根据本发明，可以通过采用这样的层状显示构件来提高电光显示器组 件的柔性，在这些层状显示构件中，在叠层组件的相邻的层之间如果有的 话也只有少许结合。如果采用一些接合，那么这些接合被限定在一个局部 区域内，在这些局部区域内，由叠层组件的弯曲而产生的应力是最小的。 因此，本发明提供了一种具有一些叠层的电光显示器组件，它比已知的显 示器组并具有更高的柔性。本发明能适用于任何具有两层或多层的电光显 示器，包括但不限于这样的显示器，即这些显示器采用了电光材料例如液 晶、聚合物分散液晶、电泳微粒、旋转重铬酸盐微珠(rotating bichromal mictobeads)、薄膜式电致发光材料、薄膜式光致发光材料、有机发光二极 管和其他电致变色材料等等。
电光显示元件能被定义为这样一元件，它包含一材料，该材具有这样 一种光学状态，该光学状态作为一应用电场或磁场的函数而改变，包括电 光致发光。也就是说，这种材料可以从一个光学状态“切换”到另一个光 学状态。一般来说，这种可切换材料与一个或多个基底相联系，在这些基 底上可以安装一些电极，以便根据期望的图案来改变这些材料的光学状态。
有各种不同类型的电光显示器，它们采用可切换的电光材料，该电光 材料被安置在两个基底之间，这两个基底被接合在一起，以便形成所谓的 微型封装显示器。例如，电泳显示器通过电泳即微粒在胶状悬浮体内快速 移动来获得图像。在这类显示器中，光散射微粒在经染色的胶状悬浮体内 通过静电力被移动。这些微粒要么朝向观察者移动，要么朝向背离观察者 的表面移动，其中，在朝向观察者移动的情况中，通常白色颗粒被观察到， 在朝向背离观察者的表面移动的情况中，白色微粒被黑色染料所隐藏。
胆固醇(cholesteric)显示器采用一种胆固醇液晶材料，当这种材料被 夹在导电电极之间时，这种材料能在两种稳定状态之间被切换，这两种状 态就是所谓的焦点圆锥状态和平面状态，在不同的状态中液晶的螺旋结构 具有不同的朝向。在焦点圆锥状态中，螺旋结构是不对齐的，而且液晶是 透明的。在平面状态中，螺旋结构的轴都是与显示器表面相垂直，这就基 本上导致由显示器进行单色传送。
另一种微型封装显示器采用了微型珠，这些微型珠被随机分散，并且通 过充油腔的柔性的弹性基质把这些微型珠将在两个塑料基底之间保持在 位。这些滚珠有强对比的两个半球，一侧白另一侧黑。黑的一侧吸收光， 白的一侧却高效反射。每一个半球都有一个独特的本征电荷，当施加一电 场并且滚珠的轴线不与电场一致时，就会产生作用在滚珠上的作用力。用 于显示的滚珠的侧面取决于施加到电极上的电极极性。
液晶显示器是很吸引人的，因为切换它们所需的驱动电压低，响应时 间相当快，可广泛获得这些驱动电器、技术上大量的智力和制造方面的投 资。为了使液晶显示器与塑料基底相容，已经尝试研发液晶显示器，把液 晶混合在聚合物基体(matrix)中，其中一个例子是聚合物分散的液晶显示 器(PDLCD)。这些PDLCD是在组装显示器之前通过将液晶和预聚合物混 合来制造的。在显示器组装之后，聚合物被硬化，典型的是利用紫外线来 使其硬化。在聚合期间，液晶从聚合物中分离出来而形成微滴。由于液晶 滴不与任何一个排列层相接触，因此，分子的朝向为随意的，从而光线被 液晶滴散射。把电压应用于PDLCD的电极，使得液晶(LC)分子对齐， 这样就使得显示器成为透明的。
所有前面所述的电光显示器均可在一个或多个基底外表面上采用一些 层，例如但不限于偏振器、检偏器、反射器，其它光学补偿元件，防划层 以及其它保护阻挡层和其它类似层，以及上述的任何组合。
