专利名称：一种触摸屏和平板显示模块一体化组合模块及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种触摸屏和平板显示模块一体化组合模块及其制作方法，通过采用光学 胶作为粘合介质将触摸屏和平板显示模块装配在一起的方法。
背景技术：
自从1974年Hurst博士设计了第一款透明的触摸屏以来,触摸屏以提供了直截了当、 快捷的人机对话界面而取得了快速的发展。目前市场上随处可见触摸屏和显示模块相结合 的产品，尤其是触摸屏和液晶显示模块相结合的产品，例如手机、播放器、数码相机等 等，其中又以手机的应用最为典型和普遍。最初，手机装配厂家的触摸屏和液晶显示模块 分别来自不同的供应商，因为设计理念和过程控制的不同，导致触摸屏和液晶显示模块在 手机装配厂家处装配后频频出现功能上或者装配上的不良，因此手机装配厂家越来越倾向 于采用触摸屏和液晶显示模块出自同一家供应商的做法，尤其希望该供应商能够将触摸屏 和液晶显示模块装配好后再出给手机装配厂家，这样将使得手机装配厂家使用触摸屏和液 晶显示模块一体化产品时更加方便，出问题后解决途径更加快捷。因此触摸屏和平板显示 模块装配一体化正在成为一种趋势。
传统的触摸屏和平板显示模块装配一体化模块的其结构如图1至图4所示，它包括 它包括触摸屏11、平板显示模块14、触摸屏11和平板显示模块14之间的双面胶粘合层 12，双面胶12只能粘附在平板显示模块14的周边，平板显示模块14的中间区域没有粘 合层，导致触摸屏11和平板显示模块14之间形成大范围的空气间隙13,平板显示模块 14还具有显示模块的外框14a和接口线14b，在装配时，先将双面胶12贴在触摸屏11 的底面，然后再和平板显示模块14装配在一起。
上述模块存在如下问题
(1) 第一，厚度偏厚。 一般使用的双面胶12的厚度为0.3毫米，为防止触摸屏11和 平板显示模块14之间因为距离太近带来的问题， 一般会将显示模块的外框14a设计会比 平板显示模块14表面高出0.2毫米，这样触摸屏11和平板显示模块14表面之间就存在 0.5毫米的空气间隙13。
(2) 第二，防尘性能差。由图2所示可以看出，平板显示模块14的接口线14b的存在
4使得外界灰尘容易通过该处进入触摸屏11和平板显示模块14之间的空气间隙13中。
(3)第三，对比度下降，显示效果差。显示效果差分为两方面，其一是反射率偏高， 如图3所示，当太阳光从外界照射液晶显示模块时，触摸屏ll表面，触摸屏ll和空气间 隙13的界面，空气间隙13和平板显示模块14的界面因为介质折射率不同都存在大约4 %的反射光，造成一体化模块的整体反射率偏高。其二是透光率降低，如图4所示，当显 示屏正常工作时，背光源15发出的光经过平板显示模块14、空气间隙13和触摸屏11之 间的界面时也都存在光的反射，造成光损失，使得一体化模块的透光率下降。反射率偏高 以及透光率降低的直接影响将是一体化模块整体对比度的下降，显示效果变差。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种反射率低、透光率高的触摸屏和平板显示模块一体化组 合模块，该组合模块可以大大降低了光损耗，使得对比度提高，显示效果更佳。
本发明的这一 目的通过如下技术方案来实现的: 一种触摸屏和平板显示模块一体化组 合模块，它包括触摸屏、平板显示模块、粘合所述触摸屏和平板显示模块的中间粘合层， 其特征在于所述粘合层为光学胶层，所述光学胶层完全覆盖所述触摸屏的视区，所述光 学胶层的折射率与所述触摸屏和平板显示模块界面的折射率相同或相近。
本发明在触摸屏和平板显示模块之间设置光学胶粘合层，并且光学胶层的折射率与触 摸屏和平板显示模块界面的折射率相同或相近，触摸屏和平板显示模块之间没有空气间隙 界面，因此，当太阳光从外界照射到平板显示模块上时，整个一体化组合模块只在触摸屏 和空气界面之间存在一次反射光，使得组合模块的整体反射率降低；同样，当平板显示模 块正常工作时，背光源发出的光也只在触摸屏和空气界面之间存在一次光反射，光损失低， 使得一体化组合模块的透光率提高。
本发明中，所述光学胶层的厚度为20微米 500微米，覆盖区域小于或等于所述触 摸屏的外形尺寸。
