專利名稱：無線電子紙顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及無線傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種無線電子紙顯示裝置。
背景技術(shù)：
日常社會生活中，大到室外巨幅廣告畫，小到超市內(nèi)成百上千各式的商品標(biāo)簽及 廣告，都是無需頻繁變化內(nèi)容(對比動態(tài)視頻的變化速度)的顯示裝置。但是每次變化內(nèi) 容卻十分麻煩。相比之下目前常見的LED，液晶顯示屏能夠解決內(nèi)容更新問題，但是使用成 本(包括耗電，維護等)卻很高。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是設(shè)計一種基于RF (射頻)無線信號傳輸，無線電力傳輸，電子 紙張顯示的新型顯示模塊，用戶室內(nèi)外的靜態(tài)內(nèi)容顯示，以達到廣告、宣傳、警示、教育等作 用的無線電子紙顯示裝置。本實用新型無線電子紙顯示裝置，包括顯示終端2和控制端3，顯示終端2和控 制端3之間的信號和電力使用無線方式連接。顯示終端2，包括外殼，外殼內(nèi)設(shè)置有印制電路板，印制電路板上設(shè)置有電力接 收模塊4、電源管理模塊5、RF信號接收模塊6、信號線7、信號處理模塊8和電子紙顯示模 塊9 ；所述電力接收模塊4的電力輸出腳連接至電源管理模塊5的電源輸入腳，電源管理模 塊5的電源輸出腳連接至其他芯片的供電腳，RF信號接收模塊6的數(shù)據(jù)輸出腳連接至信號 處理模塊8的數(shù)據(jù)輸入腳和控制輸入腳，信號處理模塊8的控制輸出腳、數(shù)據(jù)輸出腳分別對 應(yīng)連接至電子紙顯示模塊9的控制輸入腳、數(shù)據(jù)輸入腳。電力接收模塊4由感應(yīng)線圈和電流調(diào)制芯片組成。感應(yīng)線圈由單根漆包銅絲按照 面同心方式纏繞制成；電流調(diào)制芯片用來將感應(yīng)線圈在變化電磁場中獲得感應(yīng)電流轉(zhuǎn)化為 穩(wěn)定的直流電，如美國Powercast公司的P2100芯片。電力接收模塊4的電力輸出腳連接 至電源管理模塊5的電源輸入腳。電源管理模塊5用來調(diào)制輸入的直流電源，通過內(nèi)部直流變換產(chǎn)生不同電壓，不 同電流的輸出，給不同型號的其他芯片供電。如英飛凌(Infineon)公司的SMP3i芯片。電 源管理模塊5的電源輸出腳連接至其他芯片的供電腳。RF信號接收模塊6由RF接受芯片和內(nèi)置的接收天線組成?？纱罅渴褂媚壳凹夹g(shù) 比較成熟的RFID芯片，如美國TI公司的eZ430-RF2500T系列芯片。RF信號接收模塊6的 數(shù)據(jù)輸出腳連接至信號處理模塊8的數(shù)據(jù)輸入腳和控制輸入腳。信號處理模塊8主要負(fù)責(zé)接受、處理RF芯片轉(zhuǎn)換來的數(shù)字信息，通過一定算法處 理產(chǎn)生適合電子紙顯示的專用數(shù)據(jù)格式傳輸給后端的電子紙模塊，并且承擔(dān)整個顯示終端 的一切控制功能。該芯片內(nèi)部存在基于ARM，MIPS或者X86的可編程處理核心，用戶可通過 軟件升級顯示終端，實現(xiàn)更多功能。可使用日本EPSON公司的S1D13521電子紙控制芯片。 信號處理模塊8的控制輸出腳、數(shù)據(jù)輸出腳分別對應(yīng)連接至電子紙顯示模塊9的控制輸入腳、數(shù)據(jù)輸入腳。