也有多种电光显示器采用被安置在一基底上的电光(或光光)材料。 例如，薄膜式电致发光(TFEL)显示器采用玻璃板作为基底，该基底涂敷 覆盖有一电极(例如，铟锡氧化物)和发光荧光膜(例如，硫化锌:锰 (ZnS:Mn))。然后，沉积一薄膜黑层，以便提供光学对比，随后，采用一 后电极(例如，铝)。然后，利用固体胶和玻璃盖板来“封装”显示器，以 便防止湿气进入。这些显示器还可在电光层和/或基底的外表面上采用一些 附加层，例如但不限于，吸收和干扰过滤器，反射层，防护层或类似层。
根据荧光磷一旦被电刺激就会发出光，据此，有机发光二级管(OLED) 形成另一种电光显示器。有机发光二极管可采用玻璃基底作为基底，该基 底被覆盖有一电极和基于例如喹啉铝化物(aluminum quinolate)(Alq3)的 发光小分子。这些显示器在电光层和/或基底的外表面上采用附加层，例如 但不限于偏振器，反射层，防护层，以及其它同类的层。
对于需要使用者输入的应用，每一个前面所述电光显示器的实施例都 另外包括一个触屏元件，该触屏元件被安装到整个显示器组件中。
在本发明的一个实施例中，提供了一种柔性的电光显示器组件，它包 括：一电光显示元件，该电光显示元件包含一材料，这种材料具有这样的 一光学状态，即该光学状态作为一施加电场或磁场的一个函数而改变；至 少一个薄层，所述薄层与显示元件滑动并置；可选择的一个或多个附加的 滑动并置的薄层，其中，所述的电光显示元件、所述的至少一个薄层和可 选择的一个或多个附加的薄层组成了一叠层组件的一些单独个层；一结构 元件，用于把叠层组件的这些单独个层紧固在一起，其中，该结构元件与 叠层组件的一部分接合，以便保持叠层组件的这些单独个层滑动并置，其 中，一旦叠层组件发生弯曲，这些单独个层就相对彼此滑动。
在图1A和1B所示的实施例中，根据本发明的柔性电光显示器组件1 包括一电光显示元件，该电光显示元件含有一电光材料2，该电光材料被设 置在两个基底3之间，这两个基底3利用诸如垫圈4接合在一起。两个或 更多个基底的结合可以通过粘合剂、超声波焊接、激光切割或类似方法来 实现。如果需要的话，粘合剂可以是紫外线固化粘合剂。基底的这种结合 对于本发明而言并不是重要的。尽管图中表示出了两个基底，但是，这并 不排除具有一个基底的电光显示元件。此外，显示元件并不局限于任何一 种组件形式。对于本发明而言，所采用的电光材料的类型和这种材料的结 构在该显示元件内是否具有其它化合物或电极材料，并不是重要的。在图1 所示实施例中，表示出了间隔器5作为其它非限制性的材料的一个例子， 这些材料可以被包括在电光显示元件内。
基底3由常用的透光材料制成，例如浇铸的烯丙-二甘醇碳酸酯或其他 类似的相当坚硬的材料，但也并不局限于这些材料。本领域技术人员公知 的柔性透光塑料材料也能被用作基底，这些柔性透光塑料材料包括：聚碳 酸酯，聚醚砜，聚邻苯二甲酸乙二酯等，但也并不局限于这些材料。或者， 基底可以由透光的玻璃制成，优选地是由薄的柔性玻璃制成。例如，一适 合的柔性玻璃基底大约为0.330mm厚，它可从Schott Glass Technologies 公司，Duryea，PA获得。如果需要的话，基底可包括聚合物和陶瓷的组合物 或聚合物和无机材料的组合物，这些材料都是众所周知的材料。此外，如 果采用两个或更多的基底，那么它们各自都可以由不同的材料制成。根据 本发明的这种显示器件的一个优点就是，能够采用通常可获得的塑料、玻 璃或组合物，这些材料可以被优化以便获得理想的硬度、抗划痕性、抗戳 破性，等等特性，而且能具有非常小的弹性或非常有柔性。
