CN105892762B - 一种红外触控显示屏及其触控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种红外触控显示屏及其触控方法，其包括：显示面板、触觉反馈装置、以及红外触控屏，其中，所述触觉反馈装置包括：基板、第一透明电极、第一绝缘层、多个间隔物、第二透明电极、以及PEN膜，其中，当对第一透明电极和第二透明电极施加电信号，PEN膜发生形变。本发明通过对第一透明电极和第二透明电极施加电信号，绝缘层在强电场的作用下会发生极化，从而使得绝缘层表面产生极化电荷，极化电荷会产生相应的静电场。在静电场的作用下，PEN膜表面会产生相应的感应电荷，极化电荷与感应电荷之间会产生静电力，在静电力的作用下会使得PEN膜发生形变，实现了人机交互的真实感。
Description
技术领域
本发明属于触觉反馈领域，具体涉及一种红外触控显示屏及其触控方法。
技术背景
在触控市场中，电阻、电容式的触控面板一直都是市场的主流，但电容式的触控面板成本随尺寸指数增长的特点仍然大大限制了它在大型触屏设备市场的应用。
基于光学的红外矩阵触控技术渐渐浮上了台面，且红外触摸屏不需要像电容屏上附着一层玻璃，从而增强了透光率，而且红外触控屏不受电流、电压和静电干扰，适宜恶劣的环境条件。红外线技术触摸屏(Infrared Touch Screen Technology)由装在触摸屏外框上的红外线发射与接收感测元件构成，在屏幕表面上，形成红外线探测网，任何触摸物体可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。红外线式触控屏使用的是红外线发射与接收感测元件。
触觉刺激模拟越来越受到研究者的兴趣，于此同时，触摸屏是最友好的人机交互界面，为了增强人机交互的真实感，故，有必要设计一种红外式触觉反馈装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现人机交互真实感的红外触控显示屏及其触控方法。
本发明提供一种红外触控显示屏，其包括：显示面板、位于显示面板上的触觉反馈装置、以及位于触觉反馈装置上的红外触控屏，其中，所述触觉反馈装置包括：基板、位于基板上的第一透明电极、位于第一透明电极上的第一绝缘层、位于第一绝缘层上的多个间隔物、位于间隔物上的第二透明电极、以及位于第二透明电极上的PEN膜，其中，当对第一透明电极和第二透明电极施加电信号，PEN膜发生形变。
其中，所述第一透明电极为图案化的透明导电薄膜，第二透明电极为整面成膜的透明导电薄膜。
其中，所述基板设有纵横交错的数据线和扫描线、以及设置在数据线和扫描线交叉处处的TFT，所述第一透明电极设置在相邻数据线和扫描线之间，所述TFT的栅极与所述扫描线连接，所述TFT的源极与所述数据线连接，所述TFT的漏极与第一透明电极连接。
其中，所述间隔物分布在已图案化的相邻第一透明电极之间的绝缘层上的区域。
其中，所述绝缘层是整面铺设在所述第一透明电极上。
其中，所述绝缘层由SiO2或SiNx制成
其中，所述第一、第二透明电极的材料为ITO电极、石墨烯、或碳纳米管
其中，所述间隔物分布在已图案化的相邻第一透明电极之间的第一绝缘层上的区域。
其中，PEN膜由聚萘二甲酸乙二醇酯制成。
其中，所述红外触控屏在所述显示面板的四周设有多个红外发射管和多个红外接收管，红外发射管和红外接收管呈一一对应的排列。
本发明还提供一种红外触控显示屏的触控方法，包括如下步骤：
第一步：触摸红外触控显示屏后，红外触控屏的驱动电路检测触摸位置；
第二步：计算机通过查找触摸位置与触觉反馈区域之间的关系，将触摸位置给触觉反馈电路；
