TW202043993A - 觸控顯示模組 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種觸控顯示模組，包括：觸控面板及控制晶片。觸控面板包括像素顯示區及圍繞像素顯示區的非像素顯示區，像素顯示區具有由像素電極層構成的第一感測電極；非像素顯示區具有二第二感測電極。控制晶片則藉由導線電性連接於第一感測電極及第二感測電極。第一感測電極及第二感測電極為自電容式感測電極。控制晶片用以讀取第一感測電極及二第二感測電極的自電容變化量以輸出觸控訊號。

Description

觸控顯示模組
本發明係關於一種觸控顯示模組，由指一種具有觸控功能的有機發光二極體顯示模組。
有機發光二極體已被廣泛的應用於可攜式的電子裝置，例如：遊戲機、手機、PDA、智慧手錶或智慧手環等。
依據有機發光二極體顯示模組的出光的形式，大致可分為向上發光、向下發光及全穿透式發光。此外，具觸控功能的有機發光二極體顯示模組則依據感測方式的不同，可分為：電阻式觸控、電容式觸控、光學式觸控等…，而由於電容式觸控具有反應時間快、使用壽明長等優點，目前市面上的可攜式電子產品大多都是採用電容式觸控的設計。
於現有技術中，欲製作具觸控功能的被動式有機發光二極體顯示模組，可於顯示面板的基板或蓋板處貼合一層觸控結構，或於像素顯示區內增加額外的觸控線路使其產生觸控的功能。然而，觸控結構的增加可能會導致觸控顯示模組整體體積或厚度的增加，另一方面，於像素顯示區額外增加觸控線路，亦會增加觸控顯示模組製作的複雜度，而降低觸控顯示模組製作的良率。
是以，如何有效降低觸控顯示模組的體積或厚度，且毋須於像素顯示區設置額外觸控線路，並讓觸控顯示模組仍能偵測並輸出一維或二維的觸控訊號，為本發明欲解決的技術課題。
本發明之主要目的，在於提供一種薄型化的觸控顯示模組，其可藉由具有觸控功能的發光二極體顯示元件及輔助感測電極的設置而可偵測並輸出一維或二維方向的觸控訊號。此外，薄型化的觸控顯示模組亦可靈活地應於各種不同的可攜式電子裝置中。
為達前述之目的，本發明提供一種觸控顯示模組，包括： 觸控面板，包括： 像素顯示區，設置有被動有機發光二極體顯示元件，被動有機發光二極體顯示元件包括：第一像素電極層、第二像素電極層及形成於第一像素電極層及第二像素電極層之間的有機發光材料層，第一像素電極層及第二像素電極層中之一者用以作為第一感測電極；以及 非像素顯示區，圍繞像素顯示區，設置有二第二感測電極；以及 控制晶片，藉由導線分別電性連接於被動有機發光二極體顯示元件及二第二感測電極； 其中，第一感測電極及二第二感測電極為自電容式感測電極，控制晶片用以讀取第一感測電極及第二感測電極的自電容變化量以輸出觸控訊號。
於上述較佳實施方式中，其中觸控面板包括基板及蓋板，基板具有相對的第一表面及第二表面，蓋板具有相對的第三表面及第四表面，第二表面與第三表面相對，且第一像素電極層、有機發光材料層及第二像素電極層依序形成於第二表面上。
於上述較佳實施方式中，其中二第二感測電極形成於第二表面之上。
於上述較佳實施方式中，其中二第二感測電極形成於第三表面之上。
於上述較佳實施方式中，其進一步包括絕緣層，絕緣層設置於非像素顯示區的第二表面之上，且二第二感測電極形成於絕緣層之上。
於上述較佳實施方式中，其中控制晶片設置於第二表面或第三表面。
於上述較佳實施方式中，其中基板為透明基板，且第一像素電極層為透明電極層。
於上述較佳實施方式中，其中蓋板為透明蓋板，且第二像素電極層為透明電極層。
於上述較佳實施方式中，其進一步包括電路板，控制晶片設置於電路板之上，且電路板與觸控面板的導線電性連接，使控制晶片分別電性連接於被動有機發光二極體顯示元件及二第二感測電極。
於上述較佳實施方式中，其中控制晶片用以控制第一感測電極於觸控開啟模式與顯示開啟模式間進行切換。
於上述較佳實施方式中，其中控制晶片用以控制二第二感測電極於觸控開啟模式與觸控關閉模式間進行切換。
本發明的優點及特徵以及達到其方法將參照例示性實施例及附圖進行更詳細的描述而更容易理解。然而，本發明可以不同形式來實現且不應被理解僅限於此處所陳述的實施例。相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的此些實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇。
