(57)【要約】本発明は、プリレコードされた画像を表示するディスプレイに関する。ディスプレイは、少なくとも１つのイメージサブスタック１３，１４，１５を含む少なくとも１つのイメージスタックを含む。イメージサブスタックは、その光学特性が２つの電極１３，１５の間に印加される電位差に依存する材料を含んでおり、イメージサブスタックは、画像を記録するために局所的に変化される。
2007510939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリレコードされた画像を表示するディスプレイであって、
当該ディスプレイは、少なくとも１つのイメージサブスタックを含む少なくとも１つのイメージスタックを含み、前記イメージサブスタックは、その光学特性が２つの電極間に印加される電位差に依存する材料を含み、
前記イメージサブスタックは、画像を記録するために局所的に変化される、
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項２】
プリレコードされた画像を表示するディスプレイであって、
当該ディスプレイは、少なくとも１つのイメージサブスタックを含む少なくとも１つのイメージスタックを含み、前記イメージサブスタックは、その光学特性が２つの電極間に印加される電位差に依存する材料を含み、
前記イメージサブスタックは、前記２つの電極間に前記電位差を印加することで表示することができる画像を記録するために局所的に変化される、
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項３】
前記材料はエレクトロクロミック材料である、
請求項１又は２記載のディスプレイ。
【請求項４】
前記エレクトロクロミック材料は、光ビームにより局所的に低減される、電子を取り込む能力又は電子を放出する能力を有する、
請求項３記載のディスプレイ。
【請求項５】
当該ディスプレイは、カラーフィルタを更に有する、
請求項１又は２記載のディスプレイ。
【請求項６】
前記カラーフィルタは、異なる色を有する画素を有する、
請求項５記載のディスプレイ。
【請求項７】
前記少なくとも１つのイメージスタックは、異なる光学特性を有する材料を含む少なくとも２つのイメージサブスタックを含む、
請求項３記載のディスプレイ。
【請求項８】
当該ディスプレイは、少なくとも２つのイメージスタックを有する、
請求項１又は２記載のディスプレイ。
【請求項９】
前記方法は、画像を記録するために前記少なくとも１つのイメージサブスタックを局所的に変化させるステップを含む、
請求項１記載のディスプレイに画像を記録する方法。
【請求項１０】
前記変化させるステップは、少なくとも１つのイメージサブスタックに光ビームを集中させるサブステップを含む、
請求項９記載の画像を記録する方法。
【請求項１１】
前記カートリッジは、前記ディスプレイを受ける手段、選択されたイメージサブスタックに関する情報を含む信号を受ける手段、前記選択されたイメージサブスタックの２つの電極間に電位差を印加する手段を有する、
請求項１記載のディスプレイに画像を記録するカートリッジ。
【請求項１２】
前記カートリッジは、前記ディスプレイを受ける手段、イメージサブスタックを選択する手段、及び選択されたイメージサブスタックの２つの電極間に電位差を印加する手段を有する、
請求項２記載のディスプレイに画像を表示するカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリレコードされた画像を表示するディスプレイに関する。
また、本発明は、かかるディスプレイで画像を記録する方法、かかるディスプレイを記録するためのカートリッジ、及び、かかるディスプレイで記録された画像を表示するカートリッジに関する。
本発明は、特に、コマーシャル、ポストカード又はラベルのようなプリレコードされた画像を表示することに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日使用される全ての種類のディスプレイのなかで、エレクトロクロミックディスプレイが現在研究されている。エレクトロクロミックディスプレイは、エレクトロクロミック材料を含むセルを有する。それぞれのセルは、かかるエレクトロクロミック材料、電解液及び対向電極を含むレイヤを有するディスプレイの画素を表す。このレイヤと対向電極との間に電位差を印加することで、エレクトロクロミック材料の色が変化する。結果として、それぞれのセルの色を独立して変えることで、画像が形成され、したがって表示される。しかし、これは、それぞれのセルを独立にアドレス指定するため、それぞれのセルに異なる電位差を印加することを必要とし、かかるディスプレイがたとえば百万の電気的コンタクトといった比較的多数の電気的コンタクトを有することを意味する。さらに、それぞれのセルを独立にアドレス指定することは、表示される画像に依存して、適切なセルをアドレス指定するマイクロプロセッサのような複雑かつ電力を消費するエレクトロニクスを必要とする。かかる複雑かつ高価なディスプレイは、ポストカード、フォトフレーム又はコマーシャルのような多くの用途では有効に使用することができない。
【０００３】
