专利名称：触控显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种触控显示装置，尤其涉及一种具有高触控感应分辨率与高光学效 率的光学式触控显示装置。
背景技术：
在现今各类型消费性电子产品中，平板计算机、个人数字助理(PDA)、行动电话 (mobile phone)、卫星导航系统(GPS)与影音播放器等可携式电子产品已广泛地使用触控 面板(touch panel)，作为人机数据的沟通接口，借此节省电子产品的体积。依据触控作动的机制的不同，触控显示装置主要可分为电容式、电阻式与光学式 等三类，而其中光学式触控显示装置由于具有高透光率的优点，已广泛地被应用。然而，由 于光学式触控显示装置必须设置用来发挥触控功能的发光元件与感光元件，因此造成了现 有光学式触控显示装置的边框与厚度的增加，同时由于现有光学式触控显示装置的光学效 率不佳，因此必须使用大量的发光元件，也造成了成本增加与耗电等问题，阻碍了光学式触 控显示装置的发展。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种具有高触控感应分辨率与高光学效率的触控显 示装置。本发明的一较佳实施例提供一种触控显示装置，包括一显示面板、一导光板、至少 一不可见光发射元件，以及一第一光路径转换元件。显示面板具有一入光面与一出光面，且 显示面板的出光面具有一第一侧边与一第二侧边。导光板设置于显示面板的入光面，其中 导光板具有一第一侧边以及一第二侧边，导光板的第一侧边与第二侧边分别与显示面板的 出光面的第一侧边与第二侧边对应，使导光板的第一侧边与第二侧边分别与显示面板的第 一侧边与第二侧边位于同侧，且导光板更包括多个微结构，其至少设置于该第一侧边与该 第二侧边。不可见光发射元件设置于导光板的至少一侧，用以向导光板发射一不可见光源。 第一光路径转换元件设置于显示面板的出光面上并沿着显示面板的出光面的第一侧边与 第二侧边排列。不可见光发射元件所发射的不可见光源沿导光板的第一侧边与第二侧边行 进并借由微结构导向而进入入光面且穿透显示面板并到达第一光路径转换元件。其中，该第一光路径转换元件包括一反射元件、一全内反射元件、一绕射元件或一 折射元件。其中，该出光面的该第一侧边与该第二侧边为相邻的两侧边，并且该出光面另具 有一相对该第一侧边的第三侧边与一相对该第二侧边的第四侧边，该导光板另具有一相对 该第一侧边的第三侧边与一相对该第二侧边的第四侧边，且该导光板的该第三侧边与该第 四侧边分别与该出光面的该第三侧边与该第四侧边对应，以使该导光板的该第三侧边与该 第四侧边分别与该出光面的该第三侧边与该第四侧边位于同侧。其中，另包括多个感光元件，沿该显示面板的该出光面的该第三侧边与该第四侧边排列，且该至少一不可见光发射元件所发射的该不可见光源借由该第一光路径转换元件 转向使该感光元件接收到该不可见光源。其中，该感光元件设置于该显示面板的内部。其中，另包括一第二光路径转换元件，设置于该显示面板的该出光面上并沿该出 光面的该第三侧边与该第四侧边排列，用以将由该第一光路径转换元件转向的该不可见光 源再次转向而使该感光元件接收到该不可见光源。其中，该第二光路径转换元件包括一反射元件、一全内反射元件、一绕射元件或一 折射元件。其中，该至少一不可见光发射元件包括一第一不可见光发射元件与一第二不可见 光发射元件，该第一不可见发光元件设置于该导光板的该第四侧边或该第二侧边，用以沿 该导光板的该第一侧边发射该不可见光源，该第二不可见光发射元件则设置于该导光板的 该第三侧边或该第一侧边，用以沿该导光板的该第二侧边发射该不可见光源。其中，该导光板另包括一第一反射平面与一第二反射平面，该第一反射平面设置 于与该第一不可见光发射元件相对的另一侧边，该第二反射平面则设置于与该第二不可见 光发射元件相对的另一侧边。
