CN102124393B - 具有中心储液器的流体显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示设备(1)，该设备建立在使用使信息可视化的流体的基础上。为了确保流体的简单替换，本发明提供了一种中心流体储液器(6)，其可以与具有任何期望设计的流体显示设备(1)结合起来使用。出于这个目的，将中心流体储液器(6)连接到流体显示元件，其能够重新填充被着色的流体。

Description

具有中心储液器的流体显示设备

技术领域

本发明涉及用于再现光学信息的显示设备的领域。特别地，本发明涉及一种显示设备，该设备建立在使用使信息可视化的液体的基础上。

背景技术

现有技术及缺点

已知在现有技术下，几乎绝大部分种类的显示设备用于再现光学信息，举例来说，例如文本、静态图像或者甚至移动图像(视频)。虽然这些显示设备中大部分特别用来再现有色的和快速变化的信息，但是关注于再现更静态的和任选单色的信息的方案也存在着。

作为这种显示设备的例子，参照E Ink公司(美国/马萨诸塞州/坎布里奇市，www.eink.com)所研发的“电子纸”技术。关于这项技术，文献US 6120588(“Electronically addressable microencapsulated ink and display thereof”)有记载。在其中，使用多个微小球体，这些微小球体能够在电场中定向并且例如被着色以同等份额的黑色和白色。通过给某些显示区域特别施加相应的电场，这些区域看上去有色，而其他区域看上去无色。为了增强对比，给剩余区域施加相反的电场。优点在于这种设备尤其能够以低功率运行，但是，它们表现出缓慢的反应时间，此外，表现出只显示少量颜色的缺点。

在例如Liquavista(NL)公司所有的文献US 7304786中公开了一种不同的原理。在其中所描述的方法基于有色液体的使用，更具体地，基于由有色液体(油)和载液(水)构成的两相混合物。单个图像点(“像素”)的变化借助于电润湿作用进行。通过这种作用，能够改变导致有色显像的油珠形状。但是，出现在各个图像点的有色液体的量是不变的，能改变的只是其形状。通过利用电润湿作用，能够显著地降低能量输入，因为由此所需要的功率相当的少。在其余位置，无需提供动力，有色液体均匀地散布在图像点的区域上，产生相应被完全覆盖的有色图像点。但是，由于所使用的液体，这种显示设备仅仅适合在正常的环境温度下运行。此外，像素仅包含一个单一的颜色，结果只能借助于紧密布置不同颜色的“子像素”和利用其光学汇合来得到一个像素从而获得多个不同颜色的显示。不久，老化最终导致不期望的褪色，因为由于图像点的有色液体的量固定，不可能替换褪色的液体，所以老化不可补救。

这种建立在使用有色液体基础上的流体设备通常包含由两个腔室组成的单个显示元件(“像素”)，它们中一个用于显示，而如果相应的像素不显示，则另一个用作储液器。这些结构既复杂，又容易出错。另一个缺点在于除非腔室分别位于对应的图像点下方，否则这种两个腔室的解决方案包含各自较大的空间，相应地导致在流体连通性上的复杂结构。

US 3566172A公开了一种显示设备，在这种设备中，通过液体来呈现将要显示的信息，并且其中多个显示元件流体连通到公共液体储液器。显示液借助于至少一个泵和阀传送到驱动显示元件或者从驱动显示元件传送出。

WO 03/071335A2公开了一种显示设备，在这种设备中，通过电润湿作用的帮助，能够控制液滴的表面几何图形，从而由于几何图形的改变，可以调整起透镜作用的液滴的焦点。

本发明及方案的目的

因此，本发明的目的在于提供一种能够克服现有技术缺点的设备。特别地，期望提供一种能够替换废液(即，褪色液)以确保永久再现原始颜色的可能性。此外，期望实现一种一般类型的显示设备，其在一定程度上尽可能地节省空间，并且从而能够不费力地被制备。

这个目的通过在权利要求1中所提出的设备实现。相应地，提供了一种中心液体储液器，其与任何结构的流体显示设备一起使用。于是，中心液体储液器连接到填充有有色液体的流体显示元件。

