DE112010003038T5

DE112010003038T5 - Anzeigeverfahren und -vorrichtung mit photonischen Kristalleigenschaften

Info

Publication number: DE112010003038T5
Application number: DE112010003038T
Authority: DE
Inventors: Jae Hyun Joo; In Sook Lee; Jin Ha Kal; Da Hyeon Go
Original assignee: Nanobrick Co Ltd
Current assignee: Nanobrick Co Ltd
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2012-09-13
Anticipated expiration: 2030-07-21
Also published as: TWI454814B; GB2477478A; US20120044128A1; DE112010003038B4; GB201109473D0; KR101022061B1; JP2012533777A; US8238022B2; JP5468682B2; CN102422213A; GB2477478B; CN102422213B; TW201137485A; KR20090086192A; US8537453B2; US20110235161A1; KR20110011513A; WO2011010852A2; WO2011010852A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Anzeigeverfahren und eine Anzeigevorrichtung, welches und welche photonische Kristalleigenschaften verwenden. Dieses Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisches Feld in einem Zustand angelegt wird, bei dem mehrere Partikel mit elektrischen Ladungen in einem Lösungsmittel dispergiert sind, und damit Abstände zwischen den Partikeln gesteuert werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Anzeigeverfahren und eine Anzeigevorrichtung, welches und welche photonische Kristalleigenschaften verwenden, insbesondere wobei ein elektrisches Feld in einem Zustand angelegt wird, bei dem mehrere Partikel mit elektrischen Ladungen in einem Lösungsmittel mit elektrischen Polarisationseigenschaften dispergiert sind, oder bei dem die Partikel mit elektrischen Ladungen und Polarisationseigenschaften in einem Lösungsmittel dispergiert sind, und damit die Abstände zwischen den Partikeln gesteuert werden, so dass eine Wellenlänge eines von den Partikeln reflektierten Lichtes gesteuert werden kann.
Hintergrund der Erfindung
In letzter Zeit werden Anzeigen von nächster Generation aktiv erforscht und entwickelt, und damit verschiedene Anzeigemittel vorgestellt. Als typisches Beispiel der Anzeigen von nächster Generation kann eine elektronische Tinte in Betracht kommen. Diese elektronische Tinte ist eine Anzeige, in welcher ein elektrisches Feld an die Partikel von spezifischen, jeweils negative und positive Ladungen aufweisenden Farben (z. B. jeweils Schwarz und Weiß) angelegt wird, so dass diese bestimmten Farben angezeigt werden, und welche einen Vorteil hat, dass die Leistungsaufnahme reduziert werden und eine flexible Anzeige ermöglicht werden kann. Wird die elektronische Tinte jedoch angewandt, ist eine Farbe eines Partikels nur auf eine bestimmte Farbe gesetzt, weshalb eine Einschränkung verursacht wird, bei der verschiedene Farben nicht leicht angezeigt werden können, und langsame Geschwindigkeit einer Anzeigeumwandlung für das Anzeigen eines Bewegtbildes nicht geeignet ist.
Um die Probleme dieser herkömmlichen Anzeigen von nächster Generation wesentlich lösen zu können, wurden verschiedene Verfahren bisher vorgeschlagen. Von diesen Verfahren ist bezüglich dieser Erfindung ein Verfahren denkbar ist, das ein Prinzip eines photonischen Kristalls verwendet.
Der Begriff „photonischer Kristall” stellt eine Substanz oder einen Kristall dar, die oder der solche Eigenschaften aufweist, dass von durch eine regelmäßig angeordnete Mikrostruktur einfallenden Lichtern nur ein Licht mit einem bestimmten Wellenlängenbereich reflektiert und ein mit einem anderen Wellenlängenbereich transmittiert wird, so dass die dem bestimmten Wellenlängenbereich entsprechenden Farben angezeigt werden können, wobei als typisches Beispiel des photonischen Kristalls ein Schmetterlingsflügel, ein Käferpanzer, etc. in Betracht kommen. Obwohl dieser Flügel oder Panzer keinen Farbstoff enthält, enthält er eine spezifische, photonische Kristallstruktur, weshalb er spezielle Farbe zeigen kann.
In letzter Zeit hat es sich nach der Erforschung des photonischen Kristalls herausgestellt, dass bestehende, in der Natur existierende, photonische Kristalle nur das Licht einer bestimmten Wellenlänge reflektieren, während bei künstlich synthetisierten, photonischen Kristallen die Strukturen derselben, wie z. B. Dicke zwischen den einen photonischen Kristall aufbauenden Schichten, mittels verschiedener Außenstimuli beliebig verändert werden können, und demzufolge der Wellenlängenbereich des reflektierten Lichtes im Bereich vom sichtbaren Licht bis zum ultravioletten oder infraroten Licht frei eingestellt werden kann.
Daher konnte der Erfinder zu dieser Erfindung auf folgende Gedanken beruhend gelangen, dass ein Anzeigeverfahren und eine Anzeigevorrichtung mit photonischen Kristalleigenschaften derart realisiert werden können, dass ein elektrisches Feld an die Partikel und das Lösungsmittel mit elektrischen Ladungen oder Polarisationseigenschaften angelegt wird, und damit die Abstände zwischen den Partikeln gesteuert werden, so dass ein Licht mit einem beliebigen Wellenlängenbereich von den Partikeln reflektiert werden kann.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anzeigeverfahren und eine Anzeigevorrichtung mit photonischen Kristalleigenschaften zu schaffen, mittels welches und welcher ein elektrisches Feld in einem Zustand angelegt wird, bei dem die Partikel mit elektrischen Ladungen in einem Lösungsmittel dispergiert sind, bei dem die Partikel mit elektrischen Ladungen sowie Polarisationseigenschaften in einem Lösungsmittel dispergiert sind, oder bei dem die Partikel mit elektrischen Ladungen in einem Lösungsmittel mit elektrischen Polarisationseigenschaften dispergiert sind, und damit die Abstände zwischen den Partikeln gesteuert werden, so dass eine Wellenlänge eines von den Partikeln reflektierten Lichtes auch gesteuert werden kann.
Der Erfindung liegt ferner die andere Aufgabe zugrunde, ein Anzeigeverfahren und eine Anzeigevorrichtung mit photonischen Kristalleigenschaften zu schaffen, mittels welches und welcher eine Wellenlänge eines von Partikeln reflektierten Lichtes durch das Einstellen einer Stärke, Richtung und Anlegungszeit eines an die Partikel und das Lösungsmittel anzulegenden, elektrischen Feldes gesteuert werden kann.
Der Erfindung liegt weiterhin die weitere Aufgabe zugrunde, ein Anzeigeverfahren und eine Anzeigevorrichtung mit photonischen Kristalleigenschaften zu schaffen, mittels welches und welcher die Abstände zwischen den Partikeln unter Verwendung von Strukturen, wie z. B. Kapsel, Zelle oder Spaltelektrode, usw., unabhängig voneinander gesteuert werden können.
Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass ein elektrisches Feld in einem Zustand angelegt wird, bei dem mehrere Partikel mit elektrischen Ladungen in einem Lösungsmittel dispergiert sind, und damit die Abstände zwischen den Partikeln gesteuert werden.
Dabei können zumindest die Partikel oder das Lösungsmittel oder die beiden die elektrischen Polarisationseigenschaften aufweisen.
Durch das Anlegen des elektrischen Feldes wirken eine elektrische Kraft, die zwischen dem elektrischen Feld und den Partikeln entsteht und damit zur Elektronenwanderung der Partikel führen kann, und eine elektrische Kraft, die zwischen den die elektrischen Ladungen enthaltenden Partikeln entsteht, miteinander zusammen, so dass die Abstände zwischen den Partikeln innerhalb eines bestimmten Bereichs erhalten sind, wobei ein Licht mit einem bestimmten Wellenlängenverlauf, durch das Erhalten der Abstände zwischen den Partikeln innerhalb des bestimmten Bereichs, von den mehreren Partikeln reflektiert werden kann.
Durch das Anlegen eines elektrischen Feldes wirken eine elektrische Kraft, die zwischen dem elektrischen Feld und den Partikeln entsteht und damit zur Elektronenwanderung der Partikel führen kann, eine elektrische Kraft, die zwischen den die elektrischen Ladungen enthaltenden Partikeln entsteht, und eine elektrische Kraft, die durch die elektrische Polarisierung erzeugt wird, miteinander zusammen, so dass die Abstände zwischen den Partikeln innerhalb eines bestimmten Bereichs erhalten sind, wobei ein Licht mit einem bestimmten Wellenlängenverlauf, durch das Erhalten der Abstände zwischen den Partikeln innerhalb des bestimmten Bereichs, von den mehreren Partikeln reflektiert werden kann.
Dabei können sich die Abstände zwischen den Partikeln in Abhängigkeit von der Veränderung zumindest eines von Faktoren, wie z. B. Stärke, Richtung, Anlegungszeit, Anlegungsperiode oder Anlegungshäufigkeit des elektrischen Feldes verändern, wobei sich die Wellenlänge des von den mehreren Partikeln reflektierten Lichtes auch abhängig von der Veränderung der Abstände verändern kann.
Eine Brechungsindexdifferenz zwischen den Partikeln und dem Lösungsmittel kann mehr als 0.3 betragen.
Die Partikel und das Lösungsmittel können mittels eines lichtdurchlässigen Isoliermaterials eingekapselt oder segmentiert werden.
Ein Bereich, an den das elektrische Feld angelegt wird, kann in zumindest zwei Teilbereiche untergeteilt werden, wobei das elektrische Feld auch jeweils an die zumindest zwei Teilbereiche angelegt werden kann.
Nachdem das elektrische Feld an die Partikel oder das Lösungsmittel angelegt wird, wird ein anderes, d. h. entgegen dem angelegten elektrischen Feld gerichtetes, elektrisches Feld wiederum angelegt, so dass die Abstände zwischen den Partikeln initiiert, d. h. neu gesetzt werden können.
Um die Abstände zwischen den Partikeln im vorgegebenen Zustand zu erhalten, bevor das elektrische Feld angelegt wird, kann ein einsatzbereites, elektrisches Feld angelegt werden.
Mit einem durch die Partikel durchgehenden Licht wird eine elektrische Energie erzeugt, wobei mittels dieser elektrischen Energie das elektrische Feld angelegt werden kann.
Ferner kann das elektrische Feld durch die Ober- und die Unterelektrode angelegt werden, wobei eine Intensität des elektrischen Feldes auf kleiner als einen vorgegebenen Wert gesetzt und damit ein Bewegugnsbereich der Partikel auf kleiner als einen vorgegebenen Wert eingestellt wird, so dass eine eigene Farbe eines von Bestandteilen, wie den Partikeln, dem Lösungsmittel, und der Ober- oder der Unterelektrode angezeigt werden kann.
Weiterhin kann das elektrische Feld durch die Ober- und die Unterelektrode angelegt werden, wobei eine Intensität des elektrischen Feldes auf höher als einen vorgegebenen Wert gesetzt wird und damit die Partikel zu zumindest einem Teilbereich einer von der Ober- und Unterelektrode bewegt werden, so dass eine eigene Farbe eines von Bestandteilen, wie den Partikeln, dem Lösungsmittel, und der Ober- oder der Unterelektrode angezeigt werden kann.
Darüber hinaus kann das elektrische Feld in einem Zustand angelegt werden, bei dem erste Partikel mit negativen Ladungen und zweite Partikel mit positiven Ladungen in dem Lösungsmittel dispergiert sind, und damit die Abstände zwischen den ersten Partikeln und die Abstände zwischen den zweiten Partikeln gesteuert werden, so dass diese Abstände zwischen den ersten Partikeln und diese Abstände zwischen den zweiten Partikeln durch das elektrische Feld unabhängig voneinander gesteuert werden können.
Dabei enthalten die beiden Partikel ein Material, durch das ein sichtbares Licht transmittiert werden kann, wobei ein Wellenlängenbereich eines von den mehreren Partikeln reflektierten Lichtes außerhalb des des sichtbaren Lichtes liegt, so dass die mehreren Partikel und das Lösungsmittel transparent werden können.
Ferner können die Partikel und/oder das Lösungsmittel ein Material enthalten, das durch eine von elektronischer Polarisierung, ionischer Polarisierung, Grenzflächenpolarisierung und Rotationspolarisierung elektrisch polarisiert wird.
Dabei können die Partikel und/oder das Lösungsmittel ein superparaelektrisches oder ein ferroelektrisches Material enthalten.
Ferner kann das Lösungsmittel ein Material mit einem Polaritätsindex, der größer als 1 ist, enthalten.
Darüber hinaus kann das Lösungsmittel in Form vom Gel ausgebildet sein.
Eine die photonischen Kristalleigenschaften verwendende Anzeigevorrichtung nach der Erfindung ist aber auch dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Anzeigeeinheit, die mehreren Parkeln mit elektrischen Ladungen und ein Lösungsmittel, in dem die mehreren Parikeln dispergiert sind, aufweist, und eine elektrische Felderzeugungseihnheit zur Erzeugung eines an die Anzeigeeinheit anzulegenden, elektrischen Feldes umfasst, wobei das elektrische Feld in einem Zustand angelegt wird, bei dem die mehreren Partikel mit den elektrischen Ladungen in dem Lösungsmittel dispergierte sind, und damit die Abstände zwischen den Partiklen gesteuert werden.
Dabei können zumindest die Partikel oder das Lösungsmittel oder die beiden die elektrischen Polarisationseigenschaften aufweisen.
Ferner kann ein Bereich, an den das elektrische Feld angelegt wird, in zumindest zwei Teilbereiche untergeteilt werden, wobei das elektrische Feld auch jeweils an die zumindest zwei Teilbereiche angelegt werden kann.
Mittels eines durch die Partikel durchgehenden Lichtes wird eine elektrische Energie weiterhin erzeugt, wobei mittels dieser elektrischen Energie das elektrische Feld angelegt werden kann.
Ferner kann das elektrische Feld durch die Ober- und die Unterelektrode angelegt werden, wobei eine Intensität des elektrischen Feldes auf kleiner als einen vorgegebenen Wert gesetzt und damit ein Bewegugnsbereich der Partikel auf kleiner als einen vorgegebenen Wert eingestellt wird, so dass eine eigene Farbe eines von Bestandteilen, wie den Partikeln, dem Lösungsmittel, und der Ober- oder der Unterelektrode angezeigt werden kann.
Darüber hinaus kann das elektrische Feld durch die Ober- und die Unterelektrode angelegt werden, wobei eine Intensität des elektrischen Feldes auf höher als einen vorgegebenen Wert gesetzt wird und damit die Partikel zu zumindest einem Teilbereich einer von der Ober- und Unterelektrode bewegt werden, so dass eine eigene Farbe eines von Bestandteilen, wie den Partikeln, dem Lösungsmittel, und der Ober- oder der Unterelektrode angezeigt werden kann.
Das elektrische Feld kann des Weiteren in einem Zustand angelegt werden, bei dem erste Partikel mit negativen Ladungen und zwiete Partikel mit positiven Ladungen in dem Lösungsmittel dispergiert sind, und damit die Abstände zwischen den ersten Partikeln und die Abstände zwischen den zweiten Partikeln gesteuert werden, so dass diese Abstände zwischen den ersten Partikeln und diese Abstände zwischen den zweiten Partikeln durch das elektrische Feld unabhängig voneinander gesteuert werden können.
Effekte der Erfindung
Gemäß der derart ausgebildeten Erfindung kann eine Wellenlänge eines von den Partikeln reflektierten Lichtes gesteuert werden, so dass ein solcher Effekt erreicht werden kann, dass eine Strukturfarbe eines ganzen Wellenlängenbereichs (Vollspektrums) realisiert wird.
Weiterhin ist es efindungsgemäß vorteilhaft vorgesehen, dass die Abstände zwischen den Partikeln schnell und genau gesteuert werden können, weshalb ein solcher Effekt erreicht werden kann, dass eine Ansprechgeschwindigkeit verbessert und ein Nachbild verhindert werden kann.
Ferner ist es erfindungsgemäß vorteilhaft vorgesehen, dass die Abstände zwischen den Partikeln unabhängig voneinander gesteuert werden können, weshalb ein Effekt erreicht werden kann, bei dem eine genauere und unabhängigere Anzeige ermöglicht wird und eine Instandhaltung und Wartung erleichert werden.
Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorteilhaft vorgesehen, dass eine flexible Anzeige möglich ist, weshalb ein solcher Effekt erreicht werden kann, dass eine Verwendung, ein Transport und eine Lagerung einer Anzeigevorrichtung erleichert werden.
