專利名稱：：具有熱尋址層的電子涂料結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明總體上涉及電泳顯示器，并且更具體地涉及包括具有熱激活的電泳墨水的電子涂料。電泳顯示介質(zhì)正被開發(fā)以用于需要半永久性圖像的大型顯示器，諸如白色書寫板、標(biāo)志、廣告牌和墻壁顯示器。電泳顯示介質(zhì)總體上其特征在于在所施加的電場(chǎng)中粒子的運(yùn)動(dòng)可以是雙穩(wěn)態(tài)的，并且顯示元件具有在諸如顏色的亮度或暗度之類的至少一個(gè)光學(xué)性質(zhì)方面不同的第一和第二顯示狀態(tài)。在近來發(fā)展的電泳顯示器中，在電子墨水中的微密封粒子已經(jīng)被有限持續(xù)時(shí)間的電子脈沖驅(qū)動(dòng)到一個(gè)狀態(tài)或另一狀態(tài)之后出現(xiàn)顯示狀態(tài)，并且在激活電壓被去除之后所驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)仍然持續(xù)。這種顯示器與液晶顯示器(LCD)相比較，可以具有良好的亮度和對(duì)比度、寬視角、兩個(gè)或更多狀態(tài)的狀態(tài)穩(wěn)定性以及低功耗的屬性。在Albert等人的于2000年5月23日公布的美國專利No.6,067,185“ProcessforCreatinganEncapsulatedElectrophoreticDisplay”以及Albert等人的于2000年1月25日公布的美國專利No.6,017,584“Multi-ColorElectrophoreticDisplaysandMaterialsforMakingtheSame”中描述了一種具有微囊的示例性電泳顯示器，所述微囊包含纖維或類凝膠內(nèi)相以及液相，或者包含兩種或多種不能混合的流體。電泳顯示器常常被設(shè)計(jì)成具有多種電泳和保護(hù)材料層。在Drzaic等的人于2000年6月29日公布的國際專利申請(qǐng)No.WO0038001“ProtectiveElectrodesforElectrophoreticDisplays”中描述了具有保護(hù)電極的電泳顯示器。保護(hù)電極可以是可滲透蒸氣的電極，其具有網(wǎng)狀導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，諸如金屬屏蔽或金屬絲網(wǎng)，或涂有或浸漬導(dǎo)電材料的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。大部分當(dāng)前可獲得的電泳顯示器接收數(shù)據(jù)并且通過驅(qū)動(dòng)有源矩陣來尋址，所述有源矩陣可以位于所述顯示器的前側(cè)或后側(cè)上，在Comiskey等人的于2001年1月23日公布的美國專利No.6,177,921“PrintableElectrodeStructuresforDisplays”中示范了后部尋址顯示器的例子。該顯示器的一個(gè)實(shí)施例把顯示材料與硅晶體管尋址結(jié)構(gòu)相結(jié)合。然而，有源矩陣驅(qū)動(dòng)對(duì)于廉價(jià)的廣告牌式顯示器來說并不是誘人的選擇，廣告式顯示器只要求低到極低的刷新速率。對(duì)于大電泳顯示器已經(jīng)提出了電子墨水系統(tǒng)，所述電泳顯示器不具有準(zhǔn)確地寫入文本和圖形的固有尋址方案，諸如逐像素柵格上的固定坐標(biāo)。研究人員還致力于將此數(shù)字或電子墨水技術(shù)應(yīng)用于所謂的電子壁紙、海報(bào)或銀幕的大電子墻壁顯示器，其可以包括位于墻壁上的薄電泳膜。在Albert等人于2001年6月26日被授權(quán)的美國專利No.6,252,564“TiledDisplays”中描述了一種可使用外部觸筆裝置來尋址的電泳顯示器。用于創(chuàng)建可電尋址的顯示器的過程包括類似于在常規(guī)絲網(wǎng)印刷中的多色過程的多次印刷操作，所述系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)天線、無源充電電路、有源控制系統(tǒng)、顯示器和能量存儲(chǔ)單元。在Masato等人的于2001年12月12日公布的國際專利申請(qǐng)WO0043835“ImageRecordingMedium，ImageRecording/ErasingDevice，andImageRecordingMethod”中描述了一種類紙介質(zhì)，其還優(yōu)選使用在室溫下是非流體而在較高溫度下是流體的電泳粒子。在Zehner等人的于2003年1月16日公布的美國專利申請(qǐng)No.2003/0011868“ElectrophoreticDisplaysinPortableDevicesandSystemsforAddressingsuchDisplays”中提出了一種用于尋址具有光導(dǎo)電層的電泳顯示器的方法，在光導(dǎo)電層被來自顯示器的發(fā)光層的光照射的情況下，光導(dǎo)電層的阻抗降低并且電泳層可以由所施加的電場(chǎng)來尋址以便寫入圖像。