(57)【要約】【課題】重量が著しく低減され、広い色域を提供することが可能であって、モジュール化することも容易であり、視認の質が天候の条件によって影響されにくい、ディスプレイを提供する。【解決手段】各ピクセルが、壁と、マイクロ流体システムとを備え、マイクロ流体システムが、壁の背面にわたる第１の側に配置されたリザーバと、着色流体と、壁の前面にわたる第２の側に配置される透明な、前面がディスプレイ・チャンバを通して視認可能であるディスプレイ・チャンバと、リザーバとディスプレイ・チャンバとの間を連通させる導管と、導管を通じ、着色流体を、リザーバとディスプレイ・チャンバとの間で選択的に移送して、各ピクセルの対応するディスプレイ表面部分は、着色流体のほぼ全てがリザーバに移送されたときに生成される予め定められた第１の外観と、着色流体のうちの選択された量がディスプレイ・チャンバに移送されたときに生成される第２の外観との間で選択的に変更可能となる、流体アクチュエータとを含むディスプレイ。【選択図】図１
2009271533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各ピクセルが対応するディスプレイ表面部分を形成するようにアレイに配列された複数のピクセルにより形成されたディスプレイ表面を有するディスプレイであって、前記各ピクセルが、
前面及び相対する背面を含み、前記前面は予め定められた第１の外観を有する壁と、
マイクロ流体システムと、
を備え、該マイクロ流体システムが、
前記壁の前記背面にわたる第１の側に配置された第１のリザーバと、
第１の着色流体と、
前記壁の前記前面にわたる第２の側に配置される透明な第１のディスプレイ・チャンバであって、前記前面は前記第１のディスプレイ・チャンバを通して視認可能である、前記第１のディスプレイ・チャンバと、
前記第１のリザーバと前記第１のディスプレイ・チャンバとの間を連通させる第１の導管と、
前記第１の導管を通じ、前記第１の着色流体を、前記第１のリザーバと前記第１のディスプレイ・チャンバとの間で選択的に移送して、前記各ピクセルの前記対応するディスプレイ表面部分は、前記第１の着色流体のほぼ全てが前記第１のリザーバに移送されたときに生成される前記予め定められた第１の外観と、前記第１の着色流体のうちの選択された量が前記第１のディスプレイ・チャンバに移送されたときに生成される第２の外観との間で選択的に変更可能となる、第１の流体アクチュエータと、
を含むことを特徴とするディスプレイ。
【請求項２】
各ピクセルが対応するディスプレイ表面部分を形成するようにアレイに配列された複数のピクセルにより形成されたディスプレイ表面を有するディスプレイであって、前記各ピクセルが、
予め定められた第１の外観を有する前面を含む壁と、
第１の着色流体を、前記壁の後方の第１の位置と、前記前面にわたって位置決めされたディスプレイ・チャンバとの間で選択的に移送して、前記各ピクセルの前記対応するディスプレイ表面部分は、前記着色流体のほぼ全てが前記壁の後方に移送されたときに生成される前記予め定められた第１の外観と、前記着色流体のうちの選択された量が前記ディスプレイ・チャンバに移送されたときに生成される第２の外観との間で選択的に変更可能となる手段を含むマイクロ流体システムと、
を備えることを特徴とするディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型ディスプレイの改善に関する。以下の説明は、当業者が特定の用途及びその要件の内容において提供されるように本発明を製造し利用することができるように提示される。ここで用いられる「上側」、「上向きに」、「下側」、「下向きに」、「前方」、「後方」といった方向の用語は、説明のための相対的位置を与えることを意図されており、絶対的な参照枠を指定することを意図されてはいない。当業者であれば、好ましい実施形態に対する種々の修正は明らかであり、ここで定められる一般原理は他の実施形態に適用することができる。従って、本発明は、図示され説明される特定の実施形態に限定されることを意図されず、ここに開示される原理及び新規な特徴と矛盾しない最も広い範囲を付与されるべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】「ＦＬＵＩＤ  ＡＣＴＵＡＴＯＲ  ＦＯＲ  ＤＩＧＩＴＡＬＬＹ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＡＢＬＥ  ＭＩＣＲＯＦＬＵＩＤＩＣ  ＤＩＳＰＬＡＹ」という名称の米国特許出願第ｘｘ／ｘｘｘ，ｘｘｘ号
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】本発明の簡略化された具体的な実施形態によるマイクロ流体ピクセルのアレイを含む大型ディスプレイを示す正面側面斜視図である。
【図２】大型ディスプレイの一般化されたマイクロ流体ピクセルを示す断面側面図である。
【図３Ａ】本発明の簡略化された具体的な実施形態による「白黒」ディスプレイを作り出すピクセルを示す断面側面図である。
【図３Ｂ】本発明の簡略化された具体的な実施形態による「白黒」ディスプレイを作り出すピクセルを示す断面側面図である。
【図４Ａ】作動中のピクセルのディスプレイ表面部分を示す正面図である。
【図４Ｂ】作動中のピクセルのディスプレイ表面部分を示す正面図である。
【図５Ａ】本発明の別の簡略化された具体的な実施形態による二色の「グレースケール」ディスプレイを作り出すためのピクセルを示す断面側面図である。
【図５Ｂ】本発明の別の簡略化された具体的な実施形態による二色の「グレースケール」ディスプレイを作り出すためのピクセルを示す断面側面図である。
【図５Ｃ】本発明の別の簡略化された具体的な実施形態による二色の「グレースケール」ディスプレイを作り出すためのピクセルを示す断面側面図である。
【図６Ａ】作動中のピクセルのディスプレイ表面部分を示す正面図である。
【図６Ｂ】作動中のピクセルのディスプレイ表面部分を示す正面図である。
【図６Ｃ】作動中のピクセルのディスプレイ表面部分を示す正面図である。
【図７Ａ】本発明の別の簡略化された具体的な実施形態によるカラー・ピクセルを示す断面側面図である。
【図７Ｂ】本発明の別の簡略化された具体的な実施形態によるカラー・ピクセルを示す断面側面図である。
【図７Ｃ】本発明の別の簡略化された具体的な実施形態によるカラー・ピクセルを示す断面側面図である。
【図７Ｄ】本発明の別の簡略化された具体的な実施形態によるカラー・ピクセルを示す断面側面図である。
【図８Ａ】作動中のピクセルのディスプレイ表面を示す正面図である。
【図８Ｂ】作動中のピクセルのディスプレイ表面を示す正面図である。
【図８Ｃ】作動中のピクセルのディスプレイ表面を示す正面図である。
