光学式触控面板以及触控显示面板的利记博彩app

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【专利摘要】本实用新型提供一种光学式触控面板以及触控显示面板，包括一导光板、至少一发光组件以及多个感光组件。导光板具有多个侧表面、一上表面与一下表面。上表面与下表面通过这些侧表面连接。发光组件提供一光束进入导光板。感光组件设置于导光板下表面下方。各感光组件具有一感测面，感测面与导光板下表面非平行设置。这些感光组件设置在该至少一发光组件所提供的该光束的照射范围内。进入导光板的光束经由导光板下表面散射至这些感光组件。
【专利说明】光学式触控面板以及触控显示面板

【技术领域】
[0001] 本实用新型是有关于一种触控面板以及显示面板，且特别是有关于一种光学式触 控面板以及触控显示面板。

【背景技术】
[0002] 近年来，随着信息及电子发展的速度使得触控式显示面板的应用越来越普遍， 并带动了许多消费电子产品，如手机、笔记型电脑、个人数码助理（Personal Digital Assistant,以下简称PDA)、全球卫星定位系统（Global Positioning System,以下简称 GPS)等便携式电子装置的应用及发展。因触控面板具有易于交流的优点，使用者可以经由 触控面板与其搭载的显示面板进行直觉式的输入或操作，目前在全球已自成一项产业。
[0003] 触控面板技术按感测器工作原理，大致上可分为电容式、电阻式、光学式(又称红 外线式）及声波式等。其中光学式触控技术价格低廉，可接受各种材质的触碰感应，包括导 电体（例如手指）或非导电体（例如绝缘橡胶笔）等任何可遮断光的物质，应用相当广泛。 以触控面板在中大型显示面板的应用为例，由于电阻式触控面板与电容式触控面板需要制 作符合面板大小的透明导电薄膜，因而大幅地提高了传输阻抗而增加了感测的困难度，且 如此一来制程良率不佳与成本较高，因此光学式触控面板的技术研发已是相关领域的重要 发展方向之一。
[0004] 现有光学触控技术，大致可区分为遮断式及受抑内全反射式（Frustrated total internal reflection;以下简称FTIR)两种。遮断式光学触控技术为最早的光学触控架 构，其通过在面板边缘布设感测器及发射器，或是通过在基板同一侧对角设置发射器及感 测器，并且在其他边缘设置反射结构的系统，来检测被手指所遮蔽的光线以进行触点判断。 然而，此种检测原理受限于感测器或光源等需要设置于面板操作面的周边，面板操作面周 边需设置边框以遮蔽感测器等组件而有高度落差，从而无法实现全平面的无边框设计。另 一方面，受抑内全反射光学触控技术是通过手指接触导光板从而破坏了导光板内全反射光 线传导路径，使原本进行全反射的光线向下（即触控组件内侧）渗出，并由红外线摄影机的 感测面朝向导光板下表面贴合以感测导光板内光强度的变化，以进行影像辨识观察其触 点。虽然此种技术可被应用来实现全平面触控组件，然而，此种检测方式感测器的感测面朝 向外部环境而容易遭受外界环境光源干扰，而不利真实触点检测。
[0005] 全平面触控组件由于其操作面为齐平的，解决了传统电子组件所需的边框带来的 缺点，例如卡垢、增加了额外的体积、厚度与重量，并且提供了一种更美观的设计，目前为触 控组件中趋于流行的设计模式。


【发明内容】

[0006] 本实用新型提供一种光学式触控面板以及触控显示面板，可提供全平面外型，并 且可降低受到外部光线干扰以提升触控检测效率与精确性。
[0007] 本实用新型提供一种触控显示面板，具有全平面外型，且兼具触控与显示画面的 功能。
[0008] 本实用新型的光学式触控面板包括一导光板、至少一发光组件以及多个感光组 件。导光板具有多个侧表面、一上表面、一下表面与一光萃取结构。上表面与下表面通过这 些侧表面连接。发光组件具有一发光面，发光组件提供一光束进入导光板。感光组件设置于 导光板的下表面下方。各感光组件具有一感测面，感测面与导光板下表面非平行设置。这 些感光组件在至少一发光组件所提供的光束的照射范围内，其中光束的一第一部分在导光 板中基于全内反射传递，且光萃取结构使光束的一第二部分经由下表面离开并投射至这些 感光组件。
[0009] 本实用新型的触控显示面板，包括一显示面板以及前述的光学式触控面板。显示 面板具有一显示面。光学式触控面板的导光板的下表面面对显示面板的显示面。
[0010] 在本实用新型的一实施例中，上述的感光组件的各感测面与下表面之间的距离D 符合以下条件：〇〈D彡Gtan(20° );其中G为导光板的上表面的对角线长度。
[0011] 在本实用新型的一实施例中，上述的这些感光组件靠近于这些侧表面的至少二者 配置。
[0012] 在本实用新型的一实施例中，上述的发光组件的数量为多个，且这些发光组件与 这些感光组件交替排列。
[0013] 在本实用新型的一实施例中，上述的发光组件的数量为多个，且这些发光组件所 邻近的这些侧表面相异于这些感光组件所邻近的这些侧表面。
[0014] 在本实用新型的一实施例中，上述的光束的水平方向的光束角小于垂直方向的光 束角。
[0015] 在本实用新型的一实施例中，上述的至少一发光组件面向这些侧表面的至少一 者。
[0016] 在本实用新型的一实施例中，上述的发光组件的数量为多个，这些发光组件围绕 这些侧表面，且感光组件设置于导光板的下表面下方的周边区。
[0017] 在本实用新型的一实施例中，上述的光学式触控面板还包括一光反射层，用以反 射该光束，其配置于上表面上靠近发光组件的区域。
[0018] 在本实用新型的一实施例中，上述的至少一发光组件的发光面与导光板之间为一 光耦合层，光耦合层的折射率大于空气。
[0019] 在本实用新型的一实施例中，上述的光耦合层为一散射结构层、一光学胶层或其 组合。
[0020] 在本实用新型的一实施例中，上述的导光板面向至少一发光组件的区域具有多个 微棱镜结构。
[0021] 在本实用新型的一实施例中，上述的导光板面向至少一发光组件的区域为一粗糙 面。
[0022] 在本实用新型的一实施例中，上述的至少一发光组件面向导光板的下表面。
[0023] 在本实用新型的一实施例中，上述的光学式触控面板还包括一第一光学结构层， 第一光学结构层配置于导光板的上表面上，且与至少一发光组件的发光面相对，第一光学 结构层为一散射结构层或一反射结构层。
