專利名稱：可觸壓輸入的顯示裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種電子顯示裝置及其使用方法；具體而言，是關(guān)于一種供使用者藉由施壓方式輸入并顯示輸入信息的電子顯示裝置。
背景技術(shù)：
電泳顯示器即一般所謂的電子紙，是目前常見可將文字圖像反復(fù)書寫工具，具有極佳的對(duì)比度、影像分辨率以及廣視角功能。其中使用的電子墨水材料，包含至少兩種具有相反電性之微膠囊粒子，可藉由外在電場(chǎng)變化驅(qū)動(dòng)部分粒子狀態(tài)，進(jìn)而顯示色彩或影像畫·面。除此之外，因電子墨水材料為導(dǎo)電高分子材料，外表與特征如同一般紙張，強(qiáng)調(diào)電泳顯示器的可撓性與輕便性，不需持續(xù)提供額外的電壓維持相同畫面，大幅降低整體功率消耗。現(xiàn)行的電泳顯示書寫技術(shù)中，多以額外提供的帶電筆接觸電泳顯示器表面，感應(yīng)表面電荷使得電場(chǎng)變化，以驅(qū)動(dòng)微膠囊粒子轉(zhuǎn)動(dòng)至不同狀態(tài)。在此一設(shè)計(jì)中，由于必須持續(xù)供應(yīng)帶電筆電源，因此會(huì)增加整體耗電量。在另一種設(shè)計(jì)中，使用具導(dǎo)電性質(zhì)筆書寫，以金屬材料為筆身材質(zhì)，筆頭則以導(dǎo)電材料為主，藉由使用者靜電感應(yīng)表面電荷變化。但為了維持相當(dāng)接觸面積以確保有效感應(yīng)，筆頭較一般原子筆頭大，無法模擬一般原子筆的筆觸，造成使用上的不便。另外因每個(gè)人靜電體質(zhì)不同，連帶影響到操作時(shí)觸控感應(yīng)的敏感度，無法落實(shí)便利性。因此本發(fā)明提出的輸入顯示裝置，不需搭配特殊結(jié)構(gòu)的書寫筆，以觸壓方式完成輸入顯不信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種顯示裝置，藉由施壓方式顯示并記錄輸入信息。本發(fā)明目的在于提供一種顯示裝置，使用電子紙寫入與抹除技術(shù)，因此可重復(fù)書寫且不需持續(xù)供應(yīng)外加電壓維持畫面，節(jié)省功率消耗。本發(fā)明的顯示裝置包含第一電極層、第二電極層、電泳顯示層、間隙層以及控制元件，其中電泳顯示層設(shè)置于第一電極層與第二電極層之間，而間隙層則設(shè)置于第二電極層與電泳顯示層之間，該間隙層還包含至少一間隙維持單元，用以支撐該間隙層維持空氣間隙?？刂曝＜娺B接于第一電極層與第二電極層，提供一電壓差作用于第一電極層及第二電極層之間。藉由施壓方式使得第二電極層具有朝向電泳顯示層伸入間隙層的位移形變，根據(jù)第二電極層朝電泳顯示層伸入間隙層的形變，產(chǎn)生的電性變化驅(qū)動(dòng)部分的電泳顯示層，以顯不輸入信息于電泳顯不層。本發(fā)明還進(jìn)一步提供了一種輸入顯示方法，其特征在于，包含下列步驟
提供一顯不裝置，包含一第一電極層、一第二電極層、一電泳顯不層位于該第一電極層與該第二電極層之間以及一間隙層位于該電泳顯示層與該第二電極層之間；提供一電壓差作用于該第一電極層與該第二電極層之間；以及根據(jù)該第二電極層朝該電泳顯示層伸入該間隙層的 形變，產(chǎn)生的電性變化驅(qū)動(dòng)部分的該電泳顯示層，以顯示輸入信息于該電泳顯示層。


圖I為本發(fā)明顯示裝置的一實(shí)施例；圖2A為顯示裝置的一間隙層實(shí)施例；圖2B及圖2C為顯示裝置的其它間隙層實(shí)施例；圖3為輸入顯示方法流程圖；圖4A為電泳顯示層的微膠囊粒子狀態(tài)圖；圖4B為電泳顯示層的另一微膠囊粒子狀態(tài)圖；圖5為兩操作模式流程圖；圖6為本發(fā)明顯示裝置的另一實(shí)施例；圖7A為檢測(cè)元件重置期間電路圖；圖7B為檢測(cè)元件寫入期間電路圖；圖8A為未進(jìn)行觸壓動(dòng)作的時(shí)序圖；圖8B為進(jìn)行觸壓動(dòng)作的時(shí)序圖。主要元件符號(hào)說明I顯示裝置100第一電極層200第二電極層300電泳顯示層310微膠囊粒子320 第一表面330 第二表面400間隙層410間隙維持單元412間隙子414 膠框420空氣間隙500控制元件510第一輸出端520第二輸出端600保護(hù)層700檢測(cè)元件710 電壓源(power line)720 讀取線(readout line)