其中，该导光板另具有一第五侧边，该第五侧边位于该导光板的该第一侧边与该 第二侧边之间，且该 第五侧边分别与该第一侧边及该第二侧边具有一非直角的夹角。其中，该导光板另具有一反射斜面设置于该第五侧边上。其中，该至少一不可见光发射元件包括一第一不可见光发射元件，设置于该导光 板的该第四侧边并沿该第一侧边朝向该反射斜面发射该不可见光源。其中，该导光板的该第三侧边具有一反射平面，用以反射沿该导光板的该第二侧 边行进的该不可见光源。其中，该至少一不可见光发射元件另包括一第二不可见光发射元件，设置于该导 光板的该第三侧边，用以沿该导光板的该第二侧边朝向该反射斜面发射该不可见光源。其中，该第一不可见光发射元件与该第二不可见光发射元件依序发射该不可见光 源。其中，该至少一不可见光发射元件包括一第一不可见光发射元件设置于该导光板 的该第五侧边，且该触控显示装置另包括一分光元件设置于该第一可见光发射元件与该导 光板之间，该第一不可见光发射元件所发射的该不可见光源借由该分光元件的分光而分别 沿该导光板的该第一侧边与该第二侧边行进。其中，该导光板的该第四侧边具有一第一反射平面，用以反射沿该导光板的该第 一侧边行进的该不可见光源，以及该导光板的该第三侧边具有一第二反射平面，用以反射 沿该导光板的该第二侧边行进的该不可见光源。其中，该至少一不可见光发射元件另包括一第二不可见光发射元件与一第三不可 见光发射元件，该第二不可见光发射元件设置于该导光板的该第三侧边，用以沿该导光板 的该第二侧边发射该不可见光源，该第三不可见光发射元件则设置于该导光板的该第四侧 边，用以沿该导光板的该第一侧边发射该不可见光源。其中，该第一不可见光发射元件、该第二不可见光发射元件与该第三不可见光发 射元件系依序发射该不可见光源。
其中，该微结构全面地或局部地设置于相对于该显示面板的该导光板的一下表面 上。其中，另包括至少一可见光发射元件，设置于该导光板的至少一侧，用以向该导光 板发射一可见光源作为该显示面板的一背光源以显示影像。本发明的触控显示装置利用导光板的微结构将不可见光学元件所发出的不可见 光源向上反射出导光板，再借由光路径转换元件进一步将不可见光源再次转向，可有效增 加不可见 光源的使用率，进而减少耗电量并提升触控灵敏度。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1至图4绘示了本发明一第一较佳实施例的触控显示装置的示意图。图5绘示了本实施例的触控显示装置于进行触控输入时的示意图。图6至图8绘示了本发明的第一较佳实施例的三种变化型的触控显示装置的示意 图。图9至图12绘示了本发明的一第二较佳实施例的四种变化型的触控显示装置的 示意图。图13绘示了本发明一第三较佳实施例的触控显示装置的示意图。图14绘示了本发明一第四较佳实施例的触控显示装置的示意图。图15绘示了本发明一第五较佳实施例的触控显示装置的示意图。图16绘示了本发明一第六较佳实施例的触控显示装置的示意图。图17绘示了本发明的第一光路径转换元件与第二光路径转换元件的另一实施例 的示意图。其中，附图标记10 触控显示装置20 显示面板20A:入光面20B:出光面201 第一侧边202 第二侧边203:第三侧边204:第四侧边22 第一光路径转换元件 24 感光元件26 第二光路径转换元件 28 反射膜30 导光板301 第一侧边302 第二侧边303 第三侧边304:第四侧边305:第五侧边30M 微结构32 可见光发射元件34 不可见光发射元件341 第一不可见光发射元件342 第二不可见光发射元件 343 第三不可见光发射元件36 反射平面361 第一反射平面362:第二反射平面36S:反射斜面38 分光元件40 触控输入装置Ll 可见光源L2 不可见光源
P :输入点12:电路板
