MXPA98004810A - Dispositivo de visualizacion de bola giratoria que incorpora bolas segmentadas policromaticas - Google Patents

Abstract

Se proporciona un método para manufacturar una bola esferoidal. La bola tiene una anisotropia para proporcionarun momento dipolo eléctrico. El momento dicho eléctrico puede hacer que la bola responda eléctricamente, de modo que cuando la bola es colocada de manera giratoria en un campo eléctrico no oscilante, mientras sea proporciona el momento dipolo eléctrico de la bola, la bola tiende a girar a una orientación en la cual el momento dipolo eléctrico se alinea con el campo. Cada bola esferoidal puede tener una pluralidad de aspectos observables. Un aspecto puede ser observable cuando la bola es orientada rotacionalmente en una primer orientación con respecto a un observador bajo la influencia de un primer campo eléctrico aplicado en la vecindad de la bola, mientras la bola sea depositada de manera giratoria dentro de un sustrato y sea proporcionado el momento dipolo eléctrico de la bola. Un segundo aspecto puede ser observable cuando la bola es orientada rotacionalmente en una segunda orientación. También puede proporcionarse un montaje de electrodo para el aparato modulador de la luz que tiene una pluralidad de bolas esteroidales eléctrica yópticamente anisotrópicas colocadas de manera giratoria en un sustrato.

Description

DISPOSITIVO DE VISUALIZACION DE BOLA. GIRATORIA QUE INCORPORA BOLAS SEMENTADAS POLICROM TICAS DESCRIPCIÓN DE IA INVENCIÓN La invención se relaciona con dispositivos de visualización similares al papel direccionables, reutilizables, con dispositivos de visualización giricón o de bola giratoria, y con el papel eléctrico. El papel eléctrico es un intento por combinar las cualidades deseables del papel con las de los medios de dispositivos de visualización en tiempo real para crear algo que ofrezca lo mejor de ambos mundos. Al igual que el papel ordinario, el papel eléctrico preferiblemente puede ser escrito y borrado, puede ser leido en un ambiente iluminado, y puede retener la información impuesta en ausencia de un campo eléctrico u otra fuerza de retención externa. También al igual que el papel ordinario, el papel eléctrico preferiblemente puede ser hecho en forma de una hoja durable de peso ligero, flexible, que puede ser doblada o enrollada en forma tubular alrededor de cualquier eje y ser colocada convenientemente en el bolsillo de una camisa o abrigo, y posteriormente ser recuperada, reestirada y leida sustancialmente sin pérdida de información. A diferencia aún del papel ordinario el papel eléctrico ) REF: 27772 preferiblemente puede ser utilizado para presentar imágenes a todo movimiento y en tiempo real, asi como imágenes y texto aún. De este modo es adaptable para utilizarse en una pantalla de visualización de sistema de computadora o una televisión. El giricón, también llamado dispositivo de visualización de bola de torsión, dispositivo de visualización de bola giratoria, dispositivo de visualización de partículas, válvula de luz de partículas dipolares, etc., ofrece una tecnología para fabricar una forma de papel eléctrico. De manera breve, un giricón es un dispositivo de visualización direccionable hecho de una multiplicidad de bolas ópticamente anisotrópicas, cada una de las cuales puede hacerse girar selectivamente para presentar una cara deseada a un observador. Por ejemplo, un giricón puede incorporar bolas que tienen cada una dos semiesferas distintas, una negra y la otra blanca, con cada semiesfera tendiendo una característica eléctrica distinta (por ejemplo, potencia zeta con respecto a un fluido eléctrico) , de modo que las bolas son eléctricamente asi como ópticamente anisotrópicas. Las bolas negra y blanca están incrustadas en una hoja de material ópticamente transparente, tal como una capa elastomérica, que contiene una multiplicidad de cavidades esferoidales y es permeada por un fluido dieléctrico transparente, tal como un plastificante. Las cavidades llenas de fluido acomodan las bolas, una bola por cavidad, de modo que se evite que las bolas igren dentro de la hoja. Una bola puede hacerse girar selectivamente dentro de su cavidad llena de fluido respectiva, por ejemplo mediante la aplicación de un campo eléctrico, para presentar cualquiera de las semiesferas negra o blanca a un observador que esté viendo la superficie de la hoja. De este modo, mediante la aplicación de un campo eléctrico dirigido en dos dimensiones (como por medio de un esquema de dirección de matriz) , los lados negro y blanco de las bolas pueden ser obligados a aparecer como los elementos de la imagen (por ejemplo, pixeles o subpixeles) de una imagen desplegada. Los dispositivos de visualización giricón pueden ser hechos de modo que tengan muchas de las cualidades deseables del papel, tales como la flexibilidad y la retención estable de una imagen desplegada en ausencia de energía, no encontrada en los CRT, LCD, u otros medios de visualización convencionales. Los dispositivos de visualización giricón también pueden ser hechos de modo que no sean similares al papel, por ejemplo, en forma de una pantalla de visualización rígida para dispositivos de visualización de panel plano. El giricón se describe además en la Patentes. Estadounidenses incorporadas aqui como referencia posteriormente.

Típicamente, los dispositivos de visualización giricón conocidos, se hacen de bolas bicrómicas que son negras en una semiesfera y blancas en la otra. También se conocen otros tipos de bolas. Por ejemplo, la Patente Estadounidense No. 4,261,653 (Goodrich) muestra una bola de capas múltiples, aunque está es hecha al menos en parte de vidrio y su uso depende de un esquema de dirección que involucra campos eléctricos de alta frecuencia. Aunque el giricón representa un paso importante hacia la meta de un papel eléctrico, existe aún mucho camino por recorrer. Por ejemplo, un giricón construido de bolas negras y blancas no puede proporcionar una imagen de colores múltiples. Como otro ejemplo, un giricón diseñado para operar en la luz reflejada en el ambiente no puede proporcionar un dispositivo de visualización proyector o transmisor. La invención proporciona una tecnología de giricón avanzado que puede proporcionar un intervalo más completo de capacidades de visualización preservando a la vez ventajas similares a las del papel. La invención será comprendida mejor con referencia a los dibujos y descripción siguientes. En los dibujos, referencias numéricas similares indican componentes similares.

Breve Descripción de loa Dibujos La FIGURA 1 ilustra una técnica para fabricar las bolas del giricón bicromáticas de la técnica anterior; Las FIGURAS 2A-2B ilustran bolas de giricón bicromáticas obtenidas utilizando velocidades de flujo de liquido diferentes; Las FIGURAS 2C-2D son vistas en corte transversal ampliadas de los bordes de un disco al cual se aplicaron liquidos plásticos pigmentados a velocidades de flujo diferentes; Las FIGURAS 3A-3D ilustran un montaje de disco múltiple para fabricar bolas de giricón policromáticas; Las FIGURA 4A-4B muestran vistas de múltiples cortes laterales y en planta, respectivamente, de bolas de giricón de color resaltado; La FIGURA 5 ilustra un ejemplo de un dispositivo de visualización giricón de color resaltado; La FIGURA 6A ilustra un corte transversal alargado de una porción del dispositivo de visualización giricón de color resaltado; La FIGURA 6B describe un montaje de electrodo utilizado para producir un campo borrable en un dispositivo de visualización giricón de color resaltado; La FIGURA 6C es una vista ampliada de parte de una región rectangular del montaje de electrodo de la FIGURA 6B; La FIGURA 6D es una vista desde el extremo del montaje de electrodo de la FIGURA 6B; La FIGURA 6E ilustra cabezales de conductor colectivo adecuados para producir un campo borrable para un dispositivo de visualización giricón de color resaltado; Las FIGURAS 6F-6G ilustran un borrador para un dispositivo de visualización giricón de color resaltado; La FIGURA 6H ilustra un dispositivo e visualización giricón que tiene electrodos de energía de borrado rebajados, y un estilo de escritura adaptado para utilizarse con estos; La FIGURA 61 ilustra un ejemplo de un dispositivo de visualización giricón de color resaltado con electrodos de borrado y escritura integrados; La FIGURA 7A ilustra una bola de giricón adecuada para construir un giricón de transparencia superpuesto o una pantalla arquitectónica basada en el giricón; La FIGURA 7B ilustra el uso de un giricón de transparencia superpuesto; Las FIGURAS 7C-7D muestran como puede utilizarse un giricón que transmite luz en un modo de proyección; La FIGURA 7E ilustra una aplicación de un giricón en una pantalla arquitectónica; Las FIGURAS 8A-8C ilustran una configuración de electrodo que proporciona un campo inclinado para un giricón; Las FIGURAS 8D-8E son ejemplos de los efectos de un campo inclinado sobre una bola de giricón; La FIGURA 8F ilustra una configuración de electrodo que es una alternativa a la configuración de campo inclinado de las FIGURAS 8A-8C; Las FIGURAS 9A-9C son diferentes vistas de una bola de siete segmentos para un pseudogiricón de cuatro colores; La FIGURA 9D ilustra un pseudogiricón de cuatro colores que tiene una capa de material de soporte o refuerzo; La FIGURA 10A ilustra una bola de giricón de tres segmentos hecha de un segmento interior coloreado rodeado por cualquier lado por segmentos exteriores transparentes; La FIGURA 10B ilustra una hoja elastomérica para un giricón RVA (rojo-verde-azul) a todo color; La FIGURA 10C muestra un arreglo de subpixel para un giricón RVA a todo color; La FIGURA HA ilustra una hoja elastomérica para un giricón de capas múltiples CMA (cian-magenta-amarillo) a todo color; La FIGURA 11B ilustra un pixel en la hoja de la FIGURA HA; La FIGURA 11C describe un corte transversal de una hoja elastomérica para un giricón de capas múltiples CMA; La FIGURA 11D es una vista del despiece de un pixel en la hoja de la FIGURA 11C; La FIGURA HE ilustra una vista del despiece de un giricón CMA. que tiene un equipo de dirección separado por capa; La FIGURA 11F ilustra un giricón CMA que tiene un solo conjunto de equipo de dirección para todas las capas; La FIGURA 11G es una serie de vistas en las cuales la posición del equipo de dirección gira en relación a la hoja de giricón; La FIGURA 11H ilustra el empaque cerrado de las bolas de giricón en un giricón CMA; La FIGURA 11J (por favor nótese que no existe la FIGURA 111) ilustra un giricón de capas múltiples CMAN (cian-magenta-amarilio-negro) a todo color; La FIGURA 12A ilustra una bola de giricón de relé óptico de dos estados, de tres segmentos, para utilizarse en un ambiente de dispositivo de visualización RVA de color; Las FIGURAS 12B-12D son vistas de una bola de giricón de válvula de luz, de dos estados, como la utilizada para revelar u ocultar un punto de color subyacente; La FIGURA 12E ilustra una bola de giricón de relé óptico de tres estados, de cuatro segmentos, para utilizarse en un ambiente de dispositivo de visualización RVA de color; La FIGURA 12F es una vista del despiece de un giricón RVA de color ambiental; Las FIGURAS 12G-12H son vistas de una bola de giricón de relé óptico, de tres estados, ocultando parcialmente un punto de color subyacente; La FIGURA 121 ilustra un modo de iluminación adicional para utilizarse con giricones de relé óptico de dos estados y tres estados; La FIGURA 12J ilustra una alternativa, una modalidad de dos capas del giricón de relé óptico de tres estados; La FIGURA 13 describe de manera esquemática la modulación de la luz en un dispositivo de visualización de color de relé óptico de tres estados, generalizado; La FIGURA 14A es una serie de vistas que muestran bolas de giricón de diferentes tamaños y umbrales en los giricones de umbrales múltiples; Las FIGURAS 14B-14D son gráficas de respuesta de voltaje para diferentes giricones de umbrales múltiples; La FIGURA 14E es una serie de vistas que muestran las etapas sucesivas de dirección en un giricón de campo inclinado, de capas múltiples; La FIGURA 14F es una serie de vistas que muestran saturaciones de color disponibles en un giricón de una sola capa; de umbrales múltiples; La FIGURA 14G es una serie de vistas que muestran las etapas sucesivas de dirección en un giricón de capas múltiples que tiene control de saturación de color de umbrales múltiples dentro de cada capa; La FIGURA 15A ilustra un aparato xerográfico ?n fusión para la colocación de la bola de giricón; La FIGURA 15B es una vista altamente amplificada de una mezcla de pigmento orgánico y perlas, pulverizada, para utilizarse en el aparato de la FIGURA 15A; La FIGURA 15C ilustra un elastómero líquido que está dispersado sobre un elastómero parcialmente curado en el cual las bolas de giricón han sido colocada; y La FIGURA 15D ilustra un aparato de pantalla de seda para la colocación de las bolas de giricón. Estructuras de Giricón Policromáticas de Capas Múltiples La presente invención utiliza bolas de giricón t iriutiax-raáticas, en formas novedosas y en conjunto con otras técnicas í-ovedosas, tales como campos inclinados, para proporcionar una riqueza nuevas posibilidades para los dispositivos de visualización de giricón. La FIGURA 1 ilustra una técnica para fabricar bolas bicromáticas en la técnica anterior, utilizando el aparato ?.

Se aplican liquidos plásticos pigmentados 21, 22 a los lados opuestos ?3- , 12 de un disco giratorio 10, el cual gira uniformemente alrededor del eje 15. La fuerza centrifuga hace que los líquidos 21, 22 fluyan hacia la periferia del disco 10, en donde se combinan en el borde para formar ligamentos dicromáticos 30 que eventualmente se rompen como bolas dicromáticas 40. Cuando los liquidos 21, 22 fluyen con velocidades iguales al borde del disco 10, la técnica produce bolas dicromáticas con semiesferas iguales de color. La FIGURAS 2A-2B ilustran las bolas obtenidas cuando las velocidades de flujo del líquido pigmentado en la técnica de disco giratorio de la FIGURA 1 no' son hechos iguales. En la FIGURA 2A, la bola 240 tiene segmentos 241, 242 unidos en una interfaz plana 243, y en la FIGURA 2B, la bola 260 tiene segmentos 261, 262 unidos en la interfaz plana 263. De este modo en ambas FIGURAS 2A y 2B, las bolas están hechas de segmentos esféricos diferentes de material pigmentado, con una interfaz plana. Esta interfaz plana es importante, como se vera más adelante. Las FIGURAS 2C-2D ilustran como los ligamentos en el borde de un disco giratorio pueden producir las bolas de las FIGURAS 2A-2B. Las FIGURAS 2C-2D muestran vistas en corte transversal ampliadas del borde de un disco giratorio 210 al cual se aplicaron líquidos plásticos pigmentados 221, 222 a velocidades diferentes. - En la FIGURA 2C , se aplica a líquido negro 221 a. una velocidad de flujo menor que el líquido blanco 222. El ligamento resultante 230 contiene un segmento blanco ancho 231 y un segmento negro estrecho 232 separados por una interfaz plana 233. Después del rompimiento, el ligamento 230 produce bolas como la bola 240 mostrada en la FIGURA 2A. En la FIGURA 2D, el líquido negro 221 es aplicado a una velocidad de flujo mayor que el líquido blanco 222 • El ligamento resultante 250 contiene un segmento blanco estrecho 251 y un segmento negro ancho 252 separados por una interfaz plana 253. Después del rompimiento, el ligamento 250 produce bolas como la bola 260 mostrada en la FIGURA 2B. Nuevamente, las interfaces planas son importantes, como se vera más adelante. Las bolas segmentadas de manera no uniforme de las FIGURAS 2A-2B muestran que los ligamentos circulares producidos por el disco giratorio, y las bolas que se derivan de esos ligamentos, actúan como si hubiesen sido hechas de placas, con los anchos de las placas dependiendo de las velocidades de alimentación de los líquidos pigmentados. Para utilizarse una modificación de la técnica de disco giratorio para fabricar bolas policromáticas. La modificación utiliza un montaje de disco giratorio múltiple en lugar de un disco giratorio único. En la FIGURA 3A se ilustra un ejemplo. El montaje 300 tiene tres discos 310, 311, 312 que giran uniformemente alrededor del eje 315. El disco externo cóncavo o "en forma de plato" 310, 312 se curva o inclina hacia el disco interno plano 311 en sus periferias respectivas . Son posibles otras geometrías, y la geometría exacta para una modalidad particular puede ser determinada, por ej emplo, por modelado hidrodinámico, como será apreciado por aquellos expertos en la técnica . El montaj e de tres discos de la FIGURA 3A puede ser utilizado para producir bolas policromáticas que tengan ciertas propiedades útiles , como se discutirá más adelante . Se apreciará, sin embargo, que también pueden utilizarse en la presente invención montaj es que tengan diferentes números de discos, con el número y configuración de los discos variando de acuerdo al tipo de bola que vaya a ser producida . Si se introducen líquidos plásticos pigmentados de manera di ferente a cada lado de cada uno de los tres discos 310 , 311 , 312 en la FIGURA 3A, pueden obtenerse patrones de flujo de líquidos pigmentados en el borde de los discos que pueden obtenerse como resultado en los ligamentos policromáticos que se rompan para formar bolas policromáticas. La FIGURA 3B ilustra una vista en corte transversal ampliada de un ej emplo fluj o de los líquidos plásticos pigmentados en el borde del montaje de tres discos de la FIGUR 3A. El primero y segundo líquidos 321 , 322 fluyen sobre los lados opuestos del disco 310, cuyo borde inclinado hacia abajo puede verse en la figura. El tercer y cuarto líquidos 323, 324 fluyen sobre los lados opuestos del disco 311 y el quinto y sexto líquidos 325, 326 fluyen sobre los lados del disco 312. Los flujos combinados dan lugar al ligamento 330, el cual se rompe en bolas de capas múltiples, tales • como la bola 340 ilustrada en la FIGURA 3C (vista lateral) y la FIGURA 3D (vista en planta) . La FIGURA 340 tiene seis segmentos que corresponden a las seis corrientes del líquido plástico utilizadas para hacer ésta. Los segmentos 341 y 342 se unen en la interfaz plana 343; los segmentos 344 y 345, en la interfaz plana 346; y los segmentos 347 y 348, en la interfaz plana 349. Si se utilizan diferentes pigmentos en los diferentes líquidos plásticos 321, 322, 323, 324, 325, 326, entonces la bola 340 será policromática. En general, un montaje de tres discos similar al mostrado en la FIGURA 3A puede producir bolas de giricón que tengan seis segmentos de hasta seis colores diferentes. De manera más general, puede utilizarse un montaje de discos múltiples con N discos para producir bolas de giricón que tengan hasta 2N segmentos que tengan combinaciones arbitrarias de color. Pueden utilizarse pigmentos o tintes negro, blanco o de otro color, solos o en combinación, de modo que puedan hacerse segmentos de virtualmente cualquier color o tono deseado. Los segmentos pueden hacerse transparentes utilizando líquido plástico no pigmentado, no teñido. Puede hacerse que diferentes segmentos tengan diferentes anchor— ajustando las velocidades de flujo de los diferentes líquidos plásticos utilizados para hacer los segmentos, con las velocidades de flujo más rápidas correspondiendo a los segmentos más anchos y las velocidades más lentas a los segmentos más estrechos de acuerdo a las técnicas ilustradas anteriormente con referencia a las FIGURAS 2A-2D. Puede hacerse que dos o más segmentos adyacentes tengan el mismo color, de modo que se fundan efectivamente para formar un solo segmento más ancho. A manera de ejemplo, cualquier segmento de bola de giricón dado puede ser: negro; blanco; transparente (es decir, esencialmente transparente y sin color, similar al agua o vidrios de ventana comunes) ; un color transparente (por ejemplo, rojo, azul o verde transparente para ciertas aplicaciones de color adicionales; cián magenta o amarillo transparente, como para ciertas aplicaciones de color sustractivas) ; un color opaco de cualquier matiz, saturación y luminancia; cualquier tono de gris, ya sea opaco o translúcido; y así sucesivamente. Por facilidad de referencia, se utilizara el término "colores acromáticos" aquí posteriormente para referirse a colores que carecen esencialmente de cromicidad, es decir, al negro, blanco, gris y transparente y se utilizara el término "colores cromáticos" aquí posteriormente para referirse a otros colores, incluyendo el rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, índigo, violeta, cian, magenta, rosa, marrón, caqui, etc. Giricón de Color Resaltado Las FIGURAS 4A-4B ilustran una bola de giricón 440 que tiene cinco segmentos 441, 442, 443, 444, 445. La FIGURA 4A muestra una vista una vista lateral de la bola 440, ?yL la FIGURA 4B muestra una vista en planta. Como puede observarse en la FIGURA 4A, el segmento central 443 es muy ancho en relación con los otros segmentos, y los segmentos 442 y 444 son muy delgados. El segmento central ancho 443 puede ser hecho utilizando dos segmentos adyacentes más pequeños de pigmento idéntico (no se muestran) . Los segmentos delgados 442 y 444 puede hacerse utilizando velocidades flujo bajas de sus líquidos plásticos pigmentados respectivos. Si los segmentos 441 y 445 se hacen transparentes (Por ejemplo, del líquido plástico transparente que tengan un índice de refracción óptico similar al los índices de refracción del material de la hoja y fluido dialéctico rodeando la bola 440) el segmento 442 se hace de un color oscuro tal como el negro, el segmento 444 se hace en un color contrastante tal como en rojo o azul, y el segmento central ancho 443 se hace blanco, resulta una bola de giricón que es adecuada para color resaltado. Un dispositivo de visualización de color resaltado típicamente proporciona un dispositivo de visualización negro y blanco con la adición de otro color, tal como el rojo, azul, amarillo, verde, o un "color elegido por el usuario" para una aplicación particular (por ejemplo, un color especial utilizado para el logotipo de una compañía) , que puede ser aplicado a cualquier porción o porciones seleccionadas en el dispositivo de visualización para llamar la atención al texto u otra materia en el. Aunque el color resaltado es conocido en otros contextos, como por ejemplo en ciertas impresoras y copiadoras láser, el color resaltado en los dispositivos de visualización de giricón es novedoso para la presente invención. La bola de las FIGURAS 4A-4B pueden utilizarse para construir un dispositivo de visualización de giricón de color resaltado. Por ejemplo, las bolas puede ser dispersadas uniformemente en una hoja de elastómero u otro material de sustrato permeado por fluido dieléctrico. Cada bola reside en su propia cavidad llena de líquido dentro de la hoja. Pueden utilizarse una o más bolas por pixel de dispositivo de visualización; aquí, para simplificar la exposición, se asume una bola por pixel. La cara negra de la bola puede hacerse girar hacia el observador para proporcionar un pixel negro, y cara roja o de otro color resaltado puede hacerse girar hacia el observador para proporcionar un pixel de color resaltado. La bola puede hacerse girar 90 grados entre esas dos posiciones para proporcionar un pixel blanco. (Cuando la bola se hace girar para proporcionar un pixel blanco, los bordes de los segmentos negrß-s y de color resaltado pueden ser observados junto con el segmento central blanco; sin embargo, esto no afecta significativamente la apariencia blanca total del pixel si los bordes negros y de color resaltado se hacen suficientemente delgados) . La FIGURA 5 ilustra un ejemplo de un dispositivo de visualización de giricón de color resaltado. Una porción del dispositivo de visualización de giricón de color resaltado 500 se muestra en corte transversal alargado, con las bolas 540, 550 y 560 mostradas en detalle. La bola 540 tiene cinco segmentos 541 (transparente) , 542 (color resaltado) , 543 (blanco) , 544 (negro) , 545 (transparente) y está orientada en una dirección indicada por la flecha a. La bola 550 tiene cinco segmento 551 (transparente), 552 (color resaltado), 553 (blanco), 554 (negro), 555 (transparente) y está orientada en una dirección indicada por la flecha b. La bola 560 tiene cinco segmento 561 (transparente), 562 (color resaltado), 563 (blanco), 564 (negro), 565 (transparente) y está orientada en una dirección indicada por la flecha c. Un observador en I ve la bola 540 como un pixel de color resaltado, la bola 550 como un pixel negro y la bola 560 como un pixel blanco. Las bolas para el dispositivo de visualización de giricón de color resaltado 500 se hacen con segmentos de diferentes potenciales zeta, de modo que las bolas pueden ser orientadas a cualquiera de las tres orientaciones posibles mediante la aplicación de campos eléctricos adecuados. Por ejemplo, el segmento transparente en contacto con el segmento de color resaltado puede hacerse de modo que tenga el potencial zeta positivo mayor en contacto con el fluido de trabajo del giricón (es decir, el fluido dieléctrico que permea la hoja ópticamente transparente del material en el cual las bolas están incrustadas), y puede hacer que el segmento transparente entre en contacto con el segmento negro tenga el potencial zeta negativo más alto. De acuerdo a este esquema, en la FIGURA 5 la bola 540 se hace con el segmento transparente 541 que tiene el potencial zeta positivo más alto de cualquier segmento de la bola 540 y el segmento transparente 545 que tiene el potencial zeta negativo más alto de cualquier segmento de la bola 540. De manera similar, la bola 550 se hace con el segmento transparente 551 que tiene el potencial zeta positivo más alto y el segmento transparente 555 que tiene el potencial zeta negativo más alto, y la bola 560 se hace con el segmento transparente 561 que tiene el potencial zeta positivo más alto y el segmento transparente 565 que tiene el potencial zeta negativo más alto. Debido a que los segmentos de las bolas de giricón se hacen con diferentes potenciales zeta, las bolas son eléctricamente anisotrópicas. Cuando se aplica un campo eléctrico adecuado en la vecindad de una bola, la bola tenderá a girar, con su dirección de rotación y su orientación final siendo determinadas sustancialmente por su anisotropía eléctrica. La bola retendrá su orientación aún después de que sea retirado el campo aplicado. Los diferentes materiales plásticos pueden tener diferentes potenciales zeta. Las dos secciones transparentes de una bola de giricón de color resaltado (por ejemplo, los segmentos 541 y 545 de la bola 540) pueden ser hechas de dos plásticos diferentes que tengan dos potenciales zeta diferentes. Las características de potencial zeta de la bola y sus diferentes segmentos pueden de este modo conformarse a través de la elección deliberada de los materiales, así como por la elección de los agentes colorantes para los segmentos no transparentes. Algunos ejemplos ilustrativos de materiales plásticos adecuados para hacer los segmentos de bolas de giricón son el polietileno, poliéster, cera de carnuba y cera de ricino. (Aunque las ceras no son hidrocarburos polimerizados, son estrictamente hablando, materiales plásticos) . Otros materiales, tales como los epoxi, también son adecuados. Puede utilizarse el mismo o materiales similares para ambos segmentos de la bola transparente y no transparente, con los agentes colorantes adecuados siendo agregados en el caso de los segmentos no transparentes. Para los segmentos transparentes, los materiales se eligen preferiblemente de modo que tengan índices de refracción muy similares a los del líquido plastificante utilizado para hinchar la hoja elastomérica. Para orientar una bola de color resaltado individual, de modo que el negro o el color resaltado estén orientados hacia el observador, como para las bolas 550 y 540 en la FIGURA 5, respectivamente, puede aplicarse un campo eléctrico adecuado perpendicular al plano de la hoja de material, en el cual la bola está incrustada. Para orientar una bola de color resaltado, de modo que sus segmentos negro y de color resaltado estén perpendiculares al observador y su segmento central blanco sea presentado, como para la bola 560 en la FIGURA 5, puede aplicarse un campo eléctrico paralelo a o en el plano de la hoja de material en la cual la bola está incrustada. Puede utilizarse un esquema de dirección de matriz (controlado, por ejemplo, por una computadora o video digital) para hacer que el campo sea aplicado selectivamente en la vecindad de una bola individual a ser dirigida. Puede utilizarse un estilete eléctrico para direccionar las bolas, permitiendo de este modo a un usuario humano escribir directamente sobre el giricón. Por ejemplo, el campo paralelo puede ser inicialmente aplicado a toda la hoja, orientando todas las bolas, de modo que sus segmentos centrales blancos sean presentados al usuario. Esto borra efectivamente el papel eléctrico, dando al usuario una hoja negra sobre la cual puede escribir. Posteriormente, el usuario puede aplicar un estilete que tenga un potencial positivo y mover este a través de la superficie de la hoja para reorientar las bolas en la vecindad de la punta del estilete, de modo que sean presentadas sus caras blancas al usuario. El usuario puede aplicar un estilete que tenga un potencial negativo y mover este a través de la superficie de la hoja para reorientar las bolas en la vecindad de la punta del estilete, de modo que sus caras de color resaltado sean presentadas al usuario. El usuario puede borrar la hoja aplicando el campo paralelo, de modo que la hoja puede ser reutilizada posteriormente. En general, un dispositivo de representación visual de giricón puede hacerse de varios tamaños y formas, y utilizando varios tipos de materiales para las bolas de giricón, hoja elastomérica y fluido plastificante. El dispositivo de visualización de color resaltado de la FIGURA 5 es ejemplar a este respecto. Por ejemplo, el distribución de visualización de color resaltado de la FIGURA 5 puede hacerse de aproximadamente el tamaño de una hoja común de papel utilizando, por ejemplo, una hoja de 21.59 por 27.94 centímetros (8.5 por 11 pulgadas) de material elastomérico SYLGARD 184 de 0.05 cm (20 milésimas de pulgada) de espesor con plastificante ISOPAR L y bolas de color resaltado con diámetros de 100 micrones con segmentos centrales de 50 micrones de espesor, el segmento superior de cada bola se hace de material de cera de carnuba, el fondo de material de cera de ricino, y los tres segmentos interiores de cera de ricino coloreada con negro de humo, .dióxido de titanio y un tinte o pigmento cropiáticamente ¡ coloreado para proporcionar, los colores negro, blanco y resaltado de los segmentos interiores. Muchos tintes y pigmentos diferentes pueden ser adecuados para utilizarse como agentes colorantes para proporcionar colores cromáticos y acromáticos en bolas de giricón y segmentos de las bolas de giricón, dependiendo de la aplicación y el material o materiales utilizados en la construcción de las bolas. A manera de ejemplo, si las bolas son hechas de materiales de cera, algunos tintes que pueden i ser utilizados incluyen al Azul violeta de cresyl de BAKER CHEMICAL, Rhodamina 6G de BAKER CHEMICAL, Rhcdamina Bl de DUPONT, Azul Espíritu NS de DUPONT, Base B de Azul Victoria de DUPONT, Azul Isol de ALLIED CHEMICALS, Anaranjado de acridina de EASTMAN, azul N de CALCO OIL, y negro de CALCO OIL; y algunos pigmentos que pueden ser utilizados incluyen al dióxido de titanio R900 de DUPONT, pigmento negro 6331 de FERRO, negro de humo L de CABOT MOGUL, y negro de humo 1000 de CABOT MONARCH.

