触控显示器的制作方法

本发明关于一种触控显示器，特别是一种将触控传感器(touchsensor)配置在电路板内部的触控显示器。

背景技术：

投射式电容触控(projectedcapacitivetouch,pct)是一种电容技术，为目前主流触控技术，广泛应用于手机、平板等消费性电子产品上。电容式触控的原理就是侦测触控面板中感测电极(导体)与人体(导体)间的耦合电容。投射式电容触控分为两种类型，一种是自电容型(selfcapacitance)，另一种为互电容型(mutualcapacitance)。自电容传感器可以与互电容传感器具有相同的x-y网格，但列和行电极独立运行。互电容传感器在每行和每列的每个交叉点处具有电容器。目前，整合平面显示器与触控面板的方式，主要可区分为「外挂式(add-on)」与「内嵌式(embedded)」两种。以较为成熟的外挂式技术而言，即是在不具触控功能的平面显示器外部直接迭加触控面板，架构简单且良率高。

如图1所示，在目前的次毫米发光二极管(mini-led)触控显示模组100中，包含了次毫米发光二极管显示模组50与触控模组40，其中次毫米发光二极管显示模组50由电路板10与次毫米发光二极管芯片20构成。由于次毫米发光二极管显示模组50与触控模组40需藉由光学透明胶(opticalclearadhesive,oca)30而贴合，不仅多了贴合制程，也使得次毫米发光二极管触控显示模组100整体厚度较厚。

为了因应电子产品轻薄化的趋势，因此业界需要一种更轻薄的次毫米发光二极管触控显示模组。

技术实现要素：

鉴于上述内容，本发明提供一种触控显示器，包括一电路板、复数个次毫米发光二极管芯片以及一发光驱动单元。电路板具有相对之一上表面及复数走线层，此些走线层彼此间设置一绝缘层，其中此些走线层的相异层分别设置一第一触控感测区、一第二触控感测区及至少一发光二极管线路区。复数个次毫米发光二极管芯片，配置于所述上表面，此些次毫米发光二极管芯片与此些发光二极管线路区电性连接。发光驱动单元则电性连接此些发光二极管线路区并驱动此些次毫米发光二极管芯片。

根据本发明之一个或多个实施方式，此些走线层的其中之一更包含一接地区，所述接地区位于具所述发光二极管线路区之走线层及具所述第二触控感测区之走线层之间，所述接地区与所述第二触控感测区在垂直方向上错位。

根据本发明之一个或多个实施方式，其中此些走线层的第一层设置该第一触控感测区，此些走线层的第二层设置该第二触控感测区，此些走线层的第三层设置接地导线作为接地区，此些走线层的第三层下方的至少其中一层设置此些发光二极管线路区。

根据本发明之一个或多个实施方式，其中所述第一触控感测区与所述第二触控感测区在垂直方向上错位。

根据本发明之一个或多个实施方式，所述的第一触控感测区为一环状导体，且所述的第一触控感测区位于其所在之走线层之周边区域，而所述的第二触控感测区为一圆形实心导体，且所述的第二触控感测区系位于其所在之走线层错开所述的周边区域的中央区域。

根据本发明之一个或多个实施方式，此些走线层与此些绝缘层之间的贯穿设置复数个贯通孔，各贯通孔内设有第一导线，此些走线层中设置该发光二极管线路区的位置系包括复数个第二导线，且此些第一导线与此些第二导线电性连接在此些次毫米发光二极管芯片与该发光驱动单元之间。

根据本发明之一个或多个实施方式，所述触控显示器更包含一触控驱动单元，电性连接所述第一触控感测区及所述第二触控感测区，触控驱动单元对所述第一触控感测区及所述第二触控感测区进行控制，而提供三种感测模式，并且根据三种感测模式的电容值变化，而计算确认触摸行为或靠近行为。

本发明还提供一种触控感测方法，应用于如前述态样之包含一触控驱动单元的触控显示器，其中所述第一触控感测区、所述第二触控感测区提供复数个感测模式，供所述触控驱动单元感测运算取得所述的各感测模式下的电容值，比较后判定一触控事件为触摸或靠近行为，所述三种感测模式之一为互容感测模式，而所述第一触控感测区与所述第二触控感测区互为感应电极与驱动电极；当所述触控事件发生时，所述触控驱动单元感测运算取得一第一电容值，所述三种感测模式之一为自容增强模式，所述第一触控感测区与所述第二触控感测区在所述触控驱动单元内部切换为相连，并和地形成自电容；当所述触控事件发生时，所述触控驱动单元感测运算取得一第二电容值，所述三种感测模式之一为自容暨辅助模式，而所述第一触控感测区与所述第二触控感测区互为主要传感器与辅助传感器，分别和地形成自电容；当所述触控事件发生时，所述触控驱动单元感测运算取得个别电容值，两电容值再混合计算后，得到一第三电容值。

