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TWI486835B - 觸控顯示裝置 - Google Patents

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TWI486835B
TWI486835B TW101147282A TW101147282A TWI486835B TW I486835 B TWI486835 B TW I486835B TW 101147282 A TW101147282 A TW 101147282A TW 101147282 A TW101147282 A TW 101147282A TW I486835 B TWI486835 B TW I486835B
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TW
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touch
layer
display device
image light
module
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Application number
TW101147282A
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English (en)
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TW201346672A (zh
Inventor
Syuan Ling Yang
Chih Jen Hu
Original Assignee
Htc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Htc Corp filed Critical Htc Corp
Publication of TW201346672A publication Critical patent/TW201346672A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI486835B publication Critical patent/TWI486835B/zh

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    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/13338—Input devices, e.g. touch panels
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    • G02—OPTICS
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Description

觸控顯示裝置
本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種觸控顯示裝置。
隨著資訊技術、無線行動通訊和資訊家電的快速發展與應用，為了達到攜帶更便利、體積更輕巧化以及操作更人性化的目的，許多資訊產品已由傳統之鍵盤或滑鼠等輸入裝置，轉變為採用觸控方式輸入。例如行動電子產品中的手機或平板電腦等，是觸控面板(Touch Panel)與顯示器結合而成的觸控顯示裝置(Touch Display Device)。
在行車或是運動時，為了降低外界光線對眼睛的影響，觸控顯示裝置的使用者可能會配戴偏光式太陽眼鏡觀看螢幕的顯示畫面。但因為非均勻相位差的原因，使用者會看到非均勻性彩紋。當橫向使用觸控顯示裝置時，影像光的偏振方向甚至可能與偏光式太陽眼鏡的偏振方向正交，導致使用者看到全黑的畫面。以上狀況皆會造成使用者的不便。
本發明提供一種觸控顯示裝置，利用其相位延遲保護層，即使使用者配戴偏光裝置也能觀賞到均勻而清楚的顯示畫面。
本發明提供一種觸控顯示裝置，利用其相位延遲平坦層，即使使用者配戴偏光裝置也能觀賞到均勻而清楚的顯示畫面。
本發明提出一種觸控顯示裝置，包括一顯示模組以及一觸控模組。觸控模組配置於顯示模組上方，且觸控模組包括一透明蓋板、一觸控電極層及一相位延遲保護層。顯示模組用以提供一影像光。觸控電極層配置在透明蓋板上，且介於顯示模組與透明蓋板之間。相位延遲保護層覆蓋在觸控電極層上，顯示模組提供的影像光的一偏振方向在通過相位延遲保護層之後改變。
