CN106605170B - 具有速率控制的离子写入单元 - Google Patents

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Abstract

包括离子发生器和被对准以接收并引导产生的离子的电极喷嘴阵列的离子写入单元。离子写入单元可转换地在至少第一模式与第二模式之间操作。在第一模式中，离子从离子发生器以第一流速流过所选喷嘴以在与电极孔间隔开的电偏置无源电子纸上引起图像形成。在第二模式中，离子从离子发生器以第二流速流过至少一些电极喷嘴，所述第二流速并不在电偏置无源电子纸上引起图像形成。

Description

具有速率控制的离子写入单元
背景技术
电子纸(“e纸”)是被设计成重新产生墨在普通纸上的出现的显示技术。电子纸的某些示例像普通纸一样反射光，并且可以能够显示文本和图像。某些电子纸被实现为柔性的薄片材，像纸。一个熟悉的电子纸实施方式包括电子阅读器。
附图说明
图1是示意性地图示出根据本公开的一个示例的用于对无源电子纸进行成像的离子写入单元的框图。
图2是示意性地图示出根据本公开的一个示例的具有气流控制的离子写入单元的框图。
图3是示意性地图示出根据本公开的一个示例的具有热控制的离子写入单元的框图。
图4是示意性地图示出根据本公开的一个示例的具有通量控制的离子写入单元的框图。
图5是示意性地图示出根据本公开的一个示例的具有多个腐蚀控制模态的离子写入单元的框图。
图6是示意性地图示出根据本公开的一个示例的离子发生器的框图。
图7是包括示意性地图示出根据本公开的一个示例的离子写入单元的侧面剖视图的图。
图8是根据本公开的一个示例的包括图示出用于对电子纸进行成像的可寻址离子写入单元的侧面剖视图的图。
图9A是图示出根据本公开的一个示例的处于“开”状态的离子写入单元的操作的图。
图9B是图示出根据本公开的一个示例的处于“关”状态的离子写入单元的操作的图。
图10A是根据本公开的一个示例的包括沿着图10B中的线10A--10A截取的电极阵列的剖视图的图。
图10B是包括示意性地图示出根据本公开的一个示例的具有在电介质材料层上的第一层中形成的喷嘴的单独电极的平面图的图。
图11A是根据本公开的一个示例的包括沿着图11B中的线11A-11A截取并示意性地图示出离子写入单元的剖视图的图。
图11B是包括示意性地图示出根据本公开的一个示例的离子写入单元的侧视图的图。
图11C是包括示意性地图示出根据本公开的一个示例的离子写入单元的端视图的图。
图12A是包括示意性地图示出根据本公开的一个示例的包括气流控制的离子写入单元的剖视图的图。
图12B是根据本公开的一个示例的包括具有气流控制的离子写入单元的部分剖视图的图。
图12C是示意性地图示出根据本公开的一个示例的制造包括气流控制的离子写入单元的方法的流程图。
图12D是示意性地图示出根据本公开的一个示例的具有气流控制的离子写入单元的图。
图13A是示意性地图示出根据本公开的一个示例的包括热控制机构的离子写入单元的框图。
图13B是包括示意性地图示出根据本公开的一个示例的在外壳的外面上包括加热元件的离子写入单元的侧面剖视图的图。
图13C是包括示意性地图示出根据本公开的一个示例的在外壳内包括加热元件的离子写入单元的侧面剖视图的图。
图14A是包括示意性地图示出根据本公开的一个示例的在外壳外部的电极阵列上包括加热元件的离子写入单元的侧面剖视图的图。
图14B是根据本公开的一个示例的包括沿着图14C中的线14A--14A截取的包括加热元件的电极阵列的剖视图的图。
图14C是包括示意性地图示出根据本公开的一个示例的具有在电介质材料层上的第一层中形成的喷嘴的单独电极的平面图的图，具有跨单独电极的一部分延伸的加热元件。
图15A是包括示意性地图示出根据本公开的一个示例的包括结合在电极阵列内的加热元件的离子写入单元的侧面剖视图的图。
图15B是根据本公开的一个示例的图15A的放大部分剖视图的图。
图15C是根据本公开的一个示例的包括包含形成一个电极层的一部分的加热元件的电极阵列的剖视图的图。
图16是示意性地图示出根据本公开的一个示例的制造包括热控制的离子写入单元的方法的流程图。
图17是示意性地图示出根据本公开的一个示例的用于图像写入单元的控制部分的框图。
图18A是示意性地图示出根据本公开的一个示例的包括离子发生控制模块的通量控制管理器的框图。
图18B是示意性地图示出根据本公开的一个示例的包括电极喷嘴控制模块的通量控制管理器的框图。
图18C是示意性地图示出根据本公开的一个示例的正在第一状态或第二状态下操作的离子写入单元的电极喷嘴的图案的图。
图19是示意性地图示出根据本公开的一个示例的制造包括通量控制的离子写入单元的方法的流程图。
具体实施方式
在以下详细描述中，对附图进行参考，其构成以下详细描述的一部分，并且其中以图示的方式示出了其中可实施本公开的特定示例。应理解的是在不脱离本公开的范围的情况下，可利用其它示例以及可以进行结构或逻辑改变。因此不应在限制性意义上理解以下详细描述。
本公开的至少某些示例针对向在电荷(例如离子)到间隔开的无源电子纸介质上的无接触式施加中使用的离子写入单元提供抗腐蚀性。在某些示例中，离子写入单元包括电荷发生器和电极阵列，其中某些示例包括充当电荷发生器的电晕线。电极阵列包括延伸通过电介质材料的喷嘴，其中，喷嘴是可单独寻址的以单独地控制来自电荷发生器的电荷。在一个方面，通过控制电极阵列的喷嘴的开/关状态，喷嘴充当用以阻挡或启用电荷经由喷嘴的通过的闸门。
一般而言，在某些示例中，经由旨在减少或消除水分和/或旨在防止承载水分的离子的迁移的至少一个模态来实现用于电极阵列的防腐蚀。特别地，当无源电子纸在经由离子写入单元的写入操作期间(或者刚好在其之前或刚好在其之后)被电偏置时，产生二次离子，其具有与从电晕线产生的一次离子相反的电荷。这些二次离子随着其朝着离子写入单元的暴露电极阵列迁移而承载可用水分。因此，在本公开的某些示例中，经由消除水分和/或防止二次离子迁移到离子写入单元的电极阵列来实现防腐蚀。通过这样做，显著地增加了电极阵列和/或电晕线的寿命。
在某些示例中，经由气流控制机构来提供用于离子写入单元的防腐蚀，其在电极阵列上和/或在其中容纳了电荷发生器(即离子发生器)的隔室内提供气流。在某些示例中，气流还使离子发生器上的枝状生长最小化，从而促进其寿命和性能。
在某些示例中，经由热控制机构来提供用于离子写入单元的防腐蚀，其向电极阵列和/或在其中容纳了电荷发生器的隔室内提供热。
在某些示例中，经由通量控制机构来提供防腐蚀，其控制来自离子写入单元的离子的流速以至少确保低流速的离子被发射以防止二次离子朝向/到电极阵列上的迁移。
在某些示例中，经由气流、热和/或通量控制的某种组合来实现防腐蚀。
遍及本公开且与至少图1-19相关联地描述了这些示例和附加示例。
图1是示意性地图示出根据本公开的一个示例的用于引起无源电子纸14上的图像形成的离子写入单元12的框图。如图1中所示，离子写入单元12和无源电子纸14能够在此类图像形成期间相对于彼此移动，如经由方向箭头Y所表示的。在一个方面，离子写入单元将含空气的电荷(例如带电离子)以有向图案引导到无源电子纸的成像表面上，该无源电子纸通过基于在成像表面上接收到的电荷的位置来切换彩色颗粒而进行响应。在一个方面，电子纸介质在其可重写且在写入过程期间和/或在写入完成之后在未被连接到活动电源的情况下保持图像的意义上是无源的。在另一方面，电子纸介质缺少内部电路，并且不具有内部电源。
在至少某些示例中，电子纸介质包括电荷响应层，其包括当向其施加场或电荷时切换色彩的组件。在某些示例中，电子纸包括该电荷响应层和在电子纸的一侧的充当反电极的导电层。在某些示例中，电荷响应层内的色彩切换组件包括颜料/染料元件，其被包含在存在于树脂/聚合物材料中的微胶囊中。在某些示例中，在电荷响应层的顶部上包括附加功能涂层。
在某些示例中，电极阵列包括可单独寻址喷嘴的二维阵列以在各种喷嘴被战略地图案化(例如位置和间距)的同时提供电荷的高速引导以防止成像基板(例如电子纸介质)上的不想要的电荷沉积图案，否则其将妨碍质量成像。稍后与至少图7-9B相关联地描述关于这些结构的更多细节。
本公开的至少某些示例针对减少或消除离子写入单元12的喷嘴上的腐蚀。图2-5提供了对用以减少或消除此类腐蚀的多个模态的介绍，而图11A-19提供了关于此类模态的更多细节。
图2是示意性地图示出根据本公开的一个示例的包括气流控制机构的离子写入单元的框图。如图2中所示，离子写入组合件20包括离子写入单元21和气流控制机构40。离子写入单元21包括包含且至少部分地包围离子发生器24的外壳22。电极阵列30位于外壳22的一个外面部分26处。电极阵列30包括离子通过喷嘴32的阵列，其可选择性地激活成打开或闭合的，其中打开的喷嘴允许离子从其中通过，而闭合的喷嘴阻挡离子的通过，如稍后与至少图7-9B相关联地进一步描述的。离子发生器24在外壳22内定位成与电极阵列30间隔开并与壁限定外壳22间隔开。
