一種液晶陣列型紅外觸摸屏的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光電式觸摸屏領(lǐng)域，特別是一種液晶陣列型紅外觸摸屏。
【背景技術(shù)】
[0002]觸摸屏又稱(chēng)為觸控屏、觸控面板，是一種可接收觸頭等輸入訊號(hào)的感應(yīng)式顯示裝置，當(dāng)接觸了屏幕上的圖形按鈕時(shí)，屏幕上的觸覺(jué)反饋系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)先編程的程式驅(qū)動(dòng)各種連結(jié)裝置，可用以取代機(jī)械式的按鈕面板。紅外線(xiàn)探測(cè)是一種常用的觸摸屏實(shí)現(xiàn)方式，紅外線(xiàn)探測(cè)技術(shù)利用同一波長(zhǎng)的紅外發(fā)射管、紅外接收管(簡(jiǎn)稱(chēng)紅外對(duì)管)就能簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)紅外線(xiàn)探測(cè)方法，只要有物體阻擋住紅外對(duì)管之間的連線(xiàn)，接收信號(hào)就急劇下降，因此紅外線(xiàn)可以探測(cè)物體的阻擋，在防盜系統(tǒng)、自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)、計(jì)數(shù)器等系統(tǒng)上廣泛應(yīng)用。紅外觸摸屏利用緊貼屏幕前密布的X、Y方向上的紅外線(xiàn)矩陣來(lái)檢測(cè)并定位用戶(hù)的觸摸，一般在顯示器的前面安裝一個(gè)電路板外框，電路板在屏幕四邊排布紅外發(fā)射管和紅外接收管，一一對(duì)應(yīng)形成橫豎交叉的紅外線(xiàn)矩陣，用戶(hù)在觸摸顯示屏幕時(shí)，手指就會(huì)擋住經(jīng)過(guò)該位的分別屬于X、Y方向的兩條紅外線(xiàn)，將兩個(gè)發(fā)現(xiàn)阻隔的紅外對(duì)管位置報(bào)告給主機(jī)，經(jīng)過(guò)計(jì)算判斷出觸摸點(diǎn)在屏幕的位置從而實(shí)現(xiàn)觸屏反饋。紅外觸摸屏可用手指、筆等任何可阻擋光線(xiàn)的物體來(lái)觸摸，適用性廣泛，且具有防止電磁干擾、適應(yīng)惡劣環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)，可以說(shuō)在平面顯示器上使用紅外觸摸屏具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)優(yōu)勢(shì)。但由于現(xiàn)有的紅外觸控屏受制于紅外發(fā)射管和紅外接收管的體積，從而限制了紅外觸控屏的分辨率。
[0003]中國(guó)專(zhuān)利CN200710124257和CN201210376075提出了利用半透半反鏡來(lái)對(duì)紅外發(fā)射二極管分束，以減少紅外發(fā)射二極管的技術(shù)方案。如圖1所示是如圖1所示是CN201210376075實(shí)施例中的紅外觸摸屏基本結(jié)構(gòu)，在觸摸屏的一角設(shè)有一個(gè)紅外發(fā)射管，在觸摸屏的長(zhǎng)側(cè)邊和短側(cè)邊設(shè)有透光反射鏡組，紅外發(fā)射二極管發(fā)光的紅外光線(xiàn)被透光反射鏡部分反射，部分透射，這種結(jié)構(gòu)使得紅外發(fā)射管的數(shù)量大大減少，且由于透光反射鏡的體積可以設(shè)計(jì)得遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于紅外發(fā)射管，所以觸摸分辨率也可以得到很大提高。
