TW201430655A - 觸控顯示面板 - Google Patents

Abstract

一種觸控顯示面板(1)，包含：複數影像形成像素元件(10)；一平面光導(2)，具有一第一折射係數(n0)，且具有形成一觸控區域的一前表面(3)與面向該等像素元件的一相對後表面(4)；複數發光器(7)，配置在該面板的一周圍區域(11)處，以發射光進入該光導，該光透過全內反射而傳送於該光導中；複數光偵測器(8)，設置於該周圍區域處，用於從該光導接收光；以及一光學層(21)，設置於該光導的該後表面處，以覆蓋在該面板的至少一中央區域(12)中的複數該等影像形成像素元件，其中，該光學層是配置成將來自於該等發光器且從該光導內照射於該光學層上的至少一部分該光加以反射。

Description

觸控顯示面板

本發明關於觸控系統，且特別是關於提供觸碰感測的顯示裝置。

具有觸碰感測的顯示裝置現今使用在多種應用中，例如膝上型電腦、單件式電腦、行動電話與其他手持裝置中的觸控墊。通常想要提供這些電子裝置具有較大的觸控顯示器，且仍然使裝置是小與薄。

有許多技術用於提供具有觸碰感測的顯示裝置，例如藉由增加電阻式導線格柵的層或用於電容式觸控的層，或者藉由整合偵測器於顯示裝置中。這些技術的主要缺點在於它們減低了顯示裝置的光學品質，而這是因為減少了從顯示器發射的光數量或者因為減少了顯示裝置的主動像素的數量。

US7432893揭露一種觸控系統，其使用受抑全內反射(FTIR,frustrated total internal reflection)來偵測觸碰物體。光源所發射的光是藉由棱鏡來耦合進入透明光導中，之後藉由全內反射而傳送於光導內，之後，所傳輸光被接收於光偵測點陣列處。光可被觸碰光導的物體干擾(抑制)，藉此在某些光偵測點會感測到所傳輸光的減少。提供具有此種觸控系統的顯示裝置將會對顯示裝置增加非所欲的厚度與複雜度。

WO2009/077962也揭露一種觸控系統，其使用FTIR來偵測觸碰物體。所揭露的是具有斷層掃描裝置的光導，斷層掃描裝置具有信號流動口鄰接於光導，流動口是陣列式分佈於光導的邊緣周圍。光是藉由流動口而射入至光導中，且藉由全內反射而傳送於光導中，之後，所傳輸光被偵測於複數流動口處。光可被觸碰光導的物體干擾。提供具有此種觸控系統的顯示裝置將會對顯示裝置增加非所欲的厚度與複雜度。

US20040140960顯示一種系統，其使用不同類型的障礙許可高度(och,obstacle clearance height)觸控機制，亦即，藉由透過棱鏡或反射鏡系統而允許光束通過OLED顯示器的頂表面之上，且偵測那些光束的阻擋情況。此文件也建議使用OLED來用於發光器。此種設計將會比較厚，且也對光偏斜機構的邊緣處的汙染敏感。

US20080150848揭露一種結合了觸控感測器的OLED顯示器。在此揭露中，紅外(IR,infrared)光藉由TIR而傳送於其中的分離波導是設置於顯示器光導之上，且整個顯示器光導的表面分佈有IR感測OLED元件。在觸碰波導時，一些光會被朝下散射且被下面的OLED感測器元件偵測。因為這個解決方案需要IR感測器遍佈在整個光導，光感測器可能佔據顯示表面的大部份，因此影響成像性能。該堆疊的解決方案也增加該設計的厚度。

本發明之一目的是至少部分克服先前技術的一或多個上述限制。

另一目的是減少用於提供觸碰感測給顯示裝置的要求厚度。

一或多個這些目的以及另外可能出現在下面敘述中的目的都藉由下述而至少部分達成：根據申請專利範圍之該等獨立項之一觸控顯示裝置與一電子裝置；其實施例藉由申請專利範圍之依附項來界定。

本發明之第一態樣為一種觸控顯示面板，包含：複數影像形成像素元件；一平面光導，具有一第一折射係數，且具有形成一觸控區域的一前表面與面向該等像素元件的一相對後表面；複數發光器，配置在該面板的一周圍區域，以發射光進入該光導，該光透過至少該前表面中的全內反射而傳送於該光導中；複數光偵測器，設置於該周圍區域，用於從該光導接收光；以及一光學層，設置於該光導的該後表面，以覆蓋在該面板的至少一中央區域中的複數該等影像形成像素元件，其中，該光學層是配置成將來自於該等發光器且從該光導內照射於該光學層上的至少一部分該光加以反射。

在一實施例中，該光學層具有一第二折射係數，其較低於該第一折射係數。

在一實施例中，該光學層的一延伸部設置於該等發光器之上，該延伸部具有一第三折射係數，其較高於該第二折射係數。

在一實施例中，該第三折射係數等於或高於該第一折射係數。

在一實施例中，該光學層的該延伸部覆蓋該周圍 區域。

在一實施例中，該等發光器是耦合來發射光進入該光導，該光繞過該光學層的該主要部分。

在一實施例中，該等發光器與該等影像形成像素元件是OLED元件。

在一實施例中，該等發光器是與該等影像形成像素元件整合於該面板中。

在一實施例中，該等發光器設置於該等影像形成像素元件之一者之後，且配置成發射光通過該等影像形成像素元件且進入該光導。

在一實施例中，該光學層的該延伸部也設置於該等光偵測器之上。

在一實施例中，該等光偵測器是耦合來接收來自該光導的光，該光繞過該光學層的該主要部分。

在一實施例中，該等光偵測器是OLED元件。

在一實施例中，該等光偵測器是與該等影像形成像素元件整合於該面板中。

在一實施例中，該等光偵測器是功能性地配置成數個偵測器子集合，其中，一個子集合的該等偵測器是配置成操作作為一個較大面積光偵測器。

在一實施例中，該等光偵測器與該等影像形成像素元件是堆疊的OLED，其中，該等光偵測器是配置成偵測通過該等影像形成像素元件、來偵測該光導的光。

在一實施例中，該等光偵測器之至少一者是設置 於複數該等影像形成像素元件之後。

在一實施例中，該觸控顯示面板另包含一光輸出機構，配置成從該光導將光引導出並且引導至該等光偵測器。

在一實施例中，該光導是該面板的一基板，在該基板上形成該等像素元件，且該光導在一邊緣部處被密封至一蓋體，該蓋體設置於該等像素元件的該相對側上。

在一實施例中，該等像素元件形成於一基板上，該基板在一邊緣部處被密封至一光導蓋體，該蓋體設置於該等像素元件的該相對側上。

在一實施例中，該等影像形成像素元件是配置成操作於可見光範圍中，而該等發光器與偵測器是配置成操作於IR範圍中。

在一實施例中，傳送路徑的一格柵是界定成橫越在成對的發光器與光偵測器之間的該觸控區域。

在一實施例中，該觸控顯示面板包含一LCD單元，該LCD單元的一中央區域是受控來操作作為該等影像形成像素，且一周圍區域是受控來將來自該光導的光傳送至該等偵測器。

在一實施例中，該觸控顯示面板包含一LCD單元，該LCD單元包括一背光，其中，該LCD單元是受控來藉由通過該LCD單元的經選擇部來傳送來自該背光的光而等同於該等發光器。

根據一第二態樣，本發明關於一種電子裝置，其包含任何前述申請專利範圍所述的該觸控顯示面板，以及一控 制器，該控制器用以導致該等影像形成元件在至少部分的該觸控表面內顯示資訊內容，同時導致該等觸碰感測器元件在該至少部分的該觸控表面內提供觸碰感測性。

