CN114550610A - 具有触控功能的led显示屏幕 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有触控功能的LED显示屏幕,其在至少一个显示基板列阵多个像素单元,这些像素单元依电子线路串联在一起,该像素单元通过透明的一个树脂成形部将一组能发出红、绿、蓝三色光的微型LED与一个以上的光传感器封装在一个驱动IC;或者,该光传感器整合在驱动IC成为单晶圆,该组能发出红、绿、蓝三色光的微型LED被树脂成形部封装在单晶圆上。如此,该光传感器搭配具备微型LED的一种LED发光模块,共同组成一种具有触控功能的LED显示屏幕,省略现有技术有关触摸面板复杂的玻璃制程,又能大幅降低制作成本。

Description

具有触控功能的LED显示屏幕
技术领域
本发明涉及触控屏幕(Touchscreen)的领域,特别是指一种具有触控功能的LED显示屏幕。
背景技术
一般人的认知中,该触控屏幕通常是感应式显示器、液晶显示屏幕、平板屏幕或电子墨水装置,能够接收手指或笔头输入的信号。因为亲切的人机界面设计,所以提款机、PAD、工业计算机甚至于智能手机纷纷采用触控屏幕。
所述的触控屏幕区分一层触摸面板和一层显示面板,该触摸面板附着于显示面板上面,衍生一个Oncell技术,常见于薄膜晶体管(Thin-Film Transistor,缩写为TFT)以及有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,缩写为OLED)领域中,却存在屏幕黑得不彻底的弊端。
在轻、薄、短、小要求下,实现触摸面板与显示面板一体化的Incell技术,缩减触控屏幕的厚度,将触控IC和显示IC合二为一控制电路,企图减少电路干扰与复杂堆栈,取得更高的集成度,反而成为踏入触控屏幕领域难度最高的工艺门坎。
按照感测原理,所述的触摸面板分为电容式、电阻式与波动式三种类别。其中,该电阻式触摸面板有一些不导电的球体,用来隔开二层玻璃。该玻璃朝向球体一面铺上一层导电层,另一面附着薄的一片防刮板。所述的导电层含有氧化铟锡(ITO)可充当电极使用,二层玻璃的电极随着按压而相互接触,造成短路并改变电阻,检测电压差,从而计算出接触点的位置。
该电容式触摸面板为复合式多层透明材料,最外层的硬度最高,内层掺有氧化铟锡(ITO)作为屏蔽使用,夹层是含有ITO的工作层,牵引四个电极至角落或侧边。当手指滑过触摸面板表面,通常会吸引很小的一个电流,该电流是从四个电极输出,故计算四个电流的比例,换算四个角落或四边的距离,就能得到触摸点的位置。
该波动式触摸面板是玻璃基板的角落安装超声波发射器与接收器,在玻璃基板的四边加装反射条。当手指或物质触碰玻璃基板,该手指或物质会阻隔超声波,该接收器没收到超声波造成信号衰减,衰减前后的比对,就能计算触碰的位置。或者,在玻璃基板相对的两边分别安装多个红外线发射器和接收器,通电后形成红外线网格,一旦手指或物质遮断红外线,致使某个接收器收不到红外线信号,就能得知触碰点位置。
发明内容
本案提供的显示屏幕主要目的在于:采用光的传感器,搭配具备微型LED的LED发光模块,共同组成具有触控功能的LED显示屏幕,可省略现有技术有关触摸面板(TouchPanel)复杂的玻璃制程,大幅降低制作成本。
为达到上述目的,本发明提供的具有触控功能的LED显示屏幕是在至少一个显示基板列阵多个像素单元,多个像素单元依电子线路串联在一起,像素单元通过透明的一个树脂成形部将一组能发出红、绿、蓝三色光的微型LED与一个以上的光传感器封装在一个驱动IC。或者,该光传感器整合在驱动IC成为单晶圆(Wafer),该组能发出红、绿、蓝三色光的微型LED被树脂成形部封装在单晶圆上。
其中,该显示基板选自可挠式透明基板、非透明基板、玻璃基板与PCB板之一。通过TSV制程,该驱动IC内部构成一个控制电路,将电子线路、微型LED和光传感器电路连接在一起。当然,该控制电路形成于光传感器整合驱动IC成为单晶圆的内部,以电子线路将微型LED和光传感器连在一起。另外,该光传感器选自光敏电阻、光电二极管(Photodiode)与光感器(Photo Sensor)之一。而且,该树脂成形部粘着微型LED、光传感器和驱动IC可视的表面,成为光折射与反射的介质。
如此,本发明用光传感器搭配LED发光模块的微型LED,共同组成具有触控功能的LED显示屏幕,既能省略现有技术有关触摸面板复杂的玻璃制程,又能大幅降低制作成本。
