偏光片 |
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| 申请号 | CN201210255118.X | 申请日 | 2012-07-23 | 公开(公告)号 | CN103576370A | 公开(公告)日 | 2014-02-12 |
| 申请人 | 天津富纳源创科技有限公司; | 发明人 | 吴和虔; | ||||
| 摘要 | 一种偏光片，该偏光片具有触控功能，该偏光片包括一第一透明导电层、一第二透明导电层、一偏光层、多个第一 电极 以及多个第二电极，该第一透明导电层在第一方向上具有最小的 电阻 ，并在第二方向上具有最大的电阻或在第二方向绝缘；该第二透明导电层在第一方向上具有最大的电阻或在第一方向绝缘，并在第二方向上具有最小的电阻；该偏光层设置在该第一透明导电层和该第二透明导电层之间；该多个第一电极相互间隔，沿该第二方向排列成一行，且与该第一透明导电层电连接；该多个第二电极相互间隔，沿该第一方向排列成一行，且与该第二透明导电层电连接。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种偏光片，该偏光片具有触控功能，该偏光片包括： |
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| 说明书全文 | 偏光片技术领域背景技术[0002] 液晶显示因为低功耗、小型化及高质量的显示效果，成为最佳的显示方式之一。以TN（扭曲向列相）模式的液晶显示屏为例，液晶显示屏从下至上包括依次层叠的第一偏光片、薄膜晶体管面板、第一配向层、液晶层、第二配向层、公共电极层（如氧化铟锡层, ITO层）、上基板以及第二偏光片。该薄膜晶体管面板包括多个对应像素单元的像素电极，该公共电极层包括一个或多个对应像素电极的公共电极。该第一偏光片与第二偏光片的偏光方向相互垂直。当像素电极与公共电极上未施加电压时，经第一偏光片起偏的偏振光的偏振角度被液晶分子旋转90度，从而能透过第二偏光片，使液晶显示屏呈通光状态；当在像素电极与公共电极上施加较高电压时，液晶分子长轴方向沿电场方向排列，经第一偏光片起偏的偏振光方向经过液晶分子也不会改变，因此不能透过第二偏光片，使液晶显示屏呈遮光状态。当在像素电极与公共电极上施加图像驱动电压时，液晶分子长轴方向根据驱动电压呈一定角度倾斜于电场方向排列，经第一偏光片起偏的偏振光方向经过液晶分子有部分改变，因此有部分光线能够透过第二偏光片，使液晶显示屏显示对应的图像。 [0003] 液晶显示屏工作时有选择地对不同像素单元的对应的像素电极与公共电极施加电压，就可以显示出不同的图案。 [0004] 现有的偏光层是通过透光性良好的高分子薄膜（如聚乙烯醇, PVA）吸附上二色性物质，使二色性物质扩散渗入高分子薄膜中，并通过拉伸该高分子薄膜得到。现有的偏光片除包括该偏光层外，还可进一步包括覆盖在该偏光层两侧的保护层、粘结剂层及分离膜等可选择结构。在液晶显示屏的制造过程中，该第二偏光片被直接贴合在所述上基板的上表面。 [0005] 近年来，伴随着移动电话、触摸导航系统、集成式电脑显示器及互动电视等各种电子设备的高性能化和多样化的发展，在液晶显示屏的显示面安装透光性的触摸屏的电子设备逐渐增加。然而，现有技术通常是将一完整的触摸屏直接安装在液晶显示屏上，例如将触摸屏直接贴合在液晶显示屏的第二偏光片的上表面。然而，这种设置方式必然会增加电子设备的厚度，不利于电子设备的小型化和薄型化。并且在安装过程中，该第二偏光片和触摸屏分两次进行组装，增加了生产流程，不利于简化生产工艺及降低生产成本。 发明内容[0006] 有鉴于此，确有必要提供一种偏光片，该偏光片在偏光的同时兼具感测触摸的功能，使采用该偏光片的液晶显示屏无需再单独设置触摸屏即可实现感测触摸。 [0007] 一种偏光片，该偏光片具有触控功能，该偏光片包括一第一透明导电层、一第二透明导电层、一偏光层、多个第一电极以及多个第二电极，该第一透明导电层在第一方向上具有最小的电阻，并在第二方向上具有最大的电阻或在第二方向绝缘；该第二透明导电层在第一方向上具有最大的电阻或在第一方向绝缘，并在第二方向上具有最小的电阻；该偏光层设置在该第一透明导电层和该第二透明导电层之间；该多个第一电极相互间隔，沿该第二方向排列成一行，且与该第一透明导电层电连接；该多个第二电极相互间隔，沿该第一方向排列成一行，且与该第二透明导电层电连接。 [0008] 一种偏光片，该偏光片具有触控功能，该偏光片包括一偏光片本体、一第一透明导电层、一第二透明导电层、多个第一电极以及多个第二电极，该第一透明导电层设置在所述偏光片本体的一表面，该第一透明导电层在第一方向上具有最小的电阻，并在第二方向上具有最大的电阻或在第二方向绝缘，该第二透明导电层设置在所述偏光片本体的另一表面，该第二透明导电层在第一方向上具有最大的电阻或在第一方向绝缘，并在第二方向上具有最小的电阻，该多个第一电极相互间隔，沿该第二方向排列成一行，且与该第一透明导电层电连接，该多个第二电极相互间隔，沿该第一方向排列成一行，且与该第二透明导电层电连接；所述第一透明导电层、第二透明导电层、多个第一电极及多个第二电极构成一触控模组，该触控模组的驱动方法包括：向该多个第一电极输入电信号；读取该多个第二电极的感应电信号；以及根据读取的感应电信号判断触摸点的位置。 [0009] 与现有技术相比较，所述偏光片集成设置有两个用于感测触摸的透明导电层，并将偏光层设置于该两个透明导电层之间，以间隔该两个透明导电层从而在该两个透明导电层之间形成感应电容，使该偏光片在偏光的同时可以实现感测触摸的功能，从而使触摸式液晶屏在制造过程中集成度更高，具有较薄的厚度和简单的结构，简化了制造工艺，降低了制造成本，提高背光源的利用率，改善显示质量。附图说明 [0010] 图1是本技术方案第一实施例偏光片的侧视示意图。 [0011] 图2是本技术方案第一实施例偏光片的第一透明导电层的俯视示意图。 [0012] 图3是本技术方案第一实施例偏光片的第二透明导电层的俯视示意图。 [0013] 图4是本技术方案一个实施例偏光片的侧视示意图。 [0014] 图5是本技术方案另一个实施例偏光片的侧视示意图。 [0015] 图6是本技术方案又一个实施例偏光片的侧视示意图。 [0018] 图9是本技术方案第二实施例偏光片的侧视示意图。 [0019] 图10是本技术方案第二实施例偏光片的第一透明导电层的俯视示意图。 [0020] 主要元件符号说明偏光片 100，200 偏光层 110，210 第一透明导电层 120，220 第一电极 122，222 第二透明导电层 130，230 第二电极 132 保护层 140 粘结剂层 150 分离膜 160 透明导电条带 224 透明硬质基底 226 如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。 具体实施方式[0021] 以下将结合附图详细说明本技术方案的偏光片。 [0022] 请参阅图1-3，本技术方案第一实施例提供一种偏光片100，该偏光片100适用于触摸式液晶显示屏，特别适于作为触摸式液晶显示屏的上偏光片（即所述第二偏光片）。该偏光片100具有偏光和感测触摸的功能，包括一偏光层110、一第一透明导电层120、一第二透明导电层130、多个第一电极122以及多个第二电极132。该偏光层110设置在该第一透明导电层120和该第二透明导电层130之间，以间隔该第一透明导电层120和该第二透明导电层130，从而在该第一透明导电层120和该第二透明导电层130之间形成感应电容，用于对触摸点进行感测。该多个第一电极122相互间隔，且与该第一透明导电层120电连接。该多个第二电极132相互间隔，且与该第二透明导电层130电连接。该多个第一电极122和多个第二电极132分别用于驱动和感测该偏光片100以对该偏光片100上的触摸点进行感测。 [0023] 该偏光层110为现有技术中的偏光片中起偏光作用的绝缘材料层，具体可以包括一高分子薄膜（如PVA）以及吸附并渗透于该高分子材料薄膜中的二色性物质。