CN113759453A - 偏振滤光板、触控显示装置和移动终端 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种偏振滤光板，其包括：滤光部，包括层叠设置的基材层和彩色滤光层；以及偏光片，设于所述彩色滤光层远离所述基材层的一侧，包括依次层叠设置的光补偿层、偏光层和保护层，所述光补偿层最靠近所述彩色滤光层，用于调整穿过所述光补偿层的光的相位以及保护所述偏光片，所述偏光层用于实现偏光。本申请还提供一种触控显示装置和一种移动终端。

Description

偏振滤光板、触控显示装置和移动终端
技术领域
本申请涉及显示领域，尤其涉及一种偏振滤光板、一种触控显示装置和一种移动终端。
背景技术
目前的移动终端，如智能手机或平板电脑等，通常会包括触控显示装置以同时实现显示和触控的功能。触控显示装置通常包括触控模组和显示模组以及起到保护功能的盖板等结构。随着技术发展，用户对于移动终端的轻薄化提出了更高的要求。对于触控显示装置，一种习知的轻薄化的方法是将触控模组和显示模组一体化，也即将触控模组的功能整合到显示模组中，从而省去触控模组的部分元件以实现轻薄化，但触控显示装置仍包括盖板及其他玻璃结构，其厚度通常较高，还有继续优化的空间。此外，在进行轻薄化的同时，还需考虑触控显示装置的显示效果，如光补偿能力和偏光能力等。
发明内容
本申请一方面提供一种偏振滤光板，其包括：
滤光部，包括层叠设置的基材层和彩色滤光层；以及
偏光片，设于所述彩色滤光层远离所述基材层的一侧，包括依次层叠设置的光补偿层、偏光层和保护层，所述光补偿层最靠近所述彩色滤光层，用于调整穿过所述光补偿层的光的相位以及保护所述偏光片，所述偏光层用于实现偏光.
本申请实施例通过在偏光片中设置光补偿层，在保护所述偏光层的同时，可以对穿过所述光补偿层的光的相位进行调整，使出射的光变为圆偏光或椭圆偏光，从而提高显示效果，并防止所述偏振滤光板应用于液晶显示屏时发生漏光或者在所述偏振滤光板应用于液晶显示屏时提高其显示视角。
在一实施例中，所述基材层的材料为环烯烃聚合物。
本申请实施例通过设置基材层的材料为环烯烃聚合物，可以在提高光透过率的同时减小基材层的厚度。
在一实施例中，所述偏光层包括二向吸收层和基底层，所述基底层的材料为聚乙烯醇，所述二向吸收层的材料为含碘化合物，所述二向吸收层与和所述基底层用于实现偏光作用。
在一实施例中，所述彩色滤光层包括多个透光的滤光单元和将所述多个滤光单元分隔开的不透光的黑色矩阵，每一所述滤光单元包括至少三种不同基色的子滤光单元，所述黑色矩阵还用于将每一所述子滤光单元分隔开。
在一实施例中，所述光补偿层可包括位相差膜和广视角膜的其中之一或两者组合。
在一实施例中，所述偏振滤光板还包括一盖板，位于所述偏光片远离所述滤光部的一侧。
在一实施例中，所述盖板远离所述保护层的一侧还设有防眩光层、增透反射层和防污层的其中之一或任意组合。
在一实施例中，所述彩色滤光层上开设有不具滤光功能的非滤光窗；所述二向吸收层上开设有不具光偏振功能的非偏光窗；所述非滤光窗和所述非偏光窗在所述基材层上的投影至少部分重合。
在一实施例中，所述保护层远离所述偏光层的一侧还设有遮蔽层，用于防止可见光穿透，所述遮蔽层在所述基材层上的投影部分覆盖所述非滤光窗和所述非偏光窗在所述基材层上的投影重合的部分。
本申请实施例另一方面提供一种触控显示装置，其包括：
上述的偏振滤光板；
液晶层，设于所述基材层远离所述彩色滤光层的一侧；
密封层，与所述液晶层同层设置；
触控层，设于所述液晶层和所述密封层远离所述基材层的一侧；
薄膜晶体管层，设于所述触控层远离所述液晶层的一侧；
背光板，设于所述薄膜晶体管层远离所述触控层的一侧。
