DE69636960T2

DE69636960T2 - Elektronisch adressierbare mikroverkapselte Tinte

Info

Publication number: DE69636960T2
Application number: DE69636960T
Authority: DE
Inventors: Joseph M. Jacobson
Original assignee: E Ink Corp
Current assignee: E Ink Corp
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1996-08-20
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2016-08-21
Also published as: DE69636960D1; JP4105107B2; JP2010244066A; JP2006189899A; JP2005227795A; CA2260947A1; US8035886B2; EP1231500B1; AU726057B2; ATE356369T1; EP1231500A2; DE69636960C5; AU6955096A; US20070057908A1; JP2011100151A; JP2010224576A; JP2001500172A; US20070052757A1; EP1231500A3; EP0912913A1

Description

Verwandte Anmeldungen
Die Erfindung beansprucht die Priorität aus der Provisional US-Patentanmeldung Ser.No. 60/022,222 vom 19. Juli 1996.
Hintergrund der Anmeldung
Auf dem Gebiet der Printplattenherstellung ist es bekannt, Leiter und Widerstände aufzudrucken. Um hierbei Logikelemente anzubringen, besteht die übliche Praxis darin, auf der Oberfläche der Printplatte Halbleiterchips anzubringen. Bisher gibt es kein System, um die Logikelemente direkt auf ein willkürliches Substrat aufzudrucken.
Auf dem Gebiet der flachen Displayanzeigen gibt es eine Technologie, um Logikelemente auf Glas dadurch anzuordnen, dass Silizium oder andere Halbleitermaterialien im Vakuum abgelagert und danach die Schaltungen und die Logikelemente geätzt werden. Eine derartige Technik ist jedoch nicht anwendbar, um Logikelemente auf beliebigen Oberflächen anzuordnen, weil hierbei ein Vakuum erforderlich ist und ein Ätzschritt durchgeführt werden muss.
Auf dem Gebiet elektronisch adressierbarer Kontrastmedien, die benutzt werden können, um ein flaches Display herzustellen, ist es bekannt, emittierende und reflektierende elektronisch aktive Filme zu benutzen, beispielsweise elektrolumineszente und elektrochrome Filme oder mit Polymer dispergierte Flüssigkristallfilme oder zweifarbige elastomere Mikrokugelanordnungen. Kein derartiges direkt elektronisch adressierbares Kontrastmedium ist jedoch in der Lage, auf einer willkürlichen Oberfläche aufgedruckt zu werden.
Die US-A-5 057 363 beschreibt eine magnetisch adressierbare Tinte, bestehend aus Mikrokapseln mit magnetischen und nicht magnetischen Partikeln unterschiedlicher Einfärbung. Indem ein Magnetfeld an die Mikrokapseln angelegt wird, wandern die Partikel, wodurch eine wahrnehmbare Farbänderung erfolgt.
Schließlich sind Oberflächenantriebe elektrostatischer Motoren bekannt, die geätzt oder nicht geätzt werden. Im ersteren Fall leiden diese geätzten Vorrichtungen an ihrer Unfähigkeit, auf willkürlichen Oberflächen hergestellt zu werden. Im zweiten Fall leiden die nicht geätzten Vorrichtungen an der Unfähigkeit, eine Treiberlogik und elektronische Steuerungen direkt auf die Betätigungsoberfläche aufzubringen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile des Standes der Technik auf dem Bereich druckbarer Logikdisplays zu vermeiden.
Allgemein benutzt die vorliegende Erfindung elektronisch aktive Tinten, und es werden Mittel beschrieben, um die Tinten in einem willkürlichen Muster auf einen großen Bereich von Substraten aufzubringen, ohne dass die übliche Vakuumbehandlung oder Ätzung erforderlich wäre. Die Tinten können mechanische, elektrische oder andere Eigenschaften aufweisen, und sie können die folgende Funktion durchführen, ohne hierauf beschränkt zu sein: leitend, isolierend, sie können einen Widerstand bilden, sie können magnetische Eigenschaften haben oder als Halbleiter wirken, sie können zur Lichtmodulation dienen, sie können piezoelektrisch sein, sie können einen Spin bilden oder optoelektronisch oder thermoelektrisch sein.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch adressierbare Tinte mit Mikrokapseln, von denen jede Folgendes umfasst:
erste Partikel einer Farbe mit einer ersten Ladung; und
zweite Partikel mit einer anderen Farbe mit einer zweiten Ladung entgegengesetzter Polarität;
wobei durch Anlegen eines elektrischen Feldes mit einer ersten Polarität an die Mikrokapseln eine wahrnehmbare Farbänderung bewirkt wird, indem die ersten oder zweiten Partikel in einer Richtung gemäß dem Feld wandern.
Die Erfindung kann bei Halbleiterlogikelementen und elektrooptischen Elementen angewandt werden, einschließlich Dioden, Transistoren, lichtemittierenden Elementen, Lichtsensoren oder Solarzellenelementen, die eine elektronisch aktive Tinte gemäß der vorliegenden Erfindung benutzen. Außerdem können diese Elemente in mehreren Schichten angeordnet werden, und sie können mehrschichtige Logikelemente bilden, einschließlich Leitwegen und dreidimensionalen Verbindungen.
Die Erfindung kann bei einem elektronisch adressierbaren Display Anwendung finden, bei dem einige oder alle Adressenleitungen und die elektronisch adressierbaren Kontrastmedien, die Logik oder die Energiequellen eine elektronisch aktive Tinte gemäß der vorliegenden Erfindung benutzen. Die Erfindung kann auch für einen elektrostatischen Antrieb oder Motor Anwendung finden, der in Form eines Taktgebers oder einer Uhr ausgebildet ist, wobei einige oder alle Adressenleitungen, die Logik oder die Energiequellen eine elektronisch aktive Tinte gemäß der vorliegenden Erfindung benutzen.
Die Erfindung kann bei einer Armbanduhr benutzt werden, die ein elektronisch adressierbares Display aufweist, bei dem einige oder alle Adressenleitungen, das elektronisch adressierbare Kontrastmedium, die Logikelemente oder die Energiequellen eine elektronisch aktive Tinte gemäß der vorliegenden Erfindung benutzen.
Die Erfindung kann auch bei einem Spin-Computer Anwendung finden, bei dem einige oder alle Adressenleitungen, elektronisch adressierbare Spin-Medien, die Logikelemente oder die Energiequellen eine elektronisch aktive Tinte gemäß der Erfindung benutzen.