根據一第三態樣，本發明關於一種生產一觸控顯示面板的方法，該方法包含該等步驟：提供具有一第一折射係數的一透明基板；提供一光學層於該基板的一後表面上，該光學層具有一第二折射係數，該第二折射係數在一中央區域處是低於該第一折射係數；提供一像素矩陣於該中央區域之上與一周圍區域之上的該後表面處；在該像素矩陣之上提供一蓋板；及密封該蓋板至該基板。

根據一第四態樣，本發明關於一種生產一觸控顯示面板的方法，該方法包含該等步驟：提供一載板；在該載板上提供一像素矩陣；在該等像素之上提供具有一第一折射係數的一透明基板，其中有一中間光學層，該中間光學層具有一第二折射係數，該第二折射係數在一周圍區域內的該基板的中央區域處是低於該第一折射係數；密封該透明基板至該載板。

在一實施例中，該方法包含該等步驟：連接在至少該中央區域中的複數像素至一控制電路，該控 制電路是配置成驅動該等像素作用為影像形成像素元件；連接在該周圍區域中的至少一像素至一控制電路，該控制電路是配置成驅動該等像素來發射光進入該透明基板，該光藉由TIR而傳送於該透明基板中；以及連接在該周圍區域中的至少一偵測器至一控制電路，該控制電路是配置成驅動該偵測器來偵測來自該透明基板且源自該發光器的光。

在一實施例中，該等像素是OLED。

1‧‧‧觸控顯示面板

2‧‧‧光導(基板)

3‧‧‧觸控表面(前表面)

4‧‧‧後表面

5‧‧‧物體

6‧‧‧像素矩陣(顯示單元、顯示裝置、顯示器、LCD單元)

7‧‧‧發光器

8‧‧‧偵測器

9‧‧‧底板(底部片材、蓋體、蓋板、載板)

10‧‧‧影像形成元件(影像形成像素元件、像素、像素元件)

11‧‧‧周圍區域

12‧‧‧中央區域

15‧‧‧後電極

16‧‧‧前電極

17‧‧‧中間有機結構

20‧‧‧黏著劑(間隔物)

21‧‧‧光學層(空氣間隙、間隔物)

21a‧‧‧延伸部

22‧‧‧蓋框

25‧‧‧後電極層

26‧‧‧前電極層

27‧‧‧中間液晶結構

28‧‧‧背光

28a‧‧‧結構化區域

28b‧‧‧結構化區域

30‧‧‧光耦合元件

40‧‧‧顯示裝置

41‧‧‧信號處理器(控制電路、控制器)

42‧‧‧封裝(殼體)

71‧‧‧輸入耦合配置

80‧‧‧子集合

81‧‧‧輸出耦合結構

91‧‧‧密封

111-115‧‧‧步驟

121-124‧‧‧步驟

141-143‧‧‧步驟

271‧‧‧部分

272‧‧‧部分

281‧‧‧結構表面(下表面)

282‧‧‧上表面

283‧‧‧中央光導

284‧‧‧周圍光導

285‧‧‧VIS光源

286‧‧‧NIR光源

287‧‧‧光導

288‧‧‧光源

本發明之實施例現在將參照該等所附示意圖式來更詳細敘述。

第1圖為物體接觸於光傳輸光導的側視圖，用以例示用於觸控感測的FTIR的使用。

第2A至2B圖是本發明之實施例之頂部平面與側視圖。

第3圖為具有一個啟用之發光器的實施例的頂部平面視圖。

第4圖為包含OLED顯示單元的實施例的側面剖面視圖。

第5圖為第4圖之實施例的切開角落部分的立體視圖。

第6圖為第4圖之實施例的變化型的側面剖面視圖。

第7圖為第6圖之實施例的切開角落部分的立體視圖。

第8圖為具有複數群組化偵測器的實施例的頂部平面視圖。

第9至10圖為第4圖之實施例的其他變化型的側面剖面視圖。

第11至12圖為兩個方法實施例的流程圖，用於提供觸控顯示面板。

第13圖為根據一實施例之觸控顯示裝置的剖面視圖。

第14圖為流程圖，其為第11至12圖之方法的額外方法。

第15圖為本發明之另一實施例的剖面視圖。

第16圖為包含TFT-LCD顯示單元的實施例的剖面視圖。

第17圖為TFT-LCD實施例的角落部分的立體視圖。

第18圖為背光設計的頂部平面視圖，用於第17圖的TFT-LCD實施例中。

第19圖顯示了第18圖之背光設計之層疊實施例的立體視圖。

第20圖顯示了第18圖之背光設計之整合實施例的立體視圖。

本發明關於光學技術的使用，具體地為FTIR，用於提供觸碰感測給顯示裝置。更具體地，本發明提供真正整合的觸控顯示面板1，其藉由FTIR來操作。範例實施例主要是相關於OLED顯示器來呈現，但也相關於LCD，且整個敘述中，相同參考號碼是用於識別對應的元件。

第1圖例示觸控FTIR系統的操作原理。在第1圖的側視圖中，光束藉由全內反射(TIR)而傳送在平面(二維)光導2內。光導2包含相對表面3、4，其界定光導2的個別邊界表面。每一邊界表面3、4將從光導2內以超過所謂的臨界角的角度入射在邊界表面上的光加以反射，如同熟習技藝者所 熟知的。當物體5足夠接近一個邊界表面(在此，頂部表面3)時，部分光束會被物體5散射，部分光束會被物體5吸收，且部分光束會藉由TIR而以進來的方向繼續傳送在光導中。因此，當物體5觸碰頂部表面3(其形成「觸控表面」)時，全內反射受到抑制，且所傳輸光的能量減少，如同物體5右邊變細瘦的線所表示。此現象係熟知為受抑全內反射(FTIR,Frustrated Total Internal Reflection)，且對應的觸控裝置可稱為「FTIR系統」。

雖然未示於第1圖中，FTIR系統通常包含發光器與偵測器的配置，其沿著觸控表面3的周圍區域分佈。來自發光器的光被引導進入光導2，且藉由TIR而傳送至一或多個偵測器。每一對發光器與偵測器界定一條「偵測線」，其對應於從發光器到偵測器的傳送路徑。任何沿著偵測線的範圍觸碰該觸控表面的物體將因此減少或衰減偵測器所接收的光數量。發光器與偵測器通常是配置來界定觸控表面上的交叉偵測線的格柵，藉此，每一觸碰物體可能導致數條非平行偵測線的衰減。

偵測器的配置是電性連接至信號處理器，信號處理器從該配置獲得且處理一輸出信號。輸出信號指示每一偵測器處的所傳輸光的功率。信號處理器可配置成處理該輸出信號來擷取觸碰資料，例如每一觸碰物體的位置(例如x、y座標)、形狀或面積。

雖然第1圖例示FTIR觸控的工作原理為如此，本發明關於的觸控顯示面板是其中有FTIR觸控機構真正整合於顯示器，如同將參照隨後圖式所顯示。

第2A圖是根據本發明之實施例之觸控顯示光導1的頂部平面視圖，且第2B圖是它的側視圖。觸控顯示光導1是實施為光傳輸光導2(其界定了前觸控表面3)與雙功能顯示像素矩陣6的組合，雙功能顯示像素矩陣6是配置成透過前表面3來顯示影像，並且透過FTIR來提供觸碰感測給前表面3。

