槽和形状与所述第二导电图案单元匹配的第二凹槽,所述第一导电图案收容于所述第一凹槽内,所述第二导电图案单元收容于所述第二凹槽内,所述第一导电图案的厚度小于等于所述第一凹槽的深度,所述第二导电图案单元的厚度小于等于所述第二凹槽的深度。
在其中一个实施例中,所述第一导电图案与所述第二导电图案单元包括连续导电网格,所述导电网格由导电丝线交叉形成。
在其中一个实施例中,所述导电丝线的宽度为0.2微米~5微米,导电丝线相互交叉形成网格结点,相邻的两网格结点之间的距离为10微米~500微米。
在其中一个实施例中,所述导电丝线在所述遮光矩阵层上的投影全部落在所述遮光矩阵层的格线上。
在其中一个实施例中,所述导电网格包括多个网格单元,每一网格单元至少收容一彩色光阻单元。
一种触摸显示屏,包括依次层叠的薄膜晶体管电极、液晶模块、公共电极、滤光片组件和偏光片,所述滤光片组件为如上任意一项所述的滤光片组件。
上述滤光片组件和使用该滤光片组件的触摸显示屏中,先将遮光矩阵层和彩色光阻层设置在玻璃基层的表面,然后将压印胶层设置在遮光矩阵层和彩色光阻层上,最后才将导电层嵌设在压印胶层远离玻璃基材的一侧,在制备的过程中,导电层是在最后一个步骤中完成的,避免了导电层刮伤造成断路、导电不良等情况,并且通过导电桥将多个第二导电图案单元的电连接起来,在后续中只需要设置一条电极引线用于引出第二导电图案单元,节约工序,保证产品良率较高。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提出一种滤光片组件及使用该滤光片组件的触摸显示屏。该滤光片组件可实现触摸操作及滤光片功能,从而使触摸显示屏具有触摸显示功能。
请参阅图1,一实施例的触摸显示屏100,包括依次层叠的下偏光片10、TFT电极20、液晶模块30、公共电极40、保护膜50、滤光片组件200及偏光片60。
本实施例的下偏光片10、薄膜晶体管(ThinFilmTransistor,TFT)电极20、液晶模块30、公共电极40、保护膜50及上偏光片60的结构及功能可以与现有产品相同,在此不再赘述。
可以理解,对于使用背光源为偏振光源的,如OLED偏振光源,则无需下偏光片10,只需要偏光片60即可。保护膜50也可以省略。
触摸显示屏100同时具有可触摸操作及可偏振光功能,使显示屏具有触摸显示功能。显示屏可以为直下式、或侧下式光源的液晶显示屏。
以下重点描述滤光片组件200。
请参阅图2,滤光片组件200包括玻璃基材22、遮光矩阵层(BlackMatrix,BM)24、彩色光阻层26、压印胶层27、导电层28和绝缘层29。
玻璃基材22可以为硅铝酸盐玻璃或钙钠玻璃。
遮光矩阵层24设置在玻璃基材22的表面上。遮光矩阵层24的材料为带有黑色染料的光刻胶或金属铬,其可以采用曝光、显影制成。遮光矩阵层24包括相互交叉的格线,这些格线交叉成形栅格。从平面角度来看,遮光矩阵层24包括多个遮光矩阵,栅格中遮光材料被去除,用于收容彩色光阻材料。
彩色光阻层26设置在遮光矩阵层24的栅格中,彩色光阻层26的材料可以为带有彩色染料的光刻胶,例如红(red,R)、绿(green,G)、蓝(blue,B)等颜色,彩色光阻层26可以采用曝光、显影形成。彩色光阻层26分布在遮光矩阵层24形成的栅格之中,即彩色光阻层26和遮光矩阵层24间隔分布在玻璃基材22的表面上。本实施例中,彩色光阻层26的彩色光阻为R/G/B彩色光阻。彩色光阻层26包括多个彩色光阻单元262。每一彩色光阻单元262位于在一个栅格中。
