触控式电子纸显示器的制作方法
专利名称：触控式电子纸显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子纸显示器，尤其涉及一种触控式电子纸显示器。
背景技术：
由于具有低功耗、可弯曲性、厚度薄等优点，电子纸显示屏被广泛用于手机、电子书、计算机及个人数字助理等电子产品中，作为显示屏幕使用。电子纸显示屏的结构通常包括上电极板、下电极板及设置于该上电极板及下电极板之间的电泳显示介质层。该上电极板包括上基板及设置于该上基板下表面的公共氧化铟锡(Ι )电极，该下电极板包括下基板及设置于该下基板上表面的薄膜晶体管(TFT)像素电极。该电泳显示介质层紧密贴合在该公共ITO电极和TFT像素电极之间。 公告号为CN101373305B的中国专利公开了一种带触摸功能的电子纸显示器，将现有的电阻式触摸屏直接粘附在电子纸显示屏的上基板的上表面。然而，由于电子纸显示屏是靠反射外部光线进行图像显示，通常本身不具备背光装置，当电子纸显示屏上进一步迭加现有的电阻式触摸屏时，触摸屏上的金属或ITO线路会阻挡部分光线透过，而使到达电子纸显示屏的光线具有较大衰减，从而影响电子纸显示屏的显示。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种具有触摸功能的电子纸显示装置，利用较为简单的结构，避免光线损失，且能实现触摸功能。一种触控式电子纸显示器，包括一电子纸显示屏及一功能层，该电子纸显示屏具有一显示面，该功能层设置于该显示面，所述功能层进一步包括一碳纳米管触摸功能层及一抗眩光层。一种触控式电子纸显示器，包括一电子纸显示屏及一功能层，该电子纸显示屏具有一显示面，该功能层设置于该显示面，所述功能层进一步包括一碳纳米管触摸功能层，所述碳纳米管触摸功能层包括一碳纳米管膜，该碳纳米管膜包括复数平行排列的碳纳米管线；及复数驱动感测电极，配置于该碳纳米管膜的至少一侧边，每一驱动感测电极连接至少一相对的碳纳米管线及邻接的复数碳纳米管线，该碳纳米管线具有阻抗异向性，定义平行该碳纳米管线的方向为一较低阻抗方向，垂直该碳纳米管线的方向为一较高阻抗方向，且该侧边实质上垂直于该较低阻抗方向。本发明之触控式电子纸显示器具有碳纳米管触摸功能层，因为碳纳米管材料及层薄特性而解决习知应用于电子纸之触摸屏上的金属或ITO线路阻挡部分光线的问题，再者，因为碳纳米管线具有阻抗异向性且间距细密，故可以显著提高电子纸显示器的感测精度。
图I是本发明一实施例的碳纳米管触摸功能层的示意图。
图2是本发明一实施例的驱动电路中各切换开关在进行扫描时的驱动波形示意图。图3至图5所示是模拟试验下，电极X3至X6所接收到的信号。图6为本发明第一实施例电子纸的侧视结构示意图。图7为本发明第一实施例碳纳米管膜的扫描电镜照片。图8是图7的碳纳米管膜中碳纳米管片段的结构示意图。图9为本发明第二实施例电子纸的侧视结构示意图。图10为本发明第三实施例电子纸的侧视结构示意图。 图11为本发明第四实施例电子纸的侧视结构示意图。主要元件符号说明电子纸显示屏10功能层20第一粘合层30碳纳米管触摸功能层 100碳纳米管膜110侧边112、114、116、118驱动感测电极120驱动电路130接地单元132扫描单元134碳纳米管片段143碳纳米管145透明基底190抗眩光层200折线310、320、330、340、350、360、370、380、390第二粘合层400防水气层410触控式电子纸显示器 500、510、520、530下电极板610下基板612像素电极层614上电极板620上基板622公共电极层624电泳显示介质层630
具体实施例方式下面将结合附图及具体实施例对本发明提供的触控式电子纸显示器作进一步的详细说明。请参阅图I及图6，本发明第一实施例提供一种触控式电子纸显示器500，其从下至上依次包括电子纸显示屏10、第一粘合层30及功能层20。该第一粘合层30设置于该电子纸显示屏10及功能层20之间，并粘合该电子纸显示屏10及该功能层20。在本说明书中“上”为靠近使用者的方向，“下”为远离使用者的方向。该功能层20至少包括一抗眩光层200以及一碳纳米管触摸功能层100，该碳纳米管触摸功能层100设置于该抗眩光层200与该第一粘合层30之间。该碳纳米管触摸功能层100为可实现触摸功能的单层结构，该碳纳米管触摸功能层100包括碳纳米管膜110及多个驱动感测电极120，该多个驱动感测电极120与该碳纳米 管膜110电连接。本实施例中，该碳纳米管膜110直接覆盖该第一粘合层30，该抗眩光层200直接覆盖该碳纳米管膜110。该碳纳米管触摸功能层可仅包括一个或贴合的多个碳纳米管膜及驱动感测电极即可实现感测触摸位置之功能。该碳纳米管膜110包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管基本沿相同方向定向延伸，从而使碳纳米管膜110在该多个碳纳米管的延伸方向上具有远大于其它方向的电导率。该碳纳米管膜110可通过从一碳纳米管阵列中拉取形成。所述从碳纳米管阵列中拉取形成的碳纳米管膜110中大多数碳纳米管的整体延伸方向基本朝同一方向且平行于该碳纳米管膜110的表面。并且，所述碳纳米管膜110中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力(van der waal’ s force)首尾相连，从而使该碳纳米管膜110能够实现自支撑。该从碳纳米管阵列中拉取获得的碳纳米管膜110具有较好的透明度。优选地，该碳纳米管膜110为由碳纳米管组成的纯碳纳米管膜110，从而能够提高触摸屏的透光度。
请参阅图7，该碳纳米管膜110包括复数平行排列的碳纳米管线，该碳纳米管线由所述基本沿相同方向定向延伸的多个碳纳米管组成。所述碳纳米管膜110是由若干碳纳米管组成的自支撑结构。所述若干碳纳米管为沿同一方向择优取向延伸。所述择优取向是指在碳纳米管膜110中大多数碳纳米管的整体延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多数碳纳米管的整体延伸方向基本平行于碳纳米管膜110的表面。进一步地，所述碳纳米管膜110中多数碳纳米管是通过范德华力首尾相连。具体地，所述碳纳米管膜110中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。当然，所述碳纳米管膜110中存在少数随机排列的碳纳米管，这些碳纳米管不会对碳纳米管膜110中大多数碳纳米管的整体取向排列构成明显影响。所述自支撑为碳纳米管膜110不需要大面积的载体支撑，而只要相对两边提供支撑力即能整体上悬空而保持自身膜状状态，即将该碳纳米管膜110置于(或固定于)间隔一定距离设置的两个支撑体上时，位于两个支撑体之间的碳纳米管膜110能够悬空保持自身膜状状态。所述自支撑主要通过碳纳米管膜110中存在连续的通过范德华力首尾相连延伸排列的碳纳米管而实现。具体地，所述碳纳米管膜110中基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管，并非绝对的直线状，可以适当的弯曲；或者并非完全按照延伸方向上排列，可以适当的偏离延伸方向。因此，不能排除碳纳米管膜110的基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管中并列的碳纳米管之间可能存在部分接触。请参阅图8，具体地，所述碳纳米管膜110包括多个连续且定向排列的碳纳米管片段143。该多个碳纳米管片段143通过范德华力首尾相连。每一碳纳米管片段143包括多个相互平行的碳纳米管145，该多个相互平行的碳纳米管145通过范德华力紧密结合。该碳纳米管片段143具有任意的长度、厚度、均匀性及形状。该碳纳米管膜110中的碳纳米管145沿同一方向择优取向排列。该碳纳米管膜110中的碳纳米管线由所述碳纳米管片段143首尾相连的组成。相邻的碳纳米管线之间通过碳纳米管搭接。该碳纳米管膜110中碳纳米管间可以具有间隙，从而使该碳纳米管膜110最厚处的厚度约为O. 