在本發明之一實施例中，上述之相位延遲保護層為一1/4相位延遲保護層。
在本發明之一實施例中，上述之相位延遲保護層為一1/2相位延遲保護層，且此1/2相位延遲保護層的延遲主軸與影像光的一線偏振方向的夾角實質上為22.5度。
在本發明之一實施例中，上述之顯示模組為長方形，影像光的線偏振方向平行顯示模組的長邊。
在本發明之一實施例中，上述之觸控模組更包括一平坦層，配置於觸控電極層與透明蓋板之間。
在本發明之一實施例中，上述之平坦層為一相位延遲平坦層。
本發明提出一種觸控顯示裝置，包括一顯示模組以及一觸控模組。觸控模組配置於顯示模組上方，且觸控模組包括一透明蓋板、一觸控電極層及一相位延遲平坦層。顯 示模組用以提供一影像光。觸控電極層配置在透明蓋板上，且介於顯示模組與透明蓋板之間。相位延遲平坦層配置在觸控電極層與透明蓋板之間，顯示模組提供的影像光的一偏振方向在通過相位延遲平坦層之後改變。
在本發明之一實施例中，上述之顯示模組為長方形，影像光的線偏振方向平行顯示模組的長邊。
在本發明之一實施例中，上述之相位延遲平坦層為一1/4相位延遲保護層。
在本發明之一實施例中，上述之相位延遲平坦層為一1/2相位延遲保護層，且1/2相位延遲平坦層的延遲主軸與影像光的一線偏振方向的夾角實質上為22.5度。
在本發明之一實施例中，上述之觸控模組更包括一保護層，覆蓋在觸控電極層上。
基於上述，本發明的觸控顯示裝置利用相位延遲層，使影像光通過相位延遲層之後改變其偏振狀態，進而在使用者配戴偏光裝置時能觀賞到均勻而清楚的顯示畫面。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1是依照本發明之一實施例之觸控顯示裝置及影像光的偏振狀態的示意圖。請參考圖1，觸控顯示裝置100包括一顯示模組110以及一觸控模組170。觸控模組170配置於顯示模組110上方，且觸控模組170包括一透明蓋 板120、一觸控電極層130及一相位延遲保護層140。在本實施例中，觸控顯示裝置100例如是一智慧型手機或是一平板電腦，顯示模組110用以提供一影像光以呈現顯示畫面。觸控電極層130配置在透明蓋板120上，且介於顯示模組110與透明蓋板120之間。藉由觸控電極層130，使用者可採用觸控方式操作觸控顯示裝置100。相位延遲保護層140覆蓋在觸控電極層130上，可保護觸控電極層130。顯示模組110所提供的影像光穿過相位延遲保護層140、觸控電極層130及透明蓋板120後，可呈現顯示畫面供使用者觀看。在本實施例中，顯示模組110與觸控模組170乃是以黏合方式組裝在一起，然而在其他實施例中，顯示模組110與觸控模組170也可以是分開。
此外，觸控電極層130例如是由透明導電材料所形成的單層線路層。此導電透明材料例如為銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)、銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)、氧化鋁鋅(Al doped zinc oxide，AZO)或氧化銦(Indium Oxide)或上述之任意組合等。
請參考圖1，圖1中右邊的虛線框表示出影像光在虛線箭頭所指處的偏振狀態。如圖1中所繪示，顯示模組110提供的影像光的偏振方向在通過相位延遲保護層140之後會被改變。在本實施例中，相位延遲保護層140為一1/4相位延遲保護層140，而顯示模組110所提供的影像光的為線偏振光。如圖1中右邊的虛線框所表示，當影線光通過1/4相位延遲保護層140後，其偏振狀態會由線偏振轉 換為圓偏振。如此，當使用者配戴偏光裝置例如偏光式太陽眼鏡觀看觸控顯示裝置100時，來自觸控顯示裝置100的影像光的偏振狀態會是圓偏振而可以通過太陽眼鏡，故使用者不會因為影像光的偏振狀態影響到觀看的顯示畫面。
在本實施例中，觸控模組170可選擇性地更包括一平坦層150，配置於觸控電極層130與透明蓋板120之間。如圖1中所繪示，觸控顯示裝置100可包括一裝飾層160，配置於透明蓋板120上，且位在觸控顯示裝置100的四周圍而具有遮光與裝飾的效果。然而，觸控電極層130直接形成在具有裝飾層160而不平坦的透明蓋板120上，會增加製程難度而提高斷線發生的機率。因此，先以平坦層150覆蓋在裝飾層160上，可利於提高觸控電極層130的製程良率。
圖2A是依照本發明之另一實施例之觸控顯示裝置及影像光的偏振狀態的示意圖。在此必須說明的是，圖2A沿用圖1的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，於此不再重複贅述。圖2A的實施例與圖1的實施例的主要差別在於，在本實施例中，相位延遲保護層140a為一1/2相位延遲保護層。影像光通過相位延遲保護層140a後所產生的相位差與圖1的實施例不同，所以會造成不同的偏振狀態。
圖2B是2A的相位延遲保護層的延遲主軸與影像光的 線偏振方向的夾角示意圖。如圖2B中所繪示，在本實施例中，相位延遲保護層140a的延遲主軸A1與影像光的線偏振方向D1的夾角θ 1實質上為22.5度。此外，在本實施例中，顯示模組110為長方形，影像光的線偏振方向D1平行顯示模組110的長邊110a。換言之，相位延遲保護層140a的延遲主軸A1與顯示模組110的長邊110a的夾角實質上為22.5度。在本實施例中，是以相位延遲保護層140a的延遲主軸A1相對於影像光的線偏振方向D1是在順時針方向保持夾角θ 1為例，但本發明並不以此為限。相位延遲保護層140a的延遲主軸A1相對於影像光的線偏振方向D1也可以是在逆時針方向保持夾角θ 1，而兩者之間的夾角為22.5度。
請參考圖2A，圖2A中右邊的虛線框表示出影像光在虛線箭頭所指處的偏振狀態。在本實施例中，影像光是一線偏振光，當其通過相位延遲保護層140a後，線偏振方向D2與原本的線偏振方向D1的夾角θ 2為45度。換言之，線偏振方向D2與顯示模組110的長邊110a的夾角為45度。如此，當使用者配戴偏光式太陽眼鏡觀看觸控顯示裝置100a時，由觸控顯示裝置100a入射至太陽眼鏡的影像光的線偏振方向D2會與長邊110a(如圖2B所繪示)具有45度夾角，使用者可將觸控顯示裝置100a直式擺放來觀看，或是將觸控顯示裝置100a橫式擺放來觀看，都不會因為影像光的線偏振方向而無法觀看顯示畫面。
圖3是依照本發明之又一實施例之觸控顯示裝置及影 像光的偏振狀態的示意圖。請參考圖3，觸控顯示裝置200包括一顯示模組210以及一觸控模組270。觸控模組270配置於顯示模組210上方，且觸控模組270包括一透明蓋板220、一觸控電極層230及一相位延遲平坦層240。在本實施例中，觸控顯示裝置200例如是一智慧型手機或是一平板電腦，顯示模組210用以提供一影像光以呈現顯示畫面。觸控電極層230配置在透明蓋板220上，且介於顯示模組210與透明蓋板220之間。藉由觸控電極層230，使用者可採用觸控方式操作觸控顯示裝置200。相位延遲平坦層240配置在觸控電極層230與透明蓋板220之間。
請參考圖3，圖3中右邊的虛線框表示出影像光在虛線箭頭所指處的偏振狀態。如圖3中所繪示，顯示模組210提供的影像光的偏振方向在通過相位延遲平坦層240之後將會被改變。在本實施例中，相位延遲平坦層240為一1/4相位延遲平坦層，而顯示模組210所提供的影像光的偏振狀態為線偏振。如圖3中右邊的虛線框所表示，當影線光通過相位延遲平坦層240後，其偏振狀態會由線偏振轉換為圓偏振。如此，當使用者配戴偏光式太陽眼鏡觀看觸控顯示裝置200時，來自觸控顯示裝置200影像光的偏振狀態會是圓偏振而可以通過太陽眼鏡，故使用者不會因為影像光的偏振狀態影響到觀看的顯示畫面。
在本實施例中，觸控模組270更包括一保護層250，覆蓋在觸控電極層230上以保護觸控電極層230。此外，觸控顯示裝置200更包括一裝飾層260，配置在透明蓋板 220與相位延遲平坦層240之間。裝飾層260可配置在觸控顯示裝置200的四周圍而具有遮光與裝飾的效果。然而，觸控電極層230直接形成在具有裝飾層260而不平坦的透明蓋板220上，會增加製程難度而提高斷線發生的機率。因此，先以相位延遲平坦層240覆蓋在裝飾層260上，可利於提高觸控電極層230的製程良率。在本實施例中，相位延遲平坦層240可以是光阻材料或是有機材料，以塗佈等方式的方式製作。
圖4A是依照本發明之另一實施例之觸控顯示裝置及影像光的偏振狀態的示意圖。在此必須說明的是，圖4A沿用圖3的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，於此不再重複贅述。圖4A的實施例與圖3的實施例的主要差別在於，相位延遲平坦層240a為一1/2相位延遲平坦層。影像光通過相位延遲平坦層240a所產生的相位差會與圖3的實施例不同，進而產生不同的偏振狀態。
