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用于電光顯示器的電磁書寫裝置的制作方法

文檔序號(hào):11181530閱讀:399來源:國知局
用于電光顯示器的電磁書寫裝置的制造方法
本申請要求2015年2月17日提交的美國臨時(shí)申請no.62/117,349的權(quán)益。該美國臨時(shí)申請和下文提到的所有其他美國專利以及公開和待審的申請的全部內(nèi)容通過引用整體并入本文。本文所述的技術(shù)涉及可書寫和可擦除的磁響應(yīng)電光顯示器,及相關(guān)裝置和方法。
背景技術(shù)
:一些電光顯示器能夠利用觸筆來尋址。對于這種電光顯示器來說,電光顯示器本身能夠檢測觸筆的位置。當(dāng)用戶使用觸筆劃過電光顯示器的表面時(shí),電光顯示器基于電光顯示器所檢測到的觸筆的位置來激活與觸筆劃過的像素相對應(yīng)的像素。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本申請的多個(gè)方面提供一種既可全局尋址又可局部尋址的電光顯示器。電光顯示器可以是基于粒子的,例如電泳顯示器。電光顯示器可以包括被配置用于在電光層上施加電場以執(zhí)行全局尋址的電極。書寫工具可以被配置用于產(chǎn)生時(shí)變的磁場,當(dāng)電光顯示器的一個(gè)或多個(gè)粒子類型是磁響應(yīng)的時(shí),該磁場可允許電光顯示器的局部尋址。在一些實(shí)施例中,電光顯示器是大面積顯示器,例如具有大于40英寸、大于50英寸、大于70英寸或者其它合適尺寸的對角線尺寸。本申請的多個(gè)方面涉及一種用于電光顯示器的局部尋址的書寫工具。該書寫工具可被配置用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,在至少一些實(shí)施例中,該磁場可具有與其相關(guān)聯(lián)的梯度。該旋轉(zhuǎn)磁場可被施加于基于粒子的電光顯示器,以便局部地改變顯示器的光學(xué)狀態(tài)。根據(jù)本申請的一個(gè)方面,提供一種裝置,該裝置包括:具有第一末端和第二末端并且尺寸被設(shè)置為手持式的細(xì)長管狀構(gòu)件。該裝置還包括被配置為從細(xì)長管狀構(gòu)件的第一末端產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的電磁體。該裝置可與基于粒子的顯示器結(jié)合使用以提供局部尋址功能。該電光顯示器可包含電和磁響應(yīng)的粒子。附圖說明將參考以下附圖對本申請的各個(gè)方面和實(shí)施例進(jìn)行說明。應(yīng)當(dāng)理解的是,附圖不一定是按比例繪制的。出現(xiàn)在多個(gè)附圖中的項(xiàng)在其出現(xiàn)的所有附圖中采用相同的附圖標(biāo)記表示。圖1示出了根據(jù)本申請的非限制性實(shí)施例的電光顯示器和書寫工具。圖2a示出了根據(jù)本申請的非限制性實(shí)施例的被配置為產(chǎn)生磁場的書寫工具。圖2b示出了根據(jù)本申請的非限制性實(shí)施例的被配置為產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的書寫工具。圖2c示出了可用于如圖2b所示類型的書寫工具的電流曲線圖。圖3a-圖3j為示出根據(jù)非限制性實(shí)施例的由來自圖2b所示類型的書寫工具的旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的粒子的磁流體動(dòng)力學(xué)(mhd)流動(dòng)的一系列圖像。圖4a示出了根據(jù)本申請的非限制性實(shí)施例的與電光顯示器相關(guān)聯(lián)的磁打印頭。圖4b示出了如圖4a所示的磁打印頭的操作的詳細(xì)表示。圖5示出了根據(jù)本申請的非限制性實(shí)施例的其中磁打印頭和導(dǎo)電棒組合操作以局部尋址電光顯示器的系統(tǒng)。圖6示出了根據(jù)本申請的非限制性實(shí)施例的可用于構(gòu)成磁打印頭陣列的電磁書寫工具的集合。圖7示出了根據(jù)本申請的非限制性實(shí)施例的被配置用于在所選擇顏色部分上局部尋址電光顯示器的書寫工具。圖8a和圖8b示出了使用電和磁尋址的結(jié)合產(chǎn)生電光顯示器的灰色狀態(tài)的示例。圖9a示出了響應(yīng)于被旋轉(zhuǎn)磁場尋址的電光顯示器的圖示。圖9b示出了響應(yīng)于被振蕩磁場尋址的電光顯示器的圖示。具體實(shí)施方式本申請的多個(gè)方面涉及電和磁可尋址的,以及在至少一些實(shí)施例中被配置為提供全局的和局部尋址能力的,基于粒子的電光顯示器。全局尋址狀態(tài)可以是電可控的。局部尋址能力可由產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)和/或振蕩或靜態(tài)(dc)磁場的書寫工具來提供。作為應(yīng)用于材料或者顯示器的術(shù)語“電光”,在本文使用的是其在成像領(lǐng)域中的常規(guī)含義,指的是具有第一和第二顯示狀態(tài)的材料,該第一和第二顯示狀態(tài)的至少一個(gè)光學(xué)性質(zhì)不同,通過向所述材料施加電場使該材料從其第一顯示狀態(tài)改變到第二顯示狀態(tài)。盡管光學(xué)性質(zhì)通常是人眼可感知的顏色,但其可以是其他光學(xué)性質(zhì),諸如光透射、反射、發(fā)光,或者對于用于機(jī)器閱讀的顯示器,在可見范圍外的電磁波長反射的改變的意義上的偽色彩。術(shù)語“灰色狀態(tài)”在本文使用的是其在成像領(lǐng)域中的常規(guī)含義,指的是介于像素的兩個(gè)極端光學(xué)狀態(tài)之間的一種狀態(tài),但并不一定意味著處于這兩個(gè)極端狀態(tài)之間的黑白過渡。例如,下文中所涉及的eink公司的幾個(gè)專利和公開申請描述了這樣的電泳顯示器,其中,該極端狀態(tài)為白色和深藍(lán)色,使得中間的“灰色狀態(tài)”實(shí)際上為淡藍(lán)色。實(shí)際上,如已經(jīng)提到的,光學(xué)狀態(tài)的改變可以根本不是顏色改變。下文可使用術(shù)語“黑色”和“白色”來指代顯示器的兩個(gè)極端光學(xué)狀態(tài),并且應(yīng)當(dāng)被理解為通常包括并非嚴(yán)格的黑色和白色的極端光學(xué)狀態(tài),例如上面提到的白色和深藍(lán)色狀態(tài)。下文可使用術(shù)語“單色的”來表示僅將像素驅(qū)動(dòng)至其兩個(gè)極端光學(xué)狀態(tài),而沒有中間灰色狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)方案。術(shù)語“雙穩(wěn)態(tài)的”和“雙穩(wěn)定性”在本文使用的是其在本領(lǐng)域中的常規(guī)含義,指的是包括具有第一和第二顯示狀態(tài)的顯示元件的顯示器,所述第一和第二顯示狀態(tài)的至少一個(gè)光學(xué)性質(zhì)不同,從而在利用具有有限持續(xù)時(shí)間的尋址脈沖驅(qū)動(dòng)任何給定元件以呈現(xiàn)其第一或第二顯示狀態(tài)之后,在該尋址脈沖終止后,該狀態(tài)將持續(xù)的時(shí)間是改變該顯示元件的狀態(tài)所需的尋址脈沖的最小持續(xù)時(shí)間的至少幾倍(例如至少4倍)。美國專利no.7,170,670表明,能夠顯示灰度的一些基于粒子的電泳顯示器不僅可以穩(wěn)定于其極端的黑色和白色狀態(tài),還可以穩(wěn)定于其中間的灰色狀態(tài),一些其它類型的電光顯示器也是如此。這種類型的顯示器被恰當(dāng)?shù)胤Q為是“多穩(wěn)態(tài)的”而非雙穩(wěn)態(tài)的,但是為了方便,在本文可使用術(shù)語“雙穩(wěn)態(tài)的”以同時(shí)涵蓋雙穩(wěn)態(tài)的和多穩(wěn)態(tài)的顯示器。