CN1271468A - 具有印制电子元件的电池测试器 - Google Patents

Abstract

本发明一个方面中的电池测试电路包括一电池的显示电路,该显示电路包括一显示部件和一显示驱动部件,显示部件用来显示关于电池的信息,显示驱动部件用来接收来自电池的电力以驱动显示部件,其中这些部件的至少一个印制在一基底上。在另一方面,一种电池标签包括用来覆盖电池外面一部分的标签基底,还包括印制在该标签基底外表面上的电场响应液晶显示器,该显示器用来显示关于电池的信息。优选的是,显示驱动部件包括一电池放电水平检测电路,该电池放电水平检测电路连续检测放电水平,显示器连续显示放电水平。显示器优选是一种电场响应液晶显示器,该电场响应液晶显示器包括聚合物液晶或者散布有液晶材料。该显示器可以由一个或更多激活的液晶材料层形成。显示驱动部件优选是一振荡电路,它也可以印制在基底上。

Description

具有印制电子元件的电池测试器

本发明一般涉及显示关于电池的信息的电路，尤其涉及电池测试电路，还涉及包括这种电路的电池标签。

电池测试电路现在可以印制在一电池标签上。这种电池测试电路通常是“热致变色”测试器或者“电致变色”测试器。热致变色测试器包括一校准电阻，该电阻可以通过一开关有选择地耦合到电池极性相反的两极上，该开关设置在校准电阻的两端或任意一端。一层热致变色油墨印制在该电阻上，并且通过在透明状态与不透明状态之间逐渐变换响应于校准电阻的温度变化，由此根据校准电阻的温度而使得印制在热致变色层下面的标记能被看到或遮挡。另一方面，热致变色层可以响应于校准电阻的温度变化而变色。

校准电阻的温度是由电池可以输送的电力来确定的，它是电池的电压和内电阻的函数。热致变色测试器的精确度不仅由表示电池产电能力变化率的开路电压和内电阻的变化率确定，还由热致变色油墨对温度变化的响应率确定，该响应率即为所需用来使热致变色油墨变色的温度变化大小。因而，热致变色油墨层起一显示器和一传感器的作用，测试器的精确度可以受到热致变色油墨的温度响应率限制。

电致变色测试器与热致变色测试器的不同之处在于，显示层直接响应于电池开路电压的变化而变色。电致变色测试器的精确度是由电池的开路电压变化率连同放电深度以及电致变色材料对电压变化的响应率来确定的。因而，象热致变色测试器那样，电致变色测试显示器起一显示器和一传感器的作用，测试器的精确度可以受到电致变色材料的响应率限制。

由于这些热致变色和电致变色测试器的精确度受到显示响应的限制，所以已经提出通过包括一电压响应电子元件来提高测试器精确度，电压响应电子元件例如是齐纳二极管或者晶体管，这样能将显示器的功能限于显示信息。这种方法披露于US-A-5,610,511、US-A-5,460,902和US-A-5,389,470中。在这些专利中，测试电路所公开的内容是，用分立的电子元件来辨别各种放电水平和有选择地激活热致变色显示的不同区段。这样，这些测试电路对由一分开的检测电路所辨别的各种放电水平提供分立显示，由此将显示器的功能限于实际显示器的功能。

但是，由于这些专利中所披露的测试器采用借助传统半导体工艺制造的分立电子元件，所以这些电子元件不足以小得能够包括在电池的标签中。另外，由于电池的外型尺寸受到各种国家和国际标准的严格限制，所以这些电子元件无法设置在电池的外表面上。如果将这些电子元件设置在电池的内部，那么这些电子元件所占据的空间会减小有效电池成分所用的空间，由此缩短了电池的使用寿命。由于这些原因，商业上已不使用标签上测试器的单独的电压辨别电路。

与热致变色和电致变色测试器相关的另一个问题涉及这些测试器所消耗的电量。由于这些测试器消耗比较大量的电，所以设置开关以便能有选择地启动测试器，这样能避免电池持续消耗。可是，由于对这些开关有要求，所以显示器不能连续显示电池的放电水平。

虽然通用的电场响应液晶显示器众所周知，但是它们太昂贵以致不能包含在一个电池标签内，而且需要大大超出大多数电池开路电压的启动电压电平。此外，当这些液晶显示器由一直流(DC)驱动信号驱动时，它们趋向于不可逆转地极化。由于这些原因，电场响应液晶显示器已被认为不适用于标签上电池测试器。

