Жидкостная система отображения с центральным резервуаром

ЖИДКОСТНАЯ СИСТЕМА ОТОБРАЖЕНИЯ С ЦЕНТРАЛЬНЫМ РЕЗЕРВУАРОМ Изобретение относится к системе (1) отображения, которая основана на использовании жидкостей для отображения информации. Для обеспечения простой возможности замены жидкости подготавливают центральный резервуар (6) для жидкости, который используется во взаимодействии с жидкостной системой отображения (1) любого типа. При этом центральный резервуар (6) для жидкости сопряжен с жидкостными элементами отображения, которые являются наполняемыми окрашенной жидкостью.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ЭДВАНСТ ДИСПЛЕЙ ТЕКНОЛОДЖИ АГ (CH) Область изобретения Изобретение относится к области приборов отображения для отображения оптической информации. Прежде всего, изобретение относится к таким индикациям, которые основываются на использовании жидкостей для визуализации информации. Уровень техники и недостатки Из уровня техники известно практически необозримое разнообразие приборов отображения, которые служат для отображения оптической информации, например, такой как текст, неподвижных изображений или также подвижных изображений (видео). В то время как большая часть этих приборов отображения служит, прежде всего, для отображения цветной и быстро изменяющейся информации, также существуют решения, которые сфокусированы на отображении скорее статической и, при необходимости,монохромной информации. В качестве примера подобных приборов отображения называют разработанную фирмой E-Ink (Кембридж, Масс./США, www.eink.com) технологию "электронной бумаги". Для этого приводится ссылка,например, на документ US 6120588 ("Electronically addressable microencapsulated ink and display thereof"). При этом используется множество мельчайших, выравниваемых в электронном поле шариков, которые окрашены, например, в белый и черный цвет. За счет целенаправленной подачи соответствующего электрического поля на определенные участки отображения, эти участки получают окраску, а остальные участки, напротив, остаются не окрашенными. Для усиления контраста на остальные участки также можно подать электрическое поле противоположного действия. Особо преимущественным является тот факт,что подобные отображения могут эксплуатироваться с малой мощностью, однако они предлагают лишь медленное время реагирования и, более того, могут отображать только малое количество цветов. Иной принцип раскрывает, например, документ US 7304786 фирмы Liqua-vista (NL). Описанный здесь способ основывается на использовании цветных жидкостей, а точнее двухфазной смеси из цветной жидкости (масла) и не окрашенной жидкости-носителя (воды). Переключение отдельной точки изображения ("пикселя") осуществляется посредством эффекта электросмачивания. За счет этого эффекта можно изменять форму капли масла, создающей цветовой отпечаток. Однако количество окрашенной жидкости, имеющееся в соответствующей точке изображения, является постоянным и может изменяться только по ее пространственной форме. За счет использования эффекта электросмачивания можно резко снизить потребление энергии, так как необходимая мощность здесь относительно мала. В положении покоя цветная жидкость без подачи мощности равномерно распределена по поверхности точки изображения,что выражается в соответствующем окрашивании точки изображения по всей поверхности. Однако по причине использованных жидкостей подобные отображения пригодны только для эксплуатации при обычных температурах окружающей среды. Кроме того, пиксели включают в себя только один единственный цвет, благодаря чему индикация нескольких различных цветов может быть достигнута только посредством тесного расположения "субпикселей" с различной окраской и использования их оптического слияния в один пиксель. В конце концов, в результате старения через некоторое время возможны нежелательные деградации, которые больше невозможно устранить, поскольку из-за фиксированного объема окрашенной жидкости одной точки изображения невозможна замена деградированной жидкости. Зачастую, подобные жидкостные отображения, которые основываются на использовании окрашенных жидкостей, включают в себя отдельные элементы отображения ("пиксели"), которые состоят из двух камер, из которых одна служит для отображения, в то время как вторая используется в качестве резервуара, когда соответствующий пиксель в данный момент отображаться не должен. Эти конструкции являются не только сложными, но и подвержены сбоям. Еще одним недостатком следует учитывать тот факт, что подобные двухкамерные решения занимают соответственно большую площадь, если только камеры не расположены соответственно под соответствующими точками изображения, что опять же приводит к сложным жидкостным конструкциям.US 3566172 A раскрывает индикацию, в которой с помощью жидкости представляется подлежащая отображению информация и в которой множество элементов отображения жидкостно связано с совместным резервуаром жидкости. При этом отображающая жидкость с помощью по меньшей мере одного насоса и клапанов закачивается