CN102033664A - 触控显示装置 - Google Patents

Abstract

一种触控显示装置，包括一装置外壳、一显示模块以及一光学式触控模块。显示模块配置于装置外壳内，显示模块具有一显示区域以及环绕显示区域的一周边区域。光学式触控模块配置于显示模块上方。光学式触控模块包括一导光组件、一光源以及一光传感器。导光组件具有一顶表面，且导光组件包括位于显示区域上方的一导光部以及从导光部边缘向外延伸的一外框部，其中外框部与装置外壳连接。光源提供光线至导光部，且外框部覆盖光源。光传感器接收来自于导光部的光线，且外框部覆盖光传感器。本发明能提高触控显示装置的视觉效果，并且可避免光学触控模块误操作。

Description

触控显示装置

技术领域

本发明是有关于一种触控显示装置，且特别是有关于一种光学式触控显示装置。

背景技术

随着显示科技的日益进步，人们借着显示装置的辅助可使生活更加便利，其中平面显示器(Flat Panel Display，FPD)以其重量轻以及体积薄的特性而成为目前显示器的主流。在诸多平面显示器中，由于液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)具有高空间利用效率、低消耗功率、无辐射以及低电磁干扰等优越特性，因此，液晶显示器深受消费者欢迎。

此外，随着信息技术、无线行动通讯和信息家电等各项应用的快速发展，为了达到更便利、体积更轻巧化以及更人性化的目的，许多信息产品的输入装置已由传统之键盘或鼠标等转变为触控面板(Touch Panel)，其与显示器结合成触控显示装置(Touch Display Device)。在现今一般的触控面板设计大致可区分为电阻式、电容式、光学式、声波式以及电磁式等。由于光学式触控面板的触控机制适合应用在大尺寸的显示面板中，因此，大尺寸显示面板的触控功能多半是通过光学触控机制来达成。

图1A为一传统液晶显示器的剖面示意图。请参照图1，液晶显示器100包括装置外壳110及液晶显示模块(LCM)120，而液晶显示模块120为配置于装置外壳110之内。一般而言，液晶显示模块120由前框(front bezel)121、液晶显示面板123、框架125、光学薄膜127、导光板129、背光源131以及背板(back bezel)133组立而成。但是，由于液晶显示模块120的显示面与装置外壳110的表面有落差，因而影响了视觉效果。

图1B为一传统触控显示装置的剖面示意图。请参照图1B，在触控显示装置101中，加入了光学式触控模块140，其配置于装置外壳110与液晶显示模块120之间，光学式触控模块140包括光源141、光传感器143以及反射片145。然而，在加入光学式触控模块140后，会加深液晶显示模块120的显示面120D与装置外壳110的表面110S的落差，因而劣化了视觉效果。

图1C为一传统光学式触控模块的背板未弯曲与背板弯曲示意图。请参照图1C，光学式触控模块150包括光源151、光传感器153及背板155。在背板155未弯曲前，光传感器153可正常接收光源151的光线，而光传感器153的接收范围为直线L1与L2之间。在背板155弯曲后，光源151的位置会超出光传感器153的接收范围，以致于光传感器153无法接收光源151的光线，进而侦测到错误的触控点。

发明内容

本发明提供一种触控显示装置，其整合光学式触控模块与盖板，以改善触控显示装置的视觉效果并提供光学触控的功能。

本发明提出一种触控显示装置，包括一装置外壳、一显示模块以及一光学式触控模块。显示模块配置于装置外壳内，显示模块具有一显示区域以及环绕显示区域的一周边区域。光学式触控模块配置于显示模块上方。光学式触控模块包括一导光组件、一光源以及一光传感器。导光组件具有一顶表面，且导光组件包括位于显示区域上方的一导光部以及从导光部边缘向外延伸的一外框部，其中外框部与装置外壳连接。光源提供光线至导光部，且外框部覆盖光源。光传感器接收来自于导光部的光线，且外框部覆盖光传感器。

