專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括圖像元件(picture element，像元)的顯示裝置，這些圖像元 件由在第一支撐板和第二支撐板之間的空間內(nèi)具有彼此不能溶合的至少一第一流體和一 第二流體的電潤濕元件構(gòu)成，第二流體是導(dǎo)電的或極性的，由此每個(gè)元件中的第一流體 在第一支撐板的一側(cè)處由元件壁限制，并且第二流體由多個(gè)圖像元件共享。
背景技術(shù)：
這種顯示裝置，同時(shí)被稱為電潤濕顯示器(EWD)，可能在許多設(shè)備中使用，如 便攜式計(jì)算機(jī)，例如筆記本或游戲計(jì)算機(jī)或手持計(jì)算機(jī)，如個(gè)人數(shù)字助理(PDA)。這種 顯示器也可能在手表中或在數(shù)字照片顯示器中使用。由于電潤濕顯示器組合了許多吸引 人的特性(如，高彩色亮度、視頻速度和低能耗)，所以其成為眾所周知的現(xiàn)在廣泛使用 的液晶顯示器(LCD)的基本上更好的替代品。由于所述特性的組合，電潤濕顯示器非常 適于在更小的手持設(shè)備中使用，例如移動(dòng)電話、數(shù)字圖像或視頻照相機(jī)等。例如，從PCT專利申請WO 03071346中已知一種電潤濕顯示器。如這里描述 的，此顯示器包括許多構(gòu)成顯示圖像元件(像素)的電潤濕元件。每個(gè)元件設(shè)置有第一 流體和第二流體，這兩種流體是不能溶合的。在顯示器的高度或厚度方向上，流體由第 一支撐板(或底板)和第二支撐板限制。第一和第二支撐板兩者可能對于所有電潤濕元 件都是公共的。第一支撐板在其內(nèi)側(cè)設(shè)置有透明電極，其由對第二流體具有較差可潤濕 性的(疏水)層覆蓋。例如，第一流體是油，而第二流體可能是水。在第一狀態(tài)中，當(dāng) 在電極和第二流體之間不施加電壓時(shí)，第一流體鄰接第一支撐板，即覆蓋疏水層，同時(shí) 第二流體鄰接第二支撐板。當(dāng)施加電壓時(shí)，第一流體層移動(dòng)到旁邊，或分解為小液滴。 由于部分第二流體現(xiàn)在穿透第一流體層，所以電潤濕元件變得部分透明，從而其可透射 光。元件的第一流體由第一支撐板限制，并且在橫向方向上由元件壁限制。電潤濕顯示器的此基本設(shè)計(jì)的幾個(gè)實(shí)施方式是可能的。例如，觀看側(cè)(即面向 觀察者的一側(cè))可能是第二支撐板的一側(cè)，從而第一支撐板可能構(gòu)成底板，并且布置在 此板上的電極可能是透明的或反射性的。透明電極可能是一層銦錫氧化物(ITO)，或非 常薄的導(dǎo)電材料層，或所謂的開放層，即設(shè)置有一些孔的層。觀看側(cè)也可能是第一支撐 板的一側(cè)。這些元件壁可能從第一支撐板和/或從第二支撐板突出。電潤濕顯示器可能 被構(gòu)造為，根據(jù)待顯示的圖象，在空間上調(diào)制透射束或反射束。電潤濕顯示器也可能包 括多于兩個(gè)支撐板。如PCT專利申請WO 2004104670中描述的，元件壁的高度基本上小于支撐板 之間的間隙的寬度。此措施提供這樣的優(yōu)點(diǎn)將增強(qiáng)像素的亮度，尤其是當(dāng)減小像素尺 寸以增加顯示器的清晰度時(shí)。另外，其提供這樣的優(yōu)點(diǎn)各個(gè)元件的第二導(dǎo)電流體部分 在整個(gè)顯示器上互相連接。事實(shí)上，第一流體收縮時(shí)的高度可能實(shí)際上比實(shí)際的壁高更 大。然而，已經(jīng)用實(shí)驗(yàn)方式證實(shí)在收縮形狀中，油保持在像素內(nèi)。雖然已經(jīng)證明電潤濕顯示器的概念是非?？尚械模且呀?jīng)證實(shí)可能出現(xiàn)無法預(yù)料的問題。已經(jīng)確定部分所制造的顯示器無法滿足規(guī)格，并且通過制造控制的顯示 器也可能在使用期間劣化，使得其性能變得無法接受。到目前為止，尚未報(bào)道這些問題 及其原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是，揭示問題的原因并對這些問題提供解決方案。這產(chǎn)生以 防護(hù)物(preventer)為特征的顯示裝置，該防護(hù)物用于當(dāng)在第一流體上施加除了電潤濕力 以外的力時(shí)防止第一流體部分從其界限中排出。通過溢出元件壁或通過轉(zhuǎn)移至和附著于第二支撐板，第一流體部分可從第一支 撐板上的元件壁內(nèi)的其界限中排出。已經(jīng)設(shè)想第二支撐板由于施加在此板上的壓力 (例如，通過手指)而產(chǎn)生的向下運(yùn)動(dòng)，可能導(dǎo)致以下效應(yīng)。第二支撐板將向下推動(dòng)第 二流體，并且此流體可將第一流體從其界限中排出。如果支撐板之間的距離(即，間隙 寬度)變得足夠小，那么流體將甚至附著于第二支撐板。此效應(yīng)可能叫做降低天花板效 應(yīng)。此外，施加在第二支撐板上的壓力脈沖可能產(chǎn)生沖擊波，其傳播穿過流體并可能甚 至被放大，并且其可能導(dǎo)致第一流體部分溢出元件壁。這可能叫做海嘯效應(yīng)。這兩個(gè)效 應(yīng)導(dǎo)致至少在一些元件中的第一流體的至少一部分從它們的界限中排出。如在PCT專利申請WO 2005098797中描述的，電潤濕顯示器的性能主要取決于 元件中的第一流體(例如油)的量。特別地，對于元件的灰度級的控制，油劑量是非常重 要的。如果已經(jīng)從電潤濕元件去除油的小于20% (例如10%)的量，那么此元件及其接 收所排出的油的相鄰元件將不再執(zhí)行所需的光開關(guān)，使得削弱光傳遞功能。如果從電潤 濕元件排出更大量的油，那么對于顯示器來說，此元件將是“失去的”。如本領(lǐng)域中已 知的，人眼是非常挑剔的，并將甚至注意到顯示器中的單個(gè)缺失的像素。在實(shí)踐中，當(dāng) 在顯示器上施加壓力時(shí)，可能失去多于一個(gè)像素。缺失像素的數(shù)量由壓力的類型確定。 在局部壓力的情況中，例如由手指或筆狀元件在觸摸屏上所導(dǎo)致的，將失去有限數(shù)量的 像素。如果按壓顯示器的更大面積，那么可能毀壞相當(dāng)更大數(shù)量的電潤濕元件。在電潤濕顯示器的制造期間，也在已經(jīng)完成元件陣列(array)之后，在后續(xù)的處 理步驟期間可能毀壞元件，上述步驟如填充、密封、劃線(scribing)、分裂、增加用于裝 配處理的層或增加層以改進(jìn)光學(xué)性能。此外，反射器裝置和前光或背光裝置的增加，也 可能伴隨元件毀壞。最后，在顯示元件的運(yùn)輸期間，也可能由于臨時(shí)導(dǎo)致間隙寬度變化 的機(jī)械沖擊或其他力而毀壞。