显示设备的制作方法

电子纸(“e-paper”)是被设计成再现(recreate)普通纸上的油墨的外观的显示技术。电子纸的一些示例像普通纸一样反射光，并且可能能够显示文本和图像。一些电子纸被实现为像纸一样的柔性的薄片。一个熟悉的电子纸实现方式包括电子阅读器。

附图说明

图1图示成像系统的一个示例。

图2图示显示设备的一个示例。

图3图示显示设备的另一个示例。

图4图示显示设备的另一个示例。

图5图示显示设备的另一个示例。

图6图示显示设备的另一个示例的横截面图。

图7图示电子纸(“e-paper”)显示设备的一个示例的横截面图。

图8图示成像设备的一个示例。

图9是图示用于写入到显示设备的方法的一个示例的流程图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，对形成其一部分的附图进行参考，并且在附图中通过图示的方式示出可在其中实践本公开的具体示例。将理解：可利用其它示例并且可进行结构或逻辑改变，而不脱离本公开的范围。因此下面的详细描述不应以限制性意义来理解，并且本公开的范围由所附权利要求限定。将理解：除非另有特别说明，否则本文描述的各种示例的特征可与彼此部分或全部地组合。

电子纸(“e-paper”)用在各种显示应用中，该显示应用诸如标牌、电子书、平板电脑、卡、海报和定价标签。电子纸具有几个像纸一样的特征。例如，电子纸是使用环境光作为照明源的反射显示器。环境光照到表面，并且被反射到观看者。与印刷中使用的颜料类似的颜料的使用允许在宽范围的角度和照明条件(包括丰富的阳光)下读取电子纸。环境光的使用还消除对由设备产生的照明(诸如背光)的需要。这最小化由电子纸使用的功率。另外，电子纸不使用功率来维持图像(即，维持状态是无源的)。一旦图像被写入，图像就在电子纸上保持延长的时间段或者直到电子纸被重写。因而，典型的电子纸主要使用功率，用于改变电子纸的光学状态(即，状态改变是有源的)。

典型地通过在接近包含带电颜料颗粒的微胶囊的层的表面上生成电荷来写入电子纸。表面上的电荷吸引或排斥微胶囊中的非固定的带电颜料颗粒以创建期望的图像。没有物理供给(例如油墨)用于写入到电子纸，并且用于写入到电子纸的功率低。

下面的公开描述显示设备的示例，诸如礼品卡、预付卡、借记卡、信用卡、访问卡或包括无源电子纸显示器的其它合适的设备。电子纸显示器通过从成像设备接收电子纸显示器的成像表面上的电荷而可成像。电子纸显示器包括：可以在其中重写显示的内容的第一部分，以及可以在其中使得显示的内容永久的第二部分。一旦使得第二部分的显示的内容永久，第二部分就不可以被重写。在一个示例中，通过为第二部分电禁止接地返回路径，可以使得在第二部分中显示的内容永久。通过使用可熔链接(fusible link)、与电开关(例如晶体管)结合的智能芯片，或者通过将到成像表面的接地返回路径短路，可以电禁止接地返回路径。替代地，可通过为第二部分物理地断开接地返回路径而机械地禁止接地返回路径。在另一个示例中，通过改变第二部分的电化学性质，可以使得在第二部分中显示的内容永久。在另一个示例中，与电开关结合的安全智能芯片可用于动态地控制第二部分的可写性以使能基于系统的安全应用。

图1图示成像系统100的一个示例。成像系统100包括成像设备102和电子纸显示设备106。在一个示例中，电子纸显示设备106是礼品卡、预付卡、借记卡、信用卡、访问卡或其它合适的设备。电子纸显示设备106包括与成像表面112相对的第一接地电极108和第二接地电极110。第一接地电极108为电子纸显示设备106的第一部分提供第一反电极。第二接地电极110为电子纸显示设备106的第二部分提供第二反电极。电子纸显示设备106还包括当电场或电荷被施加到电子纸显示设备106的成像表面112时切换颜色的有源层。在一个示例中，有源层包含可转换的颜料或染料组合。树脂或聚合物可用于封装有源层。下面参照图7进一步描述电子纸显示设备106的一个示例。

