KR20210088000A - 자기 전기영동 기입 매체에서 서브-임계 어드레싱 및 소거 - Google Patents

자기 전기영동 기입 매체에서 서브-임계 어드레싱 및 소거 Download PDF

Info

Publication number
KR20210088000A
KR20210088000A KR1020217019021A KR20217019021A KR20210088000A KR 20210088000 A KR20210088000 A KR 20210088000A KR 1020217019021 A KR1020217019021 A KR 1020217019021A KR 20217019021 A KR20217019021 A KR 20217019021A KR 20210088000 A KR20210088000 A KR 20210088000A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnetoelectrophoretic
magnetic
medium
particles
stylus
Prior art date
Application number
KR1020217019021A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102610376B1 (ko
Inventor
크리스탈 응우옌
에반 그리피스
세스 제이 비숍
스티븐 제이 텔퍼
코스타 라다백
앤드류 에이 드라백
수닐 크리쉬나 사이니스
리차드 제이 주니어 파올리니
사만다 모릴
Original Assignee
이 잉크 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이 잉크 코포레이션 filed Critical 이 잉크 코포레이션
Publication of KR20210088000A publication Critical patent/KR20210088000A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102610376B1 publication Critical patent/KR102610376B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1685—Operation of cells; Circuit arrangements affecting the entire cell
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/166—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/166—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect
    • G02F1/167—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect by electrophoresis
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/166—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect
    • G02F1/1673—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect by magnetophoresis
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675—Constructional details
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/038—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
    • G06F3/0383—Signal control means within the pointing device
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3433—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices
    • G09G3/344—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices based on particles moving in a fluid or in a gas, e.g. electrophoretic devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Compounds Of Iron (AREA)

Abstract

글로벌 및 로컬 어드레싱되고 소거될 수 있는 자기 전기영동 매체. 매체는 최소 전력 요건들만으로 기입 및 소거하기 위한 능력 및 인지가능한 랙이 없는 기입가능 디스플레이를 제공한다. 특히, 자기 전기영동 매체는 서브임계 전기 자극을 제공하고 기입된 상태를 방해하고 자기 전기영동 입자들이 그들의 원래 상태로 복귀할 수 있게 하는 제 2 비전기 자극을 제공함으로써 소거될 수 있다.

