TWI475283B - A device with a three - dimensional image display with touch function - Google Patents
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Description
本發明一種具觸控功能三次元影像顯示之裝置，主要係針對採用電氣式觸控面板之習知可2D與3D影像切換之觸控螢幕，對於其結構所造成整體厚度過厚之缺失，透過將電氣式觸控面板與液晶視差光柵之整合，可減少整體結構之厚度，達到厚度薄化之目的。
中華民國專利申請案號：098114174中，已揭露一可2D與3D影像切換之觸控螢幕，如圖1所示，該可2D與3D影像切換之觸控螢幕10，主要係由一平面顯示器100、一可2D與3D影像切換之液晶視差光柵裝置200、及一觸控面板300所構成。該平面顯示器100，係可顯示一二次元影像與一多視景合成影像(未示於圖上，簡稱3D影像)，該液晶視差光柵200，係可分離該多視景合成影像，達到顯示三次元影像之目的。另外，該觸控面板300，係可檢測手指碰觸螢幕之位置，達到手勢輸入之目的。
其中，該平面顯示器100，係可為一般之液晶顯示器、電漿顯示器或OLED顯示器等平面顯示器所構成，可顯示一2D影像或一3D影像(未示於圖上)。
該液晶視差光柵裝置200，係可由一般液晶面板所構成，根據光柵電極層設計之不同，對於顯示3D影像之方向上，可區分為單方向顯示(可參閱中華民國專利申請案號：098145946)、雙方向顯示(可參閱中華民國專利申請案號：
099100423、099108528、099127429、099128602)。
如圖2所示，係為具單方向顯示功能液晶視差光柵之示意圖。該液晶視差光柵裝置210，主要係由上、下偏光片211、219兩透明基板(如玻璃)212、218、一共電極層213、一光柵電極層216、兩配向膜層214、一液晶分子層215等元件所構成。該共電極層213與光柵電極層216，係由氧化銦錫層(Indium Tin Oxide，ITO)所構成之透明導電極。該光柵電極層216上，所裝置之電極結構217，係可為垂直條狀式視差光柵、傾斜條狀式視差光柵、或傾斜格狀式視差光柵等光柵結構。對於該液晶視差光柵210，因其具有單一光柵電極層216之特徵，以下泛稱具單一光柵電極液晶視差光柵裝置。
如圖3所示，係為具雙方向顯示功能液晶視差光柵之示意圖。該液晶視差光柵裝置230，主要係由一上偏光片231、一上透明基材(如玻璃)232、一上共電極層233、一上絕緣層234、一上光柵電極層235、一上配向膜層236、一液晶分子層237、一下配向膜層238、一下光柵電極層239、一下絕緣層240、一下共電極層241、一下透明基材(如玻璃)242、及一下偏光片243所構成。對於該液晶視差光柵230，因其具有雙光柵電極層235、239之特徵，以下泛稱具雙光柵電極液晶視差光柵裝置。當然，如前述所提之中華民國專利申請案號：098145946，該液晶視差光柵裝置230，亦可達到全畫面解析度顯示3D影像之功效。
上述兩種液晶視差光柵210、230之結構中，該兩透明基板212、218、232、242係為最厚之結構。一般，常用單
一透明基板(如玻璃)之厚度，約在0.3~1.1mm；該偏光片211、219、231、243之厚度，約在0.2mm。
該觸控面板300，係可為一般電氣式觸控面板(如電阻式或電容式觸控面板)、光學式觸控面板(如紅外線式觸控面板)、或超音波式觸控面板。以下，以電氣式觸控面板為對象，說明該2D與3D影像切換之觸控螢幕之構成與缺失。
如圖4所示，係習知電氣式觸控面板構成之示意圖。該電氣式觸控面板300，主要係由一電氣遮蔽透明電極層301(如由ITO所構成)、一透明基材302(如由玻璃所構成，其厚度一般為0.5~0.7mm)、一可檢測2D位置之檢測層(如由單層、或雙層ITO所構成)303、與一透明保護層304(如由硬化處理之二氧化矽所構成，其厚度一般為0.2mm)所構成，提供手部觸控操作之輸入。該電氣式觸控面板300更細部之構造與作用，可參閱U.S.Pat.No.：US2010/0156846 A1、US2010/0214247 A1。
