CN107168591B - 光触控面板、显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光触控面板、显示设备，所述光触控面板包括：多个光触传感器，多个光触传感器以阵列方式分布，多个光触传感器中的每个光触传感器均包括：第一极板、第二极板和光致形变材料层，光致形变材料层设置在第一极板与第二极板之间，第一极板和第二极板均为透明或半透明导电极板，这样在外部特定光的照射下，光致形变材料层发生形变，使得第一极板与第二极板之间的容值发生变化，从而根据容值变化情况识别出当前被触控的位置，进而实现了大尺寸显示屏的远程触控功能。

Description

光触控面板、显示设备

技术领域

本发明涉及显示触控技术领域，特别涉及一种光触控面板和一种显示设备。

背景技术

目前，对于小尺寸显示屏，例如手机或平板电脑，主要是利用手指和触控笔实现触控功能，但是对于大尺寸显示屏，特别是在商务、教学等领域，如果仍采用手指或触控笔进行触控操作，不仅会导致操作者难以实现对整个显示屏的控制，而且会影响操作者和观看者的观看，因此远程触控的需求增加。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种能够实现大尺寸显示屏远程触控功能的光触控面板。

本发明的第二个目的在于提出一种显示设备。

为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种光触控面板，包括：多个光触传感器，所述多个光触传感器以阵列方式分布，所述多个光触传感器中的每个光触传感器均包括：第一极板、第二极板和光致形变材料层，所述光致形变材料层设置在所述第一极板与所述第二极板之间，所述第一极板和所述第二极板均为透明或半透明导电极板。

根据本发明实施例的光触控面板，通过在每个光触传感器的第一极板与第二极板之间设置光致形变材料层，这样在特定光的照射下，光致形变材料层发生形变，使得第一极板与第二极板之间的容值发生变化，从而根据容值变化情况识别出当前被触控的位置，进而实现了大尺寸显示屏的远程触控功能。

根据本发明的一个实施例，所述每个光触传感器的光致形变材料层为公共光致形变材料层，该公共光致形变材料层覆盖整个光触传感器阵列方式分布所覆盖的区域，所述每个光触传感器的第一极板相互独立且位于所述公共光致形变材料层的一侧，所述每个光触传感器的第二极板相互独立且位于所述公共光致形变材料层的另一侧。

根据本发明的一个实施例，上述的光触控面板，还包括：控制单元，所述控制单元分别与所述多个光触传感器中的每个光触传感器相连，所述控制单元用于根据所述光触传感器的电容值变化获取光触控位置。

根据本发明的一个实施例，制作所述光致形变材料层的材料包括光敏液晶高弹体、具有光致应力释放的光敏材料和PLZT(Lead Lanthanm Zirconate Titanate，锆钛酸铅镧)陶瓷材料中的一种或其组合。

根据本发明的一个实施例，制作所述透明或半透明导电极板的材料包括ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)、AZO(是铝掺杂的氧化锌ZnO)和FTO(掺杂氟的SnO2)中的一种或其组合。

根据本发明的一个实施例，上述的光触控面板还包括显示模组，所述多个光触传感器设置在所述显示模组的出光侧。

根据本发明的一个实施例，所述显示模组包括多个像素单元，所述多个像素单元之间具有非显示区域，所述多个光触传感器设置在所述显示模组出光侧的所述非显示区域对应的位置。

根据本发明的一个实施例，上述的光触控面板，还包括：接触式传感器，所述接触式传感器设置在所述多个光触传感器的入光侧，所述接触式传感器与所述控制单元相连，所述接触式传感器在外部压力作用下输出接触信号，所述控制单元根据所述接触信号获取压力触控位置。

