專利名稱：具有觸控輸入功能的顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種顯示裝置；具體而言，本發(fā)明有關(guān)于一種具有觸控輸入功能的顯示裝置(An display apparatus with a detection plate)。
背景技術(shù)：
顯示面板及使用顯示面板的平面顯示裝置已漸漸成為各類顯示裝置的主流。例如家用的薄型電視、個(gè)人計(jì)算機(jī)及膝上型計(jì)算機(jī)的液晶監(jiān)視器、行動(dòng)電話及數(shù)字相機(jī)的顯示屏等，均為大量使用顯示面板的產(chǎn)品。隨著產(chǎn)品設(shè)計(jì)漸漸趨向于使用者導(dǎo)向，為考量使用者的操作便利性，具有觸控輸入功能的顯示面板已逐漸成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。
以液晶顯示面板為例，如圖1所示，傳統(tǒng)具觸控輸入功能的液晶顯示面板包含顯示面板10及觸控感應(yīng)板30。觸控感應(yīng)板30設(shè)置于顯示面板10的顯示面11上。換言之，顯示面板10透過觸控感應(yīng)板30向外顯示影像。目前較廣為使用的觸控感應(yīng)板30技術(shù)包含電阻式及電容式兩種。
以電阻式的觸控感應(yīng)板30而言，其驅(qū)動(dòng)原理利用電壓降的方式來尋找接觸點(diǎn)的坐標(biāo)。觸控感應(yīng)板30分為上下兩層，且在二維方向上分別施加一電壓差。當(dāng)使用者點(diǎn)擊觸控感應(yīng)板30上的接觸點(diǎn)時(shí)，即于此接觸點(diǎn)產(chǎn)生導(dǎo)通回路。此一導(dǎo)通回路即于系統(tǒng)中產(chǎn)生電壓降，使系統(tǒng)得以判斷接觸點(diǎn)的位置。然而此類觸控感應(yīng)板30并無法同時(shí)作多點(diǎn)輸入，且無法進(jìn)行指紋辨識(shí)。此外，由于使用者需施加一定的壓力才能使接觸點(diǎn)產(chǎn)生導(dǎo)通回路，因此此類觸控感應(yīng)板易受最低作動(dòng)力的限制。
電容式觸控感應(yīng)板的驅(qū)動(dòng)原理則與電阻式觸控感應(yīng)板不同。以電容式觸控感應(yīng)板而言，系統(tǒng)于感應(yīng)板的四角放電，以在表面形成一均勻電場。當(dāng)使用者以手指或其它物體接觸感應(yīng)板時(shí)，即會(huì)吸走微量的電流。此時(shí)系統(tǒng)即可據(jù)以計(jì)算出接觸的位置。然而此類觸控感應(yīng)板同樣無法同時(shí)作多點(diǎn)輸入及進(jìn)行指紋辨識(shí)。此外，此類觸控感應(yīng)板易受環(huán)境電場的影響，進(jìn)而影響感應(yīng)的準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于提供一種顯示裝置，可以觸控方式進(jìn)行多點(diǎn)輸入。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種顯示裝置，可以進(jìn)行指紋辨識(shí)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種顯示裝置，可減少環(huán)境電場及環(huán)境亮度的影響。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種顯示裝置，可減少最低作動(dòng)力的限制。
本發(fā)明的顯示裝置包含底座、顯示面板、感應(yīng)板及光源。顯示面板設(shè)置于底座上。顯示面板具有驅(qū)動(dòng)電路層。驅(qū)動(dòng)電路層接收影像信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)顯示面板顯示影像。驅(qū)動(dòng)電路層包含復(fù)數(shù)個(gè)光感組件。光感組件內(nèi)建形成于驅(qū)動(dòng)電路層，并形成驅(qū)動(dòng)電路層的一部分。感應(yīng)板設(shè)置于顯示面板的一側(cè)。感應(yīng)板具有接觸面及底面，其中底面朝向顯示面板的顯示面。光源設(shè)置于感應(yīng)板的側(cè)緣，并發(fā)射光線進(jìn)入感應(yīng)板。
