CN102454905A - 光源组件及具有该光源组件的触摸屏装置 - Google Patents

光源组件及具有该光源组件的触摸屏装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种光源组件及具有该光源组件的触摸屏装置，该光源组件包括：第一光源，发射第一波长范围内的第一光；第二光源，发射第二波长范围内的第二光，所述第二波长范围至少部分地不同于第一波长范围；以及光学件，从第一光源和第二光源发射的光入射到该光学件上。相邻的第一光源之间的距离以及相邻的第二光源之间的距离被定义为平均节距。沿一特定方向布置的第二光源的平均节距大于沿该特定方向布置的第一光源的平均节距。该光学件具有对于第二光的反射率，该反射率大于光学件对于第一光的反射率。

Description

光源组件及具有该光源组件的触摸屏装置
本申请要求于2010年10月22日提交的韩国专利申请No.10-2010-0103389的优先权，该申请的内容通过引用方式整体结合于此。
技术领域
本发明涉及一种光源组件及具有该光源组件的触摸屏装置。
背景技术
在当今的信息导向型社会中，要求显示装置具有大尺寸和薄侧面。由于传统的阴极射线管(CRT)装置无法令人满意地满足这些需求，所以对于平板显示装置存在急速扩张的需求，平板显示装置例如包括等离子显示面板(PDP)装置、等离子寻址液晶(PALC)显示面板、液晶显示(LCD)装置以及有机发光二极管(OLED)装置。
显示装置被设计成不仅具有显示图像的功能，还具有接收外部信息的检测功能。这种显示装置的实例是触摸屏装置。
触摸屏装置是替代键盘或鼠标的最先进的输入装置。在触摸屏装置中，触摸屏附接至显示面板，并且通过利用一物体(诸如使用者的手指)触摸显示面板来执行期望的操作。因此，触摸屏装置是允许在图形用户界面(GUI)环境(例如，视窗操作系统)中进行直观控制的理想装置，其能够广泛应用于基于计算机的训练和仿真领域、办公自动化领域、教育领域、游戏领域等。
但是，触摸屏显示装置采用的是检测施加于触摸面板表面的压力的方法，这需要机械操作。机械操作的重复使用可能导致显示装置的可靠性和精度的降低。
因此，需要一种在显示面板自身上检测图像的技术。具体地，即使像在显示装置中那样在显示面板的两个表面上都形成偏光板时，仍需要一个检测图像的装置。因此，红外光源已应用于显示面板。
但是，当使用红外光源和可见光源两者时，需要一种能够控制红外光源和可见光源中的每一个以便有效地使用光源的结构。
发明内容
本发明的示例性实施方式提供了一种能够在将红外光源的数量最小化的同时提供均匀红外光的光源组件。
本发明的示例性实施方式还提供了一种具有该光源组件的触摸屏装置。
在本发明的示例性实施方式中，提供了一种光源组件，其包括：第一光源，发射第一波长范围内的第一光；第二光源，发射第二波长范围内的第二光，第二波长范围至少部分地不同于第一波长范围；以及光学件，从第一光源和第二光源发射的光入射到该光学件上。沿一特定方向布置的第二光源的平均节距大于沿该特定方向布置的第一光源的平均节距。该光学件具有对于第二光的反射率，该反射率大于对于第一光的反射率。
在本发明的另一示例性实施方式中，提供了一种触摸屏装置，其包括光源组件以及接收来自该光源组件的光的触摸屏面板。该光源组件包括：第一光源，发射第一波长范围内的第一光；第二光源，发射第二波长范围内的第二光，第二波长范围至少部分地不同于第一波长范围；以及光学件，从第一光源和第二光源发射的光入射到该光学件上。沿一特定方向布置的第二光源的平均节距大于沿该特定方向布置的第一光源的平均节距。该光学件具有对于第二光的反射率，该反射率大于对于第一光的反射率。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的示例性实施方式，本发明的以上以及其他的方面和特征将变得更显而易见。
图1示意性地示出了根据本发明的光源组件的示例性实施方式；
图2至图4是示出了根据本发明的第一光源和第二光源的形状和布置的示例性实施方式的平面图；
图5是根据本发明的光学件的示例性实施方式的横截面视图；
图6是示出了折射率随拉伸比的变化的曲线图；
图7是示出了光学件的透射率与波长的示例性实施方式的曲线图；
图8和图9是示出了根据本发明的光学件的可替换示例性实施方式的横截面视图；
图10和图11是示出了根据本发明的光学件的另外的可替换示例性实施方式的横截面视图；
图12示出了根据本发明的触摸屏装置的示例性实施方式的示意性结构；
图13是示出了图12的触摸屏装置中的触摸屏面板的示例性实施方式的横截面视图；
图14是示出了根据本发明的触摸屏面板的可替换示例性实施方式的横截面视图；以及
图15是示出了根据本发明的触摸屏面板的另一可替换示例性实施方式的横截面视图。
具体实施方式
通过参考以下对示例性实施方式的详细描述以及附图，可更容易理解本发明的优点和特征以及实现本发明的方法。但是，本发明可以以很多不同的方式实现，不应将本发明理解为仅限于这里所描述的实施方式。相反，提供这些实施方式的目的在于使本公开更充分并将本发明的范围完全传达给本领域技术人员，本发明仅由所附权利要求限定。附图中，为了清楚起见，可能放大了层和区域的尺寸和相对尺寸。
应理解的是，当提到一元件或层处于另一元件或层“上”或“连接至”另一元件或层时，该元件或层可直接位于另一元件或层上或直接连接至另一元件或层，也可存在中间的元件或层。相反，当提到一元件“直接位于…上”或“直接连接至”另一元件或层时，则不存在中间的元件或层。如这里所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项目中的任一个以及一个或多个相关项目的所有组合。
