CN111124167A - 触控显示装置 - Google Patents

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陈睿骐
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Abstract

一种触控显示装置包括至少一触控显示单元，至少一触控显示单元包括第一表面、多个发光元件、第一触控电极层以及第二触控电极层。多个发光元件位于第一表面上。第一触控电极层位于第一表面上，具有多条第一轴向电极，沿第一方向延伸设置。第二触控电极层具有多条第二轴向电极，沿第二方向延伸设置。这些第一轴向电极于第一表面上的正投影与这些第二轴向电极于第一表面上的正投影共同围绕出多个封闭区域，且多个发光元件分别位于对应的多个封闭区域中。本发明的触控显示装置具有低廉的成本以及良好的可靠度。

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具有发光二极管显示屏幕的触控显示装置。
背景技术
随着半导体技术的进步，显示器的尺寸也趋向于大型化。常见的显示器如应用于家庭观赏的液晶显示器、等离子显示器等平面显示器，还有可以应用于大型的户外广告看板的发光二极管(Light emitting diode，LED)显示器。并且，随着资讯技术、无线通讯及资讯家电的快速发展与广泛应用，使用者也已习惯经由触控式方式操作显示装置，因此如何使大型显示器亦具备触控功能是未来发展的趋势之一。
以应用于大型的户外广告看板的发光二极管显示器而言，发光二极管显示器是将多个发光二极管模块以阵列的方式排列成所需要呈现的尺寸。并且，目前的发光二极管显示器的触控面板皆以光学触控的方式为主。现有光学触控技术，大致可区分为遮断式及受抑内全反射式(Frustrated total internal reflection；FTIR)两种。遮断式光学触控技术是借由在面板边缘设置感测器(Detector)及发射器(Emitter)，或是借由在基板同一侧对角设置相对的发射器及感测器，并且在其他边缘设置反射结构的系统，来检测被手指所遮蔽的光线以进行触点判断。然而，此种检测原理受限于感测器或光源等需要设置于面板操作面的周边，面板操作面周边需设置边框以遮蔽感测器等元件而有高度落差，从而无法实现无边框设计。另一方面，受抑内全反射光学触控技术系借由手指接触导光板从而破坏了导光板内全反射光线传导路径，使原本进行全反射的光线向下(即触控元件内侧)渗出，并由红外线感测器的感测面朝向导光板下表面贴合以感测导光板内光强度的变化，以进行影像辨识观察其触点。然而，此种检测方式必须因应表面的面积来设置感测器，因此当应用于大型显示器时，需要增加巨量红外线感测器，而会导致成本高昂且电路设计复杂。
并且，上述两种光学触控方式也有着下述缺点：一是容易遭受外界环境光源干扰，而不利真实触点检测；二是因为光学限制，当手指仅为接近而未接触到触控面板表面时，就可能被判断为触控动作而引起误判；三是亦有可能因为环境灰尘造成的光线干扰而引起误判或是灵敏度异常的问题。
“背景技术”部分只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”部分所揭露的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”部分所揭露的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。
发明内容
本发明提供一种触控显示装置，具有低廉的成本以及良好的可靠度。
本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种触控显示装置。触控显示装置包括至少一触控显示单元，且至少一触控显示单元包括第一表面、多个发光元件、第一触控电极层以及第二触控电极层。多个发光元件位于第一表面上。第一触控电极层位于第一表面上，具有多条第一轴向电极，沿第一方向延伸设置。第二触控电极层具有多条第二轴向电极，沿第二方向延伸设置。这些第一轴向电极于第一表面上的正投影与这些第二轴向电极于第一表面上的正投影共同围绕出多个封闭区域，且多个发光元件分别位于对应的多个封闭区域中。
基于上述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的实施例中，触控显示装置借由触控显示单元中的第一触控电极层与第二触控电极层的配置，并能利用其中的轴向电极的电容值变化来进行触控位置的感测以及计算，而能实现触控功能。并且，由于触控显示装置是借由发光元件与第一触控电极层同位于第一表面上的配置，来整合显示装置以及电容式触控技术，并同时实现显示以及触控功能，因此能不受环境光线影响以及环境灰尘的干扰，且不易引起误判，而具有良好的可靠度。触控显示装置亦可借由底表面上的导线的配置，来达到无边框的设置，并可视实际需求来设计及排列触控显示单元，而可任意扩展而形成不同的触控显示装置的轮廓。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1A是本发明一实施例的一种触控显示装置的正视示意图。
