TWI486669B

TWI486669B - 具有觸控功能的液晶模組

Info

Publication number: TWI486669B
Application number: TW101128339A
Authority: TW
Inventors: Ho Chien Wu
Original assignee: Shih Hua Technology Ltd
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2012-08-06
Publication date: 2015-06-01
Also published as: TW201405195A; US20140022464A1; CN103576351A; US9057904B2

Description

具有觸控功能的液晶模組

本發明涉及一種液晶模組，尤其涉及一種具有觸控功能的液晶模組。

液晶顯示因為低功耗、小型化及高品質的顯示效果，成為最佳的顯示方式之一。目前較為常用的液晶顯示幕為TN（扭曲向列相）模式的液晶顯示幕(TN-LCD)。對於TN-LCD，當液晶顯示幕的驅動電極上未施加電壓時，光能透過液晶顯示幕呈通光狀態；當在液晶顯示幕的驅動電極上施加一定電壓時，液晶分子長軸方向沿電場方向平行或傾斜排列，光完全不能或部分能夠透過液晶顯示幕，故呈遮光狀態。根據圖像訊號有選擇地在液晶顯示幕的驅動電極上施加電壓，可以顯示出不同的圖案。

近年來，伴隨著移動電話、觸摸導航系統、集成式電腦顯示器及互動電視等各種電子設備的高性能化和多樣化的發展，在液晶顯示幕的顯示面安裝透光性的觸摸屏的電子設備逐漸增加。電子設備的使用者通過觸摸屏，一邊對位於觸摸屏背面的液晶顯示幕的顯示內容進行視覺確認，一邊利用手指或筆等方式按壓觸摸屏來進行操作。由此，可以操作使用該液晶顯示幕的電子設備的各種功能。

有關液晶顯示幕與所述觸摸屏整合的方案，觸摸屏主要包括雙層玻璃(Glass-on-Glass)以及單片玻璃式(OGS, One Glass Solution)兩種結構，然而，先前技術都是將觸摸屏直接設置在液晶模組上方，因為無論雙層玻璃結構或者單片玻璃式結構，這種設置方式因玻璃結構而使厚度增加，並不利於電子設備的小型化和薄型化。且先前技術中，通常將觸摸屏與液晶顯示幕分別製作好後再組裝在一起，增加了生產流程，不利於簡化生產工藝及降低生產成本。

有鑒於此，提供一種具有觸控功能的液晶模組，該具有觸控功能的液晶模組無需再單獨設置觸摸屏即可實現感測觸摸實為必要。

一種具有觸控功能的液晶模組，包括一液晶模組，以及一偏光片，所述液晶模組從上至下依次包括：一上基板；一上電極層；一第一配向層；一液晶層；一第二配向層；一薄膜電晶體面板；以及一第二偏光層，所述偏光片具有觸控功能，包括：一第一偏光層；一奈米碳管層，設置在所述第一偏光層的下表面，該奈米碳管層具有阻抗異向性，以定義出一低阻抗方向，該奈米碳管層在所述低阻抗方向上的電導率大於其他方向上的電導率；以及複數電極，該複數電極間隔設置在所述奈米碳管層的下表面的至少一側邊，並與所述奈米碳管層電連接，所述側邊垂直於所述奈米碳管層的低阻抗方向，所述偏光片中設置有複數電極的奈米碳管層設置在所述上基板表面。

一種具有觸控功能的液晶模組，從上至下依次包括：一第一偏光層；一上基板；一上電極層；一第一配向層；一液晶層；一第二配向層；一薄膜電晶體面板；以及一第二偏光層，所述第一偏光層靠近上基板的表面進一步設置有：一透明導電層，該透明導電層具有阻抗異向性，以定義出一低阻抗方向，該透明導電層在所述低阻抗方向上的電導率大於其他方向上的電導率；以及複數電極，該複數電極間隔設置在所述透明導電層的下表面的至少一側邊，並與所述透明導電層電連接，所述側邊垂直於所述透明導電層的低阻抗方向；其中，所述透明導電層與所述複數電極構成一觸控模組，所述第一偏光層與所述觸控模組構成一獨立安裝和拆卸的整體結構。

