TWI479361B

TWI479361B - 顯示模組及電子裝置

Info

Publication number: TWI479361B
Application number: TW101107925A
Authority: TW
Inventors: Cheng Lung Tsai
Original assignee: Innocom Tech Shenzhen Co Ltd; Innolux Corp
Priority date: 2012-03-08
Filing date: 2012-03-08
Publication date: 2015-04-01
Also published as: TW201337638A

Description

顯示模組及電子裝置

本發明係關於一種顯示模組及電子裝置，特別關於一種具近距感測能力的顯示模組及電子裝置。

可攜式電子裝置如行動電話或平板電腦等目前已內建有效能強大的處理元件，並安裝有友善的觸控顯示介面，以供使用者能更容易的操作。

以行動電話及平板電腦來說，使用者可在觸控顯示介面上點選、或圈選物件或程式，並可利用滑移、畫圈圈等手勢來下達指令，行動電話根據使用者的操作輸入在觸控顯示介面上顯示出對應的執行結果。然而，當使用者手持行動電話通話時，通常會將臉貼近行動電話，導致觸控顯示介面容易被誤觸。另外，行動電話及平板電腦的觸控顯示介面是要使用者觸碰才能產生有效的輸入，其通常不具備近距感測的能力。因此，使用者仍無法以非接觸的方式操控行動電話及平板電腦。

因此，如何提供一種顯示模組及電子裝置，能夠具備近距感測能力，實為當前重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種顯示模組及電子裝置，能夠具備近距感測能力。

為達上述目的，依據本發明之一種顯示模組具有一非顯示區，其包括一近接感測結構以及一控制單元，近接感測結構位於非顯示區上，其中相鄰的近接感測結構的面積相異，控制單元電性連接近接感測結構。

為達上述目的，依據本發明之一種電子裝置包括一顯示模組、複數個近接感測結構以及一控制單元，顯示模組具有一非顯示區，近接感測結構位於非顯示區，其中相鄰的近接感測結構的面積相異，控制單元電性連接近接感測結構。

在實施例中，各近接感測結構係分別與一外部物體形成一第一電容，各第一電容之容量係代表對應的各近接感測結構與外部物體的接近程度。

在實施例中，各近接感測結構係分別與一接地形成一第二電容。

在實施例中，控制單元根據第一電容與第二電容之總電容值變化判斷外部物體係接近或遠離顯示模組。

在實施例中，控制單元根據第一電容的電容值變化判斷外部物體的一滑移動作。例如，控制單元根據總電容值與一背景值比較以判斷接近動作的發生與否。另外，控制單元亦可根據總電容值的變化量趨勢來判斷滑移動作的發生與否或方向。

在實施例中，相鄰的近接感測結構形狀相異，例如各相鄰的近接感測結構分別具有不同的面積或形狀，舉例來說，至少一個近接感測結構係梳狀、至少一個近接感測結構係實心狀、或至少一個近接感測結構係成對互嵌的梳狀。

在實施例中，近接感測結構係串聯或並聯。

在實施例中，顯示模組更包括一框體，近接感測結構設置於框體內。顯示模組可更包括一面板，面板設置於框體內並具有一顯示區，其中非顯示區與顯示區不重疊。

承上所述，由於本發明之顯示模組及電子裝置中，相鄰的近接感測結構的面積相異，因而可形成不同容量的電容，因此，利用近接感測結構可得知近距感測的結果，外部物體接近時相對於近接感測結構的位置因而測得。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種顯示模組及電子裝置，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

圖1為本發明較佳實施例之一種顯示模組的示意圖，如圖1所示，顯示模組1包括一非顯示區10、一近接感測結構11～13、一控制單元14、一框體15以及一顯示單元16。

近接感測結構11～13位於非顯示區10上，相鄰的近接感測結構11～13的面積相異，因而可形成不同容量的電容。另外，各近接感測結構11～13與相鄰的近接感測結構可分別具有不同的形狀，因而形成不同容量的電容。

各近接感測結構11～13係作為感應電容的一端電極，分別能與一外部物體形成電容，形成的電容例如是投射式感應電容，各電容之容量係代表對應的各近接感測結構11～13與外部物體的接近程度。