根据本发明之一个或多个实施方式，其中所述第二电容值大于所述的触控驱动单元默认之一靠近阈值时，判定所述触控事件为靠近行为；所述第一电容值大于所述的触控驱动单元默认之一触摸阈值的一第一条件且该第三电容值大于该触摸阈值的一第二条件时，判定所述触控事件为触摸行为。

根据本发明之一个或多个实施方式，其中所述第一电容值、所述第二电容值与所述第三电容值各自乘上不同组合的权重计算产生一数值，当所述的数值大于所述触控驱动单元所默认之一靠近阈值时，判定所述触控事件为靠近行为；当所述数值大于该触控驱动单元所默认之触摸阈值时，判定所述触控事件为触摸行为。

附图说明

为让本发明的上述与其他目的、特征、优点与实施例能更浅显易懂，所附图式之说明如下：

图1为绘示习知技术之次毫米发光二极管(mini-led)触控显示模组。

图2为绘示本发明一实施例之次毫米发光二极管(mini-led)触控显示器。

图3为本发明一实施例之第一触控感测区的俯视图。

图4为本发明一实施例之第二触控感测区的俯视图。

图5为本发明一实施例之接地区的俯视图。

图6为本发明一实施例之触控感测方法的流程图。

附图标记

10电路板

20次毫米发光二极管芯片

30光学透明胶

40触控模组

50次毫米发光二极管显示模组

100次毫米发光二极管触控显示模组

200次毫米发光二极管触控显示器

202发光驱动单元

204、206、214接触垫

208第一导线

21发光二极管线路区

210第二导线

212次毫米发光二极管芯片

216电路板

218第一走线层

218a第一触控感测区

220绝缘层

222第二走线层

222a第二触控感测区

224绝缘层

226第三走线层

226a接地区

228绝缘层

230第四走线层

232绝缘层

234第五走线层

236绝缘层

238第六走线层

240贯通孔

6触控驱动单元

根据惯常的作业方式，图中各种特征与组件并未依实际比例绘制，其绘制方式是为了以最佳的方式呈现与本发明相关的具体特征与组件。此外，在不同图式间，以相同或相似的组件符号指称相似的组件及部件。

具体实施方式

以下揭露提供不同的实施例或示例，以建置所提供之目标物的不同特征。以下叙述之成分以及排列方式的特定示例是为了简化本公开，目的不在于构成限制；组件的尺寸和形状亦不被揭露之范围或数值所限制，但可以取决于组件之制程条件或所需的特性。例如，利用剖面图描述本发明的技术特征，这些剖面图是理想化的实施例示意图。因而，由于制造工艺和/公差而导致图示之形状不同是可以预见的，不应为此而限定。

再者，空间相对性用语，例如「下方」、「在…之下」、「低于」、「在…之上」以及「高于」等，是为了易于描述图式中所绘示的元素或特征之间的关系；此外，空间相对用语除了图示中所描绘的方向，还包含组件在使用或操作时的不同方向。

图2为绘示本发明一实施例之次毫米发光二极管触控显示器。如图2所示，在此实施例之次毫米发光二极管触控显示器200中，直接将触控传感器(touchsensor)做在电路板216内部，电路板216包括复数个走线层(218、222、226、230、234、238)与复数个绝缘层(220、224、228、232、236)，其中一个走线层218设置第一触控感测区218a，其中另一个走线层222设置第二触控感测区222a，其中又另一个走线层226设置接地区226a，并且在剩余的走线层中的至少一个设置发光二极管线路区21，电路板216具有相对之上表面及下表面，复数个次毫米发光二极管芯片212配置于上表面，发光驱动单元202系设在下表面，但本发明实际实施时并不限于此，且各毫米发光二极管芯片212与发光驱动单元202之间，系经由发光二极管线路区21与各走线层(218、222、226、230、234、238)与各绝缘层(220、224、228、232、236)之间的贯穿设置复数个贯通孔240电性连接。因此，本发明实施例并无电路板外部的触控模组，也就不需要将外部触控模组与次毫米发光二极管显示模组贴合的制程。

相较于图1之现有技术的次毫米发光二极管触控显示模组100而言，本发明实施例少了外部触控模组的材料成本、光学透明胶的材料成本，也没有外部触控模组与次毫米发光二极管显示模组的贴合制程，所以本发明实施例之次毫米发光二极管触控显示器200整体厚度可以变得更薄，更节省成本。

