專利名稱：電子紙的印刷設(shè)備和印刷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子紙的印刷設(shè)備，尤其是對無極電子紙進行印刷的電子紙印刷設(shè)備和印刷方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，電子紙作為兼具可通過電信號方便地進行數(shù)據(jù)改寫特征的電子顯示介質(zhì)，作為可替代傳統(tǒng)液晶顯示的新的顯示介質(zhì)，它越來越受到人們的關(guān)注。電子紙作為一種具有雙穩(wěn)態(tài)特性的顯示材料，它具有易觀看、低功耗、超薄、可卷曲等特性，成為低功耗電子貨架標(biāo)簽(ESL)、廣告牌的理想顯示媒介。但是目前這些電子紙顯示模組都是由透明電極、驅(qū)動電路和電子紙組成。由于透明電極和驅(qū)動電路成本昂貴，就使得電子紙顯示裝置價格高昂，不利于電子紙的推廣和使用?，F(xiàn)有電子紙顯示裝置的改寫是通過專用改寫裝置，將需要寫入的信息通過有線接口傳輸?shù)斤@示裝置上?；蚴峭ㄟ^無線裝置將信息傳輸?shù)綆в袩o線接收功能的顯示裝置。另外現(xiàn)有電子紙顯示裝置的顯示電路想要更新顯示信息就必須具備電源，然而電源的體積、重量和壽命都給電子紙顯示裝置帶來不便。無電極、無電源又可以重復(fù)利用的電子紙顯示裝置是解決上述缺陷的好方法。在公開號為CN100495186C，公告日為2009年4月3日，名稱為《電子印刷設(shè)備和電子紙印刷方法》的中國專利中，發(fā)明了一種電子紙的印刷設(shè)備和使用該設(shè)備印刷電子紙的方法。在公開的內(nèi)容中每個電極需要單獨引線，制作復(fù)雜，不利于設(shè)備簡化。過多的引線會導(dǎo)致印刷質(zhì)量問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過行列矩陣引線控制電極片極化的方式來實現(xiàn)電極紙印刷的電子紙印刷設(shè)備，以及使用該設(shè)備進行電子紙印刷的方法，行列矩陣引線大大降低了電極引線的數(shù)目，令電子紙的印刷設(shè)備體積簡化，可靠性更聞。為了達到上述目的，采用如下技術(shù)方案網(wǎng)格陣列電極，包括多個電極單元形成的陣列結(jié)構(gòu)，該陣列結(jié)構(gòu)中位于同一列的電極單元通過一根列引線連接獲得該列引線的列電位，位于同一行的電極單元通過一根行引線連接獲得該行引線的行電位；公共電極，為單一平面電極，尺寸與網(wǎng)格陣列電極相同，網(wǎng)格陣列電極與公共電極之間形成用于放置電子紙的空間；網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動電路，設(shè)有與行引線連接的行驅(qū)動模塊、與列弓I線連接的列驅(qū)動模塊和與網(wǎng)格陣列電路連接的驅(qū)動接口 ；控制單元，設(shè)定公共電極電位值，與網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動電路通訊連接；人機界面，與控制單元通訊連接；信息接收模塊，與控制單元通訊連接；機械裝置，用于調(diào)整網(wǎng)格陣列電極和公共電極之間的空間距離，分別與網(wǎng)格陣列電極、公共電極機械連接。進一步地，所述電極單元包括極片、具有開關(guān)功能特性的開關(guān)控制器件和電容。
進一步地，，所述開關(guān)控制器件為MOS管，行引線控制MOS管導(dǎo)通與斷開，令極片與列弓I線連通獲得列弓I線的列電位或令極片與列引線斷開。進一步地，所述控制單元具有對信息接收模塊接收的包括字符、文字、圖像等信息進行點陣圖像轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換單元。進一步地，所述每個電極單元的大小相等，相鄰電極單元的間距相等。進一步地，所述控制單元包含中央處理器、存儲電路、電源管理器和總線接口，所述轉(zhuǎn)換單元為中央處理器。一種使用所述電子紙印刷設(shè)備進行電子印刷的方法，其步驟包括(I)啟動上述電子紙印刷設(shè)備；(2)在網(wǎng)格陣列電極和公共電極之間放置電子紙；(3)開啟機械裝置，令網(wǎng)格陣列電極和公共電極相對移動，緊密壓合電子紙；(4)在信息接收模塊輸入需要印刷的信息，中央處理器判斷輸入的信息是否為點陣圖像格式；是，進行下一步；否，中央處理器會對信息進行圖像格式轉(zhuǎn)換并發(fā)至人機界面預(yù)覽，確認(rèn)后再進行下一步；(5)確認(rèn)圖像格式信息后，由控制單元以掃描方式控制網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動電路，在相應(yīng)的行引線和列引線施加電位值，行引線的行電位控制與極片連接的開關(guān)控制器件的導(dǎo)通與斷開，從而令極片獲得相應(yīng)列引線的列電位； (6)在網(wǎng)格陣列電極的極片電位以及公共電極的電位共同作用下，實現(xiàn)信息在電子紙的輸入。