TWI419024B - 觸控顯示裝置及具有觸控功能之電子閱讀裝置 - Google Patents

Description

觸控顯示裝置及具有觸控功能之電子閱讀裝置

本發明係關於一種顯示裝置，尤其是關於一種具有觸控功能之觸控顯示裝置。

隨著科技的發展，人類對電子產品的依賴性亦與日俱增。各種可攜式電子裝置，如：筆記型電腦、PDA、POS、行動電話、相機以及電子閱讀器等，已普遍為大眾所使用。並且，有許多電子裝置已採用電子紙顯示技術之顯示面板，以達到節能與戶外使用的目的。

電子紙顯示技術最大特色在於，電子紙本身具有可撓性、耐衝擊、重量輕、製造成本低等特點。並且，電子紙本身並不發光，也不依靠背光源提供顯示亮度，而是利用反射環境光源以顯示圖像，即可顯示接近印刷紙質的視覺感受。根據上述，使用電子紙技術，除了可以減少電子閱讀裝置的耗電量，以延長電子閱讀裝置的電池使用時間之外，特別適於戶外等強光環境使用。

另外，隨著介面科技的進步，人與機器的互動朝向更精準與更便利的方向邁進。特別是能夠針對各種不同應用領域和環境的觸控面板技術，更是能夠讓使用者輕易且簡便地對電子裝置進行輸入與操控。

第一圖所示為習知具有觸控功能之電子閱讀裝置的結構剖視圖。

如第一圖所示，習知具有觸控功能之觸控顯示裝置1 ，是由顯示單元10與觸控單元14所組成。並且，觸控單元14通常設置於顯示單元10的上方，以便利使用者輸入觸控訊號。

其中，顯示單元10主要是利用電子紙技術所製作而成，並且具有一平行設置的第一基板11與第二基板12，以及一顯示介質層13設置於第一基板11與第二基板12之間。其中，顯示介質層13為電子墨水(E-ink)，觸控單元14則可藉由各種觸控技術之觸控面板所構成，如：電阻式觸控面板、電容式觸控面板、光學式觸控面板或是表面聲波式觸控面板等。

習知的觸控顯示裝置1，由於其顯示單元10係利用電子紙技術所製作而成，而電子紙本身並不發光，也不具備背光源，其主要是藉由反射環境光源而達到顯示影像的效果。因此，若是於顯示單元10之上設置觸控單元14，則會因為觸控單元14的遮蔽或反射，造成外界環境光源之入射光線的減少，影響觸控顯示裝置1之顯示亮度，進而影響使用者使用及讀取觸控顯示裝置1的影像清晰度。

本發明提供一種觸控顯示裝置及具有觸控功能之電子閱讀裝置，使觸控顯示裝置之觸控單元設置於顯示單元的下方，可具有觸控功能，並且顯示單元之顯示亮度不會受觸控單元的遮蔽影響。

本發明提供一種觸控顯示裝置及具有觸控功能之電子閱讀裝置，藉由可撓性的顯示單元，可讓使用者觸碰觸 控顯示裝置之顯示單元時，即會造成顯示單元之局部產生變形，使得設置於顯示單元下方之觸控單元得以產生一觸控訊號。

本發明實施例提供一種觸控顯示裝置，包括一顯示單元及一觸控單元。顯示單元包括平行設置的一第一基板與一第二基板，及設置於該第一基板與該第二基板之間的一顯示介質層。觸控單元設置於該顯示單元的下方，且包括一第三基板、複數個第一電極及複數個第二電極。第三基板平行設置於該第二基板的下方，且與該第二基板具有一預定距離的間隙。複數個第一電極設置於該第二基板下表面。複數個第二電極設置於該第三基板的上表面，並面對該複數個第一電極。

本發明實施例提供一種電子閱讀裝置，包括：一顯示單元、一觸控單元及一觸控控制器。顯示單元包括平行設置的一第一基板與一第二基板，及設置於該第一基板與該第二基板之間的一顯示介質層。觸控單元設置於顯示單元的下方，且於顯示單元被一觸碰物以滑動方式觸碰時產生一觸控訊號。觸控單元包括一第三基板、複數個第一電極及複數個第二電極。第三基板平行設置於該第二基板的下方，且與該第二基板具有一預定距離的間隙。複數個第一電極設置於該第二基板下表面。複數個第二電極設置於第三基板的上表面，並面對該複數個第一電極，以於該觸控單元被觸碰時，該第一電極與對應的該第二電極呈現導通以產生該觸控訊號。觸控控制器接收該觸控訊號，且根據觸控訊號所對應的一播放指令來對顯示於該顯示單元的一 顯示內容之播放動作進行控制。

