专利名称：具有触摸屏功能的显示器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有触摸屏功能的显示器件，更具体地，本发明涉及一种通过利
用红外线而具有触摸屏功能的显示器件，该红外线通过由显示器件运行的发光机构获得。
背景技术：
具有触摸屏功能的显示面板通常是指能探测由外界物体在显示面板的显示区内 施加的触摸的存在和位置的显示面板。术语"触摸"包括通过人的手指对显示器件的物理 接触。目前具有触摸功能的显示面板可以形成各种类型，包括红外线型、电阻膜型、电容型、 超声波型以及压力传感器型。对于大屏幕面板，诸如等离子体显示面板，显示面板通常形成 为红外线型触摸面板，从而便于在大屏幕面板上实现触摸屏功能。 作为目前触摸屏器件的实例，韩国专利公开No. 1998-0041328公开了一种等离子
体显示面板(PDP)电视(TV)的触摸屏器件，该触摸屏器件包括垂直红外线产生器，其产生
垂直的红外线信号并设置在屏幕的顶侧和底侧之一上；垂直红外线接收器，其接收垂直的
红外线信号并设置在屏幕的相对于垂直红外线产生器的另一侧；水平红外线产生器，其产
生水平的红外线信号并设置在屏幕的左侧和右侧之一上；水平红外线接收器，其接收水平
的红外线信号并设置在屏幕的相对于水平红外线发生器的另一侧；控制器，其控制每个垂
直红外线产生器和水平红外线产生器；计算器，基于垂直和水平红外线信号，计算由于用户
的触摸操作而产生的坐标值；以及界面工具，用于输出所计算的坐标值到控制系统。 然而，为了在具有大屏幕的现有显示面板中实现触摸屏功能，具有大屏幕的显示
面板需要将产生红外线的红外线源和探测所产生的红外线的红外线传感器两者结合到显
示面板。 虽然显示器件的等离子体显示面板会发出红外线，但是目前的等离子体显示器件 仍然需要额外的红外线源和红外线传感器，其在使用过程中必须保持通电以成功实现触摸 板功能。因此，会不利地产生额外的热量，显示面板的制造成本显著增加，并且在多年内都 会产生不必要的能源损耗。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种改进的触摸屏显示面板。 另一目的是提供具有触摸屏功能的显示面板，其消除了在显示面板中安装额外的 红外线源的需要。 再一目的是提供一种具有触摸屏功能的显示面板，其通过感应由显示面板发出的 光并因而通过利用显示面板发出的光而在显示面板上形成图像。 根据本发明的示例性实施方式，具有触摸屏功能的显示器件可包括显示面板，发
射光并且在显示面板上形成图像；以及多个探测器，其指示由人类施加在显示面板上的触
摸的发生和位置，探测从显示面板发出的光的强度。 该多个探测器可设置在显示面板前表面的边缘上。
该多个探测器可设置在显示面板前表面的角上。 当该多个探测器的数量为两个(2)时，探测器可设置在沿显示面板的外围形成的 几个角中的相邻角上，可具有用于探测光的方向性，而且可布置为使得探测器的中心路径 彼此交叉。 当该多个探测器的数量为两个(2)时，探测器可分别设置在位于显示面板对角线 的两个相对端的两个角上，可布置为使得探测器的中心路径彼此交叉，并具有用于探测光 的方向性。 当该多个探测器的数量为四个(4)时，探测器可设置在显示面板的角中的相邻角
上，可布置为使得探测器的中心路径彼此交叉，并具有用于探测光的方向性。 当该多个探测器的数量至少为三个(3)时，该显示器件可具有同时探测多个所施
加的触摸的功能。 该多个探测器可设置为与显示面板的显示表面成预定角度，以探测光。
该多个探测器可测量光的强度，探测显示面板上当光的强度变化时的位置。
该多个探测器可以是光电二极管、光电晶体管以及红外线照相机中的任一种。
所发出的光可以是红外线。 显示面板可包括在其中显示图像并发光的第一区域；以及第二区域，该第二区域 围绕第一区域并且不发光，其中该多个探测器设置在第二区域中。 显示器件可进一步包括设置在显示面板上的滤光器，并且该滤光器可以形成以使 得将被该多个探测器探测的光能够透过该滤光器。
由该多个探测器探测的光可以是红外线。
该滤光器的红外线透过率至少为90% 。
