TW201133027A - Multi-colored display device - Google Patents

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201133027 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於具有至少一電可控顯示元件之顯示裝 置。詳言之，本發明係關於使用電潤濕之效應的顯示裝置。 【先前技術】 已知藉助於可在檢視者不可見之位置與檢視者可見之 位置之間移置的有色液體來實現顯示器。移置液體之有效 方式為所謂之電潤濕，其中將電壓供應至一緊鄰於一小液 滴之電極陣列，使得一電場影響該小液滴，從而使液體之 表面能且因此表面張力增加。視組態而定，此情形可導致 液體在電極上展佈或完全覆蓋電極，此視電極所包含之幾 何形狀及表面性質而定且亦視液體及電極相對於地球重力 %所處之相對位置而定。已知使電極配備一疏水性塗層， 以便在電極不被供電時之液體狀態與電極被供電時之液體 狀心之間達成最大效應。藉由前述方式，已有可能實現至 其他功能元件的不回歸的小滴移動。 在單一小滴之情況下，使表面能變化招致該小滴潤濕 表面之接觸角的變化。場強度與接觸角之變化之間的相互 關係由李普曼-揚（Lippmann_Y〇ung)方程式來描述且已 熟習此項技術者所知。 因此，藉由電場強度之局部變化，可修改液體之局部 表面能’ |因此可局部地改變小滴 藉由產生局部增加之表面能，小滴可藉由較佳在相^中 4 201133027 延伸而發生移動，該相應區之特徵為電場之存在。相反， 歸因於表面張力，液體被從小滴之受影響部分拖氧到—區 外，在該區中該小滴不受影響且因此包含較低表面能量 因為在此㊣中其趨向於能量最低之幾何形狀，料，球=。 藉此導致液體自低場強之區至高場強之區的淨輸送。 基於此等原理，已實現複數種不同之顯示裝置。通常， 目標始終為製造選擇性地採取一狀態或另一狀態之電子可 控雙穩顯示元件。因此’舉例而言，已知使液體藉由電潤 濕之效應在經由管道連接之第一容積與第二容積之間往 復，其中每-容積包含一相關聯電極，使得運送方向分別 由兩個電極之間的場強度的比導致。較佳地，分別僅將電 位供應至液體之運送方向上的彼電極。 US5956005A揭示具有至少一電可控顯示元件之顯示 裝置，該至少一電可控顯示元件中之每一者包含複數個流 體密閉之容積，其中僅存在—種具有導電或極性部分及非 極性部分的液體。此外，揭示扁平的且彼此堆疊之可見子 容積。 自W02009/036272A1得知一種基於電潤濕之顯示裝 置，其中每一顯示像素與形成一電容器之一對電極相關 聯，藉由該電容器，可用電場對位於該像素之可見容積中 的液體充電。極性或導電液體至在對顯示元件之檢視方向 上位於可見顯示區域下方的儲集器中的回流係藉由調整可 見顯示容積及該儲集器之幾何形狀以使得該極性或導電液 體若不被供應電場則歸因於揚_拉普拉斯（Y〇ung_Laplace ) 201133027 壓力而被迫進入該儲集器中來達成。 若要藉由前述技術來實現多色顯示裝置，則此僅藉助 於包含不同色彩之液體的複數個像素才可能實現，該複數 個像素並排地配置於顯示區域上。然而，根據 W02009/036272A1，不可能操作該裝置以使得單一像素可採 取兩種以上之色彩狀態。詳言之，亦不可能藉由單一像素 表示至少兩種不同色彩之液體的混合色彩。 【發明内容】 因此，本發明之目標為進一步發展自w〇2〇〇9/〇36272ai 得知之技術，使得其不再包含前述缺點。根據本發明，此 目標藉由根據專利申請專利範圍帛1項之顯示農置來解 決。較佳實施例為附屬項之標的物。 一種根據本發明之顯示裝置包括至少一電可控顯示元 件，該顯示裝置包含： 、 -包含-非極性部分之-第—液體及包含—導電或極性 部分之至少-其他液體，其中該第—液體及該至少其他液 體在空間上彼此分離且其中該等部分 刀两不可混溶的； -複數個流體密閉之容積，其中每一 ^ 谷積含有包含一導 電或極性部分之該等其他液體中之— 有及一包含—非極性 部分之第一液體，且再分為流體上 丄埯接之一第—早交接 至少一第一子容積，其中該第一 & * ， 卞積紐組態為可异的， 且虽該導電或極性部分位於該第—六 邱合兮在嗲第-工—蚀山 谷積中時’該非極性 4刀》又在遠第一子谷積中，且反之亦然. 6 201133027 9電屢源，其被供應至一電極陣列 以藉由一電埸 彳，且其經調適 琢選擇性地穿插該等可見子容積中之一 且藉此使該導電極性液體部分之表面張力變化丨少 ::該等可見子容積為扇平的’其尺寸經選擇以使得 在。亥各別電極陣列之一失 部分歸〜、 j導電或極性液體 中； 9拉斯反力而被it進入該各別第二子容積 且其中該等扁平之可f 疊，且哕算 +今積b其最短維度而彼此堆 之該各穿過在與該各別第二子容積相關聯 容積。’’之可見子容積下面的該等㈣扁平之可見子 攄太Γ斤引用之先前技術，熟習此項技術者將認識到，根 據本發明而提供之可見子容積 1 解為確保虽導電或極性液體部分位於該可見子容積中且 不糊影響時揚-拉普拉斯壓力必須被施加至此部分以實 =提ΐ之顯示裝置的功能性。此外，熟習此項技術者將 二…十扁平可見子容積且（尤其）其最短維度時， 2須考慮各別第二子容積之設計，或蓉於利用揚_拉普拉 <力，必須分別調和兩個子容積。 士為了實現全彩顯示裝置，可規定，顯示元件包含三個 =體密閉之容積，每一容積僅含有以適當方式呈現液體之 :電或極性部分的-青藍色、洋紅色或黃色液體，而該液 之非極性部分較佳為透明的。若電壓源及電極陣列經組 態以使得藉由其而可分離並獨立地控制個別第一子容積、： 201133027 則可藉由覆疊各別液體來形成對應於減色模型的來自 色空間之色調。若如根據本發明規定，該等 卞谷積彼 此緊接著堆疊，且照射於顯示裝置上之（白）光傳播通過 所有三個第一子容積、對應於該等第一子容積中存在之有 色液體而被過濾，且由在光傳播方向上看位於最底部之第 一子容積後面的反射器來反射回。 在本發明之-實施例中，至少一容積被分割成一第一 子容積及至少兩個第二子容積。藉此較佳的係，咳等第二 子容積總共包含-足以完全收納導電或極性或非極性㈣ 部分的總容積。使用多個第二子容積可為適當的，尤其在 要儘可能快且均一地填充並倒空 八囬槓之第一子容積的情 況下" 在根據本發明的包含至少 今積且因此至少兩個第 一子谷積的顯示裝置中，尤苴赵 佳為將與最上部之第一子 容積相關聯的第二子容積组能A _ 丁 μ邱楚石一社 n、4罐，該罐係圍繞著該最 上部第一子谷積之對稱點而 . , ^ 攻且根據本發明穿過在該相 關祕之最上第一子容積下面沾分杜 …盒人 槓下面的彼等扁平之可見子容積。 此直接隱含，對於較深之第一 丁 4積而言，相關聯之第_ 子容積必須分散地配置以避免關之第- 工六嫱μ 免與層之堆疊中的最上部之第 一子谷積的第二子容積衝突。 &示 因此，將較深之層分割成（ 上内Α、<,η南丄 、例如）可同時控制且起到 相同色^/過濾功能的多個容積可為人理 因此，根據本發明之顯示的 λ搞太鬥古·+也置的色彩過濾層可主要以 兩種不同方式來組態。—方面，。 可為一流體上連接至一個 8 201133027 :多個第二子容積之層提供一單一第一子容積。第二種可 f係由夕個I積組裝_有色層，其中如根據本發明所規 n容m第-子容積及至少—第二子容積組成。 根據另貫施例，该等第二子容積至少在至下伏子容 ^之通路區中經組態為管道。藉此，第二子容積或其中所 含有之液體部分所造成的顯示裳置之降級可保持儘可能地 低。由於管道將第一子容積連接至位於最下部之第一子容 積下方的儲集器’纟中該儲集器與該管道—同形成各別第 一子容積，故此可（例如）實現。 相同地，在另一實施例中，有可能至少一第二子容積 包含一儲集器，該儲集器位於一最下部之第一子容積下方 且紐由至少兩個管道而與其相關聯之第一子容積流體上連 接。 以此方式’有可能一堆疊平面包含彼此流體上分離之 多個第一子容積。 當供應電壓時，將導電或極性液體部分自各別第二子 奋積汲取至相關聯之第一子容積。為了以不受干擾的方式 實現此過程’經由回流管道自第一子容積移除液體之非極 性部分且將其傳送至第二子容積中為適當的。若將不實現 液體部分之間的此均等化，將發生妨礙液體之移動的液力 瓶頌。因此’較佳規定，第一子容積包含以凹陷形式體現 回々IL嘗道 °亥凹陷在第一子容積内沿一外邊界延伸且在 —特定位點處通向第二子容積中。 藉由該凹陷’同時有可能限制液體在第一子容積内之 201133027 展佈。因此，根據另一實施例，規定一第一子容積包含以 凹陷之形式組態的在第一子容積内延伸的至少兩個回流管 道，其中每一凹陷與另一第二子容積相關聯且限制自該第 子谷積至相關聯之第一子容積的過渡區周圍的密閉範 圍。在此實施例中，舉例而言，有可能將具有一共同儲集 器的在一色彩平面中之所有第一子容積的非極性液體部分 串接在一起。 在另-實施例中，至少兩個第二子容積經由—管道而 流體上連接。 尤其較佳的係規定將第一子容積形成於透明分割區之 間，該等透明分割區藉由支禮結構而保持彼此相距一預定 距離。 【實施方式】 藉助於隨附圖式來描述本發明的特定較佳之實施例。 圖U展示根據本發明的顯示元彳！之第施例的示 意俯視圖。在該俯視圖中，第-子容％ 4為可見的且包含 :月間層亦展不第二子容積5，其中所表示之實施例規 >门安置於4圖中央之第二子容冑5與在檢視方向上配置 ;最上。ρ的第子谷積4相關聯，而兩個第二子容積5與 配置於上部第一子容積4下 ，'十 厂谷很*t ...... 個第二子容積5與最深之第-子容積4相關聯。因 在對於上部第一子容積4僅有_個第二子容積5的情 發生液體之交換，使得此等各者適當地包含相同之容 10 201133027 積容量。第—子 5,其中每一第二 之中央層被分割成兩個第二子容積 之容積容量的；子容積5適當地包含相關聯之第-子容積 割至四個第二子2 ;最下。卩之第一子谷積4，液體被分 之第-子容積4:5纟中母-第二子容積5包含相關聯 圖積4的容積容量的四分之一。 、不沿線B-B截取的圖丨 進一步涉及三彻始 ^ la之頦不兀件的剖視圖。 第一子谷積4，亦表示第-子完+ 個，其與最下部 a 帛-子谷積5中之兩 中央第二子容籍/ 一子谷積4流體上連接’而該圖中之 積為根據圖la的與中央第— 連接的兩個第-> ^央弟+令積4流體上

. 谷積5中之一者。在圖1(；之剖視圖CP 中，亦可辨識出與y d視圖c-c 二子容積5… 積4流體上連接的第 於&第三子容積5為連接至最上部之第— 子谷積5的唯-第二子容積 口凡即田具戠面所指不，其 具有敢大之容積容量（如自 月同, 、 出）。 、目圖lb及圖1c之組合視圖所看 根據本發明之顯示元件丨的另—實施例表示於圖23至 圖2d中。圖2a為顯示元件1之透視正視圖。進-步涉及第 -子容積4及第二子容積5’可辨識出回流管道8,豆自各 別第-子容積4之外邊界延伸至一相關聯之第二子容積。 如已參看圖la至圓1c所描述，在此實施例中亦規定，在對 顯示元件之檢視方向上’上部之第一子容積4與僅一個第 二子容積“目闕聯，尹央第-子容積4與兩個第二子容積5 相關聯，且最下部之第-子容積4與四個第二子容積5相 關聯》 201133027 之俯視圖巾，可再次清楚地辨識心道8，里 第-：容積之邊界之間的一最短路徑上流體連接與 旦路上的第—子容積4相關聯的子容積5。、 ::本：明’圖2c及圖2d之剖視圖又展示相同或不同 2第二子谷積5的組態，其中扁平之可見子容積4 f 八最短維度而彼此堆疊’且第二子㈣5穿過配置於盘： ^第-子容積5相關聯之彼扁平可見子容積4下方的彼等 扁平之可見子容積4。 在_ 3a至圖3d之實施例中，摩三層構造，與 中央第-子容積4相關聯之第二子容積5經由一共同回流 …而流體上連接至與最上部第一子容積4相關聯的第 -子容積5。對於與最下部第—子容積4相關聯之各別兩個 第二子容積5，相同情況成立。 在圖3b中可發現，該構造使得分別位於一直線中之第 ,子容積5經由連續管道8流體上連接，使得尤其具有可 藉由將各別鄰近之顯示元件丨的管道8流體上連接起來而 以特別簡單之方式將根據圖3a至圖3d之顯示元件ι與同一 類型之其他顯示元件丨組合的優點。相同坱，可將一些或 所有子谷積5流體上連接起來。 可在圖3c及圖3d中看到剖視圖，其中在圖3(1中亦表 不回流官道8，其將與最下部第一子容積相關聯的第二子容 積5流體上連接起來。 大體上’對第二子容積5之配置不應有限制。因此 有可能將其直接配置於顯示元件1之邊界處。 12 201133027 【圖式簡單說明】 圖1 a根據本發明之顯示元件之示意俯視圖； 圖1 b沿第一線的圖1 a之顯示元件的剖視圖； 圖lc沿第二線的根據圖la之顯示元件的剖視圖； 圖2a根據本發明之顯示元件的透視圖； 圖2b圖2a之顯示元件的俯視圖； 圖2c沿第一線的根據圖2a及圖2b之顯示元件的剖視 圖； 圖2d沿第二線的圖2a及圖2b之顯示元件的剖視圖； 圖3 a根據本發明之顯示元件的另一實施例之透視圖； 圖3 b根據圖3 a之顯示元件的俯視圖； 圖3c沿第一線的根據圖3a及圖31)之顯示元件的剖視 圖；及 圖3d沿第二線的根據圖3a及圖3b之顯示元件的剖視 圖。 【主要元件符號說明】 1 :顯示元件 4 :第一子容積 5 :第二子容積 8 :回流管道 B :剖面截取線的表示 C .剖面截取線的表示 13

Claims (1)

1. 201133027 七、申請專利範圍： 1.種顯不裝置’其具有至少—電可控顯示元件，該顯 示裝置包含： 包含-非極性部分之一第—液體及包含一 部分之至少一其他液體，苴中 ^ 、丫邊弟液體及該至少其他液 體在空間上彼此分離且其中該等部分為不可混溶的：、 複數個流體密閉之容積’其中每一容積含有包含一導 電雜性部分之該等其他液體中之一者及一包含一非極性 部分之第一液體，且再分為ώ 丹刀為机體上連接之一第一子容積及 至>、一弟二子容積，其中該第一子容積經組態為可見的， 且當該導電或極性部分位於該第一子容積中時，該非極性 部分設在該第二子容積中，且反之亦然； :少-電壓源，其被供應至一電極陣列，且其經調適 以藉由:電場選擇性地穿插該可見子容積中之至少一者且 藉此使该導電極性液體部分之表面張力變化； 其中該等可見子交 .^ φ ^ , 令積為扁平的，其尺寸經選擇以使得 / 態下該各科電或極性液體 口P刀細因於杨-拉普圾餅厭★ ^. g拉斯屋力而被迫進入該各別第二子容積 T ^ 且其中S亥專爲平之可异+六 憂，且該等第二子容積最短維度而彼此堆 之嗲各別扃* 積穿過在與該各別第二子容積相關聯 積ο 子令積下面的彼等扁平之可見子容 2.如申請專利範圍第丨 貝之…員不裝置，其特徵在於，至 14 201133027 少-容積: 皮分割成一第一子容積及至少兩個第二。 等二:請專利範圍第2項之顯示裝置，其特徵在於，該 呷八戋兮：Γ總共包含—足以完全接納該導電或極性液體 °刀或該非極性液體部分的總容積。 7巾請專利範圍第1項之顯示裝置，其特 =穿過下伏子容積之通路區中該等第二子容積被組態為 —5’如申請專利範圍第4項之顯示裝置，其特徵在於，在 最下。P之第子谷積下方該管道通往一儲集器中，該儲 集器與該管道一同形成一第二子容積。 小―6,如中請專利範圍第i項之顯示裝置，其特徵在於，至 士 -第：子容積包含一儲集器，該儲集器位於一最下部之 "子容積下方且經由至少兩個管道而與該相關聯之第一 子容積流體上連接。 7.如申請專利範圍帛i項之顯示裝置.，其特徵在於，一 堆疊平面包含彼此流體上分離之多㈣-子容積。 ★ 8 .如申"月專利範圍帛1項之顯示裝置’其特徵在於，該 等第一子容積包含以一凹陷形式實行的回流管道，該凹陷 在該第令積内沿一外邊界延伸且在一特定位點處通往該 第二子容積中。 —9·如申請專利範圍第2項之顯示裝置，其特徵在於’一 第一子容積包含以凹陷形式實行的至少兩個回流管道，該 凹在忒第子谷積内延伸，其中每一凹陷與另一第二子 4積相Μ ’且形成自該第_子容積至該相關聯之第二子 15 201133027 容積的一過渡周圍的一密閉區定界。 10. 如申請專利範圍第8項或第9項之顯示裝置，其特 徵在於至少兩個第二子容積經由一管道而流體上連接。 11. 如申請專利範圍第1項之顯示裝置，其特徵在於， 該等第一子容積形成於透明分割區之間，該等透明分割區 藉由支撐結構而保持彼此相距一預定距離。 八、圖式. (如次頁） 16