專利名稱：電子墨水觸敏顯示器的制作方法
電子墨水觸敏顯示器
背景技術：
觸敏顯示器組合透明位置傳感器與顯示裝置。所述位置傳感器是一種可檢測在所述位置傳感器的疊加在顯示屏上的顯示區(qū)域內(nèi)通過手指或例如手寫筆等另一物件或其緊密接近所做的觸摸的存在及位置的裝置。在觸敏顯示器應用中，位置傳感器使得能夠直接與顯示在屏幕上的內(nèi)容互動而非借助鼠標或觸摸墊間接互動。位置傳感器可附接到計算機、個人數(shù)字助理、衛(wèi)星導航裝置、移動電話、便攜式媒體播放器、便攜式游戲控制臺、公共信息亭、銷售點系統(tǒng)等或作為其一部分提供。存在若干種不同類型的位置傳感器/觸摸屏，例如電阻性觸摸屏、表面聲波觸摸屏、電容性觸摸屏等。舉例來說，電容性觸摸屏可包含絕緣體及襯底，其中所述襯底的一個或兩個表面上具有呈特定圖案的導電材料層。當例如手指或手寫筆等對象觸摸屏幕的表面或提供在緊密接近于屏幕的表面處時，存在電容的改變。此電容的改變由控制器感測且經(jīng)處理以確定屏幕上觸摸的位置。電子紙、電子紙張或電子墨水顯示器為一種經(jīng)設計以模擬普通墨水在紙上的外觀的顯示器技術。不同于使用背光來照明其像素元件的常規(guī)平板顯示器，電子紙像普通紙一樣反射光。其能夠模糊地保持文本及圖像，而不汲取電同時允許稍后改變圖像。近年來，電子墨水顯示器已變得廣泛使用。然而，將觸敏屏與電子墨水顯示器并在一起會增加顯示器的厚度。

發(fā)明內(nèi)容
以下揭示內(nèi)容描述將觸敏屏與電子墨水顯示器并在一起的顯示器的實例。


圖式僅以實例方式而非限制方式描繪根據(jù)本發(fā)明教示內(nèi)容的一個或一個以上實施方案。在各圖中，相似的參考編號指代相同或類似的元件。圖1是電子墨水顯示器的實例的側視圖；圖2示意性地圖解說明電子墨水顯示器的電子墨水層；圖3示意性地圖解說明像素電極層；圖4示意性地圖解說明經(jīng)圖案化的電極層；圖5示意性地圖解說明另一電子墨水顯示器；圖6示意性地圖解說明另一電子墨水顯示器；圖7示意性地圖解說明另一電子墨水顯示器；且圖8示意性地圖解說明用于觸摸屏顯示面板的控制件及驅(qū)動器的電子器件。
具體實施例方式在以下詳細說明中，以實例方式闡述眾多特定細節(jié)以便圖解說明相關教示內(nèi)容。 為了避免不必要地使本發(fā)明教示內(nèi)容的方面模糊，已在相對高的層面上描述了所屬領域的技術人員眾所周知的那些方法、程序、組件及/或電路。在所述實例中，描述一種并入有觸敏屏的電子墨水顯示器，所述觸敏屏并不像具有觸摸屏的常規(guī)電子墨水顯示器那樣多地增加所述電子墨水顯示器的厚度。在所述實例中，使至少一個電極組或?qū)訛轱@示及觸摸感測功能兩者共享。在各圖中，不展示粘合劑層， 除非其與本發(fā)明相關。圖1示意性地圖解說明電子墨水顯示器的側視圖。所述顯示器包含透明的第一襯底10、第一電極層20、電子墨水層30、第二電極層40及第二襯底50。在一個實例中，第一電極層20為大致透明的電極層，例如氧化銦錫(ITO)層。或者，第一電極層20為由導電材料 (例如銅或銀)細線構成的精細網(wǎng)格。構成所述網(wǎng)格的線的寬度可大約為Iym到20 μπι。 在其它實例中，所述線的寬度大約為IOnm到Ιμπι。所述線的寬度允許電極難以由用戶看見。第二電極層40為像素驅(qū)動電極層，其由具有由顯示控制器(未展示)個別驅(qū)動的能力的像素驅(qū)動元件構成。