该二色性物质可以为碘系材料或染料材料。该二色性物质沿单一方向排列，使该偏光层110具有偏光性。 [0024] 该第一透明导电层120以及第二透明导电层130可以分别与该偏光层110两个相对的表面相贴合。该第一透明导电层120在第一方向上具有最小的电阻，并在第二方向上具有最大的电阻或在第二方向绝缘。该第二透明导电层130在第一方向上具有最大的电阻或在第一方向绝缘，并在第二方向上具有最小的电阻。该第一方向与该第二方向基本垂直。其中，该第一透明导电层120以及第二透明导电层130中的最小和最大电阻均仅与自身其他方向的电阻进行比较。该第一方向及第二方向均平行于该偏光层110表面。 [0025] 该第一透明导电层120以及第二透明导电层130可均为矩形层状结构，具有分别垂直于该第一方向及第二方向的侧边。 [0026] 该第一透明导电层120以及第二透明导电层130均为单向导电层或阻抗异向层。在本申请中，单向导电是指该导电层仅在一个方向上导电，而在其他方向，如在与该导电方向垂直的方向上绝缘。该单向导电层可以通过沿相同方向并排并间隔设置多个导电线路实现。在本申请中，阻抗异向是指该导电层为连续结构，且具有一较高阻抗方向H及一较低阻抗方向D。该较高阻抗方向H与该较低阻抗方向D为不同方向，优选为基本垂直。该阻抗异向层在该较高阻抗方向H的电导率小于其它方向的电导率，在该较低阻抗方向D的电导率大于其它方向的电导率。该阻抗异向层可以通过分别沿该较高阻抗方向H及较低阻抗方向D设置多条导电性不同的导电条带实现，也可以直接通过一定向的碳纳米管膜实现。 [0027] 当该第一透明导电层120为阻抗异向层时，该第一透明导电层120的较高阻抗方向H为该第二方向，较低阻抗方向D为该第一方向。当该第二透明导电层130为阻抗异向层时，该第二透明导电层130的较高阻抗方向H为该第一方向，较低阻抗方向D为该第二方向。 [0028] 当该第一透明导电层120为单向导电层时，该第一透明导电层120的导电方向为该第一方向。当该第二透明导电层130为单向导电层时，该第二透明导电层130的导电方向为该第二方向。 [0029] 该多个第一电极122沿第二方向排列成一行并相互间隔。优选地，该多个第一电极122设置于该第一透明导电层120的垂直于第一方向的侧边。该多个第二电极132沿第一方向排列成一行并相互间隔。优选地，该多个第二电极132设置于该第二透明导电层104垂直于第二方向的侧边。该第一电极122及第二电极132可通过丝网印刷、溅射、蒸镀或涂覆等方式分别形成在该第一透明导电层120以及第二透明导电层130临近侧边的表面。 [0030] 该偏光片100可进一步包括导电线路（图未示），该导电线路用于将各第一电极122及第二电极132分别与外部电路电连接。该导电线路可以与该第一电极122及第二电极132一并设置于该第一透明导电层120及第二透明导电层130的周边。 [0031] 请参阅图4，该偏光片100可进一步包括保护层140、粘结剂层150及分离膜160中的至少一层。该保护层140用于保护该偏光层110，并可进一步用于保护该第一透明导电层120及第二透明导电层130。该粘结剂层150用于将该偏光片100与液晶显示屏的上基板相贴合。该分离膜160用于保护该粘结剂层150，在贴合时，该分离膜160能够从该粘结剂层150表面揭下，从而暴露出该粘结剂层150。该保护层140的材料可以为三醋酸纤维素（TAC）、聚苯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）、对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、苯丙环丁烯(BCB)、聚环烯烃等。该粘结剂层150的材料可以为压敏胶、热敏胶或光敏胶。 [0032] 该偏光层110可以单独或与该保护层140、粘结剂层150及分离膜160中的至少一层共同形成一偏光片本体，该第一透明导电层120及第二透明导电层130可以分别设置于该偏光片本体的两个表面，或插于该偏光片本体内部。 [0033] 在一个实施例中，该偏光片100包括两个保护层140分别设置在该第一透明导电层120及第二透明导电层130的表面，使该第一透明导电层120、第二透明导电层130以及该偏光层110设置于该两个保护层140之间。该粘结剂层150设置于临近该第二透明导电层130的保护层140的表面，该分离膜160覆盖于该粘结剂层150的表面。 [0034] 请参阅图5，在另一实施例中，该偏光片100包括两个保护层140分别设置在该偏光层110的两个表面，使该偏光层110设置于该两个保护层140之间。该第一透明导电层120及第二透明导电层130分别设置于该两个保护层140的表面，使该两个保护层140及该偏光层110设置于该第一透明导电层120及第二透明导电层130之间。该粘结剂层150设置于该第二透明导电层130的表面，该分离膜160覆盖于该粘结剂层150的表面。 [0035] 请参阅图6，在又一实施例中，该偏光片100包括两个保护层140分别设置在该偏光层110的表面，使该偏光层110设置于该两个保护层140之间。该粘结剂层150设置于其中一保护层140的表面，该第一透明导电层120设置于另一保护层140的表面，该第二透明导电层130设置于该粘结剂层150的表面，使该两个保护层140、该偏光层110及该粘结剂层150设置于该第一透明导电层120及第二透明导电层130之间。 [0036] 下面将具体介绍该第一透明导电层120与该第二透明导电层130。在本实施例中，该第一透明导电层120与该第二透明导电层130均包括定向的碳纳米管膜。在第一透明导电层120中，该定向的碳纳米管膜中的大多数碳纳米管基本沿第一方向延伸。在第二透明导电层130中，该定向的碳纳米管膜中的大多数碳纳米管基本沿第二方向延伸。 [0037] 该定向的碳纳米管膜包括多个碳纳米管或由该多个碳纳米管组成，该多个碳纳米管基本沿相同方向定向延伸，从而使碳纳米管膜在该多个碳纳米管的延伸方向上具有远大于其它方向的电导率。该定向的碳纳米管膜可通过从一碳纳米管阵列中拉取形成。所述从碳纳米管阵列中拉取形成的碳纳米管膜中大多数碳纳米管的整体延伸方向基本朝同一方向且平行于该碳纳米管膜的表面。并且，所述碳纳米管膜中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力 (van der waal’s force)首尾相连，从而使该碳纳米管膜能够实现自支撑。该从碳纳米管阵列中拉取获得的碳纳米管膜具有较好的透明度。优选地，该碳纳米管膜为由碳纳米管组成的纯碳纳米管膜，从而能够提高透光度。 [0038] 请参阅图7，所述碳纳米管膜是由若干碳纳米管形成的自支撑结构。所述若干碳纳米管为沿同一方向择优取向延伸。所述择优取向是指在碳纳米管膜中大多数碳纳米管的整体延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多数碳纳米管的整体延伸方向基本平行于碳纳米管膜的表面。进一步地，所述碳纳米管膜中多数碳纳米管是通过范德华力首尾相连。具体地，所述碳纳米管膜中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。当然，所述碳纳米管膜中存在少数随机排列的碳纳米管，这些碳纳米管不会对碳纳米管膜中大多数碳纳米管的整体取向排列构成明显影响。所述自支撑为碳纳米管膜不需要大面积的载体支撑，而只要相对两边提供支撑力即能整体上悬空而保持自身膜状状态，即将该碳纳米管膜置于（或固定于）间隔一定距离设置的两个支撑体上时，位于两个支撑体之间的碳纳米管膜能够悬空保持自身膜状状态。所述自支撑主要通过碳纳米管膜中存在连续的通过范德华力首尾相连延伸排列的碳纳米管而实现。 [0039] 具体地，所述碳纳米管膜中基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管，并非绝对的直线状，可以适当的弯曲；或者并非完全按照延伸方向上排列，可以适当的偏离延伸方向。