CN101201996B - 使用液体的图像显示设备 - Google Patents

Abstract

在该显示设备中，组成显示图像的像素由可容纳液体的液体室组成。对于这种像素，液体供应通路和液体排放通路经由开关连接。液体供应通路、液体排放通路和像素共同组成流体通路。开关配置用于控制流体通路中液体的流通和阻塞。另外，液体流进和流出像素的转移由液体转移装置执行。

Description

使用液体的图像显示设备

本申请基于并要求2006年9月27日递交的日本专利申请No.2006-262614以及2007年8月1日递交的No.2007-200968的优先权，其全部内容在此结合作为参考。

技术领域

本发明涉及一种使用液体显示图像的显示设备，尤其涉及一种具有存储效果的显示设备。

背景技术

当前，印刷品广泛地应用于广告等目的。尽管在没有光时不能可视地识别出印刷品，它们能够提供全彩色印刷等而不消耗电能等。它们也能够大量生产并且价格低廉。然而，当要印刷内容经常改变时，由于从印刷步骤到显示步骤的时间段很长，很难在短时间期间内应付频繁的变化。

为了解决该问题，已经探索了具有低功耗的显示设备。其一个例子包括使用电泳的显示设备。然而，该显示设备难以显示彩色，尽管它能够显示黑白图像。当显示彩色图像时，采用向上述显示设备中添加滤色器阵列基板以显示颜色的技术，或层压多个生产不同颜色的显示设备的技术。然而，当使用滤色器阵列基板时，出现了白色显示亮度降低的问题，并且不能获得具有用于全色显示等的足够亮度的显示屏幕。另一方面，当层压多个显示设备时，出现了结构变复杂以及显示设备数量增加从而变得昂贵的问题。

在日本专利公开No.2005-84166中提出了一种克服用于着色的上述限制的显示设备。参见图1，将描述该显示设备的操作。该显示设备通常由图像显示板72、以及用于形成分段流体流的单元(下文中称为分段流体流形成单元)71构成。在分段流体流形成单元71中，混合多个着色的流以获得所需颜色的液体。通过交替从分段流体流形成单元71中排放所需颜色液体并分离流体至流体通路，形成分段流体流。图像显示板71具有一个卷绕流体通路1。在该流体通路1中，通过分段流体流形成单元71的排放操作移动分段流体流，当其到达想要的显示位置时停止排放操作。这样，在图像显示板72上形成所需图像成为可能。

然而，在日本专利公开No.2005-84166的中披露的显示设备具有下述的问题。

根据日本专利公开No.2005-84166的第[0034]段中，为了分离图2中所示的分离流体73，推荐了一种与用于提供显示的液体4不相容的液体。当由泵向该液体流增压以使其移动至所需位置从而提供预定显示图像时，必需插入上述分离液体以避免携带像素信息的液体的混合(以下称作“像素信息液体流”)。然而，由于从后面泵浦压力，不能期望液体流沿其截面方向均匀地增压。结果，随着液体继续沿增压方向74移动，如图2所示发生像素信息液体之间的混合。当在图像显示板中流体通路很长时，该混合将成为更为严重的问题。

根据日本专利公开No.2005-84166的第[0034]段，该分离流体可为气体。然而，因为当加压时压缩气体，其体积很容易改变。因此，为了避免像素信息液体之间的混合，使用气体并不可取。

如迄今为止所描述的，根据日本专利中公开No.2005-84166的的技术，在稳定情况下，难以移动流体流，在所述流体流中交替地设置像素信息液体和分离流体(下文中称作“像素信息液体流”)。

那么，可以期望提供大量分离流体和像素信息液体之间的大间隙可以防止像素信息液体流的混合。

然而，在这种情况下，由于分离流体的体积增加，在图像显示板上的像素信息液体的体积比将降低。因此，用于显示的像素区域的面积比将降低，从而引起显示图像变暗的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种显示设备，其中在用于图像显示的液滴转移期间，可以在没有液滴混合在一起的情况下转移用作像素的液滴。此外，除了转移期间液滴混合的问题，解决上述问题也是本发明的目的。

通过提供由可容纳液体的液体室构成的像素，用于控制液体流通和阻塞的开关，经由上述开关与上述像素相连的液体供应通路和液体排放通路，以及用于转移液体进入和排出上述像素的液体转移装置，本发明的显示设备可以实现上述目的。因此，根据该结构，由于可以通过开关使每一个用作像素的液滴彼此分离，在液滴转移期间将不会出现液滴之间的混合。

另外，在该显示设备中考虑一种变体，其中像素串联连接使得液体排放通路提供液体供应通路。该结构使得可以通过弯曲串联连接的像素的多个像素来执行二维显示。同样在这种情况下，像素之间的开关防止液滴彼此混合，从而能够实现稳定的液体转移。

另外，当制造用于执行矩阵显示的显示设备时，可以通过上述串联连接的像素来构建像素行或像素列。与其中对包括多个像素的一个通路进行弯曲以执行矩阵显示的结构相比，由于减小了液体的转移距离，这使得能够实现更快速的图像形成。

此外，在如上述的显示设备中，通过将用于混合多个液体的液体混合装置与上述串联连接像素的远端相连，可以通过使用具有任意颜色的液体来产生彩色显示图像。

另外，在上述显示设备中，设置了多个上述像素，与上述像素的每一个相连的液体供应通路是从液体供应源分支的液体供应通路，而可以将与上述像素的每一个的液体排放通路限制在一个液体排放槽中。根据该结构，可以通过使用多个像素快速地实现二维图像的产生。此外，还可以快速地实现图像的消除。

另外，在该显示设备的情况下，优选地提供多个液体供应源，并且从上述多个液体供应源的每一个分支出来的多个液体供应通路与每一个像素相连。根据该结构，可以快速地产生具有任意颜色的彩色显示图像。

另外，上述显示设备按所需地进行配置，使得液体供应通路设置在其中设置了上述像素的区域的下层中，并且提供用于多路驱动每一个液体供应通路和每一个像素之间设置的每一个开关的矩阵电极。

优选地，在诸如上述之类的显示设备中使用的开关由在流通方向上物理接通(打开)的结构并且包括液体排斥表面的结构构成，并且上述结构的液体排斥性通过施加至上述结构的电压的有或无来调整，使得控制液体的流通或阻塞。通过使用该开关，可以在引起不导致液体保留在开关中的情况下来分离液体。此外，由于液滴存在于开关之间的像素中，可以向显示状态富裕存储效果。

优选地，在上述显示设备中使用的开关的流通方向中的开口部分存在于在一个或两个位置处。因为与其中存在多个开口部分的情况相比，这将促进液体流过开关，所述可以减小开关操作所必需的施加电压并且增加显示速度。

另外，优选地，在本发明中使用的液体转移装置电场施加装置构成，所述电场施加装置用于向构成开关的结构的液体排斥表面以及覆盖像素内壁的液体排斥表面选择性地施加电场。可选地，当使用其中分散有带电颗粒的液体时，优选地，液体转移装置由电场施加装置构成，用于向构成开关的结构的液体排斥表面和除了开关之外的流通路径部分选择性地施加电场。因此，通过沿液体转移方向连续地地切换通过电场施加装置施加电场的位置，可以按照稳定地形式移动液滴。

另外，本发明中使用的电场施加装置可以是能够在与显示器表面平行的方向上施加电场的梳齿电极。根据该结构，由于可以容易地减小电极之间的空间，可以减小用于控制液体排斥性的所施加电压。通过使用上述显示设备，可以提供一种使能够适用于其中频繁重写内容的应用中的全彩色显示的电子仪器。

