CN106200200A - 光子晶体显示装置以及光子晶体显示装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光子晶体显示装置以及光子晶体显示装置的制造方法。根据本发明的光子晶体显示装置，包括显示区域(100)的光子晶体显示装置，显示区域(100)包括随着外部磁场的变化移动而变化相互间的间隔的多个磁性粒子(11)，可吸收入射光的多个吸光粒子(20)以及以多个磁性粒子(11)和多个的吸光粒子(20)分散的溶剂。

Description

光子晶体显示装置以及光子晶体显示装置的制造方法
技术领域
本发明涉及一种光子晶体显示装置及光子晶体显示装置的制造方法。更具体地，在光子晶体显示装置的显示领域内，混合设置构成光子晶体的多个磁性粒子和可吸收入射光的吸光粒子，由此提高颜色、视认性等的光子晶体显示装置及光子晶体显示装置的制造方法。
背景技术
通常，微胶囊是将含微细粒子的固体、液体或气体的核(core)物质用数百微米程度大小的微型容器(壳，shell)封存起来的构造。特别是在显示器领域、防止伪造变造装置等领域，微胶囊可以与光透射性薄膜结合使用。
另外，为了防止高档商品或者要求内装物真实性的商品被伪造以及变造的现象，曾介绍过各种技术。以往，为了防止商品被伪造以及变造，主要采用了利用细微图案、点字、全息图、无线射频识别(RFID：Radio FrequencyIdentification)等技术,但是，这种现有技术存在普通用户难以鉴别商品是否被伪造以及变造的局限性，或者存在制造防止伪造变造工具所需费用高的问题。
由此，本发明的发明人开发了通过利用施加磁场时颜色或透光率发生变化的物质，以使普通用户能够容易地判断防伪造变造的对象物是否被伪造以及变造的光子晶体显示装置(或，防止伪造变造装置)。
图1是示出现有的光子晶体显示装置的示意图。
参照图1的(a)，本发明的发明人开发的光子晶体显示装置包括，包括在显示区域(1)内用于分散多个磁性粒子(11)的溶剂(12)被胶囊化形成的胶囊(13)形态的磁性可变物质(10)；覆盖显示区域(1)的上部的上部基材(2)；黑色薄片(5)；在显示区域(1)和黑色薄片(5)之间提供粘贴的粘贴层(3)及下部基材(4)等。
黑色薄片(5)防止显示区域(1)内具有光子晶体功能的磁性可变物质(10)反射的光和透过磁性可变物质(10)与从黑色薄片(5)反射的光相重叠或干涉等引起变化，可适用于提高颜色、视认性等为目的的光子晶体显示装置内。但是，难以从根本上阻止从光子晶体显示装置内部的各构成要素壁面上反射光的干涉、扭曲，因此存在适用黑色薄片(5)时增加制作费用、以及增加光子晶体显示装置整体厚度的问题。
此外，参照图1的(b)，磁性可变物质(10')即使没有如图1的(a)所示的上部基材(2)、下部基材(5)等覆盖层，具有可个别处理的用硬壳(hardshell)封存的胶囊(13')的形态。使用这种磁性可变物质(10')时，如图1的(a)，如果平面基材(substrate)上只能适用黑色薄片(5)防止光的重叠、干涉，存在具有平面以外形态的基材上难以添加与黑色薄片(5)有相同作用构成要素的问题。
发明内容
要解决的问题
本发明的目的在于解决如上所述的所有问题。
本发明的目的在于提供在显示区域内分散吸光粒子，可立即吸收透射多个磁性粒子的入射光的光子晶体显示装置及光子晶体显示装置的制造方法。
并且，本发明的目的在于提供对于吸光粒子从根本上防止在显示区域内发生光干涉、歪曲等问题的光子晶体显示装置及光子晶体显示装置的制造方法。
并且，本发明的目的在于提供在显示区域内分散吸光粒子，降低制造成本，减少厚度的光子晶体显示装置及光子晶体显示装置的制造方法。
问题的解决手段
本发明的所述目的通过光子晶体显示装置来实现，其特征在于，作为包含显示区域的光子晶体显示装置，所述显示区域包括，随着外部磁场变化而移动并变化相互间间隔的多个磁性粒子；可吸收入射光的多个吸光粒子；以及用于分散所述多个磁性粒子和所述多个吸光粒子的溶剂。
并且，本发明的所述目的通过光子晶体显示装置的制造方法来实现，其中，包括在显示区域内，在溶剂内混合固化剂，其中所述溶剂用于分散随着外部磁场变化而移动并变化相互间间隔的多个磁性粒子和可吸收入射光的多个吸光粒子。
并且，本发明的所述目的通过光子晶体显示装置来实现，其特征在于，包括将溶剂用透光性物质胶囊化形成的多个胶囊，其中所溶剂用于分散随着外部磁场的变化而发生移动并变化相互间间隔的多个磁性粒子，所述胶囊至少一部分表面被可吸收入射光的吸光物质涂覆。
并且，本发明的所述目的通过光子晶体显示装置的制造方法来实现，其特征在于，包括如下步骤:(a)将溶剂用透光性物质胶囊化的准备胶囊的步骤，其中所述溶剂用于分散随着外部磁场变化而移动并变化相互间间隔的多个磁性粒子；(b)将所述胶囊附着于显示部基材的步骤；以及(c)与所述显示部基材接触的所述胶囊的表面除外，其余表面的至少一部分涂覆可吸收入射光的吸光物质的步骤。
