CN103399666B - 滤光片组件和触摸显示组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滤光片组件和触摸显示组件。该滤光片组件包括：玻璃基材；遮光矩阵层；彩色光阻层及导电层。导电层包括第一导电图案、至少两个第二导电图案单元和导电桥，第一导电图案与至少两个第二导电图案单元相互间隔形成感应结构，所述导电桥与所述第一导电图案之间相互绝缘，所述导电桥与位于所述导电桥两端的所述第二导电图案单元共同构成第二导电图案。上述滤光片模块可同时实现触控操作及滤光片功能，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。

Description

滤光片组件和触摸显示组件

技术领域

本发明涉及显示领域，特别是涉及一种滤光片组件和使用该滤光片组件的触摸显示屏。

背景技术

触摸显示设备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。触摸显示设备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，触摸显示设备主要由显示屏及位于显示屏上的触摸屏组成，然而，触摸屏作为与显示屏独立的组件，在用于一些触摸显示设备实现人机交互操作时，需要根据显屏的尺寸进行定购，之后再进行组装，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，这样得到的触摸显示设备设计难度及厚度均较大。

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；

导电层，设置在所述遮光矩阵层远离所述玻璃基材的一侧，所述导电层包括第一导电图案及至少两个第二导电图案单元，所述第一导电图案及第二导电图案单元均为网格状的导电网格，包括相互交叉的导电丝线，所述至少两个第二导电图案单元位于所述第一导电图案的相对两侧，所述第一导电图案与至少两个第二导电图案单元相互间隔形成感应结构，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；及

导电桥，跨设于所述第一导电图案上，所述导电桥电连接与所述第一导电图案相邻且位于所述第一导电图案相对两侧的所述第二导电单元，所述导电桥与所述第一导电图案之间相互绝缘，所述导电桥与位于所述导电桥两端的所述第二导电图案单元共同构成第二导电图案，所述第一导图案与第二导电图案交叉设置。

在其中一个实施例中，滤光片组件进一步包括绝缘层，所述绝缘层覆盖所述导电层，所述导电桥嵌设于所述绝缘层中，所述导电桥包括连接部及分别设置在所述连接部两端的两个贯穿部，所述连接部位于所述绝缘层远离所述遮光矩阵层的一侧，所述贯穿部自所述绝缘层远离所述遮光矩阵层的一侧延伸至所述第二导电图案单元以分别电连接于两个所述相邻的第二导电单元。

在其中一个实施例中，所述贯穿部至少搭接所述第二导电图案单元上的两条导电丝线。

在其中一个实施例中，所述连接部为导电网格，所述导电网格的宽度为5微米～500微米，所述导电网格包括相互交叉的导电丝线，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，所述连接部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，进一步包括绝缘层，所述绝缘层包括多个覆盖在所述第一导电图案上的绝缘块，所述导电桥跨设在所述绝缘块上并电连接与所述第一导电图案相邻且位于所述第一导电图案相对两侧的两个第二导电单元。

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，所述绝缘层的厚度为1微米～5微米，所述绝缘层的材质为紫外固化树脂、可见光固化树脂或热固化树脂。

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，所述导电丝线的宽度小于等于所述格线的宽度。

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。

在其中一个实施例中，所述导电丝线为导电镀层或导电涂层。

一种触摸显示屏，包括依次层叠的TFT电极、液晶模块、公共电极、滤光片组件和上偏光片，所述滤光片组件为如上所述的滤光片组件。

上述滤光片模块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。

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所示滤光片组件的剖面示意图；

图3为图2所示的导电层的主视图；

图4a为一实施例的导电丝线的结构示意图；

图4b为另一实施例的导电丝线的结构示意图；

图5为另一实施例的滤光片组件的剖面示意图；

图6为另一实施例的滤光片组件的剖面示意图；

图7为另一实施例的滤光片组件的剖面示意图；

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为另一实施例的导电丝线的结构示意图。

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，只需要一个上偏光片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（Black Matrix,BM）24、彩色光阻层26、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的一个表面上。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。从俯视的角度来看，遮光矩阵层24包括多个栅格，栅格中遮光材料被去除，用于收容彩色光阻层26。

