一种手写电子纸及其制备方法、手写电子纸装置与流程

本发明涉及电子纸显示领域，尤其涉及一种手写电子纸及其制备方法、手写电子纸装置。

背景技术：

随着显示技术的快速发展和环保压力的日渐增大，人们开始研究一种能集传统纸张与现代数字技术双重优势于一身的媒介，因此电子纸技术应运而生。

其中，由于手写电子纸可以随意书写、演算或描绘，且电子纸表面易清除、轻薄方便、环保健康，因而使得手写电子纸得到越来越广泛的关注。

目前，手写电子纸主要包括电泳技术、反转球技术和双稳态胆固醇液晶技术。而由于电泳式手写电子纸在轻薄及对比度方面优于其它种类的手写电子纸，而使得电泳式手写电子纸的应用更为广泛。现有技术中，电泳式手写电子纸通过在TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)底板上设置补偿电路，并在驱动IC(Integrate Circuit，集成电路)的驱动下结合电子笔以手写的方式实现写入。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种手写电子纸及其制备方法、手写电子纸装置，可以简化手写电子纸的结构，且节省了功耗及成本。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种手写电子纸，包括第一基板、第二基板、设置在所述第一基板和所述第二基板之间的多个微杯以及通过微杯封装盖封装在每个微杯内的电泳液和电泳粒子；其中，所述第一基板为透明导电板；所述第二基板上设置多个线圈，每个微杯至少对应一个线圈。

优选的，每个微杯对应两个或两个以上线圈；其中，所述两个或两个以上线圈同层且半径不同。

优选的，所述第二基板为导电板。

优选的，所述手写电子纸还包括粘合层；所述粘合层设置在所述第一基板靠近所述微杯的一侧。

第二方面，提供一种手写电子纸装置，包括上述的手写电子纸、电子笔及电源；所述电源，用于为手写电子纸装置供电；所述电子笔包括笔头，所述笔头在写入阶段所带的电性与所述手写电子纸中电泳粒子的电性相反。

优选的，第二基板为导电板；所述手写电子纸装置还包括第一连接端，所述第一连接端与所述第二基板相连；在写入阶段，所述电源的第二极与所述第一连接端相连；所述电源的第一极与所述电子笔相连。

进一步优选的，所述手写电子纸装置还包括第二连接端，所述第二连接端与所述第一基板相连；在显示保持阶段，所述第一连接端与所述第二连接端相连。

进一步优选的，在初始化阶段，所述电源的第一极与所述第一连接端相连；所述电源的第二极与所述第二连接端相连。

优选的，所述电源的第二极接地。

第三方面，提供一种手写电子纸的制备方法，包括：在第二基板上沉积一层金属薄膜，通过构图工艺形成多个线圈；在所述第二基板上形成多个微杯，每个所述微杯中填充电泳液和电泳粒子，并通过微杯封装盖进行封装；其中，每个所述微杯至少对应一个线圈；将第一基板和所述第二基板对盒，以形成手写电子纸。

优选的，通过构图工艺形成多个线圈，包括：通过构图工艺在每个所述微杯对应位置形成两个或两个以上线圈；其中，所述两个或两个以上线圈的半径不同。

本发明实施例提供一种手写电子纸及其制备方法、手写电子纸装置，通过在第二基板上设置多个线圈，每个微杯至少对应一个线圈，这样在手写电子纸写入后，在显示保持阶段(此时微杯中电势相同)，若电泳粒子移动，则线圈会产生感应电流，阻止电泳粒子的移动，从而保持电泳粒子的稳定性，即保持了手写电子纸显示的稳定性。相对现有技术，在第二基板上设置补偿电路及驱动IC，通过补偿电路产生的电压阻止电泳粒子的移动，本发明实施例仅在第二基板上设置多个线圈即可，因而简化了手写电子纸的结构，节省成本及功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种手写电子纸的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的一种在第二基板上形成多个线圈的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种手写电子纸的结构示意图二；