術(shù)語“脈沖”在本文使用的是其常規(guī)含義,即電壓關(guān)于時(shí)間的積分。然而,一些雙穩(wěn)態(tài)電光介質(zhì)用作電荷轉(zhuǎn)換器,并且對于這種介質(zhì),可以使用脈沖的一種替代定義,即電流關(guān)于時(shí)間的積分(其等于施加的總電荷)。根據(jù)介質(zhì)是用作電壓-時(shí)間脈沖轉(zhuǎn)換器還是用作電荷脈沖轉(zhuǎn)換器,應(yīng)當(dāng)使用合適的脈沖定義。已知幾種類型的電光顯示器。一種類型的電光顯示器是旋轉(zhuǎn)雙色元件型,例如在美國專利nos.5,808,783、5,777,782、5,760,761、6,054,071、6,055,091、6,097,531、6,128,124、6,137,467以及6,147,791中所描述的(雖然該類型的顯示器通常被稱為“旋轉(zhuǎn)雙色球”顯示器,但是術(shù)語“旋轉(zhuǎn)雙色元件”是更精確的,因?yàn)樵谏鲜鲆恍@?,旋轉(zhuǎn)元件不是球形的)。這種顯示器使用大量的小主體(通常為球形或圓柱形),小主體具有光學(xué)性質(zhì)不同的兩個(gè)或更多個(gè)部分和內(nèi)部偶極子。這些主體懸浮在基體中的液體填充的液泡內(nèi),液泡填充有液體以使得主體自由旋轉(zhuǎn)。通過給顯示器施加電場使得主體旋轉(zhuǎn)至不同的位置并且改變通過觀察表面看到的主體的部分,顯示器的外觀發(fā)生變化。這種類型的電光介質(zhì)通常是雙穩(wěn)的。另一種類型的電光顯示器使用電致色變介質(zhì),例如以納米色變膜形式的電致色變介質(zhì),其包括至少部分地由半導(dǎo)體金屬氧化物形成的電極和附接至電極的能夠可逆色變的多個(gè)染料分子;參見,例如o'regan,b.等人的nature1991,353,737和wood,d.的informationdisplay,18(3),24(2002年3月),再參見bach,u.等人的adv.mater.,2002,14(11),845。這種類型的納米色變膜例如在美國專利nos.6,301,038、6,870,657和6,950,220中也進(jìn)行了描述。這種類型的介質(zhì)通常也是雙穩(wěn)的。又一類型的電光顯示器是由philips開發(fā)并且由hayes,r.a.等人在nature,425,383-385(2003)中發(fā)表的“基于電潤濕性的視頻高速電子紙”(“video-speedelectronicpaperbasedonelectrowetting”)中描述的電潤濕顯示器。美國專利no.7,420,549表明這種電潤濕顯示器可以是雙穩(wěn)的。作為多年的密集研究和開發(fā)的重點(diǎn)的一種類型的電光顯示器是基于粒子的電泳顯示器,其中,多個(gè)帶電粒子在電場的影響下移動(dòng)穿過流體。電泳顯示器相比液晶顯示器具有如下屬性:良好的亮度和對比度、寬視角、狀態(tài)雙穩(wěn)定性、和低功率損耗。然而,這些顯示器的長期圖像質(zhì)量的問題阻礙了它們的廣泛應(yīng)用。例如,構(gòu)成電泳顯示器的粒子易于沉積,導(dǎo)致這些顯示器的使用壽命不足。如上所述,電泳介質(zhì)需要流體的存在。在多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)的電泳介質(zhì)中,該流體是液體,但是電泳介質(zhì)可以用氣態(tài)流體制造;參見,例如kitamura,t.等人的“電子紙顯示器的電子墨粉運(yùn)動(dòng)”(“electricaltonermovementforelectronicpaper-likedisplay”),idwjapan,2001,paperhcsl-1和yamaguchi,y.等人的“采用摩擦起電帶電的絕緣粒子的色粉顯示器”(“tonerdisplayusinginsulativeparticleschargedtriboelectrically”),idwjapan,2001,paperamd4-4。再參見美國專利nos.7,321,459和7,236,291。當(dāng)這種基于氣體的電泳介質(zhì)在允許沉積的方向上使用(例如當(dāng)介質(zhì)在垂直平面內(nèi)布置的招牌中)時(shí),該介質(zhì)由于粒子沉積似乎容易受到與基于液體的電泳介質(zhì)相同類型問題的影響。實(shí)際上,相比基于液體的電泳介質(zhì),在基于氣體的電泳介質(zhì)中的粒子沉積好像是更為嚴(yán)重的問題,因?yàn)闅鈶B(tài)懸浮流體相比液態(tài)懸浮流體的較低的粘度允許電泳粒子更迅速的沉積。在轉(zhuǎn)讓給麻省理工學(xué)院(mit)和eink公司或以mit和eink公司的名義的大量專利和申請描述了封裝的電泳介質(zhì)和其他電光介質(zhì)中使用的多種技術(shù)。這種封裝的介質(zhì)包括許多小囊體,每一個(gè)小囊體本身包括內(nèi)部相以及包圍內(nèi)部相的囊壁,其中所述內(nèi)部相含有在流體介質(zhì)中的可電泳移動(dòng)的粒子。典型地,這些囊體本身保持在聚合粘合劑中以形成位于兩個(gè)電極之間的連貫層。這些技術(shù)在包括如下的專利和申請中描述:(a)電泳粒子、流體和流體添加劑,例如參見美國專利nos.7,002,728和7,679,814;(b)囊體、粘合劑和封裝過程,例如參見美國專利nos.6,922,276和7,411,719;(c)包含電光材料的薄膜和子組件,例如參見美國專利nos.6,982,178和7,839,564;(d)用于顯示器的背板、粘結(jié)劑層和其他輔助層以及方法,例如參見美國專利nos.7,116,318和7,535,624;(e)顏色形成和顏色調(diào)節(jié),例如參見美國專利nos.7,075,502;以及美國專利申請公開nos.2007/0109219;(f)用于驅(qū)動(dòng)顯示器的方法,例如參見美國專利nos.7,012,600和7,453,445;(g)顯示器的應(yīng)用,例如參見美國專利nos.7,312,784;以及美國專利申請公開nos.2006/0279527;以及(h)非電泳顯示器,如美國專利nos.6,241,921、6,950,220、7,420,549;以及美國專利申請公開no.2009/0046082所描述的。許多前述專利和申請認(rèn)識(shí)到在封裝的電泳介質(zhì)中包圍離散的微囊體的壁可以被連續(xù)相替代,從而產(chǎn)生所謂的聚合物分散型的電泳顯示器,其中電泳介質(zhì)包括多個(gè)離散的電泳流體的微滴和連續(xù)相的聚合物材料,并且認(rèn)識(shí)到這種聚合物分散型的電泳顯示器中的離散的電泳流體的微滴可以被認(rèn)為是囊體或微囊體,即使沒有離散的囊體膜與每個(gè)單獨(dú)的微滴相關(guān)。例如參見前述美國專利no.6,866,760。因此,為了本申請,這種聚合物分散型電泳介質(zhì)被認(rèn)為是封裝的電泳介質(zhì)的子類。一種相關(guān)類型的電泳顯示器是所謂的“微單元電泳顯示器”。在微單元電泳顯示器中,帶電粒子和流體不被封裝在微囊體內(nèi),而是保持在形成于載體介質(zhì)(通常是聚合物薄膜)內(nèi)的多個(gè)空腔內(nèi);參見,例如都被轉(zhuǎn)讓給sipiximaging股份有限公司的美國專利nos.6,672,921和6,788,449。雖然電泳介質(zhì)通常是不透明的(因?yàn)?,例如在很多電泳介質(zhì)中,粒子基本上阻擋可見光透射通過顯示器)并且工作在反射模式下,但許多電泳顯示器可以被制成在所謂的“快門模式”下工作,在該模式下一種顯示狀態(tài)實(shí)質(zhì)上是不透明的而一種顯示狀態(tài)是透光的。例如參見美國專利no.5,872,552、6,130,774、6,144,361、6,172,798、6,271,823、6,225,971和6,184,856。介電泳顯示器類似于電泳顯示器,但是其依賴于電場強(qiáng)度的變化,介電泳顯示器能夠在類似的模式下工作;參見美國專利no.4,418,346。