CN103308966A

CN103308966A - 光学构件及显示系统

Info

Publication number: CN103308966A
Application number: CN2012100630990A
Authority: CN
Inventors: 庄闵超
Original assignee: Innolux Shenzhen Co Ltd; Chi Mei Optoelectronics Corp
Current assignee: Innocom Technology Shenzhen Co Ltd; Innolux Shenzhen Co Ltd; Chi Mei Optoelectronics Corp
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2013-09-18

Abstract

本发明公开了一种光学构件，包括：一基材，具有双折射率，且具有一第一表面及一第二表面；一第一半穿反光学膜，设置于该基材的该第一表面上；以及一第二半穿反光学膜，设置于该基材的该第二表面上。本发明实施例的光学构件及显示系统，可用以使椭圆偏振光转变为非偏振光或大抵非偏振光，即使使用者佩带偏光太阳眼镜或是显示系统额外设置了抗反射层，仍将大抵不会遭遇色不均的问题。

Description

光学构件及显示系统

技术领域

本发明涉及光学构件及显示系统，且特别是有关于包含触控面板及显示面板的显示系统。

背景技术

触控面板技术中的投射式电容(projected capacitive)技术已获广泛应用。依所用基材分类，投射式电容触控面板可包括玻璃式(glass-type)触控面板及薄膜式(film-type)触控面板。

一般而言，触控面板会搭配显示面板而共同运作。常用的显示面板为液晶显示面板。如何使触控面板与液晶显示面板的搭配运作更能符合使用者的需求成为重要课题。

图1显示现有的显示系统的透视示意图。如图1所示，显示系统100包括显示面板102、触控面板104、及背光源106。在此实施例中，触控面板104例如为薄膜式触控面板，其例如包括具有双折射率的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)基材。显示面板102例如为液晶显示面板，其可包括偏光层102P1及102P2与夹置其间的液晶单元102C。本案发明人发现，若将薄膜式触控面板104搭配液晶显示面板102，出光面所发出的光线不是线性偏振光(linearpolarization)而会成为椭圆偏振光(elliptical polarization)。在此情形下，若使用者佩带偏光太阳眼镜观看显示系统100时，将观察到色不均(mura)现象而影响观看品质。

以下，将搭配图1说明造成色不均现象的可能机制。如图1所示，来自背光源106所发出的非偏振光线L在穿过显示面板102中的偏光层102P1之后变成了线性偏振光。在液晶面板呈亮态时，通过液晶单元102C而旋转一角度的线性偏振光可穿过偏光层102P2并继续进入触控面板104。然而，在一实施例中，触控面板104为薄膜式触控面板，其例如包括具有双折射率的聚对苯二甲酸乙二酯基材。当线性偏振光通过具有双折射率(birefrigence)的聚对苯二甲酸乙二酯基材时，线性偏振光的两个分量方向会产生不同的延迟相位(retardation)，因而使得线性偏振光在通过触控面板104之后将转变为椭圆偏振光。由于不同波长的光线(即，不同颜色的光线)被椭圆偏振的程度不同，当观察者佩带偏光太阳眼镜观察时，不同颜色的光线所能通过偏光太阳眼镜的光量亦不相同。

如图1所示，通过触控面板104后的不同颜色的椭圆偏振光的偏振程度彼此不同。因此，不同颜色的椭圆偏振光在穿过偏光层108(类比于偏光太阳眼镜)时，将转变为强度不一的线性偏振光，因而造成色不均(mura)现象。

除了上述情形，在其他实施例中，可能在显示系统中设置抗反射膜或防爆膜，同样有可能遭遇色不均的问题。

发明内容

本发明一实施例提供一种光学构件，包括：一基材，具有双折射率，且具有一第一表面及一第二表面；一第一半穿反光学膜，设置于该基材的该第一表面上；以及一第二半穿反光学膜，设置于该基材的该第二表面上。

本发明一实施例提供一种显示系统，包括：一显示面板；一触控面板，设置于该显示面板上，其中该触控面板包括：一基材，具有双折射率，且具有一第一表面及一第二表面；一第一半穿反光学膜，设置于该基材的该第一表面上；以及一第二半穿反光学膜，设置于该基材的该第二表面上。

