TWI635429B - 觸控顯示裝置 - Google Patents

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TWI635429B TW106119553A TW106119553A TWI635429B TW I635429 B TWI635429 B TW I635429B TW 106119553 A TW106119553 A TW 106119553A TW 106119553 A TW106119553 A TW 106119553A TW I635429 B TWI635429 B TW I635429B
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Abstract

一種觸控顯示裝置，包括一驅動基板、一顯示模組、一觸控電極層及一絕緣層。驅動基板具有一顯示區及一位於顯示區之外的非顯示區。顯示模組包括依序配置於驅動基板上且位於顯示區的一顯示介質層、一透明導電層以及一透明蓋板。觸控電極層配置於驅動基板的非顯示區或驅動基板之外。絕緣層覆蓋顯示模組的一上表面且沿著顯示模組的一側邊緣延伸覆蓋至觸控電極層的一頂表面。

Description

觸控顯示裝置
本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種觸控顯示裝置。
在現有的技術中，觸控顯示裝置是由驅動基板、配置於驅動基板上的顯示模組以及透過光學膠層黏附於顯示模組上的外掛式觸控基板所組成。然而，將觸控基板外掛在顯示模組上會使得觸控顯示裝置的厚度無法減小，無法符合薄型化的需求。此外，外掛式觸控基板亦會降低觸控顯示裝置的顯示對比度，進而影響觸控顯示裝置的顯示品質。
本發明提供一種觸控顯示裝置，其具有較薄的厚度與較佳的顯示對比度。
本發明的觸控顯示裝置，其包括一驅動基板、一顯示模組、一觸控電極層以及一絕緣層。驅動基板具有一顯示區以及一非顯示區，而非顯示區位於顯示區之外。顯示模組包括依序配置於驅動基板上且位於顯示區的一顯示介質層、一透明導電層以及一透明蓋板。觸控電極層配置於驅動基板的非顯示區或驅動基板之外。絕緣層覆蓋顯示模組的一上表面且沿著顯示模組的一側邊緣延伸覆蓋至觸控電極層的一頂表面。當觸控顯示裝置處於一觸控狀態且一導體對觸控顯示裝置進行一觸控時，導體與觸控電極層之間以及導體與透明導電層之間形成彼此串聯的一第一感測電容與一第二感測電容。
在本發明的一實施例中，上述的觸控電極層配置於驅動基板之外的一外部電路上。
在本發明的一實施例中，上述的外部電路覆蓋驅動基板的部分非顯示區，或外部電路與驅動基板之間具有一間距。
在本發明的一實施例中，上述的當觸控顯示裝置處於觸控狀態時，觸控電極層與透明導電層之存在有一寄生電容，而導體對觸控顯示裝置進行觸控時，寄生電容與串聯的第一感測電容及第二感測電容相互並聯。
在本發明的一實施例中，上述的當觸控顯示裝置處於觸控狀態時，驅動基板上的一電極連接至一浮接電壓，透明導電層連接至一接地電壓或一第一預設電壓，而觸控電極層連接至一第二預設電壓。
在本發明的一實施例中，上述的當觸控顯示裝置處於一顯示更新過程中時，驅動基板上的一電極連接至一驅動電壓，透明導電層連接至一預設電壓，而觸控電極層連接至一接地電壓。
在本發明的一實施例中，上述的當觸控顯示裝置處於一關機狀態時，驅動基板上的一電極連接至一第一浮動電壓，透明導電層連接至一第二浮動電壓，而觸控電極層連接至一接地電壓或一第三浮動電壓。
在本發明的一實施例中，上述的觸控顯示裝置更包括多個圖像（icon），分散配置於顯示模組上且鄰近顯示模組的側邊緣。
在本發明的一實施例中，上述的觸控顯示裝置更包括一控制電路，配置於驅動基板的非顯示區，且電性連接至觸控電極層與透明導電層。
在本發明的一實施例中，上述的觸控顯示裝置更包括一第一控制電路以及一第二控制電路。第一控制電路配置於驅動基板的非顯示區，且電性連接至透明導電層。第二控制電路配置於驅動基板之外，且電性連接至觸控電極層。
在本發明的一實施例中，上述的觸控電極層與第二控制電路分別配置於驅動基板之外的一第一外部電路與一第二外部電路上。
在本發明的一實施例中，上述的觸控電極層與第二控制電路分別配置於驅動基板之外的一第一外部電路與一第二外部電路上，而第二控制電路電性連接至第一控制電路，且第一控制電路電性連接至觸控電極層。
