JP2004500584A - Applications for encapsulated electrophoretic displays - Google Patents

Abstract

従来のスクリーン印刷における多色工程に類似の複数の印刷動作を含む、電子的にアドレス可能な表示装置を製造するための工程である。いくつかの工程ステップにおいて、電気的に不活性なインクが受容基板の領域上に印刷され、他のステップにおいて、電気的に活性なインクが基板の異なる領域上に印刷される。印刷された表示装置は、様々な用途において用いられ得る。この表示装置は、ある時間の経過後に、あるいはある圧力、熱、放射、湿度、音響、傾斜、ｐＨまたは他のしきい値を超えたときに、表示装置の状態を変化させることによって指示器として用いられ得る。一つの実施態様において、表示装置がバッテリ指示器に組み込まれる。ステッカ表示装置が記載される。ステッカは接着材で裏打ちされ、次いで、機能的情報表示ユニットを製造するために表面に貼付けられ得る。本発明は、高周波を用いて電力供給および制御の両方が行われる表示装置も特色とする。本発明は、表示装置を制御、アドレス、および電力供給するための完備システムを記載する。このシステムは、一つまたは複数のアンテナ、受動充電回路、および能動制御システム、表示装置、およびエネルギー格納ユニットを含む。表示装置のための遠隔電力を提供する分離送信器もある。このシステムは、店内、幹線道路、または空港内などの情報の断続的な更新を提供するために有用ないずれの場所でも用いられることが意図される。広面積表示装置のためのモジュラシステムを可能にするタイルベースの表示装置は、印刷可能な表示材料を用いて製造される。
【選択図】図９This is a process for manufacturing an electronically addressable display device that includes a plurality of printing operations similar to the multicolor process in conventional screen printing. In some process steps, the electrically inert ink is printed on areas of the receiving substrate, and in other steps, the electrically active ink is printed on different areas of the substrate. Printed display devices can be used in various applications. The display can be used as an indicator by changing the state of the display after a certain time, or when a certain pressure, heat, radiation, humidity, sound, slope, pH or other threshold is exceeded. Can be used. In one embodiment, the display is integrated into the battery indicator. A sticker display is described. The sticker may be lined with an adhesive and then applied to a surface to produce a functional information display unit. The invention also features a display device in which both power is supplied and controlled using high frequencies. The present invention describes a complete system for controlling, addressing, and powering a display device. The system includes one or more antennas, a passive charging circuit, and an active control system, a display, and an energy storage unit. There are also separate transmitters that provide remote power for the display. The system is intended to be used anywhere that is useful for providing intermittent updates of information, such as in stores, on highways, or in airports. Tile-based displays that enable a modular system for large area displays are manufactured using printable display materials.
[Selection diagram] FIG.

Description

【０００１】
（発明の属する技術分野）
本発明は、カプセル化された電気泳動（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ）表示装置のための用途、特に、可撓性表示装置に関する。
【０００２】
（発明の背景）
多くの用途が、表示装置を含むことにより利益を受け得る。例えば、映写装置、スケッチ装置、電話、ポケットブックおよびバッテリ指示器は、過渡的情報を表示するいくつかの用途にしかすぎない。今日まで、このような用途は概して電力消費が非常に小さい可撓性表示装置を必要とするので、表示装置の幅広い組込みが妨げられてきた。
【０００３】
高度に可撓性の反射型表示媒体の開発に多くの労力が使われたにもかかわらず、半可撓性基板上に形成された表示装置の例は相対的に少なく、これらの例はほどほどの成功を博しているにすぎない。例えば、ツイスティッド・ネマチック（ＴＮ）、超ツイスティッド・ネマチック（ＳＴＮ）、ポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）および双安定コレステリック液晶を含むプラスチックベースの液晶表示装置が開発されている。しかし、ＴＮおよびＳＴＮ表示装置における液晶配向に問題が残り、コレステリック表示装置はセル間隙の変化に敏感であり、局所応力はＰＤＬＣおよびコレステリック膜の散乱または吸収度に変化を生じさせ得る。このように、これらの表示装置では、ほどほどの可撓性しか達成され得ない。
【０００４】
放射性エレクトロルミネセンス膜および有機発光ダイオード膜が、可撓性表示装置を製造するために可撓性基板上に配置され得る。しかし、これらの装置は動作のために継続的な電力消費を必要とし、従って、多くの用途に実用的ではない。
【０００５】
高度に可撓性の表示装置の開発に伴う別の問題は、表示素子をアドレスするための適切な導体がないことである。代表的には、プラスチック基板上に真空スパッタリングされたインジウム酸化錫（ＩＴＯ）層が、表示装置のための上部導体として用いられる。しかし、表示装置が屈曲されると、ＩＴＯ層に損害が与えられ得る。プラスチック基板の局所的湾曲が大きくなりすぎると、ＩＴＯ層は割れる傾向にあり、表示装置に損害を与える。
【０００６】
（発明の要旨）
本発明の目的は、容易に製造され得、電力消費が少なく（あるいは、双安定性表示装置の場合には電力消費が無い）、従って様々な用途に組み込まれ得る、高度に可撓性の反射性表示装置を提供することである。本発明は、カプセル化された電気泳動表示媒体を備える印刷可能な表示装置を特色とする。結果として得られる表示装置は可撓性である。表示媒体は印刷可能であり得るので、表示装置自体が安価に製造され得る。
【０００７】
カプセル化された電気泳動表示装置は、表示装置の光学的状態がある長さの時間安定であるように構成され得る。このように安定である二つの状態を表示装置が有するとき、表示装置は双安定性と称される。表示装置の二つを超える状態が安定である場合、表示装置は多安定性と称され得る。本発明の目的について、用語双安定性は、一旦アドレス電圧が除去されると、いずれかの光学状態が固定されたままである表示装置を示すために用いられる。双安定状態の定義は、表示装置の用途に依存する。必要とされる観察時間にわたって光学状態が実質的に変化しない場合、緩慢に減衰する光学状態は実際上双安定であり得る。例えば、数分毎に更新される表示装置においては、数時間または数日間安定である表示画像は、その用途について実際上双安定である。本発明において、用語双安定性は、意図されている用途について実際上双安定性であるように十分に長期間持続する光学状態を有する表示装置を示す。あるいは、一旦表示装置へのアドレス電圧が除去されると画像が迅速に減衰する（すなわち、表示装置が双安定性または多安定性ではない）カプセル化された電気泳動表示装置を構成することが可能である。記載されるように、いくつかの用途において、双安定性ではないカプセル化された電気泳動表示装置を用いることが有利である。カプセル化された電気泳動表示装置が双安定性であるかないか、およびその双安定性の程度は、電気泳動粒子、懸濁流体、カプセルおよび結合剤材料の適切な化学的改変によって制御され得る。
【０００８】
カプセル化された電気泳動表示装置は多くの形態を取り得る。表示装置は、結合剤中に分散されたカプセルを含み得る。カプセルはいずれものサイズまたは形状であり得る。カプセルは、例えば、球形であり得、ミリメートル範囲またはミクロン範囲の直径を有し得るが、好ましくは、１０から数百ミクロンである。カプセルは、以下に記載するようにカプセル化技術によって形成され得る。粒子はカプセル中にカプセル化され得る。粒子は、二つまたはそれ以上の異なるタイプの粒子であり得る。粒子は、例えば、着色、発光性、吸光性または透明であり得る。粒子は、例えば、ニート顔料、染色（レーキされた）顔料、または顔料／ポリマー複合材を含み得る。表示装置は、粒子が分散されている懸濁流体をさらに含み得る。
【０００９】
カプセル化された電気泳動表示装置の構成を成功させるには、ポリマー結合剤および選択的には、カプセル膜などのいくつかの異なるタイプの材料および工程の適切な相互作用が必要となる。これらの材料は、電気泳動粒子および流体と化学的に適合性、かつ互いに化学的に適合性でなければならない。カプセル材料は、電気泳動粒子との有用な表面相互作用に係わっても、または流体と結合剤との間の化学的または物理的境界として作用してもよい。
【００１０】
いくつかの場合において、工程のカプセル化ステップは必要ではなく、電気泳動流体が、結合剤（または結合剤材料への前駆体）中に直接分散または乳化され得、有効な「ポリマー分散電気泳動表示装置」が構成される。このような表示装置において、結合剤中で作られた間隙は、カプセル膜が存在しなくとも、カプセルまたはマイクロカプセルと称され得る。結合剤分散電気泳動表示装置は、乳化または位相分離タイプであり得る。
【００１１】
明細書を通じて、印刷または印刷されたという語が参照される。明細書を通じて用いられるように、印刷は、印刷およびコーティングの全ての形態を含むことが意図され、パッチ染色コーティング、スロットまたは押出しコーティング、スライドまたはカスケードコーティング、およびカーテンコーティングなどのプリメータコーティング（ｐｒｅｍｅｔｅｒｅｄ　ｃｏａｔｉｎｇ）；ロール式ナイフコーティング、ロール式往復コーティング（ｆｏｒｗａｒｄ　ａｎｄ　ｒｅｖｅｒｓｅ　ｒｏｌｌ　ｃｏａｔｉｎｇ）などのロール式コーティング；グラビアコーティング；浸漬コーティング；噴霧コーティング；メニスカスコーティング；スピンコーティング；ブラシコーティング；エアナイフコーティング；シルクスクリーン印刷工程；静電印刷工程；熱印刷工程；および他の同様の技術を含む。「印刷された素子」は、上記の技術のいずれか一つを用いて形成された素子を指す。
【００１２】
一つの局面において、本発明は指示器を特色とする。指示器は、基板、トランスデューサ、およびトランスデューサと電気的連通にある、基板上に印刷された電気的にアドレス可能な表示装置を含む。いくつかの実施態様において、トランスデューサは基板上に印刷され、他の実施態様において、従来通りに基板上に配置される。表示装置は、トランスデューサからの信号に応答した光学状態の変化を示す。一つの実施態様において、指示器はバッテリ指示器である。バッテリ指示器はバッテリと電気的に連通している、バッテリ上に印刷された電気的にアドレス可能な表示装置を備える。光学状態は、バッテリの電圧に応答して第１の値を示す。一つの詳細な実施態様において、バッテリ指示器は、マイクロカプセル化された表示媒体を含む電気泳動表示装置と、電気泳動表示装置に隣接して配置された第１の電極および第２の電極と、非線形素子と、分圧器と、抵抗器とを備える。第１のよび第２の電極は、電気泳動表示媒体に電界を印加する。非線形素子は、バッテリおよび第１の電極と電気的に連通している。バッテリ電極が所定のしきい値を超えると、非線形素子は第１の電極にバッテリ電圧を伝導する。分圧器は、バッテリおよび第２の電極と電気的に連通している。分圧器は、バッテリ電圧よりも小さい電圧を第２の電極に供給する。抵抗器は、非線形素子および分圧器と電気的に連通している。
【００１３】
別の局面において、本発明はステッカ表示装置を特色とする。電気的に活性なステッカ表示装置は、カプセル化された表示媒体と、表示媒体の第１の表面上に配置された接着層とを含む。いくつかの場合において、カプセル化された電気泳動表示装置は、付加的な接着層無しでステッカとして機能するためにそれ自体が十分に接着性であり得る。表示媒体は、電気光学的に活性な材料を含む。一つの実施態様において、電極を含む透明層は、表示媒体の表面に隣接して配置される。別の実施態様において、ステッカ表示装置は、透明層から接着層に延びるビアをさらに含む。
【００１４】
さらに別の局面において、本発明は、電気的に活性な表示装置を印刷する方法を特色とする。この方法は、（ａ）膜の第１の表面上に配置された透明電極構造を有する膜を提供するステップと、（ｂ）膜の第１の表面上に表示媒体を印刷するステップと、（ｃ）表示媒体の少なくとも一部を被服する第２の電極を印刷または積層するステップと、を包含する。表示媒体は、結合剤中に分散されたカプセル化された電気光学的に活性な材料を含む。
【００１５】
さらに別の局面において、本発明は無線制御表示装置を特色とする。無線制御表示装置は、カプセル化された表示媒体を有する電気的に活性な表示装置と、レシーバと、レシーバと電気的に連通している復号器と、を含む。表示装置は、復号器の出力に応答する。一つの実施態様において、表示装置は、表示装置に接続している電源をさらに含む。別の実施態様において、表示装置は、表示装置をアドレスするために基板上に配置された複数の行および列ドライバをさらに含む。さらに別の実施態様において、表示装置は、制御回路と連通しているアンテナをさらに含む。
【００１６】
さらに別の局面において、本発明は、電気的にアドレス可能な表示装置を製造するための工程を特色とする。本方法は、（ａ）基板を提供するステップと、（ｂ）結合剤中に分散された少なくとも一つのマイクロカプセルを含む電気的に活性なインクを、受容基板の第１の領域上に印刷するステップと、を包含する。電気的に活性なインクの光学的品質は、放送信号に応答して調節される。
【００１７】
さらに別の局面において、本発明は、電気的にアドレス可能な表示装置を印刷するための工程を特色とする。本方法は、（ａ）基板を提供するステップと、（ｂ）結合剤中に分散された少なくとも一つのマイクロカプセルを含む電気的に活性なインクを、受容基板の第１の領域上に印刷するステップと、を包含する。
【００１８】
さらに別の局面において、本発明は、電気的に活性な表示タイル（ｔｉｌｅ）を特色とする。タイルは、基板と、基板上に配置された電気的にアドレス可能な表示装置と、表示装置と電気的に連通している、基板上に配置された制御器と、表示タイルを他の表示タイルに接続するために基板上に配置された接続器と、を含む。表示装置は、カプセル化された表示媒体を含む。一つの実施態様において、表示タイルは、無線信号または他の電磁放射を受け取るためのレシーバをさらに含み、制御器は受け取られた無線信号に応答して表示を変える。他の実施態様において、表示タイルはメモリ素子格納データをさらに含み、制御器は、メモリ素子に格納されたデータに応答して表示を変える。
【００１９】
さらに別の局面において、本発明は着用可能な表示装置を特色とする。着用可能な表示装置は、着用可能な商品に組み込まれた電気的にアドレス可能な表示装置を含む衣料品と、表示装置と電気的に連通している制御器とを含む。表示装置は、カプセル化された表示媒体を含む。一つの実施態様において、制御器は着用可能な商品に組み込まれる。別の実施態様において、着用可能な商品はファッションアクセサリを含む。さらに別の実施態様において、着用可能な商品は、温度モニタまたは位置感知装置などの、着用可能な商品によって表示され得る別の商品から情報を受け取るためのインタフェースを含む。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明は、添付の請求項における詳細をもって示される。上記された本発明の利点は、さらなる利点と共に、添付の図面と関連して考慮される以下の記載を参照することによって、さらに理解され得る。図面において、同じ参照番号は、異なる図面を通して概して同じ部分を指す。また、図面は必ずしも共通の尺度を有さず、本発明の原理を示すことに概して重きが置かれる。
【００２１】
（発明の詳細な記載）
本発明によると、基板が提供され、電子インクが基板の第１の領域上に印刷される。本発明は、表示装置の製造において幅広い範囲の印刷およびコーティング技術を用いることを可能にする電子インクの物理的特性を利用する。電子インクは、少なくとも二つの相（ｐｈａｓｅ）を含む電気光学的に活性な材料である。すなわち、電気泳動コントラスト媒体相およびコーティング／結合相である。電気泳動相は、いくつかの実施態様において、透明なまたは染色された媒体中に分散された一種の電気泳動粒子、あるいは透明なまたは染色された媒体に分散された別個の物理的および電気的特性を有する一つを超える種の電気泳動粒子を含む。コーティング／結合位相は、一つの実施態様において、電気泳動相を取り巻くポリマーマトリクスを含む。この実施態様において、ポリマー結合剤中のポリマーは、乾燥、架橋結合、または従来のインクにおけるように他の方法で硬化され得、従って、印刷工程は電子インクを基板上に配置するために用いられ得る。電子インクは、用いられる特定のインクの機械的特性に依存して、いくつかの異なる工程によって印刷され得る。例えば、特定のインクの脆性または粘性によって、異なる工程が選択される結果となり得る。非常に粘性の高いインクはインクジェット印刷工程による配置には適しないが、脆性インクはロール式ナイフコーティング工程においては用いられ得ない。
【００２２】
