触控显示模块与显示器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种触控显示模块与显示器，该触控显示模块包含第一基板、第二基板、液晶层、金属网格触控层以及微结构。第二基板相对于第一基板设置。液晶层设置于第一基板与第二基板之间。金属网格触控层设置于第二基板与液晶层之间。微结构设置于第二基板相对金属网格触控层的表面上。微结构互相平行且凸出于第二基板的表面，其中微结构的延伸方向与第二基板表面的侧边的夹角为锐角或钝角。根据本发明的触控显示模块与显示器，通过微结构，金属网格触控层产生的莫瑞效应有效被改善。
【专利说明】
触控显示模块与显示器
技术领域
[0001]本发明涉及一种触控显示模块与显示器，特别涉及一种消除莫瑞现象的触控显示模块与显示器。
【背景技术】
[0002]随着平面显示器与触控输入装置的技术快速发展，为了在有限的体积下，让使用者有较大的可视画面以及提供更方便的操作模式，某些电子产品将触控面板与显示面板结合，而构成触控显示面板。
[0003]触控面板的操作原理为，当导体物件(例如手指)接触到触控面板的触控感测阵列时，触控感测阵列的电气特性(例如电阻值或电容值)会随着改变，并导致触控感测阵列的偏压改变。此电气特性上的改变会转换为控制信号传送至外部的控制电路板上，并经由处理器进行资料处理并运算得出结果。接着，再藉由外部控制电路板输出显示信号至显示面板中，并经由显示面板将影像显示在使用者眼前。
[0004]由于触控面板为叠置于显示面板之上，因此，当采用金属网格的设计时，金属网格的细线会因线条重叠而产生影像模糊的莫瑞效应(moir6phenomenon)。虽然当金属网格的线宽尺寸越小时，莫瑞效应越不明显。然而，金属网格的线宽尺寸受限于其制造方式，线宽尺寸越小的金属网格需要更高的成本，且其线宽尺寸无法无限制的缩小。因此，如何能有效解决上述问题，实属当前重要研发课题之一，也成为当前相关领域急需改进的目标。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种触控显示模块，其第一基板与第二基板之间设置有金属网格触控层以及液晶层，且第二基板上设置有微结构，使得金属网格触控层的细线被雾化，进而降低细线产生的莫瑞效应。
[0006]本发明的一个实施方式提供一种触控显不模块，包含第一基板、第二基板、液晶层、金属网格触控层以及微结构。第二基板相对于第一基板设置。液晶层设置于第一基板与第二基板之间。金属网格触控层设置于第二基板与液晶层之间。微结构设置于第二基板上，且对应位于金属网格触控层的另一侧。微结构互相平行且凸出于第二基板的表面，其中微结构的延伸方向与第二基板表面的侧边的夹角可为锐角或钝角。
[0007]根据本发明一个或多个实施例，液晶层为蓝相液晶(blue phase liquidcrystal)层或光学补偿弯曲液晶(optically compensated bend liquid crystal)层。
[0008]根据本发明一个或多个实施例，凸出于第二基板表面的微结构高度为80微米(μ m)至150微米(μ m)之间。
[0009]根据本发明一个或多个实施例，平行排列的微结构为等间距排列，且间距为40微米(μ m)至60微米(μ m)之间。
[0010]根据本发明一个或多个实施例，微结构的延伸方向与第二基板表面的侧边所夹的锐角介于20度至45度之间。
[0011]根据本发明一个或多个实施例，触控显示模块还包含介质层，设置于微结构上，其中介质层相对第二基板的表面为平坦表面。
[0012]根据本发明一个或多个实施例，第一基板及第二基板之间未设置彩色滤光层。
[0013]根据本发明一个或多个实施例，微结构的截面为三角形、半圆形、椭圆形或梯形。
[0014]本发明的一个实施方式提供一种显示器，包含第一基板、第二基板、液晶层、触控层、微结构、第一偏光片以及光源。第二基板相对于第一基板设置。液晶层设置于第一基板与第二基板之间。触控层设置于第二基板与液晶层之间。微结构设置于第二基板上，且对应位于触控层的另一侧。微结构互相平行且凸出于第二基板的表面，其中微结构的延伸方向与第二基板表面的侧边的夹角可为锐角或钝角。第一偏光片设置于第一基板相对于液晶层的一侧。光源设置于第一偏光片相对第一基板的一侧，且光源为三色发光二极管(RGBlight-emitting d1de)。其中，第一基板及第二基板之间未设置彩色滤光层。