图4(a)为本发明实施例提供的一种手写电子纸装置的结构示意图一；

图4(b)为本发明实施例提供的一种手写电子纸装置的结构示意图二；

图5为本发明实施例提供的一种手写电子纸装置写入阶段的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种手写电子纸装置显示保持阶段的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种手写电子纸装置初始化阶段的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种手写电子纸装置的结构示意图三；

图9为本发明实施例提供的一种手写电子纸的制备方法的结构示意图。

附图标记：

01-手写电子纸；02-电子笔；03-电源；031-第一子光源；032-第二子光源；10-第一基板；101-第二连接端；20-第二基板；201-第一连接端；30-微杯；301-微杯封装盖；302-电泳粒子；303-电泳液；40-线圈；50-粘合层；601-第一子控制开关；602-第二子控制开关；603-第三子控制开关。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种手写电子纸，如图1所示，包括第一基板10、第二基板20、设置在第一基板10和第二基板20之间的多个微杯30以及通过微杯封装盖301封装在每个微杯30内的电泳液303和电泳粒子302；其中，第一基板10为透明导电板；第二基板20上设置多个线圈40，每个微杯30至少对应一个线圈40。

需要说明的是，第一，对于每个微杯30对应的线圈40的个数不进行限定。每个微杯30可以对应一个线圈40，也可以对应两个或两个以上的多个线圈40。

对于线圈40的材料，以能在线圈40所处磁场的磁通量变化时，产生感应电流为准，例如线圈40的材料可以为铁。

第二，手写电子纸的背景色即为电泳液303的颜色，手写后显示的颜色即为电泳粒子302的颜色。对于微杯30中电泳液303和电泳粒子302的颜色不进行限定，可以根据需要选择电泳液303和电泳粒子302的颜色。例如电泳液303的颜色可以为蓝色，电泳粒子302的颜色可以为红色，此时手写电子纸的背景色为蓝色，手写后显示的颜色为红色。

每个微杯30中电泳液303的颜色和电泳粒子302的颜色可以相同，也可以不同。为了能够清楚看到手写电子纸写入的内容，因而优选手写电子纸的背景色相同，即每个微杯30中电泳液303的颜色相同。当每个微杯30中电泳液303的颜色相同，电泳粒子303的颜色不同时，则手写电子纸写入时，显示的颜色为彩色。

第三，对于电泳粒子302所带电荷的电性不进行限定，此处电泳粒子302所带的电荷可以是正电性，当然也可以是负电性。

第四，第二基板20可以导电，也可以不导电。当第二基板20不导电时，在显示保持阶段，则需要将每个微杯30对应的至少一个线圈40与第一基板10相连；或者，在初始化阶段，则需要给每个微杯30对应的至少一个线圈40施加与电泳粒子302相反的电性。

第五，第一基板10和第二基板20之间的多个微杯30可以一体成型。

此处，一个微杯30相当于一个子像素。

本发明实施例提供一种手写电子纸，通过在第二基板20上设置多个线圈40，每个微杯30至少对应一个线圈40，这样在手写电子纸写入后，在显示保持阶段(此时微杯30中电势相同)，若电泳粒子302移动，则线圈40会产生感应电流，阻止电泳粒子302的移动，从而保持电泳粒子302的稳定性，即保持了手写电子纸显示的稳定性。相对现有技术，在第二基板20上设置补偿电路及驱动IC，通过补偿电路产生的电压阻止电泳粒子302的移动，本发明实施例仅在第二基板20上设置多个线圈40即可，因而简化了手写电子纸的结构，节省成本及功耗。

优选的，如图2所示，每个微杯30对应两个或两个以上线圈40；其中，两个或两个以上线圈40同层且半径不同。

其中，附图2中以每个微杯30对应两个线圈40为例进行示意。

此处，由于两个或两个以上线圈40同层，因而每个微杯30对应的所有线圈40可以通过一次构图工艺同时形成。

本发明实施例中，若每个微杯30对应的线圈40的个数越多，则在电泳粒子302移动时，线圈40产生的感应电流越大，从而能够更有效地阻止电泳粒子302移动，因而优选每个微杯30对应两个或两个以上线圈40。