并且，本发明的所述目的通过光子晶体显示装置的制造方法来实现，其特征在于，包括如下步骤：(a)将溶剂用透光性物质胶囊化的准备胶囊的步骤，其中所述溶剂用于分散随着外部磁场变化而移动并变化相互间间隔的多个磁性粒子；(b)在任意的对象物至少一部分涂覆可吸收入射光的吸光物质的步骤；以及(c)将所述胶囊附着于所述被涂覆的所述吸光物质的所述对象物的部分上的步骤。
发明效果
根据本发明，在显示区域内分散吸光粒子，能够立刻吸收透射多个磁性粒子的入射光。
并且，根据本发明，对于吸光粒子从根本上防止在显示区域内发生光干涉、扭曲等问题。
并且，根据本发明，在显示区域内分散吸光粒子，降低制造成本，减少厚度。
附图说明
图1是示出现有的光子晶体显示装置的示意图。
图2是例示出根据本发明的一实施例调节从磁性可变物质反射的光的波长的原理的示意图。
图3是示出根据本发明的一实施例当施加不同强度的磁强时所显示出的磁性可变物质的颜色变化的拍摄结果的示意图。
图4是示出根据本发明的一实施例基于磁场强度测量的从磁性可变物质反射的光的波长的曲线图。
图5的(a)是本发明的一实施例涉及的构成磁性可变物质的磁性粒子的SEM照片的示意图。图5的(b)是用由透光性物质形成的胶囊封装本发明的一实施例涉及的磁性可变物质之后通过施加磁场来使其反射绿色系光的状态的拍摄图。
图6是根据本发明的一实施例，在磁性可变物质的上部形成蝴蝶形图案，并在磁性可变物质的下部放置以条纹状交替设置用于产生不同强度磁场的磁极而形成的磁体，之后，随着磁体旋转，磁性可变物质的颜色以及图案发生变化的照片视图。
图7是例示出根据本发明的一实施例磁性可变物质的透光率变化时的结构的示意图。
图8是示出本发明的一实施例的涉及光子晶体显示装置的基本结构的示意图。
图9至图12是示出本发明的多种的实施例涉及的光子晶体显示装置的示意图。
图13是示出制造图12的光子晶体显示装置的过程的示意图。
图14是示出将根据本发明的光子晶体显示装置涂覆到任意对象物上的过程示意图。
图15是示出本发明的另一实施例涉及光子晶体装置的图面。
图16是示出制造图15的光子晶体显示装置的过程的示意图。
图17是示出根据本发明其他实施例涉及的光子晶体显示装置涂覆到任意对象物上的过程示意图。
附图标记：
10,50,51,52:磁性可变物质，11:磁性粒子，12:溶剂，13:胶囊，20:吸光粒子，30:固化剂，40:吸光物质，100:显示区域，200:上部基材，300:下部基材，400:磁场产生部，500:任意对象物，600:显示部基材，B:磁场，E:光能或热能。
具体实施方式
参照附图对能够实施本发明的特定实施例进行详细说明。通过这些实施例，所属领域的技术人员能够充分实施本发明。本发明的各种实施例虽然有所不同，但不应理解为相互排斥。例如，在不超出本发明的精神以及范围的基础上，记载于此的一实施例的特定形状、结构以及特性可以以其他实施例来实现。而且，应理解为，在不超出本发明的精神以及范围的情况下，可以对每个公开的实施例中的个别构成要素的位置以及配置进行变更。因此，后述的详细说明并非旨在限定，确定地讲，本发明的范围只限定于权利要求和所有与权利要求所主张的等同的范围。附图中类似的附图标记在不同侧面具有相同或类似的功能。
下面，参照附图详细说明本发明的结构，以便本发明所属技术领域的技术人员能够容易地实施本发明。
本说明书的光子晶体显示装置，应注意，假定使用于防止伪造变造装置，或防止伪造变造贴纸等例子进行说明，也可直接适用于显示器领域。
磁性可变物质的构成
根据本发明的一实施例，包含在磁性可变物质中的粒子可以具有在通过磁场受到磁力时可旋转或移动的磁性，例如，粒子可以含有镍(Ni)、铁(Fe)、钴(Co)等磁性物质。
此外，根据本发明的一实施例，粒子可以含有在施加磁场时具有磁性的、即被磁化的物质。特别是，根据本发明的一实施例，为了防止未施加外部磁场时具有磁性的粒子聚集的现象，可以利用超顺磁性(superparamagnetic)物质，该超顺磁性物质在施加外部磁场时发生磁化(magnetization)现象，而未施加外部磁场时不发生剩余磁化(remnant magnetization)现象。
此外，根据本发明的一实施例，为了使粒子充分分散于溶剂中而不凝聚，可以对粒子表面涂覆符号相同电荷，并且为了不使粒子沉淀在溶剂中，可以用与该粒子比重不同的其他物质涂覆粒子表面，或者也可以在溶剂中混合与该粒子比重不同的其他物质。
此外，根据本发明的一实施例，粒子可以具有特定颜色，以便能够反射特定波长的光。更具体地，本发明涉及的粒子可以通过调节氧化数或涂覆无机颜料、颜料等而具有特定颜色。例如，用于涂覆本发明涉及的粒子的无机颜料可以使用包含生色基团的锌(Zn)、铅(Pb)、钛(Ti)、镉(Cd)、铁(Fe)、砷(As)、钴(Co)、镁(Mg)、铝(Al)等的氧化物、硫化物、硫酸盐，作为用于涂覆本发明涉及的粒子的染料可以使用荧光染料、酸性染料、碱性染料、媒染染料、硫化染料、还原染料、分散染料、反应性染料等。此外，根据本发明的一实施例，包含在磁性可变物质中的粒子可以包含荧光物质、磷光物质、量子点(Quantum Dot)物质、温度知识(Temperature Indicating)物质、光变颜料(OVP:Optically Variable Pigment)物质等。