首先，請參閱圖1所示，圖1係為本發明所提供之觸控顯示模組的俯視圖。於圖1中，觸控顯示模組1包括：觸控面板10、被動有機發光二極體顯示元件20、第二感測電極30及控制晶片40。所述觸控面板10具有像素顯示區DP及圍繞像素顯示區DP的非像素顯示區ND1、ND2。被動有機發光二極體顯示元件20設置於像素顯示區DP；二個輔助觸控的第二感測電極30則分別設置於非像素顯示區ND1、ND2並位在被動有機發光二極體顯示元件20相對的兩側邊；控制晶片40則設置於被動有機發光二極體顯示元件20的下方，並可藉由導線(未示於圖中)分別電性連接於被動有機發光二極體顯示元件20與第二感測電極30。本發明所提供之控制晶片40可驅動被動有機發光二極體顯示元件20於觸控開啟模式及顯示開啟模式間進行切換，使被動有機發光二極體顯示元件20同時具備顯示及觸控的功能。
請繼續參閱圖1及圖2A，圖2A係為圖1的觸控顯示模組中，沿A-A’ 線段之剖面示意圖的第一實施例。於圖2A中，所述觸控面板10包括基板101及蓋板102，基板101具有相對的第一表面1011及第二表面1012；蓋板102則具有相對的第三表面1021及第四表面1022，且第二表面1012與第三表面1021相對。所述被動有機發光二極體顯示元件20包括第一像素電極層201、第二像素電極層202及有機發光材料層203，且第一像素電極層201、有機發光材料層203及第二像素電極層202依序形成於第二表面1012之上。所述第一像素電極層201內包括複數個第一像素電極串列(未示於圖中)；所述有機發光材料層203內包括複數個發光材料串列(未示於圖中)；所述第二像素電極層202內包括複數個第二像素電極串列(未示於圖中)，而像素電極串列及發光材料串列可藉由絕緣層(未示於圖中)及阻隔單元(未示於圖中)區隔以形成多個像素單元，且控制晶片40可藉由複數個導線(未示於圖中)電性連接於第一像素電極層201及第二像素電極層202中的各像素電極串列。本發明所提供之被動有機發光二極體顯示元件20係由本領域技術人員已知的製程所製作，在此就不再進行贅述。
所述第二感測電極30可於形成第一像素電極層201時，同時形成於非像素顯示區ND1、ND2的第二表面1012之上。於本實施例中，觸控顯示模組1的基板101為透明基板，且第一像素電極層201為透明電極層，觸控顯示模組1則為向下方發光並進行顯示的形式。於另一實施方式中，觸控顯示模組1的蓋板102為透明蓋板，且第二像素電極層202為透明電極層，觸控顯示模組1則為向上方發光並進行顯示的形式。所述透明電極層係由透明導電氧化物(Transparent Conductive Oxide, TCO)，例如：氧化銦錫(Indium Tin Oxide, ITO)、氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide, IZO)、氧化鋅(Zinc Oxide, ZnO)或二氧化錫(SnO2 )所製成。在其他可能的實施方式中，基板101及蓋板102均為透明，且第一像素電極層201及第二像素電極層202亦均為透明，使得觸控顯示模組1為同時朝上下方發光並進行顯示的形式。
請繼續參閱圖1及圖2A，所述控制晶片40可以第一像素電極層201及第二像素電極層202中之一者作為第一感測電極。於本實施例中，作為第一感測電極的第一像素電極層201或第二像素電極層202及第二感測電極30均為自電容式感測電極，控制晶片40則用以讀取第一感測電極(即第一像素電極層201或第二像素電極層202)及第二感測電極30的自電容變化量，例如，使用者的手指觸碰第一表面1011或第四表面1022，並於第一表面1011或第四表面1022上滑動時，第一感測電極(即第一像素電極層201或第二像素電極層202)及第二感測電極30偵測手指移動的軌跡並產生自電容的變化，控制晶片40則讀取第一感測電極(即第一像素電極層201或第二像素電極層202)及第二感測電極30的自電容變化量，並進一步輸出觸控訊號。
請參閱圖2B，圖2B係為圖1的觸控顯示模組中，沿A-A’ 線段之剖面示意圖的第二實施例。圖2B的各元件及功能與圖2A相同，在此就不再進行贅述，唯，差異之處在於，所述第二感測電極30形成於非像素顯示區ND1、ND2的第三表面1021之上。
請參閱圖2C，圖2C係為圖1的觸控顯示模組中，沿A-A’ 線段之剖面示意圖的第三實施例。圖2C的各元件及功能與圖2A相同，在此就不再進行贅述。唯，差異之處在於，第一像素電極層201兩側部分延伸至非像素顯示區ND1、ND2的第二表面1012上，且非像素顯示區ND1、ND2的第一像素電極層201上具有絕緣層BL。所述絕緣層BL鄰接並部分覆蓋第一像素電極層201及有機發光材料層203，且第二像素電極層202形成時，可同時於絕緣層BL上形成第二感測電極30。絕緣層BL則用以隔絕第一像素電極層201及第二感測電極30，其材質可為聚醯亞胺(Polyimide, PI)。
