电子纸模组、显示装置及阅读装置的制作方法

1.本技术涉及电子纸技术领域，尤其涉及一种电子纸模组、显示装置及阅读装置。


背景技术：

2.电子纸是通过阵列基板驱动电子墨水以实现黑白或彩色显示的技术，由于其极低的耗电量及适宜人眼阅读的优点，逐渐引起人们的关注。为了推广无纸化，电子看板例如电泳式显示装置(electrophoretic display，简称epd)或电子纸显示装置等，可取代传统的印刷看板，电子看板不但重量轻且厚度薄，还具有可弯曲性。
3.但在低温环境下，尤其是当温度低于0℃的情况下，由于电泳粒子的电泳特性，画面刷新时的响应速度会变慢，使得电子纸模组在低温环境下会出现刷新速度慢，显示存在残影的问题，严重影响正常的使用。


技术实现要素：

4.本技术提供一种电子纸模组、显示装置及阅读装置，其主要目的在于解决传统电子纸在低温环境下无法正常显示的问题，有效解决残影现象，同时实现画面的快速刷新。
5.第一方面，本技术实施例提供一种电子纸模组，包括温度传感器、加热器、控制器、以及依次层叠设置的上基板、公共电极层、粘接层、微胶囊层和下基板，其中，所述温度传感器与所述控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与所述加热器电连接；
6.所述温度传感器用于检测所述电子纸模组的温度，并将所述温度传输给所述控制器；
7.所述控制器用于接收所述温度，并将所述温度和预设温度阈值进行比较，若判断得知所述温度小于所述预设温度阈值，则控制所述加热器开启，以对所述电子纸模组进行加热。
8.优选地，所述所述加热器包括加热层，所述加热层位于所述上基板和所述微胶囊层之间，或者，所述加热层设置在所述上基板远离所述公共电极层的一面上。
9.优选地，所述电子纸模组还包括侧光源，所述加热器还包括结构层，所述结构层设置在所述加热层上远离所述微胶囊层的一面上，所述结构层上设置阵列排布的圆形凸起网点，所述侧光源位于所述加热器的一端。
10.优选地，所述电子纸模组还包括盖板，所述盖板通过胶粘层盖合在所述结构层远离所述加热层的一面上。
11.优选地，所述加热层为透明导电薄膜。
12.优选地，所述加热器环绕所述电子纸的微胶囊层，所述加热器与所述微胶囊层之间设置绝缘层。
13.优选地，所述电子纸模组还包括导热层，所述导热层设置在所述微胶囊层的任意一面上。
14.优选地，所述加热器为金属材料制作而成或者耐高温导电非金属材料制作而成。
15.第二方面，本技术实施例提供一种显示装置，包括第一方面提供任一种的电子纸模组。
16.第三方面，本技术实施例提供一种阅读装置，包括第二方面提供的一种阅读装置。
17.本技术提出的一种电子纸模组、显示装置及阅读装置，首先通过温度传感器检测电子纸模组的温度，并将温度发送给控制器，控制器接收到温度后，将温度与预设温度阈值进行比较，若温度小于预设温度阈值，则控制加热器开启，以对电子纸模组进行加热。本技术实施例中在电子纸模组处于低温环境时，通过加热提高电子纸模组的温度，从而在驱动时，电子纸模组微胶囊中的电泳粒子能在电场驱动下快速移动，有效解决低温下的残影现象，实现画面的快速刷新，保证电子纸模组在低温环境下能正常使用。
附图说明
18.图1为本技术一实施例提供的一种电子纸模组的结构示意图；
19.图2为本技术一实施例中加热器的结构示意图；
20.图3为本技术一实施例中加热器的截面图；
21.图4为本技术一实施例中加热器的俯视图；
22.图5为本技术又一实施例提供的加热器的结构示意图；
23.图6为本技术一实施例提供的加热器的俯视图。
24.附图说明：
25.110，温度传感器；
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120，加热器；
26.130，控制器；
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1，上基板；
27.2，公共电极层；
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3，粘接层；
28.4，微胶囊层；
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5，下基板；
29.6，微胶囊；
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7，侧光源；
30.8，网点；
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9，盖板；
31.10，胶粘层；
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11，绝缘层；
32.12，导热层；
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1201，加热层；
33.1202，结构层。
34.本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
35.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
36.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“周向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
37.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，
除非另有明确具体的限定。
38.图1为本技术一实施例提供的一种电子纸模组的结构示意图，如图1所示，该电子纸模组包括温度传感器110、加热器120、控制器130、以及依次层叠设置的上基板1、公共电极层2、粘接层3、微胶囊层4和下基板5，其中，所述温度传感器110与所述控制器130的输入端电连接，所述控制器130的输出端与所述加热器120电连接；所述温度传感器110用于检测所述电子纸模组的温度，并将所述温度传输给所述控制器130；所述控制器130用于接收所述温度，并将所述温度和预设温度阈值进行比较，若判断得知所述温度小于所述预设温度阈值，则控制所述加热器120开启，以对所述电子纸模组进行加热。
39.具体地，本技术实施例中电子纸模组包括温度传感器110、加热器120、控制器130以及依次层叠设置的上基板1、公共电极层2、粘接层3、微胶囊层4和下基板5，该电子纸模组中，温度传感器110的输出端与控制器130的输入端电连接，控制器130的输出端与加热器120电连接，温度传感器110、加热器120和控制器130属于电子元器件，上基板1、公共电极层2、粘接层3、微胶囊层4和下基板5属于机械层级结构，温度传感器110、加热器120和控制器130一般设置于该电子纸模组的机械层级结构上，该机械层级结构由上至下顺序依次为上基板1、公共电极层2、粘接层3、微胶囊层4和下基板5。温度传感器110用来检测该电子纸模组的温度，控制器130用来根据检测出的温度对加热器120的开启或断开进行控制，加热器120可以用来对电子纸模组进行加热。举例地，温度传感器110可以设置在上基板1侧端，也可以设置在下基板5下面，但是一般不会设置在上基板1上面，因为容易遮挡阅读视线，具体可以根据实际情况进行确定；加热器120可以为电加热片，也可以为正温度系数(positive temperature coefficient，简称ptc)陶瓷加热片，具体根据实际需要进行确定；在制作时，为了保证电子纸模组体积不会过大，加热器120一般被处理成很薄的一层，加热器120通常设置在微胶囊层4的附近，其主要是通过对微胶囊层4进行加热，使得微胶囊层4的温度升高，从而可以加速微胶囊层4中电泳粒子的移动速度，解决了传统电子纸在低温环境下的残影现象；控制器130可以设置在上基板1侧端，也可以设置在下基板5下面，具体可以根据实际情况进行确定，控制器130为集成一定控制功能的处理器，比如单片机、现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array，简称fpga)等等，还可以为由各种电子元器件组成的具有比较功能和信号传输功能的电路，具体可以根据实际情况进行确定。
40.对于该电子纸模组的机械层级结构，微胶囊层4通过胶粘附着于下基板5上，微胶囊层4中包含多个微胶囊6，其中微胶囊6中包含至少两种颜色的带不同电荷的粒子，在电场的作用下，微胶囊6里的带电粒子移动到指定位置从而实现显示。