5纳米至100微米，优选为O. 5纳米至10微米。从碳纳米管阵列中拉取获得所述碳纳米管膜110的具体方法包括(a)从一碳纳米管阵列中选定一碳纳米管片段143，本实施例优选为采用具有一定宽度的胶带或粘性基条接触该碳纳米管阵列以选定具有一定宽度的一碳纳米管片段143 ;(b)通过移动该拉伸工具，以一定速度拉取该选定的碳纳米管片段143，从而首尾相连的拉出多个碳纳米管片段143，进而形成一连续的碳纳米管膜110。该多个碳纳米管相互并排使该碳纳米管片段143具有一定宽度。当该被选定的碳纳米管片段143在拉力作用下沿拉取方向逐渐脱离碳纳米 管阵列的生长基底的同时，由于范德华力作用，与该选定的碳纳米管片段143相邻的其它碳纳米管片段143首尾相连地相继地被拉出，从而形成一连续、均匀且具有一定宽度和择优取向的碳纳米管膜110。所述碳纳米管膜110在拉伸方向具有最小的电阻抗，而在垂直于拉伸方向具有最大电阻抗，因而具备电阻抗异向性，即碳纳米管膜110具有阻抗异向性，即，碳纳米管膜110在两个不同方向上具有不同的阻抗性，以定义出一较低阻抗方向D(基本平行于碳纳米管延伸方向)，以及一较高阻抗方向H(基本垂直于碳纳米管延伸方向)，其中较低阻抗方向D和较高阻抗方向H可为垂直。该碳纳米管膜110中的碳纳米管线也具有阻抗异向性，平行该碳纳米管线的方向为较低阻抗方向D，垂直该碳纳米管线的方向为较高阻抗方向H。碳纳米管膜110可以为矩形，并具有四侧边，依序为侧边112、侧边114、侧边116以及侧边118。侧边112与侧边116相对且平行于较高阻抗方向H，而侧边114及侧边118相对并平行于较低阻抗方向D。由于具有阻抗异向性，该碳纳米管触摸功能层100可以实现对多点触摸进行感测。该碳纳米管触摸功能层100可包括多个碳纳米管膜110，相互层迭或并排设置，故，上述电子纸显示器的长度和宽度不限，可根据实际需要设置。另外，该碳纳米管膜110具有一理想的透光度，可见光透过率大于85%。该多个驱动感测电极120配置于碳纳米管膜110的侧边112。每一驱动感测电极120连接至少一相对的碳纳米管线及邻接的复数碳纳米管线。各驱动感测电极120延着较高阻抗方向H上的一长度Wl可为Imm至8mm之间，而相邻驱动感测电极120的间距W2可为3mm至5mm之间。如此一来,各驱动感测电极120输入至碳纳米管膜110或接收自碳纳米管膜110的一信号将主要地沿着较低阻抗方向D传输。该碳纳米管触摸功能层100便可利用信号传输具有方向性的特性作为触碰位置的判断依据。当然，在实际的产品中，各驱动感测电极的尺寸及间距可以视产品所需分辨率及产品的应用领域而有所不同。也就是说，以上所描述的数值仅为举例说明之用并非用以限定本发明。详言之，碳纳米管触摸功能层100可进一步包括一驱动电路130，且驱动电路130连接至至少部分或是全部的驱动感测电极120。驱动电路130实际上可由各种不同的组件设计及连接关系来达成，以下将举例说明一种电路设计的实施态样。不过，以下的说明并非用以限定本发明。另外，在本实施例中，所谓的一组件仅表示有一种具有某功能或是性质的组件配置于碳纳米管触摸功能层100中，而非表示此组件的数量。也就是说，上述的一驱动电路130可以仅由单一个驱动电路130所构成，而单一一个驱动电路130可以透过适当的处理模式或是多任务器等设计逐一地连接至各个驱动感测电极120。不过，驱动电路130的数量也可以是多个，而各个驱动电路130可以一对一地连接一个驱动感测电极120，或是一对多地连接多个驱动感测电极120。另外，本实施例为了使图面清晰仅绘示了驱动电路130连接至一个驱动感测电极120，但实际上由上述说明可知，至少有数个或是全部的驱动感测电极120都可以连接至驱动电路130。在本实施例中，驱动电路130包括一接地单元132以及一扫描单元134，其中扫描单元134包括一充电电路C、一储存电路P以及一读取电路R，其中充电电路C与储存电路P并联，而读取电路R连接至储存电路P。另外，驱动电路130例如设置有四个切换开关，其分别为开关SW1、开关SW2、开关SW3以及开关SW4。开关SWl用以控制扫描单元134中的充电电路C、储存电路P以及读取 电路R是否导通至驱动感测电极120。并且，在扫描单元134中，开关SW2用以控制充电电路C是否连接至开关SWl，而开关SW3则用以控制储存电路P与读取电路R是否连接至开关Sffl0另外，开关SW4设置于接地单元132中用以控制驱动感测电极120是否接地。在本实施例中，碳纳米管触摸功能层100的驱动方式例如是逐步地扫描驱动感测电极120以接收被扫描的驱动感测电极120的信号。在此，所谓的逐步地扫描是指驱动感测电极120会批次地或是一个接一个地与扫描单元134导通。当其中一个驱动感测电极120与扫描单元134导通时，其它的驱动感测电极120都会与接地单元132导通。另外，本发明的扫描顺序不一定依照驱动感测电极120在空间中的排列位置。举例来说，图I所示的驱动感测电极120可以由左而右、由右而左、间隔一个、间隔多个或是依照无特定规则的顺序被扫描。详言之，碳纳米管触摸功能层100的驱动感测电极120例如依序排列为电极XI、电极X2、电极X3、电极X4、电极X5、电极X6、电极X7以及电极X8。在本实施例的设计下，要使电极X3与扫描单元134导通，则扫描单元134中的开关SWl需导通且接地单元132中的开关SW4需断开。另外，要使电极X3与接地单元132导通时，则接地单元132中的开关SW4会导通且扫描单元134中的开关SWl会断开。在此，接地单元132例如是连接至一接地电位或是一固定的电位或是一个高阻抗的组件。举例来说，图2所示是本发明一实施例的驱动电路中各切换开关在进行扫描时的驱动波形示意图。请参照图2，图2所示的波形中由上而下依序为开关SW1、开关SW2、开关SW3以及开关SW4的驱动波形。时间Tl为扫描动作执行的时间。此外，在本实施例中，各驱动波形中高准位的时间表示对应的开关SWl SW4被导通(也就是开启，turn on)，而低准位的时间则表示对应的开关SWl SW4被断开(也就是关闭，turn off)。请同时参照图I与图2，时间Tl中，开关SWl被导通，而开关SW4被断开。所以，对应的驱动感测电极120会与扫描单元134导通以进行扫描与感测。此外，时间Tl中，开关SW2与开关SW3将会交替地一者被导通，而另一者被断开。在本实施例中，开关SW2与开关SW3被导通的时间分别为T2及T3，且开关SW2被断开后，开关SW3会延迟一段时间tl才被导通。如此一来，在时间Tl中，对应的驱动感测电极120将交替地连接至充电电路C以及储存电路P。在一实施例中，时间Tl例如为20微秒(μ S)，时间Τ2与时间Τ3例如为O. 3微秒，而时间tl则例如为O. 025微秒。不过，随不同的驱动方式，时间T3也可以紧接着时间T2，亦即时间tl可以为零。简言之，这些时间的长短当视驱动电路130的能力及实际产品尺寸等因素而决定。以本实施例而言，充电电路C例如连接一电压源(图未示)，而储存电路P则例如连接一外部电容Cout。当电子纸显示器被使用者以手指或是导电介质触碰时，碳纳米管膜110与手指(或是导电介质)之间会产生一接触电容。此时，充电电路C与储存电路P将交替地对接触电容进行充放电。读取电路R便可以读取时间Tl中接触电容的充电量，例如电压值，以作为触碰位置的判断依据。在本实施例中，上述的设计仅是驱动电路130的一种实践方式。在其它的实施例中，驱动电路130可以由其它功能单元所组成。也就是说，凡是可以连接至驱动感测电极120以判别出接触电容的电路设计都可以成为驱动电路130的布局设计。