根据接合示出了本发明示例的附图的以下描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得清晰。

附图说明

图1是示出了传统显示设备的结构的平面图；

图2是示出了传统显示设备的问题的截面图；

图3是示出了本发明显示设备的基本结构的平面图；

图4是示出了本发明显示设备的基本结构的应用的平面图；

图5是示出了本发明显示设备的基本结构的另外应用的平面图；

图6是图5的像素部分的截面图；

图7是示出了本发明显示设备的基本结构的另外应用的平面图；

图8是示出了本发明显示设备的基本结构的另外应用的平面图；

图9是示出了本发明显示设备的基本结构的另外应用的平面图；

图10是示出了在本发明显示设备中设置的开关的功能的截面图；

图11是示出了本发明显示设备中设置的开关的结构示例的示意性透视图；

图12是示出了本发明显示设备中设置的开关的结构示例的示意性透视图；

图13是示出了本发明显示设备中设置的开关的结构示例的示意性透视图；

图14是示出了本发明显示设备中设置的开关的结构示例的示意性透视图；

图15是示出了本发明显示设备的流体通路中液体转移的截面图；

图16是示出了本发明显示设备的流体通路中液体转移的截面图；

图17是示出了图9的结构的另外应用的平面图；

图18是沿图17的A-A’线得到的截面图；

图19是示出了本发明显示设备的基本结构的另外应用的平面图；

图20是其中图19上添加了电极的平面图；

图21示出了图19显示设备的写操作，其中(A)是施加到每一个电极的电压的时序图，(B)是示出该应用时序中液滴状态的平面图；

图22示出了图19显示设备的擦除操作；

图23显示了应用本发明显示设备的电子装置的示例；

图24是示出了本发明第一实施例的平面图；

图25是示出了可应用于图24实施例的液体转移装置示例的截面图；

图26是示出了适合于图24的液体转移路线的结构示例的截面图；

图27示出了本发明第二实施例的平面图；

图28是示出了本发明中使用的液滴混合装置的结构示例的示意性平面图；

图29是示出了液体混合装置具体结构示例的示意性平面图；

图30示出了本发明第二实施例中使用的液体混合元件的操作，用于流动通路在其中交叉的情况；

图31是示出了本发明第三实施例的平面图；

图32是沿图31的A-A’线得到的截面图；

图33示出了第三实施例的显示设备中使用的电极布局；

图34示出了第三实施例的显示设备中使用的电极布局；

图35是示出了本发明第四实施例的平面图；

图36是沿图35的B-B’线得到的截面图；

图37是示出了构成第四实施例的显示设备上层基板制作方法的流程图；

图38是示出了构成第四实施例显示设备中层基板制作方法的流程图；

图39是示出了构成第四实施例显示设备下层基板制作方法的流程图；

图40是示出第四实施例显示设备制作方法的流程图；

图41是示出了第五实施例显示设备中设置的开关的结构示例的示意性透视图；

图42是示出了当液体通过图40的开关时新月形的示意性前视图；

图43是示出了当液体通过图11的开关时新月形的示意性前视图；

图44是示出了第五实施例中显示设备中设置的开关的结构示例的示意性透视图；

图45是示出了当液体通过图44的开关时新月形的示意性前视图；

图46是示出了第六实施例中显示设备中设置的开关的结构示例的示意性透视图；以及

图47是示出了梳齿电极的几何形状的示意性前视图。

具体实施方式

首先，通过使用附图描述本发明显示设备的基本结构及其应用；在以下描述中，相似的功能部分使用相似的标记。

图3示出了本发明的基本结构。在本发明的显示设备中，构成显示图像的像素22由可以容纳液体的液体室组成。以及，该像素22经由开关3与液体供应通路19和液体排放通路46相连。液体供应通路19、液体排放通路46、以及像素22被侧壁、上表面和下表面所环绕，从而形成流动通路。开关3控制流动通路中的液体的流通和阻塞。此外，通过液体转移装置18执行流入和排放出像素22的液体转移。

将描述该设备的显示操作的要点。例如，当将像素22的上表面配置为变为透明时，以及当将下表面描绘为白色时，通过向像素22引入彩色液体(墨水)来改变像素22的颜色，从而执行显示操作。该彩色液体从液体供应通路19提供。开关3阻塞来自供应通路19的液体。在接通在图的左手侧上的开关3时，从液体供应通路19向像素22提供液体。已流进像素22的液体逼近图右手侧的断开(closed)开关3的最近侧。其后，图左手侧开关3断开。结果，由于截留(trap)了像素22中的液体截留，其将保存在像素22中除非接通右侧或左侧开关3。到目前为止所述，可以产生具有存储效果的显示状态。

像素22中液体的排放的执行如下所述：当图左手侧的开关3保持断开时，打开图右手侧的开关3。结果，由于毛细管效应，从内侧像素22中排放液体至液体排放通路46是可能的。然而，为了从内侧像素22中完全排放液体，需要并行使用液体转移装置18。开关3的结构和液体转移装置18将在下文中描述。

接下来，将通过使用图4描述上述基本结构的应用。

在该图中所示的设备通过串联连接图3的单元串来构成。即，上游像素22的液体排放通路46与定位于直接下游的像素22的液体供应通路19相连，使得液体将从图的左侧转移至右侧。此外，在像素之间的连接通路中，设置了液体转移装置18。在图4中，从最左端的液体供应通路19中供应的液体响应于开关3的接通而进入像素22。其后，当从像素22中排放液体时，使用在像素和像素间的连接通路之间设置的液体转移装置18。如迄今为止所描述的，液体流进像素或者流进像素间的连接通路。在本发明中，不同于公开号为2005-84166的日本专利公开的技术，通过开关3分离液体。因此，不需要如公开号为2005-84166的日本专利中描述的分离液体。结果，矿业减小使用液体的量。此外，由于通过开关3分离液体，在因此导致液体混合的液体转移期间，并没有液体表面变的不稳定的风险，并且稳定的液体转移成为可能。另外，通过在图1中所示弯曲形状中设置串联连接的像素22，可以配置显示屏幕。

下一步，将使用图5和6描述上述基本配置的另外应用。

在该图中所示的显示设备包括流动通路1、开关3、以及经由开关3与流动通路1的一端相连的液体混合装置21。流动通路1的一部分提供用于容纳液体的像素22。液体混合装置21是从每两个提供液体A和液体B的供应通路19A、19B中引入液体、并且将液体A和B混合的区域。这使得可以获得具有所需颜色的彩色液体。在图5中，尽管只示出了一个液体混合装置21和两个液体供应通路19A。19B，这些数字并不受限。例如，通过混合红色、蓝色、绿色和透明液体这四种液体，或者黄色、紫红色、青色和黑色液体这四种液体，可以获得具有任意颜色的彩色液体。其后，通过接通开关3，可以将彩色液体发送至包括像素22的流动通路1中。

在该配置中，通过经由开关3连接液体混合装置21和流动通路1，可以从液体转移的时刻中分离液体混合的时刻，从而实现稳定的液体混合和稳定的液体转移。

此外，流动通路1的一部分提供容纳彩色流体的像素22。在图5中，将像素22形成为具有箭头形状的符号。因此，引起彩色液体流入像素22使得可以获得具有任意颜色的箭头显示。与像素22相对应的流体通路内表面的一部分适合具有与其他部分相同的颜色。通过这样做，当彩色液体不流入像素22时，由于像素22的一部分不能与其它部分区分，将不能识别出具有箭头形状的符号。另一方面，当彩色液体流入像素22时，像素22的一部分的颜色变得与其他部分不同，因此，可以识别出具有箭头形状的符号。特别地，通过改变液体混合装置21中的液体A和液体B的混合比例，生成具有任意颜色的彩色液体从而显示任意颜色成为可能。

