專利名稱：觸感式柔性矩陣顯示屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸感式矩陣顯示屏，更具體地，涉及使用多個毫微管(nanotube)作成的這種顯示屏。
傳統(tǒng)上，在信息技術(shù)領(lǐng)域中，數(shù)據(jù)的采集是借助于鍵盤或鼠標(biāo)類型的外圍設(shè)備來實現(xiàn)的，而其顯示是借助于陰極射線管或液晶或等離子類型的顯示器來實現(xiàn)的。
陰極射線管既笨重又體積大，并對使用者發(fā)射很強(qiáng)的有害射線。液晶顯示器或等離子顯示器體積可很小，但它們非常脆弱及不能發(fā)出很強(qiáng)的亮度。此外，用于現(xiàn)場的平面顯示器非常昂貴，因為需要大量的手工制作。
通常，采集數(shù)據(jù)的機(jī)構(gòu)與信息裝置一般是分開的，這與信息裝置一起導(dǎo)致了執(zhí)行采集的手和執(zhí)行控制的視覺之間的分開，這與紙上信息的跟蹤相反，在那里手和眼睛同時工作在同一地點。
為了克服這個缺點，有人開發(fā)出觸感式顯示器，它允許使用手指或尖物在一個屏上觸動以控制一個計算機(jī)。但是，這種系統(tǒng)仍笨重及不能有很好的分辨率，例如當(dāng)借助一個筆尖采集一個圖形或文字時就是如此。此外，一些平面顯示器不能承受由手指或筆尖施加的局部壓力，甚至是很小的壓力。
本發(fā)明旨在通過確立一種輕的觸感式柔性矩陣顯示器來克服上述缺點，以允許精確的數(shù)據(jù)采集。
本發(fā)明使用了多個毫微管。
如大家所知道的，毫微管是由空心圓柱形同心布置的碳紙作成的管，它是由Sumio lijima在1991年公開的。作為回憶，毫微管是僅由碳組成的聚合物及為周期性單向晶體。
已有多個出版物涉及到毫微管的制造。例如，可參考雜志LARECHERCHE(“研究”)1998年3月第307期，雜志SCIENCE(“科學(xué)”)1998年11月6日第282卷，或文獻(xiàn)WO-A-97/19208。同樣，還可參考互聯(lián)網(wǎng)上以下網(wǎng)址中關(guān)于毫微管制造及應(yīng)用的主題，即前綴均為http://www.的archipress.Org,cerca.umontreal.ca/science,research.ibm.com/topics,amsci.org/amsci/articles，等。
本發(fā)明就是在這種背景下作出的并能改善傳統(tǒng)的顯示屏的有限性能，因而，可顯著地但不是專一地促進(jìn)家用及職業(yè)信息技術(shù)的更好應(yīng)用。
本發(fā)明的主要目的是確定一種沒有以上缺點的觸感式矩陣顯示屏。
本發(fā)明的另一目的是確定這樣一種觸感式矩陣顯示屏，它具有很小的厚度并有柔性且不脆弱。
根據(jù)本發(fā)明，這些目的是通過一種用于數(shù)據(jù)采集及彩色顯示的觸感式矩陣顯示屏來實現(xiàn)的，它包括確定多個圖象單元及多個采集單元的多個碳毫微管。
根據(jù)本發(fā)明，該觸感式矩陣顯示屏由一個點矩陣構(gòu)成，每個點包括一個圖象單元及一個采集單元，每個圖象單元由至少三個彼此平行的毫微管的端部組成及每個毫微管以三個基本彩色中的一個發(fā)光，采集單元由至少一個第四毫微管的端部構(gòu)成。
有利地，每個點至少由多個毫微管的端部組成，其中至少有四個能有效地工作。
最好，每個點的毫微管借助一種填充材料被隔開并被保持在其位置上，該填充材料例如由多個無效的毫微管組成。
優(yōu)選地，每個圖象單元包括多重分別并聯(lián)連接的三個有效毫微管。
同樣優(yōu)選地，每個圖象單元的每個有效毫微管的端部被一個基本彩色的熒光粉覆蓋。
當(dāng)閱讀了以下對以非限制形式給出的優(yōu)選實施例的說明后，將會很好地理解本發(fā)明，并將使本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點及特征變得更加清楚，其中給出了一些附圖，它們?yōu)?br>
圖1是根據(jù)本發(fā)明的觸感式矩陣顯示屏的部分概要表示的頂視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的圖1中顯示屏的截面圖；及圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的圖1中顯示屏的截面圖。