如同第2A圖的平面視圖所見，複數發光器7與偵測器8(共同稱為「觸控感測器元件」)在光導2的周圍區域之下配置成交插的方式。但是，應注意到，交插配置只是設置發光器7與偵測器8的一種範例。另一範例可沿著面板1的兩側邊配置發光器，且沿著其他兩側邊配置偵測器。在圖式中，只是為了說明的目的，發光器7與偵測器8是分別用圓形與矩形來表示。另外，光導2的中央區域是對準於影像形成元件或圖像元件(「像素」或「像素元件」)10的矩陣，其界定了顯示區域，用於以單色或彩色來顯示視覺影像。像素10(其在第2A圖中是表示為方形元件的矩陣)可藉由任何可用的整合顯示技術來形成，包含(但不限於)有機發光二極體(OLED,Organic Light-Emitting Diode)、聚合物發光二極體(PLED,Polymer Light-Emitting Diode)、發光二極體(LED,Light-Emitting Diode)、具有內部照明(「背光」)的液晶顯示器(LCD,Liquid Crystal Display)、薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD,Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)、電致發光顯示器(ELD,Electroluminescent Display)..等。在下面，本發明之實施例主要是相關於OLED來進一步例示，但也關於LCD。

本發明之實施例是根據洞察到發光器7與偵測器8可整合進顯示單元6中，且較佳地是藉由如同顯示區域中用於產生影像的相同技術來形成。另外，透明顯示蓋體(其覆蓋像素元件)亦使用作為光導。因此，本發明之各種實施例不用增加厚度或體積就可實現。當在此使用時，「整合的」發光器/偵測器7、8是解釋為一體成型地形成於基板上或基板中的發光器/偵測器7、8，基板通常是複合基板，包含複數層。在第2B圖中，整合是用虛線來表示，顯示單元6是功能上(而非實體上)分成具有發光器7與偵測器8的周圍區域11以及具有像素10的中央區域12，其中發光器7、偵測器8與像素10一體成型地形成於共同基板中。每一發光器7是配置成產生在任何合適波長範圍中的錐狀光。在一實施例中，發光器7產生人眼不可見的光，較佳地是紅外光(IR)或可能是紫外光(UV)範圍中。每一偵測器8是配置成回應於發光器7所發射的光。

相較於背景段落中所述的先前技術，本發明之實施例可以提供觸碰感測給顯示裝置，基本上不會增加顯示裝置的厚度。另外，可減少製造成本，因為附接發光器7與偵測器8不需要分開的安裝操作。如同下面將進一步例示的，發光器/偵測器7、8可從亦存在於顯示單元中用於像素10之操作的功能性結構來形成。這表示發光器7與偵測器8可用與像素10相同或相似的程序來製造，藉此所增加的製造成本可最小化。也注意到，需要增加的發光器7與偵測器8的數量相較於一般顯示裝置的像素數量是較小的。例如，3.5吋的顯示器可能設有大約10-10²個發光器與偵測器，而像素數量一般是大約 10⁵-10⁶的級數。又另外，可增加觸碰感測而不用損害顯示區域中所顯示的影像的品質，因為不需要增加觸碰感測層至顯示區域或整合光偵測器於顯示區域內的像素之中。

另外，藉由在顯示單元6的周圍區域11處整合發光器/偵測器7、8，可以省略發光器/偵測器7、8的分開接觸。替代地，它們可用與像素10相同的方式來接觸與電性控制。例如，用於提供控制信號至像素10來選擇性控制像素10所發射的光的電子背板或資料匯流排結構，也可用於提供控制信號至個別的發光器7與偵測器8及/或從個別的偵測器8擷取輸出信號。

第2A圖表示該周圍區域11只包含發光器7與偵測器8，且因此沒有像素10。但是，如果需要的話，周圍區域11中當然也可以包含像素10，如同下面將進一步敘述的。

第3圖為頂部平面視圖，用以進一步例示觸控顯示光導1的操作。為了清楚的緣故，已經省略像素。如同所示，啟動一個發光器7來發射擴展光束。所發射光束或至少其部分是耦合進入光導2，使得它藉由TIR而傳送橫越觸控表面3，同時在光導2的平面中擴展而遠離發光器7(用影線的區域來表示)。此種光束在此稱為「扇狀光束」。因此，每一扇狀光束從入口或接入點發散，如同頂部平面視圖上所見。在觸控表面3的下游，傳送光從光導2耦合出去並且被偵測器8的子集合接收。如同上述，偵測線形成於發光器7與接收該扇狀光束的每一偵測器8之間。可了解到，可產生大量的偵測線，這是藉由啟動每一發光器7並且針對每一發光器7在該等偵測器8處 量測所接收光的能量。取決於實施，該等發光器7可連續或同時啟動，例如藉由實施WO2010/064983中所揭露的編碼方案。

回到第2A至2B圖，顯示像素矩陣6可為光電裝置，其使用有機材料來界定像素10、發光器7與偵測器8。有機光電裝置的範例包含有機發光二極體(OLED)、有機光電晶體、有機光伏電池、與有機光偵測器。關於有機光電裝置的製造與結構的進一步細節，可參照WO2011/068761與其敘述，其內容在此藉由參照而全部併入。

在下述中，假設第2A至2B圖中的顯示像素矩陣6是基於OLED。顯示裝置6包含後電極(例如陽極)15、與前電極(例如陰極)16、與中間有機結構17，其可用一或多個有機層來形成，如同本領域中所熟知。前電極層16為透明，且可例如由氧化銦錫(ITO)製成。顯示區域的像素10可藉由圖案化電極層15、16以及選擇性藉由圖案化有機結構17來界定。每一像素10可包含一或多個子像素(未示)，其可藉由選擇式摻雜來形成，以產生不同的子像素的不同發光特性，例如像是分別發出紅、綠與藍光的子像素。結合薄膜電晶體(TFT)結構與OLED像素的不同設計是顯示在US20080150848中，其內容在此藉由參照而全部併入。

周圍區域11中的發光器7與偵測器8也可藉由圖案化電極層15、16及/或藉由圖案化有機結構17來界定。熟知的，藉由施加適當的控制電壓至接面二極體，接面二極體(例如LED與OLED)可操作作為發光器與偵測器兩者。因此，發光器7與偵測器8可用相同或相似的元件來實施，藉此，發光 器7、偵測器8與像素10可形成為有機結構17中的部分，該等部分透過電極層15、16可選擇地且個別地定位。在此實施例中，電極層15、16與有機結構的結合因此形成複合基板，複合基板中整合了發光器7、偵測器8與像素10。

較佳地，在顯示像素矩陣6的製造期間，光導2被包括作為透明基板，例如作為用於支撐前電極16的襯背。替代地，OLED可從下電極層15的側面建構，且在此實例中，光導2為蓋板，其對於OLED顯示器總是需要的，因為OLED顯示器對水氣的敏感性。通常，光導2可由任何材料製成，該材料傳輸在相關波長範圍中足夠數量的幅射，以允許所傳輸能量的可感測量測。此種材料包含玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)與三聚氰酸三烯(TAC,triallyl cyanurate)。光導2可為平坦或彎曲，且可為任何形狀，例如圓形、橢圓形或多邊形的。光導2可能包含複數材料層，例如為了抗刮傷的目的、抗指印的功能、抗反射或其他功能性目的。

如果想要的話，OLED技術的使用可以設計顯示單元6成為薄的且有撓性的單元。如果想要的話，也可以設計發光器7與像素10具有不同發光特性。例如，有機結構17的發光波長可在製造期間利用合適的摻雜物來隨時調整。另外，顯示單元6不需要具有背光。又另外，影像形成像素10、發光器7與偵測器8的大小與形狀可在製造中隨時設定。使發光器7與偵測器8大於像素10可能例如會是有利的。OLED元件的發光數量會隨其表面積而增加，且因此會想要使發光器7大於像 素10，以增加每一發光器7的發光數量。OLED已知是具有小的熱損失，這促成大的發光器7的使用而不需增加額外的冷卻措施。偵測器8也可做成大於像素10，以改善偵測器8的集光能力。OLED技術的另一優點在於OLED通常具有大的折射係數，通常是在1.7-2的範圍或甚至更高，藉此，光是以大的立體角發射，這可有助於增加光導2內的個別扇形光束的發散角度(比較第3圖)。

