專利名稱：電泳顯示屏及電泳顯示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子顯示屏以及顯示系統(tǒng)，尤其涉及一種以柔性材料為基礎(chǔ)的，及可用于電子廣告招牌等方面的薄型電泳顯示屏以及顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的廣告招牌應(yīng)用往往是依賴紙張的印刷，然后將其張貼于室內(nèi)或戶外，以引起人們的注目。但是，這類裝置有許多明顯的缺點(diǎn)1、印刷的廣告招牌是靜態(tài)的，時(shí)間稍久，人們對(duì)其注意力就會(huì)下降，從而起到理想的廣告效果；2、這種廣告沒有存儲(chǔ)功能，只能顯示有限的信息；3、它沒有信息更新的功能，如想顯示新的內(nèi)容，就必須重新印刷，一方面造成紙張的浪費(fèi)，同時(shí)需要費(fèi)時(shí)費(fèi)力安裝。目前市場(chǎng)上有一種力學(xué)機(jī)械系統(tǒng)，利用轉(zhuǎn)動(dòng)模式，可以顯示多達(dá)三面的印刷顯示，但這種改良仍是有限的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能跟上信息爆炸時(shí)代的需求。
目前越來越多的電子顯示裝置進(jìn)入了人們?nèi)粘Ｉ铑I(lǐng)域，如商場(chǎng)里使用的CRT電視裝置，火車站里有使用的無機(jī)發(fā)光二極管(LED)顯示屏，飛機(jī)場(chǎng)內(nèi)有使用的液晶(LCD)顯示屏，這類裝置可以存儲(chǔ)眾多信息，而且可以即時(shí)更新顯示信息。它們的不足之處主要有兩點(diǎn)，一是這些顯示厚度較厚，而且過于沉重，尤其對(duì)于大面積顯示，不僅占用空間大，而且不易安裝；另一方面在于耗電，顯示裝置必須連續(xù)地施加電場(chǎng)才能保持信息的顯示。
為了解決電子顯示耗電的問題，美國(guó)Kent Displays公司開發(fā)了一種具有圖象雙穩(wěn)性的膽甾類液晶(Cholesteric LCD)顯示器，這里的圖象雙穩(wěn)性是指在電場(chǎng)撤去后，電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)所得到的圖象仍能保持相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。但這是一種以玻璃為基材的顯示，笨重易碎，且不具柔性，亮度不高。
近來，電泳顯示因?yàn)樗哂械母邔?duì)比度(即使在強(qiáng)烈陽光下)、圖象雙穩(wěn)性、以及輕便、高柔性的優(yōu)點(diǎn)，這種技術(shù)逐漸得到人們重視，如PCT專利WO98/03896公開了電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的微包容電泳顯示系統(tǒng)，美國(guó)SiPix公司的PCT專利WO01/67170A1公布了一種微包容電泳顯示屏的成卷生產(chǎn)方法。
然而，現(xiàn)有的柔性電泳技術(shù)顯示屏都是單面顯示裝置，在實(shí)用中，由于水汽和氧氣很容易通過塑料基材擴(kuò)散滲透至顯示材料，影響顯示屏正常工作和使用壽命，因此，目前的一般解決辦法是在顯示屏前和電路背后的塑料基材上都各加上一層或多層保護(hù)膜(包括透明阻隔膜和金屬膜等)，以維持顯示屏正常工作和延長(zhǎng)其使用壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種雙面電泳顯示屏以及電泳顯示系統(tǒng)，不僅可以提供上面的電泳顯示，而且可以減少使用起阻隔作用的特殊材料。
本實(shí)用新型提供一種電泳顯示屏，包括顯示層與控制層，所述顯示層與控制層通過粘合物質(zhì)而緊密貼合為一體，其特征在于所述顯示層包括第一顯示層與第二顯示層，所述控制層具有雙面控制電路，所述第一與第二顯示層相對(duì)設(shè)置，該控制層被包夾于第一與第二顯示層之間，每一單面控制電路控制對(duì)應(yīng)一側(cè)的顯示層進(jìn)行顯示。
本實(shí)用新型進(jìn)而提供一種電泳顯示系統(tǒng)，包括電泳顯示屏，驅(qū)動(dòng)電路以及輸入電源，所述顯示屏包括顯示層與控制層，所述顯示層與控制層通過粘合物質(zhì)而緊密貼合為一體，其特征在于所述顯示層包括第一顯示層與第二顯示層，所述控制層具有雙面控制電路，所述第一與第二顯示層相對(duì)設(shè)置，該控制層被包夾于第一與第二顯示層之間，每一單面控制電路控制對(duì)應(yīng)一側(cè)的顯示層進(jìn)行顯示。
