基于直下式miniLED背光模组的触摸显示屏的制作方法

基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏
技术领域
1.本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏。


背景技术：

2.近来，诸如键盘、鼠标、轨迹球、操纵杆、数字化器这样的各种输入装置用于实现用户与家用电子设备或者各类信息通信设备之间的交互。然而，如上所述输入装置造成要学习输入装置的使用的不便并且需要额外的操作空间，这使得难以提高产品的完整性。因此，对具有简便接口并且能够降低由于错误输入所造成的故障的输入装置的需要日益增长。根据这种需要，已开发了接收用户通过利用他或她的手或者笔与屏幕直接交互的输入信息的触摸屏面板。触摸屏可以包括触摸传感器面板，该面板可以是具有触敏表面的透明面板，以及诸如液晶显示器(lcd)、发光二极管(led)显示器或有机发光二极管(oled)的显示设备)可以部分或完全位于面板后面的显示器，以便触敏表面可以覆盖显示设备的至少一部分可视区域。常规的触摸屏结构自下而上包括背光模组100，lcd显示屏101，触控模组102，和玻璃盖板103。例如中国专利cn103279244b cn102339181a，触控模组102基板由一个单层有机玻璃作为衬底，在有机玻璃的上下外表面分别均匀地锻上一层透明导电薄膜，从而形成自上而下的三层结构：上导电层，不导电的玻璃衬底，和下导电层。上导电层是屏蔽层，起到屏蔽内部电气信号的作用。下导电层是整个触控屏的关键部分，四个角或四条边上有直接的引线，负责触控点位置的检测。触摸屏可以允许用户通过在通常由显示设备显示的用户界面(ui)指示的位置处使用手指、触笔或其他物体触摸传感器面板来执行各种功能。通常，当手指触摸在导电的玻璃盖板103上时，由于人体电场，用户和触摸屏表面形成以一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流，从而感应电容(手指与上导电层)和寄生电容(上下上导电层之间)。通过感应电容和寄生电容变化，可以识别触摸传感器面板上的触摸和触摸位置，然后计算系统可以根据触摸时出现的显示来解释触摸，然后可以执行一个或多个基于触摸的动作。触控模组102设置在lcd显示屏101的出光面上，在一定程度上影响了触摸屏的亮度。
3.在某些触摸感应系统的情况下，不需要在显示器上进行物理触摸来检测触摸。例如美国专利us6323846b1和us8046721b2，在一些电容式触摸传感系统中，用于检测触摸的边缘电场可以延伸到显示器的表面之外，并且可能在表面附近检测到接近表面的物体，而实际上并未触摸表面。电容式触摸传感器面板可以由透明、半透明或不透明的导电板矩阵形成，这些导电板由诸如氧化铟锡(ito)之类的材料制成。在一些示例中，导电板可由其他材料形成，包括导电聚合物、金属网格、石墨烯、纳米线(例如，银纳米线)或纳米管(例如，碳纳米管)。如上所述，部分电容式触摸传感器面板可以覆盖在显示器上以形成触摸屏，部分是由于它们的基本透明度。一些触摸屏可以通过将触摸感测电路至少部分地集成到显示像素叠层(即，形成显示像素的叠层材料层)中来形成。在某些情况下，用于感应触摸传感器面板上的触摸节点电极与包含触摸传感器面板的设备的其他组件之间可能存在寄生电容
(stray capacitance)，这些组件可以参考接地(也在此称为设备接地)。这些寄生电容会在触摸传感器面板的触摸输出中引入误差和/或偏移。因此，减少或消除此类寄生或杂散电容是有益的。
4.然而，当通过将触摸屏面板应用于显示面板上来制造具有触摸屏面板的显示装置时，触摸屏面板和显示面板通常由不同的制造商制造。换句话说，因为分别制造包括用于触摸屏面板的驱动电路的电路板和用于显示面板的驱动电路的电路板，所以出现了将两个面板组合成单个面板的集成问题。
5.另外，为了在显示面板、触摸屏面板和主系统之间进行通信，需要用于显示面板的低压差分信号(lvds)电缆和用于触摸屏面板的通用串行总线(usb)电缆。


技术实现要素：

6.本发明主要解决的技术问题是提供一种基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏。该触摸显示屏包括自上而下依次堆叠设置的玻璃盖板、lcd显示面板和直下式mini led背光模组。所述直下式mini led背光模组包括直下式mini led灯板，mini led驱动电路，感测装置。所述感测装置包括多个x电极和多个y电极，所述多个x电极分布在第一平面，所述多个y电极分布在第二平面。所述感测装置对所述玻璃盖板与用户手指之间的接近度变化所带来的x电极和y电极之间的电容变化敏感。所述mini led驱动电路根据所述电容变化调节所述直下式mini led灯板的发光。
7.本发明的感测装置设置在直下式mini led背光模组上，避免了其设置在lcd显示面板的出光面上而造成的亮度损失和分辨率精度损失。
