專利名稱：含電子紙的卡體印刷設(shè)備和印刷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含電子紙的卡體印刷設(shè)備，特別是涉及對(duì)于無(wú)電極電子紙的卡體進(jìn)行 電子化(印刷)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
中國(guó)發(fā)明的活字印刷是中國(guó)古代的重大發(fā)明。它的發(fā)明、發(fā)展及向世界的傳播， 對(duì)人類(lèi)文明做出了巨大的貢獻(xiàn)?，F(xiàn)代的激光印刷、電子排版印刷使人們?cè)诩埳嫌∷⑽淖?和圖案變得更容易。但由于這些印刷方法得到的文件或資料信息是不可更改的，因此需 要生產(chǎn)大量的紙張。而且印刷所用的碳粉或油墨對(duì)于環(huán)境污染仍然較大。
而生活中使用的各種卡，如充值卡、智能卡、銀行磁條卡、會(huì)員卡、電話卡等卡 體上通常需要印刷各種圖案或文字為用戶提供一種比較有視覺(jué)吸引力的卡面。但對(duì)于生 產(chǎn)卡片的工廠來(lái)說(shuō)，卡體上的文字和圖案一旦印刷后，就不能更改，如果客戶需求變化， 印好的卡體將被廢棄。同時(shí)生產(chǎn)卡體的廠家希望能夠提前生產(chǎn)以提高供貨時(shí)間，而卡體 上的圖案或文字又約束了工序的進(jìn)行。十分影響生產(chǎn)效率。
隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，人們提出了各種電子紙張的概念，即可以更新內(nèi)容的 紙張，如E-ink公司的電子墨水和微膠囊電泳薄膜、Sipix公司的微杯(MicroCup)電泳 薄膜等，在顯示器、廣告牌等領(lǐng)域已經(jīng)有小批量產(chǎn)品提供。但由于這些公司發(fā)明的電子 紙主要面向顯示領(lǐng)域，因此制造的電泳薄膜都貼附在電極基板上，或制造薄膜時(shí)已經(jīng)粘 結(jié)了導(dǎo)電電極，造成這種電泳薄膜價(jià)格昂貴，特別是其所采用的透明電極材料價(jià)格十分 昂貴，因此將它們用于價(jià)值較低的卡行業(yè)領(lǐng)域十分困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何制造廉價(jià)的含由電子紙的卡體以及如何對(duì)于含 有電子紙地卡體進(jìn)行電子化(印刷)，以將電子紙應(yīng)用于價(jià)值較低的卡行業(yè)。
為解決上述問(wèn)題，提出的技術(shù)解決方案是
1、在電子紙制造中采用紙或其它柔性材料作為基板，同時(shí)去掉所有電極，以降 低電子紙制造成本。
一種實(shí)現(xiàn)是電子紙，包含如下層結(jié)構(gòu)
第一不導(dǎo)電透明層，采用紙或其它柔性不導(dǎo)電材料；
具有雙穩(wěn)態(tài)特性的電子材料層，是具有電泳效應(yīng)的微膠囊電子墨水層、具有電 泳效應(yīng)的微杯結(jié)構(gòu)封裝薄膜層、旋轉(zhuǎn)球(Gyricon)層、具有電潤(rùn)濕效應(yīng)的電子紙材料 層、雙穩(wěn)態(tài)的膽甾醇型液晶材料層之一或是該層的不同區(qū)域采用所述材料層之一；
第二不導(dǎo)電層，采用紙或其它柔性不導(dǎo)電材料；
所述第一不導(dǎo)電透明層、電子材料、第二不導(dǎo)電層通過(guò)層壓或粘貼工藝形成一 種新型的電子紙。
所述含有電子紙的卡體，包含如下層結(jié)構(gòu)
卡基材料層；
電子紙層，由上面所述電子紙構(gòu)成；
所述卡基材料層、電子紙層通過(guò)層壓或粘貼工藝形成一種新型的卡體。
2、 設(shè)計(jì)一種專門(mén)電子設(shè)備對(duì)上述含有無(wú)電極電子紙的卡體進(jìn)行電子化。
3、 提出采用上述專門(mén)電子設(shè)備對(duì)含有無(wú)電極電子紙的卡體進(jìn)行電子化(印刷)
的方法。
術(shù)語(yǔ)說(shuō)明在本發(fā)明中對(duì)于含有無(wú)電極電子紙的卡體的印刷與對(duì)于含有無(wú)電極電 子紙的卡體的電子化是相同的概念，借用"印刷"的概念以與人們熟知的在普通紙上印 刷出文字或圖案的效果是一致的。都是在紙張上生成我們所需要的信息。
具體說(shuō)明如下
1、 一種將信息寫(xiě)入電子紙的電子印刷設(shè)備，其特征是包括
網(wǎng)格陣列第一電極； 網(wǎng)格陣列第二電極；
網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路；
網(wǎng)格信息存儲(chǔ)單元；
含有電子紙的卡體放置部件；
信息控制單元；
機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路；
機(jī)械運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；
所述含有電子紙的卡體放置部件位于所述網(wǎng)格陣列第一電極和網(wǎng)格陣列第二電極 之間；
所述網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路連接網(wǎng)格陣列第一電極和網(wǎng)格陣列第二電極；
所述網(wǎng)格陣列第一電極和網(wǎng)格陣列第二電極互相對(duì)面放置；
所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與網(wǎng)格陣列第一電極和/或網(wǎng)格陣列第二電極連接；
所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路與所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接；
所述信息控制單元與所述網(wǎng)格信息存儲(chǔ)單元連接；
所述信息控制單元與所述網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路連接；
所述信息控制單元與所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路連接；
所述電子紙，包含如下層結(jié)構(gòu)
第一不導(dǎo)電透明層，采用紙或其它柔性不導(dǎo)電材料；
具有雙穩(wěn)態(tài)特性的電子材料層，是具有電泳效應(yīng)的微膠囊電子墨水層、具有電 泳效應(yīng)的微杯結(jié)構(gòu)封裝薄膜層、旋轉(zhuǎn)球(Gyricon)層、具有電潤(rùn)濕效應(yīng)的電子紙材料 層、雙穩(wěn)態(tài)的膽甾醇型液晶材料層之一或是該層的不同區(qū)域采用所述材料層之一；
第二不導(dǎo)電層，采用紙或其它柔性不導(dǎo)電材料；
所述第一不導(dǎo)電透明層、電子材料、第二不導(dǎo)電層通過(guò)層壓或粘貼工藝形成一 種新型的電子紙。
所述含有電子紙的卡體，包含如下層結(jié)構(gòu)-卡基材料層；
電子紙層，由上面所述電子紙構(gòu)成；
所述卡基材料層、電子紙層通過(guò)層壓或粘貼工藝形成一種新型的卡體。 這種卡體可以應(yīng)用在各種卡上，如充值卡、智能卡、公交卡、銀行磁條卡、會(huì) 員卡、電話卡等。特別是使用量很大的手機(jī)用戶身份識(shí)別卡(SIM卡)，嵌入了接觸 式智能卡芯片，其生產(chǎn)中需要在卡提上沖切出嵌入SIM卡芯片的槽，其與卡體的制 造過(guò)程是可以分開(kāi)進(jìn)行的。像公交卡是嵌入了射頻信號(hào)處理芯片和射頻天線，且射 頻信號(hào)處理芯片和射頻天線是在卡體內(nèi)層，因此制造卡體時(shí)需要同時(shí)嵌入射頻信號(hào) 處理芯片和射頻天線。 一種實(shí)現(xiàn)方式是-
