專利名稱：觸控電子紙和觸控電子紙系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
人機(jī)操作界面技術(shù)，特別是應(yīng)用了電子紙和觸控技術(shù)的人機(jī)操作界面技木。
背景技術(shù)：
電子紙技木，例如美國E INK公司的電泳顯示技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)如紙張一般的閱讀效果，以及柔性、超薄以及極低功耗的特性。電子紙技術(shù)實(shí)際是ー類顯示技術(shù)的的統(tǒng)稱，其它的電子紙技術(shù)還有電潤濕顯示、反射式液晶顯示、反射相干顯示技術(shù)等，它們的特性和用途與EINK公司的電泳顯示技術(shù)類似。電子紙的成本依賴于所使用的背板技木。當(dāng)使用有源矩陣(如TFT)背板時(shí)，其成本較高，適合于電子書的應(yīng)用；當(dāng)使用無源背板時(shí)，可以顯示一 些簡單的預(yù)先設(shè)定好的圖案；通過將這些圖案進(jìn)行選擇可以顯示出多種圖案的組合。在另一方面，人機(jī)界面的設(shè)計(jì)中，人們希望得到簡潔操作界面。具體來講就是人們希望自己當(dāng)前需要使用的功能按鍵突出于當(dāng)前不需要使用的功能按鍵中，以便獲得更一目了然的操作界面，這可以叫做可重配置的操作界面。ー個(gè)普遍的例子是，多功能電視遙控器的設(shè)計(jì)中，電視功能按鍵、DVD播放按鍵以及游戲操作按鍵往往錯(cuò)綜復(fù)雜地組合在ー個(gè)物理鍵盤上。當(dāng)用戶希望使用電視功能時(shí)，其他功能按鍵并不會(huì)“消失”以凸顯電視功能按鍵，這使得用戶被大量的按鍵干擾，影響了用戶體驗(yàn)。結(jié)合電子紙技術(shù)，人們開發(fā)了可以可重配置的操作界面，例如三星公司推出了alias手機(jī)，其鍵盤使用了如中國專利申請200810088987. X中所述電子紙鍵盤的技術(shù)，使得按鍵具有多重功能。然而電子紙按鍵制作并不便利，且清潔不便，靈活性不佳。在中國實(shí)用新型專利200620133117. 8中公布了ー種使用導(dǎo)光板來實(shí)現(xiàn)“可重配”的操作界面，但其缺點(diǎn)是明顯的1)導(dǎo)光板和LED安裝較復(fù)雜，厚度較厚，2)按鍵顯示內(nèi)容是通過印刷或激光雕刻實(shí)現(xiàn)，因而有很大的限制。3)無法做到局部點(diǎn)亮。在中國實(shí)用新型專利200510086597. 7中公布的方案采用EL發(fā)光薄膜作為背光，配合電容式觸摸按鍵來實(shí)現(xiàn)可重配置的用戶界面，但其缺點(diǎn)在于EL需要較高的驅(qū)動(dòng)電壓，因而在可靠性、安全性以及節(jié)能方面不利。在中國實(shí)用新型專利200720103615. 2中公布了ー種使用電子紙的按鍵，可結(jié)合機(jī)械按鍵實(shí)現(xiàn)可重配置的操作界面，但其不足在于，依據(jù)其中的結(jié)構(gòu)描述，電子紙必須是能夠配合金屬拱膜上下運(yùn)動(dòng)的，這降低了整個(gè)結(jié)構(gòu)的可靠性，増加了厚度。在中國專利申請200710076547. X中公布了ー種使用了觸摸屏的電子紙顯示器，但其對于這種使用的具體結(jié)構(gòu)的特征并沒有指明，即沒有指明電子紙的特別種類，而觸控面板則使用了電阻式的結(jié)構(gòu)。然而，純粹將顯示器和觸控面板結(jié)合的概念并沒有創(chuàng)造性，例如液晶觸摸屏就是這種結(jié)構(gòu)，且索尼公司的PRS-600電子閱讀器已使用這種觸摸屏。在中國專利申請200810088987. X中還公布了可持久顯示功能圖案的觸控面板，提及電子紙和觸摸面板的結(jié)合使用。但亦未提及電子紙和電容觸控面板的具體結(jié)構(gòu)。而電子紙和觸控面板的整合的具體結(jié)構(gòu)因應(yīng)具體應(yīng)用領(lǐng)域的不同，其價(jià)值將大異其趣。因而針對應(yīng)用領(lǐng)域提出的具體結(jié)構(gòu)才具有創(chuàng)造性和實(shí)用性。