當(dāng)感應(yīng)板的接觸面上未有物品接觸時(shí)，則產(chǎn)生一未接觸界面狀態(tài)。此時(shí)由光源射入感應(yīng)板的光線在接觸面與底面間產(chǎn)生全反射，并被導(dǎo)引至感應(yīng)板內(nèi)的各角落。當(dāng)接觸面的特定位置處被手指、觸控工具或其它物品接觸時(shí)，接觸面于此特定位置處即產(chǎn)生接觸界面狀態(tài)。當(dāng)光源射入感應(yīng)板內(nèi)的部分光線反射至此特定位置時(shí)，接觸面于此位置上的接觸界面狀態(tài)使光線產(chǎn)生散射行為，而非維持原來的全反射行為。此時(shí)部分遭散射的光線穿透感應(yīng)板的底面，并進(jìn)入顯示面板內(nèi)為光感組件所接收。
本發(fā)明可以同時(shí)進(jìn)行多點(diǎn)輸入及指紋辨識(shí)，并且不受環(huán)境電場的影響，提高感應(yīng)的準(zhǔn)確度。


圖1為傳統(tǒng)具觸控輸入功能的顯示面板示意圖；圖2為本發(fā)明顯示裝置的實(shí)施例組件分解圖；圖3為顯示裝置的實(shí)施例剖面示意圖；圖4為光源設(shè)置于感應(yīng)板側(cè)緣的另一實(shí)施例剖面圖；圖5a為未接觸界面狀態(tài)的實(shí)施例示意圖；圖5b為接觸界面狀態(tài)的實(shí)施例示意圖；圖6a為顯示裝置的另一實(shí)施例剖面示意圖；圖6b為顯示裝置的另一實(shí)施例剖面示意圖；圖7a為驅(qū)動(dòng)電路層的實(shí)施例示意圖；圖7b為驅(qū)動(dòng)電路層的另一實(shí)施例示意圖。
主要組件符號(hào)說明100底座110背光模塊300顯示面板301顯示面310驅(qū)動(dòng)電路層330光感組件500感應(yīng)板510接觸面530底面600空氣層700光源810像素單元830像素單元組
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種顯示裝置。此處所言的顯示裝置包含但不限制為使用顯示面板的平面顯示裝置。顯示面板較佳的是包含液晶顯示面板、有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板或其它顯示面板。此外，液晶顯示面板包含穿透式液晶顯示面板、反射式液晶顯示面板、半穿透反射式液晶顯示面板及其它形式的液晶顯示面板。
如圖2所示，本發(fā)明的顯示裝置包含底座100、顯示面板300、感應(yīng)板500及光源700。顯示面板300設(shè)置于底座100上。在此實(shí)施例中，顯示面板300較佳為液晶顯示面板；然而在不同實(shí)施例中，顯示面板300也可為有機(jī)發(fā)光二極管面板或其它顯示面板300。此外，當(dāng)顯示面板300采用液晶顯示面板時(shí)，底座100內(nèi)較佳可設(shè)置有背光模塊110，以提供顯示面板300所需的背光光源。此一背光模塊110可為直下式背光模塊110，也可為側(cè)入式背光模塊110。然而當(dāng)顯示面板300為反射式的液晶顯示面板時(shí)，底座100內(nèi)則不需設(shè)置背光模塊110。
如圖3所示，顯示面板300具有驅(qū)動(dòng)電路層310。驅(qū)動(dòng)電路層310接收影像信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)顯示面板300顯示影像。在此較佳實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路層310包含薄膜晶體管電路層；然而在不同實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路層310也可為其它形式的驅(qū)動(dòng)電路，例如MIM-TFD電路。驅(qū)動(dòng)電路層310包含復(fù)數(shù)個(gè)光感組件330。如圖3所示，光感組件330內(nèi)建形成于驅(qū)動(dòng)電路層310，并形成驅(qū)動(dòng)電路層310的一部分。光感組件330可接收或感應(yīng)光信號(hào)，將之轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)輸出至后端處理裝置。此外，光感組件330也可限定僅接收特定波長的光信號(hào)，以減少干擾的發(fā)生。在較佳實(shí)施例中，光感組件330包含互補(bǔ)金氧半導(dǎo)體組件(CMOS)、P信道金氧半導(dǎo)體組件(PMOS)或其它具光敏性的電子組件。
