JP2013134500A - 固定画像ディスプレイデバイス及び同様の物を製造する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスプレイのオフ状態におけるディスプレイデバイスの画像を隠す能力に関して、改善された可撓性固定画像ディスプレイデバイス、及び固定画像ディスプレイデバイスを製造するための改善された方法を提供する。
【解決手段】所定の固定画像を表示するように配置され、複数の画素部分８及びそれぞれの画素部分８とイオン接触状態で、複数の分離セグメント９に配置された不透明の固化電解質９を含む画素電極層５を有するディスプレイデバイス１が提供される。固定画像ディスプレイは、更に、画素マトリックスの少なくとも二つの行及び二つの列を交差して伸びる少なくとも一つの連続の電極層１４を含み、そして画素エレメントのサブセットの電解質セグメントに連通する。パターン化電極層と画素電極層の間に電位差を印加するとき、画素エレメントのサブセットの画素部分は色合いを切り替える。
【選択図】図１ａ

Description

本発明は、電気化学的に活性な有機固定画像ディスプレイデバイス及びそのようなデバイスの製造に関する。特に、本発明は、有機エレクトロクロミック及び電気化学的に活性な物質をベースとする印刷可能で、及び電気化学的に活性な固定画像ディスプレイデバイスに関し、ここでディスプレイデバイスは、アクティブにしたとき、所定の固定画像をディスプレイデバイスのディスプレイ領域に表示するように配置され、ここで、固定画像は、少なくとも一つのモチーフ領域及び少なくとも一つの背景領域を含み、ここで組み合わせ領域は、ディスプレイデバイスを観察する最終使用者により、視覚的に認識される固定画像を画成する。

有機エレクトロニクスをベースとする電気化学的に活性な薄膜デバイスを含むプリンテッドエレクトロニクス分野において、スクリーン印刷、フレキソグラフィ、グラビア印刷、オフセット印刷及びインクジェット印刷などの一般的な印刷技術及び装置を用いて可撓性ディスプレイ及び構造物を提供することは知られている。

可撓性ディスプレイの一つのタイプは、アクティブにしたときに、一つの単独固定画像を表示するように配置される固定画像ディスプレイデバイスである。画像は固定され、その結果、固定画像ディスプレイデバイスは、表示画像を変更するために、又は異なった画像を表示するために、動的画像ディスプレイデバイスの分離部分を取り扱うための、又は切り替えるための手段又は起動制御デバイスを含む動的画像ディスプレイデバイスの場合のように、異なった、又は動的な画像を表示するように配置されない。代わりに、固定画像ディスプレイデバイスにおいて、所定の固定画像は、例えば、画素電極と対向電極の間に起動電圧をかけることにより、スイッチがオンになり、又はオフになることもあり得る。

動的ディスプレイデバイスと比較して、電気化学的に活性な、及び有機固定画像薄膜ディスプレイデバイスの構造はかなり簡単で、そしてよりコスト効率的な製造を可能にする。特に、固定画像ディスプレイデバイスで表示されるべき画像は、例えば、活性画素電極又は電解質の、望ましい固定画像のパターン化により提供され得る。その結果、固定画像がデバイスのアクティブにしたときに表示されるように、固定画像は、固定画像ディスプレイデバイスのデバイスの構造内に一体化される。

固定画像ディスプレイデバイスの一つの例は、特許文献１において、図１６Ａ〜１６Ｄに関連して示され、及び記載される。図１６Ｂで示す通り、ディスプレイデバイスで表示されるべき固定画像は、ディスプレイの視認者又は観察者などの最終使用者のために、ディスプレイデバイスの幾つかの細部を隠すように配置される乳白層を提供することにより定義される。より詳細には、一つの例に基づき、乳白層は、最終使用者に提示される画像に正確に合致する穴（例えば、穴：１６３１）を含む。その結果、表示すべき固定画像は、乳白層におけるギャップで定義される。第二の例によると、乳白層は、最終使用者に示される画像より大きい穴（例えば、穴：１６２８）を含む。代わりに、図１６Ｃで示すクロミック層は、最終使用者に示される固定画像と同じ形にパターン化され、又は与えられる（例えば、クロミック層：１６０６）。何故ならば、その前にある乳白層は、画像を創造しないからである。

しかしながら、層状化した電気化学的に活性な有機物質をベースとする公知の固定画像ディスプレイデバイスの欠点は、固定画像ディスプレイデバイスの固定画像は、起動電圧を適用する前ですら、最終使用者により観察され得ることである。例えば、上記の第一の例における乳白層とクロミック層の間、又は上記の第二の例におけるクロミック層と背景層の間の、色合い及び／又は反射の差異が、一般的に最終使用者により検出され得る。それ故、換言すれば、固定画像ディスプレイデバイスの固定画像は、固定画像ディスプレイデバイスが電源を切られたとき、又はその非活性な状態にあるとき、真に隠蔽されていない。また、公知の固定画像ディスプレイデバイスを製造するための高いアラインメントの要求水準は、例えば、クロミック層に対して、乳白層の正確な合致を含む高価で非効率的な製造工程を必要とする。

これらの問題点を解決するための最も明白な解決策は、クロミック層と乳白層又は背景層の間における視覚的外観の差異が、ディスプレイが非活性な状態にあるとき最小になるように、乳白層又は背景層に対して異なった材料を選択することであろう。更にその上、層状化した電気化学的に活性な有機材料をベースとする公知の固定画像ディスプレイデバイスは、エレクトロクロミック性の材料の切り替えが、通常は材料の一端で始まり、そして、全体積が切り替わるまで、残りのエレクロトクロミック材料を通して前進していくので、通常は固定画像の不均一な切り替えに悩まされている。

ＷＯ第２０１０／０９９１４７号

先行技術の上記の、及び他の欠点を考慮して、本発明の一般的な目的は、例えば、ディスプレイのオフ状態におけるディスプレイデバイスの画像を隠す能力を備えた改善された可撓性固定画像ディスプレイデバイス、及び固定画像ディスプレイデバイスを製造するための改善された方法を提供することにある。これら及びその他の目的は、特許請求範囲の独立項で提供されるモチーフに合致する。本発明の好ましい実施態様は、従属項で提示される。

その第一の態様によると、本発明は、アクティブにしたとき、固定画像が少なくとも一つのモチーフ領域及び少なくとも一つの背景領域を含むディスプレイ領域における所定の固定画像を表示するように配置された可撓性固定画像ディスプレイデバイスに関する。固定画像ディスプレイデバイスは、ディスプレイ領域を含む画素電極層を含み、ここで、画素電極は、ディスプレイ領域の全体にわたって連続し、そして、異なった視覚的に検出可能な色合い状態（coloring state）の間で切り替え可能なエレクトロクロミック及び電気化学的に活性な有機高分子材料を含む。固定画像ディスプレイデバイスは、更に、視方向で画素電極の後ろに配置された固体電解質を含み、ここで、固体電解質は、画素電極層とイオン接触状態にある。画素電極層は、ディスプレイ領域に配置された複数の画素部分を含み、そして、固化電解質は、本質的に、不透明であり、そして複数の電解質セグメントに配置され、ここで、セグメントは、互いに、幾何学的に分離し、イオン的に絶縁され、各電解質セグメントは、画素電極層のそれぞれの画素部分とイオン接触状態にある。電解質セグメントの各々の対、及びそれぞれの画素部分は、画素エレメントを形成し、画素エレメントは、行及び列を含むマトリクスに配置され、マトリクスは、モチーフ領域を形成する画素エレメントの第一のセット及び背景領域を形成する画素エレメントの第二のセットを含む。固定画像ディスプレイデバイスは、更に、視方向内で電解質のセグメントの後ろに配置した少なくとも一つの連続した電子導電性のパターン化電極層を含み、ここで、パターン化電極層は、マトリクスの少なくとも二つの行及び二つの列と交差して伸び、そして画素エレメントの第一のセットの少なくともサブセットの全ての電解質セグメントに電子接続し、サブセットは、少なくとも二つの画素エレメントを含み、そして、ここで、パターン化電極層と画素電極層の間に電位差を印加して、画素エレメントの第一のセットのサブセットの画素部分は、色合い状態を切り替える。

本発明は、改善された固定画像ディスプレイデバイスが、画素化した固定画像ディスプレイデバイスを提供することにより実現される、本発明者の具現化をベースにし、ここで、モチーフ画素エレメントの第一のセットは、活性であり、そして画素エレメントの後ろに配置される隠蔽されたパターン化電極とディスプレイデバイスの前に配置される電気化学的に活性な画素電極層の間に電位差を印加することにより、そして、背景画素エレメントの第二のセットを提供することにより切り替えるように配置され、ここで、各々不透明電解質セグメントを含むモチーフ画素エレメントの第一のセット及び背景画素エレメントの第二のセットは、固定画像ディスプレイデバイスが起動しない場合、本質的に同一の色合い及び反射を有する。それ故、ディスプレイデバイスのアクティブにしたときに、表示されるべき所定の固定画像は、それは隠蔽された連続した電子導電性のパターン化電極層により決定されるが、ディスプレイが非活性な状態にあるとき、最終使用者が観察することができないか、又は、本質的にできない。