如图2中进一步所示，气流控制机构40包括第一气流路径42和第二气流路径43中的至少一个。在某些示例中，第一气流路径42将气流引导至外壳22的内部以便至少经由离子发生器24或在其附近通过。在某些示例中，第二气流路径43跨电极阵列30的外表面上的喷嘴32引导气流。在某些示例中，气流控制机构40包括用以干燥和/或过滤空气的处理元件，如稍后与至少图12A-12E相关联地进一步描述的。
在一个方面，经由气流机构40产生的气流减少外壳22内的水分，从而使外壳22内的至少导电元件和/或邻近导电元件(诸如向内侧面朝外壳22的内部的电极阵列30的任何暴露部分)的腐蚀最小化。
通过减少此类潜在腐蚀，气流控制机构40增加了电极阵列30和任何相关导电元件的寿命，从而延长了离子写入组合件20的有用寿命。另外，在其中离子发生器24包括电晕线的示例中，外壳22内的气流抑制电晕线上的枝状生长，从而增加其寿命和性能。稍后与至少图12A-12E相关联地描述关于气流控制机构的至少某些示例的更多细节。
图3是示意性地图示出根据本公开的一个示例的包括热控制机构60的离子写入组合件50的框图。在某些示例中，离子写入组合件50包括与离子写入组合件20(图2)基本上相同的特征和属性，除包括热控制机构60而不是图2的气流控制机构40之外。
如图3中所示，热控制机构60包括第一加热位置62和第二加热位置64中的至少一个。在某些示例中，第一加热位置62引起整个外壳22或外壳22的各部分的加热。在某些示例中，第一加热位置62引起在外壳22内部内的其它组件的加热。同时，在某些示例中，第二加热位置64引起电极阵列30的至少某些部分的加热。
经由在第一和/或第二加热位置62、64产生的热，热控制机构60减少外壳22内的水分，从而使外壳22内的至少导电元件和/或邻近导电元件(诸如电极阵列30的任何暴露部分)的腐蚀最小化。
通过减少此类潜在腐蚀，热控制机构60增加了电极阵列30和任何相关导电元件的寿命，从而延长了离子写入组合件50的有用寿命。稍后与至少图13A-15C相关联地描述关于热控制机构的某些示例的更多细节。
图4是示意性地图示出根据本公开的一个示例的包括通量控制机构80的离子写入组合件70的框图。在某些示例中，离子写入组合件70包括与离子写入组合件20(图2)基本上相同的特征和属性，除包括通量控制机构80而不是图2的气流控制机构40之外。
一般而言，通量控制机构80确保每当无源电子纸被电偏置时的离子从离子写入单元101的规则流动以便在从离子写入单元101接收到离子时形成图像。离子中和二次离子(在被动成像过程期间产生并具有与一次产生离子相反的电荷)，否则其趋向于朝着电极阵列30且向其上面载送水分，从而减少或消除了电极阵列30的腐蚀。在一个方面，将离子朝着无源电子纸引导的正常写入过程提供此类防腐蚀。然而，当并未发生主动成像操作、但无源电子纸仍被电偏置以便成像时，可能发生此类腐蚀。在这种情况下，通量控制机构80引导离子写入组合件70以便以高到足以中和“载送水分的”二次离子朝着电极阵列30的迁移的速率、但是以低到足以避免引起无源电子纸的成像的速率朝着无源电子纸发射离子。
如图4中所示，通量控制机构80包括第一通量控件82和第二通量控件84中的至少一个。第一通量控件82经由控制离子发生器24的操作方面来产生离子的期望的保持流速。同时，第二通量控件84经由控制电极阵列30的操作方面来产生离子的期望的保持流速。在某些示例中，第一和第二通量控件82、84两者被占用来提供防腐蚀。
经由第一和/或第二通量控件82、84，通量控制机构80防止水分被载送到电极阵列30，从而使电极阵列30以及外壳22内的任何暴露导电元件的腐蚀最小化。
通过减少此类潜在腐蚀，通量控制机构80增加了电极阵列30和任何相关导电元件的寿命，从而延长了离子写入组合件70的有用寿命。稍后与至少图18A-19相关联地描述关于通量控制机构的某些示例的更多细节。
图5是示意性地图示出根据本公开的一个示例的包括防腐蚀模态的组合110的离子写入组合件100。在某些示例中，离子写入组合件100包括与离子写入组合件20(图2)基本上相同的特征和属性，除包括选自气流控制机构40、热控制机构60以及通量控制机构80的群组的超过一个防腐蚀模态之外。
在某些示例中，气流控制机构40的气流路径42与热机构的热控件64相组合地操作。在某些示例中，通量控制机构80与气流控制机构40或热控制机构60相组合地操作。当然，可以实现其它组合。在某些示例中，在一个离子写入组合件中实现全部三个防腐蚀模态(例如气流、热以及通量控制)的各方面。
通过防止离子写入单元的电极阵列的潜在腐蚀或使其最小化，防腐蚀模态的组合增加电极阵列30和任何相关导电元件的寿命，从而延长离子写入组合件100的有用寿命。
图6是示意性地图示出根据本公开的一个示例的离子发生器的框图。如图6中所示，离子发生器112包括电晕线114。在某些示例中，离子发生器112可以充当先前与图1-5相关联地描述的示例中的任何一个的离子发生器24。至少与图7-9B相关联地描述了关于包括电晕线的离子发生器的至少一个示例的更多细节。
图7是示意性地图示出本公开的一个示例中的可以用来对标记材料(诸如电子纸)进行写入的离子写入单元120的图。在一个示例中，离子写入单元120对应于与至少图6相关联地描述的离子发生器112。离子写入单元120包括生成电荷的装置122和电极栅阵列124。如本文中所使用的术语“电荷”指的是离子(+/-)或自由电子，并且在图7中，装置122产生正电荷126。电极阵列124被保持在与装置122间隔开距离D1的关系。在某些示例中，装置122是电晕发生装置，诸如在直径方面小于100微米且在其电晕发生电位以上操作的细导线。在某些示例中，虽然在图7中未示出，但装置122产生在现有电场下移动的负电荷。
在某些示例中，电极阵列124包括电介质膜128、第一电极层132以及第二电极层130。电介质膜128具有第一侧面134和与第一侧面134相对的第二侧面136。电介质膜128具有通过电介质膜128从第一侧面134延伸到第二侧面136的孔138A和138B，各孔充当喷嘴。在某些示例中，孔138A和138B中的每一个是可单独寻址的以单独地控制电子通过孔138A和138B中的每一个的流动。
第一电极层132在电介质膜128的第一侧面136上，并且第二电极层130在电介质膜128的第二侧面134上，使得电介质膜128被夹在两个各层132、134之间。在某些示例中，第二电极层130是大体上连续的电极材料，并且围绕着孔138A和138B的圆周而形成为在第二侧面134上围绕孔138A和138B。第一电极层132被形成为单独电极132A和132B，其中，电极132A围绕着孔138A的圆周而形成为在第一侧面136上围绕孔138A，并且电极132B围绕着孔138B的圆周而形成为在第一侧面136上围绕孔138B。
在操作中，第一电极层132与第二电极层130之间的电位控制电荷126从装置122通过电介质膜128中的孔138的流动。在某些示例中，电极132A处于高于第二电极层130的电位，并且正电荷126被防止或阻止流过孔138A。在某些示例中，电极132B处于低于第二电极层130的电位，并且正电荷126流过孔138B至集电极(未示出)。
图8是示意性地图示出本公开的一个示例中的包括用于对电子纸152进行成像的可寻址电晕离子写入单元150的离子写入单元151的图。离子写入单元150使用正或负电荷对电子纸152上的数字介质进行成像。电子纸152是双稳态的，使得跨电子纸152的光吸收和光反射状态的集合保持到向电子纸152施加足够的电荷或电场为止。在某些示例中，电子纸152是无源电子纸，其不包括用于改变电子纸的状态的电子装置。
一般而言，离子写入单元150被保持在与电子纸152间隔开距离D2的关系。特别地，如图8中进一步所示，在某些示例中，离子写入单元151包括用于可释放地支撑电子纸152(至少在离子写入单元150与电子纸152之间的相对运动期间)以使得电子纸152能够将电子纸152定位成接收被引导通过离子写入单元150的孔180A、180B的电荷的支撑体190。在一个方面，支撑体190被布置为控制离子写入单元150与支撑体190之间的相对移动的定位机构的一部分，如经由方向键头Y所表示的。在另一方面，支撑体190的顶面191与电极阵列的底面(即孔180A、180B的位置)间隔开距离D2。