如同上述，可設想到，光導2是由用於前電極層16的透明基板或襯背所形成。可了解到，如果需要維持光是藉由TIR而傳送於其中，製造顯示單元6的程序可經調整來增加較低折射係數的一層在電極層16與透明襯背(亦即光導2)之間。第4圖顯示本發明之實施例，其中揭露了觸控顯示面板1的橫剖面。在此圖式中，相關於第2B圖所概述的電極與有機結構的層疊並未詳細顯示。但是，分開的像素元件10則表示於面板的中央區域處。如同本領域中所熟知，每一像素10可配置成發射只有一種顏色的光，或可包含數個子像素是配置成發射不同顏色的光，例如紅、綠、藍(RGB)。此種子像素可藉由堆疊OLED來形成，亦即，形成它們於彼此頂部上，或藉由將它們彼此相鄰地設置於像素元件10的區域內。所以，每一像素10可包含一或多個OLED。在周圍區域處配置發光器7與偵測器8，每一者的一個被顯示在圖式中。較佳地，如同已經敘述的，發光器7與偵測器8也是OLED，與影像形成像素10一體形成。但是，發光器7與偵測器8在一方面的使用目的是與影像形成像素元件10在另一方面的使用目的截然不同。 影像形成像素10(亦即顯示像素)是配置成從顯示面板1將光發出，較佳地是以寬錐角，但最重要是直線(在圖式中)，這對於觀看者正常會呈現最佳視角。但是，發光器7只有在如果它的光被捕獲於光導2內且利用TIR傳送朝向偵測器8時是有用的。因此，發光器7所發出的部分直線傳送光將會散失。但是，有效的部分光將會從光導2內以足夠寬而能藉由TIR偏折的角度入射在前表面3上。問題在於，因為影像形成像素10的折射係數正常是高於光導2的折射係數，在前表面3中的反射之後，光會向下脫逃通過像素10。為此目的，設置光學層21於光導2的後表面4與影像形成像素10之間。在一實施例中，光學層21是由具有折射係數n₁低於光導2之折射係數n₀的材料所製成。如此一來，在光導2中的前表面3與後表面4兩者中都會有TIR，如同箭頭所示，假設入射角足夠寬。作為一範例，光學層21可藉由樹脂來提供，該樹脂是使用作為光纖的包覆材料。此種樹脂層可在沉積電極與有機層之前就設置於基板2上。替代地，如果OLED結構是從底部片材或底板9建構，光學層21可在附接於OLED之上之前設置於光導2的下表面4上，或者在附接於光導2之前設置於OLED之上。具有較低折射係數的光學層21的另一範例是空氣間隙21，如同下面將參照第15圖進一步敘述的。

在另一實施例中，光學層21是波長相關的反射器。具體地，藉由設置光學層21來獲得發光器的光在後表面4中的反射，光學層21對於發光器的光為至少部分反射，而同時對於可見光則為高度可傳送的。作為一範例，此種光學層21 可藉由商業上可用的塗覆(稱為IR Blocker 90，來自JDSU)來提供。此塗覆21在NIR中具有高達90%的反射性，而同時是設計成對於可見光(VIS)範圍中的光有最小的影響，以避免降低觸控系統的顯示效能，且提供在VIS中超過95%的傳輸。應注意到，也有其他可用可獲取類型的塗覆，只是提及IR Blocker 90來作為範例。此種波長相關的反射器通常藉由多層塗覆來形成，如同本領域中所熟知的。在這個種類的實施例中，來自發光器7的光將在前表面3中藉由TIR並且在後表面4中藉由部分鏡面反射而傳送。

如同所熟知的，OLED對於水氣敏感，且有機層必須因此密封。除了光導2與底板9之外，密封的周圍密封91因此也提供在面板上，例如藉由UV可固化環氧樹脂。

應注意到，此處的圖式不代表任何實際尺寸。光導前玻璃2的厚度可取決於面板1的尺寸以及它是打算用於什麼，亦即，它將被使用的環境。但是，此種OLED結構(具有電極層與中間有機層)可以非常薄且甚至小於1μm。但是，基板2或9與蓋體9或2將增加可觀的厚度，以提供某種程度的剛性。在一實施例中，光導的厚度可為200-500μm的級數。但是，光學層21不需要厚於1-5μm，以提供在光導2的後表面4中實現TIR的包覆效果。

第5圖相當示意地顯示根據本發明之一實施例之觸控顯示面板1的角落部分。為了簡單起見，周圍密封91未示於此圖式中。圖式中的左下角落代表面板1的外側角落，而右邊與上面邊緣則可理解為來自較大面板1的切口。顯示為灰 色的發光器7與偵測器8是沿著周圍區域11配置，且光學層21是設置來覆蓋面板1的中央區域12以及配置在中央區域12處的影像形成像素10。在替代的實施例中(如同第8圖中可見)，影像形成像素10也存在於發光器7與偵測器8之間的周圍區域11中。另外，周圍區域11可包含多於一列的像素。另外，除了覆蓋中央區域12之外，光學層21也可覆蓋設置於周圍區域11中的此種影像形成像素元件10。應了解到，第5圖(與第7圖)用分離的方式只示意地顯示不同的元件，以清楚地指出那些元件，它不應被理解為組裝指示或類似者。

第6與7圖顯示替代的實施例，其中，光學層21的延伸部21a設置於發光器7與偵測器8之上。延伸部21a較佳地具有與光學層21實質上相同的厚度，這將比較容易在相同程序中在周圍區域11與中央區域12中產生OLED，因為它們將設置在相同的位準處。延伸部21a具有折射係數n₂，其高於光學層21的折射係數n₁。以此方式，通過延伸部21a射入光導2的光可能仍會在面向光學層21的後表面4中反射，假設入射角足夠大。延伸部21a的折射係數n₂可例如相同於光導2的折射係數n₀。替代地，延伸部21a的材料可選擇成使得它的折射係數是在光導2的折射係數與發光器7及/或偵測器8的折射係數之間。

在第7圖顯示的實施例中，其亦顯示了面板1的左下角落切開部分，延伸部21a運行就像是覆蓋整個周圍區域的框體部分。作為一替代，其中影像形成像素10也設置於周圍區域中，光學層21也可設置於周圍區域中的此種影像形成 像素元件之上。

第8圖示意地顯示根據本發明之一實施例之面板1的左下角落切開部分的頂部視圖。在此實施例中，發光器7(較佳地為OLED)是顯示為灰色，且位於周圍區域11中。偵測器8(較佳地也用OLED來實現)是用雙框來標示。光學層21並未包括在圖式中，但應了解到它至少覆蓋了中央區域12中的所有影像形成元件10，且可能也覆蓋了周圍區域11中的一些或所有影像形成元件10。如果根據參照第6與7圖所述的實施例來設計，也可利用延伸部21a來覆蓋發光器7與偵測器8。第8圖也例示數個偵測器8如何可功能性地群組成(圖式中也實體地群組)一個子集合80，以作用為一個較大偵測器。以此方式，可以增加光感測偵測器表面，且光感測偵測器表面可操作為具有其中心在子集合80的該等偵測器8之間。第8圖也顯示周圍區域11在一些實施例中可包含超過一列的像素。