圖1的電子墨水層30提供在第一電極層20與第二電極層40之間。圖2更詳細地圖解說明電子墨水層30。電子墨水層30包含透明微膠囊38，每一透明微膠囊38含有帶正電荷的白色粒子36、帶負電荷的黑色粒子32及透明流體34。在另一實例中，白色粒子36 可帶負電荷，且黑色粒子32可帶正電荷。在另一實例中，所述粒子可具有任何色彩，只要帶正電荷的粒子具有不同于帶負電荷的粒子的色彩即可。在一實例中，每一透明微膠囊38具有在18μπι到180μπι的范圍中的直徑。白色粒子36及黑色粒子32懸浮在透明流體34中。透明流體34可為能夠含有所述粒子的任何透明流體且允許所述粒子在由電極吸引時移動到微膠囊38的任一端。舉例來說，一種適合流體為透明的油。參考圖2，當向第二電極層40施加相對于施加到第一電極層20的電壓為負的電壓時，帶正電荷的白色粒子36經(jīng)吸引到微膠囊38的最接近第一電極層20的端，從而致使微膠囊38的鄰近于第一電極層20的表面顯現(xiàn)為白色。同時，帶負電荷的黑色粒子32經(jīng)牽引到微膠囊38的最接近第二電極層40的端且不可見。通過反轉所述過程，帶負電荷的黑色粒子32經(jīng)吸引到微膠囊38的最接近第一電極層20的端以使得微膠囊38的表面顯現(xiàn)為黑色，且?guī)д姾傻陌咨Ｗ?6經(jīng)牽引到微膠囊38的最接近第二電極層40的端，在所述端處帶正電荷的白色粒子36不可見。圖3展示示范性第二電極層40。第二電極層40形成像素電極元件70的圖案，像素電極元件70中的每一者可接著由如稍后所論述的顯示驅(qū)動器控制。當跨越第一電極層 20施加電壓并選擇第二電極層40的個別像素元件70時，正顯示的圖像經(jīng)改變。選擇個別像素元件并以適當電壓進行驅(qū)動以使鄰近微膠囊中的粒子移動從而以產(chǎn)生所要圖像所需要的方式產(chǎn)生所要白色及黑色顯示像素。在一個實例中，施加約25V的電壓達數(shù)毫秒以改變正顯示的圖像。一旦所顯示的圖像已經(jīng)改變，就不需要電力來維持所述圖像?？删S持所述圖像達顯著長度的時間，直到施加電力來改變所述圖像。在所述實例中，電子墨水顯示器具備互電容類型觸敏屏。此觸敏屏的主要組件為多個驅(qū)動電極及感測電極。所述驅(qū)動及感測電極經(jīng)布置以形成其中所述驅(qū)動與感測電極重疊的節(jié)點。觸敏屏由連接到所述驅(qū)動及感測電極以用于控制所述驅(qū)動及感測電極的控制電路支持。
在此第一實例中，顯示與觸摸感測操作共享電極層20及40的使用。當不施加用以改變顯示狀態(tài)的電壓時，所述層的電極用于觸摸感測，且反之亦然。為了給電子墨水顯示器提供觸敏屏，將第二電極層40的像素元件分組在一起以形成多個驅(qū)動電極，使得其可同時由其對應像素驅(qū)動器加以脈沖以充當用于電容性感測功能的驅(qū)動電極。在圖3中所示的實例中，將多個像素元件70分組在一起以形成驅(qū)動電極XO 到X7，從而導致每一驅(qū)動電極具有90個像素元件70。然而，驅(qū)動電極可包含與取決于觸摸屏的所要大小及使用所需的一樣少或一樣多的像素元件。所述分組是通過控制行中的所有像素元件的驅(qū)動器以同時施加用于感測的電壓來完成?？蓡为毜仳?qū)動每一像素元件以形成高分辨率觸摸傳感器?；蛘?，可將數(shù)個像素元件分組在一起并將其視作一個驅(qū)動電極，即， 圖3的XO到X7。雖然將所述像素元件分組在一起以形成單獨的驅(qū)動電極XO到X7，但每一觸摸感測驅(qū)動電極之間并不存在物理分離。