CN101876767B - 具有立体显示功能的触控面板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有立体显示功能的触控面板，包含一基板、复数条设置于该基板的第一感测线路与第二感测线路、以及复数条设置于该基板上的第三感测线路。各该第一感测线路包含复数个分别具有一第一相位延迟区域的第一感测垫；该第二感测线路是平行于该第一感测线路，各该第二感测线路包含有复数个分别具有一第二相位延迟区域的第二感测垫。该等第三感测线路是垂直于该等第一感测线路与该等第二感测线路，各该第三感测线路包含复数个交错排列的第三感测垫与第四感测垫，该第三感测垫包含该第一相位延迟区域，该第四感测垫包含该第二相位延迟区域。

Description

具有立体显示功能的触控面板

技术领域

本发明是关于一种具有立体显示功能的触控面板，以及一种具有触控与立体显示功能的液晶显示装置。

背景技术

显示器从黑白、彩色、大型化、高画质、平面化等等的发展，正如彩色电视取代黑白电视、平面显示器如液晶显示装置逐渐取代阴极射线管显示器等趋势，无一不在追求逼真、自然的视觉享受。而在现行的平面显示器中，一般2D的显示模式已无法满足使用者对于真实视觉感受的需求。由于最为逼真自然的视觉效果即人眼因两眼视差所获得的立体视觉，因此如何在2D的显示环境下藉由3D影像显示提供两眼不同的影像，使观赏者产生具有空间深度的视觉感受，而获得一身历其境的立体影像，已成为现阶段显示技术的发展重点之一。

另外，单单具有纯粹显示功能的平面显示器亦已无法满足使用者的需求，因此业者已发展于显示面板(display panel)上设置触控面板(touch panel)，以取代按键或鼠标等传统输入装置，提供使用者进行交互式输入操作的途径。具有触控面板的显示装置使得操作更为直观、更具吸引力，因此可大幅改善人与机器之间沟通接口的友善度及输入效率。

根据上述说明，可知3D立体影像显示技术的发展肇始于使用者对于显示装置所提供的视觉感受的要求；而触控面板的发展则肇始于使用者对于人与显示装置之间沟通便利性的要求，且两者皆必需藉由一平面显示装置方能实现。但在习知技术中，3D立体影像显示技术与触控面板技术一直处于各自发展的景况，业者也迟迟未能提供一整合3D立体显示功能与触控功能的显示器。

发明内容

因此，本发明是于此提供一种具有立体显示功能的触控面板，且本发明所提供的该具有立体显示功能的触控面板可贴合于一液晶显示面板上，而获得一同时具有立体显示功能与触控功能的液晶显示装置。

根据本发明所提供的申请专利范围，是提供一种具有立体显示功能的触控面板，该触控面板包含有一具有一第一表面与一第二表面的基板、复数条设置于该基板的该第一表面上的第一感测线路、复数条设置于该基板的该第一表面上的第二感测线路、以及复数条设置于该基板上的第三感测线路。各该第一感测线路包含复数个第一感测垫，且各该第一感测垫包含一第一相位延迟区域。该等第二感测线路是平行于该第一感测线路，各该第二感测线路包含有复数个第二感测垫，且各该第二感测垫包含一第二相位延迟区域。而该等第三感测线路是垂直于该等第一感测线路与该等第二感测线路，各该第三感测线路包含复数个第三感测垫与复数个第四感测垫，该等第三感测垫与该等第四感测垫是交错排列。该第三感测垫包含该第一相位延迟区域；该第四感测垫包含该第二相位延迟区域。

根据本发明所提供的具有立体显示功能的触控面板，是可藉由第一感测线路、第二感测线路与第三感测线路侦测触碰的确切位置。另外由于第一感测线路、第二感测线路与第三感测线路是可构成一具有第一相位延迟图案与第二相位延迟图案的微相位差膜(micro retarder film)，故本发明所提供的触控面板可同时达到分光的效果，配合使用者所配戴的偏光眼镜，即可获得一3D立体影像。