電子紙顯示模塊9接收信號處理模塊8發(fā)出的顯示信號，并將其顯示在顯示屏上。 可使用臺灣元太科技的ED060SC4型電子紙顯示模塊，該模塊特征如下對角線尺寸6英寸， 分辨率800 X 600，顯示精度166. 7DPI，物理尺寸90 X 110mm?？刂贫?，包括外殼，外殼內(nèi)設(shè)置有印制電路板，印制電路板上設(shè)置有電力發(fā)送 模塊10、RF信號發(fā)送模塊11、顯示存儲器12、信號處理模塊13、信號輸入口 14、開關(guān)和控 制鍵15、電源輸入口(充電口)16、電源管理模塊17和電池18 ；所述電力發(fā)送模塊10的電 源輸入腳和電池18或者電源管理模塊17的電源輸出腳相連，RF信號發(fā)送模塊11的電源 輸入腳和電源管理模塊17的電源輸出腳相連；顯示存儲器12的電源輸入腳和電源管理模 塊17的電源輸出腳相連，顯示存儲器12的數(shù)據(jù)腳和RF信號發(fā)送模塊11的數(shù)據(jù)輸入腳以 及信號處理模塊13的數(shù)據(jù)輸出腳連在一起；信號處理模塊13的電源輸入腳和電源管理模 塊17的電源輸出腳連在一起，信號處理模塊13的控制輸出腳和顯示存儲器12的控制輸入 腳、RF信號發(fā)送模塊11的控制輸入腳以及電力發(fā)送模塊10的控制輸入腳連在一起。電力發(fā)送模塊10包括一個線圈箍和供電芯片。線圈箍由單根或者多根漆包線纏 繞在一根鐵制或者其他磁感金屬制成的芯上，通過供電芯片產(chǎn)生的變化電流，產(chǎn)生變化的 指向性強的電磁場，無接觸、無金屬傳導(dǎo)地給顯示終端傳遞電力。供電芯片可選擇具有大輸 出電流，變化可調(diào)制的電源管理芯片，如美國Maxim的8695系列。電力發(fā)送模塊10的電源 輸入腳和電池18或者電源管理模塊17的電源輸出腳相連。RF信號發(fā)送模塊11將顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為RF無線電信號，以便通過無線的方式發(fā)送 給顯示終端。該模塊一般由包含發(fā)送天線的RF數(shù)據(jù)調(diào)制芯片組成，可使用成熟的RFID發(fā) 送模塊，如美國TI公司的IS0/IEC15693系列芯片。RF信號發(fā)送模塊11的電源輸入腳和電 源管理模塊17的電源輸出腳相連。顯示存儲器12可采用各種具備高速擦寫功能存儲芯片，如三星公司的 K4S640432H的SDRAM內(nèi)存芯片，或者其他公司其他型號的SRAM、SDRAM、DDR、DDR2、DDR3、 RDRAM、SGRAM、GDDR、GDDR2、GDDR3、GDDR5等內(nèi)存芯片，或者NAND Flash,NOR Flash,OneNand Flash等閃存芯片，或者最新的鐵電非易失內(nèi)存芯片。顯示存儲器12的電源輸入腳和電源 管理模塊17的電源輸出腳相連，顯示存儲器12的數(shù)據(jù)腳和RF信號發(fā)送模塊11的數(shù)據(jù)輸 入腳以及信號處理模塊13的數(shù)據(jù)輸出腳連在一起。信號處理模塊13用來介紹主機傳遞的原始信號，經(jīng)過解碼、轉(zhuǎn)換等工作后傳輸給 RF信號發(fā)送模塊11，并控制整個控制端電路。該芯片內(nèi)部存在基于ARM、MIPS或者X86的 可編程處理核心，用戶可通過軟件升級控制器，實現(xiàn)更多功能?？墒褂萌枪镜腟3C2410 芯片，該芯片內(nèi)置ARM9通用處理核心。