其他類型的電光顯示器也能夠在“快門模式”下工作。工作在快門模式下的電光介質(zhì)對于用于全彩色顯示器的多層結(jié)構(gòu)是有用的;在這種結(jié)構(gòu)中,靠近顯示器的觀察表面的至少一層在快門模式下工作以暴露或隱藏更遠(yuǎn)離觀察表面的第二層。其它類型的電光介質(zhì)也可以用于本發(fā)明的顯示器。封裝的電泳顯示器通常不受傳統(tǒng)電泳裝置的聚集和沉積故障模式的困擾并提供更多的有益效果,例如在多種柔性和剛性基片上印刷或涂布顯示器的能力。(使用詞“印刷”意于包括印刷和涂布的所有形式,包括,但不限于:諸如修補(bǔ)模具涂布、槽或擠壓涂布、滑動(dòng)或?qū)盈B涂布、幕式涂布的預(yù)先計(jì)量式涂布,諸如羅拉刮刀涂布、正向和反向輥式涂布的輥式涂布,凹面涂布,浸漬涂布,噴霧涂布,彎月面涂布,旋轉(zhuǎn)涂布,刷涂,氣刀涂布,絲網(wǎng)印刷工藝,靜電印刷工藝,熱印刷工藝,噴墨印刷工藝,電泳沉積(參見美國專利no.7,339,715),以及其他類似技術(shù))。因此,所產(chǎn)生的顯示器可以是柔性的。另外,因?yàn)轱@示器介質(zhì)可以被印刷(使用多種方法),所以顯示器本身可以被廉價(jià)地制作。其他類型的電光材料也可以用于本發(fā)明。電泳顯示器通常包括一個(gè)電泳材料的層和布置在電泳材料的相對的兩側(cè)上的至少兩個(gè)其他層,這兩個(gè)層中的一個(gè)是電極層。在多數(shù)這種顯示器中,兩個(gè)層都是電極層,并且一個(gè)或兩個(gè)電極層被圖案化以限定顯示器的像素。例如,一個(gè)電極層可以被圖案化成長的行電極而另一個(gè)被圖案化成與行電極垂直的長的列電極,像素被行電極和列電極的交叉點(diǎn)限定。可替代地,或者更常見地,一個(gè)電極層具有單個(gè)連續(xù)電極的形式而另一個(gè)電極層被圖案化成像素電極的矩陣,每個(gè)像素電極限定顯示器的一個(gè)像素。在適合于使用與顯示器分離的觸筆、打印頭或類似的可移動(dòng)電極的另一種類型的電泳顯示器中,僅靠近電泳層的層中的一個(gè)包括電極,在電泳層的相對側(cè)上的層通常是用于防止可移動(dòng)電極損壞電泳層的保護(hù)層。在又一個(gè)實(shí)施例中,例如美國專利no.6,704,133中所述,電泳顯示器可以由兩個(gè)連續(xù)電極以及介于電極之間的電泳層和光導(dǎo)層組成。因?yàn)楣鈱?dǎo)材料隨光子的吸收而改變電阻,入射光可用于改變電泳介質(zhì)的狀態(tài)。這種裝置在圖1中示出。如美國專利no.6,704,133中描述的,圖1中的裝置在由位于顯示器的觀察表面的相對側(cè)的發(fā)射源驅(qū)動(dòng)時(shí)效果最好,例如液晶顯示器(lcd)。在一些實(shí)施例中,美國專利no.6,704,133的裝置包括在前電極和光導(dǎo)材料之間的特殊的阻擋層,用于減少由來自于顯示器前方的泄露通過反射電光介質(zhì)的入射光所導(dǎo)致的“暗電流”。前述美國專利no.6,982,178描述了一種組裝固體電光顯示器(包括封裝的電泳顯示器)的方法,該方法非常適合于批量生產(chǎn)。實(shí)質(zhì)上,該專利描述了所謂的“前平面層壓”(“fpl”),其依次包括光透射導(dǎo)電層、與導(dǎo)電層電接觸的固體電光介質(zhì)層、粘結(jié)層和釋放片。通常,光透射導(dǎo)電層將被承載在光透射基片上,該基片優(yōu)選是柔性的,因?yàn)榛梢员皇謩?dòng)地纏繞在(比方說)直徑為10英寸(254mm)的圓筒上而不會(huì)永久變形。在本專利和本文中使用的術(shù)語“光透射”指的是這樣指定的層傳輸足夠的光以使觀察者能夠透視該層觀察電光介質(zhì)的顯示狀態(tài)的變化,這通常通過導(dǎo)電層和相鄰基片(如果存在的話)來觀察;在電光介質(zhì)顯示非可見波長的反射率變化的情況下,術(shù)語“光透射”當(dāng)然應(yīng)被解釋為指相關(guān)不可見波長的透射。基片通常是聚合物膜,并且通常具有在約1至約25密耳(25至634μm),優(yōu)選約2至約10密耳(51至254μm)范圍內(nèi)的厚度。導(dǎo)電層合宜地是例如鋁或ito的薄金屬或金屬氧化物層,或者可以是導(dǎo)電聚合物。涂覆有鋁或ito的聚(對苯二甲酸乙二酯)(pet)膜是商業(yè)可獲得的,例如來自e.i.dupontdenemours&company,wilmingtonde的“鍍鋁mylar”(“mylar”是注冊商標(biāo)),并且這種商業(yè)材料可以在前平面層壓中產(chǎn)生好的效果。許多類型的電光介質(zhì)基本上都是單色的,就此意義上來說,任意給定的介質(zhì)都具有兩種極端光學(xué)狀態(tài)和介于兩種極端光學(xué)狀態(tài)之間的灰度范圍。然而,當(dāng)前對全彩色顯示器,尤其是小型、便攜式顯示器,的需求量增加;例如,當(dāng)前,大多數(shù)移動(dòng)電話上的顯示器都是全彩色的。為了使用單色介質(zhì)提供全彩色顯示器,需要在能夠通過顏色濾波器陣列進(jìn)行觀察的顯示器上設(shè)置顏色濾波器陣列,或者設(shè)置能夠鄰近彼此顯示不同顏色的不同電光介質(zhì)的區(qū)域。在光學(xué)疊片中,顏色濾波器陣列(cfa)相對于電光介質(zhì)的位置可以千變?nèi)f化,但是必須考慮到所使用的電光介質(zhì)的類型,以及在某些情況下,考慮光學(xué)疊片的其它層的性質(zhì)。使用cfa的彩色顯示器大致可分為兩類,即前置cfa顯示器(其中,cfa位于電光介質(zhì)和觀察者觀察顯示器所通過的觀察表面之間)和后置cfa顯示器(其中,cfa位于與電光介質(zhì)的與觀察表面相對的側(cè)面上)。如果所使用的電光介質(zhì)是透射的(即,通常來自于背光源的光穿過電光介質(zhì)然后從觀察表面射出,電光介質(zhì)作為控制穿過每個(gè)像素的光量的光閥),該cfa可以占據(jù)光學(xué)疊片的任意位置,因?yàn)椴徽撛揷fa的位置如何,光都會(huì)穿過該cfa和電光介質(zhì)。因此,前置和后置cfa均可與透射電光介質(zhì)一起使用,雖然前者可能更加常見。在某些情況下,電光顯示器被構(gòu)造為cfa在電光介質(zhì)下方。在后置cfa電光顯示器中,cfa可被布置在電光層和后電極之間,或者可被布置在后電極的與電光層相對的側(cè)面上,但是前者一般是優(yōu)選的,因?yàn)槠淇蓽p小電光層和cfa之間的距離(因此減少兩層之間的視差和由以與標(biāo)準(zhǔn)角度偏差較大的角度離開顯示器的光所引起的可能的顏色失真)并且因?yàn)槠浜喕孙@示器的構(gòu)造;由于顏色的生成需要來自cfa或布置在cfa之后的層的光反射,方便的是使用光透射cfa并且依靠反射后電極來實(shí)現(xiàn)必要的光反射,而非必須提供光透射后電極以使得光到達(dá)布置在后電極之后的cfa,然后使cfa本身反射光或在cfa之后提供一個(gè)單獨(dú)的反射器。美國專利公開2014/0362131描述了一個(gè)后置cfa電光顯示器,其中,電光介質(zhì)能夠具有兩種不透明狀態(tài)和一種光透射狀態(tài)??梢酝ㄟ^將熒光或磷光材料結(jié)合至后置顏色濾波器陣列來改善所產(chǎn)生的顯示器的色彩飽和度。本申請的多個(gè)方面涉及基于粒子的電光顯示器,該電光顯示器是電和磁可尋址的,并且在至少一些實(shí)施例中被配置為提供全局或局部尋址能力。全局尋址能力可被用于產(chǎn)生純色狀態(tài),例如白色或黑色,因此被認(rèn)為是“擦除”狀態(tài)。全局尋址狀態(tài)可以是電可控的。例如,顯示器可以包括位于顯示器的基于粒子的墨水層的相對側(cè)上的電極,并且該電極可被操作產(chǎn)生適當(dāng)?shù)碾妶鲆员銓⒛O(shè)置成均勻的顏色狀態(tài)。局部尋址能力可由產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)和/或振蕩或靜態(tài)(dc)磁場的書寫工具來提供。