[0024] 在本实用新型的一实施例中，上述的光学式触控面板还包括一散射结构层，配置 于至少一发光组件邻近的其中一侧表面上。
[0025] 在本实用新型的一实施例中，上述的至少一发光组件邻近的侧表面为一粗糙面。
[0026] 在本实用新型的一实施例中，上述的导光板的厚度介于0. 1mm至10mm之间。
[0027] 本实用新型本实用新型在本实用新型的一实施例中，上述的光萃取结构为掺杂在 导光板内部的多个散射粒子。
[0028] 在本实用新型的一实施例中，上述的光萃取结构为形成在下表面的一散射层。
[0029] 在本实用新型的一实施例中，导光板的下表面具有多个微结构以构成该光萃取结 构，且下表面的表面粗糙度可大于零且小于1 μ m。
[0030] 在本实用新型的一实施例中，上述的光学式触控面板还包括一控制处理器，连接 于这些感光组件以及至少一发光组件。
[0031] 在本实用新型的一实施例中，上述的光学式触控面板还包括一抗光层，抗光层设 置于导光板的下表面与感光组件之间。
[0032] 在本实用新型的一实施例中，上述的抗光层具有一透光图像。
[0033] 在本实用新型的一实施例中，上述的至少一发光组件面向这些侧表面的至少一 者，且上述的抗光层可反射光束。
[0034] 在本实用新型的一实施例中，上述的至少一发光组件面向下表面，且抗光层允许 光束通过。
[0035] 在本实用新型的一实施例中，上述的抗光层具有一透光图像，且至少一发光组件 提供透光图像光束的一部分。
[0036] 在本实用新型的一实施例中，上述的光学式触控面板，还包括一抗光层，抗光层设 置于导光板的上表面且遮蔽感光组件。
[0037] 在本实用新型的一实施例中，上述的各感光组件的感测面延伸方向与导光板的下 表面的法线方向的夹角不大于30度。
[0038] 在本实用新型的一实施例中，上述的触控显示面板还包括一介质层，位于显示面 以及导光板的下表面之间，其中介质层的折射率低于导光板的折射率。
[0039] 在本实用新型的一实施例中，上述的导光板为透光材质且雾度低于20%。
[0040] 在本实用新型的一实施例中，上述的触控显示面板还具有一边框，边框围绕显示 面板与光学式触控面板，且边框与导光板的上表面基本齐平。
[0041] 在本发明的一实施例中，上述的触控显示面板的导光板是一覆盖板，且连接导光 板的上表面的这些侧表面的至少一个是弧形的。
[0042] 在本发明的一实施例中，上述的触控显示面板的导光板是一覆盖板，且该覆盖板 的材质是塑料或是经过化学处理或是物理处理的强化玻璃。
[0043] 在本发明的一实施例中，上述的导光板是由至少两种不同塑料材料所叠合的复合 板。
[0044] 基于上述，本实用新型的光学式触控面板可使发光组件所提供的光束在导光板内 传递，并经由下表面散射至感光组件中，而应用于触控感测。此外，本实用新型的光学式触 控面板及触控显示面板通过将感光组件配置于导光板的下表面的下方而符合全平面组件 的需求。

【专利附图】

【附图说明】
[0045] 图1A是本实用新型一实施例的一种光学式触控面板的正视示意图；
[0046] 图1B是图1A的光学式触控面板的侧视示意图；
[0047] 图1C是物体触碰图1A的光学式触控面板时的侧视示意图；
[0048] 图1D表不物体触碰另一种光学式触控面板时的不意图；
[0049] 图2A至图2D是图1A的不同导光板的侧视示意图；
[0050] 图3A是本实用新型另一实施例的一种光学式触控面板的正视示意图；
[0051] 图3B是图3A的光学式触控面板的侧视示意图；
[0052] 图4A是本实用新型又一实施例的一种光学式触控面板的正视示意图；
[0053] 图4B是图4A的光学式触控面板的侧视示意图；
[0054] 图5A是本实用新型再一实施例的一种光学式触控面板的正视不意图；
[0055] 图5B是图5A的光学式触控面板的侧视示意图；
[0056] 图6A至图6E是图5A的不同导光板的侧视示意图；
[0057] 图7A至图7C是图5A的不同导光板的侧视示意图；
[0058] 图8A是本实用新型又一实施例的一种光学式触控面板的正视示意图；
[0059] 图8B是图8A的光学式触控面板的侧视示意图；
[0060] 图9A是本实用新型一实施例的一种触控显示面板的侧视示意图；
[0061] 图9B是本实用新型另一实施例的一种触控显示面板的侧视示意图；
[0062] 图9C是本实用新型又一实施例的一种触控显示面板的侧视示意图。
[0063] 附图标记说明：
[0064] 100、300、400、500、800 :光学式触控面板；
[0065] 110、210b、210c、210d、210e、610a、610b、610c、610d、610e、710a、710b、710c、902 : 导光板；
[0066] 111 :上表面；
[0067] 113:下表面；
[0068] 112、112a、112b、112c、112d、904 :侧表面；
[0069] 260d、260e、660c、660d、660e :光耦合层；
[0070] 120 :发光组件；
[0071] 130 :感光组件；
[0072] 131 :感测面；
[0073] 140 :抗光层；
[0074] 150 :光反射层；
[0075] 900a、900b、900c :触控显示面板；
[0076] 910 :显示面板；
[0077] 911 :显示面；
[0078] 920 :介质层；
[0079] 930 :边框；
[0080] 770a、770b、770c :第一光学结构层；
[0081] SA:抗光区；
[0082] AA :透光区；
[0083] DS :散射结构层；
[0084] DP :散射粒子；
[0085] DF :散射膜层；
[0086] 0CA :光学胶层；
[0087] ML :微棱镜结构；
[0088] 0、01、02:物体；
[0089] G1、G2:鬼点；
[0090] P :接触特征；
[0091] S:信号；
[0092] A、B :信号分布；
[0093] L :光束；
[0094] L' ：光束的第一部份；
[0095] L''：光束的第二部份；
[0096] L''' ：光束的第三部份；
