帶有可視指示器的射頻識別器件的製作方法

2023-08-12 14:35:06

專利名稱：帶有可視指示器的射頻識別器件的製作方法
技術領域：
0001本發明涉及射頻識別(RFID)器件。
背景技術：
0002射頻識別(RFID)標籤(tag)及標記(label)(本說明書屮 統稱為"器件")被廣泛用於使物體與識別碼相關聯。射頻識別器件-般具有天線與模擬和/或數字電子設備的組合，上述設備例如可包括通 信電子設備，數據存儲器，和控制邏輯。例如，射頻識別標籤與汽車 中的安全鎖結合使用，用於建築物的出入控制，以及用於跟蹤庫存品 和包裹。射頻識別標籤和標記的一些實例記述於美國專利第6,107,920 號、第6,206,292號及第6，262，692號中，在此以引用方式將所有上述專 利的全部內容併入本文。
0003如上所提，RJFID器件一般是被分類為標記或標籤。RFID標記 是有粘附力的RFID器件或者是具有直接附著在物體上的表面的RFID 器件。相比之下，RFID標籤是利用其它方法固定到物體上的，例如利 用塑料緊固件、細繩或者其它緊固裝置。不過，在此提及的射頻識別 器件在某種程度上可以互換地指代"標籤"或者"標記"。
0004在激活、讀取、和/或檢測RFID器件中，射頻(RF)場一般在 一個相當長的範圍內發送，即在中間自由空間上發送。因此，器件的 檢測是在一個相當大的區域上進行的，而且在器件的讀取和檢測中的 空間分辨將可能是困難的。
0005關於RFID器件的一個已經被提高的關注是它們超長途可被讀
取的能力可能會涉及到協帶有某種物體的人的隱私問題，其中在這種 物體上附著或耦連著RFID器件。應該理解的是，有關可能的跟蹤或者 其它隱私相關的問題的擔憂可能會抑制一些用戶使用RFID器件。所以，應該理解對於RFID器件非常期望能夠避免上述問題。

發明內容
0006根據本發明的一個方面，射頻識別器件包括顯示器，該顯示 器選擇性地顯示一個或者多個可視指示器。 一個或者多個可視指示器 的顯示器會根據射頻識別器件的運行狀態而被激活。
0007根據本發明的另一個方面，射頻識別器件包括電致變色顯示 器，其可操作地耦連於該器件的晶片。
0008根據本發明的又一個方面，射頻識別器件包括顯示器，該顯 示器用來顯示射頻識別器件的運行禁能的可視指示。
0009根據本發明的又一個方面，射頻識別器件包括顯示器，該顯 示器用於顯示一個可視指示器，只有當使用人類正常可視波長範圍之 外的光時，該可視指示器是可讀取的(即，紫外線光和/或紅外線光)。
0010根據本發明的又一個方面，射頻識別器件包括晶片；與該 晶片可操作地耦連的天線；以及與該晶片可操作地耦連的顯示器。天 線被配置成接收能量為晶片提供功率。天線被配置成接收要被傳送到 晶片上的信息信號。顯示器包括可視指示器，該可視指示器提供了器 件的運行狀態的可視指示。
0011根據本發明的另一個方面，射頻識別器件包括晶片；與該 晶片可操作地耦連的天線；以及與該晶片可操作地耦連的顯示器。天 線被配置成接收信息信號並傳遞到晶片。顯示器包括可視指示器，該 可視指示器提供器件的正常運行狀態被禁能的可視指示。
0012根據本發明的又一個方面，使用射頻識別(RFID)器件的方 法包括步驟使器件的正常運行狀態禁能，從而置器件於一種禁能狀 態；並在器件的顯示器上顯示一個可視指示，其中該可視指示指出禁 能狀態。
0013為了實現前面所述以及相關的目的，本發明包括在下文中全 面描述的特徵，特別是在權利要求中指出的特徵。下面的說明書和附 圖詳細闡述了本發明的某些說明性的實施例。然而，這些實施例僅顯 示了使用本發明原理的各種方式中的少數方式。結合附圖，通過本發 明下面的具體描述，本發明的其它目的、優點和新穎的特徵將變得顯而易見。


0014在附圖(其不一定是成比例的)中0015圖1是根據本發明的一個RFID器件的斜視圖；0016圖2是圖1的RFID器件的一種可能配置的框圖；0017圖3為一原理圖，示出了RFID閱讀器/檢測器與圖1中的RFID 器件的交互作用；
0018圖4A是圖1的RFID器件的一個替代配置的示意說明；0019圖4B是可以作為根據本發明的RFID器件一部分的電壓倍增器 的示意說明；
0020圖4C是根據本發明的，可以為一個RFID器件的一部分的一個 電壓轉換器的示意說明；
0021圖4D是圖1的RFID器件的另一種可能配置；0022圖5是說明圖1的RFID器件的顯示器的運行中的一些步驟的高 級別流程0023圖6示意性地說明可能用於圖1的RFID器件的電致變色顯示器；0024圖7示意性地說明可能用於圖1的RFID器件的液晶顯示器；0025圖8是根據本發明的一種RFID器件的平面視圖，其使用熱致變 色顯示器；
0026圖9示意性地說明可能用於圖1的RFID器件的化學反應材料顯 示器的配置；
0027圖10和11是在圖1的RFID器件使用中可以顯示的兩種可能的可 視指示器；
0028圖12和13分別圖示說明圖1的RFID器件可用的顯示器的一部分 的隱藏和顯示的信息；以及
0029圖14示意性說明根據本發明的另一種類型的RFID器件，其 帶有與天線和晶片集成在一起的顯示器。
具體實施例方式
0030