Description

자기 전기영동 기입 매체에서 서브-임계 어드레싱 및 소거
관련 출원들
본 출원은 2018 년 12 월 21 일 출원된 미국 가특허 출원 제 62/784,301 호 및 2019 년 1 월 7 일 출원된 미국 가특허 출원 제 62/789,239 호에 대해 우선권을 주장한다. 개시된 모든 특허, 특허 출원 및 참고 문헌은 그 전부가 본 명세서에 참조로 통합된다.
본 명세서에 기재된 기술은 자기-어드레스가능 (magnetically-addressable) 디스플레이들 및 관련된 장치 및 방법들에 관한 것이다.
수십 년 동안 종이에 기입하는 경험과 매치하거나, 더 큰 포맷으로, 칠판 또는 화이트 보드에 드로잉하는 느낌 및 모양을 모방하는 것이 전자 종이 연구의 목표였다. A. Henzen, J. van de Kamer, "The present and future of electronic paper," Journal of the S.I.D .14/5, 437-442 (2006) 를 참조한다. 전기영동 디스플레이는 실내뿐만 아니라 직사 일광 모두에서 탁월한 명암비를 갖는 주변 광의 램버트 반사기 (Lambertian reflector) 이기 때문에, 종이와 같은 판독 및 뷰잉 경험을 제공한다. 그러나, 기입가능 전기영동 디바이스들의 현재 상업적 실시형태들은 각각의 전기 이미지 리프레시를 위해 수십 밀리 초를 필요로 한다. 따라서, 스타일러스가 터치 센서를 통해 디스플레이 매체와 상호작용할 때, 디스플레이 제어기에 의해 렌더링될 라인에 관한 정보를 전달하는데 부가 지연들이 있다. 결과는 50-100 밀리초 정도일 수 있는 디스플레이 상의 이미지의 모양과 기입 동작 사이의 레이턴시이다. 예를 들어, E Ink Corporation 에 의해 제조된 전기영동 디스플레이를 포함하는 기입가능 태블릿인 SONY DPT-RP1 을 참조한다.
액티브층에 매우 근접하여 위치될 수 있는 스타일러스로 전자/재기입가능 잉크 상으로 직접 기입하기 위한 방법을 가짐으로써, 스타일러스를 이동하고 아래에 생성된 이미지를 보는 자연스러운 피드백을 증가시키는 것이 바람직할 것이다. 그러한 반응을 갖는 단순한 디바이스들이 한동안 알려졌지만, 통상적으로 이들은 장난감에 통합되었다. 예를 들어, 자기 펜 또는 자기 스탬프에 의해 어드레싱되는 강자성 입자의 서스펜션을 포함하는 자기 드로잉 보드. 이 기술을 포함하는 가장 기본적인 제품은 1970 년대 Pilot Corporation 에 의해 개발되었으며, 이는 어린이 장난감 MAGNA DOODLE (현재는 Cra-Z-Art, Randolph, NJ 에 의해 생산됨) 로 개선되었다. 예를 들어, 미국 특허 제 4,143,472 호를 참조한다.
이때부터, E Ink Corporation, SiPix Imaging Inc. 및 Seiko Epson 은 종래 전자 종이 디스플레이에 사용된 하전된 안료 입자들의 적어도 일부가 하전된 강자성 입자들로 대체된 자기-어드레스가능 전기영동 디스플레이 설계를 모두 개시하였다. 미국특허 제 6,583,780; 6,831,771; 6,870,661; 및 7,352,353 호를 참조한다. 개시된 구성들은 전기장 및 자기장 양자 모두에 응답하는 반사형 (태양광 판독가능) 디스플레이 매체들을 생성하였다. 이로써, 이들 자기 전기영동 디스플레이는 자기 스타일러스로 또는 전기장으로 어드레싱될 수도 있다. 부가적으로, 전자 디스플레이는 예를 들어, 디지타이저를 사용하여 스타일러스가 통과한 픽셀들에 대응하는 픽셀들을 활성화하도록 동기될 수도 있다.
자기 전기영동 매체가 안정 상태 (지속적인 쌍안정 등) 인 경우, 단순한 스타일러스 또는 지우개만을 사용하여 "로컬" 소거를 달성하는 것은 불가능하다. 오히려, 전체 디스플레이는 전기영동 입자들을 적절한 클리어링 파형들에 의해 그들의 시작 포지션들로 다시 구동함으로써 클리어될 수 있고 ("글로벌" 소거라고도 함), 또는 더 작은 영역들이 예를 들어 미국 특허 제 10,037,089 호에 기재된 바와 같이, 로컬화된 회전 전기장으로 소거될 수 있다. 그러나, 연필을 사용하는 것처럼 단순히 스타일러스를 플립하고 그린 것을 지우거나, 블랙보드 또는 화이트보드처럼 지우개를 픽업하고 잘못된 라인들을 제거하는 것이 가능하지 않다.
발명은 전기장 및 자기장 양자 모두로 어드레싱될 수 있고 글로벌 및 로컬 소거 모두를 제공할 수 있는 전기-광학 디스플레이들을 포함한다. 특히, 발명의 디스플레이들은 예를 들어, 자기 스타일러스, 스탬프 등으로 어드레싱될 수 있고, 이들은 전기장을 스위칭하는 것에 의해 글로벌 소거될 수 있거나 상이한 자기장과 같은, 부가 자극 및 전기장의 조합으로 로컬 소거될 수 있다. 전기-광학 디스플레이는 매우 얇고 스타일러스 팁이 액티브층 아주 근방에 있기 때문에, 기입된 라인과 스타일러스의 팁 사이에는 무시해도 될 정도의 시차 오프셋이 있다. 또한, 구성의 재료는 유연성이어서, 비평면 표면의 윤곽에 맞도록 구부러지거나 종이처럼 롤업될 수 있는 재기입가능 디스플레이를 가능하게 한다. 일부 실시형태들에서, 디스플레이는 원하는 형상과 매치하도록 가위로 절단되거나 레이저 절단될 수 있다.
일반적으로, 자기 전기영동 디스플레이는 전면 전극, 후면 전극, 및 전면 전극과 후면 전극 사이에 샌드위치된 자기 전기영동 매체를 포함한다. 자기 전기영동 매체는 전기적으로-하전된 자기 (또는 자화가능한) 입자들을 포함하는 유체를 포함하므로, 자기 전기영동 입자들은 자기장 및 전기장 양자 모두 뿐만 아니라 전기장과 자기장의 조합에 반응한다. 일부 실시형태에서, 디스플레이 시스템은 전기장의 인가에 응답하여 이동하도록 구성된 전기영동 입자들의 제 2 세트를 포함하고, 입자들의 제 1 세트 및 제 2 세트는 반대 전하 및 대조 컬러를 갖는다. 일부 실시형태들에서, 유체는 자기 전기영동 입자들의 제 1 세트의 컬러와 대조되는 컬러이다. 일부 실시형태들에서, 전면 전극은 광-투과성이다. 일부 실시형태들에서, 전면 및 후면 전극 양자 모두 광-투과성이다. 일부 실시형태들에서, 디스플레이 층에서의 유체는 캡슐화된다. 예를 들어, 유체는 콜라겐 마이크로캡슐들 또는 사전-제작된 마이크로셀들로 캡슐화 (예를 들어, 열성형 또는 석판화) 될 수도 있다. 제어기는 통상적으로 전면 전극과 후면 전극 사이에 적절한 전압을 제공하는데 사용된다. 전압은 시간-의존적인, 일명 파형일 수도 있으며, 자기 전기영동 입자들이 전면 전극을 향해 또는 이로부터 멀리 이동하게 할 수도 있으며, 또는 자기 전기영동 입자들이 서로로부터 더 멀리 또는 더 가깝게 함께 이동하게 할 수도 있다.
자기 전기영동 디스플레이는 제 1 자기 단부 및 제 2 자기 단부를 가진 바디를 갖는 스타일러스로 로컬 어드레싱되고 로컬 소거될 수도 있다. 스타일러스는 제 1 단부에 근접하고 제 1 단부에서 500 가우스와 5000 가우스 사이의 제 1 자기장을 제공하는 제 1 자석, 제 2 단부에 근접하고 제 2 단부에서 10 가우스와 500 가우스 사이의 제 2 자기장을 제공하는 제 2 자석, 스타일러스 바디 내의 무선 송신기, 및 무선 송신기에 동작가능하게 연결된 스타일러스의 바디 상의 스위치를 포함한다. 제 1 또는 제 2 자석은 네오디뮴을 포함할 수도 있다. 무선 송신기는 BLUETOOTH 또는 ZIGBEE 송신기일 수도 있다. 스타일러스는 부가적으로 무선 수신기 또는 트랜시버를 포함할 수도 있다.
일반적으로, 로컬 어드레싱을 위해 사용된 자기 스타일러스의 자기 강도 (예를 들어, 제 1 자기 단부) 는 로컬 소거를 위해 사용된 스타일러스/지우개 (예를 들어, 제 2 자기 단부) 보다 더 강해야 한다. 로컬 소거는 전기장과 자기 스타일러스의 조합을 동시에 사용한다. 많은 실시형태들에서, 로컬 소거를 위해 사용된 전기장은 미디어를 글로벌 소거하는데 사용된 필드보다 적다. 전기 펄스는 로컬 소거 펄스 시퀀스로 나타날 수도 있는 스위칭 과도의 억제를 보조하기 위해 고주파 (AC) 및 저주파 (DC) 의 조합을 포함할 수도 있다.
예를 들어, 자기 스타일러스를 사용하여, 자기 전기영동 디스플레이는 글로벌 소거 모드와 로컬 소거 모드 양자 모두를 제공하도록 구성된 전압 제어기를 부가적으로 포함하는 기입 시스템에 통합될 수도 있다. 따라서 이러한 시스템은, 광-투과성인 제 1 전극, 제 2 전극, 및 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 배치된 자기 전기영동 매체를 포함하는 자기 전기영동 디스플레이로서, 자기 전기영동 매체는 하전된 자기 입자들을 포함하는, 상기 자기 전기영동 디스플레이; 자기 팁을 포함하는 스타일러스; 및 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 전압을 공급하도록 구성된 전압 제어기를 포함한다. 전압 제어기는 적어도 2 개의 모드들: 전압 제어기가 하전된 자기 입자들을 제 1 전극에서의 뷰잉 표면을 향해 구동하기에 충분한 제 1 전압을 제공하는 제 1 (글로벌 소거) 모드, 및 전압 제어기가 0 보다는 크지만 보충 자기장이 공급될 때 제 1 전극에서의 뷰잉 표면을 향해 하전된 자기 입자들을 구동하기에는 불충분한 제 2 전압을 제공하는 제 2 (로컬 소거) 모드를 갖는다. 본 개시의 목적을 위해, 하전된 자기 입자들을 제 1 전극에서의 뷰잉 표면을 향해 "구동하기에 불충분한" 것은 전기장이 단독으로, 디스플레이로 하여금 상태들을 스위칭하게 하지 않는, 즉 반사 상태에서 관찰가능한 변화를 야기하지 않는, 즉 관련 시간의 양, 예를 들어 10 초 미만, 예를 들어 5 초 미만, 예를 들어 2 초 미만에서, 10 L* 초과만큼 변화하지 않는 것을 의미한다.
따라서, 제어기는 입자들을 포함하는 자기 전기영동 매체를 소거하기 위한 방법을 용이하게 하며, 방법은 자기 전기영동 매체에 전기장 자극을 제공하는 단계로서, 전기장 자극은 0 보다 크지만 자기 전기영동 매체로 하여금 제 1 상태에서 제 2 상태로 스위칭하게 하기에 불충분한, 상기 전기장 자극을 제공하는 단계; 및 비-전기장 자극을 자기 전기영동 매체에 제공함으로써, 자기 전기영동 매체로 하여금 제 1 상태에서 제 2 상태로 스위칭하게 하는 단계를 포함한다. 비-전기장 자극은 자기, 초음파, 압력, 진동, 광, 또는 열일 수도 있다. 비-전기장 자극이 자기인 경우, 소거는 스타일러스의 표면에 10 과 1000 가우스 사이의 필드 강도를 제공하는 자석을 포함하는 스타일러스로 달성될 수도 있다. 대안으로, 자기 자극은 스트라이프형-폴 자기 재료에 의해 제공될 수도 있다. 통상적으로, 로컬 소거 동안 사용된 전기장 자극은 자기 전기영동 매체로 하여금 동일한 기간에 걸쳐 제 1 상태에서 제 2 상태로 스위칭하게 하는데 (즉, 글로벌 소거) 필요한 전압의 절반 미만이다. 예를 들어, 로컬 소거 동안 사용된 전기장 자극은 글로벌 소거 동안 사용된 전기장 자극의 크기의 1/3 일 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 전기장 자극은 시변 파형을 포함한다. 방법은 잔여 전압 관리를 더 포함할 수도 있고, 이는 사용자에 대한 전반적인 소거 경험을 개선한다. 통상적으로, 잔여 전압 관리는 자기 전기영동 매체 상의 잔여 전압을 결정하고 자기 전기영동 매체 상의 잔여 전압을 약화시키도록 시변 파형을 수정하는 것을 포함한다. 잔여 전압을 결정하는 것은 잔여 전압을 측정하는 것, 잔여 전압 계산하는 것, 또는 이들의 일부 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 시변 파형은 시변 파형의 오프셋을 변경하거나, 또는 시변 파형의 듀티 사이클을 변경하거나, 또는 시변 파형의 진폭을 변경함으로써 수정된다. 일부 실시형태들에서, 전기장 자극은 50 % 미만의 듀티 사이클을 갖는 시변 파형을 포함한다.
다음의 도면들을 참조하여 본 출원의 다양한 양태들 및 실시형태들이 설명될 것이다. 도면은 반드시 스케일로 묘사된 것이 아님을 이해해야 한다. 다수의 도면들에서 나타나는 아이템들은 이들이 나타나는 모든 도면들에서 동일한 참조 번호로 표시된다.
도 1 은 블랙 자기 전기영동 입자들 및 화이트 비-자기 전기영동 입자들을 포함하는 자기 전기영동 디스플레이를 도시하는 개략도이다. 블랙 및 화이트 입자들은 반대의 전하를 갖는다.
도 2 는 블랙 자기 전기영동 입자들을 포함하는 자기 전기영동 디스플레이를 도시하는 개략도이다.
도 3 은 일부 실시형태들에 따른, 디스플레이의 광학 상태에서 로컬 변화를 야기하는 자기 스타일러스를 나타내는 개략도이다.
도 4a 는 캡슐화된 자기 전기영동 매체에서 자기 전기영동 입자들의 체이닝을 나타내는 가시광 현미경 사진이다. 자기 전기영동 입자들은 어드레싱 자기 스타일러스의 자기장 라인들에 대략 후속한다.
도 4b 는 도 4a 의 가시광 현미경 사진의 확대도이다.
도 5a 는 블랙 입자들이 전기장에 의해 전면 광-투과성 전극으로 구동되었을 때 블랙 자기 전기영동 입자들 및 화이트 비-자기 전기영동 입자들을 포함하는 캡슐화된 자기 전기영동 매체의 가시광 현미경 사진이다.
도 5b 는 화이트 입자들이 전기장에 의해 전면 광-투과성 전극으로 구동되었을 때 블랙 자기 전기영동 입자들 및 화이트 비-자기 전기영동 입자들을 포함하는 캡슐화된 자기 전기영동 매체의 가시광 현미경 사진이다.
도 5c 는 블랙 자기 전기영동 입자들 및 화이트 비-자기 전기영동 입자들을 포함하는 캡슐화된 자기 전기영동 매체의 가시광 현미경 사진이며, 여기서 블랙 입자들은 전기장에 의해 전면 광-투과성 전극으로 구동된 후 자기장에 의해 함께 클러스터로 야기되었다.
도 5d 는 블랙 자기 전기영동 입자들 및 화이트 비-자기 전기영동 입자들을 포함하는 캡슐화된 자기 전기영동 매체의 가시광 현미경 사진이며, 여기서 화이트 입자들은 전기장에 의해 전면 광-투과성 전극으로 구동된 후 블랙 입자들이 자기장에 의해 함께 클러스터로 야기된다.
도 6 은 서브임계 어드레싱 및 소거의 일반적인 원리를 도시한다.
도 7 은 블랙 자기 전기영동 입자들 및 화이트 비-자기 전기영동 입자들을 포함하는 캡슐화된 자기 전기영동매체의 체이닝된 자기 상태의 로컬 소거를 도시하는 개략도이다. 변경된 상태가 비-전기 자극, 예를 들어 자기장, 열, 광 또는 초음파에 의해 방해되는 동안 서브임계 전기장이 인가된다.
도 8 은 블랙 안료를 뷰잉 표면으로 구동할 글로벌 소거 파형의 실시형태이다.
도 9 는 부가적인 비-전기 자극이 자기 전기영동 매체에 제시될 때 블랙 안료를 뷰잉 표면으로 구동할 (서브임계) 로컬 소거 파형의 실시형태이다.
도 10 은 부가적인 비-전기 자극이 자기 전기영동 매체에 제시될 때 블랙 안료를 뷰잉 표면으로 구동할 (서브임계) 로컬 소거 파형의 실시형태이다. 도 10 의 파형은 대략 50 %의 듀티 사이클을 갖는다.
도 11 은 부가적인 비-전기 자극이 자기 전기영동 매체에 제시될 때 블랙 안료를 뷰잉 표면으로 구동할 (서브임계) 로컬 소거 파형의 실시형태이다. 도 11 의 파형은 50% 미만의 듀티 사이클을 가지며 디스플레이 매체에 걸쳐 적은 잔여 전압 축적을 초래한다.
도 12 는 자기 전기영동 디스플레이로 사용하기에 적합한 밸런싱된 글로벌 소거 파형을 나타낸다. 일부 실시형태들에서, 박스형 영역에서의 파형의 부분은 잔여 전압을 약화시키기 위해 조정될 것이다.
도 13 은 자기 전기영동 디스플레이로 사용하기에 적합한 전압 오프셋을 갖는 로컬 소거 파형을 나타낸다. 전압 오프셋은 잔여 전압을 감소시키는 것을 도울 수 있다.
도 14a 및 도 14b 는 얼마나 많이 디스플레이가 소거될지 그리고 자기 전기영동 매체 상에 얼마나 많은 잔여 전압의 양이 존재하는지에 의존하여 자기 전기영동 디스플레이를 구동하기 위한 바람직한 파형을 결정하기 위한 플로우 챠트를 도시한다.
도 15 는 얼마나 많이 디스플레이가 소거될지 그리고 자기 전기영동 매체 상에 얼마나 많은 잔여 전압의 양이 존재하는지에 의존하여 자기 전기영동 디스플레이를 구동하기 위한 바람직한 파형을 결정하기 위한 플로우 챠트를 도시한다.
도 16 은 원하는 컬러 및 전하의 자기 전기영동 입자들을 생성하기 위한 방법의 개략적 도시이다.
도 17a 는 제 1 자기 단부 및 제 2 자기 단부를 갖는 자기 스타일러스를 도시하며, 여기서 제 1 자기 단부의 자기장은 제 2 자기 단부의 자기장보다 강하다.
도 17b 는 자기 전기영동 디스플레이를 어드레스하기 위한 도 17a 의 스타일러스의 사용을 도시한다.
도 17c 는 자기 전기영동 디스플레이를 소거하기 위한 도 17a 의 스타일러스의 사용을 도시한다. 스타일러스 상의 버튼을 누룸으로써, 사용자는 자기 전기영동 매체에 걸쳐 서브임계 전기장을 제공하도록 제어기에 명령한다.
도 18a 는 자기 전기영동 디스플레이와 사용될 수 있는 자기 지우개를 도시한다.
도 18b 는 자기 전기영동 디스플레이를 어드레스하기 위한 도 17a 의 스타일러스의 사용을 도시한다.
도 18c 는 자기 전기영동 디스플레이를 소거하기 위한 도 18a 의 지우개의 사용을 도시한다.
도 19 는 도 17a 에서와 같은 자기 스타일러스와, 로컬 및 글로벌 소거의 듀얼 모드들을 제공하는 전압 제어기 사이의 무선 통신을 도시한다.
도 20 은 그레이 온 블랙 기입에 최적화된 자기 전기영동 디스플레이에서 어두운 상태와 그레이 상태 사이 및 밝은 상태와 그레이 상태 사이의 콘트라스트 비를 나타낸다. 자기 스타일러스에 의한 정상 기입 속도 (셰이딩된 박스) 에서, 탁월한 콘트라스트가 있으며 인지가능한 랙이 없다.
도 21a 는 가변 주파수 전자석 (뒤에서 어드레싱됨) 으로 자기 전기영동 매체를 어드레싱하는 가시광 현미경 사진이다.
도 21b 는 가변 주파수 전자석으로 자기 전기영동 매체를 어드레싱하고 거의 1 마이크로캡슐 너비의 선폭을 달성하는 것이 가능함을 나타내는, 도 21a 의 가시광 현미경 사진의 확대도이다.
도 21c 는 가변 주파수 전자석으로 자기 전기영동 매체를 기입할 때 선폭에서의 가변성을 나타내는 사진이다.
