專利名稱：電子紙的印刷設(shè)備和印刷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子紙的印刷設(shè)備，尤其是對(duì)無(wú)極電子紙進(jìn)行印刷的電子紙印刷設(shè)備和印刷方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，電子紙作為兼具可通過(guò)電信號(hào)方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)改寫特征的電子顯示介質(zhì)，作為可替代傳統(tǒng)液晶顯示的新的顯示介質(zhì)，它越來(lái)越受到人們的關(guān)注。電子紙作為一種具有雙穩(wěn)態(tài)特性的顯示材料，它具有易觀看、低功耗、超薄、可卷曲等特性，成為低功耗電子貨架標(biāo)簽(ESL)、廣告牌的理想顯示媒介。但是目前這些電子紙顯示模組都是由透明電極、驅(qū)動(dòng)電路和電子紙組成。由于透明電極和驅(qū)動(dòng)電路成本昂貴，就使得電子紙顯示裝置價(jià)格高昂，不利于電子紙的推廣和使用?，F(xiàn)有電子紙顯示裝置的改寫是通過(guò)專用改寫裝置，將需要寫入的信息通過(guò)有線接口傳輸?shù)斤@示裝置上?；蚴峭ㄟ^(guò)無(wú)線裝置將信息傳輸?shù)綆в袩o(wú)線接收功能的顯示裝置。另外現(xiàn)有電子紙顯示裝置的顯示電路想要更新顯示信息就必須具備電源，然而電源的體積、重量和壽命都給電子紙顯示裝置帶來(lái)不便。無(wú)電極、無(wú)電源又可以重復(fù)利用的電子紙顯示裝置是解決上述缺陷的好方法。在公開(kāi)號(hào)為CN100495186C，公告日為2009年4月3日，名稱為《電子印刷設(shè)備和電子紙印刷方法》的中國(guó)專利中，發(fā)明了一種電子紙的印刷設(shè)備和使用該設(shè)備印刷電子紙的方法。在公開(kāi)的內(nèi)容中每個(gè)電極需要單獨(dú)引線，制作復(fù)雜，不利于設(shè)備簡(jiǎn)化。過(guò)多的引線會(huì)導(dǎo)致印刷質(zhì)量問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過(guò)行列矩陣引線控制電極片極化的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)電極紙印刷的電子紙印刷設(shè)備，以及使用該設(shè)備進(jìn)行電子紙印刷的方法，行列矩陣引線大大降低了電極引線的數(shù)目，令電子紙的印刷設(shè)備體積簡(jiǎn)化，可靠性更聞。為了達(dá)到上述目的，采用如下技術(shù)方案網(wǎng)格陣列電極，包括多個(gè)電極單元形成的陣列結(jié)構(gòu)，該陣列結(jié)構(gòu)中位于同一列的電極單元通過(guò)一根列引線連接獲得該列引線的列電位，位于同一行的電極單元通過(guò)一根行引線連接獲得該行引線的行電位；公共電極，為單一平面電極，尺寸與網(wǎng)格陣列電極相同，網(wǎng)格陣列電極與公共電極之間形成用于放置電子紙的空間；網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動(dòng)電路，設(shè)有與行引線連接的行驅(qū)動(dòng)模塊、與列弓I線連接的列驅(qū)動(dòng)模塊和與網(wǎng)格陣列電路連接的驅(qū)動(dòng)接口 ；控制單元，設(shè)定公共電極電位值，與網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動(dòng)電路通訊連接；人機(jī)界面，與控制單元通訊連接；信息接收模塊，與控制單元通訊連接；機(jī)械裝置，用于調(diào)整網(wǎng)格陣列電極和公共電極之間的空間距離，分別與網(wǎng)格陣列電極、公共電極機(jī)械連接。進(jìn)一步地，所述電極單元包括極片、具有開(kāi)關(guān)功能特性的開(kāi)關(guān)控制器件和電容。
