TWI493230B - A Polarization Conversion Mechanism and Method - Google Patents

Description

一種偏光轉換機制及方法

本發明係有關於一種偏光轉換機制及方法，更詳而言之，係有關於一種適用於顯示裝置及/或觸控顯示裝置環境的偏光轉換機制及方法，晶體層係採用雙折射晶體玻璃，對於線偏光具有相位延遲的特性，因而晶體層可替代一四分之一波長(1/4 λ)延遲片、且將線偏光轉變成圓偏光或橢圓偏光並出射。

用於顯示裝置/觸控顯示裝置/行動裝置之顯示螢幕及/或觸控螢幕，為了在強光環境下的可視性，通常都會貼上線偏光片或圓偏光片(線偏光片加一四分之一波長延遲片)以減少外界光的干擾；而現行的做法是在顯示螢幕及/或觸控螢幕外部貼上結構依序為四分之一波長延遲片/線偏振片/四分之一波長延遲片的偏光片。

偏光理論，一光線通過一波長相延遲板，其波長相位差(δ) 定義為；其中，n 為相延遲板之折射率；d 為相延遲板之厚度；λ 為通 過相延遲板之光波波長，當δ=π時稱之為線偏光；時稱之為圓偏光； 其餘相位差稱之為橢圓偏光。當之奇數倍，其相位差符合， 此相延遲板稱之為四分之一波長延遲板，線偏光通過此相延遲板會轉成圓偏光出射，當雙折射晶體之△n =n _e -n _o ，其△n 取代n ，符合亦稱四分之一波長延遲板；由此可知一可見光波長(λ )包含400nm 至700nm 之線偏光通過一四分之一波長延遲板，除其中單一波長符合為一圓偏光， 其餘波長皆為接近圓偏光之橢圓偏光，而橢圓偏光通過線偏光片時，會隨線偏角度之變化而有光通量之變化。

現今隨著科技的進步，以往太陽眼鏡吸收減光以對抗強烈太 陽光照射的方式，逐漸被應用線偏振片技術使光強度衰減一半左右的技術所取代，而當使用者配戴具有線偏振片的太陽眼鏡觀看出射光為線偏振光的顯示裝置時，若顯示裝置出射的線偏振光偏振方向與太陽眼鏡線偏振片的起偏方向垂直時，將使得該顯示裝置的畫面無法辨識，線偏振光偏振方向與線偏振片的起偏方向帶有夾角時，也會有部份光分量無法通過線偏振片，而使顯示裝置的可視度下降。因而發展出於線偏振片之一面上加設波長延遲片之方式，透過波長延遲片將顯示裝置的出射光由線偏光轉變為圓偏光或橢圓偏光，由於圓偏光或橢圓偏光對線偏振片的透過率很高，可避免上述顯示裝置光線無法通過偏光太陽眼鏡或可視度不佳的問題。

換言之，由以往採吸收減光方式的太陽眼鏡而進步到使用線偏光片或圓偏光片的太陽眼鏡，如此為了使戴著太陽眼鏡可看到螢幕顯示的資訊，顯示螢幕之偏光片採用圓偏光片(線偏振片加一四分之一波長延遲片或是四分之一波長延遲片加線偏振片加四分之一波長延遲片)使入射光反射降低及出射光由線偏光轉成圓偏光，如此不僅厚度增加、偏光片之成本亦增加不少同時因層數增加導致光強度的衰減。

線偏振片常見的另一個應用方式是設置於一般中小型(觸控)顯示裝置，配合設置於線偏振片內部的波長相延遲片使入射的自然光依序通過線偏振片與波長相延遲片而轉變為圓偏光或橢圓偏光，由於圓偏光或橢圓偏光被顯示裝置內元件間的介面反射後旋轉方向會與入射光相反，通過原先的波長相延遲片後變成偏振方向與線偏振片起偏方向垂直的線偏光而無法通過線偏振片，因此，可減少反射光的射出量，降低對顯示裝置本身出射光的干擾，而可提升於強光環境下的可視性。

是故，就目前之顯示裝置/觸控顯示裝置而言，多會採用於一線偏振片外部之一面上設置一波長相延遲片以使出射光轉變為圓偏光、於線偏振片內部設置一波長相延遲片以減少反射光或於一線偏振片內部與外部各設置一波長相延遲片以同時將出射光轉變為圓偏光並減少反射光干擾之設計，然，需設置的線偏振片與波長延遲片層數越多、厚度越厚、成本越高且光線的利用率越低。如此，如何使螢幕厚度降低且減少使用價格高昂的偏光片成了一需克服的課題。

所以如何尋求一種適用於顯示裝置及/或觸控顯示裝置環境的偏光轉換技術，可產生相延遲效果，對於線偏光具有相延遲特性，可無須利用四分之一波長延遲膜，而使線偏光轉成圓偏光或橢圓偏光而出射，可使用結構簡單之偏光片，使螢幕厚度降低且減少使用價格高昂的偏光片，均是待解決的課題。