本申请实施例提供的触控显示装置，通过将触控模组整合在显示模组中，不需要额外设置用于控制触控模组的电路走线，可以减小触控显示装置的厚度；通过进一步采用上述偏振滤光板，使用环烯烃聚合物材料替换玻璃材料以及使用光补偿层替代保护层还可以进一步减小触控显示装置的厚度，达到较好的轻薄化效果。同时通过使用光补偿层对穿过光线的相位进行补偿，还提高了触控显示装置的显示效果。
本申请又一方面提供一种移动终端，其包括：
触控显示装置及光学感测模组；
所述触控显示装置包括：
上述的偏振滤光板，所述非滤光窗与所述非偏光窗投影在所述基材层上的重合部分共同构成一感测窗口；
液晶层，设于所述基材层远离所述彩色滤光层的一侧；
密封层，与所述液晶层同层设置；
触控层，设于所述液晶层和所述密封层远离所述基材层的一侧；
薄膜晶体管层，设于所述触控层远离所述液晶层的一侧；
背光板，设于所述薄膜晶体管层远离所述触控层的一侧；
所述光学感测模组设于所述薄膜晶体管层远离所述触控层的一侧，所述光学感测模组在所述偏振滤光板上的投影被感测窗口完全覆盖。
在一实施例中，所述光学感测模组为红外感测器、红外发光二极管、可见光摄像模组、发光二极管、光线感应器以及红外摄像头中的一种或任意组合。
附图说明
图1为一种减薄的触控显示装置的剖面图。
图2为本申请一实施例的偏振滤光板的剖面图。
图3为本申请一实施例的偏振滤光板的制备流程图。
图4为本申请一实施例的触控显示装置的剖面图。
主要元件符号说明
偏振滤光板 100
偏振滤光膜 101
偏振滤光片 102
滤光部 10
基材层 11、911
COP膜 110
彩色滤光层 13、913
滤光单元 131
子滤光单元 131a、131b、131c
黑色矩阵 133
偏光片 30
光补偿层 31
光补偿膜 310
偏光层 33、933
基底层 331
PVA膜 330
二向吸收层 333
保护层 35
TAC膜 350
非偏光窗 34
非滤光窗 14
感测窗口 40
盖板 50
遮蔽层 70、980
触控显示装置 200、900
液晶层 210、910
密封层 230、930
触控层 250、950
薄膜晶体管层 270、970
背光板 290、990
光学感测模组 a
步骤 S1、S2、S3、S4
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。
除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
为能进一步阐述本申请达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施方式，对本申请作出如下详细说明。
请参阅图1，图1为一种减薄的触控显示装置900的剖面图，其包括依次层叠设置的背光板990、薄膜晶体管层970、触控层950、液晶层910以及同层设置的密封层930、彩色滤光层913、基材层911以及偏光层933。
当触控显示装置900应用于一移动终端中时，所述移动终端可包括一光学感测模组a，光学感测模组a设于遮蔽层980远离薄膜晶体管层970的一边，且部分被遮蔽层980覆盖。光学感测模组a可以为红外感测器、红外发光二极管、可见光摄像模组、发光二极管、光线感应器以及红外摄像头中的一种或任意组合。此时薄膜晶体管层970远离触控层950的一侧还设有遮蔽层980，用于防止可见光穿透。具体为遮蔽层980完全覆盖光学感测模组a中与红外光相关的每一光学元件，且不覆盖任何与红外光无关的光学元件。
