TWI422908B - 觸控顯示裝置 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種觸控顯示裝置，且特別是有關於一種光學式觸控顯示裝置。
隨著顯示科技的日益進步，人們藉著顯示裝置的輔助可使生活更加便利，其中平面顯示器(Flat Panel Display,FPD)以其重量輕以及體積薄之特性而成為目前顯示器的主流。在諸多平面顯示器中，由於液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)具有高空間利用效率、低消耗功率、無輻射以及低電磁干擾等優越特性，因此，液晶顯示器深受消費者歡迎。
此外，隨著資訊技術、無線行動通訊和資訊家電等各項應用的快速發展，為了達到更便利、體積更輕巧化以及更人性化的目的，許多資訊產品的輸入裝置已由傳統之鍵盤或滑鼠等轉變為觸控面板(Touch Panel)，其與顯示器結合成觸控顯示裝置(Touch Display Device)。在現今一般的觸控面板設計大致可區分為電阻式、電容式、光學式、聲波式以及電磁式等。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。
圖1A為一傳統液晶顯示器的剖面示意圖。請參照圖1，液晶顯示器100包括裝置外殼110及液晶顯示模組
(LCM)120，而液晶顯示模組120為配置於裝置外殼110之內。一般而言，液晶顯示模組120由前框(front bezel)121、液晶顯示面板123、框架125、光學薄膜127、導光板129、背光源131以及背板(back bezel)133組立而成。但是，由於液晶顯示模組120的顯示面與裝置外殼110的表面有落差，因而影響了視覺效果。
圖1B為一傳統觸控顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖1B，在觸控顯示裝置101中，加入了光學式觸控模組140，其配置於裝置外殼110與液晶顯示模組120之間，光學式觸控模組140包括光源141、光感測器143以及反射片145。然而，在加入光學式觸控模組140後，會加深液晶顯示模組120的顯示面120D與裝置外殼110的表面110S的落差，因而劣化了視覺效果。
圖1C為一傳統光學式觸控模組的背板未彎曲與背板彎曲示意圖。請參照圖1C，光學式觸控模組150包括光源151、光感測器153及背板155。在背板155未彎曲前，光感測器153可正常接收光源151的光線，而光感測器153的接收範圍為直線L1與L2之間。在背板155彎曲後，光源151的位置會超出光感測器153的接收範圍，以致於光感測器153無法接收光源151的光線，進而偵測到錯誤的觸控點。
本發明提供一種觸控顯示裝置，其整合光學式觸控模
組與蓋板，以改善觸控顯示裝置的視覺效果並提供光學觸控的功能。
本發明提出一種觸控顯示裝置，包括一裝置外殼、一顯示模組以及一光學式觸控模組。顯示模組配置於裝置外殼內，顯示模組具有一顯示區域以及環繞顯示區域之一周邊區域。光學式觸控模組配置於顯示模組上方。光學式觸控模組包括一導光元件、一光源以及一光感測器。導光元件具有一頂表面，且導光元件包括位於顯示區域上方之一導光部以及從導光部邊緣向外延伸之一外框部，其中外框部與裝置外殼連接。光源提供光線至導光部，且外框部覆蓋光源。光感測器接收來自於導光部之光線，且外框部覆蓋光感測器。
在本發明之一實施例中，上述之顯示模組包括一液晶顯示模組。
在本發明之一實施例中，上述之液晶顯示模組包括一背光源、一框架、一液晶顯示面板、一背板以及一前框。框架容納背光源。液晶顯示面板配置於框架上且位於背光源上方。背板承載框架與背光源。前框與背板、框架以及液晶顯示面板組裝。
在本發明之一實施例中，上述之光源與光感測器配置於前框上。
在本發明之一實施例中，上述之前框具有一凹槽以容納光源與光感測器。
在本發明之一實施例中，上述之液晶顯示模組包括一背光源、一框架以及一液晶顯示面板。液晶顯示面板配置
於框架上且位於背光源上方，其中框架承載並容納背光源以及液晶顯示面板。
在本發明之一實施例中，上述之光源與光感測器配置於框架上。
在本發明之一實施例中，上述之框架具有一凹槽以容納光源與光感測器。
在本發明之一實施例中，上述之外框部向外延伸超出周邊區域，並且延伸至裝置外殼上方以與裝置外殼連接。