それ故、本発明は、都合よく、固定画像ディスプレイデバイス、及び固定画像ディスプレイデバイスが起動状態にない場合か、又はオン状態にあるとき、表示すべき固定画像をかなり効率的に秘密にするか、又は隠す固定画像ディスプレイ構造を提供する。例えば、２０ｃｍ及びそれより遠くの正常な視覚距離からディスプレイデバイスを観察する視認者は、各々個別の画素エレメントのサイズ又は領域に依存して完全なディスプレイ領域を通して本質的に均一な色合いを有する均一なディスプレイ領域を認識するであろう。

更にその上、本発明に記載の固定画像ディスプレイデバイスは、従来の印刷技術を用いて効率的で低コストの製造を可能にする。特に、画素化電解質セグメント、及びモチーフ画素エレメントのサブセットのような望ましい形状に配置したパターン化電極層と組み合わせた画素層の画素部分を含む画素化デザインは、画素エレメントに対するパターン化電極層のアラインメント又は登録（registration）の縮小を可能にし、一方、パターン化電極層のパターンが、固定画像を画成する。パターン化電極は、例えば、比喩的モチーフとして、又は直線、四角形、三角形、円のセットなどの一つ又はそれ以上のグラフ記号として配置され得る。それは、また、花又は商標などの比喩的記号として、又はいかなるアルファベット又は文字での一つ又は幾つかとして、又は署名として、又は上記のそれらの組合せとして配置され得る。電極の形状は上記の例に限定されず、所定のいかなる形状にしても自由である。更にその上、本発明の固定画像ディスプレイデバイスは、都合よく、スクリーン印刷、フレキソグラフィ、グラビア印刷、オフセット印刷及びインクジェット印刷などの従来の印刷技術を用いて効率的な製造を可能にする。特に、室温のような普通の規則的な大気条件において従来の印刷方法を用いた製造法として定義し得る低コスト印刷は、有利に実現される。低コスト印刷は、例えば、１０〜６０℃又は１０〜３５℃などの、１５〜３０℃の室温の温度範囲における製造を含む。換言すれば、ディスプレイデバイスの一つ又は数個の異なった層の配置又は印刷は、室温の温度範囲で達成される。製造は、更に、例えば、乾燥時間を短縮するために高温を含む熱乾燥工程、電解質セグメントなどの固定画像ディスプレイデバイスの層及びセグメントの固化及び／又は硬化を含み得る。加えて、低コスト印刷の製法は、更に、都合よく、約１００ｋＰａ又は１ａｔｍなどの正規の圧力条件下で、又は、８０〜１２０ｋＰａの圧力条件下で、及び大気圧条件下での一つ又は数種の異なった層の配置又は印刷などの加工工程を伴う。それ故、低コストの印刷製法において、真空及び／又は清浄室の施設、又は類似の施設などの高価な、及び扱い難い装置及び／又は製造条件は必要とせず、又は著しく低下する。

本発明に記載の、固定画像ディスプレイデバイスの垂直及び画素化構造は、更に、表示すべき固定画像の色合いのコントラスト及び鋭敏性を改良することにより、ディスプレイの特徴を改良する。特に、分離し、絶縁された画素化電解質セグメント及び画素部分を含む画素化デザインは、第一のセットにおける特定領域に対する各々一つの画素エレメントの電気化学的反応を制限する。その結果、画像の品質及び鋭敏性を低下させ得る、各アクティブ画素における電気化学反応を可能にする電位差により発生する、好ましくない広がり又は浸透の好ましくない領域への影響は、効率的に低下し得る。

同様に、画素化画素エレメントと組み合わせた連続パターン化電極層を提供することにより、より均一な切り替え及び／又は切り替え時間の短縮化の観点より、改善された特徴が可能となり得る。特に、高度に導電のパターン化され、画素エレメントの後ろに配置された電極層は、効率よく、類似でそして同時の手法で、サブセットにおける各画素エレメントを、損失を少なくして切り替えるために駆動電力を提供する。更にその上、複数の高度に類似性の垂直画素エレメントを含む画素化垂直構成に配置することにより、各々は短縮化した切り替え時間及び予測可能な切り替え特徴を有し、表示すべき固定画像の切り替え時間及び切り替え操作は低下し、そして改良される。画素エレメントの切り替え時間又は色合いの変化は、更に、一般的に、例えば：
−電解質のイオン移動度、移動度が高ければ高いほど、切り替え時間は短くなる；
−電解質中でのイオン電流の大きさ、それは電解質中でのイオン移動度並びに電解質体積及び電解質中でのイオン濃度により決定される；
−電気化学的に活性な、及び／又は、エレクトロクロミック材料の選択；
−エレクトロクロミック材料の色合いを変化させるために反応する必要のある電気化学的に活性な、及び／又は、エレクトロクロミック材料の体積；
−適用する電圧の振幅、電圧が高ければ高いほど切り替え時間が短くなり、そして逆もまた真である；
により影響を受けるのは当然である。

固定画像ディスプレイデバイスの構造は、多様な固定画像ディスプレイデバイスを可能にし、ここで、ディスプレイにより表示すべき固定画像は、パターン化電極層で決定され、ここで、層は固定画像の少なくとも一部を形成するため画素エレメントのマトリクスの少なくとも二つの行及び二つの列と交差して伸びる。それ故、様々な固定画像デザインは、パターン化電極層のデザイン又はパターンを変更することにより有利に提供し得る。

例えば、第一のセットの画素エレメント、即ち、モチーフ画素エレメントは、固定画像が画素エレメントの第二のセット、即ち、背景画素エレメントに対して切り替えられた画素で定義されるように、ディスプレイのアクティブにしたときに色合い状態を切り替えるように配置される。一つの実施態様によると、固定画像ディスプレイデバイスを形成する全ての材料又は全ての層は、形成した固定画像ディスプレイデバイスが、同様に、可撓性があり、及び／又は、丸めることが可能であるように可撓性がある。換言すれば、それは繰り返し曲げられ、又は破壊せずに丸められる。例えば、デバイスを曲げ、又は丸めるとき、湾曲面の半径は、ディスプレイデバイスの曲げ側面の長さ、又はディスプレイデバイスのディスプレイ領域の曲げ側面の長さの、例えば、７５％又は５０％より小さくてもよい。

画素エレメントの形状は、例えば、円形のコーナーを有する、例えば、正方形又は長方形又はその他いかなる好適な形状であってもよい。画素エレメントは、更に、直交した、又は、例えば、互いに傾斜した行と列を有する歪んだマトリクスにおいても配置され得る。例えば、マトリクスは、ｍ^＊ｎを形成し、ここで、ｍ及びｎは、それぞれ行及び列を表し、そして、ここで、ｍ及びｎは、２より大きいか、又は２と同じのいかなる正数も表すことができる。例示実施態様によると、固定画像ディスプレイデバイスは、更に、視方向内の画素電極層の前に配置された透明な最上層を含み、ここで、最上層は連続的に画素電極のディスプレイ領域を覆う。最上層は、都合よく、固定画像ディスプレイデバイスを保護し、そしてその寿命を改良する。最上層の提供は、更に、効率的な低コストの製造を容易にし得て、ここで、最上層は、画素層がロールツーロール法で印刷される担体として使用し得る。そして、ディスプレイデバイスの切り替え特性を改良する画素層はより薄く作ることができ得る。

一つの実施態様によると、画素電極層は、少なくとも一つの色合い状態において、透明又は半透明である。

例示的な実施態様によると、固定画像ディスプレイは、更に、パターン化電極に直接隣接する、画素電極とパターン化電極層の間に配置された連続絶縁層を含み、ここで、絶縁層は、パターン化電極層と電解質セグメント間の電子接続を可能にする複数の経路を含む。連続絶縁層は、耐久性のある、及び自己支持の固定画像ディスプレイデバイスを可能にし、更に、デバイスの製造を容易にし、ここで、絶縁層は、分離画素エレメントの間、及び／又は、画素電極層とパターン化電極層の間のクロストーク及び／又は干渉を低下させ得る。

例えば、絶縁層は自己支持形であり、それは本質的に均一な厚さを有し、それは可撓性であってもよく、及び／又は、固定画像ディスプレイの視覚領域に関して連続であり得る。

更なる実施態様によると、固定画像ディスプレイデバイスは、更に、複数の幾何学的に分離した対向電極セグメントを含み、各々の対向電極セグメントは、直接接触下でのそれぞれの電解質セグメントと視方向内での絶縁層の前面の間に配置され、ここで、複数の通り抜けのひとつが、各々分離した対向電極セグメントをパターン化電極層と電子接続する電子導電材料を含む。それぞれの画素エレメントの対向電極セグメントは、画素エレメントの第一のセットの色合い状態を切り替えることを可能にし、一方、画素エレメントの第二のセットに対して、同様で、コスト効率のよい画素エレメントデザインを可能にする。換言すれば、固定画像ディスプレイデバイスの画素エレメントの各々は、連続した画素層の一体化部分に形成された画素部分を含み、そして完全な画素エレメントが絶縁層の一端で形成されるように、画素部分と対向電極の間に挟まれた電解質セグメントを含み、ここで、パターン化電極層が、都合よく、絶縁層の他端に配置される。

