[发明专利]用于标签和卡的自供电显示器

说明书

技术领域

本发明基本上涉及一种用于例如电子标签(smart label)、信用卡、智能卡、传感器、支持射频识别(radio frequency identification，RFID)的显示器、触敏显示器、专用计算机(special purpose computer)、一次性系统(disposablesystem)的装置中的自供电显示器(self-powering display)，以及具有这种显示器的消费型电子装置(consumer electronics device)和无线通信设备。

背景技术

许多便携式设备使用携带式电源，例如一块或多块电池。其他的装置则使用支持射频(RF)波(radio frequency waves)的近距离无线通信(near fieldcommunication)。还有一些装置采用了感应耦合器(induction coupling)来获得能量并支持临时性点对点(ad-hoc)事件的操作。虽然对这些设备中的电池技术和能耗进行了改进，但是电池常常需要提供有效的设备寿命和用于高级应用的足够的能量空间(energy headroom)。电池将显得笨重并限制了创新的能力，并且电池存在形式上的因素。

对于一些装置来说，太阳能电池是一种可行的补充或者可选择的能源。一些诸如便携式计算机的装置拥有足够大的可用表面积和足够低的能源需求，因此这些装置可以完全由一块或多块太阳能电池供电。遗憾的是，许多装置(如标签)是在环境中光能的量不足以提供用于突发或连续操作所需的能量的户内环境中使用的。因此，太阳能电池还不能作为这些装置的合意的电源。

为了制备自供电显示器系统的尝试已经将注意力集中到太阳能的杠杆作用上，例如美国专利No.7,206,044；6,518,944或5,153,760中描述的，通过机械的方法使太阳能电池与液晶显示屏(LCD)或胆固醇液晶显示屏(Ch-LCD)结合。美国专利申请No.2007/0080925中将电致变色显示器与太阳能电池结合起来。但这些补充的或可选择的电源在没有光时是无法工作的。其他的“自供电”显示器也考虑将机械能作为能量来源，如在美国专利No.6,130,773中对反射型双稳态显示器(reflective bistable display)的压电电源进行了描述。美国专利NO.3,940,205采用了铟电极在电致变色材料层中产生颜色而不需要任何外部电源，但该方法不能对变色进行控制。

因此，仍需要以商业上可接受并节约成本的方式来探寻补充或取代包括无线通信设备的设备中的电池电源的道路。

发明内容

一方面，本发明提供了能进行自供电或自我补充能量的装置。该装置包括：第一层，该第一层包括至少一个具有第一材料的第一电极，该第一电极具有第一氧化还原电位；第二层，该第二层包括至少一个具有第二材料、金属氧化膜以及吸附在该金属氧化膜上的氧化还原生色团的第二电极，该第二电极具有第二氧化还原电位；以及第三层，该第三层包括至少一个具有第三材料的第三电极，该第三电极具有第三氧化还原电位。该装置还包括：电解质，所述第一层、第二层和第三层与所述电解质接触；第一开关，该第一开关使所述第一层和第二层电连接；第二开关，该第二开关使所述第二层和第三层电连接。所述第一氧化还原电位比所述第二氧化还原电位更负，且所述第三氧化还原电位比所述第二氧化还原电位更正。

另一方面，本发明提供了一种操作自供电装置的方法。该方法包括提供所述装置，该装置包括：第一层，该第一层包括至少一个具有第一材料的第一电极，该第一电极具有第一氧化还原电位；第二层，该第二层包括至少一个具有第二材料、金属氧化膜以及吸附在该金属氧化膜上的氧化还原生色团的第二电极，该第二电极具有第二氧化还原电位；以及第三层，该第三层包括至少一个具有第三材料的第三电极，该第三电极具有第三氧化还原电位。该装置还包括：电解质，所述第一层、第二层和第三层与所述电解质接触；第一开关，该第一开关使所述第一层和第二层电连接；第二开关，该第二开关使所述第二层和第三层电连接。所述第一氧化还原电位比所述第二氧化还原电位更负，且所述第三氧化还原电位比所述第二氧化还原电位更正。该方法还包括，通过断开第一开关和第二开关来对显示装置充电。

附图说明

结合附图阅读以下对本发明优选实施方式的详细描述将能更好地理解本发明。为了进行阐述，附图所示为本发明的优选实施方式。但应该理解的是，本发明不限于图中所示的具体布置和手段。附图中：

图1显示了自供电显示器传感器装置的操作原理；