Bande réfléchissante de rayons infrarouqes et dispositif d'affichaqe à cristaux liquides l'utilisant
La présente invention concerne en général une bande réfléchissante de rayons infrarouges à haute réflectivité, spécialement une bande réfléchissante de rayons infrarouges utilisée dans un type tactile optique de dispositif d'affichage à cristaux liquides, et un dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant la bande réfléchissante de rayons infrarouges à haute réflectivité. Les écrans à cristaux liquides (LCD) sont largement utilisés dans divers appareils électroniques, tels que téléviseur, ordinateur personnel (PC), ordinateur portable, téléphones cellulaires, assistant numérique personnel (PDA), etc., comme un dispositif pour visualiser des informations ou des images en raison de sa compacité, sa haute qualité d'image, sa basse consommation d'énergie, son faible rayonnement. Afin d'améliorer la commodité et le plaisir d'utiliser l'électronique grand public, une demande pour un écran tactile LCD s'est accrue récemment de manière draconienne. En général, des écrans tactiles LCD sont classés en écrans tactiles LCD de type à résistance, de type à capacité et de type optique, parmi lesquels les écrans tactiles LCD de type optique sont devenus les plus prometteurs à cause de leur haute précision et de leur court temps de réponse. Un écran tactile de type optique utilise un principe de blocage de lumière pour déterminer un point de toucher sur l'écran. Par exemple, une pluralité d'émetteurs de lumière et de récepteurs de lumière sont prédisposés sur des côtés opposés de l'écran et quand un objet, tel que le doigt d'un homme, touche un point sur l'écran, la lumière qui passe à travers ce point est bloquée et la position de ce point de toucher peut être déterminé en recherchant quels récepteurs de lumière ne reçoivent pas de lumière. Traditionnellement, une pluralité de diodes électroluminescentes (LED) sont prédisposées au niveau de deux côtés adjacents de l'écran, tels qu'un côté sur l'axe X et l'autre côté sur l'axe Y, et une pluralité de capteurs à infrarouge sont prédisposés sur les côtés opposés aux côtés qui sont munis de LED pour recevoir les rayons infrarouges émis par les LED, et une pluralité de grilles de positionnement sont formées sur la surface de l'écran par ces rayons infrarouges pour positionner n'importe quel point sur l'écran. La précision de positionnement augmente avec l'augmentation du nombre de LED et des capteurs.
Toutefois, ce type de conception présente des désavantages, c'est-à-dire que les LED et les capteurs à infrarouge non seulement consomment une grande quantité d'énergie, mais ils génèrent aussi une quantité considérable de chaleur, et cette grande quantité de chaleur entraîne à son tour un problème de dissipation de chaleur à l'électronique grand public qui est généralement compacte au niveau des dimensions. Par conséquent, une grande consommation d'énergie et une grande génération de chaleur deviennent les deux défauts majeurs de ce type d'écran tactile de type optique. Outre l'écran tactile de type optique décrit ci-dessus, il existe un autre type de conception d'écran tactile de type optique. Dans ce type de conception, au lieu de prédisposer une pluralité de sources de lumière et de capteurs de lumière autour de l'écran LCD, deux caméras CMOS sont utilisées pour les capteurs de lumière avec une caméra CMOS disposée dans le coin supérieur côté gauche de l'écran LCD et l'autre caméra CMOS disposée dans le coin supérieur côté droit de l'écran LCD, et un dispositif émetteur de rayons infrarouges (c'est-à-dire un LED à rayon infrarouge) étant disposé à côté de chacune des caméras CMOS. De plus, chacun des côtés latéraux de l'écran LCD est muni d'une bande réfléchissante de rayons infrarouges pour réfléchir les rayons infrarouges émis par les LED sur la surface de l'écran LCD pour faire en sorte que toute la surface de l'écran LCD soit couverte avec des rayons infrarouge. Quand un objet, tel qu'un doigt humain ou un stylet, touche l'écran, le rayon infrarouge sur la surface de l'écran LCD sera bloqué et la discontinuité de rayon infrarouge sera détectée par les caméras CMOS et la position de ce point de toucher peut être déterminée avec une grande précision en utilisant une méthode de localisation par triangulation. Dans ce type de conception d'écran tactile de type