在本發明之一實施例中，上述之導光部與外框部係一體成形。
在本發明之一實施例中，上述之導光部的厚度大於外框部之厚度。
在本發明之一實施例中，上述之導光部之側壁包括一側向出光面、一側向入光面與多個反射面，光源配置於側向入光面旁，光感測器配置於側向出光面旁，而光學式觸控模組更包括多個配置於這些反射面上之反射片，以將光源所提供之光線反射回側向出光面。
在本發明之一實施例中，上述之側向出光面為一平面或一曲面。
在本發明之一實施例中，上述之導光部之側壁包括一側向出光面以及至少一個側向入光面，光感測器配置於側向出光面旁，光源配置於側向入光面旁，而光源包括導光柱以及發光元件，發光元件所提供之光線經由導光柱而從側向入光面旁進入導光部。
在本發明之一實施例中，上述之光源、光感測器與外
框部配置於周邊區域上方。
在本發明之一實施例中，上述之頂表面為一平坦表面。
在本發明之一實施例中，上述之導光部覆蓋顯示區域以及部分周邊區域。
在本發明之一實施例中，上述之裝置外殼具有一凹槽以容納光源與光感測器。
基於上述，本發明的觸控顯示裝置為利用導光元件作為蓋板，以及利用導光元件的導光部傳遞光學觸控模組光源的光線，藉此提高觸控顯示裝置的視覺效果，並且可避免光學觸控模組誤操作。
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2為依照本發明第一實施例的觸控顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖2，在本實施例中，觸控顯示裝置200包括裝置外殼210、顯示模組以及光學式觸控模組240，其中顯示模組在此以液晶顯示模組220為例。液晶顯示模組220配置於裝置外殼210內，並且顯示模組220具有顯示區域220A以及環繞顯示區域220A之周邊區域220P。光學式觸控模組240配置於液晶顯示模組220上方。
光學式觸控模組240包括導光元件241、光源243、光感測器245以及反射片247。導光元件241具有頂表面
241S，而頂表面241S可以為一平坦表面。並且，導光元件241包括位於顯示區域220A上方之導光部241L，以及從導光部241L邊緣向外延伸之外框部241F。其中，導光部241L與外框部241F可以為一體成形，並且導光部241L的厚度大於外框部241F的厚度。而導光元件241的外框部241F、光源243、光感測器245以及反射片247為配置於周邊區域220P上方。
導光部241L覆蓋顯示區域220A及部分周邊區域220P。外框部241F向外延伸超出周邊區域220P，並且延伸至裝置外殼210上方以與裝置外殼210連接。外框部241F在此亦覆蓋光源243及光感測器245。光源243提供光線至導光部241L。光感測器245接收來自於導光部241L之光線。藉此，可透過光學式觸控模組240的導光元件241改善觸控顯示裝置200的視覺效果，並且光源243的光線透過導光部241L來傳導，可避免觸控顯示裝置200的彎曲影響至觸控的功能。
進一步來說，液晶顯示模組220包括前框221、液晶顯示面板223、框架225、光學薄膜227、導光板229、背光源231以及背板233。框架225容納背光源231。液晶顯示面板223配置於框架225上且位於背光源231上方。背板承載框架225、光學薄膜227、導光板229與背光源231。光學薄膜227配置導光板229上。背光源231提供光線至導光板229，以提供液晶顯示面板223所需的(面)光源。前框221與背板233、框架225以及液晶顯示面板223組裝。
依據上述，液晶顯示模組220的顯示區域220A以及周邊區域220P可透過前框221來定義，亦即前框221所覆蓋之區域為周邊區域220P，前框221未覆蓋之區域為顯示區域220A。並且，光學式觸控模組240的光源243、光感測器245以及反射片247為配置於液晶顯示模組220的前框221上。一般而言，液晶顯示面板223包括彩色濾光基板、主動陣列基板及液晶層，光學薄膜227包括擴散片、增光片等，但本發明不以此為限。
