CN105739160B - 触控偏光结构及触控显示装置 - Google Patents

Abstract

一种触控偏光结构及触控显示装置，该触控偏光结构包含一第一基材、一第二基材、一偏光层及至少一触控感应层。第一基材与第二基材相互间隔。偏光层设置于第一基材与第二基材之间，其允许具有第一线偏振方向的光线穿透，并阻挡具有第二线偏振方向的光线。触控感应层设置于第一基材或第二基材。

Description

触控偏光结构及触控显示装置

技术领域

本发明涉及一种触控偏光结构及触控显示装置，特别是指一种具有轻薄化设计的触控偏光结构及触控显示装置。

背景技术

一般的触控式液晶显示器，通常包含触控模组、液晶模组及背光模组等构件。液晶模组内含上偏光片、彩色滤光片、液晶层、薄膜晶体管层、下偏光片等结构，触控模组则设置于液晶模组的表面，可在使用者触碰其表面时产生感应讯号。在现有技术中，触控模组与液晶模组通常是分别制作后再进行组装贴合，然而此种制作方式会使触控式液晶显示器较为厚重，不利于整体的轻薄化发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有轻薄化设计的触控偏光结构及触控显示装置。

于是，本发明的触控偏光结构，包含一第一基材、一第二基材、一偏光层及至少一触控感应层。该第一基材与该第二基材相互间隔。偏光层设置于该第一基材与该第二基材之间，其允许具有一第一线偏振方向的光线穿透，并阻挡具有一第二线偏振方向的光线，该第一线偏振方向与该第二线偏振方向相互垂直。该触控感应层设置于该第一基材或该第二基材。

在一些实施态样中，该触控感应层为两层，且所述触控感应层分别设置于该第一基材或该第二基材的两相反侧。

在一些实施态样中，该触控偏光结构还包含一保护层，该保护层设置于该第一基材，并与该偏光层分别位于该第一基材的两相反侧。

在一些实施态样中，该触控偏光结构还包含一黏着层，该黏着层与该偏光层分别位于该第二基材的两相反侧。

在一些实施态样中，该触控偏光结构还包含一离型层，该离型层贴附于该黏着层，并与该触控感应层分别位于该黏着层的两相反侧。

在一些实施态样中，触控感应层的部分表面未被该第一基材、该第二基材或该偏光层覆盖，且该触控偏光结构还包含一电路板，该电路板设置于该触控感应层的未被覆盖的表面，并电连接于该触控感应层。

在一些实施态样中，所述触控感应层的部分表面均未被该第一基材、该第二基材或该偏光层覆盖，且该触控偏光结构还包含两个电路板，所述电路板分别设置于所述触控感应层的未被覆盖的表面，并分别电连接于所述触控感应层。

在一些实施态样中，该第二基材为二分之一波板，且具有一与该第一线偏振方向夹45度角的快轴；该触控感应层设置于该第二基材，并与该偏光层分别位于该第二基材的两相反侧。

在一些实施态样中，该第二基材为四分之一波板，且具有一与该第一线偏振方向夹45度角的快轴；该触控感应层设置于该第二基材，并与该偏光层分别位于该第二基材的两相反侧。

本发明的另一种触控偏光结构，包含一第一基材、一第二基材、一偏光层、一光学补偿层及一触控感应层。该第一基材与该第二基材相互间隔。偏光层设置于该第一基材与该第二基材之间，其允许具有一第一线偏振方向的光线穿透，并阻挡具有一第二线偏振方向的光线，该第一线偏振方向与该第二线偏振方向相互垂直。该光学补偿层与该偏光层分别位于该第二基材的两相反侧。该触控感应层设置于该光学补偿层，并与该偏光层分别位于该光学补偿层的两相反侧。

在一些实施态样中，该光学补偿层为二分之一波板，且具有一与该第一线偏振方向夹45度角的快轴。

在一些实施态样中，该光学补偿层为四分之一波板，且具有一与该第一线偏振方向夹45度角的快轴。

另一方面，本发明的触控显示装置，包含一液晶模组、一如前述的触控偏光结构及一偏光片，该偏光片设置于该液晶模组，并与该触控偏光结构分别位于该液晶模组的两相反侧，该偏光片允许具有该第二线偏振方向的光线穿透，并阻挡具有该第一线偏振方向的光线。