本文所用的術(shù)語“書寫工具”包括觸筆?;诹W拥碾姽怙@示器可包含一種或多種顏料類型。在單顏料顯示器中,該顏料既是電可控的,也是磁可控的。在多顏料顯示器中,至少一種顏料類型可以既是電可控的,也是磁可控的。多顏料顯示器的示例是包含有白色顏料粒子和黑色顏料粒子的顯示器。例如,黑色顏料粒子可以既是電可控的,也是磁可控的。市售磁性粒子,例如bayferrox8600,8610;northernpigments604,608;magnox104,tmb-100;columbianmapicoblack;pfizercx6368,和cb5600等,可以單獨(dú)使用或者與其它已知的顏料組合使用以生成既電可控的又磁可控的顏料。本申請的另一方面涉及使用書寫工具以多種顏色對基于粒子的電光顯示器的局部尋址。書寫工具可以是上述類型,但是還可以另外包括檢測器,在本文也可稱為傳感器。顯示器可包括至少兩種顏色的顏色濾波器。書寫工具的用戶可選擇與顏色濾波器的顏色之一相對應(yīng)的期望顏色來書寫。書寫工具的檢測器可檢測該書寫工具何時(shí)接近顯示器的具有選中顏色的顏色濾波器的部分。書寫工具可以在那個(gè)時(shí)刻被激活,否則不被激活。以這種方式,顯示器可以以一種期望顏色,或者多于一種期望顏色來書寫。本申請的另一個(gè)方面提供一種用于電光顯示器的局部尋址的磁打印頭。該磁打印頭可具有與上述書寫工具相似的結(jié)構(gòu)和操作。本申請的另一個(gè)方面結(jié)合了書寫工具和有源矩陣電光顯示器。該顯示器可以感測書寫工具已經(jīng)用于在其上書寫的部分。然后,有源矩陣可以尋址顯示器的那些部分以便將那些部分驅(qū)動(dòng)至期望的顯示狀態(tài)。以此種方式,可以使用有源矩陣來加強(qiáng)書寫工具的書寫。該有源矩陣可以是任意合適的有源矩陣。在一些實(shí)施例中可以使用薄膜晶體管(tft)背板。以下將進(jìn)一步描述上述方面和實(shí)施例以及另外的方面和實(shí)施例。這些方面和/或?qū)嵤├梢詥为?dú)使用、一起使用、或以任意兩種或多種的組合的方式使用,因?yàn)楸旧暾埐幌抻诖?。圖1示出了根據(jù)一些實(shí)施例的包括電光顯示器和書寫工具的系統(tǒng)100。即,系統(tǒng)100可以包括顯示器10和移動(dòng)書寫工具20。如圖所示,顯示器10可為基于粒子的顯示器,并且書寫工具20可被配置為產(chǎn)生振蕩或旋轉(zhuǎn)極或靜態(tài)(dc)磁場,以下將進(jìn)一步描述。在一些實(shí)施例中,顯示器10可包括殼體12、后電極14、電光層13和前電極18。前電極18可表示顯示器10的觀察側(cè)以及書寫側(cè)。電光層13可包含兩種相:非連續(xù)相17和連續(xù)相16。非連續(xù)相17可具有大量微囊體,該微囊體具有懸浮在流體中的一種或多種類型的顏料粒子(圖1中未示出),如圖所示,該微囊體可以被封閉在微囊體壁19內(nèi)。連續(xù)相16可稱為粘合劑,并且圍繞連續(xù)相。顏料粒子可被電場控制(在電場的作用下位移),從而使顯示器10成為電泳顯示器。下面將進(jìn)一步描述,微囊體包含至少一種對電場和磁場均有響應(yīng)的顏料粒子。在一些實(shí)施例中,電光層13可以是懸浮粒子顯示介質(zhì)。懸浮粒子顯示介質(zhì)包括在ac電場的作用下聚集或團(tuán)簇的粒子。當(dāng)施加磁場時(shí),粒子也可以聚集或團(tuán)簇成針狀或柱狀。對顯示器施加dc電場可以使粒子朝向電極之一遷移。這將使顯示器進(jìn)入不透明狀態(tài)。在一些實(shí)施例中,殼體12可由能夠支持電光層13、后電極14、前電極18、和/或任意必備電子器件的塑料容器制成。可替代地,殼體12可由任意其它材料制成。殼體12可以具有從小(例如應(yīng)用于玩具)到大(例如應(yīng)用于展示顯示器)的任意尺寸。在一些實(shí)施例中,顯示器10包括其它部件,為便于說明,這些部件在圖1中省略。例如,顯示器10可以包括在前電極18之上的保護(hù)層。在一些實(shí)施例中,顯示器10具有中間介電層。介電層可以置于前電極18和顯示介質(zhì)13之間、合并至前電極18、或者合并至粘合劑材料。介電層可以存儲(chǔ)電荷足夠長的時(shí)間以尋址顯示介質(zhì),而不會(huì)使電荷流失。介電層可允許所施加的電壓經(jīng)過該層并到達(dá)顯示介質(zhì)。以這種方式,可以提高移動(dòng)書寫工具的書寫速度,因?yàn)闀鴮懝ぞ邿o需被定位在顯示介質(zhì)之上長達(dá)尋址顯示介質(zhì)所必需的持續(xù)時(shí)間。在一些實(shí)施例中,介電層由交聯(lián)聚合層制成。在一些實(shí)施例中,介電層由例如如下構(gòu)成的薄膜制成:與粘合劑或粘結(jié)劑等分層的聚鄰苯二甲酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚砜、聚苯醚、離子交聯(lián)聚合物、聚碳酸酯、尼龍或者氟樹脂。在一些實(shí)施例中,移動(dòng)書寫工具20可以機(jī)械地耦合至顯示器10。例如,移動(dòng)書寫工具20可以通過被配置為在書寫工具20和顯示器10之間傳遞電信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線耦合至顯示器10。在一些實(shí)施例中,顯示器10可以為移動(dòng)書寫工具20提供電源。在一些實(shí)施例中,移動(dòng)書寫工具20可以是無線的(至少意味著書寫工具20可以不通過任何導(dǎo)線機(jī)械地耦合至顯示器10)。在一些實(shí)施例中,移動(dòng)書寫工具20可包含其自身的電源。書寫工具20可以被配置為產(chǎn)生磁場。例如,書寫工具20可以包括被配置為產(chǎn)生振蕩或旋轉(zhuǎn)磁場的一個(gè)或多個(gè)電磁體或永磁體。該磁場可用于局部尋址顯示介質(zhì)13的磁響應(yīng)顏料粒子。圖2a示出了該書寫工具的非限制性示例。圖2a示出了根據(jù)本申請實(shí)施例的書寫工具的非限制性示例。該書寫工具200代表書寫工具20的一種實(shí)施方式。聯(lián)系上下文,圖2a還示出了顯示器10的簡化表示。書寫工具200包括纏繞有線圈204的管狀鐵氧體磁芯202??商峁┑娜魏魏线m數(shù)量n的繞組。棒206可插入通過管狀鐵氧體磁芯202。棒206可以由金屬制成。提供電流源208,線圈204連接至該電流源208的兩端。可施加直流電(dc)以產(chǎn)生靜態(tài)磁場,或者可施加交流電(ac)以產(chǎn)生振蕩磁場??蛇x擇或調(diào)節(jié)電流的頻率和振幅以便提供來自電光顯示器的期望的響應(yīng)??蛇x地,可提供開關(guān)210,其允許控制從電流源208到線圈204的電流供應(yīng)。此外,可選地提供彈簧212。彈簧212可耦合至棒206,從而使得當(dāng)彈簧被壓縮時(shí)(通過用戶將書寫工具壓靠在電光顯示器的觀察表面上),電磁體將會(huì)更加靠近電光顯示器的書寫表面。以這種方式,可以改變電光顯示器的尋址,例如在線寬方面。圖2b示出了被配置為提供旋轉(zhuǎn)磁場的書寫工具的示例。書寫工具220代表用于實(shí)現(xiàn)圖1的書寫工具20的書寫工具200的替代。書寫工具220是五個(gè)書寫工具200的組合,五個(gè)書寫工具200組合成五邊形幾何結(jié)構(gòu)(例如,五角形的輪廓)。也就是說,書寫工具220包括五個(gè)電磁體222。每個(gè)電磁體222可與圖2a所示的電磁體基本相同,因此可包括,例如,鐵氧體磁芯和線圈。然而,電磁體222不必都包括書寫工具200的每個(gè)部件。例如,在一些實(shí)施例中,電磁體222并非分別包括開關(guān),并且可能不分別包括不同的電流源。相反,某些部件,例如開關(guān)和電流源,可以共享。書寫工具220還包括外部殼224。外部殼224可有助于支持書寫工具220,可使電磁體222相對于彼此保持在期望位置,或者可履行任意其它期望的功能。