CN108806614A - 用于显示固定地预给定的显示元件的选集的显示装置 - Google Patents

Abstract

用于显示固定地预给定的显示元件的选集的显示装置，包括：前板，所述前板具有许多窗口，所述窗口形成一定数量的固定地预给定的显示元件；电泳的电子纸，其设置在前板后面，从而为每个所述窗口配置有电子纸的部分面；以及电子的控制装置，利用所述控制装置，对于所述部分面中的每个部分面可调节电子纸的反射度。

Description

用于显示固定地预给定的显示元件的选集的显示装置

技术领域

本发明涉及一种用于显示固定地预给定的显示元件的选集的显示装置。这样的显示装置用于特别的显示任务，其结构上与所述显示任务适配。不同于通用的显示装置、例如计算机屏幕，其仅可以显示固定地预给定的显示元件。确定的内容可以由此被显示，即，由固定地预给定的显示元件得到并且视觉上地强调确定的选集。

背景技术

这样的显示装置的示例可在文献DE 20 2009 017 703 U1中找到，其中说明一种字钟表，其以字显示当前的时间。其具有前板，所述前板包括许多以矩形的阵列设置的部分，所述部分分别形成单独的字母。在前板后面，在对应于矩形的阵列的栅格中设置LED形式的光源，所述光源分别照亮字母之一。通过操控这些LED可以强调字母的选集，所述选集形成一个组，所述组说明当前的时间。已知的显示装置提供尤其是关于前板的大量的设计可能性。其可以由不适合于常规的显示装置的材料制造、例如由被腐蚀的钢制造。

由文献US 2006/0198629 A1已知一种IC卡，其具有集成的开关电路和显示装置，利用所述显示装置可以显示在卡上存储的内容。显示单元具有包括空隙和注射通道的壁元件，胆甾型的液晶材料注射到所述空隙和注射通道中。共同的电极和基质层处于壁元件的下侧上。在壁元件的对置的上侧上对应于空隙设置分段电极。为了遮盖注射通道和分段电极的边缘区域，在壁元件的上侧上设置障板。

由文献US 2002/0036616 A1已知一种显示装置，其包括电子纸和用于刷新电子纸的像点的开关电路。

由文献DE 690 13 233 T2已知一种IC卡，其具有16位的显示装置。每个位置包括5x7点阵。所述显示装置可以主要用于显示时间。

发明内容

由此出发，本发明的任务是，提供一种用于显示固定地预给定的显示元件的选集的改善的显示装置。

该任务通过具有权利要求1的特征的显示装置解决。有利的设计在从属权利要求中给出。

显示装置用于显示固定地预给定的显示元件的选集并且具有

·前板，所述前板具有许多窗口，所述窗口形成一定数量的固定地预给定的显示元件，

·电泳的电子纸，其设置在前板后面，从而为每个窗口配置有电子纸的部分面，以及

·电子的控制装置，利用所述控制装置，对于每个所述部分面可调节电子纸的反射度。

前板以显著的程度突出显示装置的形象。其可以尤其是由对于常规的显示不寻常的材料制成，例如木材、陶瓷、塑料或金属。在窗口的区域中，前板是可透视的，从而电子纸的在窗口后面设置的部分面从显示装置的前侧可见。在窗口的区域中可透视性可以以不同的方式实现，例如如下实现，即，由塑料材料制成的前板在窗口的区域中不或只弱地着色，或如下实现，即，在窗口的区域中将透明的元件装入否则不透明的前板中。窗口形成一定数量的固定地预给定的显示元件。固定地预给定指的是这样显示元件，窗口的布置结构和形状在前板的制造中构成并且接着不可改变。所有窗口共同形成显示元件的可供使用的储备。在此每个显示元件可以由一个或多个窗口形成并且每个显示元件可以独立于一个或多个其他的显示元件被显示。

电泳的电子纸是所谓的被动的、亦即本身不发光的显示装置，其类似正常的被印刷的纸反射光。电子纸根据英语的语言使用也称为反射的显示器或根据已知的制造者的商标名称作为电子墨水显示器。电子纸可以具有在例如50μm至1mm的范围中的类似纸的厚度。电子纸主要在用于电子的书的读取仪器、所谓的电子书(E-Book)阅读器中使用。电泳的电子纸基于的工艺依据电泳的效果。一般充电的胶体的微粒或溶解的分子通过电场引起的游动称为电泳。电泳的纸利用该效果，以便通过对充电的微粒的布置的针对性发挥影响而调节不同的反射特性。