因此，不能排除碳纳米管膜的基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管中并列的碳纳米管之间可能存在部分接触。 [0040] 请参阅图8，具体地，所述碳纳米管膜包括多个连续且定向排列的碳纳米管片段143。该多个碳纳米管片段143通过范德华力首尾相连。每一碳纳米管片段143包括多个相互平行的碳纳米管145，该多个相互平行的碳纳米管145通过范德华力紧密结合。该碳纳米管片段143具有任意的长度、厚度、均匀性及形状。该碳纳米管膜中的碳纳米管145沿同一方向择优取向排列。该碳纳米管膜中碳纳米管间可以具有间隙，从而使该碳纳米管膜最厚处的厚度约为0.5纳米至100微米，优选为0.5纳米至10微米。 [0041] 从碳纳米管阵列中拉取获得所述碳纳米管膜的具体方法包括：（a）从一碳纳米管阵列中选定一碳纳米管片段143，本实施例优选为采用具有一定宽度的胶带或粘性基条接触该碳纳米管阵列以选定具有一定宽度的一碳纳米管片段143；（b）通过移动该拉伸工具，以一定速度拉取该选定的碳纳米管片段143，从而首尾相连的拉出多个碳纳米管片段143，进而形成一连续的碳纳米管膜。该多个碳纳米管相互并排使该碳纳米管片段143具有一定宽度。当该被选定的碳纳米管片段143在拉力作用下沿拉取方向逐渐脱离碳纳米管阵列的生长基底的同时，由于范德华力作用，与该选定的碳纳米管片段143相邻的其它碳纳米管片段143首尾相连地相继地被拉出，从而形成一连续、均匀且具有一定宽度和择优取向的碳纳米管膜。所述碳纳米管膜在拉伸方向具有最小的电阻抗，而在垂直于拉伸方向具有最大电阻抗，因而具备电阻抗异向性，即碳纳米管膜具有阻抗异向性，即，碳纳米管膜在两个不同方向上具有不同的阻抗性，以定义出一较低阻抗方向D（基本平行于碳纳米管延伸方向），以及一较高阻抗方向H（基本垂直于碳纳米管延伸方向），其中较低阻抗方向D和较高阻抗方向H可为垂直。碳纳米管膜可以为矩形，并具有四侧边。其中两个相对的侧边与侧边平行于较高阻抗方向H，而另外两个相对的侧边平行于较低阻抗方向D。由于具有阻抗异向性，该偏光片100可以实现对多点触摸进行感测。该碳纳米管膜的阻抗异向性范围，优选为该较高阻抗方向H与该较低阻抗方向D的比值大于等于50，优选为70～500。 [0042] 该第一透明导电层120和/或该第二透明导电层130可包括多个碳纳米管膜，沿相同方向相互层叠或并排设置，即层叠或并排设置的多个碳纳米管膜中的碳纳米管的整体延伸方向相同，故，上述第一透明导电层120和/或该第二透明导电层130的长度和宽度不限，可根据实际需要设置。另外，该碳纳米管膜具有一理想的透光度，可见光透过率大于85%。 [0043] 由于第一透明导电层120及该第二透明导电层130中的碳纳米管为沿单一方向定向延伸，对入射光线具有偏光性能，因此该偏光层110的偏光方向优选为该第一方向或该第二方向。 [0044] 所述第一透明导电层、第二透明导电层、多个第一电极及多个第二电极构成一触控模组，该触控模组的驱动方法包括：向该多个第一电极输入电信号；读取该多个第二电极的感应电信号；以及根据读取的感应电信号判断触摸点的位置。 [0045] 由于该第一透明导电层120为阻抗异向层，且在第一方向上具有很好的导电性，将多个第一电极122沿第二方向相互间隔地设置在该第一透明导电层120一侧时该第一透明导电层120可看作形成多个相互间隔并与第一方向平行的导电带，该多个导电带与该多个第一电极122分别导通。同理，该第二透明导电层130在第二方向上具有很好的导电性，该第二透明导电层130可看作形成多个相互间隔并与第二方向平行的导电带，该多个导电带与该多个第二电极132分别导通。因此，该第一透明导电层120及第二透明导电层130可看作多个正交铺设的导电带。由于该第一透明导电层120及第二透明导电层130之间通过该偏光层110相互绝缘并间隔设置，在该偏光片100的厚度方向上相互重叠，从而在所述多个导电带相互交叉的多个交叉位置处形成多个电容。