專利名稱：一種用于電子墨水顯示器的壓電型電寫筆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電子墨水顯示器的顯示驅(qū)動(dòng)裝置，特別涉及一種由壓電材料(如壓電陶瓷、有機(jī)壓電體)作驅(qū)動(dòng)電源的電寫筆。
目前，基于電子墨水顯示材料的柔性顯示器——電子紙已研制成功。電子紙是在兩層透明有機(jī)薄膜中間封裝電子墨水而制成的，因此電子紙具有薄、柔軟、重量輕、便于攜帶和價(jià)格低廉等特性；電子紙是反射型顯示器，即被動(dòng)發(fā)光型顯示器，因此電子紙具有高對(duì)比度、視角廣和環(huán)保等特性；電子墨水具有雙穩(wěn)態(tài)，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，微膠囊里面包含有液態(tài)顏料和許多帶電的固態(tài)顆粒。沒(méi)有電場(chǎng)時(shí)，微膠囊顯示出顏料的顏色；在電場(chǎng)作用下，帶電的固態(tài)顆粒涌向微膠囊的一邊，從而微膠囊顯示出顆粒的顏色；施加反向電場(chǎng)時(shí)，微膠囊又顯示出顏料的顏色，從而達(dá)到顯示的目的。
目前的現(xiàn)有技術(shù)中，電子紙的顯示驅(qū)動(dòng)方式用得最多的是電路驅(qū)動(dòng)方式，例如美國(guó)朗訊公司研制的柔性顯示驅(qū)動(dòng)電路。這些顯示驅(qū)動(dòng)電路成本高，由于存在這樣的缺點(diǎn)，這種驅(qū)動(dòng)方式在實(shí)際產(chǎn)品中尚未被廣泛使用。但在許多方面利用電寫筆驅(qū)動(dòng)是非常方便和便宜的，例如美國(guó)施樂(lè)公司研制的電寫筆。但在這些電寫筆的尾端聯(lián)有一根導(dǎo)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(shū)寫時(shí)很不方便。
本發(fā)明的目的是提供一種用于電子墨水顯示器的壓電型電寫筆，它不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，而且符合人們書(shū)寫習(xí)慣。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在普通的塑料自動(dòng)圓珠筆的內(nèi)腔里裝入一塊壓電材料。壓電材料和筆芯裝在筆套里，壓電材料和筆芯上下接觸連接。筆芯是金屬材料制成的，筆芯通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)可以彈出或縮進(jìn)筆套。書(shū)寫時(shí)，按一下筆帽，筆芯就彈出來(lái)了，然后輕輕用力讓筆尖在顯示器上劃寫，筆芯就給壓電材料一個(gè)壓力，從而在壓電材料的兩端產(chǎn)生正負(fù)電荷，因此在筆芯的筆尖上就會(huì)聚集靜電荷，從而在筆尖附近激發(fā)一個(gè)靜電場(chǎng)。這個(gè)靜電場(chǎng)就可以驅(qū)動(dòng)電子墨水來(lái)顯示書(shū)寫軌跡。不需要書(shū)寫時(shí)，再按一下筆帽，筆芯就縮進(jìn)筆套里了。
因?yàn)橹恍柘衿匠懽忠粯虞p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(fā)明符合人們的書(shū)寫習(xí)慣。本發(fā)明是在普通的塑料自動(dòng)圓珠筆改造而成的，僅由塑料自動(dòng)圓珠筆(包括筆芯、筆套、按鈕開(kāi)關(guān)及其它零件)和壓電材料組成，所以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式

對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明的縱剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖中1.小球 2.彈簧 3.筆芯 4.壓電陶瓷(或有機(jī)壓電體)5.轉(zhuǎn)盤 6.導(dǎo)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(dòng)圓珠筆的基礎(chǔ)上改造而成的。電寫筆包括一根普通的塑料自動(dòng)圓珠筆(一根彈簧(2)、一根筆芯(3)、一個(gè)轉(zhuǎn)盤(5)、一根推桿(7)、一根筆套(8)和一個(gè)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(nèi)腔里。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，壓電系數(shù)g33≥2.5×10-2Vm/N。
