CN105700217A - 一种偏光片、液晶显示屏和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及光学领域，尤其涉及一种偏光片、液晶显示屏和电子设备。本申请将触控功能集成在偏光片内部，降低了具备触摸功能的液晶显示屏厚度。本申请的偏光片，包括表面层、第一基体层、偏光层和胶层，所述偏光片还包括：触摸感应层，所述触控感应层设置在所述偏光层和所述胶层之间。

Description

一种偏光片、液晶显示屏和电子设备

技术领域

本发明涉及光学领域，尤其涉及一种偏光片、液晶显示屏和电子设备。

背景技术

触控功能是将用户手掌或操作体的触摸转化为电子信号输入电子设备。触控功能和液晶显示屏结合而成的触控屏，改变了传统输入方法，带给用户全新的体验。

常用的触控屏设置方式，第一种是将触摸面板贴合在液晶组件上表面，再用至少一层盖板玻璃保护。这种方式制成的触控屏往往比较厚重。第二种是将触控回路设置于彩色滤光片表面，需要复杂的工艺，并且会影响液晶的可靠性。第三种是将触控回路设置在液晶内部，但是这样会导致液晶屏内部信号互相影响。第四种方式就是将触摸功能集成在偏光片上，而目前的集成方式有如下两种：

(1)在偏光片的表面利用金属蒸镀和蚀刻工艺制作触摸回路。

(2)在偏光片的表面采用压印的方式制作触摸回路，制作完成后，触摸功能所在的层将成为屏幕的最外层。

但是，由于偏光片外表面的材质通常为TAC(纤维素三醋酸酯，TriacetylCellulose)，方式(1)蒸馏和蚀刻会使得外表面受损，进而弱化外表面对偏光片中偏光功能层的保护力。而方式(2)为了加固最外层，往往需要增加一层盖板玻璃或高硬度薄膜，成本高。

综观现有技术，还没有较好的将触控功能集成在偏光片上的解决方案。

发明内容

本申请提供了一种偏光片、液晶显示屏和电子设备，将触控功能集成在偏光片内部，降低了具备触摸功能的液晶显示屏厚度。

第一方面，本申请提供了一种偏光片，包括表面层、第一基体层、偏光层和胶层，所述偏光片还包括：

触摸感应层，所述触控感应层设置在所述偏光层和所述胶层之间。

可选的，所述触摸感应层包括：

单轴光学薄膜层；

触摸回路层，设置在所述单轴光学薄膜层的上表面和/或下表面；

当所述触摸回路层至少设置在所述上表面时，所述偏光层和所述触摸感应层之间设置有第二基体层。

可选的，所述偏光层的第一吸收轴与所述单轴光学薄膜层的慢轴相互垂直或平行。

可选的，所述单轴光学薄膜层的第一位相差具体为90～280nm。

可选的，所述偏光片还包括：

固化层，设置在所述第二基体层和所述触摸感应层之间。

第二方面，本申请提供了一种液晶显示屏，包括液晶组件层，以及设置在所述液晶组件层下的背光组件，还包括：

权利要求1-5任一项所述的偏光片，设置在所述液晶组件层上。

可选的，所述液晶组件层包括：

彩色滤光基板层，所述彩色滤光基板层的第一液晶配向方向与所述第一吸收轴垂直或平行；

液晶层，所述液晶层设置在所述彩色滤光基板层下，所述液晶层的第二相位差为250～400nm。

可选的，所述显示屏还包括：

设置在所述液晶组件层下的基板层，以及设置在所述基板层下、所述背光组件上的下偏光片。

可选的，所述基板层的第二液晶配向方向与所述第一液晶配向方向反向平行。

可选的，所述下偏光片的第二吸收轴与所述第一吸收轴相互垂直。

第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括显示单元和与所述显示单元连接的处理器，所述显示单元包括：

权利要求6-10任一项所述的液晶显示屏；

显示控制单元，与所述液晶显示屏连接，用于控制所述液晶显示屏。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

在本申请的技术方案中，偏光片包括表面层、第一基体层、偏光层和胶层，将触摸感应层设置在偏光层和胶层之间，从而实现将触摸功能集成在偏光片上的技术效果，与现有技术相比，不需要在偏光片上额外贴合触控层和盖板玻璃，因此降低了具备触摸功能的液晶显示屏的整体组件厚度。

