专利名称：数字电阻型触摸板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种与触摸板结合的显示装置，更具体地涉及与能使用各种输入装置(包括导电型和非导电型)的触摸板结合的液晶显示装置及其制造方法。
背景技术：
对于诸如个人计算机和移动发送装置之类的个人信息装置，各种输入装置，例如键盘、鼠标和数字化器，通常已用于文本和图形处理。随着在不同领域中对个人信息装置的需求，作为输入装置的键盘和鼠标在满足作为一种接口的需求方面存在不足。因此，研制一种较那些传统的输入装置更易携带且更简单的输入装置是非常有用的。也就是说，用户能够在携带输入装置时用裸手在输入装置上输入诸如字母的信息。近年来，现代化的输入装置已被研制出，不仅用于满足普通的输入功能，还利用高科技使其具有新功能并具备高可靠性和耐用性。
触摸板被认为是一种简单、易于携带、可靠并能够输入字母的输入装置。下面将对这种触摸板的功能和检测方法进行详细说明。当用户触摸显示器表面时触摸板能够检测到，触摸板可分类为电阻型、电容型和电磁(EM)型。对于电阻型触摸板，在上基板或下基板上形成金属电极，并通过读取在所施加的一直流电压中的、由一触摸点处的电阻所产生的电压梯度来检测该触摸点的位置。电容型触摸板根据在具有一等电位面导电层的上基板与一下基板相接触时所产生的电压变化来检测触摸点的位置。此外，EM型触摸板通过读取当用电子输入笔触摸导电层时的感应LC值来检测触摸点的位置。由于各种类型触摸板具有不同的信号放大特性、分辨率特性和设计与制造的难易特性，所以选择一种类型用于特定应用，诸如光学、电学、机械、对周围环境的抗力和输入特性以及持久性与经济功效。
下面，参考附图，对现有技术触摸板进行说明。
图1是普通电容型触摸板及其操作原理的示意图。如图1所示，普通电容型触摸板在涂有透明导电层1的曲面或平面玻璃基板(图2中的10)的各个角处具有金属电极2a、2b、2c和2d，以形成等电位面。也就是说，电压通过金属电极2a、2b、2c和2d施加到透明导电层1，从而在其上形成等电位面。当触摸一个触摸板的表面时，产生一电压降。在普通的电容型触摸板中，利用一控制器来检测该电压降的量，从而检测出触摸点的位置。在此情况下，电容型触摸板的输入装置可以是裸指或导电的输入笔。也就是说，当触摸输入表面时，输入装置在触摸点处引起一电压降。
更具体地，参考下面的平面剖视图对现有技术电容型触摸板进行说明。图2是电容型触摸板的平面视图，图3是沿图2的线I-I’的剖视图。
如图2和图3所示，在电容型触摸板中，形成玻璃基板作为支撑基板。之后，在该玻璃基板上形成透明导电层，并在透明导电层的四个角处形成金属电极，以用于将电压施加到透明导电层。有利的是，透明导电层1由诸如铟锡氧化物(ITO)或锑锡氧化物(ATO)之类的透明导电材料形成，玻璃基板10由钠钙玻璃形成。
之后，通过印制具有低电阻的导电金属(例如银)，在透明导电层1的四个角处形成金属电极2a、2b、2c和2d。此外，在金属电极2a、2b、2c和2d周围形成一电阻网络。以线性模式形成该电阻网络，从而将控制信号均匀地发送到透明导电层1的整个表面。尽管未示出，在包括金属电极2a、2b、2c和2d在内的透明导电层1上涂有钝化层。该钝化层可由液体玻璃材料形成。但是，采用硬化/致密化工艺，对液体玻璃材料进行热处理，使其转换成硬涂层。
图4是普通电容型触摸板的操作原理的方框图。如图4所示，将电压施加到普通电容型触摸板中透明导电层1的四个角处的金属电极2a、2b、2c和2d。最好将一高频电压发送到触摸板的整个表面。此时，如果用手指或导电输入笔触摸透明导电层1，则由每个电流传感器20a、20b、20c和20d检测到一电流变化。电流传感器20a、20b、20c和20d以及模-数转换器30与控制器(图1中标号3)相对应。控制器3通过内部振荡器OSC向电流传感器20a、20b、20c和20d提供一方波，该方波具有几千赫兹量级的频率，并且电流传感器20a、20b、20c和20d连续进行充电和放电。之后，在一个积分周期(通常为8毫秒)期间以数字模式对电荷量进行积分。以此方式，可以确定输入表面是否被触摸。如果输入表面被触摸，则测量触摸点的坐标，然后将该坐标作为信息输出到一系统(未示出)。在普通的电容型触摸板中，输入装置被限定为裸指或导电输入笔。因此，当用戴手套的手触摸或者没有导电输入笔时，对于普通的电容型触摸板来说，很难正确地检测到触摸点的位置。