因此，希望提供一种显示涉及电池状态信息的测试电路，这种电路不受与热致变色和电致变色显示器相关的精确度局限性的约束，并且可以设置在电池外表面或者形成电池标签的一部分。还希望在一电池标签上设置一个更精确的电池测试电路。

因此，在第一方面，本发明提供一种电池测试电路，该电路包括一显示部件和一显示驱动部件，显示部件用来显示涉及电池状态的信息，显示驱动部件用来接收来自电池的电力以驱动显示部件，其中这些部件的至少一个印制在一基底上。

在本发明该第一方面的优选实施例中，显示部件包括印制在基底上的显示器，该显示器用来显示电池放电水平的指示；显示驱动部件包括一显示驱动电路和一电池放电水平检测电路，该显示驱动电路耦合到显示器上并且耦合到电池上，用来接收来自电池的电力以驱动显示器，而该电池放电水平检测电路耦合到显示器上并且耦合到电池上，用来向显示器提供一显示信号，该显示信号代表检测到的放电水平，其中这些电路的至少一个印制在基底上。

在第二方面，本发明提供一种电池标签，这种标签包括用来覆盖电池外面一部分的标签基底，还包括印制在该标签基底外表面上的电场响应液晶显示器，该显示器用来显示涉及电池状态的信息。

在第三方面，本发明提供一种电池，这种电池包括设置在电池壳体中且具有正极端和负极端的电化学电池，还包括一如上所述的电池测试电路，其中一标签基底设置在电池壳体的外表面上，一放电水平检测电路直接耦合到各端上用以连续检测电池的放电水平，显示部件是印制在标签基底上且耦合到放电水平检测电路上的液晶显示器，该显示部件用来连续显示检测到的电池放电水平的指示。

通过提供一显示驱动部件以驱动显示部件，显示部件的功能已被具体限定到显示信息的功能，这样，避免了与其中显示材料也作为传感器的公知显示布置有关的精确度局限性。此外，利用所印制的一个部件，测试电路可以为空间很宝贵的应用而制作得更紧凑，例如在标签上电池测试电路方面。

基底可以是能用于与电池有关的适当材料，它可以方便地选自电池标签、电池包装壳体、手电筒壳体、电池包装材料或者其中使用了电池或与电池一起使用的任何其他装置的壳体。基底材料适当地选自能够支撑或容纳印制部件的任何材料，例如塑料制品或纸材料。在一优选实施例中，基底是一电池标签。在这种情况下，标签基底可以例如是一层压结构或单层结构，优选由至少一层PVC材料制成。

显示部件可以是能由一适当的显示驱动器启动的任意一种显示器，以便有选择地向观看者显示或隐藏可见信息。优选的是，显示部件包括可由电启动的液晶材料。更优选的是，显示部件是一种电场响应液晶显示器。

尽管这里把显示部件作为主要用于与电池测试器有关的部件进行描述，不过会理解的是，显示器可以设置在一电池标签上以显示关于电池的其他信息。这些信息可以包括广告和/或吸引消费者注意的其他信息或图形。有利的是，由于所公开的显示器可以连续的置于“开启”(ON)状态，所以所显示的信息可以周期性地在例如图形广告与电池放电水平之间交替变换。此外，可以在电池标签中设置一开关以手动启动显示信息方面的变换。

如上所述，根据本发明的显示电路中的显示部件只是用于向消费者显示信息的目的。为此，一分开的显示驱动部件用来驱动显示部件，由此将显示部件的功能限制到仅进行显示的功能。显示驱动部件可以是能够由电池供电且能够以任何方式启动显示器的任何适当电路或装置，这些方式无需显示器起到用于待显示信息的传感器作用。

显示驱动部件优选提供一辨别功能，用以把涉及电池状态或情况的信息分入适当的类别中。优选的是，显示驱动部件提供一电压辨别功能。例如，一电压辨别电路可以作为显示驱动电路或其一部分包括在内，以便于将检测到的电池开路电压与产生的基准值进行比较，从而确定电池的剩余电池容量是新的、好的还是全部泄放掉了。例如，对于一只五号(AA)碱性锌-二氧化锰电池来说，开路电压可以从1.55伏左右降至1.05伏。这样，电压辨别电路优选构造成能够启动1.50伏以上包括1.50伏电池电压的一个或所有显示节段，能够启动例如1.40伏与1.49伏之间电压的两个或除一个以外全部的显示节段等等，从而提供代表电池放电水平逐渐变化的一个指示。

