專利名稱：利用光子晶體特性的打印介質(zhì)、打印方法和打印設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用光子晶體特性的打印介質(zhì)、打印方法和打印設(shè)備。更具體地說，本發(fā)明涉及一種利用光子晶體特性的打印介質(zhì)、打印方法和打印設(shè)備，通過對所述介質(zhì)施加諸如電場、磁場等外部激勵可以控制所述介質(zhì)中的顆粒的顆粒間距，以及通過對所述介質(zhì)施加能量或阻止向所述介質(zhì)施加能量可以降低介質(zhì)的流動性，以便將處于受控狀態(tài)中的顆粒的顆粒間距固定，從而穩(wěn)定地實現(xiàn)全色彩結(jié)構(gòu)色。
背景技術(shù)：
典型的打印設(shè)備(即，打印機)基于將有色墨水或墨粉顆?；旌掀饋聿⑹顾龌旌项w粒被吸收到打印紙中的原理來工作。盡管常規(guī)打印機在許多領(lǐng)域中廣泛使用，但它們需要不同的有色墨水和/或墨粉來顯現(xiàn)各種顏色，并且?guī)砀淖兓蛐拚蛴≥敵?打印輸出已經(jīng)通過打印而獲得)上的困難。為了克服上述常規(guī)打印技術(shù)的限制，已經(jīng)進行了一些研究和試驗，并且已經(jīng)產(chǎn)生了各種技術(shù)。由這些研究而產(chǎn)生的產(chǎn)品的代表性例子是“電子墨水”。電子墨水是一種色彩裝置，通過在包含分別具有負(fù)電荷㈠和正電荷⑴的不同色彩的顆粒(例如，黑和白)的封囊上施加電場來顯現(xiàn)特殊的顏色，從而來指示各種信息，這些信息包括例如文本。然而， 這種電子墨水帶來顯現(xiàn)各種顏色上的困難，因為所述顆粒的顯示顏色固定為特殊的預(yù)定顏色。因此，為了解決上述常規(guī)技術(shù)的問題，已經(jīng)提出了很多方法，在這些方法中，可以使用一種基于光子晶體原理的技術(shù)。光子晶體是通過反射特殊波長的光同時放過其它波長的光來顯現(xiàn)具有該特殊波長的顏色的物質(zhì)或晶體。這種光子晶體的典型例子可以包括蝴蝶的翅膀、白金龜甲殼蟲 (Cyphochilus)的殼等。這些物質(zhì)具有獨特的結(jié)構(gòu)，盡管其中不包含顏料，但能顯現(xiàn)特殊的顏色。根據(jù)最近對光子晶體的研究，與自然界存在的一般反射特殊波長的光的現(xiàn)有光子晶體相比，含有適當(dāng)材料的人工合成光子晶體可以通過外部激勵改變晶體結(jié)構(gòu)(例如，用于光子晶體形成的隔層厚度)。于是，反射光的波長可以在UV和紅外區(qū)域以及在可見光區(qū)域中如愿進行控制。本發(fā)明的發(fā)明人設(shè)想，利用反射特殊波長光這個光子晶體特性的打印介質(zhì)、打印方法和/或打印設(shè)備可以通過在具有電荷或磁性的顆粒上施加電場或磁場以控制這些顆粒的顆粒間距、然后通過在所述介質(zhì)上施加能量或阻止施加能量以固定這些顆粒的顆粒間距來成功地實施。本發(fā)明已基于上述想法得以實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目標(biāo)是，提供一種包含散布于其中并具有電荷或磁性的多個顆粒的打印介質(zhì)，其特征在于，所述介質(zhì)中的所述顆粒的顆粒間距可以通過在該介質(zhì)上施加諸如電場或磁場等外部激勵來控制，以及所述顆粒的顆粒間距可以通過在所述介質(zhì)上施加能量或阻止施加能量來固定，從而穩(wěn)定地實現(xiàn)通過反射特殊波長的光所得到的結(jié)構(gòu)色。本發(fā)明的另一個目標(biāo)是，提供一種打印方法和打印設(shè)備，以便在要打印信息的物體上全色打印信息，其包括在所述物體上噴射介質(zhì)，其中該介質(zhì)包含散布于其中并具有電荷或磁性的多個顆粒；在所述介質(zhì)上施加電場或磁場以控制所述顆粒的顆粒間距；以及在所述介質(zhì)上施加能量或阻止施加能量，以固定所述顆粒的顆粒間距。為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目標(biāo)，提供一種使用光子晶體特性的打印介質(zhì)，其包括一種介質(zhì)，該介質(zhì)含有多個散布其中的帶電顆粒，其中，所述介質(zhì)中的所述顆粒的顆粒間距通過在該介質(zhì)上施加電場和磁場中的至少一種場來控制；以及其中，所述顆粒的顆粒間距通過在所述介質(zhì)上施加能量來固定。本發(fā)明所述的使用光子晶體特性的打印介質(zhì)可以是這樣一種介質(zhì)，該介質(zhì)包含多個散布于其中并具有電荷的顆粒(有時稱作“帶電顆?！?，其中，所述介質(zhì)中的所述顆粒的顆粒間距通過在該介質(zhì)上施加能量以及電場和磁場中的至少一種場來控制；以及其中， 所述顆粒的顆粒間距通過阻止在所述介質(zhì)上施加能量來固定。前面所述的介質(zhì)可以包括選自可逆相變材料、可逆粘度變化材料以及不可逆固化材料的至少一種材料。所施加的能量可以包括選自熱能、光能、電能、磁能、機械能和化學(xué)能的至少一種
能量°根據(jù)所述電場的強度和方向中的至少一項的變化，所述顆粒的顆粒間距可以變化。另外，根據(jù)所述顆粒的這種顆粒間距的變化，從所述顆粒反射的光的波長可以變化。類似地，根據(jù)所述磁場的強度和方向中的至少一項的變化，所述顆粒的顆粒間距可以變化。另外，根據(jù)所述顆粒的這種顆粒間距的變化，從所述顆粒反射的光的波長可以變化。所述顆粒可以本身帶電，或者可以通過改變該顆粒的特性而具有電荷。所述顆?？梢园ㄟx自Fe、Co和Ni的至少一種元素。通過在所述介質(zhì)上只重新施加能量可以解除所述顆粒的顆粒間距的固化。所述介質(zhì)可以散布在透光材料中。所述使用光子晶體特性的打印介質(zhì)還可以包括形成在所述介質(zhì)上以使所述介質(zhì)與外部環(huán)境隔離的保護件。本發(fā)明也提供一種使用光子晶體特性的打印方法，其包括噴射介質(zhì)，其中該介質(zhì)中散布有多個帶電顆粒；在所述介質(zhì)上施加電場和磁場中的至少一種場，以控制所述顆粒的顆粒間距；以及在所述介質(zhì)上施加能量，以固定所述顆粒的顆粒間距。本發(fā)明提供另一種使用光子晶體特性的打印方法，其包括噴射介質(zhì)，其中在該介質(zhì)中散布有多個帶電顆粒；在所述介質(zhì)上施加能量以及電場和磁場中的至少一種場，以控制所述顆粒的顆粒間距；以及阻止在所述介質(zhì)上施加能量，以固定所述顆粒的顆粒間距。這里所使用的介質(zhì)可以包括選自可逆相變材料、可逆粘度變化材料以及不可逆固化材料的至少一種材料。所施加的能量可以包括選自熱能、光能、電能、磁能、機械能和化學(xué)能的至少一種
能量°根據(jù)所述電場的強度和方向中的至少一項的變化，所述顆粒的顆粒間距可以變化。另外，根據(jù)所述顆粒的這種顆粒間距的變化，從所述顆粒反射的光的波長可以變化。類似地，根據(jù)所述磁場的強度和方向中的至少一項的變化，所述顆粒的顆粒間距可以變化。另外，根據(jù)所述顆粒的這種顆粒間距的變化，從所述顆粒反射的光的波長可以變化。所述顆粒可以本身帶電，或者可以通過改變該顆粒的特性而具有電荷。所述顆?？梢园ㄟx自Fe、Co和Ni的至少一種元素。在所述介質(zhì)附著在打印物體上之后，可以在所述介質(zhì)上施加電場和磁場中的至少一種場。同時，本發(fā)明提供一種使用光子晶體特性的打印設(shè)備，其包括噴頭，用于噴射介質(zhì)，其中在所述介質(zhì)中散布有多個帶電顆粒；電磁場產(chǎn)生和/或施加單元，用于在所述介質(zhì)上產(chǎn)生和/或施加電場和磁場中的至少一種場；以及能量施加和/或控制單元，用于在所述介質(zhì)上施加和/或控制能量，其中，通過在所述介質(zhì)上施加所述電場和磁場中的至少一種場來控制所述介質(zhì)中的所述顆粒的顆粒間距；以及其中，通過使用所述能量施加和/或控制單元在所述介質(zhì)上施加能量來固定所述顆粒的顆粒間距。本發(fā)明也提供另一種使用光子晶體特性的打印設(shè)備，其包括噴頭，用于噴射介質(zhì)，其中在所述介質(zhì)中散布有多個帶電顆粒；電磁場產(chǎn)生和/或施加單元，用于在所述介質(zhì)上產(chǎn)生和/或施加電場和磁場中的至少一種場；以及能量施加和/或控制單元，用于在所述介質(zhì)上施加能量或阻止施加能量，其中，在所述介質(zhì)上施加能量以及所述電場和磁場中的至少一種場來控制所述顆粒的顆粒間距；以及其中，所述能量施加和/或控制單元阻止在所述介質(zhì)上施加能量來固定所述顆粒的顆粒間距。所述能量施加和/或控制單元可以施加選自熱能、光能、電能、磁能、機械能和化學(xué)能的至少一種能量。根據(jù)所述電場的強度和方向中的至少一項的變化，所述顆粒的顆粒間距可以變化。另外，根據(jù)所述顆粒的這種顆粒間距的變化，從所述顆粒反射的光的波長可以變化。類似地，根據(jù)所述磁場的強度和方向中的至少一項的變化，所述顆粒的顆粒間距可以變化。另外，根據(jù)所述顆粒的這種顆粒間距的變化，從所述顆粒反射的光的波長可以變化。在所述介質(zhì)附著在打印物體上之后，所述電磁場產(chǎn)生和/或施加單元可以在所述介質(zhì)上產(chǎn)生和/或施加所述電場和磁場中的至少一種場。根據(jù)上面所述的本發(fā)明，可以控制并固定從打印介質(zhì)上反射的光的波長，所以，在不使用含有顏料的其它有色墨水的情況下，可以在所述打印介質(zhì)上實現(xiàn)全色結(jié)構(gòu)色。根據(jù)本發(fā)明，可以穩(wěn)定地實現(xiàn)在待打印物體上打印通過反射特殊波長的光所獲得的結(jié)構(gòu)色，從而不用多種墨水而通過一種物質(zhì)就顯現(xiàn)各種顏色。


從下面參考附圖進行的詳細描述中，可以更清楚地理解本發(fā)明的上述及其它目標(biāo)、特征以及優(yōu)點，在附圖中，圖1和圖2示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的打印介質(zhì)中所包含的顆粒的
配置；圖3和圖4示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的有顆粒散布其中的介質(zhì)的配置；圖5示出了本發(fā)明的另一個示例性實施例所述的打印介質(zhì)的配置；圖6示出了本發(fā)明的另一個示例性實施例所述的打印介質(zhì)的配置；圖7示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的由散布在透光材料中的含膠體顆粒的介質(zhì)(呈小滴型)構(gòu)成的打印介質(zhì)的配置；圖8和圖9示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的散布在透光材料中的膠體顆粒的配置；圖10示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的封囊(海綿型封囊)的配置，其中所述封囊以封裝形式由與透光材料混合的含膠體顆粒的介質(zhì)構(gòu)成；圖11示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的封囊的實際例子，其中該封囊包含散布于其中的含膠體顆粒的介質(zhì)；圖12示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的封囊(殼型封囊)的配置，其中在該封囊中，含膠體顆粒的介質(zhì)以封裝方式覆蓋有由透光材料制成的覆蓋膜；圖13和圖14示出了本發(fā)明的一個實施例所述的包括含膠體顆粒的介質(zhì)的封囊的實際例子；圖15示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的包括保護件的打印介質(zhì)的配置；圖16示出了在本發(fā)明的一個示例性實施例所述的打印介質(zhì)上顯現(xiàn)的各種信息；圖17和圖18示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的包括保護件的打印介質(zhì)與沒有所述保護件的另一種打印介質(zhì)相比的測試結(jié)果；圖19示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的打印設(shè)備的配置；以及圖20示出了本發(fā)明的另一個示例性實施例所述的打印設(shè)備的配置。 <附圖標(biāo)記〉
110、510、610、910、1010、1210、1410 膠體顆粒 112 團粒 114 :電荷層
120、520、620、920、1020、1220、1420、1510、1520 介質(zhì)
500、600、700、1500 打印介質(zhì)
530、630、740、1540 基底
710,720 第一介質(zhì)區(qū)域、第二介質(zhì)區(qū)域
730,930,1530 透光材料
1030 透光材料
1110 膠囊
1230、1420 封囊膜
1550 保護件1710、1810 包括保護件的打印介質(zhì) 1720、1820 沒有保護件的打印介質(zhì) 1900,2000 打印設(shè)備 1910,2010 存儲部 1920,2020 噴射部 1930,2030 電磁場產(chǎn)生單元 1940,2040 能量控制單元 1950,2050 打印物體 1960、2060 被噴射的介質(zhì)
具體實施例方式現(xiàn)在將參考下面的例子以及附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選的示例性實施例。這些例子在細節(jié)上得到了充分的說明，使得本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可以清楚地理解并容易地實施本發(fā)明。這里所描述的示例性實施例和例子彼此不同，但應(yīng)該理解成是非排他性的。例如，在下面的示例性實施例中所描述的具體形狀、配置和/或特征也可以在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的情況下根據(jù)其它示例性實施例來實施。另外，應(yīng)該明白，所述示例性實施例中所描述的各個部件的位置和/或排列可以在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的情況下進行修改或變型。因此，下面的詳細描述不能解釋成限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍實際上由所附權(quán)利要求書及其等同物來界定。附圖中的相同或相似的附圖標(biāo)記表示具有實質(zhì)上相同的配置或執(zhí)行相似功能和動作的元件。下面，為了使本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域中的技術(shù)人員清楚地理解和/或容易地實施本發(fā)明，將參考附圖詳細描述本發(fā)明的配置。本發(fā)明的一個示例性實施例所述的打印介質(zhì)、打印方法和打印設(shè)備可以具有使用光子晶體特性的原理性技術(shù)配置，以便穩(wěn)定地實現(xiàn)全色彩結(jié)構(gòu)色。圖1和圖2示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的打印介質(zhì)中所包含的顆粒的配置。參看圖1，本發(fā)明的所述示例性實施例所述的顆粒110可以具有電荷(正電荷或負(fù)電荷)，并且散布在介質(zhì)120中。這里，由于互斥力的緣故，顆粒110可以按顆粒的預(yù)定顆粒間距來排列。每個顆粒的直徑可以在幾納米到幾千納米的范圍內(nèi)，并不限于具體值。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選示例性實施例，顆粒110在介質(zhì)120中可以以膠體狀態(tài)存在，并且在下文中，將其稱作膠體顆粒更具體地說，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，帶電顆?？梢园ㄒ环N化合物， 該化合物含有從鋁(Al)、銅(Cu)、銀(Ag)、錫(Sn)、鈦(Ti)、鎢(W)、鋯⑶、鋅(Si)、硅 (Si)、鐵0 )、鎳(Ni)、鈷(Co)等中選出的至少一種元素。本發(fā)明的所述示例性實施例所述的顆粒可以包括一種含有聚合物材料(諸如聚苯乙烯(polystyrene，PS)、聚乙烯 (polyethylene, ΡΕ)、聚丙烯(polypropylene, PP)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride, PVC)、 聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene ter印hthalate，PET)等)的物質(zhì)。本發(fā)明的一個示例性實施例所述的顆?？梢园ǜ采w有帶電材料的不帶電顆粒。例如，可以使用覆蓋有金屬無機氧化物(諸如氧化硅SiOx、氧化鈦TiOx等)的顆粒；覆蓋有聚合物材料(諸如PS、ΡΕ、PP、PVC, PET、離子交換樹脂等)的顆粒；用具有烴基(hydrocarbon groups)的有機化合物進行了表面處理(或覆蓋)的顆粒；用具有羧酸 (carboxylic acid)、酯(ester)或?；?acyl groups)的有機化合物進行了表面處理(或覆蓋)的顆粒；用具有鹵素(諸如氟、氯、溴、碘等)的絡(luò)合物進行了表面處理(或覆蓋)的顆粒；用含有胺(amine)、硫醇(thiol)、膦(phosphine)等的配位化合物進行了表面處理 (覆蓋)的顆粒；通過在表面上形成自由基而帶電的顆粒；等等。參看圖2，本發(fā)明的一個示例性實施例所述的顆粒110可以包括具有多個納米級顆粒的團粒112和包圍團粒112的電荷層114。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，所述顆?？梢园ù判晕镔|(zhì)，即包括鐵氧化物、 鎳氧化物、鈷氧化物等的氧化物，因此具有磁性。然而，很顯然，本發(fā)明所述的顆粒的結(jié)構(gòu)不具體地限于前面所述，相反，可以在顆粒的顆粒間距能夠通過例如電場或磁場進行控制的范圍內(nèi)進行適當(dāng)?shù)母倪M，只要本發(fā)明的目的得以實現(xiàn)即可。根據(jù)本發(fā)明的所述示例性實施例，當(dāng)所述電場或磁場作用在所述膠體顆粒上時， 所述膠體顆粒由于各膠體顆粒的電荷(或磁性)之故可以受到特定的電力(或磁力)。因此，帶電顆粒在所述介質(zhì)中的場的方向上發(fā)生偏移，所述膠體顆粒的顆粒間距變窄，所述顆粒移動得彼此靠近。此時，具有同樣電極性的所述膠體顆粒可以受到排斥力，使得這些顆粒彼此排斥。于是，根據(jù)電場所引起的電力(或磁場所引起的磁力)與膠體顆粒間的排斥力之間的相對大小，可以確定膠體顆粒的顆粒間距。因此，以預(yù)定顆粒間距排列的膠體顆?？梢跃哂泄庾泳w一樣功能。換言之，基于布拉格規(guī)則，從膠體顆粒上反射的光的波長由膠體顆粒之間的距離來確定，因此，當(dāng)控制膠體顆粒之間的距離時，可以改變從這些膠體顆粒上反射的光的波長。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，這些膠體顆?？梢陨⒉荚诮橘|(zhì)中。本發(fā)明中所使用的介質(zhì)可以是一種可相變?nèi)軇┗蚩晒袒軇?。這種可相變?nèi)軇┗蚩晒袒軇┦窃谑┮阅芰炕蜃柚鼓芰康氖┯脮r會發(fā)生不可逆的或可逆的相變或固化的溶劑，其中，所述能量可以選自熱能、光能、電能、磁能、機械能和化學(xué)能。具體說，所述可相變?nèi)軇┗蚩晒袒軇┑拇硇岳涌梢园ㄍㄟ^升溫能夠從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的可相變材料；通過UV輻射能夠固化的UV可固化材料；根據(jù)電壓能表現(xiàn)出不同粘度的電流變材料(electro-rheological material)；根據(jù)磁場能表現(xiàn)出不同粘度的磁流變材料(magneto-rheological material)； 根據(jù)電壓能表現(xiàn)出不同體積的壓電材料；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)能夠在溶膠態(tài)和凝膠態(tài)之間變化的材料等等。具體地說，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，所述可相變?nèi)軇┛梢园ㄓ捎跍囟茸兓l(fā)生從一種相到另一種相的物理變化的可相變材料。例如，本發(fā)明的可相變?nèi)荦RLl可以包括具有t包禾口: (hydrocarbon groups) ^tMjS (paraffin hydrocarbons)。 所述本發(fā)明的可相變?nèi)軇┮部梢园ㄊ褂美缫叶?ethylene glycol，EG)、二甘醇(diethylene glycol, DEG)、聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)、聚乙烯 (polyethylene, ΡΕ)等穩(wěn)定后的鏈烷屬烴化合物(paraffin compounds)。所述本發(fā)明的可相變?nèi)軇┮部梢允峭ㄟ^使用羧基(-C00H)、胺基(-NHx)、砜基(-SH)等進行取代而獲得的親水改性的鏈烷屬烴化合物，以增加所述溶劑的溶解性。另外，所述可相變?nèi)軇┛梢园}合水(salt hydrate)處理過的化合物。本發(fā)明所述的可相變?nèi)軇┛梢园ㄒ蚁┗衔?ethylene compound)或具有乙烯基、分子量至少為1000并且粘度高的化合物。這些化合物在低溫下具有高的粘度，而在較高的溫度(高于40°C)下則粘度下降。當(dāng)溫度升高時， 所述化合物的溶解度增加，能夠使特定的溶解物溶解于其中。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，這里所使用的可固化溶劑可以包括當(dāng)受到UV 或可見光輻射或當(dāng)溫度變化時會發(fā)生化學(xué)變化的可固化材料。例如，本發(fā)明的可固化溶劑可以包括丙燥酸酉旨單體自由基(acrylate monomer radicals)、丙燥酸酉旨單體(acrylate monomers)、和具有雙碳鍵的丙烯酸酯粘合劑(acrylate adhesives)等。所述本發(fā)明的可固化溶劑也可以包括具有醚鍵(ether bond)的環(huán)氧樹脂(印oxy resin)。所述本發(fā)明的可固化溶劑也可以包括氨酯單體(urethane monomers)和具有氨酯鍵(urethane bonds)的聚氨酯粘合劑(polyurethane adhesives)等。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，這里所使用的介質(zhì)可以包括粘度隨電壓變化的電流變流體(electrorheological f luid, ERF) 0這里，ERF通指這樣一種懸浮液，在該懸浮液中，電極化率高的微顆粒散布在絕緣液體中，并且當(dāng)在該懸浮液上施加強電場時，該懸浮液的流變特性和機械特性發(fā)生變化。使用ERF，通過施加電場(不需要其它的運動裝置)可以簡單地控制所述介質(zhì)中的這些微顆粒的運動。于是，就可以簡化顯示設(shè)備的設(shè)計。與已知的牛頓流體(Newtonian fluid)相反，在所述ERF內(nèi)，沿著施加在所述ERF上的電場的方向，散布顆粒排列為鏈結(jié)構(gòu)，從而呈現(xiàn)出粘度大幅增加的賓漢塑性流體(Bingham plastic fluid)的行為。這種ERF基于施加在其上的電場能夠控制流體粘度。具體說，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，當(dāng)磁性顆粒(其顆粒間距通過施加的磁場來調(diào)節(jié))散布在ERF中，并且在該ERF上施加電場時，所述ERF的粘度快速增加，從而有效地維持或固定了磁性顆粒的由所施加的磁場所預(yù)定和控制的顆粒間距。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，這里所使用的介質(zhì)可以包括粘度隨磁場強度變化的磁流變流體(magnetorheological f luid,MRF) 0這里，MRF通指這樣一種懸浮液，在該懸浮液中，磁極化率高的微顆粒散布在非磁性液體中，并且當(dāng)在該懸浮液上施加強磁場時， 該懸浮液的流變特性和機械特性發(fā)生變化。使用MRF，通過在其上施加磁場(不需要其它的運動裝置)可以簡單地控制所述介質(zhì)中的這些微顆粒的運動。于是，就可以簡化顯示設(shè)備的設(shè)計。所述MRF也可以呈現(xiàn)出對磁場的快速響應(yīng)以及流變特性的可逆效應(yīng)。具體說， 根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，當(dāng)帶電顆粒(其顆粒間距通過施加的電場來調(diào)節(jié))散布在MRF中，并且在該MRF上施加磁場時，所述MRF的粘度快速增加，從而有效地維持或固定了帶電顆粒的由所施加的電場所預(yù)定和控制的顆粒間距。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，這里所使用的介質(zhì)可以包括具有壓電特性的材料。具體說，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，當(dāng)所述介質(zhì)中含有壓電材料并且在該介質(zhì)上施加電場時，所述壓電材料的體積發(fā)生變化，從而可以直接或間接地限制顆粒的移動。于是，可以有效地維持或固定所述顆粒的通過電場或磁場進行預(yù)定和控制的顆粒間距。反之， 根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例，當(dāng)所述介質(zhì)中含有壓電材料并且在介質(zhì)上施加機械能 (諸如壓力)時，包含在所述介質(zhì)中的壓電材料的電學(xué)特性發(fā)生改變，從而可以直接或間接地限制顆粒的移動。于是，可以有效地維持或固定所述顆粒的通過電場或磁場進行預(yù)定和控制的顆粒間距。具體說，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，這里所使用的介質(zhì)可以包括根據(jù)化學(xué)反應(yīng)從溶膠到凝膠或者相反地從凝膠到溶膠變化的可相變材料。就是說，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，通過將相變誘導(dǎo)材料引入包含溶膠-凝膠相變材料的介質(zhì)中，從而誘導(dǎo)溶劑相變?yōu)槿苣z態(tài)或凝膠態(tài)，可以有效地維持或固定所述顆粒的通過電場或磁場進行預(yù)定和控制的顆粒間距。然而，本發(fā)明中所使用的介質(zhì)并不具體限于前面所述，可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下進行合適的修改和變型，以實現(xiàn)本發(fā)明的目的，即，只要通過施用能量(諸如熱能、光能、電能、磁能、機械能、化學(xué)能等)或阻止這些能量的施用可以改變介質(zhì)的流動性即可。在下文中，給出下面的示例性實施例，以便一般性地說明使用熱能或光能(出于例示的目的)來控制介質(zhì)的狀態(tài)。然而，這里所使用的能量不具體地限于熱能或光能，而應(yīng)該解釋為是能夠改變所述介質(zhì)的流動性的能量的總的概念，包括熱能、光能、電能、磁能、機械能、化學(xué)能等。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，在對散布在流體介質(zhì)中的膠體顆粒施加磁場或電磁從而控制這些膠體顆粒的顆粒間距之后，可以通過施用能量或阻止能量施用將該介質(zhì)從流體狀態(tài)(例如，液體相)變?yōu)槟虪顟B(tài)(固體相)。因此，在變?yōu)槟虪顟B(tài)的所述介質(zhì)中，所述顆粒的受控的顆粒間距就變得固定。或者，根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，可以通過施用能量或阻止能量施用將所述介質(zhì)從凝固狀態(tài)變?yōu)榱黧w狀態(tài)，從而解除了所述介質(zhì)中的膠體顆粒的顆粒間距的固化。換言之，通過在介質(zhì)中排列膠體顆粒，并使其以預(yù)定的顆粒間距固定，可以連續(xù)地保持從所述膠體顆粒上反射的預(yù)定波長的光。反之，通過解除按預(yù)定顆粒間距固定的膠體顆粒的排列，所述顆粒間距可以返回到能夠通過電場或磁場進行控制的狀態(tài)。圖3示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的有顆粒散布于其中的介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。 為參考計，圖3是介質(zhì)斷面的電子照片。參看圖3，膠體顆?？梢跃鶆虻鼗旌显诮橘|(zhì)中，從而形成膠體顆粒在所述介質(zhì)中的散布。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，所述膠體顆?？梢允歉采w有電荷層的i^eOx團粒， 而所述介質(zhì)可以包含UV可固化材料。如圖3所示，通過電場或磁場，散布在所述介質(zhì)中的膠體顆?？梢园搭A(yù)定的顆粒間距排列，其中，含有UV可固化材料的所述介質(zhì)通過UV的施用來固化，因此，在電場或磁場作用下按預(yù)定顆粒間距排列的膠體顆粒的位置就可以固定。于是，即使在所施加的電場或磁場被阻斷或移去之后，通過所述膠體顆粒的排列所呈現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)色也可以連續(xù)地保持。圖4示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的有顆粒散布于其中的介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。 為參考計，圖4是介質(zhì)斷面的電子照片。參看圖4，膠體顆?？梢跃鶆虻鼗旌显诮橘|(zhì)中，從而形成膠體顆粒在所述介質(zhì)中的散布。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，所述膠體顆?？梢允歉采w有電荷層的i^eOx團粒， 而所述介質(zhì)可以包含UV可固化材料。如圖4所示，通過用上下電極施加的電場，散布在所述介質(zhì)中的膠體顆?？梢园搭A(yù)定的顆粒間距排列，其中，含有UV可固化材料的所述介質(zhì)通過UV的施用來固化，因此，在電場作用下按預(yù)定顆粒間距排列的膠體顆粒的位置就可以固定。于是，即使在所施加的電場被阻斷或移去之后，通過所述膠體顆粒的排列所呈現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)色也可以連續(xù)地保持。具體地說，根據(jù)圖4所示的示例性實施例，在所述介質(zhì)中處于分散狀態(tài)的具有負(fù)電荷的膠體顆粒被引入⑴電極和㈠電極(即，分別為上、下電極)之間。 參看圖4，可以看到，用所述上下電極施加的電場能使所述膠體顆粒朝著上電極(即(+)電極)移動并規(guī)則排列(參見圖4A)，而只有少量膠體顆粒分散在下電極(即㈠電極)處 (參見圖4B)。將詳細描述下面的示例性實施例，其中，所述本發(fā)明的介質(zhì)為可相變?nèi)軇┗蚩晒袒軇?。然而，本發(fā)明不具體限于前面所述。簡短地說，應(yīng)該考慮到，在下面的本發(fā)明的示例性實施例中，既可以使用可相變?nèi)軇┮部梢允褂每晒袒軇┳鳛榻橘|(zhì)，只要這些溶劑可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的即可。另外，盡管下面的示例性實施例示出了膠體顆粒的使用，然而本發(fā)明中所使用的顆粒并不具體地限于此。就是說，在下面所描述的本發(fā)明的所有的示例性實施例中，也可以采用有別于所述膠體顆粒的其它類型的顆粒，只要這些顆?？梢詫崿F(xiàn)本發(fā)明的目的即可。圖5示出了本發(fā)明的另一個示例性實施例所述的打印介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。參看圖5，本發(fā)明的所述示例性實施例所述的打印介質(zhì)500可以包括膠體顆粒 510、有膠體顆粒510散布其中的介質(zhì)520、以及基底530。在這一點上，介質(zhì)520可以包括在能量的作用下不可逆地固化的材料。例如，介質(zhì)520可以包括在UV輻射作用(即，施用光能)下硬化的材料，它對應(yīng)著前面所述的可固化溶劑。參看圖5，在下文中，將描述使本發(fā)明的一個示例性實施例所述的使打印介質(zhì)500 呈現(xiàn)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)色的過程。首先，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，膠體顆粒510可以隨機地散布在流體介質(zhì)520中，并在外部激勵(例如電場、磁場等)作用下可以自由移動(參見圖5(a))。接著， 根據(jù)本發(fā)明的所述示例性實施例，可以將電場或磁場施加在膠體顆粒510上以控制這些顆粒的顆粒間距，并獲得預(yù)定的顆粒間距(參見圖5(b))。然后，根據(jù)本發(fā)明的所述示例性實施例，在膠體顆粒510穩(wěn)定地建立起預(yù)定的顆粒間距之后，在介質(zhì)520上施加熱能、光能、電能、磁能、機械能、和/或化學(xué)能，以便使所述介質(zhì)從流體狀態(tài)變?yōu)槟虪顟B(tài)(例如，變?yōu)楣袒瘧B(tài))，從而在所述介質(zhì)520中能夠使所建立的預(yù)定的顆粒間距固定下來(參見圖5 (c))。隨后，根據(jù)本發(fā)明的所述示例性實施例，即使所述電場或磁場不再繼續(xù)施加在打印介質(zhì)500上以保持所述顆粒的建立起來的顆粒間距，預(yù)定波長的光也能夠從打印介質(zhì) 500的特定區(qū)域連續(xù)地反射回來，這導(dǎo)致在不施加所述場的情況下與所述特定波長對應(yīng)的色彩可以連續(xù)地顯示出來。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例所述的打印介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。參見圖6，本發(fā)明的所述示例性實施例所述的打印介質(zhì)600可以包括膠體顆粒 610、有膠體顆粒610散布其中的介質(zhì)620、以及基底630。在這一點上，介質(zhì)620可以包括可逆相變材料。例如，介質(zhì)620可以包括通過升降溫度(即，以增/減的方式施用熱能)從固態(tài)變?yōu)榱鲬B(tài)、然后返回固態(tài)的材料。此外，所述介質(zhì)可以包括粘度隨作用于其上的電場或磁場而變的電流變材料或磁流變材料。參看圖6，在下文中，將描述使本發(fā)明的一個示例性實施例所述的打印介質(zhì)600呈現(xiàn)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)色的過程。首先，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，膠體顆粒610可以隨機地散布在呈凝固狀態(tài)(例如，呈固態(tài)、凝膠態(tài)等)的介質(zhì)620中，并在外部激勵(例如電場、磁場等)作用下是不可移動的(參見圖6(a))。接著，根據(jù)本發(fā)明的所述示例性實施例，在介質(zhì)620上施加熱能、光能、電能、磁能、機械能、和/或化學(xué)能，以便實現(xiàn)所述介質(zhì)從凝固狀態(tài)到流體狀態(tài) (例如，液態(tài)、溶膠態(tài)等)的相變，從而使散布在介質(zhì)620中的膠體顆粒610能夠在外部激勵(例如電場或磁場)的作用下可以移動(參見圖6(b))。之后，根據(jù)本發(fā)明的所述示例性實施例，可以將電場或磁場施加在膠體顆粒610上，從而建立起膠體顆粒610的預(yù)定的顆粒間距(參見圖6(c))。然后，根據(jù)本發(fā)明的所述示例性實施例，在膠體顆粒610穩(wěn)定地建立起預(yù)定的顆粒間距之時，在介質(zhì)620上停止施加熱能、光能、電能、磁能、機械能、和/或化學(xué)能，由此在所述介質(zhì)620中能夠使所建立的預(yù)定的顆粒間距固定下來(參見圖6(d))。隨后，根據(jù)本發(fā)明的所述示例性實施例，即使所述電場或磁場不再繼續(xù)施加在打印介質(zhì)600上以保持所述顆粒的建立起來的顆粒間距，預(yù)定波長的光也能夠從打印介質(zhì) 600的特定區(qū)域連續(xù)地反射回來，這導(dǎo)致在不施加所述場的情況下與所述特定波長對應(yīng)的色彩可以連續(xù)地顯示出來。此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例，使用可逆相變材料能夠?qū)崿F(xiàn)可復(fù)寫打印介質(zhì)(能夠重復(fù)地寫入和擦除)。根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例，有膠體顆粒散布其中的溶劑可以封裝在由透光物質(zhì)制成的各種類型的封囊中。圖7示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述打印介質(zhì)的結(jié)構(gòu)，其中該打印介質(zhì)由以小滴形式散布在透光材料中的含膠體顆粒的介質(zhì)構(gòu)成。參看圖7，本發(fā)明的所述示例性實施例所述的打印介質(zhì)700中的含顆粒介質(zhì)可以以分散狀態(tài)(即，處于膠體相中)散布在透光材料730中。具體說，包含預(yù)定數(shù)量的膠體顆粒的介質(zhì)可以以小滴的形式散布在透光材料730中，并且在外部激勵(諸如電場或磁場) 作用下不會移動，從而使某部分膠體顆粒與其它部分膠體顆粒隔離。就是說，根據(jù)本發(fā)明的所述示例性實施例，通過將散布有膠體顆粒的介質(zhì)散布在透光材料730中，可以防止在不同介質(zhì)區(qū)域710和720中的膠體顆粒之間的直接或間接干擾，例如，不同介質(zhì)區(qū)域710和 720中的膠體顆粒之間的互混。此外，在透光材料730中的散布有膠體顆粒的介質(zhì)的基礎(chǔ)上，打印介質(zhì)700中的膠體顆粒的顆粒間距可以獨立地進行控制。之后，參看圖7，本發(fā)明的所述示例性實施例所述的打印介質(zhì)700可以在透光材料 730中具有多種介質(zhì)區(qū)域710和720。具體說，可以對施加有第一磁場的第一介質(zhì)區(qū)域710 中的膠體顆粒的顆粒間距、以及施加有第二磁場的第二介質(zhì)區(qū)域720中的膠體顆粒的顆粒間距進行獨立的控制。于是，第一介質(zhì)區(qū)域710和第二介質(zhì)區(qū)域720可以分別反射不同波長的光。圖8和圖9示出了本發(fā)明的另一個實施例所述的散布在透光材料中的膠體顆粒的實際例子。為參考計，圖8和圖9為圖7中的打印介質(zhì)700的斷面的電子照片。參看圖8和圖9，可以看到，膠體顆粒910散布在介質(zhì)920中，而介質(zhì)920散布在處于固相或凝膠相中的透光材料930中，并且在外部激勵(諸如電場或磁場)的作用下也不移動。具體說，根據(jù)本發(fā)明的所述示例性實施例，在制備好乳膠型介質(zhì)920(其中散布有具有電荷或磁性的膠體顆粒910)之后，可以將制備好的介質(zhì)920加工成小滴型，并使其均勻地混合在透光材料930中。根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施例，膠體顆粒910可以包括覆蓋有電荷層的I^eOx團粒，介質(zhì)920可以包括UV可固化材料，而透光材料930可以包括聚二甲基硅氧燒(polydimethylsiloxane, PDMS)。
圖10示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的封囊(海綿型封囊)的結(jié)構(gòu)，其中所述封囊以封裝形式由與透光材料混合的含膠體顆粒的介質(zhì)構(gòu)成。參看圖10，本發(fā)明的一個示例性實施例所述的有膠狀顆粒1010散布其中的介質(zhì) 1020可以散布在由透光材料1030形成的封囊(例如球形封囊)中。具體說，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，可以制備乳膠型介質(zhì)1020，其中散布有具有電荷或磁性的膠體顆粒 1010，然后將其與透光材料1030均勻混合，從而形成所述封囊(例如，海綿型封囊)，該封囊包含散布有膠體顆粒1010的介質(zhì)1020。圖11示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的封囊的實際例子，其中該封囊包含散布于其中的含膠體顆粒的介質(zhì)。參看圖11，可以看到，當(dāng)沒有施加電場或磁場時(參看圖11(a))，所述封囊中的膠體顆粒1010在其中隨機分散。另一方面，當(dāng)施加了電場或磁場時(參見圖11(b))，所述封囊中的膠體顆粒1010以預(yù)定的顆粒間距規(guī)則排列，從而反射特定波長的光。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，所述膠體顆粒可以包括覆蓋有電荷層的 FeOx團粒，所述介質(zhì)可以包括UV可固化材料，而所述透光材料可以包括聚二甲基硅氧烷 PDMS0圖12示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的封囊(殼型封囊)的結(jié)構(gòu)，其中在該封囊中，含膠體顆粒的介質(zhì)以封裝方式覆蓋有由透光材料制成的覆蓋膜。參看圖12，可以制備乳膠型介質(zhì)1220，其中散布有具有電荷或磁性的膠體顆粒 1210，然后將其封裝在由透光材料制成的封囊膜1230中，從而形成所述封囊產(chǎn)品(殼型封囊)。圖13和圖14示出了本發(fā)明的一個實施例所述的包括含膠體顆粒的介質(zhì)的封囊的實際例子。參看圖13，可以看到，有膠體顆粒散布其中的介質(zhì)分別被封囊膜封裝，并形成多個封囊。另外，圖14是放大圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例制備的封囊，并清楚地呈現(xiàn)出各個膠體顆粒1410被封囊膜1420封裝。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，膠體顆?？梢园ǜ采w有電荷層的i^eOx團粒，介質(zhì)可以包括UV可固化材料，而透光材料可以包括 PDMS0如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例封裝所述介質(zhì)的優(yōu)點在于，可以防止直接干擾，例如，不同封囊所封裝的膠體顆粒之間的互混；打印介質(zhì)中的膠體顆粒的顆粒間距可以在封囊的基礎(chǔ)上獨立進行控制，這樣反過來就可以表達出更精細的所述打印介質(zhì)的結(jié)構(gòu)色。另外，本發(fā)明的一個示例性實施例所述的打印介質(zhì)的封裝過程的優(yōu)點在于，即使所述介質(zhì)的一些區(qū)域損壞了，其它區(qū)域也可以正常工作。所以，只需要處理并恢復(fù)受損區(qū)域即可，從而能夠有效而容易地修補和維護所述打印介質(zhì)。同時，本發(fā)明的一個示例性實施例所述的打印介質(zhì)還可以包括保護件，以便使介質(zhì)以及散布在該介質(zhì)中的膠體顆粒與外部環(huán)境隔離，其中，所述保護件形成在所述介質(zhì)上。圖15示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的包括保護件的打印介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。參看圖15，本發(fā)明的所述示例性實施例所述的打印介質(zhì)1500可以具有介質(zhì)1510 和1520，這些介質(zhì)散布在透光材料1530中，并且在這些介質(zhì)中散布有膠體顆粒，保護件 1550形成在透光材料1530上，以便使介質(zhì)1510和1520以及散布在這些介質(zhì)中的膠體顆粒與外部環(huán)境隔離。
具體說，本發(fā)明的一個示例性實施例所述的保護件1550可以用來使介質(zhì)1510和 1520與外部環(huán)境(包括例如空氣、水等)隔離，所以，處于凝固狀態(tài)(例如，固態(tài)、固化態(tài)等) 的所述介質(zhì)中的膠體顆粒的顆粒間距就與外部環(huán)境無關(guān)，從而可以保持恒定。本發(fā)明的所述示例性實施例所述的保護件1550可以包括透光聚合物材料，但不具體地限于此。可以對這種材料進行合適的修改和變型，只要它能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的即可。圖16示出了在本發(fā)明的一個示例性實施例所述的打印介質(zhì)上顯現(xiàn)的各種信息。 為參考計，根據(jù)圖11所示的示例性實施例，所述膠體顆粒為覆蓋有氧化硅(SiOx)電荷層的 FeOx團粒，而所述介質(zhì)為由UV固化的材料。參看圖16，可以看到，本發(fā)明的一個示例性實施例所述的介質(zhì)根據(jù)所施加的電場或磁場可以顯現(xiàn)出各種結(jié)構(gòu)色圖案。圖17和圖18示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的包括保護件的打印介質(zhì)與沒有所述保護件的另一種打印介質(zhì)相比的測試結(jié)果。為參考計，根據(jù)圖17和圖18所示的示例性實施例，所述膠體顆粒為覆蓋有氧化硅(SiOx)電荷層的!^eOx團粒，所述介質(zhì)為可隨溫度變化而相變的材料，所述保護件為透光聚合物膜。首先，圖17示出了分別在本發(fā)明的一個示例性實施例所述的包括保護件的打印介質(zhì)1710以及沒有保護件的另一種打印介質(zhì)1720上施加磁場而顯現(xiàn)出具有希望圖樣的結(jié)構(gòu)色之后馬上得到的測試結(jié)果，然后，通過去掉對能量的施加而將所顯現(xiàn)出的顏色固定。參看圖17，可以確認(rèn)，在所述結(jié)構(gòu)色被顯現(xiàn)并固定之后，在包括所述保護件的打印介質(zhì) 1710和沒有所述保護件的打印介質(zhì)1720中，結(jié)構(gòu)色均得以正常地保持。接著，圖18示出了具有希望圖樣的結(jié)構(gòu)色分別在本發(fā)明的一個示例性實施例所述的包括所述保護件的打印介質(zhì)1810和沒有所述保護件的另一打印介質(zhì)1820上顯現(xiàn)并固定48小時后所獲得的測試結(jié)果。參看圖18，可以確定，具有保護件的打印介質(zhì)1810將結(jié)構(gòu)色保持得與最初顯現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)色更接近。另一方面，沒有保護件的打印介質(zhì)1820既沒有保持住最初顯現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)色，也不呈現(xiàn)出任何結(jié)構(gòu)色。從前面的描述可以清楚看到，本發(fā)明的一個示例性實施例所述的保護件可以將散布有顆粒的介質(zhì)與外部環(huán)境隔離，從而即使在很長時間之后也可以恒定地保持顆粒的顆粒間距。同時，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，一種打印介質(zhì)還可以包括安裝在該打印介質(zhì)的一面或兩面上的電極或磁極，以便對該打印介質(zhì)施加電場或磁場。具體說，對于具有保護件的打印介質(zhì)來說，該保護件可以同時實現(xiàn)所述介質(zhì)與外部環(huán)境隔離以及在所述介質(zhì)上施加電場或磁場。例如，這種保護件可以包括銦錫氧化物(ITO)作為透光電極材料。圖19示出了本發(fā)明的一個示例性實施例所述的打印設(shè)備的結(jié)構(gòu)。參看圖19，本發(fā)明的所述示例性實施例所述的打印設(shè)備1900可以將含有膠體顆粒的介質(zhì)1960噴射到待打印的物體1950上，其中，被噴射的介質(zhì)1960受到電場或磁場的作用以便控制膠體顆粒的顆粒間距，并且也受到能量的作用或者防止受到能量的作用以便將介質(zhì)I960變?yōu)槟虪顟B(tài)， 從而將介質(zhì)I960中的膠體顆粒的受控顆粒間距固定下來。于是，吸附到物體1950上的介質(zhì)1960可以穩(wěn)定地反射特定波長的光。參看圖19，本發(fā)明的所述示例性實施例所述的打印設(shè)備1900可以包括存儲部 1910、噴射部1920、電磁場產(chǎn)生和/或施加單元1930、能量施加和/或控制單元1940以及控制器(未示出)。
本發(fā)明的所述示例性實施例所述的存儲部1910可以存儲所述有帶電膠體顆粒散布其中的介質(zhì)。本發(fā)明的所述示例性實施例所述噴射部1920可以以小滴的形式將含有所述膠體顆粒的介質(zhì)I960噴射到物體1950上。本發(fā)明的所述示例性實施例所述的電磁場產(chǎn)生和/或施加單元1930可以將電場或磁場施加到噴射出的介質(zhì)I960上，以便控制介質(zhì)1960中的膠體顆粒的顆粒間距。本發(fā)明的所述示例性實施例所述的能量施加和/或控制單元1940可以將能量 (例如，熱能、光能、電能、磁能、機械能、化學(xué)能等)施加在噴射出的介質(zhì)I960上，或者阻止這些能量的施加，以便將介質(zhì)I960變?yōu)槟虪顟B(tài)(例如，固相、固化態(tài)等)，從而使介質(zhì) I960中的膠體顆粒的顆粒間距固定。最后，本發(fā)明的所述示例性實施例所述的控制器(未示出)可以控制存儲部1910、 噴射部1920、電磁場產(chǎn)生和/或施加單元1930、以及能量施加和/或控制單元1940的各個功能，從而與打印物體1950的條件相對應(yīng)，在特定的區(qū)域正確地顯現(xiàn)出特定的結(jié)構(gòu)色。圖20示出了本發(fā)明的另一個示例性實施例所述的打印設(shè)備2000的結(jié)構(gòu)。參看圖20，本發(fā)明的另一個示例性實施例所述的打印設(shè)備2000可以包括存儲部2010、噴射部 2020、電磁場產(chǎn)生和/或施加單元2030、能量施加和/或控制單元2040以及控制器(未示出)。具體說，對于本發(fā)明的這個示例性實施例所述的打印設(shè)備2000來說，電磁場產(chǎn)生和/ 或施加單元2030和能量施加和/或控制單元2040可以安裝在打印物體2050的下方。首先，本發(fā)明的所述示例性實施例所述噴射部2020可以以小滴的形式將含有所述膠體顆粒的介質(zhì)2060噴射到物體2050上。本發(fā)明的所述示例性實施例所述的電磁場產(chǎn)生和/或施加單元2030可以將電場或磁場施加到由噴射部2020噴射出并附著在物體2050上的介質(zhì)2060上，以便控制介質(zhì) 2060中的膠體顆粒的顆粒間距。本發(fā)明的所述示例性實施例所述的能量施加和/或控制單元2040可以將能量施加在或阻止將能量施加在由噴射部2020噴射出并附著在物體2050上的介質(zhì)2060上，以便固定介質(zhì)2060中的膠體顆粒的顆粒間距。圖20中所示的打印設(shè)備2000的其它結(jié)構(gòu)與圖19中所示的打印設(shè)備1900的那些結(jié)構(gòu)實質(zhì)上相似或相同，所以，將省略其詳細描述。如上所述，本發(fā)明所述的打印設(shè)備只用一種材料，不用多種顏料(例如，墨水、色粉等)以顯現(xiàn)各種顏色，就可以將信息全色打印在物體上。就其本身來說，盡管參考附圖描述了本發(fā)明的優(yōu)選示例性實施例以說明本發(fā)明的技術(shù)配置和效果，但這些示例性實施例只用于說明的目的，以便能清楚地理解本發(fā)明，本發(fā)明并不具體地限于此。本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)該明白，從前面的描述中可以做出各種修改和變型。因此，本發(fā)明的范圍和精神不限于上面描述的那些示例性實施例，所附權(quán)利要求書以及變型、修改及其等同描述中所公開的主題應(yīng)被解釋為包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種使用光子晶體特性的打印介質(zhì)，包括一種介質(zhì)，該介質(zhì)含有多個散布其中的帶電顆粒，其中，所述介質(zhì)中的所述顆粒的顆粒間距通過在該介質(zhì)上施加電場和磁場中的至少一種場來控制；以及其中，所述顆粒的顆粒間距通過在所述介質(zhì)上施加能量來固定。
2.一種使用光子晶體特性的打印介質(zhì)，包括一種介質(zhì)，該介質(zhì)含有多個散布其中的帶電顆粒，其中，所述介質(zhì)中的所述顆粒的顆粒間距通過在該介質(zhì)上施加能量以及電場和磁場中的至少一種場來控制；以及其中，所述顆粒的顆粒間距通過阻止在所述介質(zhì)上施加能量來固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的打印介質(zhì)，其中，所述介質(zhì)包括選自可逆相變材料、可逆粘度變化材料以及不可逆固化材料中的至少一種材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的打印介質(zhì)，其中，所述能量包括選自熱能、光能、電能、磁能、機械能和化學(xué)能中的至少一種能量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的打印介質(zhì)，其中，所述顆粒的顆粒間距根據(jù)所述電場的強度和方向中的至少一個參量的變化而變化，以及從所述顆粒反射的光的波長根據(jù)所述顆粒間距的變化而變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的打印介質(zhì)，其中，所述顆粒的顆粒間距根據(jù)所述磁場的強度和方向中的至少一個參量的變化而變化，以及從所述顆粒反射的光的波長根據(jù)所述顆粒間距的變化而變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的打印介質(zhì)，其中，所述顆粒本身帶電或者通過按照預(yù)期改變該顆粒的特性而具有電荷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的打印介質(zhì)，其中，所述顆粒包括選自Fe、Co和M的至少 一種元素。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的打印介質(zhì)，其中，通過在所述介質(zhì)上只重新施加能量來解除所述顆粒的顆粒間距的固化。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的打印介質(zhì)，其中，所述介質(zhì)散布在透光材料中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的打印介質(zhì)，還包括形成在所述介質(zhì)上以使所述介質(zhì)與外部環(huán)境隔離的保護件。
12.一種使用光子晶體特性的打印方法，包括噴射介質(zhì)，在該介質(zhì)中散布有多個帶電顆粒；在所述介質(zhì)上施加電場和磁場中的至少一種場，以控制所述顆粒的顆粒間距；以及在所述介質(zhì)上施加能量，以固定所述顆粒的顆粒間距。
13.一種使用光子晶體特性的打印方法，包括噴射介質(zhì)，在該介質(zhì)中散布有多個帶電顆粒；在所述介質(zhì)上施加能量以及電場和磁場中的至少一種場，以控制所述顆粒的顆粒間距；以及阻止在所述介質(zhì)上施加能量，以固定所述顆粒的顆粒間距。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的打印方法，其中，所述介質(zhì)包括選自可逆相變材料、可逆粘度變化材料以及不可逆固化材料中的至少一種材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的打印方法，其中，所述能量包括選自熱能、光能、電能、 磁能、機械能和化學(xué)能的至少一種能量。
16.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的打印方法，其中，所述顆粒的顆粒間距根據(jù)所述電場的強度和方向中的至少一項的變化而變化，以及從所述顆粒反射的光的波長根據(jù)所述顆粒間距的變化而變化。
17.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的打印方法，其中，所述顆粒的顆粒間距根據(jù)所述磁場的強度和方向中的至少一項的變化而變化，以及從所述顆粒反射的光的波長根據(jù)所述顆粒間距的變化而變化。
18.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的打印方法，其中，所述顆粒本身帶電或者通過按照預(yù)期改變該顆粒的特性而具有電荷。
19.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的打印方法，其中，所述顆粒包括選自Fe、Co和Ni的至少一種元素。
20.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的打印方法，其中，在所述介質(zhì)附著在打印物體上之后， 在所述介質(zhì)上施加電場和磁場中的至少一種場。
21.一種使用光子晶體特性的打印設(shè)備，包括噴頭，用于噴射介質(zhì)，其中在所述介質(zhì)中散布有多個帶電顆粒；電磁場產(chǎn)生和/或施加單元，用于在所述介質(zhì)上產(chǎn)生和/或施加電場和磁場中的至少一種場；以及能量施加和/或控制單元，用于在所述介質(zhì)上施加和/或控制能量，其中，通過在所述介質(zhì)上施加所述電場和磁場中的至少一種場來控制所述介質(zhì)中的所述顆粒的顆粒間距；以及其中，通過使用所述能量施加和/或控制單元在所述介質(zhì)上施加能量來固定所述顆粒的顆粒間距。
22.一種使用光子晶體特性的打印設(shè)備，包括噴頭，用于噴射介質(zhì)，其中在所述介質(zhì)中散布有多個帶電顆粒；電磁場產(chǎn)生和/或施加單元，用于在所述介質(zhì)上產(chǎn)生和/或施加電場和磁場中的至少一種場；以及能量施加和/或控制單元，用于在所述介質(zhì)上施加能量或阻止施加能量，其中，通過在所述介質(zhì)上施加能量以及所述電場和磁場中的至少一種場來控制所述顆粒的顆粒間距；以及其中，所述能量施加和/或控制單元阻止在所述介質(zhì)上施加能量來固定所述顆粒的顆粒間距。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的打印設(shè)備，其中，所述能量包括選自熱能、光能、電能、 磁能、機械能和化學(xué)能的至少一種能量。
24.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的打印設(shè)備，其中，所述顆粒的顆粒間距根據(jù)所述電場的強度和方向中的至少一項的變化而變化，以及從所述顆粒反射的光的波長根據(jù)所述顆粒間距的變化而變化。
25.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的打印設(shè)備，其中，所述顆粒的顆粒間距根據(jù)所述磁場的強度和方向中的至少一項的變化而變化，以及從所述顆粒反射的光的波長根據(jù)所述顆粒間距的變化而變化。
26.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的打印設(shè)備，其中，在所述介質(zhì)附著在打印物體上之后， 在所述介質(zhì)上施加所述電場和磁場中的至少一種場。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使用光子晶體特性的打印介質(zhì)、打印方法和打印設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，所述使用光子晶體特性的打印介質(zhì)包括一種介質(zhì)，在該介質(zhì)中散布有多個具有電荷的顆粒，其中，所述顆粒的間距通過在該介質(zhì)上施加電場和磁場中的至少一種場來控制，以及當(dāng)在所述介質(zhì)上施加能量時所述顆粒的間距被固定。
文檔編號B41M5/36GK102481799SQ201080034834
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者朱宰賢, 洪性完, 金光洙, 高多賢 申請人:納諾布雷克株式會社