專利名稱：多色扭轉(zhuǎn)球顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及可尋址、可再用扭轉(zhuǎn)球顯示器。
扭轉(zhuǎn)球顯示器，亦稱gyricon，是一種由許多光學(xué)各向異性的球體組成的可尋址顯示器，其中的每個(gè)球體都能選擇性地旋轉(zhuǎn)，以便向觀看者呈現(xiàn)所需要的一面。例如，一個(gè)這樣的顯示器包括球體，每一個(gè)都有兩個(gè)獨(dú)特的半球，一個(gè)黑，另一個(gè)白，每一個(gè)半球具有獨(dú)特的電特性(例如，相對(duì)于絕緣液體的Z-電位)，使得這些球體在電學(xué)上和在光學(xué)上都是各向異性的。這些球體嵌入諸如內(nèi)含許多球形穴并被諸如塑化劑等透明絕緣液體滲透的彈性體層等光學(xué)上透明的材料制成的薄片內(nèi)。填充了液體的空穴容納球體，每個(gè)空穴一個(gè)球體，以防止球體在該薄片內(nèi)移動(dòng)。球體在其填充了液體的空穴內(nèi)可以通過(guò)例如施加電場(chǎng)使其選擇性地轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將其黑的或白的半球呈現(xiàn)給觀看該薄片表面的觀看者。這樣，通過(guò)施加一種可二維尋址(如通過(guò)矩陣尋址技術(shù))的電場(chǎng)，即可使球體的黑面或白面以所顯示的圖像的像元(例如，象素或子象素)的形式呈現(xiàn)出來(lái)。
上述扭轉(zhuǎn)球板顯示器最先是在Sheridon的美國(guó)專利No.4,126,854中描述的。原來(lái)由黑白球體構(gòu)造的技術(shù)無(wú)法提供多色圖像。結(jié)果，在最近的幾十年中，對(duì)原設(shè)計(jì)有過(guò)多次改進(jìn)。這樣，例如，美國(guó)專利No.5,344,594和No.5,708,525描述了一種可用來(lái)產(chǎn)生彩色顯示的多段球體。在這些專利中，代表性的gyricon球體具有采取任意的彩色組合的多達(dá)2N個(gè)段?？梢詥为?dú)地或結(jié)合地使用黑、白或其它顏色的顏料或染料，令各段具有不同的顏色和濃淡。該專利還教導(dǎo)可以利用不加顏料、不加染料的塑性液體而使各段呈無(wú)色，而且可以令不同的段做成不同的寬度。
在先有技術(shù)中，正如美國(guó)專利No.5,708,525的圖3C-3D中所舉例說(shuō)明的，多色球體的彩色段是圍繞球體的垂直軸線對(duì)稱的。之所以要求這種對(duì)稱是因?yàn)殡妶?chǎng)尋址技術(shù)在經(jīng)線方向上不具有為球定位的能力。結(jié)果，任何給定的一個(gè)球只包括數(shù)量較少的顏色。這明顯地限制整個(gè)顯示器的靈活性。產(chǎn)生彩色顯示的一種替代途徑是每個(gè)象素利用幾個(gè)球體來(lái)形成給定顏色，諸如美國(guó)專利No.5,767,826所舉例說(shuō)明的。但是，后一種途徑降低了分辨率并使制造復(fù)雜化，因?yàn)?，各球體必須單獨(dú)安置。
先有技術(shù)中仍有改進(jìn)扭轉(zhuǎn)球顯示技術(shù)、以便提供等級(jí)更全的彩色顯示的必要，更具體地說(shuō)，增強(qiáng)對(duì)各個(gè)球體元件的控制。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種由多色球體制成的電和磁的扭轉(zhuǎn)球顯示裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)更特殊的目的是利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)來(lái)控制扭轉(zhuǎn)球顯示器中給定球體的個(gè)體位置。球體既有電偶極子，又有磁偶極子。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種對(duì)扭轉(zhuǎn)球顯示器的球體既在緯線方向又在經(jīng)線方向進(jìn)行選擇性定位的機(jī)制。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是構(gòu)造一種彩色球體顯示板，其中每一個(gè)球體都既是駐極體又是磁體。這使得可以應(yīng)用電場(chǎng)和磁場(chǎng)的組合來(lái)使球體的給定表面朝向要求的方向。
