TW201322213A - 顯示裝置 - Google Patents

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Klaus Ludwig
Johannes Schad
Wayne Robert Tompkin
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Leonhard Kurz Stiftung & Co Kg
Ovd Kinegram Ag
Polyic Gmbh & Co Kg
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Abstract

本發明係關於一種顯示裝置10，特別是指一種多層膜體形式的顯示裝置。該顯示裝置在第一區22內具有一第一電極41、一第二電極42、一第三電極43和一包含顯示材料的顯示層122。該顯示層設於第一電極41和第二電極42之間，第三電極43設於顯示層122背向第一電極41的一面，第一電極41為一電勢分離之電極，且從垂直於顯示層122所跨越的平面來看，該第一電極41與第二電極42及第三電極43都至少有部分重疊。

Description

顯示裝置
本發明係關於一種顯示裝置，特別是指一種多層膜體形式的顯示裝置。本發明係特別關於一種作為安全性文件上安全文件的顯示裝置，所述安全性文件包括鈔票、身份證明文件、有價文件、票、禮卷或優惠卷、樂透彩票或價格表等。
一般為了顯示訊息，係在一上電極與一下電極之間設置一顯示材料，特別是一種液晶材料。在上、下兩極接上電壓時，會對應形成之電場，調整設於該二電極重疊區內的液晶，俾使該顯示裝置的光學特性改變，配合設置於該液晶層上方或下方的複數偏光鏡，進行訊息顯示。
本發明之目的，在於提供一種改良的顯示裝置。
為達成上述目的，本發明提出一種顯示裝置，特別是一種多層膜體形式的顯示裝置。該顯示裝置在一第一區內具有一第一電極、一第二電極、一第三電極和一包含顯示材料的顯示層。其中，該顯示層設於第一電極和第二電極之間，第三電極係設於該顯示層背向第一電極的一面。第一個電極為一電勢分離的電極，且從垂直於由顯示層跨越的平面來看，該第一電極與第二電極及第三電極都至少有部分重疊。
根據前面所描述的作用原理，係在兩個設於顯示層相對邊上的電極之間接上電壓。此處與其不同的是，設置三個電極。在顯示層其中一面上設置一個電勢分離的電極，在顯示層的另一面則設有兩個電極，此 二電極可與一能量來源相接，進而顯示訊息。而和能量來源相接的電極並不是設於顯示層的相對面，而是顯示層的同一面上。令人意外的是，在此電極設置下，當在設於同一面上的電極之間接上電壓時，該電勢分離的電極各區之間會產生電荷分離(separation of charge)。此一電勢分離的電極內產生的電荷分離現象，會導致在與第二或第三電極重疊的區域內形成電場，而此電場垂直於該由顯示層跨越的平面。藉此，可將用於連接能量來源的顯示裝置電極只設置於顯示裝置的一面，進而透過在兩個電極之間接上電壓，達到兩個必要時不同成型的區域。在此等區域內，該顯示層的顯示材料被放到一個不同導向的場域。如此一來，即可以較少的電路技術作業，產生有趣且複雜的光學效果。透過本發明可達到低成本大量生產顯示裝置，並且可利用顯示裝置，以較少的電路技術作業達到顯示複雜訊息之目的。
電勢分離的電極，特別是由導電材料製成的電極所形成，該電極並非與一電源或電壓源等外部電勢通電，而形成浮動(floated)。因此，第一電極特別是既不是與一電源或一電壓源通電，也不是與用於連接一電源或一電壓源或一電性控制電路的連接件通電。
較佳地，利用一層或多層電介層將第一電極封裝，且較佳地該第一電極各面皆由電介層環繞，此等電介層可避免或至少很大程度阻礙第一電極的電荷注入或流出。較佳地，由該等電介層提供的第一電極與一與各電介層相鄰的導電層之間的電阻要大於10兆歐姆(megaohm)，若使用電泳(electrophoretic)顯示器等電容式顯示器者，則電阻較佳地要大於100兆歐姆。在採用電力驅動的顯示器，如電致變色(electrochromic)顯示器時，由該等電介層提供的第一電極與一與各電介層相鄰的導電層之間的電阻，較佳地要大於1萬歐姆，進一步較佳地大於5萬歐姆。
較佳地，第一電極背向顯示層的該面以及第一極的側面利用 一電介質材料予以覆蓋，例如利用一電介質漆層或一電介質塑膠薄膜予以覆蓋。較佳地，至少顯示層朝向第一電極的一面是由電介質材料製成的，或者在顯示層以及第一電極之間設置一電介層，使第一電極的下面與顯示裝置的導電層絕緣。
所述電介層或電介質材料，是指表面電阻大於10兆歐姆，進一步較佳地大於100兆歐姆的層體或材料。
根據本發明一較佳實施例，顯示裝置具有一電源或電壓源，以及/或一電性控制電路，該第二、第三電極，不是第一電極，係經由一連接件與該能量來源或控制電路通電。較佳地，該能量來源為壓電件、太陽能電池、電池及/或天線。這裡提到的壓電件較佳地由一以壓電材料製造的層體所組成，該層體兩邊均設有電極，且在彎曲時會產生受彎曲方向影響的電壓脈衝。若使用天線作為能量來源，較佳地將天線與一整流器以及必要的話與一儲能電容器相接，該儲能電容器將天線吸所收的高頻能量儲存起來。較佳地，利用一外部能量來源將能量感應耦合到天線內，該外部能量來源可以是高頻讀取器、高頻接收傳送器或行動電話。若使用太陽能電池、電池及/或天線作為能量來源，則能利用一整合於顯示裝置內的開關，轉換能量來源的極性。
根據本發明一較佳實施例，在第二電極和第三電極之間接上電壓時，該顯示材料在第一電極和第二電極重疊區和第一電極和第三電極重疊區會顯示出不同的光學特性，特別是呈現出不同的顏色。在第二和第三電極之間接上電壓時，該二區會產生不同的光學顯像，例如一區呈現白色，而另一區呈現黑色。如果使將相鄰的電壓轉為反向的話，即會產生相反效果，例如其中一區呈現黑色，另一區呈現白色。藉此，透過形成該第二及第三電極，以簡單方式僅經由提供一對電極，即可產生兩個不同的光學訊息，根據上述描述的已知作用原理，若要產生該二不同的光學訊息， 需要兩對電極及一相對應的控制電路。
該顯示材料較佳地具有複數個帶電粒子，這些帶電粒子分散在液體中，其中該液體及該等粒子的光學特性不同，特別是顏色不同。當接上電場時，在顯示材料的上面不是可見到帶電粒子就是液體，故根據電場的極性不同，顯示材料會顯示粒子或液體的光學特性。
根據另一較佳實施方式，該顯示材料具有複數個第一粒子及複數個第二粒子，該等第一粒子與第二粒子在電荷及光學特性上不同，特別是第一粒子帶正電，而第二粒子帶負電。進一步較佳地，該等第一、第二粒子係分散於液體中，而該液體的光學特性進一步同樣可與第一、第二粒子的光學區分開來。最好是在反射的情況下觀看該等第一、第二粒子，更能看出其顯示出不同的光學特性，特別是顏色、反射度或分散情況上的不同。
在上述兩個實施例中，可將帶電粒子以及液體封裝在球形微粒或腔室狀的結構內。
另外該顯示材料亦可由電致變色材料、液態粉狀顯示器材料、高分子分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal,PDLC)材料、液晶材料(特別是膽固醇狀液晶材料)或干涉層材料(干涉調變顯示器材料)形成。
該第一、第二及/或第三電極較佳地為透明狀，此處所謂透明電極，係指一個在人類觀看者從一個一般的觀看距離觀看時呈現透明的電極。所以電極可以由透明的導電材料組成，例如銦錫氧材料(ITO)，或者其他的透明氧化物(如鋁鋅氧(AZO)或者是PEDOT、石墨烯或碳耐米管等其他導電的有機材料組成，或是由本身不透明的導電材料組成，此一導電材料經相對應次結構化，例如形成為一元或多元空間的網格結構，其網格線在人類肉眼解析能力以下，尤其是其寬度小於100微米(μm)，較佳地小於20微米。
第二、第三電極較佳地由金屬導電材料形成，特別是可考慮鋁、金、銅、銀、鉻。
根據另一較佳實施例，該第一電極是由金屬導電材料組成，該第二、第三電極係分別由透明的導電材料組成。
較佳地，從垂直於由顯示層跨越的平面來看，該第一電極與第二、第三電極整面重疊，如此即可藉由形成第二、第三電極決定顯示層的「主動」區。不過，另外也可藉由將第一層結構化達到影響顯示層各「主動」區之目的，藉此例如可停止第二、第三電極之分區的光學作用，進而使各電極不屬於圖像的區域不產生光學作用。
