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顯示裝置與液晶遮光面板.pdf

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顯示裝置 液晶 遮光 面板
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摘要
申請專利號:

CN201110040504.2

申請日:

2011.02.18

公開號:

CN102645794B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||著錄事項變更IPC(主分類):G02F 1/1343變更事項:申請人變更前:奇美電子股份有限公司變更后:群創光電股份有限公司變更事項:地址變更前:中國臺灣苗栗縣變更后:中國臺灣新竹科學工業園區變更事項:申請人變更前:群康科技(深圳)有限公司變更后:群康科技(深圳)有限公司|||實質審查的生效IPC(主分類):G02F 1/1343申請日:20110218|||公開
IPC分類號: G02F1/1343; G02F1/1333; G02F1/1335; G02B27/26; H01L27/32; H01J17/49(2012.01)I; G06F3/041 主分類號: G02F1/1343
申請人: 群創光電股份有限公司; 群康科技(深圳)有限公司
發明人: 翁贊博
地址: 中國臺灣新竹科學工業園區
優先權:
專利代理機構: 北京市柳沈律師事務所 11105 代理人: 陳小雯
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201110040504.2

授權公告號:

102645794B|||||||||

法律狀態公告日:

2015.01.28|||2015.01.21|||2012.10.03|||2012.08.22

法律狀態類型:

授權|||著錄事項變更|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開一種顯示裝置與液晶遮光面板,該液晶遮光面板包括一第一基板、一第二基板以及一液晶層。第一基板的內表面上配置有一圖案化電極層。圖案化電極層具有交錯配置的多個第一電極與多個第二電極。第二基板的內表面上疊置有一共用電極層與一觸控電極層。液晶層配置于第一基板的內表面與第二基板的內表面之間。此液晶遮光面板可搭配顯示模塊而顯示立體影像并可觸控。

權利要求書

1.一種顯示裝置,包括:
顯示模塊;
液晶遮光面板,配置于該顯示模塊上,該液晶遮光面板包括:
第一基板,該第一基板的內表面上配置有一圖案化電極層,其中該圖案
化電極層具有交錯配置的多個第一電極與多個第二電極;
第二基板,該第二基板的內表面上疊置有一共用電極層與一觸控電極
層;以及
液晶層,配置于該第一基板的內表面與該第二基板的內表面之間。
2.如權利要求1所述的顯示裝置,其中該共用電極層位于該第二基板的
內表面與該觸控電極層之間。
3.如權利要求1所述的顯示裝置,其中該觸控電極層位于該第二基板的
內表面與該共用電極層之間。
4.如權利要求1所述的顯示裝置,其中該觸控電極層包括:
多個第一感測墊;
多個第二感測墊;
多個第一連接線,其中各該第一連接線連接相鄰的兩個該些第一感測
墊;
多個第二連接線,其中各該第二連接線連接相鄰的兩個該些第二感測
墊,且各該第一連接線與該些第二連接線其中之一交錯;以及
多個絕緣墊,配置于該些第一連接線與該些第二連接線的交錯處,以使
該些第一連接線與該些第二連接線絕緣。
5.如權利要求4所述的顯示裝置,其中該共用電極層具有多個挖空區,
各該挖空區的位置與形狀對應該些第一感測墊其中之一或該些第二感測墊
其中之一。
6.如權利要求1所述的顯示裝置,其中該顯示模塊為液晶顯示模塊、有
機電激發光顯示模塊或等離子體顯示模塊。
7.如權利要求1所述的顯示裝置,其中該液晶遮光面板還包括二偏振片,
分別配置于該第一基板的外表面與該第二基板的外表面。
8.一種液晶遮光面板,包括:
第一基板,該第一基板的內表面上配置有一圖案化電極層,其中該圖案
化電極層具有交錯配置的多個第一電極與多個第二電極;
第二基板,該第二基板的內表面上疊置有一共用電極層與一觸控電極
層;以及
液晶層,配置于該第一基板的內表面與該第二基板的內表面之間。
9.如權利要求8所述的液晶遮光面板,其中該共用電極層位于該第二基
板的內表面與該觸控電極層之間。
10.如權利要求8所述的液晶遮光面板,其中該觸控電極層位于該第二基
板的內表面與該共用電極層之間。
11.如權利要求8所述的液晶遮光面板,其中該觸控電極層包括:
多個第一感測墊;
多個第二感測墊;
多個第一連接線,其中各該第一連接線連接相鄰的兩個該些第一感測
墊;
多個第二連接線,其中各該第二連接線連接相鄰的兩個該些第二感測
墊,且各該第一連接線與該些第二連接線其中之一交錯;以及
多個絕緣墊,配置于該些第一連接線與該些第二連接線的交錯處,以使
該些第一連接線與該些第二連接線絕緣。
12.如權利要求11所述的液晶遮光面板,其中該共用電極層具有多個挖
空區,各該挖空區的位置與形狀對應該些第一感測墊其中之一或該些第二感
測墊其中之一。
13.如權利要求8所述的液晶遮光面板,還包括二偏振片,分別配置于該
第一基板的外表面與該第二基板的外表面。