请继续参照图I，在一模拟试验中，每一次的触碰动作所造成接触面积例如预设为5mmX5mm，且储存电路P中所设置的外部电容Cout例如为lOOpf。此外，在此模拟试验中将进行九个触碰位置的仿真，且这些触碰位置的中心点例如为位置I 位置IX，其中位置I 位置III对准电极X4，位置IV 位置VI分别由位置I 位置III朝向电极X5偏移，而位置VII 位置IX分别由位置IV 位置VI朝向电极X5偏移。而在此实验中，位置VII 位置IX与电极X4之间的距离被设定为等于位置VII 位置IX与电极X5之间的距离。图3至图5所示是模拟试验下，电极X3至X6所接收到的信号。请先同时参照图I与图3，本实施例的碳纳米管膜110具有阻抗异向性，所以电流的路径传输将主要地平行于较低阻抗方向D。位置I被触碰时，电极X3 X6所接收到的信号(也就是读取电路R所读取的电压)实质上如图3中折线310所示。位置II与位置III被触碰时，电极X3 X6所接收到的信号则分别如图3中折线320与折线330所示。位置I 位置III虽同样地对准电极X4，却可以产生不同的信号，其中位置III被触碰时，电极X4所接收到的信号最小。在此仿真中，当触碰位置I IX与驱动感测电极120的距离越近，对应的驱动感测电极120所接收到的信号越大。所以，碳纳米管触摸功能层100可以自驱动感测电极120所接收的信号的数值大小来判断触碰位置在较低阻抗方向 D上的坐标。接着,请参照图4,折线340 折线360依序为触碰位置位于位置IV 位置VI时电极X3至电极X6所接收的信号。由于位置IV 位置VI分别地相对于位置I 位置III朝向电极X5偏移，电极X4与电极X5都可以对接触电容进行充放电的动作。不过，碰触点在位置IV 位置VI时电极X4所接收到的信号会高于电极X5所接收到的信号。相似地，请参照图5，折线370 折线390依序为触碰位置位于位置VII 位置IX时电极X3至电极X6所接收的信号。在此，触碰位置位于位置VII 位置IX其中一者时，电极X4与电极X5实质上可以接收到相同的信号。由图3至图5的信号关系可知，若要判断触碰位置在较高阻抗方向H的坐标，可以比较相邻三个驱动感测电极120所接收到的信号。举例而言，要判断触碰位置在较高阻抗方向H的坐标，可取出相邻三个驱动感测电极120所接收到的信号中，较高两者的信号值，并将此两者的信号值以内插或是以一比例关系加成来获得对应的坐标值。此处所述的比例关系可基于模拟过程中所接收到的信号值的变化而决定。具体而言，碳纳米管触摸功能层100制作完成之后，可依据所需的分辨率在各个位置进行仿真试验以求得各驱动感测电极120所接收到的信号对应于不同触碰位置的变化关系。将此关系建立于驱动感测芯片中即可作为日后使用者实际操作碳纳米管触摸功能层100时，判断触碰位置的依据。本实施例的碳纳米管膜110具有阻抗异向性，使各驱动感测电极120所接收到的信号能直接地反应出触碰位置的远近。因此，碳纳米管触摸功能层100具有较佳的感测精确性。另外，碳纳米管触摸功能层100可藉由直接读取电极接收信号的数值以及比较相邻电极所接收信号的数值来定出触碰位置，不需复杂的驱动方法与演算程序。整体来说，本实 施例提出的碳纳米管触摸功能层100兼具有结构简单、感测精确性高且驱动方法简易的特点。该抗眩光层200包括一抗眩光基底及设置于该抗眩光基底上表面的抗眩光膜。该抗眩光膜含有颗粒，该抗眩光膜表面具有由该颗粒的聚结或其类似物所形成的精细不规则物。该抗眩光基底的材料可以是透明塑料，如三乙酰基纤维素(TAC)、聚酯(TPEE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、芳族聚酰胺、聚乙烯(PE)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚砜、聚砜、聚丙烯(PP)、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、丙烯酸酯类树脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环氧树脂、脲树脂、氨基甲酸酯树脂及三聚氰胺树脂。该抗眩光基底的厚度可以为20微米至100微米，但不限于该范围。该抗眩光膜含有所述颗粒及树脂。另外，该抗眩光膜视需要可进一步包括如光稳定剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、阻燃剂、抗氧化剂等添加剂。该颗粒主要在抗眩光膜的共平面方向上聚结，以籍此形成二维聚结，从而可在抗眩光膜表面上产生连续并缓和波动的精细不规则物，因此抗眩光特性及对比度的理想水平可以同时得到满足。在抗眩光膜表面上所观测到的粗糙度曲线的算术平均粗糙度Ra为O. 05微米至O. 5微米。粗糙度曲线的算术平均粗糙度Ra小于O. 05微米可使抗眩光特性降级，且超过O. 5微米可使对比度降级。在本实施例中，所述碳纳米管膜110直接设置在该抗眩光层200的抗眩光基底的下表面。该第一粘合层30直接与该碳纳米管膜110接触并粘合，从而将该抗眩光层200、该碳纳米管膜110与该上电极板620固定连接。该电子纸显示屏10为现有的电泳显示屏，可以是但不限于微胶囊(micro-capsule)型电泳显示屏、微杯(micro cup electrophoretic)型电泳显示屏、旋转球(gyricon bead)型电泳显示屏、隔板(partition)型电泳显示屏中的一种。该电子纸显示屏10从下至上依次包括下电极板610、电泳显示介质层630及上电 极板620。该电泳显不介质层630设置于该上电极板620及下电极板610之间。该上电极板620包括上基板622及设置于该上基板622的下表面的公共电极层624,该下电极板610包括下基板612及设置于该下基板612的上表面的像素电极层614。该电泳显示介质层630接触并贴合在该公共电极层624和像素电极层614之间。该上基板622的上表面为电子纸显示屏10的显示面。该上电极板620、电泳显示介质层630及下电极板610共同构成显示层。该上电极板620的上基板622与该下电极板610的下基板612的材料可以是透明的硬质材料或柔性材料，如玻璃、石英、塑料或树脂，并且可以与所述抗眩光层200的抗眩光基底的材料相同。该上电极板620的公共电极层624具有较好的透明度及导电性，材料可以是氧化铟锡(ITO)、导电聚合物或碳纳米管层。该碳纳米管层包括多个均匀分布的碳纳米管，该多个碳纳米管可以无序排列或沿相同方向择优取向排列。该下电极板610的像素电极层614包括多个薄膜晶体管电极。该电泳显示介质层630可以包括双稳态的电子墨水显示介质。在微胶囊型电泳显示屏中，该电泳显示介质层630包括微胶囊式电泳显示介质，该电泳显示介质层630包括多个微胶囊，每一微胶囊中封装有若干第一电泳离子和第二电泳离子。当所述公共电极层624和像素电极层614之间加有电压时，该微胶囊在电场作用下显示。该电泳显示介质层630与该像素电极层614及公共电极层624之间均可以通过粘结剂结合。该第一粘合层30设置于该功能层与该上电极板620之间，具体设置于该上基板622的上表面,用于将该功能层固定于该上电极板620。该第一粘合层30的材料为透明的OCA光学胶或UV胶等。 请参阅图9，本发明第二实施例提供一种触控式电子纸显示器510，其从下至上依次包括电子纸显示屏10、第一粘合层30及功能层20。该触控式电子纸显示器510的结构与该第一实施例的触控式电子纸显示器500基本相同，其区别仅在于该功能层20。该功能层20从下至上依次包括一防水气层410、一第二粘合层400、一碳纳米管触摸功能层100及一抗眩光层200。该碳纳米管触摸功能层100、第二粘合层400及防水气层410均设置于该抗眩光层200与该第一粘合层30之间。该碳纳米管触摸功能层100的碳纳米管膜110设置在该抗眩光层200的抗眩光基底的下表面，该防水气层410设置在该碳纳米管膜110与该第一粘合层30之间。该第二粘合层400设置在该防水气层410与该碳纳米管膜110之间，使该防水气层410与该碳纳米管膜110结合。该防水气层410的材料透明且能阻止水气通过，具体可以为橡胶、氟树脂(fluororesin)、聚三氟氯乙烯(polychlorotrifluoroethylene, PCTFE)或聚三氟乙烯(polytrifluoroethyIene)。该防水气层410的厚度可以为0. 5毫米至0. 05毫米,优选为0. I毫米。该水气可以是水蒸汽或潮气。该第二粘合层400的材料与该第一粘合层30的材料相同。