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    一種觸控顯示裝置，包括一第一基板、一第二基板、複數個次畫素區、複數個顯示元件、複數個第一觸控光感測元件以及複數個第二觸控光感測元件。第二基板與第一基板面對設置。顯示元件分別設置於對應之次畫素區內，用以於觸控顯示裝置之一第一顯示面與一第二顯示面提供顯示影像。第一觸控光感測元件設置於第一基板上並至少對應部分之次畫素區，用以於觸控顯示裝置之第一顯示面提供觸控輸入功能。第二觸控光感測元件設置於第一基板上並至少對應部分之次畫素區，用以於觸控顯示裝置之第二顯示面提供觸控輸入功能。
    公开号:TW201317850A
    申请号:TW100138529
    申请日:2011-10-24
    公开日:2013-05-01
    发明作者:Tien-Hao Chang；Jiun-Jye Chang；An-Thung Cho；Chi-Wen Fan；Wei-Peng Weng；Yu-Min Lee
    申请人:Au Optronics Corp；
    IPC主号:G06F3-00
    专利说明:
    觸控顯示裝置
    本發明係關於一種觸控顯示裝置，尤指一種可實現出雙面顯示與雙面觸控功能之觸控顯示裝置。
    觸控面板由於具有人機互動的特性，已逐漸取代傳統之按鍵或鍵盤，而被廣泛應用在各式電子產品，例如智慧型手機、平板電腦(tablet PC)、數位相機(digital camera)以及筆記型電腦(laptop PC)。
    近年來，已有人提出將觸控面板與顯示面板整合之內嵌式觸控顯示面板(in-cell touch display panel)，可有效縮減觸控顯示面板的體積與厚度。然而，習知觸控顯示面板僅能實現出單面觸控功能，造成了觸控顯示面板在應用上的限制，而仍待進一步改進。
    本發明之目的之一在於提供一種具有雙面顯示及雙面觸控輸入功能之觸控顯示面板。
    本發明之一較佳實施例提供一種觸控顯示裝置，包括一第一基板、一第二基板、複數個次畫素區、複數個顯示元件、複數個第一觸控光感測元件以及複數個第二觸控光感測元件。第二基板與第一基板面對設置。顯示元件分別設置於對應之次畫素區內，用以於觸控顯示裝置之一第一顯示面與一第二顯示面提供顯示影像。第一觸控光感測元件設置於第一基板上並至少對應部分之次畫素區，用以於觸控顯示裝置之第一顯示面提供觸控輸入功能。第二觸控光感測元件設置於第一基板上並至少對應部分之次畫素區，用以於觸控顯示裝置之第二顯示面提供觸控輸入功能。
    為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。
    請參考第1圖與第2圖。第1圖與第2圖繪示了本發明之觸控顯示裝置之第一較佳實施例之示意圖，其中第1圖繪示了本實施例之觸控顯示裝置的架構示意圖，而第2圖則繪示了本實施例之觸控顯示裝置的剖面示意圖。如第1圖與第2圖所示，本實施例之觸控顯示裝置10包括一第一基板12、一第二基板14、複數條閘極線GL、複數條資料線DL、複數個顯示元件16、複數個第一觸控光感測元件18，以及複數個第二觸控光感測元件20。第一基板12與第二基板14係面對設置，且第一基板12與第二基板14為透明基板，例如一玻璃基板，但不以此為限。在本實施例中，觸控顯示裝置10具有雙面顯示功能，其中第二基板14之表面為觸控顯示裝置10之一第一顯示面10A，而第一基板12之表面為觸控顯示裝置10之一第二顯示面10B。也就是說，第二顯示面10B係相對於第一顯示面10A，且第一顯示面10A與第二顯示面10B係為觸控顯示裝置10之相對且平行之兩表面。閘極線GL與資料線DL設置於第一基板12上，且閘極線GL與資料線DL彼此交叉而定義出複數個次畫素區SP。各顯示元件16分別設置於對應之次畫素區SP內，用以於觸控顯示裝置10之第一顯示面10A與第二顯示面10B提供顯示影像Ld。各顯示元件16分別與對應之閘極線GL與資料線DL電性連接。在本實施例中，觸控顯示裝置10可為各種不同類型之觸控顯示裝置10。舉例而言，觸控顯示裝置10可為觸控液晶顯示裝置，且在此狀況下顯示元件16可包括主動元件(例如薄膜電晶體元件)、畫素電極、共通電極、液晶層、彩色濾光片與偏光片等液晶顯示裝置所需設置之顯示元件。觸控顯示裝置10亦可為例如觸控電激發光顯示裝置，且在此狀況下顯示元件16可包括主動元件(例如薄膜電晶體元件)、陽極、陰極與有機發光層等電激發光顯示裝置所需設置之顯示元件。
