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I. FELD DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren
zum Zusammenbau von drehbaren Elementen und auf ein System und Verfahren
zum Zusammenbau von laminierten Substraten zur Verwendung in Blattmaterial
mit sich drehenden Elementen.
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II. HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Blattmaterial
mit sich drehenden Elementen wurde in
US-Patenten
4,126,854 und
4,143,103 offenbart
und umfasst allgemein ein Substrat, eine Hilfsflüssigkeit und eine Klasse von
drehbaren Elementen. Wie nachstehend erörtert, hat das Blattmaterial
mit rotierenden Elementen eine Verwendung als "wieder verwendbares elektrisches Papier" gefunden.
1 stellt
einen vergrößerten Querschnitt eines
Blattmaterials
18 mit sich drehenden Elementen dar, das
ein drehbares Element
10, Hilfsflüssigkeit
12, Hohlraum
14 und
Substrat
16 einschließt.
Ein Betrachter
28 ist ebenso gezeigt. Wenngleich die
1 ein
kugelförmig
ausgebildetes drehbares Element und Hohlraum darstellt, werden viele
andere Formen funktionsfähig
sein und mit der vorliegenden Erfindung konsistent sein. Wie in
US-Patenten Nr. 5,389,945 offenbart,
kann die Dicke des Substrats
16 in der Größenordnung
von Hunderten von Mikrometer sein und die Abmessungen des drehbaren
Elements
10 und des Hohlraums
14 können in
der Größenordnung
von 10 bis 100 Mikrometer sein.
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In
der 1 ist das Substrat 16 ein Elastomermaterial,
wie etwa Silikongummi, der sowohl die Hilfsflüssigkeit 12 als auch
die Klasse der drehbaren Elemente innerhalb eines Hohlraums oder
Hohlräumen
aufnimmt, die über
das Substrat 16 hinweg angeordnet sind. Der Hohlraum oder
die Hohlräume enthalten
sowohl die Hilfsflüssigkeit 12 als
auch die Klasse von drehbaren Elementen derart, dass das drehbare
Element 10 in Berührung
mit der Hilfsflüssigkeit 12 steht
und mindestens ein translatorischer Freiheitsgrad des drehbaren
Elements 10 eingeschränkt
wird. Die Berührung
zwischen der Hilfsflüssigkeit 12 und
dem drehbaren Element 10 hebt eine Symmetrie des drehbaren
Elements 10 auf und ermöglicht,
dass das drehbare Element 10 adressiert wird. Der Zustand
der aufgehobenen Symmetrie des drehbaren Elements 10 oder
die adressierende Polarität,
können
einen elektrischen Dipol um eine Achse der Rotation aufbauen. Es
ist beispielsweise wohl bekannt, dass kleine Partikel in einer dielektrischen Flüssigkeit
eine elektri sche Ladung aufbauen, die zu dem Zeta-Potenzial der
Oberflächenbeschichtung
in Beziehung steht. Daher kann ein elektrischer Dipol auf einem
drehbaren Element in einer dielektrischen Flüssigkeit durch geeignete Wahl
der Beschichtungen aufgebaut werden, die auf gegenüberliegenden Oberflächen des
drehbaren Elements angewandt sind. Die Verwendung von Blattmaterial 18 mit
sich drehenden Elementen als ein "wieder verwendbares elektrisches Papier" ist in der Tatsache
begründet, dass
den drehbaren Elementen typischerweise eine zweite unterbrochene
Symmetrie verliehen wird, eine mehrwertige Ansicht, die mit der
vorstehend erörterten
Adressierungspolarität
korreliert ist. Das bedeutet, dass die vorstehend erwähnten Beschichtungen so
ausgewählt
werden können,
dass dieselben auf einfallende elektromagnetische Energie in unterscheidbarer
Weise reagieren. Daher kann die Ansicht des drehbaren Elements 10 für den Beobachter 28, der
geeignet positioniert ist, durch ein angewandtes Vektorfeld gesteuert
werden.
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Wie
beispielsweise in
US-Patent Nr. 4,126,854 offenbart,
kann das drehbare Element
10 einen schwarzen, allgemeinen
kugelförmigen
Polyäthylenkörper umfassen,
mit Titanoxid, dass auf eine Halbsphäre aufgesputtert ist, wobei
das Titanoxid einen lichtfarbigen Aspekt in einer Orientierung liefert. Ein
derartiges drehbares Element in einer transparenten, dielektrischen
Flüssigkeit
wird die gewünschte
Adressierungspolarität
aufweisen sowie die gewünschte
Ansicht.
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II.A. Drehbare Elemente mit zweiwertiger
Ansicht
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Eine
mehrwertige Ansicht in ihrer einfachsten Form ist eine zweiwertige
Ansicht. Wenn die Ansicht eine Farbreaktion auf sichtbares Licht
ist, kann ein drehbares Element
10 mit einer zweiwertigen
Ansicht als ein zweifarbiges drehbares Element bezeichnet werden.
Ein derartiges drehbares Element wird allgemein durch die Vereinigung
von zwei Materialschichten hergestellt, wie in
US-Patent Nr. 5,262,098 beschrieben.
2 stellt
ein Verfahren zur Herstellung eines drehbaren Elements mit einer zweiwertigen
Ansicht dar, das in
US-Patent
Nr. 5,262,098 beschrieben ist. Eine Scheibe
134 rotiert um
die Achse
132. Eine erste Materialschicht
21 wird auf
die rotierende Scheibe
134 von der Unterseite angewandt,
während
eine zweite Materialschicht
23 von der Oberseite her angewandt
wird. Die zwei Materialien treffen am Rand der rotierenden Scheibe
134 aufeinander
und bilden ein Band
136 aus. Wenn die auf das Material
ausgeübte
Zentrifugalkraft die Oberflächenspannung übersteigt,
die für
die Zentripetalkraft verantwortlich ist, bilden die beiden Materialien
das drehbare Element
10 aus, wie in
2 und
4 dargestellt
wird. Der Fachmann wird erkennen, dass die Ausbeuteraten für drehbare
Elemente von geeigne ter Größe und mit
geeigneter Proportion des ersten Schichtmaterials
21 und
des zweiten Schichtmaterials
23 von einer Vielzahl von
Faktoren abhängen.
3 zeigt
ein Band
136 in vergrößerter Form und
4 zeigt
ein resultierendes drehbares Element
10. Ausschließlich um
ein Beispiel zu geben, ist das drehbare Element
10 als
ein allgemein kugelförmiger
Körper
dargestellt. Wie in den
2 und
4 gezeigt,
bilden das erste Schichtmaterial
21 und das zweite Schichtmaterial
23 die
erste Schicht
20 und die zweite Schicht
22 jeweils
des drehbaren Elements
10 aus.
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5 bis 8 stellen
das drehbare Element 10 und beispielhafte Systeme dar,
die derartige drehbare Elemente verwenden. In der 5 ist
das drehbare Element aus der ersten Schicht 20 und der zweiten
Schicht 22 aufgebaut und ist, wiederum beispielhaft, ein
im Allgemeinen kugelförmiger
Körper. Die
Oberfläche
der ersten Schicht 20 weist eine erste Beschichtung 91 mit
einem ersten Zeta-Potenzial auf und die Oberfläche der zweiten Schicht 22 weist
eine zweite Beschichtung 93 mit einem zweiten Zeta-Potenzial
auf. Die erste Beschichtung 91 und die zweite Beschichtung 93 sind
derart ausgewählt,
dass die erste Beschichtung 91 eine netto positive elektrische Ladung
in Bezug auf die zweite Beschichtung 93 aufweist, wenn
diese in Berührung
mit einer dielektrischen Flüssigkeit
(nicht gezeigt) sind. Dies wird in 5 durch
das "+" und "–" Symbol jeweils dargestellt. Weiterhin
ist die Kombination der ersten Beschichtung 91 und der
Oberfläche
der ersten Schicht 20 von nicht weißer Farbe, was in 5 durch Schraffierung
angezeigt wird, und die Kombination der zweiten Beschichtung 93 und
der Oberfläche
der zweiten Schicht 22 ist von weißer Farbe. Der Fachmann wird
erkennen, dass das mit der ersten Schicht 20 und der ersten
Beschichtung 91 verbundene Material dasselbe sein kann.