本發明之主要目的便是在於提供一種適用於顯示裝置及/或觸控顯示裝置環境的偏光轉換機制及方法，晶體層係採用雙折射晶體玻璃，可隨晶軸軸向角度而產生相位延遲效果變化，由於晶體層對於線偏光具有相位延遲的特性，因而晶體層可替代一四分之一波長延遲片、且將線偏光轉變成圓偏光或橢圓偏光並出射，而透過晶體軸向角度與線偏光片偏光方向的控制，可製造出在偏光視窗下，不隨顯示裝置垂直或水平擺放方向的改變而造成顯示亮度變化的顯示裝置及/或觸控顯示裝置之玻璃視窗顯示。

本發明之又一目的便是在於提供一種適用於顯示裝置及/或觸控顯示裝置環境的偏光轉換機制及方法，可無須利用四分之一波長延遲膜，而是利用晶體層使線偏光轉成圓偏光或橢圓偏光，可使用結構簡單之偏光片，進而減薄顯示裝置及/或觸控顯示裝置之厚度，減少使用價格高昂的偏光片，降低成本支出，透過晶體軸向角度與線偏光片偏光方向的控制，可製造出在偏光視窗下，不隨顯示裝置垂直或水平擺放方向的改變而造成顯示亮度變化的玻璃視窗顯示。

根據以上所述之目的，本發明之偏光轉換機制係包含晶體層、以及偏光層，在此，該偏光轉換機制係可應用於顯示裝置及/或觸控顯示裝置，例如，LCD顯示裝置，OLED顯示裝置，Out-Cell LCD觸控顯示裝置，In-Cell LCD觸控顯示裝置，On-Cell LCD觸控顯示裝置，In-Cell/On-Cell hydride LCD觸控顯示裝置，Out-Cell OLED觸控顯示裝置，On-Cell OLED觸控顯示裝置，In-Cell OLED觸控顯示裝置。

晶體層，該晶體層係採用雙折射晶體玻璃，可隨晶軸軸向角 度而產生相延遲效果變化，由於晶體層對於線偏光具有相位延遲的特性，因而晶體層可替代一四分之一波長延遲片，並讓穿過該晶體層的光線具有波長之相延遲，且可將線偏光轉變成圓偏光或橢圓偏光並出射；在此，晶體層使用具特定軸向且△n=n _e -n _o ≠0 之雙折射晶體玻璃當作玻璃視窗，雙折射晶體玻璃為一藍寶石玻璃層或一石英玻璃層，其中，該藍寶石玻璃層之晶體軸向可為C軸、M軸、A軸或R軸，石英玻璃使用左旋結構、右旋結構之C軸晶面。

偏光層，該偏光層至少具有一線偏振片以具有線偏振片功能，顯示裝置及/或觸控顯示裝置之顯示模組的出射光，依序通過具有線偏振片功能之偏光層、以及晶體層，而轉變為一圓偏振光或一橢圓偏振光並予以出射，而增加出射光之可視度；在此，由於該晶體層係採用雙折射晶體玻璃而具有波長相延遲片的特性，因而晶體層可替代一四分之一波長延遲片，換言之，於該晶體層與該線偏振片之間無須具有如習知技術之一四分之一波長延遲片。

另，於一些實施例中，就減少入射顯示裝置及/或觸控顯示裝置的入射光反射而言，偏光層可為一圓偏振片而具有圓偏振片功能，為圓偏振片之該偏光層除包含一線偏振片之外，復可包含一四分之一波長延遲片，在此，該線偏振片係位於晶體層與該四分之一波長延遲片之間，且射入顯示裝置及/或觸控顯示裝置的入射光依序通過該線偏振片與該四分之一波長延遲片後，將轉變為一圓偏振光或一橢圓偏振光，並將於反射介面產生出反射光，而反射光先通過該四分之一波長延遲片而成為偏光方向與該線偏振片起偏方向垂直的線偏光，而無法通過該線偏振片，藉此，可降低反射光之強度，而具有降低反射之功能。

進行本發明之偏光轉換方法流程時，首先，準備具有顯示模組的顯示裝置，及/或，具有觸控/顯示模組的觸控顯示裝置；接著，於顯示裝置顯示模組上，及/或，觸控顯示裝置的觸控/顯示模組上，設置具有晶體層、以及偏光層的偏光轉換機制。

為使熟悉該項技藝人士瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體實施例，並配合所附之圖式，對本發明詳 加說明如後：