卡基材料第一層；
射頻信號(hào)處理芯片和射頻天線層；
卡基材料第二層；
電子紙層，由上面所述電子紙構(gòu)成；
所述卡基材料層第一層、頻信號(hào)處理芯片和射頻天線層、卡基材料第二層、電 子紙層通過(guò)層壓或粘貼工藝形成一種新型的射頻卡。
2、 一種實(shí)現(xiàn)是上述網(wǎng)格陣列第一電極的每個(gè)網(wǎng)格上有一個(gè)獨(dú)立的電極和電極引 線，所述電極引線與網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路連接，所述網(wǎng)格陣列第二電極的結(jié)構(gòu)與所述網(wǎng)格 陣列第一電極完全相同，且網(wǎng)格陣列第一電極與網(wǎng)格陣列第二電極的每個(gè)網(wǎng)格上的電極 在空間位置上一一對(duì)應(yīng)；上述網(wǎng)格陣列第一電極的每個(gè)網(wǎng)格上的電極與網(wǎng)格陣列第二電 極的每個(gè)網(wǎng)格上的對(duì)應(yīng)電極形成正電壓差或負(fù)電壓差。
3、 另一種實(shí)現(xiàn)是上述網(wǎng)格陣列第一電極的每個(gè)網(wǎng)格上有一個(gè)獨(dú)立的電極和電極引 線，所述電極引線與網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路連接，所述網(wǎng)格陣列第二電極的所有網(wǎng)格電極連 接在一起的單一電極；上述網(wǎng)格陣列第一電極的每個(gè)電極與網(wǎng)格陣列第二電極形成正電 壓差或負(fù)電壓差
4、 再一種實(shí)現(xiàn)是上述網(wǎng)格陣列第一電極的每行網(wǎng)格上的電極相連成為行電極并連 接行電極引線，所述行電極引線與網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路連接，所述網(wǎng)格陣列第二電極的每 列網(wǎng)格上的電極相連成為列電極并連接列電極引線，所述列電極引線與網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電 路連接；所述網(wǎng)格陣列第一電極的行與網(wǎng)格陣列第二電極的列成90度。
5、 上述信息控制單元包含中央處理器(CPU)和存儲(chǔ)電路；所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 是高精度步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
6、 上述信息控制單元可選地包含各種文字不同字體的字庫(kù)、字符與字模映射處理 單元、和/或電子文件與輸出點(diǎn)陣映射處理單元。
7、 上述電子紙的放置部件的一種實(shí)現(xiàn)是非導(dǎo)電支架，支架上固定一非導(dǎo)電薄片平 面，薄塑料；另一種實(shí)現(xiàn)是形成印刷生產(chǎn)流水線的非導(dǎo)電傳輸帶。
8、 一種對(duì)于含有電子紙的卡體進(jìn)行電子印刷的方法如下步驟
1) 啟動(dòng)運(yùn)行上述電子印刷設(shè)備；
2) 將準(zhǔn)備印刷的電子文檔傳遞給所述電子印刷設(shè)備；
3) 所述電子印刷設(shè)備的信息控制單元發(fā)出機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制指令給機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電
路；
4) 所述電子印刷設(shè)備的機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路將控制指令轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制信號(hào) 發(fā)送給機(jī)械運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；5) 所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)控制信號(hào)帶動(dòng)網(wǎng)格陣列第一電極和/或網(wǎng)格陣列第 二電極移動(dòng)，使網(wǎng)格陣列第一電極和網(wǎng)格陣列第二電極緊密接觸放置在所述電子紙的放 置部件上的含有電子紙的卡體；
6) 所述信息控制單元將電子文檔信息轉(zhuǎn)化為電子紙網(wǎng)格圖像信息，并存入所述網(wǎng) 格信息存儲(chǔ)單元；
7) 所述信息控制單元控制將所述網(wǎng)格信息存儲(chǔ)單元的信息傳送到所述網(wǎng)格陣列 驅(qū)動(dòng)電路；
8) 在所述電子印刷設(shè)備的網(wǎng)格陣列第一電極的每個(gè)網(wǎng)格上的電極和網(wǎng)格陣列第 二電極對(duì)應(yīng)的每個(gè)網(wǎng)格上的電極之間施加相應(yīng)的電壓信號(hào)；
10)在所述網(wǎng)格陣列第一電極和網(wǎng)格陣列第二電極上的電壓作用下，在所述含有 電子紙的卡體上完成電子文檔的印刷。
基于微型杯技術(shù)制造單色電子紙的步驟如下
1、 如申請(qǐng)?zhí)枮?1801449.6的中國(guó)專利申請(qǐng)"制造電泳顯示器的方法"、申請(qǐng)?zhí)枮?200580014903.4的中國(guó)專利申請(qǐng)"電泳顯示器的制造工藝"所述制造微型杯。簡(jiǎn)而言之， 基于連續(xù)的輥對(duì)輥工藝，將紫外光固化組合物轉(zhuǎn)移至凸模，固化該組合物，并且使用轉(zhuǎn) 移片將形成的部分脫模，從而制成微型杯，此工藝可以是分批的或輥對(duì)輥連續(xù)制作。
2、 從固化的樹(shù)脂層脫模，最好在樹(shù)脂以適當(dāng)方式硬化期間或之后進(jìn)行。
3、 用一種帶電荷顏料分散體填充上述方法制成的微型杯陣列，分散體在著色介電 溶劑，該介電溶劑包含至少一種與該溶劑不相容的熱固性前體物，并且該前體物較溶劑 與顏料微粒比重低。
4、 在該熱固性前體物分離并于該液相上面形成一表面浮層期間或之后，通過(guò)將該 熱固性前體物固化密封微型杯，優(yōu)選采用如紫外光輻射或加熱或濕氣，因而形成包含有 在彩色介電溶劑中的顏料分散體的密封電泳盒。
5、 將預(yù)涂布有膠層的非導(dǎo)電膜覆蓋于經(jīng)密封的電泳盒陣列，其中該膠層可為壓敏 粘合劑、熱熔粘合劑或一種熱、濕氣或輻射固化粘合劑。
可采用如紫外光等的輻射，透過(guò)該上層非導(dǎo)電膜對(duì)膠層進(jìn)行后固化(如果該上層非 導(dǎo)電膜對(duì)這類(lèi)輻射是透明的)。在該層疊步驟完成后，成品可被切割和組裝。
上述微型杯的制備可以方便地以另一種分批制造的工序取代。可通過(guò)在電泳流體 表面直接涂布并固化熱固性前體物的組合物層，完成對(duì)微型杯的密封。
多色電泳電子紙的制備
1、 如上文所述，在非導(dǎo)電膜上使用紫外光固化樹(shù)脂制造微型杯。
2、 最好在樹(shù)脂固化期間或之后，從該固化的樹(shù)脂層脫模。
3、 將一正性干膜光致抗蝕劑覆蓋于所制成的微型杯陣列，其中至少包含一膠層， 一正性光致抗蝕劑以及一可去除的塑料保護(hù)片。
4、 用紫外光、可見(jiàn)光或其他輻射將該正性光致抗蝕劑進(jìn)行圖形曝光，除去保護(hù)片， 在曝光區(qū)域顯影、開(kāi)杯。步驟3和步驟4的目的，是在預(yù)定區(qū)域選擇性地開(kāi)啟微型杯。
