TW201837561A - 包含感測電路的可寫電泳顯示器及構造成與感測電路互動的觸控筆 - Google Patents

包含感測電路的可寫電泳顯示器及構造成與感測電路互動的觸控筆 Download PDF

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Abstract

一種可寫顯示介質將各種感測元件併入可寫顯示介質之背板中，使得相較於依賴數位化層與控制顯示器之輸出的顯示驅動器之間的反饋迴路之當時技術水準的可寫顯示器，感測元件可以促使相關像素立即更新。當觸控筆在顯示器上移動時，從觸控筆發出的信號(例如，電磁場)將改變與像素相關之電晶體的狀態，進而在顯示器中導致幾乎瞬時的狀態變化(亦即，白色變成黑色)。

Description

包含感測電路的可寫電泳顯示器及構造成與感測電路互動的觸控筆 【相關申請案】
本申請案主張2017年2月28日所提出之美國臨時申請案第62/464,780號的優先權，其全部內容以參照的方式併入本文。
本發明係有關於可寫電子平板電腦，其允許使用者以電子方式記筆記，繪製圖形及編輯文件。在一些實施例中，可寫電子平板電腦記錄書寫/繪圖並將其轉換成易於儲存、喚回及共享的數位格式。在一些實施例中，可寫電子平板電腦僅提供一替代格式來記筆記、繪製設計及留言。
許多以LCD為基礎的平板電腦在市場上係可購得的，它們具有記錄使用者的書寫、繪圖或文件標記的能力。例如，Microsoft SURFACE®Pro 4(Microsoft Corporation,Redmond,WA)帶有一支觸控筆(SURFACE PEN®)，其允許使用者記筆記、繪圖及標記在LCD觸控螢幕上所觀看到的文件。藉由將來自觸控筆尖端的信號傳播至平板電腦的電容式觸控螢幕來追蹤觸控筆的位置，藉此使用近接感測演算法來判定觸控筆的位置。其他以LCD為基礎的平板電腦，例如，Sony VAIO LX900(Sony Corporation,Tokyo,Japan)使用Wacom(Wacom Co.Ltd.,Kazo,Japan)的數位化技術，藉此由位於LCD顯示器後面的通電數位化層來定位觸控筆尖端(包括感應迴路)。數位化層通常包括相鄰於磁性膜的重疊電極網格。Wacom系統中的觸控頭包括感應線圈，並且在書寫期間線圈的動作可以轉換為相對於由數位化層中的電極所界定之網格的位置。
使用者的常見抱怨是，這些以LCD為基礎的平板電腦不提供「類似紙張」的體驗。首先，因為液晶顯示器係耗電大的，所以當平板電腦不使用時，螢幕通常會變黑。這意味著使用者必須「喚醒」裝置，才能開始書寫，並且有時必須在書寫期間重新喚醒裝置，因為裝置在使用者正在傾聽說話者或者以其它方式忙於不同工作時進入「休眠」。其次，因為書寫裝置的質地、深度及延遲時間與在真實紙上使用筆相比係明顯不同的，所以筆劃不會感到或看起來像寫在紙上。通常，當用觸控筆在LCD顯示器上書寫時，使用者感覺到他/她正在將塑膠棒拖過玻璃板。再者，當使用這些類型的電子平板電腦時，書寫在觀看表面中具有迷惑的「深度」。書寫的字詞不在與觸控筆互動的頂部表面，而是與觸控筆 尖端分開。
已使用像電泳墨水(E Ink Corporation,Billerica,MA)的光反射介質來構建替代的電子書寫裝置。參見，例如，Sony(Sony Corporation,Tokyo,Japan)的DPTS1TM。電泳墨水解決許多以LCD為基礎的書寫系統之「休眠」問題，因為這些裝置始終處於「打開」狀態。在書寫過程期間，他們消耗的能量少很多，所以除非使用者提示，否則他們不需要休眠，並且甚至在他們休眠後，他們仍然繼續顯示書寫。此外，因為電泳墨水非常接近裝置表面，所以筆的反應看起來更像書寫。這些裝置亦具有陽光下可讀性，這使得裝置可以在室外或其他光亮的環境中使用。像ReMARKABLETM平板電腦(REMARKABLE A.S.,Oslo,Norway)的一些市售電泳墨水裝置亦包括可產生更像紙張的「感覺」之高摩擦表面材料。雖然這樣的摩擦材料可以包含在LCD顯示器上，但是因為摩擦材料散射從顯示器發射的光，所以這些材料會干擾LCD的影像品質。
不管形式(LCD或電泳墨水)如何，電子(平板)顯示器書寫系統的使用者在書寫時通常在觸控筆移動與影像更新之間經歷困擾的延遲時間。這種延遲時間係由感測觸控筆的位置及更新影像驅動器，以致於將觸控筆的移動精確地描繪成在螢幕上的書寫/繪圖所需的時間造成的。延遲時間係一連串步驟的附加延遲，例如，感測觸控筆的位置，傳送位置資訊至顯示驅動器，處理顯示變化以及刷新顯示。在許多的情況下，將位置資訊另 外儲存至記憶體，以允許使用者稍後喚回筆記，並且這樣的儲存步驟可能會增加額外的小延遲。在以LCD為基礎的系統中，延遲時間通常在60ms左右。許多使用者發現延遲時間係擾人的，並且在某些情況下，延遲時間限制使用者可以記筆記、繪圖等的速度。
除了感測及儲存位置資訊之外，可能會有與刷新圖像以顯示書寫相關的額外滯遲時間。例如，由於在傳送更新至像素之後，在影像狀態之間驅動電泳粒子所花費的額外時間(20-40ms)，電泳墨水系統通常具有至少100ms的延遲時間。此外，延遲時間可能根據顯示器的哪一部分正在更新而有所不同。亦即，顯示表面上的延遲時間係不同的，因為顯示驅動器以有序方式更新掃描線。例如，在平板電腦右下角與左上角書寫時，延遲時間可能更明顯。
為了對抗延遲時間，一些製造商使用預測演算法來減少捕獲書寫所需的更新數量。例如，這些預測演算法可以處理先前寫入的字母並預測接下來的字母。演算法亦可以使用移動平均數(rolling average)以預測直線或使用平滑(smoothing)來考慮觸控筆感測中的變動。但是，這樣的演算法會導致產生意想不到的筆劃，這可能會像等待更新一樣困擾使用者。
本發明藉由提供一種類似紙的可寫顯示介質來解決先前技術的數個缺點，並且當觸控筆在顯示器的表面上移動時，允許幾乎瞬時的文本更新。在一態樣中， 該可寫顯示介質包括一透光前電極；一像素電極陣列；一電泳介質，其包括在電場存在之情況下會移動的帶電粒子，該電泳介質夾在該透光前電極與該像素電極陣列之間；第一及第二組電晶體；以及一數位化層，其構造成用以定位該可寫顯示介質上之觸摸。該第一組電晶體的每一個具有汲極、源極及閘極，其中，該源極連接至一資料驅動器，該閘極連接至一掃描驅動器，並且該汲極連接至該等像素電極中之一。該第二組電晶體的每一個具有汲極、源極及閘極，其中，該源極連接至一寫入電壓源，該閘極連接至一感測電路，並且該汲極連接至該等像素電極中之一。本發明允許以一構造成用以致動該感測電路的觸控筆來快速改變顯示狀態。例如，該感測電路可以包括一磁電阻，並且該觸控筆可以包括一磁鐵。或者，該感測電路可以包括一光敏電阻，並且該觸控筆可以包括一光源。在使用光敏電阻的實施例中，該可寫顯示介質亦可以包括一濾光片。該觸控筆可以能夠獨立地與該數位化層相互作用，或者該觸控筆可以具有用於與該數位化層相互作用的額外電路。