41.本技术实施例提供的电子纸模组在该机械层级结构的基础上，增设温度传感器110、加热器120和控制器130。在该电子纸模组工作的过程中，温度传感器110检测电子纸模组的温度，并将该温度传输给控制器130，控制器130接收到温度后，将该温度与预设温度阈值进行比较，如果温度小于预设温度阈值，说明本技术实施例中的电子纸模组处于低温状态，则控制器130控制加热器120进行加热；加热器120开始加热，电子纸模组温度开始升高，从而微胶囊层4在电极的驱动下，微胶囊6中的电泳粒子能在电场驱动下快速移动，可以有效解决低温环境中的残影现象，并且实现显示画面的快速刷新。
42.另外，本技术实施例中的温度采集、低温判断的过程是在循环执行的，通过在控制器130中设置循环指令，温度传感器110会按照一定规律对温度进行采集，比如每隔1分钟采
集1次实时温度，每次采集完成后，将实时温度发送给控制器130，控制器130根据该实时温度判断电子纸模组是否处于低温状态，如果是，开启加热器120，如果不是，关闭加热器120。在加热器120持续加热的过程中，如果实时温度上升到一定程度，控制器130检测到的实时温度可能会大于预设温度阈值，此种情况下，电子纸模组不再处于低温状态，控制器130控制加热器120断开，使得加热器120不能再继续加热。
43.其中，预设温度阈值根据实际情况预先计算或者经过多次试验得出，预先存储在控制器130中。举例地，预设温度阈值可以为0℃、5℃、10℃等，具体取值可以根据实际情况进行确定。
44.本技术实施例通过温度传感器110进行温度检测、控制器130进行低温判断、加热器120进行加热，可实现电子纸模组温度实时调节，避免电子纸模组处于低温状态，相比于传统电子纸有效地实现了电子纸模组在不同环境温度下的优异显示。
45.本技术提出的一种电子纸模组，首先通过温度传感器110检测电子纸模组的温度，并将温度发送给控制器130，控制器130接收到温度后，将温度与预设温度阈值进行比较，若温度小于预设温度阈值，则控制加热器120开启，以对电子纸模组进行加热。本技术实施例中在电子纸模组处于低温环境时，通过加热提高电子纸模组的温度，从而在驱动时，电子纸模组微胶囊6中的电泳粒子能在电场驱动下快速移动，有效解决低温下的残影现象，同时实现画面的快速刷新，保证了电子纸模组在低温环境下能正常使用；而通过加热器120和温度传感器110，可实现电子纸模组温度实时调节，使电子纸模组能始终处于最佳的驱动显示温度，相比于传统电子纸有效地实现了电子纸模组在不同环境温度下的优异显示。
46.在上述实施例的基础上，优选地，所述加热器120包括加热层1201，所述加热层1201位于所述上基板1和所述微胶囊层4之间，或者，所述加热层1201设置在所述上基板1远离所述公共电极层2的一面上。
47.本技术实施例中，加热器120包括一层加热层1201，加热层1201在该电子纸模组机械层级结构上的具体位置可以是在上基板1和微胶囊层4之间，具体可以是上基板1和公共电极层2之间，也可以是公共电极层2与粘接层3之间，还可以是粘接层3与微胶囊层4之间；该加加热层1201还可以设置在上基板1远离公共电极层2的一面上。该加热层1201的具体实际位置可以根据实际情况进行确定。图2为本技术一实施例中加热器的结构示意图，如图2所示，该图为加热层1201设置在上基板1远离公共电极层2的一面上时的结构图。
48.无论加热层1201具体处于上述描述中的何种位置，当加热器120开始工作时，释放热量给电子纸模组进行加热，提高该电子纸模组的温度，从而在驱动时，电子纸模组微胶囊6中的电泳粒子能在电场驱动下快速移动，有效解决低温下的残影现象，同时实现画面的快速刷新，保证了电子纸模组在低温环境下能正常使用。
49.另外，该加热层1201可以为氧化铟锡(indium tin oxide，简称ito)，通过磁控溅射或蒸镀工艺形成。
50.其中，加热层1201厚度为400-500埃。
51.本技术实施例中将ito作为加热层1201，可以使得加热层1201具有较高的电导率，并且透过率高，膜层牢固；另外，由于加热层1201厚度越小，电阻越大，发热效率越高，但加工工艺越困难，将加热层1201的厚度设置在400埃到500埃之间，可以平衡发热效率和加工工艺，400埃到500埃之间为可达到加热工艺的前提下得到的最小加热层1201厚度。