圖3為依照本發明第一實施例的光學觸控模組的立體示意圖。請參照圖2及圖3，在本實施例中，光學式觸控模組240包括導光元件241、光源243a、243b、243c、243d、光感測器245a、245b以及反射片247a、247b、247c。導光部241L之側壁包括側向出光面A1、A2、側向入光面B1、B2、B3、B4與反射面R1、R2、R3，其中側向出光面A1、A2分別為一曲面，側向入光面B1、B2、B3、B4分別為一平面。
光源243a配置於側向入光面B1旁、光源243b配置於側向入光面B2旁，光感測器245a配置於側向出光面A1旁，光源243c配置於側向入光面B3旁，光源243d配置於側向入光面B4旁，光感測器245b配置於側向出光面A2旁。其中，光源側向入光面B1~B4上可具有微結構，以產生在導光部241L特定角度全反射之光線。並且，光源243a與側向入光面B1之間、光源243b與側向入光面B2之間、光源243c與側向入光面B3之間、以及光源243d
與側向入光面B4之間可設置光學膠。此外，由於光源243a、243b、243c、243d、光感測器245a、245b為相鄰配置，因此可降低導光部241L的厚度。
反射片247a配置於反射面R1上，反射片247b配置於反射面R2上，反射片247c配置於反射面R3上，用以將光源243a及243b所提供之光線反射回側向出光面A1，以及將光源243c及243d所提供之光線反射回側向出光面A2。其中，光源243a、243b、243c、243d、光感測器245a、245b及側壁包括側向出光面A1、A2、側向入光面B1、B2、B3、B4為繪示以說明，而非用以限制實際的大小。並且，反射片247a與反射面R1之間、反射片247b與反射面R2之間、以及反射片247c與反射面R3之間會設置光學膠，以使光線直接透過反射片247a~247c反射，而不會經過空氣。
圖4為依照本發明第一實施例的光學觸控模組的另一立體示意圖。請參照圖3及圖4，其不同之處在於導光部241L的側向出光面A3、A4，在本實施例中，側向出光面A3、A4分別為一平面。其中，光感測器245a與側向出光面A3之間以及光感測器245b與側向出光面A4之間會設置光學膠。
圖5為依照本發明第二實施例的觸控顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖2及圖5，觸控顯示裝置500大致相同於觸控顯示裝置200，其不同之處在於液晶顯示模組510的前框511。在前框511上具有凹槽511a，凹槽511a用以
容納光源243以及光感測器245，以使光源243以及光感測器245更加穩固，並且可降低241L的厚度。
圖6為依照本發明第三實施例的觸控顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖2及圖6，觸控顯示裝置600大致相同於觸控顯示裝置200，其不同之處在於裝置外殼610以及液晶顯示模組620的框架621。裝置外殼610具有凹槽610a，凹槽610a用以容納光源243以及光感測器245，以使光源243以及光感測器245更加穩固。在本實施例中，以框架621取代前框211及背板233，因此框架621可承載並容納液晶顯示面板223、光學薄膜227、導光板229以及背光源231。在其他實施例中，框架621可如前框511一般具有凹槽以容納光源243以及光感測器245，此時裝置外殼610可不用形成凹槽610a。
此外，在本實施例中，定義液晶顯示模組220的顯示區域220A以及周邊區域220P為透過框架621來定義，亦即框架621覆蓋液晶顯示面板223之區域為周邊區域220P，框架621未覆蓋液晶顯示面板223之區域為顯示區域220A。
圖7為依照本發明第四實施例的觸控顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖2及圖7，觸控顯示裝置700大致相同於觸控顯示裝置200，其不同之處在於光學式觸控模組710的光源711及光感測器713。在本實施例中，光源711及光感測器713為分開配置於前框221上。
圖8為依照本發明第四實施例的光學觸控模組的立體
示意圖。請參照圖7及圖8，在本實施例中，光學式觸控模組710大致相同於光學式觸控模組240，其不同之處在於光源711a、711b、711c及光感測器713a、713b。在本實施例中，導光部241L之側壁包括側向出光面O1、O2以及側向入光面E1、E2及E3，在此側向出光面O1、O2以曲面為例，但在其他實施例中可以為一平面。