请参阅图2,在一个实施例中,彩色光阻层26的厚度可以等于遮光矩阵层24的厚度。在其他实施例中,如图3所示,彩色光阻层26的厚度大于遮光矩阵层24的厚度,这样可以增加光的出光率。(如果彩色光阻层26的厚度小于遮光矩阵层24的厚度,则看上去彩色光阻层26类似于嵌设在遮光矩阵层24中,遮光矩阵层24将光遮住,因此从彩色光阻层中26出来的光只能从正面看到,侧面则容易被遮光矩阵层24挡住,不利于出光)。且当彩色光阻层26的厚度大于遮光矩阵层24的厚度,彩色光阻层26的顶部类似于嵌入压印胶层27中,压印胶层27将彩色光阻之间的间隙进行填平,压印胶层27同时起到保护彩色光阻及网格成型的作用。
请参阅图3,压印胶层27设置遮光矩阵层24和彩色光阻层26上,压印胶层27为透明状,厚度为2微米~10微米,不影响整体的透过率。本实施例中,压印胶层27的材料可以为无溶剂紫外固化亚克力树脂。在其他实施例中,压印胶层27的材质还可以为可见光固化树脂、热固化树脂。压印胶层27上开设有凹槽,用于收容导电材料。凹槽的深度可以为1微米~8微米,其中填充的导电材料固化后的厚度小于等于凹槽的深度。
导电层28嵌设在压印胶层27远离玻璃基材的一侧上。导电层28包括第一导电图案282多个第二导电图案单元284。所述第二导电图案单元284位于第一导电图案282相对的两侧,且第一导电图案282与第二导电图案单元284相互间隔形成感应结构。导电桥286设置在压印胶27上,相邻且位于第一导电图案282相对两侧的两个第二导电图案单元284通过导电桥286电连接,导电桥286跨过第一导电图案282且与所述第一导电图案282之间设有绝缘层。导电桥286及导电桥286两端的第二导电图案单元284构成第二导电图案。导电桥286与第一导电图案282通过绝缘层29绝缘。绝缘层29的厚度为1微米~5微米。绝缘层29为透明状,不影响整体的透过率。绝缘层29材质为绝缘材料,可以为无溶剂紫外固化亚克力树脂,还可以为可见光固化树脂、热固化树脂。
请参阅图4,在本实施例中,第一导电图案286和第二导电图案286为单层多点结构的导电图案。第一导电图案282包括多个连续设置且相互电连接的第一导电图案单元2822及位于相邻两第一导电图案单元2822之间且电连接该两第一导电单图案单元2822的连接部2824。相邻两个第二导电图案单元284通过导电桥286电连接得到连通的第二导电图案,且导电桥286跨设于连接部2824。
第一导电图案282与第二导电图案单元284包括连续导电网格,导电网格由导电丝线a交叉形成。导电丝线a可以通过在压印胶层27上先进行压印得到形状与第一导电图案282匹配的第一凹槽和形状与第二导电图案匹配的第二凹槽,再向凹槽结构中填充导电材料制得。填充的导电材料可以为金属或合金,碳纳米管,石墨烯,有机导电高分子以及ITO;优先为金属,如纳米银浆。
导电丝线a的基本网格形状可以与彩色光阻层26的彩色光阻单元262的形状为相似图形,导电丝线a网格的交点与遮光矩阵层24的格线交点重合。请参阅图5a和图5b,导电丝线a可以为直线、曲线或折线(图未示)。导电网格包括多个网格单元,每一网格单元至少收容一彩色光阻单元262。