此外，根据本发明的一实施例，为了使粒子在溶剂中具有高分散性和稳定性，也可以在粒子表面涂覆二氧化硅、高分子、高分子单体等。
另外，本发明涉及的粒子直径可以是数十纳米至数十微米，但并非限定于此。
下面，具体说明包含在本发明涉及的磁性可变物质中的溶剂的构成。
根据本发明的一实施例，溶剂可以由具有与粒子比重相近比重的物质构成，并且可以由适合粒子稳定地分散在溶剂中的物质构成，例如，可以包含具有低介电常数的卤素炭黑油、二甲基硅油等。
此外，根据本发明的一实施例，溶剂可以具有特定颜色，以便能够反射特定波长的光。更具体地，本发明涉及的溶剂可以含有无机颜料、染料的物质，或者可以含有由于光子结晶具有结构色的物质。
此外，根据本发明的一实施例，通过使磁性粒子均匀地分散在脂溶性溶剂中，能够防止在胶囊化过程中粒子相互凝聚或粘附在胶囊内壁上的现象。
但是，本发明涉及的粒子以及溶剂的构成并非限定于上述所列的示例，在能够实现本发明目的范围内可以进行适当的变更。
下面，详细说明本发明涉及的磁性可变物质所含有的粒子以及溶剂被胶囊化或分隔化。
根据本发明的一实施例，粒子可以以分散于溶剂中的状态被由透光性物质形成的多个胶囊进行胶囊化。根据本发明的一实施例，通过对粒子以及溶剂进行胶囊化，可以防止在彼此不同的胶囊之间发生混入等直接干扰，由此能够独立控制每个胶囊中包含在磁性可变物质中的粒子，其结果，能够进行更多种模式的透光调节，能够优化透光率控制特性。
例如，作为构成本发明的一实施例涉及的胶囊的物质可以使用明胶、洋槐、密胺、脲、蛋白质、多糖等，而且可以使用用于固定胶囊的物质(即粘合剂)。但是，本发明涉及的胶囊并非限定于上述所列的示例，只要是具有透光性、物理性能强、具有弹性而不硬、非多孔性、耐于承受外部的热和压力的材料，均能够作为本发明涉及的胶囊而使用。
此外，根据本发明的一实施例，粒子可以以分散在溶剂内的状态被分隔。根据本发明的一实施例，能够防止隔墙分隔的彼此不同的单元(cell)之间发生混入等直接干扰，由此能够独立控制每个胶囊中的包含于后述的磁性可变物质含有部中的粒子。
图2是例示出根据本发明的一实施例调节从磁性可变物质(10)反射的光的波长的原理的示意图。
根据本发明的一实施例，当向具有磁性且表面带有电荷的多个粒子(11)施加磁场时，由于各粒子(11)所具有的磁性，对粒子(11)作用规定方向的磁引力，由此，偏向一侧的粒子(11)之间的间隔变窄，同时，由于库伦定律引起的电斥力(粒子带有相同的表面电荷的情况)或由于空间阻位效应引起的物理斥力(因粒子表面附着的检测官能团，而粒子的流体力学尺寸较大的情况)作用于粒子(11)之间。因此，可以根据磁场引起的引力和电荷引起的粒子之间斥力的相对强度来确定粒子(11)之间的间隔，由此，隔着规定间隔排列的粒子(11)能够发挥光子晶体的功能。即，根据布拉格(Bragg)定律，从粒子(11)反射的光的波长取决于粒子(11)之间的间隔，因此可以通过控制粒子(11)之间的间隔来调节从粒子(11)反射的光的波长。
在此，被反射的光的波长模式可以根据磁场强度以及方向、粒子的大小以及质量、粒子以及溶剂的折射率、粒子的磁化值、粒子的电荷量、分散于溶剂中的粒子浓度等因数而显示出各种形式。
参照图2，未施加磁场时，胶囊(13)内的粒子(11)有可能无规则地排列，此时，粒子(11)不会显示出特定的颜色。之后，当施加规定磁场时，磁场引起的引力与电荷引起的粒子(11)之间的斥力保持平衡，从而粒子(11)可以隔着规定间隔有规则地排列，由此，能够从被控制间隔的多个粒子(11)反射特定波长的光。此外，随着施加于粒子(11)的磁场强度增加，磁场引起的引力也变大，因此粒子(11)之间的间隔进一步变窄，由此，从粒子(11)反射的光的波长进一步变短。即，根据本发明的一实施例，通过调节施加于粒子(11)的磁场强度，能够调节从粒子(11)反射出的光的波长。随着磁场强度进一步变大，从粒子反射的光的波长超过可见光波段而达到紫外线波段时，粒子不反射可见光而透射可见光，因此在这种情况下还能够提高透光率。
另外，根据本发明的一实施例，如图2所示，由粒子(11)和溶剂(12)构成的磁性可变物质也可以被由透光性物质形成的胶囊(13)进行胶囊化。
另外，根据本发明的一实施例，溶剂(12)可以是相变溶剂或固化溶剂。这里，相变溶剂或固化溶剂是指加减热能、光能等能量时可逆或不可逆地相变或固化的溶剂。例如，相变溶剂或固化溶剂包括随温度上升时从固态变为液态的相变物质，随照射紫外线固化的紫外光固化(UV curable)物质。