一種RFID器件，包括一個晶片， 一個與晶片可操作地耦連的天線，和一個與晶片可操作地耦連的可視指示器。可視指示器提供器 件運行狀態的一個可視指示。可視指示器可以被人可讀和/或被機器可 讀，並可以提供依賴於器件運行狀態中的變化的可視指示。觸發可視 指示器的運行狀態，可以包括晶片暫時或者永久地被反映為不運行或 者禁能的狀態，即，晶片中不再反映或者交互作用於正常輸入的射頻 信號(如來自於一個器件讀寫器的射頻信號)的狀態。可視指示器可 以包含於顯示器中，該顯示器通過多種合適的機構中的任何一種來運 行，如通過使用電致變色材料、熱致變色材料、液晶材料或者化學反 應的材料。可視指示可以包括廣泛的各種人可讀和/或機器可讀的指示， 例如，包括字、符號、和/或顏色、和/或通過隱藏和/或顯示潛在的人可 讀或機器可讀的指示物。包括可視指示器的顯示器可以有一單個可改 變單元，或者可以有多個單元。帶有多單元的顯示器可以被配置成示
出不同的單元組合，以提供RFID器件的不同運行狀態的可視指示。帶 有可視指示器的器件可以針對廣泛的各種不同目的，被用來傳達關於 運行狀態的各種廣泛的不同信息。RFID器件的一種可能的使用是當 器件收到指示器件將禁能自己進一步運行的信號之後使器件永久禁能 時，提供一種可視指示。這種器件無效的可視指示有助於減輕關於RFID 器件的隱私顧慮。
0031參照圖l， RFID器件10包括一個晶片12， 一個耦連到晶片12 的天線14，和一個耦連到晶片12的顯示器16。顯示器16包括一個可視 指示器18，其提供一個人可讀和/或機器可讀的RFID器件10的運行狀態 的可視指示。可視指示器18可以指示晶片12的運行狀態。RFID器件IO 的所有組件12—18可以固定在合適的襯底20上。
0032"應答器晶片"或者"晶片"被定義為用於提供合適的交互作用的 一個器件，其通過天線，與外部器件(如閱讀器)進行通信。晶片可 以包括所有各種合適的電子器件，例如電阻、電容、電感、電池、存 儲器件以及處理器。應該意識到的是，大量各種可用於RFID器件的應 答器晶片已廣為人知。術語"應答器晶片"意於包括可以在複雜性和功 能性方面有很大變化的廣泛的這種器件。
0033天線14可以是所有多種適用於RFID器件的合適類型天線中的 任意一種。合適類型天線的例子包括偶極天線、迴路天線、槽縫天線、環形天線、和結合了各種類型天線的結構與特性的混合天線。
0034晶片12和天線14可以與通信器件(如RFID器件閱讀器或者檢 測器)以多種合適的方式進行交互作用。RFID器件10可以為一個全無 源器件，其中天線14當被調整時接收為晶片12提供功率的信號，並且， 如果需要以信號幅度調製的形式來將來自應答器的命令提供至晶片。 為了將一個來自RFID器件的信號發送到閱讀器，器件用攜帶數據的信 號來調製它的輸入阻抗。對於低頻標籤，其典型運行於125kHz和 13.56MHz，調製的影響最好描述為出現在閱讀器發射器的負載中的增 加，對於高頻信號，如那些在902 928MHz波段的信號，調製的影響 經常被描述為反射或者後向散射調製的形式。
0035可選擇地，RFID器件10可以是一種半無源RFID器件。與全無 源RFID器件相比，半無源RFID器件不能產生自己的無線電信號。但是， 與全無源器件不同的是，在半無源器件中，晶片12的邏輯功能以及芯 片12的通信功能可以通過電池或者其它的能量存儲器件來提供功率。 與半無源器件的通信和與全無源器件的通信相似，這是因為在這兩種 器件中，通過入射信號反射回到器件閱讀器或檢測器，器件的通信發 生。
0036另一種可選的RFID器件10是有源RFID器件。有源器件包括自 己的電源，如電池，其為晶片12來提供功率，並且用於經由天線14發 射來自晶片12的信號。
0037RFID器件10通過RF信號與外部器件的通信在此稱為RFID器件 IO的正常運行。這種正常運行可以通過信號的反射(對於無源和半無 源器件)或者通過信號的發射(對於有源器件)來實現。通過內部機 構使其暫時或永久地不能夠發送信號(通過反射或發射)的RFID器件 在此稱為處于禁能(disabled)。
0038顯示器16可以是多種合適類型的顯示器中的任何一種。這樣 顯示器的例子包括電致變色顯示器、熱致變色顯示器、液晶顯示器
(LCDs),以及包含有化學反應材料的顯示器。至少這些類型的顯示 器中的一些在下面更為詳細地加以論述。顯示器16可以帶有自己的電 源，如通過電池或電容。替代性地，或者附加的，顯示器16可以使用 相同的有源或無源電源來為晶片12提供功率。0039可視指示器18可以包括可以被人的視覺和/或機器的視覺可讀
或者可檢測的廣泛種類的可視單元中的任一種。可視指示器可以包括 多個分離或可同時啟動的單元，或者可以選擇地為一個單獨的單元。
被提供的可視指示器18可以包括一個或者多個字符的顯示，如字母或 者字的顯示。替代性地，或者附加地，可視指示器18可以包括圖像單 元，如按照固定格式的圖片。可視指示器18可以包括顏色上的變化， 這點可以單獨或者附加在其它類型的可視單元的顯示中。可視指不器 18還可以包括材料發射率的變化，例如，顯示或隱藏可視的指示物， 如放在顯示器16下面的印刷品。這種指示物，例如包括條形碼單元， 可以被印製在襯底20的上面。應該意識到可視指示器18中色彩變化可 以用來隱藏或顯示潛在的物質，例如，以相似色彩所印製的可視單元。 可視指示器18可以包括可視物質，其在普通人眼可見光下是可視的。 替代性地或附加地，可視指示器18可以包括僅在其它類型的光中才是 視覺上可讀的，如紅外線或紫外線。可視指示器18的一個進一步的可 能是諸如條形碼的指示器，其是人的視覺可檢測到的，但是其含義只 有機器或設備可以被譯讀(讀取)，或者只有在機器或設備的幫助下可 以被譯讀(讀取)。
0040RFID器件10可以包括廣泛種類的其它層和域組件。例如，RFID