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。从平面角度来看，彩色光阻层26包括多个彩色光阻单元。每一彩色光阻单元设置在一个栅格中。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。

在请参阅图2，导电层28设置在遮光矩阵层24远离玻璃基材的一侧上。导电层28包括第一导电图案282、第二导电图案284和导电桥286，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。

请参阅图3，在本实施例中，第一导电图案282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单元2822，第二导电图案284包括被第一导电单元2822间隔分开的多个绝缘的第二导电单元2842。相邻两个第二导电图案单元2842位于一个第一导电单元2822的相对两侧。相邻两个第二导电单元2842通过导电桥286电连接得到连通的第二导电图案284。导电桥286与第一导电图案282通过绝缘层29相互绝缘。

更进一步地，第一导电图案282与第二导电图案284均包括网格状的连续导电网格。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。导电网格由导电丝线a交叉形成。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，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4a和图4b，导电丝线a可以为直线或曲线。

导电丝线a是通过在遮光矩阵层24上镀金属层（即导电镀层）或涂一层导电墨水，如纳米银浆导电涂层，再经涂光刻胶-曝光-显影-蚀刻等工序形成。导电丝线a中的导电材质可以是金、银、铜、铝、锌、锡、钼等金属中的至少一种。

优选的，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8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a的网格线距均约为一个栅格线宽的整数倍，在如图10所示。

请参阅图2和图5，第一导电图案282、第二导电图案284全部正对遮光矩阵层24，且第一导电图案282、第二导电图案284的宽度小于遮光矩阵层24的格线的宽度。即导电丝线a正对遮光矩阵层24的格线，且导电丝线a的宽度小于等于格线的宽度，以便于第一导电图案282、第二导电图案284覆设遮光矩阵层24的表面而不影响彩色光阻层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284整体导电。在其他实施例中，请参阅图6和图7，第一导电图案282、第二导电图案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，也开始通过丝印或喷墨打印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包括嵌设在绝缘层29上的连接部2862和设置在连接部2862两端并穿透绝缘层29的两个贯穿部2864，两个贯穿部2864分别电连接于相邻的两个第二导电单元2842。

连接部2862位于绝缘层29远离遮光矩阵层24的一侧。连接部2862为导电网格。导电网格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。导电网格包括相互交叉的导电丝线。为满足视觉透明，即肉眼不可见，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。

贯穿部2864自绝缘层29远离遮光矩阵层24的一侧穿透绝缘层29并延伸至第二导电图案单元2842以分别电连接于第二导电图案284的相邻的两个第二导电单元2842，使得导电桥286的网格线和对应的第二导电图案284相连通。导电桥286跨接所对应的第二导电图案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，另一条仍然可导通）。

绝缘层29的厚度为1微米～5微米。绝缘层29的材质可以为紫外固化树脂、可见光固化树脂或热固化树脂。

图2所示实施例中的导电桥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连接部2862及设置在连接部2862两端的两贯穿部2864的导电桥286。

请参阅图5至图7，在这三个实施例中，导电桥286是通过丝印或喷墨打印透明导电墨水形成。绝缘层29包括多个覆盖在第一导电图案282上的绝缘块292。导电桥286跨设在绝缘块292上，且导电桥286的两端与间隔的两个第二导电图案284相连实现电连接，且使第二导电图案284不直接与第一导电图案282电连接，所述导电桥286及导电块292均可以根据丝印或喷墨的精度选技用透明或透明的导电材料。

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）再整面镀金属层或涂一层金属导电墨水并固化；

（4）涂布光刻胶，利用曝光-显影-蚀刻技术在遮光矩阵层上得到所需导电图案的金属丝线层；

（5）然后在对应区域分次镀/涂上R/G/B彩色光阻，得到彩色光阻层。

（6）在上述金属丝线层的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，这里需要进行对位处理，使得对应搭桥两端导电块的模具处的凸部压穿透明UV胶并与对应的间隔的第二导电图案相连通，得到与搭桥结构嵌套的凹槽；

