УСТРОЙСТВО ОТОБРАЖЕНИЯ С ФИКСИРУЕМЫМИ ПОДВИЖНЫМИ ИНДИКАТОРНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ Российский патент 2011 года по МПК G09F9/37 B82B1/00 

Область техники

Изобретение относится к устройству отображения с подвижными индикаторными элементами.

Уровень техники

Сами по себе устройства отображения с подвижными индикаторными элементами известны из следующего уровня техники.

В патенте US 4126854 описана система отображения, в которой табло содержит множество частиц, обладающих электрической анизотропией по причине полусферических поверхностных покрытий с различным электрокинетическим потенциалом и по причине их распределения в объеме диэлектрической жидкости. Кроме того, частицы обладают оптической анизотропией по причине полусферических поверхностных покрытий с различными оптическими свойствами, которые могут объясняться цветовыми и другими оптическими свойствами полусферических покрытий. Под воздействием внешнего электрического поля частицы вращаются в соответствии с их электрической анизотропией, образуя индикатор согласно их оптической анизотропии. Индикатор имеет порог чувствительности и средства памяти.

В патенте US 4143103 описан способ изготовления подобного индикатора. Частицы смешиваются со светопропускающей жидкостью, которая затем затвердевает, образуя эластомерный или твердый блок. После затвердевания жидкости блок погружается в пластификатор, который абсорбируется блоком и который способствует тому, чтобы блок немного расширился. Расширение блока создает вокруг каждой частицы полость, заполненную пластификатором, причем полости дают частицам возможность вращаться, образуя индикатор в соответствии с их оптической анизотропией, но не допускают существенного смещения частиц.

Такие известные из уровня техники индикаторы называются также индикаторами с вращающимися элементами. Обычно соответствующее табло содержит вращающиеся элементы, например, цилиндры, полиэдры или шарики. Эти вращающиеся элементы обычно вделаны в твердой подложке, а небольшое пространство между каждым вращающимся элементом и подложкой заполнено жидкостью. Таким образом, элементы свободно вращаются в меняющемся электрическом поле, но не могут перемещаться из одного места в другое.

Если, например, одна полусфера вращающегося элемента черная, а другая белая, то каждая точка изображения может включаться и выключаться за счет приложенного к этому месту электрического поля. С помощью индикатора с вращающимися элементами в особенности может быть реализована так называемая «электронная бумага».

Другие варианты осуществления индикатора с вращающимися элементами, основанные на вращении частиц под воздействием электрического поля, известны, среди прочего, из WO 03/083561 A2, US 4438160, US 5389945, US 5825529, EP 0913803 A2, EP 0942405 A2, EP 1005008 A2 и EP 0994456 B1.

Из US 6340965 B1 известна электронная бумага, так называемый «гирокон», с помощью которой выполняется формуляр для заполнения пользователем с возможностью повторного использования.

Далее, из US 6753999 B2 известна система отображения, в которой движение индикаторных элементов происходит за счет электрофореза.

Из документа Lawrence L.L. "A Magnetic-Particles Display", IEEE Trasactions on Electronic Devices, 22 1975 758 известна система отображения, в которой магнитные частицы по причине магнитного поля поворачиваются в положение индикации.

Общий недостаток таких известных устройств отображения и такой известной электронной бумаги состоит в том, что такая бумага не предназначена для использования под документацию или защищенные от подделок документы, так как индицируемая информация может быть в любой момент заменена другой информацией. Кроме того, время, в течение которого бистабильный индикатор может представлять информацию, ограничено, и информация может быть потеряна по внешним причинам.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в создании улучшенного устройства отображения.

Эта задача решается за счет признаков п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы.

В соответствии с изобретением, создано устройство отображения со множеством индикаторных элементов, которые подвижно расположены для выполнения процесса записи. В отличие от уровня техники, устройство отображения имеет средство для фиксации индикаторных элементов в положениях, которые они занимают после выполнения процесса записи. После фиксации индикаторных элементов, следующий процесс записи не может внести никаких изменений в отображаемую индикатором информацию, так как индикаторные элементы остаются в своих положениях.

Устройство отображения может быть выполнено, например, в виде так называемого дисплея с вращающимися элементами, причем движение индикаторных элементов может происходить за счет электрического и/или магнитного поля. В отличие от известных устройств отображения, основанных на подвижных индикаторных элементах, устройство отображения, предложенное настоящим изобретением, подходит для документов, в особенности для ценных и защищенных документов, удостоверений личности и т.п., так как индицируемая информация не может быть изменена сразу после фиксации индикаторных элементов.

Например, устройство отображения персонализируется для выполнения ценного, защищенного документа или документа, удостоверяющего личность, для чего информация, подлежащая выводу устройством отображения, записывается. Вследствие процесса записи индикаторные элементы переставляются поступательно или вращательно в соответствующие положения. После выполнения процесса записи индикаторные элементы фиксируются там, и, таким образом, отображаемая информация не может быть изменена другим процессом записи.