在美国专利US4,027,231中描述了如图5所示的适当电压辨别电路的细节和操作。其他适当的电压辨别电路公开于美国专利US5,460,902和US5,610,511中。

电压辨别电路优选通过以下步骤形成：将各种元件和连接器直接印制到一标签基底上或显示器的一个保护层上。用来以这种方式印制电阻的技术众所周知，这些技术用于印制热致变色电池测试器。用来用聚合物印制晶体管和二极管的技术一般也是众所周知的，这些技术在1994年9月16日出版的第265卷“科学”杂志中Francis Garnier等人所著的题为“通过印刷技术实现的全聚合物场效应晶体管”的文章中有所描述；在1995年11月10日出版的第270卷“科学”杂志中A.R.Brown等人所著的题为“聚合物晶体管组成的逻辑门及其在环形振荡器中的应用”的文章中也有所描述。

用这样的聚合物印制金属-绝缘体-半导体FET(MISFET)晶体管的一个实例示于图6中的截面中。如图所示的MISFET包括一绝缘层，该绝缘层可以由例如1.5μm厚聚酯薄膜聚对苯二甲酸乙二醇酯形成。栅极可以印制在该绝缘层的一个面上，例如作为一个10μm厚的导电石墨基聚合物油墨层。这种MISFET还包括一器件衬底，这种衬底可以例如由与栅极电接触用同样导电聚合物油墨制成的10×15mm大小的胶带形成。这种MISFET的源极层和漏极层可以例如用两条1×10mm条带由同样导电石墨基聚合物油墨形成，层厚10μm。优选的是，通过一个掩模淀积源极和漏极，极间距离为200μm。这种MISFET还包括一个有机半导电层，该层可以由例如淀积在源极层与漏极层之间的α，ω-己二基六噻吩(α，ω-di(hexyl)sexithiophene)形成。

可以理解的是，不用电压辨别电路或在电压辨别电路之外，其他辨别电路可以用于显示驱动部件中，以便把涉及电池性能状态或情况的其他检测到的特性分入各类别中。此外，可以理解的是，如果提供附加的显示节段以便显示附加指示，那么辨别电路将优选把检测到的信息分入附加的类别中，以对应于显示节段的数目。

如果把电场响应液晶显示器用作显示部件，那么显示驱动部件优选提供一振荡功能，以便用交流驱动显示器，这样能避免显示器的不可逆转极化。在这种情况下，显示驱动部件优选提供振荡功能和电压辨别功能。

由于在某些情况下，所需用来驱动显示部件的电压可能超过电池的开路电压，而且如前所述，由于电场响应液晶显示器优选用一交流(AC)信号而不是一直流(DC)信号驱动，所以倍压和/或振荡电路可以包括在用于驱动显示器的显示驱动部件中。可以适当选择该电路产生的AC驱动信号频率，该频率优选低于10kHz。还可以适当选择该电路的电压水平，这些电压优选在3～50伏的范围内。可以用适于印制在一基底上的聚合物晶体管形成的适当振荡电路示于图7中，如A.R.Brown等人在1995年11月10日出版的第270卷“科学”杂志中A.R.Brown等人所著的题为“聚合物晶体管组成的逻辑门及其在环形振荡器中的应用”的文章中所描述的那样。如图所示，环形振荡器包括由多个MISFET形成的五个反相门。所示的振荡电路可以具有10-500Hz范围内的振荡频率。这些MISFET可以以与图6中所示相同的方式印制和构造。能够在两倍输入电压处产生一AC信号的电容倍压电路(capacitive voltage doubler circuits)在Maxim 1989集成电路数据手册(Maxim 1989 Integrated Circuits Data Book)第6-199页以及F.Mazda所著的“电子工程师参考手册”，第五版，巴特沃斯，1983，第39和42章中有所描述。

