CN100507663C - 单一单元液晶显示器触摸板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单一单元液晶显示器触摸板及其制造方法。该单一单元液晶显示器触摸板包括背光单元、在背光单元上的液晶显示板、在液晶显示板上的触摸板和用于屏蔽在触摸板的横向侧的光泄漏的侧壁。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示器件，特别涉及单一单元液晶显示器触摸板(single unit liquid crystal display touch panel)及其制造方法。
尽管本发明适用于宽范围的应用，但是本发明特别适用于防止光从液晶触摸板的横向侧泄漏出来。
背景技术
触摸板已经广泛地用于给显示器件的显示表面输入信号而不需要辅助输入装置(如遥控器)。就是说，触摸板被安装在用于电子笔记本、液晶显示器件(LCD)、等离子体显示板(PDP)和电致发光(EL)显示器件或图像显示器件如阴极射线管(CRT)的平板显示器件的显示表面上，以便用户可以选择信息同时欣赏图像。
这种触摸板可以分为电阻型、电容型、IR型、光敏型等等。
触摸板的基本结构包括具有形成在其上的上电极的透明上基板和具有形成在其上的下电极的透明下基板，以便在上和下基板之间提供预定空间。因此，一旦输入装置如笔或手指接触上基板表面的某一点，上基板上的上电极与下基板上的下电极电连接。然后控制装置读取由接触点的电阻或电容改变的电压并根据电压差确定接触点的位置坐标。
下面参照附图介绍根据现有技术的单一单元液晶显示(LCD)触摸板。
图1示出了根据现有技术的触摸板的示意布局。图2A示出了在图1中的上基板上的金属电极和信号线布置，图2B示出了在图1中的下基板上的金属电极和信号线布置。图3示出了沿图1的线III-III的剖面图。而且，图4示出了沿图1的线IV-IV的剖面图。
参见图1，根据现有技术的液晶显示器件中的触摸板100被划分为对应于液晶显示器件的显示表面的可视区VA和形成在可视区VA的周边部分上的盲区(dead space)DS，其中可视区VA被盲区DS包围。
参见图3和4，透明电极3和4分别形成在触摸板100的上和下基板1和2的内侧。而且，上和下基板1和2通过盲区DS中的粘接剂9互相粘接在一起。
因此，一旦用笔、手指等接触上基板1的表面的某一点，透明电极3和4在接触点互相接触，使得通过在接触点的电阻值输出变化的电压。由于必须读取由接触点的电阻或电容值改变的电压值，所以形成了信号线7以给透明电极3和4施加电压以及读出随着随机接触点变化的电压值。
参见图2A，金属电极5a和5b分别形成在上基板1的左和右侧的盲区DS上以便连接到透明电极3。而且，在上基板1的盲区DS的上或下侧形成金属电极5c。在这种情况下，金属电极5a和5b电连接到透明电极3。尽管金属电极5c与金属电极5b电绝缘，但是在包括透明电极和金属电极3和5c的电极之间形成绝缘层10a，使得金属电极5c与透明电极3电绝缘。
参见图2A和图4，金属电极5c和5a通过导电粘接剂8a连接到由柔性印刷电缆(FPC)形成的信号线7上。
参见图2B，在下基板2的上和下侧的盲区DS上分别形成金属电极6a和6b，以便连接到透明电极4。而且，在下基板2的盲区DS的左侧形成金属电极6c。在图4中，绝缘层10b形成在透明电极和金属电极4和6c之间，使得金属电极6c与透明电极4电绝缘。