Las FIGURAS 6A-6G ilustran un ejemplo de una estructura de electrodo que puede proporcionar un campo paralelo adecuado para borrar un dispositivo de visualización de giricón de color resaltado. La FIGURA 6A muestra un corte transversal alargado de una porción de un dispositivo de visualización de giricón de color resaltado 600. Los montajes de electrodo 620, 630 se localizan en cualquier lado de una hoja elastomérica 610 en la cual las bolas 611 están incrustadas. El montaje de electrodo superior 620, el cual es más cercano a un observador en I, se hace de un conductor ópticamente transparente con una resistividad muy alta. El montaje de electrodo inferior 630, el cual se encuentra sobre el lado opuesto de la hoja 610 de un observador en I, también tiene una resistividad muy alta. Cada uno de los montajes de electrodo superior e inferior 620, 630 está dividido en regiones rectangulares; en particular, el montaje de electrodo superior 620 incluye regiones 621 y el montaje de electrodo inferior 630 incluye regiones 631. Las regiones rectangulares están separadas por conductores colectivos de baja resistividad; en particular, los conductores colectivos 622 separan las regiones 621 del montaje de electrodo superior 620 y los conductores colectivos 632 separan las regiones 631 del montaje de electrodo inferior 630. Ambos montajes de electrodo 620, 630 pueden ser conectados a una fuente de energía (no se muestra) . Los electrodos de direccionamiento o dirigibles para los giricones, tales como los montajes de electrodo 620, 630, pueden hacerse depositando un material conductor sobre la parte o sustrato de vidrio o plástico (por ejemplo, MYLAR) . Típicamente, el material conductor es óxido de indio/estaño (ITO), el cual puede ser aplicado al vidrio por deposición electrónica. También puede utilizarse un recubrimiento de óxido de estaño (vidrio NESA) . Los electrodos formados utilizando esos materiales son ópticamente transparentes, y también son muy adecuados para dirigir el giricón mientras interfieran mínimamente con la visibilidad del mismo. Para reducir al mínimo la disipación de energía eléctrica causada por el paso de corriente a través de los montajes de electrodos 620, 630, es preferible utilizar electrodos que tengan resistividades superficiales altas. Sin embargo, si los valores de resistividad son muy altos, las velocidades de conmutación serán bajas. Los valores de resistividad pueden fluctuar hasta aproximadamente 109 ohms por cuadrado (es decir, ohms por unidad de área), dependiendo de la aplicación o ambiente particular en el cual el dispositivo de visualización 600 sea utilizado.

De manera preferible, el montaje de electrodo superior 620 se hace de modo que no aisle eléctricamente las bolas 611 de un campo de direccionamiento aplicado, tal como el campo de un estilete de escritura. Puesto que un electrodo es transparente a los campos eléctricos que cambian a una velocidad más rápida que el tiempo de respuesta de captación del electrodo, esta condición puede satisfacerse usando las regiones 621 de un material de resistividad suficientemente alta. Por ejemplo, la capa elastomérica de 0.077 cm (30 milésimas de pulgada) de espesor tiene una capacitancia de aproximadamente 3 picofaradios por centímetro cuadrado. Si la hoja 610 se forma de tal capa elastomérica, la resistividad del montaje de electrodo superior 620 puede hacerse de aproximadamente 108 ohms por cuadrado, de modo que un usuario puede escribir sobre el dispositivo de visualización 600 con un estilete cuya punta se mueve a través de la superficie del dispositivo de visualización a una velocidad de aproximadamente 100 centímetros por segundo o mayor. Puede utilizarse un voltaje de CD de, por ejemplo, 80 volts, para este estilete. La FIGURA 6B es una vista desde a parte superior del montaje de electrodo 620, que muestra la configuración de los voltajes del montaje de electrodo superior 620 para producir el campo de borrado; se utiliza la misma configuración para el montaje de electrodo inferior 630. Se aplica un voltaje V a través de la superficie de cada una de las regiones rectangulares 621, de modo que se crea un campo eléctrico uniforme E que corre, sustancialmente paralelo a la superficie de la hoja 610 en la región de la hoja 610. Debido a que la resistividad de la hoja elastomérica 610 es alta, como lo es la resistividad de las regiones rectangulares 621, la disipación de energía es baja. La polaridad del voltaje aplicado alterna entre positiva y negativa de una región rectangular a la siguiente, como se muestra, reduciendo de este modo al mínimo el requerimiento de voltaje del suministro de energía. Los conductores colectivos 622 son electrodos de baja resistividad (por ejemplo, 100 ohms por cuadrado) lo que permite la distribución uniforme del voltaje a través del material de superficie ópticamente transparente, de alta resistividad, de las regiones rectangulares 621. Los conductores colectivos 622 pueden ser conectados entre sí y al suministro de energía por cualquier técnica apropiada, por ejemplo, utilizando conexiones alámbricas a lo largo de uno o más bordes de la hoja 610, o cabezales de conductor colectivo impresos sobre un soporte de vidrio o plástico en un patrón tal como el ilustrado en la FIGURA 6E, en el cual el cabezal 687 es mantenido a un voltaje positivo y el cabezal 688 es mantenido a un voltaje negativo. La diferencia de potencia entre las espigas de contacto 687a y 688a, por ejemplo, es un voltaje V. De este modo los cabezales 687, 688 y sus contrapartes en el montaje de electrodo inferior producen un campo eléctrico uniforme alternado en el plano de la hoja 610 a través de una región de superposición 689. De manera preferible, la longitud y ancho de la región de superposición 689 excede, respectivamente, la longitud y ancho de la hoja 610. Los conductores colectivos 622 pueden ser, por ejemplo electrodos de oro o aluminio evaporado, o epoxi rellenado con plata impreso por estarcido o xerigrafía. Si los electrodos 620, 630 se forman de ITO depositado deposición electrónica sobre vidrio, los conductores colectivos 622 también pueden ser de ITO, depositado por deposición electrónica sobre vidrio en una operación separada que implica el uso de una máscara. Mediante el uso de ITO sobre fibra de vidrio, ambos electrodos y conductores colectivos pueden hacerse sustancialmente transparentes, incrementando por lo tanto la visibilidad de la hoja de giricón subyacente. La FIGURA 6C muestra una vista ampliada de una porción de una de las regiones rectangulares 621. La región particular en cuestión, la región 621a, se localiza entre dos de los conductores colectivos 622, a saber los conductores colectivos 622a y 622b. La diferencia de voltaje entre el primer conductor colectivo 622a y el segundo conductor colectivo 622b es V. El material superficial de la región 621a proporciona una conexión eléctrica de alta resistividad entre los conductores colectivos de baja resistividad 622a y 622b. La FIGURA 6D muestra una vista desde el extremo de los montajes de electrodo 620, 630 y sus regiones constituyentes respectivas 621, 631. (Por simplicidad, las hojas elastoméricas 610 y los conductores colectivos 622 se omitieron en esta vista) . Puede observarse, el patrón alternado de los voltajes positivo y negativo aplicados es idéntico para ambos montajes de electrodos 620, 630. Esto asegura que el campo eléctrico sea uniforme paralelo a la superficie de la hoja 610 dentro de una región dada de la hoja. Para permitir el borrado, puede asociarse una fuente de energía con el dispositivo de visualización de giricón de color resaltado. Por ejemplo, en la FIGURA 6A, cuando se cierra un conmutador (no se muestra) , la fuente de energía de borrado puede ser conectada a los montajes de electrodos superior e inferior 620, 630, estableciendo por lo tanto campos eléctricos paralelos a la hoja 610. Los campos hacen que las bolas 611 sean orientadas con sus segmentos centrales blancos orientados hacia un observador I, borrando de este modo el dispositivo de visualización de giricón 600. La fuente de energía se requiere momentáneamente solo cuando el dispositivo de visualización es borrado, de modo que los requerimientos de energía reales pueden ser muy modestos y la fuente de energía puede hacerse pequeña. Por ejemplo, puede utilizarse un campo eléctrico de aproximadamente 5 volts por milésima de pulgada para realinear las bolas del giricón, de modo que si la resistividad de los electrodos 620, 630, es de 108 ohms por cuadrado, y asumiendo que la rotación de la bola se completa en aproximadamente 3 milisegundos, la energía requerida para borrar el dispositivo de visualización 600 puede ser, por ejemplo, de 6 miliwatt segundos, la cual puede ser fácilmente suministrada con, por ejemplo, las baterías de lámpara ordinarias. Los requerimientos de energía para borrar pueden satisfacerse, por ejemplo, exponiendo dos electrodos cerca del borde del dispositivo de visualización 600 y tocando esos electrodos con dos electrodos separados similarmente sobre el estilete de escritura (el cual se asume tiene su propia fuente de energía) cuando se desee borrar. Esto se ilustra en la FIGURA 6H. Un estilete 695 tiene electrodos 696a, 696b que se proyectan ligeramente desde el extremo del estilete opuesto a la punta de la escritura. Esos electrodos están separados de modo que se alinean con electrodos igualmente separados 697a, 697b conectados al dispositivo de visualización 600. Por seguridad y conveniencia, los electrodos 697a, 697b pueden ser colocados en una cavidad 698, preferiblemente localizada cerca de un borde o esquina de la superficie visible del dispositivo de visualización 600. Las FIGURAS 6A-6D no describen dispositivos de visualización 600 que incluyan montajes de electrodo que puedan utilizarse para el dispositivo de visualización de escritura (en oposición al borrado) 600. La escritura sobre el dispositivo de visualización 600 puede efectuarse por medio de un estilete u otro dispositivo externo. De manera alternativa o adicional, pueden incorporarse electrodos de escritura en el dispositivo de visualización 600 junto con los electrodos de borrado, como se ilustra en la vista en corte transversal de la FIGURA 61. El dispositivo de visualización 600 tiene una hoja elastomérica 610 con bolas 611 emparedadas entre los montajes de electrodo de borrado superior e inferior 620, 630, como en las FIGURAS 6A-6D. Adicionalmente, un montaje de electrodo de escritura direccionable, superior 626 se encuentra colocado encima del montaje de electrodo de borrado superior 620, y un montaje de electrodo de escritura direccionable, inferior 636 se encuentra localizado debajo del montaje de electrodo de borrado inferior 630. Los montajes de electrodo de escritura 626, 636 preferiblemente tienen resistividades significativamente menores que sus contrapartes de electrodos de borrado. Por ejemplo, si los montajes de electrodo de borrado superior e inferior 620, 630, tienen resistividades de 108 ohm por cuadrado, entonces los montajes de electrodo de escritura superior e inferior 626, 636 pueden tener resistividades de 102 ohms por cuadrado. Ambos montajes de electrodo de escritura 626, 636 y montajes de electrodo de borrado 620, 630 pueden ser hechos de matriz direccionable, para facilitar la escritura y borrado de pixeles individuales. Los montajes de electrodo de borrado también pueden hacerse externos al dispositivo de visualización 600. Por ejemplo, puede montarse un electrodo de borrado en un dispositivo especial para borrar papel eléctrico. Puede utilizarse cualquier dispositivo externo que aplique un campo eléctrico sustancialmente en el plano de la hoja elastomérica 610. Un ejemplo de tal dispositivo es el borrador de papel eléctrico mostrado en las FIGURAS 6F-6G. Un usuario puede borrar un dispositivo de visualización como el dispositivo de visualización 600 sujetando el borrador 691 contra la superficie visible del dispositivo de visualización y barriendo el borrador 691 hacia atrás y hacia adelante a través de la superficie del dispositivo de visualización en la dirección indicada en la FIGURA 6F por las flechas 694. De este modo un usuario del dispositivo de visualización 600 puede borrar algo o todo el texto, imagen, u otra materia desplegada barriendo el dispositivo de visualización con el borrador 691 en una forma análoga a la cual es borrada una pieza de papel convencional con un borrador de caucho, o en la cual un pizarrón blanco convencional es limpiado barriendo con un borrador el pizarrón blanco. El borrador 691 se muestra en corte transversal en la FIGURA 6G. Una superficie sensible 692 se somete a una diferencia de potencial entre VI y V2, dando como resultado un campo eléctrico E en y paralelo al plano de la superficie 692. Un alojamiento aislante 693 rodea la superficie resistiva 692, dando al usuario del borrador 691 una forma de sujetar el borrador y también proporciona un empaque para una fuente de energía y los circuitos (no mostrados) utilizados para producir los voltajes VI y V2 en cualquier extremo de la superficie 692. De manera preferible, el campo eléctrico en la superficie resistiva 692 penetra en la hoja 610 a una profundidad suficiente, y es suficientemente paralelo al plano entre la hoja 610, para asegurar un borrado limpio y completo.

Transparencias Superpuestas Las transparencias superpuestas superponen información visual impresa, gráfica o de otro tipo sobre un soporte transparente (por ejemplo, transparente o ligeramente entintado) . Ellas pueden colocarse sobre la parte superior de una página opaca subyacente, tal como un mapa, un texto impreso, o un fondo coloreado. Comúnmente en la técnica anterior, las transparencias superpuestas se hacían de hojas de plástico transparente flexible sobre las cuales se imprimía o marcaba información visual. Tales hojas plásticas no son reutilizables y no son capaces de proporcionar dispositivos de visualización en tiempo real. Puede construirse un dispositivo de visualización de giricón adecuado para utilizarse como una transparencia superpuesta. El dispositivo de visualización puede hacerse de modo que tenga las cualidades de reutilización, flexibilidad física alrededor de cualquier eje, idoneidad para la formación de imágenes en tiempo real, y así por el estilo, con características de los papeles eléctricos a base de giricón; sin embargo, el dispositivo de visualización parece ser transparente más que opaco cuando es negro. El dispositivo de visualización puede ser utilizado en la luz ambiental si se coloca un difusor, tal como una hoja de papel blanco ordinario detrás de éste. El dispositivo de visualización es similar en construcción al dispositivo de visualización de color resaltado 500 de la FIGURA 5, excepto por las bolas utilizadas, como se describirá ahora. La FIGURA 7A ilustra una bola adecuada para construir un dispositivo de visualización de giricón de transparencia superpuesta. La bola 740 es una bola de cinco segmentos con un segmento central transparente amplio 743, dos segmentos pigmentados delgados 742, 744, y dos segmentos externos transparentes 741, 745. Los segmentos transparentes 741, 743, y 745 se eligen de modo que tengan un índice de refracción óptico que sea muy similar a los índices de refracción de la hoja elastomérica y el fluido dieléctrico que permea la hoja, de modo que la bola parezca transparente cuando está orientada con su segmento central transparente 743 viendo hacia el observador (es decir, en una orientación de 90 grados comparable a la orientación de la bola 560 en la FIGURA 5) . La bola 740 se hace con segmentos de diferentes potenciales zeta, de modo que pueda orientarse a diferentes orientaciones mediante la aplicación de campos eléctricos adecuados. En particular, el segmento 741 puede ser hecho con el potencial zeta positivo basal de cualquiera de los segmentos en la bola 740, y el segmento 745, con el potencial zeta negativo más alto que cualquiera de los segmentos en la bola 740.

Mediante la aplicación de un campo eléctrico en o paralelo al plano de la hoja en el cual las bolas están incrustadas, las bolas pueden ser orientadas para presentar su aspecto transparente al observador, y de este modo el dispositivo de visualización puede ser borrado. Puede., utilizarse una configuración de electrodos similar a la descrita para las FIGURAS 6A-6G para efectuar el borrado. La pigmentación elegida para los segmentos 742, 744 puede depender del uso pretendido de la transparencia superpuesta. Si, por ejemplo, la transparencia superpuesta va a ser utilizada para resaltar los elementos de documento de texto negro y blanco subyacente, el segmento delgado 742 puede ser hecho de un color opaco, tal como rojo .o amarillo, y el otro segmento delgado 744 puede ser hecho de otro color opaco, tal como el azul o el verde. Como otro ejemplo, si la transparencia superpuesta va a ser utilizada con un plano blanco u otro fondo coloreado de manera estable, tal como un fondo de un color gris, caqui u otro color neutro, el segmento delgado 742 pude hacerse blanco y el otro segmento delgado 744 puede hacerse de un color resaltado. La bola 740 puede ser fabricada de manera similar al a utilizada para fabricar la bola de cinco segmentos 440 de la FIGURA 4A.

La FIGURA 7B ilustra esquemáticamente el uso de un giricón de transparencia superpuesta en conjunto con un documento subyacente, tal como un documento de papel. La transparencia superpuesta 750 se coloca sobre el documento 751 y es iluminada por la luz de una fuente luminosa 752, tal como la luz solar o la luz ambiental. La luz incidente sobre la transparencia 750 es modulada, haciéndola pasar a través de los segmentos transparentes de algunas bolas y siendo absorbida o reflejada parcialmente por los segmentos opacos de otras bolas, de acuerdo a lo cual el segmento de cada bola es presentado al observador en I. La luz que pasa a través de la transparencia 750 para alcanzar el documento 751 puede ser absorbida ahí (por ejemplo, por el texto negro) o reflejada (por ejemplo, por el fondo blanco) . La luz reflejada del documento 751 puede entonces pasar nuevamente a través de las porciones transparentes de la transparencia 750, para alcanzar al observador en I. También pude utilizarse un giricón de transparencia superpuesta en un modo de luz posterior o de proyección, por ejemplo con una fuente de luz colimada tal como un proyector para hacer una imagen proyectada negra y blanco. Esto se ilustra esquemáticamente en la FIGURA 7C y en un ejemplo particular (un proyector aéreo 759) en la FIGURA 7D. En cada una de esas figuras, la fuente de luz 753 proporciona una luz brillante, preferiblemente blanca, que es colimada por una lente de condensación 754, modulada por la transparencia superpuesta 755, y posteriormente proyectada por una lente de proyección 756 sobre una pantalla de visualización 757 para formar una imagen observable por un observador en I. Si la transparencia superpuesta 755 es hecha de bolas similares a la bola 740 que tienen segmentos de fondo opaco y de color resaltado, no es especialmente muy adecuado usar luz posterior, en tanto los colores de fondo y resaltado, sean opacos, no puedan distinguirse entre sí en la imagen proyectada sobre la pantalla 757. No obstante, este modo de uso puede ser deseable en algunos casos, y se incluye aquí para completar la exposición. (Los dispositivos de giricón que son capaces de producir imágenes de color proyectadas y de este modo son más adecuados para utilizarse en los modos de proyección u otros modos de luz posterior o de proyección incluyen los giricones de color aditivos y sustractivos que se describen más adelante con referencia a las FIGURAS 10A-10C y las FIGURAS 11A-11C, respectivamente) . Pantallas Arquitectónicas La tecnología de giricón de bola policromática transmisora puede ser aplicada para hacer pantallas o persianas para tener privacidad y controlar la luz accionadas eléctricamente, baratas, que pueden ser utilizadas en aplicaciones de diseño arquitectónico y de interiores, por ejemplo, en cristales de color para ventanas electrónicas, persian,. o cortinas de Venecia electrónicas, o pantallas electrónicas para separar habitaciones. Un giricón adecuado para una aplicación de pantalla arquitectónica puede hacerse similar en construcción al dispositivo de visualización de color resaltado 500 de la FIGURA 5, excepto por las bolas utilizadas. Esas pueden ser iguales a las bolas de cinco se<j tos 740 ilustradas en la FIGURA 7A, con un segmento central transparente amplio 743, dos segmentos pigmentados o teñidos delgados 742, 744 y dos segmentos externos transparentes 741, 745. La bola parece transparente cuando se orienta con su segmento central transparente 743 orientados hacia el observador. Aplicando un campo eléctrico en paralelo al plano de la hoja en la cual las bolas de cinco segmentos están incrustadas, las bolas pueden ser orientadas para presentar su aspecto transparente a un observador, y de este modo puede hacerse que la pantalla arquitectónica transmita la luz incidente. De manera similar, puede utilizarse un campo eléctrico perpendicular a la hoja, para presentar los aspectos pigmentado o teñido de las bolas de cinco segmentos al observador. El campo perpendicular puede hacerse direccionable, por ejemplo a ba a resolución (por ejemplo, para cada persiana rectangular o elemento obturador de una persiana de Venecia electrónica) o a alta resolución (por ejemplo, por cada pixel, con una o más bolas siendo utilizadas por pixel) de acuerdo a la aplicación particular. La pigmentación o tinte elegido para los segmentos de la bola 742, 744 puede depender del uso pretendido de la pantalla arquitectónica. Por ejemplo, pueden utilizarse pigmentos que absorban la luz, reflejen la luz o difracten la luz, o pigmentos o tintes coloreados. Además, las diferentes bolas en un giricón pueden ser pigmentadas o teñidas de manera diferente, y son posibles patrones, de modo que puedan imponerse diseños, patrones o fotografías sobre las pantallas arquitectónicas. De este modo pueden construirse pantallas arquitectónicas de giricón que sean casi completamente transparentes o que absorban la luz, reflejen la luz, o aún creen cambios en la decoración al contacto de un botón, en respuesta a una aplicación momentánea de energía eléctrica de bajo nivel. El segmento central transparente 743 puede ser transparente, pero también puede ser, por ejemplo, teñido, translúcido o de color "vidrio ahumado". Nuevamente, la elección particular hecha del segmento central transparente 743 depende del uso pretendido para la pantalla, y pueden utilizarse diferentes bolas en un giricón de diferentes tipos ,?: colores de segmentos transparentes.

Una aplicación ejemplar para una pantalla arquitectónica es una ventana "inteligente". Puede construirse un cristal de ventana que incorpore una pantalla arquitectónica de giricón transmisora, por ejemplo formando el cristal de la ventana de dos capas de vidrio con una hoja elastomérica que contenga bolas de cinco segmentos colocadas entre las capas . Cada capa de vidrio es recubierta con un recubrimiento de electrodo transparente, tal como ITO, dispuesto hacia la hoja elastomerica. Los recubrimientos de electrodo transparente se utilizan para aplicar voltajes al giricón. La FIGURA 7E es una vista en corte transversal de tal ventana. La ventana 770 incluye el marco de ventana 775 y el cristal de ventana 776. El cristal de la ventana 776 tiene capas externas de vidrio 771a, 771b. La capa 771a tiene un recubrimiento de electrodo transparente 772a dispuesto hacia el interior del cristal de la venta 776 y una capa 771b> tiene un recubrimiento de electrodo transparente 772b también dispuesto hacia el interior del cristal de la ventana 776. Entre los recubrimientos de electrodo 772a, 772b se encuentra una hoja elastomérica 773 permeada con fluido dialéctico y que contiene bolas de cinco segmentos 774. Todo el cristal de la ventana es de este modo un giricón. Los electrodos pueden utilizarse para aplicar voltajes vi, V2, V3, V4 (aquí mostrados en las esquinas del cristal de la ventana 776, pero de manera más general en las esquinas de cualquier región de área direccionable dentro del cristal de la ventana 776) que puede utilizarse para hacer girar las bolas de cinco segmentos a cualquier orientación deseada utilizando la técnica de ángulo variable o campo eléctrico inclinado descrita en la siguiente sección con referencia a las FIGURAS 8A-8C. Una pantalla arquitectónica de giricón puede hacerse de modo que proporcione transmisión de luz ajustable, continuamente variable que fluctúe de una transmisión sustancialmente completa de luz incidente a una oclusión substancialmente completa de la luz incidente. Esta capacidad de ajuste puede lograrse utilizando una configuración de electrodo adecuada para provocar la rotación parcial de las bolas, de modo que las bolas puedan ser orientadas en cualquier ángulo con respecto a la superficie de la hoja de giricón. Campos Eléctricos de Ángulo Variable (Inclinados) De manera más general, puede utilizarse una configuración de electrodo que pueda producir un campo eléctrico en cualquier ángulo con respecto a la superficie de la hoja de giricón, y de este modo proporcione una orientación de bola variable, en una amplia variedad de dispositivos de giricón. Por ejemplo, puede utilizarse con bolas de color resaltado que tengan segmentos centrales transparentes para construir una transparencia superpuesta en la escala de grises, o con bolas dicromáticas opacas negras y blancas para construir un dispositivo de visualización que refleje la luz ambiental en una escala de grises. La misma configuración también puede utilizarse para proporcionar ambos campos de direccionamiento (perpendicular) y borrado (paralelo) en un dispositivo de visualización de giricón de color resaltado, y en particular, para proporcionar pixeles individualmente borrables. (Aunque la capacidad de la configuración del electrodo para proporcionar un intervalo continuo de ángulos de campo eléctrico y rotaciones de bola no se utiliza completamente en este caso, no obstante para producir ambos campos paralelo y perpendicular con una sola estructura de electrodo puede ser ventajosa) . Las FIGURAS 8A-8C ilustran una configuración de electrodo que proporciona un arreglo de matriz activa, de modo que las bolas o grupos de bolas de giricón individuales pueden ser dirigidas o direccionadas y pueden hacerse girar en cualquier ángulo deseado. La configuración del electrodo puede generar un campo eléctrico orientado en un ángulo arbitrario a la superficie de la hoja de giricón en la vecindad de cualquier bola o grupo de bolas (por ejemplo, un grupo de bolas que forman un pixel o subpixel) . Aquí posteriormente, esta configuración algunas veces será llamada configuración de electrodo de campo inclinado.