此外，可在整個第一區整面設置顯示材料，或是經過結構化僅於第一區內所選出的幾區設置該顯示材料，以達到上述的效果。
根據一較佳實施方式，該第二、第三電極係設於一平面上，特別是由一共同導電層的電流分隔區所形成。此一作法的好處是，只需一層導電層來形成第二電極和第三電極，且僅需將該一導電層結構化，如此可大為降低生產成本。
根據本發明另一較佳實施例，第二電極和第三電極的間距不同於由第一電極所跨越的平面。第二電極和第三電極特別是由兩個不同的導電層所形成，此二導電層彼此相對於法線來看，與第一電極所跨越的平面形成間隔。在此較佳地，在第二、第三電極之間設置一電介層。藉此實施方式雖然使生產作業更為繁複，不過利用此一結構可達到許多優點，例如可提高顯示裝置的對比強度。藉由將第一電極與第二電極重疊之第一重疊區和第一電極與第三電極重疊之第二重疊區直接上下疊置，可達到提高對比強度之效果，前一個實施方式因為必須在第二及第三電極之間設置「絕緣溝」(Isolations graben)，所以無法實施此一設置方式。如此一來，可將在第一電極與第二電極接上電壓後顯示出不同光學性能的兩個區直接相鄰 而設，而且能夠避免產生不清楚「顯示狀態」的中間區域。若在第二電極和第三電極之間設置「絕緣溝」，則該顯示材料在此區域內即沒有暴露於電場或是暴露於定義不明的電場，如此會導致不清楚的「顯示狀態」。
在此實施方式，一來第三電極和第二電極在該顯示層所跨越的平面部分，可以完全重疊。這樣可以減少成本，因為不必將第二電極結構化到使其與第三電極完全吻合。
此外，將第二電極設於第一電極及第三電極之間，而使第二電極和第三電極僅有部分重疊，特別是少於50%，進一步較佳地少於25%的部分重疊，藉此可改善顯示結果，因為可減少第二電極以及第三電極間產生的電容，和降低第二電極與第一電極之間和第三電極與第一電極之間的電場走向衰減。較佳地，在此第二電極和第三電極僅在第二、第三電極之間邊際區內產生重疊，如此一方面可達到上述提升對比強度之優點，並一方面亦可降低電容負載。
較佳地，第三電極和第二電極之間的間距是第一電極和第二電極間距的1%到25%之間。
較佳地，第一電極與第二電極的間距、第一電極與第三電極的間距和第二電極與第三電極的間距，其選擇標準為C23小於1/(1/c12+1/c13)，其中c12是指第一電極和第二電極之間的電容，c13是指第一電極和第三電極之間的電容，c23是指第二電極和第三電極之間的電容。
此外，根據此一實施方式，也可使第二電極和第三電極在該顯示層所跨越平面部分不重疊。
較佳地，第一電極、第二電極和第三電極彼此平行而設。
根據另一較佳實施方式，第三電極並不是設為平面狀，而是具有高低不同的起伏結構。例如將一對應的表面形貌鑄造於一複製漆層 內，接著塗佈上一形成第三電極的導電層，或者是將一對應的表面形貌成型於一包含一導電層及一複製漆層的多層體內。其中，突起部與凹入部之間的高度差(起伏輪廓深度)較佳地在1到25微米之間，進一步較佳地在5到10微米之間。
較佳地，將第三電極的凹入部設於第二電極的區域，如此一來即可增加在此區內第二電極和第三電極之間的間距，進而降低因第二電極和第三電極重疊而產生的電容負載。所述高低起伏的輪廓，較佳地準確吻合第二電極或形成該電二電極的導電層結構。較佳地，選擇表面起伏輪廓時，第二電極的區內該第一電極和第三電極之間的距離應大於設置三電極但不設第二電極的區域內。較佳地，將凹入部設於第二電極區，突起部設於第三電極內第一區中不被第二電極鋪占的區域。如果用較低電介性的材料填補凹入部區域，而突起部材料的電介性較高者，則有助於降低所需的起伏輪廓深度。
較佳地，d1比d2稍微大一點，而d3比d2明顯大很多，此處d1是指第一電極和第二電極之間的距離，d2是指第一電極和第三電極的突起部之間的距離，d3是指第一電極和第三電極的凹入部之間的距離。d1和d2之間的差距較佳地不超過20%，而d3和d1之間差距較佳地為大於d2和d1之間差距的3倍，進一步較佳地大於d2和d1之間差距的5倍。
透過以上所描述的實施方式，特別可實現以下所述之的光學效果。
根據一較佳實施方式，該第二電極是以一設於第一區內的圖案所形成的，且以垂直於顯示層所跨越的平面來看，該第三電極設於該圖案的至少一背景區內。當轉換靠近第二電極和第三電極之電壓的極性時，就會使圖案顛倒呈現。在此，所述圖案可由一個或多個數字、字母、符號、圖形等等所形成。其中，該第三電極可全面設於整個第一區內，或作為第 一區內未被第二電極鋪占的區域中的背景，或者形成為具有和第二電極內形成之圖案不同的圖案的背景。
進一步，亦可以另一種圖案形成第二電極形。
較佳地，其中該圖案由多個部分圖案所組成，其中，第二電極及/或第三電極具有多個由導電路徑連接的部分電極，這些部分電極以部分圖案或背景形式成型其中一個部分圖案。該連接部分電極的導電路徑，較佳地寬度小於300微米，進一步較佳地小於100微米。其中，亦可設計該等部分電極不是經由該等導電路徑彼此相連，而是與多個獨立的能量來源連接。藉此可產生一多重性，保證當一個導電路徑故障時，不會整個顯示裝置無法運作。
根據一較佳實施例，當靠近第二電極和第三電極的電壓極性轉換時，會產生移動效應，而且特別是一物體移動的幻覺會顯示為光學效果。如此一來即可設兩個以網格型態鑲嵌的圖案，特別是兩個相同的圖案，其中第一圖案經由第一電極和第二電極的重疊區所形成，而第二圖案由第一電極和第三電極的重疊區所形成。對此而言，如上所述，該第二電極較佳地由多個相互通電的部分電極所組成，由該等部分電極形成該第一圖案。第三電極不是以圖案形式整面形成於該區後面，就是同樣由多個相互通電的部分電極所組成，該等部分電極至少有部分設於第二電極的部分電極之間。對此該第二電極及/或第三電極亦可分別具有部分電極，此等部分電極特別是分別以轉動對稱物體的區段形式成型，其中該第二電極及第三電極的部分電極或區域係交錯設置。如此一來，即可產生物體的旋轉運動作為光學效果。除了將第三電極以部分電極形式構成外，在此亦可將第三電極整面設於該物體的等個範圍內，使得第二電極的部分電極之間的各段同樣被第三電極遮蔽住。
根據本發明另一較佳實施例，當靠近第二電極和第三電極的 電壓極性轉換時，會產生顛倒的灰階圖案效果。
較佳地，第二電極具有多個由導電路徑連接的部分電極，此等部分電極係依照一具有小於300微米網格寬度的一元或二元網格所設置，該網格寬度較佳地小於200微米，進一步較佳地小於100微米。該等部分電極特別是呈點狀或者線狀。此外，較佳地該等部分電極的寬度或網格間距可因應產生該灰色漸層圖案需要而變化。其中，第三電極較佳地整面形成於該灰階圖案的區域內，或形成為與第二電極相反的圖樣。對人類觀察者而言，由第一重疊區(第一電極與第二電極之間的重疊區)與第二重疊區(第一電極與第三電極之間的重疊區)所產生的光學效果相互混合，使得觀察者可感受到由該第二部分電極的平面分配密度在各圖點所產生的灰度值。
在此，所謂灰度值亦可理解為在顯示材料出不同狀態下產生的顏色，其所混合的顏色。例如，若在第二電極和第三電極接上電壓時，在第一重疊區域產生白色，在第二重疊區域產生黑色，則會形成典型的灰階圖案。如果在第二電極和第三電極之間接上電壓時，在第一重疊區域產生了第一基本顏色，如紅色，而在第二重疊區域產生了第二基本顏色，如藍色，則所產生的灰階圖案的灰階，是指根據此二顏色比例而由此二顏色混合所產生的混合顏色，該等混合顏色位於所述二基本顏色在色板的光譜顏色對照所連接的直線上。據此，所述灰階圖案也可理解為由此類混合顏色所組成的圖案。
較佳地，所述網格為經幾何轉化後的網格，所以該等部分電極可以為波線狀。進一步較佳地，該網格為一元網格，特別是線性網格，如此一來尤其可產生在部分電極通電上的優點。
較佳地，該等部分電極藉由複數連接路徑彼此相接，較佳地該等連接路徑係依照另一規則或不規則網格而設。
根據本發明另一較佳實施例，該顯示裝置具有一第四電極，其中該第二電極及第四電極設於在第一電極和第三電極之間，從垂直於由該顯示層所跨越的平面來看，該第一電極和第四電極至少有部分區域重疊。故第二電極和第四電極例如係由一共同導電層複數個不通電的分區所組成，而第三電極由一個導電層複數個區域所組成，該導電層設於第二、第四電極共同導電層背對該顯示層的一面上。
