CN105224138A - 悬浮触控显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种悬浮触控显示装置，其包括显示面板，所述显示面板的每个像素包括n个子像素，所述n个子像素分别发出波长在第1～n波段的光，以实现显示，所述悬浮触控显示装置还包括设置于显示面板内的多个光发射单元和多个光接收单元，以及触摸识别单元；所述光发射单元用于发出波长在第n+1波段的光，且第1～n+1波段的光的波长范围不相重合；所述光接收单元用于接收第n+1波段的光，并生成触摸识别信号；所述触摸识别单元根据各光接收单元生成的触摸识别信号，识别悬浮触摸动作。上述悬浮触控显示装置具有较强的悬浮触控能力和较高的悬浮触控识别精度，同时，其厚度和重量不会大幅增加。

Description

悬浮触控显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种悬浮触控显示装置。

背景技术

悬浮触控是一种在不接触触控显示装置时即可实现触摸操作的新型触控方式；即：在手指与屏幕之间具有一定距离(如15mm)时，就能在触控显示装置上实现点击、滑动等操作。

现有的悬浮触控一般通过外置红外传感器和电容式高灵敏触控实现。其中，外置红外传感器的方式是在触控显示装置外侧外挂红外传感器，其原理是：红外传感器在显示时发射红外线，在用户的手指与屏幕之间具有一定距离时，被手指反射的红外线被红外传感器接收，并据此判断手指的位置和具体动作。这样悬浮触控的实现方式中，外挂的红外传感器会导致悬浮触控显示装置较为笨重，而且，一般地，外挂的红外传感器的数量不足(避免影响正常的显示)，导致其触控精度有限。

电容式高灵敏触控则是通过增加电容触控的灵敏度，使感应电容能够在手指没有与屏幕接触时就能识别触摸动作，从而实现悬浮触控；但可以理解的是，这种悬浮触控方式在实现时，会要求手指与屏幕之间的距离较近，因此，其悬浮触控能力有限。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种悬浮触控显示装置，其具有较强的悬浮触控能力和较高的悬浮触控识别精度，同时厚度和重量不会大幅增加。

为实现本发明的目的而提供一种悬浮触控显示装置，其包括显示面板，所述显示面板的每个像素包括n个子像素，所述n个子像素分别发出波长在第1～n波段的光，以实现显示，所述悬浮触控显示装置还包括设置于显示面板内的多个光发射单元和多个光接收单元，以及触摸识别单元；所述光发射单元用于发出波长在第n+1波段的光，且第1～n+1波段的光的波长范围不相重合；所述光接收单元用于接收第n+1波段的光，并生成触摸识别信号；所述触摸识别单元根据各光接收单元生成的触摸识别信号，识别悬浮触摸动作。

其中，所述第n+1波段的光为不可见光。

其中，所述第n+1波段的光为红外光。

其中，所述光发射单元为第一量子点，其在被光照射或被施加电压时发出第n+1波段的光；所述光接收单元为第二量子点，其吸收第n+1波段的光，转化为电信号，作为触摸识别信号；所述触摸识别单元根据所述电信号识别悬浮触摸动作。

其中，所述第一量子点和第二量子点位于与黑矩阵对应的区域。

其中，所述悬浮触控显示装置为量子点显示装置；所述第一量子点和第二量子点与各子像素的量子点同层设置。

其中，所述第一量子点和第二量子点位于各子像素内。

其中，每个像素单元内设置有光发射单元和光接收单元。

其中，所述像素单元内，至少一个子像素周围的黑矩阵对应的区域设置有光发射单元，以及至少一个子像素周围的黑矩阵对应的区域设置有光接收单元；或者，所述像素单元内，每个子像素周围的黑矩阵对应的区域均设置有光发射单元和光接收单元。

