电子标签及应用其的防伪标签的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电子标签及应用其的防伪标签。其中，电子标签包括：由上而下依次层叠设置的第一高分子聚合物层、第一电极层、电子墨水层以及第二电极层；第一高分子聚合物层用于形成第一摩擦区；第二电极层包含与电子墨水层接触的第一区域以及不与电子墨水层接触的第二区域，其中第一区域用于形成图像显示区，第二区域用于形成第一接触区。本实用新型提供的电子标签及应用其的防伪标签是整体层叠设置的结构，与现有技术中摩擦发电机与显示屏分体设置的结构相比，两层电极层既作摩擦层使用又作信号驱动层使用，节约了电极层，有利于标签的制作。
【专利说明】电子标签及应用其的防伪标签
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电学【技术领域】，具体涉及一种电子标签及应用其的防伪标签。
【背景技术】
[0002]摩擦起电作为一种自然现象早已被人们熟知，但是如何利用此电能一直是一个难点。摩擦发电机的出现使摩擦产生的电能被利用成为一种可能。但是摩擦发电机产生的电能具有高电压、低电流的特点，其所产生的电信号为一个短脉冲，要想将此电能存储起来需要很复杂的电学转换器件，且转换效率很低。
[0003]电子墨水显示屏已经作为一项较成熟的产品应用于市场，市面上大多数的电子墨水显示屏仅作为静态显示屏来使用，具备低能耗的特点，其仅在所显示的图形切换时消耗电能，图像显示后则不再耗电，也就是说，电子墨水显示屏切换图像时仅需在其上下两个电极施加一个电压即可。
[0004]现有技术巧妙的将上述两种产品结合在一起，组成自供电的电子纸，可以用于互动书籍方面。但现有技术中所发明的自供电电子纸由于其摩擦发电机结构及材料所限，需要将摩擦发电机与显示屏分体设置，即将显示屏的两个电极引出与另外的摩擦发电机的电极层连接，且所需的摩擦发电机面积较大，不利于制作成电子标签。
实用新型内容
[0005]本实用新型提供了一种电子标签及应用其的防伪标签，用于解决现有技术中摩擦发电机与显示屏分体设置，且所需的摩擦发电机面积较大，不利于制作成电子标签的问题。
[0006]本实用新型提供一种电子标签，包括:由上而下依次层叠设置的第一高分子聚合物层、第一电极层、电子墨水层以及第二电极层；
[0007]其中，所述第一高分子聚合物层用于形成第一摩擦区；
[0008]所述第二电极层包含与所述电子墨水层接触的第一区域以及不与所述电子墨水层接触的第二区域，其中第一区域用于形成图像显示区，所述第二区域用于形成第一接触区。
[0009]可选地，所述第二电极层还包含不与所述电子墨水层接触的第三区域，所述第三区域的表面设置有第二高分子聚合物层，所述第二高分子聚合物层用于形成第二摩擦区；所述第一电极层包含与所述电子墨水层接触的第四区域以及不与所述电子墨水层接触的第五区域，其中所述第四区域用于形成图像显示区，所述第五区域用于形成第二接触区。
[0010]可选地，所述第一电极层还包含不与所述电子墨水层接触的第六区域，所述第一高分子聚合物层设置在所述第六区域上。
[0011]可选地，所述第二电极层为通过打印导电油墨的方式而形成的图形化电极层，所述图形化电极层是相互连通的。
[0012]可选地，所述图形化电极层与所述电子墨水层的连接方式为可拆卸连接。
[0013]可选地，所述电子墨水层为通过打印的方式形成在第二电极层上的图形化电子墨水层。
[0014]可选地，所述第二电极层的第一区域和所述第二区域之间连接有整流电路。
[0015]可选地，所述第一电极层的第四区域与第五区域之间连接有整流电路；所述第二电极层的第一区域和所述第二区域之间连接有整流电路。
[0016]可选地，所述电子标签还包括:设置在第二电极层下侧的粘贴层。