본 명세서에 설명된 바와 같이 자기 반응형 디스플레이는 사용자가 인식가능한 랙이 없고 그리고 액티브 매트릭스 백플레인에 대한 필요성 없이 글로벌 및 로컬 스케일 상에 기입 및 소거하는 능력을 가질 수 있게 하도록 구축될 수 있다 [그러나 본 명세서에 설명된 자기 전기영동 매체는 WACOM 에 의해 판매된 바와 같은, 전자 디지타이저 뿐만 아니라 액티브 매트릭스 백플레인으로 사용될 수 있다]. 자기 전기영동 매체는 종래의 전기영동 디스플레이와 동일한 방식으로: 예를 들어 그레이의 안정된 중간 상태들에 이르는 능력을 갖는 화이트 상태와 블랙 상태 사이에서, 전기적으로 스위칭될 수 있는 자기 입자들을 포함한다. 자기 스타일러스로 어드레싱될 때, 자기 전기영동 매체 유체는 극단적 전기영동 화이트 및 블랙 상태들 사이의 광학 밀도가 중간인 그레이 상태를 나타낸다. 따라서, 화이트 상태에서 시작하면, 자기 스타일러스는 상대적으로 어두운 이미지를 생성할 수 있는 한편, 블랙 상태에서 시작하면, 더 밝은 이미지가 형성될 수 있다. 자기 전기영동 매체 디스플레이는 세그먼트화된 전극들과 결합되어 매우 큰 영역의 기입가능 표면 (즉, 자기적 어드레스가능 기입 보드) 을 생성하거나, 또는 TFT 백플레인과 함께 사용되어 전기적으로 어드레스될 수 있는 그래픽 가능 디스플레이를 만들 수 있지만, 가시적 레이턴시가 없는 마그네틱 스타일러스로 기입가능한 부가 능력을 갖는다. 원한다면, 초기에 생성된, 자기적으로 기입된 이미지는 후속하여 전기적 어드레싱에 의해 리프레시되어 더 높은 콘트라스트, 더 곧은 라인들, 디지털화된 문자들 등을 제공할 수 있다.
본 명세서에 설명된 스타일러스로 사용될 때, 자기 기입 스타일러스에 의해 직접 접촉하지 않은 영역들에 불충분하게 강한 자기장이 있어서 안료 모션을 야기하며, 따라서 이미지의 출현과 기입 사이에 가시적 랙이 없다. 또한, 스타일러스를 액티브층으로부터 분리하기 위해 상대적으로 두꺼운 유리층이 필요하지 않기 때문에, 기입된 라인과 스타일러스의 팁 사이에 무시할 수 있는 시차 오프셋이 있다. 이러한 양자의 이유들로, E Ink 의 자기-민감성 잉크 상으로 자기 스타일러스로 기입하는 경험은 펜 또는 연필로 종이 상에 기입하는 것과 매우 유사하다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "기입 구현" 또는 "스타일러스" 는 연필, 펜 또는 마커처럼 형상화된 것들과 같은, 임의의 적절한 핸드헬드 디바이스를 포함한다. 예를 들어, 자기 마커는 자기장을 생성할 수도 있고 자화가능한 재료의 영역을 자화하는데 사용될 수도 있다.
재료 또는 디스플레이에 적용되는 용어 "전기 광학" 은 적어도 하나의 광학 특성에 있어서 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태들을 갖는 재료를 지칭하도록 이미징 기술에서 종래 의미로 본 명세서에서 사용되고, 그 재료는 재료로의 전기장의 인가에 의해 제 1 디스플레이 상태로부터 제 2 디스플레이 상태로 변경된다. 광학 특성은 통상적으로 육안으로 인지가능한 컬러이지만, 광 투과, 반사, 발광과 같은 다른 광학 특성 또는 기계 판독을 위한 디스플레이의 경우에는 가시 범위 외부의 전자기 파장들의 반사율 변화 의미에서 의사-컬러 (pseudo-color) 일 수도 있다.
용어 "그레이 상태" 는 픽셀의 2 개의 극한 광학 상태들 중간의 상태를 지칭하기 위해 이미징 분야에서 그 종래 의미로 본 명세서에서 사용되고, 이들 2 개의 극한 상태들 간의 블랙-화이트 전이를 반드시 시사하지는 않는다. 예를 들어, 하기에서 언급되는 수개의 E Ink 특허들 및 공개된 출원들은 극단적인 상태들이 화이트 및 딥 블루이어서, 중간의 "그레이 상태" 는 실제로 페일 블루일 것인 전기영동 디스플레이들을 기술한다. 실제로, 이미 언급된 바와 같이, 광학 상태의 변화는 컬러 변화가 전혀 아닐 수도 있다. 용어들 "블랙" 및 "화이트" 는 디스플레이의 두 극단적 광학 상태들을 지칭하는데 사용될 수도 있으며, 엄밀하게 블랙 및 화이트가 아닌 극단적 광학 상태들, 예를 들어 위에 언급된 화이트 및 다크 블루 상태들을 보통 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 이하 용어 "모노크롬" 은 단지 개재하는 그레이 상태들이 없는 2개의 극단적 광학 상태들만으로 픽셀들을 구동하는 구동 스킴을 표기하기 위해 사용될 수도 있다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 극단적 상태들은 극단적 블랙 및 화이트 상태들을 달성하지 않지만 다크 그레이 (거의 블랙) 및 라이트 그래이 (거의 화이트) 상태들을 달성하는, 자기적으로 디스플레이를 구동하는 것으로부터 야기되는 어둡고 밝은 상태들을 포함한다.
일부 전기 광학 재료들은 재료들이 고체의 외부 표면들을 갖는다는 의미에서 고체이지만, 재료들은 내부 액체 또는 가스 충진된 공간들을 가질 수도 있고 종종 갖는다. 고체 전기 광학 재료들을 사용하는 그러한 디스플레이들은 이하 편의상 "고체 전기 광학 디스플레이들" 로서 지칭될 수도 있다. 따라서, 용어 "고체 전기 광학 디스플레이들" 은 회전 2색 부재 디스플레이들, 캡슐화된 전기영동 디스플레이들, 마이크로 셀 전기영동 디스플레이들 및 캡슐화된 액정 디스플레이들을 포함한다.
용어 "쌍안정" 및 "쌍안정성" 은 적어도 하나의 광학적 특성이 상이한 제 1 및 제 2 디스플레이 상태들을 갖는 디스플레이 엘리먼트들을 포함하는 디스플레이들을 지칭하기 위해 당업계에서 통상의 의미로 본 명세서에서 사용되고, 따라서 임의의 소정의 엘리먼트가 구동된 후에, 유한한 지속기간의 어드레싱 펄스에 의해, 어드레싱 펄스가 종료된 후에, 제 1 또는 제 2 디스플레이 상태를 가정하기 위해, 그 상태가 적어도 수회, 예를 들어 디스플레이 엘리먼트의 상태를 변경하는데 사용된 어드레스의 최소 지속기간인, 적어도 4 회 동안 지속될 것이다. 그레이 스케일이 가능한 일부 입자-기반 전기영동 디스플레이는 이들의 극단적 블랙 및 화이트 상태들뿐만 아니라 이들의 중간 그레이 상태들에서도 안정하며, 일부 다른 타입의 전기 광학 디스플레이에서도 마찬가지라는 것이 미국 특허 제 7,170,670 호에 나타나 있다. 이러한 타입의 디스플레이는 쌍안정성이라기 보다는 "멀티-안정성" 으로 적절히 지칭되지만, 편의상, 용어 "쌍안정성" 은 쌍안정성 및 멀티-안정성 디스플레이들 양자 모두를 커버하기 위해 본 명세서에서 사용될 수도 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "이미지" 는 공간 표현을 지칭하며, 이미지가 도출될 수도 있는 데이터 (예를 들어, 디지털 1 및 디지털 0) 로부터의 적어도 일부 실시형태들에서 구별되어야 한다. 하기에서 더 설명될 바와 같이, 본 출원의 실시형태들에 따른 이미지들은 그림, 텍스트, 형상 또는 임의의 다른 패턴을 포함할 수도 있고, 일부 실시형태들에서, 자기 반응성 디스플레이 상에 전사 또는 재생될 수도 있는 자기 기록층의 자화된 영역들의 임의의 배열 또는 패턴으로서 구현될 수도 있다. 예를 들어, 방금 설명된 바와 같이 디스플레이 상에 생성될 때, 이미지는 가시적일 수도 있다. 그러나, 본 명세서에서 사용된 바와 같이 "이미지" 는 일부 실시형태들에서, 적어도 육안으로는 비가시적일 수도 있다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 이미지는 자기 기록층의 자화된 영역들로서 구현될 수도 있다. 자화된 영역들의 공간적 표현은 육안으로 비가시적일 수도 있지만 그럼에도 불구하고 이미지, 예를 들어 그림, 텍스트 및/또는 형상을 나타낸다.
Massachusetts Institute of Technology (MIT) 와 E Ink Corporation 에 양도된, 또는 이들의 명칭의 수많은 특허 및 출원은 캡슐화된 전기영동 및 다른 전기-광학 매체에 사용되는 다양한 기술을 설명한다. 이러한 캡슐화된 매체는 다수의 작은 캡슐을 포함하며, 그 각각은 그 자체가 유체 매체에 전기영동적으로 이동가능한 입자들을 함유하는 내부 상 및 그 내부 상을 둘러싸는 캡슐 벽을 포함한다. 통상적으로, 캡슐은 그 자체로 폴리머 바인더 내에 유지되어 두 전극들 사이에 배치되는 코히런트층 (coherent layer) 을 형성한다. 이러한 특허 및 출원에 기재된 기술들은 다음을 포함한다:
(a) 전기영동 입자, 유체 및 유체 첨가제; 예를 들어, 미국 특허 제 6,870,661, 7,002,728 및 7,679,814 호 참조;
(b) 캡슐, 바인더 및 캡슐화 프로세스; 예를 들어, 미국 특허 제 6,922,276 및 7,411,719 호 참조;
(c) 전기-광학 재료를 함유하는 필름 및 서브어셈블리; 예를 들어, 미국 특허 제 6,982,178 및 7,839,564 호 참조;
(d) 백플레인, 접착제 층 및 다른 보조 층들 및 디스플레이에 사용된 방법들; 예를 들어, 미국 특허 제 7,116,318 및 7,535,624 호 참조;
(e) 컬러 형성 및 컬러 조정; 예를 들어 미국 특허 번호 제 7,075,502 및 7,839,564 호 참조;
(f) 디스플레이들을 구동하기 위한 방법들; 예를 들어, 미국 특허 제 7,012,600, 7,304,787 및 7,453,445 호 참조;
(g) 디스플레이들의 애플리케이션들; 예를 들어 미국 특허 제 7,312,784 및 8,009,348 호 참조; 및
(h) 미국 특허 제 6,241,921; 6,950,220; 7,420,549; 8,319,759; 및 8,994,705 호 및 미국 특허출원공개 제 2012/0293858 호에 설명된 바와 같은, 비-전기영동 디스플레이들.
위에 언급된 특허 및 출원 중 다수는, 캡슐화된 전기영동 매체에서 별개의 마이크로캡슐들을 둘러싸는 벽들이 연속 상에 의해 대체됨으로써, 전기영동 매체가 전기영동 유체의 복수의 별개 액적들 및 폴리머 재료의 연속 상을 포함하는 이른바 폴리머 분산형 전기영동 디스플레이를 제조할 수 있고, 그리고 이러한 폴리머 분산형 디스플레이 내의 전기영동 유체의 별개 액적들은 별개의 캡슐 멤브레인이 각각의 개별 액적과 연관되지 않음에도 불구하고 캡슐 또는 마이크로캡슐로서 간주될 수도 있다는 것을 인식한다; 예를 들어, 위에 언급된 미국 특허 제 6,866,760 호를 참조한다. 따라서, 본 출원의 목적들을 위해, 그러한 폴리머 분산형 전기영동 매체들은 캡슐화된 전기영동 매체들의 서브종으로서 간주된다.
관련 타입의 전기영동 디스플레이는 이른바 "마이크로셀 전기영동 디스플레이" 이다. 마이크로셀 전기영동 디스플레이에 있어서, 하전된 입자 및 유체는 마이크로캡슐들 내에 캡슐화되지 않지만, 대신 캐리어 매체, 예를 들어 통상적으로 폴리머 필름 내에 형성된 복수의 공동 (cavity) 들 내에 보유된다. 예를 들어, SiPix Imaging, Inc. 의 명칭인, 현재는 E Ink California, Inc. 의 명칭인, 미국 특허 번호 제 6,672,921 및 6,788,449 호를 참조한다.
전기영동 매체는 종종 불투명하고 (예를 들어 많은 전기영동 매체에서, 입자가 디스플레이를 통해 가시 광의 투과를 실질적으로 차단하기 때문에) 반사 모드에서 동작할 수도 있지만, 많은 전기영동 디스플레이들은 하나의 디스플레이 상태가 실질적으로 불투명하고 하나는 광-투과성인 이른바 "셔터 모드" 에서 동작하도록 만들어질 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제 5,872,552; 6,130,774; 6,144,361; 6,172,798; 6,271,823; 6,225,971; 6,184,856; 7,304,787 및 7,999,787 호를 참조한다. 다른 타입의 전기-광학 디스플레이가 또한 셔터 모드에서 동작하는 것이 가능할 수도 있다. 셔터 모드에서 동작하는 전기 광학 매체는 풀 컬러 디스플레이들을 위한 다층 구조들에서 유용할 수도 있으며; 이러한 구조들에서, 디스플레이의 뷰잉 표면에 인접한 적어도 하나의 층은 뷰잉 표면으로부터 더 멀리 떨어진 제 2 층을 노출 또는 은닉하도록 셔터 모드에서 동작한다.
2 개의 입자들, 예를 들어 블랙 및 화이트 입자들을 갖는 자기적으로 어드레스가능한 디스플레이들에서, 자기 어드레싱은 다양한 정도의 밝기 또는 어두움의 그레이 상태들만을 생성한다. 자기장은 원하는 그레이 상태로 조정될 수도 있다. 전기적 스위칭, 즉 전기 광학 디스플레이는 완전 블랙 및 화이트 광학 상태들을 달성하기 위해 입자들을 구동하는데 필요하다. 자기적으로 어드레싱가능한 디스플레이들에서, 블랙 상태가 완전히 블랙일 필요는 없으며, 단순이 어둡다. 마찬가지로, 화이트 상태가 완전히 화이트일 필요는 없으며, 단순이 밝다. 초점은 이미지를 디스플레이하기 위해 자기적으로 어드레싱된 영역과 배경 사이의 차이에 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 블랙 상태는 전기적 어드레싱과 연관된 완전 블랙 상태를 포함하는 어두운 상태를 지칭하고, 화이트 상태는 전기적 어드레싱과 연관된 완전 화이트 상태를 포함하는 밝은 상태를 지칭한다. 어느 하나의 광학 상태 (어둡거나 밞은) 로부터, 자기 스타일러스는 안료 입자들을 그레이 상태를 향해 유도한다. 블랙 또는 어두운 상태로부터, 자기 스타일러스는 더 밝은 그레이 상태를 향해 광학 상태를 스위칭한다. 화이트 상태 또는 밝은 상태로부터, 자기 스타일러스는 더 어두운 그레이 상태를 향해 광학 상태를 스위칭한다.
자기 스타일러스 또는 프린트 헤드에 의한 어드레싱에 대한 대안으로서, 기록층 (예를 들어, 자기 전기영동 매체를 포함) 내의 자화가능 재료의 영역들은 고정된 자기 기입 도구를 통해 자화될 수도 있다. 기록층은 후속하여 자기 반응성 디스플레이 층에 근접하게 됨으로써, 기입 도구에 의해 미리 자화된 자화가능 재료의 영역들의 팩시밀리를 생성할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 자화가능 재료의 영역들은 자기 반응성 디스플레이 층에 근접하면서 자기 기입 도구에 의해 자화될 수도 있어서, 기입 도구는 자화가능 재료의 영역들을 자화하는 것에 부가하여 디스플레이 층의 광학 상태에서의 변화 양자 모두를 야기한다. 기록층은 디스플레이 층으로부터 분리될 수도 있고 후속하여 동일하거나 상이한 디스플레이 층과 근접하게 될 수도 있다.
일부 실시형태들에 따라, 전자 디스플레이 시스템 내의 자기 반응성 디스플레이 층은 입자-기반 디스플레이 층일 수도 있다. 일부 경우들에서, 입자들은 하나 이상의 타입들의 안료들을 포함할 수도 있다. 단일 안료 디스플레이에서, 안료는 전기적 및 자기적 양자 모두로 제어가능할 수도 있다. 멀티-안료 디스플레이에서, 안료 타입들의 적어도 하나는 전기적 및 자기적 양자 모두로 제어가능할 수도 있다. 멀티-안료 디스플레이의 하나의 예는 화이트 안료 입자들 및 블랙 안료 입자들을 포함하는 디스플레이이다. 블랙 안료 입자들은 예로써, 전기적 및 자기 적 양자 모두로 제어가능할 수도 있다. 일부 실시형태들에 따라, 자기 반응성 (비-전자) 디스플레이 시스템 내의 자기 반응성 디스플레이 층은 입자-기반 디스플레이 층일 수도 있다. 일부 경우들에서, 입자들은 하나 이상의 타입들의 안료들을 포함할 수도 있다. 단일 안료 디스플레이에서, 안료는 전기적 및 자기적 양자 모두로 제어가능할 수도 있다. 멀티-안료 디스플레이에서, 안료 타입들의 적어도 하나는 전기적 및 자기적 양자 모두로 제어가능할 수도 있다. 멀티-안료 디스플레이의 하나의 예는 화이트 안료 입자들 및 블랙 안료 입자들을 포함하는 디스플레이이다. 블랙 안료 입자들은 예로써, 전기적 및 자기 적 양자 모두로 제어가능할 수도 있다. 멀티-안료 디스플레이에서, 안료 컬러들은 블랙 및 화이트 이외의 컬러들일 수도 있다. 멀티-안료 디스플레이들에서, 특히 화이트 안료 입자들이 포함될 때, 안료 입자들의 인식된 컬러를 변경하는데 컬러 오버레이가 사용될 수도 있다.
일부 실시형태들에 따라, 입자-기반 디스플레이 층은 화이트 및 블랙 안료 입자들을 포함할 수도 있고, 블랙 안료 입자들은, 일부 상태들에서, 입사 광이 블랙 입자들에 의해 주로 흡수되도록 디스플레이의 전면을 향해 위치될 수도 있다. 어드레싱 자석, 예를 들어 자기 스타일러스에 의해 생성된 자기장은 디스플레이의 광학 상태를 변경할 수도 있어서 블랙 입자들이 함께 군집하거나, 모이거나, 또는 체이닝함으로써, 입사광이 블랙 입자들 하부의 화이트 입자들에 의해 반사될 수 있게 한다. 광학 상태의 변경은 부가적으로 디스플레이 내의 화이트 및/또는 블랙 입자들의 이동을 포함할 수도 있다. 대안으로, 멀티-안료 디스플레이는 입사 광이 화이트 입자들에 의해 주로 반사되도록 디스플레이의 전면을 향해 화이트 안료 입자들을 대신 위치시키도록 구성될 수도 있다. 스타일러스에 의해 생성된 자기장은 그 후 디스플레이의 광학 상태를 변경할 수도 있어서 더 많은 입사광이 블랙 입자들에 의해 흡수되도록 한다. 이러한 실시형태에서, 블랙 입자들이 자기장을 이용하여 디스플레이의 전면을 향해 이동될 때, 극단적 블랙 상태보다는 오히려 다크 그레이 상태가 발생한다. 마찬가지로, 화이트 자기 전기영동 입자들이 자기장을 이용하여 디스플레이의 전면을 향해 이동될 때, 라이트 그레이 또는 화이트 그레이 상태가 발생한다.
입자-기반 전기 광학 디스플레이는 하나 이상의 안료 타입들을 포함할 수도 있다. 멀티-안료 디스플레이에서, 안료 타입들의 적어도 하나는 전기적 및 자기적 양자 모두로 제어가능할 수도 있다. 멀티-안료 디스플레이의 일 예는 화이트 안료 입자들 및 블랙 안료 입자들을 포함하는 디스플레이이다. 블랙 안료 입자들은 예로써, 전기적 및 자기 적 양자 모두로 제어가능할 수도 있다. 블랙 또는 화이트 안료들은 강자성 또는 상자 성일 수도 있다. 상업적으로 입수가능한 자기 입자들, 예컨대 Bayferrox 8600, 8610; Northern Pigments 604, 608; Magnox 104, TMB-100; Columbian Mapico Black; Pfizer CX6368, 및 CB5600 등은, 단독으로 또는 다른 알려진 안료들과 조합으로 사용되어 전기적 및 자기적 양자 모두로 제어가능한 안료들을 생성할 수도 있다. 일반적으로, 50-100 사이의 자화율, 40-120 Oe (Oersted) 의 보자력, 20-120 emu/g 사이의 포화 자화, 및 7-20 emu/g 사이의 잔류성을 갖는 자기 입자들이 바람직하다. 부가적으로, 입자들이 100-1000 나노미터 (nm) 사이의 직경을 갖는 것이 유리할 수도 있다. 구체적이지만 비제한적인 예로서, 일부 실시형태들에서 전기 광학 디스플레이의 안료는 마그네타이트 (Bayferrox 318M 와 같은, 철 산화물), 네오디뮴 산화물 (예컨대, Sigma Aldrich 634611 Neodymium (III) 산화물), 철 및 구리 산화물 (예컨대 Sigma Aldrich Copper Ferrite), 또는 철과 코발트 또는 철과 니켈의 합금 (예컨대, Sigma Aldrich Iron-Nickel Alloy Powder 및 American Elements Iron-Cobalt Alloy Nanopowder) 의 형태일 수도 있다.