第三步：触觉反馈电路驱动对触觉反馈装置相应触觉反馈区域的第一透明电极和第二透明电极施加信号，使得PEN膜发生变形。
本发明通过对第一透明电极和第二透明电极施加电信号，绝缘层在强电场的作用下会发生极化，从而使得绝缘层表面产生极化电荷，极化电荷会产生相应的静电场。在静电场的作用下，PEN膜表面会产生相应的感应电荷，极化电荷与感应电荷之间会产生静电力，在静电力的作用下会使得PEN膜发生形变，从而实现了人机交互的真实感。
附图说明
图1所示为本发明红外触控显示屏的结构示意图；
图2所述为图1所示红外触控显示屏的触觉反馈装置的结构示意图；
图3所示为触觉反馈装置的局部结构示意图；
图4所示为触觉反馈装置的驱动电路的结构示意图；
图5所示为触觉反馈装置工作原理的结构示意图；
图6为触觉反馈区域与触控区域的关系示意图。
具体实施方式
本发明揭示一种红外触控显示屏，如图1所示为本红外触控显示屏的结构示意图，本红外触控显示屏包括：显示面板10、位于显示面板10上的触觉反馈装置20、以及位于触觉反馈装置20上的红外触控屏30。其中，所述红外触控屏30在所述显示面板10的四周设有一层的多个红外发射管31和多个红外接收管32，红外发射管31和红外接收管32呈一一对应的排列。
显示面板10为LCD、PDP、OLED等具有能够显示图像的显示器；触觉反馈装置20作为触觉反馈的功能，红外发射管31和红外接收管32作为检测触摸位置的功能。
本红外触控显示屏是通过遮挡时和未遮挡时的光强比来检测触摸位置，当红外触控显示屏检测到相应触摸区域位置，触觉反馈装置20在相应触觉反馈区域反馈给人触摸感觉真实感。
图2所示为触觉反馈装置的结构示意图，该触觉反馈装置20包括：透明基板21、位于该透明基板21上的第一透明电极22、位于该第一透明电极22上的绝缘层23、位于该绝缘层23上的多个间隔物24、位于所述间隔物24上的第二透明电极25、以及位于该第二透明电极25上的PEN膜26。其中，透明电极22、25的材料为ITO电极、石墨烯、或碳纳米管等，第一透明电极22为图案化的透明导电薄膜，第二透明电极25为整面成膜的透明导电薄膜；绝缘层23由SiO2或SiNx制成，绝缘层23是整面铺设在所述第一透明电极22上；PEN膜26由聚萘二甲酸乙二醇酯制成。
图3所示为触觉反馈装置的局部结构示意图，所述透明基板21上设有纵横交错的数据线211和扫描线212、以及设置在数据线211和扫描线212交叉处处的TFT 213，所述第一透明电极22设置在相邻数据线211和扫描线212之间，所述TFT 213的栅极与所述扫描线212连接，所述TFT 213的源极与所述数据线211连接，所述TFT 213的漏极与第一透明电极22连接。
图4所示为触觉反馈装置的驱动电路的结构示意图，触觉反馈装置20还设有与透明电极22、25连接的驱动电路27。
PEN膜26和第二透明电极25作为本触觉反馈装置20的上基板，第一绝缘层23和第一透明电极22作为本触觉反馈装置20的下基板，所述间隔物24将上基板和下基板分开。
其中，所述间隔物24的作用是将触觉反馈装置20的上基板和下基板分开，其采用经过热处理的光阻材料制成；间隔物也可以采用球状spacer制成，因为球状spacer具有弹性，能够在一定的物理形变范围内被压缩。
该间隔物分布在已图案化的相邻第一透明电极22之间的绝缘层23上的区域。
图5所示为触觉反馈装置工作原理的结构示意图，当对第一透明电极22和第二透明电极25施加电信号，绝缘层23在强电场的作用下会发生极化，从而使得绝缘层23表面产生极化电荷，极化电荷会产生相应的静电场。在静电场的作用下，PEN膜26表面会产生相应的感应电荷，极化电荷与感应电荷之间会产生静电力，在静电力的作用下会使得PEN膜26发生形变。随着极化电荷量的增加，静电力也会相应的增强。
