一種用於電子墨水顯示器的壓電型電寫筆的製作方法

2023-05-31 06:01:56 1

專利名稱：一種用於電子墨水顯示器的壓電型電寫筆的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於電子墨水顯示器的顯示驅動裝置，特別涉及一種由壓電材料(如壓電陶瓷、有機壓電體)作驅動電源的電寫筆。
目前，基於電子墨水顯示材料的柔性顯示器——電子紙已研製成功。電子紙是在兩層透明有機薄膜中間封裝電子墨水而製成的，因此電子紙具有薄、柔軟、重量輕、便於攜帶和價格低廉等特性；電子紙是反射型顯示器，即被動發光型顯示器，因此電子紙具有高對比度、視角廣和環保等特性；電子墨水具有雙穩態，因此電子紙具有低功耗等特性。電子墨水是由許多微膠囊組成的，微膠囊裡面包含有液態顏料和許多帶電的固態顆粒。沒有電場時，微膠囊顯示出顏料的顏色；在電場作用下，帶電的固態顆粒湧向微膠囊的一邊，從而微膠囊顯示出顆粒的顏色；施加反向電場時，微膠囊又顯示出顏料的顏色，從而達到顯示的目的。
目前的現有技術中，電子紙的顯示驅動方式用得最多的是電路驅動方式，例如美國朗訊公司研製的柔性顯示驅動電路。這些顯示驅動電路成本高，由於存在這樣的缺點，這種驅動方式在實際產品中尚未被廣泛使用。但在許多方面利用電寫筆驅動是非常方便和便宜的，例如美國施樂公司研製的電寫筆。但在這些電寫筆的尾端聯有一根導線，電寫筆的電源是普通的直流電源。因此，用這種類型的筆書寫時很不方便。
本發明的目的是提供一種用於電子墨水顯示器的壓電型電寫筆，它不僅結構簡單、成本低廉，而且符合人們書寫習慣。
本發明的目的是這樣實現的在普通的塑料自動原子筆的內腔裡裝入一塊壓電材料。壓電材料和筆芯裝在筆套裡，壓電材料和筆芯上下接觸連接。筆芯是金屬材料製成的，筆芯通過按鈕開關可以彈出或縮進筆套。書寫時，按一下筆帽，筆芯就彈出來了，然後輕輕用力讓筆尖在顯示器上劃寫，筆芯就給壓電材料一個壓力，從而在壓電材料的兩端產生正負電荷，因此在筆芯的筆尖上就會聚集靜電荷，從而在筆尖附近激發一個靜電場。這個靜電場就可以驅動電子墨水來顯示書寫軌跡。不需要書寫時，再按一下筆帽，筆芯就縮進筆套裡了。
因為只需像平常寫字一樣輕輕用力壓寫顯示器就可以使電子墨水在筆尖的位置上顯示出手寫的軌跡，所以本發明符合人們的書寫習慣。本發明是在普通的塑料自動原子筆改造而成的，僅由塑料自動原子筆(包括筆芯、筆套、按鈕開關及其它零件)和壓電材料組成，所以結構簡單。
下面結合附圖和具體實施方式

對本發明作進一步的詳細說明。


圖1是本發明的縱剖面結構圖。
圖中1.小球 2.彈簧 3.筆芯 4.壓電陶瓷(或有機壓電體)5.轉盤 6.導向塊 7.推桿 8.筆套 9.筆帽圖1所描述的電寫筆是在普通的塑料自動原子筆的基礎上改造而成的。電寫筆包括一根普通的塑料自動原子筆(一根彈簧(2)、一根筆芯(3)、一個轉盤(5)、一根推桿(7)、一根筆套(8)和一個筆帽(9))和一塊壓電陶瓷(4)。壓電陶瓷(4)和筆芯(3)裝在筆套(8)的內腔裡。壓電陶瓷(4)的下端與筆芯(3)上下相接觸。
筆套(8)是絕緣的塑料材料。
壓電陶瓷(4)的尺寸為Φ7×15，壓電係數g33≥2.5×10-2Vm/N。
筆芯(3)選用金屬製成的原子筆筆芯，其外徑為3mm，並在尾部適當截去一段。筆芯(3)的筆尖是30度的圓錐體，筆尖的端部鑲嵌有一個小球(1)。小球(1)是金屬材料，小球(1)可以在筆尖裡轉動，小球(1)的直徑為0.05～2mm。小球(1)的大小就決定了筆跡的大小。小球(1)越小，書寫出來的線條就越細。
跟平常使用自動原子筆一樣，需要書寫時，按下原子筆的筆帽(9)，筆帽(9)就會連同推桿(7)一起向下運動，推桿(7)的楔形塊就會推動轉盤(5)的楔形塊，從而使轉盤(5)一邊向下運動一邊旋轉。轉盤(5)在向下運動時推動壓電陶瓷(4)和筆芯4(3)向下運動，從而筆芯(3)壓縮彈簧(2)並且筆芯(3)露出筆套(8)。鬆開筆帽(9)，在彈簧(2)的恢復力作用下轉盤(5)就向上運動，但由於轉盤(5)已轉動了一個角度，因此轉盤(5)就被導向塊(6)擋住了。這樣筆芯(3)的筆尖就露出了筆套(8)；不需要書寫時，再按下原子筆的筆帽(9)就可以把筆芯(3)縮進筆套(8)內。
書寫時，筆芯(3)尖端的小球(1)輕輕在顯示器上劃寫，筆芯(3)就給壓電陶瓷(4)一個壓力，從而在壓電陶瓷(4)的兩端產生正負電荷，因此在筆芯(3)尖端的小球(1)上就會聚集靜電荷，由於針尖效應，就會在筆尖附近激發一個20～200伏的靜電場。靜電場電壓的大小靠書寫的壓力來調節，書寫壓力越大，電壓越大。這個靜電場就可以驅動電子墨水來顯示書寫軌跡。
在本發明的最佳實施方案中，壓電陶瓷(4)的壓電係數越大越好，這樣，所需的書寫壓力就很小，就可以防止顯示器被劃壞。筆套(8)為絕緣材料，這樣可以防止靜電荷通過人的手或其它途徑漏走。筆芯(3)為導電材料，這樣，靜電荷就可以集中到筆尖上。
權利要求
1.一種用於電子墨水顯示器的壓電型電寫筆由塑料自動原子筆和壓電材料組成，其特徵是壓電材料和筆芯裝入筆套中，壓電材料和筆芯上下接觸連接。
2.根據權力要求1所述的裝置，其特徵是壓電材料的大小為Φ7×15，壓電係數g33≥2.5×10-2Vm/N。
3.根據權力要求1所述的裝置，其特徵是筆芯為導電材料。
4.根據權力要求1所述的裝置，其特徵是筆芯下端為圓錐體形狀，其端部鑲嵌有一個直徑為0.05～2mm的小球。
全文摘要
一種用於電子墨水顯示器的壓電型電寫筆，它由自動原子筆(包括筆芯、筆套和按鈕開關)和壓電陶瓷組成，其中筆芯和壓電陶瓷裝入筆套中，壓電陶瓷和筆芯上下接觸連接。書寫時，彈出筆芯，使筆尖輕輕在電子紙上劃寫，筆芯就給壓電陶瓷一個壓力，從而在壓電陶瓷的兩端產生正負電荷，因此在筆芯的筆尖上就會聚集靜電荷，從而在筆尖附近激發一個20～200伏的靜電場。這個靜電場就可以驅動電子墨水來顯示書寫軌跡。這種筆結構簡單，成本低廉，使用方便。
文檔編號B43K7/12GK1433896SQ02114418
公開日2003年8月6日 申請日期2002年1月23日 優先權日2002年1月23日
發明者趙曉鵬, 劉曙 申請人:西北工業大學