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包含数字化及触控感测的可折叠电光显示器

阅读：713发布：2021-06-09

专利汇可以提供包含数字化及触控感测的可折叠电光显示器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种电光显示器是柔性的且能以像书本的方式来折叠。显示装置可以包括柔性显示器及用于在闭合状态下容许柔性显示器的弯曲机构。柔性电光显示器的部分可以连接到平面支撑构件的区域,使得当显示器处于打开状态时,显示器成为平整且光滑的。在进一步的实施例中,电光显示器可以包括触控感测或数字化层,以记录与触控笔的互动。，下面是包含数字化及触控感测的可折叠电光显示器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种图像显示装置，其包括：
柔性电光显示器，其包含两个平面部分及可弯曲部分，该可弯曲部分是柔性的且能够显示图像；
两个平面支撑构件，每个平面支撑构件包括固定区域及未固定区域，其中，该固定区域连接到且支撑该柔性电光显示器的平面部分中的一个，并且其中，该未固定区域未连接到该柔性电光显示器；以及
弯曲机构，其包括两个单独的旋转轴，该两个旋转轴平行于由该柔性电光显示器所限定的中心线，其中，该两个轴中的每一个设置成与该中心线分开有预定距离，并且其中，每一个所述轴限定平面支撑构件的枢轴，
其中，每个枢轴邻近该平面支撑构件的固定区域与未固定区域之间的边界。
2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，该柔性电光显示器的一部分在该固定区域中粘合到该平面支撑构件。
3.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，该柔性电光显示器的一部分被构造成倚靠支撑构件自由地滑动。
4.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，该柔性电光显示器包括电泳介质。
5.根据权利要求4所述的图像显示装置，其中，该电泳介质是胶囊化的。
6.根据权利要求4所述的图像显示装置，其中，该电泳介质被分配在多个微单元中。
7.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，该两个单独的旋转轴中的每一个包括耦合到每个轴的一端的旋转齿轮，以及该弯曲机构进一步包括用于使所述旋转齿轮同步旋转的旋转同步器。
8.根据权利要求7所述的图像显示装置，其中，该旋转同步器包括两个单独的同步齿轮，其中，所述同步齿轮的每一个与另一个同步齿轮及连接到一轴的所述旋转齿轮中的一个啮合。
9.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，该弯曲机构进一步包括超过由该两个平面支撑构件的未固定区域绕着其各自的轴旋转所扫过的体积的空容积。
10.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，所述平面支撑构件基本上是矩形的。
11.根据权利要求10所述的图像显示装置，其中，“l”是所述轴之间的距离，“R”是用于操作该柔性电光显示器的可弯曲部分的最小曲率半径临界值，并且“l”与“R”的关系为l>2*R。
12.根据权利要求10所述的图像显示装置，其中，“l”是所述轴之间的距离，“a”是从轴到固定区域的最近边缘的距离，“R”是用于操作该柔性电光显示器的最小曲率半径临界值，并且“l”、“a”及“R”的关系为2a+l>π*R。
13.根据权利要求12所述的图像显示装置，其中，2*a>l。
14.根据权利要求1所述的图像显示装置，其进一步包括辅助支撑结构，该辅助支撑结构构造成防止该可弯曲区域的向后弯曲。
15.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，该柔性电光显示器包括包含像素阵列的柔性背板。
16.根据权利要求15的图像显示装置，其中，该柔性背板在整个该背板上每2.5cm的线性距离包含至少100个像素。
17.根据权利要求1所述的图像显示装置，其进一步包括数字化层，该数字化层允许追踪触控笔的位置且在该装置上实现“书写”。
18.根据权利要求1所述的图像显示装置，其进一步包括触控传感器，该触控传感器构造成检测触摸该显示装置的对象的存在。
19.根据权利要求18所述的图像显示装置，其中，该触控传感器构造成根据该两个平面部分相对于彼此的角位移使触摸与在该图像显示装置上的不同位置相关联。
20.根据权利要求18所述的图像显示装置，其中，该触控传感器包括两个单独的检测器，并且每个单独的检测器感测不同波长的光。
21.一种图像显示装置，其包括：
柔性电光显示器，其包含两个平面部分及可弯曲部分，该可弯曲部分是柔性的且能够显示图像；
第一平面支撑构件，其包括固定区域及未固定区域，其中，该固定区域连接到且支撑该柔性电光显示器的第一平面部分，并且其中，该未固定区域未连接到该柔性电光显示器；
第二平面支撑构件，其支撑且未固定到该柔性电光显示器的第二平面部分；以及弯曲机构，其包括两个单独的旋转轴，该两个旋转轴平行于由该柔性电光显示器所限定的中心线，其中，该两个轴中的每一个设置成与该中心线分开有预定距离，并且其中，每一个所述轴限定平面支撑构件的枢轴，
其中，每个枢轴邻近该平面支撑构件的固定区域与未固定区域之间的边界。

说明书全文

包含数字化及触控感测的可折叠电光显示器

[0001] 通过引用任何优先权申请来并入

[0002] 本申请要求2017年5月19日所申请的美国临时申请第62/508,502号及2018年1月7日所申请的美国临时申请第62/614,487号的优先权。将所述优先权申请以及在此所列出的其他专利及申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

[0003] 本发明涉及反射式电光显示装置及用于这样的显示器的材料。更具体地，本发明涉及可以以像书本的方式折叠的柔性电光显示器。在一些实施例中，可折叠装置感测触摸。在一些实施例中，可折叠装置可以追踪用于在装置上书写的触控笔的位置。

背景技术

[0004] 本发明涉及用于电光显示器的背板及用于这样的背板的形成的方法。本发明的背板尤其但不排他地意欲与以粒子为基础的电泳显示器一起使用，其中，一种或更多类型的带电粒子悬浮在液体中且在电场的影响下在液体中移动，以改变显示器的呈现。

[0005] 在一些情况下，柔性显示器可以折叠，以便可携带和/或方便存放。如果显示器简单地以像书本的方式折叠，则其可能以比设计成用于防止显示器破损的最小曲率半径还小的曲率半径来折叠。为了防止这样的问题，已经对显示器的弯曲部分实施各种机构，例如，铰链和/或其他结构。例如，Polymer Vision已公开一种产品ReadiusTM，其使用一个或更多机械铰链机构来促进柔性显示器的折叠。

[0006] 在另一实例中，日本专利早期公开第2014-161009号公开一种柔性移动终端装置，其构造成以各种角度来弯曲。提出终端装置包括折叠部分，其用于将装置弯曲到终端装置主体的前表面或后上方位置。安装在终端装置主体的上部的柔性显示器可以根据折叠部分的弯曲方向弯曲到前表面或后表面。装置进一步包括滑动部分，用于使柔性显示器的一端在折叠部分弯曲期间通过折叠部分与柔性显示器的延伸率的差异所产生的压缩/张力程度之间的差异而滑动。