图6示出了图5的像素部分的截面图。将像素22形成为包括白色反射镜59的基板77和透明基板78之间的间隙。在除了像素22之外的部分中，上基板77和下基板78经由透明侧壁63接合在一起。在图6(A)中所示的情形中，没有将彩色液体引入到像素22中，并且像素区域和非像素区域表现为白色。在图6(B)中，由于将彩色像素引入到像素区域中，像素区域和非像素区域表现出不同的颜色。

在图5中，将像素22形成为具有箭头形状的符号。因此，当彩色液体不流入像素22时，由于不能区分出像素区域和非像素区域，将不会识别出具有箭头形状的符号。另一方面，当彩色液体流入像素22时，由于像素区域具有不同于其他部分的颜色，将识别出具有箭头形状的符号。

此外，液体混合装置21可与图4的结构相结合。这如图7中所示。然而，在图7中，省去了液体转移装置18。在图7的显示设备中，在流体通路1的多个部分处形成像素22，并且在相邻像素22之间设置开关3。根据该结构，通过控制开关3的接通断开操作，可以转移通过液体混合元件21从图左侧像素22向图右侧像素22混合的任意彩色液体。因此，可以沿一个方向显示圆点。另外，如图1中所示的传统示例，通过弯曲一个流体通路1以二维地排列像素22，矩阵显示成为可能。而且，用于排放液体的排放通路46经由开关3与在流体通路1的末端处的像素22相连。由于这样，当想要擦除图像时，可以接通开关3以将每一个像素22中的液体排放至流体排放通路46。

此外，在本发明中，通过针对每一个像素行或像素列配置图7所示的结构，可以配置能够实现矩阵显示的显示屏幕。图8示出了这种结构。即，当形成点阵类型显示屏幕时，针对显示屏幕的每一个像素行或每一个像素列，将像素22、开关3、液体混合装置21等如图8中所示地线性设置。由于这样，与其中在图7中结构中使一个流体通路1弯曲以能够实现二维显示的情况相比，可以减小转移距离并且更快地更新屏幕。此外，尽管图8中示出了其中针对每一个像素行设置的图7的显示设备的结构，其结构和数目将不受限于所述图。

接下来，通过使用图9将描述上述基本结构的另外应用。在图4到8中所示的结构中，在通过单一流体通路连接的像素一端生成具有所需颜色的液滴，并且将液体连续地转移至前述流体通路的每一个像素区域以执行图像显示。相反，在图9所示的结构中，组成显示屏幕的多个像素22是二维排列(矩阵形状)的，并且液体供应通路(液体供应通路19A和液体供应通路19B)与每一个像素22直接相连。另外，将开关3设置在每一个像素22和每一个供应通路19A、19B之间的连接部分处。这使的可以更快地向像素22供应液体。即，在该结构中，在每一个像素22中执行液体混合。此外，尽管在图中未示出，在像素22中提供有液体转移装置18。

另外，用于排放液体的液体排放通路46经由开关3与每一个像素22相连。由于这样，当想要擦除已显示的图像时，可以通过接通液体排放通路46的开关3以将像素22中的液体排放至液体排放通路46来操作液体转移装置(未示出)。按照这种方式，通过将液体排放通路46与每一个像素22相连，可以更快速地擦除已显示的图像。

另外，在图9中，例如液体供应通路19A和液体供应通路19B的多个液体供应通路分别经由开关3与每一个像素22相连。由于这样，通过独立控制每一个液体供应通路19A、19B的开关3，可以向一个像素中以任意比例注入两种类型的液体。这些液体供应通路19A和19B是从将与每一个像素22相连的两种类型液体的液体供应源(未示出)的每一个中分支出来的。例如，当上述两种类型的液体显示不同颜色时，可以通过改变即将注入的这些液体的比例来产生任意混合的颜色。

此外，图9中，从每一个液体供应源分支出的多个液体供应通路19A、19B与沿像素列方向对齐的每一个像素22相连。另外，液体排放通路46沿每一个像素行设置，并且与沿像素行方向对齐的每一个像素22相连。同样地，液体排放通路46在下游侧相互结合为单一的液体排放槽(未示出)。

接下来，将通过使用图10来描述在本发明中使用的开关3的功能。在本发明中，如图10所示，将开关3设置在两个基板2之间形成的流体通路1中。通过所施加电压的接通断开操作，开关3能够允许或阻止流体4流通。在图10(A)中流体通路1中左端的液体4通过断开状态的开关停止流动。通过将开关3从断开状态切换到接通状态，可以将液体引导至图10(B)中所示的流体通路1的中间部分。然而，通过图右手侧开关3的断开状态将进一步阻止液体4的流动。随后，如图10(C)所示，断开图左侧和右侧的开关3将限制液体4进入流体通路1的中间部分。随后，如图10(D)所示，接通图右手侧的开关3将使得可以将位于流体通路1中间部分的液体4引导至右端的流体通路1。因此，在本发明中，液体的流通和停止可以通过开关部分的操作来实现。

在本发明中，当开关3切换至断开状态时，无论液体4之前处于何位置，其将不在处于开关3中。即，断开状态的开关3阻止液体4残留在开关3区域中。由于这样，一旦液体4已经经过开关3，将分离液体4。迄今为止所描述的，在本发明中，可以通过开关3分离液体。该分离特性是下面将描述的液滴的稳定转移的实质。

另外，通过使用图9、10、11和12将描述开关3的更详细的结构示例。对于开关3，可以应用其中设置了沿流动方向具有物理开口并且具有液体排斥表面的结构的区域。该结构能够通过电压供应调整液体排斥性；其一个实施例包括在图11中。在图11中，在两个基板2之间形成由侧壁6包围的流体通路1。在流体通路1中，形成具有液体排斥性的柱子8(下文中称作“液体排斥柱”)以便彼此分开。

液体排斥柱8的材料可以依赖于液体进行选择。例如，当液体是亲水性时，液体排斥柱8可由亲脂性材料或氟基材料组成。另外，当液体时亲脂性时，液体排斥柱8可由氟基材料组成。可选地，可以通过在采用适当材料制作该柱子之后修改表面来赋予柱子表面水排斥性。液体排斥柱8能通过恰当选择柱子本身或柱子表面材料以任何方式制作。通过在流体通路1的部分中紧密排列该液体排斥柱8，可以使其作为开关3。当流体通路1中的液体与并未暴露到电场的液体排斥柱8接触时，液体不能进入开关3。

将用于提供电压的电极设置在流体通路1的上侧和下侧或右侧和左侧。在图11中，将电极7设置在流体通路1的上侧和下侧。在每一种电极结构中，将液体排斥柱8暴露至电场将降低液体排斥柱8表面的液体排斥性。结果，可以使流体通路1中的液体进入其中设置了液体排斥柱8的区域(开关3)中。

液体流过开关3并到达流体通路的其它侧之后，断开对于电极7的电压供应。结果，液体排斥柱8的液体排斥性恢复。由于这样，将开关3中的液体分离至流体通路1的上游侧和下游侧。通过密集安置液体排斥柱8，将排除残留在开关3中的液体。

截至目前所描述的，在本发明中，通过在流体通路1中设置具有液体排斥表面的结构并且通过在电极7良多所施加电压的接通断开操作调整结构的液体排斥性，可以在开关部分影响液体的流通和阻塞。

