TWM619118U - 電磁式數位屏 - Google Patents

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Abstract

本創作提供一種電磁式數位屏，包括電磁輸入模組及背光模組。電磁輸入模組包括基板、隔磁板及觸控層。基板與隔磁板疊設。觸控層設於基板的二相對側表面。背光模組包括複數陣列設於基板的遠離隔磁板的一側表面的光源。

Description

電磁式數位屏
本創作是有關於一種手寫輸入裝置，特別是關於一種電磁式手寫輸入裝置。
液晶顯示裝置是一種透光型顯示裝置，主要由背光模組和液晶顯示面板疊設而成，如圖1所示。當液晶顯示面板11工作時，需要背光模組13提供光線透過液晶顯示面板11以顯示畫面。
背光模組13包括光源131和導光裝置133。光源131產生光線，經導光裝置133導引至液晶顯示面板11，透過液晶顯示面板11後，進而射入人眼呈現顯示畫面。
根據光源131相對導光裝置133的位置關係，背光模組分為側光式背光模組和直下式背光模組，分別如圖2a和圖2b所示。
如圖2a所示，已知技術的一種側光式背光模組中，側光式背光模組23包括線光源231和導光板233，線光源231設於導光板233側面，如：線光源231為冷陰極螢光管(CCFL)或者燈條(Light Bar)。線光源231發光產生光線，自導光板233的側面進入導光板233，經由導光板233的導引後從出光面側射出，將線光源231轉換為光強分佈均勻的面光源。
在上述側光式背光模組23中，光源231為常亮態線光源，即：線光源231接收恒定的驅動電壓，並產生均勻一致的光強。線光源231持續提供額定光強至液晶顯示面板21。
但是，上述側光式背光模組23存在如下缺陷：因為線光源231是冷陰極螢光管，且設於導光板233的側面，其輸出的發光效率是恒定的驅動電壓，因此對於液晶顯示面板顯示畫面難以動態調整背光的發光效率，更無法將背光模組劃分為小區域動態控制。
如圖2b所示，已知技術另一種採用直下式背光模組的液晶顯示裝置。光源331包括多個陣列設置的點光源，點光源為發光二極體，導光裝置333是多片疊設的光學膜片。光學膜片疊設於陣列點光源331上。當點光源331工作時，其產生光束直接通過導光裝置333傳輸至液晶顯示面板31以顯示畫面。
根據實際顯示需要，為動態調整不同區域的顯示亮度，已知技術將多個點光源331分區域劃分設置，針對不同的顯示區域，設置動態點光源驅動方案，基於每一幀(frame)視訊訊號的顯示需求，對應調整不同區域的灰階資訊給背光模組，背光模組不同區域的點光源在不同的動態驅動電壓調整下，動態輸出發光，即：區域調光(Local Dimming)渲染技術。
在上述直下式背光模組中，點光源為LED，LED的發光效率對應不同的驅動電壓信號。
另一方面，已知技術的電磁式數位屏是將電磁板和液晶顯示裝置整合在一起形成一體化側發光結構。如圖3所示，電磁板40疊設於背光模組 33的外側，其中液晶顯示面板31的圖像顯示和電磁板40的觸控輸入是同時進行的。側發光結構無法實現背光的動態調整，且成本較高。
在此工作模式下，液晶顯示面板31的驅動信號不可避免地會對電磁板40的觸控(Touch)掃描信號產生幹擾，引起觸控的感應量增大，即報點率(report rate)明顯減少，同時觸控感測器層(Touch sensor)距離背光模組33的光源的距離變近，顯示畫面時，背光模組33的光源驅動信號仍然對電磁板的觸控掃描信號有較大影響，以至於影響電磁板40的實際報點率。
因此，急需提供一種新結構的電磁式數位屏來解決上述問題。
有鑑於此，本創作提供一種減少幹擾、相容性佳、報點率高的電磁式數位屏。
本創作的一實施例提供一種電磁式數位屏包含電磁輸入模組和背光模組，電磁輸入模組具有相互疊設的基板、隔磁板及觸控層。背光模組具有複數光源，這些光源陣列設於觸控層的一側表面。
