TW201715261A - 靜電屏蔽偏光板及其應用裝置 - Google Patents

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Abstract

一種靜電屏蔽(electrostatic shielding)偏光板，包括透光基材、保護層、偏光層以及抗靜電層。透光基材具有一表面；保護層位於此表面上；偏光層和抗靜電層分別位於此表面與保護層之間，且抗靜電層具有實質介於106歐姆/單位面積(ohm/square)至1010歐姆/單位面積(ohm/square)的片電阻值。

Description

靜電屏蔽偏光板及其應用裝置
本發明的實施例是有關於一種偏光板及應用此偏光板的觸控顯示裝置。特別是有關於一種具有靜電屏蔽(electrostatic shielding)效果的偏光板及應用此偏光板的觸控顯示裝置。
隨著科技的蓬勃發展，目前可攜式電子產品的設計皆以輕、薄、短、小為方向。由於，產品上漸無足夠空間容納如鍵盤、滑鼠等傳統輸入裝置。因此，以平面顯示模組搭配觸控模組的觸控顯示面板目前已經成為可攜式電子產品內建顯示器的主流。
習知的外掛式(Out-Cell)觸控顯示面板在感應手指或觸控筆按壓或移動的觸控信號時，為避免靜電對平面顯示模組，例如液晶顯示模組，產生信號干擾，會額外在液晶顯示模組的彩色濾光片與上偏光板之間加入一層屏蔽層，利用靜電屏蔽原理，增加平面顯示模組的抗干擾能力。
然而增加此屏蔽層，往往會使得觸控顯示面板整體厚度增加，且製作成本較高，製程更加複雜化。此外，基於輕薄化的考量，高整合度的嵌入式觸控顯示面板，例如內嵌式(In-cell)式或On-cell式觸控顯示面板，已逐漸取代外掛式觸控感測模組。由於，嵌入式觸控顯示面板的觸控感測模組係設置於偏光板的下方，屏蔽層的設置可能干擾觸控感測模組的觸控信號，因此一般嵌入式觸控顯示面板會捨棄設置屏蔽層，如此又會降低觸控顯示面板的抗靜電干擾能力。
因此，有需要提供一種先進的靜電屏蔽偏光板以及應用此靜電屏蔽偏光板的觸控顯示裝置，以解決習知技術所面臨的問題。
根據本發明的一實施例是提供一種靜電屏蔽(electrostatic shielding)偏光板，此靜電屏蔽偏光板包括透光基材、保護層、偏光層以及抗靜電層。透光基材具有一表面；保護層位於此表面上；偏光層和抗靜電層分別位於此表面與保護層之間，且抗靜電層具有實質介於106歐姆/單位面積(ohm/square)至1010歐姆/單位面積(ohm/square)的片電阻值。
根據本發明的另一實施例是提供一種觸控顯示裝置，包括如上所述之靜電屏蔽偏光板、第二偏光板、顯示介質以及觸控模組。其中，第二偏光板位於靜電屏蔽偏光板之一側。顯 示介質位於靜電屏蔽偏光板和第二偏光板之間。觸控模組位於顯示介質和第二偏光板之間。
根據本發明的另一實施例是提供一種觸控顯示裝置，包括如上所述之靜電屏蔽偏光板、第二偏光板、顯示介質以及觸控模組。其中，第二偏光板位於靜電屏蔽偏光板之一側。顯示介質位於靜電屏蔽偏光板和第二偏光板之間。觸控模組位於靜電屏蔽偏光板和顯示介質之間。
根據上述，本發明的實施例係提出一種靜電屏蔽偏光板以及應用此靜電屏蔽偏光板的觸控顯示裝置。藉由在偏光板中嵌設具有實質介於106歐姆/單位面積(ohm/square)至1010歐姆/單位面積(ohm/square)的片電阻值的抗靜電層，可在不干擾觸控感測模組之觸控信號的前提下，使平面顯示模組具備良好的抗靜電干擾能力，同時達到簡化組裝步驟，減少觸控顯示面板整體厚度，達到降低製作成本以及薄型化的發明目的。
100‧‧‧靜電屏蔽偏光板
101‧‧‧透光基材
101a‧‧‧透光基材的表面
102‧‧‧偏光層
103‧‧‧抗靜電層
103a‧‧‧抗靜電圖案
104‧‧‧保護層
200‧‧‧靜電屏蔽偏光板
203‧‧‧抗靜電層
203a‧‧‧抗靜電圖案
300‧‧‧靜電屏蔽偏光板
301‧‧‧第二透光基材
40‧‧‧觸控顯示裝置
401‧‧‧顯示介質
401a‧‧‧出光面
401b‧‧‧入光面