２００３年７月２９日に公開された米国特許第6,598,966号は、エレクトロクロミックディスプレイを記載しており、このディスプレイでは、表示されるべき画像はエレクトロクロミックインクによりプリレコードされる。プリレコードされた画像を表示するため、プリレコードされた画像を含むレイヤと対向電極との間に電位差が印加される。結果として、必要とされるコンタクトの数が低減され、必要とされるエレクトロニクスの複雑さが低減され、低コストのプロダクトのためのディスプレイを使用することが可能となる。しかし、かかるディスプレイで画像を表示することで、エレクトロクロミックインクと同様にコンピュータプリンタが必要とされる。さらに、画像を記録する方法は、ディスプレイで異なるレイヤを印加及び組み立てすることを必要とする。結果として、かかるディスプレイに画像を記録することは比較的困難である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的は、画像を更に容易に記録することができるディスプレイを提供することにある。
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、プリレコードされた画像（pre-recorded  image）を表示するためのディスプレイを提案するものであり、かかるディスプレイは、少なくとも１つのイメージサブスタックを含む少なくとも１つのイメージスタックを含み、かかるイメージサブスタックは、光学的特性が２つの電極間に印加される電位差に依存する材料を含み、かかるイメージサブスタックは、画像を記録するために局所的に変更される。
【０００６】
本発明によれば、ディスプレイで生成された画像は、ディスプレイのサブスタックの変更から生じる。結果として、本発明に係るディスプレイは、プリンタ及びエレクトロクロミック（electrochromic）インクの使用を必要としない。さらに、本発明の所定の実施の形態では、ディスプレイの異なるレイヤは、画像を記録するためにかかるディスプレイのサブスタックを変更する前にアセンブルされる（assembled）。これにより、かかるディスプレイにおける画像の記録を容易にする。
【０００７】
また、本発明は、プリレコードされた画像を表示するためのディスプレイに関し、かかるディスプレイは、少なくとも１つのイメージサブスタックを含む少なくとも１つのイメージスタックを有し、かかるイメージサブスタックは、光学的特性が２つの電極間に印加される電位差に依存する材料を含んでおり、かかるイメージスタックは、かかる２つの電極間にかかる電位差を印加することで表示することができる画像を記録するために局所的に変更される。
【０００８】
本発明の第一の実施の形態では、材料はエレクトロクロミック材料である。かかるエレクトロクロミック材料は、フレキシブルレイヤ（flexible  layer）に埋め込むことができるので特に有効であり、これによりフレキスブルディスプレイとなる。さらに、本発明に係るディスプレイにおけるエレクトロクロミック材料の使用は、カラー画像の記録及び表示が可能となる。さらに、エレクトロクロミック材料を使用したディスプレイは、以下に更に詳細に説明されるように比較的低い電力消費量を有する。
【０００９】
エレクトロクロミック材料は、電子を取り込む又は放出する能力を有する。好ましくは、エレクトロクロミック材料の電子を取り込む又は放出する能力は、光ビームにより局所的に低減することができる。従来の光スキャニングデバイスで使用されるレーザのような光ビームにより画像が記録される。これは、大部分の人のケースである、光スキャニングデバイスを有するユーザにとって、画像の記録を比較的容易にする。
【００１０】
有利なことに、少なくとも１つのイメージスタックは、異なる光学的特性を有するエレクトロクロミック材料を含む少なくとも２つのイメージサブスタックを有する。次いで、以下に更に詳細に説明されるように、比較的多数の異なる色を有する画像を記録及び表示することができる。
【００１１】
本発明の第二の実施の形態では、ディスプレイは、カラーフィルタを更に有する。次いで、カラー画像が記録及び表示される。
【００１２】
有利なことに、カラーフィルタは、異なる色を有する画素を有する。次いで、以下で更に詳細に説明されるように、比較的多数の異なる色を有する画像を記録及び表示することができる。
【００１３】
好適な実施の形態では、ディスプレイは、少なくとも２つのイメージスタックを有する。好適な実施の形態によれば、異なる画像は、ディスプレイで記録される。画像を互いに独立して表示することができるので、画像を次々に表示することが可能である。これは、たとえば、フォトフレームを作成するために有効である。代替的に、画像は、比較的高速なやり方で次々に表示することができ、したがって、動きの印象を与えることができる。代替的に、画像を同時に表示することができ、これにより３次元の印象を与えることができる。
【００１４】
また、本発明は、先に記載されたディスプレイに画像を記録する方法に関し、かかる方法は、画像を記録するために、かかる少なくとも１つのイメージサブスタックを局所的に変更するステップを含む。
【００１５】
好ましくは、変更するステップは、少なくとも１つの情報サブスタックに光ビームを集中させるサブステップを含んでいる。
【００１６】
また、本発明は、先に記載されたディスプレイに画像を記録するカートリッジに関する。かかるカートリッジは、かかるディスプレイを受ける手段、選択されたイメージサブスタックに関する情報を含む信号を受ける手段、及びかかる選択されたイメージサブスタックの２つの電極間に電位差を印加する手段を有する。