Weitere Merkmale und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus den Ansprüchen.
Die oben genannten Aufgaben und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Einzelbeschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung, wobei in den Figuren gleiche Teile in unterschiedlichen Ansichten mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Stattdessen wurde Wert darauf gelegt, die Prinzipien der Erfindung deutlich zu machen. In der Zeichnung zeigen:
1A bis 1F sind schematische Darstellungen von Mitteln zur Herstellung von Partikeln mit einem permanenten Dipolmoment;
2A bis 2C sind schematische Darstellungen von Mitteln der Mikroverkapselung;
3A bis 3E sind schematische Darstellungen von mikroverkapselten elektronisch adressierbaren Kontrastmediumsystemen, die geeignet sind zur Adressierung von oben nach unten;
4A bis 4M sind schematische Darstellungen von mikroverkapselten elektronisch adressierbaren Kontrastmediumsystemen, die geeignet sind zur Adressierung nach unten;
5A bis 5D sind schematische Darstellungen von mikroverkapselten elektronisch adressierbaren Kontrastmediumsystemen, basierend auf einem dielektrophoretischen Effekt;
6A bis 6B sind schematische Darstellungen von mikroverkapselten elektronisch adressierbaren Kontrastmediumsystemen, basierend auf einem frequenzabhängigen dielektrophoretischen Effekt;
6C bis 6E sind Diagramme der dielektrischen Parameter als Funktion der Frequenz für verschiedene physikalische Systeme;
7A bis 7D sind schematische Darstellungen der elektronischen Tintensysteme und der Mittel zum Ausdruck derselben;
8 ist eine schematische Darstellung eines durch Laser reduzierten Metallsalztintensystems;
9A bis 9E sind schematische Darstellungen der elektronischen Tintensysteme und der Mittel zum Ausdruck derselben;
10A bis 10D sind schematische Darstellungen gedruckter Transistorstrukturen;
11 ist ein schematisches Diagramm eines elektronischen Displays, bei dem gedruckte Elemente Anwendung finden;
12 ist ein schematisches Diagramm eines elektrostatischen Motors, der in Form einer Armbanduhr oder einer anderen Uhr angeordnet sein kann, in denen die elektrostatischen Elemente aufgedruckt sind;
13 ist ein schematisches Diagramm einer Armbanduhr, bei der das Armband ein elektronisch adressierbares Display aufweist, das aufgedruckte Elemente besitzt;
14 ist ein schematisches Diagramm eines Spin-Computers.
Einzelbeschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
Aus dem Stande der Technik sind Mittel bekannt, um zweifarbige Partikel oder Mikrokugeln in elektronischen Displays zu benutzen. Derartige Techniken erzeugen einen Partikel, der kein eingepflanztes Dipolmoment besitzt, sondern allgemein auf dem Zetapotential des Materials beruht, um einen permanenten Dipol zu erzeugen. Ein derartiges Schema hat den Nachteil, dass hierdurch die Materialeigenschaften mit den elektronischen Eigenschaften verknüpft werden, so dass die Größe des herstellbaren Dipolmomentes begrenzt ist. 1 zeigt Mittel zur Erzeugung von Partikeln, und zwar entweder von zweifarbigen Partikeln, die in einem elektrostatischen Display benutzt werden können oder von einfarbigen Partikeln, die in einem dielektrophoretischen Display mit einem eingepflanzten Dipolmoment verwendet werden können.
In 1A sind Sprühdüsen 1 mit Materialien 12 und 13 angefüllt, die unterschiedlich eingefärbt sein können. Eine erste Sprühdüse kann auf einem positiven Potential 3 und eine zweite Düse kann auf einem negativen Potential 4 gehalten werden. Derartige Potentiale tragen zur Versprühung einer Ladung von Tropfen bei, die von den Düsen gebildet werden, welche positiv geladene Tropfen 5 und negativ geladene Tropfen 6 liefern. Derart entgegengesetzt geladene Tropfen ziehen einander elektrostatisch an und bilden ein insgesamt neutrales Paar. Nach der Bildung eines neutralen Partikels ergibt sich keine elektrostatische Anziehung mehr und es werden keine zusätzlichen Tropfen an das neutrale Paar angezogen. Wenn das Material 12 und 13 derart ist, dass es flüssig ist, wenn es in den Düsen vorhanden ist und entweder kühl ist, um einen Festkörper zu bilden oder wenn es einer chemischen Reaktion unterworfen wird, die ein zusätzliches Härtemittel enthält, um einen Festkörper zu erzeugen, dann kann die Ladung auf jeder Seite des neutralen Paares aufgefangen werden, wodurch zweifarbige feste Partikel mit einem eingepflanzten Dipol 16 gebildet werden. Durch geeignete Wahl von Materialien, beispielsweise von Polyethylen, Polyvinalydenfluorid oder anderen Materialien, können derartige metastabile Dipole langzeitig fortdauern, wie es auf dem Gebiet der Elektrete bekannt ist. Ein Heizelement 7 kann eine Wiedererwärmung des Paares bewirken, wodurch die Oberflächenspannungsenergie vermindert wird und wodurch das Paar in eine besser sphärische Gestalt überführt wird. Zum Schluss kann eine Gruppe von Elektroden 8 benutzt werden, die entweder durch die gleiche Spannung oder die entgegengesetzte Spannung vorgespannt sind, um Partikel einzufangen, die nicht vollständig neutral geladen sind.
Gemäß 1B kann ein ähnliches Gerät benutzt werden, um einen einfarbigen Partikel mit einem eingepflanzten Dipol zu erzeugen. Bei dieser Anordnung enthalten die Düsen Material der gleichen Farbe 12, um einen einfarbigen Partikel mit eingepflanztem Dipol 21 zu erzeugen.
