專利名稱：：轉(zhuǎn)動球顯示器的制作方法現(xiàn)有申請本申請要求下列具有相同受讓者和發(fā)明人的美國暫時申請的優(yōu)先權(quán)1996年6月27日申請的第60/020,522號申請。本申請還要求下列具有相同受讓者和發(fā)明人的美國專利申請的優(yōu)先權(quán)1996年9月13日申請的第08/713,935號申請、1996年9月13日申請的第08/716,675號申請、1996年9月13日申請的第08/713,325號申請和1996年9月13日申請的第08/713,936號申請。作為參考的援引下面的美國專利在此全部援引作為參考第4,126,854號美國專利(申請人為Sheridon，名稱為“轉(zhuǎn)動球面板顯示器”)；第4,143,103號美國專利(申請人為Sheridon，名稱為“制造轉(zhuǎn)動球面板顯示器的方法”)；第5,262,098號美國專利(Crowley等人，名稱為“制造一轉(zhuǎn)動球顯示器的雙色球的方法和設(shè)備”)；第5,344,594號美國專利(申請人為Sheridon，名稱為“制造一種轉(zhuǎn)動球顯示器的多色彩球的方法”)；以及第5,389,945號美國專利(申請人為Sheridon，名稱為“包括紙狀數(shù)字式尋址的介質(zhì)和其尋址裝置的書寫系統(tǒng)”)。相關(guān)的專利申請下面是涉及本案的都未授權(quán)的、共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請第08/716,672號、名稱為“轉(zhuǎn)動圓柱體顯示器”的美國專利申請；第08/713,936號、名稱為“強反射吉利康(gyricon)顯示器”的美國專利申請；第08/716,675號、名稱為“具有排在空隙中的顆粒的吉利康顯示器”的美國專利申請；第08/713,325號、名稱為“沒有彈性基體的吉利康顯示器”的美國專利申請；以及第08/713,935號、名稱為“單層吉利康顯示器”的美國專利申請。
背景技術(shù)：
：本發(fā)明涉及可視顯示器，尤其涉及電轉(zhuǎn)動球顯示器，諸如吉利康顯示器之類的。吉利康顯示器，也可用其它名稱如電轉(zhuǎn)動球顯示器或旋轉(zhuǎn)球顯示器稱呼，在二十多年前才剛剛發(fā)展。見美國專利第4,126,854號和第4,143,103號，上述援引作為參考。圖1(現(xiàn)有技術(shù))以側(cè)視圖示出一作為示范的吉利康顯示器10。雙色球1設(shè)置在一彈性基體2中，該彈性基體被一形成空穴3的絕緣流體所泡脹或膨脹，而球1在空穴中自由旋轉(zhuǎn)。球在流體中呈電偶極，所以在一電場如矩陣可尋址電極4a、4b的作用下旋轉(zhuǎn)。最接近上表面5的電極4a最好是透明的。當(dāng)球旋轉(zhuǎn)使它們的黑或白表面暴露于基體2的上表面5時，在I處的觀看者看見一個有這些球的黑和白圖案所形成的圖象。吉利康顯示器具有許多優(yōu)于傳統(tǒng)電尋址可視顯示器(electricallyaddressablevisualdiaplay)諸如液晶顯示器(LCD)和陰極射線管(CRT)顯示器的優(yōu)點。尤其是，它們適用于在周圍光線下觀看，在不施加電場的情況下能長時間保留圖象，而且可被做得質(zhì)輕、柔軟、可折疊，并具有普通書寫紙所具有的許多其他常見的和有用的特征。因此，至少在原理上，它們適用于顯示器的應(yīng)用和所謂的電紙(electricpaper)或?qū)υ捠郊?interactivepaper)的應(yīng)用，在這些應(yīng)用中，它們用作普通紙的一種可電尋址的、可再使用的(對環(huán)境有利)代用品。對于吉利康的其他優(yōu)點，見第5,389,945號美國專利，上述援引作為參考。盡管吉利康顯示器預(yù)示具有普通紙的許多優(yōu)點和電尋址顯示器的優(yōu)點，但現(xiàn)有技術(shù)的吉利康顯示器沒有實現(xiàn)它們的預(yù)言。簡而言之，這些顯示器看上去不如紙那么好。尤其是，它們沒有紙的高反射率(對于白紙一般是85％的漫反射率)，因此，沒有紙的高亮度和對比度特征。傳統(tǒng)的常識認(rèn)為提高吉利康顯示器的反射率的最佳途徑是用厚結(jié)構(gòu)的雙色球來制造顯示器。認(rèn)為諸球的結(jié)構(gòu)越厚，反射越好，顯示器顯得越亮。這里的直覺類比是普通的涂料其他情況相同，一較厚涂層的白色涂料所反射的入射光比一較薄涂層的涂料所反射的要多，因此顯得越亮并比薄的涂層更白。通過類比，可以預(yù)料厚結(jié)構(gòu)的雙色球反射的入射光將比薄結(jié)構(gòu)所反射的要多。尤其是，預(yù)計在顯示器觀看表面下面的某一距離處的雙色球的白表面反射位于最接近觀看表面的球所不能反射的任何光線。傳統(tǒng)的常識還建議為了使吉利康顯示器達(dá)到較高的分辨率，球在其中旋轉(zhuǎn)的空穴應(yīng)該盡可能地緊密排列在一起。但是傳統(tǒng)的常識假設(shè)在空穴中的球的尺寸就顯示器的反射而論是不重要的。那是因為在顯示器中具有一厚結(jié)構(gòu)的雙色球，與吉利康顯示器的觀看表面較遠(yuǎn)的球?qū)⑻钊胛挥谂c觀看表面較近的雙色球之間的間隙中。換句話講，只要與觀看表面間隔各種距離的球在觀看表面上兩維投影基本上覆蓋觀看表面，就可獲得一高質(zhì)量的顯示器。圖2(現(xiàn)有技術(shù))的各視圖示出了在多種現(xiàn)有技術(shù)的吉利康顯示器中發(fā)現(xiàn)的幾種不同厚結(jié)構(gòu)的雙色球。視圖(a)示出第一結(jié)構(gòu)210，它由在圓球空穴212中的雙色球211所構(gòu)成，從而形成多層217、218、219。視圖(b)示出第二結(jié)構(gòu)220，它由在圓球空穴222中的雙色球221所構(gòu)成，這些空穴以波紋層227、228、229排列，如所看到的，第二結(jié)構(gòu)220分成層227、228、229有些隨機性。視圖(c)示出第三結(jié)構(gòu)230，它是由在圓球空穴232中的雙色球231所構(gòu)成，而這些空穴232完全不成層狀結(jié)構(gòu)而是無規(guī)律地分布在結(jié)構(gòu)230的整個厚度中。厚的顯示器具有某些缺陷。要指出的是，一較薄的顯示器需要一較低的驅(qū)動電壓。盡管如此，與傳統(tǒng)常識一致，實際上所有已知的吉利康顯示器制成厚結(jié)構(gòu)雙色球(例如多片雙色球，這些薄片有幾個球直徑厚)，因為為了生產(chǎn)足夠亮度的顯示器，認(rèn)為這是必要的。有關(guān)這方面，下面的說明是值得注意的·與本發(fā)明共同轉(zhuǎn)讓的編號為08/368,133的申請順便提到一個顯然是假設(shè)的含有一單層雙色球的吉利康顯示器“一般的講，對于一片含有單層雙色球的、平均直徑為80微米的電紙，將要施加50伏電壓…使球定位在一個共同的方向…”(說明書第6頁)。但是，顯然該例子被提出來是為了說明在所公開的吉利康顯示器中的恰當(dāng)驅(qū)動電壓的計算，以便顯示一驅(qū)動這樣一種裝置所需的理論上的最小電壓。該公開的其余部分設(shè)想了通常厚度的球結(jié)構(gòu)(見例如08/368,133公開中的圖8和9)。·有關(guān)電子裝置的的電氣與電子工程師協(xié)會會刊(IEEETransactionsonElectronDevices)、1975年9月9日出版的第ED-22卷、第758-768頁中的由李撰寫的“一種磁顆粒顯示器”論文涉及一種由磁驅(qū)動的轉(zhuǎn)動球顯示器。在762頁，標(biāo)題為“分辨率、對比度和灰度”，李討論了由單層和多層顆粒提供的對比度。他指出雙色球的無規(guī)律排列的結(jié)構(gòu)是最佳的，并預(yù)言用與單層(預(yù)計反射率0至45％)不同的雙層(預(yù)計反射率15至60％)來提高反射。如果傳統(tǒng)的常識是正確的，諸如在已授予索尼(Sony)公司的Ishikawa、Saito、Mori和Tamura并轉(zhuǎn)讓給索尼公司的美國專利(美國專利第4,438,160號此后稱為’160專利)中和SID的會刊(ProceedingoftheSID)、1982年出版的第23/4卷、第249-253頁中的名稱為“一種新開發(fā)的電轉(zhuǎn)動球顯示器”的論文中有它們公開的顯示器應(yīng)該產(chǎn)生好的對比度和亮度。Ishikawa和他的同事公開了一種具有多層設(shè)置在空穴中的雙色球的轉(zhuǎn)動球顯示器，這些空穴的壁彼此接觸(見’160專利第6欄的第8-15行)。他們爭辯以高排列密度安排這些球，就可獲得高分辨率的顯示器(見’160專利第7欄的第10-12行)。要指出的是，在’160專利中沒有討論球和空穴的相對尺寸?！?60專利中的圖6和圖12-13不是相反的。尤其是，描述’160專利的圖6和圖12-13的說明對球和空穴的相對直徑都沒有提到。此外，形成空穴所公開的技術(shù)(用蠟涂覆球，隨后把蠟溶解掉)建議’160專利的圖6和圖12-13中所示的相對尺寸會使人誤解，而事實上，空穴將比球大得多。’160專利沒有專門說明蠟沉積于球的特定方法(見’160專利第4欄的第60-65行)，但用公開在Saito等人的論文中的第251頁上的技術(shù)沉積蠟(“樹脂”)可以形成厚度在5至15微米的蠟涂層，這樣空穴直徑的范圍將是給定的50微米球直徑的1.2至1.6倍(見’160專利的第4欄中的第14行，Saitod等人的論文中的第251頁。)由’160專利設(shè)想的裝置中的空穴比它們所含的球要大得多的建議由根據(jù)’160專利所述的原理建造的一實際裝置的顯微照相所證實。該照相出示在Saito等人的論文中的第250頁上的圖2中，在該照相中，可以看到厚結(jié)構(gòu)的雙色球，其中最接近表面的這些球之間具有適當(dāng)?shù)拈g隙。當(dāng)然，傳統(tǒng)常識認(rèn)為這些間隙不應(yīng)該是顯示器反射率的主要問題。離開吉利康顯示器觀看表面較遠(yuǎn)的球應(yīng)該有效地填入離開觀看表面較近的雙色球之間的間隙中，這樣就不會削弱整個顯示器的質(zhì)量。