絶縁層の様々な例示実施態様によると、それは、５〜１０００μｍ、又は１０〜５００μｍ、又は１０〜２５０μｍの、本質的に均一な厚さを有する可撓性のあるプラスチックフィルムを含む。絶縁層は、また、様々な例示実施態様によると、印刷で提供され得るラッカー及び／又はワニスを形成し、又は含む。本発明の更なる実施態様によると、絶縁層の厚さは、２０〜５０μｍである。幾つかの例によると、絶縁層の厚さは、少なくとも１０μｍ、又は少なくとも２０μｍ、又は少なくとも５０μｍである。更に、絶縁層の厚さは、高々２００μｍ、又は高々１５０μｍ、又は高々１００μｍである。更に、絶縁層の厚さは、１０〜１５０μｍ又は５０〜１５０μｍなど、これら上限及び下限のいかなる範囲内であってもよい。

例えば、電解質セグメント及び／又はパターン化電極層は、他の手段により、絶縁層の一様な表面に、直接、印刷し、沈着し、又は配置される。

代替の、又は任意の実施態様によると、絶縁層は、電解質セグメントの間の領域で、画素電極層とパターン化電極層の間で垂直に配置される。換言すれば、絶縁層は、複数の電解質セグメントに対して負の構造又は層を形成し、ここで、完全な電解質セグメントは、絶縁層の対応する開口部に配置される。それ故、パターン化電極層と画素電極間の望ましくないクロストーク及び干渉は減少し、又は避けられ得る。

更に、実施態様によると、パターン化電極層は、画素エレメントのサブセットの電解質セグメントと直接イオン接触するように配置され、ここで、パターン化電極層の幾何学的に分離し、そして電子的に相互接続した電極部分は、画素エレメントのサブセットに対して対向電極をそれぞれ形成する。この構造は、例えば、より効率的な製造を可能にし、ここで、第一のパターン化電極層は、そのパターンが表示すべき固定画像の少なくとも一部を画成し、また、パターン化電極層に関連した第一のサブセットにおける各々の画素エレメントに対する対向電極として活用される。それ故、パターン化電極層を提供する製造工程の間、示すべき固定画像が画成され、実現されるが、一方、画素エレメントを形成する各々の電気化学電池は、操作中、色合い状態を切り替えることを可能にするそのそれぞれの機能的対向電極を備えている。

本発明の更なる実施態様によると、電解質は、染料又は分散した二酸化チタン粒子などの顔料を含む。電解質中の染料又は顔料の内容物は、ディスプレイデバイスが起動しないとき、最終使用者に対して、固定画像の輪郭を隠蔽する電解質の不透明性を都合よく上昇させる。

様々な実施態様によると、固定画像ディスプレイデバイスのパターン化電極層は、炭素、導電性高分子又は金属及び／又はその組合せ物を含む。例えば、低コスト印刷技術及び装置を用いて印刷し得るカーボンペーストを活用し得る。

更なる実施態様によると、画素エレメントのサブセットは、少なくとも二つ、又はそれより多くの画素エレメントを含み、そして、画素エレメントの第二のセットは、少なくとも二つ、又はそれより多くの画素エレメントを含む。例えば、画素エレメントの２^＊２、３^＊３又は２^＊３マトリクスなど、相対的に少ない数の画素エレメントを含む小さい固定画像デバイスが提供され得る。より大きいディスプレイデバイスは、画素エレメントがそれぞれ、１０〜１００及び／又は１００〜１０００及び／又は１０００〜１００００及び／又は、１００００より多くの、行及び／又は列を含み得る。

例示実施態様によると、固定画像ディスプレイデバイスの画素エレメントの第一のセットは、複数の分離サブセット及び複数の連続した電子導電性のパターン化電極層を含み、各々のパターン化電極層は、画素エレメントの第一のセットのそれぞれのサブセットに電子接続する。

一つの実施態様によると、及び第二のセットの背景画素エレメントの機能性を維持するために、固定画像ディスプレイデバイスにおける背景画素エレメント又は画素エレメントの第二のセットの画素エレメントが、固定画像ディスプレイデバイスの操作中、切り替え不能であるように配置される。これは、例えば、画素エレメントが、モチーフ画素エレメントを含む第一のセットの画素エレメントのいかなるサブセットの画素エレメントにも起動するために使用するパターン化電極層との連通を解除し、又は物理的、電子的、又はイオン接触状態にないように、これらの画素エレメントを配置することにより達成し得る。

更なるその態様によると、本発明は、アクティブにしたとき、所定の固定画像をディスプレイ領域に表示するように配置された可撓性固定画像ディスプレイデバイスを製造する方法に関し、固定画像は少なくとも一つのモチーフ領域及び少なくとも一つの背景領域を含み、ここで、方法はディスプレイ領域を含む画素電極層の提供を含み、画素電極層は、ディスプレイ領域を通して連続であり、そして、エレクトロクロミック及び電気化学的に活性で、異なった視覚的に検出可能な色合い状態の間で切り替え可能な有機高分子材料を含み、そして画素電極層の後ろで、視方向内に配置された電解質の提供を含み、ここで、電解質は画素電極層とイオン接触状態にある。方法は、更に、複数の電解質セグメントにおける電解質の提供を含み、ここで、セグメントは、互いに幾何学的に分離し、イオン的に絶縁し、各電解質セグメントは、画素電極層のそれぞれの画素部分と電子接触下にあり、ここで、各電解質セグメント及びそれぞれの画素部分は、画素エレメントを形成し、画素エレメントは、行及び列を含むマトリクス内に配置され、ここで、マトリクスは、モチーフ領域を形成する画素エレメントの第一のセット及び背景領域を形成する画素エレメントの第二のセットを含み、そして電解質セグメントの後部の視方向内において配置された連続電子導電性パターン化電極層の提供を含み、ここで、パターン化電極層は、マトリクスの少なくとも二つの行及び二つの列と交差して伸び、そして画素エレメントの第一のセットの少なくともサブセットの電解質セグメントに電子接続し、サブセットは、少なくとも二つの画素エレメントを含み、そしてここで、パターン化電極層と画素電極層の間に電位差を印加して、画素エレメントの第一のセットのサブセットの画素エレメントは、色合い状態を切り替えるように配置される。方法は、改善されたディスプレイ画像性質及び切り替え特性を有する改善された固定画像ディスプレイデバイスを提供する。更にその上、隠蔽された連続の電子導電性のパターン化電極層により決定される、ディスプレイデバイスのアクティブにしたときに表示すべき所定の固定画像の改善された隠蔽性が有利に提供される。更にその上、本発明の本態様に基づく製造工程は、上記の低コスト印刷などの従来の印刷技術を用いて効率的で、スケールアップを可能にする。固定画像ディスプレイデバイスを製造するための方法は、更に、固定画像ディスプレイデバイス及びその実施態様に対して上記の方法と類似の方法で有利である。

その追加の態様によると、本発明は、アクティブにしたときに所定の固定画像をディスプレイ領域に表示するように配置された可撓性固定画像ディスプレイデバイスを製造するための方法に関し、固定画像は少なくとも一つのモチーフ領域及び少なくとも一つの背景領域を含み、ここで方法は：
（ａ）：
−ディスプレイ領域を含んでなる画素電極層、ここで画素電極層は、ディスプレイ領域の全体にわたって連続し、そして異なった視覚検出可能な色合い状態の間で切り替え可能なエレクトロクロミック及び電気化学的に活性な有機高分子材料を含み；及び
−画素電極層の後部の視方向内に配置された固化電解質、ここで、固化電解質は、画素電極層とイオン接触状態にあり；
ここで、画素電極層は、ディスプレイ領域に配置された複数の画素部分を含み、そして、固化電解質は本質的に不透明であり、そして複数の電解質セグメントに配置され、ここで、セグメントは、互いに幾何学的に分離し、そしてイオン的に絶縁し、各電解質セグメントは、画素電極層のそれぞれの画素部分にイオン接触状態にあり、
ここで、各電解質及びそれぞれの画素部分は、画素エレメントを形成し、画素エレメントは、行及び列を含むマトリクス中に配置され、マトリクスは、モチーフ領域を形成する画素エレメントの第一のセット及び背景領域を形成する画素エレメントの第二のセットを含む、
を提供し、
及び
（ｂ）：
視方向で、電解質セグメントの後ろに配置された、少なくとも一つの連続した電子導電性のパターン化電極、ここでパターン化電極層は、マトリクスの少なくとも二つ行及び二つの列と交差して伸び、そして画素エレメントの第一のセットの少なくともサブセットの電解質セグメントに電子接続し、サブセットは、少なくとも二つの画素エレメントを含み、
ここで、パターン化電極層と画素電極層の間に電位差を印加したとき、画素エレメントの第一のセットの少なくともサブセットの画素エレメントは、色合い状態を切り替える、を提供する。

換言すれば、第一の製造者は、工程（ａ）の第一のセットを事前形成し、未だ完全に完結していないディスプレイデバイスを工程（ｂ）の第二のセットを実施する第二の製造者に送達し、即ち、少なくとも一つの連続した電子導電性のパターン化電極層を第一の製造者から受け取ったディスプレイデバイスに提供する。尚、換言すれば、第二の製造者は、ディスプレイが示すべき画像がどれであるかを自由に決定することができる。