第9圖例示第6圖的實施例的變化型。但是，取代了配置發光器7與偵測器8來代替個別影像形成元件10，它們反而配置在一起來作為堆疊OLED。另外，如同所示，偵測器8可實施為一個較大表面OLED 8，或者實施為分開相鄰或分佈的OLED偵測器8的群組化子集合80，每一偵測器8堆疊有一影像形成元件10。該圖式顯示了發光器7與偵測器8堆疊在個別影像形成OLED元件10之下。在替代的設計中，發光器7及/或偵測器8可替代地堆疊在個別影像形成OLED元件10的頂部上。

第10圖顯示一實施例，其呈現又另一類型的偵測 器配置。在此實施例中，偵測器8是提供作為分離元件，附接在影像形成元件10的整個OLED結構之下。此種設計對於偵測器元件8的尺寸與設置具有高程度的自由度，但也要求背面板9對於發光器7的操作波長範圍是可傳輸的，操作波長範圍通常是在接近IR(NIR)中。在第10圖中，此偵測器設計是與整合型OLED發光器7相結合，對應於第6圖的揭露。但是，也可使用堆疊型OLED發光器7，如同第9圖中。

第11至12圖簡述了包括在方法實施例中的一些步驟，該方法為生產根據本發明之一觸控顯示面板1的方法。第11圖關於從陽極側開始產生像素矩陣的方法，且根據產業內已知的替代原理，第12圖關於在陰極側開始產生像素矩陣的方法。在一較佳實施例中，那些像素是OLED。

在第11圖的實施例中，步驟111包含了提供具有折射係數n₀的透明基板2。此透明基板2將作為最終產品中的FTIR光導，具有提供觸控區域的前表面3，可能還有額外的功能層在它上面。基板2可例如由合適的玻璃材料製成，PMMA、PC、或其他透明材料。

在後續步驟112中，提供光學層21於該基板的後表面4上，光學層21在中央區域12處具有折射係數n₁<n₀。光學層21可例如為附接至後表面4的樹脂或黏著劑。替代地，光學層21可用例如氣相沉積程序來形成。折射係數的差異不需要大。僅作為一範例，n₀可為1.5與1.6之間，且n₁可為1.4與1.5之間。參照前述揭露，光學層21可在中央區域12周圍的周圍區域11處增加有延伸部21a。在此實施例中，延伸部的 折射係數n₂應該高於n₁。

在後續步驟113中，提供像素元件矩陣於中央區域12之上與周圍區域11之上的後表面4處。根據OLED技術領域中熟知的程序，在施加陽極層之前，此種程序可包含TFT層與可能的TFT被動層在其上。一或多個有機層在之後建構，通常包含發光層，但選擇性地也包含傳輸層與阻擋層。陰極層在之後設置，以產生OLED單元的極性。

在步驟114中，在該像素矩陣之上提供蓋板9。這可如此實現：藉由剛性或彈性固體板9的組件、藉由利用可固化液體來塗覆像素矩陣、或用氣相沉積程序。

在步驟115中，密封該蓋板9至基板2，以獲得密封的包覆。此密封是使用周圍密封91來實行，同時仍提供機構來用於直流電性連接至像素矩陣，例如藉由撓曲膜連接。應注意到，提供蓋板9與將它密封的該等步驟可能至少某種程度是彼此同時執行。

第12圖的實施例開始於另一端，其中步驟121為提供載板9。此載板將形成觸控顯示面板1的背面，且雖然因此它不需要是透明的，它仍可由玻璃、塑膠材料、例如鋁的金屬..等來製成。

步驟122包含提供像素矩陣於載板9上。相較於第11圖的程序，這將是個相反順序的程序，它開始於陰極層。除此之外，它可包含相同種類的電極層與有機層，如同本領域中所熟知。

在步驟123中，之後在像素之上提供具有折射係 數n₀的透明基板2，其中有中間光學層21，中間光學層21在周圍區域11內的基板之中央區域12處具有折射係數n₁<n₀。如同上面所概述，光學層21可施加至基板2的背面4，且之後附接於像素之上。替代地，光學層21可先被塗覆至像素矩陣上，且之後附接基板2。另外，如同參照第11圖所提出的，延伸部21a可設於周圍區域11之上，鄰接於光學層21。

在步驟124中，透明基板密封至載板。關於第11圖的實施例，這將包含周圍密封與提供連接器至電極層，以驅動像素矩陣。再次，提供基板2與密封它的該等步驟可至少某種程度是彼此同時執行。

第11與12圖的程序步驟分別是處理根據本發明之層狀結構的設置。為了變成最後作用的產品，層狀結構也必須加以連接與驅動，以促成面板1用於影像再生與觸碰感測。

第13圖為觸控顯示裝置40的剖面視圖，其包含顯示面板1(包含光傳輸光導2與像素矩陣6)與信號處理器41，信號處理器41配置在封裝42中，使得光導2形成顯示裝置40的透明前蓋。信號處理器41為連接至顯示面板1的處理元件(或機構)，以傳輸控制信號至像素、發光器與偵測器，也從偵測器獲得輸出信號。信號處理器41也可操作來產生及輸出根據輸出信號所計算的觸控資料。可了解到，信號處理器41替代地可實施作為像素的專屬控制器以及發光器與偵測器的專屬控制器。

可了解到，顯示裝置/顯示單元可形成任何形式的電子裝置的部分，包含(但不限於)膝上型電腦、單件式電腦、 手持電腦、行動終端、遊戲機、電視機..等。此種電子裝置通常包含處理器或類似的控制器，其可連接來控制顯示面板1，以顯示資訊內容於至少部分的觸控表面3內以及提供觸碰感測於觸控表面3內。控制器可實施成透過信號處理器41來控制顯示面板1，或者它可實施信號處理器41的部分或全部功能。

第14圖顯示數個步驟，其不需以給定的順序提供，其可包含於第11與12圖的任一實施例中，以產生顯示面板1至信號處理器41的功能性連接。

在步驟141中，在至少中央區域12中的複數像素10連接至控制電路41，控制電路41配置成驅動像素10作為影像形成像素元件。如同前述，這些影像形成元件較佳地是全部設置於光學層21之下，且某種程度也可設置於周圍區域11中。共同地，影像形成元件10形成面板1的顯示部分。

在步驟142中，周圍區域11中的至少一像素7連接至控制電路41，控制電路41配置成驅動像素7發射光進入透明基板2，以在其內藉由TIR來傳送。較佳地，數個發光器7是以此方式連接：沿著面板1的至少兩側設置在周圍區域中。

在步驟143中，周圍區域11中的至少一偵測器8連接至控制電路41，控制電路41配置成驅動偵測器8偵測源自發光器7、來自透明基板2的光。對應地，數個偵測器8較佳地是以此方式連接：沿著面板1的至少兩側設置在周圍區域中。與發光器7一起，它們將形成觸控表面3的觸控偵測格柵。參見第4與9至11圖的實施例，偵測器8亦可為影像形成元件10與發光器7的共同矩陣像素8，較佳地是OLED，或者替 代地，分離的偵測器元件8施加於像素矩陣之下。另外，偵測器8可連接至控制電路41，以在子集合80中被控制，其中每一子集合80具有所包括之偵測器8之結合表面區域的總和偵測器表面。

現在將參照第15圖的實施例，其例示了結合顯示器與觸控面板1的FTIR系統的側視圖，這是藉由將光導2附接至顯示器6而形成。光導2可藉由黏著劑而結合至顯示單元6，例如光學黏著劑。在一實施例中，光導2層疊於顯示單元6上。為了使來自發光器7的光耦合進與出周圍區域11處的光導2，同時使光藉由TIR傳送橫越中央區域12之上的光導，可在周圍區域11與中央區域12中使用不同的黏著劑，如同參考號碼20、21所指示。具體地，中央區域12中的黏著劑21可選擇成具有比光導2更低的折射係數，而周圍區域11中的黏著劑20可選擇成具有比光導2的折射係數更高或實質上相等的折射係數。