如圖2及圖3所示，顯示面板300具有顯示面301，感應(yīng)板500設(shè)置于顯示面板300的顯示面301側(cè)。然而在不同實(shí)施例中，感應(yīng)板500也可設(shè)置于顯示面板300的其它側(cè)，以提供與顯示影像關(guān)連度較低的輸入功能，例如指紋輸入等。感應(yīng)板500具有接觸面510及底面530，其中接觸面510與底面530較佳為相對(duì)且平行的二平面。在圖3所示實(shí)施例中，底面530朝向顯示面板300的顯示面301。感應(yīng)板500為具光穿透性的導(dǎo)光薄板，其折射率較佳為介于1.2至1.8之間。感應(yīng)板500較佳為由有機(jī)樹脂材質(zhì)所制成。然而在不同實(shí)施例中，感應(yīng)板500也可由其它具光穿透性的材質(zhì)所制成，例如玻璃或其它材質(zhì)。此外，感應(yīng)板500也可由多種材質(zhì)混合制成。
如圖2及圖3所示，光源700設(shè)置于感應(yīng)板500的側(cè)緣，并發(fā)射光線進(jìn)入感應(yīng)板500。在此較佳實(shí)施例中，光源700正對(duì)于感應(yīng)板500的側(cè)緣，并經(jīng)由側(cè)緣向感應(yīng)板500內(nèi)發(fā)射光線；然而在不同實(shí)施例中，如圖4所示，光源700也可設(shè)置于感應(yīng)板500側(cè)緣的上方，并經(jīng)由側(cè)緣的上方向感應(yīng)板500內(nèi)發(fā)射光線。光源700射入感應(yīng)板500內(nèi)的光線較佳為不可見光。以較佳實(shí)施例而言，射入光線的特定波長大于800nm或小于400nm。
如圖5a所示，當(dāng)感應(yīng)板500的接觸面510上保持凈空，以產(chǎn)生一未接觸界面狀態(tài)時(shí)，由光源700射入感應(yīng)板500的光線在接觸面510與底面530間產(chǎn)生全反射。換言之，此一未接觸界面狀態(tài)使接觸面510與外部介質(zhì)在幾合及折射率等光學(xué)關(guān)系上，均達(dá)到內(nèi)部全反射的條件。此時(shí)光線可保留于接觸面510與底面530之間不向外發(fā)散，并被導(dǎo)引至感應(yīng)板500內(nèi)的各角落。
如圖5b所示，當(dāng)接觸面510的特定位置處被手指、觸控工具或其它物品接觸時(shí)，接觸面510于此特定位置處即產(chǎn)生接觸界面狀態(tài)。此一接觸界面狀態(tài)破壞原本的全反射邊界條件，以在此特定位置上產(chǎn)生所謂“受抑全內(nèi)反射”(Frustrated Total Internal Reflection，F(xiàn)TIR)現(xiàn)象。換言之，當(dāng)光源射入感應(yīng)板500內(nèi)的部分光線反射至此特定位置時(shí)，接觸面510于此位置上的接觸界面狀態(tài)使光線產(chǎn)生散射行為，而非維持原來的全反射行為。此時(shí)部分遭散射的光線穿透感應(yīng)板500的底面530，并進(jìn)入顯示面板300內(nèi)為光感組件330所接收。光感組件330將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)傳送至后端處理裝置，即能據(jù)以計(jì)算出接觸面510上遭改變界面狀態(tài)的特定位置所在。因此使用者于接觸面510上以觸控工具進(jìn)行點(diǎn)選或以手指按壓指紋等輸入行為，得以傳遞至后端處理裝置形成輸入信號(hào)。
圖5a實(shí)施例所示的接觸界面狀態(tài)與圖5b實(shí)施例所示的未接觸界面狀態(tài)不同之處，較佳為在當(dāng)接觸面510的特定位置由未接觸界面狀態(tài)進(jìn)入接觸界面狀態(tài)時(shí)，特定位置上外部介質(zhì)的折射率產(chǎn)生變化。例如當(dāng)使用者以手指按壓接觸面510的特定位置時(shí)，特定位置的外部介質(zhì)即由空氣替換為手指。因此外部介質(zhì)的折射率也隨之從空氣的折射率改變?yōu)槭种傅恼凵渎省Ｓ捎诖送獠拷橘|(zhì)折射率的改變，進(jìn)而影響接觸面510上的全反射條件以及感應(yīng)板500內(nèi)的全反射行為，使反射至此的光線產(chǎn)生散射情形。
然而在不同實(shí)施例中，接觸面510的特定位置上外部介質(zhì)的折射率變化也可由非實(shí)體接觸的方式產(chǎn)生。例如以激光指示裝置(Laser Pointer)或其它光線照射接觸面510的特定位置，即可改變特定位置處的界面狀態(tài)，使感應(yīng)板500內(nèi)射至此位置的光線產(chǎn)生散射。換言之，此時(shí)會(huì)使特定位置由未接觸界面狀態(tài)進(jìn)入接觸界面狀態(tài)，進(jìn)而影響接觸面510上的全反射條件以及感應(yīng)板500內(nèi)的全反射行為，使反射至此的光線產(chǎn)生散射情形。由此可知，上述的接觸界面狀態(tài)并不一定需由手指或其它實(shí)體觸及接觸面510方可產(chǎn)生；由光線或其它非實(shí)體能量也可產(chǎn)生此一接觸界面狀態(tài)。
