CN1918510A - 具有热寻址层的电子涂料结构 - Google Patents

Abstract

一种用于电泳显示器的电子涂料包括下导电层、位于所述下导电层上的热寻址层、位于所述热寻址层上的电泳墨水层以及位于所述电泳墨水上的上导电层。电泳墨水的激活基于热辐射在部分热寻址层中的热吸收以及在上导电层和下导电层之间所施加的偏压。

Description

具有热寻址层的电子涂料结构

本发明总体上涉及电泳显示器，并且更具体地涉及包括具有热激活的电泳墨水的电子涂料。

电泳显示介质正被开发以用于需要半永久性图像的大型显示器，诸如白色书写板、标志、广告牌和墙壁显示器。电泳显示介质总体上其特征在于在所施加的电场中粒子的运动可以是双稳态的，并且显示元件具有在诸如颜色的亮度或暗度之类的至少一个光学性质方面不同的第一和第二显示状态。在近来发展的电泳显示器中，在电子墨水中的微密封粒子已经被有限持续时间的电子脉冲驱动到一个状态或另一状态之后出现显示状态，并且在激活电压被去除之后所驱动的状态仍然持续。这种显示器与液晶显示器(LCD)相比较，可以具有良好的亮度和对比度、宽视角、两个或更多状态的状态稳定性以及低功耗的属性。在Albert等人的于2000年5月23日公布的美国专利No.6,067,185“Process for Creating an Encapsulated ElectrophoreticDisplay”以及Albert等人的于2000年1月25日公布的美国专利No.6,017,584“Multi-Color Electrophoretic Displays andMaterials for Making the Same”中描述了一种具有微囊的示例性电泳显示器，所述微囊包含纤维或类凝胶内相以及液相，或者包含两种或多种不能混合的流体。

电泳显示器常常被设计成具有多种电泳和保护材料层。在Drzaic等的人于2000年6月29日公布的国际专利申请No.WO0038001“Protective Electrodes for Electrophoretic Displays”中描述了具有保护电极的电泳显示器。保护电极可以是可渗透蒸气的电极，其具有网状导电结构，诸如金属屏蔽或金属丝网，或涂有或浸渍导电材料的网状结构。

大部分当前可获得的电泳显示器接收数据并且通过驱动有源矩阵来寻址，所述有源矩阵可以位于所述显示器的前侧或后侧上，在Comiskey等人的于2001年1月23日公布的美国专利No.6,177,921“Printable Electrode Structures for Displays”中示范了后部寻址显示器的例子。该显示器的一个实施例把显示材料与硅晶体管寻址结构相结合。然而，有源矩阵驱动对于廉价的广告牌式显示器来说并不是诱人的选择，广告式显示器只要求低到极低的刷新速率。对于大电泳显示器已经提出了电子墨水系统，所述电泳显示器不具有准确地写入文本和图形的固有寻址方案，诸如逐像素栅格上的固定坐标。研究人员还致力于将此数字或电子墨水技术应用于所谓的电子壁纸、海报或银幕的大电子墙壁显示器，其可以包括位于墙壁上的薄电泳膜。

在Albert等人于2001年6月26日被授权的美国专利No.6,252,564“Tiled Displays”中描述了一种可使用外部触笔装置来寻址的电泳显示器。用于创建可电寻址的显示器的过程包括类似于在常规丝网印刷中的多色过程的多次印刷操作，所述系统包括一个或多个天线、无源充电电路、有源控制系统、显示器和能量存储单元。

在Masato等人的于2001年12月12日公布的国际专利申请WO0043835“Image Recording Medium，Image Recording/ErasingDevice，and Image Recording Method”中描述了一种类纸介质，其还优选使用在室温下是非流体而在较高温度下是流体的电泳粒子。

在Zehner等人的于2003年1月16日公布的美国专利申请No.2003/0011868“Electrophoretic Displays in Portable Devicesand Systems for Addressing such Displays”中提出了一种用于寻址具有光导电层的电泳显示器的方法，在光导电层被来自显示器的发光层的光照射的情况下，光导电层的阻抗降低并且电泳层可以由所施加的电场来寻址以便写入图像。