更具体地，根据本发明的一实施例，本发明的相变溶剂包括随温度变化伴随从一种状态到另一种状态变化的物理变化过程的相变物质。例如，本发明的相变溶剂包括含饱和烃基的烷烃(paraffin hydrocarbon)。此外，本发明的相变溶剂可以包括利用乙二醇(EG)、醇(DEG)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯(PE)等物质稳定化的烷烃。此外，本发明的相变溶剂包含为了提高溶解性由羧基(-COOH)、胺(-NHX)、磺酸基(-SH)等取代改性为亲水性的烷烃化合物。此外，本发明的相变溶剂可以包括由水化盐化合物加工的化合物。此外，本发明的相变溶剂包含具有1000以上分子量的高粘性乙烯化合物或者包含乙烯基团的物质，在低温作为高分子物质具有高粘性，在高温(摄氏40度以上)相对具有低粘性随温度升高对于特定溶质的溶解度增加的物质。
此外，根据本发明的一实施例，本发明的固化溶剂可以包括照射紫外线、可见光等光或者温度变化时伴随化学变化的固化物质。例如，本发明的固化溶剂可以包括，含有碳双键的丙烯酸酯粘合剂(Acrylate adhesive)、丙烯酸酯单体(Acrylate monomer)、不饱和丙烯酸酯自由基(Acrylate monomerradical)等。此外，本发明的固化溶剂可以包括含有乙醚结合的环氧树脂(Epoxy res in)。此外，本发明的固化溶剂可以包括含有尿烷结合的聚氨酯结合剂(Polyurethane adhesive)尿烷单体(Urethane monomer)等。
图3是示出根据本发明的一实施例当施加不同强度的磁场时所显示出的磁性可变物质颜色变化的结果的示意图。
参照图3可以确定，通过调节被施加的磁场强度，从粒子反射的光可以在红色到绿色、以及到紫色的可见光波长带的所有区域内进行调节。
图4是根据本发明的一实施例基于磁场强度测量的从磁性可变物质反射的光的波长的曲线图，可以确定，随着所施加的磁场强度增加，从波长较长的红色系光向波长较短的绿色系光移动。
图5的(a)是示出本发明的一实施例涉及的构成磁性可变物质的磁性粒子的SEM照片的示意图。图5中，使用50纳米至300纳米之间的超顺磁性体Fe3O4粒子作为上述粒子。
图5的(b)是用由透光性物质形成的胶囊来对本发明的一实施例的磁性可变物质进行胶囊化之后，通过施加磁场来使反射绿色系光的状态的拍摄图。参照图5的(b)可以确定，由于磁场作用胶囊内的粒子隔着规定间隔有规则地排列，由此主要反射作为特定波长范围的绿色系光。
图6是根据本发明的一实施例，在磁性可变物质的上部形成蝴蝶形图案，并在磁性可变物质的下部放置以条纹状交替设置用于产生不同强度磁场的磁极而形成的磁体，之后，随着磁体旋转，磁性可变物质的色彩以及图案发生变化的照片视图。
另外，根据本发明的一实施例，磁性可变物质可以包含具有磁泳特性的粒子。
具体地，当向本发明的一实施例涉及的磁性可变物质施加磁场时，具有磁性的粒子可以向与磁场方向相同或相反的方向移动，由此能够显示粒子所具有的固有颜色或溶剂所具有的固有颜色。
另外，根据本发明的一实施例，磁性可变物质可以包含施加磁场时透光率可变的物质。
图7是例示出根据本发明的一实施例磁性可变物质的透光率变化时的结构的示意图。
参照图7，本发明的一实施例涉及磁性可变物质含有部可以含有具有磁性的多个粒子(11)、溶剂(12)以及胶囊(13)，具有磁性的多个粒子(11)可以以分散于溶剂(12)中的状态包含在胶囊(13)内。
首先，参照图7的(a)，当未向磁性可变物质含有部施加磁场时，具有磁性的多个粒子(11)有可能无规则地分散在胶囊(13)内，此时，向磁性可变性物质入射的光的透光率未受特别控制。即，入射到磁性可变物质上的光通过无规则分散的多个粒子(11)而散射或反射，由此透光率较低。
接着，参照图7的(b)，当向磁性可变物质施加磁场时，胶囊(13)内的具有磁性的多个粒子(11)可以朝着与磁场方向平行的方向排列，由此能够控制入射到磁性可变物质含有部的光的透光率。
具体地，根据本发明的一实施例，当向磁性可变物质施加磁场时，可以旋转或移动每个粒子(11)，以使原来带有磁性或被磁场磁化的多个粒子(11)的从S极至N极的方向与磁场方向一致。这样，旋转或移动的每个粒子(11)的N极和S极分别与周围粒子(11)的S极和N极接近，因此在多个粒子(11)之间产生磁引力或斥力，从而多个粒子(11)能够朝向与磁场方向平行的方向有规则地排列。即，多个粒子(11)能够向与以上下方向施加的磁场方向平行的方向有规则地排列，此时，向磁性可变物质入射的光被多个粒子(11)散射或反射的程度降低，由此透光率相对变高。
图8是示出本发明的实施例涉及光子晶体显示装置的基本结构的示意图。假定制造例如标签、卡片、薄膜以及贴纸这样形态，来对根据以下实施例的作为防止伪造变造使用的光子晶体显示装置进行说明，但应注意，不限于此形态。考虑到上述形态，本发明实施例涉及的光子晶体显示装置的厚度可为1微米至数厘米。
