专利名称：光感应触控单元及触控显示面板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光感应触控单元与触控显示面板，尤指一种包括一第一光感应触 控元件与第二光感应触控元件的光感应触控单元及设置有此光感应触控单元的触控显示 面板。光感应触控单元的触控输入判断以第一光感应触控元件的第一光感应信号与第二光 感应触控元件的第二光感应信号的差值的绝对值作为依据。
背景技术：
在现今各类型消费性电子产品中，平板电脑、个人数字助理(PDA)、移动电话 (mobile phone)、卫星导航系统(GPQ与影音播放器等便携式电子产品已广泛地使用例如 电阻式、电容式以及光感应式等不同形式的触控面板(touch panel)，作为人机数据的沟通 界面，借此节省电子产品的体积。请参考图IA与图IB。图IA与图IB绘示了公知光感应式触控面板的光感应元件 于正常动作下的示意图。如图IA的左半部与图IB的左半部所示，在未进行触控输入时，光 感应元件10不会受到输入装置(例如手指)的遮蔽，因此会因受到环境光L的照射而产生 一第一光感应信号VI。如图IA的右半部与图IB的右半部所示，在进行触控输入时，光感应 元件10会受到输入装置12的遮蔽，因此会受到较少量的环境光L的照射而产生一第二光 感应信号V2。由于光感应元件10的光感应信号的强弱正比于照光量，因此第一光感应信号 Vl会大于第二光感应信号V2。公知方法在判断是否有触控输入时利用相同的光感应元件 10于不同时间点所产生的第一光感应信号Vl与第二光感应信号V2的差值Δ V作为依据， 也就是说，当第一光感应信号Vl与第二光感应信号V2的差值Δ V大于一预定值时，即判断 具有触控输入信号；反之，当第一光感应信号Vl与第二光感应信号V2的差值Δ V小于预定 值时，则判断不具有触控输入信号。然而，公知方法在环境光的强度改变时，很容易产生误判。请参考图2Α与图2Β。图 2Α与图2Β绘示了公知光感应式触控面板的光感应元件于异常动作下的示意图。如图2Α的 左半部与图2Β的左半部所示，当环境光L的强度较大时，在未进行触控输入时，光感应元件 10不会受到输入装置(例如手指)的遮蔽，因此会因受到环境光L的照射而产生一第一光 感应信号VI，且由于此时环境光L的强度较大，因此此时的第一光感应信号Vl会大于环境 光L的强度较小时的第一光感应信号VI。如图2Α的右半部与图2Β的右半部所示，同样在 未进行触控输入时，输入装置12虽然未接触到光感应元件10的表面，但仍可能会部分遮蔽 到环境光L，此时光感应元件10仍会感应到部分的环境光L而产生一第二光感应信号V2。 在此状况下，尽管输入装置12未进行触控输入，但由于光感应元件10在不同时间点所产生 的第一光感应信号Vl与第二光感应信号V2的差值Δ V可能已大于预定值，因此公知方法 会判断具有触控输入信号，而产生误判情形。因此，如何避免环境光的强度改变对于触控输入的干扰而造成误判，进而提升触 控输入的精准度，已成为光感应触控技术中一重大课题。发明内容[o006]本发明的目的之一在于提供一种光感应触控单元及一种设置有光感应触控单元的触控显示面板，以提升触控输入的精准度。[o007]本发明的一较佳实施例提供一种光感应触控单元，包括一第一光感应触控元件位于一第一元件区，以及一第二光感应触控元件位于一第二元件区。第一光感应触控元件与第二光感应触控元件均至少部分暴露于一环境光下，且光感应触控单元的触控输入判断以第一光感应触控元件的一第一光感应信号与第二光感应触控元件的一第二光感应信号的一差值的绝对值作为依据。[o008]本发明的另一较佳实施例提供一种触控显示面板，包括一显示面板，以及一光感应触控单元。光感应触控单元包括一第一光感应触控元件位于一第一元件区，以及一第二光感应触控元件位于一第二元件区。第一光感应触控元件与第二光感应触控元件均至少部分暴露于一环境光下，且光感应触控单元的触控输入判断以第一光感应触控元件的一第一光感应信号与第二光感应触控元件的一第二光感应信号的一差值的绝对值作为依据。
