CN102141853B - 电子纸装置 - Google Patents

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Abstract

一种电子纸装置，包括依次排列的触摸面板、导电层、若干像素电极、电泳层、公共电极层及处理单元。电泳层位于该若干像素电极以及公共电极层之间并与之分别电连接，导电层与公共电极层之间具有一足以驱动电泳层的显示变化的电势差。当用户触摸电子纸装置时，触摸面板压下，导电层与触摸位置对应的像素电极接触，像素电极与公共电极层之间具有一电势差，驱动电泳层对应该触摸位置的区域显示一颜色。同时，触摸面板响应用户的触摸产生触摸信号至处理单元，处理单元根据该触摸信号确定触摸位置。电子纸装置还包括TFT矩阵电路及驱动控制电路。本发明的电子装置可支持手写及触摸位置识别。

Description

电子纸装置
技术领域
本发明涉及一种电子纸装置，特别涉及一种电泳型电子纸装置。
背景技术
电子纸由于其与普通的纸张十分接近、即具有高对比、广视角度、低能耗以及阅读的高舒适性等性能，已经逐渐成为一种应用较广的显示装置。
现有技术中，已有实现笔写或手写输入的电子纸装置。然而，目前大部分手写输入电子纸装置大都只能实现画板的功能，即，通过手写笔或手指触摸该电子纸装置时，笔或手指触摸的区域实时显示触摸轨迹，但不能识别用户所触摸的位置以及触摸轨迹。然而，在需要获取用户触摸位置去控制电子纸显示时，仅能实现手写输入的电子纸装置显然不能满足要求。
目前，有些电子纸装置通过在电子纸表面叠加一触摸面板，通过触摸面板感测用户触摸后，在通过处理单元控制电子纸的显示，然而，电子纸的刷新速度较慢，如果通过软件的方式侦测到用户触摸，再根据触摸位置控制电子纸相应位置显示的变化，显然响应时间会更长。
有鉴于此，有必要提供一种同时支持手写输入以及触摸位置识别的电子纸装置，以解决上述问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种同时支持手写输入以及触摸位置识别的电子纸装置。
一种电子纸装置，包括触摸面板、导电层、若干像素电极、电泳层、公共电极层以及处理单元。该触摸面板，用于响应用户触摸产生触摸信号。该触摸面板、导电层、该若干像素电极、电泳层以及公共电极层依次排列，触摸面板、导电层以及若干像素电极均为透明导电材料制成，该触摸面板位于电子纸装置的观看面一侧；该电泳层与该若干像素电极以及公共电极层分别电连接，该导电层与公共电极层之间具有一电势差，该电势差足以驱动电泳层的显示，当用户触摸该电子纸装置时，触摸面板以及导电层被压下，从而使得导电层与该触摸位置对应的像素电极接触，使得像素电极带有导电层的电压，从而像素电极与公共电极层之间具有一电势差，使得电泳层对应该触摸位置的区域显示一定颜色，同时触摸面板响应用户触摸产生触摸信号，该处理单元接收到该触摸信号后，根据该触摸信号确定触摸位置。
本发明的电子纸装置，可同时支持手写以及触摸位置识别。
附图说明
图1为本发明电子纸装置的具体结构图。
图2为本发明一实施方式中电子纸装置实现橡皮擦似擦除功能部分的结构示意图。
图3为本发明另一实施方式中电子纸装置实现橡皮擦似擦除功能部分的结构示意图。
主要元件符号说明
  电子纸装置   1
  导电层   10
  像素电极   20
  电泳层   30
  公共电极层   40
  隔离层   12
  绝缘栅格   121
  微腔   301
  悬浮液   302
  黑色带电粒子   303
  触摸面板   50
  基板   60
  处理单元   70
  TFT矩阵电路   80
  驱动控制电路   90
  电源管理单元   100
  电源   110
  双刀双掷开关   K
具体实施方式
请参阅图1，为本发明支持手写与触摸位置识别的电子纸装置的具体结构图。该支持手写与触摸位置识别的电子纸装置1包括导电层10、若干像素电极20、电泳层30、公共电极层40以及触摸面板50。其中，该触摸面板50、导电层10、若干像素电极20、电泳层30以及公共电极层40依次排列，且触摸面板50靠近电子纸装置1的观看面一侧，该若干像素电极以矩阵方式排列，分布在一个平行于该导电层10、电泳层30以及公共电极层40的平面上，该导电层10与该若干像素电极20之间还包括一隔离层12，该隔离层12包括若干绝缘栅格121，该隔离层12用于在用户未触摸该电子纸装置1时将该导电层10与若干像素电极20分隔。该电泳层30位于若干像素电极20以及公共电极层40之间并分别与若干像素电极20以及公共电极层40电连接。在本实施方式中，该触摸面板50为透明触摸面板，该导电层10以及若干像素电极20均为透明导电材料制成，例如ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)。
其中，该导电层10与公共电极层40之间具有一电势差，该电势差足以驱动电泳层30的显示。当用户触摸该电子纸装置1时，该触摸面板50以及导电层10发生弹性形变挤压隔离层12而使得导电层10与对应的像素电极20接触，该像素电极20获得与该导电层10相同的电压，从而该像素电极20与公共电极层40之间形成一电势差，驱动该电泳层30对应该像素电极20的区域显示一定颜色，即用户从观看面看，该电子纸装置1相应的区域显示一定颜色。如前所述，在用户未触摸该电子纸装置1时，该隔离层12将该导电层10与若干像素电极20分隔开，从而像素电极20不带电，由于电子纸双稳态的特性，位于该像素电极20以及公共电极层40的电泳层显示的画面保持不变。
