TW201337349A

TW201337349A - 光學構件及顯示系統

Info

Publication number: TW201337349A
Application number: TW101108242A
Authority: TW
Inventors: Min-Chao Jhuang
Original assignee: Innocom Tech Shenzhen Co Ltd; Chimei Innolux Corp
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2013-09-16
Also published as: US20130234966A1

Abstract

本發明一實施例提供一種光學構件，包括：一基材，具有雙折射率，且具有一第一表面及一第二表面；一第一半穿反光學膜，設置於該基材之該第一表面上；以及一第二半穿反光學膜，設置於該基材之該第二表面上。

Description

光學構件及顯示系統

本發明係有關於光學構件及顯示系統，且特別是有關於包含觸控面板及顯示面板之顯示系統。

觸控面板技術中的投射式電容(projected capacitive)技術已獲廣泛應用。依所用基材分類，投射式電容觸控面板可包括玻璃式(glass-type)觸控面板及薄膜式(film-type)觸控面板。

一般而言，觸控面板會搭配顯示面板而共同運作。常用的顯示面板為液晶顯示面板。如何使觸控面板與液晶顯示面板的搭配運作更能符合使用者之需求成為重要課題。

第1圖顯示習知之顯示系統的透視示意圖。如第1圖所示，顯示系統100包括顯示面板102、觸控面板104、及背光源106。在第1圖中，觸控面板104例如為薄膜式觸控面板，其例如包括具有雙折射率之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)基材。顯示面板102例如為液晶顯示面板，其可包括偏光層102P1及102P2與夾置其間之液晶單元102C。本案發明人發現，若將薄膜式觸控面板104搭配液晶顯示面板102，出光面所發出之光線不是線性偏振光(linear polarization)而會成為橢圓偏振光(elliptical polarization)。在此情形下，若使用者佩帶偏光太陽眼鏡觀看顯示系統100時，將觀察到色不均(mura)現象而影響觀看品質。

以下，將搭配第1圖說明造成色不均現象的可能機制。如第1圖所示，來自背光源106所發出之非偏振光線L在穿過顯示面板102中之偏光層102P1之後變成了線性偏振光。在液晶面板呈亮態時，透過液晶單元102C而旋轉一角度之線性偏振光可穿過偏光層102P2並繼續進入觸控面板104。然而，在第1圖中，觸控面板104為薄膜式觸控面板，其例如包括具有雙折射率之聚對苯二甲酸乙二酯基材。當線性偏振光通過具有雙折射率(birefrigence)之聚對苯二甲酸乙二酯基材時，線性偏振光的兩個分量方向會產生不同的延遲相位(retardation)，因而使得線性偏振光在通過觸控面板104之後將轉變為橢圓偏振光。由於不同波長之光線(即，不同顏色之光線)被橢圓偏振的程度不同，當觀察者佩帶偏光太陽眼鏡觀察時，不同顏色之光線所能通過偏光太陽眼鏡的光量亦不相同。

如第1圖所示，通過觸控面板104後之不同顏色的橢圓偏振光的偏振程度彼此不同。因此，不同顏色的橢圓偏振光在穿過偏光層108(類比於偏光太陽眼鏡)時，將轉變為強度不一之線性偏振光，因而造成色不均(mura)現象。

除了上述情形，於顯示系統中設置抗反射膜或防爆膜，同樣有可能遭遇色不均的問題。

本發明一實施例提供一種顯示系統，包括：一顯示面板；一觸控面板，設置於該顯示面板上，其中該觸控面板包括：一基材，具有雙折射率，且具有一第一表面及一第二表面；一第一半穿反光學膜，設置於該基材之該第一表面上；以及一第二半穿反光學膜，設置於該基材之該第二表面上。

以下將詳細說明本發明實施例之製作與使用方式。然應注意的是，本發明提供許多可供應用的發明概念，其可以多種特定型式實施。文中所舉例討論之特定實施例僅為製造與使用本發明之特定方式，非用以限制本發明之範圍。此外，在不同實施例中可能使用重複的標號或標示。這些重複僅為了簡單清楚地敘述本發明，不代表所討論之不同實施例及/或結構之間具有任何關連性。再者，當述及一第一材料層位於一第二材料層上或之上時，包括第一材料層與第二材料層直接接觸或間隔有一或更多其他材料層之情形。