参照图8的(a)，本发明的光子晶体显示装置，包括显示区域(100)，显示区域(100)可介于在上部基材(200)以及下部基材(300)之间。显示区域(100)作为根据外部磁场变化实质上显示颜色变化的部分，可包括将溶剂用透光性物质胶囊化形成的胶囊，其中所述溶剂(12)用于分散随外部磁场变化而移动并变化相互间的间隔的多个磁性粒子(11)。并且，本发明还包括胶囊(13)可吸收入射光的多个吸光粒子(20)。吸光粒子(20)可与磁性粒子(11)同样分散在溶剂(12)内。
或者，参照图8的(b)，本发明的光子晶体显示装置，包括显示区域(100)，显示区域(100)可介于上部基材(200)以及下部基材(300)之间。显示区域(100)作为根据外部磁场变化实质上显示颜色变化的部分，可具有溶剂(12)填充于多个隔壁结构(15)之间的形态，所述溶剂(12)用于分散随外部磁场变化移动而相互间的间隔变化的磁性粒子(11)。并且，本发明还包括在充填于隔壁结构(15)之间的溶剂(12)内可吸收入射光的吸光粒子(20)。吸光粒子(20)可与磁性粒子(11)同样分散在溶剂(12)内。
在显示区域(100)内，可将通过磁性粒子向上部基材(200)反射的光、透射磁性粒子(11)以在上部基材(300)的上部面反射的光等混合。这些光如果发生相互重叠或干涉等变化，显示区域(100)内会发生无法显示原本所要求光的问题。因此，通过磁性粒子(11)反射或透射，吸光粒子(20)在显示区域(100)内起到吸收入射光的作用。为了使吸光粒子(20)容易吸收光优选显示黑色，但在实现可吸收光的作用的范围内可采用其他颜色。
吸光粒子(20)，例如，可使用与炭黑、苯胺黑、氧化铁黑、氧化钛、铬等相同的黑色系颜料、有机颜料混合黑色化的混合有机颜料组合物。并且，作为黑色(Black)染料混合构成的高分子组合物，可使用与食品黑1(C.I.Food Black 1)、食品黑2(C.I.Food Black 2)等相同的食品黑色系染料，与直接黑9(C.I.Direct Black 9)、直接黑17(C.I.Direct Black 17),直接黑38(C.I.Direct Black 38)、直接黑51(C.I.Direct Black 51)、直接黑60(C.I.Direct Black 60)、直接黑102(C.I.Direct Black 102)、直接黑107(C.I.Direct Black 107)、直接黑122(C.I.Direct Black 122)、直接黑142(C.I.Direct Black 142)、直接黑154(C.I.Direct Black 154)、直接黑168(C.I.Direct Black 168)等相同的萘酚黑直接偶氮染料，与酸性黑2(C.I.Acid Black 2)、酸性黑31(C.I.Acid Black 31)、酸性黑52(C.I.Acid Black 52),酸性黑140(C.I.Acid Black 140)、酸性黑187(C.I.Acid Black 187)等相同的酸性偶氮染料。此外，所述组合物可由与PS(聚苯乙烯)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙烯)、PET(聚乙烯对苯二甲酸酯)等高分子物质组合构成吸光粒子(20)。
如上所述，随着吸光粒子(20)被包括在显示区域(100)内，由于通过磁性粒子(11)显示区域(100)原本要显示的光除外的其余的光可由吸光粒子(20)吸收，因此存在提高显示区域(100)的颜色、视认性等明显的优点。
此外，与包括黑色薄片(5)(参照图1)的显示区域(100)下部相比，本发明由于在显示区域(100)内吸光粒子可立刻吸收入射光，因此从根本上防止由光子晶体显示装置内部各构成要素壁面反射发生的干涉、扭曲。壁面反射应理解为，包含光通过折射率不同物质的界面时产生菲涅尔反射(Fresnel reflection)的意思。
此外，由于本发明不需要追加黑色薄片(5)(参照图1)和黑色薄片(5)的粘着层等，因此具有减少制造成本，减少光子晶体显示装置整体厚度的优点。
图9至图12示出根据本发明涉及的各种实施例光子晶体装置的示意图。以下，如图8的(a)所示，将用于分散磁性粒子(11)和吸光粒子(20)的溶剂(12)胶囊化形成的结构假定为磁性可变物质(50)进行说明。
参照图9，磁性粒子(11)和吸光粒子(20)可带相同极性的电荷。图9所示磁性粒子(11)和吸光粒子(20)带正电荷，当然也可以带负电荷。
在磁性粒子(11)和吸光粒子(20)带相同极性的电荷时，磁性粒子(11)和吸光粒子(20)通过相互间斥力可保持规定间隔，两种粒子(11,20)可互不凝聚。
并且，从磁性粒子(11)反射的光通过上部基材(200)显示在外部，为了使透射磁性粒子(11)的光通过吸光粒子(20)被容易地吸收，优选地，在胶囊(13)内[或，显示区域(100)内]上部设置磁性粒子(11)，下部设置吸光粒子(20)。