在一變化例中，光導2僅在周圍區域11處是用黏著劑20附接至顯示單元6，且對於顯示單元6的中央區域12則配置有空氣間隙21。目前相信，至少大約2-3μm的空氣間隙就足夠促成光導2中藉由TIR的傳送。此變化例可促進在服務與維護過程中光導2的移除與置換。

亦可設想到，光導2是透過固態傳輸材料的間隔物20而附接至顯示單元6。間隔物可藉由薄的黏著劑層而分別結合至光導2與顯示單元6，使得光的耦合可被間隔物20的折射係數控制，而非黏著劑。類似於上述，間隔物20可僅設置 在周圍區域11處，或者具有不同折射係數的間隔物20、21可設置在周圍區域11與中央區域12處。

結合觸控顯示面板的FTIR系統1也可包含結構是配置成重新導引發光器7所發射的光，例如重新塑形所發射的錐狀光，以增加以所欲方式耦合至光導2中的光數量。例如，可重新導引所發射的光，以在光導2的平面中形成扇形光束，如同第3圖所示，及/或可重新導引所發射的光，以增加藉由TIR而捕獲在光導2中的光數量。這些光導結構可包含在上述間隔物20中，或包含在面向顯示單元6之周圍區域11的部分表面4中，或包含在顯示單元6本身的周圍區域11中。類似的光導結構可包含在光導2與偵測器8之間，以重新導引輸出耦合的光至偵測器8上。通常，光導結構可說成是界定發光器/偵測器7、8在光導2內的視野。光導結構可為微結構元件的形式，例如(但不限於)反射器、稜鏡、光柵或全景結構。微結構元件可被蝕刻、印刷、熱凸印、射出模製、壓力模製或其它方式地設置於發光器/偵測器7、8與光導2之間。用以耦接LED至光導面板的一種方法是提出於下面文章中：”Injecting Light of High-Power LEDs into Thin Light Guides”，由Cornelissen等人公開於Proc.SPIE 7652,International Optical Design Conference 2010,pp7652121-7652126,2010中。根據此方法，LED的頂面是修改成具有粗糙表面，反應像是藍氏反射體(Lambertian reflector)。介電質多層濾光片則沉積在光導面板的底部上，且LED的頂面是藉由矽樹脂黏著劑而光學地耦合至濾光片。濾光片被最佳化而僅傳送LED以大於光導與其 鄰接光學層之間的介面處之臨界角的角度所發射的光。多層的目的因此是僅傳送可以在光導中傳送的光。以較小角度所發射的光則反射回到粗糙LED表面，其中該光之後是藉由反射與重新分佈而回收。

可省略光導結構，藉此，部分的發射光將通過光導2而不被TIR限制住。光導2的前表面3的選擇部分(例如在周圍區域11之上)可設有塗覆或蓋體22，如同下面將進一步敘述的，以防止此種光通過前表面3。

不管有或沒有光導結構，所欲的是實施散光減少措施。在一範例中，光導2的邊緣表面及/或周圍區域11之上的部分表面3可設有表面結構，其防止來自發光器的光反射回光導2中。有用的抗反射表面結構包含擴散片與光吸收塗覆。

在一變化例中，表面結構是設置於光導2的邊緣表面及/或周圍區域11之上的部分表面3上，以重新導引來自發光器的光進入光導2中藉由TIR而傳送。也可能，邊緣表面形成有合適的斜面來重新導引光。此種表面結構可包含光反射塗覆及/或微結構元件，且可實施或做為上述光導結構的部分。

第15圖另外例示了蓋框22，它是也可包含於其他任一所述實施例中的部件。蓋框22是設置來覆蓋周圍區域11，且也可延伸一部分進入中央區域12。蓋框22可滿足三個不同目的的一或多個。

如同上述，蓋框22面向光導2的表面可配置成將來自發光器7的光反射，使得光可傳送於光導2中，而非逃脫。作為一範例，擴散片可用於此目的，其將以可滿足在光導2中 的TIR要求的角度將發光器的部分光加以反射。

第二，蓋框22可隱藏周圍區域11中的任何結構不讓使用者看到，特別是如果中央區域12是使用作為影像顯示。針對此目的，蓋框22對於可見光應為不透明。

關於第三目的，蓋框22可配置成阻擋周遭的光避免到達偵測器8。針對此目的，蓋框22對於觸控系統的操作波長應為不透明，亦即，偵測器8所偵測之來自發光器7且用以決定觸碰發生的光。如同所述，FTIR系統也可利用可見光，但是在較佳實施例中是利用NIR幅射。

蓋框22可例如藉由薄金屬片來提供。它可提供作為分離的元件或者形成用於固定顯示面板1的殼體42或支架的部分。在另一實施例中，蓋框22可實施為在前表面3上的一或多層塗覆或膜。例如，面向前表面3的內層可提供鏡面反射的且可能部分擴散的反射性，且外層可阻擋周遭及/或可見光。在一實施例中，蓋框22可包含設於頂部表面3上的鉻層，以獲得朝向面板光導2的一表面是對於發光器波長中的光是至少部分鏡面反射的。另外，蓋框22可包含外層是實質上黑色的來阻擋可見光，這可藉由氧化鉻層的上表面來實行。在其他實施例中，可使用具有對應氧化物的其他金屬，例如鋁、銀..等。在又其他實施例中，鏡面反射下層可藉由金屬來提供，而上層可藉由塗料來提供，例如黑色塗料。在任何情況中，蓋框22較佳地是實質上平坦的，且在提供阻擋IR光與可見光的所欲益處時應該盡可能地薄。在又另一實施例中，蓋框可被設置為光導2的兩不同層之間的不透明框層，而非在前表面3上。 以此方式，可能可以獲得發亮的前表面3。在另一實施例中，蓋框22可設置於光導2的後表面4處，且配置成阻擋可見光但是傳送IR。以此方式，周圍區域結構被覆蓋，但是來自發光器7的光仍可通過蓋框22到達光導2，且之後出去通過蓋框到達偵測器8。

第16圖為一實施例的剖面視圖，其中顯示單元6是基於液晶技術，且具體地該顯示單元6是TFT-LCD。顯示單元6包含後電極層25、前電極層26與中間液晶(LC,liquid crystal)結構27。電極層25、26為透明，且包含個別的偏光片。後電極層25包含界定電極結構的像素與用於像素選擇的TFT主動矩陣，藉此，LC結構27的偏光可在每一像素的位置處選擇性地控制(定址)。前電極層26可實施為共用電極，且也可包含濾色片，如同本領域中熟知的。在例示的實施例中，顯示單元6另外包含LED矩陣背光28，其投射光來傳輸通過電極層25、26與LC結構27。就像在前面的實施例中，光傳輸光導2是配置來界定前觸控表面3。實行上，光導2可為層疊結構，包含濾色片與偏光片兩者，或者只是平面的覆蓋透鏡，取決於是在哪一層形成用於反射該傳送光的後表面4。在例示的實施例中，後電極層25是設計成在其周圍區域11中具有偵測器。偵測器可例如整合為感光TFT。TFT-LCD與感光TFT的另外細節可例如在WO2007/058924與US2008/0074401中找到，其內容在此藉由參照而併入。

在一實施例中，LC結構27並不延伸進入周圍區域11，以避免液晶妨礙耦合出光導2的光的偵測。在第16圖 的範例中，發光器是由背光28的周圍區域11中的專屬LED所形成。在此實施例中，背光28、電極層25、26與LC結構27的組合因此形成複合基板，其中整合有發光器7、偵測器8與像素10。另外，光耦合元件30是配置成從發光器導引光至光導2，且從光導2導引至偵測器。光耦合元件30可或可不包含上述光導結構。