[0097] D1:出射方向；
[0098] LA :入光区域；
[0099] SVF、SHF :视场角；
[0100] HF、VF:光束角；
[0101] Θ :夹角；
[0102] D :距离；
[0103] G :导光板的上表面111的对角线长度；
[0104] X、y、z :方向；
[0105] α、β :放大区。

【具体实施方式】
[0106] 为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图 作详细说明如下。应注意的是，以下实施例所提出的数值范围皆仅是做为例示说明之用，其 并非用以限定本实用新型。
[0107] 图1Α是本实用新型一实施例的一种光学式触控面板的正视示意图。图1Β是图 1Α的光学式触控面板的侧视示意图。图1C是物体触碰图1Α的光学式触控面板时的侧视 示意图。请参照图1Α至图1C，在本实施例中，光学式触控面板100包括一导光板110、至 少一发光组件120以及多个感光组件130。举例而言，导光板110的材质可为玻璃、塑料 或是同时含有玻璃与塑料的复合板。玻璃可例如是经过化学处理或是物理处理的强化玻 璃。塑料可以例如是压克力（Polymethyl Methacrylate,以下简称ΡΜΜΑ)、聚碳酸酯树脂 (Polycarbonate,以下简称PC)或其他适合的透光材料、或是PMMA与PC叠合的复合板。此 夕卜，在本实施例中，导光板110的厚度介于〇· 1mm至10mm之间。
[0108] 如图1A及图1B所示，发光组件120的发光面面向导光板110的侧表面112， 以提供一光束L进入导光板110。举例而言，在本实施例中，发光组件120可为发光 二极管（Light-Emitting Diode,以下简称 LED)、激光光源（Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation,以下简称 LASER)、冷阴极管（Cold Cathode Fluorescent Lamp,以下简称 CCFL)、有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode,以 下简称OLED)，或其他适合的光源。详细而言，发光组件120所提供的光束L的波长可为 350nm至lOOOnm。在本实施例中，发光组件120可提供红外光（波长700nm?lOOOnm)，然 而在另一些实施例中发光组件120也可以是提供可见光。
[0109] 具体而言，在本实施例中，导光板110具有多个侧表面112、一上表面111与一下表 面113,上表面111与下表面113通过这些侧表面112连接。上表面111与下表面113相 对，上表面111为操作面。导光板110具有光萃取结构使光束L的一部份可自下表面113漏 出，光萃取结构可以为掺杂在导光板110内部的散射粒子等杂质，为了不影响显示画面品 质，这样的导光板110的雾度可为小于20%，较佳地可在10%以下，然而本发明不为所限。或 者，为了进一步良好地控制漏出的光束的均匀性，如图1B的导光板110的下表面113放大 区α所示，下表面113具有微结构以构成光萃取结构。微结构可以为规则结构或不规则结 构。当光萃取结构为下表面113的微结构时，导光板110的下表面113的表面粗糙度（Ra) 可大于零且小于1 μ m。此外，在其他实施例中，如图1B的导光板的下表面113放大区β所 示，也可在下表面113形成散射层以构成光萃取结构。其中，当触控面板100与高分辨率显 示面板搭载时，散射层的雾度（haze)较佳地可在10%以下，但当触控面板100与大尺寸显 示面板搭载时，散射层的雾度可为小于20%而不影响显示画面品质，然而本实用新型不为 所限。散射层可为具有散射粒子的透光涂层，也可为散射膜（diffuser)并通过光学胶（未 不出）贴附于下表面113。
[0110] 多个感光组件130设置于导光板110的下表面113下方，而相对下表面113远离 上表面111，且这些感光组件130在至少一发光组件120所提供的光束L的照射范围内。感 光组件130具有一感测面131，该感测面131与该下表面113是非平行设置。为了避免感 测面131过短造成光接收量不足所导致的信号太弱的问题，并兼顾避免感测面131过长造 成触控位置分辨率下降的问题，感测面131的长度可介于0. 1_至100mm之间，但不以此为 限。另一方面，在本实施例中，至少一发光组件120面向侧表面112b的一端设置，而这些感 光组件130邻近于侧表面112a、112d设置且位于导光板110的下方。其中，侧表面112d与 发光组件120是彼此相对。因此，如图1B所示，当光束L自发光组件120发出并进入导光 板110后，光束L的一第一部分L'将可在导光板110基于全内反射传递，光束L的一第二 部分L' '可经由下表面113散射至这些感光组件130。
[0111] 更详细而言，如图1B所示，光束L的第二部分L''的出射方向D1与平行于导光板 110下表面113的基准面的夹角Θ大于零且小于20度。通过各感光组件130的感测面131 与下表面113的非平行关系，各感光组件130可接收来自下表面113各区域所漏出的光束L 的第二部分L' '。举例而言，在本实施例中，感光组件130可接受的光束L的视场角垂直方 向SVF可为10度。另外，如图1A所示，感测器可接受的光束L的视场角水平方向SHF可为 150度，在此，水平方向与垂直方向为相对于导光板110的平面的方向。因为感光组件130 主要接收的是来自下表面113各区域所漏出的光束L的第二部分L''，而L''与下表面113 的夹角Θ是大于零且小于20度，因此较佳地，感光组件130的感测面131延伸方向与下表 面113的法线方向的夹角（未示出）不大于30度，但不以此为限。