可以酌情选择各种电路在显示驱动部件中的位置。这样，例如如图3所示，倍压/振荡电路优选设置在电池各端与电压辨别电路之间。另一方面，这些电路在显示驱动部件中的位置可以反过来，以使电压辨别电路有选择地使倍压/振荡电路能将一AC驱动信号传送给所选的显示节段。但是，通过以如图3所示的方式安排倍压电路，电压辨别电路会表现出具有更宽范围的电压，从而提高了它辨别各种电压电平的能力。

由于根据本发明，显示部件和显示驱动部件中的至少一个印制在一基底上，所以甚至在仅印制了这些部件中的一个时，也能够实现节省空间方面的优势。不过，优选将两个部件印制在基底上，以便使节约空间的优势最大。

可以理解的是，显示驱动部件可以包括多个电路或功能组件，例如如上所述用以实现电压辨别和倍压/振荡功能。这些电路中的一个或更多个电路可以印制在基底上。不过，优选的是，印制显示驱动部件的所有组成电路。这些电路优选通过将可处理的导电聚合物材料层印制在基底上而形成。照这样，可以利用传统的印刷技术把根据本发明的电池测试电路方便地印制在一电池标签上。

如前所述，显示部件优选是一电场响应液晶显示器，同样它包括至少一层液晶材料，这种材料层能够响应于施加在液晶材料层两端的电场而经受外观的变化。电场响应液晶显示器可以是例如双折射型的或双极型的。

该显示器可以包括一个图形层，以便根据正在测试的所选电池特性，提供诸如“新的”、“好的”和“需更换”之类的指示，或者任何其他描述或提供电池状态或情况信息的适当指示。虽然任何适当的方法可以用来提供这些指示，不过利用传统的印刷技术便于印制这些指示。因而当显示器启动或停用时，传统的油墨可以用来提供观看者可看见的高对比度指示。

可以理解的是，可以提供一个或多个指示以显示涉及电池状态或情况的信息。如果要将一个以上的指示变成可见的或不可见的，那么显示器优选包括相应数目可独立启动的节段。这样，可以通过选择启动显示器的相应节段来有选择地隐藏或显现印制在一个图形层中的或以其他方式提供的指示。

可以理解的是，就其中指示设置在一图形层中的电场响应液晶显示器来说，在指示受到观看时，根据图形层是位于液晶层的后面还是位于其前面，可以通过用液晶层阻挡指示或通过相对于所提供的无对比背景消隐来隐藏指示，或者通过液晶层来显现指示。

还可以理解的是，图形层的位置可以在液晶材料的后面变化，例如假设在指示未被液晶材料有选择地阻挡时使观看者能看到它们，图形层的位置便于设置在基底的外表面与一个电极之间，或者设置在一个电极与液晶材料之间，或者在基底的内表面上。

另一方面，图形层可以设置在液晶材料的前面，例如设置在一个电极与一个保护覆盖层之间或者设置在一个电极与液晶材料之间，以使液晶材料有选择地确定指示显现所相对的背景。在这种情况下，一个液晶层可以例如构成或者在其后面露出指示的无对比背景，以使指示受到隐藏，直到液晶层被有选择地激活或去活为止，于是它提供或露出一个对比背景以便显露出来，这样就显现出指示。因而，图形层可以设置在液晶层前面的任何适当位置上，只要当液晶层被激活时这些指示可以相对于一个背景被有选择地隐藏或显示出来即可。

还可以理解的是，液晶显示器可以加在标签基底的外表面或内表面上。如果加在内表面上，那么将可以透过标签基底看到液晶显示器。因此，该基底优选是透明的，或者配备有一个透明窗以使指示能被看到。

每个显示节段一般包括成对的电极，成对的电极可以在其之间施加有一电势差时产生一电场。可以为每个显示节段提供分开的一组电极。另一方面，可以在各阶段之间共用每个电极对的一个。这些节段可以完全相互隔离或者共用一个公共液晶层。

在一电场响应液晶显示器中，电极可以适当地由任意导电材料形成，例如由诸如掺杂锡的氧化铟(ITO)之类的透明导电材料形成，由通过汽相淀积或溅射形成的薄透明金属涂层形成，或者由采用透明导电颗粒如掺杂锡的氧化铟、掺杂锑的氧化锡、掺杂氟的氧化锡或氧化锌的印刷油墨形成。其他适当的材料对于本领域的那些普通技术人员来说是显而易见的。优选的是，这些电极由一种很便宜的可用溶液处理的导电聚合物形成，这种聚合物例如是掺杂十二烷基苯磺酸的聚苯胺，它可以溶解在一种适当的溶剂如甲苯中。这种材料比较便宜，尤其很适于在希望成批量生产测试显示器时作为一层印制在一基底上或印制在一相邻层上。

