CN1774663A - 显示器件以及制造显示器件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示器件，该器件包括至少一个形成部分显示区域(2)的第一基板(4)和至少一个电受控输入器件(3)。根据本发明，将用于驱动所述显示区域(2)的第一导线图案(8)和用于从所述电受控输入器件(3)传输信号的第二导线图案(9)设置在所述第一基板上。本发明还涉及用于制造这种显示器件的方法。

Description

显示器件以及制造显示器件的方法

本发明涉及包括显示区域和电受控输入器件的显示器件，并且涉及制造这种显示器件的方法。

不同类型的平板显示器件越来越多地用于不同的应用中。这包括更小的手持器件，例如个人数字助理(PDA)，移动电话和显卡。这种器件的共同之处在于：它们除了显示器之外还包括一个或多个用于向器件输入信息的部件。这种信息输入部件可以包括触控板、按钮等。触控板探测例如指示器的位置，并且可以用于文本或图形的输入。可以将触控板设置在显示器的旁边或者显示器自身的顶部上。按钮可以用于激活不同的菜单或作出选择，并且还用于直接输入信息，例如设置在移动电话上的按钮。许多器件还具有信息输入部件的结合，例如触控板和按钮，这种情况用于许多PDA。

当显示器件在显示器自身的顶部上具有触控板时，即包含在器件的显示区域中时，有几种可能的解决方案。一种选择是，将分离的触控板设置在显示器前。另外的选择是，基于通过例如触针测量显示区域中的单元间隙的差值作为局部压力的结果。除此以外的其他选择包括包含集成电子器件的触针状物体，例如感应器，通过设置在显示器后的电子器件可以确定其位置。

然而，上面所述的现有显示器和信息输入部件的设置有许多缺点。

首先，在诸如按钮、触控板和显示器等不同部件之间的连接可以包括连接器和柔性金属薄片，并且会非常昂贵并难于制造。此外，在触控板设置在显示器自身顶部上的情况下，更加不利的是，这减小了显示器外观上的光学性能。因此期望一种克服上述问题的选择方案。

因此本发明的目的是获得改善的器件和用于将显示器与信息输入部件集成在一起的方法，由此克服上述现有技术的缺点。

通过如权利要求1限定的本发明可以至少部分实现上述和其它目的。因此，将显示器件设置成包括至少一个形成部分显示区域的第一基板和至少一个用于用户向所述显示器件输入的电受控输入器件，其中将用于驱动所述显示区域的第一导线图案和用于从所述电受控输入器件传输信号的第二导线图案都设置在所述第一基板上。

通过将导线图案设置在单个基板上，可以说，将例如包括触控板和/或按钮的输入器件集成在与用于在显示区域自身中形成显示器的基板相同的基板上。这提供了简洁的、易于制造的方案，并且可以免去许多组装步骤，例如互连显示区域和输入器件。

适当地，设置至少一个电受控输入器件用于用户向所述显示器件输入信息。可以使用信息来控制显示器，或可以通过显示器来显示信息。优选地，用相同的导电材料来制造所述第一和第二导线图案，这还有助于制造并避免当从由一种材料构成的导体向由另一种材料构成的导体传输信号时所产生的任何内部连接器的问题。适当地，所述第一和第二导线图案由基本上透明的导电材料制造，例如ITO，确保器件的显示区域内的正常工作。

此外，显示器件还优选包括第二基板，将该基板与所述第一基板平行设置并离所述第一基板有一定的距离，其中在显示区域中在所述基板之间设置诸如液晶材料的电光有源材料层，并且其中，至少一个所述基板由柔性材料制造。由于输入器件上的机械压力，一个基板的柔性能够使基板之间的距离改变，这一改变用于使被按的按钮和/或触控板激活。

在另一个优选的实施例中，将多个直径小于所述基板之间的距离的导电颗粒设置在所述输入器件的区域内的所述基板之间。这能够在较低的施加力下激活输入器件。或者，在这种情况下，两个基板可以比较钢硬。导电颗粒优选接触基板上的第二导线图案。

为了进一步促进激活，可以提供外部结构，更为优选地，该结构的顶部面积大于底部面积。通常在基板的外表面上固定该结构。

还通过如上所述的用于制造显示器件的方法来至少部分实现本发明的目的，所述方法包括下述步骤：提供第一基板，在所述第一基板的内部表面上形成导电材料层，以及构图所述导电材料层以便在所述第一基板上产生显示区域导线图案和输入器件导线图案。

以与上述相同的方法，这提供了显示器和输入器件的简单集成。适当地，构图所述导电材料层的步骤包括例如借助于光刻在单个工艺步骤中制作所述导电图案的步骤，这进一步有助于制造。显示器件还适当地包括至少一个外部电连接，用于从外部访问显示器件，其中用于从所述外部电连接传输信号的导电图案在上述单个工艺步骤中同时形成，这还有助于制造，并且限制在制造期间所需要制造的连接数量。

下文中，通过其优选实施例并参考附图来更加详细地说明本发明。

图1是其中实施本发明的器件的一个例子的示意性透视图；

图2是本发明的输入器件区域的横截面图；

图3是可以用于增加施加到根据本发明的输入器件的局部压力的两个可选外部结构的侧视图；

图4是其中实施本发明的CTLC显示器的横截面图；

图5是示出本发明的基本步骤的流程图。

本发明提议一种集成的显示器组件，该组件包括显示区域和一些用于信息输入的装置。这些装置例如可以为触控板或按钮，其被设置成为用户提供向显示器件输入信息的可能性，该输入在某些方面影响要被显示器组件显示的图像。借助于本发明，通过将用于驱动要在其上显示图像的显示区域的导线图案和用于信息输入装置的导线图案施加在单个基板上，可以以简单且直接的方式来制造这种集成显示器组件。

下面参考图1来说明本发明的第一实施例。该第一实施例例如可以实现为PDA或一些其它显示器件。这里所使用的术语“显示器件”应该被解释为包括显示器的器件。该实施例公开了具有显示区域2和电受控输入器件3的显示器件1。在本例中，电受控输入器件3包括触控板5和一组按钮6，用于允许用户向显示器件输入信息。在该例中，将显示区域2和电受控输入器件3并排设置在显示器件1上并因此不重叠。此外，显示器件1包括两个被设置成彼此平行并相互间隔一小段距离的基板，第一基板4和第二基板7。在显示区域中，第一与第二基板4、7之间的这一小段距离填充有诸如液晶材料的光有源材料。在电受控输入器件3的区域中，基板4、7之间的距离可以填充有诸如液晶材料的材料或不被填充。然而，在本例中，基板4、7中的至少一个应该具有足够的柔性以便通过手指、触针等的接触输入变形。

根据本发明，显示器件1还包括形成在第一基板4的内表面4’上的显示区域导线图案8和也形成在第一基板4的内表面4’上的输入器件导线图案9，如此制造所述显示器件以至于基本上同时形成两种导线图案8、9。显示区域导线图案8被设置成在控制显示区域时使用，以便提供期望的显示图案，而输入器件导线图案9被设置成从输入器件3向处理器10或直接向要被显示的显示区域2传输输入信息。

利用与用于显示区域导线图案8的材料相同的材料，例如ITO，来适当地构造输入器件导线图案9，所述ITO为适用于透明电极的透明材料。将输入器件导线图案9和显示区域导线图案8施加在第一基板4的内表面4’上并且在单个光刻步骤中对其构图。适当地，利用在单个实施步骤中形成的单一材料层来形成导线图案8、9。

关于电受控输入器件3，其可以如此实施以便为例如触控板和/或一个或多个按钮，如图1中所示。在两种情况下，通过对构成输入器件3的所选择的区域施加压力来实现信息输入，以便在两个基板之间建立电接触。这通过内置基板的机械运动来完成。通过两个基板4、7之间的物理接触(如上所述，基板4或7具有足够的柔性以便被通过手指、触针等的接触输入变形)或通过其中在两个基板之间的间隔内设置导电颗粒的布置在输入器件的区域内引起电接触。后一种布置在图2中公开并且当要使用的基板比较刚硬时适合采用该布置，因为该实施例限制了为获得电接触所需的基板的变形。导电颗粒例如可以为导电间隔物的形式，例如被导电材料覆盖的颗粒，诸如被金覆盖的塑料球。

如上所述，在输入器件3的区域中的基板之间的距离可以填充有诸如液晶的材料或不被其填充，并且通常，用于输入器件3的专用区域不必填充有液晶材料，并且因此，将显示器件再细分为基本上由基板4、7限定的第一和第二腔。然而，在本发明的一个实施例中，将上述腔彼此连接以便允许液晶材料在显示区域2与电受控输入器件3之间流动是有利的。在该文本中，应该注意的是，这里使用的术语“腔”被解释为可以与或不可以与周围环境气氛接触的有限间隔。

因此，当按输入器件3的按钮时或当使用触针在输入器件3的触控板上施加压力时，发生机械运动。该机械运动可以用于在输入器件的区域与显示区域之间抽吸液晶，以便在显示器上写入如来自按钮的信号所表示的新信息之前，擦除在诸如胆甾型结构液晶显示器(CTLC)的双稳态液晶显示器上的图像，导致所述抽吸行为。CTLC显示器的行为已经是公知的，并且这种显示器的一个例子在专利文献US 2003/0043317中公开，其内容并入本说明书，并且因此这里不再详细说明。具有显示区域2和两个室的CTLC显示器的示意图在图4中进一步公开，从所述室中可以引起流动并且所述室还用作输入器件3中的按钮。

此外，为了方便用户的按钮等的激活，局部压力可以通过外部结构来增加，其被放置在第一基板4的外表面4”上。该外部结构具有顶端11’和底端11”，并且顶端11’的面积大于底端11”的面积，以便增加第一基板4上的局部压力，如通过用户施加在外部结构的顶端11”上。在图3中公开了用于本发明的合适的外部结构的横截面图的例子。

不言而喻的是，本发明还可以用于其中将诸如触控板的输入器件3集成在显示区域2自身中的显示器件。上面给出这种显示器件的几个例子。

或者，与显示器或输入器件的功能根本无关的其它导线图案可以形成在同一基板上。例如，可以将非闭合导线环路并入基板的外围。该环路可以用作在显示器件与诸如触针的外部输入器件中的电路之间转移能量的线圈，例如电磁辐射，这在某些应用中是有利的。根据本发明还可以形成其它电感图案。

本发明还可以用来提供用于在显示器件与诸如触针的外部输入器件中的电路之间建立通信的电容耦合的导电表面。因此，本发明的优点在于，可以将多个不同的部件集成到单个基板上。

下面将说明根据本发明的制造显示器件的方法。该方法包括提供第一基板4的步骤20。此后，将诸如ITO的导电材料层施加21在第一基板4的内表面4’上。此后，该方法包括例如借助光刻来对所述层进行构图的步骤，以便获得显示区域导线图案8和输入器件导线图案9。此后，制造工艺按照本身公知的方式继续，即，提供间隔物并且在第一基板的顶部上设置第二基板，将液晶材料至少引入到显示器件的显示区域中等。

下面将说明本发明的多个应用实施例。

根据第一实施例，在塑料CTLC器件中实施本发明，依次在智能卡中实施本发明，并且通过在显示器的特定部分施加机械力来从其中擦除信息，如上所述。在显示器的所述特定部分中，将输入器件设置成按钮的形式，并且按照下述方法集成按钮。由于擦除显示器的机械力，基板4、7在显示器的该部分中彼此接触。在该部分中，在两个基板4、7上，即在其彼此面对的表面上施加导电层，从而所施加的机械力在基板之间引起电接触。该电接触激活按钮，并且当除去所施加的机械力时，按钮无效，并且此后，电路可以在显示器上显示新的信息。更通常地，上述本发明可以用于将按钮功能与任何显示智能卡的显示器集成在一起。

根据第二实施例，在PDA中实施本发明。这里，显示器件的一部分不被液晶填充。在填充有液晶的部分中，设置显示器，而在没有填充液晶的部分中，借助于上述本发明的方法来将触控板和多个按钮集成在一起。在这种情况下，基板4、7中的一个至少在其的一个方向上延伸超出另一个，以便容纳用于驱动显示器的集成电路以及用来从按钮和触控板上探测用户输入的用于显示器的任何其他驱动装置，并在显示器上显示相应的结果。上述集成驱动电路可以连接到第一基板4，即其上设置导线图案8、9的基板。可以通过塑料上芯片技术或借助于弯曲箔片技术来实现该连接。

根据本发明的第三实施例，在基本上包括第一和第二基板4、7的扭转或超扭转向列液晶显示器件中实施本发明，在所述两基板之间设置向列液晶材料。基板之间的距离限定层基板，并且还可以将该尺寸称为显示器件的单元间隙。如上所述，可以在基板之间引入小于单元间隙的导电颗粒。因此，通过推压显示器，顶部基板会轻微地变形，以至于在顶部与底部基板之间实现电接触。在该实施例中，导电颗粒分布在显示器件的显示区域中，并且因此用于控制液晶层的矩阵还可以用于探测上述接触的位置。根据该实施例的一种替换方案，底部基板可以是玻璃基板，并且顶部基板可以是塑料基板，例如涂敷有根据本发明的铟锡氧化物(ITO)透明导线图案的120微米厚的聚碳酸酯膜。借助于光刻间隔物将单元间隙保持在4.7微米，并且导电颗粒具有4微米的直径并可以由涂敷有金的塑料球构成。以本身公知的方式，基板的内表面也涂敷有用于液晶取向(alignment)的常规取向层。根据本实施例的第二替换方案，顶部和底部基板都由玻璃构成，并且通过具有5微米直径的塑料球来保持单元间隙，并且导电间隔物为由金涂敷的具有4.5微米直径的塑料球。

应该注意的是，本发明的上述实施例并不被解释为限制本发明，而是给出可以如何利用本发明的例子。本领域技术人员在不脱离由附属权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下能够设计出本发明的许多可选实施例。

例如，应该注意的是，本发明不限于LCD显示器，事实上，其可以用于具有至少一个基板的任何基于基板的显示器件。然而，本发明特别适用于包括两个基板的显示器件，并且更加特别地适用于以具有特定单元间隙的单元为基础的任何显示器，由此显示效果限制在两个基板之间。此外，应该注意的是，本发明平等地可用在输入器件设置在与显示区域不一致的专用区域中的情况中，以及用于显示器和输入器件的区域部分或全部重叠的情况中。

还应该注意的是，用于显示区域的导线图案的材料的电阻通常远远小于用于触控板的导线图案的材料的电阻。在触控板区域中选择具有高阻的材料的一个原因是增加灵敏度。然而，根据本发明，在显示区域和触控板区域中使用相同的材料是有利的。在这种情况下可以通过以适当的方式对材料层进行构图来获得期望增加的电阻，以便增加全局电阻。例如，微细线将具有高电阻。

Claims (10)

1、一种显示器件，包括至少一个形成部分显示区域(2)的第一基板(4)和至少一个电受控输入器件(3)，其特征在于将用于驱动所述显示区域(2)的第一导线图案(8)和用于从所述电受控输入器件(3)传输信号的第二导线图案(9)都设置在所述第一基板上。

2、如权利要求1所述的显示器件，其中将所述第一导线图案(8)和所述第二导线图案(9)设置在所述第一基板的单个侧面上。

3、如权利要求1或2所述的显示器件，其中该器件还包括设置成与所述第一基板平行且离所述第一基板一定距离的第二基板(7)，

所述基板中的至少一个由柔性材料制造，其中在显示区域中、在所述基板(4，7)之间设置电光有源材料层。

4、如权利要求3所述的显示器件，其中在所述输入器件(3)的区域中、在所述基板之间设置多个直径小于所述基板(4，7)之间的距离的导电颗粒。

5、如权利要求4所述的显示器件，其中导电颗粒与该基板上的所述第二导线图案接触。

6、如权利要求1所述的显示器件，其中所述第一和第二导线图案(8，9)由相同的导电材料制造。

7、如权利要求1或5所述的显示器件，其中所述第一和第二导线图案(8，9)由基本上光学透明的导电材料制造。

8、一种制造如权利要求1-6中任意一项所述的显示器件的方法，包括下述步骤：

-提供第一基板；

-在所述第一基板(4)的内表面(4’)上形成导电材料层；

-对所述导电材料层进行构图以便在所述第一基板(4)上产生显示区域导线图案(8)和输入器件导线图案(9)。

9、根据权利要求7所述的方法，其中对所述导电材料层进行构图的步骤包括例如通过光刻在单个工艺步骤中制作所述导线图案(8，9)的步骤。

10、根据权利要求8所述的方法，其中所述显示器件还包括至少一个外部电连接，用于从外部访问所述显示器件，其中在上述单个工艺步骤中同时形成用于从所述外部电连接传输信号的导电图案。

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