一實施例中，光源與觸控層同層設置。
一實施例中，觸控層具有多個陣列設置的行天線、列天線，光源夾設於位於基板一側表面的相鄰天線之間，光源與隔磁板分別位於基板的二相對側的表面。
一實施例中，光源為點光源或者線光源，點光源陣列設於天線之間，且天線與光源相互絕緣。
一實施例中，基板為多層電路板，點光源封裝於基板表面，天線印刷於基板表面。
一實施例中，點光源為發光二極體，線光源為冷陰極螢光管或者燈條。
一實施例中，電磁式數位屏還包含背板，用以收容背光模組和電磁輸入模組。
一實施例中，電磁式數位屏還包含導光模組，該導光模組包括至少一光學膜材，該光學膜材疊設於背光模組的遠離隔磁板的一側。
一實施例中，電磁式數位屏還包含顯示模組、上殼和下殼，顯示模組疊設於導光模組的遠離隔磁板的一側，上殼和下殼配合圍成一收容空間以收容顯示模組、導光模組、背光模組、電磁輸入模組及背板。
一實施例中，電磁式數位屏的背光模組還具有一光源驅動板，電磁式數位屏的電磁輸入模組還具有一手寫控制板，當光源驅動板產生驅動信號驅動光源動態調整亮度，則手寫控制板控制觸控層處於非接收信號狀態；當光源驅動板產生驅動信號驅動光源恆定穩態工作，則手寫控制板控制觸控層處於接收信號狀態。
由以上技術方案可見，本創作提供的電磁式數位屏和驅動方法具有以下有益效果：本創作的電磁式數位屏的電磁輸入模組選擇在背光模組的光源驅動板產生恆定驅動信號的週期內，手寫控制板控制觸控層處於信號接收狀態，避免背光模組對電磁輸入模組的幹擾。基於此，在滿足電磁輸入模組未被幹擾的前提下，將點光源與觸控層設於基板的同側表面，將背光模組與電磁輸入模組整合成一體結構，減少元件，方便組裝，使得整體結構更加緊密，進一步降低電磁式數位屏的整體厚度，更加輕薄。
11,21,31:液晶顯示面板
13,23,33:背光模組
131,331:光源
231:線光源
331:點光源
133:導光裝置
233:導光板
333:光學膜片
40:電磁板
50:電磁式數位屏
51:上殼
53:顯示模組
531:液晶顯示面板
533:顯示驅動板
535:動態調光控制板
55:導光模組
551:導光板
553:光學膜材
56:背光模組
561:點光源
563:光源驅動板
57:電磁輸入模組
571:手寫控制板
573:基板
575:隔磁板
577:觸控層
5771:天線
58:背板
59:下殼
為了更清楚地說明本創作實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的圖示作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的圖示僅僅是本創作中記載的一些實施例，對於所屬技術領域的技術人員來講，還可以根據這些圖示獲得其他的圖示。
圖1是已知技術的液晶顯示裝置的立體分解結構示意圖；圖2a與圖2b分別已知技術的側光式背光模組與直下式背光模組的立體分解結構示意圖；圖3是已知技術的電磁式數位屏的結構示意圖；圖4是本創作一實施例所揭示的電磁式數位屏的立體分解結構示意圖；圖5是圖4所示電磁式數位屏的電磁輸入模組的立體分解示意圖；圖6是圖4所示電磁式數位屏的工作原理方塊圖；圖7是圖4所示電磁輸入模組的側面剖視圖；圖8是圖4所示電磁輸入模組的平面示意圖。
為了使所屬技術領域的通常知識者更好地理解本創作各實施例中的技術方案，下面將結合各實施例中的圖示，對本創作各實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是一部分實施例，而不是全部的實施例。所屬技術領域的通常知識者基於所揭示的實施例，所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本創作的保護範圍。