電子インクの光学的品質は、他の電子表示装置材料とは大幅に異なっている。最も注目に値する相違は、電子インクは顔料ベースであるため（通常の印刷インクのように）、高度の反射率およびコントラストの両方を提供することである。電子インクから散乱される光は、観察（ｖｉｅｗｉｎｇ）表面の上部に近い非常に薄い層から来る。この点において、電子インクは通常の印刷された画像に類似している。従って、電子インクは、印刷されたページと同様な方法で広い範囲の視角から容易に見られる。このようなインクは、他のどのような電子表示装置材料よりもランベルト（Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎ）コントラスト曲線を接近して近似させる。電子インクは印刷され得るので、他のいずれもの印刷された材料を有する同じ表面上に含まれ得る。電子インクは全ての光学状態において光学的に安定にされ得る。すなわち、インクは持続する光学状態に設定され得る。電子インクを印刷することによる表示装置の製造は、この安定性があるために、低電力用途において特に有用である。
【００２３】
所望の場合、電子的に活性なおよび不活性なインクの色は接近して一致し得、反射率は同様であり得る。活性なインクと不活性なインクとの間で目立つ境界がないように、電子インクは印刷され得る。これは「色マッチング」または「色マスキング」と称される。従って、電子的に活性な部分を含む表示装置は、表示装置がアドレスされていないときには電子的に活性でないように見え得、表示装置をアドレスすることによって活性化され得る。電子インクは、米国同時係属出願第０８／９３５，８００号においてさらに詳細に記載され、その内容は本明細書において参考として援用される。
【００２４】
図１を参照すると、表示装置１が、第１の導電性コーティング２を基板３上に印刷し、電子インク４を第１の導電性コーティング２に印刷し、第２の導電性コーティング６を電子インク４上に印刷することによって製造される。導電性コーティング２および６は、インジウム酸化錫（ＩＴＯ）またはいくつかの他の適した導電性材料であり得る。導電性層２および６は、電解反応によって蒸気相から塗布され得るか、あるいは噴霧液滴または液体中の分散などの分散状態から溶着され得る。導電性コーティング２および６は、同一の導電性材料である必要はない。一つの詳細な実施態様において、基板３は、約４ミル（４　ｍｉｌ）の厚さを有するポリエステルシートであり、第１の導電性コーティング２は、ＩＴＯまたは透明ポリアニリンなどの透明な導電性コーティングである。第２の導電性コーティング６は、パターニングされた黒鉛層などの不透明な導電性コーティングであり得る。あるいは、第２の導電性コーティング６はポリマー性であり得る。ポリマーは本質的に導電性であり得るか、または銀をドーピングされたポリエステルまたは銀をドーピングされたビニル樹脂などの金属導体を有するポリマーキャリアであり得る。第２の電極として使用するために適した導電性ポリマーは、例えば、ポリアニリン、ポリピロル（ｐｏｌｙｐｙｒｏｌｅ）、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、およびそれらの誘導体を含む。これらの有機材料は、コーティングの前に適した溶媒中にコロイド状に分散または溶解され得る。
【００２５】
別の実施態様において、表示装置１は、第１の基板３上に第１の導電性コーティング２を印刷し、第１の導電性コーティング２上に電子インク４を印刷し、第２の基板３’上に第２の導電性コーティング６を印刷し、第２の導電性コーティング６が電子インク４と電気的な連通にあるように基板３および３’を構成することによって製造される。
【００２６】
電子インク４は複数のカプセルを含む。カプセルは、例えば、約１００ミクロンオーダーの平均直径を有し得る。この小さいカプセルは、カプセル自体を永久に変形または破裂させることなく、表示基板を著しく屈曲させることを可能にする。カプセル化された媒体自体の光学的外観は、これらのカプセルの湾曲によってほぼ影響を受けない。
【００２７】
表示装置を製造するために印刷法を用いる利益の一つは、コーティング可能な導電性材料を用いることによって真空スパッタリングされたＩＴＯの必要性が無くなることである。真空スパッタリングされたＩＴＯを印刷された導電性コーティングで置き換えることには、いくつかの点で利益がある。印刷された導体は薄くコーティングされ得、高い光透過性および第１の表面の低い反射性を可能にする。例えば、全透過は約８０％から約９５％の範囲であり得る。さらに、印刷された導電性コーティングは、真空スパッタリングされたＩＴＯよりも大幅に安価である。カプセル化された電気泳動表示媒体の別の利点は、相対的に低い導体、例えば、１０^３から１０^１２オーム平方のオーダーの抵抗率を有する材料が、表示素子をアドレスするためのリード線として用いられ得ることである。
【００２８】
上記の可撓性で安価な表示装置は、多くの用途において有用である。例えば、これらの可撓性表示装置は、紙（ｐａｐｅｒ）が現在えり抜きの表示媒体である用途において用いられ得る。あるいは、表示装置は、使い捨て可能な表示装置中に製造され得る。表示装置はきつく巻かれるか、二つに折り曲げられ得る。他の実施態様において、表示装置は、高度に可撓性のプラスチック基板、織物または紙の上に配置される得るか、あるいはその中に組み込まれ得る。表示装置は損害を受けることなく巻かれ折り曲げられ得るので、高度に持ち運び可能な広面積表示装置を形成する。これらの表示装置はプラスチック上に印刷され得るので、表示装置は軽量であり得る。さらに、本発明の印刷可能なカプセル化された電気泳動表示装置は、高い反射率、双安定性および低電力消費を含む、電気泳動表示装置の他の所望の特徴を維持し得る。
【００２９】
上記の印刷可能な表示装置は、様々な用途に組み込まれ得る。一つの実施態様において、本発明は、全体として印刷され得る新しいタイプの指示器を特色とする。図２は、指示器１０のブロック図を示す。指示器１０は、少なくとも二つの状態の間で変化し得る電子的にアドレス可能な表示装置１２と、表示装置１２の状態の変化をトリガするために電気的事象を生成させ得るトランスデューサ１４とを含む。電子的にアドレス可能な表示装置１２およびトランスデューサ１４は、両方とも基板１６上に印刷され得る。図２は、指示器１０が、トランスデューサ１４および表示装置１２に電力を与えるための印刷されたバッテリ１８をさらに含む実施態様を示す。一つの実施態様において、トランスデューサ１４は印刷される必要がない。この実施態様において、従来のトランスデューサ１４は基板１６上に配置され得る。表示媒体１２は上記のように印刷される。媒体１２は、表示媒体１２がトランスデューサ１４と最終的に電気的に連通するという条件で、トランスデューサが配置される前または後に印刷され得る。
【００３０】
別の実施態様において、バッテリ１８は従来のバッテリであり、このバッテリの電圧は測定され、表示装置１２上に表示される。一つの詳細な実施態様において、バッテリ指示器は、バッテリに直接接続された印刷された表示装置を含む。バッテリは表示装置を継続的にアドレスするが、バッテリがある時間に渡って放電すると、結局、表示装置をアドレスすることが不可能になる点に達する。トランスデューサの特性、例えば、バッテリによって含まれるアンペア時（ａｍｐ−ｈｏｕｒｓ）の数を変えることによって、バッテリ指示器は、ある電荷が通過した後に「電気切れ（ｅｘｐｉｒｅｄ）」などのメッセージを表示装置が示すように、「タイマ」として機能し得る。
【００３１】
図３は、バッテリ指示器２０の回路図を示す。バッテリ指示器２０は、表示媒体２４を含む表示装置２２と、表示媒体２４に隣接して配置される第１の電極２６および第２の電極２７と、第１の電極２６およびバッテリ３０と電気的に連通している非線形素子２８と、バッテリ３０および第２の電極２７と電気的に連通している分圧器３２と、非線形素子２８および分圧器３２と連通している抵抗器３４とを含む。
【００３２】
バッテリ３０はいずれものタイプであり得る。バッテリ３０は、初期には最大電圧を有する。分圧器３２は、第２の電極２７でバッテリセル電圧のある分数（ｓｏｍｅ ｆｒａｃｔｉｏｎ）である電圧電位を確立する。図２に示される実施態様において、分圧器３２は高インピーダンス抵抗器３６および３８を含む。例えば、分圧器３２は、バッテリセル電圧の二分の一に等しい電圧電位を第２の電極２７に印加する二つの５メガオーム抵抗器を有し得る。あるいは、バッテリ指示器は、スライド分圧器を有し得る。スライド分圧器は、表示装置２４に印加される電圧を制御するために非線形素子を用いる電位差計として提供され得る。
【００３３】
バッテリセル電圧が所定のしきい値電圧を超えると、非線形素子２８は、バッテリセル電圧に等しい電圧を第１の電極２６に伝導する。適した非線形素子の例は、トランジスタ、ツェナーダイオード、バリスタ、金属−絶縁体−金属構造、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）またはレジオ−正チオフェン（ｒｅｇｉｏ−ｒｅｇｕｌａｒ ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）などの材料に基づいた有機半導体および装置、または当業者に公知のいずれのもの他の非線形装置を含む。図３Ａは、バッテリ指示器２０において用いられ得る非線形素子２８の例示的な電流−電圧特性を示す。しきい値電圧は製造によって調整可能であり、しきい値はバッテリ３０がなお使用可能である電圧に選択される。バッテリ３０がしきい値を超えれば、接合は破壊し、第１の電極２６はバッテリセル電圧に設定される。有用なバッテリ指示器は、非常に低い漏れ電流（例えば、１マイクロアンペア（μＡ）よりも大幅に低い）を有するべきであり、オンにされたときは、オフにされたときよりも少なくとも約１００倍大きい電流が流れることを可能にすべきである。表示の状態が変るしきい値電圧は、指示器がそれと共に作用するように設計されているバッテリに依存する。９Ｖアルカリ性バッテリ（ａｌｋａｌｉｎｅ）について、約８ボルト（Ｖ）のしきい値電圧が代表的である。例えば、９Ｖで、装置は１μＡを超えるべきであり、８Ｖで、装置は１００ナノアンペア（ｎＡ）を超えるべきであり、７Ｖで装置は１０ｎＡを超えるべきである。
【００３４】
非線形素子２８を通過し、第１の電極２６に印加されるバッテリ３０からの電圧は、分圧器３２を通過し、第２の電極２７に印加されるバッテリ３０からの電圧と組み合わされ、表示装置２２を活性化するために十分な電界を表示媒体２４に与える。第１の電極２６および第２の電極２７の少なくとも一つが、表示装置２２を見ることを可能にするために透明な導電性材料を含む。あるいは、両方の電極が表示媒体２４の一側面上に配置され得、透明電極の必要性を無くする。しかし、一旦バッテリ電圧３０がしきい値よりも下に低下すると、第１の電極２６での電位は抵抗器３４を介してドレインされる。第１の電極２６での電位のドレインによって、逆の極性の電界が表示媒体２４に印加され、表示装置２２の外観が変るように、表示媒体２４にかかる電位が変化する。
【００３５】
例えば、抵抗器３４は、代表的な９Ｖバッテリについて１０メガオーム抵抗器であり得る。代表的な９Ｖバッテリは、４００ミリアンペア時（ｍＡｈ）定格を有する。５年の期間にわたると、４３８００時間（５年×３６５日／年×２４時間／日＝４３８００時間）がある。従って、バッテリ３０が適した貯蔵寿命を有するためには、指示器２０は１（４００ｍＡｈ／４３８００時間）未満を引出さなければならない。理想的には、指示器２０は１μＡ未満を引出すべきである。このような低電流引出しを達成するためには、指示器２０のインピーダンスは１０メガオームのオーダになければならない。
【００３６】
上記のように、バッテリに永続的に接続された回路は、非常に小さい電力を消費するべきである。複数の表示装置材料がこのような用途に適している。しかし、液晶表示などのこのような表示装置材料の一部は、製造においてより複雑なセルを必要とする。本発明において、カプセル化された電気泳動表示装置およびカプセル化されたツイスティングボール（ｔｗｉｓｔｉｎｇ ｂａｌｌ）表示装置は、その低い電力引出し、印刷可能性、および良好なコントラストのために、表示媒体２４として好ましい。例えば、カプセル化された電気泳動表示媒体は、電気泳動粒子と染料との混合物、または複数の光学特性を含む電気泳動粒子を含む。
【００３７】
一つの実施態様において、バッテリが有効である間に、一つの極性の電界を印加し、次いで、バッテリが無効になると逆の極性に切り換えることによって、バッテリ指示器２０が動作する。従って、表示媒体は双安定性である必要はない。
【 ００３８】
図４Ａを参照すると、双安定性ではない表示媒体１８０は少なくとも一つのカプセル１８５を含み、各カプセルが電気泳動粒子２１０および流体２２０で充填されている。このような媒体は、表示装置がバッテリによってアドレスされると一つのコントラスト状態を示し、表示装置がバッテリによってアドレスされないと、すなわち、バッテリ電圧レベルが表示装置をアドレスするために必要なしきい値電流よりも下に下がると、第２のコントラスト状態を示すので、この媒体はバッテリ用途において有用である。図４Ａに示される実施態様において、電気泳動粒子２１０は、一つの粒子２１０を他の粒子２１０から忌避（ｒｅｐｅｌ）させるポリマー鎖分岐２００を有する。一つの詳細な実施態様において、流体２２０は、粒子２１０との色コントラストを提供するために染色される。表示媒体がアドレスされると、粒子２１０は逆の電荷を有する電極に向かって移動し、それによって粒子２１０の色を表示する。一旦表示媒体がアドレスされなくなると、粒子２１０は互いに忌避し、流体２２０中に再分布（ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅ）し、それによって流体２２０の色を表示する。このカプセル化された表示媒体１８０は基板上に印刷され、表示装置を形成し得る。あるいは、双安定性ではない電気泳動表示装置は、双安定性ではない電気泳動媒体で充填された標準表示セルを提供することによって形成され得る。
【００３９】
図４Ｂを参照すると、これも双安定性ではない別の表示媒体２９０は、複数の金属ゾル２９６および透明流体２９４で充填された少なくとも一つのマイクロカプセルまたはセル２９２を含む。金属ゾル２９６は、光の波長よりも小さい粒子である。一つの詳細な実施態様において、金属ゾル２９６は金ゾルを含む。電界がマイクロカプセルまたはセル２９２に印加されると、ゾル粒子２９６は凝集し、光を散乱させる。印加された電界があるレベルの下まで低減されると、ブラウン運動がゾル粒子２９６を再分布させ、表示媒体２９０が透明流体２９４から透明に見える。
【００４０】
別の詳細な実施態様において、異なる電圧しきい値にマップされた複数の指示器が、バッテリ指示器を製造するために用いられる。本実施態様において重要な素子は、良好に制御された電圧レベルで形状非線形性を提供する回路素子である。
【００４１】
さらに別の詳細な実施態様において、開回路電圧についての電圧曲線を閉回路電圧にマップする厳密な適合を提供するために、バッテリ指示器は複数の非線形性を組み合わせる。負荷を有さないバッテリは、負荷電圧とは同一ではない電圧を示すことが公知である。従って、非線形性については、この相違を補償するために用いられ得る。さらに、開回路電圧への閉回路電圧の公知のマッピングは、指示器の印刷されたスケールにおいて用いられ得る。
【００４２】
別の詳細な実施態様において、本発明はタイマを特色とする。タイマは、ｐ型半導体（例えば、ホウ素ドープの）および真性または非ドープ半導体から形成された接合を含む。この装置において、電流は流れない。しかし、真性半導体がｎ−ドープになる場合（すなわち、半導体が、ドーパント原子の価電子殻から利用可能な余分な電子を有する場合）、電流はｎドープ領域からｐドープ領域に流れ得る。通常、亜リン酸（ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ）でドープされる場合、真性半導体はｎドープになる。あるいは、真性領域に近接してトリチウムなどの物質を発するベータ粒子を埋め込むまたは配置することによって、同じ結果が達成され得る。同様に、ｎドープ真性接合半導体は、ｐドープ領域に変えるためにヘリウム−５などのアルファ粒子エミッタで処理され得る。ある時間にわたって、真性領域に埋め込まれたアルファまたはベータ粒子エミッタを有する非導電性接続は、電流を通すダイオードタイプ接合になり、それによってタイマとして作用する。
【００４３】
別の詳細な実施態様において、光がｎ領域からｐ領域に電流を流すように、タイマ（ｔｉｍｅｒ）は感光性のｐ−ｎ接合半導体を用いる。タイマは、ツェナーダイオードおよび表示装置中にトリチウム蛍光体（ｔｒｉｔｉａｔｅｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒ）を含み得る。ツェナーダイオードは、逆破壊（ｒｅｖｅｒｓｅ ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）に耐えるように設計されたダイオードである。トリチウム蛍光体を通ってツェナーダイオードに与えられた光は、ツェナーダイオードの破壊電圧を増加させる。トリチウム系（ｔｒｉｔｉａｔｅｄ ｓｙｓｔｅｍ）が磨耗すると、ツェナーダイオード破壊電圧は低下し、電圧が表示装置に印加される。
【 ００４４】
別の詳細な実施態様において、圧力指示器は、トランスデューサおよび表示装置を含む。いくつかの実施態様において、トランスデューサが印刷される。別の実施態様において、表示装置はカプセル化された電気泳動表示装置である。トランスデューサは、例えば、一旦ある圧力しきい値を超えると閉じ、それによって印刷された表示装置に状態を変えさせる印刷された機械的スイッチを含む。別の例においては、圧力は、表示装置を含む回路の電気的特性（例えば、容量）を変え得、それによって一旦しきい値を超えると、表示装置の状態を変える。あるいは、トランスデューサは、表示装置の状態を切り換えるために電力を供給し得る。このようなトランスデューサの一例は圧電素子である。別の実施態様においては、太陽電池が表示装置に電力を供給し得る。
【００４５】
別の詳細な実施態様において、温度計は表示装置と、熱的刺激に応答して表示装置の状態を変え得る感熱性構造とを含む。いくつかの実施態様において、構造は印刷される。別の実施態様において、表示装置はカプセル化された電気泳動表示装置である。例えば、印刷されたバイメタル機械的システムが、印刷された表示装置の状態を変える電気的スイッチとなり得る。あるいは、熱的条件に対して反応する印刷された化学的構造が、表示装置の結果として生じる電気的特性および状態を変えるために用いられ得る。さらに別の可能性は、例えば、電気化学電位から、表示装置の状態を切り換えるために電力を供給するトランスデューサである。別の実施態様においては、太陽電池が表示装置に電力を供給し得る。
【００４６】
別の詳細な実施態様において、光指示器は、表示装置と、光子刺激に応答して表示装置の状態を変え得る感光性構造とを含む。いくつかの実施態様において、構造は印刷される。他の実施態様において、表示装置はカプセル化された電気泳動表示装置である。例えば、印刷された太陽電池アレイは、入射光子に応答して表示装置の状態を切り換えるために電圧を供給し得る光電気泳動性特性を有する。他の放射範囲（例えば、赤外線、紫外線など）に対して感応性の他の構造は、表示装置と共に基板上に印刷もされ得る。他の実施態様において、太陽電池は表示装置に電力を供給し得る。
