一种偏振片及显示装置的制作方法

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种偏振片及显示装置。

背景技术：

偏振片是一种对入射光具有遮蔽和透过的功能，并将天然光变成偏振光的光学元件。基于偏振片能够通过对入射光线进行分解和选择性获得偏振光，使得偏振片广泛的应用于光电显示技术领域。其中，线栅偏振器(Wire Gird Polarizer，WGP)是一种广泛应用的线性偏光片，能够透射特定偏振方向的偏振光，同时反射正交偏振方向的光线，因此被广泛的应用于液晶显示器、数码相框、手机或平板电脑等具有显示功能的显示装置中。

随着显示技术的不断提高，触控显示技术得到了飞速的发展，以液晶显示器为例，然而现有技术中，实现触控显示一般采用在液晶显示面板上同时设置偏光片以及触控面板，以实现该液晶显示器的显示和触摸功能。由于该触控面板自身的厚度较大，从而使得该液晶显示器的厚度增加，难以满足人们对显示装置轻薄化、柔性化的要求。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种偏振片及显示装置，可使采用该偏振片的显示装置在实现偏光以及触控感应的同时，降低该显示装置的厚度。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例一方面提供一种偏振片，划分为多个在二维方向排布的图案区域，所述偏振片包括：设置在所述图案区域中的线偏振图案和触控感应电极，且不同所述图案区域中的所述触控感应电极不相连，所述线偏振图案和所述触控感应电极同层设置。

进一步的，所述线偏振图案的材质与所述触控感应电极的材质相同。

进一步的，所述线偏振图案由一组平行的金属条组成，所述一组平行的金属条由连接线连接，位于同一所述图案区域中的所述线偏振图案和所述触控感应电极相连接。

进一步的，所述连接线位于所述一组平行的金属条的端部。

进一步的，所述触控感应电极为面状结构，或者网状结构，或者由一条连接线相连的一组平行的金属条。

进一步的，所述图案区域呈矩阵分布，且各个所述图案区域中的所述线偏振图案和所述触控感应电极的相对位置一致。

进一步的，在同一所述图案区域中的所述线偏振图案和所述触控感应电极不连接，且所述线偏振图案由一组平行的金属条组成的情况下，沿所述金属条延伸方向上，每相邻两个所述线偏振图案中的金属条相互连接，以形成一组平行的条形结构。

进一步的，所述偏振片还包括多条信号线，所述信号线与所述触控感应电极相连接。

进一步的，所述信号线与所述触控感应电极同层设置。

进一步的，所述偏振片还包括1/4波片。

进一步的，各个所述图案区域中的所述线偏振图案的透过轴方向一致。

本发明实施例另一方面还提供一种显示装置，还包括上述的偏振片以及触控电路，所述偏振片中的触控感应电极与所述触控电路相连接。

进一步的，所述显示装置还包括显示面板，所述偏振片位于所述显示面板的出光侧，所述偏振片上贴覆有绝缘膜。

进一步的，所述显示装置包括亚像素单元以及围绕所述亚像素单元的黑矩阵，所述偏振片中的每个线偏振图案至少与一个所述亚像素单元对应，所述偏振片中的触控感应电极位于所述黑矩阵所在区域内。

本发明实施例提供一种偏振片及显示装置，该偏振片，划分为多个在二维方向排布的图案区域，包括：设置在图案区域中的线偏振图案和触控感应电极，且不同图案区域中的触控感应电极不相连，线偏振图案和触控感应电极同层设置。

由于上述偏振片包括多个在二维方向上排布的图案区域，且该图案组中包括同层设置的线偏振图案和触控感应电极。一方面，由于入射光中电场矢量平行于偏振图案线栅方向上的光矢量，被该偏振图案反射而不能透过，入射光中电场矢量垂直于线栅方向(透过轴方向)上光矢量能够透过该偏振图案，从而使得通过该偏振片中的偏振图案能够获得电场矢量与线栅垂直的偏振光。另一方面，当在图案区域中的不相连接的触控感应电极上施加一个激励信号时，该触控感应电极自身的电容会发生变化。在此基础上，由于该偏振片的厚度较小，从而使得该偏振片相对于现有技术中采用普通偏光片与触控面板叠加而言，厚度大幅降低，这样一来，当该偏振片应用于显示装置时，能够在实现偏光以及触控感应的同时，降低该显示装置的厚度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为本发明实施例提供的一种偏振片的结构示意图；