換句話講，入射光無論是從最較近于觀看表面的球反射還是從離開觀看表面較遠(yuǎn)的球的反射都應(yīng)該是無關(guān)緊要的，只要入射光以某種方式被反射。結(jié)果是，由Isikawa和他的同事所提出的顯示器不具有特別好的反射性能，至少與普通的紙相比是如此。確實，到此為止，已知的吉利康顯示器至多有約15至20％的反射率(當(dāng)所有雙色球的白表面轉(zhuǎn)向觀看者是所測到的)。所以留下了一個難題為什么吉利康顯示器甚至于那些具有高分辨率的顯示器沒有達(dá)到傳統(tǒng)常識所預(yù)言的反射率、亮度和對比度質(zhì)量？吉利康顯示器怎樣才能制造成具有優(yōu)良的反射率、對比度和亮度？沒有這些質(zhì)量，吉利康顯示器的前景-使電紙成為現(xiàn)實以替代實驗室探索-將不可能實現(xiàn)。發(fā)明概要本發(fā)明提供一種具有優(yōu)于白紙的優(yōu)良反射特征的吉利康顯示器。本發(fā)明向認(rèn)為“厚的顯示器更亮”的傳統(tǒng)常識挑戰(zhàn)，而提出一種具有密排單層雙色球的吉利康顯示器。球最好以一六邊形排列陣列放置在該層內(nèi)，使相鄰球的表面盡可能彼此接近。從本發(fā)明的吉利康顯示器反射的光基本上全部由該單層球反射，這樣就不需要下面的若干層了。由于省去了下面的幾層，顯示器就可做得較薄，這又提供了其它的優(yōu)點，諸如較低的驅(qū)動電壓和由于較好地控制了絕緣場而具有較好的分辨率。一方面，本發(fā)明可以提供一種材料，它包括一基體和多個基本上設(shè)置在基體內(nèi)一單層中的光各向異性的顆粒。這些顆粒在單層中彼此緊密排列。因此當(dāng)顆粒設(shè)置在基體中，每一個顆粒都是可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置，例如，這些顆粒可以在基體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，或當(dāng)在基體上進(jìn)行非破壞性操作時可提供在基體里的旋轉(zhuǎn)。尤其是，基體可以由彈性體制成，而這種彈性體在一種流體的作用下會膨脹，以便顆粒在其中可以旋轉(zhuǎn)。當(dāng)顆粒處在可旋轉(zhuǎn)的布局中，該顆粒不連接于基體。一顯示器設(shè)備可由一件這種材料與有助于至少一個可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在該材料基體中的顆粒旋轉(zhuǎn)的裝置(諸如一個電極組件)構(gòu)成。另一方面，本發(fā)明提供一種材料，它包括一基體和多個設(shè)置在該基體中的光各向異性顆粒。多個顆粒包括第一組和第二組顆粒。不含有第二組顆粒的第一組顆粒以具有空隙的密排(例如幾何學(xué)規(guī)律)結(jié)構(gòu)設(shè)置在基體中。第二組顆粒設(shè)置在結(jié)構(gòu)的空隙中。因此當(dāng)顆粒設(shè)置在基體中，每一個顆粒都是可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置，例如，這些顆粒可以在基體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，或當(dāng)在基體上進(jìn)行非破壞性操作時可提供在基體里的旋轉(zhuǎn)。尤其是，基體可以由彈性體制成，而這種彈性體在一種流體的作用下會膨脹，以便顆粒在其中可以旋轉(zhuǎn)。當(dāng)顆粒處在可旋轉(zhuǎn)的布局中，該顆粒不附著于基體。一顯示器設(shè)備可由一件這種材料與有助于至少一個可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在該材料基體中的顆粒旋轉(zhuǎn)的裝置(諸如一個電極組件)構(gòu)成。另一方面，本發(fā)明可以提供一種材料，它包括一具有一表面的基體和多個設(shè)置在該基體中的光各向異性顆粒。最接近該基體表面的顆?；旧闲纬梢粋€單層。在該層中的每一顆粒有一中心點，相對于基體表面而言，在該層中基本上沒有一個顆粒完全設(shè)置在該層中的任何最接近的顆粒的中心點之后。在該層中的每一顆粒有一相對于基體表面的投影面，這樣設(shè)置的顆粒在該層中彼此足夠緊密地排列，其中它們的投影面的總和超過基體表面面積的三分之二。因此當(dāng)顆粒設(shè)置在基體中，每一個顆粒都是可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置，例如，這些顆?？梢栽诨w內(nèi)旋轉(zhuǎn)，或當(dāng)在基體上進(jìn)行非破壞性操作時可提供在基體里的旋轉(zhuǎn)。尤其是，基體可以由彈性體制成，而這種彈性體在一種流體的作用下會膨脹，以便顆粒在其中可以旋轉(zhuǎn)。當(dāng)顆粒處在可旋轉(zhuǎn)的布局中，該顆粒不附著于基體。一顯示器設(shè)備可由一件這種材料與有助于至少一個可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在該材料基體中的顆粒旋轉(zhuǎn)的裝置(諸如一個電極組件)構(gòu)成。另一方面，本發(fā)明可以提供一種材料，它包括一具有一表面的基體和多個設(shè)置在該基體中的光各向異性顆粒。每一顆粒有一光反射區(qū)。每一顆粒有一較佳旋轉(zhuǎn)方位，其中顆粒的反射區(qū)靠近基體表面。因此當(dāng)顆粒設(shè)置在基體中，每一個顆粒都是可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置。當(dāng)顆粒處在可旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)中，該顆粒不附著于基體。顆粒排列在基體中，使得當(dāng)易于通過顆粒的反射區(qū)反射的光入射在一部分基體表面上，以便通過該部分照明那些位于該部分附近的顆粒，同時那些顆?？尚D(zhuǎn)地位于它們的較佳方位中時，被照明的顆粒調(diào)制照明它們的光，使入射在所述表面部分上的光的至少15％(較好地，至少是30％，以及更好地，至少是40％等等)最終通過基體表面往回反射(例如漫反射)，該反射是用一種球積分技術(shù)測量的。另一方面，本發(fā)明可以提供一吉利康或轉(zhuǎn)動球顯示器，在該顯示器中，光各向異性顆粒諸如雙色球直接設(shè)置在一工作流體諸如一絕緣液體中，沒有彈性基體或其它含有空隙的母體。顯示器設(shè)備有一可傳播光的觀看表面，在該表面后面有工作流體，流體中有顆粒。顆粒以穩(wěn)定結(jié)構(gòu)密排，在該結(jié)構(gòu)中，相鄰顆粒會彼此保持在合適的位置。例如，顆粒安置在一六邊形排列的單層中。雖然工作流體與顆粒直接接觸，但它不會約束顆粒而把它們保留在穩(wěn)定結(jié)構(gòu)中。通過參看下面的說明和附圖可較清楚地了解本發(fā)明，其中，相同的標(biāo)號表示相同的元件。附圖簡要說明圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一示范性吉利康顯示器；圖2是示出現(xiàn)有技術(shù)的吉利康顯示器中的較佳成層、非較佳成層和未成層(無規(guī)律)球結(jié)構(gòu)的一系列視圖；圖3是舉例說明每一個吉利康球根據(jù)光整流器模式的光散射路徑的一系列視圖；圖4是舉例說明吉利康顯示器中根據(jù)光整流器模式的光散射路徑的一系列視圖；圖5是對在一理想密排單層吉利康顯示器、一高質(zhì)量密排單層吉利康顯示器、一非密排單層吉利康顯示器和一具有一密排頂層的非單層吉利康顯示器中的示范性光路徑進(jìn)行比較的一系列視圖；圖6是在一實施例中的本發(fā)明吉利康顯示器的側(cè)視圖，其中吉利康球以一密排單層排列；圖7是在另一實施例中的本發(fā)明吉利康顯示器的側(cè)視圖，其中吉利康球排列成多層，在該多層中有一最接近觀看表面的密排單層；圖8是在一實施例中的本發(fā)明吉利康顯示器的俯視圖，其中最接近觀看表面的吉利康球以一密排六邊形形式排列；圖9和10是在其它實施例中的本發(fā)明吉利康顯示器的俯視圖，其中吉利康球分別以一密排矩形結(jié)構(gòu)和一密排菱形(鉆石形)結(jié)構(gòu)排列；圖11是具有兩組不同的雙色球的吉利康顯示器例子的一系列視圖，其中較小直徑的雙色球填充在一理想密排單層中的較大直徑球之間的空隙中；圖12是在一實施例中的本發(fā)明吉利康顯示器的側(cè)視圖，其中比較大的吉利康球以密排結(jié)構(gòu)排列，較小的吉利康球填充在該結(jié)構(gòu)的空隙中；圖13是在一實施例中的本發(fā)明吉利康顯示器的側(cè)視圖，其中比較大的吉利康球以密排六邊形結(jié)構(gòu)排列，較小的吉利康球填充在該結(jié)構(gòu)的空隙中；圖14是厚的吉利康顯示器中的邊緣場與單層吉利康顯示器中的邊緣場進(jìn)行對比的一系列視圖；圖15是一厚的吉利康顯示器的顯微照相；圖16示出了面積覆蓋率α的一個例子；圖17是示出中心距、球直徑和空穴尺寸之間的關(guān)系的一系列視圖；圖18-20示出分別在六邊形、矩形和菱形(鉆石形)排列單層幾何形狀中的均勻雙色圓球的面積覆蓋率α的計算；以及圖21示出本發(fā)明的另一實施例，在該實施例中，密排單層中的吉利康球直接放置在透明電極之間的流體中，而沒有彈性體或其它含有空穴的基體介質(zhì)。詳細(xì)說明雙色球有一亮的側(cè)面和一暗的側(cè)面?？梢园旬a(chǎn)生本發(fā)明的研究認(rèn)為(帶有對GeorgeLucas的歉意)是對暗的側(cè)面進(jìn)行的研究。這個研究顯示了為什么傳統(tǒng)的常識即“越厚越亮”是錯誤的，并賦予了一個新的內(nèi)容，即在吉利康顯示器中的光傳播更加有效的模式，稱為光整流器模式(lightrectifiermodel)。根據(jù)本發(fā)明，新的模式又推動了所提出的的緊密排列的單層吉利康顯示器。為了能清楚地說明，下面有關(guān)光整流器模式的討論重點在模式的本身，除另有說明的之外(例如下面的反射公式(1)至(3)的參數(shù)K)，忽略與模式無直接關(guān)系的其他光學(xué)效果，諸如在具有不同折射率的物質(zhì)之間邊界的光折射。