TW200422933A - Touch display - Google Patents

Description

200422933 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於觸摸式顯示器。詳言之，本發明係關於具 有基於壓力的觸摸式輸入债測的場致發光顯示器。 【先前技術】 電子顯示器被廣泛地用於生活的各個方面。儘管過去， 電子顯示器的使用被主要地侷限在計算應用方面，例如桌 上型電腦及筆記型電腦，但隨著處理能力已變得越來越易 於獲得，該能力已被整合入各種廣泛的應用中。舉例而言， 目前常見將電子顯示器用於各種廣泛應用中，例如取款 機、博弈機、自動導航系統、餐館管理系統、食品雜貨店 結帳櫃檯區、氣泵、資訊站及手提式資料管理器，在此僅 舉幾個例子。 回應於電子顯示器較普遍使用的情況，現已增加了對顯 不器尺寸緊湊的要求，尤其是較薄。詳言之，已在製造邊 緣相對較小且薄型設計而顯示區域相冑較大的顯示器方面 取得了顯著的進步。今天所使用的最普通的薄顯示器類型 是液晶顯示器（LCD)。對於較大的顯示器類型，舉例而言， 八有大於40英吋對角線的顯示器，通常使用電漿顯示器。 由於電子顯示器較廣泛地使用，存在對於改良該使用者 '力此丨生的較大需要，導致觸摸式感應器使用者輸入之 使用的增力口。 嘴私式感應器通常涉及被置放在該電子顯示 2則的某種電容或電阻類型感應器，以測定該觸摸式感應 、觸摸位置’該位置對應於該顯示器上的位置。然後

O:\88\88574.DOC 200422933 將該觸摸的發生及位置提供給控制該顯示器上所呈現之資 訊的處理器，該處理器通常回應於該觸摸而執行專門的= 能並修改該電子顯示器上所顯示的資訊。 由於耦接有觸摸式感應器的電子顯示器在各種廣泛的應 用中被使用，越來越需要具有併人觸摸功能性的顯示器、 一觸摸式顯示器，該顯示器能夠被用於各種新的應用中以 及在現有的應用中提供改良效能。 因此’仍需要尋求一改良的觸摸式顯示器，該顯示器可 適應於各種應用，相對薄及設計緊湊，且具有超過現有觸 摸式顯示器的改良效能。 【發明内容】 整體而言，本發明係關於觸摸式顯示器及顯示資訊並接 收觸摸輸入的方法。根據一實施例，一觸摸式顯示器包括 場致發光（EL)顯示器及兩個或多個被用於感測施加至一 觸摸表面之壓力位置的感應器。在一實施例中，施加至該 觸摸表面的該等壓力通過該觸摸表面傳導至該等感應器且 使用來自該等感應器的資訊以測定該觸摸位置。 在一特定貫施例中，該觸摸表面是該場致發光（EL)顯示 器自身的發射表面。在一替代實施例中，該觸摸表面可包 括被配置在接近該場致發光（EL)顯示器發射表面的一透明 觸摸式元件。 在不同的實施例中，該等壓力感應器可被配置在該顯示 器的發射表面側或該場致發光（EL)顯示器相對於該觸摸表 面的一側上。在一實施例中，該等壓力感應器被配置在該

O:\88\88574.DOC -6 - 200422933 昜致么光(EL)顯示器的發射表面與一透明觸摸式元件之 間。 、 在使用透明觸摸式元件的不同實施例中，額外的功能可 被併入該透明觸摸式元件。舉例而言，該透明觸摸式元件 可包括一對比度增強層，例如一圓偏振器或濾色器。 根據本發明之一實施例，該觸摸式輸入顯示器被用於慣 性壓力被施加至該顯示器的環境中。在一實施例中，一慣 性感應器被配置在該觸摸式顯示器中，且使用由該慣性感 應器所收集的負5孔並結合该等墨力感應器來測定一觸摸的 發生或位置。 本發明以上内容並不欲描述每一所揭示之實施例或本發 明的每一個實施。隨後的圖式及實施方式將更詳細的舉例 說明該等實施例。 【實施方式】 本發明整體而言係關於包括一場致發光（EL)顯示器及兩 個或多個壓力感應器的觸摸式顯示器，該等感應器被用於 基於通過一觸摸表面傳導至該等感應器的壓力來測定被施 加至該觸摸表面的壓力的位置。通常需要具有相對薄及緊 湊的顯示器以用於多種應用。此外，還要求在此等顯示器 中具有觸摸輸入能力。許多被併入智囊顯示器（Think display)的觸摸式顯示器將一習知的電容性或電阻性觸摸 式感應器併入一液晶顯示器（LCD)上。有關該等顯示器存在 著許多問題。首先，通常要求該觸摸式感應器在物理上與 該等顯示器分開。這是因爲該等液晶顯示器不太適合被觸