是以，對於該可2D與3D影像切換之觸控螢幕10之整體構成，即如圖5所示。該平面螢幕100與該液晶視差光柵200之間、以及該液晶視差光柵200與該電氣式觸控面板300之間，係裝置有一透明固定材(如光學膠)401、402，可緊密結合與固定該平面螢幕100、該液晶視差光柵200及該電氣式觸控面板300。如此層層疊加之構造，會造成整體厚度太厚，不利於現有講究輕薄短小個人攜帶式裝置(如相機、行動電話)之整合使用。
本發明一種具觸控功能三次元影像顯示之裝置，主要係針對採用電氣式觸控面板之習知可2D與3D影像切換之觸控螢幕，對於其結構所造成整體厚度過厚之缺失，透過將電氣式觸控面板與液晶視差光柵之整合，可減少整體結構之厚度，達到厚度薄化之目的。
如圖6所示，係本發明實施例一構成之示意圖。本發明一種具觸控功能三次元影像顯示之裝置，主要結構由下而上，係為一觸控光柵之裝置500、一平面顯示器100、與一透明固定材401所構成。該觸控光柵之裝置500，主要係由一偏光片219、一透明基材218、一透明光柵電極層216、兩配向膜層214、一液晶層215、一透明共電極層213(或301)、一透明基材212(或302)、一可檢測2D位置之檢測層303、一透明保護層304、與一偏光片211所構成。亦即，該觸控光柵裝置500之構成，主要係整合一具單一光柵電極液晶視差光柵裝置與一電氣式觸控面板，透過共用一共電極層與一透明基材之方法，達到縮減厚度及之目的。換言之，該主要之關鍵，系利用該電氣式觸控面板之電氣遮蔽透明電極層301，以當作該液晶視差光柵之共電極層213，並將該液晶視差光柵之偏光片211移至最上層，以減少一層透明基材之厚度(如0.3~0.7mm)。另外，由於該之結構，亦可減少一層固定材402之厚度(如0.1~0.2mm)。是以，可以達到整體厚度薄化之目的。另外，
根據中華民國專利申請案號：098138470所述之一種視差光柵組裝定位之方法，可於該觸控光柵裝置500上之適當(如該透明基材302)，裝置多數個中心對位標記(未示於圖上)，以達精密組裝該觸控光柵之裝置500與該平面顯示器100之目的。
如圖7所示，係本發明實施例二構成之示意圖。本發明一種具觸控功能三次元影像顯示之裝置，主要係由一觸控光柵之裝置600、一平面顯示器100、與一透明固定材401所構成。該觸控光柵之裝置600，主要係由一偏光片243、一透明基材(如玻璃)242、一透明共電極層241、一絕緣層240、一透明光柵電極層239、一配向膜層238、一液晶分子層237、一配向膜層236、一透明光柵電極層235、一絕緣層234、一透明共電極層233(或301)、一透明基材232(或302)、一可檢測2D位置之檢測層303、一透明保護層304、與一偏光片231所構成。亦即，該觸控光柵裝置600之構成，主要係整合一具雙光柵電極液晶視差光柵裝置與一電氣式觸控面板，透過共用一共電極層與一透明基材之方法，達到縮減厚度及之目的。換言之，該主要之關鍵，系利用該電氣式觸控面板之電氣遮蔽透明電極層301，以當作該液晶視差光柵之共電極層233，並將該液晶視差光柵之偏光片231移至最上層，以減少一層透明基材之厚度。是以，可以達到整體厚度薄化之目的。另外，根據中華民國專利申請案號：098138470所述之一種視差光柵組
裝定位之方法，可於該觸控光柵裝置600上之適當(如該透明基材302)，裝置多數個中心對位標記(未示於圖上)，以達精密組裝該觸控光柵之裝置600與該平面顯示器100之目的。
