CN102207793B - 触摸显示装置及其显示屏 - Google Patents
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Abstract
一种触摸显示装置及其显示屏，该显示装置包括一显示屏及一与显示屏电连接的处理单元，所述显示屏包括多个像素单元。每个像素单元包括固定基板、至少一个支撑块、一镜面及至少一感测器，所述镜面为半透明半反射的可变形镜面，所述固定基板内表面涂有高反射膜，所述支撑块固定于固定基板上且与镜面的背面抵触，使固定基板与镜面间隔一预定距离；所述感测器固定于镜面观察面上，触摸物通过按压镜面，使得镜面产生形变，感测器感测所述形变产生电阻或电压变化，所述处理单元根据所述电阻或电压变化值确定触摸位置。本发明通过将感测器设置到显示屏的每个像素单元上，增加感测面积，从而增强触摸屏的感测灵敏度。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示装置及其显示屏，尤其涉及一种具有触摸功能的显示装置及其显示屏。
背景技术
触摸显示屏作为电子装置的一种新型的输入设备，使人与电子装置之间的人机交互更为直观，给用户带来极大的便利，应用领域已遍及家电、公共信息、电子游戏、办公自动化设备等各个领域。现有触控技术包含如电阻式、电容式、光学式(例如：IR)与电磁式，其中以电阻式与电容式触控厂商居多。而目前许多厂商实现彩色显示的触摸显示屏均为于玻璃基板上完成触控线路后，将该玻璃基板整合到显示器面板上，并整合相关电路、IC来提供触控功能。此种制程方法使终端电子产品厚度增加，且由于现有触控技术的感测受限于两导线交错区域产生电阻值的大小，电容面积大小及感光面积的大小，使触控灵敏度因而受限，且结构复杂，制造成本高。
因此，有必要发明一种触摸显示装置，增强触控屏的灵敏度，并简化结构。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种结构简单的触摸显示装置及其显示屏，能增强显示装置的灵敏度。
一种触摸显示装置，包括一显示屏及一与显示屏电连接的处理单元，所述显示屏包括多个像素单元。每个像素单元包括固定基板、至少一个支撑块、一镜面及至少一感测器，所述镜面为半透明半反射的可变形镜面，所述固定基板内表面涂有高反射膜，所述支撑块固定于固定基板上且与镜面的背面抵触，使固定基板与镜面间隔一预定距离，使入射光源中的部分光由镜面反射，另一部分光入射至固定基板后由固定基板反射至该镜面，从而在该镜面上产生干涉现象，使显示屏呈现彩色；所述感测器固定于镜面观察面上，触摸物通过按压镜面，使得镜面产生形变，所述感测器感测镜面产生的形变从而产生电阻或电压的变化，所述处理单元根据所述电阻或电压变化值确定触摸位置。
一种触摸显示装置，包括一显示屏及一与显示屏电连接的处理单元，所述显示屏包括多个像素单元。每个像素单元包括固定基板、至少一个支撑块、一镜面、至少一感测器及一保护软板，所述镜面为半透明半反射的可变形镜面，反射入射光的部分光线，所述固定基板内表面涂有高反射膜，用于反射入射光的另一部分光线使该镜面上产生干涉，从而使显示屏呈现彩色，所述支撑块固定于固定基板上且与镜面的背面抵触，使固定基板与镜面间隔一预定距离；所述感测器固定于镜面观察面上；所述保护软板一端形成至少一个凸起，所述至少一个凸起抵靠于感测器上，使外界触碰力量通过所述至少一个凸起传递到感测器上，所述至少一个感测器感测所述触碰力从而产生电阻或电压变化，所述处理单元根据所述电阻或电压变化值确定触摸位置。
一种显示屏，包括多个像素单元。每个像素单元包括固定基板、至少一个支撑块、一镜面及至少一感测器，所述镜面为半透明半反射的可变形镜面，所述固定基板内表面涂有高反射膜，所述支撑块固定于固定基板上且与镜面的背面抵触，使固定基板与镜面间隔一预定距离，使入射光源中的部分光由镜面反射，另一部分光入射至固定基板后由固定基板反射至该镜面，从而在该镜面上产生干涉现象，使显示屏呈现彩色；所述感测器固定于镜面观察面上，触摸物通过按压镜面，使得镜面产生形变，所述感测器感测镜面产生的形变从而产生电阻或电压的变化，所述处理单元根据所述电阻或电压变化值确定触摸位置。
