TWI533279B - 電子書寫裝置及其驅動方法 - Google Patents

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Description

電子書寫裝置及其驅動方法
本發明是有關於一種電子裝置及其驅動方法，且特別是有關於一種電子書寫裝置及其驅動方法。
一種傳統書寫裝置，例如原子筆和紙張，其成本雖低廉，但經寫滿的紙張無法再用於書寫，而不利於環保。另一種傳統書寫裝置，例如白板和油性筆，寫在白板上的筆跡雖可輕易地去除，而白板可重複使用。然而，油性筆發出的異味卻可能對人體造成傷害。
因此，新一代的書寫裝置，例如膽固醇液晶書寫裝置，已被開發出。一般而言，使用者利用自己的手指便可在膽固醇液晶書寫裝置寫出文字。然而，當文字中有一個筆劃錯誤時，現行的膽固醇液晶書寫裝置無法只將錯誤的筆劃去除，而需去除膽固醇液晶書寫裝置上的所有文字，進而造成使用者使用上的不便。
本發明提供一種電子書寫裝置，其可供使用者可局部地 去除指定範圍內的筆跡，進而讓使用者在使用上更為方便。
本發明提供一種電子書寫裝置的驅動方法，利用所述電子書寫裝置的驅動方法，使用者可局部地去除指定範圍內的筆跡。
本發明的一種電子書寫裝置，包括第一基板、相對於第一基板的第二基板、位於第一基板與第二基板之間的顯示介質層、位於第一基板與顯示介質層之間的第一電極、位於顯示介質層與第二基板之間的第二電極以及多個間隙物。顯示介質層包括多個帶電粒子、電泳液以及多個微結構。每一微結構包圍部分的帶電粒子以及部分的電泳液。間隙物位於顯示介質層與第二電極之間，以使顯示介質層與第二電極之間形成可變的空隙。
本發明的一種電子書寫裝置的驅動方法是於驅動上述電子書寫裝置。電子書寫裝置的驅動方法包括下列步驟：令第二電極與第一電極之間的電位差為負值，以使電子書寫裝置處於書寫模式與去除模式其中之一；在電子書寫裝置處於書寫模式與去除模式其中之一下，令空隙縮減，而使部份的顯示介質層受到第二電極驅動。
在本發明的一實施例中，上述的電子書寫裝置更包括畫素陣列。畫素陣列位於間隙物與顯示介質層之間。畫素陣列包括彼此分離的多個畫素電極。
在本發明的一實施例中，上述可變的空隙在縮減狀態下使得至少一個畫素電極電性連接第二電極。
在本發明的一實施例中，上述的帶電粒子分為多個正電 粒子以及多個負電粒子，而正電粒子的顏色與負電粒子的顏色不同。
在本發明的一實施例中，上述的正電粒子呈白色與黑色其中之一，而負電粒子呈白色與黑色其中之另一。
在本發明的一實施例中，上述的電泳液呈透明。
在本發明的一實施例中，上述的帶電粒子為多個正電粒子或多個負電粒子，而帶電粒子的顏色與電泳液的顏色不同。
在本發明的一實施例中，上述的帶電粒子呈白色與黑色其中之一。
在本發明的一實施例中，上述的電泳液呈白色與黑色其中之另一。
在本發明的一實施例中，上述的電泳液呈彩色。
在本發明的一實施例中，上述的每一微結構為微膠囊或微杯。
在本發明的一實施例中，未被任一上述間隙物抵住的至少一個微結構位於被相鄰的二個間隙物抵住的二個微結構之間。
在本發明的一實施例中，上述的電子書寫裝置更包括與第一電極以及第二電極電性連接的驅動單元。驅動單元令第二電極與第一電極之間的電位差為負值，以使電子書寫裝置處於書寫模式與去除模式其中之一。驅動單元令第二電極與第一電極之間的電位差為正值，以使電子書寫裝置處於書寫模式與去除模式其中之另一。
在本發明的一實施例中，上述的令空隙縮減而使部份的顯示介質層受到第二電極驅動的步驟為：利用物體下壓第一基板，以使部份的顯示介質層向第二基板彎曲而與第二電極接觸；或利用物體下壓第二基板，以使第二基板向第一基板彎曲而令第二電極與部份的顯示介質層接觸。
在本發明的一實施例中，上述的令空隙縮減而使部份顯示介質層受到第二電極驅動的步驟為：利用物體下壓第一基板，以使至少一個畫素電極向第二基板移動而與第二電極接觸；或利用物體下壓第二基板，以使第二基板向第一基板彎曲而令第二電極與至少一個畫素電極接觸。
在本發明的一實施例中，上述的電子書寫裝置的驅動方法，更包括下列步驟：令顯示介質層與第二電極電性絕緣；令第二電極與第一電極之間的電位差為正值，以使電子書寫裝置處於書寫模式與去除模式其中之另一；在電子書寫裝置處於書寫模式與去除模式其中之另一下，令空隙縮減，而使部份顯示介質層受到第二電極驅動。
基於上述，在本發明一實施例的電子書寫裝置中，多個間隙物位於顯示介質層與第二電極之間，以使顯示介質層與第二電極之間形成可變的空隙。此空隙可因使用者的下按壓而縮減使得第二電極驅動對應的部分顯示介質層。在此架構下，電子書寫裝置搭配本發明一實施例的電子書寫裝置的驅動方式可讓使用者局部地清除指定範圍內的筆跡，進而讓使用者在使用上更為便利。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100、100’、100A~100E‧‧‧電子書寫裝置
110‧‧‧第一基板
110a‧‧‧外表面
120‧‧‧第二基板
120a‧‧‧外表面
130、130’‧‧‧顯示介質層
131‧‧‧帶電粒子
132‧‧‧正電粒子
134‧‧‧負電粒子
136、136a、136’‧‧‧微結構
138‧‧‧電泳液
140‧‧‧第一電極
150‧‧‧第二電極