下面結合本創作各實施例的圖示進一步說明本創作具體實現。
請結合參閱圖4和圖5，其中圖4是本創作一實施例所揭示電磁式數位屏的立體分解結構示意圖，圖5是圖4所示電磁式數位屏的電磁輸入模組的 立體分解示意圖。電磁式數位屏50包括上殼51、顯示模組53、導光模組55、背光模組56、電磁輸入模組57、背板58及下殼59。上殼51配合下殼59圍成收容空間以收容顯示模組53、導光模組55、背光模組56、電磁輸入模組57及背板58。沿著自上殼51至下殼59的方向，顯示模組53、導光模組55、電磁輸入模組57及背板58依次疊設。背光模組56整合設於電磁輸入模組57。
請結合參閱圖6，圖6是圖4所示電磁式數位屏的工作原理方塊圖。顯示模組53包括液晶顯示面板531及顯示驅動板533，顯示驅動板533產生驅動訊號驅動顯示面板531顯示畫面。
導光模組55導引光束穿過顯示模組53，照亮液晶顯示面板531以顯示畫面。導光模組55包括導光板551、至少一光學膜材553及膠框(圖未示)。光學膜材553疊設於導光板551表面。膠框支撐固持導光板551和光學膜材553。
背光模組56臨近導光模組55的導光板551側設置。背光模組56包括多個點光源561和光源驅動板563。點光源561是發光二極體，多個點光源561陣列設置。光源驅動板563與點光源561對應電連接，並產生控制信號驅動點光源561的工作狀態。在本實施例中，點光源561按區域劃分為多個區塊，每一區塊對應液晶顯示面板531顯示內容的局部灰階，來調整該區域的明暗度，以達到節能、增強畫質的目的。
具體而言，針對每一幀顯示畫面的顯示信號，提供動態調光控制板535，動態調光控制板535接收來自液晶顯示面板531的圖像幀信號、控制信號、電源信號，處理後得到的每一區域的灰階資訊，並產生動態控制調光信號，傳輸至光源驅動板563。光源驅動板563根據動態調光控制板535產生的動 態控制調光信號對應驅動點光源561工作。在此過程中，多個點光源561基於顯示幀畫面的顯示需要，動態輸出不同強度的光強，以達到節能、增強畫質對比度的目的。
電磁輸入模組57包括手寫控制板571、基板573、隔磁板575及觸控層577。隔磁板575與基板573疊設。觸控層577包括陣列設置的列天線和行天線，行天線和列天線分設於基板573的二相對側表面。點光源561陣列設於基板573的鄰近導光板551以及遠離隔磁板575的側表面，且與觸控層577的其中一側天線位於同側表面。這些點光源561和觸控層577同層設置。點光源561與隔磁板575分別位於基板573的二相對側表面。手寫控制板571與觸控層577對應電連接，並輸出控制信號控制觸控層577的書寫工作狀態信號。此外，光學膜材553疊設於背光模組56的遠離隔磁板575的一側，顯示模組53疊設於導光模組55的遠離隔磁板575的一側。
再請結合參閱圖7及圖8，其中圖7是圖4所示電磁輸入模組57的側面剖視圖，圖8是圖4所示電磁輸入模組57的平面示意圖。在基板573的表面，多個點光源561陣列設置。觸控層577包括多個陣列設置於基板573表面的天線5771，於基板573的一側表面，相鄰的天線5771間隔設置，點光源561夾設於相鄰天線5771之間，即點光源561與天線5771依次間隔設置。沿天線5771延伸方向，點光源561平行於天線5771的延伸方向陣列；沿垂直於天線5771延伸方向，點光源561均勻間隔設置。基板573表面設置多個點光源驅動電極，分別與點光源561電連接。同時，基板573表面的天線5771是採用銅箔覆設於基板573形成觸控層577。點光源561與天線5771位於同一表面，且相互絕緣間隔設 置。基板573為多層電路板，點光源561封裝於基板573的表面，天線5771印刷於基板573的表面。