Darüber hinaus ist es auch erfindungsgemäß vorteilhaft vorgesehen, dass eine Verbindung mit einer Solarzelle ermöglicht wird, weshalb ein solcher Effekt erreicht werden kann, dass eine Funktion von einer die Farbe abstimmenden Solarzelle oder von einer Anzeige mit ihrer eigenen Stromquelle realisiert wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 und 2 jeweils eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung von den Partikeln, die in einer Anzeigevorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung enthalten sind;
3 eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung, bei der die Partikel oder das Lösungsmittel durch das Anlegen eines elektrischen Feldes nach einer Ausführungsform der Erfindung polarisiert sind oder ist;
4 eine beispielhafte Darstellung einer Einheitspolarisationseigenschaft, die nach einer Ausführungsform der Erfindung durch eine asymmetrische Anordnung von den Molekülen erzeugt wird;
5 ein Diagramm der Hysteresenkurven eines paraelektrischen Körpers, eines ferroelektrischen Körpers und eines superparaelektrischen Körpers;
6 ein bespielhafte Darstellung eines Materials, das eine Perowskitstruktur hat, die in einem Partikel und/oder Lösungsmittel nach einer Ausführungsform der Erfindung enthalten sein kann;
7 eine begriffliche Darstellung einer Ausgestaltung, bei der die Abstände zwischen den Partikeln nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung gesteuert werden;
8 eine begriffliche Darstellung einer Ausgestaltung, bei der die Abstände zwischen den Partikeln nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gesteuert werden;
9 eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung einer Anzeigevorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung;
10 und 11 jeweils eine begriffliche Darstellung einer Ausgestaltung einer Anzeigevorrichtung nach der ersten und der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
12 eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung einer Anzeigevorrichtung, die nach einer Ausführungsform der Erfindung eine aus mehreren Elektroden bestehende, elektrische Felderzeugungseinheit aufweist;
13 eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung, bei der die und das in der Anzeigevorrichtung enthaltenen/-e Partikel und Lösungsmittel nach einer Ausführungsform der Erfindung mittels mehrerer Kapseln eingekapselt sind;
14 eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung, bei der die und das in der Anzeigevorrichtung enthaltenen/-e Partikel und Lösungsmittel nach einer Ausführungsform der Erfindung in einem Medium gestreut sind;
15 und 16 jeweils eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung der Partikel und des Lösungsmittels, die und das nach einer Ausführungsform der Erfindung in einem Medium gestreut sind;
17 eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung, bei der die und das in einer Anzeigevorrichtung enthaltenen/-e Partikel und Lösungsmittel in mehrere Zellen untergeteilt sind;
18 bis 20 jeweils eine beispielhafte Darstellung eines Verlaufs einer Spannung, die nach einer Ausführungsform der Erfindung an eine Anzeigevorrichtung angelegt wird;
21 eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung einer Anzeigevorrichtung, die nach einer Ausführungsform der Erfindung eine Solarzelleneinheit aufweist;
22 bis 24 jeweils eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung, bei der eine elektrische Felderzeugungseinheit aufbauende Elektroden nach einer Ausführungsform der Erfindung strukturiert sind;
25 eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung einer Anzeigevorrichtung, die nach einer Ausführungsform der Erfindung ein Schwarz oder Weiß anzeigt;
26 eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung einer Anzeigevorrichtung, die nach einer Ausführungsform der Erfindung eine transparente Anzeige realisieren kann;
27 eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung einer Anzeigevorrichtung, die nach einer Ausführungsform der Erfindung mittels der Partikel mit verschiedenen Ladungen eine photonische Kristallanzeige realisieren kann;
28 eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung einer Anzeigevorrichtung, die nach einer Ausführungsform der Erfindung mittels einer Elektrode, an die eine Erdungsspannung angelegt wird, eine beidseitige, photonische Kristallanzeige realisieren kann;
29 eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung einer Anzeigevorrichtung nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
30 und 31 jeweils ein Diagramm und ein Foto eines Lichtes, das von den Partikeln reflektiert wird, gemäß einem Ergebnis eines durchgeführten Versuchs, bei dem ein elektrisches Feld in einem Zustand angelegt wird, bei dem die Partikel mit elektrischen Ladungen nach einer Ausführungsform der Erfindung in einem Lösungsmittel mit elektrischen Polarisationseigenschaften dispergiert sind;
32 und 33 jeweils ein Diagramm einer Wellenlänge eines Lichtes, das von den Partikeln reflektiert wird, gemäß einem Ergebnis eines jeweilig durchgeführten Versuchs, bei dem ein elektrisches Feld in einem jeweiligen Zustand angelegt wird, bei dem die Partikel mit elektrischen Ladungen jeweils in verschiedenen Lösungsmitteln mit unterschiedlichen Polaritätsindexen dispergiert sind;
34 und 35 jeweils ein Diagramm und ein Foto eines Lichtes, das von den Partikeln reflektiert wird, gemäß einem Ergebniss eines durchgeführten Versuchs, bei dem ein elektrisches Feld in einem Zustand angelegt wird, bei dem die Partikel mit elektrischen Ladungen und Polarisationseigenschaften nach einer Ausführungsform der Erfindung in einem Lösungsmittel dispergiert sind;
36 eine Darstellung eines Versuchsergebnisses bezüglich einer Ausgestaltung, bei der eine trasnparente Anzeige nach einer Ausführungsform der Erfindung realisiert ist;
37 ein Diagramm und eine Tabelle eines Versuchsergebnisses bezüglich einer Anzeigeleistungsfähigkeit gemäß einem Beobachtungswinkel einer Anzeigevorichtung (d. h. bezüglich eines Bildwinkels einer Anzeige) nach einer Ausführungsform der Erfindung; und
38 und 39 jeweils ein Diagramm eines Ergebnisses, bei dem eine Anzeige durch das Anlegen eines elektrischen Feldes an die Partikel mit elektrischen Ladungen und einem Magnetismus nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wesentlich realisiert ist.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, bei denen bevorzugte, bestimmte Ausführungsformen zum Durchführen der Erfindung bespielhaft gezeigt sind. Diese Ausführungsformen sind derart genügend näher beschrieben, dass ein Fachmann die Erfindung durchführen kann. Aber es soll ganz verständlich sein, dass die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung unterschiedlich voneinander sind, jedoch nicht nötig sich gegenseitig ausschließend. Zum Beispiel können hier beschriebene, bestimmte Formen, Strukturen und Eigenschaften bezüglich einer Ausführungsform ohne Abweichung vom Geist und Umfang der Erfindung als eine weitere Ausführungsform realisiert werden. Ferner soll es verständlich sein, dass jede Position oder Anordnung der einzelnen Bestandteile innerhalb jeder offenbarten Ausführungsform ohne Abweichung vom Geist und Umfang der Erfindung modifiziert werden kann. Dementsprechend soll der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die nachfolgende Beschreibung beschränkt werden, sondern muss er nur durch die nachstehenden Patentansprüche eingeschränkt werden, jedoch wenn es passend beschrieben ist, auch dann durch alle Bereiche, die der Beanspruchung der Patentansprüche entsprechen. Abschließend stellen ähnliche Bezugszeichen innerhalb der Zeichnungen gleiche oder änhliche Funktion hinsichtlich verschiedener Ansichten dar.
Nachfolgend werden die Ausgestaltungen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen derart näher erläutert, dass sie von einem Durchschnittsfachmann der vorliegenden Erfindung leicht durchgeführt werden können.
Ausgestaltungen einer Anzeigevorrichtung
Eine Anzeigevorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung ist bezüglich wesentlicher Technologie dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisches Feld in einem Zustand angelegt wird, bei dem mehrere Partikel mit elektrischen Ladungen in einem Lösungsmittel dispergiert sind, bei dem mehrere Partikel mit elektrischen Ladungen in einem Lösungsmittel mit elektrischen Polarisationseigenschaften dispergiert sind, oder bei dem mehrere Partikel mit elektrischen Ladungen sowie Polarisationseigenschaften in einem Lösungsmittel dispergiert sind, und damit die Abstände zwischen den Partikeln gesteuert werden, so dass eine Anzeige mit einem ganzen Wellenlängenbereich (Vollspektrum) unter Verwendung von photonischen Kristalleigenschaften realisiert werden kann.
[Partikel mit elektrischen Ladungen]
1 und 2 zeigen jeweils eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung von den Partikeln, die in einer Anzeigevorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung enthalten sind.
Zunächst wird Bezug auf 1 genommen, kann ein Partikel 110 nach einer Ausführungsform der Erfindung als ein mit negativer oder positiver Ladung ausgebildet sein und in einem Lösungsmittel 120 dispergiert existieren. Dabei können mehrere Partikel 110 durch eine gegenseitige, durch eine elektrische Ladung eines gleichen Zeichens verursachte Abstoßungskraft im bestimmten Abstand voneinander ausgerichtet sein. Ein Durchmesser des Partikels 110 kann mehrere nm bis mehrhunderte μm betragen, jedoch nicht auf diese beschränkt.
In Bezug auf 2 kann ein Partikel 110 nach einer Ausführungsform der Erfindung, wie in 2(a) zu sehen ist, in einer Form einer aus verschiedenen Materialien bestehenden Kernschale 112 ausgebildet sein, wie in 2(b) zu sehen ist, in einer Form eines aus verschiedenen Materialien bestehenden Mehrkerns 114, und wie in 2(c) zu sehen ist, in einer Form eines aus mehreren Nanopartikeln bestehenden Clusters 116, wobei eine solche Struktur ausgestaltet sein kann, dass eine elektrische Ladungslage 118 mit elektrischer Ladung das Partikel umschließt.
Noch konkreter kann ein Partikel 110 nach einer Ausführungsform der Erfindung aus einem Element, wie z. B. Silizium (Si), Titanium (Ti), Barium (Ba), Strontium (Sr), Eisen (Fe), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Blei (Pb), Aluminium (Al), Kopfer (Cu), Silber (Ag), Gold (Au), Wolfram (W), und Molybdän (Mo), etc., oder aus einer diese genannten Elemente enthaltenden Verbindung bestehen. Ferner kann ein Partikel nach einer Ausführungsform der Erfindung aus einem Polymermaterial, wie z. B. Polystyrol (PS), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), und Polyethylenterephthalat (PET), etc. bestehen. Weiterhin kann ein Partikel nach einer Ausführungsform der Erfindung in einer solchen Form ausgebildet sein, dass ein Partikel oder Cluster ohne elektrische Ladung mit einem Material mit elektrischer Ladung beschichtet ist, wobei zu dem derartigen Partikel z. B. ein Partikel, dessen Oberfläche mittels einer organischen Verbindung mit einer Kohlenwasserstoffgruppe verarbeitet (oder beschichtet) ist, ein Partikel, dessen Oberfläche mittels einer organischen Verbindung mit einer Carbonsäure-, Ester- und Acylgruppe verarbeitet (oder beschichtet) ist, ein Partikel, dessen Oberfläche mittels einer Komplexverbindung mit einem Halogenelement, wie F, Cl, Br, I, etc. verarbeitet (beschichtet) ist, eine Partikel, dessen Oberfläche mittels einer Koordinationsverbindung mit Amin, Thiol und Phosphin verarbeitet (beschichtet) ist, und ein Partikel, das durch das Ausbilden eines Radikals auf seine Oberfläche eine elektrische Ladung aufweist, zählen können.
Anderseits ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass ein Wert eines elektrokinetischen Potentials, d. h. Zeta-Potentials, einer aus mehreren Partikeln und einem Lösungsmittel bestehenden Kolloidlösung größer als ein vorgegebener Wert sein kann, eine spezifische Gewichtsdifferenz zwischen den Partikeln und dem Lösungsmittel kleiner als ein vorgegebener Wert sein kann, und eine Brechungsindexdifferenz zwischen den Partikeln und dem Lösungsmittel größer als ein vorgegebener Wert sein kann, damit die Partikel nicht in ein nachfolgend zu beschreibendes Lösungsmittel niedergeschlagen werden, sondern einen stabilen Kolloidzustand erhalten können, so dass sie photonische Kristalleigenschaften aufweisen können. Hierbei kann z. B. der Absolutwert des elektrokinetischen Potentials der Kolloidlösung größer als 10 mV sein, die spezifische Gewichtsdifferenz zwischen den Partikeln und dem Lösungsmittel kleiner als 5 sein, und die Brechungsindexdifferenz zwischen den Partikeln und dem Lösungsmittel größer als 0.3 sein.
[Elektrische Polarisationseigenschaften]
Darüber hinaus ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die und/oder das in einer Anzeigevorrichtung enthaltenen/-e Partikel und/oder Lösungsmittel elektrische Polarisationseigenschaften aufweisen können, wobei diese Partikel oder dieses Lösungsmittel, wegen einer asymmetrischen Ladungsverteilung von Atomen oder Molekülen, etc., ein Material enthalten können, das mittels einer von elektronischer Polarisierung, ionischer Polarisierung, Grenzflächenpolarisierung und Rotationspolarisierung durch das Anlegen eines externen, elektrischen Feldes elektrisch polarisiert wird.
3 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung, bei der mehrere Partikel oder ein Lösungsmittel durch das Anlegen eines elektrischen Feldes nach einer Ausführungsform der Erfindung polarisiert sind oder ist.
In Bezug auf 3(a) und (b), können die Partikel und/oder das Lösungsmittel dann einen elektrischen Gleichgewichtszustand erhalten, wenn ein externes, elektrisches Feld nicht angelegt wird, während elektrische Ladungen innerhalb der Partikel und/oder des Lösungsmittels dann in eine bestimmte Richtung bewegt werden, wenn das externe, elektrische Feld angelegt wird, so dass die Partikel und/oder das Lösungsmittel polarisiert werden können. In Bezug auf 3(c) und (d) können die Partikel und/oder das Lösungsmittel durch eine Einheitspolarisation unordentlich ausgerichtet werden, die durch elektrisch asymmetrische Bestandteile erzeugt wird, die die Partikel und/oder das Lösungsmittel dann aufbauen, wenn ein externes, elektrisches Feld nicht angelegt wird, während die Partikel und/oder das Lösungsmittel mit der Einheitspolarisation dann in eine bestimmte Richtung gemäß der Richtung des elektrischen Feldes wieder ausgerichtet werden können, wenn das elektrische Feld angelegt wird, so dass insgesamt ein erheblich hoher Wert der elektrischen Polarisierung erzeugt werden kann. Demgegenüber kann die Einheitspolarisation auch nach einer Ausführungsform der Erfindung durch eine asymmetrische Anordnung von Elektronen oder Ionen oder durch eine asymmetrische Struktur von Molekülen verursacht werden, wobei wegen dieser Einheitspolarisation ein geringfügiger Wert einer restlichen Polarisation erzeugt werden kann, auch wenn das externe, elektrische Feld nicht angelegt wird.
4 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer Einheitspolarisationseigenschaft, die nach einer Ausführungsform der Erfindung durch eine asymmetrische Anordnung von Molekülen erzeugt wird. Noch konkreter stellt 4 beispielhaft die Fälle von Wassermolekülen (H₂O) dar, wobei neben diesen Wassermolekülen auch Trichlorethylen, Kohlenstofftetrachlorid, Diisopropylether, Toluol, Methyl-t-butylether, Xylen, Benzen, Diethylether, Dichlormethan, 1,2-Dichlorethan, Butylacetat, Isopropanol, n-Butanol, Tetrahydrofuran, n-Propanol, Chloroform, Ethylacetat, 2-Butanon, Dioxan, Aceton, Methanol, Ethanol, Acetonitril, Ethansäure, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Propylencarbonat, N,N-Dimethylformamid, Dimethylacetamid, und N-Methylpyrrolodon, etc. durch die asymmetrischen Eigenschaftenen von einer Molekülstruktur die Einhetispolarisationseigenschaften aufweisen können, weshalb auch diese genannten Materialien als ein Werkstoff zum Herstellen der Partikel und/order des Lösungsmittels gemäß der vorliegenden Erfindung verwandt werden können. Zur Kenntnisnahme ist es beschrieben, dass der Polaritätsindex, der zum Vergleichen einer Plarisationseigenschaft eines Materials verwandt wird, einen Index bedeutet, der einen relativen Polarisierungsgrad eines entsprechenden Materials zu den Polarisationseigenschaften des Wassers (H₂O) darstellt.