附图说明

图1与图2是本发明的一第一较佳实施例所提供的一微相位差膜的示意图，其中图1是为该微相位差膜的部分剖面示意图。

图3为本第一较佳实施例所提供的一2D/3D影像显示系统的示意图。

图4至图7是为本发明的第二较佳实施例所提供的一具有立体显示功能的触控面板的示意图，其中图4是为该具有立体显示功能的触控面板的上视图、而图5为该具有立体显示功能的触控面板的下视图、图6为该具有立体显示功能的触控面板的透视图、图7则为图6中沿A-A’切线获得的触控面板的剖面图。

图8为本第二较佳实施例所提供的一2D/3D影像显示系统的示意图。

  【主要组件符号说明】

100      微相位差膜                102      基板

104      聚酰亚胺层                106      液晶层

110      液晶分子                  112      光反应单体

114      透明导电奈米粒子          120      光配向处理

122      光罩                      130      配向层

140      第一相位延迟图案          142      第二相位延迟图案

150      空隙                      200      2D/3D影像显示系统

210      液晶显示装置              220      偏光眼镜

222      左眼偏光片                224      右眼偏光片

300      具有立体显示功能之的触控面板

302      基板                      302a     第一表面

302b     第二表面                  304a     配向膜

304b     配向膜                    310      第一感测线路

312      第一感测垫                320      第二感测线路

322      第二感测垫                330      第三感测线路

332      第三感测垫                334      第四感测垫

340      空隙                      350      间距

360      第一相位延迟图案          362      第二相位延迟图案

400      2D/3D影像显示系统        410      液晶显示装置

412R/412G/412G                             画素区域

414      黑色矩阵                  420      偏光眼镜

422      左眼偏光片                424      右眼偏光片。

具体实施方式

 在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区别组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的「包含」是为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「电性连接」一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置电性连接于一第二装置，则代表该第一装置可直接连接于该第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地连接至该第二装置。

请参阅图1与图2，图1与图2是为本发明的第一较佳实施例所提供的一微相位差膜的示意图，其中图1是为该微相位差膜的部分剖面示意图。如图1所示，本较佳实施例所提供的微相位差膜100包含有一基板102，例如一聚对苯二甲二以酯(Polyethyleneterephthalate，以下简称为PET)基板。微相位差膜100尚包含一形成于基板102上的聚酰亚胺(polyimide，以下简称为PI)层104、以及一形成于PI层104上的液晶层106。值得注意的是，本发明所提供的微相位差膜100的液晶层106更包含有复数个液晶分子110、复数个光反应单体(photo monomer) 112与复数个透明导电奈米粒子114，而透明导电奈米粒子114是可包含氧化铟锡奈米粒子或氧化铟锌奈米粒子。

如图1与图2所示，接下来配合一光罩122对微相位差膜100进行一光配向(photo-alignment)处理120。光配向处理120是利用紫外光(UV) 照射液晶层与PI层104，而于PI层104引发光学异方性，形成一配向层130（示于图2）。在光配向处理120后，液晶层106内的透明导电奈米粒子114会自发性地均匀散布在液晶层106中，液晶分子110会顺着PI分子延伸的方向整齐地配向排列，而光反应单体112则可将透明导电奈米粒子114与液晶分子110聚合在一起。据此，是可获得一具有复数个第一相位延迟图案140与复数个第二相位延迟图案142的微相位差膜100。由于光配向处理120是为熟习该项技艺的人士所知者，故于此不加以赘述。

