(57)【要約】【課題】外部電気エネルギが最小か又はそれなしで電子ディスプレイを作動させるためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】低電力消費表示装置。電気エネルギに応答して表示装置に表示情報を表示させ、かつ入射放射線に反応して電気エネルギを発生する光活性層を利用する。単一表示装置のディスプレイピクセルは、表示及び発電ピクセルに分割することができる。ディスプレイピクセルは、情報を表示することができ、発電ピクセルは、電気エネルギを発生することができる。発生した電気エネルギを使用して、画像を駆動する電力を供給することができる。【選択図】図１
2009519472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光活性層と、
前記光活性層に電界を印加し、かつ該光活性層の対応する区画の少なくとも１つの光透過特性を変更するように構成された第１の組のピクセル電極と、
放射線を吸収して電気エネルギを生成する前記光活性層の区画によって生成される電気エネルギを利用するように構成された第２の組のピクセル電極と、
を含むことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記光活性層は、双安定エレクトロクロミック材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記双安定エレクトロミック材料は、ナノ結晶金属酸化物（例えば、ＷＯ3）を含むことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記双安定エレクトロミック材料は、電子受容体分子を有するナノ結晶金属酸化物（例えば、二酸化チタン、ＴｉＯ2）を含むことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１の組及び前記第２の組のピクセル電極を制御して給電するためのディスプレイ充電器コントローラと、
有線又は無線通信のための少なくとも１つの通信手段と、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
環境情報を前記ディスプレイ充電器コントローラに送出するための１つ又はそれよりも多くの環境センサを更に含むことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
ディスプレイライトと、
前記電気エネルギを貯蔵するための１つ又はそれよりも多くのバッテリと、
を更に含むことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項８】
前記ディスプレイ充電器コントローラと通信する前記１つ又はそれよりも多くのバッテリの充電を制御するためのバッテリコントローラと、
前記ディスプレイライトを制御するためのディスプレイライトコントローラと、
を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記ディスプレイ充電器コントローラと前記１つ又はそれよりも多くのピクセル電極とに接続したマイクロスイッチを更に含むことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項１０】
選択的に情報を表示して電気を発生するように構成された１つ又はそれよりも多くのディスプレイピクセル、
を含むことを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
前記ディスプレイピクセルは、双安定エレクトロクロミック材料を含むことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記双安定エレクトロクロミック材料は、ナノ結晶金属酸化物（例えば、ＷＯ3）を含むことを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記双安定エレクトロクロミック材料は、電子受容体分子を有するナノ結晶金属酸化物（例えば、二酸化チタン、ＴｉＯ2）を含むことを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記ディスプレイピクセルを制御して給電するためのディスプレイ充電器コントローラを更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１５】
環境情報を前記ディスプレイ充電器コントローラに送出するための１つ又はそれよりも多くの環境センサを更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記電気エネルギを貯蔵するための１つ又はそれよりも多くのバッテリと、
