DE10358994A1

DE10358994A1 - Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit Touch-Panel und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE10358994A1
Application number: DE10358994A
Authority: DE
Inventors: Hee Jung Hong; Hwan Seong Chilgok Yu
Original assignee: LG Philips LCD Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2003-12-16
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2023-12-17
Also published as: JP2004206106A; US20040223089A1; CN100434978C; US7053968B2; KR20040056817A; CN1510468A; KR100519371B1; DE10358994B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Touch-Panel und ein Verfahren zu deren Herstellung. Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Touch-Panel weist eine Flüssigkristallanzeigeeinheit zum Anzeigen eines Bildes, einen Digitalisierer zum Detektieren der Position eines Taststifts, welcher unterhalb der Flüssigkristallanzeigeeinheit angeordnet ist, eine Passivierungsschicht auf einer oberen Oberfläche der Flüssigkristallanzeigeeinheit und ein Obergehäuse zum Sichern sowohl der Flüssigkristallanzeigeeinheit als auch der Passivierungsschicht auf.

Description

Diese Anmeldung beansprucht den Prioritätsvorteil der Koreanischen Patentanmeldung P2002-083399, eingereicht am 24. Dezember 2002.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, und insbesondere eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Touch-Panel (= "berührungsempfindliches Paneel") und ein Verfahren zu deren Herstellung. Obwohl die Erfindung für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet ist, ist sie insbesondere dafür geeignet, dem Benutzer eine komfortable Möglichkeit des Schreibens zu bieten und eine dünne Flüssigkristallanzeigevorrichtung bereitzustellen.

Im allgemeinen ist ein Touch-Panel an einer Anzeigevorrichtung eins Notebook-Computers angebracht und dient als Eingabevorrichtung zu Positionierung von Information durch einen Benutzer ohne zusätzliche Tastatur oder Maus. Ein Touch-Panel wurde für ein graphisches Verfahren, wie zum Beispiel CAD, verwendet. Ein Touch-Panel wird auch als Touch-Screen, Digitalisierer, Tablett oder elektrisches Graphikeingabepaneel ("electric graphic Input panel" (EGIP)) bezeichnet.

In Abhängigkeit vom Abtastverfahren, wenn ein Benutzer die Anzeigeoberfläche berührt, werden Touch-Panels in einen Widerstands-Typ, einen Kondensator-Typ und einen elektromagnetischen Typ eingeteilt. Bei einem Touch-Panel des Widerstands-Typs wird eine Änderung der Stromstärke entsprechend der Position eines Berührungspunktes bei Anlegen einer Gleichstromspannung ermittelt. Indessen wird bei einem Touch-Panel des Kondensator-Typs die Position eines Berührungspunktes mittels Kapazitanzkopplung bei Anlegen einer Wechselstromspannung ermittelt. Bei einem Touch-Panel des elektromagnetischen Typs wird die Position eines Berührungspunktes durch Detektion einer Resonanzfrequenz ermittelt, welche als Induktionsspannung bei Anlegen eines elektromagnetischen Feldes mitschwingt.

Die Touch-Panels der entsprechenden Typen besitzen unterschiedliche Signalamplifikations-, Resolutions-, Konstruktions- und verfahrenstechnologische Charakteristika, sodass der Typ des Touch-Panels aufgrund des Verwendungszwecks einer Anzeigvorrichtung mit Touch-Panel unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit und Lebensdauer sowie der elektrooptischen, elektrischen, mechanischen, Umgebungsbeständigkeits- und Eingabecharakteristika ausgewählt wird.

Ein Touch-Panel des Widerstands-Typs gemäß dem Stand der Technik wird nachfolgend mit Bezug auf die Figuren beschrieben. 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Touch-Panels des Widerstands-Typs gemäß dem Stand der Technik. Dieses weist ein oberes Substrat 1 und ein unteres Substrat 2, transparente Elektroden (nicht gezeigt) und Abstandskalter 5 auf. Die transparenten Elektroden besitzen einen vorgegebenen Widerstandswert und sind auf gegenüberliegenden Oberflächen des oberen Substrats 1 und des unteren Substrats 2 ausgebildet. Die Abstandskalter 5 sind zwischen dem oberen Substrat 1 und dem unteren Substrat 2 zur Aufrechterhaltung eines Zwischenraums ausgebildet. In diesem Fall bestehen sowohl das obere Substrat 1 als auch das untere Substrat 2 aus Glassubstraten oder das obere Substrat 1 besteht aus einer Schicht aus Polyethylenterphtalat (PET) und das untere Substrat 2 besteht aus einem Glassubstrat.

Bei einem Touch-Panel des Widerstands-Typs stehen die transparenten Elektroden, die auf den gegenüberliegenden Oberflächen des oberen Substrats und des unteren Substrats ausgebildet sind, miteinander in Kontakt, sobald ein Teil des oberen Substrats 1 mit einem Finger 3 oder einem Stift 4 mit vorgegebenem Druck berührt wird. Als Ergebnis liest ein Controller (nicht gezeigt) eine Spannungsgröße über einen Widerstandswert an einem Berührungspunkt ab, wobei die Koordinaten des Berührungspunktes ermittelt werden.