本领域的那些普通技术人员可以理解的是，在一个如例如图2A所示要被从上面观看的液晶显示器中，底部电极可以是反射型的或者不透明，而不是透明的。如果底部电极是反射型的或者不透明，那么图形层优选形成于底部电极的顶部，从而可以透过液晶层看到它。还可以理解的是，如果例如透过如图2A所示的基底意欲从下面观看液晶显示器，并且图形层形成于液晶层之上，那么顶部电极可以是反射型的或者不透明，而图形层则优选形成于顶部电极之下。

液晶层可以由本领域公知的任意适当的电场响应液晶材料形成，但它优选由一种聚合物液晶(PLC)或者散布有聚合物的液晶(PDLC)材料形成，用传统印刷技术可以将这些材料印制在一相邻层上。适当的PLC材料公开于US-A-5,397,503中。

在PDLC材料中，液晶材料被隔离在嵌入固体聚合物基质(solidpolymer matrix)中的微胶囊内或者隔离在一聚合物基质中的胶囊内。优选选择聚合物基质以使聚合物和液晶材料在存在特定电场的情况下具有相同的折射率。这样，在一电场中，当各个折射率相同时，材料显现得透明。当去除或改变电场时，折射率变得不同，入射光被散射，材料显现得模糊或者显现出带有适当染料添加剂的黑色。另一方面，可以将这些材料选择得便于在某个电场中显现得不透明，而在不存在电场的情况下或者在不同的电场中显现得透明。双折射PDLC显示器的实例公开于US-A-5,202,063、US-A-5,285,299和US-A-5,225,104中。

液晶显示器优选包括一个或更多透明材料如PVC制成的保护层。可以理解的是，可以以任意方便的顺序酌情印制图形、电极、液晶和保护层。例如，可以以倒序将图2A中的层30、34、36和38首先印制在保护层40上，然后粘接到标签基底32上。形成该产品和这里所公开的其他结构的其他方法对于本领域的那些普通技术人员来说将变得很明显。

在一优选实施例中，采用一种液晶显示器，它包括多个液晶层而不是单独一层。有利的是，利用多个更薄的液晶层，所需用来启动和驱动液晶显示器的电压可以大大降低。多个这样更薄的液晶层是优选的，因为尽管每个更薄的液晶层的视觉状态变化各自将会更不易看到，可是每一层的视觉状态变化会累积，由此在其激活与去活状态之间的显示器外观中提供一个充分的整体变化。

对于单层显示器来说，如例如图2A中所示，该液晶层具有例如1.5～2.0μm的厚度，并且优选通过在液晶层两端施加4-～5-伏电势差得到供电。在多层显示器中，如例如图2B中所示，液晶层可以薄得足以使1.5伏的电势差仅需施加在每层两端，从而产生一个充分的视觉状态整体变化。可以理解的是，显示器可以包括任意数目的液晶层，因此可以选择每一层的厚度。

在多层显示器中，每一液晶层可以由与每一层相邻的电极激活。这样，两个相邻的液晶层可以方便地共用一个公共的、优选透明的电极，该电极设置在这两层之间。如果该显示器中的每一个液晶层都趋向同时受到激活，那么交替的电极优选相互电耦合以便仅需提供两个电连接器来传输电力，从而启动显示器或显示节段。

本发明的电池测试电路可以永久地电连接或耦合到电池正极端和负极端，以使测试器永久地‘开启’，或者可以构造得使电路的两端或任意一端常与各个电池端断开，处于‘关闭(OFF)’模式，直到由用户电连接或耦合它们达‘开启’状态为止。在后一种情况下，一个或更多开关可以用来由用户操作，以便有选择地将电池测试器连接或耦合到电池各端上。适当的开关机构在本领域中是公知的。优选且尤其在把一低功耗电场响应液晶显示器用作显示部件时，测试电路永久连接或耦合到电池各端上，以便监视电池的状态或情况。因而，就这样一种直接和永久的电连接来说，电池测试电路可以连续监视电池容量，例如还可以提供对剩余容量的连续显示。