5、 用帶電荷白色顏料分散體填充開(kāi)啟的微型杯，分散體所在介電溶劑包含至少一 種第一原色的染料或顏料，以及與該溶劑不相容的熱固性前體物，并且該前體物較溶劑 與顏料微粒比重低。
6、 在該熱固性前體物分離并于該液相上面形成一表面浮層期間或之后，采用如紫 外光輻射或熱、濕氣來(lái)固化熱固性前體物，密封微型杯，以形成包含第一原色的電泳流 體的封閉電泳盒。密封步驟優(yōu)選采用紫外光固化。
7、 可重復(fù)上述步驟5、步驟6，以在不同區(qū)域產(chǎn)生包含不同顏色電泳流體的有明 確定義的盒。
8、 將預(yù)涂布有膠層的一個(gè)預(yù)制圖形化的第二透明非導(dǎo)電膜，套準(zhǔn)層疊于密封的電 泳盒陣列，其中所述膠層可為壓敏粘合劑、熱熔粘合劑或一種熱、濕氣或輻射固化粘合 劑。
9、 粘合劑硬化。
上述微型杯的制備可以方便地以另一種分批制造的工序取代?？赏ㄟ^(guò)在電泳流體 表面直接涂布并固化熱固性前體物的組合物層，完成對(duì)微型杯的密封。
用本方法制備的電子紙可以達(dá)到僅一張紙的厚度，該紙的寬度可為涂布片的寬度， 該紙的長(zhǎng)度取決巻的長(zhǎng)度。
基于微膠囊技術(shù)制造單色電子紙或多色電子紙涉及兩個(gè)方面微膠囊電泳介質(zhì)的 制造，微膠囊電泳介質(zhì)印制在紙介質(zhì)制成電子紙的方法。
關(guān)于微膠囊電泳介質(zhì)的制造，在專利申請(qǐng)?zhí)枮?00480036461.9的中國(guó)專利申iT電 泳介質(zhì)"中描述和引用了微膠囊的制造方法和采用的材料，在本發(fā)明中引用作為技術(shù)參 考。
關(guān)于微膠囊電泳介質(zhì)印制在紙介質(zhì)制成電子紙的方法，可以借鑒專利申請(qǐng)?zhí)枮?200480031366.X的中國(guó)專利申請(qǐng)"電泳顯示器"和專利申請(qǐng)?zhí)枮?00480018383.X的中 國(guó)專利申請(qǐng)"電光顯示器"中采用微膠囊制造電泳顯示器的方法，其主要差異是制造電 子紙時(shí)不需要電極層。具體可以描述為
微膠囊電泳介質(zhì)印制在紙介質(zhì)制成電子紙的方法之一
1、 提供電泳介質(zhì)，其包括多個(gè)聚合物粘合劑中的離散小滴，每個(gè)小滴包括多個(gè)帶 電粒子，所述帶電粒子分散在懸浮液中，并且當(dāng)電場(chǎng)施加于懸浮液時(shí)，所述帶電粒子能 夠通過(guò)懸浮液移動(dòng)。
2、 提供紙質(zhì)背平面或其他柔性材料背平面。
3、 將電泳介質(zhì)層壓至上述背平面。
該方法是在一定溫度條件下進(jìn)行的，在該溫度時(shí)聚合物粘合劑將流動(dòng)并且電泳介 質(zhì)與背平面直接接觸，從而引起聚合物粘合劑流動(dòng)并且將電泳介質(zhì)固定至背平面以形成 電子紙或柔性材料電子紙。
微膠囊電泳介質(zhì)印制在紙介質(zhì)制成電子紙的方法之二是先制造電泳介質(zhì)形成的薄 膜然后粘貼在紙介質(zhì)或柔性材料介質(zhì)上形成電子紙，具體為
1、 透光的薄膜非導(dǎo)電層。
2、 提供電泳介質(zhì)，其包括多個(gè)聚合物粘合劑中的離散小滴，每個(gè)小滴包括多個(gè)帶
電粒子，所述帶電粒子分散在懸浮液中，并且當(dāng)電場(chǎng)施加于懸浮液時(shí)，所述帶電粒子能 夠通過(guò)懸浮液移動(dòng)。
3、 釋放片層，其與聚合物粘合劑接觸。
4、 將上述三層層壓在一起形成薄膜。
5、 去掉所形成薄膜上的釋放片層，粘貼在紙介質(zhì)或柔性材料介質(zhì)上形成電子紙。
本發(fā)明中的網(wǎng)格陣列第一電極和網(wǎng)格陣列第二電極用于構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電子紙上每個(gè)像 素點(diǎn)的光學(xué)狀態(tài)。設(shè)計(jì)網(wǎng)格電極有多種實(shí)現(xiàn)方案。
方案l:
網(wǎng)格陣列第一電極和網(wǎng)格陣列第二電極都是由一個(gè)一個(gè)的小電極構(gòu)成的電極陣 列，可以定義網(wǎng)格陣列第一電極為行電極，網(wǎng)格陣列第二電極為列電極。每個(gè)小電極都 引出導(dǎo)線，從行電極引出的導(dǎo)線為行電極信號(hào)線，從列電極引出的導(dǎo)線為列電極信號(hào)線，
通過(guò)這些引出導(dǎo)線與網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路連接。優(yōu)選的是，網(wǎng)格陣列第一電極和網(wǎng)格陣列 第二電極分別具有相同的小電極數(shù)量，且網(wǎng)格陣列第一電極的每個(gè)小電極與網(wǎng)格陣列第 二電極的對(duì)應(yīng)小電極空間上一一對(duì)應(yīng)。所謂""^一對(duì)應(yīng)是指兩個(gè)網(wǎng)格陣列電極的網(wǎng)格點(diǎn)大 小相同，間隔相同，數(shù)量相同，通過(guò)移動(dòng)任一個(gè)網(wǎng)格陣列電極可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)小電極位置 的對(duì)應(yīng)。
用該方案中的網(wǎng)格陣列電極對(duì)于電子紙進(jìn)行印刷或信息化或圖像化時(shí)，優(yōu)選的是 網(wǎng)格陣列電極的每個(gè)小電極對(duì)應(yīng)電子紙上的一個(gè)像素點(diǎn)并使網(wǎng)格陣列電極的每個(gè)小電 極與電子紙的每個(gè)像素點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，以產(chǎn)生最好的印刷效果或電子化效果。 一種替代方 式是設(shè)計(jì)網(wǎng)格陣列電極中的每個(gè)小電極時(shí)，增加小電極的尺寸和減小小電極之間的間 距，這樣可以保證，即使網(wǎng)格陣列電極的每個(gè)小電極對(duì)應(yīng)電子紙上的一個(gè)像素點(diǎn)并使網(wǎng) 格陣列電極的每個(gè)小電極與電子紙的每個(gè)像素點(diǎn)沒(méi)有一一對(duì)應(yīng)，也可以實(shí)現(xiàn)印刷和電子 化。
方案2:
網(wǎng)格陣列第一電極是由一個(gè)一個(gè)的小電極構(gòu)成的電極陣列，可以定義網(wǎng)格陣列第 一電極為行電極，和網(wǎng)格陣列第二電極為一個(gè)電極面，網(wǎng)格陣列第二電極為列電極。每 個(gè)小電極都引出導(dǎo)線，從行電極引出的導(dǎo)線為行電極信號(hào)線，從列電極引出的導(dǎo)線為公 共信號(hào)線，通過(guò)這些引出導(dǎo)線與網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路連接。
用該方案中的網(wǎng)格陣列第一電極對(duì)于電子紙進(jìn)行印刷或信息化或圖像化時(shí)，優(yōu)選 的是網(wǎng)格陣列第一電極的每個(gè)小電極對(duì)應(yīng)電子紙上的一個(gè)像素點(diǎn)并使網(wǎng)格陣列第一電 極的每個(gè)小電極與電子紙的每個(gè)像素點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，以產(chǎn)生最好的印刷效果或電子化效 果。 一種替代方式是設(shè)計(jì)網(wǎng)格陣列第一電極中的每個(gè)小電極時(shí)，增加小電極的尺寸和減 小小電極之間的間距，這樣可以保證，即使網(wǎng)格陣列第一電極的每個(gè)小電極對(duì)應(yīng)電子紙 上的一個(gè)像素點(diǎn)并使網(wǎng)格陣列第一電極的每個(gè)小電極與電子紙的每個(gè)像素點(diǎn)沒(méi)有一一 對(duì)應(yīng)，也可以實(shí)現(xiàn)印刷和電子化。