160‧‧‧間隙物
170‧‧‧驅動單元
180‧‧‧畫素電極
180a、180b‧‧‧一部分
d‧‧‧方向
G1、G2‧‧‧空隙
H‧‧‧高度
K‧‧‧間距
L1~L4‧‧‧光束
R‧‧‧顯示介質層的局部
S‧‧‧物體
W、W1‧‧‧寬度
圖1為本發明第一實施例的電子書寫裝置的剖面示意圖。
圖2為本發明另一實施例的電子書寫裝置的剖面示意圖。
圖3A至圖3D為圖1的電子書寫裝置的驅動方法的示意圖。
圖4A至圖4D為圖1的電子書寫裝置的另一種驅動方法的示意圖。
圖5A為本發明第二實施例的電子書寫裝置的剖面示意圖。
圖5B為圖5A的電子書寫裝置的另一部分的剖面示意圖。
圖6A至圖6D為圖5A的電子書寫裝置的驅動方法的示意圖。圖7A至圖7D為圖5A的電子書寫裝置的另一種驅動方法的示意圖。
圖8為本發明第三實施例的電子書寫裝置的剖面示意圖。
圖9為本發明另一實施例的電子書寫裝置的剖面示意圖。
圖10為本發明第四實施例的電子書寫裝置的剖面示意圖。
圖11為本發明另一實施例的電子書寫裝置的剖面示意圖。
第一實施例
圖1為本發明第一實施例的電子書寫裝置的剖面示意圖。請參照圖1，本實施例的電子書寫裝置100包括第一基板110、相對於第一基板110的第二基板120、位於第一基板110與第二基板120之間的顯示介質層130、位於第一基板110與顯示介質層130之間的第一電極140、位於顯示介質層130與第二基板120之間的第二電極150以及多個間隙物160。顯示介質層130包括多個帶電粒子131、多個微結構136以及電泳液138。每一微結構136包圍部分的帶電粒子131以及部分的電泳液138。間隙物160位於顯示介質層130與第二電極150之間，並抵頂於部分微結構136，以使顯示介質層130與第二電極150之間形成可變的空隙(gap)G1。在本實施例中，第一電極140及第二電極150可分別全面性覆蓋第一基板110以及第二基板120，但本發明不以此為限。
在本實施例中，多個微結構136可為多個微膠囊(micro-capsule)，且這些微膠囊的寬度W分別可介於20微米至70微米。一般來說，微膠囊的寬度W不限定為彼此相同的，而且當微膠囊具有不同尺寸時，這些不同尺寸的微膠囊可隨機的排列而不限定要以特定的順序排列。
然而，本發明不限於此，圖2為本發明另一實施例的電子書寫裝置的剖面示意圖，請參照圖2，在電子書寫裝置100’中，顯示介質層130’的多個微結構136’亦可為多個微杯(micro-cap)或其他適當結構，其中微杯可採印刷方式製成。舉例而言，這些微杯的寬度W1分別約100微米。值得一提的是，電子書寫裝置 100’的其餘構件皆可相同於電子書寫裝置100的設計，因此以下僅就電子書寫裝置100進行說明。
請再參照圖1，本實施例的間隙物160的材質可選用絕緣或高阻抗且耐壓的材質，例如透明樹脂、氧化矽、氮化矽、氮氧化矽等，但本發明不以此為限，在其他實施例中，間隙物160亦可選用其他適當材料。間隙物160是用以隔開顯示介質層130與第二電極150，而讓使用者未操作電子書寫裝置100時(即無外力施加於電子書寫裝置100時)，顯示介質層130可與第二電極150電性絕緣。
進一步而言，本實施例的間隙物160可具有足夠的高度H，以使顯示介質層130與第二電極150之間存在有可變的空隙G1。如此一來，在空隙G1沒有被縮減的狀態下，第二電極150與第一電極140所構成的電場強度便不足以改變顯示介質層130中帶電粒子131的位置。舉例而言，間隙物160的高度H可分別介於5微米至5公釐。。在其他實施例中，間隙物160的高度H可選擇為10微米至5公釐之間。
另外，由圖1可知，部份的微結構136a未被這些間隙物160抵住。更進一步地說，至少有一個微結構136a未被任何間隙物160抵住且位於相鄰的二個間隙物160之間。以圖1而言，至少有四個未被間隙物160所抵頂的微結構136a位於兩相鄰間隙物160之間。在使用者未操作電子書寫裝置100時，適當的間隙物160配置方式可使顯示介質層130不易因其本身、第一電極140、 第一基板110的重量而下陷，進而與第二電極150電性連接。此外，適當的間隙物160配置方式亦可讓使用者操作電子書寫裝置100時不需過度用力便可進行書寫或去除的動作。舉例而言，在本實施例中，間隙物160可以陣列的方式均勻地排列在第二電極150上。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，間隙物160可採其它適當方式配置，例如以隨機分佈或是特定規則的方式配置在第二電極150上。
具體而言，相鄰二間隙物160的間距K可至少大於一個微結構136a的寬度W，其中寬度W是指微結構136a在平行於第一基板110的方向d上的寬度，而間距K是指相鄰二間隙物160的中心在平行於第一基板110的方向d上的距離。舉例而言，在本實施例中，相鄰二間隙物160的間距K可介於200微米與20公釐之間。需說明的是，上述高度H、間距K及寬度W、W1的數值是用以舉例說明本發明，並非用以限定本發明。舉例而言，間距K可以設定為1公釐至10公釐之間。