现在将参照附图对本发明作进一步的描述，这些附图中：

图1是包括根据本发明一个实施例构造的标签上电池测试电路的电池透视图；

图2A是沿图1的平面II-II所取的局部剖视图，示出适于根据本发明使用的一个液晶显示器；

图2B是沿图1的平面II-II所取的局部剖视图，示出适于根据本发明使用的另一个液晶显示器；

图3是根据本发明第二方面的一个优选实施例构造的方框形式电池测试电路的电路图；

图4是根据本发明第三方面的一个实施例配备有如图3所示测试电路的一个电池透视图，其中已经去除了外保护层，以示出一电池标签的基层上各元件的典型位置；

图5是方框和示意形式的一个电路图，示出一个显示驱动电路(电压辨别电路)的典型构造，该电路耦合到根据本发明第一方面的一个实施例的液晶显示器上；

图6是一晶体管典型构造的剖视图，可以用导电和半导电油墨将该晶体管印制在一个标签上，它适于用作一显示驱动电路中的一个部件。

图7是示意形式的电路图，示出适于用在根据本发明显示电路中的一个显示驱动电路(振荡电路)的典型结构；

图8是示出根据本发明一个优选实施例的电池测试电路的方框形式电路图，该电路包括耦合到一显示驱动电路上的液晶显示器；

图9是示出根据本发明另一实施例的电池测试电路的方框形式电路图，该电路包括耦合到一显示驱动电路上的液晶显示器。

如图1所示，电池10具有包括电池测试电路的标签15。电池测试电路包括多节段显示器20，显示器20具有可以有选择地启动以便显示电池10放电水平的节段22a-22c。将第一节段22a设置成在剩余电池容量较大时指示为“新的”；将第二节段22b设置成在电池放电水平对大多数应用来说足够时指示为“好的”；而将第三节段22c设置成在剩余电池容量过低而无法用于大多数应用时指示为“需更换”。

图2A和2B示出根据本发明使用的优选显示器。显示器20是电场响应液晶显示器，它们能够响应于施加在液晶材料两端的电场而经受外观的变化。如图2A所示，液晶显示器20包括一图形层30，图形层30印制在标签基底32的外表面上。若透过透明保护层40观看，图形层30位于液晶层36和透明电极34与38的后面。这样，图形层30可以有选择地受到通过电连接器58与60选择激活液晶层36的阻挡或暴露。在图2B所示的显示器中，用两层液晶层代替以上图2A所述的单独一个液晶层36。如图2B所示，图形层30印制在标签基底32上。第一透明电极42印制在图形层30上。在透明电极42上，印制有第一液晶层44。第二透明电极46印制在液晶层44的对侧。第二液晶层48印制在第二透明电极46上，而第三透明电极50印制在第二液晶层48上。透明保护层56设置在该结构之上。电极42和50电耦合到连接器60上，而电极46和54电耦合到连接器58上。

如图3所示，倍压/振荡电路72通过导电条78和80耦合到电池的正极端和负极端。倍压/振荡电路72将一AC驱动信号经连接器74和76传输给一电压辨别电路70，电压辨别电路70又通过连接器58、和60a、60b与60c驱动液晶显示器20的节段22a、22b与22c。

图4示出去除了保护层以露出如图3所示电池测试电路各部件相对位置的电池10。如图4所示，导电条80沿标签基底32延伸到其与电池10负极端相接触的边缘。该负极端与电池外壳和正极端电绝缘，而电池外壳电连接到正极端。导电条78可以通过设置在标签基底32内的孔借助开关垫片(pad)82接触电池外壳。这样，测试电路可以由用户通过按压开关垫片82来有选择地耦合到电池正极端。