[0015]根据本发明一个或多个实施例，触控层为金属网格触控层。
[0016]根据本发明一个或多个实施例，显示器还包含介质层以及第二偏光片。介质层设置于微结构上，其中介质层相对第二基板的表面为平坦表面。第二偏光片设置于介质层的平坦表面上。
[0017]本发明的一个实施方式提供一种触控显示模块以及显示器，且其皆具有微结构。微结构可以雾化触控层的电极图案，使得莫瑞效应受到改善。对于使用金属网格的触控层而言，其低成本的优势更能被突显出来。此外，微结构可以作为透镜阵列，以提升触控显示模块以及显不器的出光量。
【附图说明】
[0018]图1为根据本发明的触控显示模块一个实施例的侧视示意图。
[0019]图2为根据本发明的第二基板一个实施例的立体示意图。
[0020]图3为根据本发明的显示器一个实施例的侧视示意图。
[0021]图4为根据本发明的触控显示模块/显示器一个实施例的俯视示意图。
[0022]图5为本发明触控显示模块/显示器的微结构于多个实施例的侧视示意图。
【具体实施方式】
[0023]以下将以附图及详细说明清楚说明本发明的精神，任何本领域技术人员在了解本发明的优选实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。
[0024]当触控面板采用金属网格设计时，金属网格的细线会因线条重叠而产生影像模糊的莫瑞效应(moir6phenomenon)，其中金属网格的线宽与莫瑞效应具有相关性。当金属网格的线宽尺寸越大时，则莫瑞效应越明显。反之，当金属网格的线宽尺寸越小时，则莫瑞效应相对不明显。然而，金属网格的线宽尺寸受限于其制造方式，其线宽无法无限制的缩小，且小尺寸的线宽又会提高成本。因此，当金属网格的触控面板应用在高解析度面板上时，莫瑞效应的产生将会大幅破坏影像品质。
[0025]鉴于触控面板因金属网格产生影像模糊的莫瑞效应，本发明的触控显示模块在第二基板表面设置微结构，且微结构的延伸方向与第二基板的侧边夹非垂直角，使得微结构雾化金属网格的细线。因此，本发明的触控显示模块因莫瑞效应导致的影像模糊现象将大幅被改善。此外，微结构同时也使得本发明的触控显示模块的出光具有较高的准直性，使得其出光亮度提升，并借此改善金属材料因透光不足而产生的低亮度。
[0026]请同时参照图1以及图2。图1为根据本发明的触控显示模块一个实施例的侧视示意图，图2为根据本发明的第二基板一个实施例的立体示意图。触控显示模块100包含第一基板110、第二基板140、液晶层120、金属网格触控层130以及微结构142。第二基板140相对于第一基板110设置。液晶层120设置于第一基板110与第二基板140之间。金属网格触控层130设置于第二基板140与液晶层120之间。微结构142设置于第二基板140上，且对应位于金属网格触控层130的另一侧。微结构142互相平行且凸出于第二基板140的表面，其中微结构142的延伸方向与第二基板140表面的侧边的夹角可为锐角或钝角。
[0027]本实施例中，金属网格触控层130与液晶层120的共同设置使得触控功能以及显示功能整合于一体，根据本发明一个实施例，触控显示模块100还包含薄膜晶体管(thin-film transistor ;TFT，未图示)，并设置于第一基板110与液晶层120之间。也就是说，金属网格触控层130除了提供触控功能之外，其还与薄膜晶体管共同产生控制液晶层120的电场，以提供显示功能。
[0028]触控显示模块100在使用时，第二基板140的微结构142朝向使用者。此外，由于微结构142的延伸方向与第二基板140表面的侧边不平行也不为垂直相交，如图2所示，因此，微结构142对金属网格触控层130具有雾化效果，而使得金属网格触控层130产生的莫瑞效应有效被改善。
[0029]此外，由于金属网格触控层130相较于透明导电材料具有低阻抗的特性，使得触控显示模块100在触控操作时具有更快的反应速度。也因此，触控显示模块100能更准确地感测使用者操作时的触控位置。
[0030]根据本发明一个或多个实施例，液晶层120为蓝相液晶(blue phase liquidcrystal)层或光学补偿弯曲液晶(optically compensated bend liquid crystal)层。
[0031]当液晶层120采用蓝相液晶层时，液晶层120具有亚毫秒的响应时间，使得触控显示模块100具有极快速的反应时间，并可降低动态伪像。此外，采用蓝相液晶层的液晶层120不需要设置定向层，因此可以简化工艺。