信號處理模塊13的電源輸入腳和電源管理模塊17 的電源輸出腳連在一起，信號處理模塊13的控制輸出腳和顯示存儲器12的控制輸入腳、RF 信號發(fā)送模塊11的控制輸入腳以及電力發(fā)送模塊10的控制輸入腳連在一起，控制它們的 啟動和各種工作狀態(tài)。電源管理模塊17調(diào)制輸入的直流電源，通過內(nèi)部直流變換產(chǎn)生不同電壓，不同電 流的輸出，給不同型號的其他芯片供電。如英飛凌(Infineon)公司的SMP3i芯片。電源管 理模塊17的電源輸出腳連接至其他芯片的供電腳。電子紙顯示模塊9的顯示技術(shù)利用Gyricon色球旋轉(zhuǎn)顯示或者電泳技術(shù)顯示黑白及灰度圖像，配合濾色膜等后端技術(shù)更能夠?qū)崿F(xiàn)彩色圖像，在功能上達到平板顯示的功能。 面且電子紙張僅在變化內(nèi)容是需要施加微弱電壓，圖像變化完成后即可關(guān)閉電源，長期保 存圖像內(nèi)容。Gyricon 技術(shù)Gyricon顯示的核心部分是一片看上去與普通紙張類似的透明膠片，但是在膠片 里面分布了成百萬的直徑在100微米左右大小的帶電小球。每個小球的一面涂上了帶負(fù)電 黑色涂料，另一面涂上帶正電的白色涂料。這些小球被密封在透明的充滿潤滑油的硅膠片 中。在硅膠片的表面構(gòu)造了類似液晶TFT —樣的電路，能夠按照需要在不同的位置施加正 電壓或者負(fù)電壓。這樣內(nèi)部泡在潤滑油中的帶點小球就會在電場的作用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，選擇 性的將黑色或者白色部分翻轉(zhuǎn)出來，在宏觀上形成需要顯示的文字或者圖案。而當(dāng)Gyricon 斷開電源，TFT不再對小球施加電場后，已經(jīng)旋轉(zhuǎn)到位的小球便保持之前的旋轉(zhuǎn)排列方式， 宏觀上就將顯示內(nèi)容保存下來，像雜志一樣長時間穩(wěn)定顯示。電泳技術(shù)電泳技術(shù)技術(shù)放棄了可旋轉(zhuǎn)小球的設(shè)計理念，轉(zhuǎn)而在硅膠片中內(nèi)置了上百萬的微 型膠囊。每個微型膠囊中充滿透明潤滑液體，并包含了無數(shù)納米級的黑白小顆粒；黑色的顆 粒帶負(fù)電，白色的顆粒帶正電。當(dāng)施加電場的時候，黑色的顆粒聚集到膠囊表面，而白色顆 粒聚集到膠囊底部。這樣整個膠片看上去也能呈現(xiàn)出文字或者圖案來。由于膠囊不需考慮 旋轉(zhuǎn)和保證兩個半球均勻上色的問題，電泳可以將微膠囊做得很緊密，并在膠囊內(nèi)加入顏 色性質(zhì)穩(wěn)定的雙色球，以實現(xiàn)比更為強的反射亮度、更高的對比度。本實用新型無線電子紙顯示裝置是這樣實現(xiàn)的在安裝好顯示終端2后，將需要顯 示的信號輸入到控制端3存儲器中。將控制端3接入電源或者安裝電池18。再將控制端3 信號電力發(fā)送部分對準(zhǔn)顯示終端2的信號電力接受部分，啟動傳輸。電力通過無線電力傳輸 部件(如天線)，以電磁的方式傳入顯示終端2，經(jīng)過一系列電力接收、調(diào)制、穩(wěn)壓、電源管理等 電氣元件給整個顯示終端2中的信號接收、信號處理、電子紙張顯示驅(qū)動等部件供電，啟動顯 示終端2內(nèi)信號接收、處理電路。之后，控制端3通過RF技術(shù)將存儲器中的顯示信號通過無 線射頻技術(shù)傳遞給顯示終端2。顯示終端2接收、處理顯示數(shù)據(jù)，再由電子紙張顯示屏顯示數(shù) 據(jù)內(nèi)容。待電子紙張顯示穩(wěn)定后，移開控制端3設(shè)備，顯示終端2便可長期保存顯示內(nèi)容。