（7）向上述凹槽结构中填充导电材料并进行固化，导电材料为金属单质或合金，碳纳米管，石墨烯，有机导电高分子或者ITO。

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BM的粘结力；

（2）在玻璃基材表面整面涂/镀BM（BM为黑色UV胶或金属铬），如果BM为黑色UV胶，则采用曝光—显影技术，将彩色光阻区域的BM除去；如果BM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BM除去；

（3）再整面镀金属层或涂一层金属导电墨水并固化；

（4）涂布光刻胶，利用曝光-显影-蚀刻技术在BM层上得到所需导电图案的金属丝线层；

（5）在对应区域分次镀/涂上R/G/B彩色光阻；

（6）在上述金属丝线层的表面再涂布光刻胶层，并利用掩膜板对光刻胶层进行曝光、显影，在后续的导电桥的两个导电块对应位置处分别得到光刻胶掩层；

（7）向所述带有光刻胶掩层的导电丝线层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，这里需要进行对位处理，使得导电桥的网格两端与光刻胶掩层连接；

（8）将所述光刻胶掩层除去，以形成连通对应的第二导电图案和导电搭桥表面网格线的导电块凹槽；

（9）向所述搭桥网格导线凹槽和所述导电块凹槽中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搭桥，导电材料为金属单质或合金，碳纳米管，石墨烯，有机导电高分子或者ITO。

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，增加后续与彩色光阻和BM的粘结力；

（2）在玻璃基材表面整面涂/镀BM（BM为黑色UV胶或金属铬），如果BM为黑色UV胶，则采用曝光—显影技术，将彩色光阻区域的BM除去；如果BM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BM除去；

（3）再整面镀金属层或涂一层金属导电墨水并固化（本实施例可以采用金属银）；

（4）涂布光刻胶，利用曝光-显影-蚀刻技术在BM层上得到所需导电图案的金属丝线层；

（5）在对应区域分次镀/涂上R/G/B彩色光阻；

（6）采用喷墨打印或丝网印刷技术在需要搭桥区域覆设一层透明绝缘层；

（7）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墨水作为搭桥，使得桥两端间隔的第二导电图案实现电连接，且不与第一导电图案连通，透明导电墨水其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。

（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。

Claims (7)

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；

导电层，设置在所述遮光矩阵层远离所述玻璃基材的一侧的表面，所述导电层包括第一导电图案及至少两个第二导电图案单元，所述第一导电图案及第二导电图案单元均为网格状的导电网格，包括相互交叉的导电丝线，所述至少两个第二导电图案单元位于所述第一导电图案的相对两侧，所述第一导电图案与至少两个第二导电图案单元相互间隔形成感应结构，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；及

导电桥，跨设于所述第一导电图案上，所述导电桥电连接与所述第一导电图案相邻且位于所述第一导电图案相对两侧的所述第二导电图案单元，所述导电桥与所述第一导电图案之间相互绝缘，所述导电桥与位于所述导电桥两端的所述第二导电图案单元共同构成第二导电图案，所述第一导电图案与第二导电图案交叉设置；

绝缘层，所述绝缘层覆盖所述导电层，所述导电桥嵌设于所述绝缘层中，所述导电桥包括连接部及分别设置在所述连接部两端的两个贯穿部，所述连接部位于所述绝缘层远离所述遮光矩阵层的一侧，所述贯穿部自所述绝缘层远离所述遮光矩阵层的一侧延伸至所述第二导电图案单元以分别电连接于两个相邻的所述第二导电图案单元；

所述连接部为嵌设于所述绝缘层表面的导电网格，导电网格包括相互交叉的导电丝线，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。

2.根据权利要求1所述的滤光片组件，其特征在于，所述贯穿部至少搭接所述第二导电图案单元上的两条导电丝线。

3.根据权利要求1所述的滤光片组件，其特征在于，所述连接部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。

4.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大于等于所述遮光矩阵层的厚度。

5.根据权利要求1所述的滤光片组件，其特征在于，所述导电丝线的宽度不大于所述格线的宽度。

6.根据权利要求1所述的滤光片组件，其特征在于，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。

7.一种触摸显示屏，其特征在于，包括依次层叠的TFT电极、液晶模块、滤光片组件和上偏光片，所述滤光片组件为如权利要求1～6任意一项所述的滤光片组件。