专利名称：电子墨水触敏显示器的制作方法
电子墨水触敏显示器
背景技术：
触敏显示器组合透明位置传感器与显示装置。所述位置传感器是一种可检测在所述位置传感器的叠加在显示屏上的显示区域内通过手指或例如手写笔等另一物件或其紧密接近所做的触摸的存在及位置的装置。在触敏显示器应用中，位置传感器使得能够直接与显示在屏幕上的内容互动而非借助鼠标或触摸垫间接互动。位置传感器可附接到计算机、个人数字助理、卫星导航装置、移动电话、便携式媒体播放器、便携式游戏控制台、公共信息亭、销售点系统等或作为其一部分提供。存在若干种不同类型的位置传感器/触摸屏，例如电阻性触摸屏、表面声波触摸屏、电容性触摸屏等。举例来说，电容性触摸屏可包含绝缘体及衬底，其中所述衬底的一个或两个表面上具有呈特定图案的导电材料层。当例如手指或手写笔等对象触摸屏幕的表面或提供在紧密接近于屏幕的表面处时，存在电容的改变。此电容的改变由控制器感测且经处理以确定屏幕上触摸的位置。电子纸、电子纸张或电子墨水显示器为一种经设计以模拟普通墨水在纸上的外观的显示器技术。不同于使用背光来照明其像素元件的常规平板显示器，电子纸像普通纸一样反射光。其能够模糊地保持文本及图像，而不汲取电同时允许稍后改变图像。近年来，电子墨水显示器已变得广泛使用。然而，将触敏屏与电子墨水显示器并在一起会增加显示器的厚度。
发明内容
以下揭示内容描述将触敏屏与电子墨水显示器并在一起的显示器的实例。
图式仅以实例方式而非限制方式描绘根据本发明教示内容的一个或一个以上实施方案。在各图中，相似的参考编号指代相同或类似的元件。图1是电子墨水显示器的实例的侧视图；图2示意性地图解说明电子墨水显示器的电子墨水层；图3示意性地图解说明像素电极层；图4示意性地图解说明经图案化的电极层；图5示意性地图解说明另一电子墨水显示器；图6示意性地图解说明另一电子墨水显示器；图7示意性地图解说明另一电子墨水显示器；且图8示意性地图解说明用于触摸屏显示面板的控制件及驱动器的电子器件。
具体实施例方式在以下详细说明中，以实例方式阐述众多特定细节以便图解说明相关教示内容。 为了避免不必要地使本发明教示内容的方面模糊，已在相对高的层面上描述了所属领域的技术人员众所周知的那些方法、程序、组件及/或电路。在所述实例中，描述一种并入有触敏屏的电子墨水显示器，所述触敏屏并不像具有触摸屏的常规电子墨水显示器那样多地增加所述电子墨水显示器的厚度。在所述实例中，使至少一个电极组或层为显示及触摸感测功能两者共享。在各图中，不展示粘合剂层， 除非其与本发明相关。图1示意性地图解说明电子墨水显示器的侧视图。所述显示器包含透明的第一衬底10、第一电极层20、电子墨水层30、第二电极层40及第二衬底50。在一个实例中，第一电极层20为大致透明的电极层，例如氧化铟锡(ITO)层。或者，第一电极层20为由导电材料 (例如铜或银)细线构成的精细网格。构成所述网格的线的宽度可大约为Iym到20 μπι。 在其它实例中，所述线的宽度大约为IOnm到Ιμπι。所述线的宽度允许电极难以由用户看见。第二电极层40为像素驱动电极层，其由具有由显示控制器(未展示)个别驱动的能力的像素驱动元件构成。图1的电子墨水层30提供在第一电极层20与第二电极层40之间。图2更详细地图解说明电子墨水层30。电子墨水层30包含透明微胶囊38，每一透明微胶囊38含有带正电荷的白色粒子36、带负电荷的黑色粒子32及透明流体34。在另一实例中，白色粒子36 可带负电荷，且黑色粒子32可带正电荷。在另一实例中，所述粒子可具有任何色彩，只要带正电荷的粒子具有不同于带负电荷的粒子的色彩即可。在一实例中，每一透明微胶囊38具有在18μπι到180μπι的范围中的直径。白色粒子36及黑色粒子32悬浮在透明流体34中。透明流体34可为能够含有所述粒子的任何透明流体且允许所述粒子在由电极吸引时移动到微胶囊38的任一端。