【図８Ｄ】作動中のピクセルのディスプレイ表面を示す正面図である。
【図９Ａ】本発明の別の簡略化された具体的な実施形態による可変背景型カラー・ピクセルを示す断面側面図である。
【図９Ｂ】本発明の別の簡略化された具体的な実施形態による可変背景型カラー・ピクセルを示す断面側面図である。
【図１０Ａ】作動中のピクセルのディスプレイ表面を示す正面図である。
【図１０Ｂ】作動中のピクセルのディスプレイ表面を示す正面図である。
【図１１Ａ】本発明の１つの実施形態によるブラダー型ピクセルを示す断面側面図である。
【図１１Ｂ】本発明の１つの実施形態によるブラダー型ピクセルを示す断面側面図である。
【図１２Ａ】作動中のピクセルのディスプレイ表面を示す正面図である。
【図１２Ｂ】作動中のピクセルのディスプレイ表面を示す正面図である。
【図１３Ａ】ブラダー型ピクセルに関連する着色が不均一になる問題に対処した本発明の別の実施形態によるダイアフラム型ピクセルの断面側面図である。
【図１３Ｂ】ブラダー型ピクセルに関連する着色が不均一になる問題に対処した本発明の別の実施形態によるダイアフラム型ピクセルの断面側面図である。
【図１４Ａ】作動中のピクセルのディスプレイ表面の正面図である。
【図１４Ｂ】作動中のピクセルのディスプレイ表面の正面図である。
【図１５】本発明の別の簡略化された具体的な実施形態によるカラーのダイアフラム型ピクセルを示す断面側面図である。
【図１６】本発明の別の簡略化された具体的な実施形態によるカラーのダイアフラム型ピクセルを示す正面図である。
【図１７】本発明の別の簡略化された具体的な実施形態による重力充填型ピクセルを示す断面側面図である。
【図１８】本発明の別の簡略化された具体的な実施形態による第２の重力充填型カラー・ピクセルを示す断面側面図である。
【図１９】本発明の１つの実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
図１は、本発明の簡略化された具体的な実施形態によるマイクロ流体ピクセル１１０のアレイを含む大型ディスプレイ１００を示す正面側面斜視図である。ピクセル１１０は行と列とに配列され、それにより、各ピクセル１１０は結果として得られる２次元ディスプレイ表面１０１の対応する部分を形成する。ディスプレイ１００は、例えば支持ベース１０３と支持フレーム１０５とを含む支持構造体の上に支持される。
図２は、大型ディスプレイ１００（図１        を参照せよ）の一般化されたマイクロ流体ピクセル１１０−Ｘを示す断面側面図である。各ピクセル１１０−Ｘは、前面１２１及び相対する背面１２２を有する壁１２０と、壁の後方の（第１の）側（即ち背面１２２に面する）に配置されたリザーバ１３０と、着色流体１４０（リザーバ１３０に配置された状態で示される）と、壁の前方の（第２の）側（即ち前面１２１に面する）に配置された少なくとも１つの透明なディスプレイ・チャンバ１５０と、リザーバ１３０とディスプレイ・チャンバ１５０との間を連通させる導管１６０と、二方向流体アクチュエータ１７０とを含むマイクロ流体システムとを含む。本発明の１つの態様により、前面１２１は、塗装されるか又は他の形で、予め定められた背景（第１の）外観（例えば白色）を伴って作り出され、それにより、着色流体１４０がディスプレイ・チャンバ１５０内にない状態では、ディスプレイ表面部分１０１−Ｘは背景外観を有する。流体アクチュエータ１７０は、各ピクセル１１０−Ｘに含まれてもよく、又はピクセル群により共用されてもよいデジタル制御回路１８０からデジタル命令信号を受信し、それにより、リザーバ１３０とディスプレイ・チャンバ１５０との間で導管１６０を通って着色流体１４０を移送（ポンピング）するように作動する。リザーバ１３０とディスプレイ・チャンバ１５０との間で選択的に着色流体１４０を移送することにより、ピクセル１１０−Ｘのディスプレイ表面部分１０１−Ｘは、着色流体１４０のほぼ全てがリザーバ１３０に移送されたときに生成される背景外観（例えば白色）と、流体アクチュエータ１７０が着色流体のうちの選択された量をリザーバ１３０から導管１６０を通ってディスプレイ・チャンバ１５０に移送したときに生成される「着色された」（第２の）外観との間で、選択的に変更可能となる。再び図１を参照すると、結果として得られるディスプレイ１００の外観は、従って、選択された第１のピクセル１１０−１が集合的に「Ｂ」を形成する色の暗いディスプレイ表面部分１０１−１を作り出し、選択された第２のピクセル１１０−２が集合的に「Ｕ」を形成する色の暗いディスプレイ表面部分１０１−２を作り出し、選択された第３のピクセル１１０−３が集合的に「Ｙ」を形成する色の暗いディスプレイ表面部分１０１−３を作り出すように制御し、残りのピクセル１１０−４は、その関連付けられたディスプレイ表面部分１０１−４が背景外観（例えば白色）を作り出すように制御することにより、所望の外観を作り出すように（例えば図１に示される「ＢＵＹ（購入）」という単語を表示するように）、選択的に制御される。
【０００５】
本発明の１つの実施形態により、流体アクチュエータ１７０は、リザーバ・チャンバ内に配置された水溶液を用いて実施され、相対する電極を収容し、リザーバ１３０により共用される少なくとも１つを有する。流体アクチュエータ１７０に送信された制御信号は、電極に反対の電位を発生させ、水性ベースの溶液を通る電流を作り出し、それにより、結果として得られる電気化学的エネルギーがリザーバ・チャンバの中に水素及び酸素の気泡を発生させる。リザーバ・チャンバの中の水素及び酸素の気泡の量及び／又は圧力を制御することにより、着色流体１４０をリザーバ１３０から導管１６０を通してディスプレイ・チャンバ１５０の中へ変位させる計算された作動力が生成される。電気化学反応を逆反応させ、水素及び酸素の気泡を圧潰するには電極を電気的に短絡し、それにより、弾力的な泡の圧潰がリザーバ１３０の中に真空力（これは、例えば１つ又はそれ以上の大気圧の下でディスプレイ・チャンバをシールすることによる、ディスプレイ・チャンバ側からの超過圧力により促進することもできる）を発生させ、それはディスプレイ・チャンバ１３０から着色流体１４０を抽出（吸引）し、導管１６０を通してリザーバ１３０に戻す。この電気化学的ポンプは、引用によりその全体をここに組み入れる、共同出願され、係属中の特許文献１において、付加的な詳細及び流体アクチュエータ１７０の他の可能性のある実施形態を伴って説明される。他の実施形態においては、流体アクチュエータ１７０は、圧電力、示差（バイメタル）熱膨張機構、及び形状記憶合金機構のうちの１つを用いて実施される。
【０００６】