In ähnlicher
Weise kann das Material, das mit der zweiten Schicht 22 und
der zweiten Beschichtung 93 verbunden ist, dasselbe sein.
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6 zeigt
einen Aufbau 30 ohne Feld. Der Aufbau 30 ohne
Feld ist ein Teilaufbau von willkürlich ausgerichteten drehbaren
Elementen in der Nachbarschaft des Vektorfeldes 24, wenn
das Vektorfeld 24 die Größe 0 aufweist. Das Vektorfeld 24 ist
ein elektrisches Feld. Der Aufbau 30 ohne Feld enthält daher
drehbare Elemente mit willkürlicher
Ausrichtung in Bezug aufeinander. In dem Fall des Aufbau 30 ohne
Feld registriert daher der Beobachter 28 Ansichten der
Kombination der zweiten Beschichtung 93 und der Oberfläche der
zweiten Schicht 22, und der ersten Beschichtung 91 und
der Oberfläche
der ersten Schicht 20 in einer nichtgeordneten Art. Die
Infraschicht 26 bildet den Hintergrund der Ansicht aus. Die
Infraschicht 26 kann aus irgendeinem Material oder einer
Ansicht quelle bestehen, einschließlich aber nicht begrenzt auf
andere drehbare Elemente, oder irgendein Material, das eine gegebene
Ansicht dem Beobachter 28 präsentiert.
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7 stellt
den Aufbau 32 mit der ersten Ansicht dar. Der Aufbau 32 der
ersten Ansicht ist ein Unteraufbau der drehbaren Elemente in der
Nachbarschaft eines Vektorfeldes 24, wenn die Größe des Vektorfeldes 24 ungleich
0 ist und die durch den Pfeil 25 angezeigte Ausrichtung
aufweist. In dem Aufbau 32 der ersten Ansicht richten sich
alle drehbaren Elemente selbst in Bezug auf den Pfeil 25 aufgrund
des elektrischen Dipols aus, der in jedem drehbaren Element 10 vorhanden
ist. Im Gegensatz zu dem Aufbau 30 ohne Feld registriert
in dem Fall des Aufbaus 32 der ersten Ansicht der Beobachter 28 eine
Ansicht eines Satzes von drehbaren Elementen, die mit der Seite
der nicht-weißen
Farbe nach oben geordnet sind. Wiederum bildet die Infraschicht 26 den
Hintergrund der Ansicht. Eine alternative Ansicht des ersten Aufbaus 32 der
ersten Ansicht der 7 ist in 8 dargestellt.
In der 8 bedeutet das Symbol O,∙ einen Pfeil, der aus der
Ebene der Figur herausgerichtet ist. In 7 und 8 orientiert
sich das drehbare Element 10 unter dem Einfluss des angewandten
Vektorfeldes 24 selbst in Bezug auf das Vektorfeld 24 aufgrund
der elektrischen Ladungen aus, die als Ergebnis der ersten Beschichtung 91 und der
zweiten Beschichtung 93 vorhanden sind.
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Der
Fachmann wird erkennen, dass der Aufbau
32 der ersten Ansicht
seine Ansicht weiter behalten wird, nachdem das angewandte Vektorfeld
24 entfernt
wird, teilweise aufgrund der Energie, die mit der Anziehung zwischen
dem drehbaren Element
10 und der Substratstruktur verbunden
ist, wie z.B. der Hohlraumwände
(nicht gezeigt). Diese Energie trägt teilweise zu den Schalteigenschaften
und der Gedächtnisfähigkeit
des Blattmaterials
18 mit rotierendem Element bei, wie
in
US-Patent Nr. 4,126,854 offenbart.
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II.B. Drehbare Elemente mit mehrwertiger
Ansicht
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Ein
drehbares Element mit mehrwertiger Ansicht wird allgemein in derselben
Weise hergestellt wie die drehbaren Elemente mit zweiwertiger Ansicht.
9 zeigt
ein Verfahren der Herstellung eines drehbaren Elements mit sechs
Schichten, wie in
US-Patent Nr.
5,919,409 offenbart. Die Scheibe
140, die Scheibe
142,
und die Scheibe
144 drehen sich alle um die Achse
145.
Wie in
10 dargestellt, die eine genaue
Ansicht des Bandes
136 zeigt, wird ein erstes Schichtmaterial
21 auf
die rotierende Scheibe
140 von der Oberseite angewandt
während
eine zweite Materialschicht
23 von der Unterseite der Scheibe
140 angewandt
wird. In ähnlicher
Weise wird eine dritte Materialschicht
149 auf die rotierende Scheibe
143 von
der Oberseite her angewandt, während
eine vierte Mate rialschicht
151 von der Unterseite der
Scheibe
142 her angewandt wird. Schließlich wird eine fünfte Materialschicht
153 auf
die rotierende Scheibe
144 von der Oberseite her angewandt,
während
eine sechste Materialschicht
155 auf die Scheibe
144 von
der Unterseite her angewandt wird. Die sechs Materialien treffen
sich am Rand der rotierenden Scheiben, wie in
9 und
10 dargestellt und
bilden das Band
136 aus. Wenn die auf das Material ausgeübte Zentrifugalkraft
die Oberflächenspannung,
die für
die Zentripetalkraft verantwortlich ist, übersteigt, bilden die Materialien
das drehbare Element
10 aus, wie in
9 und
11 dargestellt. Der
Fachmann wird wiederum erkennen, dass Ausbeutungsraten für drehbaren
Elemente von geeigneter Größe und mit
geeigneter Proportion aller sechs Materialschichten von einer Vielzahl
von Faktoren abhängen.
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Ein
beispielhaftes drehbares Element der 9 ist in 11 dargestellt.
Wie in 9 bis 11 gezeigt, bildet die erste
Materialschicht 21 die erste Schicht 20 aus, die
zweite Materialschicht 23 bildet die zweite Schicht 22 aus,
die dritte Materialschicht 149 bildet die dritte Schicht 148 aus,
die vierte Materialschicht 151 bildet die vierte Schicht 150 aus, die
fünfte
Materialschicht 153 bildet die fünfte Schicht 152 und
die sechste Materialschicht 155 bildet die sechste Schicht 154 des
drehbaren Elements 10 aus.
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Der
Fachmann wird erkennen, dass die Auswahl der hier präsentierten
sechs Materialien so gestaltet werden kann, dass diese ein drehbares
Element mit zweiwertiger Ansicht, dreiwertiger Ansicht, usw., erzeugen.
Wenn beispielweise die erste Materialschicht 21, die zweite
Materialschicht 23 und die dritte Materialschicht 149 alle
so ausgewählt
werden, dass diese ein erstes Ansichtsmaterial ausbilden, und das
vierte Schichtmaterial 151, das fünfte Schichtmaterial 153 und
das sechste Schichtmaterial 155 alle so ausgewählt werden,
dass diese ein zweites Ansichtsmaterial ausbilden, dann wird das
drehbare Element 10 der 11 alle üblichen
Eigenschaften eines drehbaren Elements mit einer zweiwertigen Ansicht
aufweisen wie in den 2 bis 8 gezeigt.
