專利名稱：觸控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸控裝置，且特別是涉及一種利用太陽能電池電致發(fā)光的觸控裝置。
背景技術(shù)：
自從觸控面板技術(shù)發(fā)展以來，觸控面板已在消費(fèi)電子產(chǎn)品中占有極高的市占率。目前市場中已見整合有觸控及顯示功能的觸控顯示面板，可用于攜帶方便的消費(fèi)性電子產(chǎn)品上，例如無線通訊手機(jī)、筆記型電腦、平板電腦、數(shù)字相機(jī)等產(chǎn)品。
以光學(xué)式觸控面板來說，光學(xué)式觸控面板包括顯示器、光源以及感測器。一般來說，光源、感測器皆位于顯示器的上方，且光源及感測器皆位于顯示畫面旁。當(dāng)使用者的手指或者是觸控筆的物體位在顯示畫面內(nèi)時，光源所發(fā)出的部分光線被物體遮擋。如此一來，根據(jù)感測器所接收到的影像，物體位在顯示畫面中的座標(biāo)位置可判斷出來。傳統(tǒng)的光學(xué)式觸控面板，為了精確地判斷物體在顯示畫面中的座標(biāo)位置，以提高解析度，以數(shù)十顆發(fā)光二極管緊密地排列在畫面的周圍，以形成交錯分布的網(wǎng)狀光源。發(fā)光二極管的密度越高，單位面積內(nèi)可通過的光信號則越多，越容易辨識物體所在的位置。當(dāng)有觸控發(fā)生時，發(fā)光二極管的光線被遮住而產(chǎn)生陰影于反射條上，這時感測器所接收到的影像就不是一條完整的光信號，而是被陰影切成一段一段的光信號，此時通過觸控電路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，即可算出陰影遮蔽反射條的位置，用于判斷物體的實際座標(biāo)位置。然而，若有某些發(fā)光二極管發(fā)生故障，感測器會誤認(rèn)為是其光線被遮住產(chǎn)生的陰影，造成感測器所接收到的影像可能失真，進(jìn)而影響判斷觸控位置的準(zhǔn)確度，更嚴(yán)重者可能造成失效。由于發(fā)光二極管為點狀光源且獨立組裝，數(shù)量越多，所需的成本越高。即使將組裝完成的發(fā)光二極管緊密排列成在一起，仍須配合反射條才能進(jìn)行精確的觸控定位。若有某些發(fā)光二極管發(fā)生故障，必須整組發(fā)光二極管進(jìn)行更換或維修，因而維修較為復(fù)雜且成本聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種觸控裝置，通過太陽能電池電致發(fā)光來產(chǎn)生光線，并配合光感測器進(jìn)行觸控定位，由于太陽能電池的能隙低，只要太陽能電池被施加順向偏壓后即可發(fā)出特定波長的光線，因此可做為光學(xué)式觸控裝置的線光源。為達(dá)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出一種觸控裝置，其包括一顯示器、一組太陽能電池以及一組光感測器。顯示器包括一外框以及一顯示面板。外框位于顯示面板的周圍。此組太陽能電池配置于外框內(nèi)，此組太陽能電池于電致發(fā)光狀態(tài)下形成一組紅外光源。此組光感測器配置于外框內(nèi)，用以接收此組紅外光源所發(fā)出的相對應(yīng)光線。為了對本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下


圖I為太陽能電池受光時單位面積上的照度與輸出電流的關(guān)系圖；圖2為太陽能電池施加外部電壓后輸出電流與相對應(yīng)的電壓的關(guān)系圖；圖3為本發(fā)明一實施例的太陽能電池于電致發(fā)光狀態(tài)下所發(fā)出的光譜圖；圖4A及圖4B為本發(fā)明一實施例的觸控裝置的俯視示意圖及沿著I-I線段的局部剖面示意圖；圖5為本發(fā)明一實施例的觸控裝置的俯視示意圖；圖6為本發(fā)明一實施例的觸控裝置的俯視示意圖。主要元件符號說明 10 :物體100 102:觸控裝置110:顯示器120 :外框122 :第一框體124:第二框體126 :第三框體128:第四框體130 :顯示面板131 135 :太陽能電池137 139 :第一 第三電池部分141 143 :光感測器150 :處理器Cl :第一角落C2 :第二角落LI L3:光線SI S3 :紅外光源