進(jìn)一步地，，所述開(kāi)關(guān)控制器件為MOS管，行引線控制MOS管導(dǎo)通與斷開(kāi)，令極片與列弓I線連通獲得列弓I線的列電位或令極片與列引線斷開(kāi)。進(jìn)一步地，所述控制單元具有對(duì)信息接收模塊接收的包括字符、文字、圖像等信息進(jìn)行點(diǎn)陣圖像轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換單元。進(jìn)一步地，所述每個(gè)電極單元的大小相等，相鄰電極單元的間距相等。進(jìn)一步地，所述控制單元包含中央處理器、存儲(chǔ)電路、電源管理器和總線接口，所述轉(zhuǎn)換單元為中央處理器。一種使用所述電子紙印刷設(shè)備進(jìn)行電子印刷的方法，其步驟包括(I)啟動(dòng)上述電子紙印刷設(shè)備；(2)在網(wǎng)格陣列電極和公共電極之間放置電子紙；(3)開(kāi)啟機(jī)械裝置，令網(wǎng)格陣列電極和公共電極相對(duì)移動(dòng)，緊密壓合電子紙；(4)在信息接收模塊輸入需要印刷的信息，中央處理器判斷輸入的信息是否為點(diǎn)陣圖像格式；是，進(jìn)行下一步；否，中央處理器會(huì)對(duì)信息進(jìn)行圖像格式轉(zhuǎn)換并發(fā)至人機(jī)界面預(yù)覽，確認(rèn)后再進(jìn)行下一步；(5)確認(rèn)圖像格式信息后，由控制單元以掃描方式控制網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動(dòng)電路，在相應(yīng)的行引線和列引線施加電位值，行引線的行電位控制與極片連接的開(kāi)關(guān)控制器件的導(dǎo)通與斷開(kāi)，從而令極片獲得相應(yīng)列引線的列電位； (6)在網(wǎng)格陣列電極的極片電位以及公共電極的電位共同作用下，實(shí)現(xiàn)信息在電子紙的輸入。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明通過(guò)行列矩陣引線控制電極片極化的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)電極紙印刷的電子紙印刷設(shè)備，行列矩陣引線大大降低了電極引線的數(shù)目，令電子紙的印刷設(shè)備體積簡(jiǎn)化，可靠性更高。控制單元有效地處理了信息接收模塊非點(diǎn)陣圖像的問(wèn)題，把非點(diǎn)陣圖像格式的信息轉(zhuǎn)換為點(diǎn)陣圖像信息，可印刷的信息不再局限于文字，一些簡(jiǎn)單的圖像也能印刷處理。


圖I是本發(fā)明所述電子紙印刷設(shè)備的工作原理示意圖；圖2是網(wǎng)格陣列電極及其驅(qū)動(dòng)的工作原理示意圖；圖3是極片工作的具體原理示意圖；圖4是控制單元的機(jī)構(gòu)及工作原理示意圖。圖不I—網(wǎng)格陣列電極；11—電極單兀；111—極片；12—列引線；13—行引線；2—公共電極；3—電子紙；4一網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動(dòng)電路；41 一行驅(qū)動(dòng)模塊；42—列驅(qū)動(dòng)模塊；43—驅(qū)動(dòng)接口 ；5—控制單元；51—中央處理器；52—存儲(chǔ)器；53-電位管理器；54_總線接口 ；6_信息接收模塊；7一人機(jī)界面；8—機(jī)械裝置。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本實(shí)施例包括八大重要組成部分，分別為網(wǎng)格陣列電極1，公共電極2，電子紙3，網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動(dòng)電路4，控制單元5，信息接收模塊6，人機(jī)界面7和機(jī)械裝置
8。網(wǎng)格陣列電極I與公共電極2之間形成用于放置電子紙的空間。機(jī)械裝置8控制與其機(jī)械連接的網(wǎng)格陣列電極I和公共電極2相向或反向運(yùn)動(dòng)，完成網(wǎng)格陣列電極I和公共電極2與電子紙的緊密壓合或分離動(dòng)作。通過(guò)人機(jī)界面7的操作，信息接收模塊6接收需要印刷的信息交給控制單元處理，然后控制網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動(dòng)電路4完成信息的掃描并通過(guò)網(wǎng)格陣列電極I與公共電極2的共同作用把信息印刷在電子紙上如圖2所示，網(wǎng)格陣列電極I實(shí)際由多個(gè)電極單元11以陣列形式構(gòu)成，多個(gè)電極單元11組成的平面陣列結(jié)構(gòu)中，各個(gè)電極單元11之間的間距是相同的，電極單元11的大小也相同。