Ferner können die Partikel und/oder das Lösungsmittel nach einer Ausführungsform der Erfindung aufweisen: ein ferroelektrisches Material, dessen Polarisationsmenge durch das Anlegen des externen, elektrischen Feldes erhöht wird, wobei seine restliche Polarisationsmenge hoch entsteht, auch wenn das externe, elektrische Feld nicht angelegt wird, und seine Hysterese übrig bleibt; sowie ein superparaelektrisches Material, dessen Polarisationsmenge auch durch das Anlegen des externen, elektrischen Feldes erhöht wird, wobei seine restliche Polarisationsmenge dann nicht entsteht, wenn das externe, elektrische Feld nicht angelegt wird, und seine Hysterese nicht übrig bleibt. In Bezug auf 5 sind die Hysteresenkurven eines paraelektrischen 510, eines ferroelektrischen 520 und eines Superparaelektrischen Materials 530 diesbezüglich gemäß dem externen, elektrischen Feld in einem jeweiligen Diagramm dargestellt.
Weiterhin können die Partikel und/oder das Lösungsmittel nach einer Ausführungsform der Erfindung ein Material enthalten, das eine Perowskitstruktur aufweist, wobei PbZrO₃, PbTiO₃, Pb(Zr,Ti)O₃, SrTiO₃ BaTiO₃, (Ba, Sr)TiO₃, CaTiO₃, und LiNbO₃, etc. als Beispiel eines solche Perowskitstruktur aufweisenden Materials, wie ABO3, in Betracht kommen können.
6 zeigt eine beispielhafte Darstellung eines Materials, das eine Perowskitstruktur hat, die in einem Partikel und/oder Lösungsmittel nach einer Ausführungsform der Erfindung enthalten sein kann. In Bezug auf 6 kann sich eine Position vom Zr (oder Ti) (d. h. B einer ABO₃-Struktur) innerhalb eines PbZrO₃s (oder PbTiO₃s) gemäß der Richtung eines ans PbZrO₃ (oder PbTiO₃) angelegten, externen elektrischen Feldes verändern, so dass sich auch die Polarität vom ganzen PbZrO₃ (oder PbTiO₃) verändern kann.
Demgegenüber ist es nach einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Lösungsmittel ein Material mit einem Polaritätsindex, der größer als 1 ist, enthalten kann.
Diesbezüglich ist die Ausgestaltung der Partikel und des Lösungsmittels gemäß der Erfindung unbedingt nicht auf die oben Erwähnten beschränkt. Stattdessen soll es darauf hingewiesen sein, dass sich diese Ausgestaltung innerhalb eines Bereichs, der zur Erreichung der Aufgabe durch die Erfindung dient, d. h. innerhalb eines Bereichs, bei dem die Abstände zwischen den Partiklen durch das elektrische Feld gesteuert werden kann, passend verändern kann.
[Funktionsweisen und Ausgestaltungen einer Anzeigevorrichtung]
Ferner ist es nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung vorteilhaft vorgeshen, dass, wenn ein elektrisches Feld an mehrere Partikel und ein Lösungsmittel in einem Zustand angelegt wird, bei dem die mehreren Partikel mit elektrischen Ladungen eines gleichen Zeichens in dem Lösungsmittel dispergiert sind, dann eine zur Intensität des elektrischen Feldes sowie zur Ladungsmenge der Partikel proportionale Anziegungskraft wegen der in den Partiklen enthaltenen Ladungen auf die mehreren Partikel einwirken kann, so dass sich diese mehreren Partikel mittels einer Elektronenwanderung in eine bestimmte Richtung bewegen, und damit sich die Abstände zwischen den Partikeln jeweils verengen, während durch diese Verengung der Abstände eine elektrische Abziehungskraft, die zwischen den mehreren Partiklen mit elektrischen Ladungen des gleichen Zeichens verursacht wird, erhöht wird, weshalb die Abstände zwischen den Partikeln nicht stetig verengt werden, sondern einen bestimmten Gleichgewichtszustand erhalten, so dass das Lösungsmittel wengen der in diesem Lösungsmittel enthaltenen, elektrischen Polarisationseigenschaften in eine bestimmte Richtung polarisiert wird, und damit die elektrische Anziehungskraft lokal erzeugt wird, wodurch ein bestimmter Einfluss auf die Abstände zwischen den mehreren Parikeln ausgeübt werden kann, die mit dem polarisierten Lösungsmittel elektrisch zusammenwirken. D. h. ist es nach der ersten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die mehreren Partikel in einem Abstand voneinander regelmäßig ausgerichtet werden können, bei dem die elektrische Anziehungskraft durch das externe, elektrische Feld, die elektrische Abziehungskraft zwischen den Partikeln mit elektrischen Ladungen des gleichen Zeichens, und die elektrische Anziehungskraft durch die Polarisierung, etc. gegenseitig ein Equilibrium erhalten können. Gemäß dem derartigen Prinzip können die Abstände zwischen den Partikeln auf einen bestimmten Wert eingestellt werden, so dass die mehreren Parikel, die im bestimmten Abstand voneinander ausgerichtet sind, eine Funktion eines photonischen Kristalls durchführen können. Da eine Wellenlänge eines von der mehreren, regelmäßig ausgerichteten Partikeln reflektierten Lichtes von den Abständen zwischen den Partikeln abhängig ist, kann die Wellenlänge des von den mehreren Partikeln reflektierten Lichtes durch das Steuern der Abstände zwischen den Partikeln beliebig gesteuert werden. Dabei kann der Verlauf der Wellenlänge des reflektierten Lichtes abhängig von Faktoren, wie z. B. Intensität und Richtung des elektrischen Feldes, Größe und Masse des Partikels, Brechungsindex der Partikel und des Lösungsmittels, Ladungsmenge des Partikels, elektrischen Polarisationseigenschaften des Lösungsmittels, und Konzentration der im Lösungsmittel dispergierten Partikel, etc. unterschiedlich erzeugt werden.
7 zeigt eine begriffliche Darstellung einer Ausgestaltung, bei der die Abstände zwischen den Partikeln nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung gesteuert werden. In Bezug auf 7 wird ein einheitspolarisiertes Lösungsmittel 710, das sich im Umfang um die Partikel 720 mit elektrischen Ladungen befindet, dann mit den elektrischen Ladungen der Partikel zusammenwirkend in die Richtung dieser Partikel stark ausgerichtet, wenn ein externes, elektrisches Feld nicht angelegt wird, und damit von den Partikeln weit entfernt, so dass das einheitspolarisierte Lösungsmittel 710 mehr und mehr unordentlich ausgerichtet werden kann, siehe 7(a). Wird das externe, elektrische Feld ferner in Bezug auf 7 angelegt, dann wird das einheitspolarisierte Lösungsmittel 710, das sich in einem von Partikeln 720 nicht beeinflussten Bereich (d. h. in einem von Partikeln 720 weit entfernten Bereich) befindet, in die Richtung des externen, elektrischen Feldes wieder ausgerichtet. Hingegen kann das einheitspolariserte Lösungsmittel 710, das sich in einem von einer durch elektrische Ladungen der Partikel 720 erzeugten, elektrischen Anziehungskraft stark beeinflussten Bereich (d. h. in einem im Umfang um die Partikel angeordneten Bereich) befindet, dabei wegen einer Zusammenwirkung zwischen einer durch die elektrischen Ladungen der Partikel 720 erzeugten, elektrischen Anziehungskraft und einer durch das externe, elektrische Feld erzeugten, elektrischen Anziehungskraft asymmetrisch ausgerichtet werden, und damit kann dieser Bereich, bei dem das Lösungsmittel 710 im Umfang um die Partikel 720 asymmetrisch ausgerichtet ist, d. h. Polarisierungsbereich 730 so gut wirken wie ein großes, elektrisch polarisiertes Partikel, und daher mit einem anderen Polarisierungsbereich zusammenwirken, so dass die Partikel mit elektrischen Ladungen im bestimmten Abstand voneinander regelmäßig ausgerichtet werden können, siehe 7(b).
Wird das elektrisches Feld weiterhin nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung an die Partikel und das Lösungsmittel in einem Zustand angelegt, bei dem mehrere Partikel mit elektrischen Ladungen eines gleiche Zeichens und mit elektrischen Polarisationseigenschaften in dem Lösungsmittel dispergiert sind, dann wirkt eine zur Intensität des elektrischen Feldes und Ladungsmenge der Partikel proportionale elektrische Anziehungskraft wegen der elektrischen Ladungen der mehreren Partikel an diese Partikel ein, so dass sich diese mehreren Partikel mittels einer Elektronenwanderung in eine bestimmte Richtung bewegen, und damit sich die Abstände zwischen den Partikeln jeweils verengen, während durch diese Verengung der Abstände eine elektrische Abziehungskraft, die zwisden den mehreren Partiklen mit elektrischen Ladungen des gleichen Zeichens verursacht wird, erhöht wird, weshalb die Abstände zwischen den Partikeln nicht stetig verengt werden, sondern einen bestimmten Gleichgewichtszustand erhalten, so dass wegen der in den Partikeln enthaltenen, elektrischen Polarisationseigenschaften die mehreren Partikel in eine bestimmte Richtung polarisiert werden, und damit die elektrische Anzeihungskraft zwischen diesen mehreren, polarisierten Partikeln lokal erzeugt wird, wodurch ein bestimmter Einfluss auf die Abstände zwischen den Parikeln ausgeübt werden kann. D. h. ist es nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die mehreren Partikel in einem Abstand voneinander regelmäßig ausgerichtet werden können, bei dem die elektrische Anziehungskraft durch das externe, elektrische Feld, die elektrische Abziehungskraft zwischen den Partikeln mit elektrischen Ladungen des gleichen Zeichens, und die elektrische Anziehungskraft durch die Polarisierung, etc. gegenseitig ein Equilibrium erhalten können. Gemäß einem derartigen Prinzip können die Abstände zwischen den Partikeln auf eine bestimmte Distanz eingestellt werden, so dass die mehreren Parikel, die im bestimmten Abstand voneinander ausgerichtet sind, eine Funktion eines photonischen Kristalls durchführen können. Da eine Wellenlänge eines von der mehreren, regelmäßig ausgerichteten Partikeln reflektierten Lichtes von den Abständen zwischen den Partikeln abhängig ist, kann die Wellenlänge des von den mehreren Partikeln reflektierten Lichtes durch das Steuern der Abstände zwischen den Partikeln beliebig gesteuert werden. Dabei kann der Verlauf der Wellenlänge des reflektierten Lichtes abhängig von Faktoren, wie z. B. Intensität und Richtung des elektrischen Feldes, Größe und Masse des Partikels, Brechungsindex der Partikel und des Lösungsmittels, Ladungsmenge der Partikel, elektrischen Polarisationseigenschaften der Partikel, und Konzentration der im Lösungsmittel dispergierten Partikel, etc. unterschiedlich entstehen.
8 zeigt eine begriffliche Darstellung einer Ausgestaltung, bei der die Abstände zwischen den Partikeln nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung gesteuert werden. Wird kein elektrisches Feld in Bezug auf 8 angelegt, dann werden die Partikel 810 nicht polarisiert, siehe 8(a). Wird ein elektrisches Feld hingegen angelegt, dann können die Partikel 810 wegen elektrischer Polarisationseigenschaften eines in den Partikeln 810 enthaltenen Materials polarisiert werden, so dass diese Partikel in einem bestimmten Abstand voneinander regelmäßig ausgerichtet werden können, siehe 8(b).
In der ersten und der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist es so vorgesehen, dass ein Zusammenwirkungsgrad zwischen den Polarisierungsbereichen 730 oder zwischen den polarisierten Partikeln 810 mit dem zunehmenden Wert der elektrischen Polarisierung des Lösungsmittel und/oder der Partikel erhöht werden kann, so dass die Partikel noch regelmäßiger ausgerichtet werden können.
9 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung einer Anzeigevorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung.
In Bezug auf 9 kann die Anzeigevorrichtung 900 nach der einen Ausführungsform der Erfindung eine Anzeigeeinheit 910 und eine elektrische Felderzeugungseinheit 920 aufweisen. Noch konkreter kann es nach der ersten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass in der Anzeigeeinheit 910 mehrere Partikel 912 mit elektrischen Ladungen eines gleichen Zeichens in einem Zustand enthalten sind, bei dem diese in einem Lösungsmittel 914 mit elektrischen Polarisationseigenschaften dispergiert sind, während es nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein kann, dass in der Anzeigeeinheit 910 mehrere Partikel 912 mit elektrischen Ladungen eines gleichen Zeichens und mit elektrischen Polarisationseigenschaften in einem Zustand enthalten sind, bei dem diese in dem Lösungsmittel 914 dispergiert sind. Indessen ist die begriffliche Darstellung jeder Ausgestaltung der Anzeigevorrichtung nach der ersten und der zweiten Ausführungsform der Erfindung so gleich wie jeweils in 10 und 11. Bezüglich der ersten und der zweiten Ausführungsform der Erfindung wurde es schon unter Bezugnahme auf 7 und 8 ausreichend näher erläutert, weshalb auf die zusätzliche Beschreibung bezüglich der 10 und 11 verzichtet werden kann.
Zunächst dient die Anzeigeeinheit 910 nach der einen Ausführungsform der Erfindung zum Reflektieren eines Lichtes mit einem beliebigen Wellenlängenbereich (d. h. eines Lichtes einer beliebigen Farbe, gesehen im Bereich vom sichtbaren Licht) gemäß einer Intensität und Richtung eines angelegten, elektrischen Feldes, was, wie oben erwähnt, dadurch erreicht werden kann, dass die Abstände zwischen den Partikeln 912 gemäß der Intensität und Richtung des an die Anzeigeeinheit 910 angelegten, elektrischen Feldes gesteuert werden.
Ferner dient die elektrische Felderzeugungseinheit 920 nach einer Ausführungsform der Erfindung zum Anlegen eines elektrischen Feldes mit einer bestimmten Intensität und Richtung an die Anzeigeeinheit 910, wobei diese Intensität und Richtung des durch die elektrische Felderzeugungseinheit 920 anzulegenden Feldes an einen Wellenlängenbereich eines von der Anzeigeeinheit 910 zu reflektierenden Lichtes angepasst gesteuert werden können.
Noch konkreter zeigt 12 eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung einer Anzeigevorrichtung, die nach einer Ausführungsform der Erfindung eine aus mehreren Elektroden bestehende, elektrische Felderzeugungseinheit aufweist In Bezug auf 12 kann die elektrische Felderzeugungseinheit 1222, 1224, 1226 und 1228 nach einer Ausführungsform der Erfindung derart ausgebildet sein, dass sie aus mehreren Elektroden 1222, 1224, 1226 und 1228 besteht, die nur an einen Teilbereich der Anzeigeeinheit 1210 separat das elektrische Feld anlegen können, um die Abstände zwischen den in der Anzeigeeinheit 1210 enthaltenen Partikeln 1212 noch genauer und unabhängiger zu steuern, wobei diese mehreren Elektroden 1222, 1224, 1226 und 1228 durch eine feine Antriebsschaltung, wie z. B. einen Dünnfilmtransistor, einzeln gesteuert werden können. Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die elektrische Felderzeugungseinheit 1222, 1224, 1226 und 1228 dahingehend aus einem lichtdurchlässigen Material bestehen, dass ein aus der Anzeigeeinheit 210 ausgegebenes Licht an dem Verlauf nicht gehindert werden kann, wobei sie aus einem durchlässigen Elektrodenmaterial, d. h. Indiumzinnoxid (ITO), Titandioxid (TiO2) und Kohlenstoffnanoröhrchen sowie aus anderen elektrisch leitfähigen Polymerfilmen bestehen kann.