В одном из вариантов осуществления изобретения, средства для фиксации выполнены для необратимой фиксации индикаторных элементов. При таком варианте осуществления гарантируется, что, например, после персонализации устройства отображения выданная информация ни при каких обстоятельствах не может быть изменена.

В другом варианте осуществления изобретения, средства для фиксации выполнены для обратимой фиксации индикаторных элементов. Таким образом, фиксация индикаторных элементов при определенных обстоятельствах снова может быть снята, и, таким образом, выдаваемая устройством отображения информация может быть изменена.

В случае удостоверения личности, имеющем один из вариантов осуществления устройства отображения по настоящему изобретению, будет преимущественным, если, например, по причине смены места жительства в удостоверение личности будет вноситься изменение адреса. В этом случае фиксация индикаторных элементов снимается авторизованным лицом, чтобы после выполнения новой записи на устройство отображения выдавался измененный адрес. После этого нового процесса записи индикаторные элементы фиксируются заново.

По одному из вариантов осуществления изобретения, фиксация индикаторных элементов происходит за счет химических связей. Например, фиксация происходит за счет полимеризации.

По одному из вариантов осуществления изобретения, индикаторные элементы окружены жидкостью, которая облегчает движение индикаторных элементов для выполнения процесса записи. Эта жидкость содержит мономер, например, метилметакрилат. После выполнения процесса записи полимеризация происходит, например, за счет ультрафиолетового излучения (УФ-излучения) или за счет нагрева. Таким образом индикаторные элементы фиксируются необратимым образом.

По одному из вариантов осуществления изобретения, фиксация индикаторных элементов происходит по причине электростатического взаимодействия, например, за счет водородной связи. Например, для этого на индикаторных элементах иммобилизуются захватывающие молекулы. Фиксация индикаторных элементов происходит при этом, например, за счет гибридизации комплементарных захватывающих молекул.

По одному из вариантов осуществления изобретения, на индикаторных элементах иммобилизуются ветви дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), например, олигонуклеотиды и ДНК, рибонуклеиновая кислота (РНК) и олигомеры, аналогичные ДНК, которые построены из мономеров, аналогичных нуклеозидам, например, пептидно-нуклеиновые кислоты (ПНК) или морфолино-нуклеиновые кислоты. В качестве захватывающих молекул могут также служить гетеро-олигомеры из натуральных нуклеотидов и мономеров, аналогичных нуклеотидам.

По одному из вариантов осуществления изобретения, фиксация индикаторных элементов происходит на основе гибридизации молекул, иммобилизованных на индикаторных элементах, с, по меньшей мере частично, комплементарными молекулами, находящимися в окружении индикаторных элементов. При этом комплементарные молекулы могут быть иммобилизованы на соседних индикаторных элементах и/или на окруженном носителе и/или на полости устройства отображения, и, таким образом, фиксация индикаторных элементов происходит относительно друг друга и/или относительно носителя или полости.

По одному из вариантов осуществления изобретения, комплементарные молекулы гибридизированы при комнатной температуре, и, таким образом, индикаторные элементы зафиксированы. Для выполнения процесса записи сначала должна быть устранена гибридизация, например, за счет того, что устройство отображения будет нагрето. За счет нагрева распадутся межмолекулярные связи, и, таким образом, индикаторные элементы будут подвижными.

По причине этого, возможно выполнение процесса записи, при котором индикаторные элементы перемещаются в их соответствующее положение, определяемое выводимой информацией. После выполнения процесса записи комплементарные молекулы снова гибридизируются за счет того, что устройство отображения, например, охлаждается. При таком варианте осуществления с обратимой фиксацией индикаторных элементов устройство отображения предпочтительно имеет защиту от доступа, и, таким образом, процесс записи может выполняться только авторизованным для этого лицом.

По одному из вариантов осуществления изобретения, захватывающие молекулы имеют по меньшей мере одно, предпочтительно несколько, мест связывания. Таким образом, могут быть достигнуты достаточно высокие молекулярные силы взаимодействия, например, при гибридизации олигонуклеотидов, вследствие чего индикаторные элементы надежно фиксируются. Например, на индикаторных элементах иммобилизуются олигонуклеотиды из 20 оснований.

По одному из вариантов осуществления изобретения, ответные молекулы в гибридизовавшемся состоянии имеют другой цвет, чем в не гибридизовавшемся состоянии. Таким образом, визуально может быть проконтролировано, действительно ли состоялась гибридизация и, тем самым, фиксация индикаторных элементов.

