CN104615306B - 一种触摸屏及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种触摸屏，包括：透明盖板，包含显示区和非显示区；第一偏振膜，形成在所述透明盖板上，所述第一偏振膜包含具有偏振轴方向的第一区域，所述第一区域在垂直方向上位于所述透明盖板的非显示区；第二偏振膜，形成在所述第一偏振膜上，所述第二偏振膜包含具有偏振轴方向的第二区域，所述第二区域在垂直方向上位于所述透明盖板的非显示区；透明导电层，形成在所述第二偏振膜上；其中，所述第一区域和第二区域的偏振轴方向互相垂直。上述触摸屏在非显示区无需采用黑矩阵材料。

Description

一种触摸屏及其制造方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种触摸屏及其制造方法。
背景技术
触摸屏(touch screen)又称为“触控屏”、“触控面板”，是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形时，屏幕上的触觉反馈***可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果，现如今，触摸屏以其操作的便捷性广泛应用于现代化社会的各行各业。
触摸屏分为玻璃感应装置、薄膜感应装置和一体式等，其中，玻璃感应装置包括OGS(One Glass Solution，一体化触控)触摸屏，OGS触摸屏是在保护玻璃上直接形成ITO导电膜及传感器的一种技术下制作的电子产品保护屏，一块玻璃可以同时起到保护玻璃和触摸传感器的双重作用。相对于传统的触摸屏具有结构简单、轻薄、透光性好、生产成本低及产品良率高等诸多优点。
如图1所示，为现有的OGS触摸屏边框区域的截面示意图，该OGS触摸屏包括玻璃盖板101，边框102及透明导电层103，其中，边框102形成在玻璃盖板101的四周边缘区域且形状如一台阶，且材料由黑色光阻(Black Matrix)或油墨组成，透明导电层103的材料一般选自ITO(氧化铟锡)，且形成在玻璃盖板101和边框102上，由于台阶状的边框102存在形成了显著的段差(如图中虚线处)，在形成透明导电层103时需要爬坡，在制作工艺上由于受张力的影响容易断路，造成触摸屏的功能失效，良率降低，此外，由于黑色光阻或油墨是为了降低光的穿透率，也就是阻挡光线，成分里会添加炭黑，从而使边框102具有导电特性，也容易造成透明导电层103短路的风险，进一步地，由于多张OGS触摸屏是在大张玻璃上制作，然后将大张玻璃切割成小片形成单独的OGS触摸屏，在切割时，也很容易造成边框102黑色光阻或油墨脱落，从而引起漏光。
发明内容
本发明旨在提供一种触摸屏，包括：透明盖板，包含显示区和非显示区；第一偏振膜，形成在所述透明盖板上，所述第一偏振膜包含具有偏振轴方向的第一区域，所述第一区域在垂直方向上位于所述透明盖板的非显示区；第二偏振膜，形成在所述第一偏振膜上，所述第二偏振膜包含具有偏振轴方向的第二区域，所述第二区域在垂直方向上位于所述透明盖板的非显示区；其中，所述第一区域和第二区域的偏振轴方向互相垂直。
本发明实施例还提供了一种显示器，包含上述触摸屏。
本发明还提供了一种触摸屏的制造方法，包括：
提供一透明盖板，包含显示区和非显示区；
在所述透明盖板上形成第一偏振膜，所述第一偏振膜包含第一有机膜，对所述第一有机膜对应非显示区的区域进行紫外偏振光照射，形成具有偏振轴方向的第一区域；
将所述触摸屏旋转90度；
在所述第一偏振膜上形成第二偏振膜，所述第二偏振膜包含第二有机膜，对所述第二有机膜对应非显示区的区域进行紫外偏振光照射，形成具有偏振轴方向的第二区域；
其中，所述第一区域和第二区域的偏振轴方向互相垂直。
本发明实施例提供的触摸屏可防止在OGS触摸屏制程工艺中透明导电层制作时的断线问题。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其他特征和优点，附图中：
图1为现有技术中的OGS触摸屏边框区域的截面示意图；
图2为本发明一实施例提供的触摸屏的分解示意图；
图3为本发明一实施例提供的触摸屏的截面示意图；