雖然較小的電泳顯示器常常接收數(shù)據(jù)并且通過驅(qū)動(dòng)所述顯示器的有源矩陣來尋址，而大電泳顯示器可以不具有固有的尋址方案來準(zhǔn)確地寫入文本和圖形。已經(jīng)提出了各種方法、系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備來用于外部尋址電泳顯示器，然而它們緩慢的尋址速度仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。許多電泳顯示器相對(duì)緩慢的切換速度使得與電泳材料被切換到正確的顯示狀態(tài)所需要的時(shí)間相比，外部尋址設(shè)備能夠更迅速地把圖像數(shù)據(jù)傳送到所述電泳顯示器。從而，當(dāng)外部尋址設(shè)備被移到其它地方或從顯示表面去除時(shí)，改進(jìn)的電泳顯示系統(tǒng)可能會(huì)使電子墨水能夠過渡到所希望的光學(xué)狀態(tài)。因此，需要一種系統(tǒng)和過程，借此增加用于外部尋址電泳表面的有效尋址時(shí)間，并且在傳送圖像數(shù)據(jù)的過程中，在外部尋址設(shè)備從電泳表面的一個(gè)區(qū)域移到另一區(qū)域之后，電泳顯示器可以繼續(xù)從一個(gè)顯示狀態(tài)切換到另一狀態(tài)。更具體地是，用于更大顯示器的改進(jìn)的尋址方案可能允許在顯示表面上迅速擊打手持式激活裝置同時(shí)適應(yīng)電子墨水相對(duì)緩慢的轉(zhuǎn)變時(shí)間。因而，顯示器可以在短時(shí)間段內(nèi)接收來自手持式寫入裝置的數(shù)據(jù)，同時(shí)允許電子涂料或墨水更緩慢地切換其顯示狀態(tài)。這種所希望的系統(tǒng)對(duì)于偶爾更新數(shù)據(jù)的大面積應(yīng)用來說往往是節(jié)省成本的，并且其相關(guān)聯(lián)的方法往往是節(jié)省時(shí)間的。本發(fā)明的一個(gè)形式是用于電泳顯示器的電子涂料。該電子涂料包括下導(dǎo)電層、位于所述下導(dǎo)電層上的熱尋址層、位于所述熱尋址層上的電泳墨水層以及位于所述電泳墨水上的上導(dǎo)電層。電泳墨水的激活基于熱輻射在部分熱尋址層中的熱吸收以及在上導(dǎo)電層和下導(dǎo)電層之間所施加的偏壓。本發(fā)明的另一形式是激活電子涂料的方法。在電子涂料的上導(dǎo)電層和下導(dǎo)電層之間施加偏壓。在部分熱尋址層上接收熱輻射。至少部分所接收的熱輻射在該部分熱尋址層中被吸收，并且基于所吸收的熱輻射和所施加的偏壓來激活電泳墨水。本發(fā)明的另一形式是一種電子涂料激活系統(tǒng)，包括電子刷和電子涂料。電子刷包括激光掃描器和位置探測(cè)器。電子涂料包括下導(dǎo)電層、位于所述下導(dǎo)電層上的熱尋址層、位于所述熱尋址層上的電泳墨水層以及位于所述電泳墨水上的上導(dǎo)電層。電泳墨水的激活基于來自電子刷的熱輻射被熱吸收到熱尋址層的一部分中以及在電子涂料的上導(dǎo)電層和下導(dǎo)電層之間所施加的偏壓的。結(jié)合附圖，根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例的下列詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述形式以及其它形式、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。詳細(xì)說明和附圖僅僅是本發(fā)明的說明而不是限制，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等價(jià)物來限定。利用熱尋址層22，可以使用更快的脈沖或掃描光束對(duì)把電泳墨水24激活到所希望的光學(xué)狀態(tài)進(jìn)行控制，即便激活以比掃描過程更慢的時(shí)間尺度發(fā)生。受熱的熱尋址層提供了短期存儲(chǔ)效應(yīng)，以允許掃描光束移到其它地方同時(shí)圖像繼續(xù)形成到電泳墨水24中。電子涂料10的熱尋址使得能夠利用例如便攜式刷子或手持式裝置把圖像寫入到具有電子涂料10的電泳顯示器上，當(dāng)所述便攜式刷子或手持式裝置在電子涂料10上移動(dòng)時(shí)會(huì)局部加熱部分電子涂料10。熱尋址層22被局部加熱的區(qū)域變得更加導(dǎo)電。因而，當(dāng)跨越上導(dǎo)電層26和下導(dǎo)電層20施加偏壓時(shí)，跨越電泳墨水24的受熱區(qū)域比跨越周圍更涼的區(qū)域要產(chǎn)生更大的電場(chǎng)。