更一般的目的是提供一種高分辨率的彩色扭轉(zhuǎn)球顯示器。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種帶有可各自尋址的駐極體和磁性球體的電紙張。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供紙張狀的數(shù)字可尋址介質(zhì)，它具有各種用途，包括，但不限于，彩色顯示器、電紙張、覆蓋式幻燈片(overlaytransparency)或建筑屏幕。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種紙張狀數(shù)字可尋址片材，它在掉電后仍舊保留所顯示的圖像。
這些和其它目的是在一種可尋址顯示裝置中實(shí)現(xiàn)的，后者包括有許多支撐于其中的球體光透明體；以及尋址裝置，用來(lái)選擇性地在透明體的選定部分施加電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)，用以令給定球體相對(duì)于觀看方向定位。給定的球體最好是多色的，在一個(gè)實(shí)施例中，在第一經(jīng)線范圍內(nèi)包括至少一種第一顏色，并在第二經(jīng)線范圍內(nèi)包括第二顏色。位于給定經(jīng)線范圍內(nèi)的顏色可以在整個(gè)范圍內(nèi)具有不同的彩度。這樣，例如，第一經(jīng)線范圍在其第一緯線范圍內(nèi)包括紅色，而在第二緯線范圍內(nèi)包括粉紅色。
一個(gè)給定的球體具有提供電偶極矩的各向異性和提供單獨(dú)的磁偶極矩的各向異性。電偶極矩使球體能作出這樣的電響應(yīng)，使得當(dāng)該球體受到電場(chǎng)作用時(shí)，球體旋轉(zhuǎn)到使電偶極矩與電場(chǎng)成一直線的取向。類似地，磁偶極矩使球體能作出這樣的磁響應(yīng)，使得當(dāng)球體受到磁場(chǎng)作用時(shí)，球體旋轉(zhuǎn)到使磁偶極矩與磁場(chǎng)成一直線的取向。以這樣的方式選擇性地或順序地施加電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)，用來(lái)使球體的給定區(qū)域以特定取向定位。給定區(qū)域通常包括一種顏色。工作時(shí)，球體可以選擇性地在透明體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以便使給定顏色相對(duì)于觀看者或光調(diào)制源定位。
在一個(gè)最佳實(shí)施例中，尋址裝置包括電導(dǎo)體的陣列，陣列中每一個(gè)位置都與一個(gè)球體相聯(lián)系。例如，電導(dǎo)體包括一組第一、第二和第三導(dǎo)體。在一個(gè)實(shí)施例中，第一導(dǎo)體沿著第一方向定位在光透明體的第一表面上，并包括由此伸展的用以產(chǎn)生磁場(chǎng)的線圈部分。第二和第三導(dǎo)體沿著與所述第一方向垂直的第二方向定位在光透明體的第二表面(與第一表面相對(duì))。這些導(dǎo)體產(chǎn)生電場(chǎng)。一對(duì)二極管把所述線圈連接到第二和第三導(dǎo)體，而球體最好處在所述線圈的范圍內(nèi)。球體在經(jīng)線上和緯線上的特定取向兩者都由加在第一、第二和第三電導(dǎo)體上的給定信號(hào)確定。
