專利名稱：具有觸摸功能的電子紙顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子紙顯示裝置，尤其涉及一種具有觸摸功能的電子紙顯示裝置。
背景技術(shù)：
由于具有低功耗、可彎曲性、厚度薄等優(yōu)點，電子紙顯示器被廣泛應(yīng)用在手機、電 子書、電腦 、個人數(shù)字助理等電子產(chǎn)品中作為顯示屏幕使用。電子紙顯示器的結(jié)構(gòu)通常包括上基板、下基板、電泳顯示媒質(zhì)層，上基板下表面設(shè) 有公共ITO電極，下基板上表面設(shè)有TFT像素電極，電泳顯示媒質(zhì)層緊密貼合在公共ITO電 極和TFT像素電極之間?，F(xiàn)有帶觸摸功能的電子紙顯示器的結(jié)構(gòu)通常是電子紙顯示屏的表 面覆蓋一獨立的觸摸屏，通常觸摸屏通過一粘合層直接粘附在電子紙顯示器的上基板上表 面。所用觸摸屏通常由玻璃或者薄膜底板以及ITO層組成，由于光線通過玻璃會有一個折 射與反射的過程，到達電子紙的光線會有較大的衰減，尤其電子紙是反射型顯示屏，本身不 具備背光裝置，觸摸屏所造成的光線損失非常明顯。另外，電子紙顯示屏與觸摸屏是通過粘 合劑層粘結(jié)而成，在組裝制造的過程中需要無塵的條件，對環(huán)境要求比較苛刻，增加了制造 的成本，否則很容易引入“內(nèi)污”，增加顯示裝置在制造過程中的不良率。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種帶觸摸功能的電子紙顯示裝置，減小觸摸屏造成的光 線損失，簡化生產(chǎn)工序、并減少內(nèi)污的產(chǎn)生。一種具有觸摸功能的電子紙顯示裝置，該電子紙顯示裝置依次包括復(fù)合透明電 極層，與復(fù)合透明電極層接觸的電泳顯示媒質(zhì)層，及像素電極層；所述復(fù)合透明電極層包括 至少一層透明觸摸電極層，所述透明觸摸電極層中的一層透明觸摸電極層，與像素電極層 及電泳顯示媒質(zhì)層構(gòu)成顯示裝置的顯示層；該電子紙顯示裝置還包括電源和驅(qū)動電路，所 述驅(qū)動電路用于檢測所述復(fù)合透明電極層的被觸摸位置和驅(qū)動顯示層進行畫面顯示。在電泳顯示媒質(zhì)層上直接形成復(fù)合透明電極層作為顯示裝置的觸摸電極層，同時 復(fù)合透明電極層包含有一公共透明電極層，該公共電極層與像素電極層之間施加驅(qū)動電壓 對電泳顯示媒質(zhì)進行畫面刷新。因為復(fù)合透明電極層的使用省去了觸摸屏的玻璃底板和電 子紙的上基板，也就減少了光線的反射與折射過程，顯示屏整體顯示效果變好，不會產(chǎn)生流 動環(huán)等光學(xué)干涉；也減少了整個產(chǎn)品的原材料以及顯示屏的生產(chǎn)工序，降低成本；同時組 裝過程中不會引入“內(nèi)污”。


圖1是本發(fā)明第一實施方式的電子紙顯示裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明第一實施方式的電子紙顯示裝置的模塊圖。圖3是本發(fā)明第一實施方式的電子紙顯示裝置的控制流程圖。
圖4是本發(fā)明第二實施方式的電子紙顯示裝置結(jié)構(gòu)示意圖。主要元件符號說明