信号线7经过金属电极6c连接到盲区DS上的金属电极6a和6b上。即，信号线7通过导电粘接剂8a和8b电连接到金属电极5、5b和6c上。当上和下透明电极3和4在随机点互相电连接时，信号线7通过金属电极5a、5b、5c或6a、6b、6c给透明电极3或4施加电源或接地电压Vcc或GND，或者把电压输出到透明电极3或4。
金属电极5a、5b和5c或6a、6b和6c必须与透明电极3或4的最外侧分开约0.3到0.4毫米，以便防止短路。
因此，信号线7和金属电极5a、5c和6c通过导电粘接剂8a和8b在一部分盲区DS中互相粘接在一起，并且上和下基板1和2通过非导电粘接剂9在除了所述部分盲区DS以外的盲区DS中互相粘接在一起。
为了将信号线7粘接到金属电极5a、5c和6c，在金属电极5a、5c和6c粘接信号线7的部分上设置导电粘接剂8a和8b，并且将非导电粘接剂9设置在不粘接信号线7的盲区DS的区域上。只要上和下基板1和2互相接合在一起，就给用于在信号线7和金属电极5a、5c和6c之间粘接的部分选择性地施加约100℃和压力，使得信号线7粘接到对应金属电极5a、5c和6c上。
图5示出了根据现有技术的单一单元LCD触摸板的剖面图。
参见图5，单一单元LCD触摸板包括下偏振板51、具有形成在下偏振板51上的下基板30和形成在下基板30上的上基板40的液晶显示板、形成在液晶显示板的上基板40上的上偏振板52、具有形成在上偏振板52上的下基板2和形成在下基板2上的上基板的触摸板100。此外，顶壳70形成在上述整个结构的侧面上和触摸板100的上周部上。
滤色器阵列和薄膜晶体管阵列分别形成在液晶显示板的上和下基板40和30上。而且，在基板40和30之间形成液晶层(未示出)。
图2至图4中所示的部件形成在触摸板100的上和下基板1和2之间。
下面解释根据现有技术的上述液晶显示板中的触摸板的操作。
首先，当笔、手指等接触触摸板100的上基板1的某点时，透明电极3和4在该点互相接触。这种情况下，电源电压和接地电压Vcc和GND分别通过印刷在信号线7上的一对信号线以及金属电极5a、5b和5c施加于透明电极3的左和右侧，并且通过下基板2的透明电极4、金属电极6a、6b和6c以及印刷在信号线7下的信号线读出接触点的电压值，以便确定X轴的坐标值。
此外，电源电压和接地电压Vcc和GND分别通过印刷在信号线7下的一对信号线以及金属电极6a、6b和6c施加于透明电极4的上和下侧。通过上基板1的透明电极3以及金属电极5a、5b和5c读出接触点的电压值，以便确定Y轴的坐标值。因此，读出接触点的X-Y坐标值以便获得接触点的位置。
图6示出了根据现有技术的单一单元LCD触摸板的布置，其中触摸板被分成多个相应区域。
参见图6，使用液晶显示器件作为显示器件的液晶显示板中的触摸板具有大于一般触摸板的盲区33b的液晶显示板边缘33a。在这种情况下，考虑到形成在液晶显示板下面的选通线和数据线驱动部分的形成区域，液晶显示板的边缘33a大于触摸板的边缘。因此，液晶显示板边缘33a变为不形成实际电路的显示器件的非有源区。实际可视区是液晶显示器件的有源区31，这个区域成为显示表面。
下面介绍根据现有技术的上述单一单元LCD触摸板的问题或缺陷。
图7表示用于解释根据图5中的现有技术的液晶显示板中的触摸板的问题的示意图，图8表示用于解释从根据图5中的现有技术的液晶显示板中的触摸板泄漏光的原理的示意图。
参见图7，根据现有技术的单一单元LCD触摸板包括触摸板(附图中未示出上和下基板之间的元件)，它由设置在最上端的上述上和下基板61和62、触摸板下面的液晶显示板30和40、和在液晶显示板30下面的背光单元25构成。而且，安装顶壳70以便围绕触摸板的周边，包括触摸板、液晶显示板30和40以及背光单元25的侧面。
