磁电泳书写介质中的亚阈值寻址和擦除制造技术

一种磁电泳介质，其可以全局和局部寻址和擦除。该介质提供了一种可写显示器，其没有可感知的滞后，并且具有仅需要最小的功耗进行书写和擦除的能力。特别地，可以通过提供亚阈值电刺激并补充第二非电刺激来擦除磁电泳介质，该第二非电刺激扰乱书写状态并允许磁电泳粒子返回到其原始状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁电泳书写介质中的亚阈值寻址和擦除相关申请本申请要求2018年12月21日提交的美国临时专利申请No.62/784,301和2019年1月7日提交的美国临时专利申请No.62/789,239的优先权。公开的所有专利、专利申请和参考文献以其全部内容通过引用包含于此。
本文描述的技术涉及磁性可寻址的显示器以及相关设备和方法。
技术介绍
几十年来，电子纸研究的目标一直是匹配在纸上书写的体验，或者以更大尺寸以模仿在粉笔板或白板上绘画的感觉和外观。参见A.Henzen，J.vandeKamer，“Thepresentandfutureofelectronicpaper”，JournaloftheS.I.D.14/5,437–442(2006)。由于电泳显示器是环境光的朗伯反射体，其在室内以及在直射阳光下均具有出色的对比度，因此电泳显示器提供了类似纸张的阅读和观看体验。然而，可写电泳装置的当前商业实施例对于每次电图像刷新都需要数十毫秒。因此，当触控笔经由触摸传感器与显示介质相互作用时，在传送关于将由显示控制器渲染的线的信息时存在额外的延迟。结果在书写动作和图像在显示器上出现之间的延迟可能在50-100毫秒的量级。参见例如，SONYDPT-RP1可写平板电脑，其包括由伊英克公司制造的电泳显示器。使用触控笔直接书写至电子/可重写墨水上的方法将是优选的，所述触控笔可以位于非常接近有源层的位置，从而增加了移动触控笔的自然反馈并看到下面所创建的图像。具有这种响应的简单装置已知有一段时间，但是它们更典型地被结合到玩具中。例如，一种磁性画板，其包括由磁性触控笔或磁性图章寻址的铁磁性粒子的悬浮液。Pilot公司在1970年代开发了包括该技术的初步产品，并将其改进为儿童玩具MAGNADOODLE(现在由新泽西州兰道夫的Cra-Z-Art生产)。参见美国专利No.4,143,472。从那时起，伊英克公司、SiPixImaging公司和SeikoEpson都已公开了磁性可寻址的电泳显示器设计，其中常规电子纸显示器中使用的带电颜料粒子的至少一部分已被替换为带电的铁磁性粒子。参见美国专利No.6,583,780；6,831,771；6,870,661；和7,352,353。所公开的构造产生了响应于电场和磁场的反射式(阳光下可读的)显示介质。这样，这些磁电泳显示器可以用磁性触控笔或电场来寻址。另外，例如使用数位板，可以使电子显示器同步以激活与触控笔经过其上的那些像素相对应的像素。在磁电泳介质是状态稳定的(持续双稳态的等)情况下，仅使用简单的触控笔或擦除器不可能实现“局部”擦除。而是，可以通过用合适的清除波形将电泳粒子驱动回到其起始位置来清除整个显示器(也称为“全局”擦除)，或者可以使用局部旋转电场擦除较小的区域，例如，如美国专利No.10,037,089中所描述的。但是，不可能像使用铅笔那样简单地将触控笔翻转过来并擦除已绘制的内容，或者像黑板或白板那样拿起擦除器并去除错误的线条。
技术实现思路
本专利技术包括电光显示器，其可以用电场和磁场寻址并且提供全局和局部擦除。特别地，本专利技术的显示器可以用例如磁性触控笔、图章等寻址，并且它们可以用切换电场全局擦除，或者它们可以用电场和附加刺激(例如不同的磁场)的组合来局部擦除。由于电光显示器非常薄，并且触控笔尖端非常靠近有源层，因此在触控笔尖端和书写线之间的视差偏移可忽略不计。此外，构造材料是柔性的，从而使得可重写显示器能够像纸一样卷起或弯曲以符合非平面表面的轮廓。在一些实施例中，可以用剪刀或激光切割来切割显示器以匹配期望的形状。通常，磁电泳显示器包括前电极、后电极以及夹在该前电极和后电极之间的磁电泳介质。磁电泳介质包含流体，该流体包括带电的磁性(或可磁化的)粒子，因此，磁电泳粒子响应于磁场和电场，以及电场和磁场的组合。在一些实施例中，显示系统包括第二组电泳粒子，其被配置为响应于电场的施加而移动，其中，第一组粒子和第二组粒子具有相反的电荷和形成对比的颜色。在一些实施例中，流体是与第一组磁电泳粒子的颜色形成对比的颜色。在一些实施例中，前电极是透光的。在一些实施例中，前电极和后电极都是透光的。在一些实施例中，显示层中的流体是封装的。例如，可以将流体封装在胶原微囊体或预制的(例如，热成型或光刻的)微单元中。通常使用控制器以在前电极和后电极之间提供合适的电压。该电压可以是时间相关的，也称为波形，并且可以使磁电泳粒子朝向或远离前电极移动，或者可以使磁电泳粒子彼此更靠近或者彼此进一步分开。磁电泳显示器可以用触控笔局部寻址和局部擦除，该触控笔具有主体，该主体具有第一磁性端和第二磁性端。触控笔包括邻近第一端并在第一端处提供在500高斯和5000高斯之间的第一磁场的第一磁体，邻近第二端并在第二端处提供在10高斯和500高斯之间的第二磁场的第二磁体，在触控笔主体内的无线发射器，以及在触控笔的主体上的开关，其可操作地连接到该无线发射器。第一或第二磁体可以包括钕。无线发射器可以是蓝牙或紫蜂(ZIGBEE)发射器。触控笔可另外包括无线接收器或收发器。通常，用于局部寻址的磁性触控笔(例如，第一磁性端)的磁场强度应强于用于局部擦除的触控笔/擦除器(例如，第二磁性端)的磁性强度。局部擦除同时使用电场和磁性触控笔的组合。在许多实施例中，用于局部擦除的电场小于用于全局擦除介质的电场。电脉冲可包括高频(AC)和低频(DC)的组合，以帮助抑制可能随局部擦除脉冲序列出现的开关瞬态。使用例如磁性触控笔，可以将磁电泳显示器结合到书写系统中，该书写系统另外包括被配置为提供全局擦除模式和局部擦除模式的电压控制器。因此，这样的系统将包括磁电泳显示器，该磁电泳显示器包括透光的第一电极，第二电极以及设置在第一电极和第二电极之间的磁电泳介质，该磁电泳介质包括带电的磁性粒子；包括磁性尖端的触控笔；以及电压控制器，其被配置为在第一电极和第二电极之间提供电压。电压控制器具有至少两种模式：第一(全局擦除)模式，其中电压控制器提供第一电压，该第一电压足以将带电的磁性粒子驱动朝向第一电极处的观察表面；以及第二(局部擦除)模式，其中电压控制器提供第二电压，该第二电压大于零，但不足以将带电的磁性粒子驱动朝向第一电极处的观察表面，但当提供补充磁场时，第二电压足以将带电的磁性粒子驱动朝向第一电极处的观察表面。为了本公开的目的，“不足以驱动”带电的磁性粒子朝向第一电极处的观察表面意味着该电场不会单独引起显示器切换状态，即，引起反射状态的可观察到的改变，即，在相应时间(例如，小于10秒，例如，小于五秒，例如，小于两秒)内改变超过10L*。因此，控制器有助于用于擦除包括粒子的磁电泳介质的方法，该方法包括向磁电泳介质提供电场刺激，该电场刺激大于零但不足以使磁电泳介质从第一状态切换到第二状态；以及向磁电泳介质提供非电场刺激，从而使磁电泳介质从第一状态切换到第二状态。非电场刺激可以是磁性的、超声波、压力、振动、光或热。在非电场刺激是磁性的情况下，可以使用包括磁体的触控笔来实现擦除，该磁体在该触控笔的表面处提供在10和1000高斯之间的场强。可替本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于擦除包括粒子的磁电泳介质的方法，所述方法包括：/n向所述磁电泳介质提供电场刺激，所述电场刺激大于零但不足以使所述磁电泳介质在五秒内从第一状态切换到第二状态，其中所述第一状态和所述第二状态相差至少10L*；以及/n向所述磁电泳介质提供非电场刺激，从而使所述磁电泳介质从所述第一状态切换到所述第二状态。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181221 US 62/784301;20190107 US 62/7892391.一种用于擦除包括粒子的磁电泳介质的方法，所述方法包括：
向所述磁电泳介质提供电场刺激，所述电场刺激大于零但不足以使所述磁电泳介质在五秒内从第一状态切换到第二状态，其中所述第一状态和所述第二状态相差至少10L*；以及
向所述磁电泳介质提供非电场刺激，从而使所述磁电泳介质从所述第一状态切换到所述第二状态。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述非电场刺激是磁性的、超声波、压力、振动、光或热。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述非电场刺激是磁性的，并且磁性刺激由触控笔提供。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述触控笔包括磁体，所述磁体在所述触控笔的表面处提供在10和1000高斯之间的场强。


