CN203338331U - 具有触摸传感器的电子纸显示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种具有触摸传感器的电子纸显示器，顺序地包括形成在单个层上并支撑在透光的衬底的一个侧面上的透光的导电层、显示材料层，以及具有多个像素电极的背板，所述导电层具有多个透光的导电材料列，以及多个与所述导电材料列相邻的透光的导电材料片，所述导电材料片布置为多个行，其中特定行中的每个导电材料片连接在一起；其中，所述多个导电材料片中的每一个和所述多个导电材料列中的每一个形成电容性传感器的一部分。该结构的显示器避免了必须在显示材料层上配置两层或者多层的层结构，可以减少显示材料层反射光线的光损失，使得电子纸显示器的显示效果得以改善。

Description

具有触摸传感器的电子纸显示器

技术领域

本实用新型涉及用于电子书阅读器中的具有输入功能的电子纸显示器，尤其涉及到制作在导电层上的电容性触摸传感器的电子纸显示器。

背景技术

电子纸（E-Paper）是一种反射型的显示器件，一般顺序地具有导电层、显示材料层和具有像素电极的背板，其中显示材料层可以在导电层和像素电极之间形成的电场的作用改变其显示状态。电子纸显示器具有耗电量低，可视角度广、其显示效果接近自然纸的效果而具有阅读舒适的优点而得到广泛的应用。实现电子纸的途径主要包括胆固醇显示、电泳显示和电润湿显示技术等等。

目前很多类型的电子纸显示器都具有输入设备以执行相关操作，诸如按钮或者按键、鼠标、轨迹球、触摸传感器面板、操纵杆、触摸屏等，尤其是触摸屏，其由于容易操作和操作的通用性以及不断下降的价格而变得越来越流行。触摸屏可包括触摸传感器面板，其可以是透明的面板，因此可以被定位在显示屏的前面，使得触摸敏感表面覆盖显示屏的可视区域。触摸屏可允许用于通过仅仅由手指或者指示笔触摸显示屏而进行选择和移动光标。通常触摸屏可识别触摸和触摸在显示屏上的位置，并且控制器可以解释该触摸，而后基于触摸事件而执行动作。

对于自发光的显示器(例如LCD)而言，将触摸屏覆盖在显示屏的可视区域或许不会对显示屏的显示效果带来较大的不便。然而，对于电子纸显示器而言，由于电子纸显示器的显示需要将光反射进入读者的眼睛，直接将触摸屏覆盖在电子纸显示器的可视区域上常常会对电子纸显示器上的反射光线造成一定程度的损耗，造成电子纸显示屏的显示较为暗淡。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是要提供一种具有触摸传感器的电子纸显示器，其具有制作在导电层上的触摸传感器，用于检测单点或者多点触摸事件（触摸敏感表面上一个或多个手指或其他物体几乎同时触摸不同的位置）。

为避免必须在显示材料层上配置导电层和触摸层而降低电子纸显示器的显示效果，本实用新型的实施例提供一种具有触摸传感器的电子纸显示器，顺序地包括形成在单个层上并支撑在透光的衬底的一个侧面上的透光的导电层、显示材料层，以及具有多个像素电极的背板，

所述导电层具有多个导电材料列，以及多个与所述导电材料列相邻的导电材料片，所述导电材料片布置为多个行，其中特定行中的每个导电材料片连接在一起；

其中，所述多个导电材料片中的每一个和所述多个导电材料列中的每一个形成电容性传感器的一部分。

与现有的具有触摸功能的电子纸显示器比较，本实用新型涉及的技术方案在导电层中具有配置为形成电容性传感器的导电材料列和导电材料片，从而避免了必须在显示材料层上配置两层或者多层的层结构，可以减少显示材料层反射光线的光损失，使得电子纸显示器的显示效果得以改善。