Indessen hat das Touch-Panel des elektromagnetischen Typs jüngst Aufmerksamkeit erlangt, da es die Position des Berührungspunktes exakter ermittelt als das Touch-Panel des Widerstands-Typs. Das Touch-Panel des elektromagnetischen Typs weist einen Digitalisierer und einen Taststift auf. Der Digitalisierer weist zwei Sets von Zellspulen senkrecht zueinander auf, und der Taststift wird für die Eingabe einer vorgegebenen Position auf dem Digitalisierer verwendet.

2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Touch-Panels des elektromagnetischen Typs gemäß dem Stand der Technik. Wie oben erwähnt, weist ein Touch-Panel des elektromagnetischen Typs gemäß dem Stand der Technik einen Digitalisierer und einen Taststift auf. Der Digitalisierer weist eine Sensorplatine 6, eine Abschirmplatte 8, ein Haftmittel 9 und eine Digitalisiererplatine 11 auf. Der Digitalisierer erzeugt ein elektromagnetisches Feld, legt dieses elektrische Feld an den Taststift 7 an und empfängt eine elektromagnetische Welle, die am Berührungspunkt des Taststifts 7 mitschwingt, wobei der Berührungspunkt von dem Taststift 7 ermittelt wird. Die Abschirmplatte 8 ist aus Metallmaterial unterhalb der Sensorplatine 6 zum Abschirmen der von der Sensorplatine 6 erzeugten elektromagnetischen Welle ausgebildet. Ferner ist die Abschirmplatte 8 mit Hilfe eines Haftmittels 9 an der Sensorplatine 6 angebracht, und die Digitalisiererplatine 11 ist mit der Sensorplatine 6 über einen Konnektor 10 zum Antreiben der Sensorplatine 6 verbunden. Obwohl nicht gezeigt, weist die Sensorplatine 6 eine Mehrzahl von X-Achsen- und Y-Achsen-Spulen mit schleifenförmigen Strukturen zum Erzeugen eines elektromagnetischen Feldes durch Empfang eines Stroms von einer Stromquelle auf. Die Digitalisiererplatine 11 weist einen Schaltkreis (nicht gezeigt) zum Antreiben der Sensorplatine 6 und eine Mehrzahl von IC-Bausteinen (ICs) 11a auf.

Der Taststift 7 zur Eingabe von Positionsinformation auf der Sensorplatine 6 weist eine Spule 12 und einen Kondensator 13 auf. Die Spule 12 erzeugt einen Strom durch Empfang des elektromagnetischen Felds von der Sensorplatine 6 und erzeugt im Anschluss daran eine elektromagnetische Welle durch Empfang des Stroms. Ferner lädt und entlädt der Kondensator 13 den in der Spule 12 erzeugten Strom. Dementsprechend detektiert ein Touch-Panel des elektromagnetischen Typs die Position von dem Taststift 7 mit Hilfe der elektromagnetische Welle von dem Taststift 7 und der Sensorplatine 6, sodass die direkte Detektion von dem Taststift 7 erhalten wird. Im Ergebnis kann der Nutzer feine und komplizierte Arbeiten auf einem Touch-Panel des elektromagnetischen Typs durch Kontrolle der Dicke und der Stärke der Farbe ausführen.

Das Touch Panel des elektromagnetischen Typs wird nachfolgend detaillierter erläutert. 3 zeigt ein Schaltdiagramm, das schematisch eine Sensorplatine und einen Taststift eines Touch-Panels des elektromagnetischen Typs gemäß dem Stand der Technik darstellt. Die Sensorplatine 6 des Touch-Panels des elektromagnetischen Typs gibt sequentiell Wechselstromspannungen 16 in die Mehrzahl von Schleifenstrukturen 15 ein, die zu einem Erdungskontakt 14 verbunden sind, sodass das elektromagnetische Feld in den Schleifenstrukturen 15 erzeugt wird. In anderen Worten, die Schleifenstruktur 15 bzw. der Taststift 7 erzeugen ein schleifenförmiges Solenoid. Folglich wird, falls Strom zur Schleifenstruktur 15 fließt, das elektromagnetische Feld senkrecht zur Schleifenstruktur 15 erzeugt.