本申请实施例的技术方案将触摸感应层设置在偏光片中，再将偏光片置于液晶显示屏的之上，这样实现了将触摸功能和LCD显示相结合的技术效果。与现有技术相比，本申请的技术方案不需对液晶显示屏中液晶组件进行任何改动，进而避免了在液晶显示屏内/外制备金属线路的制程，提高了生产良率与可靠性。

附图说明

图1为本申请实施例中的偏光片多层结构示意图；

图2a-图2c为本申请实施例中触摸回路层的设置示意图；

图3为本申请实施例中的角度参考系示意图；

图4为本申请实施例中的液晶显示屏多层结构示意图；

图5为本申请实施例中的电子设备结构示意图；

图6为本申请实施例中的液晶显示屏视野角示意图；

图7为本申请实施例中的COP分子结构示意图。

具体实施方式

本申请提供了一种偏光片、液晶显示屏和电子设备，将触控功能集成在偏光片内部，降低了具备触摸功能的液晶显示屏厚度。

本申请提供的技术方案总体思路如下：

偏光片包括表面层、第一基体层、偏光层和胶层，还包括触摸感应层，所述触控感应层设置在所述偏光层和所述胶层之间。

在本申请的技术方案中，偏光片包括表面层、第一基体层、偏光层和胶层，将触摸感应层设置在偏光层和胶层之间，从而实现将触摸功能集成在偏光片上的技术效果，与现有技术相比，不需要在偏光片上额外贴合触控层，因此降低了具备触摸功能的液晶显示屏的整体组件厚度。

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一：

本申请实施例一提供了一种偏光片，如图1所示。

首先，偏光片包括表面层11，表面层11设置于偏光片的最上层，与偏光片所处环境、操作体或其他结构层直接接触，对偏光片起保护作用，避免偏光片内部受到损坏。在具体实现过程中，可以采用将表面硬化或者抗眩光处理等方式来制作表面层11，对此本申请不做具体限制。一般情况下，表面层11的厚度在2～10um之间，当然本领域技术人员也可以根据实际需要将表面层11的厚度设置成小于2um或大于10um的值，本申请不做限制。

在具体实现过程中，表面层11通常制作在第一基体层12表面。第一基体层12用于支撑偏光片中的偏光层13，并且对偏光片内的偏光层13起到一定的保护作用。在具体实现过程中，第一基体层12常采用TAC来制成，一般厚度在20～100um，当然本领域技术人员也可以根据实际需要进行设置，本申请不做具体限制。

偏光片中起到偏光作用的偏光层13设置在第一基体层12之下，通过偏光层13后的光被转化为偏振光。在具体实现过程中，常采用聚乙烯醇来制作偏光层13，通常厚度为20～50um。聚乙烯醇，英文为polyvinylalcohol,vinylalcoholpolymer,或poval，简称PVA。当然，本申请所属领域的普通技术人员也可以采用其他材料在制成偏光层13，对此本申请不作限制。

偏光片的最底层为胶层16，用于胶合偏光片和置于偏光片之下的其他结构层，如彩色滤光片等。在本申请实施例中，胶层16的胶可以采用液体胶、固体胶等，较为常用的是采用压感胶。当压感胶感受到压力时，粘性增强，将偏光片和其他结构层胶合在一起，使得在使用过程中，偏光片与其他结构层不易分离。当然，在具体实现过程中，胶层16的实现方式也可以采用其他方式，本申请所属领域的普通技术人员可以根据实际需要进行设置，本申请不作具体限制。

为了将触摸功能集成在偏光片内，在本申请实施例中，偏光片内还包括触摸感应层15。具体来讲，触摸感应层15设置在第一基体层12和胶层16之间。当用户的手指或操作体，如手写笔等，在偏光片表面进行触摸操作时，触摸感应层15将感应到的触摸操作，转化为电信号。并且将转化后的电信号发送至电子设备中的中央处理器、嵌入式处理器或单片机等。

由上述描述可以看出，在本申请的技术方案中，将触摸感应层15设置在偏光片内部，具体设置在第一基体层和胶层之间，实现将触摸功能集成在偏光片上的技术效果，与现有技术相比，不需要在偏光片上额外贴合触控层和盖板玻璃，因此降低了具备触摸功能的液晶显示屏厚度。

