TWI591534B - 顯示裝置及顯示系統 - Google Patents

Description

顯示裝置及顯示系統

本發明涉及一種顯示裝置及顯示系統，尤其涉及一種具有觸控功能的顯示裝置及顯示系統。

近年來，伴隨著觸控技術的高性能化和多樣化的發展，在手機等便攜式電子設備的前面安裝透光性良好的觸摸屏的電子設備逐步增加。使用者通過所述觸摸屏，一邊可以對位於觸摸屏背面的顯示設備的顯示內容進行視覺確認，一邊可以利用手指或筆等方式按壓觸摸屏來進行操作。由此，可以操作手機等便攜式電子設備的各種功能。

然而，在先前技術中，手機等便攜式電子設備的屏幕尺寸一般較小，進而影響其觀賞效果；但係，如果製備大尺寸屏幕的手機等便攜式電子設備，由於該手機等便攜式電子設備一般係將其屏幕與控制單元及處理單元等控制芯片一體化集成設置，故，會使該一體化集成設置的手機及便攜式電子設備的體積增大、重量增加，且由於集成了控制單元及處理單元等硬質的控制芯片，使該手機等便攜式電子設備不具有柔性，不利於攜帶。

有鑒於此，提供一種具有輕、薄等特性的顯示裝置及顯示系統實為必要。

一種顯示裝置，由一電子紙以及一觸控面板組成，所述觸控面板設置於所述電子紙的顯示面上，該觸控面板用於控制所述電子紙的顯示，所述顯示裝置的一側設置有一數據接口，該數據接口用於電連接一電子裝置，所述電子紙及觸控面板的控制單元及處理單元均設置於所述電子裝置中，所述顯示裝置用於顯示所述電子裝置的顯示畫面。

一種顯示系統，包括一電子裝置以及與該電子裝置分離設置的至少一顯示裝置；所述顯示裝置由一電子紙以及一觸控面板組成，該觸控面板設置於所述電子紙的顯示面上，該觸控面板用於控制所述電子紙的顯示，所述顯示裝置的一側設置有一數據接口；所述電子裝置進一步包括一觸摸屏控制器、一中央處理器及一電子紙控制器，所述觸摸屏控制器、中央處理器及電子紙控制器電連接，所述電子裝置的一側設置有一數據接口；所述顯示系統在使用時，通過將至少一數據線的兩端分別***所述顯示裝置及電子裝置的數據接口實現所述顯示裝置與電子裝置的電連接，使所述觸控面板通過數據線與所述觸摸屏控制器電連接，並使所述電子紙通過數據線與所述電子紙控制器電連接。

本發明提供的顯示裝置及顯示系統相對先前技術至少具有以下優點：第一，將所述顯示裝置中的電子紙及觸控面板集成設置，並將所述電子紙及觸控面板的控制單元及處理單元設置在所述電子裝置中，該顯示裝置及顯示系統可以發揮電子紙尺寸較大以及輕、薄、省電、明亮條件下顯示效果好、適於長時間閱讀的特性，從而使所述顯示裝置及顯示系統也具有輕、薄、省電、明亮條件下顯示效果好、適於長時間閱讀的特性，且便於攜帶；第二，由 於所述電子紙及觸控面板的控制單元及處理單元設置在所述電子裝置中，當所述電子紙及觸控面板均採用柔性或者韌性較好的材料時，本發明的顯示裝置可以做到真正意義上的柔性；第三，本發明提供的顯示系統可以包括複數個顯示裝置連接一個電子裝置，可以應用至教室或者會議室等多數人同時使用需求的場合，進而可以做到每個使用人的內容與電子裝置同步或者各使用人在電子裝置允許的內容範圍內不同步的自由流覽以及控制。