作为对上述技术方案的进一步改进，每个导电材料片与这个导电材料片相邻的导电材料列的段形成互电容传感器。

作为对上述任一技术方案的进一步改进，所述电子纸显示器还包括：

在所述背板上支撑的接地面；

其中，布置在一行中的多个导电材料片中的每一个与所述接地面一起形成自电容传感器，且所述多个导电材料列中的每一个与所述接地面一起形成自电容传感器。

作为对上述任一技术方案的进一步改进，所述导电材料列由凹槽和交错边缘形成，以形成所述导电材料列的各段。

作为对上述任一技术方案的进一步改进，还包括所述衬底的多条导电线，被配置用于提供特定导电材料片中的每个导电材料片的连接，并用于提供到每个导电材料列的连接。

作为对上述任一技术方案的进一步改进，还包括覆盖在所述衬底上的透光的覆盖材料，被配置用于将显示材料与外界隔离。

作为对上述任一技术方案的进一步改进，所述导电材料列和导电材料片被配置在所述导电层的局部区域。

作为对上述任一技术方案的进一步改进，所述电子纸显示器还包括覆盖在所述导电材料列和所述导电材料片上的指示板，其上设有多个指示标签。

作为对上述任一技术方案的进一步改进，所述显示材料包括电泳材料，该电泳材料包括至于流体中的且能够在电场作用下移动穿过该流体的多个电泳颗粒。

作为对上述任一技术方案的进一步改进，所述电子纸显示器被集成到电子书阅读器、计算机系统、移动电话或者数字媒体播放器之中。

下面将结合附图详细说明本实用新型，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本实用新型的原理，本实用新型的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。

附图说明

图1示出了现有的具有触摸传感器的电子纸显示器的剖面结构示意图，所述电子纸显示器的显示材料层上至少具有导电层和触摸屏的两层的层结构；

图2示出了根据本实用新型一个实施例的示例性的具有触摸传感器的电子纸显示器的局部示意图；所述导电层上配置有用以形成电容性传感器的导电材料列和导电材料片；

图3示出了根据图2中A-A的横截面视图；

图4示出了根据本实用新型一个实施例的示例性的具有触摸传感器的电子纸显示器的横截面视图，示出了在导电层上还增设有一层或者多层透光的覆盖材料；

图5示出了根据本实用新型一个实施例的示例性的具有触摸传感器的电子纸显示器的局部示意图，示出了导电材料列和导电材料片配置在导电层的局部区域；

图6示出了图5中B-B处的剖面结构示意图；

图7示出了根据本实用新型一个实施例的示例性的具有触摸传感器的电子纸显示器的结构示意图，示出了导电材料列和导电材料片被配置在导电层的局部区域，在导电材料列和导电材料片的下方还配置有接地面；

图8示出了根据本实用新型一个实施例的示例性的具有触摸传感器的电子纸显示器的显示材料层横截面视图，示出了显示材料层中的电泳颗粒和流体；

图9示出了根据本实用新型一个实施例的可以包括具有触摸传感器的电子纸显示器的电子书阅读器。

图中：

10：导电层；11：导电材料列；111：凹槽；112：边缘；12：导电材料片；13：指示板；20：衬底；30：显示材料层；31：微胶囊；32：胶黏剂；40：背板；50：保护层；60：接地面；100：触控区；200：显示区；300：电子书阅读器。

具体实施方式

下面例举若干个具体实施方式以对本实用新型进行详细说明，本部分的描述仅仅是示范性和解释性说明，不应构成对本实用新型的保护范围产生任何限制作用。

本实用新型涉及具有触摸传感器的电子纸显示器，其导电层10上配置有形成电容性传感器的导电材料列11和导电材料片12，用于检测单点或多点触摸事件（触摸敏感表面上一个或多个手指或其他物体几乎同时触摸不同的位置）。为了避免在带触摸功能的电子纸显示器上制作导电层10和触摸层，本实用新型的实施例在导电层10上配置多个导电材料列11和导电材料片12，使得导电层10不仅能够实现驱动电子纸显示器的功能，而且同时具备触摸的功能。

为了使本实用新型的优点和效果能够进一步得以展现，这里首先介绍现有的电子纸结构。参见图1，图1是示出了现有的具有触摸传感器的电子纸显示器的剖面结构示意图。现有的电子纸至少具有顺序地具有以下层结构：导电层10、衬底20、显示材料层30和背板40。导电层10是由制作在衬底20上的透光的导电材料形成的，其中，导电材料可以是基本透明的材料，诸如氧化铟锡（ITO），但是也可使用其他材料。ITO层覆盖在衬底20上的远离显示材料层30的侧面。虽然这里可能为了简化公开的目的提到ITO，但是应当理解，根据本实用新型的实施例，也可以使用其他透光的导电材料。显示材料层30是不透光的，并且在电场的作用下能够改变其光学状态，其可以是本领域熟知的各种技术手段，例如可以是电泳显示材料、胆固醇显示材料或者电润湿显示材料。背板40通常是不容易折叠的刚性板，例如玻璃材料制作的背板40。在背板40靠近显示材料的侧面配置有若干采用导电材料制作的像素电极，像素电极和衬底20上的导电层10形成两电极。在像素电极和导电层10连接上电源的两极后，可以向显示材料层30施加电场，使得显示材料层30的光学状态发生改变。

参见图2，图2示出了根据本实用新型一个实施例的示例性的具有触摸传感器的电子纸显示器的局部示意图。在图2的例子中，示出了具有触摸传感器的电子纸显示器，顺序地包括形成在单个层上并支撑在透光的衬底20的一个侧面上的透光的导电层10、显示材料层30，以及具有多个像素电极的背板40，所述导电层10具有多个透光的导电材料列11，以及多个与所述导电材料列11相邻的透光的导电材料片12，所述导电材料片12布置为多个行，其中特定行中的每个导电材料片12连接在一起；

其中，所述多个导电材料片12中的每一个和所述多个导电材料列11中的每一个形成电容性传感器的一部分。

图1中示出的导电层10具有8列导电材料列11（标注为a-h）和5列导电材料片12（标注为1-5），但是应当理解，可以采用任意数目的导电材料列11和导电材料片12。导电材料列11通常可以为柱状的，但是在图1示出的例子中，每个导电材料列11的一个侧包括交错的边缘112和凹槽111，其被设计用于在每个导电材料列11中形成分离的多个段。行1-5中导电材料片12的每一个可由多个不同的采用导电材料片12或者垫形成。如图1的例子所示，形成行的导电材料片12可被配置为通常为金字塔形的结构。例如在图1中，列a和列b之间的导电材料片121到3被布置成倒金字塔结构，而列a和列b之间的行4和5的带电材料片被布置为正金字塔形结构。

图2中示出的导电材料片12和导电材料列11通过金属导线信号连接到其他控制或者驱动电路之中。如果每个导电材料片12与这个导电材料片12相邻的导电材料列11的段形成互电容传感器进行工作，则可以在列a至h或者行1之间形成一个或多个激励信号驱动，并且可以在相邻的导电材料列11的段和导电材料片12之间形成电场，其中电荷可以从导电材料列11的段至相邻的导电材料片12之间移动。当手指在导电材料列11或者导电材料片12的一个之上向下触摸时，导电材料列11的段和导电材料片12之间的电场的一些被手指阻挡，使得导电材料列11的段和临近的导电材料片12之间的电场被影响，从而可以检测到触控区100域的位置。应当注意，如图2所示的互电容触摸传感器的电子纸显示器中，不需要单独地参考地电势。

图3示出了根据图2中A-A的横截面视图。在图3示出的实施例中，该显示器顺序地包括导电层10、衬底20、显示材料层30和背板40层。由于导电层10上的导电材料列11和导电材料片12可以确定触摸位置，结合背板40上的像素电极可以驱动显示材料层30中的显示材料在相关区域改变其光学状态。

参见图4，图4示出了根据本实用新型一个实施例的示例性的具有触摸传感器的电子纸显示器的横截面视图，示出了在导电层10上还增设有一层或者多层透光的覆盖材料。在图4示出的例子中，在上述实施方式的基础上，还包括一层或多层覆盖在所述衬底20上的透光的覆盖材料，被配置用于将显示材料与外界隔离。该覆盖材料用以形成保护层50，以防止内部的导电材料或者显示材料被损坏。尽管图示的保护层50仅有一层保护材料，应当理解，保护层50可以是多层材料或者多层不同的材料构成，例如可以包含有一层保护板，例如玻璃板，然后在玻璃板的远离衬底20的侧面设置有增强其光学性能的增透膜、防止被划伤的硬化层、以及防止炫目的防眩层等等。保护层50的边缘还可以设有边缘密封结构，防止外界的水汽或者灰尘侵入显示材料层30造成显示材料失效或者影响其显示性能。