請參閱圖3A及圖3B，圖3A係為圖1的觸控顯示模組中，沿B-B’ 線段之剖面示意圖的第四實施例；圖3B係為圖1的觸控顯示模組中，沿B-B’ 線段之剖面示意圖的第五實施例。於圖3A中，所述控制晶片40設置於第二表面1012之上；於圖3B中，所述控制晶片40設置於第三表面1021之上。本發明雖僅提出控制晶片40設置於被動有機發光二極體顯示元件20下方之第二表面1012或第三表面1021的實施方式，但於實際應於時，控制晶片40亦可設置於非像素顯示區ND1、ND2的任意位置，並不以本發明所提出的實施方式為限。
請一併參閱圖1、圖2A及圖4，圖4係為本發明所提供之感測電極運作模式切換的示意圖。於圖4中，橫軸代表運作時間，單位為毫秒(millisecond, ms)；縱軸代表觸控區域，其中，ND1-30代表非像素顯示區ND1的第二感測電極30；DP-201(202)代表像素顯示區DP中，作為第一感測電極的第一像素電極層201或第二像素電極層202；ND2-30代表非像素顯示區ND2的第二感測電極30。TON代表感測電極處於觸控開啟模式；TOFF代表感測電極處於觸控關閉模式；DPON代表感測電極處於顯示開啟模式。而控制晶片40(如圖1所示)則用以控制第一感測電極(即第一像素電極層201或第二像素電極層202)於觸控開啟模式TON或顯示開啟模式DPON間進行切換；同時控制第二感測電極30於觸控開啟模式TON或觸控關閉模式TOFF間進行切換。
於本實施例中，第一感測電極(即第一像素電極層201或第二像素電極層202)之觸控開啟模式TON的運作時間介於1 ms至1.67 ms之間，由於 第一感測電極之觸控開啟模式TON的運作時間小於人眼所能察覺的範圍，因此第一感測電極於觸控開啟模式TON運作時，並不影響觸控顯示模組1中影像的顯示；第二感測電極30之觸控開啟模式TON的運作時間則介於8.3 ms至16.67  ms之間。需進一步說明的是，由於第二感測電極30並無控制影像顯示的需求，因此第二感測電極30的觸控開啟模式TON亦可調整為全時運作。又或者，可將其運作時間調整至8.3 ms至16.67  ms之間，而達到節省電力，提高電子裝置運作時間的效果。於實際應用時，第二感測電極30其運作時間的調整並不以本實施例所提出的實施方式為限。
請一併參閱圖4及下表1。表1為控制晶片40讀取第一感測電極(即第一像素電極層201或第二像素電極層202)及第二感測電極30的自電容變化量，所輸出一維方向之觸控訊號的對照圖： 表1
觸控訊號輸出 手勢偵測
向右 ND1-30至DP-201(202)至ND2-30
向右 ND1-30至DP-201(202)
向右 DP-201(202)至ND2-30
向左 ND2-30至DP-201(202)至ND1-30
向左 ND2-30至DP-201(202)
向左 DP-201(202)至ND1-30
請參閱圖5所示，圖5係為本發明所提供之觸控顯示模組之第六實施例的俯視圖。於圖5中，各元件及功能與圖1相同，在此就不再進行贅述。唯，差異之處在於，圖1的被動有機發光二極體顯示元件20僅由第一像素電極層201或第二像素電極層202(如圖2A所示)形成單一一個第一感測電極；而於圖5中，可經由控制晶片40的設定，選取第一像素電極層201或第二像素電極層202中不同區塊的像素電極串列，將被動有機發光二極體顯示元件20的第一像素電極層201或第二像素電極層202中之一者進一步劃分為多個第一感測電極。於本實施例中，被動有機發光二極體顯示元件20的第一像素電極層201或第二像素電極層202中之一者進一步劃分為第一感測電極DV1、DV2、DV3及DV4，且第一感測電極DV1、DV2、DV3及DV4彼此相互平行，並垂直於非像素顯示區ND1的第二感測電極30及非像素顯示區ND2的第二感測電極30。如此，便可藉由第一感測電極DV1、DV2、DV3及DV4偵測觸碰到像素顯示區DP的手勢以進一步輸出向上或向下的觸控訊號，再搭配第二感測電極30，讓觸控顯示模組1可輸出上下左右等二維方向的觸控訊號。
請繼續參閱圖5，於本實施例中，為降低連接晶片40與被動有機發光二極體顯示元件20、第二感測電極30之導線的複雜度及避免導線之間相互的影響，可進一步地將控制晶片40設置於電路板50之上，並利用電路板50的導電端子EC與觸控面板10的導線電性連接，使控制晶片40分別電性連接於被動有機發光二極體顯示元件20及第二感測電極30。
相較於習知技術，本發明係利用被動有機發光二極體顯示元件的第一像素電極層或第二像素電極層作為第一感測電極，因此毋須於像素顯示區內增加額外的觸控線路。設置於像素顯示區內的第一感測電極及設置於非像素顯示區內觸控輔助用的第二感測電極均為自電容式感測電極，使觸控顯示模組可偵測並輸出一維或二維方向的觸控訊號。此外，由於自電容式感測電極的線路配置方式較為簡易，亦能效降低觸控顯示模組的體積或厚度，讓薄型化的觸控顯示模組亦可靈活地應於各種不同的可攜式電子裝置；故，本發明實為一極具產業價值之創作。
本發明得由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護。