в управляемый элемент отображения или отводится от него.WO 03/071335 A2 раскрывает устройство отображения, в котором с помощью эффекта электросмачивания можно управлять геометрией поверхности капли жидкости таким образом, что фокусное расстояние действующей как линза капли жидкости может быть приведено в соответствие с изменением геометрии. Задача изобретения и решение Задача изобретения заключается в разработке устройства, которое устраняет недостатки уровня техники. Прежде всего, желательно предусмотреть возможность замены использованной жидкости, такой как, например, жидкость с деградировавшим цветом, для обеспечения длительного отображения оригинальных цветов. Кроме того, желательно реализовать устройство отображения известного из уровня техники типа, по возможности, с экономией места и таким образом, чтобы его можно было изготовить с минимальными расходами. Задача решена посредством устройства, предлагаемого в п.1 формулы изобретения. В соответствии с ним предлагается центральный резервуар для жидкости, который используется в комбинации с жидкостной индикацией любой конструкции. При этом центральный резервуар для жидкости связан с жидкостными элементами отображения, которые являются заполняемыми окрашенной жидкостью. Другие предпочтительные формы осуществления приведены в зависимых пунктах формулы изобретения и в нижеприведенном подробном описании и чертеже с примером. Описание изобретения Согласно назначению изобретение используется в сочетании с жидкостной индикацией любой конструкции с использованием эффекта электросмачивания. При этом подобная жидкостная система отображения обычно включает в себя по меньшей мере одну отображающую жидкость для отображения информации, при этом отображающая жидкость обычно окрашена, но может также быть и не окрашенной, благодаря чему, например, за счет изменения коэффициента преломления или отражающих свойств смоченного жидкостью для отображения основания или фона может достигаться изменение оптических свойств соответствующей точки изображения. Кроме того, подобная жидкостная система отображения включает в себя множество элементов отображения с полыми пространствами для приема отображающей жидкости. Следовательно, каждое полое пространство представляет собой замкнутый или, по меньшей мере, различаемый объем, который может принимать в себя отображающую жидкость и, тем самым,определяет внешний вид точки изображения и оказывает на нее влияние. Согласно изобретению предусмотрен по меньшей мере один центральный резервуар для жидкости и по меньшей мере два полых пространства элементов отображения жидкостно соединены с одним и тем же центральным резервуаром для жидкости. "Жидкостно соединены" означает для данного изобретения,что отображающая жидкость, которая находится в центральном резервуаре для жидкости, может втекать во все соединенные с центральным резервуаром для жидкости полые пространства элементов отображения. При этом может возникать вопрос, расположены ли, при известных условиях, необходимые для эксплуатации жидкостной системы отображения элементы, такие как клапаны, насосы или т.п., на пути между центральным резервуаром и полыми пространствами и могут ли они временно блокировать его согласно назначению. Существенным, напротив, является то, что соответствующие элементы отображения не имеют в каждом случае резервуара для жидкости, который служит исключительно для обеспечения одного единственного элемента отображения. Согласно изобретению жидкостная система отображения имеет многослойную конструкцию, включающую в себя камерный слой, который имеет полые пространства с перегородками; слой-носитель электродов с выполненными в форме полос электродами и сквозными отверстиями; слой основных каналов с основными каналами, а также поперечными каналами, при этом центральный резервуар для жидкости имеет несколько центральных точек сопряжения в соответствии с количеством основных каналов,камерный слой расположен над слоем-носителем электродов, слой основных каналов находится под слоем-носителем электродов, а центральный резервуар для жидкости - под слоем основных каналов. поперечные каналы расположены так, что они примыкают к сквозным отверстиям,на одном конце основных каналов находится точка сопряжения с центральным резервуаром для жидкости, а центральные точки сопряжения расположены так, что они примыкают к точкам сопряжения основных каналов, и основные каналы проходят перпендикулярно к основному направлению протяженности выполненных в форме полос электродов и жидкостно связаны с точно одним соотнесенным с каждой полосой электродов полым пространством. При этом особо предпочтительным является, что не только некоторые, а все полые пространства элементов отображения жидкостно связаны с одним и тем же центральным резервуаром для жидкости. Иными словами, жидкостная система отображения имеет только один единственный центральный резервуар для жидкости, из которого запитываются все элементы отображения или же в который элементы отображения возвращают излишнюю отображающую жидкость. Прежде