通常，該可寫顯示介質將包括一電源，該電源可操作地連接至該資料驅動器、該掃描驅動器及該寫入電壓源。該可寫顯示介質亦可以連接至一記憶體，該記憶體可以用以從該數位化層接收位置資訊並將其傳送至該顯示驅動器。該可寫顯示介質通常可用於數位化層，所以使用電磁或電容感測的數位化層可用於本發明。可以將由該數位化器記錄的位置資訊寫入記憶體， 藉此該位置資訊可以是寫入影像之整體更新的基礎，並且亦可以(藉由電子格式)傳送至一檔案或另一裝置，例如，電話、數位白板、電腦、輔助顯示器等。
在另一態樣中，該可寫顯示介質包括一透光前電極；一像素電極陣列；一電泳介質，其包括在電場存在之情況下會移動的帶電粒子，該電泳介質夾在該透光前電極與該像素電極陣列之間；複數個電晶體；複數個整流器電路；複數個感應線圈；以及一數位化層，其構造成用以定位該可寫顯示介質上之觸摸。每個電晶體具有汲極、源極及閘極，其中，該源極連接至一資料驅動器，該閘極連接至一掃描驅動器，並且該汲極連接至該等像素電極中之一。每個整流器電路可操作地連接至一像素電極，並且每個整流器電路與一感應線圈相連。本發明允許以一構造成用以感應一感應線圈中的電流之觸控筆來快速改變顯示狀態。該整流器電路通常將包括一全橋式二極體，該全橋式二極體將有助於用在該感應線圈中產生的交流電來對該像素電極進行充電。在一些實施例中，該觸控筆將包括一電磁鐵。
在另一態樣中，該可寫顯示介質包括一透光前電極；一像素電極陣列；一電泳介質，其包括在電場存在之情況下會移動的帶電粒子，該電泳介質夾在該透光前電極與該像素電極陣列之間；複數個電晶體；複數個霍爾效應開關，其可操作地連接於一寫入電壓源與該等像素電極中之一之間；以及一數位化層，其構造成用以定位該可寫顯示介質上之觸摸。每個電晶體具有汲 極、源極及閘極，其中，該源極連接至一資料驅動器，該閘極連接至一掃描驅動器，並且該汲極連接至該等像素電極中之一。本發明允許以一構造成用以切換該霍爾效應開關的觸控筆來快速改變顯示狀態，這將有助於從該寫入電壓源來對該像素電極進行充電。在一些實施例中，該觸控筆將包括一電磁鐵。
在另一態樣中，該可寫顯示介質包括一透光前電極；一像素電極陣列；一電泳介質，其包括在電場存在之情況下會移動的帶電粒子，該電泳介質夾在該透光前電極與該像素電極陣列之間；第一組電晶體；以及第二組電晶體。對於該第一組電晶體，每個電晶體具有汲極、源極及閘極，其中，該源極連接至一整體重置電壓源，該閘極連接至一整體重置閘極電壓源，並且該汲極連接至該等像素電極中之一。對於該第二組電晶體，每個電晶體具有汲極、源極及閘極，其中，該源極連接至一寫入電壓源，該閘極連接至一感測電路，並且該汲極連接至該等像素電極中之一。在這種態樣中，該可寫顯示器不包括一數位化層。本發明允許以一構造成用以致動該感測電路的觸控筆來快速改變顯示狀態。例如，該感測電路可以包括一磁電阻，並且該觸控筆可以包括一磁鐵。或者，該感測電路可以包括一光敏電阻，並且該觸控筆可以包括一光源。在使用光敏電阻的實施例中，該可寫顯示介質亦可以包括一濾光片。這樣的可寫顯示器可以便宜製造，並且對於一般記筆記、畫草圖及轉送信息係有用的。
本發明另外包括可寫系統，其包括上述可寫顯示介質中之一及一觸控筆，該觸控筆構造成藉由例如與感測電路、感應線圈或霍爾效應開關相互作用來切換電泳顯示器的狀態。該觸控筆可以包括一磁鐵，例如，一電磁鐵或一稀土磁鐵。在一些實施例中，該觸控筆可以包括一像二極體雷射或發光二極體(LED)的光源。在該可寫顯示介質包括一數位化層的實施例中，該系統可以構造成記錄該觸控筆的位置(亦即，筆劃)且在清除顯示之後在電泳顯示器上顯示筆劃。所產生的可寫系統因而提供類似於書寫的即時反饋，同時以電子方式記錄筆劃。
100‧‧‧顯示器
110‧‧‧層(前電極)
120‧‧‧層
130‧‧‧電泳材料層
133‧‧‧微膠囊
135‧‧‧電泳顏料粒子
137‧‧‧電泳顏料粒子
139‧‧‧高分子黏著劑
150‧‧‧背板
153‧‧‧驅動電極
157‧‧‧基板層
210‧‧‧薄膜電晶體
220‧‧‧列電極
230‧‧‧行電極
240‧‧‧掃描驅動器
250‧‧‧資料驅動器
300‧‧‧可寫顯示介質
310‧‧‧層(前電極)
320‧‧‧層
330‧‧‧電泳材料
340‧‧‧長波通濾光片
350‧‧‧電晶體
355‧‧‧感測器
360‧‧‧像素電極
375‧‧‧數位化層
380‧‧‧觸控筆
400‧‧‧可寫系統
410‧‧‧外殼
420‧‧‧可寫介質
440‧‧‧介面控件
480‧‧‧觸控筆
490‧‧‧圖形
500‧‧‧感測電路
510‧‧‧薄膜電晶體
520‧‧‧整流器
530‧‧‧感應線圈
540‧‧‧電容器
600‧‧‧感測電路
620‧‧‧整流器
630‧‧‧線圈
640A‧‧‧像素電極
640B‧‧‧像素電極
640C‧‧‧像素電極
640D‧‧‧像素電極
720‧‧‧感測電路
820‧‧‧霍爾效應開關
840‧‧‧像素電極
1110‧‧‧global_reset薄膜電晶體
1120‧‧‧PEN_TFT
1140‧‧‧像素
1300‧‧‧觸控筆
1310‧‧‧主體
1320‧‧‧電磁鐵
1324‧‧‧線圈
1340‧‧‧電源
1350‧‧‧心軸
1360‧‧‧磁場
1400‧‧‧觸控筆
1420‧‧‧光源
1423‧‧‧光纖
1428‧‧‧光
1430‧‧‧電子裝置
1434‧‧‧感應線圈
1438‧‧‧電磁信號
PEN_TFT‧‧‧第二薄膜電晶體
R_PEN‧‧‧感測電阻器
R_dis‧‧‧第二感測電阻器
第1圖係適用於本發明之電泳介質的一般描繪；第2圖係適用於本發明之薄膜電晶體(TFT)陣列的一般描繪；第3圖描繪本發明之可寫顯示介質；第4圖說明用觸控筆書寫本發明的可寫顯示介質；第5圖說明用於可寫顯示介質的感應線圈及整流器電路的實施例；第6圖說明用於可寫顯示介質的感應線圈及整流器電路的實施例；第7圖說明用於可寫顯示介質的感測電路之實施例；第8圖說明用於可寫顯示介質的霍爾效應開關電路之實施例； 第9圖說明用於寫入包括感測電路的可寫顯示介質之方法的實施例；第10圖說明用於寫入包括霍爾效應開關的可寫顯示介質之方法的實施例；第11圖說明用於可寫顯示介質的感測電路之實施例；第12圖說明用於寫入包括感測電路的可寫顯示介質之方法的實施例；第13圖說明包括電磁鐵的觸控筆，其可以用於致動包括感應線圈、感測電路或霍爾效應開關的可寫顯示介質；第14圖說明包括光源的觸控筆，其可以用於致動包括光感測器的可寫顯示介質。