例示実施態様によると、方法は、更に、画素電極層の裏側で異なった湿潤特性の領域を備えた画素電極層の提供を含み、ここで、電解質を提供する工程は、画素電極層の裏側で、電解質の一様な沈着を含み、ここで、電解質は、異なった湿潤特性のそれぞれの領域に関して引き付け、及び反発する作用により、電解質セグメント内に自己整合を実施し、又は自己整合を実施するように配置される。電解質の自己整合は、固定画像ディスプレイデバイスの製造を、プロセス工程数を減少させることにより、及び画素層の画素部分に対して電解質セグメントのアラインメントを、例えば、登録の必要性を別にして、提供することにより有利に容易にする。

方法の更なる例示実施態様によると、それは、視方向内に、前面及び裏側を含む絶縁層の提供、及び絶縁層の前側に幾何学的に分離した複数の対向電極セグメントの提供を含み、ここで、対向電極セグメントは、絶縁層に関して異なった湿潤特性を有し、ここで、電解質を提供する工程は、絶縁層上に電解質の均一な提供を含み、ここで、電解質は、対向電極及び絶縁層の異なった湿潤特性に対する引き付け及び反発の作用により、幾何学的に分離した対向電極の最上部の電解質セグメント内に自己配置又は自己整合する。それ故、製造は、更に、プロセス工程の数を減少することにより容易になり得て、ここで、二つの分離した自己整合プロセスは、二つの電解質層に提供される。

それ故、自己整合中、画素層の画素部分の間、及び／又は、絶縁層上に提供される対向電極セグメントの間の中間面の湿潤特性が、複数の画素部分及び／又は対向電極セグメントの表面の湿潤特性に比較して、電解質上により反発作用するように配置され、それにより、少なくとも所定の時間間隔の後で、及び少なくとも、多くの画素部分を含む画素層の第一の部分、及び／又は、多くの対向電極セグメントを含む絶縁層を通して、電解質は複数の画素部分及び／又は対向電極セグメントの表面上に濃縮され、そして中間層の表面は、実質的に電解質が無くなる。

更なる実施態様によると、固定画像ディスプレイデバイスを製造するための方法は、対向電極上の電解質セグメントの、画素電極層上の電解質セグメントとの幾何学的アラインメント及び画素電極層の後部での絶縁層前面をラミネートすることを含んでもよく、ここで、絶縁層の各電解質セグメントは、画素電極層のそれぞれの電解質セグメントを組み合わせる。

提供される電解質は、例えば、熱又はＵＶ硬化で固化し得る、固化する又は固化可能な電解質であってもよい。自己整合相の間、電解質は、未だ、固化せず、又は部分的に固化するのみである。

定義
動的画像ディスプレイデバイス：動的画像ディスプレイデバイスは、表示画像を変更し得るように、異なった又は動的な画像を表示するための制御手段を含む。

固定画像ディスプレイ：固定画像ディスプレイデバイスは、異なった又は動的な画像を表示するように配置されない。代わりに、固定画像ディスプレイデバイスは、アクティブにしたときに一つの単独固定画像を表示するように配置される。この単独固定画像は、例えば、制御電子回路を用いて交互にオンオフされる。

オフ状態：デバイスのオフ状態又は非活性な状態は、電源がオフのときであり、そしてディスプレイの全ての画素が実質的に同じ色合い及び外観を有する。即ち、ディスプレイに適用される電圧が、たとえあっても、ディプレイの画素の色合いに変化をおこさせるのに十分高くない。更に、画素のこの色合いは、ディスプレイの背景色合いとして参照される。

オン状態：デバイスのオン状態又は起動状態は、電源がオンのときであり、そしてディプレイの画素のサブセットは、ディプレイの背景色合いから実質的に異なる色合いを有する。この色合いはディプレイのモチーフ色合いを参照する。画素の色合いの変化は、一つ又はそれ以上の前記電極層を経由して、ディスプレイに適用される電圧により始まり、そして進展していく。

モチーフ／背景：本明細書の文章を読むことを容易にするために、モチーフ領域は、ディスプレイデバイスにかけられた電圧に応答して、実質的に色合いを変化する画素、即ち、パターン化電極層に電気的に連通した画素で作られ、又は、その画素を含む単数又は複数の構造として定義される。対応して、背景領域は、電圧がディスプレイデバイスにかけられるとき、色合い状態が実質的に同じ色合いに残る画素で作られ、又はその画素を含む単数又は複数の領域として画成される。結果として、エレクトロクロミック材料が、電圧をそれにかけるとき、暗くなる場合、及び暗い空に月を図示する希望がある場合−モチーフが空であり、そして月が背景である場合、空を構成する画素が一つ又はそれより多くのパターン化電極層に連通されるが、一方、月を構成する画素は連通されない。

一つより多くのパターン化電極層が存在する場合、異なった電位差が、異なった電極層にかけられ、そしてそれにより、画素の異なったセットに対する変化する色合い及び／又は対比の変化割合に対して増加させ、即ち、異なったパターン化電極層に連通する画素間での明るさ及び／又は色調などの色合いに差異を発生させる。

起動ディスプレイ：起動ディスプレイは、そのオン状態に配置されたディプレイである。

活性画素；活性画素はパターン化電極層に電子的に連通した画素である。

画素化：多くの画素で構築された画像は、ここで画素は同一形状を含んでもよく、又は含まなくてもよいが、画素化されたとして参照される。一つの実施態様によると、全ての画素は、実質的に、同じ形状を有し、そして、同じ形状が事前に決定されたパターンに基づき発生するように、繰り返し手法で順序付けされる。あるいは、画素は変化する形状を有するが、しかし、同じ形状が事前に決定されたパターンに基づき発生するように、繰り返し手法で順序付けされる。

非活性なディスプレイ：非活性なディスプレイは、そのオフ状態に配置されるディスプレイである。

層：一つの実施態様によると、固定画像ディスプレイデバイスは、ラミネート構造を有し、異なった材料の「層」から成る。これらの層は、連続しても、及び／又は、パターン化されてもよく、そして、互いに（自己支持するデバイス）、又は支持若しくは担体（支持されているデバイス）に適用できる。これらの用語「自己支持する／支持された」は、また、分離層のために使用してもよい。自己支持層は崩れることなく、そして追加の支持層の必要なく、それ自身の上に取扱い、例えば、印刷機に取り付け得る層である。更にその上、用語「層」は、この材料が面に不連続な「島」を形成するような方法でパターン化されるか、又は遮断されるかに関係なく、同一面すべてに同一材料を包含してもよい。

絶縁層：絶縁層は、好ましくは、プラスチックを含み、又はプラスチックを含む層、プラスチック絶縁層、プラスチックフィルム又はポリエステルフォイルなどのプラスチックフォイルより形成される。プラスチック絶縁層又はプラスチックを含む絶縁層用としては、それは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン；ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル；ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン（メタ）アクリレート共重合体、ＡＢＳ樹脂、イオノマ樹脂などを含むが、これらの例に限定されない。また、層用よしては、市販のフィルムが使用可能であり、そしてプロセス用材料を用いたキャストフィルムプロセスにより形成されたフィルムも、また、使用し得る。

例えば、ディスプレイデバイスは、少なくとも幾つかの前記複数の画素エレメントの絶縁層を形成する絶縁層の連続層を含み得る。換言すれば、数個の画素エレメントの絶縁層は、各々、連続絶縁層の分離部分であってもよい。

エレクトロクロミック：エレクトロクロミック材料（一つ又は複数の）は、有機又は無機、低分子又は高分子であってもよい。そのようなエレクトロクロミック層は、それは一つの材料で構成されるか、又は一つより多くの材料の組合せであるかに関係なく、次の特性：少なくとも一つの材料は、電気導電であり、即ち、少なくとも一つの酸化状態において、電子的に、及び／又は、イオン的に導電であり、そして、少なくとも一つの材料は、エレクトロクロミックであり、即ち、材料内で電気化学的酸化還元反応の結果として色の変化を示すことを組合わせる。場合により、エレクトロクロミック層は、電気化学的に活性な材料を含んでもよい。

電気化学的活性：本発明に記載の「電気化学的活性」な層は、前記材料の酸化還元状態の変化を通して電気化学的に変化できる電子導電を有する材料の一ピースである。一般的に、電気化学的活性エレメントの一部分は、電解質とイオン接触下にあり、そして電気化学的に活性なエレメントは、更にその上、一つ又はそれより多くの電極と一体化されてもよく、ここで前記電極は、電気化学的活性エレメントと同一又は異なった材料で構成される。電極は、また、前記電気化学的に活性な材料の最上部に配置され得る。

色合い状態／変化：「色合い状態／変化」を参照するとき、これは、また、例えば、「色合いの変化」又は「色合い状態」が、青から赤へ、青から無色へ、無色から青へ、暗緑色から明緑色へ、灰色から白へ、又は暗灰色から明灰色へなどの変化又は中間状態を考慮するために、光学密度又は反射の変化を含むことを意味する。

電気化学的活性な領域；本発明に対して、画素エレメントの電気化学的活性な領域は、電解質セグメントと電気化学的活性な画素層の関連画素部分の間のインタフェースにより画成され得る。