进一步，触摸金属回路通常由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯，polyethyleneterephthalate)制作而成。但是由于PET光学性能差，因此不能将PET制成的触摸金属回路置于偏光片中，否则会对偏光效果造成不良影响。为了将触摸感应层15设置在偏光片内，且降低触摸感应层15对偏光片本身的影响，在本申请实施例中，触摸感应层15包括：单轴光学薄膜层151和触摸回路层152。

单轴光学薄膜层151，在具体实现过程中，采用环状烯烃聚合物制成。环状烯烃聚合物，英文cycloolefinpolymer，简称COP，是一种非晶体高分子聚合物，分子结构如图7所示，由X个左括号中的物质和Y个右括号中的物质聚合而成，X和Y均为正整数。相较于类似常用的聚丙烯和聚乙烯等来说，COC是一类新型的聚合物。典型的COP材料模数高于HDPE和PP，与PET或PC的模数近似。COP在很多方面，类似于玻璃。COP材料具有良好的透明度、低双折射、高色散系数，且水蒸气密性好，高耐热，对水分子敏感度低。COP以高紫外线传播率在分析和诊断领域代替了石英玻璃的地位。

因此COP既可以用于制成触摸回路层152的基材，又能作为偏光片中的光学薄膜。所以，在本申请实施例中，采用COP制成触摸回路层152的基层。

而触摸回路层152设置在单轴光学薄膜层151的上表面和/或下表面。具体来讲，在本申请实施例中，触摸回路层152可以仅设置在单轴光学薄膜层151的上表面，如图2a所示，或者仅设置在单轴光学薄膜层151的下表面，如图2b所示，也可以在单轴光学薄膜层151的上下两个表面均设置触摸回路层，如图2c所示。本申请所属领域的普通技术人员可以根据实际需要进行设置，本申请不做具体限制。当液晶显示屏上或偏光片上有触摸操作时，触摸回路层152感应到触摸操作，将感应到的触摸操作，转化为电信号，并且将转化后的电信号发送至电子设备中的中央处理器、嵌入式处理器或单片机等。

并且，当触摸回路至少设置在单轴光学薄膜层151的上表面时，即触摸回路仅设置在上表面或同时设置在上下两个表面时，触摸感应层15和偏光层13之间，还需设置第二基体层14来支撑偏光层13。而第二基体层14也可以采用TAC材料来制成，对此不做具体限制。

在本申请实施例中，触摸回路层152可以采用ITO(掺锡氧化铟，IndiumTinOxide)或纳米银涂层等透明材料来制成，还可以采用不透明的铜或银为材料制成的金属网格来制作，对此本申请不做具体限制。制作触摸回路层152的方式与现有技术相似，这里就不再赘述了。

进一步，偏光片中有一个轴称为吸收轴。吸收轴是指在偏光层13中，与这个轴平行位置的光线都会被吸收掉的轴，而垂直于吸收轴方向的光线可以穿过去。另外，在晶体中，当普通光顺著一个或两个特定方向传播时并不会产生双折射，这一个或两个特定方向就称之为光轴。在晶体的界面上，与光轴平行的方向称为快轴，与光轴垂直的方向则称为慢轴。

单轴光学薄膜是一种位相差补偿薄膜，因此，当单轴光学薄膜层151在偏光片内部时，为了使光的光学性能，如亮度、对比度、视野角度等，在通过本申请实施例中的偏光片前后不会发生明显变化，在本申请实施例中，设置偏光层13的第一吸收轴与单轴光学薄膜层151的慢轴相互垂直或平行。

为了方便说明，本申请实施例中关于角度的参考系如图3所示。从原点出发，水平向右运动的方向为0°，垂直于水平向上的方向为90°，水平向左的方向为180°，垂直水平向下的方向为270°。本领域人员应当理解，在具体实现过程中，本领域技术人员可以根据需要选择光学角度的参考系，角度的定义也可以有所不同，本申请实施例中的图3仅为方便说明而示意，本申请对此不作具体限制。

举例来说，假设偏光层13的第一吸收轴方向为0°，那么单轴光学薄膜层151慢轴的方向只能设置为0°、90°、180°或270°中的任意一个方向；假设偏光层13的第一吸收轴方向为30°，那么单轴光学薄膜层151慢轴的方向只能设置为30°、120°、210°或300°中的任意一个方向；假设偏光层13的第一吸收轴方向为90°，那么单轴光学薄膜层151慢轴的方向只能设置为90°、180°、270°中的任意一个方向。在具体实现过程中，将第一吸收轴的方向与慢轴的方向设置为相互垂直还是平行，以及具体角度的选择，本申请所属领域的普通技术人员可以根据实际需要进行选择，本申请不做具体限制。