1‧‧‧偏光轉換機制

10‧‧‧液晶顯示模組

101‧‧‧彩色濾光玻璃

102‧‧‧彩色濾光片

103‧‧‧液晶層

104‧‧‧薄膜電晶體電路

105‧‧‧玻璃基板

106‧‧‧線偏振片

107‧‧‧背光源

14‧‧‧觸控模組

140‧‧‧Y極透明導電膜

1401‧‧‧反射介面

142‧‧‧絕緣層

144‧‧‧X極透明導電膜

2‧‧‧晶體層

3‧‧‧偏光層

30‧‧‧頂部發光OLED顯示模組

300‧‧‧薄膜電晶體電路

302‧‧‧OLED層

304‧‧‧反射層

306‧‧‧基板

31‧‧‧線偏振片

32‧‧‧四分之一波長延遲片

33‧‧‧線偏振片

34‧‧‧觸控模組

340‧‧‧Y極透明導電膜

3401‧‧‧反射介面

342‧‧‧絕緣層

344‧‧‧X極透明導電膜

35‧‧‧線偏振片

36‧‧‧四分之一波長延遲片

37‧‧‧線偏振片

4、5、6、7‧‧‧觸控顯示裝置

L1‧‧‧出射光

L2‧‧‧入射光

L3‧‧‧反射光

11、12、21、22、41、42、51、52、61、62‧‧‧步驟

第1圖為一示意圖，用以顯示說明本發明之偏光轉換機制的架構、以及運作情況；第2圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第1圖中之本發明之偏光轉換機制以進行偏光轉換方法的流程步驟；第3圖為一示意圖，用以顯示說明本發明之偏光轉換機制的一實施例的架構、以及運作情況；第4圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第3圖中之本發明之偏光轉換機制的實施例以進行偏光轉換方法的流程步驟；第5圖為一示意圖，用以顯示說明本發明之偏光轉換機制的又一實施例的架構、以及運作情況；第6圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第5圖中之本發明之偏光轉換機制的實施例以進行偏光轉換方法的流程步驟；第7圖為一示意圖，用以顯示說明本發明之偏光轉換機制的再一實施例的架構、以及運作情況；第8圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第7圖中之本發明之偏光轉換機制的實施例以進行偏光轉換方法的流程步驟；第9圖為一示意圖，用以顯示說明本發明之偏光轉換機制的另一實施例的架構、以及運作情況；以及第10圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第9圖中之本發明之偏光轉換機制的實施例以進行偏光轉換方法的流程步驟。

第1圖為一示意圖，用以顯示說明本發明之偏光轉換機制的架構、以及運作情況。如第1圖中所示之，本發明之偏光轉換機制1係包含晶體層2、以及偏光層3，在此，該偏光轉換機制1係可應用於顯示裝置及/或觸控顯示裝置，例如，LCD顯示裝置，OLED顯示裝置，Out-Cell LCD 觸控顯示裝置，In-Cell LCD觸控顯示裝置，On-Cell LCD觸控顯示裝置，In-Cell/On-Cell hydride LCD觸控顯示裝置，Out-Cell OLED觸控顯示裝置，On-Cell OLED觸控顯示裝置，In-Cell OLED觸控顯示裝置。

晶體層2，該晶體層2係採用雙折射晶體玻璃，可隨晶軸軸向角度而產生相延遲效果變化，由於晶體層2對於線偏光具有波長相位延遲的特性，因而晶體層2可替代一四分之一波長延遲片，不僅可提升硬度及耐磨防刮之特性，並讓穿過該晶體層2的光線產生相延遲，將線偏光轉變成圓偏光或橢圓偏光並出射。

偏光層3，該偏光層3至少具有一線偏振片31，顯示裝置及/或觸控顯示裝置之顯示模組的出射光，依序通過偏光層3的該線偏振片31、以及晶體層2，而轉變為一圓偏振光或一橢圓偏振光並予以出射，而增加出射光之可視度；在此，由於晶體層2係採用雙折射晶體玻璃而具有波長相延遲的特性，因而晶體層2可替代一四分之一波長延遲片，換言之，於該晶體層2與該線偏振片31之間無須具有如習知技術之一四分之一波長延遲片。

另，於一些實施例中，就減少顯示裝置及/或觸控顯示裝置的入射光反射而言，偏光層3可為一圓偏振片，為圓偏振片之該偏光層3除包含一線偏振片31之外，復可包含一四分之一波長延遲片32，在此，該線偏振片31係位於晶體層2與該四分之一波長延遲片32之間，且入射顯示裝置及/或觸控顯示裝置的入射光依序通過該線偏振片31與該四分之一波長延遲片32後，將轉變為一圓偏振光或一橢圓偏振光，並將於反射介面產生出反射光，而反射光先通過該四分之一波長延遲片32而成為偏光方向與該線偏振片31起偏方向垂直的線偏光，而無法通過該線偏振片31，藉此，可降低反射光之強度，而具抗反射之功能。

換言之，配合設置於線偏振片31之一面的四分之一波長延遲片32，使入射顯示裝置及/或觸控顯示裝置的入射光，依序通過該線偏振片31與該四分之一波長延遲片32後，將轉變為圓偏光或橢圓偏光，由於為圓偏光或為橢圓偏光的入射光被顯示裝置及/或觸控顯示裝置內元件間的反射介面反射後所產生出之反射光的旋轉方向會與入射光相反，而反射光通 過四分之一波長延遲片32後變成偏振方向與線偏振片31起偏方向垂直的線偏光而無法通過線偏振片31，因此，可減少反射光的射出量，降低對顯示裝置及/或觸控顯示裝置本身出射光的干擾，而可提升於強光環境下的可視性。

在此，晶體層2可使用具特定軸向且△n=n _e -n _o ≠0 之雙折射晶體玻璃當作玻璃透光視窗，而晶體層之厚度係為大於100倍的透光波長；雙折射晶體玻璃為一藍寶石玻璃層或一石英玻璃層，其中，該藍寶石玻璃層之晶體軸向可為C軸、M軸、A軸或R軸，石英玻璃使用左旋結構、右旋結構之C軸晶面，端視實際施行情況而定；偏光層3可使用結構簡單的偏光片以降低成本，且偏光片可採正面貼附及背面貼附，及/或，該偏光層3於施行時，可依據實際設計需求，而省略抗刮、防眩的功能層可以省略，端視實際施行情況而定。