La FIGURA 8A muestra una vista lateral de una porción de un giricón 800 que tiene una configuración de electrodo de campo inclinado. Los montajes de electrodo 820, 830 se ocalizan en cualquier lado de la hoja elastomérica 810 en la cual se encuentran incrustadas las bolas policromáticas 811. El montaje de electrodo superior 820, el cual esta más cercano a un observador en I, esta hecho de un conductor ópticamente transparente con una resistividad muy alta. El montaje de electrodo inferior 830, el cual esta en el lado opuesto de la hoja 810 de un observador en i, también tiene una alta resistividad y también puede ser transparente, dependiendo de la aplicación. Cada uno de los montajes de electrodo superior e inferior 820, 830 esta dividido en regiones rectangulares; en particular, el montaje de electrodo superior 820 incluye regiones 821 y el montaje de electrodo inferior 830 incluye regiones 831. Las regiones rectangulares están separadas por separadores de alta resistividad? en particular, los separadores 824 separan las regiones 821 del montaje de electrodo superior 820 y lo separadores 834 separan las regiones 831 del montaje de electrodo inferior 830. Ambos montajes de electrodo 820, 830 pueden ser conectados a una fuente de energía (no se muestra) . Los separadores 824, 834 pueden ser, por ejemplo, hechos de vidrio u otro material adecuado.

Para algunas aplicaciones, es preferible que el montaje de electrodo superior 820 sea hecho de modo que no aisle eléctricamente las bolas policromáticas 811 de un campo de direccionamiento aplicado externamente, tal como el campo de un estilete de escritura. Puesto que un electrodo es eléctricamente tansparente a los campos eléctricos que cambian a una velocidad más rápida que el tiempo de respuesta capacitiva del electrodo, esta condición puede ser satisfecha haciendo que las regiones 821 de un material de resistividad suficientemente alta. Dentro de cada una de las regiones 821 se localizan conductores colectivos individualmente direccionables 822, y dentro de cada una de las regiones 831 se localizan conductores colectivos individualmente direccionables 832. Los conductores colectivos del electrodo superior 822 están colocado paralelos a y directamente encima de su contraparte de los conductores colectivos del electrodo inferior 832. El voltaje en cada conductor colectivo individual puede colocarse utilizando dispositivos electrónicos de direccionamiento matriz activa (no se muestran) incorporados en el giricón 800 o alojados por separado. (Por ejemplo, los dispositivos electrónicos de direccionamiento de la matriz activa pueden presionarse en contacto con la hoja 810 en una forma similar a la cual los dispositivos electrónicos de direccionamiento de la matriz activa son presionados en contacto con la capa de cristal líquido en una LCD) . De este modo cada una de las regiones 821, 831 pueden ser direccionadas individualmente y pueden corresponder, por ejemplo, a un pixel o subpixel de un dispositivo de visualización direccionable por pixeles. Como un ej emplo, los conductores colectivos 822a y 822b se local i an sobre cualquier lado de la región del electrodo iiiferior 821a y los conductores colectivos 832a y 832b se localizan sobre, ya sea el interior de la región del electrodo 831a . El conductor colectivo 822a esta paralelo y directamente encima del conductor colectivo 832a, y el conductor colectivo 822b esta paralelo y directamente encima del conductor colectivo 832b. El voltaj e en el conductor colectivo 822a es VI ; en 822b, V2 ; en 832a, V3 y en 832b, V . Dirigiendo los conductores colectivos 822a, 822b, 832a, 832b y fijando los voltajes VI, V2, V3, V4 apropiadamente, como se describe de manera más completa posteriormente con referencia a la FIGURA 8C, pueden establecerse campos eléctricos en la hoja 810 en la vecindad de esos conductores colectivos, de modo que las bolas policromáticas 811 dentro de una porción de forma de paralelepípedo de la hoja 810 unida por los conductores colectivos 822a, 822b, 832a, 832b puedan dirigirse como un elemento individual del dispositivo de visualización. La FIGURA 8B muestra una porción del montaj e de electrodo superior 820, visto desde arriba . Separadores 824 cruzan el montaj e de electrodo superior 820, y los pares de conductores colectivos 822 flanquean cada una de las regiones 821. Por ejemplo, la región 821a es delimitada por los separadores 824a, 824b, 824c y 824d. Los conductores colectivos 822a, 822b están colocados a lo largo de cualquier lado de la región 821a, dentro del perímetro establecido por los separadores 824a, 824b, 824c y 824d. La estructura del montaje de electrodo inferior 830 (no visible en la FIGURA 8B) es similar a la del montaje del electrodo superior 820; en particular, la región del electrodo inferior 831a, se localiza debajo de la región del electrodo superior 821a, y los conductores colectivos 832a, 832b se localizan paralelos a y directamente debajo de los conductores colectivos 822a, 822b, respectivamente. La FIGURA 8C muestra tres ejemplos de campos eléctricos que pueden ser producidos con la configuración de electrodo de campo inclinado (los efectos marginales son despreciables y, en consecuencia, no se muestran) . En el primer ejemplo en A, las líneas del campo eléctrico corren paralelas a los planos de los electrodos 820, 830, y de este modo paralelas a la superficie de la hoja 810 (no se muestra en la FIGURA 8C) . En el segundo ejemplo B, las líneas del campo eléctrico corren perpendiculares a los planos de los electrodos 820, 830 y de este modo perpendiculares a la superficie de la hoja 810. En el tercer ejemplo C, las líneas del campo eléctrico corren en un ángulo ? con respecto a los planos de los electrodos 820, 830 y de este modo con respecto a la superficie de la hoja 810. Los diferentes campos ilustrados en la FIGURA 8C pueden generarse fijando los voltajes en los conductores colectivos 822, 832 apropiadamente. Por ejemplo, si en la FIGURA 8A los montajes VI, V2, V3, V4 en los conductores colectivos 822a, 822b, 832a, 832b, respectivamente se fijan de modo que VI = V3 y V2 = V4, entonces se generan líneas de campo eléctrico similares a aquellas en A en la FIGURA 8C en la vecindad de esos conductores colectivos, es decir, líneas de campo eléctrico que corren paralelas a los planos de los electrodos 820, 830. Si en la FIGURA 8A los voltajes VI, V2, V3, V4 en los conductores colectivos 822a, 822b, 832a, 832b, respectivamente se fijan de modo que VI = V3 y V2 = V4, entonces se generan líneas de campo eléctrico similares a aquellas en B en la FIGURA 8C en la vecindad de esos conductores colectivos, es decir, líneas de campo eléctrico que corren perpendiculares a los planos de los electrodos 820, 830. Si en la FIGURA 8A los voltajes VI, V2, V3, V4 en los conductores colectivos 822a, 822b, 832a, 832b, respectivamente se fijan de modo que VI > V3 y V2 > V4, entonces se generan líneas de campo eléctrico similares a aquellas en C en la FIGURA 8C en la vecindad de ej s conductores colectivos, es decir, líneas de campo eléctrico que corren en un ángulo ? con respecto al plano de los electrodos 820, 830. El valor del ángulo ? es determinado por los valores particulares de los voltajes, y pueden cambiarse ajustando los voltajes. De este modo puede generarse un intervalo de direcciones de campo eléctrico continuo, de 360 grados . Deberá apreciarse que la aplicación de un campo inclinado a una bola de giricón puede hacer que la bola gire, por ejemplo, a través de un ángulo de menos de 180 grados. En la FIGURA 3D, la bola de giricón ejemplar 891 en el sustrato 890 tiene su potencial zeta positivo máximo en un primer extremo 892 y su potencial zeta negativo máximo en un segundo extremo 893. Esta bola 891 tiene un momento dipolo, aquí representado por un vector p. En un giricón de la técnica anterior, el vector de movimiento dipolo p podría, en ausencia de un campo eléctrico aplicado, preferiblemente será orientado ya sea paralelo, o antiparalelo a un vector N que define una normal a una superficie 895 del sustrato 890 en el cual la bola 891 fue depositada. La aplicación de un campo eléctrico a la bola 891 podría hacer que la bola 891 girara, si no del todo, a través de un ángulo de 180 grados, de modo que después de la desactivación del campo, el vector de movimiento dipolo p podría una vez más quedar paralelo o antiparalelo a un vector normal superficial N. Los campos inclinados pueden de igual modo efectuar esta rotación de 180 grados, pero también pueden no hacerlo más. De acuerdo a la invención, la aplicación de un campo inclinado orientado ya sea paralelo o antiparalelo al vector normal superficial N hace que la bola gire a través de un ángulo de menos de 180 grados, para alinearla con el campo inclinado, y para permanecer ahí después de que el campo es interrumpido hasta que en otro tiempo, es aplicado otro campo eléctrico orientado de manera diferente. Por ejemplo, como se muestra en la FIGURA 8B, la aplicación de un campo inclinado que tiene el vector de campo eléctrico E a un tiempo T0 hará que la bola 891 se alinie con el campo haciéndola girar a través de un ángulo a; la remoción del campo a un tiempo tx posterior, como se muestra en la FIGURA 8E deja el vector de momento dipolo de las bolas p en el ángulo a al vector normal a la superficie N. Para resumir, mientras en la técnica anterior, en la cual la aplicación de un campo eléctrico sirvió para hacer girar el vector del momento dipolo de una bola de giricón ya sea a través de un ángulo de 180 grados, o no del todo, de acuerdo a la invención, la aplicación de un campo eléctrico inclinado puede- servir para hacer girar el vector del momento dipolo de la bola a través de cualquier ángulo deseado.

Un método alternativo para la configuración de electrodo de campo inclinado se ilustra en la vista en el despiece de la FIGURA 8F. Un giricón 850 tiene una hoja elastomérica 853 con bolas de giricón 861. La hoja 853 está rodeada por dos electrodos de borrado de alta resistividad 852, 854 que pueden generar campos eléctricos en o paralelos al plano de la hoja 853, en una forma similar a la descrita anteriormente con referencia a las FIGURAS 6A-6D. Un electrodo de plano base de baja resistencia 851 se encuentra colocado sobre el lado opuesto del electrodo de borrado 854 de la hoja 853. Un montaje de electrodo de direccionamiento de matriz 855 se encuentra colocado sobre el lado opuesto del electrodo de borrado 852 de la hoja 853. Las capas del separador dieléctrico 856a, 856b separan, respectivamente, al electrodo de borrado 852 del plano base 851 y al electrodo de borrado 854 del montaje de electrodo de direccionamiento 855. Las capas 856a, 856b pueden ser, por ejemplo, un polímero depositado sobre una hoja de plástico. Abreviando, la configuración del electrodo son dos capas de sustrato 870a, 870b. Al menos una cara de giricón 850 es ópticamente transparente. Por ejemplo, si un observador en I está viendo el giricón 850, entonces la capa de sustrato 870b, el montaje de electrodo de direccionamiento 855, el separador dieléctrico 856b, y el electrodo de borrado 854 preferiblemente deberán ser todos transparentes. Para algunas aplicaciones, tales como la aplicación de ventana "inteligente" descrita anteriormente con referencia a la FIGURA 7E y otras aplicaciones de pantallas arquitectónicas, todos los componentes externos en la hoja de giricón 853 (es decir, los electrodos 851, 852, 854, 855, ambos separadores dieléctricos 856a, 856b, y ambas capas de sustrato 870a, 870b) pueden hacerse de manera ventajosa transparentes. Los voltajes VI, V2, V3, V4 proporcionados por los electrodos de borrado 852, 854 deberán ser fijados de modo que V1=V3 y V2=V4 para un campo de borrado en el plano, los cuales cuando se aplican a las bolas 861 hacen que las bolas 861 se alineen con sus momentos dipolo eléctricos en el plano de la hoja 853. De manera alternativa, si se eligen otros valores de VI, V2, .V3, y V4, se produce un campo inclinado mediante el cual las bolas 861 pueden ser orientadas con sus momentos dipolo en un ángulo arbitrario al plano de la hoja 853. La configuración del electrodo de la FIGURA 8F proporciona únicamente una capacidad de campo inclinado limitado. Esto se debe a que los electrodos de borrado 852, 854 no proporcionan pixeles u otros elementos de imagen direccionables, sino que actúan sobre todas las bolas 861 juntas. El montaje de electrodo de direccionamiento 855, el cual tiene elementos direccionables, en conjunto con el p1 10 base 851 puede producir únicamente campos que son perpendiculares al plano de la hoja 853, y no pueden producir campos inclinados. De este modo la configuración del electrodo de la FIGURA 8F no se adapta fácilmente a un dispositivo de visualización en el cual, por ejemplo, se desea tener diferentes ángulos de campo inclinado en una base por p;xel o por subpixel. Aún así, la configuración puede ser útil en ciertas circunstancias, como por ejemplo en una aplicación de baja definición, de baja resolución, en la cual se desea tener un primer subconjunto de bolas 861 del giricón orientadas con sus momentos dipolo eléctricos apuntando hacia arriba con respecto al plano de la hoja 853, un segundo subconjunto orientado con sus momentos dipolo apuntando hacia abajo con respecto al plano de la hoja 853, y un tercer subconjunto orientado con sus momentos dipolo en un ángulo de inclinación seleccionado con respecto al plano de la hoja 853, el ángulo seleccionado es el mismo para todas las bolas del tercer subconjunto. La configuración es también útil en conjunto con ciertos giricones de umbral múltiple, como se discutirá más adelante con referencia a las FIGURAS 14A-14G.

Pseudogiricón de Cuatro Colores Puede utilizarse un giricón con una configuración de electrodo de campo inclinado para proporcionar un dispositivo de visualización que tenga cuatro colores más blanco (u otro color de fondo adecuado) . Una bola policromática adecuada para tal dispositivo de visualización puede hacerse con varios segmentos incluyendo un segmento central transparente, primer y segundo segmentos exteriores transparentes, y cuatro segmentos interiores coloreados, dos a cada lado del segmento central. La bola y el dispositivo de visualización serán ahora descritos con referencia a las FIGURA 9A-9D. La FIGURA 9A muestra una vista lateral de una bola policromática de siete segmentos 940. El segmento central ancho 944 y los segmentos más extremos 941, 947 son transparentes (por ejemplo, claros) . Cada uno de los cuatro segmentos más delgados 942, 943, 945, 946 pueden ser de diferente color; por ejemplo, el segmento 942 puede ser rojo, el segmento 943 puede ser verde, el segmento 945 puede ser amarillo o negro y el segmento 946 puede ser azul. También son posibles muchas otras combinaciones de color. Por ejemplo, pueden utilizarse combinaciones de colores acromáticos y cromáticos; pueden hacerse dos segmentos del mismo color (por ejemplo, ambos segmentos 943 y 945 pueden ser verdes, o ambos segmentos 942 y 946 pueden ser rojos) ; y así por el estilo. Las técnicas de fabricación descritas anteriormente pueden ser utilizadas para hacer la bola 940; en particular, el segmento central amplio 944 puede estar compuesto de dos segmentos transparentes más delgados de material similar que se fundan efectivamente para formar el segmento central amplio. La bola 940 se hace con segmentos de diferentes potenciales zeta, de modo que pueden orientarse en diferentes orientaciones mediante la aplicación de campos eléctricos adecuados. En particular, el segmento 941 puede ser hecho con el potencial zeta positivo más alto de cualquier segmento en la bola 940, y el segmento 945, con el potencial zeta negativo más alto de cualquier segmento en la bola 940. Si la bola 940 se hace girar de modo que el segmento 946 quede orientado hacia un observador, el observador ve el color del segmento 946, por ejemplo, azul. Esto se ilustra en la FIGURA 9B. De manera similar, si la bola 940 se hace girar de modo que el segmento 942 quede orientado hacia el observador, el observador ve el color del segmento 942, por ejemplo, rojo. Si la bola 940 se hace girar a una orientación entre esos 'dos extremos, por ejemplo, mediante el uso de la configuración de electrodo de campo inclinado para generar un campo eléctrico angulado como se describió con referencia a la FIGURA 8C, el observador ve una combinación de dos colores. Esas serán cualquiera de los colores de los segmentos 942 y 945 (por ejemplo, rojo y amarillo) o, como se muestra en la FIGURA 9C, los colores de los segmentos 943 y 946 (por ejemplo verde y azul) . Finalmente, el blanco puede obtenerse utilizando un fondo plano debajo de la bola, y haciendo girar la bola a la posición de 90 grados, de modo que el segmento central amplio 944 quede orientado hacia el observador. El fondo puede ser proporcionado, por ejemplo, uniendo de manera adhesiva un soporte blanco opaco a la hoja elastomérica sobre el lado lejano del observador. En la FIGURA 9D se muestra un ejemplo, el cual ilustra una vista lateral de una porción de un giricón 900 que incluye la capa elastomérica 910, bolas de siete segmentos 911, y una capa de material de soporte 912 unida a la capa elastomérica 910. De manera alternativa el soporte puede ser omitido o puede ser hecho de un material transparente, de modo que la hoja de giricón pueda ser utilizada como una transparencia superpuesta, por ejemplo, para ser superpuesto sobre un documento de texto u otro opaco o reflector. Con este arreglo, el dispositivo de visualización resultante proporciona buena saturación de color para los colores de los segmentos 942 y 946, y una saturación de color menor de los colores de los segmentos 943 y 945. De este modo este puede presentar la gama de colores que no pueden obtenerse con un dispositivo de visualización de dos colores.

Giricón de Color Aditivo (RVA) a Todo Color Puede utilizarse un giricón con una configuración de electrodo de campo inclinado para proporcionar una imagen de color aditivo de rojo-verde-azul (RVA), a todo color. La FIGURA 10A ilustra una bola cíe giricón de tres segmentos adecuada para tal dispositivo de visualización. La bola 1040 tiene segmentos externos transparentes (por ejemplo, claros) amplios 1041, 1043 y un segmento central delgado 1042. Para un dispositivo de visualización RVA, el segmento central 1042 está pigmentado o teñido de rojo, azul o verde. La bola 1040 se hace con segmentos de diferentes potenciales zeta, de modo que pueda ser orientada en diferentes orientaciones mediante la aplicación de campos eléctricos adecuados. En particular. El segmento 1041 puede ser hecho con el potencial zeta positivo más alto de cualquiera de los tres segmentos de la bola 1040, y el segmento 1043, con el potencial zeta negativo más alto de cualquiera de los tres segmentos. Para hacer un dispositivo de visualización RVA a todo color, una hoja de giricón puede formarse bolas similares a la bola 1040. Para un dispositivo de visualización RVA dirigible por pixeles, cada pixel puede incluir un subpixel rojo, un subpixel verde, y un subpixel azul, con cada subpixel conteniendo una o más bolas de su color respectivo. De manera preferible, un subpixel contiene un mayor número de bolas (por ejemplo, nueve o más) localizadas una cerca de la otra. Se proporciona una configuración de electrodo de campo inclinado de modo que cada pixel o subpixel pueda ser dirigido individualmente y la bola o bolas dentro de esepixel o; subpixel pueda ser orientadas en cualquier ángulo con respecto a la superficie de la hoja. La FIGURA 10B ilustra una vista lateral de una porción de una hoja elastomérica 1010 de un giricón RVA. La hoja 1010 contiene bolas tales como las bolas 1040, 1050 y 1060, cada una de las cuales tiene dos segmentos externos transparentes, amplios, y un segmento central coloreado, delgado. La bola 1040 está orientada en una dirección indicada por la flecha a, con su segmento central delgado 1042 visto sobre el borde por un observador en I. En esta orientación, la cual puede lograrse aplicando un campo eléctrico paralelo a la superficie de la hoja 1010 en la vecindad de la bola 1040, la bola 1040 parece ser sustancialmente transparente a un observador I. La bola 1050, la cual tiene segmentos externos transparentes 1051, 1053 y un segmento central 1052, está orientada en una dirección indicada por la flecha b. En esta orientación, la cual puede lograrse mediante la aplicación de un campo eléctrico perpendicular a la superficie de la hoja 1010 en la vecindad de la bola 1050, el segmento central 1052 se ve orientado de modo que' la bola 1050 parece estar completamente saturada de color a un observador en I. La bola 1060, la cual tiene segmentos externos transparentes 1061, 1063 y un segmento central 1062, está orientada en una dirección indicada por la flecha c. En esta orientación, la cual puede lograrse mediante la aplicación de un campo eléctrico a un ángulo intermedio entre paralelo y perpendicular a la superficie de la hoja 1010 en la vecindad de la bola 1060, el segmento central 1062 se observa en un ángulo, de modo que la bola 1060 parece como si estuviera parcialmente saturada de color a un observador en I. Si, por ejemplo, los segmentos centrales 1042, 1052 y 1062 son de color rojo, verde y azul, respectivamente, entonces la porción de hoja 1010 indicada como 1010a en la FIGURA 10B puede servir como un pixel que tiene una bola de cada color; cada una de las bolas 1040, 1050, 1060, proporciona un subpixel de este pixel. (En la práctica, como se indicó anteriormente, es probable que un giricón RVA tenga muchas bolas por ' subpixel. No obstante, el arreglo de una bola por subpixel ilustrado aquí también es posible, y proporciona un ejemplo fácilmente comprensible para propósitos de exposición y discusión) . Los segmentos centrales coloreados de las bolas utilizadas en el giricón RVA, tales como las bolas 1040, 1050, 1060, pueden reflejar la luz (es decir, ser de colores opacos) o transmitir la luz (es decir, ser de colores transparentes) . Si los segmentos centrales reflejan la luz, el giricón RVA proporciona un dispositivo de visualización reflector que puede ser visto en la luz ambiental. Por ejemplo, puede utilizarse un giricón RVA que tenga una capa elastomérica transparente y bolas con segmentos centrales que reflejen la luz como transparencia superpuesta, de manera similar a lo que se describió anteriormente para la transparencia 750 en la FIGURA 7B anteriormente. Si los segmentos centrales transmiten la luz y si otros componentes son sustancialmente transparentes, el giricón proporciona un dispositivo de visualización transmisor que puede ser visto como proyector o utilizarse en conjunto con un proyector, tal como un proyector aéreo, o colocarse sobre una hoja de papel blanco ordinario u otro difusor. Por ejemplo, puede utilizarse un giricón RVA que tenga una capa elastomérica transparente y bolas con segmentos centrales que transmitan la luz en un proyector de manera similar a lo descrito anteriormente para la transparencia 755 en las FIGURAS 7C-7D anteriormente. Sin embargo, mientras la imagen producida proyectada con el giricón de color presentado descrito anteriormente era una imagen de negro y blanco, aquí la imagen proyectada sobre la pantalla 757 aparece a todo color. Esto se debe a que los segmentos centrales de color de las bolas del giricón son transmisores más que opacos. Como otro ejemplo, puede utilizarse un giricón RVA que tenga una capa elastomérica transparente y bolas con segmentos centrales que transmitan la luz en una forma similar a la descrita anteriormente para la transparencia 750 en la FIGURA 7B anteriormente. Sin embargo, mientras que los segmentos de color negro y resaltado de las bolas en el giricón de color resaltado, descrito anteriormente absorbido o reflejado en la luz incidente, aquí los segmentos de color de las bolas dentro del giricón RVA actúan como filtros de color. La luz blanca que pasa a través de los segmentos de color de las bolas puede ser reflejada por una hoja de papel, blanca, subyacente (tal como el documento 751) y a continuación pasar nuevamente a través del giricón hacia el observador en I, en donde parece ser roja, verde o azul según sea el caso. Nuevamente, esto se debe a que los segmentos centrales de color de las bolas de giricón son transmisores más que opacos . Como otro ejemplo más, en algunos casos es útil proporcionar un dispositivo de visualización que sea legible ya sea por la luz transmitida o por la luz ambiental. Esto puede hacerse con un giricón RDA que tenga una capa elastomérica transparente y bolas con segmentos centrales que transmitan la luz, nuevamente usando un arreglo superpuesto de manera similar a lo descrito anteriormente para la transparencia 750, en la FIGURA 7B anterior, pero con el documento subyacente 751 siendo colocado por una superficie especial que parece blanca en la luz reflejada, otra es razonablemente transmisora de la luz posterior. El material adecuado para tal superficie es el llamado vidrio opalino (disponible de EDMUND SCIENTIFIC CO.; que se dice es "similar al vidrio molido pero con una superficie con destellos con un cubierta "opalina", blanca lechosa para difundir la luz uniformemente", Edmund Scientific Co. Catalogo #14N1, p. 47) . Con este arreglo, el dispositivo de visualización parece blanco tanto a la luz ambiente reflejada como a la luz posterior transmitida (por ejemplo la luz proyectada como en la FIGURA 7D) con las bolas orientadas con sus segmentos centrales perpendiculares al plano del giricón, para revelar el vidrio opalino al observador. Cuando las bolas están orientadas con sus segmentos centrales paralelos al plano del giricón, el dispositivo de visualización toma los colores de los segmentos centrales coloreados, tanto por la luz reflejada como por la trasmitida.

El giricón RDA transmisor por sí mismo no proporciona un color negro. De este modo en los dos ejemplos anteriores en los cuales se utilizó el giricón RDA transmisor con una hoja de papel blanco con vidrio opalino, la gama de colores disponibles fluctúa de colores completamente saturados al blanco, pero no incluye al negro. Sin embargo, si el documento subyacente 751 es un documento negro y blanco, tal como las páginas comunes de texto impreso en negro sobre papel blanco, entonces el negro de este documento puede ser percibido a través de la transparencia 750. De este modo una aplicación para la cual la transparencia de giricón RDA puede ser muy adecuada es como un recubrimiento "resaltador eléctrico" para documentos negro y blanco, el papel eléctrico análogo de la pluma marcadora resaltante. Para esta aplicación, la capacidad de color RDA es una posibilidad, y pueden utilizarse otros colores además o en lugar de rojo, verde, y azul para los segmentos centrales de las bolas que constituyen el giricón. Por ejemplo, un giricón resaltador eléctrico puede hacerse a partir de bolas de giricón de tres segmentos que tengan segmentos centrales de un color amarillo o rosa transparente, similares a las colores de las plumas resaltadoras convencionales. (Si el resaltador eléctrico va a ser utilizado para proporcionar un color resaltado único, solamente, entonces todas las bolas en el giricón deben tener el mismo color de segmento central y no son necesarias las técnicas de colocación de la bola descritas anteriormente para la fabricación del giricón) . Para controlar los colores rojo, verde, y azul de un giricón RDA independientemente entre sí, es necesario ser capaz de hacer girar las bolas de un color sin afectar las bolas de los otros dos colores. Esto puede lograrse, por ejemplo, localizando las bolas de un color juntas en subpixeles, como se ilustra en la FIGURA 10C. Se muestra una vista en planta de una porción alargada de una hoja elastomérica 1010. El pixel 1070 incluye el subpixel rojo 1071, el subpixel verde 1072, el subpixel azul 1073. Cada uno de los subpixeles contienen las bolas de giricón 1074, 1075, 1076 de su color respectivo únicamente; por ejemplo, todas las bolas de giricón 1074 en el subpixel rojo 1071 son rojas. El arreglo de los subpixeles dentro de cada pixel puede variar en diferentes modalidades; por ejemplo, como se muestra en la FIGURA 10C, el subpixel puede arreglarse como los vértices de un triángulo equilátero. Las técnicas para colocar las bolas de giricón en posiciones específicas dentro de una hoja elastomérica se describen más adelante con referencia a las FIGURAS 15A-15B. Esas técnicas pueden ser utilizadas, en particular para colocar bolas de giricón rojas, verdes y azules en un patrón de subpixeles deseado.