一種具有觸控功能的液晶模組，包括一液晶模組，以及一偏光片，所述偏光片具有觸控功能，包括：一偏光層；一透明導電層，設置在所述偏光層的下表面，該透明導電層具有阻抗異向性，以定義出一低阻抗方向，該透明導電層在所述低阻抗方向上的電導率大於其他方向上的電導率；以及複數電極，該複數電極間隔設置在所述透明導電層的下表面的至少一側邊，並與所述透明導電層電連接，所述側邊垂直於所述透明導電層的低阻抗方向；其中，所述透明導電層與所述複數電極構成一觸控模組，所述觸控模組驅動方法包括：逐步地掃描至少部份該些電極；接收被掃描的該些電極的訊號；通過所述電極接收到的訊號的數值大小來判斷觸碰位置在低阻抗方向上的座標；利用接收到的訊號的最大值的所述電極以及與該電極相鄰電極的檢測訊號值來計算所述觸碰位置在垂直該較低阻抗方向上的座標。

一種具有觸控功能的液晶模組，包括一液晶模組，以及一偏光片設置在所述液晶模組表面，所述偏光片具有觸控功能，包括：一偏光層；一透明導電層，設置在所述偏光層的表面，該透明導電層具有阻抗異向性，以定義出一低阻抗方向，該透明導電層在所述低阻抗方向上的電導率大於其他方向上的電導率；以及複數電極，該複數電極間隔設置在所述透明導電層的表面的至少一側邊，並與所述透明導電層電連接，所述側邊垂直於所述透明導電層的低阻抗方向。

與先前技術相比較，本發明將同時具有偏光和觸控功能的偏光片與製作工藝較成熟的液晶模組直接組裝，無需進一步安裝觸摸屏，在安裝偏光片的同時使液晶模組本身具有感測觸摸的功能，形成所述具有觸控功能的液晶模組。該具有觸控功能的液晶模組具有較薄的厚度和簡單的結構，且製造工藝簡單，降低了製造成本，有利於該具有觸控功能的液晶模組的大批量生產。

以下將結合附圖詳細說明本發明實施例的具有觸控功能的液晶模組。

請參閱圖1以及圖2，本發明第一實施例提供一種具有觸控功能的液晶模組10，其包括一偏光片12，以及一液晶模組14，該液晶模組14設置在所述偏光片12的下表面。

所述偏光片12同時具有偏光和觸控功能，且為一整體結構，可獨立安裝和拆卸，包括一第一偏光層120，一奈米碳管層122，以及複數電極124。該奈米碳管層122為透明導電層，可用來感測觸摸點，設置在所述第一偏光層120的下表面。該奈米碳管層122具有阻抗異向性，以定義出一低阻抗方向，該奈米碳管層122在該低阻抗方向上的電導率遠大於該奈米碳管層122在其他方向上的電導率。可以理解，除所述奈米碳管層122外，其他具有阻抗異向性的透明導電膜也適用於本發明。所述複數電極124間隔設置在所述奈米碳管層122下表面的至少一側邊，並與所述奈米碳管層122電連接。所述側邊垂直於所述低阻抗方向。所述奈米碳管層122與該複數電極124可構成一觸控模組，用於檢測觸摸點。在本說明書中“上”為靠近觸控表面的方向，“下”為遠離觸控表面的方向。該奈米碳管層102中部為一觸摸感應區域126。該奈米碳管層122具有較好的透光度。

具體地，所述奈米碳管層122包括複數奈米碳管，該複數奈米碳管中的大多數奈米碳管沿同一方向排列，從而使奈米碳管層在該大多數奈米碳管的延伸方向上具有遠大於其他方向的電導率。

