TWI786865B

TWI786865B - 複合式觸控顯示模組

Info

Publication number: TWI786865B
Application number: TW110136958A
Authority: TW
Inventors: 李湘耘; 蔡永誠; 李建樂; 張世鴻; 張友鴻
Original assignee: 智晶光電股份有限公司
Priority date: 2021-10-05
Filing date: 2021-10-05
Publication date: 2022-12-11
Also published as: TW202316255A

Abstract

本發明提供一種複合式觸控顯示模組，包括：觸控面板及異常偵測單元。所述觸控面板設置有電容觸控感測元件及光感測式觸控元件。所述異常偵測單元電性連接於電容觸控感測元件及光感測式觸控元件，並可依據電容觸控感測元件偵測數值進行觸控模式的切換。

Description

複合式觸控顯示模組

本發明係關於一種輸入裝置，尤指一種具有觸控功能的顯示模組。

有機發光二極體已被廣泛的應用於可攜式的電子裝置，例如：遊戲機、手機、PDA、智慧手錶或智慧手環等。

而依據有機發光二極體顯示模組的出光的形式，大致上可分為向上發光、向下發光及全穿透式發光。此外，具觸控功能的有機發光二極體顯示模組則是依據感測方式的不同，可區分為：電阻式觸控、電容式觸控、光學式觸控等…。由於電容式觸控具有反應時間快、使用壽明長等優點，目前市面上的可攜式電子產品大多都是採用電容式觸控的設計。

雖然電容式觸控具有反應時間快的操作優點，但相對的，電容式觸控也較容易受到外在環境因素的影響，舉例而言，若有水滴落在觸控表面，可能會導致電容感測之偵測數值超過臨界值，導致觸控功能無法正常地運作。

是以，如何有提供一種可在不同的環境狀態下進行觸控操作的觸控顯示模組，為本發明欲解決的技術課題。

本發明之主要目的，在於提供一種複合式觸控顯示模組，並可利用複合之觸控功能，使複合式觸控顯示模組可於不同的異常環境狀態下可繼續進行使用觸控操作。

為達前述之目的，本發明提供一種複合式觸控顯示模組，包括：觸控面板，包括：顯示區，設置有被動有機發光二極體顯示元件，被動有機發光二極體顯示元件包括：第一像素電極層；第二像素電極層；以及有機發光材料層，形成於第一像素電極層及第二像素電極層之間；以及非顯示區，圍繞顯示區，設置有二光感測式觸控元件；以及異常偵測單元，電性連接於被動有機發光二極體顯示元件及光感測式觸控元件；其中，第一像素電極層及第二像素電極層中之一者可作為自電容觸控感測元件，異常偵測單元用以偵測自電容觸控感測元件之偵測數值是否超過臨界值，以判斷是否切換至光感測式觸控元件。

於上述較佳實施方式中，其中觸控面板包括基板及下蓋板，基板具有相對的第一表面及第二表面，下蓋板具有相對的第三表面及第四表面，第二表面與第三表面相對，且第一像素電極層、有機發光材料層及第二像素電極層依序形成於第二表面之上。

於上述較佳實施方式中，其中光感測式觸控元件形成於第二表面之上。

於上述較佳實施方式中，其中光感測式觸控元件包括第一感光電極層、有機光敏材料層及第二感光電極層。

於上述較佳實施方式中，其進一步包括偏光片，偏光片設置於第一表面之上。

於上述較佳實施方式中，其進一步包括電路板，異常偵測單元設置於電路板之上，且電路板與觸控面板電性連接。

於上述較佳實施方式中，其中偵測數值超過臨界值時，光感測式觸控元件偵測是否有物體觸碰非顯示區，若是則輸出第二觸控訊號。

於上述較佳實施方式中，其中偵測數值未過臨界值時，自電容感測觸控元件偵測是否有物體觸碰顯示區，若是則輸出第一觸控訊號。

本發明另提供一種複合式觸控顯示模組，包括：觸控面板，包括：顯示區，設置有被動有機發光二極體顯示元件；以及非顯示區，圍繞顯示區，設置有二光感測式觸控元件；電容觸控感測元件，設置於觸控面板之上；以及異常偵測單元，電性連接於光感測式觸控元件及電容觸控感測元件；其中，異常偵測單元用以偵測電容觸控感測元件的偵測數值是否超過臨界值，以判斷是否切換至光感測式觸控元件。

