触摸屏与液晶显示屏的分块全贴合装置及方法与流程

本发明属于3D显示技术领域。

背景技术：

现今随着电子消费产品的快速发展，类似手机、平板电脑等带触摸功能的产品基本都采用了全贴合的工艺。所谓全贴合即是以水胶或光学胶将面板与触摸屏以无缝隙的方式完全黏贴在一起。相较于框贴来说，可以提供更好的显示效果。目前市场上常见的全贴合屏幕主要是以原有触控屏厂商为主导的OGS方案，以及由面板厂商主导的On Cell和In Cell技术方案。全贴合优点：全贴合技术取消了屏幕间的空气，这有助于减少显示面板和玻璃之间的反光，可以让屏幕看起来更加通透，增强屏幕的显示效果。

全贴合技术的另外一个好处是屏幕再也不会进灰了。触控模块也因为与面板紧密结合让强度有所提升，除此之外，全贴合更能有效降低显示面板噪声对触控讯号所造成的干扰。虽然说全贴合的优势巨大，但良品率相对较低，因为良率不佳而造成的表面玻璃和甚至面板于贴合过程中的消耗、报废，必然会造成成本的上升，因此脱泡与贴合良率的控制就会成为比材料成本更重要的因素。具体全贴合工艺如图1所示：盖板玻璃101加设柔性电路板及传感器构成触摸屏(图1中只给出盖板玻璃101，略去其它附属结构)，液晶显示屏包括上偏光片103、彩膜玻璃104、液晶层105、TFT玻璃106和下偏光片107；触摸屏和液晶显示屏之间通过贴合材料102绑定在一起；背光源108为其提供背光。

随着电子触摸产品的应用越来越广泛，尺寸也越来越大，大尺寸的全贴合产品也逐步出现。由于大尺寸的触摸屏外形尺寸大，保护玻璃厚度也大造成全贴合工艺难度大，成品良率底。一般来说大尺寸的触摸屏全贴合需要以下几个条件：1.稳定的真空环境；2.持续均衡的加热；3.连续均匀的压力；4.高压脱泡。

大尺寸的触摸屏由于涉及到多人次的大量使用，或者露天放置，所以必须给触摸屏的表面加一定厚度的钢化玻璃。而传统的框贴方式又存在显示效果差、易脏、结构强度不够等问题，全贴合的工艺已经势在必行。而大尺寸的液晶显示屏由于幅面大，全贴合工艺相对复杂，要求也更高。通常大尺寸贴合需满足以下几个要求：1.高度真空的环境；2.相对稳定的加热温度；3.均匀的压力。解决这几个问题才能保证大尺寸全贴合产品高良率的批量生产。

采用现有全贴合工艺对大尺寸的显示屏进行贴合时，模具中大尺寸金属板由于幅面过 大导致表面平整度达不到要求，再加上受热形变，引起全贴合过程受热受压不均衡致使气泡产生贴合不良率高。后续还得有脱泡过程，生产效率低。

技术实现要素：

本发明目的是为了解决采用现有全贴合工艺对大尺寸的显示屏进行贴合，存在贴合不良率高、生产效率低的问题，提供了一种触摸屏与液晶显示屏的分块全贴合装置及方法。

本发明所述触摸屏与液晶显示屏的分块全贴合装置，包括承载单元和工作腔体单元；承载单元用于承载待贴合光学器件，工作腔体单元用于给待贴合光学器件提供压力及热学环境，将待贴合光学器件绑定在一起；

承载单元包括承载平台，承载平台的下表面设置两条相互平行的滑块，承载平台通过两个滑块在滑轨上移动；承载平台的上表面设置有密封圈；密封圈用于承载单元和工作腔体单元扣合时的密封；

工作腔体单元包括金属侧壁，金属侧壁的上端开口固定有硅胶顶盖，金属侧壁下端开口附近内侧壁设置有多组支撑块，所述多组支撑块用于支撑金属导热板，金属导热板的上表面粘接有加热垫，金属导热板的下表面均匀粘接有多个平行的软性金属条，相邻两个软性金属条之间有空隙；

