CN103389830A - 滤光片组件及触摸显示屏 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滤光片组件和触摸显示屏，滤光片组件包括：玻璃基材；遮光矩阵层，设置在玻璃基材上，遮光矩阵层包括相互交叉的格线，格线交叉成形栅格；彩色光阻层，包括多个设置在玻璃基材上并位于栅格中的彩色光阻单元；压印胶层，设置在遮光矩阵层和彩色光阻层上，压印胶层远离玻璃基板的一侧开设有凹槽；导电层，收容在凹槽内，导电层的厚度小于等于凹槽的深度，导电层包括第一导电图案及第二导电图案，所述第一导电图案与第二导电图案相互间隔形成感应结构。上述滤光片组件和触摸显示屏的导电层设置在彩色光阻层和遮光矩阵层的上方的压印胶层中，可以避免导电层的刮伤。

Description

滤光片组件及触摸显示屏

技术领域

本发明涉及触摸屏，特别是涉及一种滤光片组件及使用该滤光片组件的触摸显示屏。

背景技术

触摸屏是一种可接收触摸输入信号的感应装置。触摸屏赋予了信息交互崭新的面貌，是极富吸引力的全新信息交互设备。触摸屏技术的发展引起了国内外信息传媒界的普遍关注，已成为光电行业异军突起的朝阳高新技术产业。

目前，具有触摸显示功能的电子产品均包括显示屏及位于显示屏上的触摸屏。然而，触摸屏作为与显示屏独立的组件，在用于一些实现人机交互的电子产品时，均需要根据显示屏的尺寸进行定购，之后再进行组装，以形成触摸显示屏，触摸显示屏同时具有触控操作及显示功能。现有的触摸屏与显示屏的组装主要有两种方式，即框贴及全贴合。框贴是将触摸屏与显示屏的边缘贴合，全贴合是将触摸屏的下表面与显示屏的上表面整面贴合。

显示屏主要包括层叠的偏光片、滤光片组件、保护膜、液晶模块以及薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)，因此，显示屏本身已经具有较大的厚度，继续将触摸屏组装于显示屏上之后，将进一步增加所述触摸显示设备的厚度，再者，多一道贴合工艺，就意味着增加了产品不良的概率，大大增加产品的生产成本。

发明内容

基于此，有必要提供一种能防止导电层刮伤以提高产品良率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；

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，所述压印胶层远离所述玻璃基板的一侧开设有凹槽；及

导电层，收容在所述凹槽内，所述导电层的厚度小于等于所述凹槽的深度，所述导电层包括第一导电图案及第二导电图案，所述第一导电图案与第二导电图案在所述压印胶层的平面延展方向上相互间隔形成感应结构。

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包括连续导电网格，所述导电网格由导电丝线交叉形成，所述导电丝线收容于所述凹槽中。

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的投影均落于所述格线，且所述导电丝线的线宽小于所述格线的线宽。

在其中一个实施例中，所述导电网格在所述遮光矩阵层上的投影容纳有至少一个彩色光阻单元。

在其中一个实施例中，所述彩色光阻层的厚度小于等于所述遮光矩阵层的厚度。

在其中一个实施例中，所述第一导电图案包括多个相同的第一导电图案单元，所述第二导电图案包括多个相同的第二导电图案单元，每一所述第一导电图案单元的一侧排列有至少两个相互间隔的所述第二导电图案单元，每一所述第一导电图案单元两侧的所述第二导电图案单元相互绝缘。

在其中一个实施例中，所述压印胶层的厚度为2微米～10微米。

在其中一个实施例中，所述凹槽的深度为1微米～8微米。

一种触摸显示屏，包括依次层叠的TFT电极、液晶模块、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的凹槽中，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，提高了产品良率，且导电层的厚度小于等于凹槽的深度，进一步在后续加工或使用的过程中避免导电层的刮伤。

附图说明

图1为一实施例的触摸显示屏的结构示意图；

图2为图1所示触摸显示屏中的滤光片组件的结构示意图；

图3为一实施例的滤光片组件的结构示意图；

图4为另一实施例的滤光片组件的结构示意图；

图5为另一实施例的滤光片组件的结构示意图；

图6为一实施例的导电层的结构示意图；

图7a为一实施例的导电丝线的结构示意图；

图7b为另一实施例的导电丝线的结构示意图；

图8为一实施例的导电丝线的结构示意图；

图9为另一实施例的导电丝线的结构示意图；

图10为一实施例的导电丝线的结构示意图；

图11为一实施例的滤光片组件的工艺流程图。

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及上偏光片60。

本实施例的下偏光片10、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，只需要上偏光片60即可。保护膜50也可以省略。

