CN107209434A - 可寻址电光显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种分配液体着色剂并产生磁场的书写工具。磁场可以被引导至具有响应于磁场的粒子的电驱动显示器，例如电泳显示器，从而改变显示器的光学状态。

Description

可寻址电光显示器
相关申请
本申请要求在2015年2月18日提交的美国专利申请No.62/117,825的优先权和权益。该优先权申请和下文引用的所有申请整体包括在本文中。
技术领域
本文描述的技术涉及可以用专用仪器(触笔、标记器或打印头)来寻址的基于粒子的磁响应电光显示器以及相关装置和方法。
背景技术
多种系统可用于利用触笔寻址电光显示器。例如，可以使用触笔在某些平板电脑上做笔记。然而，在这些系统中，电光显示器必须能够检测触笔的位置以产生期望的结果，例如画一条线。当用户将触笔传递经过电光显示器的表面上时，电光显示器基于电光显示器检测到的触笔的位置来激活与触笔经过的像素相对应的像素。一些磁响应显示器可以用包含磁体和/或产生磁场的触笔来寻址，然而，这些显示器还需要定位技术来确定触笔的位置。
发明内容
本申请的各个方面提供了分配着色剂并产生磁场的书写工具。磁场可以被引导至电驱动显示器，其可以是具有响应于磁场的粒子的基于粒子的电驱动显示器，例如电泳显示器。磁场可能导致书写工具的局部区域内的显示器的光学状态的改变。此外，着色剂可以被分配至显示器的经历光学状态改变的区域附近或顶部的表面上。在一些实施例中，电驱动显示器是大面积电驱动显示器，例如具有大于40英寸、大于50英寸、大于70英寸或其它合适尺寸的对角线尺寸。
根据本申请的一个方面，提供一种书写装置，其包括细长管状构件，细长管状构件具有第一端和第二端并且尺寸被设置为手持式。该装置还包括耦接至管状构件的磁体和耦接至管状构件的第一端的尖端，该尖端被配置为分配着色剂并且在着色剂被分配时产生磁场。该装置可以与电驱动显示器结合使用，以在书写工具的局部区域内引起显示器的光学状态的改变。电驱动显示器可以包括磁响应的粒子。
根据本申请的一个方面，提供了一种装置，其包括具有书写端的书写工具，书写端被配置为分配液体着色剂并产生磁场。该装置可以与电驱动显示器结合使用，以在书写工具的局部区域内引起显示器的光学状态的改变。电驱动显示器可以包括磁响应的粒子。
另一方面，本申请公开了一种用于显示信息的系统。该系统包括被配置为分配液体着色剂并在期望位置产生磁场的装置，以及包含电泳粒子的电泳显示器，所述电泳粒子被配置为响应于磁场的施加而改变状态。当用该装置寻址电泳显示器时，液体着色剂沉积在电泳显示器的表面上，并且着色剂后面的电泳显示器的状态改变。在一些实施例中，电泳显示器的状态改变的量依赖于装置的长轴与电泳显示器的表面之间的角度。在其他实施例中，例如，装置包括电磁体，电泳显示器的状态改变的量依赖于提供给装置中的电磁体的电流。在示例性实施例中，装置可以是具有磁尖端的干擦除标记器或具有磁体的喷墨头。
在另一方面，本发明提供了一种用于寻址包括磁响应颜料的电光显示器的方法，所述方法包括同时向电光显示器提供着色剂和共同对准的磁场。在一些实施例中，电光显示器是电泳显示器。在一些实施例中，在施加着色剂和磁场时，还给电泳显示器施加电场。
附图说明
将参照以下附图描述本申请的各个方面和实施例。应当理解，附图不一定按比例绘制。出现在多个图中的元件在其出现的所有图中由相同的附图标记表示。
图1示出了根据一些实施例的分配着色剂并产生磁场的书写工具；
图2示出了根据一些实施例的作为电驱动显示器的一个示意性示例的电泳显示器；
图3示出了根据一些实施例的导致电泳显示器的光学状态改变的书写工具；
图4示出了根据一些实施例的在着色剂被分配至电驱动显示器的表面的区域并且改变该区域下方的光学状态之后的电驱动显示器的表面；
图5A-D示出了根据一些实施例的可以使用分配着色剂并产生磁场的书写工具在电驱动显示器上产生的图形效果；
图6示出了根据一些实施例的在分配着色剂并将磁场施加到电驱动显示器期间调节书写工具的角度的结果；以及
图7A-D示出了根据一些实施例的可以使用分配着色剂并产生磁场的书写工具在电驱动显示器的白色状态下产生的图形效果。
具体实施方式
本申请的各个方面涉及一种分配着色剂并产生磁场的书写工具。磁场可以被引导至电驱动显示器，其可以是电和磁可寻址的基于粒子的电光显示器，并且在至少一些实施例中被配置为既提供全局寻址能力又提供局部寻址能力。可替代地，磁场可以被引导至磁响应显示器以提供局部寻址能力。