触控显示装置900通过将触控层950设于薄膜晶体管层970与液晶层910之间，使得控制触控层950与控制液晶层910的电路走线均可设置于薄膜晶体管层970上，从而减小触控显示装置900的体积。同时，通过设置基材层911的材质为玻璃，厚度约为2mm，可以在支撑彩色滤光层913的同时起到盖板的作用，从而不需要额外设置玻璃盖板，减小了触控显示装置900的体积。
然而，在这种结构中存在如下问题：由于触控显示装置900还需要设于基材层911远离彩色滤光层913一侧的偏光层933，此时，偏光层933处于触控显示装置900的最外层，且偏光层933不能覆盖光学感测模组a，因此偏光层933仅部分覆盖基材层911，使得触控显示装置900的外侧表面不平整。同时，由于偏光层933的材料为塑胶，使用手感不佳且容易损坏。
本申请实施例在此基础上提出一种触控显示装置和应用于所述触控显示装置的偏振滤光板。请参阅图2，偏振滤光板100包括：滤光部10、偏光片30以及盖板50。其中，滤光部10包括层叠设置的基材层11和彩色滤光层13；偏光片30设于彩色滤光层13远离基材层11的一侧，包括依次层叠设置的光补偿层31、偏光层33和保护层35。光补偿层31靠近彩色滤光层13，用于调整穿过光补偿层31的光线的相位，偏光层33包括基底层331和二向吸收层333，用于实现偏光作用。在偏振滤光板100应用到触控显示装置中时，滤光部10比偏光片30更靠近触控显示装置的观察者侧。
在一实施例中，基材层11的厚度可以为50μm-100μm，一种优选的方案为75μm。
在一实施例中，基材层11的材料为环烯烃聚合物(Cyclo Olefin Polymer，COP)，COP为非晶型透明材料，双折射率小，且具有机械性能优良，耐热性强耐擦伤性好等优点，因此可以代替玻璃材料，进一步实现轻薄化且不影响显示效果。
在一实施例中，彩色滤光层13包括多个透光的滤光单元131和将多个滤光单元131分隔开的不透光的黑色矩阵133，每一滤光单元131包括三个子滤光单元131a、131b和131c，同一滤光单元131内的不同子滤光单元131a、131b和131c的颜色各不相同，例如，子滤光单元131a可以为红色，用于使红色基色光透过并滤掉其他颜色的光；子滤光单元131b可以为绿色，用于使绿色基色光透过并滤掉其他颜色的光；子滤光单元131c可以为蓝色，用于使蓝色基色光透过并滤掉其他颜色的光。黑色矩阵133还用于将同一滤光单元131中的每一子滤光单元分隔开。在其他实施例中，每一滤光单元131还可以包括多个数量不等的子滤光单元，如一个滤光单元131中包括一个子滤光单元131a、两个子滤光单元131b和一个子滤光单元131c。每一滤光单元131还可以包括四种或以上的颜色互不相同的子滤光单元。
在一实施例中，子滤光单元131a、131b和131c具体为彩色滤光片，其厚度为3μm。黑色矩阵133的厚度小于10μm，一种优选的厚度为1μm。
在一实施例中，基底层331为聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)薄膜，二向吸收层333的材料为碘化钾，该PVA薄膜经染色后吸附具有二向吸收功能的碘分子以形成二向吸收层333，通过从PVA薄膜两侧进行拉伸使碘分子在PVA薄膜上有序排列，形成具有均匀二向吸收性能的偏光层33，从而实现偏光的效果。在其他实施例中，二向吸收层333的材料还可以是其他具有二向吸收功能的染料分子，通过浸泡染色附着在基底层331后进行延展，从而使偏光层33具有偏光性。
在一实施例中，保护层35的材料为三醋酸纤维素(Triacetyl Cellulose，TAC)，TAC材料具有较高的光穿透性，因此保护层35在保护偏光层33的同时不会影响显示效果。