优选的，第二基板20为导电板。

其中，第二基板20的材料可以为任意的导电材料，例如可以为ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)、IZO(Indium Zinc Oxide，氧化铟锌)、Ag(银)或Cu(铜)等。

本发明实施例，若第二基板20不导电，则在手写电子纸的显示保持阶段，每个微杯30对应的至少一个线圈40需与第一基板10连接；在手写电子纸的初始化阶段，在每个微杯30对应的至少一个线圈40上需施加与电泳粒子302电性相反的电压，这样从而使得手写电子纸的结构复杂，制作不方便。而本发明实施例由于第二基板20为导电板，在显示保持阶段，将第二基板20与第一基板10连接，即可以保持显示的稳定性，或在初始化阶段，只需给第二基板20施加与电泳粒子302电性相反的电压，即可以实现手写电子纸画面的初始化，这样便可以简化手写电子纸的结构，使手写电子纸容易实现保持显示的稳定性及手写电子纸画面的初始化。

优选的，如图3所示，手写电子纸还包括粘合层50；粘合层50设置在第一基板10靠近微杯30的一侧。

其中，对于粘合层50的材料不进行限定，只要粘合层50可以将第一基板10和多个微杯30固定在一起即可。

此处，需要说明的是，对于多个微杯30和第二基板20之间如何固定不进行限定，例如可以通过光学透明胶(Optical Clear Resin，简称OCR)进行固定。

本发明实施例，在第一基板10靠近微杯30一侧设置粘合层50，一方面，通过粘合层50可以固定微杯封装盖301，防止微杯封装盖301滑动，造成电泳液303和电泳粒子302溢出；另一方面，粘合层50还可以将第一基板10和多个微杯30固定在一起。

本发明实施例提供一种手写电子纸装置，如图4-图7所示，包括上述的手写电子纸01、电子笔02及电源03；电源03，用于为手写电子纸装置供电；电子笔02包括笔头，笔头在写入阶段所带的电性与手写电子纸01中电泳粒子302的电性相反。

其中，手写电子纸装置中的电源03可以为电子笔02供电，也可以为手写电子纸01供电。在电源03为电子笔02供电时，电源03可以如图4(a)所示设置在电子笔02外，还可以如图4(b)所示直接安装在电子笔02内，在电源03安装在电子笔02内时，只要笔头在写入阶段所带的电性与手写电子纸中电泳粒子302的电性相反即可。在此基础上，对于手写电子纸装置中电源03的个数不进行限定，可以只包括一个电源03，分别在手写电子纸的写入阶段和初始化阶段为手写电子纸装置供电；也可以包括两个电源03，一个电源03用于在写入阶段为手写电子纸装置供电，另一个电源03用于在初始化阶段为手写电子纸装置供电。

此处，电子笔02笔头所带的电性与手写电子纸01中电泳粒子302所带的电性有关。例如当电泳粒子302所带的电荷为正电性，则电子笔02的笔头为负电性；当电泳粒子302所带的电荷为负电性，则电子笔02的笔头为正电性。

在此基础上，手写电子纸装置在进行写入时，是通过电子笔02在手写电子纸01的第一基板10上进行写入，因而为了避免电子笔02在手写电子纸01的第一基板10上写入时，电子笔02的笔头太尖锐而划伤手写电子纸01的第一基板10，因而本发明实施例优选电子笔02的笔头为钝化笔头。

需要说明的是，在手写电子纸01的写入阶段，电源03可以只给电子笔02供电，不给手写电子纸01供电，当然也可以是电源03既给电子笔02供电，又给手写电子纸01供电。在电源03只给电子笔02供电，且电源03设置在电子笔02外部时，电源03的第一极与电子笔02相连，对于电源03的第二极如何连接不进行限定，第二极可以如图4(a)所示接地，当然也可以连接其他部件。在电源03还给手写电子纸01供电的情况下，若第二基板20为导电板，如图5所示，则电源03可以直接与第二基板20相连，若第二基板20不导电，电源03可以与每个微杯30对应的至少一个线圈40相连。

在显示保持阶段，若第二基板20不导电，则第一基板10与每个微杯30对应的至少一个线圈40相连；若第二基板20为导电板，如图6所示，则第一基板10可以与第二基板20直接相连。

在初始化阶段，若第二基板20不导电，则设置在第二基板20上，且与每个微杯30对应的至少一个线圈40与电源03的第一极相连；若第二基板20为导电板，则电源03的第一极可以直接与第二基板20相连。在此基础上，对于电源03的第二极不进行限定，第二级可以接地，当然也可以连接其他部件，例如如图7所示电源03的第二极与第一基板10相连。

本发明实施例提供一种手写电子纸装置，由于手写电子纸01的第二基板20上设置多个线圈40，每个微杯30至少对应一个线圈40，这样在手写电子纸01写入后，在显示保持阶段(此时微杯30中电势相同)，若电泳粒子302移动，则线圈40会产生感应电流，阻止电泳粒子302的移动，从而保证了电泳粒子302的稳定性，即保持了手写电子纸01显示的稳定性，这样便可以使手写电子纸01长时间保持书写内容的清晰度。相对现有技术，在第二基板20上设置补偿电路及驱动IC，通过补偿电路产生的电压阻止电泳粒子302的移动，本发明实施例仅在第二基板20上设置多个线圈40即可，因而简化了手写电子纸装置的结构，节省成本及功耗。

优选的，如图5所示，第二基板20为导电板；手写电子纸装置还包括第一连接端201，第一连接端201与第二基板20相连；在写入阶段，电源03的第二极与第一连接端201相连；电源03的第一极与电子笔02相连。

其中，由于电子笔02笔头所带的电性与手写电子纸01中电泳粒子302所带的电性相反，而电源03的第一极与电子笔02相连，因而电源03的第一极的电性与电泳粒子302的电性相反。例如电泳粒子302所带的电荷为负电性，则电源03的第一极为正极；第二极为负极。

需要说明的是，手写电子纸装置中通过电子笔02在手写电子纸01上实现写入的原理是：由于电子笔02笔头所带的电性与手写电子纸01中电泳粒子302所带的电性相反，因而当电子笔02在手写电子纸的第一基板10上划动时，在电子笔02划过的地方，电泳粒子302会移动到微杯30的顶部，此处即会显示出电泳粒子302的颜色，其它位置为电泳液301的颜色，这样便可以实现写入。

此外，在手写电子纸装置中设置与第二基板20连接的第一连接端201的目的是，便于不同的部件(例如第一基板10、电源03等)可拆卸地与第二基板20相连或分开，以实现不同的功能。对于第一连接端201的结构不进行限定，只要其它插头或连接部件能够与第一连接端201连接或断开即可。基于此，由于第一连接端201可以连接不同的部件，因而手写电子纸01、电子笔02及电源03无需一一配对使用，对于一个手写电子纸01可以连接不同的电子笔02或电源03。基于上述，在手写电子纸装置写入后，还可以将电源03与第一连接端201断开。

本发明实施例，由于第二基板20为导电板，且手写电子纸装置中还设置有与第二基板20相连的第一连接端201，因而电源03的第二极可以通过第一连接端201直接与第二基板20相连，而无需将每个微杯30对应的至少一个线圈40与电源03的第二极相连，因此可以简化手写电子纸装置的结构。在此基础上，将第二基板20与电源03的第二极相连，在电子笔02写入时，由于第二基板20和电子笔03形成的电场有利于电泳粒子302的移动，从而可以使电子笔02在划过第一基板10时，第一基板10上可以很快显示出电泳粒子302的颜色，即快速显示出写入的内容。