代替的な実施形態により、ディスプレイ１００は、反射型ディスプレイ（即ち、従来の印刷された屋外広告看板と同様のもの）の役目を果たすように構成されるか、又は、光透過性材料を用いて壁１２０を形成することにより、光透過（バックライト）型ディスプレイとして作動するように構成される。壁１２０が不透明材料を用いて製造される場合にはディスプレイ１００は晴天の環境に適した反射型の用途に限定され、夜間には、ディスプレイ表面１０１に向けた外部光（例えばランプ１０７、図１を見よ）を用いて観察される。よって、ディスプレイ１００は、図１に示された光１０７と同様の既存の外部光を利用する既存の印刷された屋外広告看板を置き換えるのに適している。１つの代替的な実施形態においては、半透明材料を用いて壁１２０が製造され、背面１２２を通して光を向ける好適なバックライト構成が提供され、それにより、ディスプレイ１００は、ディスプレイ表面１０１が外部照明なしに「発光する」ように、透過型ディスプレイとして作動する。
【０００７】
本発明の１つの態様により、ピクセル１１０の作動状態（即ち、ディスプレイ表面１０１の外観）に関わる制御は、デジタル制御回路１８０からピクセル１１０に送信されるデジタル信号により、デジタル的に制御される。１つの実施形態においては、ディスプレイ１１０は複数のパネル（図示せず）を含み、ここで各パネルは、十個の（１０）行と、三十五個の（３５）列とで配列されたピクセル１１０を含み、このとき例示的な単位パネル／タイル寸法は１平方フィートから１０平方フィートであり（例えば１掛ける１フィート、又は２掛ける２フィート）、ここで各パネルは、例えば、以下で説明される技術を用い、プリント回路ボード（ＰＣＢ）型のバックプレーンなどの形で、パネルの各ピクセルに制御信号を送信する関連するデジタル制御回路１８０を含む。制御信号は、デジタル制御回路１８０が不揮発性メモリに格納してもよく、又は、有線又は無線の通信を用いてデジタル制御回路１８０に送信してもよい。各パネルに関連するデジタル制御回路１８０を与えることによりディスプレイ１００のモジュラー化が容易となり、それにより、破損又は故障したパネルを新しいパネルと容易に交換することができる。別の実施形態においてはディスプレイ１００に単一のデジタル制御回路１８０を与えることができるが、これは、ディスプレイ１００の総重量を所望のレベルを超えて大きくするような、より複雑な経路指定システムを必要とすることになる。しかしながら、重量問題が存在しない用途においては、タイル手法を取る主な理由は、（１）修理のしやすさ、（２）取り付けのしやすさ、（３）製造の容易さ、であり、タイルを独自の自律的ディスプレイにする主な理由は、タイル間の電気的な行列コネクタをなくすためである。幾つかのタイルを組み合わせることは可能であるが、この手法は信頼性に関して問題を提示する。
【０００８】
本発明の１つの態様により、以下で提供される実施例が示すように、マイクロ流体ピクセル１１０−Ｘは殆ど全てポリマー又は他の軽量材料を用いて製造され、それにより、既存の支持構造体の修正を必要とすることなく既存の印刷された屋外広告看板を置き換えるのに適した寸法及び重量をもったディスプレイ１００を製造することが容易になる。ここで用いられる「大型ディスプレイ」という用語は、ここでは、支持構造体（例えば支持ベース１０３及びフレーム１０５）に取り付けるために製造され、少なくとも４フィートの幅Ｗと少なくとも３フィートの高さＨとを有するディスプレイ表面１０１を有する、「屋外広告看板」タイプの表示を示すのに用いられる。典型的な大型「掲示板」サイズの屋外広告ディスプレイは４８フィートの幅Ｗと、１４フィートの高さＨを有する。
【０００９】
以下の具体的な実施形態において示される種々の実施形態により、ディスプレイ１００は、「白黒」（二色）ディスプレイ、グレースケール（多階調）ディスプレイ、及び種々の表示制御特徴を有するカラーディスプレイの製造に関して最適化することができる種々のタイプのピクセル１１０を用いて構築することができる。
【００１０】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本発明の簡略化された具体的な実施形態による「白黒」ディスプレイを作り出すピクセル１１０Ａを示す断面側面図であり、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は作動中のピクセル１１０Ａのディスプレイ表面部分１０１Ａを示す正面図である。ピクセル１１０Ａは、図２を参照して上記で説明されたものと同様の、壁１２０、リザーバ１３０、透明なディスプレイ・チャンバ１５０、導管１６０、及び流体アクチュエータ１７０を含む。しかしながら、ピクセル１１０Ａは、着色流体１４０Ａが不透明であり（例えば、液体内に顔料を含む市販のインクジェット用インクなど）、デジタル制御１８０Ａが２つの作動状態、即ち図３（Ａ）及び図４（Ａ）に示される「白い」（背景）外観と、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示される「黒い」（第２の）外観と、のみを作り出すように構築されているという特徴をもつ。図３（Ａ）及び図４（Ａ）を参照すると、「白い」外観は、不透明な着色流体１４０Ａのほぼ全てがリザーバ１３０に移送され、それにより、ピクセル１１０Ａのディスプレイ表面部分１０１Ａ１が、透明なディスプレイ・チャンバ１５０を透かして見られる壁１２０の前面１２１を含んだときに生成される。逆に、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示されるように、「黒い」外観は、流体アクチュエータ１７０が不透明な着色流体１４０Ａをディスプレイ・チャンバ１５０に移送し、それにより、ピクセル１１０Ａのディスプレイ表面部分１０１Ａ２が、ディスプレイ・チャンバ１５０に配置されて前面１２１を覆い隠す着色流体１４０Ａを含んだときに生成される。当然ながら、着色流体１４０Ａはいかなる第１の色（例えば青又は赤）であってもよく、前面１２１はいかなる第２の色（例えばイエロー又はオレンジ）であってもよく、それにより、二色のいかなる組み合わせも、ピクセル１１０Ａを用いて作り出すことができる。加えて、幾つかの隣接するピクセルから成る前面１２により、予め印刷されたメッセージを集合的に形成してもよく、次いで着色流体１４０Ａを用いてそのメッセージを表示するか又は覆い隠してもよい。大型ディスプレイ用二色ピクセル１１０Ａを形成するための選択肢は恐らく限られてはいるが、流体アクチュエータ１７０に適用される制御信号のタイミング（持続時間）が（以下で説明される）グレースケール又はカラーの用途におけるほど重要でない点で、制御回路１８０Ａの構成は簡略化される。よって、ピクセル１１０Ａは、グレースケール及びカラーの制御が重要ではない特定の用途において用いることができる安価なディスプレイの製造を容易にする。
【００１１】