显示器组件1还包括与电光材料的一外表面相邻和/或与至少一个基底 3相邻的一层或多层，以便实现所期望的电光效果。这些层可包括但不限于 偏振器6、一反射器7以及类似物，除此以外还可包括其他的或可供选择的 期望的一些层，诸如检偏器、光学补偿元件、或者其他一些对于电光显示 器领域普通技术人员来说已知的层。常用的偏振器、检偏器和反射器能够 无限制地被采用。除了增强电光效果之外，这些层能为显示器组件增加一 些理想的诸如硬度、抗划痕性、抗反射层的特征。其他一些层可包括一抗 划痕层或任何类型的保护阻挡层。此外，这些层还可包括一柔性触屏输入 子组件，当前该柔性触屏输入子组件被制造且被安装在诸如Palm Pilots或 其它个人数字助手的刚性产品内。这些层与电光显示元件一起被可滑动地 并置，并且包括叠层组件8的一些单独个层。
在图1A和1B所示实施例中，叠层组件的这些单独个层被一结构元件 以可滑动并置的方式固定在一起，所述的结构元件例如为一柔性框架结构 9，它具有一内周边10，该内周边形成一观察区域11，从图2中可以看得 更清楚。柔性的框架结构与叠层组件的周边部分接合，以便保持叠层组件8 的这些层以可滑动并置，但当显示器组件发生弯曲时可以允许这些单独个 层相对彼此滑动。柔性的框架结构所使用的材料最好比基底使用的材料更 柔软和更富有弹性，并且不需要是透光的。例如，柔性的框架可以由乙烯 基，氨基甲酸酯，聚乙烯，聚氯乙烯，纤维素衍生物，乙烯树脂，聚苯乙 烯，聚酰胺，聚酰亚胺，聚碳酸酯，纸，橡胶，(胶合)云母带，感光板或薄 片，玻璃布等材料制成。柔性的框架可以由高分子膜作成，优选地是由背 部粘合膜制成。例如，所述膜可包括但不限于商标为Kapton， Nomex，Mylar；(E.I.dupont de Nemours公司)的膜。例如，粘合膜能被折叠在 层状堆叠上。如果需要的话，透光膜可以覆盖全部或部分电光显示器的观 察区域。
在根据本发明的任何实施例中，如图1B所示，可以采用间隔元件12， 该间隔元件用于防止薄层的内表面之间发生直接接触。这些间隔元件被用 于防止当所述内表面相接触时产生光干涉图像。这些图像一般被称为牛顿 环纹或条纹。层之间的间隔一般保持在小于10密耳，除了间隔必须大于有 关光的最长波长的二分之一之外，精确的间隔并不是重要的。本领域内的 技术人员通常采用的方法包括将间隔元件印制在至少一个表面层上。其它 的方法可以包括使用涂敷有粘合剂的微球，例如那些用于保持液晶单元中 的单元间隔。
图1C表示出了电光显示器组件的一个实施例，该电光显示器组件包括 一第二电光显示元件13，该第二电光显示元件13包括它的附带层，这些附 带层类似于显示元件12的附带层，并且用相应的附图标记加上字母“A” 来表示。也就是说，所提供的柔性电光显示器组件包括：一第一电光显示 元件和一第二电光显示元件，其中，第一和第二电光显示元件独立地包含 一材料，该材料具有一光学状态，该光学状态作为所用电场或磁场的一个 函数发生变化；至少一个薄层，该薄层与所述第一或第二显示元件以可滑 动方式并置；可选择的一个或多个附加的可滑动并置的薄层，其中，所述 的第一和第二电光显示元件、所述的至少一个薄层和所述的可选择的一个 或多个附加的薄层构成叠层组件的一些单独个层；一结构元件9，用于把叠 层组件的这些单独个层紧固在一起，其中，所述结构元件与叠层组件的一 部分相接合，以便以可滑动并置的方式保持着叠层组件的这些单独个层， 其中，一旦叠层组件发生弯曲，这些单独个层就会相对彼此滑动。第一和 第二显示元件可以是相同的，也可以是互相不同的。这个实施例的一个优 点在于：电光显示器组件可包括一前部11和一后部11A，第一和第二电光 显示元件被放置在叠层组件中，从而使得第一电光显示元件在电光显示器 组件的前部上提供图像，而第二电光显示元件在电光显示器组件的后部上 提供图像。