滤光片组件200同时具有触摸感应及滤光片功能，使包含其的触摸显示屏100具有触摸显示功能。触摸显示屏100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（Black Matrix，BM）24、彩色光阻层26、压印胶层27及导电层28。

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-蚀刻工艺制成。遮光矩阵层24包括相互交叉的格线，这些格线交叉形成栅格。从平面角度来看，遮光矩阵层24包括多个栅格，栅格中部为透光区。

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包括多个彩色光阻单元262。每一彩色光阻单元262收容在一个栅格中。彩色光阻层26的材料可以为带有彩色染料，例如红（Red,R）、绿（Green,G）、蓝（Blue,B）的光刻胶，其可以采用曝光、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。

请参阅图3，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4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，侧面则全部被遮光矩阵层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。

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上开设用于收容导电层28的凹槽，凹槽的深度可以为1微米～8微米，其中导电层28的厚度不超过凹槽的深度。

在请参阅图2至图5，导电层28收容在压印胶层27的凹槽内，导电层28的厚度小于等于凹槽的深度。导电层28包括第一导电图案282和第二导电图案284，且第一导电图案282与第二导电图案284相互间隔形成感应结构，如图6所示，第一导电图案282与第二导电图案284包括由导电丝线交叉形成的连续导电网格，第一导电图案282和第二导电图案284相互间隔绝缘。

请参阅图2，在一实施例中，导电丝线29可以不与遮光矩阵层24的栅线正对，即导电丝线29可以不用作对位处理，但为得到视觉透明效果，导电丝线的宽度为0.2微米～5微米，优选为0.5微米～2微米，导电丝线29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。

请参阅图3，在一实施例中，导电丝线29在遮光矩阵层24的投影均落于格线上，即导电丝线29全部正对遮光矩阵层的栅线，导电丝线29的线宽可以等于遮光矩阵层的栅线线宽，这样导电丝线29相对图2所示的宽度较宽，即使导电网格较宽且不透明，也会被遮光矩阵层遮挡住，因此用户在使用时不会看到导电网格，即用户在使用时不会看到导电层28，因此不会影响用户体验，另外，在导电丝线29具有较大宽度时，可以降低断线的概率，以提高产品良率。

请参阅图5，在一实施例中，导电丝线29的宽度的小于相邻的两个R/G/B彩色光阻之间的距离，即导电丝线29的线宽可以小于遮光矩阵层24的格线的线宽。以使得导电层28完全覆没在遮光矩阵层24里，以便于导电丝线29设置在正对于遮光矩阵层层的压印胶层27的表面而不露出遮光矩阵层的栅线范围，从而不会影响R/G/B彩色光阻区域的出光效果，这样可以减少导电丝线29露出正对的遮光矩阵层栅线区域外的不良率。且保证相互间隔绝缘的第一导电图案282和第二导电图案284整体导电。

导电丝线29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。

请参阅图7a和图7b，导电丝线29的基本网格可以为矩形，也可以为不规则曲线。

导电丝线29的基本网格形状可以与彩色光阻层26的彩色光阻的形状为相似图形，如图7a所示，导电丝线29网格的交点与遮光矩阵层24的交点重合。导电网格在遮光矩阵层24上的投影容纳有至少一个彩色光阻单元262。

优选的，导电丝线29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29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29的网格线距约为一个格线宽的整数倍，如图8所示；②仅在第二轴向（例如纵轴）上，导电丝线29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29的网格线距约为一个格线宽的整数倍，如图9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29的网格线距均约为一个格线宽的整数倍，在如图10所示。

导电层28的结构可以为任意构成触摸感应的结构。举例来说，如图6所示，。第一导电图案282、第二导电图案284为单层多点结构的导电图案。第一导电图案282包括多个相同的第一导电图案单元283，第二导电图案284包括多个相同的第二导电图案单元285，每一第一导电图案单元283的一侧排列有至少两个相互间隔的第二导电图案单元285，每一第一导电图案单元283两侧的第二导电图案单元285相互绝缘。

上述的滤光片组件200和触摸显示屏100中，遮光矩阵层24和彩色光阻层26设置在玻璃基材22的表面，将压印胶层27设置在遮光矩阵层24和彩色光阻层26上，最后才将导电层28嵌设在压印胶层27，在制备的过程中，导电层28是在最后一个步骤中完成的，避免了导电层28刮伤造成断路、导电不良等情况，提高了产品良率，且导电层28在嵌设在压印胶层27的凹槽中，其厚度不超过凹槽的深度，进一步在后续加工或使用的过程中避免导电层的刮伤。

