JP6660514B2 - 可撓性電気泳動ディスプレイを有するウェアラブル装置 - Google Patents

Description

関連出願
本出願は、２０１６年８月８日に出願された米国仮特許出願番号第６２／３７１，９４２号に基づく優先権を主張しており、この仮特許出願は、参考としてその全体が本明細書中に援用される。

発明の背景
本発明は、電気泳動ディスプレイを含む、可撓性ウェアラブルデバイスに関する。ディスプレイは、時間等の情報を表示し、デザインまたはロゴを表示するために使用されることができるか、またはいくつかの実施形態では、ユーザは、デバイスと相互作用し、メッセージを送信するか、音楽を制御するか、または天気をチェックすること等を行うことができる。

近年、何百ものウェアラブル電子デバイスが、市場に参入しており、それらの多くは、種々のセンサおよび通信デバイスを組み込み、したがって、単純なデジタル腕時計を超える機能性の増加を提供する。ウェアラブルデバイスには改良された機能性の大きな需要があるが、消費者は、デバイスが軽量、エネルギー効率的、かつ可撓性であることも要求する。これらの理由により、可撓性電気泳動画像ディスプレイ（ＥＰＩＤ）が、ウェアラブルに組み込むために高く評価されている。可撓性ＥＰＩＤは、軽く、薄く、省電力性であり、優れた可視性を有する。可撓性ＥＰＩＤが、図１Ａおよび１Ｂに示されるようないくつかの腕時計型ウェアラブルデバイスに組み込まれていることは、驚くことではない。腕時計型タイプデバイスに加えて、より優れた機能性と、より大きいディスプレイ面積とを有する、より大型のデバイスが提案されている。図１Ｃを参照されたい。しかしながら、これまで、これらのより大型のデバイスは、デバイスの部分が敏感な回路を保護するために剛性のままである必要があるため、それらの可撓性が限定されている。

可撓性ＥＰＩＤを使用する既存のウェアラブルデバイスでは、ディスプレイ機能を有するアクティブ面積は、典型的には、例えば、図１Ａおよび１Ｂに示されるように、腕時計の文字盤に類似する。可撓性ＥＰＩＤが、例えば、図１Ｃに示されるように、より大型のデバイスに組み込まれるとき、デバイスは、要求される回路を支持するために、より大型でより重い支持構造を要求してきた。結果として、これらのデバイスは、大面積可撓性ＥＰＩＤを有するウェアラブルの最大の可能性を達成しない。むしろ、それらの実際の使用は、限定されたディスプレイ面積に制限され、製品の厚さおよび重量は、それらを嵩張り、定期的に装着するために心地悪いものにする。加えて、例えば、ディスプレイを捻転させることによって可撓性ＥＰＩＤを損傷させることを防止するために、ある程度の量の配慮が、デバイスを除去するときに必要とされる。

発明の要旨
本発明は、ウェアラブルデバイスに組み込まれたときに、可撓性ＥＰＩＤの最大の可能性を達成するように作成されている。すなわち、開示される発明は、現代の電気泳動ディスプレイの紙のような質（軽量性、薄さ、および可撓性）を最大限にする。

本発明は、可撓性電気泳動ディスプレイと、身体部分の周囲に巻装されるように、かつ弾性力によって身体部分の周囲に定位置で保持されるように構成される、支持部材と、可撓性電気泳動ディスプレイが、身体部分上の巻装方向と実質的に垂直な方向に空隙を通して自由に並進することができるように、支持部材に結合され、可撓性電気泳動ディスプレイを保定するように適合される、保定具とを含む、可撓性ウェアラブル装置を含む。いくつかの実施形態では、保定具は、透明保護カバーと、保護カバーを支持部材に結合する筐体とを含む。いくつかの実施形態では、画像表示ウェアラブル装置の支持部材は、弾性力によって長手方向に巻装させられ、巻装状態において実質的に楕円形の断面を有する、伸長リボンばねである。

いくつかの実施形態では、画像表示ウェアラブル装置の支持部材は、低減した弾性力を有する、実質的に平坦な面積を有する。本平坦な面積は、支持部材が巻装状態と非巻装状態との間で移行される際でさえも、実質的に平坦な構成で維持される。いくつかの実施形態では、画像表示ウェアラブル装置の実質的に平坦な面積は、複数の小さい孔を有し、弾性力を低減させる。いくつかの実施形態では、画像表示ウェアラブル装置の実質的に平坦な面積は、開口部を有し、平坦な面積内の弾性力を低減させる。

いくつかの実施形態では、画像表示ウェアラブル装置の伸長リボンばねは、支持部材の長軸と垂直な断面に弧状形状を有するようにされ、それによって、巻装のための弾性力に対して実質的に平坦な状態で支持部材を存在させる。そのような実施形態では、支持部材は、支持部材の弧状形状に対する変形の応力によって、非巻装状態から巻装状態に変形され得る。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
可撓性電気泳動ディスプレイと、
身体部分の周囲に巻装されるように、かつ弾性力によって前記身体部分の周囲に定位置で保持されるように構成される、支持部材と、
前記可撓性電気泳動ディスプレイが、前記身体部分上の巻装方向と実質的に垂直な方向に空隙を通して自由に並進することができるように、前記支持部材に結合され、前記可撓性電気泳動ディスプレイを保定するように適合される、保定具と、
を備える、可撓性ウェアラブル装置。
（項目２）
前記保定具は、ユーザが前記可撓性電気泳動ディスプレイの一部を視認することを可能にするように構成される、透明保護カバーを備える、項目１に記載の可撓性ウェアラブル装置。
（項目３）
前記保定具はさらに、前記保護カバーを前記支持部材に結合するための筐体を備える、項目２に記載の可撓性ウェアラブル装置。
（項目４）
前記筐体は、革、布、またはポリマーを含む、項目３に記載の可撓性ウェアラブル装置。
（項目５）
前記可撓性電気泳動ディスプレイのアクティブ面積の７０％超は、前記透明保護カバーを通して視認可能である、項目２に記載の可撓性ウェアラブル装置。
（項目６）
前記支持部材は、弾性力によって長手方向に巻装される伸長リボンばねを備え、前記支持部材は、巻装状態において実質的に楕円形の断面を有する、項目１−５のいずれかに記載の可撓性ウェアラブル装置。
（項目７）
前記支持部材は、低減した弾性力を有する、実質的に平坦な面積を備え、前記実質的に平坦な面積は、前記巻装状態において実質的に平坦な条件で維持される、項目６に記載の可撓性ウェアラブル装置。
（項目８）
低減した弾性力を有する、前記実質的に平坦な面積は、前記支持部材の総面積の５０％未満を含む、項目７に記載の可撓性ウェアラブル装置。
（項目９）
前記実質的に平坦な面積は、複数の小さい孔を有し、前記弾性力を低減させる、項目７に記載の可撓性ウェアラブル装置。
（項目１０）
前記実質的に平坦な面積は、開口部を有し、前記弾性力を低減させる、項目７に記載の可撓性ウェアラブル装置。
（項目１１）
前記伸長リボンばねは、前記リボンばねの前記長手方向と垂直な弧状断面を有する、項目６に記載の可撓性ウェアラブル装置。
（項目１２）
前記伸長リボンばねは、前記弧状断面に対する変形の応力が減衰されるときに、弾性力を介して実質的に平坦な形状から前記巻装状態に変形する、項目１１に記載の可撓性ウェアラブル装置。
（項目１３）
前記電気泳動ディスプレイは、トランジスタのアクティブマトリクスを備える、項目１に記載の可撓性ウェアラブル装置。
（項目１４）
前記可撓性電気泳動ディスプレイは、前記ウェアラブル装置が巻装状態であるときにアクティブであるが、前記ウェアラブル装置が非巻装状態であるときにアクティブではない、項目１に記載の可撓性ウェアラブル装置。
（項目１５）
前記ウェアラブル装置の第１および第２の端部に近接して結合要素をさらに備え、前記結合要素が相互に近接しているとき、前記可撓性ディスプレイは、アクティブ化される、項目１に記載の可撓性ウェアラブル装置。
（項目１６）
信号を前記可撓性電気泳動ディスプレイに提供し、前記可撓性電気泳動ディスプレイをアクティブ状態と非アクティブ状態との間で切り替えさせるように適合される、コントローラをさらに備える、項目１に記載の可撓性ウェアラブル装置。
（項目１７）
タッチセンサをさらに備える、項目１に記載の可撓性ウェアラブル装置。
（項目１８）
前記可撓性電気泳動ディスプレイが、前記タッチセンサを備える、項目１７に記載の可撓性ウェアラブル装置。
（項目１９）
前記支持部材は、ばね鋼、ニチノール、または形状記憶ポリマーを含む、項目１に記載の可撓性ウェアラブル装置。
（項目２０）
前記身体部分は、手首、腕、頭、脚、足首、指、首、または耳である、項目１に記載の可撓性ウェアラブル装置。