液晶显示板包括具有形成在其上的滤色器阵列的上基板40、具有形成在其上的TFT阵列的下基板30、和注入在上和下基板40和30之间的液晶层(未示出)。具有与触摸板60相同尺寸的上偏振板52形成在液晶显示板30和40上，下偏振板51形成在液晶显示板30和40下面。
图7中，考虑到其中将要形成用于驱动构成TFT阵列的选通线和数据线的驱动单元的区域，液晶显示板的下基板30具有用于上基板40的边缘M。
为了使对屏幕显示的影响最小，顶壳70形成在作为触摸板的非可视区的盲区上，并且具有距离实际可视区的约1.4-1.6毫米(mm)的间隙。
因此，从作为内部光源的背光单元发射的由虚线箭头表示的一部分光经过边缘M的区域，以便穿过触摸板100的角部或侧面，由此可能产生向触摸板100的可视区VA的光泄漏。
就是说，当在一个方向穿过第一介质前进的光进入由透明部件(如基板1和2)构成的第二介质时，在第一和第二介质之间的界面发生折射，并且在第二介质中前进时持续发生反射和折射。
因此，在根据现有技术的单一单元LCD触摸板中，由于触摸板的横向侧和角部产生的折射或反射光引起从触摸板的显示表面的周边产生从外部观察到的光泄漏。
发明内容
相应地，本发明旨在提供一种单一单元液晶显示器触摸板及其制造方法，基本上解决了由于现有技术的限制和缺点产生的一个或多个问题。
本发明的另一目的是提供单一单元液晶显示器触摸板及其制造方法，防止了光从触摸板的显示表面的周边泄漏。
本发明的附加特点和优点将在下面的说明中解释，并且部分地将从文字说明中明显看出，或者可以通过实施本发明而学习到。本发明的目的和其它优点将通过在文字说明中和权利要求书以及附图中特别指出的结构来实现。
为了实现这些和其它优点并根据本发明的目的，如具体和广泛说明的，单一单元液晶显示器触摸板包括背光单元、在背光单元上的液晶显示板、在液晶显示板上的触摸板、以及在触摸板侧壁设置用于屏蔽光泄漏的光屏蔽层。
在本发明的另一方案中，单一单元液晶显示器触摸板包括：背光单元；在背光单元上的液晶显示板；在液晶显示板上的触摸板；以及容纳液晶显示板和触摸板的壳体，壳体至少包围除了触摸板的可视区的顶表面之外的液晶显示板和触摸板的侧表面和上表面，其中壳体与可视区的边界隔开一定间隙，以便足以屏蔽光泄漏。
在本发明的另一方案中，单一单元液晶显示器触摸板包括：背光单元；在背光单元上的液晶显示板；在液晶显示板上的触摸板；在触摸板侧壁设置用于屏蔽光泄漏的光屏蔽层；容纳液晶显示板和触摸板的壳体，壳体至少包围除了触摸板的可视区的顶表面之外的液晶显示板和触摸板的侧表面和上表面，其中壳体与可视区的边界隔开一定间隙，以便足以屏蔽光泄漏。
在本发明的另一方案中，单一单元液晶显示器触摸板包括：触摸板，它具有带有可视区和包围可视区的盲区的上和下基板、在上和下基板的每个相对面上的第一和第二透明电极以及用于在盲区中屏蔽在第一和第二透明电极的至少一个上的光泄漏的金属电极；在触摸板下面的液晶显示板；以及在液晶显示板下面的背光单元。
在本发明的又一方案中，制造单一单元液晶显示器触摸板的方法包括：在背光单元上形成液晶显示板、在液晶显示板上形成触摸板、和在触摸板侧壁设置用于屏蔽光泄漏的光遮蔽层。
应该理解前面一般性的说明和下面的详细说明都是示意性的并用于提供本发明的进一步解释。
附图说明
附图提供本发明的进一步理解，并被结合以构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例并与文字说明一起用于解释本发明的原理。
附图中：
图1表示根据现有技术的触摸板的示意布置；