較佳地，該第四電極設於該第一區內。較佳地，該第二電極形成一第一訊息，而第四電極形成一第二訊息。該第二電極可以例如由一個第一圖案所形成，該第一圖案也可由多個部分圖案組成，所述第一圖案顯示該第一訊息。該第四電極係以一第二圖案形式成型，該第二圖案同樣可由不同的部分圖案所組成。該第三電極較佳地係設於第一個圖案和第二個圖案的背景區，例如可以整面設於第一區，或者使第三電極至少設於第一區內不被第二電極和第四電極遮蓋的區域。若第二電極鋪上第一電位，而第四電極和第三電極鋪上第二電位，則會顯示第一訊息。若第四電極鋪上第一電位，而第二電極和第三電極鋪上第二電位，則會顯示第二圖案作為第二訊息。若將第一電位和第二電位相反設置，則第一圖案及第二圖案也會作為第一及第二訊息相對應地相反呈現。
較佳地，在第一區外設有一第五電極，其中從垂直於由該顯示層跨越的平面來看，該第一電極和第五電極至少有部分區域重疊。藉由增設此一電極，在該顯示裝置內達到電荷平衡，進而可提升第一訊息和第二訊息的顯示品質。
根據本發明另一較佳實施例，該第二電極具有複數個彼此通電的第一部分電極，該等第一部份電極的結構設計使其形成第一訊息。進一步，該第四電極具有複數個彼此通電的第二部分電極，該等第二部分電極的結構設計使其形成第二訊息。該第一部分電極和該第二部分電極寬度 分別小於300微米，較佳地小於150微米。第一部分電極和第二部分電極進一步彼此鑲嵌，特別是交錯而設，如此一來即可在一區內，根據接到第二、第三、第四電極上的電壓電勢而顯示第一訊息和第二訊息。
較佳地，第一部份電極和第二部分電極分別呈現線狀，並且依照具有750微米到100微米之間網格寬度的一元網格而設，該一元網格的寬度較佳地為300到50微米之間。
此一實施方式亦可進一步與之前敘利用有技巧地形成電極而在第一區內產生一灰階圖案的實施方式合併，如此一來例如可以灰階圖案形式成型第一訊息和第二訊息，並且/或在一背景前產生該第一訊息及第二訊息，其中該背景的色值對應一灰階的色值。對此，特別是可達到下列的電極設置方式：在第一區內設有一第五電極，其設於該顯示層背向第一電極的一面。第三電極具有複數個通電的第三部分電極。第五電極具有複數個通電的第四部分電極。第三電極和第四部分電極的寬度小於300微米，進一步較佳地小於150微米。第三部分電極和第四部分電極彼此鑲嵌，特別是交錯而設。
在此也可使第一、第二、第三或第四部分電極形成線狀，特別是由一經幾何轉化後的線形組成，例如蛇形線。第一、第二、第三及/或第四部分電極進一步較佳地彼此平行而設。
根據另一較佳實施例，該顯示裝置具有一整流器，該整流器的兩個輸出端其中一個係與第三電極相接，另一輸出端與第五電極相接。該顯示裝置另具有一能量來源，該能量來源其中一個輸出端與整流器的其中一個輸入端及第二電極相接，該能量來源的另一輸出端與整流器另一輸入端及第四電極相接，其中該能量來源特別是一壓電件。
進一步，亦可將第四電極設於第一區外部，而僅讓一訊息在維持相同的背景前顯現和消失。
根據一較佳實施例，該顯示裝置進一步具有一個或多個光學安全元件。在此安全元件較佳地係指繞射光學安全元件、包含一薄膜系統的安全元件、包含光學上可變化色素的安全元件、包含微透鏡的安全元件或包含液晶的安全元件。利用這些附加的安全元件，可進一步提升顯示裝置的防偽性。
較佳地該顯示裝置為膠合薄膜或傳導薄膜，其中較佳地該膠合薄膜具有一基層薄膜、一裝飾層和一可有可無的粘貼層。該第一、第二和第三電極以及該顯示層較佳地為該裝飾層的部分，如同前面提到的光學安全元件。在形成為傳導薄膜時，該顯示裝置較佳地具有一基層薄膜和一可從此基層薄膜脫離的傳導層，該傳導層具有前述之裝飾層及一可有可無的粘貼層。
應用本顯示裝置作為安全元件可獲得很多優點，特別是在對有價文件或商品進行安全保護。此處有價文件特別是指鈔票、身份證明文件、信用卡、證書等等。
以下根據多個實施例，配合隨附之圖示說明本發明。
1‧‧‧有價文件
10‧‧‧顯示裝置
11‧‧‧基層薄膜
12‧‧‧裝飾層
120‧‧‧電介層
121‧‧‧導電層
122‧‧‧顯示層
123‧‧‧導電層
124‧‧‧電介層
125‧‧‧導電層
126‧‧‧電介層
127‧‧‧複製漆層
129‧‧‧標記層
13‧‧‧粘貼層
21‧‧‧區域
22‧‧‧第一區
23‧‧‧安全元件
31‧‧‧第一方向
32‧‧‧方向
33‧‧‧能源
40‧‧‧方向
41‧‧‧電極
42‧‧‧第二電極
421‧‧‧第一分電極
422‧‧‧導電路徑
43‧‧‧第三電極
431‧‧‧第三分電極
432‧‧‧導電路徑
44‧‧‧第四電極
441‧‧‧第二分電極
442‧‧‧導電路徑
45‧‧‧第五電極
451‧‧‧第四分電極
452‧‧‧導電路徑
51‧‧‧起伏結構
52‧‧‧突起部
53‧‧‧凹入部
61‧‧‧距離
62‧‧‧距離
63‧‧‧距離
71‧‧‧第一訊息
72‧‧‧第二訊息
81‧‧‧二極體
第1a圖係顯示以一顯示裝置俯視一有價文件之示意圖。
第1b圖係顯示第1a圖中顯示裝置之剖面圖。
第1c圖係顯示第1b圖中顯示裝置的一部分的剖面圖。
第2圖係顯示一顯示裝置一部份的剖面圖。
第3圖係顯示一顯示裝置一部份的剖面圖。
第4圖係顯示一顯示裝置一部份的剖面圖。
第5a圖係顯示一顯示裝置電極的俯視圖。
第5b及5c圖係顯示第5a圖中顯示裝置一個區域的俯視圖。
第6a及6b圖係分別顯示一顯示裝置的一電極的俯視圖。
第6c及6d圖係分別顯示第6a及6b圖中顯示裝置一個區域的俯視圖。
第7a圖係顯示一顯示裝置電極的俯視圖。
第7b及7c圖係顯示第7a圖中顯示裝置的俯視圖。
第8a圖係顯示一顯示裝置電極一部份的俯視圖。
第8b圖係顯示第8a圖中顯示裝置一區的俯視圖。
第9a及9b圖係分別顯示一顯示裝置電極一部份的俯視圖。
第9c及9d圖係分別顯示第8a圖和9b中顯示裝置一區的俯視圖。
第10a圖係顯示一顯示裝置電極一部份的俯視圖。
第10b圖係顯示包含一顯示裝置複數電極的一部份的俯視圖。
第11a圖係顯示一顯示裝置一部份的剖面圖。
第11b圖係顯示第11a圖中顯示裝置電極的可能接觸方式示意圖。
第12a至12d圖係分別顯示一顯示裝置中一個或多個電極的俯視圖。
第12e,12f,12h及12i圖係分別顯示一顯示裝置一個或兩個電極的俯視圖。
第12g及12k圖係分別顯示接上不同電壓電位時，第12e、12f、12h及12i圖中顯示裝置一區的放大俯視圖。
第13a及13b圖係分別顯示一顯示裝置兩個電極的俯視圖。
第13c至13e圖係分別顯示接上第一電壓時，第13a及13b圖中顯示裝置一個或多個電極面之俯視圖。
第13f至13h圖係分別顯示接上第二電壓時，第13a及13b圖中顯示裝置一個或多個電極面之俯視圖。
第14圖係顯示一顯示裝置一部份的剖面圖。
第1a圖顯示一有價文件1，該有價文件1可為鈔票、護照或通行證等身份證明文件、信用卡、票、禮卷/優惠劵、樂透彩票、價格表或証書等。第1a圖中實施例該有價文件1為一鈔票，該鈔票具有一基層體，此基層體可為由紙、塑膠膜或一層或多層塑膠或紙張層所組成的多層基體所形成。將一顯示裝置10應用於該基層體上面。如第1a圖所示，該顯示裝置10可以條紋的形式應用於基層體上。不過，也可將顯示裝置10以小補丁的形式應用在有價文件1的基層體上面，或者整合到有價文件1的基層體各層的結構內，而作為有價文件中窗口內的線。
除了顯示裝置10外，有價文件1還可具有一個或多個光學安全元件，例如浮水印、特別包含光學上可變化的色素的安全印記、具磁性可吸收高頻或產生紫外線螢光效果的墨水，以及應用在基層體上面、形成為應用在該基層體上薄膜的安全元件。
其中，該顯示裝置10具有一區22，在此區22內藉由下列描述的層體結構顯示一光學訊息。此外，該顯示裝置10較佳地另具有一能量來源，此能量來源可設於第1a圖所顯示的顯示裝置10該層的區域21內。
較佳地，該能量來源為壓電件，其利用機械性的變形，如將顯示裝置10彎曲或彎折，進而產生電壓脈衝。不過，亦可如前面所述，以天線、電池或太陽能電池作為該能量來源。