기입 도구에 의해 생성된 자기장의 강도는 또한 전기 광학 디스플레이의 유리한 동작을 제공하도록 선택된 레벨일 수도 있다. 예를 들어, 기입 도구 (예를 들어, 스타일러스) 에 의해 생성된 자기장은 적어도 1 밀리테슬라 (mT)(10 가우스) 일 수도 있다. 실제로, 잉크 내부에 1T (10,000 가우스) 초과로 자기장을 생성하는 것은 기술적으로 및 경제적으로 금지될 수도 있다. 따라서, 일부 실시형태들에서, 인가된 자기장은 1mT 와 1T 사이, 예를 들어 10 가우스와 10,000 가우스 사이, 예를 들어 100 가우스와 1000 가우스 사이일 수도 있다.
자기 전기영동 입자 기반 디스플레이 층은, 일부 실시형태들에 따라, 디스플레이가 광의 상당 부분을 투과할 수 있도록 자기 스타일러스에 의해 생성된 자기장에 노출될 때 체인들 또는 필러들을 형성하도록 구성될 수도 있는 단일 타입의 자기 반응성 블랙 안료 입자들을 포함할 수도 있다. 이러한 경우, 자기장에 대한 블랙 안료 입자들의 반응은 "셔터" 처럼 작용하여, 입사광이 블랙 입자들에 의해 주로 흡수되는 "셔터 폐쇄" 상태로부터, 블랙 안료 입자들이 실질적으로 디스플레이에 입사하는 광을 더 이상 흡수하지 않는 "셔터 개방" 상태로 효과적으로 변경한다. 부가적으로, 이러한 셔터-모드 디바이스들은 광 투과성 및 폐쇄 상태 사이에서 전기적으로 구동될 수도 있다. 이러한 셔터링 디스플레이들은 반사 및/또는 착색된 백킹들과 페어링될 수도 있어서, 어두워진 상태와 후면의 뷰잉 사이에 셔터링 효과가 있다. 대안으로, 자기 전기영동 매체를 포함하는 셔터 모드 디스플레이는, 매체가 자기 전기영동 입자들의 컬러에 의존하여 어두운 상태와 착색된 상태, 또는 밝은 상태와 착색된 상태 사이에서 스위칭하도록 매체에서 착색된 유체를 포함할 수도 있다.
상술한 양태들 및 실시형태들 뿐만 아니라 부가적인 양태들 및 실시형태들이 하기에서 더 설명된다. 이들 양태들 및/또는 실시형태들은 개별적으로, 모두 함께, 또는 2 이상의 임의의 조합으로 사용될 수도 있는데, 이는 이러한 점에서 애플리케이션이 제한되지 않기 때문이다.
도 1 은 일부 실시형태들에 따른 자기 전기영동 디스플레이 층을 도시한다. 디스플레이 (100) 는 각각 전면 및 후면 전극들 (101 및 102) 을 포함한다. 전면 전극 (101) 은 광 투과성인 한편 후면 전극 (102) 은 선택적으로 광 투과성이다. 전면 전극은 통상적으로 PET-ITO 또는 PEDOT 와 같은 투명 전도성 폴리머 매체로부터 형성되지만, 전도성 첨가제 (금속, 나노입자, 풀러렌, 그래핀, 염, 전도성 모노머) 로 도핑된 대안의 광 투과성 폴리머 (폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리스티렌) 가 또한 사용하기에 적합하다. 후면 전극 (102) 은 전면 전극 (101) 에 대해 나열된 컴포넌트들 중 임의의 것을 포함할 수도 있지만, 후면 전극은 또한 금속 호일, 흑연 전극, 또는 일부 다른 전도성 재료일 수 있다. 세그먼트화된 또는 TFT 백플레인이 또한 후면 전극 (102) 대신 사용되어 인쇄 및 그래픽 정보를 디스플레이하는데 더 많은 융통성을 부가할 수 있다. 많은 실시형태들에서, 전면 및 후면 전극들 (101 및 102) 양자 모두는 각각, 가요성이고, 따라서 전체 디스플레이 (100) 가 또한 가요성이다. 디스플레이 (100) 는 종종 광 투과성 및/또는 가요성일 수도 있는 기판 (130) 에 의해 지지된다. 도 1 에 나타내지는 않았지만, 롤-투-롤 프로세싱 및 구조적 무결성을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 접착제 층들이 구성에 포함되는 것이 이해된다. 도 1 에는 마이크로캡슐들 (110) 사이의 갭들을 채우는데 사용되는 바인더가 나타나 있지는 않다. 디스플레이 (100) 는 부가적으로 스타일러스 또는 다른 기계적 상호작용에 의해 전면 전극 (101) 이 손상되는 것을 보호하기 위해 상단 보호 시트 (미도시) 를 포함할 수도 있다. 컬러를 변경하거나 UV 노출로부터 매체를 보호하기 위한 필터 층들 (미도시) 이 또한 포함될 수도 있다.
디스플레이 (100) 는 전기영동 매체의 부분들을 분리하기 위한 복수의 용기들을 포함하는 전극들 (101 및 102) 사이의 입자 기반 디스플레이 매체인 디스플레이 층 (105) 을 포함한다. 도 1 의 경우에서, 용기는 마이크로 캡슐 (110) 이고, 마이크로 캡슐 (110) 내에는 액체 매체 및 하나 이상의 타입의 착색된 안료 입자들이 있으며, 여기서 적어도 하나의 타입의 입자는 자기 반응성이다. 도 1 에 나타낸 바와 같이, 이것은 화이트 안료 입자 (111) 및 블랙 안료 입자 (112) 를 포함한다. 안료들 (111 및 112) 중 하나 또는 양자 모두는 자기장 내에서 이동하거나 그렇지 않으면 자기장에 반응할 수도 있다. 예를 들어, 안료 입자들 중 하나 또는 양자의 타입은 자기장 라인들을 따라 정렬할 수도 있고 및/또는 입자들의 체인들을 형성할 수도 있다 (도 3 참조). 이러한 경우, 안료들 (111, 112) 중 하나 또는 양자 모두는 전기적으로 하전될 수도 있다. 안료 입자들 (111 및/또는 112) 은 전기장 (예를 들어, 전극들 (101-102) 에 의해 생성됨) 으로 제어 (변위) 될 수도 있으며, 따라서 디스플레이 (100) 가 어드레싱될 때 전기영동 디스플레이로서 동작하게 한다. 또한, 도 1 내지 도 3 에 나타낸 바와 같이, 블랙 안료 입자들 (112) 은 자기 반응성이다. 상기 특허들 및 특허 출원들에서 논의된 바와 같이, 캡슐들 (110) 은 마이크로셀들 또는 폴리머-분산된 액적들로 대체될 수 있음이 이해된다.
일부 사용 경우들에서, 양자의 안료들 (111 및 112) 은 전기장 내에서 변위되도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 안료들 (111 및 112) 중 하나는 양으로 하전될 수도 있고 다른 안료는 음으로 하전될 수도 있어서, 캡슐 (110) 에 걸쳐 인가된 전기장은 안료 입자가 캡슐의 반대 측으로 분리되게 한다. 전기장의 방향을 조정함으로써, 디스플레이 (100) 의 뷰잉 측 상에 위치되는 안료가 선택됨으로써, 디스플레이 사용자에 의해 뷰잉될 때 화이트 또는 블랙 상태를 생성할 수도 있다.
대안의 실시형태에서, 디스플레이 (200) 는 단일 타입의 자기 전기영동 입자 (212) 만을 포함할 수도 있고 디스플레이 (200) 는 예를 들어 복수의 전기 하전된 입자들, 입자들이 분산되는 액체, 및 전하 조절제 (charge control agent; "CCA") 를 포함하여, 예를 들어 미국 특허 공개 제 2018/0364542 에 기재된 재료들을 사용하여, 입자들 (212) 의 모션을 통해 "개방" 과 "폐쇄" 사이에서 동작하며, 전하 조절제는 올리고아민-말단 폴리올레핀 및 적어도 약 8 개의 탄소 원자들을 포함하는 분지쇄 지방산을 포함한다. 일부 경우들에서, 캡슐 (210) 은 어류 젤라틴과 아카시아의 코아세르베이트로부터 형성되며 이들은 비극성 용매와 하전된 자기 전기영동 입자들 (212) 의 혼합물을 포함하는 내부 상을 캡슐화한다. 디스플레이들 (200) 에서, 전면 전극 (201) 및 후면 전극 (202) 양자 모두가 광 투과성인 것이 보다 일반적이며, 존재할 때, 기판 (230) 은 또한 광 투과성이다. 디스플레이 (200) 는 또한 유연성이도록 구축될 수도 있다. 또한, 디스플레이 (100) 및 디스플레이 (200) 양자 모두는 기판 (130/230) 이 플라스틱, 금속 또는 유리와 같은 새로운 기판에 디스플레이 (100/200) 를 부착하기 전에 제거되는 이형 시트일 수도 있는 라미네이트에 대한 기반이 될 수 있음이 이해된다.
도 3 은 일부 실시형태들에 따른, 디스플레이 (300) 의 광학 상태에서 변화를 야기하는 스타일러스 (308) 를 도시한다. 디스플레이 (300) 는 자기장에 반응하지 않는 반사 안료 입자들 (321) 및 자기장의 존재에서 체인들을 형성하는 블랙 안료 입자들 (322) 을 포함하는 도 1 에 나타낸 디스플레이 (100) 의 타입의 예이다. 도 3 의 예에서, 스타일러스 (308) 는 블랙 안료 입자들 (322) 이 체인들을 형성하게 하는 필드 라인들 (310) 에 의해 부분적으로 묘사된 자기장을 생성한다. 블랙 안료 입자들의 체인들의 형상 및 구조로 인해, 뷰잉 측으로부터 디스플레이 (300) 에 진입하는 광은 주로 블랙 안료 체인들 (322) 에 의해 통과하고 화이트 안료 입자들 (321) 로부터 반사될 수도 있다. 따라서, 도 3 에 나타낸 구성에서, 캡슐들 (326 및 327) 은 화이트 (즉, 라이트 그레이) 로 보일 것인 반면, 캡슐들 (325 및 328) 은 디스플레이 (300) 의 뷰잉 측 상에서 블랙 (즉, 다크 그레이) 으로 보일 것이다. 따라서, 스타일러스 (308) 가 캡슐들 (326 및 327) 에서와 같은, 안료 입자들 (322) 의 체이닝을 야기하는 경우, 스타일러스 (308) 의 모션을 나타내는 드로잉된 이미지의 팩시밀리가 디스플레이 (300) 의 뷰잉 표면에서 가시적일 것이다.
도 3 은 자기 스타일러스에 의해 블랙 상태에서 화이트 상태로 변경되는 디스플레이의 예를 도시하지만, 자기 스타일러스에 의해 화이트 상태에서 블랙 상태로 변경되는 디스플레이가 유사하게 제작될 수도 있고, 도 3 은 단지 본 명세서에서 설명된 바와 같이 자기 전기영동 디스플레이가 사용될 수도 있는 디스플레이의 하나의 예시적인 예일 뿐임을 알 것이다. 더욱이, 스타일러스 (308) 는 디스플레이 (300) 에 대해 스케일링하도록 나타내지 않았으며 실제로 기입 도구는 일반적으로 캡슐들 (325-328) 보다 훨씬 더 클 것이라는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 스타일러스 (308) 는 도 3 에 나타낸 2 개의 예시적인 캡슐들 (326 및 327) 만이 아니라, 디스플레이 (300) 의 다수의 캡슐들에서 블랙 안료 입자들의 상태 변화를 야기할 수도 있다.
스타일러스 (308) 는 예를 들어, 자기장 강도가 1000-2000 가우스인 강한 네오디뮴 자석 (N50 또는 N52; K & J Magnetics, Pipersville, PA) 인 자기 엘리먼트 (326) 를 포함한다. 이러한 필드 강도는 전자 터치 스크린 인터페이스를 활용하는 다른 전자 기입 디바이스에 대해 주목할만한 어떤 스타일러스 랙없이 1m/sec 이상의 속도에서 10 : 1 이상의 콘트라스트 비로 빠르고 자연스러운 핸드라이팅을 허용한다 (또한 도 20 참조). 명백하게, 스타일러스 (308) 의 자기 전기영동 디스플레이 층 (305) 에 대한 근접성은 디스플레이 (300) 에 있어서 광학 상태들 사이에서 변화의 시간 및 레이트에 영향을 미칠 것이다. 그러나, 일반적으로, 광학 상태에서의 변화를 야기하기에 충분할 수도 있는 거리 (250) 는 0.1mm 와 5mm 사이, 예컨대 0.5mm 와 3mm 사이, 예컨대 1-2mm 일 수도 있다.
다음의 기술적인 설명들은 제한하려는 것으로 의도되지 않지만, 자기 전기영동 매체가 로컬 어드레싱되고 로컬 소거되는 프로세스를 이해하는데 유용하다: 도 3 에 도시된 체이닝 메커니즘에 대한 증거는 도 4a 및 도 4b 나타나 있으며, 이는 용매, 전하 제어 계면활성제, 및 자기 블랙 안료 입자들을 함유하지만 화이트 입자들은 함유하지 않는 마이크로캡슐들에서 보여지는 바와 같이, 체이닝된 자기 입자들의 투과 광학 현미경 사진이다 (도 2 참조). 도 4a 및 도 4b 양자 모두에서 보여지는 바와 같이, 자석 (408) 은 액티브 영역의 좌측에 위치되며, 이는 물론 기입에 사용된 스타일러스의 배향이 아니다. 도 4b 에서는, 특히 자기 블랙 입자들이 정렬되고 함께 클러스터링되어 (즉, 체이닝되어) 캡슐들을 통해 보는 것이 가능함이 분명하다. 자기 전기영동 매체의 콜로이드 안정성 때문에, 이러한 체이닝된 상태는 자석이 제거된 후 안정적이다. 실제로, 마그네틱 스타일러스로 기입할 때, 마지막으로 경험된 필드 라인은 스타일러스가 디스플레이의 표면에 걸쳐 측방향으로 이동할 때 대략 전극 층의 평면을 따르기 때문에 전극 층의 평면에 대해 거의 선형이고 평행하다.
도 1 및 도 3 에서와 같은, 블랙 자기 전기영동 안료 (322) 및 화이트 비-자기 안료 (321) 가 조합될 때, 도 5a 내지 도 5c 에서 입증된 바와 같이, 체이닝 효과의 결과들이 다소 뚜렷하다. 도 5a 에서, 디스플레이 층 (305) 은 상부 전극 (301) 과 하부 전극 (302) 사이에 전기장을 제공하는 것에 의해 완전히 어두운 상태로 구동되며, 이로써 모든 블랙 안료를 뷰잉 표면으로 구동한다 (도 1 참조). 디스플레이 (300) 는 도 5b 에 나타낸 바와 같이, 동일한 크기이지만 반대 극성을 갖는 전기장을 제공함으로써, 화이트 상태로 플립될 수 있다. 블랙 상태에서 매체 (305) 로의 N50 자석의 적용으로, 블랙 자기 전기영동 안료 (322) 가 함께 체이닝되어 도 5c 에 나타낸 바와 같이 뷰어가 체이닝된 블랙 자기 전기영동 안료 (322) 를 통해 화이트 안료 (321) 를 볼 수 있게 한다. 도 5a 와 도 5b 사이의 콘트라스트 비는 분명히 우수하지만, 도 5a 와 도 5c 사이의 콘트라스트 비는 10 초과이며, 확실히 기입 매체에 충분하다. 동일한 자기 전기영동 매체를 사용하여, 자기 스타일러스 (308) 로 도 5b 의 상태 (화이트 상태) 로부터 기입하는 것이 또한 가능하지만, 결과의 그레이 상태는 도 5d 에 나타낸 바와 같이 도 5c 와는 상이하게 보인다는 점에 유의해야 한다. 도 5c 와 도 5d 사이의 차이는 블랙 자기 전기영동 안료 (322) 가 함께 체이닝되고 자기장에 의해 뷰 표면을 향해 이동된 후 시야 표면을 향하는 화이트 안료 (321) 의 증가된 양에 기인할 가능성이 있다.
그러나, 블랙 자기 전기영동 안료 (322) 는 반대 극성을 갖는 자석과 단순히 체이닝될 수 없기 때문에, 자기 전기 영동 매체에서 로컬화된 소거를 제공하는 것이 로컬 어드레싱을 제공하는 것 만큼 간단하지 않다. 오히려, 도 6 에 도시된 바와 같이, 매체 (305) 를 원래 상태로 되돌리는데 서브임계 전기장 및 제 2 의, 비-전기 자극의 조합이 필요하다. 즉, 도 3 의 디스플레이를 도 1 의 디스플레이 상태로 되돌리려면 2 (이상의) 자극의 조합이 필요하다. 도 6 에 나타낸 바와 같이, 블랙 자기 전기영동 안료 (322) 의 전기영동 스위칭 프로파일은 전기 임계 Vth (206) 가 도달될 때까지 뷰잉 표면을 향해 이동하지 않는다는 점에서 어두운 블랙 라인 (208) 처럼 보인다. 이것은 글로벌 소거 파형이 체인된 블랙 자기 전기영동 안료 (322) 를 체이닝되지 않은 상태로 되돌리는 메커니즘이다. 더욱이, 디스플레이 (300) 가 액티브 매트릭스 어레이에서와 같이 로컬화된 후면 전극들을 포함했다면, 블랙 자기 전기영동 안료 (322) 를 전기장만으로 체이닝되지 않은 상태로 되돌리는 것이 가능할 것이다.
그러나, 단순한 디바이스가 연속적인 전면 및 후면 전극들로 구축될 때, 블랙 자기 전기영동 안료 (322) 를 기입 근방의 체이닝된 상태를 방해하지 않으면서 로컬 체이닝되지 않은 상태로 리턴하는 유일한 방식은 저강도 자기장, 초음파, 열, 또는 광과 같은 제 2 자극으로 체이닝된 입자들의 분해를 자극하면서 서브임계 전압 Vsubth (205) 을 제공하는 것이다.
서브임계 소거에 부가하여, 또한 자석, 열, 광, 초음파 등과 같은, 제 2 자극과 조합으로 서브임계 전기 자극을 제공함으로써 자기 전기영동 매체를 서브임계 어드레스하는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, 반대로 하전된 안료는 안정된 안료 분산액이 제 2 자극에 의해 분열되면 서브임계 필드에 의해 뷰잉 표면으로 이동하도록 야기될 수도 있다. 부가적으로, 일부 실시형태들에서, 이전에 화이트 비-자기 안료 아래에 포지셔닝된, 블랙 자기 전기영동 안료는 서브임계 전기장과 자기 자극의 조합으로 뷰잉 표면에 이를 수 있다. 이러한 시스템은 개선된 블랙 온 화이트 자기 기입을 제공한다.
제 2 자극은 스타일러스, 프린트 헤드 또는 다른 유사한 디바이스를 사용하여 외부에 적용될 수도 있다. 외부에서 적용된 제 2 자극은 단일 소스; 예를 들어 이에 제한되지는 않지만, 열용 적외선 다이오드, 광용 레이저 다이오드, 압력용 접촉 패드, 또는 자기용 영구 자석으로부터 생성될 수도 있다. 본 발명의 다른 양태에서, 제 2 자극은 열 또는 광을 생성하기 위한 다이오드들의 어레이, 압력을 위한 다중 접촉 패드들 또는 다중 자석들을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 복수의 소스들로부터 생성될 수도 있다. 대안으로, 제 2 자극은 내부적으로 생성되거나 적용될 수도 있다. 내부적으로 적용될 때, 디스플레이는 제 2 자극을 생성하기 위한 재료의 다른 층을 가질 수도 있다. 제 2 자극 생성 층은 전기적으로 제어가능한 소스들의 어레이, 예를 들어 열용 히터들, 조명용 LED들 및 압력용 피에조로 구성될 수도 있다. 제 2 자극 생성 층은 부가 층으로서 디스플레이에 통합될 수도 있거나 백플레인과 같은 기존 층에 통합될 수도 있다. 제 2 자극 생성 층이 광 투과성인 경우, 이 층은 전기 광학 층과 뷰잉 표면 사이에 배치될 수도 있다. 제 2 자극 생성 층이 광 투과성이 아닌 경우, 이 층은 뷰잉 표면에서 떨어져 전기 광학 층 뒤에 배치될 것이다.
감광성 재료 층은 특정한 파장 및/또는 강도의 광에 노출될 때 더 전도성이 되는 임의의 적합한 재료일 수도 있으며, 이는 재료 특징들에 내재되어 있고 그에 따라 재료들이 선택된다. 재료는 서브임계 전압이 광 없이 인가될 때 디스플레이가 광학적으로 반응하지 않도록 충분한 저항률을, 그리고 서브임계 전기장이 광과 함께 인가될 때 디스플레이가 광학적으로 반응하도록 충분한 전도성을 가져야 한다. 광전도체의 저항이 높더라도, 고전압 (즉, 임계 이상의 전압) 을 적용하면 잉크 층에 걸쳐 충분한 필드가 생기고 디바이스가 전체적으로 스위치 또는 광학적으로 응답하는 것을 보장한다. 이와 같이, 디스플레이는 이에 걸쳐 큰 전압 (즉, 임계 값 이상의 전압) 을 인가함으로써 전체적으로 어드레싱될 수도 있다.