其中，所述显示面板包括依次设置的阳极层、空穴传输层、量子点层、电子传输层和阴极层；所述量子点层包括第一量子点、第二量子点和各子像素内用于发出第1～n波段的光的量子点。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的悬浮触控显示装置，其在显示面板内设置光发射单元和光接收单元，光发射单元向外发射特定波段的光，在被用户的手指反射时由光接收单元接收，并转换为触摸识别信号，由触摸识别单元根据该触摸识别信号识别触摸位置和相应的触摸动作，从而将与屏幕具有一定距离的手指动作识别为相应的触摸操作。与现有技术相比，这样可以使悬浮触控显示装置具有较强的悬浮触控能力的同时，通过在显示面板内设置较多的光发射单元和光接收单元，实现高精度的触控识别，并且，所述光发射单元和光接收单元内置于显示面板内，使悬浮触控显示装置的重量和厚度不会大幅增加。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提供的悬浮触控显示装置在其实施方式中的示意图；

图2为图1所示悬浮触控显示装置中每个像素的组成示意图；

图3为不同粒径的量子点对各波段的光的吸收率的示意图；

图4为显示面板的结构示意图；

图5为第一量子点和第二量子点位于与黑矩阵对应的区域时子像素的示意图；

图6为第一量子点位于子像素开口区，第二量子点位于与黑矩阵对应的区域时子像素的示意图；

图7为每个像素内仅包括一个光发射单元和一个光接收单元的示意图；

图8为每个子像素内均设置光发射单元和光接收单元的示意图。

其中，附图标记：

1：显示面板；10：子像素；11：光发射单元；12：光接收单元；20：阳极层；21：空穴传输层；22：量子点层；23：电子传输层；24：阴极层；100：子像素内用于显示的量子点；110：第一量子点；120：第二量子点。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种悬浮触控显示装置的实施方式。图1为本发明提供的悬浮触控显示装置在其实施方式中的示意图；图2为图1所示悬浮触控显示装置中每个像素的组成示意图。如图1和图2所示，所述悬浮触控显示装置包括显示面板1，所述显示面板1的每个像素包括n个子像素10，所述n个子像素10分别发出波长在第1～n波段的光，以实现显示。一般地，n＝3，即每个像素包括3个子像素10，该3个子像素10分别发出红色、绿色和蓝色的光。

在本实施方式中，所述悬浮触控显示装置还包括设置于显示面板1内的多个光发射单元11和多个光接收单元12，以及触摸识别单元(图中未示出)。具体地，每个像素内均包括光反射单元11和光接收单元12。

所述光发射单元11用于发出波长在第n+1波段的光，且第1～n+1波段的光的波长范围不相重合；换言之，第n+1波段的光的颜色与第1～n波段的光的颜色不同，具体到实际中，所述光发射单元11发射的光不是红色、绿色和蓝色光。优选地，所述光发射单元11发射的第n+1波段的光为不可见光，以避免第n+1波段的光对各子像素发出的用于显示的光造成干扰，影响显示品质。在实际中，不可见光包括紫外光和红外光，但在本实施方式中，进一步优选所述第n+1波段的光为红外光；因为相比紫外光，红外光辐射对人体的危害更小。

所述光接收单元12用于接收第n+1波段的光，并生成触摸识别信号；所述触摸识别单元根据各光接收单元12生成的触摸识别信号，识别悬浮触摸动作；例如，确定手指与屏幕之间的垂直距离Z，以及手指动作等。

量子点具有电致发光、光致发光和光生电等特性。而且，通过改变量子点的尺寸大小和化学组成，可以使量子点在被光照或施加电压时发出不同颜色的光；以CdTe量子点为例，当其粒径从2.5纳米生长到4.0纳米时，其可以发射的光的波段由510纳米变为660纳米；而更近一步地，当其尺寸进一步增大，其可以发出红外光，且其发射光谱的宽度很窄。另一方面，改变量子点的尺寸，还可以调整其对特定颜色的光的吸收率，例如，可以通过设置量子点的尺寸，使其对特定波段范围的红外光具有较高的吸收率，如图3所示，其反映了不同粒径的量子点对不同波段的光的吸收率。