作为应用于材料或者显示器的术语“电光”，其在此使用的是其在成像领域中的常规含义，指的是具有第一和第二显示状态的材料，该第一和第二显示状态的至少一个光学性质不同，通过向所述材料施加电场使该材料从其第一显示状态改变到第二显示状态。虽然光学性质一般指的是可被人眼感知的颜色，但是其也可以是其他光学性质，例如光透射、反射、荧光、或者对于用于机器阅读的显示器，可见光范围之外的电磁波长的反射的变化的意义上的伪色彩。
术语“灰色状态”在本文使用的是其在成像技术领域中的常规含义，指的是介于像素的两个极端光学状态之间的一种状态，但并不一定意味着处于这两个极端状态之间的黑白过渡。例如，下文中所参考的伊英克公司的几个专利和公开申请描述了这样的电泳显示器，其中，该极端状态为白色和深蓝色，使得中间的“灰色状态”实际上为淡蓝色。实际上，如已经提到的，光学状态的改变可以根本不是颜色改变。下文可以使用术语“黑色”和“白色”来指显示器的两个极端光学状态，并且应当被理解为通常包括并不仅限于黑色和白色的极端光学状态，例如上面提到的白色和深蓝色状态。下文可以使用术语“单色的”来表示仅将像素驱动至其两个极端光学状态，而没有中间灰色状态的驱动方案。
本文使用的术语“双稳的”和“双稳定性”取其在本领域中的常规含义，指的是包括具有第一和第二显示状态的显示元件的显示器，所述第一和第二显示状态至少有一种光学性质不同，从而在利用具有有限持续时间的寻址脉冲驱动任何给定元件以呈现其第一或第二显示状态之后，在该寻址脉冲终止后，该状态将持续至少几倍于(例如至少4倍于)改变该显示元件的状态所需的寻址脉冲的最小持续时间的时间。美国专利No.7,170,670表明，能够显示灰度的一些基于粒子的电泳显示器不仅可以稳定于其极端的黑色和白色状态，还可以稳定于其中间的灰色状态，一些其它类型的电光显示器也是如此。这种类型的显示器可恰当地称为是“多稳态的”而非双稳态的，然而为了方便，在本文可以使用术语“双稳态”来同时涵盖双稳态和多稳态显示器。
本文使用的术语“冲激(impulse)”的常规含义是电压关于时间的积分。然而，一些双稳电光介质用作电荷转换器，并且用这种介质可以使用冲激的替代定义，即电流关于时间的积分(等于施加的总电荷)。根据介质是用作电压-时间冲激转换器还是用作电荷冲激转换器，应当使用合适的冲激定义。
已知几种类型的电光显示器。一种类型的电光显示器是旋转双色元件型，例如在美国专利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(虽然该类型的显示器通常被称为“旋转双色球”显示器，但是术语“旋转双色元件”是更精确的，因为在上述一些专利中，旋转元件不是球形的)。这种显示器使用大量的小主体(通常为球形或圆柱形)，小主体具有光学性质不同的两个或更多个部分和内部偶极子。这些主体悬浮在基体中的液体填充的液泡内，液泡填充有液体以使得主体自由旋转。通过给显示器施加电场使得主体旋转至不同的位置并且改变通过观察表面看到的主体的部分，显示器的外观发生变化。这种类型的电光介质通常是双稳的。
另一种类型的电光显示器使用电致色变介质，例如以纳米色变膜形式的电致色变介质，其包括至少部分地由半导体金属氧化物形成的电极和附着至电极的能够可逆色变的多个染料分子；参见，例如O'Regan,B.等人的Nature 1991,353,737和Wood,D.的Information Display,18(3),24(2002年3月)，再参见Bach,U.等人的Adv.Mater.,2002,14(11),845。这种类型的纳米色变膜例如在美国专利Nos.6,301,038、6,870,657和6,950,220中也进行了描述。这种类型的介质通常也是双稳的。
又一类型的电光显示器是由Philips开发并且由Hayes，R.A.等人在Nature，425，383-385(2003)中描述的“基于电润湿性的视频高速电子纸”(“Video-Speed ElectronicPaper Based on Electro wetting”)中描述的电润湿显示器。美国专利No.7,420,549表明这种电润湿显示器可以是双稳的。
作为多年的密集研究和开发的重点的一种类型的电光显示器是基于粒子的电泳显示器，其中，多个带电粒子在电场的影响下移动穿过流体。电泳显示器相比液晶显示器具有如下属性：良好的亮度和对比度、宽视角、状态双稳定性、和低功耗。然而，这些显示器的长期图像质量的问题阻碍了它们的广泛应用。例如，构成电泳显示器的粒子易于沉积，使得这些显示器的使用寿命不足。
如上所述，电泳介质需要流体的存在。在多数现有技术的电泳介质中，该流体是液体，但是电泳介质可以用气态流体制造；参见，例如Kitamura，T.等人的“电子纸显示器的电子墨粉运动”(“Electrical toner movement for electronic paper-like display”)，IDW Japan，2001，Paper HCSl-1和Yamaguchi，Y.等人的“采用摩擦起电带电的绝缘粒子的色粉显示器”(“Toner display using insulative particles chargedtriboelectrically”)，IDW Japan，2001，Paper AMD4-4。再参见美国专利Nos.7,321,459和7,236,291。当这种基于气体的电泳介质在允许沉积的方向上使用(例如在介质在垂直平面内布置的招牌中)时，该介质由于粒子沉积似乎容易受到与基于液体的电泳介质相同类型问题的影响。实际上，相比基于液体的电泳介质，在基于气体的电泳介质中的粒子沉积好像是更为严重的问题，因为气态悬浮流体相比液态悬浮流体的较低的粘度允许电泳粒子更迅速的沉积。
在转让给麻省理工学院(MIT)和E Ink公司或以MIT和E Ink公司的名义的大量专利和申请描述了封装的电泳介质和其他电光介质中使用的多种技术。这种封装的介质包括许多小囊体，每一个小囊体本身包括内部相以及包围内部相的囊壁，其中所述内部相含有在流体介质中的可电泳移动的粒子。典型地，这些囊体本身保持在聚合粘合剂中以形成位于两个电极之间的连贯层。这些技术在包括如下的专利和申请中描述：
(a)电泳粒子、流体和流体添加剂，例如参见美国专利Nos.7,002,728和7,679,814；
(b)囊体、粘合剂和封装过程，例如参见美国专利Nos.6,922,276和7,411,719；
(c)包含电光材料的薄膜和子组件，例如参见美国专利Nos.6,982,178和7,839,564；
(d)用于显示器的背板、粘结剂层和其他辅助层以及方法，例如参见美国专利Nos.7,116,318和7,535,624；
(e)颜色形成和颜色调节，例如参见美国专利No.7,075,502和美国专利申请公开No.2007/0109219；
(f)用于驱动显示器的方法，参见前述MEDEOD申请；
(g)显示器的应用，例如参见美国专利No.7,312,784和美国专利申请公开No.2006/0279527；以及
(h)非电泳显示器，如美国专利Nos.6,241,921、6,950,220和7,420,549以及美国专利申请公开No.2009/0046082所描述的。
许多前述专利和申请认识到在封装的电泳介质中包围离散的微囊体的壁可以被连续相替代，从而产生所谓的聚合物分散型的电泳显示器，其中电泳介质包括多个离散的电泳流体的微滴和连续相的聚合物材料，并且认识到这种聚合物分散型的电泳显示器中的离散的电泳流体的微滴可以被认为是囊体或微囊体，即使没有离散的囊体膜与每个单独的微滴相关。例如参见前述美国专利No.6,866,760。因此，为了本申请，这种聚合物分散型电泳介质被认为是封装的电泳介质的子类。
一种相关类型的电泳显示器是所谓的“微单元电泳显示器”。在微单元电泳显示器中，带电粒子和流体不被封装在微囊体内，而是保持在形成于载体介质(通常是聚合物薄膜)内的多个空腔内；参见诸如都被转让给Sipix Imaging股份有限公司的美国专利Nos.6,672,921和6,788,449。
虽然电泳介质通常是不透明的(因为，例如在很多电泳介质中，粒子基本上阻挡可见光透射通过显示器)并且工作在反射模式下，但许多电泳显示器可以被制成在所谓的“快门模式”下工作，在该模式下一种显示状态实质上是不透明的而一种显示状态是透光的。例如参见美国专利No.5,872,552、6,130,774、6,144,361、6,172,798、6,271,823、6,225,971和6,184,856。介电泳显示器类似于电泳显示器，但是其依赖于电场强度的变化，介电泳显示器能够在类似的模式下工作；参见美国专利No.4,418,346。其他类型的电光显示器也能够在“快门模式”下工作。工作在快门模式下的电光介质对于用于全彩色显示器的多层结构是有用的；在这种结构中，靠近显示器的观察表面的至少一层在快门模式下工作以暴露或隐藏更远离观察表面的第二层。其他类型的电光介质也可以用于本发明的显示器。