光感測器713a配置於側向出光面O1旁，光感測器713b配置於側向出光面O2旁，光源711a配置於側向入光面E1旁，光源711b配置於側向入光面E2旁，光源711c配置於側向入光面E3旁。光源711a包括導光柱LG1以及發光元件EM1，發光元件EM1所提供之光線經由導光柱LG1而從側向入光面E1進入導光部241L。光源711b包括導光柱LG2以及發光元件EM2，發光元件EM2所提供之光線經由導光柱LG2而從側向入光面E2進入導光部241L。光源711c包括導光柱LG3以及發光元件EM3，發光元件EM3所提供之光線經由導光柱LG3而從側向入光面E3進入導光部241L。並且，在此可以任何方式阻隔導光柱LG1、LG2、LG3的光線傳導至外框部241F，例如於導光柱LG1、LG2、LG3與外框部241F之間形成不透光層。
圖9為依照本發明第五實施例的觸控顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖2及圖9，觸控顯示裝置900大致相同於觸控顯示裝置200，其不同之處在於顯示模組在此以有機電激發光顯示模組910為例。有機電激發光顯示模組910包括基板911、透明蓋板913、有機電激發光元件915、膠
框917及背板919。背板919承載基板911、透明蓋板913及膠框917。有機電激發光元件915配置於基板911上，基板911、透明蓋板913透過膠框917相對組立，而基板911、透明蓋板913、膠框917與背板919組裝以形成有機電激發光顯示模組910。此外，在其他實施例中，亦可利用框架(可參照圖6的框架621)來承載基板911、透明蓋板913及膠框917。
綜上所述，本發明的觸控顯示裝置，其利用導光元件作為蓋板，以及利用導光元件的導光部傳遞光學觸控模組光源的光線，藉此提高觸控顯示裝置的視覺效果，並且可避免光學觸控模組誤操作。其中，導光元件的導光部與外框部為一體成形，以強化導光元件的強度。
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‧‧‧液晶顯示器
101、200、500、600、700、900‧‧‧觸控顯示裝置
110、210、610‧‧‧裝置外殼
110S‧‧‧表面
120、220、510、620‧‧‧液晶顯示模組
120D‧‧‧顯示面
121、221、511‧‧‧前框
123、223‧‧‧液晶顯示面板
125、225、621‧‧‧框架
127、227‧‧‧光學薄膜
129、229‧‧‧導光板
131、231‧‧‧背光源
133、155、233、919‧‧‧背板
135‧‧‧蓋板
140、150、240、710‧‧‧光學式觸控模組
141、151、243、243a、243b、243c、243d、711、711a、711b、711c‧‧‧光源
143、153、245、245a、245b、713、713a、713b‧‧‧光感測器
145、247、247a、247b、247c‧‧‧反射片
220A‧‧‧顯示區域
220P‧‧‧周邊區域
241‧‧‧導光元件
241F‧‧‧外框部
241L‧‧‧導光部
241S‧‧‧頂表面
511a、610a‧‧‧凹槽
910‧‧‧有機電激發光顯示模組
911‧‧‧基板
913‧‧‧透明蓋板
915‧‧‧有機電激發光元件
917‧‧‧膠框
A1~A4、O1、O2‧‧‧側向出光面
B1~B4、E1~E3‧‧‧側向入光面
EM1~EM3‧‧‧發光元件
L1、L2‧‧‧直線
LG1~LG3‧‧‧導光柱
R1~R3‧‧‧反射面
圖1A為一傳統液晶顯示器的剖面示意圖。
圖1B為一傳統觸控顯示裝置的剖面示意圖。
圖1C為一傳統光學式觸控模組的背板未彎曲與背板彎曲示意圖。
圖2為依照本發明第一實施例的觸控顯示裝置的剖面示意圖。
圖3為依照本發明第一實施例的光學觸控模組的立體示意圖。
圖4為依照本發明第一實施例的光學觸控模組的另一立體示意圖。
圖5為依照本發明第二實施例的觸控顯示裝置的剖面示意圖。
圖6為依照本發明第三實施例的觸控顯示裝置的剖面示意圖。
圖7為依照本發明第四實施例的觸控顯示裝置的剖面示意圖。
圖8為依照本發明第四實施例的光學觸控模組的立體示意圖。
圖9為依照本發明第五實施例的光學觸控模組的剖面示意圖。
200‧‧‧觸控顯示裝置