По одному из вариантов осуществления изобретения, рядом с индикаторным элементом предусмотрен контрольный элемент, причем контрольным элементом является конструктивно схожий с индикаторным элементом узел, который вместо обычных частиц, образующих картину, содержит другие частицы, например, металлические наночастицы, в особенности наночастицы благородных металлов. Таким образом, может контролироваться состояние узла (зафиксирован / не зафиксирован) и, тем самым, также состояние соседнего индикатора.

По одному из вариантов осуществления изобретения, индикаторные элементы выполняются с возможностью передвижения за счет электрического и/или магнитного поля в соответствующие положения, определяемые информацией, которая должна быть индицируема.

По одному из вариантов осуществления изобретения, индикаторные элементы имеют шаровидную, сферическую, цилиндрическую или полиэдрическую форму.

По одному из вариантов осуществления изобретения, индикаторный элемент имеет оптическую анизоморфию. Например, индикаторные элементы являются бихроматными или полихромными.

По одному из вариантов осуществления изобретения, используются по меньшей мере два различных вида оптически изоморфных частиц, например, черные и белые частицы. Различные виды оптически изоморфных частиц имеют, например, различные заряды или различное намагничивание, и, таким образом, частицы могут двигаться за счет электрического поля (электрофореза) или за счет магнитного поля.

По одному из вариантов осуществления изобретения, происходит фиксация индикаторных элементов друг с другом, т.е. вступают в силу химические связи и/или межмолекулярные взаимодействия, которые фиксируют индикаторные элементы друг относительно друга.

По одному из вариантов осуществления изобретения, устройство отображения имеет носитель для индикаторных элементов, причем фиксация происходит альтернативно носителю или дополнительно к нему.

По одному из вариантов осуществления изобретения, носитель имеет полости для индикаторных элементов, причем фиксация происходит относительно стенки полости или матрицы.

По одному из вариантов осуществления изобретения, индикаторные элементы находятся в жидкости, которая облегчает движение индикаторных элементов для выполнения процесса записи. Жидкость содержит средства для фиксации индикаторных элементов, например, мономер или комплементарную молекулу для гибридизации.

В другом аспекте изобретение относится к документу, который содержит устройство отображения по настоящему изобретению или образован за счет него. Этим документом может быть, например, ценный или защищенный документ, такой как банкнота или банковская карта, и/или идентификационный документ, например удостоверение личности или паспорт.

В другом аспекте изобретение относится к так называемой смарт-карте. Смарт-карты называют также переносными носителями данных. Смарт-карта имеет устройство отображения по настоящему изобретению.

В другом аспекте изобретение относится к электронной бумаге. Электронная бумага образуется за счет устройства отображения по настоящему изобретению. По сравнению с известной из уровня техники электронной бумагой, электронная бумага по настоящему изобретению имеет преимущество в том, что она предназначается также для документации, так как индикаторные элементы могут быть зафиксированы после выполнения процесса записи.

По предпочтительному варианту осуществления изобретения, устройство отображения по настоящему изобретению или документ по настоящему изобретению, чип-карта или электронная бумага имеют электронную память для сохранения индицируемой информации, а также электронные средства для настройки устройства отображения, и, таким образом, отображается информация. Предпочтительно предусмотрено криптографический модуль, который служит в качестве защиты от несанкционированного доступа для электронной памяти, и, таким образом, процесс записи может быть выполнен только авторизованным для этого лицом. По другому варианту осуществления, отображаемая информация индикатора может быть считана самой смарт-картой.

По одному из вариантов осуществления изобретения, бесконтактный и/или контактный интерфейс служит для переноса информации, подлежащей отображению, в электронную память.

По одному из вариантов осуществления изобретения, электроды, создающие поле для движения индикаторных элементов, являются частью устройства отображения. Альтернативно этому, устройство отображения имеет только один такой создающий поле электрод, причем другой электрод вносится снаружи к устройству отображения, чтобы выполнить процесс записи. По другому варианту осуществления, устройство отображения не имеет никаких средств, создающих поле. Они подводятся к устройству отображения для выполнения процесса записи.

В другом аспекте изобретение относится к прибору для персонализации документа, смарт-карты или электронной бумаги, причем прибор содержит предложенное настоящим изобретением устройство отображения или образован им. Прибор имеет средства для выполнения фиксации индикаторных элементов, и, таким образом, положение индикаторных элементов зафиксировано необратимым или обратимым образом после выполнения процесса записи. Например, для этого прибор имеет УФ-лампу, чтобы инициировать полимеризацию, или приспособление для терморегулирования, чтобы за счет повышения температуры прекратить гибридизацию комплементарных молекул, вследствие чего индикаторные элементы становятся подвижными, или за счет охлаждения способствовать новой гибридизации комплементарных молекул.

В другом аспекте изобретение относится к способу персонализации документа, смарт-карты или электронной бумаги. При этом после выполнения процесса записи выполняется фиксация индикаторных элементов в положении, которое они заняли.