固定画像ディスプレイデバイスの任意の実施態様において、パターン化電極層及び／又は対向電極セグメントなどの電極は、電子導電性高分子、例えば、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）ポリ（スチレンスルホネート））、炭素、金、チタン、白金、黒鉛、グラフェン、貴金属及び不活性金属などの不活性金属又は電気化学的に不活性金属又は材料、又は電気化学的に活性な層と接触するのに好適であり得るその他の導電材料若しくはそのような電子導電材料の組合せなどの電子を導電することが可能な電子導電材料を含む。一般的に、電気化学的に活性な層と接触するのに好適な導電材料は、それらが実質的な電気化学反応を引き起こさないように不活性である。これらの材料は、例えば、製造又は事前製造プロセスの間、通過路又は経由路に配置され得るインク又はペーストとして提供され得る。

直接物理的接触：インタフェースを通して電荷の交換を可能にする二層間の直接物理的接触（共通インタフェース）。インタフェースを通した電荷の交換は、電子導電相の間での電子の伝達、イオン導電相の間のイオンの伝達、又は例えば、対向電極と電解質間のインタフェース又は電解質とエレクトロクロミック層又は材料の間のインタフェース又はそのようなインタフェースでのHelmholtz層の電荷に起因した容量性電流の発生による電気化学を用いた電流とイオン流の間の転換を含むことができる。

電子的連通した：第一及び第二材料又は項目は、電子が第一材料／機能から、少なくとも第二材料／機能まで輸送されるとき、及び／又は、逆もまたそうであるとき、電子的連通し、即ち、互いに、電子接触にある。第一及び第二材料／機能は、また、電子が第一材料／機能から、第二材料／機能まで輸送され、及び／又は、逆もまたそうであるとき、電子的連通し、即ち、互いに電子接触状態にある。それ故、電子導電体は、電解質と電子接触下にあってもよく、又は電子的連通してもよい。二つの電子伝導体は、また、互いに電子接触下にあってもよい。

直接電子接触下において：第一及び第二材料／機能は、電子が第一材料／機能に沿って、少なくとも、第一と第二材料／機能の間のインタフェースまで輸送され得るとき、及び／又は、逆もまたそうであるとき、互いに直接電子接触状態にある。

間接電子接触下において：第一及び第二材料／機能は、電子が第一材料／機能から、第三又はそれより多くの材料（類）／機能（類）を経由して少なくとも第二材料／機能まで、及び／又は、第二材料／機能から、第三又はそれより多くの材料（類）／機能（類）を経由して、少なくとも第一材料／機能まで輸送され得るとき、互いに、間接電子接触状態にある。

換言すれば、二つの材料は、例えば、直接的物理接触により、又は第三の中間材料を経由して、互いに電子接触下にあり、又は互いに電子接続している。第一及び第二の電気化学的活性層と直接接触下（共通インタフェース）における炭素層は、二つの電気化学的活性層の間での電子接触を提供し得る材料の一例である。更にその上、二つの材料は、直接電子接触にあることにより、又は間接電子接触にあることにより電子接続し得る。

イオン的連通した：第一及び第二の材料は、イオンが第一の材料から、第二の材料へ輸送され、逆もまたその通りであり得るとき、イオン連通である。より詳細には、第一及び第二の材料は、イオンが第一の材料から、少なくとも、第一と第二の材料間のインタフェースに輸送され、逆もまたその通りであり得るとき、イオン連通し、又は直接イオン接触状態にある。

二つのエレメント間のイオン接触は、例えば、二つのエレメント間でイオンを輸送することが可能な少なくとも一つの材料により提供される。電気化学的活性層及びパターン化電極層を直接イオン接触する（共通インタフェース）電解質は、電気化学的活性層とパターン化電極層の間のイオン接触を提供し得る材料の一例である。それ故、電解質は、電気化学的活性層及びパターン化電極層のそれぞれとイオン接触下にあり、又はイオン連通するとして参照してもよい。

固定画像ディスプレイデバイスの実施態様によると、それは、エレクトロクロミック材料及び／又は電気化学的活性材料として、少なくとも一つの酸化状態において電子導電である高分子を含んでもよく、そして、場合によりポリアニオン化合物を含む。

本発明の固定画像ディスプレイデバイスにおいて使用するためのエレクトロクロミック及び電気化学的活性高分子は、例えば、エレクトロクロミックポリチオフェン、エレクトロクロミックポリピロール、エレクトロクロミックポリアニリン、エレクトロクロミックポリイソチアナフタレン、エレクトロクロミックポリフェニレンビニレン及びその共重合体から成るグループから選択される。実施態様において、エレクトロクロミック高分子は、３，４−ジアルコキシチオフェンの単独重合体又は共重合体であり、ここで、上記二つのアルコキシ基は、同一又は異なってもよく、又は一緒になって、場合により置換されるオキシ−アルキレン−オキシの架橋を表してもよい。更なる実施態様において、エレクトロクロミック高分子は、ポリ（３，４−メチレンジオキシチオフェン）、ポリ（３，４−メチレンジオキシチオフェン）誘導体、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）誘導体、ポリ（３，４−プロピレンジオキシチオフェン）、ポリ（３，４−プロピレンジオキシチオフェン）誘導体、ポリ（３，４−ブチレンジオキシチオフェン）、ポリ（３，４−ブチレンジオキシチオフェン）誘導体、及びそれらとの共重合体から成るグループから選択される３，４−ジアルコキシチオフェンの単独重合体又は共重合体である。ポリアニオン化合物は、その結果、好ましくは、ポリ（スチレンスルホネート）である。

当業者なら容易に認識できるように、本発明の更なる実施態様において、エレクトロクロミック材料は、いかなる非高分子材料、異なった非高分子材料の組合せ、又は高分子材料の非高分子材料との組合せも含み、それは少なくとも一つの酸化状態並びにエレクトロクロミック挙動において導電を示す。例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）又はアンチモンスズ酸化物（ＡＴＯ）などの電子導電粒子などの、電子導電材料及びエレクトロクロミック材料と、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、酸化ニッケル、ポリビニルフェロセン、ポリビオローゲン、酸化タングステン、酸化イリジウム、酸化モリブデン及びプルシアンブルー（フェロシアン化第二鉄）などの高分子又は非高分子エレクトロクロミック材料との複合物は、使用できるであろう。本発明のデバイスで使用するためのエレクトロクロミックエレメントの非限定の例として、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの例、両者は導電及びエレクトロクロミックである；Ｆｅ²⁺／ＳＣＮ^-を有するＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの例、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳは、導電及びエレクトロクロミックであり、Ｆｅ²⁺／ＳＣＮ^-は、追加のエレクトロクロミック構成成分（下記参照）である；エレクトロクロミックのＷＯ₃被覆との直接電子接触状態にある、絶縁高分子マトリクス中の導電ＩＴＯ粒子の連続網目構造より成るピース；電解質中に溶解したエレクトロクロミック構成成分との接触下における、絶縁高分子マトリクス中の導電ＩＴＯの連続網目構造より成る例を言及することができる。上記の通り、固定画像ディスプレイデバイスは、更に、一色より多くの色を表示することを実現するためにエレクトロクロミック材料を含んでもよい。この更なるエレクトロクロミック材料は、エレクトロクロミック画素エレメント又は固化電解質の中で提供でき、それは、例えば、その後、一方では、無色のＦｅ²⁺及びＳＣＮ^-イオンの酸化還元対、他方では、赤色のＦｅ³⁺（ＳＣＮ）（Ｈ₂Ｏ）₅錯体などのエレクトロクロミック酸化還元系を含む。更に非限定の例を通して、そのような材料は、ＤＭＰＡ−５，１０−ジヒドロ−５，１０−ジメチルフェナジン；ＤＥＰＡ−５，１０−ジヒドロ−５，１０−ジエチルフェナジン；及びＤＯＰＡ−５，１０−ジヒドロ−５，１０−ジオクチルフェナジンのような異なったフェナジンから、ＴＭＰＤ −Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルフェニレンジアミン；ＴＭＢＺ−Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルベンジジン；ＴＴＦ−テトラチアフルバレン；フェナントロリン−鉄錯体、エリオグラウシンＡ、ジフェニルアミン、ｐ−エトキシクリソイジン、メチレンブルー、異なったインジゴ、並びにそれらの混合物から選択され得る。

固化電解質：本発明の目的のために、「固化電解質」は、それが使用される温度において、その中でのバルク中の粒子／フレークは、実質的に、電解質の高粘度／剛性により固定化され、そしてそれが流動し、又は漏れることがないように、十分に剛直である電解質を意味する。好ましい場合では、そのような電解質は、例えば、従来の印刷方法により一体化シート又はパターンにおいてこの材料を支持部上に適用することを可能とする適切なレオロジー特性を有する。沈着の後、電解質処方物は、溶媒の蒸発で、又は追加の化学試薬によりもたらされる化学的架橋反応により、又は紫外線、赤外線照射若しくはマイクロ波放射などの物理的効果により、冷却又はその他の手段により固化される。固化電解質は、例えば、ゼラチン又は高分子ゲルなどの水性又は有機溶媒含有ゲルを含んでもよい。しかしながら、固体高分子電解質も、また、本発明の範囲内に想定され、含まれる。更にその上、定義も、また、紙、織物、又は多孔質高分子などの適切なマトリクス材料内に浸み込み、又は他のいかなる方法でも実施される液体電解質溶液を含有する。本発明の幾つかの実施態様において、この材料は、要するに、支持材がエレクトロクロミックデバイスの操作の一体化部分を形成するように、エレクトロクロミックデバイスに配置される支持材である。

