CN202929328U - 偏光片 - Google Patents

Abstract

一种具有触控功能的偏光片，其包括：一偏光层、一透明导电层以及多个第一驱动感测电极，该透明导电层与该偏光层相互层叠设置，该透明导电层为阻抗异向层，具有一较高阻抗方向及一较低阻抗方向，该多个第一驱动感测电极沿该较高阻抗方向相互间隔的排列成一行，且与该透明导电层电连接。该偏光片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。

Description

偏光片

技术领域

本实用新型涉及一种偏光片，尤其涉及一种用于触摸式液晶显示屏中的偏光片。 

背景技术

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。 

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。 

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。 

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

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。 

一种具有触控功能的偏光片，其包括：一偏光层、一透明导电层以及多个第一驱动感测电极，该透明导电层与该偏光层相互层叠设置，该透明导电层为阻抗异向层，具有一较高阻抗方向及一较低阻抗方向，该多个第一驱动感测电极沿该较高阻抗方向相互间隔的排列成一行，且与该透明导电层电连接。 

与现有技术相比较，所述偏光片集成设置有用于感测触摸的透明导电层，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

图1是本技术方案第一实施例偏光片的侧视示意图。 

图2是本技术方案第一实施例偏光片的透明导电层的俯视示意图。 

图3是本技术方案第一实施例偏光片中碳纳米管膜的扫描电镜照片。 

图4是图3的碳纳米管膜中碳纳米管片段的结构示意图。 

图5是本技术方案一个实施例偏光片的侧视示意图。 

图6是本技术方案另一个实施例偏光片的侧视示意图。 

图7是本技术方案又一个实施例偏光片的侧视示意图。 

图8是本技术方案第二实施例偏光片的透明导电层的俯视示意图。 

主要元件符号说明 

偏光片              100 

偏光层              110，210 

透明导电层          120，220 

第一驱动感测电极    122，222 

保护层              140 

粘结剂层            150 

分离膜              160 

第二驱动感测电极    224 

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。 

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本技术方案的偏光片。 

请参阅图1及图2，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、一透明导电层120以及多个第一驱动感测电极122。该透明导电层120与该偏光层110相互层叠设置。该多个第一驱动感测电极122相互间隔，且与该透明导电层120电连接。 

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。 

该透明导电层120可以与该偏光层110的表面直接贴合。该透明导电层120为阻抗异向层，在本申请中，阻抗异向是指该导电层为连续结构，且平行于该偏光层110表面具有一较高阻抗方向H及一较低阻抗方向D。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设置多条相互导通但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。该透明导电层120可为矩形层状结构，具有分别垂直于该高阻抗方向H及较低阻抗方向D的侧边。 

该多个第一驱动感测电极122沿较高阻抗方向H排列成一行并相互间隔。具体的，该该多个第一驱动感测电极122设置于该透明导电层120的垂直于较低阻抗方向D的侧边。各第一驱动感测电极122沿着较高阻抗方向H上的长度可为1mm至8mm之间，而相邻第一驱动感测电极122的间距可为3mm至5mm之间。各第一驱动感测电极122输入至透明导电层120的信号或接收自透明导电层120的信号将主要地沿着较低阻抗方向D传输。该偏光片100便可利用信号在该透明导电层120中传输具有方向性的特性作为触碰位置的判断依据，从而使该偏光片可以实现感测触摸位置的功能。该第一驱动感测电极122可通过丝网印刷、溅射、蒸镀或涂覆等方式分别形成在该透明导电层120临近侧边的表面。该透明导电层120与所述该多个第一驱动感测电极122构成一触控模组。 

在本实施例中，该透明导电层120包括定向的碳纳米管膜。该定向的碳纳米管膜中的大多数碳纳米管基本沿该较低阻抗方向D延伸。在一实施例中，所述碳纳米管膜中的该大多数碳纳米管基本平行于该偏光层110的表面。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。 

请参阅图3，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。在一实施例中，所述碳纳米管膜为自支撑结构，直接贴附于该偏光层110的表面。 

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。 

请参阅图4，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。 

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。 

该透明导电层120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，上述透明导电层120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%。 

由于透明导电层120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低阻抗方向D。 

由于该透明导电层120为阻抗异向层，且在低阻抗方向D上具有很好的导电性，该透明导电层120的感测触摸驱动方式可以是：逐步地扫描至少部份该些第一驱动感测电极122；接收被扫描的该些第一驱动感测电极122的感测信号；比较相邻三个第一驱动感测电极122的感测信号以计算一触碰点在垂直该较低阻抗方向D上的位置；由该些第一驱动感测电极122的感测信号强度判断该触碰点在该较低阻抗方向D上的位置。具体地，该多个第一驱动感测电极122依次与外部电路的扫描单元导通。当其中一个第一驱动感测电极122与扫描单元导通时，其它的第一驱动感测电极122都会与外部电路的接地单元导通而接地。该外部电路的扫描单元包括充电电路（例如包括一电压源）、读取电路和存储电路（例如包括一外部电容Cout），具有给电容充放电、读取电容值以及存储读取数据的功能，其中充电电路与储存电路并联，而读取电路连接至储存电路。当偏光片100被使用者以手指或是导电介质触碰时，该透明导电层120与手指(或是导电介质)之间会产生一接触电容。此时，被扫描的第一驱动感测电极122交替地连接至充电电路以及储存电路，该充电电路及储存电路通过该多个第一驱动感测电极122交替地对接触电容进行充放电，从而逐步扫描该多个第一驱动感测电极122，并通过读取电路读取第一驱动感测电极122的感测信号，即该接触电容的充电量，例如电压值，以作为触碰位置的判断依据，该电压值被储存于存储单元。当依次扫描全部第一驱动感测电极122后，从读取到一个或几个最大的电压值对应的第一驱动感测电极122的位置即可判断触摸点在高阻抗 方向H的坐标。另外，该电压值的数值可以用于判断该触摸点在低阻抗方向D的坐标。 