应理解的是，虽然本文中可以使用术语第一、第二等来描述各个元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应该受这些术语的限制。这些术语仅用来将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区别开。因此，在不脱离本发明宗旨的前提下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分也可以称为第二元件、部件、区域、层或部分。
本文中可使用诸如“在…之下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之上”、“上面的”等的空间关系术语，以方便描述附图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。可以理解，除了图中示出的方位以外，空间关系术语意欲包含装置在使用或操作中的不同方位。整篇说明书中，附图中的相同参考标号表示相同元件。
这里使用的术语仅是为了描述具体实施方式的目的，并不意欲限制本发明。除了文中另有明确规定以外，文中使用的单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”同样包括复数形式。还可进一步理解，说明书中所使用的术语“包括”(“comprises”)和/或“包含”(“comprising”)表示存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它的特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。
文中参照剖视图描述本发明的实施方式，所述剖视图是理想化实施方式(和中间结构)的示意图。这样，预计会有例如由制造技术和/或偏差导致的示图形状的变化。因此，本发明的实施方式不应被解释为限于这里所示的区域的特定形状，而应包括例如由制造导致的形状变化。
除非另有规定，文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)的含义与本发明所属领域的普通技术人员的一般理解相同。还可进一步理解，术语(如在普通词典中定义的那些)应该解释为具有与它们在相关技术环境中一致的含义，且除了在此明确限定以外，不应解释为具有理想化的或过于正式的含义
文中所描述的所有方法可以以适当的顺序执行，除非文中另外指明或在上下文中明显是矛盾的。任一或全部实例或示例性语言(例如“诸如”)的使用仅旨在更好地示出本发明，而无意对本发明的范围进行限制，除非另有声明。不应将说明书中的语言理解为表示这里所使用的任何非声明的元件对于本发明的实施都是必要的。
下文中，将参照附图详细地描述本发明。
图1示意性示出了根据本发明的光源组件的示例性实施方式。
参照图1，光源组件10包括多个第一光源71、多个第二光源72以及光学件60。
第一光源71发射第一波长范围内的第一光。第二光源72发射第二波长范围内的第二光，第二波长范围至少部分地不同于第一波长范围。
在这种情况下，发射特定波长范围内的光可理解为通常发射具有处于光谱主峰值的波长的光。即，应该理解成，发射可见光波长范围内的光并不意味着不发射在可见光波长范围之外的光，诸如少量的紫外光或红外光。
在一些实施方式中，第二波长范围可大于第一波长范围。在一个示例性实施方式中，例如，第一波长范围可部分或全部处于可见光波长范围内，而第二波长范围可部分或全部处于红外光波长范围内。
第一光源71发射第一波长范围内的第一光，但是不应该理解成，所有的第一光源71都发射相同波长范围内的光。在一个示例性实施方式中，例如，如果第一波长范围是从大约400nm(纳米)至大约700nm，虽然所有的第一光源71都可发射从大约400nm至大约700nm的波长范围内的光，但是一些第一光源71可能发射从大约400nm至大约600nm的波长范围内的光，而另外一些第一光源71可能发射从大约500nm至大约700nm的波长范围内的光。
另外，所有的第一光源71的波长范围不必覆盖从400nm至700nm的整个波长范围。在一个示例性实施方式中，例如，第一组第一光源71可发射从大约400nm至大约450nm的波长范围内的光，不同于第一组的第二组第一光源71可发射从大约520nm至大约570nm的波长范围内的光，并且不同于第一组和第二组的第三组第一光源71可发射从大约650nm至大约700nm的波长范围内的光。也就是说，即使不发射从400nm至700nm的限定波长范围内的特定波长带(例如，450nm至520nm以及570nm至650nm)内的光，但是，如果从第一光源71发射的光的波长处于从大约400nm至大约700nm的范围内，则可以理解成，第一光源71的第一波长范围在400nm至700nm的范围内。与第一光源71相同的解释可适用于第二光源72。
图2至图4是示出了根据本发明的第一光源和第二光源的形状和布置的示例性实施方式的平面图。
如图2和图3所示，第一光源71和第二光源72可以是点光源。在一个示例性实施方式中，例如，发光二极管(LED)光源可用作点光源。在一些实施方式中，第一光源71可以是发射可见光波长范围内的第一光的可见LED光源，并且第二光源72可以是发射红外光波长范围内的第二光的红外LED光源。
图2示出了一示例性实施方式，其中，在平面图中，用作点光源的第一光源71和第二光源72二维地布置。二维布置的第一和第二点光源71和72可适用于直下型光源组件，但是不限于此。
在图2中，第一光源71和第二光源72分布且布置在第一方向X以及与第一方向X垂直的第二方向Y上。第一光源71沿第一方向X的平均节距p11小于第二光源72沿第一方向X的平均节距p21。在这种情况下，平均节距可以表示两个相邻的第一光源71的中心之间(例如，沿第一方向X)的平均距离。假设第一光源71和第二光源72分别沿第一方向X均匀地分布且布置在基本相同的区域中，并且第二光源72沿第一方向X的平均节距p21大于第一光源71沿第一方向X的平均节距p11，那么意味着在第一方向X上第一光源71的数量大于第二光源72的数量。
以相同的方式，第一光源71沿第二方向Y的平均节距p12小于第二光源72沿第二方向Y的平均节距p22。
在一个示例性实施方式中，例如，第二光源72沿第一方向X或第二方向Y的平均节距p21和p22可以分别是第一光源71沿第一方向X或第二方向Y的平均节距p11和p12的1.2倍至3倍。但是，不限于此，平均节距的比率可以不在上述范围内。第一光源71沿第一方向X和第二方向Y中的任一方向的平均节距p11和p12可以分别等于或小于第二光源72沿第一方向X和第二方向Y中的任一方向的平均节距p21和p22。
在图2的示例性实施方式中，第一光源71以栅格图案布置，并且沿第一方向X的平均节距p11基本上与沿第二方向Y的平均节距p12相同。另外，第二光源72按行交替地布置，其中，一“行”被定义为沿第一方向X和/或第二方向Y对齐的一组光源。换句话说，布置在直接毗邻平行的第二行的第一行中的第二光源72布置在第二行中的第二光源72之间，并且沿第一方向X的平均节距p21小于沿第二方向Y中的平均节距p22。
如果图2中的第一和第二光源71和72应用于40英寸(1016毫米(mm))的液晶显示装置，则第一光源71沿第一方向X的平均节距p11可以是大约27.25mm，并且第一光源71沿第二方向Y的平均节距p12可以是大约27.15mm。此外，第二光源72沿第一方向X的平均节距p21可以是大约40.88mm，并且第二光源72沿第二方向Y的平均节距p22可以是大约54.2mm。根据需要，布置图案和节距可以具有各种变化。
图3示出了一示例性实施方式，其中，第一光源71和第二光源72线性地布置在图2的第一方向和第二方向中的任一方向上。因而，可以看出，在线性布置或行的同一纵向方向上，第一光源71的平均节距p1小于第二光源72的平均节距。如图3所示线性布置的第一和第二点光源71和72可应用于边缘型光源组件。
图4示出了一示例性实施方式，其中，第一光源71a和第二光源72a是线光源。第一光源71a和第二光源72a的平均节距p1和p2类似于光源沿图3中的特定方向的平均节距。即，第一光源71a的平均节距p1小于第二光源72a在同一方向上的平均节距p2。
如上所述，在本发明的实施方式中，第一光源的平均节距小于第二光源的平均节距。光源的节距通常与光源占据的总距离成比例，从而确定了亮部分和暗部分。包括光源的区域被认为是亮部分，而不包括光源的区域被认为是相对的暗部分。因此，光源的节距越大，则亮部分与暗部分的区别越大。因此，可以看出，与第一光源相比，第二光源使得亮部分与暗部分之间的区别相对更大。由于暗部分具有较低的亮度，所以占据的面积越宽，其与亮部分的区别也越大，这对于光的均匀性来说是不利的。可以使用诸如扩散板和扩散片的扩散件来获得均匀的面光源。但是，为了获得更多的扩散，扩散件的成本也会增加，并且在亮度方面也有一些损失。
可以减小光源的平均节距来最小化亮部分与暗部分之间的区别。但是，光源的节距越小，则光源的数量越多，从而增加了显示装置的成本和能量消耗。因此，不允许无限制地减小光源的节距，而是应该适当地考虑成本、能量消耗等方面合理地设计光源的节距。
再次参照附图1，光学件60布置在从第一光源71和第二光源72发射的光的传播路径上。如朝向光学件60延伸的箭头所示，光学件60至少部分地透射且至少部分地反射入射到光学件60上的第一光和第二光。也就是说，入射到光学件60上的光的一部分穿过光学件60，而入射光的一部分被反射。从光学件60反射的光返回到第一和第二光源71和72。如果设置有反射器，则从光学件60反射的光被再次反射并再次入射到光学件60上。可以连续地重复相同的操作。
从第一和第二光源71和72初始发射并直接入射到光学件60上进而穿过光学件60的光由第一和第二光源71和72直接产生。因此，当从光学件60外部观看时(例如，图1中的观察侧或上部)，可以将这种光看作是在第一和第二光源71和72附近产生的光。但是，当从光学件60的外部观看时，从第一和第二光源71和72初始发射之后通过至少两次反射而再次入射到光学件60上进而穿过光学件60的光，通常被看作是远离第一和第二光源71和72产生的光。因此，由于光学件60进行了更多次的反射，所以更大的可能性是看作是远离第一和第二光源71和72产生的光。因此，包括第一和第二光源71和72的区域的亮度相对降低，而远离第一和第二光源71和72和不包括光源的区域的亮度相对提高，从而减小了亮部分与暗部分之间的亮度差异。这对于光的均匀性是有利的。
如上所述，第二光源72在亮部分与暗部分之间具有较大的区别，因为在至少一个方向上第二光源72的平均节距大于第一光源71的平均节距。因此，优选地，光学件60对从第二光源72发射的光产生较大的反射。为了对从第二光源发射的光产生较大的反射，光学件60可设计成使得对于从第二光源72发射的第二光的反射率大于对于从第一光源71发射的第一光的反射率。因为第一光和第二光具有不同的波长范围，因此通过采用根据光波长具有不同反射率的结构可实现这种较大的反射率。图5中示出了具有不同反射率的结构的具体示例性实施方式。
图5是根据本发明的光学件的示例性实施方式的横截面视图。参照图5，光学件60包括第一折射层62和第二折射层64。第一折射层62具有第一折射率。第二折射层64具有大于第一折射率的第二折射率。
第一折射层62和第二折射层64交替地层压。对于层压的折射层的数量没有限制，并且可以进行各种变化。但是，优选地，从第一和第二光源71和72发射的光首先入射的层是具有相对高的折射率的第二折射层64，以便最大化反射效率，后文将进行描述。
也就是说，第二折射层64和第一折射层62可以顺序且交替地层压，其中，当从第一和第二光源71和72观看时，第二折射层64作为开始层。在一些实施方式中，第一折射层62的数量可以基本上等于第二折射层64的数量。图5示出的是两个第一折射层62和两个第二折射层64交替地层压的情况。从图5可看出，相比于第一折射层62，具有相对高折射率的第二折射层64更靠近第一和第二光源71和72。特别地，开始的第二折射层64面对第一和第二光源71和72。
第一折射层62可包含选自以下材料组成的组中的任一种：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、甲基苯乙烯(MS)和聚苯乙烯(PS)。第二折射层64可包含选自以下材料组成的组中的任一种：聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚萘二甲酸乙二醇酯共聚物(CO-PEN)、环烯烃聚合物(COP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚碳酸酯(PC)。
第一折射层62和第二折射层64的折射率由所选的材料确定，但是根据用于制造折射层的工艺方法，折射率也可以改变。在一个示例性实施方式中，例如，如果在初始形成折射层之后执行拉伸和挤出工艺，则折射率改变。
折射率的变化根据所选的材料而不同。在示例性实施方式中，例如，诸如PEN、PET、CO-PEN、COP和PC的材料在拉伸之前具有正的特性双折射，使得在一特定方向上拉伸初始形成的折射层时，其折射率沿拉伸方向增大。但是，诸如PS和PMMA的材料在拉伸之前具有负的特性双折射，使得在一特定方向上拉伸初始形成的折射层之后，其折射率沿拉伸方向减小。将参照图6给出详细描述。
图6是示出了折射率随拉伸比的变化的曲线图。在图6中，①代表沿横向方向(TD)拉伸PEN时折射率随拉伸比的变化，②代表沿TD拉伸间规聚苯乙烯(sPS)(PS的一种)时折射率随拉伸比的变化，③代表沿机械方向(MD)拉伸sPS时折射率随拉伸比的变化，④代表沿MD拉伸PEN时折射率随与拉伸比的变化。在本例中，MD是在拉伸机中移动薄膜的方向，而TD是垂直于MD的方向。
参照图6，可以看出，沿TD拉伸PEN时其具有显著增加的折射率，而沿TD拉伸sPS时其具有降低的折射率。相反，沿垂直于TD的MD拉伸PEN时其具有稍微降低的折射率，而沿TD拉伸sPS时其具有稍微增加的折射率。
因此，可以看出，优选的是考虑根据材料的特性、拉伸方向和拉伸比，以便确定第一折射率和第二折射率。
再次参照图5，光学件60可进一步包括基底件61。基底件61可具有第三折射率。在本例中，第三折射率可大于第一折射率且小于第二折射率。
基底件61可包含例如PET或PC等。在一些实施方式中，基底件61可以是用于扩散片的公共基底、用于扩散板的基底、或用于导光板的基底。在本例中，因为扩散片、扩散板或导光板共享共同的特征，即，基底件61，因此光学件60可以与这些元件一体形成。
第一折射层62和第二折射层64层压在基底件61上。在一个示例性实施方式中，例如，单独制造第一折射层62和第二折射层64交替层压的结构，然后通过使用粘结层63等粘结到基底件61上。可替代地，可通过基底件61以及第一和第二折射层62和64的共挤出来进行层压。在图5的实施方式中，光学件62的基底件61位于距离第一和第二光源71和72最远的位置处。
交替布置的第一折射层62与第二折射层64之间的折射率差异以及第一和第二折射层62和64的厚度用作决定对于来自第一和第二光源71和72的光的干涉的因数。反射根据对于光的干涉而改变。
在具有图5的结构的光学件60中，如果光学距离是厚度的乘积，并且每个折射层的折射率是入射光的波长的奇数倍，则对于法向入射到光学件上的光的反射率可以计算如下：
R max = [ n m / n s - ( n A / n B ) 2 N n m / n s + ( n A / n B ) 2 N ] 2
其中，Rmax是对于法向入射光的最大反射率，ns是基底件61的折射率，nm是空气的折射率，nA是第一折射层的折射率，nB是第二折射层的折射率，并且N是层压的第一和第二折射层的总数量。
在一个示例性实施方式中，例如，当从光源发射的光的波长λ是850nm时，考虑到挤出时可行的厚度，每个折射层的光学距离被设定成λ/4的大约9倍。可以假设第一折射层62具有的折射率为1.52且由sPS形成，并且第二折射层64具有的折射率为1.85且由PEN形成。
在上述条件下可以建立以下等式：
9×850nm/4＝nA×dA＝nB×dB＝1917nm.