上述概括了本發(fā)明某些比較切題的目的和特征。之所以提出這些目的僅僅是要舉例說(shuō)明本發(fā)明比較突出的特征和用途。正如將要描述的，以不同的方式應(yīng)用所公開(kāi)的發(fā)明或修改本發(fā)明，可以得到其它許多有益的結(jié)果。因而，參照以下對(duì)最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述，可以得出其它目的，并對(duì)本發(fā)明有更全面的理解。
為了更完全地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)。請(qǐng)參見(jiàn)以下結(jié)合附圖所作的詳細(xì)描述。附圖中

圖1是先有技術(shù)已知的扭轉(zhuǎn)球顯示器的結(jié)構(gòu)；圖2是圖1的先有技術(shù)顯示器結(jié)構(gòu)的分解透視圖，舉例說(shuō)明所述顯示器如何制成；圖3是圖1的先有技術(shù)顯示器的部分放大圖；圖4是先有技術(shù)的有代表性的多色球體，舉例說(shuō)明圍繞該球體的一系列加有顏料的帶子；圖5是一個(gè)有代表性的球體，其中支撐一個(gè)四面體，以便舉例說(shuō)明本發(fā)明給定的球體任何提供多種顏色；圖6是本發(fā)明的一個(gè)有代表性的多色球體；圖7是本發(fā)明扭轉(zhuǎn)球顯示器的簡(jiǎn)化表示；以及圖8是按照本發(fā)明控制多色球體的尋址陣列的簡(jiǎn)化表示。
圖1-2舉例說(shuō)明已知的扭轉(zhuǎn)球顯示器，它包括被夾在基片5和8之間的顯示板4。顯示板4和基片6之間是平行電導(dǎo)體10’的第一網(wǎng)格10。包括平行電導(dǎo)體12’的第二網(wǎng)格12的取向與顯示板4和基片8之間的第一網(wǎng)格10垂直。基片6和8中至少一個(gè)和至少與該基片相鄰的網(wǎng)格的導(dǎo)體是光透明的，使得環(huán)境光可以入射在顯示板4上，并且使得可以看見(jiàn)顯示板4的顯示。具體地說(shuō)，基片6和導(dǎo)體10’是光透明的，使得入射在顯示器上的環(huán)境光為觀看者提供可見(jiàn)的圖像。
顯示板包括分布的光各向異性的微小顆粒，后者最好呈圓球體。現(xiàn)再參見(jiàn)圖3，每一個(gè)球體被透明的絕緣液體包圍，后者由于顆粒的光各向異性和Z-電位(由于用來(lái)達(dá)到光各向異性的涂層)的差異而使具有所述球體電各向異性。顯示板4包括光透明的固體支撐材料15，它允許球體具有旋轉(zhuǎn)自由度。
在基本方案中，球體呈圓球形，一般0.05-0.5mm，帶有不同Z-電位的半球形涂層?？梢酝ㄟ^(guò)把呈光吸收特性的涂層涂敷在一個(gè)半球14a上，而把呈光反射特性的涂層涂敷在另一個(gè)半球14b上來(lái)實(shí)現(xiàn)所述電位上的差異。兩個(gè)半球光反射和光吸收特性之間的差異提供了要求的光各向異性。在美國(guó)專利No.4,126,854的說(shuō)明性的實(shí)施例中，例如，球體包括帶有濺鍍?cè)诎肭?4b上的氧化鈦等光反射材料的黑色聚乙烯。
工作時(shí)，電源19(見(jiàn)圖1)連接在網(wǎng)格10的各電極10’中的一個(gè)和網(wǎng)格12的各電極12’中的一個(gè)的兩端。這個(gè)電位使帶正電的半球14a被吸引到比較負(fù)的電極12’，并且在被激勵(lì)的電極10’和12’形成的電場(chǎng)內(nèi)，所述球體將旋轉(zhuǎn)，使得它們的光反射半球14b朝向觀看者。這樣，在黑背景下提供一個(gè)光點(diǎn)。利用傳統(tǒng)的矩陣尋址，電源依次地和選擇性地連接到電極10’和12’的矩陣中的給定點(diǎn)，以產(chǎn)生圖像。