可以在从属权利要求和下面的详细描述以及示图中发现其他优选实施例。

发明内容

如预期一样，本发明结合利用电润湿作用的任何结构的流体显示设备来实施。因此，这种流体显示设备一般包括用于显示信息的至少一种显示液，其中显示液在大部分情况下有色，但是也可以无色，从而例如通过修改由显示液润湿的基底或本底的折射率或反射特性，能够实现各个图像点的光学性质的改变。此外，这种流体显示设备包括多个显示元件，这些显示元件具有用来接收显示液的腔。因而，每个腔形成闭合的或者至少可区分的容积，其能够容纳显示液并从而确定和影响图像点的外形。

因而，根据本发明，提供了至少一个中心液体储液器，并且显示元件的至少两个腔与相同的中心液体储液器流体连通。在本发明概念中的流体连通是指中心液体储液器内的显示液能够流到与中心液体储液器连接的显示元件的所有腔内。以下问题可以暂时不予考虑：是否如预期那样，将运行流体显示设备所需要的任选的其他元件(例如，阀、泵或类似物)布置在中心液体储液器和腔之间的流体路径中以及临时地阻止该流体路径。但是，必要地是：各个显示元件并不分别具有专门用来供应单个显示元件的液体储液器。

根据本发明，流体显示设备被配置为多层，其包括：

-腔室层，其包括具有分隔物的腔；

-电极承载层，其具有带状电极和通道；以及

-主沟槽层，其具有主沟槽和横向沟槽；其中

-所述中心液体储液器包括与多个主沟槽对应的多个中心接口；

-所述腔室层布置在所述电极承载层上方，以及所述主沟槽层位于电极承载层下方，以及所述中心液体储液器位于所述主沟槽层下方；

-所述横向沟槽被布置成邻接通道；

-针对所述中心液体储液器的接口位于所述主沟槽的一个端部，以及中心接口被布置，以使它们邻接主沟槽的接口；以及

-所述主沟槽垂直于所述带状电极的主要尺寸方向延伸，并准确地与每个电极带所关联的腔中的一个腔流体连通。

因此，特别优选地，显示元件中不仅仅一些而是所有的腔与相同的中心液体储液器流体连通。换句话说，流体显示设备仅仅包含一个单独的中心液体储液器，分别地，所有的显示元件由其供给，或者显示元件将多余的显示液排放给它。

特别地，在有色流体显示设备中，还包括多种显示液。因此，在这种情况下，优选地，给每种显示液提供各自的中心液体储液器。于是，每个中心液体储液器包含一种显示液并且与针对各种颜色指定的对应的腔连接，在这种情况下，例如可以将显示元件布置在多层中，或者可以将显示元件组合成“子像素”。

在根据利用或者至少融合了电润湿作用的本发明的流体显示设备的范围内，中心液体储液器可以包含显示液和可选的载液。出于这个目的，可以提供不同的中心液体储液器，但是，对于两个液体而言，只要它们不混合并且入口或出口分别被布置以使它们不会导致混合，一个中心液体储液器就足够也是可能的。例如，包含有色显示液的油浸在中心液体储液器的上部区域中、在水性载液上，而在中心液体储液器的所述液体之间不需要分隔物。

进一步优选地，包括中心液体储液器的流体显示设备还包括用于使显示元件的腔压力均匀化的至少一个装置。没有这个装置，一旦将显示液从中心液体储液器去除，就会产生负压，从而必然会产生反作用的、相应的高给进压力。类似地，在填充中心液体储液器的过程中，产生过压。这个问题可以通过压力均匀化来防止，压力均匀化既可以通过与环境连通实现，也可以优选地通过闭合电路实现。

原则上，中心液体储液器可以布置在流体显示设备的任何位置。但是，根据优选实施方式，中心液体储液器被布置，以使其被显示元件覆盖。换句话说，中心液体储液器背离观看者的方向在显示元件的另一侧。通过这种方式，确保一个特别节省空间的结构以及此外在中心液体储液器和显示元件之间的各个短的流体路径，其中每个显示元件包括其自己的与中心液体储液器连接的沟槽。

此外，根据本发明的中心液体储液器还包括用于替换显示液的中心接口。通过这种方式，优选地，替换整个显示液是尤其可能的，因为其经历了化学改变，随着时间的推移这会导致有色显像的变化，或者因为已经选择了不同的有色显示液。最终，出于养护的目的，用相应的清洗液冲洗显示元件，之后将原始的显示液填充到中心液体储液器中就够了。