具體實施例方式圖1是本發(fā)明第一實施方式的電子紙顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。電子紙顯示裝置 100依次包括保護層10、復(fù)合透明電極層20、電泳顯示媒質(zhì)層30以及像素電極層40。保護層10設(shè)在電子紙顯示裝置100的外表面，用來保護屏幕不被劃傷或者污染， 通常保護層10是涂布的一層絕緣油墨或者是一層高透過率的塑料膜。復(fù)合透明電極層20包括第一透明觸摸電極層201、第二透明觸摸電極層202、設(shè)置 于第一透明觸摸電極層201和第二透明觸摸電極層202之間的透明間隔物203。第一透明 觸摸電極層201和第二透明觸摸電極層202通常選用ITO薄膜，透明間隔物203為絕緣的 透明阻隔物，尺寸約為10微米到40微米之間。復(fù)合透明電極層20在觸摸模式下，當(dāng)電子 紙顯示裝置100被觸摸時，處于觸摸位置的第一透明觸摸電極層201會發(fā)生彈性形變，并與 第二透明觸摸電極層202接觸，第一透明觸摸電極層201和第二透明觸摸電極層202上的 電流會發(fā)生變化，從而產(chǎn)生觸摸信號。第二透明觸摸電極層202還與電泳顯示媒質(zhì)層30相接觸，并作為公共透明電極 層，與電泳顯示媒質(zhì)層30和像素電極層40構(gòu)成顯示層56。復(fù)合透明電極層20在驅(qū)動尋 址模式下，通過改變電泳顯示媒質(zhì)層30的光學(xué)狀態(tài)來刷新該電子紙顯示裝置100顯示的畫面。電泳顯示媒質(zhì)層30是雙穩(wěn)態(tài)的電子墨水顯示媒質(zhì)。在第一實施方式中，電泳顯示 媒質(zhì)層30采用微膠囊式電泳顯示媒質(zhì)，該電泳顯示媒介層包括多個微膠囊301，每一微膠 囊301中封裝有若干第一電泳粒子302和第二電泳粒子303。像素電極層40包括多個薄膜 晶體管(Thin-Film Transistor,TFT)電極，像素電極層40與電泳顯示媒質(zhì)層30之間通過 粘合劑接合。請一并結(jié)合圖2，其為本發(fā)明第一實施方式的電子紙顯示裝置的功能模塊圖。電子 紙顯示裝置100包括復(fù)合透明電極層20、顯示層56、電源57、以及驅(qū)動電路50。驅(qū)動電路 50用于檢測復(fù)合透明電極層20被觸摸位置和驅(qū)動顯示層56進行顯示。驅(qū)動電路50包括有觸摸控制模塊52、中央控制單元53、電極切換模塊55以及電 子紙控制模塊54。觸摸控制模塊52連接在復(fù)合透明電極層20和中央控制單元53之間，電 子紙控制模塊54連接在顯示層56和中央控制單元53之間，電極切換模塊55與中央控制 單元53、復(fù)合透明電極層20、顯示層56電連接。該電極切換模塊55用于斷開和接通復(fù)合透明電極層20或顯示層56與電源57的電連接。第一實施方式中，電極切換模塊55是由若干MOS開關(guān)管組成的電子開關(guān)電路。觸摸控制模塊52包括電信號檢測單元521和觸摸位置偵測單元522，該電信號檢 測單元521與復(fù)合透明電極層20電連接。電源57在第一透明觸摸電極層201和第二透明 觸摸電極層202上施加有電場，也就是，在第一實施方式中電子紙顯示裝置100采用電阻式 觸摸屏實現(xiàn)觸摸功能。當(dāng)復(fù)合透明電極層20被觸摸時，處于觸摸位置的第一透明觸摸電極 層201會發(fā)生彈性形變，并與第二透明觸摸電極層202電接觸，第一透明觸摸電極層201和 第二透明觸摸電極層202上的電流會發(fā)生變化，該電信號檢測單元521偵測和采集復(fù)合透 明電極層20的電信號變化信息，并將復(fù)合透明電極層20的電信號變化信息發(fā)送至觸摸位 置偵測單元522。觸摸位置偵測單元522根據(jù)所述電信號變化信息確定復(fù)合透明電極層20 上的觸摸位置，并將觸摸位置的信息輸出至中央控制單元53。