52.在上述实施例的基础上，优选地，该电子纸模组还包括侧光源7，所述加热器120还包括结构层1202，所述结构层1202设置在所述加热层1201上远离所述微胶囊层4的一面上，所述结构层1202上设置阵列排布的圆形凸起网点8，所述侧光源7位于所述加热器120的一端。
53.为了更加清楚地描述加热器120的内部结构图，图3为本技术一实施例中加热器的截面图，参考图3所示，结构层1202覆盖在加热层1201上方，结合图2所示的加热器120位置，此处的上方是指加热层1201远离上基板1的那一面，可以看出加热器120由加热层1201和结构层1202组成，并且加热层1201和结构层1202是相对的，结构层1202设置在加热层1201之上；侧光源7设置在加热器120的一端，用来给加热器120提供光源，该侧光源7可以是led灯，也可以是其它能够提供光亮的灯，具体可以根据实际情况进行确定，本技术实施例在此不做赘述；为了便于光线的传播，提高光线在该电子纸模组中的集中度，本技术实施例在结构层1202上设置了按照阵列排布的圆形凸起网点8，图4为本技术一实施例中加热器的俯视图，结合图3和图4中可以看出，圆形凸起网点8按照矩阵形式排列在结构层1202上，侧光源7发出的光线以某一角度从加热器120的一端进入到结构层1202内，当光线入射到网点8时，光线在结构层1202内的全反射就被破坏，此时光线发生漫反射，从结构层1202的下表面射出变为出射光，从而转化为结构层1202下表面的面光源，这样即使电子纸模组在昏暗无光的环境下，也可以通过侧光源7提供的光亮，进行正常显示。需要说明的是，本技术实施例中的圆形凸起网点8，网点8半径在10um到25um之间，可以是10um、12um、20um、25um等，具体根据实际情况进行确定。
54.本技术实施例中通过在加热器120的一端设置侧光源7，在加热器120中增设结构层1202，并在结构层1202中设置圆形凸起网点8，使得侧光源7发出的光经过网点8反射后从结构层1202的下表面射出变为出射光，从而转化为结构层1202下表面的光源，这样即使在昏暗的环境下，也可以通过侧光源7提供的光亮，该电子纸模组可以进行正常显示。通过自带侧光源7，可以扩大电子纸模组的适用范围，增强该电子纸模组的应用场景。
55.在上述实施例的基础上，优选地，所述电子纸模组还包括盖板9，所述盖板9通过胶粘层10盖合在所述结构层1202远离所述加热层1201的一面上。
56.为了进一步保护网点8，避免网点8在使用过程中受到磨损，本技术实施例在结构层1202远离加热层的那一面上还设置有盖板9，盖板9通过胶粘层10盖合在结构层1202上。结合图2所示，胶粘层10完全贴合在圆形凸起网点8上，可以缓冲电子纸模组在搬运、撞击过程中带来的冲力，通过盖板9可以避免网点8受到外界磨损，并且可以减少电子纸模组搬运过程中振动、撞击等对网点8带来的损失。
57.本技术实施例通过胶粘层10将盖板9盖合在结构层1202圆形凸起网点8上，胶粘层10完全贴合在圆形凸起网点8上，可以缓冲电子纸模组在搬运、撞击过程中带来的冲力，通过盖板9可以避免网点8受到外界磨损，并且可以减少电子纸模组搬运过程中振动、撞击等对网点8带来的损失。
58.在上述实施例的基础上，优选地，所述加热层1201为透明导电薄膜。
59.该加热层1201的制作材料为透明导电薄膜，透明导电薄膜的种类有很多，但具有实际应用价值的还是氧化物膜占主导地位，例如ito，ito透明导电薄膜是用物理或化学的方法在基体表面上沉积得到的，基体材料一般采用超薄玻璃，故又称之为ito透明导电薄膜
玻璃。
60.本技术实施例中将ito作为加热层1201，可以使得加热层1201具有较高的电导率，并且透过率高，膜层比较牢固。
61.在上述实施例的基础上，优选地，图5为本技术又一实施例提供的加热器的结构示意图，如图5所示：
62.所述加热器120环绕所述电子纸的微胶囊层4，所述加热器120与所述微胶囊层4之间设置绝缘层11。
63.作为本技术中加热器120的又一种实现方式，加热器120被制作为一层薄膜，环绕包裹电子纸模组的微胶囊层4，当加热器120在加热时，由于加热器120与微胶囊层4的接触面积较大，加热器120产生的热量可以充分传递到微胶囊层4中，从而可以有效提高微胶囊层4的温度，在驱动时，电子纸模组微胶囊6中的电泳粒子能在电场驱动下快速移动，有效解决残影现象，同时实现画面的快速刷新，保证了电子纸模组在低温环境下能正常使用。
64.图6为本技术一实施例提供的加热器的俯视图，如图6所示，加热器120和微胶囊层4之间还设置了绝缘层11，该绝缘层11可以防止加热器120在通电加热过程中产生的电场对微胶囊层4中微胶囊6里的粒子移动造成影响，从而影响显示效果，但显然的是，绝缘层11具有较好的导热性能。
65.本技术实施例通过将加热器120环绕电子纸模组的微胶囊层4，增大加热器120与微胶囊层4的接触面积，使得加热器120产生的热量能够充分传递到微胶囊层4中，低温状态下可以有效提高微胶囊层4的温度，从而提高电泳粒子的移动速度。并且，在微胶囊层4和加热器120之间设置绝缘层11，可以防止通电加热过程中产生的电场对微胶囊6里的粒子移动造成影响。
66.在上述实施例的基础上，优选地，所述电子纸模组还包括导热层12，所述导热层12设置在所述微胶囊层4的任意一面上。
67.为了使加热器120产生的热量能充分传递到整个电子纸模组的微胶囊层4上，可在微胶囊层4下方或者上方添加一导热层12，此处的上方是指微胶囊层4接近上基板1的一面，下方是指微胶囊层4远离下基板5的一面，需要说明的是，当导热层12设置在微胶囊层4上方时，导热层12必须是透明的，以防止遮挡电子纸模组中显示的字。通过在微胶囊层4任意一面设置导热层12，可以对环形加热器120产生的热量实现全方位的导热，使热量充分发散到整个微胶囊层4，从而使得微胶囊层4的各个部位是均匀受热的，避免微胶囊层受热不均匀时某些位置依旧处于低温状态而出现的残影现象。
68.需要说明的是，导热层12可为网状铜箔，也可为石墨烯膜片。铜和石墨烯均具有较好的导热性，不过当导热层12为网状铜箔时，由于铜是有颜色的，故此时导热层12只能设置在微胶囊层4的下面；当导热层12为石墨烯膜片时，石墨烯几乎是透明的，故此时导热层12既可以设置在微胶囊层4上面，也可以设置在微胶囊层4下面。
69.本技术实施例中在微胶囊层4的任意一面上设置导热层12，可以对环形加热器120产生的热量实现全方位的导热，使热量充分发散到整个微胶囊层4，从而使得微胶囊层4的各个部位是均匀受热的，避免微胶囊层受热不均匀时某些位置依旧处于低温状态而出现的残影现象。
70.在上述实施例的基础上，优选地，所述加热器120为金属材料制作而成或者耐高温
导电非金属材料制作而成。
71.本实施例中，该加热器120是由金属材料制作而成，比如铜，也可以是由耐高温导电非金属材料制作而成，比如石墨或者石墨烯材料。
72.还需要说明的是，本实施例中电子纸模组的最佳显示温度区间为10℃到30℃，当电子纸模组的温度较低时，温度传感器110检测到温度，通过电信号传递给控制器130，控制器130控制加热器120开启加热功能，加热器120对电子纸进行加热，当达到合适的温度时，控制器130控制加热器120关闭。电子纸模组开始刷新画面时，由于电子纸模组的温度升高，微胶囊6中电泳液的阻力变小，电泳粒子能够快速地移动，从而实现电子纸在低温环境中的快速刷新，避免显示存在残影问题。
73.本技术实施例还提供一种显示装置，该显示装置中包括上面所述的电子纸模组，通过在电子纸模组中增加加热器120，在显示装置处于低温状态时，通过加热提高电子纸的温度，从而在驱动时，电子纸中的微胶囊6中的电泳粒子能在电场驱动下快速移动，有效解决残影现象，同时实现画面的快速刷新，使得该显示装置在低温环境下能更好的显示。
74.本技术实施例还提供一种阅读装置，该阅读装置包括上面提到的显示装置，通过在显示装置的电子纸模组中增加加热器120，在显示装置处于低温状态时，通过加热提高电子纸的温度，从而在驱动时，电子纸中的微胶囊6中的电泳粒子能在电场驱动下快速移动，有效解决残影现象，同时实现画面的快速刷新，使得该阅读装置在低温环境下能更好的显示。
75.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
76.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。