如图2所示，第二相位延迟图案142是平行于第一相位延迟图案140，且第一相位延迟图案140与第二相位延迟图案142是交错重复排列，故可形成两种具有不同光学特性且互相交错重复排列的条状图案。但熟习该项技艺的人士应知第一相位延迟图案140与第二相位延迟图案142的图案与排列方式不应以此为限，任何可使三维效果均匀显示的图案及排列方式皆适用于本发明。值得注意的是，第一相位延迟图案140与第二相位延迟图案142具有不同的相位延迟效果，而此相位延迟效果是可根据欲贴合的液晶显示面板的画素大小来设计。举例来说，第一相位延迟图案140可具有零相位差；而第二相位延迟图案142可具有半波长相位差，但不限于此。

请参阅图3，图3则为本第一较佳实施例所提供的2D/3D影像显示系统的示意图。如图3所示，本较佳实施例所提供的2D/3D影像显示系统200包含一液晶显示装置210、微相位差膜100，与一偏光眼镜220，其中偏光眼镜220是包含一左眼偏光片222与一右眼偏光片224。如图3所示，在贴合微相位差膜100与液晶显示装置210时，是将第一相位延迟图案140与第二相位延迟图案142以水平方向贴合于液晶显示装置210上。根据本较佳实施例所提供的2D/3D影像显示系统200，在一般2D观看模式中，液晶显示装置210是提供一2D影像信息，故观赏者是可藉由观赏液晶显示装置210直接获得一般2D影像。在3D观看模式中，液晶显示装置210是提供一3D影像信息，而观赏者则配戴上偏光眼镜220。偏光眼镜220的左眼偏光片222容许可通过第一相位延迟图案140的光进入观赏者的左眼；右眼偏光片224容许可通过第二相位延迟图案142的光进入观赏者的右眼。如此一来，观赏者的左右两眼是可获得不同的观赏信息，造成两眼视差，故可感受到不同的层次感与深度，亦即获得一立体影像。简单地说，观赏者可藉由配戴偏光眼镜220观赏液晶显示装置210，而获得一3D影像。

请再参阅图1至图3。值得注意的是，由于光配向处理120是配合光罩122而进行，因此在光配向处理120之后，未照光的部分是以有机溶剂移除，使得任相邻的第一相位延迟图案140与第二相位延迟图案142之间皆形成一空隙(pitch) 150，而此一空隙150的大小是可根据欲贴合的液晶显示面板的一黑色矩阵(black matrix)大小来设计。在习知的微相位差膜中，不同的相位延迟图案之间并没有空隙的存在。换句话说，不同的相位延迟图案是紧紧相邻，因此常发生左右眼观赏信息互相干扰而产生重影的问题。故本较佳实施例所提供的微相位差膜100中，任两相邻的第一相位延迟图案140与第二相位延迟图案142之间更具有微小的空隙150，而空隙150的设置是可有效解决上述左右眼观赏信息互相干扰的状况，故可改善立体影像的重影问题。

另外，由于本较佳实施例所提供的微相位差膜100中，第一相位延迟图案140与第二相位延迟图案142皆包含有均匀分布的奈米导电粒子114，因此微相位差膜100更可直接作为一电容式触控面板100，其中第一相位延迟图案140与第二相位延迟图案142即作为此一电容式触控面板的感测线。藉由第一相位延迟图案140与第二相位延迟图案142与人体之间的静电结合所产生的电容变化，是可辨认出使用者的触碰位置。由于第一相位延迟图案140与第二相位延迟图案142是沿同一方向排列，因此本较佳实施例所提供的电容式触控面板是可提供单一方向触控讯号的辨认，亦即可提供一维触控功能。

换句话说，本较佳实施例可说是提供了一种具有一维触控功能的触控面板100，且该触控面板的感测线即为互相交错排列的第一相位延迟图案140与第二相位延迟图案142，故本较佳实施例所提供的触控面板100同时具有微相位差膜的分光功能。当触控面板100与上述的液晶显示装置210贴合时，可形成2D/3D影像显示系统200：当液晶显示装置210处于一般2D观赏环境中，可提供2D影像与一维触控功能；当液晶显示装置210处于3D观赏模式时，触控面板100亦可作为微相位差膜提供分光机制，使配戴偏光眼镜220的观赏者可欣赏到无重影干扰、高分辨率的立体画面。简单地说，本较佳实施例是在不需复杂制程技术的前提下成功地整合了微相位差膜与触控面板，且此一具有立体显示功能的触控面板100只需贴合于一般显示面板上，即可达到提供分光机制与触控功能的目标。