由書寫工具220產(chǎn)生的磁場可取決于供給每個(gè)電磁體的電流性質(zhì)。根據(jù)非限制性實(shí)施例,電磁體222的電流具有共同的振幅,但是通過每個(gè)電磁體的電流與通過該電磁體之前的相鄰電磁體222的電流相比均延遲72度。圖2c示出了這種操作。圖2c示出的五個(gè)示例性曲線表示供應(yīng)至?xí)鴮懝ぞ?20的相應(yīng)電磁線圈的五個(gè)電流信號(hào)的示例。y軸的單位是任意的,因?yàn)榍€在y軸上彼此偏移(即,延遲)以便于觀察。x軸的單位是時(shí)間。能夠看出,提供給線圈(線圈1-線圈5)的信號(hào)相對于彼此是延遲的。在該實(shí)施例中偏移量被選擇為為五個(gè)電磁體提供360度的總延遲,因此相當(dāng)于在相鄰的電磁體之間的72度的延遲。在圖2c的方案中,由圖2b的書寫工具220產(chǎn)生的磁場將是旋轉(zhuǎn)磁場。在圖1所示的類似系統(tǒng)的背景下考慮圖2b的書寫工具220,顯示器10的粒子所經(jīng)歷的磁場將是旋轉(zhuǎn)磁場。書寫工具的末端和顯示器的粒子之間可有一定距離,至少表示前電極18的厚度、在顯示介質(zhì)13和書寫工具之間的顯示器10的任何附加層、以及書寫工具與顯示器之間任何可能的間隙(例如,如果用戶沒有將書寫工具與顯示器的表面直接接觸)。邊緣場是由觸筆產(chǎn)生的位于期望被用戶尋址的區(qū)域之外的磁場??墒褂脟@觸筆尖端布置的屏蔽材料來最小化來自于觸筆的任何不期望的邊緣場。屏蔽材料的精確尺寸和形狀可通過對特定觸筆所產(chǎn)生的磁場進(jìn)行分析來確定。這些分析可借由標(biāo)準(zhǔn)有限元建模軟件包(comsolflexpde,moose,等等)來執(zhí)行。屏蔽材料可以是可利用楞次定律效應(yīng)來產(chǎn)生渦流以消除觸筆線圈的邊緣磁場的高磁導(dǎo)率金屬(例如,magneticshieldcorporation,bensenville,il)或銅制外殼。在一些實(shí)施例中,由本文所述類型的書寫工具所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場可引起顯示介質(zhì)13中的磁流體動(dòng)力(mhd)流動(dòng)。圖3a示出了包括單一吸收顏料的顯示器。該顯示器能夠被電尋址到所有顏料都是均勻分散的狀態(tài)。當(dāng)施加旋轉(zhuǎn)磁場時(shí),顏料(也是磁活性的)開始成鏈和聚集(見圖3b)。如果該場被保持更長的時(shí)間,在聚集運(yùn)動(dòng)下顯示器將會(huì)出現(xiàn)環(huán)形旋轉(zhuǎn)圖案(圖3c-e)。這最有可能歸因于由封裝室范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)聚集群產(chǎn)生的mhd流動(dòng)。隨著旋轉(zhuǎn)場的持續(xù)施加,流動(dòng)中心處的聚集群變地較暗(圖3f-j)并且其周圍區(qū)域的顏料粒子減少。以此方式使用mhd流動(dòng),我們可以控制顏料粒子在顯示介質(zhì)13中的聚集。如此形成的聚集群在捕獲進(jìn)入顯示器的光時(shí)將具有不同水平的效率,并且因此可用于控制顯示介質(zhì)13的透光度。mhd流動(dòng)可引起顯示介質(zhì)13中的顏料粒子的任何聚集群的解散,并且因此可用于控制顯示介質(zhì)13的光學(xué)透明度。將深顏色的顏料粒子聚集在一起,比起將深顏色的顏料粒子均勻分散來說,可允許更多的光通過顯示介質(zhì)13。因此,通過產(chǎn)生mhd流動(dòng)來解散粒子聚類群,并因此更均勻地分布顯示介質(zhì)的粒子,就可實(shí)現(xiàn)期望的光學(xué)透明度(例如,不透明)。示例在圖3a-3j的圖像系列中示出。在所使用的書寫工具被配置為產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的那些實(shí)施例中,期望電光顯示器的粒子屬于響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)磁場的類型,例如給出圖3a-3j所示的行為。事實(shí)上,可用于電光顯示器的至少一些類型的顏料粒子在存在旋轉(zhuǎn)磁場時(shí)可能會(huì)旋轉(zhuǎn)。一般來說,優(yōu)選的磁粒子需滿足:磁化率在50-100之間、矯頑力在40-120奧斯特(oe)之間、飽和磁化強(qiáng)度在20-120emu/g之間、以及剩磁在7-20emu/g之間。此外,粒子具有100-1000納米(nm)之間的直徑是有利的。作為一個(gè)具體但非限制性的示例,在一些實(shí)施例中,電光顯示器的顏料可以是如下的形式:磁鐵礦(氧化鐵,例如bayferrox318m)、氧化釹(例如sigmaaldrich634611neodynmium(iii)oxide)、鐵和銅氧化物(例如sigmaaldrichcopperferrite)、或者鐵鈷或鐵鎳合金(例如sigmaaldrichiron-nickelalloypowderandamericanelementsiron-cobaltalloynanopowder)由書寫工具產(chǎn)生的磁場的強(qiáng)度也可以處于被選擇為提供電光顯示器的有益操作的水平。例如,由書寫工具產(chǎn)生的磁場可以是至少1毫特斯拉(mt)。實(shí)際上,在某些情況下,在墨水中產(chǎn)生超過1t的磁場可能在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上都無法實(shí)現(xiàn)。因此,在一些實(shí)施例中,施加的磁場可以在1mt至1t之間。除了相位之外,可以控制用于驅(qū)動(dòng)書寫工具的線圈的信號(hào)的其它特征來提供期望的操作。例如,再考慮圖2a中的書寫工具200,驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅越大,顯示介質(zhì)13對驅(qū)動(dòng)做出反應(yīng)越快。因此,如果期望顯示介質(zhì)13的快速切換響應(yīng),使用更高的驅(qū)動(dòng)電壓是合適的。對于給定驅(qū)動(dòng)振幅,可以改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率來提供期望的響應(yīng)時(shí)間。申請人意識(shí)到,增加的頻率會(huì)使顯示器的切換速度的僅提高至一個(gè)點(diǎn),在該點(diǎn)之后,再增加驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率會(huì)使顯示器的切換速度降低。作為非限制性示例,申請人發(fā)現(xiàn),大約為25hz的驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率引起特定顯示器最快切換速度。然而,應(yīng)當(dāng)理解,產(chǎn)生顯示器狀態(tài)的最快切換的精確頻率取決于例如磁場強(qiáng)度的參數(shù)、以及顯示器的性能。此外,如果使用交流(ac)脈沖驅(qū)動(dòng)書寫工具的一個(gè)(或多個(gè))線圈,脈沖寬度可影響顯示介質(zhì)的響應(yīng)。可通過調(diào)節(jié)書寫工具驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)頻率、驅(qū)動(dòng)振幅、和脈沖寬度等因素的多種組合來為特定應(yīng)用提供期望的行為。在一些實(shí)施例中,本文所述的書寫工具可以被配置為手持式的。例如,如圖2b所示,書寫工具可包括被配置為供用戶手持的細(xì)長管狀構(gòu)件。該管狀構(gòu)件可以被適當(dāng)?shù)卦O(shè)置尺寸以支持電磁體,同時(shí)該尺寸也適合于用戶的手。