CN104156130A - 一种触摸屏和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种触摸屏和显示装置。该触摸屏，包括显示基底和触控电极，其中，所述触控电极采用含有光敏物质的电极材料或金属材料形成，所述触控电极受与所述触摸屏非直接物理接触的光源控制单元控制而实现触摸点定位和操作，所述光源控制单元具有与所述光敏物质相适配的光源。本发明中的触摸屏，采用含有光敏物质的电极材料或金属材料形成触控电极，实现了类似手指直接接触触摸屏的远距离操作，方便且灵活，延展了触摸屏的应用范围。

Description

一种触摸屏和显示装置
技术领域
本发明属于显示技术领域，具体涉及一种触摸屏和显示装置。
背景技术
目前各种触摸屏大量出现，实现了各显示装置(手机、平板电脑、笔记本电脑等)的近距离操作，触摸屏通常采用氧化铟锡(Indium Tin Oxide，简称ITO)电极材料或金属材料做触控电极，利用人手接触触摸屏时，触摸屏中被触摸点的电阻值或电容值的变化来实现触摸功能。但是目前电视、电子黑板等需要远距离操作的显示装置操作性依然很差。
在电子教学或展会演示等场合，出现了采用激光笔作为远距离指示的方式，其通常采用波长为600nm左右波长的激光作为指示光束，可以代替教鞭等指示工具，也可以在播放PPT时作为指示等使用。当然，一些先进的激光笔还出现了基于多媒体遥控的功能，例如PPT、EXC、WORD等文件的翻页(相当于计算机键盘中的Page Up、Page Down键)控制，方便多媒体演讲的使用。通常，激光笔包括RF射频遥控器和接收器，采用激光笔仅仅作为远距离指示，相当于一个操作按键，而对其遥控的文件不会产生修改，也不会执行或操作文件特定位置的菜单命令，并非真正意义上的触控。
可见，设计一种可远距离操作的触摸屏成为目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种触摸屏和显示装置，该触摸屏能实现类似手指直接接触触摸屏的远距离操作，延展了触摸屏的应用范围。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是该触摸屏，包括显示基底和触控电极，其中，所述触控电极采用含有光敏物质的电极材料或金属材料形成，所述触控电极受与所述触摸屏非直接物理接触的光源控制单元控制而实现触摸点定位和操作，所述光源控制单元具有与所述光敏物质相适配的光源。
优选的是，所述光敏物质为红外光敏物质，所述光源控制单元包括至少一个红外激光笔或能起到红外触控功能的不可见光装置。
优选的是，所述光敏物质包括硫化铅、碲化铅、硒化铅、非晶硅中的至少一种。
优选的是，所述光源控制单元中的光源体积小且聚光，投射到所述触摸屏上的光点尺寸在所述触摸屏的分辨率之内。
优选的是，所述触控电极为电阻式触控电极，所述触控电极为板状；所述光源控制单元发出的一定波长范围内的红外光源照射到所述触控电极上，则引起所述触控电极的电阻值变化，其中，所述光源控制单元发出的红外光源的波长范围为1000-1500nm。
优选的是，所述触控电极为电容式触控电极，所述触控电极包括交叉设置的条状的发射电极和条状的接收电极，所述发射电极和所述接收电极之间设置有透明的绝缘隔离层；所述光源控制单元发出的一定波长范围内的光源照射到所述触控电极上，则引起所述触控电极的电容值变化，其中，所述光源控制单元发出的红外光源的波长范围为1000-1500nm。
优选的是，还包括检测IC，所述触控电极与所述检测IC通过走线电极连接，所述走线电极采用金属材料形成。
优选的是，所述光源控制单元为穿戴式，且所述光源控制单元包括多个分散的光源。
优选的是，所述触控电极设置于所述触摸屏的内部或表面。
优选的是，所述触控电极采用GG、OGS、GFF外挂方式设置于所述显示基底上，或采用In Cell、On Cell内置方式设置于所述显示基底上。
优选的是，所述触摸屏采用硬质的所述显示基底或柔性的所述显示基底。
优选的是，所述电极材料包括氧化铟锌、氧化铟锡、氧化铟或氧化锌中的任一种或组合；所述金属材料包括Cr、W、Ti、Ta、Mo、AlNd、Cu、Ag、Al中的任一种或上述任意多种金属的合金。
一种显示装置，包括上述的触摸屏。
本发明的有益效果是：本发明中的触摸屏，采用含有光敏物质的电极材料或金属材料形成触控电极，实现了类似手指直接接触触摸屏的远距离操作，方便且灵活，延展了触摸屏的应用范围；从而使得电视、电子黑板等显示装置能方便地实现类似手指直接接触触摸屏的远距离操作，方便且灵活。
附图说明
图1为本发明实施例1中触控电极的结构示意图；
图2为图1中触控电极实现远距离触控的原理示意图；
图3为本发明实施例2中触控电极的结构示意图；
图4为图2中触控电极实现远距离触控的原理示意图；
附图标记中：