金属侧壁上设置有真空抽口。

优先的方案，还包括两个提升杆，提升杆的底端贯穿硅胶顶盖，并与金属侧壁螺纹连接。

优先的方案，还包括温度探头，温度探头嵌入金属导热板内部。

基于上述装置实现的触摸屏与液晶显示屏的分块全贴合方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、通过提升杆将工作腔体单元升高至初始位置；设备开机后，先启动加热垫开始加热，金属导热板及多个软性金属条随加热垫温度上升而加温至工作温度，并保持恒定；

步骤二、将待贴合光学器件放至承载平台上；

步骤三、承载平台通过两个滑块沿滑轨移动至工作腔体单元下方；工作腔体单元下降至金属侧壁压合在承载平台上，并通过密封圈密封，形成密封腔体；

步骤四、真空泵通过金属侧壁上的真空抽气口对密封腔体进行快速抽真空操作，令其达到设定真空度，从而在密封腔体内快速的形成真空环境；同时硅胶顶盖受到真空压力产生形变，硅胶顶盖通过金属导热板及软性金属条将形变压力施加在待贴合光学器件上，令其贴合；

步骤四的真空度保持3～5秒后执行步骤五；

步骤五、真空泵停止工作并通过泄气阀破坏密封腔体内的真空环境，然后提升杆上升带动工作腔体单元离开承载平台，承载平台退回初始位置，完成贴合工作。

本发明的优点：本发明提供了一种利用硅胶皮的弹性提供压力，同时用大，小金属板组合的方式来提供稳定热度和压力的方法。相比传统技术，本发明可以提供更加稳定的加热温度和更加均匀的整体压力。贴合完成后基本没有气泡产生，减少了一道脱泡的工艺从而极大的提高了生产效率和产品良率。

附图说明

图1是背景技术涉及的传统全贴合原理图；

图2是本发明所述触摸屏与液晶显示屏的分块全贴合装置的结构示意图，初始位置；

图3是本发明所述触摸屏与液晶显示屏的分块全贴合装置的结构示意图，压合位置；

图4是图2的A处局部放大图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图2至图4说明本实施方式，本实施方式所述触摸屏与液晶显示屏的分块全贴合装置，包括承载单元和工作腔体单元；承载单元用于承载待贴合光学器件11，工作腔体单元用于给待贴合光学器件提供压力及热学环境，将待贴合光学器件绑定在一起；

承载单元包括承载平台1，承载平台1的下表面设置两条相互平行的滑块2，承载平台1通过两个滑块2在滑轨上移动；承载平台1的上表面设置有密封圈3；密封圈3用于承载单元和工作腔体单元扣合时的密封；

工作腔体单元包括金属侧壁4，金属侧壁4的上端开口固定有硅胶顶盖5，金属侧壁4下端开口附近内侧壁设置有多组支撑块12，所述多组支撑块12用于支撑金属导热板7，金属导热板7的上表面粘接有加热垫6，金属导热板7的下表面均匀粘接有多个平行的软性金属条10，相邻两个软性金属条之间有空隙；

金属侧壁4上设置有真空抽口13。

多个软性金属条10占据的面积小于金属导热板7的面积，多个软性金属条10占据的面积大于或等于待贴合光学器件11的面积。

金属侧壁4的上端开口与硅胶顶盖5之间采用强力胶水粘合；

金属导热板7的上表面和加热垫6之间采用耐高温胶水粘合；

金属导热板7的下表面和多个软性金属条10之间采用耐高温胶水粘合。

具体实施方式二：本实施方式对实施方式一作进一步说明，还包括两个提升杆9，提 升杆9的底端贯穿硅胶顶盖5，并与金属侧壁4螺纹连接。

具体实施方式三：本实施方式对实施方式一或二作进一步说明，还包括温度探头8，温度探头8嵌入金属导热板7内部。

本实施方式发明了一种利用硅胶皮的弹性提供压力，同时用大，小金属板组合的方式来提供稳定热度和压力的装置。相比传统设备本装置可以提供更加稳定的加热温度和更加均匀的整体压力。贴合完成后基本没有气泡产生，减少了一道脱泡的工艺从而极大的提高了生产效率和产品良率。具体结构如图2至图4所示：

本装置基本由承载单元和工作腔体单元两部分构成。承接单元包括承载平台1、密封圈3和滑块2。密封圈3能保证生产时腔体的密封性，滑块2负责带动整个承载平台1的来回运动。