根据本发明的一个实施例，所述接触式传感器为互容式传感器或者电阻式传感器。

根据本发明的一个实施例，上述的光触控面板，还包括偏光片，所述偏光片位于所述接触式传感器与所述多个光触传感器之间。

为实现上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种显示设备，其包括上述的光触控面板。

本发明实施例的显示设备，通过上述的光触控面板，能够实现大尺寸显示屏的远程触控功能。

附图说明

图1是根据本发明实施例的光触控面板的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的多个光触传感器的分布示意图；

图3是根据本发明实施例的每个光触传感器的结构示意图；

图4是一种光致形变薄膜结构；

图5是根据本发明一个实施例的光触控面板的结构示意图；以及

图6是根据本发明实施例的显示设备的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的光触控面板和显示设备。

图1是根据本发明实施例的光触控面板的结构示意图，图2是根据本发明实施例的多个光触传感器的分布示意图，图3是根据本发明实施例的每个光触传感器的结构示意图。

如图1-图3所示，本发明实施例的光触控面板可包括：多个光触传感器，如光触传感器11、光触传感器12、光触传感器13、…，多个光触传感器以阵列方式分布，并且多个光触传感器中的每个光触传感器均包括第一极板A1、第二极板A2和光致形变材料层B，光致形变材料层B设置在第一极板A1与第二极板A2之间，第一极板A1和第二极板A2均为透明或半透明导电极板。

根据本发明的一个实施例，上述的光触控面板还可包括：控制单元(图中未具体示出)，控制单元分别与多个光触传感器中的每个光触传感器相连，控制单元用于根据光触传感器的电容值变化获取光触控位置。

需要说明的是，本发明实施例中的光触控面板是指在外界特定光的照射下实现远程触控的功能，例如通过激光照射实现对显示屏的触控。光触传感器也可称光感传感器，具体是指在外界特定光的照射下其输出的信号发生变化。

具体而言，光能是一种安全性高、远程可控性好，且具有瞬时作用性的能源。与电、热、磁等其他驱动方式相比，光驱动方式具有易于控制、耗能低以及可避免电磁干扰等优势，并且通过施加不同波长或者光照强度的光源可控制驱动力的大小。

光致形变材料是一种新型功能材料，通过特定波长以及一定强度的光(如激光)照射时，材料内部发生光物理或者光化学效应，将光能转换为机械能，发生伸缩形变；当特定波长以及一定强度的光照消失时，如自然光环境下，光致形变材料形变恢复。图4是一种光致形变薄膜结构，如图4所示，在透明弹性基材中分布有光致形变颗粒，当特定波长以及一定强度的光照射时，照射区域的光致形变颗粒将光能转换为机械能，透明弹性基材发生伸缩形变，从而使得薄膜发生伸缩形变；当该光照消失时，该薄膜形变恢复，由此可实现精确快速光驱动，且具有可恢复性、重复性驱动的特点。因此，在本发明的实施例中，利用光致形变材料在特定波长以及一定强度的光(如激光)的作用下，实现显示屏的远距离非接触式触控。

具体地，为实现显示屏的远距离触控，可在显示屏的显示模组20的上方(出光侧)设置多个光触传感器，具体设置个数可根据屏幕的大小和精度要求进行设置，多个光触传感器按照图2所示的阵列方式分布。其中，每个光触传感器均包括第一极板A1和第二极板A2，第一极板A1和第二极板A2构成了类似电容器(如平行板电容器)结构，第一极板A1和第二极板A2作为光触传感器的信号接受与输入层，光致形变材料层B作为电容器的电介质层，根据电容器原理，当两极板之间的距离发生变化时，电容器的容值随之发生变化。因此，当特定波长的高能光束照射到光致形变材料层B时，光致形变材料层B将发生伸缩形变，引起电容器的两个极板间的距离发生变化，电容器的容值随之发生变化，由此根据电容器的容值变化情况即可识别出被触控的位置，从而实现显示屏的远程触控功能。