1－触控电极；Tx－发射电极；Rx－接收电极；2－红外光源。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明触摸屏和显示装置作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种触摸屏，包括显示基底和触控电极，其中，触控电极采用含有光敏物质的电极材料或金属材料形成，触控电极受与触摸屏非直接物理接触的光源控制单元控制而实现触摸点定位和操作，光源控制单元具有与光敏物质相适配的光源。本实施例中，“非直接物理接触”即指，该触摸屏的触控点位置触摸不是由于人体或点触笔等与触摸屏直接接触引起的，而是由光感反应而导致的触控电极的性质变化(比如电阻值或电容值改变)引起的，而当该触控点的位置检测到后，后续的触控点位置的菜单命令操作方式与人体或点触笔等直接物理接触触摸屏的触控点位置的菜单命令操作方式相同。
在本实施例中，用于设置光敏物质的电极材料包括氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，简称IZO)、氧化铟锡(Indium Tin Oxide，简称ITO)、氧化铟(In2O3)或氧化锌(ZnO)中的任一种或组合；用于设置光敏物质的金属材料包括Cr、W、Ti、Ta、Mo、AlNd、Cu、Ag、Al中的任一种或上述任意多种金属的合金。
作为一种示例，光敏物质为红外光敏物质，优选的是，光敏物质包括硫化铅、碲化铅、硒化铅、非晶硅中的至少一种。
光源控制单元包括至少一个红外激光笔或能起到红外触控功能的不可见光装置。本实施例中的触摸屏可以实现单点或多点同时操作，光源控制单元发出单个光源即为单点触控，光源控制单元发出多个光源则为多点触控。即本实施例中的触摸屏，根据需要可配备一个或多个红外专用光源笔，使用时用此光源照射触摸屏达到手指触摸相似的效果。优选的是，该光源控制单元中的光源体积小且聚光，投射到触摸屏上的光点尺寸在触摸屏的分辨率(例如：Win8要求为1mm)之内。由于光源具有聚光功能，因此可对其光束进行调节以使到达触摸屏上的光点大小与手指相当(直径大约为5mm左右)，但光点不可太小，否则可能超出触摸屏的分辨率，而无法识别触控。
在本实施例中，触控电极为电阻式触控电极，触控电极为板状；光源控制单元发出的一定波长范围内的红外光源照射到触控电极上，则引起触控电极的电阻值变化，其中，光源控制单元发出的红外光源的波长范围为1000-1500nm。由于采用的是波长范围为1000-1500nm内的红外光源感应，因此可以杜绝环境可见光的影响，提高触控的有效性。
在触摸屏中还包括检测IC，触控电极与检测IC通过走线电极连接，走线电极采用金属材料形成。本实施例中的触控电极主要采用红外光敏物质形成，而外围的走线电极依然采用传统的金属形成，能够降低走线电阻，提高触控的灵敏度。
如图1所示，电阻式的触控电极1可以为板状，根据需要可以为方形、棱形等多种形状。如图2所示，当特定波长的红外光源2照射到触控电极1的某一点上时，会引起相应点的触控电极1的电阻值发生变化。一般的，含有红外光敏物质的电极材料或金属材料形成的触控电极的阻值能达到几兆欧，而受红外光源2照射后，光敏物质能诱发或激发光感反应，使得被照射部分的触控电极的电阻在极短时间(微秒级)剧烈变化到几欧，因此完全能满足一般检测IC进行检测所要求的变化量(欧级，毫秒级)，进而根据电阻值的变化来实现触摸操作。
容易理解的是，本实施例的触屏中的触控电极1可以设置于触摸屏的内部或表面，这样，当采用红外激光笔或类似的不可见光源装置远距离照射触摸屏表面时，光敏物质均可受光照射而使触控电极的电阻值随之变化，从而可方便地实现定位和操作，实现触摸功能。而且，根据操作者与电视、电子黑板等显示装置的操作距离不同，可实现10米以内类似手指直接接触触摸屏的远距离操作。
随着科学技术的发展，目前出现了穿戴式技术。顺应潮流，本实施例中的光源控制单元可设置为穿戴式，且光源控制单元包括多个分散的光源。例如，可以采用类似手套的方式，把光源控制单元做成指套的形式，每个手指头上对应一个光源，使用时直接戴在手指上，即可实现十指操作，相当于延伸的手指，获得与手指直接接触触摸屏更接近的体验。
优选的是，触控电极1采用GG(Glass-Glass)、OGS(One GlassSolution)、GFF(Glass-Film-Film)等外挂式触摸屏方式，设置于显示基底上，或采用In Cell(触摸屏位于液晶面板内部)、On Cell(触摸屏位于液晶面板表面)内置式触摸屏方式设置于显示基底上。
优选的是，触摸屏采用硬质(玻璃，蓝宝石等)的显示基底或柔性(PET等)的显示基底。
在本实施例中，显示基底可以为液晶面板、OLED面板、等离子显示面板等任何具有显示功能的产品或部件。
本实施例中的触摸屏，采用含有光敏物质的电极材料或金属材料形成触控电极，实现了类似手指直接接触触摸屏的远距离操作，方便且灵活，延展了触摸屏的应用范围。
实施例2：
本实施例提供一种触摸屏，该显示屏与实施例1中触摸屏的区别在于，触控电极为电容式触控电极而非电阻式触控电极。即在本实施例中，光源控制单元的光源照射在触摸屏上，使触控电极的电容值发生变化，实现触摸点定位和操作。