工作腔体单元包含：一个金属侧壁4(上下开口，方形框结构)其一侧开有真空抽气口13用来抽放真空，其顶部是一张一定厚度的硅胶顶盖5，两者用强力胶水粘合保证一体性。硅胶顶盖5上方是两组提升杆9，提升杆9贯穿硅胶顶盖5与金属侧壁4用螺纹连接，用来带动整个工作腔体单元上下运动。金属侧壁4内部有一整块金属导热板7，其一侧装有温度探头8来探测工作温度，其整体由多组支撑块12支撑，金属导热板7上方是一张加热垫6，两者用耐高温胶水粘合固定，其下方是多组软性金属条10，软性金属条10之间按一定的间隙均布，并通过耐高温胶水固定在金属导热板7上。

具体实施方式四：本实施方式所述触摸屏与液晶显示屏的分块全贴合方法，该方法是基于实施方式三所述的装置实现的，该方法包括以下步骤：

步骤一、通过提升杆9将工作腔体单元升高至初始位置；设备开机后，先启动加热垫6开始加热，金属导热板7及多个软性金属条10随加热垫6温度上升而加温至工作温度，并保持恒定；

步骤二、将待贴合光学器件11放至承载平台1上；

步骤三、承载平台1通过两个滑块2沿滑轨移动至工作腔体单元下方；工作腔体单元下降至金属侧壁4压合在承载平台1上，并通过密封圈3密封，形成密封腔体；

步骤四、真空泵通过金属侧壁4上的真空抽气口13对密封腔体进行快速抽真空操作，令其达到设定真空度，从而在密封腔体内快速的形成真空环境；同时硅胶顶盖5受到真空压力产生形变，硅胶顶盖5通过金属导热板7及软性金属条10将形变压力施加在待贴合光学器件11上，令其贴合；

步骤四的真空度保持3～5秒后执行步骤五；

步骤五、真空泵停止工作并通过泄气阀破坏密封腔体内的真空环境，然后提升杆9上升带动工作腔体单元离开承载平台1，承载平台1退回初始位置，完成贴合工作。

下面给出一个具体工作过程：

设备开机后，先启动加热垫6开始加热，随加热垫6温度上升它慢慢把热量传递到金属导热板7上，金属导热板7的温度也逐渐上升，当位于金属导热板7一侧的温度探头8检测到金属导热板7加热到所需温度的时候，其反馈信号给温控器，温控器再通过开关加热垫6的方式来实现金属导热板7温度的恒定保持。由于金属导热板7面积大，厚度够因此能很好的维持温度经实测温度偏差在±1℃。又由于软性金属条10与金属导热板7一体相连，此时金属导热板7的温度即是软性金属条10的温度。

把待贴合光学器件11放至承载平台1指定位置，然后按下启动按钮，此时承载平台1底下电机开始工作通过滑块2把承载平台移动至金属侧壁4正下方，再然后提升杆9下降把整个工作腔体单元压在承载平台1上，此时金属侧壁4内部形成一个密封腔体。

真空泵开始工作，通过控制真空抽气口13快速抽气，从而在金属腔体内快速的形成真空环境。同时硅胶顶盖5受到真空压力产生形变，变成图3所示的状态。通过设定真空度，硅胶顶盖5能施加所需的压力在金属导热板7上。

由于本装置应用于大尺寸全贴合，因此金属导热板7外形尺寸相对较大，表面平整度相对达不到生产需求，所以本装置在金属导热板7下方粘合了多组高平面度的软性金属条10。又由于软性金属条10的材料为硬度较低的金属，因此在它施压在待贴合光学器件11上的时候，能根据待贴合光学器件11表面情况进行一定的形变适应，从而使接触面更加的吻合，待贴合光学器件11所受压力也更加均匀稳定。

保持此真空状态一定时间，然后真空泵停止工作并通过泄气阀破坏腔体内的真空环境，接着提升杆9上升带动整个腔体加工部分离开承载平台1。

承载接平台1移动退至初始位置，贴合完成，由于整个过程中待贴合光学器件11一直在真空环境中，通过大尺寸金属导热板7和多组的软性金属条10保证稳定的压力，经过多次试验测定当软性金属条之间的间隙在1mm左右的时候，贴合良率最高，基本上可以做到一次成型不需要再进行脱泡处理，这极大的缩短了加工时间，提升了工作效率。