在本發明的一實施例中，上述的觸控電極層配置於驅動基板的非顯示區，第二控制電路配置於驅動基板之外的一外部電路上，而第二控制電路電性連接至第一控制電路，且第一控制電路電性連接至觸控電極層。
基於上述，在本發明的觸控顯示裝置的設計中，觸控電極層是配置於驅動基板的非顯示區或驅動基板之外，意即觸控電極層並不是配置於驅動基板的顯示區，因此觸控電極層的設置並不會增加整體觸控顯示裝置的厚度與降低顯示對比度。換言之，相較於習知的觸控顯示裝置，本發明的觸控顯示裝置具有較薄的厚度與較佳的顯示對比度。此外，當觸控顯示裝置處於觸控狀態且導體對觸控顯示裝置進行觸控時，導體與觸控電極層之間以及導體與透明導電層之間形成彼此串聯的第一感測電容與第二感測電容。也就是說，當觸控顯示裝置處於觸控狀態，透過導體滑動觸控顯示模組的透明導電層與觸控電極層可使得觸控顯示裝置具有電容式觸控感測的功能。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1A繪示為本發明的一實施例的一種觸控顯示裝置的剖面示意圖。圖1B繪示為圖1A的觸控顯示裝置的俯視示意圖。請同時參考圖1A與圖1B，在本實施例中，觸控顯示裝置100a包括一驅動基板110、一顯示模組120、一觸控電極層130a以及一絕緣層140。驅動基板110具有一顯示區111以及一非顯示區113，而非顯示區113位於顯示區111之外。顯示模組120包括依序配置於驅動基板110上且位於顯示區111的一顯示介質層122、一透明導電層124以及一透明蓋板126。觸控電極層130a配置於驅動基板110的非顯示區113。絕緣層140覆蓋顯示模組120的一上表面121且沿著顯示模組120的一側邊緣123延伸覆蓋至觸控電極層130a的一頂表面131。
詳細來說，在本實施例中，觸控顯示裝置100a例如是一多卡合一且具有顯示及觸控功能的卡片，其整體厚度介於0.75毫米至0.85毫米之間，而其形狀較佳地為長方形。驅動基板110例如是一包括有多個電極112的印刷電路板，但並不以此為限。於其他未繪示的實施例中，驅動基板亦可為一主動元件陣列基板，但本案不以此為限。顯示模組120具體化為一反射式顯示模組，如一電泳顯示模組，其中顯示介質層122具體化一微膠囊型電泳顯示層。顯示介質層122包括多個微膠囊，其中每一微膠囊是由一電泳液122a與多個帶正電的黑色粒子122b以及多個帶負電的白色電粒子122c所組成。當然，於其他未繪示的實施例中，顯示介質層亦可為一微杯型電泳顯示層，於此並不加以限制。顯示模組120的透明導電層124位於顯示介質層122與透明蓋板126之間，其中透明導電層124的材質例如是銦錫氧化物（ITO）、銦鋅氧化物（IZO）。透明蓋板126的材質例如是聚乙烯對苯二甲酸酯（PET），上述的透明蓋板126即為製程中用來乘載透明導電層124與顯示介質層122的基材。
請再參考圖1A與圖1B，本實施例的觸控電極層130a配置於驅動基板110的非顯示區113，且觸控電極層130a是由多個觸控電極132a所組成。由於觸控電極層130a並不是配置於驅動基板110的顯示區111，因此不會增加整體觸控顯示裝置100a的厚度。再者，由於觸控電極層130a並不位在顯示模組120的上方，因此不會影響顯示模組120的顯示對比度。此時，顯示模組120的透明導電層124與驅動基板110之間具有一第一垂直高度H1，觸控電極層130a的厚度為H2，而第一垂直高度H1大於觸控電極層130a的厚度H2。此外，本實施例的絕緣層140從顯示模組120的上表面121且沿著顯示模組120的側邊緣123延伸覆蓋至觸控電極層130a的頂表面131，以同時覆蓋顯示模組120的透明蓋板126與觸控電極層130a。此處，絕緣層140的材質例如是聚乙烯對苯二甲酸酯（PET）或光學透明膠(OCA)，具有透光性，可保護觸控電極層130a且不影響顯示模組120的顯示品質。
此外，本實施例的觸控顯示裝置100a還包括一光學膠層145，配置於驅動基板110與顯示模組120之間，其中顯示模組120透過光學膠層145而固定於驅動基板110上。再者，本實施例的觸控顯示裝置100a更包括多個圖像150，分散配置於顯示模組120上且鄰近顯示模組120的側邊緣123，以供使用者觸控而可直接觸發圖像150。另外，本實施例的觸控顯示裝置100a可更包括一控制電路160，配置於驅動基板110的非顯示區113，且電性連接至觸控電極層130a與透明導電層124，具有控制並驅動觸控顯示裝置100a的功能。