根据以上等式，可以将第一和第二折射层62和64设计成使得第一折射层的厚度dA是1.29微米(μm)并且第二折射层的厚度dB是1.15μm。厚度dA和dB沿垂直于基底件61的方向获得。
基于上述结果可确定反射率。在一个示例性实施方式中，例如，如果基底件61由具有的折射率为1.59的PC形成，则通过使用与对于法向入射光的反射率相关的等式可计算基于层压的第一和第二折射层的数量的光学件60的折射率。下表示出了计算结果。在下表中，两层结构表示层压了一个第二折射层64和一个第一折射层62的结构。
        两层结构  四层结构  六层结构  八层结构  十层结构
反射率  16.3％    30.7％    45.6％    59.1％    70.2％
光学件60对于特定波长的光的反射率可通过上述方法调节，从而改进光的均匀性。即使仅通过调节光学件60的反射率无法获得光的完美的均匀性，如果通过结合扩散板、扩散片等可改进光的均匀性，那么通过调节光学件60的反射率获得的光均匀性的改进对于总的均匀性来说也是很显著的。光学件60对于特定波长的光的反射率(例如对于图1实施方式中的第二光的反射率)可以为从大约30％至大约75％的范围。但是，反射率的范围仅是示例性的，可根据应用装置、调节反射率的可能性等来改变。
图7是示出了光学件的透射率与波长的示例性实施方式的曲线图。图7示出了在具有如上表所示的十层结构的光学件60中对应于波长带的光的透射率。如图7所示，光学件60具有第一折射层62和第二折射层64交替且重复地层压的结构，该光学件在红外光源区域(例如，大约800nm至大约900nm)具有的透射率低至大约30％。换句话说，可以看出，具有十层结构的光学件60可以反射大约70％的具有从大约800nm至大约900nm波长范围的光。
再次参照图1，光学件60布置成与第一光源71和第二光源72隔开一定距离。如果第一光源71和第二光源72大体布置在同一平面上，例如，在它们布置在接收器70中的情况下，光学件60与第一光源71之间的间隔距离w(图12)基本上等于光学件60与第二光源72之间的间隔距离。
光学件60与第一光源71之间以及光学件60与第二光源72之间的间隔距离w影响入射到光学件60上的第一光和第二光的均匀性。在一个示例性实施方式中，例如，如果光学件60与第一和第二光源71和72之间的间隔距离w太小，则从第一和第二光源71和72直接入射到光学件60上的光的面积减小。这意味着，光集中在较小的面积上，因此光的均匀性相对变差。另一方面，如果光学件60与第一和第二光源71和72之间的间隔距离w太大，则在亮度方面是不利的，且导致光源组件10的总厚度的增加。
如上所述，光均匀性不仅与光源的平均节距有关，而且与光学件60与第一和第二光源71和72之间的间隔距离有关。在一个示例性实施方式中，例如，如果光源的平均节距大，则在光均匀性方面可能是不利的。因此，优选地，光学件60与第一和第二光源71和72之间的间隔距离也大，与较大的平均节距有关或成比例。相反，如果第一和第二光源71和72之间的平均节距小，则对于光均匀性是相对有利的。因此，即使光学件60与第一和第二光源71和72之间的间隔距离小，也可以获得特定的光均匀性。也就是说，第一和第二光源71和72的平均节距p与光学件60同第一和第二光源71和72之间的间隔距离w的比例p/w是决定光均匀性的一个因素。为了获得充分的均匀性，优选地，比例p/w较小，例如，小于1。
但是，即使比例p/w相对较高(例如，等于或大于1且等于或小于2.5)，如果光学件60对于入射光的反射率高，则预期能够改进均匀性，从而补偿由于比例p/w的增加带来的均匀性的降低。在一个示例性实施方式中，例如，虽然由于光源组件10的总厚度固定而无法调整间隔距离w，但是如果光学件60的反射率增加，即使第一和第二光源71和72具有较大的平均节距p，也可以获得同样的均匀性。有利的是，因为第一和第二光源71和72的平均节距p较大，因此光学件60设计成具有较大的反射率。
如果光学件60具有对于第二光的足够的反射率，则第二光源72的平均节距p2可相对增大。如果均匀性相对于第二光的亮度来说更重要，那么，由于平均节距p2的增大造成亮度的降低不会造成太大问题。在一个示例性实施方式中，例如，如果第二光源72是红外光源，且从第二光源72发射的红外光仅用于检测物体，则在成本和装置稳定性方面有利的是，通过增加第二光源72的平均节距p2来减少第二光源72的数量，只要确保均匀性即可。也就是说，光学件60具有对于第二光的足够的反射率的这一事实可能不仅与第二光的均匀性的改进有关，而且与成本和装置稳定性的改进有关。
图8和图9是示出了根据本发明的光学件的可替换示例性实施方式的横截面视图。图8示出了光学件60，其中，光学件61以及包括第一折射层62和第二折射层64的层压体的相对布置与图5的实施方式中的布置相反。即，基底件61位于最接近第一和第二光源71和72的位置处，并且第二折射层64和第一折射层62顺序且交替地层压在基底件61的仅一侧上。
图9示出了光学件602，其包括第一折射层62和第二折射层64的层压体，第一折射层和第二折射层分别位于基底件61的上、下两个表面中的每个表面上。