O:\88\88574.DOC 200422933 摸。舉例而言，充當顯示器功能所必須的該偏振器可被損 壞。此外，當觸摸一液晶顯示器（LCD)時，由於該液晶材料 被壓細及位移’存在一顯而易見的影響，通常被稱爲硬傷 (bruising)。該影響不僅會使人注意力分散，而且突顯了該 等顯示器對於重複觸摸的敏感性。經剛性化以較少受硬傷 影響的液晶顯示器（LCD)涉及··使用非常厚的玻璃充當該液 晶顯示器（LCD)的前基板或使用一與該顯示器的前部隔開 的剛性覆層。任一種情況都會導致形成一較厚、較重的顯 示器，且可額外地導致解析度、對比度及透射度的損失。 另一個與一習知的液晶顯示器（LCD)/觸摸式感應器配置 有關的問題是該等顯示器的耐久性。在各種廣泛的終端使 用應用中使液晶顯示器（LCD)具有高溫耐久性及效能是困 難的。此外，構造適應於該等環境的觸摸式感應器也是困 難的。舉例而言，一習知的電阻性觸摸式感應器通常具有·· 一塗覆有透明傳導材料（例如ITO)的玻璃表面；及一同樣塗 覆有透明傳導材料與該玻璃表面隔開的聚合物表面。該等 感應器並不完全適用於高溫環境。 根據本發明之一實施例，以上習知觸摸式顯示器的缺點 可被克服。如圖1中所展示，一場致發光（EL)顯示器101被 用作該顯示器元件。該場致發光（EL)顯示器沒有上述的與 液晶顯示器（LCD)相關的缺點。詳言之，場致發光（EL)顯示 器具有良好的溫度耐久性且由於其構造上的優點，其可被 反復觸摸而不會損壞。 該場致發光（EL)顯示器101被兩個或多個壓力感應器1〇3

O:\88\88574.DOC 所支撐。該等壓力咸_ w i ^ 戊應裔103被安裝在一支撐基座105上。 亩頂面107上的一點被觸 两山⑽ 啁杈蛉，壓力將通過該場致發光（EL) 顯示器傳導至該箄懕 、力感應器103。藉由在該等感應器的位

置上測量該等壓力Μ A 的相對大小，該觸摸位置可被測定。該 一置的们‘點疋·不依賴於被用於觸摸該表面107的儀器 該觸摸位置。舉例而言，可使用—筆尖，可使用一 手才曰，或一 T手套的手指。在每一種情況中，該等壓力感 應 器 器103都將以相同的方式記錄一在該場致發光（EL)顯示 101的表面107上的觸摸。 該場致發光顯示器101可爲各種已知場致發光顯示器中 的任何一種。舉例而言，該顯示器可爲一有機場致發光顯 示器（OLED)，一無機場致發光顯示器，或基於該兩種場致 發光顯示器之組合的顯示器。該場致發光（EL)顯示器1〇1可 爲分#又顯示器、一像素顯示器（pixilated display)、一高資 訊容量或低資訊容量顯示器，及其類似物。根據特殊應用 中的需要，該顯示器可進一步爲一多色顯示器、，全彩色顯 示器、或一單色顯示器。 該等壓力感應器，以及該外殼及其他元件（未圖示）較佳爲 國際公開案 WO 2002/084580、WO 2002/084579、WO 2002/084578及 WO 2002/084244中所描述的該等壓力感應器。 該場致發光（EL)顯示器101之表面107可進一步具有額外 的功能性。舉例而言，可將用於自該場致發光（EL)顯示器 101更有效地獲取光的結構併入該表面107。該等結構在共 同申請的國際公開案WO 2002/37568及WO 2002/37580中被

