TWI780807B - 側邊觸控模組及其顯示器 - Google Patents

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李炫運
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大陸商業成科技（成都）有限公司
大陸商業成光電（深圳）有限公司
大陸商業成光電（無錫）有限公司
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Abstract

本發明係一種側邊觸控模組及其顯示器，係包括複數個發光元件及側邊觸控模組，其中側邊觸控模組包括電路板、至少一個觸控感應單元及觸控控制單元，其中電路板包括複數個走線層及複數個絕緣層，最上層的走線層作為電路板的上表面，而最下層的走線層作為下表面，且各絕緣層係設置在任二相鄰的走線層之間，電路板在上表面與下表面之間為側表面，各觸控感應單元係設在側表面的位置，而觸控控制單元係設在下表面上，並且各觸控感應單元分別經由電路板所設的其中一個第一連接線路單元連接到觸控控制單元，各發光模組設在電路板的上表面，且各發光元件係由電路板所設的所設的第二連接線路單元連接到電路板的下表面所設的發光驅動單元。

Description

側邊觸控模組及其顯示器
本發明係有關於觸控模組，尤指一種設置在電路板的側表面的觸控模組及其顯示器。
人們身處在科技進步的時代，舉凡電視、電腦、平板與智慧型手機等技術不斷有嶄新的突破。目前面板顯示技術，仍是以液晶顯示為最大宗，主要憑藉著技術成熟，成本低廉的優勢活躍於市場。但隨著市場對於顯示畫質需求的提升，加上成本下滑，LED技術已開始在大、中、小尺寸滲透，特別是小尺寸面板方面，滲透率已有一定份量。
至於Mini LED是指「次毫米發光二極體」，意指晶粒尺寸長寬約在100~200umLED，介於長寬約1mm的傳統LED與長寬小於30um的Micro-LED之間。換言之，Mini LED比起傳統LED，顆粒也比LED更小，如以相同LCD螢幕Mini LED能塞入更多晶片，由於Mini LED尺寸結構較小，所以能夠更加精細的調節調光，故可達到更高的動態範圍(HDR)、高對比度效果，亦可減少光學混光距離(Optical Distance，簡稱：OD)，降低LCD面板厚度實現超薄化，使其LCD面板厚度直逼OLED，也會比OLED更省電，也不會產生LED背光問題(光暈)，使得Mini LED增加不少的競爭力。
而最新一代的Mini LED技術，在理論上較OLED可擁有更好的色彩表現，及更長的工作壽命等優勢。同時，Mini LED同時可做LCD的背光源，可以直接拿來做顯示螢幕使用。Mini LED背光應用產品，包括電視、電競螢幕、筆電、車用面板及VR等。
而Mini RGB顯示器的應用產品方面，包括大型看板、公車站牌、航海導航顯示、車用面板、HUD抬頭顯示器、車尾燈及行動裝置等應用。尤其是手機、平板電腦、筆記型電腦等攜帶型消費電子中得到廣泛應用。也由於Mini-LED尺寸結構較小，可直接採用RGB三色的LED模組，使得顯示色彩完整性、色域範圍更好，色彩鮮艷度可比美OLED。
另外，目前的行動裝置大部分都具有觸控的功能，其外觀造型大致定型，通常是在觸控顯示器輸出畫面的正面設置觸控功能，而顯示器的側面設置音量調整鍵、電源鍵或靜音按鍵等實體按鍵，使用者操作這些實體按鍵得以快速的切換或設定各種對應的功能，然而隨著科技的進步，這些原本設置在顯示器的側面的實體按鍵逐漸消失，而改變成觸控按鍵。
請參閱圖1所示，在觸控顯示器的側面設置觸控按鍵的做法之一，係在觸控顯示器3的電路板30側面再設置一個觸控感應膜32，使得使用者可以在觸控顯示器3的側面對應觸控感應膜32的位置可以實現觸控功能。請參閱圖2所示，另一種在觸控顯示器4的側面設置觸控按鍵的做法，係使用可以彎折的觸控感應膜42，將觸控感應膜42從觸控顯示器4的電路板40的正面延伸到觸控顯示器4的側面，使得觸控顯示器4的側面可以具有觸控功能。
