TWI294050B - - Google Patents

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1294050 曰 一修正 案號 90123851 五、發明說明（1) 【發明所屬之領域】 本發明係有關於一種液晶面柘驻s 魎批4 v曰工k壯班/曲板裝置’更特別有關於一種 觸控式/夜晶面板t置，係利用圓德 耍M t L 』用W偏先板以達到抗反射的效 果’以传到面板的雨對比度，而益 丄 膜。 反而無而使兩成本之用抗反射 【先前技術】 隨著電子科技的進步，尤盆在 音 & 、 ,,., 九八在日韦生活中隨身電子產品 力的盛：：對於輕薄短小、耗電量低的顯示器的需求曰益增 口 〇 日曰顯不為（Ll曰qiud Crystal Display; LCD)由於具 有耗電力低、發熱量少、重量麵、r芬 m ^ m ' 里里孕工以及非發光型顯示器等 等的叙點，經吊被用於此類的電芋產品中，甚至已逐 代傳統的陰極射線管顯示器。 ^晶顯示器單元（LCD Cell)之製造過程大體上包括將薄 膜電晶體（TFT)以半導體製程製作在一透明玻璃上，上 透明電極，而再另一片透明玻璃製作濾光片，附上透明帝 極，而後於兩片透明玻璃上設置配向膜，將液晶材料注入 具有透明電極之兩平板玻璃中且封口，於外側貼上偏光板 (偏光膜），如此即完成該液晶顯示器單元。然後加裝驅 電路、控制電4、以及背光源等構件，用以完成該液 不器模組（LCD Module)。 第1圖為一液晶顯示單元（LCD Cell)之剖面示圖，液晶 顯不器單70基本上係由一第一透明基板21、一第二透明基 板22、一第一偏光板（Polarizer )9、一第二偏光板8， 以及液晶材料1所構成。該第一透明基板21主要包含一玻 板5、一透明導電電極7、一定向膜3及其上之電子元

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第4頁 P.001 「「□HQ〇4 nn TCV {JBIJ ψ \Jrlli7 V/0 · U h nvl _ 案號90123851 牟5月（习曰 條正 ___ 五、發明說明（2) 件：該第二透明基板2 2主要包含一玻璃基板4、一透明導 電電極6、一定向膜2及其上之光學元件。該透明導電電極 6及7是在高品質的平板破璃表面，真空鍍上一層具導電性 的金屬氧化物薄膜。該第一偏光板9與第二偏光板8係將偏 光材料夾於兩片透明膠片之間而成，且該第一偏光板9與 第二偏光板8係設置在液晶顯示單元之表面上，;允許任何 偏振光或非偏搌光在穿過該偏光板後，以特定方向之線性 偏振光繼續前進。該偏光板為製造液晶顯示器之關鍵零組.. 件，係屬於受光顯示元件，因需具備特殊光學性質，所以 需運用精密機械、化工科技及光學技術加工生產，使該偏 光板兼具偏光透視及保護液晶材料的特性。一般而言’，該 第一偏光板8與第二偏光板9的偏光方向係為線性（Linear) 且垂直。 請再參照第1圖’其將說明液晶顯示器之顯示原理。液 晶顯不原理係以扭紋絲狀液晶（Twi.疫t含d/ .ηέ:讯江.tlcp T.N)、.為^ 4 例，於兩個透明導電電極6及7間之間隙，封入一液晶材料 1 ’在未施加電壓的情況下，該液晶分子受到透明電極上 定向膜2及3( —般係高分子尼龍薄膜）的影響，朝一定!方向 排列，且在上下兩片透明電極6及7之間扭轉9〇度。一般而 言，可利用水平偏極化和垂直偏極化當做兩個獨立的偏極 化，而任何的光之偏極化均可以表示成這兩個偏極化的組 合。透過該第一偏光板9之線性偏光（Linear p〇larized light)入射到液晶材料1，沿著液晶分子的扭轉在液晶材 料層1中旋轉直線偏光方向，扭轉90度通過該第二偏光板8 而發光。此時光的整體透射率約為1 6 %。