図５（Ａ）から図５（Ｃ）は、本発明の別の簡略化された具体的な実施形態による二色の「グレースケール」ディスプレイを作り出すためのピクセル１１０Ｂを示す断面側面図であり、図６（Ａ）から図６（Ｃ）は、作動中のピクセル１１０Ｂのディスプレイ表面部分１０１Ｂを示す正面図である。ピクセル１１０Ｂは、図２を参照して上記で説明されたものと同様の、壁１２０、リザーバ１３０、透明なディスプレイ・チャンバ１５０、導管１６０、及び流体アクチュエータ１７０を含む。しかしながら、ピクセル１１０Ｂは、着色流体１４０Ｂが半透明であり（例えば、透明な液体内に懸濁されたカラー色素を含む市販のインクジェット用インクなど）、デジタル制御１８０Ｂは、ディスプレイ・チャンバ１５０の中に移送された着色流体１４０Ｂの量により決定される作動状態（外観）の範囲を作り出すように構築されているという特徴をもつ。例えば、図５（Ａ）及び図６（Ａ）を参照すると、「明るい」グレーの（又は明るい色の）外観は、比較的少量の半透明な着色流体１４０Ｂがディスプレイ・チャンバ１５０に移送され、それにより、ピクセル１１０Ｂのディスプレイ表面部分１０１Ｂ１が、白い（又は他の明るい色の）壁１２０の前面１２１と、透明なディスプレイ・チャンバ１５０に配置された少量の半透明の着色流体１４０Ｂとの配合物を含んだときに生成される。同様にして、図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）を参照すると、「中間の」グレーの（又は中間の色の）外観は、ディスプレイ・チャンバ１５０のほぼ半分が対応する量の半透明な着色流体１４０Ｂによって充填され、それにより、より多くの量の半透明な着色流体１４０Ｂにより白い前面１２１がより多く覆い隠されることによって、ピクセル１１０Ｂのディスプレイ表面部分１０１Ｂ２が幾らか暗さの増した階調を含んだときに生成される。最後に、図５（Ｃ）及び図６（Ｃ）を参照すると、「暗い」グレーの（又は暗い色の）外観は、ディスプレイ・チャンバ１５０が半透明な着色流体１４０Ｂによって充填され、それにより、半透明な着色流体１４０Ｂにより白い前面１２１が最大に覆い隠されることによって、ピクセル１１０Ｂのディスプレイ表面部分１０１Ｂが最も暗い階調を含んだときに生成される。ピクセル１１０Ｂの階調を制御するために、ホスト・ディスプレイは、流体アクチュエータ１７０に制御信号を送信し、それによりディスプレイ・チャンバ１５０に対応する所望の量の着色流体１４０Ｂを移送させることができる（例えば閉ループのような）制御回路１８０Ｂを必要とする。従って、ピクセル１１０Ｂは、上述された白黒の実施形態よりも多くのディスプレイ外観の変形を可能にする大型ディスプレイ用二色ピクセル１１０Ａの形成を容易にするが、制御回路１８０Ｂの複雑性が増すので、そのような大型ディスプレイを構築するコストは増大する場合がある。
【００１２】
図７（Ａ）から図７（Ｄ）は、本発明の別の簡略化された具体的な実施形態によるカラー・ピクセル１１０Ｃを示す断面側面図であり、図８（Ａ）から図８（Ｄ）は作動中のピクセル１１０Ｃのディスプレイ表面を示す正面図である。カラー・ピクセル１１０Ｃは、各々が上記で説明されたマイクロ流体システムに類似している２つ又はそれ以上のマイクロ流体システムを含み、ここでは２つ又はそれ以上のマイクロ流体システムの各々の透明なディスプレイ・チャンバは、前面１２１がディスプレイ・チャンバの少なくとも１つを通してのみ見られるように、壁１２０にわたって配置される。具体的には、第１のマイクロ流体システムは、壁１２０の後方の側に配置された第１のリザーバ１３０−１と、第１の着色流体１４０−１と、壁１２０の前方の側に配置された透明な第１のディスプレイ・チャンバ１５０−１と、リザーバ１３０−１とディスプレイ・チャンバ１５０−１との間を連通させる第１の導管１６０−１と、リザーバ１３０−１とディスプレイ・チャンバ１５０−１との間で導管１６０−１を通って着色流体１４０−１を選択的に移送するための第１のポンプ１７０−１と、を含む。同様にして、第２のマイクロ流体システムは、第２のリザーバ１３０−２と、第２の着色流体１４０−２と、第１のディスプレイ・チャンバ１５０−１と壁１２０との間に配置された透明な第２のディスプレイ・チャンバ１５０−２と、第２の導管１６０−２と、第２のポンプ１７０−２と、を含み、第３のマイクロ流体システムは、第３のリザーバ１３０−３と、第３の着色流体１４０−３と、第２のディスプレイ・チャンバ１５０−２と壁１２０との間に配置された透明な第３のディスプレイ・チャンバ１５０−３と、第３の導管１６０−３と、第３のポンプ１７０−３と、を含む。開示された実施形態は３つの異なる色を表示することができる３つのマイクロ流体システムを含むが、添付の特許請求の範囲は、特に３つに限定されない限り、２つ、４つ、又はそれ以上のマイクロ流体システムを有するカラー・ピクセルも網羅することを意図されている。
【００１３】
本発明の１つの態様により、ディスプレイ・チャンバ１５０−１からディスプレイ・チャンバ１５０−３までは、３つのディスプレイ・チャンバ１５０−１、１５０−２、及び１５０−３の全てを通してのみディスプレイ表面１２１が見られるように、ディスプレイ表面１２１上に直列配列（スタック）される。ディスプレイ・チャンバを並列に配列し、着色流体を通常の赤・緑・青（ＲＧＢ）カラー（即ち加法混色システム）とする場合とは対照的に、ディスプレイ・チャンバ１５０−１から１５０−３を空間的に直列に構成することは、シアン・マゼンタ・イエロー（ＣＭＹ）の着色流体（即ち減法混色システム）を用いる反射型ディスプレイの製造を容易にする。１つの例示的な実施形態においては、着色流体１４０−１は、ピクセル１１０Ｂを参照して上記で説明されたものと同様の透明な流体に公知の技術により製造されたシアン色素を有するものを含み、着色流体１４０−２はマゼンタ色素を含む透明な流体であり、着色流体１４０−３はイエロー色素を含む透明な流体である。ＣＭＹ着色流体１４０−１から１４０−３の使用と組み合わせた、ディスプレイ・チャンバ１５０−１から１５０−３までの空間的直列構成は、幅広い色彩を高い輝度レベルで（例えば３つのＣＭＹカラー及びその組み合わせを）表示するようにデジタル的に制御することが可能な、より優れた反射型ディスプレイを実現するための重要な要因である。しかしながら、開示された空間的直列ＣＭＹ構成は、バックライト式ディスプレイに関して良好となるような空間的並列（ＲＧＢ）構成に比べ、フロントライト式（反射型）ディスプレイに関して、より優れていると考えられるが、添付の特許請求の範囲は、特に空間的直列構成に限定されない限り、空間的並列のディスプレイ・チャンバを有するピクセルを網羅することを意図される。
【００１４】