如圖8所示，係本發明實施例三構成之示意圖。本發明一種具觸控功能三次元影像顯示之裝置，主要係由一觸控光柵之裝置700、一平面顯示器100、與一透明固定材401所構成。對於該觸控光柵裝置700之構成，主要係由一透明保護層701、一光柵印刷層702、一電氣遮蔽透明電極層301、一透明基材302、一可檢測2D位置之檢測層303、與一保護層304所構成。該主要之關鍵，如中華民國專利申請案號：098133590所述一種3D視差光柵複製生產之方法，係可透過微影之技術，於該電氣式觸控面板之電氣遮蔽透明電極層301上，直接印製一固定之光柵結構(即不具有2D與3D影像切換之功能)，以構成一光柵印刷層702，並於該光柵印刷層上，再裝置一透明之保護層701，以保護該光柵印刷層。以下，稱該光柵印刷層與該透明之保護層為印刷視差光柵裝置。是以，可以達到對整體厚大幅度薄化之目的。
雖然，本實施例無法提供2D與3D影像切換之功效，但對於時下如行動電話、數位相機、數位像框、平板電腦(Tablet PC)等可攜式裝置(Portable Device)，其所使用顯示器螢幕之解析度，具有高解析度化之趨勢，實施例一、
二之方法，於實際之生產上，會產生相對高的製造成本。例如，當其R、G、B之畫素寬度，係低於0.1mm時，且最佳觀賞距離係限制為30CM以下時，實施例一、二中透明基材(如玻璃)之厚度，需薄化至0.1~0.2mm。是以，容易於生產過程中，產生破裂之現象，最終導致製造成本之提高。該厚度之計算，可參閱中華民國專利申請案號：098128986。另外，根據中華民國專利申請案號：098138470所述之一種視差光柵組裝定位之方法，可於該觸控光柵裝置700上之適當(如該透明基材302)，裝置多數個中心對位標記(未示於圖上)，以達為精密組裝該觸控光柵之裝置700與該平面顯示器20之目的。
綜上所述，本發明一種具觸控功能三次元影像顯示改良之裝置，主要係針對採用電氣式觸控面板之習知可2D與3D影像切換之觸控螢幕，對於其結構所造成整體厚度過厚之缺失，透過將電氣式觸控面板與液晶視差光柵之整合，可減少整體結構之厚度，達到整體厚度薄化之目的。
10‧‧‧可2D與3D影像切換之觸控螢幕
100‧‧‧平面顯示器
200‧‧‧可2D與3D影像切換之液晶視差光柵
210、230‧‧‧液晶視差光柵裝置
211、219、231、243‧‧‧偏光片
212、218、232、242‧‧‧透明基材
213、233、241‧‧‧共電極層
214、236、238‧‧‧配向膜層
215、237‧‧‧液晶分子層
216、235、239‧‧‧光柵電極層
217‧‧‧電極結構
234、240‧‧‧絕緣層
300‧‧‧電氣式觸控面板
301‧‧‧電氣遮蔽透明電極層
302‧‧‧透明基材
303‧‧‧可檢測2D位置之檢測層
304‧‧‧透明保護層
401、402‧‧‧透明固定材
500、600、700‧‧‧觸控光柵之裝置
701‧‧‧透明保護層
702‧‧‧光柵印刷層
圖1所示，係可2D與3D影像切換觸控螢幕構成之示意圖。
圖2所示，係液晶視差光柵構成之示意圖。
圖3所示，係具單一光柵電極液晶視差光柵裝置之示意圖。
圖4所示，係具雙光柵電極液晶視差光柵裝置之示意圖。
圖5所示，係可2D與3D影像切換觸控螢幕構成之示意圖。
圖6所示，係本發明實施例一構成之示意圖。
圖7所示，係本發明實施例二構成之示意圖。
圖8所示，係本發明實施例三構成之示意圖。
100‧‧‧平面顯示器
211、219‧‧‧偏光片
212、218、302‧‧‧透明基材
213、301‧‧‧電氣遮蔽透明電極層
214‧‧‧配向膜層
215‧‧‧液晶分子層
216‧‧‧光柵電極層
217‧‧‧電極結構
303‧‧‧可檢測2D位置之檢測層
304‧‧‧透明保護層
401‧‧‧透明固定材
500‧‧‧觸控光柵之裝置
Claims (1)
- 一種具觸控功能三次元影像顯示之裝置，主要係由下列元件所構成：一平面顯示器，係可顯示一二次元影像與一多視景合成影像；一觸控光柵之裝置，係可提供觸控與三次元影像顯示之功能，該觸控光柵之裝置結構由下而上，係為一偏光片、一透明基材、一透明共電極層、一絕緣層、一透明光柵電極層、一配向膜、一液晶分子層、一配向膜層、一透明光柵電極層、一絕緣層、一透明共電極層、一透明基材、一可檢測2D位置之檢測層、一透明保護層與一偏光片所構成；以及一透明固定材，係用以固定該平面顯示器與觸控光柵之裝置。
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