专利名称：触敏显示器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及触敏显示器件，其包含具有多个像素的弹性(如聚合物)结构，以及对所述像素施加驱动电压的装置。
该显示器件，是例如聚合物分散的液晶显示器件。液晶显示器广泛应用于计算机行业和从移动电话、价格标签到掌上计算机和管理器等的便携设备。同样，与诸如指示笔的接触装置的结合也具有广泛应用，同时还具有通过显示屏提供输入的方法的需要。
USP 5,777,596描述了允许通过手指、指示笔或钢笔简单接触显示屏将输入输入到关联设备(如计算机)的触敏液晶显示器件。该器件将液晶显示元件(像素)的充电时间和参考值连续比较，并且运用比较结果来确定哪个元件正被触摸。
所述触敏液晶显示器件存在的问题之一是，在感测后储存正确的图像。这是由于使用了闪线(blinking line)的事实，该闪线代表一行中所有像素在两个极端状态之间的切换。当闪线到达某一行时，通过测量像素的放电时间来检测感测。测量之后，为像素提供足够的电压以显示正确的图像。USP 5,777,596中公开了利用闪烁点进行感测的类似方式。但是在显示器上可以看见这种闪烁(赝像)。
此外，如果使用反射显示器件，由于对奇或偶写入帧的充电不同，可能出现内DC偏置电压。在DC驱动方法中(低功率液晶显示器、电泳显示器)不发生电压反转，因而这种方法根本不能使用。
提供闪烁信号的问题可以通过提供间隔装置(隔离物)来克服，所述装置的一部分用于检测像素的电学特性。所述电学特性可能是电容性的、(非线性)电阻性的或者压电特性。但是这需要将例如具有相似高度的(非线性)电阻器构建到隔离物中以确保当显示器被压时建立电接触，这是因为局部较薄的隔离物可能完全没有被压到。这类处理复杂，并且触摸感测不是在显示器上的所有点都有效。
该发明的目的尤其旨在克服含有聚合物结构的显示器件的这些缺陷。
该发明的另一目标是向触敏液晶显示器件中引入更多的功能。
为此，在根据本发明的触敏显示器件中，弹性结构包括触敏元件，同时该触敏显示器件具有监测所述触敏元件的电学特性以及感测所述电学特性变化的装置。
通过在像素的聚合物网络中引入具有压敏特性的聚合物(例如，可以通过量子隧穿合成物实现的非线性电阻率)，像素本身变成固有的触敏性。
采用这样的方式，就无需构造隔离物了，同时整个像素区域都是触敏的，这增加了接触敏感度，并且使得这种触敏显示器适合于弹性甚至可佩带的显示应用。
在另一个实施例中，监控触敏元件的电学特性的装置包括至少一个像素电极。
运用像素本身作为一部分触敏元件的优势在于，目前的像素电极也可用于测量接触信号。采用这样的方式，不需要对显示器进行额外连接。感测就可以通过简单识别哪一行、和列已经通过触压的方式形成暂时短路来实现。
在一个优选实施例中，像素包括至少一个含有电光媒质的囊。例子有基于液晶-聚合物的合成物的显示器件，象聚合物分散的液晶显示器件、宾主(guest host)系统、轴对称模式的液晶显示器件或者电泳显示器等，同时也可以想到的是电致变色显示器和基于电湿(electrowetting)的显示器。
本发明的这些和其它方面将从下文中参考实施例的描述中阐明并且变得明显。
附图中
图1为触敏(液晶)显示器件的示意图，图2和3显示的是根据本发明的部分触敏(液晶)显示器件的剖面图。
这些图都是概略图，并且没有按照比例绘制。对应的元件通常用相同的参考数字表示。
图1所示的是可应用本发明的触敏显示器件1的一部分的等效电路图。在一个可能的实施例(一种驱动模式，所谓“无源模式”)中其包括像素矩阵8，由行或选择电极7与列或数据电极6的交叉区域定义。行电极通过行驱动器4连续选取，而通过数据寄存器5给列电极提供数据。为此，如果需要首先在处理器3中处理输入数据2。行驱动器4和数据寄存器5之间的相互同步则通过驱动线9进行。
在另一个可能的实施例(另一种驱动模式，所谓“有源模式”)中，行驱动器4的信号通过薄膜晶体管10来选取像素电极，所述薄膜晶体管10的栅电极与行电极7电连接且源电极电连接到列电极。列电极6上的信号通过TFT传递给耦合到漏电极的像素8的像素电极。其它像素电极，连接到例如一个(或多个)公共反电极。作为一个简单的例子，图1仅仅示意了一个薄膜晶体管(TFT)10。
图2表示的是具有底衬底11和上衬底12的触敏液晶显示器件的一部分的剖面图。该触敏液晶器件在底衬底11上有像素电极13且在另一衬底12上有像素电极14。
根据该发明，像素电极13和14之间设有具有压敏特性的聚合物结构15，与PDLC相比，在此例中该聚合物结构包含充满了液晶材料17的囊16。