 接下来请参阅图4至图7，图4至图7是为本发明的第二较佳实施例所提供的一具有立体显示功能的触控面板的示意图，其中图4是为该具有立体显示功能的触控面板的上视图、而图5为该具有立体显示功能的触控面板的下视图、图6为该具有立体显示功能的触控面板的透视图、图7则为图6中沿A-A’切线获得的触控面板的剖面图。请参阅图4与图7。本较佳实施例所提供的具有立体显示功能的触控面板300具有一基板302，例如一PET基板，且基板302具有一第一表面302a与一第二表面302b。基板302的第一表面302a上形成有一配向膜304a，配相膜304a上则形成有复数条第一感测线路310与复数条第二感测线路320。第一感测线路310与第二感测线路320的制作是如同第一较佳实施例所述，首先于第一表面302a上形成一PI层（图未示）与一包含有复数个液晶分子、复数个光反应单体与复数个透明导电奈米粒子的液晶层（图未示），接下来对PI层与液晶层进行光配向处理，并将未照光部分移除，最后形成如图4与图7所示的配向层304a、第一感测线路310与第二感测线路320。值得注意的是，第一感测线路310与第二感测线路320是彼此平行且交错重复排列。另外可同时参阅图4与图8，第一感测线路310与第二感测线路320之间更形成有一空隙340，而空隙340的大小是可根据欲贴合的一液晶显示面板410的一黑色矩阵414的大小而设计（示于图8的圆圈380），但不限于此。

请继续参阅图4与图7。第一感测线路310与第二感测线路320分别包含复数个第一感测垫312与复数个第二感测垫322，各第一感测垫312是藉由一桥接电极(图未示)电性连接，而各第二感测垫322亦藉由一桥接电极电性连接(图未示)。由于第一感测垫312与第二感测垫322是藉由如第一较佳实施例所述的光配向处理形成，因此各第一感测垫312内的液晶分子是顺着配向层304a内的PI分子延伸的方向整齐地配向排列，故第一感测垫312分别包含一第一相位延迟区域；同理各第二感测垫320分别包含一第二相位延迟区域。此外如图4与图7所示，各第一感测垫312之间包含有一间距350，而第二感测垫322之间亦包含间距350，且第一感测垫312、第二感测垫322与间距350的大小相同，可根据欲贴合的液晶显示面板的画素大小设计。举例来说，第一感测垫312、第二感测垫322与间距350的大小是可如图8圆圈380所示，分别与液晶显示装置410的画素区域412R/412G/412B相等。

接下来请参阅图5与图7。基板302的第二表面302b更包含一配向层304b与形成于其上的复数条第三感测线路330，且第三感测线路330是垂直于第一感测线路310与第二感测线路320。各第三感测线路330包含复数个第三感测垫332与复数个第四感测垫334，第三感测垫332与第四感测垫334是交错排列，各相邻的第三感测垫332与第四感测垫334之间是具有对应于液晶显示面板的黑色矩阵的空隙340，且各第三感测线路330内的第三感测垫332与第四感测垫334是藉由一桥接电极(图未示)电性连接。如前所述，第三感测线路330亦是利用如第一较佳实施例所述的光配向处理形成，故第三感测垫332包含该第一相位延迟区域，第四感测垫334则包含该第二相位延迟区域。值得注意的是，各第三感测线路330之间亦具有间距350，且第三感测垫332与等第四感测垫334设置的位置是对应于各第一感测垫312之间与各第二感测垫322之间的间距350。详细地说，第三感测垫332是对应于第一感测垫312之间的间距340所设置；而第四感测垫334则对应于第二感测垫322之间的间距340所设置。

