專利名稱：液晶顯示器的溫度傳感的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于測量液晶顯示器(LCD)的液晶周圍的溫度的裝置，更具體地涉及用于測量覆蓋有觸摸屏的液晶顯示器的液晶周圍的溫度的裝置。
具有用于顯示視頻信息的LCD顯示器和覆蓋LCD的觸摸屏的這種電子裝置的市場不斷增長，用戶可以通過觸摸屏與裝置交流。
液晶的特征是它能響應(yīng)施加的電場而改變其光學特性。這使其適用于顯示變化的信息，例如液晶顯示器(LCD)。這種能力會被液晶的溫度影響，液晶的溫度依賴于多種因素，例如空氣溫度、日光的照射、顯示器周圍電子設(shè)備的發(fā)熱等。改變LCD溫度的影響在液晶的光學狀態(tài)由低電壓復(fù)用技術(shù)決定時尤其顯著，因為這時對液晶的適應(yīng)性有很高的要求。
因此希望盡可能接近地確定液晶的實際溫度。為獲得對液晶溫度的盡可能接近的估計，應(yīng)盡可能接近地在液晶周圍放置一個傳感器。有許多專利涉及這一目的。
例如，日本專利JP-A-9-160001的摘要描述了一種LCD控制系統(tǒng)，其中LCD的對比度通過測量環(huán)境溫度并在比較測量的溫度與存儲的溫度和與存儲的溫度相關(guān)的對比度設(shè)定之后調(diào)節(jié)對比度。類似的系統(tǒng)描述在日本專利JP-A-8-114785的摘要中。這種控制系統(tǒng)的缺點是對比度的調(diào)節(jié)是基于環(huán)境溫度的，環(huán)境溫度可能與液晶溫度相差很多。不管該溫度是在安裝了LCD的裝置外面測量的，還是裝置的殼體之內(nèi)測量的，都是這樣。
從JP-A-9-258161的例子已知，在LCD上安裝小的熱偶傳感器以測量其溫度。然而，其缺點是只獲得LCD溫度的一個點的測量。因此有相當大的誤差，例如在日光只照在裝置的一部分上時。
此外，通過日本專利No.54-064998，已知在LCD顯示器上覆蓋一層氧化錫膜，然后測量氧化錫膜的電阻以確定LCD的溫度。氧化錫膜還用作加熱裝置，以對液晶提供合適的工作溫度。如果在實用中與觸摸屏結(jié)合，該發(fā)明的缺點是即使是使用高透明度的額外的溫度傳感層將會不希望地降低LCD的視覺對比度。因為覆蓋LCD的觸摸屏本身會損失某些對比度和亮度，所以不希望在LCD上覆蓋其它的透明層。
本發(fā)明的總的目的是提供一種測量配備有觸摸屏的LCD的溫度的裝置，其中在離液晶非常近的觸摸屏中進行測量，并給出基本全部LCD區(qū)域的總體溫度測量。
本發(fā)明的這一目的和其它目的通過權(quán)利要求中限定的發(fā)明達到。
因此，在本發(fā)明第一方面，提供了一種測量帶有觸摸屏的LCD的溫度的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的這一方面，在構(gòu)成觸摸屏的一層板即鄰近LCD表面放置的底板上形成一透明導電層，其溫度和電阻之間的關(guān)系是已知的。在選定的間隔測量該透明層的電阻，作為觸摸屏底板的電阻。
因為觸摸屏底板與LCD表面熱接觸，而且隔開液晶和觸摸屏底板的LCD玻璃板基于優(yōu)異的導熱性，所以觸摸屏底板的溫度代表對LCD液晶溫度的良好估計。
進一步地，因為觸摸屏底板基本覆蓋全部LCD區(qū)域，觸摸屏底板的測量電阻代表總體估測，這在不均勻溫度分布的情況下是對LCD上熱區(qū)和冷區(qū)的總體測量。
總地來說，實施本發(fā)明所需的元件已存在于LCD/觸摸屏組件中。任何額外的元件是低成本的且易于組裝，因此提供了成本有效的產(chǎn)品。
除了成本有效以外，本發(fā)明不需要提供觸摸屏之外的額外的溫度傳感透明板，由此避免了不希望的對LCD視覺對比度的降低。
因此，本發(fā)明具有很多優(yōu)點，例如-由于溫度測量離液晶很近，對液晶溫度的估計很精確，-因為溫度測量在整個LCD表面進行，能進行對LCD顯示器上的溫度梯度敏感的溫度測量，-由于新元件很少，所述元件便宜且易于安裝，所以成本節(jié)約，和-將溫度傳感器和已有的觸摸屏合并，避免了對比度進一步降低。
在本發(fā)明的第二方面，提供了一種制造根據(jù)本發(fā)明的裝置的方法。
現(xiàn)在參照附圖通過實施例描述本發(fā)明。


圖1是用于本發(fā)明的LCD和觸摸屏組件的概略側(cè)視圖。