[0007] 上述两个实例都导致厚且重的产品。Polymer Vision的ReadiusTM采用结构复杂且形状庞大的机械铰链机构。日本专利早期公开第2014-161009号的装置具有波纹管形状以及滑动部分需要人工来调整，并且装置也是复杂且庞大的。

[0008] 现有技术的书本式柔性电光显示器的另一个限制是，在重复的打开及闭合之后，所述柔性电光显示器的一部分可能不会呈现平坦的位置。特别地，折叠区域可能变得“有皱纹的”，使得其很难以在弯曲的部分上读取。在允许柔性显示器“浮动”使得其可以相对于框架移动的其他装置中，显示器可能不是完全平坦的，或者更糟糕的是，它可能在使用者正在阅读时移动。本发明解决了许多的这些问题且提供一种柔性、薄且重量轻的可折叠电光显示器，并且可以以像书本的方式来折叠。

发明内容

[0009] 本发明提供一种具有柔性电光显示器的图像显示装置。该柔性电光显示器可以包括可弯曲部分，该可弯曲部分是柔性的且构造成显示图像，然而，该柔性电光显示器的部分可能不是可弯曲的。具体地，本申请的图像显示装置包括一种图像显示装置，该图像显示装置包括柔性电光显示器，该柔性电光显示器包括两个平面部分及可弯曲部分。该可弯曲部分是柔性的且能够显示图像。每个平面支撑构件包括固定区域及未固定区域。该固定区域连接到且支撑该柔性电光显示器的平面部分中的一个，而该未固定区域未连接到该柔性电光显示器。该图像显示装置包括弯曲机构，其包括两个单独的旋转轴，该两个旋转轴平行于由该柔性电光显示器所限定的中心线。该两个轴中的每一个设置成与该中心线分开有预定距离，并且所述轴中的每一个限定所述平面支撑构件中的一个的枢轴。每一个枢轴邻近该平面支撑构件的固定区域与未固定区域之间的边界。所公开的设计保护该柔性电光显示器不会过度弯曲(具有小的曲率半径)，因而防止破损。因为该柔性电光显示器的大部分固定在一平面支撑构件上，所以整个显示器在打开状态中呈现高平坦度，并且也稳定地保持了打开状态。

[0010] 在一些实施例中，该柔性电光显示器包括电泳介质，该电泳介质可以可选地是胶囊化的或者被分配在多个微单元中。

[0011] 在一些实施例中，该柔性电光显示器在该固定区域中例如用粘结剂粘合到该平面支撑构件。在一些实施例中，两个单独的的旋转轴中的一个在近端处包括旋转齿轮，并且该弯曲机构进一步包括用于使所述旋转齿轮同步旋转的旋转同步器。该旋转同步器可以包括两个同步齿轮，其中，每一个所述同步齿轮与另一同步齿轮及所述旋转齿轮中的一个啮合。在一些实施例中，该弯曲机构包括空容积，该空容积超过由该两个平面支撑构件的未固定区域绕着其各自的轴旋转所扫过的体积。

[0012] 在一些实施例中，所述平面支撑构件是基本矩形的。如果长度“l”被定义为所述轴之间的距离，而“R”是用于操作该柔性电光显示器的最小曲率半径，则“l”与“R”的关系为l>2*R。如果距离“a”被定义为从轴到固定区域的最近边缘的距离，而“R”是用于操作该柔性电光显示器的最小曲率半径，则“a”与“R”的关系为a>π*R。当然，l与a可能更大，通常是2a>l。

[0013] 在一些实施例中，该柔性电光显示器包括包含像素阵列的柔性背板。某些柔性背板在整个背板上每2.5cm的线性距离将包含至少100个像素。所述柔性背板可以包括由掺杂聚合物所构成的薄膜晶体管。所述柔性背板可以包括由导电聚合物或包含导电材料(例如，金属、纳米颗粒、纳米线、纳米管、石墨或石墨烯)的聚合物所制成的柔性迹线。

[0014] 在一些实施例中，该柔性电光显示器的一部分被构造成倚靠支撑构件或数字化层自由地滑动，由此有助于该装置的平滑闭合及防止在重复折叠动作之后该柔性显示器的起皱。

[0015] 在一些实施例中，该可折叠显示装置包括数字化层，该数字化层允许追踪触控笔的位置，并且在该装置上实现“书写”。在一些实施例中，该可折叠显示装置包括触控传感器，该触控传感器可用以检测例如使用者的手指的存在。当折叠该装置时，可以通过在该装置闭合时使该触控传感器的位置同步或者通过使用感测不同波长的光的不同触控传感器来提供触控感测。附图说明

[0016] 图1是适用于本发明的电泳介质的一般描述；

[0017] 图2是适用于本发明的柔性薄膜晶体管(TFT)阵列的一般描述；

[0018] 图3A显示处于打开状态的本发明的一实施例；

[0019] 图3B显示处于闭合状态的本发明的一实施例；

[0020] 图4A是包括有同步齿轮以及连接到平面支撑构件绕其旋转的轴的旋转齿轮的旋转同步器的详细视图；

[0021] 图4B是由端盖覆盖的旋转同步器的详细视图；

[0022] 图5A是显示弯曲机构的更多细节的图像显示装置的一实施例的端视图；

[0023] 图5B是图像显示装置的一实施例的俯视图，其显示两个轴之间的位移“l”以及柔性电泳显示器未连接到平面支撑构件的未固定区域；

[0024] 图5C显示从图像显示装置移除的柔性电光显示器；

[0025] 图5D显示处于打开或平坦状态的交错的平面支撑构件；

[0026] 图6A是显示平面支撑构件处于全开状态的图像显示装置的一实施例的端视图；

[0027] 图6B是显示平面支撑构件处于半开状态的图像显示装置的一实施例的端视图；

[0028] 图6C是显示平面支撑构件处于几乎闭合(“折叠”)状态的图像显示装置的一实施例的端视图；

[0029] 图6D是显示平面支撑构件处于完全闭合(“折叠”)状态的图像显示装置的一实施例的端视图；

[0030] 图7是本发明的一实施例的剖面图，其显示该装置的不同层以及柔性显示器的弯曲区域附近的未固定区域；

[0031] 图8A示出柔性显示器的非期望的向后弯曲(伸展)；

[0032] 图8B示出具有辅助支撑以减少向后弯曲的可能性的未固定区域；

[0033] 图9A示出包括延伸的粘合区域的辅助支撑区域；

[0034] 图9B示出辅助支撑区域，该辅助支撑区域为核心板的形状延伸；

[0035] 图10A示出柔性显示器的非期望的向后弯曲(伸展)；

[0036] 图10B示出当一些向后弯曲(伸展)例如因厚度限制而不可避免时使用的延伸的低斜率；

[0037] 图11A示出用于本发明的装置的可替代的粘合层；

[0038] 图11B示出用于本发明的装置的可替代的粘合层；

[0039] 图12示出可折叠的可写的显示器；

[0040] 图13是可折叠的可写的显示器的分解图；

[0041] 图14是可折叠的可写显示器的剖面图，可折叠的可写显示器包含柔性显示层，该柔性显示层未固定到其下面的数字化层；

[0042] 图15A是剖视图，其显示可折叠的可写显示器的层；

[0043] 图15B是图15A的转角部的分解图，其显示柔性显示层及侧条结构的细节，侧条结构保持柔性显示层紧靠着数字化层，同时当装置在打开与闭合状态之间移动时，允许它们相对于彼此移动；