說明書

顯示裝置與液晶遮光面板

技術領域

本發明涉及一種顯示裝置與液晶遮光面板,且特別是涉及一種可顯示平
面與立體影像的觸控式顯示裝置及液晶遮光面板。

背景技術

在顯示技術的發展方面,除了追求輕薄短小以外,更希望能做到顯示立
體影像的目標。目前,立體顯示技術可大致分成使用者需戴特殊設計的眼鏡
或直接裸眼觀看等兩種方式。現在,戴眼鏡式立體顯示技術已經發展成熟,
并廣泛用到如軍事模擬或大型娛樂等某些特殊用途上,但戴眼鏡的不方便與
不舒適使得此類技術不易普及。因此,裸眼式立體顯示技術已逐漸發展并成
為新潮流。

在現有采用空間多工原理的立體影像顯示裝置中,是將顯示畫面間隔地
劃分為左右眼影像顯示區域,利用視差阻障元件(parallax?barrier)同時將影像
分別投向左右眼,以達到立體效果。然而,這種立體顯示裝置僅能用以顯示
立體影像,而無法在顯示立體影像的模式與顯示平面影像的模式之間作切
換。

此外,隨著資訊技術、無線通訊及資訊家電的快速發展與廣泛應用,許
多資訊產品的操作界面已由傳統的鍵盤或鼠標改為使用觸控面板作為輸入
裝置。為了因應使用者對于觸控功能的需求,思考如何將觸控功能結合至立
體影像顯示裝置中,將是重要的課題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種顯示裝置,以可顯示立體影像并可觸控。

本發明另一目的在于提供一種液晶遮光面板,具有觸控功能。

為達上述目的,本發明的液晶遮光面板包括一第一基板、一第二基板以
及一液晶層。第一基板的內表面上配置有一圖案化電極層。圖案化電極層具
有交錯配置的多個第一電極與多個第二電極。第二基板的內表面上疊置有一
共用電極層與一觸控電極層。液晶層配置于第一基板的內表面與第二基板的
內表面之間。

本發明的顯示裝置包括一顯示模塊與配置于顯示模塊上的前述的液晶
遮光面板。

在本發明的一實施例中,共用電極層位于第二基板的內表面與觸控電極
層之間。

在本發明的一實施例中,觸控電極層位于第二基板的內表面與共用電極
層之間。

在本發明的一實施例中,觸控電極層包括多個第一感測墊、多個第二感
測墊、多個第一連接線、多個第二連接線及多個絕緣墊。各第一連接線連接
相鄰的兩個第一感測墊。各第二連接線連接相鄰的兩個第二感測墊。絕緣墊
配置于第一連接線與第二連接線的交錯處以使兩者絕緣。此外,共用電極層
例如具有多個挖空區,各挖空區的位置與形狀對應第一感測墊其中之一或第
二感測墊其中之一。

在本發明的一實施例中,顯示模塊為液晶顯示模塊、有機電激發光顯示
模塊或等離子體顯示模塊。

在本發明的一實施例中,液晶遮光面板更包括二偏振片,分別配置于第
一基板的外表面與第二基板的外表面。

基于上述,在本發明的顯示裝置與液晶遮光面板中,共用電極層與觸控
電極層都配置在液晶遮光面板的同一基板上,因此同時兼具立體影像顯示功
能與觸控功能。

為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,并配合
所附附圖作詳細說明如下。

附圖說明

圖1是本發明一實施例的顯示裝置的局部剖視圖;