[0032]相同地，当液晶层120采用光学补偿弯曲液晶层时，触控显示模块100同样具有极快速的反应时间。因此，本发明的触控显示模块100除了将触控以及显示整合于一体外，其也呈现尚品质的动画品质。
[0033]除此之外，根据本发明一个或多个实施例，凸出于第二基板140表面的微结构142的高度H为80微米(μπι)至150微米(μπι)之间，因此，第二基板140表面为具有起伏的表面。更进一步而言，微结构142可视为棱镜阵列，当光线从液晶层120射向微结构142时，微结构142提升触控显示模块100平行于第二基板140法向量的出光量。因此，作为棱镜阵列的微结构142同时也改善金属网格触控层130透光较低(相较于透明导电材料)而导致亮度较低的问题。
[0034]根据本发明一个或多个实施例，触控显不模块100还包含介质层160。介质层160设置于微结构142上，其中介质层160相对第二基板140的表面为平坦表面。介质层160材料为具有透光性的高分子材料，例如树脂或聚酸甲酯(Polymethylmethacrylate ；PMMA)。介质层160可作为保护微结构142的保护层，使得微结构142的结构不会因为使用者的触控操作而遭受破坏。除此之外，平坦的介质层160表面也利于触控显示模块100再与其他元件连接。
[0035]综上所述，本发明的触控显示模块100布有微结构142在第二基板140上，使得当使用者操作使用时，微结构142对金属网格触控层130具有雾化效果，降低莫瑞效应。同时，微结构142可作为透镜阵列，以提供使用者更好的亮度，并借此改善金属网格触控层130中金属材质造成的低亮度问题。此外，根据本发明一个实施例，触控显示模块100在第一基板110以及第二基板140间未设置彩色滤光层，因此触控显示模块100可与三色发光二极管(RGB light-emitting d1de)结合作应用。
[0036]本发明的触控显示模块100通过第二基板140上的微结构142雾化金属网格触控层130以降低莫瑞效应的方式已详述于以上实施例，在接下来的实施例中，将对应用第二基板140上的微结构142在本发明的显示器作雾化进行说明，与之前实施例相同之处将不再描述。
[0037]请同时参照图2以及图3，图3为根据本发明的显示器一个实施例的侧视示意图。显示器102包含第一基板110、第二基板140、液晶层120、触控层131、微结构142、第一偏光片150以及光源154。第二基板140相对于第一基板110设置。液晶层120设置于第一基板110与第二基板140之间。触控层131设置于第二基板140与液晶层120之间。微结构142设置于第二基板140上，且对应位于触控层131的另一侧。显示器102的微结构142设置方式同于触控显示模块(请见图1)，微结构142互相平行且凸出于第二基板140的表面，微结构142的延伸方向与第二基板140表面的侧边的夹角可为锐角或钝角，如图2所示。第一偏光片150设置于第一基板110相对于液晶层120的一侧。光源154设置于第一偏光片150相对第一基板110的一侧，且光源154为三色发光二极管。此外，第一基板110及第二基板140之间未设置彩色滤光层。
[0038]由于显示器102采用的光源154为三色发光二极管，因此即使第一基板110以及第二基板140间没有设置彩色滤光层，显示器102仍可提供彩色输出。除此之外，由于触控层131与液晶层120皆位于第一基板110以及第二基板140之间，且第二基板140上设置有微结构142，因此，触控层131所具有作为感测触控的电极图案会被雾化。也就是说，通过微结构142雾化触控层131的电极图案，触控层131所产生的莫瑞效应将受到改善。
[0039]根据本发明一个或多个实施例，触控层131为金属网格触控层。由于金属网格触控层具有低阻抗的特性，其使得显示器102具有更快的触控反应速度，也因此显示器102能更准确感测使用者的触控位置。此外，金属网格触控层虽然因线宽限制而存在有莫瑞效应的问题，通过微结构142雾化其具有的金属细线，莫瑞效应的问题能有效被改善。
[0040]同样地，本实施例中，触控层131与液晶层120的共同设置使得触控功能以及显示功能整合于一体，根据本发明一个实施例，显示器102还包含薄膜晶体管(未图示)，并设置于第一基板110与液晶层120之间。因此，触控层131除了提供触控功能之外，其还与薄膜晶体管共同产生控制液晶层120的电场，以提供显示功能。