本发明的有益效果在于：触控偏光结构透过让触控感应层与偏光层共用第一基材或第二基材，能实现触控偏光结构与触控显示装置的轻薄化。通过电路板的设置，可提供触控偏光结构作为触控感应结构的进一步配置方式。此外，无论是将第二基材以二分之一波板或四分之一波板实施，或者让触控偏光结构配置光学补偿层，都能提供抗反射与消除蚀刻痕的效果。

附图说明

图1是一示意图，说明本发明触控显示装置的实施例；

图2是一示意图，说明本发明触控偏光结构的第一实施例；

图3及图4是示意图，说明第一实施例中触控偏光结构的变化实施方式；

图5是一示意图，说明本发明触控偏光结构的第二实施例；

图6及图7是示意图，说明第二实施例中触控偏光结构的变化实施方式；

图8是一示意图，说明本发明触控偏光结构的第三实施例；

图9是一示意图，说明第三实施例中，触控偏光结构的一实施态样；

图10是一示意图，说明第三实施例中，触控偏光结构的另一实施态样；及

图11是一示意图，说明本发明触控偏光结构的第四实施例。

具体实施方式

下面结合附图及四个实施例对本发明进行详细说明。

在此，值得注意的是，本发明实施例的详细说明中所称的方位「上」、「下」、「顶」、「底」，仅是用来表示相对的位置关系。在本说明书的附图中，上方或顶侧较为接近使用者，而下方或底侧则较远离使用者，但此等关于方位的叙述内容不应用于限制本发明的实施方式。

第一实施例

参阅图1与图2，为本发明触控显示装置1的实施态样，该触控显示装置1包含一触控偏光结构2、一液晶模组3及一偏光片4。触控偏光结构2为结合触控功能与上偏光片(upper polarizer)功能的整合结构，液晶模组3内含未图示的彩色滤光片、液晶层、薄膜晶体管层等构件，偏光片4则用作为触控显示装置1的下偏光片(lower polarizer)。

作为结合触控功能与上偏光片功能的整合结构，触控偏光结构2包含一保护层21、一第一基材22、一偏光层23、一第二基材24、一触控感应层25、一黏着层26及一离型层27。

保护层21设置于第一基材22之上，并与偏光层23分别位于第一基材22的两相反侧，可提供触控偏光结构2的表面保护功能。本实施例中，保护层21是以二氧化硅、亚克力树脂等材质制作，但不以此等材质为限。此外，若第一基材22本身具有足够的结构强度，触控偏光结构2也可以省略保护层21的设置，而不以特定实施方式为限。

第一基材22与第二基材24彼此相互间隔，两者将偏光层23夹设其中，能对偏光层23提供保护功能，且能限制偏光层23的收缩、形变程度，以确保偏光层23能够维持稳定的光学特性。本实施例中，第一基材22与第二基材24是采用三醋酸纤维素(triacetatecellulose，简称为TAC)制作而成的可挠式膜片，可在偏光层23的制作过程中用作为承载基材。然而，在不同的实施方式中，第一基材22与第二基材24还可以采用不同材质制作，而不以三醋酸纤维素为限。

偏光层23设置于第一基材22与第二基材24之间，可通过含碘分子的聚合物或染料聚合物进行制作，为控制触控偏光结构2的偏光特性的主要结构。此处，若定义相互垂直的一第一线偏振方向及一第二线偏振方向，则偏光层23允许具有第一线偏振方向的光线穿透，并阻挡具有第二线偏振方向的光线。另一方面，图1中位于液晶模组3底侧的偏光片4则允许具有第二线偏振方向的光线穿透，并阻挡具有第一线偏振方向的光线。也就是说，偏光层23与偏光片4具有相互垂直的偏光特性。因此，设置于液晶模组3两相反侧的偏光层23与偏光片4，能够配合液晶模组3中的液晶层，控制触控显示装置1的影像画面的显示效果。