方案3:
網(wǎng)格陣列第一電極和網(wǎng)格陣列第二電極都是由一根一根的電極板構(gòu)成的電極陣 列，可以定義網(wǎng)格陣列第一電極為行電極，網(wǎng)格陣列第二電極為列電極。每根電極板都 引出導(dǎo)線，從行電極引出的導(dǎo)線為行電極信號(hào)線，從列電極引出的導(dǎo)線為列電極信號(hào)線， 通過(guò)這些引出導(dǎo)線與網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路連接。優(yōu)選的是，網(wǎng)格陣列第一電極和網(wǎng)格陣列
第二電極分別具有相同的電極板數(shù)量，且網(wǎng)格陣列第一電極的每個(gè)小電極與網(wǎng)格陣列第 二電極的電極板空間上垂直交叉。所謂垂直交叉是指兩個(gè)網(wǎng)格陣列電極的電極板方向垂 直。網(wǎng)格陣列第一電極的電極板和網(wǎng)格陣列第二電極的電極板垂直交叉點(diǎn)形成的電壓差 可以對(duì)夾在交叉點(diǎn)之間的電子紙像素點(diǎn)進(jìn)行印刷或電子化。與該方案的行電極和列電極
制造方法和工藝，在申請(qǐng)?zhí)枮?2131632.5的中國(guó)專利申請(qǐng)"用于輥對(duì)輥規(guī)格多樣顯示 器制造的電極及連接設(shè)計(jì)"有詳細(xì)描述，本發(fā)明作全文引用參考。
用該方案中的網(wǎng)格陣列電極對(duì)于電子紙進(jìn)行印刷或信息化或圖像化時(shí)，優(yōu)選的是 網(wǎng)格陣列第一 電極的電極板和網(wǎng)格陣列第二電極的電極板垂直交叉點(diǎn)與電子紙的每個(gè) 像素點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，以產(chǎn)生最好的印刷效果或電子化效果。 一種替代方式是設(shè)計(jì)網(wǎng)格陣列 電極中的每根電極板時(shí)，增加電極板的尺寸和減小電極板之間的間距，這樣可以保證， 即使網(wǎng)格陣列第一電極的電極板和網(wǎng)格陣列第二電極的電極板垂直交叉點(diǎn)沒(méi)有與電子 紙的每個(gè)像素點(diǎn)沒(méi)有一一對(duì)應(yīng)，也可以實(shí)現(xiàn)印刷和電子化。
在將文字信息印刷在電子紙上時(shí)，需要信息控制單元進(jìn)行字符到字模點(diǎn)陣的轉(zhuǎn)換 處理， 一種設(shè)計(jì)信息控制單元包含中央處理器、字庫(kù)存儲(chǔ)體、字符字模映射單元、程序 存儲(chǔ)體和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體等構(gòu)成，需要印刷在電子紙上的文字信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體中，中 央處理器運(yùn)行程序存儲(chǔ)體中的程序，利用字庫(kù)存儲(chǔ)體中的字庫(kù)信息將文字信息轉(zhuǎn)換為字
模點(diǎn)陣信息，然后存儲(chǔ)到字符字模映射單元中，以便在中央處理器的控制下，將字符字 模映射單元的信息轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格電極陣列對(duì)應(yīng)電極的電壓信息傳送到網(wǎng)格信息存儲(chǔ)單元，
然后用網(wǎng)格信息存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的信息傳入網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路，從而實(shí)現(xiàn)電子紙的印刷。 對(duì)于圖像信息進(jìn)行印刷到電子紙上時(shí)，由于圖像已經(jīng)是像素點(diǎn)，不需要信息轉(zhuǎn)化， 可以直接將圖像的像素點(diǎn)信息存儲(chǔ)到字符字模映射單元中，以便在中央處理器的控制 下，將字符字模映射單元的信息轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格電極陣列對(duì)應(yīng)電極的電壓信息傳送到網(wǎng)格信 息存儲(chǔ)單元，然后用網(wǎng)格信息存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的信息傳入網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路，從而實(shí)現(xiàn)電
子紙的印刷。
本發(fā)明的有益效果采用本發(fā)明的技術(shù)可以將現(xiàn)代高科技領(lǐng)域的電子紙應(yīng)用于卡 片行業(yè)領(lǐng)域，而且極大降低了電子紙成本，同時(shí)所提出的電子紙印刷設(shè)備能夠?qū)τ谶@種 含有電子紙地卡體進(jìn)行電子化。顯然對(duì)含有電子紙的卡體可以多次重復(fù)電子化，因此可 以對(duì)于含有電子紙的卡體進(jìn)行重復(fù)使用。同時(shí)可以提高卡片生產(chǎn)廠家的靈活性和效率； 另一方面，采用電子紙技術(shù)，極大降低油墨、碳粉等材料的污染。


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圖1是含有電子紙的卡體印刷設(shè)備的工作原理示意圖。 圖2是信息控制單元的結(jié)構(gòu)及其工作原理示意圖。
圖3用多根電極板構(gòu)成的行電極作為網(wǎng)格陣列第一電極的第一種實(shí)現(xiàn)示意圖。 圖4用多根電極板構(gòu)成的列電極作為網(wǎng)格陣列第二電極的第一種實(shí)現(xiàn)示意圖。 圖5用多個(gè)小電極板構(gòu)成的行電極作為網(wǎng)格陣列第一電極的第二種實(shí)現(xiàn)示意圖。 圖6用多個(gè)小電極板構(gòu)成的列電極作為網(wǎng)格陣列第二電極的第二種實(shí)現(xiàn)示意圖。 圖7用多個(gè)小電極板構(gòu)成的行電極作為網(wǎng)格陣列第一電極的第三種實(shí)現(xiàn)示意圖。 圖8用一個(gè)大電極面構(gòu)成的公共電極作為網(wǎng)格陣列第二電極的第三種實(shí)現(xiàn)示意圖。
圖9是含有電子紙的卡體包含多個(gè)可以電子化的像素點(diǎn)的示意圖。
圖10表示在用小電極構(gòu)成網(wǎng)格陣列電極時(shí)，電極的尺寸及電極間的間隔與含有電 子紙的卡體上的像素點(diǎn)尺寸及像素點(diǎn)間的間隔對(duì)應(yīng)相同時(shí)印刷情況。圖10a是小電極與 像素點(diǎn)正好對(duì)準(zhǔn)，可以實(shí)現(xiàn)最佳的印刷(電子化)效果。圖10b是小電極與像素點(diǎn)對(duì)準(zhǔn) 偏差最大時(shí)，由于只能對(duì)像素點(diǎn)的部分區(qū)域印刷，影響印刷(電子化)效果。