具体实施例方式为使本领域技术人员能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的较佳实施例， 并配合所附附图，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。请参考图1至图4。图1至图4绘示了本发明一第一较佳实施例的触控显示装置 的示意图，其中图1为触控显示装置的上视图，图2为沿图1的剖线A-A’绘示的剖面示意 图，图3为沿第1图的剖线B-B’绘示的剖面示意图，且图4为沿第1图的剖线C-C’绘示的 剖面示意图。为了突显本发明的触控显示装置的特征，图1省略了触控显示装置的部分元 件例如显示面板。如图1至图4所示，本实施例的触控显示装置10包括一显示面板20、一 导光板30、至少一可见光发射元件32、至少一不可见光发射元件34、一第一光路径转换元 件(light path converting device) 22，以及多个感光元件24。显示面板20具有一入光面 20A与一出光面20B，且显示面板20的出光面20B具有一第一侧边201、一第二侧边202、一 第三侧边203与一第四侧边204，其中第一侧边201与第三侧边203分别位于相对的两侧， 而第二侧边202与第四侧边204分别位于相对的两侧。导光板30设置于显示面板20的入 光面20A。导光板30具有一第一侧边301、一第二侧边302、一第三侧边303与一第四侧边 304，其中第一侧边301与第三侧边303分别位于相对的两侧，而第二侧边302与第四侧边 304分别位于相对的两侧。导光板30的第一侧边301、第二侧边302、第三侧边303与第四 侧边304的位置分别与显示面板20的出光面20B的第一侧边201、第二侧边202、第三侧边 203与第四侧边204的位置互相对应，以使导光板30的第一侧边301、第二侧边302、第三侧 边303与第四侧边304分别与显示面板20的第一侧边201、第二侧边202、第三侧边203与 第四侧边204位于同侧。在本实施例中，显示面板20为液晶显示面板，但不以此为限，也可 为其它各种类型的显示面板，例如电泳显示面板或等离子显示面板等。此外，导光板30更 包括多个微结构30M，且微结构30M至少对应设置于第一侧边301与第二侧边302，但不以 此为限。例如在本实施例中，微结构30M也可全面地设置于导光板30。也就是说，在本发明 中，微结构30M可局部地形成于导光板30上，或可全面地形成于导光板30上。在本实施例 中，各微结构30M为形成于导光板30的下表面的凹口，但不以此为限，例如微结构30M也可 为具有可改变光路径的各种结构。由图1与图2所示的实施例中，可见光发射元件32设置于导光板30的至少一侧， 用以向导光板30发射一可见光源Ll作为显示面板20的一背光源以显示影像。可见光发 射元件32可包括一白光发光元件，例如一白光发光二极管元件，但不以此为限。在本实施 例中，可见光发射元件32设置于导光板30的第四侧边304，但不以此为限，也可视亮度需求 而设置于导光板30的第一侧边301、第二侧边302、第三侧边303与第四侧边304的其中至 少一者。由图1、图3与图4所示的实施例中，不可见光发射元件34设置于导光板30的至 少一侧，用以向导光板30发射一不可见光源L2。不可见光发射元件34可为任何可发出不 可见光的发光元件，例如一红外线发光元件或一激光发光元件，但不以此为限。在本实施例 中，不可见光发射元件34可包括一第一不可见光发射元件341设置于导光板30的第四侧 边304，用以沿导光板30的第一侧边301发射不可见光源L2，以及一第二不可见光发射元 件342设置于导光板30的第三侧边303，用以沿导光板30的第二侧边302发射不可见光源L2。值得说明的是第一不可见光发射元件341与第二不可见光发射元件342可同时发射不 可见光源L2，或是依序发射不可见光源L2。此外，第一光路径转换元件22设置于显示面板 20的 出光面20B上并沿着显示面板20的出光面20B的第一侧边201与第二侧边202排列。 另外，感光元件24沿显示面板20的出光面20B的第三侧边203与第四侧边204排列。如图2所示，可见光发射元件32发射出的可见光源Ll会射入导光板30，并被导光 板30导向上方的显示面板20的背光源。在本实施例中，可见光源Ll可借由导光板30的 微结构30M转折向上以进入显示面板20，但并不以为限。可见光源Ll也可借由其它方式 导向显示面板20，例如利用导光板30内的散射粒子(图未示)向上散射，或是将导光板30 设计为具有倾斜的下表面而使可见光源Ll可向上反射至显示面板20。