第2圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第1圖中之本發明之偏光轉換機制以進行偏光轉換方法的流程步驟。如第2圖中所示之，首先，於步驟11，準備具有顯示模組的顯示裝置，及/或，具有觸控/顯示模組的觸控顯示裝置，並進到步驟12。

於步驟12，於顯示裝置顯示模組上，及/或，觸控顯示裝置的觸控/顯示模組上，設置具有晶體層、以及偏光層的偏光轉換機制。

第3圖為一示意圖，用以顯示說明本發明之偏光轉換機制的一實施例的架構、以及運作情況。如第3圖中所示之，本發明之偏光轉換機制1係包含晶體層2、以及偏光層3，在此，該偏光轉換機制1係可應用於觸控顯示裝置4，例如，外嵌式(On-Cell)LCD觸控顯示裝置。

觸控顯示裝置4係包含一液晶顯示模組10、一觸控模組14、以及偏光轉換機制1，其中，液晶顯示模組10由上而下係包含一彩色濾光玻璃101、一彩色濾光片102、一液晶層103、一薄膜電晶體電路104、一玻璃基板105、一線偏振片106以及一背光源107；位於液晶顯示模組10之上的觸控模組14(由上至下)則包含一Y極透明導電膜(ITO)140、一絕緣層142以及一X極透明導電膜144；覆蓋觸控模組14的偏光轉換機制1係包含晶體層2、以及偏光層3，在此，為了減少入射到LCD觸控顯示裝置4之入射光 L2的反射，其中，該偏光層3為一圓偏振片，為圓偏振片之該偏光層3除包含一線偏振片31之外，復包含一四分之一波長延遲片32。

觸控顯示裝置4的出射光L1，由下而上，通過偏光層3之線偏振片31、以及晶體層2，而轉變為一圓偏振光或一橢圓偏振光的出射光L1並予以射出，可增加出射光L1之可視度；在此，由於晶體層2係採用雙折射晶體玻璃而具有波長相延遲的特性，因而晶體層2可替代一四分之一波長延遲片，換言之，於該晶體層2與該線偏振片31之間無須具有如習知技術之一四分之一波長延遲片。

晶體層2，該晶體層2係採用雙折射晶體玻璃而具有波長相延遲的特性，可隨晶軸軸向角度而產生相延遲效果變化，由於晶體層2對於經過線偏振片31之為線偏光的出射光L1具有相位延遲的特性，因而晶體層2可替代一四分之一波長延遲片，並讓穿過該晶體層2的出射光L1具有四分之一波長之相延遲，且可將為線偏光的出射光L1轉變成為圓偏光或為橢圓偏光的出射光L1並予以射出。

偏光層3，該偏光層3除包含一線偏振片31之外，復可包含一四分之一波長延遲片32，在此，該線偏振片31係位於晶體層2與該四分之一波長延遲片32之間，且入射觸控顯示裝置4的入射光L2，於通過該線偏振片31與該四分之一波長延遲片32後，將轉變為一圓偏振光或一橢圓偏振光，並將於Y極透明導電膜(ITO)140之反射介面1401產生出反射光L3，而反射光L3先通過該四分之一波長延遲片32而成為偏光方向與該線偏振片31起偏方向垂直的線偏光，因而無法通過該線偏振片31，藉此，可降低反射光L3之強度，而具有抗反射之功能。

換言之，配合設置於線偏振片31之一面的四分之一波長延遲片32，使入射觸控顯示裝置4的入射光L2，依序通過該線偏振片31與該四分之一波長延遲片32後，將轉變為圓偏光或橢圓偏光，由於為圓偏光或為橢圓偏光的入射光L2被觸控顯示裝置4內的反射介面1401反射後所產生出之反射光L3的旋轉方向會與入射光L2相反，而反射光L3通過四分之一波長延遲片32後變成偏振方向與線偏振片31起偏方向垂直的線偏光而無法通過線偏振片31，因此，可減少反射光的射出量，降低對觸控顯示裝置4 本身出射光L1的干擾，而可提升於強光環境下的可視性。

在此，晶體層2可使用具特定軸向且△n=n _e -n _o ≠0 之雙折射晶體玻璃當作玻璃透光視窗，而晶體層之厚度係為大於100倍的透光波長；雙折射晶體玻璃為一藍寶石玻璃層或一石英玻璃層，其中，該藍寶石玻璃層之晶體軸向可為C軸、M軸、A軸或R軸，石英玻璃使用左旋結構、右旋結構之C軸晶面，端視實際施行情況而定；偏光層3可使用結構簡單的偏光片以降低成本，且偏光片可採正面貼附及背面貼附，及/或，該偏光層3於施行時，可依據實際設計需求，而省略抗刮、防眩的功能層可以省略，端視實際施行情況而定。