器件10可以為包括具有可剝離覆蓋層的膠層的標識。作為另外一個例 子，RFID器件10可以包括保護層，其用於保護器件的運行組件，禾口/ 或可以包括一個可印刷層或者區域，例如，用於包括條形碼或其它信 息。
0041圖2示出了RFID器件10的全無源類型的一種可能配置的框圖。 圖3示意性地說明了RFID器件閱讀器或檢測器22與圖2中RFID器件10 之間的交互作用。器件10的天線單元30和32接收器件閱讀器22發送的 信號34和36。由器件閱讀器22發送的信號包括一個未調製的連續波RF 功率信號34，和幅度調製RF指令信號36。未調製的功率信號34為RFID 器件10提供功率，同時指令信號36為器件10的晶片12提供命令。信號 34和36可以被閱讀器22依次地發射，以便能夠為器件10提供功率，並 且能夠詢問或命令RFID器件IO。可選擇地，當減小幅度調製深度數據 信號被使用時，器件10可以接收同時接收功率和命令。
10042信號類型34和36被器件10的天線單元30和32接收。單元32擔 當器件10的電源地。來自天線單元30的信號經過整流器40，並進入到 晶片邏輯塊41中。更為詳細的，來自整流器40的入射信號通過功率端 口42和數據埠44進入晶片邏輯塊41。邏輯塊41的的數據輸出埠48 可以被耦連到一個調製電晶體50來改變器件10的阻抗。調製電晶體50 耦連於天線單元30和32。入射電源信號34為晶片邏輯塊41的運行提供 功率。邏輯塊41遵照入射指令信號36接收到的命令行事。這些指令可 以包括讓邏輯塊41修改存儲單元56中的寄存器。指令還可以包括通過 數據輸出埠48發送一個信號，以便通過調製電晶體50調節阻抗。阻 抗的變化可以被閱讀器/檢測器22根據其對未調製功率信號34的影響來 檢測。擔當電源地功能的天線單元32還耦連到邏輯塊41的地埠60。
0043邏輯塊41可以被配置，以使得當一個預定值置入存儲單元56 中時，開關62閉合(tripped)以通過功率輸出埠64提供高電壓並供給 顯示器16。(一個預定輸入信號可以用來在存儲單元56放置一個值。) 通過電源輸出埠提供的"高電壓"可以是整流電源電壓，如1 2V左右 的電壓。顯示器16還可以耦連到地埠60。通過電源輸出埠64提供 高電壓會引起顯示器的可視指示器18中的變化。所以，器件10被配置， 以使得向存儲單元56中寫入一個預定值也導致可視指示器18的顯示。
0044發送到RFID器件10以觸發可視指示器18的顯示的信號可以是 一個"取消"或"自毀"信號，其使得晶片12的邏輯41的運行禁能。這種信 號的例子可以在技術報告中査到13.56 MHz工業，科學和醫藥頻段l 類射頻識別標籤接口說明書候選推薦，版本l.O.O (13.56 MHZ ISM Band Class 1 Radio Frequency Identification Tag Interface Specification:Candidate Recommendation, Version 1.0.0)(描述一個毀 壞命令)；900 MHz O類射頻識別標籤草案協議說明書(Draft Protocol Specification For a 900 MHZ Class 0 Radio Frequency Identification Tag)
(描述一個取消功能)；以及技術報告860 MHz- 930MHz I類射頻識 別標籤射頻和邏輯通信接口說明書候選推薦，版本1.0.1
(860MHz畫930MHz Class 1 Radio Frequency Identification Tag Radio Frequency & Logical Communication Interface Specification Candidate Recommendation, Version 1.0.1 )。所有這些報告由麻省理工大學自動識另U中心(Auto-ID Center of the Massachusetts Institute of Technology)發 布，所有都可以在www.epcqlobalinc.org在線獲得，Jl在此均以引川力' 式併入本文。
0045晶片12的上述的去激活可以是可逆操作或不可逆操作。而且， 器件0可以被配置成使得僅有一些取消或禁能信號能夠觸發顯示器16 的激活。例如，器件10可以被配置成使得一個密碼、鑰匙或其它特殊 類型的取消命令觸發顯示器16的激活。
0046圖4A圖示說明了一種可能的替代性配置，其用於通過作為邏 輯塊41的一部分的一對輸入/輸出埠65和66，提供可開關的功率給顯 示器16。一對場效應電晶體67和68被耦連到一個系統電源電壓Vdd和一 個系統地電壓Vss。邏輯塊41的一個內部驅動器69為場效應電晶體67和 68提供信號X和Y，以引導期望電壓至埠65和66。信號X和Y可以配 置場效應管67和68以提供同樣的電壓，即Vdd或Vss，給埠65和66， 使得顯示器16兩端沒有跨接電壓差。通過將電源電壓Vdd提供給任一端 口，並將地電壓提供給另外一個埠，信號X和Y也可以被用來在埠 65和66之間提供任一方向(也因此在整個顯示器上的跨接電壓也是如 此)的跨接電壓差。因此顯示器可以在任一方向被驅動。
0047如圖4B和4C中圖示說明，各種形式的電壓轉換器或電壓乘法 器也可以用作器件10的一部分，以增加器件10的電源電壓。圖4B中示 出的電壓乘法器70示出了一個場效應電晶體72，其耦連到電源電壓Vdd 和地電壓Vss。 一對二極體74和75以及一對電容76和77用來增加電壓乘 法器的輸出電壓78。依賴於到達場效應電晶體72的輸入信號X，輸出電 壓78可以達到電源電壓Vdd的兩倍。輸出電壓78可以用來驅動顯示器16
