TWI489182B - 顯示裝置 - Google Patents

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Description

顯示裝置
本發明係關於一種顯示裝置，特別是關於一種具有1/4波長延遲效果之光學膜、偏光膜以及間隔層的顯示裝置。
液晶顯示面板由於具有外型輕薄、低耗電量以及低輻射污染等優點，目前已經躍升成為顯示裝置的主流。請參考第1圖，所繪示為習知顯示裝置的結構示意圖。如第1圖所示，習知液晶面板100上設置有一保護膜102以及一光學透明膠(optical clear adhesive,OCA)104。保護膜102可增加液晶面板100對於外力施壓的防護能力。光學透明膠104可確保環境光106入射時，較不易在保護膜102與光學透明膠104之交界B處以及光學透明膠104與液晶面板100之交界C處產生反射。
然而，現今光學透明膠104的技術尚未成熟，製作的良率不高且容易產生氣泡，且光學透明膠104一旦產生缺失就難以重製，整個顯示裝置也必須報廢，使得顯示裝置的良率無法提升。此外，現今的顯示裝置常會搭配觸控功能，而在第1圖之結構中，使用者在外力觸控按壓時，容易直接造成下方液晶面板100的扭曲，使得顯示元件產生損害。因此，還需要一種較佳設計的顯示裝置，不僅可以避免環境光的反射問題，也同時具有良好的外力緩衝功能而適合搭配觸控功能。
本發明於是提出一種顯示裝置，可有效解決上述環境光的反射問題，且亦可同時具有緩衝能力的間隔層。
根據本發明較佳實施例，本發明提供了一種顯示裝置，包含有一液晶面板、一保護膜、一第一光學膜以及一第一偏光膜。液晶面板較佳為一垂直配向(vertical alignment)型液晶面板。保護膜設置於液晶面板之一出光面上。第一光學膜設置於液晶面板與保護膜之間。第一光學膜具有1/4波長延遲效果，且第一光學膜與液晶面板之間具有一間隔層。第一偏光膜則設置於第一光學膜與保護膜之間。
本發明之顯示裝置由於具有1/4波長延遲效果之光學膜，並搭配具有線性偏振化效果之偏光膜，可有效避免環境光反射的干擾情況。本發明之顯示裝置亦具有間隔層，對於外力可提供較佳的緩衝能力，故特別適合應用於觸控顯示面板。
為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步瞭解本發明，下文特列舉本發明之較佳實施例，并配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。
請參考第2圖，所繪示為本發明顯示裝置之第一實施例的結構示意圖。如第2圖所示，本實施例之顯示裝置300包含一液晶面板302、一背光光源319以及一保護膜304。於本發明較佳實施例中，液晶面板302設置於背光光源319以及保護膜304之間。液晶面板302可為各種顯示類型的液晶面板302，例如是垂直配向型(vertical alignment,VA)顯示面板、水平切換型(in plane switch,IPS)顯示面板、多域垂直配向型(multi-domain vertical alignment,MVA)顯示面板、扭曲向列型(twist nematic,TN)顯示面板、超扭曲向列型(super twist nematic,STN)顯示面板、邊緣電場切換型(fringe field switching,FFS)顯示面板等，但不以上述為限。液晶面板302依據背光光源319之位置，可具有一出光面306以及一入光面308，保護膜304係設置在液晶面板302出光面306之一側。保護膜304可具有保護或防水功能，其材質可為有機材質例如是苯並環丁烯(enzocyclobutane,BCB)、環烯類、聚醯亞胺類、聚醯胺類、聚酯類、聚醇類、聚環氧乙烷類、聚苯類、樹脂類、聚醚類、聚酮類等樹脂，或是其他無機材質例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、碳化矽、氧化鋁等，或是由其他有機材質與無機材質組成的複合薄膜，但不以此為限。背光光源319可以是各種可以發出光線的裝置，例如是冷陰極螢光燈(cold cathode fluorescent lamp,CCFL)或是有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode,OLED)，但不以上述為限。