[0017]本实用新型还提供了一种将上述的电子标签应用在防伪领域的防伪标签。
[0018]可选地，在第二电极层的第一区域与第二区域之间设置破坏缺口，并且通过撕裂线连接第二电极层的第一区域与第二区域。
[0019]本实用新型提供的电子标签及应用其的防伪标签利用摩擦发电机摩擦产生电荷的原理，不需要借助任何外部电源或电学器件，实现了自供电显示。同时，该电子标签及应用其的防伪标签是整体层叠设置的结构，与现有技术中摩擦发电机与显示屏分体设置的结构相比，两层电极层既作摩擦层使用又作信号驱动层使用，节约了电极层，有利于标签的制作。另外，该电子标签及应用其的防伪标签所采用的各层结构都为柔性结构，因此电子标签及应用其的防伪标签为全柔性标签，使用方便，形式新颖，可广泛应用于快递、包装和广告宣传等行业。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型提供的电子标签的实施例一的俯视示意图；
[0021]图2为本实用新型提供的电子标签的实施例一的截面结构示意图；
[0022]图3为本实用新型提供的电子标签的实施例一的第二电极层的俯视示意图；
[0023]图4为本实用新型提供的电子标签的实施例一的连接有整流电路的第二电极层的俯视不意图；
[0024]图5为本实用新型提供的电子标签的实施例二的第二电极层的俯视示意图；
[0025]图6为本实用新型提供的电子标签的实施例三的立体结构示意图；
[0026]图7为本实用新型提供的防伪标签的实施例的俯视示意图。
【具体实施方式】
[0027]为充分了解本实用新型之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本实用新型做详细说明，但本实用新型并不仅仅限于此。
[0028]实施例一
[0029]图1为本实用新型提供的电子标签的实施例一的俯视示意图。如图1所示，该电子标签分为多个区域:图像显示区10、第一接触区11、第一摩擦区12以及边缘塑封区13。在图1中，第一摩擦区12与图像显示区10是重合的。图像显示区10用于显示电子标签所要展示的图案；第一接触区11和第一摩擦区12用于为显示电子标签图案而接触和摩擦的区域，当左手(或右手)接触第一接触区11，同时右手(或左手)摩擦第一摩擦区12时，会在电子标签的两个电极层之间产生电压，使得图像显示区10显示电子标签所要展示的图案，且形成第一摩擦区的材质为透明材质，不会影响图像显示区10展示图案；边缘塑封区13用于对电子标签进行整体塑封。
[0030]图2为本实用新型提供的电子标签的实施例一的截面结构示意图。如图2所示，该电子标签包括:由上而下依次层叠设置的第一高分子聚合物层20、第一电极层21、电子墨水层22、第二电极层23以及粘贴层24。
[0031]其中，第一高分子聚合物层20作为最上面的一层用于形成第一摩擦区12。可选地，第一高分子聚合物层20为选自聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维素海绵薄膜、再生海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纤维薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚异丁烯薄膜、聚氨酯柔性海绵薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜和聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜中的任意一种。
[0032]第一电极层21为透明电极层，其材料可选为ITO(锡掺杂三氧化铟)、ΑΖ0(铝掺杂氧化锌)或PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯)。