采用如上所述的兩個(gè)專利所述的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)可重配置的操作界面時(shí)，都存在成本過高的問題，不適用于主要作為觸摸輸入的應(yīng)用。總之，利用觸摸屏可以容易地實(shí)現(xiàn)可重配置的操作界面功能，是當(dāng)前電子技術(shù)的趨勢。但通常的觸摸屏，例如液晶顯示觸摸屏，或者電子書所使用的電子紙觸摸屏，成本較高，并不適合用來作為單純的用戶輸入界面；或者可重配置的按鍵則存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性較低，且不美觀等不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明g在利用電子紙技術(shù)和觸摸技木，為用戶提供低成本、可靠、高效率的用戶操作界面，使得操作界面可以根據(jù)用戶當(dāng)前應(yīng)用而進(jìn)行多種配置，從而提供一種低成本、簡 潔高效的用戶界面，提高操作效率。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明一方面提供一種觸控電子紙，其包括顯示層和透明的觸控層，所述的顯示層為無源電子紙顯示層，用以顯示多種圖案和/或圖案組合；觸控層貼附于顯示層之上，用以實(shí)現(xiàn)觸摸輸入功能。本發(fā)明第二方面提供ー種觸控電子紙系統(tǒng)，包括所述的觸控電子紙和控制系統(tǒng)；其中所述的控制系統(tǒng)進(jìn)一歩包括電連接至觸控電子紙之無源電子紙顯示層的顯示驅(qū)動(dòng)控制器，以及電連接至觸控電子紙之觸控層的觸控面板控制器；還包括處理單元，電連接至顯示驅(qū)動(dòng)控制器和觸控面板控制器，用于信息的處理和控制觸控電子紙的顯示和觸摸感應(yīng)；還包括存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)信息；包括可重配置模塊，其中又包括多個(gè)模式模塊，用于將觸控電子紙配置為多種使用模式；可重配置模塊可以包括在存儲(chǔ)器之中，以程序代碼形式存在，或?yàn)椹`獨(dú)立模塊，如ASIC。觸控層可采用電容觸摸層、電阻觸摸層等；無源電子紙顯示層之顯示材料層可采用電泳顯示材料層、電潤濕顯示材料層、反射式液晶顯示材料層等。本發(fā)明的有點(diǎn)在于1)簡化了可重配用戶操作界面的結(jié)構(gòu)，提高了可靠性、顯著降低了成本；2)提高了用戶操作界面的效率；3)為筆記本電腦、遙控器、白色家電等電子裝置帶來了新穎高效的用戶操作界面；下面將結(jié)合若干較佳實(shí)施例進(jìn)ー步闡述本發(fā)明的精神和細(xì)節(jié)，以便增強(qiáng)公眾對本發(fā)明的理解。為了突出本發(fā)明技術(shù)特征，對ー些公知技術(shù)的細(xì)節(jié)進(jìn)行了省略；或者雖然公布了ー些公知技術(shù)或結(jié)構(gòu)方面的細(xì)節(jié)，但本領(lǐng)域的專業(yè)人員很容易想到其他類似的實(shí)現(xiàn)方法，因而這些技術(shù)或結(jié)構(gòu)方面的細(xì)節(jié)僅是為了増加公眾對本發(fā)明的理解而非限定本發(fā)明。