为使本发明的目的、特征和优点浅显易懂,兹举一个或以上较佳的实施例,配合所附的图式详细说明如下。
附图说明
图1绘制本发明触控面板较佳的实施例。
图2表现局部的LED发光模块。
图3俯瞰像素单元第一实施例。
图4显示像素单元第二实施例的单侧。
图5绘制像素单元第三实施例的单侧。
附图标记说明:10-触控面板;11-LED发光模块;12-显示基板;14-电子线路;16-模块连接器;18-控制器;20、40、50-像素单元;21-微型LED;22-光传感器;23-驱动IC;24-树脂成形部;25-上层焊垫;26-下层焊垫;27-硅通孔;28、42、52-N极;29、43、53-P极;30-第一脚位;31-第二脚位;32-第三脚位;33-第四脚位;34-第五脚位;35-手指;36-折射光;37-反射光;41-金属线;51-ITO透明导电膜;54-微型金属柱。
具体实施方式
图1是平面图,绘制一个触控面板10较佳的实施例。所述的触控面板10包括一个LED发光模块11,该LED发光模块11具备并排的多片显示基板12,该显示基板12列阵多个像素单元20,这些像素单元20被布置在显示基板12的电子线路14串联在一起。所述的触控面板10还有多个模块连接器16与一个控制器18,该模块连接器16将显示基板12的电子线路14连成电的一个回路,该控制器18电连接全部的模块连接器16,决定像素单元20明暗的亮度,得知一名使用者手指在触控面板10的位置。
此处所称的列阵,是指横行与直行整齐排列成矩阵。因此,这些像素单元20排列在显示基板12的数量多,彼此相隔的距离较短。倘若,这些像素单元20的数量寡,彼此相隔的距离变长,故显示基板12列阵像素单元20的数量是能够调整的。
此处所称的显示基板12,泛指LED显示基板,包括但不限于可挠式透明基板、非透明基板、玻璃基板与印刷电路板(Printed Circuit Board,缩写PCB)。
图2是平面图,表现局部放大的LED发光模块11。图中,该像素单元20通过一个树脂成形部24将多颗微型发光二极管(Light Emitting Diode,缩写为LED)21与至少一个光传感器22封装在一个驱动IC 23。通过硅穿孔(Through Silicon Via,缩写为TSV)制程形成直通驱动IC 23两面(或称顶面和底面)的硅通孔27,以填满硅通孔27的导电材料(如铜、多晶硅或钨)将多个上层焊垫(Bond Pad)25和多个下层焊垫(Bond Pad)26连在一起。其中,该导电材料构成驱动IC 23内部的一个控制电路(图未示),以下层焊垫26焊接显示基板12的电子线路,通过上层焊垫25电连接微型LED 21的一个N极28和一个P极29以及光传感器22。另外,该树脂成形部24是透明的,其粘着微型LED 21、光传感器22和驱动IC 23可视的表面,成为光折射与反射的介质。
在前述控制器18(见图1)的操作下,该驱动IC 23的控制电路决定微型LED 21发射光线,在树脂成形部24与外界气体的接触面,该光线形成折射光36辐射至外界。因此,本实施例的触控面板10可以显示影像,具备现有的显示面板的显影功能。
在触控方面,当使用者的手指35触摸树脂成形部24外表,该微型LED 21发射光线在手指35与树脂成形部24的接触面被挡住,成为反射光37入射至光传感器22。该光传感器22选自光敏电阻、光电二极管(Photodiode)与光感器(Photo Sensor)之一,根据反射光37强度通常会改变电的特性,譬如反射光37愈强、电阻值愈小。
从尺寸来看,100μm以下的微型LED 21,拥有50μm以下的厚度,故体积小于一般型LED(尺寸从100μm到1000μm,具备100μm至500μm的厚度)。因此,所述的手指35可能触摸多个像素单元20,遮蔽多个微型LED 21的光,致使多个光传感器22产生反应。根据电阻值的比例,该控制器18(见图1)能精准判断手指35在触控面板10的位置,所以本发明省略现有技术关于触摸面板(Touch Panel)的玻璃制程,能够大幅降低制作成本。
接着看到图3,绘制像素单元20第一实施例的俯视图。其中,该驱动IC 23顶面的中间部位是光传感器22,以及三个为一组的微型LED 21。通电后,该组微型LED 21发射红光、绿光和蓝光,符合红、绿、蓝(RGB)三原色的像素需求。该驱动IC 23顶面两旁的上层焊垫25,界定为第一脚位30、第二脚位31、第三脚位32、第四脚位33与第五脚位34。