但是，前述的兩種在觸控顯示器3、4的側面設置觸控按鍵的作法，都需要額外的觸控感應膜32、42，這使得在製作虛擬按鍵上多了許多額外的 問題，當在觸控顯示器3、4的側面多一片或者延伸觸控感應膜32、42，在製作成本上需要增加觸控感應膜32、42的材料成本，也需要增加貼合觸控感應膜32、42的貼合製成，需要額外貼合觸控感應膜32、42的光學膠或其他連接材料，觸控顯示器3、4因為觸控感應膜32、42及光學膠等將會使得側面的寬度增加不少，除此之外，觸控顯示器3、4的邊界也會增大，故如何能夠在觸控顯示器3、4的側面設置觸控功能，但是又不會有前述觸控感應膜32、42的問題，乃是目前亟待解決的問題。
有鑑於先前技術的問題，本發明之一目的係在顯示器的側面提供虛擬按鍵，而此種虛擬按鍵並非由在顯示器的側面設置觸控感應膜來達成觸控的目的，藉以解決傳統設置觸控感應膜的問題。
根據本發明之一目的，係提供一種側邊觸控模組，係包括電路板、至少一個觸控感應單元及觸控控制單元，其中電路板包括複數個走線層及複數個絕緣層，各絕緣層係設置在任二相鄰的走線層之間，並且最上層的走線層作為電路板的上表面，而最下層的走線層作為下表面，電路板在上表面與下表面之間為側表面，各觸控感應單元係設在側表面的位置，而觸控控制單元係設在下表面上，並且各觸控感應單元分別經由電路板所設的其中一個第一連接線路單元連接到觸控控制單元。
其中，第一連接線路單元係為設置在下表面的至少一個第一導電線，使得各觸控感應單元連接到觸控控制單元。
其中，第一連接線路單元更包括複數個第二導電線及複數個第一貫穿孔，各第二導電線係設在相異的走線層之間，各第一貫穿孔係設在其中相鄰的一個絕緣層與走線層之間，且各第一貫穿孔電性連接各第二導電線，使得各觸控感應單元連接到觸控控制單元。
其中，各觸控感應單元係為電容式觸控電極，進一步為自容式觸控電極，且其形狀為長方形，且長度大於4毫米，寬度小於或等於電路板的側表面寬度，側表面寬度等於所有的走線層與絕緣層的厚度總和。
其中，各觸控感應單元與各走線層所設之地走線(Ground)至少相隔2毫米。
其中，各觸控感應單元係為電容式觸控電極，進一步為互容式觸控的驅動電極及感測電極，其中驅動電極及感測電極係設在側表面相鄰的位置，且相鄰的驅動電極與感測電極之間需要間隔小於等於2毫米。
其中，各觸控感應單元亦可為互容式觸控的驅動電極及二個感測電極，其中驅動電極及此二個感測電極皆設在側表面相鄰的位置，且驅動電極係設在此二感測電極之間，並且相鄰的驅動電極與感測電極之間需要間隔小於等於2毫米，且同一個驅動電極的驅動訊號可同時由左右相鄰的兩個感測電極接收，即兩個感測電極共用同一個驅動電極，亦即同一個驅動訊號可感測兩個不同位置的觸摸狀態。
根據本發明之一目的，係提供一種顯示器，係包括上述的側邊觸控模組及複數個發光元件，其中各發光元件係設在電路板上的上表面，且各發光元件係由電路板所設的所設的第二連接線路單元連接到電路板的下表面所設的發光驅動單元。
其中，第二連接線路單元包括複數個第三導電線及複數個第二貫穿孔，各第三導電線係設在至少一個相異的走線層，各第二貫穿孔係設在其中相鄰的一個絕緣層與走線層之間，且各第二貫穿孔電性連接各第三導電線。
其中，發光元件係為次毫米發光二極體(Mini LED)。
據上所述，本發明的側邊觸控模組係在電路板的側表面設置觸控感應單元，而觸控感應單元係與第一連接線路單元皆是在電路板以金屬導電材質所製作而成的，換言之，觸控感應單元並非而外在電路板的側表面在貼合一張觸控感應膜，也不從電路板正面的觸控感應膜延伸到摺到電路板側表面，所以本發明的側邊觸控模組不需要傳統觸控感應膜的材料成本，也少了貼合觸控感應膜的光學膠的成本，當然也可以省掉塗佈光學膠的製程及製作成本，更可以讓整體觸控模組的體積變得更小，而且邊界也變得更小，此外，當電路板上設置有發光元件，尤其是發光元件為次毫米發光二極體，即可作為Mini LED觸控顯示器，符合目前觸控顯示器的設計需求，將使得觸控顯示器更具有競爭力。
1:側邊觸控模組
10:電路板