Andere Auswahlen und Kombinationen der sechs Materialien sind daher
dem Fachmann offenbar.
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Drehbare
Elemente mit mehrwertiger Ansicht werden allgemein in Blattmaterial
mit rotierenden Elementen angewandt, die gekippte Vektorfelder zur
Adressierung verwenden. Ein gekipptes Vektorfeld ist ein Feld, dessen
Vektorausrichtung in der Nachbarschaft eines Teilsatzes der drehbaren
Elemente so eingestellt werden kann, dass dieses in irgendeine Richtung
des dreidimensionalen Raumes weist.
US-Patent
Nr. 5,717,515 offenbart die Verwendung von gekippten Vektorfeldern,
um drehbare Elemente zu adressieren. Die Verwendung von gekippten
Vektorfeldern mit Blattmaterial
18 mit drehen den Elementen
ermöglicht
eine komplette Freiheit beim Adressieren der Ausrichtung eines Teilsatzes
der drehbaren Elemente, in dem die drehbaren Elemente eine Adressierungspolarität wie vorstehend
erörtert, aufweisen.
Beispielhafte Systeme, die drehbare Elemente mit dreiwertiger Ansicht
und gekippte Vektorfelder zur Adressierung verwenden, sind in
12 bis
21 gezeigt.
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In 12 bis 16 trennt
die zweite Schicht 22 die erste Schicht 20 und
die dritte Schicht 38 in dem drehbaren Element 10.
Wie in 12 dargestellt weist die Oberfläche der
dritten Schicht 38 eine dritte Beschichtung 95 bei
einem ersten Zeta-Potenzial auf, und die Oberfläche der ersten Schicht 20 weist
eine erste Beschichtung 91 bei einem zweiten Zeta-Potenzial
derart auf, dass die dritte Beschichtung 95 eine positive
Netto-Ladung, "+" in Bezug auf die
erste Beschichtung 91 aufweist, wenn das drehbare Element 10 in
Berührung
mit einer dielektrischen Flüssigkeit
(nicht gezeigt) steht. Wie vorstehend wird der Fachmann würdigen,
dass das Material, das die erste Schicht 20 und die erste
Beschichtung 91 bildet, dasselbe sein kann. In ähnlicher Weise
kann das Material, das die dritte Schicht 38 und die dritte
Beschichtung 95 bildet dasselbe sein. Die Kombination der
ersten Beschichtung 91 und der Oberfläche der ersten Schicht 20 ist
von weißer
Farbe und die Kombination der dritten Beschichtung 95 und
der Oberfläche
der dritten Schicht 38 ist von nicht-weißer Farbe,
die in 12 durch Schraffieren angezeigt
ist. Die Oberfläche
der zweiten Schicht 23 ist eine zweite, nicht weiße Farbe,
die in 12 durch senkrechte Schraffur
angezeigt wird.
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In 13 stellt
der Aufbau 50 ohne Feld eine Untergruppe von willkürlich ausgerichteten
drehbaren Elementen in der Nachbarschaft des Vektorfeldes 24 dar,
wenn das Vektorfeld 24 die Größe 0 aufweist. in dem Aufbau 50 ohne
Feld weisen die drehbaren Elemente willkürliche Ausrichtungen auf. In dem
Fall des Aufbaus 50 ohne Feld registriert der Beobachter 28 daher
Ansichten der Kombinationen der Oberfläche der ersten Schicht 20 und
der ersten Beschichtung 91, der Oberfläche der zweiten Schicht 22 und
die Kombination der Oberfläche
der dritten Schicht 38 und der dritten Beschichtung 95 in
nicht geordneter Art. Eine Infraschicht 26 bildet wiederum den
Hintergrund der Ansicht aus. Die 14 stellt den
Aufbau 52 der ersten Ansicht des in 12 und 13 vorgestellten
Systems dar. Im dem Aufbau 52 der ersten Ansicht registriert
der Beobachter 28 eine kohärente Ansicht der Kombination
der Oberfläche der
dritten Schicht 38 und der dritten Beschichtung 95.
In dem Aufbau 52 der ersten Ansicht orientieren sich alle
drehbaren Elemente von selbst derart, dass die Kombination der Oberfläche der
dritten Schicht 38 und der dritten Beschichtung 95 in
der Richtung, die durch den Pfeil 25 ange zeigt wird, liegen,
wobei der Pfeil 25 die Richtung des Vektorfeldes 24 angibt. 15 stellt
den Aufbau 54 der zweiten Ansicht des in 12 und 13 vorgestellten
Systems dar. In dem Aufbau 54 der zweiten Ansicht registriert
der Beobachter 28 eine kohärente Ansicht der Kombination der
Oberfläche
der ersten Schicht 20 und der ersten Beschichtung 91.
In dem Aufbau 54 der zweiten Ansicht richten sich alle
drehbaren Elemente von selbst derart aus, dass die Kombination der
Oberfläche
der dritten Schicht 38 und der dritten Beschichtung 95 in der
Richtung liegen, die durch den Pfeil 25 angezeigt ist,
wobei der Pfeil 25 die Richtung des Vektorfeldes 24 angibt.
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Schließlich stellt
die 16 den Aufbau 56 der dritten Ansicht
des in 12 und 13 vorgestellten
Systems dar. In dem Aufbau 56 der dritten Ansicht registriert
der Beobachter 28 eine kohärente Ansicht der Oberfläche der
zweiten Schicht 22 ebenso wie Abschnitte der Kombination
der Oberfläche der
ersten Schicht 20 und der ersten Beschichtung 91 und
der Kombination der Oberfläche
der dritten Schicht 38 und der dritten Beschichtung 95.
Bei dem Aufbau 56 der dritten Ansicht orientieren sich
wiederum alle drehbaren Elemente von selbst derart, dass die Oberfläche der
dritten Schicht 38 in der durch den Pfeil 25 angezeigten
Richtung liegt, wobei der Pfeil 25 die Richtung des Vektorbildes 24 angibt.
Die Verwendung eines gekippten Vektorfeldes erlaubt daher die Nutzung
von mehr als zwei Ansichten eines drehbaren Elements.
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Wiederum
wird der Fachmann würdigen, dass
der Aufbau
52 der ersten Ansicht, der Aufbau
54 der
zweiten Ansicht und der Aufbau
56 der dritten Ansicht ihre
Ansicht aufgrund der Energie behalten werden, wenn das angewandte
Vektorfeld
24 entfernt wird, wobei die Energie mit der
Anziehung zwischen dem drehbaren Element und der Substratstruktur
wie etwa beispielsweise Hohlraumwände (nicht gezeigt) verbunden
ist. Diese Energie trägt
teilweise zu den Schalteigenschaften und der Gedächtnisfähigkeit des Blattmaterials
18 mit
drehenden Elementen bei, wie in
US-Patent
Nr. 4,126,854 offenbart. In den
17 bis
21 ist
das drehbare Element einer mehrwertigen Ansicht ein "Lichtventil" wie beispielsweise
in
US-Patent Nr. 5,767,826 offenbart.
Das drehbare Element
10 in der
17 ist
aus einer ersten Schicht
20, einer zweiten Schicht
22 und
einer dritten Schicht
38 aufgebaut. Die erste Schicht
20 und
die dritte Schicht
38 sind für sichtbares Licht transparent
und die zweite Schicht
22 ist für sichtbares Licht nicht transparent.