В другом аспекте изобретение относится к компьютерному программному продукту, в особенности к цифровому носителю данных, с выполняемыми инструкциями по осуществлению способа персонализации.

Краткий перечень чертежей

Далее более подробно поясняются предпочтительные варианты осуществления изобретения со ссылкой на чертежи. На них показано следующее.

Фиг.1: первый вариант осуществления устройства отображения по настоящему изобретению с вращающимися бихроматными индикаторными элементами.

Фиг.2: устройство отображения по фиг.1 после фиксации индикаторных элементов.

Фиг.3: вариант осуществления устройства отображения по настоящему изобретению с мономером, находящимся в полости.

Фиг.4: вариант осуществления устройства отображения по настоящему изобретению с монохромными частицами.

Фиг.5 A-D: отдельный индикаторный элемент в варианте осуществления устройства отображения, у которого фиксация происходит на основе межмолекулярных взаимодействий.

Фиг.6: вариант осуществления устройства по настоящему изобретению только с одним электродом, создающим поле.

Фиг.7: вариант осуществления по фиг.6 с другим электродом, приложенным снаружи к устройству отображения.

Фиг.8: вариант осуществления устройства отображения по настоящему изобретению с плотным наполнением индикаторными элементами.

Фиг.9: устройство отображения по фиг.8, после того, как индикаторные элементы зафиксированы друг относительно друга за счет объединения в сеть.

Фиг.10: структурная схема варианта осуществления документа по настоящему изобретению и прибора для персонализации по настоящему изобретению.

Фиг.11: блок-схема, представляющая предпочтительный принцип работы документа или устройства персонализации по фиг.10.

Фиг.12: структурная схема другого варианта осуществления документа по настоящему изобретению и устройства персонализации по настоящему изобретению.

Фиг.13: блок-схема, представляющая предпочтительный вариант осуществления документа или прибора для персонализации по фиг.12.

Осуществление изобретения

Устройство 100 отображения по фиг.1 имеет множество индикаторных элементов 102. На фиг.1 представлено, в качестве примера, три таких индикаторных элемента 102. В рассматриваемом здесь варианте осуществления индикаторные элементы 102 выполнены шаровидными или цилиндрическими, однако возможны также другие сферические или многогранные формы.

Индикаторные элементы 102 имеют электрическую и соответствующую оптическую анизотропию. Если, например, индикаторный элемент 102 выполнен шаровидным, то одна полусфера 104 индикаторного элемента 102 имеет первый цвет, например, черный, и первый заряд, а вторая полусфера 106 имеет второй цвет, например, белый, и противоположный заряд.

Устройство 100 отображения имеет матрицу 108, в которой выполнены пустоты или полости 110, причем в рассматриваемом здесь варианте осуществления каждая из полостей 110 выполнена для принятия в нее одного из индикаторных элементов 102. Полости 110 имеют чуть больший диаметр, чем индикаторные элементы 102, и, таким образом, индикаторные элементы 102 подвижны в своих полостях 110.

Предпочтительно в полостях 110 находится жидкая среда 112, чтобы облегчить вращательное движение индикаторных элементов 102.

Матрица 108 может представлять собой, например, гибкий эластомер.

Под матрицей 108 находится электрод 114. На противоположной стороне матрицы 108 расположен прозрачный ответный электрод 116. Предпочтительно электрод 114 выполнен в форме матрицы, и, таким образом, отдельные индикаторные элементы 102 могут управляться с помощью числовой и разрядной шин.

Для выполнения процесса записи, за счет подачи соответствующих управляющих сигналов к электродам 114 создаются электрические поля, за счет которых индикаторные элементы 102 поворачиваются в показанные на фиг.1 требуемые положения.

После того как индикаторные элементы 102 повернулись в положение, соответствующее отображаемой информации, индикаторные элементы 102 фиксируются в этих положениях. Например, может быть запущена химическая реакция жидкой среды 112, причем эта химическая реакция приводит к желаемой фиксации.

Кроме того, жидкая среда 112 может содержать мономер, например, метилметакрилат. Для фиксации индикаторных элементов, после выполнения процесса записи может быть инициирована полимеризация этого мономера.

Указанный эффект может достигаться, например, за счет включения источника 118 излучения, который расположен над прозрачным ответным электродом 116. Например, за счет УФ-излучения, исходящего из источника 118 излучения, может быть инициирована полимеризация мономера, находящегося в жидкой среде 112. Таким образом, возникает образование схематично представленных на фиг.2 полимерных соединений 120, которые ограничивают индикаторные элементы 102 по меньшей мере по их вращательной степени свободы за счет соединения со стенкой полостей 110.