【００４７】
別の詳細な実施態様において、湿度計は、表示装置と、湿度または直接的な水との接触に応答して表示装置の状態を変え得る湿度感応性構造とを含む。いくつかの実施態様において、構造は印刷される。別の実施態様において、表示装置はカプセル化された電気泳動表示装置である。例えば、イオン溶液が二つの露出された電気的接触をブリッジ（ｂｒｉｄｇｅ）するまで開回路であり、従って表示装置の状態を変える構造が印刷され得る。あるいは、ある量の水の吸収後に、表示装置の状態を変えるために十分に電気的特性を変える化学構造が印刷され得る。このトランスデューサは、例えば、蓄積された電気化学電位を用いて表示装置の状態を切り換えるための電力を供給し得る。この目的のために有用な材料は、ポリビニルアルコール、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン、ポリビニルピロリドン、これらの材料の誘導体、澱粉および糖を含む。他の実施態様において、太陽電池が表示装置に電力を供給し得る。
【００４８】
さらに別の詳細な実施態様において、音指示器は、表示装置と、音響的刺激に応答して表示装置の状態を変え得る音響的に感応性の構造とを含む。いくつかの実施態様において、構造は印刷される。別の実施態様において、表示装置はカプセル化された電気泳動表示装置である。例えば、マイクロフォンに類似した、圧電的に生成されたエネルギーに基づいて表示装置の状態を変える機械的に共振する構造が印刷され得る。他の実施態様において、太陽電池が表示装置に電力を供給し得る。
【００４９】
さらに別の詳細な実施態様において、角度指示器は、表示装置と、指示器の向きの変化に応答して表示装置の状態を変え得る配向（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）感応性の構造とを含む。いくつかの実施態様において、構造は印刷される。他の実施態様において、表示装置はカプセル化された電気泳動表示装置である。例えば、ある向きに達したときに二つの電気接触を閉じる水銀スイッチタイプ構造が提供され得る。配向構造はまた、表示装置の状態を切り換えるために電力を与え得る。例えば、トランスデューサは、角回転に含まれる機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換する機械的構造を含み得る。他の実施態様において、太陽電池が表示装置に電力を供給し得る。
【００５０】
さらに別の詳細な実施態様において、ｐＨ指示器は、表示装置と、指示器が浸漬されている溶液のｐＨの変化に応答して表示装置の状態を変え得るｐＨ感応性構造とを含む。いくつかの実施態様において、構造は印刷される。別の実施態様において、表示装置はカプセル化された電気泳動表示装置である。例えば、あるｐＨレベルで化学反応を受ける化学セルが印刷され得、表示装置の状態を変化させ得る。ｐＨ感応性構造はまた、表示装置の状態を切り換えるために電力を供給し得る。例えば、電気化学電位が化学反応によって生成され得る。他の実施態様において、太陽電池が表示装置に電力を供給し得る。
【００５１】
さらに別の詳細な実施態様において、化学指示器は、表示装置と、外部の化学的干渉に応答して表示装置の状態を変え得る化学感応性構造とを含む。いくつかの実施態様において、構造は印刷される。別の実施態様において、表示装置はカプセル化された電気泳動表示装置である。例えば、印刷された化学センサは、化学反応を生じさせる外部より導入された薬剤に感応性であり得、表示装置の状態を切り換える。化学感応性構造はまた、表示装置の状態を切り換えるために電力を供給し得る。例えば、電気化学電位が化学反応によって生成され得る。他の実施態様において、太陽電池が表示装置に電力を提供し得る。
【００５２】
表示装置の状態を変化させるために電力を提供することに加えて、表示装置の状態を変化させるために信号を供給し得る上記されたもの以外のさらなるトランスデューサは、当業者に容易に明らかになる。
【００５３】
さらに別の詳細な実施態様において、上記のトランスデューサのいずれかが別のトランスデューサに接続され、表示装置の状態を変え得る複数レベルトランスデューサ経路を生成し得る。例えば、指示器は、化学的感応性構造、感熱性構造、および表示装置を含み得、これらの全てが基板上に印刷され得る。化学的感応性構造によって生じる発熱反応からの熱は感熱構造によって感知され得、次いでこれが表示装置の状態を変え、かつ、表示装置に電力を与えるためにも用いられ得る。
【００５４】
別の実施態様において、カプセル化された電気泳動表示装置は、印刷可能な接着表示装置を製造するために用いられる。図５Ａを参照すると、印刷可能な接着表示装置４０は、上部電極４４を形成する導電層でコーティングされた基板４２と、上部導体４４に隣接して配置された表示媒体４６と、表示媒体４０に隣接して配置された接着剤４８とを含む。表示媒体４０は、電子光学的に活性な構成要素５０と、電子光学的に活性な構成要素５０を共に保持する結合剤５２とを含む。基板４２および上部電極４４は、電極を介して表示装置４０を見ることを可能にするために光学的に透過性である。基板４２は、例えば、ポリエステルなどのポリマー材料で形成され得る。上部電極４４は、例えば、ＩＴＯなどの無機材料または適したポリマー材料で形成され得る。電子光学的に活性な構成要素５０は、例えば、カプセル化された電気泳動表示装置材料であり得る。あるいは、電子光学的に活性な構成材料５０は、生体色素微小球または液晶などのいずれもの他の適した表示装置材料であり得る。結合剤５２は、例えば、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ゼラチン、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリビニルブチラール、ポリエステル、エポキシ、シリコン、ポリカーボネート、それらの誘導体、および感圧性ウレタンおよび接着剤から選択され得る。
【００５５】
動作において、接着性表示装置４０は、接着剤４８によって受容表面（図示せず）に貼り付けられる。受容表面は、電子光学的に活性な構成要素５０をアドレスするための裏面電極を含み得る。裏面電極は、表示装置４０を動作させるための駆動または電力回路に電気的に接続され得る。この実施態様において、表示装置４０は、上部電極４２が「浮遊状態」であり、どの特定の電位とも直接に連結されていない「結合」モードでアドレスされる。
【００５６】
図５Ｂを参照すると、接着性表示装置５６は、基板４２と、基板４２上に配置された上部電極４４と、電子光学的に活性な構成要素５０および結合剤５２を含む表示媒体４６であって、上部電極４４に隣接して配置された表示媒体４６と、表示媒体４６に隣接して配置された接着剤４８とを含む。この実施態様においては、接着性表示装置５６は、上部電極４４を、表示媒体４６の裏面に配置されたパッド６２に電気的に接続するビア６０をさらに含み、導電性接着剤６４はパッド６２に隣接して配置される。裏面電極は、接着性表示装置５６が貼り付けられる受容表面（図示せず）上に配置される。この実施態様において、上部電極４４が特定の電位に直接接続され得る。
【００５７】
図５Ｃを参照すると、接着性表示装置７０は、基板４２と、複数の上部電極を形成するパターニングされた光学的に透過性の導電層７２であって、基板４２上でコーティングされた層７２と、電子光学的に活性な構成要素５０および結合剤５２を含む、基板４２に隣接して配置された表示媒体４６と、表示媒体４６に隣接して配置された接着剤４８とを含む。接着性表示装置７０は、少なくとも一つの上部電極７２を、表示媒体４６の裏面に配置されたパッド６２に電気的に接続する少なくとも一つのビア６０をさらに含む。導電性接着剤６４は、パッド６２の一般的な位置で表示媒体に隣接して配置され得る。裏面電極は、接着性表示装置７０が貼り付けられる受容表面（図示せず）上に配置され得る。
【００５８】
図５Ｄを参照すると、接着性表示装置８０は、基板４２と、基板４２上に配置された連続的な上部電極４４と、電子光学的に活性な構成要素５０および結合剤５２を含む、上部電極４４に隣接して配置された表示媒体４６と、表示媒体４６の裏面に隣接して配置された少なくとも一つのパターニングされた裏面電極８２と、表示装置８０を受容表面（図示せず）に接着するための、裏面電極８２に隣接して配置された導電性接着剤６４とを含む。この実施態様において、受容表面は、表示装置８０を動作させるための駆動または電力回路を含み得る。この実施態様において、表示装置８０は、上部電極が「浮遊状態」である「結合」モードでアドレスされる。
【００５９】
図５Ｅを参照すると、接着性表示装置９０は、基板４２と、基板４２上に配置された少なくとも一つのパターニングされた上部電極７２と、電子光学的に活性な構成要素５０および結合剤５２を含む、上部電極７２に隣接して配置された表示媒体４６と、表示媒体４６の裏面に隣接して配置された少なくとも一つのパターニングされた裏面電極８２と、裏面電極８２に隣接して配置された誘電層９２とを含む。接着性表示装置９０は、上部電極７２から表示媒体４６および誘電層９２を通って誘電層９２の裏面上に配置された少なくとも一つのパッド６２まで延びる少なくとも一つのビア６０をさらに含む。接着性表示装置９０は、裏面電極８２から誘電層９２を通って誘電層９２の裏面に配置された少なくとも一つのパッド９６まで延びる少なくとも一つのビア９４をさらに含む。導電性接着剤６４は、受容表面に表示装置９０を接着するため、かつ受容表面上の回路と表示装置９０の電極７２および８２との間に電気的連通を提供するために、パッド６２および９６の一般的な位置に配置される。表示装置９０のレシーバへの接着をさらに補助するために、表示装置９０は露出された誘電層９２に隣接して配置される非導電性接着剤４８をさらに含み得る。
【００６０】
図５Ｆを参照すると、接着性表示装置９８は、基板４２と、電子光学的に活性な構成要素５０および結合剤５２を含む、基板４２に隣接して配置された表示媒体４６と、表示媒体４６の裏面に隣接して配置された接着剤４８とを含む。この実施態様において、表示装置９８は裏面電極（図示せず）のみによってアドレスされる。裏面電極は、表示装置９８が貼り付けられる受容表面上に配置される。あるいは、裏面電極は、図５Ｄおよび図５Ｅに示されるように、表示装置９８の裏面に配置され得る。
【００６１】
上記の実施態様において、接着性表示装置４０をアドレスするための上部電極として作用するスタイラスが提供され得る。この実施態様において、スタイラスは、表示装置をアドレスするために表示装置全体を走査し得る。あるいは、スタイラスは、通過する表示装置の特定の部分のみをアドレスする筆記用具として用いられ得る。
【００６２】
別の実施態様において、カプセル化された電気泳動表示装置が、無線制御表示システムを形成するために用いられる。図６Ａを参照すると、無線制御表示システム３００は、遠隔送信器３７０と、レシーバ３０１と、制御器３４０と、表示ユニット３５０とを含む。一つの実施態様において、レシーバ３０１はアンテナ３０２を含む。一つのより詳細な実施態様において、レシーバ３０１は、アンテナ３０２によって受け取られたエネルギーを変形かつ整流する受動整流器３１０と電気的な連通にある。アンテナ３０２は、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、プレーナーアレイ、コイルまたは無線受信技術において公知の他のいずれものアンテナ構造であり得る。
【００６３】
図６Ｂに示されるように、アンテナ３０２は表示装置３５０に対して周囲の関係に配置され得、相対的に低電力の信号から電力を受け取ることを可能にする。例えば、５，０００ｍ離れて１０，０００ワット信号を受信する１平方メートルの断面積を有するアンテナは、３マイクロワットの電力を受け取り得る。他の実施態様において、表示装置３５０は太陽電池（図示せず）によって電力を与えられる。
【００６４】
一つの実施態様において、アンテナ３０２は、受信レベルを改善するための複数のアンテナを含む。表示システム３００は、受動整流器３１０と連通しているエネルギー貯蔵装置３２０をさらに含む。エネルギー貯蔵装置３２０は、キャパシタ、バッテリまたはエネルギー貯蔵技術において公知の他のいずれもの電気的または非電気的エネルギー貯蔵装置であり得る。非電気的エネルギー貯蔵の場合、トランスデューサは、電気エネルギーを伝達し、エネルギーの他の形態にするために用いられ得る。
【００６５】
エネルギー貯蔵装置３２０におけるエネルギーレベルがエネルギーレベル検出器３３０によって検出されるようなあるレベルに達すると、制御器３４０が活性化され、表示装置が更新され得る。制御器３４０は、アンテナ３０２によって受け取られた無線信号を復号化し、アンテナ３０２によって受け取られた情報に基づいて表示装置３５０を更新する。各表示装置３５０は、セルラーホンまたはポケットベルにおけるようにＰＲＯＭまたはフラッシュＲＡＭなどの半導体装置ににディップスイッチセッティング（ｄｉｐ ｓｗｉｔｃｈ ｓｅｔｔｉｎｇ）またはプログラムされたデータとして格納され得る唯一の識別コード３６０を有し得る。制御器３４０はこの識別番号３６０を探し、伝送されたＩＤコードと格納された識別番号３６０とが一致する場合、属する（ａｔｔａｃｈｅｄ）データストリーム上の情報で表示装置３５０を更新する。
【００６６】
好ましい実施態様において、表示装置３５０は低電力表示装置である。例えば、電気泳動表示装置などの双安定非放射性表示装置が用いられ得る。一つの詳細な実施態様において、安価であり、かつ完成された商品中に製造が容易なカプセル化された電気泳動表示装置が用いられ得る。
【００６７】
一つの詳細な実施態様において、無線制御表示装置は、高周波エネルギーを介して送られる情報を用いて更新され得る無線サイン器（ｒａｄｉｏ ｓｉｇｎ）を形成する。サイン器は、表示装置材料でおおわれた表面および制御回路を含む。この制御回路は放送エネルギーを受け取る。この回路は情報を復号化し、この情報でサイン器を更新する。
【００６８】
表示装置材料は、例えば、カプセル化された電気泳動表示装置または当業者に公知の他のいずれものカプセル化された表示材料であり得る。これらの表示装置材料は従来の印刷技術を用いて印刷され得、従って、サイン器製造のコストを容易にし、低減させる。無線サイン器は、店、空港、駅、路上、スーパマーケット、会議において、ビルボードとして、またはサイン器の更新またはサイン器への電力供給が遠隔に最良に行われ得るいずれもの他のサイン器として用いられ得る。内容は、いずれもの形態の電磁放射を用いて更新され得る。これらのサイン器は、太陽電池、バッテリまたは電力の配線電源を用い得る。これらのサイン器は、二色、三色、四色、または全色であり得る。
【００６９】
カラー表示装置は、複数ステップ印刷工程を用いて製造され得る。例えば、初めの四つのステップは、装置の寿命を通じて変らない精密な縁（ｅｌａｂｏｒａｔｅ ｂｏｒｄｅｒ）または様々な静的情報を配置する（ｌａｙ ｄｏｗｎ）ための従来の四色スクリーン印刷工程であり得る。次のステップは、四色工程から得られた色と正確に一致するように選択され得る電子インクの印刷であり得る。いくつかの実施態様において、上部電極は、印刷された電子インク上に配置される。上部電極はまた、従来の印刷技術を用いて印刷され得る。
【００７０】
一つの詳細な実施態様において、電子インクは、有機流体中に混合されたＴｉＯ_２粒子を含むカプセル化された電気泳動インクを含む。有機流体は、例えば、着色染料を含有し得る。有機分散は水性溶液中で乳化され、当業者に公知のいずれもの公知のカプセル化手順を用いてカプセル化される。このような材料の例は、ゼラチン−アラビアゴムまたは尿素ホルムアルデヒドマイクロカプセルを含む。この実施態様において、カプセルは結合材料を配合され、印刷可能な電子インク懸濁液を形成する。
【００７１】
別の実施態様において、カラー表示装置は、積層工程を用いて製造され得る。この実施態様において、静的情報は第１の基板上に印刷される。この実施態様において、第１の実施態様は、少なくとも一つの透明な、または実質的に透明な開口部を含む。カプセル化された電気泳動表示装置は、表示装置が開口部と位置合わせするように印刷された基板に積層される。
【００７２】
別の詳細な実施態様において、無線制御表示装置は、本明細書においてラジオペーパー（ｒａｄｉｏ ｐａｐｅｒ）と称される、個人消費のための放送データを受信し得る装置を形成する。内容は個人についてカストマイズされ得、情報の消費者は、電子支払い機構を用いてそのようなカストマイズされた内容について支払いを行い得る。ラジオペーパーは、上記のように二色（例えば、白黒）またはフルカラーであり得る。内容についてのトランザクションは、インターネットとして公知の世界規模のコンピュータネットワークを含む、１つまたはそれ以上のコンピュータネットワーク上で行われ得る。図７を参照すると、ラジオペーパー４００は、基板４０２と、基板４０２上に配置された表示装置４０４と、基板４０２上に配置されたレシーバ４０６と、基板４０２上に配置された制御回路４０８とを含む。表示装置４０４は、基板４０２上に印刷され得る。あるいは、シリコン基板４０２を表示基板４０４上に取り付けるために、フリップチップ技術が用いられ得る。制御回路４０８は、低温ポリシリコン工程を用いて基板４０２上に直接製造され得る。複数の行および列ドライバが、表示装置４０４をアドレスするために表示装置４０４のバックプレーンにインタフェース連結され得る。一つの詳細な実施態様において、無線レシーバ４０６は、基板４０２上に配置されたトレースを含む。別の詳細な実施態様において、無線レシーバ４０６は、基板４０２上に取り付けられたアンテナを含む。ラジオペーパー４００は、基板４０２上に配置された電源４１０をさらに含み得る。電源４１０は、例えば、太陽電池、薄膜バッテリ、または標準電池であり得る。
【００７３】
上記のラジオペーパーは、ワイヤレス更新可能書類を提供するために用いられ得る。装置は、書類カバーと、カバーのいずれかの表面上にある電子表示装置と、データレシーバとを含む。表示装置は、データレシーバからデータが供給される。表示装置は書類ユーザにとって可視であり、書類がその送達に続いてメッセージが送付される方法を示す。装置は折り込み印刷物、本、雑誌、回覧（ｃｉｒｃｕｌａｒ）、定期刊行物、カタログ、案内板、または書類カバーを含む商品として提供され得る。理想的には、装置の電子表示装置は非常に低い電力を用いて動作し、容易に可視であるべきである。この理由で、一般的クラスの反射性電子表示装置は望ましい。さらに理想的には、表示装置は、上記のように、電力引出しを最小化するために双安定である。さらに、理想的には、表示装置が組み込まれ得る方法の数を最大化するために、表示装置は可撓性であり、紙のように薄い。例えば、紙のように薄い基板は、ラジオペーパーがレーザプリンタなどのデスクトップユニットによってアドレスされることを可能にする。あるいは、ラジオペーパーは、表示装置を通過し得るスタイラスを用いてアドレスされ得る。カプセル化された電気泳動表示装置は、全ての述べられた要件を満たし、この目的のために有益に用いられ得る。
【００７４】
データレシーバは、電磁放射を介して情報を受け取り得るいずれもの装置であり得る。いくつかの特定の実施態様において、データレシーバはページャまたは他の無線レシーバである。他の実施態様において、データレシーバは共軸ケーブルなどの物理的接続を介してデータを受け取り得る。