402‧‧‧第二偏光板
402a‧‧‧第一基材層
402b‧‧‧第二基材層
404c‧‧‧偏光層
403‧‧‧觸控模組
403a‧‧‧圖案化透明導電層
404‧‧‧彩色濾光片
405‧‧‧薄膜電晶體層
405a‧‧‧玻璃基板
405b‧‧‧案化透明導電層
406‧‧‧玻璃基板
407‧‧‧接地導電層
50‧‧‧觸控顯示裝置
501‧‧‧顯示介質
501a‧‧‧出光面
501b‧‧‧入光面
502‧‧‧第二偏光板
502a‧‧‧第一基材層
502b‧‧‧第二基材層
504c‧‧‧偏光層
503‧‧‧觸控模組
503a‧‧‧圖案化透明導電層
504‧‧‧彩色濾光片
505‧‧‧薄膜電晶體層
505a‧‧‧玻璃基板
505b‧‧‧案化透明導電層
506‧‧‧玻璃基板
為了對本發明之上述實施例及其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，特舉數個較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：第1圖係根據本發明的一實施例所繪示之靜電屏蔽偏光板的結構剖面示意圖；第2圖係根據本發明的另一實施例所繪示之靜電屏蔽偏光板 的結構剖面示意圖；第3圖係根據本發明的又一實施例所繪示之靜電屏蔽偏光板的結構剖面示意圖；第4圖係根據本發明的一實施例繪示應用第1圖之靜電屏蔽偏光板的觸控顯示裝置的結構剖面示意圖；以及第5圖係根據本發明的一實施例繪示應用第1圖之靜電屏蔽偏光板的觸控顯示裝置的結構剖面示意圖。
本發明是提供一種靜電屏蔽偏光板以及應用此靜電屏蔽偏光板的觸控顯示裝置，可解決習知嵌入式觸控顯示裝置抗靜電干擾能力不足的問題。為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉數種觸控顯示裝置作為較佳實施例詳細說明。
但必須注意的是，這些特定的實施案例與方法，並非用以限定本發明。本發明仍可採用其他特徵、元件、方法及參數來加以實施。較佳實施例的提出，僅係用以例示本發明的技術特徵，並非用以限定本發明的申請專利範圍。該技術領域中具有通常知識者，將可根據以下說明書的描述，在不脫離本發明的精神範圍內，作均等的修飾與變化。在不同實施例與圖式之中，相同的元件，將以相同的元件符號加以表示。
請參照第1圖，第1圖係根據本發明的一實施例所 繪示之靜電屏蔽偏光板100的結構剖面示意圖。靜電屏蔽偏光板100包括透光基材101、偏光層102、抗靜電層103以及保護層104。
透光基材101較佳是一種可撓性基材。例如，在本發明的一些實施例之中，構成透光基材101的材質可以是選自於由聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、三聚醋酸纖維素(Triacetyl Cellulose，TAC)、聚酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚丙稀(Polypropylene，PP)、環烯烴聚合物(Cyclo Olefin Polymer，COP)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)以及上述任意組合所組成的一族群。
偏光層102則係形成於透光基材101的表面101a上。在本發明的實施例中，偏光層102可以是一種只容許具有單一偏振方向之光線通過的單層或多層光學膜層。在本實施例之中，偏光層102係由具有光吸收率異向性(anisotropic)的聚乙烯醇(Poly-Vinyl Alcohol，PVA)所構成，可以吸收平行吸收軸方向的光束電場分量，而讓垂直吸收軸方向光束電場分量通過，達到偏光的效果。
抗靜電層103位於偏光層102的上方。在本發明的一些實施例之中，抗靜電層103之厚度可介於1~20μm。