为此，优选地吸光粒子(20)的比重应大于磁性粒子(11)的比重，更为优选地吸光粒子(20)的比重应大于溶剂(12)的比重。
参照图10，磁性粒子(11)可在施加外部磁场时移动以变化相互间的间隔，优选地，吸光粒子(20)是不对所施加的外部磁场作出反应的物质。此外，当磁性粒子(11)带电荷，吸光粒子(20)由不带电荷的中性粒子构成时，优选地在施加外部磁场时只有磁性粒子(11)移动并作出反应。
此外，为了使磁性粒子(11)和吸光粒子(20)相互间容易移动，粒子的大小可以不同。磁性粒子(11)和吸光粒子(20)中，小粒子可在大粒子之间移动。
参照图11，部分磁性粒子(11)从大的吸光粒子(20)下部移动，只由在上部达到一定间隔设置的磁性粒子(11)，反射光可显示颜色。相反，随吸光粒子(20)在溶剂(12)内以一定间隔设置，部分吸光粒子(20)移动挡住部分磁性粒子(11)，设置在吸光粒子(20)上部的磁性粒子反射光显示颜色。
参照图12，本发明的光子晶体显示装置在显示区域(100)内还包括固化剂(30)(参照图13)。图12的附图标记31示出被固化后的固化剂。固化剂(30)可由紫外线、可见光线等光能或热能固化。
优选地，固化剂(30)的比重大于磁性粒子(11)或溶剂(12)的比重。因此，固化剂(30)可设置于胶囊(13)[或，显示区域(100)]内的下部，更为优选地，与比磁性粒子(11)或溶剂(12)比重大的吸光粒子(20)占有相同区域，可设置在胶囊(13)内的下部。
因此，吸光粒子(20)的位置固定于位于磁性可变物质(51)下部被固化的固化剂内，根据位于上部的磁性粒子(11)的位置排列显示颜色。
磁性粒子(11)和吸光粒子(20)可带相同极性的电荷。由此，通过磁性粒子(11)和吸光粒子(20)的斥力保持相互间规定的间隔，使两种粒子(11，20)能够互不凝聚和沉淀，吸光粒子(20)和磁性粒子(11)分离的状态下可固定于被固化的固化剂(31)内。
相反，磁性粒子(11)和吸光粒子(20)可带相反极性的电荷。由此，在未施加外部磁场时，磁性粒子(11)通过引力可附着于固定在被固化的固化剂(31)内的吸光粒子上。此外，在未施加外部磁场时，磁性粒子(11)通过引力附着于吸光粒子(20)上也可防止磁性粒子(11)的沉淀。
进而，通过引力磁性粒子(11)附着于吸光粒子(20)的力和在外部施加的磁场强度可单独对磁性粒子(11)进行控制。例如，施加比磁性粒子(11)和吸光粒子(20)引力弱的磁场时，固定于固化剂(31)内的吸光粒子(20)和附近的磁性粒子(11)通过与吸光粒子(20)的引力维持附着的状态，根据此状态的磁性粒子(11)的间隔显示的颜色。相反，施加比磁性粒子(11)与吸光粒子(20)引力大的磁场时，吸光粒子(20)和附近的磁性粒子(11)可从吸光粒子(20)分离向上部移动，因此根据设置在上部的磁性粒子(11)的间隔显示其他颜色。如此磁性粒子(11)和吸光粒子(20)的引力，可类似作用于使磁性粒子(11)移动的磁性阀值。
图13是示出制造图12的光子晶体显示装置过程的示意图。
首先，参照图13的(a)，显示区域(100)[或，磁性可变物质(50)]内将固化剂(30)混合到用于分散磁性粒子(11)和吸光粒子(20)的溶剂(12)内。
接着，参照图13的(b)，由于吸光粒子(20)或固化剂(30)的比重大于磁性粒子(11)或溶剂(12)的比重，在显示区域(100)[或，磁性可变物质(50)]内磁性粒子(11)和溶剂(12)位于上部，吸光粒子(20)和固化剂(30)位于下部。即，磁性粒子(11)和溶剂(12)，吸光粒子(20)和固化剂(30)可避免混合而分离。
接着，参照图13的(c)，固化剂(30)通过施加光能(E)或热能(E)可使固化剂(30)固化(31)。与紫外线相同的光能(E)因只能施加到特定部分，因此只对位于下部的固化剂(30)照射光能(E)，通过使固化剂(30)固化(31)可固定吸光粒子(20)。或者，在下部施加热能(E)，使位于下部的固化剂(30)固化(31)可固定吸光粒子(20)。
此外，为了使磁性粒子(11)和吸光粒子(20)不发生混合，更严格地分离磁性粒子(11)和吸光粒子(20)的位置，将使在上部施加磁场(B)的磁体等磁场产生部(400)接近使磁性粒子(11)移动到上部的状态下，固化(31)位于下部的固化剂(30)固定吸光粒子(20)。
图14是示出本发明的光子晶体显示装置在任意对象物(500)上涂覆过程的示意图。
图14的磁性可变物质(50')即使没有上部基材(200)下部基材(300)等覆盖层也可单独处理，假定磁性粒子(11)、溶媒(12)、光子晶体粒子(20)以及固化剂(30)用硬壳(hard shell)封装的胶囊(13')形态进行说明。
任意对象物(500)可以是在磁性可变物质(50')上附着的纸、卡片、酒、化妆品等防止伪造变造的制品，用户可用肉眼对任意的对象物(500)前面或背面施加磁场时发生的颜色变化进行判断真伪。