参见图5和图6，图5示出了根据本实用新型一个实施例的示例性的具有触摸传感器的电子纸显示器的局部示意图，示出了导电材料列11和导电材料片12配置在导电层10的局部区域。图6示出了图5中B-B处的剖面结构示意图。如图5和图6所示，在某些实施方式中，所述导电材料列11和导电材料片12被配置在所述导电层10的局部区域，基本不与显示材料层30重叠。在图5和图6示出的实施例中，显示器被配置成两个区域：触控区100和显示区200。被配置在触控区100的具有上述涉及的导电材料列11和导电材料片12，在一个或者多个激励信号的作用下可以接受触摸信号，用于检测单点或者多点触摸事件。而显示区200则通常可以是整片的导电材料（例如ITO）覆盖的区域，其上不再具有触控传感器，即不具备接受触摸信号的输入的功能。在某些优选实施方式中，还包括若干用于指示触控位置代表的操作含义的指示标签，例如标注有“翻页”、“打开”、“下一页”、“上一页”之类的指示标签。指示标签可以被配置在安装该显示器的壳体上，例如配置在临近显示器的壳体上配置标注有“下一页”的指示标签，当触控区100的临近该指示标签的区域检测到触摸操作，则代表输入了翻页至“下一页”的操作。此外，也可以还包括覆盖在所述导电材料列11和所述导电材料片12上的指示板13，指示标签配置有多个。指示板13优选使用透光材料制作，更为优选使用基本透明的材料制作。另外，也可以是图6示出的结构，指示板13被配置在衬底20的下方。指示板13的厚度是不关紧要的，可以根据实际需要配置指示板13的厚度。尽管如此，通常可以将指示板13的底面配置成基本与背板40的底面平齐。在某些实施方式中，指示板13也可以制作在背板40上。在这种情况下，指示板13与背板40接触的区域中可以不需要配置像素电极，可以降低生产成本。

显而易见的，由于在生产过程中可能存在导电材料列11和导电材料片12之间的间隙过大，导致存在不能驱动显示材料变换其光学状态的区域的情况，即导电材料列11和导电材料片12之间的间隙下方的显示材料层30存在“不活跃区”的可能性。尽管该结构下的显示区200中不再能够接受触摸信号，但其在显示区200域的显示则更为清晰，不容易出现不会变换光学状态的“不活跃区”。另外，相对于使用键盘作为输入设备的显示器，该结构的显示器显然可以大幅降低生产成本并提升生产效率。

参见图7，图7示出了根据本实用新型一个实施例的示例性的具有触摸传感器的电子纸显示器的结构示意图，示出了导电材料列11和导电材料片12被配置在导电层10的局部区域，在导电材料列11和导电材料片12的下方还配置有接地面60。在图7示出的例子中，布置在一行中的多个导电材料片12中的每一个与所述接地面60一起形成自电容传感器，且所述多个导电材料列11中的每一个与所述接地面60一起形成自电容传感器。在这样的实施例中，接地面60也可以形成在没有像素电极的背板40上或者形成单独的接地面60。在自电容传感器中，每个导电材料列11或者导电材料片12具有可由于手指的存在而改变到接地面60的自电容。因此，图中的导电材料列11和导电材料片12可以为单独地被检测。此外，尽管图7示出的被配置在触控区100的导电材料列11和导电材料片12覆盖在显示材料层30上，但应当理解，这样配置可以利用显示材料层30的双稳态特性，事先改变触控区100对应的显示材料层30的光学状态，使其显示的内容与触控区100相关区域的触摸功能相对应，起到上述的指示标签的作用。然而，触控区100也可以不覆盖在显示材料层30上，仅仅被配置在接地面60上方形成自电容触摸传感器即可。在这样的实施方式中，还可以增设上述论述过的指示标签对具有类似于“下一页”、“上一页”等触摸功能的区域进行指示。