同时，对于普通的电阻型触摸板，当使用诸如输入笔或手指之类的输入装置触摸其上具有一上电极的上基板表面时，上基板的上电极电连接下基板的下电极。因此，根据触摸点上的电阻值来读取电压变化，之后可以根据控制器中的电位变化来确定触摸点的坐标。因此，对于电阻型触摸板，可以检测用戴手套的手或非导电输入笔触摸的点的位置，而与输入装置是否导电无关。但是，与电容型触摸板不同，由于电阻型触摸板根据透明导电层的电阻来检测触摸点的位置，所以与电容型触摸板相比会存在不精确和低分辨率的问题。
发明内容
因此，本发明是要提供一种与触摸板结合的显示装置，其基本上克服了因现有技术中的不足和缺陷所造成的一个或多个问题。
本发明的优点是提供一种触摸板，该触摸板可以使用各种类型的输入装置，而与输入装置是否导电无关，因此除了导电装置以外，还可以使用戴手套的手或非导电输入笔作为输入装置。
本发明的其他优点、目的和特征部分地在以下说明中进行阐述，部分地可以由本领域的普通技术人员通过对以下说明的研究得到清晰的理解或可以通过本发明的实践获知。通过在说明书和权利要求以及附图中特别指出的结构，可以实现并获得本发明的目的和其他优点。
为了实现这些目的和其他优点并根据本发明的目的，如在此所实施和广泛描述的那样，例如，触摸板可以包括一支撑基板；第一透明导电层，具有用于向支撑基板施加电压的第一电极；第二透明导电层，具有第二电极并面向第一透明导电层；使第一和第二透明导电层彼此附着的粘合剂；以及第二透明导电层的外表面上的钝化膜。
在本发明的另一方面中，例如，与显示装置结合的触摸板的制造方法可以包括提供一支撑基板；形成第一透明导电层，其具有用于向支撑基板施加电压的第一电极；形成第二透明导电层，其具有第二电极并面向第一透明导电层；利用粘合剂使第一和第二透明导电层彼此附着；以及在第二透明导电层的外表面上形成钝化膜。
在本发明的再一方面中，例如，与触摸板结合的液晶显示装置可以包括触摸板和液晶显示装置，触摸板包括具有第一和第二表面的支撑基板；支撑基板的第一表面上的第一透明导电层，第一透明导电层具有用于向支撑基板施加电压的第一电极；第二透明导电层，具有第二电极并面向第一透明导电层；在第一和第二透明导电层之间的粘合剂；以及在第二透明导电层的外表面上的钝化膜；液晶显示装置在触摸板的支撑基板第二表面上，液晶显示装置包括第一基板，具有多个薄膜晶体管；第二基板，具有一滤色器并面向第一基板；和液晶层，在第一和第二基板之间。
在本发明的又一方面中，例如，与触摸板结合的液晶显示装置的制造方法包括提供具有第一和第二表面的支撑基板；在支撑基板的第一表面上形成第一透明导电层，该第一透明导电层具有用于向支撑基板施加电压的第一电极；形成具有第二电极并面向第一透明导电层的第二透明导电层；利用粘合剂使第一和第二透明导电层彼此附着；在第二透明导电层的外表面上形成钝化膜；以及在触摸板的支撑基板的第二表面上形成液晶显示装置，液晶显示装置的制造方法包括制备具有多个薄膜晶体管的第一基板；制备具有滤色器并面向第一基板的第二基板；并在第一和第二基板之间设置液晶层。
可以理解，本发明的上述总体说明和以下的详细说明是示例性和解释性的，以提供对如权利要求所述发明的进一步解释。
所包括的附图提供了对本发明的进一步理解并组合构成本申请的一部分，显示了本发明的实施例并和说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中图1是普通电容型触摸板及其操作原理的示意图；图2是普通电容型触摸板的平面图；图3是沿图2中线I-I’的剖视图；图4是解释电容型触摸板的操作原理的方框图；图5A和图5B是根据本发明一实施例的触摸板的下膜和上膜的平面视图；图6是显示在图5A和图5B的下膜与上膜之间的粘合状态的平面图；图7是沿5A、图5B和图6中的线II-II’的剖视图；以及图8是沿图6中的线III-III’的剖视图。
具体实施例方式
下面参考附图中示出的例子，对本发明实施例进行详细说明。在所有的附图中，尽可能采用相同的标号表示相同或相似的部分。
