CN112596637A - 触控面板及触控显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触控面板及触控显示装置，所述触控面板包括：发光层；双缝干涉层，设置于所述发光层的一侧；及光接收层，设置于所述双缝干涉层远离所述发光层的一侧。本发明通过在所述触控面板上设置发光层、双缝干涉层以及光接收层，当用手触控所述触控面板，或者用激光笔照射触控面板时，所述触控面板上的所述发光层可以通过双缝干涉形成的相邻两个亮态条纹之间的距离变化确定手指触控或者激光笔照射的位置，从而通过同一套系统了实现手指触控和远程激光笔触控的效果，进而提高了触控显示装置的产品品质和附加价值。

Description

触控面板及触控显示装置

技术领域

本发明涉及触控技术领域，具体涉及一种触控面板及触控显示装置。

背景技术

随着时代的发展，显示器已经越来越普及。而随着5G时代的来临，具有交互功能的显示设备越来越受到关注。而具有触控功能的显示屏不仅可以显示图像而且可以将人的意愿及时反馈到屏幕，交互感强。

但是传统触控屏只能通过人手或触控笔的接触式操作实现触控，从而限制了触控距离。并且，在使用大尺寸显示屏时，操作者为了实现触控必须要接近触控屏，这样就导致难以实现全屏触控，并且操作者也不能较好的观察整个屏幕，进而限制了大尺寸触控显示屏及其相关产品的发展。传统的远程激光控制方法是通过屏幕外的摄像头侦测激光笔的光斑，然后通过计算机算法计算位置，再反馈到屏幕显示，这样会有精准度低和效率低的问题。而将近距离手指触控和远距离激光触控结合起来的屏幕，不仅可以最大化交互效果，而且可以提高产品的附加值。

综上所述，现有技术中传统近距离手指触控屏难以全屏触控和全屏观察，而传统远程激光控制屏存在精准度低和效率低的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种触控面板及触控显示装置，用于解决现有技术中传统近距离手指触控屏难以全屏触控和全屏观察，而传统远程激光控制屏存在精准度低和效率低的技术问题。

为解决上述问题，第一方面，本发明提供一种触控面板，其中，包括：

发光层；

双缝干涉层，设置于所述发光层的一侧；及

光接收层，设置于所述双缝干涉层远离所述发光层的一侧。

在本发明的一些实施例中，所述发光层包括光发射器，所述光发射器的出光范围包括红外光或者可见光。

在本发明的一些实施例中，所述发光层包括相对设置且保持一定间距的第一反射板和第二反射板，所述第二反射板上开设有多个开口，所述第一反射板与所述第二反射板之间具有反射空间，所述光发射器设置于所述第一反射板与所述第二反射板的同一侧面，且朝向所述反射空间。

在本发明的一些实施例中，所述双缝干涉层包括多个干涉单元，每个所述干涉单元包括两个狭缝，同一个所述干涉单元内的两个狭缝宽度相等，且小于等于100μm。

在本发明的一些实施例中，所述光接收层包括多个光探测器，所述光探测器将接收到的光信号转化为电信号输出。

在本发明的一些实施例中，每个所述第二反射板的开口在所述双缝干涉层上的投影与一个所述干涉单元重合，所述多个干涉单元的位置与所述多个光探测器的位置一一对应。

第二方面，本发明提供一种触控显示装置，所述触控显示装置包括显示面板和如第一方面中任一所述的触控面板，所述触控面板设置于所述显示面板上。

在本发明的一些实施例中，还包括信号处理单元，所述信号处理单元与所述多个光探测器电性连接，所述多个光探测器呈阵列分布，每个所述光探测器具有固定的坐标，当所述光探测器将接收到光信号转化为电信号输出到所述信号处理单元，所述信号处理单元输出坐标信息。

在本发明的一些实施例中，还包括信号传输单元，所述信号传输单元分别与所述信号处理单元、所述显示面板电性连接，所述信号处理单元将坐标信息输出到所述信号传输单元，所述信号传输单元将坐标信息传输到所述显示面板，所述显示面板进行相应反馈。