    第一觸控光感測元件18係設置於第一基板12上並至少對應部分之次畫素區SP，用以於觸控顯示裝置10之第一顯示面10A提供觸控輸入功能。第二觸控光感測元件20係設置於第一基板12上並至少對應部分之次畫素區SP，用以於觸控顯示裝置10之第二顯示面10B提供觸控輸入功能。在本實施例中，觸控顯示裝置10更可包括至少一第一讀取線(readout line)RL1與至少一第二讀取線RL2設置於第一基板12上。第一讀取線RL1係與第一觸控光感測元件18電性連接，用以讀取第一觸控光感測元件18所感測到之觸控輸入訊號，而第二讀取線RL2係與第二觸控光感測元件20電性連接，用以讀取第二觸控光感測元件20所感測到之觸控輸入訊號。第一觸控光感測元件18與第二觸控光感測元件20可為各類型之光感測元件。此外，本發明之觸控感測方式可為被動(passive)方式或主動(active)方式。若觸控感測方式為被動方式，則第一觸控光感測元件18與第二觸控光感測元件20會先分別與對應之主動元件(例如薄膜電晶體元件)電性連接，再透過主動元件分別與第一讀取線RL1及第二讀取線RL2電性連接；若觸控感測方式為主動方式，則第一觸控光感測元件18與第二觸控光感測元件20會先分別與對應之放大電路元件(放大電路元件例如可由數個薄膜電晶體元件之組成加以實現，但不以此為限)電性連接，再與主動元件(例如薄膜電晶體元件)電性連接，再透過主動元件分別與第一讀取線RL1及第二讀取線RL2電性連接。被動式觸控感測架構具有高填充率(fill factor,FF)及高開口率等優點，而主動式觸控感測架構則具有高靈敏度與高訊雜比(signal-to-noise ratio,SNR)等優點，設計者可依據需求或規格等考量選擇適合之觸控感測架構。藉由上述配置，觸控顯示裝置10之運算單元(圖未示)可判斷出觸控輸入訊號係由第一顯示面10A輸入，或是由第二顯示面10B輸入。另外，如第2圖所示，本實施例之觸控顯示裝置10更可包括一觸控輸入筆22。觸控輸入筆22具有一發光元件24，用以對第一觸控光感測元件18發射一光線L1，以於第一顯示面10A進行觸控輸入，或是用以對第二觸控光感測元件20發射一光線L2，以於第二顯示面10B進行觸控輸入。
    在本實施例中，第一觸控光感測元件18與第二觸控光感測元件20係設置於所有的次畫素區SP內，但並不以此為限。例如，根據觸控解析度的規格不同，第一觸控光感測元件18與第二觸控光感測元件20可僅設置於部分之次畫素區SP內。
    本發明之觸控顯示裝置並不以上述實施例為限。下文將依序介紹本發明之其它較佳實施例之觸控顯示裝置，且為了便於比較各實施例之相異處並簡化說明，在下文之各實施例中使用相同的符號標注相同的元件，且主要針對各實施例之相異處進行說明，而不再對重覆部分進行贅述。
    請參考第3圖。第3圖繪示了本發明之觸控顯示裝置之第二較佳實施例之架構示意圖。如第3圖所示，不同於第一較佳實施例，本實施例之觸控顯示裝置30包括至少一讀取線RL，設置於第一基板12上並與第一觸控光感測元件18以及第二觸控光感測元件20電性連接，用以讀取第一觸控光感測元件18與第二觸控光感測元件20所感測到之觸控輸入訊號。換言之，部分之第一觸控光感測元件18與部分之第二觸控光感測元件20係共用同一條讀取線RL。在本實施例中，第一觸控光感測元件18與第二觸控光感測元件20較佳可具有不同的感應特性，而可產生可區別之觸控輸入訊號，藉此觸控顯示裝置30之運算單元(圖未示)可判斷出觸控輸入訊號係由第一顯示面10A輸入，或是由第二顯示面10B輸入。舉例而言，第一觸控光感測元件18與第二觸控光感測元件20可為不同類型的感測元件、或具有不同的光感應材料，亦或是具有不同的光感應面積。