图1b为本发明实施例提供的另一种偏振片的结构示意图；

图1c为本发明实施例提供的又一种偏振片的结构示意图；

图2a为本发明实施例提供偏振片中线偏振图案的偏光原理示意图；

图2b为本发明实施例提供偏振片中触控感应电极的触控原理示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种偏振片的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的再一种偏振片的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的1/4波片的旋光示意图；

图6a为本发明实施例提供的一种包括信号线的偏振片的结构示意图；

图6b为本发明实施例提供的另一种包括信号线的偏振片的结构示意图；

图7a为本发明实施例提供的包括偏振片的LCD结构示意图；

图7b为本发明实施例提供的包括偏振片的OLED结构示意图；

图8a为本发明实施例提供的一种偏振片对应像素单元的结构示意图；

图8b为本发明实施例提供的另一种偏振片对应像素单元的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种触控检测方法流程示意图；

图10为本发明实施例提供的一种手指触控的显示装置结构示意图。

附图标记

10-偏振片；11-绝缘膜；20-显示面板；100-图案组；101-线偏振图案；1011-金属条；1012-连接线；102-触控感应电极；200-绝缘层；201-阴极层；202-有机发光层；301-亚像素单元；302-黑矩阵；L-信号线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种偏振片，如图1a所示，该偏振片10划分为多个在二维方向排布的图案区域100，偏振片10包括设置在图案区域100中的线偏振图案101和触控感应电极102，且不同图案区域100中的触控感应电极102不相连，线偏振图案101和触控感应电极102同层设置。

此处需要说明的是，第一，本发明中线偏振图案101可以如图1a所示，为一组平行的金属条1011组成。也可以如图1b所示，该线偏振图案101由一组平行的金属条1011组成，且一组平行的金属条1011由连接线1012连接。本发明对此不作限定。

具体的，对于上述通过一组平行的金属条1011组成的线偏振图案101获取偏振光的过程为，如图2a所示，普通的入射光线的电场矢量均能分解为与偏振图案101中金属条1011平行方向(X-X’)的光矢量和与该金属条1011垂直方向(Y-Y’)的光矢量，由于与金属条1011平行方向(X-X’)的光矢量被该偏振图案101反射而不能透过，而与该金属条1011垂直方向(Y-Y’)的光矢量能够透过该偏振图案101，从而可以通过偏振图案101对入射光进行分光，获取与该偏振图案101中金属条1011垂直方向的偏振光。

第二，本发明中触控感应电极102可以如图1a所示，为面状结构；也可以如图1b所示，为网状结构；还可以如图1c所示，由一条连接线1012相连的一组平行的金属条1011，即为梳状结构。本发明对此不作限定，只要保证通过该触控感应电极102能够检测到施加在该触控感应电极102上的激励信号即可。

具体的，对于上述通过触控感应电极102检测施加在该触控感应电极102上的激励信号的过程为，如图2b所示，该触控感应电极102一端接地，另一端连接信号端M，当通过信号端M向该触控感应电极102输入信号(例如电压)时，该触控感应电极102自身形成一个电容，此时当激励信号施加在该触控感应电极102上时，以手指为例，由于人体自身相当于一个电场，当手指按压至触控感应电极102上时，人体与触控感应电极之间形成耦合电容Cf，且该耦合电容Cf会与触控感应电极102自身的电容Cp叠加，从而使得触控感应电极102上的电容发生变化。

在此基础上，上述通过触控感应电极102检测到施加在该触控感应电极102上的激励信号，是通过检测触控感应电极102自身电容在施加激励信号的前后，根据触控感应电极102自身电容的变化情况得到的，由于面状结构的触控感应电极102相比于网状结构的触控感应电极102自身的电容量大，从而使得施加在该面状结构的触控感应电极102的激励信号易于检测，进而提高了该触控感应电极102的灵敏度，因此本发明优选的采用面状结构的触控感应电极102。

第三，本发明中线偏振图案101和触控感应电极102的结构可以不同，例如，如图1b所示，线偏振图案101为梳状结构，触控感应电极102为网状结构；线偏振图案101和触控感应电极102的结构相同，例如，如图1c所示，线偏振图案101和触控感应电极102的结构相同，均为梳状结构，本发明对此均不作限定。

第四，如图1a或图1b所示，本发明中图案区域100中线偏振图案101和触控感应电极102之间可以不连接；也可以如图3所示，线偏振图案101和触控感应电极102连接，本发明对此不作限定。