圖11表示在用小電極構(gòu)成網(wǎng)格陣列電極時(shí)，電極的尺寸比電子紙上的像素點(diǎn)尺寸 大同時(shí)電極間的間隔比含有電子紙的卡體上的像素點(diǎn)間的間隔小時(shí)印刷情況。圖lla 是小電極與像素點(diǎn)正好對(duì)準(zhǔn)，可以實(shí)現(xiàn)最佳的印刷(電子化)效果。圖llb是小電極與 像素點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)偏差最大時(shí)，由于能對(duì)像素點(diǎn)的大部分區(qū)域印刷，改善了印刷(電子化)效 果。
具體實(shí)施例方式
電子紙是一種特殊紙張，其上涂敷有具有電泳特性或電潤(rùn)濕特性的微單元(也稱 為像素單元)，這些微單元具有在外部電場(chǎng)作用下改變光學(xué)狀態(tài)的特性，而且光學(xué)狀態(tài)
改變后，即使去掉外加電場(chǎng)，仍然能夠保持光學(xué)狀態(tài)。因此，對(duì)于含有電子紙的卡體的 印刷實(shí)際上是控制加在電子紙上每個(gè)微單元上的外部電場(chǎng)大小和方向，使電子紙上的每 個(gè)微單元呈現(xiàn)我們需要的光學(xué)特性。
本發(fā)明中所述電子紙，其本身不具有進(jìn)行印刷或電子化的金屬電極以降低電子紙 的成本，而是將進(jìn)行印刷或電子化的金屬電極全部作為電子紙印刷設(shè)備的部件。因此對(duì)于含有電子紙的卡體的印刷和電子化需要通過(guò)電子紙印刷設(shè)備進(jìn)行印刷或電子化。
另外，由于所述電子紙可以是紙質(zhì)材料或其他希望的柔性材料如薄塑料作為電子 紙的基板?？梢灾瞥筛鞣N各樣的電子紙。
將電子紙與做卡的卡基材料層壓或粘貼在一起，并按卡體需要形狀進(jìn)行裁減制成 含有電子紙的卡體?？ɑ牧蠈硬捎媚壳翱w所用材料，如PVC材料、塑料、多層紙等。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的具體實(shí)施方案。
圖1是含有電子紙的卡體印刷設(shè)備的工作原理示意圖。含有電子紙的卡體印刷設(shè)
備至少包括如下部件機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路101、機(jī)械運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)102、信息控制單元
103、網(wǎng)格信息存儲(chǔ)單元104、網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路105、網(wǎng)格陣列第一電極106、網(wǎng)格陣 列第二電極108。網(wǎng)格陣列第一電極106與網(wǎng)格陣列第二電極108互相對(duì)面放置，網(wǎng)格 陣列第一電極106與網(wǎng)格陣列第二電極108之間放置需要進(jìn)行印刷的含有電子紙的卡體 107。各個(gè)部件之間的連接關(guān)系如圖1所示。
圖2是信息控制單元的結(jié)構(gòu)及其工作原理示意圖。圖2種進(jìn)一步給出了信息控制 單元的結(jié)構(gòu)，包括中央處理器232、字庫(kù)單元231、存儲(chǔ)電路234、字符字模映射單元 233。
印刷電子紙的工作過(guò)程是
在將文字信息印刷在電子紙上時(shí)，需要信息控制單元進(jìn)行字符到字模點(diǎn)陣的轉(zhuǎn)換 處理，首先將需要印刷在含有電子紙的卡體107上的文字信息存儲(chǔ)到存儲(chǔ)體電路234 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體中，中央處理器232運(yùn)行存儲(chǔ)電路234的程序存儲(chǔ)體中的程序，利用字庫(kù) 單元231中的字庫(kù)信息將文字信息轉(zhuǎn)換為字模點(diǎn)陣信息，然后存儲(chǔ)到字符字模映射單元 233中，以便在中央處理器232的控制下，將字符字模映射單元233的信息轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格 電極陣列106、 108對(duì)應(yīng)電極的電壓信息傳送到網(wǎng)格信息存儲(chǔ)單元104，然后用網(wǎng)格信 息存儲(chǔ)單元104存儲(chǔ)的信息傳入網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路105，從而實(shí)現(xiàn)電子紙的印刷。
對(duì)于圖像信息進(jìn)行印刷到電子紙上時(shí)，由于圖像已經(jīng)是像素點(diǎn)，不需要信息轉(zhuǎn)化， 可以直接將圖像的像素點(diǎn)信息存儲(chǔ)到字符字模映射單元233中，以便在中央處理器232 的控制下，將字符字模映射單元233的信息轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格電極陣列106、 108對(duì)應(yīng)電極的 電壓信息傳送到網(wǎng)格信息存儲(chǔ)單元104,然后用網(wǎng)格信息存儲(chǔ)單元104存儲(chǔ)的信息傳入 網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路105,從而實(shí)現(xiàn)含有電子紙的卡體的印刷。
為了保證網(wǎng)格陣列第一電極106、網(wǎng)格陣列第二電極108與電子紙的對(duì)應(yīng)網(wǎng)格點(diǎn) 一一對(duì)應(yīng)，需要調(diào)整網(wǎng)格陣列第一電極106、網(wǎng)格陣列第二電極108的位置，在圖1中， 一種實(shí)現(xiàn)方式是固定網(wǎng)格陣列第二電極108，含有電子紙的卡體107置于網(wǎng)格陣列第二 電極108正確的位置，由信息控制單元103控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路101,機(jī)械運(yùn)動(dòng)執(zhí)行 機(jī)構(gòu)102運(yùn)動(dòng)調(diào)整網(wǎng)格陣列第一電極106的位置至正確的位置。機(jī)械運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)102 通常采用高精度步進(jìn)控制電機(jī)，而高精度步進(jìn)控制電機(jī)在機(jī)器人控制領(lǐng)域經(jīng)常使用。實(shí) 際上機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路101控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)102，從而控制與控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)執(zhí)行 機(jī)構(gòu)102通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)連接網(wǎng)格陣列第一電極106移動(dòng)，可以設(shè)計(jì)為X、 Y方向構(gòu)成的 平面上做二自由度控制運(yùn)動(dòng)，也可以設(shè)計(jì)為X、 Y、 Z方向構(gòu)成的立體上做三自由度控 制運(yùn)動(dòng)，以精確控制網(wǎng)格陣列第一電極106的位置。