In den 1C und 1D sind alternative Mittel dargestellt, um einen zweifarbigen Partikel mit eingepflanztem Dipol zu erzeugen, indem zwei unterschiedlich eingefärbte Materialien 12, 13 auf einer sich drehenden Scheibe 11 oder einer Doppelwalzendüse 19 kombiniert werden. Die Materialien werden mittels einer positiven Elektrode 14 und einer negativen Elektrode 15 aufgeladen und durch elektrostatische Anziehung am Rand der Scheibe oder am Austritt der Doppelwalzendüse kombiniert, um zweifarbige Partikel mit einem eingepflanzten Dipolmoment 16 zu erzeugen. Die Mittel unterscheiden sich vom Stande der Technik durch Maßnahmen, durch die die beiden unterschiedlichen Materialien veranlasst werden, durch elektrostatische Anziehung zu koaleszieren im Gegensatz zu Anordnungen, die auf den Oberflächeneigenschaften beruhen und dem Zusammenwirken zwischen den beiden Materialien. Außerdem erzeugt das erfindungsgemäße Schema einen Partikel mit einem eingepflanzten Dipolmoment 16, das als ein größeres Dipolmoment dienen kann als es möglich wäre durch das natürlicherweise austretende Zetapotential.
Die 1E und 1F zeigen ein ähnliches Gerät, das benutzt werden kann, um einen einfarbigen Partikel mit einem eingepflanzten Dipol zu erzeugen. Bei dieser Ausbildung werden, wie oben, Düsen benutzt, die Material der gleichen Farbe 12 enthalten, um einen einfarbigen Partikel mit eingepflanztem Dipol 21 zu erzeugen.
Es ist eine große Zahl von Techniken in der Literatur bekannt, um ein Material innerhalb eines anderen Materials einer Mikroverkapselung zu unterziehen. Derartige Techniken werden allgemein in der Papierindustrie oder der pharmazeutischen Industrie benutzt, aber es werden allgemein nicht Mikrokapseln erzeugt, die gleichzeitig die Eigenschaften optischer Durchsichtigkeit, hoher dielektrischer Festigkeit, einer Nichtpermeabilität und einen Widerstand gegen Druck aufweisen. Mit einer geeigneten Modifizierung können diese Techniken jedoch auf Mikroverkapselungssysteme mit elektrischen Eigenschaften anwendbar gemacht werden.
In 2A ist eine innere Phase 25 dargestellt, die flüssig oder fest sein kann und eine zusätzliche zugeordnete Oberflächenschicht 27 aufweist. Die innere Phase, wenn sie flüssig ist oder die zugeordnete Oberflächenschicht können einen Polymerbildungsblock aufweisen, z.B. Adipoyl-Chlorid in Silikonöl. Die innere Phase mit der zugeordneten Grenzschicht im Falle einer Flüssigkeit kann dann in einer Flüssigkeit 30 mit kontinuierlicher Phase dispergiert werden, und dies kann eine wässrige Lösung sein, die mit der inneren Phase oder der zugeordneten Oberflächenschicht unvermischbar ist. Schließlich kann eine Lösung 40 zugesetzt werden, die einen weiteren Polymerbildungsblock oder ein Vernetzungsmittel aufweist, die der Flüssigkeit 30 mit kontinuierlicher Phase zugesetzt werden. Die Lösung 40 hat die Wirkung der Erzeugung einer festen Schicht am Interface der inneren Phase oder zugeordneten Oberflächenschicht und der Flüssigkeit 30 mit kontinuierlicher Phase, was eine Mikroverkapselung der inneren Phase bewirkt.
Gemäß 2B kann eine innere Phase 25, die fest oder flüssig sein kann, veranlasst werden, durch eine Reihe von flüssigen Filmen 50, 60, 70 hindurchzutreten, die Polymerbildungsblöcke, Vernetzungsmittel und Überzugsmaterial derart aufweisen können, dass eine fertige Mikrokapsel 120 geschaffen wird, die eine innere Phase 25, eine zugeordnete Oberflächenschicht 27 und eine äußere Schale 80 besitzt.
Eine abgewandelte Vorrichtung zur Mikroverkapselung ist in 2C dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel bestrahlt eine beispielsweise als UV-Lichtquelle ausgestattete Lichtquelle 82 einige Bereiche über eine Photomaske 84, wodurch ein vernetzbares Polymer belichtet wird, das veranlasst werden kann, eine Zellenstruktur 86 einzunehmen. Die einzelnen Zellen der Zellenstruktur können mit einer inneren Phase 25 angefüllt werden.
Durch Benutzung der in den 2A bis 2C beschriebenen Systeme ist es möglich, mikroverkapselte Systeme mit elektronisch aktiven Eigenschaften zu schaffen, insbesondere elektronisch adressierbare Kontrastmedien. 3 zeigt derartige elektronisch adressierbare Kontrastmediumsysteme, die geeignet sind, um eine Adressierung mittels einer oberen durchsichtigen Elektrode und einer unteren Elektrode 110 durchzuführen. Gemäß 3A kann eine Mikrokapsel 120 eine Mikrokugel mit einer positiv geladenen Halbkugel 142 und eine negativ geladene Halbkugel 140 sowie ein zugeordnetes Oberflächenschichtmaterial 130 aufweisen. Wenn die Halbkugeln unterschiedlich gefärbt sind, kann ein an die Elektroden angelegtes elektrisches Feld eine Änderung der Orientierung der Kugeln bewirken, wodurch eine Farbänderung vorgenommen wird.
Gemäß 3B kann eine Mikrokapsel 120 positiv geladene Partikel einer Farbe 210 und negativ geladene Partikel einer weiteren Farbe 220 aufweisen, so dass durch Anlegen eines elektrischen Feldes an die Elektroden bewirkt wird, dass die eine Farbe oder die andere Farbe in Abhängigkeit von der Polarität des Feldes nach der Oberfläche der Mikrokapsel auswandert und so eine Farbänderung wahrgenommen wird. Ein solches System bildet ein mikroverkapseltes elektrophoretisches System.