用于聚合物结构15的一类材料是由量子隧穿合成物(QTC)形成的。QTC是一种具有在其结构中沉积导电粒子的聚合物合成物。这种导电粒子具有树枝状结晶。这些粒子在空间上是彼此分开的，并没有形成物理导电通道。但是对该材料施加张应力或压应力使这些粒子彼此靠近。树枝状结晶的出现减小了粒子的空间分离。在某一载点(loading point)，粒子的空间分离变得足够近，以致于一个粒子中的电子可以通过树枝状结晶跃迁到另一个粒子。然而，来自两个不同粒子的树枝状结晶仍不能彼此接触。电子的量子隧穿行为导致材料的电阻率整体迅速降低。这种非线性行为产生材料电阻从1012到10-1Ω急剧变化的转变点。
因此，QTC是一个压敏/力敏开关材料，该材料的开关特性可与机械开关的开关特性相媲美。而且它可以被模制成不同的形状且可以和其它聚合物混合。因此，在这个例子当中，像素本身变成是固有触敏性。这在图2中通过可变电阻器21来表示。
具有聚合物网络的液晶显示器件的另一个例子是用于宽视角液晶显示器件以及等离子体寻址液晶显示器件的所谓轴对称模式，其中像素用聚合物网络单独封装。此外，这种聚合物网络可以被提供依赖于压力的电阻率来实现触摸感测。
图3显示的是一种电泳显示器的一部分，其中微囊16包含诸如电泳液体18的电泳媒质，该电泳媒质中悬浮带正电荷的粒子19和带负电的粒子20。具有微囊16的聚合物结构15也适用于将QTC引入聚合物网络中，以使得像素本身是固有触敏性的。在这个例子中，具有压敏电阻的聚合物取代了粘合剂(如果有的话)，这在图2的例子中有可能出现。
将具有依赖于压力的电阻的聚合物引入电泳显示器(或者实际上任何其他在压力下是双稳的显示器，如电致变色显示器)的优点在于，通过测量行电极和列电极间(无源驱动)的，或者是像素电极和反电极(有源驱动)间的电阻来简单地直接确定接触位置。通过接触显示器，形成短路，这将降低像素上的电压。在双稳显示器的情况下，这不会对像素的性能有负面影响(在连续驱动的显示器中则会有负面影响)，因为在其双稳周期期间，像素上无论如何都不会有电压。
本发明的保护范围不局限于上述实施例，本发明还适用于其他的显示器件，如其中像素使用聚合物网络单独封装的电致变色和电湿显示像素。同样在这里，可以为这种聚合物网络提供依赖于压力的电阻率来实现触摸感测。它同样适用于下面这种显示其中为形成具有黑、白半球的旋转球周围的粘合剂的聚合物网络提供依赖于压力的电阻率来实现接触感测。
或者，也可以使用弹性衬底(合成材料)用于(可佩带显示器件、可佩戴电子产品等)。
在监测中，还可能有不同的变化，比如监控一行像素、一列像素以及一个像素块。
该发明的特点在于每一个具有新颖特性的特征以及每个特性特征的组合。权利要求书中的参考数字并不限制其保护范围。当用动词“包含”及其变形时并不排除不同于权利要求书所述的元件的存在。元件之前的冠词“一个”并不排除出现多个这种元件。
权利要求
1.一种触敏显示器件，包含具有由多个像素的弹性结构，并具有向所述像素施加驱动电压的装置，所述弹性结构含有触敏元件，该触敏显示器件具有监测所述触敏元件的电学特性以及感测所述电学特性变化的装置。
2.根据权利要求1的触敏显示器件，其中触敏元件至少包括一个非线性电阻性部件。
3.根据权利要求1的触敏显示器件，其中触敏元件包括量子隧穿合成物。
4.根据权利要求1的触敏显示器件，其中监测触敏元件的电学特性的装置至少包含一个像素电极。
5.根据权利要求1的触敏显示器件，其中像素至少包含一个含有电光媒质的囊。
6.根据权利要求1的触敏显示器件，该电光媒质是液晶、宾主系统或者电泳媒质。
7.根据权利要求1或4的触敏显示器件，其中用于监测电学性质的装置监测至少一行像素的电学性质。
8.根据权利要求1或4的触敏显示器件，其中用于监测电学性质的装置监测至少一列像素的电学性质。
9.根据权利要求1或4的触敏显示器件，其中用于监测电学性质的装置监测一个像素块的电学性质。
全文摘要
通过在聚合物网络中引入具有依赖于压力的电阻性聚合物制备触敏显示器，所述聚合物网络是电光像素的成分。例子有PDLC、电泳显示器、聚合物分散的宾/主系统和其它聚合物分散的LC器件。
文档编号G06F3/045GK1672121SQ03818436
公开日2005年9月21日 申请日期2003年7月16日 优先权日2002年8月1日
发明者A·Y·拉亚普, M·T·约翰逊, D·K·G·德博尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司