综上所述，本发明所述的触摸显示装置，通过将感测器设置到显示屏的每个像素单元上，增加感测面积，从而增强触摸屏的感测灵敏度，且结构设计简单，降低生产的成本。
附图说明
图1为本发明触摸显示装置的平面示意图。
图2为图1触摸显示装置的每个像素单元的剖面图。
图3为图1触摸显示装置的一实施方式中支撑块的排布示意图。
图4为图1触摸显示装置的触摸按压状态示意图。
图5为本发明触摸显示装置的像素单元的第二实施方式的剖面图。
图6为图5触摸显示装置的触摸按压状态示意图。
主要元件符号说明
| 壳体 | 10 |
| 显示屏 | 20 |
| 处理单元 | 30 |
| 像素单元 | 21、21c |
| 固定基板 | 201、201c |
| 支撑块 | 202、202c |
| 镜面 | 203、203c |
| 感测器 | 204、204c |
| 保护软板 | 205c |
| 凸起 | 206 |
| 触控显示装置 | 100 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参考图1-3，所述触摸显示装置100包括一壳体10、一显示屏20及一处理单元30，所述显示屏20固定在壳体10的前端，处理单元30固定于壳体10的内部，并与显示屏20电连接。
所述显示屏20包括多个像素单元21，每一像素单元21包括一固定基板201、至少一个支撑块202、一镜面203及至少一个感测器204。
所述镜面203为半透明半反射的可变形薄膜，在一实施方式中，该多个像素单元21的镜面为一体成型，在其它实施方式中，每个像素单元21的镜面203分别独立设置。所述固定基板201的内表面涂有高反射膜。所述支撑块202固定于固定基板201上且与镜面203的背面抵触，使固定基板201与镜面203间隔一定空间，使入射光源的一部分由镜面203反射，另一部分透过镜面203入射至所述固定基板201，并由固定基板201反射至镜面203，从而在镜面203上产生干涉现象，使显示屏呈现颜色。所述观察面为面向用户，用户可以观察到颜色(影像)的面，背面为观察面的反面。
所述感测器204固定设置于镜面203观察面上，本实施方式中，所述感测器204固定设置于镜面203的观察面上与支撑块202正对的位置，其中，所述感测器204为压阻或压电感测器。用户通过触摸按压镜面203，使得镜面203产生形变而抵触所述支撑块202，从而接收到支撑块202的抵触力，固定在该镜面203上的感测器204感测所述抵触力从而产生电阻或电压的变化，该处理单元30确定产生电阻或电压的变化的感测器204，并根据该电阻或电压的变化值确定像素单元，从而确定触摸坐标位置。
本实施方式中，显示屏20的光源来自外界光源，也可在显示屏20的镜面203外侧设置前置照明装置，从而为显示屏20提供前置光源。该固定基板201的内表面涂覆有高反射膜，当光线从镜面203入射至该固定基板201的内表面区域时，部分光源由该镜面203反射出去，部分光源由涂有高反射膜的固定基板201反射，反射光线发射至镜面203并穿透镜面203，两部分反射光在镜面203相互叠加，产生干涉现象，从而使肉眼能够看到显示屏20的彩色显示画面。该高反射膜可以是沉积于固定基板201内表面的金属镜面反射膜，包含金Au或铝Al或银Ag。
所述支撑块202与固定基板201和镜面203抵触的面的尺寸远小于固定基板201与镜面203的尺寸，从而不影响光线入射至固定基板201上。设支撑块202的厚度为d，即，固定基板201与镜面203的间隔距离为d，入射光线的波长设为λ。则本实施方式中，支撑块202的厚度d与入射光线的波长为λ的映射关系满足2d＝Nλ，使满足该映射关系的光波长形成干涉，从而使显示屏20呈现彩色显示，其中，N为自然数1、2、3...。
本发明的第一实施方式中，每一个像素单元21包括一固定基板201、四个支撑块202、一镜面203及四个感测器204。所述镜面203为半透明半反射的可变形薄膜。所述支撑块202固定于固定基板201与镜面203之间，且分布在固定基板201的四周边缘。优选地，四个支撑块202分布在固定基板201的四边缘的中心位置，且分别与镜面203的背面抵触，四个感测器204固定在所述镜面203观察面上与支撑块202正对位置，通过地址总线与处理单元30电连接。每一感测器204与支撑块202的位置以镜面203为对称平面相对称，使得感测器204固定在镜面203的形变量最大处。请参考图4，用户通过触摸按压镜面203，使得镜面203产生形变，镜面203与支撑块202抵触的部分受到该支撑块202的抵触力，从而与该支撑块202对应的感测器204感测该抵触力，从而输出电阻或电压的变化，该处理单元30根据传输的电阻或电压的变化值确定触摸点的触摸位置。在本实施方式中，每一像素单元21的四个感测器204与该像素单元21唯一对应，而每一像素单元21均对应一坐标系中的坐标，该处理单元30根据输出电阻或电压变化值的感测器204确定像素单元21，并进一步确定触摸的坐标位置。