固化電解質は、結合剤を含んでもよい。この結合剤はゲル化特性を含むことが好ましい。結合剤は、好ましくは、ゼラチン、ゼラチン誘導体、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ（ビニルピロリドン）、多糖類、ポリアクリルアミド、ポリウレタン、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレンオキシド、ポリ（スチレンスルホン酸）及びポリビニルアルコール並びにその塩及び共重合体から成るグループから選択され、そして、場合により、架橋してもよい。固化電解質は、好ましくは、更に、イオン塩を含み、採用される結合剤がゼラチンである場合、好ましくは、硫酸マグネシウムを含む。固化電解質は、好ましくは、更に、その中に水分を維持するために塩化マグネシウムなどの吸湿塩を含む。電解質は、上記にリストした一つの材料により、又は二つ又はそれより多くのこれらの材料の組合せにより形成され得る。電解質は、例えば、インクジェット印刷により、またはロールツーロール法による印刷に適するためのレオロジー特性を有する。レオロジー特性に関しては、電解質の粘度が検討され得る。異なった印刷法に対する電解質粘度の典型的な範囲は：
−インクジェット印刷：１〜２０；
−フレキソ印刷：２０〜４００；
−スクリーン印刷：１０００〜１０００００；
−オフセット印刷：１０００〜１０００００；
−グラビア印刷：２０〜２００；
である。

要約すると、本発明に記載の固定画像ディスプレイデバイスの材料の選択及び垂直的構造構成は、従来の印刷技術を含む製造プロセスを可能にする。そのような従来の印刷技術は、バーコーティング、スクリーン印刷、スピンコーティング、インクジェット印刷、エアロゾルジェット印刷又はその他いかなる製造プロセスをも包含し得る。また、固定画像ディスプレイデバイスの構造は、上記の低コスト印刷などの迅速で、低コストの製造を可能にする大規模製造に容易にスケールアップできる製造方法への使用を可能にする。

一般的に、次の詳細な記載から、添付の特許請求範囲の従属項から、並びに、図面から明確となる本発明のその他の目的、機能及び利点は、同様に本発明の範囲内で可能である。

本発明の実施態様は、いま、添付の図面を参照し、例を用いて記載した：

本発明に記載の可撓性固定画像ディスプレイの実施態様の概略的部分分解組立の透視図である。 本発明に記載の可撓性固定画像ディスプレイの実施態様の概略的断面図である。 本発明に記載の可撓性固定画像ディスプレイの実施態様の概略的部分分解組立の透視図である。 本発明に記載の可撓性固定画像ディスプレイの実施態様の概略的断面図である。 ａ〜ｄは、本発明に記載の可撓性固定画像ディスプレイのパターン化電極層の種々の実施態様の概略の表現である。

当業者なら容易に理解できるように、図面は縮尺上真実ではなく、図面で示されたもの以外の寸法も、本発明の範囲内で等しく可能であることは当然である。

図面において、類似の又は同等のエレメントは、同じ参照番号で参照される。

図１ａ及び図２ａにおいて、本発明に記載の、可撓性固定画像ディスプレイ１の二つの例示実施態様の概略的、部分分解組立透視図が示される。デバイス１は、所定の固定画像が、ディスプレイデバイスを、例えば、それがアクティブにしたとき、視方向６内において観察する最終使用者に対して現れるように配置されるディスプレイ領域３を含む。ディスプレイ領域３は、一般的にいかなる遮断又はボイドなしでディスプレイ領域３を通して連続であるエレクトロクロミック及び電気化学的に活性な画素電極層５の上に、又はその中に形成される。例えば、ディスプレイ領域３は、画素電極層５で形成され、そして画素電極層５の中心又は中心からずれた部分であってもよい。画素電極層５のディスプレイ領域３は、更に、マトリクスに配置された複数の画素部分８を含み、ここで、複数の幾何学的に分離し、本質的に不透明な電解質セグメント９は、視方向から分かる通り、画素電極層５の裏側上で、それぞれの画素部分８と直接物理接触するように配置される。画素部分８とそれぞれの電解質セグメント９の各々のセットは、画素エレメントを形成する。図示する通り、マトリクスは、画素部分８及び電解質セグメント９の本質的に直交する行及び列で形成される。しかし、マトリクスは、例えば、互いにある角度に曲げられた行及び／又は列、及び／又は、互いに非対称的構成に湾曲した、又は配置した行及び列を含む。

更にその上、各電解質セグメントは、周囲の電解質セグメントからイオン的に絶縁し、そして各電解質セグメント９は、分離された画素エレメントが形成されるように、画素電極層５と物理的に接触する前面を含み、ここで、各画素エレメントは、画素電極層５と電解質セグメント９の間で、電気化学的に活性なインタフェース領域を含む。換言すれば、電解質セグメント９と連続の画素電極層５の間で幾何学的に分離したインタフェース領域は、観察者に出力すべき固定画像を形成するために使用される画素エレメントの広がりを画成する。実際に、画素電極層５と電解質セグメント９の間のインタフェース領域は、また、デバイスの操作中、画素電極層の色合いが本質的に、インタフェース領域に、及びごく接近したその領域に限定されるように、画素エレメントの電気化学反応に影響を与え、そして制限する。

図１ａで示す実施態様を参照して、固定画像ディスプレイ１は、連続の電子導電性のパターン化電極層１４を含み、ここで、パターン化電極層１４の正確なパターンは、複数の画素エレメントの電解質セグメント９のある部分のみと電子的に接触することにより固定画像を定義するために使用され、それにより、これらの画素エレメントを活性化させる。より詳細には、全ての画素エレメントは、行と列を含むマトリクスに配置され、そして、パターン化電極層１４は、それが、少なくとも、マトリクスの画素エレメントの二つの行及び二つの列と交差して伸びるように複雑なパターンにパターン化され、ここで、パターン化電極層１４は、電子接触し、そしてこれら画素エレメントを活性化させる。それ故、一つより多く存在し得るパターン化電極層１４のパターニングは、パターン化電極層１４により活性化されない画素エレメントの第二のセットに対して、いずれの画素エレメントが、固定画像のモチーフ領域を形成するために配置される画素エレメントの第一のセットの部分であるかを定義するために使用される。そしてそれにより、固定画像の背景領域を形成する。

次の、同様に、モチーフ画素エレメントとして参照されるモチーフ領域を形成する第一のセットの活性画素エレメントは、分離したパターン化電極層１４により接触され得て、それぞれは、固定画像ディスプレイデバイスにより出力される完全な固定画像の部分を定義し、ここで、各パターン化電極層１４は、画素エレメントの第一のセットの画素エレメントの分離したサブセットに接触する。

図１ａで、更に、示す通り、固定画像ディスプレイデバイス１は、視方向内において画素電極層５の前に配置され、そして連続して画素電極の表示領域３を覆う透明な最上層４を含む。最上層は、例えば、画素電極層５用の保護カバーを形成する。最上層は、また、低コスト印刷のような製造を容易にする画素電極層用の担体デバイスを形成してもよく、ここで、薄く、及び／又は、非自己支持形の画素電極層のような画素電極層は、最上層４の裏側上に印刷してもよい。最上層は、厚さが均一であり、そして透明なプラスチック層で形成され得る。

固定画像ディスプレイデバイス１は、更に、画素電極層５とパターン化電極層１４の間に配置され、直接パターン化電極層に隣接する連続した絶縁層１０を含む。絶縁層は、更に、パターン化電極層１４と電解質セグメント９の間の電子接続を可能にする複数の通路１６を含む。例えば、通路１６は、固定画像ディスプレイデバイスの製造に対して、分離プロセスにおいて事前加工される。通路１６は、レーザ穴あけ技術を用いて、都合よく、加工できる。

更に図示する通り、固定画像ディスプレイデバイス１は、それぞれの電解質セグメントの後ろに配置され、及び裏側に直接接触状態にある複数の幾何学的に分離した対向電極セグメント１５を含む。対向電極セグメント１５は、例えば，絶縁層１０の前面上での印刷により提供され、ここで、絶縁層１０における通路１６は、各分離した対向電極セグメント１５を視方向６に対して絶縁層１０の裏側上に印刷されたパターン化電極層１４と電子接続する電子導電材料（図１ｂにおける１６′）を含む。

図１ｂにおいて、ディスプレイデバイス１は、記載されないか、又は図示されない限り、図１ａを参照して記載する方法と類似の方法で配置される可撓性固定画像ディスプレイデバイス１の実施態様の概略の断面図が示される。パターン化電極層１４は、絶縁層１０の裏側上に印刷され、そして通路１６に更に配置される対向電極１５を経由して画素エレメント１２の第一のセットに属するモチーフ画素エレメント１１ａ、１１ｂ及び１１ｃと接触し、一方、画素エレメント１３の第二のセットに属する背景画素エレメント１１ｄは接触せず、そしてパターン化電極層１４により活性化されない。換言すれば、パターン化電極層１４は、固定画像のモチーフ領域を形成する所定のモチーフ画素エレメントとのみ接触するように配置される。

