专利名称：具有触摸功能的电子纸显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子纸显示装置，尤其涉及一种具有触摸功能的电子纸显示装置。
背景技术：
由于具有低功耗、可弯曲性、厚度薄等优点，电子纸显示器被广泛应用在手机、电 子书、电脑 、个人数字助理等电子产品中作为显示屏幕使用。电子纸显示器的结构通常包括上基板、下基板、电泳显示媒质层，上基板下表面设 有公共ITO电极，下基板上表面设有TFT像素电极，电泳显示媒质层紧密贴合在公共ITO电 极和TFT像素电极之间。现有带触摸功能的电子纸显示器的结构通常是电子纸显示屏的表 面覆盖一独立的触摸屏，通常触摸屏通过一粘合层直接粘附在电子纸显示器的上基板上表 面。所用触摸屏通常由玻璃或者薄膜底板以及ITO层组成，由于光线通过玻璃会有一个折 射与反射的过程，到达电子纸的光线会有较大的衰减，尤其电子纸是反射型显示屏，本身不 具备背光装置，触摸屏所造成的光线损失非常明显。另外，电子纸显示屏与触摸屏是通过粘 合剂层粘结而成，在组装制造的过程中需要无尘的条件，对环境要求比较苛刻，增加了制造 的成本，否则很容易引入“内污”，增加显示装置在制造过程中的不良率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种带触摸功能的电子纸显示装置，减小触摸屏造成的光 线损失，简化生产工序、并减少内污的产生。一种具有触摸功能的电子纸显示装置，该电子纸显示装置依次包括复合透明电 极层，与复合透明电极层接触的电泳显示媒质层，及像素电极层；所述复合透明电极层包括 至少一层透明触摸电极层，所述透明触摸电极层中的一层透明触摸电极层，与像素电极层 及电泳显示媒质层构成显示装置的显示层；该电子纸显示装置还包括电源和驱动电路，所 述驱动电路用于检测所述复合透明电极层的被触摸位置和驱动显示层进行画面显示。在电泳显示媒质层上直接形成复合透明电极层作为显示装置的触摸电极层，同时 复合透明电极层包含有一公共透明电极层，该公共电极层与像素电极层之间施加驱动电压 对电泳显示媒质进行画面刷新。因为复合透明电极层的使用省去了触摸屏的玻璃底板和电 子纸的上基板，也就减少了光线的反射与折射过程，显示屏整体显示效果变好，不会产生流 动环等光学干涉；也减少了整个产品的原材料以及显示屏的生产工序，降低成本；同时组 装过程中不会引入“内污”。
图1是本发明第一实施方式的电子纸显示装置结构示意图。图2是本发明第一实施方式的电子纸显示装置的模块图。图3是本发明第一实施方式的电子纸显示装置的控制流程图。
图4是本发明第二实施方式的电子纸显示装置结构示意图。主要元件符号说明
具体实施例方式图1是本发明第一实施方式的电子纸显示装置的结构示意图。电子纸显示装置 100依次包括保护层10、复合透明电极层20、电泳显示媒质层30以及像素电极层40。保护层10设在电子纸显示装置100的外表面，用来保护屏幕不被划伤或者污染， 通常保护层10是涂布的一层绝缘油墨或者是一层高透过率的塑料膜。复合透明电极层20包括第一透明触摸电极层201、第二透明触摸电极层202、设置 于第一透明触摸电极层201和第二透明触摸电极层202之间的透明间隔物203。第一透明 触摸电极层201和第二透明触摸电极层202通常选用ITO薄膜，透明间隔物203为绝缘的 透明阻隔物，尺寸约为10微米到40微米之间。复合透明电极层20在触摸模式下，当电子 纸显示装置100被触摸时，处于触摸位置的第一透明触摸电极层201会发生弹性形变，并与 第二透明触摸电极层202接触，第一透明触摸电极层201和第二透明触摸电极层202上的 电流会发生变化，从而产生触摸信号。第二透明触摸电极层202还与电泳显示媒质层30相接触，并作为公共透明电极 层，与电泳显示媒质层30和像素电极层40构成显示层56。