【００１７】
また、本発明は、先に記載されたディスプレイに画像を表示するカートリッジに関する。かかるカートリッジは、かかるディスプレイを受ける手段、イメージサブスタックを選択する手段、及び、選択されたイメージサブスタックの２つの電極間に電位差を印加する手段を有する。
【００１８】
本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下に記載される実施の形態を参照して明らかとなるであろう。本発明は、添付図面を参照しながら、例示を通して更に詳細に記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１ａは、本発明に係るディスプレイを示す。かかるディスプレイ１０は、イメージエリア１１を含む。図１ｂは、図１ａの平面ＡＡでのディスプレイ１０の断面である。イメージエリア１１は、カバー１２、エレクトロクロミックレイヤ１３、電解液レイヤ１４、対向電極１５及び基板１６を有する。
【００２０】
図１ｂの例では、ディスプレイ１０は、唯一のイメージサブスタックを含む、唯一のイメージスタックを含む。イメージサブスタックは、エレクトロクロミックレイヤ１３、電解液レイヤ１４及び対向電極１５を有する。画像は、図２ａ及び図２ｂに更に詳細に説明されるように、係るサブスタックに記録することができる。この画像は、好ましくは透明であるカバー１２を通してユーザに表示することができる。
【００２１】
かかるディスプレイ１０は、反射的な方式で使用することができる。このケースでは、カバー１２を通して外から到来する光は、画像が表示されるとき、サブスタックからユーザに反射される。代替的に、ディスプレイ１０は、透過的な方式で使用される。このケースでは、更なる光は、基板１６を通して光を供給するために調整されるディスプレイに供給されることが好ましく、次いで、光は、ユーザに到達するため、対向電極１５、電解液１４、エレクトロクロミックレイヤ１３及びかバー１２を通過する。代替的に、ディスプレイ１０は、反射と透過の間の組み合わせである透過的な方式で使用される。
【００２２】
エレクトロクロミックレイヤ１３は、エレクトロクロミック材料を含む。エレクトロクロミック材料は、電子の取り込み又は損失の結果として変化する光学的特性を有する材料である。エレクトロクロミック材料は、当業者に知られている。たとえば、１９９５年に出版されたPaul  M.S.  Monk等による刊行物“Electrochromism:  Fundamentals  and  Applications”は、エレクトロクロミック材料の特性を記載している。たとえば、エレクトロクロミック材料は、ポリ（3,4-ethylenedioxythiophene）のようなチオフェン誘導体であり、ＰＥＤＴ又はＰＥＤＯＴとも呼ばれ、たとえばAdvanced  Materials  2000,  12,  No7で出版されたL.Bert  Goenendaal  et  al.,による“Poly  (3,4-ethylenedioxythiophene)  and  Its  Derivatives:  Past,  Present  and  Future”に記載されている。
【００２３】
図１ｂの例では、エレクトロクロミック材料は、低減された状態及び酸化された状態を有する。エレクトロクロミック材料は、その縮退された状態（reduced  state）にあるときに色付くように選択され、その酸化された状態（oxidized  state）にあるときに透明であるように選択される。勿論、別のエレクトロクロミック材料が使用される場合があり、その酸化された状態にあるときに色付き、その縮退された状態にあるときに透明である。
【００２４】
エレクトロクロミックレイヤ１３と対向電極１５との間で電位差Ｖ１が印加されたとき、エレクトロクロミックレイヤ１３は対向電極１５よりも高い電位であって、エレクトロクロミックレイヤ１３から対向電極１３に電流が流れ、対向電極１５からエレクトロクロミックレイヤ１３に電子が輸送される。電子は、エレクトロクロミック材料により吸収され、この材料は縮退される。電気的な中性の理由のため、電解液レイヤからの正のイオンはエレクトロクロミックレイヤ１３により吸収されるか、負のイオンは、エレクトロクロミックレイヤ１３により放出され、電解液１４からの負のイオンは、対向電極１５により吸収されるか、正のイオンは、対向電極１５により放出される。したがって、対向電極１５は、イオンを受け、提供する（ion-accepting  and  donating）電極である。
【００２５】
必要とされる電位差Ｖ１は、エレクトロクロミック材料、電解液、対向電極１４、及び情報スタックにおける任意の更なる電極に依存する。
【００２６】
結果として、エレクトロクロミックレイヤ１３と対向電極１５との間の電位差を印加することで、エレクトロクロミックレイヤ１３の色の変化が可能となる。図１ａ及び図１ｂの例では、ディスプレイ１０は、反射的な方式で使用されるとき、電位差がないときには透明であり、適切な電位差が印加されたときにはエレクトロクロミックレイヤの色を有する。なお、かかる色は、電位差がカットされた場合でさえも維持されることに留意されたい。実際に、使用されるエレクトロクロミック材料は、双安定で表示し、これは電位差が印加されないときに光学特性が持続することを意味する。このことは、本発明のディスプレイの電力消費量が低減されるために有利である。