POl-lll-TW.ptc 第 5 頁 1294050 修正 θ 案號90123沾1 五、發明說明（3) 在上下兩片、透明電極6及7施加電壓的情況下，該液晶材 料層1之液晶/刀子的定向受到電場影響而與電場方向平 行。因此、透過該第一偏光板9之線性偏光入射到該液晶材 料層1，沿著該液晶材料層丨之液晶分子的方向而未旋轉該 線性偏光方向，因此無法通過與該第一偏光板9垂直的該 第二偏光板8。簡言之，該液晶顯示單元靠電極間產生之 電場，驅動液晶材料以控制光源透射，並透過偏光板，將 普通光線變成精密控制方向的偏振光，進而顯示影像。由 說明知，該液晶顯示單元係至少包含兩片偏光板，其中該 偏光板係為線性偏光板。 八 觸控式面板（Touch Panel)是一種人機間直接的互動方 式，除了應用於一般產品外，特別是應用於攜帶性產品 上’其具有重罝輕量化及減小產品大小之優點，此外並且 可以直接由螢幕上輸入，使得攜帶性產品更具可攜性與便 利性。因此觸控式面板之相關產品在市場土的需:求便快速 成長。其產品包括通訊設備（Communication equipment)、家電類產品（H〇useh〇ld appliance)、娱樂 器材（EnterUnment appliance)、ΙΑ 資訊家電產品（ΐΑ product)、醫療器材（Medical Instruments)等。 現請參考第2圖與第3圖，用以說明觸控式面板之結構。 觸控式面板23係接合於液晶顯示單元之該第二透明基板22 上，該觸控式面板2 3係由上下兩片透明電極板（IT0薄 膜）11及12與上下兩片阻抗薄膜13及14所組成，其座標感 測方式相當於上下兩組電位計相疊，當施力使得上下層薄 膜接觸B夺’若附加電壓於上層電極板1 1，碰觸點的電位將 POl-111-TW.ptc 第6頁 __.案號90123851 . 年ς月丨足卫--- 五、發明說明（4) 可·由下層電極板1 2檢出，反之亦然，進而可求得座標值。 一般而言，該透明電極板1 1會反射環境光，而與來自液晶 顯示單元的穿透光混淆，而造成對比下降’因此若不加以 抗反射，則無法得到清晰明亮的影像，習用的方式多以外 加一抗反射膜15(如第2圖）或一園偏光板16(Circular polarizer)(如第3圖）來抗反射。 現請參考第2圖，其為習用的觸控式面板結構。一抗反 射膜15係設置在該觸控式面板之透明電極板11上。該抗反， 射膜1 5之目的有二：一為減少反射而增加整個光學系統之 透射率，另一為提高光學系統之影像的清晰度，因為若無 抗反射膜，則入射光會在系統中的各個界面間來回反射造 成許多迷光或眩光。該抗反射膜1 5利用光波干涉原理，在 該透明電極板11的表面鍍上一層薄膜，厚度為1/4波長的 光學厚度，使光線不再只被玻璃一空氣界面反射，而是空 氣一薄膜、薄膜一玻璃二個界面反.·射，因此產生..干涉現-象，可使反射光減少。若鍍二層的抗反射膜，使反射率更 低。但是鍍一層或二層都有缺點：低反射率的通帶（pass band)不夠寬，不能在可見光範園都達到低反射率。因此 多層抗反射膜，如以1/4 一1/2 — 1/4波長光學厚度，作三 層抗反射膜係用來得到寬波帶，低反射率的抗反射膜。但 若需要對某一波長的光線有丨極高的反射率需要用高低不 同折射係數的材料反復蒸鍍數十層才可達到此效果。 現請參考第3圖，其係另一習用之觸控式面板結構。一 圓偏光板16係設置在該觸控式面板之透明電極板丨丨上，用 來抗反射。其原理如下：一般而言，光可利用右旋圓偏極

POl-lll.W.ptc 第7頁 1294050 -MM 9012^51 年 月 日 修正__ 五、發明說明（5) 化和左旋圓偏極化當做兩個獨立的偏極化，而任何的光之 偏極化均可以表示成這兩個偏極化的組合。先假設該圓偏 光板1 6係一具有右旋圓偏極化之圓偏光板，當環境光入射 到該圓偏光板1 6，左旋圓偏極化光被吸收，而右旋圓偏極 化光穿透’當右旋圓偏極化光遇到透明電極板丨丨而反射 時’右旋圓偏極化光因相位轉換1 8 0度而變成左旋圓偏極 化光’該左旋圓偏極化光再度遇到右旋圓偏極化之該圓偏 光板1 6時，即被吸收，因此環境光即不反射而造成對比的 增加。 如前所述，習知之觸控式液晶面板大體上係包含一液晶 顯示單元與一觸控式面板23。由於該觸控式面板係主要由 上下兩片透明電極板11及12與阻抗薄膜13及14所組成，而 透明電極板11及12會反射環境光而造成對比下降。因此習 用的方^…多以外加一抗反射膜1 5或一圓偏光板1 6來抗反 射’俾以達到清晰明亮且高對比的影像。·然-而，無論外加 ，抗反射膜15或一圓偏光板16，皆造成製造成本的增加與 製造過程的複雜度。 " 有鑑於此，便有需要提供一種觸控式液晶面板結構，利 用圓偏光板末達到抗反射的效果，以增加面板的對比，、二 町因而減少一偏光板或一抗反射膜的設置，可達到降低= 造成本的優點。 ^ 【發明内容】 本發明之主要目的在於提供一種觸控式液晶面板裝置， 利用圓偏光板來達到抗反射的效果，以增加觸控式 的光對比，且無需使用高成本之抗反射膜。Λ面板上

