JP2020181215A - デジタル化およびタッチ感知を含む折畳可能電気光学ディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】好適なデジタル化およびタッチ感知を含む折畳可能電気光学ディスプレイを提供する。【解決手段】可撓性であって、書籍様方式で折畳され得る、電気光学ディスプレイ。表示装置は、可撓性ディスプレイと、可撓性ディスプレイを閉鎖状態で収容するための屈曲機構とを含んでもよい。可撓性電気光学ディスプレイの一部は、ディスプレイが開放状態にあるとき、ディスプレイが平坦かつ平滑に置かれるように、平面支持部材の領域に結合されることができる。高度な実施形態では、電気光学ディスプレイは、タッチ感知またはデジタル化層を含み、スタイラスとの相互作用を記録してもよい。【選択図】図３

Description

（関連出願）
本願は、２０１７年５月１９日に出願された米国仮出願第６２／５０８，５０２号および２０１８年１月７日に出願された米国仮出願第６２／６１４，４８７号に対する優先権を主張するものである。本明細書中に列挙された優先権出願および全ての他の特許および公開は、それらの全体が参照により本明細書中に援用される。

（発明の対象）
本発明は、反射電気光学表示装置およびそのようなディスプレイにおいて使用するための材料に関する。より具体的には、本発明は、書籍様方式で折畳され得る、可撓性電気光学ディスプレイに関する。いくつかの実施形態では、折畳可能デバイスは、タッチを感知する。いくつかの実施形態では、折畳可能デバイスは、デバイス上に書き込むために使用されるスタイラスの場所を追跡することができる。

（発明の背景）
本発明は、電気光学ディスプレイのためのバックプレーンおよびそのようなバックプレーンの形成のためのプロセスに関する。本発明のバックプレーンは、特に、排他的ではないが、１つ以上のタイプの電気的に荷電粒子が、液体中に懸濁され、電場の影響下、液体を通して移動され、ディスプレイの外観を変化させる、粒子ベースの電気泳動ディスプレイと併用するために意図される。

いくつかの事例では、可撓性ディスプレイは、可搬性および／または保管の利便性のために、折畳されてもよい。ディスプレイが、単に、本様方式で折畳される場合、ディスプレイ破損を防止するように設計される最小曲率半径より小さい曲率半径を用いて、折畳され得る。そのような問題を防止するために、ヒンジおよび／または他の構造等の種々の機構が、ディスプレイの屈曲部分に実装されている。例えば、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｖｉｓｉｏｎは、１つ以上の機械的ヒンジ機構を使用して、可撓性ディスプレイの折畳を促進する製品である、Ｒｅａｄｉｕｓ^ＴＭを開示している。

別の実施例では、日本特許公開公報第２０１４−１６１００９号は、種々の角度で屈曲するように構成される、可撓性モバイル端末デバイスを開示している。端末デバイスは、端末デバイス本体の正面表面または背面上側位置に対してデバイスを屈曲させるための折畳部分を含むように提案される。端末デバイス本体の上側部分上に搭載される可撓性ディスプレイは、折畳部分の屈曲方向に応じて、正面表面または背面表面に対して屈曲されることができる。デバイスはさらに、折畳部分の屈曲の間、折畳部分および可撓性ディスプレイの延在率の差異によって発生された圧縮／張力の程度間の差異だけ可撓性ディスプレイの一端を摺動させるための摺動部分を含む。

上記に説明される両実施例は、厚くて重い製品をもたらす。Ｐｏｌｙｍｅｒ ＶｉｓｉｏｎによるＲｅａｄｉｕｓ^ＴＭは、構造が複雑で嵩張る形状の機械的ヒンジ機構を採用する。日本特許公開公報第２０１４−１６１００９号のデバイスは、蛇腹形状を有し、摺動部分は、調節に苦労し、デバイスはまた、複雑かつ嵩張る。

先行技術の書籍様可撓性電気光学ディスプレイの付加的限界は、可撓性電気光学ディスプレイの一部が、繰り返される開閉後、平坦位置をとらなくなる場合があることである。特に、折畳面積は、「皺の寄った」状態となり、屈曲された部分を横断して読み取ることを困難にし得る。可撓性ディスプレイが、フレームに対して移動し得るように「浮動」することを可能にされる、他のデバイスでは、ディスプレイは、完全に平坦にされ得ない、またはさらに悪いことに、ユーザが読み取っている際、移動し得る。本発明は、これらの問題の多くに対処し、可撓性で、薄く、かつ軽量であって、書籍様方式で折畳され得る、折畳可能電気光学ディスプレイを提供する。

特開第２０１４−１６１００９号明細書

（発明の要約）
本発明は、可撓性電気光学ディスプレイを有する、画像表示装置を提供する。可撓性電気光学ディスプレイは、可撓性であって、画像を表示するように構成される、屈曲可能部分を含むことができるが、しかしながら、可撓性電気光学ディスプレイの一部は、屈曲可能ではなくてもよい。具体的には、本願の画像表示装置は、２つの平面部分と、屈曲可能部分とを含む、可撓性電気光学ディスプレイを含む、画像表示装置を備える。屈曲可能部分は、可撓性であって、画像を表示することが可能である。各平面支持部材は、固定領域と、非固定領域とを備える。固定領域は、可撓性電気光学ディスプレイの平面部分のうちの１つに結合され、それを支持する一方、非固定領域は、可撓性電気光学ディスプレイに結合されない。画像表示装置は、可撓性電気光学ディスプレイによって画定された中心線と平行な２つの別個の回転軸を備える、屈曲機構を含む。２つの軸はそれぞれ、中心線から所定の距離だけ離れるように設定され、軸はそれぞれ、平面支持部材のうちの１つの枢動を画定する。各枢動は、平面支持部材の固定領域と非固定領域との間の境界に近接する。開示される設計は、過剰に屈曲される（小曲率半径を伴う）ことから可撓性電気光学ディスプレイを保護し、それによって、破損を保護する。可撓性電気光学ディスプレイの大部分は、平面支持部材に添着されるため、全体的ディスプレイは、開放状態にあるとき、高平坦性を呈し、また、開放状態を安定して維持する。

いくつかの実施形態では、可撓性電気光学ディスプレイは、電気泳動媒体を備え、これは、随意に、複数のマイクロセル内にカプセル化または分散されてもよい。

いくつかの実施形態では、可撓性電気光学ディスプレイは、例えば、接着剤を用いて、固定領域内の平面支持部材に接合される。いくつかの実施形態では、２つの別個の回転軸はそれぞれ、回転歯車を近位端に含み、屈曲機構はさらに、回転歯車の回転を同期させるための回転同期装置を備える。回転同期装置は、２つの同期歯車を含んでもよく、同期歯車はそれぞれ、他の同期歯車および回転歯車のうちの１つと係合される。いくつかの実施形態では、屈曲機構は、その個別の軸を中心とした２つの平面支持部材の非固定領域の回転によって掃引される体積を超える空体積を含む。

いくつかの実施形態では、平面支持部材は、略長方形である。長さ「ｌ」が、軸間の距離として定義され、「Ｒ」が、可撓性電気光学ディスプレイの動作のための最小曲率半径である場合、「ｌ」および「Ｒ」は、ｌ＞２＊Ｒのように関連する。距離「ａ」が、軸から固定領域の最近傍縁までの距離として定義され、「Ｒ」が、可撓性電気光学ディスプレイの動作のための最小曲率半径である場合、「ａ」および「Ｒ」は、ａ＞π＊Ｒによって関連される。当然ながら、ｌおよびａは、より大きくてもよく、典型的には、２ａ＞ｌである。

いくつかの実施形態では、可撓性電気光学ディスプレイは、ピクセルのアレイを含む、可撓性バックプレーンを備える。可撓性バックプレーンのうちのいくつかは、バックプレーンを横断して２．５ｃｍの線形距離毎に、少なくとも１００ピクセルを含むであろう。可撓性バックプレーンは、ドープされたポリマーから構築された薄膜トランジスタを含んでもよい。可撓性バックプレーンは、伝導性ポリマーまたは金属、ナノ粒子、ナノワイヤ、ナノ管、黒鉛、またはグラフェン等の伝導性材料を含む、ポリマーから加工される、可撓性トレースを含んでもよい。

いくつかの実施形態では、可撓性電気光学ディスプレイの一部は、支持部材またはデジタル化層に対して自由に摺動し、それによって、デバイスの平滑閉鎖を促進し、繰り返される折畳作用後の可撓性ディスプレイにおける皺寄りを妨げるように構成される。