如上所述，本發明提供一種具有更快速影像更新的可寫顯示介質。藉由將各種感測元件納入可寫入顯示介質的背板中，使得相較於依賴數位化層與控制顯示器輸出的顯示驅動器之間的反饋迴路之當時技術水準的可寫顯示器，感測元件可以促使相關像素立即更新，進而使本發明成為可能。當觸控筆在顯示器上移動時，從觸控筆發出的信號(例如，電磁場)將改變與像素相關的電晶體之狀態，導致顯示器中幾乎瞬時的狀態改變(亦即，從白色至黑色)。於是，本發明的可寫顯示介質將不會遭受大多數可寫平板系統所經歷的寫入延遲時間。在一些實施例中，可寫顯示介質另外包括數位化層，在觸 控筆正在造成顯示狀態改變的同時，個別的電磁(或電容)數位化系統正在記錄觸控筆的位置，以便可以以電子方式記錄書寫並將其轉換成電子影像檔案。在其他實施例中，可寫顯示介質將不包括數位化層。
本發明意欲使用於由E Ink Corporation(Billerica，MA)開發且在下面列出的專利及專利公開案中描述的類型之電泳介質。膠囊型電泳介質包括許多的小膠囊，其每個小膠囊本身包括在流體介質中包含電泳移動粒子的內相及包圍內相的囊壁。通常，膠囊本身保持在高分子黏著劑內，以形成位於兩個電極之間的黏著層(coherent layer)。在微單元電泳顯示器中，帶電粒子及流體沒有封裝在微膠囊內，而是保持在載體介質(通常為聚合膜)中形成的複數個空腔內。這些專利及申請案中所描述的技術包括：(a)電泳粒子、流體及流體添加劑；參見例如美國專利第7,002,728及7,679,814號；(b)膠囊、黏著劑及封裝過程；參見例如美國專利第6,922,276及7,411,719號；(c)微單元結構、壁材及形成微單元的方法；參見例如美國專利第7,072,095及9,279,906號；(d)填充及密封微單元的方法；參見例如美國專利第7,144,942及7,715,088號；(e)包含電光材料的薄膜及次總成；參見例如美國專利第6,982,178及7,839,564號；(f)背板、黏著層及顯示器中使用的其他輔助層及方法；參見例如美國專利第D485,294；6,124,851；6,130,773；6,177,921；6,232,950；6,252,564；6,312,304；6,312,971；6,376,828；6,392,786；6,413,790；6,422,687；6,445,374； 6,480,182；6,498,114；6,506,438；6,518,949；6,521,489；6,535,197；6,545,291；6,639,578；6,657,772；6,664,944；6,680,725；6,683,333；6,724,519；6,750,473；6,816,147；6,819,471；6,825,068；6,831,769；6,842,167；6,842,279；6,842,657；6,865,010；6,873,452；6,909,532；6,967,640；6,980,196；7,012,735；7,030,412；7,075,703；7,106,296；7,110,163；7,116,318；7,148,128；7,167,155；7,173,752；7,176,880；7,190,008；7,206,119；7,223,672；7,230,751；7,256,766；7,259,744；7,280,094；7,301,693；7,304,780；7,327,511；7,347,957；7,349,148；7,352,353；7,365,394；7,365,733；7,382,363；7,388,572；7,401,758；7,442,587；7,492,497；7,535,624；7,551,346；7,554,712；7,583,427；7,598,173；7,605,799；7,636,191；7,649,674；7,667,886；7,672,040；7,688,497；7,733,335；7,785,988；7,830,592；7,843,626；7,859,637；7,880,958；7,893,435；7,898,717；7,905,977；7,957,053；7,986,450；8,009,344；8,027,081；8,049,947；8,072,675；8,077,141；8,089,453；8,120,836；8,159,636；8,208,193；8,237,892；8,238,021；8,362,488；8,373,211；8,389,381；8,395,836；8,437,069；8,441,414；8,456,589；8,498,042；8,514,168；8,547,628；8,576,162；8,610,988；8,714,780；8,728,266；8,743,077；8,754,859；8,797,258；8,797,633；8,797,636；8,830,560；8,891,155；8,969,886；9,147,364；9,025,234；9,025,238；9,030,374；9,140,952；9,152,003；9,152,004；9,201,279；9,223,164；9,285,648號；以及9,310,661；以及美國專利申請案公 開第2002/0060321；2004/0008179；2004/0085619；2004/0105036；2004/0112525；2005/0122306；2005/0122563；2006/0215106；2006/0255322；2007/0052757；2007/0097489；2007/0109219；2008/0061300；2008/0149271；2009/0122389；2009/0315044；2010/0177396；2011/0140744；2011/0187683；2011/0187689；2011/0292319；2013/0250397；2013/0278900；2014/0078024；2014/0139501；2014/0192000；2014/0210701；2014/0300837；2014/0368753；2014/0376164；2015/0171112；2015/0205178；2015/0226986；2015/0227018；2015/0228666；2015/0261057；2015/0356927；2015/0378235；2016/077375；2016/0103380；以及2016/0187759號；以及世界申請案公開第WO 00/38000號；歐洲專利第1,099,207 B1及1,145,072 B1號；(g)顏色形成及顏色調整；參見例如美國專利第7,075,502及7,839,564號；以及(h)驅動顯示器的方法；參見例如美國專利第7,012,600及7,453,445號。在本文列出之所有專利及專利申請案其全部的內容以參照的方式併入本文。