[0112] 图1B示出了当导光板110的上表面111未被碰触时的实施例，此时，感光组件130 可持续接收导光板110的下表面113所散射出的光束L的第二部分L' '。另一方面，如图 1C所示，当以物体0 (例如手指）碰触导光板110的上表面111时，在物体0碰触位置的光 束L将被物体0散射而成为光束L的第三部分L' ''。也即，光束L的全内反射行为在物体 0碰触位置被破坏，从而使光束L的第三部分L'''可离开导光板110。其中，光束L的第三 部分L'''的行进方向在导光板110中将倾向于导光板110的下表面113的法线方向，因此 光束L的第三部分L' ''几乎不投射向感光组件130的感测面131。此外，由于光束L的第 三部分L' ''被物体0散射而离开导光板110,也即部分的光束L的第一部分L'被迫提前离 开导光板110,导致从物体〇触碰位置至感光组件130的感测面131之间的光束L的第一部 分L'（即在导光板110内部传导的光束）的密度下降，因此在接触位置到感测面131的区 间范围内，光束L的第二部分L''（也即经由导光板110的下表面113散射的光束）强度将 减少，因而感光组件130的感测面131所检测到的信号强度也减少。也即，相较于触碰前， 当以物体0碰触导光板110的上表面111时，将导致对应触碰位置的感光组件130所检测 的信号S会发生下降的变化，即接触特征P。其中，随着物体0的接触位置越接近发光组件 120,接触特征P的波谷深度越大。在本实施例中，感光组件130所检测的信号例如以电压 的值表示，然而本实用新型不限于此。因此，光学式触控面板100即可通过控制处理器(未 示出）根据发生信号强度明显下降（即接触特征）的感光组件130的位置、感光组件130与 发光组件120的连线关系，以及信号强度变化的量，进而可判断出物体0的位置，以实现触 控感测。
[0113] 在本实施例中，感光组件130可为线性感测器或感测器阵列，然而本实用新型不 限于此。线性感测器由多个感测单元构成，且每一线性感测器的多个感测单元同时感测，从 而获得一连续的信号分布图，对应物体〇的线性感测器会有局部下降的信号变化。感测器 阵列由多个感测单元排成阵列，单一感测单元检测到的信号只具有信号强弱变化，而不具 有连续的信号分布变化。
[0114] 图1D表不物体触碰另一种光学式触控面板时的不意图。另外，如图1D所不，在另 一实施例中，多个感光组件130被布置地非常密且以N个为一群组同时进行感测。此时，根 据发光组件120的水平方向光束角HF，随着物体0越接近发光组件120,其影响的感光组件 130的数量越多，该群组的多个感光组件130所检测的信号的连续图形趋于平缓且波谷较 深（如信号分布A中虚线所示）。反之，当物体0越远离发光组件120,该群组的多个感光 组件130所检测的信号的连续图形越陡且波谷较浅而指向对应物体0的位置（如信号分布 B中虚线所示）。
[0115] 此外，如图1A所示，在本实施例中，导光板110具有抗光区SA与透光区AA。抗光 区SA用以遮蔽不欲被看到的组件或光，此类组件例如为感光组件130。更甚者，在另一些实 施例中，抗光区SA中还可以具有可被使用者看到的图像，例如文字、商标、装饰图案或功能 键等，以提供装饰美化或提示效果。通过在导光板110的下表面113 (或上表面111)设置 一抗光层140可实现抗光区SA。抗光层140是由抗光材质所构成，所述抗光材质定义为光 通过其介面会发生损失的材质。抗光区SA中的图像可为由抗光层140直接呈现的图像或 经由图案化抗光层140以利透光的透光图像。其中，经由将抗光层140局部减薄化或使抗 光层140具有多个微小穿孔，可实现所述透光图像，但本实用新型不限于此。另外，为了使 透光图像在没有提供光源时得以被隐匿，所述微小穿孔的直径可以小于100微米。
[0116] 为实现电子装置的显示区域的最大化，窄边框的需求日益增加，同时，为了实现有 效触控感测区最大化，感光组件130可设置在导光板110中邻近于这些侧表面112a、112d 的周边区中，且位于导光板110的下表面113下方。基于此理由，抗光区SA也可设置在导光 板110的周边区。透光区AA可与显示面板对应，以利于使用者搭配显示画面输入或操控。
[0117] 在本实施例中，抗光区SA可环绕透光区AA配置。与抗光区SA相对应地，抗光层 140可配置于导光板110的上表面111或下表面113的整个周边区，使导光板110具有框状 的抗光区SA。然而，在另一些实施例中，抗光层140也可以仅设置于导光板110的周边区的 一部分。当抗光层140配置于导光板110的下表面113的周边区时，依据发光组件120的 摆放位置，抗光层140可以额外地具有其他功效。举例而言，如图1B所示，当发光组件120 的发光面面对侧表面112b且提供的光束L为红外光时，抗光层140的材质可为可反射红外 光的有色材料，由此增加发光组件120的光利用率。通过设置抗光层140,可避免使用者直 接观看到光学式触控面板100下方的线路或组件，可使装置美观化，并可不致影响光学式 触控面板100的触控功能。此外，在本实施例中，导光板110的上表面111上靠近发光组件 120的区域可以选择性地设置一光反射层150,此光反射层150具有反射光束L的作用，且 可选择性地吸收非光束L的波长的光，由此避免光束L从上表面111漏出，也即，增加发光 组件120的光利用率。
[0118] 感光组件130可以通过一粘着层（未不出）贴附于导光板110的下表面113,或是 通过额外的固定构件固定于下表面113的下方。感光组件130与下表面113之间可配置有 抗光层140。为了有效接收从导光板110的下表面113漏出的光束L的第二部分L' '，感光 组件130的感测面131与下表面113之间的距离D符合：0〈D<Gtan(20° )。其中，G代表 导光板110的上表面111的对角线长度。
[0119] 图2A至图2D是图1A的不同导光板的侧视示意图。在本实施例中，导光板110的 侧表面112b可为平面，进一步地，为了调整光束L的分配角度，导光板110的侧表面112b在 对应发光组件120的位置可为球面凹槽或非球面凹槽（未示出）。为了避免光束L经由空气 介质进入导光板而导致发光角度的窄缩以及入光量的衰减，如图2A所示，发光组件120与 导光板210e的入光区域（在本实施例为侧表面112b)之间可经由一光耦合层260e耦合，使 发光组件120与导光板210e的入光区域之间不存在空气层，但本实用新型不以此为限。光 耦合层260e可以为透明光学胶层。更进一步地，为了使光束L均匀散射至导光板210d内， 如图2B所示，光耦合层260d可为含有散射粒子DP的散射结构层。然而，在另一些实施例 中，可不使用光学胶耦合发光组件120与导光板110,而是通过将导光板110的侧表面112 进行各种表面处理，进而可使光束L均匀散射至导光板110内。以下将搭配图2C与图2D， 针对如何使光束L均匀散射至导光板内的结构设计进行进一步的说明，但本实用新型不以 此为限。