图2表示出了一结构元件例如柔性框架的一个实施例，其中，柔性框 架的形状通常是有四条边12的长方形。然而，柔性框架可以有许多种不同 的形状，例如椭圆形和不规则的形状，以及其它类似的形状，没有限制。 图中还表示出了用于把液体显示器组件连接到传统的液晶驱动电器的一柔 性尾部13。柔性框架具有一外周边14，以便把柔性显示器组件插入到一个 外壳(图中未示)内，例如插入到移动通讯设备，手表，个人数字助手， 或其它类似物内，或者插入到其它电子设备内，例如移动电话，计算器， 计时器，集成电路片卡，寻呼机，计算机，电视机，或其它同类设备内。 可以向该框架增加一些机械特性，以便有助于把柔性电光显示器组件安装 所述设备内，使该柔性电光组件与所述设备结合为一体。例如，如图3所 示，在柔性框架结构的内周边和外周边之间设置一些安装孔15。或者是， 安装手段也可以是但不限于木栓，铆钉，维可牢尼龙搭扣(velvo)或其它 类似手段，或者是这些手段的结合。安装手段可以是柔性的也可以是刚性 的安装。安装手段可以使用粘合剂来把显示器组件安装到设备内。
在本发明的另一个实施例中，结构元件可以通过模制上诸如氨基甲酸 酯或其它热塑性聚合物来接合叠层组件的周边部分。在这样一个实施例中， 要采用这种叠层组件的设备本身可以作为结构元件。图4和图5表示出了 这种设备的一个非限制性例子，图中表示出了一手表带20，该结构手表带 是一个用于把电光显示器21的叠层组件的单独个层保持成可滑动并置方式 的结构元件。这种设备例如手表带还可包括传统的电子器件、电池和控制 件22，这些对本电光显示器行业内的技术人员都是熟知的。如图5中更清 楚地表示出的那样，柔性电光显示器组件包括电光显示元件23，该电光显 示元件23包括被散布在基底24和25之间的电光材料和一反射层26，所述 反射层26可滑动地与基底24的外表面并置。可选择性地增加清洁防护顶 层27来保护显示器组件不受损伤。
理想地是，提供一种手段，用于更加牢固地把模具与柔性叠层组件结 合为一整体。例如，在层状堆叠的周边区域中设置一些小的孔或槽28，在 模制过程期间，这些孔或槽内可以被聚合物填充。例如，这些孔或槽可通 过模具切割或通过激光器例如二氧化碳激光器，或通过已知的一些方法来 形成。
在另外一个实施例中，柔性电光显示器组件包括一柔性框架构件，该 柔性框架构件具有一顶部和一主体部分，所述顶部形成一个用于观察电光 显示器的区域，其中，所述顶部和所述主体部分构成一个外壳，用于容纳 叠层组件，以便把叠层组件的单独个层保持成可滑动并置方式，其中，一 旦外壳发生弯曲，叠层组件的单独个层就相对彼此滑动。
图6A和图6B表示出了这个实施例的一个示例性的例子，其中，叠层 组件30被安装到诸如集成电路芯片卡的一柔性塑料卡31内。在图6A所示 实施例中，所述塑料卡包括：一顶盖32，用于观察电光显示器33；一个主 体部分34，该主体部分最好是透明的。叠层组件30被分层并安装到主体部 分34中的一个适当大小的开口35内，顶盖32被叠置到主体部分34上， 从而形成一个外壳，该外壳包裹着以可滑动方式并置的方式把叠层组件的 这些层，并把这些层保持在一起。在图6B所示的另一个实施例中，主体部 分34包括一内部主体36和一底盖37。顶盖32、内部主体36和底盖37形 成一个适当大小的开口38，以便容纳叠层组件30，从而可把以可滑动并置 的叠层组件的这些层固定在一起，并且把叠层组件容纳在外壳内。一旦该 塑料卡发生弯曲，叠层组件的这些单独个层就会相对彼此滑动。在柔性塑 料卡内设置具有可滑动并置的一些层的叠层组件，其优点在于：该塑料卡 能充分弯曲，以便满足严格的弯曲使用寿命试验性能标准，而且电光显示 器不会发生脱层。