在先有技術(shù)中還已知雙色或多色球體。這里，在圖4中舉例說(shuō)明美國(guó)專利No.5,708,525所描述的有代表性的多色球體。它包括6個(gè)平行的段20，22，24，26，28和30，其中每一個(gè)都可以著色。這些段一般都通過(guò)借助特殊的噴嘴讓加有顏料的分開(kāi)的液流流過(guò)而形成。正如可以看到的，每一個(gè)段都是連續(xù)的圍繞球體的中心軸。若把這個(gè)軸考慮為沿著北-南方向取向，則一個(gè)普通技術(shù)人員都會(huì)認(rèn)識(shí)到，在每一個(gè)帶內(nèi)各給定的經(jīng)線位置是單色的，亦即具有相同的顏色。這樣，這種結(jié)構(gòu)是十分受限制的，因?yàn)樵谇蝮w的表面上僅僅可以設(shè)置較少數(shù)目的顏色。
本發(fā)明通過(guò)利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)的組合以便可旋轉(zhuǎn)地定位給定球體，從而解決這個(gè)問(wèn)題。這樣，球體可以既看成駐極體，又可以看成磁體。具體地說(shuō)，本發(fā)明的給定的球體具有用以提供電偶極矩的各向異性和用以提供單獨(dú)的磁偶極矩的各向異性。電偶極矩使球體發(fā)生這樣的電響應(yīng)，使得當(dāng)該球體受到電場(chǎng)作用時(shí)，該球體旋轉(zhuǎn)至使得電偶極矩與電場(chǎng)成一直線的取向。同樣，磁偶極矩使球體產(chǎn)生這樣的磁響應(yīng)，使得當(dāng)球體受到磁場(chǎng)作用時(shí)，球體旋轉(zhuǎn)到使磁偶極矩與磁場(chǎng)成一直線的取向。這樣，選擇性地或順序地施加電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)，用來(lái)把球體給定的區(qū)域定位到特定的取向。通過(guò)對(duì)球體旋轉(zhuǎn)更精確的控制，單個(gè)球體可以包括數(shù)量上比先有技術(shù)大得多的顏色。結(jié)果與先有技術(shù)相比顯示分辨率好得多，顯示特性也得到改進(jìn)。
圖5是一個(gè)簡(jiǎn)化的示意圖，舉例說(shuō)明本發(fā)明多色球體的樣板。假定熟悉球體幾何。只是為方便起見(jiàn)，在球體34內(nèi)示出四面體32。以與球體的表面相交的形式示出四面體的四個(gè)頂點(diǎn)(標(biāo)為N，S，+和-)。(N，S)偶極子代表球體的磁偶極子，而(+，-)偶極子代表球體的電偶極子。磁偶極子可以在球體的制造期間形成，方法是把磁性材料細(xì)粉(例如，永久磁鐵或永磁陶瓷)混入基本材料中，然后在成形之后所述球體成縱列降落(is droppod down a colum)時(shí)在給定方向施加磁場(chǎng)(最好，在冷卻之前)。通過(guò)在另一個(gè)給定方向施加電場(chǎng)(最好也是在冷卻之前)來(lái)形成電偶極子(大概在相同時(shí)間)。適當(dāng)在塑料材料可以用作基本材料。它們包括，例如，聚乙烯、聚酯、carnuba蠟、海貍蠟、環(huán)氧樹(shù)脂等。
在一個(gè)舉例說(shuō)明的實(shí)施例中，球體包括多達(dá)10個(gè)可以相對(duì)于觀看區(qū)定位的不同的表面區(qū)域。具體地說(shuō)，如圖5所舉例說(shuō)明的，四面體的每一邊沿著其長(zhǎng)度由一點(diǎn)對(duì)分。如圖所示，磁偶極子的兩點(diǎn)(N，S)用號(hào)碼1和7標(biāo)示，而點(diǎn)(+，-)用3和5標(biāo)示。正如舉例說(shuō)明的，點(diǎn)2基本上位于點(diǎn)N和+之間的中途。類似地，點(diǎn)4位于點(diǎn)+和-(分別用3和5標(biāo)示)之間的中途，點(diǎn)6位于點(diǎn)-和S(分別用5和7標(biāo)示)之間的中途，點(diǎn)8位于點(diǎn)S和N(分別用7和1標(biāo)示)之間的中途，點(diǎn)9位于點(diǎn)S和+(分別用7和3標(biāo)示)之間的中途，而點(diǎn)10位于點(diǎn)-和N(分別用5和1標(biāo)示)之間的中途。