此外，本实施仅以具 有三角形凹口的微结构30M来说明导光板30导向可见光源Ll的光行进方向，但不此结构 为限，微结构30M也可为其它结构的凹口，同时，微结构30M也可为导光板30的凸块结构， 像是具有半圆形凸块或三角形凸块等任何可将可见光源Ll导向进入显示面板20的入光面 20A的微结构。如图3所示，不可见光发射元件34所发射的不可见光源L2则可借由导光板30的 微结构30M转折向上至第一光路径转换元件22，并再借由第一光路径转换元件22产生转 向使感光元件24接收到不可见光源L2。精确地说，第一不可见光发射元件341所发射的 不可见光源L2会经由设置于导光板30的第一侧边301的微结构30M的导向而进入入光面 20A,并穿透显示面板20后由出光面20B射向第一光路径转换元件22，再经由第一光路径转 换元件22转向而沿平行于第二侧边202/第四侧边204的方向行进而被设置于显示面板20 的出光面20B的第三侧边203的感光元件24所接收；第二不可见光发射元件342所发射的 不可见光源L2则会经由设置于导光板30的第二侧边302的微结构30M的导向而进入入光 面20A，并穿透显示面板20后由出光面20B射向第一光路径转换元件22，再经由第一光路 径转换元件22转向而沿平行于第一侧边201/第三侧边203的方向行进而被设置于显示面 板20的出光面20B的第四侧边204的感光元件24所接收。感光元件24可贴附在显示面 板20的出光面20B的第三侧边203与第四侧边204上，但不以此为限。举例而言，在本实 施例中，感光元件24较佳可设置于显示面板20的内部，也即感光元件24可与显示面板20 的元件例如薄膜晶体管的工艺整合而为嵌入式(In-cell)的感光元件24，借此可减少触控 显示装置10的成本与厚度。此外在使用嵌入式的感光元件24的状况下，触控显示装置10 可另包括一第二光路径转换元件26(如图2所示)，设置于显示面板20的出光面20B上并 沿显示面板20的出光面20B的第三侧边203与第四侧边204排列，也即对应于感光元件24 的上方。借此，不可见光发射元件34所发射的不可见光源L2会先借由导光板30的微结构 30M的导向而转折向上并穿透显示面板20而到达第一光路径转换元件22、接着借由第一光 路径转换元件22产生转向至第二光路径转换元件26，最后再借由第二光路径转换元件26 产生转向至感光元件24，而使感光元件24可接收到不可见光源L2。如图3所示的实施例中，微结构30M较佳为具有三角形凹口的结构来导向不可见 光源L2的光行进方向，但不以此为限，微结构30M也可为任何可将不可见光源L2导向进入 显示面板20的入光面20A，并到达第一光路径转换元件22的微结构。此外，在本实施例中， 用以导向可见光源Ll与不可见光源L2的微结构30M都为相同结构，但不以此为限，导向可 见光源Ll的微结构30M与导向不可见光源L2的微结构30M也可具有不同的结构，例如用以导向可见光源Ll的微结构30M可为半圆形的凸块，而用以导向不可见光源L2的微结构 30M为三角形的凹口，据此导光板20的下表面会具有不同形状的微结构30M。第一光路径转换元件22与第二光路径转换元件26可为各种可用以转换光路径的 元件或结构，例如全内反射元件、反射元件、绕射元件(例如光栅)或折射元件。在本实施 例 中，第一光路径转换元件22与第二光路径转换元件26选用全内反射元件，也即不可见光 源L2先进入第一光路径转换元件22与第二光路径转换元件26，并因折射率不同产生全内 反射而转向，但不以此为限。另外值得说明的是，本实施例的触控显示装置10可另包括一 电路板12，例如一可挠式电路板，且可见光发射元件32与不可见光发射元件34可一并设置 于电路板12上，借此可简化驱动方式并缩减触控显示装置10的尺寸。请再参考图5，并一并参考图1至图4。图5绘示了本实施例的触控显示装置于进 行触控输入时的示意图，且图5为沿图1的剖线A-A’绘示的剖面示意图。