較佳地，該顯示裝置具有一個或多個安全元件，如第1a圖所述之光學安全元件23。該安全元件23較佳地為一繞射光學元件，特別是由一體積全息圖層或一形成於一複製漆層內的繞射光學表面起伏輪廓所形成。進一步，亦可將一個或多個繞射光學結構結合設於該光學安全元件23內。此外，該安全元件23亦可為一干涉層系統，其可產生隨眼光角度而變化的顏色移動效果。這樣的薄膜系統較佳地具有一層或多層間距層， 此間距層的光學厚度等於可見波長光譜內一個顏色的一半或四分之一波長。該光學安全元件23亦可具有一層或者多層較佳地形成網狀的液晶層，該等液晶層產生一隨眼光角度而變化的顏色移動效果或一藉由偏光鏡可辨識出的安全標記。此外，該安全元件23亦可具有一微透鏡層或具折射效果的起伏結構，用以產生在光學上可變化的效果。其中，該光學元件23不僅可達到反射效果，也可達到透視效果，其中該有價文件1的基層體在安全元件23區內，具有一相對應的凹槽，或者該基層體在此區內形成為透明狀。較佳地，該安全元件23另具有一層或多層金屬層，該等金屬層較佳地作為反射層使用，而且必要時形成極微細緻的結構。
此外，亦可讓安全元件23至少有部分區域與顯示裝置10的區域22重疊，進而產生額外的光學效果。
該顯示裝置10也可進一步具有多個區域22，如以下所述透過一包含三個或三個以上電極的結構，在該等區域22中產生一光學訊息。
較佳地，該顯示裝置10係由一多層薄膜體組成，該薄膜體為膠合薄膜或傳導薄膜(transfer film)。不過，如上述該顯示裝置亦可為有價文件1基層體的一組成部分。
故顯示裝置10可具有一基層薄膜11、一裝飾層12和一可有可無的粘貼層13。該基層薄膜較佳地由一由塑膠膜組成，例如PET或是BOPP膜，其層體厚度在16到250微米之間。若為一傳導薄膜，則調整該基層薄膜11與裝飾層膜12之間的黏度，使基層薄膜11可從裝飾層12剝離，例如可在基層薄膜11與裝飾層之間設置一剝離層。若顯示裝置10形成為膠合薄膜，則在選擇基層薄膜11與裝飾層12之間的黏固程度時，需考慮到使基層薄膜11與裝飾層12盡可能無法剝離。因此例如在基層薄膜11和裝飾膜層12之間是設置一黏附中介層。以下藉由用第1c至4圖，第11a至14圖描述區域12內顯示裝置10的層體結構。
第1c圖係顯示區域22中顯示裝置10的結構第一種實施可能性。
該顯示裝置10在區域22中具有一個電介層120、一導電層121、一顯示層122、一導電層123及一電介層126。除了以上這些層外，該顯示裝置還可在該區22內具有一個或多個層體，例如其他導電層、其他電介層、黏附中介層、顏色層等等。
該等導電層121、123係由ITO或PEDOT等導電材料或由鋁、銀、銅、金或這些金屬製成的合金等金屬材料所製成的導電材料所組成。該等導電層121、123的厚度在1奈米到500奈米之間，進一步較佳地5奈米至250奈米之間。
較佳地，該導電層121是透明或者半透明的，特別是由透明的導電材料所組成。較佳地，該導電層123進一步由(不透明)的金屬材料所形成，如此一來可從上面，即基層薄膜11的各面觀看在該區22內產生在顯示層122中的視覺效果。不過，也可以相反順序設置該等導電層123、121，並且將導電層123設為透明的，導電層121設為不透明的。另外也可將該二導電層123、121都設為透明的，俾使也可利用透光或在另一光學資訊的背景前面觀看產生於顯示層122上的光學效果，該光學資訊設於顯示裝置10或有價文件1的基層體內。
該等電介層120、126係由一由電介質漆製成的漆層組成，或由一電介質薄膜組成，較佳地該電介層120係由基層薄膜11組成。
在導電層122內形成一電極41，或該導電層121以電極41的形式設置。在導電層123內形成兩個電極42、43。如第1c圖所示，該電極41分別至少有一部分區域覆蓋到電極42、43，較佳地為完全覆蓋，其中覆蓋的方向40為由該顯示層122或導電層121跨越的平面所形成的表面法線。其中，各層121、122較佳地可撐開寬度及長度，使其寬度及長 度比厚度大很多，而藉由此層體明確區隔出該相對應的平面。如果非上面所述，則由該等層體的其中一個表面區隔出該平面。
電極41為一電勢分離的電極，因此沒有跟任何電勢，特別是沒有跟任何電源或電壓源通電，並且沒有與可使電極4與電源或電壓源或電路形成通電的連接件連接。較佳地，該電勢分離電極41完全被電介質材料圍繞住，如此即無法或很難由電極41注入電荷或者流出電荷。較佳地，在第1b圖中沒有顯示的電極41其側面也由電介質材料遮蓋住。此外，也可將電極41外的電介層120連接到顯示層122表面，或連接到設於該顯示層122及電極41之間的其他電介層。這樣即可以電介層120和顯示層122或以設於在顯示層122和導電層121之間的電介層封裝住該電極41。根據使用顯示材料的內部電阻，會有一小部分漏電經該顯示層122流向該等電極42、43，由於該顯示裝置的雙穩行為在一定的界限內，可受此影響，因此有其優點。
若現在將電極42、43如第1c圖所示和一個電壓源33連接起來，則會在顯示層122內產生第1c圖所顯表示的理想化的電場線走向。在電極41、42相戶覆蓋的第一區內，該等電場線係往第一方向31延伸，在電極41、電極41相互重疊的第二部分，該等電場線係往相反的方向32延伸。
該顯示層122較佳地具有一顯示材料，當電場線延伸往不同方向時，該顯示材料會顯示出不同的光學特性，意即在第一區內電場線往方向31延伸，該顯示材料顯示第一光學特性，在第二區內電場線往方向32延伸，該顯示材料顯示第二光學特性。所述不同光學特性，較佳地為第一區和第二區內不同的顏色，例如黑白對比、紅白對比或綠黃對比。
較佳地，作為顯示材料的顯示層122具有填充液體的球形體或容室，複數個帶電的粒子分散在該液體內。其中可區別出液體和粒子的 光學特性，因此依電場線方向的不同，在區域22內不是看得見粒子就是看得見液體。進一步亦可設計使球形體或容室分別具有複數第一粒子及複數第二粒子，所述第一、第二粒子在其電荷及其光學特性上不同。因此在最簡單的情況下，該等第一粒子帶正電並具有一第一顏色，而該等第二粒子帶負電並具有一與第一顏色不同的第二顏色。依電場線走向的不同，在區域22內顯示第一顏色或第二顏色。
其中，該等球形體或容室較佳地寬度/長度在10至500微米之間，厚度在10至100微米。較佳地粒子的直徑在0.1至10微米之間，進一步較佳地在0.1至5微米之間。
第2圖係顯示區域22內一顯示裝置10結構的另一種實施例。
在區域22內該顯示裝置10如針對第1a至1c圖之描述所建構，有如下的區別。
電極42、43兩個其中只有一個係形成於導電層123內。另外在導電層123和電介層126之間設有一額外電介層124和另一導電層125，該電極43形成於導電層125內。
因此電極42、43即形成於顯示裝置10不同層面上，並與電極41隔著不同距離。電介層124的形狀、局部厚度和材料特性經調整配合，以方便開關顯示器。較佳地該等導電層121、123、125平行排列，因而電極41,42,42也平行排列。
如第2圖所示，該電極43特別也形成於電極42的各區內(就方向40而言)，俾使電極42、43至少有部分，較佳地整面彼此覆蓋。不過如此一來如第2圖所示，在電極42和電極43之間則形成另一電場33。透過電極42、43彼此覆蓋而產生的電容c23與透過電極41、42彼此覆蓋所產生的電容c12平行，並且和透過電極41、43彼此覆蓋所產生的電容 c13相聯，藉由如此的覆蓋可減弱電極41、42以及41、43之間形成的電場強度。其中，可透過選擇電極41、42和電極41、43之間的距離以及經由電介層124電介性常數及電極42、43覆蓋面積的選擇，相對影響前述電容。這樣一來，電容提高並不會對顯示結果造成負面影響。其中，特別證明選擇符合23<1/(1/c12+1/c13)的距離是合適的。
第2圖所顯示的實施例中，該第一重疊區係由電極41、42對照方向40彼此重疊的區域所形成，該第二重疊區係由電極41、43重疊而電極41、42沒有重疊的區域所形成，從第2圖所顯示的亦可看出此結構。在第一、第二重疊區內，在使用前述顯示媒體情況下，如前述當接上電壓時，會產生不同的光學效果。
此外，請參考第1a至1c圖顯示的前述實施方式。
第3圖顯示區域22中顯示裝置10結構的另一實施方式。其中，第3圖顯示的結構與第2圖顯示的結構大致相同，其不同之處在於不只電極42的結構，電極43的結構也是依照待顯示的圖片訊息而設計。較佳地，其中電極42、43僅有1%到10%的部分重疊。此外也可設計使電極42、4不重疊，而只是設於兩個不同的平面上。此外，請參考第1a至2圖所示之實施方式。
第4圖顯示區域內顯示裝置10結構的另一實施例。
第4圖中實施例的結構大致上和第2圖中實施例相同，其不同之處在於，該導電層125和電極43在區域22內並不是在一個平整的面上，而是對照方向40具有高低起伏結構。