V 電壓差Vl第一電壓差V2第二電壓差tl第一時(shí)間點(diǎn)t2第二時(shí)間點(diǎn)t3第三時(shí)間點(diǎn)tp觸控時(shí)間點(diǎn)
Δ Q電荷變化量NI第一節(jié)點(diǎn)Cl第一電容C2電二電容Sffl 第一開關(guān)SW2 第二開關(guān)νΓν4電壓準(zhǔn)位Q1Q2電荷準(zhǔn)位
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是提供一種顯示裝置，藉由施壓方式輸入信息的顯示裝置。本發(fā)明的顯示裝置較佳可使用不具電性的觸控筆，即不須持續(xù)供應(yīng)電力或不具電傳導(dǎo)性的觸控筆，亦可直接以手指操作書寫，因此具有較高的便利性。再者顯示裝置采用電子紙寫入與抹除技術(shù)，較佳可在不持續(xù)供應(yīng)外加電壓的狀態(tài)下維持高對(duì)比的畫面，亦可重復(fù)書寫信息，本發(fā)明的顯示裝置具有低功率消耗的優(yōu)點(diǎn)。在圖I所示的實(shí)施例中，顯示裝置I包含第一電極層100、第二電極層200、電泳顯示層300、間隙層400以及控制元件500。第一電極層100較佳為金屬電極層，且第二電極層200較佳為透明電極層。適用作為透明電極層的透明導(dǎo)電薄膜材料(transparentconductive oxide, TC0)如銦錫氧化物(indium tin oxide, ITO),或者同樣具有高穿透率和高導(dǎo)電特性的銦鋅氧化物(indium zinc oxide, IZO)。電泳顯示層300設(shè)置于第一電極層100與第二電極層200之間，電泳顯示層300具有多個(gè)彈性微膠囊粒子310。微膠囊粒子310較佳為具有兩種相反電性的帶電粒子，且兩種帶電粒子為顏色相異，例如黑與白。根據(jù)第一電極100與第二電極200間電場(chǎng)變化使得微膠囊粒子310在電泳顯示層300中間移動(dòng)。在上述的裝置中，在第一電極層100與第二電極層200的外側(cè)較佳另形成保護(hù)層600，以保護(hù)電極層并維持輸入時(shí)書寫流暢，適用材料為聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(Polyethyleneterephthalate, PET)。如圖I所示，間隙層400設(shè)置于第二電極層200與電泳顯示層300之間，間隙層400之間距較佳為3飛微米(μ m)。如圖I所示，間隙層400具有間隙維持單元410支撐維持間隙層400之間距并提供空氣間隙420，間隙維持單元410可為間隙子(spacer) 412涂布于間隙層400中，或環(huán)繞設(shè)置膠框(frame)414于間隙層400。在圖2A實(shí)施例中，藉由涂布間隙子(spacer )412于間隙層400之間作為間隙維持單元，使得部分的間隙層充填著間隙子412，以支撐維持間隙層400的間距，提供空氣間隙420以做為觸壓時(shí)的移位行程高度。另外，在圖2B實(shí)施例中，藉由環(huán)繞設(shè)置中空矩形膠框414于間隙層400以形成間隙維持單元。膠框414本身可支撐維持間隙層400的間距，膠框414中間的空氣間隙420提供書寫觸壓的移位行程高度。而在另一實(shí)施例中，如圖2C所示，同時(shí)環(huán)繞設(shè)置中空矩形膠框414與間隙子412以維持間隙層400的間距，空氣間隙420亦提供使用者觸壓的移位行程高度。在上述三實(shí)施例中，間隙維持單元410的設(shè)置可維持空氣間隙420，提供操作實(shí)使用者施壓的移位行程高度，藉此感應(yīng)觸壓位置的電性變化，使得電泳顯示層300得以根據(jù)電性變化驅(qū)動(dòng)部分微膠囊粒子310，可立即顯示書寫信息于顯示裝置I上。