圖I :觸控電子紙100的結(jié)構(gòu)2A :無源段式電泳顯示層結(jié)構(gòu)2B :無源段式電泳顯示層像素電極圖3 :單層結(jié)構(gòu)ニ維電容觸控面板結(jié)構(gòu)4 :應(yīng)用觸控電子紙的筆記本電腦結(jié)構(gòu)5 :應(yīng)用觸控電子紙的筆記本電腦電路系統(tǒng)6 :可重配置模塊結(jié)構(gòu)7A :可重配置模塊將觸控電子紙配置為模式ニ的示意圖
圖7B :可重配置模塊將觸控電子紙配置為模式一的示意8 :觸控電子紙200的結(jié)構(gòu)9 :單層結(jié)構(gòu)I維/0維電容觸控按鍵層結(jié)構(gòu)圖和電路連接關(guān)系圖10 :鏤空隔離層結(jié)構(gòu)11 :觸控電子紙200的無源段式電泳顯示層的像素電極結(jié)構(gòu)圖12 :遙控器圖13 :遙控器電路結(jié)構(gòu)14 :微波爐
具體實(shí)施例以下通過具體實(shí)施例來進(jìn)ー步闡述本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)。如圖I所示的是本發(fā)明所述觸控電子紙100的剖面結(jié)構(gòu)圖，從觀察者一方向下依次包括觸控層，為ニ維電容觸摸面板110，和顯示層，為無源段式電泳顯示層120，兩層之間通過多種材料和方式貼合，例如透明光學(xué)膠粘劑(LOCA)或透明光學(xué)膠帶(OCA film)等，然后通過熱壓或紫外固化等多種的方法貼合。貼合材料和方式為公知技術(shù)，附圖未予示出。電泳顯示技術(shù)是近年興起的ー種雙穩(wěn)態(tài)顯示技術(shù)，俗稱電子紙(但電子紙的外延不止電泳顯示器件)，例如美國E Ink公司采用的微膠囊電泳顯示器件，或Sipix公司所有的微杯型電泳顯示器件；還包括電潤濕顯示、反射式液晶顯示等。采用無源段式驅(qū)動(dòng)技術(shù)時(shí)，上述類型的電子紙可以顯示簡單的圖案，但其成本相對于有源矩陣驅(qū)動(dòng)方式大為降低。圖2A示意了所述無源段式電泳顯示層120的一種結(jié)構(gòu)，從靠近觸控層110開始依次包括透明的上基材120A，以及附著在上基材上的透明公共電極120B，120A和120B可由ITO導(dǎo)電薄膜來實(shí)現(xiàn)；還包括電泳顯示材料層120E，例如微膠囊電泳顯示材料；內(nèi)表面附著有像素電極120C的下基材120D。根據(jù)像素電極120C和下基材120D的種類，無源段式電泳顯示層120可分為柔性和剛性兩種。例如，當(dāng)使用PCB做下基材120D時(shí)，像素電極120C則為金屬盤(metal pad)，無源段式電泳顯示層120為剛性；當(dāng)使用FPC或PET等基材時(shí)，無源段式電泳顯示層120為柔性。本例中,像素電極120C和下基材120D由PCB基材上銅箔電極實(shí)現(xiàn)。當(dāng)透明公共電極和像素電極之間施加一定的電壓時(shí)，微膠囊電泳顯示材料層120E中的帶電粒子將運(yùn)動(dòng)，例如當(dāng)公共電極電壓對像素電極電壓為+15V時(shí)，帶正電的白色粒子從公共電極ー側(cè)向像素電極ー側(cè)運(yùn)動(dòng)，而帶負(fù)電的黑色粒子從像素電極ー側(cè)向公共電極ー側(cè)運(yùn)動(dòng)。從公共電極ー側(cè)觀看，則該像素電極對應(yīng)區(qū)域顯示黑色。像素電極120C和下文將講述的背景電極，它們和無源段式電泳顯示層120之間的貼合可以采用多種方式，例如直接在兩者之間使用各向異性導(dǎo)電材料來進(jìn)行粘結(jié)，或直接通過熱壓方式貼合，皆是為公知技木；兩種貼合方式中前者具有較好的貼合效果，可以減少因像素電極和背景電極表面不平坦、縫隙等影響驅(qū)動(dòng)無源段式電泳顯示層120顯示的效果，并可更好地防止水汽的入侵。