请参阅图10，本发明第三实施例提供一种触控式电子纸显示器520，其从下至上依次包括电子纸显示屏10、第一粘合层30及功能层20。该触控式电子纸显示器520的结构与该第一实施例的触控式电子纸显示器500基本相同，其区别在该功能层20。该功能层 20从下至上依次包括一碳纳米管触摸功能层100、一透明基底190、一防水气层410、一第二粘合层400及一抗眩光层200。该透明基底190具有一上表面及一下表面，该碳纳米管触摸功能层100的碳纳米管膜110设置于该透明基底190的下表面，该防水气层410设置于该透明基底190的上表面。该第二粘合层400设置于该抗眩光层200与该防水气层410之间，并将该防水气层410与该抗眩光层200的抗眩光基底结合。请参阅图11，本发明第四实施例提供一种触控式电子纸显示器530，其从下至上依次包括电子纸显示屏10、第一粘合层30及功能层20。该触控式电子纸显示器530的结构与该第一实施例的触控式电子纸显示器500基本相同，其区别在该功能层20。该功能层20从下至上依次包括一防水气层410、一透明基底190、一碳纳米管触摸功能层100、一第二粘合层400及一抗眩光层200。该透明基底190具有一上表面及一下表面，该碳纳米管触摸功能层100的碳纳米管膜110设置于该透明基底190的上表面，该防水气层410设置于该透明基底190的下表面。该第二粘合层400设置于该抗眩光层200与该碳纳米管膜110之间，并将该碳纳米管膜110与该抗眩光层200的抗眩光基底结合。可以理解，本发明不限于上述第一至第四实施例，并可以有其它变化，总之，该抗眩光层200与该第一粘合层30之间可以设置多个层，并且该碳纳米管触摸功能层100的碳纳米管膜110可以设置在该抗眩光层200与该第一粘合层30之间的多个层中的任意两层之间。本发明之触控式电子纸显示器具有碳纳米管触摸功能层，因为碳纳米管材料及层薄特性而解决习知触摸屏上的金属或ITO线路阻挡部分光线的问题，再者，因为碳纳米管膜中的碳纳米管线具有阻抗异向性且间距细密，故可以显著提高电子纸显示器的感测精度。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种触控式电子纸显示器，包括一电子纸显示屏及一功能层，该电子纸显示屏具有ー显示面，该功能层设置于该显示面，其特征在于，所述功能层进一歩包括一碳纳米管触摸功能层及ー抗眩光层。
2.如权利要求I所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述碳纳米管功能层包括碳纳米管膜和多个驱动感测电扱，该多个驱动感测电极与该碳纳米管膜电连接。
3.如权利要求I所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述碳纳米管膜具有阻抗异向性，包括一低阻抗方向及一高阻抗方向。
4.如权利要求3所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述碳纳米管膜包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管基本沿该低阻抗方向延伸。
5.如权利要求4所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述多个驱动感测电极设置在所述碳纳米管膜平行于该高阻抗方向的侧边。
6.如权利要求I所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述电子纸显示屏包括下电极板、电泳显示介质层及上电极板，该电泳显示介质层设置在该下电极板与该上电极板之间。
7.如权利要求I所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述碳纳米管触摸功能层设置在所述抗眩光层及所述电子纸显示屏之间。
8.如权利要求I所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述触控式电子纸显示器进ー步包括第一粘合层设置于该电子纸显示屏及该功能层之间。
9.如权利要求I所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述功能层进一歩包括一防水气层设置在所述碳纳米管触摸功能层与所述抗眩光层之间。
10.如权利要求9所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述功能层进一歩包括一透明基底，该透明基底设置于该碳纳米管触摸功能层与该防水气层之间。
11.如权利要求9所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述功能层进一歩包括一第二粘合层设置于该抗眩光层与该防水气层之间。
12.如权利要求I所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述功能层进一歩包括一防水气层设置在所述碳纳米管触摸功能层与所述电子纸显示屏之间。
13.如权利要求12所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述功能层进一歩包括一第二粘合层设置在该防水气层与该碳纳米管触摸功能层之间。
14.如权利要求12所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述功能层进一歩包括一透明基底，该透明基底设置在该碳纳米管触摸功能层与该防水气层之间。
15.如权利要求12所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述功能层进一歩包括一第二粘合层设置于该抗眩光层与该碳纳米管触摸功能层之间。
16.一种触控式电子纸显示器，包括一电子纸显示屏及一功能层，该电子纸显示屏具有ー显示面，该功能层设置于该显示面，其特征在干，所述功能层进一歩包括一碳纳米管触摸功能层及ー抗眩光层，所述碳纳米管触摸功能层包括 一碳纳米管膜，该碳纳米管膜包括复数平行排列的碳纳米管线 '及 复数驱动感测电极，配置于该碳纳米管膜的至少ー侧边，每ー驱动感测电极连接至少一相対的碳纳米管线及邻接的复数碳纳米管线，该碳纳米管线具有阻抗异向性，定义平行该碳纳米管线的方向为ー较低阻抗方向，垂直该碳纳米管线的方向为ー较高阻抗方向，且该侧边垂直于该较低阻抗方向。
17.如权利要求16所述之触控式电子纸显示器，其特征在于，各该驱动感测电极沿着该较高阻抗方向的长度为Imm至8mm之间。
18.如权利要求16所述之触控式电子纸显示器，其特征在于，该些驱动感测电极的间距为3_至5_之间。
19.如权利要求16所述之触控式电子纸显示器，其特征在干，进ー步包括ー驱动电路，连接至至少部份该些驱动感测电极，以逐步地扫描至少部份该些驱动感测电极。
20.如权利要求19所述之触控式电子纸显示器，其特征在于，该驱动电路包括一接地单元以及一扫描单元，各该驱动感测电极被扫描时连接至该扫描単元，而未被扫描时连接至该接地単元。
21.如权利要求20所述之触控式电子纸显示器，其特征在于，该扫描単元包括一充电电路、一储存电路以及ー读取电路，该充电电路与该储存电路并联，该读取电路连接至该储存电路。
22.如权利要求19所述之触控式电子纸显示器，其特征在于，该驱动电路的数量是多个，各个驱动电路ー对一地连接ー个驱动感测电极，或是ー对多地连接多个驱动感测电极。
23.如权利要求16所述之触控式电子纸显示器，其特征在干，当该触控式电子纸显示器被碰触时，触碰位置与驱动感测电极的距离越近，对应的驱动感测电极所接收到的信号越大，碳纳米管触摸功能层自驱动感测电极所接收的信号的数值大小来判断触碰位置在较低阻抗方向上的坐标。
全文摘要
本发明涉及一种触控式电子纸显示器，从包括电子纸显示屏及功能层，该电子纸显示屏具有一显示面，该功能层设置于该显示面，所述功能层进一步包括一碳纳米管触摸功能层及一抗眩光层。
文档编号G09G3/34GK102681284SQ20111009336
公开日2012年9月19日 申请日期2011年4月7日 优先权日2011年3月18日