許多上述專利及申請案認識到在膠囊型電泳介質中包圍離散微膠囊的壁可以由連續相來取代，從而產生所謂的聚合物分散型電泳顯示器，其中，電泳介質包含複數個離散小滴的電泳流體及連續相的聚合材料，並且即使沒有離散的膠囊膜與每個個別小滴相關聯，在 這樣的聚合物分散型電泳顯示器內之電泳流體的離散小滴可以被視為是膠囊或微膠囊；參見例如前述的美國專利第6,866,760號。於是，基於本申請案的目的，這樣的聚合物分散型電泳介質被視為是膠囊型電泳介質的亞種。
膠囊型電泳顯示器通常不會受到傳統電泳裝置的群聚及沈降失敗模式的影響，並且提供進一步的優點，例如，在各式各種撓性及剛性基板上印刷或塗佈顯示的能力。(字詞「印刷」之使用意欲包括所有形式之印刷及塗佈，其包括但不侷限於：預計量式塗佈(pre-metered coatings)(例如：方塊擠壓式塗佈(patch die coating)、狹縫型或擠壓型塗佈(slot or extrusion coating)、斜板式或級聯式塗佈(slide or cascade coating)及淋幕式塗佈(curtain coating))；滾筒式塗佈(roll coating)(例如：輥襯刮刀塗佈(knife over roll coating及正反滾筒式塗佈(forward and reverse roll coating))；凹版塗佈(gravure coating)；浸塗佈(dip coating)；噴灑式塗佈(spray coating)；彎月形塗佈(meniscus coating)；旋轉塗佈(spin coating)；手刷塗佈(brush coating)；氣刀塗佈(air-knife coating)；絲網印刷製程(silk screen printing processes)；靜電印刷製程(electrostatic printing processes)；熱印刷製造(thermal printing processes)；噴墨印刷製程(ink jet printing processes)；電泳沉積(electrophoretic deposition)(參見美國專利第7,339,715號)；以及其它相似技術)。因此，結果的顯示器係可撓 性的。再者，因為可(使用各種方法)印刷顯示介質，所以可便宜地製造顯示器本身。
雖然本發明主要係有關於上述及所列專利及專利申請案中所述類型之電泳介質，但是本發明中亦可以使用其他類型的電光材料。替代的電光介質本質上通常是反射性的，亦即，它們依賴於環境照明來取代如發射式LCD顯示器中所發現的背光源。替代的電光介質包括像例如在美國專利第5,808,783；5,777,782；5,760,761；6,054,071；6,055,091；6,097,531；6,128,124；6,137,467；及6,147,791號中所述的旋轉雙色構件型介質(rotating bichromal member type media)。這樣的顯示器使用具有兩個以上部分有不同光學特性的大量小型物體(通常為球形或圓柱形)及一個內偶極。這些物體懸浮於基材內的填充有液體的液泡中，液泡填充有液體，以便物體可以自由旋轉。藉由施加電場，因而使物體旋轉至各種位置及改變物體的哪個部分可經由觀看面被看到來改變該顯示器之呈現。這類型的電光介質通常是雙穩態的。
另一種替代電光顯示介質係電致變色的，例如，奈米變色薄膜之形式的電致變色介質，其包括一個至少部分由半導體金屬氧化物所形成之電極及複數個附著至電極之能夠可逆變色的染料分子；參見例如O'Regan,B.,et al.,Nature 1991,353,737；以及Wood,D.,Information Display,18(3),24(March 2002)。亦參見Bach,U.,et at.,Adv.Mater.,2002,14(11),845。這類型的奈米 變色薄膜亦被描述於例如美國專利第6,301,038；6,870,657；及6,950,220中。這類型的介質通常亦是雙穩態的。
另一類型的電光顯示器係由Philips所發展出來的電潤濕顯示器(electro-wetting display)且被描述於Hayes,R.A.,et al.,“Video-Speed Electronic Paper Based on Electrowetting”,Nature,425,383-385(2003)中。美國專利第7,420,549號顯示這樣的電潤濕顯示器可被製成雙穩態的。
在第1圖中顯示示例性電泳顯示器(EPID)。顯示器100通常包括電泳材料層130及配置在電泳材料130之相對側上的至少兩個其他層110及120，這兩個層中之至少一層係電極層，例如，如第1圖中之層110所示。前電極110可以代表顯示器100的觀看側，在這種情況下，前電極110可以是像氧化銦錫(ITO)的透明導體(其在某些情況下可以沉積在像聚對酞酸乙二酯(PET)的透明基板上)。如第1圖所示，這樣的EPID亦包括背板150，其包括複數個驅動電極153及基板層157。電泳材料層130可以包括微膠囊133，其容納電泳顏料粒子135及137以及溶劑，其中，微膠囊133分散在高分子黏著劑139中。但是，可以理解的是，電泳介質(粒子135及137以及溶劑)可以封裝在微單元(微杯)中或在沒有周圍微膠囊下分佈在聚合物中(例如，上述PDEPID設計)。通常，顏料粒子137及135以在前電極110與像素電極153之間產生的電場來控制(移位)。在許多傳統EPID中，電 驅動波形經由連接至薄膜電晶體(TFTs)的導電跡線(未顯示)傳送至像素電極153，薄膜電晶體允許以行列定址方法來定址像素電極。在一些實施例中，前電極110僅接地，並且藉由對可個別定址的像素電極153提供正電位及負電位來驅動影像。在其他實施例中，亦可以將電位施加至前電極110，以在前電極與像素電極153之間可以提供的電場方面提供更大的變化。