Таким образом вращательные положения индикаторных элементов и, тем самым, также выводимая на устройстве отображения информация фиксируются необратимым образом. Даже если далее будут сделаны попытки за счет нового процесса записи вывести на устройстве отображения другую информацию, во время чего будут созданы соответствующие электрические поля от электродов 114, 116, то индикаторные элементы все равно останутся в указанных на фиг.2 положениях, так как по причине полимерных соединений 120 индикаторным элементам ставится препятствие «перевернуться» в их противоположное вращательное положение.

В случае другого такого процесса записи, по причине возможности вращения полимерных соединений 120 хоть и может возникнуть определенное вращение индикаторных элементов 102, но, тем не менее, не возникает переключение или опрокидывание индикаторного элемента 102. После отключения поля для процесса записи полимерные соединения 120 значительно ослабляются, и, таким образом, индикаторные элементы 102 снова поворачиваются обратно в определенные для них положения.

Фиг.3 показывает другой вариант осуществления устройства отображения. Соответствующие друг другу элементы нижеследующих фигур обозначены при этом соответствующими номерами, как на фиг.1 и 2.

В варианте осуществления устройства 200 отображения по фиг.3 фиксация индикаторных элементов 202 происходит за счет химической реакции жидкой среды 212, и, таким образом, она полностью укрепляется. В случае химической реакции речь может идти о полимеризации мономера.

Фиг.4 показывает вариант осуществления устройства 400 отображения, у которого каждая точка изображения образуется множеством монохромных индикаторных элементов 402 или 402'. Каждая из полостей 410 предусмотрена при этом для создания множества точек изображения устройства 400 отображения. В каждой из полостей 410 находится множество индикаторных элементов 402 первого цвета, например, белого, и первого заряда, а также индикаторных элементов 402' другого цвета, например, черного, и противоположного заряда.

Индикаторные элементы 402, 402' подвижны в жидкой среде 412, например, за счет электрофореза. За счет соответствующей настройки электродов 414 и 416 при этом в полостях 410 создаются электрические поля. Таким образом, индикаторные элементы 402 или индикаторные элементы 402' двигаются или по направлению к ответному электроду 416, или по направлению к электроду 414 и собираются там, вследствие чего образуется точка изображения.

После выполнения процесса записи, как показано на фиг.4, индикаторные элементы 402 или 402' могут быть зафиксированы, например, посредством выполнения химической реакции жидкой среды 412. Также и в этом варианте осуществления фиксация может происходить за счет полимеризации мономеров, находящихся в жидкой среде 412.

Фиг.5 показывает в качестве примера отдельный индикаторный элемент 502 устройства 500 отображения.

На поверхности индикаторного элемента 502 закреплены, т.е. иммобилизованы захватывающие молекулы 522. На стенке полости 510 или в матрице иммобилизованы захватывающие молекулы 524, которые по меньшей мере являются частично комплементарными по отношению к захватывающим молекулам 522.

При комнатной температуре гибридизируются по две комплементарных захватывающих молекулы 522, 524, и, таким образом, возникают соединения 520 между стенкой полости 510 и индикаторным элементом 502, как показано на фиг.5А. За счет этих соединений 520 индикаторный элемент 502 ограничен по меньшей мере по своей вращательной степени свободы.

Для выполнения процесса записи устройство 500 отображения нагревается до повышенной температуры, например, 80°С, и, таким образом, соединения 520 распадаются, как показано на фиг.5В. По причине распада соединений 520 индикаторный элемент 502 может вращаться теперь в жидкой среде 512 внутри полости 510 для выполнения процесса записи. Результат процесса записи представлен на фиг.5С, в связи с чем индикаторный элемент 502 перевернут в свое обратное положение. Индикаторный элемент 502 показывает, тем самым, черную точку изображения вместо белой.

Для новой фиксации индикаторного элемента 502 устройство 500 отображения снова охлаждается, например, до комнатной температуры, и, таким образом, захватывающие молекулы 522, 524 снова гибридизируются, и связи 520 снова восстанавливаются, что представлено на фиг.5D.

Например, в случае захватывающих молекул 522, 524 речь идет о, по меньшей мере частично, комплементарных олигонуклеотидах. При комнатной температуре комплементарные олигонуклеотиды имеют форму двойной спирали и, таким образом, образуют соединения 520. Соединение 520 образуется предпочтительно за счет преимущественно примерно 20 пар оснований.

За счет повышения температуры соответствующая двойная спираль расплавляется, вследствие чего снова возможно свободное вращение индикаторного элемента 502 (ср. здесь фиг.5В и 5C).

С помощью захватывающих молекул 522, 524 возможна, таким образом, обратимая фиксация индикаторных элементов 502 устройства 500 отображения. Предпочтительно предусмотрен защитный механизм, и, таким образом, процесс записи может быть выполнен только после удачной аутентификации, которая проведена до этого. Соответствующие варианты осуществления поясняются далее более подробно со ссылками на фиг.10-13.