【００７５】
装置はバッテリ電力によって動作し得る。この場合、装置は、帯域幅が小さい低通信量期間などの、メッセージが送られると予測される一日のある時間の間の受け取りのためにレシーバに電力を与えるのみである、適切な休眠（ｓｌｅｅｐ）機構を組み込み得る。装置はまた、バッテリの必要性を無くす、または減少させるために太陽電池を組み込み得る。
【００７６】
この装置の有用性の一例は、装置をカタログとして配布する小売店のチェーンを参照することによって示され得る。カタログの送付後、小売店はいくつかの在庫商品が一掃されなければならないことを決定し得る。これは、代表的には、高価なマーケティング労力を必要とする。しかし、装置を用いて、チェーン店は一掃される商品を広告し得、実際にカタログの特定のページを消費者に参照させ得る。チェーン店はまた、小売店でのイベントを促進し得、商店へ人通りを向かわせ（ｄｒｉｖｅ ｔｒａｆｆｉｃ）得る。チェーン店はまた、試験ベースでの付け値およびマーケティングメッセージを評価するために様々なメッセージを異なる消費者セグメントに伝え得る。
【００７７】
理想的には、装置は、個別に、または装置のグループの一部としてのいずれかでアドレスされ得る。前者の場合、ターゲットを絞ったマーケティングを可能にし、後者の場合、帯域幅伝送コストを減少させる。
【００７８】
さらに別の実施態様において、カプセル化された電気泳動表示装置が、複数のタイル表示装置を相互接続することによって、広面積表示装置の製造を可能にするタイル表示装置を形成するために用いられる。タイル表示装置は組み立てられたとき、継ぎ目無しであっても継ぎ目無しでなくてもよい。タイル画素は、円形、矩形または他の形状、例えば、モザイクフォント表示装置に存在する形状などのいずれもの形状を有し得る。画素の前面に取りつけられる画素マスクが存在してもよい。
【００７９】
図８Ａ〜図８Ｄを参照すると、タイル表示システム８００は、複数のタイル表示装置８０１、８０２、８０３および８０４、ならびに制御装置（図示せず）を含む。各タイル表示装置８０１は、タイル表示装置８０１を隣接するタイル表示装置８０２、８０３および８０４に接続する手段を含む。タイル表示システム８００は、いずれもの所望の数のタイル表示装置を含み得る。一つの実施態様において、タイル表示装置は、１６×１６画素タイルの４０×３０格子を含み、ＶＧＡ解像度スクリーンを形成する。
【００８０】
一つの詳細な実施態様において、タイル表示システムは、直接接続構造を含み、すなわち、各画素は制御装置からの各々のリード線を有する。各リード線は、別個のまたはパッケージされたトランジスタ線であり得る。この実施態様においては、基板の前面は電極の格子からなり、ここで各電極はビアを介して制御チップの出力に接続される。従って、Ｎ×Ｎ格子について、Ｎ^２＋１本の制御線が必要とされる。付加的な線は、連続的な上部電極に接続するために用いられる。
【００８１】
２Ｎ＋１本の制御線を用いるマトリクス表示装置は、様々な技術を用いて複数のタイル表示装置で構成され得る。一つの実施態様において、バリスタ、金属−絶縁体−金属、または別個のダイオードのアレイは、各画素を個別にアドレスするために用いられる。ダイオードの場合には、別個の表面搭載ツェナーダイオードが有用である。二つの端末装置のマトリクスを用いるＮ×Ｎ格子マトリクス表示装置について、２^＊Ｎ＋１本のみ制御線がタイルを制御するために必要とされる。
【００８２】
一つの詳細な実施態様において、図８Ａ〜図８Ｄに示されるように、タイル８０１の縁上に配置された標準電子コネクタ８０５を用いて、タイルが互いに接続される。別の詳細な実施態様において、タイルはケーブルを用いて互いに接続される。タイルは、タイルの裏面にはんだ付けされたナットを用いて、または基板を固定する当該分野で公知のいずれもの他の手段によって、壁、軽量金属格子、またはいずれもの他の基板に取り付けられ得る。
【００８３】
制御器は、マイクロプロセッサまたは他の適した駆動回路を含む。制御器は、電磁放射のいずれもの好都合な形態を用いて、表示を更新するためにタイル表示装置に情報を伝送する。いくつかの実施態様において、制御器はまた、タイル表示装置から情報を受け取る。表示システムのためのデータは制御器のメモリ素子に格納されても、あるいはレシーバを用いて電磁信号の形態で受け取られてもよい。レシーバは、例えば、上記のように、アンテナと、アンテナと連通している受動整流器を含み得る。
【００８４】
一つの実施態様において、制御器は一つのタイルに接続し、表示装置全体を制御する。制御器は、バッテリと、電源と、ページングレシーバと、システム全体を制御するためのマイクロプロセッサとから成り得る。表示装置は、例えば、市販の統合ＡＣ−ＤＣ変換器を用いて電力を供給され得る。一つの実施態様において、各タイルはその各々の高圧供給を有し得る。エレクトロルミネセンスバックライトにおいて用いるための一般的なインバータチップが、本実施態様において用いられ得る。
【００８５】
タイルシステム全体を制御する一つの方法は、各タイル上にマイクロ制御器を有することである。本実施態様において、サイン制御器（ｓｉｇｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）は、ある座標位置、すなわち０、０にあるそれに接続されている一つのタイルを示す。非対称な制御器レイアウトによって、タイルは制御器がどの縁に接続されているかを決定し得る。次いで、このタイルは隣接するタイルと通信し、座標位置を適切に増分または減分する。このプロトコルによって、各タイルは、サイン上のその位置を特定する唯一の識別コードを決定し得る。次いで、サイン制御器は共通バス上にデータを送り得、各タイルのマイクロ制御器はタイルを更新するために必要とされるデータを受け取り得る。適切なデータがバス上に現れると、マイクロ制御器はこのデータを表示ドライバに移動させる。次いで、サイン全体に書込みパルスが与えられ、表示装置全体が更新される。上記のようなタイル表示装置は、３ボルトほどの低さの電圧で成功した駆動が行われ得る。
【００８６】
一つの実施態様において、タイル表示装置は、各画素および上部電極を制御することによって駆動される。画像を表示するためには、バックプレーンの電極は電極の適切なパターンに設定される。裏面電極セグメントは接地または電源のいずれかに設定され、上部電極は接地と電源との間で迅速に切り換えられる。上部電極が電源にある状態で、接地の電位を有する表示装置の領域はアドレスされ、他の場所に電界は存在しない。上部電極が接地に切り換えられると、電源にあるバックプレーンの他の領域は切り換えられる。この方法によって、バックプレーンが表示装置材料が受け取る電圧を最大化することを可能にする。あるいは、標準双安定性アドレス機構が、上部電極が接地電位で保持されたままで、裏面電極上で用いられ得る。
【００８７】
一つの実施態様において、Ｓｕｐｅｒｔｅｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ、ＣＡ）によって製造されたＨＶ５７７０８ＰＧなどの高電圧ＣＭＯＳ表示装置駆動回路が、タイル表示装置を駆動するために用いられ得る。ＨＶ５７７０８ＰＧは、６４個の出力を有する８０ピンプラスチックガルウイング型表面搭載チップである。各出力は１５ｍＡシンク（ｓｉｎｋ）し得る。これらのチップのうちの四つが、一つのタイルを制御し得る。８０Ｖ１２８ラインテープ自動ボンディング（ＴＡＢ）チップであるＳｈａｒｐ ＬＨ１５３８などの他のチップは、本発明のコンテクストにおいて用途を見出し得る。
【００８８】
図８Ｅを参照すると、タイル表示装置８３０は、基板８３１と、表示媒体８３２と、エレクトロニクス８３４と、ドライバ回路８３６とを含む。タイル表示装置８３０はいずれもの好都合な寸法であり得、いずれもの所望の数の画素を有し得る。ひとつの実施態様において、タイル表示装置８３０は８インチ×８インチであり、１６×１６画素のマトリクスである。タイル表示装置８３０の基板８３１は、標準のエッチングされた印刷回路盤、銅クラッドポリイミド、印刷された導電性インクを有するポリエステル、またはパターニングされた導電性領域を有するいずれもの他の適した基板であり得る。カプセル化された電気泳動表示装置などの表示媒体８３２は、基板の前面上に印刷され得る。表示媒体８３２は、結合剤中のカプセルのスラリーからなるカプセル化された電気泳動懸濁液であり得る。各カプセルは、誘電懸濁流体および多数の粒子からなる機械的システムを含む。電界がカプセルに印加されると、粒子は電界中に移動させられる。黒および白などの異なる電荷および色の二つの異なる粒子種を用いることによって、観察者に色変化が呈示され得る。一つの実施態様において、材料は双安定性であり、その結果、この材料が一旦アドレスされると、その最終状態に留まる。これは、画像更新の間の電力引込みを無くすために用いられる。材料は純粋に電界に応答し、従って、実際の電流引込みのみが材料のいずれかの面上の板の電荷の変化になる。表示材料の容量は、１ピコファラッド毎センチメートルと１００ピコファラッド毎センチメートルとの間であり得る。容量は、表示装置材料、結合剤、および総厚が異なると共に変わる。
【００８９】
一つの詳細な実施態様において、表示媒体は基板上に印刷され、次いで、ＩＴＯコーティングマイラーなどの透明導電性コーティングを有するプラスチックまたはガラスの層で被服される。ＩＴＯへの必要な接続は、導電性接着剤、接触またはテープを用いて行われ得る。
【００９０】
図８Ｅに示される実施態様において、タイル表示装置８３０は以下のステップを用いて作製される。表示媒体８３２を形成する電子インクは、ＩＴＯスパッタリングマイラー８３５のシートの導電性側面上にコーティングされ、次いで、乾燥または硬化される。導電性接着剤８３６の層は、硬化された電子インク８３２に選択的に塗布されて、積層体を形成する。この積層体は、銅パッド８３８または表面上に配置されたスクリーン印刷された金属製インクを有する回路盤からなるバックプレーン８３７に接着される。タイル表示装置８３０の角または一つの縁８３９は、前面ＩＴＯ電極８３３とバックプレーン８３７との間に接続を作ることを可能にするために確保される。必要である場合、電子インク８３２は角８３９から除去され、銀入りエポキシまたは導電性熱封止などの導電性接着剤８３６を用いて行われる。
【００９１】
さらに別の実施態様において、カプセル化された電気泳動表示装置は、着用可能な表示装置を提供するために衣料品に組み込まれる。図９を参照すると、着用可能な表示装置５０２は、天気図５０６または他の情報を提供するジャケット５００の袖５０４上のパッチとして具現化される。着用可能な表示装置５０２は、カプセル化された電気泳動表示媒体とバックプレーンとを含む表示モニタ５１０と電気的に連通する制御器５０８を含む。表示媒体はバックプレーン上に印刷される。バックプレーンは、表示装置５０２をアドレスするために必要な電子部品をさらに含む。いくつかの実施態様において、着用可能な表示装置は、グローバル配置ユニット（ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｕｎｉｔ）、ニュース供給、またはページャなどの表示のためにデータを提供する少なくとも一つの装置と連通している。これらの実施態様において、データ装置は表示装置に情報を通信し、次いでこの表示装置は情報を着用者のために表示する。
【００９２】
着用可能な表示装置は、靴、靴下、パンツ、下着、財布、キーチェーン、靴ひも、サスペンダー、ネクタイ、蝶ネクタイ、ボタン、バックル、シャツ、ジャケット、スカート、ドレス、耳用マフ、帽子、メガネ、コンタクトレンズ、腕時計、カフスリンク、財布用チェーン、ベルト、バックパック、ブリーフケース、手帳、手袋、レインコート、時計バンド、ブレスレット、オーバーコート、ウインドブレーカー、ベスト、ポンチョ、ベスト、または衣料品または他のファッションアクセサリーのいずれもの他の商品などの、他の着用可能な商品に組み込まれ得る。
【００９３】
さらに別の局面において、本発明は通信システムを特色とする。通信システムは、事実上いずれもの位置で実時間でそのユーザにメッセージを表示することを可能にする新しい全メッセージ送付および通信媒体を可能にする。
【００９４】
図１０を参照すると、システム１０００は、複数の表示装置レシーバ１００２を備える。表示装置レシーバ１００２は、電子表示装置１００４およびデータレシーバ１００６を含む。ある実施態様において、表示レシーバは、上記のようにタイル表示装置またはラジオペーパーである。電子表示装置１００４は、ＬＣＤ、プラズマ表示装置、ＣＲＴ、電気泳動表示装置またはカプセル化された電気泳動表示装置の分野に公知の原理によって動作し得る。カプセル化された電気泳動表示装置は、ＰＶＣ、ウレタンおよびシリコン結合剤などの適した結合剤を用いて実質的にいずれもの表面である多くの異なる表面にコーティングされ得、コーティング技術を用いて大きい寸法（ポスターおよびビルボード寸法など）にすること、高架クレーンを用いずに取り付けるために十分なほど軽量にすること、風で曲がるほどに可撓性にすること、およびさらなる電力引出しを行わずに画像を保持し得るようにすることをこれらの表面に可能にし、それによって太陽電池またはバッテリから経済的に動作し得る。
【００９５】
データレシーバ１００６は、例えば、ページャ、セルラーホン、サテライトホン、高周波レシーバ、赤外線レシーバ、ケーブルモデム、または他のソースから情報を受け取り得るいずれもの他の適したレシーバであり得る。データレシーバ１００６は、情報を伝送および受信し得る。例えば、データレシーバ１００６は、新しいデータストリームが受け取られたことを確認するために確認情報を伝送し得る。データレシーバ１００６は、例えば、国内天気システムの一部としての天気データであるシステム１０００の総動作に有用であり得るように、データを伝送し得る。データレシーバ１００６は、データの受取りおよび伝送の両方のための様々なまたは複数の伝送方法を用い得る。
【００９６】
データレシーバ１００６の機能は、主に、データを受け取り、かつそれに応答してテキストまたは画像を表示することである。データは、メッセージ、メッセージのストリーム、装置がどのように表示すべきか、またはメッセージ間の遷移を示す符号、あるいはユーザによって所望されるように表示装置１００４を動作させるいずれもの他の適した情報を含み得る。データは、ヘッダ、誤り検出、検査合計、ルーチング、またはシステム１０００の機能を容易にする他の情報も含み得る。
【００９７】
一つの実施態様において、データレシーバ１００６は制御システム１００８を含む。制御システム１００８は、通信システム１０００の動作を容易にする。一つの実施態様において、制御システム１００８は、表示装置レシーバに送られた画像および指令をユーザが設計、著作（ａｕｔｈｏｒ）、試験、共同、承認および／または伝送することを可能にするユーザインタフェースとして機能する。別の実施態様において、制御システム１００８は、ユーザの行動を監視し、支払いが受け取られたことを確認し、口座に入金されていることを確認し、ユーザが固有の許可を有することを確認し、使用報告を作成し、送り状を作成し、および／または不充分な課金状態によってデータレシーバを更新する、課金および許可システムとして機能する。別の実施態様において、制御システム１００８は、データレシーバを追跡し、データレシーバ履歴および状態の報告を生成し、適した特性に基づいてデータレシーバの分類およびスクリーニングを可能にし、および／またはデータレシーバまたはそのサブセットの全ネットワークにユーザがメッセージを割り当てることを可能にするデータレシーバ管理システムとして機能する。さらに別の実施態様において、制御システム１００８は、データレシーバまたはそのサブセットに適したフォーマットにデータを前処理し、各データレシーバに必要な、または最も適した方法によってデータを伝送し、所望の基準に従ってデータの伝送をスケジュールし、データが適切に送られたことを確認し、データレシーバ１００６からアップロードされたいずれもの情報を受け取りおよび処理し、受け取られていない可能性のあるメッセージを再送付し、このような活動の報告を作成し、および／または潜在的なサービス要件を示す現場職員へのメッセージを生成するデータ送付システムとして機能する。
【００９８】
上記の実施態様の全てにおいて、制御システムは、ユーザインタフェースとして、データ伝送機構として、誤り検出プロトコルとして、メッセージ送付サービスとして、プログラミング環境として、またはいずれもの適した方法でインターネットまたはワールドワイドウェブを用い得る。制御システム１００８は、ユーザ相互作用における、システム動作における、データレシーバ伝送における、またはデータレシーバ受信における安全性強化のためにデータ暗号化機構も用い得る。制御システム１００８は、使用および動作のシステム全体の一部として資金を転送することを可能にするために、適したディジタル支払い機構も用い得る。
【００９９】
本発明は特定の好ましい実施態様を参照して詳細に示され記載されたが、添付の請求項によって規定されるように、本発明の精神および範囲から逸脱せずに本発明において形態および詳細に様々な変更が行われ得ることが当業者によって理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
印刷された可撓性電気泳動表示装置の一つの実施態様の分解図である。
【図２】
本発明によって作製された指示器のブロック図である。
【図３】
バッテリ指示器の実施態様の回路図である。
【図３Ａ】
バッテリ指示器に含まれる非線形素子の電圧−電流曲線を示す図である。
【図４Ａ】
双安定性ではない表示媒体の様々な実施態様を示す図である。
【図４Ｂ】
双安定性ではない表示媒体の様々な実施態様を示す図である。
【図５Ａ】
ステッカ表示装置の様々な実施態様を示す図である。
【図５Ｂ】
ステッカ表示装置の様々な実施態様を示す図である。
【図５Ｃ】
ステッカ表示装置の様々な実施態様を示す図である。
【図５Ｄ】
ステッカ表示装置の様々な実施態様を示す図である。
【図５Ｅ】
ステッカ表示装置の様々な実施態様を示す図である。
【図５Ｆ】
ステッカ表示装置の様々な実施態様を示す図である。
【図６Ａ】
無線制御表示装置の一つの実施態様がどのように機能するかを示すフローチャートである。
【図６Ｂ】
無線制御表示装置の一つの実施態様を示す図である。
【図７】
ラジオペーパーの一つの実施態様を示す図である。
【図８Ａ】
タイル表示システムを示す図である。
【図８Ｂ】
タイル表示システムを示す図である。
【図８Ｃ】
タイル表示システムを示す図である。
【図８Ｄ】
タイル表示システムを示す図である。
【図８Ｅ】
タイル表示装置のブロック図の一つの実施態様を示す図である。
【図９】
着用可能な表示装置の一つの実施態様を示す図である。
【図１０】
ネットワークデータ表示装置の一つの実施態様のブロック図を示す図である。[0001]
(Technical field to which the invention belongs)
The present invention relates to applications for encapsulated electrophoretic displays, and in particular to flexible displays.