圖2是用于說明圖1的顯示裝置的顯示機制;

圖3是用于與圖2共同說明圖1的顯示裝置的另一種顯示機制;

圖4是本發明另一實施例的液晶遮光面板的局部剖視圖;

圖5為圖1的圖案化電極層的上視示意圖;

圖6為本發明另一實施例的液晶遮光面板的觸控電極層與共用電極層的
上視示意圖;

圖7是圖6中沿I-I線的剖面示意圖;

圖8說明圖1的顯示裝置的驅動電路。

主要元件符號說明

40:處理器

50:顯示裝置

60:顯示模塊

62:第一像素

64:第二像素

70:顯示驅動電路

80:遮光控制系統

90:觸控系統

100、102:液晶遮光面板

110:第一基板

112:圖案化電極層

112A:第一電極

112B:第二電極

114:平坦層

120:第二基板

122、300:共用電極層

124、200:觸控電極層

126:絕緣層

130:液晶層

140:偏振片

R12、R16:不透光區

R14、R18:透光區

210:第一感測墊

220:第二感測墊

230:第一連接線

240:第二連接線

250:絕緣墊

310:挖空區

具體實施方式

圖1是本發明一實施例的顯示裝置的局部剖視圖。請參照圖1,本實施
例的顯示裝置50包括一顯示模塊60與配置于顯示模塊60上的一液晶遮光
面板100。液晶遮光面板100包括一第一基板110、一第二基板120以及一
液晶層130。第一基板110的內表面上配置有一圖案化電極層112。圖案化
電極層112具有交錯配置的多個第一電極112A與多個第二電極112B。第二
基板120的內表面上疊置有一共用電極層122與一觸控電極層124。液晶層
130配置于第一基板110的內表面與第二基板120的內表面之間。

圖2是用于說明圖1的顯示裝置的顯示機制。請參照圖1與圖2,顯示
模塊60具有交錯排列的多個第一像素62與多個第二像素64。在立體顯示模
式下,利用圖案化電極層112與共用電極層122而施加電場于液晶層130,
可讓液晶遮光面板100呈現局部區域不透光的狀態。此時,顯示模塊60的
第一像素62所呈現的左眼畫面會通過液晶遮光面板100的透光區而到達使
用者的左眼。另一方面,顯示模塊60的第二像素64所呈現的右眼畫面則會
通過液晶遮光面板100的透光區而到達使用者的右眼。因此,左眼畫面與右
眼畫面可在使用者的腦中建構成完整的立體影像。此外,通過第二基板120
上的觸控電極層124的作用,還可感測到使用者在液晶遮光面板100上的觸
控位置以及觸控位置的移動軌跡。

亦即是,本實施例的液晶遮光面板100不僅可應用在顯示裝置50中而
達成立體顯示的目的,還具有觸控功能。而且,將兩種功能所需的元件同時
整合在液晶遮光面板100中,可免除兩種功能由各自獨立的模塊提供時必須
將兩種模塊精確地對位的步驟,不僅節省制作工藝及材料成本,更大幅提升
了產品的良率與可靠度。

接著,請再參照圖1與圖2,圖2中的不透光區R12例如是由第一電極
112A與共用電極層122共同施加電場于液晶層130而產生,亦即不透光區
R12的分布位置是對應第一電極112A的分布位置。同時,第二電極112B與
共用電極層122之間則不存在電壓差而未施加電場于液晶層130,因此透光
區R14的分布位置是對應第二電極112B的分布位置。