いくつかの実施形態では、折畳可能ディスプレイデバイスは、デジタル化層を含み、これは、スタイラスの位置が追跡され、「書込」がデバイス上で達成されることを可能にする。いくつかの実施形態では、折畳可能ディスプレイデバイスは、例えば、ユーザの指の存在を検出するために使用され得る、タッチセンサを含む。タッチ感知は、デバイスが閉鎖されるにつれて、タッチセンサの位置を同期させることによって、または異なる波長の光を感知する、異なるタッチセンサを使用することによって、デバイスが折畳されるにつれて提供されることができる。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
画像表示装置であって、
２つの平面部分および屈曲可能部分を含む可撓性電気光学ディスプレイであって、上記屈曲可能部分は、可撓性であり、画像を表示することが可能である、可撓性電気光学ディスプレイと、
２つの平面支持部材であって、各平面支持部材は、固定領域および非固定領域を備え、上記固定領域は、上記可撓性電気光学ディスプレイの平面部分のうちの１つに結合され、それを支持し、上記非固定領域は、上記可撓性電気光学ディスプレイに結合されない、２つの平面支持部材と、
上記可撓性電気光学ディスプレイによって画定された中心線と平行な２つの別個の回転軸を備える屈曲機構であって、２つの軸はそれぞれ、上記中心線から所定の距離だけ離れるように設定され、上記軸はそれぞれ、上記平面支持部材の枢動を画定する、屈曲機構と
を備え、
各枢動は、上記平面支持部材の上記固定領域と上記非固定領域との間の境界に近接する、画像表示装置。
（項目２）
上記可撓性電気光学ディスプレイの一部は、上記固定領域内の上記平面支持部材に接合される、項目１に記載の画像表示装置。
（項目３）
上記可撓性電気光学ディスプレイの一部は、支持部材に対して自由に摺動するように構成される、項目１に記載の画像表示装置。
（項目４）
上記可撓性電気光学ディスプレイは、電気泳動媒体を備える、項目１に記載の画像表示装置。
（項目５）
上記電気泳動媒体は、カプセル化される、項目４に記載の画像表示装置。
（項目６）
上記電気泳動媒体は、複数のマイクロセル内に分散される、項目４に記載の画像表示装置。
（項目７）
上記２つの別個の回転軸はそれぞれ、各軸の端部に結合される回転歯車を含み、上記屈曲機構はさらに、上記回転歯車の回転を同期させるための回転同期装置を備える、項目１に記載の画像表示装置。
（項目８）
上記回転同期装置は、２つの別個の同期歯車を備え、上記同期歯車はそれぞれ、他の同期歯車および軸に結合される上記回転歯車のうちの１つと係合される、項目７に記載の画像表示装置。
（項目９）
上記屈曲機構はさらに、その個別の軸を中心とした上記２つの平面支持部材の非固定領域の回転によって掃引される体積を超える空体積を備える、項目１に記載の画像表示装置。
（項目１０）
上記平面支持部材は、略長方形である、項目１に記載の画像表示装置。
（項目１１）
「ｌ」は、上記軸間の距離であり、「Ｒ」は、上記可撓性電気光学ディスプレイの屈曲可能部分の動作のための最小曲率半径閾値であり、「ｌ」および「Ｒ」は、ｌ＞２＊Ｒのように関連する、項目１０に記載の画像表示装置。
（項目１２）
「ｌ」は、上記軸間の距離であり、「ａ」は、軸から上記固定領域の最近傍縁までの距離であり、「Ｒ」は、上記可撓性電気光学ディスプレイの動作のための最小曲率半径閾値であり、「ｌ」、「ａ」、および「Ｒ」は、２ａ＋ｌ＞π＊Ｒのように関連する、項目１０に記載の画像表示装置。
（項目１３）
２＊ａ＞ｌである、項目１２に記載の画像表示装置。
（項目１４）
屈曲可能領域の後方撓曲を防止するように構成される補助支持構造をさらに備える、項目１に記載の画像表示装置。
（項目１５）
上記可撓性電気光学ディスプレイは、ピクセルのアレイを含む可撓性バックプレーンを備える、項目１に記載の画像表示装置。
（項目１６）
上記可撓性バックプレーンは、上記バックプレーンを横断して２．５ｃｍの線形距離毎に、少なくとも１００ピクセルを含む、項目１５に記載の画像表示装置。
（項目１７）
スタイラスの位置が追跡され、「書込」が上記デバイス上で達成されることを可能にするデジタル化層をさらに備える、項目１に記載の画像表示装置。
（項目１８）
上記表示装置にタッチする物体の存在を検出するように構成されるタッチセンサをさらに備える、項目１に記載の画像表示装置。
（項目１９）
上記タッチセンサは、相互に対する上記２つの平面部分の角度変位に応じて、上記画像表示装置上の異なる場所とのタッチと相関するように構成される、項目１８に記載の画像表示装置。
（項目２０）
上記タッチセンサは、２つの別個の検出器を含み、各別個の検出器は、異なる波長の光を感知する、項目１８に記載の画像表示装置。
（項目２１）
画像表示装置であって、
２つの平面部分および屈曲可能部分を含む可撓性電気光学ディスプレイであって、上記屈曲可能部分は、可撓性であり、画像を表示することが可能である、可撓性電気光学ディスプレイと、
固定領域および非固定領域を備える第１の平面支持部材であって、上記固定領域は、上記可撓性電気光学ディスプレイの第１の平面部分に結合され、それを支持し、上記非固定領域は、上記可撓性電気光学ディスプレイに結合されない、第１の平面支持部材と、
第２の平面支持部材であって、上記第２の平面支持部材は、上記可撓性電気光学ディスプレイの第２の平面部分に固定されず、それを支持する、第２の平面支持部材と、
上記可撓性電気光学ディスプレイによって画定された中心線と平行な２つの別個の回転軸を備える屈曲機構であって、２つの軸はそれぞれ、上記中心線から所定の距離だけ離れるように設定され、上記軸はそれぞれ、平面支持部材の枢動を画定する、屈曲機構と
を備え、
各枢動は、上記平面支持部材の上記固定領域と上記非固定領域との間の境界に近接する、画像表示装置。

図１は、本発明において使用するために好適な電気泳動媒体の一般的描写である。 図２は、本発明において使用するために好適な可撓性薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイの一般的描写である。 図３Ａは、開放状態における本発明の実施形態を実証する。図３Ｂは、閉鎖状態における本発明の実施形態を実証する。 図４Ａは、それを中心として平面支持部材が回転する軸に結合される、同期歯車および回転歯車を含む、回転同期装置の詳細図である。図４Ｂは、端部キャップによって被覆される、回転同期装置の詳細図である。 図５Ａは、画像表示装置の実施形態の端面図であって、屈曲機構のさらなる詳細を示す。 図５Ｂは、画像表示装置の実施形態の上面図であって、２つの軸間の変位「ｌ」と、それにわたって可撓性電気泳動ディスプレイが平面支持部材に結合されない、非固定領域とを示す。 図５Ｃは、画像表示装置から除去される、可撓性電気光学ディスプレイを示す。 図５Ｄは、開放または平坦状態における、交互配置された平面支持部材を示す。 図６Ａは、画像表示装置の実施形態の端面図であって、完全開放状態における平面支持部材を示す。 図６Ｂは、画像表示装置の実施形態の端面図であって、半開放状態における平面支持部材を示す。 図６Ｃは、画像表示装置の実施形態の端面図であって、ほぼ閉鎖された（「折畳される」）状態における平面支持部材を示す。 図６Ｄは、画像表示装置の実施形態の端面図であって、完全に閉鎖された（「折畳される」）状態における平面支持部材を示す。 図７は、本発明の実施形態の断面図であって、デバイスの異なる層と、可撓性ディスプレイの屈曲領域に近接する非固定面積とを示す。 図８Ａは、可撓性ディスプレイの望ましくない後方屈曲（伸展）を図示する。図８Ｂは、後方屈曲の可能性を低減させるための補助支持体を伴う、非固定領域を図示する。 図９Ａは、延在される接着剤領域を備える、補助支持領域を図示する。図９Ｂは、コアプレートの成形された延在部である、補助支持領域を図示する。 図１０Ａは、可撓性ディスプレイの望ましくない後方屈曲（伸展）を図示する。図１０Ｂは、例えば、厚さ制限のため、ある程度の後方屈曲（伸展）が不可避であるときの使用のための、延在緩斜面を図示する。 図１１Ａは、本発明のデバイスのための代替接着剤層を図示する。図１１Ｂは、本発明のデバイスのための代替接着剤層を図示する。 図１２は、折畳可能書込可能ディスプレイを図示する。 図１３は、折畳可能書込可能ディスプレイの分解図である。 図１４は、その真下のデジタル化層に添着されない、可撓性ディスプレイ層を組み込む、折畳可能書込可能ディスプレイの断面図である。 図１５Ａは、折畳可能かつ書込可能なディスプレイの層を示す、裁断図である。図１５Ｂは、図１５Ａの角の分解図であって、可撓性ディスプレイ層と、可撓性ディスプレイ層をデジタル化層に対して同一平面に保つ一方、デバイスが開放状態と閉鎖状態との間で移動されるにつれて、それらが相互に対して移動することを可能にする、サイドバー構造との詳細を示す。 図１６は、デジタル化層および可撓性ディスプレイ層を支持するコアプレートの平滑開閉を協調させる、同期歯車を詳述する。 図１７は、折畳を補助するための押圧機構を含む、折畳可能かつ書込可能なディスプレイの層の断面を示す。 図１８は、押圧機構を含む、折畳可能かつ書込可能なディスプレイの端面図である。 図１９は、タッチ感知を含む、折畳可能かつ書込可能なディスプレイの分解図である。 図２０は、タッチ感知を含む、折畳可能かつ書込可能なディスプレイの断面であって、タッチセンサユニットの統合を示す。 図２１は、赤外線光を使用して、タッチの場所を感知する、タッチセンサの動作を図示する。 図２２Ａは、コリメートされた光源を用いたタッチ感知の範囲を示す。 図２２Ｂは、出射角θを有する光源を用いたタッチ感知の範囲を示す。 図２３は、デバイスの折畳に伴って回転するタッチセンサユニットを有する、折畳可能ディスプレイにおける折畳プロセスを図示する。デバイスが折畳されるにつれて、タッチセンサは、上向きに回転し、可撓性ディスプレイ層の被覆率を増加させる。 図２４は、折畳可能ディスプレイデバイスの別個の部分上のタッチを感知するための代替設計を図示する。