optique, meilleure est la reflectivité des rayons infrarouges que présentent les bandes réfléchissantes de rayons infrarouges, moindre est l'énergie que la LED peut consommer et moindre est la chaleur qui peut être générée. Et il existe encore de la place pour améliorer la réflectivité des rayons infrarouges des bandes réfléchissantes de rayons infrarouges existantes. A la lumière de ce qui précède, il existe un besoin dans l'industrie des écrans à cristaux liquides de type écran tactile optique pour une bande réfléchissante de rayons infrarouges possédant une haute réflectivité des rayons infrarouges pour répondre aux exigences d'une moindre consommation d'énergie et d'une moindre génération de chaleur. En considération des désavantages/problèmes précités associés à l'écran à cristaux liquides de type écran tactile optique existant, un objet de la présente invention est de proposer une bande réfléchissante de rayons infrarouges à haute réflectivité pour un écran à cristaux liquides de type écran tactile optique. Cet objet peut être obtenu par une bande réfléchissante de rayons infrarouges comprenant : un substrat réfléchissant la lumière ayant une surface de configuration sur laquelle une pluralité de configurations réfléchissantes sont formées et une surface inférieure ; une première couche de protection transparente ayant un haut facteur de transmission et une basse réflectivité de rayon infrarouge, collée sur la pluralité de configurations réfléchissante du substrat ; une couche de matériau résistante aux UV sur la premier couche de protection ; une deuxième couche de protection collée sur la surface inférieure du substrat ; une couche adhésive appliquée sur la deuxième couche de protection ; et un papier antiadhésif collé de manière détachable sur la couche adhésive. De préférence, les configurations réfléchissantes sur la surface de configuration comprennent des configurations réfléchissantes semi-sphériques ou des configurations réfléchissantes de forme pyramidale. La surface de configuration est revêtue d'un film d'aluminium. Les première et deuxième couches de protection comprennent un film de polyuréthane thermoplastique (TPU). Selon un autre aspect de la présente invention, il est proposé un dispositif d'affichage à cristaux liquides à écran tactile optique, lequel comprend : un écran d'affichage à cristaux liquides ; et une unité de positionnement optique, comprenant : une pluralité de sources lumineuses de rayons infrarouges disposées sur au moins un côté latéral de l'écran d'affichage à cristaux liquides ; au moins deux capteurs à infrarouge disposés respectivement sur au moins deux coins de l'écran d'affichage à cristaux liquides ; et une pluralité de bandes réfléchissantes de rayons infrarouges selon la présente invention, disposées au niveau de côtés latéraux de l'écran d'affichage à cristaux liquides sur lesquels aucune source lumineuse de rayons infrarouges n'est disposée. Des caractéristiques et objets de la présente invention autres que ceux précités ressortiront à la lecture de la description du présent mémoire en référence aux dessins annexés. Pour une compréhension plus complète de la présente invention et de ses avantages, il est maintenant fait référence à la description ci-après faite en combinaison avec les dessins annexés, sur lesquels : la figure 1A est une vue schématique de dessus d'une bande réfléchissante de rayons infrarouges utilisée dans un dispositif d'affichage à cristaux liquides à écran tactile optique selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; la figure 1B est une vue en coupe schématique agrandie de la bande réfléchissante de rayons infrarouges suivant la ligne A-A' de la figure 1A ; la figure 2A est une vue schématique de dessus d'une bande réfléchissante de rayons infrarouges utilisée dans un dispositif d'affichage à cristaux liquides à écran tactile optique selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention ; la figure 2B est une vue en coupe schématique agrandie de la bande réfléchissante de rayons infrarouges suivant la ligne B-B' de la figure 2A ; et la figure 3 est une vue en plan schématique représentant un dispositif d'affichage à cristaux liquides à écran tactile optique selon un autre aspect de la présente invention, dans lequel sont prédisposées trois bandes réfléchissantes de rayons infrarouges de la présente invention.