根据另一实施例，将所述中心液体储液器配置成可以从所述液体显示设备去除。通过这种方式，替换各个显示液是特别可能的，因为仅仅必须去除各个中心液体储液器，并用期望的其他的中心液体储液器来替代。不用多说，提供现有技术中所公知的流体接口和可选的止动机构等是必须的。

将多个显示元件组合起来形成“砖块”是特别优选的。因此，每个砖块包括至少一个自己的中心液体储液器，或者多个砖块一起包括至少一个自己的中心液体储液器。所有的砖块还可以被设置成包括至少一个自己的中心液体储液器。因此，这样的砖块代表一个能够容易处理和替换的单元，其可以根据尺寸包括一个或多个自己的中心液体储液器或者可以与其他砖块一起连接到一个或多个高级中心液体储液器。此外，也可以进行组合，例如，每个砖块包含其自己的带有有色显示液的中心液体储液器，但是多个或所有的砖块与用于清洗液的中心液体储液器连接。

按照节省空间的方式，本发明分别允许给流体显示设备的多个显示元件提供显示液，或者容纳过多的显示液。根据实施例，流体路径非常短。当使用压力平均化方式时，中心液体储液器内的压力一直保持不变，从而相应的馈送机构的馈送速度不需要任何调整。通过集中地供给多个显示元件，很可能永久地或临时地替换相应的显示液，从而用例如清洗液来代替它。

显而易见，根据本设备的具体结构，还可以想到未被明确描述的组合和修改，而不背离本发明的基本思想。

附图说明

图1示出了根据本发明的中心液体储液器6与流体显示设备1联合布置的实例。

具体实施方式

在优选实施例中，流体显示设备1由多层构成。具有分隔物11的腔2位于腔室层10内。腔室层10布置在具有电极7’和通道7”的电极承载层上方，电极7’被图示为带状。主沟槽层12布置在电极承载层7下方。它包括主沟槽4和横向沟槽4’，横向沟槽4’被布置以使它们邻接通道7”。在附图右侧出现的主沟槽4的端部，设置有针对中心液体储液器6的接口，中心液体储液器6布置在主沟槽层12下方。储液器相应地包括多个中心接口6’，这些接口被布置以使它们邻接主沟槽4的接口。

未描述但可以出现的是各个馈送机构、阀和类似物以及电连接，这些对于建立在电润湿作用基础上的流体显示设备而言是必需的，这种流体显示设备在这里作为实例呈现。同样没有描述的是选择性提供的封盖或底层、用于压力均匀化的装置以及其他的元件，这些对于说明本发明而言并不是必需的。

Claims (6)

1.一种具有多个用于显示信息的显示元件的流体显示设备，其利用电润湿作用，包括：

至少一种显示液，其用于显示信息；

腔室层，其包括具有分隔物的腔；

电极承载层，其具有带状电极和通道；

主沟槽层，其具有主沟槽和横向沟槽；以及

用于提供所述至少一种显示液的中心液体储液器，其包括与多个主沟槽对应的多个中心接口；其中

所述腔室层布置在所述电极承载层上方，以及所述主沟槽层位于所述电极承载层下方，以及所述中心液体储液器位于所述主沟槽层下方；

所述横向沟槽被布置，以使它们邻接所述通道；

针对所述中心液体储液器的接口位于所述主沟槽的一个端部，以及所述中心接口被布置，以使它们邻接所述主沟槽的接口；以及

所述主沟槽垂直于所述带状电极的主要尺寸方向延伸，并准确地与所述带状电极中的每个所关联的所述腔中的一个腔流体连通。

2.根据权利要求1所述的流体显示设备，其中，为每种显示液分别提供中心液体储液器。

3.根据权利要求1所述的流体显示设备，还包括用于所述显示元件的所述腔的压力均匀化的至少一个装置。

4.根据权利要求1所述的流体显示设备，其中，所述中心液体储液器被布置，以使它被流体显示设备的所述显示元件覆盖。

5.根据权利要求1所述的流体显示设备，其中，所述中心液体储液器被配置成能够从所述流体显示设备去除。

6.根据权利要求1所述的流体显示设备，其中，多个显示元件被组合起来形成砖块，其中每个砖块包括至少一个自己的中心液体储液器，或者其中多个砖块一起包括至少一个自己的中心液体储液器，或者其中所有的砖块包括至少一个自己的中心液体储液器。

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