CN102262468B - 触控显示装置及具有触控功能的电子阅读装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触控显示装置及具有触控功能的电子阅读装置，触控显示装置具有一显示单元，包括平行设置的第一基板与第二基板，以及一触控单元，设置于显示单元的下方；触控单元包括设置于第二基板下表面的多个第一电极，以及设置于平行于第二基板的下方的第三基板上表面的多个第二电极。当用户触碰电子阅读装置的显示单元时，会使得显示单元局部产生变形，造成第一电极与第二电极接触，即可产生触控信号，达到触控功能。

Description

触控显示装置及具有触控功能的电子阅读装置

技术领域

本发明涉及一种显示装置，尤其涉及一种具有触控功能的触控显示装置及具有触控功能的电子阅读装置。 

背景技术

随着科技的发展，人类对电子产品的依赖性亦与日俱增。各种可携式电子装置，如：笔记本电脑、PDA、POS、移动电话、相机以及电子阅读器等，已普遍为大众所使用。并且，有许多电子装置已采用电子纸显示技术的显示面板，以达到节能与户外使用的目的。 

电子纸显示技术最大特色在于，电子纸本身具有可挠性、耐冲击、重量轻、制造成本低等特点。并且，电子纸本身并不发光，也不依靠背光源提供显示亮度，而是利用反射环境光源以显示图像，即可显示接近印刷纸质的视觉感受。根据上述，使用电子纸技术，除了可以减少电子阅读装置的耗电量，以延长电子阅读装置的电池使用时间之外，特别适于户外等强光环境使用。 

另外，随着接口科技的进步，人与机器的互动朝向更精准与更便利的方向迈进。特别是能够针对各种不同应用领域和环境的触控面板技术，更是能够让使用者轻易且简便地对电子装置进行输入与操控。 

图1所示为公知具有触控功能的电子阅读装置的结构剖视图。 

如图1所示，公知具有触控功能的触控显示装置1，是由显示单元10与触控单元14所组成。并且，触控单元14通常设置于显示单元10的上方，以便利用户输入触控信号。 

其中，显示单元10主要是利用电子纸技术所制作而成，并且具有一平行设置的第一基板11与第二基板12，以及一显示介质层13设置于第一基板11与第二基板12之间。其中，显示介质层13为电子墨水（E-ink），触控单元14则可借助各种触控技术的触控面板所构成，如：电阻式触控面板、电容式触控面板、光学式触控面板或是表面声波式触控面板等。 

公知的触控显示装置1，由于其显示单元10利用电子纸技术所制作而成，而电子纸本身并不发光，也不具备背光源，其主要是借助反射环境光源而达到显示影像的效果。因此，若是于显示单元10的上设置触控单元14，则会因为触控单元14的遮蔽或反射，造成外界环境光 源的入射光线的减少，影响触控显示装置1的显示亮度，进而影响使用者使用及读取触控显示装置1的影像清晰度。 

发明内容

本发明提供一种触控显示装置及具有触控功能的电子阅读装置，使触控显示装置的触控单元设置于显示单元的下方，可具有触控功能，并且显示单元的显示亮度不会受触控单元的遮蔽影响。 

本发明提供一种触控显示装置及具有触控功能的电子阅读装置，借助可挠性的显示单元，可让用户触碰触控显示装置的显示单元时，即会造成显示单元的局部产生变形，使得设置于显示单元下方的触控单元得以产生一触控信号。 

本发明提供一种触控显示装置，包括一显示单元及一触控单元。显示单元包括平行设置的一第一基板与一第二基板，及设置于该第一基板与该第二基板之间的一显示介质层。触控单元设置于该显示单元的下方，该触控单元在该显示单元被一触碰物触碰时产生一触控信号，该触控单元包括一第三基板、多个第一电极及多个第二电极。第三基板平行设置于该第二基板的下方，且与该第二基板具有一预定距离的间隙。多个第一电极设置于该第二基板下表面。多个第二电极设置于该第三基板的上表面，并面对该多个第一电极，在该触控单元被触碰时，该第一电极与对应的该第二电极导通以产生该触控信号；其中，该多个第一电极与该多个第二电极之间具有一对一或一对多的位置及数量对应关系。 