上述液体排斥结构的构造并不局限于图11中所示的圆柱形，可以是如图12所示的棱柱构造。图11和12的结构可以通过光刻工艺、印刷工艺等来制造。

另外，液体排斥结构的构造可以是如图13中所示的多孔材料9。例如，其可以由诸如所谓的称为干凝胶(xerogell)和焦酚凝胶(pyrogell)的化学物质组成。同样在这种情况下，设置在流体通路1中的多孔材料9同样通过物理连续的孔来连接流体通路1的上游侧和下游侧。然而，孔自身的表面具有液体排斥性。可通过上述电场的施加来调整这种液体排斥性。

另外，液体排斥结构可为图14所示的纤维材料10。在这种情况下，将纤维材料10沿流体通路1设置在流体通路1的预定区域中，并通过纤维之间的间隙连接其上游侧和下游侧。纤维材料10的每一个纤维表面具有液体排斥性，并且可以通过上述电场的施加来调整该液体排斥性。

接下来，将通过使用图15来描述本发明中使用的液体转移装置18。图15示出了开关3中使用的液体排斥柱8的例子。在这种情况下，用于转移液体4的流体通路内壁由液体排斥表面30组成，一旦暴露在电场中所述表面30的液体排斥性降低；并且液体转移装置18由开关3和能够向液体排斥表面30施加电场的电极组成。在该配置中，当如图15(A)所示左端流体通路中有由液体4组成的液滴时，由于液体排斥柱8，液滴不能够进入图的右手侧。随后，一旦向液体转移装置18施加电压，该装置与图左手侧的液体排斥柱8(开关3)和流体通路中间部分(通过图左右侧的液体排斥柱8夹住的流体通路部分)处一对上下电极相对应，该区域的液体排斥性将降低并且液滴将移至如图15(B)所示的流体通路中间部分。接下来，一旦解除上述电压施加，液滴保留在流体通路中间部分(图15(C))。该状态维持到直至施加电压为止。即，表明了存储效应。接下来，一旦向液体转移装置18施加电压，该区域的液体排斥性将降低，其中该装置与图右手侧和流体通路右端部分的液体排斥柱8处的一对上下电极相对应。此外，流体通路中间部分已经变成流体排斥的。因此，液滴快速地从流体通路中间部分移向流体通路右端部分。如迄今为止所描述的，通过使用该位置的开关操作以施加电压和在流体通路中电润湿现象，可以不使用压力泵等就快速转移液滴。此外，可以防止在液滴转移之前流体保留在流体通路位置。另外，具有通过两个开关部分夹住的液体排斥表面的流体通路使得能够实现液滴的稳定静止状态和液滴的可靠转移。

在图4和7的结构中，需要至少分别针对像素22和像素22之间的连接通路提供如上述的液体转移装置18。此外，在图3、5和9的结构中，需要至少在像素22中提供液体转移装置18。

另外，在本发明中，并未限制在如上文所述的使用液体排斥性的液体转移，同样也可能通过其中分散有带电颗粒的液体的电泳实施液体转移。例如，参见图16(A)，其中分散有带电颗粒液体80的液滴位于图的左端流体通路中。在分散有带电颗粒的液体80中，分散有带电微细颗粒。能够通过选择微细颗粒来确定电荷极性。图16示出了其中将液体排斥柱8用于开关3的示例。首先，将电场施加至图的左手侧的由液体排斥柱8组成的开关部分，并且接通前述开关。另外，将电压施加至作为流体通路中间部分的(通过图左右侧液体排斥柱8夹住的流体通路部分)液体转移装置的电极上。依赖于电压极性，分散有带电颗粒的液体80进入如图16(B)所示的流体通路中间部分。其后，解除了上述两个电压施加。结果，如图16(C)中所示，获得液滴的稳定固定状态。为了再次转移液滴，接通图右手侧的开关以向图右端流体通路部分的液体转移装置施加电压。如迄今为止所描述的，通过引起液滴电泳来执行液体转移。在当前的结构中，由于将电泳现象用作液体转移的驱动力，无需如图15的结构一样在流体通路内壁上覆盖液体排斥表面。

接下来，参见图17和18，将描述上述图9结构的另外应用。与图9的结构不同之处将与每一个像素22直接相连的液体供应通路设置在由多个像素22组成的显示区域的下层中。

图17示出了显示设备的平面布局。图18示出了图17的A-A’截面的结构。如从图18中所示，本显示设备配置为使得将液体供应通路19设置在下层并且将像素22设置在顶层。在下层中，如图17所示，从液体供应源(未示出)分支的每一个液体供应通路19沿像素列方向排列。另一方面，在顶层中，像素22由独立地由侧壁(虚线表示)包围并经由开关3与液体排放通路46相连。如图18所示的截面结构，下层的液体供应通路19和上层的像素22彼此相连。具体地，下层的液体供应通路19经由液体孔38与顶层的像素22相连。将开关3设置在液体孔38的外围中。像素22的内壁配置为是其液体排斥性在暴露至电场时降低的液体排斥表面30。图18示出了由液体排斥柱组成的开关3。如图18(A)中所示，当未向扫描电极43和信号电极81施加电压时，下层液体供应通路19中的液体形成从液体孔38向顶层升起的液体表面。通过调整液体供应源的压力来控制液体水平。当向扫描电极43和信号电极81施加电压时，接通开关3。相应地，如图18(B)和18(C)所示，液体进入像素22。其后，如图18(D)中所示，如果解除电压施加，通过开关3分离液体。如迄今为止所描述的，可以从下层中液体供应通路19向顶层像素22中供应适当数量的液体。

图17示出了透视形式中顶层和下层的平面布局。为了在液体孔38的外围中接通和断开开关3，用于选择像素行的扫描电极43和用于选择像素列的信号电极81以矩阵形式设置。由于迄今为止所描述的结构，通过连续地选择扫描电极43和向信号电极81添加相应的信号，可以向所需像素中注入液体。这种矩阵结构允许用于普通显示设备的多路驱动的使用。

如迄今为止所描述的，在本发明中，通过针对每一个液晶向每一个液体提供流体通路，可以执行显示操作。具体地，由于不需要逐像素地移液体，可以快速产生显示屏幕。

另外，如图17所示，针对每一个像素列设置液体排放通路46，并经由开关3与每一个像素22相连。可以将该液体排放通路46设置在顶层或下层中。另外，为了接通和断开与液体排放通路46相连的开关3，沿像素列设置排放电极44。由于这样，当擦除图像时，向全部扫描电极和全部放电电极施加电压以接通液体排放通路46的开关3允许所有像素中的液体排放出液体排放通路46。

接下来，参见图19至22，将描述上述图9的结构的另外应用。在图17的结构中，一个液体供应通路经由液体孔和开关与一个像素相连。与此相对比，在图19中所示的显示设备中，多个液体供应通路经由液体孔和开关分别与一个像素相连。详细参考图19，每一个均是可以能够容纳液体的液体室的三个像素22(由虚线围绕的场所)沿纵向(列方向)对齐并且像素22的相应部分沿横向(行方向)延伸。并且，六个液体供应通路经由六个开关3与每一个像素22相连。在图19中，在其中形成三个像素22的平面区域的下层中，设置有用于红色液体的液体供应通路R34、用于绿色液体的液体供应通路G36、用于蓝色液体的液体供应通路B37、和用于透明液体的三种液体供应通路C35。液体供应通路的数量并不限于本例中的数量，并且可以设置用于所需颜色数量的液体供应通路。在图19中的显示设备中，可以通过红、绿、蓝和透明液体调整颜色以产生任意颜色。此外，液体颜色可变为黄色、紫红色、青色、黑色等。另外，如图19中所示，在每一个液体供应通路的包括液体孔38的部分中提供旁路。作为其结果，甚至在当液体从每个液体孔38排放至顶层中的像素22中时，可以相对于其流出发生的位置稳定地向下游位置上的流体通路供应液体。此外，图19的A-A’截面可以与图18中所示的结构相同。