図１Ａは、電気泳動ディスプレイを組み込む、従来技術のウェアラブルを示す。図１Ｂは、電気泳動ディスプレイを組み込む、従来技術のウェアラブルを示す。図１Ｃは、電気泳動ディスプレイを組み込む、従来技術のウェアラブルを示す。 図２Ａは、可撓性ウェアラブル装置で使用するために好適な電気泳動媒体を図示する。 図２Ｂは、可撓性ウェアラブル装置で使用するために好適な電気泳動媒体を図示する。 図３Ａは、本願の実施形態の可撓性ウェアラブル装置の実施例の側面および上面図を図示する。 図３Ｂは、本発明の可撓性ウェアラブル装置の実施形態の写真である。 図３Ｃは、本発明の可撓性ウェアラブル装置の例示的構成を示す。 図３Ｄは、本発明の可撓性ウェアラブル装置の丸みを帯びた状態および真っ直ぐな状態の側面ならびに上面図を図示する。 図４Ａは、実質的に平坦な視認表面を提供するように構築される支持部材の実施形態を図示する。図４Ｂは、実質的に平坦な視認表面を提供するように構築される支持部材の実施形態を図示する。図４Ｃは、実質的に平坦な視認表面を提供するように構築される支持部材の実施形態を図示する。 図５は、本発明の可撓性ウェアラブル装置の実施形態の機能性を図示する。 図６は、本発明の可撓性ウェアラブル装置の別の実施形態の機能性を図示する。 図７Ａは、手首の周りに装着するために適合される可撓性ウェアラブル装置の実施形態を図示する。 図７Ｂは、前腕の周りに装着するために適合される可撓性ウェアラブル装置の実施形態を図示する。 図７Ｃは、二頭筋の周りに装着するために適合される可撓性ウェアラブル装置の実施形態を図示する。

詳細な説明
上記に示されるように、本発明は、可撓性電気泳動ディスプレイと、身体部分の周囲に巻装されるように、かつ弾性力によって身体部分の周囲に定位置で保持されるように構成される、支持部材と、可撓性電気泳動ディスプレイが、身体部分上の巻装方向と実質的に垂直な方向に空隙を通して自由に並進することができるように、支持部材に結合され、可撓性電気泳動ディスプレイを保定するように適合される、保定具とを含む、可撓性ウェアラブル装置を提供する。本発明の高度な実施形態は、双方向能力、例えば、ユーザが、情報およびメッセージ、例えば、Ｅメールを引き出すことを可能にする、タッチセンサまたはタッチスクリーンを含む。いくつかの可撓性ウェアラブル装置は、集団（ｂａｎｄ）がインターネットと通信することができ、それによって、ユーザが天気または地図等の有用なデータを引き出すことを可能にするように、無線受信機と、無線伝送機とを含む。

本発明の可撓性ウェアラブル装置が上記の主題を含むため、本発明は、高機能で軽量の大面積ウェアラブルディスプレイを提供することができる。したがって、本発明は、既存の製品、例えば、図１Ａ−１Ｃに示されるものと大いに異なる外観を有する。さらに、構成要素の数は、腕時計または従来のウェアラブルデバイス、例えば、ＡｐｐｌｅからのｉＷａｔｃｈ（登録商標）のものと比較して、有意に削減され、それによって、消費者が、削減された費用において同一の機能にアクセスすることを可能にする。単純な構成要素構造の採用はまた、ＩＤ設計への制限も低減させ、したがって、類似構成要素を使用して作製されることができるサイズおよび形状の数を拡張する。加えて、可撓性ウェアラブル装置は、高級な材料で増強されてもよく、洗練され、かつ機能的の両方である高級な製品を作成するように仕上がる。

いくつかの実施形態では、支持部材は、実質的に平坦な構成と実質的に丸い構成との間で変形することができる、リボンばねを含む。いくつかの実施形態では、リボンばねは、可撓性電気泳動ディスプレイを保定する筐体に組み込まれる。筐体はまた、保護カバーを含んでもよい。いくつかのリボンばね実施形態では、リボンばねが、リボンばねを巻装状態に変形させるように形を崩すことができる弧状断面を含むため、実質的に平坦な状態が筐体中で維持される。そのような実施形態では、リボンばねは、接合または同等物によって保定具に統合されてもよい。本構成は、移動の間のコンプライアンスおよび停止状態での品質を維持し、装置が単一のアクションを通して身体に取り付けられることを可能にし、可撓性ディスプレイの最小半径を維持し、巻装半径が巻装される部分の寸法と一致して自動的に調節されることを可能にし、従来の腕時計のベルトと同様の構成要素構成の必要性をなくし、費用を削減することができる。

材料またはディスプレイに適用されるような用語「電気光学」は、本明細書では、少なくとも１つの光学性質が異なる第１および第２のディスプレイ状態を有する材料を指すために、撮像技術分野においてその従来の意味で使用され、材料は、材料への電場の印加によって、その第１のディスプレイ状態から、その第２のディスプレイ状態に変化させられる。光学性質は、典型的には、人間の眼に知覚可能な色であるが、これは、光透過、反射率、ルミネセンス、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率の変化という意味の疑似色等の別の光学性質であってもよい。

用語「グレー状態」は、本明細書では、ピクセルの２つの極限光学状態の中間の状態を指すために、撮像技術分野においてその従来の意味で使用され、必ずしもこれら２つの極限状態の間の黒・白遷移を含意するわけではない。例えば、以下で参照されるＥ Ｉｎｋ特許および公開出願のうちのいくつかは、中間の「グレー状態」が実際には淡い青色であるように、極限状態が白および藍色である、電気泳動ディスプレイを説明する。実際に、既述のように、光学状態の変化は、全く色の変化ではない場合がある。用語「黒」および「白」は、ディスプレイの２つの極限光学状態を指すために以降で使用され得、通常、厳密には黒および白ではない極限光学状態、例えば、前述の白および藍色状態を含むものとして理解されるべきである。用語「単色」は、ピクセルを、介在するグレー状態がない、それらの２つの極限光学状態に駆動するのみである、駆動方式を表すために、以降で使用され得る。