In Bezug auf 12 kann die elektrische Felderzeugungseinheit 1222, 1224, 1226 und 1228 nach einer Ausführungsform der Erfindung weiterhin eine erste 1222, eine zweite 1224, eine dritte 1226 und eine vierte Elektrode 1228 aufweisen. Da das elektrische Feld zunächst an einen, durch die erste, mit Spannung nicht beaufschlagene Elektrode 1222 überdeckten Raum nicht angelegt wird, können die sich in dem durch die erste Elektrode 1222 überdeckten Raum befindenden Partikel 1212 unregelmäßig ausgerichtet sein. Dementsprechend kann die durch die erste Elektrode 322 gesteuerte Anzeigeeinheit 1210 keine Farbe durch den photonischen Kristall anzeigen. Da das jeder betreffenden Spannung entsprechende, elektrische Feld an einen Raum angelegt wird, der durch mit den Spannungen mit verschiedenen Niveaus beaufschlagenen zweite 1224, dritte 1226 und vierte Elektrode 1228 überdeckt wird, erhalten die elektrische Anziehungskraft durch das externe, elektrische Feld, (d. h. eine Kraft, die eine Elektronenwanderung verursacht), die elektrische Abziehungskraft zwischen den Partikeln 1212 mit elektrischen Ladungen des gleichen Zeichens, und die elektrische Anziehungskraft durch die Polarisierung der Partikel 1212 und/oder des Lösungsmittels 1214 etc. gegenseitig ein Equilibrium, wobei die sich in dem durch die zweite 1224, die dritte 1226 und die vierte Elektrode 1228 überdeckten Raum befindenden Partikel 1212 im bestimmten Abstand voneinander regelmäßig ausgerichtet werden können, so dass die durch die zweite 1224, die dritte 1226 und die vierte Elektrode 1228 gesteuerte Anzeigeeinheit 1210 jeweils die Lichter von unterschiedlichen Wellenlängenbereichen gemäß dem betreffenden Bereich reflektieren kann (d. h. eine Strukturfarbe gemäß den photonischen Kristalleigenschaften darstellt). Zum Beispiel kann es angenommen sein, dass die an die viertel Elektrode 1228 angelegte Spannung höher ist, als die an die dritte Elektrode 1226 angelegte Spannung. Hierbei können die Abstände zwischen den sich im durch die vierte Elektrode 1228 überdeckten Raum befindenden Partikel 1212 dann mehr verengt werden, als die zwischen den sich zwischen den dritten Elektroden 1226 befindenden Partikel 1212, so dass die durch die vierte Elektrode 1228 gesteuerte Anzeigeeinheit 1210 ein Licht mit einer kürzeren Wellenlänge reflektieren kann, als die durch die dritte Elektrode 1226 gesteuerte Anzeigeeinheit 1210.
13 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung, bei der die und das in der Anzeigevorrichtung enthaltenen/-e Partikel und Lösungsmittel nach einer Ausführungsform der Erfindung mittels mehrerer Kapseln eingekapselt sind.
In Bezug auf 13 können die Partikel 1312 und das Lösungsmittel 1314, die und das in der Anzeigevorrichtung 1300 nach der einen Ausführungsform der Erfindung enthalten sind und ist, mittels mehrerer aus einem lichtdurchlässigen Material bestehenden Kapseln 1312, 1324, 1326 und 1328 eingekapselt werden. Durch das Einkapseln der Partikel 1312 und des Lösungsmittels 1314 wie in der einen, in der 13 dargestellten Ausführungsform der Erfindung, kann es verhindert werden, dass eine direkte Störung, wie Einmischung zwischen den und dem in den unterschiedlichen Kapseln enthaltenen Partikeln 1312 und Lösungsmittel 1314, etc. auftritt, und dass ein Ausrichtungszustand der Partikel wegen einer Elektrohydrodynamischen Bewegung (EHD-Bewegung) der Partikel mit elektrischen Ladungen unregelmäßig wird, und kann eine Verarbeitungsfähigkeit der Anzeigevorrichtung als Filmform durch das Erleichtern der Abdichtung der Partikel und des Lösungsmittels verbessert werden, so dass die Abstände zwischen den in der Anzeigevorrichtung 1300 enthaltenen Partikeln je nach der Kapsel unabhängig voneinander gesteuert werden können.
In Bezug auf 13 kann die Anzeigevorrichtung 1300 nach der einen Ausführungsform der Erindung darüber hinaus vier Kapseln 1312, 1324, 1326 und 1328 aufweisen, wobei eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Spannung jeweils an die Elektroden 1332, 1334, 1336 und 1338, die sich jeweils in Bereichen der ersten 1312, der zweiten 1324, der dritten 1326 und der vierten Kapsel 1328 befinden, angelegt werden können, so dass jede Kapsel, an die jeweils die elektrischen Felder mit unterschiedlichen Intensitäten und Richtungen angelegt werden, die Lichter mit unterschiedlichen Wellenlängenbereichen jeweilig reflektieren kann. Auf diese Weise kann es mittels der Anzeigevorrichtung 1300 nach der einen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die Anzeigen realisiert werden können, die je nach der Kapsel voneinander unabhängig sind.
Auf einer anderen Seite kann es im Gegensatz zu der Darstellung der 13 vorgesehen sein, dass eine unabhängige Anzeige auf jeden Fall bezüglich eines beliebigen Bereichs der Anzeigeeinheit durch die Verwendung einer Elektrodenform realisiert werden kann, auch wenn die Elektroden und Kapseln nicht eins zu eins gegeneinander angeordnet sind, ein durch die Elektrode überdeckter Bereich kleiner als die Kapsel, oder eine Kapsel durch zumindenst zwei Elektroden überdeckt ist. D. h. wenn das elektrische Feld durch eine von mehreren die Kapsel überdeckenden Elektroden an einen speziellen Bereich innerhalb der Kapsel angelegt wird, dann reagieren nur die in dem speziellen Bereich existierenden Partikel von den in der Kapsel existierenden Partikeln oder reagiert nur das in dem speziellen Bereich existierende Lösungsmittel nach einer Ausführungsform der Erfindung auf das elektrische Feld, während die Partikel und/oder das Lösungsmittel, die und/oder das in restlichen Bereichen existieren und/oder existiert, nicht auf das elektrische Feld reagieren oder reagiert, weshalb ein Bereich (d. h. Anzeigebereich), auf den ein Licht einer betstimmten Wellenlänge reflektiert wird, mehr durch die Elektrodenform festgelegt werden kann, als durch die Größe oder Form der Kapsel.
14 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung, bei der die und das in der Anzeigevorrichtung enthaltenen/-e Partikel und Lösungsmittel nach einer Ausführungsform der Erfindung in einem Medium gestreut sind.
In Bezug auf 14 können die Partikel und das Lösungsmittel, die und das in der Anzeigevorrichtung 1400 nach der einen Ausführungsform der Erfindung enthalten sind und ist, in ein aus einem lichtdurchlässigen Material bestehendes Medium 1430 gestreut werden. Noch konkreter wird eine bestimmte Mengen an die Partikel und das Lösungsmittel in ein lichtdurchlässiges Material 1430, das durch die externen Stimuli, wie das elektrische Feld, etc. nicht bewegt wird, in einer Form vom Tröpfchen gestreut verteilt, so dass die in der Anzeigevorrichtung 1400 enthaltenen Partikel teilweise isoliert werden können. D. h. dadurch, dass das Lösungsmittel, in dem die Partikel dispergiert sind, ins lichtdurchlässige Medium 1430 gestruet und verteilt wird, kann es verhindert werden, dass eine direkte Störung, wie Einmischung zwischen den und dem in den unterschiedlichen Bereichen enthaltenen Partikeln und Lösungsmittel verursacht wird, so dass die Abstände zwischen den in der Anzeigevorrichtung 1400 enthaltenen Partikeln noch unabhängiger gesteuert werden können.
In Bezug auf 14 kann die Anzeigevorrichtung 1400 nach der einen Ausführungsform der Erfindung weiterhin mehrere Bereiche 1412 und 1414 aufweisen, die in einem Medium 1430 enthalten sind. Noch konkreter können die Abstände zwischen den Partikeln, die in einem ersten, sich zwischen den mit erster Spannung beaufschlagenen Elektroden 1442 befindenden Bereich 1410 enthalten sind, und die Abstände zwischen den Partikeln, die in einem zweiten, sich zwischen den mit zweiter Spannung beaufschlagenen Elektroden 1444 befindenden Bereich enthalten sind, unabhängig voneinander gesteuert werden, so dass der erste 1410 und der zweite Bereich 1420 jeweils die Lichter von unterschiedlichen Wellenlängenbereichen reflektieren können. Dementsprechend kann es mittels der Anzeigevorrichtung 800 nach der einen Ausführungsform der Erfindung vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Anzeigen realisiert werden können, die je nach dem Bereich voneinander unabhängig sind.
15 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung einer Lösung, die nach einer Ausführungsform der Erfindung mittels eines lichtdurchlässigen Mediums eingekapselt ist. Hierbei entspricht 15 einem Foto, das durch das Aufnehmen eines Schnittes der bezüglich 13 genannten Anzeigevorrichtung 1400 mittels eines Elektronenmikroskops gewonnen ist.
In Bezug auf 15 ist es ersichtlich, dass ein Lösungsmittel, in dem die Partikel 1510 dispergiert sind, mittels eines lichtdurchlässigen Materials, das durch das elektrische Feld nicht bewegt wird, eingekapselt ist. Gemäß der einen Ausführungsform der Erfindung wird eine Lösung, in der die Partikel 1510 in dem Lösungsmittel dispergiert einen Kolloidzustand ausbilden, (d. h. ein Gemisch aus den Partikel und dem Lösungsmittel) mit anderer Art einer Lösung, die mit der vorher erwähnten Lösung nicht gemischt werden kann, gemischt, so dass eine Emulsion geformt wird, wobei danach eine Grenzfläche der Emulsion mit einem durchlässigen Material 1520 beschichtet wird, so dass eine Einkapselungsstruktur innerhalb des durchlässigen Materials 1520 realisiert werden kann. Als Partikel kann ein Eisenoxidcluster (FeOx-Cluster), der mit einer Ladungslage beschichtet ist, hierbei zum Einsatz kommen, während als Lösungsmittel ein Lösungsmittel mit elektrischen Polarisationseigenschaften und als Kapselmaterial ein lichtdurchlässiges Polymermaterial, das eine Gelatine enthält, zum Einsatz kommen kann.
16 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung der Partikel und des Lösungsmittels, die und das nach einer Ausführungsform der Erfindung in einem Medium gestreut sind. Hierbei entspricht 16 einem Foto, das durch das Aufnehmen eines Schnittes der bezüglich 14 genannten Anzeigevorrichtung 1400 mittels eines Elektronenmikroskops gewonnen ist.
In Bezug auf 16 ist es ersichtlich, dass ein Lösungsmittel 1620, in dem die Partikel 1610 dispergiert sind, in einem aus einem lichtdurchlässigen Material bestehenden Medium 1630 dispergiert ist, wobei das lichtdurchlässige Material als Zustand eines Festkörpers oder Gels existiert und durch die externen Stimuli, wie elektrisches Feld, Magnetfeld, etc. nicht bewegt wird. Nach der einen Ausführungsform der Erfindung werden die Partikel 1610 mit elektrischen Ladungen ins Lösungsmittel 1620 dispergiert und dann in einer From eines Tröpfchens mit dem lichtdurchlässigen Medium 1630 regelmäßig gemischt, so dass die in 16 dargestellte Ausgestaltung realisiert werden kann. Weiterhin kann das Partikel 1610, nach der einen Ausführungsform der Erfindung, bezüglich der 16, ein Eisenoxidcluster (FeOx-Cluster) sein, der mit einer Ladungslage beschichtet ist, das Lösungsmittel 1620 ein Ethylenglykol (EG), und das Medium 1630 ein Polydimethylsiloxan (PDMS).
17 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung, bei der die und das in einer Anzeigevorrichtung enthaltenen/-e Partikel und Lösungsmittel in mehrere Zellen untergeteilt sind.
In Bezug auf 17 können die Partikel 1712 und das Lösungsmittel 1714, die und das in der Anzeigevorrichtung 1700 nach der einen Ausführungsform der Erfindung enthalten sind und ist, durch eine aus eine Isoliermaterial bestehende Trennwand, etc. isoliert und damit in die mehreren Zellen 1732, 1734, 1736 und 1738 untergeteilt werden. Nach der einen Ausführungsform der Erfindung kann es durch das Unterteilen der Partikel 1712 und des Lösungsmittel 1714 verhindert werden, dass eine direkte Störung, wie Einmischung zwischen den und dem in den unterschiedlichen Zellen enthaltenen Partikeln 1712 und Lösungsmittel 1714 verursacht wird, so dass die Abstände zwischen den in der Anzeigevorrichtung 1700 enthaltenen Partikeln je nach der Zelle unabhängig voneinander gesteuert werden können, und dass ein Ausrichtungszustand der Partikel wegen einer elektrohydrodynamischen Bewegung (EHD-Bewegung) der Partikel mit elektrischen Ladungen unregelmäßig wird.
Auf einer anderen Seite kann es im Gegensatz zu der Darstellung der 17 vorgesehen sein, dass eine unabhängige Anzeige auf jeden Fall bezüglich eines beliebigen Bereichs der Anzeigeeinheit je nach einer Elektrodenform realisiert werden kann, auch wenn die Elektroden und Zellen nicht eins zu eins gegeneinander angeordnet sind, ein durch die Elektrode überdeckter Bereich kleiner als die Zelle, oder eine Zelle durch zumindenst zwei Elektroden überdeckt ist. D. h. wenn das elektrische Feld durch eine von mehreren die Zelle überdeckenden Elektroden an einen speziellen Bereich innerhalb der Zelle angelegt wird, dann reagieren nur die in dem speziellen Bereich vorhandenen Partikel von den in der Zelle vorhandenen Partikeln oder reagiert nur das in dem speziellen Bereich vorhandene Lösungsmittel nach der einen Ausführungsform der Erfindung auf das elektrische Feld, während die Partikel und/oder das Lösungsmittel, die und/oder das in restlichen Bereichen vorhanden sind und/oder ist, nicht auf das elektrische Feld reagieren oder reagiert, weshalb ein Bereich (d. h. Anzeigebereich), auf den ein Licht einer betstimmten Wellenlänge reflektiert wird, mehr durch die Elektrodenform festgelegt werden kann, als durch die Größe oder Form der Zelle.
Wenn die Partikel und das Lösungsmittel nach der einen Ausführungsform der Erfindung eingekapselt, ins Medium gesteuert, oder untergeteilt werden, wie oben erwähnt, dann können die Abstände zwischen den Partikeln je nach der Kapsel, dem Bereich oder der Zelle unabhängig voneinander gesteuert werden, weshalb eine Effekt erreicht werden kann, bei dem eine genauere Anzeige ermöglicht wird und eine Instandhaltung und Wartung der Anzeigevorrichtung erleichtert werden.
In den genannnten Ausführungsformen der 12 bis 17 wurde es zum einen so beschrieben, dass beide Ober- und Unterelektrode in mehrere Elektroden untergeteilt sind, jedoch kann eine von der Ober- und der Unterelektrode als eine gemeinsame Elektrode ausgebildet sein. Z. B. wenn es auf ein wesentliches Anzeigeprodukt angewandt wird, kann die Oberelektrode aus einem transparenten Elektrodenmaterial bestehend als eine gemeinsame Elektrode ausgebildet sein, während die Unterelektrode in die Einheitszellen untergeteilt und damit mit einem Transistor zum Antreiben jeder Zelle verbunden werden kann, wobei die Unterelektrode jedoch nicht aus einem transparenten Elektrodenmaterial bestehen könnte.
18 bis 20 jeweils eine beispielhafte Darstellung eines Verlaufs einer Spannung, die nach einer Ausführungsform der Erfindung an eine Anzeigevorrichtung angelegt wird.
Zunächst in Bezug auf 18 kann eine Anzeigevorrichtung nach der einen Ausführungsform der Erfindung, beim Realisieren einer durchgehenden Anzeige durch das sequenzielle Anlegen der elektrischen Felder mit unterschiedlichen Intensitäten und Richtungen an die Partikel und das Lösungsmittel, zusätzlich eine Steuereinheit (nicht dargestellt) aufweisen kann, die dazu dient, während der Veränderung der Intensität und Richtung des elektrischen Feldes die Abstände zwischen den Partikeln zu initiieren. Noch konkreter ist die Steuereinheit nach der einen Ausführungsform der Erfindung derart ausgebildet, dass sie dazu dient, beim sequenzielle Beaufschlagen einer an die Partikel und das Lösungsmittel das elektrische Feld anlegenden, elektrischen Felderzeugungseinheit mit einer ersten und einer zweiten Spanung, die Abstände zwischen den durch die erste Spannung im bestimmten Abstand voneinander angeordneten Partikeln dadurch auf einen Anfangszustand zurückzuführen, dass eine Rückstellspannung mit einer der ersten Spannung entgegengesetzten Richtung nach dem Anlegen der ersten Spannung und vor dem Anlegen der zweiten Spannung an die Partikel und das Lösungsmittel angelegt wird. Dadurch kann die Anzeigevorrichtung nach der einen Ausführungsform der Erfindung eine Betriebsgeschwindigkeit verbessern und ein Nachbild verhindern, etc., so dass eine Anzeigeleistungsfähigkeit verbessert werden kann. Weiterhin ist es nach der einen Ausführungsform der Erfindung vorteilhaft vorgesehen, dass die Rückstellspannung in die entgegengesetzte Richtung der gerade vorlaufend angelegten Spannung angelegt wird, weshalb ein solcher Effekt erreicht werden kann, dass die Betriebsgeschwindigket erhöht wird, auch wenn die Partikel, die durch die gerade vorlaufend angelegte Spannung in eine bestimmte Richtung bewegt und ausgerichtet wurden, zwangsweise in die entgegengesetzte Richtung bewegt werden und damit die Anzeigevorrichtung ausgeschaltet wird.