虽然较小的电泳显示器常常接收数据并且通过驱动所述显示器的有源矩阵来寻址，而大电泳显示器可以不具有固有的寻址方案来准确地写入文本和图形。已经提出了各种方法、系统和相关设备来用于外部寻址电泳显示器，然而它们缓慢的寻址速度仍然是一个挑战。许多电泳显示器相对缓慢的切换速度使得：与电泳材料被切换到正确的显示状态所需要的时间相比，外部寻址设备能够更迅速地把图像数据传送到所述电泳显示器。从而，当外部寻址设备被移到其它地方或从显示表面去除时，改进的电泳显示系统可能会使电子墨水能够过渡到所希望的光学状态。

因此，需要一种系统和过程，借此增加用于外部寻址电泳表面的有效寻址时间，并且在传送图像数据的过程中，在外部寻址设备从电泳表面的一个区域移到另一区域之后，电泳显示器可以继续从一个显示状态切换到另一状态。更具体地是，用于更大显示器的改进的寻址方案可能允许在显示表面上迅速击打手持式激活装置同时适应电子墨水相对缓慢的转变时间。因而，显示器可以在短时间段内接收来自手持式写入装置的数据，同时允许电子涂料或墨水更缓慢地切换其显示状态。这种所希望的系统对于偶尔更新数据的大面积应用来说往往是节省成本的，并且其相关联的方法往往是节省时间的。

本发明的一个形式是用于电泳显示器的电子涂料。该电子涂料包括下导电层、位于所述下导电层上的热寻址层、位于所述热寻址层上的电泳墨水层以及位于所述电泳墨水上的上导电层。电泳墨水的激活基于热辐射在部分热寻址层中的热吸收以及在上导电层和下导电层之间所施加的偏压。

本发明的另一形式是激活电子涂料的方法。在电子涂料的上导电层和下导电层之间施加偏压。在部分热寻址层上接收热辐射。至少部分所接收的热辐射在该部分热寻址层中被吸收，并且基于所吸收的热辐射和所施加的偏压来激活电泳墨水。

本发明的另一形式是一种电子涂料激活系统，包括电子刷和电子涂料。电子刷包括激光扫描器和位置探测器。电子涂料包括下导电层、位于所述下导电层上的热寻址层、位于所述热寻址层上的电泳墨水层以及位于所述电泳墨水上的上导电层。电泳墨水的激活基于来自电子刷的热辐射被热吸收到热寻址层的一部分中以及在电子涂料的上导电层和下导电层之间所施加的偏压的。

结合附图，根据本优选实施例的下列详细描述，本发明的上述形式以及其它形式、特征和优点将变得更加明显。详细说明和附图仅仅是本发明的说明而不是限制，本发明的范围由所附权利要求及其等价物来限定。

利用热寻址层22，可以使用更快的脉冲或扫描光束对把电泳墨水24激活到所希望的光学状态进行控制，即便激活以比扫描过程更慢的时间尺度发生。受热的热寻址层提供了短期存储效应，以允许扫描光束移到其它地方同时图像继续形成到电泳墨水24中。

电子涂料10的热寻址使得能够利用例如便携式刷子或手持式装置把图像写入到具有电子涂料10的电泳显示器上，当所述便携式刷子或手持式装置在电子涂料10上移动时会局部加热部分电子涂料10。热寻址层22被局部加热的区域变得更加导电。因而，当跨越上导电层26和下导电层20施加偏压时，跨越电泳墨水24的受热区域比跨越周围更凉的区域要产生更大的电场。该更大的电场导致电泳墨水24从一个光学状态转变到另一个光学状态，当施加偏压并且部分热寻址层22变暖时，电子涂料10的像素段被切换到所希望的光学状态。例如，当热辐射被施加并被吸收时，电泳墨水24可以从白色切换到黑色。在另一例子中，最初黑色光学状态被可控制地切换到灰色或白色状态。在另一例子中，基于在热寻址层22中所吸收的热能量以及偏压电平，白色光学状态切换到灰度光学状态。在又一例子中，有色电泳墨水基于偏压和所施加的热辐射的热吸收从一种颜色切换到另一种颜色。在写入和去除偏压之后，包括电子涂料10的电泳显示器继续可以观看，而不需要额外的功耗。