（詳細な説明）
上記に示されるように、本発明は、可撓性であって、書籍様方式で折畳され得る、電気光学ディスプレイを提供する。表示装置は、可撓性ディスプレイと、可撓性ディスプレイを閉鎖状態で収容するための屈曲機構とを含んでもよい。屈曲機構の高度な設計のため、可撓性電気光学ディスプレイの一部は、ディスプレイが開放状態にあるとき、ディスプレイが平坦かつ平滑に置かれるように、平面支持部材の領域に結合されることができる。

本発明は、液晶ディスプレイ、発光ディスプレイ（ＯＬＥＤＳを含む）、およびコレステリック液晶ディスプレイ等の種々の電気光学材料と併用されることができる。本発明は、Ｅ ＩＮＫ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ， ＭＡ）によって開発され、下記に列挙される特許および特許公報に説明されるタイプの電気泳動媒体との併用に非常に好適である。カプセル化された媒体は、多数の小型カプセルを含み、そのそれぞれはそれ自体、電気泳動により移動可能な粒子を流体媒体中に含有する内相と、内相を包囲するカプセル壁とを含む。典型的には、カプセルはそれ自体が、ポリマー接着剤内に保持され、２つの電極間に位置付けられる密着した層を形成する。マイクロセル電気泳動ディスプレイでは、帯電粒子および流体は、マイクロカプセル内にカプセル化されないが、代わりに、担体媒体、典型的には、高分子フィルム内に形成される、複数の空洞内に留保される。これらの特許および出願に説明される技術としては、以下が挙げられる。（ａ）電気泳動粒子、流体、および流体添加物（例えば、米国特許第７，００２，７２８号および第７，６７９，８１４号参照）、（ｂ）カプセル、結合剤、およびカプセル化プロセス（例えば、米国特許第６，９２２，２７６号および第７，４１１，７１９号参照）、（ｃ）マイクロセル構造、壁材料、およびマイクロセルを形成する方法（例えば、米国特許第７，０７２，０９５号および第９，２７９，９０６号参照）、（ｄ）マイクロセルを充填およびシールするための方法（例えば、米国特許第７，１４４，９４２号および第７，７１５，０８８号参照）、（ｅ）電気光学材料を含有するフィルムおよびサブアセンブリ（例えば、米国特許第６，９８２，１７８号および第７，８３９，５６４号参照）、（ｆ）バックプレーン、接着剤層、および他の補助層、およびディスプレイに使用される方法


（ｇ）色形成および色調節（例えば、米国特許第７，０７５，５０２号および第７，８３９，５６４号、および（ｈ）ディスプレイを駆動するための方法（例えば、米国特許第７，０１２，６００号および第７，４５３，４４５号。本明細書に列挙される特許および特許出願は全て、参照することによってその全体として組み込まれる。前述の特許および出願の多くは、カプセル化電気泳動媒体内の離散マイクロカプセルを囲繞する壁が、連続相と置換され得、したがって、いわゆる高分子分散電気泳動ディスプレイを生成し、その中で、電気泳動媒体が、電気泳動流体の複数の離散液滴と、高分子材料の連続相とを備え、そのような高分子分散電気泳動ディスプレイ内の電気泳動流体の離散液滴が、離散カプセル膜が各個々の液滴と関連付けられない場合でも、カプセルまたはマイクロカプセルと見なされ得ることを認識する。例えば、前述の米国特許第６，８６６，７６０号を参照されたい。故に、本願の目的のために、そのような高分子分散電気泳動媒体は、カプセル化電気泳動媒体の亜種と見なされる。

カプセル化された電気泳動ディスプレイは、典型的には、従来的の電気泳動デバイスのクラスタ化および沈降故障モードに悩まされることがなく、多様な柔軟性および剛性の基材上にディスプレイを印刷またはコーティングする能力等のさらなる利点を提供する。（「印刷」という語の使用は、全ての形態の印刷およびコーティングを含むことが意図され、限定ではないが、前計量コーティング、例えば、パッチダイコーティング、スロットまたは押出コーティング、スライドまたはカスケードコーティング、カーテンコーティング等、ロールコーティング、例えば、ナイフオーバーロールコーティング、フォワードおよびリバースロールコーティング等、グラビアコーティング、浸漬コーティング、吹き付けコーティング、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プロセス、静電気印刷プロセス、熱印刷プロセス、インクジェット印刷プロセス、電気泳動析出（米国特許第７，３３９，７１５号を参照）、および他の同様の技術が挙げられる。）したがって、得られるディスプレイは、柔軟性であり得る。さらに、ディスプレイ媒体は（種々の方法を使用して）印刷され得るため、ディスプレイ自体は、安価に作製され得る。

本発明は、主に、上記および列挙された特許および特許出願に説明されるタイプの電気泳動媒体を対象とするが、他のタイプの電気光学材料もまた、本発明において使用されてもよい。代替電気光学媒体は、典型的には、性質上反射性である、すなわち、それらは、発光型ＬＣＤディスプレイに見出されるような背面光源の代わりに、照明のために、周囲照明に依拠する。代替電気光学媒体は、例えば、米国特許第５，８０８，７８３号、第５，７７７，７８２号、第５，７６０，７６１号、第６，０５４，０７１、６，０５５，０９１号、第６，０９７，５３１号、第６，１２８，１２４号、第６，１３７，４６７号、および第６，１４７，７９１号に説明されるような回転二色部材タイプ媒体を含む。そのようなディスプレイは、異なる光学特性を伴う２つ以上の区分と、内部双極子とを有する、多数の小さい本体（典型的には、球状または円筒形）を使用する。これらの本体は、マトリクス内に液体が充填された空胞の中に懸濁され、空胞は、本体が自由に回転するように、液体で充填されている。ディスプレイの外観は、そこに電場を印加し、したがって、本体を種々の位置に回転させ、視認表面を通して見られる本体の区分を変動させることによって、変更される。本タイプの電気光学媒体は、典型的には、双安定性である。

別の代替電気光学ディスプレイ媒体は、エレクトロクロミック媒体、例えば、少なくとも部分的に半導体金属酸化物から形成される電極と、電極に付着して色の変化を反転可能な複数の染色分子とを含む、ナノクロミックフィルムの形態におけるエレクトロクロミック媒体である。例えば、Ｏ’Ｒｅｇａｎ， Ｂ．， ｅｔ ａｌ， Ｎａｔｕｒｅ １９９１，３５３，７３７，およびＷｏｏｄ， Ｄ．， Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ， １８（３），２４（２００２年３月）を参照されたい。また、Ｂａｃｈ，Ｕ．，ｅｔ ａｌ，Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，２００２，１４（１１），８４５も参照されたい。本タイプのナノクロミックフィルムはまた、例えば、米国特許第６，３０１，０３８号、第６，８７０，６５７号、および第６，９５０，２２０号にも説明されている。本タイプの媒体もまた、典型的には、双安定性である。

別のタイプの電気光学ディスプレイは、Ｐｈｉｌｉｐｓによって開発され、Ｈａｙｅｓ， Ｒ．Ａ．， ｅｔ ａｌ，「Ｖｉｄｅｏ−Ｓｐｅｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐａｐｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ」， Ｎａｔｕｒｅ， ４２５，３８３−３８５（２００３年）に説明されている、エレクトロウェッティングディスプレイである。米国特許第７，４２０，５４９号には、そのようなエレクトロウェッティングディスプレイが双安定性となり得ることが示されている。

例示的電気泳動ディスプレイ（ＥＰＩＤ）は、図１に示される。ディスプレイ１００は、通常、電気泳動材料１３０の層と、電気泳動材料１３０の対向側上に配置される、少なくとも２つの他の層１１０および１２０とを備え、これらの２つの層のうちの少なくとも１つは、例えば、図１における層１１０によって描写されるように、電極層である。正面電極１１０は、ディスプレイ１００の視認側を表してもよく、その場合、正面電極１１０は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の透明導体であってもよい（ある場合には、テレフタル酸ポリエチレン（ＰＥＴ）等の透明基板上に堆積され得る）。本発明の可撓性ディスプレイでは、伝導性ポリマーまたは伝導性添加剤を伴うポリマー等の他の可撓性伝導性材料が、正面電極のために使用されてもよい。そのようなＥＰＩＤはまた、図１に図示されるように、複数の駆動電極１５３と、基板層１５７とを備える、バックプレーン１５０を含む。電気泳動材料１３０の層は、電気泳動顔料粒子１３５および１３７と、溶媒とを保持する、マイクロカプセル１３３を含んでもよく、マイクロカプセル１３３は、ポリマー結合剤１３９中に分散される。なお、電気泳動媒体（粒子１３５および１３７および溶媒）は、周囲マイクロカプセル（例えば、上記に説明されるＰＤＥＰＩＤ設計）を伴わずに、マイクロセル（マイクロカップ）内に封入される、またはポリマー中に分散されてもよいことを理解されたい。典型的には、顔料粒子１３７および１３５は、正面電極１１０とピクセル電極１５３との間で生産される電場を用いて制御（変位）される。多くの従来のＥＰＩＤでは、電気駆動波形が、ピクセル電極が行列アドレス指定スキームにおいてアドレス指定されることを可能にする薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に結合される、伝導性トレース（図示せず）を介して、ピクセル電極１５３に伝送される。いくつかの実施形態では、正面電極１１０は、単に、接地され、画像は、正および負の電位を個々にアドレス指定可能であるピクセル電極１５３に提供することによって駆動される。他の実施形態では、電位はまた、正面電極１１０に印加され、正面電極とピクセル電極１５３との間に提供され得る場のより大きな変動を提供してもよい。

多くの実施形態では、ＴＦＴアレイは、図２に示されるように、画像駆動のためのアクティブマトリクスを形成する。例えば、各ピクセル電極（図１における１５３）は、アレイにパターン化された薄膜トランジスタ２１０に結合され、伸長行電極２２０と、行電極２２０に対して直角に延設される、伸長列電極２３０とに接続される。いくつかの実施形態では、ピクセルは、金属酸化物から加工されるトランジスタを備える。いくつかの実施形態では、ピクセルは、ドープされたポリマーから形成されるトランジスタを備える。いくつかの実施形態では、１つの電極層は、単一連続電極の形態を有し、他の電極層は、ピクセル電極のマトリクスにパターン化され、それぞれ、ディスプレイの１つのピクセルを画定する。図２に示されるように、データドライバ２５０は、列電極２３０に接続され、ソース電圧をアドレス指定されるべき列内の全てのＴＦＴに提供する。走査ドライバ２４０は、行電極２２０に接続され、行に沿って各ＴＦＴのゲートを開放（または閉鎖）するであろう、バイアス電圧を提供する。ゲート走査率は、典型的には、約６０〜１００Ｈｚである。ゲート−ソース電圧を正にとることは、ソース電圧がドレインに短絡されることを可能にする。ゲートをソースに対して負にとることは、ドレインソース電流を降下させ、ドレインを事実上浮遊させる。走査ドライバは、順次方式で作用するため、典型的には、上部および底部行電極間の更新時間にある程度の測定可能遅延が存在する。「行」および「列」電極の割当は、幾分、恣意的であって、ＴＦＴアレイは、行および列電極の役割が互換可能な状態で加工され得ることを理解されたい。いくつかの実施形態では、ＴＦＴアレイは、実質的に可撓性であるが、しかしながら、個々のピクセルトランジスタまたはドライバ回路等の個々の構成要素は、可撓性ではなくてもよい。電圧を個々のピクセルに供給するための可撓性トレースは、伝導性ポリマーまたは金属粒子、ナノ粒子、ナノワイヤ、ナノ管、黒鉛、およびグラフェン等の伝導性材料でドープされたポリマー等の可撓性材料から形成されてもよい。

ＥＰＩＤ媒体は、「黒色／白色」として説明されるが、それらは、典型的には、黒色と白色との間の複数の異なる状態に駆動され、種々の色調または「グレースケール」を達成する。加えて、所与のピクセルは、初期グレーレベルから最終グレーレベル（初期グレーレベルと異なる場合とそうではない場合がある）への遷移を通してピクセルを駆動することによって、第１および第２のグレースケール状態（白色および黒色の端点を含む）間で駆動されてもよい。用語「波形」は、１つの具体的初期グレーレベルから具体的最終グレーレベルへの遷移をもたらすために使用される時間曲線に対する電圧全体を示すために使用されるであろう。典型的には、そのような波形は、複数の波形要素を備え、これらの要素は、本質的に、長方形（すなわち、所与の要素が、ある時間周期にわたって一定電圧の印加を含む）であって、要素は、「パルス」または「駆動パルス」と呼ばれ得る。用語「駆動スキーム」は、具体的ディスプレイのためのグレーレベル間の全ての可能性として考えられる遷移をもたらすために十分な波形のセットを示す。ディスプレイは、１つを上回る駆動スキームを利用してもよい。例えば、前述の米国特許第７，０１２，６００号は、駆動スキームが、ディスプレイの温度またはその寿命の間に動作していた時間等のパラメータに応じて修正される必要があり得、したがって、ディスプレイが、異なる温度等で使用されるための複数の異なる駆動スキームを提供され得ることを教示する。このように使用される駆動スキームのセットは、「関連駆動スキームのセット」と称され得る。また、１つを上回る駆動スキームを同一ディスプレイの異なる面積内で同時に使用することが可能性として考えられ、このように使用される駆動スキームのセットは、「同時駆動スキームのセット」と称され得る。

３層電気泳動ディスプレイの製造は、通常、少なくとも１つの積層動作を伴う。例えば、前述の特許および出願のうちのいくつかでは、バインダ内にカプセルを備える、カプセル化電気泳動媒体が、基板にしっかりと接着される、電気泳動媒体の凝集層を形成するように乾燥される、プラスチックフィルム、カプセル／バインダコーティング上に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）または類似伝導性コーティング（最終ディスプレイの一方の電極として作用する）を備える、可撓性基板上にコーティングされる、カプセル化電気光学ディスプレイを製造するためのプロセスが、説明されている。別個に、ピクセル電極のアレイおよび導体の適切な配設を含有し、ピクセル電極を駆動回路（図２参照）に接続する、バックプレーン（図１参照）が、調製される。最終ディスプレイを形成するために、その上にカプセル／バインダ層を有する基板が、積層接着剤を使用して、バックプレーンに積層される。デジタル化センサ層（Ｗａｃｏｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｐｏｒｔｌａｎｄ， ＯＲ））等の付加的層を有することが所望される実施形態では、それらの層は、電極層と基板との間に挿入されてもよい、または付加的基板は、電極層と付加的層との間に追加されてもよい。１つの好ましい実施形態では、バックプレーン自体が、可撓性であって、プラスチックフィルムまたは他の可撓性基板上にピクセル電極および導体を印刷することによって、調製される。本プロセスによるディスプレイの大量生産のための積層技法は、積層接着剤を使用する、ロール積層である。

積層プロセスの間、１つ以上の積層接着剤が、機械的連続性を構成要素のスタックに提供し、また、層が相互に対して比較的に平面であることを保証するために使用される。いくつかの事例では、商業用積層接着剤（ｌａｍａｄ）が、使用されることができるが、しかしながら、積層接着剤の製造業者は、（必然的に）接着力の強度および積層温度等の性質を確実にする一方、積層接着剤の電気性質を無視するために、膨大な労力を費やす。故に、電気泳動ディスプレイの製造は、典型的には、商業用接着剤を修正し、必要とされる体積抵抗率を達成する。商業用接着剤の電気性質を修正するための方法は、前述の特許のうちのいくつかに説明される。本方法は、典型的には、荷電コポリマー、荷電部分、または伝導性粒子を追加するステップを伴う。