通過對電潤濕顯示器提供根據(jù)本發(fā)明的防護(hù)物，可將油或 另一第一流體保持在第一支撐板上的元件中，并且顯示器變得更耐壓力和沖擊。防護(hù)物 可能是，例如，布置于電潤濕元件的空間中的部件，或電路。顯示裝置可能具有一個(gè)防 護(hù)物或多個(gè)相同類型或不同類型的防護(hù)物。將第一流體限制于電潤濕元件的元件壁可能具有第一支撐板上的親水層的形 式。這些元件壁也可能是從第一支撐板延伸并具有垂直于第一支撐板的鄰接第一流體的 表面的高度的材料壁，該高度小于板之間的距離?？蓪⑿码姖櫇耧@示器的實(shí)施方式分成幾類。第一類實(shí)施方式的特征在于，防護(hù) 物由布置于第二支撐板的內(nèi)側(cè)的部件構(gòu)成，該部件防止第一流體附接于此板。由于第二支撐板的內(nèi)側(cè)在頂板向下運(yùn)動(dòng)時(shí)排斥第一流體，所以經(jīng)由來自第二流體的壓力向下按壓第一流體，并且第一流體不離開元件。當(dāng)頂板縮回時(shí)，其不向上牽引 第一流體。這樣，可防止降低天花板效應(yīng)，并獲得海嘯效應(yīng)的減小。將第二支撐板的運(yùn)動(dòng)理解為，表示此板的一部分的運(yùn)動(dòng)，即，板的局部彎曲， 以及整個(gè)板的運(yùn)動(dòng)。第一類的第一子類的特征進(jìn)一步在于，該部件由突出元件陣列構(gòu)成，這些突出 元件具有親水表面且它們的底部在第二支撐板上，且高度小于第一支撐板和第二支撐板 之間的距離。通常，術(shù)語親水表面用來表示吸引水的表面，水可能是電潤濕顯示器中的第二 流體。然而，由于第二流體可能是除了水以外的流體且該表面應(yīng)對此另一流體是可潤濕 的，并且由于幾種可潤濕性的程度也是可能的，所以在此描述和權(quán)利要求中，將親水理 解為，表示對于第二流體比對于第一流體具有更好的可潤濕性。類似地，將疏水理解 為，對于第二流體比對于第一流體具有更差的可潤濕性。為了獲得親水表面，可以為可能的突出元件選擇親水材料，或者這些元件被涂 覆親水層。對于這種親水層或材料，許多選擇是可用的。一些實(shí)例是玻璃、Si02、SiN。 多孔或粗糙的親水表面(例如，水凝膠涂層)也可用來產(chǎn)生對第二流體具有更好的可潤濕 性的表面。優(yōu)選地，第一子類的實(shí)施方式的特征進(jìn)一步在于，親水元件朝著第一支撐板變 窄。這提供這樣的優(yōu)點(diǎn)將第二流體更好地包含在突出元件之間的空間內(nèi)，即放大親水 效果。此外，這些元件的光學(xué)效應(yīng)(即其在所顯示的圖象中的可見度)減小。在實(shí)施方式中獲得可見度的進(jìn)一步減小，這些實(shí)施方式的特征在于，這些突出 元件的材料是透明的。優(yōu)選地，突出元件的折射率基本上等于第二流體的折射率。這 樣，突出元件是無法辨別的，并由此在所顯示的圖象中它們是不可見的。突出元件的底部可能彼此隔開，或被布置為彼此靠近或彼此抵靠(against)。在 后一種情況中，放大其所設(shè)想的包圍第二流體的效果，使得第一流體無法附著于第二支 撐板。第一子類的第一實(shí)施方式的特征在于，這些突出元件具有正方形(square)的底部。例如，突出元件可能具有棱鏡形的形狀，這幫助在突出元件之間包含第二流體 (例如水)，使得第一流體(例如油)無法接觸第二支撐板。第一子類的第二實(shí)施方式的特征在于，間隔(spacer)元件具有圓形底部。第一子類的第三實(shí)施方式的特征在于，間隔元件形成光柵圖案，與形成于第一 支撐板上的像素圖案類似。在此情況中，第二支撐板上的間隔元件以及間隔元件之間的 表面由親水材料制成?？赡軐⒌谝?、第二和第三實(shí)施方式的這些突出元件布置在二維規(guī)則的，例如矩 陣圖案中，或布置在不規(guī)則的圖案中?？赡軐⑦@些元件布置為彼此靠近，使得對于每個(gè) 顯示元件均存在一個(gè)或多個(gè)突出元件。也可能將這些突出元件布置為間隔較大的相互距 離，例如，對于許多電潤濕元件布置一個(gè)元件。在后一種情況中，這些元件不容易看 見。第一子類的第四實(shí)施方式的特征在于，突出元件是縱向脊，其縱向尺寸基本上
6等于第一支撐板的表面的對應(yīng)尺寸。這些脊具有與例如棱鏡形狀的突出元件的矩陣類似的效果。脊的長度方向可能 與元件壁成一角度或平行于元件壁。在此實(shí)施方式中，僅需要在一個(gè)方向上對準(zhǔn)。此 外，在突出元件將接觸元件壁的情況中，如果這些是縱向的，那么后者可更好地承受元 件的壓力。第一類的第二子類的特征在于，防護(hù)物由第二支撐板的內(nèi)側(cè)處的層構(gòu)成，該層 在顯示器的使用期間是親水的。該層可能是永久親水的，S卩，由親水材料制成，例如，氧化硅或氮化硅或金 屬。也可使用多孔或粗糙的親水表面，例如水凝膠涂層。還可能對第二支撐板的內(nèi)側(cè)提 供另一材料層并在第二流體和第二支撐板上的電極之間施加電壓，使得此層在顯示器的 使用期間變得有效地親水。此另一材料可能甚至是疏水的，例如無定形含氟聚合物，例 如AF 1600，或另一低表面能量聚合物，例如聚對二甲苯。還是防止第一流體附著于第二 支撐板，并且當(dāng)?shù)诙伟逑蛳乱苿?dòng)時(shí)向下推動(dòng)此流體，從而防止降低天花板效應(yīng)。第一類的第三子類的特征在于，第二支撐板優(yōu)選地在與第一支撐板上的元件壁 對應(yīng)的位置處設(shè)置有運(yùn)動(dòng)限制元件(movementlimiting element)，這些元件在垂直于支撐 板的方向上延伸，并具有小于支撐板之間的距離且大于當(dāng)處于透射狀態(tài)中時(shí)的元件中的 第一流體的最大高度的長度。確保支撐板之間的距離大于將保持的臨界距離的運(yùn)動(dòng)限制元件，適于防止在顯 示裝置中的降低天花板效應(yīng)，其中支撐板之間的距離相對小。例如，此距離稍微大于當(dāng) 處于最大透射狀態(tài)中時(shí)的電潤濕元件中的第一流體的高度。運(yùn)動(dòng)限制元件還限制第二流 體的運(yùn)動(dòng)，并由此防止此流體離開第二支撐板。第一類的第四子類的特征在于，第二支撐板在與元件壁對應(yīng)的位置處設(shè)置有距 離限制元件，這些元件在垂直于支撐板的方向上延伸并接觸第一支撐板上的元件壁。由于這些距離限制元件具有等于支撐板之間的初始距離的長度，所以它們防止 第二支撐板朝著第一支撐板的運(yùn)動(dòng)，從而第一流體無法從電潤濕元件中漏出。這樣，降 低天花板效應(yīng)和海嘯效應(yīng)都不再是可能的。距離限制元件應(yīng)具有相對小的橫截面，以防 止這些元件具有光學(xué)效應(yīng)。而且小橫截面確保，當(dāng)開關(guān)電潤濕元件時(shí)，距離限制元件不 會(huì)妨礙第一流體的運(yùn)動(dòng)。另外，在顯示器的裝配期間，小橫截面便于距離限制元件與下 面的電潤濕元件壁的對準(zhǔn)。在一些顯示裝置中，對于一組電潤濕元件來說，使用單個(gè)距 離限制元件就可能是足夠的。在第四子類的第二實(shí)施方式中，不符合具有小橫截面的需求，其特征在于，第 二支撐板設(shè)置有許多與距離限制元件的數(shù)量和位置對應(yīng)的透鏡。每個(gè)透鏡使得對應(yīng)的距 離限制元件不可見，從而這些元件可能具有更大的橫截面并且更堅(jiān)固。第二類的一個(gè)實(shí)施方式的特征在于，第一支撐板設(shè)置有第一距離限制元件，并 且第二支撐板設(shè)置有第二距離限制元件，第一和第二元件的總長度等于第一和第二支撐 板之間的距離。第三類的一個(gè)實(shí)施方式的特征在于，支撐板之間的空間包括優(yōu)選地透明材料的 自由本體，其在垂直于支撐板的方向上具有大于當(dāng)處于透射狀態(tài)中時(shí)的元件中的第一流 體的最大高度的尺寸。
將自由本體理解為，表示未固定至電潤濕元件的任何部件并且原則上可在支撐 板之間的空間中移動(dòng)的本體。將此空間理解為，表示電潤濕元件的公共空間。此實(shí)施方 式是優(yōu)選的，因?yàn)槠湓谥圃炱陂g不需要任何附加的步驟，并且不需要第一和第二支撐板 的進(jìn)一步對準(zhǔn)。第三類的另一實(shí)施方式的特征進(jìn)一步在于，這些自由本體是球體。球體具有其 尺寸在旋轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)變化的優(yōu)點(diǎn)。由于對于球體來說寬高比是1且對于大多數(shù)其他形狀來 說此比例大于1，所以球體在平行于支撐板的方向上將具有最小的可能的尺寸，并且這 樣，導(dǎo)致最小可能的橫向分裂。第三類的另一實(shí)施方式的特征進(jìn)一步在于，自由本體是桿，當(dāng)出現(xiàn)降低天花板 效應(yīng)時(shí)，這些桿將減小第一支撐板上的力，因?yàn)樗┘拥牧⒃诟蟮谋砻嫔蠑U(kuò)展。這 樣，可避免對第一支撐板和疏水絕緣體的損壞。第三類的另一實(shí)施方式的特征進(jìn)一步在于，自由本體是具有最長尺寸的桿，該 尺寸大于電潤濕元件的對角線尺寸。在此情況中，當(dāng)出現(xiàn)降低天花板效應(yīng)時(shí)，這些自由 本體將與具有高度的電潤濕元件壁接觸，并且在當(dāng)不施加電壓時(shí)的狀態(tài)中，將不會(huì)出現(xiàn) 與由第一流體覆蓋的電潤濕元件區(qū)域的接觸。優(yōu)選地，第三類的所有實(shí)施方式的特征進(jìn)一步在于，這些自由本體的折射率基 本上等于第二流體的折射率。第四類的一個(gè)實(shí)施方式的特征在于，這些距離限制元件被布置在支撐板之間的 電潤濕元件外部的位置處。也可能用距離限制元件在顯示裝置內(nèi)提供裝飾或設(shè)計(jì)效果。第四類的第二實(shí)施方式的特征在于，這些距離限制元件被布置在支撐板之間的 電潤濕元件內(nèi)部的位置處。優(yōu)選地，這些限制元件的邊緣定位在元件壁上，因?yàn)檫@減小 了由于距離限制元件的存在而產(chǎn)生的光干涉。第五類的特征在于存在這樣的機(jī)構(gòu)當(dāng)?shù)诙伟鍙澢潦沟迷撝伟宓膬?nèi) 表面靠近處于收縮狀態(tài)中的第一流體的程度時(shí)，該機(jī)構(gòu)切斷顯示器。例如，這種防護(hù) 機(jī)構(gòu)可以是電的或光的反饋回路，或是第一和第二支撐板之間的電容測量(capacitance measurement)。當(dāng)切斷顯示器時(shí)，第一流體切換回?cái)嚅_狀態(tài)，其具有可能最薄的層厚。 第五類的預(yù)防機(jī)構(gòu)可與在其他類中描述的實(shí)施方式中的一個(gè)組合。從僅以實(shí)例方式給出的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的參照附圖做出的以下描述中，本 發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。


圖1示出了電潤濕顯示裝置的一部分的圖解橫截面，在該裝置中可使用本發(fā) 明；圖2示出了向下推支撐板的第一效果；圖3示出了向下推支撐板的第二效果；圖4a和圖4b示出了突出防護(hù)物的第一實(shí)施方式；圖5示出了突出防護(hù)物的第二實(shí)施方式；圖6示出了突出防護(hù)物的第三實(shí)施方式；圖7a和圖7b示出了一個(gè)實(shí)施方式，其中防護(hù)物是親水表面；
圖8a、圖8b和圖8c示出了一個(gè)實(shí)施方式，其中防護(hù)物是運(yùn)動(dòng)限制元件；圖9a和圖9b示出了一個(gè)實(shí)施方式，其中防護(hù)物是距離限制元件；圖10示出了一個(gè)實(shí)施方式，其具有距離限制元件和透鏡的對；圖11示出了一個(gè)實(shí)施方式，其中第一和第二支撐板均設(shè)置有距離限制元件。圖12示出了一個(gè)實(shí)施方式，其中防護(hù)物是透明球體；以及圖13a和圖13b示出了一個(gè)實(shí)施方式，其中將防護(hù)物布置在元件的外部。
具體實(shí)施例方式為了示出本發(fā)明的背景，將描述電潤濕顯示裝置的原理。圖1示出了之前已經(jīng) 描述過的這種裝置的一個(gè)實(shí)施方式的一部分的圖解橫截面。顯示裝置1包括多個(gè)電潤濕 元件2，在圖中僅示出這些電潤濕元件中的一個(gè)。在圖中，用兩條虛線4、6表示此元件 的橫向范圍。電潤濕元件包括第一支撐板8和第二支撐板10。支撐板可能是每個(gè)電潤濕 元件的不同部分，但是對于多個(gè)電潤濕元件來說，支撐板優(yōu)選地是公共的。這些支撐板 可能由例如玻璃或聚合物制成，并且可能是剛性的或柔性的。顯示裝置具有觀看側(cè)或前側(cè)12(其上可看到由顯示裝置形成的圖象)和后側(cè)或背 側(cè)14。在一些顯示器中，也可從側(cè)面14實(shí)現(xiàn)觀察。在此實(shí)例中，第一支撐板8面向后 側(cè)，而第二支撐板面向觀看側(cè)。通過從后側(cè)14到觀看側(cè)12的穿過每個(gè)電潤濕元件的光， 形成圖象，其中光透射穿過第二支撐板10。圖象由圖像元件，或像素，建立。每個(gè)圖 像元件可能包含單個(gè)電潤濕元件2。替代地，每個(gè)圖像元件可能包含多個(gè)電潤濕元件2， 每個(gè)電潤濕元件形成子圖像元件。例如，這種構(gòu)成的圖像元件可能是直接驅(qū)動(dòng)的分段顯 示器中的一個(gè)或多個(gè)段，或者可能包括三個(gè)設(shè)置有紅色、綠色和藍(lán)色濾色器的子圖像元 件，由此形成RGB圖像元件。