成像设备102擦除和/或写入到电子纸显示设备106。在擦除或写入到电子纸显示设备106之前和期间，成像设备102通过接地连接104a电耦合到电子纸显示设备106。接地连接104a通过接地连接104b电耦合到第一接地电极108，并且通过接地连接104c电耦合到第二接地电极110。一旦已经擦除和/或写入电子纸显示设备106，就可移除接地连接104a。

第一接地电极108和接地连接104b以及第二接地电极110和接地连接104c允许反电荷分别从成像设备102流到第一接地电极108和第二接地电极110。因而，电子纸显示设备106基本上保持电荷中性，尽管电荷被喷射到成像表面112上。在没有第一接地电极108和/或第二接地电极110与成像设备102之间的连接的情况下，没有可感知量的电荷可以被喷射到成像表面112上，并且因而没有信息可以被写入到电子纸显示设备106。

在写入到电子纸显示设备106之后，可切断(sever)接地连接104c，使得第二接地电极110不可以重新电耦合到接地连接104a。因此，显示在与第二接地电极110相对的电子纸显示设备106的部分中的内容变得永久。在一个示例中，不切断接地连接104b，使得第一接地电极108可以重新电耦合到接地连接104a。因此，与第一电极108相对的电子纸显示设备106的部分可被重写。

图2图示显示设备120的一个示例。显示设备120可用在先前参照图1描述和图示的成像系统100中。显示设备120包括：支撑结构122，以及包括第一部分124和第二部分126的电子纸显示器。电子纸显示器被安装在支撑结构122中。支撑结构122可以由透明材料或不透明材料组成。支撑结构122可以由聚酯、塑料、玻璃、透明聚脂薄膜或其它合适的材料组成。在一个示例中，支撑结构122包括底层和顶层，其中电子纸显示器被布置在底层与顶层之间。在该示例中，支撑结构122被成形以提供采用卡(诸如礼品卡、预付卡、借记卡、信用卡或访问卡)形式的显示设备120。

电子纸显示器的第一部分124是可重写的。可以选择性地禁止重写到电子纸显示器的第二部分126。第一部分124包括第一接地电极(例如先前参照图1描述和图示的接地电极108)，并且第二部分126包括第二接地电极(例如先前参照图1描述和图示的接地电极110)。在一个示例中，显示设备120内的到第二接地电极的电链接可以被选择性地切断，以防止第二部分126的重写。

在一个示例中，第一部分124可用于显示可以被更新的内容，而第二部分126可用于显示不可以被更新的内容。例如，对于支付卡应用，第一部分124可显示可更新的卡余额(card balance)，而第二部分126可显示在支付卡的激活时被写入一次并且然后成为永久的安全性代码。在另一个示例中，第二部分126可保持可更新，直到发生指定事件，诸如显示设备的期满或显示设备的未授权使用(其可以由授权过程使用智能芯片来控制)。在该示例中，可向第二部分126写入向用户指示事件和/或指令的消息。在其它示例中，第一部分124和第二部分126可以用于其它合适的应用。

虽然显示设备120包括第一部分124和第二部分126，但是在其它示例中，显示设备可包括任何合适数量的部分，每个部分具有对应的接地电极。在这种情况下，显示设备可被设计成使得能够使用本文所述的技术来选择性地禁止电子纸显示器的一个或多个部分。

图3图示显示设备130的另一个示例。显示设备130可用在先前参照图1描述和图示的成像系统100中。显示设备130包括：支撑结构122，以及包括第一部分124和第二部分126的电子纸显示器。电子纸显示器被安装在支撑结构122中。显示设备130还包括接地连接触点132、可熔链接140以及触点136和138。在一个示例中，接地连接触点以及触点136和138被暴露在支撑结构122的表面上，并且可熔链接140被包围在支撑结构122内。

接地连接触点132通过接地连接134电耦合到电子纸显示器的第一部分124的接地电极。接地连接触点132用于在擦除和/或写入到显示设备130期间将成像设备(例如先前参照图1描述和图示的成像设备102)耦合到显示设备130的接地电极。可熔链接140将电子纸显示器的第一部分124的接地电极电耦合到电子纸显示器的第二部分126的接地电极。触点136电耦合到可熔链接140的一侧，并且触点138电耦合到可熔链接140的另一侧。