本发明中，所述触摸屏为电阻式触摸屏或电容式触摸屏，或其它触摸屏。 本发明中，所述平板显示模块为液晶显示模块或OLED显示模块或其它显示模块。
本发明的目的之二是提供上述种触摸屏和平板显示模块一体化组合模块的制作方法。 本发明的这一 目的通过如下技术方案来实现的 一种触摸屏和平板显示模块一体化组
合模块的制作方法，它包括如下步骤
(1) 制作触摸屏和平板显示模块；
(2) 在所述触摸屏上涂覆光学胶，光学胶的涂覆面积完全覆盖所述触摸屏的视区，并且小于或等于所述触摸屏的外形尺寸；
(3) 将涂覆光学胶的触摸屏和平板显示模块贴合在一起，所述的光学胶在触摸屏和平 板显示模块之间形成一层光学胶层；
(4) 将所述的光学胶层进行干胶处理，干胶后的光学胶层的折射率与所述触摸屏和平 板显示模块界面的折射率相同或相近。
本发明可以做如下改进所述步骤(2)中所涂覆的光学胶为液态胶，所述步骤(4)中所 述的干胶处理工序为干胶固化工序，干胶固化工序可采用如下三种方式
所述的干胶固化工序为紫外线固化，其固化光积量范围为1000mJ/cm2 5000mJ/cm2。 所述的干胶固化工序为烘箱固化，烘箱固化温度范围为6(rC 9(TC，固化时间为5 120 分钟。
所述的干胶固化工序为两步固化，第一步先紫外线固化，其紫外线固化光积量范围为 1000mJ/cm2 5000mJ/cm2，固化时间为5 250秒；第二步再进行烘箱固化，烘箱固化温 度范围为60。C 9(TC，固化时间为5 120分钟。
本发明还可以做如下改进所述步骤(2)中所涂覆的光学胶为固态胶，所述步骤(4)中 所述的干胶处理工序为胶层除泡工序，将所述光学胶层进行除泡处理，除泡处理的温度范 围为30°C 80°C，压力范围为0.2MPa 1.0MPa,除泡时间为5 60分钟。。
与现有技术相比，本发明具有如下显著效果
1、 本发明在触摸屏和平板显示模块之间设置光学胶粘合层，并且光学胶层的折射率
与触摸屏和平板显示模块界面的折射率相同或相近，可以有效降低组合模块的反射率，同 时又可以降低组合模块的光损失，提高其透光率。
2、 光学胶层的厚度低，使一体化组合模块的整体厚度变薄，节省其使用空间。
3、 本发明中的触摸屏和平板显示模块之间不存在空气间隙，不存在灰尘进入的可能性。
图1为传统方式的一体化模块的整体结构示意图 图2为传统方式的一体化模块的分解结构示意图 图3为传统方式的一体化模块的整体结构示意图 图4为传统方式的一体化模块的整体结构示意图 图5为本发明一体化组合模块的整体结构示意图 图6为本发明一体化组合模块的整体结构示意图
，显示反射光图示；
，显示透射光的光损失图示;
，显示反射光图示；
，显示透射光的光损失图示;
6图7为本发明一体化组合模块的分解结构示意图8为本发明一体化组合模块的中触摸屏和平板显示模块粘合的结构示意图，此时采 用的光学胶为液态光学胶；
图9为本发明一体化组合模块的中触摸屏和平板显示模块粘合的结构示意图，此时采 用的光学胶为固态光学胶。
具体实施例方式
如图5至图7所示的触摸屏和平板显示模块一体化组合模块，它包括触摸屏21、平 板显示模块23和粘合触摸屏和平板显示模块的中间粘合层，该触摸屏21采用电阻式触摸 屏，该平板显示模块23为液晶显示模块，中间粘合层为光学胶层22，其厚度为100微米， 光学胶层22完全覆盖触摸屏21的视区，并且等于触摸屏21的外形尺寸，光学胶层22 的折射率与触摸屏21和平板显示模块23界面的折射率相同。
如图5所示，当光线从外界射入一体化模块时，因为触摸屏21、光学胶层22和平板 显示模块23具有相同的折射率，则三种材料之间就不存在光的反射，仅触摸屏表面存在 大约4%的反射光，减少了两次光反射，降低了表面反射率。
如图6所示，当平板显示模块正常工作时，背光源24的光线通过平板显示模块23、 光学胶层22和触摸屏21并进入人眼时，仅在触摸屏21和空气的界面存在光损失，从而 提高的透光率，最终结果是对比度得到提高，显示效果更好。
本实施例还可以做如下变换光学胶层的尺寸也可以小于触摸屏的外形尺寸，光学 胶层的折射率与触摸屏和平板显示模块界面的折射率相近也可，但是不能相差太大。
光学胶层的厚度可以选取在20微米 500微米之间均可，光学胶层越薄，组合模块 的整体厚度也就越薄。