8.本发明的基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏便于拼接形成更大尺寸的触摸显示屏。传统拼接型的触摸显示屏需要整体贴合触控模组，一方面，其工艺复杂；另一方面，触控模组需要高度平整地贴合在lcd显示面板上，因此容错率低；还有一方面，触控模组还会对显示效果有影响。本发明的感测装置直接设置在直下式mini led背光模组上，而不是贴合在lcd显示面板上，避免了传统拼接型的显示屏因需要后期贴合触控模组造成的上述问题，简化了生产工艺，也降低了生产成本。
9.本发明的感测装置设置在直下式mini led背光模组上，减少了现有技术中单独设置的触控模组，实现触摸屏显示模组的集成。感测装置通过对玻璃盖板与用户手指之间的接近度变化所带来的x电极和y电极之间的电容变化敏感，实现触控功能。同时，具有触控功能的直下式mini led背光模组与lcd显示面板分离，简化了生产工艺。另外，因为不需要在lcd显示面板上设置触控模组，本发明的触摸屏显示屏可以达到厚度减薄的效果。
10.在一个优选的实施例中，直下式mini led背光模组还包括反射罩，其设置在所述直下式mini led灯板上；所述反射罩包括多个上下开口的反射杯结构，mini led光源周期设置于反射杯的开口中，所述反射罩将所述mini led光源的部分配光向所述直下式mini led背光模组的显示面的一侧反射。
11.在一个优选的实施例中，所述x电极和y电极分别设置在所述反射罩的入光侧和出光侧。
12.在一个优选的实施例中，所述x电极和y电极分别设置在所述直下式mini led灯板上和所述反射罩的入光侧。
13.在一个优选的实施例中，所述直下式mini led灯板设置有封装层，所述x电极和y电极分别设置在所述直下式mini led灯板的基板上和所述封装层的顶部。
14.在一个优选的实施例中，所述触摸显示屏还包括：lcd显示面板驱动，所述lcd显示面板驱动形成在所述直下式mini led背光模组的后表面的一部分上，并且包括用于驱动所述显示面板的多个显示面板驱动电路；感测装置驱动，所述感测装置驱动形成在所述直下式mini led背光模组的后表面的一部分上，与所述显示面板驱动相邻，并且包括用于驱动所述触摸面板的多个触摸屏面板驱动电路；所述mini led驱动电路形成在所述直下式mini led背光模组的后表面的一部分上，与所述lcd显示面板驱动相邻，并且包括用于驱动所述直下式mini led背光模组的多个直下式mini led背光模组驱动电路；以及连接器，所述连接器形成在所述lcd显示面板驱动上，并且包括与至少一个所述lcd显示面板驱动相连的第一连接器、与至少一个所述感测装置驱动相连的第二连接器以及与至少一个所述mini led驱动电路相连的第三连接器。
15.在一个优选的实施例中，所述mini led驱动电路根据所述电容变化调节所述直下式mini led灯板的发光包括：判断所述电容变化的区域；识别所述电容变化的区域对应的mini led；控制对应的mini led的开关。
附图说明
16.本发明及其优点将通过研究以非限制性实施例的方式给出，并通过所附附图所示的特定实施方式的详细描述而更好的理解，其中：
17.图1是现有技术的触摸显示屏的爆炸视图。
18.图2是本发明实施例1的基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏的爆炸视图。
19.图3是本发明实施例1的直下式mini led背光模组的爆炸视图。
20.图4是本发明实施例1的反射罩的立体视图。
21.图5是本发明实施例1的基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏的截面视图。
22.图6是本发明实施例1的基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏的工作原理示意图。
23.图7是本发明实施例1的驱动连接示意图。
24.图8是本发明实施例2的基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏的截面视图。
25.图9是本发明实施例2的基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏的工作原理示意图。
26.图10是本发明实施例3的基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏的截面视图。
27.图11是本发明实施例3的基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏的工作原理示意图。
28.图12是本发明实施例4的基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏的截面视图。
29.图13是本发明实施例4的基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏的工作原理示意图。
30.图14是本发明实施例5的电极设置在反射罩上的平面视图。
具体实施方式
31.请参照附图中的图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本发明的原理是以实施在一适当的环境中来举例说明。以下的说明是基于所示例的本发明的具体实施例，其不应被视为限制本发明未在此详述的其它具体实施例。