在本實施例中，帶電粒子131可分為正電粒子132以及負電粒子134。每一微結構136包圍部分的正電粒子132以及部分的負電粒子134。正電粒子132的顏色與負電粒子134的顏色不同。舉例而言，在本實施例中，正電粒子132的顏色例如為白色，負電粒子134的顏色例如為黑色。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，正電粒子132、負電粒子134的顏色亦可互換。此外，正電粒子132、負電粒子134的顏色亦不限於黑白。正電粒子132、 負電粒子134的顏色可為黑色、白色及多種不同的彩色(例如紅色、藍色、綠色、黃色等)中任二種使用者肉眼可分辨有所不同的顏色。本實施例的電泳液138可為透明液體，因此電子書寫裝置100所顯示的顏色可皆由帶電粒子131來呈現。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，電泳液138亦可為不透明液體，例如黑色或彩色液體，而其他實施例的電子書寫裝置所顯示的顏色亦可由帶電粒子131及不透明的電泳液138來呈現。
本實施例的電子書寫裝置100更包括與第一電極140及第二電極150電性連接的驅動單元170。以下將利用圖3A至圖3D詳細說明驅動單元170驅動電子書寫裝置100的方式。
圖3A至圖3D為圖1的電子書寫裝置的驅動方法的示意圖。請參照圖3A，首先，驅動單元170可令第二電極150與第一電極140之間的電位差為負值(其中電位差的計算是利用第一電極140與第二電極150中遠離使用者的一個所具有的電壓減去接近使用這的一個所具有的電壓，以圖3A而言此處的電壓差為-15V)，以使電子書寫裝置100處於書寫模式(writing mode)與去除模式(erase mode)其中之一。需說明的是，第二電極150與第一電極140之間的電位差為負值時，電子書寫裝置100是處於書寫模式或去除模式可視用以呈現筆跡顏色的粒子的電性而定。
舉例而言，在本實施例中，電子書寫裝置100欲呈現的筆跡顏色是負電粒子134所呈現的黑色，則當第二電極150與第一電極140之間的電位差為負值時，電子書寫裝置100是處於書 寫模式。然而，在其他實施例中，電子書寫裝置100欲呈現的筆跡顏色是正電粒子132所呈現的白色時，則當第二電極150與第一電極140之間的電位差為正值時，電子書寫裝置100方處於書寫模式。
請參照圖3B，接著，在第二電極150與第一電極140之間的電位差維持負值下，令空隙G1縮減，而使部份的顯示介質層130受到第二電極150與第一電極140之間的電壓差所驅動。詳言之，在本實施例中，可利用物體S(例如筆、手指等)下壓第一基板110，以使第一基板110向第二基板120彎曲而造成顯示介質層130中部份的微結構136與第二電極150接觸。此時，與第二電極150接觸的部份微結構136中的帶電粒子131便會受到第二電極150的驅動，進而改變其位置。
舉例而言，在與第二電極150接觸的部份微結構136中，呈黑色的負電粒子134便會由靠近第二基板120的一側向靠近第一基板110的一側移動，呈白色的正電粒子132便會由靠近第一基板110的一側向靠近第二基板120的一側移動。如此一來，沿著第一基板110向第二基板120的方向看去，電子書寫裝置100中與物體S下壓路徑對應處便可呈黑色，電子書寫裝置100中未經物體S下壓處仍呈白色。意即，電子書寫裝置100可呈現與物體S下壓路徑相符的黑色筆跡，而完成書寫動作。
請參照圖3C，接著，可令與顯示介質層130與第二電極150電性絕緣。具體而言，在本實施例中，當物體S離開第一基板 110後，第一基板110會因本身的彈性恢復力而帶動顯示介質層130離開第二電極150，而使空隙G1恢復為無外力施加於電子書寫裝置100時的大小。此時，顯示介質層130與第二電極150電性絕緣。與物體S曾下壓路徑對應的微結構136中，黑色的負電粒子134仍可維持在靠近第一基板110的一側，而電子書寫裝置100仍呈現黑色筆跡。
此時，可令第二電極150與第一電極140之間的電位差更改為正值(例如+15V)，以使電子書寫裝置100處於書寫模式與去除模式其中另之一。詳言之，第二電極150與第一電極140之間的電位差為正值時，電子書寫裝置100是處於書寫模式或去除模式可視電子書寫裝置100欲呈現的底色而定。
舉例而言，在本實施例中，電子書寫裝置100欲呈現的底色是正電粒子132所呈現的白色，則當第二電極150與第一電極140之間的電位差為正值時，電子書寫裝置100是處於去除模式。然而，在其他實施例中，電子書寫裝置100欲呈現的底色是與負電粒子134對應的黑色時，則當第二電極150與第一電極140之間的電位差為負值時，電子書寫裝置100方處於去除模式。
請參照圖3D，接著，在第二電極150與第一電極140之間的電位差維持正值下，可再次地令空隙G1縮減，而使部份的顯示介質層130受到第二電極150與第一電極140之間的電位差的驅動。詳言之，在本實施例中，可利用物體S下壓第一基板110，以使顯示介質層130的部份微結構136向第二基板120彎曲而與 第二電極150接觸。此時，與第二電極150接觸的部份微結構136中的帶電粒子131便會受到第二電極150的作用，進而改變其位置。舉例而言，在與第二電極150接觸的部份微結構136中，呈黑色的負電粒子134便會由靠近第一基板110的一側向靠近第二基板120的一側移動，呈白色的正電粒子132便會由靠近第二基板120的一側向靠近第一基板110的一側移動。如此一來，電子書寫裝置100中與物體S下壓路徑對應處便可恢復白色，而完成筆跡去除的動作。