所述具有阻抗異向性的奈米碳管層122包括至少一個從奈米碳管陣列中拉取獲得的奈米碳管膜。在本實施例中，所述奈米碳管層122由一個該奈米碳管膜組成。

請參閱圖3，所述奈米碳管膜是由若干奈米碳管組成的一體的自支撐結構。所述若干奈米碳管為沿同一方向擇優取向延伸。所述擇優取向是指在奈米碳管膜中大多數奈米碳管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多數奈米碳管的整體延伸方向基本平行於奈米碳管膜的表面。進一步地，所述奈米碳管膜中多數奈米碳管是通過凡得瓦力首尾相連。具體地，所述奈米碳管膜中基本朝同一方向延伸的大多數奈米碳管中每一奈米碳管與在延伸方向上相鄰的奈米碳管通過凡得瓦力首尾相連。當然，所述奈米碳管膜中存在少數隨機排列的奈米碳管，這些奈米碳管不會對奈米碳管膜中大多數奈米碳管的整體取向排列構成明顯影響。所述自支撐為奈米碳管膜不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態，即將該奈米碳管膜置於（或固定於）間隔一定距離設置的兩個支撐體上時，位於兩個支撐體之間的奈米碳管膜能夠懸空保持自身膜狀狀態。所述自支撐主要通過奈米碳管膜中存在連續的通過凡得瓦力首尾相連延伸排列的奈米碳管而實現。由於該奈米碳管膜具有自支撐性，可以單獨形成再通過後續貼附的方式貼附於偏光片12中需要的表面。相對於傳統的ITO層需要通過蒸鍍和濺射工藝直接形成在需要的表面，導致對形成表面具有較高的要求，該奈米碳管膜對所貼附的表面要求較低，使奈米碳管膜可以容易地整合在偏光片12中。

具體地，所述奈米碳管膜中基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管，並非絕對的直線狀，可以適當的彎曲；或者並非完全按照延伸方向上排列，可以適當的偏離延伸方向。因此，不能排除奈米碳管膜的基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管中並列的奈米碳管之間可能存在部分接觸。

請參閱圖4，具體地，所述奈米碳管膜包括複數連續且定向排列的奈米碳管片段223。該複數奈米碳管片段223通過凡得瓦力首尾相連。每一奈米碳管片段223包括複數相互平行的奈米碳管225，該複數相互平行的奈米碳管225通過凡得瓦力緊密結合。該奈米碳管片段225具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該奈米碳管膜中的奈米碳管225沿同一方向擇優取向排列。該奈米碳管膜中奈米碳管間可以具有間隙，從而使該奈米碳管膜最厚處的厚度約為0.5奈米至100微米，優選為0.5奈米至10微米。

從奈米碳管陣列中拉取獲得所述奈米碳管膜的具體方法包括：（a）從所述奈米碳管陣列中選定一奈米碳管片段223，本實施例優選為採用具有一定寬度的膠帶或黏性基條接觸該奈米碳管陣列以選定具有一定寬度的一奈米碳管片段223；（b）通過移動該拉伸工具，以一定速度拉取該選定的奈米碳管片段223，從而首尾相連的拉出複數奈米碳管片段223，進而形成一連續的奈米碳管膜。該複數奈米碳管相互並排使該奈米碳管片段223具有一定寬度。當該被選定的奈米碳管片段223在拉力作用下沿拉取方向逐漸脫離奈米碳管陣列的生長基底的同時，由於凡得瓦力作用，與該選定的奈米碳管片段223相鄰的其他奈米碳管片段223首尾相連地相繼地被拉出，從而形成一連續、均勻且具有一定寬度和擇優取向的奈米碳管膜。

所述奈米碳管膜在拉伸方向具有最小的電阻抗，該拉伸方向即為所述低阻抗方向，而在垂直於拉伸方向具有最大電阻抗，因而具備電阻抗異向性，即導電異向性。

該奈米碳管膜本身為自支撐結構且具有較好的黏性，因此，可在所述第一偏光層120下表面按照低阻抗方向直接黏附一個或複數該奈米碳管膜形成所述奈米碳管層122。

由於該複數奈米碳管膜可相互層疊或並排設置，故，上述奈米碳管層的長度和寬度不限，可根據實際需要設置。另外，該奈米碳管膜具有一理想的透光度（單層奈米碳管膜的可見光透過率大於85%），該奈米碳管層中奈米碳管膜的層數不限，只要能夠具有理想的透光度以及保證阻抗異向性即可。