図３Ａおよび３Ｂは、電子書籍を図示する、図であって、これは、本願の画像表示装置の実施例である。図に図示されるように、折畳部分は、比較的に厚いが、電子書籍は、通常の書籍にほぼ匹敵する厚さを有し、薄い書籍を携行する感触を伴って使用されることができ、例えば、図３Ｂに図示されるように、折畳状態において手の中に留保することによって、電子書籍は、通常の書籍のように安定して携行されることができる。さらに、完全に開放される場合、図３Ａに図示されるように、略平坦形状を有するが、本願の本発明を用いることで、電子書籍が閉鎖される場合でも、可撓性ディスプレイは、屈曲／破損されず、可撓性ディスプレイの平坦性は、開放状態に保たれ得るため、全体的画面が、歪曲を伴わずに使用されることができる。

図４Ａおよび４Ｂは、本願の画像表示装置の実施例のヒンジ部分を図示する、図である。図４Ａに示されるように、回転歯車２２が、回転軸２３の近位端に提供され、画像表示装置は、軸２３を同期歯車２４に係合することによって、同期方式で開閉されることができる。典型的には、回転軸２３の２つの回転歯車２２は、それぞれ、２つの同期歯車２４を介して係合され、２つの同期歯車は、相互に係合される。本設計によって、２つの平面支持部材のそれぞれの移動は、協調され、可撓性電気光学ディスプレイが平滑かつ同期された方式で移動することを保証する。故に、電子書籍の両カバーが、同一角度で開閉するため、書籍を片手で開閉させることは、簡単である。１つの縁側のみが、図４Ａに示されるが、歯車は、軸の両側に提供される。加えて、図４Ｂに示されるように、ヒンジ部分は、典型的には、使用時、キャップ２１によって被覆され、歯車の機能を妨害し得る粉塵の侵入を防止し、歯車がユーザの手を噛込することを防止する。図４Ａおよび４Ｂに示される回転歯車および同期歯車は、例示であることに留意されたい。歯車は、真円であってもよい、またはそれらは、部分的円形であってもよい。類似機能を提供する、他の形状もまた、使用されてもよい。

可撓性ディスプレイ屈曲構成

同期される屈曲プロセスの詳細は、図５Ａ−６Ｄに関してより詳細に説明される。図５Ａは、ヒンジ部分を含む、画像表示装置の端面図を図示する。図５Ｂは、回転軸が可撓性電気光学ディスプレイの中心線の両側でオフセットされることを示す、画像表示装置の上面図を図示する。図６Ａ−６Ｄは、画像表示装置が開放状態から折畳状態に屈曲されるときのヒンジ部分の端面図の変化を示す。

一般に、画像表示装置は、２つの平面支持部材３３および３６を含み、これは、部分的に、可撓性電気光学ディスプレイ３１に添着される。いくつかの実施形態では、電気光学ディスプレイ３１は、接着剤層を用いて、平面支持部材３３および３６に添着される。そのような実施形態では、平面支持部材３３および３６は、長方形であって、回転軸２３は、長方形の縁３８から所定の距離にあって、中心線３９と平行である。当然ながら、平面支持部材は、平面支持部材が可撓性ディスプレイを支持し得る限り、長方形に限定されない。各平面支持部材は、軸２３に沿って９０°の進行角まで回転する間、回転軸２３は、平面支持部材の縁３８からある距離にある一方、軸２３と縁３８との間の領域は、境界３７によって画定される、非固定領域と呼ばれる。図５Ｂに示されるように、平面支持部材３３および３６はそれぞれ、軸２３上で回転する。最終画像表示装置により完成した見た目を与えるために、平面支持部材３３および３６は、カバー３４および３５で被覆され、これは、プラスチック、布地、または皮革等の任意の好適な材料であってもよい。

前述のように、可撓性電気光学ディスプレイ内の屈曲の安全半径を限定する、最小曲率半径「Ｒ」が存在する（Ｒの場所は、図６Ｄに明示的に示される）。図５Ａに示されるように、本最小曲率半径は、軸２３間の距離、ここでは、「ｌ」と、平面支持部材上の固定および非固定領域間の軸２３と境界３７との間の距離、ここでは、「ａ」とに関連し得る。当然ながら、可撓性電気光学ディスプレイが、最小曲率半径を越えて屈曲される場合、破損が、予期される。可撓性電気光学ディスプレイの偏向される部分が、小さく、平坦状態における可撓性ディスプレイが、実質的に水平である場合、可撓性電気光学ディスプレイの非固定領域は、固定および非固定領域のある境界から次の境界までの長さの半円形として取り扱われ得る。図６Ｄを参照されたい。故に、本最小構成では、可撓性電気光学ディスプレイの屈曲部分が軸間にフィットすることを可能にする、軸間の距離は、最小半径の少なくとも２倍、したがって、ｌ＞２＊Ｒでなければならない。当然ながら、実際は、「ｌ」は、軸の厚さおよび可撓性電気光学ディスプレイの厚さの両方を考慮するためにもう少し広くあるべきである。したがって、いくつかの実施形態では、ｌ＞２．５＊Ｒまたはｌ＞３＊Ｒを有することが好ましい。

非固定領域の範囲は、図５Ｂにおいてより容易に可視化され、これは、開放折畳可能デバイスの俯瞰図を示す。距離「ｌ」、すなわち、軸間の距離ならびに平面支持部材上の固定および非固定領域間のより大きい間隙が、図５Ｂに見られ得る。図５Ｂに示される領域１５は、いくつかの実施形態では、可撓性ディスプレイ層が支持部材（またはデジタル化層）に添着される、面積に対応する。他の実施形態では、可撓性ディスプレイ層の全体が、支持部材またはデジタル化層に添着される。他の実施形態では、可撓性ディスプレイ層の片側は、支持部材またはデジタル化層に添着される一方、他側は、支持部材またはデジタル化層にわたって自由に移動することを可能にされるが、サイドバー構造（下記参照）を用いて平坦に保持される。

固定および非固定領域間の境界間の距離に関して、屈曲領域によって形成される弧の周囲の円周方向距離を考慮しなければならない。図６Ｄに関して、可撓性電気光学ディスプレイに沿った距離は、円周の半分またはπ＊Ｒでなければならないことが容易に分かる。境界３７が、中心線３９から等距離であると仮定すると、各「ａ」は、少なくとも１／２＊（π＊Ｒ−２＊Ｒ）またはａ＞０．６＊Ｒでなければならない。実際は、ａ＞π／２＊Ｒが、好ましく、多くの実施形態では、ａ＞π＊Ｒを有することが有利であることが見出されている。

軸から中心線に向かった平面支持部材の非固定領域の移動を考慮するために、その個別の軸を中心とした２つの平面支持部材の非固定領域の回転によって掃引される体積を超える空体積を有する、背表紙３２が、含まれる。加えて、背表紙３２は、閉鎖状態にあるとき、平面支持部材のための余剰支持を提供するように構成されることができる。さらに、余剰支持部分の長さは、回転軸間の距離の半分以上の分だけ必要であるが、これは、限定ではなく、２つの平面支持部材は、異なる長さを有することができる。その場合、余剰支持部分の全長は、回転軸間の距離より短くない分だけ必要である。さらに、平面支持部材におけるように開放状態では、それらは、図５Ｄに示されるように、２つの軸間の領域内で交互様式で交互に継合されるように構成されることができる。

一般に、可撓性ディスプレイは、好ましくは、全体として均一に平面支持部材に接着される。これは、可撓性ディスプレイのタッチ感触または可視性が、紙のように薄いため、接着剤層がその上に存在するかどうかに従って変化し得る理由である。可視性は、例えば、可撓性ディスプレイの表面を艶消しすることによって、改良されることができるが、ユーザは、可撓性ディスプレイが指等でタッチされる場合、層化された接着剤層の境界を感じる傾向にある。したがって、可撓性ディスプレイの固定部分は、好ましくは、平面支持部材に均一に接着される。

図６Ａ−６Ｄは、画像表示装置を開放状態と閉鎖状態との間で操作する間、可撓性電気光学ディスプレイの非固定屈曲部分４１−４４が変化する方法を図示する。図６Ａに示される非固定部分４１は、任意の実質的完全開放状態において平坦であるが、しかしながら、いくつかの実施形態では、平面支持部材３３と３６との間の角度は、約１７５°である。図６Ｂに示されるように、平面支持部材が、平面支持部材間の角度が１２０°になるまで回転されると、可撓性ディスプレイの非固定部分４２は、平面支持部材の非固定領域から分離し始め、したがって、大曲率を伴う弧を形成する。図６Ｃでは、固定および非固定領域間の境界３７間の線形距離は、さらに短縮される。最後に、図６Ｄでは、境界３７間の線形距離は、最終的に、回転軸間の距離とほぼ等しくなる。上記に議論されるように、折畳状態では、軸と非固定線との間の長さの２倍を超え、可撓性ディスプレイは、回転軸間で偏向する。

図７は、本発明の折畳可能ディスプレイの実施形態を図示する。図７に示されるように、可撓性ディスプレイ７３は、正面保護シート７１と背面保護シート７２との間に配置される。可撓性ディスプレイアセンブリはまた、接着剤層７５を通して、コアプレート７６に固定されるが、可撓性ディスプレイの中心、すなわち、折畳状態において最も鋭的半径を伴う部分の近傍の非固定領域７４内では固定されない。接着剤層７５は、接着剤シート、フィルム、テープ、または光学的にクリアな接着剤（ＯＣＡ）によって形成されてもよい。接着剤層７５は、０．０５〜０．４ｍｍの厚さを有してもよい。

折畳可能ディスプレイの屈曲半径の分解図は、図８Ａおよび８Ｂに示される。図８Ａおよび８Ｂは、ほぼ同一非固定領域を有するが、しかしながら、図８Ａは、折畳状態にあるとき、屈曲領域８３の形状を決定付けるための補助支持構造８８を提供しない。対照的に、図８Ｂは、それによって屈曲領域８３の形状が補助支持構造８８によって指向される、実施形態を図示する。図８Ａに図示されるように、非固定領域内ではコアプレート上に補助支持構造が存在しないため、可撓性ディスプレイは、若干の急峻な傾きを固定層と非固定領域との間の境界８７の近傍に有し、これは、可撓性ディスプレイ７３の後方撓曲をもたらし得、本質的に、「通常」平坦動作を越えた伸展をもたらし得、可撓性ディスプレイ７３の故障を生じさせ得る。可撓性のカプセル化された電気泳動ディスプレイの事例では、本後方屈曲は、カプセル喪失をもたらし得、これは、切替を停止させる、または可撓性薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）または駆動線を損傷させる。さらに、屈曲領域８３の繰り返される屈曲（および伸展）後、屈曲領域は、平坦状態にあるとき、皺を発生させやすく、これは、読取体験を損なわせる。

故に、単に、接着剤テープのより厚い部分であり得る、補助支持構造８８が、図８Ｂに図示されるように、非固定領域内に配置される。非固定領域の段は、フィルムまたはテープによって充填されるため、固定層と非固定領域との間の境界の近傍の若干の急峻な傾きは、緩慢化され、適切な偏向が、屈曲領域８３全体を通して取得されることができる。他の実施形態では、補助支持構造８８は、コアプレート７６の輪郭成型を用いて形成され、接着剤層７５は、本質的に、可撓性ディスプレイ７３とコアプレート７６との間の界面を横断して平坦である。

いくつかの実施形態では、例えば、図９Ａに示されるように、補助支持構造８８は、接着剤層７５によって提供される。これは、典型的には、接着剤層７５の厚さが、０．２ｍｍまたはより小さいとき、好ましい。接着剤層７５が、０．２ｍｍを上回る場合、補助支持構造８８は、典型的には、図９Ｂに示されるように、非固定領域内で輪郭または延在コアプレート７６の形態をとる。当然ながら、補助支持構造８８の形態は、接着剤層７５の幅のみによって決定付けられないが、急峻な傾き（後方撓曲；図８Ａ参照）が回避される限り、適切な範囲内で選択されることができる。さらに、他の材料も、必要に応じて、補助支持構造８８として使用され得る。

好ましい実施形態は、後方撓曲を有していないが、例えば、図８Ｂに示されるように、最終デバイスのサイズおよび形状は、デバイスが閉鎖されるとき、所望のデバイス厚を達成するために、ある程度の後方撓曲を可撓性ディスプレイ７３内に要求し得る。これは、特に、デジタイザ層（下記参照）等の付加的層がデバイスに追加されるときに当てはまり得る。少量の後方撓曲が要求されるであろう場合、図１０Ａおよび１０Ｂにおいて対比されるように、可撓性ディスプレイ７３のより長い線形距離にわたって後方撓曲を拡散させることが最良である。後方撓曲が過剰である、図８Ａと実質的に同じである、図１０Ａに示されるように、可撓性ディスプレイ７５は、カプセルまたは可撓性電子機器故障に起因して、故障し得る。

図１０Ｂは、デバイス設計がある程度の後方撓曲量を可撓性ディスプレイ７３内に要求するときに本リスクを克服し得る設計を図示する。図１０に示されるように、段階的後方撓曲１１１は、接着剤層７５と非固定領域７４との間の境界における後方撓曲の傾きを減少させるために、非固定領域７４の幅を増加させることによって達成される。

図１０Ａと１０Ｂとの間の内向き屈曲半径における対比は、図１１Ａおよび１１Ｂにより詳細に示される。図１１Ａでは、断面図における非固定領域７４の非固定長１１５は、短く、屈曲領域８３の傾き角度１１３をもたらし、これは、臨界角より小さく、屈曲領域８３の繰り返される撓曲に伴って、故障のリスクを増加させる。しかしながら、図１１Ｂでは、非固定長１１２は、増加され、臨界角より大きい屈曲領域８３の傾き角度１１４をもたらす。その結果、可撓性ディスプレイは、繰り返される屈曲にもかかわらず、機能性を維持する。

実施例

図１１Ｂの段階的後方撓曲設計の利点が、実証された。可撓性のカプセル化された電気泳動ディスプレイ（Ｅ ＩＮＫ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）が、可撓性アクティブマトリクスバックプレーン（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｌｏｇｉｃ）を含むように調製された。本試験に関して、非固定領域７４は、幅１５ｍｍである一方、非固定長１１２は、６ｍｍであって、接着剤層の厚さは、０．１ｍｍであった。折畳状態から平坦状態への５，０００回を上回る撓曲後も、可撓性ディスプレイは、完全機能性を維持し、皺を示さなかった。対照として、非固定領域幅１５ｍｍを有するが、非固定長１１５がわずか１ｍｍであって、接着剤層の厚さが０．１ｍｍの図１１Ａの寸法を伴う第２の可撓性ディスプレイデバイスが、調製された。約２，０００回の撓曲後、対照デバイスは、非切替インクの領域を含め、故障の証拠を示し始めた。５，０００回の撓曲時、２つのデバイス間の画質の差異は、付加的拡大を伴わずに、明白であった。

したがって、本発明は、薄くて軽量であって、書籍のように折畳され得る、画像表示装置を提供することができる。画像表示装置は、可撓性ディスプレイと、可撓性ディスプレイの折畳に適応するように設計される、屈曲機構とを含むことができる。使用時、表示装置は、通常の書籍のように携行および保管されることができる。これが開放されると、非常に平坦であり、９０度回転され、書籍が単一のＡ４状シートの紙のように読み取られることを可能にし得る。

書込可能可撓性ディスプレイ

本願の本発明の技術は、可撓性ＥＰＤを使用して、半分に折畳され得る、軽量かつ薄型の電子書籍または電子ノートブックとして商業化に適用されることができるが、上記以外のスマートフォンおよびタブレット製品の事例として使用することによって、かつＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）または同等物を介して、それらの製品と連結されることを可能にすることによって、可撓性ＥＰＤが元々有する電力節約特徴を利用する、第２のディスプレイとしての製品も、開発されることができる。高度な実施形態はまた、図７に示されるように、直接書籍に電子的に「書き込む」能力を含んでもよい。図１２に示されるように、スタイラス１２０５が、可撓性電気光学ディスプレイと相互作用するために使用されることができる。スタイラスは、電場、電磁場（例えば、光）、静電容量、物理的タッチ、光学感知、または磁場を使用して、ディスプレイと相互作用することができる。電気光学ディスプレイは、デジタル化層を含み、入力が追跡および記録されることを可能にしてもよい、またはスタイラスは、直接、可撓性電気光学ディスプレイと相互作用し、ディスプレイの状態を変化させてもよい。

いくつかの異なるデジタル化システムが、本明細書に示される可撓性書込可能ディスプレイ設計と併用されることができる。例えば、Ｗａｃｏｍ（Ｗａｃｏｍ Ｃｏ． Ｌｔｄ．（Ｋａｚｏ， Ｊａｐａｎ））の電磁共鳴（ＥＭＲ）デジタル化技術であって、それによって、スタイラス先端（誘導ループを含む）が、可撓性ディスプレイの背後に位置する励起されたデジタル化層によって位置特定される。アクティブスタイラス（Ｎ−Ｔｒｉｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）を用いた容量タッチまたはアクティブ静電感知（Ｗａｃｏｍ）等の他の技術も、本発明と併用されてもよい。

図１３は、可撓性電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ）層１４０２と、継合されたデジタル化層（ＥＭＲ）１４０３と、コアプレート１４０５とを含む、可撓性書込可能デバイス１４００の分解図である。図１３に図示されるように、可撓性書込可能デバイス１４００は、約１ｃｍの厚さを有し、薄い書籍の感触を有する。折畳状態にあるとき、情報端末は、通常の本のように、安定して携行されることができ、完全に開放されると、図示されるように、略平坦形状を有する。しかしながら、通常の本と異なり、内容は、電子的に更新可能であって、スタイラス（図示せず）と組み合わせられると、ユーザは、メモをとったり、文書にマークすることができる。ユーザはまた、可撓性書込可能デバイス１４００をメモ帳またはスケッチ帳として使用することができる。

図１４は、可撓性書込可能デバイス１４００の実施形態の層を図示する、断面図である。可視内容が、電気泳動媒体および可撓性アクティブマトリクスバックプレーンの両方を含む、可撓性ＥＰＤ層１４０２を介して表示される。デジタル化層１４０３が、可撓性ＥＰＤ層１４０２とコアプレート１４０４（または１４０５）との間に配置され、これは、構造安定性を提供し、可撓性ＥＰＤ層１４０２およびデジタル化層１４０３を物理的衝撃から保護する。デジタル化層１４０３は、スタイラスの運動を検出するように構成され、電磁感知、容量感知、または光感知を通して作用し得る。スタックは、加えて、接着剤層を含み、層の構成を維持する。

図１４に図示されるように、可撓性書込可能デバイス１４００の一部は、可撓性書込可能デバイス１４００が折畳されると、相互に対して移動するように構成されることができる。一実施形態では、（図１４の左側、すなわち、「固定側」に示される）可撓性ＥＰＤ層１４０２が、第１の接着剤層１４０８によって、デジタル化層１４０３に対して固定される一方、デジタル化層１４０３は、第２の接着剤層１４０９を介して、コアプレート１４０４に固定される。別の実施形態では、（図１４の右側、すなわち、「ＥＰＤ移動可能側」に示される）可撓性ＥＰＤ層１４０２は、デジタル化層１４０３に対して移動するように構成される。典型的には、可撓性ＥＰＤ層１４０２は、完全に浮動することを可能にされず、構造１４０６および１４０７によって閉じ込められ、これは、デバイスが折畳されると、可撓性ＥＰＤ層１４０２が側方に摺動するためのトラックを提供する（下記参照）。しかしながら、デジタル化層１４０３は、典型的には、可撓性ＥＰＤ層１４０２が固定されないときでも、接着剤層１４１０を介して、コアプレート１４０４に固定される。固定および非固定構成は両方とも、上記に説明されるように、非固定領域を折畳軸の近位に保持し、制御された屈曲を提供する。

可撓性書込可能デバイス１４００は、図１４に示されるように、付加的保護層、カプセル化層、または触覚層を含み、可撓性書込可能デバイス１４００をよりロバストにし、スタイラスを用いた書込体験を改良し得る。

「ＥＰＤ移動可能側」実施形態では、付加的構造が、典型的には、デバイスが開放状態にあるとき、良好な平坦性を維持するために提供される。図１５Ａおよび１５Ｂに示されるように、サイドバー構造１４０６が、可撓性ＥＰＤディスプレイ１４０２を上部から保定し、可撓性ＥＰＤディスプレイ１４０２の縁をデジタル化層１４０３に対して平坦に保ち、最終的には、デバイスが屈曲されるとき、コアプレート１４０５を平坦に保つ。これは、図１５Ｂにおけるデバイスの角の拡大図においてはっきり分かる。その結果、可撓性ＥＰＤディスプレイ１４０２は、可撓性書込可能デバイス１４００が閉鎖されるとき、より偏向することができるため、可撓性ＥＰＤディスプレイ１４０２より実質的に厚くあり得る、デジタル化層１４０３が存在するとき、可撓性ディスプレイの高平坦性が、開放状態で維持されることができる。随意に、例えば、誘電体の薄いシートであり得る、別の潤滑層１４０７が、可撓性ＥＰＤ層１４０２およびデジタル化層１４０３が相互を横断して摺動することを促進する。

図１６は、それによって可撓性ＥＰＤディスプレイ１４０２がデジタル化層１４０３に固定される第１の側（図１６では、左）と、それによって可撓性書込デバイスが閉鎖されたときに可撓性ＥＰＤディスプレイ１４０２がデジタル化層１４０に対して移動することができる第２の側（図１６では、右）とを含む、可撓性書込可能デバイス１６００のヒンジ部分を図示する、断面図である。図１６の右側に見られるように、可撓性ＥＰＤディスプレイ１４０２が、サイドバー構造１４０６とデジタル化層１４０３およびコアプレート１４０５との間に狭入される。したがって、可撓性書込可能デバイスは、可撓性ＥＰＤディスプレイ１４０２を噛込または座屈させずに、開閉することができる。特に、同期歯車１６１４が、コアプレート１４０４および１４０５が平滑に開閉するように、軸歯車１６１３の回転を協調させる。加えて、コアプレート１４０４および１４０５の両方が、同一角度で開閉するため、例えば、可撓性書込可能デバイスは、片手で、開放状態と閉鎖状態との間で移動されることができる。

いくつかの実施形態では、閉鎖および屈曲は、可撓性書込可能デバイス１４００が閉鎖されるとき、屈曲部分、例えば、非固定領域において、下向き圧力を可撓性ＥＰＤディスプレイ１４０２に印加する、押圧機構１７１７の含有を用いて促進されることができる。図１７に図示されるように、押圧機構１７１７は、可撓性ＥＰＤディスプレイ１４０２に対して配置され、同期および軸歯車（１６１４および１６１３−図１６参照）と併せて移動し、湾曲矢印によって図１７に描写されるように、組み合わせられた層を軸１７１９および１７２０の周囲で回転させる。回転と同時に、可撓性ＥＰＤディスプレイ１４０２の右側は、デジタル化層１４０３に沿って摺動し、噛込を伴わずに、可撓性ＥＰＤディスプレイが折畳することを可能にする。

図１８は、上記に説明される図４Ａおよび４Ｂに類似する観点からの、押圧機構１７１７を含む、完成された可撓性書込可能デバイス１７００の端面図を示す。押圧機構１７１７は、背表紙カバー２１の中に統合されることができる（押圧機構１７１７の長さは、下層構造が視認され得るように省略されている）。故に、可撓性ＥＰＤディスプレイ１４０２は、可撓性書込可能デバイス１７００が閉鎖されると、必然的に、押圧機構１７１７によって上方から押し下げられる。

タッチ感知ディスプレイ

タッチセンサが、折畳可能書込可能ディスプレイの中に統合され、タッチ感知を伴う折畳可能かつ書込可能なデバイス２０００を生産することができる。大部分に関して、タッチセンサは、デバイスの嵩張りを増加させず、むしろ、タッチ感知を伴う折畳可能かつ書込可能なデバイス２０００に図３Ａおよび３Ｂに示される折畳可能デバイスに実質的に類似する見た目を残す。

タッチ感知を伴う折畳可能かつ書込可能なデバイス２０００の分解図が、図１９に示される。デバイス２０００は、スタイラスまたは他のマーキングデバイスの位置を検出するために、可撓性ディスプレイ層２００２の下に配置される、センサ層２００３を含む。センサ層２００３および可撓性ディスプレイ層２００２は両方とも、図１３−１６に関して上記に説明されるように、コアプレート２００４および２００５によって支持される。本構造は、図２０により詳細に示され、これは、完全構造の断面図を示す。再び、図１４に関して上記に議論されるように、可撓性ディスプレイ層２００２の一端は、デバイスが開放（平坦）状態から閉鎖状態に移動されるにつれて、センサ層２００３を越えて摺動可能であるように、固定され得ない。しかしながら、図２０に示されるように、可撓性ディスプレイ層の非固定部分（すなわち、図２０の右側）は、典型的には、タッチセンサユニット２００７が添着されないデバイス２０００の側（すなわち、図２０の左側）にはない。

タッチセンサユニット２００７は、図２１に示されるように、可撓性ディスプレイ層２００２の表面と略平行方向に光を放出する。オペレータが、その指を可撓性ディスプレイ層２００２の表面上で所望の方向に移動させると、タッチセンサユニット２００７は、指が放出される光に交差することを検出し、次いで、指の位置を識別する。タッチセンサユニット２００７は、光、例えば、赤外線光を可撓性ディスプレイ層２００２の表面にわたって放出し、指等の検出されるべき物体から反射された光を検出し、検出されるべき物体の位置を識別する。図２１に示されるように、光放出ユニット２０１９が、光２０１７を光導波路２０１５を通して可撓性ディスプレイ層２００２の表面と略平行方向に放出する。検出されるべき物体（例えば、指）から反射された光は、光検出器２０１６によって受光され、これは、光導波路２０１５を通して収集される。光放出ユニット２０１９は、Ｌｕｍｉｎｕｓ（Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ， ＣＡ）から利用可能なもの等の標準的ＩＲ発光ダイオードであってもよい。検出器は、Ｅｖｅｒｌｉｇｈｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（Ｃａｒｒｏｌｌｔｏｎ， ＴＸ）から利用可能であるようなＩＲフォトダイオード（またはそのアレイ）であってもよい。いくつかの実施形態では、光放出ユニット２０１９、光検出器２０１６、および光導波路２０１５は、Ｌｅｙａｒｄ（Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏ， ＯＲ）から利用可能なもの等の単一システムの中に統合される。

大部分の事例では、光２０１７は、可撓性ディスプレイ層２００２の表面、すなわち、デバイス２０００が完全に平坦状態にあるときの好ましい構成と略平行に放出される。しかしながら、デバイス２０００は、タッチセンサユニット２００７が事実上動作するために、完全に平坦である必要はない。図２２Ａに示されるように、タッチセンサユニットは、コアプレート２００４および２００５が完全に平面ではないとき、例えば、それらが若干の角度、例えば、１７４°以上をなす場合でも、容易に作用する。さらに、光２０１７が、可撓性ディスプレイ層２００２をわずかに上回る高さ（ｈ）で放出されるため、かつ光放出ユニット２０１９のレンズが、放射角（θ）をもたらす（コリメートとは対照的に）ため、単純光放出ユニット２０１９は、図２２Ｂに示されるように、多くの若干の屈曲角度に関して、可撓性ディスプレイ層２００２の表面の面積全体を被覆することができる。いくつかの実施形態では、デバイス２０００は、コアプレート２００４および２００５が、１８０°未満、例えば、１８０°〜１４５°、例えば、１８０°〜１５０°、例えば、１８０°〜１６５°の角度を画定するとき、機能的タッチ感知を有する。

それを下回るとデバイスが可撓性ディスプレイ層２００２の平面全体にわたってＩＲ感知を有することを停止するであろう出射角を計算することが可能である。図２２Ｂを参照されたい。開放角度が、１７４°の場合、Ｈ−ｈは、約２×ｌ×θ×（π／１８０）であって、Ｈは、約ｌ×６×（π／１８０）である。故に、θは、約３−９０×ｈ／（ｌ×π）である。可撓性ディスプレイの全体的面積を被覆するために、タッチセンサユニット７によって放出される光の方向と可撓性ディスプレイ２の表面と平行な方向との間の角度は、好ましくは、θを上回る。例えば、ｈが、５ｍｍであって、ｌが、１００ｍｍである場合、θは、約１．５６である。故に、光方向と表面と平行な方向との間の角度は、好ましくは、１．５６°を上回る。より好ましくは、角度は、２°を上回る。

これは、コアプレート２００４および２００５が実質的に同一平面であるとき、タッチ機能性が限定されなければならないと言っているわけではない。いくつかの実施形態では、図２３に図示されるように、光放出ユニット２０１９の指向性は、デバイス２０００の屈曲角度に伴って改変されてもよい。これは、例えば、デバイス２０００が開放および閉鎖されるにつれてタッチセンサユニットを回転させる、同期歯車を含む、角度連動機構２０２６を用いて行われてもよい。

図２４に図示される別の実施形態は、２つの異なるタッチセンサユニット２００７Ａおよび２００７Ｂを組み込み、それぞれ、異なるタイプの光源を伴う。本実施形態はまた、フィルタ２５０１および２５０２を含み、所望のタッチセンサユニットからの光のみがその特定のタッチセンサにおいて受光されることを確実にする。故に、タッチセンサユニット２００７Ａまたは２００７Ｂは、デバイスが部分的に開放状態にあるとき、その側上のタッチのみを検出するであろう。デバイスが完全に開放されると、両センサは、同一空間にわたって動作するであろうが、しかしながら、任意の二重感知に関して、これは、２つのタッチセンサユニットの検出された位置を比較することによって、または単に、２つの測定された位置の平均をとることによって、適応されることができる。

本願のポータブル情報装置は、タッチセンサユニットを本体の片側のみに含むため、軽量かつ薄型の端末であって、拡散タイプタッチパネルが、達成されることができる。したがって、タッチパネルの屈曲破損が生じ、ある角度をプレート間に伴ってポータブル情報装置を使用するとき、タッチパネルが圧力下での屈曲部分において誤ってタッチを検出し得る、問題は、解決されることができる。本願の本発明の技術は、折畳可能かつ書込可能なタッチセンサ式デバイスをもたらし、これは、ＷＩＦＩ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、または同等物を含む、デバイスのエコシステムの中に統合されてもよい。
定義

用語「電気光学」は、材料またはディスプレイに適用されるとき、画像化技術分野におけるその従来的な意味で使用され、少なくとも１つの光学特性が異なる第１および第２の表示状態を有する材料であって、材料への電場の印加によって、その第１からその第２の表示状態に変化される、材料を指すために、本明細書で使用される。光学特性は、典型的には、ヒトの眼に知覚可能な色であるが、光学透過率、反射率、ルミネッセンス、または機械読取のために意図されるディスプレイの場合、可視範囲外の電磁波長の反射の変化の意味における擬似色等の別の光学特性であってもよい。

用語「グレー状態」または「グレースケール」は、画像化技術分野におけるその従来的な意味で使用され、２つの極端なピクセルの光学的状態の中間の状態を指し、必ずしも黒と白とのこれらの２つの極端な状態の間の遷移を意味するわけではない。例えば、下記に参照されるいくつかのＥ Ｉｎｋの特許および公開された出願は、極端な状態が白および濃青であり、中間の「グレー状態」が実際には薄青になる電気泳動ディスプレイを説明している。実際、すでに述べたように、光学的状態の変化は、色の変化では全くない場合もある。用語「黒」および「白」は、ディスプレイの２つの極端な光学的状態を指すように以下で使用される場合があり、例えば、前述の白および濃青状態等の厳密には黒および白ではない極端な光学的状態を通常含むものとして理解されるべきである。用語「単色」は、以降、介在グレー状態を伴わず、ピクセルをその２つの極端な光学状態のみに駆動させる、駆動スキームを指すために使用され得る。

いくつかの電気光学材料は、材料が固体外部表面を有するという意味において固体であるが、材料は、多くの場合、内部液体または気体充填空間を有してもよい。固体電気光学材料を使用する、そのようなディスプレイは、以降、便宜上、「固体電気光学ディスプレイ」と称され得る。したがって、用語「固体電気光学ディスプレイ」は、回転二色部材ディスプレイ、カプセル化された電気泳動ディスプレイ、マイクロセル電気泳動ディスプレイ、およびカプセル化された液晶ディスプレイを含む。

用語「双安定」および「双安定性」は、当技術分野におけるそれらの従来の意味で、少なくとも１つの光学特性が異なる第１および第２の表示状態を有する表示要素を備えるディスプレイであって、第１または第２の表示状態のうちのいずれか一方を呈するように、有限持続時間のアドレス指定パルスを用いて、所与の要素が駆動されてから、アドレス指定パルスが終了した後に、表示要素の状態を変化させるために必要とされるアドレス指定パルスの最小持続時間の少なくとも数倍、例えば、少なくとも４倍、その状態が続くようなディスプレイを指すために、本明細書で使用される。米国特許第７，１７０，６７０号では、グレースケール対応のいくつかの粒子ベースの電気泳動ディスプレイが、その極端な黒および白状態においてだけではなく、また、その中間グレー状態においても、安定しており、同じことは、いくつかの他のタイプの電気光学ディスプレイにも当てはまることが示されている。本タイプのディスプレイは、適切には、双安定性ではなく、「多安定性」と呼ばれるが、便宜上、用語「双安定性」が、本明細書では、双安定性および多安定性ディスプレイの両方を網羅するために使用され得る。

多数の変更および修正が、本発明の範囲から逸脱することなく、上記に説明される本発明の具体的実施形態に行われることができることが、当業者に明白となるであろう。故に、前述の説明の全体が、限定的意味ではなく、例証的意味で解釈されるべきである。

Claims (1)

1. 本明細書に記載の発明。