本實(shí)用新型提供的以柔性薄型材料為基礎(chǔ)的雙面電泳顯示屏及可用于電子廣告招牌等方面的顯示系統(tǒng)，由于雙面電泳顯示屏共用下層電路的基材，可以降低厚度，增加柔性；而且由于下層電路的基材包夾于兩層顯示層之間，這樣只需對(duì)上層顯示基材選用特種保護(hù)膜，而下層基材就可以在眾多普通塑基中有很大余地選材，無需采用特殊材料以起到阻隔作用，這種裝置可以雙面顯示，同時(shí)具有輕便超薄、節(jié)省空間的優(yōu)點(diǎn)，尤其在電子廣告招牌等應(yīng)用領(lǐng)域有極大的優(yōu)勢(shì)。


圖1為現(xiàn)有的電泳顯示屏的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為顯示層透明基板結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為現(xiàn)有電泳顯示屏下層控制電路數(shù)碼型電路的俯視圖和剖面圖；圖4為本實(shí)用新型所提供的共用一層基板的雙面控制電路示意圖；圖5為本實(shí)用新型所提供的雙面顯示屏的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型所提之利用真空淀積法制作的控制電路示意圖；圖7為本實(shí)用新型所提供的雙面電泳顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為應(yīng)用本實(shí)用新型之便攜式雙面顯示廣告示意圖；圖9為應(yīng)用本實(shí)用新型之戶外雙面廣告顯示屏示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1為現(xiàn)有的電泳顯示屏的結(jié)構(gòu)示意圖，包括上層顯示材料的透明基板1、電泳顯示材料層2、粘合層3以及下層控制層4。其中，透明基板1、電泳顯示材料層2以及粘合層3構(gòu)成了顯示層。
圖2為顯示層透明基板結(jié)構(gòu)示意圖，包括透明柔性底層5，如帶有阻隔層的對(duì)苯二甲酸乙二醇聚酯或萘二甲酸乙二醇聚酯薄膜；透明導(dǎo)電層6，如銦錫氧化物ITO等。
現(xiàn)有的柔性電泳顯示設(shè)備的制備過程為1、在上層顯示材料的成卷連續(xù)生產(chǎn)中，顯示材料連續(xù)地涂布成塊，然后一層粘合層連續(xù)地涂布覆蓋于顯示材料層之上；2、下層控制電路采用不銹鋼薄片或帶有阻隔層的塑料薄膜為基板，電路的介電層和導(dǎo)電層利用聚合物厚膜技術(shù)或真空沉積法制作；3、采用熱源、壓力或熱壓方法，將上層顯示材料和下層控制電路結(jié)合于一體。
在本實(shí)用新型中，上層顯示材料的制作可根據(jù)所需顯示屏大小，由涂布儀精確控制顯示材料的用量，在帶有阻隔層或保護(hù)層上層顯示材料的透明基材1上，連續(xù)地涂布成塊，然后連續(xù)地涂布一層粘合層3于顯示材料層2之上。
下層控制層中具有控制電路，可以是直接驅(qū)動(dòng)式(Direct-drive)，被動(dòng)式矩陣(Passive Matrix Addressing)和主動(dòng)式矩陣方法(Active MatrixAddressing)驅(qū)動(dòng)。
直接驅(qū)動(dòng)式電路可以分為數(shù)碼型和點(diǎn)陣型。它們都可用聚合物厚膜技術(shù)制成，例如，多層介電和導(dǎo)電層可用網(wǎng)眼印刷法涂布。介電和導(dǎo)電層的材料有很多廠家供應(yīng)，如美國(guó)Acheson和DuPont公司的聚合物厚膜PTF系列墨水，包括紫外固化和熱固化介電材料，炭黑導(dǎo)電墨水和銀導(dǎo)電墨水等。
圖3A、圖3B是現(xiàn)有電泳顯示屏下層控制電路數(shù)碼型電路的俯視圖和剖面圖，如圖所示，該數(shù)碼型控制層由下層控制電路的基板7，基板上形成有連接電極8和介電層9，連接電極8穿過介電層9與下層控制電路的線段電極10電連接。
以圖3B中基板7無控制電路的另一面為基材，利用網(wǎng)眼印刷法制作，可以在基板的另一面產(chǎn)生另一控制電路，由此制得如圖4A所示的共用一層基板的雙面下層控制電路?；鍍擅娴目刂齐娐房梢允窍嗤虿煌O(shè)計(jì)。當(dāng)雙面下層控制電路經(jīng)連接電極8輸入的電信號(hào)相同時(shí)，圖4A所示的雙面下層控制電路可進(jìn)一步簡(jiǎn)化，通過基材穿孔(vial)的方式，可利用一層共用的連接電極8聯(lián)通雙面的線段電極10，這樣，雙面下層控制電路的厚度可降低，有利于提高提高顯示器的柔韌性，這樣的雙面下層控制電路如圖4B所示。