其中，触控电极包括交叉设置的条状的发射电极Tx和条状的接收电极Rx，发射电极Tx和接收电极Rx之间设置有透明的绝缘隔离层；光源控制单元发出的一定波长范围内的红外光源照射到触控电极上，则引起触控电极的电容值变化，其中，光源控制单元发出的红外光源的波长范围为1000-1500nm。
本实施例中电容式触控电极的触控原理与实施例1中电阻式触控电极的触控原理相同。如图3所示，该触控电极1分为发射电极Tx和接收电极Rx两层，发射电极Tx和接收电极Rx分别对应X方向和Y方向，且由若干子电极组成，每条子电极宽度可以根据触摸屏感应精度而改变。与实施例1中实现触摸操作的原理相同，如图4所示，当特定波长的红外光源2照射到触控电极1的某一点上时，光敏物质能诱发或激发光反应，使得对应位置的作为发射电极Tx和接收电极Rx的子电极的电容值会发生改变，通过检测IC检测出电容值发生变化的子电极的位置，即可以识别出触控点所对应的位置坐标和操作，实现触摸功能。
本实施例中触摸屏的显示基底的结构，以及触控电极与显示基底的相对设置位置与实施例1中触摸屏的设置相同，这里不再详述。
本实施例中的触摸屏，采用含有光敏物质的电极材料或金属材料形成触控电极，实现了类似手指直接接触触摸屏的远距离操作，方便且灵活，延展了触摸屏的应用范围。
实施例3：
本实施例提供一种显示装置，该显示装置包括实施例1或实施例2中的触摸屏。
该显示装置可以为：液晶面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
本实施例中的显示装置，由于采用了具有光敏触控功能的触摸屏，使得电视、电子黑板等显示装置能方便地实现类似手指直接接触触摸屏的远距离操作，方便且灵活。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种触摸屏，包括显示基底和触控电极，其特征在于，所述触控电极采用含有光敏物质的电极材料或金属材料形成，所述触控电极受与所述触摸屏非直接物理接触的光源控制单元控制而实现触摸点定位和操作，所述光源控制单元具有与所述光敏物质相适配的光源。
2.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述光敏物质为红外光敏物质，所述光源控制单元包括至少一个红外激光笔或能起到红外触控功能的不可见光装置。
3.根据权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，所述光敏物质包括硫化铅、碲化铅、硒化铅、非晶硅中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，所述光源控制单元中的光源体积小且聚光，投射到所述触摸屏上的光点尺寸在所述触摸屏的分辨率之内。
5.根据权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，所述触控电极为电阻式触控电极，所述触控电极为板状；所述光源控制单元发出的一定波长范围内的红外光源照射到所述触控电极上，则引起所述触控电极的电阻值变化，其中，所述光源控制单元发出的红外光源的波长范围为1000-1500nm。
6.根据权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，所述触控电极为电容式触控电极，所述触控电极包括交叉设置的条状的发射电极和条状的接收电极，所述发射电极和所述接收电极之间设置有透明的绝缘隔离层；所述光源控制单元发出的一定波长范围内的光源照射到所述触控电极上，则引起所述触控电极的电容值变化，其中，所述光源控制单元发出的红外光源的波长范围为1000-1500nm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的触摸屏，其特征在于，还包括检测IC，所述触控电极与所述检测IC通过走线电极连接，所述走线电极采用金属材料形成。
8.根据权利要求1-6任一项所述的触摸屏，其特征在于，所述光源控制单元为穿戴式，且所述光源控制单元包括多个分散的光源。
9.根据权利要求1-6任一项所述的触摸屏，其特征在于，所述触控电极设置于所述触摸屏的内部或表面。
10.根据权利要求9所述的触摸屏，其特征在于，所述触控电极采用GG、OGS、GFF外挂方式设置于所述显示基底上，或采用In Cell、On Cell内置方式设置于所述显示基底上。
11.根据权利要求1-6任一项所述的触摸屏，其特征在于，所述触摸屏采用硬质的所述显示基底或柔性的所述显示基底。
12.根据权利要求1-6任一项所述的触摸屏，其特征在于，所述电极材料包括氧化铟锌、氧化铟锡、氧化铟或氧化锌中的任一种或组合；所述金属材料包括Cr、W、Ti、Ta、Mo、AlNd、Cu、Ag、Al中的任一种或上述任意多种金属的合金。
13.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述的触摸屏。
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