Ferner kann eine Anzeigevorrichtung nach der einen Ausführungsform der Erfindung, in Bezug auf 19, beim Realisieren einer durchgehende Anzeige durch das sequenzielle Anlegen der elektrischen Felder mit unterschiedlichen Intensitäten und Richtungen an die Partikel und das Lösungsmittel, zusätzlich eine Steuereinheit (nicht dargestellt) aufweisen kann, die dazu dient, die Abstände zwischen den Partikel auf einen bestimmten Wert vorher einzustellen und zu erhalten. Noch konkreter ist die Steuereinheit nach der einen Ausführungsform der Erfindung derart ausgebildet, dass sie dazu dient, beim sequenzielle Beaufschlagen einer an die Partikel und das Lösungsmittel das elektrische Feld anlegenden, elektrischen Felderzeugungseinheit mit einer ersten und einer zweiten Spanung, die Abstände zwischen den Partikeln dadurch auf einen erwünschten Wert schnell einzustellen, dass ein erstes elektrisches Feld und die zweite Spannung in einem Zustand angelegt werden, bei dem eine bestimmte, einsatzbereite Spannung angelegt ist. Dadurch kann die Anzeigevorrichtung nach der einen Ausführungsform der Erfindung eine Ansprechgeschwindigkeit erhöhen und einen Bildwechsel noch schneller machen, etc. so dass die Anzeigeleistungsfähigkeit verbessert werden kann. D. h. in einer herkömmlichen Technologie eines elektronischen Papiers mußten sich die Partikel mit einer bestimmten Farbe zum Durchlaufen von einem Ende zum anderen Ende innerhalb einer Zelle bewegen, um die bestimmte Farbe anzuzeigen. Hingegen ist es erfindungsgemäß vorteilhaft vorgesehen, dass eine ersatzbereite Spannung eines solch relativ niedrigen Niveaus angelegt wird, dass eine reflektiertes Licht im sichtbaren Spektrum nicht auftreten kann, und damit die Partikel an eine Richtung innerhalb einer Zelle angedrückt werden, wobei danach eine Spannung mit einem bestimmten oder höheren Niveau angelegt wird, so dass ein photonischer Kristall realisiert werden kann, der ein Licht im sichtbaren Spektrum reflektieren kann. Auf diese Weise kann der photonische Kristall zum Reflektieren des Lichtes im sichtbaren Spektrum erfindungsgemäß nur durch die lokale Verlagerung der Partikel realisiert werden, und damit die Betriebsgeschwindigkeit noch schneller gemacht werden.
Darüber hinaus kann eine Anzeigevorrichtung nach der einen Ausführungsform der Erfindung, in Bezug auf 20, beim Realisieren einer durchgehende Anzeige durch das sequenzielle Anlegen der elektrischen Felder mit unterschiedlichen Intensitäten und Richtungen an die Partikel und das Lösungsmittel, zusätzlich eine Steuereinheit (nicht dargestellt) aufweisen kann, die dazu dient, ein elektrisches Feld in verschiedenen Formen bezüglich seiner Intensität und Anlegungszeit, etc. anzulegen. Noch konkreter kann die Steuereinheit nach der einen Ausführungsform der Erfindung, beim Beaufschlagen einer an die Partikel und das Lösungsmittel das elektrische Feld anlegenden, elektrischen Felderzeugungseinheit mit einer Spanung, das Niveau dieser Spannung auf eine bestimmte Spannung erhöhen oder reduzieren, siehe 20(a), die Beaufschlagungszeit oder -periode der Spannung beliebig verlängern oder verkürzen, siehe 20(b), und durch das wiederholte Anlegen einer Spannung eines nicht-durchgehenden Pulses einen solchen Effekt zu erreichen, wie in einem Fall, bei dem die Spannung andauernd angelegt wird, siehe 20(c). Auf diese Weise ermöglicht die Anzeigevorrichtung nach der einen Ausführungsform der Erfindung eine Anzeige in verschiedenen Formen und die Reduzierung der Stromaufnahme, etc. so dass die Anzeigeleistungsfähigkeit verbessert werden kann.
Dabei soll es so ganz verständlich sein, dass das erfindungsgemäße Anlegungsverfahren des elektrischen Feldes unbedingt nicht auf die oben Erwähnten beschränkt wird, wobei es sich im Rahmen der Erfindung dann geeignet verändern kann, wenn die Aufgabe der Erfindung gelöst werden kann, d. h. wenn die Abstände zwischen den Partikeln mittels des elektrischen Feldes gesteuert werden können.
21 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung einer Anzeigevorrichtung, die nach einer Ausführungsform der Erfindung eine Solarzelleneinheit aufweist.
In Bezug auf 21 kann die Anzeigevorrichtung 2100 nach der einen Ausführungsform der Erfindung zusätzlich eine Solarzelleneinheit 2130 aufweisen, die dazu dient, mittels eines die Anzeigevorrichtung 2100 transmittierenden Lichtes eine elektromotorische Kraft zu erzeugen und speichern. Nach der einen Ausführungsform der Erfindung kann die durch die Solarzelleneinheit 2130 erzeugte, elektromotorische Kraft zur Ergzeugung einer an die elektrische Felderzeugungseinheit 2120 anzulegenden Spannung verwandt werden kann, so dass die Anzeigevorrichtung 2100 ohne Abhängigkeit von einer externen Elektrizitätsversorgung eine oben beschriebene, photonische Kristallanzeige realisieren kann. Dabei soll es so ganz verständlich sein, dass eine Kombination der Solarzelleneinheit mit der Anzeigevorrichtung nach der Erfindung unbedingt nicht auf die oben Erwähnten beschränkt wird, wobei die durch die Solarzelleneinheit erzeugte, elektromotorischen Kraft neben dem Antreiben der Anzeigevorrichtung für die anderen Anwendungsfälle verwandt werden kann.
Weiterhin zeigen 22 bis 24 jeweils eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung, bei der eine elektrische Felderzeugungseinheit aufbauende Elektroden nach einer Ausführungsform der Erfindung strukturiert sind Zunächst in Bezug auf 22 kann eine gitterförmige Isolierschicht 2230 auf einer Unterelektrode 2225 (oder Oberelektrode 2220) der elektrischen Felderzeugungseinheit nach der einen Ausführungsform der Erfindung ausgebildet sein, so dass die Unterelektrode 2225 (oder Oberelektrode 2220) im konstanten Abstand strukturiert werden kann.
Gemäß der in 22 dargestellten Anzeigevorrichtung wird ein Strukturierungsabstand der Elektroden in einem Maße von mehreren μm bis mehrhunderten μm realisiert, so dass es verhindert wird, dass ein Ausrichtungszustand der Partikel wegen einer elektrohydrodynamischen Bewegung (EHD-Bewegung) der Partikel mit elektrischen Ladungen unregelmäßig entsteht, wodurch eine gleichmäßige Anzeige implementiert werden kann. Insbensondere gemäß der in 22 dargestellten Anzeigevorrichtung wird ein solcher Effekt erreicht, dass eine durch die elektrohydrodynamische Bewegung verursachte Ablenkungserscheinung der Partikel ohne komplizierte Vorgänge, wie zeitaufwändige und teuere Einkapselung oder Zellenunterteilung, etc., wirksam verhindert werden kann.
Darüber hinaus kann die Unterelektrode (oder Oberelektrode) der elektrischen Felderzeugungseinheit nach der einen Ausführungsform der Erfindung in Bezug auf 23 derart ausgebildet sein, dass sie in zwei Elektrode, d. h. eine erste 2320 und eine zweite Elektrode 2325 unterteilt ist. Noch konkreter kann es in Bezug auf 24 vorgesehen sein, dass eine erste 2420 und eine zweite Elektrode 2425, die beiden die Unterelektrode (oder Oberelektrode) der elektrischen Felderzeugungseinheit nach der einen Ausführungsform der Erfindung ausbilden, in einer Form von wechselnden Zähnen strukturiert werden.
Gemäß der in 23 und 24 dargestellten Anzeigevorrichtung können die Elektroden nur auf ein einseitiges Substrat angeordnet werden, weshalb ein solcher Effekt erreicht werden kann, dass es im Sinne einer Kosteneinsparung vorteilhaft sein kann, und dass die Betriebsgeschindigkeit der Anzeigevorrichtung durch das Reduzieren der Bewegungsdistanz der Partikel durch das Anlegen des elektrischen Feldes noch schneller gemacht werden kann.
Dabei soll es so ganz verständlich sein, dass die erfindungsgemäße Elektrodenform unbedingt nicht auf die oben Erwähnten bechränkt wird, wobei sie sich im Rahmen der Erfindung dann geeignet verändern kann, wenn die Aufgabe der Erfindung gelöst werden kann, d. h. wenn die Abstände zwischen den Partikeln mittels des elektrischen Feldes gesteuert werden können.
Auf einer anderen Seite wird die photonische Kristalleigenschaften verwendende Anzeigevorrichtung gemäß einem Prinzip betrieben, bei dem ein Licht mit einer bestimmten Wellenlänge von den einfallenden Lichtern wahlweise reflektiert wird, weshalb es nicht leicht sein kann, dass ein ganzes Weiß oder Schwarz mittels dieser Anzeigevorrichtung angezeigt wird. Nachfolgend wird eine Ausgestaltung daher beschrieben, bei der ein Schwarz oder Weiß mittels einer Anzeigevorrichtung mit photonischen Kristalleigenschaften angezeigt wird.
25 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung einer Anzeigevorrichtung, die nach einer Ausführungsform der Erfindung ein Schwarz oder Weiß anzeigt.
In Bezug auf 25 kann eine Anzeigeeinheit 2510 schwarze Partikel 2512 enthalten, und eine elektrische Feldanlegungseinheit aus einer transparenten Oberelektrode 2520 sowie einer ersten und zweiten weißen Unterelektrode 2522 und 2524 bestehen. Ist eine Intensität eines an die Anzeigeeinheit 2510 angelegten, elektrischen Feldes zunächst kleiner als ein vorgegebener Wert, oder wird das elektrische Feld nicht angelegt, dann bilden die Partikel 2512 keinen photonischen Kristall aus, wobei sie ihre eigene Farbe, d. h. ein Schwarz reflektieren oder ein Streulicht durch eine Brechungsindexdifferenz zwischen den Partikeln und dem Lösungsmittel reflektieren können, so dass die Anzeigeeinheit 2510 ein Schwarz anzeigen kann, siehe 25(a). Obwohl es in 25 nicht dargestellt ist, können die schwarzen Partikel 2512, durch das Anlegen eines elektrischen Feldes über einen Schwellenwert an die Anzeigeeinheit 2510, an die Oberelektrode 2520 angedrückt und ausgerichtet werden, wobei die Anzeigeeinheit 2510 das Schwarz anzeigen kann. Wird ein elektrisches Feld über eine vorgegebene Intensität ferner an die Anzeigeeinheit 2510 angelegt, dann wird die Größe einer zur Elektronenwanderung führenden, elektrischen Anziehungskraft übertrieben erhöht, und damit werden die Abstände zwischen den Partikeln 2512 anpassend nicht erhalten, was zur einseitigen Ablenkung der Partikel 2512 führen kann. Wenn ein elektrisches Feld über einen vorgegebenen Wert z. B. nur an einen Teil der ersten Unterelektrode 2522 angelegt wird, dann bilden alle in der Anzeigeeinheit 2510 enthaltene Partikel 2512 keinen photonischen Kristall aus, und werden zum engen, durch die erste Unterelektrode 2522 überdeckten Bereich abgelenkt. Dementsprechend kann die zweite Unterelektrode 2524 ohne Einfluss der schwarzen Partikel 2512 ihre eigene Farbe, d. h. ein Weiß reflektieren, so dass die Anzeigeeinheit 2510 das Weiß anzeigen kann, siehe 25(c).
Dabei soll es so ganz verständlich sein, dass in der Ausführungsform der 25 die Farbe der Partikel und Elektrode nur als Schwarz und Weiß angegeben ist, jedoch unbedingt nicht auf dies beschränkt ist, stattdessen die Farbe der Partikel und Elektrode, die an die Anzeigevorrichtung der Erfindung angewandt werden können und kann, ohne Einschränkung verändert und sogar transparent eingestellt werden kann. Nachfolgend wird nun eine Ausgestaltung beschrieben, bei der mittels einer Anzeigevorrichtung mit photonischen Kristalleigenschaften eine transparente Anzeige realisiert werden kann.
26 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung einer Anzeigevorrichtung, die nach einer Ausführungsform der Erfindung eine transparente Anzeige realisieren kann.
In Bezug auf 26 kann eine Anzeigeeinheit 2610 transparente Partikel 2612 enthalten, die ein sichbar lichtdurchlässiges Material, wie SiO_x, etc., enthalten, und eine elektrische Feldanlegungseinheit ebenfalls aus einer transparenten Ober- 2620 und Unterelektrode 2622 bestehen. Ist eine Intensität eines an die Anzeigeeinheit 2610 angelegten, elektrischen Feldes zunächst kleiner als ein vorgegebener Wert, oder wird das elektrische Feld nicht angelegt, dann bilden die Partikel 2612 keinen photonischen Kristall aus, wobei sie keine Farbe durch den photonischen Kristall darstellen, so dass ein einfallendes Licht durch eine Brechungsindexdifferenz zwischen den Partikeln und dem Lösungsmittel gestreut werden kann, siehe 26(a). Wird ein elektrisches Feld mit einer geeigneten Intensität weiterhin an die Anzeigeeinheit 2610 angelekt, dann kann ein Licht im gewünschten, beliebigen Wellenlängenbereich von den einen photonischen Kristall ausbildenden Partikeln 2612 reflektiert werden, siehe 26(b). Wird ein elektrisches Feld über eine vorgegebene Intensität ferner an die Anzeigeeinheit 2610 angelegt, dann wird die Größe einer zur Elektronenwanderung führenden, elektrischen Anziehungskraft übertrieben erhöht, und damit können die Abstände zwischen den Partikeln 2612 nur ein Licht eines kürzeren Wellenlängenbereichs (z. B. Ultraviolett-Spektrums) als im sichtbaren Spektrum reflektieren. D. h. wird das Licht im sichtbaren Spektrum in diesem Fall durch den photonischen Kristall nicht reflektiert, sondern transmittiert, weshalb alles von der Oberelektrode 2620, der Unterelektrode 2622 und den Partikeln 2612 transparent wird, so dass die Anzeigevorrichtung der 26 insgesamt transparent werden kann, sihe 26(c).
Obwohl es auf der anderen Seite in 26 nicht konkret dargestellt ist, wird ein Licht im sichtbaren Spektrum durch einen photonischen Kristall dann nicht reflektiert, sondern transmittiert, wenn eine Elektrode mit einer bestimmten Farbe im Fall der 26(c) als Unterelektrode verwandt wird, weshalb auch die Farbe der Unterelektrode demzufolge angezeigt werden kann.
D. h. wird die Anzeigevorrichtung nach der Erfindung dann durch die Streuung eines einfallenden Lichtes halbtransparent oder undurchsichtig, wenn eine Spannung unter ein bestimmtes Niveau angelegt wird. Dabei wird ein einfallendes Licht im sichtbaren Spektrum ferner dann durch die regelmäßige Ausrichtung (d. h. photonischen Kristall) der Partikel reflektiert und damit eine bestimmte Farbe angezeigt, wenn eine Spannung innerhalb eines bestimmten Bereichs angelegt wird. Wird eine Spannung über ein bestimmtes Niveau weiterhin angelegt, dann werden die Abstände zwischen den Partikeln übermäßig verengt, weshalb das einfallende Licht im sichtbaren Spektrum transmittiert und das einfallende Licht im UV-Spektrum eines kürzeren Wellenlängenbereichs als im sichtbaren Spektrum reflektiert wird, so dass die Anzeigevorrichtung transparent wird. Dementsprechend kann nach der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung ein farbänderndes Glas, etc. herstellt werden, das ein Licht eines beliebigen Wellenlängenbereichs nicht nur reflektieren, sondern auch transparent oder undurchsichtig werden kann. Ferner kann ein Anzeigesystem realisiert werden, das durch das Regeln einer Transparenz es erlaubt, dass ein Beobachter auf einer Seite der Anzeigevorrichtung eine bestimmte Farbe oder Form auf der anderen Seite derselben sehen oder nicht sehen kann.