以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本發明為達成預定目的所採取之方式、手段及功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後續的說明及圖式中加以闡述。

請參閱第二圖，其係為根據本發明第一實施例之具有觸控功能之電子閱讀裝置的方塊示意圖。電子閱讀裝置3包括有一觸控顯示裝置2及一觸控控制器4，其中觸控顯示裝置2更包括一顯示單元10及一觸控單元20。而關於觸控顯示裝置2之細部結構將於後面有更完整解說。

電子閱讀裝置3可透過觸控顯示裝置2的顯示單元10顯示一顯示內容，以及透過觸控單元20接收顯示單元10表面的觸控輸入，並由觸控控制器4根據此觸控輸入以執行後續的輸入控制，例如是對顯示單元10的播放控制。

第二圖所示為根據本發明第一實施例之觸控顯示裝置的結構剖視圖。

如第二圖所示，本發明第一實施例之觸控顯示裝置2，具有一顯示單元10以及一觸控單元20。並且，顯示單元10設置於觸控單元20之上，以避免觸控單元20遮蔽或反射由外界入射之環境光線，使觸控顯示裝置2之顯示亮度不會因為觸控功能的增加而受到影響。

顯示單元10具有平行設置的第一基板11與第二基板12，以及一顯示介質層13設置於第一基板11與第二基板 12之間，以組成一顯示面板。其中，第一基板11與第二基板12為具有可撓性的基板，或是為可容許一定彎曲程度的基板。第一基板11為透明基板，第二基板則可為透明或不透明基板，並且第一基板11與第二基板12可為玻璃或塑膠等材質。於本實施例，顯示介質層13為電子墨水(E-ink或Sipix)，顯示單元10為電子紙顯示面板。於其他實施例，顯示單元10亦可應用其他顯示技術，例如：有機電激發光二極體(OLED)顯示技術、電濕潤(Electrowetting)顯示技術、液晶(LCD)顯示技術等。

觸控單元20具有複數個第一電極21、複數個第二電極22、複數個間隙子23以及與第二基板12平行設置之第三基板24。複數個第一電極21設置於顯示單元10之第二基板12的下表面，複數個第二電極22設置於第三基板24的上表面，且複數個第一電極21及複數個第二電極22彼此面對。並且，於第二基板12與第三基板24之間，可藉由複數個絕緣的間隙子23以支撐其間隙，使第二基板12與第三基板24之間保持一預定距離的間隙。

其中，複數個第一電極21與複數個第二電極22之間具有位置及數量的對應關係，例如：為一對一的關係，則複數個第一電極21分別位於對應之複數個第二電極22的上方；或是為一對多的關係，則複數的第一電極21分別位於對應之複數個第二電極22之間的位置。

藉此，當顯示單元10受到一觸碰物(如使用者的手指或觸控筆)觸碰產生的壓力而產生局部變形時，可讓設置於顯示單元10下方對應於使用者觸碰位置的第一電極 21，得以與設置於第三基板24上表面之對應的第二電極22相接觸。藉此，可以產生一電流或一電壓的觸控訊號，並可藉由與複數個與第一電極21及第二電極22連接之觸控控制器4偵測觸控物的觸控訊號，判斷觸控物的觸控位置，並據以控制電子閱讀裝置3的播放控制。

於本實施例之顯示單元10為應用電子紙技術之顯示面板。由於顯示單元10主要藉由反射外界環境光源以達到顯示影像的目的，因此，設置於顯示單元10下方之觸控單元20之第三基板24即可選用透明或不透明基板的其中之一，並且可為剛性或可撓性基板的其中之一。例如：可選用塑膠基板、金屬基板等成本較低的基板。藉此，除了可以避免影響觸控顯示裝置2的顯示亮度，更可降低觸控顯示裝置2之成本。另外，複數個第一電極21與第二電極22任何金屬導電材質，特別是可選用較低成本的金屬電極、碳或導電高分子，以取代透明的導電玻璃(ITO)材質製作的電極，可以更進一步地降低電子閱讀裝置2的製作成本。

另外，藉由間隙子23的設置，則可使得顯示單元10與第三基板24之間保持一預定距離的間隙，以避免產生錯誤的觸控訊號。特別是，可選用具有彈性的間隙子23，更可於使用者按壓顯示單元10之後，快速恢復第二基板12與第三基板24之間的間隙。

上述第三圖所示之觸控顯示裝置2的結構剖視圖，此觸控顯示裝置2之平面圖可參閱第四圖，在此第四圖為了方便說明僅繪製出顯示單元10與第一電極21之間的相對 位置，而此第一電極21相對於顯示單元10的顯示位置即可根據後續不同應用功能，而相對代表不同的觸控按鈕以供觸碰物觸碰輸入。

此外根據上述說明，於觸控單元20中的第一電極21與第二電極22的設置數量是可以根據顯示單元10中需顯示複數個固定位置的按鍵圖示之數量相對設置，藉此可以大幅度降低整個觸控單元20的成本。若是觸控顯示裝置2應用於較高觸碰解析度的應用時，則可縮小第一電極21與第二電極22之電極大小與提高設置密度，即可符合其高解析度的操作應用。

雖然，利用第一電極21與第二電極22的設置，可能無法達到與電容式是或是電阻式等觸控原理所製作而成的觸控面板相同的觸控解析度。但是，藉由將第一電極21設置於第二基板12的下表面，可減少一般觸控面板之上基板的成本，以及可利用塑膠、金屬等成本較低的基板來製作第三基板24，並且可利用金屬電極等較低成本的材質來製作第一電極21與第二電極22。因此，觸控顯示裝置2之製作成本可大幅度降低。

藉此，可以利用極低的製作成本，提供一具有觸控功能的觸控顯示裝置2，並且可以避免如第一圖所示之觸控單元14影響觸控顯示裝置1的顯示亮度的問題。

另外，雖然觸控單元20之第一電極21與第二電極22的設置密度及數量較低，但是亦可利用觸控單元20以及觸控控制器(未顯示)的判斷與計算，亦可達到利用手勢(gesture)語言輸入的效果。

請參閱第四圖，其係為本發明第二實施例之觸控顯示裝置之平面示意圖，此觸控顯示裝置2’提供有手勢輸入操作之功能，且其結構剖視圖是與第三圖相同。而至於此觸控顯示裝置2’中第一電極21的設置數量及分佈位置則不同於第四圖，在此第五圖中為了方便說明也僅繪製出顯示單元10與第一電極21之間的相對位置。

於第五圖中，第一電極21分佈於顯示單元10下方的位置可分為第一分佈區域25、第二分佈區域26及第三分佈區域27，且每一分佈區域係由複數個第一電極21構成。此外在此關於第一電極是以3個分佈區域舉例說明，但亦可以是單獨一個分佈區域、其中任兩個區域的組合或是其他不同形狀區域。

第一分佈區域25是延著顯示單元10對角線附件設置，以使第一分佈區域25中的第一電極21緊密排列成一直線狀，且此直線狀方向係與顯示單元10的對角線平行。

第三分佈區27域是延著顯示單10元的水平方向附件設置，以使第三分佈區域27中的第一電極21緊密排列成一直線狀，且此直線狀方向係與顯示單元10的水平方向平行。

第二分佈區域26是設置於第一分佈區域25與第三分佈區域27以外的位置，且第三分佈區域27中的第一電極21緊密排列成一半弧狀。

故當第五圖所示之觸控顯示裝置2’應用於第二圖中的電子閱讀裝置3時，即可對顯示單元10顯示的一顯示內容進行各種不同應用的播放操作，並請配合參考如下 第六A~C圖的舉例說明。