光整流器模式一般來講，用于吉利康顯示器的雙色球的一個半球面是白的，在另一半球面是黑的。當(dāng)一部分顯示器處在“白色”狀態(tài)時，其中的各球的排列方向是這樣的，它們的白半球面朝上(即面向顯示器的觀看表面，以便位于顯示器上面的觀看者、如在圖1中的I處的觀看者能夠看到)。來自于顯示器上面的光從球的頂部朝各個方向漫散射。尤其是，當(dāng)光射到某個球的白半球的某點上時，在由切面(在光射到球的那點處與球的表面相切的一平面)定為邊界的所有角度出現(xiàn)散射。對于球頂部的一點，意味著所有的光向后散射。如果在該球與吉利康顯示器的觀看表面之間沒有任何其他的球，從球的頂部散射的光從觀看表面自由地朝外返回，從而有助于顯示器的觀測白度。但是，如果在該球與觀看表面之間有其他的球，從此球的頂部散射的光就不能即刻離開顯示器，因為散射的光部分被在該球上面的球的黑半球表面所遮擋。底部表面是黑的，所以該光即刻被吸收。所以，到達(dá)下層球的許多光永遠(yuǎn)消失了。圖3示出了這些想法。圖3中的視圖(a)、(b)、(c)和(d)各示出了包括雙色球331、332、333和334的吉利康顯示器300的一部分，這些球都是可轉(zhuǎn)動的，使它們的白半球向上面朝透明的觀看表面310。來自光源L的光線經(jīng)過觀看表面310而被雙色球的白半球所散射。在視圖(a)中，光線325射到球331的最頂端的一點上，然后在由切面T1定為邊界的全方位散射。幾乎所有散射光能夠通過表面310返回。在視圖(b)中，光線326射到球331較下面的一點上，然后在由切面T2定為邊界的全方位散射。雖然大部分散射光能通過表面310返回，但其中一些光向下散射，并被球332的黑半球所吸收。繼續(xù)看圖3，在視圖(c)中，光線327射到球333的一點上，然后在由切面T3定為邊界的全方位散射。雖然在球333與表面310之間沒有其他的球，但球333的白半球在其他球例如球331的黑半球之下。相當(dāng)大一部分散射光被球331和其他相對于表面310位于球333之上的球的黑半球所吸收。在視圖(d)中，光線328射到球334的頂部，然后在由切面T4定為邊界的全方位散射。球334在顯示器中位于其他幾個球包括球331、332和333之下。從球334的白半球散射的大部分光被這些其他球的黑半球所吸收，只有很少的光透過表面310。簡而言之，“白色”狀態(tài)的傳統(tǒng)吉利康顯示器起到一個光整流器的作用(類似于一電子整流器)。進(jìn)入設(shè)備的光能容易地朝下通過，但不能向上返回而不被吸收。換句話說，光一旦進(jìn)入，在大多數(shù)情況下，它不能出去。因此，任何傳播經(jīng)過最頂層雙色球的上半球而沒有反射的光不大可能從該設(shè)備射出。加在最頂層球下面的雙色球?qū)︼@示器總反射只有極小的幫助。圖4示出根據(jù)光整流器模式在吉利康顯示器中的散射光線的各種示范性的路徑。(為清晰起見，僅示出所選的示范性的散射路徑，應(yīng)予以了解的是，如圖3，每一入射在球的白半球上的光線在由入射點處切面定為邊界的全方位散射。)系列視圖(a)、(b)、(c)和(d)各示出了吉利康顯示器400的一部分，該顯示器由散射照明光源L的光所照明。顯示器400中的雙色球407、408和409是可轉(zhuǎn)動的，使它們的白半球暴露于一在I處的觀看者。球407被認(rèn)為是顯示器400中的頂層或第一層球，球408被認(rèn)為是第二層，球409被認(rèn)為是第三層。在圖4的視圖(a)中，光線451、452、453、454和461入射在最頂層的球407上。在球407與透明觀看表面410之間沒有其他的球。光線451、452和453即刻散射回到在I處的觀看者。光線454從一個球上散射到另一個球的白半球，然后回到在I處的觀看者。光線461射到球437，它是一個其白半球比其他大部分的最頂層球407的黑半球稍低的球。光線461散射離開球437的白半球，并被球438的黑半球所吸收。根據(jù)光整流器模式，入射在最頂層球407的大部分光線(諸如光線451、452、453和454)被反射，使在I處的觀看者能夠看到，只有入射在最頂層球407的光線中的一小部分(例如光線461)被吸收而失去。吸收損耗較大的是位于下面的而不是與頂層其他球相同深度的球(諸如球437)，損耗尤其大的是反射白半球在鄰近球的吸收黑半球之下的球。繼續(xù)看圖4，在視圖(b)中，光線462、463、464、465和455入射在球408上。這些光線中一部分諸如光線463、465和455直接從光源L傳送到球408，而其他的諸如光線462和464在球408與透明的觀看表面410之間的最頂層的球407散射之后間接到達(dá)。光線462、463、464和465各從第二層中的一個球408的白半球散射，但隨后便被最頂層的那些球407的黑半球所吸收，從而沒有穿透表面410。因此，這些光線462、463、464和465在I處的觀看者沒有看見。少數(shù)光線如光線455穿透到表面410，因而被在I處的觀看者所看見，但根據(jù)光整流器模式，這樣的光線是例外，而不是慣例。入射在第二層球408的大多數(shù)光線損失于被最頂層的球407所吸收，從而對在I處的觀察者來說第二層的球顯得較黑。在圖4的視圖(c)中，光線466、467、468、469和470入射在球409上。這些光線中一部分諸如光線466和467從光源L直接傳送到球409，而其他的光線諸如光線468、469和470在從位于球409與透明觀看表面410之間的最頂層的球407或第二層球408散射之后間接到達(dá)。光線466、467、468、469和470各從第三層中的一個球409的白半球散射，但隨后被最頂層的球407或第二層球408的黑半球所吸收，從而沒有穿透到表面410。因此，光線466、467、468、469和470在I處的觀看者都沒有看見。入射在第三層球409上的大部分光線損失于被上層的球所吸收，所以在I處的觀看者感覺第三層的球409相當(dāng)暗。最后，在圖4的視圖中，光線471和472完全穿過吉利康顯示器400而沒有碰到任何球407、408或409。這些光線穿過諸球之間的間隙而不反射(例如它們在顯示器的后表面420的后面被吸收)。因此，在I處的觀看者是看不到它們的。單層吉利康顯示器根據(jù)光整流器模式，不是由吉利康顯示器的最頂層球(尤其是其白半球不在其它球的黑半球之下的球)的白半球反射的光線很有可能損失于吸收。根據(jù)本發(fā)明，傳統(tǒng)吉利康顯示器所固有的光整流器特性通過構(gòu)造把所有的雙色球都設(shè)置在一層上的吉利康顯示器來克服，這些球與觀看表面的距離相同，并在該層內(nèi)盡可能密排在一起。在這樣一種顯示器中，當(dāng)白半球呈現(xiàn)于觀看者時，朝觀看表面反射的光線不會超越單層球的上半球而穿過顯示器。由于諸球密排在一起，從單層球反射的光線數(shù)量達(dá)到最大，而被諸球的黑半球所吸收或穿過顯示器而沒有反射的光線數(shù)量達(dá)到最小。圖5示出了多種吉利康顯示器中的示范性光散射路徑。(為清晰起見，如圖4一樣，只示出所選的路徑)視圖(a)示出用雙色球501緊密排列的理想單層吉利康顯示器。相鄰球的表面彼此接觸，或與正常的球旋轉(zhuǎn)一致盡可能保持緊密以便彼此接觸。當(dāng)球排成一平面的陣列時，諸球501之間的間隙才是固有的空隙。為了使這些間隙達(dá)到最小，最好使用一六邊形陣列。把諸球501直接放在不是彈性體的絕緣流體中來形成顯示器500，如下面參考圖21將要描述的那樣。來自于散射光源L的光線550、551、552、553和554從球501的上白半球散射并離開顯示器500，由此對顯示器的觀看亮度有所幫助。繼續(xù)看圖5，視圖(b)示出一高質(zhì)量(即高亮度)的密排單層吉利康顯示器510，在該顯示器510中，雙色球511在空穴512內(nèi)旋轉(zhuǎn)。空穴512可用例如在構(gòu)造傳統(tǒng)吉利康顯示器中所使用的泡脹彈性體技術(shù)來形成。雙色球511最好設(shè)置一平面六邊形陣列中，空穴512相對于球511制造得盡可能小。此外，空穴512彼此盡可能靠近，最好是相鄰空穴間的臂盡可能薄，理想的是趨向于零厚度。這樣球511之間的間隙達(dá)到最小。來自于散射光源L的光線555、556、557、558和559從球511的上白半球散射。大部分入射光線向后散射離開顯示器，從而提高顯示器的亮度。少數(shù)光線通過球511之間的間隙而沒有反射(例如光線559)或被球511的黑半球所吸收(未示出)。再看圖5，視圖(c)示出一低質(zhì)量的單層吉利康顯示器520，在該顯示器520中，雙色球沒有象顯示器500和510那樣緊密排列。諸球521在空穴522內(nèi)旋轉(zhuǎn)，相鄰空穴之間的空隙相對于球的直徑較大。因此，光的損失比在顯示器500和510中的要多。光線560和562通過球521之間的間隙，光線563散射而被球521的一個球的黑半球所吸收。總的來講，由于光線穿過顯示器傳播和雙色球的黑半球吸收旁側(cè)散射的光，諸球521分得越開，則損失越大。由于尺寸放大的空穴或如視圖(c)所示的，相鄰空穴之間的大空隙，相鄰雙色球之間的空隙就便大了。圖5的視圖(d)示出本發(fā)明的另一個實施例，它為光整流器問題提供了另一個解決方案。吉利康顯示器540有一厚的雙色球結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括頂層547、中層548和底層549。頂層547中的球以與(視圖(b)的)單層顯示器510中諸球511相同的方式密排。中層和底層548和549中的諸球不密排。但是，從顯示器540反射的可看到的大部分光是從頂層547中的諸球的上白半球反射的，所以中層和底層548和549對顯示器540的反射基本上沒有貢獻(xiàn)。因此，顯示器540的反射差不多同顯示器510的反射一樣好。即使如此，由于下面將要結(jié)合圖14討論的理由，薄顯示器510將比厚的顯示器540好?？偠灾?，根據(jù)光整流器模式，如果入射在吉利康顯示器觀看表面上的光對可觀看到的顯示器亮度有貢獻(xiàn)，那么它必須是由最頂層球的白半球反射。