近接感測結構11～13設置於框體15內，其位置可靠近顯示模組1整體的一側邊，顯示單元16設置於框體15內並具有一顯示區160，非顯示區10與顯示區160不重疊，即近接感測結構11不會遮住顯示區160，使用者可直接看到顯示區160，因此，獨立設置的近接感測結構11不會妨礙顯示單元16供使用者觀看或操作。

控制單元14電性連接近接感測結構11～13以偵測電容值，藉以判斷是否有外部物體接近以及概略判斷外部物體接近的位置或移動方向。舉例來說，控制單元14可根據電容值判斷一接近動作或一滑移動作。例如，控制單元14根據近接感測結構11～13之總電容值與一背景值比較以判斷接近動作的發生與否，其亦可根據總電容值的變化量趨勢來判斷滑移動作的發生與否或方向。

顯示單元16包括一顯示面板供顯示畫面。另外，顯示單元16可包括顯示面板及一觸控面板，觸控面板設置於顯示面板上，觸控面板係受外部物體觸碰後產生輸入信號，其可以是電容式觸控面板、或電阻式觸控面板。其主要具有多個感測線路，感測線路的單位感應圖樣可以設定為菱形狀、線狀等。控制單元14可電性連接觸控面板來接收輸入信號。舉例來說，單位感應圖樣的形狀若是一般常見的菱形，其尺寸大約是對角線為6mm，面積約18mm² ，相較於此，近接感測結構11～13的面積可設計為大於單位感應圖樣的面積，即近接感測結構11～13設計為較觸控面板能感應到更遠的外部物體。結構上，觸控面板可採用單片外掛式結構如視窗整合式觸碰感應器(Window Integrated Sensor，WIS)之、或兩片玻璃型/多片玻璃膠膜型(Glass-Glass，GG type/Glass-Film-Film，GFF type)。

在本實施例中，近接感測結構11～13係獨立於顯示單元16，而非整合於顯示單元16的線路中。在另一實施例中，近接感測結構11～13亦可整合於顯示單元16的線路中，例如是整合於觸控面板的感應線路中，不過，近接感測結構11～13仍不會佔據顯示區160內的線路。

圖2為本發明較佳實施例之一種顯示模組的近接感測結構的結構示意圖，如圖2所示，在本實施例中，近接感測結構11係成對互嵌的梳狀，近接感測結構12係實心狀，近接感測結構13係梳狀，這些近接感測結構11～13的形狀與面積皆不同，疏密的程度亦也不同，因此，相鄰的近接感測結構可設定為分別形成不同大小的電容。另外，近接感測結構的圖案形狀亦可以是螺旋狀等圖案。

在本實施例中，各近接感測結構11～13係串聯連接，控制單元14透過線路連接近接感測結構11～13的尾端。在其他實施態樣中，近接感測結構11～13亦可彼此並聯。

圖3A與圖3B為本發明較佳實施例之一種顯示模組的近接感測結構的等效電容的示意圖，如圖3A所示，當沒有外部物體接近時，近接感測結構11～13對接地或對環境分別形成背景電容C_B1 ～C_B3 。在本實施例中，各近接感測結構11～13係連接在同一端，背景電容C_B1 ～C_B3 為並聯，控制單元14透過線路連接近接感測結構11～13的尾端，藉以偵測此時近接感測結構11～13形成的電容之總電容值。此時，偵測到的信號S代表的是背景電容C_B1 ～C_B3 之總電容值，其可作為一基礎值供判讀是否有外部物體接近。控制單元14可根據信號S將此時的總電容值當作一背景值。

如圖3B所示，當有外部物體接近時，近接感測結構11的各近接感測結構11～13除了如圖3A形成背景電容之外，其亦對在不同位置A、B、C的外部物體分別形成感應電容C_S1 ～C_S3 ，此時，偵測到的信號S代表的是背景電容C_B1 ～C_B3 與各感應電容C_S1 ～C_S3 之總電容值。若圖3B中信號S代表的總電容值大於圖3A中信號S代表的總電容值，則可判斷出有外部物體接近。感應電容C_S1 ～C_S3 之電容值因外部物件與近接感測結構11～13之距離呈反比。當外部物件越接近顯示模組1，其與近接感測結構11～13之距離亦越小，使得感應電容增大。當外部物件接近顯示模組1使得感應電容值增大到一定程度，感應電容可作為偵測外部物件接近的有效信號。外部物體在位置A、B、C時，其相對於近接感測結構11～13的距離都一樣，但個別對應形成的感應電容C_S1 ～C_S3 之電容值具有不同的大小，因而可作為偵測外部物件接近哪個近接感測結構11～13的有效信號。