f扫于本发明利用光感应触控单元的第一光感应触控元件所感测到的第一光感应信号以及第二光感应触控元件所感测到的第二光感应信号的差值绝对值作为判断是否有触控输入，因此可有效排除环境光的变化所导致的误判，进而增加触控输入的精准度。
[OOL0]图lA与图lB绘示了公知光感应式触控面板的光感应元件于正常动作下的示意图2A t百图2B绘示了公知光感应式触控面板的光感应元件于异常动作下的示意图3A t百图3B绘示了本发明的一第一较佳实施例的光感应触控单元的示意图；[OOl3]图zIA t百图4B绘示了本发明的一第二较佳实施例的光感应触控单元的示意图5A t百图5B绘示了本发明的一第三较佳实施例的光感应触控单元的示意图6绘示了本发明的一第四较佳实施例的光感应触控单元的示意图7绘示了本发明的一较佳实施例的光感应触控单元的电路架构示意图8绘示了本发明的另一较佳实施例的光感应触控单元的电路架构示意图9绘示了本发明一较佳实施例的触控显示面板的示意图。
其中，附图标记
10X．；~蔡应元件12输入装置
Vl第一光感应信号V2第二光感应信号
30，40，50，60，120 光感应触控单元32第一光感应触控元件
34第二光感应触控元件30 1第一元件区
302第二元件区36输入装置
42第一滤光层44第二滤光层
45遮光图案BL背光源
CSt l第一储存电容CSt2第二储存电容
42第一信号读取元件44第二信号读取元件
52，56晶体管元件100触控显示面板112阵列基板116液晶层
54，58 110 114 L
放大器 显示面板 彩色滤光基板 环境光
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3A与图;3B。图3A绘示了本发明的一第一较佳实施例的光感应触控单元 在未进行触控输入时的示意图，而图3B绘示了本发明的第一较佳实施例的光感应触控单 元在进行触控输入时的示意图。如图3A所示，本实施例的光感应触控单元30包括一第一 光感应触控元件32位于一第一元件区301，以及一第二光感应触控元件34位于一第二元件 区302，其中第一元件区301与第二元件区302可为相邻设置，但不以此为限。第一光感应 触控元件32与第二光感应触控元件34均至少部分暴露于一环境光L下，也就是说在环境 光L存在的场所，且环境光L未受到外物的阻挡的状况下，第一光感应触控元件32与第二 光感应触控元件34在未进行触控输入时均可受到环境光L的照射。如图3A所示，在未进行 触控输入时，第一光感应触控元件32会因为受到环境光L的照射而产生一第一光感应信号 VI，而第二光感应触控元件34会因为受到环境光L的照射而产生一第二光感应信号V2，且 在相同强度的环境光L的照射下，第一光感应信号Vl会不同于第二光感应信号V2。另外， 如图:3B所示，在进行触控输入时，输入装置(例如手指)36会遮蔽环境光L，此时第一光感 应触控元件32会因为受到较弱的环境光L的照射而产生一第一光感应信号VI，而第二光 感应触控元件34亦会因为在较弱的环境光L或斜向反射的背光源BL的照射而产生一第二 光感应信号V2，且第一光感应信号Vl不同于第二光感应信号V2。此外，在本实施例中，第 一光感应触控元件32的感应时间与第二光感应触控元件34的感应时间点可为同一时间点 或不同时间点，也就是说第一光感应信号Vl的产生时间点与第二光感应信号V2的产生时 间点可为同一时间点或不同时间点。值得说明的是，本发明的第一光感应触控元件32与第 二光感应触控元件34可为各类型的光感应触控元件，例如光感应晶体管元件，但不以此为 限。请参考表1。表1列举了本发明的两种较佳的触控输入的判断规则。