레이저 프린팅에 사용되고 상업적으로 제조되는 유기 광도전체 필름과 같은, 이러한 특징들을 갖는 감광성 재료들이 알려져 있다. 광 반응성 재료가 광 투과성인 경우, 전면 전극에 인접한 전기 광학 층의 전면에 그리고 뷰잉 표면에 더 가까이 위치될 수도 있다. 광 반응성 재료가 광 투과성이 아닌 경우, 후면 전극에 더 가까운, 전기 광학 층의 아래에 위치될 수도 있다. 감열성 재료 층은 열에 노출될 때 더 전도성이 되는 임의의 적합한 재료일 수도 있다. 재료는 서브임계 전압이 열없이 인가될 때 디스플레이가 광학적으로 비반응성이도록 가열없이 충분한 저항률을, 그러나 열의 존재시 서브임계 전기장이 적용될 때 디스플레이가 광학적으로 반응성이도록 가열로 충분한 전도성을 가져야 한다. 이러한 재료들은 전이 유리 온도에 연결된 전도도를 갖는 또는 폴리우레탄과 같은, 설정 온도 이상으로 더 쉽게 이동할 수 있는 전도성 재료들을 포함하는 폴리머를 포함한다.
제 2 자극을 제공하기 위한 바람직한 방법은 매체를 어드레싱하는데 필요한 자기장보다 더 작은 제 2 자기장을 제공하는 것이다. 이러한 필드는 예를 들어, 10 가우스와 500 가우스 사이, 예를 들어 20 가우스와 100 가우스 사이일 수도 있다. 이것은 예를 들어, 마그네틱 아플리케 및 냉장고 자석 (Magnum Magnetics, Marietta, OH) 에서 사용하기 위해 상업적으로 입수가능한 것과 같은, 페라이트 자석, 네오디뮴 자석 또는 스트라이프 극 자석에 의해 제공될 수 있다. 이러한 필드 강도는 또한 목재 또는 플라스틱과 같은 중간 비-자기 재료로 자기 전기영동 매체에서 강한 자석을 물리적으로 분리함으로써 제공될 수 있어서, 자기 전기영동 매체에서의 필드는 매체를 어드레스하기에 불충분하지만 서브임계 전기장의 존재 시 체이닝된 입자들을 방해하기에 충분하다.
도 7 은 서브임계 전기장과 제 2 자극의 조합으로 체이닝된 블랙 자기 전기영동 안료 (722) 를 로컬 소거하는 프로세스를 도시한다. 이전처럼, 디스플레이는 자기장에 응답하지 않는 화이트 반사 안료 입자들 (721) 및 자기장의 존재에서 체인들을 형성하는 블랙 안료 입자들 (722) 을 포함한다 (도 3 참조). 도 7 에 나타낸 바와 같이, 자기 지우개 (709) 는 체이닝된 블랙 자기 전기영동 안료 입자 (722) 를 방해하는 자기장을 생성함으로써, 이들이 제어기 (740) 에 의해 제공된 임계 서브임계 필드에 의해 뷰잉 표면을 향해 이동될 수 있게 한다. 도 7 에 나타낸 바와 같이, 자기 지우개 (709) 는 전형적인 극 자석의 넓은 자기장과 대조적으로 타이트-루핑 자기장을 생성하는 스트라이프형 극 자석을 포함한다. 자기 지우개 (709) 가 앞뒤로 이동됨에 따라, 필드 라인은 체이닝된 블랙 안료 입자 (722) 를 방해하여, 하전된 블랙 안료 입자 (722) 가 뷰잉 표면을 향해 이동할 수 있게 한다. 자기 지우개 (709) 는 디스플레이의 폭과 동일한 직사각형, 삼각형, 원형 또는 길고 좁은 스트립을 포함하는 임의의 사이즈 또는 형상일 수도 있다. 자기 지우개 (709) 의 사이즈 및 형상은 소거될 영역에 기초하여 상이하다. 자기 지우개 (709) 는 도 7 에 나타낸 바와 같이, 스트라이프형 폴 자석으로 제한되지 않지만, 종래의 극 자석, 말굽 자석, 전자석 등일 수도 있다. 대안의 실시형태들에서, 자기 지우개 (709) 는 초음파 지우개 (759) 또는 열 지우개 (769) 로 대체될 수 있다. 초음파 소거는 음파로 체이닝된 블랙 자기 전기영동 안료 입자 (722) 를 직접 자극하는 한편, 열 지우개 (769) 는 디스플레이 (700) 의 바인더 또는 접착층 (들) 또는 자기 전기영동 유체의 점도 및/또는 전도도를 변경한다. 따라서, 도 7 에 나타낸 바와 같이, 캡슐들 (726 및 727) 은 주변 캡슐 (725 및 728) 이 "기입된" 상태를 유지하는, 원래의 어두운 상태로 복귀된다.
도 7 에 나타낸 바와 같이, 소거될 국소 영역에 약한 자기장을 사용하는 부가 자극은 낮은 전기장이 적절한 시간 ~ 1 초에서 블랙 배경 상태로 상태를 다시 구동할 수 있게 하기에 충분하게 안료 구조를 분해한다. 이러한 타입의 로컬 소거를 달성하기 위해, 자기 지우개 (709) 는 스타일러스가 라이터 (그레이/화이트) 로 어드레싱되지 않았지만 배경 블랙 컬러로 남아있는 영역들을 눈에띄게 변경해서는 안된다. 자기 기입 스타일러스 (예를 들어, 1000-2000 가우스) 가 사용되었으면, 더 강한 자기장이 블랙 자기 전기영동 안료 (722) 를 체이닝할 것이고 낮은 전기장의 부가로도 "스타일러스 그레이" 는 자석 지우개 (709) 가 자기 전기영동 매체에 매우 근접한 어디에나 남을 것이다. 따라서, 소거 스타일러스는 훨씬 더 약해야 한다: 예를 들어 10 과 500 가우스 사이, 예를 들어 50 과 200 가우스 사이. 이러한 자기장은 유연한 냉장고 자석과 같은 스트라이프형 N/S 극 자석으로 쉽게 달성된다.
글로벌 업데이트 파형들 (도 8) 과 로컬 소거를 위한 서브임계 파형들 (도 9) 사이의 차이는 도 8 과 도 9 를 비교함으로써 알 수 있다. 도 8 에 나타낸, 단순한 글로벌 업데이트 펄스는, 통상적으로 +/- 30 볼트 (때때로 +/- 15 볼트) 이며, 이는 화이트 입자 및 블랙 입자를 캡슐 벽의 극단으로 유도하고 반대로 하전된 안료들 사이의 양호한 분리를 생성하기 위해서이다. 글로벌 어드레스 전압 (VG) 은 30 볼트보다 크거나 작을 수도 있으며, 일부 양 (△V) 만큼 0 볼트로부터 오프셋될 수도 있다. 대조적으로, 서브임계 펄스 전압 (VL) 은 통상적으로 글로벌 어드레스 전압 (VG) 의 1/3 만큼만 높다. 즉, VL 은 통상적으로 VG/3 이하이다. 매우 간단한 서브임계 파형이 도 9 에 나타나 있다. 글로벌 어드레스 전압의 1/3 보다 큰 로컬 어드레스 (서브임계) 전압을 사용하면 전기 신호가 턴오프된 후, 예컨대 셀프 소거 및 셀프 어드레싱 후, 스위칭 과도를 야기할 수 있다. 통상적으로, 2.2-3V 만큼 작은 크기의 DC 전압은 성공적인 로컬 소거를 위해 자기 지우개 스타일러스로 사용될 수 있다. 도 9 의 서브임계 어드레스 펄스는 단지 일정한 전위를 제공하여, 예를 들어 블랙 자기 전기영동 입자들을 뷰잉 표면을 향해 푸시하고, 따라서 체이닝된 입자들이 제 2 자극에 의해 방해받은 후에, 원래 포지션을 향해 이동하기 시작할 것이다.
도 9 에 대한 대안으로서, 더 복잡한 저전압 펄스 시퀀스가 도 10 및 도 11 에 도시된 바와 같이, 서브임계 어드레싱을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 도 10 및 도 11 의 파형들은 자기 지우개가 터치하지 않는 영역에서 이전에 기입된 이미지들을 보존하면서 자기 지우개가 터치하는 영역들에서 완전한 블랙 배경을 유지한다는 점에서 우수한 소거 성능을 제공한다. 또한, 자기 어드레싱 (이전에 어드레싱된 이미지들의 예상되지 않은 재현, 이미지들의 랜덤 출현) 이 거의 없다. 일부 실시형태들에서, 이들 (서브임계) 로컬 소거 파형들은 DC 를 포함한다. 일부 실시형태들에서, 이들 (서브임계) 로컬 소거 파형들은 AC 시퀀스를 포함한다. 도 10 에 도시된 것과 같은 일부 실시형태들에서, 오프/온 듀티 사이클은 50 % 이다. 다른 실시형태들에서, 듀티 사이클은 50 % 미만이다. 다른 실시형태들에서, 듀티 사이클은 50 % 초과이다. 예를 들어, 4V 피크 대 피크 (2V 진폭) 및 -8V DC 오프셋을 갖는 저전압 AC (100Hz) 구형파는 200 가우스 자석과 함께 양호한 소거 성능을 제공할 수 있다. 일반적으로, 30 과 500Hz 사이의 주파수는 예를 들어, 50 과 300Hz 사이, 예를 들어 75 와 200Hz 사이, 예를 들어 90 과 120Hz 사이에서 어드레싱하는 최상의 서브임계를 제공한다. 서브임계 파형의 진폭은 통상적으로 1 볼트 초과이고 10 볼트 미만, 예를 들어 2V, 3V, 4V, 5V, 6V 또는 7V 이다. 사용될 때, 오프셋은 통상적으로 +10 미만이고 -10V 초과, 예를 들어 + 8V 미만, + 5V 미만, + 4V 미만, + 3V 미만, + 2V 미만이다. 예를 들어, 오프셋은 -8V 초과, -5V 초과, -4V 초과, -3V 초과, -2V 초과일 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 서브임계 펄스의 지속기간은 짧은데, 이는 자기 전기영동 매체가 2 초 초과 동안 서브임계 어드레싱되는 경우 자기 전기영동 매체가 누적된 전압 (잔여 전압으로도 또한 알려짐) 으로 인해 상태가 변경되기 시작하기 때문이다. 따라서, 필드 단독으로 잉크를 어드레싱하기 시작할 리스크 없이 더 긴 소거 시간을 제공하기 위해 더 낮은 전압 진폭을 사용하는 것이 유리할 수 있다. 펄스 시퀀스는 로컬 소거를 생성할 수 있는 전압의 하단을 찾기 위해 개발되었다. 이러한 어드레싱 펄스는 예를 들어, 100Hz 및 -1.5V DC 오프셋에서 3V 피크 대 피크 (1.5V 진폭) 일 수 있다. 일부 실시형태들에서, 50 % 미만 (오프/온) 의 듀티 사이클은 전체 임펄스 및 잔여 전압 축적을 감소시키는데 유리할 수 있다. 자기 스타일러스 소거와 조합하여 로컬 소거에 작동하는 이러한 타입의 구동 시퀀스의 예는 다음과 같다: 100Hz, 1.5Ampl, -6V 오프셋, 20 % 듀티 사이클. 다른 예들은 100Hz 및 + 1.0V DC 오프셋에서 3V 피크 대 피크 (1.5V 진폭) 파형을 포함한다.
실험을 통해 자기 전기영동 매체가 초과 누적 전압 (예를 들어, 0.01V 초과의 잔여 전압, 예를 들어 0.03V 초과의 잔여 전압, 예를 들어 0.1V 초과의 잔여 전압, 예를 들어 0.3V 초과의 잔여 전압, 예를 들어 0.5V 초과의 잔여 전압, 예를 들어 1.0V 초과의 잔여 전압) 을 가질 때 자기 전기영동 디스플레이의 로컬 소거 기능성이 약화되는 것이 발견되었다. 특히, 초과 잔여 전압의 존재 시, 디스플레이의 로컬 소거된 영역은 기본 상태로 완전히 돌아가지 않으며, 이로써 이전 라인, 텍스트 등의 음영이 남는다. 정의하지는 않았지만, 초과 전압은, 즉 상술한 바와 같이, "정규" 스위칭 파형들의 적용 동안 커패시터로서 작용하는 전기영동 스택으로부터 발생한다. 매체가 짧은 시간에 걸쳐 반복적으로 스위칭되는 경우, 이러한 초과 전압 축적은 자기 전기영동 매체의 정상적인 서브임계 소거 성능을 방해하기에 충분이 커질 수 있다. 초과 전압, 일명 잔여 전압을 제어, 즉 제거, 약화시키면, 사용자 경험을 크게 개선하고 자기 지우개로 소거될 영역이 초기 상태로 돌아가는 진정한 "로컬 소거" 경험을 허용하면서 나머지 그림, 텍스트 등은 그대로 둔다. 또한, 적절한 잔여 전압 관리는 충실도의 손실없이 글로벌 소거 이벤트 사이에 많은 로컬 소거 이벤트들, 예를 들어 3 이상, 예를 들어 5 이상, 예를 들어 10 이상의 후속 로컬 소거 이벤트들을 허용한다. 잔여 전압 관리의 부가적인 이익은 자기 전기영동 디바이스 자체가 긴 수명을 갖는 경향이 있다는 것인데, 이는 장기간 사용하지 않는 동안 자기 전기영동 재료가 잔여 전압을 감쇠할 때 제어 전자기기가 누설 전류에 영향을 받지 않기 때문이다.
용어 "잔여 전압" 은 어드레싱 펄스 (전기 광학 매체의 광학 상태를 변경하는데 사용된 전압 펄스) 가 종료된 후 자기 전기영동 디스플레이에서 남을 수도 있는 지속 또는 감쇠 전압 (개방회로 전위로서 또한 지칭될 수도 있으며 통상적으로 볼트 또는 밀리볼트 단위로 측정됨) 을 지칭하기 위해 본 명세서에서 사용된다.
잔여 전압은 장기간 (예를 들어, 몇 시간 또는 몇 일) 동안 스위칭되지 않은 샘플로 시작하여 자기 전기영동 디스플레이에서 측정될 수도 있다. 전압계가 상단 및 하단 전극들에 걸쳐 적용되고 "기본 전압" 판독이 측정된다. 그 후 전기장이 픽셀, 예를 들어 스위칭 파형에 인가된다. 파형이 끝난 직후, 전압계는 일련의 기간에 걸쳐 개방회로 전위를 측정하는데 사용되며, 측정된 판독 및 원래 기본 전압 간의 차이가 "잔여 전압" 일 수도 있다. 실제로, 별도의 전압 검출 회로가 자기 전기영동 스택에 통합되어 잔여 전압의 정규 측정을 제공한다. 물론, 잔여 전압을 관리하는 것은 잔여 전압을 측정하고 또한 공급될 파형들을 수정하기 위한 부가적인 전자기기들을 필요로 한다. 잔여 전압을 측정하고 트랜지스터 아키텍처를 사용하여 파형을 감소시키기 위한 방법들은 미국 특허 제 8,558,783 및 10,475,396 호에서 알 수 있으며 이는 그 전부가 참조로 통합된다.
대안으로, 잔여 전압은 자기 전기영동 매체 상의 총 임펄스 전압을 추적하고 마지막 파형 적용 이래로 시간을 모니터링하고 매체를 통한 잔여 전압의 자연적인 감쇠를 설명함으로써 신뢰성있게 계산될 수 있다. 파형이 자기 전기영동 매체에 적용되는 각 시간에, 시간에 걸친 전압 (즉, 임펄스) 의 적분이 계산되고 기록된다. 각각의 후속 파형으로, 새로운 총 잔여 전압이 계산된다. 일부 실시형태들에서, 특정 기능, 즉 글로벌 또는 로컬 소거에 대해 적용되는 파형은 누적된 잔여 전압을 수용하기 위해 오프셋으로 조정된다. 오프셋은 예상된 응답이 달성되는 영역으로 파형을 간단히 조정할 수 있거나, 오프셋이 잔여 전압을 무효화하여 자기 전기영동 매체는 파형이 적용된 후 최소 잔여 전압을 가질 것이다 (즉, "밸런싱된" 파형).
자기 전기영동 매체의 잔여 전압은 글로벌 소거 파형들 또는 로컬 소거 파형들, 또는 양자 모두를 수정함으로써 정정될 수 있다. 예를 들어, 측정된 잔여 전압을 감소시키기 위해 잔여물에 반대되는 사전 펄스가 글로벌 소거 파형에 적용될 수도 있다. 대안으로, 도 12 에 나타낸 바와 같이, 밸런싱된 글로벌 소거 파형의 일부는 잔여 전압을 "풀 다운" 또는 "풀 업" 하도록 수정될 수 있다. 도 12 에 나타낸 바와 같이, 0.3V 의 알려진 잔여 전압에 대해, 박스형 영역에서의 임펄스를 수정하여 -30V 펄스를 240 ms 더 길게 만들면 실제로 잔여 전압이 0 이 될 것이다. 대안으로, + 30V 펄스 중 하나는 240ms 더 짧게 만들어질 수 있다. 이 방법은 양 및 음의 잔여 전압들에 대해 작동한다.
대안으로 또는 글로벌 소거 파형을 수정하는 것에 부가하여, 로컬 소거 파형은 도 13 에 나타낸 바와 같이, 잔여 전압을 보상하기 위한 양만큼 오프셋될 수 있다. 도 13 에서, 측정된 잔여 전압 (-0.3V) 은 점선으로 나타낸다. 최적의 로컬 소거는 + 1V 오프셋 및 3V 진폭의 100Hz 파형일 수도 있는 반면, 파형은 0.7V 로 오프셋될 것이어서, 자기 전기영동 매체는 사실상 최적의 파형을 볼 것이다. 이 방법은 양 및 음의 잔여 전압들에 대해 작동한다.
측정된 잔여 전압에 대처하기 위해 상대적으로 낮은 전압의 긴 파형을 제공함으로써 디바이스의 동작 동안 잔여 전압을 고정하는 것이 가능하다. 적절히 선정되면, 이 긴 파형은 사용자가 거의 알아차리지 못한다. 그러나, 이 솔루션은 디바이스의 더 큰 전력 소비를 초래할 수도 있다.
글로벌 및 로컬 소거를 위한 용량을 갖는 자기 전기영동 디스플레이에서 잔여 전압 관리를 예시하는 포괄적인 플로우챠트가 도 14a 및 도 14b 에 나타나 있다. 도 14a 및 도 14b 는 명확성을 위해 분기된 단일 플로우를 형성한다는 점에 유의한다. 특히, 도 14a 의 로컬 소거 (LE) 단계는 도 14b 로 플로우하는 한편, 도 14b 의 에러 상태는 도 14a 의 글로벌 소거의 바이어스 적용 단계로 다시 플로우한다. 잔여 전압을 정정하기 위한 많은 대안의 방식들이 있기 때문에 도 14a 및 도 14b 의 플로우챠트는 단지 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 또한, 0.03V 및 1.0V 의 잔여 전압 임계들은 예시적인 것이며, 자기 전기영동 매체의 성능을 개선하기 위해 필요에 따라 조정될 수 있다. 또한, 플로우챠트의 일부 부분들은 사용자 경험에 거의 영향을 주지 않으면서 제거될 수 있다.
특히, 도 14a 및 도 14b 의 플로우챠트는 글로벌 소거 업데이트 및 로컬 소거 업데이트 양자 모두 동안 잔여 전압을 약화시키는 기회를 제공함으로써 잔여 전압을 최소화하려고 시도한다. 잔여 전압의 절대 값이 미리결정된 크기 (예를 들어, 1V) 를 초과하는 경우에만 사용자는 잔여 전압을 0 으로 되돌리기 위해 바이어스로 글로벌 소거를 사용하도록 강제된다. 상한은 예시적인 것이며 예를 들어, 2V 또는 5V 등으로 이루어질 수 있음이 이해된다.
잔여 전압 관리를 위한 간략화된 플로우챠트가 도 15 에 나타나 있다. 도 14a 및 도 14b 와 대조적으로, 도 15 의 방법은 각각의 로컬 소거 단계에서 발생하는 잔여 전압을 능동적으로 관리하지 않고, 오히려 잔여 전압이 각각의 로컬 소거 단계로 누적할 수 있게 한다. 즉, 각각의 후속 로컬 소거 이벤트에 대해, 오프셋의 크기가 증가되어 적절한 로컬 소거 기능성을 달성한다. 총 잔여 전압은 각각의 로컬 소거 단계에서 추적되고 글로벌 소거가 수행될 때 클리어된다. 잔여 전압의 결정은 직접 측정 또는 계산 또는 이들의 일부 조합을 통해서일 수 있다. 어드밴스 실시형태들에서, 잔여 전압의 계산은 자기 전기영동 스택의 임피던스 및 잔여 전압의 감쇠를 위한 시간 상수와 같은 입력들을 포함하는 모델을 통합한다.
지금까지 설명된 자기 전기영동 입자는 Bayferrox 318M (Lanxess, Pittsburg, PA) 과 같은 블랙 강자성 재료이지만, 상이한 컬러의 자기 전기영동 입자가 요망되거나, 자기 전기영동 입자들의 다중 타입들이 요망되는 애플리케이션들에 대해 원하는 전하 및 컬러 특성을 갖는 자기 안료를 엔지니어링하는 것은 간단하다. 도 16 을 참조한다. 예를 들어, 복합 입자는 강한 자기 입자/안료 및 비-자기 입자/안료 양자 모두를 포함할 수 있다. 비-자기 입자들은 매우 낮은 포화 자화 및/또는 매우 낮은 자화율 (magnetic susceptibility) 을 갖는다. 광학 및 자기 특성들을 최적화하기 위해 복합 입자가 구축될 수도 있다. 자기 입자는 복합 입자의 작은 부분일 수도 있다. 비-자기 부분은 산란 또는 흡수될 수도 있다.