具體實施例方式本實施例的觸控裝置，是利用太陽能電池(solar cell)電致發(fā)光的原理來發(fā)光。太陽能電池可為單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池或非晶硅太陽能電池。一般而言，太陽能電池是以半導(dǎo)體制作工藝制成不同能隙的半導(dǎo)體材質(zhì)，當(dāng)照射光線的能量大于其能隙時，就會在內(nèi)部產(chǎn)生自由的電子-空穴載子對，再通過P型半導(dǎo)體(正極)及N型半導(dǎo)體(負(fù)極)之間的電場作用，使空穴及電子分別往不同的電極流動而形成一電流，約為數(shù)百微安培到數(shù)毫安培不等，如圖I所示。圖I繪示太陽能電池受光時單位面積上的照度與輸出電流的關(guān)系圖。本實施例在無光照的情況下，對太陽能電池施加順向偏壓，使太陽能電池發(fā)出特定波長的光線。此時，只要順向偏壓大于太陽能電池的P-N接面的電壓，電子與空穴相結(jié)合，而結(jié)合的能量便以光的形式發(fā)出。請參照圖2，其繪示太陽能電池施加外部電壓后輸出電流與相對應(yīng)的電壓的關(guān)系圖。比對圖I及圖2的電流值，可發(fā)現(xiàn)太陽能電池施加外部電壓(例如I. 4V)產(chǎn)生的電流(例如3000毫安培)遠(yuǎn)大于受光照時產(chǎn)生的電流(約為10毫安培)，因此可確定太陽能電池可應(yīng)用在本實施例的觸控裝置中，做為線光源，而不會受到太陽光照射的影響。此外，請參照圖3，其繪示本發(fā)明一實施例的太陽能電池于電致發(fā)光狀態(tài)下所發(fā)出的光譜圖，其為紅外光光譜，波長范圍在950 1250nm之間，中心波長約1150nm。因此，本實施例可通過太陽能電池電致發(fā)光來產(chǎn)生紅外光線，并配合光感測器進(jìn)行觸控定位，以精確地偵測使用者的手指或者是觸控筆之類的物體的座標(biāo)位置。以下提出各種實施例進(jìn)行詳細(xì)說明，實施例僅用以作為范例說明，并非用以限縮本發(fā)明欲保護(hù)的范圍。第一實施例請參照圖4A及圖4B，其繪示依照本發(fā)明一實施例的觸控裝置的俯視示意圖及沿著I-I線段的局部剖面示意圖。以三個太陽能電池131 133形成一組紅外光源SI S3為例，觸控裝置100包括一顯示器110、三個太陽能電池131 133以及一組光感測器141 143。顯不器110包括一外框120以及一顯不面板130。外框120位于顯不面板130的周圍。每一個太陽能電池均配置于外框120的一框體內(nèi)。每一個太陽能電池于電致發(fā)光狀態(tài)下做為一個紅外光源，因此紅外光源的數(shù)量例如為3個，但不以此為限。各個光感測器配置于外框120內(nèi)，用以接收相對應(yīng)的紅外光源所發(fā)出的光線。在本實施例中，每一個太陽能電池例如以條狀電池分別配置于外框120的一框體內(nèi)。外框120例如為四邊形的框體，其具有一第一框體122、一第二框體124、一第三框體 126、一第四框體128、第一角落Cl以及一第二角落C2。請參照圖4A，詳細(xì)而言，第一個太陽能電池131配置于外框120的第一框體122內(nèi)，第二個太陽能電池132配置于外框120的第二框體124內(nèi)。第三個太陽能電池133配置于外框120的第三框體126內(nèi)，并與第一個太陽能電池131彼此相對。此外，此組光感測器包括第一感測器141以及第二感測器142，第一感測器141配置于鄰近于第一框體122的第一角落Cl上。第二感測器142配置于鄰近于第三框體126的第二角落C2上。第一角落Cl與第二角落C2分別位于外框120的第四框體128的相對兩側(cè)。此外，此組光感測器還包括一第三感測器143，配置于第一感測器141與第二感測器142之間的第四框體128內(nèi)。如圖4A所示，觸控裝置100還包括一處理器150，電連接各個光感測器。當(dāng)有物體10位在顯示畫面內(nèi)時，紅外光源所發(fā)出的部分光線(如虛線所示的光線LI L3中至少二者)被物體10遮擋。處理器150根據(jù)光感測器所接收到的影像，判斷物體10位在顯示畫面中的座標(biāo)位置，以輸出一座標(biāo)信號。由于本實施例的太陽能電池為條狀的紅外光源，而搭配的光感測器131 133為一組紅外光攝影機(jī)，其所接收的影像通過觸控電路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，不需于現(xiàn)有的反射條上形成陰影，即可得知物體10的座標(biāo)位置。