图2A表示在图1中的上基板上的金属电极和信号线的布置；
图2B表示在图1中的下基板上的金属电极和信号线的布置；
图3表示沿图1中的线III-III的剖面图；
图4表示沿图1中的线IV-IV的剖面图；
图5表示根据现有技术的单一单元液晶显示器触摸板的剖面图；
图6表示根据现有技术的单一单元液晶显示器触摸板的布置，其中触摸板被分为多个相应区域；
图7表示用于解释根据图5中所示的现有技术的液晶显示板中的触摸板的问题的示意图；
图8表示用于解释从根据图5中所示的现有技术的液晶显示板中的触摸板的光泄漏的原理的示意图；
图9表示根据本发明第一实施例的单一单元液晶显示器触摸板的剖面图；
图10表示根据本发明第二实施例的单一单元液晶显示器触摸板的剖面图；
图11表示根据本发明第三实施例的单一单元液晶显示器触摸板的剖面图；和
图12表示根据本发明第四实施例的单一单元液晶显示器触摸板的剖面图。
具体实施方式
下面参照附图详细介绍本发明的优选实施例，其中附图中示出了本发明的例子。尽可能地，在所有附图中相同的标号将用于表示相同或相似的部件。
图9示出了根据本发明第一实施例的单一单元液晶显示器触摸板的剖面图。
参见图9，根据本发明第一实施例的单一单元液晶显示器(LCD)触摸板包括：具有可视区VA和在可视区VA周围的盲区DS的触摸板500、在触摸板500下面以便根据触摸操作显示视频信号的液晶显示板300、向液晶显示板300照射光的背光单元100、容纳触摸板500和液晶显示板300的顶壳600、以及形成在触摸板500的横向侧面上的不透明侧壁间隔层550。
触摸板500包括互相面对的上和下基板510和520、分别形成在上和下基板510和520的表面上的第一和第二透明电极(未示出)、形成在盲区DS中以便施加电压信号的多个金属电极(未示出)、和将上和下基板510和520互相粘接在一起的双面粘接剂(未示出)。在这种情况下，对应于形成在上和下基板510和520上的金属电极的一部分双面粘接剂电绝缘，而其余部分由导电材料形成。
每个金属电极由不透明金属形成并具有约0.1-1.3毫米(mm)的宽度。金属电极形成在从盲区DS的最外侧缩入约0.1-0.3毫米(mm)的位置上。
不透明侧壁间隔层550形成为接触触摸板500的四个侧边并由光屏蔽材料如墨、不透明电介质等形成。
液晶显示板300包括具有形成在其下的TFT阵列的下基板320和具有形成在其上的滤色器阵列的上基板310，液晶(未示出)注入在下和上基板320和310之间，以便显示视频信号。
在这种情况下，下基板320的横向侧形成得比上基板310的长，这是考虑到在下基板320的边沿区域中的包括用于驱动TFT板上的选通线和数据线的驱动单元的印刷电路板(PCB)区域。
如图9所示，还在下基板320下进一步形成下偏振板410，并在上基板310的上表面上形成上偏振板420，以便限定由背光单元100内部透射的光的方向。
作为液晶显示板300的光源的背光单元100安装在液晶显示板300的下面，以便利用导通-截止操作照射光。背后照明型液晶显示器件需要背光单元100，而反射型液晶显示器件不需要背光单元100。
顶壳600容纳液晶显示板300、触摸板500、背光单元100等，并跨过触摸板的盲区DS的一部分而形成，以便包围液晶显示板300、触摸板500和背光单元100的横向侧面。
图10示出了根据本发明第二实施例的单一单元液晶显示器触摸板的剖面图，其中在第一和第二实施例中相同的标号表示相同或相似的部件。