正如將要看到的，可以使10個(gè)單獨(dú)的點(diǎn)進(jìn)入給定的位置。這樣按照本發(fā)明球體環(huán)繞給定點(diǎn)的表面區(qū)域可以設(shè)置給定的顏料，以產(chǎn)生多色球體?！叭旧摹钡谋砻鎱^(qū)域的實(shí)際尺寸可以隨球體著色區(qū)域的數(shù)目和/或用來(lái)建立一個(gè)顯示象素(或子象素)的球體個(gè)數(shù)而變。
不像先有技術(shù)那樣，本發(fā)明的球體不限于圍繞球體中心軸的單色的段。具體地說(shuō)，球體表面上給定的經(jīng)線范圍具有不同的顏色，并且給定的經(jīng)線范圍內(nèi)不同緯線范圍具有不同的彩度。圖6舉例說(shuō)明本發(fā)明的有代表性的球體50。球體幾何限定了一組經(jīng)線范圍和一組對(duì)分的緯線范圍。為了舉例說(shuō)明的目的，球體50的顏色從第一極52的白色到對(duì)面極54上的黑色分成等級(jí)，而同時(shí)圍繞赤道有一個(gè)多色圓。每一種顏色或色彩處于給定的經(jīng)線范圍內(nèi)，而每一種顏色在該經(jīng)線范圍的不同緯線范圍內(nèi)具有可變的彩度。這樣，在舉例說(shuō)明的例子中，一個(gè)經(jīng)線范圍56包括淺紅(北半球)、紅(赤道上)和深紅(南半球)。類似地，另一個(gè)經(jīng)線范圍58包括淺綠(北半球)、綠(赤道上)和深綠(南半球)。后側(cè)(看不見(jiàn))可以包括另一個(gè)經(jīng)線范圍，包含淺蘭(北半球)、蘭(赤道上)和深蘭(南半球)。當(dāng)然，這種著色方案只是舉例說(shuō)明而已，不應(yīng)看作是一種限制。在指定的球體的制造過(guò)程中，可以用噴墨方法把一種指定的顏色涂在表面區(qū)域。或者，可以通過(guò)把一組球體中的每一個(gè)逼到給定位置、然后同時(shí)涂上顏色，來(lái)給這組球體著色。
圖6的上述實(shí)施例并不意味著限制本發(fā)明。給定的球體表面部分可以是黑的；白的；無(wú)色(亦即，基本上透明而且無(wú)色)；一種透明色(例如，關(guān)于某種加色用途的透明紅、透明蘭或透明綠；關(guān)于某種減色用途的透明蘭綠色、透明洋紅或透明黃)；任意色調(diào)、彩度和亮度的不透明色；任何灰度，不論是不透明的還是透明的；等等。
圖7是本發(fā)明有代表性的扭轉(zhuǎn)球顯示器。該顯示器包括光透明體或基片60，其中球體支持在充滿液體的空穴中。尋址陣列62在光透明體選定的部分施加電場(chǎng)和磁場(chǎng)，使得包含于其中的球體旋轉(zhuǎn)，以提供顯示。電源64驅(qū)動(dòng)尋址陣列。若有必要，電源64可以受計(jì)算機(jī)66控制。各個(gè)球體用的相同或類似的彈性體材料可以用于光透明體，而板中充滿液體的空穴用諸如硅油等絕緣液體塑化劑形成。最好每個(gè)空穴一個(gè)球體，并且尋址陣列的每一個(gè)交叉點(diǎn)控制一個(gè)球體。這不是對(duì)本發(fā)明的限制，因?yàn)殛嚵械慕o定交叉點(diǎn)中可以有多于一個(gè)球體。
圖8舉例說(shuō)明用來(lái)把球體可旋轉(zhuǎn)地定位在10個(gè)不同位置中的每一個(gè)的有代表性的尋址陣列。本專業(yè)的普通技術(shù)人員都會(huì)看到，采取一個(gè)下面將要描述的控制命令子集，相同的尋址陣列可以用來(lái)定位一個(gè)帶有少于10種顏色的球體。
所述陣列包括第一、第二和第三導(dǎo)體網(wǎng)格70，72和74。第一導(dǎo)體網(wǎng)格70包括沿著第一方向在該光透明體的第一側(cè)的伸展的一組第一導(dǎo)體xn，xn-1，…。正如將會(huì)看到的，每一個(gè)第一導(dǎo)體xn包括線圈部分76，用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)。線圈部分終結(jié)于端部78。第二導(dǎo)體網(wǎng)格72包括沿著第二方向(與第一方向垂直)在該光透明體的相對(duì)的(第二)側(cè)伸的展一組第二導(dǎo)體ym，ym-1，…。第三導(dǎo)體網(wǎng)格74包括沿著第二方向在該光透明體的相對(duì)的(第二)側(cè)伸展的一組第二導(dǎo)體y’m，y’m-1，…。正如可以看到的，第二和第三導(dǎo)體網(wǎng)格基本上是平行的。