图5示出用来实现电压辨别电路70的典型电路。如图5所示，电压辨别电路70包括一电阻分压网络，该网络包括第一电阻90，第一电阻90的第一端接至连接器74和第二电阻92的第一端。连接器74可以耦合到如图3所示的倍压/振荡电路72正输出端。第一电阻90的第二端耦合到连接器58上，连接器58耦合到一个或更多作为液晶显示器20一部分的透明电极上。第二电阻92的第二端接至第三电阻94的第一端和第四电阻96的第一端。第三电阻94的第二端耦合到第一晶体管98的栅极。第四电阻96的第二端接至第五电阻100的第一端和第六电阻102的第一端。第五电阻100优选将其第二端接至第二晶体管104的栅极。第六电阻102优选将其第二端接至第七电阻106的第一端和热敏电阻108的第一端。第七电阻106优选将其第二端接至第三晶体管110的栅极。热敏电阻108的第二端优选耦合到连接器76上和齐纳二极管112的负极上。齐纳二极管112的正极耦合到第一、第二和第三晶体管98、104和110的漏极上。晶体管98、104和110的源极分别耦合到连接器60a、60b和60c上，它们分别驱动液晶显示器20的节段22a、22b和22c各自的相对透明电极。

图6示出可以根据本发明使用的金属-绝缘体-半导体FET(MISFET)晶体管。该MISFET包括一绝缘膜120和印制在绝缘膜120一面上的栅极122。该MISFET还包括与栅极122、源极126和漏极128各层电接触的器件衬底124。有机半导电层130淀积在源极126与漏极128两层之间。

图7示出可以用适于印制在一衬底上的聚合物晶体管形成的环形振荡电路72。如图所示，该环形振荡电路包括五个由多个MISFET132形成的反相门，可以以如图6所示相同的方式印制和构造它们。连接器78和80可以耦合到电池正极端和负极端，连接器74和76可以如图3所示耦合到电压辨别电路上。

图8示出根据本发明的电池测试电路。如图8所示，该测试电路包括一显示驱动电路150，显示驱动电路150用来产生一振荡驱动信号，该信号经各对导电条158和160、162和164、166和168传输给液晶显示器152的各个电极170和172、174和176、178和180。显示器152包括分别用来提供“新的”、“好的”和“需更换”电池放电水平指示的三个节段。每个节段由显示驱动电路150驱动，显示驱动电路150由一导电条154接至电池正极端，而由一导电条156接至电池负极端。施加给显示器152的电压通过显示驱动电路150受到适当调整，以对应于引起液晶显示器152改变视觉状态的过渡电压(transition voltages)。

如根据图8所示测试电路和图3所示测试电路的比较所显见的那样，已经取消了电压辨别电路70。在这点上，电压辨别功能由液晶显示器152实现。由于液晶材料通过一个电压范围在其光学状态之间转变，所以施加给显示器152的电压可以通过采用电阻和显示驱动电路150来得到适当调整，以对应于引起液晶显示器20改期视觉状态的过渡电压。而且，通过包括接至导通158、162和166的不同电阻，一些级别的电压辨别(？)可以被转移给用来启动多节段显示器的不同节段的显示启动电路150。换句话说，施加给图中所示三个节段的电压可以依比例确定，以便在任何一次仅启动液晶显示器的一个节段。(这不是电压辨别吗？)

图9示出根据本发明的另一个电池测试电路。如图9所示，显示器200包括许多节段202a-202h，以便对介于分别由指示206a-206c所指代的“新的”、“好的”和“需更换”范围之间更精确放电水平指示提供分度标。每个节段202a-202h由显示驱动电路208通过为每个节段提供的一对导电条204a和204b驱动，显示驱动电路208具有一电压辨别功能。显示驱动电路208通过导电条210耦合到电池正极端，而通过导电条212耦合到电池负极端。

Claims (31)

1.一种用于电池的电池测试电路，包括：

一显示部件，它用来显示涉及电池状态的信息；和

一显示驱动部件，它用来接收来自电池的电以驱动该显示部件，

其中这些部件中的至少一个印制在一基底上。

2.根据权利要求1的电路，其中：

该显示部件包括印制在该基底上的显示器，该显示器用来显示电池放电水平的指示；而且

该显示驱动部件包括一显示驱动电路和一电池放电水平检测电路，该显示驱动电路耦合到显示器和电池上，用来接收来自电池的电力以驱动显示器，而该电池放电水平检测电路耦合到显示器和电池上，用来检测电池的放电水平和把代表检测到的放电水平的一个显示信号提供给显示器，其中这些电路中的至少一个印制在基底上。