前記ディスプレイ充電器コントローラと通信する前記１つ又はそれよりも多くのバッテリの充電を制御するためのバッテリコントローラと、
を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記ディスプレイ充電器コントローラと前記１つ又はそれよりも多くのピクセル電極とに接続したマイクロスイッチを更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記マイクロスイッチは、選択的に、高外部抵抗をもたらすために開き、又は低外部抵抗をもたらすために閉じることができることを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。
【請求項１９】
プロセッサと、
携帯端末内の構成要素を接続するためのバスと、
選択的に情報を表示して電気を発生するように構成された１つ又はそれよりも多くのディスプレイピクセルを含むディスプレイと、
前記ディスプレイ上に呈示されたデータを記憶するためのメモリと、
を含むことを特徴とする携帯端末。
【請求項２０】
前記ディスプレイピクセルは、双安定エレクトロミック材料を含むことを特徴とする請求項１９に記載の携帯端末。
【請求項２１】
前記双安定エレクトロミック材料は、ナノ結晶金属酸化物（例えば、ＷＯ3）を含むことを特徴とする請求項２０に記載の携帯端末。
【請求項２２】
前記双安定エレクトロミック材料は、電子受容体分子を有するナノ結晶金属酸化物（例えば、二酸化チタン、ＴｉＯ2）を含むことを特徴とする請求項２０に記載の携帯端末。
【請求項２３】
表示装置を作動させる方法であって、
（ａ）表示情報をディスプレイコントローラに入力する段階と、
（ｂ）前記表示情報を前記表示装置上に表示することができるように、該表示情報に基づいて指令信号を形成する段階と、
（ｃ）前記指令信号を前記ディスプレイコントローラから１つ又はそれよりも多くのディスプレイピクセルに送信する段階と、
（ｄ）前記指令信号に基づいて前記１つ又はそれよりも多くのディスプレイピクセル上に前記表示情報を表示する段階と、
（ｅ）前記指令信号に基づいて前記１つ又はそれよりも多くのディスプレイピクセルから電力を集電する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２４】
段階（ｂ）は、
（ｉ）前記指令信号に基づいて１つ又はそれよりも多くのディスプレイピクセルを表示モードに設定する段階と、
（ｉｉ）前記指令信号に基づいて１つ又はそれよりも多くのディスプレイピクセルを充電モードに設定する段階と、
を更に含む、
ことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記集電された電力をバッテリに貯蔵する段階を更に含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
自律表示装置を作動させる方法であって、
（ａ）表示情報をディスプレイ充電器コントローラに入力する段階と、
（ｂ）バッテリ充電情報を前記ディスプレイ充電器コントローラに入力する段階と、
（ｃ）前記表示情報及び前記バッテリ充電情報に基づいて指令信号を形成する段階と、
（ｄ）前記指令信号を前記ディスプレイ充電器コントローラから１つ又はそれよりも多くのディスプレイピクセルに送信する段階と、
（ｅ）前記指令信号に基づいて前記１つ又はそれよりも多くのディスプレイピクセル上に前記表示情報を表示する段階と、
（ｆ）前記指令信号に基づいて前記１つ又はそれよりも多くのディスプレイピクセルから電力を集電する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２７】
段階（ｃ）は、
（ｉ）前記指令信号に基づいて１つ又はそれよりも多くのディスプレイピクセルを表示モードに設定する段階と、
（ｉｉ）前記指令信号に基づいて１つ又はそれよりも多くのディスプレイピクセルを充電モードに設定する段階と、
を更に含む、
ことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
（ｇ）１つ又はそれよりも多くの第２の指令信号を形成する段階と、
（ｈ）前記第２の指令信号を前記ディスプレイ充電器コントローラからディスプレイライトコントローラに送信する段階と、
（ｉ）前記第２の指令信号に基づいて前記ディスプレイライトを点灯させる段階と、
を更に含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
