CN112782901B - 一种自供电非易失性显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自供电非易失性显示装置。包括：第一绝缘层，置于第一绝缘层上的电极层，第二透明绝缘层，以及书写工具和擦除工具，在电极层和第二绝缘层之间填充的具有非易失性双稳态特性的显示介质，在电极层和第二透明绝缘层之间填充有隔离层。利用书写工具在第二透明绝缘层表面绘制图案，从而在书写工具划过的地方形成图形化分布的静电，形成局部电场驱动具有非易失性双稳态特性的显示介质，最终显示出该图案；利用擦除工具在第二透明绝缘层表面擦涂，消除所述局部电场，从而擦除已经显示的图案。本发明可应用于画图板、展示牌、广告牌、黑板等原型以传统纸张、油墨、碳粉、粉笔等为材料的显示领域，具有可重复使用与节能环保优点。
Description
技术领域
本发明设及一种电子纸显示装置，特别涉及一种自供电非易失性显示装置。
背景技术
近年来，电子纸显示器件因其观感效果类似于纸张，低功耗、环保等优点而备受关注，它已走入人们的生活，广泛地应用于通讯、信息及消费性的电子产品上，然而，现有的电子纸显示装置必须通过外接电源设备提供电能，此种供电方式存在一些弊端也带来诸多不便，例如，采用外接电源时，无论是用电源线与电子纸显示器相连，还是对电子纸显示器进行充放电，都需耗费一些电能，而且容易造成电子纸显示器的断电，还限制了装置应用的范围等等。因此，实现自给供电亟待解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自供电非易失性显示装置，用以解决现有显示技术中必须通过外接电源设备提供电能的问题，实现自给供电，有望进一步降低电子纸的成本，拓宽电子纸装置的应用范围。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种自供电非易失性显示装置，包括：第一绝缘层、置于第一绝缘层上的电极层、第二透明绝缘层、书写工具、擦除工具、在所述电极层和第二透明绝缘层之间填充的具有非易失性双稳态特性的显示介质、在所述电极层和第二绝缘层之间设置的隔离层；使用时，所述书写工具在所述第二透明绝缘层表面划动，基于摩擦起电效应可以在所划过的第二透明绝缘层表面形成静电，静电会形成局部电场，驱动对应的显示介质发生偏转，从而显示出所述书写工具划动图案；利用所述擦除工具在第二透明绝缘层表面擦涂，可以消除第二透明绝缘层表面的静电，即可擦除已经显示的图案。
在本发明一实施例中，所述具有非易失性双稳态特性的显示介质包括具有电泳效应的微胶囊电子墨水层、微杯结构电子墨水层、扭转球电子墨水层、快响应电子粉流体层。
在本发明一实施例中，所述第二透明绝缘层，采用的材料是具有强捕获电子能力的聚合物材料及其复合物，所采用的材料包括聚酰亚胺、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯中的一种或多种的复合结构或多种的复合材料
在本发明一实施例中，所述第二透明绝缘层厚度为0.1-5毫米。
在本发明一实施例中，所述书写工具和擦写工具具有笔状结构或刷子状结构。
在本发明一实施例中，所述书写工具前端所采用的材料是具有强失去电子能力的材料及其复合物，所采用的材料包括聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺、羊毛、蚕丝、棉花、金属、木材、人体皮肤中的一种或多种的复合结构或多种的复合材料。
在本发明一实施例中，所述擦除工具前端所采用的材料是具有强捕获电子能力的聚合物材料及其复合物，所采用的材料包括聚氟乙烯、聚二甲硅氧烷的一种或多种的复合结构或多种的复合材料。
在本发明一实施例中，所述电极层和第二绝缘层之间填充的隔离层是具有规则的绝缘壁状结构，或是具有统一尺寸的绝缘颗粒。
在本发明一实施例中，所述隔离层厚度高度为0.5-100微米。