現(xiàn)在將參照附圖，這些附圖僅是說明性的，主要因為它們沒有按照比例。實際上，毫微管的直徑為二十毫微米(20×10-9m)數(shù)量級，而顯示屏一個點的基本間距為0.2毫米(200×10-6m)數(shù)量級。
在圖1上部分及概要地表示了一個頂視圖，即由使用者看到的、根據(jù)本發(fā)明的顯示屏10的一個角部分的圖。該顯示屏10包括大量的點12，其形狀實質(zhì)為每邊約200μm的方形，但不一定如此。
每個點12包括一個圖象單元及一個采集單元。
圖象單元由至少一組三個彼此平行的不同毫微管14,16,18組成，及每個毫微管以電視或信息裝置的顯示屏中使用的三個基本彩色、即紅，綠及蘭中的一個色發(fā)光。
為了增加顯示屏的亮度，在同一點12中并以同一顏色發(fā)光的多個毫微管彼此并聯(lián)地電連接。在此情況下，每個點12的每個圖象單元包括多重分別并聯(lián)的三個有效毫微管。
采集單元由第四個毫微管20組成，具有與場效應(yīng)晶體管漏極相同的功能。
以實際及有利的方式，毫微管的非表面端可被捆扎并聚集到一個收集器22中及連接在一個連接器形式的插座24上，它用于構(gòu)成控制機(jī)構(gòu)及撿測機(jī)構(gòu)的中心單元(圖中未示出)。
每個點的有效毫微管14,16,18,20借助一種填充材料26相隔開并保持在其位置上。該填充材料26可有利地由多個非有效的毫微管和/或其它的毫微粒子、如碳粒子組成。
根據(jù)圖2中以圖1中矩陣顯示屏的一個截面表示的第一實施例，其中僅示出兩個毫微管14及16，這些毫微管14,16被彎成肘形，以便形成一捆毫微管，它們的另一端被連接到一個中心單元。
一個輝光膜30從使用者觀看方向放置到點12上，主要用于保護(hù)后者，而在其對立面上施加一個保護(hù)布層32。
根據(jù)圖3中亦以圖1中顯示屏的一個概要截面表示的第二實施例，毫微管14,16,14’,16’等彼此平行地布置且不被彎曲。電導(dǎo)體34,34’被連接到每個毫微管14,16上，以便在毫微管不被看到的端部施加所需電壓。這些導(dǎo)體通過收集器22被集中地連接到連接器24上。
一個保護(hù)布層32被粘在顯示屏10看不到的下表面的導(dǎo)體34,34’的外層上。
有效毫微管14,16等的每個可見端部被覆蓋著一層熒光粉36,36’，它們?nèi)缟纤龅匾匀齻€基本彩色中的一種發(fā)光。
一個實際透明的膜30覆蓋在顯示屏上。該膜在朝著毫微管的一端上是絕緣的。該膜是一個導(dǎo)電膜，它被連接到一個參考電位、如地38上，以構(gòu)成一個相對多個由圖象單元的毫微管組成的陰極的陽極。
最好，毫微管14,16等直接地形成在一層碳纖維織物層上或該層中，該層在圖3中用標(biāo)記40表示，這是由于該層接著起到保持這些毫微管的作用。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的，由此我們就獲得了具有上述優(yōu)點的觸感式矩陣顯示屏10。這樣一種顯示屏容易以各種尺寸實施，例如用于信號顯示屏或廣告屏，或用于鐘表顯示器或用于固定在可具有自供電光電池的芯片卡類型的塑料卡上的顯示器。
這種顯示屏不脆弱，它還具有柔性，因此可以在運輸時被卷起來。此外，用于其工作所需的電功率小，這允許它使用在更不利的環(huán)境中。
這種觸感式矩陣顯示屏的一個特別的優(yōu)點是，可以作為一塊板來使用，例如用來放置平面圖或文件紙，并能借助一個筆尖或指尖簡單地跟隨圖線、非常簡單地獲得該平面圖上的信息的采集。
雖然對被認(rèn)為是本發(fā)明當(dāng)前最佳實施例的方案作出了圖解及描述，但顯然，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在不偏離附設(shè)權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明范圍的情況下可作出各種變化及修改。