為簡化附圖起見，這些公知技術(shù)在附圖中予以了省略。關(guān)于電泳顯示屏的工作原理可參見E INK公司主頁，關(guān)于柔性無源電泳顯示屏的詳細(xì)結(jié)構(gòu)可以參照中國專利申請200310123446. 5中的描述。圖2B所示為電泳顯示屏像素電極120C結(jié)構(gòu)圖。像素電極可分為功能電極、標(biāo)識(shí)電極，功能電極驅(qū)動(dòng)電泳顯示材料層顯示功能電極圖案，定義了觸摸按鍵(或滑條，轉(zhuǎn)輪等部件)的觸摸區(qū)域，標(biāo)識(shí)電極驅(qū)動(dòng)電泳顯示材料層顯示標(biāo)識(shí)電極圖案，用以顯示標(biāo)識(shí)信息以提示用戶。標(biāo)識(shí)電極和功能電極組合，形成按鍵電極；一個(gè)功能電極和多個(gè)標(biāo)識(shí)電極組合，形成一組按鍵電極，相應(yīng)地，它們驅(qū)動(dòng)電泳顯示材料層顯示ー組按鍵圖案，顯然，將同一個(gè)功能電極和不同的標(biāo)識(shí)電極組合就實(shí)現(xiàn)了按鍵的重定義。例如，圖2B中像素電極120C1是ー個(gè)矩形按鍵的圖案(黒色線條是矩形按鍵的邊框)，用以定義觸摸按鍵的觸摸作用范圍，因而稱為功能電極120C1 ;在像素電極120C1內(nèi)部，還有ー個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字“ I”的圖案的像素電極120C2，用以標(biāo)識(shí)像素電極120C1的功能是阿拉伯?dāng)?shù)字“I”的輸入，因而像素電極120C2稱為標(biāo)識(shí)電極120C2。標(biāo)識(shí)電極120C2和功能電極120C1彼此是電絕緣的，可分別控制其上所施加的驅(qū)動(dòng)電壓，它們合起來可驅(qū)動(dòng)電泳顯示材料層120E顯示ー個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字“I”的按鍵圖案。當(dāng)用戶用手指觸摸該按鍵對應(yīng)的觸摸屏位置吋，則系統(tǒng)將識(shí)別用戶輸入了阿拉伯?dāng)?shù)字I。功能電極120C1通過通孔120E1連接到下基材120D的另一面導(dǎo)體走線120F1上，導(dǎo)體走線120F1進(jìn)ー步連接至電泳顯示驅(qū)動(dòng)控制器相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)引腳上，因而功能電極120C1可接受處理器通過電泳顯示驅(qū)動(dòng)控制器進(jìn)行的控制。像素電極還設(shè)有顯示其他按鍵圖案的電極，例如方向鍵對應(yīng)的功能電極120C3和標(biāo)識(shí)電極120C4等。同一個(gè)功能電 極可以和不同的標(biāo)識(shí)電極組合以實(shí)現(xiàn)按鍵功能的重定義。通常下基材120D內(nèi)表面(即設(shè)有像素電極的一面)整層鋪設(shè)有金屬層，所有非像素電極的金屬層都屬于背景電極，用于驅(qū)動(dòng)非像素電極部分的電泳顯示層，以使得像素電極對應(yīng)的圖案凸顯于電泳顯示層。背景電極的設(shè)定為公知技術(shù)，不再詳述。圖3所示電容觸摸層采用ニ維電容觸摸層110。ニ維電容觸摸層110為單層透明導(dǎo)電傳感器(transparent conductive sensor)結(jié)構(gòu)，如單層ITO傳感器結(jié)構(gòu)，其中襯底121 (玻璃或透明薄膜)上刻蝕有條狀I(lǐng)TO傳感器122，其首尾兩端通過導(dǎo)線123連接至連接器124，最終電連接至電容觸摸控制器337。