在一实施例中，光补偿层31可以为位相差膜，用于对穿过所述光补偿层31的光的相位进行调整。请一并参阅图2和图4，当偏振滤光板100应用于一触控显示装置200时，从背光板290出射的光线会经由液晶层210入射至光补偿层31，此时由于光线在液晶层210中发生多次折射，会引发光的干涉，从而影响显示效果。所述位相差膜可以对此进行光学补偿，从而消除因光的干涉造成的影响。此外，由于光线通过液晶层时会在液晶分子的作用下发生亮度的变化，该变化是由于液晶分子的偏转造成的，因此从偏振滤光板100的侧方观察时，可能会出现液晶层210的作用不明显，也即出现漏光现象。所述位相差膜可以对此进行光学补偿，从而提高光线在大视角下的显示效果。
在一实施例中，请继续参阅图2，光补偿层31也可用于保护偏光层33，因此不需要在偏光层33远离保护层35的一侧再额外设置一保护层，从而减小了偏振滤光板100的厚度。
在一实施例中，盖板50设于偏光片30远离滤光部10的一侧。盖板50的材料为经过化学强化的玻璃，即采用高纯度的硝酸钾溶液搭配催化剂作用于玻璃材料上，使玻璃结构表面的钾离子与钠离子进行离子交换，从而形成强化层。盖板50的厚度为0.2mm，由于经过化学强化处理，盖板50的硬度提高，且防划伤抗冲击能力提高，从而可以更好的保护偏光片30。此外，由于经过化学强化处理，盖板50的厚度可以进一步减薄，从而减小偏振滤光板100的厚度。
在一实施例中，彩色滤光层13上开设有至少一非滤光窗14，用于使光线在不滤光的情况下直接穿过；二向吸收层333上开设有至少一非偏光窗34，用于使光线在不偏光的情况下直接穿过。非滤光窗14在基材层11上的投影与非偏光窗34在基材层11上的投影重合，非滤光窗14与非偏光窗34投影在基材层11上的重合部分共同构成至少一感测窗口40。
在一实施例中，非偏光窗34的开设方法为通过激光蚀刻，将二向吸收层333中的碘化合物进行剥离。在其他实施例中，还可以通过碱性溶液将二向吸收层333中的碘化合物还原成碘离子，使其失去极化性能，从而丧失偏光性。
在一实施例中，请一并参阅图2和图4，当偏振滤光板100应用于一移动终端时，所述移动终端包括一光学感测模组a，光学感测模组a可以为红外感测器、红外发光二极管、可见光摄像模组、发光二极管、光线感应器以及红外摄像头中的其中一种或任意组合，且光学感测模组a在偏振滤光板100上的投影被感测窗口40完全覆盖。当光学感测模组a包括红外感测器、红外发光二极管以及红外摄像头中的任意一种时，盖板50靠近偏光片30的一侧还设有一遮蔽层70，用于防止可见光穿透并使红外光穿透，遮蔽层70在基材层11上的投影完全覆盖上述红外感测器、红外发光二极管以及红外摄像头在基材层11上的投影，且遮蔽层70在基材层11上的投影完全不覆盖可见光摄像模组、发光二极管以及光线感应器中任何一个在基材层11上的投影。也即，当光学感测模组a包括任何与红外光相关的感测器件或光学元件时，遮蔽层70在基材层11上的投影覆盖所述感测器件或光学元件在基材层11上的投影；并且遮蔽层70不遮挡光学感测模组a中与红外光无关的感测器件或光学元件。
在一实施例中，遮蔽层70的材料为红外滤光片，其用于遮挡可见光，并允许红外光穿过。遮蔽层70的厚度小于15μm，一种优选的方案为9μm。
在一实施例中，保护层35与盖板50之间包括一光学胶层(图未示)，保护层35与偏光层33之间包括一光学胶层(图未示)，该光学胶层填充进非偏光窗34中。光补偿层31与彩色滤光层13之间包括一光学胶层(图未示)，该光学胶层填充进非滤光窗14中，光补偿层31与偏光层33之间包括一光学胶层(图未示)。所述多个光学胶层均起到粘合作用，每一所述光学胶层的厚度可为12μm。
在一实施例中，盖板50远离保护层35的一侧还可以设有防眩光层、增透反射层和防污层的其中之一或任意组合。