在本發明的一些實施例之中，構成抗靜電層103的材料可以包括，選自於由氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)、摻銻氧化錫(Antimony Tin Oxide，ATO)、氧化錫(SnO2)、氧化鋅 (ZnO)、氧化銦(InO)、銻酸鋅(Zn(SbO3)2)及五氧化銻(Sb2O5)及上述之任意組合所組成之一族群的超微金屬氧化物，以及選自於由奈米銀、奈米碳管、導電高分子、石墨烯(Graphene)及上述之任意組合所組成之一族群的抗靜電材料。
在本發明的一些實施例之中，上述材料係塗佈於偏光層102之上。
在本發明的一些實施例之中，超微金屬氧化物的含量，較佳占構成抗靜電層103的材料重量百分濃度約10%至90%。
在本發明的一些實施例中，抗靜電層103的材質可以是由塑化材質，例如選自於由聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、三聚醋酸纖維素(Triacetyl Cellulose，TAC)、聚酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚丙稀(Polypropylene，PP)、環烯烴聚合物(Cyclo Olefin Polymer，COP)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)以及上述任意組合所組成的一族群，所構成。並於上述塑化材質中混合氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)、摻銻氧化錫(Antimony Tin Oxide，ATO)、氧化錫(SnO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(InO)、銻酸鋅(Zn(SbO3)2)及五氧化銻(Sb2O5)及上述之任意組合所組成之一族群的超微金屬氧化物，以及混合選自於由奈米銀、奈米碳管、導電高分子、石墨烯(Graphene)及上述之任意組合所組成之一族群的抗靜電材料。
在本發明的一些實施例中，除上述材料選擇外，在結構上，上述抗靜電層103可為一均質層。
在另一實施例中，抗靜電層103可以是一種圖案化層，具有一抗靜電圖案103a。在本發明的一些實施例中，抗靜電圖案103a可為一空孔。在本發明的一些實施例中，上述空孔可由蝕刻形成，且孔洞內可包含空氣。
藉由上述材料與結構之選擇搭配，可使抗靜電層103具有實質小於1010歐姆/單位面積的片電阻值。在本發明的一些實施例之中，抗靜電層103的片電阻值實質介於106歐姆/單位面積至1010歐姆/單位面積之間。
保護層104位於抗靜電層103上。在本發明的一些實施例之中，保護層104可以是一種鈍化膜，覆蓋於抗靜電層103上，用以防止氧氣或濕氣入侵而造成抗靜電層103的劣化。在本實施例中，保護層104可以是一種直接塗佈於抗靜電層103表面上的壓敏膠(Pressure Sensitive Adhesive，PSA)層，除了提供保護作用之外，也能用來與其他光學膜片或元件貼合。
請參照第2圖，第2圖係根據本發明的另一實施例所繪示之靜電屏蔽偏光板200的結構剖面示意圖。其中，靜電屏蔽偏光板200的結構和材料大致與靜電屏蔽偏光板100相同，差別在於靜電屏蔽偏光板200中抗靜電層203和偏光層102之相對位置和靜電屏蔽偏光板100有所不同。
在本實施例中，靜電屏蔽偏光板200包括透光基材101、偏光層102、抗靜電層203以及保護層104。且抗靜電層203包括抗靜電圖案203a，且位於偏光層102和透光基材101之間； 保護層104覆蓋於偏光層102上。其中，抗靜電層203的材質或結構設計與靜電屏蔽偏光板100中的抗靜電層103相同，請參照上述實施例，在此不再贅述。
在上述兩實施例中，偏光層102係形成於抗靜電層103及透光基材101之間，其中抗靜電層103亦可同時具有保護偏光層102之功能。在本發明的另一實施例中，可將偏光層102置於保護層104與抗靜電層203之間，省略透光基材101之設置(未繪示)，而達到本發明靜電屏蔽偏光板100之減薄化效果。