虽然上述反射率可根据基底件61与第一和第二折射层62和64之间的相对位置关系而稍微改变，但是图8和图9的实施方式中，第一折射层62和第二折射层64沿光学路径具有相同的层压顺序。因此，可以理解，图8和图9的实施方式的基本操作是相似的。
图10和图11是示出了根据本发明的光学件的另外的可替换示例性实施方式的横截面视图。
参照图10，根据本发明的示例性实施方式的光学件603与图5中的实施方式不同之处在于，光学件603还包括扩散层65，该扩散层作为光学功能层直接位于基底件61的后表面(与层压有第一和第二折射层62和64的表面相对的表面)上。扩散层65中可包含多个扩散粒子651，和/或可包括扩散表面652作为光学件603的最后侧的表面。扩散层65可以与基底件61一体形成，使得扩散层65和基底件61是一个整体不可分割的单元，例如，在制造过程中扩散层65直接形成在基底件61上。可替换地，扩散层65可以是独立于基底件61形成、后续再设置在基底件61上的元件。图10的光学件603可以部分地反射特定波长的光，并且也用作扩散片或扩散板。
参照图11，根据本发明的示例性实施方式的光学件604与图5中的实施方式的不同之处在于，光学件604还包括棱柱图案层66，该棱柱图案层作为光学功能层直接位于基底件61的后表面上。棱柱图案层66可以与基底件61一体形成，使得棱柱图案层66和基底件61是一个整体不可分割的单元，例如，在制造过程中棱柱图案层66直接形成在基底件61上。可替换地，棱柱图案层66可以是独立于基底件61形成、后续再设置在基底件61上的元件。图11的光学件604可以部分地反射特定波长的光，并且也用作棱柱片。
如上所述的根据本发明示例性实施方式的光源组件10可以用作提供均匀光的发光装置。进而，根据本发明示例性实施方式的光源组件10可以用作无法自己发射光的显示装置(例如液晶显示装置)中的背光单元或前光单元。而且，由于根据本发明示例性实施方式的光源组件10包括不同波长的光源，所以其也可应用于不仅需要用于显示图像的可见光而且还需要用于检测外部物体的红外光的触摸屏装置。下文中，将解释包括光源组件的装置的一些示例性实施方式。
图12示出了根据本发明的触摸屏装置的示例性实施方式的示意性结构。参照图12，根据本发明示例性实施方式的触摸屏装置100包括光源组件10以及位于该光源组件上的触摸屏面板30。根据本发明示例性实施方式的光源组件10包括第一光源71和第二光源72，第一光源采用发射可见光波长范围内的第一光的可见LED光源，第二光源采用发射红外光波长范围内的第二光的红外LED光源。
图13是示出了图12的触摸屏面板的示例性实施方式的横截面视图。参照图13，触摸屏面板30包括第一显示板31、第二显示板36、以及介于第一显示板31与第二显示板36之间的液晶层35。
第一显示板31可包括由栅极线(未示出)和数据线(未示出)在第一绝缘基板311上限定的多个像素。各个像素可包括彼此电绝缘的像素电极340。每个像素电极340连接至开关元件(未示出)，使得不同的数据电压可施加于像素电极340。
第一显示板31的光接收元件320位于第一绝缘基板311上。光接收元件320可以与相应的像素对齐，并且如果需要，光接收元件320的数量和/或密度可以进行各种调整。
光接收元件320是接收特定波长的光以输出特定信号的元件，例如，光电转换元件。在一个示例性实施方式中，例如，特定波长的光可以是具有红外光波长的光(例如，本发明实施方式中的第二光)，但是不限于此。例如，光电转换元件可以是薄膜晶体管、光电二极管和光敏电阻器。在一些示例性实施方式中，光接收元件320可包括半导体层，诸如，P-N二极管、PIN二极管等。包括在光接收元件320中的半导体层可包含诸如非晶硅(a-Si)、多晶硅(p-Si)和晶体硅(c-Si)的材料。特别地，半导体层可包含例如氢化非晶硅-锗(a-SiGe:H)。
信号线(未示出)连接至第一显示板31的光接收元件320，以将光接收元件320产生的信号传输至感测单元(未示出)。感测单元感测由光接收元件320产生的信号，以确定外部物体相对于触摸屏面板30的位置、形状等。
用于阻光的阻光图案330可设置在第一显示板31内的光接收元件320下方。阻光图案330用于阻挡从触摸屏面板30下方透过的光，即，从第一和第二光源71和72透过的光。光接收元件320可以检测从触摸屏面板30上方入射的光以及从触摸屏面板30下方入射的光。用于检测物体所需的光是从触摸屏面板30上方入射的光，而从触摸屏面板30下方入射的光可能是干扰。因此，阻光图案330设置在光接收元件320与第一和第二光源71和72之间，以阻挡从下方入射的光，从而防止干扰。
如图13所示，为了阻挡从下方入射的光，每个阻光图案330可具有在触摸屏装置100的平面图中与相应的光接收元件320完全叠合的尺寸。阻光图案330可设计成具有的平面尺寸大于光接收元件320的平面尺寸，以便阻挡从下方斜向入射的光。阻光图案330可包含能够阻挡特定波长的光的任何材料。但是，例如，当阻光图案330由与栅极线相同的材料且与栅极线同时形成时，因为无需额外的掩模加工而可以改进加工效率。