发明者施博盛, 郑嘉雄 申请人:识骅科技股份有限公司
技术领域：
本发明涉及一种电子纸显示器，尤其涉及一种触控式电子纸显示器。
背景技术：
由于具有低功耗、可弯曲性、厚度薄等优点，电子纸显示屏被广泛用于手机、电子书、计算机及个人数字助理等电子产品中，作为显示屏幕使用。电子纸显示屏的结构通常包括上电极板、下电极板及设置于该上电极板及下电极板之间的电泳显示介质层。该上电极板包括上基板及设置于该上基板下表面的公共氧化铟锡(Ι )电极，该下电极板包括下基板及设置于该下基板上表面的薄膜晶体管(TFT)像素电极。该电泳显示介质层紧密贴合在该公共ITO电极和TFT像素电极之间。 公告号为CN101373305B的中国专利公开了一种带触摸功能的电子纸显示器，将现有的电阻式触摸屏直接粘附在电子纸显示屏的上基板的上表面。然而，由于电子纸显示屏是靠反射外部光线进行图像显示，通常本身不具备背光装置，当电子纸显示屏上进一步迭加现有的电阻式触摸屏时，触摸屏上的金属或ITO线路会阻挡部分光线透过，而使到达电子纸显示屏的光线具有较大衰减，从而影响电子纸显示屏的显示。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种具有触摸功能的电子纸显示装置，利用较为简单的结构，避免光线损失，且能实现触摸功能。一种触控式电子纸显示器，包括一电子纸显示屏及一功能层，该电子纸显示屏具有一显示面，该功能层设置于该显示面，所述功能层进一步包括一碳纳米管触摸功能层及一抗眩光层。一种触控式电子纸显示器，包括一电子纸显示屏及一功能层，该电子纸显示屏具有一显示面，该功能层设置于该显示面，所述功能层进一步包括一碳纳米管触摸功能层，所述碳纳米管触摸功能层包括一碳纳米管膜，该碳纳米管膜包括复数平行排列的碳纳米管线；及复数驱动感测电极，配置于该碳纳米管膜的至少一侧边，每一驱动感测电极连接至少一相对的碳纳米管线及邻接的复数碳纳米管线，该碳纳米管线具有阻抗异向性，定义平行该碳纳米管线的方向为一较低阻抗方向，垂直该碳纳米管线的方向为一较高阻抗方向，且该侧边实质上垂直于该较低阻抗方向。本发明之触控式电子纸显示器具有碳纳米管触摸功能层，因为碳纳米管材料及层薄特性而解决习知应用于电子纸之触摸屏上的金属或ITO线路阻挡部分光线的问题，再者，因为碳纳米管线具有阻抗异向性且间距细密，故可以显著提高电子纸显示器的感测精度。
图I是本发明一实施例的碳纳米管触摸功能层的示意图。
图2是本发明一实施例的驱动电路中各切换开关在进行扫描时的驱动波形示意图。图3至图5所示是模拟试验下，电极X3至X6所接收到的信号。图6为本发明第一实施例电子纸的侧视结构示意图。图7为本发明第一实施例碳纳米管膜的扫描电镜照片。图8是图7的碳纳米管膜中碳纳米管片段的结构示意图。图9为本发明第二实施例电子纸的侧视结构示意图。图10为本发明第三实施例电子纸的侧视结构示意图。 图11为本发明第四实施例电子纸的侧视结构示意图。主要元件符号说明电子纸显示屏10功能层20第一粘合层30碳纳米管触摸功能层 100碳纳米管膜110侧边112、114、116、118驱动感测电极120驱动电路130接地单元132扫描单元134碳纳米管片段143碳纳米管145透明基底190抗眩光层200折线310、320、330、340、350、360、370、380、390第二粘合层400防水气层410触控式电子纸显示器 500、510、520、530下电极板610下基板612像素电极层614上电极板620上基板622公共电极层624电泳显示介质层630
具体实施例方式下面将结合附图及具体实施例对本发明提供的触控式电子纸显示器作进一步的详细说明。请参阅图I及图6，本发明第一实施例提供一种触控式电子纸显示器500，其从下至上依次包括电子纸显示屏10、第一粘合层30及功能层20。该第一粘合层30设置于该电子纸显示屏10及功能层20之间，并粘合该电子纸显示屏10及该功能层20。在本说明书中“上”为靠近使用者的方向，“下”为远离使用者的方向。该功能层20至少包括一抗眩光层200以及一碳纳米管触摸功能层100，该碳纳米管触摸功能层100设置于该抗眩光层200与该第一粘合层30之间。该碳纳米管触摸功能层100为可实现触摸功能的单层结构，该碳纳米管触摸功能层100包括碳纳米管膜110及多个驱动感测电极120，该多个驱动感测电极120与该碳纳米 管膜110电连接。本实施例中，该碳纳米管膜110直接覆盖该第一粘合层30，该抗眩光层200直接覆盖该碳纳米管膜110。该碳纳米管触摸功能层可仅包括一个或贴合的多个碳纳米管膜及驱动感测电极即可实现感测触摸位置之功能。该碳纳米管膜110包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管基本沿相同方向定向延伸，从而使碳纳米管膜110在该多个碳纳米管的延伸方向上具有远大于其它方向的电导率。该碳纳米管膜110可通过从一碳纳米管阵列中拉取形成。所述从碳纳米管阵列中拉取形成的碳纳米管膜110中大多数碳纳米管的整体延伸方向基本朝同一方向且平行于该碳纳米管膜110的表面。并且，所述碳纳米管膜110中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力(van der waal’ s force)首尾相连，从而使该碳纳米管膜110能够实现自支撑。该从碳纳米管阵列中拉取获得的碳纳米管膜110具有较好的透明度。优选地，该碳纳米管膜110为由碳纳米管组成的纯碳纳米管膜110，从而能够提高触摸屏的透光度。
请参阅图7，该碳纳米管膜110包括复数平行排列的碳纳米管线，该碳纳米管线由所述基本沿相同方向定向延伸的多个碳纳米管组成。所述碳纳米管膜110是由若干碳纳米管组成的自支撑结构。所述若干碳纳米管为沿同一方向择优取向延伸。所述择优取向是指在碳纳米管膜110中大多数碳纳米管的整体延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多数碳纳米管的整体延伸方向基本平行于碳纳米管膜110的表面。进一步地，所述碳纳米管膜110中多数碳纳米管是通过范德华力首尾相连。具体地，所述碳纳米管膜110中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。当然，所述碳纳米管膜110中存在少数随机排列的碳纳米管，这些碳纳米管不会对碳纳米管膜110中大多数碳纳米管的整体取向排列构成明显影响。所述自支撑为碳纳米管膜110不需要大面积的载体支撑，而只要相对两边提供支撑力即能整体上悬空而保持自身膜状状态，即将该碳纳米管膜110置于(或固定于)间隔一定距离设置的两个支撑体上时，位于两个支撑体之间的碳纳米管膜110能够悬空保持自身膜状状态。所述自支撑主要通过碳纳米管膜110中存在连续的通过范德华力首尾相连延伸排列的碳纳米管而实现。具体地，所述碳纳米管膜110中基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管，并非绝对的直线状，可以适当的弯曲；或者并非完全按照延伸方向上排列，可以适当的偏离延伸方向。因此，不能排除碳纳米管膜110的基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管中并列的碳纳米管之间可能存在部分接触。请参阅图8，具体地，所述碳纳米管膜110包括多个连续且定向排列的碳纳米管片段143。该多个碳纳米管片段143通过范德华力首尾相连。每一碳纳米管片段143包括多个相互平行的碳纳米管145，该多个相互平行的碳纳米管145通过范德华力紧密结合。该碳纳米管片段143具有任意的长度、厚度、均匀性及形状。该碳纳米管膜110中的碳纳米管145沿同一方向择优取向排列。该碳纳米管膜110中的碳纳米管线由所述碳纳米管片段143首尾相连的组成。相邻的碳纳米管线之间通过碳纳米管搭接。该碳纳米管膜110中碳纳米管间可以具有间隙，从而使该碳纳米管膜110最厚处的厚度约为O. 5纳米至100微米，优选为O. 5纳米至10微米。