筆芯(3)選用金屬制成的圓珠筆筆芯，其外徑為3mm，并在尾部適當(dāng)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(gè)小球(1)。小球(1)是金屬材料，小球(1)可以在筆尖里轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shū)寫出來(lái)的線條就越細(xì)。
跟平常使用自動(dòng)圓珠筆一樣，需要書(shū)寫時(shí)，按下圓珠筆的筆帽(9)，筆帽(9)就會(huì)連同推桿(7)一起向下運(yùn)動(dòng)，推桿(7)的楔形塊就會(huì)推動(dòng)轉(zhuǎn)盤(5)的楔形塊，從而使轉(zhuǎn)盤(5)一邊向下運(yùn)動(dòng)一邊旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)盤(5)在向下運(yùn)動(dòng)時(shí)推動(dòng)壓電陶瓷(4)和筆芯4(3)向下運(yùn)動(dòng)，從而筆芯(3)壓縮彈簧(2)并且筆芯(3)露出筆套(8)。松開(kāi)筆帽(9)，在彈簧(2)的恢復(fù)力作用下轉(zhuǎn)盤(5)就向上運(yùn)動(dòng)，但由于轉(zhuǎn)盤(5)已轉(zhuǎn)動(dòng)了一個(gè)角度，因此轉(zhuǎn)盤(5)就被導(dǎo)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(shū)寫時(shí)，再按下圓珠筆的筆帽(9)就可以把筆芯(3)縮進(jìn)筆套(8)內(nèi)。
書(shū)寫時(shí)，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(gè)壓力，從而在壓電陶瓷(4)的兩端產(chǎn)生正負(fù)電荷，因此在筆芯(3)尖端的小球(1)上就會(huì)聚集靜電荷，由于針尖效應(yīng)，就會(huì)在筆尖附近激發(fā)一個(gè)20～200伏的靜電場(chǎng)。靜電場(chǎng)電壓的大小靠書(shū)寫的壓力來(lái)調(diào)節(jié)，書(shū)寫壓力越大，電壓越大。這個(gè)靜電場(chǎng)就可以驅(qū)動(dòng)電子墨水來(lái)顯示書(shū)寫軌跡。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施方案中，壓電陶瓷(4)的壓電系數(shù)越大越好，這樣，所需的書(shū)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(guò)人的手或其它途徑漏走。筆芯(3)為導(dǎo)電材料，這樣，靜電荷就可以集中到筆尖上。
權(quán)利要求
1.一種用于電子墨水顯示器的壓電型電寫筆由塑料自動(dòng)圓珠筆和壓電材料組成，其特征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(jù)權(quán)力要求1所述的裝置，其特征是壓電材料的大小為Φ7×15，壓電系數(shù)g33≥2.5×10-2Vm/N。
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的裝置，其特征是筆芯為導(dǎo)電材料。
4.根據(jù)權(quán)力要求1所述的裝置，其特征是筆芯下端為圓錐體形狀，其端部鑲嵌有一個(gè)直徑為0.05～2mm的小球。
全文摘要
一種用于電子墨水顯示器的壓電型電寫筆，它由自動(dòng)圓珠筆(包括筆芯、筆套和按鈕開(kāi)關(guān))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(shū)寫時(shí)，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(gè)壓力，從而在壓電陶瓷的兩端產(chǎn)生正負(fù)電荷，因此在筆芯的筆尖上就會(huì)聚集靜電荷，從而在筆尖附近激發(fā)一個(gè)20～200伏的靜電場(chǎng)。這個(gè)靜電場(chǎng)就可以驅(qū)動(dòng)電子墨水來(lái)顯示書(shū)寫軌跡。這種筆結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，使用方便。
文檔編號(hào)B43K7/12GK1433896SQ02114418
公開(kāi)日2003年8月6日 申請(qǐng)日期2002年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月23日
發(fā)明者趙曉鵬, 劉曙 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)