本實用新型無線電子紙顯示裝置的優(yōu)點是將電子紙張、RF無線信號傳輸和無線 電力傳輸三種技術(shù)集合到一起，將大大簡化耗電維護、信號線及輸電線鋪設(shè)等實施困難；通 過電子紙顯示的內(nèi)容在無電源供電時也可長期保存；顯示信號使用RF射頻無線傳輸方式； 顯示終端沒有傳統(tǒng)的電源接口，在需要改變顯示內(nèi)容時使用無線電力傳輸方式供電。本裝 置可以制作為超市商品標(biāo)簽、商場購物信息、餐廳菜單，或者使用多個裝置組合成大幅室內(nèi) 外廣告、宣傳畫等，提供不需頻繁變化內(nèi)容的顯示功能，彌補傳統(tǒng)紙張和液晶、LED之間的空 白市場；和傳統(tǒng)紙張比，本實用新型能夠大量節(jié)約紙張，保護環(huán)境，并且具有極高的變化顯 示內(nèi)容的效率；和已有大屏LED、背投、液晶顯示相比，本實用新型的制造成本較低，耗電量 很小，發(fā)熱很小。

圖1為顯示終端的電路原理圖。[0025]圖2為控制端的電路原理圖。圖3為Gyricon技術(shù)的工作原理示意圖。圖4為電泳技術(shù)的工作原理示意圖。
具體實施方式
實施例一根據(jù)圖1-3所示，一種無線電子紙顯示裝置，包括顯示終端2和控制端3，顯示終 端2和控制端3之間的信號和電力使用無線方式連接。顯示終端2，包括外殼，外殼內(nèi)設(shè)置有印制電路板，印制電路板上設(shè)置有電力接 收模塊4、電源管理模塊5、RF信號接收模塊6、信號線7、信號處理模塊8和電子紙顯示模塊 9。所述電力接收模塊4內(nèi)采美國Powercast公司的P2100芯片，電源管理模塊5內(nèi)采英飛凌 (Infineon)公司的SMP3i芯片，P2100芯片的電力輸出腳連接至SMP3i芯片的電源輸入腳， SMP3i芯片的電源輸出腳連接至其他芯片的供電腳；RF信號接收模塊6內(nèi)采美國TI公司 的eZ430-RF2500T系列芯片，信號處理模塊8內(nèi)采日本EPSON公司的SID13521電子紙控制 芯片，電子紙顯示模塊9內(nèi)采臺灣元太科技的ED060SC4型電子紙顯示模塊，eZ430-RF2500T 系列芯片的數(shù)據(jù)輸出腳連接至S1D13521電子紙控制芯片的數(shù)據(jù)輸入腳和控制輸入腳， S1D13521電子紙控制芯片的控制輸出腳、數(shù)據(jù)輸出腳分別對應(yīng)連接至ED060SC4型電子紙 顯示模塊的控制輸入腳、數(shù)據(jù)輸入腳?？刂贫?，包括外殼，外殼內(nèi)設(shè)置有印制電路板，印制電路板上設(shè)置有電力發(fā)送 模塊10、RF信號發(fā)送模塊11、顯示存儲器12、信號處理模塊13、信號輸入口 14、開關(guān)和控制 鍵15、電源輸入口(充電口)16、電源管理模塊17和電池18 ；所述電力發(fā)送模塊10內(nèi)采美 國Maxim的8695系列，電源管理模塊17內(nèi)采英飛凌(Infineon)公司的SMP3i芯片，8695 系列芯片的電源輸入腳和SMP3i芯片的電源輸出腳相連；RF信號發(fā)送模塊11內(nèi)采美國TI 公司的IS0/IEC15693系列芯片，IS0/IEC15693系列芯片的電源輸入腳和SMP3i芯片的電 源輸出腳相連；顯示存儲器12內(nèi)采三星公司的K4S640432H的SDRAM內(nèi)存芯片，信號處理模 塊13內(nèi)采三星公司的S3C2410芯片，SDRAM內(nèi)存芯片的電源輸入腳和SMP3i芯片的電源輸 出腳相連，SDRAM內(nèi)存芯片的數(shù)據(jù)腳和IS0/IEC15693系列芯片的數(shù)據(jù)輸入腳以及S3C2410 芯片的數(shù)據(jù)輸出腳連在一起，S3C2410芯片的電源輸入腳和SMP3i芯片的電源輸出腳連在 一起，S3C2410芯片的控制輸出腳和SDRAM內(nèi)存芯片的控制輸入腳、IS0/IEC15693系列芯片 的控制輸入腳以及Maxim的8695系列的控制輸入腳連在一起。