Giricón de Sustractivo de Capas Múltiples También puede utilizarse un giricón con una configuración de electrodo de campo inclinado para proporcionar una imagen de color sustractiva cian-magenta-amarilla (CMA), a todo color. En la formación de imágenes de color sustractiva, los componentes de colores no deseado son filtrados por la luz incidente, típicamente por medio de filtros o tintes de color transparente. Aquí, las bolas de giricón, y de manera más particular sus segmentos centrales, actúan como filtros de color. Una bola de tres segmentos como la bola 1040 ilustrada en la FIGURA 10A puede utilizarse para un giricón CMA de color sustractivo, con el segmento central 1042 estando pigmentando o teñido con un transmisor de luz cian, magenta, o amarillo. La hoja de giricón contiene tres capas, colocadas una encima de la otra. Una capa contiene bolas cian (es decir, bolas cuyos segmentos centrales son cian) ; uno contiene bolas magenta; y otra contiene bolas amarillas. Dentro de una capa dada, un grupo de una o más bolas puede servir para proporcionar un color de componente para la sustracción de color. De manera preferible, se utilizando un gran número de bolas (por ejemplo, nueve o más) localizadas una cerca de la otra para cada color componente de cada pixel. Un pixel se hace de una columna de tres regiones de color localizadas una encima de la otra, una región de cada una de las tres capas. La FIGURA HA ilustra una vista lateral de una porción de una hoja elastomérica 1110 de un giricón de CMA. La hoja 1110 tiene tres capas 1116, 1117, 1118. Las bolas en la capa 1116, incluyendo las bolas 1140a, 1140b, y 1140c, tienen segmentos centrales de un primer color, tal como el amarillo; por ejemplo, la bola 1140a tiene su segmento central amarillo 1142a. Las bolas en la capa 1117, incluyendo las bolas 1150a, 1150b, y 1150c, tienen los segmentos centrales de un segundo color, tal como el magenta; por ejemplo, la bola 1150a tiene un segmento central magenta 1152a. Las bolas en la capa 1118, incluyendo las bolas 1160a, 1160b, y 1160c, tienen segmentos centrales de un tercer color, tal como el cian; por ejemplo, la bola 1160a tiene un segundo segmento central cian 1162a. Cada una de las bolas 1140a, 1140b, 1140c, 1150a, 1150b, 1150c, 1160a, 1160b, y 1160c pueden hacerse individualmente direccionables. Las direcciones de orientación de esas bolas se indican por flechas a, b, c, d, e, f, g, h, y j, respectivamente. Un pixel se forma por una combinación de una o más regiones de color que pueden ser observadas en superposición por un observador en I. De este modo, por ejemplo, las bolas 1140a, 1150a, y 1160a en una porción de la columna rectangular de la hoja 1110 denotada como 1110a juntas forman un pixel. De manera similar, las bolas 1140b, 1150b, y 1160b en la porción columnar rectangular de la hoja 1110 denotada como 1110b juntas forman otro pixel, y las bolas 1140c, 1150c, y 1160c en la porción columnar rectangular de la hoja 1110 denotada como 1110c juntas pueden formar otro pixel más. (En la práctica, como se indicó anteriormente, un giricón CMA probablemente tiene muchas bolas por cada color componente en cada pixel. No obstante, el arreglo de una bola por color ilustrada aquí es también posible, y proporciona un ejemplo fácilmente comprensible para propósitos de exposición y discusión) . Las bolas 1140a, 1150a, y 1160a están todas orientadas con sus segmentos centrales 1142a, 1152a, 1162a orientados hacia un. observador en I, de modo que se obtiene una saturación a todo color para los componentes cian, magenta, y amarillo. En consecuencia, el pixel en 1110a parece negro. Las bolas 1140c, 1150c, y 1160c están todas orientadas con sus segmentos centrales en el borde con respecto a un observador en I, de modo que todas esas bolas parecen ser sustancialmente transparentes. En consecuencia, el pixel en 1110c parece ser sustancialmente transparente. La bola 1140b está orientada con su segmento central orientado hacia un observador en I; la bola 1150b, con su segmento central en un primer ángulo con respecto a un observador en I, ; y la bola 1160b, con su segmento central en su segmento ángulo con respecto a un observador en I. En consecuencia, el componente amarillo del pixel en 1110b parece estar completamente saturado, el componente magenta menor saturado, y el componente cian aún menos saturado. La FIGURA HB muestra una vista desde la parte superior del pixel en 1110b. El segmento central de la bola 1140b parece ser un círculo A. El segmento central de la bola 1150b parece ser una primer elipse B superpuesta sobre el círculo A. El segmento central de la bola 1160b parece ser una segunda elipse C más estrecha, superpuesta sobre la primer elipse B. De este modo en la elipse C estrecha, los tres componentes de color (amarillo, magenta, cian) se superponen. Un giricón CMA puede fabricarse ya sea a partir de tres hojas elastoméricas separadas (una para cada color de bolas) colocada debajo o encima de otra, o a partir de una sola hoja en la cual se colocan debajo capas sucesivas de bolas de diferentes colores. En cada caso, cada región de color componente en cada pixel se hace preferiblemente de un gran número de bolas, y por lo tanto las bolas de una hoja o capa no necesitan ser alineadas con aquellas de cualquier otra hoja o capa. Esto se ilustra en la vista en corte transversal de la FIGURA HC, la cual es una porción de una hoja elastomérica 1170 para un giricón CMA. La hoja 1170 tiene una capa 1171 de bolas cian 1174 (es decir, que las bolas centrales 1174 tienen segmentos centrales cian) , una capa 1172 de bolas magenta 1175, y una capa 1173 de bolas amarillas 1176. Un pixel 1177 visible a un observador en I incluye una porción en forma de columna de la hoja 1170. La FIGURA HD muestra una vista del despiece del pixel 1177 separado del resto de la hoja 1170. (Si se construye un giricón- CMA de modo que cada pixel contenga únicamente una bola de cada color, como se muestra en las FIGURAS HA-HB, las bolas en las diferentes capas deberán ser preferiblemente alineadas para facilitar la sustracción de color apropiada) . De manera preferible, cada una de las tres capas de un giricón CMA pueden ser dirigidas por separado a partir de otras dos capas. Una manera de lograr esto es proporcionando un electrodo de direccionamiento separado para cada capa de giricón, como se ilustra en la vista en despiece de la FIGURA HE. El giricón 1180 tiene una capa 1181 de bolas cian, una capa 1182 de bolas magenta, y una capa 1183 de bolas amarillas. En el otro lado de cada capa se encuentra colocado un electrodo de direccionamiento transparente en forma de un arreglo de pixel, de modo que puede aplicarse un campo inclinado diferente a cada posición de pixel en cada capa.

Los electrodos 1184a, 1184b están colocados sobre ambos lados de la capa 1181. Los electrodos 1185a, 1185b están colocados sobre ambos lados de la capa magenta 1182. Los electrodos 1186a, 1186b están colocados sobre cada lado de la capa amarilla 1183. Los electrodos de las capas sucesivas están protegidos entre sí por conductores transparentes 1187a, 1187b, 1187c colocados entre los electrodos de una capa y la siguiente. Un giricón CMA que tenga un electrodo separado por capa, como se muestra en la FIGURA HE, puede ser embarazoso y caro de producir. También, las muchas capas de los electrodos y protecciones conductoras pueden cortar la cantidad de luz que pasa a través del giricón, de modo que la imagen del giricón es menos brillante de lo que sería en otras circunstancias. De este modo puede ser preferible en algunas circunstancias dirigir todas las capas de un giricón CMA con un solo montaje de electrodo. Por ejemplo, en la FIGURA HF, la hoja 1118 del giricón 1137 es una hoja elastomérica de tres capas, similar en construcción a la hoja 1170 de la FIGURA HC. Los electrodos 1189a, 1189b están colocados en ambos lados de la hoja 1188. Es deseable utilizar los electrodos 1189a> 1189b para provocar la rotación de las bolas de cualquiera de las tres capas de la hoja 1188.

Un solo juego de electrodos (como se describe en la FIGURA 11F) es suficiente para controlar todo el giricón CMA si las bolas en las diferentes capas del giricón tienen diferentes umbrales de rotación. Por ejemplo, en la FIGURA HA, si las bolas en la capa superior 1116 comenzaran a girar únicamente después de la aplicación de un fuerte campo eléctrico El, las bolas en la capa media 1117 después de la aplicación de un campo eléctrico intermedio E2, y las bolas en la capa inferior 1118 después de la aplicación de un campo eléctrico débil E3, entonces puede utilizarse un solo juego de electrodos para dirigir las bolas de los tres colores en un pixel (por ejemplo, para dirigir todas las bolas 1140a, 1150a, 1160a del pixel 1110a) . Como otro ejemplo, si en la FIGURA HC, las bolas en la capa superior 1171 comenzaran a girar únicamente después de la aplicación de un fuerte campo eléctrico El, las bolas en la capa media 1172 después de la aplicación de un campo eléctrico intermedio E2, y las bolas en la capa inferior 1173 después de la aplicación de un campo eléctrico débil E3, entonces puede utilizarse un solo juego de electrodos para dirigir los tres componentes de color del pixel 1177. En ambos ejemplos, la aplicación de un fuerte campo eléctrico El hará que las bolas en las tres capas giren. La aplicación de un campo intermedio E2 hará únicamente que aquellas bolas en las capas media e inferior giren. La aplicación de campo débil E3 hará únicamente que giren aquellas bolas en la capa inferior. De este modo las bolas en las tres capas pueden hacerse girar si se desea mediante la aplicación sucesiva de campos de direccionamiento fuerte, intermedio y débil. La técnica de direccionamiento de pasos múltiples, de umbral múltiple se describe mejor más adelante con referencia a las FIGURAS 14A-14G. Un dispositivo de visualización de color sustractivo direccionable por pixel puede construirse sin ninguna necesidad de alinear con precisión los electrodos de direccionamiento con respecto a la hoja de giricón. En su lugar, pixeles se formarán en cualquier lugar en donde se espere que estén los electrones. Esta es una ventaja del giricón de color sustractivo sobre el giricón de color aditivo anteriormente descrito con referencia a las FIGURAS 10A-10C. En el arreglo de subpixel de color RVA como se muestra en la FIGURA 10C, por ejemplo, cada uno de los subpixeles 1071, 1072, 1073 deben ser alineados apropiadamente con los elementos de arreglo del subpixel de los electrodos de direccionamiento para asegurarse de que un campo eléctrico aplicado haga que uno y solo uno de los subpixeles del color apropiado sea dirigido. Una desalineación entre los elementos del arreglo del electrodo de direccionamiento y los elementos del arreglo de la hoja de giricón puede hacer que porciones de subpixeles múltiples de la hoja sean dirigidas por un solo elemento del arreglo del electrodo, y puede causar errores de color, tales como la sustitución de los subpixeles rojos por verdes y azules para el rojo, en la imagen producida. Con el giricón de color sustractivo de las FIGURA HA-HD, dirigido con un montaje de un solo electrodo como en la FIGURA HF, no puede surgir ninguno de esos problemas. En su lugar, los electrodos de direccionamiento 1189a, 1189b necesitan ser alineados únicamente entre sí, y pueden ser colocados en cualquier lugar con respecto a la hoja del giricón 1188. Si se utiliza un montaje de electrodos múltiples como en la FIGURA HE, los electrodos para las diferentes capas deben ser alineados entre sí, pero nuevamente, no existe la necesidad de alinear las capas de elastómero con los electrodos, o alinear las capas entre sí. Por ejemplo, si no es necesario alinear la capa cian 1181 con sus electrodos 1184a, 1184b, o alinear la capa cian 1181 con la capa magenta 1182 o la capa amarilla 1183. La serie de vistas en la FIGURA HG ilustran aún mejor esas ideas. En la primer vista de la FIGURA HG, los electrodos de direccionamiento del arreglo de pixeles 1191a, 1191b están colocados sobre cualquier lado de una hoja de giricón de capas múltiples, rectangular, 1190, orientada paralela a los límites del rectángulo de la hoja 1190. Los pixeles, tal como el pixel 1192, se forman en las regiones columnares rectangulares de la hoja 1190. La localización del pixel 1192 y otros pixeles con respecto a los límites de la hoja rectangular 1190 no están predefinidas. Además, la colocación de los electrodos 1191a, 1191b con respecto a la hoja 1190 define en donde estarán los pixeles. Si los electrodos son colocados de manera diferentes con respecto a la hoja, los pixeles terminarán en cualquier lugar de la hoja. Por ejemplo, la segunda vista de la FIGURA HG muestra lo que _ pasa si los electrodos de direccionamiento 1191a, 1191b son removidos del contacto con la hoja 1190 y posteriormente son colocados de modo que no estén orientados en un ángulo ß a los límites del rectángulo de la hoja 1190. El arreglo de pixeles está ahora desplazado con respecto a los límites del rectángulo. Por ejemplo, la contraparte al pixel 1192 de la primer vista de la FIGURA HG es el pixel 1192' en la segunda vista de la FIGURA HG. En contraste con el giricón de color aditivo, no existen subpixeles de diferentes colores en el giricón de color sustractivo. En su lugar, todo el campo de cada pixel es llenado con todos los colores componentes, superpuestos uno sobre otro. Esto puede mejorar la riqueza y exactitud de la imagen de color resultante sobre lo que puede obtenerse con la técnicas de color aditivo.

Para asegurar los más altos niveles de saturación de color y calidad de imagen total en un giricón de color sustractivo, cada capa de color componente de cada pixel puede presentar una bola completamente llena al observador. Por ejemplo, dentro de cada capa de color, pueden haber dos o más capas de bolas, apiladas una sobre otra como se ilustra en la FIGURA HH. La hoja de giricón 1133 incluye las capas 1134, 1135, 1136 que contienen bolas de tres segmentos que tienen segmentos centrales c an, magenta y amarillo, respectivamente. Las bolas en la capa 1134- están por si mismas arregladas en tres capas 1134a, 1134b, 1134c estrechamente empacadas. Las bolas en la capa 1135 están arregladas en tres capas 1135a, 1135b, 1135c estrechamente empacadas. Las bolas en la capa 1136 están arregladas en tres capas 1136a, 1136b, 1136c' estrechamente empacadas. De este modo puede pasar muy poca o nada de luz a través de la hoja de giricón 1133 sin que el color sea filtrado cuando las bolas giran de manera sustancial. Para reducir al mínimo la difracción de la luz y para obtener las mayores eficiencias de luz, es preferible que las bolas tengan los mismos índices de refracción que el elastómero y el fluido dieléctrico que permea al elastómero. Los colores de los segmentos centrales cían, magenta y amarillo de las bolas utilizadas en el giricón de color sustractivo CMA son colores típicamente transparentes más que colores opacos. De este modo, el giricón CMA puede ser utilizado con una fuente de luz posterior, tal como un proyector, o con un soporte reflector (por ejemplo, una hoja de papel blanco ordinaria u otro difusor) en la luz ambiental. Típicamente, la luz incidente brillante es preferible, en tanto el giricón actúe filtrando la luz incidente para producir los colores de la imagen. Los ejemplos de uso son comparables a aquellos descritos anteriormente con referencia a las FIGURAS 7B, 7C y 7D anteriores adaptadas para el giricón RBA con bolas que tienen segmentos centrales transparentes. El uso del giricón CMA como en las FIGURAS 7C-7D proporciona una imagen proyectada a todo color sobre la pantalla 757. El uso del giricón CMA como en la FIGURA 7B proporciona una imagen en la cual la luz filtrada por el segmento de color transparente de las bolas puede ser reflejada desde una superficie subyacente (por ejemplo, el documento 751 ) nuevamente a través del giricón y en consecuencia hacia el observador en I; nótese que, a diferencia del giricón RDA, la luz puede ser absorbida efectivamente dentro del giricón CMA si ésta es filtrada a través de los tres colores componentes. Un giricón de color sustractivo no necesita limitarse a colores de componente cian, magente y amarillo. Bien pueden sustituirse otros colores y pueden agregarse capas adicionales que contengan colores adicionales. En particular, puede construirse un giricón CMAN (cian-magenta-amarillo-negro) puede construirse agregando una cuarta capa al giricón CMA. El giricón CMAN proporciona una capacidad de color análoga al esquema de color CMAN típicamente utilizado en la impresión de cuatro colores. La FIGURA HJ ilustra un giricón de color sustractivo CMAN. El giricón 1195 tiene las capas 1196, 1197, 1198 y 1199 las cuales contribuyen, respectivamente, a los colores de componentes cian, magenta, amarillo y negro de la *, imagen. Las bolas de giricón utilizadas en las capas 1196, 1197, 1198 son como se describieron anteriormente para las capas 1H6, 1117, 1118 ; en la hoja de giricón mo de la FIGURA HA. Las bolas utilizadas en la capa negra 1199 son también bolas de tres segmentos, similares en construcción a las bolas utilizadas en las otras capas. Sin embargo, los segmentos centrales son de color negro opaco en lugar de colores cromáticos transparentes como en las otras capas. Como para el giricón CMA, el giricón CMAN puede ser utilizado con una luz posterior, tal como un proyector, o con un soporte reflector. Los ejemplos de uso son comparables a aquellos anteriormente descritos con respecto a las FIGURAS 7B, 7C y 7D anteriores, de acuerdo a lo adaptado para el giricón CMA; nótese con referencia a la FIGURA 7B que los segmentos blancos de las bolas en la capa 1199 pueden absorber completamente la luz incidente.

Un giricón de color sustractivo también puede tener menos de tres colores componentes. Por ejemplo, un giricón de dos capas basado en bolas de giricón de tres segmentos con segmentos exteriores transparentes puede hacerse de modo que incluya una primer capa de bolas con segmentos centrales negros (como en el dispositivo de visualización CMAN) y una segunda capa de bolas con segmentos centrales de un color transparente. Tal giricón podría ser útil para proporcionar un dispositivo de visualización de negro más un color resaltado sobre un fondo blanco o en un modo de luz posterior. Otra posibilidad es un giricón de dos capas que tenga una primer capa de un primer color transparente y una segunda capa de su color complementario (también transparente) . Por ejemplo, la primer capa puede ser azul y la segunda amarilla. Este segundo giricón puede producir cada uno de sus colores componentes más negro, el cual es producido por la sustracción de dos colores complementarios. Controlado por un electrodo de campo inclinado, el giricón proporciona de este modo saturaciones variables de los colores componentes más una escala de gris variable.

Giricón de Color Aditivo que Utiliza Relés Ópticos de Dos Estados y Tres Estados Puede utilizarse un giricón en el cual las bolas por sí mismas no tengan segmentos coloreados cromáticamente para proporcionar un dispositivo de visualización rojo-verde-azul (RVA), a todo color. Se describirán dos métodos para tal dispositivo de visualización. En ambos métodos, las bolas en la hoja de giricón actúan como relés ópticos, dado que pueden ser utilizadas para revelar puntos de color oscuro a o desde un observador. Utilizando una configuración de electrodo de campo inclinado como se describió anteriormente, las bolas pueden hacerse girar a través de un intervalo continuo de ángulos, permitiendo de este modo un intervalo continuo de saturación de color. Cada uno de los puntos puede ser rojo, verde, o azul y puede formarse utilizando, por ejemplo, una fuente de luz activa, un filtro coloreado de luz posterior o transparencia, o un soporte coloreado, reflector, unido a la hoja de giricón e iluminado por la luz ambiental. De este modo el giricón puede adaptarse para utilizarse en un modo de luz posterior o proyectar o en la luz ambiental. Los dos métodos difieren en el tipo de bolas de giricón utilizadas. En el primer método, se utiliza una capa de bolas de tres segmentos que actúan como relés ópticos (de dos estados) para revelar u oscurecer los puntos de color. Las bolas pueden ser, por ejemplo, bolas similares en construcción a aquellas utilizadas en los giricones RVA y CMA discutidas anteriormente, pero con segmentos centrales opacos (por ejemplo, blancos o negros) en lugar de segmentos centrales coloreados cromáticamente, transparentes. En el segundo método, una segunda capa de bolas de cuatro segmentos pueden actuar como relés ópticos (de tres estados) para revelar u oscurecer los puntos de color. Las bolas, las cuales serán descritas, tienen segmentos negro, blanco, y transparente (por ejemplo, claro) . En una modalidad alternativa del segundo método, se utilizan dos capas de bolas de tres segmentos en lugar de la bola de cuatro segmentos, una capa en la cual las bolas tienen segmentos centrales negros y la otra en la cual las bolas tienen segmentos centrales blancos. La terminología relés ópticos de "dos estados" y "tres estados" significa que implica que esos relés ópticos se restringen únicamente a dos estados o tres estados según sea el caso. Además, los relés ópticos tienen dos o tres estados básicos (estados propios) y un intervalo de estados intermediarios obtenibles con la configuración de electrodo de campo inclinado. De este modo, como se discutirá momentáneamente, el relé óptico de dos estados tiene dos estados básicos: completamente abierto, con el segmento central orientado perpendicular a la superficie de la hoja del giricón y la mancha de color revelada al máximo; y completamente cerrado, con el segmento central orientado paralelo a la superficie y la mancha de color oscurecida al máximo. También pueden obtenerse estados intermedios, en los cuales el relé óptico está parcialmente abierto o parcialmente cerrado. De manera similar, el relé óptico de tres estados tiene tres estados básicos: completamente abierto, con el segmento central orientado perpendicular a la superficie de la hoja del giricón y la mancha de color revelada al máximo; completamente cerrada/negro, con un segmento central negro orientado hacia la superficie y orientado paralelo a la superficie, y la mancha de color oscurecida al máximo; y completamente cerrado/blanco, con un segmento central blanco orientado hacia la superficie y orientado paralelo a la superficie, y la mancha de color nuevamente oscurecida al máximo. Regresando ahora al primer método, se utilizó una bola de tres segmentos como la ilustrada en la FIGURA 12A. La bola 1235 tiene dos segmentos extremos transparentes (por ejemplo, claros) 1236, 1238 y un segmento opaco central 1237. La bola 1235 está hecha con segmentos de potenciales zeta diferentes, de modo que puede ser orientada a diferentes orientaciones mediante la aplicación de campos eléctricos adecuados. En particular, el segmento 1236 puede ser hecho con el potencial zeta positivo más alto de cualquiera de los tres segmentos en la bola 1235, y el segmento 1238, con el potencial zeta negativo más alto de cualquiera de los tres segmentos. La bola 1235 puede actuar como un relé óptico de dos estados, como se describe esquemáticamente en los ejemplos de las FIGURAS 12B-12D. En cada uno de esos ejemplos, un punto de color 1239 se encuentra colocado debajo de la bola 1235 y un observador en I se encuentra colocado por encima de la bola 1235 y opuesto al punto de color 1239. Se utilizó un electrodo de campo inclinado para orientar la bola 1235. En la FIGURA 12B, la bola 1235 está orientada en la dirección mostrada por la flecha a, con su segmento central opaco paralelo al plano del punto 1239, de modo que el segmento central opaco 1237 oscurece completamente el punto 1239 de la vista del observador en I. Como se muestra, el punto 1239 parece negro al observador en I. En la FIGURA 12C, la bola 1235 está orientada en la dirección mostrada por la flecha b, de modo que el segmento central opaco 1237 está transversal al punto del plano 1239. Como se muestra, sustancialmente todo- (de manera más precisa, todo excepto una banda delgada) del punto 1239 es observado por el observador en I. En la FIGURA 12D, la bola 1235 está orientada en la dirección mostrada por la flecha c, de modo que el segmento central opaco 1237 está en un ángulo intermedio entre paralelo y perpendicular al punto del plano 1239. (El electrodo de campo inclinado permite obtener cualquier ángulo intermedio) . El segmento central opaco 1237 oscurece parcialmente el punto 1239 de la vista del observador en I.

Puede construirse un dispositivo de visualización RVA a todo color con bolas similares a la bola 1235, por ejemplo colocando una hoja de giricón formada de tales bolas en la parte frontal de una transparencia de fondo o un material de fondo estructurado con filtros de color rojo, verde, y azul transparente (para un dispositivo de visualización de luz posterior) , o en la parte frontal de una superficie de fondo o material de soporte estructurado con puntos rojos, verdes, y azules reflectores (para un dispositivo de visualización de luz ambiental) . Cada uno de los pixeles del dispositivo de visualización incluye un punto rojo, uno verde, y uno azul, con cada uno de esos puntos de color correspondiendo a un subpixel. Cada punto de color está asociado con su propia bola independientemente direccionable o, de manera preferible, el juego de muchas bolas que actúan como relé óptico para ese punto. De este modo la saturación de color de un subpixel puede ser controlada ajustando el ángulo de la bola o bolas sobre el punto para revelar u oscurecer más o menos el punto de color. Si utilizan muchas bolas por subpixel, la saturación de color también puede ser controlada sin campos inclinados sintonizando un número mayor o menor de bolas paralelas o transversales al plano de los puntos de color, utilizando las técnicas de un gran múltiple como se describe más adelante con referencia a las FIGURAS 14A-14G. El arreglo de los subpixeles dentro de cada pixel puede variar en diferentes modalidades; por ejemplo, los subpixeles pueden ser arreglados como los vértices de un triángulo equilátero. Los ejemplos de uso del giricón RVA de relé de color de dos estados y los modos de luz posterior y proyector son comparables a aquellos descritos anteriormente con referencia a las FIGURAS 7B, 7C, y 7D. Utilizado en el modo de proyección como en las FIGURAS 7C-7D, el giricón proporciona una imagen proyectada RVA a todo color sobre la pantalla 757. Utilizado en el modo superpuesto como en la FIGURA 7B, el giricón proporciona un recubrimiento a todo color, transparente para el documento subyacente 751. En el modo superpuesto, la luz que incide sobre el giricón de relé óptico de dos estados 750 puede ser absorbida por, o reflejada de, los segmentos centrales de las bolas cuando las bolas están orientadas con sus segmentos centrales paralelos al plano del giricón. Cuando las bolas están orientadas con sus segmentos centrales transversales al plano del giricón, la luz es transmitida a través de los segmentos transparentes de las bolas, filtrada por los filtros de color transparente, y reflejada de las porciones blancas del documento subyacente 751 nuevamente a través de los filtros de color transparente y los segmentos de bola transparentes del giricón 750 al observador en I .

Un ejemplo de uso del giricón RVA de relé óptico de dos estados como un dispositivo de visualización de luz ambiental autónomo (más que de recubrimiento) es también comparable al de la FIGURA 7B, excepto que el material de soporte diseñado o estructurado del giricón en sí toma el lugar del documento subyacente 751. La luz ambiental incidente sobre el giricón puede ser reflejada por o absorbida por los segmentos centrales opacos de las bolas, o puede pasar a través de los segmentos transparentes de las bolas para ser reflejada por los puntos de color del material de soporte estructurado y nuevamente a través de la hoja de giricón hacia el observador en I. El primer método, de relé óptico de dos estados es muy adecuado para un dispositivo de visualización de luz posterior. Este puede ser menos adecuado para un dispositivo de visualización de luz ambiental autónomo debido a la pérdida de luz debida a la difracción, la cual puede conducir a una apariencia del . dispositivo de visualización de color mezclilla y insaturada o "deslavada". Por ejemplo, si los segmentos centrales opacos de las bolas son negros, entonces el "blanco" se logra haciendo girar los tres subpixeles a la vez. Este "blanco" puede parecer gris cuando se compara con el blanco ofrecido por el medio reflector tradicional, tal como un papel ordinario.