在本发明一实施例中，所述电极层为连续的一整片结构或者阵列结构。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明公开的自供电非易失性显示装置，可应用于画图板、展示牌、广告牌、黑板等原型以传统纸张、油墨、碳粉、粉笔等为材料的显示领域，具有可重复使用与节能环保优点。
附图说明
图1为本发明优选实施例一提供的一种自供电非易失性显示装置的结构示意图；
图2为本发明优选实施例一在使用前的装置电荷分布情况示意图；
图3为本发明优选实施例一在使用时的装置电荷分布情况示意图；
图4为本发明优选实施例二提供的一种自供电非易失性显示装置的结构示意图；
图5为本发明优选实施例二在使用前的装置电荷分布情况示意图；
图6为本发明优选实施例二在使用时的装置电荷分布情况示意图。
【标号说明】：
10为第一绝缘层，11为置于第一绝缘层上的电极层，12为第二透明绝缘层， 131为隔离层，132为具有非易失性双稳态特性的显示介质，14为书写工具，15为擦除工具，16为书写工具与所述电极层之间连接的导线，17为擦除工具与所述电极层之间连接的导线。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
图1示出了本发明优选实施例一提供的一种自供电非易失性显示装置的结构示意图，该自供电非易失性显示装置包括：从下至上包括依次层叠设置的第一绝缘层10，置于第一绝缘层10上的电极层11，第二透明绝缘层12，书写工具14和擦除工具15，在所述电极层11和第二透明绝缘层12之间填充的具有非易失性双稳态特性的显示介质132，所述电极层11和第二绝缘层12之间有隔离层131，所述电极层11和第二绝缘层12之间产生电场为所述自供电非易失性显示装置供电。
图2示出了本发明优选实施例一在使用前的装置电荷分布情况，此时所述书写工具14与第二透明绝缘层12表面未接触，在所述电极层11和第二透明绝缘层12之间填充的具有非易失性双稳态特性的显示介质132均匀、随机分布有正负电荷，所述双稳显示介质132不发生偏转，所述第二透明绝缘层12表面不显示任何图案。
图3示出了本发明优选实施例一在使用时的装置电荷分布情况，本发明优选实施例中所述书写工具14采用具有强失去电子能力的金属，当书写工具14在第二透明绝缘层12表面划动时，基于摩擦起电效应可以在所划过的第二透明绝缘层12表面形成静电，即对应的第二透明绝缘层12表面聚集了负电荷，基于静电感应原理，电极层11上的电荷重新分配，电极层11对应区域感应到正电荷，电极层11其他区域感应到负电荷，所述静电会在第二透明绝缘层12与电极层11之间形成局部电场，驱动对应的双稳显示介质132发生偏转，所述局部电场的大致方向为从下往上，因而对应的双稳显示介质132中具有正电性的黑色粒子在电场的作用下移动到显示介质132的顶部，与此同时，具有电负性的白色粒子移动到显示介质132的底部“隐藏”起来，这时对应的第二透明绝缘层12表面会显示黑色，从而显示出该图案；本发明优选实施例中所述擦除工具15采用具有强捕获电子能力的聚四氟乙烯，利用擦除工具15在第二透明绝缘层12表面擦涂，可以消除第二透明绝缘层表面的静电，即可擦除已经显示的图案。
图4示出了本发明优选实施例二提供的一种自供电非易失性显示装置的结构示意图，该自供电非易失性显示装置包括：从下至上包括依次层叠设置的第一绝缘层10，置于第一绝缘层10上的电极层11，第二透明绝缘层12，书写工具14和擦除工具15，在所述电极层11和第二透明绝缘层12之间填充的具有非易失性双稳态特性的显示介质132，所述电极层11和第二透明绝缘层12之间有隔离层131，其中，所述书写工具14与电极层11之间通过导线16连接，所述擦除工具15与电极层11之间通过导线17连接，所述电极层11和第二绝缘层12之间产生电场为所述自供电非易失性显示装置供电。
图5示出了本发明优选实施例二在使用前的装置电荷分布情况，此时所述书写工具14与第二透明绝缘层12表面未接触，在所述电极层11和第二绝缘层12之间填充的具有非易失性双稳态特性的显示介质132均匀、随机分布有正负电荷，所述双稳显示介质132不发生偏转，所述第二透明绝缘层12表面不显示任何图案。