触控感应层25设置于第二基材24之下，并与偏光层23分别位于第二基材24的两相反侧，能根据使用者的触碰而产生触控感应讯号。此处，由于触控感应层25属于单层式触控结构，因此其具有图未示的透明导电电极、绝缘层、金属导线等结构，其中，透明导电电极可采用纳米银、金属网格、铟锡氧化物、石墨烯、纳米碳管、导电高分子等材质制作。本实施例中，由于触控感应层25是直接制作在第二基材24，可与偏光层23共用该第二基材24作为承载基材，因此可减少触控偏光结构2的整体厚度，而实现触控偏光结构2的轻薄化设计。

黏着层26与离型层27依序设置于触控感应层25之下，可供使用者于移除离型层27后，由黏着层26将触控偏光结构2黏着固定于液晶模组3。

参阅图3，本实施例关于单层式触控感应层25的设置方式，除了如图2般设置于第二基材24底侧以外，还可以改为设置在第二基材24之上。此时，触控感应层25是位于偏光层23与第二基材24之间。

除了图2、图3的实施方式外，单层式的触控感应层25也可以设置在第一基材22，借以提供触控感应功能。在此状态下，触控感应层25、偏光层23改为共用第一基材22作为承载基材，同样能达到厚度减薄的目的

然而，若考虑触控感应层25中的透明导电电极在特定状态下可能被使用者察觉，而产生所谓的蚀刻痕问题，在单层式触控感应层25的结构设计下，本实施例是将触控感应层25设置于第二基材24，由偏光层23改变从触控感应层25透出的影像光线的光学特性，使得用户不易察觉触控感应层25导致的蚀刻痕，而提升观赏质量。

参阅图4，触控感应层25除了前述的单层式设计，也可以采用双层式设计，具体为设置于第二基材24两相反侧的一第一触控感应层25及一第二触控感应层28，该第一触控感应层25与第二触控感应层28的透明导电电极(图未示)是沿不同方向延伸分布，例如其中一层是沿水平方向，另外一层是沿垂直方向，在如此的配合运作方式下，两者同样能提供触控感应功能。同样地，第一触控感应层25与第二触控感应层28也可以分别设置于第一基材22的两相反侧，而不限于要设置在第二基材24。

第二实施例

参阅图5，为本发明触控偏光结构2的第二实施例。相较于图2的第一实施例，本实施例的触控偏光结构2还包含一电路板5，该电路板5包括一具挠曲性的电路基板51、多条设置于电路基板51的导线52以及一具有导电黏着功能的导电胶53，可将触控感应层25产生的触控感应讯号传输至外部控制电路(未图标)。就制作过程来说，本实施例的触控偏光结构2可透过雷射加工等技术，对黏着层26与离型层27进行雕刻处理，使得触控感应层25的部分表面裸露于外，而能供电路板5设置于其底侧并形成电连接。

参阅图6，相较于图5的实施态样，本实施例也可以将触控偏光结构2配置为对保护层21、第一基材22、偏光层23进行加工处理，使得电路板5是由触控感应层25的顶侧形成电连接。

参阅图7，此外，在触控偏光结构2具有第一触控感应层25及第二触控感应层28的情况下，本实施例可同时对保护层21、第一基材22、偏光层23、黏着层26与离型层27进行加工处理，使得第一触控感应层25及第二触控感应层28的部分表面未被覆盖，而能分别与一第一电路板5及一第二电路板5’形成电连接，该第二电路板5’与第一电路板5类似，具有一电路基板51’、多条导线52’以及一导电胶53’。