在本实施方式中，光发射单元11和光接收单元12均可以选用量子点，具体地，所述光发射单元11为第一量子点110，所述光接收单元12为第二量子点120；在实际中，第一量子点110在被光照射或被施加电压时发出第n+1波段的光，所述第n+1波段的光可以为连续的；第二量子点120吸收第n+1波段的光，将其转化为电信号，作为触摸识别信号；从而，所述触摸识别单元可以根据所述电信号，进行相应的对比(例如电信号增加的位置等)，识别悬浮触摸动作。可以理解的是，在使用者的手指对悬浮触控显示装置进行多点触摸时，所述触摸识别单元可以同时识别多出的电信号变化，从而准确地识别出多个触控点的位置和相应的触摸操作，即实现多点触控。

在本实施方式中，所述悬浮触控显示装置可以为量子点显示装置；其包括显示面板1，如图4所示，所述显示面板1包括依次设置的阳极层20、空穴传输层21、量子点层22、电子传输层23和阴极层24。具体地，所述量子点层22包括各子像素10内用于实现显示的量子点100，以及第一量子点110和第二量子点120；也就是说，第一量子点110、第二量子点120与各子像素的量子点100同层设置，这样可以简化显示装置的结构，同时降低其厚度。在实际中，阳极层20和阴极层24施加电压，使量子点层22发光，其中，各子像素的量子点发出第1～n波段的光，第一量子点发出第n+1波段的光。

当然，所述量子点显示装置还可以采取光致发光的形式，即悬浮触控显示装置不仅包括显示面板，还包括背光源；背光源用于向显示面板发出光线，由显示面板中的量子点层根据背光源发出的光线生成第1～n波段的光，以及第n+1波段的光。光致发光形式的量子点显示装置的具体结构是现有技术中已有的，在此就不再赘述。

优选地，如图5所示，所述第一量子点110和第二量子点120位于与黑矩阵对应的区域；特别是在第n+1波段的光为红外光的情况下，因为，红外光在穿透黑矩阵不会有较大的损失，这样不会影响第n+1波段的光发射出去。将第一量子点110和第二量子点120设置于与黑矩阵对应的区域，不会对显示造成影响，而且，第一量子点110和第二量子点120的宽度基本在黑矩阵的宽度范围之内，这样就不会降低显示面板1的开口率。

当然，除将第一量子点110和第二量子点120设置于与黑矩阵对应的区域的实施例外，还可以将所述第一量子点110和/或第二量子点120设置于各子像素10内，即：第一量子点110和/或第二量子点120和各子像素10的量子点100在子像素的开口区内混合设置。例如，如图3和图6所示，第一量子点110与子像素10开口区内的量子点100混合设置，而第二量子点120设置在该子像素10周围黑矩阵对应的区域内。

在本实施方式中，每个像素单元内设置有光发射单元11和光接收单元12，这样使悬浮触控显示装置具有较高的触控精度，其可以实现对最小的显示单位—像素点(像素单元)—的识别。具体地，所述像素单元内，至少一个子像素周围的黑矩阵对应的区域设置有光发射单元11，以及至少一个子像素周围的黑矩阵对应的区域设置有光接收单元12；即如图7所示，每个像素单元(图中虚线框内的区域)包括的n个子像素(图中为3个)内，可以只有1个光发射单元11和1个光接收单元12。当然，除此之外，所述像素单元内光发射单元11和光接收单元12还可以采用如下形式设置：每个子像素周围的黑矩阵对应的区域均设置有光发射单元11和光接收单元12，如图8所示。

需要说明的一点是，在本实施方式中，在对触控精度要求不高的情况下，可以有部分像素单元内不设置光发射单元11和光接收单元12，而且光发射单元11和光接收单元12可以不设置在同一个像素单元内，以及，每个光发射单元11可以与多个光接收单元12对应，或者每个光接收单元12与多个光发射单元11对应。