此外，如图19所示以矩阵形式排列像素22将使得可以显示任意彩色图像。

图20是其中在图19上添加电极结构的图表。在图20中，设置三个扫描电极43以便与沿水平方向(像素行方向)延伸的每一个像素相对应。另外，信号电极R39、信号电极G40、信号电极B41和三个信号电极C42相应地沿针对每种颜色的液体供应通路设置。这将导致每个液体孔38的开关3被激活。此外，用于每个像素的液体排放操作的排放电极44与液体排放通路46相应地设置。

图21示出了向图20中所示的每一个电极施加电压的示例。扫描电极S1至S3在如图21(A)中所示的每个定时处扫描。另一方面，将图21(A)中所示的电压施加至每个信号电极R、G、B、C1、C2、C3。例如，在如图21(A)中所示选择扫描电极S1的第一定时处，将不会向针对红色液体(R)、绿色液体(G)和蓝色液体(B)的每一个液体供应通路的开关部分3施加足够的电压。另一方面，向针对透明液体(C1、C2、C3)的液体供应通路的开关3施加足够的电压。因此，只将透明液体排放到像素22中。因此，当像素22的底部为白色时，如图21(B)所示在第一行像素上将显示白色。

另一方面，在如图21(A)所示选择扫描电极S2的第二定时处，向用于红色、绿色和蓝色液体供应通路的开关3施加电压，并且三种彩色液体将在像素区域中传播。结果，如图21(B)所示将在第二行像素上显示黑色。

类似地，在如图21(A)所示选择扫描电极S3的第三定时处，只有具有红色的液体在图21(B)中所示的像素中传播，并且将执行红色显示。

根据当前结构，将用于液体供应的多种流体通路设置在像素区域的下层中，使得可以如图19至21所示以矩阵形式排列扫描电极和信号电极。这使得可以在该矩阵电极的交叉点处多路驱动开关3。

另外，根据本结构，可以将所需混合比例的液体直接注入至像素部分，从而使能够实现的任意颜色的彩色颜色。如从上述描述中所理解的，液体供应通路的内表面不需要是液体排斥表面。当然，为了执行快速液体补充，最好具有亲液表面。

迄今为止，通过使用图19的结构已经描述了每一个像素的写操作。在下文中，将通过使用图22描述擦除操作。在图19的结构中，为了更新每一个像素的显示颜色，需要从像素中排放出已采集的液体。因此，如图19和20所示，在显示设备中设置有液体排放通路46、排放电极44和用于液体排放通路46的开关3。尽管在图22中如同其他液体供应通路一样，在下层提供液体排放通路46，其也可在顶层中提供。

在图22中，通过阴影形式(对角地阴影区域)显示在像素中已经传播的彩色液体。另外，在图22中，指定每列电极为E、R、C1、G、C2、B和C3，并且指定每个扫描电极为S1、S2和S3。

图22(A)通过阴影形式显示所有三个纵向排列的像素充有液体的状态。为了从像素中排放液体，同时选择所有扫描电极S1、S2和S3。其后，在除电极C3之外的列电极E、R、C1、G、C2、B和所有扫描电极S1、S2、S3之间施加电压。结果，与排放电极E相对应的开关3接通，从而允许将要排放的液体至液体排放通路46。液体排放通路46向显示设备的外侧延伸。另一方面，由于像素22内表面为液体排斥性的，列电极C3临近区域中的液体被排除，并移至施加电压的列电极的临近区域。结果，像素中的液体区域移至图22(B)中通过阴影区域显示的左手侧。其后，解除列电极B和所有扫描电极之间电压的电压施加。即，电压施加在除了列电极B、C3之外的列电极E、R、C1、G、C2和所有扫描电极S1、S2、S3之间。结果，如图22(C)中所示，像素中的液体区域进一步移至左手侧。以下，如图22(D)中所示，通过重复相似过程以连续移动液体区域至左手侧，最终从像素中排放液体至液体排放通路46成为可能。

另外，通过使用图3至22中所示的显示设备，如图23中所示，生产电子装备成为可能。在图23中所示的电子装备47中，可安装天线49以便于用于在显示设备48上显示的图像的写数据通过无线通信来接收。另外，在显示设备48的前面或后面安装太阳能电池50以便于显示设备48的充电操作可自动执行。特别地，在显示设备48的前面安装透明太阳能电池50使覆盖显示设备48的部分电源消耗成为可能。

另外，通过在显示设备48的前面或后面安装光源，执行反射显示或透射显示。通过例如使图8和9中所示的像素区域底部为白色能够实施反射显示。在这种情况下，当例如在晚上不能预期照明时，如图22中所示，可点亮照明设备51。另外，通过使图8或9中所示的像素区域的基部透明，可实施透射显示。在这种情况下，用于液晶显示设备等的背光可在电子装备47内侧提供。

可选地，通过提供两种基部：白色和透明，用于图8和9中所示的像素区域，可以同时用于透射显示和反射显示。

接下来，本发明的示例性实施例将结合附图描述。此外，与上述部件具有相同功能的部件使用相同的标号。

第一示例性实施例

将结合图24描述第一示例性实施例。

在图24中所示的显示设备中，像素22和开关部分3以连续方式交替地连接，并且该连续像素22被弯曲以便二维排列(矩阵形式)从而形成显示屏幕。为提供红色(R)、透明(C)、绿色(G)、蓝色(B)液体，四种液体供应通路34、35、36、37通过开关3分别与图左上侧的像素22相连。因此，在图左上侧的像素22同样用作液体混合元件21。此外，具有连续像素的终端(在图右下侧的像素)通过开关3与液体排放通路46相连。四个液体供应通路34、35、36、37的内壁和液体排放通路46优选地覆盖有亲液表面。另一方面，为允许液体的转移操作快速执行，像素22的内侧优选覆盖有液体排斥表面并且像素22提供向前述液体排斥表面施加电场的电极，如液体转移装置一样。

在本实施例的显示设备中，任意比例的彩色墨水从四种液体提供通路34、35、36、37中经由开关3提供给图左上侧的像素22。将提供的墨水的比例通过电压和/或时间控制，其中，每种颜色使开关3均接通。其后，接通相邻像素22之间的开关3以执行转移操作，以及转移有色墨水至下一像素22从而疏散图左上侧的像素22的内容。以及对于图左上侧的已疏散像素22，再次注入墨水。重复上述过程，当液滴已转移至预定位置时，断开像素之间的开关3。这使得获得稳定显示状态(存储效果)成为可能。当擦除显示时，接通连至液体输出通路46的开关3并重复液滴的转移操作。

如迄今为止所描述的，已显示图像的写入、存储和擦除被实现。

在该实施例中，可以简化多个墨水供应通路的排列。

接下来，将通过图25和26描述上述实施例的显示设备中使用的液体转移装置的例子。图25和26显示了包括显示设备的像素部分的流体通路横截面。

在图25中，在基板中流体通路的上部提供公共电极11。另外，在基板中流体通路的下部设置有开关电极A14、开关电极B15、流体通路电极A12和流体通路电极B13，并依此顺序循环。在开关电极A14和开关电极B15上的流体通路中设置有液体排斥结构从而组成开关3。在图25(A)中所示的开关3之间的流体通路中已经存在有液滴。此外，除了开关3流体通路的内壁表面具有液体排斥性，并且一旦暴露至电场该液体排斥性将被降低。