照明單元16可能附接于多個(gè)電潤濕元件的后側(cè)14，以提供這些元件的背光照 明。照明單元16可能包括單個(gè)白光源。替代地，其可能包括多個(gè)彩色光源，以進(jìn)行顯 示器的光譜順序操作。光源的顏色可能是，例如，黃色、藍(lán)色和綠色。光源可能是傳統(tǒng) 的光源，例如熒光燈或發(fā)光二極管(或LED)。照明單元可能具有傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，例如在國 際專利申請WO 2006/011101中披露的，其描述了一種用于液晶顯示裝置的均勻背光照明 單元。用兩種液體填充支撐板8、10之間的空間18 第一流體20和第二流體22。這 些流體彼此不能溶合。第二流體是導(dǎo)電的或極性的，并且可能是水或鹽溶液，如，水和 乙醇的混合物中的KCl的溶液。第二流體優(yōu)選地是透明的。第一流體20是不導(dǎo)電的， 并且例如可能是烴鏈狀的十六烷或(硅酮)油。疏水層24被布置在支撐板8上，面向空 間18。此層可能是在多個(gè)電潤濕元件上延伸的連續(xù)層，或者其可能僅覆蓋一個(gè)電潤濕元 件的橫截面。例如，該層可能是無定形含氟聚合物層，例如AF1600，或另一低表面能量 聚合物層，如聚對二甲苯。疏水特征導(dǎo)致第一流體優(yōu)選地附著于第一支撐板8。每個(gè)電潤濕元件包括布置于第一支撐板8上的電極26。用絕緣體將電極與流 體隔開，絕緣體可能是所述疏水層24。通常，電極具有與電潤濕元件的橫截面相同的 形狀。第二電極28連接至導(dǎo)電的第二流體22。對于一連串通過壁連續(xù)的電潤濕元件來 說，此電極可以是公共的。支撐板8上的電極通過印刷導(dǎo)線的矩陣連接至支撐板上的電終端。電極26和導(dǎo)線優(yōu)選地是透明的，并由例如銦錫氧化物(ITO)制成。該矩陣可能 包括開關(guān)元件，例如晶體管；在此情況中，該矩陣叫做有源矩陣。通過沿著電潤濕元件的橫截面的壁30，將第一流體20的橫向范圍限制于一個(gè)電 潤濕元件。除了別的以外，在國際專利申請W02005/098797中披露了電潤濕元件及其制 造的其他細(xì)節(jié)。第一流體吸收至少一部分光譜。對于一部分光譜來說，此流體可能是可透射 的，因此形成濾色器。為此目的，通過增加顏料顆?；蛉玖?，可能對流體著色。替代 地，流體可能是黑色的，即基本上吸收光譜的所有部分。當(dāng)在電極26和28之間施加非零電壓時(shí)，靜電力將第二流體朝著電極26移動(dòng)， 由此將第一流體20從電極26的區(qū)域排斥至包圍電極區(qū)域的壁30，其由虛線32示意性地 表示。此動(dòng)作使第一流體從光路移開，該光路從后側(cè)14通過電潤濕元件到觀看側(cè)12。 當(dāng)電壓返回至零時(shí)，第一流體回流，以覆蓋疏水層24。這樣，第一流體20形成可電控的 光開關(guān)。為了最佳地使用可用光來進(jìn)行圖象形成，可能將顯示器設(shè)計(jì)為透射反射性 (tnmsflective)顯示器。在該情況中，在支撐板8上布置結(jié)構(gòu)化的反射器34。結(jié)構(gòu)化的 反射器包括透明區(qū)域和反射區(qū)域。圖1的實(shí)施方式在電潤濕元件2的橫截面內(nèi)包括一個(gè) 透明區(qū)域36和一個(gè)反射區(qū)域38。當(dāng)?shù)谝涣黧w20處于如數(shù)字32所指示的排斥狀態(tài)中時(shí)， 來自照明單元16的光將透射至顯示裝置的觀看側(cè)12，并且來自觀看側(cè)的環(huán)境光將從反射 區(qū)域38反射并返回至觀看側(cè)。當(dāng)?shù)谝涣黧w20覆蓋疏水層24時(shí)，將在第一流體中吸收來 自照明單元的光和來自周圍環(huán)境的光。在任何環(huán)境光等級中，從明亮的太陽光到黑暗， 將可看到由多個(gè)電潤濕元件形成的圖象?？筛鶕?jù)顯示裝置的使用來選擇透明區(qū)域36與反射區(qū)域38的比例。可將用于戶 內(nèi)使用的顯示裝置設(shè)計(jì)為，最佳地利用可從照明單元16獲得的相對少量的光。當(dāng)比例大 于1時(shí)，例如4，光的使用效率增加?？蓪⒂糜趹敉馐褂玫娘@示裝置設(shè)計(jì)為，最佳地利用 環(huán)境光，并且僅在低環(huán)境光條件下，用照明單元來提供一些光。在這種情況中，比例優(yōu) 選地小于1，例如0，1。在電潤濕元件的以上描述中，第一流體20覆蓋電極26的區(qū)域或從其上去除。國 際專利申請WO 2003/071346披露了允許第一流體部分地覆蓋電極26的區(qū)域的措施，由 此實(shí)現(xiàn)所謂的灰度值。通過對電潤濕元件施加模擬電壓，可能獲得這些灰度值，電潤濕 元件將第一流體定位為僅部分地覆蓋電極的區(qū)域。也可能通過對電潤濕元件施加脈沖寬 度調(diào)制電壓，來獲得灰度值。根據(jù)本發(fā)明，顯示裝置設(shè)置有防護(hù)物，用于當(dāng)在第二支撐板10(在下文中的頂 板)上施加壓力時(shí)，防止電潤濕元件毀壞。壓力范圍可能從短小的壓力，例如觸摸板上 的手指接觸，到長且大的壓力，在整個(gè)顯示器的裝配期間或在運(yùn)輸期間，可能出現(xiàn)此長 且大的壓力。施加在頂板上的壓力脈沖可能產(chǎn)生沖擊波，其穿過流體傳播，并且甚至可能放 大，并且其導(dǎo)致第一流體部分溢出元件壁。圖2中示出了此效應(yīng)，其可能叫做海嘯效 應(yīng)。此圖示出了電潤濕顯示器的小部分(即，三個(gè)元件)的橫截面，電潤濕顯示器具有 第一支撐板(或底板)8，和第二支撐板(或頂板)10，以及元件壁30。為了便于繪圖，分別用三角形和正方形形狀來模擬圖2中的轉(zhuǎn)移的第一流體部分20的形狀和圖3中以及 后續(xù)圖中的收縮的第一流體部分的形狀。實(shí)際上，這些流體部分將是圓形的。由頂板10上的壓力脈沖導(dǎo)致的表面40的突然彎曲，在第二流體(例如水)中產(chǎn) 生沖擊波。由雙箭頭41表示的這些沖擊波清除油，使得其一部分可能朝著相鄰的電潤濕 元件溢出元件壁。圖2示出了沖擊波在第一流體20上移動(dòng)至左側(cè)的效果。另一效果是，在其上施加壓力的頂板區(qū)域?qū)⑾蛳乱苿?dòng)。結(jié)果，頂板將向下推動(dòng) 第二流體，并且此流體將第一流體的一部分從元件中排出。如果支撐板之間的距離(即 間隙寬度)變得非常小，那么所排出的流體將甚至附著于頂板。圖3中示出了此效應(yīng)， 其可能叫做降低天花板效應(yīng)。此圖示出了如圖2的電潤濕顯示器的相同部分。這些元件 中的一個(gè)元件2’是完全打開的，即處于透射狀態(tài)，使得將油20推至一側(cè)，并具有最大 高度。當(dāng)在頂板10上施加足夠向下的力時(shí)，其下表面40將彎曲，并將元件2’中的油 的一部分推到旁邊，從此元件中推出，如雙箭頭42所指示。所排出的油部分可移動(dòng)至相 鄰的元件。此外，由于元件2’的油與表面40接觸，或與其非?？拷?，所以油可能附著 于此表面，并且當(dāng)表面收縮時(shí)，即當(dāng)力停止時(shí)，油保持在那里。元件2”的油也可能發(fā) 生此現(xiàn)象，其處于半開放狀態(tài)，并且此油也接觸表面40。對于電潤濕顯示器的性能來說，海嘯和降低天花板效應(yīng)是永久的和有害的，因 為該性能主要取決于元件中的第一流體(例如油)的量。特別地，對于元件的灰度級的 控制，油劑量是非常重要的。如果已經(jīng)從電潤濕元件去除油的小于20% (例如10%)的 量，那么此元件及其接收所排出的油的相鄰元件將不再執(zhí)行所需的光開關(guān)，使得削弱光 傳遞功能。如果從電潤濕元件排出更大量的油，那么對于顯示器來說，此元件將是“失 去的”。如本領(lǐng)域中已知的，人眼是非常挑剔的，并將甚至注意到顯示器中的單個(gè)缺失 的像素。在實(shí)踐中，當(dāng)在顯示器上施加壓力時(shí)，可能失去多于一個(gè)像素。缺失像素的數(shù) 量由壓力的類型確定。在局部壓力的情況中，例如由手指或筆狀元件在觸摸屏上所導(dǎo)致 的，將失去有限數(shù)量的像素。如果按壓顯示器的更大面積，那么可能毀壞相當(dāng)更大數(shù)量 的電潤濕元件。不僅在使用期間，而且在已經(jīng)完成元件陣列之后的電潤濕顯示器的制造期間， 在進(jìn)行處理步驟期間可能毀壞元件，上述步驟如填充、密封、劃線、分裂、增加用于裝 配處理的層或增加層以改進(jìn)光學(xué)性能。此外，反射器裝置和前光或背光裝置的增加，也 可能伴隨元件毀壞。最后，在顯示元件的運(yùn)輸期間，也可能由于臨時(shí)導(dǎo)致間隙寬度變化 的機(jī)械沖擊或其他力而毀壞。通過對電潤濕顯示器提供一個(gè)或多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的防護(hù) 物，可將油或另一第一流體保持在元件中，并且顯示器變得耐壓力。在本發(fā)明的電潤濕顯示器中，可使用幾種類型的防護(hù)物。在第一類的實(shí)施方式 中，在第二支撐板的下表面上設(shè)置一些防護(hù)物。這些防護(hù)物包括其底部位于所述表面上 并從那里在支撐板之間的間隙中突出的元件陣列。突出元件的長度(即，在垂直于第二 支撐板的方向上的尺寸)比間隙寬度小。這些突出元件優(yōu)選地是親水的，或?qū)λ蛄硪?第二流體更通常具有更好的可潤濕性，并因此是排斥油的。優(yōu)選地，這些突出元件在朝 著第一支撐板的方向上變窄，例如，是錐形的。這提供這樣的優(yōu)點(diǎn)它們在間隙中占據(jù) 更少的空間并因此是很不明顯，同時(shí)它們覆蓋表面40的足夠區(qū)域。優(yōu)選地，突出元件的 折射率等于或大約等于第二流體(例如水)的折射率，使得這些元件在待顯示的圖象中是
11不可見的。這些突出元件的底部可能具有任何形狀，例如，正方形或圓形。圖4a和圖4b中示出了具有一些突出元件的電潤濕顯示器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式。 圖4a示出了這些突出元件的設(shè)計(jì)，而圖4b示出了當(dāng)出現(xiàn)第二支撐板的彎曲時(shí)該構(gòu)造的效果。圖4a再一次示出了電潤濕顯示器的三_元件部分的橫截面。下表面40設(shè)置有 棱鏡形狀的突出元件44的陣列。在此情況中，將突出元件的長度選擇為比間隙寬度小得 多。這些突出元件也可比收縮狀態(tài)中的第一流體高，同時(shí)不橫跨總的間隙寬度。這些棱鏡元件44優(yōu)選地對水是親水的，并因此防止油(或類似的第一流體)將 附著于它們。這些元件44可能由親水材料(例如玻璃)制成，或者可能由親水層(例如 SiO2或SiN)覆蓋。而且，多孔或粗糙的親水表面(例如，水凝膠涂層)也可用來產(chǎn)生對 第二流體具有更好的可潤濕性的表面。此外，微棱鏡44的結(jié)構(gòu)46本身有助于包圍水22，如圖4b的插圖中所指示的。 此結(jié)構(gòu)可通過眾所周知的復(fù)制處理來制造。當(dāng)局部地向下推頂板10時(shí)，其具有棱鏡結(jié)構(gòu) 的下表面40將局部地向下彎曲，由此水將保持在此結(jié)構(gòu)中。在透射元件2’的將油20 推入柱48的位置，也將是這種情況。此位置處的彎曲棱鏡結(jié)構(gòu)將向下推柱48，使得油無 法溢出元件壁。此外，并且可能更重要的，油無法附著于頂板的下表面。當(dāng)停止推動(dòng)頂 板時(shí)，此板將恢復(fù)其原始形狀，并且這些元件中的油將恢復(fù)原始形狀和位置。這樣，將 電潤濕顯示器制造成耐壓力。雖然優(yōu)選地將這些微棱鏡44布置成彼此緊靠，使得它們的底部覆蓋整個(gè)表面， 如圖4a所示，但是這并不是必須的。這些棱鏡也可能彼此遠(yuǎn)離，使得例如每個(gè)電潤濕元 件中只有一個(gè)棱鏡，或者甚至對于許多元件只有一個(gè)棱鏡，只要獲得足夠的親水特性。 突出元件的數(shù)量越少，其可見度將越低。圖5示出了微棱鏡結(jié)構(gòu)50的橫截面，每個(gè)元件 2大約包括一個(gè)棱鏡44。考慮到上述內(nèi)容，此圖不需要進(jìn)一步說明。圖6示出了突出元件的結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施方式的頂視圖。這些元件52現(xiàn)在是這樣 的脊，其長度方向與元件壁30成一角度，如圖6所示，或平行于元件壁。脊的長度尺寸 基本上等于表面40的對應(yīng)尺寸。在垂直于圖6的平面的一個(gè)平面中，S卩，在類似圖4a 的橫截面視圖中，這些脊可能具有幾種形狀，但是優(yōu)選地，它們朝著第一支撐板變窄， 并且更優(yōu)選地，它們具有棱鏡形狀，如圖4a所示的。這些脊具有與例如棱鏡形狀的突出 元件的矩陣相似的效果。在此實(shí)施方式中，僅需要在一個(gè)方向上對準(zhǔn)。此外，在這些突 出元件將接觸這些元件壁的情況中，如果這些是縱向的，那么這些元件壁可更好地承受 這些元件的壓力。這也防止疏水層被較大的力損壞。圖7a示出了位于頂板10的下表面處的防護(hù)物的另一實(shí)施方式。此圖再一次示 出了電潤濕顯示器的三-元件部分的橫截面，其中元件2’處于透射狀態(tài)。防護(hù)物由層 54構(gòu)成，其在顯示器的使用期間是親水的。該層可能是永久親水的，S卩，由親水材料制成，例如，氧化硅或氮化硅或金 屬。也可使用多孔或粗糙的親水表面，例如水凝膠涂層，來產(chǎn)生對第二流體具有更好的 可潤濕性的表面。