Ferner schwingt der Taststift 7 mit dem elektromagnetischen Feld mit, sodass der Taststift 7 die Resonanzfrequenz eine vorgegebene Zeitperiode hält und im Anschluss die Resonanzfrequenz entlädt. In anderen Worten, die Resonanzfrequenz wird unmittelbar im Kondensator 13 des Taststifts 7 gespeichert und entladen. Im Anschluss erzeugt der vom Taststift entladene Strom ein elektromagnetisches Feld durch die Schleifenstruktur 15, wobei der Schleifenstrom in der Schleifenstruktur 15 erzeugt wird. Folglich empfängt die Sensorplatine 6 den Output des elektromagnetischen Feldes von dem Taststift 7 und schaltet anschließend eine Anschlusstelle, an welche die Wechselstromquelle 16 angeschlossen ist. Im Ergebnis wird die in der Sensorplatine 6 empfangene elektromagnetische Welle in eine Spannungsgröße umgewandelt, und im Anscluss liest ei Controller (nicht gezeigt) die umgewandelte Spannungsgröße, wobei die Koordinaten des Taststifts ermittelt werden.

4 zeigt eine elektromagnetische Welle zwischen der Sensorplatine und dem Taststift in einem Touch-Panel des elektromagnetischen Typs gemäß dem Stand der Technik. Zwischen der Schleifenstruktur 15 und dem Taststift wird in der Sensorplatine 6 eine elektromagnetische Induktion in kurzer Zeit wiederholt durchgeführt, sodass die Bewegung des Taststifts 7 auf der Sensorplatine 6 detektiert werden kann. Die Pfeile 18 in der Abbildung zeigen die Richtung des elektromagnetischen Feldes an. Ferner wird die durch die Schleifenstruktur 15 detektierte Signalintensität von dem Taststift 7 mit Bezug auf 5 beschrieben. Ein Stufensignal 19 entspricht jeder Schleifenstruktur (15 in 3) und die Spitze ("Peak") des Stufensignals 19 entspricht der Position des Taststifts 7. Im Ergebnis detektiert das Touch-Panel des elektromagnetischen Typs die korrekte Position von dem Taststift 7 mit Hilfe der elektromagnetischen Induktion der Schleifenstruktur 15 der Sensorplatine 6 und des Taststifts 7.

6 zeigt eine Querschnittsansicht eines LCD-Paneels gemäß dem Stand der Technik, das ein unteres Substrat 27, ein oberes Substrat 28, eine Flüssigkristallschicht 32 und einen kugelförmigen Abstandshalter 33 aufweist. Das untere Substrat 27 weist eine Pixelelektrode 25 auf, an die durch Schalten eines Dünnschichttransistors T eine Videosignalspannung angelegt ist. Der Dünnschichttransistor T weist eine Gateelektrode 20, eine Gateisolationsschicht 21, eine Halbleiterschicht 22 und Source- und Drainelektroden 23a bzw. 23b auf. Das obere Substrat 28 weist eine schwarze Matrixschicht 29 zum Abblocken des Lichts von Teilen mit Ausnahme der Pixelelektrode 25, eine Farbfilterschicht 30 zur Anzeige von roter(R)/grüner(G)/blauer(B) Farbe und eine gemeinsame Elektrode 31 auf. Die Flüssigkristallschicht 32 ist zwischen dem oberen Substrat und dem unteren Substrat ausgebildet, und der kugelförmige Abstandskalter 33 ist zur Aufrechterhaltung eines konstanten Zell-Zwischenraums zwischen dem oberen Substrat und dem unteren Substrat ausgebildet. Die erste und die zweite Polarisationsplatte (nicht gezeigt) sind auf den äußeren Oberflächen des oberen Substrats 27 und des unteren Substrats 28 zum Polarisieren des Lichts ausgebildet, und eine Hintergrundbeleuchtung zum Beleuchten des LCD-Paneels ist unterhalb des unteren Substrats 17 ausgebildet.

Eine schematische Querschnittsansicht eines Touch-Panels des elektromagnetischen Typs gemäß dem Stand der Technik, das an einer LCD-Vorrichtung angebracht ist, wird mit Bezug zu 7 beschrieben. 7 zeigt eine LCD-Vorrichtung mit integriertem Touch-Panel des elektromagnetischen Typs gemäß dem Stand der Technik. Die LCD-Vorrichtung 40 weist ein LCD-Paneel 43, eine erste und eine zweite Polarisationsplatte 43a bzw. 43b, eine Hintergrundbeleuchtung 44 und ein Obergehäuse 41 auf. Die erste und die zweite Polarisationsplatte 43a bzw. 43b sind auf den äußeren Oberflächen des oberen und des unteren Substrats des LCD-Paneels 43 ausgebildet, und die Hintergrundbeleuchtung 44 zur Beleuchtung des LCD-Paneels ist unterhalb des LCD-Paneels 43 ausgebildet. Das Obergehäuse 41 ist ausgebildet, um das LCD-Paneel 43, das eine erste und eine zweite Polarisationsplatte 43a bzw. 43b aufweist, mit der Hintergrundbeleuchtung zu verbinden.