提供电压至流体通路电极B13和开关电极A14引起液滴的转移。这是如图25(B)中所示的状态。其后，停止提供给流体通路电极B13的电压，施加电压至开关电极A14和开关电极B15。由于在流体通路电极A12、B13上所有流体通路变为液体排斥性的，每个液滴流至开关3(图25(C))。随后，当停止向开关电极A14提供电压时和当向开关电极B15和流体通路电极A12施加电压时，每个液滴流至邻近的流体通路(图25(D)至25(F))。

如迄今为止所描述的，不引起在开关3间流体通路中无液滴存在的情况下，以稳定方式连续转移液滴成为可能。

可选地，在本显示设备中，转移液滴的流体通路可配置成如图26所示。在图26中，流体通路1的高度部分地变化。结果，当转移恒量体积的液滴时，在液体流入方向(图的侧向)中增加浅流体通路的尺寸并且在流出通路方向(图的侧向)中降低深流体通路的尺寸。

第二示例性实施例

将结合图27描述第二示例性实施例。

图27中所示结构的显示设备包括用于每个像素行的液体混合装置21。通过在液体混合装置21中混合多种有色液体产生具有期望颜色的液体并其后转移至由侧壁6环绕的流体通路1中。在流体通路1中，交替排列开关3和像素22(液体室)。由于这样，在流体通路1的右方向上依次转移每种颜色的液滴。当液滴到达右末端的像素22时，停止转移。如迄今为止所描述的，为了每像素行液滴被转移至流体通路1以便于每个液滴到达预定像素位置从而完成显示图像。

在流体通路1中，配置像素22部分为透明的，使在显示设备后面设置表面光源，以便如透射型显示设备一样操作成为可能。此外，配置与流体通路1的像素22部分相对应的底座，使得该底座能显示白色并作为反射型显示设备操作。在任一情况下，被转移黑色液滴的像素使能白色图像的显示。此外，被转移透明液滴的像素能够执行白色显示。

当更新图像时，转移形成显示图像的液滴至排放通路46以擦除图像。在图27中，像素22的面积和像素22间开关3的面积不同。结果，如图26中所示，流体通路1的浅部分相应于像素部分，流体通路1的深部分相应于像素间的开关部分。如迄今为止所描述的，通过改变流体通路的深度弥补板内面积改变以便转移常量体积的液滴。结果，在图26中所示的流体通路布局中，可增加在显示中像素面积的比例。

如图27的下部分中所示出的，像素22和开关3可使用符号图表表示。在图28中，图表表示用于显示液体混合装置21的结构示例。在图28中，透明墨水槽24与每个红色墨水槽23，绿色墨水槽25，蓝色墨水槽26并列放置，并且红色墨水，绿色墨水，和蓝色墨水分别服从于带有透明墨水的密度调整并最终混合在一起。然而，液体混合装置21的结构并不仅限于图28所示。例如，红色墨水，绿色墨水和蓝色墨水可事先被混合和调整，其后，服从于带有透明墨水的密度调整。此外，墨水颜色并不仅限于上述颜色，并可由红色墨水，绿色墨水，蓝色墨水和黑色墨水组成。而且，可混合黄色墨水，紫红色墨水和青色墨水。

图29显示了液体混合装置21的更为详细的结构示例。在图29中，在左端将流体通路1分离成两部分：液体供应通路19A和液体供应通路19B。在上游侧液体供应通路19A和液体供应通路19B分别与液体槽(未示出)相连。在末端上述配置的开关3分别与液体供应通路19A和液体供应通路19B的液体通路1相连。

为了混合液体，首先，向与液体供应通路19A的开关3相对应的混合电极A16施加电压以引导液体A至流体通路1。其后，向与流体通路19B的开关3相对应的混合电极B17施加电压以引导液体B至流体通路1。此时，通过调整施加至两个开关3的电压和电压施加的时间周期，可调整液体A和液体B的混合比例。其后，在图29中液体转移装置18用于转移流体通路1的右方向上的混合液体，接下来的过程已被描述。

当混合大量液体时，通过串联或并联图29中所示配置能够实现。例如，如图29所示，包括开关3的液体供应通路可重新与流体通路1的上游末端部分或下游末端部分相连以混合大量液体。

如迄今为止所描述的，通过使用液体混合装置21产生具有任意颜色的液体成为可能。通常，当显示彩色图像时，需要混合大量墨水。为此目的，如图28所示的相对复杂的流体通路配置变得必需。在图27的配置中，由于每个像素行都需要图28中所示的液体混合装置，因此可以出现流体通路(液体供应通路)的交叉点。

然而，甚至在交叉的流体通路中，通过设置开关3和使其恰当工作，处理液体而不使其彼此混合是可能的。该配置如图30所示。图30显示了通过在图垂直方向延伸的流体通路27转移液体A，并且通过在图水平方向延伸的流体通路28转移液体B的情况。首先，从流体通路27中上方转移液体A至中央流体通路29(图30(A)和30(B))。接下来，转移液体A至下方的流体通路27从而排空中央流体通路29(图30(C))。其后，从左方的流体通路28中转移液体B至中央流体通路29(图30(D)和(E))。其后，从中央流体通路29转移液体B至右侧的流体通路28(图30(F))。这样，通过开关装置部分3独立处理两种液体和无需构造三维交叉流体通路的驱动定时成为可能。

第三示例性实施例

下一步，将基于图31和32描述第三示例性实施例。图31是显示本发明的显示设备的平面图，图32是图31中沿A-A’的截面图。

在图31所示的实施例中，像素22和开关3交替连接的流体通路结构在行方向(图的横向)线性设置，以及在列向(图的纵向)设置多个流体通路结构，在它们中间具有侧壁6，以便形成显示屏幕的矩阵由多个像素22形成。

如从图32中所示，在本实施例中，通常三个基板堆砌形成上层和下层流体通路。对下层流体通路，为红色(R)、无色(C)、绿色(G)和蓝色(B)流体的四个液体提供通路34、35、36、37设置在下层显示部分的行方向(图的左侧)一侧。每种颜色的液体供应通路通过液体孔38连至上层的相应液体供应通路34、35、36、37的每个上。在本实施例中，墨水滴在显示部分的行方向上从图左侧转移至右侧。因此，每行左末端的像素22与上层的四个液体供应通路34、35、36、37相连。另外，在注入位置提供开关3至上层的每个液体供应通路34、35、36、37的像素22。另外，每行左末端的像素22也用作通过交叉点混合液体至前述像素的液体混合装置58。

当执行图像写入时，接通上层的每个液体供应通路的开关3，在左末端从每种液体供应通路中排放每种颜色的墨水至液体混合元件58。通过变化每种墨水的注入比例，在液体混合装置58中能够调整任意颜色。其后，在左末端从液体混合装置58中的墨水转移至右侧的相邻像素22上。此时，与开关3对应设置的开关电极56的形状被构造成所谓的人字形。人字形是相应于液体转移装置18的电极侧的开关电极56的侧边为角度形状和与上述侧边相对的电极侧边，液体转移装置18是山谷形状。如即将描述的，该几何形状使更稳定地转移液滴成为可能。通过重复上述墨水转移和在左末端注入墨水至液体混合装置58，获得和第一实施例一样的显示图像成为可能。此外，本实施例显示了如图32中所示的多孔材料9用作构成开关3的液体排斥结构的情况。