因为当结合附图考虑时，本发明更完整的理解及其附带的优点将通过参照以下详 细描述变得更好理解，所以其将更加显而易见，在附图中相同的参考标记表示相同或类似 的组件，其中 图1是示出根据本发明的实施方式的显示器件的平面结构的平面图；
图2是沿图1中的II-II'线提取的显示器件的部分截面图；
图3是图1的显示器件的分解斜视图； 图4是示出与外壳一起组装的显示面板的结构的分解斜视图； 图5是示出根据本发明的另一实施方式的图1的显示器件的修改实例的图； 图6是信号迹线(signal trace)，其分别示出当不在显示面板上施加触摸时，表
示通过第一探测器和第二探测器检测到的红外线的强度的电波形；以及 图7(a)至图7(c)是信号迹线，其分别示出当图1中的位置A、 B和C分别被显示
器件的人类用户触摸时，表示由第一探测器和第二探测器探测到的红外线强度变化的电波形。
具体实施例方式
在下文中，将参照附图更全面地描述本发明，并且将示出本发明的示例性实施方
5式。 对于本领域的技术人员来说，所描述的实施方式可以多种不同的方式修改，均不 偏离本发明原理的精神和范围。 为了更好地理解且易于描述，认识到在附图中示出的组成构件的尺寸和厚度是任 意给出的，本发明并不限于图示的尺寸和厚度。 在附图中，为了清晰起见，夸大了层、膜、板、区域等的厚度。在整个说明中相同的 附图标记表示相同的元件。将理解当元件诸如层、膜、区域或基板被称为在另一元件"上" 时，其可以直接在另一元件上或者也可以存在中间元件。可选地，当元件被称为"直接"在 另一元件"上"时，不存在中间元件。 为清楚说明本发明，在本说明书的详细描述中省略了与描述无关的元件，在整个 说明书中相同的附图标记表示相同的元件。 在各个示例性实施方式中，具有相同配置的构成元件分别在第一示例性实施方式 中通过使用相同的附图标记进行描述，并且在其他实施方式中仅描述与在第一实施方式中 已描述的构成元件不同的构成元件。 图1是示出根据本发明的实施方式的显示器件的平面结构的平面图。图1所示的 显示器件可包括显示面板100，其显示预定的图像；以及第一探测器Sl和第二探测器S2， 当在显示面板100的主表面上施加触摸时，第一探测器Sl和第二探测器S2光学探测显示 面板100上的预定位置Q。显示面板100包括用于显示图像的第一区域P，多个放电单元 DS形成于第一区域P内。第二区域NP，其不显示任何图像，被制备且设置在显示面板100 的外部，即，在第一区域P的外部纵向部分和第一区域P的外部横向部分，虚拟单元(dummy cell) TS形成于第二区域NP中。设置在第二区域NP中的虚拟单元TS可以形成为带状并且 可以布置为围绕第一区域P的外围边界。 设置在第一区域P的每个放电单元DS是最小的单元，其发射用于显示预定图像的 光。该放电单元DS通过使用等离子体放电的方法而发出具有预定颜色的光。发射不同颜 色光的相邻放电单元可构成像素，即，显示面板的显示屏上的点(dot)。每个放电单元DS包 括激发等离子体放电的一对电极，并且能在部分预定时间段内利用输入受控信号而通过发 射光来产生灰阶。 虚拟单元TS用于提供预定空间，该预定空间可补偿会在显示面板100的制造过程 中发生的工艺误差，形成虚拟单元TS并不是用于放电以产生显示图像的光。虚拟单元TS 可以不包括所有的公共电极、扫描电极和寻址电极，其中公共电极和扫描电极产生交互放 电(mutual discharge)，寻址电极产生寻址放电。 第 一 探测器Sl和第二探测器S2，其接收光拦截信号(light interc印tingsignal)，且设置在显示面板100的边缘上。第一探测器S1的中心路径 (centralpath)由路径Ll表示，第二探测器S2的中心路径由路径L2表示。探测器的中心 路径可以相交(interc印t)，并且彼此交叉。如图1所示，第一探测器Sl和第二探测器S2 可设置在第一角Rl和第二角R2。例如，第一角Rl可以是显示面板100的左上角；第二角 R2可以是显示面板100的右上角。这里，设置在左上角的第一探测器S1可以倾斜预定角度 以面对第四角R4，设置在右上角的第二探测器S2可以倾斜预定角度以面对第三角R3。
可选地，第一探测器Sl和第二探测器S2可以分别设置在形成在显示面板100对
6角线的两个相对端处的两个角上。作为本发明的实施方式，第一探测器S1可以设置在第一
角Rl上，第二探测器S2可以设置在第四角R4上。作为本发明的另一个实施例，第一探测
器SI可以设置在第二角R2上，第二探测器S2可以设置在第三角R3上。 第一探测器Sl和第二探测器S2的每一个都可以是光电二极管(photodiode)、光
电晶体管(phototransistor)或红外线照相机。红外线照相机可以是其中光电器件诸如电
耦合器件(CCD)或互补型金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器设置在二维平面上的任何
照相机。 图2为图1中沿II-II'线提取的显示面板100的部分截面图。参照图2，阻挡肋 124设置在前基板111和后基板121之间，并且这两个基板彼此面对。因此，在第一区域P 中划分放电单元DS，在第二区域NP中划分虚拟单元TS。在这个触摸屏结构中，放电单元DS 用作光源，第一探测器Sl和第二探测器S2用作光接收器。这里，放电单元DS不仅发射在 屏幕上显示图像的可见光，而且发射红外线(IR红外线)以实现触摸屏功能。此外，第一探 测器S1和第二探测器S2相对于显示面板100的主表面以预定角度e倾斜，探测器S(例 如第一探测器S1和第二探测器S2)的光学获取路径(opticalacquisition path)可以沿 相对于第一区域P的倾斜方向L设置。因此，探测器可以有效地探测到从显示面板中发出 的光。当外部物体M，诸如手指或笔，触摸第一区域P上的预定位置时，由于到第一探测器 Sl和第二探测器S2的光学获取路径相交，所以第一探测器Sl和第二探测器S2探测拍摄的 图像上所探测到的光强度显著降低的部分。因此，精确的触摸位置由第一探测器S1和第二 探测器S2通过探测光强显著降低的部分来确定。 滤光器130可以设置在前基板111上。从显示面板100发出的光可透过滤光器 130。显示面板100的放电单元DS不仅发射用于在屏幕上形成图像的可见光，而且发射红 外线，该红外线用作在显示面板IOO上实现触摸板功能的光源。因此，从放电单元DS发出 的红外线可透过滤光器130。例如，从放电单元DS发出的红外线的至少90%可透过滤光器 130。 图3为图1的显示器件100的分解透视图。参照图3，一对前基板111和后基板 121设置为彼此面对，阻挡肋124设置在前基板111和后基板121之间。因此，在第一区域 P中划分多个放电单元DS，在第二区域NP中划分多个虚拟单元TS。用于产生交互放电的 多对公共电极112和扫描电极113布置在前基板111上。寻址电极122，其与扫描电极113 一起产生寻址放电，可以形成在后基板121上。电介质层114和123可以形成在前基板111 和后基板121上，以嵌入并保护相应的电极112、 113和122。同样地，覆盖电介质层114的 保护层115可以进一步形成于前基板111上。 公共电极112、扫描电极113和寻址电极122可以同时形成在第一区域P的内侧和 外侧，形成于第一区域P内的放电单元DS可以通过使用电极112、113和122产生合适的放 电以实现预设的发光功能。因此，通过同时制造电极112、113和122，电极112、113和122 可以遍及第一区域P的内侧和外侧均匀地形成。 寻址电极122与扫描电极113 —起产生寻址放电并选择至少一个放电单元DS以 产生放电。设置在第一区域P内表面上的每个放电单元DS可以产生多次放电，从而提供亮 度分布(即，灰阶)以创建将被显示的图像。在另一实施方式中，当公共电极112和扫描电 极113设置为彼此交叉时，可以省略寻址电极122，公共电极112可以执行寻址电极122的功能。 荧光物质(phosphor substance) 125可以涂覆在放电单元DS的内表面。荧光物 质125吸收放电产生的紫外线，转换紫外线，由此产生可见光。根据所发射的光的颜色，荧 光物质125可以大概分为红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)荧光物质。 注入放电气体以填充前基板111和后基板121之间的空间。该放电气体可以为多 组分气体，其包含通过放电激发而产生适当的红外线和紫外线的氙(Xe)，并包括确定体积 比的氪(Kr)，氦(He)和氖(Ne)。例如，当通过与施加于公共电极112和扫描电极113之间 的高电场放电电压反应而离子化氙时，氙中的电子跃迁至多个能级，从而产生预定波长的 红外线和紫外线。该系列的放电过程通常在包含放电气体的放电单元DS中进行。
图4为示出组装在外壳中的图3的显示面板100的结构的透视图。如图4所示， 显示面板100被包含在形成于前壳202和后壳201之间的内部空间中，前壳202和后壳201 彼此组装在一起。第二区域NP，其不执行显示功能，被前壳202的边缘400覆盖，从而由位 于第二区域NP中的虚拟单元TS错误地发出的可见光会被边缘400阻挡，因而防止显示质 量的劣化。 图5是示出根据本发明的另一实施方式的图1的显示器件的修改实例的视图。除 了探测器之外，图5中示出的显示器件100具有与图1中所示的显示器件类似的结构。如 图5所示，矩形的第一区域P实质上被设置在显示面板100的中心。第一区域P包括多个 放电单元DS以形成预定图像。同样，虚拟单元TS布置在第二区域NP内，第二区域NP沿第 一区域P的上、下、左、右侧围绕第一区域P。用于接收光拦截信号(light intercepting signal)的第一探测器Sl、第二探测器S2、第三探测器S3和第四探测器S4布置在第二区域 NP的每一角Rl、 R2、 R3和R4处。通过沿围绕第一区域P的上、下、右和左边布置虚拟单元 TS，并且通过在每一角R1、R2、R3和R4处布置接收光学信号的第一至第四探测器Sl至S4， 第一至第四探测器Sl至S4的死区可以被有效地消除由此被去除，可以高精度可靠地探测 精确的触摸位置。 至少可以使用三个探测器以实现多触摸功能，其同时探测至少两个触摸输入，当 前实施方式适于多触摸功能。 图6是示出两个不同波形迹线(waveform trace)的正交图(orthogonalgraph)， 其分别示出了当无触摸施加到显示面板时，表示由第一探测器和第二探测器分别探测到的 红外线强度的电信号。如图6所示，当没有触摸施加到第一区域P内时，由第一探测器S1 和第二探测器S2测得的表示红外线强度的信号仅包括表示几乎未变化的红外线强度的波 纹信号组分，不含表示红外线强度显著改变的任何信号组分。 图7是示出不同波形迹线的正交图，其分别示出了当图1中的位置A、 B和C分别 被触摸时，表示分别由第一探测器和第二探测器探测到的红外线强度的电信号。当第一区 域P被触摸时，由于光拦截(interc印tion)，所以由第一探测器Sl和第二探测器S2探测到 的红外线强度清楚地显示出显著的变化。当第一区域P的位置A、B、C分别被触摸时以及第 一探测器Sl和第二探测器S2的扫描方向是如图1所示的时，由第一探测器Sl和第二探测 器S2探测到的红外线强度在相对于探测器的扫描方向的特定可识别位置处显著减小。
如图7(a)所示，当位置A被触摸时，观察到在第一探测器S1的左扫描位置的红外 线强度显著减小，观察到在第二探测器S2的右扫描位置的红外线强度显著减小。如图7(c)所示，当位置C被触摸时，观察到在第一探测器SI的右扫描位置的红外线强度显著减小，观 察到在第二探测器S2的左扫描位置的强度显著减小。同样如图7(b)所示，当位于显示面 板100中心的位置B被触摸时，观察到第一探测器Sl和第二探测器S2的中心扫描位置的 红外线强度显著减小。这能用于识别施加到显示面板的暴露表面的触摸的二维位置的精确 定位。 通过利用由显示面板的发光机构产生的红外线，根据本发明的实施方式的显示器 件被赋予触摸屏功能，同时该显示面板被用于为使用者产生变化的可视图像。因此，诸如 LED阵列的红外线源的安装不是必须的，因而降低了由此引起的成本，同时可提供具有与由 屏幕显示的图像一样高的分辨率的精确触摸屏。 根据该显示器件，因为使用从显示面板发出的红外线而不使用单独的红外线源， 所以显示器件的制造成本被显著降低。 虽然已经参照实施方式详细示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解 其中可进行形式和细节上的各种改变而不偏离由权利要求书所确定的本发明的精神和范 围。 本申请参考并在此结合2008年12月16日在韩国知识产权局提交的申请号为 10-2008-0128201的在先申请。
9
权利要求
一种具有触摸屏功能的显示器件，该显示器件包括显示面板，发射光并显示图像；以及多个探测器，通过探测该显示面板所发出光的强度来探测施加在该显示面板上的触摸。
2. 根据权利要求1所述的显示器件，其中该多个探测器设置在该显示面板前表面的边 缘上。
3. 根据权利要求1所述的显示器件，其中该多个探测器设置在该显示面板前表面的角上。
4. 根据权利要求3所述的显示器件，当该多个探测器的数量是两个时，探测器设置在 该显示面板的角中的相邻角上，具有用于探测光的方向性，并且布置成使得该探测器的中 心路径彼此交叉。
5. 根据权利要求3所述的显示器件，当该多个探测器的数量是两个时，探测器分别设 置在形成于该显示面板对角线的两个相对端的两个角上，布置成使得该探测器的中心路径 彼此交叉，并且具有用于探测光的方向性。
6. 根据权利要求3所述的显示器件，当该多个探测器的数量为四个时，探测器设置在 该显示面板的角的相邻角上，布置成使得该探测器的中心路径彼此交叉，并具有用于探测 光的方向性。
7. 根据权利要求1所述的显示器件，当该多个探测器的数量至少为三个时，该显示器 件具有同时探测施加到该显示器件的多个触摸的功能。
8. 根据权利要求1所述的显示器件，其中该多个探测器相对于该显示面板的表面以预 定角度设置。
9. 根据权利要求1所述的显示器件，其中该多个探测器测量光强度，探测显示面板上 光强度变化被探测的位置。
10. 根据权利要求1所述的显示器件，其中该多个探测器是光电二极管、光电晶体管和 红外线照相机中的任一种。
11. 根据权利要求1所述的显示器件，其中该光为红外线。
12. 根据权利要求1所述的显示器件，其中该显示面板还包括 第一区域，在该第一区域形成该图像并且该第一区域发射光； 第二区域，该第二区域围绕该第一区域且该第二区域不发光，并且 该多个探测器设置在该第二区域。
13. 根据权利要求1所述的显示器件，还包括滤光器，该滤光器设置在该显示面板上， 且形成该滤光器以使得将被该多个探测器探测的光透过该滤光器。
14. 根据权利要求13所述的显示器件，由该多个探测器探测的光是红外线。
15. 根据权利要求14所述的显示器件，该滤光器的红外线透过率至少为90%。
16. —种显示器件，包括 显示面板，产生可见光并产生红外线；多个探测器，探测由该显示面板产生的红外线强度的变化，并且 该多个探测器根据探测到的红外线强度的变化来识别施加到该显示面板的触摸。
17. —种显示器件，包括显示面板，产生红外线并通过产生可见光来显示变化的图像；多个探测器，与该显示面板的表面成预定角度设置在该显示面板的拐角上，该多个探 测器通过扫描整个显示面板来探测红外线强度的变化，并且该多个探测器通过利用探测到的红外线强度的变化来确定由物体施加到该显示面板 的触摸。
18. 如权利要求17所述的显示器件，其中该多个探测器相对于该显示面板的观察表面 取向为预定角度。
19. 如权利要求18所述的显示器件，其中该多个探测器沿该显示面板的外围设置成阵列。
全文摘要
本发明提供一种具有触摸屏功能的显示器件。该显示器件具有产生可见光并产生红外线的显示面板；探测由该显示面板产生的红外线强度的变化的多个探测器；以及该多个探测器根据探测到的红外线强度的变化来识别施加到该显示面板的触摸。
文档编号G06F3/042GK101751818SQ20091025346
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月16日 优先权日2008年12月16日
发明者任相薰, 禹锡均, 秋声基 申请人:三星Sdi株式会社