图4为本发明另一实施例提供的触摸屏的截面示意图；
图5a和图5b为制造本发明实施例的方法示意图；
图6a-图6f为本发明实施例的制造工艺图；
图7为本发明实施例的制造流程图；
图8a-图8e为本发明另一实施例的制造工艺图；
图9为光线经过偏振膜的光透过率关系图；
图10为本发明另一实施例提供的触摸屏制造流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容，并且附图中相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
本发明实施例提供了一种触摸屏，如图2和图3所示，该触摸屏包括透明盖板201，本实施例采用透明盖板的材料为玻璃，该透明盖板201包含包含显示区201a和非显示区201b，其中，显示区201a是光线能透过的区域，非显示区201b是光线不能透过的区域，进一步地，本实施例在透明盖板201上形成第一偏振膜202和第二偏振膜203，其中，第一偏振膜202形成在透明盖板201上，该第一偏振膜202包含具有偏振轴方向的第一区域2021，该第一区域2021在垂直方向上位于透明盖板的非显示区201b，即第一区域2021在透明盖板201上的投影在非显示区201b上，在实施例中，第一区域2021在透明盖板201上的投影与非显示区201b完全重叠；第二偏振膜203形成在第一偏振膜202上，该第二偏振膜203包含具有偏振轴方向的第二区域2031，第二区域2031在垂直方向上位于透明盖板的非显示区上，即第二区域2031在透明盖板201上的投影在非显示区201b上，在本实施例中，第二区域2031在透明盖板201上的投影与非显示区201b完全重叠，且第二区域2031在第一区域2021上的投影与第一区域2021完全重叠；触摸屏OGS触摸屏还包括透明导电层204，形成在第二偏振膜203上，其中，第一区域2021和第二区域2031的偏振轴方向互相垂直，如此设置，光线在透过玻璃盖板201的非显示区201b之前，光线通过第一偏振膜202的第一区域2021后射出与第一偏振膜偏振轴方向平行的线偏振光，进一步通过与第一偏振膜偏振轴方向垂直的第二偏振膜203后，光线被完全阻挡，具体来说，结合图9，当第一偏振膜的第一区域的偏振轴方向与第二偏振膜第二区域的偏振轴方向存在一夹角α时，光透过第二偏振膜的第二区域后的强度是透过前的cosα，具体到本实施例，第一偏振膜的第一区域和第二偏振膜的第二区域夹角为90度，cos90°为0，因此光线在经过第二偏振膜的第二区域后无法出射，从而在透明盖板的非显示区201b不透光。综上，由于设置了偏振轴方向互相垂直的第一偏振膜202和第二偏振膜203，可起到完全挡光的作用；在第一偏振膜的第一区域2021和第二偏振膜的第二区域2031以外的区域，均不具备偏振轴方向，因此光线可完全透过透明盖板的显示区201a，进而显示图像。该实施例由于第一偏振膜202和第二偏振膜203均为平坦结构，因此在第二偏振膜203上制作透明导电层204时，不存在爬坡的问题，因此不会产生现有技术中断线的问题，此外由于偏振膜不包含类似现有技术中炭黑等导电物质，也不存在透明导电层短路的风险。
在本实施例中，第一偏振膜202和第二偏振膜203分别包含第一有机膜层和第二有机膜层，其中，第一、第二有机膜层在紫外偏振光的照射下，具备定向排列的性能，在本实施例中，该有机膜层以掺杂有二色性有机染料的聚酰亚胺作为举例说明，可选地，二色性染料满足1)高的二色性；2)均匀的染色特性；3)具有优良的耐湿热特性；4)加热时不发生变化或升华等现象。具体地，二色性染料可以为偶氮型染料，偶氮型染料具有优良的耐湿热性能，包括双偶氮类和三偶氮类化合物，代表性的化学结构式可以为下述式(1)或式(2)的化合物：
进一步地，如在偶氮染料的分子末端引入适当的供电子基团或吸电子基团，能改变偶氮染料分子大II键电子的流动性，可增大吸收强度和吸收谱带，以增强二色性染料的染色特性。结构可以为如下化学结构式：
其中，R为此外，二色性染料也可以为蒽醌型染料三苯二嗪及衍生物型染料单甲川和多甲川型染料或联苯型染料，聚环型染料等。上述染料均可作为掺杂在聚酰亚胺中使有机膜在紫外偏振光的照射下，具备定向排列的性能。