32.本说明书所使用的词语“实施例”意指用作实例、示例或例证。此外，本说明书和所附权利要求中所使用的冠词“一”一般地可以被解释为意指“一个或多个”，除非另外指定或从上下文清楚导向单数形式。
33.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”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。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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。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。
35.此外，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
37.实施例1
38.首先，通过图2至图7，就本发明的实施例1的基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏进行说明。依照本发明实施例1之基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏，如图2所示，本发明主要解决的技术问题是提供一种触摸显示屏，该触摸显示屏包括自上而下依次堆叠设置的玻璃盖板201、lcd显示面板202和直下式mini led背光模组203。图3是本发明实施例1的直下式mini led背光模组203的爆炸视图，所述直下式mini led背光模组203包括自下而上依次堆叠设置的直下式mini led灯板2031，反射罩2032和光学膜片2033。所述反射罩2032设置在所述直下式mini led灯板2031上；如图4所示，所述反射罩2032包括多个上下开口20322的反射杯20321结构，mini led光源20311周期设置于反射杯的开口20322中，所述反射罩2032将所述mini led光源20311的部分配光向所述直下式mini led背光模
组203的显示面的一侧反射。
39.所述直下式mini led背光模组203上设置有mini led驱动电路2034，感测装置2035。所述mini led驱动电路2034设置在直下式mini led灯板2031的背面。如图5所示，所述感测装置2035包括多个x电极20351和多个y电极20352，所述多个x电极20351分布在第一平面，所述多个y电极20352分布在第二平面。所述x电极20351和y电极20352分别设置在所述直下式mini led灯板2031上和所述反射罩2032的入光侧。所述x电极和y电极采用喷墨打印导电银浆、印刷金属网格或者电镀在直下式mini led灯板2031上和反射罩2032上。所述反射罩2032是吸塑形成的，也可以是注塑成型的。所述反射罩2032可以是高反射性的金属材质，也可以是高反射性的高分子材质。
40.所述感测装置2035对所述玻璃盖板201与用户手指之间的接近度变化所带来的x电极20351和y电极20352之间的电容变化敏感。所述感测装置2035的感应电容采用的是投射电容式原理。如图6所示，所述感测装置2035工作时：所述x电极20351作为驱动电极，用于发射驱动信号的天线；所述y电极20352即接收电极作为信号的接收天线。驱动信号(wave signal)从发射天线输出，经过所述x电极20351和所述y电极20352垂直交叉点处的寄生互电容，到达接收天线，被所述感测装置2035的接收器(receiver)回收。当手指靠近电极交叉点时，手指会对交叉点的电场产生干扰即产生电容变化，造成接收信号强度的变化。所述感测装置2035通过时分的方法依次将驱动信号施加到各个信号发射天线，同时并行扫描各个接收天线的信号，以获取各个所述x电极20351和所述y电极20352交叉点处的信号强度信息，从而得到一个与交叉点互电容相关的图像帧数据，经过对图像帧数据的数据处理可获得整个传感器表面的触摸信息。
41.所述mini led驱动电路2034根据所述电容变化调节所述直下式mini led灯板2031的发光。
42.感测装置2035设置在直下式mini led背光模组203上，一方面减少了现有技术中单独设置的触控模组，特别是占据空间的ito薄膜层，实现触摸屏显示模组的集成；另一方面，mini led驱动电路2034调节所述直下式mini led灯板2031的发光来反馈用户信息，增加交互路径，进而提高触控的精确度。同时，本实施例的触摸屏显示屏可以达到厚度减薄的效果。所述mini led驱动电路2034根据所述电容变化调节所述直下式mini led灯板2031的发光包括：判断所述电容变化的区域；识别所述电容变化的区域对应的mini led；控制对应的mini led的开关。