図１ｂで更に示す通り、固定画像ディスプレイデバイスが起動状態で示され、ここで、モチーフ画素エレメント１１ａ、１１ｂ、１１ｃと関連するエレクトロクロミック画素電極層５のそれぞれの画素部分８ａ、８ｂ、８ｃは、背景画素エレメント１１ｄに対する色合い状態に切り替えられている。それ故、操作中、背景画素エレメントは、ディスプレイデバイスの起動中、元の状態に維持される。例えば、モチーフ画素エレメントは、画素電極層５とパターン化電極層１４の間の電位差の起動により同時に活性化される。例えば、適用される電位差は、画素電極層がモチーフ画素エレメントの画素部分８ａ、８ｂ、８ｃにおける色合い状態を切り替えるためにモチーフ画素エレメントにおける酸化又は還元などの電気化学的酸化還元反応を引き起こす電流の活力となる。

図示した実施態様において、画素電極層は、例えば、上記で記載したＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの可撓性層などのエレクトロクロミック及び電気導電性高分子材料で形成される。しかし、同様の特性及び機能を備えた他の材料も，都合よく活用し得る。

図２ａを参照して、固定画像ディスプレイデバイス１は、特に指定のない限り、図１ａに対して記載した固定画像ディスプレイデバイスに対して記載した通りに配置する。しかし、この実施態様において、パターン化電極層１４は、モチーフ画素エレメントの電解質セグメント９上に配置され、又は直接印刷される。それ故、パターン化電極層１４は、モチーフ画素エレメントの電解質セグメント９と直接イオン接触下に配置され、ここで、幾何学的に分離し、そしてパターン化電極層１４の電子的に相互接続した電極部分１４′は、モチーフ画素エレメント用の対向電極を形成する。換言すれば、パターン化電極層は、選択された固定画像に基づき、それをパターン化することにより、固定画像を定義するために使用され、そして固定画像のモチーフ領域を形成する選択された画素電極用の対向電極のために使用される。この実施態様において、電解質セグメント９及びパターン化電極層１４は、例えば、製造中ディスプレイデバイスのための支持体及び／又は担体層を形成する画素電極層５上に直接印刷してもよい。

図２ｂにおいて、可撓性固定画像ディスプレイデバイス１の二つの例示実施態様の概略の断面図を示し、ここで、ディスプレイデバイス１は、特に記載又は図示されない限り、図２ａを参照して記載した通りと類似の方法で配置される。

パターン化電極層１４と画素電極層５の間での短絡を防ぎ、又は緩和するために、絶縁材料、絶縁層、ラッカー層又はグリッド１０は、電解質セグメント９の間、下部に図示するパターン化電極層１４と上部に図示する画素電極層５の間の中間領域で提供され得る。例えば、絶縁材料１０は、電解質セグメント９に対応するために配置された開口部を含む。実施態様（ｉ）を参照して、絶縁層１０は、下部に図示するパターン化電極層１４と上部に図示する画素電極層５の間の領域１０′に配置される。その結果、絶縁層１０は、パターン化電極層が提供され、そしてそれがパターン化電極層１４と画素電極層５の間で干渉又は短絡が発生するリスクがある場所でのみ配置される。実施態様（ｉｉ）を参照して、絶縁材料１０は、固定画像ディスプレイデバイス１の完全なディスプレイ領域まで広がる連続した絶縁層又はグリッドを形成し、ここで、活性及び非活性なすべての画素エレメントの電解質セグメントが、連続絶縁層又はグリッド１０における分離開口部に配置される。その結果、絶縁材料は、１０′で示されるディスプレイデバイス１の活性部分、及び１０′′で示されるディスプレイデバイス１の非活性部分の両方に配置される。

図２ｂで示す通り、固定画像ディスプレイデバイス１は、パターン化電極層１４の接触部分１４′と画素電極層５の間に電位差を印加することにより、モチーフ画素を本質的に同時に切り替えるように配置された制御ユニット１８及び／又は電源１８′を含む回路１７を操作して起動し得る。例えば、特定のパターン化電極層１４の一つの共通接触部分１４′は、その特定のパターン化電極層により接触した画素エレメントのサブセットにおける全てのモチーフ画素エレメントを起動するために使用される。図示する通り、ディスプレイデバイスのアクティブにしたときに、活性なモチーフ画素エレメントに対応する画素部分８ａ、８ｂ、８ｃは、その色合い状態を切り替える。画素部分８ｄは、パターン化電極層１４で接触しない背景画素エレメントに対応する。

図３ａ〜ｄにおいて、固定画像ディスプレイデバイスのパターン化電極層１４の種々の実施態様の概略の表現が図示される。図３ａを参照して、パターン化電極層１４は比喩的なモチーフ形状を有し、ここで、それは、家、木、山岳風景などのモチーフ機能を含む風景モチーフ内にパターン化され、ここで、モチーフ機能は、一つの連続したパターン化電極層１４により決定され、形成される。それ故、ディスプレイデバイスにより出力されるべき固定画像を定義する所定の形状は、単一の電極層１４の使用を可能にする。パターン化電極層１４は、更に、ディスプレイ領域の外側に広がる接触部分１４′を含む。

図３ｂを参照して、出力すべき固定画像は、第一及び第二電極層１４ａ及び１４ｂにより形成され、各々は、起動電圧の適用のため使用されるそれぞれの接触部分１４′ａ及び１４′ｂを含む。この例によると、電極１４ａ及び１４ｂは、マーク／スタンプを意味する日本語の漢字の形状を有する。

図３ｃにおいて、パターン化電極層は、グラフ記号の形状を有する。より詳細には、それは、「そこで（ａｔ）」の記号（＠）の形状を有する。

図３ｄを参照して、パターン化電極層は、グラフ記号の形状を有し、より詳細には、それは、ディスプレイ領域の少なくとも一つの外周端部３′に沿って広がる一つの連続したパターン化電極層１４により形成される平行な及び横断する線を含む任意のパターンに配置される。それ故、画素エレメントの異なった分離領域は、ディスプレイ領域における固定画像のモチーフに干渉することなく、一つのパターン化電極層１４と連通し得る。

図３ａを参照して、パターン化電極層１４は、建物又は家の形状内に配置される重なり部分１１４を含み、ここで、重なり部分１１４は、マトリクス構成において互いに次に配置される複数の隣接画素エレメントと重なる。重なり部分は、また、重なり部分で取り囲まれる非活性の背景画素エレメントの領域を提供するための開口領域を含む。例えば、重なり部分は、モチーフエレメントで完全に取り囲まれた少なくとも一つのモチーフ画素エレメントを含む。更にその上、パターン化電極層は、固定画像ディスプレイデバイスにより出力される固定画像を定義するためにディスプレイ領域で巻かれるジグザクパターン又は蛇行パターンのように、任意の方向に画素エレメントの線を連通させる線部分１１５を含む。

本発明は、主に、数種の実施態様を参照して記載されたのは当然である。しかし、当業者なら容易に認識できるように、上記のもの以外のその他の実施態様も、添付された特許請求の範囲で定義されたとおり、本発明の範囲内で同様に可能である。請求項における言葉「含まれている」は、他のエレメント又は工程を排除せず、そして不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を意味しないことを更に指摘する。ある種の機能又は工程が、互いに異なった従属項で引用されるという単なる事実は、これら機能又は工程の組合せが有利に使用できないことを表示しない。

Claims (19)