在本实施例中，与第一实施例相比，尽管墨水供应通路的排列变得复杂，可降低像素间液滴转移的间距。因为这样，更快速地更新显示图像成为可能。

此处，将通过图33和34描述人字形电极结构的效果。

图33显示了当液体转移装置18的电极层和开关电极56不具有人字形的液滴形状。当施加电压至液体转移装置18的电极时，液滴70其实位于液体转移装置18的电极上(图33的状态)。另一方面，为没有被施加电压的开关电极56上，由于液体排斥性液滴70试图避免该区域。当提供少量墨水滴时，墨水滴和下一开关电极56之间的距离增加。在这种情况下，即使向液滴所在的液体转移装置18的电极所施加的电压被解除，并且施加电压至下一开关电极56，不可能期望得到稳定的液滴转移。

另一方面，图34中所示人字形的情况中，甚至当像素22中的液滴数量很小时，无一例外地将液滴70部分添加在开关电极56上。这是由于液体的形状(新月形)不能为尖锐形状的事实所引起。因此，在人字形电极结构的情况中，开关电极56的角度形状侧边顶能够作为起点工作以开始液滴的转移。

第四示例性实施例

基于图35和36，将描述第四示例性实施例。如图36所示，本实施例的显示设备通常由上层基板62、中层基板61和下层基板60组成。在各基板间，形成流体通路以及在上层基板62和中层基板61之间形成的流体通路叫做“上层流体通路”。此外，在中层基板61和下层基板60之间形成的流体通路叫做“下层流体通路”。

图35显示了上层流体通路和下层流体通路的层透视图。如从图35中所示一样，由于下层流体通路，提供红色(R)墨水的液体供应通路R34，提供绿色(G)墨水的液体供应通路G36，提供蓝色(B)墨水的液体供应通路B37，以及提供透明(C)墨水的液体供应通路C35在图的垂直方向延伸。以及，液体供应通路34、36、37、35以在图的水平方向循环的方式依次设置。

另外，每个下层的液体供应通路通过液体孔38与上层流体通路(图35中用实线围成的部分)连接。上层流体通路由：通过开关3和侧壁6环绕用于每种颜色的液体供应通路的液体孔38的四种区域；形成像素22的区域(液体室)；通过开关3与像素22相连的液体排放通路46组成。每个开关3是其中设置有液体排斥柱8的区域。

在每个液体孔38的邻近区域中设置的四个开关3独立选择是否允许红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)和透明(C)的液体流进像素22。为此，上层基板62具有四个与每种颜色开关3相对应的四个开关电极56，在中层基板61上提供扫描电极43。沿下层的每个液体供应通路设置每个开关电极56。在图横向上设置扫描电极43以便与开关电极56交叉。

在这些开关电极56和扫描电极43之间施加电压，以便红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)和透明(C)液体墨水从每种颜色液体孔38中注入至像素22。通过每种颜色开关3接通时的电压和时间期间控制这些液体的注入比例。此外，排列像素22成矩形并且向每个像素22注入期望颜色的墨水以便显示彩色图像。

图35所示划分扫描电极43导致墨水注入之后，在像素22中施加电压以在像素22中移动成为可能，从而混合墨水。

当擦除图像时，在扫描电极43和沿液体排放通路46设置的排放电极44之间施加电压以接通液体排放通路46的开关3从而排放像素22中的墨水。在排放底座上，执行如使用图22描述的一个相似操作以向液体排放通路46移动像素22中的墨水以便加速执行排放操作。

为了更快速执行排放操作，如图35所示在形成每个液体供应通路的下层中进一步提供排出管76。排出管76通过排出孔75连接至包括像素22区域的上层流体通路。该至上层流体通路的连接部分配置在液体排放通路46的对面侧。此外，由开关3环绕排放孔75的外围。由于这样，液体不能够进入排出孔75。当执行排放操作时，像素22中的液体移向液体排放通路46。因此，有必要在原来存在液体的区域中重新冲入气体例如空气。相应地，通过在末梢位置关于液体排放通路46、像素22设置排出孔75，更快速地执行排放操作成为可能。

另外，将使用图37、38、39和40描述图36中所示的生产该结构的方法。如从图36中所示，该结构由下层基板60，中层基板61和上层基板62组成。随后，通过依次使用图37、38、39将描述生产每个基板的方法。

如图37所示，提供下层基板60并且其表面形成在亲液表面57中。这同样可通过在下层基板表面上形成亲液薄膜来实现。作为选择，通过修改下层基板的表面形成这样的表面成为可能。其后，在下层基板表面上形成透明侧壁63。如图38(C)所示，通过在下层基板表面上形成感光树脂66的覆盖薄膜和通过影音石板术过程处理该覆盖薄膜而获得该透明侧壁63。作为选择，可通过印刷方法直接在下层基板表面上仿制该透明侧壁63。

如图38所示处理中层基板61。首先，通过中层基板61接通液体孔38。这同样可通过浇铸塑料树脂来实施。作为选择，通过使用机械钻孔机在基板中形成孔同样可能。或者，也可能通过化学蚀刻该基板来形成孔。作为选择，可使用感光片来制作钻孔的基板。下一步，当想要反射显示时，在中间层基板61上形成白色反射镜59。对于该白色反射镜，可使用具有粗糙表面的金属层。作为选择，可使用具有散射特性的树脂薄膜。作为选择，可使用白色涂料层。下一步，在白色反射镜59上形成透明导电层并且透明导电层图案化以获得扫描电极43。下一步，在基板表面上形成液体排斥薄膜64。能够通过例如浸渍涂布等技术形成液体排斥薄膜64。在这种情况下，如图38(E)所示在基板的前面和后面形成液体排斥薄膜64。其后，提供下层流体通路(液体供应通路)内壁的基板后表面的液体排斥薄膜64被冻干(图38(F))。即，基板的后表面被修改至亲液表面57中。这可通过紫外线照射实现。作为选择，通过暴露基板后表面至等离子体中来实现。其后，基板的前面部分被冻干以修改其至亲液表面57中(图38(F))。这可通过如上文所述使用合适掩膜执行冷冻干燥处理实现。

当将使用的液体为亲水液体时，可使用亲脂性物质或氟化物作为液体排斥薄膜64。在这种情况下，能通过在氧气中紫外线处理或在氧气中等离子体处理亲水处理亲脂性物质或氟化物。

另外，当将使用的液体为亲脂性液体时，可使用氟化物作为液体排斥薄膜64。同样在这种情况下，可通过在合适气体中紫外线照射或等离子体处理执行亲脂性处理。作为选择，可在上述亲水性处理完成之后通过表面处理剂的方式修改有碳氢化合物的薄膜表面为亲脂性。

图38(E)显示了液体排斥薄膜64同时形成在基板两面的情况。然而，只在基板前面上并在冻干该液体排斥薄膜64部分之后形成液体排斥薄膜64，以只在基板后面上形成亲液薄膜也是可能的。在这种情况下，不需要相关于基板背表面的表面修改。

另外，将使用图39描述生产顶层基板62的方法。首先，透明导电层65形成在顶层基板62上并被图案化以形成开关电极56。其后，在形成开关电极56的整个表面上形成感光树脂涂层66。随后，通过光刻化处理磨制涂层以形成开关部分的柱状结构和流体通路的侧壁。其后，在柱状结构表面和基板前表面上执行液体排斥性处理。这可仅通过涂液体排斥薄膜获得。作为选择，为获得液体排斥表面30，可通过暴露它至等离子体中执行表面修改。其后，液体排斥表面30部分地服从于冷冻干燥。开关3处柱子8的液体排斥性被维持。此外，依靠将暴露的位置在液体排斥表面或亲液表面上处理侧壁6。