[0044] 图16详细说明了同步齿轮，其协调支撑数字化层及柔性显示层的核心板的平滑打开及闭合；

[0045] 图17显示可折叠的可写的显示器的层的剖面，其包括用于协助折叠的加压机构；

[0046] 图18是可折叠的可写的显示器的端视图，其包括加压机构；

[0047] 图19是包括触控感测的可折叠、可写的显示器的分解图；

[0048] 图20是包括触控感测的可折叠、可写的显示器的剖面，其显示触控传感器单元的一体化；

[0049] 图21示出使用红外光来感测触摸位置的触控传感器的操作；

[0050] 图22A显示使用平行光源的触控感测的范围；

[0051] 图22B显示使用具有发射角θ的光源的触控感测的范围；

[0052] 图23示出具有随着装置的折叠而旋转的触控传感器单元的可折叠显示器中的折叠过程。当折叠装置时，触控传感器向上旋转，以增加柔性显示层的覆盖范围；

[0053] 图24示出用于感测在可折叠显示装置的单独的部分上的触摸的可替代的设计。

具体实施方式

[0054] 如上所述，本发明提供一种柔性的且可以以像书本的方式折叠的电光显示器。显示装置可以包括柔性显示器及用于在闭合状态下容许柔性显示器的弯曲机构。由于弯曲机构的先进设计，柔性电光显示器的部分可以连接到平面支撑构件的区域，使得当显示器处于打开状态时，显示器平整且光滑地展开。

[0055] 本发明可以与各种电光材料一起使用，例如，液晶显示器、发光显示器(包括OLEDS)及胆固醇型液晶显示器。本发明非常适合用于E Ink公司(马萨诸塞州比尔里卡)所开发且在下面列出的专利及专利公开案中所述的类型的电泳介质。胶囊型电泳介质包括许多的小胶囊，每一个胶囊本身包括在流体介质中含有电泳移动粒子的内相及包围内相的胶囊壁。通常，胶囊本身保持在高分子粘结剂内，以形成位于两个电极之间的粘合层(coherent layer)。在微单元电泳显示器中，带电粒子及流体没有封装在微胶囊内，而是保持在载体介质(通常为聚合膜)中形成的多个空腔内。这些专利及申请中所描述的技术包括：(a)电泳粒子、流体及流体添加剂；参见例如美国专利第7,002,728及7,679,814号；(b)胶囊、粘结剂及封装过程；参见例如美国专利第6,922,276及7,411,719号；(c)微单元结构、壁材及形成微单元的方法；参见例如美国专利第7,072,095及9,279,906号；(d)填充及密封微单元的方法；参见例如美国专利第7,144,942及7,715,088号；(e)包含电光材料的薄膜及次组件；参见例如美国专利第6,982,178及7,839,564号；(f)背板、粘合层及显示器中使用的其他辅助层及方法；参见例如美国专利第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号；以及9,310,661号；以及美国专利申请公开第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号；以及国际申请公开第WO 00/38000号；欧洲专利第1,099,207B1及1,
145,072B1号；(g)颜色形成及颜色调整；参见例如美国专利第7,075,502及7,839,564号；以及(h)用于驱动显示器的方法；参见例如美国专利第7,012,600及7,453,445号。将在此所列出的所有专利及专利申请其全部内容通过引用并入本文。许多上述专利及申请认识到在胶囊型电泳介质中包围离散微胶囊的壁可以由连续相来取代，从而产生所谓的聚合物分散型电泳显示器，其中，电泳介质包含多个离散小液滴的电泳流体及聚合材料的连续相，并且即使没有离散的胶囊膜与每一个单独的小液滴相关联，在这样的聚合物分散型电泳显示器内的离散小液滴的电泳流体也可以被视为是胶囊或微胶囊；参见例如前述的美国专利第6,
866,760号。于是，基于本申请的目的，这样的聚合物分散型电泳介质被视为是胶囊型电泳介质的亚种。

[0056] 胶囊型电泳显示器通常不会受到常规电泳装置的群聚及沉降失败模式的困扰，并且提供额外的优点，例如，在各式各种柔性及刚性基板上印刷或涂布显示器的能力。(字词“印刷”的使用意欲包括所有形式的印刷及涂布，其包括但不局限于：预计量式涂布(pre-metered coatings)(例如：方块挤压式涂布(patch die coating)、狭缝型或挤压型涂布(slot or extrusion coating)、斜板式或级联式涂布(slide or cascade coating)及淋幕式涂布(curtain coating))；滚筒式涂布(roll coating)(例如：辊衬刮刀涂布(knife over roll coating及正反滚筒式涂布(forward and reverse roll coating))；凹版涂布(gravure coating)；浸涂布(dip coating)；喷洒式涂布(spray coating)；弯月形涂布(meniscus coating)；旋转涂布(spin coating)；手刷涂布(brush coating)；气刀涂布(air-knife coating)；丝网印刷工艺(silk screen printing processes)；静电印刷工艺(electrostatic printing processes)；热印刷工艺(thermal printing processes)；喷墨印刷工艺(ink jet printing processes)；电泳沉积(electrophoretic deposition)(参见美国专利第7,339,715号)；以及其它相似技术)。因此，结果的显示器可以是柔韧的。再者，因为可(使用各种方法)印刷显示介质，所以可便宜地制造显示器本身。

[0057] 虽然本发明主要是针对上述类型的电泳介质及所列专利及专利申请，但是本发明中也可以使用其他类型的电光材料。替代的电光介质本质上通常是反射性的，也即，它们依赖于环境光来照明而取代如发射式LCD显示器中所见的背光源。替代的电光介质包括像例如在美国专利第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号中所述的旋转双色构件型介质(rotating bichromal member type media)。这样的显示器使用具有两个或更多部分有不同光学特性的大量小型物体(通常为球形或圆柱形)及一个内部的偶极子。这些物体悬浮于基体内的填充有液体的液泡中，液泡充满了液体，使得物体可以自由旋转。通过施加电场来随之改变该显示器的呈现，从而使物体旋转到各种位置，并改变物体的哪个部分可通过观看面被看到。这类型的电光介质通常是双稳态的。