参见图8，图8示出了根据本实用新型一个实施例的示例性的具有触摸传感器的电子纸显示器的显示材料层30横截面视图，示出了显示材料层30中的电泳颗粒和流体。尽管上述已经论述了显示材料层30中的显示材料可以是多种类型的，但是其优选为包括电泳材料，该电泳材料包括至于流体中的且能够在电场作用下移动穿过该流体的多个电泳颗粒。如图8示出的例子中，电泳颗粒被配置在若干个微胶囊31之中，而微胶囊31分散在胶黏剂32中。微胶囊31是使用透明的、且优选选择具有弹性的材料制作，例如可以使用阿拉伯胶、明胶等材料进行制作。胶黏剂32是用于固定和保护微胶囊31之用，其可以是水溶性有机高分子材料。电泳粒子分散在微胶囊31的分散液中，一般至少包含两种不用光学状态的电泳粒子，例如包含具有白色的电泳粒子和黑色的电泳粒子。其中，至少有一种电泳粒子带电。即，可以是其中一种电泳粒子带电（带正电或者带负电），另外一种电泳粒子不带电，为电中性状态；也可以是一种电泳粒子带正电，另外一种电泳粒子带负电。尽管图8示出的电泳粒子仅为黑、白两种电泳粒子，但电泳粒子的光学状态还可以具有红、绿、蓝等多种色彩。

所述电子纸显示器可以被集成到电子书阅读器300、计算机系统、移动电话或者数字媒体播放器之中。参见图9，图9示出了根据本实用新型一个实施例的可以包括具有触摸传感器的电子纸显示器的电子书阅读器300。该电子书阅读器300包括上述的触摸传感器，具有层叠配置的导电层10、显示材料层30和背板40。图9示出的电子书阅读器300得益于上述的带触摸传感器的电子书显示器，因为上述的带触摸传感器的电子纸显示器清晰度高，反射进入人眼的光损失较小而具备较高的体验性能，而这是可对消费者满意度和商业成功具有重大影响的重要因素。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有触摸传感器的电子纸显示器，顺序地包括形成在单个层上并支撑在透光的衬底的一个侧面上的透光的导电层、显示材料层，以及具有多个像素电极的背板，其特征在于，

所述导电层具有多个透光的导电材料列，以及多个与所述导电材料列相邻的透光的导电材料片，所述导电材料片布置为多个行，其中特定行中的每个导电材料片连接在一起；

其中，所述多个导电材料片中的每一个和所述多个导电材料列中的每一个形成电容性传感器的一部分。

2.如权利要求1所述的具有触摸传感器的电子纸显示器，每个导电材料片与这个导电材料片相邻的导电材料列的段形成互电容传感器。

3.如权利要求1所述的具有触摸传感器的电子纸显示器，所述导电材料列有凹槽和交错的边缘形成，以形成所述列的各段。

4.如权利要求1所述的具有触摸传感器的电子纸显示器，还包括所述衬底的多条导电线，被配置用于提供特定导电材料片中的每个导电材料片的连接，并用于提供到每个导电材料列的连接。

5.如权利要求1所述的具有触摸传感器的电子纸显示器，还包括一层或多层覆盖在所述衬底上的透光的覆盖材料，被配置用于将显示材料与外界隔离。

6.如权利要求1所述的具有触摸传感器的电子纸显示器，所述导电材料列和导电材料片被配置在所述导电层的局部区域。

7.如权利要求6所述的具有触摸传感器的电子纸显示器，还包括：

在所述背板上支撑的接地面；

其中，布置在一行中的多个导电材料片中的每一个与所述接地面一起形成自电容传感器，且所述多个导电材料列中的每一个与所述接地面一起形成自电容传感器。

8.如权利要求1所述的具有触摸传感器的电子纸显示器，还包括覆盖在所述导电材料列和所述导电材料片上的指示板，配置有多个指示标签。

9.如权利要求1所述的具有触摸传感器的电子纸显示器，所述显示材料层包括电泳材料，该电泳材料包括至于流体中的且能够在电场作用下移动穿过该流体的多个电泳颗粒。

10.如权利要求1所述的具有触摸传感器的电子纸显示器，所述电子纸显示器被集成到电子书阅读器、计算机系统、移动电话或者数字媒体播放器之中。

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