TWM606119U - 觸控顯示模組及電子裝置 - Google Patents

Abstract

一種觸控顯示模組包含顯示面板以及觸控感應層。觸控感應層內嵌於顯示面板內，並包含複數個感應電極組。感應電極組沿著第一軸向依序排列。感應電極組中之一者包含相分離的第一電極區塊、第二電極區塊以及第三電極區塊。第一電極區塊在第一軸向上位於第二電極區塊與第三電極區塊的同一側，並在垂直於第一軸向之第二軸向上位於第二電極區塊與第三電極區塊之間。

Description

觸控顯示模組及電子裝置

本創作是有關於一種觸控顯示模組及電子裝置。

內嵌式觸控技術能將觸控模組製作於顯示器內部，以使裝置整體具有輕薄化與高亮度的優點。市面上常見的內嵌式觸控顯示器的運作原理，是透過其內部矩陣排列的多個矩形觸控電極進行自容式觸控感測，而每個觸控電極都需要單獨的一條走線以傳輸其感測結果至觸控晶片。

然而，隨著觸控解析度的需求逐漸提高，常見的觸控晶片之通道數量不足以支援這種設計方式，且觸控電極之間也容易因大量且密集的走線而互相短路。

因此，如何提出一種可解決上述問題的觸控顯示模組，是目前業界亟欲投入研發資源解決的問題之一。

有鑑於此，本創作之一目的在於提出一種可有解決上述問題的觸控顯示模組。

為了達到上述目的，依據本創作之一實施方式，一種觸控顯示模組包含顯示面板以及觸控感應層。觸控感應層內嵌於顯示面板內，並包含複數個感應電極組。感應電極組沿著第一軸向依序排列。感應電極組中之一者包含相分離的第一電極區塊、第二電極區塊以及第三電極區塊。第一電極區塊在第一軸向上位於第二電極區塊與第三電極區塊的同一側，並在垂直於第一軸向之第二軸向上位於第二電極區塊與第三電極區塊之間。

於本創作的一或多個實施方式中，顯示面板具有可視區。第二電極區塊與第三電極區塊分別由可視區的相對兩邊緣相向延伸。

於本創作的一或多個實施方式中，第一電極區塊與第二電極區塊之間形成第一間隙。第一電極區塊與第三電極區塊之間形成第二間隙。第一間隙與第二間隙的延伸方向相對於第一軸向與第二軸向傾斜。

於本創作的一或多個實施方式中，第一間隙的一端與第二間隙的一端相連通。

於本創作的一或多個實施方式中，第一間隙與第二間隙中之至少一者的輪廓呈鋸齒狀。

於本創作的一或多個實施方式中，顯示面板具有可視區。感應電極組進一步包含兩導電延伸部。兩導電延伸部連接第一電極區塊、第二電極區塊與第三電極區塊中之一者，並延伸至可視區外。

於本創作的一或多個實施方式中，感應電極組進一步包含第四電極區塊。第四電極區塊在第二軸向上位於第二電極區塊與第三電極區塊之間。第二電極區塊與第三電極區塊在第一軸向上位於第一電極區塊與第四電極區塊之間。