【００２７】
なお、ディスプレイ１０は、更なる電極を含む場合があることに留意されたい。たとえば、ディスプレイ１０は、カバー１２とエレクトロクロミックレイヤ１３との間に配置される第一の更なる電極、対向電極１５と基板１６との間に配置される第二の更なる電極を有する場合がある。このケースでは、電位差Ｖ１は、第一の電極と第二の電極との間に印加される。これらの電極は、透明に選択されることが好ましい。この電極の適切な材料は、たとえばＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）である。
【００２８】
電解液レイヤ１４は、電解液を含み、この電解液は、エレクトロクロミックレイヤ１３と対向電極１５にイオンを供給することができる。好ましくは、本発明に従って、固体又はエラストマーの高分子電解液がディスプレイで使用される。これらの電解液は、イオンレービルグループ（ion-labile  group）を含むポリマーからなるか、溶解された塩をもつポリマーからなる。溶解された塩をもつポリマーの例は、リチウム塩素酸塩、トリフリック酸又はリン酸のような塩をもつ、架橋結合ポリエチレン、ポリエチレン酸化物、ポリビニールアルコール又はポリメチル・メタクリル酸である。
【００２９】
なお、図１ｂで表されるレイヤの厚さは、例示ためのものであって、現実に対応していないことに留意されたい。例として、カバー１２は、０．５センチメートルの厚さであって、エレクトロクロミックレイヤ１３は数百ナノメートルの厚さであることが好ましい。
【００３０】
図２ａは、ディスプレイ１０を示しており、ここでは画像が記録される。図２ａの例では、エレクトロクロミックレイヤ１３をパターニングすることで画像が記録される。エレクトロクロミックレイヤ１３のパターニングは、記録されるべき画像を表すマスクを使用したフォトリソグラフィのような、従来の手段により実行することができる。パターニングされたエレクトロクロミックレイヤ１３は、図２ａで白の矩形で表されるホールを有している。ホールの深さは、エレクトロクロミックレイヤ１３の厚さに対応するか、かかる厚さよりも薄い場合がある。
【００３１】
エレクトロクロミックレイヤ１３と対向電極１５との間に電位差が印加されないとき、エレクトロクロミックレイヤ１３は透明であり、ユーザは、ディスプレイ１０に如何なる画像をも見ることができない。エレクトロクロミックレイヤ１３と対向電極１５との間に適切な電位差Ｖ１が印加されたとき、エレクトロクロミックレイヤ１３は、ホールが形成されている場所を除いて色付く。色は、エレクトロクロミックレイヤ１３の厚さと同様に、選択されたエレクトロクロミック材料に依存する。ホールの深さがエレクトロクロミックレイヤ１３の厚さよりも薄い場合、かかるホールが形成されている場所の色の強度は、
エレクトロクロミック材料の周囲の色の強度に比較して低減される。
【００３２】
結果として、記録された画像がユーザに現れる。電位差がカットされた場合、エレクトロクロミック材料の双安定性のために残存する。次いで、画像は、エレクトロクロミックレイヤ１３と対向電極１５との間に逆の電位差を印加することで除かれる。このケースでは、エレクトロクロミックレイヤ１３のエレクトロクロミック材料は酸化されており、この状態では透明である。結果として、エレクトロクロミックレイヤ１３は透明となり、ユーザは画像を見ることができない。画像が後に表示される必要がある場合、エレクトロクロミックレイヤ１３と対抗電極１５との間で電位差Ｖ１が再び印加される。
【００３３】
また、図２ｂは、ディスプレイを示しており、ここで画像が記録されている。図２ｂの例では、光ビームにより画像が記録されている。エレクトロクロミック材料は、電子を取り込み又は解放する能力を有し、この能力は、光ビームにより局所的に低減される。エレクトロクロミック材料の電子を取り込み又は放出する能力を局所的に低減するため、比較的高い電力の光ビームが必要とされる。高い電力は材料で吸収され、たとえば、融点、アニーリング、光化学反応、サーマルダメージング又は変質によるといった、その材料特性を変える。
【００３４】
ディスプレイ１０に画像を記録するため、マークを書き込むため、エレクトロクロミック材料の電子を取り込み又は放出する能力を局所的に低減するため、光ビームはエレクトロクロミックレイヤ１３に集中される。図２ｂでは、エレクトロクロミック材料の電子を取り込み又は解放する能力が低減されるマークは、点線により表される。エレクトロクロミックレイヤ１３におけるマークの深さは、光ビームの電力を変えるか、光ビームがマークに集中される間の時間を変えることで選択することができる。
【００３５】
これは、ＣＤレコーダのような光スキャニングデバイスにより実行することができる。マークは、エレクトロクロミックレイヤ１３に書き込まれ、マークは、記録されるべき画像を表す。これは、記録された画像をレーザパルスの系列に変換するソフトウェアにより実行することができる。エレクトロクロミックレイヤ１３は、比較的高い電力の光ビームをそれに集中する前にカラーにされる。これにより、比較的高い電力の光ビームの吸収を改善し、エレクトロクロミック材料の電子を取り込み又は放出する能力の低減を増加する。かかるディスプレイに画像を記録することは、図７及び図８に更に詳細に記載される。
【００３６】