[0033]电子墨水层22可为现有技术中的产品，也可在选购电子墨水后自行加工制作电子墨水层，本领域技术人员可以根据需要进行选择，此处不做限定。
[0034]第二电极层23包含与电子墨水层22接触的第一区域231以及不与电子墨水层22接触的第二区域232，其中第一区域231与第一电极层21、电子墨水层22共同作用形成图像显示区10，第二区域232为第二电极层23延伸出来的区域，它用于形成第一接触区11。
[0035]为了使电子标签显示所要展示的图案，本实施例中的第二电极层可以制作成为图形化电极层，使图形化电极层的图案与电子标签所要展示的图案相同，从而为与图形化电极层接触的电子墨水层施加电压，达到显示不同图案的目的。如图3所示，该图形化电极层可通过打印的方式加工制成，例如将导电油墨30打印到纸张等载体31上形成图形化电极，打印导电油墨所形成的图形是相互连通的，以保证电子墨水层能够显示相对应的完整图案。图形化电极层需要有一个图形化电极触点32被引出，用于接触外界输入的信号。这里，图形化电极触点32即为上面所描述的第一接触区11。其中导电油墨40为透明材料。
[0036]粘贴层24为一层粘性粘接剂，其可将电子标签整体粘贴到商品外表面上或任意需要粘贴的位置。当电子标签无需粘贴时，无需设置粘贴层24。
[0037]以实施利一中的电子标签作为产品二维码标签使用为例，电子标签的图形化电极层打印的为产品的二维码，电子标签粘贴于产品表面上。当用户左手接触第一接触区11，与此同时，右手滑压摩擦第一摩擦区12时，右手与第一高分子聚合层20的表面摩擦将产生静电荷，由于人体在这种情况下充当了外部的连通电路，导致第一电极层21和第二电极层23之间出现电势差，，从而给位于第一电极层21和第二电极层23之间的电子墨水层22施加了电压信号。电子墨水层22会在该电压信号的作用下显示与图形化电极层的图案相同的图案，即显示产品二维码图案。
[0038]可选地，图形化电极层与电子墨水层的连接方式为可拆卸连接，这样通过印刷不同图案的图形化电极层可实现电子标签的重复利用。
[0039]图4为本实用新型提供的电子标签的实施例一的连接有整流电路的第二电极层的俯视示意图。如图4所示，作为一种可选的方式，第二电极层的第一区域和第二区域之间连接有整流电路33。整流电路33的作用是将形成在第一电极层和第二电极层之间的电压信号由交流转变为直流，使得图像显示区所显示的图案能永久显示。本实施例中，整流电路优选为整流二极管，其被串联在第二电极层的第一区域和第二区域之间。可选地，整流电路也可以为整流桥，本领域技术人员可根据实际需要调整外部电路的连接关系，使整流桥将交流的电压信号转换为直流的电压信号。
[0040]本实施例提供的电子标签利用摩擦发电机摩擦产生电荷的原理，不需要借助任何外部电源或电学器件，实现了自供电显示。同时，该电子标签及应用其的防伪标签是整体层叠设置的结构，与现有技术中摩擦发电机与显示屏分体设置的结构相比，两层电极层既作摩擦层使用又作信号驱动层使用，节约了电极层，有利于标签的制作。另外，该电子标签所采用的各层结构都为柔性结构，因此电子标签为全柔性标签，使用方便，形式新颖，可广泛应用于快递、包装和广告宣传等行业。
[0041]实施例二
[0042]本实用新型提供的电子标签的实施例二与实施例一的区别在于，电子墨水层和第二电极层有所不同，其它层结构与实施例一相同。
[0043]图5为本实用新型提供的电子标签的实施例二的第二电极层的俯视示意图。如图5所示，本实施例的第二电极层不是图形化电极层，而是将导电油墨40整面打印到纸张等载体41上形成的，同样引出一个触点42用于接触外界输入的信号，该触点42即为电子标签的第一接触区。其中导电油墨40为透明材料。