本发明提供一种具有触控功能的电子阅读装置，包括：一显示单元、一触控单元及一触控控制器。显示单元包括平行设置的一第一基板与一第二基板，及设置于该第一基板与该第二基板之间的一显示介质层。触控单元设置于显示单元的下方，且于显示单元被一触碰物以滑动方式触碰时产生一触控信号。触控单元包括一第三基板、多个第一电极及多个第二电极。第三基板平行设置于该第二基板的下方，且与该第二基板具有一预定距离的间隙。多个第一电极设置于该第二基板下表面。多个第二电极设置于第三基板的上表面，并面对该多个第一电极，以于该触控单元被触碰时，该第一电极与对应的该第二电极呈现导通以产生该触控信号。触控控制器接收该触控信号，且根据触控信号所对应的一播放指令来对显示于该显示单元的一显示内容的播放动作进行控制；其中，该多个第一电极与该多个第二电极之间具有一对一或一对多的位置及数量对应关系。 

借此，本发明可同时具有触控功能及良好的显示亮度，并且其制 作成本亦可降低，以提升产业的利用性。 

以上的概述与接下来的详细说明及附图，皆是为了能进一步说明本发明为达成预定目的所采取的方法、手段及功效。而有关本发明的其他目的及优点，将在后续的说明及附图中加以阐述。 

附图说明

图1为公知具有触控功能的电子阅读装置的结构剖视图； 

图2为根据本发明第一实施例的具有触控功能的电子阅读装置的方块示意图； 

图3为根据本发明第一实施例的触控显示装置的结构剖视图； 

图4为根据本发明第一实施例的触控显示装置的平面示意图； 

图5为根据本发明第二实施例的触控显示装置的平面示意图； 

图6A～图6C为图5触控显示装置的触碰示意图。 

【主要元件附图标记说明】 

1、2、2’：触控显示装置 

3：电子阅读装置 

4：触控控制器 

10：显示单元 

11：第一基板 

12：第二基板 

13：显示介质层 

14、20：触控单元 

21：第一电极 

22：第二电极 

23：间隙子 

24：第三基板 

25：第一分布区域 

26：第二分布区域 

27：第三分布区域 

D1、D2、D3、D4、D5、D6：方向 

具体实施方式

请参阅图2，其为根据本发明第一实施例的具有触控功能的电子阅读装置的方块示意图。电子阅读装置3包括有一触控显示装置2及一触控控制器4，其中触控显示装置2更包括一显示单元10及一触控单元20。而关于触控显示装置2的细部结构将在后面有更完整的说明。 

电子阅读装置3可通过触控显示装置2的显示单元10显示一显示内容，以及通过触控单元20接收显示单元10表面的触控输入，并由触控控制器4根据此触控输入以执行后续的输入控制，例如是对显示单元10的播放控制。 

图2所示为根据本发明第一实施例的触控显示装置的结构剖视图。 

如图2所示，本发明第一实施例的触控显示装置2，具有一显示单元10以及一触控单元20。并且，显示单元10设置于触控单元20之上，以避免触控单元20遮蔽或反射由外界入射的环境光线，使触控显示装置2的显示亮度不会因为触控功能的增加而受到影响。 

显示单元10具有平行设置的第一基板11与第二基板12，以及一显示介质层13设置于第一基板11与第二基板12之间，以组成一显示面板。其中，第一基板11与第二基板12为具有可挠性的基板，或是为可容许一定弯曲程度的基板。第一基板11为透明基板，第二基板则可为透明或不透明基板，并且第一基板11与第二基板12可为玻璃或塑料等材质。于本实施例，显示介质层13为电子墨水（E-ink或Sipix），显示单元10为电子纸显示面板。于其他实施例，显示单元10亦可应用其他显示技术，例如：有机电激发光二极管（OLED）显示技术、电湿润(Electrowetting)显示技术、液晶（LCD）显示技术等。 

触控单元20具有多个第一电极21、多个第二电极22、多个间隙子23以及与第二基板12平行设置的第三基板24。多个第一电极21设置于显示单元10的第二基板12的下表面，多个第二电极22设置于第三基板24的上表面，且多个第一电极21及多个第二电极22彼此面对。并且，于第二基板12与第三基板24之间，可借助多个绝缘的间隙子23以支撑其间隙，使第二基板12与第三基板24之间保持一预定距离的间隙。 