如上述，當本實施例的電子裝置100處於去除模式時，物體S下壓過的地方才會恢復成白色。意即，本實施例的電子裝置100可讓使用者局部地清除其指定範圍內的筆跡，進而讓使用者在使用上更感方便。
如圖3B及3D所示，在本實施例中，使用者是以第一基板110的外表面110a做為供物體S下壓的書寫面。意即，在本實施例中，第一基板110是做為書寫基板，而第二基板120是做為承載基板。在本實施例中，書寫基板的材質可選用具透光性及可撓性的材質，例如有機聚合物等。承載基板的材質則可選用具可撓性的材質或剛性佳的材質，例如玻璃、石英、金屬等。值得一提的是，當承載基板採用剛性佳的材質時，承載基板可以提供較大的反作用力給被物體S下壓的書寫基板，所以書寫基板可具有較大的彈性恢復力，進而使顯示介質層130與第二電極150快速地分離。如此一來，電子書寫裝置100在操作上便可更顯順暢。 另外，當承載基板採用剛性佳的材質時，承載基板本身即可做為電子書寫裝置100的外觀封裝結構的一部分，從而減少電子書寫裝置100封裝後的厚度及封裝材料成本。
圖4A至圖4D為圖1的電子書寫裝置的另一種驅動方法的示意圖。圖4A至圖4D所示的電子書寫裝置驅動方法與圖3A至圖3D所示的電子書寫裝置驅動方法類似，二者的差異主要在於：在圖4A至圖4D所示的電子書寫裝置驅動方法中，使用者可下壓第二基板120，進而完成書寫或去除的動作。不過，圖4A至圖4D所示的電子書寫裝置驅動方法是以第二基板120做為書寫基板，而以第一基板110做為承載基板。也就是說，在本實施例中，第二基板120需要具備可撓折的性質來作為書寫基板，而第一基板110可選擇性地為剛性基板或是可撓性基板。
請參照圖4A，首先，驅動單元170可令第二電極150與第一電極140之間的電位差為負值(例如-15V)，以使電子書寫裝置100處於書寫模式。請參照圖4B，接著，在第二電極150與第一電極140之間的電位差為維持負值下，可令空隙G1縮減，而使部份的顯示介質層130接觸第二電極150而受到第二電極150與第一電極140所驅動，進而完成書寫的動作。
詳言之，可利用物體S下壓第二基板120，以使第二基板120向第一基板110彎曲，且第二電極150會與顯示介質層130中部份的微結構136接觸。此時，在與第二電極150接觸的部份微結構136中，呈黑色的負電粒子134便會由靠近第一基板110的 一側向靠近第二基板120的一側移動，呈白色的正電粒子132便會由靠近第二基板120的一側向靠近第一基板110的一側移動。如此一來，沿著第二基板120向第一基板110的方向看去，電子書寫裝置100中與物體S下壓路徑對應處便可呈黑色的書寫軌跡，而電子書寫裝置100中未被物體S下壓處便可呈白色，進而完成書寫的動作。
請參照圖4C，完成書寫動作之後，可以令顯示介質層130與第二電極150電性絕緣。具體而言，在本實施例中，當物體S離開第二基板120後，第二基板120會因本身的彈性恢復力而帶動第二電極150離開顯示介質層130，而使空隙G1恢復為無外力施加於電子書寫裝置100時的大小。此時，顯示介質層130與第二電極150電性絕緣，且第一電極140與第二電極150之間的電壓差不會驅動顯示介質層130。接著，可令第二電極150與第一電極140之間的電位差為正值(例如15伏特)，以使電子書寫裝置100處於去除模式。
請參照圖4D，接著，在第二電極150與第一電極140之間的電位差維持正值下，可令空隙G1再次縮減，而使顯示介質層130中部份的微結構136接近第二電極150並且使第一電極140與第二電極150之間的電壓差驅動此部份的微結構136，進而完成去除的動作。詳言之，可利用物體S下壓第二基板120，以使第二基板120向第一基板110彎曲而讓第二電極150與部份的微結構136接觸。
此時，在與第二電極150接觸的部份微結構136中，呈黑色的負電粒子134便會基於第一電極140與第二電極150之間的電壓差而由靠近第二基板120的一側向靠近第一基板110的一側移動。同時，呈白色的正電粒子132便會基於第一電極140與第二電極150之間的電壓差而由靠近第一基板110的一側向靠近第二基板120的一側移動。如此一來，沿著第二基板120向第一基板110的方向看去，電子書寫裝置100中與物體S下壓路徑對應處便恢復白色，進而完成去除書寫軌跡的動作。
在上述實施例中，書寫模式與去除模式可以交替地進行。另外，使用者可以根據實際的需求切換電子書寫裝置100的模式。舉例而言，使用者在書寫模式下描繪出多個書寫軌跡之後，若發現需要修正的軌跡，可以將電子書寫裝置100切換為去除模式以去除不想要的書寫軌跡。接著，使用者想要繼續編輯書寫軌跡時，可以再次將電子書寫裝置100切換為書寫模式，並繼續描繪想要的書寫軌跡。
第二實施例
圖5A為本發明第二實施例的電子書寫裝置的剖面示意圖。請參照圖5A，本實施例的電子書寫裝置100A與第一實施例的電子書寫裝置100類似，因此相同的元件以相同的標號表示。以下就兩者相異處進行說明，兩者相同處便不再重述。