進一步地，所述奈米碳管層122可以包括所述奈米碳管膜與一高分子材料組成的複合膜。所述高分子材料均勻分佈於所述奈米碳管膜中奈米碳管之間的間隙中。所述高分子材料為一透明高分子材料，其具體材料不限，包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）、對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、苯丙環丁烯(BCB)、聚環烯烴等。例如，所述奈米碳管層122可以為兩層相互層疊該奈米碳管膜與PMMA組成的複合薄膜，其中，所述兩層奈米碳管膜中的奈米碳管的延伸方向基本相同。所述奈米碳管複合薄膜的厚度為0.5奈米~100微米。

所述第一偏光層120可為先前技術中常用的偏光材料，具體可以包括一吸附有二色性物質的高分子薄膜（如聚乙烯醇, PVA）。該二色性物質可以為碘系材料或染料材料。優選地，所述奈米碳管膜中大多數奈米碳管的延伸方向與所述第一偏光層120的偏振方向相同，以使所述第一偏光層120具有較好的偏振效果。

所述複數電極124間隔設置在所奈米碳管層122下表面垂直於所述奈米碳管層122低阻抗方向的至少一側邊。本發明實施例中，該複數電極124設置在該奈米碳管層122垂直一低阻抗方向的同一側邊。所述複數電極124由導電材料形成，具體可以選擇為金屬層、導電聚合物層或奈米碳管層。所述金屬層的材料可以選擇為金、銀或銅等導電性好的金屬。所述導電聚合物層的材料可以選擇為聚乙炔、聚對苯撐、聚苯胺、聚咪吩、聚毗咯、聚噻吩等。本實施例中，該電極124為通過絲網印刷間隔形成在所述奈米碳管層122下表面同一側邊的導電銀漿層。該偏光片12可實現多點電容式觸摸檢測。

該偏光片12可進一步包括導電線路，該導電線路設置在該奈米碳管層122的週邊，用於將所述電極124與外部電路相連接。

該偏光片12可進一步包括一保護層和黏結劑層中的至少一層。該保護層用於保護該第一偏光層120，並可進一步用於保護該奈米碳管層122。該黏結劑層用於將該偏光片12與液晶模組14的上基板相貼合。該保護層的材料可以為三醋酸纖維素（TAC）、聚苯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）、對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、苯丙環丁烯(BCB)、聚環烯烴等。該黏結劑層的材料可以為壓敏膠、熱敏膠或光敏膠。

請參閱圖5，在一個實施例中，該偏光片12包括兩個保護層150分別貼合設置在該奈米碳管層122及該第一偏光層120的表面，使該奈米碳管層122及該第一偏光層120設置於該兩個保護層150之間。該黏結劑層160設置於臨近該奈米碳管層122的保護層150的表面。

請參閱圖6，在另一實施例中，該偏光片12包括兩個保護層150分別貼合設置在第一偏光層120的兩個表面，使該第一偏光層120設置於該兩個保護層150之間。該奈米碳管層122設置於其中一保護層150的表面。該黏結劑層160設置於該奈米碳管層122的表面，使該奈米碳管層122設置於該黏結劑層160與該保護層150之間。

請參閱圖7，在又一實施例中，該偏光片12包括兩個保護層150分別設置在該第一偏光層120的表面，使該第一偏光層120設置於該兩個保護層150之間。該黏結劑層160設置於其中一保護層150的表面，該奈米碳管層122設置於黏結劑層160的表面，使該黏結劑層160設置於該奈米碳管層122及該保護層150之間。

請參閱圖1，所述液晶模組14從上至下包括一上基板141，一上電極層142，一第一配向層143，一液晶層144，一第二配向層145，一薄膜電晶體面板146以及一第二偏光層147。