Gemäß 3C bis 3D kann eine Mikrokapsel 120 einen Farbstoff, einen Farbstoffvorläufer oder Farbindikatormaterial einer gegebenen Chargenpolarität 230 oder einen Farbstoff, einen Farbstoffvorläufer oder ein Farbindikatormaterial aufweisen, das an einen Partikel gegebener Chargenpolarität angeheftet ist, beispielsweise einer Mikrokugel mit einer entsprechenden angehefteten Oberflächengruppe und einem reduzierenden, oxidierenden, Protonen-donatierenden, Protonen-absorbierenden oder lösenden Mittel, das an einem Partikel einer anderen Chargenpolarität angeheftet ist. Unter Anwendung eines elektrischen Feldes wird die Farbstoffsubstanz 230 distal zu den reduzierenden, oxidierenden, Protonen-donatierenden, Protonen-absorbierenden oder lösenden Mitteln 240 gehalten, so dass ein Farbzustand, wie in 3C ersichtlich, erreicht wird. Wenn das elektrische Feld wegfällt, können die Farbstoffsubstanzen und die reduzierenden, oxidierenden, Protonen-donatierenden, Protonen-absorbierenden oder lösenden Mittel sich verbinden, um einen Komplex 245 eines zweiten Farbzustandes zu bilden. Geeignete Materialien zur Benutzung in diesem System sind Leuco-Farbsysteme und Lacton-Farbsysteme und andere Ringstrukturen, die von einem Zustand einer Farbe in einen Zustand einer zweiten Farbe übergehen können, wenn ein reduzierendes, ein oxidierendes oder ein lösendes Mittel oder ein Farbindikatorsystem angewandt wird, das von einem Zustand einer Farbe in einen Zustand einer zweiten Farbe übergehen kann, wenn ein Protonen-donatierendes oder Protonen-absorbierendes Mittel angelegt wird, wie dies im Stand der Technik bekannt ist. Ein zusätzliches Gel oder Polymermaterial kann dem Inhalt der Mikrokapsel zugesetzt werden, um eine Bistabilität des Systems zu erreichen, so dass die Bestandteile relativ unbeweglich sind, außer dann, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird.
Gemäß 3E kann eine Mikrokapsel 120 Phosporpartikel 255 und photoleitfähige Halbleiterpartikel und Farbindikatorpartikel 260 in einem geeigneten Binder 250 enthalten. Indem ein elektrisches Wechselstromfeld an die Elektroden 100 und 110 angelegt wird, erfolgt eine Wechselstrom-Elektrolumineszenz, was bewirkt, dass freie Ladung in dem Halbleitermaterial erzeugt wird, wodurch weiter der Farbindikator veranlasst wird, den Farbzustand zu ändern.
Gemäß 4A bis 4M kann es erwünscht sein, Tintensysteme zu entwickeln, die geeignet sind zur Benutzung ohne eine obere transparente Elektrode 100, die die optischen Charakteristiken der Vorrichtung beeinträchtigen könnte. Gemäß 4A und 4B kann die Chemie, wie in Verbindung mit den 3C bis 3D beschrieben, in Verbindung mit in der Ebene liegenden Elektroden derart benutzt werden, dass die Chemie einer Farbumschaltung von einem Farbzustand in einen zweiten Farbzustand unterworfen wird, wenn ein elektrisches Feld an die in der Ebene 270 und 280 liegenden Elektroden angelegt wird. Ein solches System wird von oben her betrachtet, und demgemäß können die Elektroden opak sein, und sie beeinträchtigen nicht die optischen Charakteristiken des Displays.
Als weiteres System wurden Schalttechniken in der Ebene bei transmissiven Flüssigkristalldisplays für einen anderen Zweck benutzt, nämlich um den Betrachtungswinkel derartiger Displays zu vergrößern. Gemäß 4C und 4D wird ein bistabiles Flüssigkristallsystem der Type, wie sie von Hatano et. al. bei Minolta Corp. Demonstriert wird, so modifiziert, dass es durch eingepflanzte Elektroden derart beeinflusst wird, dass die Flüssigkristallmischung aus einer ersten transparenten ebenen Struktur 290 in eine zweite fokale konische Streustruktur 292 transformiert wird.
Gemäß 4E kann das System gemäß 3E durch Benutzung in der Ebene liegender Elektroden 270 und 280 umgewandelt werden.
Es können noch andere Systeme erzeugt werden, die eine erste Farbänderung durch Anlegen eines Wechselstromfeldes und eine zweite Farbänderung bewirken, indem entweder ein Gleichstromfeld oder ein Wechselstromfeld einer anderen Frequenz angelegt wird. Gemäß 4F bis 4G kann ein haarnadelförmig gestaltetes Molekül oder ein federartiges Molekül im geschlossenen Zustand 284 an einen positiv aufgeladenen Kopf 282 und einen negativ aufgeladenen Kopf 283 angelegt werden, die als Mikrokugeln mit eingepflanzten Dipolen ausgebildet sind. Zusätzlich ist an einer Seite des haarnadelförmig gestalteten Moleküls oder des federartigen Moleküls ein Leuco-Farbstoff 286 angelegt und an die andere Seite des haarnadelförmig gestalteten Moleküls oder des federartigen Moleküls ein reduzierendes Mittel 285. Wenn das Molekül oder das federartige Molekül im geschlossenen Zustand 284 befindlich ist, dann werden Leuco-Farbstoff 286 und reduzierendes Mittel 285 in unmittelbare Nähe zueinander gebracht, so dass eine Verbindung 287 erfolgt und der Leuco-Farbstoff wirksam reduziert wird, so dass ein erster Farbzustand zustandekommt. Nach Anlegen eines elektrischen Wechselstromfeldes mit einer Frequenz, die mit dem Vibrationsmodus der geladenen Köpfe in Resonanz steht, die auf dem haarnadelförmigen Molekül oder dem federartigen Molekül sitzen, kann diese Verbindung 287 aufgebrochen werden, wodurch sich ein Öffnungszustand 288 ergibt. In diesem Öffnungszustand befinden sich Leuco-Farbstoff und reduzierendes Mittel nicht mehr in unmittelbarer Nachbarschaft, und der Leuco-Farbstoff, der sich in einem nicht reduzierten Zustand befindet, bewirkt einen zweiten Farbzustand. Das System kann umgekehrt werden, indem ein elektrisches Gleichstromfeld angelegt wird, das dazu dient, den Leuco-Farbstoff und die reduzierenden Mittel einander anzunähern. Zahlreiche Moleküle oder Mikrostrukturen können als normal offenes haarnadelförmig gestaltetes Molekül oder als federartiges Molekül dienen. Diese können ölsäureartige Moleküle 289 enthalten. Die reduzierenden Mittel können Natriumdithionit aufweisen. Es wird festgestellt, dass das diskutierte System bistabil ist. Es wird außerdem festgestellt, dass die Energie in dem haarnadelförmig gestalteten Molekül oder dem federartigen Molekül gespeichert werden kann und dass als solches das System auch als eine Batterie wirken kann.
