CN109031847A - 电子纸显示面板及其制备方法、驱动方法、电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子纸显示面板及其制备方法、驱动方法、电子设备。电子纸显示面板通过将显示电极及走线设置在同一层并在显示电极及走线层与显示介质层之间设置屏蔽层，使屏蔽层和公共电极层之间形成的电场与像素电极和公共电极层之间形成的电场极性相反，而与背景电极和公共电极层之间形成的电场极性相同且大小相等，从而走线图案和背景图案完全融合在一起，成为像素电极对应的显示图案的背景，避免了走线对显示内容的影响，实现了高对比度显示，使得显示图案的结构更简单、更精细，降低了加工工艺和设备配置的要求，降低了生产难度。

Description

电子纸显示面板及其制备方法、驱动方法、电子设备
技术领域
本发明涉及电子纸显示技术领域，特别是涉及一种电子纸显示面板及其驱动方法、制备方法、电子设备。
背景技术
随着电子纸显示技术的发展，电子纸的应用越来越广，用户的要求也越来越多。电子纸显示信息的过程，是将带电的白色颗粒和黑色粒子封装在微胶囊中，并将微胶囊和电解液封装在这两块平行导电板之间，利用带电颗粒在电场作用下向着其电性相反的电极移动的特性，绘制出黑白图像。
然而，现有的电子纸，例如笔段式显示电子纸，由于每一个显示笔段都要连接到驱动IC，如果采用单层走线设计的方式，则存在显示笔段和走线同时显示的问题，从而使得电子纸的显示效果变差，用户的体验性降低。
发明内容
基于此，有必要针对现有的电子纸由于显示笔段和走线同时显示而使得电子纸的显示效果变差，用户的体验性降低的问题，提供一种电子纸显示面板及其驱动方法、制备方法、电子设备。
为了实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：
一种电子纸显示面板，包括：
相对设置的第一基板和第二基板；
设置在所述第一基板和所述第二基板之间的显示介质层；
在所述第一基板靠近所述显示介质层的表面形成的显示电极及走线层；
设置在所述显示电极及走线层走线上的屏蔽层；
设置在所述显示电极及走线层和所述屏蔽层之间的绝缘层；
在所述第二基板靠近所述显示介质层的表面形成的公共电极层；
分别与所述显示电极及走线层、所述屏蔽层以及所述公共电极层电连接的驱动模块；
其中，显示电极包括电性绝缘的像素电极和背景电极，所述像素电极连接所述走线，所述像素电极和所述背景电极接收极性相反的电压信号，所述背景电极和所述屏蔽层接收极性相同的电压信号。
上述电子纸显示面板，将显示电极及走线设置在同一层并在显示电极及走线层与显示介质层之间设置屏蔽层，使屏蔽层和公共电极层之间形成的电场与像素电极和公共电极层之间形成的电场极性相反，而与背景电极和公共电极层之间形成的电场极性相同且大小相等，从而走线图案和背景图案完全融合在一起，成为像素电极对应的显示图案的背景，进而避免了走线对显示内容的影响，实现了高对比度显示，使得显示图案的结构更简单、更精细，降低了加工工艺和设备配置的要求，降低了生产难度。
在其中一个实施例中，所述显示介质层包括电极性相反且颜色不同的两种带电粒子。
在其中一个实施例中，所述屏蔽层的材料包括导电氧化物、金属材料以及有机导电材料中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述屏蔽层为丝印银浆。
在其中一个实施例中，所述显示电极和所述走线的材料包括导电氧化物、金属材料以及有机导电材料中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述像素电极为笔段型结构。
为了实现本发明的目的，本发明还采用如下技术方案：
一种驱动方法，用于驱动如上所述的电子纸显示面板，包括如下步骤：
在复位阶段，显示介质层的电极性相反且颜色不同的两种带电粒子处于悬浮状态；
在清屏阶段，向所述公共电极层输入第一电压信号，向所述像素电极、所述背景电极以及所述屏蔽层输入与第一电压信号极性相反的第二电压信号；
在显示阶段，将所述公共电极层的第一电压信号进行电压极性的翻转，将所述像素电极的第二电压信号进行电压极性的翻转。
