专利名称：具有触控输入功能的显示装置的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种显示装置；具体而言，本发明有关于一种具有触控输入功能的显示装置(An display apparatus with a detection plate)。
背景技术：
显示面板及使用显示面板的平面显示装置已渐渐成为各类显示装置的主流。例如家用的薄型电视、个人计算机及膝上型计算机的液晶监视器、行动电话及数字相机的显示屏等，均为大量使用显示面板的产品。随着产品设计渐渐趋向于使用者导向，为考量使用者的操作便利性，具有触控输入功能的显示面板已逐渐成为产业发展的重点。
以液晶显示面板为例，如图1所示，传统具触控输入功能的液晶显示面板包含显示面板10及触控感应板30。触控感应板30设置于显示面板10的显示面11上。换言之，显示面板10透过触控感应板30向外显示影像。目前较广为使用的触控感应板30技术包含电阻式及电容式两种。
以电阻式的触控感应板30而言，其驱动原理利用电压降的方式来寻找接触点的坐标。触控感应板30分为上下两层，且在二维方向上分别施加一电压差。当使用者点击触控感应板30上的接触点时，即于此接触点产生导通回路。此一导通回路即于系统中产生电压降，使系统得以判断接触点的位置。然而此类触控感应板30并无法同时作多点输入，且无法进行指纹辨识。此外，由于使用者需施加一定的压力才能使接触点产生导通回路，因此此类触控感应板易受最低作动力的限制。
电容式触控感应板的驱动原理则与电阻式触控感应板不同。以电容式触控感应板而言，系统于感应板的四角放电，以在表面形成一均匀电场。当使用者以手指或其它物体接触感应板时，即会吸走微量的电流。此时系统即可据以计算出接触的位置。然而此类触控感应板同样无法同时作多点输入及进行指纹辨识。此外，此类触控感应板易受环境电场的影响，进而影响感应的准确度。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种显示装置，可以触控方式进行多点输入。
本发明的另一目的在于提供一种显示装置，可以进行指纹辨识。
本发明的另一目的在于提供一种显示装置，可减少环境电场及环境亮度的影响。
本发明的另一目的在于提供一种显示装置，可减少最低作动力的限制。
本发明的显示装置包含底座、显示面板、感应板及光源。显示面板设置于底座上。显示面板具有驱动电路层。驱动电路层接收影像信号，并驱动显示面板显示影像。驱动电路层包含复数个光感组件。光感组件内建形成于驱动电路层，并形成驱动电路层的一部分。感应板设置于显示面板的一侧。感应板具有接触面及底面，其中底面朝向显示面板的显示面。光源设置于感应板的侧缘，并发射光线进入感应板。
当感应板的接触面上未有物品接触时，则产生一未接触界面状态。此时由光源射入感应板的光线在接触面与底面间产生全反射，并被导引至感应板内的各角落。当接触面的特定位置处被手指、触控工具或其它物品接触时，接触面于此特定位置处即产生接触界面状态。当光源射入感应板内的部分光线反射至此特定位置时，接触面于此位置上的接触界面状态使光线产生散射行为，而非维持原来的全反射行为。此时部分遭散射的光线穿透感应板的底面，并进入显示面板内为光感组件所接收。
本发明可以同时进行多点输入及指纹辨识，并且不受环境电场的影响，提高感应的准确度。
图1为传统具触控输入功能的显示面板示意图；图2为本发明显示装置的实施例组件分解图；图3为显示装置的实施例剖面示意图；图4为光源设置于感应板侧缘的另一实施例剖面图；图5a为未接触界面状态的实施例示意图；图5b为接触界面状态的实施例示意图；图6a为显示装置的另一实施例剖面示意图；图6b为显示装置的另一实施例剖面示意图；图7a为驱动电路层的实施例示意图；图7b为驱动电路层的另一实施例示意图。
主要组件符号说明100底座110背光模块300显示面板301显示面310驱动电路层330光感组件500感应板510接触面530底面600空气层700光源810像素单元830像素单元组
具体实施例方式
本发明提供一种显示装置。此处所言的显示装置包含但不限制为使用显示面板的平面显示装置。显示面板较佳的是包含液晶显示面板、有机发光二极管显示面板或其它显示面板。此外，液晶显示面板包含穿透式液晶显示面板、反射式液晶显示面板、半穿透反射式液晶显示面板及其它形式的液晶显示面板。
如图2所示，本发明的显示装置包含底座100、显示面板300、感应板500及光源700。显示面板300设置于底座100上。在此实施例中，显示面板300较佳为液晶显示面板；然而在不同实施例中，显示面板300也可为有机发光二极管面板或其它显示面板300。此外，当显示面板300采用液晶显示面板时，底座100内较佳可设置有背光模块110，以提供显示面板300所需的背光光源。此一背光模块110可为直下式背光模块110，也可为侧入式背光模块110。然而当显示面板300为反射式的液晶显示面板时，底座100内则不需设置背光模块110。
如图3所示，显示面板300具有驱动电路层310。驱动电路层310接收影像信号，并驱动显示面板300显示影像。在此较佳实施例中，驱动电路层310包含薄膜晶体管电路层；然而在不同实施例中，驱动电路层310也可为其它形式的驱动电路，例如MIM-TFD电路。驱动电路层310包含复数个光感组件330。如图3所示，光感组件330内建形成于驱动电路层310，并形成驱动电路层310的一部分。光感组件330可接收或感应光信号，将之转换为电流信号输出至后端处理装置。此外，光感组件330也可限定仅接收特定波长的光信号，以减少干扰的发生。在较佳实施例中，光感组件330包含互补金氧半导体组件(CMOS)、P信道金氧半导体组件(PMOS)或其它具光敏性的电子组件。