不是這樣反射的任何光在吉利康顯示器內(nèi)部被有效地截獲，因為在它到達(dá)觀看表面之前被雙色球的黑半球所吸收，或者穿過顯示器而完全沒有被反射。雖然由下層球的白半球散射的少量光設(shè)法到達(dá)觀看表面，但是，即使考慮了其它已知的光損失機理也不能計及的傳統(tǒng)吉利康顯示器的可看到的較弱的反射提示了能夠穿透的光的數(shù)量是相當(dāng)少的。為了克服傳統(tǒng)吉利康顯示器的反射限制，本發(fā)明提供了一吉利康顯示器，它所起的作用不是一種光整流器。在“白色”狀態(tài)，本發(fā)明的顯示器完全從最頂層雙色球反射，尤其是從最頂層球的白半球上表面反射。在一較佳實施例中，本發(fā)明顯示器用單一密排單層雙色球構(gòu)成。特定實例圖3至5以簡化形式示出了它們各自的吉利康顯示器，以便能清楚地看見其中的光的路徑。圖6提供了本發(fā)明一特定實施例的一吉利康顯示器600的更詳細(xì)的側(cè)視圖。在顯示器600中，雙色球601在彈性基體602的單層中盡可能地彼此靠攏。基體602被一絕緣流體(未示出)所泡脹，該絕緣流體形成球601能在其中自由旋轉(zhuǎn)的空穴603。把這些空穴603制成相對于諸球601盡可能地小，使球幾乎填充空穴。此外，諸空穴603彼此盡可能靠攏，使空穴壁盡可能薄。最好是，諸球601的直徑是相同的，它們所處的位置與上表面605的距離也是相同的。應(yīng)予以理解的是，顯示器600中的諸球601和空穴603的結(jié)構(gòu)可與圖5的視圖(b)所示的顯示器510中的諸球511和空穴512的結(jié)構(gòu)是類似的。還應(yīng)予以理解的是，顯示器600中諸球601和空穴603的結(jié)構(gòu)使相鄰雙色球之間的中心距和表面間距達(dá)到最小。(下面將參閱圖17提供球和它們在其內(nèi)旋轉(zhuǎn)的空穴的相對尺寸的更詳細(xì)的討論)。球601在絕緣流體中呈電偶極，從而在一電場如在矩陣可尋址電極(matrix-addressableelectrode)604a和604b的作用下會旋轉(zhuǎn)。最接近上表面605的電極604a最好是透明的。當(dāng)球601旋轉(zhuǎn)使它們的黑或白半球暴露于基體602的上表面605時，在I處的觀看者看見一由諸球601的黑和白圖案所形成的圖象。圖7是本發(fā)明另一實施例的一吉利康顯示器700的側(cè)視圖。在顯示器700中，雙色球701在一頂層707和另一下層(在此用第二層708表示)中。頂層707中的球在一單層中彼此盡可能靠攏。彈性基體702被一絕緣流體(未示出)所泡脹，該絕緣流體形成諸球701能在其中自由旋轉(zhuǎn)的空穴703。把空穴703制造得相對于球701、尤其是相對于頂層707中的球盡可能地小，使這些球幾乎填充空穴。此外，空穴703彼此盡可能靠攏，使空穴壁盡可能薄。最好是，頂層707中的諸球的直徑是相同的，它們所處的位置與上表面705的距離也是相同的。應(yīng)予以理解的是，顯示器700頂層707中的諸球和空穴的結(jié)構(gòu)可與圖5的視圖(d)所示的顯示器540頂層547中的諸球和空穴的結(jié)構(gòu)是類似的。還應(yīng)予以理解的是，從顯示器700反射的使在I的觀看者能看到的大部分光從頂層707球的白半球反射。至少對于頂層707，顯示器700中諸球701和空穴703的結(jié)構(gòu)使相鄰雙色球之間的中心距和表面間距達(dá)到最小。下層(諸如層708)中的球最好也在可能的范圍內(nèi)密排，使顯示器厚度達(dá)到最薄。球701在絕緣流體中呈電雙極，從而在一電場如在矩陣可尋址電極704a和704b的作用下會旋轉(zhuǎn)。最接近上表面705的電極704a最好是透明的。當(dāng)球旋轉(zhuǎn)使它們的黑或白半球暴露于基體702的上表面705時，在I處的觀看者看見一由諸球701的黑和白圖案所形成的圖象?？偟膩碇v，圖6的單層顯示器600因下面參閱圖14所討論的理由而優(yōu)于圖7的較厚的顯示器700。根據(jù)光整流器模式，下層諸如層708對可觀看的顯示器反射很少或沒有什么幫助。尤其要指出的是，下層708中的球的白半球設(shè)置成到達(dá)這些球的任何光線很有可能散射到頂層707球的暗吸收側(cè)。盡管如此，也有諸如顯示器700的顯示器是較佳的情況，例如如果這樣一種顯示器的制造成本很低。為了使顯示器600單層或顯示器700密排頂層中的雙色球的排列達(dá)到最緊密程度，六邊形排列的幾何形是較佳的。圖8示出這種幾何形狀。圖8是本發(fā)明的一吉利康顯示器800局部俯視圖，其中諸球801的白半球通過觀看表面805是可見的。球801在空穴803中回轉(zhuǎn)，這些空穴最好是盡可能小和緊靠在一起。諸球801的中心形成一用作為示范的六邊形H示出的六邊形圖案，即緊鄰的球的中心形成等邊三角形，如作為示范的等邊三角形E所示?？障?07是因這種幾何形狀的緣故而形成(排列的圓球不能完全覆蓋一個平面)。圖9-10示出另外排列的幾何形狀。這些幾何形狀沒有圖8的六邊形幾何形狀的好，因為它們覆蓋的平面部分要比六邊形幾何形狀覆蓋的要少。圖9示出一矩形幾何形狀。吉利康顯示器900的一部分具有在空穴903中的雙色球901。球901的白半球通過觀看表面905是可視的。用由球901的中心形成的作為示范的正方形S來示出矩形幾何形狀。因排列的幾何形狀而留下未填滿的空隙907。圖10示出一菱形(鉆石形)的幾何形狀。吉利康顯示器1000的一部分具有在空穴1003中的雙色球1001。球1001的白半球通過觀看表面1005是可視的。用由球1001的中心形成的作為示范的菱形R來示出菱形幾何形狀。因排列的幾何形狀而留下未填滿的空隙1007。兩組密排的吉利康顯示器直徑相等的圓球單層平面陣列在圓球之間不可避免地有空隙，即使圓球表面彼此接觸也是如此。在圖8中空隙807由六邊形的排列幾何形狀所形成。在圖9中，空隙907由矩形的排列幾何形狀所形成。在圖10中，空隙1007由菱形的排列幾何形狀所形成。根據(jù)光整流器模式，通過空隙進(jìn)入顯示器內(nèi)部的光基本上被損失了。為避免光經(jīng)過平面陣列中的空隙而損失掉，根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，一吉利康顯示器由兩組雙色球所構(gòu)成。最好是，第一或主組中的球具有第一相等的直徑，第二或空隙組中的球具有第二相等的直徑，而且所選定的第二直徑使第二組中的球能夠充填由第一組中的球密排所留下的空隙。圖11示出了這些設(shè)想的一些例子。圖11中的各視圖示出了雙色球1101六邊形排列的平面陣列，其中各種較小的雙色球用于充填陣列的各空隙。諸球1101的白半球面朝上，它們的最頂點位于平面P。視圖(a)和(b)分別是雙色球1101陣列的側(cè)視圖和俯視圖。較小的雙色球1102位于球1101之上(即靠近吉利康顯示器的觀看表面)、在由六邊形排列結(jié)構(gòu)所形成的各空隙中。球1102也具有面朝上的白半球。球1102具有一個使平面P把這些球的白和黑半球分離的直徑。視圖(c)和(d)分別是雙色球1101陣列的側(cè)視圖和俯視圖，其中較小的雙色球1102’位于球1101之上、在由六邊形排列結(jié)構(gòu)所形成的各空隙中。球1102’具有一個使它們的最頂點位于平面P中的直徑。視圖(e)和(f)分別是雙色球1101陣列的側(cè)視圖和俯視圖，其中較小的雙色球1102”位于球1101之上、在由六邊形排列結(jié)構(gòu)所形成的各空隙中。(在視圖(e)中，球1102”被球1101所遮掩，因此用虛線示出)球1102”具有一個直徑，當(dāng)它們的中心與球1101的中心共面時，該直徑使它們的表面與球1101的表面相切，如圖所示。如圖11的所有例子所示，空隙球最好位于主雙色球的平面陣列之上的一平面陣列中。即，由小球的中心所形成的平面比由單層(或密排頂層)的大球中心所形成的平面更靠近觀看表面。有了這種結(jié)構(gòu)，從空隙球的白半球反射的光不會被主雙色球的黑半球所吸收，如果空隙球設(shè)置在大球的那層之下，情況也有可能這樣。再如圖11所示，空隙球最好小到足以使它們的黑半球不能吸收由主雙色球的白半球反射的大量的光。有關(guān)這一點，可以在由空隙球的黑半球的吸收所造成的損失與光通過未填滿的空隙部分所造成的損失之間進(jìn)行協(xié)調(diào)。在圖11的視圖(a)和(b)中，球1102幾乎完全填滿球1101之間的空隙。但是，從球1101的白半球散射的一些光被球1102的黑半球所吸收。(要指出的是，平面P即球1101的頂部切面還是把空隙球1102的黑和白半球分開的平面。因此從球1101的極頂部散射的所有光都沒有被球1102的黑半球吸收。但如果球1102做得稍微大一些就不會如此。)在圖11的視圖(c)和(d)中，球1102’基本上填滿球1101之間的空隙。從球1101的白半球散射的一些光被球1102’的黑半球所吸收，但比視圖(a)和(b)中的空隙球1102要少得多。這是因為比球1102小的球1102’的中心位于平面P的下面，與球1102的黑半球相比，使由球1101的白半球散射的光不太可能到達(dá)球1102’的黑半球。在圖11的視圖(e)和(f)中，球1102”僅填入球1101之間的部分空隙。球1102”中心的平面與球1101中心的平面相同，所以從球1101的白半球散射的光很少有被球1102”的黑半球所吸收。但是，光可以穿過球1101之間的、由球1102”留下的未填滿的部分空隙。因此，對于空隙球1102”，越過球1101的白半球傳送的光比使用較大的空隙球1102或1102’的情形要多。簡而言之，當(dāng)空隙球做得越小，它們所處的位置相對于主雙色球頂部就越低，所以用它們的黑半球吸收的光很少。但是，當(dāng)空隙球做得越小時，它們填充的主雙色球之間的空隙部分就越小，從而允許更多的光穿越主層中的一個半球深度，此后損失于吸收。圖12提供本發(fā)明的一吉利康顯示器1200的更詳細(xì)的側(cè)視圖，在該特定的實施例中具有主和空隙雙色球。在顯示器1200中，主雙色球1201在彈性基體1202中的單層中彼此盡可能靠攏?；w1202被一絕緣流體(未示出)所泡脹，該絕緣流體形成球1201能在其中自由旋轉(zhuǎn)的空穴1203?？昭?203制成相對于球1201盡可能小，使球幾乎填滿空穴。