实用新型内容
基于此,有必要提供一种厚度较小的偏光-滤光模块及使用该偏光-滤光模块的触摸显示屏。
一种偏光-滤光模块,包括:
滤光组件,包括透明基底;及
滤光层,包括遮光部和滤光部,所述遮光部由栅格线相互交叉形成,所述栅格线相互交叉形成多个栅格单元,所述滤光部包括多个滤光单元,每一所述滤光单元收容于对应的一所述栅格单元中;及
第一压印胶层,与所述滤光层层叠设置于所述透明基底同侧,所述第一压印胶层开设有第一凹槽;及
第一导电层,嵌设于所述第一压印胶层,包括多个沿第一方向平行间隔设置的第一导电单元,所述第一导电单元包括导电网格,导电网格由导电丝线相互交叉形成,导电丝线交叉形成网格节点,所述导电丝线收容于所述第一凹槽;
偏光组件,附着于所述透明基底远离所述第一导电层的一侧;包括偏光片,以及设置于所述偏光片一侧的第二导电层,所述第二导电层包括多个沿第二方向平行间隔设置的第二导电单元,所述第二导电单元包括导电网格,导电网格由导电丝线相互交叉形成,导电丝线交叉形成网格节点;
所述第一方向与所述第二方向不平行,所述第一导电单元与所述第二导电单元在所述透明基底的厚度方向上相互绝缘,所述第一导电层的导电丝线和第二导电层的导电丝线在所述滤光层的投影均全部落入所述栅格线。
在其中一个实施例中,所述第一导电层的导电丝线和所述第二导电层的导电丝线的线宽均不大于所述栅格线的线宽。
在其中一个实施例中,所述第二导电层直接形成于所述偏光片的表面。
在其中一个实施例中,所述偏光组件还包括第二压印胶层,所述第二压印胶层涂布于所述偏光片的一侧,所述第二压印胶层开设有第二凹槽,所述第二导电层的导电丝线收容于所述第二凹槽。
在其中一个实施例中,所述第一导电层的厚度不大于所述第一凹槽的深度,和/或所述第二导电层的厚度不大于所述第二凹槽的深度。
在其中一个实施例中,所述第一导电层的两个相邻第一导电单元的间隔宽度为0.5μm~50μm,所述第二导电层的两个相邻第二导电单元的间隔宽度为0.5μm~50μm。
在其中一个实施例中,设有第一导电层的第一压印胶层位于所述透明基底和所述滤光层之间。
在其中一个实施例中,设有第一导电层的第一压印胶层位于所述滤光层远离所述透明基底的一侧。
一种触摸显示屏,包括依次层叠的TFT电极、液晶模块以及所述的偏光-滤光模块。
在其中一个实施例中,所述第一导电层朝向所述液晶模块。
上述偏光-滤光模块及使用该偏光-滤光模块的触摸显示屏,偏光-滤光模块可同时实现触摸操作、偏振光功能及滤光功能,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。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本实用新型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实用新型。但是本实用新型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实用新型内涵的情况下做类似改进,因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
请参阅图1,一实施方式的触摸显示屏100,包括依次层叠的TFT电极20、液晶模块30和偏光-滤光模块60。其中,可以在TFT电极20远离液晶模块30的一侧设置下偏光片10,在液晶模块30和偏光-滤光模块60之间设置公共电极40、保护膜50。
TFT电极20包括玻璃基层24和设置在玻璃基层24上的显示电极22。液晶模块30包括液晶32和夹持于液晶32两侧的配向膜34。偏光-滤光模块60的第一导电层628朝向液晶模块30。
可以理解,当使用背光源作为偏振光源的,如OLED偏振光源,无需使用下偏光片10。在一些实施例中,当所述触摸显示屏100为广角液晶屏时,液晶32为位于其一侧的TFT电极20驱动,故可以不另设公共电极40。本实施方式的下偏光片10、TFT电极20、液晶模块30和公共电极40的结构及功能可以与现有产品相同,在此不再赘述。
偏光-滤光模块60同时具有触控操作、偏振光功能及滤光功能,使触摸显示屏100具有触摸显示功能。显示屏可以为直下式、或侧入式光源的液晶显示屏。