如图2及图3所示，显示面板300具有显示面301，感应板500设置于显示面板300的显示面301侧。然而在不同实施例中，感应板500也可设置于显示面板300的其它侧，以提供与显示影像关连度较低的输入功能，例如指纹输入等。感应板500具有接触面510及底面530，其中接触面510与底面530较佳为相对且平行的二平面。在图3所示实施例中，底面530朝向显示面板300的显示面301。感应板500为具光穿透性的导光薄板，其折射率较佳为介于1.2至1.8之间。感应板500较佳为由有机树脂材质所制成。然而在不同实施例中，感应板500也可由其它具光穿透性的材质所制成，例如玻璃或其它材质。此外，感应板500也可由多种材质混合制成。
如图2及图3所示，光源700设置于感应板500的侧缘，并发射光线进入感应板500。在此较佳实施例中，光源700正对于感应板500的侧缘，并经由侧缘向感应板500内发射光线；然而在不同实施例中，如图4所示，光源700也可设置于感应板500侧缘的上方，并经由侧缘的上方向感应板500内发射光线。光源700射入感应板500内的光线较佳为不可见光。以较佳实施例而言，射入光线的特定波长大于800nm或小于400nm。
如图5a所示，当感应板500的接触面510上保持净空，以产生一未接触界面状态时，由光源700射入感应板500的光线在接触面510与底面530间产生全反射。换言之，此一未接触界面状态使接触面510与外部介质在几合及折射率等光学关系上，均达到内部全反射的条件。此时光线可保留于接触面510与底面530之间不向外发散，并被导引至感应板500内的各角落。
如图5b所示，当接触面510的特定位置处被手指、触控工具或其它物品接触时，接触面510于此特定位置处即产生接触界面状态。此一接触界面状态破坏原本的全反射边界条件，以在此特定位置上产生所谓“受抑全内反射”(Frustrated Total Internal Reflection，FTIR)现象。换言之，当光源射入感应板500内的部分光线反射至此特定位置时，接触面510于此位置上的接触界面状态使光线产生散射行为，而非维持原来的全反射行为。此时部分遭散射的光线穿透感应板500的底面530，并进入显示面板300内为光感组件330所接收。光感组件330将接收的光信号转换为电流信号传送至后端处理装置，即能据以计算出接触面510上遭改变界面状态的特定位置所在。因此使用者于接触面510上以触控工具进行点选或以手指按压指纹等输入行为，得以传递至后端处理装置形成输入信号。
图5a实施例所示的接触界面状态与图5b实施例所示的未接触界面状态不同之处，较佳为在当接触面510的特定位置由未接触界面状态进入接触界面状态时，特定位置上外部介质的折射率产生变化。例如当使用者以手指按压接触面510的特定位置时，特定位置的外部介质即由空气替换为手指。因此外部介质的折射率也随之从空气的折射率改变为手指的折射率。由于此外部介质折射率的改变，进而影响接触面510上的全反射条件以及感应板500内的全反射行为，使反射至此的光线产生散射情形。
然而在不同实施例中，接触面510的特定位置上外部介质的折射率变化也可由非实体接触的方式产生。例如以激光指示装置(Laser Pointer)或其它光线照射接触面510的特定位置，即可改变特定位置处的界面状态，使感应板500内射至此位置的光线产生散射。换言之，此时会使特定位置由未接触界面状态进入接触界面状态，进而影响接触面510上的全反射条件以及感应板500内的全反射行为，使反射至此的光线产生散射情形。由此可知，上述的接触界面状态并不一定需由手指或其它实体触及接触面510方可产生；由光线或其它非实体能量也可产生此一接触界面状态。
在图6a所示的实施例中，接触面500的底面530与显示面板300的显示面301间夹设有空气层600。由空气层600的低折射率，使接触面500的底面530有较佳的内全反射效果。然而在不同实施例中，如图6b所示，接触面500的底面530与显示面板300的显示面301间也可夹设有一或多层的抗散射膜层650。抗散射膜层650较佳为由二氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)或其组合的材质所构成。
如图7a所示，显示面板300的驱动电路层310包含复数个像素单元810。在此实施例中，每一像素单元810包含一个光感组件330形成于其中。以彩色显示面板300而言，复数个像素单元810至少包含有红色像素单元R、绿色像素单元G及蓝色像素单元B。在图7a所示的实施例中，各色像素单元均分别连接一光感组件330。光感组件330较佳为于驱动电路层310形成时，于同一制造工艺中同时形成于驱动电路层310内。例如当驱动电路层310为薄膜晶体管电路层时，光感组件330于形成驱动电路层310的薄膜晶体管制造工艺中同时形成于每一像素单元810内。