在一替代實施例中(未示)，所有或部分的發光器是整合在後電極層25中，例如以LED或發光TFT的形式。在又一替代實施例中(未示)，所有或部分的偵測器是整合進背光28中，例如以感光LED或TFT的形式。在所有這些實施例中，背光28可替代地實施成從側部照射電極層25、26與液晶結構27，如同本領域中熟知的。

可了解到，關於第15圖的上面討論同樣適用於第16圖的實施例。

第17圖顯示了本發明之另一實施例，其實施LCD單元6。該圖式顯示了觸控顯示面板1的角落部分，其中數個元件已經垂直分離，這只是為了說明的目的。基本上，此實施例的顯示面板1包含LCD單元6與光導2，光導2提供觸控表面3。在圖式的底部，設置了背光28。光從光源(未示)射入背光28，較佳地是通過輸入耦合配置，其設計來在光導內擴散光，如同本領域中熟知的。在此實施例中，背光28包含具有至少一結構表面281的光導，作用來導引光出去朝上通過顯示層。通常，結構化的是下表面281，而光藉由TIR傳送於背光導28的上表面，且較佳地也傳送在其結構化區域之間的下表 面281中。背光28也可包含後側反射器(未示)，用於反射逃脫通過光導的結構表面281而回到背光導中的光。在返回至第17圖的實施例之前，關於背光28的實施例的另外細節現在將參照第18至20圖概述於下。

第18圖顯示背光28的平面視圖，而第19與20圖顯示了實現背光28的兩個不同方式的立體視圖。在此實施例中，背光28不只用於影像形成像素10，但也使用作為發光器7的光源。針對第一目的，區域28a代表背光28的下表面281的中央區域12，區域28a被結構化來平均地散佈光向上通過背光28的上表面282。這同樣是本領域中常用的熟知技術。針對此目的之將背光的表面結構化的確切或詳細方式將因此不在此概述，但是通常，結構化區域28a是相關於光從何處射出來設計，使得並非所有光都靠近光源漏出。除了中央區域結構化區域28a之外，背光也設計有結構化區域28b在周圍區域11中。結構化區域28b較佳地具有連續的設計，使得光在整個周圍區域11中所欲的不同地方漏出。以此方式，會浪費較少的光。在一替代實施例中(未示)，周圍區域11也設計有更平均分佈的結構化區域28b，類似於中央區域12的結構化區域28a，且光的向上導引替代地是僅由驅動液晶的像素結構來界定。

第19圖顯示了實現背光28的一個方式。在此實施例中，背光28包含兩個光導，中央光導283與周圍光導284，以層疊結構而一個設置在另一個之上。兩光導283、284可針對所用的波長而配置有不同的折射係數，通常在中央區域12 是白光，且在周圍區域是NIR，以允許光藉由TIR傳送於個別光導中而不會漏出。在圖式中，中央光導283只大約和中央區域12一樣寬，亦即顯示器的成像部分。在一替代實施例中(未示)，中央光導283可僅與周圍光導284一樣寬，但是僅在中央區域12設有其結構化區域28a。對應的，可注意到，周圍光導284也例示為覆蓋中央區域12的整個板。但是，替代的設計(未示)可包含類似框的周圍光導284，缺少中央部分。此種類似框的光導可設置於中央光導283的周圍。此實施例將因此表示了一種配置是兩光導283與284配置在相同平面中而非層疊，其理論上可以使整個顯示面板1有較低的外形。在第19圖的實施例中，針對不同目的來利用分離的光源：用於照射白光進入中央光導283的VIS光源285，以及用於照射NIR光進入周圍光導284的NIR光源286。如同熟習技藝者所熟知，複數發光器可用於將光射進光導中，且每一個光導都配置有一個光源的表示因此將僅視為範例。

第20圖顯示一替代實施例，其中一個相同的光導287配置成用於兩目的。顯示了單一光源288，但是如同已經解釋過的，它可包含複數發光器。在任何情況中，射入至光導287中的光，是在透過中央結構化區域28a而使用作為成像背光並且透過周圍結構化區域28b而用於FTIR目的的波長範圍內。光源288可包含一寬光譜發光器，或者可包含數個發光器是設計成以不同波長來發射光，例如VIS與NIR。

回到第17圖，從底下開始，此圖式顯示了顯示面板1是包含LCD單元6與光導2。LCD單元6接著包含背光 28、包括下偏光片的電極25、液晶層27、與具有上偏光片及濾色片的上電極26。背光28的周圍結構化區域28b有表示出，但是為了清楚的緣故所以圖式沒有表示出中央結構化區域28a。如同虛線垂直箭頭所表示，周圍結構化區域28b用於導引出光在該結構中向上傳送。背光28可例如根據參照第18至20圖所述的任何實施例來加以設計。也應注意到，箭頭只是符號表示，且實際上是導引出錐狀的光，這是由背光的幾何形狀所決定。電極25包含像素界定結構與TFT主動矩陣。與上電極26(被表示為光導2的下表面)一起操作，電極25是配置成界定在中間液晶(LC)層27中的像素。另外，TFT主動矩陣連接至偵測器8，以讀取所感測的接收光。此種偵測器可例如為光偵測器、OLED或類似者，如同針對其他實施例在之前所討論的。

較佳地，LC層27是由控制器41使用電極25、26根據預定的方案來驅動，使得LC層在結構化區域28b之上的部分271處以某種圖案打開。在一實施例中，部分271在每一個結構化區域28b之上連續一個接一個打開，使得每一個部分271將充當作或等同一個發光器7，該等發光器7將一個接一個作用為閃光。輸入耦合配置71是設置在光導的後表面4處，其中光入射進入光導2。發光器的光在圖式中是藉由虛線垂直箭頭來表示，從結構化區域28b到光導2。

一旦入射進入光導2，至少部分的光將藉由TIR而傳送於至少前表面3中，到達後表面4處的輸出耦合結構81。另外，LC層27較佳地是由控制器41透過電極25、26來驅動， 使得LC層27在輸出耦合結構81之下、偵測器8之上的部分272處保持打開(亦即傳送)。以此方式，從光導2耦合出的光被導引至偵測器8，如同垂直虛點線箭頭所表示。

雖然這未示於圖式中，已經相關於其他實施例概述過，輸入耦合與輸出耦合可僅藉由繞過光學層21就可達成，該光學層21設置於中央區域12中的影像形成像素10之上、光導2之下。另外，輸入耦合與輸出耦合結構可包含擴散及/或繞射元件，以導引光進或出光導2。可注意到，LC層27的部分271與272的大小不需要一樣大，雖然圖式是表示成一樣大。另外，每個此種部分271與272較佳地是由LC層27與TFT主動矩陣的複數像素所形成。

雖然本發明已經連結目前被視為最實用且最佳的實施例來敘述，可了解到，本發明並不限於所揭露的實施例，但相反的，是打算涵蓋包括在所附申請專利範圍之範圍內的多種修改與均等配置。應注意，雖然某些特徵已經連結不同圖式來敘述，此種特徵可適於結合於一個相同實施例中。

例如，可設想到，只有偵測器8是整合於顯示單元6中，而發光器7則另外安裝在顯示裝置40中，例如作為分離的組件。相似的，可設想到，只有發光器7是整合於顯示單元6中，而偵測器8則另外安裝在顯示裝置40中，例如作為分離的組件。

在某些實施例中，顯示單元6可包含僅僅一個發光器7與複數偵測器8相結合，或者僅僅一個偵測器8與複數發光器7相結合。甚至可設想到，顯示單元6僅僅具有一個發 光器7與一個偵測器8，例如用以偵測觸控表面3上的觸碰物體5的存在。