如表1所示， 根据判断规则1，当第一光感应信号Vl与第二光感应信号V2的差值绝对值大于一预定值 (例如0. 5V)时，判断无触控输入信号，而当第一光感应信号Vl与第二光感应信号V2的差 值绝对值小于一预定值(例如0. 3V)时，判断有触控输入信号。根据判断规则2，当第一光 感应信号Vl与第二光感应信号V2的差值绝对值小于一预定值(例如0. 3V)时，判断无触控 输入信号，而当第一光感应信号Vl与第二光感应信号V2的差值绝对值大于一预定值(例 如0.5V)时，判断有触控输入信号。值得说明的是上述用以判断是否有触控输入的第一光 感应信号Vl与第二光感应信号V2的差值绝对值的预定值可视光感应触控元件的特性或是 电路设计不同加以变更设定，而不以此为限。判断无触控输入信号判断有触控输入信号判断规则1 |V1_V2| > 0. 5V< 0. 3V
判断规则2 V1-V2 < 0. 3V> 0. 5V表 1由上述可知，本发明的光感应触控单元30包括两个光感应触控元件，并分别利用 光感应触控单元30的第一光感应触控元件32所感测到的第一光感应信号Vl以及第二光 感应触控元件34所感测到的第二光感应信号V2的差值绝对值作为判断是否有触控输入的 依据，而非利用同一个光感应触控元件在不同时间点所感测到的两个光感应信号的差值来 判断是否有触控输入，因此可有效排除环境光L的变化所导致的误判。另外，本发明的第一 光感应触控元件32与第二光感应触控元件34具有在相同的环境光下可产生不同强度的第 一光感应信号Vl与第二光感应信号V2的特性，或是可利用遮光图案选择性地遮蔽环境光 或背光的强度，或是局部地控制背光亮度的作法来使第一光感应信号Vl与第二光感应信 号V2在相同的环境光具有不同强度，以下将列举数种可达到上述特性的实施例进行说明， 但本发明并不以此为限。请参考图4A与图4B。图4A绘示了本发明的一第二较佳实施例的光感应触控单 元在未进行触控输入时的示意图，而图4B绘示了本发明的第二较佳实施例的光感应触控 单元于进行触控输入时的示意图。如图4A所示，本实施例的光感应触控单元40另包括一 第一滤光层42位于第一元件区301与一第二滤光层44位于第二元件区302，其中第一滤 光层42的一第一透光量不同于第二滤光层44的一第二透光量。在本实施例中，第一元件 区301另设置有一遮光图案45，因此第一透光量小于第二透光量，但本发明并不以此为限。 举例而言，亦可于第二元件区302设置遮光图案，而不于第一元件区301设置遮光图案，或 是使用具有不同透光率的材质分别作为第一滤光层42与第二滤光层44的材质，使得第一 透光量不同于第二透光量。通过第一滤光层42与第二滤光层44的设置，在未进行触控输 入时，环境光L在通过第一滤光层42后会具有较小的强度，而在通过第二滤光层44后会具 有较大的强度，因此第一光感应触控元件32所感测到的第一光感应信号Vl会小于第二光 感应触控元件34所感测到的第二光感应信号V2。另外，如图4B所示，在进行触控输入时， 环境光L会被输入装置36所阻挡，因此第一光感应触控元件32与第二光感应触控元件34 基本上不会受到环境光L的照射，因此第一光感应触控元件32所感测到的第一光感应信号 Vl大体上会等于第二光感应触控元件34所感测到的第二光感应信号V2。值得说明的是， 在应用于液晶显示面板时，光感应触控单元40的背面会被液晶显示面板的背光源BL所照 射，而当输入装置36在光感应触控单元40的正面进行触控输入时，斜向入射的背光源BL 会被输入装置36所反射，如图4B的箭头所示。通过第一滤光层42与第二滤光层44的图 案设计，可使第一光感应触控元件32与第二光感应触控元件34接收到近似强度的斜向反 射入射的背光源BL，因此第一光感应触控元件32所感测到的第一光感应信号Vl大体上会 等于第二光感应触控元件34所感测到的第二光感应信号V2。