如圖I所示，顯示裝置I另具有控制元件500，即為一組控制電路用以供應(yīng)電壓驅(qū)動(dòng)電泳顯示層300，可由ASIC或FPGA電路實(shí)現(xiàn)?？刂圃?00提供第一輸出端510以及第二輸出端520 ;第一輸出端510電連接于第一電極層100,而第二輸出端520電連接于第二電極層200。輸入顯示方法的實(shí)施例如圖3所示，步驟SI提供上述的顯示裝置1，包含第一電極層、第二電極層、電泳顯示層以及間隙層，而后步驟S2中，控制元件500提供電壓差V作用 于第一電極層100及第二電極層200 ;如圖4A所示，此時(shí)控制元件500的電壓差V提供一均勻外在電場(chǎng)作用于電泳顯示層300，使得電泳顯示層300的微膠囊粒子310受到均勻電場(chǎng)作用，而均勻電性移動(dòng)貼附至電泳顯示層300的表面。此時(shí)步驟S4使用者藉由觸壓方式書寫信息于顯示裝置I上，因觸壓動(dòng)作使得間隙層400的空氣間隙420產(chǎn)生形變，部分的外在電場(chǎng)隨即產(chǎn)生電性變化，得以驅(qū)動(dòng)部分電泳顯示層300的彈性微膠囊粒子310相對(duì)移動(dòng)，最后步驟S5以顯示輸入信息。請(qǐng)參閱步驟S2與圖4A上圖，控制元件500提供電壓差V作用于第一電極層100與第二電極層200之間，即提供均勻電場(chǎng)作用于電泳顯示層300，微膠囊粒子310受到電場(chǎng)影響均勻移動(dòng)貼附至電泳顯示層300的第一表面320，此時(shí)顯示裝置I呈現(xiàn)一均勻畫面，完成預(yù)先準(zhǔn)備供使用者書寫信息。如同S3步驟所述，因第二電極層200與電泳顯示層300之間具有間隙層400，當(dāng)使用者觸壓第二電極層200或保護(hù)層600進(jìn)行書寫動(dòng)作時(shí)，第二電極層200具有朝向電泳顯示層300伸入間隙層400的位移形變，因此觸壓位置電場(chǎng)產(chǎn)生變化致能部分電泳顯示層300的微膠囊粒子310因電性移動(dòng)。如圖4A下圖所示，部分的微膠囊粒子310因觸壓位置電場(chǎng)變化而移動(dòng)貼附至電泳顯示層300的第二表面330。微膠囊粒子310本身具有兩種電性不同且顏色相異帶電粒子，相對(duì)于未受到觸壓的微膠囊粒子310貼附在第一表面320，觸壓位置下的微膠囊粒子310因電性產(chǎn)生位移貼附至第二表面330，步驟S4即顯示高對(duì)比的輸入信息于電泳顯示層300上，完成輸入并顯示信息功能。本發(fā)明亦提供另一實(shí)施例。請(qǐng)參閱步驟S2與圖4B上圖，控制元件500提供反向電壓差V作用于第一電極層100與第二電極層200之間。如同上述實(shí)施例作動(dòng)原理,提供均勻電場(chǎng)作用于電泳顯示層300，微膠囊粒子310即受到電場(chǎng)影響均勻移動(dòng)貼附至電泳顯示層300的第二表面330。此時(shí)顯示裝置I同樣呈現(xiàn)一均勻畫面，完成先期準(zhǔn)備供使用者書寫信息。如同S3步驟所述，當(dāng)使用者觸壓書寫動(dòng)作產(chǎn)生的間隙層400位移形變，觸壓位置產(chǎn)生電場(chǎng)產(chǎn)生變化致能部分電泳顯示層300的微膠囊粒子310因電性移動(dòng)。請(qǐng)參閱圖4B下圖，部分的微膠囊粒子310因觸壓位置電場(chǎng)變化而移動(dòng)貼附至電泳顯示層300的第一表面320。相對(duì)于未受到施壓的微膠囊粒子310貼附在第二表面330，觸壓位置下的微膠囊粒子310因電性產(chǎn)生位移貼附至第一表面320，步驟S4即顯示高對(duì)比的輸入信息于電泳顯示層300上，完成輸入并顯示信息功能。如圖5所示，顯示裝置I的顯示操作模式SlO較佳具有第一操作模式SI I與第二操作模式S12?？刂圃?00在第一操作模式Sll中提供第一電壓差VI，在第二操作模式S12中則提供相異于第一電壓差Vl的第二電壓差V2。在較佳實(shí)施例中,第二電壓差V2反向于第一電壓差VI。