該上電極層142設置在所述上基板141的下表面。該第一配向層143設置在所述上電極層142的下表面。該第二配向層145設置在所述薄膜電晶體面板146上表面並與該第一配向層143相對。該液晶層144設置在該第一配向層143與該第二配向層145之間。該第二偏光層147設置在所述薄膜電晶體面板46的下表面。可以理解，根據各種功能的需求，上述各層之間還可選擇性地的插入額外的其他層。

在所述液晶模組14中，所述上基板141為透明的薄板，該上基板141的材料可以為玻璃、石英、金剛石、塑膠或樹脂。該上基板141的厚度為1毫米~1釐米。本實施例中，該上基板141的材料為PET，厚度為2毫米。可以理解，形成所述上基板141的材料並不限於上述列舉的材料，只要能起到支撐的作用，並具有較好的透明度的材料，都在本發明保護的範圍內。

所述上電極層142的材料可採用ITO等透明導電材料，該上電極層142起到給液晶層144施加配向電壓的作用。

所述第二偏光層147的材料可與所述第一偏光層120的材料相同。所述第二偏光層147的作用為將從設置於具有觸控功能的液晶模組10下表面的背光模組發出的光進行起偏，從而得到沿單一方向偏振的光線。所述第二偏光層147的偏振方向與第一偏光層120的偏振方向垂直。

所述第一配向層143的下表面包括複數平行的第一溝槽，所述第二配向層145的上表面包括複數平行的第二溝槽，從而可使液晶分子定向排列。所述第一配向層143的第一溝槽的排列方向與第二配向層145的第二溝槽的排列方向垂直，故第一配向層143與第二配向層145之間的液晶分子在兩個配向層之間的排列角度產生90度旋轉，從而起到旋光的作用，將第二偏光層147起偏後的光線的偏振方向旋轉90度。所述第一配向層143及第二配向層145的材料可以為聚苯乙烯及其衍生物、聚醯亞胺、聚乙烯醇、聚酯、環氧樹脂、聚胺酯、聚矽烷等。所述第一溝槽及第二溝槽可以採用先前技術的膜磨擦法，傾斜蒸鍍SiOx膜法和對膜進行微溝槽處理法等方法形成。本實施例中，所述第一配向層143及第二配向層145的材料為聚醯亞胺，厚度為1~50微米。

所述液晶層144包括複數長棒狀的液晶分子。所述液晶層144的液晶材料為先前技術中常用的液晶材料。所述液晶層144的厚度為1~50微米，本實施例中，液晶層144的厚度為5微米。

所述薄膜電晶體面板146內部的具體結構未在圖1中示出，但本領域技術人員可以得知該薄膜電晶體面板146可進一步包括一透明的下基板，形成於該下基板上表面的複數薄膜電晶體、複數圖元電極及一顯示幕驅動電路。所述複數薄膜電晶體與圖元電極一一對應連接，所述複數薄膜電晶體通過源極線與柵極線與顯示幕驅動電路電連接。該圖元電極在薄膜電晶體的控制下與所述上電極層142配合，為該液晶層144施加配向電場，從而使液晶層144中的液晶分子定向排列。該複數圖元電極與所述觸摸感應區域126相對。

此外，本發明實施例中，也可將所述偏光片12中的第一偏光層120設置在所述奈米碳管層122與所述上基板141之間來形成所述具有觸控功能的液晶模組10。

本發明實施例利用所述奈米碳管層122的阻抗異向性，可通過所述複數電極124的訊號檢測實現同時複數觸摸點的檢測。為清楚描述本案具有觸控功能的偏光片12的多點檢測過程，首先對需要用到的元件或術語進行編號描述。

請參閱圖8，本發明實施例所述奈米碳管層122由一個所述奈米碳管膜組成。該奈米碳管層122在兩個不同方向上具有不同的阻抗性，以定義出一低阻抗方向D（基本平行於奈米碳管延伸方向），以及一高阻抗方向H（基本垂直於奈米碳管延伸方向），其中低阻抗方向D和高阻抗方向H可為垂直。該奈米碳管層122可以為矩形，並具有四側邊，依序為側邊112、側邊114、側邊116以及側邊118。側邊112與側邊116相對且平行於高阻抗方向H，而側邊114及側邊118相對並平行於低阻抗方向D。側邊112與側邊116相對且平行於高阻抗方向H，而側邊114及側邊118相對並平行於低阻抗方向D。