Il est maintenant fait référence aux figures 1A et 1B pour décrire une bande réfléchissante de rayons infrarouges 10 pour un dispositif d'affichage à cristaux liquides selon un premier mode de réalisation de la présente invention. Comme représenté sur les figures 1A et 1B, la bande réfléchissante de rayons infrarouges 10 de la présente invention comprend principalement un fond sans halogène comprenant un papier antiadhésif 70 et un film adhésif 60 disposé sur le papier antiadhésif 70 ; un substrat réfléchissant la lumière 20 disposé sur la couche adhésive 60 et ayant une surface de configuration sur laquelle une pluralité de configurations réfléchissantes 22 sont formées et une surface inférieure. Dans ce mode de réalisation, les configurations réfléchissantes 22 peuvent être semi-sphériques et un film métallique, tel qu'un film métallique en aluminium, peut être appliqué sur la surface des ces configurations réfléchissantes semi-sphériques pour augmenter ultérieurement la réflectivité des configurations réfléchissantes. De préférence, un deuxième film de protection 50 est prédisposé entre le substrat réfléchissant la lumière 20 et la couche adhésive 60.
De plus, la bande réfléchissante de rayons infrarouges 10 de ce mode de réalisation comprend en outre un premier film de protection transparent 30 disposé sur la surface de configuration du substrat réfléchissant la lumière 20. De préférence, cette couche de protection 30 est constituée d'un matériau ayant un haut facteur de transmission et une basse réflectivité de rayon infrarouge, tel qu'un polyuréthane thermoplastique (TPU), de manière à permettre aux rayons infrarouges de passer à travers ce film de protection 30 sans être sensiblement réfléchi et arrive à la surface de configuration du substrat réfléchissant la lumière 20, et permettre aux rayons infrarouges qui sont réfléchis par les configurations réfléchissantes 22 sur lesquelles est appliqué le film métallique de passer à travers ce film de protection 30 pour fournir un effet réfléchissant accru des rayons infrarouges. De plus, afin d'empêcher les caractéristiques optiques de se détériorer à cause de l'humidité contenu dans le l'air, un film de matériau résistant aux UV 40 est appliqué de préférence sur la surface du premier film de protection 30. Quand toutes les couches précitées de la bande réfléchissante de rayons infrarouges 10 de ce mode de réalisation sont empilées de cette manière, un processus de liaison à haute fréquence est effectué pour lier correctement ces couches ensemble et une découpe peut ensuite être effectuée en fonction de n'importe quelle dimension nécessaire pour obtenir des bandes réfléchissantes de rayons infrarouges 10 avec des dimensions désirées. Les figures 2A et 2B illustrent une bande réfléchissante de rayons infrarouges 10' selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention. La structure de la bande réfléchissante de rayons infrarouges 10' est sensiblement la même que celle de la bande réfléchissante de rayons infrarouges 10 décrite en référence des figures 1A et 1B, sauf que les configurations réfléchissantes 22' de ce mode de réalisation sont des configurations réfléchissantes de forme pyramidale au lieu des configurations réfléchissantes semi-sphériques comme dans le premier mode de réalisation. Bien que les configurations réfléchissantes 22' du deuxième mode de réalisation soient des configurations réfléchissantes de forme pyramidale, elles fournissent sensiblement le même effet de réflexion de rayons infrarouges que celui du premier mode de réalisation. Ensuite, il est fait référence à la figure 3 pour décrire un dispositif d'affichage à cristaux liquides à écran tactile optique 100 selon un autre aspect de la présente invention dans lequel trois bandes réfléchissantes de rayons infrarouges 10 sont utilisées. Comme représenté sur la figure 3, le dispositif d'affichage à cristaux liquides à écran tactile optique 100 comprend généralement un écran à cristaux liquides 120 et une