参照图2，电子涂料10也包括下导电层20、位于下导电层20上的热寻址层22、位于热寻址层22上的电泳墨水层24以及位于电泳墨水24上的上导电层26。可以顺序地形成该叠层中的层，其中例如把热寻址层22淀积或施加到下导电层20上，然后把电泳墨水24施加到热寻址层22上，继而把上导电层26淀积或施加到电泳墨水24上。例如，热寻址层22可以被溅射或蒸发到下导电层20上。作为选择，电泳墨水24和热寻址层22可以被分别形成并层叠在一起，然后用薄的透明电极材料或金属涂敷以便提供用于产生电场的导电表面。由于不需要图形化或使用掩模，所以可以利用诸如依照任何适当次序的滚动(rolling)、屏蔽(screening)或淀积的工艺步骤来以其它顺序形成电子涂料10。各种大小的电子涂料10的部分或片(tile)可以被装配在一起或并排放置，以便形成几乎任何期望尺寸的电泳显示器，所述显示器例如可以安装在墙壁或在其它大表面上。电子涂料10可以形成为例如一边为几个厘米，直到大至一米乘一米或更大的尺寸。

在电子涂料10的示例性实施例中，通过透明的上导电层26观看图像，当然其它实施例允许从后侧观看或通过电子涂料10透射观看。如图所示，从顶部观看包括具有金属垫的电子涂料10的反射显示器。作为选择，电子涂料10可以通过下导电层20来观看，并且可以从其后侧来热寻址。在诸如透射显示器之类的配置中，下导电层20和热寻址层22在可见光范围内是透明的，并且电泳墨水24是有选择地吸收的，允许从后侧观看所写入的图像或者可选择对显示器使用背光。

可以通过把来自扫描激光束的热辐射扫描到电子涂料10的表面上，把包括文本、图形、图画或照片的图像数据写入到电子涂料10上。在示例性的电子涂料显示器中，入射辐射透射通过上导电层26和电泳墨水24、照射热寻址层22、并且被吸收到热寻址层22中，以局部加热电子涂料10。电泳墨水24的激活基于热辐射44在热寻址层22的部分32中的热吸收以及在上导电层26和下导电层20之间所施加的偏压34。当热寻址层22加热时，热寻址层22上的电压降降低，而电泳墨水24上的电压降升高。跨越电泳墨水24的增加的电场以及电泳墨水24的升温提高了墨水的切换速率，使电子涂料10的像素段能够以指定的方式写入。当热寻址层22冷却时，只要施加偏压34那么电泳墨水24就继续转变到期望显示状态。可以通过冷却热寻址层22、去除偏压34或这两者，来锁定或冻结电泳墨水24的期望光学状态。

下导电层20例如包括诸如铝、铂或铬的反射金属，诸如氧化铟锡(ITO)之类的透明电极材料，包括掺杂有聚苯硫醚(polyphenylenesulfide PPS)的聚乙烯基二氧噻吩(polyethylenedioxythiophene，PEDOT)的导电聚合物，或者其它适当的导电透明材料。由于金属的伴随的较高热导率，金属趋向于更迅速地散热，并且趋向于局部展开图像，除非它们很薄。

热寻址层22包括具有负电阻温度系数(NTC)的材料，诸如氧化锰、氧化镍、氧化钴、氧化铁、氧化铜、氧化钛、半导体材料、掺杂半导体材料或其它适当的NTC电阻材料。负温度系数材料具有电阻随温度升高而降低的特性，并且典型值是每升高一个绝对温度降低三到七个百分点。热寻址层22的升温导致更低的电阻以及更高的电导率，因此该层上的电压降减小。热寻址层22上的电压减小导致跨越电泳墨水24的电压更高且由此电场更高，使得与较凉的邻近区域相比较，在升温的区域内能够更快速地切换。