每行電極單元11設(shè)有一根行引線13，同一行的電極單元11通過(guò)一根行引線13連接獲得該行引線的行電位；每列電極單元11設(shè)有一根列引線12，同一列的電極單元11通過(guò)一根列引線12連接獲得該列引線的列電位。行引線13和列引線12之間沒(méi)有交點(diǎn)，SP兩者不連接。一個(gè)電極單元11與一根行引線13和一根列引線12連接。如圖3所示，每個(gè)電極單元11內(nèi)包括一個(gè)具有開(kāi)關(guān)功能特性的開(kāi)關(guān)控制器件，一個(gè)電容，一個(gè)極片111。具有開(kāi)關(guān)功能特性的開(kāi)關(guān)控制器件優(yōu)選為MOS管。MOS管的柵極與行引線13連接，源極或漏極與列引線12連接，剩下一個(gè)極與極片111連接；也可以是柵極與列引線12連接，源極或漏極與行引線13連接，剩下一個(gè)極與極片111連接。同一行行引線處處具有相同的行電位，行驅(qū)動(dòng)模塊給行引線一個(gè)行電位令與該行引線連接的MOS管導(dǎo)通，該行電極單元的極片111獲得與其連接的列引線的列電位。在極片111和MOS管之間設(shè)有一個(gè)電容。該電容一端數(shù)字接地，另一端連接在極片上。所述電容可以有效的防止，周邊電極、行列線等電位的改變使得極片111上電位不穩(wěn)的現(xiàn)象。網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動(dòng)電路4設(shè)有行驅(qū)動(dòng)模塊41，列驅(qū)動(dòng)模塊42，以及驅(qū)動(dòng)接口 43。網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動(dòng)電路4通過(guò)驅(qū)動(dòng)接口 43與控制單元5通訊連接。行驅(qū)動(dòng)模塊與列驅(qū)動(dòng)模塊分別和網(wǎng)格陣列電極I的所有行引線13，所有列引線12連接。所有的行引線和列引線均由行驅(qū)動(dòng)模塊41和列驅(qū)動(dòng)模塊42提供電位。網(wǎng)格陣列電極的制作可以通過(guò)激光刻畫在背板基材(帶有氧化銦錫導(dǎo)電層的玻璃或其它柔性導(dǎo)電基材等)上完成。將驅(qū)動(dòng)模塊連接到網(wǎng)格陣列電極電路上，進(jìn)行封裝處理，并制作柔性PCB接口作為網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動(dòng)電路的柔性PCB接口。公共電極2為單一平面電極，采用帶有導(dǎo)電層的基材，其大小與網(wǎng)格陣列電極完全相同并帶有引出接口。公共電極2上只有一個(gè)電極，且工作時(shí)始終保持同一個(gè)電位,該恒定電位布滿整個(gè)基材與無(wú)電極電子紙3接觸的表面。這樣做就避免了公共電極設(shè)計(jì)成與網(wǎng)格陣列電極相同的多個(gè)電極時(shí)帶來(lái)的位置匹配問(wèn)題。本實(shí)施例所用的電子紙3為無(wú)電極電子紙。其結(jié)構(gòu)包括第一不導(dǎo)電層、電子紙中的雙穩(wěn)態(tài)顯示材料層和第二不導(dǎo)電層。這三層通過(guò)層壓和粘貼的方式結(jié)合在一起。雙穩(wěn)態(tài)顯示材料層印刷有雙穩(wěn)態(tài)顯示介質(zhì)的微單元(微膠囊或微杯狀等)，這些顆粒在施加外部電場(chǎng)時(shí)，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，使得光學(xué)狀態(tài)也發(fā)生相應(yīng)的改變，當(dāng)電場(chǎng)消失后，光學(xué)狀態(tài)還得以保持。因此，將信息寫入電子紙3通過(guò)行引線13和列引線12電位掃描配合來(lái)改變極片111與公共電極2間的電場(chǎng)大小和方向，使電子紙上微單元的光學(xué)特性發(fā)生改變，達(dá)到寫入信息的目的。控制單元5包括中央處理器51、存儲(chǔ)器52、電源管理器53和總線接口 54。