電子紙顯示模塊9的顯示技術(shù)利用Gyricon色球旋轉(zhuǎn)顯示技術(shù)顯示黑白及灰度圖 像，配合濾色膜等后端技術(shù)更能夠?qū)崿F(xiàn)彩色圖像，在功能上達到平板顯示的功能。而且電子 紙張僅在變化內(nèi)容是需要施加微弱電壓，圖像變化完成后即可關(guān)閉電源，長期保存圖像內(nèi)容。實施例二根據(jù)圖1、圖2及圖4所示，一種無線電子紙顯示裝置，包括顯示終端2和控制端 3，顯示終端2和控制端3之間的信號和電力使用無線方式連接。顯示終端2，包括外殼，外殼內(nèi)設(shè)置有印制電路板，印制電路板上設(shè)置有電力接 收模塊4、電源管理模塊5、RF信號接收模塊6、信號線7、信號處理模塊8和電子紙顯示模塊9。所述電力接收模塊4內(nèi)采美國Powercast公司的P2100芯片，電源管理模塊5內(nèi)采英飛凌 (Infineon)公司的SMP3i芯片，P2100芯片的電力輸出腳連接至SMP3i芯片的電源輸入腳， SMP3i芯片的電源輸出腳連接至其他芯片的供電腳；RF信號接收模塊6內(nèi)采美國TI公司的 eZ430-RF2500T系列芯片，信號處理模塊8內(nèi)采日本EPSON公司的S1D13521電子紙控制芯 片，電子紙顯示模塊9內(nèi)采臺灣元太科技的ED060SC4型電子紙顯示模塊，eZ430-RF2500T 系列芯片的數(shù)據(jù)輸出腳連接至S1D13521電子紙控制芯片的數(shù)據(jù)輸入腳和控制輸入腳， S1D13521電子紙控制芯片的控制輸出腳、數(shù)據(jù)輸出腳分別對應(yīng)連接至ED060SC4型電子紙 顯示模塊的控制輸入腳、數(shù)據(jù)輸入腳?？刂贫?，包括外殼，外殼內(nèi)設(shè)置有印制電路板，印制電路板上設(shè)置有電力發(fā)送 模塊10、RF信號發(fā)送模塊11、顯示存儲器12、信號處理模塊13、信號輸入口 14、開關(guān)和控制 鍵15、電源輸入口(充電口)16、電源管理模塊17和電池18 ；所述電力發(fā)送模塊10內(nèi)采美 國Maxim的8695系列，Maxim的8695系列的電源輸入腳和電池18相連；RF信號發(fā)送模塊 11內(nèi)采美國TI公司的IS0/IEC15693系列芯片，電源管理模塊17內(nèi)采英飛凌(Infineon)公 司的SMP3i芯片，IS0/IEC15693系列芯片的電源輸入腳和SMP3i芯片的電源輸出腳相連； 顯示存儲器12內(nèi)采⑶DR5內(nèi)存芯片，信號處理模塊13內(nèi)采S3C2410芯片，⑶DR5內(nèi)存芯片 的電源輸入腳和SMP3i芯片的電源輸出腳相連，⑶DR5內(nèi)存芯片的數(shù)據(jù)腳和IS0/IEC15693 系列芯片的數(shù)據(jù)輸入腳以及S3C2410芯片的數(shù)據(jù)輸出腳連在一起；S3C2410芯片的電源輸 入腳和SMP3i芯片的電源輸出腳連在一起，S3C2410芯片的控制輸出腳和⑶DR5內(nèi)存芯片 的控制輸入腳、IS0/IEC15693系列芯片的控制輸入腳以及Maxim的8695系列的控制輸入 腳連在一起。電子紙顯示模塊9的顯示技術(shù)利用電泳技術(shù)顯示黑白及灰度圖像，配合濾色膜等 后端技術(shù)更能夠?qū)崿F(xiàn)彩色圖像，在功能上達到平板顯示的功能。而且電子紙張僅在變化內(nèi) 容是需要施加微弱電壓，圖像變化完成后即可關(guān)閉電源，長期保存圖像內(nèi)容。本實用新型可以選擇不同型號的模塊組成多個實施例，不限于以上實施例。