如上所述，在該陣列的每一個(gè)交叉點(diǎn)上至少支持一個(gè)球體50?；旧先缤@示的，光透明體內(nèi)的球體50最好位于第二和第三導(dǎo)體以上，并在包絡(luò)線圈部分76范圍內(nèi)。也正如可以看到的，一對(duì)二極管80和82設(shè)置在該陣列中的每一個(gè)交叉點(diǎn)上。第一二極管80連接在線圈76的一端78和第二導(dǎo)體ym之間，第二二極管82連接在第三導(dǎo)體y’m和另一端78之間。正如將會(huì)看到的，設(shè)置這些二極管是用來(lái)控制由第一、第二和第三導(dǎo)體產(chǎn)生的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，從而控制該球體的最終位置。盡管并不要求，但這些二極管被支撐在基片中其第一和第二側(cè)之間?；蛘?，陣列70和72處于光透明體的同一側(cè)，在這種情況下，這些二極管不必通過(guò)光透明體。在后一種情況下，施加電荷力的陣列74仍舊處于相對(duì)的一側(cè)。
尋址陣列對(duì)給定球體的旋轉(zhuǎn)位置提供選擇性的控制。作為簡(jiǎn)單的背景介紹，假定可以給該陣列中的給定導(dǎo)體施加電信號(hào)(不是正就是負(fù))，或者不向給定導(dǎo)體施加信號(hào)。利用這三個(gè)導(dǎo)體，可以產(chǎn)生各種控制力。具體地說(shuō)，用+表示施加正電壓。用-表示施加負(fù)電壓。用x就表示高阻抗，或不施加驅(qū)動(dòng)電壓。在第一、第二和第三電導(dǎo)體的陣列中，可以把一組4個(gè)力施加在給定球體上，如下
利用第一和第二驅(qū)動(dòng)步驟的組合，如圖6所舉例說(shuō)明的，一個(gè)給定球體會(huì)被驅(qū)動(dòng)到10個(gè)不同位置之一。大體表示如下<
如上所述，上述步驟最好利用計(jì)算機(jī)完成。
本發(fā)明不限于所舉例說(shuō)明的10位置球體。有代表性的幾何形狀包括12位置球體(它可以把一個(gè)十二面體放入球體內(nèi)實(shí)現(xiàn))、20位置球體(它可以把一個(gè)二十面體放入球體內(nèi)實(shí)現(xiàn))等等。當(dāng)要求更多的旋轉(zhuǎn)位置時(shí)(采用這些比較復(fù)雜的幾何形狀的情況)，或者通過(guò)增加脈沖步驟，或者通過(guò)增加脈沖長(zhǎng)度的間隔數(shù)(further granularity)來(lái)獲得這些位置。
這樣，按照本發(fā)明，球體既做成駐極體，又做成磁體。這使得可以施加電場(chǎng)和磁場(chǎng)的組合來(lái)確定球體的取向。利用在這里公開(kāi)的可尋址陣列，通過(guò)對(duì)所施加的信號(hào)定時(shí)和控制其振幅，每一個(gè)球體可以以小于180度的增量來(lái)旋轉(zhuǎn)。若有必要，可以提供附加的大充電信號(hào)(charge signal)來(lái)使球體停止旋轉(zhuǎn)。按照所舉例說(shuō)明的實(shí)施例，利用陣列中每一個(gè)交叉點(diǎn)上的印刷線圈在每一個(gè)球體上施加磁場(chǎng)，但是，本專業(yè)的普通技術(shù)人員都會(huì)看到，可以用大的平面場(chǎng)來(lái)代替。若使用平面場(chǎng)，則當(dāng)每一個(gè)球體在磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)軸上適當(dāng)取向時(shí)，可以對(duì)它們施加強(qiáng)電場(chǎng)。然后，減弱電場(chǎng)一段適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，以便讓球體繞電場(chǎng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