如图5所示，当 使用者使用一触控输入装置40，例如使用者的手指或一触控笔，于触控显示装置10的表面 的一输入点P进行触控输入时，部分的不可见光源L2会被触控输入装置40所阻挡，此时位 于第四侧边204且对应于此输入点P的感光元件24会无法接受到不可见光源L2而可确认 此输入点P的水平坐标，而同理位于第三侧边203且对应于此输入点P的感光元件24会无 法接受到不可见光源L2而可确认此输入点P的垂直坐标，借此可判断出输入点P而实现触 控输入。由上述可知，本发明的触控显示装置10将用以提供显示面板20的可见光发射元 件32与不可见光发射元件34整合于背光模块中，并可利用相同的电路板12加以驱动，因 此可有效缩减触控显示装置10的尺寸并有低耗电量的优点。此外，通过导光板30的微结 构30M的设计，可提高不可见光源L2的准直性，减少触碰信号的干扰(crosstalk)，而可提 升光学效率并提升触控灵敏度。再者，借由调整导光板30的微结构30M的间距以及感光元 件24的间距，更可大幅提升触控准确性及分辨率。举例而言，在本实施例中，相邻的感光元 件24的间距可设定在0. 2毫米或更小。本发明的触控显示装置并不以上述实施例为限。下文将依序介绍本发明的其它较 佳实施例的触控显示装置，且为了便于比较各实施例的相异处并简化说明，在下文的各实 施例中使用相同的符号标注相同的元件，且主要针对各实施例的相异处进行说明，而不再 对重复部分进行赘述。请参考图6至图8。图6至图8绘示了本发明的第一较佳实施例的三种变化型的 触控显示装置的示意图。如图6所示，在第一变化型中，第一不可见光发射元件341设置于 导光板30的第四侧边304，用以沿导光板30的第一侧边301发射不可见光源L2，而第二不 可见光发射元件342设置于导光板30的第一侧边301，用以沿导光板30的第二侧边302发 射不可见光源L2。如图7所示，在第二变化型中，第一不可见光发射元件341设置于导光板 30的第二侧边302，用以沿导光板30的第一侧边301发射不可见光源L2，而第二不可见光 发射元件342设置于导光板30的第一侧边301，用以沿导光板30的第二侧边302发射不可 见光源L2。如图8所示，在第三变化型中，第一不可见光发射元件341设置于导光板30的 第二侧边302，用以沿导光板30的第一侧边301发射不可见光源L2，而第二不可见光发射 元件342设置于导光板30的第三侧边303，用以沿导光板30的第二侧边302发射不可见光 源L2。
请参考图9至图12。图9至图12绘示了本发明的一第二较佳实施例的四种变化 型的触控显示装置的示意图。在本发明的第二较佳实施例的各变化型中，第一不可见光发 射元件341与第二不可见光发射元件342的设置于与第一较佳实施例的各变化型相同，其 不同的处在于在第二较佳实施例中，触控显示装置可另设置反射平面以增加不可见光的利 用率。如图9所示，在第二较佳实施例中，导光板30的第二侧边302具有一第一反射平面 361，用以反射设置于第四侧边304的第一不可见光发射元件341沿第一侧边301发射的不 可见光源L2，以及导光板30的第一侧边301具有一第二反射平面362，用以反射位于第三 侧边303的第二不可见光发射元件342沿第二侧边302发射的不可见光源L2。如图10所示，在第一变化型中，导光板30的第二侧边302具有一第一反射平面 361，用以反射设置于第四侧边304的第一不可见光发射元件341沿第一侧边301发射的不 可见光源L2，以及导光板30的第三侧边303具有一第二反射平面362，用以反射位于第一 侧边301的第二不可见光发射元件342沿第二侧边302发射的不可见光源L2。如图11所示，在第二变化型中，导光板30的第四侧边304具有一第一反射平面 361，用以反射设置于第二侧边304的第一不可见光发射元件341沿第一侧边301发射的不 可见光源L2，以及导光板30的第三侧边303具有一第二反射平面362，用以反射位于第一 侧边301的第二不可见光发射元件342沿第二侧边302发射的不可见光源L2。如图12所示，在第三变化型中，导光板30的第四侧边304具有一第一反射平面 361，用以反射设置 于第二侧边302的第一不可见光发射元件341沿第一侧边301发射的不 可见光源L2，以及导光板30的第一侧边301具有一第二反射平面362，用以反射位于第三 侧边303的第二不可见光发射元件342沿第二侧边302发射的不可见光源L2。