所述複數電極124可同時用於驅動和感測，配置於所述奈米碳管層122的同一側邊112，並與該奈米碳管層122電連接。各電極124在高阻抗方向H上的長度W1可為1 mm至8 mm之間，而相鄰電極124的間距W2可為3 mm至5 mm之間。如此一來，各電極124輸入至奈米碳管層122或接收自奈米碳管層122的一訊號將主要地沿著低阻抗方向D傳輸。該偏光片12便可利用訊號傳輸具有方向性的特性作為觸碰位置的判斷依據。當然，在實際的產品中，各同時用於驅動和感測的電極124的尺寸及間距可以視產品所需解析度及產品的應用領域而有所不同。也就是說，以上所描述的數值僅為舉例說明之用並非用以限定本發明。

具體地，所述偏光片12可進一步包括一驅動電路130，且驅動電路130連接至至少部分或是全部的電極124。驅動電路130實際上可由各種不同的元件設計及連接關係來達成，以下將舉例說明一種電路設計的實施方式。不過，以下的說明並非用以限定本發明。另外，在本實施例中，所謂的一元件僅表示有一種具有某功能或是性質的元件配置於偏光片12中，而非表示此元件的數量。也就是說，上述的一驅動電路130可以僅由單一個驅動電路130所構成，而單一一個驅動電路130可以透過適當的處理模式或是多工器等設計逐一地連接至各個電極124。不過，驅動電路130的數量也可以是複數個，而各個驅動電路130可以一對一地連接一個電極124，或是一對多地連接複數電極124。另外，本實施例為了使圖面清晰僅繪示了驅動電路130連接至一個電極124，但實際上由上述說明可知，至少有複數個或是全部的電極124都可以連接至驅動電路130。

在本實施例中，驅動電路130包括一接地單元132以及一掃描單元134，其中掃描單元134包括一充電電路C、一儲存電路P以及一讀取電路R，其中充電電路C與儲存電路P並聯，而讀取電路R連接至儲存電路P。

另外，驅動電路130例如設置有四個切換開關，其分別為開關SW1、開關SW2、開關SW3以及開關SW4。開關SW1用以控制掃描單元134中的充電電路C、儲存電路P以及讀取電路R是否導通至電極124。並且，在掃描單元134中，開關SW2用以控制充電電路C是否連接至開關SW1，而開關SW3則用以控制儲存電路P與讀取電路R是否連接至開關SW1。另外，開關SW4設置於接地單元132中用以控制電極124是否接地。

在本實施例中，具有觸控功能的偏光片12的驅動方式例如是逐步地掃描電極124以接收被掃描電極124的訊號。在此，所謂的逐步地掃描是指電極124會批次地或是一個接一個地與掃描單元134導通。當其中一個電極124與掃描單元134導通時，其他的電極124都會與接地單元132導通。另外，本發明的掃描順序不一定依照電極124在空間中的排列位置。舉例來說，圖8所示的電極124可以由左而右、由右而左、間隔一個、間隔複數或是依照無特定規則的順序被掃描。

具體地，偏光片12的複數電極124例如依序排列為電極X1、電極X2、電極X3、電極X4、電極X5、電極X6、電極X7以及電極X8。在本實施例的設計下，要使電極X3與掃描單元134導通，則掃描單元134中的開關SW1需導通且接地單元132中的開關SW4需斷開。另外，要使電極X3與接地單元132導通時，則接地單元132中的開關SW4會導通且掃描單元134中的開關SW1會斷開。在此，接地單元132例如是連接至一接地電位或是一固定的電位或是一個高阻抗的元件。