从碳纳米管阵列中拉取获得所述碳纳米管膜110的具体方法包括(a)从一碳纳米管阵列中选定一碳纳米管片段143，本实施例优选为采用具有一定宽度的胶带或粘性基条接触该碳纳米管阵列以选定具有一定宽度的一碳纳米管片段143 ;(b)通过移动该拉伸工具，以一定速度拉取该选定的碳纳米管片段143，从而首尾相连的拉出多个碳纳米管片段143，进而形成一连续的碳纳米管膜110。该多个碳纳米管相互并排使该碳纳米管片段143具有一定宽度。当该被选定的碳纳米管片段143在拉力作用下沿拉取方向逐渐脱离碳纳米 管阵列的生长基底的同时，由于范德华力作用，与该选定的碳纳米管片段143相邻的其它碳纳米管片段143首尾相连地相继地被拉出，从而形成一连续、均匀且具有一定宽度和择优取向的碳纳米管膜110。所述碳纳米管膜110在拉伸方向具有最小的电阻抗，而在垂直于拉伸方向具有最大电阻抗，因而具备电阻抗异向性，即碳纳米管膜110具有阻抗异向性，即，碳纳米管膜110在两个不同方向上具有不同的阻抗性，以定义出一较低阻抗方向D(基本平行于碳纳米管延伸方向)，以及一较高阻抗方向H(基本垂直于碳纳米管延伸方向)，其中较低阻抗方向D和较高阻抗方向H可为垂直。该碳纳米管膜110中的碳纳米管线也具有阻抗异向性，平行该碳纳米管线的方向为较低阻抗方向D，垂直该碳纳米管线的方向为较高阻抗方向H。碳纳米管膜110可以为矩形，并具有四侧边，依序为侧边112、侧边114、侧边116以及侧边118。侧边112与侧边116相对且平行于较高阻抗方向H，而侧边114及侧边118相对并平行于较低阻抗方向D。由于具有阻抗异向性，该碳纳米管触摸功能层100可以实现对多点触摸进行感测。该碳纳米管触摸功能层100可包括多个碳纳米管膜110，相互层迭或并排设置，故，上述电子纸显示器的长度和宽度不限，可根据实际需要设置。另外，该碳纳米管膜110具有一理想的透光度，可见光透过率大于85%。该多个驱动感测电极120配置于碳纳米管膜110的侧边112。每一驱动感测电极120连接至少一相对的碳纳米管线及邻接的复数碳纳米管线。各驱动感测电极120延着较高阻抗方向H上的一长度Wl可为Imm至8mm之间，而相邻驱动感测电极120的间距W2可为3mm至5mm之间。如此一来,各驱动感测电极120输入至碳纳米管膜110或接收自碳纳米管膜110的一信号将主要地沿着较低阻抗方向D传输。该碳纳米管触摸功能层100便可利用信号传输具有方向性的特性作为触碰位置的判断依据。当然，在实际的产品中，各驱动感测电极的尺寸及间距可以视产品所需分辨率及产品的应用领域而有所不同。也就是说，以上所描述的数值仅为举例说明之用并非用以限定本发明。详言之，碳纳米管触摸功能层100可进一步包括一驱动电路130，且驱动电路130连接至至少部分或是全部的驱动感测电极120。驱动电路130实际上可由各种不同的组件设计及连接关系来达成，以下将举例说明一种电路设计的实施态样。不过，以下的说明并非用以限定本发明。另外，在本实施例中，所谓的一组件仅表示有一种具有某功能或是性质的组件配置于碳纳米管触摸功能层100中，而非表示此组件的数量。也就是说，上述的一驱动电路130可以仅由单一个驱动电路130所构成，而单一一个驱动电路130可以透过适当的处理模式或是多任务器等设计逐一地连接至各个驱动感测电极120。不过，驱动电路130的数量也可以是多个，而各个驱动电路130可以一对一地连接一个驱动感测电极120，或是一对多地连接多个驱动感测电极120。另外，本实施例为了使图面清晰仅绘示了驱动电路130连接至一个驱动感测电极120，但实际上由上述说明可知，至少有数个或是全部的驱动感测电极120都可以连接至驱动电路130。在本实施例中，驱动电路130包括一接地单元132以及一扫描单元134，其中扫描单元134包括一充电电路C、一储存电路P以及一读取电路R，其中充电电路C与储存电路P并联，而读取电路R连接至储存电路P。另外，驱动电路130例如设置有四个切换开关，其分别为开关SW1、开关SW2、开关SW3以及开关SW4。开关SWl用以控制扫描单元134中的充电电路C、储存电路P以及读取 电路R是否导通至驱动感测电极120。并且，在扫描单元134中，开关SW2用以控制充电电路C是否连接至开关SWl，而开关SW3则用以控制储存电路P与读取电路R是否连接至开关Sffl0另外，开关SW4设置于接地单元132中用以控制驱动感测电极120是否接地。在本实施例中，碳纳米管触摸功能层100的驱动方式例如是逐步地扫描驱动感测电极120以接收被扫描的驱动感测电极120的信号。在此，所谓的逐步地扫描是指驱动感测电极120会批次地或是一个接一个地与扫描单元134导通。当其中一个驱动感测电极120与扫描单元134导通时，其它的驱动感测电极120都会与接地单元132导通。另外，本发明的扫描顺序不一定依照驱动感测电极120在空间中的排列位置。举例来说，图I所示的驱动感测电极120可以由左而右、由右而左、间隔一个、间隔多个或是依照无特定规则的顺序被扫描。详言之，碳纳米管触摸功能层100的驱动感测电极120例如依序排列为电极XI、电极X2、电极X3、电极X4、电极X5、电极X6、电极X7以及电极X8。在本实施例的设计下，要使电极X3与扫描单元134导通，则扫描单元134中的开关SWl需导通且接地单元132中的开关SW4需断开。另外，要使电极X3与接地单元132导通时，则接地单元132中的开关SW4会导通且扫描单元134中的开关SWl会断开。在此，接地单元132例如是连接至一接地电位或是一固定的电位或是一个高阻抗的组件。举例来说，图2所示是本发明一实施例的驱动电路中各切换开关在进行扫描时的驱动波形示意图。请参照图2，图2所示的波形中由上而下依序为开关SW1、开关SW2、开关SW3以及开关SW4的驱动波形。时间Tl为扫描动作执行的时间。此外，在本实施例中，各驱动波形中高准位的时间表示对应的开关SWl SW4被导通(也就是开启，turn on)，而低准位的时间则表示对应的开关SWl SW4被断开(也就是关闭，turn off)。请同时参照图I与图2，时间Tl中，开关SWl被导通，而开关SW4被断开。所以，对应的驱动感测电极120会与扫描单元134导通以进行扫描与感测。此外，时间Tl中，开关SW2与开关SW3将会交替地一者被导通，而另一者被断开。在本实施例中，开关SW2与开关SW3被导通的时间分别为T2及T3，且开关SW2被断开后，开关SW3会延迟一段时间tl才被导通。如此一来，在时间Tl中，对应的驱动感测电极120将交替地连接至充电电路C以及储存电路P。在一实施例中，时间Tl例如为20微秒(μ S)，时间Τ2与时间Τ3例如为O. 3微秒，而时间tl则例如为O. 025微秒。不过，随不同的驱动方式，时间T3也可以紧接着时间T2，亦即时间tl可以为零。简言之，这些时间的长短当视驱动电路130的能力及实际产品尺寸等因素而决定。以本实施例而言，充电电路C例如连接一电压源(图未示)，而储存电路P则例如连接一外部电容Cout。当电子纸显示器被使用者以手指或是导电介质触碰时，碳纳米管膜110与手指(或是导电介质)之间会产生一接触电容。此时，充电电路C与储存电路P将交替地对接触电容进行充放电。读取电路R便可以读取时间Tl中接触电容的充电量，例如电压值，以作为触碰位置的判断依据。在本实施例中，上述的设计仅是驱动电路130的一种实践方式。在其它的实施例中，驱动电路130可以由其它功能单元所组成。也就是说，凡是可以连接至驱动感测电极120以判别出接触电容的电路设计都可以成为驱动电路130的布局设计。
请继续参照图I，在一模拟试验中，每一次的触碰动作所造成接触面积例如预设为5mmX5mm，且储存电路P中所设置的外部电容Cout例如为lOOpf。此外，在此模拟试验中将进行九个触碰位置的仿真，且这些触碰位置的中心点例如为位置I 位置IX，其中位置I 位置III对准电极X4，位置IV 位置VI分别由位置I 位置III朝向电极X5偏移，而位置VII 位置IX分别由位置IV 位置VI朝向电极X5偏移。而在此实验中，位置VII 位置IX与电极X4之间的距离被设定为等于位置VII 位置IX与电极X5之间的距离。图3至图5所示是模拟试验下，电极X3至X6所接收到的信号。请先同时参照图I与图3，本实施例的碳纳米管膜110具有阻抗异向性，所以电流的路径传输将主要地平行于较低阻抗方向D。位置I被触碰时，电极X3 X6所接收到的信号(也就是读取电路R所读取的电压)实质上如图3中折线310所示。位置II与位置III被触碰时，电极X3 X6所接收到的信号则分别如图3中折线320与折线330所示。位置I 位置III虽同样地对准电极X4，却可以产生不同的信号，其中位置III被触碰时，电极X4所接收到的信号最小。在此仿真中，当触碰位置I IX与驱动感测电极120的距离越近，对应的驱动感测电极120所接收到的信号越大。所以，碳纳米管触摸功能层100可以自驱动感测电极120所接收的信号的数值大小来判断触碰位置在较低阻抗方向 D上的坐标。接着,请参照图4,折线340 折线360依序为触碰位置位于位置IV 位置VI时电极X3至电极X6所接收的信号。由于位置IV 位置VI分别地相对于位置I 位置III朝向电极X5偏移，电极X4与电极X5都可以对接触电容进行充放电的动作。不过，碰触点在位置IV 位置VI时电极X4所接收到的信号会高于电极X5所接收到的信号。相似地，请参照图5，折线370 折线390依序为触碰位置位于位置VII 位置IX时电极X3至电极X6所接收的信号。在此，触碰位置位于位置VII 位置IX其中一者时，电极X4与电极X5实质上可以接收到相同的信号。由图3至图5的信号关系可知，若要判断触碰位置在较高阻抗方向H的坐标，可以比较相邻三个驱动感测电极120所接收到的信号。举例而言，要判断触碰位置在较高阻抗方向H的坐标，可取出相邻三个驱动感测电极120所接收到的信号中，较高两者的信号值，并将此两者的信号值以内插或是以一比例关系加成来获得对应的坐标值。此处所述的比例关系可基于模拟过程中所接收到的信号值的变化而决定。具体而言，碳纳米管触摸功能层100制作完成之后，可依据所需的分辨率在各个位置进行仿真试验以求得各驱动感测电极120所接收到的信号对应于不同触碰位置的变化关系。将此关系建立于驱动感测芯片中即可作为日后使用者实际操作碳纳米管触摸功能层100时，判断触碰位置的依据。本实施例的碳纳米管膜110具有阻抗异向性，使各驱动感测电极120所接收到的信号能直接地反应出触碰位置的远近。因此，碳纳米管触摸功能层100具有较佳的感测精确性。另外，碳纳米管触摸功能层100可藉由直接读取电极接收信号的数值以及比较相邻电极所接收信号的数值来定出触碰位置，不需复杂的驱动方法与演算程序。整体来说，本实 施例提出的碳纳米管触摸功能层100兼具有结构简单、感测精确性高且驱动方法简易的特点。该抗眩光层200包括一抗眩光基底及设置于该抗眩光基底上表面的抗眩光膜。该抗眩光膜含有颗粒，该抗眩光膜表面具有由该颗粒的聚结或其类似物所形成的精细不规则物。该抗眩光基底的材料可以是透明塑料，如三乙酰基纤维素(TAC)、聚酯(TPEE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、芳族聚酰胺、聚乙烯(PE)、聚丙烯酸酯(PAR)、聚醚砜、聚砜、聚丙烯(PP)、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、丙烯酸酯类树脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环氧树脂、脲树脂、氨基甲酸酯树脂及三聚氰胺树脂。该抗眩光基底的厚度可以为20微米至100微米，但不限于该范围。该抗眩光膜含有所述颗粒及树脂。另外，该抗眩光膜视需要可进一步包括如光稳定剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、阻燃剂、抗氧化剂等添加剂。该颗粒主要在抗眩光膜的共平面方向上聚结，以籍此形成二维聚结，从而可在抗眩光膜表面上产生连续并缓和波动的精细不规则物，因此抗眩光特性及对比度的理想水平可以同时得到满足。在抗眩光膜表面上所观测到的粗糙度曲线的算术平均粗糙度Ra为O. 05微米至O. 5微米。粗糙度曲线的算术平均粗糙度Ra小于O. 05微米可使抗眩光特性降级，且超过O. 5微米可使对比度降级。在本实施例中，所述碳纳米管膜110直接设置在该抗眩光层200的抗眩光基底的下表面。该第一粘合层30直接与该碳纳米管膜110接触并粘合，从而将该抗眩光层200、该碳纳米管膜110与该上电极板620固定连接。该电子纸显示屏10为现有的电泳显示屏，可以是但不限于微胶囊(micro-capsule)型电泳显示屏、微杯(micro cup electrophoretic)型电泳显示屏、旋转球(gyricon bead)型电泳显示屏、隔板(partition)型电泳显示屏中的一种。该电子纸显示屏10从下至上依次包括下电极板610、电泳显示介质层630及上电 极板620。该电泳显不介质层630设置于该上电极板620及下电极板610之间。该上电极板620包括上基板622及设置于该上基板622的下表面的公共电极层624,该下电极板610包括下基板612及设置于该下基板612的上表面的像素电极层614。该电泳显示介质层630接触并贴合在该公共电极层624和像素电极层614之间。该上基板622的上表面为电子纸显示屏10的显示面。该上电极板620、电泳显示介质层630及下电极板610共同构成显示层。该上电极板620的上基板622与该下电极板610的下基板612的材料可以是透明的硬质材料或柔性材料，如玻璃、石英、塑料或树脂，并且可以与所述抗眩光层200的抗眩光基底的材料相同。该上电极板620的公共电极层624具有较好的透明度及导电性，材料可以是氧化铟锡(ITO)、导电聚合物或碳纳米管层。该碳纳米管层包括多个均匀分布的碳纳米管，该多个碳纳米管可以无序排列或沿相同方向择优取向排列。该下电极板610的像素电极层614包括多个薄膜晶体管电极。该电泳显示介质层630可以包括双稳态的电子墨水显示介质。在微胶囊型电泳显示屏中，该电泳显示介质层630包括微胶囊式电泳显示介质，该电泳显示介质层630包括多个微胶囊，每一微胶囊中封装有若干第一电泳离子和第二电泳离子。当所述公共电极层624和像素电极层614之间加有电压时，该微胶囊在电场作用下显示。该电泳显示介质层630与该像素电极层614及公共电极层624之间均可以通过粘结剂结合。该第一粘合层30设置于该功能层与该上电极板620之间，具体设置于该上基板622的上表面,用于将该功能层固定于该上电极板620。该第一粘合层30的材料为透明的OCA光学胶或UV胶等。 请参阅图9，本发明第二实施例提供一种触控式电子纸显示器510，其从下至上依次包括电子纸显示屏10、第一粘合层30及功能层20。该触控式电子纸显示器510的结构与该第一实施例的触控式电子纸显示器500基本相同，其区别仅在于该功能层20。该功能层20从下至上依次包括一防水气层410、一第二粘合层400、一碳纳米管触摸功能层100及一抗眩光层200。该碳纳米管触摸功能层100、第二粘合层400及防水气层410均设置于该抗眩光层200与该第一粘合层30之间。该碳纳米管触摸功能层100的碳纳米管膜110设置在该抗眩光层200的抗眩光基底的下表面，该防水气层410设置在该碳纳米管膜110与该第一粘合层30之间。该第二粘合层400设置在该防水气层410与该碳纳米管膜110之间，使该防水气层410与该碳纳米管膜110结合。该防水气层410的材料透明且能阻止水气通过，具体可以为橡胶、氟树脂(fluororesin)、聚三氟氯乙烯(polychlorotrifluoroethylene, PCTFE)或聚三氟乙烯(polytrifluoroethyIene)。该防水气层410的厚度可以为0. 5毫米至0. 05毫米,优选为0. I毫米。该水气可以是水蒸汽或潮气。该第二粘合层400的材料与该第一粘合层30的材料相同。请参阅图10，本发明第三实施例提供一种触控式电子纸显示器520，其从下至上依次包括电子纸显示屏10、第一粘合层30及功能层20。该触控式电子纸显示器520的结构与该第一实施例的触控式电子纸显示器500基本相同，其区别在该功能层20。该功能层 20从下至上依次包括一碳纳米管触摸功能层100、一透明基底190、一防水气层410、一第二粘合层400及一抗眩光层200。该透明基底190具有一上表面及一下表面，该碳纳米管触摸功能层100的碳纳米管膜110设置于该透明基底190的下表面，该防水气层410设置于该透明基底190的上表面。该第二粘合层400设置于该抗眩光层200与该防水气层410之间，并将该防水气层410与该抗眩光层200的抗眩光基底结合。请参阅图11，本发明第四实施例提供一种触控式电子纸显示器530，其从下至上依次包括电子纸显示屏10、第一粘合层30及功能层20。该触控式电子纸显示器530的结构与该第一实施例的触控式电子纸显示器500基本相同，其区别在该功能层20。该功能层20从下至上依次包括一防水气层410、一透明基底190、一碳纳米管触摸功能层100、一第二粘合层400及一抗眩光层200。该透明基底190具有一上表面及一下表面，该碳纳米管触摸功能层100的碳纳米管膜110设置于该透明基底190的上表面，该防水气层410设置于该透明基底190的下表面。该第二粘合层400设置于该抗眩光层200与该碳纳米管膜110之间，并将该碳纳米管膜110与该抗眩光层200的抗眩光基底结合。可以理解，本发明不限于上述第一至第四实施例，并可以有其它变化，总之，该抗眩光层200与该第一粘合层30之间可以设置多个层，并且该碳纳米管触摸功能层100的碳纳米管膜110可以设置在该抗眩光层200与该第一粘合层30之间的多个层中的任意两层之间。本发明之触控式电子纸显示器具有碳纳米管触摸功能层，因为碳纳米管材料及层薄特性而解决习知触摸屏上的金属或ITO线路阻挡部分光线的问题，再者，因为碳纳米管膜中的碳纳米管线具有阻抗异向性且间距细密，故可以显著提高电子纸显示器的感测精度。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种触控式电子纸显示器，包括一电子纸显示屏及一功能层，该电子纸显示屏具有ー显示面，该功能层设置于该显示面，其特征在于，所述功能层进一歩包括一碳纳米管触摸功能层及ー抗眩光层。
2.如权利要求I所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述碳纳米管功能层包括碳纳米管膜和多个驱动感测电扱，该多个驱动感测电极与该碳纳米管膜电连接。
3.如权利要求I所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述碳纳米管膜具有阻抗异向性，包括一低阻抗方向及一高阻抗方向。
4.如权利要求3所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述碳纳米管膜包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管基本沿该低阻抗方向延伸。
5.如权利要求4所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述多个驱动感测电极设置在所述碳纳米管膜平行于该高阻抗方向的侧边。
6.如权利要求I所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述电子纸显示屏包括下电极板、电泳显示介质层及上电极板，该电泳显示介质层设置在该下电极板与该上电极板之间。
7.如权利要求I所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述碳纳米管触摸功能层设置在所述抗眩光层及所述电子纸显示屏之间。
8.如权利要求I所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述触控式电子纸显示器进ー步包括第一粘合层设置于该电子纸显示屏及该功能层之间。
9.如权利要求I所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述功能层进一歩包括一防水气层设置在所述碳纳米管触摸功能层与所述抗眩光层之间。
10.如权利要求9所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述功能层进一歩包括一透明基底，该透明基底设置于该碳纳米管触摸功能层与该防水气层之间。
11.如权利要求9所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述功能层进一歩包括一第二粘合层设置于该抗眩光层与该防水气层之间。
12.如权利要求I所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述功能层进一歩包括一防水气层设置在所述碳纳米管触摸功能层与所述电子纸显示屏之间。
13.如权利要求12所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述功能层进一歩包括一第二粘合层设置在该防水气层与该碳纳米管触摸功能层之间。
14.如权利要求12所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述功能层进一歩包括一透明基底，该透明基底设置在该碳纳米管触摸功能层与该防水气层之间。
15.如权利要求12所述的触控式电子纸显示器，其特征在于，所述功能层进一歩包括一第二粘合层设置于该抗眩光层与该碳纳米管触摸功能层之间。
16.一种触控式电子纸显示器，包括一电子纸显示屏及一功能层，该电子纸显示屏具有ー显示面，该功能层设置于该显示面，其特征在干，所述功能层进一歩包括一碳纳米管触摸功能层及ー抗眩光层，所述碳纳米管触摸功能层包括 一碳纳米管膜，该碳纳米管膜包括复数平行排列的碳纳米管线 '及 复数驱动感测电极，配置于该碳纳米管膜的至少ー侧边，每ー驱动感测电极连接至少一相対的碳纳米管线及邻接的复数碳纳米管线，该碳纳米管线具有阻抗异向性，定义平行该碳纳米管线的方向为ー较低阻抗方向，垂直该碳纳米管线的方向为ー较高阻抗方向，且该侧边垂直于该较低阻抗方向。
17.如权利要求16所述之触控式电子纸显示器，其特征在于，各该驱动感测电极沿着该较高阻抗方向的长度为Imm至8mm之间。
18.如权利要求16所述之触控式电子纸显示器，其特征在于，该些驱动感测电极的间距为3_至5_之间。
19.如权利要求16所述之触控式电子纸显示器，其特征在干，进ー步包括ー驱动电路，连接至至少部份该些驱动感测电极，以逐步地扫描至少部份该些驱动感测电极。
20.如权利要求19所述之触控式电子纸显示器，其特征在于，该驱动电路包括一接地单元以及一扫描单元，各该驱动感测电极被扫描时连接至该扫描単元，而未被扫描时连接至该接地単元。
21.如权利要求20所述之触控式电子纸显示器，其特征在于，该扫描単元包括一充电电路、一储存电路以及ー读取电路，该充电电路与该储存电路并联，该读取电路连接至该储存电路。
22.如权利要求19所述之触控式电子纸显示器，其特征在于，该驱动电路的数量是多个，各个驱动电路ー对一地连接ー个驱动感测电极，或是ー对多地连接多个驱动感测电极。
23.如权利要求16所述之触控式电子纸显示器，其特征在干，当该触控式电子纸显示器被碰触时，触碰位置与驱动感测电极的距离越近，对应的驱动感测电极所接收到的信号越大，碳纳米管触摸功能层自驱动感测电极所接收的信号的数值大小来判断触碰位置在较低阻抗方向上的坐标。
全文摘要
本发明涉及一种触控式电子纸显示器，从包括电子纸显示屏及功能层，该电子纸显示屏具有一显示面，该功能层设置于该显示面，所述功能层进一步包括一碳纳米管触摸功能层及一抗眩光层。
文档编号G09G3/34GK102681284SQ20111009336
公开日2012年9月19日 申请日期2011年4月7日 优先权日2011年3月18日
发明者施博盛, 郑嘉雄 申请人:识骅科技股份有限公司
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