根据本较佳实施例所提供的具有立体显示功能的触控面板300，第一感测线路310与第二感测线路320是设置于基板302的第一表面302a，因此第一感测垫312与第二感测垫322是可于第一表面302a上藉由与人体之间的静电结合所产生的电容变化，来判断触控位置。换句话说，第一感测线路310与第二感测线路320是用以侦测一第一方向如水平方向的触控位置。而第三感测线路330是设置于第二表面302b，因此第三感测垫332与第四感测垫334是可于第二表面302b上判断触控位置。换句话说，第三感测线路330是用以侦测一第二方向如水平方向的触控位置。据此，本第二较佳实施例所提供的具有立体显示功能的电容式触控面板300是可达到而二维触控，且为多点触控的功能。

在本较佳实施例中，第一感测垫312、第二感测垫322、第三感测垫332与第四感测垫334是以矩形的型态设置，但本较佳实施例的第一感测垫312、第二感测垫322、第三感测垫332与第四感测垫334亦不限于包含传统电容式触控面板的菱形接触垫。另外，在本较佳实施例中，第一感测线路310与第二感测线路320是设置于第一表面302a上；而第三感测线路330是设置于第二表面302b上，但本发明亦不限于将第一感测线路310、第二感测线路320与第三感测线路330皆形成于第一表面302a上。

请参阅图6。设置于第一表面302a上的第一感测线路310、第二感测线路320与设置于第二表面302b上的第三感测线路330的图案迭合后是如图6所示：第一感测垫312、第二感测垫322、第三感测垫332与第四感测垫334是呈一数组排列，且第一感测垫312与第三感测垫332是设置于同一行，构成一第一相位延迟图案360；第二感测垫322与第四感测垫334是设置于同一行，构成一第二相位延迟图案362，且相邻的第一相位延迟图案360与第二相位延迟图案362是具有空隙340。由图6可知，本较佳实施例所提供的具有立体显示功能的触控面板300是具有互相交错排列的第一相位延迟图案360与第二相位延迟图案362。如前所述，第一相位延迟图案360与第二相位延迟图案362具有不同的相位延迟效果，而此相位延迟效果是可根据欲贴合的液晶显示面板的画素大小来设计。举例来说，第一相位延迟图案360可具有零相位差；而第二相位延迟图案362可具有半波长相位差，但不限于此。据此，本较佳实施例所提供的触控面板300更具有微相位差膜的分光功能。

接下来请参阅图8，图8为本第二较佳实施例所提供的一2D/3D影像显示系统的示意图。本较佳实施例所提供的2D/3D影像显示系统400包含一液晶显示装置410、触控面板300，与一偏光眼镜420，其中偏光眼镜420是包含一左眼偏光片422与一右眼偏光片424。如图8所示，在贴合触控面板300与液晶显示装置410时，是将第一相位延迟图案360与第二相位延迟图案362以水平方向贴合于液晶显示装置410上。根据本较佳实施例所提供的2D/3D影像显示系统400，在一般2D观看模式中，液晶显示装置410是提供一2D影像信息，故观赏者是可径行观赏2D/3D影像显示系统400，直接获得一般2D影像。在3D观看模式中，液晶显示装置410是提供一3D影像信息，而观赏者是可配戴偏光眼镜420：偏光眼镜420的左眼偏光片422容许可通过第一相位延迟图案360的光进入观赏者的左眼；右眼偏光片424容许可通过第二相位延迟图案362的光进入观赏者的右眼。如此一来，观赏者的左右两眼是可获得不同的观赏信息，造成两眼视差，故可感受到不同的层次感与深度，亦即获得一立体影像。另外，由于任相邻的第一相位延迟图案360与第二相位延迟图案362之间更具有微小的空隙340，故可有效解决上述左右眼观赏信息互相干扰的状况，故可改善立体影像的重影问题。

