CN101650619A - 触摸显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种触摸显示面板组件。该触摸显示面板组件包括：显示面板，其在显示面板一侧具有用于发射光的显示表面；在显示面板外围的触摸光探测器，其用于检测所发射的光并具有光圈，该光圈面对与显示表面基本正交的方向且用于使所发射的光通过并进入触摸光探测器；以及在光圈上方的光导，其用于将所发射的光从显示表面引导到光圈并引导该光进入触摸光探测器。与传统的触摸显示面板相比，由于触摸光探测器的改进特征，触摸显示面板组件具有改进的视角并且可做得更薄。

Description

触摸显示面板
技术领域
本申请涉及触摸显示面板(touch display panel)，更尤其涉及具有改良的光探测器的触摸显示面板，该光探测器通过检测光的变化识别触摸活动。
背景技术
触摸板可以是红外线型、阻抗膜型、静电电容型、超声波型或压力传感器型触摸板。光学型的触摸板诸如红外线型触摸板可用于大屏幕诸如等离子体显示面板。
现有的触摸显示面板具有包含两个反射镜的触摸光探测器，该两个反射镜分别沿平坦显示面板的彼此正交的边缘延伸。反射镜具有面向平坦显示面板的显示单元侧的反射平面，并以相对于显示面板的内侧呈45度的角度附着。触摸光探测器还包括两个光接收器，这两个光接收器面对相对边缘上的两个反射镜，该相对边缘面对附着这两个反射镜的边缘。因此，这两个光接收器和反射镜从平坦显示面板的表面突出，从而增加平坦显示面板组件的整体厚度。
发明内容
根据本发明的实施方式的方案针对一种触摸显示面板，其在通过检测光变化来检测使用者的触摸活动方面具有改进的特征。
在一个实施方式中，触摸显示面板包括：显示面板，其在显示面板一侧具有用于发射光的显示表面；在显示面板外围的触摸光探测器，其用于检测所发射的光并具有用于使所发射的光进入触摸光探测器的光圈；以及在光圈上方的光导，其用于将所发射的光从显示表面引导到光圈并引导该光进入触摸光探测器。光圈面对与显示表面基本正交的方向。
在一个实施方式中，光导包括具有反射表面的反射镜，该反射表面倾斜以朝向光圈反射来自显示表面的光。反射表面是曲面，或者更具体地，反射镜可以是凸镜。光导还可包括可见光阻挡过滤器以及耦接到反射镜和触摸光探测器以保持在反射表面与显示表面之间的倾斜角度θ1的支撑体(support)。
在某些实施方式中，反射镜具有包含一个水平条带或多个条带的狭缝，其中第一条带沿第一方向延伸，第二条带沿与第一方向交叉的第二方向延伸。
触摸显示面板还可包括支架，用于将触摸光探测器耦接到在显示面板外围的底壳，触摸光探测器位于支架与反射镜之间。
在一个实施方式中，光导是具有一密度值以将光从显示表面引导到光圈的棱镜。棱镜的密度值是棱镜提供光的基本全反射的值。棱镜可以位于使得其完全或基本上覆盖光圈的位置。在一个实施方式中，棱镜具有面向显示表面的凹表面。棱镜可通过粘合剂粘接到光圈外围。在一个实施方式中，粘合剂与棱镜具有基本相等的密度值，粘合剂位于棱镜与光圈之间并覆盖光圈。
在一个实施方式中，触摸显示面板包括至少两个触摸光探测器，每个触摸光探测器位于显示面板的拐角处。触摸光探测器可包括：外罩(housing)，光圈位于外罩中；以及透镜，其位于外罩内部。光圈的尺寸小于透镜的尺寸，且透镜具有约65°的视角。在一个实施方式中，光导配置为将透镜的视角增加到约90°。
根据另一实施方式，显示面板包括：第一基板；与第一基板分离并面对第一基板的第二基板；位于第一基板与第二基板之间的磷光体层；以及多个放电电极，用于产生真空紫外线以激发磷光体层的磷光体材料。当显示面板发射红外线时，触摸光探测器配置为检测所发射的红外线的变化。在一个实施方式中，触摸光探测器还包括在光路中位于显示表面与触摸光探测器的透镜之间的红外线传输过滤器。
本发明的实施方式的另一方案针对一种等离子体显示器件，其包括显示面板以及触摸光探测器。在一个实施方式中，等离子体显示器件还包括用于容纳显示面板的前壳和后盖。前壳可具有覆盖触摸光探测器和光导的部分。
在某些实施方式中，本发明的触摸显示面板是薄的且通过减小或最小化触摸光探测器的厚度而具有小的或最小化的厚度。根据本发明的各个实施方式的触摸显示面板还包含具有较宽视角(或较宽视角)的改进的触摸光探测器。
附图说明