在此基础上，由于位于同一图案区域100中的线偏振图案101和触控感应电极102相连接时，通过偏振图案101能够获得偏振光的同时，该偏振图案101还可以作为触控感应电极102的一部分，从而能够进一步增加触控感应电极102自身的电容量，使得施加在该触控感应电极102的激励信号易于检测，提高该触控感应电极102的灵敏度，因此本发明优选的，如图3所示，当线偏振图案101由一组平行的金属条1011组成，一组平行的金属条1011由连接线1012连接时，位于同一图案区域100中的线偏振图案100和触控感应电极102相连接。

进一步的，为了避免连接线1012从一组平行的金属条1011的中间区域连接时，使得该线偏振图案101对偏振光的获取率降低，因此，优选的，如图3所示，将连接线1012设置于线偏振图案101中一组平行的金属条1011的端部，即该线偏振图案101为梳状结构，以减小该连接线1012对线偏振图案101对偏振光的获取率的影响。

另外，为了通过上述偏振片10获取相同方向的偏振光，可以将上述各个图案区域100中的线偏振图案101的透过轴方向设置为相同方向，即各个图案区域100中的线偏振图案101中线栅方向平行，这样一来，入射光线入射至该偏振片10时，通过所有线偏振图案101的光线均转变为相同方向的偏振光。

由于上述偏振片包括多个在二维方向上排布的图案区域，且该图案组中包括同层设置的线偏振图案和触控感应电极。一方面，由于入射光中电场矢量平行于偏振图案线栅方向上的光矢量，被该偏振图案反射而不能透过，入射光中电场矢量垂直于线栅方向(透过轴方向)上光矢量能够透过该偏振图案，从而使得通过该偏振片中的偏振图案能够获得电场矢量与线栅垂直的偏振光。另一方面，当在图案区域中的不相连接的触控感应电极上施加一个激励信号时，该触控感应电极自身的电容会发生变化。在此基础上，由于该偏振片的厚度较小，从而使得该偏振片相对于现有技术中采用普通偏振片与触控面板叠加而言，厚度大幅降低，这样一来，当该偏振片应用于显示装置时，能够在实现偏光以及触控感应的同时，降低该显示装置的厚度。

另外，由于现有的显示装置中，亚像素单元大部分呈矩阵分布，因此为了使得偏振片10适应于大多数显示装置，本发明优选的，如图1a中所示，图案区域100呈矩阵分布，且各个图案区域100中的线偏振图案101和触控感应电极102的相对位置一致。

在此基础上，如图1a中所示，当在同一图案区域100中的线偏振图案101和触控感应电极102不连接，且线偏振图案101由一组平行的金属条1011组成的情况下，在相邻不同图案区域100的线偏振图案101之间会存在一定的空隙区域C，该空隙区域C不存在偏振图案，从而使得部分光线入射至该空隙区域C时，并不能转变为偏振光，进而导致通过该偏振片10得到的偏振光获取率降低。在此情况下，本发明优选的，如图4所示，沿金属条1011延伸方向上，每相邻两个线偏振图案101中的金属条1011相互连接，以形成一组平行的条形结构，这样一来，能够提高该偏振片对偏振光的获取率。

此外，本发明中，上述偏振片10的制备方法，可以采用电子束光刻技术、纳米压印技术、X射线光刻技术和全息光刻技术等，本发明对此不做限定。对于上述任一种制备方法，本发明优选的，线偏振图案101的材质与触控感应电极102的材质相同，这样一来，线偏振图案101与触控感应电极102可以通过同一次制作工艺形成，从而能够达到简化工艺，降低制作成本的目的。

以下以全息光刻技术为例，对该偏振片10的制备方法做进一步的说明。

首先通过蒸镀的方式将金属材料蒸镀至基板上，该金属材料可以为铝，也可以为铜，还可以为合金材料；可以是单一的金属层，例如铝金属层或者铜金属层，还可以是先蒸镀一层铝金属层，再蒸镀一层铜金属层的复合金属层，本发明对此不作限定。

接下来，在上述制备好的金属层上涂覆光刻胶，可以在90℃下将光刻胶溶液滴在上述金属层上，使用高度旋转的离心力将溶液甩开，从而在该金属层上形成均匀的光刻胶薄膜，其中该光刻胶薄膜的厚度可以通过调整刻胶溶液的浓度以及旋转速度来进行控制。

然后，根据需要的图案计算好光线的入射角以产生相应的干涉条纹，对上述金属层上涂覆的光刻胶薄膜进行曝光。接着，将曝光后的半成品放入显影液中，进行显影一段时间后得到光刻胶光栅掩膜。

最后，将上述光刻胶光栅掩膜放入离子束刻蚀机中，设定离子束刻蚀参数，例如以氩气为工作气体，离子能量为300eV，离子束流80～160mA等对光刻胶光栅掩膜进行刻蚀，得到需要的线偏振图案101与触控感应电极102的图案。

