CN101833185A - 光学触控式液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学触控式液晶显示装置，其包括一用以显示影像的液晶面板、位于液晶面板的下方以提供液晶面板背光的背光单元、一外框、至少一发光组件、及至少一光传感器。外框包括一内侧，内侧具有一水平面及一垂直面，外框将液晶面板及背光单元框住而固定。发光组件位于外框的内侧上，其提供光线，以于液晶面板的影像显示侧形成光矩阵。光传感器，位于外框的内侧上，用以侦测液晶面板上的触控。
Description
技术领域
本发明有关一种液晶显示装置，特别是有关一种光学触控式液晶显示装置。
背景技术
在现今各式消费性电子产品的市场中，个人数字助理(PDA)、移动电话(mobile phone)、笔记型计算机(notebook)及平板计算机(tablet PC)等便携式电子产品已经广泛的使用触控式面板(touch panel)作为其数据沟通的界面工具。触控式面板除了符合可作多层次选单设计要求外，也能同时拥有键盘、鼠标等的功能及手写输入等人性化的操作方式，尤其将输入与输出整合在同一接口(显示面，或称屏幕)的特质，更是其它传统输入装置所不及之处。
图1显示一已知的液晶显示器模块的结构爆炸示意图，已知的液晶显示器模块10具有一外框(bezel)12、一液晶面板14、及一背光单元16。而已知具有触控功能(例如电阻式、电容式等等)的液晶显示器，通常是使用面板制造厂商制造完成的普通液晶显示模块，例如液晶显示器10，再外加一片触控面板厂商制造完成的侦测面板二种装置所叠合而成，虽然可以达到侦测触控情形的功能，但是也因为是使用二种装置的叠合，厚度相对很厚，重量较重，对触控式液晶显示器的普及推广，实为相当不利。
因此，对于一种具有新颖结构的触控式液晶显示器仍有需求，以期其更轻更薄，而更便于利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种光学触控式液晶显示装置，其具有更轻更薄的结构，可降低含有光学触控功能显示器的模块厚度与成本。
依据本发明的光学触控式液晶显示装置包括一用以显示影像的液晶面板、位于液晶面板的下方用以提供液晶面板背光的背光单元、一外框、至少一发光组件、及至少一光传感器。外框包括一内侧，内侧具有一水平面及一垂直面，外框将液晶面板及背光单元框住而固定。发光组件位于外框的内侧上，其提供光线，在液晶面板的影像显示侧形成光矩阵。光传感器位于外框的内侧上，用以侦测液晶面板上的触控。
附图说明
图1显示一已知的液晶显示器模块的结构爆炸示意图；
图2显示一依据本发明的光学触控式液晶显示装置的结构爆炸示意图；
图3显示本发明中用以进行光学触控功能的发光组件与光传感器配置于外框内侧水平面的一具体实施例示意图；
图4显示本发明中用以进行光学触控功能的发光组件与光传感器配置于外框内侧垂直面的一具体实施例示意图；
图5至图11是本发明中用以进行光学触控功能的发光组件与光传感器于外框内侧配置方式的数个具体实施例示意图；
图12是本发明中已配置发光组件与光传感器的外框与背光单元结合的示意图；
图13是本发明中已配置发光组件与光传感器的外框与背光单元结合的剖面示意图；
图14是本发明中发光组件结构的一具体实施例示意图。
具体实施方式
本发明有关一种整合可多点控制的光学触控功能的液晶显示器模块(optical multi-touch TFT-LCD module)。如图2所示，依据本发明的光学触控式的液晶显示装置20包括一液晶面板26、一背光单元28、一外框22、至少一发光组件24、及至少一光传感器32。液晶面板26用以显示影像。背光单元28位于液晶面板26的下方用以做为液晶面板26的背光源。外框22包括一内侧，内侧具有一水平面及一垂直面。将液晶面板26及背光单元28用外框22框住而叠置并固定。发光组件24是位于外框22的内侧上，其提供光线，在液晶面板的影像显示侧形成光矩阵(optical matrix)。光传感器32是位于外框22的内侧上，接收发光组件24射出的光线，当使用者对液晶面板有所接触时，会改变光传感器接收到的光强度，而据此侦测到使用者对液晶面板的触控。
其中，液晶面板可为已知的液晶面板。背光单元可为已知的背光单元。外框可为例如铁框、木框、塑料框、碳纤维框等，但不限于此，较佳为可提供坚固支撑的材质。发光组件为可发出光线的组件，例如灯泡、灯管、发光二极管(LED)等等，LED体积小、低耗能，因此较佳选用LED。而当液晶显示画面上不欲有其它颜色的光线干扰时，较佳使用不可见光，例如紫外线、红外线等、或远红外线，更佳为红外线或远红外线。光传感器则可为例如可侦测光的变化及体积够小者即可使用，例如电荷耦合组件(CCD)光传感器、互补式金属-氧化层-半导体(CMOS)光传感器等。
发光组件位于外框内侧，其可位于外框内侧的水平面上或垂直面上，而由发光组件射出的光线需能够到达液晶显示面板的影像显示面上方。图3说明发光组件30与光传感器32配置于外框22内侧水平面位置的一具体实施例。图4说明发光组件34与光传感器32配置于外框22内侧垂直面的一
具体实施例。