O:\88\88574.DOC 200422933 描述。該等結構也可用於賦予該場致發光（EL)顯示器l〇 it 表面107—紋理表面，以便爲寫操作或在該顯示器之表面上 使用一寫入實施時提供一較準確的觸覺表面。 該場致發光（EL)顯示器101之表面1〇7可進一步具有整合 於其上的對比度增強功能。舉例而言，一圓偏振器可被層 壓或以另外方式被附加在該場致發光（EL)顯示器之發射表 面側。當該顯示器在大量環境光存在的情況下被使用時， 違圓偏振器將起作用使對比度增強。由於在場致發光（El) 顯示器101中使用的該典型電極所具有的高反射率，尤其需 要該對比度的增強。作爲一替代，濾色器可被用於對比度 增強。遽色器尤其良好地適用於單色或分段彩色顯示器。 在該系統中，被設計用於吸收除了由該特定顯示器（或分段） 發射的光之外的所有波長的光的濾色器被配置在該顯示器 上。該等上述對比度增強濾色器爲熟習此項技術者所熟知。 該場致發光（EL)顯示器1〇1之表面1〇7也可被處理成具有 抗反射特性。舉例而言，具有不同折射係數的各種不同材 料的塗層可被用於減少該反射量。或者，除該抗反射之外， 該表面可被配備有一抗眩光表面。可藉由蝕刻該場致發光 (EL)顯示器之表面1〇7，或藉由層壓或以另外方式黏附一紋 理表面於該表面107上，來獲得該抗眩光表面。或者，一抗 眩光塗層可直接地被喷塗在該場致發光（EL)顯示器1 〇丨之 表面上。 該場致發光（EL)顯示器1〇1之表面1〇7也可被其他的功能 層處理。舉例而言，一低表面能量材料可被施加於該表面， O:\88\88574.DOC -10 - 200422933 以增加該顯示器的易淨化性。一硬塗層可被施加於該表面 107,以改良該顯示器回應於多重觸摸的耐久性。如在共同 申請的國際公開案WO〇〇/2〇917中所述，一抗微生物處理也 可被施加於該場致發光（EL)顯示器之表面。同樣，薄聚合 物膜可被層壓至或以另外方式安置在表面1〇7上（舉例而言） 以提供抗破壞性。 根據本發明之一觸摸式顯示器的另一實施例在圖2中被 展不。在圖2中，如上文所述的各種類型的場致發光（EL)顯 示器201被提供。壓力感應器2〇3被提供於場致發光（el)顯 示器201之表面上光自其發射出的一側。一觸摸式表面2〇5 被該等壓力感應器203所支撐且與該場致發光（EL)顯示器 20 1之發射表面間隔一距離。當一壓力被施加至該觸摸式表 面205的頂面207日守，该觸摸式表面205在朝向該場致發光 (EL)顯示器201的方向上位移。以此方式，施加至該觸摸式 表面205之頂面207的壓力被傳導至該等壓力感應器2〇3。基 於傳導至泫等壓力感應器203的壓力的相對量，在該觸摸式 表面207上的該觸摸位置被測定。 如上文所述的圖1中的該場致發光（EL)顯示器1〇1之頂面 107 ’該觸摸式表面2〇5可包括額外的功能性，例如任何或 所有的上述功能性。 由於該觸摸式表面205與該場致發光（EL)顯示器2〇1間 隔’遠觸摸式表面2〇5可易於製造為具有各種不同的特性。 此外’ δ亥觸摸式表面元件可爲玻璃、聚合物、丙烯酸樹脂， 及其類似物中的任何一種。