在圖6a所示的實(shí)施例中，接觸面500的底面530與顯示面板300的顯示面301間夾設(shè)有空氣層600。由空氣層600的低折射率，使接觸面500的底面530有較佳的內(nèi)全反射效果。然而在不同實(shí)施例中，如圖6b所示，接觸面500的底面530與顯示面板300的顯示面301間也可夾設(shè)有一或多層的抗散射膜層650?？股⑸淠?50較佳為由二氧化鈦(TiO2)、二氧化硅(SiO2)或其組合的材質(zhì)所構(gòu)成。
如圖7a所示，顯示面板300的驅(qū)動(dòng)電路層310包含復(fù)數(shù)個(gè)像素單元810。在此實(shí)施例中，每一像素單元810包含一個(gè)光感組件330形成于其中。以彩色顯示面板300而言，復(fù)數(shù)個(gè)像素單元810至少包含有紅色像素單元R、綠色像素單元G及藍(lán)色像素單元B。在圖7a所示的實(shí)施例中，各色像素單元均分別連接一光感組件330。光感組件330較佳為于驅(qū)動(dòng)電路層310形成時(shí)，于同一制造工藝中同時(shí)形成于驅(qū)動(dòng)電路層310內(nèi)。例如當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路層310為薄膜晶體管電路層時(shí)，光感組件330于形成驅(qū)動(dòng)電路層310的薄膜晶體管制造工藝中同時(shí)形成于每一像素單元810內(nèi)。
然而在圖7b所示的實(shí)施例中，紅色像素單元R、綠色像素單元G及藍(lán)色像素單元B可組成一像素單元組830。換言之，像素單元組830可由所包含的各色像素單元810驅(qū)動(dòng)顯示面板300在顯示面301上產(chǎn)生一混色光。在此實(shí)施例中，每一像素單元組830包含單一光感組件330；即一組紅色像素單元R、綠色像素單元G及藍(lán)色像素單元B共享單一光感組件330。在此實(shí)施例中，光感組件330的形成位置不限于特定顏色的像素單元810。此外，在不同實(shí)施例中，光感組件330的分布也可采隨機(jī)或其它排列方式分布于驅(qū)動(dòng)電路層310上。
本發(fā)明已由上述相關(guān)實(shí)施例加以描述，然而上述實(shí)施例僅為實(shí)施本發(fā)明的范例。必需指出的是，已揭露的實(shí)施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，包含于權(quán)利要求的精神及范圍的修改及均等設(shè)置均包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，其特征在于，所述裝置包含一底座；一顯示面板，其設(shè)置于所述底座上，所述顯示面板具有一驅(qū)動(dòng)電路層；其中所述驅(qū)動(dòng)電路層包含復(fù)數(shù)個(gè)光感組件；一感應(yīng)板，所述感應(yīng)板具有光穿透性且設(shè)置于所述顯示面板的一側(cè)，所述感應(yīng)板具有一接觸面及一底面，其中所述底面朝向所述顯示面板；以及一光源，設(shè)置于所述感應(yīng)板的一側(cè)緣；其中所述光源發(fā)射一光線進(jìn)入所述感應(yīng)板，當(dāng)所述接觸面維持一未接觸界面狀態(tài)時(shí)，所述光線在所述接觸面及所述底面產(chǎn)生全反射；當(dāng)所述接觸面的一特定位置處于一接觸界面狀態(tài)時(shí)，所述接觸面的所述特定位置散射部分所述光線穿透所述底面抵達(dá)所述光感組件。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述顯示面板具有一顯示面，所述感應(yīng)板設(shè)置于所述顯示面板的所述顯示面?zhèn)?，且所述顯示面相對(duì)于所述感應(yīng)板的所述底面。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述感應(yīng)板的折射率介于1.2至1.8之間。
4.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述光源射入所述感應(yīng)板的光線為不可見光。
5.如權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其特征在于，所述光源射入所述感應(yīng)板的光線具有一特定波長，所述特定波長大于800nm。