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明通過行列矩陣引線控制電極片極化的方式來實現(xiàn)電極紙印刷的電子紙印刷設(shè)備，行列矩陣引線大大降低了電極引線的數(shù)目，令電子紙的印刷設(shè)備體積簡化，可靠性更高。控制單元有效地處理了信息接收模塊非點陣圖像的問題，把非點陣圖像格式的信息轉(zhuǎn)換為點陣圖像信息，可印刷的信息不再局限于文字，一些簡單的圖像也能印刷處理。


圖I是本發(fā)明所述電子紙印刷設(shè)備的工作原理示意圖；圖2是網(wǎng)格陣列電極及其驅(qū)動的工作原理示意圖；圖3是極片工作的具體原理示意圖；圖4是控制單元的機構(gòu)及工作原理示意圖。圖不I—網(wǎng)格陣列電極；11—電極單兀；111—極片；12—列引線；13—行引線；2—公共電極；3—電子紙；4一網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動電路；41 一行驅(qū)動模塊；42—列驅(qū)動模塊；43—驅(qū)動接口 ；5—控制單元；51—中央處理器；52—存儲器；53-電位管理器；54_總線接口 ；6_信息接收模塊；7一人機界面；8—機械裝置。
具體實施例方式如圖I所示，本實施例包括八大重要組成部分，分別為網(wǎng)格陣列電極1，公共電極2，電子紙3，網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動電路4，控制單元5，信息接收模塊6，人機界面7和機械裝置
8。網(wǎng)格陣列電極I與公共電極2之間形成用于放置電子紙的空間。機械裝置8控制與其機械連接的網(wǎng)格陣列電極I和公共電極2相向或反向運動，完成網(wǎng)格陣列電極I和公共電極2與電子紙的緊密壓合或分離動作。通過人機界面7的操作，信息接收模塊6接收需要印刷的信息交給控制單元處理，然后控制網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動電路4完成信息的掃描并通過網(wǎng)格陣列電極I與公共電極2的共同作用把信息印刷在電子紙上如圖2所示，網(wǎng)格陣列電極I實際由多個電極單元11以陣列形式構(gòu)成，多個電極單元11組成的平面陣列結(jié)構(gòu)中，各個電極單元11之間的間距是相同的，電極單元11的大小也相同。每行電極單元11設(shè)有一根行引線13，同一行的電極單元11通過一根行引線13連接獲得該行引線的行電位；每列電極單元11設(shè)有一根列引線12，同一列的電極單元11通過一根列引線12連接獲得該列引線的列電位。行引線13和列引線12之間沒有交點，SP兩者不連接。一個電極單元11與一根行引線13和一根列引線12連接。如圖3所示，每個電極單元11內(nèi)包括一個具有開關(guān)功能特性的開關(guān)控制器件，一個電容，一個極片111。具有開關(guān)功能特性的開關(guān)控制器件優(yōu)選為MOS管。MOS管的柵極與行引線13連接，源極或漏極與列引線12連接，剩下一個極與極片111連接；也可以是柵極與列引線12連接，源極或漏極與行引線13連接，剩下一個極與極片111連接。同一行行引線處處具有相同的行電位，行驅(qū)動模塊給行引線一個行電位令與該行引線連接的MOS管導(dǎo)通，該行電極單元的極片111獲得與其連接的列引線的列電位。在極片111和MOS管之間設(shè)有一個電容。該電容一端數(shù)字接地，另一端連接在極片上。所述電容可以有效的防止，周邊電極、行列線等電位的改變使得極片111上電位不穩(wěn)的現(xiàn)象。網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動電路4設(shè)有行驅(qū)動模塊41，列驅(qū)動模塊42，以及驅(qū)動接口 43。網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動電路4通過驅(qū)動接口 43與控制單元5通訊連接。行驅(qū)動模塊與列驅(qū)動模塊分別和網(wǎng)格陣列電極I的所有行引線13，所有列引線12連接。