用語「双安定」および「双安定性」は、本明細書では、少なくとも１つの光学性質が異なる第１および第２のディスプレイ状態を有する、ディスプレイ要素を備えるディスプレイを指すために、当技術分野においてその従来の意味で使用されるため、任意の所与の要素が駆動された後に、有限持続時間のアドレス指定パルスを用いて、その第１または第２のディスプレイ状態のいずれかを成すために、アドレス指定パルスが終了した後、その状態は、ディスプレイ要素の状態を変化させるために要求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倍にわたって、持続する。グレースケールが可能ないくつかの粒子ベースの電気泳動ディスプレイは、それらの極限黒および白色状態だけではなく、それらの中間グレー状態でも安定し、同じことが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、米国特許第７，１７０，６７０号に示されている。本タイプのディスプレイは、双安定ではなく、「多安定」と適切に呼ばれるが、便宜上、用語「双安定」が、本明細書では双安定および多安定ディスプレイの両方を網羅するために使用され得る。

用語「インパルス」は、本明細書では、時間に対する電圧の積分のその従来の意味で使用される。しかしながら、いくつかの双安定電気光学媒体は、電荷変換器として作用し、そのような媒体を用いると、インパルスの代替的定義、すなわち、（印加される全電荷に等しい）経時的な電流の積分が使用され得る。インパルスの適切な定義は、媒体が電圧時間インパルス変換器または電荷インパルス変換器として作用するかどうかに応じて、使用されるはずである。

いくつかのタイプの電気光学ディスプレイが、公知である。１つのタイプの電気光学ディスプレイは、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号、第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号で説明されるような回転２色部材タイプである（本タイプのディスプレイは、多くの場合、「回転２色ボール」ディスプレイと称されるが、上記の特許のうちのいくつかでは、回転部材が球形ではないため、用語「回転２色部材」が、より正確なものとして好ましい）。そのようなディスプレイは、異なる光学特性を伴う２つまたはそれを上回る区分と、内部双極子とを有する、多数の小型本体（典型的には、球形または円筒形）を使用する。これらの本体は、マトリクス内の液体充填空胞内で懸濁され、空胞は、本体が自由に回転できるように液体で充填される。ディスプレイの外観は、それに電場を印加し、したがって、種々の位置まで本体を回転させ、視認表面を通して見られる本体の区分のうちのいずれかを変動させることによって、変化させられる。本タイプの電気光学媒体は、典型的には、双安定である。

別のタイプの電気光学ディスプレイは、エレクトロクロミック媒体、例えば、半導体金属酸化物から少なくとも部分的に形成される電極と、電極に付着した可逆的色変化が可能な複数の染料分子とを備える、ナノクロミックフィルムの形態のエレクトロクロミック媒体を使用する。例えば、Ｏ’Ｒｅｇａｎ， Ｂ．， ｅｔ ａｌ．， Ｎａｔｕｒｅ １９９１， ３５３， ７３７、およびＷｏｏｄ， Ｄ．， Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ， １８（３）， ２４ （Ｍａｒｃｈ ２００２）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）に説明される、エレクトロウェッティングディスプレイである。そのようなエレクトロウェッティングディスプレイは、双安定に作製され得ることが、米国特許第７，４２０，５４９号に示されている。

数年にわたって集中的な研究および開発の対象となっている、１つのタイプの電気光学ディスプレイは、複数の荷電粒子が電場の影響下で流体を通して移動する、粒子ベースの電気泳動ディスプレイである。電気泳動ディスプレイは、液晶ディスプレイと比較すると、良好な輝度およびコントラスト、広い視野角、状態双安定性、および低い電力消費量という属性を有することができる。それでもなお、これらのディスプレイの長期画質に関する問題は、それらの幅広い使用を妨げてきた。例えば、電気泳動ディスプレイを構成する粒子は、沈殿し、これらのディスプレイの不十分な耐用年数をもたらす傾向がある。

上記のように、電気泳動媒体は、流体の存在を要求する。殆どの従来技術の電気泳動媒体では、本流体は、液体であるが、電気泳動媒体は、ガス状流体を使用して生産されることができる。例えば、Ｋｉｔａｍｕｒａ， Ｔ．， ｅｔ ａｌ．， “Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｏｎｅｒ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐａｐｅｒ−ｌｉｋｅ ｄｉｓｐｌａｙ”， ＩＤＷ Ｊａｐａｎ， ２００１， Ｐａｐｅｒ ＨＣＳ１−１、およびＹａｍａｇｕｃｈｉ， Ｙ．， ｅｔ ａｌ．， “Ｔｏｎｅｒ ｄｉｓｐｌａｙ ｕｓｉｎｇ ｉｎｓｕｌａｔｉｖｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｃｈａｒｇｅｄ ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ”， ＩＤＷ Ｊａｐａｎ， ２００１， Ｐａｐｅｒ ＡＭＤ４−４）を参照されたい。また、米国特許第７，３２１，４５９号および第７，２３６，２９１号も参照されたい。そのようなガスベースの電気泳動媒体は、例えば、媒体が垂直面内に配置される看板において、そのような沈殿を可能にする配向で媒体が使用されるときに、液体ベースの電気泳動媒体と同一のタイプの粒子沈殿に起因する問題の影響を受けやすいと考えられる。実際に、液体のものと比較して、ガス状懸濁流体のより低い粘度が、電気泳動粒子のより急速な沈殿を可能にするため、粒子沈殿は、液体ベースのものよりもガスベースの電気泳動媒体でより深刻な問題であると考えられる。

Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＭＩＴ）およびＥ Ｉｎｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された、またはそれらの名における多数の特許および出願は、カプセル化電気泳動および他の電気光学媒体で使用される種々の技術を説明する。そのようなカプセル化媒体は、それぞれ自体が、流体媒体の中に電気泳動的可動粒子を含有する内相と、内相を取り囲むカプセル壁とを備える、多数の小型カプセルを備える。典型的には、カプセルは、それら自体が、２つの電極の間に位置付けられるコヒーレント層を形成するようにポリマー結合剤内で保持される。これらの特許および出願に説明される技術は、以下を含む。

（ａ）電気泳動粒子、流体、および流体添加剤。例えば、米国特許第７，００２，７２８号および第７，６７９，８１４号を参照されたい。

（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号を参照されたい。

（ｃ）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号を参照されたい。

（ｄ）ディスプレイで使用される、バックプレーン、接着剤層、および他の補助層ならびに方法。例えば、米国特許第７，１１６，３１８号および第７，５３５，６２４号を参照されたい。

（ｅ）色形成および色調節。例えば、米国特許第７，０７５，５０２号および米国特許出願公開第２００７／０１０９２１９号を参照されたい。

（ｆ）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号を参照されたい。

（ｇ）ディスプレイの用途。例えば、米国特許第７，３１２，７８４号および米国特許出願公開第２００６／０２７９５２７号を参照されたい。

（ｈ）米国特許第６，２４１，９２１号、第６，９５０，２２０号、および第７，４２０，５４９号、ならびに米国特許出願公開第２００９／００４６０８２号に説明されるような非電気泳動ディスプレイ。

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の中の離散マイクロカプセルを取り囲む壁は、連続相によって置換され、したがって、電気泳動媒体が、電気泳動流体の複数の離散液滴と、ポリマー材料の連続相とを備える、いわゆるポリマー分散型電気泳動ディスプレイを生産し得、たとえいかなる離散カプセル膜も各個々の液滴と関連付けられなくても、そのようなポリマー分散型電気泳動ディスプレイ内の電気泳動流体の離散液滴は、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、そのようなポリマー分散型電気泳動媒体は、カプセル化電気泳動媒体の亜種と見なされる。