unité de positionnement optique comprenant une pluralité de sources lumineuses de rayons infrarouges 130 disposées au niveau d'un côté latéral de l'écran d'affichage à cristaux liquides 120 ; deux capteurs à infrarouge 140, tels que des caméras CMOS, étant disposés respectivement au niveau d'un coin supérieur droit et d'un coin supérieur gauche de l'écran d'affichage à cristaux liquides 120 ; et trois bandes réfléchissantes de rayons infrarouges 10 selon la présente invention étant disposées au niveau des côtés latéraux restants de l'écran d'affichage à cristaux liquides 120, au niveau desquels aucune source lumineuse de rayons infrarouges n'est disposée, pour réfléchir les rayons infrarouges émis par les sources lumineuses de rayons infrarouges 130 sur toute la surface de l'écran à cristaux liquides 120. Dans des dispositifs d'affichage à cristaux liquides à écran tactile optique traditionnels, un nombre considérable de sources lumineuses, telles que des LED, et de capteurs de lumière est utilisé pour construire un réseau optique ayant une haute densité de grilles optiques sur l'écran à cristaux liquides de manière à fournir une meilleure précision de positionnement pour localiser un point touché sur l'écran. Toutefois, à la fois les sources lumineuses et les capteurs de lumière consomment de l'énergie électrique et génèrent de la chaleur, ainsi plus de sources et capteurs de lumière sont utilisés dans le dispositif d'affichage à cristaux liquides, plus d'énergie électrique sera consommée et plus de chaleur sera générée. Contrairement à cela, la bande réfléchissante de rayons infrarouges à haut rendement de la présente invention fournit la lumière infrarouge nécessaire par le biais de la réflexion de la lumière infrarouge et ainsi aucune énergie électrique n'est nécessaire pour fournir la lumière et aucune chaleur ne sera générée durant la fourniture de lumière. Par conséquent, le nombre des sources lumineuses à LED qui doivent être prédisposées dans un dispositif d'affichage à cristaux liquides à écran tactile optique qui utilise les bandes réfléchissantes de rayons infrarouges de la présente invention seraient bien inférieur au nombre de sources lumineuses à LED que nécessiterait un dispositif d'affichage à cristaux liquides à écran tactile optique traditionnel.
Par conséquent, le dispositif d'affichage à cristaux liquides à écran tactile optique qui comprend la bande réfléchissante de rayons infrarouges de la présente invention peut réduire considérablement la consommation d'énergie électrique ainsi que la génération de chaleur de manière à résoudre efficacement les problèmes de consommation d'énergie élevée, de génération de chaleur élevée et de difficulté de dissipation de la chaleur qui existent dans des dispositifs d'affichage à cristaux liquides traditionnels. Du fait que la bande réfléchissante de rayons infrarouges de la présente invention et le dispositif d'affichage à cristaux liquides à écran tactile optique comprenant les bandes réfléchissantes de rayons infrarouges comporte les avantages et les fonctions supérieures précités, la bande réfléchissante de rayons infrarouges et le dispositif d'affichage à cristaux liquides à écran tactile optique de la présente invention sont des créations qui ont une grande applicabilité industrielle. Bien que la bande réfléchissante de rayons infrarouges et le dispositif d'affichage à cristaux liquides à écran tactile optique de la présente invention aient été décrits ci-dessus suivant ses modes de réalisation préférés, ceci ne signifie pas que la portée de la présente invention soit limitée à des structures et techniques de traitement spécifiques décrites ci-dessus. Il sera évident pour l'homme du métier que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux structures décrites sans sortir de la portée de l'invention. Par conséquent, les revendications jointes ont pour but de couvrir toutes les variations et modifications qui entrent dans l'esprit et la portée de cette invention.