Die Oberfläche
der dritten Schicht
38 weist eine dritte Beschichtung
95 mit
einem ersten Zeta-Potenzial auf und die Oberfläche der ersten Schicht
20 weist
eine erste Beschichtung
91 mit einem zweiten Zeta-Potenzial
derart auf, dass die dritte Beschichtung
95 eine positive
Nettoladung, "+" in Bezug auf die
erste Beschichtung
91 aufweist, wenn das drehbare Element
10 in
Kontakt mit einer dielektrischen Flüssigkeit (nicht gezeigt) steht.
Die erste Beschichtung
91 und die dritte Beschichtung
95 sind
ebenso als für
sichtbares Licht transparent ausgewählt. Wie vorstehend wird der
Fachmann würdigen,
dass das Material, das die erste Schicht
20 und die erste
Beschichtung
91 aufbaut, dasselbe sein kann, in ähnlicher
Weise kann das Material, das die dritte Schicht
38 und
die dritte Beschichtung
95 aufbaut, dasselbe sein.
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18 zeigt
den Aufbau 70 ohne Feld. Aufbau 70 ohne Feld ist
eine Untergruppe von willkürlich ausgerichteten
drehbaren Elementen in der Nachbarschaft des Vektorfeldes 24 mit
der Größe 0. In dem
Aufbau 70 ohne Feld weisen die drehbaren Elemente beliebige
Orientierungen auf. In dem Fall des Aufbaus 70 ohne Feld
registriert daher der Beobachter 28 Ansichten der Scheibe,
die der zweiten Schicht 22 entspricht in nicht geordneten
Ausrichtungen und die Infraschicht 26, wobei die Infraschicht 26 den
Hintergrund der Ansicht ausbildet. Wiederum kann die Infraschicht 26 aus
irgendeinem Typus von Material oder Ansichtquelle bestehen, eingeschlossen
aber nicht beschränkt
auf weitere drehbare Elemente, oder irgendein Material, dass dem
Beobachter 28 eine gegebene Ansicht präsentiert. 19 zeigt
den Aufbau 72 der ersten Ansicht des in 17 und 18 vorgestellten
Systems. In dem Aufbau 72 der ersten Ansicht registriert
der Beobachter 28 eine kohärente Ansicht der Vorderseite
der Scheibe der nichttransparenten zweiten Schicht 22.
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20 zeigt
den Aufbau 74 mit zweiter Ansicht des in 17 und 18 vorgestellten
Systems. Im Aufbau 74 der zweiten Ansicht registriert der Beobachter
wiederum eine kohärente
Ansicht der Vorderseite der Scheibe der nichttransparenten zweiten
Schicht 22. Sowohl der erste Aufbau 72 der ersten
Ansicht von 19 als auch der Aufbau 74 der zweiten
Ansicht der 20 verdecken maximal die Infraschicht 26,
wobei die Infraschicht 26 jeglicher Typ von Material oder
Ansichtsquelle sein kann, eingeschlossen aber nicht begrenzt auf
andere drehbare Elemente, oder irgendein Material, dass dem Beobachter 28 eine
gegebene Ansicht präsentiert.
Ein derartiger Fall entspricht dem Fall eines "geschlossenen Lichtventils".
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Schließlich zeigt
die 21 den Aufbau 76 der dritten Ansicht
des in 17 und 18 vorgestellten
Systems. In dem Aufbau 76 der dritten Ansicht registriert
der Beobachter 28 eine kohärente Ansicht der Scheibe der
nichttransparenten Schicht auf deren Rand. In diesem Fall wird die
Infraschicht 26 minimal verdeckt durch den Satz der drehbaren
Elemente. Ein derartiger Fall entspricht dem Fall eines Lichtventils,
das "offen" ist.
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Der
Fachmann wird würdigen,
dass der Aufbau
72 der ersten Ansicht, der Aufbau
74 der
zweiten Ansicht und der Aufbau
76 der dritten Ansicht ihre Ansicht
nach entfernen des Vektorfeldes
24 beibehalten werden,
aufgrund der Energie, die mit der Anziehung zwischen dem drehbaren
Element
10 und der Substratstruktur, wie beispielsweise
den Hohlraumwänden
(nicht gezeigt) verbunden ist. Wiederum trägt diese Energie teilweise
zu den Schalteigenschaften und der Gedächtnisfähigkeit des Blattmaterials
18 mit
drehenden Elementen bei, wie in
US-Patent
Nr. 4,126,854 offenbart. Weiterhin wird der Fachmann würdigen,
dass der Aufbau ohne Feld, der Aufbau der ersten Ansicht, der Aufbau
der zweiten Ansicht und der Aufbau der dritten Ansicht, die vorstehend
in
6 bis
8,
13 bis
16 und
18 bis
21 erörtert wurden,
die Elemente eines Bildelements ausbilden können, wobei das Vektorfeld
24 auf
einer Basis von Bildelement zu Bildelement unter Verwendung eines
Adressierungsschemas manipuliert werden kann, wie es beispielsweise in
US-Patent Nr. 5,717,515 erörtert wird.
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Weiterhin
wird der Fachmann würdigen, dass,
wenngleich die nichttransparente zweite Schicht
22 in den
17 bis
21 so
dargestellt ist, dass diese dieselbe Ansicht in dem Aufbau
72 der ersten
Ansicht und dem Aufbau
74 der zweiten Ansicht präsentiert,
die zweite Schicht
22 selbst eine zweiwertige Ansicht derart
aufweisen kann, dass die Orientierung, die mit dem Aufbau
72 der
ersten Ansicht in
19 verbunden ist, eine Ansicht
von schwarzer Farbe präsentiert,
während
die Orientierung, die im Aufbau
74 der zweiten Ansicht
in
20 verbunden ist, eine Ansicht von heller Farbe
präsentiert.
Eine derartige Wirkung wird beispielsweise erzielt, wenn die zweite
Schicht
22 eine Scheibe von schwarzer Farbe und eine Scheibe
von heller Farbe umfasst, die entlang einer gemeinsamen zylindrischen
Achse gestapelt sind. Im Lichte des Vorstehenden bleibt es wünschenswert,
drehbare Elemente mit mehrwertigen Ansichten für die Verwendung in Blattmaterial
mit drehenden Elementen herzustellen und zusammenzubauen unter Verwendung
einer Technik mit einer Ausbeutungsrate, die nicht von den komplexen
Prozessen abhängt,
die in
2 bis
4 und
9 bis
11 dargestellt
sind und in
US-Patenten 5,262,098 und
5,919,409 jeweils erörtert werden.
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II.C Laminiertes Substratsystem und Verfahren
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Eine
gewünschte
Eigenschaft des Blattmaterials mit rotierenden Elementen als ein
wiederverwendbares elektrisches Papier ist ein großes Gesamtverhältnis der
wirksamen Ansichtsfläche
zu der Oberfläche.
In Bezug auf chromatische Eigenschaften bezieht sich dies auf Reflexion
und Transmission. Die Reflexion von derzeit erhältlichem, wiederver wendbarem
elektrischen Papier ist ungefähr
15 bis 20 %. Die Reflexion von normalem Papier ist jedoch in der
Größenordnung
von 85 %.
US-Patent Nr. 5,808,783 offenbart
ein Verfahren zur Verbesserung des Verhältnisses der effektiven Ansichtsfläche zu der
Fläche
der Oberfläche
für Blattmaterial
18 mit
rotierenden Elementen durch die Verwendung einer dichten Einfachschicht
von drehbaren Elementen. Die Antworten einer dichten Einzelschicht
von rotierbaren Elementen kann von der Geometrie der Hohlräume, die
in dem Substrat
16 enthalten sind, abhängig gemacht werden.