在本发明的一些实施例中，所述显示面板包括黑色矩阵，所述黑色矩阵在所述光接收层上的投影覆盖所述光探测器。

相较于现有的触控面板和触控显示装置，本发明通过在所述触控面板内设置发光层、双缝干涉层以及光接收层，所述发光层发出的出射光通过所述双缝干涉层在所述光接收层上形成明暗相间的干涉条纹，当用手触控屏幕，或者用激光笔照射屏幕时，所述光接收层通过探测相邻两个亮态条纹之间的距离变化确定触控手指或者激光笔的位置，从而通过同一套系统了实现手指触控和远程激光笔触控的效果，进而提高了触控显示装置的产品品质和附加价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例中触控面板的结构示意图；

图2为本发明一个实施例中触控面板操作时的结构示意图；

图3本发明另一个实施例中触控面板操作时的结构示意图；

图4为本发明一个实施例中触控面板的原理图；

图5为本发明一个实施例中触控显示装置的结构示意图；及

图6为本发明一个实施例中光探测器的矩阵示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明实施例中提供一种触控面板及触控显示装置。以下分别进行详细介绍。

首先，本发明提供一种触控面板，如图1所示，图1为本发明一个实施例中触控面板的结构示意图。所述触控面板包括：发光层100；双缝干涉层200，设置于所述发光层100的一侧；光接收层300，设置于所述双缝干涉层200远离所述发光层100的一侧。

相较于现有的触控面板和触控显示装置，本发明通过在所述触控显示装置内设置所述发光层100、所述双缝干涉层200以及所述光接收层300，所述发光层100发出的出射光通过所述双缝干涉层200在所述光接收层300上形成明暗相间的干涉条纹，当用手触控屏幕，或者用激光笔照射屏幕时，所述光接收层300通过探测相邻两个亮态条纹之间的距离变化确定触控手指或者激光笔的位置，从而通过同一套系统了实现手指触控和远程激光笔触控的效果，进而提高了触控显示装置的产品品质和附加价值。

在本实施例中，所述发光层100包括光发射器101，所述光发射器101的出光范围包括红外光或者可见光。在一些实施例中，所述光发射器101的出光范围为波长380～780nm之间，此时，所述光发射器101的出射光为可见光，肉眼可见的呈红橙黄绿青蓝紫色光。在另一些实施例中，所述触控面板适用于触控显示装置中，为了避免影响所述触控显示装置的发光，所述光发射器101的出射光为近红外光，即波长为780nm～2526nm范围内的光。此时，所述光发射器101的出射光不可见，则不会影响所述触控显示装置的正常显示。

在上述实施例的基础上，所述发光层100包括相对设置且保持一定间距的第一反射板102和第二反射板103，所述第二反射板103上开设有多个开口，所述第一反射板102与所述第二反射板103之间具有反射空间，所述光发射器101设置于所述第一反射板102与所述第二反射板103的同一侧面，且朝向所述反射空间。在本实施例中，所述第一反射板102和所述第二反射板103均采用高反射率低吸收率的材料制得，如白色、浅色的反光材料，再如所述第一反射板102和所述第二反射板103平行相对设置，两者相对的内侧面光滑平整(所述第一反射板102的内侧面全部光滑平整，所述第二反射板103除开口之外区域的内侧面光滑平整)，所述第一反射板102与所述第二反射板103宽度相等，两者之间构成一反射空间，光线在所述反射空间内在所述第一反射板102和所述第二反射板103的内侧面交替反射。同时，要想实现全反射，所述光发射器101设置于所述第一反射板102与所述第二反射板103的同一侧面，即图中的左侧面或右侧面，且所述光发射器101的入射光朝向所述发射空间，与所述第一反射板102或所述第二反射板103呈一定夹角，该夹角不为180°，即入射光不与所述第一反射板102或所述第二反射板103平行。优选的，在所述第一反射板102与所述第二反射板103之间的反射空间内填充某种光密介质，所述光密介质的折射率大于所述第一反射板102和所述第二反射板103的折射率，一种理想情况下，所述光发射器101发出的所述入射光的入射角大于所述第一反射板102或所述第二反射板103的临界角，此时不产生折射光线，即所述光线进行全内反射。

可以理解的是，所述双缝干涉层200包括多个干涉单元，每个所述干涉单元包括两个狭缝201，同一个所述干涉单元内的两个狭缝201宽度相等，且小于等于100μm。所述多个干涉单元可以连续，也可以彼此断开，当所述多个干涉单元断开式，相邻所述干涉单元之间的间距可以相等，也可以不相等，此处不做严格限定。所述光接收层300包括多个光探测器，所述光探测器将接收到的光信号转化为电信号输出。