請參照圖1與圖3,在另一種顯示方法中,接續在圖2的狀態之后,圖
3中由第二電極112B與共用電極層122共同施加電場于液晶層130而產生
不透光區R16,亦即不透光區R16的分布位置是對應第二電極112B的分布
位置。同時,第一電極112A與共用電極層122之間則不存在電壓差而未施
加電場于液晶層130,因此產生分布位置對應第一電極112A的分布位置的
透光區R18。此時,顯示模塊60的第一像素62所呈現的右眼畫面會通過液
晶遮光面板100的透光區而到達使用者的右眼。另一方面,顯示模塊60的
第二像素64所呈現的左眼畫面則會通過液晶遮光面板100的透光區而到達
使用者的左眼。因此,不論是在圖2或圖3的顯示狀態中,左眼畫面與右眼
畫面都可在使用者的腦中建構成完整的立體影像。只是,在圖2與圖3的顯
示狀態中,同一個像素是輪流用于顯示左眼畫面或右眼畫面。依照此方式,
可變換使用者在相鄰時序中所看到的左眼畫面與右眼畫面的位置,以提升使
用者所感受到的畫質。

在又另外一種顯示方法中,還可將同一幅左眼畫面依據位置的不同而切
割成兩個部分,并在相鄰的兩個時序中分別由第一像素62與第二像素64進
行顯示,且右眼畫面也可采用相同方式進行顯示。利用視覺暫留的效果,在
連續兩個時序后同樣可在使用者的腦中建構成完整的立體影像。雖然此方法
是在兩個時序才完成一幅完整畫面的呈現,但左眼畫面與右眼畫面的分辨率
會是前一種顯示方法的兩倍。

以上,舉例了數種本實施例的顯示裝置50顯示立體影像的方法,但本
實施例的顯示裝置50也可采用其他顯示立體影像的方法。另外,當顯示裝
置50僅用于呈現平面影像時,可控制讓液晶遮光面板100實質上整體呈現
透光狀態,使用者就可通過液晶遮光面板100而直接看到顯示模塊60所顯
示的平面影像。亦即是,本實施例的顯示裝置50可在顯示立體影像的模式
與顯示平面影像的模式之間切換。同時,液晶遮光面板100的觸控電極層124
依舊可提供顯示裝置50觸控的功能。此外,本實施例的顯示模塊60可以是
液晶顯示模塊、有機電激發光顯示模塊、等離子體顯示模塊或其他顯示模塊。

請參照圖1,本實施例的觸控電極層124是位于第二基板120的內表面
與共用電極層122之間。具體而言。觸控電極層124是先形成在第二基板120
的內表面上,接著覆蓋一絕緣層126于觸控電極層124上,然后在絕緣層126
上形成共用電極層122。觸控電極層124可經由穿過絕緣層126的導電孔(未
繪示)而與外界進行信號的傳輸。在圖4的實施例中,液晶遮光面板102的
共用電極層122則是位于第二基板120的內表面與觸控電極層124之間。在
未繪示的實施例中,還可將共用電極層與觸控電極層分別形成在第二基板的
內表面與外表面。

請再參照圖4,液晶遮光面板102還可包括兩個偏振片140,分別配置
于第一基板110的外表面與第二基板120的外表面。此外,圖案化電極層112
上還可覆蓋一平坦層114,而液晶層130與觸控電極層124之間以及液晶層
130與平坦層114之間也可選擇性地配置用于對液晶分子進行配向的配向層
(未繪示)。關于偏振片140的偏振方向的選擇以及配向層的配向方向的選
擇,應屬本發明的技術領域中具有通常知識者所熟知,在此并不贅述。

圖5為圖1的圖案化電極層的上視示意圖。請參照圖5,本實施例的多
個第一電極112A可彼此相連,而多個第二電極112B也可彼此相連,以利
于同時控制所有第一電極112A以及同時控制所有第二電極112B。

圖6為本發明另一實施例的液晶遮光面板的觸控電極層與共用電極層的
上視示意圖,而圖7是圖6中沿I-I線的剖面示意圖。請參照圖6,本實施例
的觸控電極層200是以電容式觸控電極層為例,但本發明的其他實施例的觸
控電極層也可以是電阻式觸控電極層或其他型態的觸控電極層。本實施例的
觸控電極層200包括多個第一感測墊210、多個第二感測墊220、多個第一
連接線230、多個第二連接線240及多個絕緣墊250。每個第一連接線230
連接相鄰的兩個第一感測墊210。每個第二連接線240連接相鄰的兩個第二
感測墊220。每個絕緣墊250配置于一個第一連接線230與一個第二連接線
240的交錯處以使兩者絕緣。當使用者的手指或是導電物體與接近或觸碰觸
控電極層200時,會在鄰近的第一感測墊210與第二感測墊220上產生不同
的電容值變化。此時,可以利用第一感測墊210的電容值變化與第二感測墊
220的電容值變化的比值進行內插運算,即可得到較為精確的使用者的手指
或是導電物體與接近或觸碰觸控電極層200的中心點位置。