借此，由于第一光感应信号 Vl与第二光感应信号V2的差值绝对值在进行触控输入与未进行触控输入时有所差异，因 此可判断出是否有触控输入。请参考图5A与图5B。图5A绘示了本发明的一第三较佳实施例的光感应触控单元 在未进行触控输入时的示意图，而图5B绘示了本发明的第三较佳实施例的光感应触控单 元于进行触控输入时的示意图。如图5A所示，本实施例的光感应触控单元50另包括至少一 背光源BL用以产生背光，其中此背光源BL并非用以提供液晶显示面板的背光，而是应用在光感应触控单元50上。在本实施例中，第一元件区301的背光强度不同于第二元件区302 的背光强度。举例而言，在本实施例中，第一元件区301的背光源BL会低于第二元件区302 的背光源BL，例如第一元件区301的背光源BL的强度趋近零，而第二元件区302的背光源 BL远大于零，但不以此为限。在未进行触控输入时，第一光感应触控元件32与第二光感应 触控元件34会受到相同强度的环境光L的照射，而由于第一光感应触控元件32与第二光 感应触控元件34的背面具有遮光特性，故不会受到背光源BL的照射。因此，第一光感应触 控元件32所感测到的第一光感应信号Vl大体上会等于第二光感应触控元件34所感测到 的第二光感应信号V2。如图5B所示，在进行触控输入时，环境光L会被输入装置36所阻 挡，因此第一光感应触控元件32与第二光感应触控元件34基本上不会受到环境光L的照 射，但由于第二元件区302的第二光感应触控元件34会接收到斜向反射入射的背光源BL， 而第一元件区301的第一光感应触控元件32不会接收到斜向反射入射的背光源BL。因此， 第一光感应触控元件32所感测到的第一光感应信号Vl会小于第二光感应触控元件34所 感测到的第二光感应信号V2。借此，由于第一光感应信号Vl与第二光感应信号V2的差值 绝对值在进行触控输入与未进行触控输入时有所差异，因此可判断出是否有触控输入。另 外，在本实施例中，背光源BL所发射的光可为可见光或不可见光。除了上述利用调整第一光感应触控元件32与第二光感应触控元件34所接收到的 环境光L的强度或提供不同强度的背光源BL的作法外，本发明亦可利用使第一光感应触控 元件32与第二光感应触控元件34具有不同的光感应灵敏度的作法来实现触控输入。请参 考图6。图6绘示了本发明的一第四较佳实施例的光感应触控单元的示意图。如图6所示， 在本实施例中，光感应触控单元60的第一光感应触控元件32与第二光感应触控元件34分 别为一光感应晶体管元件，且第一光感应触控元件32与第二光感应触控元件34具有不同 的通道宽长比(W/L)，因此第一光感应触控元件32具有一第一光感应灵敏度，第二光感应 触控元件34具有一第二光感应灵敏度，且第一光感应灵敏度不同于第二光感应灵敏度。举 例而言，如图6所示，第一光感应触控元件32与第二光感应触控元件34具有不同的通道长 度，因此第一光感应灵敏度不同于第二光感应灵敏度。借此，在进行触控输入与未进行触控 输入时，第一光感应信号Vl与第二光感应信号V2的差值绝对值会有所不同，而可判断出是 否具有触控输入信号。请参考图7。图7绘示了本发明的一较佳实施例的光感应触控单元的电路架构示 意图。如图7所示，本实施例的第一光感应触控元件32与一第一储存电容Cstl以及一第 一信号读取元件42电性连接。另一方面，第二光感应触控元件34与一第二储存电容Cst2 以及一第二信号读取元件44电性连接。在本实施例中，第一储存电容Cstl的第一储存电 容值不同于第二储存电容Cst2的第二储存电容值，因此第一光感应触控元件32的第一光 感应灵敏度会不同于第二光感应触控元件34的第二光感应灵敏度。在此状况下，在进行触 控输入与未进行触控输入时，第一光感应信号Vl与第二光感应信号V2的差值绝对值会有 所不同，而可判断出是否具有触控输入信号。请参考图8。图8绘示了本发明的另一较佳实施例的光感应触控单元的电路架构 示意图。