同样，为了保护通过偏光片的光的光学性能，本申请实施例中的单轴光学薄膜层151的位相差具体为90～280nm，包括90nm和280nm。在具体实现过程中，可以设置为90nm，238nm或279nm等，本申请所属领域的普通技术人员可以根据需要进行设置。

为了固定第二基体层14和触摸感应层15，在本申请实施例中，第二基体层14和触摸感应层15之间还可以设置固化层。固化层的设置和现有技术类似，这里就不一一介绍了。

实施例二：

本申请实施例二提供了一种液晶显示屏，如图4所示。液晶显示屏的最上层是本申请实施例一中的偏光片21，在偏光片21下设置有液晶组件层。

图4所示的偏光片21涉及到的术语的含义以及具体实现，可以参考前述图1至图3以及实施例一的相关描述，这里就不赘述了。

本申请实施例中的液晶组件层具体包括：

彩色滤光基板层22，用于精确选择欲通过的小范围波段光波，而过滤掉其他不希望通过的波段，使用户人眼可以接收到饱和的某个颜色光线。由于本申请实施例中的液晶显示屏置于最上层的偏光片21与现有技术的普通偏光片不同，因此本申请实施例中彩色滤光基板层22的第一液晶配向方向需要与偏光片21中偏光层13的第一吸收轴垂直或平行。

具体来讲，在具体实现过程中，可以通过摩擦的方式设置第一液晶配向方式，也可以通过光配向方式来实现，对此本申请不做具体限制。在本申请实施例中，液晶配向方向的角度同样参照3图中的参考系。

假设第一吸收轴为0°时，若设置彩色滤光基板层22的第一液晶配向方向与第一吸收轴垂直，则第一液晶配向方向就可以为90°或270°；若设置彩色滤光基板层22的第一液晶配向方向与第一吸收轴平行，第一液晶配向方向就可以为0°或180°。在具体实现过程中，本申请所属领域的普通技术人员可以根据实际需要选择第一吸收轴和第一液晶配向方向平行或垂直，以及具体的角度，对比本申请不作限制。

在彩色滤光基板层22下是液晶层23。液晶层23中包括多个液晶分子，液晶极板等。液晶分子根据极板间电压的变化，改变分子排列，从而改变液晶显示屏的显示内容。由于本申请实施例中的触摸感应层15设置在偏光层13的内部，为了保证液晶层23的显示内容的光能够通过置于液晶显示屏最上层的偏光片21，在本申请实施例中，液晶层23的相位差应为250～400nm，包括250nm和400nm。在具体实现过程中，本申请所属领域的普通技术人员可以根据需要设置250～400nm，包括250nm和400nm中的任一相位差。

进一步，在液晶组件层下还设置有基板层24，用于形成TFT(薄膜晶体管，ThinFilmTransistor)。在本申请实施例中，基板层24的第二液晶配向方向与液晶层23的第一液晶配向方向需反向平行，即第一液晶配向方向和第二液晶配向方向之间的角度差为180°。例如第一液晶配向方向为23°，第二液晶配向方向就为203°；或第一液晶配向方向为90°，第二液晶配向方向就为270°，更多的例子这里就不再一一赘述了。

在基板层24之下，还设置有下偏光片25，而下偏光片25的下层则为背光组件26，下偏光片25用于将背光组件26发出的光转化为偏振光。在具体实现过中，下偏光片25为普通偏光片。在本申请实施例中，下偏光片25的第二吸收轴与设置在液晶显示屏最上层的偏光片21的第一吸收轴需要相互垂直。

由上述描述可以看出，本申请实施例的技术方案将触摸感应层15设置在偏光片中，在将偏光片置于液晶显示屏的之上，这样实现了将触摸功能和LCD显示相结合的技术效果。与现有技术相比，本申请的技术方案不需对液晶显示屏中液晶组件进行任何改动，进而避免了在液晶显示屏内/外制备金属线路的制程，提高了生产良率与可靠性。

为了清楚说明本申请实施例中的各个参数如何配合，以保证液晶显示屏的光学性能，假设第一吸收轴为0°。单轴光学薄膜层151的慢轴与第一吸收轴相互垂直或平行，因此当第一吸收轴为0°时，假设慢轴此时为0°，且第一位相差为200nm。