請參照圖6與圖7,本實施例的共用電極層300例如具有多個挖空區310
(圖7中僅繪示一個挖空區)。每個挖空區310的位置與形狀對應一個第一
感測墊210或一個第二感測墊220。利用挖空區310與第一感測墊210或第
二感測墊220對應的設計,可減少觸控電極層200的電壓準位變化造成共用
電極層300的共用電位變化的機會,進而提升整體的顯示品質。另一方面,
在共用電極層300上形成挖空區310也可提高液晶遮光面板的光穿透率,進
而增加顯示模塊的整體亮度。此外,若觸控電極層200的電壓準位變化造成
共用電極層300的共用電位變化過大時,可短暫關閉觸控電極層200所提供
的觸控功能,或是短暫由立體顯示模式切換為平面顯示模式,以維持較佳的
顯示品質。

在挖空區310、第一感測墊210與第二感測墊220的尺寸選擇方面,可
參考下列公式來進行最佳化。

Imin=(Cf×V)/t,Rmax=V/I=(ρ×L)/Amin。

假設,使用者接觸第一感測墊210而造成電容值產生變化的時間t為
1×10-6秒,造成的電容值變化變化量Cf為5×10-11法拉,電容的電壓差V為
7伏特,可得通過第一感測墊210的最小電流Imin為3.5×10-4安培。接著,并
可推得感測走線的最大電阻值Rmax為20K歐姆。然后,將第一感測墊210
與第一連接線230所用的材料(例如是銦錫氧化物)的電阻系數4×10-3歐姆
-公分與使用者接觸的第一感測墊210至外部驅動電路之間的感測走線的長
度L=1×10-4公分代入公式,可得第一感測墊210的最小面積Amin是以0.8×10-8
平方公分為佳。依此方式,可獲得每個第一感測墊210與第二感測墊220的
較佳最小面積Amin,并得知適用于所有第一感測墊210與第二感測墊220的
較佳最小面積。另外,挖空區310的較佳最小面積也同時可得知,因為挖空
區310的位置與形狀對應第一感測墊210或第二感測墊220。然而,挖空區
310的面積也可能大于或小于第一感測墊210或第二感測墊220。以此方式,
可確保觸控電極層200具有較佳的感測靈敏度,同時兼顧共用電極層300的
阻抗夠小而省電。

圖8說明圖1的顯示裝置的驅動電路。請參照圖8,處理器40提供的影
像信號是經由顯示驅動電路70傳遞至顯示模塊60。顯示驅動電路70也經由
遮光控制系統80輸出控制信號給液晶遮光面板100,而傳遞至顯示模塊60
的影像信號與傳遞至液晶遮光面板100的控制信號是由顯示驅動電路70進
行同步。液晶遮光面板100的觸控電極層所感測到的感測信號經由觸控系統
90傳遞至處理器40,以便處理器40根據使用者或軟體的設定而將感測信號
轉換為感測標記,并將感測標記加入影像信號中而提供顯示模塊60進行顯
示。如此,使用者就可以從顯示模塊60所顯示的畫面中看到自己輸入的感
測標記。

綜上所述,在本發明的顯示裝置與液晶遮光面板中,液晶遮光面板不僅
可做為視差阻障元件而使顯示裝置顯示立體影像,液晶遮光面板還可提供觸
控功能,因為液晶遮光面板的共用電極層與觸控電極層都配置在同一基板
上。不僅如此,這樣的設計還可節省制作工藝及材料成本,更大幅提升了產
品的良率與可靠度。

雖然結合以上實施例揭露了本發明,然而其并非用以限定本發明,任何
所屬技術領域中熟悉此技術者,在不脫離本發明的精神和范圍內,可作些許
的更動與潤飾,故本發明的保護范圍應以附上的權利要求所界定的為準。

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