於本實施例中，液晶面板302由出光面306之一側依序具有一間隔層314、一第一光學膜312以及一第一偏光膜310；而在液晶面 板302由入光面308之一側依序具有一第二光學膜316以及一第二偏光膜318。第一偏光膜310以及第二偏光膜318為具有線偏光效果之光學膜片，兩者之線性偏振化效果大體上呈現正交，意即第一偏光膜310之吸收軸與第二偏光膜318之吸收軸的夾角大體上為90度，或是第一偏光膜310之穿透軸與第二偏光膜318之穿透軸的夾角大體上為90度。第一光學膜312與第二光學膜316為具有1/4波長延遲效果的光學膜片，且第一光學膜312光軸中之慢軸(第2圖中之s軸)與第二光學膜316光軸中之慢軸間的夾角大體上為90度，或是第一光學膜312光軸中之快軸(第2圖中之f軸)與第二光學膜316光軸中之快軸間的夾角大體上為90度。另外，第一偏光膜310之穿透軸或吸收軸與第一光學膜312光軸中之慢軸的夾角較佳約為45度或135度，但不以此為限。間隔層314設置在液晶面板302以及第一光學膜312之間。間隔層314較佳者為一空氣層，但也可以包含其他氣體或者液體等流體材質，以能提供外力適當的緩衝為原則。
本發明之顯示裝置300由於使用了具有1/4波長延遲效果的第一光學膜312，並搭配具有線性偏振化效果的第一偏光膜310，故可避免習知環境光反射後產生的干擾情況。請參考第3圖，所繪示為本發明中環境光以及背光光源入射顯示裝置後之偏光情況示意圖。如第3圖所示，環境光320由保護膜304進入顯示裝置300之後，經過具有線性偏振化效果的第一偏光膜310後轉變成為線偏光(第3圖中以水平箭頭表示其偏光方向)。線偏光再經過具有1/4波長延遲效果的第一光學膜312後，會轉變成為圓偏光(第3圖中以右圓表示 其偏光方向)而進入間隔層314中。若圓偏光在間隔層314與液晶面板302交界C處發生反射，其偏光方向會反轉(第3圖中以左圓表示其偏光方向)。反射後之左圓偏光進入第一光學膜膜312後會再度轉為線偏光(第3圖中以垂直箭頭表示)。由於反射後的線偏光(垂直箭頭)與反射前的線偏光(水平箭頭)方向並不相同，故反射後的線偏光並無法通過第一偏光膜310。因此，環境光320在經過了第一偏光膜310以及第一光學膜312後，即便在交界C處產生反射，也無法再度通過第一偏光膜310而對觀看者產生影響。同樣的，環境光320在間隔層314與第一光學膜312之交界B處產生反射，也同樣無法通過第一偏光膜310。由以上描述可以了解，本發明之顯示裝置300在強烈環境光320下，其反射情況可大幅降低。
此外，本發明之顯示裝置300於入光面308之一側對應設置有第二光學膜316以及第二偏光膜318，因此並不會影響背光光源之正常出光。請再參考第3圖。背光322由背光光源319發出後，首先入射第二偏光膜318後轉變成為一線偏光(以垂直箭頭表示其偏光方向)，再經過第二光學膜316後轉變成一右圓偏光。此右圓偏光依序穿過液晶面板302、間隔層314後，於第一光學膜312後轉便成為線偏光(以水平箭頭表示)，此線偏光可以通過第一偏光膜310，最後經過保護膜304而被觀察者接收。因此，本發明顯示裝置300之配置並不會影響背光322的正常出光與液晶面板302的顯示，而僅會避免環境光320之反射。此外，於本發明另一實施例中，第二光學膜316亦可設置於液晶面板302與間隔層314之間，同樣可以 達成上述功效，而在此實施方式中，間隔層314之折射率大體上小於第二光學膜316之折射率。
請參考第4圖，所繪示為本發明第二實施例中顯示裝置之示意圖。為了方便描述，第二實施例中與第一實施例相同之元件將以相同的元件符號標示。如第4圖所示，若液晶面板302屬於垂直配向模式時，為了增加顯示品質，本實施例之顯示裝置300還可以包含一第一相位補償膜324以及一第二相位補償膜326。第一相位補償膜324設置於液晶面板302出光面306之一側，第二相位補償膜326則設置於液晶面板302入光面308之一側。第一相位補償膜324以及第二相位補償膜326具有相位補償效果，更詳細來說，第一相位補償膜324中以及第二相位補償膜326之光軸都會垂直於液晶面板302之出光面306。於本發明較佳實施例中，第一相位補償膜324設置於液晶面板302以及間隔層314之間，而第二相位補償膜326則設置於液晶面板302以及第二光學膜316之間，但並不以此為限。例如第一相位補償膜324亦可以設置於保護膜304以及第一偏光膜310之間，而第二相位補償膜326亦可以設置於第二偏光膜318面對第二光學延遲膜316之另一側。