舉例來說，圖9所示是本發明一實施例的驅動電路中各切換開關在進行掃描時的驅動波形示意圖。請參照圖9，圖9所示的波形中由上而下依序為開關SW1、開關SW2、開關SW3以及開關SW4的驅動波形。時間T1為掃描動作執行的時間。此外，在本實施例中，各驅動波形中高准位的時間表示對應的開關SW1~SW4被導通(也就是開啟，turn on)，而低准位的時間則表示對應的開關SW1~SW4被斷開(也就是關閉，turn off)。

請同時參照圖8與圖9，時間T1中，開關SW1被導通，而開關SW4被斷開。所以，對應電極124會與掃描單元134導通以進行掃描與感測。此外，時間T1中，開關SW2與開關SW3將會交替地一者被導通，而另一者被斷開。在本實施例中，開關SW2與開關SW3被導通的時間分別為T2及T3，且開關SW2被斷開後，開關SW3會延遲一段時間t1才被導通。如此一來，在時間T1中，對應的電極124將交替地連接至充電電路C以及儲存電路P。在一實施例中，時間T1例如為20微秒(μs)，時間T2與時間T3例如為0.3微秒，而時間t1則例如為0.025微秒。不過，隨不同的驅動方式，時間T3也可以緊接著時間T2，亦即時間t1可以為零。簡言之，這些時間的長短當視驅動電路130的能力及實際產品尺寸等因素而決定。

以本實施例而言，充電電路C例如連接一電壓源(圖未示)，而儲存電路P則例如連接一外部電容Cout。當觸摸式顯示幕10被使用者以手指或是導電介質觸碰時，奈米碳管層122與手指(或是導電介質)之間會產生一接觸電容。此時，充電電路C與儲存電路P將交替地對接觸電容進行充放電。讀取電路R便可以讀取時間T1中接觸電容的充電量，例如電壓值，以作為觸碰位置的判斷依據。在本實施例中，上述的設計僅是驅動電路130的一種實踐方式。在其他的實施例中，驅動電路130可以由其他功能單元所組成。也就是說，凡是可以連接至電極124以判別出接觸電容的電路設計都可以成為驅動電路130的佈局設計。

請繼續參照圖8，在一模擬試驗中，每一次的觸碰動作所造成接觸面積例如預設為5 mm×5 mm，且儲存電路P中所設置的外部電容Cout例如為100 pf。此外，在此模擬試驗中將進行九個觸碰位置的仿真，且這些觸碰位置的中心點例如為位置I~位置IX，其中位置I~位置III對準電極X4，位置IV~位置VI分別由位置I~位置III朝向電極X5偏移，而位置VII~位置IX分別由位置IV~位置VI朝向電極X5偏移。而在此實驗中，位置VII~位置IX與電極X4之間的距離被設定為等於位置VII~位置IX與電極X5之間的距離。

圖10至圖12所示是模擬試驗下，電極X3至X6所接收到的訊號。請先同時參照圖8與圖10，本實施例的奈米碳管層122具有阻抗異向性，所以電流的路徑傳輸將主要地平行於低阻抗方向D。位置I被觸碰時，電極X3~X6所接收到的訊號(也就是讀取電路R所讀取的電壓)實質上如圖10中折線310所示。位置II與位置III被觸碰時，電極X3~X6所接收到的訊號則分別如圖10中折線320與折線330所示。

位置I~位置III雖同樣地對準電極X4，卻可以產生不同的訊號，其中位置III被觸碰時，電極X4所接收到的訊號最小。在此仿真中，當觸碰位置I~IX與電極124的距離越近，對應的電極124所接收到的訊號越大。所以，所述偏光片12可以自電極124所接收的訊號的數值大小來判斷觸碰位置在低阻抗方向D上的座標。

接著，請參照圖11，折線340~折線360依序為觸碰位置位於位置IV~位置VI時電極X3至電極X6所接收的訊號。由於位置IV~位置VI分別地相對於位置I~位置III朝向電極X5偏移，電極X4與電極X5都可以對接觸電容進行充放電的動作。不過，碰觸點在位置IV~位置VI時電極X4所接收到的訊號會高於電極X5所接收到的訊號。