圖4B是4A的相位延遲平坦層240a的延遲主軸A2與影像光的線偏振方向的夾角示意圖。如圖4B所繪示，在本實施例中，相位延遲平坦層240a的延遲主軸A2與影像光的線偏振方向D3的夾角θ 3實質上為22.5度。此外，在本實施例中，顯示模組210為長方形，影像光的線偏振方向D3平行顯示模組210的長邊210a。換言之，影像光的線偏振方向D3與顯示模組210的長邊210a的夾角實質 上為22.5度。在本實施例中，是以相位延遲平坦層240a的延遲主軸A2相對於影像光的線偏振方向D3是在順時針方向保持夾角θ 3為例，但本發明並不以此為限。相位延遲平坦層240a的延遲主軸A2相對於影像光的線偏振方向D3也可以是在逆時針方向保持夾角θ 3，而兩者之間的夾角為22.5度。
請參考圖4A，圖4A中右邊的虛線框表示出影像光在虛線箭頭所指處的偏振狀態。顯示模組210所提供的影像光以線偏振狀態入射相位延遲平坦層240a。當影像光通過相位延遲平坦層240a後，其線偏振方向D4與原本的線偏振方向D3的夾角θ 4為45度。換言之，其線偏振方向D4與顯示模組210的長邊210a的夾角為45度。如此，當使用者配戴偏光式太陽眼鏡觀看觸控顯示裝置200a時，由觸控顯示裝置200a入射至太陽眼鏡的影像光的線偏振方向D4是與長邊210a(如圖4B所繪示)的夾角為45度，使用者可將觸控顯示裝置200a直式擺放來觀看，或是將觸控顯示裝置200a橫式擺放來觀看，都不會因為影像光的線偏振方向而無法觀看的顯示畫面。
圖5是依照本發明之再一另實施例之一種觸控顯示裝置的示意圖。在此必須說明的是，圖5沿用圖3的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，於此不再重複贅述。
圖5的實施例與圖3的實施例的主要差別在於，保護 層250b為一相位延遲保護層，也就是相位延遲平坦層240b與保護層250b兩者都具有相位延遲的功能。在本實施例中，相位延遲保護層250b是一1/8相位延遲保護層，而相位延遲平坦層240b是一1/8相位延遲平坦層。當影像光由顯示模組210依序通過相位延遲保護層250b與相位延遲平坦層240b之後，兩者產生的相位延遲效果可以累加而達到1/4相位延遲效果。如圖5中右邊的虛線框所表示，當影線光通過相位延遲保護層250b以及相位延遲平坦層240b後，其偏振狀態會由線偏振轉換為圓偏振。如此，使用者便不會因為影像光的偏振狀態影響到觀看的顯示畫面。
圖6A是依照本發明之再一實施例之一種觸控顯示裝置及影像光的偏振狀態的示意圖。圖6B是圖6A的相位延遲平坦層的延遲主軸與影像光的線偏振方向的夾角示意圖。請同時參考圖6A與圖6B。圖6A的實施例與圖5的實施例實質上相似，兩者的差別主要在於，在本實施例中相位延遲保護層250c是一1/4相位延遲保護層，而相位延遲平坦層240c是一1/4相位延遲平坦層，並且兩者的延遲主軸A3、A4與影像光的線偏振方向D5之間的夾角θ 5皆為22.5度。同樣地，當影像光依序通過相位延遲保護層250c與相位延遲平坦層240b之後，兩者產生的相位延遲效果可以累加而達到1/2相位延遲效果。如圖6B所繪示，影像光通過240c之後，其線偏振方向D6與原本的線偏振方向D5之間的夾角θ 6為45度。如此，當使用者配戴偏光式太陽眼鏡觀看觸控顯示裝置200c時，來自觸控顯示裝 置200c影像光的偏振狀態可以通過太陽眼鏡，故使用者不會因為影像光的偏振狀態影響到觀看的顯示畫面。
在上述各實施例與各圖式中，顯示模組與觸控模組可以是經由膠層(未繪示)而結合在一起。然而，在其他實施例中，顯示模組與觸控模組也可以是獨立且分開的。
綜上所述，本發明的觸控顯示裝置中的觸控模組具有相位延遲保護層或是相位延遲平坦層，使影像光通過相位延遲保護層或是相位延遲平坦層之後改變其偏振狀態，進而在使用者配戴偏光裝置時能觀賞到均勻而清楚的畫面。相位延遲保護層或是相位延遲平坦層可以具有1/4相位差或是1/2相位差。相較於採用獨立的相位延遲片，本發明的觸控顯示裝置中的觸控模組採用相位延遲保護層或是相位延遲平坦層更能進一步縮減厚度。
當相位延遲保護層或是相位延遲平坦層具有1/4相位差時，影像光通過相位延遲保護層或是相位延遲平坦層之後會由線偏振狀態改變為圓偏振狀態。當相位延遲保護層或是相位延遲平坦層具有1/2相位差時，其延遲主軸與影像光的偏振方向之間的夾角為22.5度，使影像光通過相位延遲保護層或是相位延遲平坦層之後，其偏振方向與原本的偏振方向之間的夾角為45度。此外，觸控顯示裝置也可以同時包括相位延遲保護層與相位延遲平坦層，故具有良好的設計彈性。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何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，當可作些許之更動與潤飾，故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、100a、200、200a、200b、200c‧‧‧觸控顯示裝置