于第一操作模式Sll時(shí)，請(qǐng)參考圖4A的作動(dòng)示意圖，步驟Slla提供第一電壓差作用Vl提供均勻電場(chǎng)作用于電泳顯示層300，觸壓位置電場(chǎng)產(chǎn)生變化致能部分微膠囊粒子310電性移動(dòng)貼附至電泳顯示層300的第二表面330，步驟Sllb進(jìn)而根據(jù)使用者的施壓位置顯示輸入信息于顯示裝置I。于第二操作模式S12時(shí)，步驟S12a提供反向于第一電壓差Vl的第二電壓差V2作用。請(qǐng)參考圖4B上圖的作動(dòng)示意圖，此時(shí)微膠囊粒子310受到反向電場(chǎng)均勻移動(dòng)貼附至第二表面330，互換電場(chǎng)方向抹除第一操作模式Sll時(shí)書寫顯示于電泳顯示層300的輸入信息。而后步驟S12b觸壓書寫動(dòng)作，同樣提供顯示裝置I的書寫顯示信息。藉由上述兩操作模式的切換，除了提供使用者重復(fù)輸入信息于顯示裝置1，亦可快速切換畫面以抹除上一次書寫信息，不需額外裝置以抹除更新畫面，確實(shí)提高顯示裝置I 的便利性。本發(fā)明的另一實(shí)施例中，如圖6所示，顯示裝置I另包含檢測(cè)元件700，可由ASIC或FPGA提供電路控制，電連接于控制元件500，用以感應(yīng)并記錄電泳顯示層300電性變化(如電場(chǎng)、電荷或電容變化量)。檢測(cè)元件700電路與時(shí)序說明如圖7A至圖8B所示。如圖7A所示，電壓源(power line) 710提供一電壓脈沖作用于電泳顯示層300。在時(shí)序圖8A中，第一時(shí)間點(diǎn)tl至第二時(shí)間點(diǎn)t2為重置期間，電壓源710提供電壓V3致能使電泳顯示層300的微膠囊粒子310移動(dòng)貼附于電泳顯示層300的表面。此時(shí)第一開關(guān)SWl關(guān)上且第二開關(guān)SW2開啟接地使第一電容Cl紀(jì)錄電泳顯示層300的電容值，第一節(jié)點(diǎn)NI電荷值由Ql準(zhǔn)位上升至Q2準(zhǔn)位，完成重置期間儲(chǔ)存電荷。在第二時(shí)間點(diǎn)t2至第三時(shí)間點(diǎn)t3為寫入期間，電壓源710提供V4準(zhǔn)位電壓，V4電壓準(zhǔn)位低于V3電壓準(zhǔn)位，因不需持續(xù)提供高電壓供應(yīng)電源，同時(shí)達(dá)到降低功率消耗并準(zhǔn)備觸控檢測(cè)，如圖7B所示，此時(shí)第一開關(guān)SWl開啟且第二開關(guān)SW2關(guān)上，第一電容Cl隨即開始對(duì)第二電容C2進(jìn)行充電，準(zhǔn)備紀(jì)錄使用者觸壓書寫信息。如圖8A的寫入期間，此時(shí)第一節(jié)點(diǎn)NI電荷值已在重置時(shí)間充電至Q2電荷準(zhǔn)位，但因使用者未進(jìn)行觸壓動(dòng)作于顯示裝置I上，使得該區(qū)域的電場(chǎng)維持不變且第一節(jié)點(diǎn)NI電荷值維持在Q2準(zhǔn)位。此時(shí)讀取線(readout line) 720紀(jì)錄第一節(jié)點(diǎn)NI電荷值為穩(wěn)定不變，判斷為未觸控區(qū)域。另一方面，請(qǐng)參閱圖8B的寫入期間，當(dāng)使用者在觸控時(shí)間點(diǎn)tp觸壓顯示裝置I表面并書寫輸入信息，因間隙層400的位移形變感應(yīng)使得部分的外部電場(chǎng)變化，第一電容Cl的電泳顯示層300的電荷量產(chǎn)生改變，使得第二電容C2充電后電荷量同步形成變化量，第一節(jié)點(diǎn)NI的電荷量由Q2下降A(chǔ)Q電荷量。此時(shí)由讀取線720讀取第一節(jié)點(diǎn)NI的Λ Q變化量紀(jì)錄當(dāng)時(shí)電泳顯示層300的輸入信息位置，判別為觸控區(qū)域。上述檢測(cè)元件700讀取記錄部分的電泳顯示層300電荷變化，藉此判別使用者書寫信息并完成記錄。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，其特征在于，包含 一第一電極層； 一第二電極層； 一電泳顯不層，設(shè)置于該第一電極層與該第二電極層之間； 一間隙層，設(shè)置于該第二電極層與該電泳顯示層之間，包含至少一間隙維持單元，用以支撐該間隙層維持空氣間隙；以及 一控制元件，電連接于該第一電極層與該第二電極層，提供一電壓差作用于該第一電極層及該第二電極層之間； 其中，電泳顯示層具有多個(gè)彈性微膠囊例子；微膠囊粒子具有兩種相反電性的帶電粒子，且兩種帶電粒子的顏色相異。