图1B是图1A的一种触控显示单元的放大图。
图1C是图1B的触控显示单元的剖面示意图。
图1D是图1A的触控显示单元的背面示意图。
图2是本发明一实施例的另一种触控显示单元的剖面示意图。
具体实施方式
有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图之一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
图1A是本发明一实施例的一种触控显示装置的正视示意图。图lB是图1A的一种触控显示单元的放大图。图1C是图1B的触控显示单元的剖面示意图。图1D是图1A的触控显示装置的背面示意图。请参照图1A至图1C，本实施例的触控显示装置，具有第一表面。具体而言，如图1A、图1B至图1C所示，在本实施例中，触控显示装置300包括至少一触控显示单元100，且每一个触控显示单元100具有第一表面。每一个触控显示单元100包括多个发光元件110、第一触控电极层120以及第二触控电极层130。举例而言，在本实施例中，发光元件110为发光二极管(Light emitting diode)，而触控显示装置300为具有触控功能的发光二极管显示装置。
具体而言，如图1B与图1C所示，在本实施例中，多个发光元件110位于基板的第一表面AA上。基板例如是聚酯材料(PET)，但并不局限于此。基板设置于第一触控电极层120以及第二触控电极层130之间。第一触控电极层120也位于第一表面AA上。并且，如图1C所示，发光元件110与第一触控电极层120位于同一平面上。并且，如图1B所示，在本实施例中，触控显示单元100的第一触控电极层120具有多条第一轴向电极120X，沿第一方向D1延伸设置。第二触控电极层130具有多条第二轴向电极130Y，沿第二方向D2延伸设置。举例而言，在本实施例中，第一方向D1较佳是大体上与第二方向D2互相垂直，但并不局限于此。
具体而言，如图1C所示，在本实施例中，些第二轴向电极130Y与这些第一轴向电极120X设置于基板的两侧表面上。第一触控电极层120位于触控物(例如手)与第二触控电极层130之间。从触控物往触控显示装置300的方向来看，这些第一轴向电极120X于第一表面AA上的正投影与这些第二轴向电极130Y于第一表面AA上的正投影共同围绕出多个封闭区域CR，且各发光元件110分别位于各封闭区域CR中，本实施例中是一个封闭区域CR中设置一个发光元件110，但不局限于此，在其他实施例中，借由发光元件110的尺寸发展的越小，则单一封闭区域CR可设置发光元件110的数量可以是更多个。
如此，当触控物触碰触控显示装置300的第一表面AA时，触控物对于这些第一触控电极层120的第一轴向电极120X与第二触控电极层130的第二轴向电极130Y之间的电容值会发生变化，触控显示装置300进而能利用这样的电容值变化来进行触控物的触控位置的感测以及计算，而具有良好的可靠性。并且，由于触控显示装置300是利用第一触控电极层120以及第二触控电极层130的配置来达到触控功能，因此不需设置成本高昂的感测器，并能达到多点触控的功能。
另一方面，如图1C所示，在本实施例中，触控显示单元100具有底表面BS，且第一表面AA与底表面BS彼此相对，且每一触控显示单元100还包括多个驱动单元140。驱动单元140例如是发光二极管驱动电路(LED driving circuit)。在其他实施例中，每一触控显示单元100可以包括单一个驱动单元140。驱动单元140位于底表面BS上，其中这些发光元件110与这些驱动单元140电连接。如此，发光元件110即可借由配置在底表面BS的驱动单元140而分别被控制点亮，进而使达到触控显示装置300达到显示画面的功能。
此外，如图1C所示，在本实施例中，触控显示装置300还包括接地层150以及印刷电路板(Printed circuit board，PCB)160，位于这些驱动单元140与第二触控电极层130之间。举例而言，在本实施例中，印刷电路板160上可布有多条走线(电连接线)(未绘示)，而可用于电连接驱动单元140、发光元件110或是需要电连接的其他构件。并且，在本实施例中，印刷电路板160例如呈现为黑色，进而能提升观看者观看到的显示画面的对比度。此外，如图1C所示，在本实施例中，接地层150是位于印刷电路板160与第二触控电极层130之间，如此，触控显示装置300即可借由接地层150的配置，而能隔离由印刷电路板160上的走线所生的杂讯对第二触控电极层130或第一触控电极层120造成干扰，而能达成良好的触控功能。
如图1C所示，在本实施例中，触控显示装置300还包括硬化层170，覆盖这些发光元件110上。举例而言，在本实施例中，硬化层170可为硬化的光学胶(Optically ClearAdhesives，OCA)层，用于使光线穿透。如此，借由硬化层170的配置，发光元件110即可避免因触控物频繁碰触或其他异物的碰撞而导致损坏的风险。并且，在本实施例中，硬化层170远离第一表面AA的表面例如为抛光表面，而可提升触感的舒适度。在其他实施例中，硬化层170远离第一表面AA的表面例如为粗糙表面，可提升触摸的感觉。
