CN113168063A - 可食用的电极以及在电光显示器中的用途 - Google Patents

Abstract

可用于制造可食用的电连接的可流动的电极材料和由其构造的物品。该可流动的电极材料可以包括液体和盐，其中液体和盐是可食用的。可流动的电极材料可以用于创建电极，并且可以将那些电极结合到电光显示器中，该电光显示器包括第一电极、第二电极以及位于第一电极和第二电极之间的电光材料。在一些实施例中，第一电极、第二电极和电光材料可以是可食用的。

Description

可食用的电极以及在电光显示器中的用途

相关申请

本申请要求于2018年12月12日提交的美国临时专利申请No.62/778,677的优先权。本文中讨论的所有专利、申请和出版物以其全部内容通过引用包含于此。

技术领域

本发明涉及电光显示器。更具体地，本发明涉及动态、可食用的电泳显示器的系统以及制造这种显示器的方法。本发明还涉及一种可流动的电极材料，制造这种材料的方法，以及使用可流动的电极材料的方法。

背景技术

封装的电泳介质包括许多小囊体，每一个小囊体本身包括内相以及包围内相的囊壁，其中所述内相含有在流体介质中的可电泳移动的粒子。典型地，囊体本身保持在聚合物粘结剂中以形成位于两个电极之间的连贯层。在微单元电泳显示器中，带电粒子和流体不被封装在微囊体内，而是保持在载体介质(通常是聚合物膜)内形成的多个空腔中。如本文所用的，术语“微腔电泳显示器”可用于囊括封装的和微单元的电泳显示器。

微腔电泳显示器已经在诸如手表、电子书阅读器、报纸、移动电话和电子货架标签的装置内用于许多应用。不同于传统的发光二极管(LED)和液晶显示器(LCD)，电光显示器在其可以用来构造的材料方面具有高度的灵活性。存在许多材料选择以用作带电粒子、介质、电极和其他各种部件。这种独特的多功能性使得显示器结构高度适合于各个应用。

鉴于以上内容，存在对新颖的电光配置的需求，该电光配置将扩展电光动态显示器的用途，创建新的显示器应用。

发明内容

本公开试图通过提供与可用于制造可食用的电泳显示器的可流动(可食用)的电极材料和由其构造的物品有关的系统和方法来扩展先前的电光显示器技术。

在一个方面，本公开提供一种可流动的电极材料，其可用于“绘制”两点之间的电连接。例如，可流动的电极材料可用于电光显示器的构造中。通常，可流动的电极材料将包括液体和盐。液体和盐可以是可食用的，并且被美国食品和药物管理局(“FDA”)“公认安全”(“GRAS”)。这种可流动的材料可用于将电子电路结合到食品中。

在另一方面，本公开提供一种用于电泳显示器中的物品。所述物品包括第一电极、第二电极和电泳材料；所述电泳材料位于第一电极和第二电极之间。第一电极、第二电极和电泳材料是可食用的，并且被美国食品和药物管理局(“FDA”)“公认安全”(“GRAS”)。

在又一方面，本公开提供一种制造用于动态电泳显示器中的物品的方法。该方法包括第一步骤：创建第一电极和第二电极，其中第一电极和第二电极都是可食用的；第二步骤：创建电泳材料，该电泳材料位于第一电极和第二电极之间；以及第三步骤：组合第一电极、第二电极和电泳材料，其中电泳材料位于第一电极和第二电极之间。

通过考虑以下具体实施方式、附图和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点。

附图说明

图1是根据本公开的一个方面的用于电泳显示器中的物品的示例性图示的侧视图。

图2是根据本公开的一个方面的微囊体的示例性图示。

图3是根据本公开的一个方面的微囊体的另一示例性图示。

图4是根据本公开的一个方面的制造用于电泳显示器中的物品的方法的工艺流程图。

图5描绘了三个实验图像以及用于实验中的物品的示例性图示的侧视图。图示A)示出了包括物品的物质结构的示例性图示。图像B)示出了实验的“白色状态”，其是由于将特定电荷施加到物品的“蜂蜜+NaCl”层而产生的。图像C)示出了实验的“暗状态”，其是由于将不同的特定电荷施加到物品的“蜂蜜+NaCl”层而产生的。图像D)示出了“亮状态”和“暗状态”斑块，其是由于施加到物品的不同区域的隔离电荷而产生的。