記録された画像を表示するため、エレクトロクロミックレイヤ１３と対向電極１５の間に適切な電圧Ｖ１が印加される。エレクトロクロミックレイヤ１３は、マークが書き込まれた場所を除いてカラーになる。これは、これらのマークの電子を取り込み又は放出する能力がこれらのマークのエレクトロクロミック材料の低減を可能にするために小さ過ぎるためである。したがって画像が表示される。
【００３７】
図２ａで説明されたように、逆の電位差を印加することで画像が除かれ、電位差Ｖ１を印加することで再び表示することができる。
【００３８】
なお、高い電力をもつ光ビームが使用される場合があり、この高い光ビームはエレクトロクロミックレイヤ１３を局所的に破壊することができる。このケースでは、パターニングされたエレクトロクロミックレイヤ１３が得られ、図２ａの記載が適用されることに留意されたい。記録されるべき画像に依存して、ホールとマークの幅が変わる。たとえば、記録される画像が複雑である場合、マークの幅は数マイクロメートルとなり、ディスプレイの幅が数センチメートル又は数メートルとなる。さらに、記録された画像の画素は、利用可能なマークのサイズ及び画像における所望の画素のサイズに依存して、百のマークのような複数のマークを含む。
【００３９】
図２ａ及び図２ｂの例では、ホール及びマークが作成され、ここで画像が記録される必要がある。なお、ホール及びマークが作成され、ここで画像が記録される必要がないことに留意されたい。このケースでは、画像は色付いて現れ、図２ａ及び図２ｂの例では画像は透明で現れる。
【００４０】
図３は、本発明に係る別のディスプレイを示している。かかるディスプレイは、カバー１２、偏向子２１、第一の電極２２、液晶レイヤ２３、第二の電極２４及び基板１６を有している。液晶レイヤ２３は、液晶材料を含む。液晶材料の代わりに、第一の電極２２と第二の電極２４との間で適切な電位差が印加されたときに回転される分子を含む他の材料が使用される。たとえば、第一の電極と第二の電極との間に印加された電位差により形成された電流を受けたときに回転することができる帯電された置換基を含む分子が使用される。
【００４１】
図３の例では、ディスプレイは、唯一のイメージサブスタックを有する唯一のイメージスタックを含む。イメージサブスタックは、第一の電極２２、液晶レイヤ２３及び第二の電極２４を含む。
【００４２】
液晶分子は、たとえば、Peter  J.  Collins,  Jay  S.  Patelにより書かれた“Handbook  of  Liquid  Crystal  Research”Oxford  Press,  New  York,  1997に記載されている。たとえば、第一の電極２２と第二の電極２４との間に適切な電位差が印加されたとき、電場が形成され、この電場は第一及び第二の電極２２及び２４に実質的に直交する方向を有する。この電場を受けたとき、液晶レイヤ２３の液晶分子は、電場の方向に回転する。
【００４３】
カバー１２を通して外部から到来する光は、偏向子２１により偏向される。当業者にとって公知であるように、液晶レイヤは、液晶分子の指向性に依存して、偏向された光が通過するときに透明又はカラーのいずれかに見える。この例では、液晶レイヤ２３と偏向子の液晶分子の最初の指向性は、電位差が印加されないときに液晶レイヤ２３が透明に見え、適切な電位差が印加されたときにカラーに見えるように選択される。
【００４４】
なお、偏向子２１は、図３のディスプレイが透過的な方式で使用されるケースでは、基板１６と第二の電極２４との間に配置されることに留意されたい。
【００４５】
図４ａ及び図４ｂは、図３のディスプレイを示しており、ここでは画像が記録されている。図４ａ及び図４ｂの例では、光ビームにより画像が記録される。
【００４６】
図４ａでは、第一の電極２２は、光ビームにより局所的に低減される電気的なコンダクタンスを有する。第一の電極２２の電気的なコンダクタンスを局所的に低減するため、比較的高い電力の光ビームが必要とされる。高い電力は、材料に吸収され、たとえば融点、アニーリング、光化学反応、サーマルダメージング又は変質によるような、その材料の特性を変える。
【００４７】
画像を記録するため、光ビームは、マークを書き込むため、この第一の電極２２の電気的なコンダクタンスを局所的に低減するため、第一の電極２２に集中される。図４ａでは、第一の電極２２の電気的なコンダクタンスが低減されるマークは、点線で表される。
【００４８】
かかる画像を表示するため、第一の電極２２と第二の電極２４との間で適切な電圧Ｖ２が印加される。第一の電極２２と第二の電極２４との間には、マークが書き込まれている場所を除いて電場が形成される。これは、これらのマークの電気的なコンダクタンスが電場の形成を可能にするために小さ過ぎるためである。したがって、液晶レイヤ２３の液晶分子は、第一の電極２２に書き込まれたマークの下に位置される部分を除いて電場を受ける。結果として、液晶レイヤ２３は、書き込まれたマークの下に位置される部分を除いてカラーにされる。したがって画像が表示される。
【００４９】
次いで、画像は電位差Ｖ２を単に遮断することで除くことができる。画像は、第一の電極２２と第二の電極２４との間の電位差Ｖ２を再び印加することで、再び表示することができる。
【００５０】