另一实施方式中，所述支撑块202的数量可以为两个，分别设置在所述固定基板201的对角线的两端点或两不相邻边的中点位置，且与所述镜面203的一面抵触，感测器204的数量也为两个，且分别固定在所述镜面203的观察面上与支撑块202正对的位置。显然，在本实施方式中，该2个感测器204与该像素单元21唯一对应，而每一像素单元21均对应一坐标系中的坐标。
再一实施方式中，所述支撑块202的数量为一个，固定于所述固定基板201的中心位置，感测器204的数量也为一个，且固定在所述镜面203上与支撑块202正对的位置。
请参考图5-6，本发明的第二实施方式中，每个像素单元21c包括一固定基板201c、四个支撑块202c、一镜面203c、四个感测器204c及一保护软板205c。所述保护软板205c本身具有一定弹性，能随外力变形。所述镜面203c为半透明半反射的可变形镜面。所述支撑块202c固定于在固定基板201c的四边缘的中心位置，与镜面203c的背面抵触从而支撑该镜面203c，四个感测器204c固定在所述镜面203c观察面与该支撑块对应的四边缘，通过地址总线与处理单元30c电连接，使得感测器204c固定在镜面203c的形变量最大处。所述感测器204c为压阻或压电感测器。所述保护软板205c固定于镜面203c的上方，且靠近镜面203c一面设有凸起206，本实施方式中，所述保护软板205c靠近镜面203c的观察面设有四个凸起206，且抵靠于感测器204c，使外界触碰力量直接通过凸起206传递到感测器204c上，且均匀分布到整体镜面203c上，有效减少外力集中在镜面203c的某一点上，而造成镜面203c的损伤，并增强感测灵敏度。当用户通过触摸按压保护软板205c，使得保护软板205c的凸起206挤压感测器204c，同时使镜面203c整体发生形变，感测器204c感测所述形变量从而输出电阻或电压的变化，该处理单元30c根据传输的电阻或电压的变化值确定触摸位置。同样的，每一像素单元21c的感测器204c与该像素单元21c唯一对应，而每一像素单元21c均对应一坐标系中的坐标，该处理单元30c根据输出电阻或电压变化值的感测器204c确定像素单元21c，并进一步确定触摸的坐标位置。
其它实施方式中，所述支撑块202c的数量也可为一个或两个，保护软板205c的凸起206及感测器204c的数量对应所述支撑块202c的数量设置，使凸起206以至少一点接触方式触碰感测器区域，从而识别触摸位置。若支撑块202c的数量为一个，则支撑块202c固定于在固定基板201c的中心位置，与镜面203c的背面抵触从而支撑该镜面203c，一感测器204c固定在所述镜面203c的观察面与该支撑块202c对应的位置，保护软板205c的一个凸起206抵靠于感测器204c上。若支撑块202c的数量为两个，则支撑块202c固定于在固定基板201c的两对角线或两不相邻边的中心位置，与镜面203c的背面抵触从而支撑该镜面203c，两个感测器204c固定在所述镜面203c的观察面与该支撑块202c对应的位置，保护软板205c的两个凸起206抵靠于感测器204c上。
综上所述，本发明所述的触控显示装置100，通过将感测器204设置到显示屏20的每个像素单元上，增加感测面积，从而增强触摸屏的感测灵敏度，且结构设计简单，降低生产的成本。
Claims (18)