（ｇ）前記集電された電力の一部を貯蔵し、かつ該集電された電力の一部を前記表示装置に振り向ける段階、
を更に含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
（ｇ）前記バッテリ充電情報を制御する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
（ｇ）１つ又はそれよりも多くの環境センサからの光センサデータに基づいて１つ又はそれよりも多くの第２の指令信号を形成する段階と、
（ｈ）光センサデータに基づく前記指令信号を前記ディスプレイ充電器コントローラに送信する段階と、
（ｉ）前記センサデータに基づいて１つ又はそれよりも多くの光センサを制御する段階と、
を更に含むことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ディスプレイに関する。より詳細には、本発明は、外部電気エネルギが最小か又はそれなしで電子ディスプレイを作動させるためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最新の電子装置は、表示装置を含むことが多い。殆どの人々に対して、視覚は、最も高度に発達した感覚であり、重要な情報は、視覚的な形で伝達されることが予期されている。液晶表示装置のような低消費電力表示装置でさえも、電子装置によって消費される電力の大部分を消費する。ラップトップコンピュータ、携帯端末などのような可搬型電子装置の使用は、電源の入手し易さによって制限される。可搬型バッテリパックが、多くの場合に可搬型電子装置に電力を供給するために使用される。既存のバッテリパックの限定された寿命及び表示装置の電力消費のために、ユーザは、複数のバッテリパックを持ち運んで使用するか、又は可搬型電子装置の使用を制限することを要求される。
【０００３】
電子表示装置の電力消費要件も、そのような装置に対する用途を制限する。例えば、長時間にわたって販促資料を表示する表示装置は、電気エネルギ源に近接して位置する必要がある。一部の場所での電気エネルギの供給は、コスト的に無理であり、かつ一部の場合には安全でない可能性がある。このような状況では、静止掲示板又はバナーが、それらが電子表示装置の柔軟性及び外観的特徴を欠いているにも関わらず頻繁に使用される。
【０００４】
従って、当業技術において、最小の外部電気エネルギ又はそれなしで作動する電子表示装置に対する必要性が存在する。
【発明の開示】
【０００５】
本発明の態様は、電気エネルギを発生し、かつ情報を表示することができる光活性層を使用する表示装置及び方法を提供することによって上記に特定した必要性の少なくとも一部に対処する。電気エネルギを発生して情報を表示し、それによって外部エネルギ源の必要性を排除又は低減するためのピクセルを選択することができる。
【０００６】
一実施形態では、自律表示装置は、光子吸収のための色素を備えたＴｉＯ2ナノ粒子を使用するディスプレイピクセルを作成することによって達成される。ディスプレイピクセルのタンデム機能性は、外部抵抗／電圧を供給するディスプレイピクセルに接続した外部マイクロスイッチによって判断される。フォトエレクトロクロミック反応に基づいて、高外部抵抗（Ｒext＝ＲH）（開マイクロスイッチ）を有するピクセルは、照明の下で薄黒いか又は色付きであることになる。低外部抵抗（Ｒext＝ＲL）（閉マイクロスイッチ）を有する残りのピクセルは、透明、半透明、又は僅かに色付きのままであり、又はそれまで色付きであった場合には色褪せることになる。これらの透明ピクセルは、エネルギ発生のために使用される。この装置の基本的な物理的特性及び概念設計により、形成される薄黒いピクセル及び透明ピクセルのパターンを使用して、画像／テキストを構成し、かつその同じ領域からエネルギを生成することが可能になる（単一ピクセルのレベルでのタンデム装置）。色付きピクセルは、画像／テキストを生成するように機能し、一方、透明ピクセルは、エネルギ発生に寄与する。得られるエネルギは、バッテリ／コンデンサに貯蔵され、装置作動の自律性を提供することができる。
【０００７】
他の実施形態では、開示する方法の１つ又はそれよりも多くは、フロッピー（登録商標）ディスク又はＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータ可読媒体上に記録されたコンピュータ実行可能命令として実施することができる。
【０００８】
本発明のより詳細な要旨及び例示的実施形態は、本発明の詳細説明に見出すことができる。
【０００９】