目前，具有光致形变效应的材料有多种，例如，制作光致形变材料层B的材料可包括光敏液晶高弹体、具有光致应力释放的光敏材料和PLZT陶瓷材料中的一种或其组合，例如，可以是多材料的混合。并且，由于多个光触传感器设置在显示模组20的上方，所以光触传感器的第一极板A1和第二极板A2均为透明或半透明导电极板，而制作透明或半透明导电极板的材料包括ITO、AZO和FTO中的一种或其组合，例如可以是多材料的混合。

因此，根据本发明实施例的光触控面板，通过设置阵列式光触传感器，并将光致形变材料层作为光触传感器的两个极板之间的电介质层，这样当特定波长及强度的光照射时，光致形变材料层伸缩变形，使得两个极板之间的容值发生变化，从而根据容值变化情况识别光触控位置，实现大尺寸显示屏的远程光控触功能。由于光致形变材料层具有特殊光机电耦合效应和能量转换机制，因而可实现轻质、小尺寸的激励，并且由于光致形变材料层需要采用特定波长及强度的光驱动，因而可实现自然光照下无干扰的非接触式精密快速远程光触控效果，并从机理上避免了电磁扰动的影响。此外，由于能量转换激励不同，光致形变材料层不需要附加高压或强磁发生设备。

进一步地，根据本发明的一个实施例，如图1所示，每个光触传感器的光致形变材料层B为公共光致形变材料层10，该公共光致形变材料层10覆盖整个光触传感器阵列方式分布所覆盖的区域，每个光触传感器的第一极板A1相互独立且位于公共光致形变材料层10的一侧，每个光触传感器的第二极板A2相互独立且位于公共光致形变材料层10的另一侧。

具体而言，在本发明的实施例中，每个光触传感器的光致形变材料层B可以是相互独立的，也可以是一体的，例如，可直接在显示模组20的上方设置一层公共光致形变材料层10，该公共光致形变材料层10覆盖整个光触传感器阵列方式分布所覆盖的区域，其中每个光触传感器的第一极板A1位于公共光致形变材料层10的一侧，如靠近显示模组20的一侧，每个光触传感器的第二极板A2位于公共光致形变材料层10的另一侧，如远离显示模组20的一侧。

在实际设计中，可先将多个光触传感器中的每个光触传感器的第一极板A1按照阵列方式设置在显示模组20的上方，然后在所有光触传感器的第一极板A1的上方设置一层公共光致形变材料层10，最后将多个光触传感器中的每个光触传感器的第二极板A2设置在该公共光致形变材料层10的上方，并且保证每个光触传感器的第一极板A1和第二极板A2相对应。由此，可有效减少光触控面板制造工艺的复杂度。

进一步地，如图1所示，上述的光触控面板还包括显示模组20，多个光触传感器设置在显示模组20的出光侧。其中，显示模组20包括多个像素单元(图中未具体示出)，多个像素单元之间具有非显示区域，多个光触传感器设置在显示模组20出光侧的非显示区域对应的位置，以减少对像素单元发出的光的透过率造成影响。

进一步地，根据本发明的一个实施例，如图5所示，上述的光触控面板还可包括接触式传感器60，接触式传感器60设置在多个光触传感器的入光侧，接触式传感器60与控制单元相连，接触式传感器60在外部压力作用下输出接触信号，控制单元根据接触信号获取压力触控位置。其中，接触式传感器60可以为互容式传感器或者电阻式传感器。

进一步地，如图5所示，上述的光触控面板还可包括偏光片30，偏光片30位于接触式传感器60与多个光触传感器之间。

具体地，当显示屏仅包括远程触控功能时，如图1所示，光触控面板从下至上(面对用户)可包括显示模组20、多个光触传感器、偏光片30、透明胶40和盖板玻璃50，其中，透明胶40可以是OCR(Optical Clear Resin，光学透明树脂)或者OCA(Optical ClearAdhesive，光学胶)。当激光照射到显示屏上时，激光透过盖板玻璃50、透明胶40、偏光片30和光触传感器的第二极板A2到达光致形变材料层B，光致形变材料层B在激光照射下发生伸缩形变，使得光触传感器的第一极板A1与第二极板A2之间的距离减小，根据电容器原理，光触传感器的容值发生变化，控制单元根据光触传感器的容值变化情况可以识别出当前激光照射在显示屏上的位置，然后根据识别的位置执行相应位置处的命令，从而实现显示屏的远程触控功能。