例如,該管狀構(gòu)件可以具有小于5cm、小于4cm、小于3cm的直徑,或任意其它合適的直徑,并且可以具有小于10cm、小于8cm、小于5cm、或在3-10cm之間的長度,或任意其它合適的長度。書寫工具的重量不宜過大,以免給操作帶來困難。本申請的多個(gè)方面涉及磁打印頭。盡管圖1、2a和2b重點(diǎn)在于提供可手持的書寫工具,但是應(yīng)當(dāng)理解,同樣的操作方式可以用于布置在顯示器介質(zhì)13之上或之下的磁打印頭的形式中。示例在圖4a中示出。如所示的,裝置400包括與電光顯示器相鄰布置的磁打印頭402。在該示例中,磁打印頭402位于電光顯示器的下方,但可能有其它替代配置,例如將該磁打印頭402布置在電光顯示器的上方。磁打印頭包括磁芯404和線圈(或繞組)406,磁芯404例如鐵氧體磁芯或鎳鐵合金磁芯。磁芯被配置為使得由磁打印頭產(chǎn)生的磁場408具有進(jìn)入到電光顯示器的顯示介質(zhì)412中的邊緣。這可利用所示的表示磁場408的磁場線來證明。電光顯示器包括靠近磁打印頭402的第一電極410、具有白色顏料粒子414和黑色顏料粒子416的顯示介質(zhì)412、介電層418,和遠(yuǎn)離磁打印頭的第二電極420。為了便于說明,白色顏料粒子414和黑色顏料粒子416在圖4a中被示出為粒子聚集群,而不是單獨(dú)的粒子。如下所述的圖4b示出了單獨(dú)的粒子。在圖4a所示的示例中,假設(shè)黑色顏料粒子416除了是電響應(yīng)的,還是磁響應(yīng)的。因此,通過以所示的方式使用磁打印頭402來施加磁場,黑色顏料粒子416可被拉向磁打印頭402,因此被布置在白色顏料粒子414和第一電極410之間。這與電光顯示器的不經(jīng)受磁打印頭402的磁場的區(qū)域形成對比,在該區(qū)域,白色顏料粒子414可被布置在黑色顏料粒子416和第一電極410之間。因此,從第二電極420側(cè)觀察電光顯示器的用戶可以在受磁打印頭402的磁場408影響的區(qū)域看到白色,而在其它區(qū)域看到黑色。因此,應(yīng)當(dāng)理解,裝置400提供了在電光顯示器上的局部書寫功能。此外,第一和第二電極410和420提供了全局尋址電光顯示器的功能,這意味著裝置400可被全局和局部尋址。磁打印頭402可以以任何合適的方式相對于電光顯示器被移動(dòng),例如使用機(jī)械和/或電驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)來平移打印頭。另外,雖然圖4a示出了單個(gè)磁打印頭402,本申請的涉及磁打印頭的使用的各方面不限于僅具有單個(gè)磁打印頭。更確切地說,可提供任何合適數(shù)量的磁打印頭。所選擇的數(shù)量可至少部分基于顯示器的尺寸,例如,越大的顯示器所用的磁打印頭越多。圖4b提供了裝置400的某些部件的更詳細(xì)的視圖。在該圖中,白色顏料粒子414和黑色顏料粒子416被單獨(dú)地示出。磁打印頭402以簡化的形式示出,以便體現(xiàn)磁極的相對定位是如何產(chǎn)生梯度磁場的。如所示的,黑色顏料粒子416被磁打印頭402的磁場所吸引,因此被拉近磁打印頭。在所述的示例中,黑色顏料粒子416形成粒子鏈,例如粒子鏈422。例如以前面針對書寫工具所述的方式旋轉(zhuǎn)磁打印頭402產(chǎn)生的磁場可將該鏈分解。因此,可通過控制磁打印頭402的磁場來控制電光顯示器的光學(xué)狀態(tài)。磁打印頭也可以與滾軸結(jié)合使用以提供高速、高分辨率的打印。一般來說,布置在電光顯示器的磁打印頭402(或替代實(shí)施例中的書寫工具)相對側(cè)的任何材料的性質(zhì)均可影響磁打印頭的局部尋址。例如,諸如鋼的導(dǎo)磁材料將會(huì)經(jīng)歷與磁感應(yīng)頭402(或在使用觸筆的實(shí)施例中的觸筆)的磁場對齊的感應(yīng)磁場。感應(yīng)磁場將減小由顯示介質(zhì)經(jīng)歷的梯度。相比之下,將高導(dǎo)電材料置于可能由附近的磁打印頭(或在使用觸筆時(shí)的觸筆)產(chǎn)生的變化的磁場中將會(huì)削弱顯示介質(zhì)所經(jīng)歷的磁場,并且可能增加磁場梯度。申請人意識(shí)到將高導(dǎo)電材料與高導(dǎo)磁材料組合可以提供實(shí)現(xiàn)高分辨率尋址的能力。圖5示出了一個(gè)示例。圖5的裝置500包括被定位成使顯示介質(zhì)412位于棒502和磁打印頭402之間的棒502(或滾軸)。棒基本上可由高導(dǎo)電材料(例如銅)制成,并且可包括由高導(dǎo)磁材料(例如鋼)制成的部分504。在所示的示例中,部分504可對應(yīng)于電光顯示器的像素,并且可被定位成使棒502完成每一行像素的旋轉(zhuǎn)。部分504的形狀可被適當(dāng)?shù)卦O(shè)置為與像素對應(yīng),例如為正方形。通過在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間打開和關(guān)閉磁打印頭402的磁場,可以適當(dāng)?shù)貙ぶ放c部分504對應(yīng)的像素。因此,可以通過設(shè)置部分504的尺寸來控制尋址的分辨率,從而實(shí)現(xiàn)高分辨率的局部尋址。本文所述的磁打印頭可包括一個(gè)或多個(gè)電磁體,例如圖4a或圖2a所示的類型。打印頭可以具有電磁體的行或矩陣。在這種實(shí)施例中,電磁體中的一個(gè)或多個(gè),以及在某些情況下的每一個(gè),都可以具有沿顯示介質(zhì)移動(dòng)的聚焦元件(例如聚焦針)。有利的是,使電磁體交錯(cuò)以避免物理干擾。圖6示出了非限制性示例。裝置600包括六個(gè)前面結(jié)合圖2a所述類型的書寫工具200的集合。這六個(gè)書寫工具被定位為避免物理干擾。也就是說,它們是交錯(cuò)的。如所示的,定位允許書寫工具200在顯示器10上形成了行圖案602。因此,可以看出書寫工具的何種合適的布置可以形成磁打印頭的基礎(chǔ)。根據(jù)本申請的一個(gè)方面,電光顯示器和書寫工具組合操作以提供顯示器的全局和局部尋址,局部尋址包括以不同顏色書寫的能力。根據(jù)一個(gè)這樣的實(shí)施例,電光顯示器可包括布置在顯示器的顯示表面上的顏色濾波器。書寫工具可以檢測其何時(shí)位于期望顏色的濾波器上之上并僅在這種情況下局部尋址顯示器。結(jié)合圖7描述了一個(gè)示例。系統(tǒng)700包括電光顯示器10和書寫工具704。本實(shí)施例中的電光顯示器10包括三種不同顏色的顏色濾波器702a、702b和702c??商峁┢渌鼣?shù)量的顏色(例如,兩種或更多種顏色濾波器類型)。顏色濾波器702a-702c的尺寸和位置可以被設(shè)置為對應(yīng)于電光顯示器10的期望顏色的像素圖案。例如采用紅色、綠色和藍(lán)色濾波器實(shí)現(xiàn)拜耳(bayer)圖案。書寫工具704與圖2a中的書寫工具200或圖2b中的書寫工具220相似,但是可另外包括產(chǎn)生光708并且具有電源707的光源706。光源706可以是發(fā)光二極管(led)或其它合適的光源。此外,書寫工具704包括光電檢測器710,其可以是光電二極管或其它合適類型的光電檢測器。光電檢測器710耦合到開關(guān)電路711和電源712。在操作時(shí),光源706產(chǎn)生光708。光708從顏色濾波器702a-702c反射,并由光電檢測器710檢測。如果檢測到的光是特定的顏色,線圈204可以被激活以利用書寫工具704提供局部尋址。以此方式,書寫工具704可用于僅在期望顏色的像素之上局部尋址電光顯示器,從而有效地允許以那種顏色局部尋址。作為具體示例,假設(shè)顏色濾波器702a是綠色濾波器,顏色濾波器702b是藍(lán)色濾波器,顏色濾波器702c是紅色濾波器。用戶可能希望在電光顯示器上以綠顏色書寫。用戶可通過書寫工具上的選擇按鈕714來選擇顏色(例如,綠色)。選擇按鈕714可替代地是開關(guān)、滑塊或其它適合的選擇機(jī)構(gòu),并且可為每種可選顏色均提供一個(gè)按鈕,或者可以使用共享按鈕。