触摸屏也可以采用电容式触摸屏或其它类型的触摸屏，同样平板显示模块也可以采 用OLED显示模块或其它显示模块。
本发明使用时，当光线从外界射入一体化模块时，因为触摸屏21、光学胶层22和平 板显示模块23具有相同的折射率，则三种材料之间就不存在光的反射，仅触摸屏21表面 存在大约4%的反射光，减少了两次光反射，降低了表面反射率。
制作上述组合模块的方法可以采用如下两种- 。
其一是如图8所示的，采用液态光学胶(可以采用SONY公司的SVR1300或者 CHEMITECH公司的U-1070B型号的光学胶)作为粘合剂进行一体化组合模块制作，它
包括如下步骤(1) 制作触摸屏21和平板显示模块23，其中，触摸屏21采用的是菲林一玻璃结构， 玻璃的折射率为1.52;平板显示模块23采用的是薄膜晶体管(TFT)方式的液晶显示模块， 其玻璃的折射率为1.52;
(2) 在触摸屏21上涂覆一层液态光学胶，光学胶的涂覆面积完全覆盖触摸屏21的视 区，并且等于触摸屏21的外形尺寸；
(3) 将涂覆光学胶的触摸屏21和平板显示模块23贴合在一起，光学胶在触摸屏和平 板显示模块之间形成一层光学胶层，贴合时，将触摸屏21的底板，即玻璃面朝上放置， 将光学胶滴在触摸屏21的玻璃面上，然后将触摸屏21面翻转，使玻璃面朝下，此时放置 平板显示模块23面朝上，然后触摸屏21和平板显示模块23进行对位，触摸屏21缓慢下 降，靠近平板显示模块23，直到光学胶的液面接触平板显示模块23的表面，再放慢速度 逐步靠近，当触摸屏21缓慢下降到距离平板显示模块23表面0.01厘米的距离时，停止 运动，让胶水自行扩散至整个表面；
(4) 将光学胶层进行干胶处理，该干胶处理工序为干胶固化工序，干胶固化工序为两 步固化，第一步先紫外线固化，其紫外线固化光积量范围为2000mJ/cm2，固化时间为125 秒；第二步再进行烘箱固化，烘箱固化温度范围为8(TC，固化时间为60分钟，干胶后的 光学胶层22的折射率为1.52。
上述步骤(4)中的干胶固化工序还可以采用如下多种方式进行
其一干胶固化工序采用单独的紫外线固化工序，其固化光积量范围为1000mJ/cm2 5000mJ/cm2,固化时间为5 250秒，光积量=光强乘于时间，因为不同的紫外光设备光 强不一样，所以其固化时间也不一样，固化时间可根据实际需要来设定，只要满足干胶完 全固化即可。
其二千胶固化工序采用单独的烘箱固化工序，烘箱固化温度范围为6(TC 9(TC， 固化时间为5 120分钟。
其三干胶固化工序采用紫外线和烘箱结合的两步固化工序，第一步先紫外线固化， 其紫外线固化光积量范围为1000mJ/cm2 5000mJ/cm2，固化时间为5 250秒；第二步再 进行烘箱固化，烘箱固化温度范围为6(rC 9(TC，固化时间为5 120分钟。
制作上述组合模块的方法还可以采用图9所示的方法，采用固态光学胶(可以采用 3M公司的8275或者日荣化工的MHM80型号的光学胶)作为粘合剂进行一体化组合模 块制作，它包括如下步骤
(1)制作触摸屏21和平板显示模块23，其中，触摸屏21采用的是菲林一玻璃结构，
8玻璃的折射率为1.52;平板显示模块23采用的是薄膜晶体管(TFT)方式的液晶显示模块， 其玻璃的折射率为1.52;固态光学胶的折射率为1.48，厚度为0.1mm;
(2) 在触摸屏上涂覆一层固态光学胶，光学胶的涂覆面积完全覆盖触摸屏的视区，并
且略小于触摸屏的外形尺寸；
(3) 将涂覆光学胶的触摸屏和平板显示模块贴合在一起，光学胶在触摸屏21和平板显
示模块23之间形成一层光学胶层，贴合时，将触摸屏21和平板显示模块23对位准确， 然后用辊轮25从将触摸屏21压合到平板显示模块23上；
(4) 将光学胶层进行干胶处理，千胶处理工序为除泡工序，将贴合好的触摸屏21和平 板显示模块23放在除泡设备中进行除泡，设定除泡温度50°C，压力0.5MPa,时间0.5 小时，干胶后的光学胶层22的折射率为1.48。
上述步骤(4)中的除泡工序中， 一般除泡处理的温度范围为30°C 80°C，压力范围为 0.2MPa 1.0MPa，除泡时间为5 60分钟。
下表是上述两种方法制备的组合模块与传统组合模块的对比表
厚度反射率表面亮度对比度