当显示屏既包括远程触控功能又包括接触式触控功能时，可在图1所示的光触控面板的盖板玻璃50与透明胶40之间设置接触式传感器60，该接触式传感器60可由互容式传感器构成，也可由电阻式传感器构成，具体可采用现有技术实现，这里不再详述，通过该接触式传感器60可实现用户手指触控或者触控笔触控，从而在多个光触传感器和接触式传感器60的作用下，实现远距离和近距离的触控功能，大大提高了显示屏的通用性。

综上所述，根据本发明实施例的光触控面板，通过在每个光触传感器的第一极板与第二极板之间设置光致形变材料层，这样在特定光的照射下，光致形变材料层发生形变，使得第一极板与第二极板之间的容值发生变化，从而根据容值变化情况识别出当前被触控的位置，进而实现了大尺寸显示屏的远程触控功能。

图6是根据本发明实施例的显示设备的方框示意图。如图6所示，该显示设备1000包括上述的光触控面板100。

本发明实施例的显示设备，通过上述的光触控面板，能够实现大尺寸显示屏的远程触控功能。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种光触控面板，其特征在于，包括：

多个光触传感器，所述多个光触传感器以阵列方式分布，所述多个光触传感器中的每个光触传感器均包括：

第一极板、第二极板和光致形变材料层，所述光致形变材料层设置在所述第一极板与所述第二极板之间，所述第一极板和所述第二极板均为透明或半透明导电极板；

控制单元，所述控制单元分别与所述多个光触传感器中的每个光触传感器相连，所述控制单元用于根据所述光触传感器的电容值变化获取光触控位置。

2.如权利要求1所述的光触控面板，其特征在于，所述每个光触传感器的光致形变材料层为公共光致形变材料层，该公共光致形变材料层覆盖整个光触传感器阵列方式分布所覆盖的区域，所述每个光触传感器的第一极板相互独立且位于所述公共光致形变材料层的一侧，所述每个光触传感器的第二极板相互独立且位于所述公共光致形变材料层的另一侧。

3.如权利要求1所述的光触控面板，其特征在于，制作所述光致形变材料层的材料包括光敏液晶高弹体、具有光致应力释放的光敏材料和PLZT陶瓷材料中的一种或其组合。

4.如权利要求1所述的光触控面板，其特征在于，制作所述透明或半透明导电极板的材料包括ITO、AZO和FTO中的一种或其组合。

5.如权利要求1-4中任一项所述的光触控面板，其特征在于，还包括显示模组，所述多个光触传感器设置在所述显示模组的出光侧。

6.如权利要求5所述的光触控面板，其特征在于，所述显示模组包括多个像素单元，所述多个像素单元之间具有非显示区域，所述多个光触传感器设置在所述显示模组出光侧的所述非显示区域对应的位置。

7.如权利要求5所述的光触控面板，其特征在于，还包括：

接触式传感器，所述接触式传感器设置在所述多个光触传感器的入光侧，所述接触式传感器与所述控制单元相连，所述接触式传感器在外部压力作用下输出接触信号，所述控制单元根据所述接触信号获取压力触控位置。

8.如权利要求7所述的光触控面板，其特征在于，所述接触式传感器为互容式传感器或者电阻式传感器。

9.如权利要求7所述的光触控面板，其特征在于，还包括偏光片，所述偏光片位于所述接触式传感器与所述多个光触传感器之间。

10.一种显示设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的光触控面板。

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