在某些示例中，电子纸152包括电荷响应层154和反电极层156。电荷响应层154包括当向电子纸152的成像表面160施加电荷158时切换色彩的带电彩色组件。反电极层156是被固定到电荷响应层154的导电层，并且是电子纸152的非成像表面162，其与电子纸152的成像表面160相对。在某些示例中，在电荷响应层154上包括附加涂层，并且此附加涂层包括电子纸152的成像表面160。在某些示例中，电荷响应层154的色彩可切换组件包括颜料/染料元件，其具有包含电荷响应层154的色彩可切换组件的树脂或聚合物密封微胶囊。进一步参考图8，在某些示例中，离子写入单元150包括产生电荷的电晕发生装置166(诸如电晕线)和非电荷发生可寻址电极栅阵列168。在图8中，电晕发生装置166产生正电荷158，然而，在某些示例中，电晕产生装置166可以产生正或负电荷。非电荷发生可寻址电极阵列168被保持在与电晕发生装置166间隔开距离D1的关系。在某些示例中，电晕发生装置166是在直径方面小于100微米且在其电晕发生电位以上(诸如在3千伏之上)操作的细导线。在某些示例中，电晕发生装置166是细导线，诸如镀有金的70微米直径钨丝。
非电荷发生可寻址电极阵列168沿着电晕发生装置166的长度提供在空间上变化的电位以选择性地阻止或允许电荷158通过可寻址电极阵列168。可寻址电极阵列168提供电荷158到电子纸152上的时间和空间控制。
电极阵列168包括电介质膜170、第一电极层174以及第二电极层172。电介质膜170具有第一侧面178和与第一侧面178相对的第二侧面176。电介质膜170具有通过电介质膜170从第一侧面178延伸至第二侧面176的孔180A和180B，孔充当喷嘴。孔180A和180B中的每一个是可单独寻址的以单独地控制电子通过孔180A和180B中的每一个的流动。
第一电极层172在电介质膜70的第一侧面178上，并且第二电极层174在电介质层70的第二侧面176上。第二电极层174围绕孔180A和180B的圆周而形成为在第二侧面176上围绕孔180A和180B。第一电极层172被形成为单独电极174A和174B，其中，电极174A围绕着孔180A的圆周而形成为在第一侧面178上围绕孔180A，并且电极174B围绕着孔180B的圆周而形成为在第一侧面178上围绕孔180B。
在操作中，离子写入单元150的可寻址电晕发生器166产生电荷158，其朝着并通过可寻址电极阵列168的喷嘴漂移且然后通过空气行进以便沉积到电子纸152上以选择性地切换电子纸152中的颜料/染料的光学状态。电子纸152的成像表面160与导电反电极156相对，并且连接到反电极156的地线回路提供用于反电荷流到反电极156的路径，该反电极156将电子纸152保持基本上电荷中性，尽管在成像表面160上有电荷158。在某些示例中，反电极156被接地。在某些示例中，反电极156处于任何适当的参考电位以提供适合于从电晕发生装置166提取电荷158的场。
第一电极层172与第二电极层174之间的电位控制电荷158从电晕发生装置166通过电介质膜170中的孔180A、180B的流动。在某些示例中，电极174A处于高于第二电极层174的电位，并且正电荷158被防止或阻止流过孔180A。然而，在某些示例中，电极174B处于低于第二电极层174的电位，并且正电荷158流过孔180B至电子纸152。
图9A和9B是包括示意性地图示出根据本公开的一个示例的离子写入单元200的操作的侧面剖视图的图，其包括可寻址电晕离子写入单元202和电子纸204。在一个示例中，离子写入单元200对应于与至少图6相关联地描述的离子发生器112。离子写入单元202被保持在与电子纸204间隔开距离D2的关系，电子纸204和离子写入单元202被针对相对于彼此的相对移动而布置，使得离子写入单元202引起电子纸104上的图像形成。虽然在图9A、9B中未示出，但将理解的是在某些示例中，电子纸204被支撑体190可释放地支撑，如图2中，其中支撑体190保持间隔开的距离D2。在某些示例中，距离D2是0.5毫米。
用此布置，离子写入单元202控制正电荷到电子纸204上的时间和空间转移以在电子纸204上提供数字介质图像。电子纸204是双稳态的，使得电子纸204保持图像直到施加足够的电荷或电场以擦除图像为止。在某些示例中，电子纸204是无源电子纸，其不包括用于改变电子纸的状态的电子装置。
将理解的是虽然图9A、9B示出了仅一个孔240(即喷嘴)，但这些图表示具有许多此类孔的电极阵列的操作，其中每个孔在“开”或“关”状态下是单独可控的。
在某些示例中，电子纸204包括功能涂层206、电荷响应层208以及反电极层210。功能涂层206位于电荷响应层208的一侧并包括成像表面212。在某些示例中，当向成像表面212施加电荷时，电荷响应层208内的带电组件切换色彩。反电极层210是在与功能涂层206相对的电荷响应层208的另一侧的导电层。在一个方面，反电极层210是电子纸204的非成像表面，其与成像表面212相对。
在某些示例中，电荷响应层208包括胶囊214，其包含带电彩色颗粒(例如，颜料或染料)在电介质油中的分散体。带电彩色颗粒的此分散体包括黑色或暗色光吸收颗粒216和白色光反射颗粒218。树脂或聚合物粘合剂220密封电荷响应层208的颜料胶囊214。在某些示例中，在正电荷被置于成像表面212上之后，黑色颗粒216朝着功能涂层206漂移，并且白色颗粒218朝着反电极层210漂移。在某些示例中，在正电荷被置于成像表面212上之后，白色颗粒218朝着功能涂层206漂移，并且黑色颗粒216朝着反电极层210漂移。将理解的是可采用替换范例，其中，在正电荷被置于成像表面212上之后，黑色颗粒216朝着电极层210漂移，并且白色颗粒218朝着功能涂层206漂移。
在某些示例中，可寻址离子写入单元202产生正电荷，其被选择性地施加于成像表面212以在电子纸204上形成数字介质图像。被连接到反电极层210的接地回路提供用于反电荷流到反电极层210的路径，该反电极层210使电子纸204保持基本上电荷中性，尽管正电荷被置于成像表面212上。反电极层210处于将提供适当场以从可寻址电晕离子写入单元202提取正电荷的任何适当参考电位。
在某些示例中，离子写入单元202包括电晕线222、可寻址电极栅阵列224以及外壳226。电极阵列224被保持在与电晕线222间隔开距离D1的关系，并且电晕线222在3000-5000伏下操作以产生正电荷228。在某些示例中，电晕线222在直径方面为70微米。在某些示例中，电晕线222是镀有金的钨丝。在某些示例中，距离D1是1.5毫米。
电极阵列224沿着电晕线222的长度提供在时间上和空间上变化的电位以选择性地阻止或允许电荷228通过电极阵列224并且到电子纸204上。
在某些示例中，可寻址电极阵列224包括电介质材料230、第一电极层234以及第二电极层232。电介质材料230具有厚度T1及第一侧面238和相对的第二侧面236。电介质材料230具有通过电介质材料230从第一侧面238延伸至第二侧面236的孔或喷嘴240。在某些示例中，厚度T1是50微米。
第一电极层234在第一侧面238上，并且第二电极层232在第二侧面236上。第一电极层234围绕着孔240的圆周而形成为在第一侧面238上围绕孔240，并且第二电极层232在第二侧面236上围绕着孔240的圆周而形成。
图9A是示意性地图示出本公开的一个示例中的处于“开”状态下的离子写入单元202的操作的图，其中，正电荷228从离子写入单元202转移到成像表面212，其有时称为集电极。在某些示例中，电晕线222保持在3000-8000伏(如V1所表示的)以产生正电荷228，并且外壳226保持在0伏(接地)。第二电极层232被保持在V1与V2之间的范围内的中间电位(用V3表示)。在某些示例中，将V3计算为V3＝V2+α(V2-V1)，其中，α是0与1之间的数，表示V1与V2之间的总ΔV的分数，其中用于α的典型值根据几何结构而在0.65至0.75范围内，并且引起正电荷228从电晕线222漂移至电极阵列224和第二电极层232。第一电极层234被切换到并保持在相对于第二电极的负电位(用V4表示)，并且正电荷228通过被第二电极层232与第一电极层234之间的电场偏置的电介质材料230中的孔240。
在一个方面，用被保持在500-4000伏(用V2表示)范围内的负电位(其将通过孔240的正电荷228拉到成像表面212上)的电子纸204的集电极使电子纸204电偏置。成像表面212上的正电荷228使诸如黑色颗粒216之类的颗粒朝着成像表面212偏置以在电子纸204上提供数字介质图像。在某些示例中，使用负电荷来适当地偏置彩色颗粒。
图9B图示出本公开的某些示例中的处于“关”状态下的离子写入单元200的操作的图，其中，来自离子写入单元202的正电荷228被电极阵列224阻止转移到成像表面212。在某些示例中，电晕线222被保持在3000-8000伏(用V1表示)的范围内的电位以生成正电荷228，并且外壳226被保持在电晕线222与电子纸电极204之间的中间电位。第二电极层232被保持在V1与V2之间的范围内。在某些示例中，将V3计算为V3＝V2+α(V2-V1)，其中，α是0与1之间的数，表示V1与V2之间的总ΔV的分数，其中用于α的典型值根据几何结构而在0.65至0.75范围内，并且引起正电荷228从电晕线222漂移至电极阵列224和第二电极层232。然而，第一电极层234被切换至并保持在相对于第二电极层232的根据几何结构在50-300伏范围内的电位差(ΔV)，使得正电荷228被第一电极层234与第二电极层232之间的电场阻止通过电介质材料230中的孔240。