本发明实施例的光学构件及显示系统，可用以使椭圆偏振光转变为非偏振光或大抵非偏振光，即使使用者佩带偏光太阳眼镜或是显示系统额外设置了抗反射层，仍将大抵不会遭遇色不均的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1显示现有的显示系统的透视示意图。

图2显示根据本发明一实施例的光学构件的剖面图。

图3A-图3B分别显示根据本发明实施例的光学构件的剖面图。

图4A-图4C分别显示根据本发明实施例的显示系统的立体示意图。

附图标号：

100～显示系统；

102～显示面板；

102C～液晶单元；

102P1、102P2～偏光层；

104～触控面板；

106～背光源；

108～偏光层；

200～光学构件；

202～基材；

204T1、204T2～光学膜；

300～基材；

302a、302a1、302a2、302a3、302a4、302b、302b1、302b2、302b3、302b4～光学膜；

402～显示面板；

402A1、402A2～配向层；

402C～液晶单元；

402f～彩色滤光层阵列；

402G1、402G2～玻璃基板；

402I1、402I2～ITO层；

402P1、402P2～偏光层；

402T～薄膜晶体管阵列；

403粘着层或空气间隙；

404～触控面板；

404A～粘着层；

404G～玻璃基板；

404I～绝缘层；

404P、404P1、404P2～塑胶基材；

404T1、404T2～光学膜；

404X、404Y～电极层；

L、L’、L1、L2、L3、L4～光线。

具体实施方式

以下将详细说明本发明实施例的制作与使用方式。然应注意的是，本发明提供许多可供应用的发明概念，其可以多种特定型式实施。文中所举例讨论的特定实施例仅为制造与使用本发明的特定方式，非用以限制本发明的范围。此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本发明，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间具有任何关连性。再者，当述及一第一材料层位于一第二材料层上或之上时，包括第一材料层与第二材料层直接接触或间隔有一或更多其他材料层的情形。

为了减轻及/或解决上述色不均问题，本案发明人提出一种光学构件。图2显示根据本发明一实施例的光学构件200的剖面图。光学构件200可用以使椭圆偏振光转变为非偏振光或大抵非偏振光。

如图2所示，光学构件200包括基材202及夹置于基材202两侧的光学膜204T1及204T2。在一实施例中，基材202为具有双折射率的基材，其例如为高分子基材。在一实施例中，基材202为聚苯二甲酸乙二酯(PET)基材、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、或前述的组合。在一实施例中，光学膜204T1及204T2分别直接接触基材202的两侧。光学膜204T1及204T2可为半穿反层，其允许部分的光线穿透，并使另一部分的光线反射。

如图2所示，当线性偏振光线L进入光学构件200时，线性偏振光线L可穿透光学膜204T1而进入基材202。在一实施例中，由于基材202具双折射率，因此线性偏振光线L会被转变为椭圆偏振光线。由于基材202两侧设置有光学膜204T1及204T2，因此部分的椭圆偏振光线会在两光学膜204T1及204T2之间进行多次的反射或透射。这些椭圆偏振光线每经一次反射相位都会产生改变。因此，最终透射出光学构件200的椭圆偏振透射光线将具有多种不同的相位。例如，光线L1与经多次反射的光线L2、L3、或L4虽然均可能仍为椭圆偏振光线，但彼此的相位互不相同。这些具有不同相位的椭圆偏振透射光线将共同组合成非偏振光线(或大抵非偏振光线)L’。

在一实施例中，可将图2实施例所述的光学构件200整合至图1所述的显示系统中。光学构件200可例如用以将椭圆偏振光转变为非偏振光。非偏振光在通过偏光层或偏光太阳眼镜后，将成为各颜色光线强度大抵均一的线性偏振光，大抵不会有色不均的问题。