如圖7a所示，還可能為頂板的下表面40提供另一材料的層54，并且在第二流體 22和電極56之間施加電壓V，該電極介于表面40和層54之間。在顯示器的使用期間，電壓V導(dǎo)致層54變得親水。層54的材料可能甚至是疏水的，例如無定形含氟聚合物， 例如AF1600或另一低表面能量聚合物，如聚對二甲苯。電壓V可能是除了在第一支撐 板上的電極26(圖1)和水之間施加的電壓以外的另一電壓，或是相同的電壓。在后一種 情況中，電壓源可用于兩個(gè)目的。如圖7b所示，當(dāng)向下推頂板10且因此其下表面40朝著第一支撐板8彎曲時(shí)， 水22將保持附著于此表面，如果此層存在層54。向下運(yùn)動(dòng)的水將把油20推入元件2 ； 尤其是將大幅減小透射元件2’(圖7a)中的油柱48的高度，使得油量58將占據(jù)元件2’ 的更大的區(qū)域。而且這樣防止油溢出元件壁并附著于頂板，從而防止降低天花板效應(yīng)。頂板的下表面處的防護(hù)元件也可能由運(yùn)動(dòng)限制元件構(gòu)成，其確保間隙寬度將始 終等于或大于最小間隙寬度。例如，最小間隙寬度是處于斷開狀態(tài)的元件中的油的厚度 的五倍的等級，或是處于最大接通狀態(tài)的元件中的油的高度的等級。這些運(yùn)動(dòng)限制元件 適于防止顯示裝置中的降低天花板效應(yīng)，在該顯示裝置中支撐板之間的距離相對小。通 過這些元件橫過第二支撐板的適當(dāng)分布和支撐板的適當(dāng)對準(zhǔn)，這些運(yùn)動(dòng)限制元件面向電 潤濕元件壁?？煞糯筮@些元件壁的尺寸，使得當(dāng)它們將接觸元件壁時(shí)，元件壁可更好地 承受由運(yùn)動(dòng)限制元件施加的壓力。圖8a示出了設(shè)置有一些運(yùn)動(dòng)限制元件60的電潤濕顯示器的一個(gè)實(shí)施方式。這 些元件優(yōu)選地固定于支撐板10上，但是也可固定于支撐板8上，或固定于兩者上。圖8a 和圖8b所示的實(shí)施方式包括定位在黑色矩陣材料(由黑線指示的)上的運(yùn)動(dòng)限制元件60 的組合。另一實(shí)施方式將是具有這些運(yùn)動(dòng)限制元件60而沒有黑色矩陣材料的電潤濕顯示 器。圖8a所示的顯示器部分與圖4至圖7所示的顯示器部分相似。優(yōu)選地，這些運(yùn)動(dòng) 限制元件60變窄成尖端狀頂端62。尖端狀頂部具有若干優(yōu)點(diǎn)，包括接觸面積的減小、更 易對準(zhǔn)和干擾油運(yùn)動(dòng)的危險(xiǎn)減小。如圖8b所示，尤其是在左側(cè)頂部的放大部分中，一旦 向下彎曲頂板10，一個(gè)或多個(gè)元件將撞到元件壁30，并且在該位置，將停止頂板的下表 面40的向下運(yùn)動(dòng)。在該位置，頂板和底板之間的距離大于最大透射元件2’中的最大收 縮油20的高度。因此油與頂板不接觸，使得不會(huì)出現(xiàn)降低天花板效應(yīng)。為了清楚地示 出該效應(yīng)，圖中的縱橫比不是按比例尺繪制的。在實(shí)踐中，這些運(yùn)動(dòng)限制元件和黑色矩 陣材料將遵循彎曲的第二支撐板的形狀。圖8c進(jìn)一步示出了此實(shí)施方式。在左側(cè)，示出了顯示器的一部分(8X8個(gè)元件) 的頂視圖，而在右側(cè)，示出了這些運(yùn)動(dòng)限制元件的頂端62相對于元件的位置。運(yùn)動(dòng)限制元件的密度(即，每個(gè)區(qū)域單位的元件數(shù)量)可能與電潤濕顯示器的設(shè) 計(jì)相適應(yīng)。在一些顯示器中，人們可使用比電潤濕元件更少的限制元件。例如，在每三 個(gè)電潤濕元件中可使用一個(gè)限制元件。在彩色顯示器中(其中，通過堆疊的子顯示器產(chǎn) 生不同的顏色，每個(gè)子顯示器具有第一和第二支撐板)，或者在黑白顯示器中，可能為所 有元件的每個(gè)壁提供一個(gè)共享的運(yùn)動(dòng)限制元件。在彩色顯示器中(其中，將每個(gè)像素分 成許多與待顯示的顏色數(shù)量對應(yīng)的子像素，即，將每個(gè)電潤濕元件分成許多子元件)，可 能為所有子元件的每個(gè)壁提供一個(gè)共享的運(yùn)動(dòng)限制元件。頂板下側(cè)處的防護(hù)物也可能由距離(或間隙寬度)限制元件構(gòu)成，如圖9a所示。 此圖示出了電潤濕顯示器的五_元件部分的橫截面。這些距離限制元件64是優(yōu)選地向頂 部66逐漸變細(xì)的窄柱。這些元件防止頂板向下彎曲，甚至當(dāng)在板的上側(cè)上施加向下的力時(shí)。因此，元件64確保保持一個(gè)恒定的間隙寬度，其等于所述柱的長度。這樣，防止 油由于除了電潤濕力以外的力而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)。與圖8c類似，圖9b示出了此實(shí)施方式顯示器的一部分和這些距離限制元件的頂 端66的位置的頂視圖。這些距離限制元件64的密度可能與這里在上面所描述的圖8a的運(yùn)動(dòng)限制元件60 的密度相似。圖10示出了設(shè)置有更堅(jiān)固的防護(hù)物的電潤濕顯示器的一個(gè)實(shí)施方式的橫截面。 此防護(hù)物包括一些距離限制柱，或圓柱68，它們比圖9a的柱寬得多。此外，這些柱置 于壁70上，這些壁比正常的元件壁2寬得多。將顯而易見的是，這些柱68具有和圖9a 中的柱64相同的功能，但是與擴(kuò)大的壁結(jié)合，顯示器可承受更大的壓力。另外，在此實(shí) 施方式中，這些柱68在擴(kuò)大的電潤濕元件壁上的對準(zhǔn)更容易。而且在此情況中，這些柱 68可能是錐形的。這些柱可能足夠小，使得其幾乎不可見。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，將這些相對寬的柱制造為在待顯示的圖象中基本上不 可見。這通過與柱陣列對應(yīng)的透鏡陣列來實(shí)現(xiàn)。圖10示出了陣列中的一個(gè)透鏡78，該 透鏡與柱68對準(zhǔn)。此外，將面向此柱的電潤濕元件分成兩個(gè)子元件位于放大壁70的 左側(cè)的第一子元件72和位于放大壁的右側(cè)的第二子元件。子元件72和74與壁70 —起 形成維持像素76，其比正常的像素2大。由維持像素76和對應(yīng)透鏡形成的光路的光學(xué)設(shè) 計(jì)是這樣的，左像素僅對于觀察者的右眼是可見的，同時(shí)右像素僅對于觀察者的左眼是 可見的。為了改進(jìn)此實(shí)施方式的光學(xué)性能，可能對顯示器增加漫射結(jié)構(gòu)82，以使來自維 持元件的光在觀察者一側(cè)更均勻。