另一方面，如图1A与图1D所示，在本实施例中，至少一触控显示单元100的数量为多个，且这些触控显示单元100以阵列形式排列。触控显示装置300还包括多条第一导线CL以及控制单元180，皆位于底表面BS上。控制单元180例如是触控讯号处理器，用于判断触控点的坐标位置，或者是其他可编程之一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、可编程控制器、特殊应用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、可编程逻辑装置(ProgrammableLogic Device，PLD)或其他类似装置或这些装置的组合。
图1D是图1A的触控显示单元的背面示意图。举例而言，在本实施例中，每一触控显示单元100还包括第一触控电极层连接端120A以及第二触控电极层连接端130A。借由穿过印刷电路板160的内部导线(未显示)，第一触控电极层连接端120A电连接第一触控电极层120。借由穿过印刷电路板160的内部导线(未显示)，第二触控电极层连接端130A电连接第二触控电极层130。
这些第一导线CL具有第一端以及第二端。这些第一导线CL的第一端分别与每一触控显示单元100的第一触控电极层连接端120A与第二触控电极层连接端130A电连接。值得一提的是，这些第一导线CL的第一端是连接触控显示装置300的最外围的多个触控显示单元100，其中最外围的触控显示单元100是具有至少一侧边没有接触另一个触控显示单元100。这些第一导线CL的第二端则电连接到控制单元180。
在本实施例中，第二导线CL’用于电连接邻近的多个触控显示单元100的多个第一触控电极层连接端120A。以及第二导线CL’用于电连接邻近的多个触控显示单元100的多个第二触控电极层连接端130A。如图1D所示，在本实施例中，控制单元180亦经由这些第一导线CL与这些触控显示单元100的这些第一触控电极层连接端120A以及这些第二触控电极层连接端130A电连接。
如此，触控显示装置300即可借由这些第二导线CL’的配置，而使各触控显示单元100电连接。此外，借由这些第一触控电极层连接端120A以及这些第二触控电极层连接端130A的电连接，使得第一触控电极层120与第二触控电极层130能分别与对应的其他触控显示单元100的第一触控电极层120与第二触控电极层130电连接，以扩大触控范围，并实现各触控显示单元100的触控检测功能。并且，由于这些第一导线CL与这些第二导线CL’是配置于底表面BS上，亦不会通过第一表面AA，因此不需额外设置边框来遮蔽这些第一导线CL，而可达到无边框的设置，并可视实际需求来设计及排列触控显示单元100，而可任意扩展而形成不同的触控显示装置300的轮廓。
如此一来，触控显示装置300借由触控显示单元100中的第一触控电极层120与第二触控电极层130的配置，并能利用其中的轴向电极的电容值变化来进行触控位置的感测以及计算，而能实现触控功能。并且，由于触控显示装置300是借由发光元件110与第一触控电极层120一同位于第一表面AA上的配置，来整合LED显示装置以及电容式触控技术，并同时实现显示以及触控功能，因此能不受环境光线影响以及环境灰尘的干扰，且不易引起误判，而具有良好的可靠度。触控显示装置300亦可借由底表面BS上的第一导线CL的配置，来达到无边框的设置，并可视实际需求来设计及排列触控显示单元100，而可任意扩展而形成不同的触控显示装置300的轮廓。
图2是本发明一实施例的另一种触控显示单元的的剖面示意图。图2的触控显示单元200与图1C的触控显示单元100类似，而差异如下所述。如图2所示，在本实施例中，第一触控电极层120与发光元件110并不位于同一平面上。更具体而言，如图2所示，在本实施例中，触控显示单元200还包括光学膜210以及盖体220，而盖体220位于光学膜210上。光学膜210以及盖体220例如为透光材质。光学膜210具有彼此相对的第一侧S1与第二侧S2，每一触控显示单元200的第一触控电极层120与第二触控电极层130分别位于光学膜210的第一侧S1与第二侧S2。举例而言，在本实施例中，光学膜210的材质可为聚酯薄膜(PET film)，但本发明不局限于此。在另一实施例中，光学膜210亦可由玻璃取代。
并且，如图2所示，在本实施例中，光学膜210覆盖这些发光元件110。举例而言，在本实施例中，触控显示单元200以光学膜210覆盖发光元件110的方式可为先于光学膜210的第一侧S1与第二侧S2分别形成第一触控电极层120与第二触控电极层130后，再将光学膜210贴附于发光元件110上。如此，如图2所示，在本实施例中，第二触控电极层130位于这些发光元件110与第一触控电极层120之间。
如此一来，触控显示单元200亦可借由第一触控电极层120与第二触控电极层130的配置，并能利用其中的轴向电极的电容值变化来进行触控位置的感测以及计算，而能实现触控功能，而能应用于前述的触控显示装置300中。并且，当触控显示单元200应用于前述的触控显示装置300时，亦能使触控显示装置300达到前述的效果与优点，在此就不再赘述。
