DE19912307A1 - Aus Papier oder Gewebe (Textil) aufgebauter Bildschirm - Google Patents
Aus Papier oder Gewebe (Textil) aufgebauter BildschirmInfo
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Abstract
Es wird ein aus Papier oder Gewebe aufgebauter Bildschirm beschrieben. Die Farbdarstellung erfolgt dabei durch auf das Papier aufgebrachte oder imprägnierte pH- oder redox-sensitive Farbstoffe. Die Farben werden durch flächig aufgebrachte und einzeln angesteuerte Mikroelektroden erzeugt. DOLLAR A Aus den Papier- oder Gewebe-Bildschirmen können Bücher, Zeitschriften oder Zeitungen gebildet werden. Weiterhin können Plakate beliebiger Größe gefertigt oder beliebige ebene oder unebene Flächen überzogen werden, z. B. zur Fassadengestaltung.
Description
Die zunehmende Durchdringung des täglichen Lebens mit computergestützten Systemen
führte zu elektronischen Büchern und Zeitungen. Erste Systeme sind am Markt, die die
Daten vom Internet auf einen lokalen Computer laden und dann mit geeigneter Technik,
z. B. mittels Infrarotsender auf separate elektronische Bildschirme übertragen. Diese
elektronischen Bücher können dann beliebig und an jedem Ort gelesen werden. Dadurch
wird die aufwendige Technologie und Logistik des Buch- und Zeitungsdrucks prinzipiell
ersetzbar.
Ein größeres Akzeptanzproblem der Systeme ist bislang noch der Zwang zur
Bilddarstellung mittels konventioneller Flachbildschirmtechnik. Über die Jahrhunderte ist
der Verbraucher jedoch an das Papier als Medium gewöhnt. Das Papier bietet dabei
unübertroffene Darstellungseigenschaften: ein gutes haptisches Gefühl, die Möglichkeit
der Bilddarstellung mit Druckfarben und damit das Eingehen auf die natürlichen
Sehgewohnheiten des Menschen. Die Darstellung mit Druckfarben hat weiterhin den
Vorteil, daß bei zunehmender Beleuchtung durch Kunst- oder Sonnenlicht eine bessere
Lesbarkeit entsteht - im Gegensatz zu der bisherigen Bildschirmtechnik, die hier eine
immer schlechtere Lesbarkeit bietet. Es ist somit eine Erfindung wünschenswert, mit der
Papier oder vergleichbare Materialien zur Bildschirm-Darstellung genutzt werden
könnten.
Die Erfindung beschreibt einen entsprechenden Farbbildschirm auf der Basis von Papier
oder Textilmaterialien.
Dabei wird Papier oder ein Gewebe (Textil) oder ein entsprechendes poröses oder
faserförmiges Material in beliebiger Größe als Bildschirm verwendet. Die Darstellung
kann einseitig oder doppelseitig erfolgen. Mehrere Papierbildschirme können zu einer Art
Buch oder Zeitschrift zusammengefügt werden.
Die reversible Farbgebung wird erfindungsgemäß physikochemisch durch pH- oder
redox-sensitive Farbstoffe erzielt. Diese Farbstoffe werden auf das Papier aufgedruckt
oder in es imprägniert. Das Papier ist weiterhin mit einem geeigneten nicht oder gering
verdunstenden Elektrolyten imprägniert. Weitere Hilfsstoffe können imprägniert werden,
wie Konservierungsmittel, Stabilisatoren, Hilfsreaktanden für die Farbreaktion etc..
Der zur Farbdarstellung notwendige Redox- oder pH-Gradient wird durch Mikroelekroden
erzeugt. Die Mikroelektroden werden in unterschiedlicher Bauart in hoher Dichte auf der
Papierfläche angebracht. Sie werden definiert angesteuert.
Um die Einzelelektrode herum kann durch geeignete Steuerung der angelegten
Spannung, bzw. des fließenden Stromes ein gewünschter pH-Wert eingestellt werden.
Je nach angewandtem pH-Farbstoff entwickelt sich die entsprechende Farbe. Ein
entsprechender Strom mit umgekehrter Polarität löscht die Färbung wieder.
Die Elektroden können in geeigneter Modifikation als pH-Meßelektroden verwendet
werden. Es können jedoch auch separate pH-Meßelektroden integriert werden. Die
regelmäßige pH-Messung ermöglicht die Korrektur von etwaigen pH-Wert-
Verschiebungen und damit die Aufrechterhaltung des gewünschten Basis-pH-Wertes.
