CN102200634B - 多色显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种具有至少一个电可控显示组件的显示装置，该显示装置包含第一液体及至少一种其它液体、两个以上流体密闭的容积及连接至电极阵列的至少一个电压源，其中该些容积包括沿自身最短维度而彼此堆叠的扁平可见子容积，具有相关联的第二子容积，该些第二子容积穿过在与该各别第二子容积相关联的扁平可见子容积下面的扁平可见子容积。

Description

多色显示装置

技术领域

本发明关于具有至少一个电可控显示组件的显示装置。具体地，本发明关于一种使用电润湿效应的显示装置。

背景技术

已知借助于可在检视者不可见的位置与检视者可见的位置之间移置的有色液体来实现显示器。移置液体的有效方式为所谓的电润湿，其中将电压供应至紧邻于小液滴的电极阵列，使得电场影响该小液滴，从而使液体的表面能且因此表面张力增加。根据组态而定，此情形可导致液体在电极上展布或完全覆盖电极，此根据电极所包含的几何形状及表面性质而定且也根据液体及电极相对于地球重力场所处的相对位置而定。已知使电极配备疏水性涂层，以便在电极不被供电时的液体状态与电极被供电时的液体状态之间达成最大效应。借由前述方式，已有可能实现至其它功能组件的不回归的小滴移动。

在单一小滴的情况下，使表面能变化导致该小滴润湿表面的接触角的变化。场强度与接触角的变化之间的相互关系由李普曼-杨(Lippmann-Young)方程式来描述且已为本领域技术人员所知。

因此，借由电场强度的局部变化，可改变液体的局部表面能，且因此可局部地改变小滴的几何形状。具体地，借由产生局部增加的表面能，小滴可由此较佳在相应区中延伸而发生移动，该相应区的特征为电场的存在。相反，归因于表面张力，液体被从小滴的受影响部分拖曳到区外，在该区中该小滴不受影响且因此包含较低表面能量，因为在该区中其趋向于能量最低的几何形状，也就是球形。借此导致液体自低场强区至高场强区的净输送。

基于上述原理，已实现两种以上不同的显示装置。通常，目标始终为制造选择性地采取一种状态或另一种状态的电子可控双稳显示组件。因此，举例而言，已知使液体借由电润湿效应在经由管道连接的第一容积与第二容积之间往复，其中每一个容积包含相关联电极，使得运送方向分别由两个电极之间的场强度的比导致。较佳地，分别仅将电位供应至液体运送方向上的该电极。

US5956005A揭示具有至少一个电可控显示组件的显示装置，该至少一个电可控显示组件中的每一个包含两个以上流体密闭的容积，其中仅存在一种具有导电或极性部分及非极性部分的液体。此外，揭示了扁平的且彼此堆叠的可见子容积。

自WO2009/036272A1得知一种基于电润湿的显示装置，其中每一个显示像素与形成电容器的一对电极相关联，借由该电容器，可用电场对位于该像素的可见容积中的液体充电。极性或导电液体至在对显示组件的检视方向上位于可见显示区域下方的储集器中的回流是借由调整可见显示容积及该储集器的几何形状以使得该极性或导电液体若不被供应电场时则归因于杨-拉普拉斯(Young-Laplace)压力而被迫进入该储集器中来实现。

若要借由前述技术来实现多色显示装置，则此需要借助于包含不同色彩的液体的两个以上像素才可能实现，该两个以上像素并排地配置于显示区域上。然而，根据WO2009/036272A1，不可能操作该装置以使得单一像素可采取两种以上的色彩状态。具体地，也不可能借由单一像素表示至少两种不同色彩的液体的混合色彩。

发明内容

因此，本发明的目标为进一步发展自WO2009/036272A1得知的技术，使得其不再包含前述缺点。根据本发明，此目标借由本发明的显示装置来解决。较佳实施例为附属项的标的物。

一种根据本发明的显示装置包括至少一个电可控显示组件，该显示装置包含：

包含非极性部分的第一液体及包含导电或极性部分的至少一种其它液体，其中该第一液体及该至少一种其它液体在空间上彼此分离且其中该些部分为不可混溶的；

两个以上流体密闭的容积，其中每一个容积含有包含导电或极性部分的该些其它液体中的一种及包含非极性部分的第一液体，且再分为流体上连接的第一子容积及至少一个第二子容积，其中该第一子容积经组态为可见的，且当该导电或极性部分位于该第一子容积中时，该非极性部分设在该第二子容积中，且反之亦然；

至少一个电压源，被供应至电极阵列，且该电压源经调适以借由电场选择性地穿插该些可见子容积中的至少一个，且借此使该导电极性液体部分的表面张力变化；

其中该些可见子容积为扁平的，其尺寸经选择以使得在该各别电极阵列中的一个失能状态下该各别导电或极性液体部分归因于杨-拉普拉斯压力而被迫进入该各别第二子容积中；

且其中该些扁平可见子容积沿其最短维度而彼此堆叠，且该些第二子容积穿过在与该各别第二子容积相关联的该各别扁平可见子容积下面的该各别扁平可见子容积。

根据所引用的先前技术，本领域技术人员将认识到，根据本发明而提供的可见子容积的扁平组态(尤其)必须被理解为确保当导电或极性液体部分位于该可见子容积中且不受电场影响时杨-拉普拉斯压力必须被施加至此部分以实现所提出的显示装置的功能性。此外，本领域技术人员将知道，当设计扁平可见子容积且(尤其)其最短维度时，也必须考虑各别第二子容积的设计，或鉴于利用杨-拉普拉斯压力，必须分别调和两个子容积。

为了实现全彩显示装置，可规定，显示组件包含三个流体密闭的容积，每一个容积仅含有以适当方式呈现液体的导电或极性部分的青蓝色、洋红色或黄色液体，而该液体的非极性部分较佳为透明的。若电压源及电极阵列经组态以使得借由其而可分离并独立地控制个别第一子容积，则可借由覆叠各别液体来形成对应于减色模型的来自CMY色空间的色调。若如根据本发明规定，该些第一子容积彼此紧接着堆叠，且照射于显示装置上的(白)光传播通过所有三个第一子容积、对应于该些第一子容积中存在的有色液体而被过滤，且由在光传播方向上看位于最底部的第一子容积后面的反射器来反射回。

在本发明的一个实施例中，至少一个容积被分割成第一子容积及至少两个第二子容积。借此较佳的是，该些第二子容积总共包含足以完全接纳导电或极性或非极性液体部分的总容积。使用多个第二子容积可为适当的，尤其在要尽可能快且均一地填充并倒空大面积的第一子容积的情况下。

在根据本发明的包含至少两个容积且因此包含至少两个第一子容积的显示装置中，尤其较佳为将与最上部的第一子容积相关联的第二子容积组态为罐，该罐围绕着该最上部第一子容积的对称点而形成且根据本发明穿过在该相关联的最上部第一子容积下面的扁平可见子容积。此直接隐含，对于较深的第一子容积而言，相关联第二子容积必须分散地配置以避免与层堆叠中的最上部的第一子容积的第二子容积冲突。

因此，将较深的层分割成(例如)可同时控制且起到相同色彩过滤功能的多个容积可为合理的。

因此，根据本发明的显示装置的色彩过滤层可主要以两种不同方式来组态。一方面，可为流体上连接至一个或多个第二子容积层提供单一第一子容积。第二种可能性是由多个容积组装有色层，其中如根据本发明所规定，每一个容积又由第一子容积及至少一个第二子容积组成。

根据另一个实施例，该些第二子容积至少在至下伏子容积的通路区中经组态为管道。借此，第二子容积或其中所含有的液体部分所造成的显示装置的降级可保持尽可能地低。由于管道将第一子容积连接至位于最下部的第一子容积下方的储集器，其中该储集器与该管道一同形成各别第二子容积，故此可(例如)实现。

相同地，在另一个实施例中，有可能至少一个第二子容积包含储集器，该储集器位于最下部的第一子容积下方且经由至少两个管道而与其相关联的第一子容积流体上连接。

以此方式，有可能堆叠平面包含彼此流体上分离的多个第一子容积。

当供应电压时，将导电或极性液体部分自各别第二子容积汲取至相关联的第一子容积。为了以不受干扰的方式实现此过程，经由回流管道自第一子容积移除液体的非极性部分且将其传送至第二子容积中为适当的。若不实现液体部分之间的此均等化，将发生妨碍液体移动的液力瓶颈。因此，较佳规定，第一子容积包含以凹陷形式体现的回流管道，该凹陷在第一子容积内沿外边界延伸且在特定位点处通向第二子容积中。

借由该凹陷，同时有可能限制液体在第一子容积内的展布。因此，根据另一个实施例，规定第一子容积包含以凹陷形式组态的在第一子容积内延伸的至少两个回流管道，其中每一个凹陷与另一个第二子容积相关联且限制自该第一子容积至相关联的第二子容积的过渡区周围的密闭范围。在此实施例中，举例而言，有可能将具有共同储集器的在一个色彩平面中的所有第一子容积的非极性液体部分串接在一起。

在另一个实施例中，至少两个第二子容积经由管道而流体上连接。

尤其较佳的是规定将第一子容积形成于透明分割区之间，该些透明分割区借由支撑结构而保持彼此相距预定距离。

附图说明

借助于所附附图来描述本发明的特定较佳实施例。其显示在以下附图中：

图1a为根据本发明的显示组件的示意俯视图；

图1b为沿线B-B的根据图1a的显示组件的剖视图；

图1c为沿线C-C的根据图1a的显示组件的剖视图；

图2a为根据本发明的显示组件的透视图；

图2b为图2a的显示组件的俯视图；

图2c为沿线B-B的根据图2a及图2b的显示组件的剖视图；

图2d为沿线C-C的图2a及图2b的显示组件的剖视图；

图3a为根据本发明的显示组件的另一个实施例的透视图；

图3b为根据图3a的显示组件的俯视图；

图3c为沿线B-B的根据图3a及图3b的显示组件的剖视图；及

图3d为沿线C-C的根据图3a及图3b的显示组件的剖视图。

具体实施方式

图1a显示了根据本发明的显示组件1的第一实施例的示意俯视图。在该俯视图中，第一子容积4为可见的且包含透明间层。图中也显示了第二子容积5，其中所表示的实施例规定，安置于该图中央的第二子容积5与在检视方向上配置于最上部的第一子容积4相关联，而两个第二子容积5与配置于上部第一子容积4下方的中央第一子容积4相关联。四个第二子容积5与最深的第一子容积4相关联。因此，在对于上部第一子容积4仅有一个第二子容积5的情况下发生液体的交换，使得上部第一子容积4与仅有的一个第二子容积5适当地包含相同的容积容量。第一子容积4的中央层被分割成两个第二子容积5，其中每一个第二子容积5适当地包含相关联的第一子容积4的容积容量的一半。对于最下部的第一子容积4，液体被分割至四个第二子容积5，其中每一个第二子容积5包含相关联的第一子容积4的容积容量的四分之一。

图1b表示沿线B-B截取的图1a的显示组件1的剖视图。进一步涉及三个第一子容积4，图中也显示了第二子容积5中的两个与最下部的第一子容积4流体上连接，而该图中的中央第二子容积5为根据图1a的与中央第一子容积4流体上连接的两个第二子容积5中的一个。在沿线C-C的图1c的剖视图中，也可辨识出与最上部的第一子容积4流体上连接的第二子容积5，且由于该第二子容积5为连接至最上部的第一子容积4的唯一第二子容积5，因此如其截面所指示，其具有最大的容积容量(如自图1b及图1c的组合视图所看出)。

根据本发明的显示组件1的另一个实施例表示于图2a至图2d中。图2a为显示组件1的透视正视图。进一步涉及第一子容积4及第二子容积5，可辨识出回流管道8，其自各别第一子容积4的外边界延伸至相关联的第二子容积5。如已参看图1a至图1c所描述，在此实施例中也规定，在对显示组件1的检视方向上，上部的第一子容积4与仅一个第二子容积5相关联，中央第一子容积4与两个第二子容积5相关联，且最下部的第一子容积4与四个第二子容积5相关联。

在图2b的俯视图中，可再次清楚地辨识出管道8，其在各别第一子容积4的边界之间的最短路径上流体连接与在最短路径上的第一子容积4相关联的第二子容积5。

根据本发明，图2c及图2d的剖视图又显示了相同或不同平面的第二子容积5的组态，其中扁平可见子容积4沿其最短维度而彼此堆叠，且第二子容积5穿过配置于与各别第二子容积5相关联的扁平可见子容积4下方的扁平可见子容积4。

在根据图3a至图3d的实施例中，又关于三层构造，与中央第一子容积4相关联的第二子容积5经由共同回流管道8而流体上连接至与最上部第一子容积4相关联的第二子容积5。对于与最下部第一子容积4相关联的各别两个第二子容积5，相同情况成立。

在图3b中可发现，该构造使得分别位于一条直线中的第二子容积5经由连续管道8流体上连接，使得尤其具有可借由将各别邻近的显示组件1的管道8流体上连接起来而以特别简单的方式将根据图3a至图3d的显示组件1与同一类型的其它显示组件1组合起来的优点。相同地，可将一些或所有第二子容积5流体上连接起来。

可在图3c及图3d中看到剖视图，其中在图3d中也表示出回流管道8，其将与最下部第一子容积4相关联的第二子容积5流体上连接起来。

大体上，对第二子容积5的配置不应有限制。因此，有可能将其直接配置于显示组件1的边界处。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的专利范围，其它运用本发明的专利精神的等效变化，均涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (11)

1.一种显示装置，具有至少一个电可控显示组件，其特征在于，所述显示装置包含：

包含非极性液体部分的第一液体及包含导电极性液体部分的至少一种其它液体，其中所述第一液体及所述至少一种其它液体在空间上彼此分离且其中所述导电极性液体部分与所述非极性液体部分为不可混溶的；

两个以上流体密闭的容积，其中每一个容积含有包含导电极性液体部分的所述其它液体中的其中一种及包含非极性液体部分的所述第一液体，且再分为流体上连接的第一子容积及至少一个第二子容积，其中所述第一子容积经组态为可见的，且当所述导电极性液体部分位于所述第一子容积中时，所述非极性液体部分设在所述第二子容积中，且反之亦然；

至少一个电压源，被供应至电极阵列，且所述电压源经调适以借由电场选择性地穿插所述可见子容积中的至少一个，且借此使所述导电极性液体部分的表面张力变化；

其中所述两个以上流体密闭的容积中每一个容积的可见的所述第一子容积为扁平的，其尺寸经选择以使得在所述电极阵列中的一个失能状态下所述导电极性液体部分归因于杨-拉普拉斯压力而被迫进入所述第二子容积中；

且其中所述扁平的可见子容积沿其最短维度而彼此堆叠，且所述第二子容积穿过在与所述第二子容积相关联的扁平的可见子容积下面的扁平的可见子容积。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，至少一个容积被分割成第一子容积及至少两个第二子容积。

3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述第二子容积总共包含足以完全接纳所述导电极性液体部分或所述非极性液体部分的总容积。

4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，至少在穿过下伏子容积的通路区中所述第二子容积被组态为管道。

5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，在最下部的第一子容积下方所述管道通往储集器中，所述储集器与所述管道一同形成第二子容积。

6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，至少一个第二子容积包含储集器，所述储集器位于最下部的第一子容积下方且经由至少两个管道而与所述第一子容积流体上连接。

7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，堆叠平面包含彼此流体上分离的多个第一子容积。

8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一子容积包含以凹陷形式实行的回流管道，所述凹陷在所述第一子容积内沿外边界延伸且在特定位点处通往所述第二子容积中。

9.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述第一子容积包含以凹陷形式实行的至少两个回流管道，所述凹陷在所述第一子容积内延伸，其中每一个凹陷与另一个第二子容积相关联，且形成自所述第一子容积至所述第二子容积的过渡区周围的密闭区定界。

10.如权利要求8或9所述的显示装置，其特征在于，至少两个第二子容积经由管道而流体上连接。

11.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一子容积形成于透明分割区之间，所述透明分割区借由支撑结构而保持彼此相距预定距离。