복합 안료는 당업계에 알려진 다음의 방법들: 소결, 열분해, 현탁 폴리머화, 분산 폴리머화, 에멀젼 또는 미니 에멀젼 폴리머화 중 임의의 것을 통해 합성될 수도 있다. 타겟 레벨 자화의 복합 입자는 결함있는 미니 에멀젼 폴리머화 방법을 통해 하나는 자기이고 다른 하나는 비-자기인 두 가지 안료로부터 만들어질 수도 있다. 이 방법에서, 도 16 에 나타낸 바와 같이, 자기 안료 및 비-자기 안료는 제 1 플라스크에서 수성 분산액으로 혼합되고, 모노머 분산액은 제 2 플라스크에서 만들어진다. 2 개의 플라스크들의 내용물은 혼합되고 초음파처리된다. 결과의 혼합물은 가열에 의해 폴리머화된다. 결과의 복합 폴리머화 입자는 실란 처리된 다음 소수성 폴리머로 코팅된다. 표면 기능화된 자기 복합재는 자기 이동을 통해 분리되어 원하는 레벨의 자화의 복합 입자들을 획득한다. 자기 전기영동 매체의 자기 반응은 3 이상의 안료 입자들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제 1 안료 입자는 자기일 수도 있는 한편, 제 2 및 제 3 (반대로 하전된) 안료 입자는 비-자기이다. 제 1 및 제 2 안료 입자는 동일한 전기영동 반응을 가질 수도 있는 한편, 제 3 안료 입자는 제 1 및 제 2 안료 입자와 비교하여 상이한 전기 영동 반응을 갖는다. 제 1 및 제 2 안료 입자는 상이한 컬러들일 수도 있지만, 동일한 컬러일 수도 있고, 제 3 안료 입자는 제 1 및 제 2 안료 입자와 비교하여 상이한 컬러을 갖는다.
이전에 설명된 바와 같이, 자기 전기영동 매체는 도 17a 에 도시된 바와 같은 자기 스타일러스 (1308) 로 어드레싱될 수도 있다. 스타일러스 (1308) 는 바디 (1310) 및 제 1 단부 (1320) 에 근접한 제 1 자석을 포함하며, 이는 500 과 5000 가우스 사이, 예를 들어 1000 과 2000 가우스 사이의 자기장 강도를 갖는 강력한 네오디뮴 자석일 수도 있다. 이러한 필드 강도는 전자 터치 스크린 인터페이스를 활용하는 다른 전자 기입 디바이스에 대해 주목할만한 어떤 스타일러스 랙없이 1m/sec 이상의 속도에서 10 : 1 이상의 콘트라스트 비로 빠르고 자연스러운 핸드라이팅을 허용한다. 스타일러스 (1308) 는 또한 제 2 단부 (1330) 에 근접한 제 2 자석을 포함하며, 이는 페라이트 자석 또는 스트라이프형 폴 자석이며 10 과 500 가우스 사이, 예를 들어 50 과 200 가우스 사이의 자기장 강도를 가질 수도 있다. 자기 스타일러스 (1308) 는 또한 무선 송신기 (예를 들어, BLUETOOTH, ZIGBEE, 또는 WIFI) 뿐만 아니라 무선 송신기 (도 17a 에 나타내지 않음) 에 동작가능하게 연결된 스타일러스 (1308) 의 바디 (1310) 상의 스위치 (1340) 를 포함할 수도 있다.
자기 전기영동 디스플레이 (1375) 를 어드레싱하는데 사용될 때, 스타일러스 (1308) 는 스타일러스가 배치된 텍스트 라인, 그림 등을 생성하는 연필 또는 펜과 유사한 방식으로 사용될 수도 있다. 도 17b 를 참조한다. 이 "기입" 모드에 있을 때에는, 자기 전기영동 디스플레이에 전력을 공급할 필요가 없으며, 이 기입은 추가 전력 소비없이 그 외관을 무기한으로 유지할 것이다. 기입의 일부를 로컬 소거하기를 요망할 때, 사용자는 버튼, 터치 센서 등일 수도 있는 스위치 (1340) 와 상호작용함으로써 서브임계 로컬 어드레싱 (일명 "소거") 모드를 활성화할 것이다. 대안으로 (또는 부가적으로), 자기 전기영동 디스플레이 (1375) 는 글로벌 소거 스위치 (1390) 및/또는 로컬 소거 스위치 (1395) 를 포함할 수도 있어서, 상술한 바와 같이, 제어기가 적절한 파형을 제공하게 한다. 글로벌 소거는 또한 스타일러스 상의 별도의 스위치로 활성화될 수도 있다 (미도시). 무선 송신기가 전압 제어기에 신호를 전송하였으면, 전압 제어기는 위에 논의된 바와 같이 전체 디스플레이 (1375) 에 서브임계 전압 파형을 제공할 것이다. 또한, 도 19 를 참조한다. 그 후 사용자는 도 17c 에 도시된 바와 같이, 제 1 단부 (1320) 에 근접한 제 1 자석보다 더 약한, 제 2 단부 (1330) 에 근접한 제 2 자석으로 이미지가 로컬 소거되게 할 수 있다.
대안의 실시형태들에서, 별도의 지우개 (1450) 는 도 18a 에 나타낸 바와 같이, 자기 전기영동 디스플레이 (1475) 와 사용될 수도 있다. 지우개 (1450) 는 예를 들어, 스트라이프형 폴 자석 (1430) 을 갖는 우드의 블록일 수도 있다. 이러한 자석 (1430) 은 기입 표면에서, 10 과 500 가우스 사이, 예를 들어 50 과 200 가우스 사이의 자기장 강도를 제공한다. 지우개 (1450) 는 대안으로 초음파와 같은 비-자기 자극을 위한 소스를 하우징할 수도 있다. 따라서, 적절한 서브임계 로컬 어드레스 필드가 자기 전기영동 매체에 제공될 때, 지우개 (1450) 는 도 18c 에 나타낸 바와 같이, 지우개 (1450) 에 근접한 영역의 이미지만이 초기 상태로 돌아가게 할 것이다. 도 17a 의 스타일러스 (1308) 처럼, 지우개 (1450) 는 또한 파형 소거가 개시되도록 전압 제어기에 무선으로 연결되는 스위치 (미도시) 를 포함할 수도 있다. 물론, 지우개 (1450)(또는 스타일러스 (1308)) 가 전압 제어기에 직접 배선되는 것이 또한 가능하다. 직접 배선은 무선 주파수 간섭의 소스를 감소시키는 것이 바람직한 병원과 같은 민감한 환경에 더 적합할 수도 있다.
자기 전기영동 디스플레이에서 능동 매트릭스 백플레인에 대한 요건이 없기 때문에, 도 19 에 나타낸 바와 같이, 대형 포맷 자기 전기영동 디스플레이 (1575) 를 생성하는 것은 매우 간단하다. 이러한 디스플레이는1 m2 초과 면적, 예를 들어 10 m2 초과 면적, 예를 들어 20 m2 초과 면적, 예를 들어 50 m2 초과 면적, 예를 들어 100 m2 초과 면적일 수도 있다. 이론적으로 킬로미터 길이의 자기 전기영동 디스플레이를 생성하는 것이 가능하지만, 대형 포맷 자기 전기영동 디스플레이는 통상적으로 200m2 보다 작다. 간단한 구성 및 최소 전력 요건들 때문에, 4m2 자기 전기영동 디스플레이는 충전식 배터리로 전력을 공급받을 수 있으며, 이로써 휴대가 간편하고 유틸리티가 없는 설정에 설치하기에 적합하게 할 수 있다. 대형 포맷 자기 전기영동 디스플레이 (1575) 는 통상적으로 스타일러스 (1508) 와 통신하는 무선 수신기 (1580) 를 포함함으로써, 사용자가 로컬 소거 파형 모드로 간단히 스위칭할 수 있게 한다. 대형 포맷 자기 전기영동 디스플레이 (1575) 는 또한 글로벌 소거 버튼 (1590) 을 포함할 수도 있으며, 이로써 사용자가 클린 드로잉 표면을 신속하게 재생성할 수 있게 한다. 대형 자기 전기영동 디스플레이 (1575) 는 유연성 재료로부터 구축될 수 있기 때문에, 대형 자기 전기영동 디스플레이 (1575) 는 기둥, 파이프 및 덕트와 같은 비평면 표면 상에 설치될 수 있다.
교실 사이즈의 드로잉 보드와 같은 대형 디스플레이에서는, 세그먼트들로부터 백플레인의 어떤 부분이 로컬 소거를 위해 활성화되어야 했는지를 제어하게 될 일련의 스위치들까지 개별 트레이스들을 갖는 세그먼트화된 백플레인을 채용함으로써 개선될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 스타일러스 (1508) 는 또한 로컬 소거를 활성화하는 버튼이 푸시되었을 때 스타일러스 (1508) 가 어디에 위치했는지를 스타일러스 (1508) 가 무선 수신기 (1580) 에 알리게 되도록 위치 감지 기능성을 포함할 수도 있다. 이러한 위치 감지는 IR 센서 (1560), 또는 디스플레이 표면 상의 마이크로도트들의 패턴을 인식함으로써 디스플레이의 위치를 감지하는 스타일러스 (1508) 상의 광학 센서, 또는 자기 스타일러스 (1508) 의 위치를 감지하는 기입 표면 뒤의 디지타이징 그리드로 달성될 수 있다.
실시예들
예 1 - 기입 속도의 함수로서의 콘트라스트 비
자기 전기영동 디스플레이 시스템은 하기에 설명된 바와 같이 구축되었다. 또한 도 3 및 도 7 을 참조한다. 전기 전도성, 광 투과성 전면 기판은 5mil PET/ITO OC300 (St. Gobain) 으로 형성되었다. 블랙 및 화이트 마이크로 캡슐화된 자기 매체를 포함하는 구획화된 자기 기입가능 잉크 매체의 층이 준비되었으며, 자기 내부 위상은 양으로 하전된 자기 블랙 안료에서 야기된 LMA (라우릴 메타크릴레이트) 폴리머화 및 Z6032 실란 표면 처리에 의한 Bayferrox 318M 마그네틱 블랙이다. 비-자기 화이트 안료는 Solsperse 19000 충전제로 Isopar E 내부 위상 유체에서 음으로 하전된 티타늄 이산화물을 포함한다. 마이크로캡슐화 후, 마이크로캡슐은 클리어 전도체 상의 제 1 기판 상에 직접 코팅된 양이온 PVOH 폴리머 CM-318 바인더 재료와 블렌딩되고 건조된다. 마이크로캡슐 바인더 슬러리의 백플레인으로의 라미네이션을 위해 사용된 접착제는 세그먼트화된 VRA 접착제이다. 테스트를 위해 백플레인은 전체 디스플레이 영역을 커버하는 단일 스위칭 픽셀을 생성하기 위해 스크린 인쇄된 탄소 전도체로 코팅된 5mil PET 기판 (MELINEX ST504, Tekra, New Berlin, WI) 으로부터 구축되었다 (광 투과성 백플레인을 생성하기를 원하는 경우, 백플레인은 또한 상술한 바와 같이 PET/ITO OC300 으로 만들어질 수도 있다). 스택은 전면 전도체 및 캡슐 층의 손상을 방지하기 위해 기계적 보호 층을 수용하였다 (얇은 유리가 또한 활용되었으며 이는 스타일러스로부터 훨씬 더 많은 기계적 보호를 제공하지만 부가된 두께가 스타일러스의 성능을 저해한다). 전자기기로의 연결을 위해 2 개의 트레이스 전기 테일들이 생성되었으며, 하나는 연속 백플레인 전극에 연결되고 다른 하나는 연속 전면 전극에 연결된다. 전압 드라이버가 전기 테일들 사이에 커플링되어 +/- 30V 의 글로벌 소거 펄스 뿐만 아니라, 로컬 소거를 위한 저전압 복합 시퀀스를 제공한다. 드라이버는 시퀀스를 제어하기 위해 마이크로제어기를 포함하였고 구동 펄스의 종료 시 파형을 플로팅 또는 접지하도록 구성되었다.
자기 기입 스타일러스는 샤프 펜슬과 비슷하게 만들어진 플라스틱 홀더에 2mm 너비의 N50 원통형 자석을 갖는 펜과 같은 형상의 홀더에서의 영구 자석으로 구축되었다 (자석의 문헌 강도는 자석 표면에서 1000-2000 가우스이다). 자기 지우개/스타일러스는 자석의 표면에서 80-200 가우스를 측정한 약한 페라이트 자석으로 만들어졌다. 지우개는 약 7cm2 의 접촉 표면을 가졌고 폴들 사이에 약 1-2mm 간격으로 스트라이프형 N/S 폴링을 포함하였다.
콘트라스트 비에 대한 기입 속도의 효과는 전기 구동된 화이트 및 어두운 상태가 각각 78.4 L* 및 15.6 L* 인, 도 5a 내지 도 5c 에 도시된 것과 유사한 자기 잉크에 대해 측정되어, 27:1 의 글로벌 소거 모달리티에 대한 콘트라스트 비를 제공하였다. 이전에 설명된 바와 같이, "기입" 그레이 상태 콘트라스트 비는 시작 상태 (화이트 또는 블랙) 에 의존하며, 통상적으로 5 와 17 사이의 콘트라스트 비를 갖는다.
콘트라스트 비와 기입 속도 사이의 관계를 체계적으로 평가하기 위해, 50 가우스의 자석을 갖는 자기 스타일러스가 원하는 레이트로 선형 이동을 위해 프로그램될 수 있는 컴퓨터 인터페이스 트래블러에 커플링되었다. 트래블러는 스타일러스가 주어진 레이트로 500mm 시트의 자기 전기영동 디스플레이에 걸쳐 이동하게 하였고 결과의 그레이 기입 상태는 교정된 광 소스 및 표준화된 반사 표면들을 갖는 광학 벤치를 사용하여 L *에 대해 평가되었다. 다양한 속도에서 자기 스타일러스에 의한 기입의 콘트라스트 비에 대한 영향은 도 20 에 나타나 있다. 도 20 에 나타낸 바와 같이, 자기 전기영동 디스플레이를 기입 디바이스로서, 심지어 정상 기입 속도의 두배에서도 사용하기에 충분한 콘트라스트가 있다. 매우 높은 자기 스타일러스 속도에서는 콘트라스트 비가 감소하지만, 이들은 정상 기입을 위해 필요한 것보다 속도가 더 높다. 상이한 그레이 음영은 가변 전류를 갖는 전자석 (하기 참조) 을 사용하여 또는 예를 들어 (적절한 스타일러스 디자인을 사용하여 기입 압력을 변경하여 달성될 수 있는) 액티브 영역으로부터 스타일러스 팁의 거리를 변경함으로써, 자기장 강도를 조정하는 것에 의해 또는 상이한 스타일러스 설계에 의해 형성될 수 있다.
자기 전기영동 필름의 응답 시간이 너무 빨라서 200mm/초까지의 속도로 디스플레이 표면에서 적어도 약 30 가우스의 자기장을 생성하는 스타일러스로 기입할 때 레이턴시가 인지되지 않는다. 더 낮은 자기장 또는 더 빠른 기입 속도를 사용하는 경우, 기입된 이미지의 콘트라스트 비가 감소되었지만, 시간적 랙은 없다. 정상 핸드라이팅에서, 60-120 mm/초 범위의 속도가 일반적으로 직면되지만, 드로잉 및 음영에 대해 더 빠른 속도가 필요할 수도 있다.
예 2 - 전자석 주파수의 함수로서의 가변 선폭
상술한 자기 전기영동 디스플레이는 함수 생성기에 연결된 전자기 스타일러스와 조합함으로써, 전기장의 진폭 및 주파수를 변경할 수 있게 하였다. 개별적으로 디스플레이를 스위칭하는데 필요한 임계 미만이게 될 전기장 및 자기장의 조합은 로컬 광학 상태를 변경하는데 사용될 수 있다. 따라서, 도 5a 내지 도 5c 에 도시된 순수하게 자기적으로 기입된 광학 상태가 블랙 입자의 체이닝에 의해 생성된 그레이 상태이지만, 교번 자기장 성분을 부가하면 도 21a 내지 도 21c 에 나타낸 바와 같이, 로컬 기입된 영역에서 더 극단적인 광학 콘트라스트를 생성할 수 있다. 전자기 스타일러스의 사용은 인가된 자기장을 동적으로 변경하는 기회를 부여한다. 예를 들어, 전자석으로 뒤에서 자기 전기영동 매체를 어드레싱함으로써, 100 μm 이하의 화이트 온 블랙의 선폭을 생성하는 것이 가능하다. 도 21b 를 참조한다. 또한 전자기 기입 헤드에 공급된 교류 전류의 주파수를 변경하면 이미지 외관을 변경할 수 있다. 도 21c 는 기입가능 필름의 밑면에 인접하여 위치되고 함수 생성기를 통해 전력이 공급되는 전자기 기입 헤드를 사용하는 이러한 효과를 나타낸다. 도 21a 내지 도 21c 는 함께, 선형 또는 2 차원 멀티 픽셀 어레이 자기 인쇄 헤드가 TFT 또는 멀티-세그먼트화된 백플레인의 비용을 부가할 필요없이 자기 전기영동 필름 상으로 고해상도 이미지를 기입하는데 사용될 수 있음을 제안한다. 또한 자기 전기영동 안료의 전하를 주의깊게 튜닝함으로써, 특정 주파수의 전자석으로만 매체를 어드레싱하는 것이 가능하며, 이로써 매체가 적절한 주파수의 기입 헤드 없이 추가 변경으로부터 기입되고 "록킹" 될 수 있게 한다.
실시예 3 - 레드 복합 자기 입자들의 준비
Paliotan Red 6475 안료 (BASF) 및 50nm 마그네타이트 (Sigma Aldrich) 가 1:1 (wt:wt) 의 비율로 혼합되어 50g 의 전체 안료 프리믹스를 만들었다. 결과의 혼합물은 3.46μM SDS 및 1.66μM KHCO3 으로 탈이온수에서 12.5 %wt 로 분산되었다. 결과의 분산액은 3.46 μM SDS 및 1.66μM KHCO3 으로 0.50g 의 2.21mmol 헥사데칸 및 3.0g 의 40kDa PVP 와 함께 4.25g 의 모노머 혼합물 (76:4:5 (wt:wt:wt) 메틸 메타크릴레이트 : 메타크릴 산 : 디비닐벤젠) 로 탈이온수에서 2.83 % (wt : wt) 분산액과 혼합되었다. 전체 안료 대 전체 모노머의 결과 비율은 11.76:1 (wt : wt) 이었다. 분산액은 1 시간 동안 롤링되었고 1 시간 동안 배쓰 초음파처리되었다. 최종 혼합된 모노머 및 이중 안료 분산액은 그 후 오버헤드 교반기가 장비된 자켓형 1L 반응기에 첨가되고 격렬하게 교반되며, 1 시간 동안 75℃로 가열되었다. 가열 동안, 분산액은 처음 45 분 동안 N2(g) 로 살포된 후, 반응의 나머지 동안 N2 의 블랭킷 하에 유지되었다. 다음으로, 50mL 의 14.1μM 황산 칼륨 (KPS) 용액이 1.67mL/분으로 30 분에 걸쳐 반응에 첨가되었다. 그 후 반응은 75℃ 에서 18 시간 동안 교반되었다. 안료는 탈이온수에서 800mL 로 희석되고 7000xg 에서 45 분 동안 원심분리되었다. 안료 펠렛은 그 후 800mL 의 에탄올에 재분산되고 강한 자석이 사용되어 자기 입자를 플라스크 바닥에 대해 고정화하는데 사용되는 한편 나머지 착색된 에탄올은 옮겨졌다. 결과의 안료 케이크는 진공 오븐에서 18-24 시간 동안 70℃ 에서 건조되었다. 결과의 레드 자기 안료는 실시예 1 에서 설명된 바와 같이 자기 전기영동 디스플레이에 통합되었다. 디스플레이는 자기 스타일러스로 어드레싱할 수 있었지만, 시작 상태가 화이트였기 때문에 (도 5b 참조) 스타일러스 기입은 도 5d 의 기입 상태와 유사한 핑크 (레드였던 "어두운" 상태와 화이트 사이의 중간) 로서 나타났다.
이와 같이 본 출원의 기술의 여러 양태들 및 실시형태들을 설명하였지만, 다양한 변경, 수정 및 개선이 당업자에게 쉽게 발생할 수 있다는 것을 알아야 한다. 이러한 변경, 수정 및 개선은 애플리케이션에서 설명된 기술의 정신 및 범위 내에 있도록 의도된다. 예를 들어, 당업자는 기능을 수행하고 및/또는 본 명세서에 설명된 결과 및/또는 하나 이상의 이점들을 획득하기 위한 다양한 다른 수단 및/또는 구조를 쉽게 구상할 것이고, 및 이러한 변형 및/또는 수정 각각이 본 명세서에 설명된 실시형태들의 범위 내에 있는 것으로 여겨진다. 당업자는 본 명세서에 설명된 특정 실시형태들에 대한 많은 등가물들을, 단지 일상적인 실험만을 사용하여 인식하고 확인하는 것이 가능할 것이다. 따라서, 전술한 실시형태들은 단지 예로서 제시된 것이며, 첨부된 청구항 및 그에 대한 등가물의 범위 내에서, 발명의 실시형태들은 구체적으로 설명된 것과 다르게 실시될 수도 있음을 이해해야 한다. 또한, 본 명세서에 설명된 2 이상의 피처들, 시스템들, 물품들, 재료들, 키트들 및/또는 방법들의 임의의 조합은, 그러한 피처들, 시스템들, 물품들, 재료들, 키트들 및/또는 방법들이 상호 일치하지 않는 경우, 본 개시의 범위 내에 포함된다.