本発明を添付図面に例示的に示すが、添付図面によっては制限されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の一実施形態を説明する図１は、外部マイクロスイッチ（例えば、外部マイクロスイッチ１０２及び１０４）の方式を判断することにより、画像及びテキストを表示し、かつバッテリに貯蔵するための又は表示装置の自律作動のためのエネルギを発生させることができる表示−太陽電池装置の実施形態を示している。図１の表示−太陽電池ピクセル装置を使用して自律表示装置を達成することができる。
【００１１】
装置の作動は、外部マイクロスイッチ１０２及び１０４の方式を判断することによって誘導され、装置上に画像／テキストを表示するためにピクセルのパターンを設定することができる（図１に概略的に示すように）。より正確には、高外部抵抗（Ｒext＝ＲH）（開マイクロスイッチ）を有するピクセルは、ピクセル１２０のように照明下で薄黒い、半透明、及び／又は色付きであることになる。低外部抵抗（Ｒext＝ＲL）（閉マイクロスイッチ）を有する残りのピクセルは、透明、半透明、又は僅かに色付きのままであり、又はピクセル１３２のようにそれ以前に色付きであった場合には色褪せることになる。これらの透明なピクセル（閉マイクロスイッチ）は、エネルギ発生のために使用される。代替的には、薄黒い、半透明、及び／又は色付きピクセル（開マイクロスイッチ）が、エネルギ発生のために使用される。装置の基本的な物理的特性及び概念設計により、形成された薄黒いピクセル及び透明ピクセルのパターンを使用して、画像及び／又はテキストを構成し、かつその同じ領域からエネルギを生成することが可能になる（単一ピクセルのレベルでのタンデム装置）。色付きピクセル１２０、１２２、及び１２４は、画像及び／又はテキストを作成するように機能し、一方、透明ピクセル１３０、１３２、１３４、１３６、１３８、及び１４０は、エネルギ発生に寄与することになる。得られるエネルギは、小さなバッテリ又はコンデンサに貯蔵し、装置作動の自律性を提供することができる。
【００１２】
本発明の一実施形態を説明する図２は、照明によって生じ、かつ単一ピクセル２００のレベルで２つの作動モードを有することができる本発明の態様を実施するのに利用することができる外部抵抗（Ｒext）によって判断される色変化反応を示している。照明下で、上部部分２０６は、開回路（高Ｒext）条件での着色を示し、下部部分２０８は、短絡回路（低Ｒext）条件での脱色を示している。顕微鏡レベルにおいて、外部抵抗２０２及び２０４のステータスは、方向性電子流を支配し、これは、次に、単一ピクセル２００の作動のモードを決める。単一のピクセルの着色は、高外部抵抗（Ｒext＝ＲH、開回路状態）Ｒext２０２下で行われる。電子２１０は、色素２２０からＴｉＯ2２２２の伝導帯に注入され、そこからＷＯ3（三酸化タングステン）２２４中に拡散し、次に透明から薄黒への着色が起こる。薄黒い状態では、単一ピクセルの色は、使用されるエレクトロクロミック材料の種類に依存する。脱色された状態では、単一ピクセルの色は、取り入れられた光、使用される増感色素に依存する。色素は、例えば、遷移金属錯体又は有機質分子とすることができる。色は、青から赤までの可視領域又は不可視の近赤外線領域にあると考えられる。装置の脱色は、低外部抵抗状態（Ｒext＝ＲL、短絡回路状態）Ｒext２０４の下で起こる。あるいは、言い換えれば、外部抵抗が低い（Ｒext＝ＲL）場合、ピクセルは、照明下で透明であることになる。同時に、透明なピクセルは、太陽電池ピクセルのようにエネルギを発生することになる。従って、装置を着色又は脱色するために外部電源を必要としない。更に、着色時間は、装置の面積と独立である。これは、同じ技術により、比較的小さいピクセル又は大きいピクセル（直径０．１ｍｍ−１００ｃｍ）の構成を可能にする。
【００１３】
図２に示すピクセルの光活性色変更層は、（底部から上部に掛けて）ガラス又はポリマー基板２３０、ＴＣＯ２４０、ＷＯ3２２４、ＴｉＯ2２２２、色素２２０、電解質２６０、Ｐｔ（白金）２５０、ＴＣＯ２４０、及びガラス又はポリマー基板２３０から構成される。光活性層（ＴｉＯ2２２２／色素２２０）及びエレクトロクロミック層（ＷＯ3２２４）は、ゾル−ゲル堆積されているが、薄いＰｔ層５０は、反対側の透明導電性電極（ＴＣＯ２４０）上にスパッタリングするか、又は堆積させることができる。両電極間は、Ｌｉ+イオン及び酸化還元対（Ｉ-／Ｉ3-）を含む電解質２６０である。複数の層又はスタックは、特にエネルギ発生の効率を増加するためのオプションであると考えられる。構造は、折り畳み可能とすることができる。
【００１４】