另外，靜電屏蔽偏光板還可以包括其他光學模層。例如請參照第3圖，第3圖係根據本發明的另一實施例所繪示之靜電屏蔽偏光板300的結構剖面示意圖。靜電屏蔽偏光板300的結構和材料也與靜電屏蔽偏光板100大致相同，差別在於偏光層102和抗靜電層103之間還包含一層與透光基材101材質相同的第二透光基材301。其中，各層材質或結構設計與靜電屏蔽偏光板100相同，請參照上述實施例，在此不再贅述。
請參照第4圖，第4圖係根據本發明的一實施例繪示應用第1圖之靜電屏蔽偏光板100的觸控顯示裝置40的結構剖面示意圖。其中，觸控顯示裝置40包括顯示介質401、靜電屏蔽偏光板100、第二偏光板402、觸控模組403、彩色濾光片404以及薄膜電晶體層405。
顯示介質401具有一個出光面401a以及位於出光面401a之相反一側的入光面401b。在本發明的一些實施例中，顯示 介質401可以是液晶分子層(liquid crystal layer)或有機發光二極體層(organic light-emitting diode，OLED)。
第二偏光板402面對顯示介質401的入光面401b。和靜電屏蔽偏光板100一樣，第二偏光板402也是一種只容許具有單一偏振方向之光線通過的光學膜片。但值得注意的是，通過第二偏光板402之光線的偏振方向，必須與通過靜電屏蔽偏光板100之光線的偏振方向直交。
在本實施例之中，第二偏光板402可以是一種複合塑化材料層，其包括第一基材層402a、第二基材層402b以及夾設於第一基材層402a和第二基材層402b之間的偏光層404c。其中，偏光層402c是由具有光吸收率異向性的聚乙烯醇所構成，可以吸收平行吸收軸方向的光束電場分量，而讓垂直吸收軸方向光束電場分量通過，達到偏光的效果。
組403可以是電容式觸控模組。觸控模組403位於第二偏光板402與顯示介質401的入光面401b之間。在一實施例中，觸控模組403可以是具有用來作為電容式觸控模組之感測電極的圖案化透明導電層403a的。構成圖案化透明導電層403a的材料可以是氧化銦錫、摻銻氧化錫、摻鋁氧化銦(Aluminum-doped Zinc Oxide，AZO)、氧化銦鎵鋅(Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO)或上述之任意組合所組成的透明導電材料。彩色濾光片404位於顯示介質401的出光面401a和靜電屏蔽偏光板100之間。在本發明的一些實施例中，也可包含一玻璃基板406 覆蓋於靜電屏蔽偏光板100面對顯示介質401出光面401a的相反一側。
薄膜電晶體層405包含一玻璃基板405a以及形成在玻璃基板405a上的圖案化透明導電層405b。
在本發明的一些實施例中，薄膜電晶體層405位於觸控模組403和第二偏光板402之間；靜電屏蔽偏光板100之抗靜電層103中的抗靜電圖案103a實質與薄膜電晶體層405的圖案化透明導電層405b大致重疊。在本發明的另一些實施例中，抗靜電層103的抗靜電圖案103a實質與觸控模組403中的圖案化透明導電層403a大致重疊。藉此，可藉以增加觸控顯示裝置40可視區域(Active Area，AA)中的開口率(aperture ratio)。
另外，在本發明的一些實施例之中，觸控顯示裝置40還包括一個接地導電層407，鄰接靜電屏蔽偏光板100，可透過直接導通或電子穿隧的方式，將累積於靜電屏蔽偏光板100之抗靜電層103中的電流接地。例如，在本實施例之中，接地導電層407可以是圍繞於靜電屏蔽偏光板100周邊區的一導電框(例如圖案化金屬層)，可直接與抗靜電層103接觸。在本發明的一些實施例中，接地導電層407可以是形成於靜電屏蔽偏光板100周邊區的一條狀導電材質層(例如金屬層)，而並未直接與抗靜電層103接觸。
由於，靜電屏蔽偏光板100中的靜電層103具有實質介於106歐姆/單位面積至1010歐姆/單位面積之間的片電阻 值。當使用者以手指或觸控筆按壓覆蓋於觸控顯示裝置40最外側的上玻璃基板406或在其上方移動時，藉由靜電屏蔽偏光板100中之抗靜電層103的屏蔽，可防止靜電所產生的感應電場影響顯示介質401中液晶分子層的啟閉或為靜電擊傷顯示功能，抑或與薄膜電晶體層405的控制訊號相互干擾。