具体地,导电丝线a的网格线距是遮光矩阵层24同一轴向相邻两条中心线间距离的整数倍以便于制备。这里可以分为三种情况:①仅在第一轴向(例如横轴)上,导电丝线a的网格线距是遮光矩阵层24同一轴向相邻两条中心线间距离的整数倍,即在横轴方向的导电丝线a的网格线距约为一个栅格线宽的整数倍,如图6所示;②仅在第二轴向(例如纵轴)上,导电丝线a的网格线距是遮光矩阵层24同一轴向相邻两条中心线间距离的整数倍,即在纵轴方向的导电丝线a的网格线距约为一个栅格线宽的整数倍,如图7所示;③在第一轴向和第二轴向上,导电丝线网格线距均是遮光矩阵层24同一轴向相邻两条中心线间距离的整数倍,即在横轴和纵轴方向的导电丝线a的网格线距均约为一个栅格线宽的整数倍,在如图8所示。
请参阅图9,第一导电图案282、第二导电图案单元284可以不与遮光矩阵层24正对。即导电丝线a的网格线与遮光矩阵层24的格线可以不用作对位处理,但为得到视觉透明,导电丝线线宽为0.2微米~5微米,优选为0.5微米~2微米,导电丝线a相互交叉形成网格结点,相邻的两网格结点之间的距离为10微米~500微米,优选为50微米~500微米。
在一实施例中,请参阅图10,导电丝线a在遮光矩阵层24上的投影全部落在遮光矩阵层24的格线上。即第一导电图案282、第二导电图案单元284全部正对遮光矩阵层24的格线。优选地,且导电丝线a的宽度小于等于格线的宽度。即第一导电图案282、第二导电图案单元284的宽度小于遮光矩阵层24的格线的宽度。以便于第一导电图案282、第二导电图案单元284嵌设正对于遮光矩阵层24的压印胶的表面而不露出遮光矩阵层24的格线的宽度,从而不会影响彩色光阻层26区域的出光效果,且保证相互间隔绝缘的第一导电图案282和第二导电图案单元284整体导电。在其他实施例中,请参阅图11,第一导电图案282、第二导电图案单元284的宽度可以等于遮光矩阵层24的格线。这样第一导电图案282、第二导电图案单元284的宽度相对图2所示的宽度较宽,即使导电网格较宽且不透明,也会被遮光矩阵层24遮挡住,因此用户在使用时不会看到导电网格,因此不会影响用户体验。
导电桥286可以是通过压印再涂布导电材料得到,也可以通过丝印或喷墨打印透明导电墨水的方式实现,以下分别进行说明。
请再次参阅图2,在一实施例中,导电桥286嵌设于绝缘层29中,导电桥286包括搭桥网格2862和设置在搭桥网格2862两端的两个贯穿部2864,两个贯穿部2864部贯穿绝缘层29并分别电连接于相邻的两个第二导电图案单元284。
搭桥网格2862的基本网格可以为规则网格图形,如矩形、菱形或正六边形;也可以为不规则网格。两个贯穿部2864分别跨接所对应的两个第二导电图案单元284中的至少两条导电丝线a,以保证电性搭接的有效性(若其中一条断线,其他导电丝线仍然可导通)。在导电桥286上具有较大尺寸的情况下,为满足视觉透明,搭桥网格2862的网格线较细,线宽为0.2微米~5微米,网格单元的边长为50微米~500微米。
请再次参阅图3,在一实施方式中,绝缘层29包括多个绝缘块292,每一导电桥2860跨设在一个绝缘块292上,绝缘层29和导电桥286的材质可为透明材质或小尺寸不透明材质。
导电桥286可以通过一次性压印拱形的网格导电桥,也可以用曝光显影得到塞孔的方式先形成导电块的塞孔,再压印形成网格部凹槽,最后除去塞孔并一次填入导电材料形成具有搭桥网格2862及设置在搭桥网格2862两端的两个贯穿部2864的导电桥286。还可以通过丝印或喷墨打印透明导电墨水得到。