[0058] 另一种替代电光显示介质是电致变色的，例如，呈纳米变色薄膜形式的电致变色介质，其包括一个至少部分由半导体金属氧化物所形成的电极以及多个附着于电极上的能够可逆变色的染料分子；参见例如O'Regan,B等人,Nature 1991,353,737；以及Wood,D.,Information Display,18(3),24(2002年3月)。也参见Bach,U等人,Adv.Mater.,2002,14(11),845。这类型的纳米变色薄膜也被描述于例如美国专利第6,301,038；6,870,657；及6,950,220中。这类型的介质通常也是双稳态的。

[0059] 另一类型的电光显示器是由Philips所发展出来的电润湿显示器(electro-wetting display)且被描述于Hayes,R.A等人,“Video-Speed Electronic Paper Based on Electrowetting”,Nature,425,383-385(2003)中。美国专利第7,420,549号显示这样的电润湿显示器可制成双稳态的。

[0060] 在图1中显示示例性电泳显示器(EPID)。显示器100通常包括电泳材料层130及布置在电泳材料130的相对侧上的至少两个其他层110及120，这两个层中的至少一层是电极层，例如，如图1中的110层所示。前电极110可以代表显示器100的观看侧，在这种情况下，前电极110可以是像铟锡氧化物(ITO)的透明导体(其在某些情况下可以沉积在像聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)的透明基板上)。在本发明的柔性显示器中，其他柔性导电材料(例如，导电聚合物或具有导电添加剂的聚合物)可用于前电极。如图1所示出，这样的EPID也包括背板150，其包括多个驱动电极153及基板层157。电泳材料层130可以包括微胶囊133，其包含有电泳颜料粒子135及137以及溶剂，微胶囊133分散在高分子粘结剂139中。但是，可以理解的是，电泳介质(粒子135及137以及溶剂)可以封装在微单元(微杯)中或分布在周围没有微胶囊的聚合物中(例如，上述PDEPID设计)。通常，颜料粒子137及135被在前电极110与像素电极153之间产生的电场控制(位移)。在许多常规EPID中，电驱动波形通过连接到薄膜晶体管(TFT)的导电迹线(未显示)传送到像素电极153，薄膜晶体管允许以行列寻址方法来寻址像素电极。在一些实施例中，前电极110仅接地，并且通过对可分别地寻址的像素电极153提供正电位及负电位来驱动图像。在其他实施例中，也可以将电位施加到前电极110，用以在前电极与像素电极153之间可以提供的电场中提供更大的变化。

[0061] 在许多的实施例中，如图2所示，薄膜晶体管阵列形成用于图像驱动的有源矩阵。例如，每一个像素电极(图1中的153)连接到薄膜晶体管210，薄膜晶体管210图案化成阵列且连接到细长行电极220及细长列电极230，其与行电极220成直角延伸。在一些实施例中，像素包括由金属氧化物制成的晶体管。在一些实施例中，像素包括由掺杂聚合物形成的晶体管。在一些实施例中，一电极层具有单个连续电极的形式，而另一电极层图案化成像素电极的矩阵，每一个像素电极限定显示器的一个像素。如图2所示，数据驱动器250连接到列电极230且向将要被寻址的列中的所有薄膜晶体管提供电源电压。扫描驱动器240连接到行电极220，以提供将沿着该行的每个薄膜晶体管的栅极打开(或关闭)的偏置电压。栅极扫描速率通常约为60-100Hz。使栅极-源极电压为正可使得源极电压短路到漏极。使栅极相对于源极为负可导致漏极源极电流下降以及漏极有效地浮接。因为扫描驱动器以连续方式起作用，所以在顶部与底部行电极之间的更新时间中通常存在一些可测量的延迟。可以理解的是，“行”及“列”电极的分配有些是任意的，并且薄膜晶体管阵列可以在行与列电极互换的情况下制造。在一些实施例中，TFT阵列基本是柔性的，然而，单独组件比如单独的像素晶体管或驱动电路可能不是柔性的。用于向单独像素供应电压的柔性迹线可以由柔性材料形成，例如，导电聚合物或掺杂有导电材料(例如，金属颗粒、纳米颗粒、纳米线、纳米管、石墨及石墨烯)的聚合物。

[0062] 虽然EPID介质被描述为“黑色/白色”，但是它们通常被驱动为黑色与白色之间的多个不同状态，以实现各种色调或“灰阶”。此外，通过驱动像素通过从初始灰阶到最终灰阶(其可能与初始灰阶不同,也可能相同)的过渡，可以在第一与第二灰阶状态(其包括白色及黑色的端点)之间驱动给定像素。术语“波形”将用于表示用以实现从一特定初始灰阶到一特定最终灰阶的过渡的整个电压相对于时间的曲线。通常，这样的波形将包括多个波形成分；其中，这些成分实质上是矩形的(也即，一个给定的成分包括在一段时间内施加固定的电压)；这些成分可以称为“脉冲”或“驱动脉冲”。术语“驱动方案”表示足以实现特定显示器的灰阶之间的所有可能过渡的一组波形。显示器可以使用超过一种驱动方案；例如，上述美国专利第7,012,600号教导了驱动方案可能需要根据像显示器的温度或在其使用寿命期间它已经运转的时间等参数来进行修改，并且因此显示器可以具有用于不同温度等的多个不同的驱动方案。在这种方式中所使用的一组驱动方案可以称为“一组相关驱动方案”。也可以在同一个显示器的不同区域中同时使用超过一种驱动方案，并且在这种方式中使用的一组驱动方案可以称为“一组同时驱动方案”。

[0063] 三层电泳显示器的制造通常涉及至少一个层压操作。例如，在上述一些专利及申请中，描述一种用于制造胶囊型电泳显示器的工艺，其中，将包含在粘结剂中的胶囊的胶囊型电泳介质涂布在包含铟锡氧化物(ITO)的柔性基板或塑料膜上的类似导电涂层(其充当最终显示器的一个电极)上，胶囊/粘结剂涂层被干燥，以形成牢固地粘附到基板的电泳介质的粘合层。单独地，制备背板(参见图1)，其包含像素电极阵列及使像素电极连接到驱动电路(参见图2)的导体的适当配置。为了形成最终显示器，使用层压粘结剂将其上面具有胶囊/粘合层的基板层压到背板上。在期望具有额外层，例如，数字化感测层(Wacom Technologies,俄勒冈州波特兰市)的实施例中，可以将那些层插入电极层与基板之间，或者可以将额外的基板添加到电极层与额外层之间。在一优选实施例中，背板本身是柔性的且通过在塑料膜或其他柔性基板上印刷像素电极及导体来制备。通过这种工艺大量生产显示器的层压技术是使用层压粘结剂的滚筒层压(roll lamination)。

[0064] 在层压工艺期间，使用一种以上的层压粘结剂来对组件堆叠提供机械连续性，并且也确保所述层相对于彼此是相对平坦的。在一些情况下，可以使用工业用层压粘结剂(lamad)，但是层压粘结剂的制造商(当然)奉献相当大的努力来确保像粘合强度及层压温度的特性，而同时忽略层压粘结剂的电性。于是，电泳显示器的制造商通常修改工业用粘结剂，以达到所需的体积电阻率。用于修改工业用粘结剂的电性的方法被描述于前述的一些专利中。这些方法通常涉及添加带电共聚物、带电部分或导电粒子。

[0065] 图3A及图3B是示出作为本申请的图像显示装置的实例的电子书的视图。如图所示出，虽然折叠部分相对较厚，但是电子书具有与一般书籍基本相同的厚度且其使用可以具有携带一本薄书的感觉，并且通过将其以在例如第3B图所示出的折叠状态而保持在手中，电子书可以像一般书籍一样稳定地来携带。此外，如果它是完全打开的，其具有如图3A所示出的基本平坦的形状，但通过本申请的发明，因为柔性显示器不会弯曲/折断，并且即使闭合电子书，在打开状态下也可以保持柔性显示器的平坦度，并且整个屏幕可以在没有变形的情况下使用。

[0066] 图4A及4B是示出本申请的图像显示装置的实例的铰链部分的视图。如图4A所示，旋转齿轮22设置在旋转轴23的近端，并且图像显示装置可以通过使轴23啮合到同步齿轮24来以同步的方式打开及闭合。通常，旋转轴23的两个旋转齿轮22分别通过两个同步齿轮24来啮合，并且两个同步齿轮彼此啮合。通过这种设计，两个平面支撑构件中的每一个的运动是协调一致的，以确保柔性的电光显示器以平滑且同步的方式来移动。于是，因为电子书的封面及封底以相同的角度打开及闭合，所以用一只手打开及闭合电子书是平常的。虽然在图4A中仅显示一个边缘侧，但是齿轮设置在轴的两侧。此外，如图4B所示，铰链部分通常在使用时被盖子21覆盖，以防止可能会阻碍齿轮的功能的污垢进入并且防止齿轮夹住使用者的手。应该注意的是，图4A及4B所示的旋转齿轮及同步齿轮是示例性的。齿轮可以是完整圆形或它们可以是部分圆形。也可以使用其它提供类似功能的形状。

[0067] 柔性显示器弯曲结构

[0068] 同步弯曲过程的细节参照图5A-6D被更详细描述。图5A示出包括铰链部分的图像显示装置的端视图。图5B示出图像显示装置的俯视图，其显示旋转轴偏置于柔性电光显示器的中心线的两侧。图6A至6D表示当图像显示装置从打开状态弯曲到折叠状态时铰链部分的端视图的变化。

[0069] 总体上，图像显示装置包括两个平面支撑构件33及36，它们部分地固定到柔性电光显示器31。在一些实施例中，电光显示器31通过粘合层固定到平面支撑构件33及36。在这样的实施例中，平面支撑构件33及36是矩形，并且旋转轴23距矩形的边缘38有一段预定距离且平行于中心线39。当然，只要平面支撑构件可以支撑柔性显示器，平面支撑构件不限于矩形。当每一个平面支撑构件沿轴23旋转最多90°的行程时，旋转轴23与平面支撑构件的边缘38相距一定的距离，而轴23与边缘38之间的区域被称为未固定区域，其由边界37限定。如图5B所示，平面支撑构件33及36各自在轴23上旋转。为了给予最终图像显示装置更完美的外观，平面支撑构件33和36覆盖有覆盖物34及35，覆盖物34及35可以是任何合适的材料，例如，塑料、布或皮革。

[0070] 如先前所述，存在限制柔性电光显示器的安全弯曲半径的最小曲率半径“R”。(R的位置明确显示于图6D中。)如图5A所示，此最小曲率半径可以与轴23之间的距离(此处为“l”)及轴23与边界37之间的距离(此处为“a”)相关，其中边界37是在平面支撑构件上的固定区域与未固定区域之间。当然，如果柔性电光显示器弯曲超过最小曲率半径，则断裂是可被预料到的。如果柔性电光显示器的偏转部分很小，并且处于平坦状态的柔性显示器是基本水平的，则柔性电光显示器的未固定区域可以被视为具有从一个固定区域与未固定区域的边界到另一个(固定区域与未固定区域的边界)的长度的半圆。参见图6D。于是，在此最小结构中，允许柔性电光显示器的弯曲部分适合于轴之间的轴之间的距离必须至少是最小半径的两倍，因此l>2*R。当然，实际上，“l”应该宽一点，以考虑轴的厚度以及柔性电光显示器的厚度。因此，在一些实施例中，优选的是具有l>2.5*R或l>3*R。

[0071] 在图5B中，未固定区域的范围更容易看见，图5B显示打开的可折叠装置的俯视图。距离“l”，也即轴之间的距离，平面支撑构件上的固定区域与未固定区域之间的较大间隙也同样可以在图5B中看到。图5B所示的区域15对应于在一些实施例中柔性显示层固定到支撑构件(或数字化层)的区域。在其他实施例中，整个柔性显示层固定到支撑构件或数字化层。
在其他实施例中，柔性显示层的一侧固定到支撑构件或数字化层，而另一侧被允许在支撑构件或数字化层上自由移动，但是通过侧条结构来保持其平坦(参见下文)。

[0072] 至于固定区域与未固定区域之间的边界之间的距离，必须考虑围绕由弯曲区域形成的弧形的圆周距离。关于图6D，很容易看出沿着柔性电光显示器的距离必须是圆周的一半或π*R。假设边界37均与中心线39等距，则每一个“a”必须是至少1/2*(π*R-2*R)或a>0.6*R。实际上，已经发现a>π/2*R是优选的，并且在许多实施例中，具有a>π*R是有利的。

[0073] 为了考虑平面支撑构件的未固定区域从轴朝向中心线的移动，脊柱32被包括进来，其具有超过由两个平面支撑构件的未固定区域绕着其各自的轴旋转所扫过的体积的空容积。此外，脊柱32可以构造成在处于闭合状态时为平面支撑构件提供额外的支撑。另外，额外的支撑部分的长度仅需要是旋转轴之间的距离的一半或更多，但这不是限制性的，并且两个平面支撑构件可以具有不同的长度。在这种情况下，仅需要额外的支撑部分的总长度不小于旋转轴之间的距离。另外，如在平面支撑构件中一样，处于打开状态时，它们可以构造成以交错的方式在两个轴之间的区域中交替地连接，如图5D所示。