附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施方式，并与说明书中的描述一起用于解释本发明的原理。
图1是根据本发明的实施方式的等离子体显示器件的分解透视图；
图2是图1的触摸光探测器的放大透视图；
图3是图1的触摸光探测器的横截面视图；
图4是示出根据本发明的实施方式的触摸光探测器的检测光的机构的平面图；
图5A是示出使用负性方法在区域X中红外线检测的红外线图谱；
图5B是示出使用负性方法在区域Z中红外线检测的红外线图谱；
图5C是示出使用负性方法在区域Y中红外线检测的红外线图谱；
图5D是示出使用正性方法在区域X中红外线检测的红外线图谱；
图5E是示出使用正性方法在区域Z中红外线检测的红外线图谱；
图5F是示出使用正性方法在区域Y中红外线检测的红外线图谱；
图6是根据本发明的实施方式的反射镜的平面图；
图7是根据本发明的另一实施方式的另一反射镜的平面图；
图8是根据本发明又一实施方式的另一反射镜的平面图；
图9是根据本发明的实施方式的触摸光检测器的放大透视图；
图10是图9的触摸光探测器的横截面视图。
具体实施方式
在以下详细描述中，仅通过例证方式示出并描述了本发明的特定示例性实施方式。本领域的技术人员将理解，本发明可具体化为多种不同的形式，且不应该理解为限于在此所述的实施方式。另外，在本申请的上下文中，当元件被称为在另一元件“上”时，它可以直接在另一元件上或者间接在另一元件上且其间插置一个或多个中间元件。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
参照图1，等离子体显示器件100包括触摸显示面板，附着在触摸显示面板前面的过滤器组件120，安装在触摸显示面板后面的底壳(chassis base)(或底壳组件)130，以及容纳触摸显示面板、过滤器组件120和底壳130的外壳140。在一个实施方式中，触摸显示面板包括显示面板(或面板组件)110、触摸光探测器200以及用于将光引导到触摸光探测器200中的光导，以下将进一步详细描述所有的元件。
显示面板110包括第一基板111和面对第一基板111的第二基板112。密封构件诸如熔融玻璃被涂覆在第一基板111和第二基板112的内侧相对边缘上，从而在第一基板111和第二基板112之间密封放电空间。
再参照图3，等离子体显示器件100通过气体和磷光体激发而展现出不同的数字和图形显示。在一个实施方式中，气体和磷光体激发工艺通过以下步骤实现：在其中设置有多个放电电极113和114的显示面板110中注入并密封放电气体；将放电电压施加到多个放电电极113和114(在图3中)；以及通过使用由施加的放电电压产生的真空紫外线激发磷光体层115的磷光体材料。等离子体显示器件100在气体放电期间随紫外线一起发出红外线(虚线)。
返回参照图1，过滤器组件120被直接附着到第一基板111的前表面，第一基板111是允许可见光透过的基板。过滤器组件120包括多层膜，这些膜一个堆叠在另一个上，从而减少或防止外部光、氖辐射和/或从显示面板110产生的电磁波的反射。
另外，底壳130包括通过粘接构件粘接到显示面板110后面的基底(base)，附着到基底后面的电路板，以及安装在电路板上的电路器件。信号传输器(signal transmitter)131的端子诸如柔性印刷电缆电连接到电路板，信号传输器131的另一端子电连接到显示面板110的放电电极113和114每一个的端子。盖板132还可包括于底壳130中且安装在底壳130下方，以保护安装信号传输器131处的任何部件。
外壳140包括安装在过滤器组件120前面的前壳(front cabinet)141，以及安装在底壳130后面的后盖142。多个空气通孔143形成于后盖142的顶部和底部。
在一个实施方式中，等离子体显示器件100包括由多个触摸光探测器210和220组成的触摸光探测器200(例如，红外光感应器)。探测红外线变化的触摸光探测器210、220安装在显示面板110的边缘。
红外线可由红外线产生装置或等离子体显示器件100产生，但是不限于此。在一个实施方式中，红外线由等离子体显示器件100自身产生。
参照图2和图3，触摸光探测器200(或部分的触摸光探测器200)安装在显示面板110的拐角。触摸光探测器200包括感应器容纳单元201和安装在感应器容纳单元201内部的透镜202。触摸光探测器200经由形成在感应器容纳单元201前面的光圈(iris)203而对物体拍照。光圈203，其允许光通过，通常小于透镜和电荷耦合器件(CCD，charged-coupled device)。在一个实施方式中，通过邻近光圈203设置的小镜子而允许光线透过光圈203。镜子204改变光线的方向，从而使光线透过光圈203。
参照图4，其示出了安装在显示面板110的上拐角的第一触摸光探测器210，以及安装在另一上拐角的第二触摸光探测器220。可选地，触摸光探测器210和220可安装在显示面板110的下拐角。触摸光探测器210、220以任何方式设置，只要其安装在显示面板的拐角。
触摸光探测器210和220可包括触摸光探测器200的一个或多个特征。在一个实施方式中，触摸光探测器210和/或220与触摸光探测器200相同。
返回参照图3，在一个实施方式中，光圈203形成为面对与显示面板110的屏幕正交或基本正交的方向。因此，触摸光探测器200自身不能探测从显示面板110发出的任何红外线。
为了矫正，光导诸如反射镜204安装在光圈203上方以引导和/或反射从显示面板110的表面发出的红外线。
在此，由于触摸光探测器200安装在显示面板110的拐角处，而不在显示面板110的上方，所以触摸光探测器200的高度H1可以与显示面板110的厚度T1基本相同。此外，由于光圈203的尺寸小，所以可使用小尺寸的反射镜204。这样，可减小或最小化包括显示面板110和触摸光探测器的等离子体显示器件100的总厚度。
触摸光探测器200的视角(或视角)通常为90°，但是由于常规透镜的视角通常为65°，所以可改进如前所述的反射镜204，或者额外的透镜可用于增加25°的额外视角。
反射镜204可具有曲面，像凸镜。照相机镜头可包括仅允许红外线透过而阻挡其它光的过滤器(例如，红外传输过滤器)，从而保护触摸光探测器200不受由可见光等引起的任何照相机故障。
返回参照图2，反射支撑体(reflection supporter)205安装在反射镜204背面且固定在感应器容纳单元201前面。反射支撑体205可具有与反射镜204相同的倾斜角，使得反射镜204可与光圈203保持设定或预定的角度θ1。
支架(bracket)206安装在感应器容纳单元201下方，使得光探测器200可安装在底壳130前面。
现在将参照图4和图5A至图5F描述光探测器200的操作。
当激励图1的等离子体显示器件100时，红外线从显示面板110的表面发出。当使用者触摸显示面板110表面的区域X、Y和Z并阻挡特定路径的光时，可基于由第一触摸光探测器210和第二触摸光探测器220检测到的光的量的变化而产生红外线图谱。
换句话说，当触摸每个区域X、Y和Z时，安装在显示面板110的左上角的第一触摸光探测器210和安装在显示面板110右上角的第二触摸光探测器220的每一个都经由光圈203通过反射镜204检测触摸区域X、Y和Z中的红外线。
然后，被检测到的红外线用于产生图谱A和B，其中第一红外线图谱A由第一触摸光探测器210检测到的红外线产生，第二红外线图谱B由第二触摸光探测器220检测到的红外线产生。利用基于触摸区域X、Y和Z的角度以及第一触摸光探测器210和第二触摸光探测器220之间的距离的运算法则，由第一触摸光探测器210和第二触摸光探测器220产生的信息用于计算触摸区域X、Y和Z的位置。
例如，如在图5A至图5C中所示的，可使用负性(negative method)方法，其中通过检测在触摸区域X、Y或Z中光的量是否减少来计算位置。可选地，如在图5D至图5F中所示，可使用正性方法，其中通过检测在触摸区域X、Y和Z中的光的量是否增加来计算位置。在本发明中，可使用这两种方法中的任一个；然而，计算位置的方法不限于此。
在各种实施方式中，显示面板110包括第一触摸光探测器210和第二触摸光探测器220以实现90°的视角(以虚线和实线示出的箭头)，原因在于第一触摸光探测器210和第二触摸光探测器220的每一个都具有安装在光圈203上方的反射镜204。这样，触摸光探测器210和220可覆盖显示面板110的整个区域。
图6至图8是反射镜204的改进实例的平面图。
参照图6，反射镜600包括狭缝601。在一个实施方式中，狭缝601形成为减少或防止来自输入(entering)的不必要的光，还可用于使反射镜600的安装便利。狭缝601可以是沿水平方向形成在反射镜600中心的条带。剩余区域602可使用涂覆工艺用带子(tape)或其它材料覆盖。在一个实施方式中，狭缝601形成于面对显示面板110的反射镜600的前表面上。
参照图7，反射镜700包括狭缝701，其包括沿水平方向越过反射镜700中心的第一条703以及沿竖直方向越过反射镜700中心的第二条704。第一条703和第二条704彼此交叉。剩余区域702可使用涂覆工艺用带子或其它材料覆盖。在一个实施方式中，狭缝701形成于面对显示面板110的反射镜700的前表面上。
参照图8，狭缝构件810布置在反射镜800的前面。与反射镜600和700不同，狭缝构件810分离布置在反射镜800前面。狭缝构件810包括在对应于反射镜800的中心的区域中的狭缝811。狭缝构件810可附着到面对显示面板110的反射镜800的前表面，或可与反射镜800的前表面分离一距离。
图9是根据本发明的另一实施方式的触摸光探测器900的放大透视图，以及图10是图9的触摸光探测器900的横截面视图。
参照图9和图10，感应器容纳单元901提供给触摸光探测器900，透镜902安装在感应器容纳单元901内部。触摸光探测器900可通过形成于感应器容纳单元901前面的光圈903对物体拍照。通过使用光导诸如邻近光圈903设置的小棱镜904来改变来自显示面板110的光线的方向使得光线可透过光圈903，触摸光探测器900还可对来自显示面板110的光线拍照和/或检测来自显示面板110的光线。
光圈903形成为面对与显示面板110的屏幕正交或基本正交的方向且在显示面板110的拐角处。这样，触摸光探测器900自身不能检测从显示面板110发出的任何红外线。因此，在一个实施方式中，棱镜904安装在光圈903上方，以检测从显示面板110的表面发出的红外线。由于棱镜904具有凹曲面，所以光圈903的视角(或视角)增加。棱镜904可通过粘合剂905(图10)粘接到光圈903的顶部。在一个实施方式中，棱镜904可通过粘合剂粘接到光圈外围。在另一实施方式中，粘合剂具有与棱镜基本相同的密度值，且位于棱镜和光圈之间，并覆盖光圈。
由于触摸光探测器900安装在显示面板110的拐角，而不是显示面板110的顶表面，所以触摸光探测器900的高度H2可基本等于显示面板110的厚度T2。另外，由于光圈903的尺寸较小，所以可使用具有小尺寸的棱镜904，因而可减小或最小化显示面板110和触摸光探测器的整体厚度。
棱镜904可由具有在45°的临界角度(θ2)提供全反射的密度值的材料形成。适当材料的非限制实例包括玻璃或高密度塑料。可选地，棱镜904可由仅允许红外线透过而阻挡其它光的材料形成(或与可见光阻挡过滤器一起形成)。因此，可减少或防止由可见光导致的照相机故障。
材料诸如高密度塑料和玻璃的密度和临界角度的方程式如下：
θc＝arcsin(n2/n1)
这里，n1表示空气的密度，n2表示玻璃或诸如高密度塑料的材料的密度，θc表示临界角度。
例如，当由高密度塑料形成的棱镜904的密度是1.41时，当临界角度是45°时可能产生全反射。
返回参照图9，支架906安装在感应器容纳单元901的下方，因而触摸光探测器900可安装在图1的底壳130的前表面上。
如上所述，本发明的实施方式的触摸屏幕面板可提供以下优点。第一，可降低制造成本，原因在于可通过使用和感应显示面板的光而执行触摸功能。
第二，可减小显示面板的厚度，原因在于感应单元或触摸光探测器安装在显示面板的拐角处。
第三，通过安装改进的反射镜或棱镜可增加视角(或视角)。
虽然已经结合特定的示例性实施方式描述了本发明，但是应该理解本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，本发明意欲覆盖在附属的权利要求书及其等效物的精神和范围内的各种修改和等效配置。
本申请要求享有2008年7月29日提交的美国临时专利申请No.61/084,584的优先权和权益，在此结合其全部内容作为参考。

Claims (27)

1.一种触摸显示面板，包括：
显示面板，其具有在所述显示面板一侧用于发射光的显示表面；
在所述显示面板外围的触摸光探测器，其用于检测所发射的光并具有用于使所发射的光进入所述触摸光探测器的光圈，所述光圈面对与所述显示表面正交的方向；以及
在所述光圈上方的光导，其用于将所发射的光从所述显示表面引导到所述光圈并进入所述触摸光探测器。
2.根据权利要求1所述的触摸显示面板，其中所述触摸光探测器是用于感应从所述显示面板产生的红外线的红外线感应器。
3.根据权利要求1所述的触摸显示面板，其中所述光导包括具有反射表面的反射镜，该反射表面倾斜以朝向所述光圈反射来自所述显示表面的光。
4.根据权利要求3所述的触摸显示面板，其中所述反射表面是曲面。
5.根据权利要求3所述的触摸显示面板，其中所述反射镜是凸镜。
6.根据权利要求3所述的触摸显示面板，还包括支撑体，其耦接到所述反射镜和所述触摸光探测器以保持在所述反射表面与所述显示表面之间的倾斜角度θ1。
7.根据权利要求3所述的触摸显示面板，其中所述反射镜具有狭缝。
8.根据权利要求3所述的触摸显示面板，其中所述反射镜具有狭缝，该狭缝包括沿第一方向延伸的第一条带以及沿与所述第一方向交叉的第二方向延伸的第二条带。
9.根据权利要求3所述的触摸显示面板，还包括用于将所述触摸光探测器耦接到底壳的支架，所述触摸光探测器位于所述支架与所述反射镜之间。
10.根据权利要求1所述的触摸显示面板，其中所述光导包括具有一密度值以将光从所述显示表面引导到所述光圈的棱镜。
11.根据权利要求10所述的触摸显示面板，其中所述棱镜的密度值是所述棱镜提供所述光的全反射的值。
12.根据权利要求10所述的触摸显示面板，其中所述棱镜覆盖所述光圈。
13.根据权利要求10所述的触摸显示面板，其中所述棱镜具有面向所述显示表面的凹表面。
14.根据权利要求10所述的触摸显示面板，还包括位于所述棱镜与所述光圈外围之间的粘合剂。
15.根据权利要求10所述的触摸显示面板，还包括具有与所述棱镜相等的密度值的粘合剂，所述粘合剂在所述棱镜与所述光圈之间并覆盖所述光圈。
16.根据权利要求10所述的触摸显示面板，还包括用于将所述触摸光探测器耦接到底壳的支架，所述触摸光探测器位于所述支架与所述棱镜之间。
17.根据权利要求1所述的触摸显示面板，其中所述触摸光探测器位于所述显示面板的拐角处。
18.根据权利要求1所述的触摸显示面板，其中所述触摸光探测器包括至少两个触摸光探测器，其中所述至少两个触摸光探测器位于所述显示面板的相应拐角处。
19.根据权利要求1所述的触摸显示面板，其中所述触摸光探测器包括：
外罩，所述光圈位于所述外罩中；以及
透镜，位于所述外罩内部。
20.根据权利要求19所述的触摸显示面板，其中所述光圈的尺寸小于所述透镜的尺寸。
21.根据权利要求19所述的触摸显示面板，其中所述透镜具有约65°的视角，其中所述光导被构造为将所述透镜的视角增加到约90°。
22.根据权利要求1所述的触摸显示面板，其中所述光导具有倾斜面以将所发射的光从所述显示表面导向所述光圈。
23.根据权利要求1所述的触摸显示面板，其中所述显示面板包括：
第一基板；
与所述第一基板分隔开并面对所述第一基板的第二基板；
位于所述第一基板与所述第二基板之间的磷光体层；以及
多个放电电极，用于产生真空紫外线以激发所述磷光体层的磷光体材料，
其中所述显示面板发射红外线，以及
其中所述触摸光探测器配置为感应所发射的红外线的变化。
24.根据权利要求1所述的触摸显示面板，还包括在光路中位于所述显示表面与所述触摸光探测器的透镜之间的红外线传输过滤器。
25.根据权利要求1所述的触摸显示面板，其中所述光导包括可见光阻挡过滤器。
26.一种等离子体显示器件，包括：
显示面板，其包括：
第一基板，
与所述第一基板分隔开并面对所述第一基板的第二基板，
位于所述第一基板与所述第二基板之间的磷光体层，以及
多个放电电极，其用于产生真空紫外线以激发所述磷光体层的磷光体材料从而发射光通过在所述显示面板一侧的显示表面；
触摸光探测器，其位于所述显示面板的外围，用于探测所发射的光并具有用于使所发射的光进入所述触摸光探测器的光圈，所述光圈面对与所述显示表面正交的方向；以及
光导，在所述光圈上方且用于将所发射的光引导到所述光圈并引导所述光进入所述触摸光探测器。
27.根据权利要求26所述的等离子体显示器件，还包括：
容纳所述显示面板的前壳和后盖，其中所述前壳具有覆盖所述触摸光探测器和所述光导的部分。
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