100‧‧‧顯示系統

10‧‧‧顯示裝置

12‧‧‧觸控面板

122‧‧‧透明基板

124‧‧‧透明導電層

126‧‧‧電極

128‧‧‧鈍化層

14‧‧‧電子紙

142‧‧‧顯示屏

1422‧‧‧對向電極

1424‧‧‧微膠囊

1426‧‧‧下基板

144‧‧‧驅動基板

1442‧‧‧畫素電極

1444‧‧‧基底

16、28‧‧‧數據接口

20‧‧‧電子裝置

22‧‧‧觸摸屏控制器

24‧‧‧中央處理器

26‧‧‧電子紙控制器

30‧‧‧數據線

M‧‧‧淺顏料微粒

N‧‧‧介質溶液

圖1為本發明實施例提供的顯示系統的結構示意圖。

圖2為本發明實施例提供的顯示系統中的顯示裝置的剖面圖。

圖3為本發明實施例提供的顯示系統中的顯示裝置中透明導電層所使用的奈米碳管膜的掃描電鏡照片。

下面將結合附圖對本發明實施例作進一步的詳細說明。

請參閱圖1，本發明實施例提供一種具有觸控功能的顯示系統100，其包括一電子裝置20以及與該電子裝置20分離設置的至少一顯示裝置10。本實施例中，以所述顯示系統100僅包括一顯示裝置10為例進行說明。其中，所述顯示裝置10與所述電子裝置20通過一數據線30電連接。該顯示裝置10的控制單元、處理單元以及供電單元均設置在所述電子裝置20中。

所述顯示裝置10包括一電子紙14以及一觸控面板12。所述觸控面板12與所述電子紙14層疊設置，該觸控面板12設置於所述電子紙14的顯示面上。所述顯示裝置10設置有一數據接口16，該數據接 口16用於電連接所述電子裝置20。所述顯示裝置10中的電子紙14及觸控面板12可以通過數據線30與所述電子裝置20電連接，以便獲得驅動訊號以及傳輸控制訊號和感測訊號。

所述電子裝置20可以獨立使用，該電子裝置20可以係手機、MP5、電腦、PDA、數碼相框、GPS導航設備、移動硬碟、電子詞典、伺服器及其他便攜式電子裝置。本實施中，所述電子裝置20以一手機為例進行說明。所述電子裝置20不僅包括手機的基本結構及控制單元，還進一步包括一觸摸屏控制器22、一中央處理器24以及一電子紙控制器26。所述觸摸屏控制器22、中央處理器24以及電子紙控制器26之間通過電路相互連接。所述觸摸屏控制器22、中央處理器24及電子紙控制器26可以一體化集成設置於所述手機中。所述電子裝置20的側面設置有一數據接口28，該數據接口28用於電連接所述顯示裝置10。

所述顯示裝置10及所述電子裝置20通過所述數據線30電連接，即，數據線30的一端***所述顯示裝置10，另一端***所述電子裝置20，將所述顯示裝置10及所述電子裝置20電連接。具體地，所述電子裝置20中的觸摸屏控制器22通過所述數據線30與所述顯示裝置10中的觸控面板12電連接。所述觸摸屏控制器22用於向所述觸控面板12發送一驅動訊號，該觸控面板12在所述驅動訊號的驅動下感測作用在該觸控面板12上的觸摸動作，並發送一感測訊號給所述觸摸屏控制器22。即，所述觸摸屏控制器22與所述觸控面板12相互配合，完成感測外界觸摸動作的功能。所述電子裝置20中電子紙控制器26通過所述數據線30與所述顯示裝置10中的電子紙14電連接。該電子紙控制器26用於控制所述電子紙14的顯示。

所述觸控面板12可以為一電容型觸控面板、電阻型觸控面板或其他類型的觸控面板。請一並參閱圖2，本實施例中，所述觸控面板12為一表面電容型的觸控面板。該觸控面板12包括：一透明基板122、一透明導電層124、複數個電極126以及一鈍化層128。

所述透明基板122靠近所述電子紙14設置。該透明基板122為一曲面型或平面型的絕緣透明基板。該透明基板122由硬性材料或柔性材料形成。所述硬性材料為玻璃、石英、金剛石等。所述柔性材料為塑膠、樹脂等。具體地，所述柔性材料可以為聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯材料，以及聚醚碸(PES)、聚亞醯胺(PI)、纖維素酯、苯並環丁烯(BCB)、聚氯乙烯(PVC)及丙烯酸樹脂等材料。可以理解，形成所述柔性材料並不限於上述列舉的材料，只要確保透明基板122具有一定柔性及較好的透明度即可。該透明基板122主要起支撐作用。在本實施例中，所述透明基板122聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。