請參考第5圖，所繪示為本發明第三實施例中顯示裝置之示意圖。於本實施例中，可將第二實施例之相位補償膜的效果整合至第一光學膜312中，也就是說，第一光學膜312可同時具有相位補償效果以及1/4波長延遲效果，而成為一雙光軸(biaxial)光學膜。如第 5圖所示，第一光學膜312以及第二光學膜316都具有1/4波長延遲效果以及相位補償效果。第一光學膜312光軸中之慢軸與第二光學膜316光軸中之慢軸間的夾角大體上為90度，且第一光學膜312之光軸以及第二光學膜316之光軸都會垂直於液晶面板302之出光面306。
請參考第6圖，所繪示為本發明第四實施例中顯示裝置之示意圖。於本實施例中，為了更加降低先前技藝中環境光320的反射問題，本實施例的顯示裝置300除了前述1/4波長延遲膜外，還可選擇性的增加一1/2波長延遲膜。如第6圖所示，本實施例的顯示裝置300更包含一第一1/2波長延遲膜332以及一第二1/2波長延遲膜334。第一1/2波長延遲膜332設置於液晶面板302出光面306之一側，第二1/2波長延遲膜334設置於液晶面板302入光面308之一側。較佳者，第一1/2波長延遲膜332設置於第一偏光膜310以及第一光學膜312之間；而第二1/2波長延遲膜334則設置於第二偏光膜318以及第二光學膜316之間。於本實施例中，第一1/2波長延遲膜332光軸中之慢軸與第二1/2波長延遲膜334之光軸中之慢軸間的夾角大體上為90度。
此外，本發明的顯示裝置300亦可搭配觸控功能而成為一觸控顯示面板。請參考第7圖與第8圖，所繪示為本發明顯示裝置搭配觸控螢幕之示意圖，其中第7圖所代表為外掛式觸控面板，而第8圖所代表為內嵌式觸控面板。如第7圖所示，本實施例之顯示裝置 300還可包含一觸控面板336，較佳者會設置於保護膜304以及第一偏光膜310之間，而成為一外掛式觸控顯示面板。或者如第8圖所示，觸控面板336設置於液晶面板302與間隔層314之間，且觸控面板336之觸控元件338直接設置於液晶面板302出光面306之表面上，而成為一內嵌式觸控顯示面板。在此實施例中，間隔層314之折射率大體上小於觸控面板336之折射率。值得注意的是，不論是內嵌式、外掛式或其他類型的觸控顯示面板，都可以任意搭配前述第一實施例至第四實施例之顯示裝置300各種光學膜片的配置方式。
前述實施例之圖示中，各個光學膜係繪示為各自分開且具有獨立光學作用之光學膜片。但應當注意的是，依光學膜片的製程，各種光學膜片亦可形成於一獨立之光學膜片中。舉例來說，於液晶面板302出光面306一側的各光學膜片可整合在一具有多重光學性質之光學膜片，於液晶面板302入光面308一側的各光學膜片亦可整合在一具有多重光學性質之光學膜片中。例如於第2圖之第一實施例中，第一偏光膜310、第一光學膜312以及間隔層314可以整合在同一光學膜中；而第二偏光膜318以及第二光學膜316亦可整何在同一光學膜中。於本發明較佳實施例中，保護膜304和下方的光學膜為獨立分開之膜片，但於另一實施例中，保護膜304亦可透過製程而與下方光學膜整合在同一膜片中。前述各種光學膜片、間隔層314以及保護膜304整合至同一光學膜的選擇排列方式在此不加以一一贅述。
綜上所述，本發明之顯示裝置由於具有1/4波長延遲效果之光學膜，並搭配具有線性偏振化效果之偏光膜，可有效避免環境光反射的干擾情況。此外，本發明之顯示裝置亦具有間隔層，對於外力可提供較佳的緩衝能力，故特別適合應用於觸控顯示面板。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100‧‧‧液晶面板
102‧‧‧保護膜
104‧‧‧光學透明膠
316‧‧‧第二光學膜
318‧‧‧第二偏光膜
319‧‧‧背光光源
106‧‧‧環境光
300‧‧‧顯示裝置
302‧‧‧液晶面板
304‧‧‧保護膜
306‧‧‧出光面
308‧‧‧入光面
310‧‧‧第一偏光膜
312‧‧‧第一光學膜
314‧‧‧間隔層
320‧‧‧環境光
322‧‧‧背光
324‧‧‧第一相位補償膜
326‧‧‧第二相位補償膜
332‧‧‧第一1/2波長延遲膜