如圖5所示，背板58是一具收容空間的鋁材金屬外殼，設於隔磁板575的外側。背板58配合膠框圍成收容空間收容並固持電磁輸入模組57、背光模組56及導光模組55。
下殼59與上殼51一致，均採用塑膠材料加工而成，下殼59與上殼51通過卡合結構組裝。當然，二者還可以是通過螺釘等其他方式對應鎖合固定。上殼51和下殼59配合圍成一收容空間收容顯示模組53、導光模組55、背光模組56、電磁輸入模組57及背板58。
當組裝電磁式數位屏50時，其包括如下步驟：首先，提供基板573，將隔磁板575與基板573疊設，觸控層577的列天線和行天線分別設於基板573的二相對側表面；其次，提供點光源561陣列設於基板573的一側表面，並與觸控層577同層，其中，點光源561夾設於觸控層577的天線5771之間，並與天線相互絕緣、間隔設置，使得背光模組56與電磁輸入模組57整合組裝在一起；再者，提供背板58和膠框，背板58和膠框組合圍成收容空間，自上而下依次收容光學膜材553、導光板551、點光源561、基板573、隔磁板575於收容空間內；接著，提供顯示模組53蓋設於膠框遠離背板58的側表面；最後，提供上殼51和下殼59，二者卡合組裝收容顯示模組53、導光模組55、背光模組56、電磁輸入模組57及背板58，形成整體結構；至此，完成電磁式數位屏50的組裝。
在本實施例中，當光源驅動板563產生驅動信號驅動點光源561動態調整亮度，則手寫控制板571控制觸控層577處於非接收信號狀態；當光源驅動板563產生驅動信號驅動點光源561恆定穩態工作，則手寫控制板571控制觸控層577處於接收信號狀態。
相較於已知技術，本創作的電磁式數位屏50的電磁輸入模組57選擇在背光模組56的光源驅動板563產生恆定驅動信號的週期內，手寫控制板571控制觸控層577處於信號接收狀態，避免背光模組56對電磁輸入模組57的幹擾。基於此，在滿足電磁輸入模組57未被幹擾的前提下，將點光源561與觸控層577設於基板573的同側表面，整合背光模組56與電磁輸入模57組成一體結構，減少元件，方便組裝，使得整體結構更加緊密，進一步降低電磁式數位屏50的整體厚度，更加輕薄。
當電磁式數位屏50工作時，顯示驅動板533產生驅動信號驅動液晶顯示面板531實施行和列掃描，即：行同步信號H-SYNC和場同步信號V-SYNC。行同步信號H-SYNC是代表行掃描結束的輔助信號，隨行空白(blank)期間發送。場同步信號V-SYNC是代表當前幀畫面掃描結束的輔助信號，隨場空白(blank)期間發送。在顯示每一幀畫面時，當液晶顯示面板531接收到行同步信號時，顯示驅動板533換行驅動顯示；當液晶顯示面板531接收到場同步信號時，顯示驅動板533換幀驅動顯示。其中，當行場同步信號及手寫接收同步信號發送期間，即：空白(blank)期間，液晶顯示面板531未接收驅動信號，對應的，不會產生幹擾信號幹擾電磁輸入模組57的信號接收；反之，當液晶顯示面板531接收驅動信號期間，即：處於非空白(blank)期間，則液晶顯示面板531接收驅動信號對電磁輸入模組57的信號接收產生幹擾，影響上報率。
手寫控制板571接收來自顯示驅動板533的行同步信號H-SYNC和場同步資訊號V-SYNC。同時手寫控制板571產生控制信號控制該觸控層577的天線5771處於發射狀態、接收狀態或者處理狀態。對應的，當手寫控制板571控制天線5771處於接收狀態時，顯示驅動板533的行同步信號和場同步資訊號處於空白(blank)期間。也就是說，當天線5771處於接收狀態時，液晶顯示面板531處於空白(blank)期間，未接收顯示驅動信號，或者說，當天線5771處於發射狀態或者處理狀態時，顯示驅動板533驅動液晶顯示面板531顯示，當天線5771處於接收狀態時，顯示驅動板533的行場同步信號和列場同步資訊號處於空白(blank)期間。