参见图10，与图9中所示的本发明第一实施例相比，根据本发明第二实施例的单一单元LCD触摸板包括容纳触摸板500、液晶显示板300和背光单元100的顶壳600a。顶壳600a向可视区VA尽可能靠近地延伸。在本发明的第二实施例中，顶壳600a的上端延伸以对应于其中在触摸板500的横向侧中产生光泄漏的区域。因此，在触摸板500的横向侧折射或反射的光在盲区DS范围内被顶壳600a的延伸部分阻挡，以便在可视区VA上显示视频信号。
在这种情况下，顶壳600a的上端和可视区VA的边界之间的距离确定为0.9-1.3毫米(mm)，这小于现有技术的1.4-1.6毫米(mm)。此外，在可视区VA和顶壳600a之间必须存在所需的距离或间隔，以便考虑用于切割顶壳600a的容限或余量。
本发明的第二实施例与本发明第一实施例相似。然而，与第一实施例不一样，在第二实施例中不使用不透明侧壁间隔层，并且顶壳600a的上端延长。
图11表示根据本发明第三实施例的单一单元液晶显示器触摸板的剖面图，其中在第一到第三实施例中将使用相同的标号表示相同或相似的部件。
参见图11，根据本发明第三实施例的单一单元LCD触摸板包括在最上端的触摸板500、在触摸板500下面的液晶显示板300、在液晶显示板300下面的背光单元、在液晶显示板300和背光单元的外部的顶壳600或600a。这种结构类似于本发明的第一或第二实施例，但是具有如下的触摸板500的不同结构。
在图11中，触摸板500包括具有可视区VA和包围可视区VA的盲区DS并互相面对的上和下基板510和520、分别形成在上和下基板510和520的面对侧上的第一和第二透明电极511和512、形成在盲区DS中的多个金属电极(图中只示出了在上基板上的金属电极)、和将上和下基板510和520互相粘接在一起的不透明材料的粘接剂540，该粘接剂具有在上和下基板510和520之间的盲区DS中包围金属电极530的规定点空间。
图11中所示的金属电极530只表示形成在上基板510上的金属电极。在触摸板500的四个边上，只可以形成一个金属电极，用于在上或下基板510或520上施加电压信号。另选地，用于施加电压信号的金属电极和作为导线的另一金属电极可形成在上和下基板510和520的每个上。
在这种情况下，粘接剂540由不透明材料形成，不透明绝缘层(未示出)可以形成在上和下基板510和520之间，这取决于如何形成该金属电极。因此，入射在触摸板500的横向侧上的光被不透明绝缘层阻挡，由此防止光泄漏。
因此，由于在盲区中发生光泄漏，本发明的第三实施例在盲区中形成用于粘接上和下基板的粘接剂时使用了不透明材料，由此防止光泄漏。
图12示出了根据本发明第四实施例的单一单元液晶显示器触摸板的剖面图。
与第三实施例相似，根据本发明第四实施例的单一单元LCD触摸板包括在最上端的触摸板500、在触摸板500下面的液晶显示板300、在液晶显示板300下面的背光单元、在液晶显示板300和背光单元外部的顶壳600或600a。这种结构类似于本发明的第一到第三实施例，但是具有如下的触摸板500的不同详细结构。
参见图12，本发明第四实施例的触摸板500包括具有可视区VA和包围可视区VA的盲区DS并互相面对的上和下基板510和520、分别形成在上和下基板510和520的表面上的第一和第二透明电极511和512、从盲区DS的最外侧缩入约0.1-0.4毫米(mm)的多个金属电极530a(图中只示出了一个金属电极)、和在上和下基板510和520之间的盲区DS中以便将上和下基板510和520互相粘接在一起的粘接剂540a。
这种情况下，金属电极530a设置成与盲区DS的最外侧隔开0.1-0.4毫米(mm)的间隙，以便阻挡光折射到触摸板500的横向侧，由此防止光泄漏。