圖2是聚乙烯對酞酸鹽膜的電阻(R)和溫度(T)之間的關(guān)系圖。
圖3是與觸摸屏一起使用的典型常規(guī)電路的電路圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明與觸摸屏合并的LCD溫度測量裝置的電路圖。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明的溫度測量裝置的電阻和電壓的簡化電路圖。
圖6是用于調(diào)節(jié)LCD顯示器的電路的簡化方框圖。
圖7是包括根據(jù)本發(fā)明的裝置的移動電話的部分透視的示意圖。
圖8是說明制造根據(jù)本發(fā)明的LCD溫度測量裝置的方法的流程圖。
應(yīng)注意的是在不同的圖中，相同的標號代表相同的元件。
現(xiàn)在描述本發(fā)明的實施例。
圖1是適用于本發(fā)明的典型常規(guī)LCD/觸摸屏組件的概略側(cè)視圖。該組件包括覆蓋液晶顯示器(LCD)2的觸摸屏20。LCD2包括玻璃頂板3、玻璃底板4和間隔元件5以及放在玻璃頂板和玻璃底板之間的液晶6。LCD通常安裝在PC板(未示出)上。觸摸屏20包括頂板21、底板22和間隔層23。如圖所示，觸摸屏20可以通過粘結(jié)層9固定到LCD的玻璃頂板3上，如果該粘結(jié)層具有好的熱導率。然而，為了確保玻璃頂板和觸摸屏底板之間最佳可能的熱傳導，優(yōu)選將觸摸屏直接放在LCD上。
觸摸屏20的頂板21通常由塑料材料制造，例如聚酯。底板22通常由例如聚酯塑料材料或玻璃板制造。在內(nèi)表面，即，相互面對的表面，板21、22分別覆蓋有通常是氧化銦錫的導電層24、25。因此，在用戶按壓觸摸屏由此接觸頂板和底板即板的導電層24、25時，電壓信號可以通過導電層24、25傳送。
通常，如圖3的電路圖所示，典型的觸摸屏20連接到手中的設(shè)備上。控制單元(未示出，但用控制線CTRL表示)打開和閉合開關(guān)31、32、33、34、35。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)36將測量的電壓值從模擬形式轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。
因為觸摸屏本身的功能不是本發(fā)明的主題，只通過例子簡要介紹它作為理解本發(fā)明的背景。
當用戶在某一點按壓觸摸屏時，頂板和底板導電層24、25在該點短路，如上所述。為確定該點的位置，控制單元首先閉合開關(guān)31、32以提供觸摸屏頂板21的導電層24上的電壓Vcc，打開開關(guān)33和34并將開關(guān)35放在經(jīng)由連接點38連接A/D轉(zhuǎn)換器36和觸摸屏底板22的導電層25的狀態(tài)。第一電壓，其幅值依賴于用戶使觸摸屏短路的位置，被A/D轉(zhuǎn)換器輸出到任一合適的寄存裝置。該第一電壓給出了用戶按壓區(qū)域的縱向位置的表示。在隨后的步驟中，控制單元打開開關(guān)31、32，閉合開關(guān)33、34和將開關(guān)35放在連接A/D轉(zhuǎn)換器36和觸摸屏頂板21的狀態(tài)。然后以模擬方式確定用戶按壓區(qū)域的對應(yīng)的橫向位置。
根據(jù)本發(fā)明，液晶的溫度能通過確定觸摸屏底板的溫度來獲得。根據(jù)本發(fā)明，這是通過引入與觸摸屏底板22的導電層25串聯(lián)的溫度穩(wěn)定的電阻Rs達到的，由此導電層具有溫度依賴的電阻Rts。在選定的間隔在電阻Rs和觸摸屏底板(Rts)的串聯(lián)結(jié)構(gòu)上施加電壓Vcc，測量電阻Rs和觸摸屏底板Rts之間的電壓Vts。
這由圖4的簡化電路說明，它對應(yīng)于圖3的常規(guī)電路，表示根據(jù)本發(fā)明的電路，其中阻值Rs的溫度穩(wěn)定電阻37被放在開關(guān)34和連接點38之間。觸摸屏底板22的導電層25具有溫度敏感電阻Rts。在連接點38測量電阻37和觸摸屏底板22之間的電壓。這由圖5的示意圖表示。
現(xiàn)在，控制單元(未示出)被編程在如上所述的正常操作之間的選定的間隔處，打開開關(guān)31和32，閉合開關(guān)33和34以提供電阻37和底板導電層25之間的電壓Vcc，和將開關(guān)35放在連接A/D轉(zhuǎn)換器36到電阻37和底板導電層25之間的連接點38的狀態(tài)。