[0002]
(Background of the Invention)
Many applications can benefit from including a display. For example, projection devices, sketching devices, telephones, pocketbooks, and battery indicators are just a few applications for displaying transient information. To date, such applications generally require flexible displays with very low power consumption, preventing widespread incorporation of the display.
[0003]
Despite much effort being spent on developing highly flexible reflective display media, relatively few examples of display devices are formed on semi-flexible substrates, and these examples are modest. Is just a success. For example, plastic-based liquid crystal displays including twisted nematic (TN), super twisted nematic (STN), polymer dispersed liquid crystal (PDLC), and bistable cholesteric liquid crystal have been developed. However, problems remain with liquid crystal alignment in TN and STN displays, cholesteric displays are sensitive to changes in cell gap, and local stress can cause changes in the scattering or absorption of PDLC and cholesteric films. Thus, only moderate flexibility can be achieved with these displays.
[0004]
Emissive electroluminescent films and organic light emitting diode films can be placed on a flexible substrate to produce a flexible display. However, these devices require continuous power consumption for operation and are therefore impractical for many applications.
[0005]
Another problem with the development of highly flexible displays is the lack of suitable conductors to address the display elements. Typically, a vacuum sputtered indium tin oxide (ITO) layer on a plastic substrate is used as an upper conductor for a display device. However, if the display device is bent, the ITO layer may be damaged. If the local curvature of the plastic substrate becomes too large, the ITO layer tends to crack, damaging the display.
[0006]
(Summary of the Invention)
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a highly flexible reflective device that can be easily manufactured and consumes low power (or no power in the case of a bistable display) and thus can be incorporated into various applications. It is to provide a sexual display device. The invention features a printable display device that includes an encapsulated electrophoretic display medium. The resulting display is flexible. Since the display medium may be printable, the display device itself may be manufactured inexpensively.
[0007]
An encapsulated electrophoretic display can be configured such that the optical state of the display is stable for a certain length of time. When the display has two states that are stable in this way, the display is called bistable. If more than two states of the display are stable, the display may be referred to as multi-stable. For the purposes of the present invention, the term bistability is used to indicate a display device in which any optical state remains fixed once the address voltage is removed. The definition of the bistable state depends on the application of the display. If the optical state does not change substantially over the required observation time, the slowly decaying optical state may be effectively bistable. For example, in a display device that is updated every few minutes, a display image that is stable for hours or days is effectively bistable for its application. In the present invention, the term bistability refers to a display device that has an optical state that lasts long enough to be practically bistable for the intended application. Alternatively, it is possible to construct an encapsulated electrophoretic display device in which the image quickly decays once the address voltage to the display device is removed (ie, the display device is not bistable or polystable). It is. As described, in some applications it is advantageous to use an encapsulated electrophoretic display that is not bistable. Whether or not the encapsulated electrophoretic display is bistable, and the degree of bistability, can be controlled by appropriate chemical modification of the electrophoretic particles, suspending fluid, capsule, and binder material.
[0008]
Encapsulated electrophoretic displays can take many forms. The display may include a capsule dispersed in a binder. Capsules can be of any size or shape. Capsules can be, for example, spherical and have a diameter in the millimeter or micron range, but are preferably from 10 to several hundred microns. Capsules can be formed by encapsulation techniques as described below. The particles can be encapsulated in a capsule. The particles can be two or more different types of particles. The particles can be, for example, colored, luminescent, light absorbing or transparent. The particles may include, for example, neat pigments, dyed (lake) pigments, or pigment / polymer composites. The display may further include a suspending fluid in which the particles are dispersed.
[0009]
Successful construction of an encapsulated electrophoretic display requires the proper interaction of several different types of materials and processes, such as polymer binders and, optionally, capsule membranes. These materials must be chemically compatible with the electrophoretic particles and the fluid, and chemically with each other. The encapsulant may be involved in useful surface interactions with the electrophoretic particles or may act as a chemical or physical interface between the fluid and the binder.
[0010]
In some cases, the encapsulation step of the process is not necessary, and the electrophoretic fluid can be dispersed or emulsified directly in the binder (or precursor to the binder material), providing an effective "polymer dispersed electrophoretic display. The device is configured. In such a display device, the gap created in the binder can be referred to as a capsule or microcapsule, even without the presence of a capsule membrane. Binder dispersed electrophoretic displays can be of the emulsified or phase separated type.
[0011]
Throughout the specification, reference is made to the terms printed or printed. As used throughout the specification, printing is intended to include all forms of printing and coating, and includes premetered coatings such as patch dye coatings, slot or extrusion coatings, slide or cascade coatings, and curtain coatings. Roll coating such as roll knife coating, forward and reverse roll coating; gravure coating; dip coating; spray coating; meniscus coating; spin coating; brush coating; air knife coating; Including an electrostatic printing process; a thermal printing process; and other similar techniques. "Printed element" refers to an element formed using any one of the above techniques.
[0012]
In one aspect, the invention features an indicator. The indicator includes a substrate, a transducer, and an electrically addressable display printed on the substrate in electrical communication with the transducer. In some embodiments, the transducer is printed on the substrate, and in other embodiments, the transducer is conventionally disposed on the substrate. The display indicates a change in the optical state in response to a signal from the transducer. In one embodiment, the indicator is a battery indicator. The battery indicator includes an electrically addressable display device printed on the battery in electrical communication with the battery. The optical state indicates a first value in response to a battery voltage. In one detailed embodiment, the battery indicator comprises an electrophoretic display including a microencapsulated display medium; a first electrode and a second electrode disposed adjacent the electrophoretic display; A non-linear element, a voltage divider, and a resistor are provided. The first and second electrodes apply an electric field to the electrophoretic display medium. The non-linear element is in electrical communication with the battery and the first electrode. When the battery electrode exceeds a predetermined threshold, the non-linear element conducts the battery voltage to the first electrode. The voltage divider is in electrical communication with the battery and the second electrode. The voltage divider supplies a voltage less than the battery voltage to the second electrode. The resistor is in electrical communication with the non-linear element and the voltage divider.
[0013]
In another aspect, the invention features a sticker display. An electrically active sticker display includes an encapsulated display medium and an adhesive layer disposed on a first surface of the display medium. In some cases, the encapsulated electrophoretic display may itself be sufficiently adhesive to function as a sticker without an additional adhesive layer. The display medium includes an electro-optically active material. In one embodiment, the transparent layer including the electrode is disposed adjacent to the surface of the display medium. In another embodiment, the sticker display further includes a via extending from the transparent layer to the adhesive layer.
[0014]
In yet another aspect, the invention features a method of printing an electrically active display device. The method comprises: (a) providing a film having a transparent electrode structure disposed on a first surface of the film; (b) printing a display medium on the first surface of the film; c) printing or laminating a second electrode covering at least a portion of the display medium. The display medium includes an encapsulated electro-optically active material dispersed in a binder.
[0015]
In yet another aspect, the invention features a wirelessly controlled display. The wireless control display includes an electrically active display having an encapsulated display medium, a receiver, and a decoder in electrical communication with the receiver. The display is responsive to the output of the decoder. In one embodiment, the display device further includes a power supply connected to the display device. In another embodiment, the display device further includes a plurality of row and column drivers disposed on the substrate to address the display device. In yet another embodiment, the display further includes an antenna in communication with the control circuit.
[0016]
In yet another aspect, the invention features a process for manufacturing an electrically addressable display device. The method includes: (a) providing a substrate; and (b) printing an electrically active ink including at least one microcapsule dispersed in a binder on a first region of a receiving substrate. Steps. The optical quality of the electrically active ink is adjusted in response to the broadcast signal.
[0017]
In yet another aspect, the invention features a process for printing an electrically addressable display device. The method includes: (a) providing a substrate; and (b) printing an electrically active ink including at least one microcapsule dispersed in a binder on a first region of a receiving substrate. Steps.
[0018]
In yet another aspect, the invention features an electrically active display tile. The tile includes a substrate, an electrically addressable display device disposed on the substrate, a controller disposed on the substrate in electrical communication with the display device, and a display tile to another display tile. And a connector arranged on the substrate for connecting to the substrate. The display device includes an encapsulated display medium. In one embodiment, the display tile further includes a receiver for receiving a wireless signal or other electromagnetic radiation, and the controller changes the display in response to the received wireless signal. In another embodiment, the display tile further includes memory element stored data, and the controller changes the display in response to the data stored in the memory element.
[0019]
In yet another aspect, the invention features a wearable display device. The wearable display includes clothing, including an electrically addressable display incorporated into the wearable item, and a controller in electrical communication with the display. The display device includes an encapsulated display medium. In one embodiment, the controller is integrated into the wearable item. In another embodiment, the wearable item includes a fashion accessory. In yet another embodiment, the wearable item includes an interface for receiving information from another item that may be displayed by the wearable item, such as a temperature monitor or a position sensing device.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The invention is pointed out with particularity in the appended claims. The advantages of the invention described above, together with further advantages, may be better understood by referring to the following description taken in conjunction with the accompanying drawings. In the drawings, like reference numbers generally refer to the same parts throughout the different views. Also, the drawings do not necessarily have a common measure and a general emphasis is placed upon illustrating the principles of the invention.
[0021]
(Detailed description of the invention)
According to the invention, a substrate is provided and electronic ink is printed on a first area of the substrate. The present invention takes advantage of the physical properties of electronic inks that allow the use of a wide range of printing and coating techniques in the manufacture of display devices. Electronic inks are electro-optically active materials that include at least two phases. The electrophoretic contrast media phase and the coating / binding phase. The electrophoretic phase may, in some embodiments, be a class of electrophoretic particles dispersed in a transparent or stained medium, or separate physical and electrical properties dispersed in a transparent or stained medium. And more than one species of electrophoretic particles having The coating / binding phase, in one embodiment, comprises a polymer matrix surrounding the electrophoretic phase. In this embodiment, the polymer in the polymeric binder can be dried, cross-linked, or otherwise cured as in conventional inks, so that the printing process is used to place the electronic ink on the substrate. obtain. Electronic ink can be printed by several different processes, depending on the mechanical properties of the particular ink used. For example, the brittleness or viscosity of a particular ink may result in a different step being selected. Very viscous inks are not suitable for placement by an inkjet printing process, but brittle inks cannot be used in a roll knife coating process.
[0022]
The optical quality of electronic ink is significantly different from other electronic display materials. The most notable difference is that electronic inks provide both a high degree of reflectivity and contrast, as they are pigment-based (like ordinary printing inks). Light scattered from the electronic ink comes from a very thin layer near the top of the viewing surface. In this regard, electronic ink resembles a normal printed image. Thus, electronic ink is easily seen from a wide range of viewing angles in a manner similar to printed pages. Such inks approximate the Lambertian contrast curve more closely than any other electronic display material. Since the electronic ink can be printed, it can be included on the same surface with any other printed material. Electronic inks can be made optically stable in all optical states. That is, the ink can be set to a persistent optical state. The manufacture of displays by printing electronic ink is particularly useful in low power applications because of this stability.
[0023]
If desired, the colors of the electronically active and inactive inks can closely match and the reflectivity can be similar. The electronic ink can be printed such that there is no noticeable boundary between active and inert inks. This is called "color matching" or "color masking". Thus, a display device that includes an electronically active portion may appear to be electronically inactive when the display device is not addressed, and may be activated by addressing the display device. Electronic inks are described in further detail in co-pending application Ser. No. 08 / 935,800, the contents of which are incorporated herein by reference.
[0024]
Referring to FIG. 1, a display device 1 prints a first conductive coating 2 on a substrate 3, prints an electronic ink 4 on the first conductive coating 2, and applies a second conductive coating 6 on the substrate. It is manufactured by printing on the ink 4. The conductive coatings 2 and 6 can be indium tin oxide (ITO) or some other suitable conductive material. The conductive layers 2 and 6 may be applied from the vapor phase by an electrolytic reaction or may be deposited from a dispersed state, such as a spray droplet or a dispersion in a liquid. The conductive coatings 2 and 6 need not be the same conductive material. In one detailed embodiment, the substrate 3 is a polyester sheet having a thickness of about 4 mils (4 mil) and the first conductive coating 2 is a transparent conductive coating such as ITO or transparent polyaniline. is there. The second conductive coating 6 can be an opaque conductive coating, such as a patterned graphite layer. Alternatively, the second conductive coating 6 can be polymeric. The polymer can be intrinsically conductive or can be a polymer carrier with a metal conductor such as silver-doped polyester or silver-doped vinyl resin. Suitable conductive polymers for use as the second electrode include, for example, polyaniline, polypyrrol, polythiophene, polyphenylenevinylene, and derivatives thereof. These organic materials can be colloidally dispersed or dissolved in a suitable solvent before coating.
[0025]
In another embodiment, the display 1 prints a first conductive coating 2 on a first substrate 3, prints an electronic ink 4 on the first conductive coating 2, It is manufactured by printing a second conductive coating 6 thereon and configuring the substrates 3 and 3 ′ such that the second conductive coating 6 is in electrical communication with the electronic ink 4.
[0026]
Electronic ink 4 includes a plurality of capsules. Capsules can have, for example, an average diameter on the order of about 100 microns. This small capsule allows the display substrate to be significantly bent without permanently deforming or bursting the capsule itself. The optical appearance of the encapsulated media itself is largely unaffected by the curvature of these capsules.
[0027]
One of the benefits of using a printing method to produce a display device is that the use of a coatable conductive material eliminates the need for vacuum sputtered ITO. Replacing vacuum sputtered ITO with a printed conductive coating has several advantages. The printed conductor can be thinly coated, allowing for high light transmission and low reflectivity of the first surface. For example, total transmission can range from about 80% to about 95%. In addition, printed conductive coatings are significantly less expensive than vacuum sputtered ITO. Another advantage of an encapsulated electrophoretic display medium is that relatively low conductors, such as 10 ³ From 10 ¹² A material having a resistivity on the order of an ohm square can be used as a lead for addressing a display element.