Ferner weist die LCD-Vorrichtung eine Sensorplatine 6, eine Abschirmplatte 8 und eine Digitalisiererplatine 11 auf. Die Sensorplatine 6, die Abschirmplatte 8 und die Digitalisiererplatine 11 sind nacheinander unterhalb der LCD- Vorrichtung 40 angeordnet. Die Sensorplatine 6 erzeugt eine elektromagnetische Welle und detektiert die Position von einem Taststift durch Detektion der elektromagnetischen Welle von dem Taststift 7. Die Abschirmplatte 8 ist zum Abschirmen der von der Sensorplatine 6 erzeugten elektromagnetischen Welle ausgebildet. Die Digitalisiererplatine 11 ist unterhalb der Abschirmplatte 8 ausgebildet und mit der Sensorplatine 6 über einen Konnektor 10 zum Antreiben der Sensorplatine 6 verbunden. Bei einer solchen Konfiguration ist der Antriebsschaltkreis 45 unterhalb der Abschirmplatte 8 zum Antreiben des LCD-Paneels 43 positioniert.

Als nächstes wird ein Passivierungssubstrat 42 parallel mit der LCD-Vorrichtung 40 zum Sichern der LCD-Vorrichtung 40 ausgebildet und mit Hilfe eines Haftmittels am Obergehäuse 41 angebracht. Dementsprechend wird die Position von dem Taststift 7 durch die elektromagnetische Feldinduktion zwischen dem Taststift 7 und der Sensorplatine 6 detektiert, wenn der Taststift auf der oberen Oberfläche des Passivierungssubstrats 42 positioniert wird. In diesem Fall wird der kugelförmige Abstandshalter (Bezugszeichen 33 in 6) zur Aufrechterhaltung eines Zell-Zwischenraums zwischen dem oberen und dem unteren Substrat der LCD-Vorrichtung 40 verwendet. Das heißt, im Falle eines direkten Kontakts zwischen dem Taststift 7 und der LCD-Vorrichtung 40, kann der kugelförmige Abstandskalter 33 zwischen dem oberen und dem unteren Substrat durch einen Druck bewegt werden, wodurch Riefen im Flüssigkristall erzeugt werden. Dadurch kann die LCD-Vorrichtung an Wert verlieren. In dieser Hinsicht ist es erforderlich, eine vorgegebene Distanz d zwischen der LCD-Vorrichtung 40 und dem Passivierungssubstrat 42 aufrechtzuerhalten. Dazu ist eine Einfassung 46 entlang des Umfangs des Passivierungssubstrats 42 zur Sicherung des Passivierungssubstrats 42 bezüglich der LCD-Vorrichtung ausgebildet. Das Passivierungssubstrat 42 besteht aus einem Glasssubstrat.

Die LCD-Vorrichtung mit integriertem Touch-Panel des elektromagnetischen Typs gemäß dem Stand der Technik besitzt jedoch folgende Nachteile.

Im Falle der Montage eines Touch-Panels des elektromagnetischen Typs gemäß dem Stand der Technik an die LCD-Vorrichtung kann bei Verwendung eines Taststifts dieser Taststift auf der Oberfläche des Passivierungssubstrats abrutschen, da das Passivierungssubstrat aus einem Glassubstrat besteht und die Spitze des Taststifts aus einem Plastikmaterial wie beispielsweise Polyacetal besteht, sodass es für den Benutzer schwierig ist, komfortabel zu schreiben. Ferner ist es erforderlich, einen einheitlichen Zell-Zwischenraum zwischen der LCD-Vorrichtung und dem Passivierungssubstrat aufrechtzuerhalten, sodass die visuellen Unterschiede Bilddarstellungen des Taststifts und der LCD-Vorrichtung verursachen können. Das heißt, die Zeigeposition des Taststifts kann von der vom Benutzer erkannten Anzeigeposition verschieden sein.

Im Falle der Montage eines Touch-Panels des elektromagnetischen Typs gemäß dem Stand der Technik wird eine vorgegebene Distanz zwischen dem Passivierungssubstrat und der LCD-Vorrichtung aufrechterhalten, und das Passivierungssubstrat besteht aus einem Glassubstrat, sodass die Gesamtdicke und das Gewicht der LCD-Vorrichtung erhöht sind, was die Mobilität vermindert.

Demzufolge ist die Erfindung auf eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Touch-Panel und ein Verfahren zu deren Herstellung gerichtet, das ein oder mehrere Probleme aufgrund der Beschränkungen und Nachteile des Standes der Technik im wesentlichen vermeidet. Ein anderer Aspekt der Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Touch-Panel und einem Verfahren zu deren Herstellung, das dem Benutzer eine komfortable Möglichkeit des Schreibens bietet und eine dünne Flüssigkristallanzeigevorrichtung bereitstellt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung dargelegt und teilweise aus der Beschreibung oder durch Ausübung der Erfindung deutlich. Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden mittels des Aufbaus realisiert und erreicht, wie er in der Beschreibung und den Patentansprüchen sowie in den beigefügten Abbildungen dargelegt ist.