ピクセル１１０Ｃのアレイを組み込んだ大型ディスプレイ（例えばディスプレイ１００、図１を見よ）は、各ピクセル１１０Ｃのポンプ１７０−１からポンプ１７０−３を独立して制御するための３つの別個の制御信号（電流、電圧、及び電荷）を生成するデジタル制御回路１８０Ｃを含み、それにより、ピクセル１１０Ｃのディスプレイ表面部分は、着色流体１４０−１から着色流体１４０−３のほぼ全てがリザーバ１３０−１からリザーバ１３０−３までのそれぞれに移送されたときに生成される白い背景外観１０１Ｃ１（図７（Ａ）及び図８（Ａ）に示される）と、着色流体１４０−１から着色流体１４０−３の中の少なくとも１つのうちの選択された量が関連するディスプレイ・チャンバ１５０−１からディスプレイ・チャンバ１５０−３までのそれぞれに移送されたときに生成される着色された外観との間で選択的に変更可能である。例えば、図７（Ｂ）及び図８（Ｂ）に示されるように、イエローの外観１０１Ｃ２は、ある量のイエローの着色流体１４０−３をリザーバ１３０−３からディスプレイ・チャンバ１５０−３に移送すると共に、シアンの着色流体１４０−１及びマゼンタの着色流体１４０−２のほぼ全てをリザーバ１３０−１及びリザーバ１３０−２に残すことにより、生成される。グレースケールのピクセル１１０Ｂと同様に、イエローの階調は、ディスプレイ・チャンバ１５０−３に移送されるイエローの着色流体１４０−３の量を制御することにより制御されることに留意されたい。例えば、比較的明るいイエローの外観１０１Ｃ２は、比較的少量のイエローの着色流体１４０−３をリザーバ１３０−３からディスプレイ・チャンバ１５０−３に移送することにより生成され、比較的暗いイエローの外観１０１Ｃ２は、比較的大量のイエローの着色流体１４０−３をリザーバ１３０−３からディスプレイ・チャンバ１５０−３に移送することにより生成される。公知の技術により、ＣＭＹ着色流体を組み合わせて所望の（減法混色式の）色を作り出すことが可能である。例えば、図７（Ｃ）及び図８（Ｃ）に示されるように、予め定められた量のシアンの着色流体１４０−１はポンプ１７０−１によりディスプレイ・チャンバ１５０−１の中に移送され、イエローの着色流体１４０−３はポンプ１７０−３によりディスプレイ・チャンバ１５０−３の中に移送され（マゼンタの着色流体１４０−２はディスプレイ・チャンバ１５０−２の中に全く移送されない）、それにより、緑色のピクセル外観１０１Ｃ３を生じさせる。同様にして、図７（Ｄ）及び図８（Ｄ）に示されるように、シアンの着色流体１４０−１はポンプ１７０−１によりディスプレイ・チャンバ１５０−１の中に移送され、マゼンタの着色流体１４０−２はポンプ１７０−２によりディスプレイ・チャンバ１５０−２の中に移送され、イエローの着色流体１４０−３はポンプ１７０−３によりディスプレイ・チャンバ１５０−３の中に移送され、それにより、黒いピクセル外観１０１Ｃ４を生じさせる。当業者であれば、図７（Ａ）から図７（Ｄ）までを参照して上記で説明された手法で、ピクセル１１０Ｃをデジタル的に制御し、対応する予め定められた量のＣＭＹ着色流体１４０−１から１４０−３をディスプレイ・チャンバ１５０−１から１５０−３の中に移送することにより、ほぼ全ての色を表示させることができると認識するであろう。１つの代替的な実施形態においては、より複雑ではあるがより濃い黒色（コントラスト）を提供するために、第４のマイクロ流体システムにおいて黒色の着色流体が提供される（即ち、ＣＭＹではなくＣＭＹＫ）。
【００１５】
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、本発明の別の簡略化された具体的な実施形態による可変背景型カラー・ピクセル１１０Ｄを示す断面側面図であり、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は作動中のピクセル１１０Ｄのディスプレイ表面を示す正面図である。可変背景型カラー・ピクセル１１０Ｄは（上述された）カラー・ピクセル１１０Ｃと実質的に同じであるが、背景（第４）のマイクロ流体システムと、背景カラーの変更を容易にする随意的なマクロ流体システムと、を含む。「色」のマイクロ流体システムと同様に、背景のマイクロ流体システムは、壁／チャンバ１２０Ｄの後方の側に配置された第４のリザーバ１３０−４と、背景（第４）着色流体１４０−４と、壁／チャンバ１２０Ｄとディスプレイ・チャンバ１５０−１から１５０−３までとの間に配置された透明な第４のディスプレイ・チャンバ１５０−４と、第４のリザーバ１３０−４と第４のディスプレイ・チャンバ１５０−４との間を連通させる第４の導管１６０−４と、第４のポンプ１７０−４と、を含む。ディスプレイ・チャンバ１５０−４は、他のディスプレイ・チャンバと同様にピクセル・レベルにおいて選択的に変更されるが、壁／チャンバ１２０Ｄは、ポンプ又は他の「巨視的」手段を用い、タイル／パネル・リザーバ１９０から選択された着色料でキャビティを充填することにより、タイル・レベルにおいて選択的に変更される。１つの実施形態に置いては、壁／チャンバ１２０Ｄに配置される流体の色は選択された背景カラーを構成し、着色流体１４０−４は、（例えば図９（Ａ）及び図１０（Ａ）に示されるように）ＣＭＹカラーを生成するようにディスプレイ・チャンバ１５０−４の中に選択的に送り込まれるか、又は（例えば図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）に図示されるように）壁／チャンバ１２０Ｄの背景カラーをピクセル化された手法で露出するようにディスプレイ・チャンバ１５０−４の中から送り出される、不透明な中間色（例えば白）である。
【００１６】
図１１から図１８は、上記で説明されたグレースケール及び多色のピクセル作動を容易にする幾つかの簡略化された具体的なピクセル構成によるピクセル構成を図示する。当業者であれば、この具体的なピクセル構成に対する変形が可能であることを認識するであろう。従って、記載されたピクセル構成は説明的であることを意図されており、記載された構造体が特に引用されない限り、特許請求の範囲に関して限定的となるものではない。
【００１７】
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、本発明の１つの実施形態による、ブラダー型ピクセル１１０Ｅを示す断面側面図であり、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は作動中のピクセル１１０Ｅのディスプレイ表面を示す正面図である。ブラダー型ピクセル１１０Ｅは、壁１２０、リザーバ１３０Ｅ、着色流体１４０Ｅ、ディスプレイ・チャンバ１５０Ｅ、導管１６０Ｅ、及び、着色流体１４０Ｅをリザーバ１３０Ｅから導管１６０Ｅを通してディスプレイ・チャンバ１５０Ｅに押し出すためのポンプ（図示せず）を含む。壁１２０Ｅは、前面１２１Ｅと、後方面１２２Ｅと、を有し、リザーバ１３０Ｅは、剛性のあるフレーム１３２Ｅと、フレーム１３２Ｅにより支持される外周縁を有する変形可能な壁１３５Ｅと、変形可能な壁１３５Ｅ、後方面１２２Ｅ、及びフレーム１３２Ｅにより定められるリザーバ・チャンバ１３７Ｅと、を含む。