在这种情况下，尽管电子纸204经由被保持在大的负电位的电子纸204的集电极被电偏置，但正电荷228并未通过孔240且到成像表面212上。先前可能已被朝着成像表面212偏置的颗粒(诸如白色颗粒218)保持在该表面处以在电子纸204上提供数字介质图像。在某些示例中，使用负电荷来适当地偏置彩色颗粒。
在离子写入单元200的某些示例中，第二电极层232在开状态和关状态两者中都被相对于外壳保持在正电位差，并且第一电极层234被相对于第二电极层232在负电位与正电位之间切换以分别地在开状态与关状态之间切换。
虽然在一个示例中已根据产生正离子的模式描述了图9A-9B的离子写入单元，但将理解的是在某些示例中，图9A-9B的离子写入单元202被操作而产生负离子。
图10A-10B是图示出根据本公开的至少某些示例的可以在图7-9B的离子写入单元120、150和202中使用的非电荷发生可寻址电极栅阵列的示例的图。电极栅阵列使得能够实现无源电子纸介质的高分辨率成像。
一般而言，电极阵列中的至少某些包括延伸通过电介质材料层且通过被具有厚度T的电介质材料层分离的至少两层导电材料的多个喷嘴或孔。在某些示例中，导电层由铜制成，并且包括至少一个附加镀覆层，诸如无电镀镍和金或浸锡。在一个方面，此布置在铜上提供薄的保护修整层并防止铜在电荷等离子体环境中的腐蚀。
在一个方面，电极阵列中的孔的尺寸限制用于成像数字介质图像的点的最小尺寸。圆形孔具有直径Dm，但是孔可以是其它适当形状，诸如矩形。在某些示例中，每个孔是圆形的，并且在直径方面小于150微米。在某些示例中，每个孔是圆形的且在直径方面小于100微米以提供每英寸300点和更高的分辨率。
在每个电极阵列中，存在一定范围的纵横比T/Dm，对于其而言存在其中电荷可以被阻止和通过电极阵列的条件。如果纵横比T/Dm比1大得多，则难以使电荷通过电极阵列中的孔，并且如果纵横比T/Dm比1小得多，则难以防止电荷通过电极阵列。在某些示例中，最佳纵横比T/Dm为约1，使得电介质材料层是相对薄的且在厚度T方面为约25-100微米以实现高分辨率成像。在某些示例中，电介质材料层是柔性电路材料。在某些示例中，电介质材料层是聚酰亚胺，其具有高电介质强度并提供化学蚀刻或激光消融以打开具有不导电壁的小的准确的孔。
图10A和10B是示意性地图示出根据本公开的一个示例的非电荷发生、可寻址电极栅阵列300的图。阵列300包括多个孔或喷嘴302，其延伸通过电介质材料层304、第一导电电极层306以及第二导电电极层308。在某些示例中，电介质材料层304是电介质膜。在某些示例中，第一和第二导电电极层306和308中的每一个包括铜。
图10A是沿着图10B中的线10A-10A截取的电极阵列300的横截面图。电介质材料层304具有厚度T、第二侧面310以及与第二侧面310相对的第一侧面312。第二电极层306在电解质材料层304的第二侧面310上，并且第一电极层308在电介质材料层304的第一侧面312上。电介质材料层304包括通过电介质材料层304从第二侧面310延伸至第一侧面312并延伸通过第二电极层306和第一电极层308的孔302。第二电极层306围绕着孔302中的每一个的圆周而形成为在第二侧面310上围绕孔302并提供用于孔302的公共电极。每个孔302具有直径Dm。
图10B是图示出本公开的一个示例中的在电介质材料层304上的第二电极层308中形成的指状电极308-308H的图。指状电极308A-308H中的每一个具有在第二侧面312上围绕着孔302A-302H中的相应的一个的圆周形成的圆形着陆焊盘(landing pad)，使得指状电极308围绕着孔302A的圆周而形成，指状电极308B围绕着孔302B的圆周而形成等等。指状电极308A-308H中的每一个围绕孔302A-302H中的相应的一个以便为孔302A-302H中的相应的一个提供单个指状电极308A-308H。并且，指状电极308A-308B中的每一个是单独可寻址的，使得孔302A-302H中的每一个是单独可寻址的，以单独地控制电荷通过孔302A-302H中的每一个的流动。
在操作中，通过对指状电极308A-308H进行单独寻址以在指状电极308A-308H与第二电极层306的公共电极之间施加开状态或关状态电位来实现流过电极阵列300的电荷的时间和空间控制。
虽然图7-10B提供了关于包括至少部分地包含在外壳内的电晕线的离子发生器的本公开的至少某些示例，但将理解的是本公开的示例中的离子发生器可以采取许多形式，并且图7-10B中所示的外壳的形式并未严格地限制其中相对于电极阵列和/或电晕线实现本公开的示例中的腐蚀控制模态(例如图2-6)的方式。特别地，外壳不需要采取针对图9A-9B中外壳226所示的形式。相反地，在某些示例中，此类外壳具有非圆形横截面形状、部分圆形横截面形状等。
在图11A中示出了一个此类示例，其是根据本公开的一个示例的示意性地图示出离子发生器350的剖视图。如图11A中所示，离子发生器350包括包含电极喷嘴356的阵列354的第一部分352和由至少一个壁364形成的外壳362。电晕线360位于邻近于电极阵列354处。在某些示例中，外壳362围绕着电晕线360限定隔室。
如图11A中所示，在某些示例中，所述至少一个壁364定义大体上矩形的横截面形状。然而，在某些示例中，所述至少一个壁364限定其它横截面形状，诸如不规则形状、三角形状、多边形状等。此外，在某些示例中，外壳362的尺寸和/或形状沿着外壳362的长度(图11B中的L1)而改变，使得外壳362的宽度(W1)和高度(H1)不一定沿着外壳362的长度(L1)是均匀的。
在某些示例中，外壳362的壁364中的至少某些是导电的且被保持在固定电位。在某些示例中，外壳362的壁364中的至少某些是导电的，并且展示出浮动电位。在某些示例中，外壳362的壁364中的至少某些是电绝缘的，诸如聚合物材料。
在某些示例中，离子发生器350的外壳362的所述至少一个壁364包括多个孔。在某些示例中，所述至少一个壁364形成部分围绕物。
着眼于此，在本公开的某些示例中，如图11C中所示的离子发生器370具有开放式架构，其中，电晕线360邻近于电极阵列354定位，但是没有正式的结构相对于限定电极阵列354的第一部分352包围电晕线360。
着眼于此，如与图12A-19相关联地描述的腐蚀控制模态的其它示例中的至少某些并未严格地局限于那些图中所示的外壳的特定结构，而是可以根据至少与图11A-11C相关联地描述的示例采取其它形式。
图12A是包括示意性地图示出根据本公开的一个示例的包括气流控制机构440的离子写入组合件400的剖视图的图。在某些示例中，离子写入组合件400包括与如先前与图2相关联地描述的离子写入组合件20和如先前与图7-9B相关联地描述的离子写入单元的组件基本上相同的特征和属性中的至少某些。
如图12A中所示，离子写入组合件400包括离子写入单元401，其包括具有限定隔室407的主体404且具有第一外表面408的外壳402。在某些示例中，隔室407至少部分地包围离子发生器并在外壳的第一外表面408处包括开口409。在某些示例中，离子发生器包括电晕线424，并且隔室407至少部分地包围电晕线424。包括电极阵列(具有电极喷嘴)的柔性电路430被安装到第一外表面408上，其中电极喷嘴与开口409对准，以选择性地允许离子通过所选电极喷嘴朝着无源电子纸410的成像表面410的流动的通过。
在某些示例中，如图12A中所示，离子写入组合件400包括气流控制机构440，其包括气源442(诸如空气泵)以及处理元件444。在某些示例中，处理元件444包括干燥元件(诸如干燥器)以从经由气源442提供的空气去除水分，从而使用于腐蚀的潜在可能最小化。在某些示例中，干燥器是用硅胶或分子筛材料形成的。在某些示例中，干燥器被分离成两个部分，使得在任何给定时间，一个部分被主动地用来干燥空气，而另一部分经由加热(例如，150℃)而被再生。
在某些示例中，处理元件444包括用以从经由气源442提供的空气去除有机污染物的过滤器，从而使用于离子发生器的电晕线424上的枝状生长的潜在可能最小化。在某些示例中，污染物过滤器包括木炭或活性碳。在某些示例中，处理元件444包括干燥组件和过滤组件。