於上述較佳實施方式中，其中觸控面板包括基板及下蓋板，基板具有相對的第一表面及第二表面，下蓋板具有相對的第三表面及第四表面，第二表面與第三表面相對，且光感測式觸控元件形成於第二表面之上。

於上述較佳實施方式中，其中電容觸控感測元件設置於第一表面之上。

於上述較佳實施方式中，其進一步包括偏光片，偏光片設置於電容觸控感測元件之上。

於上述較佳實施方式中，其進一步包括偏光片，偏光片設置於電容觸控感測元件與基板之間。

於上述較佳實施方式中，其進一步包括上蓋板，上蓋板配置於基板上方，用以覆蓋偏光片及電容觸控感測元件。

於上述較佳實施方式中，其進一步包括二光學膠層，光學膠層分別形成於偏光片與電容觸控感測元件之間及電容觸控感測元件與上蓋板之間。

於上述較佳實施方式中，其中偵測數值未過臨界值時，電容觸控感測元件偵測是否有物體觸碰顯示區或非顯示區，若是則輸出第一觸控訊號。

本發明的有益效果在於，所提供之複合式觸控顯示模組配備有光感測式觸控及電容觸控感測式之複合觸控功能，且可依據不同異常環境狀態自動進行觸控模式的切換，讓使用者在不同的環境下仍可繼續進行觸控操作。

本發明的優點及特徵以及達到其方法將參照例示性實施例及附圖進行更詳細的描述而更容易理解。然而，本發明可以不同形式來實現且不應被理解僅限於此處所陳述的實施例。相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的此些實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇。

首先，請參閱圖1A及圖1B所示，圖1A係為本發明所提供之複合式觸控顯示模組的俯視圖；圖1B係為圖1A的複合式觸控顯示模組中，沿A-A’ 線段之剖面示意圖的第一實施例。所述複合式觸控顯示模組1包括：觸控面板10、偏光片20、電路板80及異常偵測單元90。所述觸控面板10具有顯示區DP及圍繞顯示區DP的非顯示區ND，其包括：基板11、被動有機發光二極體顯示元件12、光感測式觸控元件13及下蓋板14，其中被動有機發光二極體顯示元件12位於顯示區DP之中；光感測式觸控元件13則位於非顯示區ND之中。於本實施例中，異常偵測單元90為微控制器(Microcontroller Unit,MCU)，並設置於電路板80之上，且電路板80與觸控面板10電性連接。而異常偵測單元90則控制及切換被動有機發光二極體顯示元件12及光感測式觸控元件13的運作。在其它可能的實施方式中，異常偵測單元90亦可直接配置於觸控面板10的非顯示區ND之中，而不以本實施例所提出的實施方式為限。

所述基板11具有相對的第一表面111及第二表面112；下蓋板14則具有相對的第三表面141及第四表面142，且第二表面112與第三表面141相對。所述偏光片20則設置於第一表面111之上，其用於提升被動有機發光二極體顯示元件12所射出之影像光線，以及自周遭環境射入觸控面板10之環境光線的指向性。

所述被動有機發光二極體顯示元件12用於顯示影像，其包括：第一像素電極層121、第二像素電極層122及形成於第一像素電極層121及第二像素電極層122之間的有機發光材料層123，且第一像素電極層121、有機發光材料層123及第二像素電極層122會依序形成於對應於顯示區DP的第二表面112之上。其中，第一像素電極層121內包括複數個第一像素電極串列(未示於圖中)；有機發光材料層123內包括複數個發光材料串列(未示於圖中)；第二像素電極層122內包括複數個第二像素電極串列(未示於圖中)，而像素電極串列及發光材料串列可藉由絕緣層(未示於圖中)及阻隔單元(未示於圖中)區隔以形成多個像素單元，且異常偵測單元90可藉由複數個導線(未示於圖中)電性連接於第一像素電極層121及第二像素電極層122中的各像素電極串列。本發明所提供之被動有機發光二極體顯示元件12係由本領域技術人員已知的製程所製作，在此就不再進行贅述。