図４ｂでは、液晶レイヤ２３は、たとえば光ビームによりアニール（annealed）、変化（altered）、溶融（molten）、光化学的に定着（fixed）又は変質（deteriorated）といった局所的に劣化する。液晶レイヤ２３の局所的な劣化は、劣化した領域における分子が第一及び第二の電極２２及び２４の間に電位差が印加されたときに回転する能力を失うことになる。したがって、劣化した領域は、如何なる電位差が第一の電極２２と第二の電極２４の間に印加されようと透明のままである。これにより、液晶レイヤ２３にマークを書き込むことで、このサブスタックに画像を記録することが可能となり、このマークは、かかる画像を形成する。次いで、第一の電極２２と第二の電極２４の間に電位差Ｖ２を印加することで表示される。
【００５１】
なお、図２ａ及び図２ｂに説明されたように、ホールを形成するため、第一の電極２２又は液晶レイヤ２３をパターニングすることで、画像が図３のディスプレイに記録されることに留意されたい。このケースでは、図４ａ及び図４ｂの記載が適用される。
【００５２】
図１ａ〜図４ｂのディスプレイは、カラーフィルタを含むことが好ましい。かかるカラーフィルタは、たとえばカバー１２に配置される。結果として、プリレコードされた画像は、透明に見られる代わりに、カラーフィルタの色を有し、これは、ディスプレイを更にひきつける。
【００５３】
さらに、カラーフィルタは、異なる色を有する画素を有することが好ましい。たとえば、カラーフィルタは、複数の隣接する赤、緑及び青の画素を有する。かかるカラーフィルタは、オフセット印刷のような印刷により製造される場合がある。かかるカラーフィルタを使用することで、ディスプレイにおけるフルカラー画像を得ることが可能となる。実際に、カラーフィルタの赤、緑及び青の隣接画素の領域の合計として、画像の画素の領域を定義することができる。ここで、所与の色が、常に赤からなる第一の部分、緑からなる第二の部分、及び青からなる第三の部分の組み合わせであることが知られている。結果として、前記所与の色を有する画像の画素を記録するため、第一、第二及び第三の数の間の比が第一、第二及び第三の部分の間の比と同じであるようなやり方で、第一の数のマークが赤の画素の下で書き込まれ、第二の数のマークが緑の画素の下で書き込まれ、第三の数のマークが青の画素の下で書き込まれる。
【００５４】
図５は、１つのイメージサブスタック及び３つのイメージサブスタックを含むディスプレイを示している。ディスプレイは、カバー１２及び基板１６を有し、また、第一のエレクトロクロミックレイヤ５０１、第一の電解質５０２及び第一の対向電極５０３を有し、これらは第一のイメージサブスタックを形成しており、さらに、第一のスペーサ５０４、第二のエレクトロクロミックレイヤ５０５、第二の電解液５０６及び第二のカウンタ電極５０７を有し、これらは第二のイメージサブスタックを形成しており、第三のエレクトロクロミックレイヤ５０９、第三の電解液５１０及び第三の対向電極５１１を有し、これらは第三のイメージサブスタックを形成している。
【００５５】
第一、第二及び第三のエレクトロクロミックレイヤ５０１，５０５及び５０９は、異なるエレクトロクロミック材料を有する。以下の例では、第一のエレクトロクロミックレイヤ５０１のエレクトロクロミック材料は、その酸化された状態で透明であり、その縮退された状態で赤となるように選択され、第二のエレクトロクロミックレイヤ５０５のエレクトロクロミック材料は、その酸化された状態で透明であり、その縮退された状態で緑となるように選択され、第三のエレクトロクロミックレイヤ５０３のエレクトロクロミック材料は、その酸化された状態で透明であり、その縮退された状態で青となるように選択される。これにより、それぞれのスタックにエレクトロクロミックレイヤと対向電極との間に電位差Ｖ１，Ｖ２及びＶ３を印加することでフルカラー画像を得ることが可能となる。
【００５６】
実際に、赤の画素がイメージスタックに記録される必要があると仮定される場合、イメージピクセルに対応する所定数のマークは、第二のイメージサブスタック及び第三のイメージサブスタックに書き込まれる。次いで、異なるサブスタックに適切な電位差を印加することで画像が表示されたとき、この画素は赤に見える。これは、ユーザが赤の画素と２つの透明な画素を見たためである。赤と青の組み合わせである色を有する画素が記録される必要があると仮定された場合、イメージピクセルに対応する所定数のマークは、第二のイメージサブスタックに書き込まれる。Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１としてＸ赤、Ｙ緑及びＢ青の組み合わせである色を有する画素が記録される必要があると仮定される場合、第一、第二及び第三のイメージサブスタックにイメージピクセル当たり異なる数のマークを書き込むことで所望の色が得られる。たとえば、第一のサブスタックに１／Ｘマークを書き込み、第二のサブスタックに１／Ｙマークを書き込み、及び第三のサブスタックに１／Ｚマークを書き込むことで、所望の画素の色が得られる。
【００５７】
結果として、かかるイメージスタックにより、フルカラー画像の記録が可能となる。イメージスタックは、異なるエレクトロクロミック材料をもつ２つのサブスタックのみを有する。このケースでは、利用可能な色の数は、図５のイメージスタックに比較して制限される。
【００５８】
図６は、２つのイメージスタックを含むディスプレイを示す。このディスプレイは、カバー１２、基板１６、第一のイメージスタック６１、スペーサ６２及び第二のイメージスタック６３を有する。この例では、それぞれのイメージスタックは、３つのイメージサブスタックを含み、それぞれのイメージサブスタックは、異なる光学特性を有する。このことは、２つのフルカラー画像が図６のディスプレイに記録されることを意味する。なお、以下の記載は、唯一のイメージサブスタックを含む情報スタックにも当てはまることに留意されたい。