всего в случае многоцветных жидкостных отображений, они включают в себя также соответствующее количество отображающих жидкостей. Поэтому для этого случая предпочтительным образом предусмотрено, что для каждой отображающей жидкости предусмотрен соответственно один центральный резервуар для жидкости. При этом каждый центральный резервуар для жидкости содержит отображающую жидкость и связан с соответствующими предназначенными для соответствующих цветов полыми пространствами, при этом элементы отображения в этом случае, например, могут быть расположены многослойно или являются объединяемыми в "субпиксели". В рамках жидкостных отображений, которые согласно изобретению основываются на эффекте электросмачивания или по меньшей мере включают его в себя, центральный резервуар для жидкости может включать в себя как отображающую жидкость, так и имеющуюся, при известных условиях, жидкость-носитель. Для этого могут быть предусмотрены различные центральные резервуары для жидкости,но также возможно, что один единственный центральный резервуар для жидкости является достаточным для обеих жидкостей, если они не смешиваются, и впускные отверстия или же выпускные отверстия так,что они также не вызывают смешивания. Например, маслосодержащая окрашенная отображающая жидкость может плавать в верхней части центрального резервуара для жидкости на водянистом жидкостьносителе, при этом не требуется выполнения перегородки между жидкостями в центральном резервуаре для жидкости. Кроме того, предпочтительно, что жидкостная система отображения с центральным резервуаром для жидкости включает в себя по меньшей мере одно устройство для компенсации давления полых пространств элементов отображения. Без такого устройства при извлечении отображающей жидкости из центрального резервуара для жидкости в нем возникало бы пониженное давление, против которого необходимо было бы создавать соответственно больший напор. По аналогии с этим, при заполнении центрального резервуара для жидкости возникает пониженное давление. За счет компенсации давления, которое может быть достигнуто как за счет соединения с внешней средой, так и предпочтительным образом в закрытом контуре, эту проблему можно предотвратить. В принципе, центральный резервуар для жидкости может располагаться в любой точке жидкостной системы отображения. Однако согласно предпочтительной форме осуществления центральный резервуар для жидкости расположен таким образом, что он скрыт за элементами отображения. Иными словами,центральный резервуар для жидкости находится, если смотреть от наблюдателя, с другой стороны элементов отображения. Таким образом, обеспечивается особо экономящая место система и, к тому же, соответственно короткий жидкостной путь между центральным резервуаром для жидкости и элементами отображения, поскольку каждый элемент отображения имеет свой собственный соединительный канал с центральным резервуаром для жидкости. Кроме того, предлагаемый центральный резервуар для жидкости включает в себя также и центральные точки сопряжения для замены отображающей жидкости. Таким образом, можно особо преимущественным способом заменить всю отображающую жидкость, будь то в связи с химическими изменениями с течением времени, которые приводят к изменению цветового отображения, или при выборе отображающей жидкости другого цвета. Наконец, также и в целях проведения технического обслуживания может быть целесообразным промывать элементы отображения соответствующей чистящей жидкостью и затем снова заливать отображающую жидкость в центральный резервуар для жидкости. Согласно другой форме осуществления предусмотрено, что центральный резервуар для жидкости выполнен с возможностью снятия с жидкостной системы отображения. Таким образом, можно особо легко заменять соответствующую отображающую жидкость, поскольку для этого необходимо только снять соответствующий центральный резервуар для жидкостии заменить желаемым другим центральным резервуаром для жидкости. Само собой разумеется, что для этого необходимо предусмотреть жидкостные точки сопряжения, которые известны из уровня техники, а также, при необходимости, блокировочные механизмы и т.п. Особо предпочтительным также может быть объединение множества элементов отображения в"плитку". При этом каждая "плитка" включает в себя по меньшей мере один собственный центральный резервуар для жидкости или несколько "плиток" включают в себя по меньшей мере один собственный центральный резервуар для жидкости. Также может быть предусмотрено, что все "плитки" включают в себя по меньшей мере один собственный центральный резервуар для жидкости. Поэтому подобная"плитка" представляет собой удобную в пользовании и заменяемую единицу, которая в зависимости от размера может включать в себя один или несколько собственных центральных резервуаров для жидкости или вместе с другими "плитками" соединяться с одним или несколькими общими центральными резервуарами для жидкости. Также возможны и смешанные формы, в которых, например, каждая "плитка" включает в себя собственные центральные резервуары