综上所述，本较佳实施例所提供的具有立体显示功能的触控面板300是一电容式触控面板，其利用第一感测线路310与第二感测线路320辨认水平方向的触控讯号；并利用第三感测线路330辨认垂直方向的触控讯号，故可达到二维触控与多点触控的功能。且由于第一感测线路310、第二感测线路320与第三感测线路330可迭合形成第一相位延迟图案360与第二相位延迟图案362，因此本触控面板更具有微相位差膜的分光功能。当此触控面板300与上述的液晶显示装置410贴合时，可使而形成2D/3D影像显示系统400在一般2D观赏环境中提供2D影像与二维/多点触控功能；当液晶显示装置410处于3D观赏模式时，更可作为微相位差膜提供分光机制，使配戴偏光眼镜420的观赏者可欣赏到无重影干扰、高分辨率的立体画面。简单地说，本第一较佳实施例是在不需复杂制程技术的前提下成功地整合了微相位差膜与触控面板，且此一具有立体显示功能的触控面板300只需贴合于液晶显示面板410上，即可达到提供分光机制与触控功能的目标。

综上所述，根据本发明所提供的具有立体显示功能的触控面板，是可藉由第一感测线路、第二感测线路与第三感测线路提供二维/多点触控功能置。另外由于第一感测线路、第二感测线路与第三感测线路是可构成一具有第一相位延迟图案与第二相位延迟图案的微相位差膜，故本发明所提供的触控面板可同时达到分光的效果，配合使用者所配戴的偏光眼镜，即可获得一3D立体影像。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种具有立体显示功能的触控面板，其特征在于，包含有：

    一基板，具有一第一表面与一第二表面；

复数条第一感测线路，设置于该基板的该第一表面上，各该第一感测线路包含复数个第一感测垫，且各该第一感测垫包含一第一相位延迟区域；

复数条第二感测线路，设置于该基板的该第一表面上，且平行于该第一感测线路，各该第二感测线路包含有复数个第二感测垫，且各该第二感测垫包含一第二相位延迟区域；以及

复数条第三感测线路，设置于该基板上，且垂直于该第一感测线路与该第二感测线路，各该第三感测线路包含复数个第三感测垫与复数个第四感测垫，该等第三感测垫与该等第四感测垫是交错排列，该第三感测垫包含该第一相位延迟区域，该第四感测垫包含该第二相位延迟区域；

其中各该第一感测垫之间是具有一间距，且各该第二感测垫之间具有该间距；

其中该等第三感测垫是对应于该第一感测垫之间的该间距，该等第四感测垫是对应于该第二感测垫之间的该间距。

2.根据权利要求1所述的具有立体显示功能的触控面板，其特征在于：其中该等第一感测垫、该等第二感测垫、该等第三感测垫与该等第四感测垫是呈一数组排列。

3.根据权利要求2所述的具有立体显示功能的触控面板，其特征在于：其中该等第一感测垫与该等第三感测垫是设置于同一行，构成一第一相位延迟图案。

4.根据权利要求2所述的具有立体显示功能的触控面板，其特征在于：其中该等第二感测垫与该等第四感测垫是设置于同一行，构成一第二相位延迟图案。

5.根据权利要求1所述的具有立体显示功能的触控面板，其特征在于：其中该第一感测线路与该第二感测线路之间更包含一空隙。

6.根据权利要求5所述的具有立体显示功能的触控面板，其特征在于：其中该第三感测垫与该第四感测垫之间更包含该空隙。

7. 根据权利要求1所述的具有立体显示功能的触控面板，其特征在于：其中该等第三感测线路是设置于该基板的该第二表面上。

8.根据权利要求1所述的具有立体显示功能的触控面板，其特征在于：其中该等第一感测垫、该等第二感测垫、该等第三感测垫与该等第四感测垫皆包含复数个液晶分子、复数个光反应单体以及复数个透明导电奈米粒子。

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