例如电子纸可以具有例如大约40μm的平均的直径的大量的微胶囊，其在透明的粘的聚合物中包含正地带电的白的颗粒和负地带电的黑的颗粒。同样可能使用具有不同的颜色、例如红色、绿色和蓝色的颗粒，从而也可以显示不同的颜色。通过短时地施加电压，影响在微胶囊中的不同地有色的颗粒的布置，从而在电子纸的朝向观察者的一侧上在相应的微胶囊的区域中可见大致白的或大致黑的面，或具有由不同的微胶囊或颗粒的颜色的混合而确定的颜色或灰度的面。也仅可以使用具有正好一种确定的颜色或亮度的颗粒，其中，不同的反射度然后在与周围的介质或背景共同作用的情况下而产生。同样已知包括表面的电泳的电子纸，在所述表面上在带电的微粒的确定的布置情况下出现全反射，所述全反射通过微粒偏移到另一个位置中而被阻止。

为了以勾画的方式操控电子纸，其具有被动的透明的电极或例如TFT-主动阵列。作为电泳的备选方案已知其他的技术，利用其构造显示装置，所述显示装置模仿常规的纸的形象。这接着包括在“电子纸”的概念中。

在本发明中，电子纸设置在前板后面。电子纸的部分面因此通过穿过窗口从显示装置的前侧可见。在该意义上，为每个所述窗口配置有电子纸的部分面。显示元件或窗口可以在前板的面的大部分上分布地设置。显示元件或窗口可以无规律和/或编组地设置。显示元件或窗口可以尤其是以矩形的栅格设置，从而其形成阵列的行和列。

显示装置具有电子的控制装置，利用所述控制装置，对于每个所述部分面可调节电子纸的反射度。反射度是用于(扩散和镜像)反射的光在可见光的整个波长范围上平均的强度的程度。为此每个显示元件的形象可以通过调节在所属的窗口的后面的区域中的电子纸的反射度来调节。由此可能的是，从固定地预给定的显示元件的总体中得到一个选集，其相对于其余的显示元件被强调。

通过使用电子纸给出一种可能性，即，相对于其他的、未选择的显示元件强调显示元件的选集，而不会为此需要光源。由此避免在许多情况中、例如在卧室中使用显示装置时光通过显示装置的不希望的发射。然而被强调的显示元件可以显著地与未强调的显示元件区分，即使在亮的环境光情况下。另一个优点是相比于使用用于各个显示元件的照明的LED，电子纸的非常小的能量消耗。由此尤其是能够实现显示装置的超过较长的时间间隔的蓄电池运行。

不同于在常规的显示装置、例如计算机屏幕或所述E-Book阅读器中，本发明的特征在于，显示元件的轮廓通过前板的窗口精确并且以最高的边缘清晰度定义。不存在通过电子纸的分辨率限制的轮廓清晰度、例如阶梯形的或撕裂状的倾斜的线。由此实现显示元件的非常高的构造的质量。

在一种设计中，前板由不透明的材料制成或前板具有由不透明的材料制成的层，其中，窗口是不透明的材料中的缺口。因此在所述缺口的区域中不透明的材料不存在。例如由金属、例如由铝、铜或优质钢制成的前板可以设有激光切割的缺口，所述缺口形成窗口。同样可能的是前板的多层的构造，尤其是包括形成前板的前侧的玻璃板或丙烯酸玻璃板，不透明的材料的层设置在其背侧上。在所述缺口的区域中，该层具有形成窗口的开口或空隙。在两种情况中，窗口的轮廓可以非常精确地被预给定并且在窗口的区域中的透光性相对具有不透明的材料的区域中的区别可以任意大地被选择。

在一种设计中，电子的控制装置构成用于，这样操控电子纸，使得每个部分面可以具有第一反射度和第二反射度，所述第一反射度对应于配置的显示元件的强调的状态，所述第二反射度对应于配置的显示元件的非强调的状态。哪个反射度对应于强调的状态依赖于包围显示元件的前板的反射特性。如果第一反射度例如是小的反射度，从而部分面基本上黑地显现，并且第二反射度是高的反射度，从而部分面基本上白地显现，则第一反射度在使用白的前板时对应于强调的状态。在使用黑的前板时，第二反射度对应于强调的状态。第一反射度可以是电子纸的最小的反射度并且第二反射度可以是其最大的反射度。同样可以使用不同的灰度或不同的颜色，只要电子纸可以对其进行显示。在本发明可以尤其是使用正好两个不同的反射度，从而对于每个显示元件明显可看出，其是处于选择的/强调的还是不选择的/非强调的状态中。