2.如權(quán)利要求I所述的顯示裝置，其特征在于，該間隙維持單元為一間隙子，涂布于該間隙層中。
3.如權(quán)利要求I所述的顯示裝置，其特征在于，該間隙維持單元為一膠框，環(huán)繞設(shè)置于該間隙層。
4.如權(quán)利要求I所述的顯示裝置，其特征在于，該間隙維持單元包含一膠框與一間隙子，環(huán)繞設(shè)置該膠框于該間隙層，并涂布該間隙子于該間隙層中。
5.如權(quán)利要求I所述的顯示裝置，其特征在于，該間隙層的厚度為3飛微米。
6.如權(quán)利要求I所述的顯示裝置，其特征在于，該第二電極層為透明電極層。
7.如權(quán)利要求I所述的顯示裝置，該控制元件提供的該電壓差包含一第電壓差與一第二電壓差，其中于一第一操作模式中提供該第一電壓差，且于一第二操作模式中提供該第二電壓差相異于該第一電壓差。
8.如權(quán)利要求7所述的顯示裝置，該第二電壓差反向于該第一電壓差。
9.如權(quán)利要求I所述的顯示裝置，另包含一檢測(cè)元件，電連接于該控制元件，用以感應(yīng)并記錄該電泳顯示層電性變化。
10.如權(quán)利要求I所述的顯示裝置，其特征在于，該第二電極層具有朝向該電泳顯示層伸入該間隙層的一位移形變。
11.一種輸入顯示方法，其特征在于，包含下列步驟 提供一顯不裝置，包含一第一電極層、一第二電極層、一電泳顯不層位于該第一電極層與該第二電極層之間以及一間隙層位于該電泳顯示層與該第二電極層之間； 提供一電壓差作用于該第一電極層與該第二電極層之間；以及根據(jù)該第二電極層朝該電泳顯示層伸入該間隙層的形變，產(chǎn)生的電性變化驅(qū)動(dòng)部分的該電泳顯示層，以顯示輸入信息于該電泳顯示層； 根據(jù)第一電極與第二電極間的電場(chǎng)變化使得微膠囊粒子在電泳顯示層中間移動(dòng)，以顯不輸入信息。
12.如權(quán)利要求11所述的輸入顯示方法，其特征在于，該提供電壓差步驟包含 于一第一操作模式時(shí)，提供一第一電壓差作用于該第一電極層與該第二電極層之間，用以顯示該輸入信息于該電泳顯示層；以及 于一第二操作模式時(shí)，提供一第二電壓差作用于該第一電極層與該第二電極層之間，用以抹除顯示于該電泳顯示層的輸入信息。
13.如權(quán)利要求12所述的輸入顯示方法，其特征在于，該第二操作模式步驟包含逆轉(zhuǎn)該第一電壓差作為該第二電壓差。
14.如權(quán)利要求11所述的輸入顯示方法，進(jìn)一步包含感應(yīng)該電泳顯示層的電性變化以記錄顯示于該電泳顯示層的輸入信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種顯示裝置及其方法，該顯示裝置具有電泳顯示層、電極層以及間隙層，藉由控制元件提供電壓差作用于電泳顯示層。使用者以觸壓方式使間隙層產(chǎn)生形變，驅(qū)動(dòng)電泳顯示層的微膠囊粒子移動(dòng)，以顯示書寫信息于裝置上。除此之外，亦提供一種輸入顯示方式，無須額外的電性書寫裝置，使用者可在顯示裝置上寫入或抹除信息。
文檔編號(hào)G09G3/34GK102902125SQ20121033869
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2010年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月5日
發(fā)明者鄭造時(shí), 徐旭昇, 陳志偉, 許神賢, 王朝珍 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司