复合透明电极层20在驱动寻 址模式下，通过改变电泳显示媒质层30的光学状态来刷新该电子纸显示装置100显示的画面。电泳显示媒质层30是双稳态的电子墨水显示媒质。在第一实施方式中，电泳显示 媒质层30采用微胶囊式电泳显示媒质，该电泳显示媒介层包括多个微胶囊301，每一微胶 囊301中封装有若干第一电泳粒子302和第二电泳粒子303。像素电极层40包括多个薄膜 晶体管(Thin-Film Transistor,TFT)电极，像素电极层40与电泳显示媒质层30之间通过 粘合剂接合。请一并结合图2，其为本发明第一实施方式的电子纸显示装置的功能模块图。电子 纸显示装置100包括复合透明电极层20、显示层56、电源57、以及驱动电路50。驱动电路 50用于检测复合透明电极层20被触摸位置和驱动显示层56进行显示。驱动电路50包括有触摸控制模块52、中央控制单元53、电极切换模块55以及电 子纸控制模块54。触摸控制模块52连接在复合透明电极层20和中央控制单元53之间，电 子纸控制模块54连接在显示层56和中央控制单元53之间，电极切换模块55与中央控制 单元53、复合透明电极层20、显示层56电连接。该电极切换模块55用于断开和接通复合透明电极层20或显示层56与电源57的电连接。第一实施方式中，电极切换模块55是由若干MOS开关管组成的电子开关电路。触摸控制模块52包括电信号检测单元521和触摸位置侦测单元522，该电信号检 测单元521与复合透明电极层20电连接。电源57在第一透明触摸电极层201和第二透明 触摸电极层202上施加有电场，也就是，在第一实施方式中电子纸显示装置100采用电阻式 触摸屏实现触摸功能。当复合透明电极层20被触摸时，处于触摸位置的第一透明触摸电极 层201会发生弹性形变，并与第二透明触摸电极层202电接触，第一透明触摸电极层201和 第二透明触摸电极层202上的电流会发生变化，该电信号检测单元521侦测和采集复合透 明电极层20的电信号变化信息，并将复合透明电极层20的电信号变化信息发送至触摸位 置侦测单元522。触摸位置侦测单元522根据所述电信号变化信息确定复合透明电极层20 上的触摸位置，并将触摸位置的信息输出至中央控制单元53。中央控制单元53根据触摸位置的信息判断电子纸显示装置100显示的画面信息 是否需要更新。例如，该触摸位置显示返回上一级菜单的操作按钮时，电子纸显示装置100 需要显示上一级菜单的显示页面，或者触摸位置显示文件夹的图标时，电子纸显示装置100 需要显示该文件夹的具体内容。若电子纸显示装置100画面信息需要更新，中央控制单元53发出第一切换指令至 电极切换模块55，并根据需要更新的画面信息发出驱动信号至电子纸控制模块54;若电子 纸显示装置100画面信息不需要更新，中央控制单元53不发出任何指令，电信号检测单元 521继续侦测和采集复合透明电极层20上的电信号变化信息。电极切换模块55接收到中央控制单元53发出的第一切换指令时，断开电源57与 复合透明电极层20的电连接，从而断开施加在第一透明触摸电极层201和第二透明触摸电 极层202上的电场，进而退出所述触摸模式。同时，该电极切换模块55控制电源与显示层 56进行电连接，电源57在第二透明触摸电极层202和像素电极层40之间施加驱动电压，复 合透明电极层20从触摸状态切换为驱动寻址模式，从而更新该电子纸显示装置100显示的 画面。电子纸控制模块54接收到中央控制单元53发出的驱动信号控制施加在第二透明 触摸电极层202和像素电极层40之间的驱动电压，改变电泳显示媒质层30的光学状态，从 而控制电子纸显示装置100从当前画面信息更新到下一画面信息。