Ferner zeigt 27 eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung einer Anzeigevorrichtung, die nach einer Ausführungsform der Erfindung mittels der Partikel mit verschiedenen Ladungen eine photonische Kristallanzeige realisieren kann.
In Bezug auf 27 kann eine Anzeigeeinheit 2710 einer Anzeigevorrichtung 2700 nach der einen Ausführungsform der Erfindung dementsprechend alles von Partikeln mit unterschiedlichen, elektrischen Ladungen, d. h. Partikeln 2712 mit negativen Ladungen und Partikeln 2714 mit positiven Ladungen enthalten, wobei durch das Anlegen eines elektrischen Feldes an die Anzeigeeinheit 2710 die Partikel 2712 mit negativen Ladungen und die Partikel 2714 mit positiven Ladungen jeweils in die gegenseitigen Richtungen bewegt und regelmäßig ausgerichtet werden können. Wenn eine Oberelektrode 2720 einer elektrischen Feldanlegungseinheit z. B. positive und eine Unterelektrode 2725 derselben negative ist, dann bewegen sich die Partikel 2712 mit negativen Ladungen und die Partikel 2714 mit positiven Ladungen jeweils in die Richtung der Oberelektrode 2720 und der Unterelektrode 2725, so dass die bestimmten Abstände zwischen den Partikeln jeweils erhalten werden und damit in diesem Zustand diese Partikel als ein photonischer Kristall ausgerichtet werden können. In diesem Fall kann die Anzeigevorrichtung 2700 nach der einen Ausführungsform der Erfindung auf beiden Oberflächen (d. h. oberelektrodenseitigen 2720 und unterelektrodenseitigen 2725 Oberfläche) jeweils ein Licht eines beliebigen Wellenlängenbereichs reflektieren, so dass eine beidseitige Anzeige realisiert werden kann. Zusätzlich dazu kann es so vorgesehen sein, dass die Abstände zwischen den Partikeln 2712 mit negativen Ladungen und zwishcen den Partikeln 2714 mit positiven Ladungen auch dann durch das Anlegen der elektrischen Feldes voneinander unterschiedlich sind, wenn eine Ladungsmenge der Partikel 2712 mit negativen Ladungen von der der Partikel 2714 mit positiven Ladungen unterschiedlich ist, weshalb die Anzeigevorrichtung 2700 nach der einen Ausführungsform der Erfindung auf den beiden Oberflächen jeweils die Lichter der verschiedenen Wellenlängenbereiche reflektieren kann, so dass eine Anzeige, bei der die beiden Oberflächen unabhängig voneinander gesteuert werden, realisiert werden kann.
Auf einer anderen Seite können die Partikel 2712 mit negativen Ladungen und die Partikel 2714 mit positiven Ladungen jeweils eine eigene Farbe aufweisen, wie es in Bezug auf 25 beschrieben ist, wobei die beiden Partikel in der Anzeigevorrichtung 2700 der 27 enthalten sind. In diesem Fall können ein Oberteil und ein Unterteil der Anzeigevorrichtung nur durch das Regeln der Richtung des an die Ober- 2720 und die Unterelektrode 2725 angelegten, elektrischen Feldes jeweils unterschiedliche Farben anzeigen. Z. B. bei den schwarzen Partikeln 2712 mit negativen Ladungen und den weißen Partikeln 2714 mit positiven Ladungen können sich die schwarzen Partikel 2712 dann zur Oberelektrode 2720 bewegen, wenn eine positive Spannung an die Oberelektrode 2720 angelegt wird, so dass ein Schwarz auf dem Oberteil der Anzeigevorrichtung angezeigt werden kann, sowie können sich die weißen Partikel 2714 dann zur Oberelektrode 2720 bewegen, wenn eine negative Spannung an die Oberelektrode 2720 angelegt wird, so dass ein Weiß auf dem Oberteil der Anzeigevorrichtung angezeigt werden kann. Daneben können die Partikel 2712 mit negativen Ladungen und die Partikel 2714 mit positiven Ladungen gemäß der Erfindung einen photonischen Kristall ausbilden, so dass ein Licht eine beliebigen Wellenlänge reflektiert werden kann, weshalbe ein Weiß und Schwarz auf einer gleichen Zelle angezeigt werden können, und damit ein reflektiertes Licht eines beliebigen Wellenlängenbereichs angezeigt werden kann.
Ferner zeigt 28 eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung einer Anzeigevorrichtung, die nach der einen Ausführungsform der Erfindung mittels einer Elektrode, an die eine Erdungsspannung angelegt wird, eine beidseitige, photonische Kristallanzeige realisieren kann
In Bezug auf 28 kann eine Anzeigevorrichtung 2800 nach der einen Ausführungsform der Erfindung eine Erdungselektrode 2830, an die eine Erdungsspannung angelegt wird, zwischen einer Ober- 2820 und einer Unterelektrode 2825 aufweisen. Nach der einen Ausführungsform der Erfindung werden unterschiedliche Spannungen jeweils an die Ober- 2820 und die Unterelektrode 2825 angelegt, und damit elektrische Felder, deren Richtung und Größe voneinander unterscheidlich sind, jeweils an einen Raum zwischen der Ober- 2820 und der Erdungselektrode 2830 und einen Raum zwischen der Unter- 2825 und der Erdungselektrode 2830 unabhängig voneinander angelegt werden können, weshalb die Partikel, die in einer ersten, sich zwischen der Ober- 2820 und der Erdungselektrode 2830 befindenden Anzeigeeinheit 2810 vorhanden sind, und die Partikel, die in einer zweiten, sich zwischen der Unter- 2825 und der Erdungselektrode 2830 befindenden Anzeigeeinheit 2815 vorhanden sind, unabhängig voneinander gesteuert werden können. Dementsprechend kann die Anzeigevorrichtung 2800 nach der einen Ausführungsform der Erfindung auf beiden Oberflächen (d. h. oberelektrodenseitigen 2820 und unterelektrodenseitigen 2825 Oberfläche) jeweils die Lichter von unterschiedlichen Wellenlängen reflektieren, so dass eine Anzeige, deren beiden Oberflächen unabhängig voneinander gesteuert werden, realisiert werden kann.
Nachfolgend sind ein Anzeigeverfahren und eine Anzeigevorrichtung mit photonischen Kristalleigenschaften weiterhin nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung beschrieben, mittels welches und welcher die Abstände zwischen den Partikeln durch das Anlegen eines elektrischen Feldes an die Partikel und das Lösungsmittel gesteuert werden, so dass ein Licht eines beliebigen Wellenlängenbereichs reflektiert wird.
Wie die in 9 dargestellte Anzeigevorrichtung 900 nach der einen Ausführungsform der Erfindung, kann eine (nicht dargestellte) Anzeigevorrichtung nach der anderen Ausführungsform der Erfindung ebenfalls eine Anzeigeeinheit und eine elektrische Felderzeugungseinheit aufweisen, wobei mehrere Partikel mit elektrischen Ladungen in einem Zustand in der Anzeigeeinheit enthalten sind, bei dem sie in einem beliebigen Lösungsmittel dispergiert sind.
Nach der anderen Ausführungsform der Erfindung wirkt eine elektrische Anziehungskraft mit einer bestimmten Richtung, wegen der in den partikeln enthaltenen Ladungen, beim Anlegen des elektrischen Feldes an die Partikel, auf diese Partikel ein, so dass die Partikel mittels einer Elektronenwanderung zu einer Seite abgelenkt werden, und damit sich die Abstände zwischen den Partikeln jeweils verengen, während sich eine elektrische Abziehungskraft zwischen den Partiklen mit elektrischen Ladungen eines gleichen Zeichens auswirkt, weshalb die Abstände zwischen den Partikeln nicht stetig verengt werden, sondern einen bestimmten Gleichgewichtszustand erhalten. Dementsprechend können die Abstände zwischen den Partikeln von einer relativen Intensität zwischen der elektrischen Anziehungskraft durch das elektrische Feld und der elektrischen Abziehungskraft zwischen den Partikel mit elektrischen Ladungen des gleichen Zeichens abhängig sein, so dass die mehreren Partikel, die im bestimmten Abstand voneinander ausgerichtet sind, eine Funktion des photonischen Kristalls durchführen können. D. h. da eine Wellenlänge eines Lichtes, das von den mehreren, regelmäßig ausgerichteten Partikeln reflektiert wird, von den Abständen zwischen den Partikeln abhängig ist, kann sich die Wellenlänge des von den Partikeln reflektierten Lichtes durch das Steuern der Abstände zwischen den Partikeln verändern.
Dabei soll es darauf hingewiesen werden, dass die Angaben von verschiedenen Ausgestaltungen und Ausführungsformen, die in Bezug auf 12 bis 23 zuvor beschrieben sind, ebenfalls auf eine Anzeigevorrichtung nach der anderen Ausführungsformen der Erfindung angewandt werden können.
Nachfolgend sind ein Anzeigeverfahren und eine Anzeigevorrichtung mit photonischen Kristalleigenschaften weiterhin nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung beschrieben, mittels welches und welcher die Abstände zwischen den Partikeln durch das Anlegen eines elektrischen oder magnetischen Feldes an die Partikel und das Lösungsmittel gesteuert werden, wobei diese Partikel und dieses Lösungsmittel jeweils elektrische Ladungen und einen Magnetismus aufweisen, so dass ein Licht eines beliebigen Wellenlängenbereichs reflektiert wird.
Nach der anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine Anzeigevorrichtung zur Verfügung gestellt, bei der die Abstände zwischen den Partikeln durch das Anlegen des elektrischen oder magnetischen Feldes an die Partikel mit elektrischen Ladungen und einem Magnetsimus gesteuert werden. Dabei können die Abstände zwischen den Partikeln mit einem Magnetismus auch druch das Anlegen des magnetischen Feldes gemäß dem gleichen Prinzip gesteuert werden, wie im Fall, bei dem die Abstände zwischen den Partikeln mit elektrischen Ladungen durch das Anlegen des elektrischen Feldes gesteuert werden können, weshalb auf die detaillierte Beschreibung bezüglich einer Funktionsweise verzichtet werden kann. Nach der anderen Ausführungsform der Erfindung können die Partikel mit elektrischen Ladungen und einem Magnetismus neben dem Material mit elektrischen Ladungen auch ein superparamagnetisches Material, wie z. B. Eisenoxid (Fe-Oxid), Nickeloxid (Ni-Oxid) und Cobaltoxid (Co-Oxid), etc. enthalten. Dabei soll es so ganz verständlich sein, dass die Ausgestaltung der Partikel nach der anderen Ausführungsform der Erfindung unbedingt nicht auf die oben Erwähnten beschränkt wird, wobei sie sich im Rahmen der Erfindung dann geeignet verändern kann, wenn die Aufgabe der Erfindung gelöst werden kann.
Noch konkreter kann sich eine in einem Teilbereich der Anzeigeeinheit anzuzeigende Farbe durch das Anlegen des magnetischen Feldes mit einer bestimmten Richtung und Größe an den Teilbereich der Anzeigeeinheit nur in einem Zustand verändern, bei dem eine Anzeige realisiert ist, bei der eine bestimmte Farbe durch das Anlegen des bestimmten, elektrischen Feldes an die die Partikel mit elektrischen Ladungen und einem Magnetismus enthaltende Anzeigeeinheit auf dieser angezeigt werden kann. Nach der anderen Ausführungsform der Erfindung kann eine Anzeige in einem Ganzbereich der Anzeigeeinheit weiterhin durch das Anlegen des elektrischen Feldes mit einer bestimmten Richtung und Größe an den Ganzbereich der Anzeigeeinheit nur in einem Zustand initiiert werden, bei dem eine Anzeige realisiert ist, bei der eine spezielle Farbe durch das Anlegen des magnetischen Feldes mit einer bestimmten Richtung und Größe an einen Teilbereich der die Partikel mit elektrischen Ladungen und einem Magnetismus enthaltenden Anzeigeeinheit auf diesem Teilbereich angezeigt werden kann. D. h. gemäß der Anzeigevorrichtung nach der anderen Ausführungsform der Erfindung können die Abstände zwischen den Partikeln unter gleichzeitiger Verwendung vom elektrischen sowie magnetischen Feld gesteuert werden, weshalb verschiedene Steuerungsverfahren der Anzeige erreicht werden können.
29 zeigt eine beispielhafte Darstellung einer Ausgestaltung einer Anzeigevorrichtung nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
In Bezug auf 29 kann eine Anzeigevorrichtung 2900 nach der anderen Ausführungsform der Erfindung aufweisen: eine Anzeigeeinheit 2910, die Partikel 2912 mit elektrischen Ladungen und einem Magnetismus enthält, eine elektrische Feldanlegungseinheit 2922, 2924 und 2926, die ein elektrisches Feld an die Anzeigeeinheit 2910 anlegt, und eine magnetische Feldanlegungseinheit 2930, die ein magnetisches Feld an die Anzeigeeinheit 2910 anlegt. Nach der anderen Ausführungsform der Erfindung kann die magnetische Feldanlegungseinheit 2930 einen Elektromagnet 2932 und eine Spule 2934 aufweisen, um eine Intensität und Richtung des an die Anzeigeeinheit 2910 anzulegenden Feldes zu regeln. Nach der anderen Ausführungsform der Erfindung kann die magnetische Feldanlegungseinheit 2930 in einer Form eines Reizes, der auf einem bestimmten Teil der Anzeigevorrichtung 2900 befestigt und installiert ist, oder in einer Form eines Stiftes, der einem Benutzer erlaubt, mittels desselben das magnetische Feld an einen beliebigen Bereich auf der Anzeigeeinheit 2910 anlegen zu können, ausgestaltet werden.
In Bezug auf 29 können die Partikel 2912, die sich zwischen den ersten Elektroden 2922, an die eine Spannung nicht angelegt wird, befinden, unregelmäßig ausgerichtet werden, die Partikel 2912, die sich zwischen den zweiten Elektroden 2924, an die eine Spannung angelegt wird, befinden, wegen eines, an einen Raum zwischen den zweiten Elektroden 2924 angelegten, elektrischen Feldes, im bestimmten Abstand voneinander regelmäßig ausgerichtet werden, und die Partikel 2912, die neben dem von den dritten Elektroden 2926 angelegten, elektrischen Feld gleichzeitig durch das von der magnetischen Feldanlegungseinheit 2930 angelegte, magnetische Feld beeinflusst werden, dichter oder loser ausgerichtet werden, als die sich zwischen den zweiten Elektroden 2924 befindenden Partikel 2912.
In Bezug auf 29 kann die magnetische Feldanlegungseinheit 2930 nach der anderen Ausführungsform der Erfindung weiterhin eine (nicht dargestellte) Stromquelle aufweisen, die dazu dient, einen Strom durch eine Spule 2934, die mittels eines Induktionsstroms ein magnetisches Feld erzeugen kann, und einen Elektromagent 2932, auf dem diese Spule 2934 aufgewunden ist, durchfließen zu lassen. Gemäß dieser Ausgestaltung wird die Veränderung des der Spule 2934 zugeführten Stroms eingestellt, wobei sich eine Intensität des von der Spule 2934 eingeleiteten und durch den Elektromagnet 2932 erzeugten, magnetischen Feldes verändern kann, und damit auch eine Intensität des an die Anzeigeeinheit 2910 anzulegenden, magnetischen Feldes eingestellt werden kann, so dass die Abstände zwischen den in der Anzeigeeinheit 2910 enthaltenen Partikeln unterschiedlich und genau gesteuert werden können und damit eine Anzeige realisiert werden kann, bei der eine Strukturfarbe eines ganzen Wellenlängenbereichs auf der Anzeigeeinheit 2910 angezeigt wird.
