TWI430154B - 光學式觸控顯示面板 - Google Patents

Description

光學式觸控顯示面板

本發明是有關於一種觸控顯示面板，且特別是有關於一種光學式觸控顯示面板。

觸控面板依照其感測方式的不同大致上可區分為電阻式觸控面板、電容式觸控面板、光學式觸控面板、聲波式觸控面板以及電磁式觸控面板。由於光學式觸控面板的觸控機制適合應用在大尺寸之顯示面板中，因此，大尺寸顯示面板的觸控功能多半是透過光學觸控機制來達成。目前的光學式觸控顯示面板多半採用紅外光作為光源，並利用互補金氧半導體光感測器(CMOS optical sensor)來感測紅外光以推算出觸碰點的位置。在習知技術中，紅外光在對應於顯示面板邊緣處的強度通常會較弱一些，因此當使用者觸碰顯示面板邊緣處時，互補金氧半導體光感測器所感測到的觸控訊號強度較弱，導致觸控信號難以被偵測出，進而造成觸控靈敏度下降。通常，距離互補金氧半導體光感測器較遠的角落處，其觸控靈敏度較差，甚至容易出現誤動作。

本發明提供一種光學式觸控顯示面板，具有均勻的感測光源。

本發明提出一種光學式觸控顯示面板，其包括一液晶顯示面板、至少一感測元件以及一側邊入光式背光源。感測元件配置於液晶顯示面板的邊緣。側邊入光式背光源配置於液晶顯示面板下方。側邊入光式背光源包括一導光板、多個第一光源、多個第二光源以及多個輔助光源。導光板位於液晶顯示面板下方，其中感測元件對應於導光板的其中一角落。第一光源適於提供一可見光至導光板。第二光源適於提供一非可見光至導光板。輔助光源適於提供一輔助非可見光至導光板，其中輔助光源配置於導光板的其餘角落處。當液晶顯示面板被觸碰時，穿過液晶顯示面板的非可見光與輔助非可見光被散射，且感測元件適於感測被散射的非可見光與輔助非可見光以推算出觸碰點的位置。

在本發明之一實施例中，上述之非可見光為一紅外光，而這些感測元件包括紅外光感測元件。

在本發明之一實施例中，上述之紅外光感測元件包括互補金氧半導體光感測器。

在本發明之一實施例中，上述之感測元件的數量為2個，且分別配置於液晶顯示面板的二相鄰角落處。

在本發明之一實施例中，上述之部分的第一光源與部分的第二光源係整合為一第一光條，而其餘的第一光源與第二光源係整合為一第二光條。另外，第一光條與第二光條分別配置於導光板的二對邊上。

在本發明之一實施例中，上述之第一光條配置於這些感測元件之間。

在本發明之一實施例中，上述之輔助光源被整合為複數條第三光條，且第三光條配置於導光板之角落處。

在本發明之一實施例中，上述之第三光條的延伸方向實質上垂直於第二光條的延伸方向。

在本發明之一實施例中，上述之輔助光源的排列方向實質上垂直於第二光源的排列方向。

在本發明之一實施例中，上述之輔助光源係整合於第二光條上，且分佈於第二光條的兩端。

在本發明之一實施例中，上述之輔助光源的排列方向實質上平行於第二光源的排列方向。

在本發明之一實施例中，上述之可見光為一白光。

除此之外，本發明還提出另一種光學式觸控顯示面板，其包括一液晶顯示面板、至少一感測元件以及一側邊入光式背光源。感測元件配置於液晶顯示面板的邊緣。側邊入光式背光源配置於液晶顯示面板下方。側邊入光式背光源包括一導光板、多個第一光源以及多個第二光源。導光板位於液晶顯示面板下方，其中感測元件對應於導光板的其中一角落。第一光源適於提供一可見光至導光板。第二光源適於提供一非可見光至導光板，其中鄰近於導光板的角落處的部分第二光源所提供之非可見光強度I₁高於其餘第二光源所提供之非可見光強度I₂。當液晶顯示面板被觸碰時，穿過液晶顯示面板的非可見光被散射，且感測元件適於感測被散射的非可見光與輔助非可見光以推算出觸碰點的位置。

在本發明之一實施例中，鄰近於導光板的角落處的部 分第二光源具有發光效率E1，而其餘第二光源具有發光效率E2，且E1>E2。

在本發明之一實施例中，鄰近於導光板的角落處的部分第二光源具有功率P1，而其餘第二光源具有功率P2，且P1>P2。

在本發明之一實施例中，鄰近於導光板的角落處的部分第二光源係整合於部分第一光源中。

基於上述，本發明之實施例藉由補強導光板角落處非可見光源的非可見光強度，以提升感測光源在感測區域內的均勻度(uniformity)，進而提升光學式觸控顯示面板的靈敏度。