【００５９】
かかるディスプレイは、独立に表示することができる２つの異なる画像を記録するのを可能にするので特に有利である。結果として、かかるディスプレイは、たとえばフォトフレームとして使用される場合がある。２つの写真がディスプレイに記録され、これらは次々に表示することができる。勿論、イメージスタックの数は制限されず、更に多くの情報スタックを含むディスプレイが更に多くのピクチャを記憶する。
【００６０】
また、かかるディスプレイは、動きの印象を与えるために使用される。たとえば、百のイメージレイヤを有するディスプレイは、動画の百の連続する画像を記録する。それぞれの画像を連続して表示することで、たとえば毎秒２５の画像のレートで、動画を再生することができる。
【００６１】
本発明に係るディスプレイは、音響トランスデューサを有利にも更に有し、動画のサウンドトラックのような音声を再生することができる。
【００６２】
また、かかるディスプレイは、３次元の印象を与えるために使用される場合がある。実際に、複数の画像が同時に再生されるとき、基板１６に近い画像は、ディスプレイが反射的な方式で使用されるときにカバー１２により近い画像の背後にあるように知覚される。
【００６３】
勿論、本発明に係るディスプレイは、２を超えるイメージスタックを有する場合がある。さらに、少なくとも１つのイメージスタックは、切替え可能でない場合があり、すなわちその材料の光学特性は、電位差を印加することで変化させることができない。これは、ディスプレイの最後のイメージスタック、すなわちユーザから見たときに他のイメージスタックの背後にあるイメージスタックのケースである。この最後のイメージスタックでは、永続的な画像が記録され、ディスプレイのバックグランドとしての役割を果たす。この永続的なイメージは、複雑であるか、又は同種の色を有する場合があり、これによりディスプレイのバックグランドの色を与えることができる。
【００６４】
図７は、本発明に係るディスプレイに画像を記録するカートリッジを示す。カートリッジ７０は、情報キャリアの形状を有し、光スキャニングデバイスで記録される。たとえば、カートリッジ７０は、ＣＤ（ＣＤはコンパクトディスクを意味する）の形状を有する。カートリッジ７０は、光スキャニングデバイスのクランパにかかるカートリッジ７０を固定するため、ホール７３を有する。カートリッジ７０は、受信手段７１及び印加手段７２を更に有する。カートリッジは、ディスプレイ１０を受けるための手段を更に有する。たとえば、ディスプレイ１０は、カートリッジ７０にクリックされる場合がある。
【００６５】
ディスプレイ１０に画像を記録するため、カートリッジ７０及びディスプレイ１０は、光スキャニングデバイスを有する。光スキャニングデバイスは、フォーカス及びトラッキングのための光ピックアップユニット、及びディスプレイ１０にマークを書き込むための光ビームを有する。カートリッジ７０及びディスプレイ１０には、トラッキングを可能にするための案内溝が設けられることが好ましい。
【００６６】
選択されたイメージサブスタックに画像を形成するマークを書き込むため、光スキャニング装置は、選択されたサブスタックに関する情報を含む信号を発生する。たとえば、選択されたサブスタックの識別子は、この信号でエンコードされる。信号は、選択されたサブスタックの材料の光学特性を変えるため、２つの電極間に印加される必要がある電位差の振幅のような更なる情報を有する場合がある。
【００６７】
この信号は、たとえば、選択されたサブスタックに関する情報の関数として変調された変調信号である。パルス変調、アナログ又はデジタル周波数変調、振幅変調又は位相変調のような様々な情報のタイプが使用される。信号は、たとえば光スキャニング装置により生成された変調光である。このケースでは、受信手段は、たとえばフォトダイオードである。この信号は、受信手段７１により受信され、印加手段７２により処理され、その機能は、図８に記載される。
【００６８】
カートリッジ７０は、図８に更に詳細に説明される、ディスプレイ１０の電極を接続するために適合されるコンタクトを更に含んでいる。
【００６９】
図８は、カートリッジ７０の機能を示している。この例では、カートリッジ７０は、ディスプレイ１０の電極を接続する６つのコンタクトを含む。以下に記載される例では、カートリッジ７０は、図５のディスプレイを受けるために適合される。カートリッジ７０は、第一のエレクトロクロミックレイヤ５０１を接続するために設けられる第一のコンタクト８１１、第二のエレクトロクロミックレイヤ５０５を接続するために設けられる第二のコンタクト８１２、第三のエレクトロクロミックレイヤ５０９を接続するために設けられる第三のコンタクト８１３、第一の対向電極５０３を接続するために設けられる第四のコンタクト８１４、第二の対向電極５０７を接続するために設けられる第五のコンタクト８１５、及び第三の対向電極５１１を接続するために設けられる第六のコンタクト８１６を有する。
【００７０】
印加手段７２は、復号化手段８０１、スイッチ制御手段８０２、エネルギー源８０３及び電圧制御手段８０４を有する。印加手段７２は、スイッチを更に有し、それぞれのスイッチは、所与のコンタクト８１１〜８１６に対応する。復号化手段８０１、スイッチ制御手段８０２及び電圧制御手段８０４は、エネルギー源８０３によりエネルギーが供給される。