举例来说，一种适合流体为透明的油。参考图2，当向第二电极层40施加相对于施加到第一电极层20的电压为负的电压时，带正电荷的白色粒子36经吸引到微胶囊38的最接近第一电极层20的端，从而致使微胶囊38的邻近于第一电极层20的表面显现为白色。同时，带负电荷的黑色粒子32经牵引到微胶囊38的最接近第二电极层40的端且不可见。通过反转所述过程，带负电荷的黑色粒子32经吸引到微胶囊38的最接近第一电极层20的端以使得微胶囊38的表面显现为黑色，且带正电荷的白色粒子36经牵引到微胶囊38的最接近第二电极层40的端，在所述端处带正电荷的白色粒子36不可见。图3展示示范性第二电极层40。第二电极层40形成像素电极元件70的图案，像素电极元件70中的每一者可接着由如稍后所论述的显示驱动器控制。当跨越第一电极层 20施加电压并选择第二电极层40的个别像素元件70时，正显示的图像经改变。选择个别像素元件并以适当电压进行驱动以使邻近微胶囊中的粒子移动从而以产生所要图像所需要的方式产生所要白色及黑色显示像素。在一个实例中，施加约25V的电压达数毫秒以改变正显示的图像。一旦所显示的图像已经改变，就不需要电力来维持所述图像。可维持所述图像达显著长度的时间，直到施加电力来改变所述图像。在所述实例中，电子墨水显示器具备互电容类型触敏屏。此触敏屏的主要组件为多个驱动电极及感测电极。所述驱动及感测电极经布置以形成其中所述驱动与感测电极重叠的节点。触敏屏由连接到所述驱动及感测电极以用于控制所述驱动及感测电极的控制电路支持。
在此第一实例中，显示与触摸感测操作共享电极层20及40的使用。当不施加用以改变显示状态的电压时，所述层的电极用于触摸感测，且反之亦然。为了给电子墨水显示器提供触敏屏，将第二电极层40的像素元件分组在一起以形成多个驱动电极，使得其可同时由其对应像素驱动器加以脉冲以充当用于电容性感测功能的驱动电极。在图3中所示的实例中，将多个像素元件70分组在一起以形成驱动电极XO 到X7，从而导致每一驱动电极具有90个像素元件70。然而，驱动电极可包含与取决于触摸屏的所要大小及使用所需的一样少或一样多的像素元件。所述分组是通过控制行中的所有像素元件的驱动器以同时施加用于感测的电压来完成。可单独地驱动每一像素元件以形成高分辨率触摸传感器。或者，可将数个像素元件分组在一起并将其视作一个驱动电极，即， 图3的XO到X7。虽然将所述像素元件分组在一起以形成单独的驱动电极XO到X7，但每一触摸感测驱动电极之间并不存在物理分离。执行所述分组是为便于驱动。如图4中所示，第一电极层20可为由导电材料细线构成的精细网格层，其经图案化以形成多个感测电极YO到Y9。为了使显示器用作电子墨水显示器，施加到第一电极层的感测电极图案提供对电子墨水层30的大致完全覆盖。如果第一电极层20存在不具有充足覆盖的区域，那么不更改电子墨水层30的这些未充分覆盖的区域。因此，电子墨水显示器的第一电极层20通常不经图案化，而通常为单个透明导电材料层。每一感测电极YO到Y9 之间可存在电中断，但所述中断是极微的以便提供对整个电子墨水层的大致完全覆盖。由于第一电极层20经图案化以用于感测，因此为了改变图像，使第一电极层20上的所有电极均保持在相同电压下。在本实例中，第一电极层20为精细线导电金属(例如，铜)层或金属网格层，其可以所要传感器电极图案加以图案化。为了感测显示器处的触摸的位置，向驱动电极施加电压且在感测电极处感测信号。用以改变电子墨水显示器上所保持的图像的电压(其对应于施加到驱动电极以用于触摸感测的电压)大约为3伏。相比之下，使用25伏的电压来改变电子墨水显示器的图像。 因此，用于感测的电压通常为小于改变图像所需的电压的数量级。另外，为了改变显示器处所保持的图像，施加图像电压达大约数毫秒的时间周期。