TWI457804B - 觸控螢幕結構及其製造方法 - Google Patents

Description

觸控螢幕結構及其製造方法

本發明係有關於一種觸控螢幕，特別係有關於一種光學式觸控螢幕結構。

首先請參閱第1圖，一般光學式觸控螢幕(optical touch screen)大多會在矩形螢幕的角落處設置數個光感測器40(例如CMOS)，此外在矩形螢幕的四個側邊則分別設有光源結構20，透過光源結構20可將由數個發光二極體(未圖示)所產生之光線導引到螢幕中央的有效區域301內，接著可利用位在螢幕角落處的光感測器40偵測有效區域301內的物體陰影，進而計算出物體的座標位置。

再請一併參閱第1、2圖，其中第2圖表示第1圖中沿X1-X2方向之剖視圖，由第2圖可以看出光源結構20包括導光條22、框體21以及側蓋23，其中由發光二極體所產生之光線可經過導光條22與框體21反射，接著穿過側蓋23而進入有效區域301內(如第2圖中箭頭方向所示)。

請繼續參閱第2圖，傳統的光學式觸控螢幕通常更包括顯示模組10，組裝時可將強化玻璃30設置於顯示模組10上，接著再將光源結構20和光感測器40逐一黏貼在強化玻璃30的表面。如第2圖所示，顯示模組10包括外殼11、支架12、顯示面板13、背蓋14、光源15、導光板16以及光學膜片17，其中強化玻璃30固定於外殼11上，支架12與外殼11連接，顯示面板13設置於支架12上，光源15、導光板16以及光學膜片17則設置於支架12和背蓋14之間。

惟需特別說明的是，由於傳統的光學式觸控螢幕會在顯示模組10和光源結構20之間設置強化玻璃30，如此不僅使得觸控螢幕整體厚度提高而不利於產品的薄型化，同時也會增加材料成本。另一方面，將光源結構20和光感測器40等元件逐一黏貼在強化玻璃30上的組裝方式將增加製造流程的複雜度，同時也會造成不良品進行重工(rework)時的困難。

本發明之一實施例提供一種觸控螢幕結構，包括一顯示模組、一矩形之框體、複數個導光條以及複數個光感測器。框體設置於顯示模組上，其中框體具有開口，對應於觸控螢幕結構的感測區域。導光條分別設置於框體的複數個側邊，用以將來自光源的光線導引至感測區域。光感測器固定於框體上，用以偵測感測區域內之光線。

本發明另提供一種觸控螢幕結構的製造方法，包括：提供一矩形之框體，其中框體具有開口，對應於觸控螢幕結構的感測區域；提供複數個導光條，分別設置於框體的複數個側邊，用以將一光線導引至感測區域；提供複數個光感測器，並將光感測器結合於框體上，用以偵測光線；以及，提供一顯示模組，其中顯示模組具有外殼，並將框體固定於外殼上。

為使本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例並配合所附圖式做詳細說明。

請一併參閱第3、4圖，其中第4圖表示第3圖中沿X3-X4方向之剖視圖。如圖所示，本發明一實施例之觸控螢幕結構可為一光學式觸控螢幕結構，其主要包括顯示模組50、矩形之框體60、導光條70、可透光之側蓋80以及光感測器90。光感測器90例如為CMOS，可分別嵌設在矩形框體60的左上角以及右上角。另外，可分別在矩形框體60的四個側邊設置導光條70與側蓋80。於本發明一實施例中，矩形框體60並未設置側蓋80。

應了解的是，矩形之框體60可以一體成型之方式製作，其中在框體60的內側表面設有反光材質，且藉由框體60和導光條70可將發光二極體所產生之光線導引到螢幕中央的有效區域601內(如第4圖中箭頭方向所示)，接著透過位在螢幕角落處的光感測器90可偵測有效區域601內的物體陰影，進而計算出物體的座標位置。