関連タイプの電気泳動ディスプレイは、いわゆる「マイクロセル電気泳動ディスプレイ」である。マイクロセル電気泳動ディスプレイでは、荷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、キャリア媒体、典型的には、ポリマーフィルム内に形成された複数の空洞内で保定される。例えば、両方ともＳｉｐｉｘ Ｉｍａｇｉｎｇ， Ｉｎｃ．に譲渡された米国特許第６，６７２，９２１号および６，７８８，４４９号を参照されたい。

電気泳動媒体は、多くの場合、（例えば、多くの電気泳動媒体では、粒子がディスプレイを通した可視光の伝送を実質的に遮断するため）不透明であり、反射モードで動作するが、多くの電気泳動ディスプレイは、１つのディスプレイ状態が実質的に不透明であり、１つが光透過性である、いわゆる「シャッタモード」で動作するように作製されることができる。例えば、米国特許第５，８７２，５５２号、第６，１３０，７７４号、第６，１４４，３６１号、第６，１７２，７９８号、第６，２７１，８２３号、第６，２２５，９７１号、および第６，１８４，８５６号を参照されたい。電気泳動ディスプレイに類似するが、電場強度の変動に依拠する、誘電泳動ディスプレイは、類似モードで動作することができる。米国特許第４，４１８，３４６号を参照されたい。他のタイプの電気光学ディスプレイもまた、シャッタモードで動作することが可能であり得る。シャッタモードで動作する電気光学媒体は、フルカラーディスプレイ用の多層構造で有用であり得る。そのような構造では、ディスプレイの視認表面に隣接する少なくとも１つの層は、シャッタモードで動作し、視認表面よりも遠く離れている第２の層を露出または遮蔽する。他のタイプの電気光学媒体もまた、本発明のディスプレイで使用されてもよい。

カプセル化電気泳動ディスプレイは、典型的には、伝統的な電気泳動デバイスのクラスタ化および沈殿故障モードに悩まされず、多種多様な可撓性および剛性基板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。（用語「印刷」の使用は、限定ではないが、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、スライドもしくはカスケードコーティング、カーテンコーティング等の事前計量されたコーティング、ナイフオーバーロールコーティング、前および逆ロールコーティング等のロールコーティング、グラビアコーティング、浸漬コーティング、スプレーコーティング、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、静電印刷プロセス、感熱印刷プロセス、インクジェット印刷プロセス、電気泳動堆積（米国特許第７，３３９，７１５号参照）、ならびに他の類似技法を含む、全ての形態の印刷およびコーティングを含むことを意図している。）したがって、結果として生じるディスプレイは、可撓性であり得る。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ることができるため、ディスプレイ自体は、安価に作製されることができる。

電気泳動ディスプレイは、通常、電気泳動材料の層と、電気泳動材料の反対側に配置される、少なくとも２つの他の層とを備え、これら２つの層は、電極層である。殆どのそのようなディスプレイでは、両方の層は、電極層であり、電極層のうちの１つまたは両方は、ディスプレイのピクセルを画定するようにパターン化される。例えば、一方の電極層は、伸長行電極にパターン化され、他方は、行電極に対して直角に延設する伸長列電極にパターン化されてもよく、ピクセルは、行および列電極の交差点によって画定される。代替として、より一般的には、一方の電極層は、単一の連続電極の形態を有し、他方の電極層は、それぞれがディスプレイの１つのピクセルを画定する、ピクセル電極のマトリクスにパターン化される。ディスプレイから分離しているスタイラス、プリントヘッド、または類似可動電極とともに使用するために意図される、別のタイプの電気泳動ディスプレイでは、電気泳動層に隣接する層のうちの１つのみが、電極を備え、電気泳動層の反対側の層は、典型的には、可動電極が電気泳動層を損傷しないように防止することを意図している、保護層である。

図２Ａは、二重粒子（例えば、黒／白）カプセル化電気泳動ディスプレイ（概して、１００と指定される）を通した高度概略断面図である。本ディスプレイ１００は、ピクセル電極１０４と前面電極１０６との間に挟持される薄いフィルムの形態で電気泳動媒体（概して、１０２と指定される）を備え、後者は、それを通して観察者がディスプレイを視認する、視認表面を形成する。電気泳動媒体１００は、それ自体が、その内側で流体１１０、黒色電気泳動粒子１１２、および白色電気泳動粒子１１４が保定される、カプセル壁１０８をそれぞれ有する、複数のカプセルを備え、粒子１１２および１１４は、反対極性の電荷を持つ。例証のために、以下では、黒色粒子１１２は、正電荷を持ち、白色粒子１１４は、負電荷を持つが、当然ながら、これらの電荷は逆転され得ると仮定される。電気泳動媒体１００はさらに、カプセルを囲繞し、それらを機械的コヒーレント層に形成する、ポリマー結合剤１１６を備える。電気泳動ディスプレイの当業者は、図２Ａに示されるディスプレイのタイプで作製されることができる、多数の変形例を認識する。例えば、電気泳動粒子および流体は、カプセルではなく、マイクロセルの中に保定されてもよく、ディスプレイが、１つの光透過性状態および１つの実質的に不透明状態（図２Ｂ）を伴ってシャッタモードで動作するものであるとき、電気泳動媒体は、流体の中に１つだけのタイプの電気泳動粒子を含有してもよい。

図２Ａから、電圧差が電極１０４と１０６との間に存在するとき、電気泳動媒体１０２が受ける電場は、主に、本媒体の平面に対して法線であることが明白である。故に、本電場によって引き起こされる電気泳動粒子１１２および１１４上の電気泳動力は、前面電極１０６に向かって、またはそこから離れるように、媒体１０２の平面と垂直に電気泳動粒子を駆動する。例えば、図２Ａに図示されるように、正電位が前面電極１０６に印加され、負電位がピクセル電極１０４に印加される場合、前面電極１０６を通してディスプレイを視認する観察者が粒子１１４の白色を見るように、負荷電白色粒子１１４は、前面電極１０６に隣接して駆動され、正荷電黒色粒子は、ピクセル電極１０４に隣接して駆動される。電極１０４および１０６上の電位を逆転させることは、ここで、観察者が黒色粒子１１２を見るように、粒子１１２および１１４の位置を交換する。電極への電位の制御された印加によって、中間グレー状態もまた、観察者に示されることができる。

単純な一次電気泳動力に加えて、顔料の挙動は、電気浸透および／または誘電泳動等の二次電気泳動相互作用を使用して修正されることができる。これらの他の力を利用することは、図２Ｂに示されるように、電気泳動セルの中の粒子運動を制御するための新しいモードを提供する。具体的時間依存性電圧波形を使用することによって、顔料を実質的に環状の配列の中へ駆動することが可能であり、それによって、入射光の殆どは、カプセル化層を通過し、すなわち、「シャッタ開」モードである。本配列は、例えば、電気泳動層の下方の後方反射表面が視認されることを可能にされる。

図２Ａおよび２Ｂを比較することによって、カプセル化電気泳動ディスプレイ構造は、一次または二次（もしくは高次）駆動の使用にもかかわらず、ほぼ同じであることが明確である。例えば、流体および電気泳動粒子は、外部ポリマー結合剤内で保持されるカプセル内に含有される。それでもなお、粒子、流体、ならびにポリマー結合剤および／またはカプセル壁の組成を改変し、適切な波形が印加されるときに、カプセルの側壁に向かって、またはそこから離れるように引き付けられるように粒子を促すことが有益であり得る。例えば、電気泳動粒子が、流体のものよりも大きい誘電率または大きい電気伝導度を有する粒子により、流体よりも分極可能である場合、かつ外部構成要素（カプセル壁および／または結合剤）もまた、流体よりも分極可能である場合には、二次力は、カプセルの垂直厚さがカプセルの中央よりも小さく、電場規模がより大きい、カプセルの側壁に向かって粒子を駆動する。二次力のみに起因する粒子構成は、図２Ａに示されるカプセル化ディスプレイに好適な時間依存性波形を印加することの結果を示す、図２Ｂに図示される。

米国特許第６，７０４，１３３号に説明されるようないくつかの実施形態では、電気泳動ディスプレイは、２つの連続電極と、電極の間の電気泳動層および光伝導層とを伴って構築されてもよい。光伝導材料が光子の吸収とともに抵抗性を変化させるため、入射光は、電気泳動媒体の状態を改変するために使用されることができる。いくつかの実施形態では、米国特許第６，７０４，１３３号のデバイスは、前面電極と光伝導材料との間に特殊障壁層を組み込み、反射電気光学媒体を通り過ぎて漏出する、ディスプレイの前面からの入射光によって引き起こされる「暗電流」を低減させた。

前述の米国特許第６，９８２，１７８号は、大量生産のためにうまく適合される、固体電気光学ディスプレイ（カプセル化電気泳動ディスプレイを含む）を組み立てる方法を説明する。本質的に、本特許は、順番に、光透過性導電性層と、導電性層と電気接触している固体電気光学媒体の層と、接着剤層と、剥離シートとを備える、いわゆる「前面積層」（「ＦＰＬ」）を説明する。典型的には、光透過性導電性層は、基板が、恒久変形を伴わずに（例えば）直径１０インチ（２５４ｍｍ）のドラムに手動で巻着されることができるという意味で、好ましくは可撓性である、光透過性基板上に担持される。用語「光透過性」は、このようにして指定される層が、十分な光を透過させ、その層を通して見る観察者が、通常、電性層および隣接する基板（存在する場合）を通して視認される、電気光学媒体のディスプレイ状態の変化を観察することを可能にすることを意味するために、本特許および本明細書で使用され、電気光学媒体が非可視波長において反射率の変化を示す場合において、用語「光透過性」は、当然ながら、関連非可視波長の透過を指すと解釈されるはずである。基板は、典型的には、ポリマーフィルムとなり、通常、約１〜約２５ミル（２５〜６３４μｍ），好ましくは、約２〜約１０ミル（５１〜２５４μｍ）の範囲内の厚さを有する。導電性層は、便宜的に、例えば、アルミニウムまたはＩＴＯの薄い金属もしくは金属酸化物層である、または伝導性ポリマーであってもよい。アルミニウムまたはＩＴＯでコーティングされるポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）フィルムは、例えば、Ｅ． Ｉ． ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ ＤＥ）からの「アルミめっきＭｙｌａｒ」（「Ｍｙｌａｒ」は登録商標である）として市販されており、そのような市販材料は、前面積層で良好な結果を伴って使用されてもよい。

多くのタイプの電気光学媒体は、任意の所与の媒体が、２つの極限光学状態と、２つの極限光学状態の間にあるグレーレベルの範囲とを有するという意味で、本質的に単色である。しかしながら、現在、フルカラーディスプレイ、小型の携帯用ディスプレイにさえも、需要が高まっており、例えば、携帯電話上の殆どのディスプレイは、現在、フルカラーである。単色媒体を使用するフルカラーディスプレイを提供するために、ディスプレイがカラーフィルタアレイを通して視認されることができる、カラーフィルタアレイを設置すること、または相互に隣接して異なる色を表示することが可能な異なる電気光学媒体の面積を設置することのいずれかが必要である。

光学スタックの中の電気光学媒体に対するカラーフィルタアレイ（ＣＦＡ）の位置は、幅広く変動し得るが、使用される電気光学媒体のタイプ、ある場合には、光学スタックの他の層の性質を考慮しなければならない。ＣＦＡを使用するカラーディスプレイは、広義には、２つの部類、すなわち、前面ＣＦＡディスプレイ（ＣＦＡが、電気光学媒体と、それを通して観察者がディスプレイを視認する視認表面との間に位置する）および後面ＣＦＡディスプレイ（ＣＦＡが視認表面から電気光学媒体の反対側に位置する）に分けられることができる。使用される電気光学媒体が透過性である（すなわち、光、典型的には、バックライトが、各ピクセルを通過し、次いで、視認表面から出てくる光の量を制御する光弁として作用する、電気光学媒体を通過する）場合、ＣＦＡの位置にかかわらず、光がＣＦＡおよび電気光学媒体の両方を通過するため、ＣＦＡは、光学スタックの中の任意の位置を占有することができる。したがって、前面および後面ＣＦＡの両方が、透過性電気光学媒体とともに使用されることができるが、前者が、おそらく、より一般的である。

ある事例では、電気光学ディスプレイは、電気光学媒体の下にＣＦＡを伴って構築される。後面ＣＦＡ電気光学ディスプレイでは、ＣＦＡは、電気光学層と後面電極との間に配置されてもよい、または電気光学層から後面電極の反対側に配置されてもよいが、電気光学層とＣＦＡとの間の距離を短縮する（したがって、２つの層の間の視差および法線に対して実質的角度でディスプレイから退出する光によって引き起こされる可能性として考えられる色歪曲を低減させる）ため、かつディスプレイ構造を単純化するため、前者の場所が、概して、好ましい。色の生成が、ＣＦＡまたはＣＦＡの背後に配置される層からの光の反射を要求するため、光透過性ＣＦＡを使用し、光透過性後面電極を提供して、光が後面電極の背後に配置されるＣＦＡに到達することを可能にし、次いで、ＣＦＡ自体を反射性にするか、またはＣＦＡの背後に別個の反射体を提供するかのいずれかである必要があるのではなく、必要な光反射を達成するために反射性後面電極に依拠することが便宜的である。米国特許公開第２０１４／０３６２１３１号は、電気光学媒体が、２つの不透明状態および光透過性状態が可能である、後面ＣＦＡ電気光学ディスプレイを説明する。結果として生じるディスプレイの色飽和は、後面カラーフィルタアレイに蛍光またはリン光性材料を組み込むことによって改良され得る。

可撓性ウェアラブル装置３００が、図３Ａに示され、以下に説明される。可撓性ウェアラブル装置３００は、上記で議論される任意のタイプの電気泳動ディスプレイ３２０と、必要に応じて電気泳動ディスプレイを切り替える制御電子機器（図示せず）とを備える。

図３Ａに示されるように、本実施形態の可撓性ウェアラブル装置３００は、その断面が実質的に楕円形であり得、半径が身体部分の寸法に一致して適切な剛性を伴って身体部分の周囲に巻装されるために調節されることができるような構造を有する。断面図の上部分は、実質的に平坦である。例えば、手首の周囲に巻装される場合において、実質的に平坦な部分は、エンドユーザが伝統的な腕時計の文字盤と同様にディスプレイ部分を容易に視認することを可能にするように、手の背部と同一の平面上に配列される。本実施形態の可撓性ウェアラブル装置は、実質的に平坦な部分の上だけではなく、実質的に装置の長さの殆どにわたって配置される、可撓性電気泳動ディスプレイを含む。その結果として、重要な情報が、実質的に平坦な部分の上に表示されることができる一方で、他の情報は、エンドユーザの便宜上、実質的に平坦な部分以外の部分の上に表示される。実質的に平坦な部分以外で画像を視認するために、ユーザは、自分の手首の向きを変え、角度を変化させる必要があるのみである。

（可撓性ウェアラブル装置の構成）

図３Ｃを参照すると、本実施形態の可撓性ウェアラブル装置の構成が、説明される。図３Ｃに図示されるように、本実施形態の可撓性ウェアラブル装置は、図３Ｂに示される形状を伴う外観を有する。構成に関して、可撓性電気泳動ディスプレイ３２０は、支持部材３４０、例えば、板ばねまたはリボンばねによって支持され、筐体の底部３７０は、革または同等物から作製され、革または同等物から作製される筐体の最上部３６０によって保定され、可撓性透過性保護フィルム３８０は、機械損傷および水または汗等の環境損傷から電気泳動ディスプレイ３２０を保護することができる、保護カバーとしての役割を果たす。重要なこととして、筐体の最上部３６０および底部３７０は、保定具として作用し、例えば、装置が手首の周りに嵌合するように屈曲されるにつれて、それを通して電気泳動ディスプレイ３２０が移動することができる、空隙を作成する。図３Ｃに示されるように、可撓性電気泳動ディスプレイ３２０の底面は、リボンばね３４０によって支持され、両方の要素は、パッケージの間に挟持されるように、革または同等物から作製される筐体によって保定される。いくつかの実施形態では、底部３７０およびリボンばね３４０は、接合または同等物を用いて相互に固定される。筐体の最上部３６０は、それを通して可撓性電気泳動ディスプレイ３２０が視認される、一次ディスプレイ面積としての役割を果たす開口部を有する。いくつかの実施形態では、透過性保護フィルムは、接合または同等物を用いて筐体の最上部３６０に固定される。しかしながら、設計は、図３Ｃに限定されない。他の実施形態では、透過性保護フィルム３８０は、可撓性電気泳動ディスプレイ３２０の上側に添着されてもよく、それによって、両方の要素が筐体の最上部３６０に対して移動することを可能にする。筐体の最上部３６０および底部３７０は、接合、継合、縫製、または同等物によって統合されることができる。筐体の最上部３６０および底部３７０が、接合、継合、縫製、または同等物によって統合されるため、筐体の最上部３６０と底部３７０との間に配置される可撓性電気泳動ディスプレイ３２０は、ある圧力を用いて圧着される。可撓性電気泳動ディスプレイ３２０は、したがって、筐体の最上部３６０および透過性保護フィルム３８０、ならびに支持部材３４０の間で、堅いが摺動可能に保持される。本明細書に説明されるように、筐体の最上部３６０および透過性保護フィルム３８０は、電気泳動ディスプレイ３２０および支持部材、ならびに付加的ワイヤ、回路、コントローラ、バッテリ、受信機、伝送機等を保護する。筐体の最上部３６０および底部３７０はまた、色およびテクスチャを含む、審美的利益、ならびに快適性および環境的利益も提供し得る。例えば、筐体の最上部３６０および底部３７０は、魅力的であり、支持部材３４０、例えば、リボンばねと直接接触を有するよりも皮膚に対して装着されることが快適である、革から構築されてもよい。可撓性ウェアラブル装置３００は、主に、筐体を伴って説明されるが、保定具が、構造要素が変換されるにつれて、電気泳動ディスプレイが空隙を通して移動することを可能にするように適合されたことを前提として、任意の保定具が代用され得ることを理解されたい。例えば、保定具はまた、一連のクリップ、成形弾性材料、または「Ｌ字」形状を有する半剛性の可撓性チャネルであり得る。

いくつかの実施形態では、可撓性電気泳動ディスプレイ３２０は、支持部材３４０、筐体の最上部３６０、または透過性保護フィルム３８０に対して接合もしくは固定されない。そのような構成では、可撓性電気泳動ディスプレイ３２０は、支持部材３４０に結合されてもよいが、しかしながら、可撓性電気泳動ディスプレイ３２０は、透過性保護フィルム３８０にも筐体の最上部３６０にも固定されない。その結果として、本構成は、可撓性電気泳動ディスプレイ３２０が巻装方向と実質的に垂直な方向に並進することを可能にする。図３Ｄに示されるように、装置３００がｚ方向に偏向されるとき、可撓性電気泳動ディスプレイ３２０は、筐体の最上部３６０および底部３７０の継合によって作成される空隙３７５内でｘ方向に移動することができる。そのような構成によると、たとえ状態が急激に変化させられたとしても、すなわち、可撓性ウェアラブル装置３００が急速に装着されるとき、または除去が頻繁に繰り返される場合、可撓性電気泳動ディスプレイ３２０は、筐体内で捕捉されるため、自由に移動することができる。本設計により、可撓性電気泳動ディスプレイ３２０は、本明細書で仮定される最小曲率半径よりも実質的に大きい曲率半径を伴って屈曲することができ、ディスプレイ３２０は、装置が屈曲されるにつれて前後に移動することができる。設計は、可撓性電気泳動ディスプレイ３２０を破損する可能性を大いに低減させる。本発明の代替実施形態はまた、可撓性電気泳動ディスプレイ３２０を損傷させる危険を冒す、支持部材３４０が半径の中へ巻装されないように防止する停止部（図に示されていない）を含んでもよい。

図３Ｄに図示されるように、本実施形態の支持部材３４０は、ｚ方向に支持部材３４０を屈曲することによって、２つの状態を有するように形成されることができる。支持部材３４０は、手の強度のみを使用して、第１の平坦な状態から第２の丸みを帯びた状態に容易に変形される。すなわち、ユーザは、単純に、両手の指のみを使用して、図３Ｄの上部に示される状態と、図３Ｄの下部に示される状態との間で、可撓性ウェアラブル装置３００を撓曲させることができる。支持部材３４０は、代替として、機械的安定性を提供し、ユーザが、第１の（平坦な）状態と第２の（丸みを帯びた）状態との間で可撓性ウェアラブル装置３００を容易に変形することを可能にする、種々の材料から構築されてもよい。例えば、薄い弾性アルミニウム、ニチノール、またはその状態を記憶している形状記憶ポリマー（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびポリスチレンならびにポリ（１，４−ブタジエン）を含有するポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）ブロックコポリマー等）が、使用されることができる。リボンばね３４０を含む、可撓性ウェアラブル装置３００は、可撓性ウェアラブル装置３００が、真っ直ぐな状態において、物体（例えば、手首）に提示される場合に、物体の周囲で丸みを帯びた状態（図３Ｄの下部）を成す。

いくつかの実施形態では、可撓性電気泳動ディスプレイ３２０と支持部材３４０との間のバックシート（図示せず）等の付加的要素が、装置に組み込まれてもよい。本構成では、可撓性電気泳動ディスプレイ３２０は、透過性保護フィルム３８０および上部パッケージ３６０によって保定される。代替として、透過性保護フィルム３８０がなくても、可撓性電気泳動ディスプレイ３２０は、上部パッケージ３６０によって保定されることができる。

図３Ａ−３Ｄに示される電気泳動ディスプレイ３２０は、単一の可撓性電気泳動ディスプレイとして示されている。そのような可撓性電気泳動ディスプレイは、上記の特許出願に説明され、例えば、Ｐｌａｓｔｉｃ Ｌｏｇｉｃ（Ｄｒｅｓｄｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能である、可撓性アクティブマトリクスバックプレーンを含む。他の実施形態では、電気泳動ディスプレイは、より小型で剛性のアクティブマトリクスバックプレーンに基づく、複数の半剛性電気泳動ディスプレイを含む。複数の半剛性電気泳動ディスプレイは、ヒンジ等の付加的機械構成要素を用いて、ともに結合されてもよい。複数の半剛性電気泳動ディスプレイは、協調画像ドライバを使用し、可撓性ウェアラブル装置３００全体に及ぶと考えられる画像を生成してもよい。ある事例では、単一の可撓性ディスプレイまたは複数の電気泳動ディスプレイが、最上部３６０の表面積全体を被覆する。他の事例において、電気泳動ディスプレイ３２０は、最上部３６０の７０％超、例えば、最上部３６０の８０％超、最上部３６０の９０％超を被覆する。電気泳動ディスプレイ３２０は、加えて、タッチスクリーン（図に示されていない）等の要素を組み込んでもよい。

ディスプレイが低電力電気泳動ディスプレイ３２０を使用するため、可撓性ウェアラブル装置３００は、再充電可能バッテリを用いて容易に給電される。ディスプレイが低電力であるため、可撓性ウェアラブル装置３００は、１年に少なくとも約１回、または１ヶ月に少なくとも約１回、もしくは１週間に少なくとも約１回、再充電される必要があろう。加えて、電気泳動ディスプレイ３２０の双安定性質により、電力が電気泳動ディスプレイ３２０に供給されないときでさえも、画像を示すことが可能である。これは、可撓性ウェアラブル装置が装飾ブレスレットまたはヘッドバンドとして使用されるときに、特に望ましい性質である。低電力消費量により、種々の電源が、必要とされる電力を供給するために使用されることができる。再充電可能バッテリに加えて、可撓性ウェアラブル装置３００はまた、誘導結合再充電を可能にするように、誘導コイルを伴って構築されることもできる。代替として、可撓性ウェアラブル装置３００は、可撓性ウェアラブル装置が光に暴露されている間にバッテリを充電する、太陽電池を含むことができる。

（実質的に平坦な面積を維持する構造部材）

実質的に平坦であるように構成される面積が、ディスプレイに表示されたコンテンツを頻繁に変更するため、および重要な情報を表示するため、ならびに視認可能性を改良するように好適である、本実施形態の可撓性ウェアラブル装置の長手方向へ支持部材の中心の周囲に提供される。図４Ａ−４Ｃを参照すると、本実施形態の可撓性ウェアラブル装置が手首の周囲に巻装されるとき、バンドは、そのような実質的に平坦な面積が形成されなかった場合に、バンド全体にわたって同一の程度の曲率を伴って屈曲され得る。可撓性電気泳動ディスプレイ上に表示される画像は、したがって、曲面全体にわたって表示される。一般に、曲面全上に表示される画像は、エンドユーザからは多かれ少なかれ歪んで見える。歪曲は、視認可能性を低減させ、画像が正しく読み取られることを妨げる。主要ディスプレイ面積は、好ましくは、視認可能性を改良し、ディスプレイが正しく識別されることを可能にするように平坦である。

例えば、従来の腕時計は、小型円形または長方形フラットディスプレイ部分がバンドを用いて手首に固定されることを可能にするため、良好な視認可能性が達成されることができる。しかしながら、本実施形態のように円形または楕円形区分を有する、リストバンド型可撓性ウェアラブル装置の場合、バンドは、平坦な部分が従来技術分野で提供されることを妨げる、全長にわたる曲面を有する。具体的には、本実施形態の可撓性ウェアラブル装置の場合、これは、全長にわたって同一の程度の弾性力を有する、単一のリボンばねを使用して、手首の周囲に巻装され、次いで、部分的にさえも実質的に平坦ではあり得ない。別の材料がさらに組み合わせられる、またはヒンジ構造が採用される、複雑な構成がないと、実質的に平坦な面積は、バンドが手首等の身体に嵌合されることを可能にしている間に部分的に提供されることができない。本実施形態では、リボンばねのある面積に単純なプロセス（切り取ることまたは穴を開けること）を適用することによって、弾性力は、該面積において部分的に低減させることができ、次いで、実質的に平坦な面積が、形成される。

上記で説明されるように、実質的に平坦な面積は、リボンばね上の所望の部分に単純なプロセスを適用し、該部分のみにおいて弾性力を低減させ、他の部分と比較して曲率を増加させることによって形成される。図４Ａ−４Ｃを参照すると、実質的に平坦な面積４０１−４０３では、実質的に平坦な表面が形成されることを意図している部分へのあるプロセスの適用が、個別の部分において弾性力（巻装力）を低減させる。低減した弾性力を伴う面積は、完全には平坦ではないが、装着される場合において、リボンばねの中の他の面積よりも大きい曲率を有する。結果として、面積は、実質的に平坦な面積になる。図４Ａに図示されるように、実質的に平坦な面積４０１は、切り取られ、弾性力を低減させる、ある開口部を有することを意図する。同様に、実質的に平坦な面積４０２は、穴を開けられ、弾性力を低減させる、その中に形成された複数の小さい孔を有することを意図する。実質的に平坦な面積４０３は、巻装のための弾性力に対して平坦な状態を保つように切り取ることによって、伸長リボンばねに短辺区分において円弧形状を持たせる。そのような切り取りまたは穴開け特徴は、電気泳動ディスプレイ３２０によって隠されるため、最終的な可撓性ウェアラブル装置３００では可視ではない。実質的に平坦な面積を備える装置の部分は、最終用途に応じて変動し得る。いくつかの実施形態では、低減した弾性力を有する、実質的に平坦な面積は、可撓性ウェアラブル装置の適合性を損傷することなく、図４Ａ−４Ｃに図示されるような支持部材の総面積の５０％未満である。いくつかの実施形態では、低減した弾性力を有する、実質的に平坦な面積は、総面積の５０％〜総面積の２０％であり得る。

本発明の可撓性ウェアラブルデバイスは、種々の用途を有する。図５では、可撓性ウェアラブル装置３００は、ハイキング中に地図上のユーザの場所を追跡するため、およびハイカーの生命兆候を提供するために使用される。図５に示されるように、ディスプレイは、拡張されたときに、地形図に加えて、心拍数、場所、および時間等の全ての関連情報を示してもよい（図５の上部）。可撓性ウェアラブル装置は、手首に巻着されることができ（図５の下部）、ハイカーが道を横断するにつれて、常に参照されることができるように、地図を示す。本状態では、視線を偏移させることによって、エンドユーザは、心拍数、場所、および時間等の関連情報を確認することができる。すなわち、重要な情報である地図５０１が、実質的に平坦な部分の上に表示される（当然ながら、図示されていないが、独自の位置は、ＧＰＳおよび同等物を通して地図上に表示されることができ、現在の位置は、常に、地図の中心に表示されることができる）一方で、補足情報および容易に可読性の情報である、心拍数５０２ならびに時間は、実質的に平坦ではない他の面積内に表示される。その結果として、全てのディスプレイ面積が、有利なこととして使用される。

本実施形態では、実質的に平坦な面積は、可撓性ウェアラブル装置の実質的に中心位置の周囲に提供される。配列は、本実施例に限定されない。本面積は、類似プロセスを任意の部位に適用することによって提供されることができる。

いくつかの実施形態では、可撓性ウェアラブル装置は、可撓性ウェアラブル装置が、例えば、ナイトテーブル、棚、または机の上で独立型である、小型ディスプレイとして形成されることを可能にする、平坦な状態に形状化されることができる。すなわち、上記で説明されるような２状態リボンばねの使用は、装置自体が、垂直配向または水平配向で設置され、平坦な安定した状態６０１で横長方向に配向され、比較的大型であるディスプレイ装置として使用されることを可能にし、また、装置が、手首の周囲に巻装され、図６に図示されるように、丸みを帯びた状態６０２で腕時計に取って代わる代替的アイテムとして使用されることを可能にする。図６の可撓性ウェアラブル装置はまた、別個の照明を用いることなく、それが微光状況で視認されることを可能にするフロントライトを含んでもよい。

上記に示される可撓性ウェアラブル装置３００の実施形態は、付加的結合を伴わずに、例えば、手首の周囲に留まるが、結合要素は、可撓性ウェアラブル装置が、例えば、手首から不注意に離れるという変化を最小限にするように含まれてもよい。結合要素は、スナップまたは留め金等の機械的締結具であってもよい。磁気結合等の他のタイプの結合もまた、使用されてもよい。磁気結合はまた、可撓性ウェアラブル装置３００が丸みを帯びた状態であるという電子または磁気確認を提供してもよい。本確認は、可撓性ウェアラブル装置３００が丸みを帯びた状態であったときのみに電気泳動ディスプレイ３２０を有効にする、オン／オフスイッチの基礎であり得る。代替として、そのようなセンサは、可撓性ウェアラブル装置のＷＩＦＩ能力を調整するために使用されてもよい。例えば、ＷＩＦＩ受信機は、可撓性ウェアラブル装置３００が丸みを帯びた状態であったときのみに有効にされてもよい。

本明細書に説明される可撓性ウェアラブル装置は、図７Ａ、７Ｂ、および７Ｃに示されるようないくつかの用途に役立つ。一実施形態では、可撓性ウェアラブル装置３００は、図７Ａに示されるように、腕時計と同様に手首の周囲に装着されることができる。そのような可撓性ウェアラブル装置は、装飾的であり、メッセージ、Ｅメール等から時間およびアラート等の情報を提供するという二重目的を果たすことができる。より大型の可撓性ウェアラブル装置３００は、図７Ｂに示されるように、前腕全体を包含してもよい。このより大型のフォーマットは、建物のフロアプラン、電子メッセージ、食事のメニュー、写真等のより大型のフォーマットでより良好に視認される情報を提供するために有用であり得る。当然ながら、可撓性ウェアラブル装置は、電気泳動ディスプレイを物体に巻着させることが有用であり得る、任意の他の場所に加えて、それらが、例えば、二頭筋（図７Ｃ）上で有用である、身体の任意の部分上で使用されることができる。例えば、可撓性ウェアラブル装置３００は、灯柱、自転車チューブ、木、フェンスの支柱等に巻着され得る。

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、上記で説明される本発明の具体的実施形態で行われ得ることが、当業者に明白である。故に、前述の説明の全体は、限定的ではなく例証的な意味で解釈されるものとする。

Claims (20)

1. 可撓性ウェアラブル装置であって、前記可撓性ウェアラブル装置は、
   可撓性電気泳動ディスプレイと、
   身体部分の周囲に巻装されるように構成される支持部材であって、前記支持部材は、伸長リボンばねであり、前記伸長リボンばねは、巻装状態において前記伸長リボンばねが前記身体部分の周囲に巻装されるように前記身体部分に向かう弾性力を生成し、前記支持部材の一部は、前記巻装状態において実質的に楕円形の断面を有する、支持部材と、
   前記支持部材に結合される保定具であって、前記支持部材と前記保定具との間に空隙が形成されており、前記可撓性電気泳動ディスプレイが前記支持部材に結合されかつ前記空隙内に位置付けられることにより、前記巻装状態において前記可撓性電気泳動ディスプレイが前記空隙を通して自由に並進することができるようになっている、保定具と
   を備える、可撓性ウェアラブル装置。
2. 前記保定具は、ユーザが前記可撓性電気泳動ディスプレイの一部を視認することを可能にするように構成される透明保護カバーを備える、請求項１に記載の可撓性ウェアラブル装置。
3. 前記保定具はさらに、前記保護カバーを前記支持部材に結合するための筐体を備える、請求項２に記載の可撓性ウェアラブル装置。
4. 前記筐体は、革、布、またはポリマーを含む、請求項３に記載の可撓性ウェアラブル装置。
5. 前記可撓性電気泳動ディスプレイのアクティブ面積の７０％超は、前記透明保護カバーを通して視認可能である、請求項２に記載の可撓性ウェアラブル装置。
6. 前記伸長リボンばねは、前記弾性力によって長手方向に巻装される、請求項１〜５のいずれかに記載の可撓性ウェアラブル装置。
7. 前記支持部材は、低減した弾性力を有する実質的に平坦な面積を備え、前記実質的に平坦な面積は、前記巻装状態において実質的に平坦な条件で維持される、請求項６に記載の可撓性ウェアラブル装置。
8. 低減した弾性力を有する前記実質的に平坦な面積は、前記支持部材の総面積の５０％未満を含む、請求項７に記載の可撓性ウェアラブル装置。
9. 前記実質的に平坦な面積は、複数の小さい孔を有し、前記弾性力を低減させる、請求項７に記載の可撓性ウェアラブル装置。
10. 前記実質的に平坦な面積は、開口部を有し、前記弾性力を低減させる、請求項７に記載の可撓性ウェアラブル装置。
11. 前記伸長リボンばねは、前記リボンばねの前記長手方向と垂直な弧状断面を有する、請求項６に記載の可撓性ウェアラブル装置。
12. 前記伸長リボンばねは、前記弧状断面に対する変形の応力が減衰されるときに、弾性力を介して実質的に平坦な形状から前記巻装状態に変形する、請求項１１に記載の可撓性ウェアラブル装置。
13. 前記電気泳動ディスプレイは、トランジスタのアクティブマトリクスを備える、請求項１に記載の可撓性ウェアラブル装置。
14. 前記可撓性電気泳動ディスプレイは、前記ウェアラブル装置が巻装状態であるときにアクティブであるが、前記ウェアラブル装置が非巻装状態であるときにアクティブではない、請求項１に記載の可撓性ウェアラブル装置。
15. 前記ウェアラブル装置の第１および第２の端部に近接して結合要素をさらに備え、前記結合要素が相互に近接しているとき、前記可撓性ディスプレイは、アクティブ化される、請求項１に記載の可撓性ウェアラブル装置。
16. 信号を前記可撓性電気泳動ディスプレイに提供して前記可撓性電気泳動ディスプレイをアクティブ状態と非アクティブ状態との間で切り替えさせるように適合されるコントローラをさらに備える、請求項１に記載の可撓性ウェアラブル装置。
17. タッチセンサをさらに備える、請求項１に記載の可撓性ウェアラブル装置。
18. 前記可撓性電気泳動ディスプレイが、前記タッチセンサを備える、請求項１７に記載の可撓性ウェアラブル装置。
19. 前記支持部材は、ばね鋼、ニチノール、または形状記憶ポリマーを含む、請求項１に記載の可撓性ウェアラブル装置。
20. 前記身体部分は、手首、腕、頭、脚、足首、指、首、または耳である、請求項１に記載の可撓性ウェアラブル装置。