【００７１】
光スキャニング装置により生成された信号は、受信手段７１により受信される。受信された信号は、復号化手段８０１により復号化され、次いで、この復号化手段は、選択されたイメージサブスタックに対応する識別子を提供する。復号化手段８０１は、２つのコンタクト間に印加される必要がある電位差の振幅のような、更なる情報を提供する。この識別子に基づいて、スイッチ制御手段８０２は、選択されたイメージサブスタックに対応するコンタクト間に電位差が印加されるようにスイッチを制御する。たとえば、選択されたイメージサブスタックが図５の第一のイメージサブスタックであるとすると、スイッチ制御手段８０２は、第一のコンタクト８１１及び第四のコンタクト８１４に対応するスイッチをオンに切替える。次いで、対応するイメージサブスタックの光学特性が変化されるようにコンタクト８１１とコンタクト８１４との間に電位差が印加され、画像を記録するため、かかるイメージサブスタックにマークを書き込むのを可能にする。
【００７２】
エネルギー源８０３はバッテリとすることができる。このバッテリは、たとえばディスプレイ１０にマークを書き込むために使用される光ビームにより照射されるフォトダイオードによるか、更なるＬＥＤ（ＬＥＤは発光ダイオードを意味する）のような他の光源によるか、又は誘導コイルにより再充電可能な場合がある。
【００７３】
代替的に、印加手段は、コンタクト間に受信された信号に対応する電位差を印加するために適合される。このケースでは、エネルギー源８０３は、整流器のようなパワーコンバータである。受信された信号の一部は復号化手段８０１により復号化され、別の部分はエネルギー源８０３に送出され、このエネルギー源は、この信号を電力に変換する。
【００７４】
また、エネルギー源８０３は、再充電バッテリとパワーコンバータとの組み合わせである場合がある。このケースでは、受信された信号の一部は電力に変換され、この電力は、バッテリを再充電するために使用される。
【００７５】
図９は、ディスプレイ１０に記録される画像を表示するためのカートリッジを示す。この表示するカートリッジ９０は、アドレス指定手段９１及びユーザインタフェース９２を有する。表示するカートリッジ９０は、ディスプレイ１０の電極を接続するために設けられるコンタクトを更に有する。これらのコンタクトは、図８で示されたコンタクトに類似している。
【００７６】
ユーザインタフェース９２により、ユーザは表示されるべき画像を選択する。選択された画像を含むイメージサブスタックに関する情報を含む信号が生成される。図７及び図８の印加手段に類似したアドレス指定手段９１は、かかるイメージサブスタックの２つの電極間に電位差を印加する。アドレス指定手段９１は、再充電可能なバッテリを有する。バッテリの代わりに、太陽電池が使用される場合がある。
【００７７】
なお、表示されるべき画像は、アドレス指定手段９１により直接的に選択される場合があることに留意されたい。たとえば、画像の表示順序は、内部アドレス指定アルゴリズムにより決定される場合があり、このアルゴリズムは、アドレス指定手段９２に埋め込まれる。このケースでは、ユーザインタフェース９２は、予め決定された画像系列をユーザが表示し始めるのを可能にする。
【００７８】
なお、図７のカートリッジ７０は、表示カートリッジとして使用される。このケースでは、カートリッジ７０は、図９に示されるように、ユーザインタフェース及び／又は内部アドレス指定アルゴリズムを有する。
【００７９】
本発明に係るカートリッジは、音響トランスデューサを更に有する場合があり、動画のサウンドトラックのような音声を再生するのを可能にする。
【００８０】
特許請求項の範囲における参照符号は、請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。動詞「有する“to  comprise”」及びその派生語の使用は、請求項で定義された以下のエレメントの存在を排除するものではないことは明らかである。エレメントに先行する単語“ａ”又は“ａｎ”は、複数のかかるエレメントの存在を排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１ａ及び図１ｂは、画像が記録されていない、本発明の第一の実施の形態に係るディスプレイを示す図である。
【図２】画像を含む図１のディスプレイを示す図である。
【図３】画像が記録されていない、本発明の別の実施の形態に係るディスプレイを示す図である。
【図４】図４ａ及び図４ｂは、画像を含む図３のディスプレイを示す図である。
【図５】１つのイメージスタック及び３つのイメージサブスタックを含む、本発明の第一の実施の形態に係るディスプレイを示す図である。
【図６】２つのイメージスタックを含む、本発明に係るディスプレイを示す図である。
【図７】本発明に係るディスプレイに画像を記録するカートリッジを示す図である。
【図８】図７のカートリッジの機能を示すブロック図である。
【図９】本発明に係るディスプレイに画像を表示するカートリッジを示す図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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