值得一提的是，每个所述第二反射板103的开口在所述双缝干涉层200上的投影与一个所述干涉单元重合，所述多个干涉单元的位置与所述多个光探测器的位置一一对应。换而言之，每一组信号的产生均需要经过，首先在所述发光层100中：所述光发射器101发出出射光，所述出射光经过所述第一光反射板102和所述第二反射板103的反射，在所述第二反射板103的某一开口射出，经过所述双缝干涉层200，出射光在所述开口对应的所述干涉单元的两个狭缝201中产生干涉，在所述光接收层300上产生明暗相间的干涉条纹，其中，所述光探测器记录下相邻两个亮态条纹之间的距离。

在上述实施例的基础上，如图2所示，图2为本发明一个实施例中触控面板工作时的结构示意图。当手指或其他实体触控所述触控显示装置时，由于按压产生所述第一反射板102、所述第二反射板103、所述干涉单元分别产生不同程度的凹陷部，所述凹陷部破坏了至少部分所述第一反射板102与所述第二反射板103之间的距离，所述双缝干涉层200与所述光接收层300之间的距离，当所述发光层100发射出的出射光在所述凹陷部反射时，与图1中相比，所述出射光的反射状态改变，光路发生变化，从而，经过所述双缝干涉层200在所述光接收层300产生的明暗相间的干涉条纹中，所述光探测器探测到相邻两个亮态条纹之间的距离也发生变化。

如图3所示，图3本发明另一个实施例中触控面板工作时的结构示意图。当用激光笔照射所示触控显示装置时，所述发光层100发出的出射光为第一出射光，所述激光笔的出射光为第二出射光，所述第二出射光的波长与所述第一出射光的波长不同，所述第二出射光经过所述第二反射板103的某一开口、所述双缝干涉层200在所述光接收层300上映射出一个新的明暗相间的条纹，所述光探测器探测到一个新的相邻两个亮态条纹之间的距离。

如图4所示，图4为本发明一个实施例中触控面板的原理图。根据双缝干涉的公式Δx＝λD/d，λ为所述出射光的波长，D为所述双缝干涉层200到所述光接收层300之间的距离，d为同一个所述干涉单元中两个狭缝201之间的距离，Δx为相邻两个亮态条纹之间的距离。其中，D/d大于等于1000，在实际生产中，D相对d的比值越大，所述干涉条纹的明暗条纹之间对比越清晰，但触控显示装置的体积和制备工艺所限，比值也不宜过大。在如图2所示的实施例中，在按压前，所述触控显示装置处于初始状态，所述光探测器探测到相邻两个亮态条纹之间的间距为Δx1，由于手指或者其它实体的按压，D变小，而光线均为所述发光层100的出射光，λ不变，所述出射光经过的是同一个所述干涉单元的两个狭缝201，d不变，则可推出Δx变小，所述光探测器探测到相邻两个亮态条纹之间的间距为Δx2，所述光探测器输出Δx1和Δx2，经过其它部件配合计算处理，即可确定手指或其它实体触控的位置。在如图3所示的实施例中，在激光笔打开前，所述光探测器探测到相邻两个亮态条纹之间的间距为Δx1，打开所述激光笔后，由于所述激光笔发出的所述第二出射光的波长λ2与所述发光层发出的所述第一出射光的波长λ1不一样，在本发明的大多数实施例中，λ2＜λ1，而所述触控显示装置没有外力触碰，仍保持初始状态，D不变，所述第二出射光与所述第一出射光经过同一个所述干涉单元的两个狭缝201，d不变，则可推出Δx变小，所述光探测器探测到所述第二出射光产生的相邻两个亮态条纹之间的间距为Δx3，所述光探测器输出所述第一出射光产生的相邻两个亮态条纹之间的间距Δx1和Δx3，经过其它部件配合计算处理，即可确定所述激光笔照射的位置。从而实现了同一套系统既可以实现远程激光笔的识别功能，又可以实现近距离触控的功能。

为了更好实施本发明实施例中触控面板，在所述触控面板的基础之上，本发明实施例中还提供一种触控显示装置，所述触控显示装置包括如上述实施例中所述的触控面板。通过采用如上实施例中描述的触控面板，进一步提升了所述触控显示装置的性能。