热寻址层22内的局部温度增加可以利用来自适当源的聚焦热辐射产生。热辐射44例如包括红外辐射、可见光、紫外光或其组合。热辐射44例如可以利用手持式电子刷内的激光器产生，并且从耦合到电子刷的扫描器引导向所选择的电子涂料10的部分32。

电泳墨水24包括诸如囊封电泳粒子的电泳材料，可以通过借助于电场将所述电泳粒子旋转成期望的取向。电泳粒子沿着所施加电场的场线对其自身进行取向，并且可以基于电场的方向和强度以及允许切换状态的时间来从一个光学状态切换到另一光学状态。

电泳墨水24可以包括几种可购买到的电泳墨水之一，所述电泳墨水通常被称为电子墨水或e墨水。所述电泳墨水24的层例如包括具有几百万个细小微囊的电泳薄膜，所述微囊中带正电的白色粒子和带负电的黑色粒子悬浮在澄清的流体中。当把负电场施加到显示器时，白色粒子移到微囊的顶部，在那里它们变得对用户可见。这使在微囊的顶部位置或表面处表面呈现白色。同时，电场把黑色粒子拉到微囊底部，在此所述黑色粒子被隐藏。当过程被反转时，黑色粒子出现在微囊顶部，这使在微囊表面处表面呈现深色。当去除激活电压时，固定图像保持在显示表面上。电泳墨水24可以包含选择性定位于热寻址层22上的有色电泳材料阵列，以便能够产生并显示有色图像。

在写入另一图像之前，在重新寻址墨水之前，显示材料的电子墨水可能需要被复位到明确限定的状态，诸如白色粒子移到微囊的顶部时的全白表面。这例如可以通过在电子涂料10的上导电层26和下导电层20之间持续施加相对高的电压以借助所施加的电场迫使电泳墨水24变成初始化或复位的光学状态，或者通过施加热辐射以对热寻址层22进行加热同时施加相对大的偏压来实现。

上导电层26例如包括诸如氧化铟锡之类的透明电极材料以用于顶侧观看目的。应当观察到，上导电层26和下导电层20不必被图形化或者具有任何有源矩阵寻址能力。上导电层26至少对激活激光的波长来说是透明的。

例如包括玻璃或塑料片的垫层可以被耦合到下导电层20以便提高显示器的强度或对其的保护，同时保持所要求的显示器表面的柔性，

图3图示了包括电子刷40和电子涂料10的电子涂料激活系统50。电子刷40包括激光扫描器42和位置探测器46。电子涂料10包括下导电层20、热寻址层22、电泳墨水24层和上导电层26。电泳墨水24的激活基于从电子刷40到热寻址层22的部分32中的热辐射44以及在电子涂料10的上导电层26和下导电层20之间所施加的偏压34。利用所施加的偏压34和引导到热寻址层22的部分32上的入射热辐射44，可以按照需要把一个或多个像素写入到电子涂料10上。热辐射44例如可以从电子刷40内的激光源产生，并且通过激光扫描器42引导到电子涂料10的期望部分上。位置探测器46提供了诸如位置和旋转之类的位置输入以便准确地写入所需图像。

示例性的电子涂料激活系统50包括控制器52，所述控制器52与电子刷40电耦合并且控制来自电子刷40的热辐射44以及其它初始化和写入功能。诸如微处理器、微控制器、场可编程门阵列(FPGA)或其它数字装置的控制器52可以接收并执行微编码指令以便把所需图像写入到电子涂料10上。控制器52根据电子刷40的确定位置来控制激光扫描器42和照射热寻址层22的光。

可以利用适当的串行或并行接口把控制器52有线或无线连接到电子刷40。例如，控制器52可以包含在个人计算机(PC)、膝上型计算机或个人数字助理(PDA)内，并且经由电缆或诸如Bluetooth^TM或802.11协议的短程无线链路连接到电子刷40。作为选择，控制器52包含在电子刷40内，并且经由诸如记忆棒的存储装置或上行链路从可选择连接到通信网络54的PC、膝上型计算机或PDA向电子刷40和控制器52提供图像数据。控制器52可以连接到诸如局域网(LAN)、广域网(WAN)或因特网的通信网络54，以接收并发送信息从而激活图像并将其传送到电子涂料10上。