在本发明的一实施例中，上述的显示模块包括一液晶显示模块。

在本发明的一实施例中，上述的液晶显示模块包括一背光源、一框架、一液晶显示面板、一背板以及一前框。框架容纳背光源。液晶显示面板配置于框架上且位于背光源上方。背板承载框架与背光源。前框与背板、框架以及液晶显示面板组装。

在本发明的一实施例中，上述的光源与光传感器配置于前框上。

在本发明的一实施例中，上述的前框具有一凹槽以容纳光源与光传感器。

在本发明的一实施例中，上述的液晶显示模块包括一背光源、一框架以及一液晶显示面板。液晶显示面板配置于框架上且位于背光源上方，其中框架承载并容纳背光源以及液晶显示面板。

在本发明的一实施例中，上述的光源与光传感器配置于框架上。

在本发明的一实施例中，上述的框架具有一凹槽以容纳光源与光传感器。

在本发明的一实施例中，上述的外框部向外延伸超出周边区域，并且延伸至装置外壳上方以与装置外壳连接。

在本发明的一实施例中，上述的导光部与外框部一体成形。

在本发明的一实施例中，上述的导光部的厚度大于外框部的厚度。

在本发明的一实施例中，上述的导光部的侧壁包括一侧向出光面、一侧向入光面与多个反射面，光源配置于侧向入光面旁，光传感器配置于侧向出光面旁，而光学式触控模块更包括多个配置于这些反射面上的反射片，以将光源所提供的光线反射回侧向出光面。

在本发明的一实施例中，上述的侧向出光面为一平面或一曲面。

在本发明的一实施例中，上述的导光部的侧壁包括一侧向出光面以及至少一个侧向入光面，光传感器配置于侧向出光面旁，光源配置于侧向入光面旁，而光源包括导光柱以及发光组件，发光组件所提供的光线经由导光柱而从侧向入光面旁进入导光部。

在本发明的一实施例中，上述的光源、光传感器与外框部配置于周边区域上方。

在本发明的一实施例中，上述的顶表面为一平坦表面。

在本发明的一实施例中，上述的导光部覆盖显示区域以及部分周边区域。

在本发明的一实施例中，上述的装置外壳具有一凹槽以容纳光源与光传感器。

基于上述，本发明的触控显示装置为利用导光组件作为盖板，以及利用导光组件的导光部传递光学触控模块光源的光线，藉此提高触控显示装置的视觉效果，并且可避免光学触控模块误操作。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A为一传统液晶显示器的剖面示意图；