Claims (26)

  1. 입자들을 포함하는 자기 전기영동 매체를 소거하기 위한 방법으로서,
    상기 자기 전기영동 매체에 전기장 자극 (stimulus) 을 제공하는 단계로서, 상기 전기장 자극은 0 보다 크지만 상기 자기 전기영동 매체가 5 초 내에 제 1 상태에서 제 2 상태로 스위칭하게 하기에는 불충분하며, 상기 제 1 상태 및 상기 제 2 상태는 적어도 10L* 만큼 상이한, 상기 전기장 자극을 제공하는 단계; 및
    상기 자기 전기영동 매체에 비-전기장 자극을 제공함으로써, 상기 자기 전기영동 매체가 상기 제 1 상태에서 상기 제 2 상태로 스위칭하게 하는 단계를 포함하는, 자기 전기영동 매체를 소거하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비-전기장 자극은 자기, 초음파, 압력, 진동, 광, 또는 열인, 자기 전기영동 매체를 소거하기 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 비-전기장 자극은 자기이고, 자기 자극은 스타일러스에 의해 제공되는, 자기 전기영동 매체를 소거하기 위한 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스타일러스는 상기 스타일러스의 표면에서 10 과 1000 가우스 사이의 필드 강도를 제공하는 자석을 포함하는, 자기 전기영동 매체를 소거하기 위한 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 비-전기장 자극은 자기이고, 자기 자극은 스트라이프형-폴 자기 재료에 의해 제공되는, 자기 전기영동 매체를 소거하기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기 전기영동 매체는 전기적으로 하전된 강자성 입자들을 포함하는, 자기 전기영동 매체를 소거하기 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기장 자극은 상기 자기 전기영동 매체가 동일한 기간에 걸쳐 상기 제 1 상태에서 상기 제 2 상태로 스위칭하게 하는데 필요한 전압의 절반 미만인, 자기 전기영동 매체를 소거하기 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전기장 자극은 시변 파형을 포함하는, 자기 전기영동 매체를 소거하기 위한 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 자기 전기영동 매체 상의 잔여 전압을 결정하는 단계; 및
    상기 자기 전기영동 매체 상의 상기 잔여 전압을 약화시키기 위해 시변 파형을 수정하는 단계를 더 포함하는, 자기 전기영동 매체를 소거하기 위한 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 잔여 전압을 결정하는 단계는 상기 잔여 전압을 측정하는 단계를 포함하는, 자기 전기영동 매체를 소거하기 위한 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 잔여 전압을 결정하는 단계는 상기 잔여 전압을 계산하는 단계를 포함하는, 자기 전기영동 매체를 소거하기 위한 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 시변 파형은 상기 시변 파형의 오프셋을 변경하거나, 또는 상기 시변 파형의 듀티 사이클을 변경하거나, 또는 상기 시변 파형의 진폭을 변경함으로써 수정되는, 자기 전기영동 매체를 소거하기 위한 방법.
  13. 제 1 단부 및 제 2 단부를 가진 바디를 갖는 스타일러스로서,
    상기 제 1 단부에 근접하고 상기 제 1 단부에서 500 가우스와 5000 가우스 사이의 제 1 자기장을 제공하는 제 1 자석;
    상기 제 2 단부에 근접하고 상기 제 2 단부에서 10 가우스와 500 가우스 사이의 제 2 자기장을 제공하는 제 2 자석;
    상기 바디 내의 무선 송신기; 및
    상기 무선 송신기에 동작가능하게 연결된, 상기 스타일러스의 상기 바디 상의 스위치를 포함하는, 스타일러스.
  14. 기입 시스템으로서,
    광 투과성인 제 1 전극,
    제 2 전극,
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 배치된 자기 전기영동 매체로서, 상기 자기 전기영동 매체는 하전된 자기 입자들을 포함하는, 상기 자기 전기영동 매체를 포함하는, 자기 전기영동 디스플레이;
    자기 팁을 포함하는 스타일러스; 및
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 전압을 공급하도록 구성된 전압 제어기로서, 2 개의 모드들:
    상기 전압 제어기가 상기 하전된 자기 입자들을 상기 제 1 전극에서의 뷰잉 표면을 향해 구동하기에 충분한 제 1 전압을 제공하는 제 1 (글로벌 소거) 모드, 및
    상기 전압 제어기가 0 보다 큰 제 2 전압을 제공하지만 상기 하전된 자기 입자들을 5 초 내에 상기 제 1 전극에서의 상기 뷰잉 표면으로 구동하기에는 불충분한, 그러나 보충 자기장이 공급될 때 상기 제 1 전극에서의 상기 뷰잉 표면으로 상기 하전된 자기 입자들을 구동하기에는 충분한 제 2 (로컬 소거) 모드
    를 갖는, 상기 전압 제어기를 포함하는, 기입 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 하전된 자기 입자들은 강자성인, 기입 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 하전된 자기 입자들은 블랙인, 기입 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 자기 전기영동 매체는 상기 자기 입자들로부터 반대 전하를 갖는 비자기 화이트 입자들을 더 포함하는, 기입 시스템.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 자기 전기영동 매체는 착색되는, 기입 시스템.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 하전된 자기 입자들은 화이트인, 기입 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 자기 전기영동 매체는 상기 자기 입자들로부터 반대 전하를 갖는 비-자기 다크-착색된 입자들을 더 포함하는, 기입 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 자기 전기영동 매체는 착색되는, 기입 시스템.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 스타일러스 및 상기 전압 제어기는 서로 무선으로 통신하도록 구성되는, 기입 시스템.
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 전압은 20 V 초과인, 기입 시스템.
  24. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 전압은 20 V 미만인, 기입 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 2 전압은 50 % 미만의 듀티 사이클을 갖는 파형으로서 제공되는, 기입 시스템.
  26. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 광-투과성인, 기입 시스템.
KR1020217019021A 2018-12-21 2019-12-19 자기 전기영동 기입 매체에서 서브-임계 어드레싱 및 소거 KR102610376B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862784301P 2018-12-21 2018-12-21
US62/784,301 2018-12-21
US201962789239P 2019-01-07 2019-01-07
US62/789,239 2019-01-07
PCT/US2019/067672 WO2020132362A1 (en) 2018-12-21 2019-12-19 Sub-threshold addressing and erasing in a magneto-electrophoretic writing medium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210088000A true KR20210088000A (ko) 2021-07-13
KR102610376B1 KR102610376B1 (ko) 2023-12-05