本申请的各个方面涉及电和磁可寻址的基于粒子的电光显示器，并且在至少一些实施例中被配置为既提供全局寻址能力又提供局部寻址能力。全局寻址能力可用于创建纯色状态，例如白色或黑色，因此被认为是“擦除”状态。全局寻址状态可以是电可控的。例如，显示器可以包括在显示器的基于粒子的墨水层的相对侧上的电极，并且该电极可以被操作以产生适当的电场以将墨水设置为均匀的颜色状态。显示器可以包括用于控制提供给电泳粒子的电场的控制器。控制器可以施加静电场或时变电场，即波形。局部寻址能力可以由创建旋转和/或振荡或静态(DC)磁场的书写工具来提供。本文所用的术语“书写工具”包括触笔。
基于粒子的电光显示器可以包括一种或多种颜料类型。在单颜料显示器中，颜料既是电可控的，也是磁可控的。在多颜料显示器中，至少一种颜料类型可以既是电可控的，也是磁可控的。多颜料显示器的示例是包括白色颜料粒子和黑色颜料粒子的显示器。作为示例，黑色颜料粒子可以既是电可控的，也是磁可控的。
本申请的各个方面涉及一种分配着色剂并产生磁场的书写工具。磁场可以被引导至电驱动显示器，其可以是基于粒子的电驱动显示器，例如电泳显示器。磁场可能导致在书写工具的局部区域内的显示器的光学状态的改变。在一些实施例中，调节书写工具和电驱动显示器之间的一个或多个角度可以调节分配有着色剂的表面区域和由于书写工具产生的磁场而改变光学状态的显示器区域的相对位置。因此，通过在使用期间选择这样的角度，书写工具可以产生多种效果。本文使用的术语“书写工具”包括笔和标记器，包括永久标记器和非永久标记器。
根据一些实施例，在由产生磁场的书写工具改变光学状态之前，电驱动显示器可以处于黑色状态。在包括白色和黑色颜料粒子的多颜料显示器中，在某些状态下，黑色颜料粒子可以朝向显示器的前部定位，以使得入射光很大程度上被黑色粒子吸收。由本文所述的书写工具产生的磁场可以改变显示器的黑色粒子和/或白色粒子的光学状态，以使得入射光主要被白色粒子反射，并且基本上不再被黑色粒子吸收。光学状态的改变可以包括显示器内的白色和/或黑色粒子的移动。
根据一些实施例，电驱动显示器可以包括磁响应的黑色颜料粒子和基本上非磁响应的白色颜料粒子(但是两种粒子中的任一种或两者可以是电响应的)。由本文所述的书写工具产生的磁场可能导致黑色颜料粒子改变它们的位置，以使得在显示器的局域于磁场的区域中改变显示器的反射特性。根据一些实施例，黑色颜料粒子可以被配置为当暴露于由本文所述的书写工具产生的磁场时形成链，以使得它们基本上不再吸收入射至显示器的光。在这种情况下，黑色颜料粒子对磁场的响应如“快门”一样，有效地将其状态从入射光被黑色粒子大量吸收的“快门关闭”状态改变为黑色颜料粒子基本上不再吸收入射至显示器的光的“快门开放状态”。
根据一些实施例，除了产生磁场之外，书写工具还可以分配液体着色剂。除了分配着色剂以外，还分配例如粘合剂和/或溶剂的其它材料，以使得着色剂粘附至与书写工具接触的表面。书写工具可以包括分配着色剂的书写尖端和在着色剂被输送到尖端以分配至表面之前存储着色剂的储存器。着色剂可以被分配至包括但不限于玻璃或塑料(例如，树脂玻璃)的显示器的任何合适的表面上。
根据一些实施例，书写工具可以使用一个或多个永磁体产生磁场。磁体可以嵌入写入尖端内。可以优化磁体的位置和强度，以便在显示器内产生限定的磁场以仅寻址期望的区域。
根据一些实施例，如本文所述的书写工具可以被配置为产生仅单一颜色的着色剂。在这种情况下，用户可以利用多个这样的书写工具，以便将不同的颜色施加于一个或多个显示器。根据一些实施例，如本文所述的书写工具可以被配置为产生多于一种颜色的着色剂。在这种情况下，书写工具可以被配置为由用户产生多于一种颜色的期望颜色，以使得用户可以使用相同的书写工具在一个或多个显示器上产生不同的颜色。
以下进一步描述上述方面和实施例，以及其他方面和实施例。这些方面和/或实施例可以单独使用、一起使用、或以两个或更多个的任何组合方式使用，因为本申请不限于此。
图1示出了根据一些实施例的分配着色剂并产生磁场的书写工具。书写工具100包括主体部分101、磁体102和尖端105。在图1所示的示例中，书写工具100将着色剂106沉积到电驱动显示器110的表面111上。此外，书写工具100的磁体102在电驱动显示器110的表面上和内部产生磁场，借由包括场线103a-c的示意性场线将磁场描绘在图1的示例中。由磁体102产生的磁场可能使电驱动显示器的光学状态改变，其示例在下文讨论。