該更大的電場(chǎng)導(dǎo)致電泳墨水24從一個(gè)光學(xué)狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一個(gè)光學(xué)狀態(tài)，當(dāng)施加偏壓并且部分熱尋址層22變暖時(shí)，電子涂料10的像素段被切換到所希望的光學(xué)狀態(tài)。例如，當(dāng)熱輻射被施加并被吸收時(shí)，電泳墨水24可以從白色切換到黑色。在另一例子中，最初黑色光學(xué)狀態(tài)被可控制地切換到灰色或白色狀態(tài)。在另一例子中，基于在熱尋址層22中所吸收的熱能量以及偏壓電平，白色光學(xué)狀態(tài)切換到灰度光學(xué)狀態(tài)。在又一例子中，有色電泳墨水基于偏壓和所施加的熱輻射的熱吸收從一種顏色切換到另一種顏色。在寫入和去除偏壓之后，包括電子涂料10的電泳顯示器繼續(xù)可以觀看，而不需要額外的功耗。參照?qǐng)D2，電子涂料10也包括下導(dǎo)電層20、位于下導(dǎo)電層20上的熱尋址層22、位于熱尋址層22上的電泳墨水層24以及位于電泳墨水24上的上導(dǎo)電層26?？梢皂樞虻匦纬稍摨B層中的層，其中例如把熱尋址層22淀積或施加到下導(dǎo)電層20上，然后把電泳墨水24施加到熱尋址層22上，繼而把上導(dǎo)電層26淀積或施加到電泳墨水24上。例如，熱尋址層22可以被濺射或蒸發(fā)到下導(dǎo)電層20上。作為選擇，電泳墨水24和熱尋址層22可以被分別形成并層疊在一起，然后用薄的透明電極材料或金屬涂敷以便提供用于產(chǎn)生電場(chǎng)的導(dǎo)電表面。由于不需要圖形化或使用掩模，所以可以利用諸如依照任何適當(dāng)次序的滾動(dòng)(rolling)、屏蔽(screening)或淀積的工藝步驟來以其它順序形成電子涂料10。各種大小的電子涂料10的部分或片(tile)可以被裝配在一起或并排放置，以便形成幾乎任何期望尺寸的電泳顯示器，所述顯示器例如可以安裝在墻壁或在其它大表面上。電子涂料10可以形成為例如一邊為幾個(gè)厘米，直到大至一米乘一米或更大的尺寸。在電子涂料10的示例性實(shí)施例中，通過透明的上導(dǎo)電層26觀看圖像，當(dāng)然其它實(shí)施例允許從后側(cè)觀看或通過電子涂料10透射觀看。如圖所示，從頂部觀看包括具有金屬墊的電子涂料10的反射顯示器。作為選擇，電子涂料10可以通過下導(dǎo)電層20來觀看，并且可以從其后側(cè)來熱尋址。在諸如透射顯示器之類的配置中，下導(dǎo)電層20和熱尋址層22在可見光范圍內(nèi)是透明的，并且電泳墨水24是有選擇地吸收的，允許從后側(cè)觀看所寫入的圖像或者可選擇對(duì)顯示器使用背光?？梢酝ㄟ^把來自掃描激光束的熱輻射掃描到電子涂料10的表面上，把包括文本、圖形、圖畫或照片的圖像數(shù)據(jù)寫入到電子涂料10上。在示例性的電子涂料顯示器中，入射輻射透射通過上導(dǎo)電層26和電泳墨水24、照射熱尋址層22、并且被吸收到熱尋址層22中，以局部加熱電子涂料10。電泳墨水24的激活基于熱輻射44在熱尋址層22的部分32中的熱吸收以及在上導(dǎo)電層26和下導(dǎo)電層20之間所施加的偏壓34。當(dāng)熱尋址層22加熱時(shí)，熱尋址層22上的電壓降降低，而電泳墨水24上的電壓降升高?？缭诫娪灸?4的增加的電場(chǎng)以及電泳墨水24的升溫提高了墨水的切換速率，使電子涂料10的像素段能夠以指定的方式寫入。當(dāng)熱尋址層22冷卻時(shí)，只要施加偏壓34那么電泳墨水24就繼續(xù)轉(zhuǎn)變到期望顯示狀態(tài)?？梢酝ㄟ^冷卻熱尋址層22、去除偏壓34或這兩者，來鎖定或凍結(jié)電泳墨水24的期望光學(xué)狀態(tài)。下導(dǎo)電層20例如包括諸如鋁、鉑或鉻的反射金屬，諸如氧化銦錫(ITO)之類的透明電極材料，包括摻雜有聚苯硫醚(polyphenylenesulfidePPS)的聚乙烯基二氧噻吩(polyethylenedioxythiophene，PEDOT)的導(dǎo)電聚合物，或者其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電透明材料。由于金屬的伴隨的較高熱導(dǎo)率，金屬趨向于更迅速地散熱，并且趨向于局部展開圖像，除非它們很薄。熱尋址層22包括具有負(fù)電阻溫度系數(shù)(NTC)的材料，諸如氧化錳、氧化鎳、氧化鈷、氧化鐵、氧化銅、氧化鈦、半導(dǎo)體材料、摻雜半導(dǎo)體材料或其它適當(dāng)?shù)腘TC電阻材料。負(fù)溫度系數(shù)材料具有電阻隨溫度升高而降低的特性，并且典型值是每升高一個(gè)絕對(duì)溫度降低三到七個(gè)百分點(diǎn)。熱尋址層22的升溫導(dǎo)致更低的電阻以及更高的電導(dǎo)率，因此該層上的電壓降減小。熱尋址層22上的電壓減小導(dǎo)致跨越電泳墨水24的電壓更高且由此電場(chǎng)更高，使得與較涼的鄰近區(qū)域相比較，在升溫的區(qū)域內(nèi)能夠更快速地切換。