上述驱动方法，通过复位阶段、清屏阶段以及显示阶段，使走线、背景电极以及不需要进行显示的像素电极对应的图案完全融合在一起，成为需要进行显示的像素电极对应的显示图案的背景，避免了走线对显示内容的影响，实现了高对比度显示，使得显示图案的结构更简单、更精细，降低了加工工艺和设备配置的要求，降低了生产难度。
为了实现本发明的目的，本发明还采用如下技术方案：
一种用于制备如上所述的电子纸显示面板的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
提供基板，在所述基板上设置像素电极及其走线、背景电极，形成所述显示电极及走线层；
在所述显示电极及走线层上设置所述绝缘层；
在所述绝缘层上对应走线的区域设置所述屏蔽层；
在所述屏蔽层上依次设置所述显示介质层和所述公共电极层；
分别将所述显示电极及走线层、所述屏蔽层以及所述公共电极层与所述驱动模块电连接。
上述制备方法，适用范围广，工艺简单，降低了加工工艺和设备配置的要求，降低了生产难度，能够实现上一实施例中电子纸显示面板的大规模化生产。
为了实现本发明的目的，本发明还采用如下技术方案：
一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的电子纸显示面板。
上述电子设备，具有如上所述的电子纸显示面板，能够实现高对比度显示，显示图案的结构更简单、更精细，进一步满足了用户的需求。
附图说明
图1为一实施例中电子纸显示面板的结构图；
图2为一实施例中显示电极及走线层的结构图；
图3为对应图2实施例的显示效果图；
图4为对应图2实施例的屏蔽层的结构图；
图5为一实施例中驱动模块的结构图；
图6为一实施例中电子纸显示面板的制备方法的方法流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
参见图1，图1为一实施例中电子纸显示面板的系统结构图。
在本实施例中，该电子纸显示面板包括：相对设置的第一基板100和第二基板700；设置在第一基板100和第二基板700之间的显示介质层500；在第一基板100靠近显示介质层500的表面形成的显示电极及走线层200；设置在显示电极及走线层200走线上的屏蔽层400；设置在显示电极及走线层200和屏蔽层400之间的绝缘层300；在第二基板700靠近显示介质层500的表面形成的公共电极层600；分别与显示电极及走线层200、屏蔽层400以及公共电极层600电连接的驱动模块(图中未示出)。其中，显示电极包括电性绝缘的像素电极和背景电极，像素电极连接走线，像素电极和背景电极接收极性相反的电压信号，背景电极和屏蔽层接收极性相同的电压信号。
在本发明实施例中，第一基板100和第二基板700为电极基板，用于在表面上形成电极。第一基板100和第二基板700材料的选用不受限制，可以是玻璃基板、金属基板或纸质基板等；不同种类和特性的基板根据实际应用中各种工作环境和显示内容进行选择。
在本发明实施例中，显示电极及走线层200是指在第一基板100表面形成的显示电极和走线的层，通过将显示电极和走线设置在同一层中，可以避免增大显示面板的空间及厚度，降低生产成本和生产难度。其中，显示电极和走线的材料均为包括导电氧化物、金属材料以及有机导电材料中的一种或多种，导电氧化物优选为ITO材料；在具体应用中，可以根据基板种类和连接方式的要求来选择材料种类和加工方式。
其中，显示电极包括电性绝缘的像素电极和背景电极，像素电极通过连接走线连接驱动模块，背景电极分别连接屏蔽层400和驱动模块。
具体地，像素电极的阵列构成显示图案，例如字符、图标、条码以及七段数字等，每个像素电极都有其对应的走线，每个像素电极通过走线连接驱动模块。当像素电极被施加电压时，与像素电极连接的走线同样存在电压，而通过屏蔽层400的设置，并使像素电极和屏蔽层400接收极性相反的电压信号，能够使得像素电极及屏蔽层400对应的显示介质层500的不同区域处于不同极性的电场中，使得显示介质层500呈现出不同颜色的显示图案和走线图案。