執(zhí)行所述分組是為便于驅(qū)動。如圖4中所示，第一電極層20可為由導電材料細線構成的精細網(wǎng)格層，其經(jīng)圖案化以形成多個感測電極YO到Y9。為了使顯示器用作電子墨水顯示器，施加到第一電極層的感測電極圖案提供對電子墨水層30的大致完全覆蓋。如果第一電極層20存在不具有充足覆蓋的區(qū)域，那么不更改電子墨水層30的這些未充分覆蓋的區(qū)域。因此，電子墨水顯示器的第一電極層20通常不經(jīng)圖案化，而通常為單個透明導電材料層。每一感測電極YO到Y9 之間可存在電中斷，但所述中斷是極微的以便提供對整個電子墨水層的大致完全覆蓋。由于第一電極層20經(jīng)圖案化以用于感測，因此為了改變圖像，使第一電極層20上的所有電極均保持在相同電壓下。在本實例中，第一電極層20為精細線導電金屬(例如，銅)層或金屬網(wǎng)格層，其可以所要傳感器電極圖案加以圖案化。為了感測顯示器處的觸摸的位置，向驅(qū)動電極施加電壓且在感測電極處感測信號。用以改變電子墨水顯示器上所保持的圖像的電壓(其對應于施加到驅(qū)動電極以用于觸摸感測的電壓)大約為3伏。相比之下，使用25伏的電壓來改變電子墨水顯示器的圖像。 因此，用于感測的電壓通常為小于改變圖像所需的電壓的數(shù)量級。另外，為了改變顯示器處所保持的圖像，施加圖像電壓達大約數(shù)毫秒的時間周期。然而，為了獲得感測讀數(shù)，可向每一驅(qū)動電極施加用于感測的電壓達數(shù)微秒。此為比用于改變圖像的時間顯著少的時間。鑒于低電壓及短時間，向第二電極層40的驅(qū)動電極施加用于感測的電壓以確定觸摸的位置將不更改顯示器處所保持的圖像，因為電子墨水粒子僅在于第一與第二電極層20、40之間施加持續(xù)電壓差(圖像電壓)達較長時間周期的情況下移動。在一個實例中，用于觸摸或接近度感測的驅(qū)動電壓經(jīng)偏移使得平均在與為改變所顯示圖像而保持圖像電壓所達的周期相當?shù)闹芷趦?nèi)，驅(qū)動電壓大致為零。在一個實例中，第一電極層20可形成其上圖案化有驅(qū)動及感測電極兩者的單層觸摸位置傳感器。在此實例中，第一電極可由ΙΤ0、網(wǎng)格或其它適合材料形成。在另一實例中，第一電極層20可經(jīng)圖案化以在襯底90的一側上形成感測電極，且第二電極層40可提供在襯底90的另一側上，如圖5中所圖解說明。在此實例中，第二電極可由ΙΤ0、網(wǎng)格或其它適合材料組成。在如圖6中所示的另一實例中，觸敏顯示器具有經(jīng)圖案化以形成多個感測電極的第一電極層20、經(jīng)由鄰近于第一電極層20的電介質(zhì)層80提供的第二電極層40，第二電極層40經(jīng)圖案化以形成多個驅(qū)動電極。所述實例還具有鄰近第二電極層40而提供的電子墨水層30及鄰近電子墨水層30而提供的像素電極層70。所述實例還可將粘合劑用于電介質(zhì)層80。在如圖7中所示的另一實例中，第一電極層20形成多個感測電極及多個驅(qū)動電極兩者。電子墨水層30鄰近于第一電極層20。像素電極層70鄰近于電子墨水層30而提供。在以上實例中，將在不改變圖像的時間執(zhí)行感測。一旦圖像已經(jīng)改變，就執(zhí)行觸摸感測。借助此方法，控制器可改變到新的所要圖像，所述圖像將保持在適當位置。