43.如图7所示，所述触摸显示屏还包括：lcd显示面板驱动300，所述lcd显示面板驱动300形成在所述直下式mini led背光模组203的后表面的一部分上，并且包括用于驱动所述lcd显示面板202的多个显示面板驱动电路；感测装置驱动400，所述感测装置驱动400形成在所述直下式mini led背光模组203的后表面的一部分上，与所述lcd显示面板驱动300相邻，并且包括用于驱动所述触摸面板的多个触摸屏面板驱动电路；所述mini led驱动电路2034形成在所述直下式mini led背光模组203的后表面的一部分上，与所述lcd显示面板驱动300相邻，并且包括用于驱动所述直下式mini led背光模组203的多个直下式mini led背光模组驱动电路；以及连接器，所述连接器形成在所述lcd显示面板驱动上，并且包括与至少一个所述lcd显示面板驱动相连的第一连接器301、与至少一个所述感测装置驱动相连的第二连接器302以及与至少一个所述mini led驱动电路2034相连的第三连接器303。第一连
接器301、第二连接器302和第三连接器303通过一个中央处理器(cpu)500相互连接。
44.具体的，所述mini led驱动电路2034根据所述电容变化调节所述直下式mini led灯板2031的发光包括：感测装置2035判断所述电容变化的区域；中央处理器(cpu)500识别所述电容变化的区域对应的mini led；mini led驱动电路2034控制对应的mini led的开关。感测装置2035与中央处理器(cpu)500共用同一芯片，或者感测装置2035与中央处理器(cpu)500电学信号连接。
45.本实施例的感测装置2035设置在直下式mini led背光模组203上，避免了其设置在lcd显示面板202的出光面上而造成的亮度损失和分辨率精度损失。
46.本实施例的基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏便于拼接形成更大尺寸的触摸显示屏。传统拼接型的触摸显示屏需要整体贴合触控模组，一方面，其工艺复杂；另一方面，触控模组需要高度平整地贴合在lcd显示面板上，因此容错率低；还有一方面，触控模组还会对显示效果有影响。本发明的感测装置2035直接设置在直下式mini led背光模组203上，而不是贴合在lcd显示面板202上，避免了传统拼接型的显示屏因需要后期贴合触控模组造成的上述问题，简化了生产工艺，也降低了生产成本。
47.实施例2
48.请参照图8，是本发明的实施例2的基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏的截面视图。以下仅就实施例2与实施例1的相异之处进行说明，关于相似之处在此不再赘述。
49.实施例2的基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏不设置反射罩。多个x电极21351和多个y电极21352分布在同一平面。感测装置的感应电容采用的是投射电容式原理。如图9所示，感测装置采用互电容式工作原理，x电极21351和y电极21352之间的耦合电场形成的电容对玻璃盖板与用户手指之间的接近度变化敏感，从而改变了电极之间的电容量。检测互电容大小时，横向的电极依次发出激励信号，纵向的所有电极同时接收信号，这样可以得到所有横向和纵向电极交汇点的电容值大小，即整个触摸屏的二维平面的电容大小。根据触摸屏二维电容变化量数据，可以计算出每一个触摸点的坐标。因此，屏上即使有多个触摸点，也能计算出每个触摸点的真实坐标。
50.实施例3
51.请参照图10，是本发明的实施例3的基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏的截面视图。以下仅就实施例3与实施例2的相异之处进行说明，关于相似之处在此不再赘述。
52.如图10所示，多个x电极22351和多个y电极22352分布在不同平面。感测装置的感应电容采用的是投射电容式原理。所述x电极设置在所述直下式mini led灯板的基板上，多个y电极22352设置在直下式mini led背光模组的mini led灯板的封装层的顶部。y电极22352是具有光学透明性质的ito电极。如图11所示，所述x电极22351和所述y电极22352垂直交叉点处产生寄生互电容。当手指靠近电极交叉点时，手指会对交叉点的电场产生干扰即产生电容变化。
53.实施例4
54.请参照图12，是本发明的实施例4的基于直下式mini led背光模组的触摸显示屏的截面视图。以下仅就实施例4与实施例1的相异之处进行说明，关于相似之处在此不再赘述。
55.如图12所示，多个x电极20351和多个y电极20352分布在不同平面。多个x电极20351与多个y电极20352的位置相对应。感测装置的感应电容采用的是投射电容式原理。如图13所示，所述x电极20351和所述y电极20352垂直交叉点处产生寄生互电容。当手指靠近电极交叉点时，手指会对交叉点的电场产生干扰即产生电容变化。
56.实施例5
57.请参照图14，是本发明的实施例5的x电极设置在反射罩上的平面视图。以下仅就实施例5与实施例1的相异之处进行说明，关于相似之处在此不再赘述。
58.多个x电极20351和多个y电极22352分布在不同平面。如图14所示，多个x电极20351设置在开口20322的周围。
59.虽然在上文中已经参考一些实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的各个实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。