集成电路芯片卡还可包括与叠层组件、集成电路、电池和控制件39的 电连接，其包括一些微型块的电子系统和集成电路芯片卡中的类似物，这 对于电光显示器领域的技术人员来说是熟知的，例如在美国专利US6019284 中公开的芯片卡，在此引用这篇主题专利作为参考。
图7A和7B表示出了叠层组件的非观察区域和智能卡131的顶盖内侧 的实施例的更详细的情况。如图7A所示，电光显示器组件130与一微型块 (一印制电路板)132相连接，微型块132具有一集成电路133，用于实现 智能卡功能。此外，图中还表示出了附加的一些集成电路和一些无源构件 (passive components)134，这些无源元件被设置在显示器组件130上。一 电池135通过一个接触突缘136与显示器组件相连接。显示器组件通过一 接触突缘137与微型块相连接。图7B表示出了顶盖内侧的另一个实施例， 该顶盖不具有一分离的微型块。也就是说，显示器组件130包括用于容纳 集成电路133的一微型块区域138，所述集成电路用于实现智能卡功能。电 池135通过接触突缘136与显示器组件130的微型块区域138相连接。
在诸如在这里所描述的柔性框架构件和/或紧固件的结构元件的一些 实施例中，当显示器不处于弯曲状态时，结构元件就以正确的对齐方式保 持住叠层组件的这些层，从而使得显示器可以正确地进行工作。当显示器 被弯曲成一弯曲形状时，显示器的性能就被降低了。对于那些因发生了弯 曲而使显示器性能降低的实施例来说，一旦允许显示器恢复到它的初始形 状，显示器就会重新获得它初始的性能特点。在其它一些实施例中，叠层 组件和结构元件被制造成预选弯曲的结构，结构元件以正确对齐的方式保 持住这些弯曲的叠层组件中的层，以便允许显示器能正确工作。
在本发明的柔性电光显示器组件的另一个实施例中，所述电光显示元 件、所述的至少一个薄层和所述的可选择的一个或多个附加薄层构成具有 一偏转轴的一叠层组件。利用一紧固件来把叠层组件中的这些单独个层紧 固在一起。该紧固件把叠层组件中的这些单独个层在紧固件处相对彼此保 持在一第一位置，其中，一旦显示器组件发生弯曲，这些单独个层就在紧 固件的外侧的区域中发生相对彼此滑动。
例如，图8和图9表示出了这样一个叠层组件40，该叠层组件40由两 个或更多个刚性或柔性紧固件固定在一起，例如但不限于由两个或更多个 铆钉41来固定，所述铆钉被设置在所谓的一条固定轴43上，该固定轴与 偏转轴42成非零度角。也就是说，叠层组件40的这些层不能在固定轴上 相对彼此滑动。然而，这些层在固定轴外侧能相对彼此滑动。偏转轴42是 由显示器组件发生弯曲处的轴线所确定的；也就是说，偏转轴对于特定的 显示器并不是特定的，而是随着显示器发生弯曲的方向的改变而改变。作 为一个非限制性的例子，分别如图8和图9所示，设置铆钉41所沿着的固 定轴43可以在叠层组件的一侧44，也可以位于中心。然而，固定轴可以位 于叠层组件上的任何地方，这取决于偏转轴的结构和位置。在图10所示的 一个类似的实施例中，两个或更多个紧固件50能把叠层组件51的这些层 保持在一起，并且这些紧固件被设置在垂直于一偏转轴53的一轴52上。 在这个实施例中，垂直轴是一固定轴。在叠层组件发生弯曲期间，这些层 在固定轴外侧能相对彼此滑动。