[0041]相同地，根据本发明一个或多个实施例，液晶层120为蓝相液晶层或光学补偿弯曲液晶层，其特性已详述于前，在此不再描述。并且，根据本发明一个或多个实施例，凸出于第二基板140表面的微结构142的高度H为80微米(μπι)至150微米(μπι)之间。相同地，第二基板140表面为具有起伏的表面，且微结构142可视为棱镜阵列，以提升显示器102平行于第二基板140法向量的出光量。
[0042]此外，根据本发明一个或多个实施例，显示器102还包含介质层160以及第二偏光片152。介质层160设置于微结构142上。介质层160相对第二基板140的表面为平坦表面。第二偏光片152设置于介质层160的平坦表面上。
[0043]介质层160材料为具有透光性的高分子材料，例如树脂或聚酸甲酯。介质层160可作为保护微结构142的保护层，使得微结构142不会因为使用者的触控操作而遭受破坏。
[0044]第一偏光片150以及第二偏光片152为对应液晶层120，在此共同配置下，显示器102的显示输出为通过控制液晶层120完成。
[0045]综上所述，本发明的显示器102布有微结构142在第二基板140上，使得当使用者操作使用时，微结构142对触控层131具有雾化效果，降低莫瑞条纹现象。同时，微结构142可作为透镜阵列，并在搭配光源154后，提供使用者更好的亮度。此外，本发明的显示器102中并无彩色滤光层的设置，因此在结构设置上有更多的弹性。
[0046]本发明的触控显示模块/显示器如何通过微结构降低莫瑞效应已详述于以上实施例，在接下来的实施例中，将对触控显示模块/显示器的微结构作更进一步的说明，与之前实施例相同之处将不再描述。除此之外，由于触控显示模块以及显示器皆具有微结构，因此，以下附图以及叙述为将触控显示模块以及显示器合并作说明，在此说明。
[0047]请参照图4，图4为根据本发明的触控显示模块/显示器一个实施例的俯视示意图。触控显示模块100/显示器102的第二基板140上布满有微结构142，其中微结构142互相平行且为周期性排列。更具体而言，平行排列的微结构142为等间距排列，且间距P为40微米(μ m)至60微米(μ m)之间。
[0048]根据本发明一个或多个实施例，微结构142具有延伸方向D，其中微结构142的延伸方向D与第二基板140表面的侧边所夹的锐角介于20度至45度之间。具体而言，微结构142的延伸方向D与第二基板的侧边具有夹角Θ I以及夹角Θ 2，其中夹角Θ1与夹角Θ 2的和为90度。
[0049]在微结构142的设置中，可以以夹角Θ1为主，即夹角Θ I为介于20度至45度之间，而夹角Θ 2为对应夹角Θ I。例如，夹角Θ I为30度，而夹角Θ 2为60度。
[0050]反之，也可以以夹角Θ2为主，即夹角Θ 2为介于20度至45度之间，而夹角Θ1为对应夹角Θ2。例如，夹角Θ 2为40度，而夹角Θ I为50度。
[0051]除此之外，金属网格触控层(请见图1)具有金属网格132，其中金属网格132包含由金属细线所框出的外围，以及位于金属框线内的格子状金属细线，由于实际上金属网格132的线宽有一定限制，通过上述微结构142配置，作为棱镜阵列的微结构142均匀雾化金属网格132的金属细线，使得触控显示模块100的莫瑞效应有效被改善。
[0052]更进一步而言，由于金属网格132的金属框线和框线内的格子状金属细线为对称形的网状图案，当微结构142的延伸方向D与金属框线和框线内的格子状金属细线夹非垂直角(例如锐角或钝角)时，微结构142对金属网格132具有雾化效果。
[0053]同样地，当触控层(请见图3)为金属网格触控层时，其所具有金属网格132的也可同上述微结构142的设置方式而被雾化。
[0054]然而，应了解到，图4所绘的金属网格132形状仅为例示，而非用于限制本发明，本发明所属本领域技术人员，可按实际需要，弹性选择金属网格132的图案形状。
[0055]请同时参照图5，图5为本发明触控显示模块/显示器的微结构在多个实施例的侧视示意图。在图1的触控显示模块以及图3的显示器中，微结构142的截面为三角形。根据本发明一个或多个实施例，微结构142的截面为三角形、半圆形、椭圆形或梯形，如图5所示，其中图5最右侧的截面为以梯形作基底，而其上底为弧形。具体而言，微结构142形状具有改变光线路径的效果，使得金属网格触控层(请见图1)中的金属细线被雾化，以降低莫瑞效应。同样地，触控层(请见图3)中的电极图案也会因被雾化而降低莫瑞效应。