由第4圖中可以看出，顯示模組50主要包括外殼51、支架52、顯示面板53、背蓋54、光源55、導光板56以及光學膜片57，其中外殼51設置於顯示面板53周圍，支架52與外殼51連接，顯示面板53設置於支架52上，光源55、導光板56以及光學膜片57則設置於支架52和背蓋54之間。需特別說明的是，在本實施例中的框體60係固定於顯示模組50的外殼51上且具有一U字型截面，導光條70容置於框體60內，側蓋80則是結合於框體60的開口處。於本發明一實施例中，外殼51與支架52可為一體成型。於本發明另一實施例中，外殼51設置於顯示面板53周圍並與側蓋80相連接，且外殼51可與側蓋80採一體成型的方式製作。

接著請參閱第5圖，組裝時可將導光條70、側蓋80、光感測器90以及發光二極體L分別由框體60的內側和外側置入框體60中，由於本實施例的框體60為一體成型之單一構件，因此在組裝時可直接將導光條70、側蓋80、光感測器90以及發光二極體L固定於框體60內部，如此一來不僅可方便組裝以提高生產效率，同時也能達到良好的定位效果。

如第5圖所示，在本實施例中的側蓋80兩端另形成有斜面81，其中兩個相鄰側蓋80的斜面81間形成有一夾角A(如第3圖所示)，且該夾角A的範圍係可介於60°至89°之間，或者也可將斜面81改以圓弧面取代，使得光感測器90的感測角度範圍可介於60°至89°之間。

對應於第3~5圖所揭露的實施例，本發明更提供一種觸控螢幕結構的製造方法(如第9圖所示)，其主要包括：提供一矩形之框體60，其中框體60中央具有開口，對應於觸控螢幕結構的感測區域601(步驟S11)；提供複數個導光條70，分別設置於框體60的四個側邊，用以將來自至少一光源(例如第5圖所示之發光二極體L)的光線導引至感測區域601(步驟S12)；提供複數個光感測器90，並將光感測器90結合於框體60上，用以偵測光線(步驟S13)；以及，提供一顯示模組50，其中顯示模組50具有外殼51，並將框體60固定於外殼51上(步驟S14)。

再請參閱第6圖，本發明另一實施例之觸控螢幕結構主要係將框體60和下方顯示模組50之外殼51以一體成型的方式製作，藉此可降低零件數並簡化組裝程序。或者，亦可將側蓋80和下方顯示模組50之外殼51以一體成型的方式製作(如第7圖所示)，此時框體60及導光條70係被外殼51和側蓋80所包覆，藉此同樣可降低零件數並簡化組裝程序，進而大幅提高生產效率。

請參閱第8圖，在另一實施例之觸控螢幕結構中，亦可將框體60及導光條70一同設置於側蓋80的內部。如第8圖所示，框體60與側蓋80分別具有U字型截面，其中導光條70設置在框體60內部，側蓋80則是設置在框體60和導光條70的外側，並且固定於顯示模組50的外殼51上。

對應於第8圖所揭露的實施例，本發明更提供一種觸控螢幕結構的製造方法(如第10圖所示)，其主要包括：提供一矩形之框體60，其中框體60中央具有開口，對應於觸控螢幕結構的感測區域601(步驟S21)；提供複數個導光條70，分別設置於框體60的四個側邊，用以將來自光源(例如第5圖所示之發光二極體L)的光線導引至感測區域601(步驟S22)；提供複數個側蓋80，分別固定於框體60上並且對應於導光條70，其中光線穿過側蓋80而進入感測區域601(步驟S23)；提供複數個光感測器90，並將光感測器90結合於框體60上，用以偵測光線(步驟S24)；以及，提供一顯示模組50，其中顯示模組具有一外殼51，並將側蓋80固定於外殼51上(步驟S25)。

綜上所述，本發明提供一種光學式觸控螢幕結構，組裝時可先將導光條、側蓋、光感測器以及發光二極體固定在中空的矩形框體內部，然後再將前述框體固定於顯示模組上。或者，也可使顯示模組的外殼與前述框體或側蓋以一體成型的方式製作；舉例而言，前述框體可採用聚碳酸酯(PC)材質，前述側蓋則可採用壓克力(PMMA)，由於本發明之觸控螢幕結構可方便組裝且具有良好定位效果，因此可廣泛地應用於各式電子裝置之中。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明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，當可做些許之更動與潤飾。因此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。