如本文所述，书写“尖端”包括诸如书写工具100的书写工具的任意暴露部分，其中，尖端的至少一部分可用于将着色剂沉积到表面上。在图1的示例中，尖端105被配置为将着色剂分配至与其接触的表面上。根据一些实施例，尖端105可以包括多个多孔纤维(例如毛毡)，并且可以用作着色剂从书写工具100内的储存器或其他地方(图中未示出)到合适表面的载体。在这种情况下，尖端105的多孔纤维上的机械力可能导致保持在多孔纤维内的着色剂被释放。应当理解，虽然尖端105是书写工具100的暴露部分，但是其可以仅仅是在书写工具的主体部分101内延伸的结构的一部分。在这种情况下，如本文所提及的“尖端”仅指这种结构的暴露部分。
根据一些实施例，书写工具100可以是“标记器”。如本文所使用的，术语“标记器”包括任意书写工具，其包括着色剂源并且被配置为将所述着色剂分配到与标记器接触的表面上。标记器可以包括但不限于永久性标记器、非永久性标记器(有时也称为“干擦除”或“白板”标记器)、荧光笔、毡尖笔或其组合。根据一些实施例，分配在表面111上的着色剂可以从表面上擦除和/或可以使用一种或多种溶剂去除。着色剂可以被分配到显示器的任何合适的表面上，包括但不限于玻璃或塑料(例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)或聚碳酸酯)。
尖端105可以分配未在图1中示出的其他材料，这些材料例如可以有助于将着色剂分配到表面上和/或将着色剂粘附到表面上。根据一些实施例，尖端105被配置为将溶解在溶剂中的着色剂分配到表面上，溶剂被配置为在沉积后从表面蒸发。合适的溶剂可以包括但不限于甲苯、二甲苯、丙醇、丁醇、甲酚、双丙酮醇或其组合。在一些情况下，除了溶剂或替代溶剂，尖端105还可以分配粘合剂材料。
在图1的示例中，尖端105被描绘为具有不垂直于其长度的外边缘。具有这样的倾斜尖端可以允许用户以着色剂沉积到表面上的方式和/或着色剂相对于电驱动显示器的经历书写工具的磁体102产生的磁场所引起的光学状态改变的区域沉积的方式产生特定的效果。然而，一般地，如本文所述的书写工具的书写尖端不限于任何特定的形状。
根据一些实施例，磁体102可以是永磁体。相应地，虽然为了清楚起见，图1中仅示出了一些场线，但是可以理解，由磁体102产生的磁场可以在主体部分101内延伸(例如，所描绘的场线103a-c可以从磁体的北极延伸，并且类似的场线可以从磁体的相对的南极延伸)。磁体102可以是任意合适的类型，包括但不限于钕铁硼、钐钴、铝镍钴、陶瓷和铁氧体磁体、或其组合。具体来说，由磁体102产生的磁场将与尖端105共同对准，以使得由尖端105施加的着色剂附近的电光显示器区域将经历光学状态转换，产生图中所描绘的效果。
根据一些实施例，磁体102可以是电磁体。在这种情况下，合适的电源可以位于主体部分101内或者以其他方式，并且合适的电连接可以通过主体部分耦接至磁体102。
在图1的示例中，磁体102被示出在主体部分101的端部内并且靠近尖端105。该位置可以具有如下优点：安装磁体102的位置机械简单、同时仍然提供靠近表面111的磁体。然而，一般地，磁体102可以位于主体部分101内和/或尖端105内的任意位置。例如，磁体102可以插入尖端105内。此外，磁体102可以具有任何合适的形状，包括长方体或环形。根据一些实施例，磁体102将在悬浮粒子上产生大约10至50高斯的场强。
根据一些实施例，由磁体102产生的磁场可以主要从书写工具100的尖端沿书写工具的轴向外延伸。也就是说，当书写工具100不垂直于表面定向时，直接在书写工具的尖端下方的磁场强度可以小于沿着书写工具的轴的位置中的磁场强度。在图1的示例中，例如，在标记为“A”的点处的磁场可能强于标记为“B”的点的磁场。一个结果可能是，其上分配了着色剂106的表面的区域不与电驱动显示器的经历磁场引起的状态改变的区域对准。在一些情况下，该结果可以用于产生各种书写和/或绘图效果(其示例将在下文讨论)，但可以包括但不限于阴影、内阴影、斜面、浮雕、外发光、内发光、磨光、颜色/梯度/图案叠加和/或衬底、描边、纹理、或其组合。