图6描绘了两个实验图像以及用于实验中的物品的示例性图示的侧视图。图示A)示出了包括物品的物质结构的示例性图示。图像B)示出了实验的“白色状态”，其是由于将特定电荷施加到物品的“蜂蜜+NaCl”层而产生的。图像C)示出了实验的“暗状态”，其是由于将不同的特定电荷施加到物品的“蜂蜜+NaCl”层而产生的。

图7示出了使用本发明的可流动的电极来提供电源与已经设置在生日蛋糕上的多个发光二极管之间的电连接。

具体实施方式

多年来一直是密集研究和开发的主题的一种类型的电光显示器是基于粒子的电泳显示器，其中多个带电粒子在电场的影响下移动通过流体。与液晶显示器相比，电泳显示器可以具有良好的亮度和对比度、宽视角、状态双稳定性以及低功耗的属性。

如上所述，电泳介质需要流体的存在。在大多数现有技术的电泳介质中，该流体是液体，但是电泳介质可以使用气态流体来产生；参见例如Kitamura，T.等,“Electronictoner movement for electronic paper-like display”，IDW Japan，2001，Paper HCS 1-1，和Yamaguchi，Y.等,“Toner display using insulative particles chargedtriboelectrically”,IDW Japan,2001,Paper AMD4-4)。也参见美国专利No.7,321,459和7,236,291。当这种基于气体的电泳介质在允许粒子沉降的方向上使用时，例如用在介质在垂直平面内布置的指示牌中时，由于与基于液体的电泳介质相同的粒子沉降，这种基于气体的电泳介质容易遭受同样类型的问题。实际上，在基于气体的电泳介质中的粒子沉降问题比基于液体的电泳介质更严重，因为与液体相比，气态悬浮流体的较低的粘度允许电泳粒子更快的沉降。

被转让给麻省理工学院(MIT)和伊英克公司或以它们的名义的许多专利和申请描述了用于封装的电泳以及其他电光介质的各种技术。在这些专利和申请中描述的技术包括：

(a)电泳粒子、流体和流体添加剂；参见例如美国专利No.7,002,728和7,679,814；

(b)囊体、粘结剂和封装工艺；参见例如美国专利No.6,922,276和7,411,719；

(c)微单元结构、壁材料和形成微单元的方法；参见例如美国专利No.7,072,095和9,279,906；

(d)用于填充和密封微单元的方法；参见例如美国专利No.7,144,942和7,715,088；

(e)包含电光材料的膜和子组件；参见例如美国专利No.6,982,178和7,839,564；

(f)用于显示器中的背板、粘合剂层和其他辅助层以及方法；参见例如美国专利No.7,116,318和7,535,624；

(g)颜色形成和颜色调节；参见例如美国专利No.7,075,502和7,839,564；

(h)用于驱动显示器的方法；参见例如美国专利No.7,012,600和7,453,445；

(i)显示器的应用；参见例如美国专利No.7,312,784和8,009,348；

(j)非电泳显示器，如在美国专利No.6,241,921以及美国专利申请公开No.2015/0277160；2015/0005720和2016/0012710中所述。

许多前述专利和申请认识到在封装的电泳介质中围绕离散的微囊体的壁可以由连续相替代，由此产生所谓的聚合物分散型的电泳显示器(PDEPID)，其中电泳介质包括多个离散的电泳流体的液滴和聚合物材料的连续相，并且在这种聚合物分散型的电泳显示器内的离散的电泳流体的液滴可以被认为是囊体或微囊体，即使没有离散的囊体薄膜与每个单独的液滴相关联；参见例如前述的美国专利No.6,866,760。因此，为了本申请的目的，这样的聚合物分散型的电泳介质被认为是封装的电泳介质的子类。

虽然电泳介质通常是不透明的(因为，例如在很多电泳介质中，粒子基本上阻挡可见光透射通过显示器)并且在反射模式下工作，但许多电泳显示器可以制成在所谓的“快门模式(shutter mode)”下工作，在该模式下，一种显示状态是基本上不透明的，而一种显示状态是透光的。参见例如美国专利No.5,872,552、6,130,774、6,144,361、6,172,798、6,271,823、6,225,971和6,184,856。类似于电泳显示器但是依赖于电场强度的变化的介电泳显示器可以在类似的模式下工作；参见美国专利No.4,418,346。其他类型的电光显示器也能够在快门模式下工作。在快门模式下工作的电光介质可以用于全色显示器的多层结构；在该结构中，邻近显示器的观察表面的至少一层在快门模式下工作，以暴露或隐藏更远离观察表面的第二层。