本申请实施例提供的偏振滤光板100，通过将基材层11的材料设置为COP，在保证较高光透过率的同时减小了厚度，实现了轻薄化的效果；通过设置光补偿层31，可以对光线进行补偿，扩大视角，从而实现更好的显示效果；光补偿层31还可以起到保护偏光层33的作用，避免了额外再设置一保护层，从而减小了偏振滤光板100的厚度；通过使用经过化学强化的玻璃作为盖板50的材料，在保证偏振滤光板100外表面平整度的同时，也保证了使用时的手感。
本申请实施例还提供一种偏振滤光板100的制备方法，请参阅图3，其包括：
步骤S1：提供一TAC膜350、一PVA膜330、一光补偿膜310、一COP膜110以及多个设有遮蔽层70的盖板50。
步骤S2：将TAC膜350、PVA膜330、光补偿膜310以及COP膜110依次重叠设置，并通过卷对卷工艺将上述多层膜压合为一偏振滤光膜101。
步骤S3：对压合后的偏振滤光膜101进行裁剪，从而得到多个偏振滤光片102。
步骤S4：将一盖板50压合到一偏振滤光片102上，从而得到一偏振滤光板100。
在一实施例中，步骤S1提供的TAC膜350和光补偿膜310的两侧均设有光学胶层，以起到粘合作用。PVA膜330为含碘的偏光膜，且PVA膜330上设有多个非偏光窗34，每一非偏光窗34具体为通过激光蚀刻将含碘化合物进行解离。COP膜110上印有黑色矩阵和滤光单元，且包括多个非滤光窗14。
在一实施例中，步骤S2还包括将一非偏光窗34与一非滤光窗14对齐后进行压合。步骤S4还包括将遮蔽层70与非偏光窗34和非滤光窗14对齐后进行压合。
本申请实施例还提供一种触控显示装置，请参阅图4，触控显示装置200包括层叠设置的偏振滤光板100、同层设置的密封层230以及液晶层210、触控层250、薄膜晶体管层270以及背光板290。其中液晶层210设于基材层11远离彩色滤光层13的一侧。
在一实施例中，触控显示装置200被应用于一移动终端中，所述移动终端包括一光学感测模组a，光学感测模组a在偏振滤光板100上的投影被感测窗口40完全覆盖。
在一实施例中，光学感测模组a可以为红外感测器、红外发光二极管、可见光摄像模组、发光二极管、光线感应器以及红外摄像头中的一种或任意组合。当光学感测模组a包括红外感测器、红外发光二极管以及红外摄像头中的任意一种时，遮蔽层70在基材层11上的投影完全覆盖上述红外感测器、红外发光二极管以及红外摄像头在基材层11上的投影，且遮蔽层70在基材层11上的投影完全不与可见光摄像模组、发光二极管以及光线感应器中任何一个在基材层11上的投影重合。也即，当光学感测模组a包括任何与红外光相关的感测器件或光学元件时，遮蔽层70在基材层11上的投影覆盖所述感测器件或光学元件在基材层11上的投影；并且遮蔽层70不遮挡光学感测模组a中与红外光无关的感测器件或光学元件。
在一实施例中，密封层230为透明材料，用于密封液晶层210。液晶层210中包含多个液晶分子。触控层250可包括多个触控电极。薄膜晶体管层270可包括与所述触控电极连接的多个薄膜晶体管以及电路走线，还可以包括多个用于驱动液晶层210中的液晶分子进行偏转的多个薄膜晶体管以及驱动电极。也即薄膜晶体管层270可以在感测触控层250发出的触控信号的同时，驱动液晶层210中液晶分子的偏转。
在一实施例中，液晶层210和背光板290之间还包括一下偏光片(图未示)，所述下偏光片、液晶层210与偏光片30共同作用，使背光板290出射的光可以达到最大程度的亮暗调整。