於本實施例中，基板11為透明基板，且第一像素電極層121為透明電極層，複合式觸控顯示模組1則為向上方發光並進行顯示的形式。於另一實施方式中，基板11及下蓋板14均為透明，且第一像素電極層121及第二像素電極層122亦均為透明電極，使得複合式觸控顯示模組1為同時朝上下方發光之全透光的顯示形式。所述透明電極層係由透明導電氧化物(Transparent Conductive Oxide, TCO)，例如：氧化銦錫(Indium Tin Oxide, ITO)、氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide, IZO)、氧化鋅(Zinc Oxide, ZnO)或二氧化錫(SnO ₂)所製成。

另一方面，所述異常偵測單元90可將第一像素電極層121及第二像素電極層122中之一者當作自電容觸控感測元件，使被動有機發光二極體顯示元件12同時具備影像顯示及觸控的功能。而異常偵測單元90則可讀取所述自電容觸控感測元件(即第一像素電極層121或第二像素電極層122)偵測物體(例如：手指)於觸碰顯示區DP之偏光片20，或於顯示區DP之偏光片20上滑動時所產生自電容的變化量，進而輸出第一觸控訊號。

請繼續參閱圖1B。所述光感測式觸控元件13包括：第一感光電極層131、第二感光電極層132及形成於第一感光電極層131與第二感光電極層132之間有機光敏材料層133，且第一感光電極層131、有機光敏材料層133及第二感光電極層132會依序形成於對應於非顯示區ND的第二表面112之上。另一方面，第一感光電極層131為與第一像素電極層121之材質相同的透明電極，使得有機光敏材料層133可接收從基板11方向射入的環境光線。於另一實施方式中，基板11及下蓋板14均為透明，且第一感光電極層131及第二感光電極層132亦均為透明電極，使得有機光敏材料層133可接收從基板11方向、或下蓋板14方向射入的環境光線。需說明的是，於製作觸控面板10時，可同時形成被動有機發光二極體顯示元件12及光感測式觸控元件13的各層結構，或先後形成被動有機發光二極體顯示元件12及光感測式觸控元件13的各層結構。

另一方面，異常偵測單元90則可讀取光感測式觸控元件13於偵測物體(例如：手指)於觸碰非顯示區ND或於非顯示區ND間滑動時，因手指遮擋環境光線所產生光電轉換的變化量，進而輸出第二觸控訊號。

請一併參閱圖1B及圖2所示。圖2係為本發明複合式觸控顯示模組之第一實施例的觸控切換流程圖。首先，偵測自電容觸控感測元件(即第一像素電極層121或第二像素電極層122)之偵測數值是否超過臨界值(步驟S100)。於步驟S100中，若判定結過為否，表示使用者在正常環境狀態下使用複合式觸控顯示模組1。接著，以自電容觸控感測元件偵測是否有物體觸碰顯示區DP(步驟S101)。於步驟S101中，若判定結果為是，則輸出第一觸控訊號(步驟S102) ，所輸出第一觸控訊號可用於控制顯示區DP所顯示的影像狀態；於步驟S101中，若判定結果為否，則回到步驟S100。

於步驟S100中，若判定結過為是，則表示使用者可能未在正常環境狀態下使用複合式觸控顯示模組1，例如：有水滴落在顯示區DP之偏光片20之上，或使用者在水中，如游泳池內使用複合式觸控顯示模組1，造成自電容觸控感測元件之偵測數值超過臨界值。此時，異常偵測單元90進行觸控切換，以光感測式觸控元件13偵測是否有物體觸碰非顯示區ND(步驟S103)。於步驟S103中，若判定結果為是，則輸出第二觸控訊號(步驟S102)。舉例而言，使用者可將手指放置於左側的非顯示區ND之上，手指則會遮擋環境光線，使環境光線無法射入左側的非顯示區ND，此時左側的光感測式觸控元件13會偵測到環境光線下降，便能輸出選項向左移動或畫面向左滑動的第二觸控訊號，來控制顯示區DP所顯示的影像狀態；又或者，使用者的手指由左側的非顯示區ND滑動至右側的非顯示區ND，便能輸出畫面向右滑動的第二觸控訊號。於步驟S103中，若判定結果為否，亦會回到步驟S100。