10．．．顯示模組

11．．．外殼

12．．．支架

13．．．顯示面板

14．．．背蓋

15．．．光源

16．．．導光板

17．．．光學膜片

20．．．光源結構

21．．．框體

22．．．導光條

23．．．側蓋

30．．．強化玻璃

301．．．有效區域

40．．．光感測器

50．．．顯示模組

51．．．外殼

52．．．支架

53．．．顯示面板

54．．．背蓋

55．．．光源

56．．．導光板

57．．．光學膜片

60．．．框體

601．．．有效區域

70．．．導光條

80．．．側蓋

81．．．斜面

90．．．光感測器

A．．．夾角

L．．．發光二極體

第1圖表示一習知觸控螢幕結構之上視圖；

第2圖表示第1圖中沿X1-X2方向之剖視圖；

第3圖表示本發明一實施例之觸控螢幕結構上視圖；

第4圖表示第3圖中沿X3-X4方向之剖視圖；

第5圖表示導光條、側蓋、光感測器以及發光二極體結合於框體上之示意圖；

第6圖表示本發明另一實施例之觸控螢幕結構剖視圖；

第7圖表示本發明另一實施例之觸控螢幕結構剖視圖；

第8圖表示本發明另一實施例之觸控螢幕結構剖視圖；

第9圖表示本發明一實施例之觸控螢幕結構製造方法示意圖；以及

第10圖表示本發明另一實施例之觸控螢幕結構製造方法示意圖。

50．．．顯示模組

60．．．框體

601．．．有效區域

80．．．側蓋

81．．．斜面

90．．．光感測器

A．．．夾角

Claims (12)

1. 一種觸控螢幕結構，包括：一顯示模組；一矩形之框體，設置於該顯示模組上，其中該框體具有一開口，對應於該觸控螢幕結構的一感測區域；複數個導光條，分別設置於該框體的複數個側邊，用以將一光線導引至該感測區域；複數個光感測器，固定於該框體上，用以偵測該感測區域內之該光線；以及複數個側蓋，固定於該框體上並且對應於該些導光條，其中該光線穿過該些側蓋而進入該感測區域，且該些側蓋分別具有一斜面，相鄰之該些側蓋的該些斜面間形成有一夾角，其中該夾角介於60°至89°之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕結構，其中該顯示模組更包括一外殼以及一顯示面板，該外殼設置於該顯示面板周圍並連接該些側蓋。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控螢幕結構，其中該外殼與該些側蓋一體成型。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕結構，其中該顯示模組更包括一外殼、一支架以及一顯示面板，該外殼連接該些側蓋與該支架，該顯示面板設置於該支架上，其中該外殼與該些側蓋一體成型。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕結構，其中該框體與該些側蓋分別具有一U字型截面，且該框體容置於該些側蓋內。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕結構，其中該顯示模組更包括一外殼以及一顯示面板，該外殼設置於該顯示面板周圍並連接該框體。
7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控螢幕結構，其中該外殼與該框體一體成型。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕結構，其中該顯示模組更包括一外殼、一支架以及一顯示面板，該外殼連接該框體與該支架，且該顯示面板設置於該支架上，其中該外殼與該框體一體成型。
9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控螢幕結構，其中該框體更包括至少一光源，該光源提供該光線。
10. 一種觸控螢幕結構的製造方法，包括：提供一矩形之框體，其中該框體具有一開口，對應於該觸控螢幕結構的一感測區域；提供複數個導光條，分別設置於該框體的複數個側邊，用以將一光線導引至該感測區域；提供複數個光感測器，並將該些光感測器結合於該框體上，用以偵測該光線；提供一顯示模組，其中該顯示模組具有一外殼，並將該框體固定於該外殼上；以及提供複數個側蓋，固定於該框體上並且對應於該些導光條，其中該光線穿過該些側蓋而進入該感測區域，且該些側蓋分別具有一斜面，相鄰之該些側蓋的該些斜面間形成有一夾角，其中該夾角介於60°至89°之間。
11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控螢幕結構的製 造方法，其中該框體與該些側蓋分別具有一U字型截面，且該框體容置於該些側蓋內，並藉由該些側蓋與該外殼連接，將該框體固定於該外殼上。
12. 如申請專利範圍第10項所述之觸控螢幕結構的製造方法，其中該方法更包括：提供至少一光源，設置於該框體內，用以提供該光線。