具体地，背景电极覆盖在显示电极及走线层200中像素电极及其走线以外的区域中，且与像素电极及其走线电性绝缘。背景电极的阵列构成了背景图案，通过在背景电极上施加与像素电极极性相反的电压信号，能够使得背景电极及像素电极对应的显示介质层500的不同区域处于不同极性的电场中，使得显示介质层500呈现出不同颜色的显示图案和背景图案，增强了显示图案与背景图案的对比度，使得显示图案更清晰；同时，由于背景电极和屏蔽层400施加的电压相同，因此，走线图案和背景图案的颜色一样，走线图案和背景图案完全融合在一起，成为显示图案的背景，不仅避免了走线对显示图案内容的影响，反过来还通过走线图案进一步加强了显示图案与背景的对比度，使得显示图案更清晰。
在其中一个实施例中，像素电极为笔段型结构，则其阵列构成了七段数字(参见图2，图2为多段码“8”字，图中201为像素电极，202为走线，203为背景电极)。像素电极呈现出需要显示的数字图案，而像素电极的走线和背景电极共同构成了数字图案的背景图案。当公共电极层600被施加电压V+，像素电极、背景电极以及屏蔽层分别被施加电压V-、V+以及V+时，电子纸显示面板呈现的图案如图3所示(图3中，301为数字图案，302为背景图案)。
在本发明实施例中，绝缘层300设置在显示电极及走线层200和屏蔽层400之间，用于将显示电极及走线层200和屏蔽层400进行隔离设置，使得前两者与公共电极层600能够在驱动模块的驱动下形成两个互不干扰的电场。具体地，绝缘层300完全覆盖在显示电极及走线层200上，以使显示电极及走线层200和屏蔽层400达到隔离绝缘的效果。其中，绝缘层300由绝缘材料组成，包括有机绝缘材料和无机绝缘材料的一种或多种，例如，氮化硅、二氧化硅等。
在本发明实施例中，屏蔽层400设置在绝缘层300上，用于在驱动模块电压的驱动下使得显示电极及走线层200上的走线与像素电极之间呈现不同的显示效果，而与背景电极呈现相同的显示效果，进而提高显示的对比度，避免了走线对显示内容的影响。具体地，屏蔽层400为通过引线与驱动模块电连接的透明导电层，覆盖在显示电极及走线层200中走线的对应区域(以图2的显示电极及走线层200为例，参见图4，其中，401为对应走线的覆盖区域)，在驱动模块电压的控制下，覆盖区域和公共电极层600之间形成电场与像素电极和公共电极层600之间形成电场极性相反，而与背景电极和公共电极层600之间形成电场极性相同且大小相等，从而走线图案和背景图案完全融合在一起，成为像素电极对应的显示图案的背景。其中，屏蔽层400主要以丝印的形式设置在绝缘层上，其材料包括导电氧化物、金属材料以及有机导电材料中的一种或多种。在其中一个实施例中，屏蔽层为丝印银浆。
在本发明实施例中，显示介质层500是指包括正电荷粒子和负电荷粒子的介质层，正电荷粒子的颜色与负电荷粒子的颜色不同，用于在电场的作用下，显示出与像素电极阵列对应的显示图案，例如字符、图标、条码以及七段数字等，或者显示出与背景电极阵列或走线对应的背景图案。具体地，显示介质层500可以是微胶囊、微杯的电泳显示介质，也可以是其它类型的显示介质。在其中一个实施例中，当显示介质层500是由微胶囊组成时，每个微胶囊由白色粒子和黑色粒子组成，白色粒子和黑色粒子阈值电压相同，但电性相反。例如，白色粒子带正电荷和黑色粒子带负电荷，当在显示介质层500两端施加一个电场时，带有正电荷的白色粒子在电场作用下移动到电场负极，带有负电荷的黑色粒子移动到电场正极，使得电子纸显示面板表面显示图案。此时，若公共电极层600被施加电压V+，像素电极被施加电压V-，背景电极和屏蔽层400被施加电压V+，使像素电极与公共电极层600之间电场的电场力方向与背景电极和屏蔽层400分别与公共电极层600之间电场的电场力方向相反，使显示图案为黑色而背景图案为白色。
在本发明实施例中，公共电极层600是指第二基板700表面形成的COM电极层，用于通过引线与驱动模块电连接，在驱动模块的电压控制下形成正电场或者负电场。其中，公共电极层600材料包括导电氧化物、金属材料以及有机导电材料中的一种或多种，导电氧化物优选为ITO材料。