如第六A圖所示，使用者透過兩手指以滑動方式觸碰第一分佈區域25對應於顯示單元10表面處時，若此觸碰移動方向係由顯示單元10之對角線中間附件往對角線兩端點移動的D1方向時，則對於觸控控制器4而言其可以得到觸控單元20根據上述觸碰所產生的觸控訊號，此時觸控控制器4將根據此觸控訊號以產生對應的一播放指令給顯示單元10，以使顯示單元10所顯示之顯示內容進行畫面放大。反之若上述之觸碰方向係由顯示單元10之對角線兩端點往對角線中間移動的D2方向時，則觸控控制器將4產生對應的一播放指令給顯示單元10，以使顯示單元10所顯示之顯示內容進行畫面縮小。

如第六B圖所示，使用者透過單一手指以滑動方式觸碰第二分佈區域26對應於顯示單元10表面處時，若此觸碰方向係延著D3方向移動時，則對於觸控控制器4而言其可以得到觸控單元20根據上述觸碰所產生的觸控訊號，此時觸控控制器4將根據此觸控訊號以產生對應的一播放指令給顯示單元10，以使顯示單元10所顯示之顯示內容往左邊方向旋轉一預設角度。反之若此觸碰方向係延著D4方向移動時，則觸控控制器4將產生對應的一播放指令給顯示單元10，以使顯示單元10所顯示之顯示內容往右邊方向旋轉一預設角度。

如第六C圖所示，使用者透過單一手指以滑動方式觸碰第三分佈區域27對應於顯示單元10表面處時，若此觸碰方向係由顯示單元10之水平方向往D5方向移動時，則 對於觸控控制器4而言其可以得到觸控單元20根據上述觸碰所產生的觸控訊號，此時觸控控制器4將根據此觸控訊號以產生對應的一播放指令給顯示單元10，以使顯示單元10所顯示之顯示內容進行下一頁翻頁。反之若此觸碰方向係由顯示單元10之水平方向往D6方向移動時，則觸控控制器4將產生對應的一播放指令給顯示單元10，以使顯示單元10所顯示之顯示內容進行上一頁翻頁。

此外根據上述說明，上述第二圖中的觸控顯示裝置2、2’是以應用在電子閱讀裝置舉例說明，除此之外此觸控顯示裝置2、2’亦可應用其他的電子裝置，如：筆記型電腦、PDA、POS、行動電話、相機等，本發明並不限制觸控顯示裝置2、2’僅只能用於電子閱讀裝置。

於其他的實施例，亦可將複數個第一電極21改變為長條電極的形式，或是將複數個第二電極22改變為長條電極的形式。

因此，根據本發明實施例之觸控顯示裝置2、2’，是將觸控單元20設置於顯示單元10的下方，並且顯示單元10為具有可撓性的顯示面板，或是可具有容許一定彎曲程度的顯示面板。以及，觸控單元20可利用設置於顯示單元10下表面之複數個第一電極21與第三基板24上表面之複數個第二電極22，以達到觸控的功能。藉此，當使用者觸碰觸控顯示裝置2、2’之顯示單元10，即會造成顯示單元面板10之局部產生變形，使得第一電極21與第二電極22接觸，據以產生一觸控訊號。

據此，則本發明實施例之觸控顯示裝置2、2’，除 了具有觸控功能外，亦可避免顯示單元10之顯示亮度受到觸控單元10的影響。藉此，本發明之觸控顯示裝置2、2’即可同時具有觸控功能及良好的顯示亮度，並且其製作成本亦可降低，以提昇產業的利用性。

惟，以上所述，僅為本發明的具體實施例之詳細說明及圖式而已，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案所界定之專利範圍。