其中，多个第一电极21与多个第二电极22之间具有位置及数量的对应关系，例如：为一对一的关系，则多个第一电极21分别位于对应的多个第二电极22的上方；或是为一对多的关系，则多的第一电极21分别位于对应的多个第二电极22之间的位置。 

借此，当显示单元10受到一触碰物（如使用者的手指或触控笔）触碰产生的压力而产生局部变形时，可让设置于显示单元10下方对应于用户触碰位置的第一电极21，得以与设置于第三基板24上表面的对应的第二电极22相接触。借此，可以产生一电流或一电压的触控信号，并可借助与多个与第一电极21及第二电极22连接的触控控制器4侦测触控物的触控信号，判断触控物的触控位置，并据以控制电子阅读装置3的播放控制。 

本实施例的显示单元10为应用电子纸技术的显示面板。由于显示单元10主要借助反射外界环境光源以达到显示影像的目的，因此，设置于显示单元10下方的触控单元20的第三基板24即可选用透明或不透明基板的其中之一，并且可为刚性或可挠性基板的其中之一。例如：可选用塑料基板、金属基板等成本较低的基板。借此，除了可以避免影响触控显示装置2的显示亮度，更可降低触控显示装置2的成本。另外，多个第一电极21与第二电极22任何金属导电材质，特别是可选用较低成本的金属电极、碳或导电高分子，以取代透明的导电玻璃（ITO）材质制作的电极，可以更进一步地降低电子阅读装置2的制作成本。 

另外，借助间隙子23的设置，则可使得显示单元10与第三基板24之间保持一预定距离的间隙，以避免产生错误的触控信号。特别是，可选用具有弹性的间隙子23，更可于用户按压显示单元10之后，快速恢复第二基板12与第三基板24之间的间隙。 

上述图3所示的触控显示装置2的结构剖视图，此触控显示装置2的平面图可参阅图4，在此图4为了方便说明仅绘制出显示单元10与第一电极21之间的相对位置，而此第一电极21相对于显示单元10的显示位置即可根据后续不同应用功能，而相对代表不同的触控按钮以供触碰物触碰输入。 

此外根据上述说明，于触控单元20中的第一电极21与第二电极22的设置数量是可以根据显示单元10中需显示多个固定位置的按键图标的数量相对设置，借此可以大幅度降低整个触控单元20的成本。若是触控显示装置2应用于较高触碰分辨率的应用时，则可缩小第一电极21与第二电极22的电极大小与提高设置密度，即可符合其高分辨率的操作应用。 

虽然，利用第一电极21与第二电极22的设置，可能无法达到与电容式是或是电阻式等触控原理所制作而成的触控面板相同的触控分辨率。但是，借助将第一电极21设置于第二基板12的下表面，可减少一般触控面板的上基板的成本，以及可利用塑料、金属等成本较低的基板来制作第三基板24，并且可利用金属电极等较低成本的材质来制作第一电极21与第二电极22。因此，触控显示装置2的制作成本可大幅度降低。 

借此，可以利用极低的制作成本，提供一具有触控功能的触控显示装置2，并且可以避免如图1所示的触控单元14影响触控显示装置1的显示亮度的问题。 

另外，虽然触控单元20的第一电极21与第二电极22的设置密度及数量较低，但是亦可利用触控单元20以及触控控制器（未显示）的判断与计算，亦可达到利用手势（gesture）语言输入的效果。 

请参阅图4，其为本发明第二实施例的触控显示装置的平面示意图，此触控显示装置2’提供有手势输入操作的功能，且其结构剖视图是与图3相同。而至于此触控显示装置2’中第一电极21的设置数量及分布位置则不同于图4，在此图5中为了方便说明也仅绘制出显示单元10与第一电极21之间的相对位置。 

在图5中，第一电极21分布于显示单元10下方的位置可分为第一分布区域25、第二分布区域26及第三分布区域27，且每一分布区域由多个第一电极21构成。此外在此关于第一电极是以3个分布区域举例说明，但亦可以是单独一个分布区域、其中任两个区域的组合或是其他不同形状区域。 