此外，本实施例的透明导电层204的材料可以为掺锡氧化铟(ITO)、掺铝氧化锌(AZO)、掺氟氧化锡(FTO)、掺镓氧化锌或者其它透明导电材料，本实施例选择ITO为例说明。
如图4所示，为本发明另一实施例的触摸屏层结构图，本实施例以OGS触摸屏为例进行说明。该触摸屏包括透明盖板201，在透明盖板201上形成第一偏振膜202和第二偏振膜203，其中，该第一偏振膜202包含第一基材202a和设置在第一基材202a上的第一有机膜层，第二偏振膜203a包含第二基材和设置在第二基材203a上的第二有机膜层，其中，所述第一有机膜层和第二有机膜层在紫外偏振光的照射下，能够定向排列，进一步地，在第二偏振膜203上形成透明导电层204。在本实施例中，玻璃盖板、第一偏振膜、第二偏振膜、透明导电层的结构与材料和上一实施例类似，在此不再赘述，唯一不同的是，本实施例增加了分别位于第一偏振膜与第二偏振膜的第一基材和第二基材，其中，第一基材和第二基材均为柔性材料，且透明，本实施例以聚酰亚胺((Polyimide(简称PI))为例说明，由于第一、第二偏振膜分别增加了第一、第二基材，该触摸屏位于透明盖板上的偏振膜可拆解，具体地，使用激光切割或直接用刀把偏振膜的边缘割开，使用温水冲洗即可将偏振膜与透明盖板分离，因此可根据实际需求，对同一块触摸屏进行偏振膜的更替。
本发明还提供了一显示器的实施例，包含上述任一种触摸屏。
请参见图5、图6a-图6f和图7，为本发明一实施例提供的OGS触摸屏制作方法示意图和流程图。该OGS触摸屏的制作方法，包括如下特征：
步骤S1：参考图6a，提供一透明盖板201，包含显示区201a和非显示区201b，其中，本透明盖板以一矩形盖板为例，显示区201a位于透明盖板201的四周边缘；
步骤S2：参考图6b，在透明盖板201上形成第一偏振膜202，第一偏振膜202包含第一有机膜，该第一有机膜为聚酰亚胺，具体步骤为在透明盖板201上涂覆掺杂二色性有机染料的聚酰亚胺预聚物；本实施例的第一有机膜层可以为掺杂二色性有机染料的聚酰亚胺预聚物，具体的二色性染料可以为偶氮型染料、蒽醌型染料、联苯型染料、三苯二嗪及衍生物型染料、单甲川和多甲川型染料或聚环型染料；
步骤S3：结合图5a和图6c，对第一偏振膜202的第一有机膜对应非显示区的区域进行紫外偏振光照射，形成具有偏振轴方向的第一区域2021；具体方法可以为将设置一金属栅206，将紫外光205透过金属栅206后射出紫外偏振光2051，再经过一包含透过区207a和阻挡区207b的掩模板207，该透过区207a与透明盖板的非显示区对应，阻挡区207b与透明盖板的显示区对应，如此设置，紫外偏振光通过掩模板207后，只对第一偏振膜的第一区域2021进行照射，使第一偏振膜中的第一有机膜定向排列形成与紫外偏振光相同的偏振轴方向，第一偏振膜对应透明盖板显示区的区域，由于未受紫外偏振光照射，不具备偏振轴方向，从而光线可透过。
具体地，可以对有机膜层进行预烘干处理，预烘干处理的温度可以为10℃-30℃，对预烘干处理后的有机膜层进行紫外线偏振光照射，使得所述二色性有机染料在聚酰亚胺上定向排列，紫外线偏振光照射时紫外线偏振光的能量为800mj-1000mj，再对经过紫外线偏振光照射后的有机膜层进行烘干处理后固化成型，烘干处理的温度为90℃-130℃，时间为90S-120S，固化的温度为210℃-230℃，时间为20min-50min。进一步地，烘干处理的温度为130℃，时间为120S，固化的温度为230℃，时间为30min。
步骤S4：参考图6d，在第一偏振膜202上形成第二偏振膜203，具体步骤为在第一偏振膜表面涂覆聚酰亚胺；
步骤S5：结合图5和图6e，将步骤S4得到的触摸屏顺时针或逆时针旋转90度，将紫外光205透过金属栅206后射出紫外偏振光2051，再经过一包含透过区207a和阻挡区207b的掩模板207，该透过区207a与透明盖板的非显示区对应，阻挡区207b与透明盖板的显示区对应，如此设置，紫外偏振光通过掩模板207后，只对第二偏振膜203的第二区域2031进行照射，使第二偏振膜203中的第二有机膜定向排列形成与紫外偏振光相同的偏振轴方向，第二偏振膜对应透明盖板显示区的区域，由于未受紫外偏振光照射，不具备偏振轴方向，从而光线可透过，由于步骤S5在对第二偏振膜进行照射之前旋转了90度，因此，第一偏振膜2021的第一区域2021与第二偏振膜的第二区域的偏振轴方向互相垂直，并且，第一区域、第二区域和非显示区在透明盖板上的投影重叠。