在本发明实施例中，驱动模块与显示电极及走线层200、屏蔽层400以及公共电极层600电连接。具体地，驱动模块的SEG输出端通过走线(SEG)连接像素电极，驱动模块的BG输出端通过引线(BG)连接屏蔽层400和背景电极，驱动模块的COM输出端通过引线(COM)连接公共电极层600。在其中一个实施例中，参见图5，驱动模块包括震荡单元801、微控制器接口802、温度补偿单元803、时间控制单元804、电荷泵805以及与显示电极及走线层200、屏蔽层400以及公共电极层600相连接的多个输出端口806(包括SEG输出端、BG输出端以及COM输出端)，在前述单元相互配合控制下，驱动模块分别为公共电极层600提供电压V0，为像素电极、背景电极及屏蔽层400提供极性相反的电压V1和V2。其中，电压V1和V2与V0的电压差形成的电场足以驱动显示介质层500的显示，具体电压值根据实际情况进行设定。
本发明实施例提供的电子纸显示面板，将显示电极及走线设置在同一层并在显示电极及走线层200与显示介质层500之间设置屏蔽层400，使屏蔽层400和公共电极层600之间形成的电场与像素电极和公共电极层600之间形成的电场极性相反，而与背景电极和公共电极层600之间形成的电场极性相同且大小相等，从而走线图案和背景图案完全融合在一起，成为像素电极对应的显示图案的背景，进而避免了走线对显示内容的影响，实现了高对比度显示，使得显示图案的结构更简单、更精细，降低了加工工艺和设备配置的要求，降低了生产难度。
本实施例还提供了一种驱动方法，用于驱动如上实施例所述的电子纸显示面板，包括如下步骤：在复位阶段，显示介质层的电极性相反且颜色不同的两种带电粒子处于悬浮状态；在清屏阶段，向公共电极层输入第一电压信号，向像素电极、背景电极以及屏蔽层输入与第一电压信号极性相反的第二电压信号；在显示阶段，将公共电极层的第一电压信号进行电压极性的翻转，将像素电极的第二电压信号进行电压极性的翻转。
在本发明实施例中，复位阶段公共电极层、像素电极、屏蔽层以及背景电极没有施加电压，显示介质层没有电场存在，带电粒子处于悬浮状态，电子纸显示面板没有图案显示。
在本发明实施例中，清屏阶段公共电极层输入第一电压信号，像素电极、背景电极以及屏蔽层输入与第一电压信号极性相反的第二电压信号，从而公共电极层分别和像素电极、背景电极以及屏蔽层之间形成极性相同的电场，使同一种颜色带电粒子集中在显示介质层的上部或底部，从而电子纸显示面板形成统一的原始背景。例如，公共电极层输入V-，像素电极、背景电极以及屏蔽层输入V+，使带正电荷白色粒子集中在显示介质层的上部，电子纸显示面板形成统一的白色背景。
而显示阶段，只需要将公共电极层的电压信号以及需要进行显示的像素电极的电压信号进行极性的翻转，使得公共电极层和需要进行显示的像素电极之间形成的电场与清屏阶段中公共电极层和背景电极以及屏蔽层之间形成的电场的极性相反，以使需要显示的像素电极对应的区域显示黑色图案，而背景区维持白色，从而走线、背景电极以及不需要进行显示的像素电极对应的图案完全融合在一起，成为需要进行显示的像素电极对应的显示图案的背景，避免了走线对显示内容的影响，实现了高对比度显示，使得显示图案的结构更简单、更精细，降低了加工工艺和设备配置的要求，降低了生产难度。
本发明实施例的驱动方法，在清屏阶段通过使公共电极层分别和像素电极、背景电极以及屏蔽层之间形成极性相同的电场，使同一种颜色带电粒子集中在显示介质层的上部或底部，从而电子纸显示面板形成统一的原始背景；而在需要进行图案显示的时候，通过使公共电极层和需要显示的像素电极进行电压极性翻转，以使需要显示的像素电极和公共电极层之间形成的电场的极性与清屏阶段中公共电极层与背景电极以及屏蔽层之间形成的电场的极性相反，从而电子纸显示面板显示图案，并且走线、背景电极以及不需要进行显示的像素电极对应的图案完全融合在一起，成为需要进行显示的像素电极对应的显示图案的背景，进而避免了走线对显示内容的影响，实现了高对比度显示，使得显示图案的结构更简单、更精细，降低了加工工艺和设备配置的要求，降低了生产难度。
参见图6，图6为一实施例中基于如上所述电子纸显示面板的制备方法的方法流程图。
在本实施例中，该测试方法包括步骤S101、S102、S103、S104以及S105。详述如下：
在S101中，提供基板，在基板上设置像素电极及其走线、背景电极，形成显示电极及走线层。
在S102中，在显示电极及走线层上设置绝缘层；
在S103中，在绝缘层上对应走线的区域设置屏蔽层。