如图5所示，图5为本发明一个实施例中触控显示装置的结构示意图。所述触控显示装置包括显示面板400和如上所述触控面板，所述触控面板设置于所述显示面板400的一侧。在本实施例中，所述显示面板400包括黑色矩阵401、彩膜基板402、阵列基板403和色阻404，所述彩膜基板402与所述阵列基板403相对设置，所述黑色矩阵401和所述色阻404交替的设置于所述彩膜基板402与所述阵列基板403之间，所述色阻404包括红色色阻、绿色色阻和蓝色色阻。

如图6所示，图6为本发明一个实施例中传感器矩阵的示意图。所述触控显示装置还包括信号处理单元500，所述信号处理单元500与所述多个光探测器电性连接，所述多个光探测器呈阵列分布，每个所述光探测器具有固定的坐标，当所述光探测器将接收到光信号转化为电信号输出到所述信号处理单元，所述信号处理单元输出坐标信息。在本实施例中，所述触控显示装置包括多个所述发光层100，假设为n个所述发光层100，每个所述发光层100沿Rx方向上分布，同一个所述发光层100对应分布有多个相互间隔的所述光探测器，假设一个所述发光层100对应m个所述光探测器，则所述触控显示装置包括m*n个所述光探测器，每个所述光探测器具有固定的Rx和Ry坐标，建立所述光探测器与坐标的对照表，当有Δx发生变化时，所述光探测器将数据信息输出到所述信号处理单元进行读取识别，从而确定了手指触控或者激光笔照射处的Rx和Ry点坐标。

在本发明的另一个实施例中，所述触控显示装置还包括信号传输单元600，所述信号传输单元600分别与所述信号处理单元500、所述显示面板400电性连接，所述信号处理单元500将坐标信息输出到所述信号传输单元600，所述信号传输单元600将坐标信息传输到所述显示面板400，所述显示面板进行相应反馈。

对所述触控显示装置的开口率进行进一步优化，所述显示面板400包括黑色矩阵401，所述黑色矩阵401在所述光接收层300上的投影覆盖所述光探测器。由于所述光探测器中不透光元件较多，且位于所述显示面板400的出光侧，为了避免影响所述显示面板400的出光和画面显示，将所述光探测器设置在所述黑色矩阵401的投影下，可以防止增大所述显示面板400的开口率。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。具体实施时，以上各个单元或结构可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元、结构或操作的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种触控面板，其特征在于，包括：

发光层；

双缝干涉层，设置于所述发光层的一侧；及

光接收层，设置于所述双缝干涉层远离所述发光层的一侧。

2.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述发光层包括光发射器，所述光发射器的出光范围包括红外光或者可见光。

3.根据权利要求2所述的触控面板，其特征在于，所述发光层包括相对设置且保持一定间距的第一反射板和第二反射板，所述第二反射板上开设有多个开口，所述第一反射板与所述第二反射板之间具有反射空间，所述光发射器设置于所述第一反射板与所述第二反射板的同一侧面，且朝向所述反射空间。

4.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述双缝干涉层包括多个干涉单元，每个所述干涉单元包括两个狭缝，同一个所述干涉单元内的两个狭缝宽度相等，且小于等于100μm。

5.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述光接收层包括多个光探测器，所述光探测器将接收到的光信号转化为电信号输出。

6.根据权利要求3、4或5所述的触控面板，其特征在于，每个所述第二反射板的开口在所述双缝干涉层上的投影与一个所述干涉单元重合，所述多个干涉单元的位置与所述多个光探测器的位置一一对应。

7.一种触控显示装置，其特征在于，包括显示面板和如权利要求1～6任一项所述的触控面板，所述触控面板设置于所述显示面板上。

8.根据权利要求7所述的触控显示装置，其特征在于，还包括信号处理单元，所述信号处理单元与所述多个光探测器电性连接，所述多个光探测器呈阵列分布，每个所述光探测器具有固定的坐标，当所述光探测器将接收到光信号转化为电信号输出到所述信号处理单元，所述信号处理单元输出坐标信息。

9.根据权利要求8所述的触控显示装置，其特征在于，还包括信号传输单元，所述信号传输单元分别与所述信号处理单元、所述显示面板电性连接，所述信号处理单元将坐标信息输出到所述信号传输单元，所述信号传输单元将坐标信息传输到所述显示面板，所述显示面板进行相应反馈。

10.根据权利要求7所述的触控显示装置，其特征在于，所述显示面板包括黑色矩阵，所述黑色矩阵在所述光接收层上的投影覆盖所述光探测器。

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