本實施的電子書寫裝置100A與電子書寫裝置100的差異 在於：電子書寫裝置100A更包括位於間隙物160與顯示介質層130之間的畫素陣列。畫素陣列包括彼此分離的多個畫素電極180。在本實施例中，間隙物160可抵頂與部份的畫素電極180。
更進一步地說，在本實施例中，至少部份的畫素電極180可各自局部的重疊於對應的至少部份的間隙物160，其中與畫素電極180對應的間隙物160是指抵頂畫素電極180的間隙物160。詳言之，如圖5A所示，至少一畫素電極180的面積可完全地覆蓋且超出對應間隙物160。也就是說，間隙物160可以位於所抵頂的畫素電極180的面積之內。然而，本發明不限於此。圖5B為圖5A的電子書寫裝置的另一部分的剖面示意圖。請參照圖5B，畫素電極180亦可不完全地覆蓋對應間隙物160。也就是說，間隙物160可以位於數個畫素電極180之間。請參照圖5A及圖5B，當使用者未操作電子書寫裝置100A時(即使用者未施加外力於電子書寫裝置100A時)，每一畫素電極180與第二電極150之間可維持可變的空隙G2，且畫素電極180間是互相電性絕緣的。在空隙G2調整至縮減狀態下，至少一個畫素電極180會電性連接於第二電極150。
在本實施例中，所有畫素電極180可屬於同一膜層。所有畫素電極180可採用相同的形狀及尺寸，以使電子書寫裝置100A各區域的解析度一致。另外，每一個畫素電極180可以對應地配置於多個微結構136上，因此每一個畫素電極180在被輸入電壓之後可以驅動對應的多個微結構136中的帶電粒子131。不 過，本發明不以此為限。在其他的實施例中，畫素電極180可以具有不同的面積大小，而且每個畫素電極180可以選擇性地僅配置於一個微結構136上。
由於間隙物160的抵頂，當使用者操作電子書寫裝置100A時(即使用者施加外力於電子書寫裝置100A時)，顯示介質層130的局部R會受到間隙物160的阻擋，而無法與第二電極150貼近。如此一來，顯示介質層130的局部R可能無法有效地被第一電極140與第二電極150的電位差所驅動而顯示書寫軌跡。因此，電子書寫裝置100A可利用畫素電極180的設置克服此問題。以下將透過圖6A至圖6D以及圖7A至圖7D具體說明之。
圖6A至圖6D為圖5A的電子書寫裝置的驅動方法的示意圖。請參照圖6A，首先，驅動單元170可令第二電極150與第一電極140之間的電位差為負值(例如-15V)，以使電子書寫裝置100A處於書寫模式(writing mode)與去除模式(erase mode)其中之一，在此以書寫模式為例進行說明。
請參照圖6B，接著，在第二電極150與第一電極140之間的電位差維持負值下，可令空隙G2縮減，而使第一基板110向第二基板120彎曲而令第二電極150與至少一個畫素電極180接觸，進而完成書寫的動作。詳言之，在本實施例中，可利用物體S(例如筆、手指等)下壓第一基板110，以使部份的畫素電極180靠近第二電極150甚至與第二電極150接觸。此時，與第二電極150接觸的畫素電極180便會接收到第二電極150的電壓而驅動所 對應的微結構130中所封裝的正電粒子132及負電粒子134，進而改變正電粒子132及負電粒子134的位置。
舉例而言，由於在第二電極150與第一電極140之間的電位差維持負值下，在與第二電極150接觸的畫素電極180上的部份微結構136中，呈黑色的負電粒子134便會由靠近第二基板120的一側向靠近第一基板110的一側移動，呈白色的正電粒子132便會由靠近第一基板110的一側向靠近第二基板120的一側移動。如此一來，沿著第一基板110向第二基板120的方向看去，電子書寫裝置100A中與物體S下壓路徑對應處以及局部R便可呈黑色。同時，電子書寫裝置100A中未經物體S下壓處便可呈白色，進而完成書寫的動作。
值得一提的是，如圖6B所示，在電子書寫裝置100A中，雖然顯示介質層130的局部R仍會受到間隙物160的阻擋，而無法與第二電極150貼近。然而，配置於局部R且超出間隙物160的畫素電極180可與第二電極150接觸。因此，與第二電極150接觸的畫素電極180的一部份180a可將施加於第二電極150上的電訊號傳遞至畫素電極180的另一部分180b。畫素電極180的另一部分180b便可與第一電極140一起驅動局部R中的帶電粒子131，以呈現所要的效果。如此一來，受到間隙物160阻擋的局部R便可仍用以顯示使用者欲呈現的書寫軌跡。
在本實施例中，使用者可沿著第一基板110向第二基板120的方向觀看電子書寫裝置100A。此時，環境光束L1不一定要 穿過畫素電極180便可被帶電粒子131反射為圖像光束L2，進而於使用者眼中形成圖像。因此，在本實施例中，畫素電極180可採用不透明的導電材質，例如金屬、合金、金屬的氮化物、金屬的氧化物、金屬的氮氧化物、或是金屬與其它導電材料的堆疊層。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，畫素電極180亦可採採用高透光率的導電材料，將於後續圖7A至圖7D的實施例中說明。