根据一些实施例，书写工具100可以被配置为手持式。例如，如图1所示，书写工具可以包括被配置为由用户手持的细长管状构件。管状构件可以被适当地设置尺寸以容纳磁体102，同时仍然具有能够适合用户的手的尺寸。例如，管状构件可以具有小于5cm、小于4cm、小于3cm的直径或任意其它合适的直径，并且可以具有小于10cm、小于8cm、小于5cm、3cm到10cm之间的长度，或者任意其他合适的长度。书写工具的重量可以不大到使书写工具的操纵困难。
图2描绘了根据一些实施例的作为电驱动显示器的一个示意性示例的电泳显示器。显示器200分别包括前电极层201和背电极层202、以及多个囊体，其中囊体210是其一个示例。前电极201可以表示显示器200的观察侧、以及可以使用本文所述的书写工具分配着色剂的一侧。因此，着色剂可以通过书写工具直接沉积到位于显示器的观察侧上的电极201上或者诸如透明玻璃或塑料的表面上。
在图2的示例中，显示器200包括在电极201和202之间的包括多个囊体的基于粒子的显示介质。囊体210内是液体介质和包含白色颜料粒子211和黑色颜料粒子212的一种或多种类型的彩色颜料粒子。颜料粒子211和/或212可以利用电场(例如，由电极201-202产生)控制(移位)，从而使显示器200成为电泳显示器。
在一些使用案例中，颜料211和212都可以被配置为在电场内移位。例如，颜料211和212中的一种颜料可以带正电而另一种颜料可以带负电荷，以使得施加在囊体210上的电场使颜料粒子分离到囊体的相对侧。通过调节电场的方向，可以选择位于显示器200的观察侧的颜料，从而产生由显示器的用户观察的白色或黑色状态。
在一些使用案例中，颜料211和212中的一种或两种可以在磁场中移动或以其它方式响应于磁场。例如，颜料粒子可以沿着磁场线对齐，和/或可以形成粒子链。在这种情况下，颜料211和212中的一种或两者可以带电，或者可以两者都不带电。
在一些实施例中，为了便于说明，显示器200可以包括从图2省略的其他组件。例如，显示器200可以包括在前电极201上的保护层，保护层可以被配置为适合于接收由本文所述的书写工具分配的着色剂。
图3描绘了根据一些实施例的使电泳显示器的光学状态改变的书写工具。显示器300是图2所示类型的显示器200的示例，其包括不响应于磁场的白色反射颜料粒子321和在存在磁场的情况下形成链的黑色颜料粒子322。在图3的示例中，书写工具301产生由场线310部分描绘的磁场，其使得黑色颜料粒子322形成链。此外，书写工具可以将着色剂(例如，图1的着色剂106，但这里未示出)沉积到表面330上。应当理解，书写工具301并未相对于显示器300按比例示出，并且在实践中书写工具通常比图3所示的囊体325-328大得多。例如，书写工具301可能导致显示器300的大量囊体中，而不仅仅是图3所示的两个示意性的囊体326和327中，黑色颜料粒子的状态改变。
在图3的示例中，在书写工具301的施加之前，囊体320和321内的颜料粒子如同位于囊体325和328中那样，即在显示器300的非观察侧上的白色粒子和观察侧上的黑色粒子呈现黑色(或不透明)显示状态。当由书写工具301产生的磁场在囊体326和327内达到足够的强度时，那些囊体中的黑色颜料粒子形成链。这些黑色颜料粒子被配置成形成链，其要求颜料粒子在施加磁场之前移动与粒子间间隔相当的距离。因此，可以在施加磁场时迅速形成链。
由于黑色颜料粒子的链的形状和结构，从观察侧进入显示器300的光可能会大量通过黑色颜料链并被白色颜料粒子321反射。因此，在图3所示的配置中，在显示器300的观察侧，囊体326和327将呈现白色，而囊体325和328将呈现黑色。由书写工具施加的磁场从而将显示器的一个区域，即包括囊体326和327的区域，从黑色状态改变到白色状态。此外，如上所述，书写工具可以将着色剂分配到表面330上。表面330可以例如是位于显示器外部的保护层。应当理解，尽管图3示出了通过磁书写工具从黑色状态改变为白色状态的显示器的示例，但是类似地，显示器可以通过磁书写工具从白色状态改变为黑色状态，并且图3仅是可以使用本文所述的书写工具的显示器的一个示意性示例。
黑色颜料粒子322可以通过任何合适的方式恢复到非链状态(如囊体325和328所示)，包括通过施加电场、通过施加不同于书写工具301所提供磁场的磁场，或以其他方式。
图4示出了根据一些实施例，在着色剂被分配到表面的区域并且在该区域下方产生光学状态的改变之后电驱动显示器的表面。图4示出了例如图3所示的显示器300的显示器，在施加将着色剂分配到显示器的表面上并在显示器内产生磁场的书写工具之后的俯视图。在图4的示例中，本文所述的书写工具的用户在黑色状态的显示器上绘制了字母“A”。