図１及び２に説明した物理的特徴は、ディスプレイ（画像化のため）として、かつ太陽電池（エネルギ発生）として機能することができる自律タンデム表示装置として利用することができる。マイクロスイッチ２８０が閉（ＲL条件）である場合、装置は、照らされているが、電子２１２は、ＷＯ3２２４からＰｔ電極２５０に転送され、電解質２６２内のＩ-イオンの再発生を引き起こす。ＷＯ3は酸化され、装置透過性は変更されない（又は、それまでの状態が色付きであった場合、脱色された状態になる）。更に、この条件（ＲL）の下では、電流が発生し、外部バッテリ又はコンデンサ１５０を充電し、装置全体の自律作動のためにエネルギを貯蔵するように誘導することができる。エネルギ発生は、マイクロスイッチ回路（画像を変更又は更新するため）、ＣＰＵ（装置の作動を制御するため）、バッテリ制御回路（バッテリ充電を制御するため）、外部装置への無線アクセス（遠隔装置から画像を設定するためのＷＬＡＮ、ＢＴ、ＩＲ）、及びバックライト目的のＬＥＤの連続作動（注意を増すためのブリンクモード）のためのエネルギを含む自律作動のための十分なエネルギを供給することができる。
【００１５】
図３及び４は、自律表示装置のピクセルアドレス指定方式の実施例を示している。各アドレス指定方式の目的は、ピクセルの状態を設定し、作動モード（画像表示又はエネルギ発生）を判断することである。
【００１６】
直接アドレス指定
本発明の１つの態様を説明する図３は、自律表示装置の直接アドレス指定方式を示している。直接アドレス指定では、表示装置は、各ピクセルに対する別々の制御信号によって実行され、これは、薄黒いか又は透明かに関わらずその状態を各ピクセル上に設定して維持することを可能にする。上部側面３１０（光源に近い方の側面）は、電極（ＴＣＯ）として作られる。底面上には、ピクセルの活性領域に対応するＴＣＯパッド３３０のマトリックスがある。直接アドレス指定方式では、各ピクセルは、５０ミクロン程度の細さとすることができる単一のワイヤ３３０によってアクセスされる。ワイヤの配線ラインは、ＴＣＯパッドの周りに延び、各ピクセルの外部抵抗を判断する双安定「マイクロスイッチ」回路（ｂ−ＭＳ）３４０に接続する。上述のように、外部抵抗３４２の値は、高−ＲH又は低−ＲLに設定することができ、ピクセルの作動モード（着色／透明、画像表示／エネルギ発生）を決める。更に、共通電極（上部側面ＴＣＯ）に汎用抵抗３４４（ＲG）を設定することにより、表示装置の全体的明るさを調整することができる。低ＲL（透明ピクセル）を有するように設定された全てのピクセルは、接続されてエネルギ発生及びバッテリ又はコンデンサ充電に寄与する。このエネルギは、双安定マイクロスイッチング回路（ｂ−ＭＳ）自身、「画像設定装置（ＩＳＤ）」、及び「無線アクセス」（ＷＬＡＮ、又はＢＴ、又はＩＲ）モジュールを含む表示装置の自律性を提供するために使用することができる。
【００１７】
受動マトリックスアドレス指定
本発明の一態様を説明する図４は、双安定結合を使用した自律表示装置の受動マトリックスアドレス指定（ＰＭＡ）の一般的な方式を示している。一般的に、受動マトリックスアドレス指定（クロスバー型アーキテクチャ）は、プログラム可能性、及び低コスト製造、及び高装置密度の可能性のようないくつかの長所を有する。高密度は、自律表示装置として機能するカラーの実施形態において必要とされる場合がある。一部の新規ディスプレイ技術は、各ピクセルに別々のトランジスタ素子を必要とすることなく長時間状態を維持する双安定材料を使用する。例示的双安定材料は、ポリマー安定化コレステリック液晶材料を含む。受動マトリックスアドレス指定によって、表示装置は、装置の列及び行に対してのみの制御信号を流す。例えば、ｎ×ｋピクセルのカラー画面サイズに対して、受動マトリックスアドレス指定方式は、ｎ＋３ｋの制御信号を必要とすると考えられるが、この信号は、能動マトリックスアドレス指定に要求される制御信号の数よりも少ない。
【００１８】
自律表示装置のカラーバージョンは、フォトエレクトロクロミック（ＰＥＣ）反応、受動マトリックスアドレス指定技術、及びＰＥＣカラー変更層４０６の近傍内で用いられる双安定抵抗４０８を組み合わせることにより達成することができる。本発明の一実施形態では、図５は、カラー自律表示装置の受動マトリックスアドレス指定方式を示している。各ピクセルのカラーバージョンは、３つのサブピクセル（Ｒ−赤５０６、Ｇ−緑５０８、Ｂ−青５１０）から成り、これらは、ＰＭＡ技術によって別々に励起することができ、カラー画像を生成する。物理的に、各サブピクセル（Ｒ−Ｇ−Ｂ）の色は、異なるエレクトロクロミック材料又は／及びピクセル構造内の集光性色素を使用することにより判断される。実際には、これは、異なる材料をＲ−Ｇ−Ｂサブピクセルの位置に堆積させることを意味する。