虽然在图中未示出，但是可在第一显示板31中的光接收元件320上方设置一光学滤波器。该光学滤波器用来选择性地仅透过特定波长范围内的光。通过使用仅透过从触摸屏面板30的上方入射的光中的从物体反射的红外光而阻挡其他的光的光学滤波器，可以改进检测物体的可靠性。
第二显示板36包括第二绝缘基板361。虽然在图中未示出，例如，但可以在第二显示板36的第二绝缘基板361上设置公共电极、滤色片和/或黑矩阵。
第一显示板31和第二显示板36可进一步分别包括外部附接的第一偏光板312和第二偏光板362，以限定触摸屏面板30的最外层。
根据本发明的可替换示例性实施方式的触摸屏装置100可进一步包括位于触摸屏面板30上的触摸基板(未示出)。触摸基板可以是玻璃基板或塑料基板等。
参照图12和图13，从光源组件10的第一光源71入射到触摸屏面板30上的第一光穿过第一偏光板312、液晶层35和第二偏光板362，以显示特定图像。从光源组件10的第二光源72入射到触摸屏面板30上的第二光直接穿过触摸屏面板30，如果触摸基板上存在有外部物体，则第二光由外部物体反射以入射到光接收元件320上。光接收元件320包括如上所述的光电转换元件，以响应于入射的反射光而产生特定信号。该信号被传输至感测单元以确定物体的位置、形状等。
相反，如果第二光仅用于检测物体的位置和/或形状，则第二光中的入射到光接收元件320上的反射光仅表示存在或不存在外部物体，并且测量其亮度仅用来确定是否小于或大于预定阈值。也就是说，入射到光接收元件320上的光的亮度仅作为数字信号而分析，而无需如同模拟信号那样精确地控制亮度。因此，为了准确地检测物体，更重要的是，控制像素的亮度的均匀性，而不是控制入射光的光强。在此方面，在根据本发明示例性实施方式的光源组件10中，即使第二光源72的平均节距p2增大，也可以增加第二光的均匀性。因此，虽然由于第二光源72的平均节距p2的增加而使得平均亮度一定程度地降低，但是由于均匀性的改进，仍可以改进检测物体的可靠性。
图14是示出了根据本发明的触摸屏面板的可替换示例性实施方式的横截面视图。所示实施方式的触摸屏面板301与图13的触摸屏面板的不同之处在于，光接收元件320设置在第二显示板36处。第二显示板36的光接收元件320位于第二绝缘基板361上。由于光接收元件320位于第二显示板36中，所以用于将光接收元件320产生的信号传输到感测单元(未示出)的信号线也设置在第二显示面板36处。阻光图案330布置在光接收元件320的下方，即，布置在光接收元件320与第一和第二光源71和72之间。虽然在所示实施方式中阻光图案330和光接收元件320两者都位于第二显示板36上，但是阻光图案330也可以位于第一显示板31上，而光接收元件320位于第二显示板36中。
在图14的触摸屏面板301中，相比于图13的触摸屏面板，光接收元件320定位在相对更靠近外部物体的位置。因此，图14的触摸屏面板具有精确检测外部物体的优点。
图15是示出了根据本发明的触摸屏面板的另一可替代实施方式的横截面视图。所示实施方式的触摸屏面板302与图13和图14的触摸屏面板的不同之处在于，光接收元件320设置在触摸基板37内。
触摸基板37包括第三绝缘基板371。光接收元件320位于第三绝缘基板371上。由于光接收元件320位于触摸基板37上，用于将光接收元件320产生的信号传输到感测单元(未示出)的信号线也设置在触摸基板37处。阻光图案330布置在光接收元件320下方，即，布置在光接收元件320与第一和第二光源71和72之间。虽然在所示实施方式中阻光图案330和光接收元件320两者都位于接触基板37上，但阻光图案330也可以位于第二显示板36和/或第一显示板31上。
在图15的触摸屏面板302中，相比于图13和图14中的触摸屏面板，光接收元件320定位在相对更靠近外部物体的位置处。因此，图15的触摸屏面板具有精确检测外部物体的进一步的优点。
虽然已经参照本发明的示例性实施方式具体示出并描述了本发明，但本领域技术人员应该理解，在不背离由所附权利要求限定的本发明精神和范围的前提下，可以在形式和细节方面进行各种改变。应该认为这些示例性实施方式仅用于描述的意义，而非用于限制的目的。

Claims (21)

1.一种光源组件，包括：
第一光源，发射第一波长范围内的第一光，相邻的第一光源之间的距离是第一平均节距；
第二光源，发射第二波长范围内的第二光，所述第二波长范围至少部分地不同于所述第一波长范围，相邻的第二光源之间的距离是第二平均节距；以及
光学件，从所述第一光源和所述第二光源发射的光入射到所述光学件上，
其中，
沿一特定方向布置的所述第二光源的第二平均节距大于沿所述特定方向布置的所述第一光源的第一平均节距，并且
所述光学件对于所述第二光的反射率大于所述光学件对于所述第一光的反射率。
2.根据权利要求1所述的光源组件，其中，所述第二光源的第二平均节距是所述第一光源的第一平均节距的1.2倍至3倍。
3.根据权利要求1所述的光源组件，其中，
所述第一波长范围包括可见光的波长范围；并且