1.一种触摸显示装置，包括一显示屏及一与显示屏电连接的处理单元，所述显示屏包括多个像素单元，其特征在于，每个像素单元包括固定基板、至少一个支撑块、一镜面及至少一感测器，所述镜面为半透明半反射的可变形镜面，所述固定基板内表面涂有高反射膜，所述支撑块固定于固定基板上且与镜面的背面抵触，使固定基板与镜面间隔一预定距离，使入射光源中的部分光由镜面反射，另一部分光入射至固定基板后由固定基板反射至该镜面，从而在该镜面上产生干涉现象，使显示屏呈现彩色；所述感测器固定于镜面观察面上，触摸物通过按压镜面，使得镜面产生形变，所述感测器感测镜面产生的形变从而产生电阻或电压的变化，所述处理单元根据所述电阻或电压变化值确定触摸位置。
2.如权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，所述高反射膜是沉积于固定基板内表面的金属镜面反射膜，包含金Au或铝Al或银Ag。
3.如权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，所述固定基板与镜面的预定距离为d，入射光线的波长设为λ，所述预定距离d与入射光线的波长为λ的映射关系满足2d=Nλ，其中，N为自然数1、2、3...。
4.如权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，所述触摸显示装置还包括一壳体，所述显示屏固定于所述壳体前端，所述处理单元固定于所述壳体内部，并与显示屏电连接。
5.如权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，所述每个像素单元包括四个支撑块以及四个感测器，且四个支撑块固定在固定基板的四个边缘的中心位置，所述四个感测器固定在所述镜面上与所述支撑块对应位置，并通过地址总线与处理单元电连接。
6.如权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，所述感测器为压阻或压电感测器。
7.如权利要求1所述的触摸显示装置，其特征在于，每一像素单元的感测器与该像素单元唯一对应，而每一像素单元均对应一坐标系中的坐标，该处理单元根据输出电阻或电压变化值的感测器确定像素单元，并进一步确定触摸的坐标位置。
8.一种触摸显示装置，包括一显示屏及一与显示屏电连接的处理单元，所述显示屏包括多个像素单元，其特征在于，每个像素单元包括固定基板、至少一个支撑块、一镜面、至少一感测器及一保护软板，所述镜面为半透明半反射的可变形镜面，反射入射光的部分光线，所述固定基板内表面涂有高反射膜，用于反射入射光的另一部分光线使该镜面上产生干涉，从而使显示屏呈现彩色，所述支撑块固定于固定基板上且与镜面的背面抵触，使固定基板与镜面间隔一预定距离；所述感测器固定于镜面观察面上；所述保护软板一端形成至少一个凸起，所述至少一个凸起抵靠于感测器上，使外界触碰力量通过所述至少一个凸起传递到感测器上，所述至少一个感测器感测所述触碰力从而产生电阻或电压变化，所述处理单元根据所述电阻或电压变化值确定触摸位置。
9.如权利要求8所述的触摸显示装置，其特征在于，所述固定基板与镜面的预定距离为d，入射光线的波长设为λ，所述预定距离d与入射光线的波长为λ的映射关系满足2d=Nλ，其中，N为自然数1、2、3...。
10.如权利要求8所述的触摸显示装置，其特征在于，所述每个像素单元包括四个支撑块以及四个感测器，且四个支撑块固定在固定基板的四个边缘的中心位置，所述四个感测器固定在所述镜面上与所述支撑块对应位置，并通过地址总线与处理单元电连接。
11.如权利要求10所述的触摸显示装置，其特征在于，所述保护软板的凸起为四个，且四个凸起抵靠于四个感测器上。
12.一种显示屏，包括多个像素单元，所述显示屏电连接于一处理单元，其特征在于，每个像素单元包括固定基板、至少一个支撑块、一镜面及至少一感测器，所述镜面为半透明半反射的可变形镜面，所述固定基板内表面涂有高反射膜，所述支撑块固定于固定基板上且与镜面的背面抵触，使固定基板与镜面间隔一预定距离，使入射光源中的部分光由镜面反射，另一部分光入射至固定基板后由固定基板反射至该镜面，从而在该镜面上产生干涉现象，使显示屏呈现彩色；所述感测器固定于镜面观察面上，触摸物通过按压镜面，使得镜面产生形变，所述感测器感测镜面产生的形变从而产生电阻或电压的变化，所述处理单元根据所述电阻或电压变化值确定触摸位置。
13.如权利要求12所述的显示屏，其特征在于，所述高反射膜是沉积于固定基板内表面的金属镜面反射膜，包含金Au或铝Al或银Ag。
14.如权利要求12所述的显示屏，其特征在于，所述固定基板与镜面的预定距离为d，入射光线的波长设为λ，所述预定距离d与入射光线的波长为λ的映射关系满足2d=Nλ，其中，N为自然数1、2、3...。
15.如权利要求12所述的显示屏，其特征在于，所述每个像素单元包括四个支撑块以及四个感测器，且四个支撑块固定在固定基板的四个边缘的中心位置，所述四个感测器固定在所述镜面上与所述支撑块对应位置，并通过地址总线与处理单元电连接。
16.如权利要求12所述的显示屏，其特征在于，所述感测器为压阻或压电感测器。
17.如权利要求12所述的显示屏，其特征在于，每一像素单元的感测器与该像素单元唯一对应，而每一像素单元均对应一坐标系中的坐标。
18.如权利要求12所述的显示屏，其特征在于，所述每个像素单元还包括一保护软板，所述保护软板一端形成至少一个凸起，所述至少一个凸起抵靠于感测器上，使外界触碰力量通过所述至少一个凸起传递到感测器上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: DONGGUAN RAYLEIGH OPTOELECTRONICS TECHNOLOGY CO., Free format text: FORMER OWNER: HONGFUJIN PRECISE INDUSTRY (SHENZHEN) CO., LTD. Effective date: 20150827 Free format text: FORMER OWNER: HONGFUJIN PRECISE INDUSTRY CO., LTD. Effective date: 20150827 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20150827 Address after: 523000 Guangdong Province, Dongguan City Industrial Zone Machong town new base of QiSheng B building, first floor, four floor Patentee after: DONGGUAN RUILI OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: 518109 Guangdong city of Shenzhen province Baoan District Longhua Town Industrial Zone tabulaeformis tenth East Ring Road No. 2 two Patentee before: Hongfujin Precise Industry (Shenzhen) Co., Ltd. Patentee before: Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20151119 Address after: 523000 Guangdong province Dongguan city Dalang town of Pine Village Industrial Park Xiangshan Jiayuan Road No. 17 Patentee after: Dongguan Runhua Optoelectronics Co.,Ltd. Address before: 523000 Guangdong Province, Dongguan City Industrial Zone Machong town new base of QiSheng B building, first floor, four floor Patentee before: DONGGUAN RUILI OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY CO., LTD. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130109 Termination date: 20180629 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |