专利名称：具有数字化器的液晶显示设备及其制造方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示(LCD)设备，具体而言，涉及一种具有数字化器的LCD设备及其制造方法。
背景技术：
随着液晶材料和微制造工艺的进步，液晶显示器(下文中称为“LCD”)的分辨率快速提高，同时，它具有重量轻、场发射显示和能耗低的特点。此外，LCD的应用范围也越来越广泛。例如，将LCD用作笔记本个人电脑(下文中称为“NTPC”)的显示设备。NTPC薄而且轻。在此将对用于各种视频显示设备具有背光单元和液晶显示板的液晶显示模块(下文中称为“LCM”)进行说明。
图1是普通液晶显示模块LCM10的分解视图。如图1所示，LCM10包括背光单元12和LCD板11。背光单元12和LCD板11由主支架13和上壳体20支撑。反射板12a、导光板12b、第一散射或保护片12c、第一棱镜片12d、第二棱镜片12e以及第二散射或保护片12f依次叠在主支架13上面。同时，LCD板11的上侧与金属材料的上壳体20相连，LCD板的下侧由主支架13支撑。包括反射板12a、导光板12b以及这些片的背光单元是位于LCM10下面的下侧单元，用于均匀地向LCD板照射光。
近来，由于LCD技术的重大改进，高分辨率的LCD设备成为现实，使得LCD可以用在高分辨率的图像工作中。此外，数字化器也用作为具有上述LCD设备的计算机的输入设备。根据确定用户所指示的位置的方法，可以将LCD设备的数字化器分为电阻型、静电电容型和EM(电磁)型。
电阻型数字化器通过在所获得的直流电压中电流量的变化来确定压力以检测位置。静电电容型数字化器利用所获得的交流电压信号中的电容耦合来检测触压位置。电磁型数字化器通过检测所获得的磁场中的谐振频率来检测触压位置。每种类型的数字化器具有信号放大问题、不同的分辨率、以及设计和工艺上不同程度的困难等不同特点。所使用的数字化器的类型取决于精度，并基于光学特性、电特性、机械特性、尺寸和输入特性以及耐用性和经济效益。
EM型数字化器的设计和结构使得它在辨别确切位置的能力上比其他类型的数字化器更优。EM型数字化器包括数字化器，其具有两组阵列线圈，其中一组与另一组平行；以及电子笔(输入笔)。EM型数字化器可以位于上述LCD设备的背光单元的后面。
图2是根据现有技术的EM型数字化器的驱动电路和驱动方法的方框图。参照图2，数字化器包括数字化器板40、控制器15和电子(输入)笔39。此时，数字化器板40用作为通过发射和接收在接触点谐振的电磁波来检测接触点的传感器，控制器15控制数字化器板。此外，电子笔39通过发射和接收电磁波来与数字化器板40通讯。
此外，数字化器板40(下文中称为“数字化器”)包括传感器PCB，其具有多个X轴线圈和Y轴线圈；屏蔽板(未示出)，用于在传感器PCB底部屏蔽电磁波；具有切换装置的连接器，用于控制传感器PCB的发射和接收模式，以及选择X或Y轴线圈。位于数字化器40的底部的控制器15包括CPU(控制处理器单元)，用于向数字化器发送信号，并读取输入信号，以检测电子笔39的位置。电子笔39包括其中具有线圈和电容器的谐振电路。
将对数字化器40的结构进行如下说明。数字化器40包括X轴和Y轴线圈阵列、以及分别与X轴和Y轴连接的X-MUX和Y-MUX。通过Y地址信号(Y-ADDR)选择一个特定的Y轴线圈，通过X地址信号(X-ADDR)选择一个特定的X轴线圈用于读取。X和Y地址信号都从控制器15产生。
控制器15向X轴和Y轴发出正弦波和电磁波，X轴和Y轴线圈的输出信号被发送到控制器15。控制器15包括正弦波发生器31，用于产生正弦波，并将该正弦波发送到各个线圈；放大器32，用于放大从正弦波发生器31产生的正弦波；开关30，用于将放大后的正弦波从放大器32发送到线圈，或者将信号从线圈发送到控制器15；放大器34，用于通过开关30分级并放大从线圈产生的输出信号；检波器35，用于检测来自放大器34的输出中的波形；低通滤波器36，用于过滤从检波器35产生的信号；取样和保持单元37(S/H)，用于对从低通滤波器36产生的信号进行取样、保持并输出；模-数转换器38，用于将从采样和保持单元37输出的模拟信号的大小和极性转换为数字格式，并输出数字信号；处理器33，用于读取来自模-数转换器38的输出信号，以确定电子笔39的位置，并控制所有其它单元。当模-数转换器38进行数字化时，采样和保持单元37保持线圈的测量值，并且在前端电路开始进行下一个线圈的测量。
数字化器40包括叠在PCB的柔性表面上的多个线圈。各个线圈都相对于X轴和Y轴排列，并且其第一端与地电压相连，第二端与MUX单元相连，其中选择一个线圈与固定电平的电位线相连。
电磁感应触摸屏的操作如下。将通过处理器33从正弦波发生器31产生的正弦波通过放大器32和开关30传送到传感器单元29。传感器单元29选择一个X轴线圈和一个Y轴线圈，以通过感应电磁来产生电磁波。电子笔39发生谐振，谐振频率保持预定时间，并且传感器单元29接收从电子笔39产生的电磁波。
电子笔39包括谐振电路。该谐振电路是一个RLC复合电路，其中在特定频率的许可功率时电流最大。谐振频率可以概括特定谐振频率的输出特性。谐振频率(f)可以表示为数学公式f=12πLC]]>(在此，L表示线圈的电感，C是电容器的电容)。根据电子笔39，排列在传感器单元29中的各个线圈都感应出不同大小的各个正弦波电压，并通过检波器和模-数转换器38输入到处理器33中。
处理器33由线圈感应的值计算电子笔39在数字化器40上的位置的值，并输出0到360之间的角度值。将电子笔39的输出数据感应到液晶显示板上或存储在处理器33中。
当电磁数字化器的面积越大时，用户画图就越方便，并且当分辨率越高时，效率越高。分辨率与数字化器40中的线圈之间的间隔成反比。即，当线圈之间的间隔越窄时，分辨率越高。电磁型触摸屏采用与电阻膜型触摸屏完全不同的方法来检测电子笔的确切位置，其通过利用电磁场的感应和谐振特性来检测电子笔的确切位置。电磁触摸屏使用一种稳定的方法(以不影响图象质量)，并且包括位于显示设备后部的传感器单元和控制器，以保持显示设备的高透光率。电磁型触摸屏不受手的触摸的影响，而是仅受笔的影响，并且书写和手写一样自然。因此，它可用于图形设计，或在商业中使用。
在EM型数字化器中，在数字化器40的内部设置了多个线圈，因此可以通过检测电场的变化来检测电子笔39的接触点。因此，与电阻型数字化器不同，不需要如同在EL型数字化器中那样将数字化器安装在LCD板的前面。即，EM型数字化器可以安装在LCM10的后面。如果形成了具有电磁连接特性的LCM10，即使数字化器40位于LCM10下面，也可以检测电子笔的接触点。
图3示意性地显示了安装在LCM后面的数字化器。通常，在LCD设备后部的主支架的底部设置有印刷电路板(在下文中称为PCB)。在PCB上设置有驱动集成电路(下文中称为D-IC)，用于驱动LCM10的开关器件(TFT阵列)。并且，LCM10和具有D-IC的PCB45通过带载封装14(下文中称为“TCP”)电连接，以便将D-IC的控制信号(选通线驱动信号)和视频信号(数据线驱动信号)发送到LCD板的各条选通线和数据线。虽然各产品之间存在微小差异，但是具有用于驱动数据线的驱动IC的PCB45a都是在LCD板的长轴方向的边角处与TCP14相连，并且在LCD板的短轴方向的边角处与具有用于驱动选通线的驱动IC的PCB45b相连。
因此，通过设置在PCB45上的D-IC的控制信号和视频信号来驱动LCM，并且改变液晶的排列结构，以通过根据液晶显示设备上的液晶排列形成的光路来显示与视频信号相对应的图像。因此，当在LCM的后部设置数字化器时，希望将电磁均匀的LCM排列在数字化器的顶面，而将电磁不均匀的材料，例如PCB，设置在数字化器的下表面。
如图3所示的具有EM型数字化器的LCD设备的装配方法包括在安装好LCM10之后，将数字化器插入到主支架13和PCB45中间。如图3所示，在插入数字化器时，必须将数字化器向上抬起，并且将其固定，以在将PCB45与LCD板10电连接时，减少对TCP14的损伤。
然而，抬起PCB45并固定数字化器存在如下的许多问题。首先，当固定数字化器40时，插入的数字化器、PCB45和TCP14相互接触并受到损伤，导致质量下降。另外，当把PCB45和TCP14抬起以插入数字化器时，与PCB45相连的TCP14会和上壳体20接触并且很容易破裂。特别地，当把PCB45设置在液晶显示板的长轴和短轴方向的两个边角时，质量和产量都会下降。此外，在上壳体20的端部具有带有弯折端部的毛边时，会加速TCP的损坏。
第二，根据现有技术的设备工艺，用螺钉固定的PCB在主支架和PCB之间留出了预定的空间，以便能将数字化器插入。但是必须增大LCD的尺寸以容纳该额外的空间，因此在重量轻而且外形薄的LCD中无法设置数字化器。
因此，当把数字化器插入到LCM和PCB之间时，存在一个问题，即必须抬起PCB，并且PCB和TCP容易受到损伤。设备的质量和产量下降。
发明内容
因此，本发明致力于一种具有数字化器的LCD设备，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点所导致的一个或者多个问题。
本发明的一个优点是提供了一种具有用于将数字化器插入到LCM中的稳定结构的LCD设备，其适合于获得LCD设备的薄外形和轻重量，并且能提高产量。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明中进行阐述，一部分可以通过说明书而明了，或者可以通过本发明的实践而体验到。通过说明书、权利要求书和附图中具体指出的结构，可以实现或获得本发明的这些和其它优点。
为了实现本发明的这些和其他优点，并根据本发明的目的，正如在此实施和概括描述的，一种具有数字化器的LCD设备包括其中具有LCD板、以及用于将光提供给LCD板的背光单元的主支架；设置在主支架的一侧用于发光的灯；包围灯并具有开口的灯框；以及数字化器，其一端插入到灯框的开口中。
数字化器的上表面由反射装置形成。
在另一方面，一种制造具有数字化器的LCD设备的方法包括第一步骤，将包围灯的灯框粘接到主支架的一侧；第二步骤，将数字化器和导光板的一端插入到灯框的开口中；第三步骤，将多个片和LCD板叠在一起，以通过将光引导到灯框的上侧来形成光路。
可以理解，前面的概述和下面的详细描述都是示例性和说明性的，旨在为权利要求所限定的本发明提供进一步的解释。
附图帮助更好地理解本发明，并构成本申请的一部分，附图显示了本发明的实施例，并与说明书一起解释本发明的原理。
附图中图1是普通LCM的透视图；图2是普通电磁型数字化器的驱动电路和方法的方框图；图3是根据现有技术的安装在LCD设备上的数字化器的示意图；图4是根据本发明的安装在LCD设备的入射部分的数字化器的剖面图；图5是根据本发明的安装在LCD设备的入射部分的对侧的数字化器的剖面图；以及图6是安装有具有反射装置的数字化器的LCM的剖面图。
具体实施例方式
现在对本发明的实施例进行详细说明，在附图中示出了其实例。
以下参照附图对根据本发明的具有数字化器的LCD设备及其制造方法进行描述。根据本发明的LCD设备包括主支架、灯、灯框和数字化器，其中数字化器的一端插入到灯框的开口中，以检测接触点的坐标。
图4是剖面图，显示了根据本发明的与具有数字化器40的LCD设备的灯框26相邻的部分。其中，将主支架13上安装灯25的部分称为入射部分，将其对侧称为对侧入射部分。
如图4所示，沿LCM10的长轴方向，将灯25设置在主支架13的一侧。通常，灯25为冷阴极荧光灯(CCFL)。即，灯25发光，然后通过反射板12a将光反射到上侧，而没有光泄漏到设备外部。此外，光也反射到包围灯25的灯框26的内表面上。然后，在反射板12a上设置导光板12b，用于将入射光均匀地照射到上侧。随后，从导光板12b发出的光通过多个片12，例如漫射片、保护片和棱镜片，然后该光入射到LCD板11上，由此显示所需的图像。
根据本发明的数字化器40与根据现有技术的数字化器不同之处在于根据本发明的数字化器40不是设置在LCM10的后面。即，在LCM10的背光单元的安装过程中，通过将根据本发明的数字化器40的一端插入到灯框26的开口中来安装数字化器40。在一个实施例中，数字化器40是传感器，其在电磁EM模式中检测电子(输入)笔的接触处的坐标。
参照图4，灯框26在与导光板12b相邻的部分具有开口，由此光可以有效地入射到导光板12b上。此时，将数字化器40的一端插入到灯框26的开口中，并且在数字化器40上设置反射板12a。此外，在反射板12a上设置了导光板12b。在此，将导光板12b、反射板12a和数字化器40的一端插入到灯框26的开口中。因此，插入到灯框26的开口中的数字化器必须保持在正确的位置，以使它不会被外力移动。即，将导光板12b、反射板12a和数字化器40的一端插入到灯罩26的开口中，从而由灯框26夹住数字化器40。结果，可以固定导光板12b、反射板12a和数字化器40。为了使用灯框26夹住导光板12b、反射板12a和数字化器40，灯框26由具有刚度和挠度的金属材料形成。例如，灯框26由不锈钢或铝形成。然而，灯框26也可以由具有刚度和所需挠度的任何其他材料形成。
如图4所示，将多个片12叠在被夹住的导光板12b上，用于通过将从导光板12b发出的光会聚到上侧来形成适当的光路。然后，在多个片12上设置LCD板11。此时，在LCD板11的上下表面分别设置偏光板。
在根据本发明的用于安装数字化器40的结构中，将数字化器40的一端插入到灯框26中。在这方面，必须防止数字化器40和灯框26之间的接触部分漏光。此外，也可能在数字化器40和反射板12a之间的接触部分漏光。因此，参照图4，在数字化器40插入到灯框26中的一端，在灯25的光直接照射的部分上设置辅助反射板27，以防止漏光。辅助反射板27由与反射板12a相同的材料形成。根据上述方法，将数字化器40安装在根据本发明的LCD设备的入射部分。
下文中，将参照图5描述入射部分对侧的安装数字化器40的结构。
图5是剖面图，显示了根据本发明的LCD设备的对侧入射部分。如图5所示，在入射部分对侧的主支架13上设置了凸缘(伸出部分)13a，用于固定数字化器40。凸缘13a从主支架13的底部延伸，因此凸缘13a用作数字化器40的支架。此外，凸缘13a补偿了从入射部分的灯框26的底部延伸的厚度。即，凸缘13a具有和灯框26相同的厚度。
更确切地，将如下描述数字化器40的稳定结构。在入射部分，数字化器40由灯框26的开口夹住，并且灯框26固定在主支架13的一侧。在对侧入射部分，将数字化器40、反射板12a、导光板12b和一些片的各个端部插入到主支架13的凸缘13a和显示板支架13b之间，并且随后固定在其间。
为了稳定的固定，凸缘13a与主支架13结合成一个整体。优选地，在纵向方向沿着主支架13的底部设置凸缘13a，以获得稳定的固定。同时，为了获得具有上述数字化器的LCD设备的期望的薄外形和轻重量，提供了与根据本发明的与数字化器结合成一个整体的反射装置，而不需要插入到灯框中的反射板。结果，该反射装置用作数字化器上的反射板。
图6是剖面图，显示了根据本发明的具有数字化器40的LCD设备，该LCD设备在与灯框26相邻的部分形成有反射装置。此时，光入射到LCD板11的底部上以显示图象，并且背光单元发光。背光单元包括灯25、灯框26、导光板12b和多个片12。
在安装LCM10的背光单元时，通过将数字化器40的一端插入到灯框26中来安装数字化器40。在此，数字化器40根据EM模式使用传感器检测电子(输入)笔的接触点。因此，不需要将数字化器40设置在LCD板11的前面。即，数字化器40设置在LCM10的背光单元的内部，并且对灯框26的内表面进行反射涂层处理。此外，灯框26在与导光板12b相邻的部分具有开口。然后，在数字化器40上设置导光板12b，将数字化器40和导光板12b的一端插入到灯框26的开口中。
这种情况下，需要在导光板12b的下表面形成反射装置，以防止光泄漏到设备外部。即，通过反射装置将光反射到上侧。在现有技术中，在导光板12b的下表面上设置了额外的反射板，由此反射板将光反射到上侧。然而，反射板位于主支架13的最下表面，因此需要额外的支架，用于防止由于外部材料或接触而使反射板损坏，或者用于固定反射板。即，将反光材料淀积在反射板上，并且在反射板的底部设置加强构件，例如纸，因此反射板变厚。
通常，数字化器40由预定厚度的PCB形成，因此将数字化器40的上表面设置为反射装置40a，由此与使用单独的反射板和数字化器40装配成的数字化器相比较，可以获得更薄的外形。因此，在本发明中，在安装到背光单元上的数字化器40的上表面设置反射装置40a。
以下对具有上述结构的数字化器40的结构进行更详细的描述。在本发明的一个实施例中，根据本发明，在安装到背光单元的数字化器40的上表面设置反射装置40a。在下文中，将如下对上述数字化器的详细结构进行描述。
在本发明的一个实施例中，如图6所示，形成数字化器40的上表面的反射装置40a由反射板形成。即，该反射板替代根据现有技术的形成在数字化器的外部的PCB的上表面。因此，在安装数字化器40时，为了形成作为反射板的数字化器40的上表面，形成数字化器的PCB的外部的塑料支架的上表面由反射板构成。与形成单独的反射板，并且将反射板安装到数字化器40上的现有技术相比，本发明可以减小对应于根据现有技术的单独反射板的支架的厚度。此外，在本发明的这个实施例中，将数字化器40插入到灯框26中，因此数字化器40的上表面用作反射板。
在本发明的另一个实施例中，数字化器40的反射装置40a由位于数字化器40上表面的反射片形成。反射片位于数字化器40的上壳上，因此不需要形成额外的支架。因此，与单独形成数字化器40和反射板，并对它们进行装配的现有技术相比，可以获得更薄的外形。
在本发明的另一个实施例中，将具有高反射率的反光材料淀积在数字化器40的上表面，用于数字化器40的反射装置40a。可以使用与根据现有技术相同的材料在数字化器40的上表面淀积反光材料。另外，反光材料的淀积表面不限于数字化器40的上表面。优选地，将反光材料淀积在数字化器40插入到灯框26的一端、灯25的光直接照射的部分中，用于防止光泄漏。因此，在根据本发明的具有反射装置40a的数字化器40中，可以减小背光单元的厚度，从而获得LCD设备的薄外形和轻重量。
同时，必须将插入到灯框26中的数字化器40保持在正确的位置，使其不会被外力移动。因此，将具有导光板12a和反射装置40a的数字化器40的一端插入到灯框26的开口中，用于稳定地固定数字化器40，由此，通过灯框26夹住数字化器40。参照图6，将导光板12b直接设置在具有反射装置40a的数字化器40上，并且将导光板12b和具有反射装置40a的数字化器40的一端插入到灯框26中。结果，数字化器40和导光板12b被灯框26夹住。此时，灯框26最好由具有挠度和刚度的金属材料形成。
接下来，将参照图3对根据本发明的具有数字化器40的LCD设备的制造方法进行描述。
首先，在主支架13的一侧设置包围灯25的灯框26。此时，灯框26在与导光板12b相邻的部分具有开口。其后，将导光板12b和数字化器40的一端插入到灯框26的开口中。此外，在灯框26的上侧设置多个片12用于形成光路，由此完成背光单元的组装。然后，在灯框26上方设置LCD板11，并且将与LCD板11相连的PCB设置在主支架13的后面。随后，上壳体20覆盖LCD板11的上表面，从而完成在其背光单元中具有数字化器40的LCM10。
在根据本发明的具有数字化器40的LCD设备中，先将数字化器40安装到背光单元中，因此不需要为了在其中安置数字化器40而抬起PCB45。同时，不需要形成单独的反射板。参照图6，数字化器40的上表面形成为反射装置40a，由此获得根据本发明的LCD设备的薄外形和轻重量。
如上所述，根据本发明的具有数字化器的LCD设备具有如下优点。
首先，数字化器被直接安装和固定到LCM的背光单元中，因此不需要额外的空间来进行附加的螺钉连接以将数字化器安置在LCM的后面。结果，可以获得根据本发明的LCD设备的薄外形和轻重量。
此外，当组装背光单元时，先将数字化器安装到背光单元中。即，不需要抬起PCB和TCP来将数字化器安装到LCM的后面，由此可以防止PCB和TCP受到损坏。
此外，数字化器的上表面与反射装置结合成一体，由此，与根据现有技术的LCD设备相比，可以获得根据本发明的外形更薄、重量更轻的LCD设备。
对于本领域的技术人员，很显然可以对本发明进行多种改进和变化。因此，如果这些改进和变化落在所附权利要求及其等同物的范围内，则本发明涵盖这些改进和变化。
权利要求
1.一种具有数字化器的LCD设备，包括主支架，其中具有LCD板、以及用于将光提供给该LCD板的背光单元；灯，设置在主支架一侧，用于发光；灯框，该灯框包围灯，并且具有开口；以及数字化器，其一端插入到灯框的开口中，用于检测预定点的坐标。
2.根据权利要求1所述的LCD设备，其中，所述数字化器是用于在电磁模式下检测预定点的坐标的传感器。
3.根据权利要求1所述的LCD设备，其中背光单元包括导光板，与灯相邻设置，用于将灯发出的光均匀地照射到上侧；以及反射板，设置在导光板的下表面，用于将灯发出的光反射到上侧。
4.根据权利要求3所述的LCD设备，其中，灯框由具有刚度和弹性的金属材料形成。
5.根据权利要求4所述的LCD设备，其中，导光板、反射板和数字化器的一端插入到灯框的开口中，并且由灯框夹住而固定。
6.根据权利要求1所述的LCD设备，其中，在数字化器插入灯框中的一端，在灯光直接照射的部分中设置有辅助反射板，用于防止漏光。
7.根据权利要求1所述的LCD设备，其中，在灯框的对侧，在主支架中形成有凸缘，用于固定数字化器。
8.根据权利要求7所述的LCD设备，其中，凸缘的厚度与灯框的厚度相同。
9.根据权利要求1所述的LCD设备，其中，数字化器的上表面由反射装置形成。
10.根据权利要求9所述的LCD设备，其中，在所述反射装置的上表面形成有导光板，用于将灯发出的光均匀地照射到上侧。
11.根据权利要求9所述的LCD设备，其中，数字化器的反射装置是反射板。
12.根据权利要求9所述的LCD设备，其中，数字化器的反射装置是位于数字化器上表面的反射片。
13.根据权利要求9所述的LCD设备，其中，数字化器的反射装置由淀积在数字化器上表面的反光材料形成。
14.一种制造具有数字化器的LCD设备的方法，包括第一步骤，将包围作为光源的灯的灯框粘接到主支架的一侧；第二步骤，将数字化器和导光板的一端插入到灯框的开口中；以及第三步骤，将多个片和LCD板叠在一起，以通过将光引导至灯框的上侧来形成光路。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，由灯框夹住在第二步骤中插入的数字化器和导光板。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，在第二步骤中，形成与数字化器的上表面结合成一体的反射装置。
全文摘要
本发明公开了一种具有数字化器的LCD设备及其制造方法，其具有将数字化器插入到LCM中的稳定的插入结构，由此获得LCD设备的薄外形和轻重量，并且产量提高。此外，在根据本发明的具有数字化器的LCD设备中，形成与数字化器结合成一体的反射装置。
文档编号G02F1/1333GK1534335SQ20041000337
公开日2004年10月6日 申请日期2004年1月29日 优先权日2003年3月28日
发明者俞东在, 孙南渡, 李性勋 申请人:Lg.飞利浦Lcd有限公司