进一步的，上述偏振片10还可以包括1/4波片，在此情况下，当光线入射至该偏振片10时，通过该偏振片10中线偏振图案101的光线转变为偏振光，该偏振光通过1/4波片后，转变为椭圆偏振光或圆偏振光。

以下对光线通过上述偏振片10转变为椭圆偏振光或圆偏振光做进一步解释说明。具体的，如图5所示，由于通过线偏振图案101的偏振光E入射1/4波片时，该偏振光E在与1/4波片光轴O-O’垂直方向的振动分量Ex以及平行方向的振动分量Ey存在一定的相位差，能够使得偏振光E通过1/4波片后出射光转变为一椭圆偏振光。实际的应用中可以控制偏振光E与光轴O-O’方向的夹角θ为45°，以获取圆偏振光。

更进一步的，如图6a所示，上述偏振片10还可以包括信号线L，该信号线L与触控感应电极102相连接，从而能够通过该信号线L向触控感应电极102进行信号的输入和输出。

以下对上述信号线L的设置方式进行说明。

例如，可以如图6a所示，将该信号线L与触控感应电极102同层设置，从而能够在不增加该偏振片10厚度的基础上，达到触控检测的目的。

需要说明的是，采用上述将信号线L与触控感应电极102同层设置，该信号线L分布于相邻的触控感应电极102之间的区域，对于大尺寸的偏振片10而言，由于该偏振片10中存在大量的触控感应电极102，而每一个触控感应电极102上都连接有信号线(L1、L2……Ln)，可能导致因相邻的触控感应电极102之间的区域不足，需要将触控感应电极102的尺寸减小，例如，如图6a所示的排布方式，需要将与L4、L3、L2、L1连接的触控感应电极102的尺寸依次减小，以增加相邻的触控感应电极102之间的区域来分布信号线L。

又例如，可以如图6b所示，将该信号线L与触控感应电极102异层设置，具体的，先在触控感应电极102层上形成绝缘层200，在该绝缘层200上形成信号线L，且该信号线L通过过孔与触控感应电极102相连接，其中绝缘层200可以采用透明的树脂类材料。

此处需要说明的是，采用上述将信号线L与触控感应电极102异层的设置方式，由于信号线L自身位于一层，从而能够满足各种尺寸偏振片10的要求，但是该异层设置的方式，需要在原有的触控感应电极102层添加绝缘层200，在绝缘层200上形成信号线L层，会使得偏振片10的厚度适当的增加。

综上所述，对于信号线L的设置形式，可以根据实际的需要选择。例如对于普通尺寸的偏振片10可以采用图6a中信号线L与触控感应电极102同层设置的方式；对于大尺寸的偏振片10可以采用图6b中信号线L与触控感应电极102异层设置的方式，本发明对此不作限定。

本发明实施例另一方面还提供一种显示装置，该显示装置包括上述任一种偏振片以及触控电路，且偏振片中的触控感应电极与触控电路相连接。该显示装置包括上述的偏振片，具有与前述实施例提供的偏振片相同的结构和有益效果。由于前述实施例已经对偏振片的结构和有益效果进行了详细的描述，此处不再赘述。

进一步的，如图7a所示，上述显示装置还包括显示面板20，偏振片10位于显示面板20的出光侧，且偏振片10上贴覆有绝缘膜11。

需要说明的是，上述偏振片10位于显示面板20的出光侧时，在偏振片10上贴覆绝缘膜11能够避免手指直接与偏振片10中的触控感应电极102接触的同时，该绝缘膜11还能够避免偏振片10中的线偏振图案101和触控感应电极102直接与外界的环境接触，从而能够对该线偏振图案101和触控感应电极102具有一定的保护作用。另外，相比于现有技术的玻璃盖板而言，该绝缘膜11自身的柔软性较好，进而有利于该偏振片10在柔性触控的显示装置中的应用。

以下对上述偏振片10位于显示面板20的出光侧做进一步的解释说明。

例如，如图7a所示，当显示面板20用于构成LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)时，偏振片10位于显示面板20的出光侧。在此情况下，该偏振片10能够同时实现偏光和触控的功能，相比于现有技术中通过在显示面板20的出光侧设置上偏光片，以及通过光学胶层粘结的触控屏而言，采用本发明的偏振片10，在实现相同效果的基础上，由于该偏振片10的厚度仅与现有的上偏光片的厚度相当，而无需再设置触控屏，从而在能够大幅降低该显示装置的厚度。