單層ITO結(jié)構(gòu)的電容觸摸面板技術(shù)見于美國立迪思(Leadis Techonolgy)公司的電容觸摸方案中，例如美國專利申請US 20090267914A1中。單層ITO電容觸摸面板的缺點(diǎn)在于精度低、多點(diǎn)觸摸不佳、抗電磁干擾不足等，優(yōu)點(diǎn)在于成厚度薄、結(jié)構(gòu)簡單、成本低。對于本發(fā)明的應(yīng)用而言，精度和多點(diǎn)觸摸性能并非關(guān)注點(diǎn)，而成本則至關(guān)重要，因而單層ITO電容觸控面板方案特別適用于本發(fā)明的觸控電子紙應(yīng)用。對于抗電磁干擾性，多層電容觸摸面板是通過在X、Y電極層下還設(shè)置ー個(gè)ITO屏蔽層來優(yōu)化的，這對于電磁干擾較嚴(yán)重的液晶顯示屏或有機(jī)發(fā)光顯示屏而言是必要且有效的，但對于本發(fā)明的觸控電子紙而言，則屏蔽層并非必要，單層ITO結(jié)構(gòu)已能適用。這是因?yàn)?，電泳顯示器件工作吋，刷新頻率較低，可以減小電磁輻射，其顯示畫面不更新吋，幾乎無電磁輻射；另一方面無源段式電泳顯示層120由于只顯示預(yù)設(shè)的圖案，不存在掃描行為，因而電磁輻射更低；再進(jìn)ー步，通常情況下上基板120A上的公共電極120B有一個(gè)穩(wěn)定的公共電壓，如0，則當(dāng)電容觸控面板110貼附在其上時(shí)，公共電極120B實(shí)際上已經(jīng)作為ー個(gè)屏蔽層而存在。正是由于這種特殊性，因而本發(fā)明使用無源段式電泳顯示層120和單層ITO電容觸摸面板110可以形成一個(gè)低成本、高效率的人機(jī)界面的方案。在條狀I(lǐng)TO傳感器122和無源電泳顯示屏120之上基板120A之間還可以放置ー層透明絕緣的薄膜，如PET薄膜，以減小條狀I(lǐng)TO傳感器122的對地寄生電容，提高電容觸控面板110的靈敏度。PET薄膜的厚度視具體情況而定。圖4所示為應(yīng)用了本發(fā)明所述觸控電子紙的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的實(shí)施例，即筆記本電腦300，包括翻蓋310，安裝在翻蓋310內(nèi)表面的主顯示屏311 ;還包括基體320，通過翻蓋鉸鏈和翻蓋310連接成翻蓋結(jié)構(gòu)，還包括安裝于基體320內(nèi)表面(即靠近主顯示屏311的表面)的鍵盤321，以及安裝于鍵盤321下方內(nèi)表面上的觸控電子紙100。實(shí)際上，觸控電子紙100正是取代了傳統(tǒng)筆記本電腦中觸摸板的位置，可認(rèn)為其是對觸摸板技術(shù)的ー個(gè)升級(jí)，因而對用戶使用習(xí)慣上有個(gè)傳承。但由于可以以較低的成本實(shí)現(xiàn)可重配置的操作界面，所以觸控電子紙100可以發(fā)揮更多的功能，可以大幅度提升觸控板這類輸入工具的操作效率。而且電子紙的極低耗電，掉電仍可保持圖像的特性，使得其不至于降低筆記本電腦的續(xù)航能力。整個(gè)觸控電子紙100還可以保持低厚度、平整、簡潔，裝配簡單等優(yōu)點(diǎn)，因而有助于保持筆記本電腦的300的優(yōu)美外觀。圖5示意了筆記本電腦300的內(nèi)部電路連接圖，其中和觸控電子紙關(guān)系不大的部分未予畫出，它們作為公知技術(shù)，容易為本專業(yè)領(lǐng)域人員輕松掌握。圖5中，觸控電子紙100之無源段式電泳顯示層120通過電泳顯示驅(qū)動(dòng)控制器336，電容觸摸層110通過電容觸摸 控制器337電連接之系統(tǒng)管理器/鍵盤控制器(SMC/KBC)335 ;系統(tǒng)管理器/鍵盤控制器(SMC/KBC) 335電連接至南橋芯片333，最終通過北橋芯片332連接至中央處理器331 ;包含有可重配置模塊的3341的存儲(chǔ)器334通過北橋芯片連接至中央處理器331?？