與先有技術(shù)相比，本發(fā)明使得可以顯示分辨率較高的彩色圖像。另外，本專業(yè)的普通技術(shù)人員還會(huì)看到，通過(guò)對(duì)每一個(gè)彩色球體的旋轉(zhuǎn)位置提供增強(qiáng)的控制，與先有技術(shù)復(fù)雜的制造技術(shù)相比，球體可以以簡(jiǎn)單得多的方式著色。如上所述，不必逐個(gè)安置單獨(dú)的著色球體，而是可以把球體均勻地封裝再一個(gè)平面上，然后在適當(dāng)?shù)奈恢蒙贤糠蟆?br> 本發(fā)明有許多用途，其中許多在先有技術(shù)中已經(jīng)描述過(guò)了。這樣，除了剛性或固定的平板顯示器或柔性顯示薄片的用途外，透明扭轉(zhuǎn)球顯示裝置可以用作電紙張，作為建筑屏(例如，作為電子窗簾或分隔板)或任何其它光調(diào)制用途。
這樣描述了我的發(fā)明之后，在以下權(quán)利要求書(shū)中提出我想作為新的請(qǐng)求并且要求受到專利權(quán)保護(hù)的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種可尋址顯示裝置，其特征在于它包括一個(gè)有許多支撐于其中的球體的光透明體，以及尋址裝置，用來(lái)把電場(chǎng)和磁場(chǎng)加在所述透明體的選定的部分上，以便將給定的球體定位。
2.權(quán)利要求1中所描述的可尋址顯示裝置，其特征在于所述給定的球體是多色的。
3.權(quán)利要求2所描述的可尋址顯示裝置，其特征在于所述給定的球體在第一經(jīng)線范圍內(nèi)是第一顏色，而在第二經(jīng)線范圍內(nèi)是第二顏色。
4.權(quán)利要求3中所描述的可尋址顯示裝置，其特征在于所述第一顏色在第一緯線范圍內(nèi)具有第一彩度，而在第二緯線范圍內(nèi)具有第二彩度。
5.權(quán)利要求1中所描述的可尋址顯示裝置，其特征在于所述尋址裝置包括電導(dǎo)體陣列，所述陣列中的每個(gè)交叉點(diǎn)與球體相聯(lián)系。
6.權(quán)利要求5中所描述的可尋址顯示裝置，其特征在于，對(duì)于所述陣列中的每個(gè)交叉點(diǎn)，所述電導(dǎo)體包括第一導(dǎo)體，它沿著第一方向定位在所述光透明體的第一表面上，而且所述第一導(dǎo)體還具有由此伸展的用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)的線圈部分；第二和第三導(dǎo)體，它們沿著與所述第一方向垂直的第二方向定位在所述光透明體的第二表面，用以產(chǎn)生電場(chǎng)；以及一種把所述線圈的一端連接到所述第二和第三導(dǎo)體中的每一個(gè)的裝置。
7.權(quán)利要求6中所描述的可尋址顯示裝置，其特征在于所述裝置包括把所述線圈部分的一端連接到所述第二導(dǎo)體的第一二極管和把所述第三導(dǎo)體連接到所述線圈部分的一端的第二二極管。
8.權(quán)利要求7中所描述的可尋址顯示裝置，其特征在于把給定的正電壓和給定的負(fù)電壓加到所述第一、第二和第三導(dǎo)體中選擇的一個(gè)上，以便產(chǎn)生用來(lái)確定所述給定球體的取向的電場(chǎng)和磁場(chǎng)。
9.一種材料，其特征在于包括光透明體，它具有支撐于其中的給定位置的許多球體，其中每一個(gè)球體具有包括位于第一經(jīng)線范圍的第一顏色和位于第二經(jīng)線范圍的第二顏色的一組顏色。
10.權(quán)利要求9中所描述的材料，其特征在于給定的顏色的彩度在給定的經(jīng)線范圍內(nèi)變化。