图5A和图5B分别是根据本发明的触摸板的下膜和上膜的平面视图。图6是显示在图5A和图5B的下膜与上膜之间的粘合状态的平面图。图7是沿5A、图5B和图6中的线II-II’的剖视图。图8是沿图6中的线III-III’的剖视图。
在根据本发明的触摸板中，提供玻璃基板105作为支撑基板。之后，如图5A所示，在形成第一透明导电层107之后，分别在第一透明导电层107的四个角处形成金属电极110a、110b、110c和110d。此外，在第一透明导电层107上以固定间隔形成多个点间隔物(dot spacer)120，对应于一视区。参考图5B，形成第二透明导电层205，在第二透明导电层205的一侧形成一个金属电极210。
如图6所示，利用绝缘粘合剂220使第一透明导电层107和第二透明导电层205彼此接合，使第二透明导电层205的金属电极210与第一透明导电层107的一个金属电极110a、110b、110c或110d相互正对。此时，沿着第一和第二透明导电层107和205的周缘(死空隙区(dead spaceregion))形成绝缘粘合剂220。如图中所示，第一透明导电层107的金属电极110b与第二透明导电层205的金属电极210重叠。但是，可以在死空隙区的中心或预定部分处形成第二透明导电层205的金属电极210，以便降低包括金属电极110b和210的高度在内的触摸板的阶差(stepdifference)。
参考图7和图8，在触摸板的死空隙区内形成金属电极110a、110b、110c和110d，并在死空隙区内将第一和第二透明导电层107和205彼此接合。也就是说，形成绝缘粘合剂220以覆盖金属电极110a、110b、110c和110d，使得金属电极110a、110b、110c、110d与210相互电绝缘。在玻璃基板105上形成第一透明导电层107，并在第一透明导电层107的四个角处形成金属电极110a、110b、110c和110d，由此从外部施加一个用于形成等电位的电压信号。
即使在触摸板的表面上用手指或输入笔进行反复触摸或描绘(drawing)处理，也可以避免因使用玻璃基板作为支撑基板而导致第一和第二透明导电层107和205破裂的情况。除了玻璃基板以外，也可以使用膜型基板作为支撑基板。尽管未示出，可以在玻璃基板105的下方形成与第一透明导电层107相对应的另一个透明导电层，使得该另外的透明导电层可以作为电接地点。因此，可以防止来自触摸板下方的显示装置的噪音被传送到触摸板。之后，在第二透明导电层205上形成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜203，该PET膜作为钝化层。该PET膜是透明塑料材料的，所以还改善了耐用性和书写感受。
如上所述，金属电极210形成在面向第一透明导电层107的第二透明导电层205的内表面上，并与外部地电压或金属屏蔽板连接，从而当使用输入装置触摸该触摸板的表面时，金属电极210使第二透明导电层205接地。因此，当使用诸如手指或输入笔之类的输入装置触摸该触摸板的表面时，在触摸点开始打破第一透明导电层107的等电位状态，从而产生一电流。随着电流的流动，通过连接到第一透明导电层107上的金属电极110a、110b、110c和110d的电流传感器来检测电荷流量。随后，通过模-数转换器将检测的模拟信号转换成数字信号，由此检测触摸点的位置。在此情况中，手指或输入笔作为放电装置。同时，在使用戴手套的手指或非导电输入笔作为输入装置的情况中，采用与使用手指或输入笔作为输入装置的情况中相同的方式，根据电荷流量来检测触摸点的位置，之后金属电极210使第二透明导电层205接地以释放电荷。
如图8所示，在触摸板上除了绝缘粘合剂220所在区域以外的视区内形成点间隔物120。绝缘粘合剂220位于彼此相对的第一和第二透明导电层107和205的周缘内，以保持第一和第二透明导电层107和205之间的预定间隙。此外，在第二透明导电层205上形成PET膜203，因此PET膜203作为钝化层。与电容型触摸板不同，PET膜203防止导电物质接触根据本发明的触摸板。此外，PET膜203是透明塑料材料的，因此改善了触摸板的耐久性和书写感受。