將上層顯示材料和雙面下層控制電路結(jié)合于一體，可采用加熱，加壓或熱壓三種方法。目前，商業(yè)用的真空熱壓(vacuum lamination)，滾筒層壓(roll lamination)等皆可運(yùn)用于此，本實(shí)施例采用滾筒層壓法。參見圖5A及圖5B，具有雙面控制電路的控制層4介于前后兩塊顯示層之間，層壓過程中，粘合層3可產(chǎn)生一定的形變，與下層控制電路的材料8、9、10(圖中未示)相連，產(chǎn)生無空隙的密封。這樣，通過上述層壓方法，共用一個(gè)下層基板的顯示屏就可以在兩面顯示。
在圖5A中，雙面顯示屏是利用兩層顯示層的透明電極6為公用電極，通過同一控制層4來輸入電信號(hào)而顯象。如圖5B所示，基于同樣原理，雙面顯示屏也可以利用同一控制層4為公用電極，預(yù)先通過激光或化學(xué)蝕刻法使上層顯示層的導(dǎo)電層6形成顯示圖案，經(jīng)涂布、層壓后，即可得到另一類雙面顯示屏，這里，控制層4可簡(jiǎn)化為無需經(jīng)過特殊處理的連續(xù)導(dǎo)電金屬膜，如美國(guó)Reynold公司的鋁膜。
柔性高分辨顯示屏通常采用主動(dòng)式矩陣方法驅(qū)動(dòng)。主動(dòng)式矩陣電路由薄膜晶體管(TFT)電路構(gòu)成。柔性薄膜晶體管電路采用金屬薄片如不銹鋼薄片或鍍有金屬層的塑料薄膜為基材，薄膜晶體管的金屬層、介電層和半導(dǎo)體層利用真空沉積法制作，如下圖6所示。18為金屬薄片或鍍有金屬層的塑料柔軟基板，厚度范圍可在15-125微米之間，25-75微米更佳；19為絕緣阻隔層，起絕緣和阻隔雜質(zhì)作用，厚度范圍在0.1-1微米之間；20為晶體管門金屬層，厚度范圍在0.05-0.5微米之間；21為介電層，厚度范圍在0.05-5微米之間；22為半導(dǎo)體層，厚度范圍在0.05-1微米之間；23為高摻雜半導(dǎo)體層，厚度范圍在0.01-0.2微米之間；24為晶體管源/漏金屬層，厚度范圍在0.1-1微米之間。
重復(fù)上述程序，可在基板18的另一面制備另一主動(dòng)式矩陣電路，從而得到雙面薄膜晶體管電路，在與兩塊上層顯示層結(jié)合后，制得柔性高分辨雙面顯示屏。
根據(jù)本實(shí)用新型提供的雙面電泳顯示屏，本實(shí)用新型進(jìn)而還提供一種雙面電泳顯示系統(tǒng)。由于雙面柔性電泳顯示屏具有厚度薄，重量輕和優(yōu)異的對(duì)比度，它可廣泛地應(yīng)用于廣告，招牌等方面。通常整個(gè)顯示系統(tǒng)至少由顯示屏、驅(qū)動(dòng)電路25和輸入電源26三部分組成，如圖7A所示。這里，利用雙面柔性電泳顯示屏，電信號(hào)由驅(qū)動(dòng)電路25輸入，所需顯示的信息可預(yù)先設(shè)定于控制電路的集成塊(IC)中，也可經(jīng)由電路接口由外界輸入需更新的信息。電源可利用電池，也可利用外接電源26。顯示屏和驅(qū)動(dòng)電路的接口連接，可以利用普通的TAB(tape automated bonding)連結(jié)技術(shù)。如圖4A的情形，可利用兩塊驅(qū)動(dòng)電路印刷線路板，分別與雙面顯示屏的正面和反面連接電極8連接。圖4B中，連接電極8是共用的，顯示屏與驅(qū)動(dòng)電路的接口只需一次TAB連接。
顯示系統(tǒng)的信號(hào)也可通過無線接收方式，如圖7B所示，顯示系統(tǒng)還帶有無線接收裝置27，如射頻或微波信號(hào)接收器，紅外信號(hào)接收器。這樣，需顯示的信號(hào)可遠(yuǎn)距離的控制傳輸，從而使顯示信息的更新更加方便、快速。
圖8為應(yīng)用本實(shí)用新型之便攜式雙面顯示廣告示意圖，由雙面顯示屏11，顯示信息12，顯示系統(tǒng)底座13(帶有驅(qū)動(dòng)電路25，電源26)組成。
圖9為應(yīng)用本實(shí)用新型之戶外雙面廣告顯示屏示意圖，圖9A中，4為共用一層基板的雙面下層控制電路，32為顯示廣告內(nèi)容的顯示層，33為驅(qū)動(dòng)電路控制部分，34為包含顯示屏的框架裝置，為提高顯示系統(tǒng)的使用壽命，整個(gè)裝置利用硅膠密封，防水汽進(jìn)入，四面尤其是面對(duì)顯示層的兩面采用抗紫外的高性能塑料如美國(guó)GE公司的Lexan材料，35為廣告牌的支持桿，36為無線電波接收天線。如圖9B所示，這種雙面顯示屏可應(yīng)用于高速公路，如37、38可顯示和更新交通信息。相比于單面無機(jī)發(fā)光二極管LED顯示系統(tǒng)，雙面電泳顯示屏更加省電、易于安裝、清晰度高和節(jié)約空間。