在某些示例中，如图12A中进一步所示，气流控制机构440包括第一气流路径445，其被引导用于经由具有端口448(例如气刀)的导向器跨电极阵列430而通过以去除水分和/或防止水分在柔性电路430的电极阵列上累积。一般而言，气流被引导而邻近于电极阵列通过。在某些示例中，气流被沿着大体上平行于(柔性电路430的)电极阵列延伸通过的平面P1的第一取向(如经由方向键头F所表示的)引导。在某些示例中，气流被沿着大体上垂直于开口409(诸如电极喷嘴)延伸通过的平面P2的第一取向(如经由方向键头F所表示的)引导。在某些示例中，气流被以其它取向引导而使空气跨柔性电路430的电极阵列移动或者到其上面。
在某些示例中，如在图12中进一步所示，气流控制机构440包括被引导用于通过在外壳402的主体404内延伸的导管452传送空气以退出到隔室407中的第二气流路径450。此空气帮助去除水分或者防止其一般地在隔室407内以及在电极阵列430附近/上面的累积。另外，此气流围绕着且经过电晕线424。通过这样做，在某些示例中，第二气流路径450还限制电晕线424上的非期望枝状生长，从而促进电晕放电中的长期稳定性。
一般而言，经由气流控制机构产生的气流以低流速发生。在某些示例中，第一和第二气流路径445、450每个分别地在电极阵列430处和/或电晕线424附近产生约0.2升/分钟的空气流速。
在某些示例中，气流机构440在没有第二气流路径450的情况下保护隔室407，使得并不通过外壳402、472提供导管452。在这种情况下，第一气流路径445提供空气通过开口409的充分流动以有效地针对外部水分密封隔室407，从而建立用于电晕线424和/或暴露的导电元件(例如内部电极部分)的防腐蚀屏障。
在某些示例中，通过将(第二气流路径450的)端口454定位于隔室407的背面处，被引导的气流朝着邻近于开口409的隔室407的前面移动以有效地密封开口409并防止承载有机物的水分进入隔室407，并且从而抑制电晕线424上的枝状生长。在某些示例中，被引入到隔室407中的空气提供内部气压，其产生有效密封和/或增强由流过开口409的空气产生的密封。此外，如先前所述，围绕着电晕线424和在其上面的被引导气流也抑制此类枝状生长。通过抑制此潜在的枝状生长，增强了电晕线424的寿命和有效性。
图12B是包括示意性地图示出根据本公开的一个示例的离子写入组合件471的部分侧面剖视图的图。在某些示例中，离子写入单元471包括与图12A中的离子写入单元401基本上相同的特征和属性中的至少某些，除具有限定由壁475限定的至少部分空心内部477的外壳472之外，其中空气导管452通过内部477。另外，隔室407由延伸通过外壳472的内部477的管476限定，其中空气导管473被耦合到管476以允许空气经由导管452的出口孔478进入管476。在某些示例中，空气经由与空气导管473相关联的多个出口孔478通过多个位置进入管476。
一般而言，管476是薄壁结构，其具有将使得离子(由电晕线424产生)能够退出的至少一个开口。然而，在某些示例中，管476具有附加开口。在某些示例中，管476具有如图12B中所示的大体上圆形的横截面形状。然而，在某些示例中，管476具有不同的横截面形状，诸如矩形、多边形、半圆形状等。此外，在某些示例中，管476的横截面形状和/或尺寸沿着管的一定长度而改变(即，大体上平行于电晕线424的一定长度的方向)。在某些示例中，管476具有与限定包围管476的隔室的外壳壁的形状类似的形状，而在某些示例中，管476具有与限定包围管476的隔室的壁的形状不同的形状。
在某些示例中，管476未被隔室壁包围，诸如当离子发生器根据图11C中所示的示例性离子发生器而采取一定形式时。在此类示例中，管476至少部分地包围电晕线424，但是离子发生器另外省略了用以包围管476和电晕线424的正式的外壳。
虽然此管-隔室布置并未直接地影响空气经由导管454到隔室407(其至少部分地包围电晕线424)中的传输，但此布置使得能够实现诸如(但不限于)稍后更详细地描述(例如图13C)的附加模态，其中，向管476的外表面施加加热元件以向隔室407施加热而不将外壳的整个主体加热。
图12C是图示出本公开的一个示例中的制造离子写入单元的方法481的流程图480。在某些示例中，使用如先前与至少图1、2、7-9B以及12A-12B相关联地描述的组件、组合件、阵列、系统中的至少某些来执行方法491。在某些示例中，使用除先前与至少图1、2、7-9B以及12A-12B相关联地描述的那些之外的组件、组合件、阵列、系统中的至少某些来执行方法481。
如图12C中的482处所示，在某些示例中，方法481包括提供包括用以至少部分地围绕电晕线的隔室的外壳。电极阵列(包括电极喷嘴)被固定到外壳的外表面上，同时将电极喷嘴布置成接收离子(由电晕线产生)并将其引导至在外壳外部的目标，如在图12C中的484处所示。在486处，方法481包括将气流机构的喷嘴定位成引起跨各电极喷嘴的气流和隔室内的气流中的至少一个。然而，将理解的是在某些示例中，经由除电晕线之外的机构来提供离子产生，并且其可以或者可以不包括包围离子发生器的外壳。在此类示例中，气流机构仍引起跨各电极喷嘴的气流。在某些示例中，气流被引导通过至少部分地包围非电晕离子发生器的外壳的隔室。然而，在某些示例中，气流未被邻近于非电晕离子发生器引导，而是仅仅被跨或邻近于电极喷嘴引导。
图12D是示意性地图示出根据本公开的一个示例的具有再循环气流机构492A的离子写入单元491A的图490A。在某些示例中，离子写入单元491A包括与至少与图2、7-10B以及12A-12B相关联地描述的离子写入单元(及其关联气流机构)基本上相同的特征和属性中的至少某些。
如图12D中所示，离子写入单元491A包括限定隔室493B的外壳493A，其至少部分地包围离子发生器且离子发生器延伸通过该隔室493B。在某些示例中，离子发生器包括电晕线。如在图12D中进一步所示，在某些示例中，气流再循环机构492包括被耦合到隔室的第一部分496A(诸如但不限于第一端部)的输入导管492B和被耦合到隔室的相对第二部分496B(诸如但不限于第二端部)的输出导管492C。输入导管492B将空气引导到隔室493B中，如方向箭头Qin所表示的，而输出导管492C引导空气从隔室493B出来，如方向箭头Qout所表示的。吹风机(air mover)494A和处理元件444被插入在输出导管492C与输入导管492B之间，使得空气沿着包括隔室493B、输出导管492C、吹风机494A、处理元件444以及输入导管492B的再循环路径495连续地再循环。
在某些示例中，吹风机494A包括泵或风扇。在某些示例中，处理元件444包括与先前与图12A-12B相关联地描述的处理元件444基本上相同的特征和属性中的至少某些，诸如干燥器组件和/或污染物过滤器。
在某些示例中，气流再循环机构492A还包括在隔室493B与吹风机494A之间沿着输出导管492C定位以将空气以第一流速引入再循环路径495中(如Qinlet所表示的)的进气口496A。在某些示例中，电极喷嘴493C中的至少某些充当出气口以允许空气以大体上与第一流速匹配的第二流速离开再循环路径495，如Qnozzles所表示的。
用此布置，空气从隔室493B流动并从电极喷嘴493C流出来以便以与如上文与至少图12A-12C相关联地描述的基本上相同的方式来防止腐蚀和/或枝状生长。然而，通过提供再循环路径，相同量的空气被有效地一再使用，一般地保持其纯净度，而系统不必不断地净化包含污染物和/或水分的环境空气。在某些示例中，此效应进而延长处理元件的寿命。在某些示例中，此再循环机构492A还提供隔室493B内的空气的大体上更大的流动以更容易地从隔室493B中的离子发生器带走污染物(例如，有机物、离子)，同时仍提供空气通过电极喷嘴493C的充分流动以抑制电极上的腐蚀。
在某些示例中，通过提供穿过隔室493B的较大量的空气，再循环机构492A帮助在隔室493B内创建内部气压，其有效地密封隔室493B的开口(例如电极喷嘴)以防止水分和/或污染物进入隔室493B。
图13A-13C、14A和15A是包括根据本公开的示例的分别地示意性地图示出离子写入组合件500、510、550、600、650(包括热控制机构)的剖视图的图。在某些示例中，离子写入组合件500、510、550、600、650包括与如先前与图3相关联地描述的离子写入组合件50和与图7-9B相关联地描述的离子写入组合件的组件基本上相同的特征和属性中的至少某些。
图13A是示意性地图示出根据本公开的一个示例的包括用于施加热504的热控制机构的离子写入组合件500的框图。在某些示例中，用于施加热504的热控制机构对应于图3中的热控制机构60的热控制62，并且同样地防止水分在离子写入单元的各种组件上的积聚。在某些示例中，热控制机构被相对于离子写入单元502配置并定位成向离子写入单元502的至少电极阵列和/或向邻近于电极阵列的结构(诸如但不限于与离子写入单元502的电晕线相关联的结构)施加热504。在某些示例中，经由辐射505(诸如但不限于将目标组件加热的外部灯)来施加热504。