Gemäß 4I bis 4K kann ein anderes den Leuco-Farbstoff reduzierendes Mittel ein Polymer in einem natürlichen Zustand 293 benutzen (4I). Wenn ein elektrisches Gleichstromfeld angelegt wird, nimmt das Polymer eine lineare Form 294 an, wobei der Leuco-Farbstoff 286 und das reduzierende Mittel 285 sich entfernt voneinander gruppieren. Bei Anwendung entweder eines umgekehrten Gleichstromfeldes oder eines elektrischen Wechselstromfeldes tendiert das Polymer zu einer Spulenbildung, was dazu führt, dass die Spule den Leuco-Farbstoff und die reduzierenden Gruppen in zufälligen Kontakt bringt, wodurch eine Verbindung 287 geschaffen wird, die einer Farbänderung entspricht. Das Polymer dient dazu, das System bistabil zu machen.
Gemäß 4L und 4M sind ähnliche Systeme möglich, wobei jedoch stattdessen ein Polymer-Leuco-Farbstoff und reduzierende Gruppen an entgegengesetzt aufgeladenen Mikrokugeln direkt über eine Brücke 286 angeheftet werden können, z.B. einer Biotin-Streptavidin-Brücke, einer Polymerbrücke oder irgendeinem geeigneten Überbrückungsmaterial. Wie oben, bewirkt ein Gleichstromfeld, dass Leuco-Farbstoff und reduzierende Gruppen distal zueinander angeordnet werden, während durch Anlegen eines umgekehrten Gleichstromfeldes oder eines Wechselstromfeldes der Leuco-Farbstoff und die reduzierenden Gruppen in zufällige Berührung miteinander gelangen. Es kann ein Polymer zugesetzt werden, um die Stabilität des oxidierten Zustandes zu unterstützen.
Gemäß 5A bis 5D und gemäß 6A bis 6B kann ein völlig anderes Prinzip bei einer elektronisch adressierbaren Kontrastmediumtinte benutzt werden. Bei diesen Systemen wird der dielektrophoretische Effekt benutzt, bei dem eine Gruppe mit höherer Dielektrizitätskonstante veranlasst werden kann, sich nach einem Bereich hoher elektrischer Feldstärke zu bewegen.
Gemäß 5A und 5B kann ein nicht eingefärbter Farblösungsmittelkomplex 315, der stabil ist, wenn kein Feld an das Elektrodenpaar 150 angelegt wird, veranlasst werden, in gefärbte Farbstoffkomponenten 300 und Lösungsmittelkomponenten 310 durch ein elektrisches Feld 170 zu dissoziieren, das unterschiedlich auf die Dielektrizitätskonstante von Farbstoffkomplex und Lösungsmittelkomplex einwirkt, wenn das Feld an das Elektrodenpaar 150 angelegt wird. Es ist klar, dass die Chemie, wie sie vorstehend bei dem System nach 3C bis D beschrieben wurde, ebenso hier angewandt werden kann und dass der Farbstoffkomplex und der Lösungsmittelkomplex nicht notwendigerweise selbst im Wesentlichen unterschiedliche Dielektrizitätskonstante aufweisen müssen, sondern es können ihnen andere Moleküle oder Partikel, wie Mikrokugeln, zugeordnet werden, die ihrerseites unterschiedliche Dielektrizitätskonstante aufweisen. Schließlich ist es auch klar, dass ein Gelkomplex oder ein Polymerkomplex zum Inhalt der Mikrokapseln hinzugefügt werden kann, um eine Bistabilität zu bewirken.
Gemäß 5C bis 5D können gestaffelte Elektrodenpaare 150 und 160 benutzt werden, um einen Bereich eines hohen elektrischen Feldes in einer höheren Ebene 170 oder einer niedrigeren Ebene 180 zu erzeugen, wodurch ein Material mit höherer Dielektrizitätskonstante, beispielsweise eine Halbkugel einer zweifarbigen Mikrokugel 141 oder eine Gruppe einer Mischung von gefärbten Teilchen 147 veranlasst wird, nach einer höheren oder niedrigeren Ebene zu wandern, um unterschiedliche Farbzustände zu erzeugen. In derartigen Schemen können Materialien 165 benutzt werden, die aus dielektrischem Material oder leitfähigem Material bestehen, um die elektrischen Felder zu formieren.
Die 6A bis 6B zeigen Systeme, basierend auf einem frequenzabhängigen dielektrophoretischen Effekt. Derartige Systeme werden adressiert durch Anlegen einer Frequenz zur Erzeugung einer gegebenen Farbe und durch Anlegen eines Feldes einer anderen Frequenz, um eine andere Farbe zu erzeugen. Eine derartige Funktionalität ermöglicht ein von hinten adressierbares Display.
Gemäß 6A umfasst eine Mikrokapsel 120 eine innere Phase 184 aus einem Material, das eine frequenzunabhängige dielektrische Konstante aufweist, wie in dem Diagramm gemäß 6C, Kurve 320 dargestellt ist, und das eine erste Farbe B haben kann, und die Mikrokapsel 120 umfasst weiter ein Material 182, das eine frequenzabhängige Dielektrizitätskonstante und eine zweite Farbe W aufweist. Das frequenzabhängige Material kann eine hohe Dielektrizitätskonstante bei niedriger Frequenz und eine niedrigere Dielektrizitätskonstante bei höherer Frequenz aufweisen, wie dies in 6C bei 322 dargestellt ist. Die Anwendung eines Niederfrequenz-Wechselstromfeldes über die Elektroden 270 und 280 bewirkt, dass das Material 182 nach dem Bereich mit hohem Feld in der Nähe der Elektroden angezogen wird, so dass die Mikrokapseln in der Farbe B erscheinen, wenn sie von oben betrachtet werden. Umgekehrt verursacht das Anlegen eines Hochfrequenz-Wechselstromfeldes über die Elektroden 270 und 280 ein Anziehen des Materials 184 nach dem Bereich mit hohem Feld proximal zu den Elektroden, so dass das Material 182 versetzt wird und demgemäß die Mikrokapsel in der Farbe W erscheint, wenn sie von oben betrachtet wird. Wenn B und W Schwarz und Weiß entsprechen, dann kann ein Schwarz-Weiß-Display erzeugt werden. Ein Polymermaterial kann der inneren Phase 184 zugesetzt werden, damit das System bistabil wird, wenn das Feld abgeschaltet ist. Stattdessen kann eine Haftreibung auf die innere Seitenwand der Kapsel eine Bistabilität verursachen.