請參照第5圖，第5圖係根據本發明的一實施例繪示應用第1圖之靜電屏蔽偏光板100的觸控顯示裝置50的結構剖面示意圖。其中，觸控顯示裝置50的結構大致與觸控顯示裝置40類似，差別僅在於觸控模組503的位置有所不同。
觸控顯示裝置50包括顯示介質501、靜電屏蔽偏光板100、第二偏光板502、觸控模組503、彩色濾光片504以及薄膜電晶體層505。
顯示介質501具有一個出光面501a以及位於出光面501a之相反一側的入光面501b。在本發明的一些實施例中，顯示介質501可以是液晶分子層、有機發光二極體層。
第二偏光板502面對顯示介質501的入光面501b。第二偏光板502和靜電屏蔽偏光板100一樣，也是一種只容許具有單一偏振方向之光線通過的光學膜片。但值得注意的是，通過第二偏光板502之光線的偏振方向，必須與通過靜電屏蔽偏光板100之光線的偏振方向直交。
在本實施例之中，第二偏光板502可以是一種複合塑化材料層，其包括第一基材層502a、第二基材層502b以及夾 設於第一基材層502a和第二基材層502b之間的偏光層504c。其中，偏光層502c也是由具有光吸收率異向性的聚乙烯醇所構成，可以吸收平行吸收軸方向的光束電場分量，而讓垂直吸收軸方向光束電場分量通過，達到偏光的效果。
彩色濾光片504位於顯示介質501的出光面501a和靜電屏蔽偏光板100之間。玻璃基板506覆蓋於靜電屏蔽偏光板100面對顯示介質501出光面501a的相反一側。
觸控模組503可以是電容式觸控模組。觸控模組503位於靜電屏蔽偏光板100與彩色濾光片504之間。在本實施例中，觸控模組503可以是具有圖案化透明導電層503a的電容式觸控模組。構成圖案化透明導電層503a的材料可以是氧化銦錫、摻銻氧化錫、摻鋁氧化銦(Aluminum-doped Zinc Oxide，AZO)、氧化銦鎵鋅(Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO)或上述之任意組合所組成的透明導電材料。
薄膜電晶體層505包含一玻璃基板505a以及形成在玻璃基板505a上的圖案化透明導電層505b。在本發明的一些實施例中，薄膜電晶體層505位於顯示介質501的入光面501b和第二偏光板502之間；靜電屏蔽偏光板100之抗靜電層103的抗靜電圖案103a實質與薄膜電晶體層505的圖案化透明導電層505b大致重疊。在本發明的另一些實施例中，抗靜電層103的抗靜電圖案103a實質與觸控模組503中的圖案化透明導電層503a大致重疊。可藉以增加觸控顯示裝置50可視區域中的開口率。
根據上述，本發明的實施例係提出一種靜電屏蔽偏光板以及應用此靜電屏蔽偏光板的觸控顯示裝置。此觸控顯示裝置包括，如上所述之靜電屏蔽偏光板、第二偏光板、顯示介質以及觸控模組。其中，第二偏光板位於靜電屏蔽偏光板之一側。顯示介質和觸控模組分別位於靜電屏蔽偏光板和第二偏光板之間。藉由在偏光板中嵌設具有實質介於106歐姆/單位面積至1010歐姆/單位面積之間的片電阻值的抗靜電層，可在不干擾觸控感測模組之觸控信號的前提下，使平面顯示模組具備良好的抗靜電干擾能力，同時達到簡化組裝步驟，減少觸控顯示面板整體厚度，達到降低製作成本以及薄型化的發明目的。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。此處所述的製程步驟和結構並未涵蓋製作整體積體電路的完整製造過程。本發明可以和許多目前已知或未來被發展出來的不同積體電路製作技術合併實施。本發明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，當可作各種之更動與潤飾。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‧‧‧靜電屏蔽偏光板