(圖4A)，或被饋送至進一步的電壓乘法器中。
0048圖4C圖示說明了一個電壓轉換器80，其包括耦連到電源電壓 Vdd的電感82。 一個電晶體83耦連到電感82的輸出和地電壓Vss。 一個 二極體84和一個輸出電容86也配置為電壓轉換器80的一部分。從而晶 體管83短接了電感82跨接電源電壓Vdd和地電壓Vss。當通過電感82的 電流變化時，產生一個正比於電流變化率的電壓。電壓的這種變化將 輸出電容86充電為一個較高電壓，由此導致電壓轉換器80產生一個較 高輸出電壓88。
10049電壓轉換器70和80可以以任何合適的方式併入到器件10中。 轉換器70和80可以為晶片12的一部分，或替代性地獨立於晶片12。多 個轉換器可以被使用，如串聯放置，以獲得驅動晶片12和/或、「uV小器16 的期望電壓。
0050圖4D示出了圖2的無源器件的一個變體，其屮增加/一個能呈 存儲器件90，例如一個電池或電容。能量存儲器件90被配置成，使得 其在一個顯示器控制開關92被激活時耦連到顯示器16。能量存儲器件 90中的能量可以用來驅動顯示器16的運行。器件10可以被配置成，以 致當天線單元30和32接收過量功率(超過運行晶片12所需的功率)時， 充電或再充電能量存儲器件90。電壓轉換器94，例如電壓乘法器79(圖 4B)或電壓轉換器80 (圖4C)，可以被包含以提供增加的電壓至顯示器 16和能量存儲器件90。
0051所描述的無源器件10隻是RFID器件10的廣泛的可能配置中的 幾個配置。圖2和4中圖示說明的器件示出了適合於和超高頻射頻能量 一起使用的配置。應該意識到可以使用其它合適的配置於這個頻率或 其它合適的頻率。
0052儘管圖2和4中的RFID器件在上文中均描述為全無源器件，應 該意識到圖4種器件可以相應於一個半無源器件，其中儲能單元70給芯 片12提供功率，同時給顯示器16提供功率。應該意識到已調整到顯示 器16的晶片12和能量存儲器件70的附件可以是一個有源RFID器件的一 部分。
0053圖5示出了圖2和4所示無源RFID器件10的運行中的事件的可能 順序的高級別流程圖。在步驟100中，RFID器件10將其自身保持在一個 循環內，同時等待接收一個指令信號來去激活晶片12的運行。應該意 識到RFID器件10的其它運行可以在這循環內完成。 一旦一個指令信號 被接收到來去激活晶片12，存儲塊或單元56中產生了一個變化，如步 驟102中所指示。在步驟104中，通過功率輸出埠64將電源提供給^ 示器16。該功率可以是與用於晶片12運行的高電壓一樣。該功率可以 通過天線單元30和32接收到的功率信號34來提供。替代性地，對於半 無源晶片，晶片12的運行功率可以由能量存儲器件來提供，如一個電 池或電容，其可以裝配在晶片中，或者在RFID器件10中的其它位置。作為另一替代性地，可以由一種特定的儲能器件70為顯示器16供電。 顯示器16的供電會激活或啟動可視指示器18，提供RFID器件10的運行 狀態變化的可視指示。最後，在步驟108，器件10的阻抗可以通過發送 一個經輸出埠48的信號至調製電晶體50來調節。
0054圖5中的流程圖的步驟僅僅是圖2和4的RF1D器件10 nj運行的 種方式。應該意識到圖5中所示的步驟可以以不同的順序來進行，或如 果適當，其中的一些步驟可以被增加或刪除。作為這種運行的一部分 的一個額外步驟的例子，晶片12可以被配置成發送一個信號(通過反 射或發射)確認預定信號(命令晶片12禁能器件10的這樣一個"取消" 信號)已經被收到並由器件10遵照其行事。
0055輸入到顯示器16的功率的提供可以用廣泛的合適方式來完成。 一種配置晶片12的方式是當一個觸發信號被收到時，高電壓被提供給 顯示器16並被保持。當器件10從閱讀器/檢測器22的功率信號34接收更 多的功率時，這允許可能更新向顯示器16所提供的高電壓。在顯示器 16為可以從周期性的更新中獲益的類型時，這種配置可能是被期望的。
0056另一種配置器件10的方式是只在有限的時間周期內提供卨電 壓給顯示器16。在顯示器16的啟動包括一個不可逆的過程(例如，化 學製品的混合)時，這種配置適合使用。從顯示器16移除高電壓對於 阻止對器件10其它部分的損壞可能是期望的，或對於阻止對顯示器16 不期望的影響可能是期望的。
0057當功率被施加到顯示器16時，可視指示器18可以執行一個永 久地(不可逆的)變化，其生成一個永久的視覺可讀的顯示。作為一 種選擇，可視指示器18上的變化可以是永久的，也可以是僅僅間歇可 顯示的，如僅僅當將RFID器件10接近於一個發射未調製功率信號34的 閱讀器22而被供電時是可顯示的。作為另一個替代性的，當電源加到 顯示器16時，可視指示器18可以經歷一個可逆的變化。 一些其它的過 程，如發送一個不同的電源信號給顯示器16，可以引起可視指示器1S 所提供的指示的反轉。