所述透明導電層124設置於所述透明基板122遠離所述電子紙14的表面。該透明導電層124可以為一透明奈米碳管層或一氧化銦錫層(ITO)。本實施例中，該透明導電層124為一透明奈米碳管層。

所述透明奈米碳管層包括至少一奈米碳管膜，所述奈米碳管膜係從一奈米碳管陣列中直接拉取獲得。請參閱圖3，所述奈米碳管膜係由若干奈米碳管組成的自支撐結構。所述若干奈米碳管為沿同一方向擇優取向排列，所述擇優取向排列係指在奈米碳管膜中大多數奈米碳管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大 多數奈米碳管的整體延伸方向基本平行於奈米碳管膜的表面。進一步地，所述奈米碳管膜中多數奈米碳管係通過凡得瓦力首尾相連。具體地，所述奈米碳管膜中基本朝同一方向延伸的大多數奈米碳管中每一奈米碳管與在延伸方向上相鄰的奈米碳管通過凡得瓦力首尾相連。當然，所述奈米碳管膜中存在少數隨機排列的奈米碳管，這些奈米碳管不會對奈米碳管膜中大多數奈米碳管的整體取向排列構成明顯影響。所述自支撐為奈米碳管膜不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態，即將該奈米碳管膜置於(或固定於)間隔一定距離設置的兩個支撐體上時，位於兩個支撐體之間的奈米碳管膜能夠懸空保持自身膜狀狀態。所述自支撐主要通過奈米碳管膜中存在連續的通過凡得瓦力首尾相連延伸排列的奈米碳管而實現。

具體地，所述奈米碳管膜中基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管，並非絕對的直線狀，可以適當的彎曲；或者並非完全按照延伸方向上排列，可以適當的偏離延伸方向。因此，不能排除奈米碳管膜的基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管中並列的奈米碳管之間可能存在部分接觸。

由於奈米碳管具有優異的力學特性並且耐彎折，故，採用上述的透明奈米碳管層作所述透明導電層124，可使得所述透明導電層124具有很好的韌性和機械強度。進一步地，所述透明導電層124與所述具有一定柔性的透明基板122配合，可以使本發明實施例中的觸控面板12具有一定的柔性，可彎折。

所述複數個電極126設置在所述透明導電層124上。該複數個電極126的一端與所述透明導電層124電連接，該複數個電極126的另 一端通過電路連接到所述數據接口16，從而使所述透明導電層124可以通過所述複數個電極126電連接到數據接口16和數據接口18之間的數據線30與所述觸摸屏控制器22電連接。本實施例中，包括四個電極126，該四個電極126分別設置在所述透明導電層124的四個角上，並與所述透明導電層124電連接。

所述鈍化層128設置在所述觸控面板12靠近用戶的一側，用於保護所述透明導電層124，提高耐用性。該鈍化層128可由氮化矽、氧化矽、苯丙環丁烯(BCB)、聚酯膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜以及丙烯酸樹脂等材料形成。該鈍化層128還可用於提供一些其他的附加功能，如可以減少眩光或降低反射。在本實施例中，該鈍化層128也為一聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。

所述電子紙14可以為一微膠囊型電子紙、一微杯結構型電子紙或一電子粉流體型電子紙。本實施例中，所述電子紙14為一微膠囊型電子紙。該電子紙14包括一顯示屏142以及一與所述顯示屏142層疊設置的驅動基板144。

所述顯示屏142包括一透明基板122、一對向電極1422、複數個微膠囊1424以及一下基板1426。所述透明基板122為所述顯示屏142與觸控面板12共用的透明基板。所述下基板1426與所述透明基板122相對設置。所述對向電極1422設置於所述透明基板122靠近所述下基板1426的表面。所述對向電極1422通過一電路連接到所述數據接口16，從而使所述對向電極1422通過電連接到數據接口16和數據接口28之間的數據線30與所述電子紙控制器26電連接。所述複數個微膠囊1424間隔設置於所述透明基板122與所述下基板1426之間，即，所述複數個微膠囊1424夾持於所述下基板1426及 對向電極1422之間。該複數個微膠囊1424包括複數個帶電荷的淺顏料微粒M以及一介質溶液N。