本发明的第三和第四实施例中彼此相同的元件用相同的标号表示。在第四实施例中的粘接剂由不透明材料形成，并且透明电极上的金属电极形成在盲区DS的最外侧。
用于防止光泄漏的本发明的第一到第四实施例的结构应用于触摸板的四个边缘。
根据本发明的单一单元LCD触摸板具有如下优点或效果。
当作为具有内部光源的背后照明型液晶显示器件的一个主体而设置触摸板时，从触摸板的横向侧观察到光泄漏。通过在触摸板的横向侧面形成不透明侧壁间隔层，延长顶壳以便与有源区相邻、在盲区中粘接触摸板的上和下基板的情况下使用不透明材料的双面粘接剂、或者设置金属电极，可防止光泄漏，其中该金属电极形成在上和下基板之间并位于盲区的更靠近周边的区域上，用于施加信号。
本领域技术人员都理解在不脱离本发明的精神或范围的情况下可以对本发明的单一单元液晶显示器触摸板及其制造方法做各种修改和改变。因此，本发明覆盖落入所附权利要求书及其等效形式范围内的本发明的修改和改变。
Claims (14)
1、一种单一单元液晶显示器触摸板，包括：
背光单元；
在背光单元上的液晶显示板；
在所述液晶显示板的相对表面上的上和下偏振板；
在液晶显示板上的触摸板，其中所述触摸板包括互相面对的上和下基板，以及在所述上和下基板之间用于结合所述上和下基板的光屏蔽材料的粘接剂；和
设置在所述触摸板与所述上偏振板的整个侧壁上以屏蔽光泄漏的光屏蔽层，其中所述整个侧壁是相应于所述上和下基板以及所述粘接剂的所述触摸板的整个外缘表面和所述上偏振板的整个外缘表面。
2、根据权利要求1的单一单元液晶显示器触摸板，其中光屏蔽层是电介质和墨中的一种。
3、根据权利要求1的单一单元液晶显示器触摸板，其中所述上和下基板具有可视区和盲区，并且其中触摸板包括：
分别在上和下基板的面对侧上的第一和第二透明电极，和
在盲区中的至少一个电极。
4、根据权利要求3的单一单元液晶显示器触摸板，其中该至少一个电极由光屏蔽材料形成。
5、根据权利要求3的单一单元液晶显示器触摸板，其中至少一个电极具有0.1-1.3毫米的宽度。
6、根据权利要求1的单一单元液晶显示器触摸板，还包括支撑触摸板和液晶显示板的壳体。
7、根据权利要求6的单一单元液晶显示器触摸板，其中除了触摸板的可视区之外，触摸板被壳体的上部屏蔽。
8、一种制造单一单元液晶显示器触摸板的方法，包括：
在背光单元上形成液晶显示板；
在液晶显示板的相对表面上形成上和下偏振板；
在液晶显示板上形成触摸板，其中所述触摸板包括互相面对的上和下基板，以及在所述上和下基板之间用于结合所述上和下基板的光屏蔽材料的粘接剂；和
在所述触摸板与所述上偏振板的整个侧壁上设置光屏蔽层以屏蔽光泄漏，其中所述整个侧壁是相应于所述上和下基板以及所述粘接剂的所述触摸板的整个外缘表面和所述上偏振板的整个外缘表面。
9、根据权利要求8的方法，其中光屏蔽层是电介质和墨中的一种。
10、根据权利要求8的方法，其中所述上和下基板具有可视区和盲区，其中形成触摸板的步骤包括：
分别在上和下基板的面对侧上形成第一和第二透明电极，以及
在盲区中形成至少一个电极。
11、根据权利要求10的方法，其中该至少一个电极由光屏蔽材料形成。
12、根据权利要求10的方法，其中至少一个电极具有0.1-1.3毫米的宽度。
13、根据权利要求8的方法，还包括形成用于容纳触摸板和液晶显示板的壳体。
14、根据权利要求13的方法，其中除了触摸板的可视区之外，触摸板被壳体的上部屏蔽。
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