US-Patent Nr. 5,815,306 offenbart
ein "Eggcrate-Substrat", das für Ansichten
vom Transmissionstyp geeignet ist. Daher bleibt es wünschenswert,
Substate
16 derart herzustellen, dass diese eine dünne Einfachschicht
von drehbaren Elementen aufnehmen können. Weiterhin bleibt es wünschenswert,
zusammenhängende
Komponenten drehbarer Elemente präzise zu positionieren, um eine
dichte Einzelschicht innerhalb des Substrats
16 auszubilden.
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US 4,810,431 beschreibt
ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffpartikeln für eine Partikelanzeige.
Eine Partikelanzeige umfasst eine Vielzahl von Partikeln, die sich
in einem elektrischen Feld drehen, um entweder deren weiße oder
schwarze Oberfläche
zu zeigen, abhängig
der Polarität
des Feldes. Die Partikelanzeige kann für eine visuelle, umweltbeleuchtete
Flachpaneelanzeige für
numerische, alpha-numerische und andere Formen von Anzeigen verwendet
werden.
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US 5,919,409 beschreibt
ein Verfahren zur Herstellung von vielfarbig segmentierten Kugeln
für eine
Anzeige mit sich drehenden Kugeln. Das Verfahren zur Herstellung
der mehrsegmentigen kugelförmigen
Kugeln umfasst den Schritt als erstes eine Vielzahl von Flüssigkeitsströmungen bereitzustellen, wobei
jede Flüssigkeitsströmung eine
zugeordnete Strömungsrate
aufweist, jede Flüssigkeitsströmung eine
Strömung
eines härtbaren
flüssigen
Materials ist, das mit einer optischen Modulationseigenschaft verknüpft ist.
Die Vielzahl der Strömungen
werden daraufhin in einen kombinierten Flüssigkeitsstrom zusammengeführt, in
dem jeder aus der Vielzahl von Flüssigkeitsströmen mit
mindestens einem weiteren aus der Vielzahl der Flüssigkeitsströme an einer
ebenen Grenzfläche
zusammengefügt
wird.
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US 3,982,334 beschreibt
eine unterteilte Mikromagnet-Anzeigeeinrichtung. Die Einrichtung
ist eingerichtet, eine visuelle Anzeige unter dem Einfluss eines
externen magnetischen Feldes bereitzustellen, die eine Vielzahl
von drehbaren, vielfarbigen, nicht magnetisch interaktiven, permanent
magnetischen Mikromagneten aufweist, die in einem Hohl raum innerhalb
eines Körpers
angeordnet sind, der eine transparente Oberfläche und eine Vielzahl von relativ
kleinen Abteilungen innerhalb des Hohlraums aufweist.
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III. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist das Ziel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Zusammenbau
drehbarer Elemente und den Zusammenbau von laminierten Substraten für die Verwendung
in Blattmaterial mit drehenden Elementen zu verbessern. Dieses Ziel
wird durch Bereitstellen eines Verfahrens zum Zusammenbau einer
zusammengesetzten Komponente für
drehbare Elemente für
die Verwendung in einem Blattmaterial mit drehenden Elementen gemäß Ansprüchen 1,
2 und 3, und einem System zum Zusammenbau einer zusammengesetzten
Komponente für
drehbare Elemente für
die Verwendung in einem Blattmaterial für drehende Elemente gemäß Anspruch
7 und einem Verfahren zum Zusammenbau einer Laminatsubstrat-Aufnahmestruktur
gemäß Ansprüchen 8,
9 und 10 erreicht. Ausführungen
der Erfindung sind in der abhängigen
Ansprüchen
niedergelegt.
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IV. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
beiliegenden Zeichnungen die dieser Beschreibung angefügt sind
und Teil derselben bilden, veranschaulichen Implementierungen der
Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Vorteile
und Prinzipien der Erfindung zu erklären.
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1 zeigt
einen beispielhaften Ausschnitt aus Blattmaterial mit rotierendem
Element nach dem Stand der Technik.
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2 zeigt
ein Verfahren zur Herstellung von drehbaren Elementen von zweiwertiger
Ansicht nach dem Stand der Technik.
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3 zeigt
einen Abschnitt der Scheibe und des Bandes der 2 aus
dem Stand der Technik.
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4 zeigt
eine Ansicht des drehbaren Elements der 2.
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5 zeigt
ein beispielhaftes drehbares Element mit zweiwertiger Ansicht.
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6 zeigt
ein beispielhaftes System, das drehbare Elemente mit zweiwertiger
Ansicht verwendet, die Anwesenheit eines adressierenden Vektorfeldes
der Größe 0 willkürlich orientiert
sind.
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7 zeigt
das beispielhafte System der 6 in Gegenwart
eines adressierenden Vektorfeldes ungleich 0.
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8 zeigt
eine alternative Ansicht des Systems der 7 in Anwesenheit
eines adressierenden Vektorfeldes ungleich 0.
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9 zeigt
ein Verfahren zur Herstellung drehbarer Elemente mit mehrwertiger
Ansicht nach dem Stand der Technik.
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10 zeigt
einen Abschnitt der Scheibe und des Bandes der 9 nach
dem Stand der Technik.
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11 zeigt
eine Nahansicht des drehbaren Elements aus 9.
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12 zeigt
ein erstes beispielhaftes drehbares Element mit einer mehrwertigen
Ansicht.
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13 zeigt
ein erstes beispielhaftes System, das die drehbaren Elemente mit
mehrwertiger Ansicht verwendet, die in Anwesenheit eines gekippten
Vektorfeldes mit der Größe 0 für die Adressierung willkürlich ausgerichtet
sind.
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14 zeigt
das beispielhafte System der 13 in
Gegenwart eines gekippten Vektorfelds von der Größe ungleich 0 zur Adressierung.
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15 zeigt
das beispielhafte System der 13 in
Gegenwart eines gekippten Vektorfeldes der Größe ungleich 0 zur Adressierung.
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16 zeigt
das beispielhafte System der 13 in
Gegenwart eines gekippten Vektorfeldes der Größe ungleich 0 zur Adressierung.
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17 zeigt
ein zweites beispielhaftes drehbares Element mit einer mehrwertigen
Ansicht.
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18 zeigt
ein zweites beispielhaftes System, das drehbare Elemente mit mehrwertiger
Ansicht verwendet, die in Gegenwart eines gekippten Vektorfeldes
der Größe 0 zur
Adressierung willkürlich ausgerichtet
sind.
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19 zeigt
das beispielhafte System der 18 in
Gegenwart eines gekippten Vektorfeldes der Größe ungleich 0 zur Adressierung.
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20 zeigt
das beispielhafte System der 18 in
Gegenwart eines gekippten Vektorfeldes der Größe ungleich 0 zur Adressierung.
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21 zeigt
das beispielhafte System der 18 in
Gegenwart eines gekippten Vektorfeldes der Größe ungleich 0 zur Adressierung.
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22 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Trägers, der
mit der vorliegenden Erfindung konsistent ist.
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23 zeigt
eine Querschnittsansicht des beispielhaften Trägers der 22.
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24 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Trägers und
drehbarer Element-Komponenten, die in Mikrovertiefungen des Trägers angeordnet
werden gemäß der vorliegenden Erfindung.
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25 zeigt
eine Querschnittsansicht des beispielhaften Systems der 24.
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26 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Trägers und
flüssiges
oder geschmolzenes Komponentenmaterial für drehbare Elemente, das in
Mikrovertiefungen des Trägers
gemäß der vorliegenden
Erfindung angeordnet wird.
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27 zeigt
eine Querschnittsansicht des beispielhaften Systems der 26.