圖2A繪示為圖1A的觸控顯示裝置於觸控狀態下的剖面示意圖。圖2B繪示為圖1A的觸控顯示裝置於顯示更新過程中的剖面示意圖。圖2C繪示為圖1A的觸控顯示裝置於關機狀態下的剖面示意圖。請先參考圖2A，當觸控顯示裝置100a處於一觸控狀態P1時，驅動基板110的電極112連接至一浮接電壓V11，透明導電層124連接至一第一預設電壓V21，本實施例較佳的第一預設電壓V21為接地電壓，而觸控電極層130a連接至一第二預設電壓V31，上述第一預設電壓V21不等於第二預設電壓V31。此時，一導體F（如使用者的手指）對觸控顯示裝置100a進行一觸控時，其中觸控的形式可為滑動觸控，導體F同時與觸控電極層130a和透明導電層124各自產生第一感測電容Cf1和第二感測電容Cf2，且導體F與觸控電極層130a之間以及導體F與透明導電層124之間形成彼此串聯的第一感測電容Cf1與第二感測電容Cf2。觸控電極層130a與顯示模組120的透明導電層124之存在有一寄生電容Cs，而導體F對觸控顯示裝置100a進行觸控時，即導體F同時與觸控電極層130a和透明導電層124各自產生第一感測電容Cf1和第二感測電容Cf2，且寄生電容Cs會與串聯的第一感測電容Cf1及第二感測電容Cf2相互並聯。當導體F滑動觸控觸控顯示裝置100a時，導體F會與觸控電極層130a以及透明導電層124的電場產生電容耦合，因此觸控顯示裝置100a偵測到的電容值會改變，即原本的寄生電容Cs會變成寄生電容Cs並聯於串聯的第一感測電容Cf1及第二感測電容Cf2，可藉由電容值的改變而計算取得對應滑動觸控的觸控軌跡。簡言之，當觸控顯示裝置100a處於觸控狀態，透過導體F滑動觸控顯示模組的120的透明導電層124與觸控電極層130a可使得觸控顯示裝置100a具有電容式觸控感測的功能。
請參考圖2B，當觸控顯示裝置100a處於一顯示更新過程中P2時，驅動基板110的電極112連接至一驅動電壓V12，透明導電層124連接至一第三預設電壓V22，而觸控電極層130a連接至一接地電壓V32。此時，觸控電極層130a連接至接地電壓V32，因此無法進行滑動觸控，而驅動基板110的電極112連接至驅動電壓V12以驅動顯示模組120，且顯示模組120的透明導電層124連接至預設電壓V22，如共用電壓，來使觸控顯示裝置100a進行顯示。上述的情況為較佳的狀態，但若顯示更新過程中因為受到干擾，而導致透明導電層124的電壓不穩定(VCOM電壓不穩定)，顯示更新過程中也有機會具有觸控的功能，或者顯示更新過程中，透明導電層124的電壓被設定為一預設電壓值(VCOM電壓)，也是可以達到顯示更新過程中也能具有觸控的功能。
請參考圖2C，當觸控顯示裝置100a處於一關機狀態P3時，驅動基板110的電極112連接至一第一浮動電壓V13，透明導電層124連接至一第二浮動電壓V23，而觸控電極層130a連接至一接地電壓V33或一第三浮動電壓V33。觸控顯示裝置100a處於關機狀態P3時，無法進行顯示或觸控。此處，第一浮動電壓V13、第二浮動電壓V23及第三浮動電壓V33的電壓值可相同或不同。
簡言之，在本實施例的觸控顯示裝置100a的設計中，觸控電極層130a是配置於驅動基板110的非顯示區113，意即觸控電極層130a並不是配置於驅動基板110的顯示區111，因此相較於習知的觸控顯示裝置，本實施例的觸控顯示裝置100a具有較薄的厚度與較佳的顯示對比度。此外，本實施例的觸控顯示裝置100a具有三種狀態，其分別為觸控狀態P1、顯示更新過程中P2及關機狀態P3，其中於觸控狀態P1時具有觸控的功能，而於顯示更新過程中P2及關機狀態P3時沒有觸控的功能，藉此可使觸控顯示裝置100a具有低功耗的表現。
在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。
圖3A繪示為本發明的另一實施例的一種觸控顯示裝置的剖面示意圖。圖3B繪示為圖3A的觸控顯示裝置的俯視示意圖。請同時參考圖1A、圖1B、圖3A與圖3B，本實施例的觸控顯示裝置100b與圖1A及圖1B的觸控顯示裝置100a相似，兩者的差異在於：本實施例的觸控電極層130b配置於驅動基板110之外的一外部電路170上。此處，外部電路170例如是一軟性電路板，覆蓋驅動基板110的部分非顯示區113上，但並不此為限。於其他實施例中，外部電路170與驅動基板110之間亦可間隔一距離。此外，本實施例的顯示模組120的透明導電層124與觸控電極層130b之間具有一垂直高度差H’。