显示器400包括两个区域：黑色状态的区域410，以及红色(在图中通过垂直阴影以黑色和白色示出)的区域420。在图4的示例中，例如图3所示的书写工具301或图1所示的书写工具100的书写工具已经用于在区域420内沉积红色着色剂并且在区域420内施加足以使显示器从黑色状态改变为白色状态的磁场。由于红色着色剂已经沉积到区域420中，该区域既由于书写工具的磁场引起的状态改变引起的反射型白色颜料粒子的暴露而反射光，又由于着色剂提供的颜色而呈现红色。
图5A-D示出了根据一些实施例的可以使用分配着色剂并产生磁场的书写工具在电驱动显示器上产生的图形效果。如上所述，由于可以在电驱动显示器内在与本文所述的书写工具分配着色剂的区域不同的区域中产生磁场，所以书写工具施加至显示器的方式可以改变显示器状态被磁场改变的量和方式以及着色剂被分配的量和方式。
图5A示出了阴影效果，其中在从黑色状态改变到白色状态的区域的右侧出现红色字母“A”。这种效果可以通过如下来产生：以固定方向倾斜本文所述的书写工具，以使得由书写工具产生的磁场朝向书写工具的尖端接触显示器的位置的左侧。例如，图1所示的书写工具100在该图所示的取向中可以通过如下产生图5A所示的阴影效果：在所述字母“A”的整个产生过程中，在分配着色剂的位置左侧的区域中的磁场强度高于分配着色剂的区域中的磁场强度。类似地，图5B示出了阴影效果，其中在从黑色状态改变到白色状态的区域的左侧出现红色字母“A”，这在一些实施例中可以通过在所述字母“A”的整个产生过程中将如本文所述的书写工具向左倾斜来实现。
图5C描绘了外发光效果，其在一些实施例中可以通过如下产生：在描绘所示的字母“A”时，首先向一个方向(例如向左)倾斜本文所述的书写工具，然后再向相反方向(例如向右)倾斜。在已经分配红色着色剂的表面上的相同位置上的重复描边可能基本上不会改变着色剂呈现的方式，但是通过在每次描边期间使用书写工具的不同位置，可以产生诸如外发光的进一步的效果。例如，在书写字母“A”的左手边的外左部时，书写工具可以向右倾斜，从而产生字母“A”的左侧区域，其改变至尚未分配着色剂的白色状态。类似地，当书写字母“A”的左手边的内右部531时，书写工具可以向左倾斜，从而产生字母“A”的内部区域，其改变至尚未分配着色剂的白色状态。
图5D描绘了内发光效果，其可以通过将书写工具朝向字母“A”的中间倾斜来产生。例如，在书写字母“A”的左手边的外左部时，书写工具可以向左倾斜，从而产生字母“A”的外部分配有着色剂的一个区域，但是仅在字母“A”的内部区域541中将显示器改变为白色状态。类似地，当书写字母“A”的左手边的内右部时，书写工具可以向右倾斜，从而产生字母“A”的外部分配有着色剂的一个区域，但是不进一步将任何区域改变为白色状态(因为区域541已经改变为白色状态)。
图6示出了根据一些实施例的在分配着色剂并将磁场施加到电驱动显示器期间调节书写工具的角度的结果。如上所述，在一些实施例中，可以通过改变如本文所述的书写工具接触电驱动显示器的角度来产生诸如阴影的效果。图6描绘了取决于角度的一系列这样的效果及其大小。从图中可以看出，随着角度从零度(零度是书写工具垂直于显示器的位置)偏离至较大的量，通过在显示器的表面上分配着色剂产生的红色字母“A”与从黑色状态改变到白色状态的区域之间的间隔增加。
图7A-D示出了根据一些实施例的可以使用分配着色剂并产生磁场的书写工具在电驱动显示器的白色状态下产生的图形效果。图7A-D分别示出了与上面关于图5A-D示出和讨论的相同的效果，但是对于电驱动显示器，其中如本文所讨论的书写工具将显示器的状态从白色状态改变为黑色状态。应当理解，在图5A-D和图7A-D中描绘的每个使用案例中，可以使用相同的书写工具来产生所描绘的效果。然而，在每种情况下，施加书写工具的显示器和图中所示的效果可能不同。
因此，从前面的讨论中可以理解，利用被配置为分配着色剂并产生磁场的书写工具可以允许通过电驱动显示器显示颜色，其中所述颜色可以呈现出在其他情况下需要复杂的计算处理才能产生的效果。
另外，从前面的讨论可以理解，被配置用于利用压敏材料的电显示器的书写工具可以被配置为分配着色剂，例如与Boogie BoardTM eWriter一起使用的触笔。显示器可选地包括提供用于手动擦除着色剂的附加保护层。
虽然在本文中已经讨论了通过标记器或其他类型的手持式书写工具分配着色剂，但是本文所述的技术不限于这些实施方式。例如，着色剂的分配和磁场的产生可以通过喷墨打印机喷嘴、静电转印工艺(例如，在激光打印机中)、热转印头、或其组合来实现。