当电子刷40照射或扫过电子涂料10表面时，来自激光扫描器42的热辐射44优选指向热寻址层22的部分以便写入图像数据。当激光扫描器42热寻址电子涂料10时，偏压34可以被设置为固定电平。作为选择，当来自激光扫描器42的热辐射44在整个电子涂料10的表面上扫描时，可以连续改变偏压34，而位置探测器46提供传感信息，所述传感信息使控制器52能够确定电子刷40的位置和旋转。当利用电子刷40写入图像时，可以实时地提供图像数据，或者将其存储在电子刷40内直到写入为止。

在一个实施例中，诸如塑料片或玻璃片之类的垫层被耦合到下导电层20，提供所需的刚性和强度，并且有助于将图像像素和像素段与邻近像素热绝缘。

图4示出了依照本发明一个实施例的具有热寻址层和垫层的电子涂料的截面图。电子涂料10包括下导电层20、位于下导电层20上的热寻址层22、位于热寻址层22上的电泳墨水24层和位于电泳墨水24上的上导电层26。垫层28被耦合到下导电层20。垫层28例如包括塑料片，玻璃片，诸如铝、铜或金属合金的金属片，或陶瓷基板。垫层28可以包含凹进区域30的阵列以便在电泳墨水24层中热隔离像素段。当电子涂料10被热寻址时，在一个或多个凹进区域30上局部加热部分热寻址层22，并且电泳墨水24内的电泳粒子相应地切换到所希望的光学状态。热隔离像素段允许更快地切换、更高的对比度以及更少地使图像渗入邻近区域中。可以调整凹进区域30和周边区域的大小以便提供所希望的加热和冷却热寻址层22的时间常数，并且提供所希望的切换电泳墨水24的等待时间。垫层28可以被胶合、粘合或以其他方式附于电子涂料10的下导电层20。

可以利用小的局部隔离点和区域来构造凹进区域30。在一个例子中，凹进区域30的大小大约为显示器的像素大小。在另一例子中，凹进区域30的大小明显小于显示器的像素大小，使得利用来自所施加的激光束的热辐射来照射一个以上的凹进区域30，从而激活电泳墨水24。凹进区域阵列可以被构造为例如包含：品红、黄和青色电泳材料的阵列；品红、黄、青色和黑色电泳材料的阵列；或红、绿和蓝色电泳材料的阵列以用于透射显示器。

图5A、图5B、图5C、图5D和图5E是依照本发明一个实施例用于激活具有热寻址层的电子涂料的方法的图示。包括下导电层20、热寻址层22、电泳墨水24层和上导电层26的电子涂料10被施加各种偏压34以及聚焦的热辐射，以便控制并切换部分电子涂料10。这些截面图示出了在各种电和热影响下的电子涂料10。

在图5a中所见的初始状态中，电泳墨水24的电泳粒子随机取向，产生了例如灰色或中间颜色背景。作为选择，电泳墨水24上可以存储先前写入的图像。把偏压34设置为零，或简单地断开与外部电压源的连接。

跨越上导电层26和下导电层20施加偏压34。在图5b所图示的步骤中，施加负偏压。由于热寻址层22的高电阻率以及跨越电泳墨水24的小电场，电泳墨水24中的电泳粒子主要保持在它们的初始光学状态中。

当热辐射44照射电子涂料10上并且把偏压34施加到上导电层26和下导电层20时，加热部分或全部热寻址层22。这导致热寻址层22中的电阻较低以及跨越电泳墨水24的电场较高，由此使电泳墨水24内的电泳粒子重新定向成诸如白色状态的初始化的光学状态，如图5c所示。入射光束或热辐射束44被吸收到部分热寻址层22中，并且在下导电层20和电泳墨水24之间产生更导电的路径。当热寻址层22中局部电导率增加时，跨过电泳墨水24产生的电场增加并且电泳墨水24被相应地驱动。即使电子涂料10不再暴露于热辐射44，电泳墨水24中的电泳粒子也会向它们的期望取向继续前进。