[0074] 通常，柔性显示器优选地整体均匀地粘附到平面支撑构件。这就是为什么柔性显示器的触感或可见性会根据其上是否存在粘合层而改变的原因，因为它像纸一样薄。虽然可以例如通过对柔性显示器的表面进行消光来改善可见性，但是如果用手指等触摸柔性显示器，则使用者易于感觉到粘合层的边界分层。因此，柔性显示器的固定部分优选地均匀地粘附到平面支撑构件。

[0075] 图6A至6D示出柔性电光显示器的未固定的弯曲部分41-44在打开状态与闭合状态之间操纵图像显示装置时如何变化。图6A所示的未固定部分41在任何基本完全打开状态下是平坦的，然而在一些实施例中，平面支撑构件33及36之间的角度约为175°。如图6B所示，当平面支撑构件旋转直到平面支撑构件之间的角度为120°时，该柔性显示器的未固定部分42开始与平面支撑构件的未固定区域分离，因而形成具有大曲率的弧形。在图6C中，固定区域与未固定区域之间的边界37之间的直线距离进一步缩短。最后，在图6D中，边界37之间的直线距离最终大概等于旋转轴之间的距离。如上所述，在折叠状态下，轴与未固定界线之间的两倍长度是过剩的并且柔性显示器在旋转轴之间偏转。

[0076] 图7示出本发明的可折叠显示器的一实施例。如图7所示，柔性显示器73被配置在前保护板71与后保护板72之间。柔性显示器组件也通过粘合层75固定到核心板76，但没有固定在柔性显示器的中心附近的未固定区域74(也即，在折叠状态下具有最锐利半径的部分)中。粘合层75可以由粘合片、膜、带或光学透明粘结剂(OCA)形成。粘合层75可具有0.05-0.4mm之间的厚度。

[0077] 可折叠显示器的弯曲半径的分解图显示于图8A及8B中。图8A及8B具有近似相同的未固定区域，然而图8A没有提供辅助支撑结构88来支配弯曲区域83处于折叠状态时的形状。相反地，图8B示出弯曲区域83的形状由辅助支撑结构88来支配的实施例。如图8A所示出，因为在未固定区域中的核心板上没有辅助支撑结构，所以柔性显示器在固定层与未固定区域之间的边界87附近具有轻微陡峭的斜率，这可能导致柔性显示器73的向后弯曲，实质上是超过“正常”平坦操作的伸展，进而可能导致柔性显示器73的故障。在柔性胶囊型电泳显示器的情况下，此向后弯曲可能导致胶囊的大量流失，其会停止切换或损坏柔性薄膜晶体管(TFTs)或驱动线。再者，在弯曲区域83的重复弯曲(及伸展)之后，弯曲区域在处于平坦状态时易于产生皱折，这降低阅读的体验。

[0078] 于是，可以简单地是胶带的较厚部分的辅助支撑结构88配置在未固定区域中，如图8B所示出的。因为未固定区域的台阶以所述膜或带来填充，所以固定层与未固定区域之间的边界附近的轻微陡峭的斜率变得缓和，并且可以通过整个弯曲区域83获得适当的偏转。在其他实施例中，辅助支撑结构88以核心板76的轮廓成型(contoured molding)来形成，其中，粘合层75在柔性显示器73与核心板76之间的界面上是基本上平坦的。

[0079] 在一些实施例中，例如，如图9A所示，辅助支撑结构88由粘合层75来提供。当粘合层75的厚度为0.2mm或更小时，这通常是优选的。如果粘合层75大于0.2mm，则如图9B所示，辅助支撑结构88在未固定区域中通常采用带轮廓的或延展的核心板76的形式。当然，辅助支撑结构88的形式不是仅由粘合层75的宽度来规定，而是可以在适当的范围内选择，只要避免陡峭的斜率(向后弯曲；参见图8A)即可。再者，根据需求，可以使用其他材料作为辅助支撑结构88。

[0080] 虽然例如图8B所示，优选实施例没有向后弯曲，但是最终装置的尺寸及形状可能在柔性显示器73中需要一些向后弯曲，以在装置闭合时实现所需的装置厚度。在将额外的层(例如，数字化层(参见下文))添加到装置时，这可能尤其正确。在需要少量的向后弯曲的情况下，在图10A与图10B的相较下，最好将向后弯曲散布在柔性显示器73的较长直线距离上。如基本相同于图8A的图10A所示，在向后弯曲过度的情况下，柔性显示器75可能由于胶囊或柔性电子装置故障而失效。

[0081] 图10B示出在柔性显示器73中装置的设计需要一定量的向后弯曲时可以克服这种风险的设计。如图10所示，通过增加未固定区域74的宽度来实现逐渐向后弯曲111，以便减少在粘合层75与未固定区域74之间的边界处的向后弯曲的斜率。

[0082] 图10A与图10B之间的向内弯曲半径的对比更详细地显示于图11A与图11B中。在图11A中，剖面图中的未固定区域74的未固定长度115较短，导致弯曲区域83的倾斜角113小于临界角，从而随着弯曲区域83的重复弯曲而增加故障的风险。然而，在图11B中，未固定长度
112增加了，导致弯曲区域83的倾斜角114大于临界角。结果，尽管反复弯曲，柔性显示器仍保持功能。

[0083] 实例

[0084] 图11B中的逐渐向后弯曲设计的益处已得到说明。制备柔性胶囊型电泳显示器(E Ink Corporation)，其包括柔性有源矩阵背板(Plastic Logic)。对于这一测试，未固定区域74为15mm宽，而未固定长度112为6mm，并且粘合层的厚度为0.1mm。在从折叠到平坦状态的超过5000次弯曲之后，柔性显示器保持完整功能且没有显示出皱纹。作为对照，制备具有图11A的尺寸的第二柔性显示装置，其具有15mm宽的未固定区域，但具有仅1mm的未固定长度115，并且具有0.1mm的粘合层的厚度。在大约2000次弯曲之后，控制装置开始显示故障的迹象，其包括未切换墨水的区域。在5000次弯曲时，两个装置之间的图像质量的差异是很明显的，不用额外的放大。

[0085] 因此，本发明可以提供一种薄且重量轻并且可以像书一样折叠的图像显示装置。图像显示装置可以包括柔性显示器及设计成适合于柔性显示器的折叠的弯曲机构。在使用中，显示装置可以像一般书籍一样来携带及存放。当打开书时，它是非常平坦的且可以旋转
90度，以允许书像单张A4纸一样来阅读。

[0086] 可写的柔性显示器

[0087] 本申请的发明技术可以应用于商业化，比如作为可以使用柔性EPD而被对折的重量轻且薄的电子书或电子笔记本电脑，但是通过将它使用在不同于上述的智能型手机及平板计算机产品的一定距离处且通过允许它通过蓝牙等与那些产品连接，可以开发利用柔性EPD原生具有的节电特征的作为第二显示器的产品。优选的实施例也可以包括如第7图所示的直接在书中以电子的方式“书写”的能力。如图12所示，触控笔1205可以用于与柔性电光显示器互动。触控笔可以使用电场、电磁场(例如，光)、电容、实体触摸、光学感测或磁场与显示器互动。电光显示器可以包括数字化层，以允许追踪及记录输入，或者触控笔可以与柔性电光显示器直接互动，以改变显示器的状态。

[0088] 许多不同的数字化系统可以用于在此所示的柔性的可写显示器设计。例如，Wacom(Wacom股份有限公司，日本加须市)的电磁共振(EMR)数字化技术，其中由位于柔性显示器后面的通电数字化层来定位触控笔尖端(包括感应线圈)。其他技术，例如，使用主动式触控笔的电容式触控(N-Trig Technologies)或主动式静电感测(Wacom)可以用于本发明。

[0089] 图13是柔性的可写装置1400的分解图，其包括柔性电泳显示(EPD)层1402、接合数字化层(EMR)1403及核心板1405。如图13所示出，柔性的可写装置1400具有大约1cm的厚度，并且具有一本薄书的感觉。当处于折叠状态时，信息终端机可以像一般书籍一样来稳定地携带，而当完全打开时，它具有如图示出的基本平坦的形状。然而，不像一般书籍，内容可以电子的方式来更新，并且当与触控笔(未显示)组合时，用户可以记笔记及标记文件。用户也可以将柔性的可写装置1400当作笔记本或素描板。

[0090] 图14是示出柔性的可写装置1400的一实施例的层的剖面图。通过柔性EPD层1402显示可见内容，EPD层1402包括电泳介质及柔性有源矩阵背板。数字化层1403配置在柔性EPD层1402与核心板1404(或1405)之间，核心板提供结构稳定性且保护柔性EPD层1402及数字化层1403免受物理冲击。数字化层1403构造成检测触控笔的运动，并且可以通过电磁感测、电容感测或光感测来工作。所述叠层额外地包括粘合层，以保持层的结构。

[0091] 如图14所示出，柔性的可写装置1400的部分可以构造成在折叠柔性的可写装置1400时相对于彼此移动。在一实施例中，(显示于图14的左侧，“固定侧”)，柔性EPD层1402通过第一粘合层1408相对于数字化层1403来固定，而数字化层1403通过第二粘合层1409固定到核心板1404。在另一实施例中，(显示于第14图的右侧，“EPD可移动侧”)，柔性EPD层1402构造成相对于数字化层1403移动。通常，柔性EPD层1402不允许完全浮动，而是受结构1406及1407所局限，结构1406及1407为柔性EPD层1402提供用于在装置折叠时横向滑动的轨道(参见下文)。然而，即使当柔性EPD层1402末被固定时，数字化层1403通常通过粘合层1410固定到核心板1404。如上所述，固定及未固定结构均保留靠近折叠轴的未固定区域，以提供受控弯曲。

[0092] 图14所示的柔性的可写装置1400可以包括额外的保护层、封装层或触觉层，以使柔性的可写装置1400更加坚固并且改善使用触控笔的书写体验。

[0093] 在“EPD可移动侧”实施例中，通常提供额外的结构，以在装置处于打开状态时保持良好的平坦度。如图15A及15B所示，侧条结构1406从顶部保持柔性EPD显示器1402，使柔性EPD显示器1402的边缘保持平贴在数字化层1403上，并且最终当装置弯曲时，使核心板1405保持平坦。这可以在图15B的装置的转角部的放大图中清楚看出。结果，因为当柔性的可写装置1400闭合时，柔性EPD显示器1402可以偏转更多，所以当存在数字化层1403时，可以在打开状态中保持柔性显示器的高平坦度，数字化层1403可以比柔性EPD显示器1402厚得多。任选地，另一润滑层1407可以是例如介电质薄片，以有助于柔性EPD层1402与数字化层1403相互滑动。

[0094] 图16是示出柔性的可写装置1600的铰链部分的剖面图，其包括第一侧(图16的左侧)，其中，柔性EPD显示器1402固定到数字化层1403；以及第二侧(图16的右侧)，其中，当柔性的写入装置闭合时，柔性EPD显示器1402可以相对于数字化层140移动。如图16的右侧所示，柔性EPD显示器1402夹在侧条结构1406与数字化层1403及核心板1405之间。因此，柔性的可写装置可以打开及闭合而不会使柔性EPD显示器1402挤压或弯曲。特别是，同步齿轮1614协调轴齿轮1613的旋转，使得核心板1404及1405平滑地打开及闭合。此外，因为核心板
1404及1405均以相同的角度打开及闭合，所以例如可以用一只手使柔性的可写装置在打开与闭合状态之间移动。

[0095] 在一些实施例中，包含加压机构1717可以促进闭合及弯曲，当柔性的可写装置1400闭合时，加压机构1717在弯曲部分(例如，未固定区域)处向柔性EPD显示器1402施加向下的压力。如图17所示出，加压机构1717靠着柔性EPD显示器1402来配置且与同步齿轮及轴齿轮(1614及1613-参见图16)一起移动，以使组合层如图17中的弯曲箭头所示绕着轴1719及1720旋转。在旋转的同时，柔性EPD显示器1402的右侧沿着数字化层1403滑动，以允许柔性EPD显示器在没有挤压的情况下折叠。

[0096] 图18以类似于前述的图4A及4B的透视图显示完整的柔性的可写装置1700的端视图，其包括加压机构1717。可以将加压机构1717整合到脊柱盖21中。(加压机构1717的长度已经缩短，使得可以看到下面的结构。)于是，当柔性的可写装置1700闭合时，柔性EPD显示器1402被加压机构1717从上方自然地向下压。

[0097] 触控感测显示器

[0098] 触控传感器可以被整合到可折叠的可写显示器中，以产生具有触控感测的可折叠的可写装置2000。在大多数情况下，触控传感器不会增加装置的体积，而是使具有触控感测的可折叠的可写装置2000看起来基本类似于图3A及3B所示的可折叠装置。

[0099] 具有触控感测的可折叠的可写装置2000的分解图显示于图19中。装置2000包括感测层2003，其配置在柔性显示层2002下方，用于检测触控笔或其他标记装置的位置。如关于前文图13-16所述，感测层2003及柔性显示层2002均由核心板2004及2005来支撑。此结构更详细显示于图20中，图20显示完整结构的剖面图。再次地，如上面关于图14所论述，柔性显示层2002的一端可以是未固定的，使得当装置从打开(平坦)状态移动到闭合状态时，它能够滑过感测层2003。然而，如图20所示，柔性显示层的未固定部分(也即，图20的右侧)通常不在装置2000的未固定触控感测单元2007的一侧(也即，图20的左侧)。