機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路101的設(shè)計(jì)與所 采用的機(jī)械運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)102相配合，對(duì)于上述步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖電壓信號(hào)， 相應(yīng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路101需要根據(jù)網(wǎng)格陣列第一電極106當(dāng)前所在位置，計(jì)算移動(dòng)到 合適位置所需要的在各個(gè)自由度上的電壓脈沖個(gè)數(shù)、脈沖寬度等數(shù)據(jù)。在優(yōu)選的設(shè)計(jì)中， 在網(wǎng)格陣列第一電極106安裝位置傳感部件，并將位置信息反饋回機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路 101實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制以提高位置精度。而機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路IOI的邏輯實(shí)現(xiàn)，可以采取由 信息控制單元103進(jìn)行計(jì)算后將結(jié)果送到機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路101或機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路 101本身具有一定的計(jì)算處理能力或可編程邏輯能力，由機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路101完成脈 沖參數(shù)計(jì)算。關(guān)于位置傳感器有多種方式，如全球定位系統(tǒng)GPS或圖像采集分析系統(tǒng) 或超聲波定位器等都可以完成相對(duì)位置或絕對(duì)位置的計(jì)算。
網(wǎng)格信息存儲(chǔ)單元104的存儲(chǔ)類(lèi)型是可讀寫(xiě)的存儲(chǔ)體，它存儲(chǔ)了當(dāng)前進(jìn)行印刷或 電子化的電子紙需要呈現(xiàn)的信息，是對(duì)應(yīng)含有電子紙的卡體107中每個(gè)電子單元需要呈 現(xiàn)的光學(xué)狀態(tài)，而要完成控制含有電子紙的卡體107中每個(gè)電子單元的光學(xué)狀態(tài)，需要 將該信息通過(guò)網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路105變成施加在含有電子紙的卡體107中每個(gè)電子單元 的外加電場(chǎng)的強(qiáng)度、方向和維持時(shí)間。因此根據(jù)不同的網(wǎng)格陣列第一電極106、網(wǎng)格陣 列第二電極108設(shè)計(jì)方法不同，需要采用對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路105。
對(duì)于網(wǎng)格陣列第一電極106、網(wǎng)格陣列第二電極108都是由小電極構(gòu)成的電極陣 列時(shí)，實(shí)際上是實(shí)現(xiàn)電子紙的每個(gè)電子單元獨(dú)立控制，網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路105變成施加 在含有電子紙的卡體107中每個(gè)電子單元的外加電場(chǎng)的強(qiáng)度和方向需要根據(jù)需要呈現(xiàn) 的信息進(jìn)行計(jì)算，由于每個(gè)電子單元獨(dú)立控制，不需要掃描，所以外加電場(chǎng)的時(shí)間可以 一直維持，或者外加電場(chǎng)維持足以改變光學(xué)狀態(tài)并達(dá)到穩(wěn)定時(shí)去除外加電場(chǎng)。
對(duì)于網(wǎng)格陣列第一電極106是由小電極構(gòu)成的電極陣列而網(wǎng)格陣列第二電極108 作為公共電極時(shí)，需要通過(guò)掃描方式實(shí)現(xiàn)電子紙的每個(gè)電子單元的控制，即每個(gè)電子單 元上所施加的所施加的電場(chǎng)大小和方向需要計(jì)算外，對(duì)于電場(chǎng)維持時(shí)間需要準(zhǔn)確計(jì)算， 以保證每個(gè)電子單元達(dá)到準(zhǔn)確的光學(xué)狀態(tài)同時(shí)減少掃描周期。另一方面，為了能夠改變 施加在含有電子紙的卡體107上每個(gè)電子單元的電場(chǎng)方向，需要網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路105 在對(duì)于網(wǎng)格陣列第一電極可以提供相對(duì)于作為公共電極的網(wǎng)格陣列第二電極108既可 為正電壓也可為負(fù)電壓的電場(chǎng)。
對(duì)于網(wǎng)格陣列第一電極106和網(wǎng)格陣列第二電極108都是由電極板構(gòu)成的電極陣 列，即行電極和列電極，需要通過(guò)掃描方式實(shí)現(xiàn)電子紙的每個(gè)電子單元的控制，即每個(gè) 電子單元上所施加的電場(chǎng)大小和方向需要計(jì)算外，對(duì)于電場(chǎng)維持時(shí)間需要準(zhǔn)確計(jì)算，以 保證每個(gè)電子單元達(dá)到準(zhǔn)確的光學(xué)狀態(tài)同時(shí)減少掃描周期。對(duì)于作為公共電極的網(wǎng)格陣 列第二電極108既可為正電壓也可為負(fù)電壓的電場(chǎng)。
圖3用多根電極板構(gòu)成的行電極作為網(wǎng)格陣列第一電極的第一種實(shí)現(xiàn)示意圖。網(wǎng) 格陣列第一電極的一種實(shí)現(xiàn)方式是用一定間隔的電極條(電極板)構(gòu)成，圖中網(wǎng)格陣列
第一電極306由多根電極板361構(gòu)成，電極板之間的間隔362相同。電極板的末端去除 絕緣層就成為可以連接行電極信號(hào)的觸點(diǎn)363。該種電極結(jié)構(gòu)的制造工藝和材料在作為 本發(fā)明引用的申請(qǐng)?zhí)枮?2131632.5的中國(guó)專利申請(qǐng)"用于輥對(duì)輥規(guī)格多樣顯示器制造 的電極及連接設(shè)計(jì)"有詳細(xì)描述。
圖4用多根電極板構(gòu)成的列電極作為網(wǎng)格陣列第二電極的第一種實(shí)現(xiàn)示意圖。網(wǎng) 格陣列第二電極的一種實(shí)現(xiàn)方式是用一定間隔的電極條(電極板)構(gòu)成，圖中網(wǎng)格陣列 第二電極408由多根電極板481構(gòu)成，電極板之間的間隔482相同。電極板的末端去除 絕緣層就成為可以連接列電極信號(hào)的觸點(diǎn)483。該種電極結(jié)構(gòu)的制造工藝和材料在作為 本發(fā)明引用的申請(qǐng)?zhí)枮?2131632.5的中國(guó)專利申請(qǐng)"用于輥對(duì)輥規(guī)格多樣顯示器制造 的電極及連接設(shè)計(jì)"有詳細(xì)描述。
圖5用多個(gè)小電極板構(gòu)成的行電極作為網(wǎng)格陣列第一電極的第二種實(shí)現(xiàn)示意圖。 網(wǎng)格陣列第一電極的另一種實(shí)現(xiàn)方式是用一定間隔的多個(gè)小電極板構(gòu)成，圖中網(wǎng)格陣列 第一電極506由多個(gè)小電極板561構(gòu)成，小電極板之間的間隔562相同。從每個(gè)小電極 上連接信號(hào)導(dǎo)線引出成為可以連接行電極信號(hào)的觸點(diǎn)563。