1294050 修正 本發明之另一目的在於提供一種觸控式液晶面板裝置， 利用圓偏光板來達到抗反射的效果，可因而減少一圓偏光 板或=抗反射膜的設置，可達到降低製作成本的優點。 =達據本發明之上述目的，該觸控式液晶面板裝置係利 用一圓偏光板來達到抗反射的效果，該觸控式液晶面板裝 置包含一第一透明基板；一第二透明基板，與該第一透明 基板相對，但與該透明第一基板相隔；一液晶材料層，夹 在該第一及第二透明基板之間；一觸控式面板，設在該第 一透明基板之上；一第一偏光板，設在該第一透明基板與 該第二透明基板相對之表面上；及一圓偏光板，設在該觸 控式面板與該第二透明基板相對之表面上，其中該第一偏 光板可為圓偏光板或線性偏光板。 該第二偏光板的另一功用係為抗反射。是以，與習用技 術相比較，本發明之觸控式面板係直接配置於第二透明基 板上’並無设置另一偏光板於該觸控式面板與該·第二透明 基板之間’且無需使用高成本之抗反射.膜。 根據本發明之觸控式液晶面板裝置，其利用至少一圓偏 光板來達到抗反射的效果，以增加觸控式面板上的光對 比’同時該圓偏光板本具有與該第一偏光板配合以控制光 源透射的功能’並可因而減少一偏光板或一抗反射膜的設 置，可達到降低製造成本的優點。 、 為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯’下文特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖示，作詳 細說明如下。 【實施方式】

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皇號90里SRI 五、發明說明（7) 其中揭不根據本發明觸控式液晶面板裝 ，該觸控式液晶面板裝置大體上係由一液 一觸控式面板23所組成。 現參考第4圖 置之第一實施例 晶顯示單元1 〇與 一該液晶顯示單元10基本上係由一第一透明基板21、一第 -透明基板22、-第一偏光板9，，.以及液晶材料j所構 成，其=該第一透明基板21主要包含一玻璃基板5，具有 複數個薄膜電晶體電路51，設置於該玻璃基板5之表面 上^ 一透明導電電極7設在該薄膜電晶體電路51上、一定 ^膜3，設在該透明導電電極7上，及其上之電子元件，該 第二透明基板22主要包含一玻璃基板4，具有複數個彩色 濾波器41、一透明導電電極6、一定向膜2及其上之光學元 件。該透明導電電極6及7是在高品質的平板玻璃表面，真 空鍍上一層具導電性的金屬氧化物薄膜。 該觸控式面板23係直接地接合於液晶顯示單元之第二透 明基板22上。該觸控式面板23係由上下兩月透明電極板订 及12、上下兩片阻抗薄膜13及14與一第二偏光板17所組 成。該第一偏光板9,係設置在液晶顯示單元1〇之第一透明 基板21之表面上’且該表面係背向於該第二透明基板22。 該第二偏光板17係設置在該觸控式面板23之一透明電極11 之表面，且該表面係背向於該第二透明基板22。該第一偏 光板9’與該第二偏光板17皆為圓偏光板。 現再參考第4圖，用以說明本發明之觸控式液晶面板裝 置顯示原理。液晶顯示原理係以扭絞絲狀液晶為例，於兩 個透明電極6及7的間隙，封入一液晶材料1，在未施加電 壓的情況下，該液晶分子受到透明電極上定向膜2及3的影