【００１８】
本発明の１つの態様により、ディスプレイ・チャンバ１５０Ｅは壁１２０Ｅの前面１２１Ｅに（例えば接着剤により）固定される外周縁１５６Ｅを有するエラストマ性メンブレン１５５Ｅを含み、それにより、エラストマ性メンブレン１５５Ｅの中心領域の内面は、ピクセル１１０Ｅが図１１（Ａ）に示される第１の作動状態にある時は、前方の壁１２１Ｅの中心領域に弾性的に押しつけられ、ここでは、着色流体１４０Ｅのほぼ全てがリザーバ１３０Ｅに配置され、それにより、ディスプレイ表面部分１０１Ｅ１は図１２（Ａ）に示されるように前方の壁１２１Ｅにより形成される白い外観を有する。図１１（Ｂ）に示されるように、この構成においては、エラストマ性メンブレン１５５Ｅと前壁１２１Ｅとの間には、着色流体１４０Ｅを受け入れるためのポケット１５８Ｅが形成される。
【００１９】
ピクセル１１０Ｅの別の態様により、導管１６０Ｅは、着色流体１４０Ｅがリザーバ１３０Ｅとディスプレイ・チャンバ１５０Ｅの中心部分との間を通過するように、１つ又はそれ以上のマイクロ・チャネルが定められた壁１２０Ｅを備える。１つの実施形態においては、１０ｍｍのピクセルのために２５０μｍの円形の貫通孔が提供され、ここで各々の孔の前側はディスプレイ・チャンバに連結し、後ろ側は直接リザーバ・チャンバに連結するか、又は後ろ側におけるより複雑な流体通路を介して連結する。より複雑な流体通路は、適切なスロット又は他の切抜きを各々の層に設けたシートを積層することにより、形成してもよい。切抜き及び円形の貫通孔は、レーザ・カット、ダイ・カット、或いは他の機械的な（成形）又は非機械的な（例えばエッチング又はリソグラフィ）方法を用いて形成してもよい。図１１（Ｂ）に示されるように、カラーの外観を作り出すためには、ポンプ（図示せず）が、リザーバ１３０Ｅの変形可能な壁１３５Ｅに押圧力Ｆを加える。押圧力Ｆは変形可能な壁１３５Ｅを変形させ、それによりチャンバ１３７Ｅが圧潰することによって、着色流体１４０Ｅを導管１６０Ｅに通し、エラストマ性メンブレン１５５Ｅの内面に向かって押し出す。着色流体１４０Ｅがポケット１５８Ｅに入ると共にメンブレン１５５Ｅは外方に膨張して、着色流体１４０Ｅに内面１２１Ｅを覆わせ、それにより、ディスプレイ表面部分１０１Ｅ２（図１２（Ｂ））は「着色された」外観を呈する。力Ｆが増加すると、より多くの着色流体１４０Ｅがポケット１５８Ｅに移送され、エラストマ性メンブレン１５５Ｅをさらに膨張させ、それにより「着色された」外観はより濃くなる。変形可能な壁１３５Ｅに対するポンプの力Ｆが減少すると、エラストマ性メンブレン１５５Ｅは元の（例えば平坦な）形状へと弾性的に変形できるようになり、着色流体１４０Ｅは導管１６０Ｅを通ってリザーバ１３０Ｅに戻るように移動することになる。着色流体１４０Ｅ及びエラストマ性メンブレン１５５Ｅの加えられる力Ｆに対する可変の変位は、予測可能な（従って確実に再現可能な）着色剤の光学濃度の範囲を提供している。
【００２０】
本発明者らは、ブラダー型ピクセル１１０Ｅは、大型（例えば２ｍｍから２０ｍｍ）のピクセルのみを必要とし、低速（例えば１００ミリ秒から３分までの範囲）でリフレッシュするだけでよい反射型大型ディスプレイ、特に著しい距離を隔てて視認されるものに関して、本質的により重要であり、小型及び／又は高速スイッチング・ピクセルに関してはそうでもないと感じている。即ち、ブラダー型ピクセルは妥当なコストで製造できない場合があるので、１ｍｍピクセル未満のピクセルには適さないことがある。他の用途におけるブラダー型ピクセル１１０Ｅの限界として可能性があるものは、前面１２１Ｅの外周領域において着色が限られる場合があることである。図１１（Ｂ）において示されるように、エラストマ性メンブレン１５５Ｅが外周で接続しているので、着色流体１４０Ｅのより厚い層は、ピクセル１１０Ｅの外周領域よりも中心部に配置され、それにより、図１２（Ｂ）に示されるように、ディスプレイ表面部分１０１Ｅ２は、より色が濃い中心領域と、実質的に白い比較的広い外周領域と、を有する。ブラダー型ピクセル１１０Ｅの別の可能性のある欠点は、着色流体１４０Ｅをリザーバ１３０Ｅに完全に送り戻すために追加の方法を用いることが必要となる場合があることである。このような方法は、着色流体の内部の流体構造に対する界面化学的修正を含むことがある。これは湿潤状態と湿潤解除状態との両方を制御し、提供する助けとなることもある。１つの手順は、ピクセル・キャビティを最初に光学的に透明なオイルで充填し、次いでピクセルを暗くするための非混和インクでオイルを排除することになろう。オイルは壁を濡らそうとするが、インクは壁を濡らそうとはしない。プラスチックの壁は常に非常に薄いオイルの膜を保持することになると予想される。このことがより多くの制御に繋がり、またインクにより壁が着色される可能性を緩和すると本発明者らは考える。インクのみを疎水性のピクセル・チャンバに注入する場合に比べ、（以下で論じられる）重力供給手法では、オイル／インク界面が良好に制御されることが予想される。代替的に、パネルの前側を１気圧より高い圧力下でパッケージング／シーリングすることによって行うことが可能な「ゼロ化」力をチャンバ・ブラダーの視認側に加えて、それによりピクセル・ポンプが差分Ｐに対して作動するようにしてもよい。必要であれば、差分Ｐは、従来のポンプによりパネル・レベルで加えてもよい。このゼロ化力は、ブラダーを元の状態に完全に戻し、着色料を全て排除するのに必要となることがある。これは、メンブレンの張力又はダイアフラムの剛性が十分に大きい復元力を提供しない場合に必要となることがある。
【００２１】
図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、ブラダー型ピクセル１１０Ｅに関連する着色が不均一になる問題に対処した本発明の別の実施形態によるダイアフラム型ピクセル１１０Ｆの断面側面図であり、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は作動中のピクセル１１０Ｆのディスプレイ表面の正面図である。ダイアフラム型ピクセル１１０Ｆは、ブラダー型ピクセル１１０Ｅの（上記で説明された）それと実質的に同一の、壁１２０Ｆと、リザーバ１３０Ｆと、着色流体１４０Ｆと、マイクロ・チャネル導管１６０Ｆとを含み、従って、これらの部品の説明は簡略にするために省略される。
【００２２】