Unter Bezugnahme auf 6A, das Material 182 und 6C lehrt dieses Patent die Herstellung eines Partikels mit einer konstruierten frequenzabhängigen Dielektrizitätskonstanten. Die Mittel zur Erzeugung dieses Partikels ergeben sich aus den 1B, 1E und 1F. Bei einer niedrigen Frequenz haben solche dipolare Partikel eine genügend kleine Masse, so dass sie sich in Phase mit dem Wechselstromfeld drehen können, wodurch wirksam das Feld ausgelöscht wird und sie als ein Material mit hoher Dielektrizitätskonstante wirken. Bei hohen Frequenzen ist jedoch die Massenkraft dieser Partikel derart, dass sie nicht in Phase mit dem Wechselstromfeld bleiben können und demgemäß das Feld nicht auslöschen und infolgedessen eine wirksame kleinere Dielektrizitätskonstante aufweisen.
Stattdessen kann das Material 182 aus Materialien bestehen, die eine natürliche frequenzabhängige Dielektrizitätskonstante aufweisen. Materialien, die eine Frequenzabhängigkeit aufweisen, wirken ähnlich wie das künstlich erzeugte Dipolmaterial, welches vorstehend erläutert wurde und die den Kurven folgen, die ähnlich der Kurve 322 in 6C sind, wobei diese Materialien z.B. Hevea-Gummi-Verbindungen umfassen, die eine Dielektrizitätskonstante von K = 36 bei f = 10³ Hz und K = 9 bei f = 10⁶ Hz haben, wobei der Ohm'sche Verlust bekannt ist aus „Electromechanics of Particles by T. B. Jones" und Makromolekülen mit permanenten Dipolmomenten.
Das zusätzliche Material 182 kann ein natürliches oder künstliches Zellmaterial sein, das eine Frequenzabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante aufweist, wie dies in der Kurve 330 gemäß 6D dargestellt ist und wie dies in „Electromechanics of Particles by T. B. Jones" beschrieben ist. Derartige Partikel sind weiter geeignet zur Erzeugung einer elektronisch adressierbaren Kontrasttinte.
In 6B ist ein System dargestellt, das in der Lage ist, ein Farbdisplay zu bewirken. Die Mikrokapsel 120 enthält einen Partikel mit einer ersten Dielektrizitätskonstanten mit einer ersten Leitfähigkeit einer ersten Farbe 186 und einen Partikel mit einer zweiten Dielektrizitätskonstanten mit einer zweiten Leitfähigkeit einer zweiten Farbe und mit einer inneren Phase mit einer dritten Dielektrizitätskonstanten mit einer dritten Leitfähigkeit einer dritten Farbe 190. Gemäß dem Diagramm 6E ist es auf dem Gebiet der Elektromechanik von Partikeln bekannt, dass bei Partikeln mit Ohm'schem Verlust (z.B. begrenzter Leitfähigkeit) bei niedriger Frequenz die Gleichstromleitfähigkeit die Dielektrizitätskonstante beeinflusst, während bei hohen Frequenzen die dielektrische Polarisation die Dielektrizitätskonstante beeinflusst. So hat ein Partikel mit endlich begrenzter Leitfähigkeit eine Dielektrizitätskonstante K als Funktion der Frequenz f wie im Diagramm 6E die Kurve 338. Ein zweiter Partikel einer zweiten Farbe hat eine Dielektrizitätskonstante K als Funktion der Frequenz f, wie in Kurve 340 nach 6E dargestellt. Schließlich hat eine innere Phase ohne Leitfähigkeit eine frequenzunabhängige Dielektrizitätskonstante K gemäß Kurve 336. Wenn ein Wechselstromfeld der Frequenz f1 an die Elektroden 270 und 280 angelegt wird, dann wird das Material 186 der Farbe M nach dem hohen Feldbereich proximal zu den Elektroden angezogen und bewirkt demgemäß, dass die Mikrokapsel als eine Mischung der Farben C und Y erscheint, wenn sie von oben betrachtet wird, und zwar infolge der anderen Partikel bzw. der inneren Phase. Wenn ein Wechselstromfeld der Frequenz f2 über die Elektroden 270 und 280 angelegt wird, dann wird das Material 188 der Farbe Y nach dem Bereich hohen Feldes proximal nach den Elektroden angezogen und bewirkt demgemäß, dass die Mikrokapsel als eine Mischung der Farben C und M erscheint, wenn sie von oben betrachtet wird. Wenn schließlich ein Wechselstromfeld der Frequenz f3 über die Elektroden 270 und 280 angelegt wird, dann wird die innere Phase 190 und die Farbe C nach dem Bereich hohen Feldes proximal nach den Elektroden angezogen und bewirkt demgemäß, dass die Mikrokapsel als eine Mischung der Farben M und Y erscheint, wenn sie von oben betrachtet wird. Wenn C, M und Y Cyan, Magenta und Gelb entsprechen, dann ergibt sich ein Farbdisplay.
Es ist klar, dass zahlreiche andere Kombinationen von Partikeln mit frequenzabhängigen Dielektrizitätskonstanten, die aus verschiedenen physikalischen Prozessen wie oben erwähnt herrühren, benutzt werden können, um ein frequenzabhängiges elektronisch adressierbares Display zu schaffen.
Zusätzlich zu den mikroverkapselten elektronisch adressierbaren Kontrastmedientinten, die in den 3 bis 6 diskutiert wurden, zeigen 7 bis 9 andere Typen elektronisch aktiver Tintensysteme. Aus dem Stande der Technik ist es bekannt, Metalle oder Widerstandsmaterialien in einem Bindemedium abzulagern, das später ausgehärtet werden kann, um leitfähige Bereiche oder Widerstandsbereiche zu erzeugen. In der folgenden Beschreibung werden neuartige Mittel erläutert, um Halbleitermaterialien in einem Binder von Substratmaterialien einer großen Klasse einerseits abzulagern und um Metalle, Widerstandsmaterialien oder Halbleitermaterialien außerhalb eines Vakuums in einem beliebigen Muster andererseits aufzutragen, ohne dass es notwendig wäre, ein Ätzen bei Substraten sehr unterschiedlicher Ausbildung durchzuführen.