鑒於顯示驅動板533驅動液晶顯示面板531顯示的過程中，對應產生動態的驅動電壓信號，該電壓信號對於觸控層577的天線5771書寫信號的接收有串擾(crosstalk)，影響觸控層577的上報率，因此，在本創作實施例中，設置觸控層577的天線5771接收信號期間，液晶顯示面板531處於接收行場同步信號和列場同步資訊號的空白(blank)期間，提高電磁輸入模組57的上報率和精確度，減少驅動信號的串擾。
另一方面，當電磁式數位屏50工作時，為提高顯示幀畫面的動態渲染對比度，顯示驅動板533同步產生驅動信號至光源驅動板563，光源驅動板563根據接收到的亮度動態調整信號對應產生動態驅動電流信號，以驅動點光源561在設定的驅動電流下發光，實現對背光的局部動態調整，提高顯示幀畫面的動態渲染對比度。在此過程中，點光源561的驅動信號處於動態變化過程，因此，其對電磁輸入模組57的接收信號產生串擾。
對應的，手寫控制板571接收來自顯示驅動板533的亮度動態調整信號，並控制觸控層577的天線5771處於非接收信號狀態。也就是說，當觸控層577的天線5771處於接收信號狀態時，則光源驅動板563產生恆流或者恆壓驅動信號驅動點光源561發光；反之，當光源驅動板563產生動態電流或者動態電壓驅動信號驅動點光源561發光時，觸控層577的天線5771處於非接收信號狀態，即：發射狀態或者處理狀態。
在本實施例中，液晶顯示面板531在接收驅動信號過程中，會因為驅動信號的幹擾，影響電磁輸入模組57的信號接收。另一方面，為提高顯示畫面的動態對比度，背光模組56根據所接收到的驅動信號動態調整發光強度，實現對顯示畫面的動態亮度調整。其中在點光源561的動態調整過程中，會因為點光源561的驅動電壓或者驅動電流的動態變化，影響電磁輸入模組57的信號接收。
針對上述液晶顯示面板531的幹擾，本創作的電磁輸入模組57的手寫控制板571接收顯示驅動板533的行同步信號和場同步信號，並對應控制觸控層577處於接收信號狀態。鑒於顯示驅動板533的行場同步信號在空白(blank)期間發送，所以液晶顯示面板531未對觸控層577的信號接收產生幹擾，提高上報率和相容性，減少幹擾。
針對背光模組56的動態發光調整幹擾，本創作的電磁輸入模組57的手寫控制板571接收光源驅動板563的驅動信號動態調整發光強度，並對應控制觸控層577處於非接收信號狀態。鑒於光源驅動板563的驅動信號動態調整發光強度會幹擾該電磁輸入模組57的信號接收，所以調整觸控層577的天線5771處於非接受信號狀態；對應在光源驅動板563的驅動信號處於恆定狀態 時，調整觸控層577的天線5771處於接受信號狀態，避免幹擾，提高相容性和上報率。
作為上述實施例的進一步改進，背光模組56的動態調整，可以是整體的亮度調整(Global Dimming)，也可以是局部的亮度調整(Local Dimming)。對於本領域通常知識者而言，因為動態的電流信號或者電壓信號會產生幹擾磁場，因此凡是採用手寫控制板571對應控制觸控層577處於非接收信號狀態，以避免點光源561的動態調整驅動信號造成對觸控層577對信號接收影響的思路，皆屬於本創作的創作宗旨。
進一步的，背光模組56的光源不僅僅局限于點光源561，其還可以是陣列設置的線光源。當然，導光模組55的導光板551也可以根據實際顯示的需要對應刪減。
進一步的，背光模組56還可以與觸控層577非設於同一層，因為觸控層577接收輸入信號於空白(blank)期間，所以如果背光模組56恆定電壓或者電流信號驅動光源工作，則觸控層577不會受到背光模組驅動信號的幹擾，那麼觸控層577與背光模組56之間的相對位置不受影響。