210‧‧‧裝置外殼
220‧‧‧液晶顯示模組
220A‧‧‧顯示區域
220P‧‧‧周邊區域
221‧‧‧前框
223‧‧‧液晶顯示面板
225‧‧‧框架
227‧‧‧光學薄膜
229‧‧‧導光板
231‧‧‧背光源
233‧‧‧背板
240‧‧‧光學式觸控模組
241‧‧‧導光元件
241F‧‧‧外框部
241L‧‧‧導光部
241S‧‧‧頂表面
243‧‧‧光源
245‧‧‧光感測器
247‧‧‧反射片
Claims (17)
- 一種觸控顯示裝置，包括：一裝置外殼；一顯示模組，配置於該裝置外殼內，該顯示模組具有一顯示區域以及一環繞該顯示區域之周邊區域；一光學式觸控模組，配置於該顯示模組上方，該光學式觸控模組包括：一導光元件，具有一頂表面，該導光元件包括一位於該顯示區域上方之導光部以及一從該導光部邊緣向外延伸之外框部，其中該導光部的厚度大於該外框部之厚度，該外框部與該裝置外殼連接；一光源，該光源提供一光線至該導光部，且該外框部覆蓋該光源；以及一光感測器，該光感測器接收來自於該導光部之該光線，且該外框部覆蓋該光感測器。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該顯示模組包括一液晶顯示模組(LCM)。
- 如申請專利範圍第2項所述之觸控顯示裝置，其中該液晶顯示模組包括：一背光源；一框架，容納該背光源；一液晶顯示面板，配置於該框架上且位於該背光源上方；一背板(back bezel)，承載該框架與該背光源；以及一前框(front bezel)，與該背板、該框架以及該液晶顯 示面板組裝。
- 如申請專利範圍第3項所述之觸控顯示裝置，其中該光源與該光感測器配置於該前框上。
- 如申請專利範圍第3項所述之觸控顯示裝置，其中該前框具有一凹槽以容納該光源與該光感測器。
- 如申請專利範圍第2項所述之觸控顯示裝置，其中該液晶顯示模組包括：一背光源；一框架；以及一液晶顯示面板，配置於該框架上且位於該背光源上方，其中該框架承載並容納該背光源以及該液晶顯示面板。
- 如申請專利範圍第6項所述之觸控顯示裝置，其中該光源與該光感測器配置於該框架上。
- 如申請專利範圍第6項所述之觸控顯示裝置，其中該框架具有一凹槽以容納該光源與該光感測器。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該外框部向外延伸超出該周邊區域，並且延伸至該裝置外殼上方以與該裝置外殼連接。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該導光部與該外框部係一體成形。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該導光部之側壁包括一側向出光面、一側向入光面與多個反射面，該光源配置於該側向入光面旁、該光感測器配置於該側向出光面旁，而該光學式觸控模組更包括多個配置於該些反射面上之反射片，以將該光源所提供之該光線反 射回該側向出光面。
- 如申請專利範圍第11項所述之觸控顯示裝置，其中該側向出光面為一平面或一曲面。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該導光部之側壁包括一側向出光面以及至少一個側向入光面，該光感測器配置於該側向出光面旁，該光源配置於該側向入光面旁，而該光源包括一導光柱以及一發光元件，該發光元件所提供之該光線經由該導光柱而從該側向入光面旁進入該導光部。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該光源、該光感測器與該外框部配置於該周邊區域上方。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該頂表面為一平坦表面。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該導光部覆蓋該顯示區域以及部分周邊區域。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中裝置外殼具有一凹槽以容納該光源與該光感測器。
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