在本实施方式中，电泳层30包括多个微腔301，其中，至少一个微腔对应一个像素电极20，每一微腔301包括悬浮液302以及至少一带电粒子，当像素电极20与公共电极层40产生一电势差时，该像素电极20对应的微腔301中的带电粒子移动，从而引起电泳层30对应该像素电极20的区域显示一定颜色。电泳层30的具体显示过程可参考中国专利局于2008年6月25日公告的专利号为03820879.2的专利申请文件。所述该微腔301可为微胶囊(Micro-capsule)或微杯(Micro-Cup)。
在本发明中，该微腔301中的带电粒子包括一种特定颜色(例如黑色)的带电粒子303(以下称为黑色带电粒子303)，当黑色带电粒子303移动到靠近像素电极20的一侧时，该电泳层30对应该像素电极20的区域显示该黑色带电粒子303的颜色，当黑色带电粒子303移动到靠近公共电极层40的一侧时，该区域显示不同于该黑色带电粒子303的颜色。该微腔301还可包括不同于该黑色带电粒子303的其他颜色粒子(未标示)。
该电子纸装置1还包括一基板60，该基板60位于公共电极层40的下方，用于承载该导电层10、若干像素电极20、电泳层30、公共电极层40以及触摸面板50。
请继续参考图1，该电子纸装置1还包括处理单元70，该处理单元70与触摸面板50连接，如前所述，当用户触摸该电子纸装置1时，该触摸面板50响应用户的触摸而产生一触摸信号，该处理单元70接收该触摸信号从而确定用户触摸的位置，实现触摸位置侦测功能。同时，如前所述，用户触摸该触摸面板50的同时，引起导电层10与触摸位置对应的像素电极20接触，从而驱动电泳层30相应于该触摸位置的区域显示一定颜色。在本实施方式中，该触摸面板50为压力感应式触摸面板，包括需要按压触摸面板产生弹性形变而使得触摸面板产生触摸信号的压力式触摸面板、电阻式触摸面板以及互电容式触摸面板等。
请继续参考图1，该电子纸装置1还包括一TFT(Thin-Film Transistor，薄膜晶体管)矩阵电路80以及一驱动控制电路90。该TFT矩阵电路80包括多个薄膜晶体管(图中未示)，每一薄膜晶体管分别与一像素电极20连接，该驱动控制电路90与该TFT矩阵电路80以及该处理单元70连接。该处理单元70用于响应用户的操作产生一显示信号，例如，用户执行一打开图片的操作，则处理单元70产生一包括该图片数据的显示信号。该驱动控制电路90用于接收该处理单元70所产生的显示信号，并根据该显示信号控制TFT矩阵电路80中相应的薄膜晶体管导通，以及对该导通薄膜晶体管所对应的像素电极20施加一驱动电压，从而驱动电泳层30对应的区域显示一定颜色。
在本实施方式中，对用户手写输入的画面以及显示的画面整体清除可通过处理单元70发送一清除显示信号至驱动控制电路100，控制电子纸装置1显示空白，例如白色。例如，设电泳层30中黑色带电粒子303带负电，在显示时，对于需要显示黑色的区域，驱动控制电路90所施加在该区域对应的像素电极20上的电压为正电压，则使得黑色带电粒子303向靠近像素电极20的一侧移动，电泳层30对应区域显示黑色。在整体清除时，该处理单元70发送该清除显示信号控制该驱动控制电路90对所有像素电极20施加一个负电压，从而控制黑色带电粒子303靠近公共电极层40移动，从而显示黑色的区域的颜色被另外的颜色替代(例如白色)，电子纸装置1整个画面显示空白。
橡皮擦似的清除可通过处理单元70所侦测到的触摸位置，控制该驱动控制电路90对该触摸位置对应的像素电极20施加电压使得该区域显示空白，即实现橡皮擦似的清除。其中，用户可通过菜单选择或者按键等方式选择对画面进行整体清除或橡皮擦似的清除，以及选择该电子纸装置1是写入画面还是清除画面。
在本实施方式中，该导电层10与公共电极层40分别连接一电源(图中未示)的正负极，从而使得该导电层10与公共电极层40具有一电势差。
请参阅图2，为本发明一实施方式中支持手写与触摸位置识别的电子纸装置的实现橡皮擦似擦除功能部分的结构示意图。该电子纸装置1还包括一电源管理单元100以及一电源110，在本实施方式中，该导电层10以及公共电极层40分别与该电源管理单元100连接，通过处理单元70控制该电源管理单元100将电源110提供的电压分配给该导电层10以及公共电极层40，使得该导电层10以及该公共电极层40之间的电势差为正或负，相应的使得电子纸装置1处于写入模式或橡皮擦似的清除模式。例如，假若微腔301中的黑色带电粒子303为带负电，在写入时，通过该电源管理单元100分配的电压使该导电层10与该公共电极层40之间的电势差为正，则用户触摸该电子纸装置1使得对应位置的像素电极20与公共电极层40之间的电势差也为正，从而，像素电极20对应的微腔301中的黑色带电粒子303向像素电极20的一侧移动，该电子纸装置1对应该触摸位置的区域显示黑色，从而显示用户通过触摸笔或手触摸的触摸轨迹，实现手写功能。在擦除时，该处理单元70控制电源管理单元100分配给该导电层10与公共电极层40之间的电势差为负，则用户触摸该电子纸装置1使得导电层10与对应的像素电极20接触时，像素电极20与公共电极层40之间的电势差也为负，从而使得触摸位置对应的微腔301中的黑色带电粒子303向靠近公共电极层40的一侧移动，用户所触摸的区域所显示的画面即被清除，从而可实现橡皮擦似的清除。
其中，在本实施方式中，用户同样可通过菜单选择或按键的方式选择写入画面或对画面进行橡皮擦似的清除。
请参阅图3，为本发明另一实施方式中支持手写与触摸位置识别的电子纸装置的实现橡皮擦似擦除功能部分的结构示意图。在本实施方式中，该电子纸装置1还包括一双刀双掷开关K，导电层10以及公共电极层40通过该双刀双掷开关K分别与电源110的正负极连接。该双刀双掷开关K外在表现可为一按钮开关也可为一滑动开关，用户可通过该双刀双掷开关K切换导电层10、公共电极层40与电源110的正负极的连接关系，从而切换导电层10以及公共电极层40之间电势差的正负，实现该电子纸装置在写入与橡皮擦似的清除之间的切换。
本发明的电子纸装置，可支持手写、触摸位置识别以及一般电子纸的显示功能。