Um diese und weitere Vorteile zu erreichen und gemäß der Zielsetzung der Erfindung, wie sie beispielhaft ausgeführt und allgemein beschrieben ist, weist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Touch-Panel eine Flüssigkristallanzeigeeinheit zum Anzeigen eines Bildes, einen Digitalisierer zum Detektieren der Position eines Taststifts, welcher unterhalb der Flüssigkristallanzeigeeinheit angeordnet ist, eine Passivierungsschicht auf einer oberen Oberfläche der Flüssigkristallanzeigeeinheit und ein Obergehäuse zum Sichern sowohl der Flüssigkristallanzeigeeinheit als auch der Passivierungsschicht auf.

Hierin weist die Flüssigkristallanzeigeeinheit ein Flüssigkristallanzeigepaneel, das ein erstes und ein zweites Substrat mit einem dazwischenliegenden Zell-Zwischenraum aufweist, der von Abstandshaltern aufrechterhalten wird, und einen Flüssigkristall zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat, eine erste bzw. eine zweite Polarisationsplatte auf den äußeren Oberflächen des ersten bzw. des zweiten Substrates und eine Hintergrundbeleuchtung zum Beleuchten des Flüssigkristallanzeigepaneels auf.

Ferner sind die Abstandshalter strukturierte Abstandshalter, die an dem ersten oder dem zweitem Substrat angebracht sind.

Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit dem Touch-Panel weist zusätzlich ein Obergehäuse auf, welches das Flüssigkristallanzeigepaneel, die erste und die zweite Polarisationsplatte, die Hintergrundbeleuchtung und die Passivierungsschicht bezüglich einander sichert.

Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit dem Touch-Panel weist zusätzlich einen Antriebsschaltkreis unterhalb des Digitalisierers zum Antreiben des Flüssigkristallanzeigepaneels auf.

Ferner ist die Passivierungsschicht auf der ersten Polarisationsplatte ausgebildet.

Ferner besteht die Passivierungsschicht aus einer Schicht aus Polyethylenterephtalat.

Die Schicht aus Polyethylenterephtalat wird einer Blendschutzbehandlung unterzogen.

Die Schicht aus Polyethylenterephtalat wird einer Hartmantelbehandlung unterzogen.

Hierin weist der Digitalisierer eine Sensorplatine zum Erzeugen einer elektromagnetischen Welle und zum Detektieren der elektromagnetischen Welle von dem Taststift, um eine Position des Taststifts zu detektieren, welche unterhalb der Flüssigkristallanzeigeeinheit angeordnet ist, eine Abschirmplatte zum Abschirmen der von der Sensorplatine erzeugten elektromagnetischen Welle, die unterhalb der Sensorplatine angeordnet ist, und eine Digitalisiererplatine zum Antreiben der Sensorplatine auf, die unterhalb der Abschirmplatte angeordnet ist.

In einem anderen Aspekt der Erfindung weist ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Touch-Panel auf: Ausbilden einer Flüssigkristallanzeigeeinheit zum Anzeigen eines Bildes, Ausbilden eines Digitalisierers zum Detektieren der Position eines Taststifts, welcher unterhalb der Flüssigkristallanzeigeeinheit angeordnet ist, Ausbilden einer Passivierungsschicht auf einer oberen Oberfläche der Flüssigkristallanzeigeeinheit und Ausbilden eines Obergehäuses zum Sichern sowohl der Flüssigkristallanzeigeeinheit als auch der Passivierungsschicht.

Es versteht sich von selbst, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die nachfolgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erläuternd sind und dem tieferen Verständnis der beanspruchten Erfindung dienen sollen.

Die beigefügten Abbildungen, die ein tieferes Verständnis der Erfindung geben sollen und einen Teil der Beschreibung darstellen, zeigen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.
Es zeigen:
1 eine Querschnittsansicht eines Touch-Panels des Widerstands-Typs gemäß dem Stand der Technik,
2 eine Querschnittsansicht eines Touch-Panels des elektromagnetischen Typs gemäß dem Stand der Technik,
3 ein Schaltdiagramm, das schematisch eine Sensorplatine und einen Taststift eines Touch-Panels des elektromagnetischen Typs gemäß dem Stand der Technik darstellt,
4 eine elektromagnetische Welle zwischen einer Sensorplatine und einem Taststift des Touch-Panels des elektromagnetischen Typs gemäß dem Stand der Technik,
5 eine Signalintensität von einem Taststift, detektiert in der Sensorplatine des Touch-Panels des elektromagnetischen Typs gemäß dem Stand der Technik,
6 eine Querschnittsansicht einer Flüssigkristallanzeige (LCD)-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik,
7 eine Querschnittsansicht einer LCD-Vorrichtung mit integriertem Touch-Panel des elektromagnetischen Typs gemäß dem Stand der Technik,
8 eine Querschnittsansicht einer LCD-Vorrichtung mit integriertem Touch-Panel des elektromagnetischen Typs gemäß der Erfindung, und
9 eine schematische Querschnittsansicht eines LCD-Panels gemäß der Erfindung.
Im folgendem wird im Detail auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, wovon Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Wo immer möglich, werden in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die gleichen oder ähnliche Teile zu bezeichnen.
Eine Flüssigkristallanzeige (LCD)-Vorrichtung mit einem Touch-Panel gemäß der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Figuren beschrieben.
8 zeigt eine Querschnittsansicht einer LCD-Vorrichtung mit einem Touch-Panel des elektromagnetischen Typs gemäß der Erfindung. Die LCD-Vorrichtung 102 weist ein LCD-Paneel 110, eine erste und eine zweite Polarisationsplatte 112a und 112b und eine Hintergrundbeleuchtung 111 auf. Zu diesem Zeitpunkt weist das LCD-Paneel 110 ein oberes Substrat und ein unteres Substrat und einen zwischen das obere und das untere Substrat injizierten Flüssigkristall zum Anzeigen eines Bildes auf. Ferner ist die erste Polarisationsplatte 112a auf der oberen Oberfläche des LCD-Paneels 110 ausgebildet, und die zweite Polarisationsplatte 112b ist auf der unteren Oberfläche des LCD-Paneels 110 ausgebildet. Die Hintergrundbeleuchtung 111 zum Beleuchten des LCD-Paneels 110 ist unterhalb des LCD-Paneels 110 ausgebildet. Zusätzlich ist eine Passivierungsschicht 103 auf der zweiten Polarisationsplatte 112b zum Schutz des LCD-Paneels 110 ausgebildet, und ein Obergehäuse 104 dient dem Umschließen und Sichern des LCD-Paneels 110, das die Passivierungsschicht 103 und die erste und die zweite Polarisationsplatte 112a und 112b aufweist, vor bezüglich der Hintergrundbeleuchtung 111.
Weiterhin weist die LCD-Vorrichtung eine Sensorplatine 101, eine Abschirmplatte 106 und eine Digitalisiererplatine 108 auf. Das heißt, die Sensorplatine 101, die Abschirmplatte 106 und die Digitalisiererplatine 108 sind nacheinander unterhalb der LCD-Vorrichtung 102 angeordnet. Die Sensorplatine 101 erzeugt eine elektromagnetische Welle und detektiert die elektromagnetische Welle von einem Taststift 105, um die Position des Taststifts 105 zu ermitteln. Ferner ist eine Abschirmplatte 106 zum Abschirmen der von der Sensorplatine 101 erzeugten elektromagnetische Welle ausgebildet. Die Digitalisiererplatine 108 ist unterhalb der Abschirmplatte 106 ausgebildet und mit der Sensorplatine 101 über einen Konnektor 107 zum Antreiben der Sensorplatines 101 verbunden. Bei einer solchen Konfiguration ist ein Antriebsschaltkreis 109 unterhalb der Abschirmplatte 106 positioniert, um das LCD-Paneel anzutreiben, und der Taststift 105 ist auf der Passivierungsschicht 103 zur Eingabe von Positionsinformation positioniert.
Die Passivierungsschicht 103 ist aus einer Schicht Polyethylenterephtalat (PET) ausgebildet, wodurch die mechanische Festigkeit und die Reißfestigkeit des oberen Substrats des LCD-Paneels 110 erhöht werden. Somit schützt sie das obere Substrat und verhindert, dass der Taststift 105 auf der Oberseite des LCD-Paneels 110 abrutscht, wenn die Spitze des Taststifts 105 mit der oberen Oberfläche des oberen Substrats des LCD-Paneels in Berührung kommt, sodass der Benutzer komfortabel schreiben kann. Im Anschluss wird die PET Passivierungsschicht 103 einer Blendschutzbehandlung unterzogen, um die Reflektivität zu vermindern, und eine Hartmantelbehandlung wird durchgeführt, um ein Verkratzen der oberen Oberfläche des LCD-Paneels durch die Spitze des Taststifts 105 zu verhindern. In der LCD-Vorrichtung mit integriertem Touch-Panel gemäß der Erfindung ist die Passivierungsschicht 103 direkt ohne Zwischenraum auf der zweiten Polarisationsplatte 112b der LCD-Vorrichtung ausgebildet, sodass sie die obere Oberfläche des LCD-Paneels 110 schützt und die mechanische Festigkeit verbessert, wobei dünne Ausmaße und ein geringes Gewicht erhalten werden. Ebenso sind die visuellen Unterschiede zwischen den Bilddarstellungen des Taststifts 105 und des LCD-Paneels 110 vermindert.
Falls in einem LCD-Paneel 110 gemäß der Erfindung kugelförmige Abstandshalter verwendet werden, um einen Zwischenraum zwischen dem oberen Substrat und dem unteren Substrat aufrechtzuerhalten, können sich die kugelförmigen Abstandshalter durch den Kontakt des Taststifts zwischen dem oberen und dem unteren Substrat bewegen, da die Passivierungsschicht 103 in direktem Kontakt mit dem LCD-Paneel 110 steht, wobei im Flüssigkristall Riefen erzeugt werden. Anstelle kugelförmiger Abstandshalter können auch strukturierte Abstandshalter verwendet und an einem Teil des LCD-Paneels fixiert werden, um einen Zell-Zwischenraum zwischen dem oberen und dem unteren Substrat aufrechtzuerhalten. Somit wird das LCD-Paneel gemäß der Erfindung auf unterschiedliche Weise hergestellt als im Stand der Technik.
9 zeigt eine Querschnittsansicht eines LCD-Paneels gemäß der Erfindung. Das LCD-Paneel 110 weist ein unteres Substrat 120, ein oberes Substrat 124, eine Flüssigkristallschicht 125 und strukturierte Abstandshalter 126 auf. Das untere Substrat 120 weist eine Pixelelektrode 118 auf, an die durch Schalten eines Dünnschichttransistors T, der eine Gatelektrode 113, eine Gateisolationsschicht 114, eine Halbleiterschicht 115 und Source- und Drainelektroden 116a und 116b aufweist, eine Videosignalspannung angelegt wird. Ferner weist das obere Substrat 124 eine schwarze Matrixschicht 121 zum Abblocken des Lichts von Teilen mit Ausnahme der Pixelelektrode, eine Farbfilterschicht 122 zur Anzeige von roter(R)/grüner(G)/blauer(B) Farbe und eine gemeinsame Elektrode 123 auf. Die Flüssigkristallschicht 125 ist zwischen dem oberen Substrat und dem unteren Substrat ausgebildet, und die strukturierten Abstandshalter 126 sind auf dem oberen Substrat zur Aufrechterhaltung eines Zell-Zwischenraums zwischen dem oberen und dem unteren Substrat ausgebildet.
Die strukturierten Abstandshalter 126 sind an dem oberen Substrat 124 zur Aufrechterhaltung eines Zell-Zwischenraums zwischen dem oberen Substrat 124 und dem unteren Substrat 120 angebracht, um nicht durch den externen Druck beeinflusst zu werden. Beispielsweise können die strukturierten Abstandskalter 126 auf der schwarzen Matrixschicht ausgebildet werden. Folglich bewegen sich die strukturierten Abstandskalter 126 nicht, wenn die obere Oberfläche des LCD-Paneels 110 mit dem Taststift 105 berührt wird, sodass ein einheitlicher Zell-Zwischenraum zwischen dem oberen und dem unteren Substrat aufrechterhalten wird und Riefen im Flüssigkristall verhindert werden. Hierin werden die strukturierten Abstandskalter 126 in einem Verfahren ausgebildet, bei dem ein transparentes Acrylmaterial auf dem oberen Substrat abgeschieden wird, und das transparente Acrylmaterial selektiv mittels Photolithographie entfernt wird.
Wie oben erwähnt, weist die LCD-Vorrichtung mit integriertem Touch-Panel gemäß der Erfindung folgende Vorteile auf.
Die LCD-Vorrichtung mit integriertem Touch-Panel gemäß der Erfindung wird mit einer LCD-Einheit mit strukturierten Abstandshaltern verwendet, wobei Wellen im Flüssigkristall minimiert werden, wenn die LCD-Vorrichtung mit einem Taststift berührt wird.
In der LCD-Vorrichtung mit integriertem Touch-Panel gemäß der Erfindung ist eine Schicht aus Polyethylenterephtalat auf der LCD-Einheit ausgebildet, was sie für dem Benutzer komfortabel zum Schreiben macht und eine dünne LCD-Vorrichtung bereitstellt.
Ferner ist in der LCD-Vorrichtung mit integriertem Touch-Panel gemäß der Erfindung der Kontaktabstand zwischen dem Taststift und dem Flüssigkristall minimiert, wodurch ein visueller Unterschied vermindert wird.