在根据本发明的触摸板中，下膜由与现有技术电容型触摸板中的下基板相同的材料形成，并且将透明导电膜和PET膜一起用做上膜。因此，根据本发明的触摸板具有一种同时具备电容型触摸板和电阻型触摸板的优点的新结构。
在现有技术电容型触摸板的情况中，输入装置被限定为裸手或导电输入笔。但是，在根据本发明的触摸板中，可以使用戴手套的手或非导电输入笔以及裸手或导电输入笔作为输入装置。此外，与现有技术电容型触摸板(在此情况中可能直接接触透明导电层以进行输入)相比，根据本发明的触摸板利用点间隔物防止透明导电层上的这种直接接触，从而改善了耐用性和书写感受。
在用裸指触摸现有技术触摸板中的显示板表面的情况中，由于裸指用作接地点，所以可以利用一信号改变来检测触摸点的位置。但是，如果用戴手套的手触摸显示板的表面，则现有技术电容型触摸板将不工作，因为手套是绝缘体。
在根据本发明的触摸板中，可以使用各种输入装置，而与输入装置的材料无关。也就是说，像电阻型触摸板那样，可以使用手或钢笔作为根据本发明的触摸板的输入装置。此外，根据本发明的触摸板保持了电容型触摸板的优点，包括耐用性。
根据本发明的、与触摸板相结合的显示装置可以包括LCD装置作为显示装置。液晶显示装置通常包括下基板，具有多个薄膜晶体管；上基板，具有滤色器并面向下基板；和上基板与下基板之间的液晶层。接着，根据本发明原理的触摸板可以被附着到LCD装置的上基板或下基板。
但是，根据本发明的、与触摸板相结合的显示装置可以具有其他显示装置。在这种情况下，可在显示装置和触摸板的整个表面或周缘上形成粘合剂，从而将触摸板附着到显示装置。
如上所述，根据本发明的、与触摸板相结合的显示装置具有以下优点。除了导电输入笔以外，还可以使用戴手套的手或非导电输入笔作为根据本发明的触摸板的输入装置。此外，在根据本发明的触摸板的上膜上另外形成一个透明塑料膜，从而提高耐用性。
对于本领域的技术人员来说，显然可以在本发明中进行各种修改和变动。因此，本发明覆盖所附权利要求及其等同物的范围内所提供的对本发明的修改和变动。
权利要求
1.一种触摸板，包括支撑基板；第一透明导电层，具有用于向支撑基板施加电压的第一电极；第二透明导电层，具有第二电极并面向第一透明导电层；在第一和第二透明导电层之间的粘合剂；以及在第二透明导电层的外表面上的钝化膜。
2.根据权利要求1所述的触摸板，进一步包括在第一透明导电层上以固定间隔形成的多个点间隔物。
3.根据权利要求1所述的触摸板，进一步包括在支撑基板下方形成的透明导电层。
4.根据权利要求1所述的触摸板，其中粘合剂沿着第一和第二透明导电层的周缘形成。
5.根据权利要求4所述的触摸板，其中粘合剂包括绝缘材料。
6.根据权利要求1所述的触摸板，其中支撑基板包括玻璃。
7.根据权利要求1所述的触摸板，其中支撑基板是透明膜。
8.根据权利要求1所述的触摸板，其中第一电极是金属电极并形成在第一透明导电层的四个角的每一个处。
9.根据权利要求1所述的触摸板，其中第二电极是金属电极并形成在第二透明导电层的一侧处。
10.根据权利要求1所述的触摸板，其中钝化膜由透明塑料材料形成。
11.根据权利要求10所述的触摸板，其中钝化膜是聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。
12.根据权利要求1所述的触摸板，进一步包括连接到第一电极的电流传感器。
13.根据权利要求1所述的触摸板，其中第二电极形成在第二透明导电层的内表面上，并连接到外部地电压或金属屏蔽板。
14.一种触摸板的制造方法，包括提供一支撑基板；形成第一透明导电层，其具有用于向支撑基板施加电压的第一电极；形成第二透明导电层，其具有第二电极并面向第一透明导电层；利用粘合剂使第一和第二透明导电层彼此附着；以及在第二透明导电层的外表面上形成钝化膜。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括在第一透明导电层上以固定间隔形成多个点间隔物。
16.根据权利要求14所述的方法，进一步包括在支撑基板的下方形成透明导电层。
17.根据权利要求14所述的方法，其中沿着第一和第二透明导电层的周缘形成粘合剂。
18.根据权利要求14所述的方法，其中支撑基板是玻璃或膜。