图3A-图3B分别显示根据本发明实施例的光学构件的剖面图。如图3A所示，在一实施例中，光学构件可包括基材300及夹置于基材300两侧上的半穿反光学膜302a及302b。基材300可为具双折射率的基材。半穿反光学膜302a及302b可为半穿反层，例如是铝膜、银膜、铜膜、金膜、铂膜、铬膜、镍膜、或前述的组合。在一实施例中，半穿反光学膜302a的材质与半穿反光学膜302b的材质相同。在另一实施例中，半穿反光学膜302a的材质与半穿反光学膜302b的材质不同。在一实施例中，光线(可见光)对半穿反光学膜302a或302b的穿透率大于反射率。例如，光线(可见光)对半穿反光学膜302a或302b的穿透率可为约60％，而反射率可为约40％。在一较佳实施例中，光线(可见光)对半穿反光学膜302a或302b的反射率大于穿透率。例如，光线(可见光)对半穿反光学膜302a或302b的穿透率可为约30％，而反射率可为约70％。值得注意的是，光线(可见光)对半穿反光学膜302a或302b的反射率介于40～70％，皆可达到减轻色不均的问题。在一实施例中，基材300可为(但不限于)厚度约180微米的PET基材，而半穿反光学膜302a及302b可皆为(但不限于)厚度约3纳米的铝膜。

在另一实施例中，半穿反光学膜可为多层材料层的叠层。如图3B所示，夹置于基材300两侧上的半穿反光学膜可分别为半穿反光学膜302a1、302a2、302a3、及302a4的叠层与半穿反光学膜302b1、320b2、302b3、及302b4的叠层。在一实施例中，这些半穿反光学膜的叠层为高折射率半穿反光学膜与低折射率半穿反光学膜穿插堆叠的叠层。例如，半穿反光学膜302a1的折射率可大于半穿反光学膜302a2的折射率。半穿反光学膜302a2的折射率可小于半穿反光学膜302a3的折射率。在一实施例中，基材300可为(但不限于)厚度约180微米的PET基材，而基材300两侧上的半穿反光学膜可皆为(但不限于)厚度约91纳米的Nb₂O₅膜、厚度约78纳米的SiO₂膜、及厚度约45纳米的Nb₂O₅膜的叠层。在一实施例中，适合的高折射率半穿反光学膜可包括TiO₂膜、Nb₂O₅膜、Ta₂O₅膜、SnO₂膜、或前述的组合，而适合的低折射率半穿反光学膜可包括SiO₂膜、MgF₂膜、Na₃A1F₆膜、或前述的组合。

图4A-图4C分别显示根据本发明实施例的显示系统的立体示意图，其显示在液晶显示面板与触控面板所组成的显示系统中导入光学构件，用以减轻及/或避免色不均的问题。

如图4A所示，显示系统包括背光源406、显示面板402、触控面板404、及其间的粘着层或空气间隙403。在一实施例中，显示面板402可包括偏光层402P1、玻璃基板402G1、薄膜晶体管阵列402T、ITO层402I1、配向层402A1、液晶单元402C、配向层402A2、ITO层402I2、彩色滤光层阵列402f、玻璃基板402G2、及偏光层402P2的堆叠。在一实施例中，触控面板404可包括电极层404X、半穿反光学膜404T1、塑胶基材404P1(其可具有双折射率)、半穿反光学膜404T2、粘着层404A、电极层404Y、及塑胶基材404P2的堆叠，其中由半穿反光学膜404T1、塑胶基材404P1(其可具有双折射率)、及半穿反光学膜404T2所组成的光学构件可将椭圆偏振光线转变为非偏振光线。

如图4A所示，来自背光源406的非偏振光线在通过显示面板之后转变为线性偏振光线，其通过由半穿反光学膜404T1、塑胶基材404P1、及半穿反光学膜404T2所组成的光学构件之后，将转变为非偏振光线。因此，非偏振光线即使通过塑胶基材404P2仍会是非偏振光线。即使使用者佩带偏光太阳眼镜或是显示系统额外设置了抗反射层或防爆膜，仍将大抵不会遭遇色不均的间题。

在另一实施例中，如图4B所示，显示系统包括背光源406、显示面板402、触控面板404、及其间的粘着层或空气间隙403。显示面板404可大抵相同于图4A所示的显示面板404。触控面板404可包括电极层404X、塑胶基材404P1、粘着层404A、电极层404Y、半穿反光学膜404T1、塑胶基材404P2、及半穿反光学膜404T2的叠层。

在此情形下，来自背光源406的非偏振光线在通过显示面板之后转变为线性偏振光线，其在通过具双折射率的塑胶基材404P1之后，会转变为椭圆偏振光线。虽然如此，椭圆偏振光线在通过由半穿反光学膜404T1、塑胶基材404P2、及半穿反光学膜404T2所组成的光学构件之后可转变为非偏振光线。因此，即使使用者佩带偏光太阳眼镜或是显示系统额外设置了抗反射层或防爆膜，仍将大抵不会遭遇色不均的问题。