在S104中，在屏蔽层上依次设置显示介质层和公共电极层。
在S105中，分别将显示电极及走线层、屏蔽层以及公共电极层与驱动模块电连接。
本发明实施例中，各层的设置方式不受限制，例如，显示电极及走线层和公共电极层的设置可以采用印刷、光刻、蚀刻或者溅镀等工艺，绝缘层的设置可以采用化学气相沉积，屏蔽层可以直接在绝缘层上对应走线区域进行丝印，更具体地，在绝缘层上对应走线的区域丝印银浆，形成屏蔽层。
本发明实施例中，基板、显示电极及走线层、绝缘层、屏蔽层、显示介质层、公共电极层以及驱动模块的相关描述参见上一实施例，在此不再赘述。
本发明实施例提供的制备方法，工艺简单，适用范围广，降低了加工工艺和设备配置的要求，降低了生产难度，能够实现上一实施例中电子纸显示面板的大规模化生产。
本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括如上述实施例所述的电子纸显示面板，实现高对比度显示，显示图案的结构更简单、更精细，进一步满足了用户的需求。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电子纸显示面板，其特征在于，包括：
相对设置的第一基板和第二基板；
设置在所述第一基板和所述第二基板之间的显示介质层；
在所述第一基板靠近所述显示介质层的表面形成的显示电极及走线层；
设置在所述显示电极及走线层走线上的屏蔽层；
设置在所述显示电极及走线层和所述屏蔽层之间的绝缘层；
在所述第二基板靠近所述显示介质层的表面形成的公共电极层；
分别与所述显示电极及走线层、所述屏蔽层以及所述公共电极层电连接的驱动模块；
其中，显示电极包括电性绝缘的像素电极和背景电极，所述像素电极连接所述走线，所述像素电极和所述背景电极接收极性相反的电压信号，所述背景电极和所述屏蔽层接收极性相同的电压信号。
2.根据权利要求1所述的电子纸显示面板，其特征在于，所述显示介质层包括电极性相反且颜色不同的两种带电粒子。
3.根据权利要求1或2所述的电子纸显示面板，其特征在于，所述屏蔽层的材料包括导电氧化物、金属材料以及有机导电材料中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的电子纸显示面板，其特征在于，所述屏蔽层为丝印银浆。
5.根据权利要求1或2所述的电子纸显示面板，其特征在于，所述显示电极和所述走线的材料包括导电氧化物、金属材料以及有机导电材料中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的电子纸显示面板，其特征在于，所述像素电极为笔段型结构。
7.一种驱动方法，用于驱动如权利要求1-6任一项所述的电子纸显示面板，其特征在于，包括如下步骤：
在复位阶段，显示介质层的电极性相反且颜色不同的两种带电粒子处于悬浮状态；
在清屏阶段，向所述公共电极层输入第一电压信号，向所述像素电极、所述背景电极以及所述屏蔽层输入与第一电压信号极性相反的第二电压信号；
在显示阶段，将所述公共电极层的第一电压信号进行电压极性的翻转，将所述像素电极的第二电压信号进行电压极性的翻转。
8.一种用于制备如权利要求1-6任一项所述的电子纸显示面板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
提供基板，在所述基板上设置像素电极及其走线、背景电极，形成所述显示电极及走线层；
在所述显示电极及走线层上设置所述绝缘层；
在所述绝缘层上对应走线的区域设置所述屏蔽层；
在所述屏蔽层上依次设置所述显示介质层和所述公共电极层；
分别将所述显示电极及走线层、所述屏蔽层以及所述公共电极层与所述驱动模块电连接。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述在所述绝缘层上对应走线的区域设置所述屏蔽层的步骤，具体为：
在所述绝缘层上对应走线的区域丝印银浆，形成屏蔽层。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-6任一项所述的电子纸显示面板。
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