可熔链接140在电子纸显示器的第一部分124的接地电极与电子纸显示器的第二部分126的接地电极之间提供选择性地可切断的电链接。由于可熔链接140完好无损，电子纸显示器的第一部分124的接地电极电耦合到电子纸显示器的第二部分126的接地电极，使得能够写入到第二部分126。一旦可熔链接140被切断，电子纸显示器的第一部分124的接地电极就与电子纸显示器的第二部分126的接地电极电隔离，使得禁止写入到第二部分126。在写入到第二部分126被禁止的情况下，在第二部分126中显示的内容是永久的。

在一个示例中，可熔链接140是可以通过在触点136与138之间施加足够大的电流而断开的保险丝。在另一个示例中，可熔链接140包括导电材料，该导电材料在暴露于辐射时变成非导电。导电材料可以是离子聚合物电解质，该离子聚合物电解质在暴露于紫外线(UV)辐射或其它较短波长的辐射时粘合(bind)电荷转移剂。在该示例中，可排除触点136和138。在其它示例中，其它电化学装置可用于禁止写入到第二部分126。在另一个示例中，可熔链接140基于电解质耗尽。当在触点136与138之间通过足够的电荷时，电荷转移剂在触点136和138中的至少一个上耗尽，从而使可熔链接断开。在其它示例中，可熔链接140可以被(诸如通过穿过可熔链接冲压孔，断开可熔链接内的内部气泡，切割可熔链接，或者通过另一个合适的机械工艺)机械地物理断开。在又一个示例中，可熔链接140可以通过感应的电流加热(诸如由于微波辐射或其它电磁换能器)而断开。

图4图示显示设备150的另一个示例。显示设备150可用在先前参照图1描述和图示的成像系统100中。显示设备150包括：支撑结构122，以及包括第一部分124和第二部分126的电子纸显示器。电子纸显示器被安装在支撑结构122中。显示设备150还包括接地连接触点132和电路152。电路152包括智能芯片154、第一开关156(例如场效应晶体管(FET))和第二开关158(例如FET)。

接地连接触点132通过接地连接160电耦合到第一开关156的一侧和第二开关158的一侧。接地连接触点132用于在擦除和/或写入到显示设备150期间将成像设备电耦合到显示设备150的接地电极。第一开关156的另一侧通过接地连接162电耦合到电子纸显示器的第一部分124的接地电极。第二开关158的另一侧通过接地连接164电耦合到电子纸显示器的第二部分126的接地电极。

第一开关156和第二开关158由智能芯片154控制，以使能或禁止写入到电子纸显示器的第一部分124和/或第二部分126。智能芯片154导出功率，并且通过直接接触、近场通信(NFC)、电感耦合或另一个合适的方法与成像设备通信。成像设备与智能芯片154之间的数据交换确定使能电子纸显示器的哪些部分(如果有的话)以用于写入。在一个示例中，关于使能电子纸显示器的哪些部分以用于写入的确定基于认证协议的结果。如果电子纸显示器的第一部分124被使能，开关156闭合以将接地连接触点132电耦合到第一部分124的接地电极。如果电子纸显示器的第一部分124被禁止，开关156打开以将接地连接触点132与第一部分124的接地电极电隔离。同样地，如果电子纸显示器的第二部分126被使能，开关158闭合以将接地连接触点132电耦合到第二部分126的接地电极。如果电子纸显示器的第二部分126被禁止，开关158打开以将接地连接触点132与第二部分126的接地电极电隔离。

图5图示显示设备170的另一个示例。显示设备170可用在先前参照图1描述和图示的成像系统100中。显示设备170包括：支撑结构122，以及包括第一部分124和第二部分126的电子纸显示器。电子纸显示器被安装在支撑结构122中。显示设备170还包括第一接地连接172和第二接地连接174。在一个示例中，每个接地连接172和174包括接地连接触点。在另一个示例中，接地连接172和174电耦合到一个接地连接触点。