在一种设计中，电子纸具有大尺寸的区，所述区的反射度只可以统一地调节，其中，每个部分面设置大尺寸的区之一中。电子纸可以对于每个区在电子纸的前侧或背侧上具有正好一个电极。通过在该电极上的电压水平，可以调节用于整个区的反射度。该解决方案导致，部分面的形象特别均匀，这对于高的设计质量可以是重要的。此外，所述电子纸的操控相比于常规的电子纸显著简化，在所述常规的电子纸中，每个所述部分面具有成百或成千的分离的像点。大尺寸的区可以具有任意的形状，所述形状可以与在各个区中包含的部分面并且因此与显示元件适配。尤其是所述区可以形成矩形的阵列，所述阵列填充电子纸的整个在窗口后面设置的面。大尺寸指的是，各个区的面至少对应于在前板中的窗口的大小，这按照显示装置的使用目的表示在例如大约1mm直至数厘米的范围中的尺寸。常规的电子纸与之相反具有像点，所述像点的尺寸处于零点几毫米的范围中并且在正常的观察距离时单独不可察觉或几乎不可察觉。当然，其中多个部分面可以设置在大尺寸的区中的一个相同的大尺寸的区中。在该情况中，所有被包含的部分面共同形成一个显示元件、例如由多条线组成的字母。

在一种设计中，所述区侧向超过窗口的轮廓。由此实现，所属的显示元件的轮廓仅由窗口、而不由所属的部分面的可能的边缘限定。

在一种设计中，电子的控制装置构成用于，将一个单独的部分面的状态在这些部分面上一次***控之后在经过预给定的时间段后刷新，其中，至少一个另外的部分面未***控。在电子纸中，显示装置的状态在一次的操控之后对于一定的时间保持获得。随后必须刷新显示的状态，以便阻止显示装置的逐渐的褪色。在常规的电子纸中，该刷新成页地进行，即所有的显示元件的状态同时被刷新。在所述设计中，仅设置有这些部分面的各个的部分面或区被刷新。尤其是可以仅刷新已经即将发生褪色的部分面或区。伴随刷新的能量消耗可以由此被显著最小化。

在一种设计中，电子的控制装置构成用于，以预给定的时间间隔刷新显示装置的状态并且在此仅操控这样的部分面，使得其相对于相应的状态处于强调的状态或非强调的状态中。用于刷新显示状态的该解决方案是合适的，如果强调的或非强调的状态对应于电子纸的基本状态的话，电子纸随着时间回落到所述基本状态中。在该情况下仅需要刷新在该另一个状态中的区，所述区即将发生回落到基本状态中。该措施也减少显示装置的能量消耗。

在一种设计中，前板的反射度与第二反射度的偏差处于0％至30％的范围中。通过第二反射度适配前板的所述或对应的反射度实现，其部分面具有第二反射度的不被选择的显示元件在其亮度方面不或只稍微与前板不同。其部分面具有第一反射度的选择的显示元件在其反射度方面于是较显著地与前板的对应的反射度区分，从而其对应显著强调地出现。如果第二反射度与前板的反射度的适配不完美，则未选择的显示元件也至少在准确的观察时保持可见。这可以作为设计的措施使用。

在一种设计中，前板具有亚光的覆层。在此可以尤其是涉及无光清漆，其阻止干扰的光反射。同时可以通过亚光的覆层影响前板的反射度，尤其是以便将其与对应的第二反射度适配。

在一种设计中，电子纸具有防反射覆层。该措施抵制在电子纸上的镜像的反射并且由此阻止，例如与显示装置对置的窗口的反射影响显示装置的可读性。

在一种设计中，显示元件是字母、数字、其他的符号或其组合或其部分，其形状分别由其中一个所述窗口的轮廓或其中多个窗口的轮廓预给定。通过从固定地预给定的储备中选择各个这些显示元件可以描述确定的内容。例如可以从一定数量选择的字母产生文本或从一定数量选择的数字产生数字说明。同样可能使用其他的符号，所述符号在确定的组合中才获得意义。为此的示例是七段显示，其具有三个水平的和四个竖直的条形部。每个所述条形部是显示元件。其他显示元件可以由多个组成部分组成，例如其线彼此分开的字母。在该情况中，字母的形状由其中多个所述窗口的轮廓预给定。