封装的电泳显示器通常不受传统电泳装置的聚集和沉降故障模式的困扰并提供更多的有益效果，例如在多种柔性和刚性基板上印刷或涂布显示器的能力。(词语“印刷”的使用旨在包括印刷和涂布的所有形式，包括但不限于：诸如修补模具涂布、狭缝或挤压涂布、滑动或层叠涂布、幕式涂布的预先计量式涂布；诸如罗拉刮刀涂布、正向和反向辊式涂布的辊式涂布；凹面涂布；浸渍涂布；喷涂；弯月面涂布；旋转涂布；刷涂；气刀涂布；丝网印刷工艺；静电印刷工艺；热印刷工艺；喷墨印刷工艺；电泳沉积(参见美国专利No.7,339,715)；以及其他类似技术。)因此，所产生的显示器可以是柔性的。另外，因为显示介质可以(使用多种方法)被印刷，所以显示器本身可以被便宜地制造。

电泳显示器通常包括电泳材料层和布置在电泳材料的相对侧上的至少两个其他层，这两个层之一是电极层。在大多数这样的显示器中，两个层都是电极层，并且电极层中的一个或两个被图案化以限定显示器的像素。例如，一个电极层可以被图案化为细长的行电极，而另一个可以被图案化为与行电极成直角延伸的细长的列电极，像素由行电极和列电极的交叉点限定。可替代地，并且更通常地，一个电极层具有单个连续电极的形式，而另一电极层被图案化成像素电极的矩阵，每个像素电极限定显示器的一个像素。在旨在与触控笔、打印头或类似的与显示器分离的可移动电极一起使用的另一类型的电泳显示器中，与电泳层相邻的层中的仅一个层包括电极，在电泳层的相对侧上的层通常是旨在防止可移动电极损坏电泳层的保护层。

三层电泳显示器的制造通常涉及至少一个层压操作。例如，在前述的MIT和伊英克的若干专利和申请中，描述了一种用于制造封装的电泳显示器的工艺，其中将包括粘结剂中的囊体的封装的电泳介质涂布到在塑料薄膜上包含氧化铟锡(ITO)或类似的导电涂层(用作最终显示器的一个电极)的柔性基板上，将囊体/粘结剂涂层干燥以形成牢固地粘附在基板上的电泳介质的连贯层。单独地，制备包含像素电极的阵列和将像素电极连接到驱动电路的导体的适当布置的背板。为了形成最终显示器，使用层压粘合剂将其上具有囊体/粘结剂层的基板层压至背板。(通过使用简单的诸如塑料薄膜的保护层(触控笔或其他可移动电极可以在其上滑动)替换背板，可以使用非常类似的工艺来制备可与触控笔或类似的可移动电极一起使用的电泳显示器)。在这种工艺的一种优选形式中，背板本身是柔性的，并且是通过在塑料薄膜或其他柔性基板上印刷像素电极和导体来制备的。通过这种工艺批量生产显示器的明显的层压技术是使用层压粘合剂的辊式层压。

如已经指出的，封装的电泳介质通常包括布置在聚合物粘结剂中的电泳囊体，所述聚合物粘结剂用于将离散的囊体形成为连贯层。聚合物分散型的电泳介质中的连续相和微单元介质的单元壁起着相似的作用。伊英克研究人员发现，在电泳介质中用作粘结剂的特定材料会影响介质的电光性质。

尽管本公开被描述为主要涉及电泳显示器，但是本领域技术人员可以容易地预想将本文提供的系统和方法应用于包括其他类型的电光显示器的其他系统。

在一个方面，本公开提供一种用于电光显示器中的电极，该电极包括液体和盐。液体和盐是可食用的，并且“公认安全”(“GRAS”)。

盐的浓度可以在300mg盐/克电极和25mg盐/克电极之间，例如在200mg盐/克电极和100mg盐/克电极之间。在优选的实施例中，盐的存在量适合于实现低于10,000欧姆每平方，例如低于1000欧姆每平方的薄层电阻(electrical sheet resistance)。该盐可以选自由氯化钠、碘化钠、氯化钾、碘化钾、氯化镁和氯化钙组成的组。该盐可以与其他材料混合或包括添加剂，例如抗结块剂。该盐可以来自特定来源，例如犹太盐、海盐、喜马拉雅粉盐、凯尔特海盐、盐之花、卡拉纳马克盐、片状盐、黑色夏威夷盐、红色夏威夷盐、烟熏盐、腌制盐、及其组合。液体可以是糖溶液。糖溶液可以包含任何单糖或复合糖，例如葡萄糖、果糖、半乳糖、蔗糖、乳糖或麦芽糖。糖溶液可以是天然存在的，例如蜂蜜、果汁、花蜜或糖蜜、及其组合。液体可以是非极性的。电极可以进一步包括水凝胶或有机凝胶，其中液体和盐被封闭在水凝胶或有机凝胶内。电极的可见光透射率(VLT)可以高于50％，例如高于60％、例如高于70％、例如高于80％、例如高于90％。电极可以进一步包括增味剂。