请再参考图2，次毫米发光二极管触控显示器200至少包含了发光驱动单元202、电路板216、次毫米发光二极管芯片212。其中发光驱动单元可为次毫米发光二极管驱动集成电路，次毫米发光二极管芯片212藉由电路板216上表面所设的接触垫214、各贯穿孔240内所设的第一导线208、电路板216下表面所设的接触垫204、接触垫206及发光二极管线路区21所设的第二导线210，而电性连接发光驱动单元202，其中接触垫204、接触垫206及接触垫214系为焊垫。

如图2所示，在本发明之一实施例中，电路板216由上而下至少包含了第一走线层218、绝缘层220、第二走线层222、绝缘层224、第三走线层226、绝缘层228、第四走线层230、绝缘层232、第五走线层234、绝缘层236、第六走线层238。在本实施例中，第一走线层218、第二走线层222、第三走线层226、第四走线层230、第五走线层234、第六走线层238的材料是铜，但在其他实施例中，也可以是其他金属或非金属的导电材料。

如图2所示，第四走线层230、第五走线层234、第六走线层238设置发光二极管线路区21。各贯通孔240内分别设有第一导线208，并且在第四走线层230、第五走线层234、第六走线层238分别设有第二导线210，作为发光二极管线路区21，经由各第一导线208电性连接不同的次毫米发光二极管芯片212、不同的各第二导线210以及发光驱动单元202，因此发光驱动单元202得以驱动不同的次毫米发光二极管芯片212。

图3系本发明一实施例之第一触控感测区的俯视图。如图2、3所示，在本实施例中，在第一走线层218周边区域形成一个环状导体，做为第一触控感测区218a，材料是铜或其他金属等导电材料。在其他实施例中，第一触控感测区218a的形状也可以因应设计需求而适度变化，并不限于环状。另外，第一触控感测区218a的尺寸亦是因应设计需求而决定。在此，从垂直方向上来看，「周边区域」系指次毫米发光二极管芯片212以外的区域。

第4图系本发明一实施例之第二触控感测区的俯视图。如图2、4所示，在本实施例中，在第二走线层222内中央区域即次毫米发光二极管芯片212下方，形成一个圆形实心导体，做为第二触控感测区222a，材料是铜或其他金属等导电材料。在垂直方向上，第一触控感测区218a不与第二触控感测区222a重迭。与次毫米发光二极管芯片212连接的第一导线208只能经由个别贯通孔240通过，图4中所示的所有孔洞即为各个贯通孔240，不能在第二走线层222内走线。在此，图2上的贯通孔240仅为例示，并未逐一绘示。在其他实施例中，第二触控感测区222a的形状也可以因应设计需求而适度变化，并不限于圆形。另外，第二触控感测区222a的尺寸亦是因应设计需求而决定。在此，从垂直方向上来看，「中央区域」系指次毫米发光二极管芯片212所在的区域。

图5系本发明一实施例之接地区的俯视图。如图2、5所示，在本实施例中，在第三走线层226内中央区域即次毫米发光二极管芯片212下方，形成一个非实心平面的接地导体作为接地区226a，材料是铜或其他金属等导电材料。接地区226a可以屏蔽发光二极管线路区21及其他讯号传输线路对第一触控感测区218a及第二触控感测区222a的干扰。接地区226a是环形网状图案，在垂直方向上不与第二触控感测区222a重迭。同样地，与次毫米发光二极管芯片212连接的第一导线208只能经由个别贯通孔240通过，不能在第三走线层226内走线。在其他实施例中，接地区226a的形状、图案也可以因应设计需求而适度变化，并不限于环形、网状。另外，接地区226a的尺寸亦是因应设计需求而决定。在此，从垂直方向上来看，「中央区域」系指次毫米发光二极管芯片212所在的区域。

在本发明中，触控驱动单元系电性连接第一触控感测区、该第二触控感测区，而提供三种感测模式，分别为互容模式、自容增强模式、自容暨辅助模式，其中在互容模式下第一触控感测区218a系作为rx传感器，rx传感器也称感应或接收电极，第二触控感测区222a系作为tx传感器，tx传感器也称驱动或发射电极，或者第一触控感测区218a系作为tx传感器，第二触控感测区222a系作为rx传感器。另外，在自容暨辅助模式下，第一触控感测区218a系作为主要传感器，第二触控感测区222a系作为辅助传感器，或者第一触控感测区218a系作为辅助传感器，第二触控感测区222a系作为主要传感器。再者，自容增强模式下第一触控感测区218a与第二触控感测区222a被相连在一起，用以增大触控感应面积。