[0004]但是上述技術(shù)方案存在以下缺陷:由于紅外發(fā)射二極管被透光反射鏡組分束，每一束的紅外光很微弱，例如使用一百只透光反射鏡，那么平均每只透光反射鏡只有百分之一的紅外發(fā)射二極管的光強(qiáng)，如果為了提高分辨率而增加透光反射鏡的數(shù)量，那么光強(qiáng)還將下降，這時(shí)觸屏的紅外接收裝置極易受到外界紅外光的干擾而使得整體靈敏度下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供既可減少紅外發(fā)射管的數(shù)量而具有較高的分辨率，又可提高紅外線(xiàn)矩陣的光強(qiáng)從而保證較高的靈敏度的一種液晶陣列型紅外觸摸屏。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的一種技術(shù)方案為:
[0007]一種液晶陣列型紅外觸摸屏，包括觸摸屏外框、若干長(zhǎng)邊紅外發(fā)射管和短邊紅外發(fā)射管、長(zhǎng)邊紅外探測(cè)器陣列、短邊紅外探測(cè)器陣列、長(zhǎng)邊膽留型液晶陣列、短邊膽留型液晶陣列和掃描電壓控制裝置，所述觸摸屏外框一條長(zhǎng)側(cè)邊上設(shè)有長(zhǎng)邊紅外發(fā)射管和長(zhǎng)邊膽甾型液晶陣列，相鄰的短側(cè)邊上設(shè)有所述短邊紅外線(xiàn)發(fā)射管和短邊膽留型液晶陣列，膽甾型液晶陣列內(nèi)的膽留型液晶螺距相同且沿其所在邊的方向順次排列；長(zhǎng)邊紅外發(fā)射管射出的紅外線(xiàn)沿膽留型液晶排列方向入射長(zhǎng)邊膽留型液晶陣列；短邊紅外發(fā)射管射出的紅外線(xiàn)沿膽甾型液晶排列方向入射短邊膽甾型液晶陣列；入射紅外線(xiàn)沿膽甾型液晶排列方向，即所在側(cè)邊的方向透射，反射光均平行于相鄰邊且指向觸摸屏外框內(nèi)側(cè)；在長(zhǎng)邊膽留型液晶陣列對(duì)側(cè)設(shè)有長(zhǎng)邊紅外探測(cè)器陣列；在短邊膽留型液晶陣列對(duì)側(cè)設(shè)有短邊紅外探測(cè)器陣列；紅外探測(cè)器陣列中的紅外探測(cè)器一一對(duì)應(yīng)于對(duì)側(cè)邊上膽留型液晶的反射光路；所述掃描電壓控制裝置連接長(zhǎng)邊膽留型液晶陣列和長(zhǎng)邊膽留型液晶陣列，對(duì)各個(gè)膽留型液晶分別施加掃描電壓。
[0008]優(yōu)選的，所述長(zhǎng)側(cè)邊上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)長(zhǎng)邊紅外發(fā)射管，長(zhǎng)邊膽留型液晶陣列設(shè)置與長(zhǎng)邊紅外發(fā)射管相同數(shù)量的段，每個(gè)長(zhǎng)邊紅外發(fā)射管射出的紅外線(xiàn)入射至長(zhǎng)邊膽甾型液晶陣列的相應(yīng)段中，每段長(zhǎng)邊膽甾型液晶陣列中的膽甾型液晶反射光方向?qū)?yīng)于該段的紅外線(xiàn)入射方向；所述短側(cè)邊上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)短邊紅外發(fā)射管，短邊膽留型液晶陣列設(shè)置與短邊紅外發(fā)射管相同數(shù)量的段，每個(gè)短邊紅外發(fā)射管射出的紅外線(xiàn)入射至短邊膽甾型液晶陣列的相應(yīng)段中，每段短邊膽甾型液晶陣列中的膽甾型液晶反射光方向?qū)?yīng)于該段的紅外線(xiàn)入射方向。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述長(zhǎng)側(cè)邊一個(gè)端部設(shè)有一個(gè)長(zhǎng)邊紅外發(fā)射管；所述短側(cè)邊端部設(shè)有一個(gè)短邊紅外發(fā)射管。
[0010]另一進(jìn)一步優(yōu)選的，所述長(zhǎng)側(cè)邊兩個(gè)端部各設(shè)有一個(gè)長(zhǎng)邊紅外發(fā)射管；所述短側(cè)邊端部設(shè)有一個(gè)短邊紅外發(fā)射管。
[0011]另一進(jìn)一步優(yōu)選的，所述長(zhǎng)側(cè)邊上設(shè)有三個(gè)以上長(zhǎng)邊紅外發(fā)射管；所述短側(cè)邊設(shè)有一個(gè)短邊紅外發(fā)射管。