然而在图7b所示的实施例中，红色像素单元R、绿色像素单元G及蓝色像素单元B可组成一像素单元组830。换言之，像素单元组830可由所包含的各色像素单元810驱动显示面板300在显示面301上产生一混色光。在此实施例中，每一像素单元组830包含单一光感组件330；即一组红色像素单元R、绿色像素单元G及蓝色像素单元B共享单一光感组件330。在此实施例中，光感组件330的形成位置不限于特定颜色的像素单元810。此外，在不同实施例中，光感组件330的分布也可采随机或其它排列方式分布于驱动电路层310上。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求的精神及范围的修改及均等设置均包含于本发明的范围内。
权利要求
1.一种显示装置，其特征在于，所述装置包含一底座；一显示面板，其设置于所述底座上，所述显示面板具有一驱动电路层；其中所述驱动电路层包含复数个光感组件；一感应板，所述感应板具有光穿透性且设置于所述显示面板的一侧，所述感应板具有一接触面及一底面，其中所述底面朝向所述显示面板；以及一光源，设置于所述感应板的一侧缘；其中所述光源发射一光线进入所述感应板，当所述接触面维持一未接触界面状态时，所述光线在所述接触面及所述底面产生全反射；当所述接触面的一特定位置处于一接触界面状态时，所述接触面的所述特定位置散射部分所述光线穿透所述底面抵达所述光感组件。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板具有一显示面，所述感应板设置于所述显示面板的所述显示面侧，且所述显示面相对于所述感应板的所述底面。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述感应板的折射率介于1.2至1.8之间。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光源射入所述感应板的光线为不可见光。
5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述光源射入所述感应板的光线具有一特定波长，所述特定波长大于800nm。
6.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述光源射入所述感应板的光线具有一特定波长，所述特定波长小于400nm。
7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述感应板与所述显示面板间夹设一空气层。
8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述感应板与所述显示面板间夹设一抗散射膜层。
9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述抗散射膜层包含二氧化钛或二氧化硅。
10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述接触界面状态相对于所述未接触界面状态的改变包含所述特定位置连接的介质折射率改变。
11.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述接触界面状态相对于所述未接触界面状态的改变包含所述特定位置承受外部光源改变。
12.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述驱动电路层包含复数个像素单元，每一所述像素单元包含单一所述光感组件。
13.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述驱动电路层包含复数个像素单元组，所述像素单元组具有复数个像素单元，且每一像素单元组包含单一所述光感组件。
14.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包含一液晶显示面板。
15.如权利要求14所述的显示装置，其特征在于，所述装置进一步包含背光模块，其设置于所述底座内并对应所述液晶显示面板，所述背光模块产生光线入射所述液晶显示面板内。
16.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板包含一有机发光二极管显示面板。
17.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述驱动电路层包含一薄膜晶体管电路层。
18.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光感组件包含互补金氧半导体组件。
19.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述光感组件包含P信道金氧半导体组件。
全文摘要
本发明提供一种具有触控输入功能的显示装置，该显示装置包含底座、显示面板、感应板及光源。显示面板设置于底座上。显示面板具有驱动电路层，驱动电路层包含复数个光感组件。感应板设置于显示面板的一侧。感应板具有接触面及底面，其中底面朝向显示面板的显示面。光源设置于感应板的侧缘，并发射光线进入感应板。当接触面处于一未接触界面状态时，光线在接触面及底面产生全反射；当接触面的特定位置处于一接触界面状态时，接触面的特定位置散射部分光线穿透底面抵达光感组件。本发明可以同时进行多点输入及指纹辨识，并且不受环境电场的影响，提高感应的准确度。
文档编号G06F3/042GK101034332SQ20071010778
公开日2007年9月12日 申请日期2007年4月30日 优先权日2007年4月30日
发明者宋光涛 申请人:友达光电股份有限公司