请参考图13。图13绘示了本发明一第三较佳实施例的触控显示装置的示意图。 如图13所示，在本实施例中，导光板30另具有一第五侧边305，其中导光板30的第五侧边 305位于导光板30的第一侧边301与第二侧边302之间，且第五侧边305分别与第一侧边 301及第二侧边302具有一非直角的夹角，也即第五侧边305与第一侧边301及第二侧边 302以倾斜方向设置。此外，导光板30另具有一反射斜面36S设置于第五侧边305上，用 来将设置于第四侧边304的第一不可见光发射元件341沿第一侧边301发射的不可见光源 L2反射而沿第二侧边302行进，以及将位于第三侧边303的第二不可见光发射元件342沿 第二侧边302发射的不可见光源L2反射而沿第一侧边301行进。如此一来，可增加不可见 光源L2的利用率。请参考图14。图14绘示了本发明一第四较佳实施例的触控显示装置的示意图。如 图14所示，在本实施例中，仅导光板30的第四侧边304设置有第一不可见光发射元件341， 导光板30另具有一反射斜面36S设置于第五侧边305上，用来将设置于第四侧边304的第 一不可见光发射元件341沿第一侧边301发射的不可见光源L2反射而沿第二侧边302行 进。此外，导光板30的第三侧边303则具有一反射平面36，用以将反射斜面36S反射来的 不可见光源L2作进一步反射，以增加不可见光源L2的利用率。然，在另一变形实施例中， 可将设置于第三侧边303的反射平面36省略，仅依赖设置于第五侧边305的反射斜面36S 来导向第一不可见光发射元件341发射的不可见光源L2，使沿着第一侧边301的不可见光 源L2可通过反射斜面36S而导向至第二侧边302。此外，也可再省略第五侧边305的反射 斜面36S，使沿着第一侧边301的不可见光源L2仅单纯依赖导光板30的具有斜面的第五侧边305来反射，进而将不可见光源L2转向至第二侧边302。上述的实施例仅以第五侧边 305的反射作用来使不可见光源L2可沿着第一侧边301与第二侧边302行进来说明，但其 反射面的设置可依不同设计需求而改变，不以此为限。 请参考图15。图15绘示了本发明一第五较佳实施例的触控显示装置的示意图。 如图15所示，在本实施例中，第一不可见光发射元件341设置于导光板30的第五侧边305 上，且触控显示装置10另包括一分光元件38设置于第一可见光发射元件341与导光板30 之间。第一不可见光发射元件341所发射的不可见光源L2可借由分光元件38分别沿导光 板30的第一侧边301与第二侧边302行进。此外，导光板30的第四侧边304与第三侧边 303则分别具有一第一反射平面361与一第二反射平面362，以增加不可见光源L2的利用 率。然，在另一变形实施例中，也可将设置于第四侧边304的第一反射平面361以及设置于 第三侧边303的第二反射平面362的其中一者省略，或是将第一反射平面361与第二反射 平面362均省略。在此变形实施例中，设置于第五侧边305的第一不可见光发射元件341 所发出的不可见光源L2仍可借由分光元件38的分光而沿着第一侧边301与第二侧边302 行进。请参考图16。图16绘示了本发明一第六较佳实施例的触控显示装置的示意图。 如图16所示，在本实施例中，不可见光发射元件34包括一第一不可见光发射元件341、一第 二不可见光发射元件342与一第三不可见光发射元件343，其中第一不可见光发射元件341 设置于导光板30的第五侧边305，用以发射不可见光源L2，且不可见光源L2可借由分光元 件(图未示)分光而沿第一侧边301与第二侧边302发射不可见光源L2，第二不可见光发 射元件342设置于导光板30的第三侧边303用以沿第二侧边302发射不可见光源L2，以及 第三不可见光发射元件343设置于导光板30的第四侧边304用以沿第一侧边301发射不 可见光源L2。请参考图17。