El segundo método de relé óptico de tres estados se dirige a esta situación. Los relés ópticos de tres estados tienen estados negro, blanco y transparente, con el punto de color subyacente siendo visible a través de las porciones transparentes de las bolas del giricón. La disponibilidad de blanco y negro en conjunto con el rojo, verde y azul proporciona una mejor gama de color sobre el primer método de relé óptico de dos estados, y hace el segundo método particularmente más adecuado para utilizarse en dispositivos de visualización de luz ambiental. La FIGURA 12E ilustra una bola de giricón de cuatro segmentos adecuada para un dispositivo de visualización RVA de luz ambiental de acuerdo al segundo método. La bola 1240 tiene dos segmentos externos transparentes (por ejemplo, claros) amplios 1241, 1244 y dos segmentos centrales delgados 1242, 1243. El segmento 1243 está pigmentado de blanco y el segmento 1243 está pigmentado de negro. La bola 1240 está hecha con segmentos de potenciales zeta diferentes, de modo que puede ser orientada en diferentes orientaciones mediante la aplicación de campos eléctricos adecuados. En particular, el segmento 1241 puede ser hecho con el potencial zeta más positivo de cualquiera de los cuatro segmentos en la bola 1240, y el segmento 1244, con el potencial zeta más negativo de cualquiera de los cuatro segmentos.

Para hacer un dispositivo de visualización de color ambiental, puede colocarse una hoja de giricón formada de bolas similares a la bola 1240 sobre un soporte reflector de puntos de color rojo, verde y azul. Se proporciona una configuración de electrodo de campo inclinado de modo que cada bola pueda ser dirigida y orientada individualmente en cualquier ángulo con respecto a la superficie de la hoja. Cada bola puede proporcionar un subpixel de un dispositivo de visualización direccionable por pixel en el cual cada pixel incluye una bola localizada encima de un punto rojo, una bola localizada encima de un punto verde, y una bola localizada en encima de un punto azul, de manera similar al primer método. Sin embargo, debido a que la bola tiene segmentos centrales tanto negro como blanco, puede hacer más que solo revelar u oscurecer el punto subyacente. En su lugar, cuando la bola gira a través de 180 grados, la luz de un subpixel se ajustará como sigue: negro, color oscuro, color saturado, color claro, blanco. Por ejemplo, con un punto rojo, un observador verá una gama de colores como sigue: negro, rojo oscuro, rojo, rojo claro, blanco. (De manera preferible, con el método de relé óptico de dos estados, se utilizan muchas bolas por subpixel, en particular para obviar la necesidad de alinear las bolas individuales con subpixeles individuales durante la manufactura del giricón. No obstante, el arreglo de una bola por subpixel descrito aquí es también posible, y proporciona un ejemplo fácil de comprender para propósitos de exposición y discusión) . En consecuencia, el segundo método puede incrementar la brillantez del dispositivo de visualización, especialmente en la parte del espacio de color entre el color completamente saturado y blanco. Puede generarse todo el cubo de color del espacio de color. Además, puede generarse un color primario de color claro (por ejemplo, luz roja) con un solo subpixel. La FIGURA 12F ilustra una vista del despiece de una porción de un giricón de dispositivo de visualización de color ambiental 1200 en el segundo método. La hoja elastomérica 1210 es fijada a un soporte 1290 que tiene puntos rojos, verdes y azules (puntos 1291, 1292 y 1293, respectivamente) . Incrustadas en la hoja 1210 se encuentran bolas de cuatro segmentos incluyendo las bolas 1240, 1250, 1260, las cuales pueden actuar como relés ópticos de tres estados para revelar los puntos del soporte 1290 u oscurecer los puntos del soporte 1290 utilizando cualquiera de sus segmentos centrales negro o blanco respectivos. De este modo, por ejemplo, la bola 1240, cuya dirección de orientación es indicada por la flecha a, presenta un aspecto sustancialmente transparente a un observador en I, revelando de este modo un punto rojo completamente saturado 1291. La bola 1250, cuya dirección de orientación es indicada por la flecha b, presenta una cara blanca a un observador en I y ocluye completamente la vista del punto verde subyacente 1292. La bola 1260, cuya dirección de orientación es indicada por la flecha c, está orientada en un ángulo a la superficie de la hoja 1210 y de este modo presenta una porción de una cara negra a un observador en I, mientras revela una porción del punto azul 1293 abajo. La vista desde el punto de vista de un observador en I del subpixel formado por la bola 1240 en combinación con el punto rojo 1291 se describe esquemáticamente para dos orientaciones diferentes de la bola 1240 en los ejemplos de las FIGURAS 12G y 12H. En ambas figuras, el punto rojo 1291 aparece como un círculo A. En la FIGURA 12G, el segmento negro delgado 1243 de la bola 1240 se observa como una elipse B superpuesta sobre el círculo A. De este modo el subpixel tiene componentes de color negro y rojo, y también parece ser rojo oscuro. En la FIGURA 12H, el segmento blanco delgado 1242 de la bola 1240 se ve como una elipse B superpuesta sobre el círculo A. De este modo el subpixel tiene componentes de color blanco y ro o, y de este modo parece rojo claro. Los ejemplos de uso del giricón RVA de relé óptico de tres estados en los modos de luz posterior y proyección son comparables a aquellos descritos anteriormente con referencia a las FIGURAS 7B, 7C y 7D. Utilizado en el modo de proyección como en las FIGURAS 7C-7C, el giricón proporciona una imagen proyectada RVA a todo color sobre la pantalla 757. Deberá notarse, sin embargo, que debido a que los segmentos centrales negro y banco son opacos, no son distinguibles entre sí en la imagen proyectada. El giricón de relé óptico de tres estados no tiene la ventaja de gama de color sobre el relé óptico de dos estados cuando se utiliza en el modo de proyección. La ventaja de la gama de color se obtiene cuando el giricón se usa en los modos de superposición o luz ambiental autónomo como en la FIGURA 7B, la descripción de la FIGURA 7B aquí se modificó como se describió anteriormente para el giricón de relé óptico de dos estados. Ahora se describirá un modo de iluminación adicional con referencia a la FIGURA 121. Este modo es particularmente interesante para utilizarse con el giricón de relé óptico de tres estados, aunque también puede utilizarse con el giricón de relé óptico de dos estados. El dispositivo de visualización 1280 incluye un giricón 1285 que está hecho de una capa elastomérica transparente 1287 de bolas de relé óptico de tres estados, de cuatro segmentos (incluyendo las bolas 1287a, 1287b, 1287c) unidas a un material de soporte transparente 1286 estructurado con filtros de color transparente (incluyendo el filtro de subpixel rojo 1286a, el filtro de subpixel verde 1286b, y el filtro de subpixel azul 1286c) . El giricón 1285 es iluminado simultáneamente desde la parte frontal (es decir, desde el lado más cercano al observador en I) por la luz ambiental que se origina en la fuente de luz 1281, y desde atrás por una luz blanca difusa uniforme, aquí proporcionada por una fuente de luz alimentada eléctricamente 1282 en conjunto con un difusor 1283, ambos de los cuales pueden ser integrados en el alojamiento del dispositivo de visualización 1280 como se muestra. Tal luz posterior integrada es apropiada, por ejemplo si el dispositivo de visualización 1280 va a ser utilizado como dispositivo de visualización para una computadora portátil o similar. En la operación del dispositivo de visualización 1280, la fuente de luz posterior 1282 sirve para hacer los colores observables al observador en I brillantes y vividos. Por ejemplo, las bolas 1287a están orientadas de modo que la luz de la fuente 1282 es transmitida a través del difusor 1283 y en consecuencia a través de filtro de color rojo 1286a pudiendo pasar a través de los segmentos transparentes de la bolas 1287a. El observador en I ve un subpixel rojo. Una pequeña cantidad de la luz ambiental de la fuente 1281 es transmitida a través de la capa 1287 y el filtro de color rojo 1286a es reflejada por el difusor 1283 nuevamente a través del filtro 1286a y la capa 1287 al observador en I; pero la iluminación posterior proporciona la fuente de luz más significativa para el subpixel. La luz ambiental de la fuente de luz 1281 sirve para iluminar los segmentos centrales blancos de las bolas en la capa 1287, de modo que son visibles al observador en I cuando las bolas están orientadas con los segmentos centrales blancos depositados hacia la parte frontal del giricón 1280. Por ejemplo, las bolas 1287b están orientadas de modo que ocultan el filtro de color verde 1286b del observador en I. Los segmentos centrales blancos de las bolas 1287b son visibles en la luz ambiental al observador en I, quien ve un subpixel blanco. La iluminación posterior de la fuente 1282 es bloqueada por los. segmentos centrales opacos. La luz ambiental de la fuente de luz 1281 es absorbida por los segmentos centrales negros de las bolas en la capa 1287. Por ejemplo, las bolas 1287c están orientadas de modo que ocultan el filtro de color azul 1286c del observador en I. Los segmentos centrales negros de las bolas 1287c absorben la luz ambiental . El observador en I ve un subpixel negro. Nuevamente, la iluminación posterior de la fuente 1282 es bloqueada por los segmentos centrales opacos.

La FIGURA 12J ilustra una modalidad alternativa del giricón de relé óptico de tres estados. Aquí, se utilizan dos capas de bolas de tres segmentos. La hoja elastomérica 1270 tiene capas 1270a, 1270b, cada capa contiene bolas de relé óptico de tres estados (similares en construcción a la bola 1235 de la FIGURA 12A) . Las bolas en las capa 1270a tiene segmentos centrales blancos. Las bolas en la capa 1270b tienen segmentos centrales negros. El material de soporte 1279 proporciona los puntos de color que son revelados u oscurecidos por las bolas para proporcionar colores visibles a un observador en I. Las dos capas de bolas cooperan para proporcionar un relé óptico de tres estados, como se muestra: En la región 1271 de la hoja 1270, las bolas 1271a en la capa superior 1270a y las bolas 1271b en la capa inferior 1270b se hacen girar, de modo que sus segmentos centrales son transversales al plano del material de soporte 1279, revelando por lo tanto el punto subyacente 1271c al observador en I. En la región 1272 de la hoja 1270, las bolas 1272a en la capa superior 1270a se hacen girar, de modo que sus segmentos centrales blancos queden transversales al plano del material de soporte 1279, y las bolas 1271b en la capa inferior 1270b se hacen girar, de modo que sus segmentos centrales negros queden paralelos al plano' del material de soporte 1279, oscureciendo el punto subyacente 1272c y presentando una apariencia negra al observador en I. En la región 1272 de la hoja 1270, las bolas 1273a en la capa superior 1270a se hacen girar, de modo que sus segmentos centrales blancos queden paralelos al plano del material de soporte 1279, oscureciendo el punto subyacente 1273c y presentando una apariencia blanca al observador en I. Las bolas en las dos capas 1270a, 1270b pueden ser dirigidas por separado utilizando direccionamiento de umbral múltiple, de pasos múltiples como para las FIGURAS 14A-14G más adelante. Si se utilizan muchas bolas por subpixel, no existe la necesidad de alinear las capas superior e inferior entre sí durante la manufactura. Los métodos de relé óptico de dos estados y tres estados ofrecen ambos ciertas ventajas sobre el giricón RVA descrito anteriormente con referencia a las FIGURAS 10A-10C. De manera notable no existe la necesidad de colocar diferentes tipos de bolas en diferentes lugares dentro de la hoja elastomérica. En su lugar, se utilizan las misma bolas a través del giricón, y las regiones de subpixel RVA de un material de soporte reflector, por ejemplo, puede imprimirse sobre el material utilizando las técnicas de impresión o xerográficas de color convencionales. Además, si se utilizan muchas bolas subpixel, la hoja elastomérica no necesita ser alineada con precisión con el material de soporte durante la manufactura. (Sin embargo, es necesario alinear los subpixeles del material de soporte con los subpixeles de los electrodos de direccionamiento) . Deberá apreciarse que los métodos de relé óptico de dos estados y tres estados pueden utilizarse con otros dispositivos de visualización de color diferentes a los dispositivos de visualización RVA. Por ejemplo, pueden agregarse puntos de colores adicionales. Como otro ejemplo, puede hacerse un dispositivo de visualización de color resaltado utilizando un material de soporte de un solo color resaltado uniforme, tal como el rojo o amarillo, en lugar del material de soporte alineado con puntos anteriormente descrito. Tal dispositivo de visualización, utilizado por ejemplo con un electrodo de campo inclinado, puede proporcionar una gama completa de color resaltado, que varía desde el blanco a través del color claro al color completamente saturado al color oscuro al negro, y, como el giricón CMA descrito al principio, no requiere la alineación precisa entre la hoja del giricón y el montaje de electrodo de direccionamiento. En su lugar, los pixeles de este dispositivo de visualización de color resaltado son definidos por la colocación relativa de la hoja del giricón y los electrodos, en una forma similar a la que se describió anteriormente con referencia a la FIGURA HG anterior. Aún más, para utilizarse en la luz ambiental, los segmentos centrales de las bolas (por ejemplo) no necesitan ser negro o blancos. Por ejemplo, una transparencia superpuesta de color resaltado para utilizarse con un fondo blanco (por ejemplo, papel blanco ordinario) puede hacerse proporcionando un elastómero transparente y bolas de tres estados que tengan segmentos centrales negros y de color resaltado (por ejemplo segmentos negro y rojos) . Muchas otras variaciones serán evidentes a aquellos expertos en la técnica. Los principios de operación del dispositivo de visualización RVA de relé óptico de tres estados pueden generalizarse más allá de las modalidades descritas aquí. De manera notable, no es necesario que los relés ópticos de tras estados se basen en giricones. Se han desarrollado otros relés ópticos de tres estados y dispositivos o tecnologías adecuadas para producir tales relés, las cuales pueden adaptarse para utilizarse en los dispositivos de visualización de color en los cuales las fuentes de color, tales como las fuentes RVA de otro color cromático, son reveladas u oscurecidas por relés ópticos de tres estados de acuerdo a los principios que han sido descritos anteriormente. Esto se ilustra esquemáticamente para un solo pixel en la FIGURA 13. Una fuente de luz 1300 proporciona una luz coloreada, tal como una luz coloreada cromáticamente, para el pixel. Un selector 1305 selecciona entre los colores de mezcla negro y blanco y un control de mezcla 1307 selecciona las proporcionar en las cuales la luz coloreada de la fuente de luz 1300 y el color de mezcla (negro o blanco) seleccionado con el selector 1305 serán mezclados. La luz coloreada se mezcla con el color de mezcla negro o blanco seleccionado en un mezclador de color 1310, y le mezcla de color resultante se proporciona a la salida 1315.

Técnica de Direccionamiento de Umbral Múltiple y Pasos Múltiples Los giricones de color sustractivo CMA y CMAN y el giricón de relé óptico de tres estados, de dos capas, descritos anteriormente requieren una capacidad de direccionamiento separada para las diferentes bolas en las diferentes capas. Puede ser ventajoso proporcionar esta capacidad de direccionamiento separada sin utilizar un electrodo de direccionamiento separado para cada capa. De manera más general, existen varias circunstancias en la cuales puede ser benéfico utilizar un solo electrodo para dirigir por separado diferentes grupos de diferentes tipos de bolas dentro de una hoja de giricón. Por ejemplo, una forma de lograr saturación de color variable en un giricón RVA basado en bolas de tres segmentos (como en las FIGURAS 10A-10C) o un giricón CMA (como en las FIGURAS HA-HC) sin utilizar campos inclinados es proporcionar una multiplicidad de bolas asociadas con cada color en cada subpixel. Esta técnica de umbral múltiple para controlar la presencia de color será descrita de manera más completa posteriormente con referencia a la FIGURA 14F. La rotación selectiva de diferentes tipos de bolas del giricón colocadas en la misma vecindad dentro de la hoja elastomérica del giricón puede lograrse si cada tipo de bola tiene un umbral de rotación distinto, es decir, una fuerza de campo eléctrico mínima a la cual responderá. Por ejemplo, en el arreglo de dos capas de la FIGURA 12J, se supone que las bolas en la capa 1270a comenzarán a girar únicamente después de la aplicación de un gradiente de potencial eléctrico de al menos 90 volts por milésima de pulgada de espesor de elastómero, y que las bolas de giricón en la capa 1270b comenzaran a girar únicamente después de la aplicación de un gradiente de potencial eléctrico de al menos 80 volts por 0.076 cm (30 milésimas de pulgada) de espesor de elastómero. En consecuencia si el espesor total de la hoja 1270 es de 0.076 cm (30 milésimas de pulgada) (es decir, 0.038 cm (15 milésimas de pulgada) por capa) , una diferencia de potencial eléctrico de 80 volts aplicada a través de la hoja 1270 hará que las bolas en la capa 1270b giren pero no afectará a las bolas en la capa 1270a. Una diferencia de potencial de 90 volts a través de la hoja 1270 hará que las bolas en ambas capas 1270a y 1270b giren. Por ejemplo, las bolas en la región 1271 pueden ser orientadas tal como se muestra, con sus segmentos centrales orientados transversalmente al plano del material de soporte 1279, mediante una sola aplicación de una diferencia de potencial de 90 volts a través de ambas capas de la hoja 1270 en la región 1271. La bolas en la región 1273 pueden ser orientadas como se muestra, con sus segmentos centrales orientados paralelos al plano del material, de soporte 1279, por una sola aplicación de una diferencia de potencial de 90 volts en el plano de la hoja 1270 en la región 1273. Las bolas en la región 1272 pueden ser orientadas como se muestra, con los segmentos centrales de las bolas 1272a en la capa 1270a orientados transversalmente al plano del material de soporte 1279 y los segmentos centrales de las bolas 1272b en la capa 1270b orientados paralelos al plano del material de soporte 1279, mediante la aplicación de una diferencia de potencial de 90 volts a través de la hoja 1270 en la región 1272 (la cual regresa las bolas a la misma orientación que las bolas en la región 1271) seguido por la aplicación de una diferencia de potencial de 80 volts en el plano de la hoja 1270 en la región 1272 (el cual regresa las bolas 1272b en la capa 1270b, de modo que sus segmentos centrales queden paralelos al plano del material de soporte 1279 pero dejan las bolas 1272a en la capa 1270a sin afectar) . De este modo, puede verse que para los diferentes tipos de bolas, a lo más son suficientes dos aplicaciones de campo eléctrico diferentes, o "pases" para orientar las bolas como se desee. En general, si existen N conjuntos de bolas distintos a ser dirigidos, a lo más se requieren N pases. Las FIGURAS 14A-14G ilustran varios principios y aplicaciones de direccionamiento de giricón de umbral múltiples, de pasos múltiples. La FIGURA 14A muestra una forma en la que pueden lograrse umbrales diferentes: a saber, haciendo variar el tamaño de las bolas. Se muestran dos ejemplos. En el ejemplo (a) las bolas esféricas en una primer capa 1401 de la hoja de giricón de tres capas 1400 tienen un primer radio Ri, las bolas esféricas en una segunda capa 1402 tienen un segundo radio R2, y las bolas esféricas en una tercer capa 1403 tienen un tercer radio R3. En el ejemplo (b) una hoja de giricón de una sola capa 1405 incluye las bolas 1405a, 1405b, y 1405c, que tienen primer radio Ri, segundo radio R2, y tercer radio R3 respectivamente. En ambos ejemplos (a) y (b) , Ri > R2 > R3. Otras cosas que son iguales, son que la cantidad de momento dinámico de torsión que debe aplicarse a una bola de radio Ri para hacer que la bola de radio Ri gire desde un punto inicial de reposo, tenderá a ser mayor que la cantidad de momento dinámico de torsión que debe aplicarse a una bola de radio R2 para hacer que la bola de radio R2 gire desde una posición inicial de reposo. De manera similar, otras cosas que son iguales, es que la cantidad de momento dinámico de torsión que debe aplicarse a una bola de radio R2 para hacer que la bola de radio R2 gire desde una posición inicial de reposo tenderá a ser mayor que la cantidad de momento dinámico de torsión que debe aplicarse a una bola de radio R3 para hacer que la bola de radio R3 gire desde una posición inicial de reposo. Un cálculo sencillo ilustra porqué. Asumiendo que las bolas son de densidad ásica constante y que el momento dipolo eléctrico de cada bola surge de una separación de las cargas positivas y negativas en la superficie en los segmentos en los extremos opuestos de la bola, se sigue que las bolas en la capa 1401 tienen mayor masa, mayor momento de inercia y mayor momento dipolo que las bolas en la capa 1402, y las bolas en la capa 1402 tienen mayor masa, momento de inercia y momento dipolo que las bolas en la capa 1403. Sin embargo, puede demostrarse que el momento de inercia crece más rápido con el incremento del radio que el momento dipolo. Esto sugiere que a mayor radio de la bola, más fuerte el campo eléctrico que debe aplicarse para provocar su rotación.

Otros parámetros, tales como el momento dipolo, pueden hacerse variar para afectar el umbral de rotación. En general, una amplia variedad de parámetros, tanto de las bolas en sí, como de las cavidades en el elastómero en las cuales las bolas giran, puede afectar los umbrales rotacionales de las bolas. (Es más preciso hablar del "umbral rotacional de una bola particular en una cavidad particular llenada con un fluido dieléctrico particular en un elastómero particular", el umbral total es el resultado de una interacción compleja entre la bola y su ambiente. No obstante, es conveniente hablar del "umbral de la bola" si el umbral rotacional estuviera asociado únicamente con la bola. De esa práctica que se adoptó aquí, debe comprenderse que otros factores entran en el juego también) . Algunos de los factores que pueden afectar la fuerza del campo eléctrico que debe ser aplicado para causar la rotación de una bola dada incluyen: las características eléctricas de la bola, tales como el momento dipolo eléctrico de la bola y el momento monopolo, si lo hay, debido a los potenciales zeta de los segmentos de bola que surgen cuando la bola es depositada en el fluido dieléctrico dentro del sustrato; las características mecánicas de la bola, especialmente aquellas que afectan el momento de inercia, tales como la masa, distribución de la masa dentro de la bola, forma de la bola (incluyendo la desviación de la bola de una forma puramente esférica para una forma elipsoidal u otra) , tamaño, y radio o radio promedio, así como las características que afectan la interacción de la bola con su cavidad esférica, tales como el coeficiente de fricción de la bola y rugosidad de la superficie; estructura de la bola, incluyendo los tamaños y formas de cualesquier segmentos componentes u otras regiones dentro de la bola y la colocación de esos segmentos componentes u otras regiones en relación a otras; y los materiales que constituyen la bola y sus segmentos o regiones, incluyendo cualesquier materiales utilizados en la manufactura de cualesquier regiones componentes dentro de la bola y cualquier material utilizado para recubrir toda o parte de la superficie de la bola. Los factores adicionales que pueden afectar la fuerza del campo eléctrico que debe ser aplicado para causar la rotación de una bola dada incluyen: las características de la cavidad en la cual la bola se localiza, tales como la desviación de la forma puramente esférica (incluyendo el uso de campos piezoeléctricos para afectar esta, como se describe en la Patente Estadounidense No. 4,126,854, incorporada aquí como referencia, en la columna 5, líneas 16-29) y la rugosidad de la superficie u otros factores que afecten el coeficiente fricción de la bola contra la pared de la cavidad; el material y características mecánicas del elastómero, incluyendo el espesor del material elastómero; y las características del fluido plastificante que permea el elastómero y llena la cavidad, incluyendo la viscosidad y propiedades dieléctricas. La lista de factores anterior es ilustrativa y no significa que sea exhaustiva. También deberá notarse que otras cosas son iguales, la capa elastomérica más gruesa requiere un voltaje aplicado mayor perpendicular a la superficie de la capa para causar la rotación de las bolas de un umbral dado. De manera similar, para campos en el plano, a mayor el ancho de la región del sustrato (por ejemplo, el pixel o subpixel) al cual el campo es aplicado, mayor debe ser el voltaje aplicado entre un lado del pixel y el otro. Esas observaciones provienen de la definición del campo eléctrico como el gradiente del potencial eléctrico; para un campo eléctrico uniforme esta se reduce a E = V/d, en donde V es el voltaje aplicado y d es la distancia sobre la cual se aplicó el voltaje. La gráfica de la FIGURA 14B ilustra el comportamiento en respuesta a un voltaje aplicado de un giricón ideal en el cual las bolas de giricón son de tres umbrales de rotación diferentes. La gráfica se gráfica el número de bolas que giran en respuesta a la aplicación de un campo eléctrico dado (ordenada) contra el voltaje que debe ser aplicado a un espesor dado de hoja elastomérica para producir ese campo (abcisa) . Para voltajes aplicados inferiores al potencial de umbral f3, las bolas no giran. Para voltajes aplicados mayores o iguales al potencial de umbral f3 y menores que el potencial de umbral f2, las bolas que tienen el tercer umbral (más bajo) giran, mientras que las otras bolas no son afectadas. Para voltajes aplicados mayores o iguales al potencial de umbral f2 y menores que el potencial de umbral fi , las bolas que tienen el tercer o segundo umbral (intermedio) giran, mientras que bolas que tienen un primer umbral (más alto) no se ven afectadas. Para voltajes aplicados superiores al potencial de umbral fi, todas las bolas giran. En un giricón práctico, la gráfica ideal de la FIGURA 14B se modifica un tanto debido a las variaciones estadísticas entre las bolas. Típicamente, una población dada de bolas que tiene características físicas aproximadamente iguales tendrá un intervalo de umbral agrupado alrededor de un valor medio, debido a pequeñas variaciones en el tamaño, forma, características eléctricas y así por el estilo de una bola a otra. De este modo, la gráfica de respuesta probablemente no sea la serie de funciones graduales de la FIGURA 14B. En su lugar, para un giricón que tiene tres poblaciones de bolas, cada población tiene un umbral de rotación promedio diferente, la gráfica será como se muestra en la FIGURA 14C. Cuando el voltaje se incrementa de cero, ninguna bola gira hasta que se alcanza un potencial de umbral mínimo f3, punto en el cual las bolas de la tercer población (umbral más bajo) comienzan a girar. Cuando el voltaje se incrementa más sobre el intervalo entre f3 y f3 + ?3, un número creciente de bolas de la tercer población girará hasta después de que el voltaje exceda de f3 + ?3, todas las bolas de la tercer población giraran en respuesta al voltaje aplicado. Si el voltaje se incrementa aún más a un segundo potencial de umbral mínimo f2, las bolas de la segunda población (umbral intermedio) comenzarán a girar, junto con todas las bolas de la tercer población. Cuando el voltaje se incrementa aún más sobre el intervalo de f2 y f2 + ?2, un número creciente de bolas de la segunda población girará hasta, después de que el voltaje excede f2 + ?2, todas las bolas de la tercer y segunda población girarán en respuesta al voltaje aplicado. Un incremento adicional del voltaje más allá de un tercer potencial de umbral mínimo fi hace que todas las bolas de la primer población (umbral más alto) giren con todas las bolas de la tercer y segunda poblaciones. Finalmente, cuando el voltaje se incrementa aún más sobre el intervalo entre fi y fi + ?i, un número creciente de bolas de la segunda población gira, hasta después de que el voltaje excede fi + ?i, todas las bolas de las tres poblaciones girarán en respuesta al voltaje aplicado.