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。

【第一實施例】

圖1為本發明第一實施例中光學式觸控顯示面板的示意圖，其中圖1的上方為光學式觸控顯示面板的剖面圖，而圖1的下方為光學式觸控顯示面板的上視圖。請參照圖1，本實施例之光學式觸控顯示面板100包括一液晶顯示面板110、至少一感測元件120以及一側邊入光式背光源130。感測元件120配置於液晶顯示面板110的邊緣，而側邊入光式背光源130則配置於液晶顯示面板110下方。

側邊入光式背光源130包括一導光板132、多個第一光源134以及多個第二光源136。導光板132位於液晶顯 示面板110下方，其中感測元件120對應於導光板132的其中一角落A。第一光源134適於提供一可見光L1至導光板132，且可見光L1經過液晶顯示面板110的調變後產生一影像。第二光源136適於提供一非可見光L2至導光板132。輔助光源138適於提供一輔助非可見光L3至導光板132，其中輔助光源138配置於導光板132的其餘角落B、C。

詳細來說，本實施例的部分第一光源134與部分第二光源136係整合為一第一光條(light bar)LB1，而其餘的第一光源134與第二光源136係整合為一第二光條LB2。第一光條LB1與第二光條LB2分別配置於導光板132的二對邊上(即液晶顯示面板110的二對邊上)，且第一光條LB1例如是配置於感測元件120之間。另外，輔助光源138的排列方向實質上垂直於第二光源136的排列方向。

除此之外，如圖1所示，輔助光源138被整合為複數條第三光條LB3，其中第三光條LB3的個數例如為2條，且分別配置於導光板132的角落B、C。另外，第三光條LB3的延伸方向實質上垂直於第二光條LB2的延伸方向。值得注意的是，在其他可行的實施例中，第二光條LB2與第三光條LB3亦可進一步整合為單一光條，以降低組裝工時以及組裝成本。

在本實施例中，當液晶顯示面板110的靠近角落的觸碰點P1被觸碰時，穿過液晶顯示面板110的部分非可見光L2(即觸碰點P1附近的非可見光L2)與輔助非可見光L3會被散射，且感測元件120適於感測被散射的非可見光 L2與輔助非可見光L3以推算出觸碰點P1的位置。詳細來說，當使用者用手指F觸碰液晶顯示面板110時，觸碰點P1附近的非可見光L2與輔助非可見光L3會被散射。而這些被散射的部分非可見光L2與輔助非可見光L3會朝向感測元件120傳遞，進而使感測元件120能夠推算出觸碰點P1的位置。值得一提的是，本實施例是透過配置輔助光源138在導光板132的其餘角落B、C，以改善感測元件120對於距離其較遠之觸碰點的可感測度。

另一方面，本實施例的液晶顯示面板110例如是一穿透式(transmissive)液晶顯示面板或是一半穿透半反射式(transflective)液晶顯示面板。如圖1所示，液晶顯示面板110例如包括兩基板112a與112b、位於兩基板112a與112b間的液晶層114以及配置於基板112a上的畫素陣列116。而當可見光L1經過液晶顯示面板110的液晶層114與畫素陣列116後會產生一影像。另外，由於穿透式液晶顯示面板與半穿透半反射式液晶顯示面板都有一定程度的透光面積，因此從這些透光面積穿透出的非可見光L2與輔助非可見光L3能夠用來作為觸控面板的感測光源。

請繼續參照圖1，本實施例的感測元件120的數量例如為2個，且分別配置於液晶顯示面板110的二相鄰角落處，而各個感測元件120可以根據所偵測到之非可見光L2與輔助非可見光L3的入射角來觸碰點P1的位置。詳細來說，當液晶顯示面板110被觸碰時，觸碰點P1的非可見光L2與輔助非可見光L3會被散射，進而使感測元件120偵測散射後的非可見光L2與輔助非可見光L3。接著，與 感測元件120電性連接的觸控訊號讀出電路140會根據感測元件120所傳送的訊號來推算觸碰點P1的位置。在本實施例中，可見光L1例如為一白光，非可見光L2例如為一紅外光，而用以偵測非可見光L2之感測元件120則例如為紅外光感測元件。舉例而言，上述之紅外光感測元件可為互補金氧半導體光感測器。