圖6用多個(gè)小電極板構(gòu)成的列電極作為網(wǎng)格陣列第二電極的第二種實(shí)現(xiàn)示意圖。
網(wǎng)格陣列第二電極的另一種實(shí)現(xiàn)方式是用一定間隔的多個(gè)小電極板構(gòu)成，圖中網(wǎng)格陣列
第二電極608由多個(gè)小電極板681構(gòu)成，小電極板之間的間隔682相同。從每個(gè)小電極 上連接信號(hào)導(dǎo)線引出成為可以連接行電極信號(hào)的觸點(diǎn)683。
圖7用多個(gè)小電極板構(gòu)成的行電極作為網(wǎng)格陣列第一電極的第三種實(shí)現(xiàn)示意圖。 與圖5的實(shí)現(xiàn)基本相同，不同的是其與圖8所示的第二電極配合。網(wǎng)格陣列第一電極是 用一定間隔的多個(gè)小電極板構(gòu)成，圖中網(wǎng)格陣列第一電極706由多個(gè)小電極板761構(gòu)成， 小電極板之間的間隔762相同。從每個(gè)小電極上連接信號(hào)導(dǎo)線引出成為可以連接行電極 信號(hào)的觸點(diǎn)763。
圖8用一個(gè)大電極面構(gòu)成的公共電極作為網(wǎng)格陣列第二電極的第三種實(shí)現(xiàn)示意 圖。此時(shí)由單一平面電極構(gòu)成。圖中網(wǎng)格陣列第二電極808為單一金屬平面或?qū)щ姳∧ぃ?有引出線883作為連接信號(hào)的觸點(diǎn)。
圖9是含有電子紙的卡體包含多個(gè)可以電子化的像素點(diǎn)的示意圖。在含有電子紙 的卡體中，稱這些像素點(diǎn)為可以改變光學(xué)特性的電子單元。圖中，電子紙907包含多個(gè) 電子單元971，電子單元之間的間隔972相同，形成電子單元陣列。
本發(fā)明的提出者也明白電子紙上的電子單元要與網(wǎng)格陣列中的小電極或網(wǎng)格陣列 第一電極與網(wǎng)格陣列第二電極形成的交叉點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，才能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確地印刷和電子化，如果 沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)，將影響印刷的效果，下面給出如何避免由于小電極與像素點(diǎn)未準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)時(shí)如 何改進(jìn)印刷效果的方法。
圖10表示在用小電極構(gòu)成網(wǎng)格陣列電極時(shí)，電極的尺寸及電極間的間隔與含有電 子紙的卡體上的像素點(diǎn)尺寸及像素點(diǎn)間的間隔對(duì)應(yīng)相同時(shí)印刷情況。圖10a是小電極與 像素點(diǎn)正好對(duì)準(zhǔn)，可以實(shí)現(xiàn)最佳的印刷(電子化)效果。圖10b是小電極與像素點(diǎn)對(duì)準(zhǔn) 偏差最大時(shí)，由于只能對(duì)像素點(diǎn)的部分區(qū)域印刷，影響印刷(電子化)效果。如圖10a， 網(wǎng)格陣列第一電極的小電極1006、電子紙的每個(gè)電子單元1007、網(wǎng)格陣列第二電極的 小電極1008在空間位置上一一對(duì)應(yīng)，此時(shí)，可以對(duì)電子紙的每個(gè)電子單元準(zhǔn)確印刷或 電子化。在圖10b中，電子紙的每個(gè)電子單元1007與網(wǎng)格陣列第一電極的小電極1006、 網(wǎng)格陣列第二電極的小電極1008在空間位置上錯(cuò)開(kāi)，錯(cuò)開(kāi)的最大值是電子單元間隔的 一半寬度。此時(shí)電極產(chǎn)生的電場(chǎng)在電子單元的作用范圍較小，造成對(duì)電子單元電子化的 效果降低?？梢钥闯鐾ㄟ^(guò)減小電子單元的間隔或加大小電極的尺寸，可以減小這種不利 影響。在圖ll給出進(jìn)一步說(shuō)明。
圖11表示在用小電極構(gòu)成網(wǎng)格陣列電極時(shí)，電極的尺寸比含有電子紙的卡體上的 像素點(diǎn)尺寸大同時(shí)電極間的間隔比電子紙上的像素點(diǎn)間的間隔小時(shí)印刷情況。圖lla是 小電極與像素點(diǎn)正好對(duì)準(zhǔn)，可以實(shí)現(xiàn)最佳的印刷(電子化)效果。圖llb是小電極與像 素點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)偏差最大時(shí)，由于能對(duì)像素點(diǎn)的大部分區(qū)域印刷，改善了印刷(電子化)效果。 在該實(shí)現(xiàn)示例中，網(wǎng)格陣列第一電極的小電極1106、網(wǎng)格陣列第二電極的小電極1008 比電子紙的每個(gè)電子單元1007尺寸大，相應(yīng)小電極間的間距減小，圖lla給出網(wǎng)格陣 列第一電極的小電極1106、電子紙的每個(gè)電子單元1107、網(wǎng)格陣列第二電極的小電極 1108在空間位置上一一對(duì)應(yīng)，此時(shí)，可以對(duì)電子紙的每個(gè)電子單元準(zhǔn)確印刷或電子化。 在圖llb中，電子紙的每個(gè)電子單元1107與網(wǎng)格陣列第一電極的小電極1006、網(wǎng)格陣 列第二電極的小電極1008在空間位置上錯(cuò)開(kāi)，錯(cuò)開(kāi)的最大值是電子單元間隔的一半寬 度。此時(shí)由于小電極尺寸加大，電極產(chǎn)生的電場(chǎng)在電子單元的作用范圍加大，改善了印 刷(電子化)效果。
權(quán)利要求
1、一種將信息寫(xiě)入含有電子紙的卡體進(jìn)行印刷的電子印刷設(shè)備，其特征是包括網(wǎng)格陣列第一電極；網(wǎng)格陣列第二電極；網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路；網(wǎng)格信息存儲(chǔ)單元；含有電子紙的卡體放置部件；信息控制單元；機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路；機(jī)械運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述含有電子紙的卡體放置部件位于所述網(wǎng)格陣列第一電極和網(wǎng)格陣列第二電極之間；所述網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路連接網(wǎng)格陣列第一電極和網(wǎng)格陣列第二電極；所述網(wǎng)格陣列第一電極和網(wǎng)格陣列第二電極互相對(duì)面放置；所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與網(wǎng)格陣列第一電極和/或網(wǎng)格陣列第二電極連接；所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路與所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接；所述信息控制單元與所述網(wǎng)格信息存儲(chǔ)單元連接；所述信息控制單元與所述網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路連接；所述信息控制單元與所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路連接；所述電子紙，包含如下層結(jié)構(gòu)第一不導(dǎo)電透明層，采用紙或其它柔性不導(dǎo)電材料；具有雙穩(wěn)態(tài)特性的電子材料層，是具有電泳效應(yīng)的微膠囊電子墨水層、具有電泳效應(yīng)的微杯結(jié)構(gòu)封裝薄膜層、旋轉(zhuǎn)球(Gyricon)層、具有電潤(rùn)濕效應(yīng)的電子紙材料層、雙穩(wěn)態(tài)的膽甾醇型液晶材料層之一或是該層的不同區(qū)域采用所述材料層之一；第二不導(dǎo)電層，采用紙或其它柔性不導(dǎo)電材料；所述第一不導(dǎo)電透明層、電子材料、第二不導(dǎo)電層通過(guò)層壓或粘貼工藝形成一種新型的電子紙。所述含有電子紙的卡體，包含如下層結(jié)構(gòu)卡基材料層；電子紙層，由上面所述電子紙構(gòu)成；所述卡基材料層、電子紙層通過(guò)層壓或粘貼工藝形成一種新型的卡體。