熱尋址層22內(nèi)的局部溫度增加可以利用來自適當(dāng)源的聚焦熱輻射產(chǎn)生。熱輻射44例如包括紅外輻射、可見光、紫外光或其組合。熱輻射44例如可以利用手持式電子刷內(nèi)的激光器產(chǎn)生，并且從耦合到電子刷的掃描器引導(dǎo)向所選擇的電子涂料10的部分32。電泳墨水24包括諸如囊封電泳粒子的電泳材料，可以通過借助于電場(chǎng)將所述電泳粒子旋轉(zhuǎn)成期望的取向。電泳粒子沿著所施加電場(chǎng)的場(chǎng)線對(duì)其自身進(jìn)行取向，并且可以基于電場(chǎng)的方向和強(qiáng)度以及允許切換狀態(tài)的時(shí)間來從一個(gè)光學(xué)狀態(tài)切換到另一光學(xué)狀態(tài)。電泳墨水24可以包括幾種可購買到的電泳墨水之一，所述電泳墨水通常被稱為電子墨水或e墨水。所述電泳墨水24的層例如包括具有幾百萬個(gè)細(xì)小微囊的電泳薄膜，所述微囊中帶正電的白色粒子和帶負(fù)電的黑色粒子懸浮在澄清的流體中。當(dāng)把負(fù)電場(chǎng)施加到顯示器時(shí)，白色粒子移到微囊的頂部，在那里它們變得對(duì)用戶可見。這使在微囊的頂部位置或表面處表面呈現(xiàn)白色。同時(shí)，電場(chǎng)把黑色粒子拉到微囊底部，在此所述黑色粒子被隱藏。當(dāng)過程被反轉(zhuǎn)時(shí)，黑色粒子出現(xiàn)在微囊頂部，這使在微囊表面處表面呈現(xiàn)深色。當(dāng)去除激活電壓時(shí)，固定圖像保持在顯示表面上。電泳墨水24可以包含選擇性定位于熱尋址層22上的有色電泳材料陣列，以便能夠產(chǎn)生并顯示有色圖像。在寫入另一圖像之前，在重新尋址墨水之前，顯示材料的電子墨水可能需要被復(fù)位到明確限定的狀態(tài)，諸如白色粒子移到微囊的頂部時(shí)的全白表面。這例如可以通過在電子涂料10的上導(dǎo)電層26和下導(dǎo)電層20之間持續(xù)施加相對(duì)高的電壓以借助所施加的電場(chǎng)迫使電泳墨水24變成初始化或復(fù)位的光學(xué)狀態(tài)，或者通過施加熱輻射以對(duì)熱尋址層22進(jìn)行加熱同時(shí)施加相對(duì)大的偏壓來實(shí)現(xiàn)。上導(dǎo)電層26例如包括諸如氧化銦錫之類的透明電極材料以用于頂側(cè)觀看目的。應(yīng)當(dāng)觀察到，上導(dǎo)電層26和下導(dǎo)電層20不必被圖形化或者具有任何有源矩陣尋址能力。上導(dǎo)電層26至少對(duì)激活激光的波長(zhǎng)來說是透明的。例如包括玻璃或塑料片的墊層可以被耦合到下導(dǎo)電層20以便提高顯示器的強(qiáng)度或?qū)ζ涞谋Ｗo(hù)，同時(shí)保持所要求的顯示器表面的柔性，圖3圖示了包括電子刷40和電子涂料10的電子涂料激活系統(tǒng)50。電子刷40包括激光掃描器42和位置探測(cè)器46。電子涂料10包括下導(dǎo)電層20、熱尋址層22、電泳墨水24層和上導(dǎo)電層26。電泳墨水24的激活基于從電子刷40到熱尋址層22的部分32中的熱輻射44以及在電子涂料10的上導(dǎo)電層26和下導(dǎo)電層20之間所施加的偏壓34。利用所施加的偏壓34和引導(dǎo)到熱尋址層22的部分32上的入射熱輻射44，可以按照需要把一個(gè)或多個(gè)像素寫入到電子涂料10上。熱輻射44例如可以從電子刷40內(nèi)的激光源產(chǎn)生，并且通過激光掃描器42引導(dǎo)到電子涂料10的期望部分上。位置探測(cè)器46提供了諸如位置和旋轉(zhuǎn)之類的位置輸入以便準(zhǔn)確地寫入所需圖像。示例性的電子涂料激活系統(tǒng)50包括控制器52，所述控制器52與電子刷40電耦合并且控制來自電子刷40的熱輻射44以及其它初始化和寫入功能。諸如微處理器、微控制器、場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或其它數(shù)字裝置的控制器52可以接收并執(zhí)行微編碼指令以便把所需圖像寫入到電子涂料10上。控制器52根據(jù)電子刷40的確定位置來控制激光掃描器42和照射熱尋址層22的光?？梢岳眠m當(dāng)?shù)拇谢虿⑿薪涌诎芽刂破?2有線或無線連接到電子刷40。例如，控制器52可以包含在個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、膝上型計(jì)算機(jī)或個(gè)人數(shù)字助理(PDA)內(nèi)，并且經(jīng)由電纜或諸如BluetoothTM或802.11協(xié)議的短程無線鏈路連接到電子刷40。作為選擇，控制器52包含在電子刷40內(nèi)，并且經(jīng)由諸如記憶棒的存儲(chǔ)裝置或上行鏈路從可選擇連接到通信網(wǎng)絡(luò)54的PC、膝上型計(jì)算機(jī)或PDA向電子刷40和控制器52提供圖像數(shù)據(jù)?？