因此，综合上述内容，本实施例的触控偏光结构2还进一步根据不同实施态样进行电路板5的配置，使得触控偏光结构2应用于触控功能的实施方案更为完善。

第三实施例

参阅图8，为本发明触控偏光结构2的第三实施例。本实施例中，触控偏光结构2具有抗反射及消除触控感应层25的蚀刻痕的设计，因此具体结构配置与前述两个实施例不尽相同。

具体来说，在前述两个实施例中，第一基材22、第二基材24是以三醋酸纤维素等不改变光偏振特性的材质制作，因此触控偏光结构2的偏振特性主要是由偏光层23控制。然而，本实施例中，为了要让触控偏光结构2进一步具有抗反射及消除蚀刻痕的功能，将第二基材24’是由N型三醋酸纤维素(N-TAC)等材质制作为二分之一波板，或是将第二基材24’是由M型三醋酸纤维素(M-TAC)等材质制作为四分之一波板。此外，本实施例中触控感应层25需设置于第二基材24’，并与偏光层23分别位于第二基材24’的两相反侧。

参阅图8、图9，以下说明第二基材24’制作为二分之一波板的实施方式。在图9中，横向延伸的双头箭头代表第一线偏振方向，纵向延伸的双头箭头代表第二线偏振方向。偏光层23如前述说明，允许具有第一线偏振方向的光线穿透，并阻挡具有第二线偏振方向的光线。第二基材24’具有一与第一线偏振方向夹45度的快轴(fast axis，未图示)，能将通过的光线进行90度的线偏振方向转换。触控感应层25上的金属线路(未图示)，会让光线反射后，改变90度的线偏振方向。

据此，外界环境不具有特定偏振方向的光线L1通过偏光层23后，会形成具有第一线偏振方向的线偏振光L2。线偏振光L2通过第二基材24’后，会转换为具有第二线偏振方向的线偏振光L3。线偏振光L3经触控感应层25的反射，会改变偏振方向，形成具有第一线偏振方向的线偏振光L4。线偏振光L4通过第二基材24’后，会改变其偏振方向，而转换为具有第二线偏振方向的线偏振光L5。线偏振光L5无法通过偏光层23，而最终被偏光层23所阻挡，不会被使用者察觉。因此，根据上述实施方式，本实施例将第二基材24’配置为二分之一波板后，可根据光线的偏振特性的转换，而减少外界环境光线的反射程度，借以提升使用者的观赏品质。另一方面，由于本实施例将可改变光偏振特性的偏光层23、第二基材24’设置于使用者与触控感应层25之间，因此触控感应层25的蚀刻痕影像通过偏光层23、第二基材24’后，会由于偏振特性的转换，而不易被使用者察觉。

参阅图8、图10，以下说明第二基材24’制作为四分之一波板的实施方式。在图10中，横向延伸的双头箭头代表第一线偏振方向，纵向延伸的双头箭头则为第二线偏振方向，逆时针方向的弧形箭头代表一第一圆偏振方向，顺时针方向的弧形箭头代表一第二圆偏振方向，该第一圆偏振方向与该第二圆偏振方向为相反的圆偏振方向。偏光层23如前述说明，允许具有第一线偏振方向的光线穿透，并阻挡具有第二线偏振方向的光线。第二基材24’具有一与第一线偏振方向夹45度的快轴(fast axis)，能将通过的光线在线偏振光与圆偏振光之间进行转换。触控感应层25上的金属线路(未图示)，会让光线反射后，将其圆偏振方向倒转。

因此，根据上述特性，外界环境不具有特定偏振方向的光线L1通过偏光层23后，会形成具有第一线偏振方向的线偏振光L2。线偏振光L2通过第二基材24’后，会转换为具有第一圆偏振方向的圆偏振光L3。圆偏振光L3经触控感应层25的反射，会改变偏振方向，形成具有第二圆偏振方向的圆偏振光L4。圆偏振光L4通过第二基材24’后，会改变其偏振性质，而转换为具有第二线偏振方向的线偏振光L5。线偏振光L5无法通过偏光层23，而被偏光层23所阻挡。因此，根据上述实施方式，本实施例将第二基材24’配置为四分之一波板后，同样能根据光线的偏振特性的转换，让触控偏光结构2能够减少外界环境光线的反射程度，提升用户的观赏质量。而且，触控偏光结构2同样能通过偏光层23、第二基材24’的设置，达到消除蚀刻痕的目的。