当采用一次性压印方法得到导电桥286时,滤光片组件200的制作过程如下:
(1)在玻璃基材上首先进行等离子(Plasma)处理,除去玻璃表面的脏污,并使表面离子化,增加与彩色光阻和遮光矩阵的粘结力。
(2)在玻璃基材表面整面涂/镀遮光矩阵材料,其中遮光矩阵材料为黑色UV胶或金属铬,如果遮光矩阵材料为黑色UV胶,则采用曝光—显影技术,将彩色光阻区域的遮光矩阵材料除去,得到遮光矩阵层;如果遮光矩阵材料为金属铬,则先涂布一层光刻胶再经过曝光-显影-蚀刻技术,将彩色光阻区域的遮光矩阵材料除去,得到遮光矩阵层;
(3)然后在去除了遮光矩阵材料的区域分次镀/涂上R/G/B彩色光阻,得到彩色光阻层。
(4)在遮光矩阵和R/G/B彩色光阻上涂覆一层压印胶。
(5)采用压印模板在压印胶表面压印出与遮光矩阵格线正对的第一凹槽和第二凹槽。
(6)向第一凹槽和第二凹槽内填充导电材料并固化,得到第一导电图案和第二导电图案。
其中填充的导电材料可以为金属单质或合金,碳纳米管,石墨烯,有机导电高分子以及ITO;优先为金属,如纳米银浆。
(7)在上述填充导电材料的压印胶表面再涂布一层透明UV胶作为绝缘层,用与所需搭桥结构对应的压印模板压印并进行固化,进行对位处理,使得对应搭桥两端导电块的模具处的凸部压穿透明UV胶并与对应的第二导电图案相连通形成搭桥网格凹槽和贯穿部凹槽。
(8)向搭桥网格凹槽和贯穿部凹槽填充导电材料并固化,得到具有搭桥网格和在搭桥网格两端的两个贯穿部的导电桥。填充的导电材料可以为金属单质或合金,碳纳米管,石墨烯,有机导电高分子以及ITO;优先为金属,如纳米银浆。
当采用曝光显影得到塞孔的方式先形成导电块的塞孔,再压印形成网格部凹槽,最后除去塞孔并一次填入导电材料形成得到导电桥286时,滤光片组件200的制作过程如下:
(1)在玻璃基材上首先进行Plasma处理,除去玻璃表面的脏污,并使表面离子化,增加与彩色光阻和遮光矩阵的粘结力。
(2)在玻璃基材表面整面涂/镀遮光矩阵材料,其中遮光矩阵材料为黑色UV胶或金属铬,如果遮光矩阵材料为黑色UV胶,则采用曝光—显影技术,将彩色光阻区域的遮光矩阵材料除去,得到遮光矩阵层;如果遮光矩阵材料为金属铬,则先涂布一层光刻胶再经过曝光-显影-蚀刻技术,将彩色光阻区域的遮光矩阵材料除去,得到遮光矩阵层。
(3)在去除了遮光矩阵材料的区域分次镀/涂上R/G/B彩色光阻,得到彩色光阻层。
(4)在遮光矩阵层和彩色光阻层上涂覆一层压印胶。
(5)采用压印模板在压印胶表面压印出与遮光矩阵的格线正对的第一凹槽和第二凹槽。
(6)向第一凹槽和第二凹槽内填充导电材料并固化,得到第一导电图案和第二导电图案。
其中填充的导电材料可以为金属单质或合金,碳纳米管,石墨烯,有机导电高分子以及ITO;优先为金属,如纳米银浆。
(7)在上述填充导电材料的压印胶表面再涂布光刻胶层,再利用掩膜板对光刻胶层进行曝光,并通过显影,在后续的导电桥的两个贯穿部对应位置处分别得到光刻胶掩层。
(8)向所述带有光刻胶掩层的复合体的表面再涂布一层透明UV胶作为绝缘层,用与所需导电桥对应的压印模板压印并进行固化,这里需要进行对位处理,使得导电桥的搭桥网格两端与光刻胶掩层连接。
(9)将光刻胶掩层除去,以形成连通对应的第二导电图案和导电桥表面网格线的贯穿部凹槽。