0058能量存儲器件70可以是顯示器16的一部分，可以是晶片12的 一部分，或者可以獨立於RFID器件IO。能量存儲器件70可以是一個印 制的超級電容器(super capacitor)或者是一個印製電池。能量存儲器件70可以是一個傳統的電池，例如美國明尼蘇達州Cymbet Corporation of Elk Ridge出售的柔性薄膜電池，其在國際公開號為WO 01/73864中進 一步加以說明，在此以引用方式將其全部內容併入。0059接下來是可以用於顯示器16中的一些其它可能的機構的描述。 圖6圖示說明了一種電致變色顯示器116，其是顯示器16的一個版本。 電致變色顯示器116包括在其上具有電解液122的-J3脫120。在i乜解液 122的上面有電致變色材料部分124和126。電致變色材料部分124和126 可以被配置成具有可視指示器18 (圖l)所期望的形狀。導電油墨部分 128和130的上面分別是電致變色材料部分124和126。電源132耦連到導 電油墨部分128和130，來提供一個跨接在導電油墨部分128和130之間 的電位。當電流從電源132流出的時候，電致變色材料124和126變成黑 色並保持為黑色。電致變色顯示器116需要一個少數微小安培量級的電 流和為0.5V量級的電壓。電致變色顯示器116允許在單個步驟中顯示復 雜的形狀顯示，如多個字母。電致變色顯示器116中的顯示可以通過逆 轉顯示器116電極之間的電流而逆轉。
0060電致變色顯示器116可以有其它合適的單元，如合適的電極、 用於為顯示器116運行部分提供保護的合適的層。合適的電致變色材料 包括電致變色金屬氧化物，如W03和摻銻的錫氧化物。應該意識到口丁 以使用廣泛的其它眾所周知的電致變色材料，如合適的金屬、紫精
(viologen)、或本身導電的聚合物。導電油墨128和130可以為銀墨。 電致變色顯示器116的一些或者所有的層可以為可印刷的層。有關電致 變色顯示器的進一步的細節可以在國際公開第WO 01/37244號，美國專 利公開第2002/0171081號及美國專利第4,723，656號,和第4，225,216號中 找到。以上專利和公開的全部內容以引用方式併入本文。
0061圖7示出了顯示器16的一個替代性的配置，液晶顯示器146。 液晶顯示器146包括一對薄膜148和150，例如塑料膜，其封裝顯示器146 的工作部分。薄膜148和150可以封裝一對耦連到電源156的電極152和 154。在電極152和154之間是一間隔裝置160 (如小的塑料球)以及一 種液晶材料164。液晶材料164可以為一種合適的液晶材料，如一種合
適的膽甾型液晶材料，其在一旦施加電場後保持一種期望的狀態。其 中的一個電極152可以為一種透明電極，例如為一種銦錫氧化物電極。另一個電極154可以由帶有添加碳顆粒的銀墨製成。電極154可以包括 色彩，以便與液晶材料164的離散模式色彩匹配。替代性地，電極152 及154都是充分透明的。
0062液晶材料164可以有兩種狀態，第一種狀態中分子是隨機方向
的，光被離散，且材料是不透明的；第二種狀態中液晶分子是朝著電 極152和154所加電場的方向，這使得液晶材料164充分地透明。通過電 力發電機156在電極152和154之間產生的一個足夠大的電壓並引起液 晶材料164重新確定方向，顯示器146可以從一種狀態變為另一種狀態。 因此，液晶材料164可以選擇性地為充分不透明或者充分透明，可以隱 藏或顯示電極154的底下物質。所以，例如電極154的色彩可以被隱藏 或者顯示。應該意識到，諸如字或符號的指示物可以印製在電極154'1'， 或者膜150的其它的地方(如果電極154是充分透明的話)，通過改變液 晶材料164的狀態可以顯示或隱藏這個指示物。
0063
一種合適的反射和雙穩態液晶材料是一種表面穩定膽甾醇型 液晶或SSChLC，其含有下列配方82.1。/。的液晶ZLI-5400-100(Merck)， 5.7%手徵混合物ZLI-4572 (Merck)，以及12.2% CB-15。 5微米的間隔 裝置被用來限定單元隙。所有的襯底都可以被塗上聚醯亞胺，如Nissan Chemical公司的聚醯亞胺SE-610。一種吸收體可以被施加至器件的底表 面上。這樣的一種器件顯示為綠色或黑色。
0064上述技術可以被修改來顯示白色和黑色，其液晶混合物具有 下列配方80.8%液晶ZLI-5400-100 (Merck), 5.5%手徵混合物 ZLI-4572 (Merck)，以及13.7% ZLI-3786 (Merck)。關於液晶材料的進一 步細節可以在美國專利第5,251,048號和第5，625,477號中查到，在此其 全部內容以引用方式併入本文。
0065圖8圖示說明了一種熱致變色顯示器176，其可以作為顯示器 16的另一種選擇。熱致變色顯示器176包括一個導熱材料的電阻軌180， 和熱致變色材料184，其至少位於部分的電阻軌180的上面。電阻軌180 耦連到晶片12的觸點。為電阻軌180提供功率會在軌180中產生電流並 加熱導電材料，和周圍的熱致變色材料184。加熱會引起熱致變色材料 184中色彩的變化，由此提供了一種可視指示器。
0066
一種合適的熱致變色材料的例子是由日本Matsui ChemicalCompany of Kyoto出售的、標號為R45 Matsui公司的材料。應該意識到 很多其它合適的熱致變色材料是可用的，熱致變色材料可以選擇帶有 多種特性中的任一種。應該進一步意識到的是，熱致變色材料184的可 視變化是暫時的，在電流不再施加到電阻軌180上後就會很快褪色。但 是，應該意識到熱致變色顯示器176可以被配置以便於可視指示物是可 恢復的。即，無論何時電源加在RFID器件10上時，電流會重新流過電 阻軌1S0，由此加熱並再一次改變熱致變色材料184的色彩。關於熱致 變色材料的更多細節可以在美國專利第5,600，231號中查到，在此其全 部內容以引用方式併入本文。