於本實施例中，偏光轉換機制1係應用於觸控顯示裝置4，而觸控顯示裝置4為外嵌式(On-Cell)LCD觸控顯示裝置，然，對於外掛式(Out-Cell)LCD觸控顯示裝置、內嵌式(In-Cell)LCD觸控顯示裝置而言，其理相同、類似於本實施例中所述之，是故，在此不再贅述；又，雖偏光轉換機制1係應用於觸控顯示裝置4，然，對於偏光轉換機制1係應用於LCD顯示裝置而言，其理相同、類似於本實施例中所述之，是故，在此不再贅述。

第4圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第3圖中之本發明之偏光轉換機制的實施例以進行偏光轉換方法的流程步驟。如第4圖中所示之，首先，於步驟21，準備具有液晶顯示模組10、觸控模組14的觸控顯示裝置4，其中，該觸控模組14係位於液晶顯示模組10之上，並進到步驟22。

於步驟22，於觸控顯示裝置4之觸控模組14上，設置具有晶體層2、以及偏光層3的偏光轉換機制1。

第5圖為一示意圖，用以顯示說明本發明之偏光轉換機制的又一實施例的架構、以及運作情況。如第5圖中所示之，本發明之偏光轉換機制1係包含晶體層2、以及偏光層3，在此，該偏光轉換機制1係可應用於觸控顯示裝置5，例如，外嵌式(On-Cell)LCD觸控顯示裝置。

觸控顯示裝置5係包含一液晶顯示模組10、一觸控模組14、以及偏光轉換機制1，其中，液晶顯示模組10由上而下係包含一彩色濾光玻璃101、一彩色濾光片102、一液晶層103、一薄膜電晶體電路104、一玻 璃基板105、一線偏振片106以及一背光源107；位於液晶顯示模組10之上的觸控模組14(由上至下)則包含一Y極透明導電膜(ITO)140、一絕緣層142以及一X極透明導電膜144；覆蓋觸控模組14的偏光轉換機制1係包含晶體層2、以及偏光層3，其中，該偏光層3為一線偏振片33。

觸控顯示裝置5的出射光L1，由下而上通過線偏振片33、以及晶體層2，而轉變為一圓偏振光或一橢圓偏振光的出射光L1並予以射出，可增加出射光L1之可視度；在此，由於晶體層2係採用雙折射晶體玻璃而具有波長相延遲片的特性，因而晶體層2可替代一四分之一波長延遲片，換言之，於該晶體層2與該線偏振片33之間無須具有如習知技術之一四分之一波長延遲片。

晶體層2，該晶體層2係採用雙折射晶體玻璃而具有波長相延遲的特性，可隨晶軸軸向角度而產生相延遲效果變化，由於晶體層2對於經過線偏振片33之為線偏光的出射光L1具有相位延遲的特性，因而晶體層2可替代一四分之一波長延遲片，並讓穿過該晶體層2的出射光L1具有四分之一波長之相延遲，且可將為線偏光的出射光L1轉變成為圓偏光或為橢圓偏光的出射光L1並予以射出。

在此，晶體層2可使用具特定軸向且△n=n _e -n _o ≠0 之雙折射晶體玻璃當作玻璃透光視窗，而晶體層之厚度係為大於100倍的透光波長；雙折射晶體玻璃為一藍寶石玻璃層或一石英玻璃層，其中，該藍寶石玻璃層之晶體軸向可為C軸、M軸、A軸或R軸，石英玻璃使用左旋結構、右旋結構之C軸晶面，端視實際施行情況而定；偏光層3可使用結構簡單的偏光片以降低成本，且偏光片可採正面貼附及背面貼附，及/或，該偏光層3於施行時，可依據實際設計需求，而省略抗刮、防眩的功能層可以省略，端視實際施行情況而定。

於本實施例中，偏光轉換機制1係應用於觸控顯示裝置5，而觸控顯示裝置5為外嵌式(On-Cell)LCD觸控顯示裝置，然，對於外掛式(Out-Cell)LCD觸控顯示裝置、內嵌式(In-Cell)LCD觸控顯示裝而言，其理相同、類似於本實施例中所述之，是故，在此不再贅述；又，雖偏光轉換機制1係應用於觸控顯示裝置5，然，對於偏光轉換機制1係應用於LCD顯示裝 置而言，其理相同、類似於本實施例中所述之，是故，在此不再贅述。

第6圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第5圖中之本發明之偏光轉換機制的實施例以進行雙折射方法的流程步驟。如第6圖中所示之，首先，於步驟41，準備具有液晶顯示模組10、觸控模組14的觸控顯示裝置5，其中，該觸控模組14係位於液晶顯示模組10之上，並進到步驟42。

於步驟42，於觸控顯示裝置5之觸控模組14上，設置具有晶體層2、以及偏光層3的偏光轉換機制1。

第7圖為一示意圖，用以顯示說明本發明之偏光轉換機制的再一實施例的架構、以及運作情況。如第7圖中所示之，本發明之偏光轉換機制1係包含晶體層2、以及偏光層3，在此，該偏光轉換機制1係可應用於觸控顯示裝置6，例如，內嵌式(In-Cell)頂部發光有機發光二極體OLED觸控顯示裝置。