图6系本发明一实施例之触控感测方法的流程图。如图6所示，本发明一实施例之触控感测方法原则上可分成三个步骤。在步骤s1中，触控事件发生，电容产生变化。接着，在步骤s2中，触控驱动单元感测运算取得三种感测模式下的电容值。然后，将上述三种电容值或判别式算出之数值分别与预设之靠近阈值或触摸阈值比较，判定上述触控事件为靠近行为或触摸行为。以下，搭配其他图式进一步详细说明。

本发明实施例之第一触控感测区218a、第二触控感测区222a分别电性连接一触控驱动单元6，所述的触控驱动单元6系可为触控集成电路。第一触控感测区218a、第二触控感测区222a可形成三种感测模式，藉由触控驱动单元6感测运算取得三种模式下的电容值比较后判定手指触摸或手指靠近行为。三种电容值的产生，可用来校正以增加触摸判断的正确性。在本发明实施例中，上述三种感测模式分别是互容模式、自容增强模式、自容暨辅助模式，以下依序说明。

请再参考图2，就互容模式而言，在一实施例中，第一触控感测区218a是rx传感器，rx传感器也称感应或接收电极；第二触控感测区222a是tx传感器，tx传感器也称驱动或发射电极。在其他实施例中，第一触控感测区218a是tx传感器，第二触控感测区222a是rx传感器。当触控事件发生时，例如手指触摸或手指靠近，第一触控感测区218a与第二触控感测区222a间产生电容耦合现象，触控驱动单元6感测运算取得互容模式下的第一电容值a。

请再参考图2，就自容增强模式而言，第一触控感测区218a藉由走线电性连接外部的触控驱动单元6，第二触控感测区222a藉由走线电性连接所述外部的触控驱动单元6，此些走线可以在外部相连，也可以在所述触控驱动单元6内部切换为相连。在一实施例中，第一触控感测区218a与第二触控感测区222a相接在一起，增大了感应面积，并和地(ground)形成自电容。例如手指触摸或手指靠近，手指和第一触控感测区218a、第二触控感测区222a间将产生电容耦合，经触控驱动单元6感测运算取得自容增强模式下的第二电容值b。另外，当触控事件发生时接地区226a也可以屏蔽相邻发光二极管线路区21对第一触控感测区218a与第二触控感测区222a的干扰。

请再参考图2，就自容暨辅助模式而言，在一实施例中，第一触控感测区218a是主要传感器，第二触控感测区222a是辅助传感器，第一触控感测区218a与第二触控感测区222a分别和地形成自电容。当触控事件发生时，例如手指触摸或手指靠近，手指分别和第一触控感测区218a、第二触控感测区222a间将产生电容耦合，触控驱动单元6感测运算取得个别电容值，两电容值再混合计算后，得到自容暨辅助模式下的第三电容值c。另外，在其他实施例中，第二触控感测区222a是主要传感器，第一触控感测区218a是辅助传感器。

例如，在一实施例中，第一触控感测区218a是主要传感器，第二触控感测区222a是辅助传感器，第一触控感测区218a与第二触控感测区222a分别和地形成自电容。当触控事件发生时，例如手指触摸或手指靠近，触控驱动单元6感测运算取得个别主电容值a、辅助电容值b，两电容值再混合计算后，得到自容暨辅助模式下的第三电容值c(c＝a-b)。在另一实施例中，第二触控感测区222a是主要传感器，第一触控感测区218a是辅助传感器，第一触控感测区218a与第二触控感测区222a分别和地形成自电容。当触控事件发生时，例如手指触摸或手指靠近，触控驱动单元6感测运算取得个别主电容值a、辅助电容值b，两电容值再混合计算后，得到自容暨辅助模式下的第三电容值c(c＝70％a-30％b)。

如上所述，当触控事件发生并得到三种模式下的电容值，再如下比较后判定为手指触摸或手指靠近行为。例如，当第二电容值b>靠近阈值时，判定为手指靠近(未触摸)。当由第一电容值a>触控阈值的第一条件，且第三电容值c>触控阈值的第二条件时，判定为手指触摸。或者是当30％*第一电容值a+50％*第二电容值b+20％*第三电容值c计算所得的数值>靠近阈值，判定为手指靠近(未触摸)。当30％*第一电容值a+20％*第二电容值b+50％*第三电容值c计算所得的数值>触控阈值，判定为手指触摸。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。