2、 如權(quán)利要求l所述的電子印刷設(shè)備，其特征是網(wǎng)格陣列第一電極的每個(gè)網(wǎng)格上有一 個(gè)獨(dú)立的電極和電極引線，所述電極引線與網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路連接，所述網(wǎng)格陣列 第二電極的結(jié)構(gòu)與所述網(wǎng)格陣列第一電極完全相同，且網(wǎng)格陣列第一電極與網(wǎng)格陣 列第二電極的每個(gè)網(wǎng)格上的電極在空間位置上一一對(duì)應(yīng)。
3、 如權(quán)利要求2所述的電子印刷設(shè)備，其特征是網(wǎng)格陣列第一電極的每個(gè)網(wǎng)格上的電 極與網(wǎng)格陣列第二電極的每個(gè)網(wǎng)格上的對(duì)應(yīng)電極形成正電壓差或負(fù)電壓差。
4、 如權(quán)利要求1所述的電子印刷設(shè)備，其特征是網(wǎng)格陣列第一電極的每個(gè)網(wǎng)格上有一 個(gè)獨(dú)立的電極和電極引線，所述電極引線與網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路連接，所述網(wǎng)格陣列 第二電極的所有網(wǎng)格電極連接在一起形成單一電極。
5、 如權(quán)利要求4所述的電子印刷設(shè)備，其特征是網(wǎng)格陣列第一電極的每個(gè)電極與網(wǎng)格 陣列第二電極形成正電壓差或負(fù)電壓差。
6、 如權(quán)利要求1所述的電子印刷設(shè)備，其特征是所述網(wǎng)格陣列第一電極的每行網(wǎng)格上 的電極相連成為行電極并連接行電極引線，所述行電極引線與網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路連 接，所述網(wǎng)格陣列第二電極的每列網(wǎng)格上的電極相連成為列電極并連接列電極引線， 所述列電極引線與網(wǎng)格陣列驅(qū)動(dòng)電路連接；所述網(wǎng)格陣列第一電極的行與網(wǎng)格陣列 第二電極的列成90度。
7、 如權(quán)利要求1所述電子印刷設(shè)備，其特征是信息控制單元包含中央處理器(CPU)和 存儲(chǔ)電路；所述機(jī)械運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是高精度步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
8、 如權(quán)利要求1所述電子印刷設(shè)備，其特征是信息控制單元可選地包含各種文字不同 字體的字庫(kù)、字符與字模映射處理單元、和/或電子文件與輸出點(diǎn)陣映射處理單元。
9、 一種含有電子紙的卡體印刷方法，按如下步驟-1) 啟動(dòng)運(yùn)行如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的電子印刷設(shè)備；2) 將準(zhǔn)備印刷的電子文檔傳遞給所述電子印刷設(shè)備；3) 所述電子印刷設(shè)備的信息控制單元發(fā)出機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制指令給機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路；4) 所述電子印刷設(shè)備的機(jī)械運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路將控制指令轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制信號(hào)發(fā)送給機(jī)械運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；5)撰述機(jī)械運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)控制信號(hào)帶動(dòng)網(wǎng)格陣列第一電極和/或網(wǎng)格陣列第二電極移動(dòng)，使網(wǎng)格陣列第一電極和網(wǎng)格陣列第二電極緊密接觸含有電子紙的卡體；6) 所述信息控制單元將電子文檔信息轉(zhuǎn)化為電子紙網(wǎng)格圖像信息，并存入所述網(wǎng)格 信息存儲(chǔ)單元；7) 所述信息控制單元控制將所述網(wǎng)格信息存儲(chǔ)單元的信息傳送到所述網(wǎng)格陣列驅(qū) 動(dòng)電路；8) 在所述電子印刷設(shè)備的網(wǎng)格陣列第一電極的每個(gè)網(wǎng)格上的電極和網(wǎng)格陣列第二 電極對(duì)應(yīng)的每個(gè)網(wǎng)格上的電極之間施加相應(yīng)的電壓信號(hào)；10)在所述網(wǎng)格陣列第一電極和網(wǎng)格陣列第二電極上的電壓作用下，在所述含有電 子紙的卡體上完成電子文檔的印刷。
10、如權(quán)利要求9所述含有電子紙的卡體印刷方法，其特征是所述含有電子紙的卡體上 層壓或粘貼的電子紙是不包含電極層的基于微杯封裝技術(shù)的電泳電子紙或是不包含 電極層的基于微膠囊封裝技術(shù)的電泳電子紙或是不包含電極層的基于旋轉(zhuǎn)球或旋轉(zhuǎn) 偶極子元件技術(shù)的電泳電子紙或其他基于電泳原理的不包含電極層的電子紙。
全文摘要
本發(fā)明提出在電子紙的制造中采用紙或其它柔性材料作為基板，同時(shí)去掉所有電極，以降低電子紙的制造成本；然后將這種電子紙與卡基材料進(jìn)行層壓或粘貼形成新的卡體，并設(shè)計(jì)一種專門(mén)電子設(shè)備對(duì)含有無(wú)電極電子紙的卡體進(jìn)行電子化；提出采用專門(mén)電子設(shè)備對(duì)含有電子紙的卡體進(jìn)行電子化(印刷)的方法。實(shí)現(xiàn)將現(xiàn)代高科技領(lǐng)域的電子紙應(yīng)用于卡行業(yè)領(lǐng)域，而且極大降低了電子紙成本，同時(shí)所提出的含有電子紙的卡體印刷設(shè)備能夠?qū)τ谶@種含有電子紙的卡體進(jìn)行電子化。顯然對(duì)含有電子紙的卡體可以多次重復(fù)電子化，因此可以對(duì)于含有電子紙的卡體進(jìn)行重復(fù)使用，同時(shí)提高卡片生產(chǎn)廠家的靈活性。另一方面，采用電子紙技術(shù)，極大降低油墨、碳粉等材料的污染。
文檔編號(hào)G02F1/167GK101201527SQ200710303748
公開(kāi)日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者李博航 申請(qǐng)人:李博航