各ピクセルの作動モードを判断するためのアーキテクチャは、直接アドレス指定のアーキテクチャに類似している。高外部抵抗ＲHを有する全てのカラーディスプレイピクセルは、着色され、カラー画像生成の目的を果たすと共に、低外部抵抗ＲLを有するカラーディスプレイピクセルは、透明なままであり、エネルギ発生処理に寄与することになる。受動マトリックスアドレス指定では、列及び行が励起される場合に、双安定抵抗値をＲH（透明ピクセル）又はＲL（色付きピクセル）に設定することにより、列と行の交差点にあるピクセルのみが指定される。この方式では、色付きピクセルの組全体にアクセスすることができ、その状態は、比較的少ない数の外部ライン及び受動マトリックスアドレス指定技術を使用して判断することができる。
【００１９】
カラー表示装置の内蔵双安定性を提供するために、双安定抵抗の付加的層が必要になる。実際、これは、各ピクセルの近くに１組の双安定性マイクロ抵抗を用いることにより達成することができる。このようなプログラマブルかつ双安定性抵抗を構成するために、異なる物理現象及び材料を使用することができる。例えば、有機電流双安定装置（ＯＤＢ）をカラー表示装置の底面に使用して、双安定性抵抗を提供することができる。他の技術も、双安定性分子、カーボンナノチューブ又は交差ナノワイヤの電気機械的操作、強誘電材料、液晶材料などを利用するために使用することができる。
【００２０】
図６は、表示−太陽電池ピクセル装置６３０を利用する表示装置６００の一実施形態の単純化したブロック図を示している。装置は、構成要素を互いに接続するバス６１０、主又は代替電源のための外部電源６１２、Ｉ／Ｏ手段６１４、装置を稼働させるために必要なアプリケーションを記憶し、かつディスプレイ上に表示されたデータを記憶するための１つ又はそれよりも多くのメモリユニット６１６、装置を制御するためのＣＰＵ６１８、短距離及び長距離の有線及び無線通信のための１つ又はそれよりも多くの通信手段６２０、及び表示−太陽電池ピクセル装置６３０を含む。更に、表示−太陽電池ピクセル装置は、１つ又はそれよりも多くの表示−太陽電池ピクセル６３２、ディスプレイ−充電器コントローラとピクセルとに接続された双安定マイクロスイッチ６３４、情報を表示して電力を充電するためのピクセルを制御して給電するためのディスプレイ−充電器コントローラ６３６、バッテリ充電を制御するためのディスプレイ−充電器コントローラと通信するバッテリコントローラ６３８、装置に対する電力を貯蔵して供給するための１つ又はそれよりも多くのバッテリ６４０、ディスプレイを照らすためのバックライト６４２、バックライトを制御するためのバックライトコントローラ６４４、及びシステムに対して環境情報を提供するための光、温度、又は湿度センサのような１つ又はそれよりも多くの環境センサ６４６、又は窓用途の時計（家庭用窓に埋め込まれた大きな時計）に対して実時間信号を供給するＩＣを含む。
【００２１】
図７は、表示−太陽電池ピクセル装置を制御するための一実施形態を説明する流れ図である。具体的には、表示内容情報は、メモリから又は外部ソースから通信手段を通じて表示／充電コントローラ（７１０）に入力される。表示／充電コントローラは、表示内容情報に基づく指令信号を形成し、それによって内容情報が表示されることになる（７２０）。次に、指令信号は、表示／充電コントローラからディスプレイピクセルに送信される（７３０）。指令信号に基づいて、ピクセルの一部は、表示モードに設定され、かつピクセルの一部は、充電モードに設定される（７４０）。次に、電力は、充電モードに設定されたディスプレイピクセルから集電され（７５０）、かつ電力は、バッテリ／コンデンサに貯蔵される（７６０）。
【００２２】
別の実施形態では、バッテリ充電情報は、ディスプレイピクセルを制御し、装置機能に必要とされる電力を判断するために使用することができる。より具体的には、表示内容情報、並びにバッテリ充電情報が、表示／充電コントローラに入力される。次に、表示／充電コントローラは、表示内容情報及びバッテリ充電情報に基づく指令信号を形成し、指令信号をディスプレイピクセルに送信する。指令信号に基づいて、ピクセルの一部は、表示モードに設定され、かつピクセルの一部は、充電モードに設定される。また、表示／充電コントローラは、第２の指令信号を形成してバックライトコントローラに送信し、第２の指令信号に基づいてバックライトの照明を生じさせる。次に、電力は、充電モードに設定されたディスプレイピクセルから集電され、電力は、バッテリに貯蔵される。更に、バッテリ充電情報は、実時間で制御しかつ入力することができる。更に、ディスプレイがアイドルモードにある場合、ディスプレイは、完全に太陽電池として使用される。
【００２３】