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曰，朝疋为向排列，且在上下兩片該透明電極6及7之間 扭轉9 0度。本發明利用右旋圓偏極化和左旋圓偏極化當做 兩個獨立的偏極化，而任何的光之偏極化均可以表示成這 兩個偏極化的組合。當光透過該第一偏光板9，之後，呈現 圓偏光（Circular polarized light)入射到液晶材料}， 石著液晶分子的扭轉在液晶材料層i中旋轉偏光方向，因 材料本身造成光的相差，使得光到達第二偏光板17之前為 擴圓偏光（Elliptical P〇larized Ught)，通過該第二偏 光板1 7之後’橢圓偏光部份被吸收而部分穿透而發光。 在上下兩片透明電極6及7施加電壓的情況下，該液晶分 子的定向受到電場影響而與電場方向平行。當光透過該第 一偏光板9 ’之後，呈現圓偏光入射到液晶材料層i，沿著 液晶分子的方向而未旋轉該圓偏光方向，由於該第二偏光 板1 7之旋光方向係與該第一偏光板9，相反，因此到達該第 二偏光板17之圓偏光，無法通過該第二偏:先板1T。簡言 之’該第二偏光板17的功用之一係與該第一偏光板9，配 合，透過該偏光板，將普通光線變成精密控制方向的偏振 光’以控制光源透射，進而顯示影像。 該第二偏光板17的另一功用係為抗反射。由於該觸控式 面板係由透明電極板組成，該透明電極板丨丨會反射環境 光，而與來自液晶顯示單元的穿透光混淆，而造成對比下 降丄因此若不加以抗反射，則無法得到清晰明亮的影像。 該弟二偏光板17之抗反射原理如下： 先假设該第二偏光板1 7係一具有右旋圓偏極化之谓偏光

POl-111-TW.ptc 1294050 案號 90123851 五、發明說明（9) 吸收，而右旋圓偏極化光穿透，當右旋圓偏極化光遇到透 明電極板1 1而反射時，右旋圓偏極化光因相位轉換1 8 〇度 而變成左旋圓偏極化光，該左旋圓偏極化光再度遇到右旋 圓偏極化之第二偏光板1 7時，即被吸收，因此環境光即不 反射而造成對比的增加。是以，與習用技術相比較，本發 明之觸控式液晶面板結構於第二透明基板22，並無設置偏 光板8，且無需使用高成本之抗反射膜丨5。 現請參考第5圖，其中揭示根據本發明觸控式液晶面板 裝置之第二實施例。該觸控式液晶面板裝置大體上係與本 發明之第一實施例之觸控式液晶面板裝置相似，然而該第 一偏光板9係為線性偏光板且該第二偏光板丨7係為圓偏光 板。本發明之觸控式液晶面板顯示原理係以扭絞絲狀液晶 為例，在未施加電壓的情況下，該液晶材料層】之液晶分 子受到透明電極上定向膜2及3的影響，朝一定方向排列， 士在上了兩片該透明電極6及7之間扭轉㈣度。當光透過該 第偏光板9之後，·壬現蟓性偏光入射到該液晶材料， 沿著該液晶材料層i之液晶分子的扭轉在液晶材料層丨中旋 Ϊ直丄！材料本身造成光的相差，使得光到達 ί—ΪίΪ丄 為線性偏光，通過該第二偏光板17之 後，線性偏光部份被吸收而部分穿透而發光。 在上下兩片透明電極6及7施加電壓的^況下，該八 子的定向受到電場旦）經；+ 日日刀 一抱忠響與電場方向平行。當光透過該第 偏光板9之後，呈Jg綠祕值〇> χ ώ I » 昂 十曰ν π人 見線〖生偏先入射到液晶材料層1，沪荽 未旋轉該線性偏光方向，使得光到ii 一偏先板17之财仍為線性偏光，由於該第二偏光板係圓ί 1294050 - 案號 90123851 年月曰 修正 五、發明說明（10) 光板反’因此到達該第二偏光板i 7之線性偏光，無法通過 該第二偏光板17。簡言之，該第二偏光板17的功用之一係 與該·第一偏光板9配合，透過該偏光板.，將普通光線變成 精密控制方向的偏振光，以控制光源透射，進而顯示影 像。 該第二偏光板1 7的另一功用係為抗反射。該第二偏光板 1 7之抗反射原理如本發明之第一實施例所述，兹不贅述。 是以，與習用技術相比較，本發明之觸控式面板係直接配 ‘置於第二透明基板22上，並無設置一偏光板8於該觸控式 面板與該第二透明基板之間，且無需使用高成本之抗反射 膜15 〇 根據本發明之觸控式液晶面板裝置，其利用至少一圓偏 光板來達到抗反射的效果，以增加觸控式面板上的光對 比’同時該圓偏光板本具有與該第一偏光板配合以控制光 源透射的功能，並可因而減少一偏光板或一抗反射膜:的設 置，可達到降低製造成本的優點。 雖然前述的描述及圖示已揭示本發明較佳實施例，必須 瞭f到各種增添、修改和取代，皆可能使用於本發明之較 佳實施例，而不會脫離如所附申請專利範圍所界定本發明 原理之精神及範圍。熟悉該技藝者將可體會，本發明^能 使用於很多形式、結構、佈置、比例、材料、元件和組件 的修改。因此，本文於此所揭示的實施例於所有觀點，庶 被視為用以說明本發明，而非用以限制本發明。本^明二 範圍應由後附申請專利範圍所界定，並涵蓋其合法^等、 物，而不限於先前的描述。 ' 1294050 _案號90123851_年月曰 修正_ 圖式簡單說明 【圖示說明】 第一圖：為一習知液晶顯示裝置之剖面示圖。 第二圖：為一習知觸控式面板之剖面示圖。 第三圖：為一習知觸控式面板之剖面示圖。 第四圖：為根據本發明觸控式液晶面板裝置之第一實施 例之剖面示圖。 第五圖：為根據本發明觸控式液晶面板裝置之第二實施 例之剖面 示 圖 0 【圖] 號說 明 ] 1 液 晶 材 料 層 2 定 向 膜 3 定 向 膜 4 玻 璃 基 板 5 玻 璃 基板 6 透 明 電 極 7 透 明 電 極 8 第 二 偏 光 板 9 第 一 偏 光 板 9， 第 一 偏 光 板 10 液 晶 顯 示 單 元 11 透 明 電 極 板 12 透 明 電 極 板 13 阻 抗 薄 膜 14 阻 抗 薄 膜 15 抗 反 射 膜 16 圓 偏 光 板 17 第 二 偏 光 板 41 彩 色 濾 波 器 51 薄 膜 電 晶 體 電路