图17绘示了本发明的第一光路径转换元件与第二光路径转换元件 的另一实施例的示意图。如图17所示，在本实施中，第一光路径转换元件22与第二光路径 转换元件26可为一反射元件，其可为具高反射率材质所构成，或可具有一反射膜28而可使 不可见光源L2反射而转向。反射膜28可为各种具反射作用的薄膜例如金属，同时第一光 路径转换元件22与第二光路径转换元件26也可用其它能改变光路径元件，如折射元件或 绕射元件。综上所述，本发明的触控显示装置将可见光发射元件与不可见光发射元件整合于 背光模块中，其中可见光发射元件用以提供显示面板所需的光源，而不可见光发射元件用 以实现光学式触控输入。可见光发射元件与不可见光发射元件可利用相同的电路板加以驱 动，因此，可有效缩减触控显示装置的尺寸并有低耗电量的优点。此外，通过导光板的微结 构的设计，可增加不可见光源之间的准直性，而可提升光学触碰效率。再者，借由调整导光 板的相邻的微结构的间距与相邻的感光元件的间距，更可大幅提升触控感应准确性与分辨 率。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形 都应属于本发明权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种触控显示装置，其特征在于，包括一显示面板，具有一入光面与一出光面，且该显示面板的该出光面具有一第一侧边与 一第二侧边；一导光板，设置于该显示面板的该入光面，其中该导光板具有一第一侧边以及一第二 侧边，该导光板的该第一侧边与该第二侧边分别与该显示面板的该出光面的该第一侧边与 该第二侧边对应，使该导光板的该第一侧边与该第二侧边分别与该显示面板的该第一侧边 与该第二侧边位于同侧，且该导光板更包括多个微结构，至少设置于该第一侧边与该第二 侧边至少一不可见光发射元件，设置于该导光板的至少一侧，用以向该导光板发射一不可 见光源；以及一第一光路径转换元件，设置于该显示面板的该出光面上，并沿着该出光面的该第一 侧边与该第二侧边排列；其中该至少一不可见光发射元件所发射的该不可见光源沿该导光板的该第一侧边与 该第二侧边行进，并借由该微结构的导向而进入该入光面，且穿透该显示面板并到达该第 一光路径转换元件。
2.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该第一光路径转换元件包括一 反射元件、一全内反射元件、一绕射元件或一折射元件。
3.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该出光面的该第一侧边与该第 二侧边为相邻的两侧边，并且该出光面另具有一相对该第一侧边的第三侧边与一相对该第 二侧边的第四侧边，该导光板另具有一相对该第一侧边的第三侧边与一相对该第二侧边的 第四侧边，且该导光板的该第三侧边与该第四侧边分别与该出光面的该第三侧边与该第四 侧边对应，以使该导光板的该第三侧边与该第四侧边分别与该出光面的该第三侧边与该第 四侧边位于同侧。
4.根据权利要求3所述的触控显示装置，其特征在于，另包括多个感光元件，沿该显示 面板的该出光面的该第三侧边与该第四侧边排列，且该至少一不可见光发射元件所发射的 该不可见光源借由该第一光路径转换元件转向使该感光元件接收到该不可见光源。
5.根据权利要求4所述的触控显示装置，其特征在于，该感光元件设置于该显示面板 的内部。
6.根据权利要求5所述的触控显示装置，其特征在于，另包括一第二光路径转换元件， 设置于该显示面板的该出光面上并沿该出光面的该第三侧边与该第四侧边排列，用以将由 该第一光路径转换元件转向的该不可见光源再次转向而使该感光元件接收到该不可见光 源。
7.根据权利要求6所述的触控显示装置，其特征在于，该第二光路径转换元件包括一 反射元件、一全内反射元件、一绕射元件或一折射元件。
8.根据权利要求3所述的触控显示装置，其特征在于，该至少一不可见光发射元件包 括一第一不可见光发射元件与一第二不可见光发射元件，该第一不可见发光元件设置于该 导光板的该第四侧边或该第二侧边，用以沿该导光板的该第一侧边发射该不可见光源，该 第二不可见光发射元件则设置于该导光板的该第三侧边或该第一侧边，用以沿该导光板的 该第二侧边发射该不可见光源。