6.如權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其特征在于，所述光源射入所述感應(yīng)板的光線具有一特定波長，所述特定波長小于400nm。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述感應(yīng)板與所述顯示面板間夾設(shè)一空氣層。
8.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述感應(yīng)板與所述顯示面板間夾設(shè)一抗散射膜層。
9.如權(quán)利要求8所述的顯示裝置，其特征在于，所述抗散射膜層包含二氧化鈦或二氧化硅。
10.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述接觸界面狀態(tài)相對(duì)于所述未接觸界面狀態(tài)的改變包含所述特定位置連接的介質(zhì)折射率改變。
11.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述接觸界面狀態(tài)相對(duì)于所述未接觸界面狀態(tài)的改變包含所述特定位置承受外部光源改變。
12.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路層包含復(fù)數(shù)個(gè)像素單元，每一所述像素單元包含單一所述光感組件。
13.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路層包含復(fù)數(shù)個(gè)像素單元組，所述像素單元組具有復(fù)數(shù)個(gè)像素單元，且每一像素單元組包含單一所述光感組件。
14.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述顯示面板包含一液晶顯示面板。
15.如權(quán)利要求14所述的顯示裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包含背光模塊，其設(shè)置于所述底座內(nèi)并對(duì)應(yīng)所述液晶顯示面板，所述背光模塊產(chǎn)生光線入射所述液晶顯示面板內(nèi)。
16.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述顯示面板包含一有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板。
17.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路層包含一薄膜晶體管電路層。
18.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述光感組件包含互補(bǔ)金氧半導(dǎo)體組件。
19.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述光感組件包含P信道金氧半導(dǎo)體組件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有觸控輸入功能的顯示裝置，該顯示裝置包含底座、顯示面板、感應(yīng)板及光源。顯示面板設(shè)置于底座上。顯示面板具有驅(qū)動(dòng)電路層，驅(qū)動(dòng)電路層包含復(fù)數(shù)個(gè)光感組件。感應(yīng)板設(shè)置于顯示面板的一側(cè)。感應(yīng)板具有接觸面及底面，其中底面朝向顯示面板的顯示面。光源設(shè)置于感應(yīng)板的側(cè)緣，并發(fā)射光線進(jìn)入感應(yīng)板。當(dāng)接觸面處于一未接觸界面狀態(tài)時(shí)，光線在接觸面及底面產(chǎn)生全反射；當(dāng)接觸面的特定位置處于一接觸界面狀態(tài)時(shí)，接觸面的特定位置散射部分光線穿透底面抵達(dá)光感組件。本發(fā)明可以同時(shí)進(jìn)行多點(diǎn)輸入及指紋辨識(shí)，并且不受環(huán)境電場的影響，提高感應(yīng)的準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)G06F3/042GK101034332SQ20071010778
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2007年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月30日
發(fā)明者宋光濤 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司