根据驱动IC 23的控制电路设计,该第一脚位30是控制电路的接地部位,该第三脚位32供应驱动IC 23所需的电力。该控制电路的输入端是第二脚位31,输出端是第五脚位34,构成单线数据时钟恢复通信,使驱动IC 23能够串连做显示数据通讯。至于第四脚位33用于驱动IC 23毁损的侦测,一旦驱动IC 23损毁至不堪使用程度,该控制电路自行排除于电子线路构成的回路,防止坏节点阻隔电流通,允许回路越过毁损者直接进入正常的下一个驱动IC 23,顺利进行后续的运作。
视需要,该控制电路还能添加一个脉宽调变器,克服模拟调光的波长改变、亮度不均等缺点。或者,该控制电路设计一个恒定电流驱动器,提供该组微型LED 21恒定不变的电流。
图4是侧视图,绘制像素单元40的第二实施例,其结构大致相同于第一实施例,差异处在于:首先,该微型LED 21与光传感器22互换位置,该光传感器22整合在驱动IC 23成为单晶圆。当然,该单晶圆内部的控制电路连接电子线路、微型LED 21和光传感器22。
其次,该树脂成形部24包覆的元件,除了微型LED 21以外,还多了至少一条金属线41。因此,该树脂成形部24粘着微型LED 21和单晶圆可视的表面,成为光折射与反射的介质
再者,该微型LED 21底面的P极43,属于驱动IC 23的上层焊垫25。该微型LED 21顶面焊接N极42,该N极42经由金属线41电连接驱动IC 23的控制电路。
图5也是侧视图,显示像素单元50的第三实施例,其结构大致相同于第二实施例,将光传感器22整合在驱动IC 23成为单晶圆,通过单晶圆内部的控制电路连接微型LED 21和光传感器22。差异处在于:没有金属线,却多了一个ITO透明导电膜51和一个微型金属柱54。
其中,该光传感器22与微型金属柱54在微型LED 21两旁。该微型LED 21底面的P极53属于驱动IC 23的上层焊垫25,顶面的N极52通过ITO透明导电膜51电连接微型金属柱54,该微型金属柱54电连接驱动IC 23其他的上层焊垫25,经由驱动IC 23的控制电路与P极53相连,共同组成电的回路。
如此,该树脂成形部24粘着微型LED 21、驱动IC 23、上层焊垫25、ITO透明导电膜51和微型金属柱54可视的表面。通电后,透明的树脂成形部24与ITO透明导电膜51不遮蔽微型LED 21的光。

Claims (10)

1.一种具有触控功能的LED显示屏幕,其特征在于,其在至少一个显示基板列阵多个像素单元,多个像素单元依电子线路串联在一起,像素单元通过透明的一个树脂成形部将一组能发出红、绿、蓝三色光的微型LED与一个以上的光传感器封装在一个驱动IC。
2.如权利要求1所述的具有触控功能的LED显示屏幕,其特征在于,该显示基板指LED显示基板,包括可挠式透明基板、非透明基板、玻璃基板与PCB板。
3.如权利要求1所述的具有触控功能的LED显示屏幕,其特征在于,通过硅穿孔制程,该驱动IC内部构成一个控制电路,以将电子线路、微型LED和光传感器电连接在一起。
4.如权利要求1所述的具有触控功能的LED显示屏幕,其特征在于,该光传感器选自光敏电阻、光电二极管与光感器之一。
5.如权利要求1所述的具有触控功能的LED显示屏幕,其特征在于,该树脂成形部粘着微型LED、光传感器和驱动IC可视的表面,成为光折射与反射的介质。
6.一种具有触控功能的LED显示屏幕,其特征在于,其在至少一个显示基板列阵多个像素单元,多个像素单元依电子线路串联在一起,像素单元的至少一个光传感器整合一个驱动IC成为单晶圆,通过透明的一个树脂成形部将一组能发出红、绿、蓝三色光的微型LED封装在在单晶圆上。
7.如权利要求6所述的具有触控功能的LED显示屏幕,其特征在于,该显示基板指LED显示基板,包括可挠式透明基板、非透明基板、玻璃基板与PCB板。
8.如权利要求6所述的具有触控功能的LED显示屏幕,其特征在于,通过硅穿孔制程,该单晶圆内部的一个控制电路将电子线路、微型LED和光传感器电连接在一起。
9.如权利要求6所述的具有触控功能的LED显示屏幕,其特征在于,该光传感器选自光敏电阻、光电二极管与光感器之一。
10.如权利要求6所述的具有触控功能的LED显示屏幕,其特征在于,该树脂成形部粘着微型LED和单晶圆可视的表面,成为光折射与反射的介质。
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