0067圖9圖示說明了顯示器16的另一種可能的配置，在這種情況下， 顯示器216包括兩種化學反應材料的混合。顯示器216包括一指示劑材 料218、 一擴散控制層220、 一耦連到電源226的阻擋層222、 一活性層 230。當活性材料230和指示劑材料218混合在一起時顯示器216中發生 色彩變化。阻擋層222最初阻擋活性層230的通過。阻擋層222可以為諸 如石蠟的適合的材料，當被加熱時其失去結構材料。當使用電源226在 阻擋層222兩端供電時，阻擋層222被分解，從而允許活性材料230通過。 活性材料230擴散經過擴散控制層220，最終到達指示劑材料218。 一旦 活性材料230到達指示劑材料218，指示劑218由於化學反應發生了一個 色彩上的變化。擴散控制層220控制反應物230與指示劑218之間的反應 的定時和速度。可以使用許多眾所周知的化學反應材料對
(chemically-reactive pairs of materials)。化學反應材料顯示器216可以
為幾個微米量級的厚度。
0068另一種可能是，顯示器16可以有多個並聯的段，所有的初始 顏色都一樣。在它們被印製的時候，某些段中可能帶有少量合適的化 學抑制劑添加在其中。當顯示器上跨接電壓時，只有那些沒有抑制劑 的段改變顏色，顯示為期望的可視指示器。這些段可能是需要通過 化學分析(以及器件的解構)來預先確定這些段中哪一個應該包含抑 製劑。這樣的顯示器可以提供額外的安全，以防止幹擾器件10的可視 指示器的判定。
0069應該意識到，其它類型的顯示器可以用做顯示器16中的一部 分。例如，可以使用鐵磁流體，鐵磁流體是外觀變化的或者在磁場應體的例子在美國專利公開第
2004/0074973號中有描述，其公布的內容在此以引用方式併入本文。還可以使用電泳顯示器。
0070應該意識到其它單元例如色彩濾光器可以被添加到上述的顯示器以獲得一個期望的視覺效應。其它類型的單元還可以被包括來提供各種視覺效應。例如，可以獲得附加的視覺效應，諸如色彩的變化和間歇性的閃光單元。
0071應該意識到廣泛多種符號可以顯示作為可視指示器，為了指示多種不同的信息。圖10示出了一種指示318的一個例子(字母"X")，其可以被顯示來指示RFID器件的不可操作性。
0072圖ll圖示說明了另一個例子，其中當一個合適的指令被發送到RFID器件10中時， 一個折扣或者賣價320被顯示為一個可視指示器。應該意識到指示一個折扣的顯示指示物可以作為一個推廣宣傳主題中的一部分，例如，為了鼓勵顧客參與其中。另一種可能是條形碼可以被改變來代表一個產品的修改的身份，以便於在一個校驗的過程中把新的價格與產品相關聯。
0073可視指示器的使用在防止偷竊以及商業授權中是有用的，當耦連於器件的物品被賣出的時候，RFID器件10中的功能被啟動，以便於一個永久性的可視指示器被顯示，或者一個可恢復指示器被顯示。因為商品缺少永久性或暫時性(可恢復的)的可視指示器指示正確的交易已經被進行過時，可以防止不適當獲得的商品的返回退款。此外，一個顯示器可以被配置成提供一個可視指示器來指示一個產品的訂貨來源。這樣的一個可視指示器可以協助防止半黑市商品的銷售。
0074如圖12和13中所圖示說明的，可視指示器可以用來在顯示器16啟動時獲取一個信息。如圖12中所指示，顯示器16可以隱藏一些潛在的信息，如潛在的印製信息。 一旦顯示器16被激活，例如通過去激活RFID器件IO (圖l)的晶片12功能來激活，則顯示器16可以顯示潛在的信息材料，如產品的序列號330。
0075圖14示出了另一個實施例，其中一個RFID器件410帶有一個晶片412，該晶片具有在晶片412上安裝的一個天線414和一個顯示器。在晶片412的上表面上的是天線414，其可以是環形天線、低頻天線或高頻天線。天線414被可操作地耦連到晶片412上。顯示器416的一個地電極422和一個輸入/輸出電極424也耦連到晶片412的相應埠。地電極422可以是一個透明電極，由合適的材料如銦錫氧化物製成。顯示器材料426位於電極422和424之間，以使得當一個電壓差加到電極422和424上時， 一個可視指示器顯示在顯示器416上。
0076RFID器件410提供一個緊湊且不突出的方式來指示器件410的狀態的變化。顯示器材料426可以為合適的紫外線響應材料。器件410可以被配置以便於材料426相對於物體(如一個可銷售的產品)僅在某些條件下(如當物體沒有在正當地賣出、註冊或清除時)是可見的。
0077帶有可視顯示器16的RFID的另一種潛在的應用是附著在空運貨櫃上的RFID器件標籤的領域。通常需要在飛機飛行的過程中這種器件可操作性是禁能的，這是因為擔憂可操作的RFID器件可能會干擾飛機的運行，例如幹擾飛機控制系統或飛機通信系統的運行。具有RFID器件的運行狀態的一個可視指示可以方便於確認器件在飛機飛行前是禁能，例如通過發送一個信號給器件以使得器件暫時中止正常的運行，例如通過進入一個"睡眠"模式。可視指示器還可以方便的確認器件正常運行狀態的恢復。器件正常運行狀態的恢復可以通過例如給器件發送一個特定的"覺醒"信號來完成。
0078RFID10的一個進一步的可能應用為在一個彩票或其它形式的賭博介質上生成一個編號或符號，且為根據命令可視的。改變狀態的命令可以僅在下列狀況時發布當付款已經被審定時(例如在銷售終端的一個電子銷售點)，當錢已經被轉移到彩票操作者手中時，以及當特別是票或其它的形式的預定變化顯示碼從一個彩票或審定公司收回時。