Claims

Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Touch-Panel, die aufweist: eine Flüssigkristallanzeigeeinheit zum Anzeigen eines Bildes; einen Digitalisierer zum Detektieren der Position eines Taststifts, welcher unterhalb der Flüssigkristallanzeigeeinheit angeordnet ist; eine Passivierungsschicht auf einer oberen Oberfläche der Flüssigkristallanzeigeeinheit; und ein Obergehäuse zum Sichern sowohl der Flüssigkristallanzeigeeinheit als auch der Passivierungsschicht.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Touch-Panel gemäß Anspruch 1, bei der die Flüssigkristallanzeigeeinheit aufweist: ein Flüssigkristallanzeigepaneel, das ein erstes und ein zweites Substrat mit einem dazwischenliegenden Zell-Zwischenraum aufweist, der von Abstandshaltern aufrechterhalten wird, und einen Flüssigkristall zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat; eine erste bzw. eine zweite Polarisationsplatte auf den äußeren Oberflächen des ersten bzw. des zweiten Substrates; und eine Hintergrundbeleuchtung zum Beleuchten des Flüssigkristallanzeigepaneels.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Touch-Panel gemäß Anspruch 2, bei der die Abstandshalter strukturierte Abstandshalter sind, die an dem ersten oder dem zweitem Substrat angebracht sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Touch-Panel gemäß Anspruch 2, die zusätzlich ein Obergehäuse aufweist, welches das Flüssigkristallanzeigepaneel, die erste und die zweite Polarisationsplatte, die Hintergrundbeleuchtung und die Passivierungsschicht bezüglich einander sichert.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Touch-Panel gemäß Anspruch 2, die zusätzlich einen Antriebsschaltkreis unterhalb des Digitalisierers zum Antreiben des Flüssigkristallanzeigepaneels aufweist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Touch-Panel gemäß Anspruch 2, bei der die Passivierungsschicht auf der ersten Polarisationsplatte ausgebildet ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Touch-Panel gemäß Anspruch 1, bei der die Passivierungsschicht aus einer Schicht aus Polyethylenterephtalat ausgebildet ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Touch-Panel gemäß Anspruch 7, bei der die Schicht aus Polyethylenterephtalat einer Blendschutzbehandlung unterzogen wird.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Touch-Panel gemäß Anspruch 7, bei der die Schicht aus Polyethylenterephtalat einer Hartmantelbehandlung unterzogen wird.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Touch-Panel gemäß Anspruch 1, wobei der Digitalisierer aufweist: eine Sensorplatine zum Erzeugen einer elektromagnetischen Welle und zum Detektieren der elektromagnetischen Welle von dem Taststift, um eine Position des Taststifts zu detektieren, welche unterhalb der Flüssigkristallanzeigeeinheit angeordnet ist; eine Abschirmplatte zum Abschirmen der von der Sensorplatine erzeugten elektromagnetischen Welle, die unterhalb der Sensorplatine angeordnet ist; und eine Digitalisiererplatine zum Antreiben der Sensorplatine, die unterhalb der Abschirmplatte angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einem Touch-panel, das aufweist: Ausbilden einer Flüssigkristallanzeigeeinheit zum Anzeigen eines Bildes; Ausbilden eines Digitalisierers zum Detektieren der Position eines Taststifts, welcher unterhalb der Flüssigkristallanzeigeeinheit angeordnet ist; Ausbilden einer Passivierungsschicht auf einer oberen Oberfläche der Flüssigkristallanzeigeeinheit; und Ausbilden eines Obergehäuses zum Sichern sowohl der Flüssigkristallanzeigeeinheit als auch der Passivierungsschicht.
Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem die Flüssigkristallanzeigeeinheit aufweist: ein Flüssigkristallanzeigepaneel, das ein erstes und ein zweites Substrat mit einem dazwischenliegenden Zell-Zwischenraum aufweist, der von Abstandshaltern aufrechterhalten wird, und einen Flüssigkristall zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat; eine erste bzw. eine zweite Polarisationsplatte auf den äußeren Oberflächen des ersten bzw. des zweiten Substrates; und eine Hintergrundbeleuchtung zum Beleuchten des Flüssigkristallanzeigepaneels.
Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem die Abstandskalter strukturierte Abstandskalter sind, die an dam ersten oder dem zweiten Substrat angebracht sind.
Verfahren gemäß Anspruch 12, das zusätzlich das Ausbilden eines Obergehäuses aufweist, welches das Flüssigkristallanzeigepaneel, die erste und die zweite Polarisationsplatte, die Hintergrundbeleuchtung und die Passivierungsschicht bezüglich einander sichert.
Verfahren gemäß Anspruch 12, das zusätzlich das Ausbilden eines Antriebsschaltkreises unterhalb des Digitalisierers zum Antreiben des Flüssigkristallanzeigepaneels aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem die Passivierungsschicht auf der ersten Polarisationsplatte ausgebildet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem die Passivierungsschicht aus einer Schicht aus Polyethylenterephtalat ausgebildet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 17, bei dem die Schicht aus Polyethylenterephtalat einer Blendschutzbehandlung unterzogen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem die Schicht aus Polyethylenterephtalat einer Hartmantelbehandlung unterzogen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Digitalisierer aufweist: eine Sensorplatine zum Erzeugen einer elektromagnetischen Welle und zum Detektieren der elektromagnetischen Welle von dem Taststift, um eine Position des Taststifts zu detektieren, welche unterhalb der Flüssigkristallanzeigeeinheit angeordnet ist; eine Abschirmplatte zum Abschirmen der von der Sensorplatine erzeugten elektromagnetischen Welle, die unterhalb der Sensorplatine angeordnet ist; und eine Digitalisiererplatine zum Antreiben der Sensorplatine, die unterhalb der Abschirmplatte angeordnet ist.