1、2、2’‧‧‧觸控顯示裝置

3‧‧‧電子閱讀裝置

4‧‧‧觸控控制器

10‧‧‧顯示單元

11‧‧‧第一基板

12‧‧‧第二基板

13‧‧‧顯示介質層

14、20‧‧‧觸控單元

21‧‧‧第一電極

22‧‧‧第二電極

23‧‧‧間隙子

24‧‧‧第三基板

25‧‧‧第一分佈區域

26‧‧‧第二分佈區域

27‧‧‧第三分佈區域

D1、D2、D3、D4、D5、D6‧‧‧方向

第一圖所示為習知具有觸控功能之電子閱讀裝置的結構剖視圖。

第二圖所示為根據本發明第一實施例之具有觸控功能之電子閱讀裝置的方塊示意圖。

第三圖所示為根據本發明第一實施例之觸控顯示裝置的結構剖視圖。

第四圖係為根據本發明第一實施例之觸控顯示裝置的平面示意圖。

第五圖所示為根據本發明第二實施例之觸控顯示裝置的平面示意圖。

第六A~C圖係為第五圖觸控顯示裝置的觸碰示意圖。

2‧‧‧觸控顯示裝置

10‧‧‧顯示單元

11‧‧‧第一基板

12‧‧‧第二基板

13‧‧‧顯示介質層

20‧‧‧觸控單元

21‧‧‧第一電極

22‧‧‧第二電極

23‧‧‧間隙子

24‧‧‧第三基板

Claims (9)

1. 一種觸控顯示裝置，包括：一顯示單元，包括平行設置的一第一基板與一第二基板，及設置於該第一基板與該第二基板之間的一顯示介質層；以及一觸控單元，設置於該顯示單元的下方，包括：一第三基板，平行設置於該第二基板的下方，且與該第二基板具有一預定距離的間隙；複數個第一電極，設置於該第二基板下表面，該些第一電極分佈於彼此分離的複數個分佈區域，且位於每一該分佈區域中的該些第一電極與其他該些分佈區域中的該些第一電極分離；以及複數個第二電極，設置於該第三基板的上表面，並面對該複數個第一電極，其中該些分佈區域中的該些第一電極分別適於供一觸碰物以不同的多種方式觸碰而產生複數個不同的觸控訊號，而該顯示單元適於根據該些不同的觸控訊號以複數個不同的方式作動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該第一基板為一透明基板，該第一基板與該第二基板為可撓性基板及容許一定彎曲程度之基板的其中之一。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該第三基板為透明或不透明基板的其中之一，且該第三基板為剛性及可撓性基板的其中之一。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中複數個該第一電極與複數個該第二電極之材質為金屬、碳及導電 高分子的其中之一。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，更具有一顯示介質設置於該第一基板與該第二基板之間，且該顯示介質為電子墨水或電溼潤層。
6. 一種電子閱讀裝置，包括：一顯示單元，包括平行設置的一第一基板與一第二基板，及設置於該第一基板與該第二基板之間的一顯示介質層；一觸控單元，設置於該顯示單元的下方，該觸控單元係於該顯示單元被一觸碰物以滑動方式觸碰時產生一觸控訊號，包括：一第三基板，平行設置於該第二基板的下方，且與該第二基板具有一預定距離的間隙；複數個第一電極，設置於該第二基板下表面，該些第一電極分佈於彼此分離的複數個分佈區域，且位於每一該分佈區域中的該些第一電極與其他該些分佈區域中的該些第一電極分離；以及複數個第二電極，設置於該第三基板的上表面，並面對該複數個第一電極，以於該觸控單元被觸碰時，該第一電極與對應的該第二電極呈現導通以產生該觸控訊號；以及一觸控控制器，接收該觸控訊號，該觸控控制器並根據該觸控訊號所對應的一播放指令來對顯示於該顯示單元的一顯示內容之播放動作進行控制，其中該些分佈區域中的該些第一電極分別適於供一觸碰物以不同的多種 方式觸碰而產生複數個不同的觸控訊號，而該顯示單元適於根據該些不同的觸控訊號以複數個不同的方式作動。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電子閱讀裝置，其中位於該些分佈區域之一中的該些第一電極沿著該顯示單元的對角線分佈，當該觸碰物的滑動方向與該顯示單元的對角線方向平行時，該觸控控制器係對該顯示內容執行畫面放大或畫面縮小的播放指令。
8. 如申請專利範圍第6項所述之電子閱讀裝置，其中位於該些分佈區域之一中的該些第一電極排列成一半弧形，當該觸碰物的滑動方向係為半弧形時，該觸控控制器係對該顯示內容執行畫面旋轉的播放指令。
9. 如申請專利範圍第6項所述之電子閱讀裝置，其中位於該些分佈區域之一中的該些第一電極沿著與該顯示單元之一側邊平行的一水平方向排列，當該觸碰物的滑動方向與該水平方向平行時，該觸控控制器係對該顯示內容執行翻頁的播放指令。