334‧‧‧第二1/2波長延遲膜
336‧‧‧觸控面板
338‧‧‧觸控元件
第1圖繪示了習知顯示裝置的結構示意圖。
第2圖繪示了本發明第一實施例中顯示裝置之結構示意圖。
第3圖繪示了本發明中環境光以及背光光源入射顯示裝置後之偏光情況示意圖。
第4圖繪示了本發明第二實施例中顯示裝置之示意圖。
第5圖繪示了本發明第三實施例中顯示裝置之示意圖。
第6圖繪示了本發明第四實施例中顯示裝置之示意圖。
第7圖與第8圖繪示了本發明顯示裝置搭配觸控螢幕之示意圖。
300．．．顯示裝置
302．．．液晶面板
304．．．保護膜
306．．．出光面
308．．．入光面
310．．．第一偏光膜
312．．．第一光學膜
314．．．間隔層
316．．．第二光學膜
318．．．第二偏光膜
319．．．背光光源
320．．．環境光
322．．．背光

Claims (15)

  1. 一種顯示裝置，包含：一液晶面板，其中該液晶面板為垂直配向型；一保護膜，設置於該液晶面板之一出光面上；一第一光學膜，設置於該液晶面板與該保護膜之間，其中該第一光學膜具有1/4波長延遲效果，該第一光學膜與該液晶面板之間具有一間隔層，且該間隔層包含一空氣層；以及一第一偏光膜，設置於該第一光學膜與該保護膜之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一光學膜包含一1/4波長延遲膜。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之顯示裝置，另包含一第一相位補償膜，設置於該液晶面板與該第一光學膜之間，其中該間隔層係位於該第一相位補償膜與該第一光學膜之間。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示裝置，其中該第一相位補償膜之光軸垂直於該液晶面板之該出光面。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之顯示裝置，其中該間隔層之折射率實質上小於該第一相位補償膜之折射率。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之顯示裝置，另包含一第二相位補償 膜、一第二1/4波長延遲膜以及一第二偏光膜，設置於該液晶面板相對於該出光面之另一側上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該第一光學膜包含一第一雙光軸(biaxial)光學膜，且該第一雙光軸光學膜之光軸垂直於該液晶面板之該出光面。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置，還包含一第二雙光軸光學膜以及一第二偏光膜，設置於該液晶面板相對於該出光面之另一側上。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之顯示裝置，其中該第一雙光軸光學膜光軸中之慢軸與該第二雙光軸光學膜光軸中之慢軸間的夾角實質上為90度。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，另包含一第一1/2波長延遲膜設置於該第一光學膜以及該第一偏光膜之間。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，還包含一第二1/2波長延遲膜設置於該液晶面板相較於該出光面之另一側。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，還包含一觸控面板設置於該第一偏光膜與該保護膜之間。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，還包含一觸控面板設置於該液晶面板與該間隔層之間。
  14. 如申請專利範圍第13所述之顯示裝置，其中該觸控面板之觸控元件直接設置於該液晶面板之該出光面上。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之顯示裝置，其中該間隔層之折射率實質上小於該觸控面板之折射率。
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