對于不同的顯示裝置來說，柱68、擴(kuò)大的電潤濕元件 壁和透鏡78的數(shù)量可以是不同的。通過視頻處理，可通過適應(yīng)周圍元件的灰度級將其制 造為甚至很不明顯，以補(bǔ)償由這些元件導(dǎo)致的光學(xué)差異。如圖10所示，透鏡可能由例如光學(xué)性能的塑料的透明層80中的空腔構(gòu)成。透 鏡也可能是平面的，或衍射透鏡，例如菲涅耳透鏡。可能將透鏡層80和漫射層82整合 在一個(gè)薄層或膜中。代替位于第二支撐板10的觀看側(cè)，如圖10所示，也可能將層80和 82布置在此板的下側(cè)。圖10所示的措施也可在其他實(shí)施方式中使用，其中從第二支撐板的突起可能接 觸元件壁，如圖8a的實(shí)施方式。圖9a和圖10的從第二支撐板10延伸的柱并非必須橫跨總的間隙寬度。替代 地，并且如圖11所示，底板8也可能設(shè)置有這種柱84，其具有例如間隙寬度的一半的長 度。于是，與那些從底板開始的柱對準(zhǔn)的從第二支撐板開始的柱86，也具有間隙寬度的 一半的長度。所需總長度在柱84和86上的另一劃分是可能的。可用眾所周知的掩模處 理來制造這些柱，由此在圖11的情況中，使用兩個(gè)掩模，相應(yīng)地，一個(gè)用于第二支撐板 10，一個(gè)用于底板8。這些元件可以在支撐板10上的柱方向上和在支撐板8上的行方向 上，使得在交叉口處它們可接觸，使對準(zhǔn)不是必須的。圖12示出了電潤濕顯示器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的一部分，其中防護(hù)物由第二支 撐板8和底板10之間的空間中的自由本體88構(gòu)成。原則上，這些本體可穿過該空間移 動(dòng)。在實(shí)踐中，通常使本體穩(wěn)定在能量有利的位置中；例如，玻璃本體優(yōu)選地靠近親水 壁固定。本體可能具有幾種形狀，但是優(yōu)選地，其是球體，如圖12所示。這些球體的直徑是，例如25μιη，并且大于處于最大透射狀態(tài)中的元件2’中的油20的最大高度。 因此，當(dāng)在此板上施加向下的力時(shí)，球體88防止第二支撐板10的下表面40接觸油。球體可能由玻璃或塑料制成，并且優(yōu)選地，球體材料的折射率基本上等于第二 流體22的折射率。優(yōu)選地，這些球體的密度也基本上等于第二流體22的密度。注意，玻璃球體已在液晶顯示器中使用。然而，LCD中的球體的直徑等于支撐 板之間的距離，即，球體直徑確定此距離，同時(shí)在電潤濕顯示器中，球體直徑小于支撐 板之間的距離。此外，由于LCD的性質(zhì)，通過LCD的光路長度是非常重要的，使得需要 非常大量的球體將此光路長度保持恒定。在電潤濕顯示器中，對光路長度不需要嚴(yán)格地 進(jìn)行設(shè)置，使得僅需要少量的球體，例如，每100個(gè)電潤濕元件中有1個(gè)球體。另外， 這些球體分布的重要性小得多，因此每個(gè)給定面積中的球體的數(shù)量可能在很大程度上變 化。最后，球體的尺寸分布也不需要是非常單向分散的，這將使得成本降低。本發(fā)明不僅可在電潤濕顯示器的元件中實(shí)現(xiàn)，如上面描述的，而且可在元件外 部實(shí)現(xiàn)。例如，在直接驅(qū)動(dòng)的分段顯示器中，可利用數(shù)字之間的空間來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。此 方法的優(yōu)點(diǎn)是，人們可使用與密封顯示器所使用的材料和制造過程相同的材料和制造過 程。在此實(shí)施方式中，通過將密封材料放在顯示器內(nèi)，來產(chǎn)生附加的支撐元件90。圖 13a示出了數(shù)字顯示器的橫截面，而圖13b示出了數(shù)字顯示器的頂視圖，其中在數(shù)字92外 部的位置處設(shè)置一些支撐元件90。在另一實(shí)施方式中，在用第一流體填充的電潤濕元件 的頂部上位于數(shù)字92內(nèi)部的位置處設(shè)置支撐元件。在此類型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，將 支撐元件的外邊緣定位在電潤濕元件壁的頂部上，以降低支撐元件的可見度。這些支撐 元件也可用來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)特征，其中支撐元件具有特定的形狀，例如，公司標(biāo)志，或其他 圖象。第五類的特征在于，存在這樣的機(jī)構(gòu)當(dāng)將第二支撐板彎曲至導(dǎo)致其靠近當(dāng)處 于收縮狀態(tài)中的第一流體的程度時(shí)，該機(jī)構(gòu)切斷顯示器。例如，這種防護(hù)機(jī)構(gòu)可以是電 的或光的反饋回路，或是第一和第二支撐板之間的電容測量。當(dāng)切斷顯示器時(shí)，第一流 體切換回?cái)嚅_狀態(tài)，其具有可能最薄的層厚。這樣，將更困難并且需要更強(qiáng)的力以導(dǎo)致 第二支撐板靠近或接觸第一流體。另外，顯示器切斷的效果可用來向顯示器的用戶表 示，不應(yīng)進(jìn)一步施加壓力。第五類中的防護(hù)機(jī)構(gòu)可與在其他類中描述的實(shí)施方式中的一個(gè)結(jié)合。上面提出的所有防護(hù)物可在具有一個(gè)或多個(gè)可轉(zhuǎn)換層的電潤濕顯示裝置中和在 具有兩個(gè)或多個(gè)支撐板的電潤濕顯示裝置中使用。將以上實(shí)施方式理解為是本發(fā)明的示意性實(shí)例。設(shè)想本發(fā)明的其他實(shí)施方式。 將理解的是，關(guān)于任何一個(gè)實(shí)施方式描述的任何特征可能單獨(dú)使用，或與描述的其他特 征組合使用，并且也可能與任何其他實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)特征組合使用，或與任何其 他實(shí)施方式的任何組合一起使用。此外，在不背離在所附權(quán)利要求中定義的本發(fā)明的范 圍的前提下，也可能使用以上未描述的等同物和變型。
權(quán)利要求