權(quán)利要求1.一種電泳顯示屏，包括顯示層與控制層，所述顯示層與控制層通過粘合物質(zhì)而緊密貼合為一體，其特征在于所述顯示層包括第一顯示層與第二顯示層，所述控制層具有雙面控制電路，所述第一與第二顯示層相對(duì)設(shè)置，該控制層被包夾于第一與第二顯示層之間，每一單面控制電路控制對(duì)應(yīng)一側(cè)的顯示層進(jìn)行顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示屏，其特征在于所述控制層包括電路基板以及形成于基板兩側(cè)的雙面控制電路。
3.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示屏，其特征在于所述控制電路包括直接驅(qū)動(dòng)式電路、被動(dòng)式矩陣驅(qū)動(dòng)電路以及主動(dòng)式矩陣驅(qū)動(dòng)電路。
4.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示屏，其特征在于所述控制電路由多層介電和導(dǎo)電層組成。
5.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示屏，其特征在于所述雙面控制電路的電路結(jié)構(gòu)可以相同，也可以不同。
6.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示屏，其特征在于所述雙面控制電路可以分別獨(dú)立的形成于基板兩側(cè)，也可以通過基板穿孔的方式整體形成于基板兩側(cè)。
7.如權(quán)利要求1所述的電泳顯示屏，其特征在于所述顯示層包括透明基板、顯示材料層以及粘合層。
8.如權(quán)利要求7所述的電泳顯示屏，其特征在于所述透明基板包括透明柔性底層以及透明導(dǎo)電層。
9.如權(quán)利要求8所述的電泳顯示屏，其特征在于所述透明導(dǎo)電層上具有一層阻隔薄膜。
10.如權(quán)利要求7所述的電泳顯示屏，其特征在于所述顯示材料層由包容有有色帶電粒子懸浮液的微球和高分子粘合劑組成。
11.一種電泳顯示系統(tǒng)，包括電泳顯示屏，驅(qū)動(dòng)電路以及輸入電源，所述顯示屏包括顯示層與控制層，所述顯示層與控制層通過粘合物質(zhì)而緊密貼合為一體，其特征在于所述顯示層包括第一顯示層與第二顯示層，所述控制層具有雙面控制電路，所述第一與第二顯示層相對(duì)設(shè)置，該控制層被包夾于第一與第二顯示層之間，每一單面控制電路控制對(duì)應(yīng)一側(cè)的顯示層進(jìn)行顯示。
12.如權(quán)利要求11所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電路中具有預(yù)先設(shè)定有顯示信息的控制電路集成塊。
13.如權(quán)利要求11所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于還包括一接收輸入顯示信息的電路接口。
14.如權(quán)利要求13所述的顯示系統(tǒng)，其特征在于所述電路接口為一無線接收裝置。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電泳顯示系統(tǒng)，包括電泳顯示屏，驅(qū)動(dòng)電路以及輸入電源，所述顯示屏包括顯示層與控制層，所述顯示層與控制層通過粘合物質(zhì)而緊密貼合為一體，所述顯示層包括第一顯示層與第二顯示層，所述控制層具有雙面控制電路，所述第一與第二顯示層相對(duì)設(shè)置，該控制層被包夾于第一與第二顯示層之間，每一單面控制電路控制對(duì)應(yīng)一側(cè)的顯示層進(jìn)行顯示，本實(shí)用新型的顯示系統(tǒng)不僅可以雙面顯示，同時(shí)具有輕便超薄、節(jié)省空間的優(yōu)點(diǎn)，尤其在電子廣告招牌等應(yīng)用領(lǐng)域有極大的優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)G09G3/20GK2696070SQ20042005084
公開日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2004年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月10日
發(fā)明者漳立冰, 陳宇 申請(qǐng)人:漳立冰, 陳宇