此外，空穴1203彼此盡可能靠攏，使空穴壁盡可能薄。球1201的直徑最好是相等的，這些球1201距離上表面1200的距離也是相等的。顯示器1200中的球1201和空穴1203的結(jié)構(gòu)可與圖6中所示的顯示器600中的球601和空穴603的結(jié)構(gòu)相類似。但是，顯示器1200由于增加了小空隙球1215而不同于顯示器600，這些小空隙球在各自的空穴1216中旋轉(zhuǎn)，而這些空穴是在有絕緣流體的情況下泡脹彈性基體1202所形成的。在一電場的作用下，球1215與1201一起旋轉(zhuǎn)，所以當(dāng)球1201的白半球呈現(xiàn)于I處的觀看者時，球1215的白半球也如此，它們的黑半球情形也相似。球1215的直徑最好是相等的，這些球與上表面1205的距離也是相等的，其中由球1215的中心所組成的平面P2比由球1201的中心所組成的平面P1更接近表面1205。含有球1215的中心的平面P2與含有球1201的中心的平面P1之間的距離z最好達(dá)到最小，使球1215盡可能接近球1201，這樣使因光從球1201的白半球散射到球1215的黑半球所引起的吸收損失達(dá)到最少?？昭?216做得相對于球1215盡可能小，使這些球幾乎填滿空穴，空穴1216的壁做得盡可能薄。圖13是顯示器1200的局部俯視圖。通過透明的表面1205可看見主雙色球1201和空隙雙色球1215的白半球。諸球1201采用用六邊形H和等邊三角形E表示的六邊形的排列幾何形狀?？障肚?215填入以六邊形排列的幾何形狀中的球1201之間的空隙1217中。如前結(jié)合圖11所述，球1215可填入空隙1217的較大一部分或較小一部分，這要取決于球1201和球1215的相對直徑。從圖11-13并考慮前面的圖(尤其是圖8-10)可以清楚地看出，對于本發(fā)明吉利康顯示器中的兩組雙色球的空隙排列可以有多種可選擇的實施例。尤其是，主雙色球可排列成矩形或菱形的幾何形狀，這些球可以是單層球，也可以是一較厚結(jié)構(gòu)中的密排頂層球。在所有這些實施例中，基本設(shè)想是阻斷否則會損失在空隙中的輸入光，并使它直接或通過從大球的白半球附近散射而反射到觀看者，同時最好使小球的黑半球所引起的吸收損失達(dá)到最小。單層構(gòu)造的電氣方面的優(yōu)點本發(fā)明的單層吉利康顯示器除改進(jìn)反射之外還具有若干優(yōu)點。這種顯示器所需的工作電壓比傳統(tǒng)的厚吉利康顯示器所需的電壓低。這是因為吉利康球在電場作用下的旋轉(zhuǎn)取決于該電場的強度。電場強度是電壓對距離的導(dǎo)數(shù)(例如，在一平行板電容器的簡單情況下為E＝V/d)。這樣，通過施加一較低的電壓，即，縮短施加電壓的距離而其它情況相同，就可達(dá)到某一的電場強度。因此，通過使用可能的最薄的構(gòu)造如單層，吉利康顯示器的工作電壓可達(dá)到最小。較低的工作電壓具有許多優(yōu)點，這些優(yōu)點包括較低功率消耗、廉價的驅(qū)動電子設(shè)備和提高了使用者的安全。把空隙球加到顯示器不會導(dǎo)致增加單層顯示器所需的工作電壓。(例如，圖12的空隙中排有球的顯示器1200的驅(qū)動電壓與用于驅(qū)動圖6的單層顯示器600的電壓相同或不相上下)一般來講，必需施加的使小球旋轉(zhuǎn)的最弱電場強度不大于大球的最弱電場強度。因此，只要小球加到顯示器中不增加基體的總厚度，電壓就不必增加。例如，在圖11的視圖(c)和(e)中所示的空隙結(jié)構(gòu)位于基體中，其厚度不比一簡單的單層球1101所需的基體厚。就圖11的視圖(a)所示的空隙結(jié)構(gòu)而言，如果小球的加入增加了厚度且超過了單層厚度，就要相應(yīng)地提高電壓。單層顯示器的另一個優(yōu)點是改進(jìn)了分辨率。由于顯示器制造得較薄，邊緣場效應(yīng)(fringingfieldeffect)最小，如圖14所示。在圖14的各視圖中，尋址電極(addressingelectrode)1410和1411用來尋址在一雙色吉利康顯示器中的相鄰圖象元。相對于接地層1420電極1410為正電壓V+，電極1411為負(fù)電壓V-。由于施加的電壓是相反的極性，則由電極1410和1411尋找到的圖象元是相反的顏色。例如，如果電極1410尋找到的圖象元呈白色，那么電極1411尋找到的圖象元呈黑色。雙色球位于尋址電極1410、1411與接地層1420之間的空間中(為清晰起見，在圖14中只示出少量的作為示范)。在視圖(a)中，電極1410、1411與接地層1420之間的距離h比較大。這提供了能在其中產(chǎn)生邊緣場的比較大的容積。這些邊緣場的場力線從電極1410直接彎曲到電極1411，而不是延伸到接地層1420。雙色球1401和1402以較佳方式對齊，其中球1401的白半球正面朝向電極1410，球1402的黑半球正面朝向電極1411。但是，雙色球1403和1404在邊緣場F的路徑中被捕捉。這些球轉(zhuǎn)過一角度到電極1410和1411。其結(jié)果是，在邊緣場F區(qū)域中，顯示器呈灰色而不是黑和白色。在視圖(a)中，邊緣場(并因此成為灰色區(qū)域)的寬度w與電極1410、1411與接地層1420之間的距離h不相上下。在視圖(b)中，就本發(fā)明的單層顯示器而言，電極1410、1411與接地層1420之間的距離h’比較短。這為邊緣場F’的形成提供了較小的容積。雙色球1401和1402以較佳方式對齊，其中球1401的白半球正面朝向電極1410，球1402的黑半球正面朝向電極1411。邊緣場F’的容積小到幾乎沒有什么球在這些邊緣場的路徑中被捕捉。其結(jié)果是在黑色圖象元與白色圖象元之間有一個明顯的分界，而視圖(a)中存在的灰色中間區(qū)幾乎沒有。視圖(b)中的邊緣場(并因此成為灰色區(qū)域)的寬度w’與電極1410與1411之間的分開距離Δ不相上下。本發(fā)明吉利康顯示器的制造根據(jù)已知技術(shù)，諸如揭示在由R.Micheletto、H.Fukuda和M.Ohtsu.Langmuir撰寫的“制造一種小乳膠顆粒的兩維有序陣列的簡單方法”中的第11卷第9，1995號第3333-3336頁中技術(shù)，來形成一單層球，準(zhǔn)備一含有這些球的彈性片，隨后加入一絕緣流體來泡脹該彈性體，由此制造密排的單層吉利康顯示器。除了固化彈性體的方法之外，可以根據(jù)傳統(tǒng)吉利康顯示器的制造來進(jìn)行彈性體的制備。用標(biāo)準(zhǔn)的固化工序，彈性體在絕緣流體的作用下泡脹超過百分之五十，球可旋轉(zhuǎn)的空穴相應(yīng)地比較大。但是，為獲得本發(fā)明的一密排層，空穴應(yīng)該做得相當(dāng)小。這可以通過用如下的方法來實現(xiàn)，例如使用Dow-ComingSYLGARD184彈性體，并用一百分之十五的固化劑(硬化劑)在攝氏90度的溫度下把它固化。在通常用于已知的吉利康顯示器的ISOPARL絕緣流體的作用下，彈性體約膨脹百分之二十。為進(jìn)一步控制膨脹，可用其它的絕緣流體來代替ISOPARL。例如，對于上述的彈性體(在90℃百分之十五固化)，百分之五十的ISOPARL和百分之五十的豆油的絕緣流體混合物產(chǎn)生約百分之十的膨脹。為了制造具有小球的吉利康顯示器，而這些小球填在一密排單層的大球之間的空隙中，可以使用下面的技術(shù)如上所述制備一單層的大(主)雙色球。該單層放置在一層粘性的部分固化的彈性體上。粘性彈性層所具有的深度能使它的頂表面與小(空隙)球的中心所在的平面共面或稍微在其下。例如，如果顯示器結(jié)構(gòu)如圖11的視圖(e)所示，粘彈性體層將升高，到達(dá)大球一半的深度處。如果顯示器結(jié)構(gòu)如圖11的視圖(a)所示，粘性層將到達(dá)大球的頂部或剛好在它們下面。一旦單層處于粘性彈性體上的適當(dāng)位置，小(空隙)球分散在該單層上。小球粘附于被大球間的空隙所暴露的彈性體。由于彈性體的深度，每個空隙中最多有一個小球。最好是所有的空隙都填有小球。這可以通過使分散的小球比填入空隙所需的要多，并允許多余的小球堆在粘附于空隙中的球的頂部來實現(xiàn)。粘性彈性體的深度沒有到達(dá)多余的堆積起來的球，所以多余的球可被抖去，僅僅留下粘附的空隙球。隨后最好是在粘性層仍然是粘性的時候(即完全固化之前)加上另外的彈性體，如通過把未固化的液態(tài)彈性體澆到整個集合體上，使其深度足以覆蓋主球和空隙球的頂部。這樣，彈性體基體達(dá)到了所需的厚度。光整流器模式的進(jìn)一步細(xì)節(jié)吉利康顯示器含有大量的小顆粒。根據(jù)傳統(tǒng)常識，在白色狀態(tài)，這些顆粒應(yīng)該漫反射輸入光，使這些光離開顯示器返回。這種所希望的結(jié)果類似于在普通白紙上以及其它光系統(tǒng)諸如白色涂料、白云或牛奶中的反射過程。換句話講，通常假定把標(biāo)準(zhǔn)反射理論諸如Kubelka-Munk理論應(yīng)該用于吉利康顯示器。因此，在本發(fā)明之前，人們嘗試用基于紙和其它傳統(tǒng)漫反射系統(tǒng)的技術(shù)來增加吉利康顯示器的反射。例如，在一紙片中，輸入光被小的纖維顆粒散射。部分光最初向后反射(即朝觀看者)，但大部分光向前或到側(cè)面。最初沒有反射的光將再被其它的顆粒散射，最后將到達(dá)頂表面或底表面。為了使紙片潔白，所有的光最后都應(yīng)該回到頂表面。為了達(dá)到上述目的，傳統(tǒng)的做法是，增加紙片的厚度或提高紙片中散射顆粒的密度，例如加上二氧化鈦?，F(xiàn)有技術(shù)的吉利康顯示器已試過了增加厚度和提高顆粒密度的技術(shù)。其結(jié)果是令人失望。尤其是把吉利康顯示器的白色區(qū)域的亮度增加到紙代用品所需的程度是不可能的。在有關(guān)本發(fā)明的研究中，用理論(包括計算機模擬)和實驗的方法調(diào)查研究了能夠想到的有助于吉利康顯示器的比預(yù)計到的要少的反射的多種因素。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，一個特別顯著的因素是雙色球的黑半球的吸收效應(yīng)發(fā)現(xiàn)通過頂層球中的空隙和從下層反射的光大部分被頂層球的黑色下表面所吸收。