更に他の実施形態では、環境センサ（又は、窓用途の時計のための実時間クロックＩＣ）からの入力情報はまた、内容情報の表示及びバッテリ充電機能を制御するために使用することができる。例えば、光センサは、バックライト照明を制御するために使用することができる。このような実施形態では、表示内容情報、バッテリ充電情報、及び光センサデータは、表示／充電コントローラに入力される。次に、表示／充電コントローラは、表示内容情報、バッテリ充電情報、及び光センサデータに基づいて指令信号を形成し、指令信号をディスプレイピクセルに送信する。別の実施形態では、時計は、家庭用窓に埋め込むことができると考えられ、これは、太陽光で作動する。時計を駆動する電子装置は、実時間ＩＣ及びデジタル又はアナログの形で時間を表示する大きなディスプレイから構成されることになる。指令信号（センサ又は時間ＩＣからの入力）に基づいて、ピクセルの一部は、表示モードに設定され、かつピクセルの一部は、充電モードに設定される。また、表示／充電コントローラは、第２の指令信号を形成してバックライトコントローラに送信し、第２の指令信号に基づいてバックライトの照明を生じさせる。次に、電力は、充電モードに設定されたディスプレイピクセルから集電され、かつ電力は、バッテリに貯蔵されるか、又は部分的にバッテリに貯蔵される一方で、同時に装置へ電力が振り向けられる。更に、バッテリ充電情報は、実時間で制御され、ディスプレイコントローラ及び／又は時間ＩＣに入力することができる。
【００２４】
更に別の実施形態では、ピクセルの１つステータスを活性モードに保持するために、外部電力が必要とされる場合がある。このステータスは、薄黒い、半透明、及び／又は色付き、又は代替的に透明、半透明、又は僅かに色付きとすることができる。ピクセルの他のステータスは、次に、依然として太陽電池として使用することができる。
【００２５】
更に別の実施形態では、表示−太陽電池ピクセル装置は、ビデオ装置、音楽装置、デジタルカメラ、デジタルビデオレコーダ、ＴＶセット、ラップトップコンピュータ、ＰＤＡ、パーソナル通信装置、移動通信装置、携帯電話、ＧＰＳ装置、ラジオ受信機、又は腕時計のような可搬又は据え置きのあらゆる表示、オーディオ、又は通信装置に実施することができる。更に、他の実施形態では、太陽電池ピクセル装置からの電力は、外部電力源を使用した充電を回避するために又は外部電力源を使用したバッテリの再充電までの使用時間を延ばすために、上述の装置に貯蔵することができる。
【００２６】
更に別の実施形態では、表示−太陽電池ピクセル装置は、例えば、車両及び建物の窓に実施することができる。一部の場合には、日陰のために窓を、すなわち、ピクセルの少なくとも一部を暗くすること、かつ同時にピクセルの別の部分を太陽電池として使用することが有用である。一部の場合には、装飾素材を表示することができる。
【００２７】
更に別の実施形態では、表示−太陽電池ピクセル装置は、デジタル広告掲示板、デジタル価格ラベル、情報パネル、交通標識、又は交通信号灯に実施することができる。
【００２８】
本発明は、本発明を実行する現時点で好ましいモードを含む特定的な実施例に関連して説明したが、当業者は、特許請求の範囲に示す本発明の精神及び範囲に含まれる上述のシステム及び技術の多くの変形及び置換が存在することを認めるであろう。例えば、様々な太陽電池光活性層を説明したが、当業者は、本発明の態様が、可視スペクトル外の電磁放射線の露出に応答して電気エネルギを発生する装置で実施することができることを認めるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】表示−太陽電池ピクセル装置の実施形態を示す図である。
【図２】基板は、ガラス又は可撓性かつ透明なポリマー材料とすることができる光エレクトロクロミック装置の作動原理を示す図である。
【図３】自律表示装置の直接ピクセルアドレス指定方式を示す図である。
【図４】自律表示装置の受動ピクセルアドレス指定方式を示す図である。
【図５】カラー自律表示装置のカラー方式を示す図である。
【図６】自律表示装置システムの実施形態を示す図である。
【図７】自律表示装置システムを作動させる一実施形態を説明する流れ図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０２、１０４  外部マイクロスイッチ
１２０、１２２、１２４  色付きピクセル
１３０、１３２、１３４、１３６、１３８、１４０  透明ピクセル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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