第二實施例請參照圖5，其繪示依照本發(fā)明一實施例的觸控裝置的俯視示意圖。以兩個太陽能電池134 135形成一組紅外光源SI S2為例，觸控裝置101包括一顯示器110、兩個太陽能電池134 135以及一組光感測器141 143。顯不器110包括一外框120以及一顯示面板130。外框120位于顯示面板130的周圍。每一個太陽能電池均配置于外框120的框體內(nèi)。每一個太陽能電池于電致發(fā)光狀態(tài)下形成一個紅外光源，因此紅外光源的數(shù)量例如為2個，但不以此為限。各個光感測器配置于外框120內(nèi)，用以接收相對應(yīng)的光源所發(fā)出的光線。在本實施例中，每一個太陽能電池例如以L形電池分別配置于外框120的相鄰兩個框體內(nèi)。外框120例如為四邊形的框體，其具有一第一框體122、一第二框體124、一第三框體126、一第四框體128、第一角落Cl以及一第二角落C2。請參照圖5，詳細(xì)而言，第一個太陽能電池134配置于相鄰的第一框體122與第二框體124內(nèi)，并與對角方向上的第二角落C2彼此相對。第二個太陽能電池135配置于相鄰的第二框體124與第三框體126內(nèi)，并與對角方向上的第一角落Cl彼此相對。此外，此組光感測器包括第一感測器141以及第二感測器142，第一感測器141配置于鄰近于第一框體122的第一角落Cl上。第二感測器142配置于鄰近于第三框體126的第二角落C2上。第一角落Cl與第二角落C2分別位于外框120的第四框體128的相對兩側(cè)。此外，此組光感測器還包括一第三感測器143，配置于第一感測器141與第二感測器142之間的第四框體128內(nèi)。如圖5所示，觸控裝置100還包括一處理器150，電連接各個光感測器141 143。 當(dāng)有物體10位在顯示畫面內(nèi)時，紅外光源所發(fā)出的部分光線(如虛線所示的光線LI L3中至少二者)被物體10遮擋。處理器150根據(jù)光感測器所接收到的影像，判斷物體10位在顯不畫面中的座標(biāo)位置，以輸出一座標(biāo)信號。由于本實施例的太陽能電池為L形的紅外光源，而搭配的光感測器141 143為一組紅外光攝影機(jī)，其所接收的影像通過觸控電路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，不需在現(xiàn)有的反射條上形成陰影，即可得知物體10的座標(biāo)位置。第三實施例請參照圖6，其繪示依照本發(fā)明一實施例的觸控裝置的示意圖。與第一、第二實施例不同的是，本實施例的太陽能電池的數(shù)量僅有一個。舉例來說，當(dāng)太陽能電池為可撓性的電池薄膜時，可裁切成任意形狀，并依照顯示器110的外形貼附在外框120的內(nèi)壁上。如圖6所示，太陽能電池例如以U字形電池配置于外框120的相鄰三框體內(nèi)。外框120例如為四邊形的框體，其具有一第一框體122、一第二框體124、一第三框體126、一第四框體128、第一角落Cl以及一第二角落C2。請參照圖6，詳細(xì)而言，U字形電池包括彼此相連的一第一電池部分137、一第二電池部分138以及一第三電池部分139。第一電池部分137配置于外框120的第一框體122內(nèi)，第二電池部分138配置于外框120的第二框體124內(nèi)。第三電池部分139配置于外框120的第三框體126內(nèi)，并與第一電池部分137彼此相對。此外，此組光感測器包括第一感測器141以及第二感測器142，第一感測器141配置于鄰近于第一電池部分137的第一角落Cl上。第二感測器142配置于鄰近于第三電池部分139的第二角落C2上。第一角落Cl與第二角落C2分別位于外框120的第四框體128的相對兩側(cè)。此夕卜，此組光感測器還包括一第三感測器143，配置于第一感測器141與第二感測器142之間的第四框體128內(nèi)。有關(guān)第三實施例的觸控裝置102，其觸控定位的方式如第一、第二實施例所示，在此不再贅述。值得一提的是，上述各個實施例中，處理器150所輸出座標(biāo)信號可經(jīng)由顯示面板130的控制電路轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的顯示信號，并輸出至顯示面板130，以顯示畫面。顯示面板130例如為冷陰極射線顯示面板、液晶顯示面板、等離子體顯示面板或有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板。顯示信號例如為游標(biāo)信號、點擊信號或拖曳信號等。因此，使用者可通過顯示畫面進(jìn)行觸控操作。