По одному из вариантов осуществления, одна из захватывающих молекул может быть изначально не быть свободной, и, таким образом, между обеими молекулами, например, по стерическим причинам не может возникнуть взаимодействия. Если теперь за счет какого-нибудь процесса, например, предпочтительно за счет светоиндуцированной реакции, защитная группа отделится от захватывающей молекулы, то связь может возникнуть по принципу «замок-ключ». Возможные варианты осуществления могут содержать биотин и авидин (а также дериваты) или антитела и антиген. Подходящие защитные группы могут быть взяты из уровня техники, например, из учебников по органической химии или по биохимии и являются известными для специалистов.

По одному из вариантов осуществления, захватывающие молекулы 522, 524 выбираются так, что их гибридизация приводит к изменению цвета. За счет этого визуально можно легко проконтролировать, закреплены ли уже индикаторные элементы 502 или нет.

По другому варианту осуществления, для изготовления контрольного индикаторного элемента захватывающие молекулы 522, 524 могут быть, например, соединены с наночастицами золота. В качестве захватывающих молекул могут использоваться, например, олигонуклеотиды. В гибридизированном состоянии за счет взаимодействия плазмонов получается другой цвет, чем в свободном состоянии.

Далее, за счет целенаправленного выбора олигонуклеотидов может быть определена температура, при которой распадаются соединения 520. Эта температура может быть выбрана в зависимости от длины олигонуклеотидов, длины их комплементарной области и/или дефектов комплементарной области. Правильная переходная температура, при которой распадаются соединения 520, может представлять собой еще одну степень защиты.

Фиг.6 показывает вариант осуществления устройства 600 отображения, которое имеет один электрод 614, но не имеет ответного электрода. Для выполнения процесса записи применяется записывающее устройство с ответным электродом 616 или пишущий элемент, представляющий собой ответный электрод.

На фиг.7 пунктирной линией показан ответный электрод внешнего записывающего устройства. После выполнения процесса записи ответный электрод 616 может быть удален. Перед или после удаления ответного электрода, но после выполнения процесса записи выполняется фиксация индикаторных элементов 602, и, таким образом, возникают соединения 620, например, за счет образования химической связи или за счет межмолекулярного взаимодействия.

Фиг.8 показывает вариант осуществления устройства 800 отображения с плотным наполнением индикаторными элементами 802, которые расположены непосредственно рядом друг с другом. Область между электродом 814 и ответным электродом 816 заполняется индикаторными элементами 802 и жидкой средой 812, которая окружает индикаторные элементы 802.

За счет соответствующего выполнения фиксации индикаторных элементов 802 образуются химические или молекулярные связи 820 между индикаторными элементами 802. Дополнительно к этому, такие связи 820 могут быть образованы также между индикаторными элементами 802 и электродом 814 или ответным электродом 816.

Фиг.10 показывает вариант осуществления документа 1026 с устройством 1000 отображения, в случае которого речь может идти об одном из вариантов осуществления фиг.1-9.

Документ 1026 имеет драйвер 1028 для устройства 1000 отображения. Драйвер 1028 генерирует соответствующие управляющие сигналы для электродов устройства 1000 отображения, и, таким образом, индикаторные элементы устройства 1000 отображения передвигаются в положения, определяемые отображаемой информацией.

Кроме того, документ 1026 имеет криптографический модуль 1030, который служит для предотвращения несанкционированного доступа к электронной памяти 1032. Электронная память 1032 является предпочтительно энергонезависимой памятью, которая служит для сохранения информации, которая должна отображаться на устройстве 1000 отображения.

По одному из вариантов осуществления по настоящему изобретению, в качестве энергонезависимой памяти 1032 может использоваться также индикаторный элемент 1000, в котором считывается стабилизированное за счет фиксации электростатическое поле индикаторного элемента.

Бесконтактный и/или контактный интерфейс 1034 соединен с криптографическим модулем 1030. Бесконтактный и/или контактный интерфейс 1034 служит для приема сигналов от устройства 1036 для персонализации, которое имеет соответствующий бесконтактный и/или контактный интерфейс 1038.

Устройство 1036 для персонализации имеет по меньшей мере один процессор 1040 для выполнения инструкций программы 1042. Например, с помощью клавиатуры 1044 пользователь может ввести информацию, которая должна выдаваться на устройстве 100 отображения.

Устройство 1036 для персонализации содержит приспособление 1046 для приведения в действие фиксации индикаторных элементов устройства 1000 отображения. Например, в случае приспособления 1046 речь может идти о УФ-лампе, чтобы вызвать полимеризацию (ср. здесь в особенности варианты осуществления фиг.2, 3 и 4).

Предпочтительно устройство 1036 для персонализации имеет функцию ввода и/или сохранения криптографического ключа 1048.

Для выполнения персонализации документ 1026 помещается в устройство 1036 для персонализации под его приспособление 1046. Пользователь запускает программу 1042 и вводит в устройство 1036 для персонализации персональную информацию, например, фамилию и место жительства владельца документа 1026.

Через бесконтактный и/или контактный интерфейсы 1034, 1038 и с использованием криптографического модуля 1030 выполняется протокол аутентификации с применением криптографического ключа 1048. После успешной аутентификации пользователя персональная информация передается от устройства 1036 для персонализации через бесконтактный и/или контактный интерфейсы 1038, 1034 на документ 1026 и там сохраняется в электронной памяти 1032.

Драйвер 1028 соответствующим образом управляет устройством 1000 отображения, и, таким образом, персональная информация выдается на устройстве 1000 отображения. После этого активируется устройство 1046, т.е., например, включается УФ-лампа, чтобы фиксировать индикаторные элементы устройства 1000 отображения.

Вариант осуществления соответствующего способа представлен на фиг.11. На шаге 1100 происходит ввод персональной информации.

Затем, на шаге 1102 происходит аутентификация и/или проверка полномочий для выполнения процесса записи. При этом может быть проверено, имеет ли устройство для персонализации права на такую операцию (авторизация) и/или аутентифицирован ли для этого пользователь устройства для персонализации. В соответствии с этим, для аутентификации и/или авторизации можно работать с одним или несколькими криптографическими ключами, которые оцениваются криптографическим модулем (см. криптографический модуль 1030) документа.

После успешной аутентификации и/или авторизации, на шаге 1104 происходит передача персональной информации от устройства для персонализации к документу и ее сохранение в его электронной памяти.

На шаге 1106 происходит процесс записи, т.е. полученная от документа персональная информация выдается на его устройстве отображения. На шаге 1108 приводится в действие фиксация индикаторных элементов, чтобы «заморозить» информацию, выданную на устройстве отображения.

Фиг.12 показывает вариант осуществления документа 1226 и устройства 1236 для персонализации. По варианту осуществления фиг.12 документ 1226 содержит, в основном, индикатор 1200. Дополнительно к этому, документ 1226 может иметь контрольный индикатор 1250, который схож с индикатором 1200 по конструкции, но предпочтительно меньше него.

Процессор 1240 устройства 1236 для персонализации наряду с выполнением программы 1242 также служит для выполнения программы 1252 по выполнению аутентификации и/или авторизации с помощью криптографического модуля 1230, и, таким образом доступ на чтение или запись к электронной памяти 1232 предоставляется только после успешной аутентификации и/или авторизации.

Устройство 1200 отображения или контрольный индикатор 1250 выполнены здесь предпочтительно в соответствии с вариантом осуществления фиг.5. В соответствии с этим, в случае устройства 1246 речь идет об устройстве терморегулирования, которое предусмотрено для того, чтобы за счет увеличения температуры распались межмолекулярные взаимодействия и/или за счет охлаждения побудить молекулы к гибридизации.

Для персонализации документа 1226 поступают следующим образом.

Документ 1226 помещается в устройство 1236 для персонализации, и, таким образом, электрод 1216 прилегает к устройству 1200 отображения, чтобы иметь возможность произвести необходимое электрическое поле для вращения индикаторных элементов.

После удачной аутентификации и/или авторизации пользователя устройства 1236 для персонализации с помощью программы 1252 и криптографического модуля 1230 пользователь через программу 1242 вводит персональную информацию в устройство 1236 для персонализации. Например, программа 1242 предоставляет для этого соответствующий трафарет.

Персональная информация сохраняется в электронной памяти 1232. После того как устройство 1246 довело документ 1226 до температуры, при которой распались междумолекулярные взаимодействия, и, тем самым, индикаторные элементы подвижны, драйвер 1228 подстраивает электрод 1216 в соответствии с персональной информацией, записанной в памяти 1232, вследствие чего она выдается на устройстве 1200 отображения.

Затем документ 1226 может быть извлечен из устройства 1236 для персонализации.

Для опционального контрольного индикатора 1250, а также для устройства 1200 отображения используются, по существу, идентичные конструкции. Контрольный индикатор 1250 отличается, однако, тем, что в гибридизовавшемся состоянии и в не гибридизовавшемся состоянии он имеет различные цвета. Путем рассмотрения контрольного индикатора 1250 может быть легко установлено, состоялась ли гибридизация на основе охлаждения документа 1226 до температуры окружающей среды или нет, а именно как в контрольном индикаторе 1250, так и в устройстве 1200 отображения.

Устройство для персонализации может иметь также датчик для установления изменения цвета. В этом варианте осуществления документ 1126 может быть извлечен из устройства для персонализации только после того, как будет выполнено изменение цвета, индицирующее гибридизацию.