Gemäß einem System kann eine Halbleitertinte 350 hergestellt werden, indem ein Halbleiterpulver 355 in einem geeigneten Binder 356 dispergiert wird. Das Halbleiterpulver kann Silizium, Germanium oder GaAs oder ein anderes geeignetes Halbleitermaterial sein und es kann weiter n-Typ-Verunreinigungen, beispielsweise Phosphor, Antimon oder Arsen oder p-Typ-Verunreinigungen, beispielsweise Bor, Gallium, Indium oder Aluminium oder andere geeignete n- oder p-Typ-Dotierungen aufweisen, wie dies auf dem Gebiet der Halbleiterfabrikation bekannt ist. Der Binder 356 kann ein Vinylmaterial, ein in der Wärme aushärtbares Plastikmaterial oder ein ultraviolett aushärtbares Material oder ein anderer geeigneter Binder sein, wie dies auf dem Gebiet der leitfähigen Tinten bekannt ist. Die Halbleitertinte 350 kann durch Drucktechniken aufgebracht werden, um Schalt- oder Logikstrukturen zu erzeugen. Die Drucktechnik kann ein Fluidausgabesystem 370 aufweisen, bei dem eine oder mehrere Tinten 372, 374 in einem gewünschten Muster auf einem Substrat ausgedruckt werden. Stattdessen kann das Tintensystem 350 durch einen Siebdruck 377 aufgebracht werden, bei dem die Tinte 380 durch eine mit Musteröffnungen versehene Maske 378 auf ein Substrat 379 aufgetragen wird, um ein gewünschtes Muster zu erzeugen. Wenn dieses Tintenmuster 360 ausgehärtet in die Nähe der Partikel 355 aus Halbleiterpulver gebracht wird, dann wird eine kontinuierlich durchgefärbte Struktur mit Halbleitereigenschaften 365 erzeugt.
In 8 ist ein System dargestellt, um auf einem Substrat 388 leitfähige Bereiche oder Halbleiterbereiche 390 entsprechend einer auftreffenden Lichtquelle 382 zu erzeugen, die mittels eines optischen Strahlsteuergerätes 384 gesteuert werden kann. Die Arbeitsweise dieses Systems basiert auf einer Mikrokapsel 386, die ein Metallsalz oder ein Halbleitersalz in Lösung enthält. Bei Belichtung durch das Licht 382, das ein UV-Licht sein kann, wird das Metallsalz oder das Halbleitersalz zu Metall oder Halbleiter reduziert und die Mikrokapsel wird gleichzeitig aufgebrochen, was zu einer Ablagerung eines leitfähigen oder Halbleiterbereichs führt.
In 9A ist ein Tintenstrahlsystem zur Ablagerung metallischer oder Halbleiterbereiche 410 dargestellt. Bei diesem System wird ein Strahl, der ein Metallsalz oder ein Halbleitersalz 420 enthält, auf ein Substrat 400 in Verbindung mit einem Strahl, der ein Reduzierungsmittel 430 enthält, aufgetragen. Beispielsweise kann zur Erzeugung eines metallischen Bereiches Silbernitrat (AgNO3) für den Strahl 420 benutzt werden und ein geeignetes Aldehyd kann für den reduzierenden Strahl 430 benutzt werden. Es sind zahlreiche weitere Beispiele der Chemie auf dem Gebiet der stromfreien Plattierung bekannt. Bei allen derartigen Beispielen sind die Strahlen beweglich und derart steuerbar, dass ein willkürliches Muster aufgedruckt werden kann.
9B zeigt ein System, das ähnlich dem System gemäß 9A ist. In diesem Fall kann ein Elektronenstrahl 470 anstelle des reduzierenden Strahles benutzt werden, um eine Reduktion eines Metallsalzes oder eines Halbleitersalzes zu bewirken, die aus einem Strahl 460 austreten. Eine geerdete Ebene 450 kann benutzt werden, um den Elektronenstrahl zu erden.
Gemäß 9C ist ein Tintenstrahlsystem zur Ablagerung eines metallischen Bereiches oder eines Halbleiterbereiches vorgesehen, basierend auf einer Elektroplattierung. Bei diesem System wird ein Metallsalz oder ein Halbleitersalz in einem Strahl 480 auf einem Potential V gehalten, das auf einem Substrat 410 elektroplattiert werden kann, wodurch ein metallischer Bereich oder ein Halbleiterbereich erzeugt wird.
Gemäß 9D werden bekannte Mittel zur UV-Reduktion eines Metallsalzes von einem Tintenstrahlkopf benutzt. Bei dem erfindungsgemäßen System kann ein Strahl, der ein Metallsalz oder ein Halbleitersalz 490 enthält, auf ein Substrat 400 in Verbindung mit einem gerichteten Lichtstrahl 495 auftreffen derart, dass das Metallsalz oder das Halbleitersalz zu einem leitfähigen oder halb leitfähigen Bereich 410 reduziert wird. Stattdessen kann ein Strahl 490 ein photoleitfähiges Material und ein Metallsalz enthalten, die, verursacht durch Photoleitfähigkeit, auf der Oberfläche 400 durch Anwendung einer Lichtquelle 495 elektroplattiert werden, wie dies auf dem Gebiet der Photoleiter-Elektroplattierung üblich ist.
In 9E ist ein System für einen beweglichen Ablagerungskopf 500 dargestellt, der eine Kammer 520 enthält, die mit einem inerten Gas über einen Einlass 510 gefüllt wird und die weiter Ablagerungsmittel 530 enthält, die thermisch durch Sputtering, durch Elektronenstrahl oder andere Maßnahmen aufgetragen werden.
Der bewegliche Kopf 500 kann ein Metall, einen Halbleiter, einen Isolator, Spin-Material oder anderes Material in einem willkürlichen Muster auf Substraten 540 verschiedenster Art ausdrucken. In gewissen Fällen wird ein solches Substrat 540 gekühlt oder abgeschreckt, um eine Beschädigung durch diese Materialien zu vermeiden, die bei erhöhten Temperaturen auftreten können.
Gemäß 10 können die oben beschriebenen elektronisch aktiven Tintensysteme und Druckvorrichtungen angewandt werden, um Schalt- oder Logikstrukturen zu erzeugen. Wie aus den 10A bis 10B hervorgeht, kann ein NPN-Transistor hergestellt werden, der aus einem n-Emitter 950, einer p-Basis 954 und einem n-Kollektor 952 besteht.