芍嘏渲媚K3341，包含多個(gè)模式模塊，其功能在于將觸控電子紙配置成多種使用模式，從而形成不同功能的觸控人機(jī)界面?？芍嘏渲媚K3341的具體結(jié)構(gòu)如圖6所示，其至少包括模式模塊ー3342，用于將觸控電子紙置于模式一，模式模塊ニ 3343，用于將觸控電子紙置于模式ニ。其中每個(gè)模式模塊，又包含了按鍵圖案配置模塊和按鍵功能映射模塊。例如模式模塊ー 3342包含了按鍵圖案配置模塊3342A，其功能在于發(fā)出指令控制功能電極和標(biāo)識(shí)電極顯示不同的按鍵圖案及按鍵圖案組合，包括I)在不同的模式之間使用不完全相同的功能電極組合，并驅(qū)動(dòng)電泳顯示層120顯示；2)在不同的模式下，同一個(gè)功能電極和不同的標(biāo)識(shí)電極組合，并驅(qū)動(dòng)無源段式電泳顯示層120顯示。由于無源段式電泳顯示層120所能顯示的全部圖案由其像素電極120C的圖案所決定，因此按鍵圖案配置模塊3342A所能控制的圖案是全部像素電極120C所決定圖案的ー個(gè)子集。模式模塊ー 3342還包括按鍵功能映射模塊3342B，其功能在于將特定模式中的按鍵圖案根據(jù)標(biāo)識(shí)電極圖案的不同，映射至特定的功能。每個(gè)按鍵圖案中的功能電極圖案對應(yīng)在電容觸摸層110上有各自固定的坐標(biāo)位置，但其可通過映射至不同的程序代碼段來執(zhí)行不同的功能，并通過不同的標(biāo)識(shí)電極圖案來告訴用戶該按鍵圖案對應(yīng)的功能。例如圖7A所示為模式模塊ニ 3343下觸控電子紙100所顯示的按鍵圖案組合，其中按鍵圖案KEYll由標(biāo)識(shí)電極圖案Lll和功能電極圖案Fl組成，其功能是輸入阿拉伯?dāng)?shù)字“I” ;還有按鍵圖案KEY21 ;圖7B所示為模式模塊ー 3342下觸控電子紙100所顯示的按鍵圖案組合，按鍵圖案配置模塊2312A將功能電極圖案Fl和另ー標(biāo)識(shí)電極圖案L12組成按鍵圖案KEY12，同時(shí)按鍵功能映射模塊3342B將其功能由模式模塊ニ 3343中的輸入阿拉伯?dāng)?shù)字“I”重映射為打開“收藏夾”的功能；而模式模塊ニ 3343中的按鍵圖案KEY21則在模式模塊ー 3342中不再顯示了，相應(yīng)的按鍵功能也不復(fù)存在。圖8所示為本發(fā)明所述觸控電子紙200，其觸控層使用透明的I維/0維電容觸摸按鍵層210 ;顯示層為無源段式電泳顯示層220，采用PET基材上印刷導(dǎo)電油墨電極的方式作為像素電極，為ー種低成本柔性的電泳顯示層；在觸控層和顯示層之間還有透明絕緣的鏤空隔離層，具體為ー鏤空的透明絕緣薄膜230，亦可以為鏤空的透明玻璃等。鏤空層的作用在于使顯示層和觸控層之間有空氣或真空的隔離，由于空氣或真空的介電常數(shù)最小，因此可以減小觸控層對顯示層的寄生效應(yīng)，提高信噪比。如圖9所示，透明的電容觸摸按鍵層210具有透明的薄膜基材211，基材上有使用ITO制作的O維電容觸摸按鍵傳感器212，和I維電容觸摸滾輪傳感器213，還可以包括電容觸摸滑條傳感器。各傳感器電電連接至電容觸摸控制器422.如圖10所示，鏤空的透明絕緣薄膜230，包括透明的薄膜基材231，基材上有鏤空區(qū)，包括鏤空按鍵232，鏤空滾輪233。鏤空按鍵232和電容觸摸按鍵傳感器212、鏤空滾輪233和電容觸摸滾輪傳感器213位置重疊，在基材平面上大小形狀一致(實(shí)際制作中，并非要求絕對的位置重合和大小形狀完全一致，大體滿足要求即可)。如圖11所示為無源段式電泳顯示層220之像素電極層結(jié)構(gòu)圖，包括按鍵功能電極220C1，標(biāo)識(shí)電極220C2，滾輪功能電極220C3和220C4。