請參照圖6C，接著，可令顯示介質層130與第二電極150電性絕緣。具體而言，在本實施例中，當物體S離開第一基板110後，第一基板110會因本身的彈性恢復力而帶動顯示介質層130與畫素電極180離開第二電極150，而使空隙G2恢復無外力施加於電子書寫裝置100A時的大小。此時，顯示介質層130與第二電極150電性絕緣。接著，可令第二電極150與第一電極140之間的電位差改變為正值(例如15伏特)，以使電子書寫裝置100A處於書寫模式與去除模式其中另之一，例如去除模式。
請參照圖6D，接著，在第二電極150與第一電極140之間的電位差維持正值下，可令空隙G2再次地縮減，而使部份的畫素電極180與第二電極150電性連接，進而完成去除的動作。詳言之，在本實施例中，可利用物體S下壓第一基板110，以使部份的畫素電極180向第二基板120接近並進一步與第二電極150接觸。此時，配置於與第二電極150接觸的畫素電極180上的部份微結構136中的帶電粒子131便會透過畫素電極180而受到第二 電極150所施加的電壓來驅動，進而改變其位置。
舉例而言，由於在第二電極150與第一電極140之間的電位差維持負值下，在與第二電極150接觸的畫素電極180上的部份微結構136中，呈黑色的負電粒子134便會由靠近第一基板110的一側向靠近第二基板120的一側移動，呈白色的正電粒子132便會由靠近第二基板120的一側向靠近第一基板110的一側移動。如此一來，沿著第一基板110向第二基板120的方向看去，電子書寫裝置100A中與物體S下壓路徑對應處以及局部R便可恢復白色，進而完成去除的動作。
在本實施例中，使用者是以第一基板110的外表面110a做為供物體S下壓的書寫面，也就是以第一基板110為書寫基板。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，使用者是亦可第二基板120的外表面120a做為供物體S下壓的書寫面。以下利用圖7A至圖7D具體說明之。
圖7A至圖7D為圖5A的電子書寫裝置的另一種驅動方法的示意圖。請參照圖7A，首先，驅動單元170可令第二電極150與第一電極140之間的電位差為負值(例如-15V)，以使電子書寫裝置100A處於書寫模式(writing mode)與去除模式(erase mode)其中之一，例如書寫模式。
請參照圖7B，接著，在第二電極150與第一電極140之間的電位差維持負值下，可令空隙G2縮減，而使部份的畫素電極180與第二電極150電性連接。如此一來，第二電極150的電壓可 以傳遞給所接觸的畫素電極180而藉由畫素電極180與第一電極140之間的電位差來驅動對應的部分顯示介質層130，進而完成書寫的動作。詳言之，可利用物體S下壓第二基板120，以使第二基板120上的第二電極150向第一基板110靠近而與部份的畫素電極180接觸。
此時，在第二電極150與第一電極140之間的電位差維持負值下，配置於與第二電極150接觸的畫素電極180上的微結構136中，正電粒子132及負電粒子134便會透過畫素電極180而受到第二電極150所傳遞的電壓的驅動，進而改變其位置。舉例而言，在受驅動的微結構136中，呈黑色的負電粒子134便會由靠近第一基板110的一側向靠近第二基板120的一側移動，呈白色的正電粒子132便會由靠近第二基板120的一側向靠近第一基板110的一側移動。如此一來，沿著第二基板120向第一基板110的方向看去，電子書寫裝置100A中與物體S下壓路徑對應處以及局部R便可呈黑色，電子書寫裝置100A中未物體S下壓處便可呈白色，進而完成書寫的動作。
在圖7A至圖7D的實施例中，使用者是以第二基板120做為書寫基板。換言之，如圖7B所示，使用者是沿著第二基板120向第一基板110的方向觀看電子書寫裝置100A。此時，大部份的環境光束L3需穿過畫素電極180方可被帶電粒子131反射為圖像光束L4，進而於使用者眼中形成圖像。此時，畫素電極180以採用高透光率的導電材料為佳，例如銦錫氧化物、銦鋅氧化物、 鋁錫氧化物、鋁鋅氧化物、銦鍺鋅氧化物、或其它合適的材料。
請參照圖7C，令顯示介質層130與第二電極150電性絕緣。具體而言，在本實施例中，當物體S離開第二基板120後，第二基板120會因本身的彈性恢復力而帶動第二電極150離開畫素電極180，而使空隙G2恢復無外力施加於電子書寫裝置100A時的大小。此時，顯示介質層130與第二電極150電性絕緣。接著，可令第二電極150與第一電極140之間的電位差為正值(例如15伏特)，以使電子書寫裝置100A處於書寫模式與去除模式其中另之一，例如去除模式。
請參照圖7D，接著，在第二電極150與第一電極140之間的電位差維持正值下，可令空隙G2再次地縮減，而使部份的畫素電極180與第二電極150電性連接，進而完成去除的動作。詳言之，在本實施例中，可利用物體S下壓第二基板120，以使第二基板120上的第二電極150向第一基板110靠近而與部份的畫素電極180接觸。此時，與第二電極150接觸的畫素電極180可以驅動對應的微結構136中的正電粒子132及負電粒子134，進而改變其位置。
舉例而言，由於在第二電極150與第一電極140之間的電位差維持正值下，在受到驅動的部份微結構136中，呈黑色的負電粒子134便會由靠近第二基板120的一側向靠近第一基板110的一側移動，呈白色的正電粒子132便會由靠近第一基板110的一側向靠近第二基板120的一側移動。如此一來，電子書寫裝置 100A中與物體S下壓路徑對應處以及局部R便可恢復白色，進而完成去除的動作。