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28 zeigt
eine Querschnittsansicht sowohl eines ersten Trägers als auch eines zweiten Trägers, derart
dass die Mikrovertiefungen und daher die Komponenten für drehbare
Elemente in Bezug zueinander gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgerichtet sind.
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29 zeigt
eine Querschnittsansicht des ersten und zweiten Trägers der 28,
wobei der erste und der zweite Träger verbunden worden sind, und
Druck und Temperatur entweder einzeln oder zusammen verwendet werden,
um die Komponenten für
drehbare Elemente einer ersten Klasse mit denjenigen einer zweiten
Klasse gemäß der vorliegenden Erfindung
zusammenzuführen.
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30 zeigt
den Durchlauf von zusammengesetzten Komponenten für drehbare
Elemente durch eine Einrichtung zur Verringerung der Oberfläche oder
zur Verringerung des Trägheitsmoments von
zusammengesetzten Komponenten für
drehbare Elemente gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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31 zeigt
eine Querschnittsansicht eines beispielhaften Systems gemäß der vorliegenden
Erfindung in dem erste und zweite Träger zusammengefügt wurden
und Druck und Temperatur entweder individuell oder zusammen verwendet
werden, um die Komponenten für
drehbare Elemente einer ersten Klasse mit denjenigen einer zweiten
Klasse zusammenzufügen.
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32 zeigt
eine Querschnittsansicht des ersten und zweiten Trägers der 28,
wobei die jeweiligen Komponenten für drehbare Elemente so behandelt
worden sind, dass sich dieselben selbst zusammenfügen gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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33 zeigt
eine Ausrichtung während
eines Prozesses des Selbstzusammenbaus gemäß der vorliegenden Erfindung.
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34 zeigt
ein Zusammenfügen
von Komponenten für
drehbare Elemente während
eines Prozesses des Selbstzusammenbaus gemäß der vorliegenden Erfindung.
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35 zeigt
eine beispielhafte Darstellung der potenziellen Energie der interessierenden
potenziellen Energie der 33 und 34 gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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36 zeigt
eine Querschnittsansicht von Komponenten für drehbare Elemente die behandelt sind,
so dass sie eine adhäsionsverbessernde Schicht
aufweisen.
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37 zeigt
den Durchlauf von zusammengesetzten Komponenten für drehbare
Elemente durch ein Sieb, sowie eine optionale Mischkammer, wobei
das Sieb gut ausgebildete zusammengesetzte Komponenten für drehbare
Elemente von nicht gut ausgebildeten zusammengesetzten Komponenten für drehbare
Elemente gemäß der vorliegenden
Erfindung trennt.
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38 zeigt
das Zusammenfügen
von zwei Trägern
in ein Laminatsubstrat derart, dass die jeweiligen Komponenten für drehbare
Elemente eine zusammengesetzte Komponente für drehbare Komponente ausbilden
und derart, dass die mikrostrukturierten Oberflächen eine Umhüllungsstruktur
gemäß der vorliegenden
Erfindung ausbilden.
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V. EINGEHENDE BESCHREIBUNG
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Nachfolgend
wird eingehend auf eine Implementierung gemäß der vorliegenden Erfindung
Bezug genommen, wie sie in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht
wird. Wann immer möglich werden
die gleichen Bezugsziffern in allen Zeichnungen und der nachfolgenden
Beschreibung verwendet, um sich auf gleiche oder ähnliche
Teile zu beziehen.
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V.A. Definitionen
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Wie
hier verwendet bezieht sich „Ansicht" (aspect) auf eine
gemeinsame Reaktion auf einfallende elektromagnetische Energie von
Interesse. Wenn beispielsweise die einfallende elektromagnetische
Energie von Interesse im sichtbaren Spektrum liegt, dann kann eine
erste Ansicht auf ein schwarzes Erscheinungsbild und eine zweite
Ansicht kann einem weißen
Erscheinungsbild entsprechen. Wenn die einfallende elektromagnetische
Energie von Interesse im Bereich der Röntgenstrahlen liegt, dann kann
eine erste Ansicht der Transmission von Röntgenstrahlenergie entsprechen,
während
eine zweite Ansicht der Absorption von Röntgenstrahlenenergie entsprechen
kann. Weiterhin kann sich die "gemeinsame
Reaktion" auf irgendein
Phänomen
der Absorption, Reflexion, Polarisation, Transmission, Fluoreszenz
oder irgendeine Kombination derselben beziehen.
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Wie
hier verwendet bezieht sich der „Beobachter" auf einen menschlichen
Beobachter oder einen menschlichen Bebachter in Verbindung mit einer Vorrichtung,
die für
die elektromagnetische Energie von Interesse empfindlich ist. Wenn
die elektromagnetische Energie von Interesse im sichtbaren Spektrum
liegt, kann sich der Beobachter auf einen menschlichen Beobachter
beziehen. Wenn die elektromagnetische Energie von Interesse außerhalb
des sichtbaren Spektrums liegt, dann bezieht sich der Beobachter
auf eine Vorrichtung, die für
die elektromagnetische Energie empfindlich ist und die in der Lage ist,
die Ansichten von Interesse in menschlich wahrnehmbarer Form darzubieten.
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Wie
hier verwendet, bezieht sich "Träger" auf eine Vorrichtung,
die dazu dient, Komponenten für drehbare
Elemente in bevorzugten Positionen zu halten.
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Wie
hier verwendet, bezieht sich "zusammengesetzte
Komponenten" für drehbare
Elemente auf Elemente, die durch Zusammenfügen von Komponenten für drehbare
Elemente ausgebildet werden. Der Fachmann wird erkennen, dass Komponenten
für dreh bare
Element selbst zusammengesetzte Komponenten für drehbare Elemente von einem
früheren
Zusammenfügen
von Komponenten für
drehbare Elemente sein können.
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Wie
hier verwendet, bezieht sich "Durchmesser" auf eine Größenordnung
einer Dimension, die einer Höhe,
Breite und Tiefe von irgendwelchen drehbaren Elementen, Komponenten
für drehbare
Elemente, zusammengesetzten Komponenten für drehbare Elemente oder Mikrovertiefungen
entsprechen. Die Verwendung von "Durchmesser" bedeutet nicht, dass
ausschließlich
eine kreisförmige
oder kugelförmige
Geometrie betrachtet wird.
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Wie
hier verwendet, bezieht sich "Vektorfeld" auf ein Feld, dessen
Amplitude im Raum eine Größe und eine
Richtung aufweisen kann. Vektorfelder von Interesse in der vorliegenden
Erfindung schließen elektrische
Felder, magnetische Felder oder elektromagnetische Felder ein.
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Wie
hier verwendet, bezieht sich "benetzbar" auf die Eigenschaft
einer Oberfläche,
die Ausbreitungs- oder Benetzungsfähigkeit einer Flüssigkeit oder
Schmelze in Berührung
mit der Oberfläche
zu vergrößern. In ähnlicher
Weise bezieht sich "nicht
benetzbar" auf die
Eigenschaft einer Oberfläche,
die Ausbreitungs- oder Benetzungsfähigkeit einer Flüssigkeit
oder Schmelze in Berührung
mit der Oberfläche
zu verringern. Daher wird eine Flüssigkeit oder Schmelze auf
einer Oberfläche "verklumpen" gemäß der Anordnung
der benetzbaren Gebiete in Bezug auf nicht benetzbare Gebiete der
Oberfläche.