参照图14的(a)，首先，准备具有硬壳的胶囊(13')形态的磁性可变物质(50')，将磁性可变物质(50')附着于对象物(500)的一部分。此时，由于磁性可变物质(50')内的吸光粒子(20)或固化剂(30)的比重大于磁性粒子(11)或溶剂(12)，磁性粒子(11)和溶剂(12)可位于磁性可变物质(50')的上部，吸光粒子(20)和固化剂(30)可位于下部。
接着，参照图14的(b)，在外部施加光能(E)或热能(E)，可使磁性可变物质(50')内的固化剂(30)固化(31)。此时，如图13的说明，利用磁产生部(400)施加外部磁场(B)，在溶剂(12)内将多个磁性粒子(11)向上部侧移动，使多个磁性粒子(11)和多个吸光粒子(20)不发生混合，更严格分离的状态下可使固化剂(30)固化(31)。
如上所述，本发明具有以下优点，可将磁性可变物质(50')在具有非平面形态的对象物(500)上涂覆，提高颜色、视认性等的光子晶体显示装置。
另外，在本发明的光子晶体显示装置中，调节在外部施加磁场的方向、强度等，通过提供控制磁性粒子(11)排列的位置，可控制明暗比。
再者，参照图11，磁性粒子(11)和吸光粒子(20)的粒子大小不同时，可利用磁性粒子(11)和吸光粒子(20)中小粒子从大粒子间移动的性质控制明暗比。即，上部施加弱磁场时，全部磁性粒子(11)将排列在吸光粒子(20)的上部，磁性粒子(11)不被吸光粒子(20)挡住而显示最亮的颜色。但是，上部施加强磁场时，磁性粒子(11)排列位于再下面一点的下部的状态，部分吸光粒子(20)介于磁性粒子(11)的中间，挡住部分磁性粒子(11)而显示较暗的颜色。此外，通过调节磁性粒子(11)和吸光粒子(20)在溶剂(12)内的混合比、比重等的差异可控制明暗比。
图15是示出根据本发明的另一实施例涉及的光子晶体显示装置的示意图。
图15光子晶体显示装置包括的磁性可变物质(52)，可包括将溶剂(12)用透射性物质胶囊化形成的多个胶囊(13)，其中所述溶剂(12)用于分散通过外部磁场变化移动而相互间的间隔变化的磁性粒子(11)。并且，胶囊(13)的至少部分表面可涂覆可吸收入射光的吸光物质(40)。
吸光物质(40)可使用与吸光粒子(20)相同的物质。此外，为了使吸光物质(40)容易吸收光优选地显示黑色，但在实现可吸收光的作用的范围内可采用一些其他颜色。并且，为了扩大吸光面积，优选地胶囊的下部全部用吸光物质(40)涂覆，更为优选地是涂覆到胶囊(13)的两侧面。
图16是示出制造图15的光子晶体显示装置过程的示意图。
参照图16的(a)，准备将用于分散多个磁性粒子(11)的溶剂(12)用透光性物质胶囊化形成的胶囊(13)，可在显示部基材(600)上附着胶囊(13)。显示部基材(600)是可确认磁性可变物质(52)的颜色变化的部分，可起到上部基材的作用。
接着，参照图16的(b)，显示部基材(600)接触的胶囊(13)的表面除外，其他表面的至少一部分可涂覆可吸收的光吸光物质(40)。涂覆能够不受限制地使用公知的涂覆方法。
图17是示出根据本发明的另一实施例涉及的光子晶体显示装置涂覆到任意相对物(500)上的过程的示意图。
参照图17的(a),首先，准备具有硬壳的胶囊(13')形态的磁性可变物质(10')(参照图1)，在任意对象物(500)的至少一部分可涂覆吸收入射光的吸光物质(40)。
接着，参照图17的(b)，将磁性可变物质(10')附着到用吸光物质(40)涂覆的对象物(500)的部分上。
如图16和图17所示，本发明可利用将吸光物质(40)涂覆到胶囊(13)的部分表面，或涂覆到对象物(500)上的简单工艺，没有必要追加黑色薄片(5)(参照图1)和黑色薄片(5)粘贴层等，具有减少制造成本，减少光子晶体显示装置整体厚度的优点。
另外，本发明涉及的光子晶体显示装置包括利用全息图、无线射频识别(RFID：Radio Frequency Identification)以及生物信息识别中的至少一种技术的追加的防止伪造以及变造手段，由此能够进一步提高对象物的防伪造变造效果。
如上所述，通过具体的构成要素等特定事项、有限的实施例以及附图来说明了本发明，但是这只是为了有助于全面理解本发明而提供，本发明并非限定于上述实施例，本发明所属领域的技术人员可以通过上述记载进行各种修改以及变更。
因此，本发明的思想并非限定于所说明的实施例，不仅是后述的权利要求、与该权利要求均等或等效变形均属于本发明的思想范围内。

Claims (26)

1.一种光子晶体显示装置，其特征在于，包括显示区域，所述显示区域包括随着外部磁场变化而移动并变化相互间间隔的多个磁性粒子，可吸收入射光的多个吸光粒子，以及用于分散所述多个磁性粒子和所述多个吸光粒子的溶剂。
2.根据权利要求1所述的光子晶体显示装置，其特征在于，所述显示区域包括将所述溶剂用透光性物质胶囊化形成的胶囊。