步骤S6：参考图6f，通过涂布、刻蚀等工艺在第二偏振膜203上形成透明导电层204。
通过上述步骤制得的OGS触摸屏，由于形成在玻璃盖板上的第一、第二偏振膜均为平坦结构，在第二偏振膜上制作透明导电层时，不存在爬坡的问题，因此不会产生现有技术中断线的问题，此外由于偏振膜不包含类似现有技术中炭黑等导电物质，也不存在透明导电层短路的风险。
请参见图8a-图8e和图10，为本发明另一实施例提供的触摸屏制作方法示意图和流程图，其中，与上一制造方法实施例类似的步骤，在此不再赘述，仅对区别的方法进行详述，该OGS触摸屏的制作方法，包括如下特征：
步骤S1：参考图8a，提供一透明盖板201，以及在透明盖板201上形成第一基材202a，该第一基材202a为一柔性基板，具体形成过程为在透明盖板201上涂布一层聚酰亚胺溶液，预烘干、紫外光照射、固化形成第一基材；
步骤S2：参考图8b，在第一基材202a上形成第一有机膜，该第一基材202a和第一有机膜组成第一偏振膜202，该第一偏振膜如上一实施例包含具有偏振轴方向的第一区域2021和全透过区；
步骤S3：参考图8c，在第一偏振膜202上形成第二基材203a，该第二基材203a为一柔性基板，具体形成过程为在第二偏振膜202上涂布一层聚酰亚胺溶液，预烘干、紫外光照射、固化形成第二基材；
步骤S4：参考图8d，在第二基材203a上形成第二有机膜，该第二基材203a和第二有机膜组成第二偏振膜203，该第二偏振膜如上一实施例包含具有偏振轴方向的第二区域2031和全透过区，其中，第二偏振膜在紫外偏振光照射前旋转90度，从而使第一偏振膜的第一区域与第二偏振膜的第二区域的偏振轴方向互相垂直；
步骤S5：参考图8e，通过涂布、刻蚀工艺在第二偏振膜203上形成透明导电层204，从而得到本实施例的OGS触摸屏。
该实施例相较上一实施例形成的OGS触摸屏，可以将偏振膜进行拆解，具体步骤为使用激光切割或直接用刀将偏振膜的边缘割开，使用温水冲洗即可将偏振膜与透明盖板分离。
综上，本发明实施例包含的第一偏振膜和第二偏振膜均为平坦结构，因此在第二偏振膜上制作透明导电层时，不存在爬坡的问题，因此不会产生现有技术中断线的问题，此外由于偏振膜不包含类似现有技术中炭黑等导电物质，也不存在透明导电层短路的风险。
在本发明的描述中，主要对OGS触摸屏的玻璃盖板及ITO制作部位进行了详述，可以理解的是，本发明的触摸屏可应用在手机、大型显示器中，显示器还包括液晶显示模组等部件(在本发明中不进行详述)，本领域常用的面板结构均可应用本发明在触摸屏所做的改进之处(设置部分区域偏振轴方向垂直的两张偏振膜在非显示区)，且均能得到本发明的效果。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平厚度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平厚度小于第二特征。
另外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (21)

1.一种触摸屏，其特征在于，包括：
透明盖板，包含显示区和非显示区；
第一偏振膜，形成在所述透明盖板上，所述第一偏振膜包含具有偏振轴方向的第一区域，所述第一区域在垂直方向上位于所述透明盖板的非显示区；
第二偏振膜，形成在所述第一偏振膜上，所述第二偏振膜包含具有偏振轴方向的第二区域，所述第二区域在垂直方向上位于所述透明盖板的非显示区；
其中，所述第一区域和第二区域的偏振轴方向互相垂直；
所述第一偏振膜包括第一有机膜层；所述第二偏振膜包括第二有机膜层，其中，所述第一有机膜层和第二有机膜层在紫外偏振光的照射下，能够定向排列。
2.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于：还包含透明导电层，所述透明导电层形成在所述第二偏振膜上。