    請參考第4圖。第4圖繪示了本發明之第一觸控光感測元件與第二觸控光感測元件之第一較佳實施例之示意圖。如第4圖所示，第一觸控光感測元件18包括一第一電極181設置於第一基板12上，一第一光感應層182設置於第一電極181上，以及一第二電極183設置於第一光感應層182上。另外，第二觸控光感測元件20包括一第三電極201設置於第一基板12上、一第二光感應層202設置於第三電極201上，以及一第四電極203設置於第二光感應層202上。第一光感應層182與第二光感應層202可為各類型之光感應層，例如非晶矽層或富矽介電層(例如富矽氧化矽層、富矽氮化矽層或富矽氮氧化矽層)，但不以此為限。在本實施例中，第一電極181包括一不透明電極，例如一金屬電極，而第二電極183包括一透明電極，例如一氧化銦錫電極。藉此，當於第一顯示面10A進行觸控輸入時，觸控輸入筆22之發光元件24所發射之光線L1可穿透第二電極183並照射第一光感應層182，進而產生觸控輸入訊號。此外，由於第一電極181為不透明電極，因此光線L1不會穿過第二顯示面10B而影響顯示，且光線L1可被第一電極181反射而可強化觸控輸入訊號，提升觸控靈敏度。另一方面，第三電極201包括一透明電極，例如一氧化銦錫電極，且第四電極203包括一不透明電極，例如一金屬電極。藉此，當於第二顯示面10B進行觸控輸入時，觸控輸入筆22之發光元件24所發射之光線L2可穿透第三電極201並照射第二光感應層202，進而產生觸控輸入訊號。此外，由於第四電極203為不透明電極，因此光線L2不會穿過第一顯示面10A而影響顯示，且光線L2可被第四電極203反射而可強化觸控輸入訊號，提升觸控靈敏度。
    請參考第5圖。第5圖繪示了本發明之第一觸控光感測元件與第二觸控光感測元件之第二較佳實施例之示意圖。如第5圖所示，在本實施例中，第一觸控光感測元件18之第一電極181與第二觸控光感測元件20之第三電極201電性連接，第一光感應層182與第二光感應層202電性連接，且第二電極183與第四電極203電性連接。此外，第一電極181、第二電極183、第三電極201與第四電極203分別包括一透明電極。第一電極181與第三電極201較佳可由同一層透明導電圖案所構成，且第二電極183與第四電極203較佳可由同一層透明導電圖案所構成，但不以此為限。
    請參考第6圖。第6圖繪示了本發明之第一觸控光感測元件與第二觸控光感測元件之第三較佳實施例之示意圖。如第6圖所示，在本實施例中，第一觸控光感測元件18之第一電極181與第二觸控光感測元件20之第三電極201電性連接，第一光感應層182與第二光感應層202電性連接，且第二電極183與第四電極203電性連接。此外，第一電極181與第四電極203分別包括一不透明電極，且第二電極183與第三電極201分別包括一透明電極。
    請參考第7圖。第7圖繪示了本發明之第一觸控光感測元件與第二觸控光感測元件之第四較佳實施例之示意圖。如第7圖所示，在本實施例中，第一觸控光感測元件18之第一電極181與第二觸控光感測元件20之第三電極201電性連接，第一光感應層182與第二光感應層202電性連接，且第二電極183與第四電極203電性連接。此外，第一電極181、第二電極183與第三電極201分別包括一透明電極，且第四電極203包括一不透明電極。第一電極181與第三電極201較佳可由同一層透明導電圖案所構成，但不以此為限。
    請參考第8圖。第8圖繪示了本發明之第一觸控光感測元件與第二觸控光感測元件之第五較佳實施例之示意圖。如第8圖所示，在本實施例中，第一觸控光感測元件18之第一電極181與第二觸控光感測元件20之第三電極201電性連接，第一光感應層182與第二光感應層202電性連接，且第二電極183與第四電極203電性連接。此外，第一電極181包括一不透明電極，且第二電極183、第三電極201與第四電極203分別包括一透明電極。第二電極183與第四電極203較佳可由同一層透明導電圖案所構成，但不以此為限。
    由上述可知，本發明之第一觸控光感測元件18之第二電極183與第二觸控光感測元件20之第三電極201必須具有透光特性，藉此於進行觸控輸入時，觸控輸入筆22之發光元件24所發射之光線L1才可穿透第二電極183並照射到第一光感應層182而產生觸控輸入訊號，以及觸控輸入筆22之發光元件24所發射之光線L2才可穿透第三電極201並照射到第二光感應層202而產生觸控輸入訊號。至於第一觸控光感測元件18之第一電極181與第二觸控光感測元件20之第四電極203則可視需要選擇透明電極或不透明電極。
    請參考第9圖。第9圖繪示了本發明之觸控顯示裝置之第三較佳實施例之架構示意圖。如第9圖所示，本實施例之觸控顯示裝置40係為一遮光式觸控顯示裝置，其不需使用可發射光線之觸控輸入筆進行輸入。當使用者利用一觸控輸入裝置(例如手指)26於第一顯示面10A進行觸控輸入時，對應於輸入點的環境光線La會被觸控輸入裝置26所遮蔽，此時對應輸入點的第一觸控光感測元件18不會產生光感應電流，藉此透過運算單元(圖未示)的計算即可判斷出輸入點的位置。同理，當使用者於第二顯示面10B進行觸控輸入時，對應於輸入點的環境光線La會被觸控輸入裝置26所遮蔽，此時對應輸入點的第二觸控光感測元件20不會產生光感應電流，藉此透過運算單元(圖未示)的計算即可判斷出輸入點的位置。