請參閱圖3所示，圖3係為圖1A的複合式觸控顯示模組中，沿A-A’ 線段之剖面示意圖的第二實施例。圖3中各元件及功能與圖1B大致相同，在此就不再進行贅述，唯，差異之處在於，被動有機發光二極體顯示元件12之第一像素電極層121及第二像素電極層122並未作自電容感測元件，而是另於基板11的第一表面111設置電容觸控感測元件30。所述電容觸控感測元件30係以on-cell形式設置，且同時覆蓋顯示區DP及非顯示區ND，而偏光片20則設置於電容觸控感測元件30之上。所述電容觸控感測元件30的觸控模式可為：自電容式或互電容式。

請一併參閱圖3及圖4所示。圖4係為本發明複合式觸控顯示模組之第二實施例的觸控切換流程圖。圖4中各步驟與圖2相同，在此就不再進行贅述，唯，差異之處在於，由於電容觸控感測元件30覆蓋顯示區DP及非顯示區ND，因此於步驟S101’中，係以電容觸控感測元件30偵測是否有物體觸碰顯示區DP或非顯示區ND，來判斷是否輸出第一觸控訊號(步驟S102’)。

請參閱圖5所示，圖5係為圖1A的複合式觸控顯示模組中，沿A-A’ 線段之剖面示意圖的第三實施例。圖5中各元件及功能與圖3大致相同，在此就不再進行贅述，唯，差異之處在於，本實施例另包括一個上蓋板40，且上蓋板40配置於基板11上方，用以覆蓋偏光片20及電容觸控感測元件30，而電容觸控感測元件30係以out-cell形式設置。所述偏光片20設置於基板11之上，電容觸控感測元件30則設置於偏光片20之上，且偏光片20與電容觸控感測元件30間形成有一光學膠層(OCA)G1，所述光學膠層G1用於黏合偏光片20與電容觸控感測元件30。此外，電容觸控感測元件30與上蓋板40間形成有另一光學膠層G2，所述光學膠層G2用於黏合電容觸控感測元件30與上蓋板40。另一方面，第三實施例之觸控切換流程圖與第二實施例相同，在此就不再進行贅述。

相較於習知技術，本發明所提供之複合式觸控顯示模組配備有光感測式觸控及電容觸控感測式之複合觸控功能，且可依據不同異常環境狀態自動進行觸控模式的切換，讓使用者在不同的異常環境下仍可繼續進行觸控操作；故，本發明實為一極具產業價值之創作。

本發明得由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護。

DP:顯示區 ND:非顯示區 G1、G2:光學膠層 S100~S104、S100’~S104’:步驟 1:複合式觸控顯示模組 10:觸控面板 11:基板 111:第一表面 112:第二表面 12:被動有機發光二極體顯示元件 121:第一像素電極層 122:第二像素電極層 123:有機發光材料層 13:光感測式觸控元件 131:第一感光電極層 132:第二感光電極層 133:有機光敏材料層 14:下蓋板 141:第三表面 142:第四表面 20:偏光片 30:電容觸控感測元件 40:上蓋板 80:電路板 90:異常偵測單元