[0028]
The flexible and inexpensive display device described above is useful in many applications. For example, these flexible displays may be used in applications where paper is currently the display medium of choice. Alternatively, the display may be manufactured in a disposable display. The display can be tightly wound or folded in two. In other embodiments, the display device can be placed on or incorporated into a highly flexible plastic substrate, fabric or paper. The display can be wound and folded without damage, thus forming a highly portable large area display. Because these displays can be printed on plastic, the displays can be lightweight. Further, the printable encapsulated electrophoretic display of the present invention may maintain other desirable features of the electrophoretic display, including high reflectivity, bistability and low power consumption.
[0029]
The printable display device described above can be incorporated into various applications. In one embodiment, the invention features a new type of indicator that can be printed as a whole. FIG. 2 shows a block diagram of the indicator 10. Indicator 10 includes an electronically addressable display 12 that can change between at least two states, and a transducer 14 that can generate an electrical event to trigger a change in the state of display 12. . Electronically addressable display 12 and transducer 14 may both be printed on substrate 16. FIG. 2 shows an embodiment in which the indicator 10 further includes a printed battery 18 for powering the transducer 14 and the display 12. In one embodiment, transducer 14 need not be printed. In this embodiment, a conventional transducer 14 may be located on a substrate 16. The display medium 12 is printed as described above. The media 12 may be printed before or after the transducer is placed, provided that the display media 12 is ultimately in electrical communication with the transducer 14.
[0030]
In another embodiment, battery 18 is a conventional battery, the voltage of which is measured and displayed on display 12. In one detailed embodiment, the battery indicator includes a printed display directly connected to the battery. The battery continually addresses the display, but when the battery discharges over a period of time, it reaches a point where it becomes impossible to address the display eventually. By changing the characteristics of the transducer, e.g., the number of amp-hours contained by the battery, the battery indicator causes the display to show a message such as "expired" after a certain charge has passed. As such, it can function as a “timer”.
[0031]
FIG. 3 shows a circuit diagram of the battery indicator 20. The battery indicator 20 is electrically connected to the display device 22 including the display medium 24, the first electrode 26 and the second electrode 27 disposed adjacent to the display medium 24, and the first electrode 26 and the battery 30. , A voltage divider 32 that is in electrical communication with the battery 30 and the second electrode 27, and a resistor 34 that is in communication with the nonlinear element 28 and the voltage divider 32.
[0032]
Battery 30 can be of any type. Battery 30 initially has a maximum voltage. The voltage divider 32 establishes at the second electrode 27 a voltage potential that is a certain fraction of the battery cell voltage. In the embodiment shown in FIG. 2, voltage divider 32 includes high impedance resistors 36 and 38. For example, voltage divider 32 may include two 5 megaohm resistors that apply a voltage potential equal to one-half of the battery cell voltage to second electrode 27. Alternatively, the battery indicator may have a slide voltage divider. The slide voltage divider may be provided as a potentiometer that uses a non-linear element to control the voltage applied to the display 24.
[0033]
When the battery cell voltage exceeds a predetermined threshold voltage, the non-linear element conducts a voltage equal to the battery cell voltage to the first electrode. Examples of suitable non-linear elements are organic semiconductors and devices based on materials such as transistors, zener diodes, varistors, metal-insulator-metal structures, pentacene or regio-regular thiophene, or Including any other non-linear devices known to those skilled in the art. FIG. 3A illustrates exemplary current-voltage characteristics of a non-linear element 28 that may be used in battery indicator 20. The threshold voltage is adjustable by manufacturing, and the threshold is selected at a voltage at which the battery 30 is still usable. If the battery 30 exceeds the threshold, the junction breaks down and the first electrode 26 is set to the battery cell voltage. Useful battery indicators should have very low leakage currents (eg, significantly less than 1 microampere (μA)), and when turned on at least about 100 times less than when turned off. It should allow twice as much current to flow. The threshold voltage at which the state of the display changes depends on the battery with which the indicator is designed to work. For a 9V alkaline battery, a threshold voltage of about 8 volts (V) is typical. For example, at 9 V, the device should exceed 1 μA, at 8 V, the device should exceed 100 nanoamps (nA), and at 7 V, the device should exceed 10 nA.
[0034]
The voltage from the battery 30 that passes through the non-linear element 28 and is applied to the first electrode 26 is passed through the voltage divider 32 and combined with the voltage from the battery 30 that is applied to the second electrode 27 to form a display device. An electric field sufficient to activate 22 is applied to display medium 24. At least one of the first electrode 26 and the second electrode 27 includes a transparent conductive material to enable the display device 22 to be viewed. Alternatively, both electrodes can be located on one side of the display medium 24, obviating the need for a transparent electrode. However, once battery voltage 30 falls below the threshold, the potential at first electrode 26 is drained through resistor 34. An electric field of opposite polarity is applied to the display medium 24 by the drain of the electric potential at the first electrode 26, and the electric potential applied to the display medium 24 changes so that the appearance of the display device 22 changes.
[0035]
For example, resistor 34 may be a 10 megaohm resistor for a typical 9V battery. A typical 9V battery has a 400 mAh (mAh) rating. Over a five year period, there are 43800 hours (5 years x 365 days / year x 24 hours / day = 43800 hours). Therefore, for battery 30 to have a suitable shelf life, indicator 20 must draw less than 1 (400 mAh / 43800 hours). Ideally, indicator 20 should draw less than 1 μA. To achieve such low current draw, the impedance of indicator 20 must be on the order of 10 megaohms.
[0036]
As mentioned above, circuits permanently connected to the battery should consume very little power. Multiple display device materials are suitable for such applications. However, some such display materials, such as liquid crystal displays, require more complex cells in manufacturing. In the present invention, an encapsulated electrophoretic display and an encapsulated twisting ball display are preferred as display media 24 because of their low power draw, printability, and good contrast. . For example, an encapsulated electrophoretic display medium includes a mixture of electrophoretic particles and a dye, or electrophoretic particles that include multiple optical properties.
[0037]
In one embodiment, the battery indicator 20 operates by applying an electric field of one polarity while the battery is valid, and then switching to the opposite polarity when the battery is invalid. Thus, the display medium need not be bistable.
[0038]
Referring to FIG. 4A, a non-bistable display medium 180 includes at least one capsule 185, each capsule being filled with electrophoretic particles 210 and a fluid 220. Such a medium exhibits one contrast state when the display is addressed by a battery, and when the display is not addressed by a battery, i.e., when the battery voltage level exceeds the threshold current required to address the display. This media is also useful in battery applications as it also shows a second contrast state. In the embodiment shown in FIG. 4A, electrophoretic particles 210 have polymer chain branches 200 that repel one particle 210 from another particle 210. In one detailed embodiment, the fluid 220 is dyed to provide a color contrast with the particles 210. When the display medium is addressed, the particles 210 move toward the oppositely charged electrode, thereby displaying the color of the particles 210. Once the display medium is no longer addressed, the particles 210 repel each other and redistribute into the fluid 220, thereby displaying the color of the fluid 220. This encapsulated display medium 180 can be printed on a substrate to form a display. Alternatively, a non-bistable electrophoretic display may be formed by providing a standard display cell filled with a non-bistable electrophoretic medium.
[0039]
Referring to FIG. 4B, another display medium 290 that is also not bistable includes at least one microcapsule or cell 292 filled with a plurality of metal sols 296 and a transparent fluid 294. The metal sol 296 is a particle smaller than the wavelength of light. In one particular embodiment, metal sol 296 comprises a gold sol. When an electric field is applied to the microcapsules or cells 292, the sol particles 296 aggregate and scatter light. When the applied electric field is reduced below a certain level, Brownian motion redistributes the sol particles 296 and the display medium 290 appears transparent from the transparent fluid 294.
[0040]
In another detailed embodiment, a plurality of indicators mapped to different voltage thresholds are used to manufacture a battery indicator. Important elements in this embodiment are circuit elements that provide shape non-linearity at well controlled voltage levels.
[0041]
In yet another detailed embodiment, the battery indicator combines multiple nonlinearities to provide a tight fit that maps the voltage curve for the open circuit voltage to the closed circuit voltage. It is known that batteries without a load exhibit a voltage that is not the same as the load voltage. Thus, for non-linearities, it can be used to compensate for this difference. In addition, a known mapping of the closed circuit voltage to the open circuit voltage can be used on the printed scale of the indicator.
[0042]
In another detailed embodiment, the invention features a timer. The timer includes a junction formed from a p-type semiconductor (eg, boron-doped) and an intrinsic or undoped semiconductor. In this device, no current flows. However, if the intrinsic semiconductor becomes n-doped (ie, the semiconductor has extra electrons available from the valence shell of the dopant atom), current can flow from the n-doped region to the p-doped region. Usually, when doped with phosphorous, the intrinsic semiconductor becomes n-doped. Alternatively, the same result can be achieved by embedding or placing a beta particle that emits a substance such as tritium in proximity to the intrinsic region. Similarly, an n-doped intrinsic junction semiconductor can be treated with an alpha particle emitter, such as helium-5, to change to a p-doped region. Over time, a non-conductive connection with an alpha or beta particle emitter embedded in the intrinsic region becomes a diode-type junction that conducts current, thereby acting as a timer.
[0043]
In another detailed embodiment, the timer uses a photosensitive pn junction semiconductor so that light conducts current from the n region to the p region. The timer may include a zener diode and a tritified phosphor in the display. Zener diodes are diodes designed to withstand reverse breakdown. Light provided to the Zener diode through the tritium phosphor increases the breakdown voltage of the Zener diode. As the tritiated system wears, the Zener diode breakdown voltage decreases and the voltage is applied to the display.
[0044]
In another detailed embodiment, a pressure indicator includes a transducer and a display. In some embodiments, the transducer is printed. In another embodiment, the display is an encapsulated electrophoretic display. Transducers include, for example, printed mechanical switches that close once a certain pressure threshold is exceeded, thereby causing the printed display to change state. In another example, pressure can change the electrical characteristics (eg, capacitance) of the circuit containing the display, thereby changing the state of the display once the threshold is exceeded. Alternatively, the transducer may provide power to switch the state of the display. One example of such a transducer is a piezoelectric element. In another embodiment, a solar cell may provide power to the display.
[0045]
In another detailed embodiment, a thermometer includes a display and a heat-sensitive structure that can change the state of the display in response to a thermal stimulus. In some embodiments, the structure is printed. In another embodiment, the display is an encapsulated electrophoretic display. For example, a printed bimetallic mechanical system can be an electrical switch that changes the state of a printed display device. Alternatively, printed chemistry that responds to thermal conditions can be used to alter the resulting electrical properties and conditions of the display. Yet another possibility is a transducer that supplies power to switch the state of the display, for example from an electrochemical potential. In another embodiment, a solar cell may provide power to the display.
[0046]
In another detailed embodiment, a light indicator includes a display and a photosensitive structure that can change a state of the display in response to a photon stimulus. In some embodiments, the structure is printed. In another embodiment, the display is an encapsulated electrophoretic display. For example, printed solar cell arrays have photoelectrophoretic properties that can provide a voltage to switch the state of the display in response to incident photons. Other structures that are sensitive to other emission ranges (eg, infrared, ultraviolet, etc.) can also be printed on the substrate along with the display. In another embodiment, a solar cell may supply power to the display.
[0047]
In another detailed embodiment, a hygrometer includes a display and a humidity sensitive structure that can change the state of the display in response to humidity or direct water contact. In some embodiments, the structure is printed. In another embodiment, the display is an encapsulated electrophoretic display. For example, structures can be printed that are open circuit until the ionic solution bridges the two exposed electrical contacts, thus changing the state of the display. Alternatively, after absorbing a certain amount of water, a chemical structure that changes electrical properties sufficiently to change the state of the display may be printed. The transducer may, for example, provide power to switch the state of the display using the stored electrochemical potential. Useful materials for this purpose include polyvinyl alcohol, poly-N-vinylpyrrolidone, polyvinylpyrrolidone, derivatives of these materials, starch and sugars. In another embodiment, a solar cell may provide power to the display.
[0048]
In yet another detailed embodiment, a sound indicator includes a display and an acoustically responsive structure that can change the state of the display in response to an acoustic stimulus. In some embodiments, the structure is printed. In another embodiment, the display is an encapsulated electrophoretic display. For example, a mechanically resonant structure that changes the state of the display based on piezoelectrically generated energy, similar to a microphone, can be printed. In another embodiment, a solar cell may provide power to the display.
[0049]
In yet another detailed embodiment, an angle indicator includes a display and an orientation-sensitive structure that can change the state of the display in response to a change in the orientation of the indicator. In some embodiments, the structure is printed. In another embodiment, the display is an encapsulated electrophoretic display. For example, a mercury switch type structure that closes two electrical contacts when a certain orientation is reached may be provided. The alignment structure may also provide power to switch the state of the display. For example, the transducer may include a mechanical structure that converts the mechanical energy contained in the angular rotation into electrical energy. In another embodiment, a solar cell may provide power to the display.
[0050]
In yet another detailed embodiment, a pH indicator includes a display and a pH-sensitive structure that can change the state of the display in response to a change in the pH of the solution in which the indicator is immersed. In some embodiments, the structure is printed. In another embodiment, the display is an encapsulated electrophoretic display. For example, a chemical cell that undergoes a chemical reaction at a certain pH level can be printed, changing the state of the display. The pH sensitive structure may also provide power to switch the state of the display. For example, an electrochemical potential can be generated by a chemical reaction. In another embodiment, a solar cell may provide power to the display.
[0051]
In yet another detailed embodiment, a chemical indicator includes a display and a chemically-sensitive structure that can change the state of the display in response to external chemical interference. In some embodiments, the structure is printed. In another embodiment, the display is an encapsulated electrophoretic display. For example, a printed chemical sensor may be sensitive to an externally introduced drug that causes a chemical reaction to switch the state of the display. The chemically sensitive structure may also provide power to switch the state of the display. For example, an electrochemical potential can be generated by a chemical reaction. In another embodiment, a solar cell may provide power to the display.
[0052]
In addition to providing power to change the state of the display, additional transducers other than those described above that may provide signals to change the state of the display will be readily apparent to those skilled in the art. .
[0053]
In yet another detailed embodiment, any of the above transducers may be connected to another transducer to create a multi-level transducer path that can change the state of the display. For example, the indicator may include a chemically sensitive structure, a heat sensitive structure, and a display, all of which may be printed on a substrate. Heat from the exothermic reaction generated by the chemically sensitive structure can be sensed by the thermosensitive structure, which in turn can change the state of the display and can also be used to power the display.
[0054]
In another embodiment, the encapsulated electrophoretic display is used to make a printable adhesive display. Referring to FIG. 5A, a printable adhesive display 40 includes a substrate 42 coated with a conductive layer forming an upper electrode 44, a display medium 46 disposed adjacent to the upper conductor 44, and a display medium 40. And an adhesive 48 disposed adjacently. The display medium 40 includes an electro-optically active component 50 and a binder 52 that holds the electro-optically active component 50 together. Substrate 42 and top electrode 44 are optically transmissive to allow viewing of display device 40 through the electrodes. Substrate 42 may be formed of, for example, a polymer material such as polyester. The upper electrode 44 may be formed of, for example, an inorganic material such as ITO or a suitable polymer material. Electro-optically active component 50 can be, for example, an encapsulated electrophoretic display material. Alternatively, the electro-optically active component material 50 can be any other suitable display device material, such as biological dye microspheres or liquid crystals. The binder 52 can be selected from, for example, polyurethane, polyvinyl alcohol, gelatin, polyacrylate, polystyrene, polyvinyl butyral, polyester, epoxy, silicone, polycarbonate, derivatives thereof, and pressure sensitive urethanes and adhesives.
[0055]
In operation, the adhesive display 40 is attached to a receiving surface (not shown) by an adhesive 48. The receiving surface may include a back electrode for addressing the electro-optically active component 50. The back electrode can be electrically connected to a driving or power circuit for operating the display device 40. In this embodiment, the display device 40 is addressed in a "coupled" mode in which the top electrode 42 is "floating" and is not directly coupled to any particular potential.
[0056]
Referring to FIG. 5B, an adhesive display 56 is a display medium 46 comprising a substrate 42, an upper electrode 44 disposed on the substrate 42, an electro-optically active component 50 and a binder 52. , A display medium 46 disposed adjacent to the upper electrode 44, and an adhesive 48 disposed adjacent to the display medium 46. In this embodiment, the adhesive display device 56 further includes a via 60 that electrically connects the upper electrode 44 to a pad 62 disposed on the back surface of the display medium 46, and a conductive adhesive 64 is applied to the pad 62. It is arranged adjacently. The back electrode is disposed on a receiving surface (not shown) to which the adhesive display 56 is attached. In this embodiment, the top electrode 44 can be directly connected to a specific potential.
[0057]
Referring to FIG. 5C, the adhesive display 70 includes a substrate 42 and a patterned optically transparent conductive layer 72 forming a plurality of upper electrodes, the layer 72 being coated on the substrate 42. , Including a display medium 46 including an electro-optically active component 50 and a binder 52, and an adhesive 48 disposed adjacent to the display medium 46. The adhesive display device 70 further includes at least one via 60 that electrically connects the at least one upper electrode 72 to the pad 62 disposed on the back surface of the display medium 46. The conductive adhesive 64 may be located adjacent to the display medium at the general location of the pad 62. The back electrode may be disposed on a receiving surface (not shown) to which the adhesive display 70 is affixed.