Claims (6)

1.一种电子纸装置，其特征在于，该装置包括：
触摸面板，用于响应用户触摸产生触摸信号；
导电层；
若干像素电极，以矩阵方式排列；
电泳层；
公共电极层；
隔离层，位于导电层与若干像素电极之间，该隔离层包括多个透明栅格，在用户未触摸该电子纸装置时，该多个透明栅格将导电层与该若干像素电极分隔；以及
处理单元；
其中，该触摸面板、导电层、该若干像素电极、电泳层以及公共电极层依次排列，触摸面板、导电层以及若干像素电极均为透明材料制成，该触摸面板位于电子纸装置的观看面一侧；该电泳层与该若干像素电极以及公共电极层分别电连接，该导电层与公共电极层之间具有一电势差，该电势差足以驱动电泳层的显示，当用户触摸该电子纸装置时，触摸面板以及导电层被压下，从而使得导电层与该触摸位置对应的像素电极接触，使得像素电极带有导电层的电压，从而像素电极与公共电极层之间具有一电势差，使得电泳层对应该触摸位置的区域显示一定颜色，同时触摸面板响应用户触摸产生触摸信号，该处理单元接收到该触摸信号后，根据该触摸信号确定触摸位置。
2.如权利要求1所述的电子纸装置，其特征在于，该电子纸装置还包括一TFT矩阵电路以及一驱动控制电路，该TFT矩阵电路包括多个薄膜晶体管，每一薄膜晶体管分别与一像素电极连接，该驱动控制电路与该TFT矩阵电路以及该处理单元连接，用于接收该处理单元的显示信号控制TFT矩阵电路中相应的薄膜晶体管导通，并对该导通薄膜晶体管所对应的像素电极施加一驱动电压，驱动电泳层对应该像素电极的区域显示一定颜色，该电子纸装置显示该显示信号对应的画面。
3.如权利要求2所述的电子纸装置，其特征在于，该处理单元还用于产生一清除显示信号至该驱动控制电路，从而控制驱动控制电路使得电子纸装置显示的画面清除。
4.如权利要求2所述的电子纸装置，其特征在于，该处理单元还用于根据触摸面板产生的触摸信号确定用户触摸位置，然后控制驱动控制电路对该触摸位置对应的像素电极施加电压，从而清除电子纸装置对应该触摸位置所显示的画面。
5.如权利要求1所述的电子纸装置，其特征在于，该电子纸装置还包括一电源以及一电源管理单元，导电层以及公共电极层与该电源管理单元均连接，该电源管理单元在处理单元的控制下分配电源提供给导电层以及公共电极层的电压，使得该导电层以及该公共电极层之间的电势差为正或负。
6.如权利要求1所述的电子纸装置，其特征在于，该电子纸装置还包括一双刀双掷开关以及一电源，导电层以及公共电极层通过该双刀双掷开关与该电源的正负极连接，通过该双刀双掷开关的切换，导电层、公共电极层分别与电源正极、负极连接或分别与电源的负极、正极连接。
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