以下重点描述偏光-滤光模块60。
触摸显示设备还包括控制驱动芯片以及柔性线路板,为了简化说明,这两部分没有在本申请中没有示出。
请参阅图2和图3,一种偏光-滤光模块60,包括滤光片组件62和偏光组件64。
滤光片组件62包括透明基底622、滤光层624、第一压印胶层626及第一导电层628。滤光层624和第一压印胶层626层叠设置于透明基底622同侧。透明基底622为透明绝缘的材质,如玻璃,具体地可以为硅铝酸盐玻璃和钙钠玻璃,经过等离子处理后表面具有良好的粘结力。一般的,透明基底622的厚度范围可以为0.1mm~0.5mm。
滤光层624包括遮光部6242和滤光部6244。遮光部6242由栅格线相互交叉形成,栅格线相互交叉形成多个栅格单元6243,滤光部6244包括多个滤光单元6245,每一滤光单元6245收容于对应的一栅格单元6243中。一般的,遮光部6242和滤光部6244的厚度范围为0.5μm~2μm。
第一压印胶层626远离透明基底622的表面开设有第一凹槽6262,第一凹槽6262为网格形状的凹槽,网格形状可以根据需要预设成所需图形。第一导电层628嵌设于第一压印胶层626,也就是第一导电层628、第一压印胶层626和滤光层624均位于透明基底622同侧,如图2所示,表示的是设有第一导电层628的第一压印胶层626位于滤光层628和透明基底622之间。如图4所示,表示的是设有第一导电层628的第一压印胶层626位于滤光层624远离透明基底622的一侧。第一导电层628包括多个沿第一方向平行间隔设置的第一导电单元6282,以使多个第一导电单元6282绝缘。第一导电单元6282包括若干导电网格,导电网格由导电丝线a相互交叉形成,导电丝线a交叉形成网格节点,导电丝线a收容于第一凹槽6262。在其它的实施例中,还可以在第一压印胶层626靠近透明基底622的一侧开设有第一凹槽6262。
偏光组件64附着于在透明基底622远离第一导电层628的一侧。偏光组件64包括偏光片642和第二导电层644。第二压印胶层646设置于偏光片642642一侧,第二导电层644包括多个沿第二方向平行间隔设置的第二导电单元6442,以使多个第二导电单元6442绝缘。第二导电单元6442包括若干导电网格,导电网格由导电丝线a相互交叉形成,导电丝线a交叉形成网格节点。
其中,第一方向与第二方向不平行,第一导电单元6282与第二导电单元6442在透明基底622厚度方向上相互绝缘形成感应结构。第一导电层628的导电丝线a和第二导电层644的导电丝线a在滤光层624的投影均全部落入栅格线。
上述偏光-滤光模块60,将第一导电层628设置于滤光片组件62,第二导电层644设置于偏光组件64,再将滤光片组件62与偏光组件64贴合,第一导电层628与第二导电层644间隔设置构成电容感应结构,可同时实现触摸操作、偏振光功能及滤光功能,且无需进行搭桥设计,降低了作业难度。将偏光-滤光模块60应用于显示屏时,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,还大大节省了材料及组装成本。当第一导电层628和第二导电层644的导电丝线a在滤光层624的投影均全部落入栅格线时,因为遮光部6242具有不透光性,可以使导电丝线a不超出栅格线,从而不会遮挡滤光层624,保证滤光层624具体良好的透光率。
如图2所示,在实施例一中,第一导电层628的导电丝线a和第二导电层644的导电丝线a的线宽均不大于栅格线的宽度,即导电丝线a的线宽小于或者等于栅格线的宽度。其中,第一导电层628的导电丝线a和第二导电层644的导电丝线a的线宽都等于栅格线的宽度,可降低导电丝线a的制作难度。第一导电层628和第二导电层644中任一导电层的导电丝线a的线宽小于栅格线的宽度,另一导电层的导电丝线a的线宽等于栅格线的宽度,有利于制作成本的优化。如图2所示,表示的是第一导电层628的导电丝线a和第二导电层644的导电丝线a的线宽都小于栅格线的宽度,可降低导电丝线a暴露于栅格线侧向的风险。