Wie hier verwendet, bezieht sich "potenzielle Energie von Interesse" auf die potenzielle
Energie, die der Anziehungs- oder Abstoßungskraft entspricht, die
mit elektrischen Ladungen, magnetischen Dipolen, chemischen Wechselwirkungen
und jeglichen Kraftberträgen
entsprechen, die einem Gravitationsfeld entsprechen. Die Kräfte, die
mit der "potenziellen
Energie von Interesse" verknüpft sind,
schließen
von der Waal'sche
Kräfte,
elektrostatische Kräfte,
magnetostatische Kräfte
und jegliche Kraft ein, die auf chemischer Anziehung oder Abstoßung wie
etwa chemische Adhäsion
basiert. Weiterhin, kann die "potenzielle
Energie von Interesse" als
die Basis für
eine Selbstzusammenbaukraft ebenso Beiträge von gravitationsmäßiger potenzieller
Energie einschließen. Als
eine potenzielle Energie, die mit Anziehung verknüpft ist,
wird die potenzielle Energie von Interesse durch eine starke Anziehung
zwischen nahen Objekten gekennzeichnet, die als eine Funktion des
Abstands abfällt.
In ähnlicher
Weise, wie eine potenzielle Energie, die mit einer Kraft oder einer
Abstoßung verknüpft ist,
wird die potenzielle Energie von Interesse durch eine starke Abstoßung zwischen
nahen Objekten gekennzeichnet, die als eine Funktion des Abstandes
abfällt.
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Wie
hier verwendet, bezieht sich "adhäsionsverbessernde
Schicht" auf eine
Schicht oder Beschichtung von Material als Teil einer Komponente
für drehbare
Elemente mit der Eigenschaft, dass diese vorzugsweise andere adhäsionsverbessernde Schichten
anzieht oder abstößt und somit
zum Teil zu der potenziellen Energie von Interesse die vorstehend
definiert wurde, beiträgt.
Ein Beispiel einer adhäsionsverbessernden
Schicht schließt
eine Schicht von Material mit übermäßiger elektrischer
Ladung ein, die durch Ladungseingabe wie etwa beispielsweise Electrets
ausgebildet wird.
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V.B. Zusammenbausystem für drehbare
Elemente und Verfahren
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Systeme
und Verfahren in einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung erzeugen zusammengesetzte Komponenten für drehbare
Elemente für
die Verwendung von Blattmaterial mit drehenden Elementen.
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Drehbare Element-Komponenten
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In
einer bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung verwendet ein Verfahren zur Herstellung
von zusammengesetzten Komponenten für drehbare Elemente zwei Klassen
von drehbaren Element-Komponenten. Die Mitgliedschaft in einer Klasse
wird durch die gemeinsame Ansicht oder Ansichten der drehbaren Element-Komponenten
bestimmt. Wenn beispielsweise die einfallende elektromagnetische
Energie von Interesse sichtbares Licht ist, dann kann eine erste
drehbare Element-Komponente einer ersten Klasse aus weißfarbigen
Komponenten bestehen und eine zweite drehbare Element-Komponente einer
zweiten Klasse kann aus schwarzfarbigen Komponenten bestehen. Eine
drehbare Element-Komponente muss jedoch in ihrer Ansicht nicht gleichförmig sein.
Die drehbare Element-Komponente kann selbst eine mehrwertige Ansicht
aufweisen. Beispielsweise kann die Komponente selbst vielschichtig
sein. Die drehbaren Element-Komponenten werden durch irgendeine
geeignete Einrichtung hergestellt und können einen Durchmesser in der
Größenordung
von 10 bis 100 Mikrometer aufweisen. Geeignete Materialien zur Erzeugung
von drehbaren Element-Komponenten schließen Polyäthylen, Polyester, Camubawachs,
Castorwachs oder andere Materialien wie Epoxy ein. Derartige Materialien
können ebenso
ersetzt werden durch oder Pigmente, ferroelektrische Keramiken wie
etwa Bleizirkonat, Titanat oder ferromagnetische Materialien wie
etwa Eisenoxid enthalten.
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Träger
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Die
Träger
werden so hergestellt, dass dieselben die drehbaren Element-Komponenten
aufnehmen, die sie an bevorzugten Positionen tragen. Ein beispielhafter
erster Träger 80 ist
in 22 und 23 gezeigt. 22 zeigt
eine perspektivische Ansicht des ersten Trägers 80 und 23 zeigt
eine Querschnittsansicht des ersten Trägers 80. Der erste Träger 80 ist
mikrostrukturiert, sodass dieser eine Folge von ersten Mikrovertiefungen 84 und
Mikroerhebungen 82 aufweist. Wenngleich 22 und 23 erste
Mikrovertiefungen 84 als hemisphärisch in der Form und in einem
hexagonalen Feld angeordnet zeigen, können die ersten Mikrovertiefungen 84 von
irgendeiner Form sein und in irgendeiner Konfiguration angeordnet
sein, einschließlich
einem vollständig
ungeordneten Feld. Wenngleich 22 und 23 eine
Ansammlung von ersten Mikrovertiefungen 84 zeigen, die
gleichförmig
in der Form sind, kann der erste Träger 80 weiterhin mit
vielen ersten Mikrovertiefungen 84, von denen alle unterschiedliche
Eigenschaften bezüglich
Tiefe und Breite aufweisen, ebenso gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgestattet sein. Die ersten Mikrovertiefungen 84 können ungefähr in der
Größenordnung
von 10 bis 100 Mikrometer im Durchmesser sein – nicht notwendigerweise dieselbe
Tiefe wie Breite, und nicht notwendigerweise gleich in der Größe der drehbaren
Element-Komponenten wie vorstehend beschrieben. Materialien die
als erste Träger 80 geeignet
sind schließen
Glas, Silicium, Aluminium, Polymethyl-methacrylat, Polycarbonat
und ähnliche
Materialien ein. Die ersten Mikrovertiefungen 84 können unter
Verwendung entweder von Siliciumätztechnologie
oder RISTON Film (erhältlich
von E. I. du Pont de Nemours and Company., Wilminington, Del.) ausgebildet
werden. RISTON ist ein negativer Fotolack in der Form eines Polymerblatts
und kann so verwendet werden, dass dieses an dem Material des ersten
Trägers 80 unter
Bedingungen von Wärme
und Druck anhaftet. Wenn ultraviolettem Licht ausgesetzt, geht der
RISTON Film eine Lichthärtung
derart ein, das nur die unbelichteten Abschnitte gelöst werden, wenn
dieser nachfolgend in eine wässrige
Entwicklungslösung
von hohem PH eingebracht wird. Daher kann RISTON geätzt werden,
um die ersten Mikrovertiefungen 84 und Mikroerhebungen 82 des
ersten Trägers 80 auszubilden.
Der RISTON Film ist typischerweise 2 mils dick; daher kann die Tiefe
der ersten Mikrovertiefungen 84 mit einer Genauigkeit in
der Größenordung
von 2 mils hergestellt werden, wobei die gewünschte Tiefe durch die Anwendung
mehrerer RISTON Schichten erreicht werden kann.
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Die
ersten Mikrovertiefungen können
auf dem ersten Träger 80 ebenso
unter Verwendung von Laser-Abtragung wie beispielsweise CO2 Laser-Abtragung hergestellt werden, um
erste Mikrovertiefungen 84 zu der gewünschten Tiefe, Breite und Feldaufbau
zu fertigen. Die ersten Mikrovertiefungen 84 können ebenso
auf dem ersten Träger 80 durch
Einprägen
oder Spritzgießen
hergestellt werden.
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In
den 22 und 23 sind
die Mikroerhebungen 82 so dargestellt, dass diese eine
Ebene ausbilden. Der Fachmann wird jedoch würdigen, dass die Mikroerhebungen 82 keine
Ebene bestimmen müssen
und eine Fläche
mit beliebiger Krümmung
an allen Punkten festlegen können.