[0056]然而，应了解到，以上所举的微结构142截面形状非用于限制本发明，本发明所属本领域技术人员，可按实际需要，弹性选择改变光线路径以达到雾化金属网格触控层/触控层效果的微结构142截面形状。
[0057]综合以上实施例，本发明的触控显示模块以及显示器具有微结构，且微结构可以雾化触控层的电极图案，使得莫瑞效应受到改善。特别是对于使用金属网格的触控层，由于小尺寸线宽会造成成本提升，搭配微结构雾化后，金属网格的线宽要求可以具有弹性，使得金属网格能更好突显其低成本的优势。此外，微结构可以作为透镜阵列，以提升触控显示模块以及显示器的出光量，使得使用者能有更好的影像品质，并也同时改善采用金属材质作为触控层产生的低亮度问题。
[0058]虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用于限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种不同的选择和修改，因此本发明的保护范围由权利要求书及其等同形式所限定。
【主权项】
1.一种触控显示模块，其特征在于，所述触控显示模块包含: 第一基板； 第二基板，其相对于所述第一基板设置； 液晶层，其设置于所述第一基板与所述第二基板之间； 金属网格触控层，其设置于所述第二基板与所述液晶层之间；以及多个微结构，其设置于所述第二基板上，且对应位于所述金属网格触控层的另一侧，所述多个微结构互相平行且凸出于所述第二基板的表面，其中所述多个微结构的延伸方向与所述第二基板表面的侧边的夹角为锐角或钝角。2.如权利要求1所述的触控显示模块，其特征在于，所述液晶层为蓝相液晶层或光学补偿弯曲液晶层。3.如权利要求1所述的触控显示模块，其特征在于，凸出于所述第二基板表面的所述多个微结构高度为80微米至150微米之间。4.如权利要求1所述的触控显示模块，其特征在于，平行排列的所述多个微结构为等间距排列，且间距为40微米至60微米之间。5.如权利要求1所述的触控显示模块，其特征在于，所述多个微结构的延伸方向与所述第二基板表面的侧边所夹的锐角介于20度至45度之间。6.如权利要求1所述的触控显示模块，其特征在于，所述触控显示模块还包含介质层，其设置于所述多个微结构上，其中所述介质层相对所述第二基板的表面为平坦表面。7.如权利要求1所述的触控显示模块，其特征在于，所述第一基板及所述第二基板之间未设置彩色滤光层。8.如权利要求1所述的触控显示模块，其特征在于，所述多个微结构的截面为三角形、半圆形、椭圆形或梯形。9.一种显示器，其特征在于，所述显示器包含: 第一基板； 第二基板，其相对于所述第一基板设置； 液晶层，其设置于所述第一基板与所述第二基板之间； 触控层，其设置于所述第二基板与所述液晶层之间；以及 多个微结构，其设置于所述第二基板上，且对应位于所述触控层的另一侧，所述多个微结构互相平行且凸出于所述第二基板的表面，其中所述多个微结构的延伸方向与所述第二基板表面的侧边的夹角为锐角或钝角； 第一偏光片，其设置于所述第一基板相对于所述液晶层的一侧，且所述第一基板及所述第二基板之间未设置彩色滤光层；以及 光源，其设置于所述第一偏光片相对所述第一基板的一侧，且所述光源为三色发光二极管。10.如权利要求9所述的显示器，其特征在于，所述触控层为金属网格触控层。11.如权利要求9所述的显示器，其特征在于，所述液晶层为蓝相液晶层或光学补偿弯曲液晶层。12.如权利要求9所述的显示器，其特征在于，凸出于所述第二基板表面的所述多个微结构高度为80微米至150微米之间。13.如权利要求9所述的显示器，其特征在于，平行排列的所述多个微结构为等间距排列，且间距为40微米至60微米之间。14.如权利要求9所述的显示器，其特征在于，所述多个微结构的延伸方向与所述第二基板表面的侧边所夹的锐角介于20度至45度之间。15.如权利要求9所述的显示器，其特征在于，所述显示器还包含: 介质层，其设置于所述多个微结构上，其中所述介质层相对所述第二基板的表面为平坦表面；以及 第二偏光片，其设置于所述介质层的所述平坦表面上。16.如权利要求9所述的显示器，其特征在于，所述多个微结构的截面为三角形、半圆形、椭圆形或梯形。
【文档编号】G06F3/041GK106033278SQ201510120042
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月18日
【发明人】刘俊彬, 林进伟
【申请人】南京瀚宇彩欣科技有限责任公司, 瀚宇彩晶股份有限公司