所述驅動基板144包括複數個畫素電極1442以及一基底1444。所述複數個畫素電極1442設置於所述基底1444靠近所述顯示屏142的表面，即，所述複數個畫素電極1442夾持於所述基底1444與下基板1426之間。該複數個畫素電極1442通過一電路電連接至所述數據接口16，從而使所述複數個畫素電極1442通過電連接至所述數據接口16和數據接口28之間的數據線30與所述電子紙控制器26電連接。該複數個畫素電極1442與所述微膠囊1424一一對應設置。

所述下基板1426以及基底1444可以為一硬性的玻璃基板或具有一定柔韌性的塑膠基板。本實施例中，所述下基板1426以及基底1444由塑膠、樹脂等柔性材料形成。所述柔性材料選自與所述透明基板122相同的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料。可以理解，形成所述基底1444的柔性材料並不限於上述列舉的材料，只要確保所述基底1444具有一定柔性及較好的強度即可，從而使該電子紙14具有一定的柔韌性。該基底1444主要起支撐作用。

本發明實施例提供的具有觸控功能的顯示系統100在使用時，首先，要將所述數據線30的兩端分別***所述顯示裝置10及電子裝置20的數據接口16、28中，使所述顯示裝置10與電子裝置20電連接。即，使所述觸控面板12通過電連接至所述兩個數據接口16、28之間的數據線30與所述觸摸屏控制器22電連接，以及使所述電子紙14通過電連接至所述兩個數據接口16、28之間的數據線30與所述電子紙控制器26電連接。可以理解，當所述顯示系統100中 的顯示裝置10不使用時，可以將連接於所述顯示裝置10及電子裝置20之間的數據線拔下，此時，該電子裝置20可以單獨使用。其次，所述觸摸屏控制器22通過所述數據線30向所述觸控面板12發送一驅動訊號，該觸控面板12在所述驅動訊號的驅動下感測作用在該觸控面板12上的觸摸動作，並回饋一感測訊號給所述觸摸屏控制器22；該觸摸屏控制器22通過該感測訊號計算出所述觸摸點在觸控面板12上的座標資訊，並將所述座標資訊發送給所述中央處理器24；所述中央處理器24進一步根據所述座標資訊讀取一資訊資料或圖像資料並將所述資訊資料或圖像資料傳輸給所述電子紙控制器26；最後，通過所述電子紙控制器26直接控制所述電子紙14，從而將資訊或圖像顯示在所述電子紙14上。

可以理解，當所述顯示系統100包括複數個顯示裝置10時，所述複數個顯示裝置10可以分別通過一數據線30與所述電子裝置20電連接。例如，當所述電子裝置20為一電腦或一伺服器時，所述電腦或伺服器可以經過該電腦或伺服器的複數個數據接口分別通過一數據線30與所述複數個顯示裝置10電連接，從而可以實現複數個用戶共用一個顯示畫面，並且該複數個用戶可以通過各自的顯示裝置分別控制顯示裝置的顯示。

由於本實施例中的所述電子裝置20為一手機，該手機的屏幕尺寸一般較小，進而影響其觀賞效果，故，可以通過一數據線30將一顯示裝置10與所述手機電連接，從而將所述手機的顯示畫面通過所述顯示裝置10顯示，並通過所述顯示裝置10上的觸控面板12控制所述手機的操作。由於該顯示裝置10係由一電子紙14及一觸控面板12集成設置而成，並且該電子紙14及觸控面板12的控制單元 及處理單元均設置在所述手機上，故可以發揮所述電子紙14輕、薄的特性，製備出具有輕、薄等特性的大尺寸顯示裝置10，從而提高觀賞效果，而不會使所述手機的體積顯著增大、重量明顯增加，有利於攜帶。