又例如，如图7b所示，当显示面板20用于构成OLED(Organic Light Emitting Display，有机发光显示器)时，偏振片10位于该显示面板20的出光侧。其中，该显示面板20包括有机发光层202以及位于该有机发光层两侧的阴极层201、阳极层、电子传输层、空穴传输层以及封装玻璃或者封装薄膜(图中未示出)。

由于阴极层201多采用金属材料制成，这样一来，当外界光线入射至显示面板20中时，阴极层201会对该光线具有一定的反射作用，且该反射的光线会与机发光层202发出的光线混合，发生混色现象，从而会降低该显示面板20的色彩对比度。为了解决该技术问题，现有技术中，采用在显示面板20的出光侧增加设置圆片偏振片，使得外界光线通过该圆片偏振片后变为左旋偏振光或者右旋偏振光，而经过反射的左旋偏振光或者右旋偏振光，其旋光方向会发生变化，而无法再次通过该圆偏振片，以避免外界光线对显示面板20的色彩对比度的影响。

当上述OLED包括上述偏振片10时，如图7b所示，以外界光线F通过该偏振片10后转变为左旋偏振光P为例，该左旋偏振光P经阴极层201反射后转变为右旋偏振光P’，该右旋偏振光P’无法再次通过偏振片10，从而能够避免混色现象发生，进而提高显示面板20的色彩对比度。

在此基础上为了实现触控显示，现有技术中需要在显示面板20的出光侧，设置与圆偏振片通过光学胶粘结的触控屏，相比于采用本发明中的包括1/4波片的偏振片10，能够在实现防止混色现象发生的同时，实现触控显示，由于该偏振片10的厚度仅与现有技术中的圆偏振片的厚度相当，而无需再设置触控屏，从而能够大幅降低该显示装置的厚度。此外，由于现有技术中的触控屏无法制作成柔性触控屏，而本发明中的偏振片10柔性较好，从而利于该偏振片10在柔性触控的显示装置中的应用。

另外，如图8a所示，当上述显示装置包括亚像素单元301以及围绕亚像素单元301的黑矩阵302，偏振片10中的每个线偏振图案101至少与一个亚像素单元301对应，偏振片10中的触控感应电极102位于黑矩阵302所在区域内。

此处需要说明的，上述偏振片10中的每个线偏振图案101至少与一个亚像素单元301对应是指，该显示装置中，偏振片10中的一个图案区域100，可以如图8a所示对应一个像素单元301和该像素单元301相邻的黑矩阵302；也可以如图8b所示，对应多个像素单元301和多个像素单元301之间的黑矩阵302。本发明中对一个图案区域100对应于显示装置中的像素单元301和黑矩阵302的设置情况不做限定，只要保证像素单元301对应的位置为线偏振图案102，能够对透过像素单元301的光线进行偏光即可。

本发明实施例还提供一种利用上述的显示装置的触控检测方法，如图9所示，该触控检测方法包括：

步骤S101、向触控感应电极102输入初始电压，其中，初始电压是未施加激励信号时，触控感应电极102上的电压。

步骤S102、读取触控感应电极102的当前电压，其中，当前电压是施加激励信号时，触控感应电极102上的电压。

步骤S103、对同一个触控感应电极102的初始电压与当前电压进行比较得出触控感应电极102上电压是否发生变化。

步骤S104、根据电压发生变化的触控感应电极102，确定施加激励信号的位置。

具体的，如图10所示，以施加于触控感应电极102的激励信号为手指触摸该触控感应电极102为例，对上述触控检测做进一步说明。

首先，在手指未触摸该显示装置中的触控感应电极102时，向该触控感应电极102输入初始电压V0，此时该触控感应电极102上的电压为初始电压V0。

然后，当手指触摸该显示装置中的触控感应电极102时，由于人体自身的电场，使得人体与该触控感应电极102之间形成耦合电容，该耦合电容会与手指未触控时触控感应电极102自身的电容叠加，这样一来，使得触控感应电极102上的电容发生变化，此时读取触控感应电极102的当前电压V1，此时该触控感应电极102上的电压为当前电压V1。

接下来，对同一个触控感应电极102在手指触摸前后的初始电压V0与当前电压V1进行比较，得出该触控感应电极102上电压是否发生变化。

最后，根据触控感应电极102上电压是否发生变化确定手指的触摸位置。

需要说明的是，上述仅是对触控位置检测方法的说明，由于本发明中的偏振片10中包括多个图案区域100，且每个图案区域100中均包括触控感应电极102，从而使得该偏振片10应用于显示装置时，能够实现单点触控，也可以实现多点触控。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。