0079另一個可能的應用是可重複使用的交通工具票，如汽車或火車票或費用卡(fare card)。併入到這種票或者費用卡中的器件10的顯示器16可以顯示剩餘乘坐的次數或者票或卡上仍然可用的費用數量的指示。這樣的一個顯示器可以是一簡單彩色改變器件，其(例如)在票或卡的可用車費量被用完時從綠色變為黃色變為紅色。當然，更多準確的信息通過更為複雜的顯示器是可顯示的。這樣的一個顯示器可以在票或卡充值時是可逆的。0080軟體或其它產品在運送時包括一個RFID器件IO，該RFID器件IO隱藏物品使用所必需的碼。器件10可以被配置成在一個銷售點處改變其狀態，以使得碼可見，從而使得產品可用。因為這種產品沒有這個碼是無用的，由此可以防止這種產品的偷竊或其它轉移。器件10可以被配置成進一步的預防，以致試圖轉移隱藏層會破壞潛在的碼，例如潛在的印製碼。
0081從前面所述應該意識到，顯示器6的可視指示器18可以用於多種應用中，當由RFID器件10的一些運行狀態進行觸發時，其可以通信信息。信息可以包括晶片12或器件10作為一個整體的可運行性，或者替代性地簡單指示晶片12的內部存儲單元或邏輯塊的狀態。可視指示器18可以用來直接通信關於RFID器件10的運行狀態的信息。替代性地或補充地，可視指示器18可以用來傳達多種補充信息，如由於某些原因不能被RFID器件10的初始閱讀者知道的信息。
0082雖然參照某一實施例或某些實施例對本發明進行了說明和描述，但是，在閱讀和理解這一說明書和附圖之後，本領域的其它技術人員會想到等效的更改和修改是很顯然的。尤其是關於上述部件(元件，組件，器件，組成等)完成的各種功能，用以描述這些部件的術語(包括提到的"方法")，如不另外指明，旨在對應執行所述部件的特定功能(即，其在功能上是等效的)的任一部件，即使結構上不等同於執行在此闡述的本發明的一個或多個示範性實施例中的功能的公開結構。另外，雖然可能已經在上面關於僅一個或多個闡述的實施例描述了本發明的特殊特徵，但是這種特徵可以與其它實施例的一個或多個其它特徵結合，這對於任一給定的或特殊的應用而言可能是期望或者是有優勢的。
2權利要求
1.一種附連到空運的容器或產品上的標籤，所述標籤包括射頻識別器件即RFID器件，所述RFID器件(10，410)包括晶片(12，412)；天線(14，414)，其可操作地耦連於所述晶片(12，412)；以及顯示器(16，116，146，176)，其可操作地耦連於所述晶片(12，412)；其中所述天線(14，414)被配置成接收將要被傳遞到所述晶片(12，412)上的信號；其中通過發送第一信號給所述RFID器件(10，410)以使得所述RFID器件(10，410)暫時中止正常運行，從而在飛機飛行的過程中所述RFID器件(10，410)的可操作性是禁能的；以及其中所述顯示器(16，116，146，176)包括可視指示器(18)，所述可視指示器提供所述RFID器件(10，410)的運行狀態的可視指示，且所述可視指示器(18)選擇性地顯示或隱藏潛在的列印材料(330)。
2. 根據權利要求l所述的標籤，其中顯示所述潛在的列印材料(330) 包括混合化學反應材料，從而通過混合所述化學反應材料來改變至少 部分所述顯示器(16， 116， 146， 176)的顏色，以啟動顯示所述潛在 的列印材料(330)。
3. 根據權利要求l所述的標籤，其中所述RFID器件(10， 410)的 所述運行狀態是關於所述RFID器件(10， 410)在飛機飛行之前是否被 禁能的所述RFID器件(10， 410)的內部運行狀態。
4. 根據權利要求l所述的標籤，其中所述RFID器件(10， 410)的 所述運行狀態是關於所述RFID器件(10， 410)是否響應或者交互作用 於正常射頻信號即RF信號的所述RFID器件(10， 410)的內部運行狀 態。
5. 根據權利要求l所述的標籤，其中由所述RFID器件(10， 410) 發送第二信號以確認所述第一信號已經被收到並由所述RFID器件(10 ， 410)遵照其行事。
6. 根據權利要求l所述的標籤，其中通過向所述RFID器件(10，410) 發送第三信號來恢復所述RFID器件(10， 410)的正常運行。
7. 根據權利要求6所述的標籤，其中所述RFID器件(10， 410)的 所述運行狀態是關於所述RFID器件(10， 410)是否已恢復其正常運行 的所述RFID器件(10， 410)的內部運行狀態。
8. 根據權利要求6所述的標籤，其中所述第三信號是針對所述RFID 器件(10， 410)的覺醒信號。
9. 根據權利要求l所述的標籤，其中所述列印材料(330)包括文本或一個或多個機器可讀的符號 中的至少之一；以及其中當被所述顯示器(16， 116， 146， 176)隱藏時所述文本或所 述一個或多個機器可讀的符號中的所述至少之一是不可讀的。
10. 根據權利要求l所述的標籤，其中所述顯示器(16， 116， 146， 176)可操作地耦連於能量存儲器件，所述能量存儲器件為啟動顯示所 述潛在的列印材料(330)提供功率。
11. 根據權利要求l所述的標籤，其中當所述顯示器U6， 116， 146， 176)上電時，所述顯示器(16， 116， 146， 176)永久地顯示所述可 視指示器(18)。
12. 根據權利要求l所述的標籤，其中當所述顯示器U6， 116， 146， 176)上電時，所述顯示器(16， 116， 146， 176)瞬態地顯示所述可 視指示器(18)。
13. 根據權利要求l所述的標籤，其中所述可視指示器(18)包括多 個可分別啟動的可視單元。