第一分布区域25是沿着显示单元10对角线附件设置，以使第一分布区域25中的第一电极21紧密排列成一直线状，且此直线状方向与显示单元10的对角线平行。 

第三分布区27域是沿着显示单10元的水平方向附件设置，以使第三分布区域27中的第一电极21紧密排列成一直线状，且此直线状方向与显示单元10的水平方向平行。 

第二分布区域26是设置于第一分布区域25与第三分布区域27以外的位置，且第二分布区域26中的第一电极21紧密排列成一半弧状。 

故当图5所示的触控显示装置2’应用于图2中的电子阅读装置3时，即可对显示单元10显示的一显示内容进行各种不同应用的播放操作，并请配合参考如下图6A～图6C的举例说明。 

如图6A所示，使用者通过两手指以滑动方式触碰第一分布区域25对应于显示单元10表面处时，若此触碰移动方向由显示单元10的对角线中间附件往对角线两端点移动的D1方向时，则对于触控控制器4而言其可以得到触控单元20根据上述触碰所产生的触控信号，此时触控控制器4将根据此触控信号以产生对应的一播放指令给显示单元10，以使显示单元10所显示的显示内容进行画面放大。反的若上述的触碰方向由显示单元10的对角线两端点往对角线中间移动的D2方向时，则触控控制器将4产生对应的一播放指令给显示单元10，以使显示单元10所显示的显示内容进行画面缩小。 

如图6B所示，使用者通过单一手指以滑动方式触碰第二分布区域26对应于显示单元10表面处时，若此触碰方向沿着D3方向移动时，则对于触控控制器4而言其可以得到触控单元20根据上述触碰所产生的触控信号，此时触控控制器4将根据此触控信号以产生对应的一播放指令给显示单元10，以使显示单元10所显示的显示内容往左边方向旋转一预设角度。反之若此触碰方向沿着D4方向移动时，则触控控制器4将产生对应的一播放指令给显示单元10，以使显示单元10所显示的显示内容往右边方向旋转一预设角度。 

如图6C所示，使用者通过单一手指以滑动方式触碰第三分布区域27对应于显示单元10表面处时，若此触碰方向由显示单元10的水平方向往D5方向移动时，则对于触控控制器4而言其可以得到触控单元20根据上述触碰所产生的触控信号，此时触控控制器4将根据此触控信号以产生对应的一播放指令给显示单元10，以使显示单元10所显示的显示内容进行下一页翻页。反之若此触碰方向由显示单元10的水平方向往D6方向移动时，则触控控制器4将产生对应的一播放指令给显示单元10，以使显示单元10所显示的显示内容进行上一页翻页。 

此外根据上述说明，上述图2中的触控显示装置2、2’是以应用在电子阅读装置举例说明，除此之外此触控显示装置2、2’亦可应用其他的电子装置，如：笔记本电脑、PDA、POS、移动电话、相机等，本发明并不限制触控显示装置2、2’仅只能用于电子阅读装置。 

在其他的实施例中，亦可将多个第一电极21改变为长条电极的形式，或是将多个第二电极22改变为长条电极的形式。 

因此，根据本发明实施例的触控显示装置2、2’，是将触控单元20设置于显示单元10的下方，并且显示单元10为具有可挠性的显示面板，或是可具有容许一定弯曲程度的显示面板。以及，触控单元20可利用设置于显示单元10下表面的多个第一电极21与第三基板24上表面的多个第二电极22，以达到触控的功能。借此，当使用者触碰触控显示装置2、2’的显示单元10，即会造成显示单元面板10的局部产生变形，使得第一电极21与第二电极22接触，据以产生一触控信号。 

据此，则本发明实施例的触控显示装置2、2’，除了具有触控功能外，亦可避免显示单元10的显示亮度受到触控单元10的影响。借此，本发明的触控显示装置2、2’即可同时具有触控功能及良好的显示亮度，并且其制作成本亦可降低，以提升产业的利用性。 

但是，以上所述仅为本发明的具体实施例的详细说明及附图而已，并非用以限制本发明，本发明的保护范围应以权利要求为准，任何本领域技术人员在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修改皆可涵盖在本发明所界定的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种触控显示装置，其特征在于，包括：