19.根据权利要求14所述的方法，其中在第一透明导电层的四个角的每一个处形成第一金属电极。
20.根据权利要求14所述的方法，其中钝化膜是聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。
21.根据权利要求14所述的方法，进一步包括将电流传感器连接到第一电极。
22.根据权利要求14所述的方法，其中第二电极形成在第二透明导电层的内表面上并连接到外部地电压或金属屏蔽板。
23.一种与触摸板相结合的液晶显示装置，包括触摸板，包括支撑基板，具有第一和第二表面；在支撑基板的第一表面上的第一透明导电层，该第一透明导电层具有用于向支撑基板施加电压的第一电极；第二透明导电层，具有第二电极并面向第一透明导电层；在第一和第二透明导电层之间的粘合剂；以及在第二透明导电层的外表面上的钝化膜；以及液晶显示装置，其在触摸板的支撑基板的第二表面上，该液晶显示装置包括第一基板，具有多个薄膜晶体管；第二基板，具有滤色器并面向第一基板；以及第一和第二基板之间的液晶层。
24.根据权利要求23所述的装置，进一步包括在第一透明导电层上以固定间隔形成的多个点间隔物。
25.根据权利要求23所述的装置，其中沿着第一和第二透明导电层的周缘形成粘合剂。
26.根据权利要求25所述的装置，其中粘合剂包括绝缘材料。
27.根据权利要求23所述的装置，其中支撑基板包括玻璃。
28.根据权利要求23所述的装置，其中第一电极是金属电极并形成在第一透明导电层的四个角的每一个处。
29.根据权利要求23所述的装置，其中第二电极是金属电极并形成在第二透明导电层的一侧处。
30.根据权利要求23所述的装置，其中钝化膜由透明塑料材料形成。
31.根据权利要求30所述的装置，其中钝化膜是聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。
32.根据权利要求23所述的装置，进一步包括连接到第一电极的电流传感器。
33.根据权利要求23所述的装置，其中第二电极形成在第二透明导电层的内表面上并连接到外部地电压或金属屏蔽板。
34.一种与触摸板相结合的液晶显示装置的制造方法，包括提供一具有第一和第二表面的支撑基板；在支撑基板的第一表面上形成第一透明导电层，该第一透明导电层具有用于向支撑基板施加电压的第一电极；形成第二透明导电层，其具有第二电极并面向第一透明导电层；利用粘合剂使第一和第二透明导电层彼此附着；在第二透明导电层的外表面上形成钝化膜；以及在触摸板的支撑基板的第二表面上形成液晶显示装置，液晶显示装置的制造方法包括制备具有多个薄膜晶体管的第一基板；制备具有滤色器并面向第一基板的第二基板；以及在第一和第二基板之间设置液晶层。
35.根据权利要求34所述的方法，进一步包括在第一透明导电层上以固定间隔形成多个点间隔物。
36.根据权利要求34所述的方法，进一步包括在支撑基板下方形成透明导电层。
37.根据权利要求34所述的方法，其中沿着第一和第二透明导电层的周缘形成粘合剂。
38.根据权利要求34所述的方法，其中支撑基板是玻璃或膜。
39.根据权利要求34所述的方法，其中在第一透明导电层的四个角的每个处形成第一金属电极。
40.根据权利要求34所述的方法，其中钝化膜是聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。
41.根据权利要求34所述的方法，进一步包括将电流传感器连接到第一电极。
42.根据权利要求34所述的方法，其中第二电极形成在第二透明导电层的内表面上并连接到外部地电压或金属屏蔽板。
全文摘要
提供了一种与触摸板相结合的显示装置，其可以使用各种类型的输入装置。因此，除了导电装置以外，可以使用戴手套的手或非导电输入笔作为输入装置。触摸板包括一支撑基板；第一透明导电层，具有用于向支撑基板施加一电压的第一电极；第二透明导电层，具有第二电极并面向第一透明导电层；使第一和第二透明导电层彼此附着的粘合剂；以及在第二透明导电层的外表面上的钝化膜。
文档编号G06F3/03GK1510560SQ200310115709
公开日2004年7月7日 申请日期2003年11月24日 优先权日2002年12月24日
发明者洪熙政, 朴喜正 申请人:Lg.飞利浦Lcd有限公司