所有的行引線和列引線均由行驅(qū)動模塊41和列驅(qū)動模塊42提供電位。網(wǎng)格陣列電極的制作可以通過激光刻畫在背板基材(帶有氧化銦錫導(dǎo)電層的玻璃或其它柔性導(dǎo)電基材等)上完成。將驅(qū)動模塊連接到網(wǎng)格陣列電極電路上，進行封裝處理，并制作柔性PCB接口作為網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動電路的柔性PCB接口。公共電極2為單一平面電極，采用帶有導(dǎo)電層的基材，其大小與網(wǎng)格陣列電極完全相同并帶有引出接口。公共電極2上只有一個電極，且工作時始終保持同一個電位,該恒定電位布滿整個基材與無電極電子紙3接觸的表面。這樣做就避免了公共電極設(shè)計成與網(wǎng)格陣列電極相同的多個電極時帶來的位置匹配問題。本實施例所用的電子紙3為無電極電子紙。其結(jié)構(gòu)包括第一不導(dǎo)電層、電子紙中的雙穩(wěn)態(tài)顯示材料層和第二不導(dǎo)電層。這三層通過層壓和粘貼的方式結(jié)合在一起。雙穩(wěn)態(tài)顯示材料層印刷有雙穩(wěn)態(tài)顯示介質(zhì)的微單元(微膠囊或微杯狀等)，這些顆粒在施加外部電場時，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，使得光學(xué)狀態(tài)也發(fā)生相應(yīng)的改變，當(dāng)電場消失后，光學(xué)狀態(tài)還得以保持。因此，將信息寫入電子紙3通過行引線13和列引線12電位掃描配合來改變極片111與公共電極2間的電場大小和方向，使電子紙上微單元的光學(xué)特性發(fā)生改變，達到寫入信息的目的?？刂茊卧?包括中央處理器51、存儲器52、電源管理器53和總線接口 54。人機界面7通過總線接口 54與中央處理器51連接，信息接收模塊6通過存儲器52與中央處理器51連接。使用人機界面中，可以通過人機界面預(yù)覽需要更改信息的樣式和排版等。信息接收模塊6獲得的信息存儲在存儲器52中。由中央處理器判斷信息是否為點陣圖像格式。如果是，根據(jù)數(shù)據(jù)信息通過行列掃描的形式完成網(wǎng)格陣列電極上每一電極單元的掃描來控制網(wǎng)格陣列電極的極片111電位，獲得所需電場。另外在網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動電路中還包含時序控制電路。時序控制電路采用本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)，可通過控制列信號和行信號的輸出，控制列引線和行引線的電位。行引線和列引線的組合，可以有效保證逐個電極單元掃描的準(zhǔn)確性，也通過控制電極上電場施加的時間來獲得不同的灰度的效果。如果不是點陣圖像格式，而是文字信息或是需要壓縮的圖形信息，那么中央處理器51會進行相應(yīng)的處理轉(zhuǎn)換并返回至人機界面7供預(yù)覽，經(jīng)過確認(rèn)后再完成上述的掃描步驟。 本實施例的機械裝置8用于調(diào)整網(wǎng)格陣列電極I和公共電極2之間的距離。機械裝置8分別與網(wǎng)格陣列電極I、公共電極2機械連接。調(diào)整機械裝置8可以令網(wǎng)格陣列電極I和公共電極2與放置于它們之間的電子紙緊密壓合或者分離。本實施例的電子印刷的方法，其步驟包括(I)啟動電子紙的印刷設(shè)備，包括開啟控制單元、人機界面、機械裝置；( 2 )在網(wǎng)格陣列電極和公共電極之間放置電子紙；(3)開啟機械裝置，在機械裝置的作用下，網(wǎng)格陣列電極和公共電極相對移動，最后緊密壓合電子紙；(4)在信息接收模塊輸入需要印刷的信息，這些信息包括字符、文字、圖像等信息，中央處理器判斷輸入的信息是否為點陣圖像格式；是，進行下一步；否，中央處理器會對信息進行圖像格式轉(zhuǎn)換并發(fā)至人機界面預(yù)覽，確認(rèn)后再進行下一步；(5)確認(rèn)圖像格式信息后，由控制單元以掃描方式控制網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動電路，在相應(yīng)的行引線和列引線施加所需的電位值，行引線的行電位控制與極片連接的開關(guān)控制器件的導(dǎo)通與斷開，從而令極片獲得相應(yīng)列引線的列電位；(6)在網(wǎng)格陣列電極的極片電位以及公共電極的電位共同作用下，實現(xiàn)信息在電子紙的輸入。
權(quán)利要求