一显示单元，包括平行设置的一第一基板与一第二基板，及设置于该第一基板与该第二基板之间的一显示介质层；以及

一触控单元，设置于该显示单元的下方，该触控单元在该显示单元被一触碰物触碰时产生一触控信号，包括：

一第三基板，平行设置于该第二基板的下方，且与该第二基板具有一预定距离的间隙；

多个第一电极，设置于该第二基板下表面；以及

多个第二电极，设置于该第三基板的上表面，并面对该多个第一电极，在该触控单元被触碰时，该多个第一电极与对应的该多个第二电极导通以产生该触控信号；

其中，该多个第一电极与该多个第二电极之间具有一对一或一对多的位置及数量对应关系，该多个第一电极分布于该显示单元下方的位置分为第一分布区域、第二分布区域及第三分布区域，该第一分布区域是沿着该显示单元对角线设置以使该第一分布区域中的该多个第一电极紧密排列成直线状，且该直线状方向与该显示单元的对角线平行，该第三分布区域是沿着该显示单元的水平方向设置以使该第三分布区域中的该多个第一电极紧密排列成另一直线状，且该另一直线状方向与该显示单元的水平方向平行，该第二分布区域是设置于该第一分布区域与该第三分布区域以外的位置，且该第二分布区域中的该多个第一电极紧密排列成半弧状。

2.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，其中该第一基板为一透明基板，该第一基板与该第二基板为可挠性基板。

3.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，其中该第三基板为透明或不透明基板的其中之一，且该第三基板为刚性及可挠性基板的其中之一。

4.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，其中该多个第一电极与该多个第二电极的材质为金属、碳及导电高分子的其中之一。

5.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该显示介质层为电子墨水或电湿润层。

6.一种具有触控功能的电子阅读装置，其特征在于，包括：

一显示单元，包括平行设置的一第一基板与一第二基板，及设置于该第一基板与该第二基板之间的一显示介质层；

一触控单元，设置于该显示单元的下方，该触控单元于该显示单元被一触碰物以滑动方式触碰时产生一触控信号，包括：

一第三基板，平行设置于该第二基板的下方，且与该第二基板具有一预定距离的间隙；

多个第一电极，设置于该第二基板下表面；以及

多个第二电极，设置于该第三基板的上表面，并面对该多个第一电极，以于该触控单元被触碰时，该多个第一电极与对应的该多个第二电极呈现导通以产生该触控信号；以及

一触控控制器，接收该触控信号，该触控控制器并根据该触控信号所对应的一播放指令来对显示于该显示单元的一显示内容的播放动作进行控制；

其中，该多个第一电极与该多个第二电极之间具有一对一或一对多的位置及数量对应关系，该多个第一电极分布于该显示单元下方的位置分为第一分布区域、第二分布区域及第三分布区域，该第一分布区域是沿着该显示单元对角线设置以使该第一分布区域中的该多个第一电极紧密排列成直线状，且该直线状方向与该显示单元的对角线平行，该第三分布区域是沿着该显示单元的水平方向设置以使该第三分布区域中的该多个第一电极紧密排列成另一直线状，且该另一直线状方向与该显示单元的水平方向平行，该第二分布区域是设置于该第一分布区域与该第三分布区域以外的位置，且该第二分布区域中的该多个第一电极紧密排列成半弧状。

7.如权利要求6所述的具有触控功能的电子阅读装置，其特征在于，其中该播放指令为对该显示内容进行画面放大、画面缩小、画面旋转或翻页的指令。

8.如权利要求6所述的具有触控功能的电子阅读装置，其特征在于，其中当该触碰物的滑动方向与该显示单元的对角线方向平行时，该触控控制器对该显示内容执行画面放大或画面缩小的播放指令。

9.如权利要求6所述的具有触控功能的电子阅读装置，其特征在于，其中当该触碰物的滑动方向为半弧形时，该触控控制器对该显示内容执行画面旋转的播放指令。

10.如权利要求6所述的具有触控功能的电子阅读装置，其特征在于，其中当该触碰物的滑动方向为该显示单元的水平方向时，该触控控制器对该显示内容执行翻页的播放指令。