整體而言，藉由上述手法，能提升感測光源(亦即本實施例的非可見光L2與L3)在感測區域內的均勻度，進而增加光學式觸控顯示面板100的靈敏度。

【第二實施例】

圖2為本發明第二實施例中光學式觸控顯示面板的示意圖，其中圖2的上方為光學式觸控顯示面板的剖面圖，而圖2的下方為光學式觸控顯示面板的上視圖。。本實施例的光學式觸控顯示面板200與圖1的光學式觸控顯示面板100類似，惟二者主要差異之處在於：本實施例的輔助光源138係整合於第二光條LB2上，且分佈於第二光條LB2的兩端，如區域E1與E2。除此之外，輔助光源138的排列方向實質上平行於第二光源136的排列方向。

本實施例藉由將提供非可見光的輔助光源138整合於第二光條LB2的兩端，以使光學式觸控顯示面板200能有均勻的感測光源，進而增加感測元件120對於距離其較遠之觸碰點P2的光感測度。從另一個角度觀看，本實施例是利用增加第二光條LB2兩端處之非可見光源的個數，從而提升感測光源在感測區域內的均勻度，進而增加光學式 觸控顯示面板200的靈敏度。

【第三實施例】

圖3為本發明第三實施例中光學式觸控顯示面板的示意圖，其中圖3的上方為光學式觸控顯示面板的剖面圖，而圖3的下方為光學式觸控顯示面板的上視圖。。本實施例的光學式觸控顯示面板300與圖1的光學式觸控顯示面板100類似，惟二者主要差異之處在於：光學式觸控顯示面板300採用第二光源236a，不採用圖1中輔助光源138。詳細來說，光學式觸控顯示面板300包括多個第二光源236a、236b。第二光源236a、236b適於提供非可見光L4、L5至導光板132，其中導光板132是配置於液晶顯示面板110下方。

在本實施例中，鄰近於導光板132或液晶顯示面板110之角落B、C的部分第二光源236a所提供的非可見光強度I₁高於其餘第二光源236b所提供的非可見光強度I₂。當液晶顯示面板110的觸碰點P3被觸碰時，穿過液晶顯示面板110的非可見光L4與L5被散射，使得感測元件120能感測被散射的非可見光L4、L5以推算出觸碰點P3的位置。

進一步而言，在本實施例中，鄰近於導光板132角落B、C的部分第二光源236a例如具有發光效率E1，而其餘第二光源236b例如具有發光效率E2，且E1>E2。因此，藉由將高發光效率的第二光源236a配置在液晶顯示面板110的角落B、C，能夠增加感測元件120對於距離其較遠之觸碰點的可感測度，進而提升光學式觸控顯示面板300 的觸控靈敏度。

除此之外，在其他實施例中，也能將高功率的第二光源配置於液晶顯示面板110的角落B、C來達到相同功效。舉例來說，鄰近導光板132(或液晶顯示面板110)角落B、C的部分第二光源236a例如具有功率P1，而其餘第二光源236b具有功率P2，且P1>P2。而藉由選取大尺寸的第二光源236a或以過驅動(over drive)的方式來驅動第二光源236a便能產生上述之高功率的第二光源236a。

另一方面，在另一實施例中，鄰近於導光板132或液晶顯示面板110角落B、C的部分第二光源236a還可整合於部分第一光源134中。詳細來說，鄰近角落B或C之第一光源134的封裝(package)內還包括第二光源236a，進而可以使第二光源236a的非可見光強度高於其餘第二光源236b的非可見光強度。從另一個角度觀看，上述作法類似於第二實施例利用增加第二光源136的個數以產生均勻感測光源的作法。

綜上所述，本發明之實施例藉由補強導光板角落處非可見光源的非可見光強度，以於提升感測光源在感測區域內的均勻度，進而提升光學式觸控顯示面板的觸控靈敏度。

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、200、300‧‧‧光學式觸控顯示面板

110‧‧‧液晶顯示面板

112a、112b‧‧‧基板

114‧‧‧液晶層

116‧‧‧畫素陣列

120‧‧‧感測元件

130‧‧‧側邊入光式背光源

132‧‧‧導光板

134‧‧‧第一光源

136、236a、236b‧‧‧第二光源

138‧‧‧輔助光源

140‧‧‧觸控訊號讀出電路

A~C‧‧‧角落

E1、E2‧‧‧區域

L1‧‧‧可見光

L2~L5‧‧‧非可見光

P1~P3‧‧‧觸碰點

F‧‧‧手指

LB1‧‧‧第一光條

LB2‧‧‧第二光條

LB3‧‧‧第三光條

圖1為本發明第一實施例中光學式觸控顯示面板的示意圖。

圖2為本發明第二實施例中光學式觸控顯示面板的示意圖。

圖3為本發明第三實施例中光學式觸控顯示面板的示意圖。

100‧‧‧光學式觸控顯示面板

110‧‧‧液晶顯示面板

112a、112b‧‧‧基板

114‧‧‧液晶層

116‧‧‧畫素陣列

120‧‧‧感測元件

130‧‧‧側邊入光式背光源

132‧‧‧導光板

134‧‧‧第一光源

136‧‧‧第二光源

138‧‧‧輔助光源

140‧‧‧觸控訊號讀出電路

A~C‧‧‧角落

L1‧‧‧可見光

L2~L3‧‧‧非可見光

P1‧‧‧觸碰點

F‧‧‧手指

LB1‧‧‧第一光條

LB2‧‧‧第二光條

LB3‧‧‧第三光條

Claims (17)