100:走線層
102:絕緣層
110:地走線
12:觸控感應單元
120:自容式觸控電極
122:驅動電極
124:感測電極
14:觸控控制單元
16:第一連接線路單元
160:第一導電線
162:第二導電線
164:第一貫穿孔
2:發光元件
20:發光驅動單元
18:第二連接線路單元
180:第三導電線
182:第二貫穿孔
3、4:觸控顯示器
30:電路板
32、42:觸控感應膜
圖1係先前技術在觸控顯示器的側面設置觸控按鍵之一示意圖。
圖2係先前技術在觸控顯示器的側面設置觸控按鍵之另一示意圖。
圖3係本發明之側邊觸控模組的剖面示意圖。
圖4係本發明之一外觀示意圖。
圖5係本發明之俯視示意圖。
圖6係本發明之觸控顯示器的剖面示意圖。
為利 貴審查員瞭解本發明之發明特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而於文中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，故不應侷限本發明於實際實施上的專利範圍。
請參閱圖3所示，本發明係一種側邊觸控模組，側邊觸控模組1係包括電路板10、至少一個觸控感應單元12、觸控控制單元14及至少一個第一連接線路單元16，其中電路板10係為多層印刷電路板，包括複數個走線層100及複數個絕緣層102，各走線層100與各絕緣層102係為交錯層疊狀，各絕緣層102即是基板，基板的材料主要為玻璃纖維不織物料以及環氧樹脂樹脂組成的絕緣預浸漬材料(prepreg)或者是鐵氟龍基板、陶瓷基板，各走線層100即是設在各絕緣層102的表面，走線層100可以做為各層導通、傳送信號、傳送電源或接地。
進一步而言，最上層的走線層100作為電路板10的上表面，而最下層的走線層100作為電路板10的下表面，各絕緣層102係設置在任二相鄰的走線層100之間，並且電路板10在上表面與下表面之間為電路板10的側表面，各觸控感應單元12係設在電路板10的側表面的位置，而觸控控制單元14(例如：觸控驅動晶片)係設在電路板10的下表面上，第一連接線路單元16係設在至少一個走線層100或設在至少一個走線層100與絕緣層102之間，並且各觸控感應單元12分別經由其中一個第一連接線路單元16連接到觸控控制單元14。
在本發明之一實施例中，請參閱圖3所示，其中一個觸控感應單元12係設在電路板10的右側表面，第一連接線路單元16係設置在電路板10的下表 面的至少一個第一導電線160，使得電路板10的右側表面的觸控感應單元12經由第一導電線160連接到觸控控制單元14，而第一導電線160即是設置在絕緣層102之一面作為走線層100的其中一部份的金屬導線。
在本發明之另一實施例中，再請參閱圖3所示，另一個觸控感應單元12係設在電路板10的左側表面，而第一連接線路單元16更包括複數個第二導電線162及複數個第一貫穿孔164，其中各第二導電線162係設在相異的走線層100之間，各第一貫穿孔164係設在其中相鄰的一個絕緣層102與走線層100之間，且各第一貫穿孔164電性連接各第二導電線162，使得另一個觸控感應單元12經由第二導電線162連接到觸控控制單元14。而第二導電線162也是設置在絕緣層102之一面作為走線層100的其中一部份的金屬導線。通常在電路板10的各走線層100需要電性連接，則在連接相鄰的走線層100之間的絕緣層102進行鑽孔，並再利用化學電鍍的方式，使得鑽孔的位置的孔壁金屬化而形成導孔(Via)，而導孔主要有分為通孔(Plating Through Hole，簡稱：PTH)、盲孔(Blind Via Hole，簡稱：BVH)及埋孔(Buried Via Hole，簡稱：BVH)，而在本發明的各第一貫穿孔164包括盲孔及埋孔，使得各第一貫穿孔164電性連接各第二導電線162。