请参阅图2,在实施例一中,导电丝线a为直线、曲线或折线。导电丝线a无特定形状要求,降低了生产要求。
请参阅图4和图5,在实施例二和实施例三中,第二导电层644直接形成于所述偏光片642的表面。在偏光片642的一表面涂覆或者镀设导电材料,涂布光刻胶,对所述光刻胶进行曝光显影,使光刻胶形成多个第二导电单元6442;蚀刻,以除去第二导电单元6442区以外的导电材料裸露部分,形成具有多个第二导电单元6442的第二导电层644。如此,将第二导电层644直接形成与偏光片642表面,有利于降低偏光组件64的厚度。如图4,表示的是第二导电层644形成于偏光片642远离透明基底622的表面。如图5,表示的是第二导电层644形成于偏光片642靠近透明基底622的表面。
请参阅图6和图7,在实施例四和实施例五中,偏光组件64包括第二压印胶层646,第二压印胶层646涂布于偏光片642的一侧,第二压印胶层646远离偏光片642的表面开设有第二凹槽6462,第二导电层644的导电丝线a收容于第二凹槽6462。在偏光组件64表面涂布压印胶形成第二压印胶层646,在第二压印胶层646远离偏光片642的表面开设第二凹槽6462,第二凹槽6462为网格形状的凹槽,网格形状可以根据需要预设成所需图形,填充导电材料于第二凹槽6462固化形成导电丝线a,导电丝线a相互交叉形成第二导电层644。通过设置第二压印胶层646,并对第二压印胶层646压印第二凹槽6462,然后再第二凹槽6462中填充导电材料并烧结固化形成第二导电层644,操作简便而且成本较低,同时还能保证偏光-滤光模块60具有较低的方阻、较高的透光率以及较小的厚度等。如图6,表示的是第二压印胶层646涂布于偏光片642远离透明基底622的表面。如图7,表示的是第二牙印胶层涂布于偏光片642靠近透明基底622的表面。在其它的实施例中,还可以在第二压印胶层646靠近偏光片642的一侧开设第二凹槽6462。
在本实施例中,第一压印胶层626和第二压印胶层646的材质为无溶剂紫外固化亚克力树脂,厚度为2~10μm。第一压印胶层626和第二压印胶层646为透明状,不影响整体的透过率。在其它的实施例中,第一压印胶层626和第二压印胶层646的材质还可以为可见光固化树脂或者热固化树脂。
导电材料可以为金属、碳纳米管、石墨烯、有机导电高分子或者ITO,形成由导电丝线a构成的导电网格。优先为金属,如纳米银浆。当选用金属时,可降低电阻以及降低触摸显示屏的能耗。如此,第一导电层628和第二导电层644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;当导电材料选用金属材料时,可大大降低电阻以及降低触摸显示屏的能耗。
请参阅图8,在实施例六中,第一导电层628的厚度不大于第一凹槽6262的深度,和/或第二导电层644的厚度不大于第二凹槽6462的深度。具体到本实施例中,第一导电层628的厚度小于第一凹槽6262的厚度,第一凹槽6262的深度小于第一压印胶层626的厚度。第二导电层644小于第二凹槽6462的深度,第二凹槽6462的深度小于第二压印胶层646的厚度,可以防止第一导电层628和第二导电层644形成后在后续工艺中被刮伤。
请参阅图8,在实施例六中,滤光部6244包括多个滤光单元6245。滤光单元6245为透光的彩色光阻,具体为带有彩色染料的光刻胶形成,可以采用曝光-显影制程。滤光单元6245一般为红(red,R)光阻、绿(green,G)光阻或蓝(blue,B)光阻,用于使入射光转变成单色光,实现滤光功能。遮光部6242为带有黑色染料的光刻胶形成于透明基底622的一侧,且遮光部6242呈栅格状,具有不透光性,可以采用曝光-显影制程。栅格状中栅格单元6243为方形,使得滤光部6244的光阻排列更紧凑及均匀。遮光部6242能有效避免彩色光阻相互之间串色,且可以增加R、G、B光的对比度。
上述带有触控功能的滤光片组件62,如图6和图7所示的具有触控操作功能的偏光-滤光模块60,当第一导电层628和第二导电层644均采用压印方式制备,且第一导电层628及第一压印胶层626覆设于滤光层624远离透明基底622一侧时,其制作过程如下:
(1)将玻璃基材622的表面首先进行等离子(Plasma)处理,除去表面的脏污,并使表面离子化,增加后续与其它材料的粘结力。
(2)在玻璃基材622的一个表面整面涂/镀带有黑色染料的光刻胶层。
(3)采用曝光-显影技术,将滤光单元6245区域的光刻胶除去,形成栅格状的遮光部6242。
(4)在栅格单元6243分次设置R/G/B彩色光阻,形成滤光部6244,以得到具体遮光部6242和滤光部6244的滤光层624。
(5)在滤光层624远离玻璃基材的表面涂布压印胶(本实施例采用PMMAUV固化树脂),形成第一压印胶层626,并用与第一导电层628的导电网格相嵌套的压印模板在第一压印胶表面进行压印并固化,得到与所需第一导电层628匹配的第一凹槽6262,第一凹槽6262为网格状。
(6)向第一凹槽6262内填充导电材料并固化。导电材料可以为金属单质或合金、碳纳米管、石墨烯、有机导电高分子或ITO,形成由导电丝线a相互交叉构成的导电网格。优选的,导电材料为金属(如纳米银浆),得到带有第一导电层628的滤光片组件62。
(7)在偏光片642的一表面涂布压印胶(本实施例采用聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)UV固化树脂),形成第二压印胶层646,并用与第二导电层644的导电网格相嵌套的压印模板在第二压印胶表面进行压印并固化,得到与所需第二导电层644匹配的第二凹槽6462,第二凹槽6462为网格状。
(8)向第二凹槽6462内填充导电材料并固化,导电材料可以为金属单质或合金、碳纳米管、石墨烯、有机导电高分子或ITO,形成由导电丝线a相互交叉构成的导电网格。优选的,导电材料为金属(如纳米银浆),得到带有第二导电层644的偏光组件64。
(9)将滤光片组件62远离第一导电层628的一侧和带有第二导电层644的偏光组件64通过透明胶粘剂进行粘结并固化,得到具有触控操作功能的偏光-滤光模块60。
如图2所示的具有触控操作功能的偏光-滤光模块60,当第一导电层628通过压印方式制备,第一导电层628及第一压印胶层626均位于滤光层624与透明基底622之间,且第二导电层644通过涂或镀再蚀刻的方式制备时,其制作过程如下:
(1)将玻璃基材622的表面首先进行等离子(Plasma)处理,除去表面的脏污,并使表面离子化,增加后续与其它材料的粘结力。
(2)在玻璃基材的一表面涂布压印胶(本实施例采用PMMA UV固化树脂),形成第一压印胶层626,并用与第一导电层628的导电网格相嵌套的压印模板在第一压印胶表面进行压印并固化,得到与所需第一导电层628匹配的第一凹槽6262,第一凹槽6262为网格状。
(3)向第一凹槽6262内填充导电材料并固化。导电材料可以为金属单质或合金、碳纳米管、石墨烯、有机导电高分子或ITO,形成由导电丝线a相互交叉构成的导电网格。优选的,导电材料为金属(如纳米银浆),得到第一导电层628。
(4)在第一压印胶层626设有第一导电层628的表面涂或镀带有黑色染料的光刻胶层。
(5)采用曝光-显影技术,将滤光单元6245区域的光刻胶除去,形成栅格状的遮光部6242。
(6)在栅格单元6243分次设置R/G/B彩色光阻,形成滤光部6244,得到具有遮光部6242和滤光部6244的滤光层624,从而得到带有第一导电层628的滤光片组件62。
(7)在偏光片642的一表面整面涂/镀导电材料,导电材料可以为金属单质、金属合金、碳纳米管、石墨烯、有机导电高分子或ITO。
(8)在设有导电材料的偏光片642表面涂布一层光刻胶,利用与第二导电层644的导电网格对应的掩膜版对光刻胶进行曝光-显影,仅保留覆盖第二导电层644的导电网格部分的光刻胶,将其余地方的光刻胶除去。
(9)利用刻蚀技术对上述导电材料进行蚀刻,得到相互独立、绝缘的第二导电单元6442,从而得到带有第二导电层644的偏光组件64。
(10)将滤光片组件62远离第一导电层628的一侧和带有第二导电层644的偏光组件64通过透明胶粘剂进行粘结并固化,得到具有触控操作功能的偏光-滤光模块60。