9.根据权利要求8所述的触控显示装置，其特征在于，该导光板另包括一第一反射平 面与一第二反射平面，该第一反射平面设置于与该第一不可见光发射元件相对的另一侧 边，该第二反射平面则设置于与该第二不可见光发射元件相对的另一侧边。
10.根据权利要求3所述的触控显示装置，其特征在于，该导光板另具有一第五侧边， 该第五侧边位于该导光板的该第一侧边与该第二侧边之间，且该第五侧边分别与该第一侧 边及该第二侧边具有一非直角的夹角。
11.根据权利要求10所述的触控显示装置，其特征在于，该导光板另具有一反射斜面 设置于该第五侧边上。
12.根据权利要求11所述的触控显示装置，其特征在于，该至少一不可见光发射元件 包括一第一不可见光发射元件，设置于该导光板的该第四侧边并沿该第一侧边朝向该反射 斜面发射该不可见光源。
13.根据权利要求12所述的触控显示装置，其特征在于，该导光板的该第三侧边具有 一反射平面，用以反射沿该导光板的该第二侧边行进的该不可见光源。
14.根据权利要求12所述的触控显示装置，其特征在于，该至少一不可见光发射元件 另包括一第二不可见光发射元件，设置于该导光板的该第三侧边，用以沿该导光板的该第 二侧边朝向该反射斜面发射该不可见光源。
15.根据权利要求14所述的触控显示装置，其特征在于，该第一不可见光发射元件与 该第二不可见光发射元件依序发射该不可见光源。
16.根据权利要求10所述的触控显示装置，其特征在于，该至少一不可见光发射元件 包括一第一不可见光发射元件设置于该导光板的该第五侧边，且该触控显示装置另包括一 分光元件设置于该第一可见光发射元件与该导光板之间，该第一不可见光发射元件所发射 的该不可见光源借由该分光元件的分光而分别沿该导光板的该第一侧边与该第二侧边行 进。
17.根据权利要求16所述的触控显示装置，其特征在于，该导光板的该第四侧边具有 一第一反射平面，用以反射沿该导光板的该第一侧边行进的该不可见光源，以及该导光板 的该第三侧边具有一第二反射平面，用以反射沿该导光板的该第二侧边行进的该不可见光 源。
18.根据权利要求16所述的触控显示装置，其特征在于，该至少一不可见光发射元件 另包括一第二不可见光发射元件与一第三不可见光发射元件，该第二不可见光发射元件设 置于该导光板的该第三侧边，用以沿该导光板的该第二侧边发射该不可见光源，该第三不 可见光发射元件则设置于该导光板的该第四侧边，用以沿该导光板的该第一侧边发射该不 可见光源。
19.根据权利要求18所述的触控显示装置，其特征在于，该第一不可见光发射元件、该 第二不可见光发射元件与该第三不可见光发射元件系依序发射该不可见光源。
20.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，该微结构全面地或局部地设置 于相对于该显示面板的该导光板的一下表面上。
21.根据权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，另包括至少一可见光发射元 件，设置于该导光板的至少一侧，用以向该导光板发射一可见光源作为该显示面板的一背 光源以显示影像。
全文摘要
本发明公开了一种触控显示装置，包括一显示面板、一导光板、至少一不可见光发射元件，以及一第一光路径转换元件。导光板包括多个微结构，用以将不可见光发射元件发射的不可见光源反射，而使不可见光源穿透显示面板而到达第一光路径转换元件。本发明的触控显示装置利用导光板的微结构将不可见光学元件所发出的不可见光源向上反射出导光板，再借由光路径转换元件进一步将不可见光源再次转向，可有效增加不可见光源的使用率，进而减少耗电量并提升触控灵敏度。
文档编号G06F3/042GK102073420SQ20101062225
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年11月29日
发明者伍玉平, 庄幸蓉, 牛慈伶, 范富诚 申请人:友达光电股份有限公司