所述第二波长范围包括红外光的波长范围。
4.根据权利要求3所述的光源组件，其中，所述光学件对于从所述第二光源发射的第二光的反射率为从30％至75％的范围。
5.根据权利要求1所述的光源组件，其中，所述第一光源和所述第二光源是点光源。
6.根据权利要求5所述的光源组件，其中，
所述第一光源和所述第二光源布置在基本相同的平面上；并且
所述光学件处于所述第一光源和所述第二光源的光发射路径中。
7.根据权利要求6所述的光源组件，其中，
所述第一光源的第一平均节距与所述光学件和所述第一光源之间的间隔距离的比例小于1；并且
所述第二光源的第二平均节距与所述光学件和所述第二光源之间的间隔距离的比例大于1。
8.根据权利要求1所述的光源组件，其中，
所述光学件包括第一折射层和第二折射层，所述第一折射层和第二折射层在所述第一光源和第二光源的光发射方向上交替；并且
所述第一折射层具有第一折射率，而所述第二折射层具有大于所述第一折射率的第二折射率。
9.根据权利要求8所述的光源组件，其中，从所述第一光源发射的第一光以及从所述第二光源发射的第二光在入射到所述第一折射层上之前入射到所述第二折射层上。
10.根据权利要求8所述的光源组件，其中，
所述第一折射层包含选自以下材料组成的组中的一种：聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯乙烯和聚苯乙烯；并且
所述第二折射层包含选自以下材料组成的组中的一种：聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯共聚物、环烯烃聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯。
11.根据权利要求8所述的光源组件，其中，所述光学件进一步包括基底件，所述第一折射层和第二折射层位于所述基底件的第一表面上，
其中，所述基底件进一步包括位于与所述第一折射层和所述第二折射层所在的第一表面相对的第二表面上的光学功能层。
12.一种触摸屏装置，包括：
光源组件，所述光源组件包括：
第一光源，发射第一波长范围内的第一光，相邻的第一光源之间的距离是第一平均节距；
第二光源，发射第二波长范围内的第二光，所述第二波长范围至少部分地不同于所述第一波长范围，相邻的第二光源之间的距离是第二平均节距；以及
光学件，从所述第一光源和所述第二光源发射的光入射到所述光学件上，
其中，
沿一特定方向布置的所述第二光源的第二平均节距大于沿所述特定方向布置的所述第一光源的第一平均节距，并且
所述光学件对于所述第二光的反射率大于所述光学件对于所述第一光的反射率，以及
触摸屏面板，其接收来自所述光源组件的光。
13.根据权利要求12所述的触摸屏装置，其中，所述第二光源的第二平均节距是所述第一光源的第一平均节距的1.2倍至3倍。
14.根据权利要求12所述的触摸屏装置，其中，
所述第一波长范围包括可见光的波长范围；并且
所述第二波长范围包括红外光的波长范围。
15.根据权利要求14所述的触摸屏装置，其中，所述光学件对于从所述第二光源发射的第二光的反射率为从30％至75％的范围。
16.根据权利要求12所述的触摸屏装置，其中，
所述第一光源和所述第二光源是点光源，
所述第一光源和所述第二光源布置在基本相同的平面上，并且
所述光学件处于所述第一光源和所述第二光源的光发射路径中，
其中，
所述第一光源的第一平均节距与所述光学件和所述第一光源之间的间隔距离的比例小于1；并且
所述第二光源的第二平均节距与所述光学件和所述第二光源之间的间隔距离的比例大于1。
17.根据权利要求12所述的触摸屏装置，其中，
所述光学件包括交替的第一折射层和第二折射层；并且
所述第一折射层具有第一折射率，而所述第二折射层具有大于所述第一折射率的第二折射率。
18.根据权利要求17所述的触摸屏装置，其中，所述第一折射层包含选自以下材料组成的组中的一种：聚甲基丙烯酸甲酯、甲基苯乙烯和聚苯乙烯，并且
所述第二折射层包含选自以下材料组成的组中的一种：聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯共聚物、环烯烃聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯。
19.根据权利要求17所述的触摸屏装置，其中，所述光学件进一步包括基底件，所述第一折射层和第二折射层位于所述基底件的第一表面上，
其中，所述基底件进一步包括位于与所述第一折射层和所述第二折射层所在的第一表面相对的第二表面上的光学功能层。
20.根据权利要求12所述的触摸屏装置，其中，所述触摸屏面板包括光接收元件。
21.根据权利要求20所述的触摸屏装置，其中，
所述触摸屏面板进一步包括：
第一显示板；
第二显示板，面对所述第一显示板；以及
触摸基板，设置在所述第二显示板上；并且
所述光接收元件位于所述第一显示板、所述第二显示板和所述接触基板中的任一个内。
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