於本創作的一或多個實施方式中，第一電極區塊、第二電極區塊、第三電極區塊與第四電極區塊係環狀排列。

於本創作的一或多個實施方式中，第一電極區塊、第二電極區塊與第三電極區塊中之至少一者的外緣輪廓實質上為三角形。

於本創作的一或多個實施方式中，顯示面板的全部子畫素在觸控感應層上的正投影係位於感應電極組的範圍之內。

於本創作的一或多個實施方式中，顯示面板為液晶顯示面板或有機發光二極體顯示面板。

為了達到上述目的，依據本創作之一實施方式，一種電子裝置包含前述觸控顯示模組以及蓋板。蓋板設置於觸控顯示模組上。

綜上所述，於本創作的觸控顯示模組中，內嵌於顯示面板內的觸控感應層包含複數個沿著第一軸向依序排列的感應電極組，且感應電極組包含相分離且在第二軸向上交錯排列的第一電極區塊、第二電極區塊以及第三電極區塊。藉此，相較於傳統具有矩陣排列的多個矩形觸控電極的內嵌式觸控顯示器，本創作的電子裝置可大幅減少觸控感應層至控制電路的走線的數量，因而有助於簡化觸控晶片設計，且有助於降低觸控感應層的電極區塊之間的短路風險而提升產品可靠度。此外，由於所使用的走線數量較少，因此觸控感應層無須透過貫孔(via hole)來耦接走線，從而有助於簡化製程而提高生產良率。

以上所述僅係用以闡述本創作所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本創作之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

以下將以圖式揭露本創作之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本創作。也就是說，在本創作部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

請參照第1圖，其為繪示根據本創作一實施方式之電子裝置100的面剖示意圖。如第1圖所示，於本實施方式中，電子裝置100包含觸控顯示模組以及蓋板130。蓋板130設置於觸控顯示模組上。蓋板130的材料例如包含玻璃。觸控顯示模組包含顯示面板110以及觸控感應層120。觸控感應層120內嵌於顯示面板110內。顯示面板110由下至上依序包含第一偏光層111、下基板112、絕緣層113、薄膜電晶體層114、液晶層115、多個彩色濾光片116、上基板117以及第二偏光層118。具體來說，觸控感應層120係內嵌於下基板112與絕緣層113之間。換言之，本實施方式之顯示面板110為液晶顯示面板，但本創作並不以此為限。

請參照第2圖，其為繪示根據本創作另一實施方式之電子裝置200的面剖示意圖。如第2圖所示，於本實施方式中，電子裝置200的觸控顯示模組包含顯示面板210以及觸控感應層120。觸控感應層120內嵌於顯示面板210內。顯示面板210由下至上依序包含下基板211、金屬導電層212、內嵌於絕緣層213內的多個有機發光層214r、214g、214b以及上基板215。具體來說，觸控感應層120係內嵌於有機發光層214r、214g、214b與上基板215之間。換言之，本實施方式之顯示面板210為有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode， OLED)顯示面板。於另一實施例中，金屬導電層212和觸控感應層120的位置可以互換。

在一些實施例中，電子裝置100、200可以是智慧型手機、平板電腦或筆記型電腦，但本創作並不以此為限。

請參照第3圖，其為繪示第1圖中之觸控感應層120於一實施方式中的正視圖。如第3圖所示，於本實施方式中，觸控感應層120包含複數個感應電極組121。感應電極組121沿著第一軸向A1依序排列。每一感應電極組121包含相分離的第一電極區塊121a、第二電極區塊121b以及第三電極區塊121c。第一電極區塊121a在第一軸向A1上位於第二電極區塊121b與第三電極區塊121c的同一側，並在垂直於第一軸向A1之第二軸向A2上位於第二電極區塊121b與第三電極區塊121c之間。

具體來說，如第3圖所示，顯示面板110具有可視區AA。第二電極區塊121b與第三電極區塊121c分別由可視區AA的相對兩邊緣（例如，上邊緣與下邊緣）相向延伸。換言之，每一感應電極組121在第二軸向A2上皆延伸至可視區AA的上下兩邊緣。

第一電極區塊121a與第二電極區塊121b之間形成第一間隙G1。第一電極區塊121a與第三電極區塊121c之間形成第二間隙G2。第一間隙G1與第二間隙G2的延伸方向相對於第一軸向A1與第二軸向A2傾斜。藉此，即可使得第一電極區塊121a、第二電極區塊121b與第三電極區塊121c在第一軸向A1上的寬度沿著第二軸向A2產生變化。於一些實施方式中，如第3圖所示，第一電極區塊121a在第一軸向A1上的寬度沿著第二軸由上而下先增加再減少。第二電極區塊121b在第一軸向A1上的寬度沿著第二軸由上而下逐漸減少。第三電極區塊121c在第一軸向A1上的寬度沿著第二軸由上而下逐漸增加。

於一些實施方式中，如第3圖所示，第一間隙G1與第二間隙G2係筆直地延伸，且第一間隙G1的一端與第二間隙G2的一端相連通，使得第一電極區塊121a、第二電極區塊121b與第三電極區塊121c的外緣輪廓實質上為三角形。舉例來說，如第3圖所示，第一電極區塊121a的外緣輪廓為等腰三角形，而第二電極區塊121b與第三電極區塊121c的外緣輪廓為直角三角形，另一角度來看，第一電極區塊121a、第二電極區塊121b與第三電極區塊121c可拼湊成一矩形。

第一電極區塊121a、第二電極區塊121b與第三電極區塊121c的外緣輪廓並不以上述實施方式為限。於實際應用中，可以僅有第一電極區塊121a、第二電極區塊121b與第三電極區塊121c中的一者或兩者的外緣輪廓實質上為三角形。舉例來說，於一些實施方式中，第二電極區塊121b與第三電極區塊121c的外緣輪廓為直角三角形，而第一電極區塊121a的外緣輪廓為平行四邊形（例如，藉由使第3圖中的第三電極區塊121c在第一軸向A1上鏡射）。於其他一些實施方式中，第一電極區塊121a的外緣輪廓為三角形，而第二電極區塊121b與第三電極區塊121c中之至少一者的外緣輪廓為梯形。（例如，藉由減少第一電極區塊121a在第一軸向A1上的長度）。

請參照第4圖，其為繪示第3圖的局部區域R的放大圖。如第4圖所示，於本實施方式中，顯示面板110包含複數個子畫素SP排列於可視區AA內。第3圖中所繪示的三種子畫素SP例如可分別用於發出紅光、綠光和藍光，但本創作的子畫素SP之顏色排列方式與組合不以此為限。需說明的是，顯示面板110的全部子畫素SP在觸控感應層120上的正投影係位於感應電極組121的範圍之內。換言之，觸控感應層120涵蓋了全部子畫素SP的區域。為了達到前述目的，第一電極區塊121a與第二電極區塊121b之間的第一間隙G1和第一電極區塊121a與第三電極區塊121c之間的第二間隙G2中之至少一者的輪廓呈鋸齒狀。

請參照第5圖，其為繪示電子裝置100、200於一實施方式中的功能方塊圖。如第5圖所示，於本實施方式中，電子裝置100、200具有自容式觸控功能，且進一步包含控制電路150以及複數個走線140。感應電極組121進一步包含複數個導電延伸部122。每一導電延伸部122連接至第一電極區塊121a、第二電極區塊121b與第三電極區塊121c中之一者，並延伸至可視區AA外。每一導電延伸部122再經由對應之走線140而連接至控制電路150。

感應電極組121各自的電容值會依據觸控輸入而產生變化，其中觸控輸入可以是使用者用手指靠近或接近電子裝置100、200。感應電極組121的電容值變化量會透過走線140傳遞至控制電路150，而控制電路150用於依據接收到的電容值變化量計算觸控輸入於第一軸向A1與第二軸向A2上的位置。

於一些實施方式中，感應電極組121的第一電極區塊121a、第二電極區塊121b、第三電極區塊121c與導電延伸部122皆由相同材料所製成。如第5圖所示，導電延伸部122位各於感應電極組121靠近可視區AA之邊緣的一側，以就近延伸至可視區AA之外。於一些實施方式中，第一電極區塊121a、第二電極區塊121b與第三電極區塊121c各連接兩個導電延伸部122，藉以避免導電延伸部122在觸控感應層120的製造過程中發生斷線而無法將第一電極區塊121a、第二電極區塊121b與第三電極區塊121c電容訊號經由走線140傳遞至控制電路150的問題。換言之，前述作法可增加可靠度以及降低阻抗。於一些實施方式中，第一電極區塊121a、第二電極區塊121b與第三電極區塊121c亦可各連接兩個以上之導電延伸部122。

請參照第6圖，其為繪示根據本創作另一實施方式之觸控感應層120A的正視圖。如第6圖所示，於本實施方式中，觸控感應層120A同樣包含複數個沿著第一軸向A1依序排列之感應電極組121。相較於第3圖所示之觸控感應層120，本實施方式之觸控感應層120A係修改了某些感應電極組121中之第一電極區塊121a、第二電極區塊121b與第三電極區塊121c的排列方式。具體來說，第3圖中的每一感應電極組121的第一電極區塊121a、第二電極區塊121b與第三電極區塊121c排列方式皆相同。第6圖中的任兩相鄰之感應電極組121的第一電極區塊121a、第二電極區塊121b與第三電極區塊121c排列方式係沿著第一軸向A1左右對稱。

請參照第7圖以及第8圖。第7圖為繪示根據本創作另一實施方式之觸控感應層320的正視圖。第8圖為繪示電子裝置100、200於另一實施方式中的功能方塊圖。如第7圖與第8圖所示，於本實施方式中，觸控感應層320同樣包含複數個沿著第一軸向A1依序排列之感應電極組321。相較於第3圖所示之觸控感應層120，本實施方式增加了每一感應電極組121所包含的電極區塊的數量。具體來說，於本實施方式中，每一感應電極組321包含第一電極區塊321a、第二電極區塊321b、第三電極區塊321c以及第四電極區塊321d。第四電極區塊321d在第二軸向A2上位於第二電極區塊321b與第三電極區塊321c之間。第二電極區塊321b與第三電極區塊321c在第一軸向A1上位於第一電極區塊321a與第四電極區塊321d之間。進一步來說，第一電極區塊321a、第二電極區塊321b、第三電極區塊321c與第四電極區塊321d係環狀排列。第一電極區塊321a、第二電極區塊321b、第三電極區塊321c與第四電極區塊321d的每一者皆可連接一或多個跨至可視區AA外的導電延伸部122，並經由走線140而連接至控制電路150。

請參照第9圖，其為繪示根據本創作一實施方式之觸控位置偵測方法的流程圖。如第9圖所示，於本實施方式中，觸控位置偵測方法主要包含步驟S101至步驟S104，並可應用於包含複數個感應電極組121之電子裝置100、200。如前所述，感應電極組121沿著第一軸向A1依序排列，且各包含相分離的第一電極區塊121a、第二電極區塊121b以及第三電極區塊121c。第一電極區塊121a在第一軸向A1上位於第二電極區塊121b與第三電極區塊121c的同一側，並在第二軸向A2上位於第二電極區塊121b與第三電極區塊121c之間。舉例來說，觸控位置偵測方法可透過控制電路150執行。

於步驟S101中，觸控點在第一軸向A1上的第一軸座標係根據具有電容變化的感應電極組121而獲得。

請配合參照第3圖，當觸控點位於某一感應電極組121時，只會有此感應電極組121會產生電容變化，而其他感應電極組121並不會產生電容變化。由於感應電極組121是沿著第一軸向A1依序排列，因此控制電路150可根據具有電容變化的感應電極組121得知此感應電極組121所代表的第一軸座標。

在確定了觸控點在第一軸向A1上的第一軸座標之後，可接著進行步驟S102至步驟S104以計算出觸控點在第二軸向A2上的第二軸座標。

於步驟S102中，第二電極區塊121b與第三電極區塊121c被判斷是否同時具有電容變化。若第二電極區塊121b與第三電極區塊121c同時具有電容變化（亦即步驟S102的判斷結果為是），則根據觸控位置偵測方法進一步執行步驟S104；若第二電極區塊121b與第三電極區塊121c未同時具有電容變化（亦即步驟S102的判斷結果為否），則根據觸控位置偵測方法進一步執行步驟S103。

以下可配合參照第10圖至第12圖。第10圖為感應電極組121的不同部分因觸控而產生電容變化的示意圖。第11圖為感應電極組121的不同部分因觸控而產生電容變化的另一示意圖。第12圖為感應電極組121的不同部分因觸控而產生電容變化的另一示意圖。

於步驟S103中，觸控點在第二軸向A2上的第二軸座標係根據第一電極區塊121a與第二電極區塊121b的電容變化或第一電極區塊121a與第三電極區塊121c的電容變化而計算出。

若控制電路150偵測到第二電極區塊121b與第三電極區塊121c未同時具有電容變化，則可進一步評估觸控點是落在感應電極組121的上半區域（亦即第二電極區塊121b所在的區域）或是下半區域（亦即第三電極區塊121c所在的區域）。舉例來說，如第10圖所示，若偵測第二電極區塊121b具有電容變化而第三電極區塊121c不具有電容變化，則控制電路150可將解析區域鎖定在感應電極組121的上半區域，並接著根據第一電極區塊121a與第二電極區塊121b的電容變化精確地計算出觸控點在第二軸向A2上的第二軸座標。如第11圖所示，若偵測第三電極區塊121c具有電容變化而第二電極區塊121b不具有電容變化，則控制電路150可將解析區域鎖定在感應電極組121的下半區域，並接著根據第一電極區塊121a與第三電極區塊121c的電容變化精確地計算出觸控點在第二軸向A2上的第二軸座標。

於步驟S104中，觸控點在第二軸向A2上的第二軸座標係根據第一電極區塊121a、第二電極區塊121b與第三電極區塊121c的電容變化而計算出。

若控制電路150偵測到第二電極區塊121b與第三電極區塊121c同時具有電容變化，則可確定觸控點是落在感應電極組121的中央區域（亦即第一電極區塊121a、第二電極區塊121b與第三電極區塊121c三者的交界區域）。藉此，控制電路150可將解析區域鎖定在感應電極組121的中央區域，並接著根據第一電極區塊121a、第二電極區塊121b與第三電極區塊121c的電容變化精確地計算出觸控點在第二軸向A2上的第二軸座標。

由以上實施方式可知，包含第一電極區塊121a、第二電極區塊121b與第三電極區塊121c的感應電極組121能讓控制電路150先得知觸控點是位於感應電極組121的上半區域下半區域或中央區域，使得控制電路150的計算區域縮減接近於一半。因此，電子裝置100、200能以相同解析度的類比數位轉換器(ADC)達到傳統觸控裝置兩倍以上的精確度。

由以上對於本創作之具體實施方式之詳述，可以明顯地看出，於本創作的觸控顯示模組中，內嵌於顯示面板內的觸控感應層包含複數個沿著第一軸向依序排列的感應電極組，且感應電極組包含相分離且在第二軸向上交錯排列的第一電極區塊、第二電極區塊以及第三電極區塊。藉此，相較於傳統具有矩陣排列的多個矩形觸控電極的內嵌式觸控顯示器，本創作的電子裝置可大幅減少觸控感應層至控制電路的走線的數量，因而有助於簡化觸控晶片設計，且有助於降低觸控感應層的電極區塊之間的短路風險而提升產品可靠度。此外，由於所使用的走線數量較少，因此觸控感應層無須透過貫孔(via hole)來耦接走線，從而有助於簡化製程而提高生產良率。

雖然本創作已以實施方式揭露如上，然其並不用以限定本創作，任何熟習此技藝者，在不脫離本創作的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100,200:電子裝置 110,210:顯示面板 111:第一偏光層 112,211:下基板 113,213:絕緣層 114:薄膜電晶體層 115:液晶層 116:彩色濾光片 117,215:上基板 118:第二偏光層 120,120A,320:觸控感應層 121,321:感應電極組 121a,321a:第一電極區塊 121b,321b:第二電極區塊 121c,321c:第三電極區塊 122:導電延伸部 130:蓋板 140:走線 150:控制電路 212:金屬導電層 214r,214g,214b:有機發光層 321d:第四電極區塊 AA:可視區 A1:第一軸向 A2:第二軸向 G1:第一間隙 G2:第二間隙 R:局部區域 SP:子畫素 S101~S104:步驟

為讓本創作之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖為繪示根據本創作一實施方式之電子裝置的面剖示意圖。 第2圖為繪示根據本創作另一實施方式之電子裝置的面剖示意圖。 第3圖為繪示第1圖中之觸控感應層於一實施方式中的正視圖。 第4圖為繪示第3圖的局部區域的放大圖。 第5圖為繪示電子裝置於一實施方式中的功能方塊圖。 第6圖為繪示根據本創作另一實施方式之觸控感應層的正視圖。 第7圖為繪示根據本創作另一實施方式之觸控感應層的正視圖。 第8圖為繪示電子裝置於另一實施方式中的功能方塊圖。 第9圖為繪示根據本創作一實施方式之觸控位置偵測方法的流程圖。 第10圖為感應電極組的不同部分因觸控而產生電容變化的示意圖。 第11圖為感應電極組的不同部分因觸控而產生電容變化的另一示意圖。 第12圖為感應電極組的不同部分因觸控而產生電容變化的另一示意圖。

120:觸控感應層

121:感應電極組

121a:第一電極區塊

121b:第二電極區塊

121c:第三電極區塊

AA:可視區

A1:第一軸向

A2:第二軸向

G1:第一間隙

G2:第二間隙

R:局部區域

Claims (12)

1. 一種觸控顯示模組，包含： 一顯示面板；以及 一觸控感應層，內嵌於該顯示面板內，並包含複數個感應電極組，該些感應電極組沿著一第一軸向依序排列，該些感應電極組中之一者包含相分離的一第一電極區塊、一第二電極區塊以及一第三電極區塊，其中該第一電極區塊在該第一軸向上位於該第二電極區塊與該第三電極區塊的同一側，並在垂直於該第一軸向之一第二軸向上位於該第二電極區塊與該第三電極區塊之間。
2. 如請求項1所述之觸控顯示模組，其中該顯示面板具有一可視區，該第二電極區塊與該第三電極區塊分別由該可視區的相對兩邊緣相向延伸。
3. 如請求項1所述之觸控顯示模組，其中該第一電極區塊與該第二電極區塊之間形成一第一間隙，該第一電極區塊與該第三電極區塊之間形成一第二間隙，該第一間隙與該第二間隙的延伸方向相對於該第一軸向與該第二軸向傾斜。
4. 如請求項3所述之觸控顯示模組，其中該第一間隙的一端與該第二間隙的一端相連通。
5. 如請求項3所述之觸控顯示模組，其中該第一間隙與該第二間隙中之至少一者的輪廓呈鋸齒狀。
6. 如請求項1所述之觸控顯示模組，其中該顯示面板具有一可視區，該些感應電極組中之該者進一步包含兩導電延伸部，該兩導電延伸部連接該第一電極區塊、該第二電極區塊與該第三電極區塊中之一者，並延伸至該可視區外。
7. 如請求項1所述之觸控顯示模組，其中該些感應電極組中之該者進一步包含一第四電極區塊，該第四電極區塊在該第二軸向上位於該第二電極區塊與該第三電極區塊之間，且該第二電極區塊與該第三電極區塊在該第一軸向上位於該第一電極區塊與該第四電極區塊之間。
8. 如請求項7所述之觸控顯示模組，其中該第一電極區塊、該第二電極區塊、該第三電極區塊與該第四電極區塊係環狀排列。
9. 如請求項1所述之觸控顯示模組，其中該第一電極區塊、該第二電極區塊與該第三電極區塊中之至少一者的外緣輪廓實質上為三角形。
10. 如請求項1所述之觸控顯示模組，其中該顯示面板的全部子畫素在該觸控感應層上的正投影係位於該些感應電極組的範圍之內。
11. 如請求項1所述之觸控顯示模組，其中該顯示面板為一液晶顯示面板或一有機發光二極體顯示面板。
12. 一種電子裝置，包含： 一如請求項1至11任一所述之觸控顯示模組；以及 一蓋板，設置於該觸控顯示模組上。

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