本発明の１つの態様により、ディスプレイ・チャンバ１５０Ｆは、外周フレーム１５２Ｆと、壁１２０Ｆの前面１２１Ｆと協働して固定容積のチャンバ１５４Ｆを定める、剛性のある透明な壁１５３Ｆと、フレーム１５２Ｆにより壁１２０Ｆの前面１２１Ｆに（例えば接着剤により）固定される外周縁を有する「バギー型の」メンブレン１５５Ｆと、を含む。ブラダー型ピクセル１１０Ｅのエラストマ性メンブレン１５５Ｅと異なり、ピクセル１１０Ｆが図１３（Ａ）に示される、着色流体１４０Ｆのほぼ全てがリザーバ１３０Ｆに配置されている（即ち、ディスプレイ表面部分１０１Ｆ１は図１３（Ａ）に示されるように前方の壁１２１Ｆにより形成される白い外観を有する）第１の作動状態にある時に、メンブレン１５５Ｆは比較的弛んでいる。メンブレン１５５Ｆは、（上記で論じられた）メンブレン１５５Ｅと同様のものであるが、より多くの弾性を有する材料を含んでもよい。図１３（Ｂ）に示されるように、カラーの外観を作り出すためには、上記で説明されたような手法でポンプ（図示せず）がリザーバ１３０Ｆに押圧力Ｆを加え、それにより、着色流体１４０Ｆを、導管１６０Ｆを通し、メンブレン１５５Ｆの内面に向かって押し出し、着色流体１４０Ｆが、メンブレン１５５Ｆの内面と前面１２１Ｆとの間に定められるポケット１５８Ｆを充填し始めるようにする。着色流体１４０Ｆがポケット１５８Ｆに入ると共にメンブレン１５５Ｆは外方に膨張して固定容積チャンバ１５４Ｆを充填し、着色流体１４０Ｅに内面１２１Ｆを覆わせ、それにより、ディスプレイ表面部分１０１Ｆ２（図１４（Ｂ））は「着色された」外観を呈する。メンブレン１５５Ｆの外方への膨張は剛性のある透明な壁１５３Ｆによって制限されるので、着色流体１４０Ｆは、ブラダー型ピクセル１１０Ｅに比べて、実質的に均一な厚さを形成することに留意せよ。力Ｆが増加すると、より多くの着色流体１４０Ｆがポケット１５８Ｆに移送され、メンブレン１５５Ｆが固定容積チャンバ１５４Ｆの全体を充填するまで膨張させる。薄型フレーム１５２Ｆを提供することにより、着色流体１４０Ｆの均一な厚さはピクセル１１０Ｆの最外縁まで延長され、それにより、ダイアフラム型ピクセル１１０Ｆの充填比はブラダー型ピクセル１１０Ｅのそれよりも大きくなると考えられることに留意せよ。その後リザーバ１３０Ｆにおけるポンプの力Ｆが減少すると、エラストマ性メンブレン１５５Ｆは元の（例えば平坦な）形状へと変形させられ、着色流体１４０Ｆは導管１６０Ｆを通って元のリザーバ１３０Ｆに移動する。
【００２３】
より均一な外観とより大きな充填比を呈示していることに加えて、ダイアフラム型セル１１０Ｆがブラダー型セル１１０Ｅ（図１１（Ａ）を見よ）よりも優れている別の利点は、図１５及び図１６を参照して以下で説明されるように、ダイアフラム型セル１１０Ｆの方が簡単に、ＣＭＹカラー・ピクセルのために用いられる空間的に直列なディスプレイ・チャンバ構成を生成するための積層をしやすくすることである。
【００２４】
図１５は、本発明の別の簡略化された具体的な実施形態によるカラーのダイアフラム型ピクセル１１０Ｇを示す断面側面図であり、図１６はその正面図である。ピクセル１１０Ｇは、上記で説明された技術を用いて３つの異なる着色流体１４０Ｇ−１から１４０Ｇ−３を３つの別個のリザーバ１３０Ｇ−１から１３０Ｇ−３と３つのディスプレイ・チャンバ１５０Ｇ−１から１５０Ｇ−３との間で移送させるための３つの独立したマイクロ流体システムと共に図示される。図１６に示されるように、リザーバ１３０Ｇ−１から１３０Ｇ−３は空間的に並列な構成で配列され、図１５に示されるように、別個のポンプ力Ｆ１からＦ３を受ける。ディスプレイ・チャンバ１５０Ｇ−１から１５０Ｇ−３の各々は、上記で論じられたダイアフラム型ピクセル１１０Ｆのディスプレイ・チャンバ１５０Ｆと実質的に同一であるが、第１のディスプレイ・チャンバ１５０Ｇ−１は上記で説明されたような手法で前面１２１Ｇに取り付けられ、第２のディスプレイ・チャンバ１５０Ｇ−２は透明な剛性のある壁１５３Ｇ−１の前面に取り付けられ、第３のディスプレイ・チャンバ１５０Ｇ−３は透明な剛性のある壁１５３Ｇ−２の前面に取り付けられるという、空間的に直列な配列で積層される。この配列では、ディスプレイ・チャンバ１５０Ｇ−１から１５０Ｇ−３の各々は、概ね、ダイアフラム型ピクセル１１０Ｆを参照して上記で説明された形で、選択されたカラーの（例えばＣＭＹ）表示を形成するように、独立して作動する。
【００２５】
図１７は、本発明の別の簡略化された具体的な実施形態による重力充填型ピクセル１１０Ｈを示す断面側面図である。上記で説明されたピクセルと同様にして、重力充填型ピクセル１１０Ｈは、上記で説明されたものと同様の１つ又はそれ以上のマイクロ流体システム（例えばモノクローム表示のために１つ、図１７において開示される例示的な３色のＣＭＹ減色システムのようなカラー混合表示のために少なくとも３つ）を含む。各々のマイクロ流体システムは、関連する着色流体１４０−１から１４０−３を格納するための関連するリザーバ１３０−１から１３０−３と、上記で説明されたものと同様の、着色流体１４０−１から１４０−３をディスプレイ・チャンバ１５０−１から１５０−３の中に移送させるためのポンプ及び導管構成と、を含む。各々のディスプレイ・チャンバ（例えばディスプレイ・チャンバ１５０−１）は、キャビティ１５４Ｈ−１を定める、平行な剛性のある壁１５３Ｈ−１を含む。着色流体１４０−１がディスプレイ・チャンバ１５０Ｈ−１に選択的に移送されると、それはキャビティ１５４Ｈ−１を、リザーバ１３０−１から移送される着色流体１４０Ｈ−１の体積により定められるレベルまで充填する。従って、ディスプレイ表面部分１０１Ｈの輝度は、ディスプレイ・チャンバ１５０−１から１５０−３の中に移送された着色流体１４０−１から１４０−３の量（即ち、着色流体により覆われる白い前面１２１Ｈの量）により定められ、ディスプレイ表面部分１０１Ｈの色は、ディスプレイ・チャンバ１５０−１から１５０−３の中に移送された着色流体１４０−１から１４０−３の組み合わせにより定められる。図１７においては３つのマイクロ流体システムが図示されるが、いかなる数のマイクロ流体システムを用いてもよい。
【００２６】
図１８は、本発明の別の簡略化された具体的な実施形態による第２の重力充填型カラー・ピクセル１１０Ｊを示す断面側面図である。ピクセル１１０Ｊは、ディスプレイ・チャンバ１５０Ｊ−１から１５０Ｊ−３の上端に供給される第２の流体１４５を提供することにより、重力充填型ピクセル１１０Ｈ（図１７）の可能性のある欠陥を対処する。着色流体１４０−１から１４０−３に対して不混和となり、その上に浮くように流体１４５を選択することにより（例えばここで着色流体は水溶液に溶かした顔料を含み、流体１４５はオイルであるなど）、流体１４５は必要であれば、着色流体１４０−１から１４０−３をチャンバ１５０Ｊ−１から１５０Ｊ−３の外へ排出してリザーバ１３０−１から１３０−３の中に戻す役目を果たし、それにより、残留した着色流体がチャンバ１５０Ｊ−１から１５０Ｊ−３の内面に粘着することが防止される。即ち、流体１４５は不混和であり、密度及び湿潤特徴に関して着色流体１４０−１から１４０−３とは実質的に異なっている。小さな間隙の場合、示差的な湿潤特性は密度の差よりも重要な場合がある。図示されるように、ディスプレイ・チャンバ１５０Ｊ−１から１５０Ｊ−３にオイル１４５を重力供給するために、共用リザーバ１３０Ｊ−４が提供される。