第三實施例
圖8為本發明第三實施例的電子書寫裝置的剖面示意圖。請參照圖8，本實施例的電子書寫裝置100B與第一實施例的電子書寫裝置100類似，因此相同的元件以相同的標號表示。以下就兩者相異處進行說明，兩者相同處便不再重述。
本實施例的電子書寫裝置100B與第一實施例的電子書寫裝置100的差異在於：電子書寫裝置100B的顯示介質層130與電子書寫裝置100的顯示介質層130略有不同。詳言之，在本實施例中，顯示介質層130亦包括多個帶電粒子131、電泳液138以及多個微結構132。每一微結構136包圍部分的帶電粒子131以及部分的電泳液138。與第一實施例不同的是，這些帶電粒子131的電性可相同。這些帶電粒子131可均帶正電或負電。
帶電粒子131的顏色與電泳液138的顏色不同。舉例而言，在本實施例中，帶電粒子131可呈白色，而電泳液138可呈黑色。然而，本發明不限於此，圖9為本發明另一實施例的電子書寫裝置的剖面示意圖。請參照圖9，在電子書寫裝置100C中，帶電粒子131亦可呈黑色，而電泳液138亦可呈白色。需說明的是，帶電粒子131的顏色與電泳液138的顏色並不限於黑白二色，在其他實施中，帶電粒子131的顏色與電泳液138的顏色可為黑 色、白色及多種不同的彩色(例如紅色、藍色、綠色、黃色等)中任二種使用者肉眼可分辨有所不同的顏色。
圖8及圖9的電子書寫裝置100C、100B具有與電子書寫裝置100類似的功效及優點，於此便不再重述。此外，電子書寫裝置100C、100B的驅動方法與電子書寫裝置100的驅動方法相同，於此亦不再重述。
第四實施例
圖10為本發明第四實施例的電子書寫裝置的剖面示意圖。請參照圖10，本實施例的電子書寫裝置100D與第二實施例的電子書寫裝置100A類似，因此相同的元件以相同的標號表示。以下就兩者相異處進行說明，兩者相同處便不再重述。
本實施例的電子書寫裝置100D與第二實施例的電子書寫裝置100A的差異在於：電子書寫裝置100D的顯示介質層130與電子書寫裝置100A的顯示介質層130略有不同。詳言之，在本實施例中，顯示介質層130亦包括多個帶電粒子131、電泳液138以及多個微結構132。每一微結構136包圍部分的帶電粒子131以及部分的電泳液138。與第一實施例不同的是，這些帶電粒子131的電性可相同。這些帶電粒子131可均帶正電或負電。
帶電粒子131的顏色與電泳液138的顏色不同。舉例而言，在本實施例中，帶電粒子131可呈白色，而電泳液138可呈黑色。然而，本發明不限於此，圖11為本發明另一實施例的電子 書寫裝置的剖面示意圖。請參照圖11，在電子書寫裝置100E中，帶電粒子131亦可呈黑色，而電泳液138亦可呈白色。需說明的是，帶電粒子131的顏色與電泳液138的顏色並不限於黑白二色，在其他實施中，帶電粒子131的顏色與電泳液138的顏色可為黑色、白色及多種不同的彩色(例如紅色、藍色、綠色、黃色等)中任二種使用者肉眼可分辨有所不同的顏色。圖10及圖11的電子書寫裝置100D、100E與具有與電子書寫裝置100A類似的功效及優點，於此便不再重述。此外，電子書寫裝置100D、100E的驅動方法與電子書寫裝置100A的驅動方法相同，於此亦不再重述。
綜上所述，在本發明一實施例的電子書寫裝置中，多個間隙物位於顯示介質層與第二電極之間，以使顯示介質層與第二電極之間維持空隙。此空隙可因使用者的按壓而縮減使得第二電極驅動對應的部分顯示介質層。在此架構下，電子書寫裝置搭配適當的驅動方式可讓使用者局部地清除其指定範圍內的筆跡，進而讓使用者在使用上更為便利。
此外，在本發明另一實施例的電子書寫裝置中，間隙物與顯示介質層之間配置有畫素陣列。透過畫素陣列的設置，原本受到間隙物抵頂的局部顯示介質層仍可受到第二電極上的電壓所驅動，進而為使用者所運用。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍 當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧電子書寫裝置
110‧‧‧第一基板
110a‧‧‧外表面
120‧‧‧第二基板
120a‧‧‧外表面
130‧‧‧顯示介質層
131‧‧‧帶電粒子
132‧‧‧正電粒子
134‧‧‧負電粒子
136、136a‧‧‧微結構
138‧‧‧電泳液
140‧‧‧第一電極
150‧‧‧第二電極
160‧‧‧間隙物
170‧‧‧驅動單元
d‧‧‧方向
G1‧‧‧空隙
H‧‧‧高度
K‧‧‧間距
W‧‧‧寬度

Claims (17)