1. アクティブにしたとき、少なくとも一つのモチーフ領域及び少なくとも一つの背景領域を含む、所定の固定画像（２）をディスプレイ領域（３）に表示するように配置された、可撓性の固定画像ディスプレイデバイス（１）であって：
   ディスプレイ領域を含んでなる画素電極層（５）が、ディスプレイ領域の全体にわたって連続し、そしてエレクトロクロミック及び電気化学的に活性で、異なった視覚検出可能な色合い状態の間で切り替え可能な有機高分子材料を含む、該画素電極層（５）；及び
   視方向（６）で、画素電極層の後ろに配置され、画素電極層とイオン接触状態にある固化電解質（９）：
   を含み；
   ここで、画素電極層は、ディスプレイ領域に配置された複数の画素部分（８）を含み、そして
   固化電解質は、本質的に不透明で、そして複数の電解質セグメント（９）内に配置され、ここでセグメントは、互いに幾何学的に分離し、そしてイオン的に絶縁され、各電解質セグメントは、画素電極層のそれぞれの画素部分とイオン接触状態にあり；
   ここで、各電解質セグメント及びそれぞれの画素部分は、画素エレメント（１１）を形成し、画素エレメントは、行及び列を含んでなるマトリクス内に配置され、マトリクスは、モチーフ領域を形成する画素エレメントの第一のセット（１２）及び背景領域を形成する画素エレメントの第二のセット（１３）を含んでなり；
   ここで、固定画像ディスプレイは、視方向で、電解質セグメントの後ろに配置された少なくとも一つの連続電子導電性パターン化電極層（１４）を更に含み；
   ここで、パターン化電極層（１４）は、マトリクスの少なくとも二つの行及び二つの列と交差して伸び、そして画素エレメントの第一のセットの少なくともサブセットの電解質セグメントと電子接続し、サブセットは、少なくとも二つの画素エレメントを含んでなり；
   ここで、パターン化電極層と画素電極層の間に電位差を印加したとき、画素エレメントのサブセットの画素部分は、色合い状態を切り替える、
   上記固定画像ディスプレイデバイス。
2. 請求項１に記載の固定画像ディスプレイデバイス（１）であって、視方向で、画素電極層の前に配置される透明の最上部層（４）を更に含んでなり、
   ここで、最上層は、画素電極層のディスプレイ領域を連続して覆う、
   上記固定画像ディスプレイデバイス。
3. 画素電極層が透明であるか、又は少なくとも一つの色合い状態において半透明である、請求項１又は２に記載の固定画像ディスプレイデバイス（１）。
4. 固定画像ディスプレイデバイスが、画素電極層とパターン化電極層の間に配置され、直接パターン化電極層に隣接する、連続の絶縁層（１０）を更に含み、
   ここで、絶縁層は、パターン化電極層と電解質セグメントの間で電子接続を可能にする複数の通路を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の固定画像ディスプレイデバイス（１）。
5. 固定画像ディスプレイデバイスは、更に、複数の幾何学的に分離された対向電極セグメント（１５）を含み、各対向電極セグメントは、それぞれの電解質セグメントと絶縁層の前側の間で、直接接触した状態で配置され、
   ここで、複数の通路（１６）の各々は、各分離対向電極セグメントをパターン化電極層と電子接続する電子導電材料を含む、
   請求項４に記載の固定画像ディスプレイデバイス（１）。
6. 絶縁層が５〜１０００μｍ、又は１０〜５００μｍ、又は１０〜２５０μｍの本質的に一様な厚さを有する可撓性プラスチックフィルムを含む、請求項４又は５に記載の固定画像ディスプレイデバイス（１）。
7. 絶縁層が、電解質セグメント間の領域で、画素電極層とパターン化電極層の間に垂直に、配置される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の固定画像ディスプレイデバイス（１）。
8. パターン化電極層が、画素エレメントのサブセットの電解質セグメントとの直接イオン接触状態で配置され、
   ここで、パターン化電極層の幾何学的に分離し、電子的に相互接続した電極部分が、画素エレメントのサブセット用の対向電極をそれぞれ形成する、
   請求項１〜４又は６〜７のいずれか１項に記載の固定画像ディスプレイデバイス（１）。
9. 電解質が、分散二酸化チタン粒子などの染料又は顔料を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の固定画像ディスプレイデバイス（１）。
10. パターン化電極層が、炭素、導電性高分子又は電気化学的不活性金属を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の固定画像ディスプレイデバイス（１）。
11. 画素エレメントの第一のセットのサブセットが、少なくとも二つ、又はそれより多くの画素エレメントを含み、そして画素エレメントの第二のセットが少なくとも二つ、又はそれより多くの画素エレメントを含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の固定画像ディスプレイデバイス（１）。
12. 複数の連続電子導電性のパターン化電極層を含んでなり、各パターン化電極層は、画素エレメントの第一のセットのそれぞれのサブセットに電子接続する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の固定画像ディスプレイデバイス（１）。
13. 画素エレメントの第二のセットの画素エレメントの電解質セグメントが、画素電極層とパターン化電極層の間に挟まれない、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の固定画像ディスプレイデバイス（１）。
14. 画素エレメントの第二のセットの画素エレメントが切り替え不能である、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の固定画像ディスプレイデバイス（１）。
15. アクティブにしたとき、少なくとも一つのモチーフ領域及び少なくとも一つの背景領域を含む所定の固定画像（２）をディスプレイ領域（３）に表示するように配置された可撓性の固定画像ディスプレイデバイスを製造する方法であって：
    ディスプレイ領域を含んでなる画素電極層（５）を備える工程の画素電極層がディスプレイ領域の全体にわたって連続し、そしてエレクトロクロミック及び電気化学的に活性で、異なった視覚検出可能な色合い状態の間で切り替え可能である有機高分子材料を含む、該工程；及び
    視方向（６）で、画素電極層の後ろに配置され、画素電極層とイオン接触状態にある電解質（９）を備える工程；
    を含み、
    ここで、更に、
    複数の電解質セグメント内の電解質（９）を備える工程の、セグメントが互いに幾何学的に分離し、そしてイオン的に絶縁され、各電解質セグメントは、画素電極層のそれぞれの画素部分（８）とイオン接触状態にあり各電解質セグメント及びそれぞれの画素部分は、画素エレメント（１１）を形成し、画素エレメントは、行と列を含んでなるマトリクスに配置され、マトリクスは、モチーフ領域を形成する画素エレメントの第一のセット（１２）、及び背景領域を形成する画素エレメントの第二のセット（１３）を含む、該工程；及び
    視方向で、電解質セグメントの後ろに配置された連続電子導電性パターン化電極層（１４）を備える工程の、パターン化電極層が、マトリクスの少なくとも二つの行と二つの列と交差して伸び、そして画素エレメントの第一のセットの少なくともサブセットの電解質セグメントに電子接続し、サブセットは少なくとも二つの画素エレメントを含んでなる、該工程；
    を含み、
    ここで、パターン化電極層と画素電極層の間に電位差を印加したとき、画素エレメントのサブセットの画素エレメントが、色合い状態を切り替えるように配置される；
    上記可撓性固定画像ディスプレイデバイスの製造方法。
16. 画素電極層の裏側上に異なった湿潤特性の領域を備えた画素電極層を備える工程；を更に含み、
    ここで、電解質を備える工程が、画素電極層の裏側上への電解質の一様な沈着を含み、ここで、電解質は、異なった湿潤特性のそれぞれの領域に対する引き付け及び反発作用により、幾何学的に分離した電解質セグメント内に自己整合する；
    請求項１５に記載の固定画像ディスプレイデバイス（１）を製造するための方法。
17. 視方向で、前側及び裏側を含んでなる絶縁層を備える工程；及び
    絶縁層の前側上に幾何学的に分離した複数の対向電極セグメント（１５）を備える工程の対向電極が、絶縁層に対して異なった湿潤特性を有する、該工程；
    を更に含み、
    ここで電解質を備える工程は、絶縁層上への電解質の一様な沈着を含み、ここで、電解質は、対向電極の最上部上の幾何学的に分離された電解質セグメント内に、対向電極及び絶縁層の異なった湿潤特性に対する引き付け及び反発作用により、それぞれ自己整合する；
    請求項１５又は１６に記載の固定画像ディスプレイデバイス（１）を製造するための方法。
18. 対向電極上の電解質セグメントを画素電極層上の電解質セグメントと幾何学的に整列させる工程；及び
    絶縁層の前側を画素電極層の裏側上にラミネートする工程で絶縁層の各電解質セグメントが、画素電極層のそれぞれの電解質セグメントと結合する、該工程；
    を更に含んでなる、
    請求項１６に従属する場合の請求項１７に記載の固定画像ディスプレイデバイス（１）を製造するための方法。
19. アクティブにしたとき、少なくとも一つのモチーフ領域及び少なくとも一つの背景領域を含む所定の固定画像（２）を、ディスプレイ領域（３）に表示するように配置された可撓性の固定画像ディスプレイデバイス（１）を製造する方法であって：
    −ディスプレイ領域を含んでなる画素電極層（５）が、ディスプレイ領域の全体にわたって連続し、エレクトロクロミック及び電気化学的に活性で、異なった視覚検出可能な色合い状態の間で切り替え可能な有機高分子材料を含む、該画素電極層（５）；及び
    −視方向（６）で、画素電極の後ろに配置され、画素電極層とイオン接触状態にある固化電解質（９）；を備える工程（ここで、画素電極層は、ディスプレイ領域に配置された複数の画素部分（８）を含み；
    固化電解質は、本質的に不透明で、そして複数の電解質セグメント（９）内に配置され、ここでセグメントは、互いに幾何学的に分離し、イオン的に絶縁され、各電解質セグメントは、画素電極層のそれぞれの画素部分とイオン接触状態にあり；
    ここで各電解質セグメント及びそれぞれの画素部分は、画素エレメント（１１）を形成し、画素エレメントは、行及び列を含んでなるマトリクス内に配置され、マトリクスは、モチーフ領域を形成する画素エレメントの第一のセット（１２）及び背景領域を形成する画素エレメントの第二のセット（１３）を含んでなる）：
    及び
    視方向で、電解質セグメントの後ろに配置された少なくとも一つの連続電子導電性パターン化電極層（１４）；を備える工程（ここで、パターン化電極層（１４）は、マトリクスの少なくとも二つの行及び二つの列と交差して伸び、そして画素エレメントの第一のセットの少なくともサブセットの電解質セグメントに電子接続し、サブセットは、少なくとも二つの画素エレメントを含み、ここで、パターン化電極層と画素電極層の間に電位差を印加したとき、画素エレメントの第一のセットの少なくともサブセットの画素エレメントが、色合い状態を切り替える）：
    を含む、上記方法。

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