在另一方面，本公开提供一种用于电泳显示器中的物品。该物品包括第一电极、第二电极和电泳材料；该电泳材料位于第一电极和第二电极之间。第一电极、第二电极和电泳材料是可食用的，并且被美国食品和药物管理局(“FDA”)“公认安全”(“GRAS”)。

第一电极、第二电极或两者可包括如本文其他地方所述的电极。第一电极、第二电极或两者都可以被图案化以限定显示器的像素。可以使用电极分隔器创建在第一电极、第二电极或两者上图案化的像素。第一电极、第二电极或两者都可以被图案化为细长的行电极，而另一个可以被图案化为与行电极成直角延伸的细长的列电极。在某些情况下

电泳材料可以包括内相，所述内相包括具有电泳迁移率的第一组粒子；以及多个微囊体，所述多个微囊体每个包含内相并包括囊壁，其中多个微囊体位于第一电极和第二电极之间。

内相可以进一步包含有机溶剂。有机溶剂可以是菜籽油、大豆油、玉米油、橄榄油、棕榈油、坚果油(花生油、椰子油)、种子油(油菜籽油、棉籽油、葵花籽油、芝麻油)、植物提取物(橙油、柠檬油、阿萨伊油(acai oil))或其混合物。内相还可以用可食用的油溶性着色剂着色，所述着色剂例如类胡萝卜素、叶绿素或其他着色的血红素化合物。在一个实施例中，内相包括具有电泳迁移率的第一组粒子。这样的粒子可以包含二氧化钛、花青素、胭脂红酸、炭黑或蒽醌。该物品可以进一步包括在内相内的具有电泳迁移率的第二组粒子，其中第二组具有与第一组不同的颜色以及相反的电荷极性。具有电泳迁移率的第二组粒子可以包括二氧化钛、花青素、胭脂红酸、炭黑或蒽醌。内相可以进一步包括在内相内的具有电泳迁移率的第三组粒子，其中第三组具有与第一组和第二组不同的颜色。在一些实施例中，相同内相内的两个粒子将具有相同的电荷极性，但是具有不同的电荷大小。也就是说，它们将具有不同的电动电势(zeta potential)。

物品可以进一步包含在内相内的着色剂，该着色剂具有与第一组粒子不同的颜色。着色剂可以是油溶性的食品色素添加剂，例如染料、颜料或色淀。着色剂可以是批准的食用染料，例如FD&C蓝色1号、蓝色2号、绿色3号、红色3号、红色40号、黄色5号或黄色6号。内相可以进一步包含在内相内的电荷控制剂(CCA)。电荷控制剂可以是大豆卵磷脂。

囊壁可以包含明胶、阿拉伯树胶、纤维素、多糖、藻酸盐、葡聚糖、壳聚糖、酪蛋白或其组合。电泳材料可以进一步包含粘结剂，其中多个微囊体位于粘结剂内。粘结剂通常将是可食用成分，例如明胶或脂肪固体(例如猪油或黄油)。在其他实施例中，可以将囊体分散在饱和的糖溶液中并冷却以硬化成固体。在其他实施例中，包括电泳材料的内相可以分散在诸如蜂窝结构的小容器中。蜂窝壁可以包括由蜜蜂制成的实际蜂窝，或者蜂窝壁可以包括淀粉材料，并且可以使用压印或模制或通过3D打印来形成。第一电极、第二电极或两者可以包括被配置为固定液体电极的透明电极粘结剂。所得到的导电材料可以具有2GPa或更小的弯曲模量/弹性模量。第一电极、第二电极或电泳材料中的至少一个可以包括增味物质。

在又一方面，本公开提供一种制造用于动态电泳显示器中的物品的方法。该方法包括第一步骤：创建第一电极和第二电极，其中第一电极和第二电极都是可食用的；以及第二步骤：创建电泳材料，该电泳材料位于第一电极和第二电极之间。