请参阅图11，一实施方式的滤光片组件的制备方法。当导电层28为单层多点结构时，滤光片组件制作过程可以如下：

S101、将将玻璃基材进行等离子（Plasma）处理。

通过等离子处理除去玻璃基材表面的污渍，并使玻璃基材表面离子化。

等离子处理可以增加基材在后续过程中与彩色光阻层和遮光矩阵层的粘结力。

S102、在玻璃基材上涂覆遮光材料，采用曝光、显影制程，得到遮光矩阵层，遮光矩阵层包括相互交叉的格线，格线交叉形成栅格。

本实施例中，在玻璃基材表面整面涂/镀遮光材料，遮光材料可以为黑色UV胶或金属铬，如果遮光矩阵层材料为黑色UV胶，则采用曝光—显影技术，将需设置彩色光阻折区域的遮光矩阵层材料除去，得到遮光矩阵层；如果遮光矩阵层材料为金属铬，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层材料除去，得到遮光矩阵层。

S103、在栅格中沉积彩色光阻，得到彩色光阻层。

S104、在遮光矩阵层和彩色光阻层上涂布压印胶，得到压印胶层，在压印胶层远离玻璃基板的一侧上开设凹槽。

S105、在凹槽中填充导电材料得到导电层，导电层的厚度小于等于凹槽的深度，导电层包括第一导电图案及第二导电图案，第一导电图案与第二导电图案相互间隔形成感应结构，得到所述滤光片组件。

本实施例中，采用压印模板在压印胶表面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284匹配的第二凹槽，再向凹槽结构中填充导电银墨水导电材料并固化，制得导电层28，即得到滤光片组件。

上述滤光片组件制备方法中，首先在玻璃基板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，提高了产品良率，且导电层在嵌设在压印胶层的凹槽中，其厚度不超过凹槽的深度，进一步在后续加工或使用的过程中避免导电层的刮伤。同时该制备工艺简单，操作可控，成本较低，可适用于工业化生产。

上述的滤光片组件及其制备方法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一触摸屏，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。

（2）由于导电网格丝线细到视觉透明或者正对遮光矩阵层栅线进行设置，因此用户在使用时不会看到导电网格。

（3）导电图案选用嵌入式结构，其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。

（4）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，网格形状可以一步形成，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。

Claims (10)

1.一种滤光片组件，其特征在于，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，所述压印胶层远离所述玻璃基板的一侧开设有凹槽；及

导电层，收容在所述凹槽内，所述导电层的厚度小于等于所述凹槽的深度，所述导电层包括第一导电图案及第二导电图案，所述第一导电图案与第二导电图案在所述压印胶层的平面延展方向上相互间隔形成感应结构。

2.根据权利要求1所述的滤光片组件，其特征在于，所述第一导电图案与所述第二导电图案包括连续导电网格，所述导电网格由导电丝线交叉形成，所述导电丝线收容于所述凹槽中。

3.根据权利要求2所述的滤光片组件，其特征在于，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。

4.根据权利要求2所述的滤光片组件，其特征在于，所述导电丝线在所述遮光矩阵层的投影均落于所述格线，且所述导电丝线的线宽小于所述格线的线宽。

5.根据权利要求4所述的滤光片组件，其特征在于，所述导电网格在所述遮光矩阵层上的投影容纳有至少一个彩色光阻单元。

6.根据权利要求1所述的滤光片组件，其特征在于，所述彩色光阻层的厚度小于等于所述遮光矩阵层的厚度。

7.根据权利要求1所述的滤光片组件，其特征在于，所述第一导电图案包括多个相同的第一导电图案单元，所述第二导电图案包括多个相同的第二导电图案单元，每一所述第一导电图案单元的一侧排列有至少两个相互间隔的所述第二导电图案单元，每一所述第一导电图案单元两侧的所述第二导电图案单元相互绝缘。

8.根据权利要求1所述的滤光片组件，其特征在于，所述压印胶层的厚度为2微米～10微米。

9.根据权利要求1所述的滤光片组件，其特征在于，所述凹槽的深度为1微米～8微米。

10.一种触摸显示屏，包括依次层叠的TFT电极、液晶模块、滤光片组件和偏光片，其特征在于，所述滤光片组件为如权利要求1～11任意一项所述的滤光片组件。

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