3.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于：所述第一偏振膜还包括第一柔性透明基材，所述第一有机膜层设置在所述第一柔性透明基材上；所述第二偏振膜包括第二柔性透明基材，所述第二有机膜层设置在所述第二柔性透明基材上。
4.如权利要求3所述的触摸屏，其特征在于：所述第一有机膜层和第二有机膜层为掺杂有二色性有机染料的聚酰亚胺。
5.如权利要求4所述的触摸屏，其特征在于：所述二色性有机染料为偶氮型染料、蒽醌型染料、联苯型染料、三苯二嗪及衍生物型染料、单甲川和多甲川型染料或聚环型染料。
6.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于：所述第一区域和第二区域在所述透明盖板上的投影重叠。
7.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于：所述透明盖板的材料为玻璃。
8.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于：所述透明导电层的材料为ITO。
9.一种显示器，包含上述权利要求1-8任一项的触摸屏。
10.一种触摸屏的制造方法，其特征在于：包括：
提供一透明盖板，包含显示区和非显示区；
在所述透明盖板上形成第一偏振膜，所述第一偏振膜包含第一有机膜，对所述第一有机膜对应非显示区的区域进行紫外偏振光照射，形成具有偏振轴方向的第一区域；
将所述触摸屏旋转90度；
在所述第一偏振膜上形成第二偏振膜，所述第二偏振膜包含第二有机膜，对所述第二有机膜对应非显示区的区域进行紫外偏振光照射，形成具有偏振轴方向的第二区域；
其中，所述第一区域和第二区域的偏振轴方向互相垂直。
11.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于：在所述透明盖板上形成第一偏振膜的步骤中，所述第一偏振膜还包含第一基材，所述第一有机膜形成在所述第一基材上；在所述第一偏振膜上形成第二偏振膜的步骤中，所述第二偏振膜还包含第二基材，所述第二有机膜形成在所述第二基材上。
12.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于：所述紫外偏振光是将紫外光透过一起偏器及一掩模板得到。
13.如权利要求12所述的制造方法，其特征在于：所述起偏器为一金属栅。
14.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于，形成所述第一、第二有机膜的步骤包括：涂布一层掺杂有二色性染料的聚酰亚胺前驱物。
15.如权利要求14所述的制造方法，其特征在于，所述二色性有机染料为偶氮型染料、蒽醌型染料、联苯型染料、三苯二嗪及衍生物型染料、单甲川和多甲川型染料或聚环型染料。
16.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于，在对所述第一、第二有机膜对应非显示区的区域进行紫外偏振光照射之前，还包括对第一、第二有机膜层的预烘干处理，以及在对所述第一、第二有机膜对应非显示区的区域进行紫外偏振光照射的步骤之后，还包括对有机膜层烘干处理后固化成型。
17.根据权利要求16所述的制造方法，其特征在于，所述预烘干处理的温度为10℃-30℃，所述进行紫外偏振光照射时紫外偏振光的能量为800mj-1000mj，所述烘干处理的温度为90℃-120℃，时间为90S-120S，所述固化的温度为210℃-230℃，时间为20min-50min。
18.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，所述第一区域和第二区域在所述透明盖板上的投影重叠。
19.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，所述透明盖板的材料为玻璃。
20.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，在所述第二偏振膜上，还形成透明导电层。
21.根据权利要求20所述的制造方法，其特征在于，所述透明导电层的材料为ITO。
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