1.一種包括圖像元件的顯示裝置，所述圖像元件由電潤濕元件構(gòu)成，所述電潤濕元 件在第一支撐板與第二支撐板之間的空間內(nèi)具有彼此不能溶合的至少一第一流體和第二 流體，所述第二流體是導(dǎo)電的或極性的，由此每個(gè)元件中的所述第一流體在所述第一支 撐板的一側(cè)處由元件壁限制，并且所述第二流體由多個(gè)圖像元件共享，其特征在于防護(hù) 物，所述防護(hù)物用于當(dāng)在此流體上施加除了電潤濕力以外的力時(shí)防止第一流體部分從其 界限中排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述防護(hù)物由布置于所述第二支撐 板的內(nèi)側(cè)的部件構(gòu)成，所述部件防止所述第一流體附著于此板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于，所述部件由突出元件陣列構(gòu)成，所 述突出元件具有親水表面、并且它們的底部位于所述第二支撐板上、并且高度小于所述 第一支撐板與所述第二支撐板之間的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其特征在于，所述突出元件朝著所述第一支撐板 變窄。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的顯示裝置，其特征在于，所述突出元件的材料是透明的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示裝置，其特征在于，所述突出元件的折射率基本上等于 所述第二流體的折射率。
7.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5或6所述的顯示裝置，其特征在于，所述突出元件具有正方 形底部。
8.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5或6所述的顯示裝置，其特征在于，所述間隔元件具有圓形底部ο
9.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5或6所述的顯示裝置，其特征在于，所述突出元件是縱向 脊，所述縱向脊的縱向尺寸基本上等于所述第二支撐板的表面的對應(yīng)尺寸。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于，所述防護(hù)物由所述第二支撐板的 內(nèi)側(cè)處的層構(gòu)成，所述層在顯示器的使用期間是親水的。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于，所述第二支撐板在與所述第一支 撐板上的所述元件壁對應(yīng)的位置處設(shè)置有運(yùn)動(dòng)限制元件，所述運(yùn)動(dòng)限制元件在垂直于所 述支撐板的方向上延伸并且長度小于所述支撐板之間的距離而大于當(dāng)處于透射狀態(tài)中時(shí) 的一元件中的所述第一流體的最大高度。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于，所述第二支撐板在與所述元件壁 對應(yīng)的位置處設(shè)置有距離限定元件，間隔元件在垂直于所述支撐板的方向上延伸并接觸 所述第一支撐板上的所述元件壁。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的顯示裝置，其特征在于，所述第二支撐板設(shè)置有與所述距 離限定元件的數(shù)量和位置對應(yīng)的多個(gè)透鏡。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述第一支撐板設(shè)置有第一距離 限定元件，并且所述第二支撐板設(shè)置有第二距離限定元件，第一和第二元件的總長度等 于所述第一和第二支撐板之間的距離。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述支撐板之間的空間包括自由 本體，所述自由本體在垂直于所述支撐板的方向上的尺寸大于當(dāng)處于透射狀態(tài)中時(shí)的元件中的所述第一流體的最大高度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的顯示裝置，其特征在于，所述自由本體由透明材料制成。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的顯示裝置，其特征在于，所述自由本體由對于所述第二流 體具有更好的可潤濕性的材料制成。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的顯示裝置，其特征在于，所述自由本體是球體。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的顯示裝置，其特征在于，所述自由本體是桿。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的顯示裝置，其特征在于，所述桿的長度大于所述電潤濕元 件的對角線。
21.根據(jù)權(quán)利要求15、16或17所述的顯示裝置，其特征在于，所述自由本體的折射 率基本上等于所述第二流體的折射率。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，距離限定元件被布置在所述支撐 板之間位于所述電潤濕元件外部的位置處。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，距離限定元件被布置在所述支撐 板之間位于所述電潤濕元件頂部上的位置處。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的顯示裝置，其特征在于，所述距離限定元件的邊緣被布置 在所述電潤濕元件壁的頂部上。
25.根據(jù)權(quán)利要求22、23或24所述的顯示裝置，其中，所述距離限定元件由與所述 裝置外部上的密封材料相同的材料制成。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于，所述防護(hù)物由一機(jī)構(gòu)構(gòu)成，所述 機(jī)構(gòu)在所述第二支撐板被彎曲至導(dǎo)致所述支撐板的內(nèi)表面靠近處于收縮狀態(tài)中的所述第 一流體的程度時(shí)切斷顯示器。
全文摘要
一種包括圖像元件的顯示裝置，這些圖像元件由電潤濕元件構(gòu)成，這些電潤濕元件在第一支撐板與第二支撐板之間的空間內(nèi)具有彼此不能溶合的至少一第一流體和第二流體，第二流體是導(dǎo)電的或極性的。每個(gè)元件中的第一流體在第一支撐板的一側(cè)處由元件壁限制，并且第二流體由多個(gè)圖像元件共享，其特征在于防護(hù)物，其用于當(dāng)在此流體上施加除了電潤濕力以外的力時(shí)防止第一流體部分從其界限排出。
文檔編號(hào)G02B26/02GK102016688SQ200980114775
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月28日
發(fā)明者博克·約翰內(nèi)斯·芬斯特拉, 安東尼·約翰·斯萊克, 安德烈亞·吉拉爾杜, 羅伊·范戴克, 羅伯特·A·海斯 申請人:利奎阿維斯塔股份有限公司