觸控顯示裝置6係包含一頂部發光(Top emission)有機發光二極體(OLED)顯示模組30、一觸控模組34、以及偏光轉換機制1，其中，頂部發光OLED顯示模組30由上而下係包含一薄膜電晶體電路300、一OLED層302、一反射層304以及一基板306；位於頂部發光OLED顯示模組30之下的觸控模組34(由上至下)則包含一Y極透明導電膜(ITO)340、一絕緣層342以及一X極透明導電膜344；覆蓋觸控模組34的偏光轉換機制1係包含晶體層2、以及偏光層3，在此，為了減少入射到觸控顯示裝置6之入射光L2的反射，其中，該偏光層3為一圓偏振片，為圓偏振片之該偏光層3除包含一線偏振片35之外，復包含一四分之一波長延遲片36。

觸控顯示裝置6的出射光L1，由下而上通過偏光層3之線偏振片35、以及晶體層2，而轉變為一圓偏振光或一橢圓偏振光的出射光L1並予以射出，可增加出射光L1之可視度；在此，由於晶體層2係採用雙折射晶體玻璃而具有波長相延遲的特性，因而晶體層2可替代一四分之一波長延遲片，換言之，於該晶體層2與該線偏振片35之間無須具有如習知技術之一四分之一波長延遲片。

晶體層2，該晶體層2係採用雙折射晶體玻璃而具有波長相延遲的特性，可隨晶軸軸向角度而產生相延遲效果變化，由於晶體層2對 於經過線偏振片35之為線偏光的出射光L1具有相位延遲的特性，因而晶體層2可替代一四分之一波長延遲片，並讓穿過該晶體層2的出射光L1具有四分之一波長之相延遲，且可將為線偏光的出射光L1轉變成為圓偏光或為橢圓偏光的出射光L1並予以射出。

偏光層3，該偏光層3除包含一線偏振片35之外，復可包含一四分之一波長延遲片36，在此，該線偏振片35係位於晶體層2與該四分之一波長延遲片36之間，且入射觸控顯示裝置6的入射光L2，於通過該線偏振片35與該四分之一波長延遲片36後，將轉變為一圓偏振光或一橢圓偏振光，並將於Y極透明導電膜(ITO)340之反射介面3401產生出反射光L3，而反射光L3先通過該四分之一波長延遲片36而成為偏光方向與該線偏振片35起偏方向垂直的線偏光，因而無法通過該線偏振片35，藉此，可降低反射光L3之強度，而具有抗反射之功能。

換言之，配合設置於線偏振片35之一面的四分之一波長延遲片36，使入射觸控顯示裝置6的入射光L2，依序通過該線偏振片35與該四分之一波長延遲片36後，將轉變為圓偏光或橢圓偏光，由於為圓偏光或為橢圓偏光的入射光L2被觸控顯示裝置6內的反射介面3401反射後所產生出之反射光L3的旋轉方向會與入射光L2相反，而反射光L3通過四分之一波長延遲片36後變成偏振方向與線偏振片35起偏方向垂直的線偏光而無法通過線偏振片35，因此，可減少反射光的射出量，降低對觸控顯示裝置6本身出射光L1的干擾，而可提升於強光環境下的可視性。

於本實施例中，偏光轉換機制1係應用於觸控顯示裝置6，而觸控顯示裝置6為內嵌式(In-Cell)頂部發光有機發光二極體OLED觸控顯示裝置，然，對於外掛式(Out-Cell)OLED觸控顯示裝置、內嵌式(In-Cell)OLED觸控顯示裝而言，其理相同、類似於本實施例中所述之，是故，在此不再贅述；又，雖偏光轉換機制1係應用於觸控顯示裝置6，然，對於偏光轉換機制1係應用於OLED顯示裝置而言，其理相同、類似於本實施例中所述之，是故，在此不再贅述。

第8圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第7圖中之本發明之偏光轉換機制的實施例以進行偏光轉換方法的流程步驟。如第8圖中所 示之，首先，於步驟51，準備具有頂部發光OLED顯示模組30、觸控模組34的觸控顯示裝置6，其中，該觸控模組34係位於頂部發光OLED顯示模組30之下，並進到步驟52。

於步驟52，於觸控顯示裝置6之觸控模組34上，設置具有晶體層2、以及偏光層3的偏光轉換機制1，其中，偏光層3係包含一線偏振片35、以及一四分之一波長延遲片36。

第9圖為一示意圖，用以顯示說明本發明之偏光轉換機制的另一實施例的架構、以及運作情況。如第9圖中所示之，本發明之偏光轉換機制1係包含晶體層2、以及偏光層3，在此，該偏光轉換機制1係可應用於觸控顯示裝置7，例如，內嵌式(In-Cell)頂部發光有機發光二極體OLED觸控顯示裝置。

觸控顯示裝置7係包含一頂部發光有機發光二極體(OLED)顯示模組30、一觸控模組34、以及偏光轉換機制1，其中，頂部發光OLED顯示模組30由上而下係包含一薄膜電晶體電路300、一OLED層302、一反射層304以及一基板306；位於頂部發光OLED顯示模組30之下的觸控模組34(由上至下)則包含一Y極透明導電膜(ITO)340、一絕緣層342以及一X極透明導電膜344；覆蓋觸控模組34的偏光轉換機制1係包含晶體層2、以及偏光層3，其中，該偏光層3為一線偏振片37。