在某些示例中，经由传导506来施加热504，诸如但不限于与图13B-15C相关联地提供的示例中的至少某些，其中，加热元件直接地接触与离子写入单元相关联的至少某些组件。
在某些示例中，经由对流507来施加热，其中围绕着/跨目标组件来循环加热气流。因此，在某些示例中，经由在本公开的示例中被以互补的方式与气流机构(例如图12A-12C)组合的热控制机构的各方面来实现对流507。在某些示例中，独立于与图12A-12C相关联地描述的示例性气流机构而经由各结构和组件来实现经由对流507进行的热的施加。
在某些示例中，经由热模态505-507的各种组合施加热504。
图13B是经由对流506来施加热的根据本公开的一个示例的包括包含热控制机构528的离子写入组合件510的侧面剖视图的图。如图13B中所示，离子写入组合件510包括外壳522，其包括限定至少隔室527(具有壁526)的实心主体525、第一外表面521和相对的外表面529。包括具有可寻址喷嘴的电极阵列的柔性电路530被安装在外壳522的外表面521上。至少部分地包围在隔室527内的电晕线524充当离子发生器，其中经由间隙526发射的离子延伸通过外壳522和柔性电路530的电极阵列的外表面521。在某些示例中，柔性电路530、电晕线524以及隔室527的电极阵列包括与先前与图7-9B相关联地描述的电极阵列、电晕线以及隔室基本上相同的特征和属性中的至少某些。在某些示例中，隔室527具有约4至8毫米的直径。
如在图13B中进一步所示，加热元件528被安装到外壳522的主体525的外表面529。在某些示例中，加热元件528是基于电阻的加热元件，其在被激活时将外壳522的整个主体525加热。通过这样做，柔性电路530的整个电极阵列被加热至足以防止和/或克服电极阵列的导电元件(和隔室527内或附近的任何相关结构)上的水分累积的温度，其进而防止柔性电路530的电极阵列的腐蚀。
在某些示例中，用于将外壳522(和因此将电极阵列加热)加热至期望温度的典型启动时间为约30至60秒，诸如当外壳由铝制成且电极阵列的成像部分为约20毫米宽时。因此，在一个方面，本示例很好地适合于对无源电子纸进行成像的较高批量生产运行，诸如但不限于大量的金融或信息交易介质。
在某些示例中，热控制机构528对应于图3中的热控制机构60的热控制62。
图13C是根据本公开的一个示例的包括包含热控制机构590的离子写入组合件550的侧面剖视图的图。如图13C中所示，离子写入组合件550包括与离子写入组合件510(图13B)基本上相同的特征和属性中的至少某些，除包括热控制机构590而不是热控制机构520、同时包括对外壳552的内部的修改之外。
如图13C中所示，外壳552包括第一外表面558和第二外表面559，带有具有第一外表面555的主体554。柔性电路580被安装到外壳552的主体554的两个间隔开的支撑体560，从而限定管556被安装在其中的第一隔室562。在一个方面，可以将外壳552说成是形成限定第一隔室562的壳，其中本公开的示例不限于图13C中所示的主体554的特定形状。在一个方面，管556一般地与外壳的主体554的第一内表面555间隔开，并且一般地与柔性电路的内表面581间隔开，除在管556的上部558接触柔性电路580的中央部分585的情况下之外。
一般而言，热控制机构590位于外壳552的第一隔室562内且至少部分地围绕管556以直接地向管556提供热而不是尝试将外壳的整个主体加热，如在图13B的示例中那样。在某些示例中，热控制机构590包括相互邻近地定位且相对于管556的外表面被固定的多个加热元件591。在某些示例中，使用单个拱形加热元件来至少部分地围绕管556而不是使用单独的元件591。
在某些示例中，热控制机构590对应于图3中的热控制机构60的热控制62。
在一个方面，由于管556具有比实心外壳(诸如图13B中的主体525)的热质量小几个数量级的热质量，并且由于热控制机构590直接地将管556加热，所以用以将电极阵列580加热至足够温度(以防止水分累积)的典型启动时间为约1至2秒。因此，本示例很好地适合于短的容量生产运行，其中热控制机构590适合于针对每次期望的使用快速地启动关闭和关断。
在某些示例中，热控制机构590在电晕线574的激活之前被接通第一时间段以确保用于将柔性电路580的电极阵列加热的充分时间以针对水分累积和相关腐蚀进行保护。热控制机构590然后在电晕线574的去激活之后第二时间段之后被关断，其中该第二时间段足以使任何潜在的腐蚀性离子种类被重组或者从隔室557扩散出来和/或离开柔性电路580的电极阵列。通过将柔性电路(和周围/被暴露的易受腐蚀的元件)的加热局限于相对短的时间段，隔室557内的温度根本未被提高至高温和/或被提高至高温达到足够短的时间段，使得电晕线574上的枝状生长被最小化。
在某些示例中，为了解决其中热控制机构590连续地活动达到较长时间段的情况或者在高占空循环下，离子写入组合件550的一个实施方式进一步结合了气流机构(诸如气流机构440(图12A-12B)以引起空气通过隔室557的小的流动以防止从管556通过空气至电晕线574的显著热扩散，并且从而使电晕线574上的非期望枝状生长最小化。
图14A是根据本公开的一个示例的包括包含热控制机构640的离子写入组合件600的侧面剖视图的图。如图14A中所示，离子写入组合件600包括与离子写入组合件550(图13)基本上相同的特征和属性中的至少某些，除包括热控制机构640而不是热控制机构590之外。如图14A中所示，热控制机构640包括被固定到柔性电路640的电极阵列的外表面上的至少一个加热元件641。一般而言，加热元件641包括直接地将柔性电路640的电极阵列的一部分加热的电阻加热元件。
在一个方面，热控制机构640对应于图3中的热控制64。
与图14B-14C相关联地描述热控制机构640的一个示例，其描绘了与图7-9B的电极阵列基本上相同的特征和属性的电极组件635，除进一步包括至少一个加热元件641之外。图14B是根据本公开的一个示例的包括沿着图14C中的线14B-14B截取的电极阵列635的剖视图的图，而图14C是包括根据本公开的一个示例的示意性地图示出形成为电介质材料层上的第一层的单独电极的平面视图的图。
如图14B-14C中所示，加热元件641被安装到第一电极层308上，使得加热元件641与所有的单独指状电极308A、308B、308C、308D等接触。因此，加热元件641的激活同时地将第一电极层308的所有指状电极加热。在某些示例中，加热元件641还引起与层308物理连续的附加电极层(诸如层306)的加热，以便也防止那些附加层上的水分累积和关联腐蚀。
通过激活加热元件641，水分不能在第一电极层308和/或第二电极层306上聚集，并且因此防止了单独电极308A、308B等的腐蚀。在某些示例中，加热元件641始终被激活以确保针对腐蚀的保护。在某些示例中，加热元件641的激活局限于离子写入系统在成像操作期间起作用以使无源电子纸电偏置时的时间段和相关时间段。
图15A是根据本公开的一个示例的包括包含热控制机构690的离子写入组合件650的侧面剖视图的图。如图15A中所示，离子写入组合件650包括与离子写入组合件650(图14A)基本上相同的特征和属性中的至少某些，除包括热控制机构690而不是热控制机构640之外。如图15A和图15B的放大部分剖视图中所示，热控制机构690被结合在邻近于开口692的柔性电路680的电极阵列683的一部分内，并且因此在柔性电路680的外表面681上未被暴露。一般而言，热控制机构690包括直接地将电极阵列683的一部分直接加热的电阻加热结构。将进一步理解的是开口692提供电极阵列683的至少某些电极喷嘴的一般化表示，其被与至少图15C相关联地更详细地进一步图示出。
在一个方面，热控制机构690对应于图3中的热控制64。
与图15C相关联地描述了热控制机构690的一个示例，其描绘了具有与图7-9B基本上相同的特征和属性的电极组合件683，除具有结合或限定热控制机构690的第二电极层306之外。在某些示例中，热控制机构690是经由至少部分地从电阻加热元件一般地形成整个第二电极层306而实现的。在某些示例中，被用来形成第二电极层306的材料是适合于用作加热元件的镍铬合金材料(例如至少镍和铬的非磁性合金)。在某些示例中，第二电极层306的仅一部分由电阻加热元件(诸如但不限于镍铬合金)形成。
因此，热控制机构690(在第二电极层306中体现)的激活将整个第二电极层306加热，并且一般地将电极阵列683加热，包括第一电极层308。
通过激活热控制机构690，水分不能聚集在第一电极层308和第二电极层306(和任何相关导电组件)上，并且因此防止了电极阵列的腐蚀。在某些示例中，热控制机构90始终被激活以确保腐蚀防护。在某些示例中，热控制机构690的激活局限于离子写入系统在成像操作期间起作用以使无源电子纸电偏置的时间段和相关时间段，包括在电晕线674的激活之前和之后的上述第一和第二时间段。