如图8所示，第一光感应触控元件32与一晶体管元件52以及一放大器M电性连 接，且放大器M与一第一信号读取元件42电性连接。另一方面，第二光感应触控元件34 与一晶体管元件56以及一放大器58电性连接，且放大器58与一第二信号读取元件44电性连接。本发明的光感应触控单元的电路架构并不以上述两种电路架构为限，而可为其它 现行的光感应触控单元的电路架构。请参考图9。图9绘示了本发明一较佳实施例的触控显示面板的示意图。如图9 所示，触控显示面板100包括一显示面板110，以及一光感应触控单元120。在本实施例中， 显示面板110可为例如一液晶显示面板，但不以此为限，而光感应触控单元120则可为前述 各实施例所述的光感应触控单元，其特性如前所述在此不再赘述。在本实施例中，显示面板 110包括两基板，例如一阵列基板112与一彩色滤光基板114，以及一液晶层116设置于阵 列基板112与彩色滤光基板114之间。本领域技术人员当了解显示面板110另包括像素、 储存电容、薄膜晶体管与彩色滤光片等必要元件，故在此不再赘述。如图9所示，在本实施 例中，光感应触控单元120设置于阵列基板112与彩色滤光基板114之间，且其工艺可与显 示面板110的工艺整合。另外，值得说明的是光感应触控单元120的第一光感应触控元件 32与第二光感应触控元件34的位置并不限定于相邻，而可视需要设置于不同位置。综上所述，本发明利用光感应触控单元的第一光感应触控元件所感测到的第一光 感应信号以及第二光感应触控元件所感测到的第二光感应信号的差值绝对值作为判断是 否有触控输入，而非利用同一个光感应触控元件在不同时间点所感测到的两个光感应信号 的差值来判断是否有触控输入，因此可有效排除环境光的变化所导致的误判，进而增加触 控输入之精准度。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当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 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种光感应触控单元，其特征在于，包括一第一光感应触控元件，位于一第一元件区；以及一第二光感应触控元件，位于一第二元件区；其中该第一光感应触控元件与该第二光感应触控元件均至少部分暴露于一环境光下， 且该光感应触控单元的触控输入判断以该第一光感应触控元件的一第一光感应信号与该 第二光感应触控元件的一第二光感应信号的一差值的绝对值作为依据。
2.根据权利要求1所述的光感应触控单元，其特征在于，当该第一光感应信号与该第 二光感应信号该差值的绝对值小于一第一预定值时，判断该光感应触控单元具有一触控输 入信号，当该第一光感应信号与该第二光感应信号该差值的绝对值大于一第二预定值时， 判断该光感应触控单元无触控输入信号。
3.根据权利要求1所述的光感应触控单元，其特征在于，当该第一光感应信号与该第 二光感应信号该差值的绝对值大于一第一预定值时，判断该光感应触控单元具有一触控输 入信号，当该第一光感应信号与该第二光感应信号该差值的绝对值小于一第二预定值时， 判断该光感应触控单元无触控输入信号。
4.根据权利要求1所述的光感应触控单元，其特征在于，另包括一第一滤光层位于该 第一元件区与一第二滤光层位于该第二元件区，其中该第一滤光层的一第一透光量不同于 该第二滤光层的一第二透光量。
5.根据权利要求4所述的光感应触控单元，其特征在于，另包括一遮光图案位于该第 一元件区，且该遮光图案使得该第一滤光层的该第一透光量小于该第二滤光层的该第二透 光量。
6.根据权利要求1所述的光感应触控单元，其特征在于，另包括至少一背光源用以产 生背光，其中该第一元件区的背光不同于该第二元件区的背光。
7.根据权利要求1所述的光感应触控单元，其特征在于，该第一光感应触控元件具有 一第一光感应灵敏度，第二光感应触控元件具有一第二光感应灵敏度，且该第一光感应灵 敏度不同于该第二光感应灵敏度。