Cuando se desea una respuesta de umbral agudo (por ejemplo, cuando van a utilizarse dispositivos electrónicos de direccionamiento de matriz pasiva en lugar de matriz activa) , los valores de ?3, ?2, y ?i en la FIGURA 14C deberán preferiblemente ser tan pequeños como sea posible. Esto puede hacerse, por ejemplo, aligerando las tolerancia de manufactura para las bolas para reducir la varianza de cualesquier características físicas de las bolas que afecten fuertemente el umbral de rotación (por ejemplo, el radio) . En cualquier caso, los valores de ?3, ?2, y ?i deberán ser suficientemente pequeños de modo que los intervalos de voltaje utilizados para dirigir los diferentes conjuntos de bolas no se superpongan. Es decir, van a ser dirigidos conjuntos individuales de bolas por separado, las desigualdades f3 + . ?3 < f2 y f2 + ?2 < fx deben ser estrictamente satisfechas. De manera alternativa, puede ser ventajoso en algunos casos hacer que los valores de ?3, ?2, y ?i sean grandes más que pequeños. Esto se muestra en la FIGURA 14D. El comportamiento de las bolas en respuesta al incremento del voltaje aplicado es similar al descrito con referencia a la FIGURA 14C. Sin embargo, debido a que ?3, ?2, y Ai son más grandes en relación a sus umbrales mínimos respectivos f3, f2, y fi que en el caso de la FIGURA 14C, la pendiente de la gráfica en las regiones de umbral es más suave. Está siendo usado el umbral múltiple para controlar la saturación de color como se describirá con referencia a la FIGURA 14F más adelante, esto significa que la velocidad a la cual cada color se satura con el incremento del voltaje aplicado es más gradual con los valores de ? más altos de la FIGURA 14D como lo sería en el caso con los valores de ? más estrechos de la FIGURA 14C. De este modo es posible un control más fino sobre la saturación de color. Una vez más, deberán ser estrictamente satisfechas las desigualdades f3 + ?3 < f2 y f2 + ?2 < fi, y de manera preferible las distancias ?32 y ?2? entre intervalos ? sucesivos deberán ser sustanciales. Por ejemplo, si el espesor de la hoja elastomérica total es de 0.0762 cm (30 milésimas de pulgada) (es decir, 0.0254 cm (10 milésimas de pulgada) por capa para un giricón CMA de tres capas) , algunos valores de umbral mínimo posibles son f3 = 80 volts, f2 = 90 volts, y fi = 100 volts, con ?3 = ?2 = ?i = 5 volts. En consecuencia las distancias ?32 y ?2X son de 5 volts. Un giricón en el cual las bolas de giricón tienen umbrales de rotación múltiples puede ser dirigido con el direccionamiento de pasos múltiples. La serie de vistas en la FIGURA 14E describen las etapas sucesivas en el direccionamiento de un pixel de un giricón CMA de tres capas en el cual todas las bolas dentro de una capa dada tienen un umbral idealmente agudo, común (es decir, ?3 = ?2 = ?i = 0) . Las vistas de las series son todas vistas laterales de una región de un solo pixel en la hoja de giricón 1410. Para un espesor T de elastómero, las bolas en la capa 1413 tienen un potencial de umbral más bajo f3/ las bolas en la capa 1412 tienen un potencial de umbral intermedio f2, y las bolas en la capa 1411 tienen un potencial de umbral más alto fi. Cada capa debe ser dirigida con un campo inclinado, generados sobre una base por pixel por un electrodo de campo inclinado que puede proporcionar voltajes VI, V2, V3, V4 en la periferia de la región columnar rectangular de la hoja 1410 que constituyen el pixel, como se muestra. Se asume que la región de un solo pixel de la hoja 1410 tiene un espesor T y un ancho . En la primer vista de la FIGURA 14E, que corresponde al primer paso de direccionamiento, los voltajes se fijan de modo que VI = V3, V2 = V4, y (V3 - V2)/ > f:/T. El campo eléctrico resultante Ei tiene una magnitud (V2 -V2)/ mayor que la magnitud del campo eléctrico de umbral ei = fi/T requerido para causar la rotación de las bolas en la capa 1411. El campo Ei está orientado en la dirección de la flecha a. La aplicación del campo Ei hace que las bolas de las tres capas 1411, 1412, 1413 alinean sus momentos dipolo respectivos con el campo aplicado. El momento dipolo de cada bola, el cual surge de la diferencia de potencial zeta entre los segmentos extremos de la bola en presencia del fluido dieléctrico que permea la hoja 1410 (como se indicó en la primer vista de la FIGURA 14E por los signos + y - en los segmentos extremos) es perpendicular al plano del segmento central de la bola. De este modo los segmentos centrales de las bolas de las tres capas son obligados a orientarse paralelos a la dirección de las flechas a' (es decir, perpendiculares a las superficies planas 1419a, 1419b de la hoja de giricón 1410) . En la segunda vista de la FIGURA 14E, que corresponde al segundo paso de direccionamiento, los voltajes se fijan de modo que V3 > VI, VI = V4, V4 > V2, y fx T > (V3 - V2)/Y > f2/T, en donde Y = (T¿ + W2)12. El campo eléctrico resultante E2 tiene una magnitud de (V3 - V2)/Y, la cual es mayor que la magnitud del campo eléctrico de umbral e2 = f2/T requerido para causar la rotación de las bolas en la capa 1412. El campo E2 está orientado en la dirección de la flecha b. La aplicación del campo E2 hace que las bolas de las capas 1412 y 1413 alinien sus momentos dipolo respectivos con el campo aplicado y no tenga efecto sobre las bolas de la capa 1411. Los segmentos centrales de las bolas de las capas 1412 y 1413 son obligados a orientarse paralelos a la dirección de las flechas b' (es decir, en un ángulo agudo con respecto a las superficies planas 1419a, 1419b de la hoja de giricón 1410) . En la tercer vista de la FIGURA 14E, que corresponde al tercer paso de direccionamiento, los voltajes se fijan de modo que VI = V2, V3 = V4, y f2 > V3 - V2 > f3. El campo eléctrico resultante E3 tiene una magnitud de (V3 -V2)/T y está orientado en la dirección de la flecha s. La aplicación del campo E3 hace que las bolas de la capa 1413 alínien sus momentos dipolo respectivos con el campo aplicado, el cual a su vez hace que los segmentos centrales de las bolas de la capa 1413 queden orientados paralelos a la dirección de las flechas c' (es decir, paralelos a las superficies planas 1419a, 1419b de la hoja de giricón 1410) . Las bolas en las capas 1411 y 1412 no son afectadas, debido a que el gradiente de voltaje aplicado es inferior a sus umbrales respectivos fi/T y f2/T. También puede utilizarse el direccionamiento de pasos múltiples para dirigir selectivamente bolas de diferentes umbrales de rotación dentro de una sola capa de un giricón de una sola capa o capas múltiples. Una aplicación de esta técnica es para controlar la saturación de color de un color cromático en un elemento de imagen, el nivel de escala de grises para el negro en un elemento de imagen, o, en general, el grado en el cual un color u otra característica de modulación óptica está presente de manera observable en un elemento de imagen, sin la necesidad de campos inclinados. Por ejemplo, una forma de lograr saturación de color variable en un giricón RVA basado en bolas de tres segmentos (como en las FIGURAS 10A-10C) sin utilizar campos inclinados es proporcionar una multiplicidad de bolas asociadas con cada color en cada subpixel. Para obtener un color completamente saturado, todas las bolas en el subpixel se voltean con sus segmentos centrales paralelos a la superficie de la hoja elastomérica. Para obtener un color mínimamente saturado, todas las bolas en el subpixel se voltean con sus segmentos centrales perpendiculares a la superficie de la hoja elastomérica. Para obtener una saturación de color intermedia, un subconjunto de las bolas en el subpixel se voltean con sus segmentos centrales paralelos a la superficie de la hoja elastomérica, mientras que las bolas restantes del subpixel se voltean con sus segmentos centrales perpendiculares a la superficie de la hoja. En otras palabras, la mayoría de las bolas son volteadas, de modo que sus segmentos centrales queden paralelos al plano de la hoja de giricón, parece más saturado el color resultante del subpixel. Puede utilizarse el mismo principio para controlar la saturación del color sin el uso de campos inclinados en otros giricones de color, tales como los giricones CMA(N) o de relé óptico de dos estados o de tres estados. Este también puede utilizarse para proporcionar la capacidad de escala de grises en, por ejemplo, giricones a base de bolas bicromáticas negra y blanco de la técnica anterior. La oscuridad del gris de un pixel depende del porcentaje de bolas en ese pixel que tengan sus semiesferas blancas y negras orientadas hacia la superficie observable de la hoja de giricón. La serie de vistas en la FIGURA 14F describen varios grados diferentes de saturación de color obtenibles en un giricón de una sola capa que tiene tres conjuntos diferentes de bolas colocadas dentro de una sola capa, cada conjunto de bolas tiene un umbral de rotación diferente, los tres conjuntos están asociados con el mismo color observable. Cada una de las bolas de giricón es una bola de tres segmentos con segmentos extremos transparentes y un segmento central coloreado. Por ejemplo, si los segmentos centrales coloreados son rojos, las bolas podrían ser colocadas en un solo subpixel rojo del giricón RVA anteriormente descrito con referencia a las FIGURAS 10A-10C. Las vistas en la FIGURA 14F son todas vistas laterales de una región que constituye un elemento de imagen direccionable (por ejemplo, subpixel) en una hoja de giricón 1420. Para mayor claridad de la exposición, se muestra una sola bola de cada umbral, aunque en la práctica, preferiblemente se colocan un gran número de bolas de cada umbral uniformemente (por ejemplo, aleatoriamente) a través de cada pixel. Para un espesor T del elastómero, la bola 1423 tiene un potencial de umbral más bajo f3, la bola 1422 tiene un potencial de umbral intermedio f2, y la bola 1421 tiene un potencial de umbral más alto fi. Una vez más, en la FIGURA 14E, el espesor de la capa es T y el ancho del elemento de imagen 'es , y se asumen umbrales idealmente agudos (es decir, ?3 = ?2 = ?i = 0) . En la primer vista de la FIGURA 14F, las bolas 1421, 1422, y 1423 están todas orientadas con sus segmentos centrales paralelos a plano de la hoja de giricón 1420. Un observador en I ve un color saturado al máximo. Esta orientación de las bolas se obtiene aplicando un campo eléctrico perpendicular al plano del giricón con una fuerza de campo E > fi/T, o en otras palabras, una diferencia de voltaje V a través de la hoja 1420 de modo que V > f1# En la segunda vista de la FIGURA 14F, la bola 1421 se orienta con sus se segmento central perpendicular al plano de la hoja de giricón 1420, y las bolas 1422 y 1423 se orientan con sus segmentos centrales paralelos al plano de la hoja de giricón 1420. Un observador en I ve un color moderadamente saturado. Esta orientación de las bolas se obtiene aplicando, en un primer paso, un campo eléctrico en el plano del giricón con una fuerza de campo E: > fx/T (en otras palabras, una diferencia de voltaje V tal que V/W > fi/T) , y aplicando posteriormente, en un segundo paso, un campo eléctrico perpendicular al plano del giricón con una fuerza campo E2 tal que fi/T > E2 > f2/T (en otras palabras, una diferencia de voltaje V a través de la hoja 1420 tal que fi > V > f2) . El primer paso orienta las tres bolas 1421, 1422, y 1423 con sus segmentos centrales perpendiculares al plano de la hoja 1420. El segundo paso orienta las bolas 1422 y 1423 de modo que su segmentos centrales queden paralelos al plano de la hoja de giricón 1420. El segundo paso no tiene efecto sobre la orientación de la bola 1421, debido a que el campo aplicado es menor que el umbral de rotación de la bola 1421. En la tercer vista de la FIGURA 14F, las bolas 1421 y 1422 están orientadas con sus segmentos centrales perpendiculares al plano de la hoja de giricón 1420, y la bola 1423 está orientada con su segmento central paralelo al plano de la hoja de giricón 1420. Un observador en I ve un color ligeramente saturado. Esta orientación de las bolas se obtiene aplicando, en un primer paso, un campo eléctrico en el plano del giricón con una fuerza de campo Ei > fi/T (en otras palabras, una diferencia de voltaje V tal que V/W > fi/T) , y aplicando posteriormente, en un segundo paso un campo eléctrico perpendicular al plano del giricón con una fuerza de campo E2 tal que f2/T > E2 > f3/T (en otras palabras, una diferencia de voltaje V a través de la hoja 1420 tal que f2 > V > f3) . El primer paso orienta a las tres bolas 1421, 1422, y 1423 con sus segmentos centrales perpendiculares al plano de la hoja 1420. El segundo paso orienta la bola 1423, de modo que su segmento central queda paralelo al plano de la hoja de giricón 1420. El segundo paso no tiene efecto sobre la orientación de las bolas 1421 y 1422, debido a que el campo aplicado es menor que el umbral de rotación para esas bolas. En la cuarta y última vista de la FIGURA 14F, las bolas 1421, 1422, y 1423 están todas orientadas con sus segmentos centrales perpendiculares al plano de la hoja de giricón 1420. Un observador en I ve un color mínimamente saturado. Esta orientación de las bolas se obtiene aplicando un campo eléctrico en el plano del giricón con una fuerza de campo E > fi/T, o en otras palabras, una diferencia de voltaje V tal que V/W > fi/T.

De esos ejemplos, puede verse que para proporcionar saturación de color variable con la hoja de giricón 1420, puede aplicarse una serie de uno o más campos eléctricos. Cada campo aplicado de la serie tiene su vector de campo eléctrico orientado en una de dos direcciones: ya sea en el plano de la hoja 1420, o en cualquier otro lado perpendicular al plano de la hoja 1420. La saturación de color es controlada controlando la proporción de bolas orientadas, de modo que sus segmentos centrales coloreados sean paralelos al plano de la hoja 1420 y de este modo observables al observador en I. Cada bola está en una de dos posiciones: ya sea "completamente en", es decir, orientada para hacer su contribución máxima posible al color observable, o "completamente fuera", es decir, orientada para hacer su contribución mínima al color observable. En contraste con la técnica de campo inclinado descrita al principio, no se utilizan orientaciones intermedias. En general, un elemento de imagen de giricón el cual existen N conjuntos diferentes de bolas de giricón, cada conjunto tiene un umbral distinto fn, con cada bola capaz de estar en una de dos orientaciones, pueden proporcionar hasta 2N diferentes combinaciones de orientaciones de bola si se utilizan N pasos de direccionamientos (es decir, si cada conjunto es dirigido individualmente) . Por ejemplo, si un subpixel rojo del giricón RVA descrito anteriormente con referencia a las FIGURAS 10A-10C tiene en este cinco conjuntos de bolas de segmento central rojo, cada conjunto tiene un umbral de rotación distinto, y cada bola en el subpixel puede orientarse con su segmento central, ya sea en paralelo a la superficie observable ("completamente en") o perpendicular a la superficie observable ("completamente fuera"), entonces pueden proporcionarse hasta (2)5 = 32 niveles diferentes de saturación de color rojo para el subpixel. Desafortunadamente, no siempre es práctico proporcionar acceso a todas las 2N combinaciones de orientaciones de bola disponibles. De este modo, en este ejemplo, tener acceso a los 32 niveles de saturación del subpixel rojo requiere que cada uno de los cinco conjuntos de bolas sea dirigido por separado, lo cual a su vez requiere un direccionamiento de cinco pasos. En general, para tener acceso de manera arbitraria a una de las 2N combinaciones de orientaciones de bola disponibles, se requieren N pasos de direccionamiento, lo cual puede de manera prohibitiva consumir tiempo para valores de N aún modestos. Un método alternativo para controlar la saturación de color variable en un elemento de imagen de giricón de umbral múltiple proporciona N+l niveles de saturación variable y requiere a lo más dos pasos de direccionamiento por población de bolas. El método trabaja como sigue: Se selecciona un valor de corte, típicamente un valor entre dos umbrales adyacentes ?i y fi+?. El valor de corte sirve para dividir los N conjuntos de bolas de la población en dos grandes grupos. Todas las bolas que tienen umbrales de rotación mayores que en el valor de corte en un primer grupo, y todas las bolas que tienen umbrales menores o iguales al valor de corte están en un segundo grupo. Los dos grupos pueden ser dirigidos en dos pasos: un primer paso en el cual todas las bolas en ambos primer y segundo grupos se reajustan a una orientación por defecto (por ejemplo, la orientación "completamente fuera", seguido por un segundo paso, en el cual las bolas en el segundo grupo están orientadas únicamente en una orientación no por defecto (por ejemplo, la orientación "completamente en") por la aplicación de un campo eléctrico que tiene una fuerza igual a los valores de corte elegidos. Un ejemplo de este método alternativo se observa en la siguiente descripción de la segunda y tercer vistas de la FIGURA 14F, en las cuales se explicó como pueden utlizarse dos pasos de direccionamiento para obtener las orientaciones de bola mostradas. Expresado como un voltaje a ser aplicado a través del espesor del elastómero T, el valor de corte fc para la segunda vista de la FIGURA 14F se elige de modo que Fi > Fc > f2 y para la tercer vista de la FIGURA 14F, de modo que f2 > Fc > f3. Además, deberá apreciarse que si el valor de corte fc, se elige de modo que fc > Fi (por ejemplo, si fc = ?) , puede utilizarse un método alternativo para obtener las orientaciones de bola mostradas en la primer vista de la FIGURA 14F. De manera similar, si el valor de corte se elige de modo que f3 > fc (por ejemplo, si fc = 0) , el método puede utilizarse para obtener las orientaciones de bola mostradas en la cuarta y última vista de la FIGURA 14F. En cada uno de esos casos, el direccionamiento en dos pasos es un tanto redundante, por lo que podría ser suficiente un direccionamiento de un solo paso. Es decir, que para la primer vista de la FIGURA 14F, los resultados del primer paso de direccionamiento son completamente desechos por el segundo paso, y para la cuarta vista de la FIGURA 14F, los resultados del primer paso no requieren mayor corrección por el segundo paso. En consecuencia, en tales casos puede ser conveniente omitir los pasos de direccionamiento redundante, para reducir el tiempo de direccionamiento. La alternativa, el método de valor de corte para el direccionamiento de umbral múltiple, de pasos múltiples es con frecuencia preferido sobre un método más general pero que consuma más tiempo de N pasos, anteriormente descrito para aplicaciones de control de la presencia del color. En particular, el método de dos pasos trabaja especialmente bien para controlar la presencia de color cuando N es grande. El número de graduaciones de color disponibles es N+l, y el número de pasos de direccionamiento nunca es mayor de dos. De este modo, se facilita un control fino sobre la saturación de color, escala de grises y similares. Además, el método de direccionamiento de valor de corte puede obviar la necesidad de umbrales muy agudos. Un valor diferente de ? define un intervalo de umbrales para una población de bolas dada; la elección de un valor de corte fc en este intervalo divide la población en dos. Por ejemplo, refiriéndose nuevamente a la FIGURA 14D, cada bola en la primer población tiene un umbral de rotación en algún lugar entre fi y fi + ?x. Una saturación de color (por ejemplo) asociada con la tercer población de bolas puede ser controlada restableciendo todas las bolas de la tercer población a un orientación por defecto con un voltaje aplicado que exceda de fi + ?x en un primer paso, y posteriormente reorientando un subconjunto de bolas a una nueva orientación, no por defecto, con un voltaje aplicado a un valor de corte de fc tal que fi < fc < fi + ?x en un segundo paso. Esto puede repetirse para las bolas en la segunda y tercer poblaciones, reduciendo el voltaje aplicado de manera apropiada cada vez, hasta que se establecen las saturaciones deseadas para color. De éste ejemplo, puede apreciarse que el ancho del umbral ? para cada población puede afectar el grado de precisión con el cual puede controlarse la saturación de color. Asumiendo que la precisión con la cual fc puede elejirse es limitada, entonces cuando ? se reduce hacia cero, existirán efectivamente menos valores de corte disponibles dentro de cada población y de este modo menos graduaciones de control de saturación de color para el color asociado con esa población. De éste modo el método de direccionamiento de umbral múltiple de valor de corte convierte un ancho de umbral amplio ? su mejor ventaja; los umbrales agudos no son especialmente deseables en éste método. Para las tres poblaciones de bolas en la FIGURA 14D, se requieren a lo más seis pasos de direccionamiento para el método de direccionamiento de umbral múltiple de valor de corte. En general, para K poblaciones de bolas, se requieren a lo más 2K pasos de direccionamiento para éste método. La serie de vistas de la FIGURA 14G ilustran un ejemplo del método de direccionamiento de valor de corte aplicado a un giricón de capas que tres poblaciones de bolas de tres segmentos, una población por capa. Por ejemplo, el giricón puede ser un giricón CMA. Cada población de bolas de la capa tiene un umbral mínimo asociado f diferente y un ancho de umbral ? diferente de cero. En particular, se asume para propósitos de este ejemplo que cada población de bolas de la capa consiste de varias poblaciones, cada subpoblación tiene un umbral (agudo) distinto en el intervalo de f a f + ?. Las vistas de la serie son todas vistas laterales de una región de un solo pixel de hoja del giricón 1450 que tiene un espesor T (es decir, que cada capa en la hoja 1450 tiene un espesor de T/3) y un ancho W. Para un espesor T del elstómero, las bolas de la capa 1453 tienen un potencial de umbral mínimo más bajo f3 y un ancho de umbral diferente de cero ?3; las bolas en la capa 1452 tienen un potencial de umbral intermedio f2 y un ancho de umbral ?2 diferente de cero; y las bolas en la capa 1451 tienen un potencial de umbral fi más alto y un ancho de umbral ?i diferente de cero. Cada capa debe ser dirigida con un campo eléctrico que pueda ser orientado ya sea paralelo o perpendicular al plano de la hoja 1450. La población de bolas en la capa 1453 incluye a las bolas 1453a, 1453b, 1453c, 1453d, y 1453e, las cuales tienen umbrales de rotación individuales f3a, f3b, f3c, f3d, y f3ß, respectivamente, de modo que (f3 + ?3) > f3a, > f3b > f3c, > f3d, > f3ß > f3> La población de bolas en la capa 1452 incluye las bolas 1452a, 1452b, 1452c, 1452d, y 1452e, las cuales tienen umbrales de rotación individuales f2a, f2b, f2c, f2d y f2ß, respectivamente, de modo que (f2 + ?2) > f2a > f2b > f2c > f2d > f2? > f2. La población de bolas en la capa 1451 incluyen las bolas 1451a, 1451b, 1451c, 1451d, y 1451e, las cuales tienen umbrales de rotación individuales fa, fXb, fXc, fXcu y fie/ respectivamente, de modo que (fx + ?x) > fXa > fXb > fXo > fxd En la primer vista de la FIGURA 14G, que corresponde al primer paso de direccionamiento, se aplica un campo eléctrico El II en el plano de la hoja 1450. El campo es de fuerza suficiente para hacer girar todas las bolas en las tres capas; es decir, que el voltaje aplicado VI 11 es tal que (Vlll W) > (fi + ??)/T. Todas las bolas 1451a, 1451b, 1451c, 1451d, 1451e, 1452a, 1452b, 1452c, 1452d, 1452e, 1453a, 1453b, 1453c, 1453d y 1453e giran de modo que sus momentos dipolo se alinean con el campo aplicado, lo cual hace que sus segmentos centrales se orienten perpendicularmente al plano de la hoja 1450. En otras palabras, todas las bolas se reajustan a sus orientaciones "completamente fuera". En la segunda vista de la FIGURA 14G, que corresponde al segundo paso de direccionamiento, se aplica un campo eléctrico Eli perpendicular al plano de la hoja 1450. El campo es de fuerza suficiente para hacer girar algunas de las bolas en la capa 1451 y todas las bolas en las capas 1452 y 1453; es decir que el voltaje aplicado Vl? a través del espesor T de la hoja 1450 es tal que (fx + ?x) > Vl? > fx. De manera más particular en este ejemplo, el voltaje aplicado Vli se elige de modo que las bolas 1451c, 1451d, y 1451e sean afectadas por el voltaje aplicado mientras que las bolas 1451a y 1451b no. De este modo fXb > Vl? > fXc. (De otro modo Vli define el valor de corte fc para la primer población de bolas) . En respuesta al campo aplicado El , las bolas 1451c, 1451d y 1451e, junto con todas las bolas 1452a, 1452b, 1452c, 1452d, 1452e, 1453a, 1453b, 1453c, 1453d y 1453e, giran de modo que sus momentos dipolo se alinean con el campo aplicado, lo cual hace que sus segmentos centrales se orienten paralelos al plano de la hoja 1450. Es decir, que todas esas bolas 1451c, 1451d, 1451e, 1452a, 1452b, 1452c, 1452d, 1452e, 1453a, 1453b, 1453c, 1453d y 1453e son orientadas en sus orientaciones "completamente fuera" al final del segundo paso. Las bolas 1451a y 1451b permanecen en sus orientaciones "completamente 'fuera" reajustadas. En la tercer vista de la FIGURA 14G, que corresponde al tercer paso de direccionamiento, se aplica un campo eléctrico E2 II en el plano de la hoja 1450. El campo es de fuerza suficiente para hacer girar todas las bolas en las capas 1452 y 1453 dejando a la vez todas las bolas en la capa 1451 sin afectar; es decir, que el voltaje aplicado V2 II es tal que (fx/T)> (V2Ü/W) > (f2+?2)/T. Las bolas 1452a, 1452b, 1452c, 1452d, 1452e, 1453a, 1453b, 1453c, 1453d y 1453e se hacen girar, de modo que sus momentos dipolo se alinean con el campo aplicado, lo cual hace que sus segmentos centrales se orienten perpendicularmente al plano de la hoja 1450. En otras palabras, todas las bolas en las capas 1452 y 1453 son reajustadas nuevamente a sus orientaciones "completamente fuera", mientras que las bolas en la capa 1451 permanecen como estaban. En la cuarta vista de la FIGURA 14G, que corresponde al cuarto paso de direccionamiento, se aplica un campo eléctrico E2? perpendicular al plano de la hoja 1450. El campo es de fuerza suficiente para hacer girar algunas de las bolas en la capa 1452 y todas las bolas en la capa 1453, sin afectar ninguna bola en la capa 1451; es decir que el voltaje aplicado V2? a través del espesor T de la hoja 1450 es tal que (f2+?2) > V2X > f2. De manera más particular en este ejemplo, el voltaje aplicado V2 se elige de tal modo que las bolas 1452b, 1452c, 1452b, y 1452e sean afectadas por el voltaje aplicado mientras que la bola 1452a no. De este modo f2a > V2? > f2. (Dicho de otro modo, V2? define el valor de corte fc para la segunda población de bolas) . En respuesta al campo aplicado E2 , las bolas 1452b, 1452c, 1452d y 1452e, junto con todas las bolas 1453a, 1453b, 1453c, 1453d y 1453e, giran de modo que sus momentos dipolo se alinean con el campo aplicado, lo cual hace que sus segmentos centrales se orienten paralelos al plano de la hoja 1450. Es decir, que todas esas bolas 1452b, 1452c, 1452d, 1452e, 1453a, 1453b, 1453c, 1453d y 1453e son orientadas en sus orientaciones "completamente fuera" al final del cuarto paso. La bola 1452a permanece en su orientación "completamente fuera" reajustada. En la quinta vista de la FIGURA 14G, que corresponde al quinto paso de direccionamiento, se aplica un campo eléctrico E3 II en el plano de la hoja 1450. El campo es de fuerza suficiente para hacer girar todas las bolas en la capa 1453 dejando a la vez todas las bolas en la capa 1451 y 1452 sin afectar; es decir, que el voltaje aplicado V3 || es tal que (f2/T)> (V3Ü/W) > (f3+?3)/T. Las bolas 1453a, 1453b, 1453c, 1453d y 1453e se hacen girar, de modo que sus momentos dipolo se alinean con el campo aplicado, lo cual hace que sus segmentos centrales se orienten perpendicularmente al plano de la hoja 1450. En otras palabras, todas las bolas en la capa 1453 son reajustadas nuevamente a sus orientaciones "completamente fuera", mientras que las bolas en la capa 1451 y 1452 permanecen como estaban. En la sexta y última vista de la FIGURA 14G, que corresponde al sexto paso de direccionamiento, se aplica un campo eléctrico E3? perpendicular al plano de la hoja 1450. El campo es de fuerza suficiente para hacer girar algunas de las bolas en la capa 1453, sin afectar ninguna de las bolas en las capas 1451 y 1452; es decir que el voltaje aplicado V3? a través del espesor T de la hoja 1450 es suficiente que (f3+?3) > V3? > f3. De manera más particular en este ejemplo, el voltaje aplicado V3 se elige de tal modo que la bola 1452e sea afectada por el voltaje aplicado mientras que las bolas 1453a, 1453b, 1453c, y 1453d no. De este modo f3d > V3? > f3e. (Dicho de otro modo, V3? define el valor de corte fc para la tercer población de bolas) . En respuesta al campo aplicado E3?, la bola 1452e gira, de modo que su momento dipolo se alinea con el campo aplicado, lo cual hace que su segmento central se oriente paralelo al plano de la hoja 1450. Ninguna de las otras bolas es afectada. Esto completa la secuencia de direccionamiento de la FIGURA 14G. Después de completar el sexto paso, un observador en I ve un pixel en el cual el color proporcionado por los segmentos centrales de las bolas en la aparición 1451 está moderadamente saturado, el color proporcionado por los segmentos centrales de las bolas en la capa 1452 está fuertemente saturado, y el color proporcionado por los segmentos centrales de las bolas en la capa 1453 está muy ligeramente saturado. Nuevamente, no vale la pena que aunque las bolas se hayan ilustrado en la FIGURA 14G como si tuvieran cinco umbrales discretos y cuidadosamente arregladas en el orden de disminución del umbral de rotación, esto se hace únicamente con el propósito de aclarar la exposición. En la practica, cada población de bolas tendrá un gran número de umbrales, los cuales se distribuirán estadísticamente en el intervalo entre fx y (f?+??) para la capa 1451, en el intervalo entre f2 y (f2+?2) para la capa 1452, y en el intervalo entre f3 y (f3+?3) ; y las bolas de esos diferentes umbrales se distribuirán espacialmente a través de sus capas respectivas. Los campos de direccionamiento paralelos y perpendiculares utilizados en las FIGURAS 14F y 14G pueden ser generados por separado por cada pixel u otro elemento de imagen, utilizando una configuración de electrodo que es similar en apariencia a la configuración de electrodo del campo inclinado anteriormente descrito con referencia a la FIGURA 8A. Sin embargo, únicamente son necesarios los campos paralelos y perpendiculares, de modo que los voltajes VI, V2, V3 y V4 pueden restringirse de modo que V1=V2 y V3=V4, o VI = V3 y V2 = V4. De este modo el circuito de control de voltaje puede ser simplificado en comparación con el circuito de control necesario para proporcionar una capacidad de campo inclinado general total. De manera alternativa, pueden generarse campos paralelos y perpendiculares con la configuración de electrodo menos compleja y menos cara descrita en la FIGURA 8F, en la cual el campo de "borrado en el plano ' se aplica a toda la hoja del giricón una vez, y únicamente el campo perpendicular es direccionable por separado para cada elemento de imagen. Esta configuración trabaja bien con el método de valor de corte para el direccionamiento de umbral múltiple, de pasos múltiples como se ejemplificó en la FIGURA 14G, debido a que si la orientación por defecto es "completamente fuera", entonces el primer paso de direccionamiento para cada población de bolas en cada pixel es siempre un borrado total. El segundo paso, el cual voltea algunas de las bolas a "completamente en", puede variar en el voltaje aplicado de pixel a pixel. La configuración de electrodo de la FIGURA 8F no es suficiente para el método de N pasos más general en el cual todas las 2N combinaciones de orientaciones de bola posible deben hacerse accesibles.