中央控制單元53根據(jù)觸摸位置的信息判斷電子紙顯示裝置100顯示的畫面信息 是否需要更新。例如，該觸摸位置顯示返回上一級菜單的操作按鈕時，電子紙顯示裝置100 需要顯示上一級菜單的顯示頁面，或者觸摸位置顯示文件夾的圖標(biāo)時，電子紙顯示裝置100 需要顯示該文件夾的具體內(nèi)容。若電子紙顯示裝置100畫面信息需要更新，中央控制單元53發(fā)出第一切換指令至 電極切換模塊55，并根據(jù)需要更新的畫面信息發(fā)出驅(qū)動信號至電子紙控制模塊54;若電子 紙顯示裝置100畫面信息不需要更新，中央控制單元53不發(fā)出任何指令，電信號檢測單元 521繼續(xù)偵測和采集復(fù)合透明電極層20上的電信號變化信息。電極切換模塊55接收到中央控制單元53發(fā)出的第一切換指令時，斷開電源57與 復(fù)合透明電極層20的電連接，從而斷開施加在第一透明觸摸電極層201和第二透明觸摸電 極層202上的電場，進而退出所述觸摸模式。同時，該電極切換模塊55控制電源與顯示層 56進行電連接，電源57在第二透明觸摸電極層202和像素電極層40之間施加驅(qū)動電壓，復(fù) 合透明電極層20從觸摸狀態(tài)切換為驅(qū)動尋址模式，從而更新該電子紙顯示裝置100顯示的 畫面。電子紙控制模塊54接收到中央控制單元53發(fā)出的驅(qū)動信號控制施加在第二透明 觸摸電極層202和像素電極層40之間的驅(qū)動電壓，改變電泳顯示媒質(zhì)層30的光學(xué)狀態(tài)，從 而控制電子紙顯示裝置100從當(dāng)前畫面信息更新到下一畫面信息。當(dāng)電子紙顯示裝置100顯示的畫面信息更新完畢后，電子紙控制模塊54輸出一切 換信號至中央控制單元53，中央控制單元53根據(jù)所述切換信號發(fā)出第二切換指令至電極 切換模塊55。電極切換模塊55接收到中央控制單元53發(fā)出的第二切換指令，斷開電源57 與顯示層56的電連接，從而斷開施加在第二透明觸摸電極層202和像素電極層40之間的 驅(qū)動電壓，進而退出所述驅(qū)動尋址模式。同時，該電極切換模塊55控制電源57與復(fù)合透明 電極層20進行連接，電源57在第一透明觸摸電極層201和第二透明觸摸電極層202上施 加電場，復(fù)合透明電極層20從驅(qū)動尋址狀態(tài)切換為觸摸模式，從而偵測該電子紙顯示裝置 100的被觸摸位置。請參閱圖3，其為本發(fā)明第一實施方式的電子紙顯示裝置的控制流程圖，包括如下 步驟
步驟S61，采集復(fù)合透明電極層20的電信號變化信息。電信號檢測單元521偵測 復(fù)合透明電極層20的電信號，采集復(fù)合透明電極層的電信號變化信息，并將采集到的電信號變化信息輸出至觸摸位置偵測單元522。
步驟S62，根據(jù)所述電信號變化信息確定觸摸位置。觸摸位置偵測單元522根據(jù)采 集到的所述電信號變化信息，確定復(fù)合透明電極層的觸摸位置，并將所述觸摸位置的信息 輸出至中央控制單元53。步驟S63，根據(jù)所述觸摸位置判斷是否需要更新畫面，并發(fā)出第一切換指令和驅(qū)動 信號。中央控制單元53根據(jù)觸摸位置的信息判斷是否需要更新顯示畫面，不需要更新電子 紙顯示裝置100的畫面信息則返回步驟S61，如果需要更新電子紙顯示裝置100的畫面信息 則中央控制單元53發(fā)出第一切換指令至電極切換模塊55以及驅(qū)動信號至電子紙控制模塊 54。步驟S64，復(fù)合透明電極層20從觸摸狀態(tài)切換為驅(qū)動尋址狀態(tài)。電極切換模塊55 根據(jù)第一切換指令，將復(fù)合透明電極層20從觸摸狀態(tài)切換為驅(qū)動尋址狀態(tài)。步驟S65，更新電子紙顯示裝置100畫面信息。電子紙控制模塊54根據(jù)驅(qū)動信號， 改變電泳顯示媒質(zhì)層30的光學(xué)狀態(tài)，控制電子紙顯示裝置100更新到下一畫面信息。步驟S66，發(fā)出切換信號。電子紙顯示裝置100畫面信息更新完畢后，電子紙控制 模塊54輸出切換信號至中央控制單元53。步驟S67，根據(jù)所述切換信號發(fā)出第二切換指令。中央控制單元53接收到切換信 號，輸出第二切換指令至電極切換模塊55。步驟S68，復(fù)合透明電極層20從驅(qū)動尋址狀態(tài)切換為觸摸狀態(tài)。電極切換模塊55 根據(jù)第二切換指令，將復(fù)合透明電極層20從驅(qū)動尋址狀態(tài)切換為觸摸狀態(tài)，返回步驟S61。圖4是本發(fā)明第二實施方式的電子紙顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。電子紙顯示裝置 102依次包括保護層12、復(fù)合透明電極層22、電泳顯示媒質(zhì)層32以及像素電極層42。第二 實施方式中，電子紙顯示裝置102的功能模塊以及控制流程與第一實施方式相同。第二實 施方式的電子紙顯示裝置102的結(jié)構(gòu)與第一實施方式中的相似，其不同在于復(fù)合透明電極 層22僅有一層透明觸摸電極層221，該復(fù)合透明電極層22為一表面式電容觸摸屏的觸摸電 極。通常該透明觸摸電極層221的周邊會加上線性化的金屬電極，來減小角落/邊緣效應(yīng) 對電場的影響。與第一實施方式中相同，該復(fù)合透明電極層22在觸摸狀態(tài)下，當(dāng)電子紙顯 示裝置102表面被手指觸摸時，透明觸摸電極層221表面就會有一定的電荷轉(zhuǎn)移到人體，為 了恢復(fù)這些電荷損失，電荷會從透明觸摸電極層221的四角補充過來，透明觸摸電極層221 上的電流發(fā)生改變且各方向補充的電荷量和觸摸點的距離成比例。該透明觸摸電極層221也作為公共透明電極層，其在驅(qū)動尋址狀態(tài)下，透明觸摸 電極層221與像素電極層42施加有驅(qū)動電壓，電泳顯示媒質(zhì)層32響應(yīng)該驅(qū)動電壓而改變 自身的光學(xué)狀態(tài)，從而刷新該電子紙顯示裝置102顯示的畫面。本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發(fā)明， 而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍之內(nèi)，對以上實施例所作的 適當(dāng)改變和變化都落在本發(fā)明要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種具有觸摸功能的電子紙顯示裝置，該電子紙顯示裝置依次包括復(fù)合透明電極層，與復(fù)合透明電極層接觸的電泳顯示媒質(zhì)層，及像素電極層；所述復(fù)合透明電極層包括至少一層透明觸摸電極層，所述透明觸摸電極層中的一層透明觸摸電極層，與像素電極層及電泳顯示媒質(zhì)層構(gòu)成顯示裝置的顯示層；該電子紙顯示裝置還包括電源和驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路用于檢測所述復(fù)合透明電極層的被觸摸位置和驅(qū)動顯示層進行畫面顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的電子紙顯示裝置，其特征在于復(fù)合透明電極層具有兩層透明 觸摸電極層，兩層透明觸摸電極層通過透明間隔點分開，并形成電阻式觸摸層。
3.如權(quán)利要求2所述的電子紙顯示裝置，其特征在于兩層透明觸摸電極層中，與電泳 顯示媒質(zhì)層接觸的一層透明觸摸電極層是公共透明電極層。
4.如權(quán)利要求1所述的電子紙顯示裝置，其特征在于復(fù)合透明電極層具有一層透明 觸摸電極層，該層透明觸摸電極層形成一表面電容式觸摸層。
5.如權(quán)利要求1所述的電子紙顯示裝置，其特征在于像素電極層包括多個TFT電極。
6.如權(quán)利要求1所述的電子紙顯示裝置，其特征在于電泳顯示媒質(zhì)層是雙穩(wěn)態(tài)電子 墨水顯示媒質(zhì)。
7.如權(quán)利要求6所述的電子紙顯示裝置，其特征在于電泳顯示媒質(zhì)層是微膠囊式電 泳顯示媒質(zhì)。
8.如權(quán)利要求1所述的電子紙顯示裝置，其特征在于所述驅(qū)動電路包括觸摸控制模 塊、中央控制單元、電極切換模塊以及電子紙控制模塊；觸摸控制模塊檢測和判斷復(fù)合透明 電極層的被觸摸位置，將被觸摸位置的信息輸出至中央控制單元；中央控制單元根據(jù)被觸 摸位置的信息判斷電子紙顯示裝置顯示的畫面信息是否需要更新，發(fā)出第一切換指令至電 極切換模塊，發(fā)出驅(qū)動信號至電子紙控制模塊；電極切換模塊根據(jù)第一切換指令斷開電源 與復(fù)合透明電極層的連接，同時控制電源與顯示層進行連接，在公共透明電極層和像素電 極層之間施加驅(qū)動電壓；電子紙控制模塊根據(jù)驅(qū)動信號控制施加在公共透明電極層與像素 電極層之間的驅(qū)動電壓，驅(qū)動電泳顯示媒質(zhì)層更新畫面信息。
9.如權(quán)利要求8所述的電子紙顯示裝置，其特征在于電子紙控制模塊在電泳顯示媒 質(zhì)層圖像更新完畢后，輸出一切換信號至中央控制單元，中央控制單元根據(jù)切換信號發(fā)出 第二切換指令至電極切換模塊，電極切換模塊斷開電源與顯示層的連接，同時控制電源與 復(fù)合透明電極層電連接，在復(fù)合透明電極層上施加電場。
10.如權(quán)利要求8所述的電子紙顯示裝置，其特征在于觸摸控制模塊包括一電信號檢 測單元和一觸摸位置偵測單元，該電信號檢測單元檢測復(fù)合透明電極層的電信號變化，觸 摸位置偵測單元根據(jù)復(fù)合透明電極層的電信號變化確定觸摸位置。
全文摘要
一種具有觸摸功能的電子紙顯示裝置依次包括復(fù)合透明電極層、與復(fù)合透明電極層接觸的電泳顯示媒質(zhì)層、像素電極層、電源和驅(qū)動電路。復(fù)合透明電極層構(gòu)成顯示裝置的觸摸電極層，復(fù)合透明電極層中一層透明觸摸電極層與像素電極層以及電泳顯示媒質(zhì)層構(gòu)成顯示裝置的顯示層，驅(qū)動電路用于檢測復(fù)合透明電極層被觸摸位置和驅(qū)動電泳顯示媒質(zhì)層進行顯示。復(fù)合透明電極層的使用省去了觸摸屏的玻璃底板和電子紙的上基板，也就減少了光線的反射與折射過程，顯示屏整體顯示效果變好，不會產(chǎn)生流動環(huán)等光學(xué)干涉；同時組裝過程中不會引入“內(nèi)污”。
文檔編號G06F3/045GK101866236SQ201010133438
公開日2010年10月20日 申請日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者嚴理佳, 潘俊維, 謝冠宏 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司