创建电泳材料的第二步骤可以包括由明胶和阿拉伯树胶的凝聚形成多个微囊体。多个微囊体可以各自包含内相和具有电泳迁移率的一组或多组粒子。可以使用交联剂来组合多个微囊体。交联剂可以是转谷氨酰胺酶。

通常，本公开的电极可以用于电光显示器中。电极包括液体和盐，其中液体和盐都是可食用的。该盐可以以特定的浓度存在以提供期望的材料性质。例如，盐的存在浓度可以在300mg盐/克液体和25mg盐/克液体之间，例如在200mg盐/克液体和100mg盐/克液体之间。在优选的实施例中，盐的存在量适合于实现低于10,000欧姆每平方，例如低于1000欧姆每平方的薄层电阻。该盐可以包括阳离子和阴离子。阳离子可以是钠、钾、镁、钙或其他类似的带正电的离子。阴离子可以是氯离子、碳酸根、磷酸根或其他类似的带负电的离子。例如，盐可以是氯化钠。

存在于电极内的液体可以是糖溶液。糖溶液可包含任何单糖或复合糖，例如葡萄糖、果糖、半乳糖、蔗糖、乳糖或麦芽糖。糖溶液可以是天然存在的，例如蜂蜜、果汁、花蜜或糖蜜、及其组合。液体可以是非极性的。在一些实施例中，可流动的电极材料是具有高于典型盐含量的盐焦糖酱。电极可包含电荷控制剂(CCA)。电极可以是水凝胶或有机凝胶，其内包含液体和盐。

液体和盐的独特组成和浓度可以产生有利的材料性质。例如，电极可以包括由美国食品和药物管理局的食品添加剂状况表或色素添加剂表中列为对人类食用安全的数量组分，基本上由其组成或由其组成。另外，电极可以提供某些光学性质，例如高可见光透射率(VLT)。电极的VLT可以高于50％、60％、70％、75％、80％、85％、90％或95％。

电极还可以包括增味剂、风味添加剂、着色剂、防腐剂以及本领域公知的其他食品添加剂。

图1示出了根据本公开的一个方面的用于电泳显示器中的物品100的示例性图示的侧视图。物品100具有第一电极112、第二电极114和电泳材料110，它们中的任何一个都是可食用的。电泳材料110位于第一电极112和第二电极114之间。电泳材料可以包括粘结剂111，其是可食用且不导电的，例如多糖，例如玉米淀粉或藻酸盐；或疏水材料，例如黄油。

第一电极112、第二电极114或两者可以包括如上所述的电极。第一电极112、第二电极114或两者可以被图案化以限定显示器的像素。可以使用电极分隔器来创建这些像素，该电极分隔器为第一电极112、第二电极114或两者内的电极创建隔离路径。这样的电极分隔器可以创建具有细长的行电极的像素图案，而另一个为与行电极成直角延伸的细长的列电极。为了进行像素化，可将可食用的金属薄箔放在非接触部分中，然后通过可食用的电极将金属薄箔连接到远离食品的控制器，以创建电极阵列。可以包括粘合剂层116以帮助将液体电极固定在适当的位置。

物品100还可以包括增味剂、风味添加剂、着色剂、防腐剂以及本领域公知的其他食品添加剂。

物品100可以具有微腔电泳显示器设计。例如，电泳材料110可以具有封装的设计，该设计具有多个微囊体，每个微囊体包含具有电泳迁移率的粒子。电泳材料110可以进一步包括粘结剂111，其中多个微囊体位于粘结剂111内。可替代地，物品100可以具有微单元设计，该设计带有具有多个空腔的载体介质，每个空腔包含具有电泳迁移率的粒子。微单元可以例如由具有空隙的淀粉材料形成，所述具有空隙的淀粉材料已经被干燥以创建用于填充内相的合适空间。

如前所述，物品100内存在的所有组分可以包括可食用的组分，基本上由其组成或由其组成。这些组分可能已被美国食品和药物管理局的食品添加剂状况表或色素添加剂表列为对人类食用安全。

参考图2，本文描述的电泳材料可以包括多个微囊体，描绘了示例性的单个微囊体200。微囊体200具有囊壁208和内相206。微囊体200还具有第一组粒子202，所述第一组粒子202具有电泳迁移率。在该图示中，存在具有电泳迁移率的第二组粒子204。在图2的实施例中，第一和第二粒子具有相反的电荷。囊壁可以包含明胶、阿拉伯树胶、羟甲基纤维素或其组合。

内相206可以包含如上所述的可食用的亲脂性溶剂。内相206还可以包含电荷控制剂。CCA可以与电泳分散体中的溶剂相容，并且可以与第一组粒子202、第二组粒子204或两者的表面相互作用以有效地生成正电荷或负电荷。电荷控制剂可以是大豆卵磷脂或脂肪酸，或商业可食用的表面活性剂，例如聚山梨醇酯80。

具有电泳迁移率的第一组粒子202可以包含二氧化钛、花青素、胭脂红酸、炭黑或蒽醌。在内相内的具有电泳迁移率的第二组粒子204可以具有与第一组粒子202不同的着色、亮度或两者。第二组粒子204可以具有与第一组粒子202不同的电荷，例如，一个可以带正电而另一个带负电。具有电泳迁移率的第二组粒子204可以包括黑色二氧化钛。另外，电泳材料可以具有附加组的粒子，所述附加组的粒子具有电泳迁移率。与第一组粒子202和第二组粒子204相比，每个附加组的粒子可以具有独特且不同的着色、亮度或两者。每个附加组的粒子可以具有独特的电荷，其与第一组粒子202和第二组粒子204的电荷不同。还可以使用GRAS染料以及基于植物和动物的着色剂对粒子染色，以获得期望的粒子颜色，所述GRAS染料包括FD&C蓝色#1、FD&C蓝色#2、FD&C绿色#3、FD&C红色#3、FD&C黄色#5和FD&C黄色#6，所述基于植物和动物的着色剂例如甜菜汁和胭脂虫提取物。

参考图3，描绘了另一示例性微囊体300。微囊体300具有囊壁308和内相306。微囊体300还具有第一组粒子302，所述第一组粒子302具有电泳迁移率。在该图示中，微囊体300具有与图2类似的构造，区别在于内相306包括着色剂。着色剂具有与第一组粒子不同的颜色、亮度或两者。着色剂可以是油溶性的食品色素添加剂。例如，着色剂可包含花青素、角黄素、叶绿素、胭脂红、氧化铁、辣椒粉、藏红花、姜黄或其组合。图2和图3的实施例可以组合，因为除了着色的内相306以外，可以用多种不同类型的粒子，例如202和204创建囊体。

图4示出了用于制造用于电泳显示器中的物品的方法的工艺流程图400。在过程块402处，方法400包括创建第一电极，例如本文所述的那些。在过程块404处，方法400包括在第一电极的顶上创建电泳材料。这可以通过喷涂或铺展电泳材料来实现。一旦放置了电泳材料，则在过程块406处将第二可食用的电极放置在电泳材料上以创建可食用的开关堆叠。

图7是生日蛋糕700的示例性图示，该生日蛋糕700包括由可流动的电极材料构造的可食用的连接705。如图7所示，生日蛋糕700包括覆盖有糖霜710的普通蛋糕材料。使用本发明的可流动的电极材料，可以例如用装饰管将可食用的连接705绘制到蛋糕的顶部上。多个发光二极管(LED)735可以被粘贴到糖霜710中，从而创建从电源725通过可食用的连接705到LED 735的电路。图7的生日蛋糕700容易地由例如9V电池供电，该9V电池可以与经由端子745耦合到可食用的连接器705的常规导线连接。尽管在该实施例中LED 735是不可食用的，但是导线是可食用的，因此只需拔掉LED即可，像生日蜡烛通常要做的那样。这种结构为不允许明火的情况提供了一种庆祝的选择。另外的好处是，切蛋糕时，电路会断开，并且灯会关闭。

如本文所使用的，术语“可食用的”以其常规含义使用，即对于人类食用是安全的并且适合食用。被描述为可食用的某种东西可能是被美国食品和药物管理局(“FDA”)“公认安全”(“GRAS”)，以及由FDA批准用于人类食用食品的风味调料。特别地，食品安全成分包括根据21C.F.R.§§70、73、74、170、172、177、182和184条规定，根据2016年10月17日生效的81FR 54959中发布的最终规则批准列出的那些成分。通常，描述为可食用的组分可能需要位于美国食品和药物管理局的食品添加剂状况表或色素添加剂表中。除非上下文另外明确指出，否则本公开的系统的所有组分可以由可食用的材料构造。