    請參考第10圖。第10圖繪示了本發明之觸控顯示裝置之第四較佳實施例之架構示意圖。如第10圖所示，本實施例之觸控顯示裝置50係為一受抑全內反射式(Frustrated Total Internal Reflection,FTIR)觸控顯示裝置，其不需使用可發射光線之觸控輸入筆進行輸入。觸控顯示裝置50另包括一第一導光板51、至少一第一光源產生器52、一第二導光板53與至少一第二光源產生器54。第一導光板51設置於第一顯示面10A上，而第二導光板53設置於第二顯示面10B上。第一光源產生器52設置第一導光板51之至少一側，用以提供一第一光源Ls，而第二光源產生器54設置於第二導光板53之至少一側，用以提供一第二光源Lt。第一光源Ls與第二光源Lt可為可見光源或不可見光源。當使用者利用觸控輸入裝置26於第一顯示面10A進行觸控輸入時，第一光源Ls會被觸控輸入裝置26反射至對應輸入點的第一觸控光感測元件18，而產生觸控輸入訊號。同理，當使用者利用觸控輸入裝置26於第二顯示面10B進行觸控輸入時，第二光源Lt會被觸控輸入裝置26反射至對應輸入點的第二觸控光感測元件20，而產生觸控輸入訊號。
    綜上所述，本發明之觸控顯示裝置使用兩片透明基板實現出雙面顯示功能。本發明之觸控顯示裝置分別利用第一觸控光感測元件與第二觸控光感測元件偵測觸控顯示裝置之第一顯示面(正面)與第二顯示面(背面)之觸控輸入，可實現出雙面觸控功能之觸控顯示裝置。
    以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
    10．．．觸控顯示裝置
    10A．．．第一顯示面
    10B．．．第二顯示面
    12．．．第一基板
    14．．．第二基板
    GL．．．閘極線
    DL．．．資料線
    16．．．顯示元件
    18．．．第一觸控光感測元件
    20．．．第二觸控光感測元件
    SP．．．次畫素區
    Ld．．．顯示影像
    RL1．．．第一讀取線
    RL2．．．第二讀取線
    L1．．．光線
    L2．．．光線
    22．．．觸控輸入筆
    24．．．發光元件
    30．．．觸控顯示裝置
    RL．．．讀取線
    181．．．第一電極
    182．．．第一光感應層
    183．．．第二電極
    201．．．第三電極
    202．．．第二光感應層
    203．．．第四電極
    40．．．觸控顯示裝置
    26．．．觸控輸入裝置
    La．．．環境光線
    50．．．觸控顯示裝置
    51．．．第一導光板
    52．．．第一光源產生器
    53．．．第二導光板
    54．．．第二光源產生器
    Ls．．．第一光源
    Lt．．．第二光源
    第1圖與第2圖繪示了本發明之觸控顯示裝置之第一較佳實施例之示意圖。
    第3圖繪示了本發明之觸控顯示裝置之第二較佳實施例之架構示意圖。
    第4圖繪示了本發明之第一觸控光感測元件與第二觸控光感測元件之第一較佳實施例之示意圖。
    第5圖繪示了本發明之第一觸控光感測元件與第二觸控光感測元件之第二較佳實施例之示意圖。
    第6圖繪示了本發明之第一觸控光感測元件與第二觸控光感測元件之第三較佳實施例之示意圖。
    第7圖繪示了本發明之第一觸控光感測元件與第二觸控光感測元件之第四較佳實施例之示意圖。
    第8圖繪示了本發明之第一觸控光感測元件與第二觸控光感測元件之第五較佳實施例之示意圖。
    第9圖繪示了本發明之觸控顯示裝置之第三較佳實施例之架構示意圖。
    第10圖繪示了本發明之觸控顯示裝置之第四較佳實施例之架構示意圖。
    10．．．觸控顯示裝置
    10A．．．第一顯示面
    10B．．．第二顯示面
    12．．．第一基板
    14．．．第二基板
    16．．．顯示元件
    18．．．第一觸控光感測元件