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Claims (1)

1294050 申請專利範圍 1. 一種觸控式液晶面板裝置，包含： 一第一透明基板； 一第二透明基板，與該第一透明基板相對，但與該透 明第一基板相隔； 一液晶材料層，夾在該第一及第二透明基板之間； 一觸控式面板，直接配置在該第二透明基板上； 一第一偏光板，其係為圓偏光板，設在該第一透明基 板之一第一表面上，且該第一表面係背向於該第二透明基 板；及 一第二偏光板，其係為圓偏光板，設在該觸控式面板 之一第二表面上，且該第二表面係背向於該第二透明基板 〇 2. 如申請專利範圍第.1項所述之觸控式液晶面板裝置，其 中該第一透明基板包括·· 一玻璃基板； 一傳膜電晶體電路，設置於該玻璃基板之表面上； 一透明導電電極’設在該薄膜電晶體電路上，及 一定向膜’設在該透明導電電極上。 3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控式液晶面板裝置，其 中該第二透明基板包括： 一玻璃基板； 一彩色濾波器，設置於該玻璃基板上； 一透明導電電極，設在該彩色濾波器上；及 一定向膜，設在該透明導電電極上。 4. 一種觸控式液晶面板裝置，包含： 一第一透明基板； 12 ；1294050 一第二透明基板，與該第一透明基板相對，但與該透 明第一基板相隔； 一液晶材料層，夾在該第一及第二透明基板之間； 一觸控式面板，直接配置在該第二透明基板上； 一第一偏光板，其係為線性偏光板，設在該第一透明 基板之一第一表面上，且該第一表面係背向於該第二透明 基板；及 一第二偏光板，其係為圓偏光板，設在該觸控式面板 之一第二表面上，且該第二表面係背向於該第二透明基板 〇 5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控式液晶面板裝置，其 中該第一透明基板包括： 一玻璃基板； 一薄膜電晶體電路，設置於該玻璃基板之表面上； 一透明導電電極，設在該薄膜電晶體電路上；及 一定向膜，設在該透明導電電極上。 6. 如申請專利範圍第4項所述之觸控式液晶面板裝置，其 中該第二透明基板包括： 一玻璃基板； 一彩色濾波器，設置於該玻璃基板上； 一透明導電電極，設在該彩色濾波器上；及 一定向膜，設在該透明導電電極上。 讓 麵 13