In Bezug auf 29 kann die magneitsche Feldanlegungseinheit 2930 nach der anderen Ausführungsform der Erfindung ferner eine „Schreiben”-Funktion durchführen, um die Anzeige mit verschiedenen Farben auf der Anzeigeeinheit 2910 zu realisieren, sowie eine „Löschungs”-Funktion, um die auf der Anzeigeeinheit 2910 realiserte Anzeige zu initiieren. D. h. nach der anderen Ausführungsform der Erfindung können die Abstände zwischen den in der Anzeigeeinheit enthaltenen Partikeln durch das Verändern einer Intensität und Richtung eines Stroms, der durch die in der magnetischen Feldanlegungseinheit 2930 eingebaute Spule 2934 durchfließt, auf einen bestimmten Wert eingestellt werden, während auch die Abstände zwischen den Partikeln innerhalb der Anzeigeeinheit 2910 initiiert werden können. Dementsprechend ist es gemäß der Anzeigevorrichtung 2900 nach der anderen, in 28 dargestellten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass eine Anzeige, die eine Strukturfarbe eines ganzen Wellenlängenbereichs wie auch ein Farbenbrett realisiert werden können, bei dem Buchstaben von verschiedenen Farben auf einer mehrfarbigen Brettoberfläche geschrieben oder gelöscht werden können.
Dabei soll es darauf hingewiesen werden, dass die Angaben von verschiedenen Ausgestaltungen und Ausführungsformen, die in Bezug auf 12 bis 23 zuvor beschrieben sind, ebenfalls auf eine Anzeigevorrichtung nach der anderen Ausführungsformen der Erfindung angewandt werden können.
Versuchsergebnisse
30 und 31 zeigen jeweils ein Diagramm und ein Foto eines Lichtes, das von den Partikeln reflektiert wird, gemäß einem Ergebnis eines durchgeführten Versuchs, bei dem ein elektrisches Feld in einem Zustand angelegt wird, bei dem die Partikel mit elektrischen Ladungen nach einer Ausführungsform der Erfindung in einem Lösungsmittel mit elektrischen Polarisationseigenschaften dispergiert sind. Zur Kenntnisnahme ist es bezüglich des Versuchs der 30 und 31 beschrieben, dass ein Partikel, das mit negativer Ladung geladen und mit Siliziumoxidschicht beschichtet ist sowie dessen Größe 100 bis 200 nm beträgt, als die solchen mit elektrischen Ladungen verwandt wurden, dass ein Lösungsmittel mit einem Polaritätsindex, der größer als 1 ist, als ein solches mit elektrischen Polarisationseigenschaften verwandt wurde, und dass eine Intensität einer Spannung, die zum Anlegen eines elektrischen Feldes an das Partikel und Lösungsmittel angelegt wurde, im Bereich von 0 V bis 5 V unterschiedlich eingestellt wurde. Zum einen stellt das in 30 gezeigte Diagramm einen Reflexionsgrad eines beim Anlegen eines elektrischen Feldes mit verschiedenen Intensitäten, von den Partikeln reflektierten Lichtes innerhalb eines Wellenlängenbereichs im sichtbaren Spektrum dar, was in 30 bedeutet, dass sich die Abstände zwischen den Partikel, mit der Zunahme des Veränderungsgrads eines Wellenlängenverlaufs des reflektierten Lichtes gemäß der Intensitätsveränderung des elektrischen Feldes, noch höher verändern, d. h. dass die Lichter von unterschiedlicheren Wellenlängen, durch das Steuern der Intensität des elektrischen Feldes, von den Partikeln reflektiert werden können.
In Bezug auf 30 ist es ersichtlich, dass sich der Wellenlängenverlauf des von den Partikeln reflektierten Lichtes gemäß der Intensität des angelegten, elektrischen Feldes (d. h. gemäß der Spannungsintensität) unterschiedlich verändern, noch konkreter dass die Wellenlänge des von den Partikeln reflektierten Lichtes mit der Zunahme der Intensität des angelegten elektrischen Feldes (d. h. der Spannungsintensität) zumeist verkürzt wird. Gemäß dem Versuchsergebnis der 30 ist es ersichtlich, dass sich die Farbe des von den Partikeln reflektierten Lichtes mit der Zunahme der Intensität des angelegten elektrischen Feldes (d. h. der Spannungsintensität) vom Rot zum Blau verändert, während die Veränderung der Farbe des derartigen, reflektierten Lichtes optisch verifiziert werden kann, wie es in Bezug auf 31 zu sehen ist.
32 und 33 zeigen jeweils ein Diagramm einer Wellenlänge eines Lichtes, das von den Partikeln reflektiert wird, gemäß einem Ergebnis eines jeweilig durchgeführten Versuchs, bei dem ein elektrisches Feld in einem jeweiligen Zustand angelegt wird, bei dem die Partikel mit elektrischen Ladungen jeweils in verschiedenen Lösungsmitteln mit unterschiedlichen Polaritätsindexen dispergiert sind. Zur Kenntnisnahme ist es bezüglich des Versuchs der 32 und 33 beschrieben, dass ein Partikel, das mit negativer Ladung geladen und mit Siliziumoxidschicht beschichtet ist sowie dessen Größe 100 bis 200 nm beträgt, als die solchen mit elektrischen Ladungen verwandt wurden, und dass ein Lösungsmittel mit einem Polaritätsindex, der jeweils 0, 2, 4 und 5 beträgt, als ein solches mit elektrischen Polarisationseigenschaften verwandt wurde. Die Diagramme (a), (b), (c) und (d) der 32 stellen jeweils ein Ergebnis des jeweiligen Versuchs dar, der bezüglich des Lösungsmittels mit dem Polaritätsindex von 0, 2, 4 und 5 durchgeführt wurde, während die Diagramme (a), (b), (c) und (d) der 33 jeweils ein Ergebnis des jeweiligen Versuchs darstellen, der bezüglich eines Mischlösungsmittels durchgeführt wurde, bei dem ein Lösungsmittel mit dem Polaritätsindex von 0 und ein Lösungsmittel mit dem Polaritätsindex von 4 jeweils im Verhältnis 90:10, 75:25, 50:50 und 0:100 miteinander gemischt sind. Zum einen stellen die in 32 und 33 gezeigten Diagramme jeweils einen Reflexionsgrad eines beim Anlegen eines elektrischen Feldes mit verschiedenen Intensitäten, von den Partikeln reflektierten Lichtes innerhalb eines Wellenlängenbereichs im sichtbaren Spektrum dar, was bedeutet, dass sich die Abstände zwischen den Partikel, mit der Zunahme des Veränderungsgrads des Wellenlängenverlaufs des reflektierten Lichtes gemäß der Intensitätsveränderung des elektrischen Feldes, noch höher verändern, d. h. dass die Lichter von unterschiedlicheren Wellenlängen, durch das Steuern der Intensität des elektrischen Feldes, von den Partikeln reflektiert werden können.
In Bezug auf 32 ist es im Diagramm (a), das ein Versuchsergebnis bezüglich eines Lösungsmittels mit dem Polaritätsindex von 0 darstellt, ersichtlich, dass sich der Wellenlängenverlauf des reflektierten Lichtes trotz der Veränderung der Intensität des elektrischen Feldes (d. h. der Spannungsintensität) fast nie verändert, und dass die Veränderung des Wellenlängenverlaufs des reflektierten Lichtes gemäß der Intensität des elektrischen Feldes (d. h. gemäß der Spannungsintensität) mit der Zunahme des Polaritätsindexes (d. h. ausgehend vom Diagramm (a) in die Richtung aufs Diagrmm (d)) noch höher auftritt. In Bezug auf 33 ist es weiterhin ersichtlich, dass die Veränderung des Wellenlängenverlaufs des reflektierten Lichtes gemäß der Intensität des elektrischen Feldes (d. h. gemäß der Spannungsintensität) mit der Zunahme des Verhältnisses des Lösungsmittels mit dem hohen Polaritätsindex (d. h. ausgehend vom Diagramm (a) in die Richtung aufs Diagrmm (d)) noch höher auftritt.
Wie es aus den oben beschriebenen Versuchsergebnissen ersichtlich ist, kann es mittels der Anzeigevorrichtung nach der einen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die Ladungs- oder Polarisationsmenge der Partikel, die Polarisationsmenge des Lösungsmittel und/oder die Intensität des angelegten elektrischen Feldes anpassend eingestellt werden, so dass die photonischen Kristalleigenschaften, die das Reflektieren des Lichtes einer beliebigen Wellenlänge erlauben, realisiert werden und damit auch eine Anzeige mit einem beliebiegen Wellenlängenbereich (Vollspektrum) realisiert wird.
Weiterhin zeigen 34 und 35 jeweils ein Diagramm und ein Foto eines Lichtes, das von den Partikeln reflektiert wird, gemäß einem Ergebnis eines durchgeführten Versuchs, bei dem ein elektrisches Feld in einem Zustand angelegt wird, bei dem die Partikel mit elektrischen Ladungen und Polarisationseigenschaften nach einer Ausführungsform der Erfindung in einem Lösungsmittel dispergiert sind. Zur Kenntnisnahme ist es bezüglich des Versuchs der 34 und 35 beschrieben, dass jeweils mit elektrischen Ladungen geladene SrTiO₃-Partikel (siehe 34(a)) und BaTiO₃-Partikel (siehe 34(b)) als die solchen mit elektrischen Ladungen und Polarisationseigenschaften verwandt und damit ins Lösungsmittel mit dem Polaritätsindex von 0 dispergiert wurden.
In Bezug auf 34 ist es ferner ersichtlich, dass der Reflexionsgrad des Lichtes mit der Zunahme der Intensität des an die Partikel und das Lösungsmittel angelegten, elektrischen Feldes zumeist verringert wird. Dieses Versuchsergebnis bedeutet, dass die Partikel, die durch das Anlegen des elektrischen Feldes im Lösungsmittel dispergiert werden, elektrisch polarisiert und in die Richtung auf das elektrische Feld ausgerichtet werden können (siehe 35(b)), wobei wegen dieser Ausrichtung die Anzahl an der Partikel, die ein einfallendes Licht reflektieren können, reduziert wird und damit der Reflexionsgrad des Lichtes verringert wird. Auch wenn in diesem Versuch eine Ausgestaltung verwandt wurde, bei der das elektrische Feld in einem Zustand angelegt wurde, bei dem die Partikel mit elektrischen Polarisationseigenschaften im Lösungsmittel ohne Polarität dispergiert waren, so dass sich die Wellenlänge des reflektierten Lichtes radikal nicht verändern konnte, hat es sich gezeigt, dass die Partikel durch das Anlegen des elektrischen Feldes in die konstante Richtung ausgerichtet wurden, weshalb man infolgedessen sagen kann, dass die Wellenlänge des reflektierten Lichtes durch die Optimierung der Bedingungen, wie z. B. der elektrischen Ladungen auf den Partikeloberflächen, etc. verändert werden kann.
Weiterhin zeigt 36 eine Darstellung eines Versuchsergebnisses bezüglich einer Ausgestaltung, bei der eine trasnparente Anzeige nach einer Ausführungsform der Erfindung realisiert ist. Zur Kenntnisnahme ist es bezüglich dieses Versuchs beschrieben, dass Partikel, Lösungsmittel und Elektrode aus einem transparenten Material, das ein Licht im sichtbaren Spektrum transmittieren kann, verwandt wurden, und dass die Transparenz einer Anzeige unter den Bedingungen optisch beobachtet wurde, bei denen die Intensität des an die Anzeigevorrichtung mit photonischen Kristalleigenschaften angelegten, elektrischen Feldes allmählich erhöht wurde.
In Bezug auf 36 ist es ersichtlich, dass ein Licht im sichtbaren Spektrum bei der relativ niedrigen Intensität des elektrischen Feldes durch einen photonischen Kristall reflektiert wird, so dass eine bestimmte Farbe auf der Anzeigevorrichtung angezeigt wird, siehe 36(a) und (b). Jedoch ist es bei der relativ hohen Intensität des elektrischen Feldes ersichtlich, dass der Wellenlängenbereich des durch den photonischen Kristall reflektierten Lichtes vom sichtbaren zum ultravioletten Spektrum allmählich gezogen wird, und damit die auf der Anzeigevorrichtung angezeigte Farbe deutlich leichter wird, siehe 36(c), wobei es bei der noch höheren Intensität des elektrischen Feldes ersichtlich ist, dass der Wellenlängenbereich des durch den photonischen Kristall reflektierten Lichtes aushalb des sichtbaren Spektrums liegt, so dass die Anzeigevorrichtung ohne das Anzeigen irgendeiner Farbe zum transparenten Zustand übergeht, siehe 36(d) und (e). Mittels dieser Eigenschaften kann die Anzeigevorrichtung der Erfindung als Smart-Glass, wie farbänderndes Glas, etc. ausgenutzt werden.
Ferner zeigt 37 ein Diagramm und eine Tabelle eines Versuchsergebnisses bezüglich einer Anzeigeleistungsfähigkeit gemäß einem Beobachtungswinkel einer Anzeigevorichtung (d. h. bezüglich eines Bildwinkels einer Anzeige) nach einer Ausführungsform der Erfindung.
In Bezug auf 37 ist es ersichtlich, dass sich eine Farbenverteilung 3710 bis 3760 des reflektierten Lichtes fast nie verändert, auch wenn sich ein Beobachtungswinkel der Anzeigevorrichtung nach der einen Ausführungsform der Erfindung von 20° bis zu 70° verändert. Bei einer herkömmlichen photonischen Kristallanzeigevorichtung ist es nachteilhaft, dass die Veränderung der Farbenverteilung abhängig vom Beobachtungswinkel stark entsteht, während es ersichtlich ist, dass diese erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung einen Vorteil hat, dass die Veränderung der Farbenverteilung gemäß dem Beobachtungswinkel fast nie, sondern konstant entsteht. Dies bedeutet, dass dieser Vorteil darauf beruht, dass der von der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung ausgebildete, photonische Kristall ein Quasikristall mit einer Nahordnung ist, wobei die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung demnach, im Vergleich zur herkömmlichen Anzeigevorrichtung, die nur den photonischen Kristall mit einer Fernordnung ausbildet, die Anzeigeleistungsfähigkeit erheblich verbessern kann.
Abschließend zeigen 38 und 39 jeweils ein Diagramm eines Ergebnisses, bei dem eine Anzeige durch das Anlegen eines elektrischen (38) und eines magnetischen Feldes (39) an die Partikel mit elektrischen Ladungen und einem Magnetismus nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wesentlich realisiert ist. Zur Kenntnisnahme ist es bezüglich dieses Versuchs beschrieben, dass als Partikel ein Material, das dadurch ausgebildet ist, dass ein Eisenoxid (Fe3O4; Magnetit) enthaltendes Partikel mit einem Siliziumoxid (SiOx) mit negativen Ladungen beschichtet wird, verwandt wurde, und dass mehrere deraritige Partikel in einem Lösungsmittel dispergiert und dann in die Anzeigevorrichtung eingespritzt wurden.
Zunächst wurde eins von lichtdurchlässigen Elektrodenmaterialien, d. h. Indiumzinnoid bezüglich des Versuchs der 38 als ein Material der Elektrode zum Anlegen des elektrischen Feldes verwandt. Ferner wurde dieser Versuch derart durchgeführt, dass die Partikel mit negativen Ladungen, durch das Beaufschlagen einer Oberelektrode der Anzeigevorrichtung mit einer positiven Spannung, zur Oberelektrode abgelenkt ausgerichtet werden konnten. Danach wurde eine Spannung von 0 V, 1 V, 2 V, ..., 10 V nacheinander an die Elektrode der Anzeigevorrichtung angelegt. Diesbezüglich sind die Farben eines reflektierten Lichtes, das beim Anlegen der Spannung von 0 V bis 10 V von der Anzeigevorirchtung reflektiert wurde, jeweils in 38(a) bis (k) dargestellt.
In Bezug auf 38 ist es ersichtlich, dass eindeutige Farbenveränderung beim Anlegen einer relativ niedrigen Spannung, d. h. 0 V bis 4 V nicht beobachtet wurde, während die Farbenveränderung beim Anlegen einer relative hohen Spannung, d. h. 5 V bis 10 V sehr deutlich beobachtet wurde. Insbesondere mit der Zunahme der angelegten Spannung veränderte sich die in der Anzeigevorrichtung beobachtete Farbe vom Grün zum Blau, was bedeuten kann, dass solche Veränderung darauf beruht, dass die Stärke einer den Partikeln zugeführten, elektrischen Anziehungskraft (d. h. eine Elektronenwanderung verursachende Kraft) durch das elektrische Feld noch erhöht wird und damit sich die Abstände zwischen den Partikeln verengen, so dass die Wellenlänge des von den Partikeln reflektierten Lichtes verkürzt wird, siehe 38(a) bis (k).