3.根据权利要求2的电路，其中电池放电水平检测电路直接耦合到电池的相对端，用来连续监测电池的放电水平，而显示器连续显示检测到的放电水平的指示。

4.根据权利要求2或权利要求3的电路，其中两个电路都印制在基底上。

5.根据任意一个前述权利要求的电路，其中显示部件包括一电场响应液晶显示器。

6.根据任意一个前述权利要求的电路，其中显示驱动部件包括一振荡电路。

7.根据任意一个前述权利要求的电路，其中基底是至少一个电化学电池的外壳。

8.根据权利要求1的电路，其中显示部件包括用来显示电池放电水平的液晶显示器，显示驱动部件包括耦合到液晶显示器和电池上的振荡电路，该振荡电路用来接收来自电池的电力以驱动液晶显示器，

其中液晶显示器和振荡电路中的至少一个印制在基底上。

9.根据权利要求8的电路，其中液晶显示器和振荡电路这二者都印制在基底上。

10.根据权利要求5至9中任意一个的电路，其中液晶显示器包括一种散布有聚合物的液晶显示材料。

11.根据权利要求5至9中任意一个的电路，其中液晶显示器包括一种聚合物液晶材料。

12.根据任意一个前述权利要求的电路，其中基底是一电池标签。

13.一种电池标签，包括：

一标签基底，它用来覆盖一电池的外面一部分；和

一电场响应液晶显示器，它印制在标签基底的一个外表面上，用来显示关于该电池的信息。

14.根据权利要求1 3的电池标签，其中液晶显示器包括：

第一电极，它印制在标签基底上；

液晶层，它印制在第一电极上；和

第二电极，它印制在液晶层上。

15.根据权利要求14的电池标签，其中第二电极由一种透明可加工导电聚合物形成。

16.根据权利要求14或权利要求15的电池标签，其中液晶显示器还包括：

第二液晶层，它印制在第二电极上；和

第三电极，它印制在第二液晶层上。

17.根据权利要求16的电池标签，其中液晶显示器还包括：

第三液晶层，它印制在第三电极上；和

第四电极，它印制在第三液晶层上。

18.根据权利要求13至17中任意一个的电池标签，还包括一显示驱动电路，该显示驱动电路印制在标签基底上，并且耦合到液晶显示器和电池上，用来接收来自电池的电力以驱动液晶显示器。

19.根据权利要求13至17中任意一个的电池标签，其中液晶显示器包括印制在标签基底上的至少两个显示节段，一显示驱动电路耦合到这些显示节段上，用来分别将一电场施加在每个显示节段的两端。

20.根据权利要求19的电池标签，其中每个显示节段包括印制在标签基底上的第一电极、印制在第一电极上的液晶层和印制在液晶层上的第二电极。

21.根据权利要求20的电池标签，其中液晶层是所有显示节段共用的一层。

22.根据权利要求19至21中任意一个的电池标签，其中显示驱动电路有选择地将一电场施加给一个或更多显示节段以指示电场的放电水平。

23.根据权利要求18至22的电池标签，其中显示驱动电路是一振荡电路。

24.根据权利要求13至23中任意一个的电池标签，其中液晶显示器显示电池放电水平的指示。

25.根据权利要求24的电池标签，其中液晶显示器响应于电池的开路电压以改变外观，由此显示电池放电水平的一个指示。

26.根据权利要求24或权利要求25的电池标签，还包括印制在标签基底且耦合到电池上的放电水平检测电路，该放电水平检测电路用来将电池放电水平的指示提供给液晶显示器。

27.根据权利要求24至26中任一项权利要求的电池标签，其中液晶显示器连续显示电池放电水平的指示。

28.根据权利要求13至27中任一项权利要求的电池标签，其中液晶显示器包括一种散布有聚合物的液晶材料。

29.根据权利要求13至27中任一项权利要求的电池标签，其中液晶显示器包括一种聚合物液晶材料。

30.一种电池，包括：

一个电化学电池，它设置在电池外壳中且具有一正极端和一负极端；和

一个如权利要求1至12中任意一个所述的电池测试电路，其中

基底是设置在电池外壳外表面上的标签基底；

一放电水平检测电路直接耦合到各端上，它用来连续检测电池的放电水平；以及

显示部件是印制在标签基底上的液晶显示器，它耦合到放电水平检测电路上，用来连续显示所检测到的电池放电水平的指示。

31.根据权利要求30的电池，包括设置在电池外壳内的多个内连接的电化学电池。

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