已知施加的電壓Vcc、測量的電壓Vts和溫度穩(wěn)定電阻的阻值Rs，例如通過歐姆定律計算觸摸屏底板的溫度Rts＝Vts*Rs/(Vcc-Vts)(1)根據(jù)本發(fā)明，如果已知觸摸屏底板22的導電層25的溫度和電阻之間的關(guān)系，則利用電阻Rts來確定板22的溫度。對于給定的材料，例如覆蓋有氧化銦錫的特定聚酯膜，該關(guān)系可從膜材料的制造者處得到?；蛘咄ㄟ^簡單地在選定的一組對應(yīng)于LCD專門工作的溫度測量材料樣品的電阻來建立上述關(guān)系。
一個例子在圖2的圖中示出，它是覆蓋有導電層的聚乙烯對酞酸鹽膜的電阻(R)和溫度(T)之間的關(guān)系圖。從圖中的曲線顯然可見，在約-20℃到+10℃的溫度范圍內(nèi)該特定膜的電阻R變化顯著，使其可在溫度和電阻之間建立較可靠的關(guān)系。在約+10℃以上建立的關(guān)系較不可靠。因此對于本發(fā)明，圖2的聚乙烯對酞酸鹽膜適用于其中液晶的工作溫度在約-20℃到+10℃的溫度范圍內(nèi)的應(yīng)用中。
由此為了確定何種材料適用于觸摸屏的底板，需要估測將使用本發(fā)明的LCD的工作溫度。通常對包括LCD的設(shè)備例如移動電話或便攜計算機限定的環(huán)境溫度，可以用作工作溫度的近似。
對當前用于透明板的材料使用方程(1)和類似于圖2的電阻-溫度圖，確定觸摸屏底板22的溫度。由于LCD的玻璃頂板3具有優(yōu)異的熱導率，觸摸屏底板22的溫度是液晶6的溫度的良好近似。
因此通過測量電阻37和觸摸屏底板導電層25之間的電壓Vts能很精確地估測液晶6的溫度。
這一過程很適于自動化，因為觸摸屏底板的溫度和電阻之間的關(guān)系易于轉(zhuǎn)換為由適當?shù)奈⑻幚砥鲌?zhí)行的計算機程序?qū)崿F(xiàn)的方程。計算機程序也可用于控制Vts的測量和計算觸摸屏底板Rts的電阻。
在本發(fā)明，利用已有的元件，例如觸摸屏，因為觸摸屏底板和LCD之間密切的接觸，獲得了對LCD溫度的良好估測。只需要一個額外的元件-一個便宜的電阻-和對控制單元的不復(fù)雜的重新編程。
并且，因為沒有添加額外的透明層，沒有額外的對比度損失。
此外，因為觸摸屏覆蓋了整個LCD表面，顯示器表面上溫度分布的任何不規(guī)則可被平滑掉，因為測量的電阻是在整個觸摸屏底板上取的總體值。因此，在確定LCD的溫度感應(yīng)對比度調(diào)節(jié)時，提供了適當?shù)钠骄狄怨┦褂茫皇屈c測量。
為了說明根據(jù)本發(fā)明的溫度傳感元件對調(diào)節(jié)LCD的對比度的用途，圖6表示了用于調(diào)節(jié)LCD顯示器的電路的示意方框圖。
根據(jù)圖6，一溫度傳感元件，通常是與溫度穩(wěn)定電阻配合使用的觸摸屏底板的形式，與LCD相連，如上所述，用于輸出電壓信號Vts。電壓信號Vts送到顯示器控制器，例如指定的預(yù)編程的微處理器或總控制單元的一部分。顯示器控制器響應(yīng)施加的電壓Vts與送到LCD的LCD控制電壓信號VIcd。然而，LCD的對比度調(diào)節(jié)本身是常規(guī)的且在本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的，因此在本說明書中關(guān)于這一點沒有詳細描述。
本發(fā)明特別適用于在移動電子單元中用于顯示視頻信息的LCD，例如移動電話、掌上計算機等。
例如，圖7概略示意了帶有LCD43和覆蓋LCD的觸摸屏42的移動電話41，觸摸屏底板是導電性的，用作溫度傳感元件。移動電話41的電子單元包括溫度穩(wěn)定電阻44、連接在電阻44和觸摸屏底板42的導電層之間的A/D轉(zhuǎn)換器45、連接到A/D轉(zhuǎn)換器45的控制單元46?？刂茊卧?6被編程執(zhí)行上述計算。應(yīng)注意的是，為簡化電源，地電位端子和對比度調(diào)節(jié)元件未示出，因為這些元件是常規(guī)的且它們的使用是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。根據(jù)圖7的移動電話的優(yōu)點是對用戶提供了一個總是以良好的對比度顯示的信息，不管環(huán)境溫度以及電話的內(nèi)部溫度如何。
類似的結(jié)構(gòu)可用于掌上計算機。
圖8是說明制造本發(fā)明的LCD溫度傳感觸摸屏組件的方法的步驟的流程圖。該方法包括以下步驟用觸摸屏覆蓋液晶顯示器(LCD)，如101所示，由此觸摸屏具有覆蓋了上述導電層的底板；連接溫度穩(wěn)定電阻到觸摸屏底板上的導電層，如102所示；在溫度穩(wěn)定電阻和觸摸屏底板的導電層之間提供測量端子，如103所示；提供控制單元，用于監(jiān)視溫度穩(wěn)定電阻和觸摸屏底板的導電層之間的電壓，如103所示，由此所述電壓響應(yīng)施加到溫度穩(wěn)定電阻和觸摸屏底板的導電層的串聯(lián)結(jié)構(gòu)上的電壓而產(chǎn)生。
應(yīng)注意的是本發(fā)明的范圍不由上述的實施例限制，而是由專利的權(quán)利要求的范圍限定。
權(quán)利要求
1.一種通過使用覆蓋LCD的溫度依賴導電層(25)來測量液晶顯示器(LCD)的溫度的裝置，特征在于導電層(25)構(gòu)成施加到LCD(2)的觸摸屏的一部分(20)，且所述裝置包括用于測量觸摸屏(20)的透明層(25)的電學特性的元件(37、38)，所述電學特性的值表示LCD的溫度的估測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，特征在于所述電學特性是透明層(25)的電阻或透明層上的電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，特征在于所述用于測量所述電學特性的元件包括-連接到透明層(25)的一個溫度穩(wěn)定的電阻(37)；和-在透明層(25)和溫度穩(wěn)定的電阻(37)之間的一個測量端子(38)，用于測量代表透明層的溫度的電壓信號(Vts)，作為LCD(2)的溫度的估測。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，特征在于還包括一個控制單元用于監(jiān)視所述電壓信號(Vts)和根據(jù)該電壓信號(Vts)調(diào)節(jié)LCD(2)的對比度。
5.具有液晶顯示器(LCD)(43)的移動電話(41)，特征在于它包括根據(jù)任意一個前述的權(quán)利要求的用于測量LCD的溫度的裝置。
6.具有液晶顯示器(LCD)(43)的便攜計算機，特征在于它包括根據(jù)任意一個前述的權(quán)利要求的用于測量LCD的溫度的裝置。
7.制造用于確定液晶顯示器(LCD)溫度的裝置的方法，特征在于包括以下步驟-用觸摸屏覆蓋液晶顯示器(LCD)(101)，所述觸摸屏具有與LCD有熱傳導關(guān)系的板；-提供測量所述板的電學特性的元件(102-104)，所述電學特性代表所述LCD的溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，特征在于所述提供測量所述觸摸屏的板的電學特性的元件的步驟包括以下步驟-連接溫度穩(wěn)定電阻到所述板(102)；-在所述板和溫度穩(wěn)定電阻之間提供測量端子(103)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，特征在于所述提供測量所述觸摸屏的板的電學特性的元件的步驟包括提供一控制單元的步驟(104)，用于監(jiān)視所述測量端子上的電壓。
全文摘要
通過用具有已知的電阻－溫度關(guān)系的導電觸摸屏底板(42)覆蓋LCD(43),測量例如移動電話(41)中的LCD(43)的溫度。一個溫度穩(wěn)定電阻(44)連接到觸摸屏底板(42),在電阻和底板上施加電壓。測量電阻(44)和觸摸屏底板(42)之間的電壓信號,并通過A/D轉(zhuǎn)換器(45)轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。測量的電壓信號用于計算觸摸屏底板的溫度,它基本等于LCD(43)的溫度。
文檔編號G02F1/1333GK1307692SQ9980787
公開日2001年8月8日 申請日期1999年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月6日
發(fā)明者S·盧特內(nèi)斯 申請人:艾利森電話股份有限公司