人機(jī)界面7通過(guò)總線接口 54與中央處理器51連接，信息接收模塊6通過(guò)存儲(chǔ)器52與中央處理器51連接。使用人機(jī)界面中，可以通過(guò)人機(jī)界面預(yù)覽需要更改信息的樣式和排版等。信息接收模塊6獲得的信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器52中。由中央處理器判斷信息是否為點(diǎn)陣圖像格式。如果是，根據(jù)數(shù)據(jù)信息通過(guò)行列掃描的形式完成網(wǎng)格陣列電極上每一電極單元的掃描來(lái)控制網(wǎng)格陣列電極的極片111電位，獲得所需電場(chǎng)。另外在網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動(dòng)電路中還包含時(shí)序控制電路。時(shí)序控制電路采用本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)，可通過(guò)控制列信號(hào)和行信號(hào)的輸出，控制列引線和行引線的電位。行引線和列引線的組合，可以有效保證逐個(gè)電極單元掃描的準(zhǔn)確性，也通過(guò)控制電極上電場(chǎng)施加的時(shí)間來(lái)獲得不同的灰度的效果。如果不是點(diǎn)陣圖像格式，而是文字信息或是需要壓縮的圖形信息，那么中央處理器51會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的處理轉(zhuǎn)換并返回至人機(jī)界面7供預(yù)覽，經(jīng)過(guò)確認(rèn)后再完成上述的掃描步驟。 本實(shí)施例的機(jī)械裝置8用于調(diào)整網(wǎng)格陣列電極I和公共電極2之間的距離。機(jī)械裝置8分別與網(wǎng)格陣列電極I、公共電極2機(jī)械連接。調(diào)整機(jī)械裝置8可以令網(wǎng)格陣列電極I和公共電極2與放置于它們之間的電子紙緊密壓合或者分離。本實(shí)施例的電子印刷的方法，其步驟包括(I)啟動(dòng)電子紙的印刷設(shè)備，包括開(kāi)啟控制單元、人機(jī)界面、機(jī)械裝置；( 2 )在網(wǎng)格陣列電極和公共電極之間放置電子紙；(3)開(kāi)啟機(jī)械裝置，在機(jī)械裝置的作用下，網(wǎng)格陣列電極和公共電極相對(duì)移動(dòng)，最后緊密壓合電子紙；(4)在信息接收模塊輸入需要印刷的信息，這些信息包括字符、文字、圖像等信息，中央處理器判斷輸入的信息是否為點(diǎn)陣圖像格式；是，進(jìn)行下一步；否，中央處理器會(huì)對(duì)信息進(jìn)行圖像格式轉(zhuǎn)換并發(fā)至人機(jī)界面預(yù)覽，確認(rèn)后再進(jìn)行下一步；(5)確認(rèn)圖像格式信息后，由控制單元以掃描方式控制網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動(dòng)電路，在相應(yīng)的行引線和列引線施加所需的電位值，行引線的行電位控制與極片連接的開(kāi)關(guān)控制器件的導(dǎo)通與斷開(kāi)，從而令極片獲得相應(yīng)列引線的列電位；(6)在網(wǎng)格陣列電極的極片電位以及公共電極的電位共同作用下，實(shí)現(xiàn)信息在電子紙的輸入。
權(quán)利要求
1.一種電子紙的印刷設(shè)備，其特征在于，包括 網(wǎng)格陣列電極，包括多個(gè)電極單元形成的陣列結(jié)構(gòu)，該陣列結(jié)構(gòu)中位于同一列的電極單元通過(guò)一根列引線連接獲得該列引線的列電位，位于陣列結(jié)構(gòu)同一行的電極單元通過(guò)一根行引線連接獲得該行引線的行電位； 公共電極，為單一平面電極，尺寸與網(wǎng)格陣列電極相同，網(wǎng)格陣列電極與公共電極之間形成用于放置電子紙的空間； 網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動(dòng)電路，設(shè)有與行引線連接的行驅(qū)動(dòng)模塊、與列引線連接的列驅(qū)動(dòng)模塊和與網(wǎng)格陣列電路連接的驅(qū)動(dòng)接口； 