刂破?2可以連接到諸如局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)或因特網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)54，以接收并發(fā)送信息從而激活圖像并將其傳送到電子涂料10上。當(dāng)電子刷40照射或掃過電子涂料10表面時(shí)，來自激光掃描器42的熱輻射44優(yōu)選指向熱尋址層22的部分以便寫入圖像數(shù)據(jù)。當(dāng)激光掃描器42熱尋址電子涂料10時(shí)，偏壓34可以被設(shè)置為固定電平。作為選擇，當(dāng)來自激光掃描器42的熱輻射44在整個(gè)電子涂料10的表面上掃描時(shí)，可以連續(xù)改變偏壓34，而位置探測(cè)器46提供傳感信息，所述傳感信息使控制器52能夠確定電子刷40的位置和旋轉(zhuǎn)。當(dāng)利用電子刷40寫入圖像時(shí)，可以實(shí)時(shí)地提供圖像數(shù)據(jù)，或者將其存儲(chǔ)在電子刷40內(nèi)直到寫入為止。在一個(gè)實(shí)施例中，諸如塑料片或玻璃片之類的墊層被耦合到下導(dǎo)電層20，提供所需的剛性和強(qiáng)度，并且有助于將圖像像素和像素段與鄰近像素?zé)峤^緣。圖4示出了依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有熱尋址層和墊層的電子涂料的截面圖。電子涂料10包括下導(dǎo)電層20、位于下導(dǎo)電層20上的熱尋址層22、位于熱尋址層22上的電泳墨水24層和位于電泳墨水24上的上導(dǎo)電層26。墊層28被耦合到下導(dǎo)電層20。墊層28例如包括塑料片，玻璃片，諸如鋁、銅或金屬合金的金屬片，或陶瓷基板。墊層28可以包含凹進(jìn)區(qū)域30的陣列以便在電泳墨水24層中熱隔離像素段。當(dāng)電子涂料10被熱尋址時(shí)，在一個(gè)或多個(gè)凹進(jìn)區(qū)域30上局部加熱部分熱尋址層22，并且電泳墨水24內(nèi)的電泳粒子相應(yīng)地切換到所希望的光學(xué)狀態(tài)。熱隔離像素段允許更快地切換、更高的對(duì)比度以及更少地使圖像滲入鄰近區(qū)域中。可以調(diào)整凹進(jìn)區(qū)域30和周邊區(qū)域的大小以便提供所希望的加熱和冷卻熱尋址層22的時(shí)間常數(shù)，并且提供所希望的切換電泳墨水24的等待時(shí)間。墊層28可以被膠合、粘合或以其他方式附于電子涂料10的下導(dǎo)電層20?？梢岳眯〉木植扛綦x點(diǎn)和區(qū)域來構(gòu)造凹進(jìn)區(qū)域30。在一個(gè)例子中，凹進(jìn)區(qū)域30的大小大約為顯示器的像素大小。在另一例子中，凹進(jìn)區(qū)域30的大小明顯小于顯示器的像素大小，使得利用來自所施加的激光束的熱輻射來照射一個(gè)以上的凹進(jìn)區(qū)域30，從而激活電泳墨水24。凹進(jìn)區(qū)域陣列可以被構(gòu)造為例如包含品紅、黃和青色電泳材料的陣列；品紅、黃、青色和黑色電泳材料的陣列；或紅、綠和藍(lán)色電泳材料的陣列以用于透射顯示器。圖5A、圖5B、圖5C、圖5D和圖5E是依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例用于激活具有熱尋址層的電子涂料的方法的圖示。包括下導(dǎo)電層20、熱尋址層22、電泳墨水24層和上導(dǎo)電層26的電子涂料10被施加各種偏壓34以及聚焦的熱輻射，以便控制并切換部分電子涂料10。這些截面圖示出了在各種電和熱影響下的電子涂料10。在圖5a中所見的初始狀態(tài)中，電泳墨水24的電泳粒子隨機(jī)取向，產(chǎn)生了例如灰色或中間顏色背景。作為選擇，電泳墨水24上可以存儲(chǔ)先前寫入的圖像。把偏壓34設(shè)置為零，或簡(jiǎn)單地?cái)嚅_與外部電壓源的連接。跨越上導(dǎo)電層26和下導(dǎo)電層20施加偏壓34。在圖5b所圖示的步驟中，施加負(fù)偏壓。由于熱尋址層22的高電阻率以及跨越電泳墨水24的小電場(chǎng)，電泳墨水24中的電泳粒子主要保持在它們的初始光學(xué)狀態(tài)中。當(dāng)熱輻射44照射電子涂料10上并且把偏壓34施加到上導(dǎo)電層26和下導(dǎo)電層20時(shí)，加熱部分或全部熱尋址層22。這導(dǎo)致熱尋址層22中的電阻較低以及跨越電泳墨水24的電場(chǎng)較高，由此使電泳墨水24內(nèi)的電泳粒子重新定向成諸如白色狀態(tài)的初始化的光學(xué)狀態(tài)，如圖5c所示。入射光束或熱輻射束44被吸收到部分熱尋址層22中，并且在下導(dǎo)電層20和電泳墨水24之間產(chǎn)生更導(dǎo)電的路徑。當(dāng)熱尋址層22中局部電導(dǎo)率增加時(shí)，跨過電泳墨水24產(chǎn)生的電場(chǎng)增加并且電泳墨水24被相應(yīng)地驅(qū)動(dòng)。