此外，上述各個實施例是利用太陽能電池電致發(fā)光的原理來發(fā)光，并配合光感測器進(jìn)行觸控定位。由于太陽能電池為線光源，并可裁切成任意形狀(例如條狀、L形、U字形或其組合等)，因此，可減少現(xiàn)有使用發(fā)光二極管做為光源的數(shù)量，且不需使用反射條，以降低組裝所需的成本及故障維修的費(fèi)用。另外，上述各個實施例雖以三個光感測器為范例，但只要有兩個光感測器就能偵測到物體的位置，例如放置在第一角落以及第二角落處的第一感測器以及第二感測器，因此光感測器的數(shù)量可依照偵測時的靈敏度或準(zhǔn)確度來調(diào)整。當(dāng)光感測器的數(shù)量為三個時，可減少死角并能提高邏輯運(yùn)算的準(zhǔn)確度。光感測器的數(shù)量越多越好，不限定在三個以下。 綜上所述，雖然結(jié)合以上各個實施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種觸控裝置，包括 顯示器，該顯示器包括外框以及顯示面板，該外框位于該顯示面板的周圍； 一組太陽能電池，配置于該外框內(nèi)，該組太陽能電池于電致發(fā)光狀態(tài)下形成一組紅外光源；以及 一組光感測器，配置于該外框內(nèi)，用以接收該組紅外光源所發(fā)出的相對應(yīng)光線。
2.如權(quán)利要求I所述的觸控裝置，還包括處理器，電連接該組光感測器，其中該組光源所發(fā)出的至少二光線受到一物體遮蔽而未被該組光感測器接收時，該處理器判斷該物體所在的位置，以輸出一座標(biāo)信號。
3.如權(quán)利要求I所述的觸控裝置，其中該組太陽能電池具有多個條狀電池，該外框具有依序相連的第一框體、第二框體、第三框體以及第四框體，該些條狀電池包括 第一個太陽能電池，配置于該外框的該第一框體內(nèi)； 第二個太陽能電池，配置于該外框的該第二框體內(nèi)；以及 第三個太陽能電池，配置于該外框的該第三框體內(nèi)，該第三個太陽能電池與該第一個太陽能電池彼此相對。
4.如權(quán)利要求I所述的觸控裝置，其中該組太陽能電池具有多個L形電池，該外框具有依序相連的第一框體、第二框體、第三框體以及第四框體，該些L形電池包括 第一個太陽能電池，配置于相鄰的該第一框體與該第二框體內(nèi)；以及 第二個太陽能電池，配置于相鄰的該第二框體與該第三框體內(nèi)。
5.如權(quán)利要求I所述的觸控裝置，其中該組太陽能電池具有U字形電池，該外框具有依序相連的第一框體、第二框體、第三框體以及第四框體，該U字形電池包括相連的第一電池部分、第二電池部分以及第三電池部分，該第一電池部分配置于該外框的該第一框體內(nèi)，該第二電池部分配置于該外框的該第二框體內(nèi)，該第三電池部分配置于該外框的該第三框體內(nèi)，并與該第一電池部分彼此相對。
6.如權(quán)利要求3、4或5所述的觸控裝置，其中該組光感測器配置于該外框的該第四框體內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的觸控裝置，其中該外框具有鄰近該第一框體的第一角落以及鄰近于該第三框體的第二角落，該第一角落與該第二角落分別位于該外框的該第四框體的相對兩側(cè)，該組光感測器包括第一感測器以及第二感測器，該第一感測器配置于該第一角落上，該第二感測器配置于該第二角落上。
8.如權(quán)利要求7所述的觸控裝置，其中該組光感測器還包括第三感測器，配置于該第一感測器與該第二感測器之間。
全文摘要
本發(fā)明公開一種觸控裝置，其包括一顯示器、一組太陽能電池以及一組光感測器。顯示器包括一外框以及一顯示面板。外框位于顯示面板的周圍。此組太陽能電池配置于外框內(nèi)，此組太陽能電池于電致發(fā)光狀態(tài)下形成一組紅外光源。此組光感測器配置于外框內(nèi)，用以接收此組紅外光源所發(fā)出的相對應(yīng)光線。
文檔編號G06F3/042GK102830852SQ201110156069
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者張嘉雄, 謝宗諺, 葉家宏, 馬志遠(yuǎn) 申請人:聯(lián)勝(中國)科技有限公司, 勝華科技股份有限公司