圖4A繪示為本發明的一實施例的一種觸控顯示裝置的俯視示意圖。請同時參考圖3B與圖4A，本實施例的觸控顯示裝置100c與圖3B的觸控顯示裝置100b相似，兩者的差異在於：本實施例的觸控顯示裝置100c包括二個控制電路，即一第一控制電路165以及一第二控制電路167。第一控制電路165配置於驅動基板110的非顯示區113，且電性連接至透明導電層124（請參考圖3A），以控制透明導電層124。第二控制電路167配置於驅動基板110之外，且電性連接至觸控電極層130b，以控制觸控電極層130b。此處，觸控電極層130b與第二控制電路167分別配置於驅動基板110之外的一第一外部電路175與一第二外部電路177上。如圖4A所示，第一外部電路175、第二外部電路177以及驅動基板110三者之間彼此不重疊且皆具有間距G1、G2、G3，其中間距G1、G2、G3的大小可相同或不同，於此不加以限制。間距G3依目前技術所能達到的最佳距離為1mm，且間距G3以不超過5mm為佳。第一外部電路175與第二外部電路177例如是軟性電路板，但不以此為限。
圖4B繪示為本發明的另一實施例的一種觸控顯示裝置的俯視示意圖。請同時參考圖4A與圖4B，本實施例的觸控顯示裝置100d與圖4A的觸控顯示裝置100c相似，兩者的差異在於：本實施例的第二控制電路167電性連接至第一控制電路165，且第一控制電路165電性連接至觸控電極層130b。
圖4C繪示為本發明的另一實施例的一種觸控顯示裝置的俯視示意圖。請同時參考圖1B與圖4C，本實施例的觸控顯示裝置100e與圖1B的觸控顯示裝置100a相似，兩者的差異在於：第二控制電路167配置於驅動基板110之外的一外部電路179上，而第二控制電路167電性連接至第一控制電路165，且第一控制電路165電性連接至觸控電極層130a。
綜上所述，在本發明的觸控顯示裝置的設計中，觸控電極層是配置於驅動基板的非顯示區或驅動基板之外，意即觸控電極層並不是配置於驅動基板的顯示區，因此本發明的觸控顯示裝置可具有較薄的厚度與較佳的顯示對比度。再者，當觸控顯示裝置處於觸控狀態，透過導體滑動觸控顯示模組的透明導電層與觸控電極層可使得觸控顯示裝置具有電容式觸控感測的功能。此外，本發明的觸控顯示裝置具有三種狀態，其分別為觸控狀態、顯示更新過程中及關機狀態，其中只於觸控狀態時具有觸控的功能，而於顯示更新過程中及關機狀態時沒有觸控的功能，藉此可使觸控顯示裝置具有低功耗的表現。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100a、100b、100c、100d、100e‧‧‧觸控顯示裝置
110‧‧‧驅動基板
111‧‧‧顯示區
112‧‧‧電極
113‧‧‧非顯示區
120‧‧‧顯示模組
121‧‧‧上表面
122‧‧‧顯示介質層
122a‧‧‧電泳液
122b‧‧‧黑色粒子
122c‧‧‧白色粒子
123‧‧‧側邊緣
124‧‧‧透明導電層
126‧‧‧透明蓋板
130a、130b‧‧‧觸控電極層
131‧‧‧頂表面
132a、132b‧‧‧觸控電極
140‧‧‧絕緣層
145‧‧‧光學膠層
150‧‧‧圖像
160‧‧‧控制電路
165‧‧‧第一控制電路
167‧‧‧第二控制電路
170、179‧‧‧外部電路
175‧‧‧第一外部電路
177‧‧‧第二外部電路
Cf1‧‧‧第一感測電容
Cf2‧‧‧第二感測電容
Cs‧‧‧寄生電容
F‧‧‧導體
G1、G2、G3‧‧‧間距
H‧‧‧高度差
H’‧‧‧垂直高度差
H1‧‧‧第一垂直高度
H2‧‧‧厚度
V11‧‧‧浮接電壓
V21‧‧‧第一預設電壓
V31‧‧‧第二預設電壓
V12‧‧‧驅動電壓
V22‧‧‧第三預設電壓
V32‧‧‧接地電壓
V13‧‧‧第一浮動電壓
V23‧‧‧第二浮動電壓
V33‧‧‧接地電壓/第三浮動電壓
P1‧‧‧觸控狀態
P2‧‧‧顯示更新過程中
P3‧‧‧關機狀態
圖1A繪示為本發明的一實施例的一種觸控顯示裝置的剖面示意圖。 圖1B繪示為圖1A的觸控顯示裝置的俯視示意圖。 圖2A繪示為圖1A的觸控顯示裝置於觸控狀態下的剖面示意圖。 圖2B繪示為圖1A的觸控顯示裝置於顯示更新過程中的剖面示意圖。 圖2C繪示為圖1A的觸控顯示裝置於關機狀態下的剖面示意圖。 圖3A繪示為本發明的另一實施例的一種觸控顯示裝置的剖面示意圖。 圖3B繪示為圖3A的觸控顯示裝置的俯視示意圖。 圖4A繪示為本發明的一實施例的一種觸控顯示裝置的俯視示意圖。 圖4B繪示為本發明的另一實施例的一種觸控顯示裝置的俯視示意圖。 圖4C繪示為本發明的另一實施例的一種觸控顯示裝置的俯視示意圖。