因此，与图12-15C相关联的示例用于通过消除否则可以导致腐蚀的水分来显著地增加离子写入单元的电极阵列的寿命。
如先前与至少图5相关联地提到的，在某些示例中，各种腐蚀控制模态被组合。在某些示例中，热控制机构被以互补的方式与气流控制机构组合。例如，向离子写入单元的电极阵列的喷嘴施加热以避免故意地或不必要地将离子写入单元的电晕线加热，其否则可以潜在地引起电晕线上的枝状生长。同时，气流源被耦合到离子写入单元以至少邻近于电晕线而引起气流以抑制电晕线上的此类枝状生长。此外，在任何热能变得被非故意地传递至电晕线(或其周围环境)的程度上，电晕线周围的气流将起作用而抑制电晕线上的潜在枝状生长。此外，如先前与跟图12A-12C相关联的气流控制示例相关联地所述，可以进一步实现气流控制以防止或抑制有机污染物进入隔室，其至少部分地围绕电晕线。
图16是图示出本公开的一个示例中的制造离子写入单元的方法701的流程图700。在某些示例中，使用如先前与至少图1、3、7-9B以及13A-15C相关联地描述的组件、组合件、阵列、系统中的至少某些来执行方法701。在某些示例中，使用除先前与至少图1、3、7-9B以及13A-15C相关联地描述的那些之外的至少某些组件、组合件、阵列、系统来执行方法701。
如图16中所示，在702处，方法701包括提供离子发生器，其包括具有至少部分地包围电晕线的隔室的外壳。包括电极喷嘴的电极阵列被布置成在外壳的外表面上被暴露并对准以接收由电晕线产生的离子并将其朝着在外壳外部的无源电子纸引导，如在704处所示。
如在705处所示，提供了加热机构以将隔室和电极喷嘴中的至少一个加热。在某些示例中，如先前与至少图13A相关联地所述，加热机构经由三种基本热传递模式：传导、对流或辐射中的至少一个将能量传递至目标隔室或喷嘴阵列。偏置机构被布置成可以可释放地耦合到无源电子纸并使其电偏置，如在706处所示。
如在708处所示，控制器控制加热元件以至少在偏置机构活动时引起加热。
图17是示意性地图示出根据本公开的一个示例的控制部分720的框图。在某些示例中，控制部分720包括控制器722、存储器724以及用户接口726。
一般而言，控制部分720的控制器722包括至少一个处理器723和关联存储器，其与存储器724通信以生成指导系统的至少某些组件和遍及本公开所述的组件的操作的控制信号。在某些示例中，这些生成的控制信号包括但不限于经由腐蚀控制管理器725来激活并控制防腐蚀模态(例如，气流、热、通量控制)。在某些示例中，控制部分720存在于分别地图2-5的离子写入组合件20、50、70、100中以及与图7-16相关联的离子写入组合件中以便控制离子产生、离子流以及防腐蚀模态。
特别地，响应于或者基于经由用户接口726接收到的命令和/或机器可读指令(包括软件)，控制器722生成控制信号以根据本公开的先前所述示例和/或稍后所述示例中的至少某些来执行无源电子纸(包括但不限于交易介质)的成像。在某些示例中，控制器722在通用计算机中体现，而在其它示例中，控制器722在遍及本公开所述的各种离子写入组合件中体现。
出于本申请的目的，参考控制器722，术语“处理器”应意指执行包含在存储器中的机器可读指令序列(诸如但不限于软件)的当前开发或未来开发的处理器(或处理资源)。在某些示例中，机器可读指令序列(诸如经由控制部分720的存储器724提供的那些)的执行引起处理器执行动作，诸如操作控制器720以在防止腐蚀的同时执行成像，如一般地在(或根据)本公开的至少某些示例所述。可以将机器可读指令加载在随机存取存储器(RAM)中以便由处理器从其在只读存储器(ROM)、大容量存储装置或某个其它持久性储存器(例如，非临时有形介质或非易失性有形介质，如用存储器724所表示的)中的存储位置执行。在某些示例中，存储器724包括计算机可读有形介质，其提供可被控制器722的进程执行的机器可读指令的非易失性存储器。在其它示例中，可以作为机器可读指令(包括软件)的替代或者与之相组合地使用硬接线电路以实现所述功能。例如，可以将控制器722体现为至少一个专用集成电路(ASIC)的一部分。在至少某些示例中，控制器722不限于硬件电路和机器可读指令(包括软件)的任何特定组合，也不限于用于由控制器722执行的机器可读指令的任何特定来源。
在某些示例中，用户接口726包括提供各种组件、功能、特征的至少某些以及控制部分720和/或离子写入组合件的同时显示、激活和/或操作的用户接口或其它显示器，如贯穿本公开所描述的。在某些示例中，经由图形用户接口(GUI)来提供用户接口726的至少某些部分或方面。
图18是示意性地图示出根据本公开的一个示例的通量控制管理器740的框图。在某些示例中，通量控制管理器740充当用于控制部分720的图17的腐蚀控制管理器725。
一般而言，通量控制管理器740操作用于控制离子写入组合件，诸如先前与至少图1、4和7-9B相关联地描述的那些以防止腐蚀。
因此，根据那些在先示例，在某些示例中，具有通量控制管理器740的离子写入组合件包括离子写入单元，其包括至少部分地包含离子发生器的外壳以及在外壳的一个暴露外表面上且被对准以接收并引导产生的离子的电极阵列(包括电极喷嘴)。
特别地，通量控制管理器740确保每当无源电子纸被电偏置以用于图像形成时，电极阵列的至少某些电极喷嘴以足以防止腐蚀但足够低以避免无源电子纸上的不想要的图像形成的速率发射离子流。
在某些示例中，如图18A中所示，通量控制管理器740包括离子发生控制模块742，其包括第一模式744和第二模式746，其中，离子写入单元可转换地在第一模式744与第二模式746之间操作。
在第一模式744中，离子从离子发生器(例如电晕线)以第一流速流过所选喷嘴以在与电极喷嘴间隔开的电偏置无源电子纸上引起图像形成。在第二模式746中，离子从离子发生器(例如电晕线)以第二流速(小于第一流速)流过至少某些电极喷嘴，其并不在电偏置无源电子纸上引起图像形成。在某些示例中，第二模式在第一模式不活动时被自动地占用。在某些示例中，第二流速比第一流速小了至少一个数量级。
根据第二流速的第二模式746下的操作提供足以中和二次离子的离子流量。在一个方面，二次离子具有与产生的一次离子相反的电荷，并且是在无源电子纸被电偏置的同时在图像形成期间产生的。在没有此类中和的情况下，二次离子否则将向电极阵列载送水分。这样，第二模式746下的操作通过随着产生的离子流出电极阵列而利用其自然动作来防止或缓解离子写入头上的电极阵列的腐蚀。
在某些示例中，经由以低于第一模式744(即图像形成写入模式)的电压来操作离子发生器(例如电晕线)而产生第二模式746中的第二流速，从而产生较小量的离子，这进而导致较少的离子可用于通过电极阵列的电极喷嘴被引导。例如，进一步参考图9A-9B，在第二模式746中，电晕线在较低电压(诸如3000伏而不是5000伏)下操作以产生较低流速的正离子。
因此，在本示例中，在第二模式746中产生非写入的较低流速的特征是经由操纵由离子发生器(例如外壳中的电晕线)进行的离子产生的量或强度而实现的。在一个方面，经由离子产生控制模块742，第二模式746并不与第一模式744同时地操作。
在某些示例中，离子写入头在其中没有离子流动且电子纸未被电偏置的第三模式下操作。在这种情况下，当无源电子纸未被电偏置时，不产生腐蚀性的二次离子。因此，在没有非期望的二次离子朝向电极阵列的流动的情况下，可以省略第二模式746中的操作。
在某些示例中，如图18B中所示，通量控制管理器741包括电极喷嘴控制模块750，其包括第一状态754和第二状态756。
在第一状态754中，离子写入单元允许离子以第一流速通过被选择性地激活的电极喷嘴的流动以在与电极喷嘴间隔开的电偏置无源电子纸上引起图像形成。在第二状态756中，在任何给定时间点，离子写入单元允许通过未被选择用于写入的至少某些电极喷嘴的离子流动。然而，此离子流动以并不在无源电子纸上引起图像形成的第二流速(小于第一流速)发生。因此，为了提供防腐蚀，离子写入单元自动地引起至少某些未被激活的电极喷嘴(未被选择用于写入的那些)在第二状态下操作。当然，所选写入电极喷嘴和非写入电极喷嘴的标识将随着离子写入头和无源电子纸在写入操作期间相对于彼此移动以在无源电子纸上形成图像而快速地改变。