Nachfolgend ist es bezüglich des Versuchs der 39 beschrieben. Dieser Versuch wurde derart durchgeführt, dass die Intensität des an die Anzeigevorrichtung anzulegenden, magnetischen Feldes durch das allmähliche Verengen der Abstände zwischen einem das magnetische Feld erzeugenden Dauermagnet und der Anzeigevorrichtung schrittweise erhöht wurde.
In Bezug auf 39 ist es ersichtlich, dass sich die Wellenlänge des von der Anzeigevorrichtung reflektierten Lichtes abhängig von der Veränderung der Intensität des magnetischen Feldes auch verändert. Noch konkreter ist es ersichtlich, dass mit der Abnahme der Intensität des magnetischen Feldes ein rotes, reflektiertes Licht mit einer langen Wellenlänge auftritt, während mit der Zunahme der Intensität des magnetischen Feldes ein blaues, reflektiertes Licht mit einer kurzen Wellenlänge auftritt.
Aufgrund der Versuchsergebnisse der 38 und 39 ist es möglich, dass die Abstände zwischen den Partikeln durch das Anlegen des elektrischen oder des magnetischen Feldes an die Anzeigevorrichtung jeweils unabhängig voneinander verändert werden, wobei unter Verwendung dieser Besonderheiten eine solche schöpferische Anzeigevorrichtung hergestellt werden kann, dass eine durch das magnetische Feld realisierte Anzeige mittels des elektrischen Feldes gelöscht wird, während eine beliebige Strukturierung mittels des magnetischen Feldes auf der durch das elektrische Feld realisierten Anzeige ermöglicht wird.
Wie oben beschrieben ist, kann eine Strukturfarbe eines ganzen Wellenlängenbereichs mittels der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung dadurch realisiert werden, dass die Wellenlänge des von den Partikeln reflektierten Lichtes durch das Steuern der Abstände zwischen den Partikeln mit elektrischen Ladungen gesteuert wird. Ferner kann mittels der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung ein solcher Effekt erreicht werden, dass verschiedene und genaue Anzeigen durch das unabhängige Steuern der Partikel mit elektrischen Ladungen implementiert werden und eine Instandhaltung und Wartung der Anzeigevorrichtung erleichtert werden. Insbesondere im Gegenteil zur herkömmlichen Anzeige, wie z. B. elektronische Tinte, etc. bei der nur eine bestimmte Farbe angezeigt werden kann, und ein separater Farbfilter für das Anzeigen einer anderen Farbe mit der bestimmten Farbe verwandt werden muss, kann die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung eine solche Anzeige realisieren, dass die Strukturfarbe eines ganzen Wellenlängenbereichs ohne irgendeinen separaten Farbfilter wirksam angezeigt werden kann, wobei aufgrund dieser Besonderheiten die Nützlichkeit der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung anerkannt werden kann.
In den oben genannten Ausführungsformen wurde es nur hinsichtlich der Anzeigevorrichtung mit photonischen Kristalleigenschaften beschrieben, jedoch können die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen auch auf die verschiedenen Bereiche, wie z. B. farbänderndes Glas, farbändernde Tapete, farbändernde Solarzelle, farbändernden Sensor, farbänderndes Papier, farbändernde Tinte, oder fälschungssicheres Etikett, etc. angewandt werden. Z. B. kann man aufgrund der erfindungsgemäßen Konzeption einen tragbaren Biosensor herstellen, der ohne hochwertige Messgeräte dahingehend eine chemische Reaktion erfassen kann, dass ein von dieser chemischen Reaktion gewonnenes Signal auf ein elektrisches Signal umgewandelt wird und damit eine beliebige Farbe angezeigt wird, und auch ein elektronisches Papier oder eine elektronische Tinte, etc. realisieren, welches oder welche, unter Verwendung eines Materials, dessen Phase durch ein Licht, eine Wärme oder einen Druck, etc. verändert werden kann, als ein in der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung verwandtes Lösungsmittel, eine beliebige Farbe stabil und fest reflektiert. Ferner kann man dahingehend die Partikel und/oder das Lösungsmittel herstellen, welche und/oder welches die erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung aufweist, dass die Partikel und/oder das Lösungsmittel ein solches Material, wie fluoreszierende Substanz oder Quantenpunkt enthalten und/oder enthält, so dass eine den photonischen Kristall verwendende Anzeige in hellen Umgebungen realisiert werden kann, und eine die fluoreszierende Substanz oder den Quantenpunkt verwendende Anzeige in dunklen oder ultravioletten Umgebungen realisiert werden kann.
Bisher ist die Erfindung anhand der bestimmten Sachen, wie konkreten Bauteilen, etc. und der eingeschränkten Ausführungsformen und Zeichnungen beschrieben. Aber dies ist nur zum besseren Verständnis der Erfindung vorgesehen, deshalb soll die Erfindung nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt sein, und es ist für einen Durchschnittsfachmann der vorliegenden Erfindung ganz verständlich, dass diese Erfindung unterschiedlich modifiziert und verändert werden kann.
Daher darf der Gedanke der Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und bestimmt sein, vielmehr soll alles von den nachstehenden Patentansprüchen sowie ihren gleichen oder äquivalenten Varianten zum Umfang der vorliegenden Erfindung gehören.
Bezugszeichenliste

110: Partikel
112: Kernschale
114: Mehrkern
116: Cluster
118: elektrische Ladungslage
120: Lösungsmittel
510: paraelektrisches Material
520: ferroelektrisches Material
530: superparaelektrisches Material
710: Lösungsmittel
720: Partikel
730: Polarisierungsbereich
810: Partikel
900, 1000, 1100, 1200: Anzeigevorrichtung
1300, 1400, 1500, 1900: Anzeigevorrichtung
2000, 2100, 2200, 2300: Anzeigevorrichtung
910, 1010, 1110: Anzeigeeinheit
912, 1012, 1112: Partikel
914, 1014, 1114: Lösungsmittel
920, 1020, 1120: elektrische Felderzeugungseinheit
1210: Anzeigeeinheit
1212: Partikel
1214: Lösungsmittel
1222, 1224, 1226, 1228: elektrische Felderzeugungseinheit
1312: Partikel
1314: Lösungsmittel
1322, 1324, 1326, 1328: elektrische Felderzeugungseinheit
1332, 1334, 1336, 1338: erste bis vierte Kapsel
1410, 1420: erster und zweiter Bereich
1412, 1422: Partikel
1414, 1424: Lösungsmittel
1430: Medium
1442, 1444: elektrische Felderzeugungseinheit
1510: Partikel
1520: lichtdurchlässiges Material (Kapsel)
1610: Partikel
1620: Lösungsmittel
1630: lichtdurchlässiges Medium
1710: Anzeigeeinheit
1712: Partikel
1714: Lösungsmittel
1722, 1724, 1726, 1728: elektrische Felderzeugungseinheit
1732, 1734, 1736, 1738: erste bis vierte Zelle
2110: Anzeigeeinheit
2112: Partikel
2114: Lösungsmittel
2120: elektrische Felderzeugungseinheit
2130: Solarzelleneinheit
2210: Anzeigeeinheit
2220, 2225: elektrische Felderzeugungseinheit
2230: Isolierschicht
2310: Anzeigeeinheit
2320, 2325: elektrische Felderzeugungseinheit
2420, 2425: elektrische Felderzeugungseinheit
2510: Anzeigeeinheit
2512: Partikel
2514: Lösungsmittel
2520: Oberelektrode
2522: erste Unterelektrode
2524: zweite Unterelektrode
2610: Anzeigeeinheit
2612: Partikel
2614: Lösungsmittel
2620: Oberelektrode
2622: Unterelektrode
2710: Anzeigeeinheit
2712: Partikel mit negativer Ladung
2714: Partikel mit positiver Ladung
2720: Oberelektrode
2725: Unterelektrode
2810: erste Anzeigeeinheit
2815: zweite Anzeigeeinheit
2820: Oberelektrode
2825: Unterelektrode
2830: Erdungselektrode
2910: Anzeigeeinheit
2912: Partikel
2914: Lösungsmittel
2922, 2924, 2926: elektrische Felderzeugungseinheit
2930: magnetische Felderzeugungseinheit
2932: Elektromagnet
2934: Spule
3710 bis 3760: Farbenverteilung eines reflektierten Lichtes beim Beobachtungswinkel von 20° bis 70°

Claims

Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen mehreren Partikeln in einem Zustand gesteuert werden, bei dem die mehreren Partikel mit elektrischen Ladungen in einem Lösungsmittel dispergiert sind.
Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Partikel oder das Lösungsmittel oder die beiden die elektrischen Polarisationseigenschaften aufweisen.
Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Anlegen eines elektrischen Feldes eine elektrische Kraft, die zwischen dem elektrischen Feld und den Partikeln entsteht und damit zur Elektronenwanderung der Partikel führt, und eine elektrische Kraft, die zwischen den die elektrischen Ladungen enthaltenden Partikeln entsteht, miteinander zusammenwirken, so dass die Abstände zwischen den Partikeln innerhalb eines bestimmten Bereichs erhalten sind, wobei ein Licht mit einem bestimmten Wellenlängenverlauf, durch das Erhalten der Abstände zwischen den Partikeln innerhalb des bestimmten Bereichs, von den mehreren Partikeln reflektiert wird.
Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Anlegen eines elektrischen Feldes, eine elektrische Kraft, die zwischen dem elektrischen Feld und den Partikeln entsteht und damit zur Elektronenwanderung der Partikel führt, eine elektrische Kraft, die zwischen den die elektrischen Ladungen enthaltenden Partikeln entsteht, und eine elektrische Kraft, die durch die elektrische Polarisierung erzeugt wird, miteinander zusammenwirken, so dass die Abstände zwischen den Partikeln innerhalb eines bestimmten Bereichs erhalten sind, wobei ein Licht mit einem bestimmten Wellenlängenverlauf durch das Erhalten der Abstände zwischen den Partikeln innerhalb des bestimmten Bereichs, von den mehreren Partikeln reflektiert wird.
Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Abstände zwischen den Partikeln in Abhängigkeit von der Veränderung zumindest einer von der Stärke, Richtung, Anlegungszeit, Anlegungsperiode oder Anlegungshäufigkeit des elektrischen Feldes verändern, wobei sich die Wellenlänge des von den mehreren Partikeln reflektierten Lichtes auch abhängig von der Veränderung der Abstände verändert.
Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brechungsindexdifferenz zwischen den Partikeln und dem Lösungsmittel mehr als 0.3 beträgt.
Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel und das Lösungsmittel mittels eines Isoliermaterials eingekapselt oder segmentiert werden.
Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich, an den das elektrische Feld angelegt wird, in zumindest zwei Teilbereiche untergeteilt wird, wobei das elektrische Feld auch jeweils an die zumindest zwei Teilbereiche angelegt wird.
Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Anlegen des elektrischen Feldes an die Partikel oder das Lösungsmittel ein anderes, d. h. entgegen dem angelegten, elektrischen Feld gerichtetes, elektrisches Feld wiederum angelegt wird, so dass die Abstände zwischen den Partikeln initiiert, d. h. neu gesetzt werden.
Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein einsatzbereites, elektrisches Feld angelegt wird, um die Abstände zwischen den Partikeln im vorgegebenen Zustand zu erhalten, bevor das elektrische Feld angelegt wird.
Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem durch die Partikel durchgehenden Licht eine elektrische Energie erzeugt wird, wobei mittels dieser elektrischen Energie das elektrische Feld angelegt wird.
Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Feld durch die Ober- und die Unterelektrode angelegt wird, wobei eine Intensität des elektrischen Feldes auf kleiner als einen vorgegebenen Wert gesetzt und damit ein Bewegugnsbereich der Partikel auf kleiner als einen vorgegebenen Wert eingestellt wird, so dass eine eigene Farbe eines von Bestandteilen, wie den Partikeln, dem Lösungsmittel, und der Ober- oder der Unterelektrode angezeigt werden kann.
Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Feld durch die Ober- und die Unterelektrode angelegt werden, wobei eine Intensität des elektrischen Feldes auf höher als einen vorgegebenen Wert gesetzt wird und damit die Partikel zu zumindest einem Teilbereich einer von der Ober- und Unterelektrode bewegt werden, so dass eine eigene Farbe eines von Bestandteilen, wie den Partikeln, dem Lösungsmittel, und der Ober- oder der Unterelektrode angezeigt werden kann.
Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Feld in einem Zustand angelegt wird, bei dem erste Partikel mit negativen Ladungen und zweite Partikel mit positiven Ladungen in dem Lösungsmittel dispergiert sind, und damit die Abstände zwischen den ersten Partikeln und die Abstände zwischen den zweiten Partikeln gesteuert werden, so dass diese Abstände zwischen den ersten Partikeln und diese Abstände zwischen den zweiten Partikeln durch das elektrische Feld unabhängig voneinander gesteuert werden können.
Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel als Gelform ausgebildet ist.
Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel und das Lösungsmittel ein Material enthalten, durch das ein sichtbares Licht transmittiert werden kann, wobei ein Wellenlängenbereich eines von den mehreren Partikeln reflektierten Lichtes außerhalb des des sichtbaren Lichtes liegt, so dass die mehreren Partikel und das Lösungsmittel transparent werden.
Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel und/oder das Lösungsmittel ein Material enthalten, das durch eine von elektronischer Polarisierung, ionischer Polarisierung, Grenzflächenpolarisierung und Rotationspolarisierung elektrisch polarisiert wird.
Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel und/oder das Lösungsmittel ein superparaelektrisches oder ferroelektrisches Material enthalten.
Anzeigeverfahren mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel ein Material mit einem Polaritätsindex, der größer als 1 ist, enthält.
Anzeigevorrichtung mit photonischen Kristalleigenschaften, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: eine Anzeigeeinheit, die mehreren Parkeln mit elektrischen Ladungen und ein Lösungsmittel, in dem die mehreren Parikeln dispergiert sind, aufweist; und eine elektrische Felderzeugungseinheit zur Erzeugung eines an die Anzeigeeinheit anzulegenden, elektrischen Feldes; wobei das elektrische Feld in einem Zustand angelegt wird, bei dem die mehreren Partikel mit den elektrischen Ladungen in dem Lösungsmittel dispergierte sind, und damit die Abstände zwischen den Partiklen gesteuert werden.
Anzeigevorrichtung mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass zumindes die Partikel oder das Lösungsmittel oder die beiden die elektrischen Polarisationseigenschaften aufweisen.
Anzeigevorrichtung mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich, an den das elektrische Feld angelegt wird, in zumindest zwei Teilbereiche untergeteilt wird, wobei das elektrische Feld auch jeweils an die zumindest zwei Teilbereiche angelegt wird.
Anzeigevorrichtung mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines durch die Partikel durchgehenden Lichtes eine elektrische Energie erzeugt wird, wobei mittels dieser elektrischen Energie das elektrische Feld angelegt wird.
Anzeigevorrichtung mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Feld durch die Ober- und die Unterelektrode angelegt wird, wobei eine Intensität des elektrischen Feldes auf kleiner als einen vorgegebenen Wert gesetzt und damit ein Bewegugnsbereich der Partikel auf kleiner als einen vorgegebenen Wert eingestellt wird, so dass eine eigene Farbe eines von Bestandteilen, wie den Partikeln, dem Lösungsmittel, und der Ober- oder der Unterelektrode angezeigt werden kann.
Anzeigevorrichtung mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Feld durch die Ober- und die Unterelektrode angelegt wird, wobei eine Intensität des elektrischen Feldes auf höher als einen vorgegebenen Wert gesetzt wird und damit die Partikel zu zumindest einem Teilbereich einer von der Ober- und Unterelektrode bewegt werden, so dass eine eigene Farbe eines von Bestandteilen, wie den Partikeln, dem Lösungsmittel, und der Ober- oder der Unterelektrode angezeigt wird.
Anzeigevorrichtung mit photonischen Kristalleigenschaften nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Feld in einem Zustand angelegt werden, bei dem erste Partikel mit negativen Ladungen und zwiete Partikel mit positiven Ladungen in dem Lösungsmittel dispergiert sind, und damit die Abstände zwischen den ersten Partikeln und die Abstände zwischen den zweiten Partikeln gesteuert werden, so dass diese Abstände zwischen den ersten Partikeln und diese Abstände zwischen den zweiten Partikeln durch das elektrische Feld unabhängig voneinander gesteuert werden.