然后去除偏压34和入射热辐射44，并且电泳墨水24保持在初始化的光学状态中直到写入为止。当已经从电子涂料10去除偏压时，电泳墨水24中的电泳粒子稳定并且被锁定到所希望的光学状态。

如图5d中所图示，跨越电子涂料10施加正偏压34。热辐射44被聚焦并施加到电子涂料10的部分32。入射辐射在热寻址层22的部分32被部分或全部吸收。另外，一些入射辐射可以被直接吸收到电泳墨水24的部分32中并且有助于局部加热热寻址层22。电泳墨水24的部分32中的电泳粒子切换光学状态，以在邻近区域中产生例如具有白色电泳涂料的黑色像素。

当已经去除偏压34并且热寻址层22已经冷却时，电泳墨水24的电泳粒子变得冻结在它们的期望光学状态中，如图5e中所见。偏压的极性、电子墨水的颜色、各个层的厚度以及用于写入单个像素的长宽比已经被选择为说明性和指导性的。在不脱离所要求发明的精神和范围的情况下，偏压、电子墨水的颜色、材料的实际厚度以及像素大小可以与所示出的明显不同。

图6示出了依照本发明一个实施例当激活具有热寻址层的电子涂料时，偏压、热辐射、温度、电场和墨水颜色的示例性改变的图示。偏压信号60表示施加到电子涂料的偏压。热辐射强度62表示施加到部分或全部电子涂料的热辐射。温度曲线64是暴露于入射热辐射的寻址层部分的温度。电场强度66表示当施加和去除各种偏压和入射热辐射时跨过部分电泳墨水的电场。墨水颜色曲线68表示当施加偏压和入射热辐射时电泳墨水的颜色或光学状态。所施加电压的时序、幅度和极性以及电子涂料中材料的热时间常数意在是说明性的，并且可以与所示出的表示大大不同。

在时间t＝t₀，电子涂料处于静止的或先前写入的状态。偏压是零，并且没有施加来自扫描源的热辐射。电子涂料的温度处于环境温度或室温，并且跨越电泳墨水没有电场。电泳墨水保持在其初始状态，被墨水颜色曲线68示为中间色调灰度光学状态。

在时间t＝t₁，相对于下导电层把负偏压施加到上导电层。负偏压例如可以为约-5到-15伏。不施加热辐射，并且电泳墨水的温度与电子涂料的其它部分一起保持在环境温度。如果发生任何转变，那么跨越电泳墨水出现小电场，尽管很小。

在时间t＝t₂，入射热辐射被施加到部分或全部电子涂料。热寻址层加热，降低电阻，并且跨越电泳墨水的电场增大。电泳墨水的颜色或光学状态根据偏压和热寻址层的温度并且根据施加偏压以及热寻址层停留在升高的温度的时间而改变。在所示出的例子中，电泳墨水从其当前灰度状态切换到白色状态。当电泳墨水已经到达所切换的状态时，即便继续施加偏压并且加热寻址层也不会出现进一步的改变。

在时间t＝t₃，去除偏压和入射热辐射。跨越电泳墨水的电场下降到零并且热寻址层冷却回到室温。电泳墨水保持在其初始化的全白状态。

在时间t＝t₄，施加正偏压，跨越电泳墨水产生小电场，同时导致很小的或不会导致光学状态转变。

在时间t＝t₅，部分电子涂料被热寻址并加热，升高了热寻址层的局部温度并且增大了跨越电泳墨水的电场。受热热寻址层附近的电泳墨水切换光学状态，例如切换到到如图所示的完全黑色的光学状态。当热辐射被去除并指向其它地方时，如果尚未到达其预定状态，那么电泳墨水的光学状态可以继续切换。

在时间t＝t₆，去除热辐射并且冷却热寻址层。跨越电泳墨水的电场下降，并且电泳墨水的光学状态可以继续转变直到到达其预定状态为止。墨水颜色曲线68表明在去除入射光或热辐射之后电泳墨水可以继续重新取向或“发展”。