图1B为一传统触控显示装置的剖面示意图；

图1C为一传统光学式触控模块的背板未弯曲与背板弯曲示意图；

图2为依照本发明第一实施例的触控显示装置的剖面示意图；

图3为依照本发明第一实施例的光学触控模块的立体示意图；

图4为依照本发明第一实施例的光学触控模块的另一立体示意图；

图5为依照本发明第二实施例的触控显示装置的剖面示意图；

图6为依照本发明第三实施例的触控显示装置的剖面示意图；

图7为依照本发明第四实施例的触控显示装置的剖面示意图；

图8为依照本发明第四实施例的光学触控模块的立体示意图；

图9为依照本发明第五实施例的光学触控模块的剖面示意图。

其中，附图标记

100：液晶显示器

101、200、500、600、700、900：触控显示装置

110、210、610：装置外壳

110S：表面

120、220、510、620：液晶显示模块

120D：显示面

121、221、511：前框

123、223：液晶显示面板

125、225、621：框架

127、227：光学薄膜

129、229、导光板

131、231：背光源

133、155、233、919：背板

135：盖板

140、150、240、710：光学式触控模块

141、151、243、243a、243b、243c、243d、711、711a、711b、711c：光源

143、153、245、245a、245b、713、713a、713b：光传感器

145、247、247a、247b、247c：反射片

220A：显示区域

220P：周边区域

241：导光组件

241F：外框部

241L：导光部

241S：顶表面

511a、610a：凹槽

910：有机电激发光显示模块

911：基板

913：透明盖板

915：有机电激发光组件

917：胶框

A1～A4、O1、O2：侧向出光面

B1～B4、E1～E3：侧向入光面

EM1～EM3：发光组件

L1、L2：直线

LG1～LG3：导光柱

R1～R3：反射面

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

图2为依照本发明第一实施例的触控显示装置的剖面示意图。请参照图2，在本实施例中，触控显示装置200包括装置外壳210、显示模块以及光学式触控模块240，其中显示模块在此以液晶显示模块220为例。液晶显示模块220配置于装置外壳210内，并且显示模块220具有显示区域220A以及环绕显示区域220A的周边区域220P。光学式触控模块240配置于液晶显示模块220上方。

光学式触控模块240包括导光组件241、光源243、光传感器245以及反射片247。导光组件241具有顶表面241S，而顶表面241S可以为一平坦表面。并且，导光组件241包括位于显示区域220A上方的导光部241L，以及从导光部241L边缘向外延伸的外框部241F。其中，导光部241L与外框部241F可以为一体成形，并且导光部241L的厚度大于外框部241F的厚度。而导光组件241的外框部241F、光源243、光传感器245以及反射片247为配置于周边区域220P上方。

导光部241L覆盖显示区域220A及部分周边区域220P。外框部241F向外延伸超出周边区域220P，并且延伸至装置外壳210上方以与装置外壳210连接。外框部241F在此亦覆盖光源243及光传感器245。光源243提供光线至导光部241L。光传感器245接收来自于导光部241L的光线。藉此，可通过光学式触控模块240的导光组件241改善触控显示装置200的视觉效果，并且光源243的光线通过导光部241L来传导，可避免触控显示装置200的弯曲影响至触控的功能。

进一步来说，液晶显示模块220包括前框221、液晶显示面板223、框架225、光学薄膜227、导光板229、背光源231以及背板233。框架225容纳背光源231。液晶显示面板223配置于框架225上且位于背光源231上方。背板承载框架225、光学薄膜227、导光板229与背光源231。光学薄膜227配置导光板229上。背光源231提供光线至导光板229，以提供液晶显示面板223所需的(面)光源。前框221与背板233、框架225以及液晶显示面板223组装。

依据上述，液晶显示模块220的显示区域220A以及周边区域220P可通过前框221来定义，亦即前框221所覆盖的区域为周边区域220P，前框221未覆盖的区域为显示区域220A。并且，光学式触控模块240的光源243、光传感器245以及反射片247为配置于液晶显示模块220的前框221上。一般而言，液晶显示面板223包括彩色滤光基板、主动数组基板及液晶层，光学薄膜227包括扩散片、增光片等，但本发明不以此为限。

图3为依照本发明第一实施例的光学触控模块的立体示意图。请参照图2及图3，在本实施例中，光学式触控模块240包括导光组件241、光源243a、243b、243c、243d、光传感器245a、245b以及反射片247a、247b、247c。导光部241L的侧壁包括侧向出光面A1、A2、侧向入光面B1、B2、B3、B4与反射面R1、R2、R3，其中侧向出光面A1、A2分别为一曲面，侧向入光面B 1、B2、B3、B4分别为一平面。

光源243a配置于侧向入光面B1旁、光源243b配置于侧向入光面B2旁，光传感器245a配置于侧向出光面A1旁，光源243c配置于侧向入光面B3旁，光源243d配置于侧向入光面B4旁，光传感器245b配置于侧向出光面A2旁。其中，光源侧向入光面B1～B4上可具有微结构，以产生在导光部241L特定角度全反射的光线。并且，光源243a与侧向入光面B1之间、光源243b与侧向入光面B2之间、光源243c与侧向入光面B3之间、以及光源243d与侧向入光面B4之间可设置光学胶。此外，由于光源243a、243b、243c、243d、光传感器245a、245b为相邻配置，因此可降低导光部241L的厚度。