  1. 一種電子書寫裝置，包括：一第一基板；一第二基板，相對於該第一基板；一顯示介質層，位於該第一基板與該第二基板之間，該顯示介質層包括多個帶電粒子、一電泳液以及多個微結構，而每一該微結構包圍部分的該些帶電粒子以及部分的該電泳液；一第一電極，位於該第一基板與該顯示介質層之間；一第二電極，位於該顯示介質層與該第二基板之間；以及多個間隙物，位於該顯示介質層與該第二電極之間並抵頂部分的該些微結構，以使該顯示介質層與該第二電極之間形成可變的一空隙。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電子書寫裝置，更包括：一畫素陣列，位於該些間隙物與該顯示介質層之間，而該畫素陣列包括彼此分離的多個畫素電極。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的電子書寫裝置，其中可變的該空隙在縮減狀態下使得至少一該畫素電極電性連接該第二電極。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的電子書寫裝置，其中該些帶電粒子包括多個正電粒子以及多個負電粒子，而該些正電粒子的顏色與該些負電粒子的顏色不同。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的電子書寫裝置，其中該些正 電粒子呈白色與黑色其中之一，而該些負電粒子呈白色與黑色其中之另一。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的電子書寫裝置，其中該電泳液呈透明。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的電子書寫裝置，其中該些帶電粒子為多個正電粒子或多個負電粒子，而該些帶電粒子的顏色與該電泳液的顏色不同。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的電子書寫裝置，其中該些帶電粒子呈白色與黑色其中之一。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的電子書寫裝置，其中該電泳液呈白色與黑色其中之另一。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的電子書寫裝置，其中該電泳液呈彩色。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的電子書寫裝置，其中每一該微結構為一微膠囊或一微杯。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的電子書寫裝置，其中相鄰兩該些間隙物之間存在至少一該微結構未被任一該間隙物所抵頂。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的電子書寫裝置，更包括：一驅動單元，與該第一電極以及該第二電極電性連接，該驅動單元令該第二電極與該第一電極之間的電位差為一負值以使該電子書寫裝置處於一書寫模式與一去除模式其中之一，該驅動單 元令該第二電極與該第一電極之間的電位差為一正值以使該電子書寫裝置處於一書寫模式與一去除模式其中之另一。
  14. 一種電子書寫裝置的驅動方法，適於驅動一電子書寫裝置，該電子書寫裝置包括一第一基板、相對於該第一基板的一第二基板、位於該第一基板與該第二基板之間的一顯示介質層、位於該第一基板與該顯示介質層之間的一第一電極，位於該顯示介質層與該第二基板之間的一第二電極以及位於該顯示介質層與該第二電極之間的多個間隙物，該顯示介質層包括多個帶電粒子、一電泳液以及多個微結構，而每一該微結構包圍部分的該些帶電粒子以及部分的該電泳液，該些間隙物抵頂於部分該些微結構使該顯示介質層與該第二電極之間形成可變的一空隙，該電子書寫裝置的驅動方法包括：令該第二電極與該第一電極之間的電位差為一負值，以使該電子書寫裝置處於一書寫模式與一去除模式其中之一；以及在該電子書寫裝置處於該書寫模式與該去除模式其中之該一下，令該空隙縮減，而使部份的該顯示介質層受到該第二電極驅動。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的電子書寫裝置的驅動方法，其中令該空隙縮減，而使部份的顯示介質層受到該第二電極驅動的步驟為：利用一物體下壓該第一基板，以使部份的該顯示介質層向該第二基板彎曲而與該第二電極接觸；或利用一物體下壓該第二基 板，以使該第二基板向該第一基板彎曲而令該第二電極與部份的該顯示介質層接觸。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的電子書寫裝置的驅動方法，其中該電子書寫裝置更包括位於該些間隙物與該顯示介質層之間的一畫素陣列，該畫素陣列包括彼此分離的多個畫素電極，而令該空隙縮減以使部份的該顯示介質層受到該第二電極驅動的步驟為：利用一物體下壓該第一基板，以使至少一該畫素電極向該第二基板移動而與該第二電極接觸；或利用一物體下壓該第二基板，以使該第二基板向該第一基板彎曲而令該第二電極與至少一該畫素電極接觸。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的電子書寫裝置的驅動方法，更包括：令該顯示介質層與該第二電極電性絕緣；令該第二電極與該第一電極之間的電位差為一正值，以使該電子書寫裝置處於一書寫模式與一去除模式其中之另一；以及在該電子書寫裝置處於該書寫模式與該去除模式其中之該另一下，令該空隙縮減，而使部份的該顯示介質層受到該第二電極驅動。
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