O:\88\88574.DOC -11- 200422933 可/、本毛月的個特定實施例結合使用的該壓力感應器 在圖3中被展7F。如以上所提到的，兩個該等壓力感應器可 被用於測定一個方命μ 4*— / 乃向上的觸扣位置。對於該等感應器的觸 摸距離可利用藉由該等感應器所感測的壓力大小而被測 定一们或更夕的觸摸式感應器可被用於測定該觸摸表面 之平面认7兩個方向的該觸摸位置。通常較佳的是具有四 個或更多的如以上所參考的國際公開案卿讀鳩458〇、 WO 2002/084579、WO 2002/084578及 WO 2002/084244 中所 描述的觸摸式感應器。在圖3中騎的該壓力感應器包括兩 個傳導元件。該第-傳導元件親係由整體上具有類似彈菁 性能的金屬材料形成。該金屬材料形成—頂點，該頂點接 觸位於該壓力感應器305上一元件的底面。如上文在圖Μ 圖2中所述’該底面既可爲—獨立觸摸式元件的底面也可爲 場致發光（EL)顯示器自身的底面。 一第二傳導元件303被配置於該第一傳導元件3〇1之下。 當-壓力被施加至元件305時，該第一傳導元件3〇1向如箭 頭307所示之朝下方向移動。以此方式，使該第一傳導元件 301靠近該第二傳導元件303。在該組態中，該等傳導元件 3〇1及观配置成充當-電容器之功能。由於該第一傳導 元件301的頂部被移向該第二傳導元杜3 π u 1干^ υ j，一電容變化被 測定。該電容變化可被用於測定施加至 刀主^特疋感應器上的 用時，吾人則可 ’及由此測定該 壓力的量。如上所述，當多個感應器被使 測定施加至每一個該等感應器的相對壓力 觸摸位置。 O:\88\88574.DOC -12- 200422933 圖4展示根據本發明構成一觸摸式顯示器之各種組件的 方塊圖。一場致發光（EL)顯示器4〇1被耦接至一顯示器驅動 态4〇3。該顯示器驅動器4〇3被耦接至一處理單元4〇5，該處 里單元控制待顯示於該場致發光（EL)顯示器4〇 1上的資 Λ。依據該觸摸式顯示器被使用的應用領域，該處理器4〇5 可爲一通用電腦或一專用電腦。該觸摸式控制器4〇7被耦接 至3中央處理單元405及該等壓力感應器409a及409b。儘管 僅有兩個壓力感應器被展示，應瞭解，可以使用需要數量 的壓力感應器以完成該觸摸感測操作。另一方面，儘管該 處理器405及觸摸式控制器4〇7被分開展示，但應瞭解一單 一處理器單元可完成該等兩個元件的功能。在運行過程 中’感應态409感測該所施加壓力的大小。舉例而言，當使 用圖3中被展示的感應器時，該等感應器的輸出可爲在該等 不同感應器之間的電容中的相對變化。該觸摸式控制器隨 後處理該資訊以便測定該觸摸位置。該資訊由該觸摸式控 制器407提供給該中央處理器（cpu)4〇5，該中央處理器 (CPU)根據在該處理器405上運行的應用程式來使用該資 訊。通常回應於一觸摸，一些在該場致發光（EL)顯示器401 上顯示的元素被改變，因爲該處理單元405控制該顯示器驅 動器403以改變在該場致發光（EL)顯示器401上顯示的資 訊。以此方式，使用一場致發光（EL)顯示器401及一基於壓 力的感應器的觸摸式顯示器可被使用。 自上文所述，應清楚··根據本發明，亦具有耐久性且可 被製造的較薄的壓力感應器與高耐久相對較薄顯示器元件 O:\88\88574.DOC -13- 200422933 的組合’提供了 一超過先前已知技術、具有明顯優點的觸 摸式顯示器。該等顯示器可被用於如圖5所展示的固定應用 中。該資訊站500包括顯露在一外殼5〇3中的一觸摸式顯示 器501。壓力感應器（未圖示）可被配置在如圖2實施例中所述 的一場致發光（EL)顯示器的表面與該顯示器上的一觸摸式 元件之間’或可被配置在如圖1所述的在該外殼5〇3中的該 場致發光（EL)顯示器之後方。應清楚，在該等壓力感應器 被配置在該場致發光（EL)顯示器之後方的情況下，由於該 顯示器與觀察者之間沒有介入表面，該顯示器的光學特性 被最佳地呈現。 圖6展示根據本發明之一觸摸式顯示器的一手持式實施 例。手持式或攜帶型裝置併入了根據本發明的一觸摸式顯 示器。該觸摸式顯示器包括一場致發光（EL)顯示器元件6〇1 及被用於在該顯示器上測定該觸摸位置的基於壓力的感應 器。當根據本發明的觸摸式顯示器被用於行動裝置中時， 必須考慮該顯示器慣性壓力的衝擊，因爲該等壓力可衝擊 被用於測定一觸摸壓力及位置的該等壓力感應器。該等慣 性壓力尤其存在於手持式裝置及被安裝在移動車輛中的裝 置，例如汽車導航系統。返回圖4, 一可供選擇的慣性壓力 感應器（例如，加速計）可被併入該觸摸式顯示器。該慣性壓 力感應器可感測藉由該觸摸式顯示器所感測到的慣性壓力 的量、大小及不同的屬性。在該等壓力被測定為對該觸摸 的準確位置沒有影響的情況下，該等壓力可藉由如在共同 讓渡的美國專利號09/882,338及美國專利號6,285,385中所 O:\88\88574.DOC -14- 200422933 述的觸摸式控制器移除。 本發明的該等優點能從以上描述中被瞭解。本發明不應 被認爲限制於該等較佳實施例。根據對本說明書的閲讀， 熟知此項技術者可易於瞭解替代實施例。舉例而言，其他 功月b性可被併入該觸摸表面。所描述的該觸摸式顯示器各 種終端使用的應用同樣會變得清楚。 本發明不應被認爲侷限於以上所描述的該等特定實例， 而應瞭解其包括了在所附的申請專利範圍中清楚闡明的本 發明的所有態樣。根據對本說明書的閱讀，本發明可適用 的不同的修改、均等的處理，以及許多的結構可易於被熟 知此項的技術者瞭解。 【圖式簡單說明】 考慮到本發明以上結合所附圖式對本發明的各種實施例 的詳細描述，可更完整地瞭解本發明，其中·· 圖1展不根據本發明之一實施例的一觸摸式顯示器； 圖2展不根據本發明之另一實施例的一觸摸式顯示器； 圖3展不根據本發明之一特定實施例的一壓力感應器的 實施例； 圖4展不根據本發明之一實施例的一觸摸式顯示器的一 各種組件圖； 圖5展不根據本發明之一實施例的一固定觸摸式顯示器 應用，及 圖6展不在—移動式顯示器應用中的一觸摸式顯示器。 儘&本^明可經受各種修改及替代形態，但是在該等圖

O:\88\88574.DOC -15- 200422933 【圖式代表符號說明】 =中已例7F H的展不其特色且已詳細地描述。應瞭解，無 ’如何’本發明未將本發明限制在所描述的該等特定實施 例中。相反，本發明將包括屬於本發明精神及範疇之内的 所有的修改案、均等物及替代案。 101 、 201 、 401 場致發光（EL)顯示器 103、203 ' 409a ' 409b 壓力感應器 105 支撐基座 107 、 207 頂面 205 觸摸式表面 301 > 303 傳導元件 305 壓力感應器 307 箭頭 403 顯示器驅動器 405 處理器 407 、 501 觸摸式控制器 409 感應器 500 資訊站 503 外殼 601 場致發光（EL)顯示器元件 O:\88\88574.DOC - 16 -

Claims (1)

1. 200422933 拾、申請專利範圍： 1 · 一種觸摸式顯示器包括： 一可穿過一觸摸表面讓人看見的場致發光（EL)顯示 器；及 複數個感應器，其配置為基於通過該觸摸表面傳導至 該等感應器的壓力來感測施加至該觸摸表面的一壓力的 一位置。 2·如申請專利範圍第1項之觸摸式顯示器，其中該觸摸式表 面包括該場致發光（EL)顯示器之一發射表面。 3·如申請專利範圍第2項之觸摸式顯示器，其中該等壓力感 應器被配置在該場致發光（EL)顯示器相對於該觸摸表面 的一側。 4·如申請專利範圍第丨項之觸摸式顯示器，其中該觸摸表面 包括一配置在該場致發光（EL)顯示器的一發射表面上的 透明觸摸式元件。 5. 如申請專利範圍第4項之觸摸式顯示器，其中複數個壓力 感應器被配置在該場致發光（EL)顯示器之發射表面與該 透明觸摸式元件之間。 6. 如申請專利範圍第4或5項之觸摸式顯示器，其中該透明觸 摸式元件包括一對比度增強層。 7·如申請專利範圍第6項之觸摸式顯示器，其中該對比度增 強層包括一圓偏振器。 8·如申請專利範圍第6項之觸摸式顯示器，其中該對比度增 強層包括一濾色器。 O:\88\88574.DOC 200422933 9·如申請專利範圍第1項之觸摸式顯 貝不為，進一步包括一被 配置以感測施加至該顯示器之慣料 「貝性壓力的慣性感應器。 10. —種觸摸輸入顯示器包括： 一具有一觸摸表面的場致發光（EL)顯示器元件； 複數個感應器，其組態為用以輸出代表施加至該等感應 器之壓力的訊號，該等感應器被配置以接收一代表一施加 至該觸摸表面之壓力的壓力； 一被耦接至該等壓力感應器的處理器，以基於該等輸出 訊號來測定在該觸摸表面上的一觸摸位置，並回應於該觸 摸而改變該場致發光（EL)顯示器元件上顯示的資訊。 11. 如申請專利範圍第10項之觸摸輸入顯示器，其中該觸摸表 面包括該場致發光（EL)顯示器元件的一發射表面。 12·如申請專利範圍第10項之觸摸輸入顯示器，其中該觸摸表 面包括配置在該場致發光（EL)顯示器元件的一發射表面 上的透明覆層。 13·如申請專利範圍第12項之觸摸輸入顯示器，其中該等壓力 感應器被配置在該場致發光（EL)顯示器元件的該發射表 面與該透明覆層之間。 14·如申請專利範圍第13項之觸摸輸入顯示器，其中該等壓力 感應器包括兩個被間隔的傳導元件以形成一電容器，且該 等壓力感應器的該等輸出訊號表示該等雨個傳導元件的 相對移動。 O:\88\88574.DOC -2 -