按鍵功能電極和按鍵傳感器、滾輪功能電極和滾輪傳感器位置大體重疊，在基材平面上形狀大小基本一致。圖8示意了觸摸傳感器、鏤空區(qū)和功能電極的位 置重疊關(guān)系，而圖9 圖11示意了觸摸傳感器、鏤空區(qū)和功能電極的形狀大小關(guān)系。圖12所示為使用了觸控電子紙200作為人機(jī)操作界面的遙控器400，其正面(面對使用者的一面)采用了本發(fā)明所述的觸控電子紙200為操作界面，其中觸摸按鍵412和觸摸滾輪413。圖13所示為遙控器400的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖。其中觸控電子紙200之無源段式電泳顯示層220通過電泳顯示驅(qū)動(dòng)控制器421，電容觸控面板210通過電容觸摸控制器422連接至微控制器423 ;射頻和/或紅外發(fā)射器424電連接至微控制器423以實(shí)現(xiàn)遙控信號(hào)的發(fā)射。微控制器423控制觸控電子紙顯示特定操作界面，并接受來自觸控電子紙的輸入信號(hào)，判斷當(dāng)前觸摸按鍵，井根據(jù)當(dāng)前觸摸按鍵獲得無線編碼，再控制射頻和/或紅外發(fā)射器424發(fā)射所述無線編碼遙控信號(hào)。微控制器423還包含了 Flash存儲(chǔ)器4231，其中又包含了可重配置模塊4232，使得操作界面具有可重配置功能，可通過電路控制以顯示當(dāng)前必須的按鍵，而隱藏其他不需之按鍵，達(dá)到簡化操作界面的目的；或者通過重定義按鍵功能來實(shí)現(xiàn)ー機(jī)多用，從而使得整個(gè)遙控器的設(shè)計(jì)保持了簡潔、高效、美觀的操作界面。圖14示意了使用觸控電子紙200作為人機(jī)操作界面的家電之ー——微波爐500。在微波爐500的正面安裝了觸控電子紙200作為人機(jī)操作界面，是的整個(gè)微波爐500的操作更加簡潔高效，美觀、實(shí)用可靠。觸控電子紙100，觸控電子紙200獨(dú)特的結(jié)構(gòu)提供了一種介于機(jī)械按鍵和傳統(tǒng)觸 摸屏之間的新型操作界面，尤其是觸控電子紙200，可廣泛應(yīng)用于制作低成本的高效人機(jī)操作界面。
權(quán)利要求
1.一種觸控電子紙，其包括顯示層和透明的觸控層，所述的顯示層為無源電子紙顯示層，用以顯示多種圖案和/或圖案組合；觸控層安裝于顯示層之上，用以實(shí)現(xiàn)觸摸輸入功倉^:。
2.如權(quán)利要求2所述的觸控電子紙，其中無源電子紙顯示層從靠近觸控層ー側(cè)起包括 透明的上基材以及附著在上基材內(nèi)表面上的透明公共電極； 下基材以及附著在下基材內(nèi)表面上的像素電極；像素電極區(qū)分為用于標(biāo)識(shí)的標(biāo)識(shí)電扱，以及用于定義觸摸區(qū)域的功能電極； 以及位于公共電極和像素電極之間的電泳顯示材料層。
3.如權(quán)利要求I 2任一所述的觸控電子紙，其中所述的觸控層采用透明電容觸控層。
4.如權(quán)利要求3所述的觸控電子紙，其中所述透明電容觸控層是透明電容觸摸按鍵層；透明電容觸摸按鍵層具有透明的基材，以及基材具有O維的電容觸摸按鍵傳感器，和/或I維的透明的電容觸摸滑條傳感器，和/或透明的電容觸摸滾輪傳感器；其中電容觸摸傳感器和對應(yīng)的像素電極之功能電極位置大體重疊，在基材平面上形狀大小大體一致。
5.如權(quán)利要求4所述的觸控電子紙，其中所述的透明電容觸控傳感器和無源電子紙顯示層之間還有ー層透明絕緣的鏤空隔離層，包括透明絕緣的基材，及基材上的鏤空區(qū)。
6.如權(quán)利要求5所述的觸控電子紙，其中鏤空隔離層之鏤空區(qū)和對應(yīng)之電容觸摸傳感器位置大體重疊，在基材平面上大小形狀大體一致。