觸控顯示裝置7的出射光L1，由下而上通過為線偏振片37的偏光層3、以及晶體層2，而轉變為一圓偏振光或一橢圓偏振光的出射光L1並予以射出，可增加出射光L1之可視度；在此，由於晶體層2係採用雙折射晶體玻璃而具有波長相延遲片的特性，因而晶體層2可替代一四分之一波長延遲片，換言之，於該晶體層2與該線偏振片37之間無須具有如習知技術之一四分之一波長延遲片。

晶體層2，該晶體層2係採用雙折射晶體玻璃而具有波長相延遲的特性，可隨晶軸軸向角度而產生相延遲效果變化，由於晶體層2對於經過線偏振片37之為線偏光的出射光L1具有相位延遲的特性，因而晶體層2可替代一四分之一波長延遲片，並讓穿過該晶體層2的出射光L1具有四分之一波長之相延遲，且可將為線偏光的出射光L1轉變成為圓偏光或 為橢圓偏光的出射光L1並予以射出。

於本實施例中，偏光轉換機制1係應用於觸控顯示裝置7，而觸控顯示裝置7為內嵌式(In-Cell)頂部發光有機發光二極體OLED觸控顯示裝置，然，對於外掛式(Out-Cell)OLED觸控顯示裝置、內嵌式(In-Cell)OLED觸控顯示裝而言，其理相同、類似於本實施例中所述之，是故，在此不再贅述；又，雖偏光轉換機制1係應用於觸控顯示裝置7，然，對於偏光轉換機制1係應用於OLED顯示裝置而言，其理相同、類似於本實施例中所述之，是故，在此不再贅述。

第10圖為一流程圖，用以顯示說明利用如第9圖中之本發明之偏光轉換機制的實施例以進行偏光轉換方法的流程步驟。如第10圖中所示之，首先，於步驟61，準備具有頂部發光OLED顯示模組30、觸控模組34的觸控顯示裝置7，其中，該觸控模組34係位於頂部發光OLED顯示模組30之下，並進到步驟62。

於步驟62，於觸控顯示裝置7之觸控模組34上，設置具有晶體層2、以及偏光層3的偏光轉換機制1，其中，偏光層3為為一線偏振片37。

綜合以上之實施例，我們可得到本發明之一種偏光轉換機制及方法，係適用於顯示裝置及/或觸控顯示裝置環境中，晶體層係採用雙折射晶體玻璃，可隨晶軸軸向角度而產生相位延遲效果變化，由於晶體層對於線偏光具有相位延遲的特性，因而晶體層可替代一四分之一波長延遲片、且將線偏光轉變成圓偏光或橢圓偏光並出射；顯示裝置及/或觸控顯示裝置之顯示模組的出射光，由上而下通過具有線偏振片功能之偏光層、以及晶體層，而轉變為一圓偏振光或一橢圓偏振光並予以出射。本發明之偏光轉換機制及方法，由於使用雙折射晶體玻璃的晶體層，因而能減少膜層設置之數量，進而減薄顯示裝置及/或觸控顯示裝置之厚度，降低成本支出，而透過晶體軸向角度與線偏光片偏光方向的控制，可製造出在偏光視窗下，不隨顯示裝置垂直或水平擺放方向改變而造成顯示亮度變化的顯示裝置及/或觸控顯示裝置之玻璃視窗顯示。本發明之偏光轉換機制及方法包含以下優點：

1.提供一種適用於顯示裝置及/或觸控顯示裝置環境的偏光轉換機制及方法，晶體層係採用雙折射晶體玻璃，可隨晶軸軸向角度而產生相位延遲效果變化，由於晶體層對於線偏光具有相位延遲的特性，因而晶體層可替代一四分之一波長延遲片、且將線偏光轉變成圓偏光或橢圓偏光並出射，而透過晶體軸向角度與線偏光片偏光方向的控制，可製造出在偏光視窗下，不隨顯示裝置垂直或水平擺放方向改變而造成顯示亮度變化的顯示裝置及/或觸控顯示裝置之玻璃視窗顯示。

2.可無須利用四分之一波長延遲膜，而是利用晶體層使線偏光轉成圓偏光或橢圓偏光，可使用結構簡單之偏光片，使螢幕厚度降低且減少使用價格高昂的偏光片，透過晶體軸向角度與線偏光片偏光方向的控制，可製造出在偏光視窗下，不隨顯示裝置垂直或水平擺放方向改變而造成顯示亮度變化的玻璃視窗顯示。

3.顯示裝置及/或觸控顯示裝置之顯示模組的出射光，由上而下通過具有線偏光片功能之偏光層、以及晶體層，而轉變為一圓偏振光或一橢圓偏振光並予以出射，由於使用雙折射晶體玻璃的晶體層，因而能減少膜層設置之數量，進而減薄顯示裝置及/或觸控顯示裝置之厚度，降低成本支出，而透過晶體軸向角度與線偏光片偏光方向的控制，可製造出不隨顯示裝置擺放方向的改變而造成顯示亮度變化的顯示裝置及/或觸控顯示裝置之玻璃視窗顯示。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之專利範圍內。

11、12‧‧‧步驟

Claims (13)