在一种设计中，窗口包含具有平均的宽度的结构，所述宽度以2至50的范围中的因数(倍数)大于前板的材料厚度或前板的不可透视的层的材料厚度。由此实现，光充分落到在窗口后面设置的部分面上，以便保证显示元件的良好的可读取性。如果前板的材料厚度相比于窗口的结构的平均宽度过大，亦即例如相比于字母的线宽过大，则会导致部分面的不利的遮暗。

在一种设计中，显示装置具有包括磁体的磁体保持装置，所述磁体设置在电子纸后面并且穿过电子纸将吸引力施加到前板上。为此，前板可以由磁性的材料制成或仅在磁体保持装置的区域中设有磁性的材料。所述磁体可以例如在前板的边缘区域中和/或在前板的中间的区域中设置。由此可以实现，前板各处优化地贴靠在电子纸上，这对于显示元件的形象是重要的。同时实现前板的简单的并且可靠的且在此不可见的固定。

在一种设计中，显示元件的选集形成文字消息，其中，电子的控制装置构成用于，将该选集通过调节用于所属的部分面的对应的反射度进行强调。因而显示装置可以用于显示文字信息。

在一种设计中，所述显示装置是钟表，其中，显示元件的选集给出表显时间。这可以例如借助七段显示、利用各个数字或如在字钟表中以文字消息的形式发生。

附图说明

接着借助在附图中示出的实施例进一步解释本发明。其中：

图1示出按照本发明的显示装置的示意的分解视图；

图2示出通过图1的显示装置的示意的剖面图；

图3示出包括处于其后面的电子纸的前板的一部分的示意图；

图4示出包括处于其后面的电子纸的另一个前板的一部分，其同样以示意图示出。

具体实施方式

在图1中示出的显示装置具有前板10、电子纸12和电子的控制装置14。前板10由不可透视的材料、例如优质钢制成。前板10的尺寸在示出的示例中为大约45cmx45cm。前板10的材料厚度为大约1mm。

在前板10的不可透视的材料中，设置许多缺口，所述缺口分别形成窗口16。所述窗口16是可透视的。在描述的示例中，每个窗口16对应于一个显示元件形成字母。窗口16并且与此对应显示元件以在该示例中具有六行和十列的矩形的阵列设置。

电子纸12设置在前板10后面。在装配的状态中，电子纸12直接处于前板10后面，从而电子纸12的前侧贴靠在前板10的背侧上。在图1中可看出，电子纸12具有大量的矩形的区18，所述区对应于在前板10的窗口16中的布置结构同样以具有六行和十列的矩形的阵列设置。每个所述区18具有部分面，所述部分面设置在窗口16之一后面。

电子的控制装置14与电子纸12连接并且可以调节每个单独的区18的反射度。电子纸的由所述区18包括的部分面的反射度由此同样被调节，所述部分面穿过窗口16可见。

电子纸12关于区18的可操控性这样结构化，使得每个所述区18的反射度只可以统一地被调节。为此可以在电子纸12的前侧上或在电子纸12的背侧上对于每个区18存在正好一个电极或一组电极，所述电极分别同时操控在整个区中的所有负责确定的着色的元件。

图1的显示装置可以附加于在图中示出的元件具有后壁20或后面的壳体元件，所述壳体元件设置在电子纸12后面。

这样的后壁20在图2中示出。示意的视图在横截面中示出前板10、在其后面设置的电子纸12和在其后面设置的后壁20。电子的控制装置14设置在后壁20内。此外示例性地示出三个磁体22，所述磁体穿过电子纸12将吸引力施加到前板10上。由此，前板10紧固在后壁20上。同时，电子纸12的布置结构固定在前板10和后壁20之间。尤其是实现，电子纸12整个贴靠在前板10的背侧上。电子纸12具有防反射覆层32，所述防反射覆层在电子纸12的整个前侧上延伸并且通过点线表示。同样通过点线表示前板10的亚光的覆层30，所述覆层在其整个前侧上延伸。

图3示出包括七段显示的显示装置的一部分的示例，所述七段显示构成在前板的一部分中。其具有三个水平的条形部24和四个竖直的条形部26。所述条形部24、26分别由一个缺口形成，所述缺口是前板中的窗口16。穿过窗口16，可见在前板后面设置的电子纸12。在图3中与此相关通过虚线示出电子纸12划分成一定数量的具有不同的尺寸的矩形的区18。可看出，每个窗口16、即每个条形部24、26设置在其中一个区18中。此外给出电子纸12的一些其他的区域28，没有窗口16设置在所述区域中。所述区域可以同样构成为具有可调节的反射度的区。然而该功能对于显示装置不是必需的，从而电子纸12的其他的区域28也可以完全没有功能。