1.一種電子紙的印刷設(shè)備，其特征在于，包括 網(wǎng)格陣列電極，包括多個電極單元形成的陣列結(jié)構(gòu)，該陣列結(jié)構(gòu)中位于同一列的電極單元通過一根列引線連接獲得該列引線的列電位，位于陣列結(jié)構(gòu)同一行的電極單元通過一根行引線連接獲得該行引線的行電位； 公共電極，為單一平面電極，尺寸與網(wǎng)格陣列電極相同，網(wǎng)格陣列電極與公共電極之間形成用于放置電子紙的空間； 網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動電路，設(shè)有與行引線連接的行驅(qū)動模塊、與列引線連接的列驅(qū)動模塊和與網(wǎng)格陣列電路連接的驅(qū)動接口； 控制單元，設(shè)定公共電極電位值，與網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動電路通訊連接； 人機界面，與控制單元通訊連接； 信息接收模塊，與控制單元通訊連接； 機械裝置，用于調(diào)整網(wǎng)格陣列電極和公共電極之間的空間距離，分別與網(wǎng)格陣列電極、公共電極機械連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子紙的印刷設(shè)備，其特征在于所述電極單元包括極片、具有開關(guān)功能特性的開關(guān)控制器件和電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子紙的印刷設(shè)備，其特征在于；所述開關(guān)控制器件為MOS管，行引線控制MOS管導(dǎo)通與斷開，令極片與列引線連通獲得列引線的列電位或令極片與列引線斷開。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子紙的印刷設(shè)備，其特征在于所述控制單元具有對信息接收模塊接收的包括字符、文字、圖像等信息進行點陣圖像轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子紙的印刷設(shè)備，其特征在于所述每個電極單元的大小相等，相鄰電極單元的間距相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子紙的印刷設(shè)備，其特征在于所述控制單元包含中央處理器、存儲電路、電源管理器和總線接口，所述轉(zhuǎn)換單元為中央處理器。
7.一種使用權(quán)利要求I至6所述電子紙印刷設(shè)備進行電子印刷的方法 (1)啟動上述電子紙印刷設(shè)備； (2)在網(wǎng)格陣列電極和公共電極之間放置電子紙； (3)開啟機械裝置，令網(wǎng)格陣列電極和公共電極相對移動，緊密壓合電子紙； (4)在信息接收模塊輸入需要印刷的信息，中央處理器判斷輸入的信息是否為點陣圖像格式；是，進行下一步；否，中央處理器會對信息進行點陣圖像格式轉(zhuǎn)換并發(fā)至人機界面預(yù)覽，確認(rèn)后再進行下一步； (5)確認(rèn)圖像格式信息后，由控制單元以掃描方式控制網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動電路，在相應(yīng)的行引線和列引線施加電位值，行引線的行電位控制與極片連接的開關(guān)控制器件的導(dǎo)通與斷開，從而令極片獲得相應(yīng)列引線的列電位； (6)在網(wǎng)格陣列電極的極片電位以及公共電極的電位共同作用下，實現(xiàn)信息在電子紙的輸入。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電子紙的印刷設(shè)備以及采用該印刷設(shè)備印刷電子紙的方法，包括由多個電極單元形成的網(wǎng)格陣列電極，尺寸與網(wǎng)格陣列電極相同的公共電極，網(wǎng)格陣列電極與公共電極之間形成用于放置電子紙的空間，網(wǎng)格陣列電極驅(qū)動電路，控制單元，人機界面，信息接收模塊，機械裝置。其中，位于網(wǎng)格陣列同一列的電極單元通過一根列引線連接獲得該列引線的列電位，位于網(wǎng)格陣列同一行的電極單元通過一根行引線連接獲得該行引線的行電位。通過這種結(jié)構(gòu)大大減少了引線的數(shù)量，減少了設(shè)備的占用空間以及降低了因為引線過多而導(dǎo)致的印刷質(zhì)量問題。
文檔編號G09F9/30GK102637413SQ20121014062
公開日2012年8月15日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者王韜 申請人:王韜