14. 一種與基於RFID的識別、鑑定和/或銷售管理系統相關聯的產 品，所述產品包括RFID器件(10， 410)，所述RFID器件(10， 410)包括晶片(12， 412);天線(14， 414)，其可操作地耦連於所述晶片(12， 412);以及 顯示器(16， 116， 146， 176)，其可操作地耦連於所述晶片(12， 412);其中所述天線(14， 414)被配置成接收將要被傳遞到所述晶片(12， 412)上的信號；其中所述顯示器(16， 116， 146， 176)包括可視指示器(18)，該 可視指示器提供所述RFID器件(10， 410)的運行狀態的可視指示； 其中所述可視指示器(18)選擇性地顯示或隱藏潛在的列印材料 (330);以及其中所述列印材料(330)包括從由字母、數字、標誌、符號和機 器可讀的符號構成的群組中選擇的至少一個單元。
15. 根據權利要求14所述的產品，其中 所述至少一個單元是折扣或賣價；以及當向所述RFID器件(10， 410)發送一信號時，在所述顯示器(16， 116， 146， 176)上示出所述折扣或賣價。
16. 根據權利要求14所述的產品，其中 所述至少一個單元是條形碼；以及當向所述RFID器件(10， 410)發送一信號時，在所述顯示器(16， 116， 146， 176)上示出所述條形碼的變化形式。
17. 根據權利要求16所述的產品，其中所述條形碼的所述變化形式 導致在校驗的過程中新的價格與所述產品相關聯。
18.根據權利要求14所述的產品，其中當向所述RFID器件(10， 40 ) 發送一信號時，所述可視指示器(18)用於鑑定所述產品。
19. 根據權利要求18所述的產品， 產品的來源。
20. 根據權利要求18所述的產品， 產品的序列號。
21. 根據權利要求18所述的產品， 產品使用所必需的碼。
22. 根據權利要求21所述的產品，的。所述可視指示器(18)指示所述 所述可視指示器(18)指示所述 所述可視指示器(18)指示所述 其中所述碼使得軟體產品是可用
23. 根據權利要求14所述的產品，所述RFID器件(10， 410)的所 述運行狀態是關於所述產品的正確銷售交易是否已發生的所述RPID器 件(10， 410)的內部運行狀態。
24. 根據權利要求23所述的產品，其中在正確的銷售之後禁能所述 可視指示器(18)顯示所述潛在的列印材料(330)。
25. 根據權利要求14所述的產品，其中當被所述顯示器(16， 116， 146， 176)隱藏時，從由字母、數字、標誌、符號和機器可讀的符號 構成的群組中選擇的所述至少一個單元是不可讀的。
26. 根據權利要求25所述的產品，其中試圖轉移隱藏的所述顯示器 (16， 116， 146， 176)會破壞所述潛在的列印材料(330)。
27. —種用於管理或確認票的系統，所述票包括射頻識別器件即 RFID器件，所述RFID器件(10， 410)包括晶片(12， 412);天線(14， 414)，其可操作地耦連於所述晶片(12， 412);以及 顯示器(16， 116， 146， 176)，其可操作地耦連於所述晶片(12， 412);其中所述天線(14， 414)被配置成接收將要被傳遞到所述晶片(12， 412)上的信號；其中所述顯示器(16， 116， 146， 176)包括可視指示器(18)，該 可視指示器提供所述RFID器件(10， 410)的運行狀態的可視指示； 其中所述可視指示器(18)選擇性地顯示或隱藏潛在的打卬材料 (330);以及其中被禁能顯示的潛在材料鑑定所述票和/或指示所述票的價值。
28. 根據權利要求27所述的系統，其中所述列印材料(330)包括從由字母、數字、標誌、符號和機器可讀的符號構成的群組中選擇的至 少一個單元。
29. 根據權利要求27所述的系統，其中所述票是彩票或其他形式的 賭博票。
30. 根據權利要求29所述的系統，其中通過向所述RFID器件(10， 410)發送命令信號來鑑定所述票。
31. 根據權利要求29所述的系統，其中當付款被審定時發送所述命 令信號。
32. 根據權利要求29所述的系統，其中當錢被轉移時發送所述命令 信號。
33. 根據權利要求29所述的系統，其中當從彩票或審定公司收到預 定變化顯示碼時發送所述命令信號。
34. 根據權利要求29所述的系統，其中所述票是交通工具票。
35.根據權利要求34所述的系統，其中所述顯示器(16， 116， 146， 176)指示剩餘乘坐的次數或者所述票上仍然可用的費用數量。
全文摘要
一種RFID(10)器件，其包括一個晶片(12)，一個可操作地耦連於所述晶片的天線(14)，一個可操作地耦連於所述晶片的可視指示器(18)。可視指示器提供器件運行狀態的可視指示。可視指示器可以被人可讀和/或被機器可讀，並可以提供依賴於器件運行狀態中的一個變化的可視指示。觸發所述可視指示器的運行狀態可以包括所述晶片暫時或者永久地不運行或者失效的狀態，即，晶片中不再響應或者另外交互作用於正常輸入的射頻信號(如來自於器件閱讀器的射頻信號)。所述可視指示器可以包含於一個顯示器(16)中，該顯示器通過多種機構中的任何一種來運行，例如使用電致變色材料，熱致變色材料，液晶或者化學反應的材料。
文檔編號G06K19/07GK101593284SQ20091013986
公開日2009年12月2日 申請日期2005年12月5日 優先權日2004年12月29日
發明者I·J·福斯特 申請人:艾利丹尼森公司