[0058]
Referring to FIG. 5D, an adhesive display 80 includes a substrate 42, a continuous upper electrode 44 disposed on the substrate 42, and an upper electrode including an electro-optically active component 50 and a binder 52. A display medium 46 disposed adjacent to 44, at least one patterned back electrode 82 disposed adjacent to the back surface of display medium 46, and a display device 80 adhered to a receiving surface (not shown). And a conductive adhesive 64 disposed adjacent to the back surface electrode 82. In this embodiment, the receiving surface may include a drive or power circuit for operating the display 80. In this embodiment, the display device 80 is addressed in a “coupled” mode where the top electrode is “floating”.
[0059]
Referring to FIG. 5E, the adhesive display device 90 includes a substrate 42, at least one patterned upper electrode 72 disposed on the substrate 42, an electro-optically active component 50, and a binder 52. A display medium 46 disposed adjacent to the upper electrode 72, at least one patterned back electrode 82 disposed adjacent to the back surface of the display medium 46, and a dielectric disposed adjacent to the back electrode 82. And a layer 92. The adhesive display device 90 further includes at least one via 60 extending from the upper electrode 72 through the display medium 46 and the dielectric layer 92 to at least one pad 62 disposed on the back surface of the dielectric layer 92. The adhesive display device 90 further includes at least one via 94 extending from the back surface electrode 82 through the dielectric layer 92 to at least one pad 96 disposed on the back surface of the dielectric layer 92. The conductive adhesive 64 provides pads 62 and 96 for adhering the display 90 to the receiving surface and for providing electrical communication between the circuitry on the receiving surface and the electrodes 72 and 82 of the display 90. Placed in the general position. To further assist in bonding display device 90 to the receiver, display device 90 may further include a non-conductive adhesive 48 disposed adjacent exposed dielectric layer 92.
[0060]
Referring to FIG. 5F, the adhesive display 98 includes a substrate 42, a display medium 46 including an electro-optically active component 50 and a binder 52, disposed adjacent the substrate 42, and a display medium 46. And an adhesive 48 arranged adjacent to the rear surface of the adhesive. In this embodiment, the display 98 is addressed only by the back electrode (not shown). The back electrode is disposed on a receiving surface to which the display device 98 is attached. Alternatively, the back surface electrode may be disposed on the back surface of the display device 98 as shown in FIGS. 5D and 5E.
[0061]
In the above embodiment, a stylus may be provided that acts as an upper electrode for addressing the adhesive display 40. In this embodiment, the stylus may scan the entire display to address the display. Alternatively, the stylus may be used as a writing instrument to address only certain parts of the display device that pass through.
[0062]
In another embodiment, an encapsulated electrophoretic display is used to form a wireless control display system. Referring to FIG. 6A, the wireless control display system 300 includes a remote transmitter 370, a receiver 301, a controller 340, and a display unit 350. In one embodiment, receiver 301 includes antenna 302. In one more detailed embodiment, the receiver 301 is in electrical communication with a passive rectifier 310 that deforms and rectifies the energy received by the antenna 302. Antenna 302 may be a monopole antenna, dipole antenna, planar array, coil, or any other antenna structure known in the wireless reception arts.
[0063]
As shown in FIG. 6B, antenna 302 may be positioned in a peripheral relationship to display device 350, allowing it to receive power from relatively low power signals. For example, an antenna having a cross section of one square meter that receives a 10,000 watt signal 5,000 meters away may receive 3 microwatts of power. In another embodiment, display device 350 is powered by solar cells (not shown).
[0064]
In one embodiment, antenna 302 includes multiple antennas to improve reception levels. Display system 300 further includes an energy storage device 320 in communication with passive rectifier 310. Energy storage device 320 may be a capacitor, a battery, or any other electrical or non-electrical energy storage device known in energy storage technology. In the case of non-electrical energy storage, transducers can be used to transmit electrical energy and to other forms of energy.
[0065]
When the energy level in the energy storage device 320 reaches a certain level as detected by the energy level detector 330, the controller 340 can be activated and the display can be updated. Controller 340 decodes the wireless signal received by antenna 302 and updates display 350 based on the information received by antenna 302. Each display device 350 may have a unique identification code 360 that can be stored as dip switch setting or programmed data in a semiconductor device such as a PROM or flash RAM as in a cellular phone or pager. . The controller 340 searches for the identification number 360, and if the transmitted ID code matches the stored identification number 360, updates the display device 350 with information on the attached data stream.
[0066]
In a preferred embodiment, display 350 is a low power display. For example, a bistable non-radiative display such as an electrophoretic display may be used. In one detailed embodiment, an encapsulated electrophoretic display that is inexpensive and easy to manufacture in a finished product may be used.
[0067]
In one detailed embodiment, the wireless control display forms a wireless sign that can be updated with information sent via high frequency energy. The sign includes a surface and control circuitry coated with a display material. This control circuit receives the broadcast energy. This circuit decodes the information and updates the signer with this information.
[0068]
The display material can be, for example, an encapsulated electrophoretic display or any other encapsulated display material known to those skilled in the art. These display materials can be printed using conventional printing techniques, thus facilitating and reducing the cost of sign production. The wireless sign device may be used as a billboard in stores, airports, train stations, on the streets, supermarkets, conferences, or any other sign device where updating of the sign device or powering the sign device may be best performed remotely. Can be used. The content can be updated using any form of electromagnetic radiation. These signs may use a solar cell, battery, or hardwired power source. These signs may be two, three, four or all colors.
[0069]
Color display devices can be manufactured using a multi-step printing process. For example, the first four steps can be a conventional four-color screen printing process for laying down precise edges or various static information that does not change over the life of the device. The next step can be the printing of electronic ink, which can be selected to exactly match the color obtained from the four-color process. In some embodiments, the top electrode is located on the printed electronic ink. The top electrode can also be printed using conventional printing techniques.
[0070]
In one detailed embodiment, the electronic ink comprises TiO2 mixed in an organic fluid. ₂ Includes an encapsulated electrophoretic ink containing particles. The organic fluid may, for example, contain a colored dye. The organic dispersion is emulsified in an aqueous solution and encapsulated using any known encapsulation procedures known to those skilled in the art. Examples of such materials include gelatin-gum arabic or urea formaldehyde microcapsules. In this embodiment, the capsule is compounded with a binding material to form a printable electronic ink suspension.
[0071]
In another embodiment, the color display can be manufactured using a lamination process. In this embodiment, the static information is printed on a first substrate. In this embodiment, the first embodiment includes at least one transparent or substantially transparent opening. The encapsulated electrophoretic display is stacked on a printed substrate so that the display aligns with the opening.
[0072]
In another detailed embodiment, the wireless control display device forms a device capable of receiving broadcast data for personal consumption, referred to herein as a radio paper. Content can be customized for an individual, and a consumer of the information can pay for such customized content using an electronic payment mechanism. The radio paper can be bicolor (eg, black and white) or full color as described above. Transactions for content may take place on one or more computer networks, including a worldwide computer network known as the Internet. Referring to FIG. 7, the radio paper 400 includes a substrate 402, a display device 404 disposed on the substrate 402, a receiver 406 disposed on the substrate 402, and a control circuit 408 disposed on the substrate 402. Including. Display device 404 can be printed on substrate 402. Alternatively, flip-chip technology can be used to mount the silicon substrate 402 on the display substrate 404. Control circuit 408 may be fabricated directly on substrate 402 using a low temperature polysilicon process. A plurality of row and column drivers may be interfaced to the display 404 backplane to address the display 404. In one detailed embodiment, wireless receiver 406 includes traces located on substrate 402. In another detailed embodiment, wireless receiver 406 includes an antenna mounted on substrate 402. Radio paper 400 may further include a power supply 410 disposed on substrate 402. Power supply 410 can be, for example, a solar cell, a thin-film battery, or a standard battery.
[0073]
The above-described radio paper can be used to provide wireless renewable documents. The device includes a document cover, an electronic display on either surface of the cover, and a data receiver. The display device is supplied with data from a data receiver. The display is visible to the document user and indicates how the document will be sent a message following its delivery. The device may be provided as a commercial product, including an insert, book, magazine, circular, periodicals, catalogs, signage, or document cover. Ideally, the electronic display of the device should operate with very low power and be easily visible. For this reason, a general class of reflective electronic displays is desirable. More ideally, the display is bistable, as described above, to minimize power draw. Further, ideally, the display is flexible and paper-thin to maximize the number of ways in which the display can be incorporated. For example, a paper-thin substrate allows radio paper to be addressed by a desktop unit such as a laser printer. Alternatively, the radio paper can be addressed with a stylus that can pass through the display. An encapsulated electrophoretic display device fulfills all the stated requirements and can be used advantageously for this purpose.
[0074]
A data receiver can be any device that can receive information via electromagnetic radiation. In some particular embodiments, the data receiver is a pager or other wireless receiver. In other embodiments, the data receiver may receive data via a physical connection, such as a coaxial cable.
[0075]
The device can operate on battery power. In this case, the device will only provide power to the receiver for reception during certain times of the day when messages are expected to be sent, such as during low traffic periods when bandwidth is low, with appropriate sleep ( sleep) mechanism. The device may also incorporate solar cells to eliminate or reduce the need for batteries.
[0076]
One example of the utility of this device may be shown by reference to a chain of retail stores that distributes the device as a catalog. After sending the catalog, the retailer may determine that some inventory items must be cleared. This typically requires expensive marketing efforts. However, with the device, the chain store may advertise the merchandise to be wiped out, and may actually refer the consumer to a particular page of the catalog. Chain stores may also facilitate events at retail stores and may be drive traffic to stores. Chain stores may also communicate various messages to different consumer segments to evaluate bids and marketing messages on a test basis.
[0077]
Ideally, devices may be addressed either individually or as part of a group of devices. The former allows for targeted marketing, while the latter reduces bandwidth transmission costs.
[0078]
In yet another embodiment, an encapsulated electrophoretic display is used to form a tiled display that interconnects a plurality of tiled displays to enable the manufacture of a large area display. When assembled, the tile display may or may not be seamless. The tile pixels may have any shape, such as circular, rectangular, or other shapes, such as those present in a mosaic font display device. There may be a pixel mask attached to the front of the pixel.
[0079]
Referring to FIGS. 8A to 8D, the tile display system 800 includes a plurality of tile display devices 801, 802, 803 and 804, and a control device (not shown). Each tile display 801 includes means for connecting the tile display 801 to adjacent tile displays 802, 803, and 804. Tile display system 800 may include any desired number of tile displays. In one embodiment, the tile display includes a 40 × 30 grid of 16 × 16 pixel tiles to form a VGA resolution screen.
[0080]
In one detailed embodiment, the tiled system includes a direct connection structure, ie, each pixel has a respective lead from the controller. Each lead may be a separate or packaged transistor line. In this embodiment, the front surface of the substrate comprises a grid of electrodes, where each electrode is connected to the output of the control chip via a via. Thus, for an N × N grid, N ² +1 control lines are required. An additional line is used to connect to a continuous top electrode.
[0081]
A matrix display device using 2N + 1 control lines can be configured with a plurality of tile display devices using various technologies. In one embodiment, a varistor, metal-insulator-metal, or an array of separate diodes is used to address each pixel individually. In the case of a diode, a separate surface mounted zener diode is useful. For an N × N grid matrix display device using a matrix of two terminal devices, 2 ^* Only N + 1 control lines are needed to control the tile.
[0082]
In one detailed embodiment, the tiles are connected to one another using standard electronic connectors 805 located on the edges of the tiles 801 as shown in FIGS. 8A-8D. In another detailed embodiment, the tiles are connected to each other using cables. The tile may be attached to a wall, a lightweight metal grid, or any other substrate using nuts soldered to the back of the tile or by any other means known in the art for securing a substrate.
[0083]
The controller includes a microprocessor or other suitable drive circuit. The controller transmits the information to the tile display to update the display using any convenient form of electromagnetic radiation. In some embodiments, the controller also receives information from the tile display. Data for the display system may be stored in a memory element of the controller or may be received in the form of an electromagnetic signal using a receiver. The receiver may include, for example, an antenna and a passive rectifier in communication with the antenna, as described above.
[0084]
In one embodiment, the controller connects to one tile and controls the entire display. The controller may consist of a battery, a power supply, a paging receiver, and a microprocessor for controlling the entire system. The display may be powered using, for example, a commercially available integrated AC-DC converter. In one embodiment, each tile may have its own high pressure supply. A common inverter chip for use in an electroluminescent backlight can be used in this embodiment.
[0085]
One way to control the entire tile system is to have a microcontroller on each tile. In this embodiment, the sign controller indicates a single tile connected to it at a certain coordinate position, ie, 0,0. With an asymmetric controller layout, the tiles can determine which edge the controller is connected to. This tile then communicates with neighboring tiles to increment or decrement the coordinate position appropriately. With this protocol, each tile may determine a unique identification code that identifies its location on the sign. The sign controller may then send data on the common bus, and the microcontroller for each tile may receive the data needed to update the tile. When the appropriate data appears on the bus, the microcontroller moves this data to the display driver. Next, a write pulse is given to the entire sign, and the entire display device is updated. Tile displays such as those described above can be successfully driven at voltages as low as 3 volts.
[0086]
In one embodiment, the tile display is driven by controlling each pixel and top electrode. To display an image, the electrodes on the backplane are set to an appropriate pattern of electrodes. The back electrode segment is set to either ground or power, and the top electrode is quickly switched between ground and power. With the top electrode at the power supply, the area of the display having a ground potential is addressed and no electric field exists elsewhere. When the top electrode is switched to ground, other areas of the backplane at the power supply are switched. This method allows the backplane to maximize the voltage received by the display material. Alternatively, a standard bistable addressing scheme can be used on the back electrode while the top electrode is held at ground potential.
[0087]
In one embodiment, a high voltage CMOS display driver such as HV57708PG manufactured by Supertex Corporation (Sunnyvale, CA) may be used to drive the tile display. The HV57708PG is an 80-pin plastic gull-wing surface mount chip with 64 outputs. Each output may sink 15 mA. Four of these chips may control one tile. Other chips, such as the Sharp LH1538, an 80V128 line tape automated bonding (TAB) chip, may find use in the context of the present invention.
[0088]
Referring to FIG. 8E, the tile display device 830 includes a substrate 831, a display medium 832, electronics 834, and a driver circuit 836. The tile display 830 may be of any convenient size and may have any desired number of pixels. In one embodiment, the tile display 830 is 8 inches × 8 inches, and is a 16 × 16 pixel matrix. The substrate 831 of the tile display 830 is a standard etched printed circuit board, copper-clad polyimide, polyester with printed conductive ink, or any other suitable substrate with patterned conductive regions. obtain. A display medium 832, such as an encapsulated electrophoretic display, can be printed on the front side of the substrate. Display medium 832 can be an encapsulated electrophoretic suspension consisting of a slurry of capsules in a binder. Each capsule contains a dielectric suspension fluid and a mechanical system consisting of multiple particles. When an electric field is applied to the capsule, the particles are moved into the electric field. By using two different particle species of different charge and color, such as black and white, a color change can be presented to the observer. In one embodiment, the material is bistable, so that once the material is addressed, it remains in its final state. This is used to eliminate power draw during image updates. The material responds purely to the electric field, so that only the actual current draw results in a change in the charge of the plate on either side of the material. The volume of the display material can be between 1 picofarad per centimeter and 100 picofarads per centimeter. The capacity varies with different display material, binder, and total thickness.
[0089]
In one detailed embodiment, the display medium is printed on a substrate and then coated with a layer of plastic or glass having a transparent conductive coating such as an ITO coated mylar. The necessary connection to the ITO can be made using conductive glue, contacts or tape.
[0090]
In the embodiment shown in FIG. 8E, a tile display 830 is made using the following steps. The electronic ink forming the display medium 832 is coated on the conductive side of a sheet of ITO sputtering mylar 835 and then dried or cured. A layer of conductive adhesive 836 is selectively applied to the cured electronic ink 832 to form a laminate. The laminate is adhered to a copper pad 838 or a backplane 837 consisting of a circuit board with screen printed metal ink disposed on the surface. A corner or one edge 839 of the tile display 830 is reserved to allow a connection to be made between the front ITO electrode 833 and the backplane 837. If necessary, the electronic ink 832 is removed from the corners 839 and is performed using a conductive adhesive 836 such as a silver-filled epoxy or a conductive heat seal.
[0091]
In yet another embodiment, an encapsulated electrophoretic display is incorporated into an article of clothing to provide a wearable display. Referring to FIG. 9, a wearable display device 502 is embodied as a patch on a sleeve 504 of a jacket 500 that provides a weather map 506 or other information. The wearable display device 502 includes a controller 508 in electrical communication with a display monitor 510 that includes an encapsulated electrophoretic display medium and a backplane. The display medium is printed on the backplane. The backplane further includes the electronic components needed to address the display device 502. In some embodiments, the wearable display is in communication with at least one device that provides data for display, such as a global positioning unit, news feed, or pager. In these embodiments, the data device communicates information to a display device, which then displays the information for the wearer.
[0092]
Display devices that can be worn include shoes, socks, pants, underwear, purses, key chains, shoelaces, suspenders, ties, bow ties, buttons, buckles, shirts, jackets, skirts, dresses, ear muffs, hats, glasses, Contact lenses, watches, cufflinks, purse chains, belts, backpacks, briefcases, organizers, gloves, raincoats, watchbands, bracelets, overcoats, windbreakers, vests, ponchos, vests, or clothing or other Any of the fashion accessories may be incorporated into other wearable items, such as other items.
[0093]
In yet another aspect, the invention features a communication system. Communication systems enable new all-message delivery and communication media that allow messages to be displayed to their users in real time at virtually any location.