接著所述控制器向驅(qū)動電極施加用于感測的驅(qū)動電壓并從感測電極感測信號以檢測任一觸摸的位置，直到將顯示器改變?yōu)樾聢D像變?yōu)楸匦璧纳院髸r間。然而，如果需要在與感測觸摸約相同的時間改變圖像，那么可使圖像驅(qū)動電壓與用于觸摸感測的電壓的循環(huán)交錯?？墒褂猛浑娐穪砜刂骑@示器處的改變圖像及感測觸摸兩者。如圖8中所示，控制單元750可經(jīng)提供為單個集成電路芯片，例如通用微處理器、微控制器、可編程邏輯裝置 /陣列、專用集成電路(ASIC)或其組合。在所圖解說明的實例中，控制單元750包含驅(qū)動單元710、感測單元720、存儲裝置730及處理器單元740。感測單元720類似于互電容類型觸摸屏的感測單元。單元710的像素驅(qū)動器可類似于在其它電子顯示器中所使用的像素驅(qū)動器。處理器740能夠控制跨越電極施加以改變顯示器的電壓。處理器單元740能夠處理來自感測單元720的數(shù)據(jù)并確定觸摸的位置。在另一實例中，驅(qū)動單元710、感測單元720 及處理器單元740可全部提供于單獨的控制單元中。處理器740還能夠按順序一起控制單元710的像素驅(qū)動器的群組，使得各個群組中的像素驅(qū)動器電極在觸摸感測期間用作驅(qū)動電極。一種電子墨水顯示器具備觸摸傳感器，但在一個實施例中不具有電子墨水顯示器的厚度增加，且在另一實施例中不具有顯著厚度增加?？蓪η拔闹兴枋龅膶嵗皩嵤├龀龈鞣N修改，且可在眾多應用中應用任何相關教示內(nèi)容，本文中僅已描述所述應用中的一些應用。以下權利要求書意在主張任何及所有歸屬于本教示內(nèi)容的真實范圍內(nèi)的應用、修改及變化。
權利要求
1.一種觸敏顯示器，所述顯示器包括 第一電極層；電子墨水層，其鄰近所述第一電極層而提供； 第二電極層，其鄰近所述電子墨水層而提供；及控制電路，其經(jīng)配置以跨越所述第一電極層及所述第二電極層施加圖像電壓以致使所述電子墨水層顯示圖像，其中所述第一電極層經(jīng)圖案化以形成多個感測電極， 所述第二電極層形成多個驅(qū)動電極，所述多個感測電極及所述多個驅(qū)動電極經(jīng)布置以形成其中所述驅(qū)動與感測電極重疊的節(jié)點，且所述控制電路進一步經(jīng)配置以向所述多個驅(qū)動電極施加用于電容性感測的電壓并從所述多個感測電極感測信號以確定所述顯示器處的觸摸的位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的觸敏顯示器，其中所述第一電極層由細導電線網(wǎng)格組成。
3.根據(jù)權利要求1所述的觸敏顯示器，其中所述第二電極層為形成多個像素驅(qū)動電極的像素驅(qū)動電極層。
4.根據(jù)權利要求3所述的觸敏顯示器，其中所述像素驅(qū)動電極層的所述像素驅(qū)動電極被一起分組成多個行以形成所述多個驅(qū)動電極。
5.根據(jù)權利要求1所述的觸敏顯示器，其中所述經(jīng)圖案化的第一電極層覆蓋大致所述整個電子墨水層。
6.根據(jù)權利要求5所述的觸敏顯示器，其中控制電路進一步經(jīng)配置以跨越所述第一電極層及所述第二電極層保持所述圖像電壓，以便向所述整個第一電極層施加相同電壓。
7.根據(jù)權利要求3所述的觸敏顯示器，其中所述控制電路進一步經(jīng)配置以在所述控制電路跨越所述第一電極層及所述第二電極層施加所述圖像電壓時個別地驅(qū)動所述像素驅(qū)動電極層的像素元件。