在本發明中，請參閱圖4所示，各觸控感應單元12係為電容式觸控電極，進一步為自容式觸控電極120，且其形狀為長方形，且長度大於4毫米，寬度小於或等於電路板10的側表面寬度，側表面寬度等於所有的走線層100與絕緣層102的厚度總和。又，各觸控感應單元12與各走線層100所設之地走線(Ground)110至少相隔2毫米(如圖3所示的D)，以避免影響自電容感應的效果。
在本發明中，請參閱圖4、5所示，各觸控感應單元12係為電容式觸控電極，進一步為互容式觸控的驅動電極122及感測電極124，其中驅動電極122 及感測電極124係設在側表面相鄰的位置，且相鄰的驅動電極122與感測電極124之間需要間隔小於等於2毫米，以令驅動電極122與感測電極124之間達到較佳的觸控感應效果。
在本發明中，各觸控感應單元12亦可為互容式觸控的驅動電極122及二個感測電極124，其中驅動電極122及此二個感測電極124皆設在側表面相鄰的位置，且驅動電極122係設在此二感測電極124之間，並且相鄰的驅動電極122與感測電極124之間需要間隔小於等於2毫米，如此此二個感測電極124可以共用一個驅動電極122，減少驅動電極122的數量，就可以增加在電路板10的同一側設置觸控感應單元12的數量。意即，同一個驅動電極122的驅動訊號可同時由左右相鄰的兩個感測電極124接收，即兩個感測電極124共用同一個驅動電極122，同一個驅動訊號可感測兩個不同位置的觸摸狀態。但本發明在實際實施時，並不限於此，例如，二個驅動電極122及三個感測電極124，且任二個感測電極124之間設置其中一個驅動電極122，即相鄰的兩個感測電極124共用同一個驅動電極122，而可以感測三個不同位置的觸摸狀態。換言之，舉凡二個感測電極124共用同一個驅動電極122即是本發明所主張的各觸控感應單元12。
在本發明中，電路板10的其中一側的各觸控感應單元12係為自容式觸控電極120，而電路板10的另一側的各觸控感應單元12互容式觸控的驅動電極122及感測電極124，或者是電路板10的另一側的各觸控感應單元12互容式觸控的驅動電極122及二個感測電極124，也就是說在同一個電路板10的不同側表面上分別可以分別存在自容式的觸控電極、互容式觸控的驅動電極122及感測電極124。
據上所述，各觸控感應單元12與第一連接線路單元16係以相同的金屬材料，金屬導電材料係可為銅、銀、金等，如此各觸控感應單元12可以與製作電路板10線路的製程製作出來，就不需要傳統的觸控感應膜，進一步省略貼合製程，減少貼合製程的時間及製作上的問題，當然也可以省掉塗佈光學膠的製程及製作成本，更可以讓整體觸控模組的體積變得更小，而且邊界也變得更小。
請參閱圖6所示，係提供一種顯示器，係包括側邊觸控模組1及複數個發光元件2，其中側邊觸控模組1，係包括電路板10、至少一個觸控感應單元12、觸控控制單元14及至少一個第一連接線路單元16，其中電路板10包括複數個走線層100及複數個絕緣層102，各走線層100與各絕緣層102係為交錯層疊狀，進一步而言，最上層的走線層100作為電路板10的上表面，而最下層的走線層100作為下表面，各絕緣層102係設置在任二相鄰的走線層100之間，並且電路板10在上表面與下表面之間為電路板10的側表面，各觸控感應單元12係設在電路板10的側表面的位置，而觸控控制單元14係設在電路板10的下表面上，第一連接線路單元16係設在至少一個走線層100或設在至少一個走線層100與絕緣層102之間，並且各觸控感應單元12分別經由其中一個第一連接線路單元16連接到觸控控制單元14。而各發光元件2係設在電路板10上的上表面，且各發光元件2係由電路板10所設的所設的第二連接線路單元18連接到電路板10的下表面所設的發光驅動單元20(例如：發光二極體驅動晶片)。
在本發明中，第二連接線路單元18包括複數個第三導電線180及複數個第二貫穿孔182，各第三導電線180係設在至少一個相異的走線層100，各第二貫穿孔182係設在其中相鄰的一個絕緣層102與走線層100之間，且各第二貫 穿孔182電性連接各第三導電線180。其中各第二貫穿孔182包括通孔、盲孔及埋孔，使得第二貫穿孔182電性連接各第三導電線180，進而可以連接到電路板10的下表面所設的發光驅動單元20。