(10)向搭桥网格凹槽和贯穿部凹槽填充导电材料并固化,得到连通对应的第二导电图案相邻两个导电单元的导电桥,得到滤光片组件200。其中填充的导电材料可以为金属单质或合金,碳纳米管,石墨烯,有机导电高分子以及ITO;优先为金属(如纳米银浆)。
其中导电桥286还可以通过在需要搭桥的位置先采用喷墨打印或丝网印刷技术覆盖一层透明绝缘层,再在绝缘层上覆盖一层透明导电油墨作为导电桥连接位于第一导电图案282相对两侧的第二导电图案286。
当采用透明导电油墨作为导电桥286时,滤光片组件200制作过程如下:
(1)在玻璃基材上首先进行Plasma处理,除去玻璃表面的脏污,并使表面离子化,增加与彩色光阻和遮光矩阵的粘结力。
(2)在玻璃基材表面整面涂/镀遮光矩阵材料,其中遮光矩阵材料为黑色UV胶或金属铬,如果遮光矩阵材料为黑色UV胶,则采用曝光—显影技术,将彩色光阻区域的遮光矩阵材料除去,得到遮光矩阵层;如果遮光矩阵材料为金属铬,则先涂布一层光刻胶再经过曝光-显影-蚀刻技术,将彩色光阻区域的遮光矩阵材料除去,得到遮光矩阵层。
(3)在去除了遮光矩阵材料的区域分次镀/涂上R/G/B彩色光阻,得到彩色光阻层。
(4)在遮光矩阵层和彩色光阻层上涂覆一层压印胶。
(5)采用压印模板在压印胶表面压印出与遮光矩阵格线正对的第一凹槽和第二凹槽。
(6)向第一凹槽和第二凹槽内填充导电材料并固化,得到第一导电图案和第二导电图案。
其中填充的导电材料可以为金属单质或合金,碳纳米管,石墨烯,有机导电高分子以及ITO;优先为金属,如纳米银浆。
(7)采用喷墨打印或丝网印刷技术在需要制备导电桥的区域覆盖一层透明绝缘层。
(8)采用喷墨打印或丝网印刷技术在上述透明绝缘层上覆盖一层透明导电油墨作为导电桥,使得导电桥两端的导电图案实现电连接。透明导电墨水材质为透明导电高分子材料或者纳米级金属颗粒,固化后视觉透明。
上述滤光片组件和触摸显示屏中,首先在玻璃基材上制备遮光矩阵层和彩色光阻层,然后涂布压印胶,再在压印胶层上制备导电层,由于导电层是在遮光矩阵层和彩色光阻层之后制备的,避免了导电层刮伤造成断路、导电不良等情况,并且通过导电桥将第二导电图案的多个第二导电单元的电连接起来,在后续中只需要设置一条电极引线用于引出第二导电图案,节约工序,保证产品良率。同时该滤光片组件的制备工艺简单,操作可控,成本较低,可适用于工业化生产。
此外,上述的滤光片组件和触摸显示屏还具有如下优点:
(1)滤光片组件可同时实现触控操作及滤光片功能,作为显示屏中不可缺少的一个组件,用于显示屏中时,可直接使显示屏具有触控功能,无需再在显示屏上组装触摸屏,不仅有利于降低电子产品的厚度,同时还大大节省了材料及组装成本。
(3)由于导电网格丝线细到视觉透明或者正对遮光矩阵格线进行设置,因此用户在使用时不会看到导电网格。
(4)导电图案选用的材料由传统仅用透明材料扩大到所有合适的导电材料,当导电图案选用金属材料时,可大降低电阻以降低触摸屏的能耗。
(5)上述导电图案采用金属网格结构,采用压印工艺进行制造,相较于传统的ITO膜作为导电层的工艺,网格形状可以一步成形,工艺简单,不需要溅镀、蒸镀等昂贵设备,良率高,适合大面积、大批量生产。并且如果以金属代替ITO,材料成本大大降低,由于不需要用到刻蚀工艺,不会造成导电层材料的浪费,且对环境友好。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。