3.根据权利要求1所述的光子晶体显示装置，其特征在于，所述显示区域形成隔壁结构，所述隔壁结构之间填充所述溶剂。
4.根据权利要求1所述的光子晶体显示装置，其特征在于，所述吸光粒子不对所述外部磁场作出反应。
5.根据权利要求1所述的光子晶体显示装置，其特征在于，所述多个磁性粒子带电荷，所述多个吸光粒子不带电荷。
6.根据权利要求1所述的光子晶体显示装置，其特征在于，所述磁性粒子和所述吸光粒子的大小不同，所述磁性粒子和所述吸光粒子中，小粒子在大粒子之间移动。
7.根据权利要求1所述的光子晶体显示装置，其特征在于，所述磁性粒子和所述吸光粒子带有相同极性的电荷。
8.根据权利要求1所述的光子晶体显示装置，其特征在于，在所述显示区域内，所述多个磁性粒子设置在上部，所述多个吸光粒子设置在下部。
9.根据权利要求8所述的光子晶体显示装置，其特征在于，所述吸光粒子的比重大于所述磁性粒子的比重。
10.根据权利要求9所述的光子晶体显示装置，其特征在于，在所述显示区域内还包括固化剂，所述固化剂的比重大于所述磁性粒子或所述溶剂的比重。
11.根据权利要求10所述的光子晶体显示装置，其特征在于，通过外部施加的光能或热能固化所述固化剂。
12.根据权利要求11所述的光子晶体显示装置，其特征在于，所述磁性粒子和吸光粒子带相反极性的电荷。
13.一种光子晶体显示装置的制造方法，其特征在于，包括，在显示区域内，在溶剂内混合固化剂，其中所述溶剂用于分散随着外部磁场变化移动而变化相互间的间隔的多个磁性粒子和可吸收入射光的多个吸光粒子。
14.根据权利要求13所述的光子晶体显示装置的制造方法，其特征在于，所述显示区域包括将所述溶剂用透光性物质胶囊化形成的胶囊。
15.根据权利要求13所述的光子晶体显示装置的制造方法，其特征在于，所述显示区域形成隔壁结构，所述隔壁之间填充所述溶剂。
16.根据权利要求13所述的光子晶体显示装置的制造方法，其特征在于，所述吸光粒子或所述固化剂的比重比所述磁性粒子或所述溶剂的比重大。
17.根据权利要求16所述的光子晶体显示装置的制造方法，其特征在于，从外部施加的光能或热能固化所述固化剂。
18.根据权利要求16所述的光子晶体显示装置的制造方法，其特征在于，从外部施加磁场，在所述溶剂内将多个磁性粒子和多个吸光粒子不发生混合地分离后，从外部施加光能或热能固化所述固化剂。
19.根据权利要求16或17所述的光子晶体显示装置的制造方法，其特征在于，所述磁性粒子和所述吸光粒子带相同极性的电荷。
20.根据权利要求16或17所述的光子晶体显示装置的制造方法，其特征在于，所述磁性粒子和所述吸光粒子带相反极性的电荷。
21.一种光子晶体显示装置的涂覆方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)在溶剂内混合固化剂，并用透光性物质胶囊化后形成胶囊的准备胶囊的步骤,其中所述溶剂用于分散随着外部磁场变化而移动并变化的相互间间隔的多个磁性粒子和可吸收入射光的多个吸光粒子，并且所述吸光粒子或所述固化剂的比重大于所述磁性粒子或所述溶剂的比重；
(b)将所述胶囊附着到任意对象物的一部分上的步骤；以及
(c)施加外部光能或热能固化所述固化剂的步骤。
22.根据权利要求21所述的光子晶体显示装置的涂覆方法，其特征在于，在所述(b)步骤和(c)步骤之间，还包括施加外部磁场达到使所述多个磁性粒子和所述多个吸光粒子不发生混合地分离的步骤。
23.一种光子晶体显示装置的控制方法，其特征在于，对根据权利要求1-12任一所述的光子晶体显示装置施加的磁场方向、强度中的至少一个进行调节，通过控制所述磁性粒子的位置而控制光子晶体显示装置的明暗比。
24.一种光子晶体显示装置，其特征在于，包括将溶剂用透光性物质胶囊化形成的多个胶囊，其中所述溶剂用于分散随着外部磁场变化而移动并变化相互间间隔的多个磁性粒子，所述胶囊的至少部分表面用可吸收入射光的吸光粒子涂覆。
25.一种光子晶体显示装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)将溶剂用透光性物质胶囊化的准备胶囊的步骤，其中所述溶剂用于分散随着外部磁场变化而移动并变化相互间间隔的多个磁性粒子；
(b)将所述胶囊附着到显示部基材上的步骤，以及
(c)与所述显示部基材接触的所述胶囊表面的除外，其余表面的至少一部分涂覆可吸收入射光的吸光物质的步骤。
26.一种光子晶体显示装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)将溶剂用透光性物质胶囊化的准备胶囊步骤，其中所述溶剂用于分散随着外部磁场变化而移动并变化相互间间隔的多个磁性粒子；
(b)任意对象物的至少一部分涂覆可吸收入射光的吸光物质的步骤；以及
(c)将所述胶囊附着到用所述吸光物质涂覆的对象物的一部分的步骤。
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