在本發明中，發光元件2係為次毫米發光二極體(Mini LED)，使得顯示器的顯示色彩完整性、色域範圍更好，色彩鮮艷度佳，同時具有前述的側邊觸控模組1的優點。
據上所述，當電路板10上設置有發光元件2，尤其是發光元件2為次毫米發光二極體(Mini LED)，即可作為Mini LED觸控顯示器，符合目前觸控顯示器的設計需求，將使得觸控顯示器更具有競爭力。
綜上所述，本發明具有新穎性，且為申請前所未曽有類似者公開或申請在先之前案，且已具有先前技術所無法預期或所未具有之功效，實質增進之產業利用性的價值，爰依法提出專利申請；此外，本說明書僅為較佳實施例之敘述，並非以此作為專利範圍的界定，舉凡在本發明之原理、技術下各構成元件所作之修飾、衍變均應函蓋在本發明之專利範圍內。
1:側邊觸控模組
10:電路板
100:走線層
102:絕緣層
110:地走線
12:觸控感應單元
14:觸控控制單元
16:第一連接線路單元
160:第一導電線
162:第二導電線
164:第一貫穿孔
2:發光元件
20:發光驅動單元
18:第二連接線路單元
180:第三導電線
182:第二貫穿孔

Claims (10)

  1. 一種側邊觸控模組，係包括：一電路板，包括複數個走線層及複數個絕緣層，該等走線層與該等絕緣層係為層疊狀，且最上層的該走線層作為該電路板的上表面，最下層的該走線層作為該電路板的下表面，該電路板在上表面與下表面之間為側表面，各該絕緣層係設置在任二相鄰的該走線層之間；至少一個觸控感應單元，係設在該電路板的側表面的位置；一觸控控制單元，係設在該電路板的下表面；以及至少一個第一連接線路單元，各該第一連接線路單元係連接到該觸控控制單元與其中一個該觸控感應單元之間。
  2. 如請求項1所述的側邊觸控模組，其中該第一連接線路單元係為設置在該電路板的下表面的至少一個第一導電線，各該觸控感應單元經由該些第一導電線連接到各該觸控控制單元。
  3. 如請求項1所述的側邊觸控模組，其中該第一連接線路單元更包括複數個第二導電線及複數個第一貫穿孔，各該第二導電線係設在相異的該走線層之間，各該第一貫穿孔係設在其中相鄰的該絕緣層與該走線層之間，且各該第一貫穿孔電性連接各該第二導電線，使得各該觸控感應單元經由各該第二導電線連接到該觸控控制單元。
  4. 如請求項1所述的側邊觸控模組，其中各該觸控感應單元係為電容式觸控電極。
  5. 如請求項4所述的側邊觸控模組，其中各該觸控感應單元係為自容式觸控電極，且其形狀為長方形，且長度大於4毫米，寬度小於或等於該電路 板的側表面寬度，該電路板的側表面寬度等於所有的該走線層與該絕緣層的厚度總和。
  6. 如請求項5所述的側邊觸控模組，其中各該觸控感應單元與各走線層所設之地走線至少相隔2毫米。
  7. 如請求項4所述的側邊觸控模組，其中各該觸控感應單元係為互容式觸控的驅動電極及感測電極，該驅動電極及該感測電極係設在該電路板的側表面相鄰的位置，且相鄰的該驅動電極與該感測電極之間間隔小於等於2毫米。
  8. 如請求項4所述的側邊觸控模組，其中各該觸控感應單元為互容式觸控的一驅動電極及二感測電極，其中該驅動電極及該二感測電極皆設在該電路板的側表面相鄰的位置，且該驅動電極係設在該二感測電極之間，並且相鄰的該驅動電極與該感測電極之間需要間隔小於等於2毫米。
  9. 一種顯示器，係包括：如請求項1~8任一項所述的該側邊觸控模組；複數個發光元件，各該發光元件係設在該電路板上的上表面；一發光驅動單元，係設在該電路板的下表面；以及複數個第二連接線路單元，係連接在各該發光元件與該發光驅動單元之間。
  10. 如請求項9所述的顯示器，其中各該第二連接線路單元包括：複數個第三導電線，各該第三導電線係設在至少一個相異的該走線層；以及複數個第二貫穿孔，各該第二貫穿孔係設在其中相鄰的一個該絕緣層與該走線層之間，且各該第二貫穿孔電性連接各該第三導電線。
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