然而，为了获得感测读数，可向每一驱动电极施加用于感测的电压达数微秒。此为比用于改变图像的时间显著少的时间。鉴于低电压及短时间，向第二电极层40的驱动电极施加用于感测的电压以确定触摸的位置将不更改显示器处所保持的图像，因为电子墨水粒子仅在于第一与第二电极层20、40之间施加持续电压差(图像电压)达较长时间周期的情况下移动。在一个实例中，用于触摸或接近度感测的驱动电压经偏移使得平均在与为改变所显示图像而保持图像电压所达的周期相当的周期内，驱动电压大致为零。在一个实例中，第一电极层20可形成其上图案化有驱动及感测电极两者的单层触摸位置传感器。在此实例中，第一电极可由ΙΤ0、网格或其它适合材料形成。在另一实例中，第一电极层20可经图案化以在衬底90的一侧上形成感测电极，且第二电极层40可提供在衬底90的另一侧上，如图5中所图解说明。在此实例中，第二电极可由ΙΤ0、网格或其它适合材料组成。在如图6中所示的另一实例中，触敏显示器具有经图案化以形成多个感测电极的第一电极层20、经由邻近于第一电极层20的电介质层80提供的第二电极层40，第二电极层40经图案化以形成多个驱动电极。所述实例还具有邻近第二电极层40而提供的电子墨水层30及邻近电子墨水层30而提供的像素电极层70。所述实例还可将粘合剂用于电介质层80。在如图7中所示的另一实例中，第一电极层20形成多个感测电极及多个驱动电极两者。电子墨水层30邻近于第一电极层20。像素电极层70邻近于电子墨水层30而提供。在以上实例中，将在不改变图像的时间执行感测。一旦图像已经改变，就执行触摸感测。借助此方法，控制器可改变到新的所要图像，所述图像将保持在适当位置。接着所述控制器向驱动电极施加用于感测的驱动电压并从感测电极感测信号以检测任一触摸的位置，直到将显示器改变为新图像变为必需的稍后时间。然而，如果需要在与感测触摸约相同的时间改变图像，那么可使图像驱动电压与用于触摸感测的电压的循环交错。可使用同一电路来控制显示器处的改变图像及感测触摸两者。如图8中所示，控制单元750可经提供为单个集成电路芯片，例如通用微处理器、微控制器、可编程逻辑装置 /阵列、专用集成电路(ASIC)或其组合。在所图解说明的实例中，控制单元750包含驱动单元710、感测单元720、存储装置730及处理器单元740。感测单元720类似于互电容类型触摸屏的感测单元。单元710的像素驱动器可类似于在其它电子显示器中所使用的像素驱动器。处理器740能够控制跨越电极施加以改变显示器的电压。处理器单元740能够处理来自感测单元720的数据并确定触摸的位置。在另一实例中，驱动单元710、感测单元720 及处理器单元740可全部提供于单独的控制单元中。处理器740还能够按顺序一起控制单元710的像素驱动器的群组，使得各个群组中的像素驱动器电极在触摸感测期间用作驱动电极。一种电子墨水显示器具备触摸传感器，但在一个实施例中不具有电子墨水显示器的厚度增加，且在另一实施例中不具有显著厚度增加。可对前文中所描述的实例及实施例做出各种修改，且可在众多应用中应用任何相关教示内容，本文中仅已描述所述应用中的一些应用。以下权利要求书意在主张任何及所有归属于本教示内容的真实范围内的应用、修改及变化。
权利要求
1.一种触敏显示器，所述显示器包括 第一电极层；电子墨水层，其邻近所述第一电极层而提供； 第二电极层，其邻近所述电子墨水层而提供；及控制电路，其经配置以跨越所述第一电极层及所述第二电极层施加图像电压以致使所述电子墨水层显示图像，其中所述第一电极层经图案化以形成多个感测电极， 所述第二电极层形成多个驱动电极，所述多个感测电极及所述多个驱动电极经布置以形成其中所述驱动与感测电极重叠的节点，且所述控制电路进一步经配置以向所述多个驱动电极施加用于电容性感测的电压并从所述多个感测电极感测信号以确定所述显示器处的触摸的位置。