Stattdessen kann ein Feldeffekttransistor, beispielsweise ein Metalloxid-Halbleiter, ausgedruckt werden. Ein derartiger Transistor besteht aus p-Typ-Material 970, einem n-Typ-Material 966, einer n-Typ-Inversionsschicht 968, einer Oxidschicht 962, die als Gatter einer Quellleitung 960 und einer Drainleitung 964 dient. Es ist leicht verständlich, dass mehrere Schichten der Logik ausgedruckt werden können, indem geeignete Isolierschichten zwischen den Logikschichten angeordnet werden. Weiter können dreidimensionale Verbindungen zwischen verschiedenen Logikschichten über Verbindungen in den Isolierschichten hergestellt werden.
Gemäß 10D kann eine ausgedruckte Solarzelle hergestellt werden, indem einige oder alle der Metallkontaktschichten 972, eine p-Typ-Schicht 974 und eine n-Typ-Schicht 976 sowie eine Isolierschicht 978 ausgedruckt werden. Das Licht 979, das auf die Struktur auftrifft, erzeugt einen Strom, wie dies auf dem Gebiet der Solarzellen bekannt ist. Derartige gedruckte Solarzellen können nützlich sein in sehr dünnen, kompakten und/oder billigen Strukturen, wo eine Energie benötigt wird.
Die Tintensysteme und die Druckvorrichtungen, die in der vorstehenden Beschreibung erläutert wurden, können nützlich sein bei der Herstellung einer großen Vielfalt elektronisch funktionierender Strukturen. Die 11 bis 14 zeigen eine Anzahl möglicher derartiger Strukturen, die auf diese Weise hergestellt werden können.
11 zeigt ein elektronisches Display, umfassend elektronisch adressierbare Kontrastmedien 640, Adressierungsleitungen 610 und 620 und Logikelemente 670, die alle oder von denen einige im Tintendruck hergestellt werden können, wie dies in der vorstehenden Beschreibung erläutert wurde.
Gemäß 12 kann ein elektrostatischer Motor eine Analoguhr oder eine Armbanduhr bilden, die gedruckte Leiterelemente 720, 730, 740 und 760 enthält, die auf einem Substrat 700 aufgedruckt sind. Diese Elemente können, wenn sie durch eine logische Steuerschaltung 710 abwechselnd zwischen positiven, negativen oder neutralen Umständen umgeschaltet werden, ein Element 750 veranlassen, sich zu verschieben, so dass ein Motor oder ein Antrieb gebildet wird. Im Falle der Vorrichtung nach 12 können sämtliche Leiterelemente und/oder sämtliche logischen Steuerelemente unter Benutzung von Tintensystemen und Druckvorrichtungen aufgedruckt werden, wie sie in der obigen Beschreibung erläutert wurden.
In 13 ist eine Armbanduhr 800 dargestellt, bei der das Armband 820 ein elektronisch adressierbares Display 830 enthält, auf dem einige oder alle Komponenten des Displays einschließlich der elektronisch adressierbaren Kontrastmedien, der Adressierungsleitungen und/oder der Logik durch Tintendrucksysteme und Druckvorrichtungen hergestellt wurden, wie dies in der vorstehenden Beschreibung erläutert wurde. Eine solche Herstellung kann in Bezug auf die Erzeugung einer kostengünstigen, leicht herstellbaren und dünnen Displayfunktion vorteilhaft sein. Die Steuerknöpfe 810 können zur Steuerung des Displays 830 dienen.
In 14 ist ein Spin-Computer dargestellt, bei dem die Dipole 912 mit einem Dipolmoment 914 an den Knoten von Zeilen 920 und Spalten 930 von Adressierungsleitungen angeordnet sind. Ein derartiger Computer arbeitet durch initiale Adressierung der Dipole auf eine initiale Bedingung durch die Adressierungsleitungen, und es können dann die Dipolverbindungen einen Endzustand des Systems als Ganzes erzeugen, wodurch eine Berechnung stattfinden kann, wie dies auf dem Gebiet der Spin-Ising-Modelle und zelluaren Automaten üblich ist. Die Dipole können aus dipolaren Mikrokugeln 912 bestehen, die in einer Mikrokapsel 910 mikroverkapselt sind oder sie können eine andere Form von Dipolen aufweisen und/oder eine andere Ausbildung der Verkapselung.
Die Erfindung wurde speziell in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben. Es ist jedoch für den Fachmann klar, dass zahlreiche Änderungen in der Form und in Einzelheiten durchgeführt werden können, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, wie diese in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

Elektrisch adressierbare Tinte mit Mikrokapseln (120), von denen jede folgendes umfasst: erste Partikel (210) einer Farbe mit einer ersten Ladung, und zweite Partikel (220) einer anderen Farbe mit einer zweiten Ladung entgegengesetzter Polarität; wobei durch Anlegen eines elektrischen Feldes mit einer ersten Polarität an die Mikrokapseln eine wahrnehmbare Farbänderung bewirkt wird, indem die ersten oder zweiten Partikel in einer Richtung gemäß dem Feld wandern.
Elektrisch adressierbare Tinte nach Anspruch 1, bei welcher sich die ersten Partikel (210) und die zweiten Partikel (220) gemäß dem elektrischen Feld bewegen.
Elektrisch adressierbare Tinte nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher jeder erste Partikel (210) einen Farbstoff (230) aufweist.
Elektrisch adressierbare Tinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher jeder der ersten Partikel (210) außerdem ein Farbanzeigesystem (260) aufweist.
Elektrisch adressierbare Tinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die ersten (210) und die zweiten Partikel (220) beim Fehlen eines elektrischen Feldes im Wesentlichen unbeweglich sind.
Elektrisch adressierbare Tinte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher ein jeder der zweiten Partikel (220) eine Substanz aufweist, die in der Lage ist, mit den ersten Partikeln (210) zu reagieren, wobei das Anlegen eines ersten elektrischen Feldes bewirkt, dass die ersten Partikel getrennt von der Substanz derart gehalten werden, dass die Tinte in einem ersten Farbzustand gehalten wird, und bei Anlegen eines zweiten elektrischen Feldes die ersten Partikel und die Substanz reagieren, um eine Verbindung zu schaffen, die einen zweiten Farbzustand aufweist.
Elektrisch adressierbare Tinte nach Anspruch 6, bei welcher die ersten Partikel (210) und das Substrat reagieren, um eine Verbindung zu schaffen, die einen Farbzustand besitzt, wenn wenigstens das erste oder das zweite elektrische Feld Null ist.