在时间t＝t₇，偏压被设置为零或断开。跨越电泳墨水的电场下降到零，并且缩减了电泳墨水的进一步转变。电泳墨水的颜色和强度被锁定或冻结。

在时间t＝t₈，电子涂料保持在其期望光学状态，保留所写入的图像直到通过电泳墨水的随后寻址而刷新、重新初始化或重写为止。

图7是用于激活电子涂料的方法的流程图。描述了用于初始化并激活诸如在图2中所示出的示例性电子涂料的电子涂料的各个步骤。

如在框80中所见，电泳墨水被初始化到初始化的光学状态。例如取决于电泳墨水的类型和所施加的偏压，电泳墨水可以被初始化到例如全白、全黑光学状态或有色光学状态。利用施加负偏压并且利用热辐射覆盖或扫过电子涂料，把电泳墨水内的电泳粒子切换到初始化的状态，从而实现电泳墨水的初始化以便。从此第一光学状态，基于施加到电泳墨水的驱动力电泳可以调整到一个共同方向上。电子涂料可以存储在初始化状态中长达不确定的时段，或者被立刻写入。

为了写入到电子涂料上，如在框82中所见施加偏压。在电子涂料的上导电层和下导电层之间施加偏压。该偏压可以是固定正电压或固定负电压。作为选择，该偏压的电压电平可以根据图像数据和扫描激光束的位置改变，以便控制电泳墨水上的驱动力。

如在框84中所见，在部分热寻址层上接收热辐射。例如从激光扫描器接收热辐射，所述激光扫描器投射和引导诸如红外、可见或紫外线光的热辐射，以局部加热部分热寻址层。至少部分所接收的热辐射被吸收到该热寻址层部分中。当吸收光能时，在下导电层和电泳墨水层之间穿过热寻址层产生导电路径。所接收的热辐射的其它部分可以被吸收到电泳墨水中，局部加热电泳墨水和下面的热寻址层并且进一步帮助转变到所希望的光学状态。

热辐射可以从来自电子刷的扫描激光束接收。该电子刷例如包括激光扫描器和一个或多个位置探测器。利用来自位置探测器的探测器信号来确定电子刷的位置和旋转。激活激光扫描器来把激光从电子刷指引到电子涂料上以便可以传送图像。

如在框86中所见，基于所吸收的热辐射和所施加的偏压来激活电泳墨水。升高热寻址层的局部温度降低了跨越热寻址层的电压降并且增加了跨越电泳墨水的电压降和电场，以便把电泳墨水的光学状态切换到所希望的状态。更大的偏压会增加电泳墨水的切换时间。当激活电泳墨水时，设置至少部分电泳墨水的光学状态。直到寻址层被冷却或者去除了偏压，电泳墨水都可以继续切换直到到达所希望的光学状态为止。

如在框88中所见，去除偏压并且随着偏压的去除，电泳墨水稳定在预定的光学状态。电泳墨水的转变可以通过除去偏压而被突然变慢或停止，由此存储所写入的图像，即便是热寻址层被冷却也是如此。

作为选择，如在框90中所见，热寻址层冷却并且电泳墨水基于所述热寻址层的冷却而稳定在预定光学状态中。即便当电子刷或其它热激活器从热寻址层的受热部分移开，热寻址层的受热部分在其冷却时也可以继续切换电泳墨水。如果冷却太迅速，则热量可能被迅速耗散并且电泳墨水被不完全地切换。为了帮助热寻址层的受控冷却，电子涂料的垫层可以包括凹进区域阵列以便热隔离电泳墨水层中的像素段。

在一个实施例中，热寻址层短暂地暴露于入射热辐射，使得迅速且完全地切换在受热的热辐射层附近的电泳墨水。在另一实施例中，控制入射热辐射的程度和冷却速率以便即使在入射热辐射源已经从所加热的区域移开之后，也能够以受控方式来使电泳墨水到达中间状态。