5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述非电场刺激是磁性的，并且磁性刺激由条形磁极磁性材料提供。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述磁电泳介质包括带电的铁磁性粒子。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电场刺激小于使所述磁电泳介质在同一时期从所述第一状态切换到所述第二状态所需电压的一半。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述电场刺激包括时变波形。


9.根据权利要求7所述的方法，还包括：
确定所述磁电泳介质上的残余电压；以及
修改时变波形以减小所述磁电泳介质上的所述残余电压。


10.根据权利要求9所述的方法，其中，确定所述残余电压包括测量所述残余电压。


11.根据权利要求9所述的方法，其中，确定所述残余电压包括计算所述残余电压。


12.根据权利要求9所述的方法，其中，通过改变所述时变波形的偏移，或者改变所述时变波形的占空比，或者改变所述时变波形的振幅来修改所述时变波形。


13.一种触控笔，其具有主体，所述主体具有第一端和第二端，所述触控笔包括：
第一磁体，其邻近所述第一端，并在所述第一端处提供在500高斯和5000高斯之间的第一磁场；
第二磁体，其邻近所述第二端，并在所述第二端处提供在10高斯和500高斯之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·阮，E·格里菲思，S·J·毕绍，S·J·特尔弗，K·拉达瓦茨，A·A·德拉贝克，S·K·萨伊尼斯，R·J·小保利尼，S·莫里尔，
申请(专利权)人：伊英克公司，
类型：发明
国别省市：美国;US