雖然較佳地，發光器7與偵測器8是藉由用於產生該顯示區域中的影像的相同技術來實施，例如用以具有類似於像素10的功能結構，但是也可能，當整合於顯示單元6中時，發光器7或偵測器8或兩者是藉由不同技術來實施。

如同上述，所欲的是，發光器與偵測器的表面面積大於像素的表面面積。可了解到，發光器可大於偵測器，或反之亦然，且另外，發光器與偵測器可具有任何形狀，包括圓形、橢圓型、與多邊形。

1‧‧‧觸控顯示面板

2‧‧‧光導

3‧‧‧觸控表面

4‧‧‧後表面

7‧‧‧發光器

8‧‧‧偵測器

9‧‧‧底板

10‧‧‧影像形成像素元件

21‧‧‧光學層

91‧‧‧密封

Claims (28)

1. 一種觸控顯示面板(1)，包含：複數影像形成像素元件(10)；一平面光導(2)，具有一第一折射係數(n₀)，且具有形成一觸控區域的一前表面(3)與面向該等像素元件的一相對後表面(4)；複數發光器(7)，配置在該面板的一周圍區域(11)處，以發射光進入該光導，該光透過在至少該前表面中的全內反射而傳送於該光導中；複數光偵測器(8)，設置於該周圍區域處，用於從該光導接收光；以及一光學層(21)，設置於該光導的該後表面處，以覆蓋在該面板的至少一中央區域(12)中的複數該等影像形成像素元件，其中，該光學層是配置成將來自於該等發光器且從該光導內照射於該光學層上的至少一部分該光加以反射。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中，該光學層具有一第二折射係數(n₁)，其較低於該第一折射係數(n₀)。
3. 根據申請專利範圍第2項所述之觸控顯示面板，其中，該光學層的一延伸部(21a)設置於該等發光器之上，該延伸部具有一第三折射係數(n₂)，其較高於該第二折射係數。
4. 根據申請專利範圍第3項所述之觸控顯示面板，其中，該第三折射係數等於或高於該第一折射係數。
5. 根據前述申請專利範圍第3或4項所述之觸控顯示面板， 其中，該光學層的該延伸部覆蓋該周圍區域。
6. 根據申請專利範圍第1至5項中任一項所述之觸控顯示面板，其中，該等發光器是耦合來發射光進入該光導，該光繞過該光學層的該主要部分。
7. 根據申請專利範圍第1至6項中任一項所述之觸控顯示面板，其中，該等發光器與該等影像形成像素元件是OLED元件。
8. 根據申請專利範圍第1至7項中任一項所述之觸控顯示面板，其中，該等發光器是與該等影像形成像素元件整合於該面板中。
9. 根據申請專利範圍第1至8項中任一項所述之觸控顯示面板，其中，該等發光器設置於該等影像形成像素元件之後，且配置成發射光通過該等影像形成像素元件且進入該光導。
10. 根據申請專利範圍第3及4至9項中任一項所述之觸控顯示面板，其中，該光學層的該延伸部也設置於該等光偵測器之上。
11. 根據申請專利範圍第1至10項中任一項所述之觸控顯示面板，其中，該等光偵測器是耦合來接收來自該光導的光，該光繞過該光學層的該主要部分。
12. 根據申請專利範圍第1至11項中任一項所述之觸控顯示面板，其中，該等光偵測器是OLED元件。
13. 根據申請專利範圍第1至12項中任一項所述之觸控顯示面板，其中，該等光偵測器是與該等影像形成像素元件整合 於該面板中。
14. 根據申請專利範圍第1至13項中任一項所述之觸控顯示面板，其中，該等光偵測器是功能性地配置成數個偵測器子集合(80)，其中，一個子集合的該等偵測器是配置成操作作為一個較大面積光偵測器。
15. 根據申請專利範圍第1至14項中任一項所述之觸控顯示面板，其中，該等光偵測器與該等影像形成像素元件是堆疊的OLED，其中，該等光偵測器是配置成偵測通過該等影像形成像素元件、來自該光導的光。
16. 根據申請專利範圍第1至15項中任一項所述之觸控顯示面板，其中，該等光偵測器之至少一者是設置於複數該等影像形成像素元件之後。
17. 根據申請專利範圍第1至16項中任一項所述之觸控顯示面板，另包含一光輸出機構，配置成從該光導將光引導出並且引導至該等光偵測器。
18. 根據申請專利範圍第1至17項中任一項所述之觸控顯示面板，其中，該光導是該面板的一基板，在該基板上形成該等像素元件，且該光導在一邊緣部處被密封(91)至一蓋體，該蓋體設置於該等像素元件的該相對側上。
19. 根據申請專利範圍第1至17項中任一項所述之觸控顯示面板，其中，該等像素元件形成於一基板上，該基板在一邊緣部處被密封(91)至一光導蓋體，該蓋體設置於該等像素元件的該相對側上。
20. 根據申請專利範圍第1至19項中任一項所述之觸控顯示面 板，其中，該等影像形成像素元件是配置成操作於可見光範圍中，而該等發光器與偵測器是配置成操作於IR範圍中。
21. 根據申請專利範圍第1至20項中任一項所述之觸控顯示面板，其中，傳送路徑之一格柵是界定成橫越在成對的發光器與光偵測器之間的該觸控區域。
22. 根據申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，包含一LCD單元(6)，該LCD單元(6)的一中央區域(12)是受控來操作作為該等影像形成像素，且一周圍區域(11、272)是受控來從該光導(2)傳送光至該等偵測器(8)。
23. 根據申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，包含一LCD單元(6)，LCD單元(6)包括一背光(28)，其中，該LCD單元是受控來藉由通過該LCD單元的經選擇部(271)來傳送來自該背光的光而等同於該等發光器(7)。
24. 一種電子裝置(40)，包含申請專利範圍第1至23項中任一項所述的該觸控顯示面板，以及一控制器(41)，該控制器(41)用以導致該等影像形成元件(10)在至少部分的該觸控表面(3)內顯示資訊內容，同時導致該等觸碰感測器元件(7、8)在該至少部分的該觸控表面(3)內提供觸碰感測。
25. 一種生產一觸控顯示面板的方法，包含該等步驟：提供(111)具有一第一折射係數的一透明基板；提供(112)一光學層於該基板的一後表面上，該光學層具有一第二折射係數，該第二折射係數在一中央區域處是低於該第一折射係數； 在該中央區域之上與一周圍區域之上的該後表面處提供(113)一像素矩陣；在該像素矩陣之上提供(114)一蓋板；及密封(115)該蓋板至該基板。
26. 一種生產一觸控顯示面板的方法，包含該等步驟：提供(121)一載板；在該載板上提供(122)一像素矩陣；在該等像素之上提供(123)具有一第一折射係數的一透明基板，其中有一中間光學層，該中間光學層具有一第二折射係數，該第二折射係數在一周圍區域內的該基板的中央區域處是低於該第一折射係數；密封(124)該透明基板至該載板。
27. 根據申請專利範圍第25或26項所述之方法，包含該等步驟：連接(141)在至少該中央區域中的複數像素至一控制電路，該控制電路是配置成驅動該等像素作用為影像形成像素元件；連接(142)在該周圍區域中的至少一像素至一控制電路，該控制電路是配置成驅動該像素來發射光進入該透明基板，該光藉由TIR而傳送於該透明基板中；以及連接(143)在該周圍區域中的至少一偵測器至一控制電路，該控制電路是配置成驅動該偵測器來偵測來自該透明基板且源自該發光器的光。
28. 根據前述申請專利範圍第25至27項中任一項所述之方 法，其中該等像素是OLED。