在图11和图12所示的实施例中，单一紧固件例如一个铆钉61与一束 套62结合使用，所述的束套62沿着一固定轴63设置。在这个实施例中， 虽然沿着固定轴设置的束套保持着叠层组件60的层之间关于紧固件61的 轴64转动对齐，但是仍然允许沿着移动轴65弯曲。束套62可以是刚性的、 半柔性或柔性的元件，它可以是环绕叠层组件60的完全周边，也可只是半 周边的。半周边束套包括一细长部分66，该细长部分具有对置的端部67和 68。全周边束套包括一附加的细长部分69，该附加的细长部分69连接着端 部67和68。束套还可以包括用于限制一个层或多个层沿着移动轴相对彼此 移动的一些特征。例如，如图12所示，位于束套内壁71上的模制突起70 可防止束套从叠层组件滑落。
在图13和图14所示的另一个实施例中，一个或多个夹子81能被用作 紧固件，以便把层状堆叠保持在一起从而形成显示器80。这些夹子能被设 置在所述显示器的侧边上。然而，如图13A中所示，如果显示器呈长方形 的形状，那么夹子81能被设置在该显示器的角上。也就是说，显示器组件 具有一周边，该周边包括至少一第一侧边82和一第二侧边83，这两侧边相 交形成所述组件的一角区域88，所述紧固件被设置在显示器组件的角区域 中。如果显示器具有弯曲的外边，那么就把这些夹子做成密切地符合所接 触到的显示器的周边。图14A和14B中分别地表示出了符合显示器的侧边 的一夹子90和符合显示器的角的一夹子91的可能的结构。同样优选地是， 夹子的分别地接触层状堆叠的上内表面93或下内表面94具有突起92，该 突起92伸入层状堆叠的外层中的孔或凹窝中，从而使得夹子相对于层状堆 叠保持在期望位置中。例如，图13B表示出了层状堆叠的一顶片85中的一 孔或凹窝模式84。图13C表示出了层状堆叠的一底片87中的一孔或凹窝模 式86。夹子的上内表面和下内表面上都可以设置有突起，但优选地是，仅 仅在一个内表面上设置有突起。利用带有突起的内表面上的热或紫外线激 活的胶粘剂来强化由突起/孔组合所提供的闩锁机构。这个单面的闩锁机 构允许全部的薄层相互并置滑动。此外，设置有单面闩锁的显示器的侧面 能被改换，从而每个外薄层能具有闩锁它的至少一个夹子。
在另一实施例中，如图15、更为详细地是图16中表示出了采用一单个 铆钉组件96，其中，所述铆钉被设置在显示器95的一角中。在铆钉组件 96中采用一些特征，当铆钉组件铆接到层状堆叠时，该铆钉组件与所述堆 叠的边对齐，这些边在铆钉所在的角处相交。图16A、16B和16C分别地 表示出了铆钉组件96的顶半部分的一外斜视图、铆钉组件的顶部的一后视 图和铆钉组件的底半部分的一视图，表示出了一些角对齐横挡97和一铆钉 99的插孔98。以这种方式，能够利用具有角对齐特征的一单个铆钉来把层 状堆叠可转动地沿侧向方向保持在一起，但是仍然允许这些单独个层在除 了铆钉之外的所有点处可相对彼此滑动。
在采用一个或多个紧固件的这些实施例中，优选地是，如果需要的话， 在用于观察电光显示器的区域中可以采用透光紧固件。把所述层固定在一 起的手段还包括其它一些传统的紧固件，诸如销子、螺栓、螺钉、成对夹 具以及类似物，这对于本领域的技术人员来说是已知的。所述的紧固件可 以是刚性的或者是柔性的。
这种书面描述采用了一些例子来公开本发明，这些例子包括了最佳实 施方式，而且也使得本领域的技术人员能够制造和使用本发明。本发明的 可专利范围通过权利要求来限定，其包括一些本领域技术人员可想到的其 它例子。对于其它例子，如果它们具有与权利要求的字面语言并不是不同 的一些元件，或者它们包括与权利要求中的字面语言无实质性区别的等同 元件的话，那么，这些例子落入权利要求的范围内。