圖1A：係為本發明所提供之複合式觸控顯示模組的俯視圖；圖1B：係為圖1A的複合式觸控顯示模組中，沿A-A’ 線段之剖面示意圖的第一實施例；

圖2：係為本發明複合式觸控顯示模組之第一實施例的觸控切換流程圖；

圖3：係為圖1A的複合式觸控顯示模組中，沿A-A’ 線段之剖面示意圖的第二實施例；

圖4：係為本發明複合式觸控顯示模組之第二實施例的觸控切換流程圖；以及

圖5：係為圖1A的複合式觸控顯示模組中，沿A-A’ 線段之剖面示意圖的第三實施例。

DP:顯示區

ND:非顯示區

1:複合式觸控顯示模組

10:觸控面板

11:基板

111:第一表面

112:第二表面

12:被動有機發光二極體顯示元件

121:第一像素電極層

122:第二像素電極層

123:有機發光材料層

13:光感測式觸控元件

131:第一感光電極層

132:第二感光電極層

133:有機光敏材料層

14:下蓋板

141:第三表面

142:第四表面

20:偏光片

Claims

一種複合式觸控顯示模組，包括：一觸控面板，包括：一顯示區，設置有一被動有機發光二極體顯示元件，該被動有機發光二極體顯示元件包括：一第一像素電極層；一第二像素電極層；以及一有機發光材料層，形成於該第一像素電極層及該第二像素電極層之間；以及一非顯示區，圍繞該顯示區，設置有至少二光感測式觸控元件；以及一異常偵測單元，電性連接於該被動有機發光二極體顯示元件及該至少二光感測式觸控元件；其中，該第一像素電極層及該第二像素電極層中之一者可作為一自電容觸控感測元件，該異常偵測單元用以偵測該自電容觸控感測元件之一偵測數值是否超過臨界值，以判斷是否切換至該至少二光感測式觸控元件。
如申請專利範圍第1項所述之複合式觸控顯示模組，其中該觸控面板包括一基板及一下蓋板，該基板具有相對的一第一表面及一第二表面，該下蓋板具有相對的一第三表面及一第四表面，該第二表面與該第三表面相對，且該第一像素電極層、該有機發光材料層及該第二像素電極層依序形成於該第二表面之上。
如申請專利範圍第2項所述之複合式觸控顯示模組，其中該至少二光感測式觸控元件形成於該第二表面之上。
如申請專利範圍第3項所述之複合式觸控顯示模組，其中該至少二光感測式觸控元件包括一第一感光電極層、一有機光敏材料層及一第二感光電極層。
如申請專利範圍第2項所述之複合式觸控顯示模組，其進一步包括一偏光片，該偏光片設置於該第一表面之上。
如申請專利範圍第1項所述之複合式觸控顯示模組，其進一步包括一電路板，該異常偵測單元設置於該電路板之上，且該電路板與該觸控面板電性連接。
如申請專利範圍第1項所述之複合式觸控顯示模組，其中該偵測數值超過臨界值時，該至少二光感測式觸控元件偵測是否有物體觸碰該非顯示區，若是則輸出一第二觸控訊號。
如申請專利範圍第1項所述之複合式觸控顯示模組，其中該偵測數值未過臨界值時，該自電容觸控感測元件偵測是否有物體觸碰該顯示區，若是則輸出一第一觸控訊號。
一種複合式觸控顯示模組，包括：一觸控面板，包括：一顯示區，設置有一被動有機發光二極體顯示元件；以及一非顯示區，圍繞該顯示區，設置有至少二光感測式觸控元件；一電容觸控感測元件，設置於該觸控面板之上；以及一異常偵測單元，電性連接於該至少二光感測式觸控元件及該電容觸控感測元件；其中，該異常偵測單元用以偵測該電容觸控感測元件的一偵測數值是否超過臨界值，以判斷是否切換至該至少二光感測式觸控元件。
如申請專利範圍第9項所述之複合式觸控顯示模組，其中該觸控面板包括一基板及一下蓋板，該基板具有相對的一第一表面及一第二表面，該下蓋板具有相對的一第三表面及一第四表面，該第二表面與該第三表面相對，且該至少二光感測式觸控元件形成於該第二表面之上。
如申請專利範圍第10項所述之複合式觸控顯示模組，其中該至少二光感測式觸控元件包括一第一感光電極層、一有機光敏材料層及一第二感光電極層。
如申請專利範圍第10項所述之複合式觸控顯示模組，其中該電容觸控感測元件設置於該第一表面之上。
如申請專利範圍第12項所述之複合式觸控顯示模組，其進一步包括一偏光片，該偏光片設置於該電容觸控感測元件之上。
如申請專利範圍第12項所述之複合式觸控顯示模組，其進一步包括一偏光片，該偏光片設置於該電容觸控感測元件與該基板之間。
如申請專利範圍第14項所述之複合式觸控顯示模組，其進一步包括上蓋板，該上蓋板配置於該基板上方，用以覆蓋該偏光片及該電容觸控感測元件。
如申請專利範圍第15項所述之複合式觸控顯示模組，其進一步包括二光學膠層，該二光學膠層分別形成於該偏光片與該電容觸控感測元件之間及該電容觸控感測元件與該上蓋板之間。
如申請專利範圍第9項所述之複合式觸控顯示模組，其進一步包括一電路板，該異常偵測單元設置於該電路板之上，且該電路板與該觸控面板電性連接。
如申請專利範圍第9項所述之複合式觸控顯示模組，其中該偵測數值超過臨界值時，該至少二光感測式觸控元件偵測是否有物體觸碰該非顯示區，若是則輸出一第二觸控訊號。
如申請專利範圍第9項所述之複合式觸控顯示模組，其中該偵測數值未過臨界值時，該電容觸控感測元件偵測是否有物體觸碰該顯示區或該非顯示區，若是則輸出一第一觸控訊號。