在又一实施例中，如图4C所示，显示系统包括背光源406、显示面板402、触控面板404、及其间的粘着层或空气间隙403。显示面板404可大抵相同于图4A所示的显示面板404。触控面板404可包括半穿反光学膜404T1、塑胶基材404P、半穿反光学膜404T2、粘着层404A、电极层404X、绝缘层404I、电极层404Y、及玻璃基板404G的叠层。

在此情形下，穿过显示面板402的线性偏振光在通过由半穿反光学膜404T1、塑胶基材404P(其例如可为防爆膜)、及半穿反光学膜404T2所组成的光学构件之后可转变为非偏振光线。因此，即使使用者佩带偏光太阳眼镜或是显示系统额外设置了抗反射层，仍将大抵不会遭遇色不均的问题。

虽然本发明已以数个较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作任意的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求范围所界定者为准。

Claims

1.一种光学构件，其特征在于，包括：

一基材，具有双折射率，且具有一第一表面及一第二表面；

一第一半穿反光学膜，设置于所述基材的所述第一表面上；以及

一第二半穿反光学膜，设置于所述基材的所述第二表面上。

2.如权利要求1所述的光学构件，其特征在于，所述第一半穿反光学膜及所述第二半穿反光学膜直接接触所述基材。

3.如权利要求1所述的光学构件，其特征在于，所述第一半穿反光学膜或所述第二半穿反光学膜包括铝膜、银膜、铜膜、金膜、铂膜、铬膜、镍膜、或前述的组合。

4.如权利要求1所述的光学构件，其特征在于，一可见光对所述第一半穿反光学膜或所述第二半穿反光学膜的反射率介于40～70％。

5.如权利要求1所述的光学构件，其特征在于，一可见光对所述第一半穿反光学膜或所述第二半穿反光学膜的反射率大于穿透率。

6.如权利要求1所述的光学构件，其特征在于，所述第一半穿反光学膜或所述第二半穿反光学膜包括多个材料层的叠层。

7.如权利要求6所述的光学构件，其特征在于，所述这些材料层的叠层中的一第一材料层的折射率大于相邻的一第二材料层的折射率，且所述第二材料层的折射率小于相邻的一第三材料层的折射率。

8.如权利要求7所述的光学构件，其特征在于，所述第二材料层的材质包括SiO₂、MgF₂、Na₃AlF₆、或前述的组合。

9.如权利要求7所述的光学构件，其特征在于，所述第一材料层或所述第三材料层的材质包括TiO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅、SnO₂、或前述的组合。

10.如权利要求1所述的光学构件，其特征在于，所述基材的材质包括聚苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、或前述的组合。

11.一种显示系统，其特征在于，包括：

一显示面板；

一触控面板，设置于所述显示面板上，其中所述触控面板包括：

一基材，具有双折射率，且具有一第一表面及一第二表面；

一第二半穿反光学膜，设置于所述基材的所述第二表面上。

12.如权利要求11所述的显示系统，其特征在于，所述触控面板包括一第一电极层及一第二电极层。

13.如权利要求12所述的显示系统，其特征在于，所述基材、所述第一半穿反光学膜、及所述第二半穿反光学膜位于所述第一电极层与所述第二电极层之间。

14.如权利要求12所述的显示系统，其特征在于，所述基材、所述第一半穿反光学膜、及所述第二半穿反光学膜位于所述显示面板与所述第一电极层及所述第二电极层之间。

15.如权利要求12所述的显示系统，其特征在于，所述第一电极层及所述第二电极层位于所述显示面板与所述基材、所述第一半穿反光学膜、及所述第二半穿反光学膜之间。

16.如权利要求11所述的显示系统，其特征在于，所述第一半穿反光学膜及所述第二半穿反光学膜直接接触所述基材。

17.如权利要求11所述的显示系统，其特征在于，一可见光对所述第一半穿反光学膜或所述第二半穿反光学膜的反射率介于40～70％。

18.如权利要求11所述的显示系统，其特征在于，一可见光对所述第一半穿反光学膜或所述第二半穿反光学膜的反射率大于穿透率。