本發明實施例提供的具有觸控功能的顯示系統100，將所述電子紙14及所述觸控面板12集成設置，並將所述電子紙14中的電子紙控制器26及觸控面板12的觸摸屏控制器22及中央處理器24集成地設置在所述電子裝置20中，不僅可以使所述顯示裝置10具有顯示及控制功能，還可以最大限度的減小所述顯示裝置10的質量和體積。進一步，將所述電子紙14及所述觸控面板12集成設置，還可以最大限度的發揮電子紙輕、薄、省電、明亮條件下顯示效果好、適於長時間閱讀的特性，從而製備出具有大尺寸、輕、薄、省電、明亮條件下顯示效果好、適於長時間閱讀的特性的顯示裝置10。此外，所述電子紙14及所述觸控面板12共用所述透明基板122，因此，還可以進一步減小所述顯示裝置10的質量和體積。另外，本發明實施例將具有柔性的觸控面板12及電子紙14相結合，從而使所述顯示裝置10具有可折疊的功能，並方便攜帶。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧顯示系統

10‧‧‧顯示裝置

12‧‧‧觸控面板

14‧‧‧電子紙

16、28‧‧‧數據接口

20‧‧‧電子裝置

22‧‧‧觸摸屏控制器

24‧‧‧中央處理器

26‧‧‧電子紙控制器

30‧‧‧數據線

Claims (11)

1. 一種顯示裝置，其改良在於，由一電子紙以及一觸控面板組成，所述觸控面板設置於所述電子紙的顯示面上，該觸控面板用於控制所述電子紙的顯示，所述顯示裝置的一側設置有一數據接口，該數據接口用於電連接一獨立使用的電子裝置，所述電子紙及觸控面板的控制單元及處理單元均設置於所述電子裝置中，所述顯示裝置用於顯示所述電子裝置的顯示畫面，所述電子裝置為手機、MP5、電腦、PDA、數碼相框、GPS導航設備、移動硬碟、電子詞典或伺服器。
2. 如請求項1所述的顯示裝置，其中，所述觸控面板與所述電子紙共用一透明基板。
3. 如請求項2所述的顯示裝置，其中，所述透明基板由玻璃、石英、金剛石、硬性塑膠或柔性塑膠形成。
4. 如請求項1所述的顯示裝置，其中，所述觸控面板包括一透明導電層，該透明導電層為一透明的奈米碳管層。
5. 如請求項4所述的顯示裝置，其中，所述奈米碳管層包括至少一個奈米碳管膜，該奈米碳管膜包括複數個基本沿同一方向延伸的奈米碳管。
6. 如請求項5所述的顯示裝置，其中，所述複數個基本沿同一方向延伸的奈米碳管中每一奈米碳管與在延伸方向上相鄰的奈米碳管通過凡得瓦力首尾相連。
7. 如請求項1所述的顯示裝置，其中，所述電子裝置包括一供電單元，該供電單元用於向所述電子紙及觸控面板提供電源。
8. 一種顯示系統，其改良在於，包括一獨立使用的電子裝置以及與該電子裝置分離設置的至少一顯示裝置，所述電子裝置為手機、MP5、電腦、 PDA、數碼相框、GPS導航設備、移動硬碟、電子詞典或伺服器；所述顯示裝置由一電子紙以及一觸控面板組成，該觸控面板設置於所述電子紙的顯示面上，該觸控面板用於控制所述電子紙的顯示，所述顯示裝置的一側設置有一數據接口；所述電子裝置進一步包括一觸摸屏控制器、一中央處理器及一電子紙控制器，所述觸摸屏控制器、中央處理器及電子紙控制器電連接，所述電子裝置的一側設置有一數據接口；所述顯示系統在使用時，通過將至少一數據線的兩端分別***所述顯示裝置及電子裝置的數據接口實現所述顯示裝置與電子裝置的電連接，使所述觸控面板通過數據線與所述觸摸屏控制器電連接，並使所述電子紙通過數據線與所述電子紙控制器電連接。
9. 如請求項8所述的顯示系統，其中，所述顯示裝置為一柔性的顯示裝置。
10. 如請求項8所述的顯示系統，其中，所述觸摸屏控制器、中央處理器及電子紙控制器一體化集成設置。
11. 如請求項8所述的顯示系統，其中，所述顯示系統包括複數個顯示裝置，所述複數個顯示裝置分別通過一數據線與所述電子裝置電連接。