反射片247a配置于反射面R1上，反射片247b配置于反射面R2上，反射片247c配置于反射面R3上，用以将光源243a及243b所提供的光线反射回侧向出光面A1，以及将光源243c及243d所提供的光线反射回侧向出光面A2。其中，光源243a、243b、243c、243d、光传感器245a、245b及侧壁包括侧向出光面A1、A2、侧向入光面B1、B2、B3、B4为绘示以说明，而非用以限制实际的大小。并且，反射片247a与反射面R1之间、反射片247b与反射面R2之间、以及反射片247c与反射面R3之间会设置光学胶，以使光线直接透过反射片247a～247c反射，而不会经过空气。

图4为依照本发明第一实施例的光学触控模块的另一立体示意图。请参照图3及图4，其不同之处在于导光部241L的侧向出光面A3、A4，在本实施例中，侧向出光面A3、A4分别为一平面。其中，光传感器245a与侧向出光面A3之间以及光传感器245b与侧向出光面A4之间会设置光学胶。

图5为依照本发明第二实施例的触控显示装置的剖面示意图。请参照图2及图5，触控显示装置500大致相同于触控显示装置200，其不同之处在于液晶显示模块510的前框511。在前框511上具有凹槽511a，凹槽511a用以容纳光源243以及光传感器245，以使光源243以及光传感器245更加稳固，并且可降低241L的厚度。

图6为依照本发明第三实施例的触控显示装置的剖面示意图。请参照图2及图6，触控显示装置600大致相同于触控显示装置200，其不同之处在于装置外壳610以及液晶显示模块620的框架621。装置外壳610具有凹槽610a，凹槽610a用以容纳光源243以及光传感器245，以使光源243以及光传感器245更加稳固。在本实施例中，以框架621取代前框211及背板233，因此框架621可承载并容纳液晶显示面板223、光学薄膜227、导光板229以及背光源231。在其它实施例中，框架621可如前框511一般具有凹槽以容纳光源243以及光传感器245，此时装置外壳610可不用形成凹槽610a。

此外，在本实施例中，定义液晶显示模块220的显示区域220A以及周边区域220P为通过框架621来定义，亦即框架621覆盖液晶显示面板223的区域为周边区域220P，框架621未覆盖液晶显示面板223的区域为显示区域220A。

图7为依照本发明第四实施例的触控显示装置的剖面示意图。请参照图2及图7，触控显示装置700大致相同于触控显示装置200，其不同之处在于光学式触控模块710的光源711及光传感器713。在本实施例中，光源711及光传感器713为分开配置于前框221上。

图8为依照本发明第四实施例的光学触控模块的立体示意图。请参照图7及图8，在本实施例中，光学式触控模块710大致相同于光学式触控模块240，其不同之处在于光源711a、711b、711c及光传感器713a、713b。在本实施例中，导光部241L的侧壁包括侧向出光面O1、O2以及侧向入光面E1、E2及E3，在此侧向出光面O1、O2以曲面为例，但在其它实施例中可以为一平面。

光传感器713a配置于侧向出光面O1旁，光传感器713b配置于侧向出光面O2旁，光源711a配置于侧向入光面E1旁，光源711b配置于侧向入光面E2旁，光源711c配置于侧向入光面E3旁。光源711a包括导光柱LG1以及发光组件EM1，发光组件EM1所提供的光线经由导光柱LG1而从侧向入光面E1进入导光部241L。光源711b包括导光柱LG2以及发光组件EM2，发光组件EM2所提供的光线经由导光柱LG2而从侧向入光面E2进入导光部241L。光源711c包括导光柱LG3以及发光组件EM3，发光组件EM3所提供的光线经由导光柱LG3而从侧向入光面E3进入导光部241L。并且，在此可以任何方式阻隔导光柱LG1、LG2、LG3的光线传导至外框部241F，例如于导光柱LG1、LG2、LG3与外框部241F之间形成不透光层。