图6为触觉反馈区域与触控区域的关系示意图，假定触控区域的面积大小为A1，触觉反馈区域的面积大小为A2，认为两者的关系为A1小于A2。
本一种红外触控显示屏的触控方法，包括如下步骤：
第一步：触摸红外触控显示屏后，红外触控屏30的驱动电路检测触摸位置。
第二步：计算机通过查找触摸位置与触觉反馈区域之间的关系，将触摸位置给触觉反馈电路。
第三步：触觉反馈电路驱动对触觉反馈装置20相应触觉反馈区域的第一透明电极22和第二透明电极25施加信号，使得PEN膜26发生变形，实现真实感的人机交互。
本发明通过对第一透明电极和第二透明电极施加电信号，绝缘层在强电场的作用下会发生极化，从而使得绝缘层表面产生极化电荷，极化电荷会产生相应的静电场。在静电场的作用下，PEN膜表面会产生相应的感应电荷，极化电荷与感应电荷之间会产生静电力，在静电力的作用下会使得PEN膜发生形变。从而实现了人机交互的真实感。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种红外触控显示屏，其特征在于，其包括：显示面板、位于显示面板上的触觉反馈装置、以及位于触觉反馈装置上的红外触控屏，其中，所述触觉反馈装置包括：基板、位于基板上的第一透明电极、位于第一透明电极上的绝缘层、位于绝缘层上的多个间隔物、位于间隔物上的第二透明电极、以及位于第二透明电极上的PEN膜，其中，当对第一透明电极和第二透明电极施加电信号，PEN膜发生形变，所述第一透明电极为图案化的透明导电薄膜，第二透明电极为整面成膜的透明导电薄膜，所述间隔物分布在已图案化的相邻第一透明电极之间的绝缘层上的区域，所述显示面板包括触觉反馈区域和触控区域，所述触控区域面积小于触觉反馈区域面积。
2.根据权利要求1所述的红外触控显示屏，其特征在于：所述基板设有纵横交错的数据线和扫描线、以及设置在数据线和扫描线交叉处的TFT，所述第一透明电极设置在相邻数据线和扫描线之间，所述TFT的栅极与所述扫描线连接，所述TFT的源极与所述数据线连接，所述TFT的漏极与第一透明电极连接。
3.根据权利要求1所述的红外触控显示屏，其特征在于：所述绝缘层是整面铺设在所述第一透明电极上。
4.根据权利要求1所述的红外触控显示屏，其特征在于：所述绝缘层由SiO2或SiNx制成。
5.根据权利要求1所述的红外触控显示屏，其特征在于：所述第一、第二透明电极的材料为ITO电极、石墨烯、或碳纳米管。
6.根据权利要求1所述的红外触控显示屏，其特征在于：PEN膜由聚萘二甲酸乙二醇酯制成。
7.根据权利要求1所述的红外触控显示屏，其特征在于：所述红外触控屏在所述显示面板的四周设有多个红外发射管和多个红外接收管，红外发射管和红外接收管呈一一对应的排列。
8.采用权利要求1-7任一所述红外触控显示屏的触控方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：触摸红外触控显示屏后，红外触控屏的驱动电路检测触摸位置；
第二步：计算机通过查找触摸位置与触觉反馈区域之间的关系，将触摸位置给触觉反馈电路；
第三步：触觉反馈电路驱动对触觉反馈装置相应触觉反馈区域的第一透明电极和第二透明电极施加信号，绝缘层在强电场的作用下会发生极化，从而使得绝缘层表面产生极化电荷，极化电荷会产生相应的静电场，在静电场的作用下，PEN膜表面会产生相应的感应电荷，极化电荷与感应电荷之间会产生静电力，在静电力的作用下，使得PEN膜发生变形。
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