相較於已知技術，本創作提供的電磁式數位屏50中，其通過手寫控制板571根據液晶顯示面板531的行場同步信號的空白(blank)期間，或者背光模組56的光源動態調整期間，對應產生控制信號控制該觸控層577處於信號接收狀態或者非信號接收狀態，以避免液晶顯示面板531、背光模組56對觸控層577的幹擾，提高相容性和上報率。
以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的模組可以是或者也可以不是物理上分開的，作為模組顯示的部件可 以是或者也可以不是物理模組，即可以位於一個地方，或者也可以分佈到多個網路模組上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模組來實現所有實施例方案的目的。所屬技術領域的通常知識者在不付出創造性的勞動的情況下，即可以理解並實施。
最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本創作實施例的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本創作進行了詳細的說明，所屬技術領域的通常知識者應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本創作各實施例技術方案的精神及範圍。
50:電磁式數位屏
51:上殼
53:顯示模組
531:液晶顯示面板
533:顯示驅動板
535:動態調光控制板
55:導光模組
551:導光板
553:光學膜材
56:背光模組
561:點光源
563:光源驅動板
57:電磁輸入模組
571:手寫控制板
573:基板
575:隔磁板
577:觸控層
5771:天線
58:背板
59:下殼

Claims (10)

  1. 一種電磁式數位屏，包含： 一電磁輸入模組，具有基板、隔磁板及觸控層，該基板與該隔磁板疊設，該觸控層設於該基板的二相對側表面；及 一背光模組，具有複數光源，該些光源陣列設於該基板的遠離該隔磁板的一側表面。
  2. 如請求項1所述的電磁式數位屏，其中，該些光源與該觸控層同層設置。
  3. 如請求項2所述的電磁式數位屏，其中，該觸控層具有多個陣列設置的行天線及列天線，該些行天線與該些列天線分設於該基板的二相對側表面，該些光源夾設於位於該基板一側表面的相鄰的該些天線之間，該些光源與該隔磁板分別位於該基板的二相對側的表面。
  4. 如請求項3所述的電磁式數位屏，其中，該些光源為點光源或者線光源，該點光源陣列設於該些天線之間，且該些天線與該些光源相互絕緣。
  5. 如請求項4所述的電磁式數位屏，其中，該基板為多層電路板，該點光源封裝於該基板的表面，該天線印刷於該基板的表面。
  6. 如請求項4所述的電磁式數位屏，其中，該點光源為發光二極體，該線光源為冷陰極螢光管或者燈條。
  7. 如請求項1所述的電磁式數位屏，還包含一背板，該背板收容該背光模組和該電磁輸入模組。
  8. 如請求項7所述的電磁式數位屏，還包含一導光模組，該導光模組具有至少一光學膜材，該光學膜材疊設於該背光模組的遠離該隔磁板的一側。
  9. 如請求項8所述的電磁式數位屏，還包含一顯示模組、一上殼及一下殼，該顯示模組疊設於該導光模組的遠離該隔磁板的一側，該上殼和該下殼配合圍成一收容空間以收容該顯示模組、該導光模組、該背光模組、該電磁輸入模組及該背板。
  10. 如請求項1所述的電磁式數位屏，其中，該背光模組還具有一光源驅動板，該電磁輸入模組還具有一手寫控制板，當該光源驅動板產生驅動信號驅動該些光源動態調整亮度，則該手寫控制板控制該觸控層處於非接收信號狀態；當該光源驅動板產生驅動信號驅動該些光源恆定穩態工作，則該手寫控制板控制該觸控層處於接收信號狀態。
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