發(fā)現(xiàn)類似效應(yīng)在吉利康顯示器中的所有層中都存在在任何某一層中，雙色球的黑色下表面吸收從任何下層中反射的光。圖15示出了在研究過程中得到的一厚的吉利康顯示器的顯微照相。如所看到的，只有接近吉利康顯示器的頂表面的球程白色。與該表面有些距離的球所處的位置越深就越暗。(這與在傳統(tǒng)的散射系統(tǒng)諸如紙或牛奶中觀察到的不同。在那些系統(tǒng)中，在表面下面的顆粒仍然呈白色)加入更多的球制造一較厚的吉利康顯示器不會顯著提高反射，因為另外加入的球離開觀看表面較遠(yuǎn)，因而顯得暗，看上去是灰色的而不是白色的。對一典型的傳統(tǒng)吉利康顯示器的研究表明，雙色球分散在基體片的整個厚度中，該厚度通常比兩個球的直徑大，并有許多直徑那么厚?？偟膩碇v，薄片不到百分之二十的上表面面積被在最接近該表面的層中的雙色球所覆蓋。這與相當(dāng)于兩倍球的直徑的球中心距相對應(yīng)。換句話講，最頂層的相鄰雙色球之間的間隙是相當(dāng)大的，不超過百分之二十的球位于對顯示器反射有有效貢獻(xiàn)的地方。為了對吉利康顯示器中光的特性有一個更精確的描述，對光整流器模式進(jìn)行闡述。上面結(jié)合圖3和4描述的這個模式形成下面的反射等式(1)R＝Kα(等式1)式中，R指反射率，更具體地說是吉利康顯示器的漫反射，是用一種球積分技術(shù)(integratingspheretechnique)來測量的。球積分測量技術(shù)是眾所周知的，并例如在由WesleyWm.Wendlandt和HarryG.Hecht(中間科學(xué)發(fā)表者，1966年)的反射光譜學(xué)的第10章中有所描述，漫反射(例如與鏡面或全反射不同)在該參考書的第3章有定義。高質(zhì)量白紙的漫反射一般在百分之八十五，新聞紙的漫反射一般在60％。本發(fā)明的吉利康顯示器預(yù)計漫反射得到較大程度的提高，例如30％、40％、60％或甚至是80或85％，而與漫反射最多是15至20％的現(xiàn)有技術(shù)的吉利康顯示器不同。再看等式(1)，面積覆蓋率α定義為當(dāng)所有的雙色球轉(zhuǎn)動使它們的白表面朝向觀看表面時，吉利康顯示器最頂層雙色球的白表面投影面積與吉利康顯示器觀看表面的總面積之比。總而言之，α取決于幾何形狀，并能對整個吉利康顯示器來全面計算或?qū)ζ淙魏螀^(qū)域來局部計算。還是看等式(1)，K是一個參數(shù)，在這里看作是一個常數(shù)，它計算所有光損失的起因而不是由光整流器模式所推測的吸收損失。這些光損失的其它起因包括例如擴散在白半球中的黑點或條紋、球表面粗糙度或其它表面缺陷、完全不能旋轉(zhuǎn)的球、彈性體或其它基體的折射率與球在其內(nèi)旋轉(zhuǎn)的工作流體的折射率之間的失配等等。等式(1)假定光損失的所有這些其它起因被看作與光整流器損失無關(guān)，這種假定至少作為一級近似表示是有效的。圖16示意性地示出了α的一示范性計算。圖中示出吉利康顯示器中所選定的一部分。該顯示器的雙色球轉(zhuǎn)動，使它們的白半球朝向觀看表面1605。最頂層雙色球1607最接近表面1605，在球1607與表面1605之間沒有能潛在吸收由球1607反射的光的其它雙色球。雙色球1608在表面1605下面的較遠(yuǎn)處，使得最頂層雙色球1607在雙色球1608與表面1605之間，這樣最頂層雙色球1607的黑半球吸收從雙色球1608反射的大部分光。因此，由于球1607才是對顯示器1601的亮度有顯著貢獻(xiàn)的球，所以只有該最頂層球1607的白半球的投影面積(a1、a2、a3、a4)才能算到面積覆蓋率α中。繼續(xù)看圖16，投影面積(a1、a2、a3、a4)的總和除以顯示器中所選定部分的表面1605面積A，由此算出α。尤其是，假設(shè)雙色球1607a、1607b、1607c、1607d的直徑分別為δ1、δ2、δ3、δ4，這樣它們組合起來的投影面積是。還假設(shè)球1607c和1607d被分開一個距離，該距離在表面1605的平面中的投影為Δ34，并假設(shè)球1607a與1607b之間的間隔和球1607b與1607c之間的間隔也都為Δ34。這樣面積A近似于寬度為2Δ34的一正方形面積的兩倍，即近似于8Δ342。因此，α被計算出是。要指出的是，其它雙色球1608對投影面積1610不起作用，因而不包括在α的計算中。α取決于最頂層雙色球中的各個球的白半球的大小和最頂層雙色球之間的空隙數(shù)量。因此，總而言之，α的表達(dá)式十分復(fù)雜。例如，如果有n個最頂層雙色球，第i個球的直徑為δi，第i個球與第j個球之間的間距為Δij，那么α是δi和Δij的函數(shù)，即，α＝α(δi，Δij)i＝1，n；j＝1，n和R＝Kα(δi，Δij)i＝1，n；j＝1，n。甚至R的這個表達(dá)式具有一定的內(nèi)在簡化假定，例如所有的最頂層球是完整的圓球，使直徑δi界限分明；所有最頂層的球與吉利康顯示器表面之間的距離相等，使Δij不需要修正去考慮不同的球的深度(后者的假定的放寬引出了公式R＝Kα(δi，Δijcosθij)i＝1，n；j＝1，n，其中θij是在表面與連接球i和j的一條線之間形成的角度)。如果假定球的尺寸和間距只有很小的變化，以及最頂層球在一個離觀看表面固定的平面層中，則平均值δ和Δ就可代替?zhèn)€別值δi和Δij。那么α就可用一個顯示器中的雙色球的平均尺寸和雙色球平均中心距的函數(shù)來表示，從而產(chǎn)生下面的等式(2)R＝Kα(δ，Δ)(等式2)式中，δ是雙色球平均尺寸的量度。例如，δ可以是一個球體球的最大或平均直徑。Δ是投影在觀看表面的平面中的球平均中心距的量度。對于在一個間隔均勻的、其特征間距為D的單層陣列中的直徑d不變的完整的圓球來說，等式(2)簡化為下面的等式(3)式中，x是比率(D-d)/d，其中d是各雙色球的直徑，D是相鄰球的特征中心距。要指出的是，如果球在其中旋轉(zhuǎn)的各空穴具有恒定的直徑并且是密排的，使相鄰空穴的壁彼此接觸，則D等于空穴的直徑。再看等式(3)，α0是特殊幾何形排列的陣列中理論上能達(dá)到的最大面積覆蓋率，即，α0是在所選幾何形狀的一理想密排網(wǎng)格中排列的單層圓球中得到的面積覆蓋率，其中在該網(wǎng)格中相鄰球的表面彼此接觸。α0可以如下面參考圖18-20所描述的那樣以幾何學(xué)來計算。對于能最有效地覆蓋平面的六邊形排列的幾何形狀，可以看出α0為π除以兩倍的3平方根，即π/(2·31/2)或約為0.907，換句話講，一平面密排的六邊形陣列的圓球大約覆蓋該平面總面積的0.907倍。因此，對于一理想的密排六邊形單層陣列的雙色球和一平的觀看表面，面朝觀看表面的半球的投影面積覆蓋不到91％的觀看表面的總面積。圖17示出等式(3)中的數(shù)量D和d的關(guān)系。圖17中的各視圖示出一部分吉利康顯示器，該顯示器包括位于在觀看表面1705之下的空穴1703中的雙色球1701。球1701的直徑為d，空穴1703的直徑為C。在視圖(a)中，球1701的中心距D大于C，空穴1703彼此分開的距離為(D-C)。在視圖(b)中，球1701之間的中心距D’等于C?？昭?703如所示彼此接觸。圖17對等式(3)進(jìn)行了一個重要的解釋。對于諸空穴接觸的彈性基體，如圖17的視圖(b)，D＝C，x＝(C-d)/d，使x+1＝C/d，即是空穴直徑與球直徑之比。因而在這種情況下，x可以解釋為膨脹系數(shù)，即當(dāng)加入絕緣流體使彈性體膨脹時出現(xiàn)的彈性體尺寸增加的部分。因此，當(dāng)達(dá)到圖17的視圖(b)所示的條件，等式(3)可以用來估算顯示器反射是怎樣隨彈性體膨脹的變化程度而改變。根據(jù)等式(3)，顯示器反射率R隨值x＝(D-d)/d的增加而迅速下降。x隨中心距D的增加即隨球的排列密度下降而增加。尤其是在D＝C使x是膨脹系數(shù)的情況下，x隨彈性體膨脹程度的增加而增加。(要指出的是，等式(3)假定一直徑均等的雙色球的均勻平面陣列，但是，應(yīng)予以了解的是，諸如陣列中的空白或錯位和球尺寸不均勻之類的網(wǎng)格缺陷會顯著增加x)。表1列出了對于各種值的x和K根據(jù)等式(3)算出的R的數(shù)值。其中假定有一六邊形排列的幾何圖形。表1</tables>從表1中可以看到，反射率R隨x的增加而迅速下降。例如，對于K＝1(即除了光整流器損失沒有其它的損失)和x＝0.35，一半以上的入射光被損失掉了。對于更加接近實際的值K＝0.7，該值為在研究過程中根據(jù)實驗確定為被研究的某些吉利康顯示器的近似值，甚至對于x＝0.15，一半以上的入射光被損失掉了，對于x＝0.35，接近三分之二的入射光被損失掉了。對于K＝0.5、x＝0.15的低質(zhì)量顯示器，幾乎三分之二的入射光被損失掉了，而x＝0.35時，四分之三以上的入射光被損失掉了。當(dāng)x最小時反射率R最大。通過把x＝(D-d)/d改寫為D/d＝x+1，可以看到當(dāng)中心距D與球的直徑之比D/d最小時，x達(dá)到最小值。當(dāng)x＝0使D/d＝1時，D/d就得到可能的最小值。這種情況與本發(fā)明的一理想的密排層相對應(yīng)，在這種層中，中心距D等于球的直徑d，這樣球的表面彼此接觸。簡而概之，通過使單層(或頂層)的雙色球盡可能地密排在一起，即，排列成一空穴的直徑C等于球的直徑、空穴彼此接觸使D＝C的六邊形密排平面陣列，則本發(fā)明的一吉利康顯示器的面積覆蓋率α達(dá)到最大值，進(jìn)而反射率R也達(dá)到最大值。在這種理想情況下，x＝0，單層的投影面積剛好覆蓋不足91％的觀看表面。把小球放在六邊形排列結(jié)構(gòu)的空隙中，如參考圖11-13的上述描述那樣，可獲得更大的面積覆蓋率和反射率。圖18-20示出對于不同排列幾何形狀中的等直徑圓球的平面單層的面積覆蓋率α和最大面積覆蓋率α0的計算。在圖18中，以俯視圖示出位于空穴1803中的球1801的六邊形陣列。球1801的直徑為d，中心距為D(由于空穴1803彼此接觸，該中心距等于空穴直徑)。相鄰球的中心形成一等邊三角形E。面積覆蓋率算成三角形E中被球1801的投影面積重疊的那部分面積與整個三角形E的面積之比。每個球1801的投影面積是πd2/4。