為了減輕及/或解決上述色不均問題，本案發明人提出一種光學構件。第2圖顯示根據本發明一實施例之光學構件200的剖面圖。光學構件200可用以使橢圓偏振光轉變為非偏振光或大抵非偏振光。

如第2圖所示，光學構件200包括基材202及夾置於基材202兩側之光學膜204T1及204T2。在一實施例中，基材202為具有雙折射率之基材，其例如為高分子基材。在一實施例中，基材202為聚苯二甲酸乙二酯(PET)基材、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醯亞胺(PI)、或前述之組合。在一實施例中，光學膜204T1及204T2分別直接接觸基材202之兩側。光學膜204T1及204T2可為半穿反層，其允許部分的光線穿透，並使另一部分之光線反射。

如第2圖所示，當線性偏振光線L進入光學構件200時，線性偏振光線L可穿透光學膜204T1而進入基材202。在一實施例中，由於基材202具雙折射率，因此線性偏振光線L會被轉變為橢圓偏振光線。由於基材202兩側設置有光學膜204T1及204T2，因此部分的橢圓偏振光線會在兩光學膜204T1及204T2之間進行多次的反射或透射。這些橢圓偏振光線每經一次反射相位都會產生改變。因此，最終透射出光學構件200的橢圓偏振透射光線將具有多種不同的相位。例如，光線L1與經多次反射之光線L2、L3、或L4雖然均可能仍為橢圓偏振光線，但彼此的相位互不相同。這些具有不同相位的橢圓偏振透射光線將共同組合成非偏振光線(或大抵非偏振光線)L’。

在一實施例中，可將第2圖實施例所述之光學構件200整合至第1圖所述之顯示系統中。光學構件200可例如用以將橢圓偏振光轉變為非偏振光。非偏振光在通過偏光層或偏光太陽眼鏡後，將成為各顏色光線強度大抵均一之線性偏振光，大抵不會有色不均之問題。

第3A-3B圖分別顯示根據本發明實施例之光學構件的剖面圖。如第3A圖所示，在一實施例中，光學構件可包括基材300及夾置於基材300兩側上之半穿反光學膜302a及302b。基材300可為具雙折射率之基材。半穿反光學膜302a及302b可為半穿反層，例如是鋁膜、銀膜、銅膜、金膜、鉑膜、鉻膜、鎳膜、或前述之組合。在一實施例中，半穿反光學膜302a之材質與半穿反光學膜302b之材質相同。在另一實施例中，半穿反光學膜302a之材質與半穿反光學膜302b之材質不同。在一實施例中，光線(可見光)對半穿反光學膜302a或302b之穿透率大於反射率。例如，光線(可見光)對半穿反光學膜302a或302b之穿透率可為約60%，而反射率可為約40%。在一較佳實施例中，光線(可見光)對半穿反光學膜302a或302b之反射率大於穿透率。例如，光線(可見光)對半穿反光學膜302a或302b之穿透率可為約30%，而反射率可為約70%。值得注意的是，光線(可見光)對半穿反光學膜302a或302b之反射率介於40~70%，皆可達到減輕色不均的問題。在一實施例中，基材300可為(但不限於)厚度約180微米之PET基材，而半穿反光學膜302a及302b可皆為(但不限於)厚度約3奈米之鋁膜。

在另一實施例中，半穿反光學膜可為多層材料層之疊層。如第3B圖所示，夾置於基材300兩側上之半穿反光學膜可分別為半穿反光學膜302a1、302a2、302a3、及302a4之疊層與半穿反光學膜302b1、320b2、302b3、及302b4之疊層。在一實施例中，這些半穿反光學膜之疊層為高折射率半穿反光學膜與低折射率半穿反光學膜穿插堆疊之疊層。例如，半穿反光學膜302a1之折射率可大於半穿反光學膜302a2之折射率。半穿反光學膜302a2之折射率可小於半穿反光學膜302a3之折射率。在一實施例中，基材300可為(但不限於)厚度約180微米之PET基材，而基材300兩側上之半穿反光學膜可皆為(但不限於)厚度約91奈米之Nb₂O₅膜、厚度約78奈米之SiO₂膜、及厚度約45奈米之Nb₂O₅膜之疊層。在一實施例中，適合的高折射率半穿反光學膜可包括TiO₂膜、Nb₂O₅膜、Ta₂O₅膜、SnO₂膜、或前述之組合，而適合的低折射率半穿反光學膜可包括SiO₂膜、MgF₂膜、Na₃AlF₆膜、或前述之組合。