EC:導電端子 DV1、DV2、DV3、DV4:第一感測電極 DP:像素顯示區 DPON:顯示開啟模式 ND1、ND2:非像素顯示區 TON:觸控開啟模式 TOFF:觸控關閉模式 1:觸控顯示模組 10:觸控面板 101:基板 1011:第一表面 1012:第二表面 102:蓋板 1021:第三表面 1022:第四表面 20:被動有機發光二極體顯示元件 201:第一像素電極層 202:第二像素電極層 203:有機發光材料層 30:第二感測電極 40:控制晶片 50:電路板
圖1：係為本發明所提供之觸控顯示模組的俯視圖；
圖2A：係為圖1的觸控顯示模組中，沿A-A’ 線段之剖面示意圖的第一實施例；
圖2B：係為圖1的觸控顯示模組中，沿A-A’ 線段之剖面示意圖的第二實施例；
圖2C：係為圖1的觸控顯示模組中，沿A-A’ 線段之剖面示意圖的第三實施例；
圖3A：係為圖1的觸控顯示模組中，沿B-B’ 線段之剖面示意圖的第四實施例；
圖3B：係為圖1的觸控顯示模組中，沿B-B’ 線段之剖面示意圖的第五實施例；
圖4：係為本發明所提供之感測電極運作模式切換的示意圖；以及
圖5：係為本發明所提供之觸控顯示模組之第六實施例的俯視圖。
DP:像素顯示區
ND1、ND2:非像素顯示區
1:觸控顯示模組
10:觸控面板
20:被動有機發光二極體顯示元件
30:第二感測電極
40:控制晶片

Claims (11)

  1. 一種觸控顯示模組，包括： 一觸控面板，包括： 一像素顯示區，設置有一被動有機發光二極體顯示元件，該被動有機發光二極體顯示元件包括：一第一像素電極層、一第二像素電極層及形成於該第一像素電極層及該第二像素電極層之間的一有機發光材料層，該第一像素電極層及該第二像素電極層中之一者用以作為至少一第一感測電極；以及 一非像素顯示區，圍繞該像素顯示區，設置有至少二第二感測電極；以及 一控制晶片，藉由導線分別電性連接於該被動有機發光二極體顯示元件及該至少二第二感測電極； 其中，該至少一第一感測電極及該至少二第二感測電極為自電容式感測電極，該控制晶片用以讀取該至少一第一感測電極及該至少二第二感測電極的自電容變化量以輸出一觸控訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示模組，其中該觸控面板包括一基板及一蓋板，該基板具有相對的一第一表面及一第二表面，該蓋板具有相對的一第三表面及一第四表面，該第二表面與該第三表面相對，且該第一像素電極層、該有機發光材料層及該第二像素電極層依序形成於該第二表面上。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控顯示模組，其中該至少二第二感測電極形成於該第二表面之上。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之觸控顯示模組，其中該至少二第二感測電極形成於該第三表面之上。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之觸控顯示模組，其進一步包括一絕緣層，該絕緣層設置於該非像素顯示區的該第二表面之上，且該至少二第二感測電極形成於該絕緣層之上。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之觸控顯示模組，其中該控制晶片設置於該第二表面或該第三表面。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之觸控顯示模組，其中該基板為透明基板，且該第一像素電極層為透明電極層。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之觸控顯示模組，其中該蓋板為透明蓋板，且該第二像素電極層為透明電極層。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示模組，其進一步包括一電路板，該控制晶片設置於該電路板之上，且該電路板與該觸控面板的導線電性連接，使該控制晶片分別電性連接於該被動有機發光二極體顯示元件及該至少二第二感測電極。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示模組，其中該控制晶片用以控制該至少一第一感測電極於觸控開啟模式與顯示開啟模式間進行切換。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示模組，其中該控制晶片用以控制該至少二第二感測電極於觸控開啟模式與觸控關閉模式間進行切換。
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