隨著用戶將書寫工具在顯示器10上移動(dòng),當(dāng)光電檢測器706檢測到綠色光時(shí),開關(guān)711將會(huì)閉合,這意味著書寫工具靠近顯示器10上被綠顏色濾波器702a所覆蓋的部分。相應(yīng)地,線圈204將被激活,因此,書寫工具將局部尋址顯示器10上被顏色濾波器702a所覆蓋的區(qū)域。當(dāng)書寫工具704靠近顯示器10上被顏色濾波器702b和702c所覆蓋的區(qū)域定位時(shí),開關(guān)711將會(huì)斷開并且線圈204會(huì)去激活。因此,書寫工具將不再尋址顯示器10上的那些區(qū)域。以此方式,可使用書寫工具以多種顏色對顯示器10進(jìn)行有效的局部尋址。如上所述,本申請的實(shí)施例采用了具有電響應(yīng)和磁響應(yīng)粒子的電光層??梢酝ㄟ^電場和磁場的適當(dāng)組合來提供對包括這種墨水的電光顯示器的顯示狀態(tài)的控制。如上所述,電場可由中間夾有電光層的電極來提供。作為示例,磁場可由書寫工具或磁打印頭來提供。現(xiàn)在描述的是可由電驅(qū)動(dòng)和磁驅(qū)動(dòng)的組合來實(shí)現(xiàn)的各種類型的控制。表1示出了用于操作具有電和磁響應(yīng)的單一顏料的電光顯示器的不同方案。在表中,“em”表示電磁體,“pm”表示永磁體。表1:用于操作具有電和磁響應(yīng)的單一顏料的電光顯示器的不同方案功能單顏料墨水單顏料墨水在黑色上書寫白色在白色上書寫黑色全局尋址高壓dc脈沖或高壓ac快門閉合波形高壓ac快門斷開波形局部書寫永磁體(pm/em)/電磁體旋轉(zhuǎn)場觸筆(pm/em)局部擦除旋轉(zhuǎn)場觸筆(pm/em)永磁體(pm/em)/電磁體前光源是是如上例如結(jié)合圖1所述的,墨水可被封裝和涂覆在透明電極之間。單顏料墨水可經(jīng)由快門模式操作被電尋址。也就是說,可以使用相應(yīng)的脈沖或波形來執(zhí)行“快門閉合”(其中,墨水是基本上不透明的),和“快門斷開”(其中,墨水是基本上透明的)操作。例如,可使用高壓直流(dc)脈沖(shutterclose(快門閉合))將顏料拉至顯示器的前方或后方以產(chǎn)生快門閉合狀態(tài)??商娲?,可以使用中頻高壓交流(ac)脈沖,其可以在隔室中產(chǎn)生高階電滲流,從而將顏料均勻地分散。高壓高頻ac脈沖可能使顏料快門成團(tuán)簇,因此可用于產(chǎn)生快門斷開狀態(tài)。這種電驅(qū)動(dòng)快門使得整個(gè)裝置成為對光透明的。如果反射層置于墨水的一側(cè),則快門的墨水看起來像處于其白色狀態(tài)。反射層可以是朗伯型的、鏡面型的或波長依賴的,并且其可借由背光源照射或者借由前光源層照射。針對局部尋址,可使用合適的觸筆,例如本文所述的書寫工具之一(例如,參見圖2a和2b)。在一些實(shí)施例中,觸筆可包括永磁體。永磁體可用于產(chǎn)生靜磁場,或可以被合適地安裝以使其振動(dòng)或旋轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生振蕩或旋轉(zhuǎn)磁場。現(xiàn)在結(jié)合表1(表1,左列)描述具體示例。在該示例中,電光顯示器包括鄰近白色反射器布置的單一(黑色)顏料。為了在黑暗狀態(tài)上書寫和擦除,應(yīng)用shutterclose脈沖將整個(gè)顯示器切換至其黑暗狀態(tài)。然后,為了局部書寫,在我們期望尋址的區(qū)域應(yīng)用空間固定的偶極觸筆。磁場將使顏料成鏈和快門。這將允許用戶看到墨水之下的白色層并且書寫局部白色狀態(tài)。通過控制場的大小或場施加至墨水的時(shí)間,我們可以部分地快門顯示器中的墨水并且書寫灰色狀態(tài)。為執(zhí)行局部擦除,可使用包括旋轉(zhuǎn)永磁體或電磁線圈陣列的空間旋轉(zhuǎn)偶極觸筆,在電磁線圈陣列中,每個(gè)線圈被驅(qū)動(dòng)為與其最近鄰具有有目的選擇的相位關(guān)系。這種類型的觸筆產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場和梯度,其繼而產(chǎn)生在封裝墨水內(nèi)的流動(dòng)。該流動(dòng)的效果是分解所有成鏈的顏料團(tuán)簇,并且在封裝相中重新分布顏料。這個(gè)狀態(tài)是光學(xué)黑暗的。為了全局擦除(或書寫)顯示器,可應(yīng)用shutterclose脈沖使整個(gè)顯示器切換至其黑暗狀態(tài)。作為另一個(gè)示例,可在斷開(白色)狀態(tài)書寫或擦除(表1,右列)文本??梢詰?yīng)用shutteropen脈沖將整個(gè)顯示器切換至其白色狀態(tài)。使用包括旋轉(zhuǎn)永磁體或電磁線圈陣列的空間旋轉(zhuǎn)偶極觸筆可以實(shí)現(xiàn)局部書寫,在電磁線圈陣列中,每個(gè)線圈被驅(qū)動(dòng)為與其最近鄰(例如書寫工具220)具有有目的選擇的相位關(guān)系。這種狀態(tài)是光學(xué)黑暗的。通過控制場的大小或場施加至墨水的時(shí)間,我們可以部分地快門顯示器中的墨水并且書寫灰色狀態(tài)。為了局部擦除,可以在我們期望尋址的區(qū)域應(yīng)用產(chǎn)生恒定磁場的空間固定的偶極觸筆。磁場將使顏料的成鏈和快門。這將允許用戶看到墨水之下的白色層并且書寫局部白色狀態(tài)。為了全局擦除或書寫,可以應(yīng)用shutteropen脈沖將整個(gè)顯示器切換至其白色狀態(tài)。可通過保護(hù)墨水不受任何來自磁觸筆的邊緣b場的不良影響來提高書寫分辨率。減小基于永磁體或dc電磁體的觸筆的邊緣場的影響的方式包括使用高導(dǎo)磁材料(如,)進(jìn)行屏蔽。表2示出了操作具有多種顏料的電光顯示器的方案,多種顏料中至少之一是電和磁響應(yīng)的。另一種顏料可以是電響應(yīng)的。此外,在這些方案下,假設(shè)電光顯示器包括作為電極的有源矩陣層,并且另一電極是透明的。表2:操作具有多種顏料的電光顯示器的方案,多種顏料中至少之一是電和磁響應(yīng)的功能多顏料墨水+有源矩陣層多顏料墨水+有源矩陣層在黑色上書寫灰色在白色上書寫灰色全局尋址高壓dc脈沖高壓dc脈沖局部書寫永磁體(pm/em)/電磁體旋轉(zhuǎn)場觸筆(pm/em)局部擦除基于有源矩陣的擦除基于有源矩陣的擦除可借由railstate脈沖對多顏料墨水進(jìn)行電尋址,railstate脈沖是一種可將反射型顏料拉向顯示器的前方(或后方)的高壓dc脈沖。因此,整個(gè)裝置可處于光學(xué)反射(或彩色)狀態(tài)。前光源可以與該顯示器一起使用以能夠在弱光條件下操作。我們使用包括單個(gè)或大量永磁體或電磁體的觸筆。永磁體(相對于墨水)的位置能夠被電控制。電磁體中的電流能夠被電控制。一系列具體選擇的電壓脈沖(觸筆波形)可用于產(chǎn)生墨水中的期望水平的光學(xué)變化。永磁體和線圈的組件可以利用高導(dǎo)磁或高導(dǎo)電材料來屏蔽以實(shí)現(xiàn)期望水平的分辨率??蓪⑸鲜鲱伾珵V波器陣列和基準(zhǔn)系統(tǒng)與所提議的顯示器配合使用以能夠?qū)崿F(xiàn)顏色書寫?,F(xiàn)在描述用于在黑暗狀態(tài)上書寫和擦除文本的裝置的操作(表2,左列)??梢允褂酶邏很壍烂}沖將整個(gè)顯示器切換至其黑暗狀態(tài)。為了對墨水進(jìn)行局部書寫,可以在我們期望尋址的區(qū)域應(yīng)用空間固定的偶極觸筆。磁場將使顏料成鏈和快門。這將允許用戶看到墨水之下的白色顏料層并且書寫局部灰色狀態(tài)。通過控制場的大小或場施加至墨水的時(shí)間,我們可以部分地快門顯示器中的墨水并且書寫不同的灰色狀態(tài)。時(shí)變的磁場能夠產(chǎn)生雙穩(wěn)態(tài)。為了局部擦除上面書寫的狀態(tài),可以使用有源矩陣方案將顯示器局部地電驅(qū)動(dòng)至其黑暗狀態(tài)。為了全局擦除觸筆在顯示器上書寫的任何信息,可以使用高壓軌道脈沖將整個(gè)顯示器切換至其黑暗狀態(tài)?,F(xiàn)在描述在白色狀態(tài)上書寫和擦除文本的示例(表2,右列)??梢允褂酶邏很壍烂}沖將整個(gè)顯示器切換至其黑暗狀態(tài)。