101‧‧‧透光基材
101a‧‧‧透光基材的表面
102‧‧‧偏光層
103‧‧‧抗靜電層
103a‧‧‧抗靜電圖案
104‧‧‧保護層

Claims (10)

  1. 一種靜電屏蔽偏光板，包括：一透光基材，具有一表面；一保護層，位於該表面上；一偏光層，位於該表面與該保護層之間；以及一抗靜電層，位於該表面與該保護層之間，且具有實質介於106歐姆/單位面積至1010歐姆/單位面積的一片電阻值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之靜電屏蔽偏光板，其中該抗靜電層包括一超微金屬氧化物，該超微金屬氧化物係選自於由氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)、摻銻氧化錫(Antimony Tin Oxide，ATO)、氧化錫(SnO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦(InO)、銻酸鋅(Zn(SbO3)2)及五氧化銻(Sb2O5)及上述之任意組合所組成之一族群。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之靜電屏蔽偏光板，其中該抗靜電層更包括一塑化材質，該塑化材質係選自於由聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、三聚醋酸纖維素(Triacetyl Cellulose，TAC)、聚酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚丙稀(Polypropylene，PP)、環烯烴聚合物(Cyclo Olefin Polymer，COP)、聚碳酸酯 (Polycarbonate，PC)以及上述任意組合所組成的一族群，且該超微金屬氧化物係混合於該塑化材質之中。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之靜電屏蔽偏光板，其中該抗靜電層包括一抗靜電材料，該抗靜電材料係選自於由奈米銀、奈米碳管、導電高分子、石墨烯(Graphene)及上述之任意組合所組成之一族群。
  5. 一種觸控顯示裝置，包括：如申請專利範圍第1項至第4項之一者所述之靜電屏蔽偏光板；一第二偏光板，位於該靜電屏蔽偏光板之一側；以及一顯示介質，位於該靜電屏蔽偏光板和該第二偏光板之間；以及一觸控模組，位於該靜電屏蔽偏光板和該顯示介質之間，或位於該第二偏光板和該顯示介質之間。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控顯示裝置，更包括：一彩色濾光片，位於該顯示介質與該靜電屏蔽偏光板之間；以及一薄膜電晶體層，位於該顯示介質與該第二偏光板之間，且具有至少一透明導電層。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控顯示裝置，其中該抗靜電層具有一抗靜電圖案，且該抗靜電圖案實質與該薄膜電晶體層中的該透明導電層大致重疊。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之觸控顯示裝置，其中該抗靜電層具有一抗靜電圖案，該觸控模組具有一圖案化透明導電層，且該抗靜電圖案實質與該觸控模組中的該圖案化透明導電層大致重疊。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之觸控顯示裝置，更包括一接地導電層，鄰接該靜電屏蔽偏光板。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控顯示裝置，其中該接地導電層係形成於該靜電屏蔽偏光板一周邊區的一條狀導電材質層，或圍繞於該周邊區的一導電框。
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