在其中一个实施例中,第一导电层628和第二导电层644中至少一者的导电网格与滤光单元6245互为相似图形,第一导电层628和第二导电层644中至少一者的导电丝线a的中心线在滤光层624的投影与栅格线的中心线重合。即导电丝线a正对准栅格线。导电网格为导电丝线a交叉形成,栅格单元6243为栅格线分割所形成,而滤光单元6245形成于栅格单元6243。
请参阅图8,在实施例六中,第一导电层628和第二导电层644的导电丝线a的中心线在滤光层624的投影均与栅格线的中心线重合,故而可以使导电网格的形状与滤光单元6245的形状相同但大小不同,即导电网格与滤光单元6245互为相似图形,同时保证导电网格在滤光层624的投影不超出栅格线,进一步减小了导电丝线a露出栅格线区域的概率。当然,在其它的实施例中,还可以第一导电层628和第二导电层644中任一导电层的导电丝线a正对栅格线,另外一导电层的导电丝线a满足在滤光层624的投影不超出栅格线的范围即可,由于第一导电层628和第二导电层644在显示屏的背光源出射方向上被栅格线遮挡,不会出现第一导电层628和第二导电层644上的导电网格与遮光栅格的网格周期叠加,因此,有效避免了莫尔条纹现象。
在其中一个实施例中,滤光部6244的厚度不小于遮光部6242的厚度。也即是说滤光单元6245的厚度大于或者等于栅格线的厚度。当滤光部6244的厚度大于遮光部6242的厚度时,从滤光部6244透出的光,不仅从正面可以看到,从侧面也能看到,从而可以增加滤光部6244的出光率。
具体到本实施例中,两个相邻导电单元设置间隔,以相互绝缘。如图9和图10所示,两个相邻第一导电单元6282或两个相邻第二导电单元6442的间隔的不同方式的示意图。如图9所示,在一实施例中,表示的是两个相邻的第一导电单元6282或者两个相邻的第二导电单元6442中两个相邻导电单元的间隔宽度均为一滤光单元6245的宽度。此时可通过整行或整列导电丝线a缺失,来进行隔断。如图10所示,在另一实施例中,还可以两个相邻的第一导电单元6282和两个相邻的第二导电单元6442的间隔宽度均为0.5~50μm。此时可通过将导电丝线a边缘部分缺失进行隔断。在其它的实施例中,也可以两个相邻的第一导电单元6282为一滤光单元6245的宽度,两个相邻的第二导电单元6442的间隔宽度为0.5~50μm。
如图11所示,第一导电层628和第二导电层644的每一导电网格在滤光层624上的投影容纳有一个滤光单元6245。因为第一导电层628和第二导电层644的导电丝线a均与栅格线对准,故而容纳的滤光单元6245为整数个,数量为一个。因为每个栅格单元6243都对应有一个导电网格,故而导电网格的密度较大,导电性能较好。
如图12至图14所示,第一导电层628和第二导电层644的每一导电网格在滤光层624上的投影容纳有至少两个滤光单元6245。因为第一导电层628和第二导电层644的导电丝线a均与栅格线对准,故而容纳的滤光单元6245为整数个,数量为至少两个,可以根据对导电层的电阻要求及导电材料的涂布量的要求来决定容纳的滤光单元6245数量。
此时可分为三种情况,以横向为X轴,垂直横向的方向为Y轴。如图12所示,仅在X轴方向上,第一导电层628和第二导电层644的每一导电网格在滤光层624上的投影容纳至少两个滤光单元6245。如图13所示,仅在Y轴方向上,第一导电层628和第二导电层644的每一导电网格在滤光层624上的投影容纳至少两个滤光单元6245。如图14所示,同时在X轴和Y轴方向上,第一导电层628和第二导电层644的每一导电网格在滤光层624上的投影容纳至少两个滤光单元6245。
具体到本实施例中,第一导电层628的每一导电网格在滤光层624上的投影容纳的滤光单元6245数与第二导电层644的每一导电网格在滤光层624上的投影容纳的滤光单元6245数可以不相同。可以有效降低制作难度。当然,在其它的实施例中,第一导电层628的每一导电网格在滤光层624上的投影容纳的滤光单元6245数与第二导电层644的每一导电网格在滤光层624上的投影容纳的滤光单元6245数还可以相同。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。