Claims (13)

  1. 一種觸控顯示裝置，包括： 一驅動基板，具有一顯示區以及一非顯示區，該非顯示區位於該顯示區之外； 一顯示模組，包括依序配置於該驅動基板上且位於該顯示區的一顯示介質層、一透明導電層以及一透明蓋板； 一觸控電極層，配置於該驅動基板的該非顯示區或該驅動基板之外；以及 一絕緣層，覆蓋該顯示模組的一上表面且沿著該顯示模組的一側邊緣延伸覆蓋至該觸控電極層的一頂表面，其中當該觸控顯示裝置處於一觸控狀態且一導體對該觸控顯示裝置進行一觸控時，該導體與該觸控電極層之間以及該導體與該透明導電層之間形成彼此串聯的一第一感測電容與一第二感測電容。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中該觸控電極層配置於該驅動基板之外的一外部電路上。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的觸控顯示裝置，其中該外部電路覆蓋該驅動基板的部分該非顯示區，或該外部電路與該驅動基板之間具有一間距。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中當該觸控顯示裝置處於該觸控狀態時，該觸控電極層與該透明導電層之存在有一寄生電容，而該導體對該觸控顯示裝置進行該觸控時，該寄生電容與串聯的該第一感測電容及該第二感測電容相互並聯。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中當該觸控顯示裝置處於該觸控狀態時，該驅動基板上的一電極連接至一浮接電壓，該透明導電層連接至一接地電壓或一第一預設電壓，而該觸控電極層連接至一第二預設電壓。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中當該觸控顯示裝置處於一顯示更新過程中，該驅動基板上的一電極連接至一驅動電壓，該透明導電層連接至一預設電壓，而該觸控電極層連接至一接地電壓。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，其中當該觸控顯示裝置處於一關機狀態時，該驅動基板上的一電極連接至一第一浮動電壓，該透明導電層連接至一第二浮動電壓，而該觸控電極層連接至一接地電壓或一第三浮動電壓。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，更包括： 多個圖像，分散配置於該顯示模組上且鄰近該顯示模組的該側邊緣。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，更包括： 一控制電路，配置於該驅動基板的該非顯示區，且電性連接至該觸控電極層與該透明導電層。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示裝置，更包括： 一第一控制電路，配置於該驅動基板的該非顯示區，且電性連接至該透明導電層；以及 一第二控制電路，配置於該驅動基板之外，且電性連接至該觸控電極層。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的觸控顯示裝置，其中該觸控電極層與該第二控制電路分別配置於該驅動基板之外的一第一外部電路與一第二外部電路上。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的觸控顯示裝置，其中該觸控電極層與該第二控制電路分別配置於該驅動基板之外的一第一外部電路與一第二外部電路上，而該第二控制電路電性連接至該第一控制電路，且該第一控制電路電性連接至該觸控電極層。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的觸控顯示裝置，其中該觸控電極層配置於該驅動基板的該非顯示區，該第二控制電路配置於該驅動基板之外的一外部電路上，而該第二控制電路電性連接至該第一控制電路，且該第一控制電路電性連接至該觸控電極層。
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