8.根据权利要求7所述的光感应触控单元，其特征在于，另包括一第一储存电容与该 第一光感应触控元件电性连接，以及一第二储存电容与该第二光感应触控元件电性连接， 且该第一储存电容的一第一储存电容值不同于该第二储存电容的一第二储存电容值。
9.根据权利要求7所述的光感应触控单元，其特征在于，该第一光感应触控元件与该 第二光感应触控元件分别为一光感应晶体管元件，且该第一光感应触控元件与该第二光感 应触控元件具有不同的通道宽长比。
10.一种触控显示面板，其特征在于，包括一显示面板；以及一光感应触控单元，包括一第一光感应触控元件，位于一第一元件区；以及一第二光 感应触控元件，位于一第二元件区；其中该第一光感应触控元件与该第二光感应触控元件均至少部分暴露于一环境光下， 且该光感应触控单元的触控输入判断以该第一光感应触控元件的一第一光感应信号与该 第二光感应触控元件的一第二光感应信号的一差值的绝对值作为依据。
11.根据权利要求10所述的触控显示面板，其特征在于，该显示面板包括两基板，且该光感应触控单元设置于该两基板之间。
12.根据权利要求10所述的触控显示面板，其特征在于，当该第一光感应信号与该第 二光感应信号该差值的绝对值小于一第一预定值时，判断该光感应触控单元具有一触控输 入信号，当该第一光感应信号与该第二光感应信号该差值的绝对值大于一第二预定值时， 判断该光感应触控单元无触控输入信号。
13.根据权利要求10所述的触控显示面板，其特征在于，当该第一光感应信号与该第 二光感应信号该差值的绝对值大于一第一预定值时，判断该光感应触控单元具有一触控输 入信号，当该第一光感应信号与该第二光感应信号该差值的绝对值小于一第二预定值时， 判断该光感应触控单元无触控输入信号。
14.根据权利要求10所述的触控显示面板，其特征在于，另包括一第一滤光层位于该 第一元件区与一第二滤光层位于该第二元件区，其中该第一滤光层的一第一透光量不同于 该第二滤光层的一第二透光量。
15.根据权利要求14所述的触控显示面板，其特征在于，另包括一遮光图案位于该第 一元件区，且该遮光图案使得该第一滤光层的该第一透光量小于该第二滤光层的该第二透 光量。
16.根据权利要求10所述的触控显示面板，其特征在于，另包括至少一背光源用以产 生背光，其中该第一元件区的背光不同于该第二元件区的背光。
17.根据权利要求10所述的触控显示面板，其特征在于，该第一光感应触控元件具有 一第一光感应灵敏度，第二光感应触控元件具有一第二光感应灵敏度，且该第一光感应灵 敏度不同于该第二光感应灵敏度。
18.根据权利要求17所述的触控显示面板，其特征在于，另包括一第一储存电容与该 第一光感应触控元件电性连接，以及一第二储存电容与该第二光感应触控元件电性连接， 且该第一储存电容的一第一储存电容值不同于该第二储存电容的一第二储存电容值。
19.根据权利要求17所述的触控显示面板，其特征在于，该第一光感应触控元件与该 第二光感应触控元件分别为一光感应晶体管元件，且该第一光感应触控元件与该第二光感 应触控元件具有不同的通道宽长比。
全文摘要
本发明提供一种触控显示面板及其光感应触控单元。光感应触控单元包括一第一光感应触控元件位于一第一元件区，以及一第二光感应触控元件位于一第二元件区。第一光感应触控元件与第二光感应触控元件均至少部分暴露于一环境光下，且光感应触控单元的触控输入判断以第一光感应触控元件的一第一光感应信号与第二光感应触控元件的一第二光感应信号的一差值的绝对值作为依据。
文档编号G06F3/042GK102073421SQ20101062327
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年11月18日
发明者陈佩怡, 黄雪瑛 申请人:友达光电股份有限公司