1. 一種光學式觸控顯示面板，包括：一液晶顯示面板；至少一感測元件，配置於該液晶顯示面板的邊緣；一側邊入光式背光源，配置於該液晶顯示面板下方，該側邊入光式背光源包括：一導光板，位於該液晶顯示面板下方，其中該感測元件對應於該導光板的其中一角落；多個第一光源，適於提供一可見光至該導光板；多個第二光源，適於提供一非可見光至該導光板；以及多個輔助光源，適於提供一輔助非可見光至該導光板，其中該輔助光源配置於該導光板的其餘角落處，當該液晶顯示面板被觸碰時，穿過該液晶顯示面板的該非可見光與該輔助非可見光被散射，且該感測元件適於感測被散射的非可見光與該輔助非可見光以推算出觸碰點的位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學式觸控顯示面板，其中該液晶顯示面板包括一穿透式液晶顯示面板或一半穿透半反射式液晶顯示面板。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光學式觸控顯示面板，其中該非可見光為一紅外光，而該些感測元件包括紅外光感測元件。
4. 如申請專利範圍第3項所述之光學式觸控顯示面板，其中該些紅外光感測元件包括互補金氧半導體光感測器。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光學式觸控顯示面板，其中該至少一感測元件的數量為2個，且分別配置於該液晶顯示面板的二相鄰角落處。
6. 如申請專利範圍第5項所述之光學式觸控顯示面板，其中部分的第一光源與部分的第二光源係整合為一第一光條，而其餘的第一光源與第二光源係整合為一第二光條，且該第一光條與該第二光條分別配置於該導光板的二對邊上。
7. 如申請專利範圍第6項所述之光學式觸控顯示面板，其中該第一光條配置於該些感測元件之間。
8. 如申請專利範圍第7項所述之光學式觸控顯示面板，其中該些輔助光源被整合為複數條第三光條，且該些第三光條配置於該導光板之角落處。
9. 如申請專利範圍第8項所述之光學式觸控顯示面板，其中該些第三光條的延伸方向實質上垂直於該第二光條的延伸方向。
10. 如申請專利範圍第7項所述之光學式觸控顯示面板，其中該些輔助光源的排列方向實質上垂直於該些第二光源的排列方向。
11. 如申請專利範圍第7項所述之光學式觸控顯示面板，其中該些輔助光源係整合於該第二光條上，且分佈於該第二光條的兩端。
12. 如申請專利範圍第7項所述之光學式觸控顯示面板，其中該些輔助光源的排列方向實質上平行於該些第二光源的排列方向。
13. 如申請專利範圍第1項所述之光學式觸控顯示面 板，其中該可見光為一白光。
14. 一種光學式觸控顯示面板，包括：一液晶顯示面板；至少一感測元件，配置於該液晶顯示面板的邊緣；一側邊入光式背光源，配置於該液晶顯示面板下方，該側邊入光式背光源包括：一導光板，位於該液晶顯示面板下方，其中該感測元件對應於該導光板的其中一角落；多個第一光源，適於提供一可見光至該導光板；以及多個第二光源，適於提供一非可見光至該導光板，其中鄰近於該導光板的角落處的部分該些第二光源所提供之非可見光強度I₁高於其餘第二光源所提供之非可見光強度I₂，當該液晶顯示面板被觸碰時，穿過該液晶顯示面板的該非可見光被散射，且該感測元件適於感測被散射的非可見光以推算出觸碰點的位置。
15. 如申請專利範圍第14項所述之光學式觸控顯示面板，其中鄰近於該導光板的角落處的部分第二光源具有發光效率E1，而其餘第二光源具有發光效率E2，且E1>E2。
16. 如申請專利範圍第14項所述之光學式觸控顯示面板，其中鄰近於該導光板的角落處的部分第二光源具有功率P1，而其餘第二光源具有功率P2，且P1>P2。
17. 如申請專利範圍第14項所述之光學式觸控顯示面板，其中鄰近於該導光板的角落處的部分第二光源係整合於部分第一光源中。