    20．．．第二觸控光感測元件
    SP．．．次畫素區
    Ld．．．顯示影像
    L1．．．光線
    L2．．．光線
    22．．．觸控輸入筆
    24．．．發光元件
    权利要求:
    Claims (15)
    [1] 一種觸控顯示裝置，包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板面對設置；複數個次畫素區；複數個顯示元件，分別設置於對應之該次畫素區內，用以於該觸控顯示裝置之一第一顯示面與一第二顯示面提供顯示影像；複數個第一觸控光感測元件，設置於該第一基板上並至少對應部分之該等次畫素區，用以於該觸控顯示裝置之該第一顯示面提供觸控輸入功能；以及複數個第二觸控光感測元件，設置於該第一基板上並至少對應部分之該等次畫素區，用以於該觸控顯示裝置之該第二顯示面提供觸控輸入功能。
    [2] 如請求項1所述之觸控顯示裝置，另包括：至少一第一讀取線(readout line)，設置於該第一基板上並與該等第一觸控光感測元件電性連接；以及至少一第二讀取線，設置於該第一基板上並與該等第二觸控光感測元件電性連接。
    [3] 如請求項1所述之觸控顯示裝置，另包括至少一讀取線，設置於該第一基板上並與該等第一觸控光感測元件以及該等第二觸控光感測元件電性連接。
    [4] 如請求項1所述之觸控顯示裝置，另包括：複數條閘極線，設置於該第一基板上；以及複數條資料線，設置於該第一基板上，其中該等顯示元件分別與對應之該閘極線與該資料線電性連接。
    [5] 如請求項4所述之觸控顯示裝置，其中該第一觸控光感測元件與該第二觸控光感測元件係與對應之該閘極線電性連接。
    [6] 如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中，該第一觸控光感測元件包括：一第一電極，設置於該第一基板上；一第一光感應層，設置於該第一電極上；以及一第二電極，設置於該第一光感應層上；以及該第二觸控光感測元件包括：一第三電極，設置於該第一基板上；一第二光感應層，設置於該第三電極上；以及一第四電極，設置於該第二光感應層上。
    [7] 如請求項6所述之觸控顯示裝置，其中該第一電極包括一不透明電極，該第二電極包括一透明電極，該第三電極包括一透明電極，且該第四電極包括一不透明電極。
    [8] 如請求項6所述之觸控顯示裝置，其中該第一電極與該第三電極電性連接，該第一光感應層與該第二光感應層電性連接，且該第二電極與該第四電極電性連接。
    [9] 如請求項8所述之觸控顯示裝置，其中該第一電極、該第二電極、該第三電極與該第四電極分別包括一透明電極。
    [10] 如請求項8所述之觸控顯示裝置，該第一電極包括一不透明電極，該第二電極包括一透明電極，該第三電極包括一透明電極，且該第四電極包括一不透明電極。
    [11] 如請求項8所述之觸控顯示裝置，其中該第一電極、該第二電極與該第三電極分別包括一透明電極，且該第四電極包括一不透明電極。
    [12] 如請求項8所述之觸控顯示裝置，其中該第一電極包括一不透明電極，且該第二電極、該第三電極與該第四電極分別包括一透明電極。
    [13] 如請求項1所述之觸控顯示裝置，另包括一觸控輸入筆，其中該觸控輸入筆具有一發光元件，用以對該第一觸控光感測元件或該第二觸控光感測元件發射一光線以進行觸控輸入。
    [14] 如請求項1所述之觸控顯示裝置，另包括：一第一導光板，設置於該第一顯示面上；至少一第一光源產生器，設置於該第一導光板之至少一側，用以提供一第一光源；一第二導光板，設置於該第二顯示面上；以及至少一第二光源產生器，設置於該第二導光板之至少一側，用以提供一第二光源。
    [15] 如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該第二顯示面係相對於該第一顯示面，且該第一顯示面與該第二顯示面係為該觸控顯示裝置之相對且平行之兩表面。
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    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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