Фиг.13 представляет вариант осуществления такого способа посредством блок-схемы. На шаге 1300 происходит ввод персональной информации. На шаге 1302 происходит аутентификация и/или авторизация. После успешной аутентификации и/или авторизации персональная информация сохраняется в электронной памяти устройства для персонализации, которое защищено криптографическим модулем.

На шаге 1304 документ доводится до температуры, при которой индикаторные элементы подвижны. Затем, на шаге 1306 следует процесс записи персональной информации, а далее, на шаге 1308, охлаждение документа, чтобы за счет новой гибридизации зафиксировать индикаторные элементы и, тем самым, персональную информацию.

Вариант осуществления по фиг.12 и 13 особенно предпочтителен для децентрализованной выдачи и актуализации документов, удостоверяющих личность, например, удостоверений личности и паспортов. Прежде всего, варианты осуществления по фиг.12 и 13 позволяют выполнять в документе, удостоверяющем личность, изменения адреса, внесенные задним числом, изменения фамилии и т.п., так как фиксация индикаторных элементов обратима.

Однако настоящее изобретение ни в коем случае не ограничивается документами, удостоверяющими личность, а может применяться и для других целей, например, для так называемых смарт-карт и электронной бумаги.

Изобретение относится к устройству отображения с подвижными индикаторными элементами. Задачей изобретения является создание улучшенного устройства отображения, предназначенного для использования под документацию или защищенные от подделок документы. Устройство отображения содержит множество индикаторных элементов, расположенных подвижно для выполнения процесса записи. Устройство отображения также содержит средства для фиксации индикаторных элементов в положениях, которые они занимают после выполнения процесса записи. При этом средства для фиксации выполнены с возможностью создания химических связей или на основе межмолекулярных взаимодействий за счет иммобилизации захватывающих молекул на индикаторных элементах. Техническим результатом изобретения является создание улучшенного устройства отображения, предназначенного для использования под документацию или защищенные от подделок документы. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Устройство отображения, содержащее множество индикаторных элементов (102; 202; 402; 502; 602; 802), расположенных подвижно для предоставления возможности выполнения процесса записи, а также содержащее средства (112, 120; 212; 412; 512, 520, 522, 524; 612; 812; 1046; 1246) для фиксации индикаторных элементов в положениях, которые они занимают после выполнения процесса записи, отличающееся тем, что средства для фиксации выполнены с возможностью создания химических связей (120; 620) или на основе межмолекулярных взаимодействий (520) за счет иммобилизации захватывающих молекул на индикаторных элементах.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства для фиксации выполнены с возможностью необратимой фиксации индикаторных элементов.

3. Устройство по одному из пп.1 или 2, отличающееся тем, что средства для фиксации выполнены с возможностью обратимой фиксации индикаторных элементов.

4. Устройство по одному из пп.1 или 2, отличающееся тем, что средства для фиксации индикаторных элементов выполнены на основе гибридизации по меньшей мере частично комплементарных молекул.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что одна из комплементарных молекул имеет по меньшей мере одно основание, предпочтительно по меньшей мере 10 оснований, особенно предпочтительно около 20 оснований.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что в структуре содержатся частицы предпочтительно вместо индикаторных элементов, причем указанные частицы изменяют цвет в зависимости от того, находятся ли они в гибридизированном или негибридизированном состоянии.

7. Устройство по одному из пп.1, 2, 5, 6, отличающееся тем, что индикаторными элементами являются наночастицы.

8. Устройство по одному из пп.1, 2, 5, 6, отличающееся тем, что индикаторные элементы подвижны по меньшей мере в одной вращательной и/или поступательной степени свободы, и причем фиксация происходит относительно по меньшей мере одной из степеней свободы.

9. Документ, содержащий по меньшей мере одно устройство (100; 200; 400; 500; 600; 800; 1000; 1200) отображения по одному из пп.1-8, причем за счет фиксации индикаторных элементов документ персонализирован или выполнен с возможностью персонализации.

10. Смарт-карта, содержащая по меньшей мере одно устройство (100; 200; 400; 500; 600; 800; 1000; 1200) отображения по одному из пп.1-8.

11. Способ персонализации устройства отображения, по одному из пп.1-8, содержащегося в документе, в особенности ценном или защищенном документе, например, документе, удостоверяющем личность, смарт-карте или электронной бумаге, содержащий следующие шаги:
- выполняют процесс записи,
- выполняют фиксацию индикаторных элементов в положениях, которые они занимают после выполнения процесса записи, причем фиксацию выполняют с возможностью создания химических связей или на основе межмолекулярных взаимодействий за счет иммобилизации захватывающих молекул на индикаторных элементах.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что фиксацию выполняют за счет источника излучения.

13. Способ по одному из пп.11 или 12, отличающийся тем, что фиксацию выполняют за счет терморегулирования индикаторного устройства.