在許多的實施例中，如第2圖所示，薄膜電晶體陣列形成用於影像驅動的主動矩陣。例如，每個像素電極(第1圖中的153)連接至薄膜電晶體210，薄膜電晶體210圖案化成陣列且連接至細長列電極220及細長行電極230，其與列電極220成直角延伸。在一些實施例中，一電極層具有單個連續電極的形式，而另一電極層圖案化成像素電極的矩陣，每個像素電極界定顯示器的一個像素。如第2圖所示，資料驅動器250連接至行電極230且提供源極電壓至要被定址的行中之所有薄膜電晶體。掃描驅動器240連接至列電極220，以提供將沿著該列的每個薄膜電晶體之閘極打開(或關閉)的偏壓。閘極掃描速率通常約為60-100Hz。使閘極-源極電壓為正的，以允許源極電壓短接至汲極。使閘極相對於源極為負的，以促使汲極源電流下降及汲極有效地浮接。因為掃描驅動器以連續方式工作，所以在頂部與底部列電極之間的更新時間中通常存在一些可測量的延遲。可以理解的是，「列」及「行」電極的分配有些隨意，並且薄膜電晶體陣列可以在列與行電極互換之情況下被製 造。
雖然EPID介質被描述為「黑色/白色」，但是它們通常被驅動至黑色與白色之間的複數個不同狀態，以實現各種色調或「灰階」。此外，可以藉由以從初始灰階至最終灰階(其可能與或可能不是不同於初始灰階)的轉移來驅動給定的像素，在第一與第二灰階狀態(其包括白色及黑色的端點)之間驅動像素。術語「波形」將用於表示用以實現從一特定初始灰階至一特定最終灰階的轉移之整個電壓相對於時間的曲線。通常，這樣的波形將包括複數個波形成分；其中，這些成分實質上係矩形的(亦即，一個給定的成分包括在一段時間內施加固定的電壓)；這些成分可以稱為「脈衝」或「驅動脈衝」。術語「驅動方法」表示足以實現特定顯示器的灰階之間的所有可能轉移之一組波形。顯示器可以使用超過一種驅動方法；例如，上述美國專利第7,012,600號教示驅動方法可能需要根據像顯示器的溫度或在其使用壽命期間它已經工作的時間等參數來進行修改，並且因此顯示器可以具有用於不同溫度等之複數個不同的驅動方法。在這種方式中所使用的一組驅動方法可以稱為「一組相關驅動方法」。也可以在同一個顯示器的不同區域中同時使用超過一種驅動方法，並且在這種方式中使用的一組驅動方法可以稱為「一組同時驅動方法」。
三層電泳顯示器的製造通常涉及至少一層壓操作。例如，在上述幾個專利及申請案中，描述一種用於製造膠囊型電泳顯示器的方法，其中，將包含黏著劑 中的膠囊之膠囊型電泳介質塗佈至包含氧化銦錫(ITO)的撓性基板或類似導電塗層(其充當最終顯示器的一個電極)的塑料膜上，膠囊/黏著劑塗層被乾燥，以形成牢固地黏附至基板的電泳介質之黏著層。個別地，製備包含像素電極陣列及使像素電極連接至驅動電路(參見第2圖)的適當導體配置之背板(參見第1圖)。為了形成最終顯示器，使用層壓黏著劑將上面具有膠囊/黏著層的基板層壓至背板上。在期望具有額外層(例如，數位化感測層(Wacom Technologies,Portland,OR))的實施例中，可以將那些層插入電極層與基板之間，或者可以將額外的基板添加至電極層與額外層之間。在一較佳實施例中，背板本身係可撓性的且藉由在塑料膜或其他撓性基板上印刷像素電極及導體來製備。藉由這種方法大量生產顯示器的層壓技術係使用層壓黏著劑的滾筒層壓(roll lamination)。
在層壓過程期間，使用一種以上的層壓黏著劑來對組件堆提供機械連續性，並且亦確保層相對於彼此係相對平坦的。在一些情況下，可以使用工業用層壓黏著劑(lamad)，但是層壓黏著劑的製造商(當然)奉獻相當大的努力來確保像黏著強度及層壓溫度的特性，而忽略層壓黏著劑的電性。於是，電泳顯示器的製造商通常修改工業用黏著劑，以達到所需的體積電阻係數。用於改變工業用黏著劑的電性之方法被描述於前述幾個專利中。這些方法通常涉及添加帶電共聚物、帶電部分或導電粒子。因為電泳製造商在摻雜層壓黏著層方面經驗豐 富，所以預期添加額外成分來調整光學特性(例如，製造長波通濾光層壓黏著層來阻擋某些波長的光)將是明確的。例如，為了減少比550nm還短的波長之透射，層壓黏著劑可以摻雜蒽醌化合物(anthraquinone compounds)，例如，1-甲胺基蒽醌(1-methylamino anthraquinone)。亦可以加入添加物的混合物來調整低通濾光片，使得薄膜電晶體材料的吸收光譜與添加物的吸收光譜之組合導致窄光波長窗口，其大致上與包含在觸控筆中的發光元件之輸出重疊。濾光片的功效通常以光密度(O.D.)來衡量，其中，光密度被定義為以10為底的落在材料上之輻射與穿透材料之輻射的比率之對數。本發明的低通濾光片從400nm至550nm通常具有0.4或更大的光密度，例如，從400nm至550nm具有1或更大的光密度，例如，從400nm至550nm具有2或更大的光密度。
第3圖中顯示可寫顯示介質300的廣義工作。像第1圖，可寫顯示介質300包括電泳材料330及配置在電泳材料330的相對側上的至少兩個其他層310及320，這兩個層中之至少一者係電極層，例如，如層310所示。前電極310可以是透明導體，例如，氧化銦錫(ITO)。可寫顯示器300亦包括背板，背板包括由複數個電晶體350控制的複數個像素電極360，複數個電晶體350通常是薄膜電晶體(TFT)。在本發明的可寫顯示介質中，包括感測器355，感測器355除了像下面所述的其它感測器以外，還可以是感應線圈、磁電阻、光感測 器(光敏電阻、光二極體等)或霍爾效應開關。在一些實施例中，特別是那些採用光感測器的實施例中，可寫顯示介質300包括長波通濾光片340。在替代實施例中，可以將提供長波通濾光片之波長選擇的吸收或反射材料直接添加至層壓黏著劑(320的部分)，以產生長波通層壓黏著劑。在不使用光感測的實施例中，長波通濾光片340不包括在可寫顯示介質300中。
在一些實施例中，可以將數位化層375添加至總成，以追蹤觸控筆380的位置。在一實施例中，觸控筆380包括感應線圈，並且觸控筆的運動與由數位化層375產生的電磁場相互作用，以允許數位化層判定由數位化層所定義的X-Y平面中的位置。數位化層375通常連接至記憶體，使得觸控筆380的移動可以被記錄在電子檔案中，由此電子檔案可以被列印，被轉換成.pdf文件，透過電子郵件發送等。再者，電子檔案可以是在完成一定量的書寫之後，例如經由顯示驅動器對影像進行總體更新的基礎。
本發明的可寫顯示介質可以加入像第4圖所示的可寫系統400中。可寫系統包括可寫顯示介質420(上面關於第3圖所述)及觸控筆480，觸控筆480發射電磁信號(磁場、電場或光)且構造成與用以致動像素電極的感測器相互作用。如第4圖所示，可寫系統400類似於傳統的電子可寫平板電腦，其包括外殼410及可以是真實或虛擬的介面控件440。亦即，介面控件440可以是個別的按鈕、撥號等，或者介面控件440可以由 操作軟體產生且以顯示器顯示/做為介面。