信號S係代表感應電容C_S1 ～C_S3 與C_B1 ～C_B3 之總電容值，控制單元14接收信號S並根據感應電容C_S1 ～C_S3 與C_B1 ～C_B3 之總電容值變化判斷外部物體係接近或遠離顯示模組1，例如控制單元14將信號S與背景值比較以判斷接近動作的發生與否。另外，控制單元14亦可根據信號S的變化量趨勢來判斷滑移動作的發生與否或方向。

圖4A與圖4B為圖3B中電容值供偵測的一示意圖，如圖4A與圖4B所示，控制單元14可根據感應電容C_S1 ～C_S3 的電容值變化判斷外部物體的一滑移動作，藉以偵測滑移動作的發生與否或方向。在圖2中能形成感應電容的電容值大小的順序為近接感測結構12＞近接感測結構11＞近接感測結構13，因此，受到外部物體接近而偵測到的信號S的變化若如圖4A則可得知外部物體由位置A移到位置C；若偵測到的信號S的變化如圖4B剛好與圖4A相反則可得知外部物體由位置C移到位置A。因而可判斷出滑移動作的發生與否或方向。

圖5為本發明較佳實施例之一種電子裝置的示意圖，如圖5所示，一電子裝置2包括一非顯示區20、一近接感測結構21～23、一殼體25以及一顯示單元26，近接感測結構21～23位於非顯示區20上，非顯示區20不與顯示單元26之一顯示區260重疊，相鄰的近接感測結構21～23的面積相異因而可用來形成不同容量的電容。近接感測結構21～23係設至於殼體25內被殼體25遮住，因而不會讓使用者直接看到。

圖6為圖5之電子裝置2的區塊圖，電子裝置更包括一控制單元24，顯示單元26包括一觸控面板261以及一顯示面板262，控制單元24及顯示單元26設置於殼體25內，觸控面板261位於顯示面板262之顯示面上，控制單元24電性連接近接感測結構21～23以偵測電容值，控制單元24電性連接觸控面板261，其可接收從觸控面板261產生的輸入信號，顯示區260除了作為顯示面板262提供畫面顯示的區域之外，其亦作為係觸控面板261提供觸控輸入功能的區域。控制單元24根據近接感測結構21～23與外部物體間的電容值判斷一接近動作或一滑移動作。例如，控制單元24根據總電容值與背景值比較以判斷接近動作的發生與否。另外，控制單元22亦可根據總電容值的變化量趨勢來判斷滑移動作的發生與否或方向。控制單元24電性連接顯示面板262，其係控制顯示面板262的顯示與否。顯示面板262可以是平面顯示面板，例如液晶顯示面板、電激發光顯示面板、或電漿顯示面板等等。觸控面板261與顯示面板262可如前述整合為一個觸控顯示單元或觸控顯示模組；或者是，觸控面板261與顯示面板262即直接整合為同一個面板，即內嵌式觸控面板(in-cell touch panel)。由於近接感測結構21～23、控制單元24、殼體25、顯示單元26與前述顯示模組1之對應元件具有相同或類似的功能、結構、設計，故此不再贅述細節。

電子裝置2可以是一般消費者購買、搬運、使用的終端消費產品，例如是行動電話或平板電腦等可攜式電子裝置，殼體25係終端消費產品的外殼，通常殼體25之外不會再以其他額外的殼體來包覆。

近接感測結構21～23用來偵測電子裝置2的近端是否有外部物體接近，並可偵測外部物體的移動或位置。電子裝置2無須額外添加體態感應裝置，又能夠讓顯示裝置具備體態感應的功能。

電子裝置2以行動電話及平板電腦的應用來說，控制單元24可根據近接感測結構21～23的感應結果來提供頁面滑移或遠端控制，例如遠距離的控制螢幕作為更換頁面或者圖片的控制動作。使用者不需要直接碰觸螢幕即可控制觸控面板261進行簡單的手勢(gesture)動作。此種偵測可應用於使用者手勢、或選項選擇、或翻頁的判斷。