当电子纸显示装置100显示的画面信息更新完毕后，电子纸控制模块54输出一切 换信号至中央控制单元53，中央控制单元53根据所述切换信号发出第二切换指令至电极 切换模块55。电极切换模块55接收到中央控制单元53发出的第二切换指令，断开电源57 与显示层56的电连接，从而断开施加在第二透明触摸电极层202和像素电极层40之间的 驱动电压，进而退出所述驱动寻址模式。同时，该电极切换模块55控制电源57与复合透明 电极层20进行连接，电源57在第一透明触摸电极层201和第二透明触摸电极层202上施 加电场，复合透明电极层20从驱动寻址状态切换为触摸模式，从而侦测该电子纸显示装置 100的被触摸位置。请参阅图3，其为本发明第一实施方式的电子纸显示装置的控制流程图，包括如下 步骤
步骤S61，采集复合透明电极层20的电信号变化信息。电信号检测单元521侦测 复合透明电极层20的电信号，采集复合透明电极层的电信号变化信息，并将采集到的电信号变化信息输出至触摸位置侦测单元522。
步骤S62，根据所述电信号变化信息确定触摸位置。触摸位置侦测单元522根据采 集到的所述电信号变化信息，确定复合透明电极层的触摸位置，并将所述触摸位置的信息 输出至中央控制单元53。步骤S63，根据所述触摸位置判断是否需要更新画面，并发出第一切换指令和驱动 信号。中央控制单元53根据触摸位置的信息判断是否需要更新显示画面，不需要更新电子 纸显示装置100的画面信息则返回步骤S61，如果需要更新电子纸显示装置100的画面信息 则中央控制单元53发出第一切换指令至电极切换模块55以及驱动信号至电子纸控制模块 54。步骤S64，复合透明电极层20从触摸状态切换为驱动寻址状态。电极切换模块55 根据第一切换指令，将复合透明电极层20从触摸状态切换为驱动寻址状态。步骤S65，更新电子纸显示装置100画面信息。电子纸控制模块54根据驱动信号， 改变电泳显示媒质层30的光学状态，控制电子纸显示装置100更新到下一画面信息。步骤S66，发出切换信号。电子纸显示装置100画面信息更新完毕后，电子纸控制 模块54输出切换信号至中央控制单元53。步骤S67，根据所述切换信号发出第二切换指令。中央控制单元53接收到切换信 号，输出第二切换指令至电极切换模块55。步骤S68，复合透明电极层20从驱动寻址状态切换为触摸状态。电极切换模块55 根据第二切换指令，将复合透明电极层20从驱动寻址状态切换为触摸状态，返回步骤S61。图4是本发明第二实施方式的电子纸显示装置的结构示意图。电子纸显示装置 102依次包括保护层12、复合透明电极层22、电泳显示媒质层32以及像素电极层42。第二 实施方式中，电子纸显示装置102的功能模块以及控制流程与第一实施方式相同。第二实 施方式的电子纸显示装置102的结构与第一实施方式中的相似，其不同在于复合透明电极 层22仅有一层透明触摸电极层221，该复合透明电极层22为一表面式电容触摸屏的触摸电 极。通常该透明触摸电极层221的周边会加上线性化的金属电极，来减小角落/边缘效应 对电场的影响。与第一实施方式中相同，该复合透明电极层22在触摸状态下，当电子纸显 示装置102表面被手指触摸时，透明触摸电极层221表面就会有一定的电荷转移到人体，为 了恢复这些电荷损失，电荷会从透明触摸电极层221的四角补充过来，透明触摸电极层221 上的电流发生改变且各方向补充的电荷量和触摸点的距离成比例。该透明触摸电极层221也作为公共透明电极层，其在驱动寻址状态下，透明触摸 电极层221与像素电极层42施加有驱动电压，电泳显示媒质层32响应该驱动电压而改变 自身的光学状态，从而刷新该电子纸显示装置102显示的画面。本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明， 而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的 适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。
权利要求
一种具有触摸功能的电子纸显示装置，该电子纸显示装置依次包括复合透明电极层，与复合透明电极层接触的电泳显示媒质层，及像素电极层；所述复合透明电极层包括至少一层透明触摸电极层，所述透明触摸电极层中的一层透明触摸电极层，与像素电极层及电泳显示媒质层构成显示装置的显示层；该电子纸显示装置还包括电源和驱动电路，所述驱动电路用于检测所述复合透明电极层的被触摸位置和驱动显示层进行画面显示。
2.如权利要求1所述的电子纸显示装置，其特征在于复合透明电极层具有两层透明 触摸电极层，两层透明触摸电极层通过透明间隔点分开，并形成电阻式触摸层。
3.如权利要求2所述的电子纸显示装置，其特征在于两层透明触摸电极层中，与电泳 显示媒质层接触的一层透明触摸电极层是公共透明电极层。
4.如权利要求1所述的电子纸显示装置，其特征在于复合透明电极层具有一层透明 触摸电极层，该层透明触摸电极层形成一表面电容式触摸层。
5.如权利要求1所述的电子纸显示装置，其特征在于像素电极层包括多个TFT电极。
6.如权利要求1所述的电子纸显示装置，其特征在于电泳显示媒质层是双稳态电子 墨水显示媒质。
7.如权利要求6所述的电子纸显示装置，其特征在于电泳显示媒质层是微胶囊式电 泳显示媒质。
8.如权利要求1所述的电子纸显示装置，其特征在于所述驱动电路包括触摸控制模 块、中央控制单元、电极切换模块以及电子纸控制模块；触摸控制模块检测和判断复合透明 电极层的被触摸位置，将被触摸位置的信息输出至中央控制单元；中央控制单元根据被触 摸位置的信息判断电子纸显示装置显示的画面信息是否需要更新，发出第一切换指令至电 极切换模块，发出驱动信号至电子纸控制模块；电极切换模块根据第一切换指令断开电源 与复合透明电极层的连接，同时控制电源与显示层进行连接，在公共透明电极层和像素电 极层之间施加驱动电压；电子纸控制模块根据驱动信号控制施加在公共透明电极层与像素 电极层之间的驱动电压，驱动电泳显示媒质层更新画面信息。
9.如权利要求8所述的电子纸显示装置，其特征在于电子纸控制模块在电泳显示媒 质层图像更新完毕后，输出一切换信号至中央控制单元，中央控制单元根据切换信号发出 第二切换指令至电极切换模块，电极切换模块断开电源与显示层的连接，同时控制电源与 复合透明电极层电连接，在复合透明电极层上施加电场。
10.如权利要求8所述的电子纸显示装置，其特征在于触摸控制模块包括一电信号检 测单元和一触摸位置侦测单元，该电信号检测单元检测复合透明电极层的电信号变化，触 摸位置侦测单元根据复合透明电极层的电信号变化确定触摸位置。
全文摘要
一种具有触摸功能的电子纸显示装置依次包括复合透明电极层、与复合透明电极层接触的电泳显示媒质层、像素电极层、电源和驱动电路。复合透明电极层构成显示装置的触摸电极层，复合透明电极层中一层透明触摸电极层与像素电极层以及电泳显示媒质层构成显示装置的显示层，驱动电路用于检测复合透明电极层被触摸位置和驱动电泳显示媒质层进行显示。复合透明电极层的使用省去了触摸屏的玻璃底板和电子纸的上基板，也就减少了光线的反射与折射过程，显示屏整体显示效果变好，不会产生流动环等光学干涉；同时组装过程中不会引入“内污”。
文档编号G06F3/045GK101866236SQ201010133438
公开日2010年10月20日 申请日期2010年3月26日 优先权日2010年3月26日
发明者严理佳, 潘俊维, 谢冠宏 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司