第一接地连接172未断开，因而电子纸显示器的第一部分124是可重写的。如176处所指示，第二接地连接174已断开，因而电子纸显示器的第二部分126不是可重写的。因此，显示在电子纸显示器的第二部分126上的任何内容是永久的。接地连接174在该示例中由机械工艺(诸如通过穿过接地连接174冲压孔)断开。机械工艺可在写入到电子纸显示器的第二部分126之后由成像设备执行，或者由另一个合适的设备执行。

图6图示显示设备180的另一个示例的横截面视图。显示设备180可用在先前参照图1描述和图示的成像系统100中。显示设备180包括：包括第一部分124和第二部分126的电子纸显示器。显示设备180还包括与第一部分124和第二部分126相对的公共接地电极109，以及在第二部分126的成像表面112上方的预导电油墨层182。公共接地电极109提供与第一部分124相对的第一接地电极108以及与第二部分126相对的第二接地电极110。

如本文和权利要求书中所使用的，“预导电油墨”是被施加并且其导电性随后例如通过用热、UV光或其它方式装置固化而增加的油墨。例如，油墨被以非导电状态施加，并且然后被固化到导电状态。

只要预导电油墨层182保持未固化，就使能写入到第二部分126。一旦预导电油墨层182被固化，就禁止写入到第二部分126。预导电油墨层182在固化时变得导电，由此电短路到第二接地电极110，并且电封装第二部分126的成像表面112。在第二部分126的成像表面112被电封装的情况下，禁止写入到第二部分126。因而，一旦固化预导电油墨层182，就使得由第二部分126显示的内容永久。

图7图示电子纸显示设备200的一个示例的横截面图。电子纸显示设备200包括第一接地电极201、第二接地电极202、有源层204、透明电荷接收层206、支撑结构220、第一接地连接222和第二接地连接224。有源层204包括由树脂或聚合物214封装的微胶囊208。在一个示例中，每个微胶囊208包括黑色颗粒210和悬浮在流体介质216中的白色颗粒212。电荷接收层206的表面207为电子纸显示设备200提供成像表面，并且在该示例中也是用于观看者218的观看侧。

环境光透射通过电荷接收层206，照到微胶囊208，并且被反射回到观看者218。当微胶囊208的白色颗粒212位于电荷接收层206附近时，微胶囊对观看者218呈现白色。当微胶囊208的黑色颗粒210位于电荷接收层206附近时，微胶囊对观看者218呈现黑色。颗粒210和212具有相反的电荷。例如，黑色颗粒210可以是带正电颗粒，而白色颗粒212可以是带负电颗粒。通过改变具有位于电荷接收层206附近的白色和黑色颗粒的交替微胶囊的布置来产生半色调，可以创建各种灰色度(shade of gray)。微胶囊208使用颗粒之间和/或颗粒与微胶囊表面之间的化学粘附来展示图像稳定性。例如，微胶囊208可以无限期地保持文本和图像而不使用电力，同时允许稍后改变文本或图像。

电子纸显示设备200的各种层和组件的结构、材料和尺寸可以适于具体的设计标准。在一个示例中，透明电荷接收层206可以由透明聚合物组成，并且可以具有在50μm与250μm之间的厚度。透明电荷接收层206还可以由保持电荷或者对电荷和/或离子是多孔或半多孔的材料组成。

每个微胶囊208的直径在电子纸显示器200内基本上是恒定的，并且在一个示例中可以在20μm与100μm之间，诸如50μm。第一接地电极201和第二接地电极202可以由诸如氧化铟锡的透明导电材料或者不透明材料组成。在一个示例中，第一接地电极201和第二接地电极202各自具有在10nm与1mm之间或更大的厚度，这取决于将如何使用电子纸显示设备200。

在其它示例中，电子纸显示设备200具有各种其它配置。例如，每个微胶囊208可包括悬浮在白色流体中的黑色颗粒。黑色颗粒可以是带正电颗粒或带负电颗粒。一个或多个微胶囊形成在电子纸显示设备200上显示的黑色和白色图像的像素。通过将黑色颗粒放置在电荷接收层206附近或远离电荷接收层206来创建黑色和白色图像。例如，具有位于远离电荷接收层206的黑色颗粒的微胶囊反射白色光，对应于在电子纸显示设备200上显示的图像的白色部分。相反，具有位于电荷接收层206附近的黑色颗粒的微胶囊对观看者218呈现黑色，对应于在电子纸显示设备200上显示的图像的黑色部分。可以通过使用具有位于电荷接收层206附近或远离电荷接收层206的黑色颗粒的半色调来创建各种灰色度。