控制單元，設(shè)定公共電極電位值，與網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動(dòng)電路通訊連接； 人機(jī)界面，與控制單元通訊連接； 信息接收模塊，與控制單元通訊連接； 機(jī)械裝置，用于調(diào)整網(wǎng)格陣列電極和公共電極之間的空間距離，分別與網(wǎng)格陣列電極、公共電極機(jī)械連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子紙的印刷設(shè)備，其特征在于所述電極單元包括極片、具有開(kāi)關(guān)功能特性的開(kāi)關(guān)控制器件和電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子紙的印刷設(shè)備，其特征在于；所述開(kāi)關(guān)控制器件為MOS管，行引線控制MOS管導(dǎo)通與斷開(kāi)，令極片與列引線連通獲得列引線的列電位或令極片與列引線斷開(kāi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子紙的印刷設(shè)備，其特征在于所述控制單元具有對(duì)信息接收模塊接收的包括字符、文字、圖像等信息進(jìn)行點(diǎn)陣圖像轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子紙的印刷設(shè)備，其特征在于所述每個(gè)電極單元的大小相等，相鄰電極單元的間距相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子紙的印刷設(shè)備，其特征在于所述控制單元包含中央處理器、存儲(chǔ)電路、電源管理器和總線接口，所述轉(zhuǎn)換單元為中央處理器。
7.一種使用權(quán)利要求I至6所述電子紙印刷設(shè)備進(jìn)行電子印刷的方法 (1)啟動(dòng)上述電子紙印刷設(shè)備； (2)在網(wǎng)格陣列電極和公共電極之間放置電子紙； (3)開(kāi)啟機(jī)械裝置，令網(wǎng)格陣列電極和公共電極相對(duì)移動(dòng)，緊密壓合電子紙； (4)在信息接收模塊輸入需要印刷的信息，中央處理器判斷輸入的信息是否為點(diǎn)陣圖像格式；是，進(jìn)行下一步；否，中央處理器會(huì)對(duì)信息進(jìn)行點(diǎn)陣圖像格式轉(zhuǎn)換并發(fā)至人機(jī)界面預(yù)覽，確認(rèn)后再進(jìn)行下一步； (5)確認(rèn)圖像格式信息后，由控制單元以掃描方式控制網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動(dòng)電路，在相應(yīng)的行引線和列引線施加電位值，行引線的行電位控制與極片連接的開(kāi)關(guān)控制器件的導(dǎo)通與斷開(kāi)，從而令極片獲得相應(yīng)列引線的列電位； (6)在網(wǎng)格陣列電極的極片電位以及公共電極的電位共同作用下，實(shí)現(xiàn)信息在電子紙的輸入。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電子紙的印刷設(shè)備以及采用該印刷設(shè)備印刷電子紙的方法，包括由多個(gè)電極單元形成的網(wǎng)格陣列電極，尺寸與網(wǎng)格陣列電極相同的公共電極，網(wǎng)格陣列電極與公共電極之間形成用于放置電子紙的空間，網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動(dòng)電路，控制單元，人機(jī)界面，信息接收模塊，機(jī)械裝置。其中，位于網(wǎng)格陣列同一列的電極單元通過(guò)一根列引線連接獲得該列引線的列電位，位于網(wǎng)格陣列同一行的電極單元通過(guò)一根行引線連接獲得該行引線的行電位。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)大大減少了引線的數(shù)量，減少了設(shè)備的占用空間以及降低了因?yàn)橐€過(guò)多而導(dǎo)致的印刷質(zhì)量問(wèn)題。
文檔編號(hào)G09F9/30GK102637413SQ20121014062
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者王韜 申請(qǐng)人:王韜