1. 一種偏光轉換機制，係適用於顯示裝置及/或觸控顯示裝置環境中，包含：晶體層，該晶體層係採用雙折射晶體玻璃，可隨晶軸軸向角度而產生相延遲效果變化；以及偏光層，該偏光層至少具有一線偏振片，該顯示裝置及/或該觸控顯示裝置之顯示模組的出射光，依序通過該偏光層的該線偏振片、以及該晶體層，而轉變為一圓偏振光或為一橢圓偏振光的出射光並予以射出，其中，該晶體層與該偏光層係位於該顯示裝置及/或該觸控顯示裝置中，並位於該顯示裝置及/或該觸控顯示裝置之該顯示模組之上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之偏光轉換機制，其中，該晶體層對於線偏光具有波長相位延遲的特性，並讓穿過該晶體層的該出射光具有波長之相延遲。
3. 如申請專利範圍第1項所述之偏光轉換機制，其中該晶體層位於該顯示裝置及/或該觸控顯示裝置的最外側，該雙折射晶體玻璃具有提升硬度及耐磨防刮的特性，該偏光層除具有該線偏振片之外，復包含一四分之一波長延遲片，該線偏振片係位於該晶體層與該四分之一波長延遲片之間，該顯示裝置及/或該觸控顯示裝置的出射光依序通過該四分之一波長延遲片、線偏振片與晶體層後，將轉變為一圓偏振光或一橢圓偏振光。
4. 如申請專利範圍第1項所述之偏光轉換機制，其中，該觸控顯示裝置為Out-Cell LCD觸控顯示裝置、In-Cell LCD觸控顯示裝置、On-Cell LCD觸控顯示裝置、In-Cell/On-Cell hybrid LCD觸控顯示裝置、Out-Cell OLED觸控顯示裝置、On-Cell OLED觸控顯示裝置、In-Cell OLED觸控顯示裝置的其中之 一。
5. 如申請專利範圍第1項所述之偏光轉換機制，其中，該晶體層使用具特定軸向且△n=n _e -n _o ≠0 之雙折射晶體玻璃當作玻璃透光視窗，而晶體層之厚度係為大於100倍的透光波長。
6. 如申請專利範圍第5項所述之偏光轉換機制，其中，該雙折射晶體玻璃為一藍寶石玻璃層或一石英玻璃層，該藍寶石玻璃層之晶體軸向為C軸、M軸、A軸、R軸的其中之一，該石英玻璃使用左旋結構、右旋結構之C軸晶面。
7. 一種偏光轉換方法，係適用於顯示裝置及/或觸控顯示裝置環境中，包含以下程序：準備具有顯示模組的顯示裝置，及/或，具有觸控/顯示模組的觸控顯示裝置；以及於該顯示裝置之該顯示模組上，及/或，該觸控顯示裝置的該觸控/顯示模組上，設置具有晶體層、以及偏光層的偏光轉換機制；其中，該晶體層係採用雙折射晶體玻璃，可隨晶軸軸向角度而產生相延遲效果變化，該偏光層至少具有一線偏振片，該顯示裝置及/或該觸控顯示裝置之該顯示模組的出射光，依序通過該偏光層的該線偏振片、以及該晶體層，而轉變為一圓偏振光或為一橢圓偏振光的出射光並予以射出。
8. 如申請專利範圍第7項所述之偏光轉換方法，該晶體層與該偏光層係位於該顯示裝置及/或該觸控顯示裝置中，並位於該顯示裝置及/或該觸控顯示裝置之該顯示模組之上。
9. 如申請專利範圍第8項所述之偏光轉換方法，其中，該晶體層對於線偏 光具有相位延遲的特性，並讓穿過該晶體層的該出射光具有波長之相延遲。
10. 如申請專利範圍第8項所述之偏光轉換方法，其中該晶體層位於該顯示裝置及/或該觸控顯示裝置的最外側，該雙折射晶體玻璃具有提升硬度及耐磨防刮的特性，該偏光層除具有該線偏振片之外，復包含一四分之一波長延遲片，該線偏振片係位於該晶體層與該四分之一波長延遲片之間，該顯示裝置及/或該觸控顯示裝置的出射光依序通過該四分之一波長延遲片、線偏振片與晶體層後，將轉變為一圓偏振光或一橢圓偏振光。
11. 如申請專利範圍第8項所述之偏光轉換方法，其中，該觸控顯示裝置為Out-Cell LCD觸控顯示裝置、In-Cell LCD觸控顯示裝置、On-Cell LCD觸控顯示裝置、In-Cell/On-Cell hybrid LCD觸控顯示裝置、Out-Cell OLED觸控顯示裝置、On-Cell OLED觸控顯示裝置、In-Cell OLED觸控顯示裝置的其中之一。
12. 如申請專利範圍第7項所述之偏光轉換方法，其中，該晶體層使用具特定軸向且△n=n _e -n _o ≠0 之雙折射晶體玻璃當作玻璃透光視窗，而晶體層之厚度係為大於100倍的透光波長。
13. 如申請專利範圍第12項所述之偏光轉換方法，其中，該雙折射晶體玻璃為一藍寶石玻璃層或一石英玻璃層，該藍寶石玻璃層之晶體軸向為C軸、M軸、A軸、R軸的其中之一，該石英玻璃使用左旋結構、右旋結構之C軸晶面。