本申请实施例提供的触控显示装置200，通过将触控层250嵌入液晶层210与薄膜晶体管层270之间，并使薄膜晶体管层270可以同时作用于液晶层210和触控层250，从而减少了触控模组所需要的额外的驱动电路。从而减小了触控显示装置200的体积。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本申请，而并非用作为对本申请的限定，只要在本申请的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本申请要求保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种偏振滤光板，其特征在于，包括：
滤光部，包括层叠设置的基材层和彩色滤光层；以及
偏光片，设于所述彩色滤光层远离所述基材层的一侧，包括依次层叠设置的光补偿层、偏光层和保护层，所述光补偿层最靠近所述彩色滤光层，用于调整穿过所述光补偿层的光的相位以及保护所述偏光片，所述偏光层用于实现偏光。
2.如权利要求1所述的偏振滤光板，其特征在于，所述基材层的材料为环烯烃聚合物。
3.如权利要求1所述的偏振滤光板，其特征在于，所述偏光层包括二向吸收层和基底层，所述基底层的材料为聚乙烯醇，所述二向吸收层的材料为含碘化合物，所述二向吸收层与所述基底层用于实现偏光作用。
4.如权利要求1所述的偏振滤光板，其特征在于，所述彩色滤光层包括多个透光的滤光单元和将所述多个滤光单元分隔开的不透光的黑色矩阵，每一所述滤光单元包括至少三种不同基色的子滤光单元，所述黑色矩阵还用于将每一所述子滤光单元分隔开。
5.如权利要求1所述的偏振滤光板，其特征在于，所述光补偿层包括位相差膜和广视角膜的其中之一或两者组合。
6.如权利要求1所述的偏振滤光板，其特征在于，所述偏振滤光板还包括一盖板，位于所述偏光片远离所述滤光部的一侧。
7.如权利要求6所述的偏振滤光板，其特征在于，所述盖板远离所述保护层的一侧还设有防眩光层、增透反射层和防污层的其中之一或任意组合。
8.如权利要求1-7任意一项所述的偏振滤光板，其特征在于，所述彩色滤光层上开设有不具滤光功能的非滤光窗；所述二向吸收层上开设有不具光偏振功能的非偏光窗；所述非滤光窗和所述非偏光窗在所述基材层上的投影至少部分重合。
9.如权利要求8所述的偏振滤光板，其特征在于，所述保护层远离所述偏光层的一侧还设有遮蔽层，用于防止可见光穿透，所述遮蔽层在所述基材层上的投影部分覆盖所述非滤光窗和所述非偏光窗在所述基材层上的投影重合的部分。
10.一种触控显示装置，其特征在于，包括：
如权利要求1-9任意一项所述的偏振滤光板；
液晶层，设于所述基材层远离所述彩色滤光层的一侧；
密封层，与所述液晶层同层设置；
触控层，设于所述液晶层和所述密封层远离所述基材层的一侧；
薄膜晶体管层，设于所述触控层远离所述液晶层的一侧；
背光板，设于所述薄膜晶体管层远离所述触控层的一侧。
11.一种移动终端，其特征在于，包括：
触控显示装置及光学感测模组；
所述触控显示装置包括：
如权利要求8所述的偏振滤光板，所述非滤光窗与所述非偏光窗投影在所述基材层上的重合部分共同构成一感测窗口；
液晶层，设于所述基材层远离所述彩色滤光层的一侧；
密封层，与所述液晶层同层设置；
触控层，设于所述液晶层和所述密封层远离所述基材层的一侧；
薄膜晶体管层，设于所述触控层远离所述液晶层的一侧；
背光板，设于所述薄膜晶体管层远离所述触控层的一侧；
所述光学感测模组设于所述薄膜晶体管层远离所述触控层的一侧，所述光学感测模组在所述偏振滤光板上的投影被感测窗口完全覆盖。
12.如权利要求11所述的移动终端，其特征在于，所述光学感测模组为红外感测器、红外发光二极管、可见光摄像模组、发光二极管、光线感应器以及红外摄像头中的一种或任意组合。
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