[0120] 如图2C所示，在一实施例中，导光板210b的入光区域LA可具有多个规则排列的 微结构，例如微棱镜结构ML。当光束L自发光组件120射出时，将可被这些微棱镜结构ML 折射，而可增加进入导光板210b的光束L的光量。如图2D所不，在另一实施例中，导光板 210c的入光区域LA可具有多个不规则排列的微结构，例如粗糙面，如此也可使光束L散射 至导光板210c中，并进而达到增加进入导光板210c的光束L光量的功效。
[0121] 此外，上述的发光组件120的数量虽以一个为例示，但本实用新型不以此为限。在 其他的实施例中，发光组件120的数量也可为多个，以实现多点触控检测或高触控分辨率 检测。发光组件120与感光组件130的配置方式可有多种不同情况，以下将搭配图3A至图 4B来进一步解说。
[0122] 图3A是本实用新型另一实施例的一种光学式触控面板的正视示意图。图3B是图 3A的光学式触控面板的侧视示意图。请参照图3A与图3B，在本实施例中，图3A的光学式 触控面板300与图1A的光学式触控面板100类似，而差异如下所述。如图3A所示，在本实 施例中，发光组件120的数量为多个。这些发光组件120设置于导光板110的其中二个相 邻侧表面112b、112c旁。多个感光组件130与多个发光组件120相对，其设置于导光板110 的下表面113下方，且靠近其中另二个相邻侧表面112a、112d。多个感光组件130可被设置 于导光板110的下表面113的抗光层140所遮蔽。如此，如图3B所不，各发光组件120发 出的光束L的第一部分L'将在导光板110内基于全内反射传递，且光束L的第二部分L' ' 将经由下表面113散射至位于相对侧的感光组件130的感测面131。有关光学式触控面板 300触点坐标检测原理与光学式触控面板100相似，在此就不予赘述。在本实施例中，发光 组件120所提供的光束L的水平方向的光束角HF(与导光板110的上表面111平行的方 向）小于垂直方向的光束角VF。举例而言，发光组件120所提供的光束L的水平方向的光 束角HF为10度左右，垂直方向的光束角VF为150度左右。因此，确保光束L在导光板110 内传输，并且提高触控分辨率（使信号的下降波形更明显），但本实用新型不为所限。
[0123] 通过以上实施例，物体0的接触位置可由两感光组件130分别与对应发光组件120 的连线交点从而更精确的得出物体0的接触位置。然而，在多点触控的模式下，举例而言， 当以物体01与物体02同时接触触控面板300时，四个感光组件130分别与对应发光组件 120的连线交会将产生四个交点01、02、Gl、G2。此时，基于随着物体0的接触位置越接近 发光组件120,接触特征P的波谷深度越大的感测原理，鬼点G1、G2可被排除。
[0124] 通过以上实施例，在物体0的接触位置非常靠近其中一感光组件130的情况下，由 于物体〇影响光束L的第二部分L' '的减少量过少，将使得感光组件130不容易测得信号 衰减的变化，从而限制了触控面板的有效触控感测面积。因此，以下揭露又一实施例以进一 步克服上述问题。
[0125] 图4A是本实用新型又一实施例的一种光学式触控面板的正视示意图。图4B是图 4A的光学式触控面板的侧视示意图。请参照图4A与图4B，在本实施例中，图4A的光学式 触控面板400与图3A的光学式触控面板300类似，而差异如下所述。具体而言，在本实施 例中，多个感光组件130沿着导光板110的下表面113的周边区下方排列，且被设置于导光 板110的下表面113的抗光层140所遮蔽。发光组件120则配置在感光组件130的外围， 并沿着导光板110的侧表面112排列。如此，如图4B所示，各发光组件120发出的光束L 的第一部分L'将在导光板110内基于全内反射传递，且光束L的第二部分L' '将经由下表 面113散射至对向的感光组件130的感测面131。换言之，光学式触控面板400也可通过其 中一发光组件120与其对向的感光组件130的配置，而可达到与光学式触控面板300类似 的作用，并具有类似的功效及优点，在此就不予赘述。
[0126] 基于本实施例的结构，每一感光组件130的对向皆配置有另一感光组件130,且每 一发光组件120的对向也配置有另一发光组件120。因此，即使在物体0的接触位置非常靠 近其中一感光组件130的情况下，光学式触控面板400仍可通过对向侧的另一感光组件130 来感测物体0影响光束L的第二部分L' '的减少量，而可使光学式触控面板400达到更精 准的触控检测判断，并加大触控面板400的有效触控感测面积。
[0127] 另一方面，前述的光学式触控面板300、400虽以具有导光板110的结构为例不，但 也可搭配导光板21013、210(：、210(1、2106使用，以增加光束1^进入导光板的光量，相关细节请 见上述相关段落，在此不再赘述。
[0128] 此外，上述的发光组件120虽以面向这些侧表面112的至少一者为例示，但本实用 新型不以此为限。在其他的实施例中，发光组件120也可面向下表面113,以下将搭配图5A 至图8B进行进一步解说。
[0129] 图5A是本实用新型再一实施例的一种光学式触控面板的正视不意图。图5B是图 5A的光学式触控面板的侧视示意图。请参照图5A与图5B，在本实施例中，图5A的光学式 触控面板500与图3A的光学式触控面板300类似，而差异如下所述。如图5A所示，在本实 施例中，发光组件120面向导光板110的下表面113,发光组件120与感光组件130邻近于 导光板110的不同侧表面112。每一感光组件130与各发光组件120相对。抗光层140为 不吸收红外线光（也即可使红外光穿透）的有色材料，或是其他能够散射红外光，并吸收外 在可见光的适合材质。当发光组件120提供可见光时，显示抗光区SA中的透光图像所需的 光源可以与发光组件120共用。发光组件120与感光组件130皆被设置于导光板110的下 表面113的抗光层140所遮蔽。如图5B所示，各发光组件120发出的光束L的第一部分L' 将在导光板110内基于全内反射传递，且光束L的第二部分L''将经由下表面113散射至 位在相对侧的感光组件130的感测面131。有关光学式触控面板500检测触点坐标的原理 与光学式触控面板100相似，在此就不予赘述。