进一步，彩色滤光基板层22的第一液晶配向方向与第一吸收轴垂直或平行，假设此时的第一液晶配向方向为90°。而彩色滤光基板层22下层的液晶层23的第二相位差应在250～400nm之间，此时设置第二相位差为250nm。并且，液晶层23的第二液晶配向方向与第一液晶配向方向反向平行，而第一液晶配向方向为90°，所以第二液晶配向方向应为270°

最后，下偏光片25的第二吸收轴与第一吸收轴垂直，第一吸收轴为0°，那么第二吸收轴可以为90°或270°，假设这里选择第二吸收轴为90°。

实施例三：

本申请实施例三提供了一种电子设备，请参考图5，包括显示单元31和与显示单元连接的处理器32。处理器32用于向显示单元31发送待显示的信息以及控制显示单元显示31的控制信息等。

显示单元31具体包括实施例二中的液晶显示屏311，以及和液晶显示屏311向连接的显示控制单元312。

显示控制单元312根据处理器32发送的控制信息，对加载在液晶显示屏311上的电压进行控制，以及对显示单元31内的阻抗、振幅等参数进行调整，以使液晶显示屏311能够输出待显示信息。

图5所示的电子设备中的液晶显示屏311涉及到的术语的含义以及具体实现，可以参考前述图1至图4以及实施例的相关描述，这里就不赘述了。

另外，由上述实施例中描述的偏光片、液晶显示屏和电子设备，本领域技术人员容易计算得到，本申请实施例中的液晶显示屏311的视野角如图6所示。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

在本申请的技术方案中，偏光片包括表面层、第一基体层、偏光层和胶层，将触摸感应层设置在偏光层和胶层之间，从而实现将触摸功能集成在偏光片上的技术效果，与现有技术相比，不需要在偏光片上额外贴合触控层和盖板玻璃，因此降低了具备触摸功能的液晶显示屏的整体组件厚度。

本申请实施例的技术方案将触摸感应层设置在偏光片中，在将偏光片置于液晶显示屏的之上，这样实现了将触摸功能和LCD显示相结合的技术效果。与现有技术相比，本申请的技术方案不需对液晶显示屏中液晶组件进行任何改动，进而避免了在液晶显示屏内/外制备金属线路的制程，提高了生产良率与可靠性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种偏光片，包括表面层、第一基体层、偏光层和胶层，所述偏光片还包括：

触摸感应层，所述触控感应层设置在所述偏光层和所述胶层之间。

2.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于，所述触摸感应层包括：

单轴光学薄膜层；

触摸回路层，设置在所述单轴光学薄膜层的上表面和/或下表面；

当所述触摸回路层至少设置在所述上表面时，所述偏光层和所述触摸感应层之间设置有第二基体层。

3.如权利要求2所述的偏光片，其特征在于，所述偏光层的第一吸收轴与所述单轴光学薄膜层的慢轴相互垂直或平行。

4.如权利要求3所述的偏光片，其特征在于，所述单轴光学薄膜层的第一位相差具体为90～280nm。

5.如权利要求4所述的偏光片，其特征在于，所述偏光片还包括：

固化层，设置在所述第二基体层和所述触摸感应层之间。

6.一种液晶显示屏，包括液晶组件层，以及设置在所述液晶组件层下的背光组件，还包括：

权利要求1-5任一项所述的偏光片，设置在所述液晶组件层上。

7.如权利要求6所述的显示屏，其特征在于，所述液晶组件层包括：

彩色滤光基板层，所述彩色滤光基板层的第一液晶配向方向与所述第一吸收轴垂直或平行；

液晶层，所述液晶层设置在所述彩色滤光基板层下，所述液晶层的第二相位差为250～400nm。

8.如权利要求7所述的显示屏，其特征在于，所述显示屏还包括：

设置在所述液晶组件层下的基板层，以及设置在所述基板层下、所述背光组件上的下偏光片。

9.如权利要求8所述的显示屏，其特征在于，所述基板层的第二液晶配向方向与所述第一液晶配向方向反向平行。

10.如权利要求9所述的显示屏，其特征在于，所述下偏光片的第二吸收轴与所述第一吸收轴相互垂直。

11.一种电子设备，包括显示单元和与所述显示单元连接的处理器，所述显示单元包括：

权利要求6-10任一项所述的液晶显示屏；

显示控制单元，与所述液晶显示屏连接，用于控制所述液晶显示屏。