11.一種設(shè)備，其特征在于包括具有支撐于其中的給定位置的許多球體的光透明體，其中每一個(gè)球體具有一組位于不同經(jīng)線范圍的顏色，并且其中至少一個(gè)經(jīng)線范圍內(nèi)的顏色具有彩度變化的一些區(qū)域；和尋址裝置，用來(lái)在所述透明體的選定部分施加電場(chǎng)和磁場(chǎng)，以便確定所述部分中所述各球體的取向，從而顯示所述顏色中給定的一種。
12.權(quán)利要求10所描述的設(shè)備，其特征在于所述尋址裝置包括電導(dǎo)體陣列，所述陣列中的每個(gè)交叉點(diǎn)與球體相聯(lián)系。
13.權(quán)利要求12中所描述的設(shè)備，其特征在于，在所述陣列中的每個(gè)交叉點(diǎn)上，所述電導(dǎo)體包括第一導(dǎo)體，它沿著第一方向定位在所述光透明體的第一表面上，而且所述第一導(dǎo)體還具有由此伸展的用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)的線圈部分；第二和第三導(dǎo)體，它們沿著與所述第一方向垂直的第二方向定位在所述光透明體的第二表面，用以產(chǎn)生電場(chǎng)；以及一種把所述線圈的一端連接到所述第二和所述第三導(dǎo)體中的每一個(gè)的裝置。
14.權(quán)利要求13中所描述的設(shè)備，其特征在于所述裝置包括把所述線圈部分的一端連接到所述第二導(dǎo)體的第一二極管和把所述第三導(dǎo)體連接到所述線圈部分的一端的第二二極管。
15.權(quán)利要求14中所描述的設(shè)備，其特征在于把給定的正電壓和給定的負(fù)電壓加在所述第一、第二和第三導(dǎo)體中選擇的一個(gè)上，以便產(chǎn)生用來(lái)確定所述給定球體的取向的電場(chǎng)和磁場(chǎng)。
16.一種可尋址顯示裝置，其特征在于包括一個(gè)有許多支撐于其中的多色球體的光透明體，其中所述球體中的每一個(gè)具有用于提供電偶極矩的各向異性和用于提供磁偶極矩的各向異性；以及一種裝置，用來(lái)選擇性地產(chǎn)生電場(chǎng)和磁場(chǎng)，以便使給定的球體旋轉(zhuǎn)至所述電偶極矩與所述電場(chǎng)成一直線，并且所述磁偶極矩與所述磁場(chǎng)成一直線的取向。
17.一種球體，其特征在于包括形成所述球體并具有電偶板子和磁偶極子的基本材料；以及定位在所述球體表面的至少一個(gè)著色區(qū)域。
18.權(quán)利要求17中所描述的球體，其特征在于所述著色區(qū)域位于所述球體的給定經(jīng)線范圍內(nèi)。
19.權(quán)利要求18中所描述的球體，其特征在于所述著色區(qū)域在給定經(jīng)線范圍內(nèi)具有彩度變化的一些區(qū)域。
20.權(quán)利要求19中所描述的球體，其特征在于每一個(gè)彩度變化的區(qū)域位于給定的緯線范圍內(nèi)。
21.權(quán)利要求17中所描述的球體，其特征在于所述球體的給定極是白色的。
22.權(quán)利要求21中所描述的球體，其特征在于所述球體的與所述給定極正相對(duì)的極是黑色的。
全文摘要
一種可尋址顯示裝置包括有許多支撐于其中的球體的光透明體。每一個(gè)球體都具有電偶極矩和磁偶極矩。設(shè)置一種尋址電路,用來(lái)在透明體的選定部分施加電場(chǎng)和磁場(chǎng),用以令給定球體定位。所述給定的球體最好是多色的,并包括不同顏色的經(jīng)線范圍。一個(gè)經(jīng)線范圍內(nèi)的給定顏色可以包括多個(gè)彩度隨緯度而變化的區(qū)域。
文檔編號(hào)G02B26/02GK1257190SQ99126120
公開(kāi)日2000年6月21日 申請(qǐng)日期1999年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月16日
發(fā)明者V·貝斯蒂斯 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司