已经通过上述过程提供的三个基板如图40所示碾压在一起。其后，如图40(B)所示，相对于彼此其位置调整至结合三个基板在一起。该结合可通过例如在将结合的基板的亲液区域之间注入粘性材料执行。作为选择，当氟化物质用作液体排斥区时，由于不能预料安全压焊，只在亲液区域执行结合。关于液体排斥柱8，根据液体排斥原理，不必在液体排斥柱8和中间层61的连接处注入粘合剂。在如上述结合三个基板之后每种有色墨水被填入至预定下层流体通路中；这如图40(C)所示。

第五示例性实施例

基于图41、42、43、44和45，将描述第五示范性实施例。本实施例不同于迄今为止所描述的实施例，因为在开关部分流体方向上开口部分的数目为一或二。

如图41所示的示例。在图41中，通过两个基板2之间的一对侧壁6环绕形成流体通路1。在流体通路1中，通过连接液体排斥壁82至每个侧壁6的内表面构造开关。因此，在本开关部分中流体方向开口部分的数目为一个。

如图42所示，当从与基板2垂直的方向观察流体通路1时，当液体4流经液体排斥壁82的开关时，液体4持续作为液体块保留在图42的C-C’截面处。另一方面，如图43所示，当液体4流经图11的开关时，在截面D-D’液体4分为五部分。

图44显示了另一示例。在图44中，通过安装一个液体排斥柱8在流体通路1中构造开关。因此，在该开关部分流体方向中开口部分的数目是二。此外，如从图45中所示，当液体4流经图44的开关时，在截面E-E’液体4分为两部分。

当液体4流经大量开口部分时，沿其形状将形成复杂的新月形。另一方面，当开口部分位于一个或两个地点，与具有大量开口部分的情况相比，该新月形是简单的。与具有大量开口部分的情况相比，由于形成复杂的新月形将需要能量，当开口部分的数目小时，液体流经开关将变得容易。因此，降低为调整液体排斥性所施加的电压以及提高液体移动速度从而显示加速变为可能。

第六示例性实施例

基于图46和47将描述第六示例性实施例。与迄今为止所描述的实施例不同之处在于用于施加电场至液体排斥表面的装置。

在迄今为止描述的实施例中，如图11中所示，配置施加电场至液体排斥表面的装置以便在两个基板2中提供电极7，在两个电极7上施加电压以便施加电场至液体排斥表面。作为垂直电场方案提及该方法。另一方面，在本实施例中，如图46所示，两个相对基板2的一个具有互相啮合梳齿电极7A、7B，并且通过在梳齿电极7A、7B结合之间施加电压来施加电场。作为水平电场方案提及该方法。图47中示出梳齿电极7A、7B的平面视图。在图47中，在梳齿电极7A、7B结合之间施加电压以便在平行于两个基板2基板表面和垂直于梳齿电极7A、7B梳齿延伸的方向83上产生电场。因而，在平行于显示表面的方向上产生电场。电场强度与梳齿电极7A、7B之间的电极间距82成反比。

在垂直电场方案中，当降低电极2之间的间距和降低电极7之间的间距以增加电场强度时，流体通路1变浅。当流体通路1已变浅时，为同其变浅之前一样显示相同颜色，需要增加有色墨水的光密度。然而，不改变有色墨水液体的特性难于增大光密度。另一方面，为在水平电场方案中增加电场强度，由于电场强度与梳齿电极间距82成反比，可降低电极间距82。因此，与垂直电场方案相比，由于水平电场方案允许更容易地降低电极间距，降低用于液体排斥性控制的电压成为可能。

此外，在图46中，尽管液体的流动方向和基于梳齿电极7A、7B的电场方向83配置为平行的，也可以不这样配置。此外，在本实施例中，尽管在所示的梳齿电极7A、7B用作施加电场至组成液体排斥柱8的开关部分的装置示例中，该梳齿电极同样可用作施加电场至除了开关部分的其它液体排斥表面。

根据迄今为止通过实施例方式已描述的本发明，当为了显示图像转移液滴时用作像素的液滴防止彼此混合，因而实现稳定的液体转移。由于开关能够导致液体保持在像素中，给予显示状态存储效果成为可能。

尽管已使用特定术语描述了本发明的优选实施例，这些描述仅为了示范性目的，应当理解为在不脱离所附权利要求的精神和范围情况下，可以作变化和改变。

Claims (17)

1.一种显示设备，包括：

像素，由可容纳液体的液体室构成；

开关，用于控制液体的流通和阻塞；

液体供应通路和液体排放通路，经由所述开关与所述像素相连；以及

液体转移装置，用于从所述液体供应通路转移液体进入所述像素，和用于从所述像素排出所述液体到所述液体排放通路，

其中所述开关包括沿液体移动的流通方向物理打开并且具有液体排斥表面的结构，并且所述结构的液体排斥性通过施加到所述结构的电压的有或无来调整，使得控制液体的流通和阻塞，

其中所述液体转移装置由电场施加装置构成，所述电场施加装置向组成所述开关的结构的液体排斥表面以及覆盖所述像素内壁的液体排斥表面选择性地施加电场。

2.根据权利要求1所述的显示设备，其中

多个所述像素串联连接，使得所述液体排放通路用作所述液体供应通路。

3.根据权利要求2所述的显示设备，还包括：

液体混合装置，用于混合多种液体，所述液体混合装置与所述串联连接像素的最上游处的像素相连。

4.根据权利要求1所述的显示设备，其中

所述开关流动方向中的开口部分的数量为一。

5.根据权利要求1所述的显示设备，其中

所述开关的流动方向的开口部分的数量为二。

6.根据权利要求1所述的显示设备，其中

所述电场施加装置是能够沿与显示表面平行的方向产生电场的梳齿电极。

7.根据权利要求1所述的显示设备，

其中当使用其中散布有带电颗粒的液体时，所述液体转移装置由电场施加装置构成，所述电场施加装置向组成所述开关的结构的液体排斥表面以及除所述开关外的流体通路部分选择性地施加电场。

8.根据权利要求7所述的显示设备，其中，所述电场施加装置是能够沿与显示表面平行的方向产生电场的梳齿电极。

9.根据权利要求1所述的显示设备，

其中多个所述像素以矩阵形式排列；与每一个所述像素相连的所述液体供应通路是从液体供应源分支的液体供应通路；并且与每一个所述像素相连的所述液体排放通路与一个液体排放槽相连。

10.根据权利要求9所述的显示设备，其中，所述设备还包括多个所述液体供应源，以及

从每个所述多个液体供应源分支的多个所述液体供应通路与每一个所述像素相连。

11.根据权利要求9所述的显示设备，其中

所述液体供应通路设置在其中设置了所述像素的区域的下层，并且所述设备包括矩阵电极，用于多路驱动位于每一个液体供应通路和每一个像素之间的每一个所述开关。

12.根据权利要求9所述的显示设备，其中

所述开关流动方向中的开口部分的数量为一。

13.根据权利要求9所述的显示设备，其中

所述开关的流动方向的开口部分的数量为二。

14.根据权利要求9所述的显示设备，其中

所述电场施加装置是能够沿与显示表面平行的方向产生电场的梳齿电极。

15.根据权利要求9所述的显示设备，其中

当使用其中散布有带电颗粒的液体时，所述液体转移装置由电场施加装置构成，所述电场施加装置向组成所述开关的结构的液体排斥表面以及除所述开关外的流体通路部分选择性地施加电场。

16.根据权利要求15所述的显示设备，其中

所述电场施加装置是能够沿与显示表面平行的方向产生电场的梳齿电极。

17.一种电子仪器，包括根据权利要求1、7和9中任一项所述的显示设备。

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