當使用者用觸控筆480在可寫介質420上「書寫」時，從觸控筆480的尖端發射之電磁信號將穿過透光前電極310及電泳介質330，並且與感測電路355相互作用，這導致像素電極360上的電位之增加(或根據需要，減少)，於是電泳介質330將開始切換(例如，從白色至黑色)，由此在觸控筆480所在之處的顯示器上產生圖形490。在具有個別的寫入電壓源(下面所述)之實施例中，結果圖形490將在大約20ms內出現在可寫介質420上，因為不像先前技術平板電腦，不需要信號處理來產生代表觸控筆480的移動之圖形。換句話說，觸控筆直接導致像素電極360變成高或低位準的狀態，因此「延遲時間」僅僅是電泳粒子回應像素電極360的新電位所需的時間。在其它實施例中，感測器將開始對像素電極進行充電的過程，然而，根據感測到觸控筆的位置(例如，藉由數位化層)將在掃描及資料驅動器的控制下經由薄膜電晶體傳送「最終」電位。這種配置向使用者提供一些即時反饋，但是不需要個別的電壓驅動器(不同於資料驅動器)將像素電極推(拉)至新的狀態。
在第5圖中說明用於可寫顯示介質的感測電路500之實施例。感測電路500包括感應線圈530，其連接至饋入像素電極的整流器520。(像素電極、前板電極及電泳介質通常被視為電容器540。)當發射電磁信號的觸控筆在線圈530附近移動時，產生電壓，這個電壓將使電容器540充電，導致電泳顯示器的狀態改變(例 如，從白色至黑色)。除了以觸控筆來致動之外，電容器540還可以藉由與每個像素電極相關聯的薄膜電晶體(TFT)510來定址。這允許由觸控筆或顯示驅動器經由掃描及資料驅動器來定址像素電極。於是，如下所述，像素可以用觸控筆寫入、清除，然後藉由顯示驅動器重新寫入。薄膜電晶體510亦允許觸控筆與線圈530之間的相互作用所產生之來自電容器540的電壓從電容器排出，以便可以清除狀態(例如，整體更新)。各種整流器組件適用於第5圖的感測電路500，例如，全橋整流器，其可從Digi-Key(Thief River Falls,MN)購得。在一些實施例中，用於整流器的二極體組件可以在薄膜電晶體的製造期間直接在薄膜電晶體背板上製造。
第5圖的感測電路500之原理可以擴展成促使多個像素電極同時切換或預充電。如第6圖所示，單個整流器620可以連接至單個線圈630，以預充電或致動複數個像素電極(以640A-D來表示)。取決於應用而定，線圈630可以是環形的或波浪形的。當發射電磁場的觸控筆在線圈630附近移動時，將藉由整流器620產生直流電流，從而對像素電極640A-D進行充電。感測電路600具有需要較少整流器的優點，同時允許比第5圖的感測電路500更大的線圈環。在大多數應用中，用觸控筆產生之圖形的寬度將是超過一個像素的寬度，所以第5圖與第6圖之間的響應差異將是微不足道的。可以理解的是，第6圖中從整流器接收電荷之像素電極的數量係有些隨意，因為兩個以上的像素電極640可以連 接至整流器620。亦即，在一些實施例中，整流器620將連接至三個以上的像素電極，例如，四個像素電極，例如，五個像素電極，例如，六個像素電極，例如，七個像素電極，例如，八個像素電極，例如，九個像素電極。
相較於使用用於可寫顯示介質之被動充電元件的第5及6圖，第7及8圖使用主動切換組件，例如，電晶體及霍爾效應開關。第7圖說明用於可寫顯示介質中之連接至像素電極的感測電路之實施例。藉由使用第二薄膜電晶體(「PEN_TFT」)，一感測到觸控筆就可以主動地切換像素電極，以便向使用者提供即時視覺反饋。如第7圖所示，PEN_TFT調整連接至PEN_TFT的源極輸入之寫入電壓。緩衝器經由感測電阻器R_PEN連接至V_ON，並且經由第二感測電阻器R_dis連接至V_OFF。感測電阻器可以是磁電阻或光敏電阻，其在適當的電磁信號存在的情況下急劇減少(或增加)電阻。緩衝器由V_ON及V_OFF線來供電，並且減少可能由例如假性磁場(spurious magnetic fields)引起的雜訊。
發射電磁信號的觸控筆促使R_PEN的電阻下降，而R_dis達到更大的電阻，因此以V_ON將PEN_TFT的閘極拉至打開狀態且允許V_WRITE電壓對像素電極進行充電，藉此切換電泳介質的狀態(在第7圖中的「INK」)。在觸控筆從感測電路附近移開後，R_PEN的電阻返回，而R_dis的電阻下降，並且PEN_TFT的閘極返回至其關閉狀態。這將確保當觸控筆遠離像素時， SCAN_TFT將能夠支配裝置的定址。因為觸控筆位置係透過下感測層來記錄，所以任何後續掃描將更新顯示器，以反映觸控筆的新位置。
然而，本發明並非侷限於薄膜電晶體(TFTs)，因為可以使用其他切換電晶體或感測開關，例如，第8圖的霍爾效應開關。但是，可以更具成本效益的是，使用相同的微影製程製造第二組薄膜電晶體，並且同時製造第一組薄膜電晶體(用於經由資料線及掃描線控制像素電極)。磁電阻或光敏電阻亦可以例如使用磁控管濺鍍沉積在生產期間直接製造在背板中，或者它們可以是例如可在市場上從供應商購得的離散元件。例如，各種磁電阻可從Digi-Key購得，而各種光敏電阻可從Token Electronics(台灣台北)購得。
第7圖所示的感測電路允許用SCAN_TFT或藉由以未在第7圖中顯示的額外組件反轉V_WRITE的正負號來進行整體抹去。亦可以藉由如上所述反轉V_WRITE的正負號且使用觸控筆致動PEN_TFT來使觸控筆能夠抹除(例如，清除黑色像素)。此外，使用第7圖的電路，可以藉由翻轉V_WRITE的極性且在透過資料及掃描驅動器將像素設定為黑暗狀態之後使用上述技術來寫入反轉顏色(例如，在黑色上寫入白色)。
作為感測電阻器及薄膜電晶體的替代方案，可以使用第8圖所示的電路來實現相似的功能，其中，使用霍爾效應開關820來打開及關閉V_write，以允許對像素電極840進行充電，藉此促使電泳介質切換狀態。 霍爾效應開關820的整體功能相似於第7圖的感測電路720，因為霍爾效應開關包括電晶體，其閘極用以控制汲極電壓。合適的霍爾效應開關可以例如透過Digi-Key從Honeywell Sensing and Productivity Solutions獲得。在一些應用中，有利的是，在製造期間將霍爾效應開關整合至背板中。