[0094]
Referring to FIG. 10, a system 1000 includes a plurality of display device receivers 1002. The display device receiver 1002 includes an electronic display device 1004 and a data receiver 1006. In some embodiments, the display receiver is a tile display or radio paper as described above. Electronic display device 1004 may operate according to principles known in the art of LCDs, plasma displays, CRTs, electrophoretic displays or encapsulated electrophoretic displays. The encapsulated electrophoretic display can be coated on a number of different surfaces, substantially any surface, using suitable binders, such as PVC, urethane and silicon binders, and using coating techniques to provide large dimensions. (Such as poster and billboard dimensions), light enough to be mounted without an elevated crane, flexible enough to bend in the wind, and imaged without additional power draw To allow these surfaces to be retained, thereby operating economically from solar cells or batteries.
[0095]
Data receiver 1006 can be, for example, a pager, cellular phone, satellite phone, high frequency receiver, infrared receiver, cable modem, or any other suitable receiver that can receive information from other sources. Data receiver 1006 may transmit and receive information. For example, data receiver 1006 may transmit confirmation information to confirm that a new data stream has been received. The data receiver 1006 may transmit data so that it may be useful for the overall operation of the system 1000, for example, weather data as part of a national weather system. Data receiver 1006 may employ various or multiple transmission methods for both receiving and transmitting data.
[0096]
The function of data receiver 1006 is primarily to receive data and display text or images in response. The data may include a message, a stream of messages, a code indicating how the device should display or transition between the messages, or any other suitable information that causes the display device 1004 to operate as desired by the user. obtain. The data may also include headers, error detection, checksums, routing, or other information that facilitates the functioning of system 1000.
[0097]
In one embodiment, data receiver 1006 includes control system 1008. Control system 1008 facilitates operation of communication system 1000. In one embodiment, the control system 1008 functions as a user interface that allows a user to design, author, test, collaborate, approve, and / or transmit images and commands sent to the display receiver. I do. In another embodiment, the control system 1008 monitors the user's actions, confirms that the payment has been received, confirms that the account has been credited, and confirms that the user has unique permissions. It acts as a billing and authorization system, creating usage reports, creating invoices, and / or updating data receivers with insufficient billing conditions. In another embodiment, the control system 1008 tracks data receivers, generates data receiver history and status reports, enables classification and screening of data receivers based on suitable characteristics, and / or Serves as a data receiver management system that allows users to assign messages to all networks in the subset. In yet another embodiment, the control system 1008 pre-processes the data in a format suitable for the data receiver or a subset thereof, transmits the data in a manner appropriate or necessary for each data receiver, and according to the desired criteria. Schedule the transmission of the data, confirm that the data was sent properly, receive and process any information uploaded from data receiver 1006, and resend any messages that may not have been received. It functions as a data delivery system that creates reports of such activities and / or generates messages to field personnel indicating potential service requirements.
[0098]
In all of the above embodiments, the control system may use the Internet or the World Wide Web as a user interface, as a data transmission mechanism, as an error detection protocol, as a message delivery service, as a programming environment, or in any suitable manner. . The control system 1008 may also use data encryption mechanisms for enhanced security in user interaction, in system operation, in data receiver transmission, or in data receiver reception. The control system 1008 may also use a suitable digital payment mechanism to allow funds to be transferred as part of the overall system of use and operation.
[0099]
Although the present invention has been shown and described in detail with reference to certain preferred embodiments, it is to be understood that the invention has been described in form and detail without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It should be understood by those skilled in the art that various changes can be made.
[Brief description of the drawings]
FIG.
FIG. 2 is an exploded view of one embodiment of a printed flexible electrophoretic display.
FIG. 2
1 is a block diagram of an indicator manufactured according to the present invention.
FIG. 3
FIG. 3 is a circuit diagram of an embodiment of a battery indicator.
FIG. 3A
It is a figure showing a voltage-current curve of a non-linear element included in a battery indicator.
FIG. 4A
FIG. 4 illustrates various embodiments of a display medium that is not bistable.
FIG. 4B
FIG. 4 illustrates various embodiments of a display medium that is not bistable.
FIG. 5A
FIG. 4 illustrates various embodiments of a sticker display device.
FIG. 5B
FIG. 4 illustrates various embodiments of a sticker display device.
FIG. 5C
FIG. 4 illustrates various embodiments of a sticker display device.
FIG. 5D
FIG. 4 illustrates various embodiments of a sticker display device.
FIG. 5E
FIG. 4 illustrates various embodiments of a sticker display device.
FIG. 5F
FIG. 4 illustrates various embodiments of a sticker display device.
FIG. 6A
4 is a flowchart illustrating how one embodiment of a wireless control display device functions.
FIG. 6B
FIG. 2 illustrates one embodiment of a wireless control display.
FIG. 7
It is a figure showing one embodiment of radio paper.
FIG. 8A
It is a figure showing a tile display system.
FIG. 8B
It is a figure showing a tile display system.
FIG. 8C
It is a figure showing a tile display system.
FIG. 8D
It is a figure showing a tile display system.
FIG. 8E
FIG. 3 is a diagram illustrating one embodiment of a block diagram of a tile display device.
FIG. 9
FIG. 2 illustrates one embodiment of a wearable display device.
FIG. 10
FIG. 2 is a diagram illustrating a block diagram of one embodiment of a network data display device.

Claims (23)

（ａ）膜（３）の第１の表面上に配置された透明電極構造（２）を有する膜（３）を提供するステップと、
（ｂ）該膜（３）の該第１の表面上に表示媒体（４）を印刷するステップであって、該表示媒体（４）が、結合剤中に分散された電気光学的に活性な材料を含む、ステップと、
（ｃ）該表示媒体（４）の少なくとも一部をおおう第２の電極（６）を印刷するステップと、
を包含し、特徴付けられる、可撓性の電気的に活性な表示装置（１）を印刷する方法。(A) providing a membrane (3) having a transparent electrode structure (2) disposed on a first surface of the membrane (3);
(B) printing a display medium (4) on the first surface of the film (3), wherein the display medium (4) is electro-optically active dispersed in a binder. Including material, steps;
(C) printing a second electrode (6) covering at least a part of the display medium (4);
A method of printing a flexible, electrically active display device (1), comprising and characterized by: 前記表示媒体（４）がカプセル化された電気泳動表示媒体であることにおいて特徴付けられる、請求項１に記載の方法。The method according to claim 1, characterized in that the display medium (4) is an encapsulated electrophoretic display medium. 前記第２の電極（６）が不透明導電電極であることにおいて特徴付けられる、請求項１または２のいずれかに記載の方法。3. The method according to claim 1, wherein the second electrode is an opaque conductive electrode. 前記第２の電極（６）が銀インク電極または黒鉛インク電極であることにおいて特徴付けられる、請求項３に記載の方法。The method according to claim 3, characterized in that the second electrode (6) is a silver ink electrode or a graphite ink electrode. 前記透明電極構造（２）が、該電極構造（２）を前記膜（３）上に印刷することによって形成されることにおいて特徴付けられる、請求項１から４のいずれかに記載の方法。The method according to any of the preceding claims, characterized in that the transparent electrode structure (2) is formed by printing the electrode structure (2) on the membrane (3). 前記表示媒体（４）が顔料および有機流体中に混合された有機ポリマーを含むことにおいて特徴付けられる、請求項１から５のいずれかに記載の方法。A method according to any of the preceding claims, characterized in that the display medium (4) comprises an organic polymer mixed in a pigment and an organic fluid. 前記膜（３）がポリマー膜を含むことにおいて特徴付けられる、請求項１から６のいずれかに記載の方法。The method according to any of the preceding claims, characterized in that the membrane (3) comprises a polymer membrane. 前記膜（３）がポリエステル膜を含むことにおいて特徴付けられる、請求項７に記載の方法。The method according to claim 7, characterized in that the membrane (3) comprises a polyester membrane. 前記表示媒体（４）が、結合剤中に分散されたカプセル化された電気光学的に活性な材料を含み、該材料が１００ミクロンの平均直径を有するカプセルにカプセル化されることにおいて特徴付けられる、請求項１から８のいずれかに記載の方法。Said display medium (4) comprises an encapsulated electro-optically active material dispersed in a binder, characterized in that said material is encapsulated in a capsule having an average diameter of 100 microns. A method according to any of claims 1 to 8. （ａ）第１の膜（３）の第１の表面上に配置された電極構造（２）を有する膜（３）を提供するステップと、
（ｂ）該第１の膜（３）の該第１の表面上に、結合剤中に分散されたカプセル化された電気光学的に活性な材料（４）を印刷するステップと、
（ｃ）第２の膜（３’）を提供するステップと、
（ｄ）電極構造（６）を該第２の膜（３’）上に印刷するステップと、
（ｅ）該印刷された電極構造（６）が該カプセル化された電気光学的に活性な材料（４）と電気的な連通にあるように、該第１の膜（３）および該第２の膜（３’）を積層するステップと、
を包含し、特徴付けられる、可撓性の電気的に活性な表示装置（１）を印刷する方法。(A) providing a membrane (3) having an electrode structure (2) disposed on a first surface of the first membrane (3);
(B) printing on the first surface of the first membrane (3) an encapsulated electro-optically active material (4) dispersed in a binder;
(C) providing a second membrane (3 ');
(D) printing an electrode structure (6) on the second film (3 ');
(E) the first membrane (3) and the second membrane (3) such that the printed electrode structure (6) is in electrical communication with the encapsulated electro-optically active material (4). Laminating a film (3 ′) of
A method of printing a flexible, electrically active display device (1), comprising and characterized by: 前記電極構造（２）が、前記第１の膜（３）上に該電極構造（２）を印刷することによって形成されることにおいて特徴付けられる、請求項１０に記載の方法。The method according to claim 10, characterized in that the electrode structure (2) is formed by printing the electrode structure (2) on the first membrane (3). 前記第１の膜（３）がポリマー膜を含むことにおいて特徴付けられる、請求項１０または１１に記載の方法。Method according to claim 10 or 11, characterized in that the first membrane (3) comprises a polymer membrane. 基板（１６）と、
該基板（１６）上に配置されたトランスデューサ（１４）と、
該トランスデューサ（１４）と電気的な連通にある該基板（１６）上に印刷されたカプセル化された電気泳動表示装置（１２）であって、該表示装置（１２）が、該トランスデューサ（１４）からの信号に応答して光学状態を表示する、電気泳動表示装置と、
を備える、指示器（１０）。A substrate (16);
A transducer (14) disposed on the substrate (16);
An encapsulated electrophoretic display (12) printed on said substrate (16) in electrical communication with said transducer (14), said display (12) comprising said transducer (14). An electrophoretic display device for displaying an optical state in response to a signal from
An indicator (10) comprising: バッテリ（３０）と電気的に連通している印刷可能な電気的にアドレス可能な表示装置（２４）を備えた、該バッテリ（３０）上で使用するためのバッテリ指示器（２０）であって、該表示装置（２４）が該バッテリ（３０）の電圧に応答して第１の光学状態を表示する、バッテリ指示器。A battery indicator (20) for use on said battery (30), comprising a printable electrically addressable display (24) in electrical communication with the battery (30). A battery indicator, wherein the display device (24) displays a first optical state in response to a voltage of the battery (30). カプセル化された表示媒体を含む電気泳動表示装置（２４）と、
該電気泳動表示装置（２４）に隣接して配置された第１の電極（２６）および第２の電極（２７）と、
バッテリ（３０）および該第１の電極（２６）と電気的に連通している非線形電気素子（２８）であって、バッテリ電圧が所定のしきい値を超えると、該バッテリ電圧を該第１の電極（２６）に伝導する、非線形電気素子（２８）と、
該バッテリ（３０）および該第２の電極（２７）と電気的に連通している分圧器（３２）であって、分圧器（３２）が、該バッテリ電圧以下の電圧を該第２の電極（２７）に供給する、分圧器と、
該非線形電気素子（２８）および該分圧器（３２）と連通している抵抗器（３４）と、
を備えた、バッテリ指示器（２０）。An electrophoretic display (24) including an encapsulated display medium;
A first electrode (26) and a second electrode (27) arranged adjacent to the electrophoretic display device (24);
A non-linear electrical element (28) in electrical communication with the battery (30) and the first electrode (26), wherein when the battery voltage exceeds a predetermined threshold, A non-linear electrical element (28) conducting to the electrode (26) of
A voltage divider (32) in electrical communication with the battery (30) and the second electrode (27), wherein the voltage divider (32) applies a voltage less than or equal to the battery voltage to the second electrode. A voltage divider for supplying to (27);
A resistor (34) in communication with the non-linear electrical element (28) and the voltage divider (32);
A battery indicator (20) comprising: 衣料品（５００）に組み込まれた電気的にアドレス可能な表示装置（５０２）を含む衣料品（５００）であって、該表示装置（５０２）がカプセル化された表示媒体を含む、衣料品と、
該表示装置（５０２）と電気的に連通している制御器（５０８）と、
を備えた、着用可能な表示装置（５０２）。A garment (500) comprising an electrically addressable display device (502) incorporated in the garment (500), wherein the display device (502) comprises an encapsulated display medium. ,
A controller (508) in electrical communication with the display (502);
A wearable display device (502) comprising: 基板（８３１）と、
該基板（８３１）上に配置された電気的にアドレス可能な表示装置（８３２）であって、カプセル化された表示媒体を含む、アドレス可能な表示装置（８３２）と、
該表示装置（８３２）と電気的に連通している、該基板（８３１）上に配置された制御器（８３４、８３６）と、
表示タイル（８３０）を別の表示タイルに接続するための、該基板（８３１）上に配置された接続器（８０５）と、
を備えた、電気的に活性な表示タイル（８３０）。A substrate (831);
An electrically addressable display device (832) disposed on the substrate (831), the addressable display device including an encapsulated display medium (832);
A controller (834, 836) disposed on the substrate (831) in electrical communication with the display (832);
A connector (805) disposed on the substrate (831) for connecting the display tile (830) to another display tile;
An electrically active display tile (830) comprising: レシーバ（３０１）と、
該レシーバ（３０１）と電気的な連通にある復号器（３４０）と、
該復号器（３４０）と連通しているカプセル化された表示媒体を有する電気的に活性な表示装置（３５０）と、
を備えた、無線制御表示装置（３００）。A receiver (301);
A decoder (340) in electrical communication with the receiver (301);
An electrically active display device (350) having an encapsulated display medium in communication with the decoder (340);
A wireless control display device (300) comprising: （ａ）基板（４０２）を提供するステップと、
（ｂ）結合剤中に分散された少なくとも一つのカプセルを含む電気的に活性なインクを該基板（４０２）の第１の領域上に印刷するステップと、
を包含し、それによって該電気的に活性なインクの光学的品質が、受け取られた電磁気信号に応答して調節される、電気的にアドレス可能な表示装置（４０４）を製作するための工程。(A) providing a substrate (402);
(B) printing an electrically active ink comprising at least one capsule dispersed in a binder on a first area of the substrate (402);
Producing an electrically addressable display device (404), whereby the optical quality of the electrically active ink is adjusted in response to the received electromagnetic signal. （ａ）基板を提供するステップと、
（ｂ）結合剤中に分散された少なくとも一つのカプセルを含む電気的に活性なインクを該基板の第１の領域上に印刷するステップと、
（ｃ）電気的に不活性なインクを該基板の第２の領域上に印刷するステップと、
を包含する、電気的にアドレス可能な表示装置を印刷するための工程。(A) providing a substrate;
(B) printing an electrically active ink including at least one capsule dispersed in a binder on a first area of the substrate;
(C) printing an electrically inert ink on a second area of the substrate;
Printing an electrically addressable display device, comprising: （ａ）第１の基板を提供するステップと、
（ｂ）電気的に不活性なインクを該第１の基板上に印刷するステップと、
（ｃ）第２の基板を提供するステップと、
（ｄ）電気的に活性なインクを該第２の基板上に印刷するステップと、
（ｅ）該第２の基板と該第１の基板とを積層して、電気的にアドレス可能な表示装置を形成するステップと、
を包含する、電気的にアドレス可能な表示装置を製作するための工程。(A) providing a first substrate;
(B) printing an electrically inert ink on the first substrate;
(C) providing a second substrate;
(D) printing an electrically active ink on the second substrate;
(E) laminating the second substrate and the first substrate to form an electrically addressable display device;
A process for making an electrically addressable display device, comprising: 電気光学的に活性な材料を含むカプセル化された表示媒体（４６）であって、第１の表面および第２の表面を有する、カプセル化された表示媒体（４６）と、
該表示媒体（４６）の該第１の表面上に配置された接着層（４８）と、
を備えた、電気的に活性なステッカ表示装置（７０）。An encapsulated display medium (46) comprising an electro-optically active material, the encapsulated display medium (46) having a first surface and a second surface;
An adhesive layer (48) disposed on the first surface of the display medium (46);
An electrically active sticker display (70) comprising: 第１および第２の表面を有する基板（４２）と、
該基板（４２）の該第１の表面上に配置された電気光学的に活性な材料を含むカプセル化された表示媒体（４６）と、
該基板（４２）の該第２の表面上に配置された接着層（４８）と、
を備えた、電気的に活性なステッカ表示装置（７０）。A substrate (42) having first and second surfaces;
An encapsulated display medium (46) comprising an electro-optically active material disposed on the first surface of the substrate (42);
An adhesive layer (48) disposed on the second surface of the substrate (42);
An electrically active sticker display (70) comprising:

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