即使電子涂料10不再暴露于熱輻射44，電泳墨水24中的電泳粒子也會(huì)向它們的期望取向繼續(xù)前進(jìn)。然后去除偏壓34和入射熱輻射44，并且電泳墨水24保持在初始化的光學(xué)狀態(tài)中直到寫入為止。當(dāng)已經(jīng)從電子涂料10去除偏壓時(shí)，電泳墨水24中的電泳粒子穩(wěn)定并且被鎖定到所希望的光學(xué)狀態(tài)。如圖5d中所圖示，跨越電子涂料10施加正偏壓34。熱輻射44被聚焦并施加到電子涂料10的部分32。入射輻射在熱尋址層22的部分32被部分或全部吸收。另外，一些入射輻射可以被直接吸收到電泳墨水24的部分32中并且有助于局部加熱熱尋址層22。電泳墨水24的部分32中的電泳粒子切換光學(xué)狀態(tài)，以在鄰近區(qū)域中產(chǎn)生例如具有白色電泳涂料的黑色像素。當(dāng)已經(jīng)去除偏壓34并且熱尋址層22已經(jīng)冷卻時(shí)，電泳墨水24的電泳粒子變得凍結(jié)在它們的期望光學(xué)狀態(tài)中，如圖5e中所見。偏壓的極性、電子墨水的顏色、各個(gè)層的厚度以及用于寫入單個(gè)像素的長(zhǎng)寬比已經(jīng)被選擇為說明性和指導(dǎo)性的。在不脫離所要求發(fā)明的精神和范圍的情況下，偏壓、電子墨水的顏色、材料的實(shí)際厚度以及像素大小可以與所示出的明顯不同。圖6示出了依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例當(dāng)激活具有熱尋址層的電子涂料時(shí)，偏壓、熱輻射、溫度、電場(chǎng)和墨水顏色的示例性改變的圖示。偏壓信號(hào)60表示施加到電子涂料的偏壓。熱輻射強(qiáng)度62表示施加到部分或全部電子涂料的熱輻射。溫度曲線64是暴露于入射熱輻射的尋址層部分的溫度。電場(chǎng)強(qiáng)度66表示當(dāng)施加和去除各種偏壓和入射熱輻射時(shí)跨過部分電泳墨水的電場(chǎng)。墨水顏色曲線68表示當(dāng)施加偏壓和入射熱輻射時(shí)電泳墨水的顏色或光學(xué)狀態(tài)。所施加電壓的時(shí)序、幅度和極性以及電子涂料中材料的熱時(shí)間常數(shù)意在是說明性的，并且可以與所示出的表示大大不同。在時(shí)間t＝t0，電子涂料處于靜止的或先前寫入的狀態(tài)。偏壓是零，并且沒有施加來自掃描源的熱輻射。電子涂料的溫度處于環(huán)境溫度或室溫，并且跨越電泳墨水沒有電場(chǎng)。電泳墨水保持在其初始狀態(tài)，被墨水顏色曲線68示為中間色調(diào)灰度光學(xué)狀態(tài)。在時(shí)間t＝t1，相對(duì)于下導(dǎo)電層把負(fù)偏壓施加到上導(dǎo)電層。負(fù)偏壓例如可以為約-5到-15伏。不施加熱輻射，并且電泳墨水的溫度與電子涂料的其它部分一起保持在環(huán)境溫度。如果發(fā)生任何轉(zhuǎn)變，那么跨越電泳墨水出現(xiàn)小電場(chǎng)，盡管很小。在時(shí)間t＝t2，入射熱輻射被施加到部分或全部電子涂料。熱尋址層加熱，降低電阻，并且跨越電泳墨水的電場(chǎng)增大。電泳墨水的顏色或光學(xué)狀態(tài)根據(jù)偏壓和熱尋址層的溫度并且根據(jù)施加偏壓以及熱尋址層停留在升高的溫度的時(shí)間而改變。在所示出的例子中，電泳墨水從其當(dāng)前灰度狀態(tài)切換到白色狀態(tài)。當(dāng)電泳墨水已經(jīng)到達(dá)所切換的狀態(tài)時(shí)，即便繼續(xù)施加偏壓并且加熱尋址層也不會(huì)出現(xiàn)進(jìn)一步的改變。在時(shí)間t＝t3，去除偏壓和入射熱輻射。跨越電泳墨水的電場(chǎng)下降到零并且熱尋址層冷卻回到室溫。電泳墨水保持在其初始化的全白狀態(tài)。在時(shí)間t＝t4，施加正偏壓，跨越電泳墨水產(chǎn)生小電場(chǎng)，同時(shí)導(dǎo)致很小的或不會(huì)導(dǎo)致光學(xué)狀態(tài)轉(zhuǎn)變。在時(shí)間t＝t5，部分電子涂料被熱尋址并加熱，升高了熱尋址層的局部溫度并且增大了跨越電泳墨水的電場(chǎng)。受熱熱尋址層附近的電泳墨水切換光學(xué)狀態(tài)，例如切換到到如圖所示的完全黑色的光學(xué)狀態(tài)。當(dāng)熱輻射被去除并指向其它地方時(shí)，如果尚未到達(dá)其預(yù)定狀態(tài)，那么電泳墨水的光學(xué)狀態(tài)可以繼續(xù)切換。在時(shí)間t＝t6，去除熱輻射并且冷卻熱尋址層?？缭诫娪灸碾妶?chǎng)下降，并且電泳墨水的光學(xué)狀態(tài)可以繼續(xù)轉(zhuǎn)變直到到達(dá)其預(yù)定狀態(tài)為止。墨水顏色曲線68表明在去除入射光或熱輻射之后電泳墨水可以繼續(xù)重新取向或“發(fā)展”。在時(shí)間t＝t7，偏壓被設(shè)置為零或斷開?？