在第9圖中顯示一種寫入裝置之方法，這個裝置包括具有第7圖的感測電路之可寫顯示介質。使用者從啟動書寫模式開始，這可以用實體開關或藉由觸摸螢幕上的圖像來完成。一旦處於書寫模式，V_Write的來源被通電或以其他方式可用於第二薄膜電晶體，使得像素電極可以用V_Write來通電。使用者接著藉由移動在顯示介質上發射電磁信號的觸控筆與裝置互動。電磁信號可以完全是電的，完全是磁的或電磁的(亦即，光)。電磁信號與上述R_PEN相互作用，以促使PEN_TFT導通，藉此允許對相關像素電極進行充電。一旦對像素電極進行充電，電泳介質將切換狀態，例如，從白色切換至黑色。因為像素是直接以V_Write來驅動，所以除了電泳粒子穿過內相厚度所花的可忽略不計之時間以外，在書寫過程期間幾乎沒有延遲時間。
如第10圖所示，一種寫入裝置之方法非常相似於第9圖之方法，其中，這個裝置包括具有第8圖的感測電路之可寫顯示介質。這可以用實體開關或藉由觸摸螢幕上的圖像來完成。一旦處於書寫模式，V_Write的來源被通電或以其他方式可用於霍爾效應開關，使得 像素電極可以用V_Write來通電。使用者接著藉由移動在顯示介質上提供磁場的觸控筆與裝置互動。磁場與霍爾效應開關相互作用，藉此允許對相關像素電極進行充電。一旦對像素電極進行充電，電泳介質將切換狀態，例如，從白色切換至黑色。因為像素是直接以V_Write來驅動，所以除了電泳粒子穿過內相厚度所花的可忽略不計之時間以外，在書寫過程期間幾乎沒有延遲時間。
在第11圖中顯示用於可寫顯示介質的感測電路之進一步實施例。然而，不像第7及8圖，第11圖的感測電路不使用於掃描驅動器及資料驅動器。更確切地說，主動矩陣陣列中的每個像素電極連接至global_reset薄膜電晶體1110及PEN_TFT 1120，其中，global_reset薄膜電晶體1110連接至V_global_reset及Vgate_global_reset，並且PEN_TFT 1120連接至V_pen_write_erase，並且相似於第7圖，閘極經由緩衝器連接至R_PEN及R_dis2。所得到的電路允許用V_global_reset「擦除」像素，然後用與R_PEN相互作用的觸控筆寫入，以打開PEN_TFT的閘極，從而允許用V_pen_write_erase對像素1140進行充電。第11圖的感測電路用於不包括解碼邏輯(掃描及閘極驅動器)及顯示驅動器(控制器)的裝置中。於是，可寫顯示裝置可以以更少的費用來生產。此外，如果薄膜電晶體由合適的有機材料構成，則可以製造相當具有可撓性，需要很少功率，可以在陽光下觀看，並且是完全可重寫的可寫裝置。
在第12圖中描述一種用於寫入包括第11圖 的電路之可寫介質的方法。一啟用書寫模式(亦即，藉由對裝置通電)，可以用整體重置來清除顯示，以使介質準備用於以合適觸控筆來書寫。過程是在將Vgate_global_reset設定為V_ON時開始，這將導通global_reset電晶體1110。將V V_global_reset設定為V_white或V_black，藉此定義期望的起始狀態(均勻的黑色或白色)。接下來，將V_global_reset設定為V_OFF，並且像素狀態只能在例如用來自觸控筆的磁場啟動感測元件(R_PEN)的條件下改變。使用者接著可以藉由與感測電路相互作用來在顯示介質上書寫。當觸控筆通過R_PEN感測電阻器時，R_PEN進入低電阻狀態，使PEN_TFT導通，並且將V_WRITE施加至像素電極1140。一旦像素電極達到足夠的電壓，電泳介質將切換狀態，以向使用者提供反饋。在觸控筆通過像素之後，R_PEN回到高電阻狀態，並且感測元件R_dis2關斷PEN_TFT。雖然沒有顯示於第11及12圖，包括第11圖的感測電路之裝置可以藉由簡單地反轉V_global_reset及V_pen_write_erase的極性而使用於在黑色上寫入白色的模式中，或者先前「寫入」的像素可以藉由反轉V_pen_write_erase的極性來抺除。
在許多實施例中，可寫顯示介質將以追縱觸控筆位置的傳統電磁或電容數位化器來補助。這種配置將允許在用圖形490更新可寫顯示器420的同時記錄「書寫」。第13圖顯示具有電磁鐵的觸控筆1300之尖端的剖視圖。由電磁鐵產生的磁場1360可以與如上所示的感 測電路相互作用，同時與數位化層相互作用，以允許數位化器追蹤觸控筆1300的位置。如先前所述，觸控筆的記錄位置接著可以被轉換成數位檔案或用於更新顯示。觸控筆1300包括主體1310，主體1310由使用者握持且容納功能所需的電子組件。電磁鐵1320包括鐵磁元件及線圈1324。電磁鐵1320由電源1340來供電，電源1340可以包括例如電池。在第13圖所示的實施例中，觸控筆尖端另外包括心軸1350，心軸1350被彈簧加載並連接到電源1340中的開關，使得電磁鐵僅在觸控筆1300尖端被推向表面時通電。第13圖的電磁鐵1320之簡單替代方案將採用稀土磁鐵，例如，釹、鐵、硼、磁鐵或釤鈷磁鐵。在使用稀土磁鐵的一些實施例中，觸控筆1300不包括電源1340。
在第14圖中顯示用於例如在感測電路720中的光敏電阻之替代觸控筆結構。在第14圖中，光1428經由在感應線圈1434內行進的光纖1423傳送，從而允許光1428在尖端處離開觸控筆1400。光源1420可以是LED或二極體雷射。可以使用其他雷射源，但是觸控筆1400的尺寸及形狀可能隨著光學諧振腔及雷射介質的要求而有所不同。感應線圈1434可操作地連接至電子裝置1430，電子裝置1430允許觸控筆透過電磁信號1438與數位化層相互作用，以致於可以記錄觸控筆的移動。
可以理解的是，其它允許觸控筆與感測電路相互作用且同時具有數位化運動的設計可能是合適的。例如，具有電磁鐵的觸控筆可以另外包括在尖端中的電 容觸控元件，並且可寫裝置可以使用電容觸控螢幕在「書寫」期間感測觸控筆的位置。用於本發明的觸控筆可以包括其他額外的元件，例如，電源(例如，電池，例如，充電電池)、藍牙(BLUETOOTH®)通信裝置、按鈕及在與尖端相對的觸控筆末端處的抹除器。例如，在觸控筆的相對端處之抹除器可以提供與書寫尖端相反的磁極性。
在高級設計中，書寫模式可能更複雜。用於顯示及記錄書寫的演算法可以考慮除觸控筆的位置之外的其他因素。例如，高級演算法可以考慮使用者手的位置、環境照明條件及顯示器上先前影像的存在。在一些實施例中，減少被啟動之感測電路的數量至小於整個像素電極陣列的數量將係有利的。亦即，在書寫期間，只有在觸控筆附近的感測電路將可用於接收信號及改變相關像素的狀態。
定義
應用於材料或顯示器的術語「電光」在此以其在成像技術中的傳統含義用以提及具有至少一種光學特性方面係不同的第一及第二顯示狀態之材料，其中，藉由施加電場至材料，將材料從其第一顯示狀態改變至其第二顯示狀態。雖然該光學特性通常是人眼可感知的顏色，但是它可以是其它光學特性，例如，光傳輸、反射率及發光亮度，或者就意欲用於機器讀取之顯示器來說，在可見範圍外之電磁波波長的反射率之變化感知方面的假色(pseudo-color)。