[0130] 此外，在本实施例中，光学式触控面板500虽以具有导光板110的结构为例不，但 本实用新型不以此为限，光学式触控面板500也可针对导光板110的上表面111、下表面 113或侧表面112进行各种表面处理，进而可使光束L均匀散射至导光板110内。以下将搭 配图6A至图7C进行进一步解说。
[0131] 图6A至图6E是图5A的不同导光板的侧视示意图。图7A至图7C是图5A的不同 导光板的侧视不意图。请先参照图6A，在本实施例中，导光板610a的下表面113面向发光 组件120的入光区域LA可为一粗糙面，可使发光组件120提供的光束L散射至导光板610a 中，并进而达到将发光组件120所提供的光束L耦合至导光板610a中的功效，但本实用新 型不以此为限。
[0132] 举例而言，如图6B所不，在一实施例中，导光板610b的下表面113面向发光组件 120的入光区域LA可具有多个规则排列的微棱镜结构ML。当光束L自发光组件120射出 时，将可被这些微棱镜结构ML折射，而可增加进入导光板610b的光束L的光量，但本实用 新型也不以此为限。
[0133] 此外，如图6C所示，在另一实施例中，为了避免光束L经由空气介质进入导光板而 导致发光角度的窄缩以及入光量的衰减，发光组件120与导光板610c的入光区域（在本实 施例为下表面113)之间可经由一光f禹合层660c f禹合，光f禹合层660c可为含有散射粒子DP 的散射结构层，以使光束L均匀散射至导光板610c内并增加进入导光板610c的光束L的 光量，但不以此为限。
[0134] 另一方面，在另一实施例中，如图6D所示，光耦合层660d也可为光学胶层OCA与 散射结构层的组合，并可通过选择光学胶层0CA的折射率以增加进入导光板610d的光束L 光量。此外，如图6E所不，在一实施例中，光f禹合层660e也可为光学胶层0CA以及散射膜 层DF的组合。在此实施例中，散射膜层DF可为能够散射红外光，并吸收外在可见光的材料。 通过散射膜层DF的配置，光学式触控面板500则可增加进入导光板610e的红外光光量。
[0135] 此外，如图7A至图7C所示，在其他的实施例中，光学式触控面板500可还包括一 第一光学结构层770a、770b或770c，第一光学结构层770a、770b或770c配置于上表面111 上，且与发光组件120的发光面相对。举例而言，如图7A所不，在一实施例中，第一光学结 构层770a可为一散射结构层，其具有多个散射粒子DP。当光束L进入导光板710a后，可被 位于上表面111的第一光学结构层770a所散射，进而增加导光板710a内部所可传递的光 束L光量，但本实用新型不以此为限。如图7B所示，在另一实施例中，第一光学结构层770b 可为一反射结构层。当光束L进入导光板710b后，可被位于上表面111的第一光学结构层 770b所反射而避免自上表面111漏出，进而增加发光组件120的光利用率。
[0136] 此外，此领域具通常知识者将可视实际需求针对不同的光耦合层660c、660d、660e 以及第一光学结构层770a、770b的结构进行组合的设计，以增加发光组件120的光利用率 与光束L分布于导光板内的均勻性。举例而言，如图7C所不，第一光学结构层770c可包括 散射结构层DS以及能够散射红外光，并吸收可见光的散射膜层DF，且光耦合层760c可为光 学胶层0CA，以增加进入导光板710c的光束L的光量。
[0137] 另一方面，也值得说明的是，在图6A至图7C的实施例中，发光组件120邻近的其 中一侧表面112可为一粗糙面或镜面，但本实用新型不以此为限。举例而言，在图7B的实 施例中，光学式触控面板500还包括含有散射粒子DP的散射结构层DS，配置于至少一发光 组件120邻近的侧表面112上，因此增加发光组件120的光利用率。
[0138] 图8A是本实用新型又一实施例的一种光学式触控面板的正视示意图。图8B是图 8A的光学式触控面板的侧视示意图。在本实施例中，图8A的光学式触控面板800与图5A 的光学式触控面板500类似，而差异如下所述。如图8A所示，在本实施例中，发光组件120 设置于导光板110的周边区中，并面向导光板110的下表面113。感光组件130与发光组件 120交替排列，且每一感光组件130与每一发光组件120相对配置。感光组件130设置于导 光板110的下表面113下方，感光组件130与发光组件120可被设置于导光板110的下表 面113的抗光层140所遮蔽。如此，如图8B所示，各发光组件120发出的光束L的第一部 分L'将在导光板110内基于全内反射传递，且光束L的第二部分L' '将经由下表面113散 射至位在相对侧的感光组件130的感测面131。换言之，光学式触控面板100也可通过其中 一发光组件120与其对向的感光组件130的配置，而可达到与光学式触控面板500类似的 作用，并具有类似的功效及优点，在此就不予赘述。
[0139] 另一方面，在本实施例中，即使在物体0的接触位置非常靠近其中一感光组件130 的情况下，通过高密度地交替排列感光组件130与发光组件120并搭配时序扫描，光学式触 控面板800仍可通过该其中一感光组件130对向的发光组件120附近的感光组件130来感 测物体0影响光束L的第二部分L' '的减少量，因此也具有前述光学式触控面板400所提 及的功效及优点，相关细节请见上述相关段落，在此就不予赘述。此外，在本实施例中，光学 式触控面板800虽以具有导光板110的结构为例示，但光学式触控面板800也可搭配导光 板610a、610b、610c、610d、610e、710a、710b或710c的配置，以增加发光组件120的光利用 率与光束L分布于导光板内的均匀性，相关细节请见上述相关段落，在此不再赘述。
[0140] 图9A是本实用新型一实施例的触控显示面板的侧视示意图。请参照图9A，在本实 施例中，触控显示面板900a包括一显示面板910以及前述的光学式触控面板100。显示面 板910具有一显不面911。光学式触控面板100的导光板110的下表面113面对显不面板 910的显示面911。举例而言，在本实施例中，显示面板910可为一自发光显示面板例如有 机电激发光显示面板、等离子显示面板或场发射显示面板等，或是一非自发光显示面板，例 如液晶显示面板、电润湿显示面板或电泳显示面板等。另一方面，如图9A所示，在本实施例 中，触控显不面板900a还包括一介质层920,位于显不面911以及导光板110的下表面113 之间，其中介质层920的折射率低于导光板110的折射率。如此，可使显示面板910所发出 的显示光束在导光板110的下表面113处不致产生强烈的界面反射，进而达到良好的显示 功能。
[0141] 图9B是本实用新型另一实施例的一种触控显示面板的侧视示意图。请参照图9B， 在本实施例中，图9B的触控显示面板900b与图9A的触控显示面板900a类似，而差异如下 所述。在图9A的实施例中，触控显不面板900a的发光组件120面对导光板110的侧表面 112 ;而在图9B的实施例中，触控显示面板900b的发光组件120的发光面面对导光板110 的下表面113。换言之，图9B的触控显不面板900b包括前述的光学式触控面板500。
[0142] 为了使触控显示面板900a与900b的操作面基本齐平，从而使触控显示面板900a、 900b具有全平面的结构，在前述的图9A的实施例中，边框930的一部分可覆盖发光组件 120且与导光板110的上表面111基本齐平。或者，导光板110可具有容置凹槽（未不出） 以容纳发光组件120,且经由在容置凹槽内填充抗光层或在导光板110的上表面111设置抗 光层以遮蔽发光组件120。
[0143] 承上述，在前述的图9B的实施例中，由于触控显示面板900b的感光组件130与发 光组件120皆未高于导光板110的上表面111的水平高度，因此触控显示面板900a、900b 的边框930可与导光板110的上表面111基本齐平以避免边框930包覆导光板110的上表 面111所造成的高度落差。因此，使得触控显示面板900b具有全平面的结构，以增加美观 并防止边框930在操作面造成的高度落差所衍生的灰尘累积的问题。
[0144] 此外，值得说明的是，本实施例的触控显示面板900a、900b虽以包括图1A所示的 光学式触控面板100或图5A所示的光学式触控面板500为例示，但本实用新型不以此为 限。在其他的实施例中，触控显示面板900a、900b所包括的光学式触控面板可为图3A至图 8B的各实施例所揭示的光学式触控面板300、400、800的其中任一者，而也仍将同样具有前 述所提及的功效与优点，在此不再赘述。此外，各光学式触控面板100、300、400、800的结构 设计及其配置可参考前述实施例的相关段落，在此也不再重述。
[0145] 综上所述，本实用新型的光学式触控面板可使发光组件所提供的光束的第一部分 在导光板内基于全反射传递，且光束的第二部分经由下表面散射至感光组件中，而可实现 触控感测。由于感光组件所检测的光束的第二部分的出射方向与基准面的夹角Θ甚小，感 光组件可以靠近导光板的下表面配置，从而降低了整体厚度。另外，由于感光组件的感测面 与导光板的下表面是非平行设置，外界光源不会影响感光组件的感测，从而本实用新型具 有较好的抗干扰效果。另一方面，导光板的上下表面或侧表面也可进行各种表面处理，以使 发光组件所提供的光束能被均匀散射至导光板内，进而达到提高发光组件的光利用率的功 效。此外，本实用新型的光学式触控面板及触控显示面板通过将感光组件配置于导光板的 下表面的下方，以检测自导光板下表面漏出的光束，可符合全平面装置的需求。
[0146] 上述所有实施例中的导光板的材质可为玻璃、塑料或是同时含有玻璃与塑料的 复合板。玻璃可例如是经过化学处理或是物理处理的强化玻璃。塑料可以例如是压克力 (Polymethyl Methacrylate,以下简称 PMMA)、聚碳酸酯树脂（Polycarbonate,以下简称 PC)、聚对苯二甲酸乙二醇脂（PET)或其他适合的透光材料。导光板也可以采用由至少两种 不同材料叠合的复合板，例如以一层PMMA与一层PC叠合成一片导光板。导光板的厚度介 于0· 1mm至10mm之间。塑料材质的导光板可以选择性在其表面涂布或镀上一层抗刮层。导 光板除了作为触控面板使用，也可以具备有覆盖板（Cover lens)的功能，作为保护显示面 板的保护盖板以及提供电子产品一个全平面的触控表面。进一步地，请参照图9C，图9C是 本实用新型又一实施例的一种触控显示面板的侧视示意图，触控显示面板900c大致相似 于触控显示面板900b，因此，两实施例中相间将以相同的组件符号标示。不过，在触控显示 面板900c中，导光板902可以做为覆盖板，并且覆盖板连接上表面的侧表面904可以是弧 形的（即2. ? Cover lens)，搭配发光组件120的发光面是面对导光板902的下表面，可以让 更多的光束L进行全反射，提供更佳的光利用率。图9C以虚线示出的圆形用来表示弧形侧 表面904的轮廓，但弧形测表面904的轮廓不以此为限。感光组件130的感测面与导光板 902下表面的法线方向的夹角不大于30度为佳，但不以此为限。导光板902的光萃取结构 不限制是经过人为设计的特定结构，只要可使光束从导光板902的下表面离开并投射至感 光组件130即可。举例而言，在导光板902的下表面的光萃取结构可以是经过人为设计的 微结构或是没有经过人为设计而在制作过程中自然形成的微结构，只要是可以让光束透过 这些微结构离开导光板下表面即可。例如一般的玻璃基板下表面巨观而言是平滑的，但微 观而言可能存在不规则的纳米等级微结构，此仍然属于本实用新型的范畴，只要导光板下 表面的表面粗糙度（Ra)大于零且小于1 μ m即可。
[0147] 本实用新型本实用新型本实用新型本实用新型最后应说明的是：以上各实施例仅 用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进 行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的 技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替 换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1. 一种光学式触控面板，其特征在于，包括： 一导光板，具有多个侧表面、一上表面、一下表面与一光萃取结构，该上表面与该下表 面通过该些侧表面连接； 至少一发光组件，具有一发光面，该发光组件提供一光束进入该导光板；以及 多个感光组件，设置于该导光板的该下表面下方，各该感光组件具有一感测面，该感测 面与该下表面非平行设置，其中该些感光组件在该至少一发光组件所提供的该光束的照射 范围内； 其中，该光束的一第一部分在该导光板中基于全内反射传递，且该光萃取结构使该光 束的一第二部分经由该下表面离开并投射至该些感光组件。