因此，三角形E鄰近處的各球的重疊部分的面積是θ·d2/8，其中θ用弧度表示，如θ＝π/3。三角形E鄰近處有三個球。三角形的底邊長為D。因而，α＝3(πd2/24)÷(31/2/4)D2＝πd2/(2·31/2)D2。當(dāng)D＝d，可得到最大面積覆蓋率α0，即為π/(2·31/2)或約為0.90。在圖19中，以俯視圖示出位于空穴1903中的球1901的矩形陣列。球1901的直徑為d，中心距為D。相鄰球的中心形成一正方形S。面積覆蓋率算作正方形S中被球1901的投影面積重疊的那部分面積與整個正方形S的面積之比。每個球1901的投影面積是πd2/4。因此，正方形S鄰近處的各球的重疊部分的面積是θ·d2/8，其中θ用弧度表示，如θ＝π/2。正方形S鄰近處有四個球。正方形S的底邊長為D。因而，α＝4(πd2/16)÷D2＝πd2/4D2。當(dāng)D＝d，可得到最大面積覆蓋率α0，即為π/4或約為0.785。在圖20中，以俯視圖示出位于空穴2003中的球2001的菱形陣列。球2001的直徑為d，中心距為D。相鄰球的中心形成一菱形R。面積覆蓋率算作菱形R中被球2001的投影面積重疊的那部分面積與整個菱形R的面積之比。通過再一次的計算，結(jié)果是α＝πd2/4D2，α0＝π/4，該結(jié)果與矩形排列的幾何形狀相同。沒有空穴的單層吉利康顯示器在由泡脹彈性體制成的吉利康顯示器中，每一個雙色球處在一個空穴中。如上所述，為了使雙色球在這樣一種顯示器中達(dá)到可能的最緊密的排列，最好把各空穴制造得盡可能的小和接近。還是為了獲得較高的排列密度，吉利康顯示器可構(gòu)造成沒有彈性體和空穴。在這樣一種顯示器中，雙色球直接置于絕緣流體中。隨后球和絕緣流體夾在兩固定件之間(例如尋址電極之間)。這樣就沒有彈性基體。圖21是一沒有空穴的吉利康顯示器的側(cè)視圖。在顯示器2100中，單層等直徑的單層雙色球2101位于矩陣可尋址電極2104a和2104b之間的絕緣流體2109中。球2101最好在單層內(nèi)設(shè)置成一六邊形陣列，盡可能與球的正常旋轉(zhuǎn)相一致地緊密排列在一起。球2101在絕緣流體2109中呈雙電極，從而在一電場如電極2104a、2104b的作用下旋轉(zhuǎn)。最接近上表面2105的電極2104a最好是透明的。在I處的觀看者看見一圖象，該圖象是當(dāng)諸球2101旋轉(zhuǎn)使其黑或白半球暴露于顯示器2100的上表面2105時，由這些球2101的黑色和白色圖案所形成的。電極2104a和2104b用于尋址球2101和把球2101以及流體2109保持在合適的位置上。電極2104a與2104b之間的間距最好盡可能與球的正常旋轉(zhuǎn)一致地接近球2101的直徑。球2101和流體2109可通過例如密封顯示器的其中一端(未示出)而密封在顯示器2100中。顯示器2100中的雙色球2101的排列密度非常接近等式(3)中的x＝0的理想狀態(tài)。因此，顯示器2100具有最大反射率和最大亮度。單層中的密排球2101與電極2104a、2104b的短間距確保了球2101不會下沉、轉(zhuǎn)移或脫離它們在單層中的各自的位置。例如通過采用圖11的視圖(c)和(d)中所示的結(jié)構(gòu)和空隙球直徑，顯示器2100中還可包括空隙球(未示出)。通過上面有上電極2104a，下面有大球2101，使小球保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。結(jié)論吉利康顯示器具有獨特的光學(xué)性能。用來增加漫散射陣列的反射率的傳統(tǒng)手段不能恰當(dāng)?shù)刈饔糜诩碉@示器。傳統(tǒng)光學(xué)模式不能精確地描述吉利康顯示器的光學(xué)，這種傳統(tǒng)光學(xué)模式假定在一吉利康顯示器觀看表面很下面的雙色球?qū)︼@示器的總亮度的貢獻(xiàn)同最靠近觀看表面的雙色球一樣大。光整流器模式提供了較好的說明。本發(fā)明提供了一種基于密排單層雙色球的新的吉利康顯示器。該新顯示器的設(shè)計考慮了光整流器模式，在該模式中，從顯示器反射的光幾乎完全是由密排單層中的球的上半球反射的。與傳統(tǒng)吉利康顯示器相比，本發(fā)明顯示器提供優(yōu)良的反射率和亮度特性，并也因此提供了優(yōu)良的對比度特性。此外，由于單層的構(gòu)造，新的顯示器所需的電壓比傳統(tǒng)的吉利康顯示器的要低，而且新的顯示器由于電場邊緣效應(yīng)達(dá)到最小而提供了優(yōu)良的分辨率。希望本發(fā)明的新的吉利康顯示器對期待電氣紙成為事實有極大的幫助。前述專門的實施例提供了實施本發(fā)明的一些可能性。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，許多其它實施例也可以實施本發(fā)明。例如·吉利康球的電各向異性不必以Z-電勢為基礎(chǔ)。有一個與該球關(guān)聯(lián)的電偶極矩就足夠了，該偶極矩以便于該球在所施加的外電場中有效旋轉(zhuǎn)的方式與該球?qū)R。(偶極矩通常沿球的對稱軸線定位)此外，應(yīng)該指出的是，一吉利康球除其電偶極矩之外還可以有一電單極矩，如當(dāng)偶極矩是因兩個大小不同的正電荷分開所引起的時候，所產(chǎn)生的電荷分布等同于一個疊有一電偶極的正電單極。·吉利康球的光各向異性不必以黑色和白色為基礎(chǔ)。例如，可使用具有兩種不同顏色如紅色和藍(lán)色的兩半球的雙色球。作為另一個例子，一個半球是黑色的另一個半球是鏡面的球可用于某些場合?？偠灾喾N光學(xué)性能隨呈現(xiàn)于觀看者的吉利康球的不同方面而變化，這些不同方面包括(但不限于)一段或多段光譜中的光散射和光反射。因此，吉利康球可以多種方式用于調(diào)制光。·碰到吉利康顯示器的入射光不一定限于可見光。對于吉利康球的合適材料，入射“光”可以是例如紅外線或紫外線光，這樣的光可通過吉利康顯示器調(diào)制?！ぴ谌舾傻那闆r下，前述是指一平面單層的雙色球。但是，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員要知道的是，由柔性材料制成的吉利康顯示器(或用于這種顯示器的雙色球片)可暫時或永久性地變形(例如彎曲、折疊或軋平)，所以不一定全部都嚴(yán)格地做成平的。在這種情況下，單層平面可限定在例如一個包括吉利康球或所考慮的球的局部平面鄰近區(qū)域中。此外，還應(yīng)了解的是，實際上的單層例如由于制造公差或特殊的吉利康片的輕微缺陷可能與所描述的有些不同。·本發(fā)明顯示器還可以用圓柱體來代替通常的圓球體(例如雙色圓柱代替雙色球)，如在名稱為“轉(zhuǎn)動圓柱體顯示器”的共同轉(zhuǎn)讓的申請08/716,672所描述的那樣。因此，本發(fā)明的范圍不受前述說明限制，而是由所附的權(quán)利要求書及其等效的全部范圍所給出。權(quán)利要求1.一種材料，它包括一基體；以及多個基本置于基體中的一單層中的光各向異性顆粒，這些顆粒在單層中彼此緊密排列，當(dāng)所述基體置于基體中時，各顆粒是可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置，當(dāng)所述顆粒是可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置時，它們不附著于基體。2.一種設(shè)備，它包括具有可傳播光的觀看表面的一構(gòu)件；多個基本可旋轉(zhuǎn)地置于一單層中的光各向異性顆粒，這些顆粒在單層中彼此緊密排列，單層中的顆粒在觀看表面的后面，而觀看表面與處在有利于觀看觀看表面的觀看者相對，這樣觀看者能通過觀看表面觀看這些顆粒，每一顆粒具有光各向異性，以提供電偶極矩，電偶極矩給顆粒提供電響應(yīng)，使得當(dāng)顆?？尚D(zhuǎn)地設(shè)置在電場中并同時提供顆粒的電偶極矩時，顆粒會轉(zhuǎn)到電偶極矩與電場對齊的方位；相對于觀看表面使如此設(shè)置的顆粒保持在適當(dāng)位置上的裝置；以及通過給具有電偶極矩的顆粒有選擇地提供電場，從而使至少一個如此設(shè)置的顆粒旋轉(zhuǎn)的裝置。3.一種設(shè)備，它包括一具有一表面的基體；以及多個設(shè)置在基體中的顆粒，每一顆粒具有光各向異性，以提供電偶極矩，電偶極矩給顆粒提供電響應(yīng)，使得當(dāng)顆?？尚D(zhuǎn)地設(shè)置在電場中并同時提供顆粒的電偶極矩時，顆粒會轉(zhuǎn)到電偶極矩與電場對齊的方位；每一顆粒包括分別與第一和第二光調(diào)整特征相關(guān)聯(lián)的第一和第二區(qū)域，第一區(qū)域有第一區(qū)域表面，第二區(qū)域有第二區(qū)域表面，第一和第二區(qū)域表面彼此相關(guān)設(shè)置，這樣，當(dāng)顆粒可旋轉(zhuǎn)地置于基體中時，它們能轉(zhuǎn)向一方位，使第一區(qū)域表面相當(dāng)接近基體表面，第二區(qū)域表面遠(yuǎn)離基體表面，多個顆粒中的至少一部分設(shè)置在基體中的一單層中，該單層基本上與基體的所述部分的表面平行，單層有一面積范圍，該面積范圍與基體中的至少一部分共同延伸，該層的顆粒以基本上遍布該層的整個面積范圍的方式設(shè)置在該層中，一線段在基體任一點上與基體表面垂直并朝該層延伸，然后再穿過該層，該線段在離開該層之前最多與該層中的一個顆粒相交，該層中的每一顆粒有一相對于基體表面的投影面積，當(dāng)所述顆?？尚D(zhuǎn)地定位，使所述顆粒的第一區(qū)域表面最接近基體表面時，該投影面積是被所述顆粒的第一區(qū)域表面在基體表面上的投影所覆蓋的基體表面面積，該層中的顆粒彼此充分接近，使該層中的顆粒的投影面超過基體的所述部分表面積的三分之二，該層面的延伸遍布該表面。4.一種材料，它包括一基體；以及多個設(shè)置在該基體中的光各向異性顆粒，該多個顆粒包括第一組和第二組顆粒，不含有第二組顆粒的第一組顆粒以具有空隙的密排結(jié)構(gòu)設(shè)置在基體中，第二組顆粒設(shè)置在該結(jié)構(gòu)的空隙中，因此當(dāng)所述顆粒設(shè)置在基體中時，每一個顆粒都是可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置，當(dāng)所述顆?？