已经描述了本申请的技术的几个方面和实施例，应当理解，本领域普通技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。这种改变、修改和改进旨在本申请中描述的技术的精神和范围内。例如，本领域普通技术人员将容易地想出用于执行本文所述的功能和/或获得本文所述的结果和/或一个或多个有益效果的多种其他手段和/或结构，并且每个这样的变形和/或修改被认为在本文描述的实施例的范围内。本领域技术人员将使用常规实验认识到或能够探知来确定与本文所述的具体实施例的许多等同物。因此，应当理解，前述实施例仅以示例的方式呈现，并且在所附权利要求及其等同物的范围内，可以以与具体描述不同的方式实施本发明的实施例。此外，如果这些特征、系统、物品、材料、装备和/或方法不相互矛盾，则本文所述的两个或多个特征、系统、物品、材料、装备和/或方法的任何组合都包括在本公开的范围。

Claims (20)

1.一种装置，包括：
细长管状构件，其具有第一端和第二端并且尺寸被设置为手持式；
耦接至所述管状构件的磁体；和
耦接至所述管状构件的所述第一端的尖端，所述尖端被配置为分配着色剂并提供磁场。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述磁体位于所述管状构件的所述第一端附近。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述磁体至少部分地位于所述尖端内。
4.根据权利要求1所述的装置，包括一个或多个附加磁体。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述尖端还被配置为将溶剂分配到所述表面上。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述着色剂是液体。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述尖端耦接至容纳着色剂的储存器。
8.一种系统，包括：
根据权利要求1所述的装置；和
包含电泳粒子的电泳显示器，所述电泳粒子被配置为响应于所述磁体产生的磁场的施加而改变状态。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述电光显示器包括第一透明电极。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述电光显示器还包括第二透明电极、第一不透明电极、或晶体管的有源矩阵。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，还给所述电泳粒子施加电压以响应于由所述磁体产生的磁场的施加而产生状态的改变。
12.根据权利要求10所述的系统，其中，通过在所述第一透明电极和所述第二透明电极、所述第一不透明电极、或所述晶体管的有源矩阵之间施加电压来改变电泳粒子的状态。
13.根据权利要求8所述的系统，其中，状态改变根据所述管状构件的长轴与所述电泳显示器的表面之间的角度而变化。
14.一种用于显示信息的系统，包括：
被配置为分配液体着色剂并在期望位置产生磁场的装置；和
包含电泳粒子的电泳显示器，所述电泳粒子被配置为响应于磁场的施加而改变状态，其中，
当利用所述装置寻址所述电泳显示器时，液体着色剂沉积在所述电泳显示器的表面上，并且所述着色剂后面的电泳显示器的状态改变。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述电泳显示器的状态改变的量依赖于所述装置的长轴与所述电泳显示器的表面之间的角度。
16.根据权利要求14所述的系统，其中，所述电泳显示器的状态改变的量依赖于提供给所述装置中的电磁体的电流。
17.根据权利要求14所述的系统，其中，所述装置是具有磁尖端的干擦除标记器。
18.根据权利要求14所述的系统，其中，所述装置是具有磁体的喷墨头。
19.根据权利要求14所述的系统，还包括被配置为改变所述电泳显示器的状态的控制器。
20.一种装置，包括：
具有书写端的书写工具，所述书写端被配置为分配液体着色剂并产生磁场。
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