传统方式3.8mm12%189.5cd/m2131.5
液态光学胶方式3.4mm4%210cd/m2161.1
固态光学胶方式3.4mm5.3%202cd/m2151.3
从以上实施例可以看出，采用折射率与触摸屏和平板显示模块相同或者相近的光学 胶作为一体化模块的粘合剂不仅可以使一体化模块的厚度变薄，还降低了其反射率，提高
了透光率、对比度，显示效果更佳。
9
权利要求
1、一种触摸屏和平板显示模块一体化组合模块，它包括触摸屏、平板显示模块、粘合所述触摸屏和平板显示模块的中间粘合层，其特征在于所述粘合层为光学胶层，所述光学胶层完全覆盖所述触摸屏的视区，所述光学胶层的折射率与所述触摸屏和平板显示模块界面的折射率相同或相近。
2、 根据权利要求1所述的触摸屏和平板显示模块一体化组合模块，其特征在于所 述光学胶层的厚度为20微米 500微米，覆盖区域小于或等于所述触摸屏的外形 尺寸。
3、 根据权利要求1所述的触摸屏和平板显示模块一体化组合模块，其特征在于所 述触摸屏为电阻式触摸屏或电容式触摸屏。
4、 根据权利要求1所述的触摸屏和平板显示模块一体化组合模块，其特征在于所 述平板显示模块为液晶显示模块或OLED显示模块。
5、 一种如权利要求1所述的触摸屏和平板显示模块一体化组合模块的制作方法，它包括如下步骤(1) 制作触摸屏和平板显示模块；(2) 在所述触摸屏上涂覆光学胶，光学胶的涂覆面积完全覆盖所述触摸屏的视区， 并且小于或等于所述触摸屏的外形尺寸；(3) 将涂覆光学胶的触摸屏和平板显示模块贴合在一起，所述的光学胶在触摸屏和 平板显示模块之间形成一层光学胶层；(4) 将所述的光学胶层进行干胶处理，干胶后的光学胶层的折射率与所述触摸屏和 平板显示模块界面的折射率相同或相近。
6、 根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于所述步骤(2)中所涂覆的光学胶为 液态胶，所述步骤(4)中所述的干胶处理工序为干胶固化工序。
7、 根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于所述的干胶固化工序为紫外线固 化，其固化光积量范围为1000mJ/cm2 5000mJ/cm2。
8、 根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于所述的干胶固化工序为烘箱固化， 烘箱固化温度范围为6(TC 90。C，固化时间为5 120分钟。
9、 根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于所述的干胶固化工序为两步固化，第一步先紫外线固化，其紫外线固化光积量范围为1000mJ/cm2 5000mJ/Cm2;第 二步再进行烘箱固化，烘箱固化温度范围为60°C 90°C，固化时间为5 120分钟。
10、 根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于所述步骤(2)中所涂覆的光学胶 为固态胶，所述步骤(4)中所述的干胶处理工序为胶层除泡工序，将所述光学胶层 进行除泡处理，除泡处理的温度范围为30'C 8(TC，压力范围为0.2MPa 1.0MPa， 除泡时间为5 60分钟。
全文摘要
本发明公开了一种触摸屏和平板显示模块一体化组合模块及其制作方法，该组合模块包括触摸屏、平板显示模块、粘合所述触摸屏和平板显示模块的中间粘合层，所述粘合层为光学胶层，所述光学胶层完全覆盖所述触摸屏的视区，所述光学胶层的折射率与所述触摸屏和平板显示模块界面的折射率相同或相近。本发明的组合模块在触摸屏和平板显示模块之间设置光学胶粘合层，并且光学胶层的折射率与触摸屏和平板显示模块界面的折射率相同或相近，可以有效降低组合模块的反射率，同时又可以降低组合模块的光损失，提高其透光率。本发明组合模块的制作方法简单、易操作。
文档编号G02F1/133GK101504496SQ20091003758
公开日2009年8月12日 申请日期2009年3月4日 优先权日2009年3月4日
发明者吴德生, 周伟杰, 李志成, 钟平洪, 陈升东, 黄新利, 黄泽魁 申请人:信利半导体有限公司