尚D(zhuǎn)地設(shè)置時不附著于基體。5.一種設(shè)備，它包括一具有傳播光的觀看表面的構(gòu)件；多個光各向異性顆粒可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在觀看表面的后面，而觀看表面與處在有利于觀察觀看表面的觀看者相對，這樣觀看者能通過觀看表面觀察顆粒中的至少一部分，每一顆粒具有光各向異性，以提供電偶極矩，電偶極矩給顆粒提供電響應(yīng)，使得當(dāng)顆?？尚D(zhuǎn)地設(shè)置在電場中并同時提供顆粒的電偶極矩時，顆粒會轉(zhuǎn)到電偶極矩與電場對齊的方位；該多個顆粒包括第一組和第二組顆粒，不含有第二組顆粒的第一組顆粒以具有空隙的結(jié)構(gòu)設(shè)置在基體中，第二組顆粒設(shè)置在該結(jié)構(gòu)的空隙中，相對于觀看表面使如此設(shè)置的多個顆粒保持在適當(dāng)位置上的裝置；以及通過給具有電偶極矩的顆粒有選擇地提供電場，從而使如此設(shè)置的多個顆粒中的至少一個顆粒旋轉(zhuǎn)的裝置。6.一種材料，它包括一基體；以及多個設(shè)置在該基體中的光各向異性顆粒，該多個顆粒包括第一組和第二組顆粒，第一組顆粒具有賦予第一線性尺寸的基本上是均勻的第一尺寸，第一組顆粒具有賦予比第一線性尺寸小的第二線性尺寸的基本上是均勻的第二尺寸，第一和第二組顆粒具有類似的光各向異性，因此當(dāng)所述顆粒設(shè)置在基體中時，每一個顆粒都是可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置，當(dāng)所述顆粒可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置時不附著于基體。7.一種材料，它包括一具有傳播光的表面的基體，該表面有一面積；以及多個設(shè)置在該基體中的光各向異性顆粒，這些顆粒包括第一組和第二組顆粒，不含有第二組顆粒的第一組顆粒以基本上包括一個單層顆粒的結(jié)構(gòu)設(shè)置在基體中，該層由那些最接近基體表面并在所有第一組顆粒中的顆粒所形成，在該層中的每一顆粒具有一中心點，相對于基體表面而言，在該層基本上沒有一個顆粒被完全設(shè)置在該層里的任一最靠近顆粒的中心點之后，在該層中的每一顆粒有一相對于基體表面的投影面積，該層的顆粒在該層中彼此足夠緊密地排列，其中它們的投影面積的總和超過基體表面面積的三分之二，第二組顆粒在第一組顆粒當(dāng)中，使入射在一部分基體上并通過該基體朝所述部分鄰近的多個顆粒傳播的光照明在所述鄰近處的兩組顆粒并被它們調(diào)制，這樣在所述鄰近處的第二組顆粒調(diào)制如果不存在第二組顆粒會通過第一組顆粒之間的通道經(jīng)過該層的光。8.一種材料，它包括一種具有一表面的基體，該表面有一面積；以及多個設(shè)置在該基體中的光各向異性顆粒，這些顆粒包括一組最接近基體表面的顆粒，該組顆?；旧闲纬梢粏螌?，在該層中的每一顆粒具有一中心點，相對于基體表面而言，在該層基本上沒有一個顆粒被完全設(shè)置在該層里的任一最靠近顆粒的中心點之后，該層中的每一顆粒有一相對于基體表面的投影面積，該組的顆粒在該層中彼此足夠緊密地排列，其中它們的投影面積的總和超過基體表面面積的三分之二，因此當(dāng)所述顆粒這樣設(shè)置在基體中時，該組中的每一個顆粒都是可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置，當(dāng)所述顆?？尚D(zhuǎn)地設(shè)置時不附著于基體。9.一種材料，它包括一具有一光傳播表面的基體；以及多個設(shè)置在該基體中的光各向異性顆粒，每一顆粒有一光反射區(qū)，每一顆粒有一較佳旋轉(zhuǎn)方位，其中顆粒的反射區(qū)靠近基體表面，當(dāng)顆粒設(shè)置在基體中時，每一個顆粒都是可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置，當(dāng)所述顆?？尚D(zhuǎn)設(shè)置時，該顆粒不附著于基體，顆粒排列在基體中，使得當(dāng)易于通過顆粒的反射區(qū)反射的光入射在一部分基體表面上，以便通過所述部分照明那些在所述部分附近的那些顆粒，同時在所述附近的那些顆?？尚D(zhuǎn)地位于它們的較佳方位中時，在所述附近的顆粒調(diào)制照明它們的光，使入射在所述部分表面上的光的至少15％(用一種球積分技術(shù)測量)最終通過基體表面往回反射。10.一種材料，它包括一具有一光傳播表面的基體；以及多個設(shè)置在該基體中的光各向異性顆粒，每一顆粒有一光吸收區(qū)，每一顆粒有一較佳旋轉(zhuǎn)方位，其中顆粒的吸收區(qū)遠(yuǎn)離基體表面，當(dāng)顆粒設(shè)置在基體中時，每一個顆粒都是可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置，當(dāng)所述顆?？尚D(zhuǎn)設(shè)置時，該顆粒不附著于基體，顆粒排列在基體中，使得當(dāng)易于通過顆粒的吸收區(qū)被吸收的光入射在一部分基體表面上，以便通過所述部分照明所述部分附近的那些顆粒，同時在所述附近的那些顆?？尚D(zhuǎn)地位于它們的較佳方位中時，在所述附近的顆粒調(diào)制照明它們的光，使入射在所述部分表面上的光的至少15％(用一球積分技術(shù)測量)最終通過基體表面從基體中射出。11.一種設(shè)備，它包括一種結(jié)構(gòu)，它包括一具有光傳播的表面、以便光進(jìn)入設(shè)備的構(gòu)件，和一具有光傳播表面、以便光離開該設(shè)備的構(gòu)件，這些具有傳播光的表面的構(gòu)件在光學(xué)上是完全相同的構(gòu)件，光傳播表面在光學(xué)上是完全相同的表面；以及多個設(shè)置在結(jié)構(gòu)中的光調(diào)制元件，每一元件包括一可旋轉(zhuǎn)的光各向異性顆粒，使第一和第二光調(diào)制方位暴露于光進(jìn)入表面，每一顆粒相對于光進(jìn)入表面有一較佳旋轉(zhuǎn)方位，每一顆粒具有光各向異性，以提供電偶極矩，電偶極矩給顆粒提供電響應(yīng)，使得當(dāng)顆?？尚D(zhuǎn)地設(shè)置在電場中并同時提供電偶極矩時，顆粒會轉(zhuǎn)到電偶極矩與電場對齊的方位，調(diào)制元件處在與光進(jìn)入表面和光離開表面有關(guān)的位置上，使得當(dāng)光通過一部分光進(jìn)入表面能夠進(jìn)入該設(shè)備，并被一組在設(shè)備中的調(diào)制元件所調(diào)制，從而被調(diào)制的至少一部分光能通過至少一部分光離開表面離開該設(shè)備，當(dāng)該組調(diào)制元件的顆粒在它們的較佳旋轉(zhuǎn)方位時，該組調(diào)制元件調(diào)制照明它們的光，使入射在光進(jìn)入表面的所述部分的光的至少15％(用球積分技術(shù)測量)最終通過光離開表面離開。12.一種設(shè)備，它包括一具有傳播光的觀看表面的構(gòu)件；一設(shè)置在與處在能有利于觀察觀看表面的位置的觀看者相對的觀看表面后面的工作流體；以及多個可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在工作流體中并與它們直接接觸的光各向異性顆粒，這樣顆粒位于與觀看者相對的觀看表面的后面，觀看者通過觀看表面能看到至少一部分顆粒，顆粒以密排穩(wěn)定結(jié)構(gòu)設(shè)置，在該結(jié)構(gòu)中相鄰顆粒會彼此保持在適當(dāng)位置，雖然工作流體與顆粒直接接觸，但它基本上不約束顆粒而把它們保留在穩(wěn)定結(jié)構(gòu)中。13.一種不用會把顆粒保持在適當(dāng)位置上的任何彈性基體或其它母體制造的轉(zhuǎn)動顆粒顯示器設(shè)備，該設(shè)備包括一殼體結(jié)構(gòu)，它包括第一和第二不相交的表面，在這些表面之間有一容積，這些表面中的至少一個能傳播光；以及多個設(shè)置在兩個表面之間的容積中的該殼體結(jié)構(gòu)中的光各向異性顆粒，這些顆粒以密排穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置，其中顆粒在位置上自由旋轉(zhuǎn)，但基本上不能自由移動而破壞該結(jié)構(gòu)，顆粒通過相互支承和兩表面的支承彼此保持在結(jié)構(gòu)中的適當(dāng)位置上。14.一種沒有任何其中含有顆粒的空穴的轉(zhuǎn)動顆粒顯示器設(shè)備，設(shè)備包括一具有傳播光的觀看表面的構(gòu)件；多個以一個密排層設(shè)置在觀看表面后面的光各向異性的顆粒，觀看表面與位于一能有利地觀察觀看表面的位置的觀看者相對，這樣觀看者通過觀看表面能觀看這些顆粒中的至少一部分；一把顆粒保留在觀看表面后面的該層位置中的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)完全設(shè)置在顆粒層的外側(cè)，并不占據(jù)該層中的顆粒之間的任何空間。全文摘要一種吉利康或轉(zhuǎn)動顆粒顯示器,具有設(shè)置在一基體中的球體光各向異性顆粒。顆粒最好彼此平行對齊并緊密排列在一單層中。每一顆?？尚D(zhuǎn)地設(shè)置在基體中,例如,顆?？稍诨w中旋轉(zhuǎn),或當(dāng)在基體上進(jìn)行非破壞性操作時可提供在基體里的旋轉(zhuǎn)?；w可由在流體的作用下會膨脹的彈性體制成,以便顆粒在其中可以旋轉(zhuǎn)。當(dāng)顆?？尚D(zhuǎn)的設(shè)置時不附著于基體。顆粒的密排單層構(gòu)造與其它高亮度吉利康顯示器相比提供了優(yōu)良的亮度特征及制造相當(dāng)容易。文檔編號G09F9/37GK1196813SQ97190789公開日1998年10月21日申請日期1997年6月25日優(yōu)先權(quán)日1996年6月27日發(fā)明者約瑟夫·M·克勞利申請人:施樂有限公司