для жидкости с окрашенной жидкостью для отображения, но несколько или все "плитки" соединены с одним центральным резервуаром для чистящей жидкости. Изобретение позволяет обеспечить множество элементов отображения жидкостной системы отображения жидкостью для отображения или же принять в себя излишнюю отображающую жидкость с экономией места. В зависимости от формы осуществления, жидкостные пути являются очень короткими. При использовании устройства для компенсации давления давление в центральном резервуаре для жидкости остается всегда одинаковым, в результате чего также может и не требоваться согласование скорости перекачки соответствующих перекачивающих устройств. Благодаря центральному снабжению множества элементов отображения можно очень легко длительно заменять соответствующую отображающую жидкость или временно заменять ее, например, чистящей жидкостью. Понятно, что в зависимости от конкретного осуществления устройства, также возможны смешанные формы и не описанные явно варианты, не отходящие от основной идеи изобретения. Описание чертежей На чертеже фигуры показан пример устройства предлагаемого центрального резервуара 6 для жидкости в сочетании с жидкостной системой 1 отображения. В представленной форме эта жидкостная система 1 отображения осуществления составлена из нескольких слоев. В камерном слое 10 находятся полые пространства 2 с перегородками 11. Камерный слой 10 расположен над слоем-носителем 7 электродов с показанными здесь в форме полос электродами 7' и сквозными отверстиями 7". Под слоем-носителем 7 электродов находится слой 12 основных каналов. Он включает в себя основные каналы 4 и поперечные каналы 4', которые расположены так, чтобы примыкать к сквозным отверстиям 7". На конце основных каналов 4, показанном на фигуре справа, находятся точки сопряжения с центральным резервуаром 6 для жидкости, который находится под слоем 12 основных каналов. В свою очередь, он включает в себя соответствующее количество центральных точек 6' сопряжения, которые расположены таким образом, что они примыкают к точкам сопряжения основных каналов 4. Не показаны, но при необходимости имеются, соответствующие перекачивающие устройства, клапаны и т.п., а также электрические соединения, которые необходимы для показанной здесь в качестве примера жидкостной системы отображения, основывающейся на эффекте электросмачивания. Также не показаны имеющиеся, при необходимости, покровные или нижние слои, устройство для компенсации давления, а также прочие, не существенные для представления изобретения элементы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Жидкостная система отображения с множеством элементов отображения для отображения информации с использованием эффекта электросмачивания, включающая в себя по меньшей мере одну отображающую жидкость для отображения информации; камерный слой, который имеет полые пространства с перегородками; слой-носитель электродов с выполненными в форме полос электродами и сквозными отверстиями; слой основных каналов с основными каналами, а также поперечными каналами и центральный резервуар для жидкости для обеспечения по меньшей мере одной отображающей жидкости, который имеет несколько центральных точек сопряжения в соответствии с количеством основных каналов, при этом камерный слой расположен над слоем-носителем электродов, слой основных каналов находится под слоем-носителем электродов, а центральный резервуар для жидкости - под слоем основных каналов; поперечные каналы расположены так, что они примыкают к сквозным отверстиям; на одном конце основных каналов находится точка сопряжения с центральным резервуаром для жидкости, а центральные точки сопряжения расположены так, что они примыкают к точкам сопряжения основных каналов; и основные каналы проходят перпендикулярно к основному направлению протяженности выполненных в форме полос электродов и жидкостно связаны с точно одним соотнесенным с каждой полосой электродов полым пространством. 2. Жидкостная система отображения по п.1, в которой для каждой отображающей жидкости предусмотрен соответственно один центральный резервуар для жидкости. 3. Жидкостная система отображения по п.1, включающая в себя также по меньшей мере одно устройство для компенсации давления полых пространств элементов отображения. 4. Жидкостная система отображения по п.1, в которой центральный резервуар для жидкости расположен так, что он покрыт элементами отображения жидкостной системы отображения. 5. Жидкостная система отображения по п.1, в которой центральный резервуар для жидкости выполнен с возможностью снятия с жидкостной системы отображения. 6. Жидкостная система отображения по п.1, в которой множество элементов отображения объединены в одну ячейку, при этом каждая ячейка включает в себя по меньшей мере один собственный центральный резервуар для жидкости или при этом несколько ячеек включают в себя по меньшей мере один собственный центральный резервуар для жидкости либо все ячейки включают в себя по меньшей мере один собственный центральный резервуар для жидкости.