Family

ID=71097178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217019021A KR102610376B1 (ko) 2018-12-21 2019-12-19 자기 전기영동 기입 매체에서 서브-임계 어드레싱 및 소거

Country Status (8)

Country Link
US (3) US11221685B2 (ko)
EP (1) EP3899655A4 (ko)
JP (2) JP7166461B2 (ko)
KR (1) KR102610376B1 (ko)
CN (1) CN113168064A (ko)
RU (1) RU2767722C1 (ko)
TW (2) TWI773399B (ko)
WO (1) WO2020132362A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102610376B1 (ko) * 2018-12-21 2023-12-05 이 잉크 코포레이션 자기 전기영동 기입 매체에서 서브-임계 어드레싱 및 소거
US11086417B2 (en) 2019-08-08 2021-08-10 E Ink Corporation Stylus for addressing magnetically-actuated display medium
CN112565044B (zh) 2019-09-10 2023-08-25 华为技术有限公司 报文处理方法及装置
EP4155883A1 (en) 2021-09-24 2023-03-29 Freshape SA A writable-erasable medium and a hand holdable writing device
CN114077115A (zh) * 2021-11-19 2022-02-22 京东方科技集团股份有限公司 电子纸显示面板、驱动方法、驱动装置及电子纸设备
EP4273673A1 (en) * 2022-05-05 2023-11-08 Freshape SA A full-color, writable-erasable display system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040083923A (ko) * 2003-03-25 2004-10-06 경북대학교 산학협력단 외부장 구동 마이크로캡슐형 디스플레이 패널 제조 방법
JP2004325632A (ja) * 2003-04-23 2004-11-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 表示装置及びその製造方法
JP2007512579A (ja) * 2003-11-26 2007-05-17 イー インク コーポレイション 低残留電圧の電気光学ディスプレイ
KR20110112144A (ko) * 2010-04-06 2011-10-12 주식회사 이미지앤머터리얼스 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치, 이미지 시트 및 이들의 제조 방법
US20160239113A1 (en) * 2015-02-17 2016-08-18 E Ink Corporation Electromagnetic writing apparatus for electro-optic displays

Family Cites Families (77)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3292171A (en) 1964-08-31 1966-12-13 Collins Radio Co Display device depositing suspended particles by selective magnetization of a viewable surface
US3683382A (en) 1969-05-29 1972-08-08 Honeywell Inc Recording medium responsive to force fields and apparatus for recording and reproducing signals on the medium
JPS5947676B2 (ja) 1977-04-11 1984-11-20 株式会社パイロット 磁気パネル
US5057363A (en) 1989-12-27 1991-10-15 Japan Capsular Products Inc. Magnetic display system
GB2292119B (en) 1994-08-10 1998-12-30 Chemitech Inc A process for producing a magnetic display sheet using microcapsules
US5745094A (en) 1994-12-28 1998-04-28 International Business Machines Corporation Electrophoretic display
US7352353B2 (en) 1995-07-20 2008-04-01 E Ink Corporation Electrostatically addressable electrophoretic display
US7411719B2 (en) 1995-07-20 2008-08-12 E Ink Corporation Electrophoretic medium and process for the production thereof
US7999787B2 (en) 1995-07-20 2011-08-16 E Ink Corporation Methods for driving electrophoretic displays using dielectrophoretic forces
US6866760B2 (en) 1998-08-27 2005-03-15 E Ink Corporation Electrophoretic medium and process for the production thereof
US7002728B2 (en) 1997-08-28 2006-02-21 E Ink Corporation Electrophoretic particles, and processes for the production thereof
US7075502B1 (en) 1998-04-10 2006-07-11 E Ink Corporation Full color reflective display with multichromatic sub-pixels
CA2329173A1 (en) 1998-04-27 1999-11-04 E Ink Corporation Shutter mode microencapsulated electrophoretic display
US6241921B1 (en) 1998-05-15 2001-06-05 Massachusetts Institute Of Technology Heterogeneous display elements and methods for their fabrication
US6271823B1 (en) 1998-09-16 2001-08-07 International Business Machines Corporation Reflective electrophoretic display with laterally adjacent color cells using a reflective panel
US6184856B1 (en) 1998-09-16 2001-02-06 International Business Machines Corporation Transmissive electrophoretic display with laterally adjacent color cells
US6144361A (en) 1998-09-16 2000-11-07 International Business Machines Corporation Transmissive electrophoretic display with vertical electrodes
US6225971B1 (en) 1998-09-16 2001-05-01 International Business Machines Corporation Reflective electrophoretic display with laterally adjacent color cells using an absorbing panel
JP3587435B2 (ja) * 1998-10-16 2004-11-10 株式会社タカラ 表示パネル
AU2575700A (en) 1999-02-19 2000-09-04 Nok Corporation Method for producing display panel and display panel
US7012600B2 (en) * 1999-04-30 2006-03-14 E Ink Corporation Methods for driving bistable electro-optic displays, and apparatus for use therein
US8009348B2 (en) 1999-05-03 2011-08-30 E Ink Corporation Machine-readable displays
US6672921B1 (en) 2000-03-03 2004-01-06 Sipix Imaging, Inc. Manufacturing process for electrophoretic display
US6788449B2 (en) 2000-03-03 2004-09-07 Sipix Imaging, Inc. Electrophoretic display and novel process for its manufacture
AU2002250304A1 (en) 2001-03-13 2002-09-24 E Ink Corporation Apparatus for displaying drawings
US7679814B2 (en) 2001-04-02 2010-03-16 E Ink Corporation Materials for use in electrophoretic displays
CN1282027C (zh) * 2001-04-02 2006-10-25 伊英克公司 具有改善的图像稳定性的电泳介质
WO2002093245A1 (en) 2001-05-15 2002-11-21 E Ink Corporation Electrophoretic displays containing magnetic particles
US6982178B2 (en) 2002-06-10 2006-01-03 E Ink Corporation Components and methods for use in electro-optic displays
US7535624B2 (en) 2001-07-09 2009-05-19 E Ink Corporation Electro-optic display and materials for use therein
US8558783B2 (en) 2001-11-20 2013-10-15 E Ink Corporation Electro-optic displays with reduced remnant voltage
JP3572045B2 (ja) * 2001-11-27 2004-09-29 株式会社日本カプセルプロダクツ 磁気ディスプレー
US6950220B2 (en) 2002-03-18 2005-09-27 E Ink Corporation Electro-optic displays, and methods for driving same
US7580180B2 (en) * 2002-03-21 2009-08-25 Sipix Imaging, Inc. Magnetophoretic and electromagnetophoretic displays
JP2005524110A (ja) 2002-04-24 2005-08-11 イー−インク コーポレイション 電子表示装置
US7839564B2 (en) 2002-09-03 2010-11-23 E Ink Corporation Components and methods for use in electro-optic displays
JP2004194791A (ja) 2002-12-17 2004-07-15 Tomy Co Ltd メッセージ人形セット
US7050040B2 (en) * 2002-12-18 2006-05-23 Xerox Corporation Switching of two-particle electrophoretic display media with a combination of AC and DC electric field for contrast enhancement
US6922276B2 (en) 2002-12-23 2005-07-26 E Ink Corporation Flexible electro-optic displays
US6831771B2 (en) 2003-01-08 2004-12-14 Sipix Imaging Inc. Electronic whiteboard using electrophoretic display
US8319759B2 (en) 2003-10-08 2012-11-27 E Ink Corporation Electrowetting displays
CN100449595C (zh) 2003-10-08 2009-01-07 伊英克公司 电润湿显示器
CN100357993C (zh) * 2004-04-23 2007-12-26 漳立冰 电磁驱动多色显示装置、显示书写装置及其制造方法
JP4633793B2 (ja) 2004-07-27 2011-02-16 イー インク コーポレイション 電気光学ディスプレイ
US7453445B2 (en) 2004-08-13 2008-11-18 E Ink Corproation Methods for driving electro-optic displays
US20060132430A1 (en) * 2004-12-21 2006-06-22 Eastman Kodak Company Color-changing electronic signage
US8629839B2 (en) * 2005-06-17 2014-01-14 Sharp Laboratories Of America, Inc. Display screen translator
US8416197B2 (en) * 2007-06-15 2013-04-09 Ricoh Co., Ltd Pen tracking and low latency display updates on electronic paper displays
US8139039B2 (en) 2007-07-31 2012-03-20 Kent Displays, Incorporated Selectively erasable electronic writing tablet
US8964282B2 (en) 2012-10-02 2015-02-24 E Ink California, Llc Color display device
JP5262797B2 (ja) * 2009-02-16 2013-08-14 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 画像表示装置
KR20090086192A (ko) * 2009-07-22 2009-08-11 주식회사 나노브릭 광결정성을 이용한 표시 방법 및 장치
KR100974913B1 (ko) * 2009-12-02 2010-08-10 주식회사 나노브릭 전자기 영동성을 이용한 표시 방법 및 장치
PL2343344T3 (pl) 2010-01-08 2018-08-31 Akzo Nobel Coatings International B.V. Kapsułkowanie pigmentów lateksem polimerowym wytworzonym przez polimeryzację w mini-emulsji
CN101893801B (zh) * 2010-07-05 2012-11-07 友达光电股份有限公司 可触压输入的显示装置及其方法
WO2012162095A2 (en) 2011-05-21 2012-11-29 E Ink Corporation Electro-optic displays
US8493319B2 (en) * 2011-06-15 2013-07-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Electronic paper with semiconducting coating
US20140085706A1 (en) 2011-10-10 2014-03-27 Arkema France Polychrome electrophoretic ink, associated display device and manufacturing process
US10282033B2 (en) * 2012-06-01 2019-05-07 E Ink Corporation Methods for updating electro-optic displays when drawing or writing on the display
JP6205985B2 (ja) * 2013-08-23 2017-10-04 ソニー株式会社 表示装置
NL2011431C2 (en) * 2013-09-12 2015-03-16 Hj Patents B V Multiple display device.
US10444553B2 (en) * 2014-03-25 2019-10-15 E Ink California, Llc Magnetophoretic display assembly and driving scheme
US11185836B2 (en) 2014-11-25 2021-11-30 Nanyang Technological University Method for preparing a magnetic chain structure
EP3254276A4 (en) 2015-02-04 2018-07-11 E Ink Corporation Electro-optic displays with reduced remnant voltage, and related apparatus and methods
CN107209434B (zh) * 2015-02-18 2020-10-09 伊英克公司 可寻址电光显示器
WO2017004113A1 (en) * 2015-06-30 2017-01-05 E Ink Corporation Multi-layered electrophoretic displays
JP6571276B2 (ja) * 2015-08-31 2019-09-04 イー インク コーポレイション 描画デバイスの電子的な消去
US10545622B2 (en) * 2016-05-20 2020-01-28 E Ink Corporation Magnetically-responsive display including a recording layer configured for local and global write/erase
US20180246597A1 (en) * 2017-02-28 2018-08-30 E Ink California, Llc Writeable electrophoretic display and pen configured to write on electrophoretic display with disappearing ink and electromagnetic sensing
WO2018160546A1 (en) * 2017-02-28 2018-09-07 E Ink Corporation Writeable electrophoretic displays including sensing circuits and styli configured to interact with sensing circuits
CN110785699B (zh) 2017-06-16 2023-07-04 伊英克公司 可变透射电泳装置
US11513413B2 (en) * 2018-10-30 2022-11-29 E Ink Corporation Electro-optic media and writable display incorporating the same
WO2020112343A1 (en) * 2018-11-30 2020-06-04 E Ink Corporation Pressure-sensitive writing media comprising electrophoretic materials
KR102610376B1 (ko) * 2018-12-21 2023-12-05 이 잉크 코포레이션 자기 전기영동 기입 매체에서 서브-임계 어드레싱 및 소거
NL2022504B1 (en) * 2019-02-04 2020-08-19 Elstar Dynamics Patents B V Improved optical modulator
US11086417B2 (en) * 2019-08-08 2021-08-10 E Ink Corporation Stylus for addressing magnetically-actuated display medium
US11846863B2 (en) * 2020-09-15 2023-12-19 E Ink Corporation Coordinated top electrode—drive electrode voltages for switching optical state of electrophoretic displays using positive and negative voltages of different magnitudes

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040083923A (ko) * 2003-03-25 2004-10-06 경북대학교 산학협력단 외부장 구동 마이크로캡슐형 디스플레이 패널 제조 방법
JP2004325632A (ja) * 2003-04-23 2004-11-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 表示装置及びその製造方法
JP2007512579A (ja) * 2003-11-26 2007-05-17 イー インク コーポレイション 低残留電圧の電気光学ディスプレイ
KR20110112144A (ko) * 2010-04-06 2011-10-12 주식회사 이미지앤머터리얼스 멀티 컬러 전기 영동 디스플레이 장치, 이미지 시트 및 이들의 제조 방법
US20160239113A1 (en) * 2015-02-17 2016-08-18 E Ink Corporation Electromagnetic writing apparatus for electro-optic displays

Also Published As

Publication number Publication date
US11614809B2 (en) 2023-03-28
JP2022132648A (ja) 2022-09-08
KR102610376B1 (ko) 2023-12-05
US20220100292A1 (en) 2022-03-31
RU2767722C1 (ru) 2022-03-18
CN113168064A (zh) 2021-07-23
TW202037988A (zh) 2020-10-16
TWI732393B (zh) 2021-07-01
WO2020132362A1 (en) 2020-06-25
EP3899655A4 (en) 2022-08-24
US11221685B2 (en) 2022-01-11
EP3899655A1 (en) 2021-10-27
US11934593B2 (en) 2024-03-19
JP7166461B2 (ja) 2022-11-07
TW202136886A (zh) 2021-10-01
TWI773399B (zh) 2022-08-01
US20230205329A1 (en) 2023-06-29
US20200201454A1 (en) 2020-06-25
JP2022511028A (ja) 2022-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102610376B1 (ko) 자기 전기영동 기입 매체에서 서브-임계 어드레싱 및 소거
JP6527587B2 (ja) 電気光学ディスプレイのための電磁気的書き込み装置
US10324577B2 (en) Writeable electrophoretic displays including sensing circuits and styli configured to interact with sensing circuits
US10388233B2 (en) Devices and techniques for electronically erasing a drawing device
EP3259641B1 (en) Addressable electro-optic display
US10545622B2 (en) Magnetically-responsive display including a recording layer configured for local and global write/erase
WO2018160624A1 (en) Writeable electrophoretic display and stylus configured to write on electrophoretic display with light and electromagnetic sensing
KR101036334B1 (ko) 전기 영동성을 이용한 표시 방법 및 장치
CN114174961B (zh) 用于寻址磁性驱动显示介质的触控笔
CN101248387A (zh) 可重复使用的电子书写以及显示器件
JP2005134627A (ja) 追記可能な画像表示装置および情報処理装置
GB2474430A (en) Display or e-paper pixels using ferrofluids and an immiscible fluid

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant