EA020447B1 - Устройство отображения с элементами отображения без каналов обратного потока - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к устройству отображения по меньшей мере с одним выполненным с возможностью электронного управления элементом отображения, который имеет по меньшей мере одну неполярную и по меньшей мере две электропроводящих или полярных жидкости, замкнутый жидкостный объем с первым частичным объемом, вторым частичным объемом и по меньшей мере двумя сообщающимися с первым частичным объемом и вторым частичным объемом вспомогательными объемами, а также один источник напряжения, который контактирует с первой системой электродов. При этом предусмотрено, что каждая из электропроводящих или полярных жидкостей занимает объем с такими размерами, что независимо от подачи напряжения на систему электродов она всегда образует герметичный затвор для неполярной жидкости между соответствующим вспомогательным объемом и либо первым, либо вторым частичным объемом.

Description

Изобретение относится к устройству отображения по меньшей мере с одним элементом отображения с электронным управлением. Точнее, изобретение относится к устройству отображения, которое использует эффект электросмачивания.

Известна реализация устройств отображения с помощью цветных жидкостей, для чего жидкости могут смещаться между непросматриваемыми и просматриваемыми для наблюдателя положениями. Эффективным средством для смещения жидкостей является так называемое электросмачивание, при котором на находящееся в непосредственной близости с каплей жидкости устройство с электродами подается напряжение, за счет чего электрическое поле воздействует на капли жидкости, в результате чего поверхностная энергия и, тем самым, поверхностное натяжение жидкости увеличиваются. В зависимости от устройства это может приводить к тому, что жидкость распространяется на электроде, или даже полностью его покрывает, в зависимости от того, какую геометрию и/или свойства поверхности имеет электрод, и в каком относительном положении находятся жидкость и электрод также в отношении поля земного тяготения. Известно нанесение на электроды гидрофобного покрытия для того, чтобы таким образом достичь максимального эффекта между состоянием жидкости в случае подачи и отсутствия напряжения на электроде. Уже с помощью вышеназванных средств можно реализовать движение капель, не обращаясь для этого к другим функциональным элементам.

За счет локального варьирования электрической силы поля можно таким образом модифицировать локальную поверхностную энергию жидкости и, тем самым, локально изменять геометрию капли. Прежде всего, за счет создания локально повышенной поверхностной энергии может происходить движение капли за счет того, что она расширяется в предпочтительно соответствующую определенную наличием электрического поля область. И наоборот, по причине поверхностного натяжения жидкость тянется за частью капли, на которую оказывается влияние, из области, в которой на нее не оказывается влияние и, тем самым, в которой она имеет меньшую поверхностную энергию, поскольку она на этом участке стремится к геометрии с минимальной энергией, а именно к форме шара. Отсюда следует чистая транспортировка жидкости из области меньшей силы поля в область большей силы поля.

На этой основе уже были реализованы различные варианты отображения. Обычно при этом всегда цель заключалась в том, чтобы создать бистабильный элемент отображения с электронным управлением, который выборочно принимает то или иное состояние. Например, известна транспортировка жидкости между первым и вторым объемами, которые соединены друг с другом посредством канала, с помощью эффекта электросмачивания, для чего каждый объем имеет соотнесенный с ним электрод, благодаря чему направление транспортировки складывается соответственно из соотношения силы полей между двумя электродами. Предпочтительным образом, потенциал подается соответственно только на тот электрод, в направлении которого должна транспортироваться жидкость.

Из И8 5956005 А известно устройство отображения с выполненным с возможностью электрического управления элементом отображения, в котором электроды расположены таким образом, чтобы перемещать полярную жидкость из одного запасного объема в плоский частичный объем, при этом полярная жидкость занимает объем, который имеет такие размеры, что независимо от подачи напряжения на систему электродов постоянно образуется герметичный запор между запасным объемом и плоским частичным объемом.

Из XV О 2009/036272 А1 известно основанное на эффекте электросмачивания устройство отображения, в котором с каждым пикселем отображения соотнесена одна образующая конденсатор пара электродов, с помощью которой на жидкость, которая находится в объеме пикселя, в котором формируется изображение, может быть подано электрическое поле. Обратная подача полярной или электропроводящей жидкости в резервуар, который находится по направлению взгляда на элемент отображения под просматриваемой поверхностью отображения, достигается за счет того, что геометрия первого объема, в котором формируется изображение, и геометрия резервуара согласованы друг с другом таким образом, что полярная и электропроводящая жидкость, если на нее не подается электрическое поле, втягивается в резервуар по причине давления Юнга-Лапласа.

Если с помощью выше названной технологии необходимо было бы реализовать многоцветный дисплей, то это было бы возможно только с помощью множества пикселей, расположенных рядом друг с другом на поверхности отображения и имеющих жидкости разной окраски. Однако нельзя эксплуатировать устройство согласно \УО 2009/036272 А1 таким образом, что только один единственный пиксель может принять более двух состояний цвета.

Кроме того, в основе известных из уровня техники технологий лежит принцип, что для изменения состояния элемента отображения всегда производится обмен жидкостями между двумя сообщающимися частичными объемами, при этом одна жидкость является электропроводящей или полярной жидкостью, которая может транспортироваться за счет возбуждения электрическим полем, а другая жидкость является неполярной жидкостью, которая уходит от электропроводящей или полярной жидкости именно в тот частичный объем, из которого выходит электропроводящая или полярная жидкость. Во избежание гидравлического подпора для этого всегда предусмотрены обратные каналы, посредством которых в зависимости от движения электропроводящей или полярной жидкости неполярная жидкость может вытекать для компенсации давления.

- 1 020447

Использование каналов обратного потока имеет не только эстетические недостатки, так как они по меньшей мере частично должны располагаться в частичном объеме элемента отображения, в котором формируется изображение, но, кроме того, также и тот недостаток, что им требуется определенное место, что противопоставлено принципиальной цели все больше плотности пикселей.

Тем самым, задача изобретения заключается в том, чтобы усовершенствовать известную из νθ 2009/036272 А1 технологию таким образом, чтобы один единственный элемент мог принимать в себя более двух состояний цвета. Кроме того, предлагаемый элемент отображения должен быть выполнен в перпендикулярной плоскости отображения направлений по возможности плоским, однако одновременно предлагать по возможности высокую апертуру. Наконец, желательно, чтобы предлагаемый элемент отображения отказался от использования обратных каналов.

Эту задачу решает предлагаемое устройство отображения по меньшей мере с одним выполненным с возможностью электронного управления элементом отображения, содержащее по меньшей мере одну неполярную жидкость и по меньшей мере две электропроводящих или полярных жидкости, несмешиваемые с неполярной жидкостью, при этом электропроводящие или полярные жидкости всегда пространственно отделены друг от друга;

заполненный указанными жидкостями герметичный объем, образованный первым частичным объемом, в котором формируется изображение, вторым частичным объемом и по меньшей мере двумя сообщающимися с первым частичным объемом и вторым частичным объемом вспомогательными объемами, каждый из которых содержит не более одной из указанных электропроводящих или полярных жидкостей, причем во вспомогательном объеме находится по меньшей мере часть неполярной жидкости, когда соответствующая вспомогательному объему электропроводящая или полярная жидкость по меньшей мере большей частью находится в первом частичном объеме или втором частичном объеме;

по меньшей мере один источник напряжения, который контактирует с первой системой электродов, которая выполнена так, чтобы выборочно по меньшей мере частично воздействовать электрическим полем на второй частичный объем таким образом, что по меньшей мере одна из электропроводящих или полярных жидкостей по меньшей мере частично перемещается из ее вспомогательных объемов во второй частичный объем, при этом во втором объеме возникает избыточное давление или же в первом частичном объеме возникает пониженное давление, вследствие которых электропроводящая или полярная жидкость, на которую не воздействует электрическое поле первой системы электродов, втягивается в первый частичный объем;

при этом первый и второй частичные объемы выполнены плоскими с размерами, выбранными таким образом, что электропроводящие или полярные жидкости в лишенном напряжения состоянии первой системы электродов по причине давления Юнга-Лапласа втягиваются в соответствующие вспомогательные объемы, и при этом первая система электродов и/или второй частичный объем имеют геометрическую структуру, которая предотвращает смешивание электропроводящих или полярных жидкостей при нахождении нескольких из них во втором частичном объеме, и при этом каждая из электропроводящих или полярных жидкостей занимает объем с такими размерами, что независимо от подачи напряжения на систему электродов она всегда образует герметичный затвор для неполярной жидкости между содержащим ее вспомогательным объемом и либо первым, либо вторым частичным объемом.

Тем самым, настоящее изобретение разрабатывает абсолютно новый подход для использования эффекта электросмачивания. Предусмотрено, что по меньшей мере два вспомогательных объема сообщаются с общим первым частичным объемом и вторым общим частичным объемом, при этом электропроводящие или полярные жидкости в лишенном напряжения состоянии первой системы электродов, которая соотнесена со вторым частичным объемом, поддерживающе располагаются во вспомогательном объеме. Этого можно достичь за счет того, что первый и второй частичные объемы соответственно имеют геометрию, которая вынуждает каплю электропроводящих или полярных жидкостей, которая должна удерживаться в одном из частичных объемов, занимать внутри нее одну из этих поверхностей, которая по своему размеру больше, чем та поверхность, которую капля могла бы занять в соответствующем вспомогательном объеме. Из этого непосредственно следует перепад давления Юнга-Лапласа между частичным объемом и вспомогательным объемом, в результате чего капля в лишенном напряжения состоянии системы электродов стремится в направлении вспомогательного объема.

Кроме того, предусмотрено, что объем каждой электропроводящей или полярной жидкости имеет именно такие размеры, что он по меньшей мере незначительно больше того объема, который может занимать жидкость как во вспомогательном объеме, так и в каждом из частичных объемов. Это непосредственно обуславливает, что электропроводящая или полярная жидкость никогда полностью не выходит из соотнесенного с ей вспомогательного объема, а также никогда не может быть полностью в нем и, тем самым, всегда образует затвор соответствующего вспомогательного объема, который предотвращает проникновение неполярной жидкости в соответствующий вспомогательный объем.

Поскольку изобретение, прежде всего, также не предусматривает использование каналов обратного потока, в соответствующих устройствах отображения также невозможно, что компенсация давления мо- 2 020447 жет быть достигнута вследствие транспортировки электропроводящей или полярной жидкости только за счет того, что соответствующий объем неполярной жидкости занимает высвобождающийся объем внутри вспомогательного объема. Так как все вспомогательные объемы сообщаются друг с другом как посредством первого частичного объема, так и посредством второго частичного объема, то из транспортировки определенной электропроводящей или полярной жидкости всегда следует, что также остальные электропроводящие или полярные жидкости подвержены падению давления.

Если, тем самым, существует намерение транспортировать определенную цветную электропроводящую или полярную жидкость из соответствующего вспомогательного объема в первый частичный объем, то это достигается за счет того, что остальные электропроводящие или полярные жидкости, по меньшей мере, частично транспортируются из своих вспомогательных объемов во второй частичный объем за счет того, что система электродов эксплуатируется таким образом, что те электропроводящие или полярные жидкости, которые не могут быть представлены в первом частичном объеме, втягиваются во второй частичный объем. Поскольку согласно изобретению не предусмотрены никакие каналы обратного потока, то при транспортировке не выбранной электропроводящей или полярной жидкости во второй частичный объем во втором частичном объеме возникает избыточное давление или же в первом частичном объеме - пониженное давление, вследствие чего электропроводящая или полярная жидкость, на которую не воздействует электрическое поле первой системы электродов, втягивается в первый частичный объем.

Становится ясно, что предлагаемое устройство отображения, кроме того, имеет то преимущество, что для транспортировки отображаемых электропроводящих или полярных жидкостей в первый частичный объем внутри него не должны быть предусмотрены электроды. Это еще одно существенное отличие от уровня техники предлагает дополнительную свободу при формировании первого частичного объема.

Кроме того, исходя из уровня техники, специалист поймет, что предусмотренное согласно изобретению плоское выполнение первого и второго частичных объемов, прежде всего, следует понимать таким образом, что необходимая для работы предлагаемого устройства отображения подача давления Юнга-Лапласа на электропроводящую или полярную жидкость гарантирована, когда она находится в первом или втором частичном объеме. Кроме того, специалист знает, что при разработке плоского частичного объема и, прежде всего, его минимальных с точки зрения использования давления Юнга-Лапласа размеров он также должен учитывать размеры вспомогательного объема или же согласовать плоские частичные объемы и вспомогательные объемы друг с другом.

Еще одно преимущество предлагаемого здесь устройства отображения по сравнению с известными из уровня техники заключается в том, что оно теперь позволяет с помощью одного единственного элемента отображения отображать более двух цветовых состояний, прежде всего более одного окрашенного и одного бесцветного состояния.

В одной предпочтительной форме осуществления изобретения геометрии первого и второго частичных объемов согласованы друг с другом таким образом, что электропроводящие или полярные жидкости в состоянии первой системы электродов без напряжения образуют жидкостной затвор между содержащими их вспомогательными объемами и вторым частичным объемом.

Это может происходить таким образом, что геометрии первого частичного объема и второго частичного объема согласованы друг с другом таким образом, что на одну из электропроводящих или полярных жидкостей, которая находится внутри второго частичного объема, оказывается меньшее давление Юнга-Лапласа, чем на ту же жидкость, когда она находится внутри первого частичного объема.

Поскольку электропроводящие или полярные жидкости, которые используются в уровне техники для обычных элементов отображения с электросмачиванием, в принципе могут смешиваться между собой, данное изобретение предусматривает, что первая система электродов и/или второй частичный объем имеют геометрическую структуру, которая предотвращает смешивание электропроводящих или полярных жидкостей, когда несколько из них, по меньшей мере, частично находятся во втором частичном объеме. Согласно одной форме осуществления предусмотрено, что количество электродов системы электродов соответствует количеству вспомогательных объемов, система электродов выполнена с возможностью подачи электрического напряжения на отдельные электроды, при этом электроды пространственно отделены друг от друга, каждый из них соотнесен точно с одним вспомогательным объемом и охватывает переходной участок между соответствующим вспомогательным объемом и вторым частичным объемом.

Согласно еще одной форме осуществления изобретения геометрическая структура второго частичного объема заключается в том, что второй частичный объем имеет, по меньшей мере, локальное сужение.

Целесообразно, если выполняют первый частичный объем на первом обращенном к наблюдателю уровне, вспомогательные объемы - на втором, расположенном ниже первого уровня уровне, а второй частичный объем - на третьем, расположенном ниже второго уровня уровне. При этом жидкостная связь вспомогательных объемов с первым частичным объемом выполняется, предпочтительным образом, с обращенной от наблюдателя нижней стороны первого частичного объема. Сообщение (жидкостное соединение) вспомогательных объемов со вторым частичным объемом, предпочтительным образом, вы- 3 020447 полняется с обращенной к наблюдателю передней стороны второго частичного объема.

В принципе, можно выполнять предлагаемое устройство отображения рефлективно или, в качестве альтернативы, также трансфлективно, то есть либо исключительно с использованием окружающего света, либо с использованием дополнительного источника света. Одна форма осуществления предлагаемого устройства отображения, которое выполнено рефлективно, отличается тем, что неполярная жидкость является по существу прозрачной и, тем самым, принимает свет отражателя, отраженный от нижней стороны первого частичного объема, когда неполярная жидкость находится в первом частичном объеме. В принципе, нижняя сторона должна представлять как раз ту сторону плоского первого частичного объема, на которой вспомогательные объемы сообщаются с первым частичным объемом. Может быть целесообразным расположение отражателя в направлении падения света за первым частичным объемом.

В качестве альтернативы устройство отображения также может быть выполнено трансфлективно, то есть с помощью самосветящихся элементов отображения, с источником света определенного цветового спектра, который расположен по направлению взгляда на устройство отображения под первым частичным объемом и излучает оптический свет, который, по меньшей мере, частично проходит через первый частичный объем встречно-параллельно направлению взгляда наблюдателя. Тем самым предусмотрено, что электропроводящие или полярные жидкости действуют в качестве цветового фильтра для света источника света. Для реализации трансрефлективного устройства отображения следует учитывать, что, если электропроводящая или полярная жидкость находится в первом частичном объеме, остальные электропроводящие или полярные жидкости - во втором частичном объеме и, тем самым, представляют собой препятствие, влияющее на спектр света, излучаемого источником света, или уменьшает интенсивность излученного света, для света, излучаемого источником света, расположенным с обратной стороны элемента отображения. Тем самым, в трансрефлективном устройстве отображения должны быть предусмотрены оптические структуры, которые обеспечивают, что излученный с обратной стороны элемента отображения свет обтекает те участки второго частичного объема, которые занимают поддерживающе расположенные во втором частичном объеме электропроводящие или полярные жидкости. В качестве альтернативы также возможно направлять свет по бокам в элементы отображения, предпочтительно в области вспомогательных объемов, где в силу конструкционных особенностей имеется достаточное свободное пространство для беспрепятственного распространения света. Для этого могут использоваться известные из уровня техники светораспределительные пластины, в которых в зависимости от формы осуществления предусмотрено боковое введение света.

В еще одной форме осуществления изобретения может быть предусмотрено, что элемент отображения имеет выполненную с возможностью подачи на нее электрического напряжения, вторую систему электродов, выполненную с возможностью подачи на нее электрического напряжения, которая выполнена так, чтобы выборочно воздействовать электрическим полем, по меньшей мере, на участок первого частичного объема. Это дополнительная система электродов может использоваться, прежде всего, для того, чтобы улучшить распространение гидравлически подаваемой в первый частичный объем электропроводящей или полярной жидкости.

В одной предпочтительной форме осуществления изобретения предусмотрено, что элемент отображения имеет по меньшей мере один дополнительный электрод с гидрофобной поверхностью, который смачивается электропроводящей или полярной жидкостью, которая находится внутри первого частичного объема или внутри вспомогательного объема, только тогда, когда на него подается электрическое напряжение, при этом указанный дополнительный электрод расположен на переходном участке между вспомогательным объемом и первым частичным объемом. Эта форма осуществления может быть предпочтительной также независимо от того, имеет ли устройство отображения вторую систему электродов, выполненную с возможностью подачи на нее электрического напряжения, для пронизывания первого частичного объема электрическим полем или нет.

Однако, если устройство отображения имеет указанную вторую систему электродов и оно выполнено однородно, то вследствие его активации, по существу, весь первый частичный объем пронизывается электрическим полем, то необходимо удерживать оставшиеся электропроводящие или полярные жидкости, которые не должны быть перемещены в первый частичный объем, на определенном расстоянии относительно второй системы электродов и, прежде всего, внутри вспомогательного объема. Для этого может быть предусмотрено, что между каждым вспомогательным объемом и первым частичным объемом на переходном участке помещен дополнительный электрод с гидрофобным покрытием, который смачивается электропроводящей или полярной жидкостью только в том случае, если на него подается напряжение. При этом целесообразно, что дополнительный гидрофобный электрод, по меньшей мере, немного выступает в соответствующий вспомогательный объем, чтобы таким образом вытянуть электропроводящую или полярную жидкость из зоны влияния второй системы электродов, если на дополнительный электрод электрическое напряжение не подается. Также целесообразно, что дополнительный электрод немного выступает в первый частичный объем, чтобы таким образом предотвратить, что электропроводящая или полярная жидкость, которая находится в первом частичном объеме, попадет на переходной участок к тому вспомогательному объему, с которым она не соотнесена.

При использовании дополнительных электродов с гидрофобной поверхностью целесообразно акти- 4 020447 вировать для транспортировки выбранной электропроводящей или полярной жидкости в первый частичный объем тот дополнительный электрод, то есть подать электрическое напряжение, которое находится на переходном участке между соотнесенным с ним вспомогательным объемом и первым частичным объемом.

Для обратной транспортировки находящейся в первом частичном объеме электропроводящей или полярной жидкости в соотнесенный с ней вспомогательный объем целесообразно сначала прервать подачу напряжения второй системы электродов и затем подачу напряжения соотнесенного дополнительного электрода.

Дополнительно к названной последней мере также можно предусмотреть возвышения внутри первого частичного объема и вокруг переходного участка, которые образуют барьер как для той электропроводящей или полярной жидкости, которые находятся внутри первого частичного объема, так и для тех жидкостей, которые находятся во вспомогательных объемах.

Согласно одной форме осуществления предлагаемого устройства отображения с использованием дополнительных электродов с гидрофобной поверхностью предусмотрено, что эти дополнительные электроды выведены через соответствующий вспомогательный объем на обратную сторону элемента отображения с обеспечением возможности электрического контактирования всех элементов отображения устройства отображения их обратными сторонами посредством стандартизированных печатных плат. Подобные сквозные контакты электродов известны специалисту как переходные микроотверстия. Они уже очень хорошо изучены. С помощью этой формы осуществления можно использовать известные панели на тонкопленочных транзисторах как элементы доступа. Если при этом не требуется, чтобы созданная общая структура была прозрачной, как, например, в полностью рефлективно работающих системах, то в качестве элементов доступа могут использоваться также и стандартизированные печатные платы РК4 или тому подобные. Так как в таких многослойных техниках подключения необходимые элементы управления устройства отображения, такие как чипы драйверов, могут помещаться на обратной стороне конструкции, возможна практически бесшовная состыковка отдельных составляющих модулей в большие поверхности.

В одной форме осуществления изобретения предусмотрено, что оно имеет ровно восемь вспомогательных объемов, которые сообщаются с общим первым частичным объемом, и среди которых каждый вспомогательный объем принимает в себя цвета циан, пурпурный, желтый, черный, красный, зеленый, синий и белый.

Другие детали изобретения следуют из ниже приведенного описания фигур. На чертежах показаны фиг. 1 - вид сверху на одну форму осуществления предлагаемого элемента отображения, фиг. 2 - вид сзади формы осуществления согласно фиг. 1 и фиг. 3 - три вида в разрезе еще одного предлагаемого элемента отображения.

На фиг. 1 показан вид сверху на первую форму осуществления предлагаемого элемента 1 отображения. Наряду с первым частичным объемом 4, в котором формируется изображение и который хорошо виден при виде сверху, прежде всего из-за наличия предусмотренной в данной форме осуществления второй системы 8 электродов, предусмотрены три вспомогательных объема 6, которые имеют на переходном участке к первому частичному объему 4 или же к ограничивающей первый частичный объем с одной стороны второй системе 8 электродов электрически изолированный от второй системы 8 электродов дополнительный электрод 9. Дополнительный электрод 9 имеет гидрофобное покрытие, придающее его поверхности гидрофобность. Таким образом, можно выполнить вторую систему 8 электродов однородно, то есть таким образом, что с подачей на него напряжения весь первый частичный объем 4 пронизывается электрическим полем, что в принципе привело бы к тому, что каждая из электропроводящих или полярных жидкостей, которые находятся в их соотнесенных вспомогательных объемах 6, находилась бы в зоне влияния электрического поля. Однако это можно игнорировать именно с помощью дополнительных электродов 9, а именно за счет того, что только те электропроводящие или полярные жидкости могут смачивать соотнесенный дополнительный электрод 9 с гидрофобным покрытием, на соотнесенный дополнительный электрод 9 которых подается электричество одновременно со второй системой 8 электродов. Гидрофобные покрытия остальных дополнительных электродов 9, на которые не подается напряжение, предотвращают смачивание соответствующих электропроводящих или полярных жидкостей и, тем самым, проникновение их на переходный участок к первому частичному объему 4, в котором они были бы в зоне влияния электрического поля второй системы 8 электродов.

На фиг. 2 показан вид сзади показанного на фиг. 1 элемента 1 отображения. Можно распознать, что первая система 7 электродов имеет структуру, которая подразделяет ее, прежде всего, на три отсоединенных электрически друг от друга и, тем самым, управляемых независимо друг от друга электрода. Кроме того, можно распознать, что каждый из электродов соотнесен точно с одним вспомогательным объемом 6 и охватывает переходный участок между вспомогательным объемом 6 и вторым частичным объемом 5. Таким образом, электропроводящими или полярными жидкостями, находящимися внутри вспомогательных объемов 6, когда все электроды элемента 1 отображения находятся не под напряжением, можно управлять независимо друг от друга, то есть перемещать во второй частичный объем 5, в котором они также по причине структуризации системы 7 электродов не могут смешиваться, если внутри

- 5 020447 второго частичного объема 5 находятся несколько из них.

На фиг. 3 показаны три вида в разрезе одной формы осуществления предлагаемого элемента 1 отображения. Хотя на видах в разрезе представлены только три вспомогательных объема 6, возможно, что также в направлении, перпендикулярном плоскости чертежа, находятся другие вспомогательные объемы

6, которые сообщаются как с первым частичным объемом 4, так и со вторым частичным объемом 5.

На верхнем изображении показано исходное состояние предлагаемого элемента 1 отображения, когда не на первую систему 7 электродов и, если имеется, не на вторую систему 8 электродов напряжение не подано. В этом случае показанные электропроводящие или полярные жидкости 2 находятся внутри их соотнесенных вспомогательных объемов 6. Также можно увидеть, что объем каждой электропроводящей или полярной жидкости 2 больше соотнесенного с ней вспомогательного объема 6, поэтому также в лишенном напряжения состоянии систем 7, 8 электродов часть каждой из электропроводящих или полярных жидкостей 2 выступает во второй частичный объем 5. За счет того, что второй частичный объем 5 по причине его большей по сравнению с первым частичным объемом 4 высоты Ь2, с Ь2 > Ы, позволяет электропроводящей или полярной жидкости занимать геометрию с меньшей по сравнению с первым частичным объемом 5 поверхностью, доля электропроводящих или полярных жидкостей 2, которая не может быть принята в соотнесенный вспомогательный объем 6 в лишенном напряжения состоянии систем

7, 8 электродов, предпочтительно вытесняется во второй частичный объем 5, а не в первый частичный объем 4. Это частичное проникновение избыточной доли жидкости обуславливает существенную для изобретению функцию затвора, в представленном случае между соответствующим вспомогательным объемом 6 и вторым частичным объемом 5.

Среднее и нижнее изображения на фиг. 3 показывают соответственно состояние предлагаемого элемента 1 отображения, в котором электропроводящая или полярная жидкость 2 активирована, то есть перемещена в первый частичный объем 4, в котором формируется изображение. На среднем изображении это было достигнуто за счет того, что показанная на изображении левая и правая электропроводящая или полярная жидкость 2 была перемещена во второй частичный объем 5 за счет того, что на соответствующие и не первые на изображении электроды первой системы электродов было подано электрическое напряжение. На нижнем изображении соответственно на левый и средний электрод первой системы электродов было подано электрическое напряжение, чтобы переместить электропроводящую жидкость, которая в лишенном напряжения состоянии находится в левом и среднем вспомогательном объеме 6, во второй частичный объем 5. В обоих случаях движение электропроводящих или полярных жидкостей во второй частичный объем 5 привело к перепаду давления между первым частичным объемом 4 и вторым частичным объемом 5, вследствие которого не втянутая во второй частичный объем 5 электропроводящая или полярная жидкость 2 гидравлически была транспортирована в первый частичный объем 4. Также и среднее и нижнее изображение, на которых показан предлагаемый элемент 1 отображения в активированном состоянии, позволяют увидеть, что как частичные объемы 4, 5, так и вспомогательные объемы 6 и объемы электропроводящих или полярных жидкостей согласованы друг с другом таким образом, что каждая электропроводящая или полярная жидкость 2, независимо от ее состояния, то есть ее расположения внутри элемента 1 отображения, постоянно образует герметичный затвор между соответствующим вспомогательным объемом 6 и первым или вторым частичным объемом 4, 5.

Если показанный на фиг. 3 элемент отображения предусматривает использование дополнительных электродов, то также для выполнения вышеназванной функции затвора является целесообразным, что на среднем изображении дополнительный электрод, соотнесенный со средним вспомогательным объемом 6, и на нижнем изображении дополнительный электрод, соотнесенный с правым вспомогательным объемом 6, активен, пока соответствующая электропроводящая или полярная жидкость по меньшей мере большей частью отображается в первом частичном объеме 4.

Раскрытые в вышеприведенном описании, на чертеже, а также в формуле изобретения признаки изобретения могут быть существенными для осуществления изобретения, как по отдельности, так и в любой их комбинации.

Список ссылочных обозначений:

- элемент отображения;

- электропроводящая или полярная жидкость;

- неполярная жидкость;

- первый частичный объем, в котором формируется изображение;

- второй частичный объем;

- вспомогательный объем;

- первая система электродов;

- вторая система электродов;

- дополнительный электрод;

- нижняя сторона.

Claims (9)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Устройство отображения по меньшей мере с одним выполненным с возможностью электронного управления элементом (1) отображения, содержащее по меньшей мере одну неполярную жидкость (3) и по меньшей мере две электропроводящих или полярных жидкости (2), не смешиваемые с неполярной жидкостью (3), при этом электропроводящие или полярные жидкости (2) всегда пространственно отделены друг от друга;

   заполненный указанными жидкостями герметичный объем, образованный первым частичным объемом (4), в котором формируется изображение, вторым частичным объемом (5) и по меньшей мере двумя сообщающимися с первым частичным объемом (4) и вторым частичным объемом (5) вспомогательными объемами (6), каждый из которых содержит не более одной из указанных электропроводящих или полярных жидкостей (2), причем во вспомогательном объеме (6) находится по меньшей мере часть неполярной жидкости (3), когда соответствующая вспомогательному объему (6) электропроводящая или полярная жидкость (2), по меньшей мере, большей частью находится в первом частичном объеме (4) или втором частичном объеме (5);

   по меньшей мере один источник напряжения, который контактирует с первой системой (7) электродов, которая выполнена так, чтобы выборочно, по меньшей мере, частично воздействовать электрическим полем на второй частичный объем (5) таким образом, что по меньшей мере одна из электропроводящих или полярных жидкостей (2), по меньшей мере, частично перемещается из ее вспомогательных объемов (6) во второй частичный объем (5), при этом во втором объеме (5) возникает избыточное давление или же в первом частичном объеме (4) возникает пониженное давление, вследствие которых электропроводящая или полярная жидкость (2), на которую не воздействует электрическое поле первой системы (7) электродов, втягивается в первый частичный объем (4);

   при этом первый и второй частичные объемы (4, 5) выполнены плоскими с размерами, выбранными таким образом, что электропроводящие или полярные жидкости (2) в лишенном напряжения состоянии первой системы (7) электродов по причине давления Юнга-Лапласа втягиваются в соответствующие вспомогательные объемы (6), и при этом первая система (7) электродов и/или второй частичный объем (5) имеют геометрическую структуру, которая предотвращает смешивание электропроводящих или полярных жидкостей (2) при нахождении нескольких из них во втором частичном объеме (5), и при этом каждая из электропроводящих или полярных жидкостей (2) занимает объем с такими размерами, что независимо от подачи напряжения на систему (7) электродов она всегда образует герметичный затвор для неполярной жидкости (3) между содержащим ее вспомогательным объемом (6) и либо первым, либо вторым частичным объемом (4, 5).
2. 2. Устройство отображения по п.1, отличающееся тем, что геометрии первого и второго частичных объемов (4, 5) согласованы друг с другом таким образом, что электропроводящие или полярные жидкости (2) в лишенном напряжения состоянии первой системы (7) электродов образуют жидкостный затвор между содержащими их вспомогательными объемами (6) и вторым частичным объемом (5).
3. 3. Устройство отображения по п.2, отличающееся тем, что геометрия первого частичного объема (4) и второго частичного объема (5) согласованы друг с другом таким образом, что на одну из электропроводящих или полярных жидкостей (2), которая находится внутри второго частичного объема (5), оказывается меньшее давление Юнга-Лапласа, чем на ту же жидкость, когда она находится внутри первого частичного объема (4).
4. 4. Устройство отображения по п.1, отличающееся тем, что количество электродов системы (7) электродов соответствует количеству вспомогательных объемов (6), система (7) электродов выполнена с возможностью подачи электрического напряжения на отдельные электроды, при этом электроды пространственно отделены друг от друга, каждый из них соотнесен точно с одним вспомогательным объемом (6) и охватывает переходной участок между соответствующим вспомогательным объемом (6) и вторым частичным объемом (5).
5. 5. Устройство отображения по п.1, отличающееся тем, что элемент (1) отображения имеет вторую систему (8) электродов, выполненную с возможностью подачи на нее электрического напряжения, которая выполнена так, чтобы выборочно воздействовать электрическим полем, по меньшей мере, на участок первого частичного объема (4).
6. 6. Устройство отображения по п.1 или 5, отличающееся тем, что элемент (1) отображения имеет по меньшей мере один дополнительный электрод (9) с гидрофобной поверхностью, который смачивается электропроводящей или полярной жидкостью (2), которая находится внутри первого частичного объема (4) или внутри вспомогательного объема (6), только тогда, когда на него подается электрическое напряжение, при этом указанный дополнительный электрод (9) расположен на переходном участке между вспомогательным объемом (6) и первым частичным объемом (4).
7. 7. Устройство отображения по п.1, отличающееся тем, что геометрическая структура второго частичного объема (5) заключается в том, что второй частичный объем (5) имеет по меньшей мере одно локальное сужение.

   - 7 020447
8. 8. Устройство отображения по п.1, отличающееся тем, что неполярная жидкость (3) является, по существу, прозрачной и, тем самым, отраженный от нижней стороны (10) первого частичного объема (4) свет принимает цвет отражателя при нахождении неполярной жидкости (3) в первом частичном объеме (4), и при этом нижняя сторона (10) является как раз той стороной плоского первого частичного объема (4), у которой вспомогательные объемы (6) сообщаются с первым частичным объемом (4).
9. 9. Устройство отображения по п.6, отличающееся тем, что дополнительные электроды (9) выведены через соответствующий вспомогательный объем (6) на обратную сторону элемента (1) отображения с обеспечением возможности электрического контактирования всех элементов (1) отображения устройства отображения их обратными сторонами посредством стандартизированных печатных плат.