[0100] 如图21所示，触控感测单元2007朝基本平行于柔性显示层2002的表面的方向发射光线。当操作者在柔性显示层2002的表面上朝期望的方向移动他或她的手指时，触控感测单元2007检测到手指越过发射的光线，然后识别手指的位置。触控感测单元2007在柔性显示层2002的表面上发射光线(例如，红外光)，并且检测从比如手指的待检测物体反射的光线，并且识别待检测物体的位置。如图21所示，发光单元2019朝基本平行于柔性显示层2002的表面的方向通过光导2015发射光线2017。来自待测物体(例如，手指)的反射光被光检测器2016接收，其中反射光是通过光导2015来收集。发光单元2019可以是标准IR发光二极管，其例如可从Luminus(加利福尼亚州的森尼韦尔市)购得。检测器可以是可从Everlight Electronics(德克萨斯州的卡罗尔顿市)购得的IR 光电二极管(或其阵列)。在一些实施例中，发光单元2019、光检测器2016及光导2015被整合到单个系统中，其例如可从Leyard(俄勒冈州的希尔斯伯勒市)购得。

[0101] 在大部分情况下，光线2017基本平行于柔性显示层2002的表面而发射，也即，当装置2000处于完全平坦状态时的优选结构。然而，装置2000并不需要是完全平坦的以使触控感测单元2007有效地操作。如图22A所示，当核心板2004及2005不是完全的平面时，例如，如果它们形成轻微弯曲的角度，例如，174°或更大，触控感测单元可容易地工作。再者，因为光线2017在柔性显示层2002上方的小高度(h)处发射，并且因为发光单元2019的透镜导致以角度(θ)的发射(不是平行的)，所以如图22B所示，对于许多轻微弯曲的角度，简单的发光单元2019可以覆盖柔性显示层2002的表面的整个区域。在一些实施例中，当核心板2004及2005限定小于180°的角度(例如，在180°与145°之间，例如，在180°与150°之间，例如，在
180°与165°之间)时，装置2000具有功能性触控感测。

[0102] 可以计算发射角，低于此发射角，装置将停止让IR在柔性显示层2002的整个平面上进行感测。参见图22B。在打开角度为174°的情况下，H-h约为2×l×θ×(π/180)，而H约为l×6×(π/180)。于是，θ约为3-90×h/(l×π)。为了覆盖柔性显示器的整个区域，由触控感测单元7发射的光线的方向与平行于柔性显示器2的表面的方向之间的角度优选地大于θ。例如，如果h是5mm，而l是100mm，则θ约为1.56。于是，光线方向与平行于表面的方向之间的角度优选地大于1.56°。更优选地，所述角度大于2°。

[0103] 这并不是说触控功能必须受限于核心板2004及2005是基本共平面的。在一些实施例中，如图23所示出，发光单元2019的方向性可以随着装置2000的弯曲角度而改变。这可以由例如角度联动机构2026来完成，角度联动机构2026包括在装置2000打开及闭合时使触控感测单元旋转的同步齿轮。

[0104] 图24所示出的另一实施例包括两个不同的触控感测单元2007A及2007B，每一个单元具有不同类型的光源。此实施例也包括滤波器2501及2502，以确保只有来自期望触控感测单元的光在那个特定触控传感器处被接收。于是，当装置处于部分打开状态时，触控感测单元2007A或2007B将仅检测那一侧上的触摸。当装置完全打开时，两个传感器将在同一空间内操作，然而，通过比较两个触控感测单元的检测位置或简单地取两个测量位置的平均值，可以适应任何双重感测。

[0105] 因为本申请的可携式信息装置仅在主体的一侧包括触控感测单元，所以可以实现重量轻且薄的终端机及扩张型触控面板(spread type touch panel)。因此，可以解决下列问题：触控面板发生弯曲破损，以及当在板之间具有特定角度的情况下使用便携式信息装置时，触控面板会在压力下在弯曲部分处检测错误的触摸。本申请的发明技术产生可折叠的可写触控感应装置，其可以被整合到装置的生态系统(包括WIFI、蓝牙等)中。

[0106] 定义

[0107] 应用于材料或显示器的术语“电光”在此以其在成像技术中的常规含义用以提及具有在至少一个光学特性方面是不同的第一及第二显示状态的材料，其中，通过施加电场到材料，将材料从其第一显示状态改变到其第二显示状态。虽然该光学特性通常是人眼可感知的颜色，但是它可以是其它光学特性，例如，光传输、反射率及发光亮度，或者对打算用于机器读取的显示器来说，在可见范围外的电磁波波长的反射率变化的意义上的伪色。

[0108] 术语“灰色状态”或“灰阶”在此以其成像技术中的常规含义用以提及在像素的两个极端光学状态间的状态，以及并不一定暗示着这两个极端状态之间的黑白过渡。例如，下面提及的数个E Ink专利及公开申请描述电泳显示器，其中，极端状态为白色及深蓝色，使得中间“灰色状态”实际上会是浅蓝色。更确切地，如前述的，光学状态的变化可能根本不是颜色变化。术语“黑色”及“白色”在下面可以用以提及显示器的两个极端光学状态，以及应该理解为通常包括并非严格地是黑色及白色的极端光学状态，例如，前述的白色及深蓝色状态。术语“单色”在此可以用以表示只将像素驱动到不具有中间灰色状态的其两个极端光学状态的驱动方案。

[0109] 一些电光材料在某种意义上是固体的：该材料具有固体外表面，尽管材料可能且经常具有内部液体或气体填充的空间。这样使用固体电光材料的显示器在下文中可以方便地称为“固体电光显示器”。因此，术语“固体电光显示器”包括旋转双色构件显示器、胶囊型电泳显示器、微单元电泳显示器及胶囊型液晶显示器。

[0110] 术语“双稳态”及“双稳性”在此以其在本领域中的常规含义用以提及显示器包括具有至少一种光学特性不同的第一及第二显示状态的显示组件，并且在通过有限持续时间的寻址脉冲驱动任何一给定组件以呈现其第一或第二显示状态后，以及在寻址脉冲终止后，该状态持续至少数倍，例如至少4倍于寻址脉冲改变显示组件状态所需要的最短持续时间。美国专利第7,170,670号显示一些具有灰阶的基于粒子的电泳显示器，不仅在极端黑色及白色状态中，而且在中间灰色状态中是稳定的，以及一些其它类型的电光显示器也同样是如此。这类型的显示器可适当地称为“多稳态”而非双稳态，但是为了方便起见，术语“双稳态”在此可以用以涵盖双稳态及多稳态显示器。

[0111] 本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下可以对上述本发明的具体实施例进行许多的改变及修改。因此，整个前述描述将被解释为示例性的而非限制性的。

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包含数字化及触控感测的可折叠电光显示器

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