第四实施例

参阅图11，为本发明触控偏光结构2的第四实施例。本实施例的触控偏光结构2与第三实施例类似，同样具有抗反射及消除蚀刻痕的设计。然而，本实施例中，触控偏光结构2的第二基材24维持第一、第二实施例的实施方式，不改变光线的偏振特性，而是通过一额外设置的光学补偿层6，提供二分之一波板或四分之一波板的功能。

具体来说，相较于前述实施例，本实施例的触控偏光结构2还包含一光学补偿层6及一第二黏着层29。光学补偿层6与偏光层23分别位于第二基材24的两相反侧，光学补偿层6通过第二黏着层29贴附于第二基材24。触控感应层25设置于光学补偿层6，并与偏光层23分别位于光学补偿层6的两相反侧。因此，当光学补偿层6以二分之一波板或四分之一波板实施时，可类似于第三实施例中的第二基材24’，由光线的偏振特性转换，让触控偏光结构2具备抗反射与消除蚀刻痕的功能。有关于光学补偿层6对光线偏振特性的影响，类似图9、图10中的第二基材24’，因此不再赘述。

综合前述四个实施例，本发明触控偏光结构2透过让触控感应层25与偏光层23共用第一基材22或第二基材24，可实现触控偏光结构2与触控显示装置1的轻薄化。此外，通过电路板5的设置，可提供触控偏光结构2的进一步配置方式。另外，无论是将第二基材24以二分之一波板或四分之一波板实施，或者在触控偏光结构2中配置光学补偿层6，都能让触控偏光结构2具有抗反射与消除蚀刻痕的效果。因此，本发明触控偏光结构2与触控显示装置1，确实能达成本发明的目的。

惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求书及专利说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种触控偏光结构，其特征在于，该触控偏光结构包含：

一第一基材；

一第二基材，与该第一基材相互间隔，该第二基材为二分之一波板；

一偏光层，设置于该第一基材与该第二基材之间而被该第一基材与该第二基材保护，该偏光层允许具有一第一线偏振方向的光线穿透，并阻挡具有一第二线偏振方向的光线，该第一线偏振方向与该第二线偏振方向相互垂直；及

至少一触控感应层，设置于该第二基材，并与该偏光层共用该第二基材作为承载基材。

2.如权利要求1所述的触控偏光结构，其特征在于：该触控感应层为两层，且所述触控感应层分别设置于该第二基材的两相反侧。

3.如权利要求1所述的触控偏光结构，其特征在于：该触控偏光结构还包含一保护层，该保护层与该偏光层分别位于该第一基材的两相反侧。

4.如权利要求1所述的触控偏光结构，其特征在于：该触控偏光结构还包含一黏着层，该黏着层与该偏光层分别位于该第二基材的两相反侧。

5.如权利要求4所述的触控偏光结构，其特征在于：该触控偏光结构还包含一离型层，该离型层贴附于该黏着层，并与该触控感应层分别位于该黏着层的两相反侧。

6.如权利要求1所述的触控偏光结构，其特征在于：该触控感应层的部分表面未被第一基材、该第二基材或该偏光层覆盖，且该触控偏光结构还包含一电路板，该电路板设置于该触控感应层的未被覆盖的表面，并电连接于该触控感应层。

7.如权利要求2所述的触控偏光结构，其特征在于：所述触控感应层的部分表面均未被该第一基材、该第二基材或该偏光层覆盖，且该触控偏光结构还包含两个电路板，所述电路板分别设置于所述触控感应层的未被覆盖的表面，并分别电连接于所述触控感应层。

8.如权利要求1所述的触控偏光结构，其特征在于：该第二基材具有一与该第一线偏振方向夹45度角的快轴；该触控感应层与该偏光层分别位于该第二基材的两相反侧。

9.一种触控显示装置，其特征在于，该触控显示装置包含：

一液晶模组；

一如权利要求1至8中任一项所述的触控偏光结构，设置于该液晶模组；及

一偏光片，设置于该液晶模组，并与该触控偏光结构分别位于该液晶模组的两相反侧，该偏光片允许具有该第二线偏振方向的光线穿透，并阻挡具有该第一线偏振方向的光线。

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