對此，較佳地在導電層125上形成如第4圖所示的起伏輪廓。在電介層126上塗佈一複製漆層127，藉由熱複製或紫外線複製程序將一起伏結構51形成於該複製漆層127上。接著可利用噴蒸氣或濺鍍等程序塗上導電層125。此外，亦可將導電層125塗佈到複製漆層127上，接 著經由熱複製(thermal replicate)將起伏結構形成於多層體內，而產生第4圖中所示的導電層125走向。
起伏結構51和導電層125在此具有突起部52和凹入部53，如第4圖所示。較佳地，該等凹入部53設於電極42區內，使得在電極42區域內的電極41、43之間的距離大於在區域22中只有電極41、43重疊的各區內的距離。該起伏結構51較佳地配合電極42的形廓。其中，該起伏結構51較佳地具有第4圖所示之矩形結構件。不過，該起伏結構51也可為正弦形或波狀結構，其中在此情況上述關於間距的說明均指各區內各電極彼此的中間間距。電介層124填充經起伏結構51而產生效果的突起部/凹入部，使得導電層123至少很大程度和導電層121是平行的。
如第4圖所示，電極41、42具有距離61，電極41、43在電極42區內保持一距離63，在只有電極41、43重疊的區域內保持一距離62。較佳地，距離61、62差不多一樣大，而距離63明顯大於距離62。
如前所述，藉由參數61、62、6的選擇，可大為降低因電極42、43的重疊結構而產生的電容負載，並且達到前述關於由顯示裝置在區域22內顯示的光學訊息的複雜結構設計上的優點。
此外請參考第1a至3圖的實施方式，其中在第4圖實施例中，該電極43也可如第3圖所示構成於電極42區內，並且在這個區域內不必整面都設置該電極43。
此外，亦可將第2至4圖中的實施例合併，進而例如在區22的一個分區中選擇第2圖所示的結構，在另一分區內選擇第3圖所示的結構，在另一分區內選擇第4圖所示的結構。
在下面第5a至10b圖所示的實施例中，描述複數個電極42、43有利的結構，其可達到特別令人感興趣光學效果。這些實施例均可與上述層體結構所有的實施方式，也就是第1a至4圖所示的所有實施方式 結合。
第5a圖係顯示區域22內導電層123的俯視圖，藉由一絕緣溝使導電層123中電極42、43隔離開來。如第5a圖所示，該電極42是以圖案的形式，例如星星所形成。如前面所述，該電極42也可以其他任意的形式，例如數字、字母、符號、這些元素的組合或也可以圖形或圖畫形式成型。電極43是以圖案的背景形式形成，如第5a圖所示該背景的框線呈矩形。不過，該背景的框線也可是其他隨意的形狀，例如圈狀或者其他形狀。
若在上述電極42、43的形成結構，在該二電極42、43之間接上電壓，則在區域22內例如會顯示第5b圖中的訊息71，在此訊息中該圖案(即星星)在一黑色背景前以白色顯示。若接上電極42、電極43的電壓其極性相反，則會顯示第5c圖中的光學訊息72，在此訊息中該圖案(即星星)在一白色背景前以黑色顯示。當電極極性轉變時，圖案即會顛倒過來，其中圖案的顏色及背景的顏色相互交換。
第6a、6b圖係顯示導電層123、125中電極42、43的形狀結構的一實施方式，其中電極42、43設於顯示裝置10不同的平面上。電極42是以圖案的形式成型，例如星星。電極43整面形成於區域22內。第6c及6d圖顯示在形成第6a及6b圖中電極結構情況下，在接上不同極性的電壓時，區域22內所顯示的光學訊息。在此也顯示，當極性轉換時，圖案也會顛倒呈現，如先前所述。
另外必須說明的是，第5a至6d圖僅顯示電極42、43結構的一個簡單實施方式，以方便說明作用原理。因此，使用由多個空間上區隔開的部分圖案所組成的較複雜圖案也特別有利。在這種情況下，該電極42及/或電極43係對應上述作用原理，以分別根據部分圖案形狀所形成的部分電極所形成，該等部分電極經由導電路徑通電。該等視覺上盡可能不 要被看出的連接導電路徑，較佳地寬度在300微米以下，進一步較佳地在100微米以下。此外，前述背景區也可不完全環繞住圖案，或者也可進一步設置中間區域，在這些中間區域內電極42或電極43都不和電極41重疊，而例如顯示出圖案或背景的顏色間的混合顏色。
若在電極轉換時，經由電極42及/或電極43附近的電壓可產生移動效果的幻覺，則這樣的電極42及/或電極43結構設計特別有利。利用第7a至7c圖說明這樣的移動效果的一個簡單實施例。
第7a圖係顯示在區域22內導電層123上電極42、43的結構。電極42、43係由複數個部分電極421、431所組成，該等部分電極421、431是由連接導電路徑(第7a圖中未示)達到通電。較佳地，該等連接導電路徑設於區域22外部。如第7a圖所示，部分電極431、421係分別以物體的一段，在此是一個旋轉對稱圖形(圓形)的形式成型，並且交錯相鄰設置。在一部分電極431後面跟著一部分電極421，在該部分電極421後面又跟著一部分電極431。
接上第一電壓時，即顯示出第7b圖所示的訊息71，該訊息71中該等以部分電極431墊著的區域顯現為深色，該等覆蓋上部分電極421的區域顯現為淺色。當極性轉換時會產生第7c圖中所顯示光學訊息72，該訊息72中該等覆蓋有部分電極431的區域顯現為白色，該等覆蓋上部分電極421的區域顯現為黑色。對於觀看者來說，極性轉換時，會產生該物體區段移動的幻覺。
在第7至7c圖所描述的實施例，進一步也可在第2至4圖所示顯示裝置結構實現。在這種情況下，電極42係根據第7a圖予以結構化，電極43例如是整面設於物體的整區上。
也可將上述的作用原理多方面地應用，例如可將一另一種形狀結構、不是僅為旋轉對稱形狀的物體，分割成複數個區段，或是這些區 段也不以旋轉對稱方式設置，而是任意設置。進一步，亦可參考之後利用第11a至12圖所描述與此相關的結構，以便在極性轉換時顯示具有不同移動階段的物體，藉此產生物體移動幻覺作為光學效果。
利用第8a至10b圖顯示不同的實施例，在這些實施例，可電極42、43的巧妙結構設計，產生一灰階圖形。其中，例如可在電極42、43極性轉換時，將灰階圖形顛倒過來作為光學效果。如前面所述，在此灰階圖形不只是由黑、白兩色混合而成的圖形，而是也可由其他任意兩種顏色混合而成的圖形。特別有利的是，例如用紅色、藍色或綠色等黑白以外的顏色兩兩混合，進而可產生視覺上炫目、有趣的顏色效果，而且也可透過基本顏色的對應選擇，產生真正顏色圖形的幻覺。
對應形成的色值，選出對應的基本顏色，以達到顏色空間內的這些色值。例如可在顯示材料裡面選用第一基本顏色的液體及第二基本顏色的粒子，或是選用第一基本顏色的第一粒子及第二基本顏色的第二粒子。根據在電極41、和42相互重疊的第一重疊區與電極41僅重疊電極43的第二重疊區的表面比例，藉由添加的混色，會在各區內產生混色。
第8b圖中係顯示在電極42、43接上電壓時區域22內所顯示的訊息71，為了產生此光學資訊，例如將電極42、電極43是第8a圖所顯示的方式成型。
第8a圖係顯示導電層123在區域22分區內的結構化，電極42、43具有複數個部分電極421、431，該等部分電極421、431根據一元或二元網格設置，並分別彼此通電。該網格的寬度小於300微米，較佳地小於200微米，進一步較佳地小於100微米，如此在透過人眼觀看時，則會使第一、第二重疊區進行添加的顏色混合。如第8a圖所示，使用一元網格特別有利。現在藉由部分電極421或431設定各圖點內的各色值或灰色值，如第8a圖所示。進一步也可藉由網格間距的對應變化，調整對應的色 值。
進一步，如前所述可將電極42、43設置於不同的平面上。如此電極42例如可如第9a圖所示成型，電極43可如第9b圖所示整面成型於區域22內。當將電壓接到電極42、43時，會產生像第9c圖所顯示的訊息71，該訊息71例如在第一重疊區呈顯現為白色，在第二重疊區顯現為黑色。當極性轉換時，即會產生第9d圖中所顯示的顛倒資訊72，其中例如在第一重疊區呈顯現為黑色，在第二重疊區顯現為白色。藉此，當極性轉換時會產生顛倒的混色。
第10a圖係顯示電極42特別有利的結構設計，如第10a圖所示，該電極42係由複數個部分電極421所組成，該等部分電極421係經由複數連接導電路徑422互相連接。其中，該等連接導電路徑422係根據另一網格所設置，且其寬度較佳地小於100微米，進一步較佳地小於50微米。
第10b圖係顯示電極42、43另一種可能的設置與成型方式，以形成一灰階圖形。如第10b圖所示，該等電極42、43分別具有部分電極421、431，其依照一個一元網格交錯設置，該等部分電極421、431形成線狀，且該線條呈現波浪線狀。該等部分電極421、431經由導電路徑432彼此連接。
在此亦透過第一重疊區和第二重疊區在各圖點的對應表面比例，進行顏色混合調整。
第11a圖係顯示區域22內的個顯示裝置10結構另一實施方式。
此處顯示裝置大致上和第1a至4圖所顯示的顯示裝置結構相同，其不同之處描述入下：進一步設置另一電極44，其同樣至少有部份和電極41重疊，並如同電極42、43設於顯示層122的同一面上。進一步，還可選擇 再設置另一電極45，其同樣社於顯示層122面向電極42、43的一面上，並且同樣地至少有部分和電極41重疊。此外，還可在選擇性設置一標記層129，其設於電極41上方的觀看方向，可由不透明的字樣組成。
在第11a圖中顯示的顯示裝置10部分具有該層129、該電介層11、該導電層121、該顯示層122、該導電層123、該電介層124、該導電層125及該電介層126。該等電極42、44成型於導電層123內，該等電極43、45成型於導電層125內。關於所述各層的結構及各電極的成型情況，請參見第1a至10b圖。
最簡單的情況是不設置電極45，而是除了電極42、43之外增設電極44，該電極44設於在電極43和顯示層122之間。該等電極42、44也可設於顯示裝置10的不同平面上，並由不同的、彼此間隔而設的顯示裝置導電層所形成，此一結構前面已說明得十分詳細。在此若將電極43設在電極42、44下面，則特別有利。
電極42是以第一訊息的形式所形成的，例如第6a圖所示以如星星等的圖案的形式成型。電極44是以第二訊息的形式所形成的，例如同樣是以圖案的形式成型，此處圖案例如是字母、數字或符號。電極43較佳地形成第一訊息和第二訊息的背景，例如第6b圖所示設於背景區域的整面上，或者如第5a圖所示只設於電極41中沒有被電極42、44重疊的區域，或者如第3圖所示同樣經過結構化並至少有部分不設在與電極42、44重疊的區域。
依照電壓接上電極42、44和43的情況，對觀看者而言會產生不同的光學效果：若電壓源的其中一極和電極42連接，另一極和電極44和電極43連接，則會顯示第一訊息。若轉換極性，則會將第一訊息顛倒顯示。若電壓源的其中一極和電極44連接，另一極和電極42和電極43連接，則會顯示第二訊息。將極性反轉時，則會將第二訊息顛倒顯示。若 電極43和一個穩定的電壓電勢連接，而且將電極42、43附近的電壓源極性轉換，則在同樣的背景下，在極性轉換時會交替展示第一訊息和第二訊息。
另外可藉由電極45的使用，不包含第一、第二訊息僅顯示背景，即使顛倒顯示該背景。若電極45不與顯示層122或包含該顯示材料的顯示層122的區域重疊，以及/或電極45整面被標記層129重疊，則能產生有利的效果。為了達到此一效果，將電壓源其中一極和電極45連接，另一極和電極43及/或電極42、44連接。
第11b圖係顯示該等電極42、43、44和45和一較佳地設於顯示裝置10內的能量源33有利的接聯方式，此處能量源33較佳地為一壓電件，該壓電件依彎曲方向的不同產生不同極性的電壓脈衝。如第11b圖所示，在電極43、45和電壓源33的各極之間設有一整流器，該整流器在此為包含複數二極體81的半波整流器。透過整流器可以確定，該等電極43、45不論由能量源33產生的電壓脈衝的極性為何，配上預定的電勢。除了半波整理器外，亦可使用橋式整流器。依彎曲方向不同在區域22內呈現第一訊息或者第二訊息，如此一來可以較少的電路技術作業，產生很容易記住的安全標記。
如同前面已對電極42成型所作的敘述，該等電極42、44可分別具有多個部分電極，其分別以各呈現的圖案的部分圖案形式所成型，並由導電路徑相連。
若電極42、44的成型能使得從人類觀看者的角度來看，第一訊息和第二訊息呈現在同一區域內者，則可進一步達到特別有利的效果。以下利用第12a至12k圖描述適用此效果的電極42、44、43的成型情況。
第12a圖係顯示電極42的成型情況，該電極42具有複數 個經由導電路徑422達到彼此通電的部分電極421。如第12a圖所示，該等部分電極421形成字母A。各部分電極421的寬度小於300微米，較佳地如第12a圖所示，各部分電極421係依照一個規則的一元網格設置。進一步，各部分電極421也可是其他的形狀，例如點狀或四角形，並且/或者依照一個二元網格而設。
為了產生形構電極42時所依據的圖樣，根據該網格掃瞄待呈現的訊息，如字母A，若在對應的網格行內設有該訊息的前景區，則在該網格行內設置一部分電極421，其中該部分電極421的長度及其結構，對應於該前景區沿著各網格行的長度。
第12b圖係顯示電極44的對應成型結構，該電極44同樣具有複數個經由導電路徑422達到彼此通電的部分電極441，各部分電極441的寬度同樣小於300微米，同樣較佳地依照一個一元或二元網格設置。關於產生形構電極44時所依據的圖樣，請參見前面針對第12a圖的描述。所選出適用電極42、44的網格彼此對應配合，而使得各部分電極421、441能彼此鑲嵌。
第12c圖係顯示電極42、44的對應鑲嵌情形，第12c圖所顯示的情況中該等電極42、44所使用的網格，其彼此之間各相差半個週期，藉此可如第12c圖中所示，使各部分電極421、441形成交錯設置。其中，該等部分電極421、441可成型於同一導電層內或也可成型於不同的、上下設置的導電層，並且準確對準彼此。
第12d圖進一步顯示電極43在區域22中的形構，在此該電極43整面設於區域22內，並形成該二由電極42、44所形成的訊息之背景。如前所述，電極43的框線或形狀可以其他形狀呈現，使背景形成相對應的圖樣形狀。
在第12e及12f圖中所顯示的電極42、44和43的對應結構 中，當接上電壓時在區域22內顯示出第12圖所顯示的訊息71，當接上一相反的電壓時會顯示出第12k圖所顯示的訊息72。
必須說明的是，第12a至12k圖僅為示意圖，因為形成部分電極421、441寬度的關係，人類肉眼看不到訊息71、72的網格結構，因此依電壓極性的不同，在同一區內訊息71看到的是Z，訊息72看到的是A。
另外，第13a至13h圖係顯示另一有利的實施方式。
在這些實施例中，一方面如前面利用第12a至12k圖所描述，該等電極42、44具有複數個藉由導電路徑422、442所連接的部分電極421、441，該等部分電極421、441彼此鑲嵌並分別形成一各自的訊息，例如一正方形及一圓盤。關於部分電極421、441的形構與其設置結構，請參見針對第12a至12k圖的相關描述。
此外，該等電極43、45亦分別具有複數個經由導電路徑432、452形成彼此導電的部分電極431、451。其中，該等部分電極431、451寬度小於300微米，並依照各網格設置，其中網格的選擇條件為，必須使部分電極431、451如第13a圖所示彼此鑲嵌。因此部分電極431、451的形構與設置結構基本上部分電極421、441一樣，與此相關之敘述請參見第12a至12k圖。
和部分電極421、441相反的是，部分電極431、451兩者皆跨越背景的整個區域，因此沒有形成不同的圖案。
其中利用部分電極431、451在各表面區的面積比例，可確定觀看者在各表面區可看見的灰度值或色值(液體/粒子使用不同基本色時)。若部分電極431、451如第13a圖所示形構相同，而使整個區域22的表面覆蓋密度相同者，則不論電壓源的極化情況為何，在接上電壓時由電極431、451所產生的灰度值或色值是相同的，如第13c及13f圖所產生的 結果。例如若進一步電極431、451的寬度有不同，則依電壓極性的不同會在背景區產生不同的灰度值和色值，例如綠色或橘色。進一步亦可將部分電極431、451如第8a圖中部分電極431、421一樣，以灰階圖案形式構成，如此一來即形成一相對應的灰階圖案作為背景，就像第8b圖所示之灰階圖案。
電極43、45如第11a圖所示設於電極42、44的下面，和第11a圖的圖示不同的是該等電極43、45係設於區域22內。
如第13d及13g圖所示，在電極42、44之間接上電壓時，依電壓極性的不同，一方面會顯示一第一圖案，另一方面會顯示一第二圖案。由電極43、45一方面產生的效果，以及由電極42、電極44另一方面產生的效果會疊加，因而依該等電極附近的電壓極性之不同，而例如顯示第13e及13h圖所示之不同訊息。由於在此該等電極42、44比較靠近顯示層122，由此等電極所產生的效果相較於由電極43、45產生的效果具有優先作用。藉此根據部分電極431、451的方位和電壓電勢不同，例如依該等電極附近的電壓極性之不同，在藉由部分電極431、451形構所決定的背景之前，顯示該第一圖案，或第二圖案，或第一與第二圖案疊合的對應顛倒呈現。
如此一來，例如在電壓極性轉換時，在一灰色背景前呈現白色圓圈和黑色正方形之間翻轉，並呈現一包含一白色正方形的黑色圓圈，該白色正方形具有灰色背景。
利用第14圖描述另一實施例，其中在一單色背景前產生一作為光學訊息的圖案。
此實施例中，該顯示裝置在區域22內具有第14圖所示之層體結構，該層體結構包含該標誌層129、該電介層120、該導電層121、該顯示層122、該包含電極42、44的導電層123、該電介層124、該包含電 極43、45的導電層125以及該電介層126。所以該顯示裝置的結構與第11a圖所顯示的結構大致一樣，唯一不同之處是該電極44在區域22內沒有發展出光學效果。關於前述層體的形構，請參照第11a圖或第1至4圖的相關敘述。
該電極42係是以圖案形式構成，此一圖案也可由不同的部分圖案組成。關於電極42的形構請參照第11a圖的相關敘述。該電極44與該電極41在一個由標誌層129覆蓋住的區域上重疊，或是在一個未設置顯示層122或在顯示層122內沒有設置顯示材料的區域內重疊。該電極43係形構於該圖案的背景區內，如第14圖所示。其中，也可如針對第11a圖所述，在電極43重疊電極42的區域內，將該電極43如第3圖所示結構化。該電極45在一個視覺上由標誌層129覆蓋住的區域，以及/或是在一個沒有設置顯示層122或顯示層122內沒有設置顯示材料的區域內，同樣至少有部分區域和電極41重疊。
較佳地，根據第11b圖所示之聯結方式，將電極42、43、44和45與能量來源33形成接觸。
當能量來源33的極性轉換時，會將電極42在正負極之間切換。如此一來，即可將圖案，例如之前顯示的星星或者字母A，由白變黑或者由黑變白。電極44同樣會轉換其極性，不過是往相反方向。如此一來，在電極41中也會感應相反的電荷載子(=電荷平衡)。其中若保留電極43的極性，例如利用一二極體如第11b圖所示進行極性控制，則背景區會處於同一個切換狀態(例如正極、白色背景)。在此藉由具有與電極43相反極性的電極45來實現電極43的電荷平衡。藉由轉換電極42、44附近能量來源的極性，可將該圖案切換可見狀態(例如白色背景前為黑色圖案)或不可見狀態(例如黑色背景前為白色圖案)。
此外，藉由對應轉換電極43、45附近電壓的極性，可對應 切換背景顏色，而請在保持電極42和電極44極性的情況下，同樣在轉換極性時，可使該圖案的顛倒示圖成為可見或不可見狀態。
10‧‧‧顯示裝置
11‧‧‧基層薄膜
121‧‧‧導電層
122‧‧‧顯示層
123‧‧‧導電層
124‧‧‧電介層
125‧‧‧導電層
126‧‧‧電介層
129‧‧‧標記層
22‧‧‧第一區
41‧‧‧電極
42‧‧‧第二電極
43‧‧‧第三電極
44‧‧‧第四電極
45‧‧‧第五電極

Claims (41)

  1. 一種顯示裝置(10)，特別是指一種多層膜體形式的顯示裝置，該顯示裝置在(10)第一區(22)內具有一第一電極(41)、一第二電極(42)、一第三電極(43)和一包含顯示材料的顯示層(122)，該顯示層(122)設於第一電極(41)和第二電極(42)之間，第三電極(43)設於顯示層(122)背向第一電極(41)的一面，第一電極(41)為一電勢分離之電極，且從垂直於顯示層(122)所跨越的平面來看，該第一電極(41)與第二電極(42)及第三電極(43)都至少有部分區域重疊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置(10)，其中，該第一電極(41)各面皆由電介層環繞。
  3. 如前述請求項其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，該第一、第二及/或第三電極(41,42,43)均為透明狀。
  4. 如前述請求項其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，該第一電極(41)整面重疊於第二電極和第三電極(42,43)。
  5. 如前述請求項其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，該顯示裝置具有一能量來源(33)及/或一電控制電路，且該第二電極和第三電極(42,43)，不過不是第一電極(41)，經由一連接元件與該能量來源(33)或該控制電路通電。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之顯示裝置(10)，其中，該能量來源(33)為壓電件、太陽能電池、電池及/或天線。
  7. 如前述請求項其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，當在第二電極與電三電極(42,43)之間接上電壓時，該顯示材料在第一與第二電極的重疊區內以及的第一與第三電極的重疊區內會顯示不同的光學特性，特別是不同的顏色。
  8. 如前述請求項其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，該顯示材料具 有複數個在液體中分散的帶電粒子，該液體和該等粒子的光學特性不同，特別是在顏色上有所不同。
  9. 如前述請求項其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，該顯示材料具有複數個第一粒子和複數個第二粒子，該等第一粒子與第二粒子在電荷及光學特性上不同，特別是第一粒子帶正電，而第二粒子帶負電。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置(10)，其中，在反射的情況下觀看該等第一、第二粒子時，其顯示出不同的光學特性，特別是顏色、反射度及/或分散情況上的不同。
  11. 如前述請求項其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，該第二電極(42)是以一設於第一區(229內的圖案所形成的，且以垂直於顯示層(122)所跨越的平面來看，該第三電極(43)設於該圖案的至少一背景區內，因此特別在轉換靠近第二電極和第三電極之電壓的極性時，就會使圖案顛倒呈現。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之顯示裝置(10)，其中，該圖案由多個部分圖案所組成，該第二電極及/或第三電極(42,43)具有多個由導電路徑連接的部分電極(421,431)，這些部分電極(421,431)以部分圖案其中之一的形式成型，較佳地該等導電路徑的寬度小於300微米，特別較佳地小於100微米。
  13. 如前述請求項其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，當轉換第二及第三電極(42,43)附近電壓的極性時，會產生移動效果，特別會顯示該物體移動的幻覺成為光學效果。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之顯示裝置(10)，其中，該第二電極及/或第三電極(42,43)分別具有兩個或多個部分電極(421,431)，此等部分電極(421,431)特別是分別以轉動對稱物體的區段形式成 型，其中該等部分電極(421,431)其中之一和第三電極(43)的各區係交錯設置。
  15. 如前述請求項其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，該第二電極具有多個彼此通電的部分電極(421)，此等部分電極(421)係根據一具有小於300微米網格寬度的一元或二元網格所設置，該網格寬度較佳地小於200微米，進一步較佳地小於100微米。，該等部分電極(421)特別是呈點狀或者線狀。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置(10)，其中，該等部分電極(421)的寬度或網格間距可因應產生該灰色漸層圖案需要而變化。
  17. 如請求項15及16其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，其中，第三電極(43)整面形成於該灰階圖案的區域內，或形成為與第二電極(42)相反的圖樣。
  18. 如請求項15至17其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，該網格為經幾何轉化後的網格，且等部分電極(421)特別為波線狀。
  19. 如請求項15至18其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，該等部分電極(421)係經由複數導電路徑(422)互相連接，該等導電路徑(422)較佳地係依照一規律或不規律的網格所設置。
  20. 如前述請求項其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，該第二、第三電極(42,43)係設於一平面上，特別是由一共同導電層(123)的電流分隔區所形成。
  21. 如請求項1至19其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，該第二、第三電極(42,43)與第一電極(41)的間距不同，第二電極和第三電極(42,43)特別是由兩個不同的導電層(123,125)所形成，此二導電層(123,125)彼此相對於法線來看，與第一電極(41)所跨越的平面 形成間隔。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之顯示裝置(10)，其中，在第二、第三電極(42,43)之間設置一電介層(124)。
  23. 如請求項21與22其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，第二電極(42)設於第一電極(41)及第三電極(43)之間，而相對於顯示層(122)所跨越的平面來看，第二電極(42)和第三電極(43)僅有部分重疊，特別是少於50%，進一步較佳地少於25%的部分重疊，
  24. 如申請專利範圍第23項所述之顯示裝置(10)，其中，該第三電極(43)完全重疊於第二電極(42)。
  25. 如請求項21至24其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，第一電極與第二電極(41,42)的間距、第一電極與第三電極(41,43)的間距和第二電極與第三電極(42,43)的間距，其選擇標準為C23小於1/(1/c12+1/c13)，其中c12是指第一電極和第二電極之間的電容，c13是指第一電極和第三電極之間的電容，c23是指第二電極和第三電極之間的電容。
  26. 如請求項21至25其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，第三電極(43)在第二電極(42)區內具有凹入部，尤其是第二電極(42)區內第一電極(41)和第三電極(43)之間的距離大於設置三電極(43)但不設第二電極(42)的區域內。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之顯示裝置(10)，其中，d1比d2稍微大一點，而d3比d2明顯大很多，此處d1是指第一電極和第二電極之間的距離，d2是指第一電極和第三電極的突起部之間的距離，d3是指第一電極和第三電極的凹入部之間的距離。
  28. 如前述請求項其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，該顯示裝置(10)具有一第四電極(44)，其中該第二電極及第四電(42,44)極設於在 第一電極(41)和第三電極(439之間，從垂直於由該顯示層(122)所跨越的平面來看，該第一電極(41)和第四電極(44)至少有部分區域重疊。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之顯示裝置(10)，其中，該第四電極(44)設於該第一區(22)內，該第二電極(429形成一第一訊息(71)，而第四電極(44)形成一第二訊息(72)。
  30. 如請求項28與29其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，在第一區(22)外設有一第五電極(45)，其中從垂直於由該顯示層(122)跨越的平面來看，該第一電極(41)和第五電極(45)至少有部分區域重疊。
  31. 如請求項28至30其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，該第三電極(43)至少設於第一區(22)內不被第二電極(42)和第四電極(44)遮蓋的區域。
  32. 如請求項28至31其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，該第二電極(42)具有複數個彼此通電的第一部分電極(421)，該等第一部份電極(421)的結構設計使其形成第一訊息(71)，該第四電極(44)具有複數個彼此通電的第二部分電極(441)，該等第二部分電極(441)的結構設計使其形成第二訊息(72)，該第一部分電極和該第二部分電極(421,441)寬度分別小於300微米，第一部分電極和第二部分電極(421,441)彼此鑲嵌，特別是交錯而設。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之顯示裝置(10)，其中，該第一部份電極和第二部分電極(421,441)分別呈現線狀，並且依照具有小於750微米網格寬度的一元網格而設。
  34. 如請求項28至33其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，在第一區(22)內設有一第五電極(45)，其設於該顯示層(122)背向第一電極(41)的一面，第三電極(43)具有複數個通電的第三部分電極(431)， 第五電極(45)具有複數個通電的第四部分電極(451)，第三電極和第四部分電極(431,451)的寬度小於300微米，第三部分電極和第四部分電極(431,451)彼此鑲嵌，特別是交錯而設。
  35. 如請求項28至34其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，該顯示裝置(10)具有一整流器，該整流器的兩個輸出端其中一個係與第三電極(43)相接，另一輸出端與第五電極(45)相接，該顯示裝置另具有一能量來源(33)，該能量來源(33)其中一個輸出端與整流器的其中一個輸入端及第二電極(42)相接，該能量來源(33)的另一輸出端與整流器另一輸入端及第四電極(44)相接，其中該能量來源(33)特別是一壓電件。
  36. 如請求項28至35其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，第四電極(44)設於第一區(22)外部。
  37. 如前述請求項其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，該顯示裝置(10)具有一個或多個光學安全元件，其特別由下列元件選出：繞射光學安全元件、包含一薄膜系統且特別能產生隨眼光角度而變化的顏色移動效果的安全元件、包含光學上可變化色素的安全元件、包含微透鏡的安全元件、包含液晶的安全元件
  38. 如申請專利範圍第37項所述之顯示裝置(10)，其中，該一個或多個光學安全元件至少有部分區域與該第一區(22)重疊。
  39. 如前述請求項其中一項所述之顯示裝置(10)，其中，該顯示裝置(10)為膠合薄膜或傳導薄膜。
  40. 應用前述請求項其中一項所述之顯示裝置(10)作為安全元件，特別是用於確保有價文件的安全。
  41. 具有請求項1至39其中一項所述之顯示裝置(10)的有價文件，特別是指鈔票、身份證明文件或信用卡。
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