为了把图像数据写入电子涂料的所有部分，用于激活一个部分的步骤可以与用于激活电子涂料的另一部分的步骤串行、并行或其一些组合地执行，以便将每个部分的光学状态设置为期望水平。在具有电子刷的电子涂料系统中，例如，当跨越电子涂料表面移动电子刷或者把所述电子刷从所述表面提起并且开始新的照射时，图像数据写到电子涂料的另外的部分上。

当所希望的图像已经被传送到电子涂料时，如在框92中所见可以观看所述图像。在传送第一图像之后的例如几分钟、几小时、几天、几星期甚至几个月内，可以按照要求来进一步刷新或写入新的图像。

虽然目前这里所公开的本发明实施例被认为是优选的，但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变和修改。在附加权利要求中表明了本发明的范围，并且在其等价物的意义和范围内所有的变化都包含在其中。

Claims (20)

1.一种用于电泳显示器的电子涂料，所述电子涂料包括：

下导电层；

位于所述下导电层上的热寻址层；

位于所述热寻址层上的电泳墨水层；和

位于所述电泳墨水上的上导电层，

其中电泳墨水的激活基于热辐射在部分热寻址层中的热吸收以及在所述上导电层和下导电层之间所施加的偏压。

2.如权利要求1所述的电子涂料，其中所述下导电层包括反射金属和透明电极材料之一。

3.如权利要求1所述的电子涂料，其中所述热寻址层从包括下列材料的组中选择：氧化锰、氧化镍、氧化钴、氧化铁、氧化铜、氧化钛、半导体材料、掺杂半导体材料和负温度系数材料，所述热吸收层具有负电阻温度系数。

4.如权利要求1所述的电子涂料，其中所述热辐射包括红外辐射、可见光和紫外光之一。

5.如权利要求1所述的电子涂料，还包括：

耦合到所述下导电层的垫层。

6.如权利要求5所述的电子涂料，其中所述垫层包括塑料片或玻璃片之一。

7.如权利要求5所述的电子涂料，其中所述垫层包括凹进区域阵列以便热隔离所述电泳墨水层中的像素段。

8.如权利要求1所述的电子涂料，其中所述上导电层包括透明电极材料。

9.一种用于激活电子涂料的方法，所述方法包括：

施加偏压；

在部分热寻址层上接收热辐射；

在所述部分热寻址层中吸收至少部分所接收的热辐射；并且

基于所吸收的热辐射和所施加的偏压来激活电泳墨水。

10.如权利要求9所述的方法，其中在所述电子涂料的上导电层和下导电层之间施加偏压。

11.如权利要求9所述的方法，其中所接收的热辐射包括红外辐射、可见光和紫外光之一。

12.如权利要求9所述的方法，其中在所述部分热寻址层上接收热辐射包括：

从来自电子刷的扫描激光束接收热辐射。

13.如权利要求9所述的方法，还包括：

当激活所述电泳墨水时，设置至少部分电泳墨水的光学状态。

14.如权利要求9所述的方法，还包括：

去除所述偏压；并且

响应于所述偏压的去除使所述电泳墨水稳定在预定光学状态。

15.如权利要求9所述的方法，还包括：

冷却所述热寻址层；并且

基于所述热寻址层的冷却使所述电泳墨水稳定在预定光学状态。

16.如权利要求9所述的方法，还包括：

把所述电泳墨水初始化到初始化的光学状态。

17.一种电子涂料激活系统，包括：

电子刷，其包括激光扫描器和位置探测器；和

电子涂料，其包括下导电层、位于所述下导电层上的热寻址层、位于所述热寻址层上的电泳墨水层以及位于所述电泳墨水上的上导电层，

其中电泳墨水的激活基于从电子刷到部分热寻址层中的热辐射的热吸收以及在电子涂料的上导电层和下导电层之间所施加的偏压。

18.如权利要求17所述的电子涂料激活系统，还包括：

耦合到所述下导电层的垫层。

19.如权利要求17所述的电子涂料激活系统，还包括：

与所述电子刷电耦合的拉制器，其中所述控制器控制来自所述电子刷的热辐射。

20.如权利要求19所述的电子涂料激活系统，其中所述控制器被有线或无线连接到所述电子刷。

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