術語「灰色狀態」或「灰階」在此以其成像 技術中之傳統含義用以提及在像素之兩個極端光學狀態間的狀態，以及沒有必定意味著這兩個極端狀態間之黑白轉移(black-white transition)。例如，在文下提及的數個E Ink專利及公開申請案描述電泳顯示器，其中，極端狀態為白色及深藍色，以致於中間「灰色狀態」實際上是淺藍色。更確切地，如所述，光學狀態之變化可能根本不是顏色變化。術語「黑色」及「白色」在下面可以用以提及顯示器之兩個極端光學狀態，以及應該理解為通常包括完全不是黑色及白色之極端光學狀態，例如，前述白色及深藍色狀態。術語「單色(monochrome)」在此可以用以在下文表示只將像素驅動至不具有中間灰色狀態之它們的兩個極端光學狀態之驅動方法。
一些電光材料在材料具有固體外表面的意義上係固體的，儘管材料可能且經常具有內部液體或氣體填充的空間。這樣使用固體電光材料的顯示器在下文中可以方便地稱為「固體電光顯示器」。因此，術語「固體電光顯示器」包括旋轉雙色構件顯示器、膠囊型電泳顯示器、微單元電泳顯示器及膠囊型液晶顯示器。
術語「雙穩態(bistable)」及「雙穩性(bistability)」在此以該項技術中之傳統含義用以提及顯示器包括具有在至少一光學特性方面係不同的第一及第二顯示狀態之顯示元件，以及以便在以有限持續時間之定址脈波驅動任何一給定元件後，呈現其第一或第二顯示狀態，以及在終止定址脈波後，那個狀態持續至少數次，例如，至少4次；定址脈波需要最短持續時間來改 變顯示元件之狀態。美國專利第7,170,670號顯示一些具有灰階能力的以粒子為基礎的電泳顯示器不僅在極端黑色及白色狀態中，而且在中間灰色狀態中係穩定的，以及一些其它類型的電光顯示器亦同樣是如此。這類型的顯示器可適當地稱為「多穩態(multi-stable)」而不是雙穩態，但是為了方便起見，術語「雙穩態」在此可以用以涵蓋雙穩態及多穩態顯示器。
從前述可以看出，本發明可以提供包括感測電路之可寫電光顯示介質及用以促使顯示介質之幾乎瞬時更新的觸控筆。在一些實施例中，感測電路將允許對一個以上的像素電極進行預充電，使得根據已經由數位化層數位化之觸控筆的移動來更新影像將花費更少的時間。在其他實施例中，感測電路將允許用寫入電壓來直接更新個別的像素電極。熟悉該項技藝者將顯而易見的是，在不脫離本發明的範圍之情況下，可以對上述本發明的特定實施例進行許多的變更及修改。於是，整個前面描述將被解釋為例示性的而不是限制性的意義。

Claims (20)

  1. 一種可寫顯示介質，其包括：一透光前電極；一像素電極陣列；一電泳介質，其包括在電場存在之情況下會移動的帶電粒子，該電泳介質夾在該透光前電極與該像素電極陣列之間；第一組電晶體，每個電晶體具有汲極、源極及閘極，其中，該源極連接至一資料驅動器，該閘極連接至一掃描驅動器，並且該汲極連接至該等像素電極中之一；第二組電晶體，每個電晶體具有汲極、源極及閘極，其中，該源極連接至一寫入電壓源，該閘極連接至一感測電路，並且該汲極連接至該等像素電極中之一；以及一數位化層，其構造成用以定位該可寫顯示介質上之觸摸。
  2. 如請求項1之可寫顯示介質，其進一步包括一電源，該電源可操作地連接至該資料驅動器、該掃描驅動器及該寫入電壓源。
  3. 如請求項2之可寫顯示介質，其進一步包括一記憶體，該記憶體可操作地連接至該數位化層及該資料及該等掃描驅動器，該記憶體構造成從該數位化層接收位置資訊及傳送該位置資訊至該資料及該等掃描驅動器。
  4. 如請求項1之可寫顯示介質，其中，該感測電路包括 一磁電阻或一光敏電阻。
  5. 如請求項4之可寫顯示介質，其中，該感測電路包括一磁電阻，以及該磁電阻包括銅、鐵或鈷。
  6. 如請求項1之可寫顯示介質，其中，該數位化層使用電磁感應來判定觸摸之位置。
  7. 如請求項1之可寫顯示介質，其中，該數位化層使用電容感應來判定觸摸之位置。
  8. 一種可寫系統，其包括如請求項1之可寫顯示介質及一觸控筆，該觸控筆包括一電磁鐵或一稀土磁鐵。
  9. 一種可寫顯示介質，其包括：一透光前電極；一像素電極陣列；一電泳介質，其包括在電場存在之情況下會移動的帶電粒子，該電泳介質夾在該透光前電極與該像素電極陣列之間；複數個電晶體，每個電晶體具有汲極、源極及閘極，其中，該源極連接至一資料驅動器，該閘極連接至一掃描驅動器，並且該汲極連接至該等像素電極中之一；複數個整流器電路，其中，每個整流器電路可操作地連接至一像素電極；複數個感應線圈，其中每個感應線圈可操作地連接至一整流器電路；以及一數位化層，其構造成用以定位該可寫顯示介質上之觸摸。
  10. 如請求項9之可寫顯示介質，其進一步包括一電源，該電源可操作地連接至該資料驅動器及該掃描驅動器。
  11. 如請求項10之可寫顯示介質，其進一步包括一記憶體，該記憶體可操作地連接至該數位化層及該資料及該等掃描驅動器，該記憶體構造成從該數位化層接收位置資訊及傳送該位置資訊至該資料及該等掃描驅動器。
  12. 如請求項9之可寫顯示介質，其中，該整流器電路包括二極體。
  13. 如請求項12之可寫顯示介質，其中，該整流器電路係全橋二極體電路。
  14. 如請求項9之可寫顯示介質，其中，該數位化層使用電磁感應來判定觸摸之位置。
  15. 如請求項9之可寫顯示介質，其中，該數位化層使用電容感應來判定觸摸之位置。
  16. 一種可寫系統，其包括如請求項9之可寫顯示介質及一觸控筆，該觸控筆包括一電磁鐵或一稀土磁鐵。
  17. 一種可寫顯示介質，其包括：一透光前電極；一像素電極陣列；一電泳介質，其包括在電場存在之情況下會移動的帶電粒子，該電泳介質夾在該透光前電極與該像素電極陣列之間；複數個電晶體，每個電晶體具有汲極、源極及閘 極，其中，該源極連接至一資料驅動器，該閘極連接至一掃描驅動器，並且該汲極連接至該等像素電極中之一；複數個霍爾效應開關，其可操作地連接於一寫入電壓源與該等像素電極中之一之間；以及一數位化層，其構造成用以定位該可寫顯示介質上之觸摸。
  18. 如請求項17之可寫顯示介質，其進一步包括一電源，該電源可操作地連接至該資料驅動器、該掃描驅動器及該寫入電壓源。
  19. 如請求項18之可寫顯示介質，其進一步包括一記憶體，該記憶體可操作地連接至該數位化層及該資料及該等掃描驅動器，該記憶體構造成從該數位化層接收位置資訊及傳送該位置資訊至該資料及該等掃描驅動器。
  20. 如請求項17之可寫顯示介質，其中，該霍爾效應開關包括砷化鎵、銻化銦或砷化銦。
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