2.根据权利要求1所述的触敏显示器，其中所述第一电极层由细导电线网格组成。
3.根据权利要求1所述的触敏显示器，其中所述第二电极层为形成多个像素驱动电极的像素驱动电极层。
4.根据权利要求3所述的触敏显示器，其中所述像素驱动电极层的所述像素驱动电极被一起分组成多个行以形成所述多个驱动电极。
5.根据权利要求1所述的触敏显示器，其中所述经图案化的第一电极层覆盖大致所述整个电子墨水层。
6.根据权利要求5所述的触敏显示器，其中控制电路进一步经配置以跨越所述第一电极层及所述第二电极层保持所述图像电压，以便向所述整个第一电极层施加相同电压。
7.根据权利要求3所述的触敏显示器，其中所述控制电路进一步经配置以在所述控制电路跨越所述第一电极层及所述第二电极层施加所述图像电压时个别地驱动所述像素驱动电极层的像素元件。
8.根据权利要求1所述的触敏显示器，其中所述用于电容性感测的电压是施加到所述驱动电极且在所述感测电极处被感测。
9.根据权利要求1所述的触敏显示器，其中所述控制电路进一步经配置以使所述图像电压与所述感测电压的施加交错。
10.一种触敏显示器，其包括 第一电极层；电子墨水层，其邻近所述第一电极层而提供； 像素电极层，其邻近所述电子墨水层而提供；及控制电路，其经配置以跨越所述第一电极层及所述像素电极层的选定像素元件施加图像电压以致使所述电子墨水层显示图像，其中所述第一电极层经图案化以形成多个感测电极及多个驱动电极， 所述多个感测电极及所述多个驱动电极经布置以在所述驱动与感测电极的相交点处形成感测节点，且所述控制电路进一步经配置以向所述多个驱动电极施加用于电容性感测的电压并从所述多个感测电极感测信号以确定所述显示器处的触摸的位置。
11.根据权利要求10所述的触敏显示器，其中所述第一电极层由ITO组成。
12.根据权利要求10所述的触敏显示器，其中跨越所述第一电极层及所述像素电极层的选定像素元件施加的所述图像电压大于到所述多个驱动电极的所述用于电容性感测的电压及来自所述多个感测电极的感测信号。
13.根据权利要求10所述的触敏显示器，其中所述第一电极层由导电线网格组成。
14.一种触敏显示器，其包括第一电极层，其经图案化以形成多个感测电极，电介质层；第二电极层，其邻近所述电介质层而提供；电子墨水层，其邻近所述第二电极层而提供；像素电极层，其邻近所述电子墨水层而提供；及控制电路，其经配置以跨越所述第二电极层及所述像素电极层的选定像素元件施加图像电压以致使所述电子墨水显示图像，其中所述第二电极层经图案化以形成多个驱动电极，所述多个感测电极及所述多个驱动电极经布置以在所述驱动与感测电极的相交点处形成节点，且所述控制电路进一步经配置以向所述多个驱动电极施加用于电容性感测的电压并从所述多个感测电极感测信号以确定所述显示器处的触摸的位置。
15.根据权利要求14所述的触敏显示器，其中所述第一电极层由导电线网格组成。
16.根据权利要求14所述的触敏显示器，其中跨越所述第二电极层及所述像素电极层的选定像素元件施加的所述图像电压大于到所述多个驱动电极的所述用于电容性感测的电压及来自所述多个感测电极的感测信号。
全文摘要
本发明涉及一种并入有触敏屏的电子墨水显示器，与常规触摸屏显示器相比，所述触敏屏不显著增加所述电子墨水显示器的厚度。所述触摸屏具有各自具有若干电极的第一及第二电极层，所述电极经布置以形成其中所述电极重叠的节点。所述电子墨水显示器含有具有不同色彩的不同带正电荷及带负电荷的墨水的微胶囊，所述不同色彩的不同带正电荷及带负电荷的墨水由带相反电荷的电极吸引以形成图像。
文档编号G06F3/041GK102375608SQ20111024408
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月22日 优先权日2010年8月20日
发明者埃萨特·伊尔马兹 申请人:爱特梅尔公司