此外，当触控显示单元200应用于前述的触控显示装置300时，是先行将多个印刷电路板160以及其上的发光元件110以阵列的方式排列成所需要呈现的尺寸与轮廓后，再将光学膜210以及其上的第一触控电极层120与第二触控电极层130贴附于发光元件110上。
综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的实施例中，触控显示装置借由触控显示单元中的第一触控电极层与第二触控电极层的配置，并能利用其中的轴向电极的电容值变化来进行触控位置的感测以及计算，而能实现触控功能。并且，由于触控显示装置是借由发光元件与第一触控电极层同位于第一表面上的配置，来整合显示装置以及电容式触控技术，并同时实现显示以及触控功能，因此能不受环境光线影响以及环境灰尘的干扰，且不易引起误判，而具有良好的可靠度。触控显示装置亦可借由底表面上的导线的配置，来达到无边框的设置，并可视实际需求来设计及排列触控显示单元，而可任意扩展而形成不同的触控显示装置的轮廓。
惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即所有依本发明权利要求书及发明内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本发明专利涵盖之范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明之权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
附图标记说明：
100、200：触控显示单元
110：发光元件
120：第一触控电极层
120A：第一触控电极层连接端
120X：第一轴向电极
130：第二触控电极层
130A：第二触控电极层连接端
130Y：第二轴向电极
140：驱动单元
150：接地层
160：印刷电路板
170：硬化层
180：控制单元
210：光学膜
220：盖体
300：触控显示装置
AA：第一表面
BS：底表面
CL：第一导线
CL’：第二导线
CR：封闭区域
D1：第一方向
D2：第二方向
S1：第一侧
S2：第二侧。

Claims (12)

1.一种触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置包括至少一触控显示单元，且所述至少一触控显示单元包括第一表面、多个发光元件、第一触控电极层以及第二触控电极层，其中：
所述多个发光元件位于所述第一表面上；
所述第一触控电极层位于所述第一表面上，具有多条第一轴向电极，沿第一方向延伸设置；以及
所述第二触控电极层具有多条第二轴向电极，沿第二方向延伸设置，其中所述多条第一轴向电极于所述第一表面上的正投影与所述多条第二轴向电极于所述第一表面上的正投影共同围绕出多个封闭区域，且所述多个发光元件分别位于对应的所述多个封闭区域中。
2.如权利要求第1项所述的触控显示装置，其特征在于，所述至少一触控显示单元具有底表面，且所述第一表面与所述底表面彼此相对，且所述至少一触控显示单元还包括：
多个驱动单元，位于所述底表面上，其中所述多个发光元件与所述多个驱动单元电连接。
3.如权利要求第2项所述的触控显示装置，其特征在于，还包括：
接地层，位于所述多个驱动单元与所述第二触控电极层之间。
4.如权利要求第2项所述的触控显示装置，其特征在于，所述至少一触控显示单元还包括印刷电路板，位于所述多个驱动单元与所述第二触控电极层之间。
5.如权利要求第4项所述的触控显示装置，其特征在于，所述印刷电路板呈现为黑色。
6.如权利要求第4项所述的触控显示装置，其特征在于，所述至少一触控显示单元的数量为多个，所述触控显示装置还包括多条第一导线，以及第一触控电极层连接端与第二触控电极层连接端，其中所述多条第一导线分别具有第一端以及第二端，所述多条第一导线的所述第一端分别与所述第一触控电极层连接端与所述第二触控电极层连接端电连接。
7.如权利要求第6项所述的触控显示装置，其特征在于，还包括：
控制单元，连接所述多条第一导线的所述第二端，经由所述多条第一导线与所述多个触控显示单元的所述第一触控电极层连接端以及所述第二触控电极层连接端电连接。
8.如权利要求第6项所述的触控显示装置，其特征在于，所述多个触控显示单元以阵列形式排列。
9.如权利要求第1项所述的触控显示装置，其特征在于，还包括：
硬化层，覆盖所述多个发光元件上。
10.如权利要求第1项所述的触控显示装置，其特征在于，所述多个发光元件与所述第一触控电极层位于同一平面上。
11.如权利要求第1项所述的触控显示装置，其特征在于，还包括：
光学膜，覆盖所述多个发光元件，其中所述光学膜具有彼此相对的第一侧与第二侧，且所述至少一触控显示单元的所述第一触控电极层与所述第二触控电极层分别位于所述光学膜的所述第一侧与所述第二侧；以及
盖体，位于所述光学膜上。
12.如权利要求第11项所述的触控显示装置，其特征在于，所述第二触控电极层位于所述多个发光元件与所述第一触控电极层之间。
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