图9为依照本发明第五实施例的触控显示装置的剖面示意图。请参照图2及图9，触控显示装置900大致相同于触控显示装置200，其不同之处在于显示模块在此以有机电激发光显示模块910为例。有机电激发光显示模块910包括基板911、透明盖板913、有机电激发光组件915、胶框917及背板919。背板919承载基板911、透明盖板913及胶框917。有机电激发光组件915配置于基板911上，基板911、透明盖板913透过胶框917相对组立，而基板911、透明盖板913、胶框917与背板919组装以形成有机电激发光显示模块910。此外，在其它实施例中，亦可利用框架(可参照图6的框架621)来承载基板911、透明盖板913及胶框917。

综上所述，本发明的触控显示装置，其利用导光组件作为盖板，以及利用导光组件的导光部传递光学触控模块光源的光线，藉此提高触控显示装置的视觉效果，并且可避免光学触控模块误操作。其中，导光组件的导光部与外框部为一体成形，以强化导光组件的强度。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (18)

1.一种触控显示装置，其特征在于，包括：

一装置外壳；

一显示模块，配置于该装置外壳内，该显示模块具有一显示区域以及一环绕该显示区域的周边区域；

一光学式触控模块，配置于该显示模块上方，该光学式触控模块包括：

一导光组件，具有一顶表面，该导光组件包括一位于该显示区域上方的导光部以及一从该导光部边缘向外延伸的外框部，该外框部与该装置外壳连接；

一光源，该光源提供一光线至该导光部，且该外框部覆盖该光源；以及

一光传感器，该光传感器接收来自于该导光部的该光线，且该外框部覆盖该光传感器。

2.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该显示模块包括一液晶显示模块。

3.如权利要求2所述的触控显示装置，其特征在于，该液晶显示模块包括：

一背光源；

一框架，容纳该背光源；

一液晶显示面板，配置于该框架上且位于该背光源上方；

一背板，承载该框架与该背光源；以及

一前框，与该背板、该框架以及该液晶显示面板组装。

4.如权利要求3所述的触控显示装置，其特征在于，该光源与该光传感器配置于该前框上。

5.如权利要求3所述的触控显示装置，其特征在于，该前框具有一凹槽以容纳该光源与该光传感器。

6.如权利要求2所述的触控显示装置，其特征在于，该液晶显示模块包括：

一背光源；

一框架；以及

一液晶显示面板，配置于该框架上且位于该背光源上方，其中该框架承载并容纳该背光源以及该液晶显示面板。

7.如权利要求6所述的触控显示装置，其特征在于，该光源与该光传感器配置于该框架上。

8.如权利要求6所述的触控显示装置，其特征在于，该框架具有一凹槽以容纳该光源与该光传感器。

9.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该外框部向外延伸超出该周边区域，并且延伸至该装置外壳上方以与该装置外壳连接。

10.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该导光部与该外框部一体成形。

11.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该导光部的厚度大于该外框部的厚度。

12.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该导光部的侧壁包括一侧向出光面、一侧向入光面与多个反射面，该光源配置于该侧向入光面旁、该光传感器配置于该侧向出光面旁，而该光学式触控模块更包括多个配置于该些反射面上的反射片，以将该光源所提供的该光线反射回该侧向出光面。

13.如权利要求12所述的触控显示装置，其特征在于，该侧向出光面为一平面或一曲面。

14.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该导光部的侧壁包括一侧向出光面以及至少一个侧向入光面，该光传感器配置于该侧向出光面旁，该光源配置于该侧向入光面旁，而该光源包括一导光柱以及一发光组件，该发光组件所提供的该光线经由该导光柱而从该侧向入光面旁进入该导光部。

15.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该光源、该光传感器与该外框部配置于该周边区域上方。

16.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该顶表面为一平坦表面。

17.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该导光部覆盖该显示区域以及部分周边区域。

18.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，装置外壳具有一凹槽以容纳该光源与该光传感器。

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