110、210‧‧‧顯示模組
170、270‧‧‧觸控模組
110a、210a‧‧‧長邊
120、220‧‧‧透明蓋板
130、230‧‧‧觸控電極層
140、140a‧‧‧相位延遲保護層
150‧‧‧平坦層
160、260‧‧‧裝飾層
240、240a、240b、240c‧‧‧相位延遲平坦層
250、250b、250c‧‧‧保護層
A1、A2、A3、A4‧‧‧延遲主軸
D1、D2、D3、D4、D5、D6‧‧‧線偏振方向
θ1、θ2、θ3、θ4、θ5、θ6‧‧‧夾角
圖1是依照本發明之一實施例之一種觸控顯示裝置及影像光的偏振狀態的示意圖。
圖2A是依照本發明之另一實施例之一種觸控顯示裝置及影像光的偏振狀態的示意圖。
圖2B是圖2A的相位延遲保護層的延遲主軸與影像光的線偏振方向的夾角示意圖。
圖3是依照本發明之又一實施例之一種觸控顯示裝置及影像光的偏振狀態的示意圖。
圖4A是依照本發明之再一實施例之一種觸控顯示裝置及影像光的偏振狀態的示意圖。
圖4B是圖4A的相位延遲平坦層的延遲主軸與影像光的線偏振方向的夾角示意圖。
圖5是依照本發明之再一實施例之一種觸控顯示裝置及影像光的偏振狀態的示意圖。
圖6A是依照本發明之再一實施例之一種觸控顯示裝置及影像光的偏振狀態的示意圖。
圖6B是圖6A的相位延遲平坦層的延遲主軸與影像光的線偏振方向的夾角示意圖。
100‧‧‧觸控顯示裝置
110‧‧‧顯示模組
120‧‧‧透明蓋板
130‧‧‧觸控電極層
140‧‧‧相位延遲保護層
150‧‧‧平坦層
160‧‧‧裝飾層
170‧‧‧觸控模組

Claims (11)

  1. 一種觸控顯示裝置，包括：一顯示模組，用以提供一影像光；一觸控模組，配置於該顯示模組上方，該觸控模組包括：一透明蓋板；一觸控電極層，配置在該顯示模組與該透明蓋板之間；以及一相位延遲保護層，覆蓋並直接接觸該觸控電極層，且位於該顯示模組與該觸控電極層之間，該顯示模組提供的該影像光的一偏振方向在通過該相位延遲保護層之後改變。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該相位延遲保護層為一1/4相位延遲保護層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該相位延遲保護層為一1/2相位延遲保護層，且該1/2相位延遲保護層的延遲主軸與該影像光的一線偏振方向的夾角實質上為22.5度。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控顯示裝置，其中該顯示模組為長方形，該影像光的該線偏振方向平行該顯示模組的長邊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控模組更包括：一平坦層，配置於該觸控電極層與該透明蓋板之間。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控顯示裝置，其中該平坦層為一相位延遲平坦層。
  7. 一種觸控顯示裝置，包括：一顯示模組，用以提供一影像光；一觸控模組，配置於該顯示模組上方，該觸控模組包括：一透明蓋板；一觸控電極層，配置在該顯示模組與該透明蓋板之間；以及一相位延遲平坦層，配置在該觸控電極層與該透明蓋板之間，並直接接觸該觸控電極層，該顯示模組提供的該影像光的一偏振方向在通過該相位延遲平坦層之後改變。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控顯示裝置，其中該相位延遲平坦層為一1/4相位延遲平坦層。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之觸控顯示裝置，其中該相位延遲平坦層為一1/2相位延遲平坦層，且該1/2相位延遲平坦層的延遲主軸與該影像光的一線偏振方向的夾角實質上為22.5度。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控顯示裝置，其中該顯示模組為長方形，該影像光的該線偏振方向平行該顯示模組的長邊。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控模組更包括一保護層，覆蓋該觸控電極層且位於 該顯示模組與該觸控電極層之間。
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