[0012]優(yōu)選的，長(zhǎng)邊和短邊膽甾型液晶陣列中每段內(nèi)排列的膽甾型液晶螺旋結(jié)構(gòu)均相同。
[0013]優(yōu)選的，在所述長(zhǎng)邊膽甾型液晶陣列中，內(nèi)部排列的膽甾型液晶分為兩個(gè)組，兩組膽甾型液晶的螺旋結(jié)構(gòu)相反，分別僅反射左旋偏振光和右旋偏振光。
[0014]優(yōu)選的，在所述短邊膽留型液晶陣列中，內(nèi)部排列的膽留型液晶分為兩個(gè)組，兩組膽甾型液晶的螺旋結(jié)構(gòu)相反，分別僅反射左旋偏振光和右旋偏振光。
[0015]優(yōu)選的，所述長(zhǎng)邊和短邊紅外發(fā)射管為紅外二極管或紅外激光器，也可以選擇其它具有低發(fā)散角特性的紅外發(fā)射元件。
[0016]本實(shí)用新型的第二種技術(shù)方案為:
[0017]一種液晶陣列型紅外觸摸屏，包括觸摸屏外框、一個(gè)長(zhǎng)邊紅外發(fā)射管、一個(gè)反射鏡、長(zhǎng)邊和短邊紅外探測(cè)器陣列、長(zhǎng)邊和短邊膽留型液晶陣列及掃描電壓控制裝置，其中
[0018]所述觸摸屏外框一條長(zhǎng)側(cè)邊設(shè)有長(zhǎng)邊紅外發(fā)射管和長(zhǎng)邊膽留型液晶陣列，所述長(zhǎng)邊紅外發(fā)射管位于所述長(zhǎng)側(cè)邊的一端，相鄰的短側(cè)邊上設(shè)有短邊膽留型液晶陣列；膽甾型液晶陣列內(nèi)的膽留型液晶螺距相同且沿其所在邊的方向順次排列；所述長(zhǎng)邊紅外發(fā)射管射出的紅外線(xiàn)沿長(zhǎng)側(cè)邊方向入射至長(zhǎng)邊膽留型液晶陣列；在所述長(zhǎng)側(cè)邊的另一端設(shè)置反射鏡，所述反射鏡將長(zhǎng)側(cè)邊中透射后出射的紅反射后沿短側(cè)邊入射短邊膽留型液晶陣列；入射紅外線(xiàn)均沿膽留型液晶排列方向透射，反射光均平行于相鄰邊且指向觸摸屏外框內(nèi)側(cè)；在長(zhǎng)邊膽留型液晶陣列對(duì)側(cè)設(shè)有長(zhǎng)邊紅外探測(cè)器陣列；在短邊膽留型液晶陣列對(duì)側(cè)設(shè)有短邊紅外探測(cè)器陣列；紅外探測(cè)器陣列中的紅外探測(cè)器一一對(duì)應(yīng)于對(duì)側(cè)邊上膽留型液晶的反射光路；所述掃描電壓控制裝置連接長(zhǎng)邊膽留型液晶陣列和長(zhǎng)邊膽留型液晶陣列，對(duì)各個(gè)膽甾型液晶分別施加掃描電壓。
[0019]本實(shí)用新型技術(shù)方案所用到的原理是膽留型液晶P態(tài)與H態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)變。膽甾型液晶的狀態(tài)依據(jù)施加電壓的不同有三種形式:平面織構(gòu)態(tài)(P態(tài))、焦錐織構(gòu)態(tài)(Fe態(tài))和垂直織構(gòu)態(tài)(H態(tài))。其中P態(tài)具有Bragg反射特性，反射與膽留型液晶螺旋結(jié)構(gòu)相同的旋光；FC態(tài)呈現(xiàn)散射狀態(tài)；H態(tài)光可以完全透過(guò)。三種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換方式如圖2所示。其中P態(tài)和FC態(tài)之間可以互相轉(zhuǎn)換，F(xiàn)C態(tài)和H態(tài)之間可以互相轉(zhuǎn)換，而P態(tài)和H態(tài)之間只能由H態(tài)向P態(tài)轉(zhuǎn)換。當(dāng)給P態(tài)施加的電壓V > Vrc時(shí)，P態(tài)轉(zhuǎn)換為FC態(tài)，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為幾毫秒，當(dāng)給P態(tài)施加的電壓V > Vh時(shí)，P態(tài)轉(zhuǎn)換為H態(tài)，其轉(zhuǎn)換時(shí)間也為幾毫秒；當(dāng)液晶處于H態(tài)，快速降低電壓時(shí)，在不到Ims的時(shí)間內(nèi)