优选的，如图6所示，手写电子纸装置还包括第二连接端101，第二连接端101与第一基板10相连；在显示保持阶段，第一连接端201与第二连接端101相连。

其中，第一连接端201和第二连接端101可以通过导线或其它导电结构相连。

此外，在手写电子纸装置中设置与第一基板10连接的第二连接端101的目的是，便于不同的部件(例如第二基板20、电源03等)与第一基板10相连或分开，以实现不同的功能。对于第二连接端101的结构不进行限定，只要其它插头或连接部件能够与第二连接端101连接或断开即可。

需要说明的是，手写电子纸在写入后保持显示稳定性的原理为：由于第一连接端201与第二连接端101相连，而第一连接端201与第二基板20相连，第二连接端101与第一基板10相连，即相当于第一基板10和第二基板20相连，从而使得第一基板10和第二基板20的电势差相同，此时每个微杯30中的电势均相同。由于每个微杯30中的电势均相同，因而微杯30中的电泳粒子302会稳定在当前位置，不会移动。如果电泳粒子302发生纵向移动，则电泳粒子302的纵向移动会产生电流，该电流可以使线圈40产生磁场，从而使得线圈40产生相应的感应电流。根据楞次定律，感应电流在回路中产生的磁通总是反抗原磁通的变化，因而线圈40产生的感应电流会阻止电泳粒子302的移动，从而保证电泳粒子302的稳定性，以保持显示的稳定性。

基于上述，在手写电子纸的写入阶段和手写电子纸的初始化阶段，第一连接端201和第二连接端101断开。

本领域技术人员应该明白，在手写电子纸的写入阶段和初始化阶段，每个微杯30对应的线圈40也会在电泳粒子302移动时阻止电泳粒子302的移动。

本发明实施例，在手写电子纸装置中设置与第一基板10相连的第二连接端101，可以使不同部件可拆卸地与第一基板10相连，以实现不同的功能。由于在第二基板20上设置有与每个微杯30对应的至少一个线圈40，因而在显示保持阶段，当电泳粒子302纵向移动时，线圈40便可以阻止电泳粒子302的移动，从而保证显示的稳定性，因此本发明实施例的手写电子纸01在写入后，可以长时间保持书写内容的清晰度。

优选的，如图7所示，在初始化阶段，电源03的第一极与第一连接端201相连；电源03的第二极与第二连接端101相连。

其中，手写电子纸的初始化即指将手写电子纸01所有显示的文字或图像等消除。

需要说明的是，手写电子纸初始化的原理为：第二连接端101与电源03的第一极相连，而第二连接端101与第二基板20相连，即相当于电源03的第一极与第二基板20相连。由于电源03的第一极的电性与电泳粒子302所带的电性相反，因而所有的电泳粒子302在第二基板302所带的电性的吸引下，会向微杯30的底部移动，从而使得手写电子纸01的表面显示出电泳液301的颜色，即实现手写电子纸01的初始化。

本发明实施例，将电源03的第一极与第一连接端201相连，由于电源03第一极的电性与电泳粒子302的电性相反，因而电泳粒子302会向微杯30的底部移动，从而实现手写电子纸的初始化。在此基础上，由于电源03的第二极还与第一基板10相连，此时第一基板10和第二基板20形成的电场，有利于电泳粒子302的快速移动，以快速实现手写电子纸01的初始化。

优选的，如图5和图7所示，电源03的第二极接地。

在手写电子纸01的写入阶段，在电子笔02划过的地方，电泳粒子302会移动到微杯30的顶部，电子笔02没有划过的地方，电泳粒子302应在微杯30的底部。然而由于第二基板20与电源03的第二极相连，电源03的第二极带有一定的电势，在该电势的作用下，电泳粒子302可能会发生移动，例如电源03的第二极的电势为-5V，电泳粒子302可能会发生误动作而向上移动，从而导致本不应该显示出电泳粒子302的颜色的地方可能出现电泳粒子302的颜色，这样便可能会影响到手写电子纸01的正常写入。同理，在手写电子纸01的初始化阶段，由于电源03的第一极与第二基板20相连，因而所有的电泳粒子302本应该移动到微杯30的底部，然而第一基板10与电源03的第二极相连，电源03的第二极带有一定的电势，因而在该电势的作用下，部分电泳粒子302可能会向上移动，从而影响手写电子纸01的初始化。