由于碳纳米管膜具有阻抗异向性，使各第一驱动感测电极122所接收到的信号能直接地反应出触碰位置的远近。因此，该偏光片100具有较佳的感测精确性。另外，该偏光片100可藉由直接读取电极接收信号的数值以及比较相邻电极所接收信号的数值来定出触碰位置，不需复杂的驱动方法与演算程序。整体来说，该偏光片100在感测触摸方面兼具有结构简单、感测精确性高且驱动方法简易的特点。 

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驱动感测电极122分别与外部电路电连接。该导电线路可以与该多个第一驱动感测电极122一并设置于该透明导电层120的周边。 

请参阅图5，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透明导电层120。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。 

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，该透明导电层120可以设置于该偏光片本体的表面，或插于该偏光片本体内部。 

一个实施例中，该偏光片100包括两个保护层140分别贴合设置在该透明导电层120及该偏光层110的表面，使该透明导电层120及该偏光层110设置于该两个保护层140之间。该粘结剂层150设置于临近该透明导电层120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。 

请参阅图6，在另一实施例中，该偏光片100包括两个保护层140分别贴合设置在该偏光层110的两个表面，使该偏光层110设置于该两个保护层140之间。该透明导电层120设置于其中一保护层140的表面。该粘结剂层150设置于该透明导电层120的表面，使该透明导电层120设置于该粘结剂层150与该保护层140之间。该分离膜160覆盖于该粘结剂层150的表面。 

请参阅图7，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，该透明导电层120设置于粘结剂层150的表面，使该粘结剂层150设置于该透明导电层120及该保护层140之间。 

在上述各实施例中，该透明导电层120均优选为自支撑的碳纳米管膜，该碳纳米管膜本身具有导电异向性，仅用一层该碳纳米管膜即可满足感测多点触摸的要求，并且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。另外，由于ITO不具导电异向性，单层的ITO结构一般无法实现感测多点触摸的要求。 

请参阅图8，本技术方案第二实施例提供一种偏光片，该偏光片包括一偏光层、一透明导电层220、多个第一驱动感测电极222以及多个第二驱动感测电极224。该第二实施例的偏光片与第一实施例的偏光片100基本相同，其区别在于，该多个第二驱动感测电极224沿高阻抗方向H排列成一行并相互间隔，设置于该透明导电层220的垂直于低阻抗方向D的侧边。也就是说，该透明导电层220具有两个垂直于低阻抗方向D的相对的侧边，且在其中一侧边间隔设置有多个第一驱动感测电极222，并在另一侧边间隔设置有多个第二驱动感测电极224，且该第一驱动感测电极222与该第二驱动感测电极224沿该低阻抗方向D一一对应。 

本技术方案实施例将用于感测触摸的透明导电层集成设置在偏光片中，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。 

另外，本领域技术人员还可以在本申请精神内做其它变化，当然，这些依据本申请精神所做的变化，都应包含在本申请所要求保护的范围之内。 

Claims (14)

1.一种偏光片，该偏光片具有触控功能，该偏光片包括：

一偏光层；

一透明导电层，该透明导电层与该偏光层相互层叠设置，该透明导电层为阻抗异向层，具有一较高阻抗方向及一较低阻抗方向；以及

多个第一驱动感测电极，该多个第一驱动感测电极沿该较高阻抗方向相互间隔的排列成一行，且与该透明导电层电连接。

2.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于，该较高阻抗方向与该较低阻抗方向基本垂直。

3.如权利要求2所述的偏光片，其特征在于，该多个第一驱动感测电极设置于该透明导电层的垂直于该较低阻抗方向的侧边。

4.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于，该透明导电层为一碳纳米管膜，该碳纳米管膜中的大多数碳纳米管基本沿该较低阻抗方向延伸。

5.如权利要求4所述的偏光片，其特征在于，所述碳纳米管膜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。

6.如权利要求4所述的偏光片，其特征在于，所述碳纳米管膜中的该大多数碳纳米管基本平行于该偏光层的表面。

7.如权利要求4所述的偏光片，其特征在于，所述碳纳米管膜为自支撑结构，直接贴附于该偏光层的表面。

8.如权利要求4所述的偏光片，其特征在于，该偏光层的偏光方向为该较低阻抗方向。

9.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于，该偏光片进一步包括两个保护层，该透明导电层以及该偏光层设置于该两个保护层之间。

10.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于，该偏光片进一步包括两个保护层，该偏光层设置于该两个保护层之间，该透明导电层设置于一保护层表面使得一保护层设置于透明导电层与偏光层之间。

11.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于，该偏光片进一步包括两个保护层及一粘结剂层，该偏光层设置于该两个保护层之间，该粘结剂层设置于一保护层的表面，该透明导电层设置于该粘结剂层表面，该粘结剂层设置于该透明导电层及该保护层之间。

12.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于，该偏光片进一步包括多个第二驱动感测电极，该多个第二驱动感测电极相互间隔并与该透明导电层电连接，沿该较高阻抗方向排列成一行。

13.如权利要求12所述的偏光片，其特征在于，该多个第二驱动感测电极设置于该透明导电层的垂直于较低阻抗方向的另一侧边，且该第一驱动感测电极与该第二驱动感测电极沿该较低阻抗方向一一对应设置。

14.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于，进一步包括导电线路，用于连接该第一驱动电极与外部电路。

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