当手指等触摸物靠近一个或多个交叉位置时，该交叉位置的电容发生变化，通过外部电路可以检测到该变化的电容，从而可以同时检测到多个触摸位置的坐标。具体地，该多个电容可通过与该第一电极122及第二电极132电连接的外部电路进行充电（即驱动），并测量触摸前后该电容值的变化（即感测）。该外部电路可具有一驱动电路及一感测电路，该驱动电路可以逐一或同时向各个第一电极122输入同样的脉冲波形或其他波形的电信号。该感测电路可以读取各个第二电极132的感应电信号。通过比较该各个第二电极132的感应电信号在触摸前后电容变化值，找到变化最大的感应电信号对应的第一电极122及第二电极132，即可得到该触摸点的位置坐标。 [0046] 请参阅图9-10，本技术方案第二实施例提供一种偏光片200，该偏光片200包括一偏光层210、一第一透明导电层220、一第二透明导电层230、多个第一电极222以及多个第二电极。该偏光层210设置在该第一透明导电层220和该第二透明导电层230之间。该多个第一电极相互间隔，且与该第一透明导电层220电连接。该多个第二电极相互间隔，且与该第二透明导电层230电连接。 [0047] 该第二实施例的偏光片200与第一实施例的偏光片100基本相同，其区别在于，该偏光片200进一步包括一透明硬质基底226，该第一透明导电层220设置在该透明硬质基底226与该偏光层210之间。该第一透明导电层220为形成在该透明硬质基底226表面的图案化金属氧化物层，该第一透明导电层220包括多个相互间隔且沿第一方向设置的透明导电条带224，该多个第一电极222分别与该多个透明导电条带224一一对应连接。 [0048] 具体地，该多个透明导电条带224的材料为ITO或氧化锡锑（ATO），优选为ITO。由于该金属氧化物需要通过溅镀等工艺形成在透明硬质基底226表面，才能得到较好的导电均匀性及透光度，以满足感测触摸的要求，因此当该偏光片200采用金属氧化物作为该第一透明导电层220的材料时，该第一透明导电层220需要预先形成在透明硬质基底226表面，再将该具有第一透明导电层220的透明硬质基底226覆盖该偏光层210。该透明硬质基底226的材料为绝缘材料，可以为玻璃或石英。另外，由于该金属氧化物不具阻抗异向性，因此该第一透明导电层220可以通过设置多个相互平行且间隔的透明导电条带224实现仅沿第一方向的导通。该多个透明导电条带224的宽度及间距可依需要的感测触摸的分辨率设置，优选地，该多个透明导电条带224的间距可为10微米至500微米，每个透明导电条带224的宽度可以为10微米至5毫米。由于该第二透导电层230中的碳纳米管基本沿第二方向延伸，因此该偏光层210的偏光方向优选为该第二方向。 [0049] 该第二透明导电层230仍为定向的碳纳米管膜。该偏光层210、第二透明导电层230以及第二电极与上述第一实施例相同。 [0050] 在上述各实施例中，该第二透明导电层均优选为自支撑的碳纳米管膜，由于该碳纳米管膜具有自支撑性，可以单独形成再通过后续贴附的方式贴附于偏光片100中需要的表面。与此相比较，由于传统的ITO层需要通过蒸镀和溅射工艺直接形成在需要的表面，导致对形成表面具有较高的要求，而现有的偏光片内部各层的表面则难以满足要求，使ITO层难以整合在偏光片中。 [0051] 本技术方案实施例将两个用于感测触摸的透明导电层集成设置在偏光片中，并将偏光层设置于该两个透明导电层之间，使该偏光片在偏光的同时可以实现感测触摸的功能，从而使触摸式液晶屏在制造过程中集成度更高，具有较薄的厚度和简单的结构，简化了制造工艺，降低了制造成本，提高背光源的利用率，改善显示质量。 [0052] 另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。 |
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