在某些示例中，第二状态下的较低流速是经由电极阵列的第一和第二电极层的各电压而实现的。特别地，在某些示例中，第二电极层(例如图9A-9B中的层232)的电压一般地保持在V1与V2之间的中间电位。在某些示例中，将V3计算为V3＝V2+α(V2-V1)，其中，α是0与1之间的数，表示V1与V2之间的总ΔV的分数，其中用于α的典型值根据几何结构而在0.65至0.75范围内。在一个方面，第一电极层(例如图9A-9B中的层234)的电压一般地处于相对于第二电极的各电位，其是正的(图9B)以使喷嘴闭合且是负的(图9A)以使喷嘴以第一流速打开。因此，为了实现较低流速，诸如第二流速，在某些示例中，第一电极层被设置成这两个水平之间的电压。在某些示例中，经由将第一电极层的电压设置成处于写入和阻止电位的中点来实现第二流速。可以根据期望流速来设定其它电压水平(例如，在写入和阻止电位之间的操作范围的15％、30％、50％、70％、85％等)。然而，电压将被选择成实现通过电极喷嘴中的至少某些的离子流动但不在目标无源电子纸上引起图像形成。
在某些示例中，在用于写入操作的准备期间或者在写入操作完成之后，无源电子纸将被电偏置，但是电极喷嘴中没有一个在根据第一状态而发射离子以便在电子纸上引起成像。在这种情况下，离子写入单元引起至少某些电极喷嘴在第二状态下操作以发射低流速的离子以提供用于电极阵列的防腐蚀，从而增加电极阵列和离子写入单元的寿命。
在某些示例中，离子写入单元确定电极阵列的哪些喷嘴将在第二状态756中(在任何给定时间点)操作。
在某些示例中，当离子写入单元并未主动地在电子纸上引起图像形成、但电子纸被电偏置时，离子写入单元确定哪些喷嘴的图案将在第二状态下操作。在某些示例中，如图18C中所示，一个此类模式770涉及到每隔一列的电极喷嘴在第二状态下操作(如黑色点771A所表示的)，而其余列中的电极喷嘴是休眠的，如用白色点771B所表示的。这样，发生足够量的离子流动以实现防腐蚀效果，但是并未涉及到所有电极喷嘴。在某些示例中，离子写入单元周期性地切换哪些列的电极喷嘴在第二状态下是活动的和哪些列是休眠的。
在某些示例中，如图18C中所示，另一此类模式772使休眠喷嘴在第二状态下散布在非休眠喷嘴之中。
在其它情况下，某些电极喷嘴在其它电极喷嘴在第一状态下操作的同时在第二状态756下操作以在无源电子纸上引起图像形成。因此，在某些示例中，如图18C中所示，模式774表示某些电极喷嘴在第二状态(由用于非写入的标识符NW表示)下操作，某些电极喷嘴在第一状态下操作以引起图像形成(由用于写入的标识符W表示)，并且其它电极喷嘴既不在第一状态也不在第二状态下操作(如用于休眠的标识符D所表示的)。如先前所述，这些命名随着离子写入单元和无源电子纸在写入操作期间相对于彼此移动而随时间快速地改变。
在某些示例中，各通量控制管理器740(图18A)和741(图18B)的特征和组件两者都被包括在单个通量控制管理器中，使得操作员(或者自动控制器)可以操作离子发生控制模块742(图18A)或电极喷嘴控制模块750(图18B)。在某些示例中，离子发生控制模块740(图18A)和电极喷嘴控制模块741(图18B)的特征被部署在一起。例如，在一个布置中，离子的非写入保护性流动是经由在第二模式746下操作且通过使至少某些电极喷嘴在第二状态756中操作而实现的。
图19是图示出根据本公开的一个示例的制造离子写入单元的方法801的流程图800。在某些示例中，使用如先前与至少图1、4、7-9B以及18A-18B相关联地描述的组件、组合件、阵列、系统中的至少某些来执行方法801。在某些示例中，使用除先前与至少图1、4、7-9B和18相关联地描述的那些之外的至少某些组件、组合件、阵列、系统来执行方法801。
在802处，方法801包括提供离子发生器，其包括具有至少部分地包围电晕线的隔室的外壳。包括可寻址电极喷嘴的电极阵列被布置成在外壳的外表面上被暴露并对准以接收(由电晕线产生的)离子并将其朝着在外壳外部的无源电子纸引导，如在804处所示。
在806处，方法801包括将偏置机构布置成使无源电子纸电偏置。控制器被耦合到离子发生器以在偏置机构活动时引起至少第一流速的离子流，其中，第一流速小于被用于无源电子纸上的图像形成的离子流的第二流速，如在808处所示。在某些示例中，第一流速比第二流速小了一个数量级。
在810处，方法801包括将控制器布置当未应用第二流速时根据第一流速而自动地引起操作。
如先前与至少图5相关联地所述，可以在单个离子写入单元上以互补方式实现防腐蚀模态的组合。在某些示例中，在电极阵列上实现热控制机构的热控制62，同时在至少部分地包围电晕线的隔室内实现气流控制机构的气流路径42。特别地，隔室内的气流起作用用于使电晕线上的枝状生长最小化。同时，电极阵列的加热防止电极阵列的单独组件上的腐蚀或使其最小化而不将外壳的隔室中的电晕线加热，其否则可能引起电晕线上的非期望的枝状生长。
本公开的至少某些示例针对通过使电极阵列上的腐蚀最小化和/或使电晕线上的枝状生长最小化来增加离子写入单元的寿命。
虽然在本文中图示出并描述了特定示例，但在不脱离本公开的范围的情况下各种替换和/或等价实施方式可以代替所示和所描述的特定示例。本申请意图涵盖在本文中讨论的特定示例的任何修改或变化。

Claims (15)

1.一种离子写入单元，包括：
外壳，其至少部分地包含离子发生器；以及
电极喷嘴阵列，其在外壳的一个暴露外表面上并对准以接收并引导产生的离子，
其中，离子写入单元可转换地在至少以下两项之间操作：
第一模式，在第一模式下，离子从离子发生器以第一流速流过所选喷嘴，第一流速用以在与电极喷嘴间隔开的电偏置无源电子纸上引起图像形成；以及
第二模式，在第二模式下，离子从离子发生器以第二流速流过至少一些电极喷嘴，第二流速不在电偏置无源电子纸上引起图像形成，
其中，所述第二模式在第一模式不活动时被自动地占用。
2.如 权利要求1所述 的离子写入单元，其中，第二流速比第一流速小了至少一个数量级。
3.如 权利要求1所述 的离子写入单元，控制器，其用以控制所述离子发生器在至少相应的第一和第二模式之间的操作。
4.如 权利要求1所述 的离子写入单元，其中，所述离子写入单元的可转换操作包括第三模式，在第三模式下，没有离子流动且电子纸未被电偏置，其中，所述第三模式在第一和第二模式两者不活动时被占用。
5.如 权利要求1所述 的离子写入单元，其中，离子发生器包括：外壳，其包括至少部分地包围电晕线的空心室，其中，所述电晕线与电极喷嘴对准以产生离子以通过电极喷嘴。
6.如 权利要求1所述 的离子写入单元，其中，电极喷嘴的阵列与电晕线间隔开，并且其中，电极喷嘴阵列包括电极组件的第一层，该电极组件还包括第二电极层，其中电介质层被夹在相应的第一和第二层之间。
7.如 权利要求1所述 的离子写入单元，其中，所述写入单元形成系统的一部分，包括：
介质支撑体，其用以在相对于电极孔的可固定距离处可释放地支撑无源电子纸，其中，所述介质支撑体和所述离子写入单元能够至少在无源电子纸上的写入操作期间相对于彼此进行受控移动。
8.一种电子纸写入单元，包括：
外壳，其具有包围电晕线以产生离子流的隔室；以及
可选择性地激活的电极喷嘴阵列，在外壳的一个暴露外表面上并对准以接收并引导离子流，
其中，所述电子纸写入单元引起电极喷嘴在以下各项中的一个中操作：
第一状态，将允许离子以第一流速流动，第一流速用以在与电极喷嘴间隔开的电偏置无源电子纸上引起图像形成；以及
第二状态，将允许离子以低于第一流速的第二流速流动，第二流速不在无源电子纸上引起图像形成，
其中，被选择性地激活的电极孔在第一状态下操作，并且电子纸写入单元自动地引起至少某些未被激活的电极喷嘴在第二状态下操作。
9.如 权利要求8所述 的电子纸写入单元，包括：
偏置机构，其用于电耦合到所述无源电子纸，其中，所述电极喷嘴在所述偏置机构活动的同时在第一和第二状态下操作。
10.如 权利要求9所述 的电子纸写入单元，其中，当所述偏置机构不活动时，所述写入单元引起所述电极喷嘴在其中没有离子流动的第三状态下操作。
11.如 权利要求8所述 的电子纸写入单元，其中，第二流速比第一流速小了一个数量级。
12.一种制造离子写入单元的方法，包括：
提供包括具有至少部分地包围电晕线的隔室的外壳的离子发生器；
将电极喷嘴阵列布置成在外壳的外表面上被暴露并对准以接收由电晕线产生的离子并将其朝着在外壳外部的无源电子纸引导；
将偏置机构布置成使无源电子纸电偏置；
将控制器耦合到所述离子发生器以在所述偏置机构活动时引起至少第一流速的离子流动，在所述偏置机构活动时；
其中，第一流速比被用于在无源电子纸上的图像形成的离子流的写入流速小了至少一个数量级；以及
将所述控制器布置成当未应用第二流速时自动地引起所述离子发生器产生第一流速。
13.如 权利要求12所述 的方法，包括：
将所述控制器布置成在所述偏置机构不活动时中止离子流动。
14.如 权利要求12所述 的方法，包括：
将介质支撑体布置成在相对于相应电极喷嘴的固定距离处可释放地支撑无源电子纸，其中，所述介质支撑体和所述离子发生器能够至少在写入操作期间相对于彼此移动。
15.如 权利要求12所述 的方法，包括：
将电极喷嘴阵列布置成为电极组合件的第一层，其还包括第二实心电极层和被夹在相应的第一和第二层之间的电介质层。
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