2. 根据权利要求1所述的光学式触控面板，其特征在于，该感光组件的各该感测面与 该下表面之间的距离D符合以下条件： 0〈D 彡 Gtan(20。）； 其中，G为该导光板的该上表面的对角线长度。
3. 根据权利要求1所述的光学式触控面板，其特征在于，该些感光组件靠近于该些侧 表面的至少二者配置。
4. 根据权利要求3所述的光学式触控面板，其特征在于，该至少一发光组件的数量为 多个，且该些发光组件与该些感光组件交替排列。
5. 根据权利要求3所述的光学式触控面板，其特征在于，该至少一发光组件的数量为 多个，且该些发光组件所邻近的该些侧表面相异于该些感光组件所邻近的该些侧表面。
6. 根据权利要求4或5所述的光学式触控面板，其特征在于，该光束的水平方向的光束 角小于垂直方向的光束角。
7. 根据权利要求1所述的光学式触控面板，其特征在于，该至少一发光组件面向该些 侧表面至少一者。
8. 根据权利要求7所述的光学式触控面板，其特征在于，该至少一发光组件的数量为 多个，该些发光组件围绕该些侧表面，且该感光组件设置于该导光板的该下表面下方的周 边区。
9. 根据权利要求7所述的光学式触控面板，其特征在于，还包括一光反射层，用以反射 该光束，该光反射层配置于该上表面上靠近该发光组件的区域。
10. 根据权利要求1所述的光学式触控面板，其特征在于，该至少一发光组件的该发光 面与该导光板之间为一光耦合层，该光耦合层的折射率大于空气。
11. 根据权利要求10所述的光学式触控面板，其特征在于，该光稱合层为一散射结构 层、一光学胶层或其组合。
12. 根据权利要求1所述的光学式触控面板，其特征在于，该导光板面向该至少一发光 组件的区域具有多个微棱镜结构。
13. 根据权利要求1所述的光学式触控面板，其特征在于，该导光板面向该至少一发光 组件的区域为一粗糙面。
14. 根据权利要求1所述的光学式触控面板，其特征在于，该至少一发光组件面向该下 表面。
15. 根据权利要求14所述的光学式触控面板，其特征在于，还包括一第一光学结构层， 该第一光学结构层配置于该上表面上，且与该至少一发光组件的该发光面相对，该第一光 学结构层为一散射结构层或一反射结构层。
16. 根据权利要求14所述的光学式触控面板，其特征在于，还包括一散射结构层，配置 于该至少一发光组件邻近的其中一该侧表面上。
17. 根据权利要求14所述的光学式触控面板，其特征在于，该至少一发光组件邻近的 该侧表面为一粗糙面。
18. 根据权利要求1所述的光学式触控面板，其特征在于，该导光板的厚度介于0. 1mm 至10mm之间。
19. 根据权利要求1项述的光学式触控面板，其特征在于，该光萃取结构为掺杂在该导 光板内部的多个散射粒子。
20. 根据权利要求1项述的光学式触控面板，其特征在于，该光萃取结构为形成在下表 面的一散射层。
21. 根据权利要求1所述的光学式触控面板，其特征在于，该导光板的该下表面具有多 个微结构以构成该光萃取结构，且该下表面的表面粗糙度大于零且小于1 μ m。
22. 根据权利要求1所述的光学式触控面板，其特征在于，还包括一控制处理器，连接 于该些感光组件以及该至少一发光组件。
23. 根据权利要求1所述的光学式触控面板，其特征在于，还包括一抗光层，该抗光层 设置于该导光板的该下表面与该感光组件之间。
24. 根据权利要求23所述的光学式触控面板，其特征在于，该抗光层具有一透光图像。
25. 根据权利要求23所述的光学式触控面板，其特征在于，该至少一发光组件面向该 些侧表面的至少一者，且该抗光层反射该光束。
26. 根据权利要求23所述的光学式触控面板，其特征在于，该至少一发光组件面向该 下表面，且该抗光层允许该光束通过。
27. 根据权利要求26所述的光学式触控面板，其特征在于，该抗光层具有一透光图像， 且该至少一发光组件提供该透光图像该光束的一部分。
28. 根据权利要求1所述的光学式触控面板，其特征在于，还包括一抗光层，该抗光层 设置于该导光板的该上表面且遮蔽该感光组件。
29. 根据权利要求1所述的光学式触控面板，其特征在于，各该感光组件的感测面延伸 方向与该下表面的法线方向的夹角不大于30度。
30. -种触控显示面板，其特征在于，包括： 一显示面板，具有一显示面；以及 如权利要求1至29中任一项所述的该光学式触控面板，其中该光学式触控面板的该导 光板的该下表面面对该显示面板的该显示面。
31. 根据权利要求30所述的触控显示面板，其特征在于，还包括一介质层，位于该显示 面以及该导光板的该下表面之间，其中该介质层的折射率低于该导光板的折射率。
32. 根据权利要求30所述的触控显示面板，其特征在于，该光学式触控面板的该导光 板为透明材质，且该导光板的雾度低于20%。
33. 根据权利要求30所述的触控显示面板，其特征在于，还具有一边框，该边框围绕该 显示面板与该光学式触控面板，且该边框与该导光板的上表面基本齐平。
34. 根据权利要求30所述的触控显示面板，其特征在于，该导光板是一覆盖板，且连接 该上表面的该些侧表面的至少一个是弧形的。
35. 根据权利要求30所述的触控显示面板，其特征在于，该导光板是一覆盖板，且该覆 盖板的材质是塑料或是经过化学处理或是物理处理的强化玻璃。
36. 根据权利要求35所述的触控显示面板，其特征在于，该覆盖板是由至少两种不同 塑料材料所叠合的复合板。
【文档编号】G06F3/042GK203838678SQ201420191374
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年4月18日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】谢宗谚, 方崇仰, 王文俊 申请人:胜华科技股份有限公司