【００２７】
共に上記で説明された、インク体積が「水平方向の」インク厚さを定めるブラダー／バギー型、及びインク体積が垂直方向の充填高さを定める重力供給型のピクセルに加えて、本発明の態様は、均一に充填するが、インク体積は光学濃度を定めるという、第３のタイプのピクセルを用いて実施してもよい。１つの実施形態においては、このような光学濃度制御型のピクセルは、ディスプレイ・チャンバに配置された「スポンジ」又は他の多孔性スポンジ状材料を含む。スポンジは着色流体を吸い上げる役目を果たし、より多くの着色流体が吸収されるに伴いピクセルはより暗くなり、オイルを用いてスポンジ中の水ベースの着色流体が優先的に排除されると、再び明るくなる。上に重ねられた一連のディスプレイ・チャンバに配置されたスポンジに吸収される流体の量を制御することにより、所望の色が実現される。
【００２８】
本発明の別の態様により、ピクセル・セルのスケールは２ｍｍから２０ｍｍのオーダーであり、従って、マクロ機械加工技術が適用可能である。図１９に示されるように、１つの実施形態においては、ピクセル１１０Ｈは、リソグラフィ・ベースのマイクロ機械加工の１つを用い、関連する構造をポリマーシートにマイクロ機械加工することにより製造されるか（これは小型ピクセルの場合にのみ必要となろう）、又は、例えばここで説明されるもののような比較的大型のピクセルを製造するために、従来の（「マイクロ」機械加工スケールよりも「ミリ」機械加工寄りな）機械加工技術により製造される。１つの実施形態においては、各層の中の孔はレーザ・ドリル加工されるが、ダイ・カット（パンチ加工）してもよく、又は成形加工してもよい。別の実施形態においては、構造体は、パターン形成された（即ちレーザ加工された）プラスチックホイルを互いにラミネート加工することにより形成される。ラミネートは、圧力のみにより（例えば感圧式乾燥フィルム接着剤を用いて）行ってもよく、又は、熱及び圧力を用いて行ってもよい（感熱乾燥フィルム接着剤）。接着剤は、典型的に、プラスチック・フィルム自体よりも遥かに薄い。アクリル又はポリカーボネートはしかるべき熱的、機械的、及び化学的特性をもち、また多数の業界において一般に用いられているので、こういった多数の種類の透明ポリマーを用いて流体チャンバを製造することができる。別の実施形態においては、閉じ込められる着色流体の長期間の成分安定のために、密閉構造が用いられる。プラスチック上に流体及び／又は気体を透過しないコーティングが必要となることはあり得るであろう。これは、ディスプレイが必要とする寿命に左右される。パリレンを用いたコーティング、又は例えば無機酸化物を用いて予めコーティングされた市販のプラスチック・フィルムを用いることは、１つの選択肢である。
【００２９】
上記で開示された種々の実施形態により製造される大型ディスプレイは、従来の印刷及びＬＥＤによる屋外広告看板に優る多数の利点を提供する。主な利点は重量である。大型の装置は主としてポリマーを用いて構築されており、比較的薄いので、ＬＥＤの比較対照物に比べてその重量は著しく減ることになる。これにより、現在適用を除外されている屋外広告看板を、顕著な調節的相互作用を伴うことなく、改造することが可能になる。しかも、ここで説明される空間的直列構成により提供されるＣＭＹカラー・ベースは、ＲＧＢベースの設計よりも広い色域を提供することになる（反射型様式に限って当て嵌まり、発光様式に関しては必ずしもそうではない）。層構成はモジュール化することもでき、それにより、ディスプレイの中の故障又は不良の部分の補修は容易且つ安く、迅速である（即ち、１つのピクセル又はピクセル・パネルを交換することによる）。反射型ピクセルは、所定の位置にある地元の自治体によって認められた光源を使用し、従って、日の当たる環境に好適であり、視認の質は天候の条件によって、より影響されにくい。ここで言及された電気化学的ポンプと組み合わせて用いられた場合には、電気化学的ポンプにより提供される電解質は双安定であり、色の作動は所与の量の電気エネルギーを適用することによって生じる。生成された気泡は安定しており、よってその後のエネルギーの適用がなくても色は変化しないままであり、即ち、色は選択された電流が適用されるまで安定した状態のままである。このことは、他のデジタル屋外広告看板方法に対し、著しくより安価な運用を提供する。別の利点は、種々のピクセルを形成するために用いられる製造方法が、単純且つ従来技術である点である。
【００３０】
本発明は、特定の具体的な実施形態に関して説明されたが、本発明の新規な特徴は他の実施形態にも適用可能であることは当業者であれば明らかであり、その全てが本発明の範囲内にあることを意図される。ディスプレイ１００は反射型として説明されたが、光透過性材料を用いて壁１２０を製造し、壁１２０とディスプレイ・チャンバ１５０とを通して光が向けられるか、又は壁１２０の側部から向けられるように光源を設置することにより、透過型にすることもできる。さらに、本発明は特に大型ディスプレイを参照して説明されたが、ここで説明されたピクセル構造は、いかなる寸法のディスプレイの製造にも用いることができる。加えて、長期にわたり色を一定に保つためには定期的な較正が必要となることもある（即ち、長期間のドリフト、温度変化、気圧変化などに対処するため）。これを行うための１つの手法は、温度センサ、圧力センサ、などを含めること、及び内蔵の較正テーブルを用いることであろう。これを実現するための特に安価な手法は、最も外側のループに閉ループのフィードバック制御を実装すること、即ち、屋外広告看板に表示される画像を継続的に観察する、カラーフィルタを有するカメラであり、実際に表示された色と予め定められた意図される色（即ち格納されたデータ）との間の差が、自動修正機能を実施するのに用いられる。
【符号の説明】
【００３１】
１００：大型ディスプレイ
１１０：マイクロ流体ピクセル
１２０：壁
１３０：リザーバ
１４０：着色流体
１５０：ディスプレイ・チャンバ
１６０：導管
１７０：流体アクチュエータ
【図１】
2009271533.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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