7.一種觸控電子紙系統(tǒng),包括如權(quán)利要求I 6任一所述的觸控電子紙和控制系統(tǒng),其中所述的控制系統(tǒng)進(jìn)一歩包括電連接至觸控電子紙之無源電子紙顯示層的顯示驅(qū)動(dòng)控制器，以及電連接至觸控電子紙之觸控層的觸控面板控制器；還包括處理單元，電連接至電子紙顯示驅(qū)動(dòng)控制器和觸控面板控制器，用于信息的處理和控制觸控電子紙的顯示和觸摸感應(yīng)；還包括存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)信息。
8.如權(quán)利要求7所述的觸控電子紙系統(tǒng)，其中還包括可重配置模塊，其中包含了用于將觸控電子紙配置為多種使用模式若干模式模塊；所述可重配置模塊位于存儲(chǔ)器模塊之中或?yàn)椹`獨(dú)立模塊。
9.如權(quán)利要求8所述的觸控電子紙系統(tǒng)，其中所述模式模塊又包含了按鍵圖案配置模塊和按鍵功能映射模塊；按鍵圖案配置模塊其功能在于發(fā)出指令控制功能電極和標(biāo)識(shí)電極顯示不同的按鍵圖案及按鍵圖案組合，包括I)在不同的模式之間使用不完全相同的功能電極組合，并驅(qū)動(dòng)無源電泳顯示層顯示；2)在不同的模式下，同一個(gè)功能電極和不同的標(biāo)識(shí)電極組合，并驅(qū)動(dòng)無源電泳顯示層顯示；按鍵功能映射模塊其功能在于將特定模式中的按鍵圖案根據(jù)標(biāo)識(shí)電極圖案的不同，映射至特定的功能。
10.如權(quán)利要求8 9任一所述的觸控電子紙系統(tǒng)，其具體為ー種筆記本電腦，包括 翻蓋，以及安裝在翻蓋內(nèi)表面的主顯示屏； 基體，通過翻蓋鉸鏈和翻蓋連接成翻蓋結(jié)構(gòu)，以及安裝于基體內(nèi)表面的鍵盤； 其中觸控電子紙安裝于鍵盤下方的基體內(nèi)表面上，作為輸入界面； 或具體為ー種遙控器，包括 遙控信號(hào)的發(fā)射單元，用于發(fā)生射頻或紅外遙控信號(hào)； 其中觸控電子紙安裝于遙控器上表面，作為按鍵顯示和輸入操作界面；或具體為ー種家電，包括 家電功能單元，用于實(shí)現(xiàn)家電的聲、和/或光、和/或熱、和/或電、和/或機(jī)械功能； 其中觸控電子紙安裝于家電外表面，作為按鍵顯示和輸入操作界面。
11.如權(quán)利要求10所述的觸控電子紙系統(tǒng)，其中所述 筆記本電腦，其觸控電子紙之觸控層采用ニ維電容觸控面板，其顯示層為無源段式電泳顯示層； 遙控器，其觸控電子紙之觸控層采用透明電容觸摸按鍵層，具有電容觸摸按鍵和/或電容觸摸滑條/滾輪，其顯示層為無源段式電泳顯示層； 家電，其觸控電子紙之觸控層采用透明電容觸摸按鍵層，具有電容觸摸按鍵和/或電容觸摸滑條/滾輪，其顯示層為無源段式電泳顯示層。
全文摘要
一種觸控電子紙，采用無源電子紙顯示層作為顯示層，以及電容觸摸層作為觸控層。無源電子紙顯示層可顯示多種圖案和圖案組合。一種觸控電子紙系統(tǒng)，具有上述的觸控電子紙和控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)操作界面的可重配置。應(yīng)用所述觸控電子紙系統(tǒng)的裝置，特別是一種筆記本電腦、遙控器、家電，使用所述觸控電子紙作為用戶操作界面。本發(fā)明的觸控電子紙具有低成本、高效率、壽命長、外型美觀等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F3/041GK102693033SQ201110280998
公開日2012年9月26日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者李曉, 杜健新 申請人:李曉