缭诫娪灸碾妶?chǎng)下降到零，并且縮減了電泳墨水的進(jìn)一步轉(zhuǎn)變。電泳墨水的顏色和強(qiáng)度被鎖定或凍結(jié)。在時(shí)間t＝t8，電子涂料保持在其期望光學(xué)狀態(tài)，保留所寫入的圖像直到通過電泳墨水的隨后尋址而刷新、重新初始化或重寫為止。圖7是用于激活電子涂料的方法的流程圖。描述了用于初始化并激活諸如在圖2中所示出的示例性電子涂料的電子涂料的各個(gè)步驟。如在框80中所見，電泳墨水被初始化到初始化的光學(xué)狀態(tài)。例如取決于電泳墨水的類型和所施加的偏壓，電泳墨水可以被初始化到例如全白、全黑光學(xué)狀態(tài)或有色光學(xué)狀態(tài)。利用施加負(fù)偏壓并且利用熱輻射覆蓋或掃過電子涂料，把電泳墨水內(nèi)的電泳粒子切換到初始化的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)電泳墨水的初始化以便。從此第一光學(xué)狀態(tài)，基于施加到電泳墨水的驅(qū)動(dòng)力電泳可以調(diào)整到一個(gè)共同方向上。電子涂料可以存儲(chǔ)在初始化狀態(tài)中長(zhǎng)達(dá)不確定的時(shí)段，或者被立刻寫入。為了寫入到電子涂料上，如在框82中所見施加偏壓。在電子涂料的上導(dǎo)電層和下導(dǎo)電層之間施加偏壓。該偏壓可以是固定正電壓或固定負(fù)電壓。作為選擇，該偏壓的電壓電平可以根據(jù)圖像數(shù)據(jù)和掃描激光束的位置改變，以便控制電泳墨水上的驅(qū)動(dòng)力。如在框84中所見，在部分熱尋址層上接收熱輻射。例如從激光掃描器接收熱輻射，所述激光掃描器投射和引導(dǎo)諸如紅外、可見或紫外線光的熱輻射，以局部加熱部分熱尋址層。至少部分所接收的熱輻射被吸收到該熱尋址層部分中。當(dāng)吸收光能時(shí)，在下導(dǎo)電層和電泳墨水層之間穿過熱尋址層產(chǎn)生導(dǎo)電路徑。所接收的熱輻射的其它部分可以被吸收到電泳墨水中，局部加熱電泳墨水和下面的熱尋址層并且進(jìn)一步幫助轉(zhuǎn)變到所希望的光學(xué)狀態(tài)。熱輻射可以從來自電子刷的掃描激光束接收。該電子刷例如包括激光掃描器和一個(gè)或多個(gè)位置探測(cè)器。利用來自位置探測(cè)器的探測(cè)器信號(hào)來確定電子刷的位置和旋轉(zhuǎn)。激活激光掃描器來把激光從電子刷指引到電子涂料上以便可以傳送圖像。如在框86中所見，基于所吸收的熱輻射和所施加的偏壓來激活電泳墨水。升高熱尋址層的局部溫度降低了跨越熱尋址層的電壓降并且增加了跨越電泳墨水的電壓降和電場(chǎng)，以便把電泳墨水的光學(xué)狀態(tài)切換到所希望的狀態(tài)。更大的偏壓會(huì)增加電泳墨水的切換時(shí)間。當(dāng)激活電泳墨水時(shí)，設(shè)置至少部分電泳墨水的光學(xué)狀態(tài)。直到尋址層被冷卻或者去除了偏壓，電泳墨水都可以繼續(xù)切換直到到達(dá)所希望的光學(xué)狀態(tài)為止。如在框88中所見，去除偏壓并且隨著偏壓的去除，電泳墨水穩(wěn)定在預(yù)定的光學(xué)狀態(tài)。電泳墨水的轉(zhuǎn)變可以通過除去偏壓而被突然變慢或停止，由此存儲(chǔ)所寫入的圖像，即便是熱尋址層被冷卻也是如此。作為選擇，如在框90中所見，熱尋址層冷卻并且電泳墨水基于所述熱尋址層的冷卻而穩(wěn)定在預(yù)定光學(xué)狀態(tài)中。即便當(dāng)電子刷或其它熱激活器從熱尋址層的受熱部分移開，熱尋址層的受熱部分在其冷卻時(shí)也可以繼續(xù)切換電泳墨水。如果冷卻太迅速，則熱量可能被迅速耗散并且電泳墨水被不完全地切換。為了幫助熱尋址層的受控冷卻，電子涂料的墊層可以包括凹進(jìn)區(qū)域陣列以便熱隔離電泳墨水層中的像素段。在一個(gè)實(shí)施例中，熱尋址層短暫地暴露于入射熱輻射，使得迅速且完全地切換在受熱的熱輻射層附近的電泳墨水。在另一實(shí)施例中，控制入射熱輻射的程度和冷卻速率以便即使在入射熱輻射源已經(jīng)從所加熱的區(qū)域移開之后，也能夠以受控方式來使電泳墨水到達(dá)中間狀態(tài)。為了把圖像數(shù)據(jù)寫入電子涂料的所有部分，用于激活一個(gè)部分的步驟可以與用于激活電子涂料的另一部分的步驟串行、并行或其一些組合地執(zhí)行，以便將每個(gè)部分的光學(xué)狀態(tài)設(shè)置為期望水平。在具有電子刷的電子涂料系統(tǒng)中，例如，當(dāng)跨越電子涂料表面移動(dòng)電子刷或者把所述電子刷從所述表面提起并且開始新的照射時(shí)，圖像數(shù)據(jù)寫到電子涂料的另外的部分上。當(dāng)所希望的圖像已經(jīng)被傳送到電子涂料時(shí)，如在框92中所見可以觀看所述圖像。在傳送第一圖像之后的例如幾分鐘、幾小時(shí)、幾天、幾星期甚至幾個(gè)月內(nèi)，可以按照要求來進(jìn)一步刷新或?qū)懭胄碌膱D像。