如本文中所使用的，作为应用于材料或者显示器的术语“电光”，其使用的是其在成像领域中的常规含义，指的是具有第一和第二显示状态的材料，该第一和第二显示状态的至少一个光学性质不同，通过向所述材料施加电场使该材料从其第一显示状态改变到第二显示状态。尽管光学性质通常是人眼可感知的颜色，但它可以是另一种光学性质，例如光透射、反射、发光，或者在用于机器阅读的显示器的情况下，在可见光范围之外的电磁波长的反射率的变化意义上的伪色。

如本文中所使用的，术语“灰色状态”指的是介于像素的两个极端光学状态之间的一种状态，但并不一定意味着处于这两个极端状态之间的黑白转变。例如，下文中所涉及的几个伊英克专利和公开申请描述了这样的电泳显示器，其中，该极端状态为白色和深蓝色，使得中间的“灰色状态”实际上为淡蓝色。实际上，如已经提到的，光学状态的改变可以根本不是颜色改变。下文可使用术语“黑色”和“白色”来指代显示器的两个极端光学状态，并且应当被理解为通常包括并非严格的黑色和白色的极端光学状态，例如上面提到的白色和深蓝色状态。下文可使用术语“单色的”来表示仅将像素驱动至其两个极端光学状态，而没有中间灰色状态的驱动方案。

从材料具有固态外表面的意义上来讲，某些电光材料是固态的，尽管材料可能而且经常确实具有内部填充液体或气体的空间。为了方便起见，这种使用固态电光材料的显示器在下文中可以被称为“固态电光显示器”。因此，术语“固态电光显示器”包括旋转双色构件显示器、封装的电泳显示器、微单元电泳显示器和封装的液晶显示器。

如本文中所使用的，“双稳态的”和“双稳定性”指的是包括具有第一和第二显示状态的显示元件的显示器，所述第一和第二显示状态的至少一个光学性质不同，从而在利用有限持续时间的寻址脉冲驱动任何给定元件以呈现其第一或第二显示状态之后，在该寻址脉冲终止后，该状态将持续的时间是用于改变该显示元件的状态所需的寻址脉冲的最小持续时间的至少几倍(例如至少4倍)。在美国专利No.7,170,670中示出，支持灰度的一些基于粒子的电泳显示器不仅可以稳定于其极端的黑色和白色状态，还可以稳定于其中间的灰色状态，以及一些其它类型的电光显示器也是如此。这种类型的显示器被恰当地称为是“多稳态的”而非双稳态的，但是为了方便，在此可使用术语“双稳态的”以同时涵盖双稳态的和多稳态的显示器。

示例

提供以下示例以展示和进一步说明本公开的某些实施例和方面，并且不应被理解为限制本公开的范围。

示例1

如图5所示，在实验物品中测试了包含蜂蜜和氯化钠的液体电极的有效性。如图示A)中所描绘的，实验物品包含聚对苯二甲酸乙二醇酯-氧化铟锡(PET-ITO)第一层，包含分布在有机溶剂中的标准的电泳显示粒子的电泳第二层，层压粘合剂(ASL)以及液体(可食用)电极第四层。将正电压(相对于PET-ITO层)施加到液体电极，然后拍摄了图像B)。可以看出，实验的“白色状态”是由物品的“蜂蜜+NaCl”层内存在的正电荷产生的，证明了蜂蜜和NaCl的混合物是电泳显示器可行的电极。然后将负电压施加到液体电极上，然后拍摄了图像C)。可以看出，实验的“暗状态”是由物品的“蜂蜜+NaCl”层内存在的负电荷产生的。图像D)显示了在类似结构的实验物品上的不同位置多次重复该实验所产生的“亮状态”和“暗状态”斑块。尽管在该实验中，除了液体电极之外的层并非完全由可食用材料制成，但是本领域的技术人员可以容易地预想使用本公开的系统和方法将其替换为可食用材料。

示例2

如图6所示，在实验物品中测试了包含蜂蜜和氯化钠的液体电极的有效性。如图示A)中所描绘的，实验物品包含在顶部的液体电极第一层，包含分布在有机溶剂中的标准的电泳显示粒子的电泳第二层，以及在底部的液体电极第三层。在拍摄图像B)之前，将负电荷施加至第一层，而将正电荷施加至第三层。可以看出，实验的“白色状态”是由两个电极层之间存在的电荷差产生的。在拍摄图像C)之前，将正电荷施加至第一层，而将负电荷施加至第三层。可以看出，实验的“暗状态”是由两个电极层之间存在的电荷差引起的。尽管在该实验中电泳材料并非完全由可食用材料制成，但是本领域的技术人员可以容易地预想使用本公开的系统和方法将其替换为可食用材料。