Deberá notarse en conjunto con el método de umbral múltiple para el control de presencia de color que si se logran los diferentes umbrales de rotación para las bolas de cada color en un giricón utilizando bolas de diferentes tamaños, la elección de cuales bolas deberán ser más grandes y cuales bolas deberán ser más pequeñas puede depender del número de pasos de presencia de resolución requeridas para cada color. Por ejemplo, supóngase en un giricón CMAN de capas múltiples, las bolas en la capa cian tienen un primer radio promedio, las bolas en la capa magenta tienen un segundo radio promedio, las bolas en la capa amarilla tienen un tercer radio promedio, y las bolas en la capa negra tienen un cuarto radio promedio. Es ventajoso en este caso que las bolas que tienen el radio más grande estén en la capa amarilla y que las bolas que tienen el radio más pequeño estén en la capa negra, debido a que, típicamente el ojo humano resuelve más graduaciones de la escala de grises que graduaciones de la saturación de color y resuelve las graduaciones de amarillo menos bien que las graduaciones de otros colores. Si se utilizan umbrales múltiples, el número de graduaciones disponibles para un color dado en un pixel dado depende del número de bolas direccionables por separado de ese color en el pixel; a más bolas de un color dado, más fino el control que puede obtenerse en presencia de ese color en la mezcla de color final. De este modo, puesto que se requiere un control menos preciso para el amarillo y se requiere el color más preciso para el negro, pueden existir relativamente menos bolas amarillas por pixel en comparación con el número de bolas cian o magenta por pixel, y relativamente más bolas negras por pixel en comparación con el número de bolas cian o magenta por pixel. La técnica de umbral múltiple, de pasos múltiples ilustrada en las FIGURAS 14F-14G y las técnicas de campo inclinado descritas al principio con referencia a las FIGURAS 8A-8C proporcionan dos conjuntos de métodos distintos para controlar el grado de presencia (por ejemplo, saturación de color, nivel de escala de grises, etc.) de cualquier color dado en cualquier elemento de imagen único de un giricón. Resumidos de manera breve, esos dos conjuntos pueden ser contrastados como sigue: • El método de campo inclinado trabaja haciendo variar el ángulo de cada bola con respecto a la superficie observable del giricón, y de este modo el grado en el cual cada bola contribuye al color observable. Puede hacerse que cada bola gire por el del campo ' "^ inclinado a cualquier ángulo de un intervalo continuo de ángulos. Todas las bolas en una región dada se hacen girar a la vez. El direccionamiento toma lugar en una sola operación.

• Los métodos de umbral múltiple, de pasos múltiples trabajan haciendo variar la proporción de las bolas que giran, y de este modo el número de bolas disponibles para contribuir al color observable. Cada bola puede hacerse girar a una de dos posiciones, ya sea "completamente en" (contribución máxima al color observable) o "completamente fuera" (contribución mínima al color observable) ; a diferencia del método de campo inclinado, no existen posiciones intermedias. No todas las bolas en una región dada necesitan girar a la vez. El direccionamiento toma lugar en una serie de pasos; por ejemplo, todas las bolas pueden ser reajustadas a la orientación "completamente fuera" en el primer paso, y a continuación un subconjunto de bolas pueden orientarse en la orientación "completamente en" en un segundo paso. Como se mencionó anteriormente con referencia a la FIGURA 14E, las técnicas de umbral múltiple y campo inclinado pueden utilizarse juntas en un solo giricón, con el umbral múltiple siendo utilizado para seleccionar grupos particulares (por ejemplo, capas) de bolas ea-—los campos inclinados siendo utilizados para controlar la presencia de color dentro de cada grupo seleccionado.

Técnicas de Fabricación para la Colocación Estratégica de las Diferentes Bolas en una Hoja de Giricón El giricón RVA de las FIGURAS 10A-10C se construye a partir de tres diferentes tipos de bolas, a saber, bolas con segmentos centrales rojos, bolas con segmentos centrales verdes y bolas con segmentos centrales azules. Esos tres diferentes tipos de bolas se colocan en diferentes regiones del subpixel en la hoja de giricón. Una subpixel rojo contiene bolas con segmentos centrales rojos únicamente, y no contiene bolas de los otros dos tipos. De manera similar, un subpixel verde contiene bolas con segmentos centrales verdes únicamente, y un subpixel azul contiene bolas con segmentos centrales azules únicamente. Para construir este giricón, entonces, se requiere una técnica de manufactura para colocar los diferentes tipos de bolas en sus diferentes posiciones respectivas en la hoja elastomérica, de modo que se obtenga el patrón geométrico deseado de pixeles rojos, verdes y azules (por ejemplo, el patrón de la FIGURA 10C) . Existen otras ocasiones cuando es deseable crear un dispositivo de visualización de parches montados de bolas de giricón coloreadas de manera distinta. Como un ejemplo, en el caso de un dispositivo de visualización de automóvil, el medidor de velocidad puede ser desplegado utilizando bolas bicromáticas de color rojo y blanco; el odómetro, una región de bola bicromáticas verdes y blancas; el medidor de combustible de bolas bicromáticas negras y blancas; y el tacómetro con bolas bicromáticas azul fluorescente y blanco. Otro ejemplo más podría ser una pantalla decorativa a base de giricón, estructurada, decorativa, hecha de acuerdo a los principios anteriormente descritos con referencia a las FIGURAS 7A y 7E. Por ejemplo, puede desearse un patrón de diferentes bolas que tengan diferentes tipos de segmentos centrales transparentes (por ejemplo, algunos claros, otros coloreados como "vidrio ahumado", otros más entintados de rosa y otros de color cromático) . En general, pueden haber varias circunstancias en las cuales sea necesario o ventajoso colocar diferentes tipos de bolas de giricón en diferentes lugares elegidos preferidos, en la capa elastomérica durante el proceso de manufactura. "Diferentes tipos" significan cualesquier distinciones físicas entre las bolas de un conjunto y las bolas de otro conjunto, incluyendo diferentes propiedades ópticas (del cual el color es únicamente un ejemplo) y distribuciones de las propiedades ópticas entre las regiones dentro de las bolas; cualesquiera y todas las propiedades eléctricas, mecánicas, estructurales y materiales mencionadas anteriormente, tales como el tamaño, forma, momento monopolo, y momentos dipolo eléctricos, y así sucesivamente, que fueron previamente mencionadas que están entre las propiedades que pueden afectar los umbrales de rotación de la bola, y, en general, cualesquier otras características físicas que puedan ser utilizadas para diferenciar entre las diferentes bolas, tales, como por ejemplo, propiedades ferromagnéticas en las bolas de giricón que tienen tales propiedades (véase la Patente Estadounidense No. 4,126,854, incorporada aquí como referencia, en la columna 6, líneas 16-30, como un ejemplo de esto) . Pueden utilizarse varias técnicas para obtener un patrón u otra estrategia de colocación de bolas durante la manufactura de una hoja elastomérica de giricón. Una de tales técnicas es una técnica xerográfica sin fusión en la cual el patrón deseado de las bolas de giricón de diferentes tipos se "imprime" xerográficamente sobre un elastómero parcialmente curado utilizando "pigmentos orgánicos" que comprenden las bolas de giricón en sí. De esta manera, pueden colocarse diferentes tipos de bolas de giricón en cualquier lugar deseado sobre la hoja parcialmente curada. Una vez que las bolas son colocadas como se desea, se coloca material elastomérico adicional en forma de líquido no curado sobre ellas, de modo que la hoja elastomérica resultante tiene las bolas de giricón colocadas dentro más, que encima de ella. La técnica xerográfica se informa por la observación de que las bolas de giricón esferoidales son, en ciertas maneras, muy similares a las partículas de pigmento orgánico utilizadas en la xerografía convencional. En particular, son dieléctricas y fácilmente cargadas triboeléctricamente, al igual que las partículas de pigmento orgánico, y típicamente son de aproximadamente el mismo tamaño que las partículas de pigmento orgánico. Esto significa que las bolas de giricón pueden aplicarse en un sistema de revelado xerográfico, en lugar del pigmento orgánico ordinario, y si el sistema de revelado se coloca posteriormente en una máquina xerográfica esta última puede producir imágenes hechas de tales bolas. Un común del sistema de revelado xerográfico trabaja mezclando las partículas de pigmento orgánico con perlas magnéticas de acero o ferrita en un colector. En el proceso de mezclado de las partículas de pigmento orgánico con las partículas de acero o ferrita, las partículas de pigmento orgánico desarrollan una carga triboeléctrica. Una fracción de esta mezcla de partículas de pigmento orgánico y perlas se cepilla contra la superficie de un tambor fotoconductor que tiene una distribución de cargas a lo ancho de la imagen de polaridad opuesta sobre su superficie. Esto puede obtenerse cargando uniformemente la superficie del tambor fotoconductor con iones de un aparato de descarga de corona y posteriormente descargando a lo ancho de la imagen del fotoconductor exponiendo este a la luz de una imagen, como es bien comprendido en las técnicas xerográficas. Las partículas de pigmento orgánico se adhieren a las áreas del tambor fotoconductor que tienen una alta densidad (voltaje) de carga de la polaridad opuesta. Esto crea una imagen de pigmento orgánico a lo ancho de la imagen. En la xerografía convencional, la imagen de pigmento orgánico formada sobre el tambor fotoconductor se transfiere posteriormente al papel, usualmente colocando una hoja de papel en contacto con el tambor fotoconductor y colocando otro aparato de descarga de corona sobre el lado opuesto del papel, que atrae las partículas de pigmento orgánico hacia la superficie del papel. Posteriormente, el pigmento orgánico se fusiona (funde) en el papel. Aquí, por supuesto, se prefiere no fundir las bolas de giricón, y la superficie receptora preferida no es papel sino la hoja elastomérica del giricón en sí. En consecuencia, se utiliza un proceso xerográfico sin fusión. (Se conocen otros procesos xerográficos sin fusión; véase, por ejemplo, la Patente Estadounidense No. 5,075,186, incorporada aquí como referencia) . El pigmento orgánico hecho de bolas de giricón forman una imagen sobre un tambor fotoconductor y se transfiere del fotoconductor sobre un medio receptor adhesivo, el cual puede, convenientemente, estar hecho de material elastomérico en un estado adherente, parcialmente curado . Un ejemplo de una impresora de color xerográfica sin fusión 1500 adecuada para la colocación de bolas de giricón se muestra en la FIGURA 15A. Para propósitos de discusión de la FIGURA 15A se asumirá que serán colocados tres conjuntos de bola de giricón, uno rojo, uno verde, y uno azul (por ejemplo, bolas de tres segmentos con segmentos centrales rojos, verdes, y azules, respectivamente) en la hoja de giricón, debe comprenderse que pueden colocarse dos o más conjuntos con esta técnica. Un tambor fotoconductor 1505 se expone a una primer imagen de luz láser, la cual descarga a lo ancho de la imagen del tambor 1505. La luz láser de la imagen es producida por el láser de exploración 1502 en conjunto con el espejo 1503 y la lente 1504, en una forma similar a la utilizada en las impresoras láser y las técnicas xerográficas digitales conocidas. Cuando el tambor 1505 gira en el sentido contrario a las manecillas del reloj (en la dirección de la flecha a), el alojamiento de revelado de rojo 1510, que contiene una mezcla de perlas de ferrita y pigmento orgánico hecho de bolas rojas, se mueve (como se indica por las flechas d) en contacto cercano con un tambor 1505. La mezcla de perlas magnéticas y pigmento orgánico cepilla la superficie del tambor fotoconductor 1505. Un campo magnético (no se muestra) tiene sobre este las perlas magnéticas. Un voltaje de derivación entre el alojamiento de revelado 1510 y el tambor 1505 permite al pigmento orgánico (aquí, las bolas rojas) adherirse a la superficie del tambor 1505 únicamente en aquellas áreas del tambor fotoconductor en donde la carga ha sido previamente removida por la exposición a la primer imagen de luz láser. De esta manera se crea una capa de bolas rojas a lo ancho de la imagen sobre la superficie del tambor fotoconductor. Esta imagen 1526 es a continuación transferida a un tambor de almacenamiento 1525 creando un campo eléctrico alto entre la superficie del tambor fotoconductor 1505 y la superficie del tambor de almacenamiento 1525. El tambor de almacenamiento 1525 gira (de acuerdo a lo indicado por la flecha b) en la dirección opuesta al tambor 1505. La imagen 1526, formada de bolas rojas, se muestra almacenada en el tambor de almacenamiento 1525. A continuación, el tambor fotoconductor 1505 es nuevamente cargado uniformemente por medio de un aparato de descarga de corona y en este momento es descargado por una segunda imagen de luz láser, producida nuevamente con el láser 1502. En este momento, el alojamiento de revelado verde 1511, el cual contiene una mezcla de perlas de ferrita y pigmento orgánico hecho de bolas verdes, se acopla, y deposita en bolas verdes a lo ancho de la imagen sobre la superficie del tambor fotoconductor 1505 de la misma manera como se hizo anteriormente para la imagen de bolas rojas 1526. La imagen de bolas verdes 1527, aquí vista aún presente sobre el tambor 1505, es transferida al tambor de almacenamiento 1525, de tal manera que se superpone exactamente sobre la imagen de bolas rojas 1526 que ya está ahí. De manera similar, puede producirse una tercer imagen (no se muestra) hecha de pigmento orgánico a partir del alojamiento de revelado azul 1512 sobre el tambor fotoconductor 1505 y transferirse al tambor de almacenamiento 1525, exactamente superpuesta sobre las imágenes " de bolas rojas y verdes 1526, 1527 superpuestas anteriormente. Cuando las tres (o más) imágenes coloreadas se han acumulado sobre la superficie del tambor de almacenamiento 1525, las imágenes son transferidas a una superficie receptora 1530. En una impresora xerográfica convencional, la superficie receptora es normalmente papel, y el siguiente paso posterior es fundir en caliente la imagen de pigmento orgánico al papel. Aquí, la superficie receptora es una superficie adhesiva que colocará las bolas para la inclusión en la capa elastomérica del giricón, y no existe el paso de fusión. Se ha encontrado que una capa delgada de elastómero SYLGARD 184 parcialmente curado, un material elastomérico preferido para fabricar hojas de giricón, es muy adhesiva. Si la superficie receptora 1530 es una superficie de elastómero parcialmente curado, y esta superficie se mueve (flechas c) en la misma dirección que la superficie del tambor de almacenamiento 1525, a la misma velocidad que la superficie, y se deja avanzar muy cerca de la superficie del tambor de almacenamiento 1525, una fracción muy significativa de la imagen de bolas coloreadas almacenada sobre el tambor de almacenamiento 1525 se transferirá a la superficie receptora 1530. (La superficie del tambor de almacenamiento 1525 puede ser recubierta de manera ventajosa con una sustancia no adherente, tal como el TEFLON, de modo que pueda ser realmente colocada en contacto directo con el elastómero adherente de la superficie receptora 1530) . Si se aplica un fuerte campo eléctrico a través de esas dos superficies, se transferirá una fracción aún más grande de la imagen de bolas coloreadas. Vertiendo elastómero no curado sobre la superficie de la imagen de bolas coloreadas transferida, la remoción del aire atrapado (por ejemplo, por la aplicación de un vacío o el uso de una centrífuga) , y curando el elastómero se obtendrá como resultado la encapsulación de la imagen de bolas coloreadas. De este modo, la superposición de la imagen de bolas coloreadas que ha sido formada sobre el tambor de almacenamiento 1525 se convierte en un patrón de bolas en la hoja elastomérica del giricón. Después de la plastificación por la aplicación de un fluido plasti ficante dieléctrico para hinchar la hoja elastomérica, haciendo que las bolas giren libremente en ella, el giricón estará listo para usarse. La FIGURA 15B es una vista altamente ampliada de una mezcla de polvo de pigmento orgánico y perlas para utilizarse en los alojamientos de velado 1510, 1511, 1512 del aparato xerográfico de la FIGURA 15A. El polvo 1515 incluye un gran número de bolas de giricón 1516 mezcladas junto con un gran número de perlas 1517 hechas de ferrita u otras sustancias magnéticas. Las perlas 1517 sirven para impartir carga triboeléctrica a las bolas 1516, en una forma similar a la cual las perlas de ferrita sirven para impartir carga triboeléctrica a las partículas de una tinta seca u otra sustancia para hacer marcas en el pigmento orgánico xerográfico convencional. Típicamente, el número de perlas 1517 será aproximadamente igual al número de bolas 1516, y las perlas 1517 también son esferoidales pero de un orden de magnitud más grande en tamaño que las bolas 1516. Sin embargo, deberá comprenderse que pueden utilizarse diferentes tipos de bolas de giricón, diferentes materiales y tamaños de perla, y diferentes proporciones de borlas a perla en la mezcla, según sea apropiado para la aplicación particular. La FIGURA 15C ilustra el paso de verter el elastómero no curado sobre la imagen de bolas coloreadas transferida. Una sección 1542 de elastómero parcialmente curado de la superficie receptora 1530, sobre la cual la imagen de bolas coloreadas ha sido transferida desde un tambor de almacenamiento 1525, ha sido removida a una plataforma de retención 1538 y colocada entre las paredes de retención 1539a, 1539b como se muestra. Las bolas 1545 son las bolas de giricón que constituyen la imagen de bolas coloreadas transferida. El elastómero no curado 1541, el cual es un líquido, se distribuye desde el recipiente 1540 sobre la sección elastomérica parcialmente curada 1542 y sobre las bolas 1545, de tal manera que cubre las bolas 1545 mientras no se mueven de sus posiciones respectivas en el elastómero. De este modo, la imagen de bolas coloreadas formada de las bolas 1545 permanece sin distribuir cuando el elastómero no curado adicional 1541 es vertido sobre esta. Las paredes restantes 1539a, 1539b retienen el elastómero no curado dispersado en su lugar durante el proceso de curado. La técnica xerográfica de colocación de bolas es útil para fabricar cualquier giricón que incluya dos o más tipos distintos de bolas que no estén distribuidas uniformemente a través de todo el material elastomérico. Otra técnica para obtener distribuciones de bolas coloreadas a lo ancho de la imagen a bajo costo, toma ventaja del hecho de que las bolas de giricón son altamente esféricas y, en ausencia de cargas electrostáticas sobre sus superficies, exhiben excelentes características de flujo. De este modo es posible un tipo de impresión "serigráfica". La técnica serigráfica de colocación de bolas se ilustra en la FIGURA 15D. Las bolas 1575 se distribuyen desde el distribuidor 1570 sobre una pantalla 1580 que está depositada encima de una capa adherente 1590 del elastómero parcialmente curado. La pantalla 1580 tiene orificios que definen la imagen o patrón en el cual las bolas 1575 serán colocadas en la hoja de giricón. Los orificios son suficientemente grandes para que las bolas 1575 pasen a su través, pero suficientemente pequeñas para dar la resolución deseada a la colocación de las bolas. Las bolas 1575 se colocan sobre la pantalla 1580 y, con la vibración apropiada suministrada por el agitador 1581, pasan a través de los orificios de la pantalla 1580 a lo ancho de la imagen. Después de impactarse sobre la superficie de la capa elastomérica parcialmente curada 1590, las bolas 1575 se inmovilizan a la superficie. El proceso anterior puede repetirse, utilizando diferentes pantallas para diferentes tipos de bolas, hasta que se coloca el patrón de diferentes bolas deseado sobre la superficie elastomérica. Por ejemplo, puede utilizarse una primer serigrafía para colocar bolas rojas en la capa elastomérica 1590, y posteriormente puede utilizarse una segunda serigrafía para colocar bolas verdes en la capa elastomérica 1590. Se utiliza un paso de serigrafía adicional por cada color adicional. Finalmente, cuando todas las bolas están en su lugar, el elastómero no curado puede verterse sobre la superficie, en una forma similar a la que se muestra en la FIGURA 15C, de modo que cubra las bolas colocadas. A continuación, se mueve del elastómero el aire atrapado, el cual está entonces listo para ser curado y plastificado.

Conclusión Las modalidades específicas anteriores representan solo algunas de las posibilidades para practicar la presente invención. Son posibles muchas otras dentro del espíritu de la invención. Por ejemplo: • Un giricón utilizado en un dispositivo de visualización a todo color o aplicación de papel eléctrico a todo color no necesariamente se restringe a los esquemas de color RVA o CMA/CMAN convencionales. Para mejorar la gama de colores, pueden incorporarse colores adicionales. Además, como se indicó anteriormente con respecto a la aplicación de color resaltado, puede proporcionarse un color personalizado especial, por ejemplo para asegurar la reproducción exacta del logotipo de una compañía.

• La anisotropía eléctrica de una bola de giricón no necesita basarse en el potencial zeta. Es suficiente que exista un momento dipolo eléctrico asociado con la bola, el momento dipolo está alineado con respecto a la bola de tal manera que facilita la rotación útil de la bola en presencia de un campo eléctrico externo aplicado.

(Típicamente, el momento dipolo se orienta a lo largo de un eje de simetría de la bola) . Además, deberá notarse que la bola de giricón no puede tener un momento dipolo eléctrico además de su momento dipolo eléctrico, por ejemplo cuando el momento dipolo surge de una separación de dos cargas positivas de diferentes magnitudes, la distribución de carga resultante es equivalente a un monopolo eléctrico positivo superpuesto con un dipolo eléctrico. • Aunque las bolas de giricón que han sido descritas anteriormente responden rotacionalmente a los voltajes de direccionamiento de CD, esas bolas también pueden responder a ciertos voltajes de direccionamiento de CA. En particular, las bolas de giricón de segmentos múltiples, basadas en el potencial zeta son adecuadas para utilizarse en dispositivos de visual ización direccionables de exploración de trama, que operan a velocidades de cuadro de video. Además, deberá apreciarse que ciertos aspectos de la presente invención son adaptables aún a giricones en los cuales las bolas responden rotacionalmente solo a voltajes no CD (por ejemplo, voltajes de RF) . • La anisotropía óptica de una bola de giricón no necesita basarse en el color. Otras propiedades ópticas pueden variar como los aspectos diferentes de la bola de giricón presentados a un observador, incluyendo (pero sin limitarse) a la polarización, birrefringencia, retardo de fase, difracción de la luz, y reflexión de la luz. En general, las bolas de giricón pueden utilizarse para modular la luz en una amplia variedad de formas. • La luz incidente que encuentra un giricón no necesita restringirse a la luz visible. Dados los materiales adecuados para las bolas de giricón, la "luz" incidente puede ser, por ejemplo, luz infrarroja o luz ultravioleta, y tal luz puede ser modulada por el giricón. • En varias ocasiones la descripción anterior se refiere a una hoja de giricón plana y a campos eléctricos que son paralelos a la hoja, en el plano de la hoja, perpendiculares a la hoja, en un ángulo especificado a la hoja, y así por el estilo. Sin embargo, los expertos en la técnica apreciarán que una hoja de giricón hecha de un material flexible puede ser deformada temporal o permanentemente (por ejemplo, flexionada, doblada, o enrollada) de modo que no es estrictamente plana del todo. En tales casos, los ángulos del campo eléctrico pueden medirse, por ejemplo, con respecto a la hoja en un lugar plano cercano que incluya la bola o bolas de giricón de interés. También deberá apreciarse además que en la práctica los campos eléctricos pueden variar un tanto de los ángulos paralelo, perpendicular, u otros descritos, por ejemplo, debido a las tolerancias de manufactura o ligeras imperfecciones de las hojas del giricón de montajes de electrodo particulares. • Ventajas similares a las del papel del giricón de flexibilidad, peso ligero, y así por el estilo lo hacen particularmente útil para aplicaciones a papel eléctrico. Sin embargo, como se hizo notar al principio, el giricón también puede ser utilizado en dispositivos de visualización de panel plano rígido o fijo, tales como pantallas para computadora, tablero para automóviles, anuncios, etc. Además, como se observó anteriormente con respecto a las persianas de Venecia y cristales para ventana eléctricos, un giricón no necesita ser utilizado como un medio de visualización de información. Las capacidades de modulación de la luz proporcionadas por el giricón de la presente invención pueden encontrar muchas otras aplicaciones. • Las técnicas de campo inclinado y umbral múltiple descritas aquí anteriormente conducen por sí mismas a aplicaciones adicionales. Otra posibilidad es utilizar electrodos de campo inclinado en conjunto con una hoja elastomérica que contenga hojas de giricón negras y blancas de la técnica anterior. Los campos inclinados pueden hacer girar las bolas a cualquier ángulo deseado, es decir, cualquier mezcla deseada de negro y blanco, haciendo por lo tanto que el giricón sea capaz de formar imágenes en la escala de grises. Otra posibilidad es escribir sobre un papel eléctrico de umbral múltiple RVA con una fuente de voltaje, tal como un estilete eléctrico, que proporcione tres voltajes o intervalos de voltaje distintos. Esto permite al usuario escribir sobre papel eléctrico en tres diferentes colores.