相似地，請參照圖12，折線370~折線390依序為觸碰位置位於位置VII~位置IX時電極X3至電極X6所接收的訊號。在此，觸碰位置位於位置VII~位置IX其中一者時，電極X4與電極X5實質上可以接收到相同的訊號。由圖10至圖12的訊號關係可知，若要判斷觸碰位置在高阻抗方向H的座標，可以比較相鄰三個電極124所接收到的訊號。舉例而言，要判斷觸碰位置在高阻抗方向H的座標，可取出相鄰三個驅動感測電極124所接收到的訊號中，較高兩者的訊號值，並將此兩者的訊號值以內插或是以一比例關係加成來獲得對應的座標值。此處所述的比例關係可基於模擬過程中所接收到的訊號值的變化而決定。

具體而言，所述具有觸控功能的偏光片12製作完成之後，可依據所需的解析度在各個位置進行仿真試驗以求得各電極124所接收到的訊號對應於不同觸碰位置的變化關係。將此關係建立於驅動感測晶片中即可作為日後使用者實際操作偏光片12時，判斷觸碰位置的依據。

本實施例的奈米碳管層122具有阻抗異向性，使各電極124所接收到的訊號能直接地反應出觸碰位置的遠近。因此，該偏光片12具有較佳的感測精確性。另外，該偏光片12可通過直接讀取電極接收訊號的數值以及比較相鄰電極所接收訊號的數值來定出觸碰位置，不需複雜的驅動方法與演算程式。整體來說，本實施例提出的偏光片12兼具有結構簡單、感測精確性高且驅動方法簡易的特點。

本發明中，由於作為透明導電層的奈米碳管層為一自支撐結構，只需直接鋪設在所述第一偏光層表面並相應的形成電極即可形成一具有觸控功能的偏光片，該步驟簡單且能夠相容於先前的液晶模組製造工藝，避免增加額外的觸摸屏的製造步驟，從而避免提高具有觸控功能的液晶模組的製造成本。此外，將同時具有偏光和觸控功能的偏光片與製作工藝較成熟的液晶模組直接組裝，無需進一步安裝觸摸屏，在安裝偏光片的同時即使液晶模組本身具有感測觸摸的功能，形成所述具有觸控功能的液晶模組。該具有觸控功能的液晶模組具有較薄的厚度和簡單的結構，且製造工藝簡單，降低了製造成本，有利於具有觸控功能的液晶模組的大批量生產，此外，由於所述具有觸控功能的偏光片和液晶模組可分開製作，因此，每一模組的良率可以分別控制，從而在製作所述具有觸控功能的液晶模組時可避免不必要成本的增加。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10．．．具有觸控功能的液晶模組

12．．．偏光片

14．．．液晶模組

112、114、116、118．．．側邊

120．．．第一偏光層

122．．．奈米碳管層

124．．．電極

126．．．觸摸感應區域

130．．．驅動電路

132．．．接地單元

134．．．掃描單元

141．．．上基板

142．．．上電極層

143．．．第一配向層

144．．．液晶層

145．．．第二配向層

146．．．薄膜電晶體面板

147．．．第二偏光層

150．．．保護層

160．．．黏結劑層

223．．．奈米碳管片段

225．．．奈米碳管

圖1為本發明實施例提供的具有觸控功能的液晶模組的剖視結構示意圖。

圖2為本發明實施例提供的具有觸控功能的液晶模組的偏光片的俯視示意圖。

圖3為本發明實施例提供的具有觸控功能的液晶模組中奈米碳管膜的掃描電鏡照片。

圖4為圖3的奈米碳管膜中奈米碳管片段的結構示意圖。

圖5為本發明一個實施例中偏光片的側視示意圖。

圖6為本發明另一個實施例中偏光片的側視示意圖。

圖7為本發明又一個實施例中偏光片的側視示意圖。

圖8為本發明實施例提供的具有觸控功能的液晶模組的偏光片包括驅動電路的示意圖。

圖9為本發明實施例提供的具有觸控功能的液晶模組的偏光片中的驅動電路中各切換開關在進行掃描時的驅動波形示意圖。

圖10至圖12所示為模擬試驗下，電極X3至X6所接收到的訊號。