顯然，使用這種觸感式矩陣顯示屏絕不會妨礙用傳統(tǒng)的裝置如鍵盤，鼠標(biāo)或操縱桿來采集數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1．一種用于數(shù)據(jù)采集及彩色顯示的觸感式矩陣顯示屏(10)，它包括確定多個圖象單元及多個采集單元的多個碳毫微管(14,16,18,20)，其特征在于該觸感式矩陣顯示屏由一個點矩陣(26)構(gòu)成，每個點包括一個圖象單元及一個采集單元，每個圖象單元由至少三個彼此平行的毫微管的端部組成，及每個毫微管以三個基本彩色(14,16,18)中的一個發(fā)光，采集單元由至少一個第四毫微管(20)的端部構(gòu)成。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的矩陣顯示屏，其特征在于每個點(12)至少由多個毫微管的端部組成，其中至少有四個(14,16,18,20)能有效地工作。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的矩陣顯示屏，其特征在于每個點(12)的毫微管借助一種填充材料(26)被隔開并被保持在其位置上。
4．根據(jù)權(quán)利要求2的矩陣顯示屏，其特征在于該填充材料(26)例如由多個無效的毫微管組成。
5．根據(jù)權(quán)利要求1至4中一項的矩陣顯示屏，其特征在于每個圖象單元包括多重分別并聯(lián)連接的三個有效毫微管(14,16,18)。
6．根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項的矩陣顯示屏，其特征在于每個圖象單元的每個有效毫微管的端部被一個基本彩色的熒光粉(36,36’)覆蓋。
7．根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項的矩陣顯示屏，其特征在于所述毫微管(14,16,18,20)被彎成肘形，以便形成一捆毫微管，它們的另一端被連接到一個中心單元，該中心單元包括用于構(gòu)成圖象單元的毫微管的控制機(jī)構(gòu)及用于構(gòu)成采集單元的毫微管的撿測機(jī)構(gòu)。
8．根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項的矩陣顯示屏，其特征在于所述毫微管(14,16,18,20)是筆直的并彼此平行，所述點的遠(yuǎn)端被連接到一個中心單元，該中心單元包括用于構(gòu)成圖象單元的毫微管的控制機(jī)構(gòu)及用于構(gòu)成采集單元的毫微管的撿測機(jī)構(gòu)。
9．根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項的矩陣顯示屏，其特征在于由所述點(12)構(gòu)成的壁被一個透明塑料膜(30)覆蓋。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的矩陣顯示屏，其特征在于所述膜(30)是一個導(dǎo)電膜，它相對于多個形成圖象單元(14,16,18)的毫微管的陰極的相應(yīng)端部形成多個陽極，并與這些端部相絕緣。
11．根據(jù)權(quán)利要求9或10的矩陣顯示屏，其特征在于所述塑料膜(30)是輝光膜。
12．根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項的矩陣顯示屏，其特征在于毫微管(14,16,18。20)形成在一層碳纖維織物層(40)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于數(shù)據(jù)采集及彩色顯示的觸感式矩陣顯示屏(10),它包括確定多個圖象單元及多個采集單元的多個碳毫微管(14,16,18,20)。根據(jù)本發(fā)明,它由一個點矩陣(26)構(gòu)成,每個點包括一個圖象單元及一個采集單元,每個圖象單元由至少三個彼此平行的毫微管的端部組成,及每個毫微管以三個基本彩色(14,16,18)中的一個發(fā)光,采集單元由至少一個第四毫微管(20)的端部構(gòu)成。
文檔編號G09F9/00GK1299501SQ9980561
公開日2001年6月13日 申請日期1999年4月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月30日
發(fā)明者讓－克里斯蒂安·法夫羅 申請人:讓－克里斯蒂安·法夫羅