需要说明的另一点是，在本实施方式中，除量子点显示装置外，悬浮触控显示装置还可以为OLED显示装置、液晶显示装置(TFT-LCD)，或者其他电致发光或者光致发光的显示装置。此时，仍可以采用第一量子点110作为光发射单元11，采用第二量子点120作为光接收单元12；但可以理解的是，在此情况下，第一量子点110和第二量子点120需要单独作为显示面板1的一层，与普通的OLED显示装置、TFT-LCD相比，其会增加至少一层结构。同时，与上述量子点显示装置相比，光发射单元11和光接收单元12必须设置在与显示面板的黑矩阵对应的区域内，而不能位于像素的开口区内。

还需要说明的是，在本实施方式中，所述第n+1波段的光可以为连续的光，也可以为脉冲光。当第n+1波段的光为脉冲光时，可以利用光发射单元11发射和光接收单元12接收之间的时间差，计算手指与屏幕之间的距离，当手指与屏幕之间的距离在预设范围时，将手指的动作识别为触摸操作，进行响应。

综上所述，本发明提供的悬浮触控显示装置，其在显示面板1内设置光发射单元11和光接收单元12，光发射单元11向外发射特定波段的光，在被用户的手指反射时由光接收单元12接收，并转换为触摸识别信号，由触摸识别单元根据该触摸识别信号识别触摸位置和相应的触摸动作，从而将与屏幕具有一定距离的手指动作识别为相应的触摸操作。与现有技术相比，这样可以使悬浮触控显示装置具有较强的悬浮触控能力的同时，通过在显示面板1内设置较多的光发射单元11和光接收单元12，实现高精度的触控识别，并且，所述光发射单元11和光接收单元12内置于显示面板1内，使悬浮触控显示装置的重量和厚度不会大幅增加。

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 (10)

1.一种悬浮触控显示装置，包括显示面板，所述显示面板的每个像素包括n个子像素，所述n个子像素分别发出波长在第1～n波段的光，以实现显示，其特征在于，所述悬浮触控显示装置还包括设置于显示面板内的多个光发射单元和多个光接收单元，以及触摸识别单元；所述光发射单元用于发出波长在第n+1波段的光，且第1～n+1波段的光的波长范围不相重合；所述光接收单元用于接收第n+1波段的光，并生成触摸识别信号；所述触摸识别单元根据各光接收单元生成的触摸识别信号，识别悬浮触摸动作。

2.根据权利要求1所述的悬浮触控显示装置，其特征在于，所述第n+1波段的光为不可见光。

3.根据权利要求2所述的悬浮触控显示装置，其特征在于，所述第n+1波段的光为红外光。

4.根据权利要求1所述的悬浮触控显示装置，其特征在于，所述光发射单元为第一量子点，其在被光照射或被施加电压时发出第n+1波段的光；

所述光接收单元为第二量子点，其吸收第n+1波段的光，转化为电信号，作为触摸识别信号；所述触摸识别单元根据所述电信号识别悬浮触摸动作。

5.根据权利要求4所述的悬浮触控显示装置，其特征在于，所述第一量子点和第二量子点位于与黑矩阵对应的区域。

6.根据权利要求4所述的悬浮触控显示装置，其特征在于，所述悬浮触控显示装置为量子点显示装置；

所述第一量子点和第二量子点与各子像素的量子点同层设置。

7.根据权利要求6所述的悬浮触控显示装置，其特征在于，所述第一量子点和第二量子点位于各子像素内。

8.根据权利要求1所述的悬浮触控显示装置，其特征在于，每个像素单元内设置有光发射单元和光接收单元。

9.根据权利要求8所述的悬浮触控显示装置，其特征在于，所述像素单元内，至少一个子像素周围的黑矩阵对应的区域设置有光发射单元，以及至少一个子像素周围的黑矩阵对应的区域设置有光接收单元；或者

所述像素单元内，每个子像素周围的黑矩阵对应的区域均设置有光发射单元和光接收单元。

10.根据权利要求6所述的悬浮触控显示装置，其特征在于，所述显示面板包括依次设置的阳极层、空穴传输层、量子点层、电子传输层和阴极层；所述量子点层包括第一量子点、第二量子点和各子像素内用于发出第1～n波段的光的量子点。