Entsprechendes gilt hierbei und im folgenden für den Einsatz redox-senistiver Farbstoffe.
Als erfindungsgemäße Bildschirmfarbstoffe kommen sämtliche pH-sensitiven, redox
sensitiven oder auf andere Weise durch den elektrischen Strom direkt oder indirekt
veränderbaren Farbstoffe in Betracht. Bevorzugt werden Farbstoffe, die von farblos auf
farbig reagieren, z. B. Phenolphtalein. Die auszuwählenden Substanzen sollten nicht
blutend sein.
Die Elektroden können von vorne und oder von hinten in das Papier ragen. Das
Elektrodenmaterial kann vorzugsweise so dünn ausgeführt werden, daß eine optische
Beeinträchtigung nicht entsteht. Es kann auch elektrisch leitender Kunststoff verwendet
werden.
Eine mögliche geeignete Ausführung kann sein, daß auf der Papiervorder- und rückseite
sehr dünne Drähte einmal in waagrechter und einmal in senkrechter Anordnung
aufgebracht werden. Werden jetzt die waagrechten Drähte sequenziell mit einer
geeigneten Taktfrequenz z. B. von oben nach unten angesteuert und die senkrechten
z. B. von links nach rechts, so fließt zu einem definierten Zeitpunkt nur an dem
Schnittpunkt der jeweils angesteuerten Drähte der angelegte Strom durch das
Indikatorpapier und entwickelt exakt an dieser Stelle einen Farbpunkt. Auf diese Weise
kann die gesamte Bildschirmfläche abgetastet werden und die Bild- und Textdarstellung
so softwareseitig aufgebaut werden. Die Löschung erfolgt entsprechend mit
umgekehrter pH-Verschiebung auf einen Basiswert.
Die Elektroden sowie die Zu- und Ableitungen können auf einer Folie aufgebracht sein,
die auf das Papier kaschiert wird. Die Folie kann weitere Funktionen übernehmen wie
Verdunstungsschutz, gewünschte optische und haptische Anmutung, UV-Schutz etc..
Ein Farbbildschirm kann nach dem beschriebenen System in unterschiedlichster Art und
Weise aufgebaut werden. Folgende Prinzipien können zur Anwendung kommen:
- 1. pH- oder redox-sensitive Farbstoffe, z. B. die drei Grundfarben und Schwarz werden in jeweils einer Lage aufgebracht. Dazu sind die dem Betrachter zugewandten Lagen transparent auszuführen. Jede Lage ist durch in dieser Lage wirkende Elektroden spezifisch anzusteuern. Evt. sind isolierenden Zwischenlagen vorzusehen.
- 2. Das Papier wird einlagig mit einem Mikro-Pixel- oder Linienmuster der (Grund-)Farben bedruckt oder imprägniert. Die Ansteuerung der jeweiligen Farbpunkte erfolgt dann durch spezifische im Pixel oder der Linie anzuordnende Elektroden.
- 3. Geeignete pH- oder redox-sensitive Farbstoffe mit Farbumschlag bei unterschiedlichen pH-Werten werden in Mischung aufgebracht. Die gewünschte Farbe entsteht dann durch die Einstellung unterschiedlicher definierter pH-Stufen je Elektrode.
Es kann auch auf der Basis von Geweben (Textilien) gearbeitet werden. Die senkrechten
und waagrechten Fasern des Gewebes können dabei als Elektroden ausgeführt werden,
die wie oben beschrieben anzusteuern sind.
Die Fasern sind mehrlagig auszuführen, z. B. mit dem/den Elekrodenleiter/n als Seele und
mit einer oder mehreren umhüllenden Schichten aus geeignetem porösen Material, so
daß der direkte Kontakt der Elektroden im Gewebe unterbunden wird. In die
umhüllenden Schichten wird das oben beschriebene farbgebende System aus pH- und
Redox-Farbstoffen sowie Elektrolyten integriert.
Eine Farbbildung entsteht dann an den Kreuzungspunkten der waagrechten und
senkrechten Fasern. Auch hier kann mit geeigneten transparenten Fasern mehrlagig
gearbeitet werden. Es können jedoch auch die einzelnen Fasern mit definierten Farben
jeweils nebeneinander liegen. Weiterhin können nicht farbaktive Fasern mitverwoben
werden. Diese Hilfsfasern können beispielsweise die Stabilität erhöhen, den
Papiereindruck hervorrufen oder verstärken oder weitere beliebige Funktionen erfüllen.
Auch in dieser Ausführung kann durch Aufbringen geeigneter Oberflächen-,
Zwischenlagen oder Rückseiten ein Papier- oder Kartoneindruck erzeugt werden und die
Stabilität des Bildschirmes erhöht werden. Es können Schutz und/oder Isolierlagen
aufgebracht werden.
Die Bildschirme können in beliebiger Aufmachung und Nutzung angewandt werden.
Beispielsweise können wie oben erwähnt Bücher oder Zeitschriften gebildet werden.
Es können aber auch Flachbildschirme erzeugt werden, die als Plakatwände oder
Plakatplanen beliebiger Größe ausgeführt werden, z. B. in der Straßenwerbung.
Weiterhin können natürlich T-Shirts oder andere Kleidung gefertigt werden.
Es können auch durch Integration in Kunststoffbauteile oder durch Aufbringen auf
beliebige andere Baumaterialien Kraftfahrzeuge ausgestattet oder Fassaden gestaltet
werden.
Auch eine Kombination mit aus Fasermaterial aufgebauten Sonnenkollektoren ist
möglich. Hier können die Sonnenkollektor-Fasern die autonome Stromversorgung der
Einheiten übernehmen.
Neben der Vermittlung von Information können diese System natürlich auch andere
Funktionen ausüben, z. B. in der Wärmeregulierung. Dabei kann eine dunkel angesteuerte
Oberfläche Wärme aufnehmen, während eine Ansteuerung mit hellen Farben oder weiß
diese abweist.
Claims (33)
1. Aus Papier oder Gewebe aufgebauter Bildschirm
dadurch gekennzeichnet, daß
die reversible Farbgebung durch pH- oder redox-sensitive Farbstoffe erzielt wird.
2. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
diese Farbstoffe auf das Papier aufgedruckt oder in es imprägniert werden.
3. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
das Papier mit einem geeigneten nicht oder gering verdunstenden Elektrolyten
imprägniert wird und weitere Hilfsstoffe, wie Konservierungsmittel, Stabilisatoren,
Hilfsreaktanden für die Farbreaktion, imprägniert werden.
4. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
der zur Farbdarstellung notwendige Redox- oder pH-Gradient durch Mikroelektroden
erzeugt wird und die Mikroelektroden in hoher Dichte auf der Papierfläche angebracht
werden und definiert angesteuert werden.
5. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
um die Einzelelektrode herum durch geeignete Steuerung der angelegten Spannung,
bzw. des fließenden Stromes ein gewünschter pH-Wert eingestellt wird.
6. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
die Elektroden als pH-Meßelektroden verwendet werden oder daß separate pH-
Meßelektroden integriert werden und daß durch die Steuerung der Elektroden aufgrund
der regelmäßigen pH-Messung ein gewünschter Basis-pH-Wert gehalten wird.
7. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
um die Einzelelektrode herum durch geeignete Steuerung der angelegten Spannung,
bzw. des fließenden Stromes ein gewünschter Redox-Wert eingestellt wird.
8. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
die Elektroden als Redox-Meßelektroden verwendet werden oder daß separate pH-
Meßelektroden integriert werden und daß durch die Steuerung der Elektroden aufgrund
der regelmäßigen Redox-Messung ein gewünschter Basis-Redox-Wert gehalten wird.
9. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
als Bildschirmfarben pH-sensitive, redox-sensitive oder auf andere Weise durch den
elektrischen Strom direkt oder indirekt veränderbare Farbstoffe verwendet werden.
10. Produkt lt. Anspruch 9
dadurch gekennzeichnet, daß
Farbstoffe verwendet werden, die von farblos auf farbig reagieren, z. B. Phenolphtalein.
11. Produkt lt. Anspruch 9
dadurch gekennzeichnet, daß
die Farbstoffe nicht blutend sind.
12. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
die Elektroden von vorne und oder von hinten in das Papier ragen.
13. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
auf der Papiervorder- und rückseite sehr dünne Drähte einmal in waagrechter und einmal
in senkrechter Anordnung aufgebracht werden und die waagrechten Drähte sequenziell
mit einer geeigneten Taktfrequenz z. B. von oben nach unten angesteuert und die
senkrechten z. B. von links nach rechts gesteuert werden und so zu einem definierten
Zeitpunkt nur an dem Schnittpunkt der jeweils angesteuerten Drähte der angelegte
Strom durch das Indikatorpapier fließt und exakt an dieser Stelle einen Farbpunkt
entwickelt.
14. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
die Elektroden sowie die Zu- und Ableitungen auf einer Folie aufgebracht sind, die auf
das Papier kaschiert wird.
15. Produkt lt. Anspruch 14
dadurch gekennzeichnet, daß
die Folie weitere Funktionen übernimmt wie Verdunstungsschutz, gewünschte optische
und haptische Anmutung, UV-Schutz.
16. entfällt
17. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
pH- oder redox-sensitive Farbstoffe, z. B. die drei Grundfarben und Schwarz in jeweils
einer Lage aufgebrachtwerden und dazu die dem Betrachter zugewandten Lagen
transparent ausgeführt werden und jede Lage durch in dieser Lage wirkende Elektroden
spezifisch angesteuert wird und evt. isolierende Zwischenlagen eingebaut werden.
18. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
das Papier einlagig mit einem Mikro-Pixel- oder Linienmuster der (Grund-)Farben
bedruckt oder imprägniert wird und die Ansteuerung der jeweiligen Farbpunkte durch
spezifische im Pixel oder der Linie anzuordnende Elektroden erfolgt.
19. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
pH- oder redoxaktive Farben mit Farbumschlag bei unterschiedlichen pH-Werten
verwendet werden und in Mischung aufgebracht werden und die gewünschte Farbe
durch die Einstellung unterschiedlicher definierter pH-Stufen je Elektrode erzielt wird.
20. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
Gewebe (Textilien) verwendet werden und die senkrechten und waagrechten Fasern des
Gewebes dabei als Elektroden ausgeführt werden.
21. Produkt lt. Anspruch 20
dadurch gekennzeichnet, daß
die Fasern aus mehreren Lagen bestehen mit dem Elekrodenleiter als Seele und mit einer
oder mehreren diesen umhüllende Schichten aus geeignetem porösen Material, so daß
der direkte Kontakt der Elektroden im gewobenen Textil unterbunden wird und das
farbgebende System aus pH- und Redoxfarben sowie Elektrolyten in die Hüllschichten
integriert wird.
22. Produkt lt. Anspruch 20
dadurch gekennzeichnet, daß
transparente farbgebende Fasern in mehreren Lagen übereinanderliegen.
23. Produkt lt. Anspruch 20
dadurch gekennzeichnet, daß
die einzelnen Fasern mit definierten Farben jeweils nebeneinander liegen.
24. Produkt lt. Anspruch 20
dadurch gekennzeichnet, daß
nicht farbaktive Fasern mitverwoben werden, welche als Hilfsfasern die Stabilität
erhöhen, den Papiereindruck hervorrufen oder verstärken oder weitere Funktionen
erfüllen.
25. Produkt lt. Anspruch 20
dadurch gekennzeichnet, daß
durch Aufbringen geeigneter Oberflächen-, Zwischenlagen oder Rückseiten ein Papier-
oder Kartoneindruck erzeugt wird und die Stabilität des Bildschirmes erhöht werden.
26. Produkt lt. Anspruch 20
dadurch gekennzeichnet, daß
Schutz- und/oder Isolierlagen aufgebracht werden.
27. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
der Papier- oder Gewebe-Bildschirm doppelseitig aufgebracht wird.
28. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Papier- oder Gewebe-Bildschirme zu einer Art Buch oder Zeitschrift
zusammengefügt werden.
29. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
Flachbildschirme erzeugt werden, die als Plakatwände oder Plakatplanen beliebiger
Größe ausgeführt werden, z. B. in der Straßenwerbung.
30. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
T-Shirts oder andere Kleidung gefertigt wird, die teilweise oder ganz aus Papier- oder
Gewebe-Bildschirmen bestehen.
31. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
durch Integration der Bildschirme in Kunststoffbauteile oder durch Aufbringen auf
beliebige andere Baumaterialien Kraftfahrzeuge ausgestattet oder Fassaden gestaltet
werden.
32. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
Kombinationen mit aus Fasermaterial aufgebauten Sonnenkollektoren hergestellt
werden.
33. Produkt lt. Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß
durch die Papier- oder Textilbildschirme Funktionen der Wärmeregulierung ausgeübt
werden.
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