電子裝置2以行動電話的應用來說，近接感測結構21～23的偵測結果可供開/關顯示面板262的判讀之用。以及禁用觸控面板261的觸控功能。舉例來說，當行動電話僅供語音通話時，在一般情況下使用者的臉部會貼近行動電話來聆聽通話內容，因而不會繼續觀看顯示器，故可關閉觸控面板261來節省電力。故當控制單元24根據近接感測結構21～23之電容值偵測到外部物體接近電子裝置2時，控制單元24係關閉顯示面板262。

另外，臉部接近電子裝置2亦會容易發生誤觸，尤其是當觸控面板261採用電容式觸控面板時，通話時臉部過度貼近觸控面板261會造成電容感應。為了避免通話時使用者的臉貼近手機對觸控面板造成錯誤的輸入動作，故在通話時觸控面板的觸控輸入功能需要禁能以防止誤動作。故當控制單元24根據近接感測結構21～23之電容值偵測到外部物體接近電子裝置2時，控制單元24係將觸控面板261的觸控輸入功能禁能。

綜上所述，由於本發明之顯示模組及電子裝置中，近接感測結構內二個相鄰的電極區域係分別設定為形成不同容量的一電容，因此，利用近接感測結構可得知近距感測的結果，外部物體接近時相對於近接感測結構的位置因而測得。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧顯示模組

10‧‧‧非顯示區

11~13‧‧‧近接感測結構

14‧‧‧控制單元

15‧‧‧框體

16‧‧‧面板

160‧‧‧顯示區

2‧‧‧電子裝置

20‧‧‧非顯示區

21~23‧‧‧近接感測結構

24‧‧‧控制單元

25‧‧‧殼體

26‧‧‧顯示單元

260‧‧‧顯示區

261‧‧‧觸控面板

262‧‧‧顯示面板

A~C‧‧‧位置

C_B1 ~C_B3 ‧‧‧背景電容

C_S1 ~C_S3 ‧‧‧感應電容

S‧‧‧信號

圖1為本發明較佳實施例之一種顯示模組的示意圖；

圖2為圖1中近接感測結構的電極區域的佈局示意圖；

圖3A與圖3B為圖1中近接感測結構的電極區域的等效電路圖；

圖4A與圖4B為圖3B中電容值供偵測的一示意圖；

圖5為本發明較佳實施例之一種電子裝置的示意圖；以及

圖6為圖5之電子裝置的區塊圖。

1．．．顯示模組

10．．．非顯示區

11～13．．．近接感測結構

14．．．控制單元

15．．．框體

16．．．顯示單元

160．．．顯示區

Claims

一種顯示模組，具有一非顯示區，包括：複數個近接感測結構，位於該非顯示區上以非接觸式感測來偵測一外部物體的移動，其中相鄰的該等近接感測結構的面積相異；以及一控制單元，電性連接該等近接感測結構。
如申請專利範圍第1項所述之顯示模組，其中，各該等近接感測結構係分別與該外部物體形成一第一電容，各該等第一電容之容量係代表對應的各該等近接感測結構與該外部物體的接近程度。
如申請專利範圍第2項所述之顯示模組，其中各該等近接感測結構係分別與一接地形成一第二電容。
如申請專利範圍第3項所述之顯示模組，其中該控制單元根據該等第一電容與該等第二電容之總電容值變化判斷該外部物體係接近或遠離該顯示模組。
如申請專利範圍第2項所述之顯示模組，其中該控制單元根據該等第一電容的電容值變化判斷該外部物體的一滑移動作。
如申請專利範圍第1項所述之顯示模組，其中相鄰的該等近接感測結構形狀相異。
如申請專利範圍第1項所述之顯示模組，其中該等近接感測結構係串聯或並聯。
如申請專利範圍第1項所述之顯示模組，其中至少一個該等近接感測結構係梳狀、實心狀、或成對互嵌的梳狀。
一種電子裝置，包括：一殼體；一顯示面板，位於該殼體內；複數個近接感測結構，位於該殼體內且被該殼體遮蔽，並用以非接觸式感測來偵測一外部物體的移動，其中相鄰的該等近接感測結構的面積相異；以及一控制單元，電性連接該等近接感測結構與該顯示面板。
如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中相鄰的該等近接感測結構的形狀相異。