基于上述，本发明实施例中，将电源03的第二极接地，因而可以将与电源03相连的第一基板10或第二基板20的电压固定在零电位，从而可以防止电源03第二极电势的差异导致电泳粒子302在写入阶段和初始化阶段的误动作，以保证手写电子纸具有高质量。

本发明实施例还提供一种手写电子纸装置，如图8所示，包括手写电子纸01、电子笔02、第一子电源031和第二子电源032以及控制开关；手写电子纸装置还包括第一连接端201和第二连接端101，第一连接端201与第二基板20相连，第二连接端101与第一基板10相连；控制开关包括第一子控制开关601、第二子控制开关602和第三子控制开关603。第一子电源031的第一极与电子笔02相连，第二极通过第一子控制开关601与第一连接端201相连；第二子控制开关602的一端与第二连接端101相连，另一端与第一连接端201相连；第二子电源032的第一极与第一连接端201相连，第二极通过第三子控制开关603与第二连接端101相连。其中，手写电子纸01中第二基板20为导电板。

基于上述的手写电子纸装置，当控制第一子控制开关601导通，第二子控制开关602和第三子控制开关603关闭时，则可以实现手写电子纸01的写入；当控制第二子控制开关602导通，第一子控制开关601和第三子控制开关603关闭时，则在手写电子纸01写入后可以实现手写电子纸01的显示保持；当控制第三子控制开关603导通，第一子控制开关601和第二子控制开关602关闭时，则可以实现手写电子纸01的初始化。

本发明实施例还提供一种手写电子纸的制备方法，如图9所示，包括：

S100、在第二基板20上沉积一层金属薄膜，通过构图工艺形成多个线圈40。

其中，对于金属薄膜的材料，以能在形成线圈40后，线圈40所处磁场的磁通量变化时，产生感应电流为准，例如金属薄膜的材料可以为铁。

S101、在第二基板20上形成多个微杯30，每个微杯30中填充电泳液303和电泳粒子302，并通过微杯封装盖301进行封装；其中，每个微杯30至少对应一个线圈40。

其中，第一基板10和第二基板20之间的多个微杯30可以一体成型。

对于每个微杯30对应的线圈40的个数不进行限定，每个微杯30可以对应一个线圈40，也可以对应两个或两个以上的多个线圈40。

需要说明的是，对于多个微杯30和第二基板20之间如何固定不进行限定，例如可以通过光学透明胶进行固定。

S102、将第一基板10和第二基板20对盒，以形成手写电子纸01。

本发明实施例提供一种手写电子纸的制备方法，通过在第二基板20上设置多个线圈40，每个微杯30至少对应一个线圈40，这样在手写电子纸写入后，在显示保持阶段(此时微杯30中电势相同)，若电泳粒子302移动，则线圈40会产生感应电流，阻止电泳粒子302的移动，从而保持电泳粒子302的稳定性，即保持了手写电子纸显示的稳定性。相对现有技术，在第二基板20上设置补偿电路及驱动IC，通过补偿电路产生的电压阻止电泳粒子302的移动，本发明实施例仅在第二基板20上设置多个线圈40即可，因而简化了手写电子纸的结构，节省成本及功耗。

优选的，通过构图工艺形成多个线圈40，包括：通过构图工艺在每个微杯30对应位置形成两个或两个以上线圈40；其中，两个或两个以上线圈40的半径不同。

本发明实施例中，若每个微杯30对应的线圈40的个数越多，则在电泳粒子302移动时，线圈40产生的感应电流越大，从而能够更有效地阻止电泳粒子302移动，因而本发明实施例优选每个微杯30对应位置形成两个或两个以上线圈40。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。