图6示出了本发明优选实施例二在使用时的装置电荷分布情况，本发明优选实施例中所述书写工具14采用具有强失去电子能力的金属，当书写工具14在第二透明绝缘层12表面划动时，基于摩擦起电效应可以在所划过的第二透明绝缘层12表面形成静电，即对应的第二透明绝缘层12表面聚集了负电荷，书写工具14表面聚集了正电荷，由于书写工具14与电极层11通过导线16连接，书写工具14表面的正电荷流向电极层11，导致电极层11与书写工具14的电势相等，所述静电会在第二透明绝缘层12与电极层11之间形成局部电场，驱动对应的双稳显示介质132发生偏转，所述局部电场的大致方向为从下往上，因而对应的双稳显示介质132中具有正电性的黑色粒子在电场的作用下移动到显示介质132的顶部，与此同时，具有电负性的白色粒子移动到显示介质132的底部“隐藏”起来，这时对应的第二透明绝缘层12表面会显示黑色，从而显示出该图案；本发明优选实施例中所述擦除工具15采用具有强捕获电子能力的聚四氟乙烯，利用擦除工具15在第二透明绝缘层12表面擦涂，可以消除第二透明绝缘层表面的静电，即可擦除已经显示的图案。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种自供电非易失性显示装置，其特征在于，包括：第一绝缘层、置于第一绝缘层上的电极层、第二透明绝缘层、书写工具、擦除工具、在所述电极层和第二绝缘层之间填充的具有非易失性双稳态特性的显示介质、在所述电极层和第二透明绝缘层之间设置的隔离层，第二透明绝缘层上不设置任何电极层；使用时，所述书写工具在所述第二透明绝缘层表面划动摩擦，基于书写工具与第二透明绝缘层之间的摩擦所产生的摩擦起电效应，在所划过的第二透明绝缘层表面形成静电，静电会形成局部电场，驱动对应的显示介质发生偏转，从而显示出所述书写工具划动图案；利用所述擦除工具在第二透明绝缘层表面擦涂，消除第二透明绝缘层表面的静电，即可擦除已经显示的图案。
2.根据权利要求1所述的一种自供电非易失性显示装置，其特征在于，所述具有非易失性双稳态特性的显示介质包括具有电泳效应的微胶囊电子墨水层、微杯结构电子墨水层、扭转球电子墨水层、快响应电子粉流体层。
3.根据权利要求1所述的一种自供电非易失性显示装置，其特征在于，所述第二透明绝缘层，采用的材料是具有强捕获电子能力的聚合物材料及其复合物，所采用的材料包括聚酰亚胺、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯中的一种或多种的复合结构或多种的复合材料。
4.根据权利要求1所述的一种自供电非易失性显示装置，其特征在于，所述第二透明绝缘层厚度为0.1-5毫米。
5.根据权利要求1所述的一种自供电非易失性显示装置，其特征在于，所述书写工具与电极层之间通过第一导线连接，所述擦除工具与电极层之间通过第二导线连接。
6.根据权利要求1或5所述的一种自供电非易失性显示装置，其特征在于，所述书写工具前端所采用的材料是具有强失去电子能力的材料及其复合物，所采用的材料包括聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺、羊毛、蚕丝、棉花、金属、木材、人体皮肤中的一种或多种的复合结构或多种的复合材料。
7.根据权利要求1或5所述的一种自供电非易失性显示装置，其特征在于，所述擦除工具前端所采用的材料是具有强捕获电子能力的聚合物材料及其复合物，所采用的材料包括聚氟乙烯、聚二甲硅氧烷的一种或多种的复合结构或多种的复合材料。
8.根据权利要求1所述的一种自供电非易失性显示装置，其特征在于，所述电极层和第二绝缘层之间填充的隔离层是具有规则的绝缘壁状结构，或是具有统一尺寸的绝缘颗粒。
9.根据权利要求1或8所述的一种自供电非易失性显示装置，其特征在于，所述隔离层厚度高度为0.5-100微米。
10.根据权利要求1或8所述的一种自供电非易失性显示装置，其特征在于，所述电极层为连续的一整片结构或者阵列结构。
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