• Anteriormente se han descrito giricones a todo color que pueden proporcionar control de saturación de color, por ejemplo por medio de técnicas de campos inclinados y umbrales múltiples. Sin embargo, un giricón direccionable por pixeles a todo color que proporciona únicamente dos saturaciones de cada color por pixel, a saber, saturado al máximo o saturado al mínimo, y no proporciona control de saturación de color variable, no obstante puede ser útil. En particular, puede construirse un dispositivo de visualización CMA que sea adecuado para la aplicación de tonos medios.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:

Claims (19)

REIVINDICACIONES

1. Una bola esferoidal, caracterizada porque comprende una pluralidad de segmentos arreglados sustancialmente paralelos entre sí, cada segmento está adyacente a al menos otro segmento y a no más de otros dos segmentos, los segmentos adyacentes están unidos entre sí a interfaces sustancialmente planas, la pluralidad de segmentos incluye un primer segmento que tiene un primer espesor y una primer característica de modulación óptica, un segundo segmento que tiene un segundo espesor y una segunda característica de modulación óptica, y un tercer segmento que tiene un espesor diferente a al menos uno del primer y segundo espesores y una característica de modulación óptica diferente de al menos una de la primer y segunda características de modulación óptica, la bola tiene una anisotropía para proporcionar un momento dipolo eléctrico, el momento dipolo eléctrico hace que la bola responda eléctricamente, de modo que cuando la bola es colocada de manera giratoria en un campo eléctrico no oscilante, mientras el momento dipolo eléctrico de la bola sea proporcionado, la bola tiende a girar a una orientación en la cual el momento dipolo eléctrico se alinea con el campo.

2. Un material, caracterizado porque comprende: un sustrato que tiene una superficie; y una pluralidad de bolas esferoidales colocadas en el sustrato, cada bola esferoidal tiene una pluralidad de segmentos unidos entre si, cada segmento está adyacente a al menos otro segmento y a no más de otros dos segmentos, el segmento incluye un primer segmento que tiene una primer característica de modulación óptica, un segundo segmento que tiene una segunda característica de modulación óptica, y un tercer segmento que tiene una característica de modulación óptica diferente de al menos una de la primer y segunda características de modulación óptica, cada bola esferoidal tiene una anisotropía para proporcionar un momento dipolo eléctrico, el momento dipolo eléctrico hace que la bola responda eléctricamente, de modo que cuando la bola es colocada de manera giratoria en un campo eléctrico no oscilante, mientras el momento dipolo eléctrico de la bola sea proporcionado, la bola tiende a girar a una orientación en la cual el momento dipolo eléctrico se alinea con el campo eléctrico no oscilante, cada bola esferoidal tiene una pluralidad de aspectos observables, los aspectos son observables por un observador colocado favorablemente para observar la superficie del sustrato, los aspectos incluyen un primer aspecto asociado con la primer característica de modulación óptica, el primer aspecto es observable cuando la bola sea depositada de manera giratoria en una primer orientación con respecto al observador bajo la influencia de un primer campo eléctrico aplicado en la vecindad de la bola, mientras la bola se colocará de manera giratoria dentro de un sustrato y el momento dipolo eléctrico de la bola sea proporcionado, el primer campo eléctrico aplicado tiene una vector de campo eléctrico perpendicular a una porción plana de la superficie próxima a la vecindad de la bola, y un segundo aspecto asociado con la segunda característica de modulación óptica, el segundo aspecto es observable cuando la bola es orientada de manera giratoria en una segunda orientación con respecto al observador bajo la influencia de un segundo campo eléctrico aplicado en la vecindad de la bola, mientras la bola sea depositada de manera giratoria dentro de un sustrato y el momento dipolo eléctrico de la bola sea proporcionado, el segundo campo eléctrico aplicado tiene una vector de campo eléctrico que incluye un componente de vector de campo eléctrico paralelo a la porción plana de la superficie próxima a la vecindad de la bola.

3. Un método para fabricar las bolas esferoidales, caracterizado porque comprende los pasos de: proporcionar un primer flujo de líquido que comprende un primer líquido endurecible que fluye a una primer velocidad de flujo, el primer líquido endurecible está asociado con una primer características de modulación óptica; proporcionar un segundo flujo de líquido que comprende un segundo líquido endurecible que fluye a una segunda velocidad de flujo, el segundo líquido endurecible está asociado con una segunda característica de modulación óptica; fusionar el primer y segundo flujos de líquido en un flujo de líquido combinado, el flujo de líquido combinado comprende el primer y segundo flujos de líquido unidos en la interfaz plana; formar un ligamento a partir del flujo de líquido combinado; formar una pluralidad de bolas esferoidales a partir del ligamento, cada una de las bolas comprende un primer segmento debido al primer flujo de líquido y un segundo segmento debido al segundo flujo del líquido, el primer y segundo segmentos se unen en una interfaz plana, cada uno del primer y segundo segmentos tienen un espesor, el espesor del primer segmento es gobernado por la primer velocidad de flujo, el espesor del segundo segmento es gobernado por la segunda velocidad de flujo, el primer segmento tiene la primer característica de modulación óptica, el segundo segmento tiene la segunda característica de modulación óptica; y endurecer las bolas así formadas, cada bola endurecida tiene una anisotropía para proporcionar un momento dipolo eléctrico, el momento dipolo eléctrico hace que la bola endurecida responda eléctricamente, de modo que cuando la bola endurecida es colocada de manera giratoria en un campo eléctrico, mientras sea proporcionado el momento dipolo eléctrico de la bola, la bola endurecida tiende a girar a una orientación en la cual el momento dipolo eléctrico se alinea con el campo.

4. Un bola esferoidal, caracterizada porque comprende una pluralidad se segmentos arreglados sustancialmente paralelos entre sí, cada segmento está adyacente a al menos otro segmento y a no más de otros dos segmentos, cada está exactamente adyacente a otro segmento que es un segmento exterior y cada segmento está adyacente exactamente a otros dos segmentos que son segmentos interiores, los segmentos adyacentes están unidos entre sí en interfaces sustancialmente planas, cada segmento tiene una característica de modulación óptica, las características de modulación óptica de los segmentos adyacentes son diferentes entre sí, la pluralidad de segmentos incluye un primer segmento exterior, un segundo segmento exterior, y un segmento interior transparente, la bola tiene una anisotropía para proporcionar un momento dipolo eléctrico, el momento dipolo eléctrico hace que la bola responda eléctricamente, de modo que cuando la bola es colocada de manera giratoria en un campo eléctrico no oscilante, mientras el momento dipolo eléctrico de la bola sea proporcionado, la bola tiende a girar a una orientación en la cual el momento dipolo se alinea con el campo.

5. Un material, caracterizado porque comprende: un sustrato; y una pluralidad de bolas esferoidales colocadas en el sustrato, cada bola comprende una pluralidad de regiones componentes que incluyen, una primer región componente que tiene unan primer característica de modulación óptica, y una segunda región componente que tiene una segunda característica de modulación óptica, al menos una región componente de cada bola es transparente, al menos una región componente de cada bola tiene un color cromático, cada bola tiene una anisotropía para proporcionar un momento dipolo eléctrico, el momento dipolo eléctrico hace que la bola responda eléctricamente, de modo que cuando la bola es colocada de manera giratoria en un campo eléctrico no oscilante, mientras es proporcionado el momento dipolo eléctrico de la bola, la bola tiende a girar a una orientación en la cual el momento dipolo eléctrico se alinea con el campo.

6. Un montaje de electrodo para un aparato modular de la luz, el aparato comprende una pluralidad de bolas esferoidales eléctrica y ópticamente anisotrópicas colocadas de manera giratoria en un sustrato, el aparato tiene una pluralidad de elementos direccionables cada uno ocupando un volumen espacial unidos por una pluralidad de bordes, cada elemento contiene al menos una de las bolas esferoidales, el montaje de electrodo se caracteriza porque comprende : medios de direccionamiento para seleccionar un elemento de entre una pluralidad de elementos; medios para establecer un primer potencial eléctrico en la vecindad del elemento seleccionado a lo largo de un primer borde del elemento seleccionado; medios para establecer un segundo potencial eléctrico en la vecindad del elemento seleccionado a lo largo de un segundo borde del elemento seleccionado paralelo al primer borde; medios para establecer un tercer potencial eléctrico en la vecindad del elemento seleccionado a lo largo del tercer borde del elemento seleccionado paralelo al primer y segundo bordes; y medios para establecer un cuarto potencial eléctrico en la vecindad del elemento seleccionado a lo largo de un cuarto borde del elemento seleccionado paralelo al primer, segundo y tercer bordes.

7. El aparato de electrodo para dirigir una arreglo de elementos ópticos, cada elemento comprende al menos una bola esferoidal eléctrica y ópticamente anisotrópica colocada de manera giratoria en un sustrato, el aparato de electrodo se caracteriza porque comprende: medios para elegir un elemento del arreglo; medios para generar un campo eléctrico en la vecindad del elemento elegido, el campo tiene una dirección de orientación; y medios para ajustar la dirección de orientación del campo sobre un intervalo de direcciones angulares continuo.

8. Un aparato, caracterizado porque comprende; un sustrato que tiene una superficie; una pluralidad de bolas esferoidales eléctrica y ópticamente anisotrópicas colocadas en el sustrato; y medios para producir de manera selectiva un campo eléctrico en la vecindad de al menos una bola colocada de manera giratoria en el sustrato, el campo eléctrico tiene un vector de campo eléctrico, el vector está orientado en un ángulo de orientación con respecto a una porción plana de la superficie próxima a la vecindad, el ángulo de orientación es un ángulo diferente a un ángulo recto.

9. Una bola esferoidal, caracterizada porque tiene un punto central y porque comprende tres (3) segmentos arreglados sustancialmente paralelos entre sí, cada segmento está adyacente a al menos otro segmento y a no más de otros dos segmentos, cada segmento está adyacente a exactamente otro segmento que es un segmento exterior y cada segmento está adyacente a exactamente otros dos segmentos que son segmentos interiores, los segmentos adyacentes están unidos entre sí en interfaces sustancialmente planas, los tres segmentos incluyen un primer segmento, el primer segmento es un segmento interior que incluye el punto central, el primer segmento tiene una primer característica de modulación óptica, la primer característica de modulación óptica es tal que el primer segmento tiene un color, un segundo segmento, el segundo segmento es un segmento exterior adyacente al primer segmento, el segundo segmento tiene una segunda característica de modulación óptica, la segunda característica de modulación óptica es tal que el segundo segmento es transparente, y un tercer segmento, el tercer segmento es un segmento exterior adyacente al primer segmento y está colocado opuesto al segundo segmento con respecto al primer segmento, el tercer segmento tiene la segunda característica de modulación óptica, la bola tiene una anisotropía para proporcionar un momento dipolo eléctrico, el momento dipolo eléctrico hace que la bola responda eléctricamente, de modo que cuando la bola es colocada de manera giratoria en un campo eléctrico no oscilante, mientras sea proporcionado un momento dipolo eléctrico de la bola, la bola tiende a girar a una orientación en la cual el momento dipolo eléctrico se alinea con el campo.

10. Un material, caracterizado porque comprende: un sustrato que tiene una superficie; y tres conjuntos de bolas esferoidales colocadas en el sustrato, que incluyen primer, segundo y tercer conjuntos cada uno de los cuales comprende una pluralidad de bolas, cada bola de cada conjunto está asociada con un color cromático observable por un observador colocado de manera favorable para observar la superficie del sustrato, cada bola del primer conjunto está asociada con un primer color cromático, cada bola del segundo conjunto está asociada con un segundo color cromático, cada bola del tercer conjunto está asociada con un tercer color cromático, cada bola de cada conjunto tiene al menos dos regiones componentes, incluyendo un primer región componente que tiene el color cromático con el cual la bola está asociada, y una segunda región componente, transparente, cada bola de cada conjunto tiene una anisotropía para proporcionar un momento dipolo eléctrico, el momento dipolo eléctrico hace que la bola responda eléctricamente, de modo que cuando la bola es colocada de manera giratoria en un campo eléctrico no oscilante, mientras sea proporcionado el momento dipolo eléctrico de la bola, la bola tiende a girar a una orientación en la cual el momento dipolo eléctrico se alinea con el campo.

11. Un material, caracterizado porque comprende: un sustrato que comprende una pluralidad de capas, cada capa es una capa vecina cercana con respecto a al menos otra capa de la pluralidad y no más de otras dos capas de la pluralidad, las capas incluyen primer, segundo y tercer capas; una primer pluralidad de bolas esferoidales colocadas en la primer capa, cada bola de la primer pluralidad tiene al menos dos regiones componentes que incluyen una región componente que tiene un color acromático y una región componente que tiene un primer color cromático; una segunda pluralidad de bolas esferoidales colocadas en la segunda capa, cada bola de la segunda pluralidad tiene al menos dos regiones componentes que incluyen una región componente que tiene un color acromático y una región componente que tiene un segundo color cromático; una tercer pluralidad de bolas esferoidales colocadas en la tercer capa, cada bola de la tercer pluralidad tiene al menos dos regiones componentes que incluyen una región componente que tiene un color acromático y una región componente que tiene un tercer color cromático; cada bola de cada primer, segunda y tercer pluralidades tienen una anisotropía para proporcionar un momento dipolo eléctrico, el momento dipolo eléctrico hace que la bola responda eléctricamente, de modo que cuando la bola es colocada de manera giratoria en un campo eléctrico no oscilante, mientras sea proporcionado el momento dipolo eléctrico de la bola, la bola tiende a girar a una orientación en la cual el momento dipolo eléctrico se alinea con el campo.

12. Un dispositivo, caracterizado porque comprende: un sustrato que tiene una superficie; y un arreglo de elemento de imagen direccionables individualmente colocados en el sustrato, cada elemento de imagen es una unidad constituyente básica del arreglo, de modo que ningún elemento comprende ningún componente direccionable por separado diferente a sí mismo, y ninguna porción componente de un elemento es direccionable independientemente de todo el elemento, cada elemento comprende una pluralidad de bolas esferoidales colocadas en el sustrato, cada bola comprende una pluralidad de regiones componentes que incluyen una primer región componente que tiene una primer características de modulación óptica, y un segunda región componente que tiene una segunda característica de modulación óptica, al menos una región componente de cada bola es transparente, cada bola tiene una anisotropía para proporcionar un momento dipolo eléctrico, el momento dipolo eléctrico hace que la bola responda eléctricamente, de modo que cuando la bola es colocada de manera giratoria en un campo eléctrico no oscilante, mientras sea proporcionado el momento dipolo eléctrico de la bola, la bola tiende a girar a una orientación en la cual el momento dipolo eléctrico se alinea con el campo, cada elemento tiene una área observable, la área observable es observable por un observador colocado de manera favorable para observar la superficie del sustrato, cada elemento tiene una pluralidad de estados operacionales, cada uno asociado con una apariencia del área observable del elemento al observador, ninguno de los estados operacionales puede ser establecido como un estado actual de un elemento dirigido, los estados operacionales incluyen un primer estado asociado con una primer apariencia del área observable del elemento, la primer apariencia proporciona un primer color cromático observable a través de una porción predominante del área observable, un segundo estado asociado con una segunda apariencia del área observable del elemento, la segunda apariencia proporciona un segundo color cromático observable a través de una porción predominante del área observable, y un tercer estado asociado con una tercer apariencia del área observable del elemento, la tercer apariencia proporciona un tercer color cromático observable a través de una porción predominante del área observable.

13. Un material, caracterizado porque comprende: un sustrato; y una pluralidad de bolas esferoidales colocadas en el sustrato, cada bola tiene una anisotropía óptica y una anisotropía para proporcionar un momento dipolo eléctrico, el momento dipolo eléctrico hace que la bola responda eléctricamente, de modo que cuando la bola es colocada de manera giratoria en un campo eléctrico, mientras sea proporcionado el momento dipolo eléctrico de la bola, la bola tiende a girar a una orientación en la cual el momento dipolo eléctrico se alinea con el campo, la pluralidad de bolas incluye un primer conjunto de bolas que comprende al menos una bola, cada bola del primer conjunto está asociada con un primer umbral, y un segundo conjunto de bolas que comprende al menos una bola, cada bola del segundo conjunto está asociada con un segundo umbral, el segundo umbral es menor que el primer umbral, el primer y segundo umbrales son tales que para cada bola de cada conjunto, la rotación de la bola es facilitada por la aplicación, en la vecindad de la bola mientras la bola esté colocada de manera giratoria en el sustrato, de un campo eléctrico que tiene una primer fuerza de campo eléctrico que excede el primer umbral, para cada bola del primer conjunto, la rotación de la bola no es facilitada por la aplicación, en la vecindad de la bola mientras la bola esté colocada de manera giratoria en el sustrato, de un campo eléctrico que tiene una segunda fuerza de campo eléctrico entre el primer y segundo umbrales, y para cada bola del segundo conjunto, la rotación de la bola es facilitada por la aplicación, en la vecindad de la bola, mientras la bola esté colocada de manera giratoria en el sustrato, de un campo eléctrico que tiene la segunda fuerza de campo eléctrico.

14. Un aparato, caracterizado porque comprende: un sustrato; primer y segundo conjuntos de bolas esferoidales eléctrica y ópticamente anisotrópicas colocadas en el sustrato, cada conjunto comprende al menos una bola; medios para seleccionar una región preferida del sustrato, la región preferida incluye al menos una bola del primer conjunto y al menos una bola del segundo conjunto; medios para aplicar un primer campo eléctrico a la región preferida así seleccionada, el primer campo eléctrico se extiende a través de la región preferida y facilita la rotación de cada una de la pluralidad de bolas colocadas de manera giratoria en la región preferida, incluyendo la rotación de una bola del primer conjunto y la rotación de la bola del segundo conjunto, las rotaciones de la bola así facilitadas son facilitadas contemporáneamente entre sí; y medios para aplicar un segundo campo eléctrico a la región preferida así seleccionada, el segundo campo eléctrico se extiende a través de la región preferida y que facilita . la rotación de una bola del segundo conjunto colocada de manera giratoria en la región preferida, sin facilitar la rotación de ninguna bola del primer conjunto colocada de manera giratoria en la región preferida.

15. Un método, caracterizado porque comprende los pasos de: proporcionar luz desde una fuente de luz incidente sobre un aparato de modulación óptica, que comprende una pluralidad de bolas esferoidales eléctrica y ópticamente anisotrópicas colocadas de- manera giratoria en un sustrato, la pluralidad de bolas incluye un primer conjunto de bolas que comprende al menos una bola, cada bola del primer conjunto está asociada con un primer umbral, y un segundo conjunto de bola que comprende al menos una bola, cada bola del segundo conjunto está asociada con un segundo conjunto umbral, el segundo umbral es menor que el primer umbral, el primer y segundo umbrales son tales que para cada bola da cada conjunto, la rotación de la bola es facilitada por la aplicación, en la vecindad de la bola así colocada de manera giratoria en el sustrato, de un campo eléctrico que tiene una primer fuerza de campo eléctrica que excede el primer umbral, para cada bola del primer conjunto, la rotación de la bola no es facilitada por la aplicación, en la vecindad de la bola así colocada de manera giratoria en el sustrato, de un campo eléctrico que tiene una segunda fuerza de campo eléctrico entre el primer y segundo umbrales, y para cada bola del segundo conjunto, la rotación de la bola es facilitada por la aplicación, en la vecindad de la bola así colocada de manera giratoria en el sustrato, de un campo eléctrico que tiene una segunda fuerza de campo eléctrico; y aplicar un campo eléctrico en la vecindad de una bola esferoidal de uno del primer y segundo conjuntos, el campo eléctrico tiene una fuerza suficiente para facilitar la rotación de la bola, facilitando por lo tanto la rotación de la bola; y modular con el aparato de modulación óptica al menos una porción de la luz incidente sobre él, la luz así modulada es modulada al menos en parte por la bola para la cual la rotación es facilitada.

16. Un método para fabricar un producto, caracterizado porque comprende bolas esferoidales ópticamente anisotrópicas colocadas en un sustrato, el método se caracteriza porque comprende los pasos de: proporcionar una superficie receptora que comprende un material en un estado adhesivo; depositar primer y segundo conjuntos de bolas esferoidales sobre la superficie receptora, cada uno del primer y segundo conjuntos comprende al menos una bola, cada bola del primer conjunto tiene una primer colección de características físicas, cada bola del segundo conjunto tiene una segunda colección de características físicas, las bolas esferoidales del segundo conjunto son de este modo físicamente distinguibles de las bolas esferoidales del primer conjunto, cada bola de cada conjunto tiene una anisotropía óptica y una anisotropía para proporcionar un momento dipolo eléctrico, el momento dipolo eléctrico hace que la bola responda eléctricamente, de modo que cuando la bola es colocada de manera giratoria en un campo eléctrico, mientras sea proporcionado el momento dipolo eléctrico de la bola, la bola tiende a girar a una orientación en la cual el momento dipolo eléctrico se alinea con el campo, las bolas esferoidales así depositadas se adhieren al material de la superficie receptora en el estado adhesivo; depositar un material en un estado distribuible sobre la superficie receptora y sobre las bolas esferoidales que se adhieren al material de la superficie receptora, cubriendo por lo tanto las bolas esferoidales que se adhieren al material de la superficie receptora y formando de este modo un material de sustrato no curado en donde las bolas del primer y segundo conjuntos son colocadas, el material de sustrato no curado que comprende el material de la superficie receptora en el estado adhesivo y el material depositado en el estado distribuido; y curar al menos una porción del material del sustrato no curado a un estado no adhesivo, no distribuible con las bolas esferoidales del primer y segundo conjuntos así depositadas en él, para formar un sustrato en el cual están depositadas al menos una bola esferoidal de un primer conjunto y al menos una bola esferoidal del segundo conjunto.

17. Una bola esferoidal, caracterizada porque comprende una pluralidad de segmentos arreglados sustancialmente paralelos entre sí, cada segmento está adyacente a al menos otro segmento y a no más de otros dos segmentos, cada segmento está adyacente a exactamente otro segmento que es un segmento exterior y cada segmento está adyacente a exactamente otros dos segmentos que son segmentos interiores, los segmentos adyacentes están unidos entre sí a interfaces sustancialmente planas, los segmentos incluyen un primer segmento, el primer segmento es un segmento interior que tiene una primer característica de modulación óptica, la primer característica de modulación óptica es tal que el primer segmento no es transparente, un segundo segmento, el segundo segmento es un segmento exterior adyacente al primer segmento, el segundo segmento tiene una segunda característica de modulación óptica, la segunda característica de modulación óptica es tal que el segundo segmento es transparente, un tercer segmento, el tercer segmento es un segmento interior que tiene una tercer característica de modulación óptica, la tercer característica de modulación óptica tal que el tercer segmento no es transparente, y un cuarto segmento, el cuarto segmento es un segmento exterior adyacente al tercer segmento, el cuarto segmento tiene una característica de modulación óptica tal que el cuarto segmento es transparente, la bola tiene una anisotropía para proporcionar un momento dipolo eléctrico, el momento dipolo eléctrico hace que la bola responda eléctricamente, de modo que cuando la bola es colocada de manera giratoria en un campo eléctrico no oscilante, mientras sea proporcionado el momento dipolo eléctrico de la bola, la bola tiende a girar a una orientación en la cual el momento dipolo se alinea con el campo.

18. Un material, caracterizado porque comprende: un sustrato que comprende una capa que tiene superficies frontal y posterior; una pluralidad de elementos moduladores de la luz colocados en el sustrato entre las superficies frontal y posterior de la capa, cada elemento comprende al menos una bola esferoidal colocada en el sustrato, cada bola de cada elemento comprende al menos dos regiones componentes, las regiones componentes incluyen un primer región componente que tiene una primer característica de modulación óptica, de modo que la primer región componente es transparente y no tiene un color cromático, y una segunda región componente que tiene una segunda característica de modulación óptica, de modo que la segunda región componente no es transparente y no tiene un color cromático, cada bola de cada elemento tiene una anisotropía para proporcionar un momento dipolo eléctrico, el momento dipolo eléctrico hace que la bola responda eléctricamente, de modo tal que cuando la bola es colocada de manera giratoria en un campo eléctrico no oscilante, mientras sea proporcionado el momento dipolo eléctrico de la bola, la bola tiende a girar a una orientación en la cual el momento dipolo eléctrico se alinea con el campo, cada elemento tiene al menos dos estados operacionales incluyendo un primer estado de transmisión que permite el paso de luz a través del elemento y por lo tanto a través de la capa, y un segundo estado de transmisión que obstruye el paso de la luz a través del elemento y a través de la capa; y un soporte unido a la superficie posterior de la capa, al menos una porción del soporte tiene un color cromático, la porción tiene el color cromático depositado de modo que, a un observador colocado de manera favorable para observar la superficie frontal de la capa de sustrato, el color cromático es observable a través de al menos un elemento modulador de la luz cuando el elemento se encuentra en el primer estado de transmisión.

19. Un dispositivo, caracterizado porque comprende : un sustrato que tiene una superficie; y una arreglo de elementos de imagen direccionables de manera individual colocados en el sustrato, cada elemento de imagen es una unidad constituyente básica del arreglo, de modo que ningún elemento comprende ningún componente direccionable por separado diferente a sí mismo, y ninguna porción componente de un elemento es direccionable de manera independiente de todo el elemento, cada elemento tiene una área observable, la área observable es observable por un observador colocado de manera favorable para observar la superficie del sustrato, cada elemento tiene una pluralidad de estados operacionales, cada uno asociado con una apariencia del área observable del elemento al observador, ninguno de los estados operacionales puede establecerse como un estado actual de un elemento dirigido, los estados operacionales incluyen un primer estado asociado con una primer apariencia del área observable del elemento, la primer apariencia proporciona un primer color cromático observable a través de una porción predominante del área observable, un segundo estado asociado con una segunda apariencia del área observable del elemento, la segunda apariencia proporciona un segundo color cromático observable a través de una porción predominante del área observable, un tercer estado asociado con una tercer apariencia del área observable del elemento, la tercer apariencia proporciona un color cromático observable a través de una porción predominante del área observable, un cuarto estado asociado con una cuarta apariencia del área observable del elemento, la cuarta apariencia proporciona una combinación observable del primer color acromático y el color cromático, la combinación así proporcionada es observable en el área observable, y un quinto estado asociado con una quinta apariencia del área observable del elemento, la quinta apariencia proporciona una combinación observable del segundo color acromático y el color cromático, la combinación así proporcionada es observable en el área observable.