[0044]电子墨水层具体为通过打印的方式形成在第二电极层上的图形化电子墨水层。图形化电子墨水层的图案与电子标签所要展示的图案相同，可根据实际需求打印各种图案，并且也可根据需要选择各种颜色。
[0045]在图5所示的第二电极层中，第一区域和第二区域之间也可连接有整流电路(图中未示出)，其工作原理与实施例一中的相同，此处不再赘述。
[0046]与实施例一相比，本实施例的优点在于工艺更加简单化，不需要购买成品电子墨水层，只需要使用电子墨水打印即可，所得到的电子标签更加轻薄化。
[0047]实施例三
[0048]图6为本实用新型提供的电子标签的实施例三的立体结构示意图。如图6所示，该电子标签分为多个区域:图像显示区50、第一接触区51、第一摩擦区52、第二接触区53以及第二摩擦区54。图中未示出边缘塑封区，本领域技术人员可以根据实际需要设置一定宽度的边缘塑封区。在图6中，图像显示区50用于显示电子标签所要展示的图案；第一接触区51和第一摩擦区52用于为显示电子标签图案而接触和摩擦的区域，当左手(或右手)接触第一接触区51，同时右手(或左手)摩擦第一摩擦区52时，会在电子标签的两个电极层之间产生电压，使得图像显示区50显示电子标签图案；第二接触区53和第二摩擦区54用于消除电子标签图案而接触和摩擦的区域，当左手(或右手)接触第二接触区53，同时右手(或左手)摩擦第二摩擦区54时，会在电子标签的两个电极层上施加与图像显示时所施加的电压的极性相反的电压，从而使得图像显示区50所显示的电子标签图案消除。
[0049]如图6所示，该电子标签具体包括:由上而下依次层叠设置的第一高分子聚合物层60、第一电极层61、电子墨水层62、第二电极层63，除此之外还包括第二高分子聚合物层64。为了描述方便，按照功能分别对第一电极层和第二电极层进行了区域划分:第一电极层61包含与电子墨水层62接触的第四区域611、不与电子墨水层62接触的第五区域612以及不与电子墨水层62接触的第六区域613 ;第二电极层63包含与电子墨水层62接触的第一区域631、不与电子墨水层62接触的第二区域632以及不与电子墨水层62接触的第三区域 633。
[0050]其中，第一高分子聚合物层60为最上面的一层，它设置在第六区域613之上，用于形成第一摩擦区52。可选地，第一高分子聚合物层60选用的材料与实施例一中的第一高分子聚合物层20选用的材料相同，此处不再赘述。
[0051]第一电极层61为透明电极层,其材料可选为ΙΤ0、ΑΖ0或PET。其中第一电极层61的第四区域611与电子墨水层62、第二电极层63的第一区域631共同作用形成图像显示区50。第五区域612和第六区域613为第一电极层61延伸出来的两部分区域，其中第五区域612用于形成第二接触区53。
[0052]第二电极层63的第一区域631与电子墨水层62、第一电极层61的第四区域611共同作用形成图像显示区50。第二区域632和第三区域633为第二电极层63延伸出来的两部分区域，其中第二区域632用于形成第一接触区51。
[0053]第二高分子聚合物层64设置在第二电极层63的第三区域633的上表面，用于形成第二摩擦区54。可选地，第二高分子聚合物层64选用的材料与实施例一中的第一高分子聚合物层20选用的材料相同，此处不再赘述。。
[0054]本实施例中，第二电极层可为图形化电极层，其图案与电子标签所要展示的图案相同；电子墨水层为现有技术中的成品或选购电子墨水后自行加工制作电子墨水层；或者，电子墨水层为通过打印的方式形成在第二电极层上的图形化电子墨水层，其图案与电子标签所要展示的图案相同；第二电极层是将导电油墨(透明材料)整面打印到纸张等载体上形成的。
[0055]可选地，第一电极层的第四区域与第五区域之间连接有整流电路；第二电极层的第一区域和第二区域之间连接有整流电路。见图6，由于第一电极层的第四区域和第五区域之间间隔有第六区域，因此整流电路65连接在第六区域与第五区域之间；由于第二电极层的第一区域和第二区域之间间隔有第三区域，因此整流电路66连接在第三区域与第二区域之间。
[0056]本实用新型提供的电子标签的区域分布不仅限于图5和图6所示，也可以为其它分布，例如:第一摩擦区和第二接触区位于图像显示区的一侧，而第二摩擦区和第一接触区位于图像显示区的另一侧；或者，第一摩擦区和第二接触区是横向排布，第二摩擦区与第一接触区是横向排布等等。
[0057]本实施例提供的电子标签的工作原理是:
[0058]当用户左手接触第一接触区51，与此同时，右手滑压摩擦第一摩擦区52时，右手与第一高分子聚合层60的表面摩擦产生静电荷，由于人体在这种情况下充当了外部的连通电路，从而导致第一电极层61和第二电极层63之间出现正向电势差，给位于第一电极层61和第二电极层63之间的电子墨水层62施加了正向电压信号。电子墨水层62会在该正向电压信号的作用下显示与图形化电极层或图形化电子墨水层的图案相同的图案，即显示电子标签图案。
[0059]当用户左手接触第二接触区53，与此同时，右手滑压摩擦第二摩擦区54时，右手与第二高分子聚合物层64的表面摩擦产生静电荷，由于人体在这种情况下充当了外部的连通电路，从而导致第一电极层61和第二电极层63之间出现反向电势差，给位于第一电极层61和第二电极层63之间的电子墨水层62施加了反向电压信号。电子墨水层62会在该反向电压信号的作用下返回到原始状态，即消除显示电子标签图案。
[0060]本实施例提供的电子标签利用摩擦发电机摩擦产生电荷的原理，不需要借助任何外部电源或电学器件，实现了自供电显示。同时，该电子标签及应用其的防伪标签是整体层叠设置的结构，与现有技术中摩擦发电机与显示屏分体设置的结构相比，两层电极层既作摩擦层使用又作信号驱动层使用，节约了电极层，有利于标签的制作。另外，该电子标签所采用的各层结构都为柔性结构，因此电子标签为全柔性标签，使用方便，形式新颖，可广泛应用于快递、包装和广告宣传等行业。
[0061]另外，本实用新型还提供了一种防伪标签，即将上述实施例提供的电子标签应用到防伪领域。
[0062]在将实施例一中的电子标签应用到防伪领域时，为了防止防伪标签被假冒伪劣商品重复利用，可以在第二电极层的第一区域与第二区域之间设置破坏缺口，并且通过撕裂线连接第二电极层的第一区域与第二区域。当将防伪标签从商品的外表面上撕下时，由于防伪标签本身设置有粘结层，因此破坏缺口和撕裂线会在粘结层与商品表面分离的力的作用下被破坏，使第二电极层的第一区域与第二区域断开连接，从而使得防伪标签不能再次进行防伪显示，避免了防伪标签再次被利用。参见图7，图7中示出了撕裂线71以及在边缘塑封区上设置的破坏缺口 70，而没有示出在第二电极层上设置的破坏缺口，实际中，第二电极层上设置的破坏缺口与边缘塑封区上设置的破坏缺口都位于同一撕裂线上。由于第二电极层选用的材质一般为不易撕裂的材质，所以第二电极层上需要设置破坏缺口，而边缘塑封区上的破坏缺口可根据边缘塑封区所选用的材质而选择设置。
[0063]另外，当第二电极层的第一区域与第二区域通过整流电路相连时，为了防止防伪标签被假冒伪劣商品重复利用，可以在第二电极层的第一区域与整流电路之间设置破坏缺口，并且通过撕裂线连接第二电极层的第一区域与整流电路；和/或在第二电极层的第二区域与整流电路之间设置破坏缺口，并且通过撕裂线连接第二电极层的第二区域与整流电路。当将防伪标签从商品的外表面上撕下时，由于防伪标签本身设置有粘结层，因此破坏缺口和撕裂线会在粘结层与商品表面分离的力的作用下被破坏，使第二电极层的第一区域与整流电路和或第二电极层的第二区域与整流电路断开连接，从而使得防伪标签不能再次进行防伪显示，避免了防伪标签再次被利用。
[0064]在将实施例二中的电子标签应用到防伪领域时，同样也可以在第二电极层的第一区域与第二区域之间设置破坏缺口，并且通过撕裂线连接第二电极层的第一区域与第二区域。其具体设置方式与上面实施例一中的电子标签应用到防伪领域相同，在此不再赘述。
[0065]在将实施例三中的电子标签应用到防伪领域时，可以在第二电极层的第二区域和第三区域之间设置破坏缺口，并且通过撕裂线连接第二电极层的第二区域与第三区域。具体地，在有整流电路的情况下，可以在第二电极层的第二区域与整流电路之间设置破坏缺口，并且通过撕裂线连接第二电极层的第二区域与整流电路；和/或在第二电极层的第三区域与整流电路之间设置破坏缺口，并且通过撕裂线连接第二电极层的第三区域与整流电路。当将防伪标签从商品的外表面上撕下时，破坏了防伪标签的图案消除功能，避免了防伪标签再次被利用。
[0066]在本实用新型提供的电子标签及应用其的防伪标签的各个实施例中，经过实验验证，通过左手(或右手)接触接触区，右手(或左手)滑压摩擦摩擦区能够使得第一电极层和第二电极层之间产生高于2V的驱动电压信号。对于一般型号的电子墨水层来说，该驱动电压信号足以使电子墨水层清楚的显示电子标签图案。
[0067]最后，需要注意的是:以上列举的仅是本实用新型的具体实施例子，当然本领域的技术人员可以对本实用新型进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种电子标签，其特征在于，包括:由上而下依次层叠设置的第一高分子聚合物层、第一电极层、电子墨水层以及第二电极层； 其中，所述第一高分子聚合物层用于形成第一摩擦区； 所述第二电极层包含与所述电子墨水层接触的第一区域以及不与所述电子墨水层接触的第二区域，其中第一区域用于形成图像显示区，所述第二区域用于形成第一接触区。
2.根据权利要求1所述的电子标签，其特征在于: 所述第二电极层还包含不与所述电子墨水层接触的第三区域，所述第三区域的表面设置有第二高分子聚合物层，所述第二高分子聚合物层用于形成第二摩擦区； 所述第一电极层包含与所述电子墨水层接触的第四区域以及不与所述电子墨水层接触的第五区域，其中所述第四区域用于形成图像显示区，所述第五区域用于形成第二接触区。
3.根据权利要求2所述的电子标签，其特征在于，所述第一电极层还包含不与所述电子墨水层接触的第六区域，所述第一高分子聚合物层设置在所述第六区域上。
4.根据权利要求1或2或3所述的电子标签，其特征在于，所述第二电极层为通过打印导电油墨的方式而形成的图形化电极层，所述图形化电极层是相互连通的。
5.根据权利要求4所述的电子标签，其特征在于，所述图形化电极层与所述电子墨水层的连接方式为可拆卸连接。
6.根据权利要求1或2或3所述的电子标签，其特征在于，所述电子墨水层为通过打印的方式形成在第二电极层上的图形化电子墨水层。
7.根据权利要求1所述的电子标签，其特征在于，所述第二电极层的第一区域和所述第二区域之间连接有整流电路。
8.根据权利要求2所述的电子标签，其特征在于，所述第一电极层的第四区域与第五区域之间连接有整流电路；所述第二电极层的第一区域和所述第二区域之间连接有整流电路。
9.根据权利要求1或2或3所述的电子标签，其特征在于，还包括:设置在第二电极层下侧的粘贴层。
10.一种将权利要求1-9任一项所述的电子标签应用在防伪领域的防伪标签。
11.根据权利要求10所述的防伪标签，其特征在于，在第二电极层的第一区域与第二区域之间设置破坏缺口，并且通过撕裂线连接第二电极层的第一区域与第二区域。
【文档编号】G02F1/167GK204256334SQ201420384469
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】徐传毅, 丁超 申请人:纳米新能源（唐山）有限责任公司