因此，本公开提供了与可用于制造可食用的电泳显示器的液体电极和由其构造的物品有关的系统和方法。

尽管已经参考某些实施例相当详细地描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，可以通过除了所述实施例之外的其他实施例来实践本发明，所述实施例出于说明而非限制的目的而提出。因此，所附权利要求的范围不应限于本文所包含的实施例的描述。

Claims (22)

1.一种可流动的电极材料，其包括液体和盐，其中所述盐的存在浓度在300毫克盐/克液体和25毫克盐/克液体之间，以及所述液体和所述盐是可食用的并且公认安全。

2.根据权利要求1所述的可流动的电极材料，其中所述盐的存在量适合于提供低于10,000欧姆每平方的薄层电阻。

3.根据权利要求1所述的可流动的电极材料，其中所述盐选自由氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙、碘化钠、碘化钾及其组合组成的组。

4.根据权利要求1所述的可流动的电极材料，其中，所述液体是糖溶液。

5.根据权利要求4所述的可流动的电极材料，其中，所述糖溶液是蜂蜜、果汁、焦糖、花蜜或其组合。

6.根据权利要求1所述的可流动的电极材料，还包括水凝胶或有机凝胶，其中所述液体和所述盐被封闭在所述水凝胶或所述有机凝胶内。

7.根据权利要求1所述的可流动的电极材料，还包括增味剂或着色剂。

8.一种可食用的电光显示器，其包括：

第一电极；

第二电极；以及

电光材料，所述电光材料位于所述第一电极和所述第二电极之间；

其中所述第一电极、所述第二电极和所述电光材料是可食用的，并且公认安全(GRAS)。

9.根据权利要求8所述的可食用的电光显示器，其中，所述第一电极、所述第二电极或两种电极包括可流动的电极材料，所述可流动的电极材料包括液体和盐，其中所述盐的存在浓度在300毫克盐/克液体和25毫克盐/克液体之间，以及所述液体和所述盐是可食用的并且公认安全。

10.根据权利要求8所述的可食用的电光显示器，其中所述第一电极、所述第二电极或两者被图案化以限定所述可食用的电光显示器的像素。

11.根据权利要求8所述的可食用的电光显示器，其中所述第一电极、所述第二电极或两者被图案化为细长的行电极，并且另一个被图案化为与所述行电极成直角延伸的细长的列电极。

12.根据权利要求8所述的可食用的电光显示器，其中，所述电光材料包括：

内相，所述内相包括具有电泳迁移率的第一组彩色粒子；以及

多个微囊体，所述多个微囊体每个包含所述内相并包括囊壁，其中所述多个微囊体位于所述第一电极和所述第二电极之间。

13.根据权利要求12所述的可食用的电光显示器，其中，所述内相还包括有机溶剂。

14.根据权利要求13所述的可食用的电光显示器，其中，所述有机溶剂包括菜籽油、大豆油、玉米油、橄榄油、棕榈油、花生油、椰子油、油菜籽油、棉籽油、葵花籽油、芝麻油、橙油、柠檬油或阿萨伊油。

15.根据权利要求12所述的可食用的电光显示器，其中，具有电泳迁移率的第一组粒子包括二氧化钛、花青素、胭脂红酸、炭黑或蒽醌。

16.根据权利要求15所述的可食用的电光显示器，还包括在所述内相内的具有电泳迁移率的第二组粒子，其中第二组具有与第一组不同的颜色。

17.根据权利要求16所述的可食用的电光显示器，其中所述具有电泳迁移率的第二组粒子包括二氧化钛、花青素、胭脂红酸、炭黑或蒽醌。

18.根据权利要求12所述的可食用的电光显示器，还包括在所述内相内的着色剂，所述着色剂具有与第一组粒子不同的颜色。

19.根据权利要求18所述的可食用的电光显示器，其中，所述着色剂是油溶性的食品色素添加剂。

20.根据权利要求12所述的可食用的电光显示器，还包括在所述内相内的电荷控制剂。

21.根据权利要求20所述的可食用的电光显示器，其中，所述电荷控制剂是大豆卵磷脂。

22.根据权利要求12所述的可食用的电光显示器，其中，所述囊壁包括明胶、阿拉伯树胶、纤维素、多糖，藻酸盐、葡聚糖、壳聚糖、酪蛋白或其组合。

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