權(quán)利要求一種無線電子紙顯示裝置，其特征在于包括顯示終端(2)和控制端(3)，顯示終端(2)和控制端(3)之間的信號和電力使用無線方式連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電子紙顯示裝置，其特征在于顯示終端(2)，包括夕卜 殼，外殼內(nèi)設(shè)置有印制電路板，印制電路板上設(shè)置有電力接收模塊(4)、電源管理模塊(5)、 RF信號接收模塊(6)、信號線(7)、信號處理模塊(8)和電子紙顯示模塊(9)；所述電力接收 模塊(4)的電力輸出腳連接至電源管理模塊(5)的電源輸入腳，RF信號接收模塊(6)的數(shù) 據(jù)輸出腳連接至信號處理模塊(8)的數(shù)據(jù)輸入腳和控制輸入腳，信號處理模塊(8)的控制 輸出腳、數(shù)據(jù)輸出腳分別對應(yīng)連接至電子紙顯示模塊(9)的控制輸入腳、數(shù)據(jù)輸入腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線電子紙顯示裝置，其特征在于控制端(3)，包括夕卜 殼，外殼內(nèi)設(shè)置有印制電路板，印制電路板上設(shè)置有電力發(fā)送模塊(10)、RF信號發(fā)送模塊 (11)、顯示存儲器(12)、信號處理模塊(13)、信號輸入口(14)、開關(guān)和控制鍵(15)、電源輸 入口(16)、電源管理模塊(17)和電池(18)；所述電力發(fā)送模塊(10)的電源輸入腳和電池 (18)或者電源管理模塊(17)的電源輸出腳相連，RF信號發(fā)送模塊(11)的電源輸入腳和電 源管理模塊(17)的電源輸出腳相連；顯示存儲器(12)的電源輸入腳和電源管理模塊(17) 的電源輸出腳相連，顯示存儲器(12)的數(shù)據(jù)腳和RF信號發(fā)送模塊(11)的數(shù)據(jù)輸入腳以及 信號處理模塊(13)的數(shù)據(jù)輸出腳連在一起；信號處理模塊(13)的電源輸入腳和電源管理 模塊(17)的電源輸出腳連在一起，信號處理模塊(13)的控制輸出腳和顯示存儲器(12)的 控制輸入腳、RF信號發(fā)送模塊(11)的控制輸入腳以及電力發(fā)送模塊(10)的控制輸入腳連 在一起。
專利摘要一種無線電子紙顯示裝置，包括顯示終端(2)和控制端(3)，顯示終端(2)和控制端(3)之間的信號和電力使用無線方式連接。其優(yōu)點是將電子紙張、RF無線信號傳輸和無線電力傳輸三中技術(shù)集合到一起，將大大簡化耗電維護、信號線及輸電線鋪設(shè)等實施困難；通過電子紙顯示的內(nèi)容在無電源供電時也可長期保存；顯示信號使用RF射頻無線傳輸方式；顯示終端沒有傳統(tǒng)的電源接口，在需要改變顯示內(nèi)容時使用無線電力傳輸方式供電。
文檔編號G08C17/02GK201732548SQ20102003932
公開日2011年2月2日 申請日期2010年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月4日
發(fā)明者沈亮 申請人:中國船舶重工集團公司第七○九研究所