為了局部書寫,可使用包括旋轉(zhuǎn)永磁體或電磁線圈陣列的空間旋轉(zhuǎn)偶極觸筆,在電磁線圈陣列中,每個(gè)線圈被驅(qū)動(dòng)為與其最近鄰具有有目的選擇的相位關(guān)系。通過控制場的大小或場施加至墨水的時(shí)間,我們可以部分地快門顯示器中的墨水并且書寫多種灰色狀態(tài)。為了局部擦除上面書寫的狀態(tài),可以使用有源矩陣方案將顯示器局部地電驅(qū)動(dòng)至其白色狀態(tài)。為了全局擦除觸筆在顯示器上書寫的任何信息,可以使用高壓軌道脈沖將整個(gè)顯示器切換至其白色狀態(tài)。表3示出了根據(jù)本申請實(shí)施例的電光顯示器的另外的操作方案。在這些方案中,假設(shè)電光顯示器包括單一顏料,并且具有有源矩陣尋址。在這些方案中,電光顯示器可包括前光源。表3:具有單一顏料且使用有源矩陣尋址的電光顯示器的操作方案。功能單顏料墨水+有源矩陣尋址層單顏料墨水+有源矩陣尋址層在黑色上書寫白色在白色上書寫黑色全局尋址高壓dc脈沖或高壓ac快門閉合波形高壓ac快門斷開波形局部書寫永磁體(pm/em)/電磁體旋轉(zhuǎn)場觸筆(pm/em)局部擦除基于有源矩陣尋址的擦除基于有源矩陣尋址的擦除前光源是是如上所述,可以通過改變施加的磁場或梯度(來自于書寫工具或磁打印頭)以及同時(shí)施加的電場來控制期望水平的尋址。這可以在靜態(tài)的或時(shí)變的基礎(chǔ)上進(jìn)行。在某些情況下,電場和磁場中的時(shí)變將是同步的,然而,具有此種異相同步例如以適應(yīng)顏料與內(nèi)部相之間的牽引可能是有利的。這種匹配可通過在改變前電極上的電壓時(shí)控制磁觸筆的幾何結(jié)構(gòu)和/或磁場來實(shí)現(xiàn)。為了說明一些此類實(shí)施例,假設(shè)電光顯示器具有在封裝分散體中的磁性黑色顏料和非磁性白色顏料。磁性顏料也是電響應(yīng)的,并且能夠使用高壓電脈沖將顯示器驅(qū)動(dòng)至白色或黑暗狀態(tài)。如圖8a所示,在其中顯示器被電壓脈沖全局尋址并且被設(shè)置為白色狀態(tài)的情況下,可以利用包括小旋轉(zhuǎn)極電磁線圈陣列(例如,圖2b的書寫工具)的觸筆802實(shí)現(xiàn)局部尋址。在圖8a和8b中,802表示圖2b中的所有線圈由不同的dc電驅(qū)動(dòng)來驅(qū)動(dòng)的觸筆220,或者在粒子位置處產(chǎn)生相同的磁場模式的一個(gè)或多個(gè)永磁體的配置。如果施加磁場,則墨水的光學(xué)狀態(tài)改變,導(dǎo)致在被尋址的線圈下的區(qū)域變成灰色調(diào)。這是因?yàn)榇判院谏伭?16成鏈,并且那些鏈中的一些被拉進(jìn)白色包,如圖8a和8b所示。在恒定頻率,改變振幅產(chǎn)生光學(xué)狀態(tài)發(fā)生改變的速率的單調(diào)變化。例如,增加所施加的電流(即提高由線圈產(chǎn)生的場)使切換速度提高。在至少一些方案中,與具有ac電流的單線圈觸筆(例如圖2a中的書寫工具200)相比,來自書寫工具(例如圖2b中的的書寫工具220)的旋轉(zhuǎn)磁場在產(chǎn)生光學(xué)變化方面是優(yōu)越的。如圖9a和9b所示,可以使用能夠使顯示器中所有顏料混合并最終將其驅(qū)動(dòng)至黑暗狀態(tài)的的電壓脈沖重置顯示器。(這示出圖中的黑色條狀結(jié)構(gòu)。)一旦進(jìn)入黑暗狀態(tài),使用旋轉(zhuǎn)場觸筆(圖9a)或簡單的電磁體觸筆(9b)來施加不同強(qiáng)度水平的磁場。在施加磁場時(shí),顯示器的光學(xué)狀態(tài)變得更亮(增強(qiáng)的l*)。在圖9a中,利用五極觸筆施加在每次重置后增加強(qiáng)度的旋轉(zhuǎn)磁場。如圖9a所示,顯示器幾乎一直可被驅(qū)動(dòng)至顯示器的白色軌道狀態(tài)。在圖9b中重復(fù)了上述測量,但是使用單個(gè)線圈來產(chǎn)生在每次重置后施加的簡單的ac磁場。針對圖9a和9b,線圈中的電流量隨時(shí)間而增加,同時(shí)電場被快速接通和切斷然后處于0v。通過比較圖9a和圖9b可知,與簡單的單線圈觸筆相比,在五極旋轉(zhuǎn)觸筆中,相同的電流量導(dǎo)致向更亮的白色狀態(tài)的過渡。旋轉(zhuǎn)磁場(圖9a)的增強(qiáng)的性能可能是因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場在封裝的墨水中感應(yīng)的流動(dòng)場的類渦流特性,其有助于顏料更快速地穿過內(nèi)部相。因此,從前述討論中應(yīng)當(dāng)理解,相比僅實(shí)施一種類型的驅(qū)動(dòng),利用電光顯示器的磁和電驅(qū)動(dòng)的適當(dāng)組合允許更好的對比度和軌道狀態(tài)行為。如上所述,在一些實(shí)施例中,與書寫工具(或打印頭)組合使用的電光顯示器可提供有源矩陣以輔助書寫工具的局部尋址。電光顯示器可包括有源矩陣背板,允許逐個(gè)像素地電驅(qū)動(dòng)電光顯示器。用戶可采用上述任意的方式使用書寫工具來局部尋址電光顯示器。如所述的,在一些實(shí)施例中,利用書寫工具(或打印頭)的局部尋址可導(dǎo)致灰色狀態(tài),而不是期望的軌道狀態(tài)(白色或黑色)。在一些實(shí)施例中,電光顯示器可跟蹤書寫工具的定位,從而確定電光顯示器的哪些像素已被書寫工具尋址。然后,電光顯示器可利用有源矩陣提供的控制,將那些被書寫工具所尋址的像素電驅(qū)動(dòng)至軌道狀態(tài)。以此方式可加強(qiáng)書寫工具的局部尋址。本申請的多個(gè)方面可提供下列一種或多種有益效果。應(yīng)當(dāng)理解,并非所有方面都必須提供下列每一個(gè)有益效果,并且還可以提供未列出的有益效果。本申請的一些方面為顯示器提供了全局和局部尋址能力。顯示器可以被全局尋址以執(zhí)行擦除功能,并且可以利用手持式書寫工具或磁書寫頭來局部尋址。某些實(shí)施例提供多種顏色的局部尋址。本文所述的顯示器可被制造成任意尺寸,并且在至少一些實(shí)施例中可以是大型顯示器,例如對角線大于30英寸。已經(jīng)這樣描述了本申請的技術(shù)的幾個(gè)方面和實(shí)施例,應(yīng)該理解的是,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地進(jìn)行各種改變、修改和改進(jìn)。這些改變、修改和改進(jìn)旨在包含在本申請所描述的技術(shù)的精神和范圍內(nèi)。例如,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易地預(yù)想各種其他部件和/或結(jié)構(gòu)用于執(zhí)行所述功能和/或獲得所述結(jié)果和/或本文所描述的一種或多種有益效果,并且這種變形和/或修改的每一個(gè)被認(rèn)為在本文所描述的實(shí)施例的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到或者僅通過常規(guī)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虼_定本文所描述的具體實(shí)施例的等同物。因此,應(yīng)該理解的是,僅通過示例的方式呈現(xiàn)了前述實(shí)施例,并且在所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi),可以實(shí)踐除了具體描述之外的本發(fā)明的實(shí)施例。另外,如果本文所描述的特征、系統(tǒng)、制品、材料、工具和/或方法不是互相抵觸的,那么這些特征、系統(tǒng)、制品、材料、工具和/或方法的兩種或更多種的任意組合也在本公開的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12
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