电荷接收层206可用交替的蓝色、红色和绿色区域着色。相邻的蓝色、红色和绿色区域形成彩色像素。通过在电荷接收层206附近放置白色或黑色颗粒的不同组合来创建彩色图像。例如，具有位于电荷接收层206的红色和绿色区域附近的白色颗粒的彩色像素的微胶囊反射来自电子纸显示器200的红色和绿色光。观看者218将把该组合感觉为黄色像素。当微胶囊中的黑色颗粒位于电荷接收层206附近时，该彩色像素将对观看者218呈现黑色。另外或可替代地，每个微胶囊的黑色颗粒210可以由蓝色、红色或绿色带正或负电的颗粒替换。颗粒可以单独地或与着色的电荷接收层206组合用于创建期望的彩色图像。

接地连接222电耦合到第一接地电极201，以使能写入到与第一接地电极201相对的电子纸显示器的第一部分。接地连接224电耦合到第二接地电极202，以使能写入到与第二接地电极202相对的电子纸显示器的第二部分。如图7中所图示，接地连接224被切断，以防止重写与第二接地电极202相对的电子纸显示器的第二部分。

图8图示成像设备300的一个示例。在一个示例中，成像设备300提供先前参照图1描述和图示的成像设备102。成像设备300用于将信息写入到先前参照图2-7描述和图示的显示设备120、130、150、170、180和/或200中。成像设备300包括成像单元302和导电触点、辊、刷或带306。导电触点、辊、刷或带306通过信号路径304电耦合到成像单元302。成像单元302包括电晕(corona)写入单元308和电晕擦除单元312。

电晕写入单元308和电晕擦除单元312位于成像单元302的相同侧。在一个示例中，电晕写入单元308和电晕擦除单元312各自包括可寻址的非接触离子头。电晕擦除单元312朝着电子纸显示器的成像表面选择性地喷射负离子314，以通过排斥带负电颗粒和/或通过朝着成像表面吸引电子纸显示器内的带正电颗粒来擦除电子纸显示器上的任何文本和/或图像。电晕写入单元308朝着电子纸显示器的成像表面选择性地喷射正离子310，以通过排斥带正电颗粒和/或通过朝着成像表面吸引电子纸显示器内的带负电颗粒来在电子纸显示器上写入期望的文本和/或图像。

在电子纸显示器的擦除和/或写入期间，导电触点、辊、刷或带306与电子纸显示设备的一个或多个接地连接触点接触，以提供到电子纸显示器的第一接地电极和第二接地电极(例如先前参照图7描述和图示的第一接地电极201和第二接地电极202)的电连接。当使用导电辊或带时，辊或带还可以在电子纸显示器的写入期间设定在电晕写入单元308和电晕擦除单元312与电子纸显示器之间的间隔。导电辊或带由任何合适的导电材料(诸如金属或导电橡胶)组成。当使用导电刷时，刷由任何合适的导电材料(诸如金属或碳)组成。

图9是图示用于写入到显示设备的方法400的一个示例的流程图，该显示设备诸如先前参照图2描述和图示的显示设备120。在402处，该方法包括写入到电子纸显示器的第一部分(例如显示设备120的第一部分124)。在404处，该方法包括写入到电子纸显示器的第二部分(例如显示设备120的第二部分126)。在406处，该方法包括禁止电子纸显示器的第二部分的重写。在一个示例中，禁止第二部分的重写包括切断到第二部分的接地连接。在另一个示例中，禁止第二部分的重写包括电子地烧断第一部分的接地电极与第二部分的接地电极之间的保险丝。在另一个示例中，禁止第二部分的重写包括物理地断开第一部分的接地电极与第二部分的接地电极之间的电链接。

虽然已经在本文中图示和描述了具体示例，但是各种替代和/或等同实现方式可代替所示出和描述的具体示例而不脱离本公开的范围。本申请旨在覆盖本文讨论的具体示例的任何修改或变化。因此，意图是本公开仅仅由权利要求及其等同物限制。