在图3的示例中，七段显示刚好显示数字3，为此强调三个水平的条形部24和两个竖直的条形部26。为此电子的控制装置14将所属的区18的反射度调节到第一反射度，所述第一反射度显著可察觉地与前板10的前侧的对应的反射度区分。在图3中可清楚地看出，区18大于前板中的形成条形部24、26的缺口，亦即侧向超过这些缺口的轮廓伸出。

图4作为显示元件的另一个示例示出前板的缺口，所述前板具有两个窗口16，其共同形成字母P。如通过虚线表示的，电子纸12的正好一个区18处于这两个窗口后面。

附图标记列表

10 前板

12 电子纸

14 电子的控制装置

16 窗口

18 区

20 后壁

22 磁体

24 水平的条形部

26 竖直的条形部

28 另外的区域

30 防反射覆层

32 亚光的覆层

Claims (15)

1.用于显示固定地预给定的显示元件的选集的显示装置，所述显示装置包括

·前板(10)，所述前板具有许多窗口(16)，所述窗口形成一定数量的固定地预给定的显示元件，

·电泳的电子纸(12)，所述电子纸设置在前板(10)后面，从而为所述窗口中的每个窗口(16)配置有电子纸(12)的部分面，以及

·电子的控制装置(14)，利用所述控制装置，对于所述部分面中的每个部分面能够调节电子纸(12)的反射度。

2.按照权利要求1所述的显示装置，其特征在于，前板(10)由不可透视的材料制成或具有由不可透视的材料制成的层并且所述窗口(16)是不可透视的材料中的缺口。

3.按照权利要求1或2所述的显示装置，其特征在于，电子的控制装置(14)构成用于操控电子纸(12)，使得所述部分面中的每个部分面可以具有第一反射度和第二反射度，所述第一反射度对应于配置的显示元件的强调的状态，所述第二反射度对应于配置的显示元件的非强调的状态。

4.按照权利要求1至3之一所述的显示装置，其特征在于，电子纸(12)具有大尺寸的区(18)，所述区的反射度只可以被统一地调节，其中，所述部分面中的每个部分面设置在所述区(18)之一中。

5.按照权利要求1至4之一所述的显示装置，其特征在于，所述区(18)侧向超过窗口(16)的轮廓伸出。

6.按照权利要求1至5之一所述的显示装置，其特征在于，电子的控制装置(14)构成用于，将一个单独的部分面的状态在该部分面被上一次操控之后在经过预给定的时间段后刷新，其中，至少一个另外的部分面未***控。

7.按照权利要求1至6之一所述的显示装置，其特征在于，电子的控制装置(14)构成用于，以预给定的时间间隔刷新显示装置的状态并且在此仅操控这样的部分面，所述部分面在相应的时刻处于强调的状态或非强调的状态中。

8.按照权利要求3至7之一所述的显示装置，其特征在于，前板(10)的反射度与第二反射度的偏差处于0％至30％的范围中。

9.按照权利要求1至8之一所述的显示装置，其特征在于，前板(10)具有亚光的覆层(32)。

10.按照权利要求1至9之一所述的显示装置，其特征在于，电子纸(12)具有防反射覆层(30)。

11.按照权利要求1至10之一所述的显示装置，其特征在于，显示元件是字母、数字、其他的符号或其部分，显示元件的形状分别由所述窗口(16)中的一个窗口的轮廓或由所述窗口(16)中的多个窗口的轮廓预给定。

12.按照权利要求1至11之一所述的显示装置，其特征在于，窗口(16)包括具有平均宽度的结构，所述平均宽度以2至50的范围中的因数大于前板(10)的材料厚度或大于前板(10)的不可透视的层的材料厚度。

13.按照权利要求1至12之一所述的显示装置，其特征在于，显示装置具有包括磁体(22)的磁体保持装置，所述磁体设置在电子纸(12)后面并且穿过电子纸(12)将吸引力施加到前板(10)上。

14.按照权利要求1至13之一所述的显示装置，其特征在于，显示元件的选集形成文字消息，其中，电子的控制装置(14)构成用于，将该选集通过调节关于所属的部分面的对应的反射度来进行强调。

15.按照权利要求1至14之一所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置是钟表，其中，显示元件的选集给出表显时间。