8.根據(jù)權利要求1所述的觸敏顯示器，其中所述用于電容性感測的電壓是施加到所述驅(qū)動電極且在所述感測電極處被感測。
9.根據(jù)權利要求1所述的觸敏顯示器，其中所述控制電路進一步經(jīng)配置以使所述圖像電壓與所述感測電壓的施加交錯。
10.一種觸敏顯示器，其包括 第一電極層；電子墨水層，其鄰近所述第一電極層而提供； 像素電極層，其鄰近所述電子墨水層而提供；及控制電路，其經(jīng)配置以跨越所述第一電極層及所述像素電極層的選定像素元件施加圖像電壓以致使所述電子墨水層顯示圖像，其中所述第一電極層經(jīng)圖案化以形成多個感測電極及多個驅(qū)動電極， 所述多個感測電極及所述多個驅(qū)動電極經(jīng)布置以在所述驅(qū)動與感測電極的相交點處形成感測節(jié)點，且所述控制電路進一步經(jīng)配置以向所述多個驅(qū)動電極施加用于電容性感測的電壓并從所述多個感測電極感測信號以確定所述顯示器處的觸摸的位置。
11.根據(jù)權利要求10所述的觸敏顯示器，其中所述第一電極層由ITO組成。
12.根據(jù)權利要求10所述的觸敏顯示器，其中跨越所述第一電極層及所述像素電極層的選定像素元件施加的所述圖像電壓大于到所述多個驅(qū)動電極的所述用于電容性感測的電壓及來自所述多個感測電極的感測信號。
13.根據(jù)權利要求10所述的觸敏顯示器，其中所述第一電極層由導電線網(wǎng)格組成。
14.一種觸敏顯示器，其包括第一電極層，其經(jīng)圖案化以形成多個感測電極，電介質(zhì)層；第二電極層，其鄰近所述電介質(zhì)層而提供；電子墨水層，其鄰近所述第二電極層而提供；像素電極層，其鄰近所述電子墨水層而提供；及控制電路，其經(jīng)配置以跨越所述第二電極層及所述像素電極層的選定像素元件施加圖像電壓以致使所述電子墨水顯示圖像，其中所述第二電極層經(jīng)圖案化以形成多個驅(qū)動電極，所述多個感測電極及所述多個驅(qū)動電極經(jīng)布置以在所述驅(qū)動與感測電極的相交點處形成節(jié)點，且所述控制電路進一步經(jīng)配置以向所述多個驅(qū)動電極施加用于電容性感測的電壓并從所述多個感測電極感測信號以確定所述顯示器處的觸摸的位置。
15.根據(jù)權利要求14所述的觸敏顯示器，其中所述第一電極層由導電線網(wǎng)格組成。
16.根據(jù)權利要求14所述的觸敏顯示器，其中跨越所述第二電極層及所述像素電極層的選定像素元件施加的所述圖像電壓大于到所述多個驅(qū)動電極的所述用于電容性感測的電壓及來自所述多個感測電極的感測信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種并入有觸敏屏的電子墨水顯示器，與常規(guī)觸摸屏顯示器相比，所述觸敏屏不顯著增加所述電子墨水顯示器的厚度。所述觸摸屏具有各自具有若干電極的第一及第二電極層，所述電極經(jīng)布置以形成其中所述電極重疊的節(jié)點。所述電子墨水顯示器含有具有不同色彩的不同帶正電荷及帶負電荷的墨水的微膠囊，所述不同色彩的不同帶正電荷及帶負電荷的墨水由帶相反電荷的電極吸引以形成圖像。
文檔編號G06F3/041GK102375608SQ20111024408
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權日2010年8月20日
發(fā)明者埃薩特·伊爾馬茲 申請人:愛特梅爾公司