发光组件的个数、尺寸及所设置于外框内侧的位置可依所需而定。光传感器的个数、尺寸及于外框内侧设置的位置也可依所需而定。图5至图11举出若干具体实施例的情形，但不限于此。例如，于图5显示的具体实施例中，发光组件36有四个，分别位于外框22内侧的四个边上，其长度几乎与各边长相当。而光传感器32也有四个，分别位于外框22内侧的四个角落。而于图6显示的具体实施例中，发光组件36的长度较短，分别位于外框22内侧的四个边的中部地方。于图7显示的具体实施例中，发光组件36有三个，分别位于外框22内侧的三个边上，其长度几乎与各边长相当，在第四边上并无发光组件的设置。而光传感器32设置有两个，分别位于第四边两端的角落。图8显示的具体实施例是与图7显示的具体实施例其配置左右方位互相颠倒。光传感器的设置也不限于在没有发光组件设置的第四边的两端角落，也可以设置在具有发光组件设置的边的两端角落，例如图9所示。也可以利用反光装置的设置来节省发光组件设置的个数，例如图10所示的具体实施例，在发光组件36对向的边上设置反光装置50。反光装置可为例如反光片，能反射发光组件发出的光线。
光传感器至少有一个，以侦测使用者在显示面上的触控。在需要精确测知触控位置的应用时，较佳设置至少二个光传感器，以更精确侦测使用者在显示面上的触控位置。此外，在设置有四个光传感器的情形时，相邻二者可用以侦测触控位置，及其余相邻二者可用以侦测误动作。
光传感器的个数与设置位置的搭配，并无特别限制，而以能够侦测到全显示面上的触控为宜，以避免感测的漏失。因此，可以是一或复数个光传感器设置在外框的角落的内侧或是在外框的边的内侧上。而当设置在外框的边上时，以不与发光组件于同一侧为宜。可将光传感器例如利用支架架设于外框内侧的水平面上或垂直面上。图11显示一使用红外线-电荷耦合组件(IR-CCD)作为本发明的光传感器的实施例，其中仅在一个边上设置一红外线-电荷耦合组件38，其为微型光传感器，可旋转而可侦测整个显示面，且具有广角功能。再者，例如当光传感器为扫描式，例如可旋转180度时，或许可于外框的边的中间内侧上设置一个即可；当光传感器为可旋转例如90度时，或许可于外框的边的中间内侧上设置二个，分别侦测各90度的显示面范围，以利侦测到全显示面。
图12说明本发明中已配置发光组件与光传感器的外框22与背光单元28的结合方式的一具体实施例。外框22与背光单元28利用外框的母扣42与背光单元28的金属板上的公扣40进行扣合。图13是其剖面图。
图14则显示本发明中发光组件结构的一具体实施例示意图。发光组件可由例如复数个发光二极管(LED)44设置于一软排线46上，在发光二极管发光侧上设置一导光条(light guide bar)48而达成。导光条材质可为例如聚甲基丙烯酸甲酯(简称PMMA)。并可进一步搭配导光网点，来节省发光组件设置的个数。
与已知技术比较，本发明将光学触控技术整合至液晶显示器模块内，其技术特征为将有触碰功能的光学部件整合于液晶显示器模块的金属外框内的设计，其主要优点、创新及改进之处如下：
1.可连续且多点触碰进行触碰输入功能并取代传统控制方式(鼠标、键盘...等)，当显示器与个人计算机(PC)结合时，使用者可用手势输入。
2.亮度与对比较传统触控液晶显示器高(电阻式、电容式...等触控液晶显示器)。
3.可适用于大尺寸液晶显示器(50时以上)。
4.触控辨识度准确度与反应时间较高。
5.可减少光学触控液晶显示器组件数目与组立时间。
6.可缩减传统光学触控式显示器模块厚度尺寸与重量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的等同变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种光学触控式液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示装置包括：
一液晶面板，用以显示影像；
一背光单元，位于该液晶面板的下方用以提供该液晶面板背光；
一外框，包括一内侧，该内侧具有一水平面及一垂直面，该外框将该液晶面板及该背光单元框住而固定；
至少一发光组件，位于该外框的内侧上，该至少一发光组件提供一光线，在该液晶面板的影像显示侧形成光矩阵；以及
至少一光传感器，位于该外框的该内侧上，用以侦测该液晶面板上的触控。
2.根据权利要求1所述的光学触控式液晶显示装置，其特征在于，该光线包括不可见光。
3.根据权利要求1所述的光学触控式液晶显示装置，其特征在于，该至少一发光组件设置于该外框的内侧水平面或垂直面上。
4.根据权利要求1所述的光学触控式液晶显示装置，其特征在于，该光学触控式液晶显示装置包括二个该光传感器，其分别设置于该外框的相邻的二角落的内侧上，以侦测该液晶面板上的触控位置。
5.根据权利要求1所述的光学触控式液晶显示装置，其特征在于，该光学触控式液晶显示装置包括四个该光传感器，其分别设置于该外框的四个角落的内侧上，该四个光传感器中的相邻二者用以侦测触控位置，及另相邻二者用以侦测误动作。
6.根据权利要求1所述的光学触控式液晶显示装置，其特征在于，进一步包括一导光板或一扩散板，其位于该外框的内侧，并位于该至少一发光组件的出光侧，该光线通过该导光板或该扩散板而于该液晶面板的影像显示侧形成光矩阵。
7.根据权利要求1所述的光学触控式液晶显示装置，其特征在于，进一步包括一反射片，其位于该至少一发光组件的对向的该外框内侧，用以反射该光线。
8.根据权利要求1所述的光学触控式液晶显示装置，其特征在于，该外框与该背光单元互相扣合。
9.根据权利要求1所述的光学触控式液晶显示装置，其特征在于，该至少一光传感器设置于该外框的边的内侧上。
10.根据权利要求1所述的光学触控式液晶显示装置，其特征在于，该至少一光传感器为可旋转。
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2009
- 2009-03-11 CN CN200910047392A patent/CN101833185A/zh active Pending
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