第4A-4C圖分別顯示根據本發明實施例之顯示系統的立體示意圖，其顯示在液晶顯示面板與觸控面板所組成之顯示系統中導入光學構件，用以減輕及/或避免色不均之問題。

如第4A圖所示，顯示系統包括背光源406、顯示面板402、觸控面板404、及其間之黏著層或空氣間隙403。在一實施例中，顯示面板402可包括偏光層402P1、玻璃基板402G1、薄膜電晶體陣列402T、ITO層402I1、配向層402A1、液晶單元402C、配向層402A2、ITO層402I2、彩色濾光層陣列402f、玻璃基板402G2、及偏光層402P2之堆疊。在一實施例中，觸控面板404可包括電極層404X、半穿反光學膜404T1、塑膠基材404P1(其可具有雙折射率)、半穿反光學膜404T2、黏著層404A、電極層404Y、及塑膠基材404P2之堆疊，其中由半穿反光學膜404T1、塑膠基材404P1(其可具有雙折射率)、及半穿反光學膜404T2所組成之光學構件可將橢圓偏振光線轉變為非偏振光線。

如第4A圖所示，來自背光源406之非偏振光線在通過顯示面板之後轉變為線性偏振光線，其通過由半穿反光學膜404T1、塑膠基材404P1、及半穿反光學膜404T2所組成之光學構件之後，將轉變為非偏振光線。因此，非偏振光線即使通過塑膠基材404P2仍會是非偏振光線。即使使用者佩帶偏光太陽眼鏡或是顯示系統額外設置了抗反射層或防爆膜，仍將大抵不會遭遇色不均之問題。

在另一實施例中，如第4B圖所示，顯示系統包括背光源406、顯示面板402、觸控面板404、及其間之黏著層或空氣間隙403。顯示面板404可大抵相同於第4A圖所示之顯示面板404。觸控面板404可包括電極層404X、塑膠基材404P1、黏著層404A、電極層404Y、半穿反光學膜404T1、塑膠基材404P2、及半穿反光學膜404T2之疊層。

在此情形下，來自背光源406之非偏振光線在通過顯示面板之後轉變為線性偏振光線，其在通過具雙折射率之塑膠基材404P1之後，會轉變為橢圓偏振光線。雖然如此，橢圓偏振光線在通過由半穿反光學膜404T1、塑膠基材404P2、及半穿反光學膜404T2所組成之光學構件之後可轉變為非偏振光線。因此，即使使用者佩帶偏光太陽眼鏡或是顯示系統額外設置了抗反射層或防爆膜，仍將大抵不會遭遇色不均之問題。

在又一實施例中，如第4C圖所示，顯示系統包括背光源406、顯示面板402、觸控面板404、及其間之黏著層或空氣間隙403。顯示面板404可大抵相同於第4A圖所示之顯示面板404。觸控面板404可包括半穿反光學膜404T1、塑膠基材404P、半穿反光學膜404T2、黏著層404A、電極層404X、絕緣層404I、電極層404Y、及玻璃基板404G之疊層。

在此情形下，穿過顯示面板402之線性偏振光在通過由半穿反光學膜404T1、塑膠基材404P(其例如可為防爆膜)、及半穿反光學膜404T2所組成之光學構件之後可轉變為非偏振光線。因此，即使使用者佩帶偏光太陽眼鏡或是顯示系統額外設置了抗反射層，仍將大抵不會遭遇色不均之問題。

雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．顯示系統

102．．．顯示面板

102C．．．液晶單元

102P1、102P2．．．偏光層

104．．．觸控面板

106．．．背光源

108．．．偏光層

200．．．光學構件

202．．．基材

204T1、204T2．．．光學膜

300．．．基材

302a、302a1、302a2、302a3、302a4、302b、302b1、302b2、302b3、302b4．．．光學膜

402．．．顯示面板

402A1、402A2．．．配向層

402C．．．液晶單元

402f．．．彩色濾光層陣列

402G1、402G2．．．玻璃基板

402I1、402I2．．．ITO層

402P1、402P2．．．偏光層

402T．．．薄膜電晶體陣列

403．．．黏著層或空氣間隙

404．．．觸控面板

404A．．．黏著層

404G．．．玻璃基板

404I．．．絕緣層

404P、404P1、404P2．．．塑膠基材

404T1、404T2．．．光學膜

404X、404Y．．．電極層

L、L’、L1、L2、L3、L4．．．光線

第1圖顯示習知之顯示系統的透視示意圖。

第2圖顯示根據本發明一實施例之光學構件的剖面圖。

第3A-3B圖分別顯示根據本發明實施例之光學構件的剖面圖。

第4A-4C圖分別顯示根據本發明實施例之顯示系統的立體示意圖。

200．．．光學構件

202．．．基材

204T1、204T2．．．光學膜

L、L’、L1、L2、L3、L4．．．光線

Claims

一種光學構件，包括：一基材，具有雙折射率，且具有一第一表面及一第二表面；一第一半穿反光學膜，設置於該基材之該第一表面上；以及一第二半穿反光學膜，設置於該基材之該第二表面上。
如申請專利範圍第1項所述之光學構件，其中該第一半穿反光學膜及該第二半穿反光學膜直接接觸該基材。
如申請專利範圍第1項所述之光學構件，其中該第一半穿反光學膜或該第二半穿反光學膜包括鋁膜、銀膜、銅膜、金膜、鉑膜、鉻膜、鎳膜、或前述之組合。
如申請專利範圍第1項所述之光學構件，其中一可見光對該第一半穿反光學膜或該第二半穿反光學膜之反射率介於40~70%。
如申請專利範圍第1項所述之光學構件，其中一可見光對該第一半穿反光學膜或該第二半穿反光學膜之反射率大於穿透率。
如申請專利範圍第1項所述之光學構件，其中該第一半穿反光學膜或該第二半穿反光學膜包括複數個材料層之疊層。
如申請專利範圍第6項所述之光學構件，其中該些材料層之疊層中之一第一材料層之折射率大於相鄰之一第二材料層之折射率，且該第二材料層之折射率小於相鄰之一第三材料層之折射率。
如申請專利範圍第7項所述之光學構件，其中該第二材料層之材質包括SiO₂、MgF₂、Na₃AlF₆、或前述之組合。
如申請專利範圍第7項所述之光學構件，其中該第一材料層或該第三材料層之材質包括TiO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅、SnO₂、或前述之組合。
如申請專利範圍第1項所述之光學構件，其中該基材之材質包括聚苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醯亞胺(PI)、或前述之組合。
一種顯示系統，包括：一顯示面板；一觸控面板，設置於該顯示面板上，其中該觸控面板包括：一基材，具有雙折射率，且具有一第一表面及一第二表面；一第一半穿反光學膜，設置於該基材之該第一表面上；以及一第二半穿反光學膜，設置於該基材之該第二表面上。
如申請專利範圍第11項所述之顯示系統，其中該觸控面板包括一第一電極層及一第二電極層。
如申請專利範圍第12項所述之顯示系統，其中該基材、該第一半穿反光學膜、及該第二半穿反光學膜位於該第一電極層與該第二電極層之間。
如申請專利範圍第12項所述之顯示系統，其中該基材、該第一半穿反光學膜、及該第二半穿反光學膜位於該顯示面板與該第一電極層及該第二電極層之間。
如申請專利範圍第12項所述之顯示系統，其中該第一電極層及該第二電極層位於該顯示面板與該基材、該第一半穿反光學膜、及該第二半穿反光學膜之間。
如申請專利範圍第11項所述之顯示系統，其中該第一半穿反光學膜及該第二半穿反光學膜直接接觸該基材。
如申請專利範圍第11項所述之顯示系統，其中一可見光對該第一半穿反光學膜或該第二半穿反光學膜之反射率介於40~70%。
如申請專利範圍第11項所述之顯示系統，其中一可見光對該第一半穿反光學膜或該第二半穿反光學膜之反射率大於穿透率。