雖然目前這里所公開的本發(fā)明實(shí)施例被認(rèn)為是優(yōu)選的，但是在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變和修改。在附加權(quán)利要求中表明了本發(fā)明的范圍，并且在其等價(jià)物的意義和范圍內(nèi)所有的變化都包含在其中。權(quán)利要求1.一種用于電泳顯示器的電子涂料，所述電子涂料包括下導(dǎo)電層；位于所述下導(dǎo)電層上的熱尋址層；位于所述熱尋址層上的電泳墨水層；和位于所述電泳墨水上的上導(dǎo)電層，其中電泳墨水的激活基于熱輻射在部分熱尋址層中的熱吸收以及在所述上導(dǎo)電層和下導(dǎo)電層之間所施加的偏壓。2.如權(quán)利要求1所述的電子涂料，其中所述下導(dǎo)電層包括反射金屬和透明電極材料之一。3.如權(quán)利要求1所述的電子涂料，其中所述熱尋址層從包括下列材料的組中選擇氧化錳、氧化鎳、氧化鈷、氧化鐵、氧化銅、氧化鈦、半導(dǎo)體材料、摻雜半導(dǎo)體材料和負(fù)溫度系數(shù)材料，所述熱吸收層具有負(fù)電阻溫度系數(shù)。4.如權(quán)利要求1所述的電子涂料，其中所述熱輻射包括紅外輻射、可見光和紫外光之一。5.如權(quán)利要求1所述的電子涂料，還包括耦合到所述下導(dǎo)電層的墊層。6.如權(quán)利要求5所述的電子涂料，其中所述墊層包括塑料片或玻璃片之一。7.如權(quán)利要求5所述的電子涂料，其中所述墊層包括凹進(jìn)區(qū)域陣列以便熱隔離所述電泳墨水層中的像素段。8.如權(quán)利要求1所述的電子涂料，其中所述上導(dǎo)電層包括透明電極材料。9.一種用于激活電子涂料的方法，所述方法包括施加偏壓；在部分熱尋址層上接收熱輻射；在所述部分熱尋址層中吸收至少部分所接收的熱輻射；并且基于所吸收的熱輻射和所施加的偏壓來激活電泳墨水。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中在所述電子涂料的上導(dǎo)電層和下導(dǎo)電層之間施加偏壓。11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所接收的熱輻射包括紅外輻射、可見光和紫外光之一。12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中在所述部分熱尋址層上接收熱輻射包括從來自電子刷的掃描激光束接收熱輻射。13.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括當(dāng)激活所述電泳墨水時(shí)，設(shè)置至少部分電泳墨水的光學(xué)狀態(tài)。14.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括去除所述偏壓；并且響應(yīng)于所述偏壓的去除使所述電泳墨水穩(wěn)定在預(yù)定光學(xué)狀態(tài)。15.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括冷卻所述熱尋址層；并且基于所述熱尋址層的冷卻使所述電泳墨水穩(wěn)定在預(yù)定光學(xué)狀態(tài)。16.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括把所述電泳墨水初始化到初始化的光學(xué)狀態(tài)。17.一種電子涂料激活系統(tǒng)，包括電子刷，其包括激光掃描器和位置探測(cè)器；和電子涂料，其包括下導(dǎo)電層、位于所述下導(dǎo)電層上的熱尋址層、位于所述熱尋址層上的電泳墨水層以及位于所述電泳墨水上的上導(dǎo)電層，其中電泳墨水的激活基于從電子刷到部分熱尋址層中的熱輻射的熱吸收以及在電子涂料的上導(dǎo)電層和下導(dǎo)電層之間所施加的偏壓。18.如權(quán)利要求17所述的電子涂料激活系統(tǒng)，還包括耦合到所述下導(dǎo)電層的墊層。19.如權(quán)利要求17所述的電子涂料激活系統(tǒng)，還包括與所述電子刷電耦合的拉制器，其中所述控制器控制來自所述電子刷的熱輻射。20.如權(quán)利要求19所述的電子涂料激活系統(tǒng)，其中所述控制器被有線或無線連接到所述電子刷。全文摘要一種用于電泳顯示器的電子涂料包括下導(dǎo)電層、位于所述下導(dǎo)電層上的熱尋址層、位于所述熱尋址層上的電泳墨水層以及位于所述電泳墨水上的上導(dǎo)電層。電泳墨水的激活基于熱輻射在部分熱尋址層中的熱吸收以及在上導(dǎo)電層和下導(dǎo)電層之間所施加的偏壓。文檔編號(hào)G02F1/133GK1918510SQ200580004578公開日2007年2月21日申請(qǐng)日期2005年2月8日優(yōu)先權(quán)日2004年2月11日發(fā)明者B·A·薩爾特斯,M·F·吉利斯申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司