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Verteilung der drehbaren Element-Komponenten
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Die
drehbaren Element-Komponenten können
in die ersten Mikrovertiefungen 84 des ersten Trägers 80 auf
irgendeine Art verteilt werden. Eine bevorzugte Art zur Verteilung
der drehbaren Element-Komponenten ist beispielsweise in 24 und 25 gezeigt. 24 zeigt
eine perspektivische Ansicht und 25 zeigt
eine Querschnittsansicht einer derartigen Art zur Verteilung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die ersten drehbaren Element-Komponenten 92 können sich
in die ersten Mikrovertiefungen 84 des ersten Trägers 80 beispielsweise
durch Bewegung positionieren. Eine Dosierklinge 90 wird
verwendet, um überschüssige erste drehbare
Element-Komponenten 92 zu entfernen, wobei die Dosierklinge 90 über den
Abschnitt der ersten drehbaren Komponenten 92 bewegt wird,
die über
die Mikroerhebungen 82 vorstehen. Weitere bevorzugte Eirichtungen
zur Verteilung gemäß der vorliegenden
Erfindung schließen
das Dispergieren einer Aufschlämmung
ein, die feste erste drehbare Element-Komponenten 93 in
einer flüssigen
Mischung enthalten. Die Oberflächenspannung
der Flüssigkeit wird
die ersten drehbaren Element-Komponenten 92 an Ort und
Stelle halten, die sich von selbst in die ersten Mikrovertiefungen 84 positioniert
haben. Der flüssige
Anteil der Aufschlämmung
kann verdampft oder durch irgendeine andere Art entfernt werden. Überschüssige erste
drehbare Element-Komponenten 92 können daraufhin unter Verwendung
der Dosierklinge 90 oder durch eine andere Einrichtung
entfernt werden. Zusätzlich
kann der erste Träger 80 weiterhin
bewegt werden, um die Entfernung von überschüssigen ersten drehbaren Element-Komponenten 92 von
den Mikroerhebungen 82 zu entfernen.
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Wenngleich 25 die
drehbaren Element-Komponenten 92 so zeigt, dass diese mitgekrümmten Oberflächen über die
Mikroerhebungen 82 hinausragen, wird der Fachmann würdigen,
dass die drehbaren Element-Komponenten 92 eine Oberfläche aufweisen
können,
die bündig
mit den Mikroerhebungen 82 ist und eben, oder die drehbaren
Ele ment-Komponenten 92 können eine Oberfläche von beliebiger
Form aufweisen, die innerhalb der Mikroerhebungen 82 sind
oder über
diese hinaus vorstehen.
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Eine
weitere bevorzugte Einrichtung zur Verteilung schließt elektrisches
Laden der ersten drehbaren Element-Komponenten 92 ein.
Die ersten drehbaren Element-Komponenten 92 können als
Nebeneffekt der Herstellung geladen werden oder nach dieser Tätigkeit
durch die Verwendung einer Corona ladenden Einrichtung. Wenn die
ersten drehbaren Element-Komponenten 92 nahe an den ersten
Mikrovertiefungen 84 sind, zieht die Spiegelladung in dem ersten
Träger,
die mit der Ladung auf den ersten drehbaren Element-Komponenten 92 verknüpft ist, die
geladenen ersten drehbaren Element-Komponenten 92 an, so
dass diese in den ersten Mikrovertiefungen 84 verbleiben.
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Schließlich kann
das Material 94 für
die ersten drehbaren Element-Komponenten als eine Flüssigkeit
oder Schmelze wie in den 26 und 27 verteilt
werden, wobei wiederum eine Dosierklinge 90 überschüssiges Material 94 der
drehbaren Element-Komponenten entfernt. 26 zeigt
eine perspektivische Ansicht und 27 zeigt
eine Querschnittsansicht einer derartigen Art der Verteilung gemäß der vorliegenden
Erfindung. In diesem Fall können
die ersten Mikrovertiefungen 84 benetzbar und die Mikroerhebungen 82 nicht
benetzbar gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgestattet werden. Überschüssiges Material 94 für drehbare
Element-Komponenten kann ebenso durch Abputzen von den Mikroerhebungen 82 entfernt
werden.
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In
dem Fall, in dem eine Flüssigkeit
oder Schmelze auf den ersten Träger 80 angewandt
wird, kann es günstig
sein, die ersten drehbaren Element-Komponenten 92 vor der
Ausbildung einer zusammengesetzten Komponente für drehbare Elemente auszuhärten. Die
Flüssigkeit
oder Schmelze innerhalb der Mikrovertiefungen 84 kann durch
die Verwendung von Kühlen,
Aushärten,
ultraviolettem Licht, Infrarotlicht, Bestrahlung oder andere Maßnahmen
gehärtet
werden.
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V.C. Zusammenbausystem für drehbare
Elemente und Verfahren 1
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Wie
vorstehend beschrieben und in 28 dargestellt,
werden die ersten drehbaren Element-Komponenten 92 einer
ersten Klasse in erste Mikrovertiefungen 84 des ersten
Trägers 80 verteilt. In
einer bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung werden zweite drehbare Element-Komponenten 98 einer
zweiten Klasse in zweite Mikrovertiefungen 85 eines zweiten
Trägers 86 verteilt.
Nachfolgend auf die Verteilung der ersten drehbaren Element-Komponenten 92 und
der zweiten drehbaren Element-Komponenten 98 können die
ersten drehbaren Element-Komponenten 92 und die zweiten
drehbaren Element-Komponenten 98 durch Ausrichten der ersten
Mikrovertiefungen 84 des ersten Trägers 80 mit den zweiten
Mikrovertiefungen 85 des zweiten Trägers 86 zusammengebracht
werden, wie in 28 durch den Ausrichtpfeil 81 gezeigt.
Diese Ausrichtung kann durch Verwendung eines herkömmlichen
Kontaktmasken-Ausrichtsystems erreicht werden. Der Fachmann wird
würdigen,
dass, wenngleich 28 erste Mikrovertiefungen 84 und zweite
Mikrovertiefungen 85 als symmetrisch um ein kleines ebenes
Gebiet zeigt, das durch benachbarte Mikroerhebungen 82 festgelegt
wird, können
die ersten Mikrovertiefungen und die zweiten Mikrovertiefungen 85 von
irgendeiner Form sein und müssen nicht
notwendigerweise symmetrisch zueinander sein. Beispielsweise können die
zweiten Mikrovertiefungen 85 in Bezug auf die ersten Mikrovertiefungen 84 derart
abgeflacht sein, dass die zweiten drehbaren Element-Komponenten 98 ein
geringeres Volumen verglichen mit den ersten drehbaren Element-Komponenten 92 enthalten.
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In 29 werden
die mikrostrukturierten Oberflächen
des ersten Trägers 80 und
des zweiten Trägers 86 zusammengebracht,
um das Gebiet 88 auszubilden. Die Temperatur der ersten
drehbaren Element-Komponenten 92 und der zweiten drehbaren
Element-Komponenten 98 werden
daraufhin geändert,
um deren Struktur an der zwischenliegenden Grenze zu verändern. Beispielsweise
können
der erste Träger 80 und
der zweite Träger 86 geringfügig erwärmt werden,
um thermisch zu verbinden. Wenn der erste Träger 80 und der zweite
Träger 86 wie
in 29 gezeigt, zusammengebracht werden, kann weiterhin
ein Verbindungsdruck an der Oberfläche zwischen den ersten drehbaren
Element-Komponenten 92 und den zweiten drehbaren Element-Komponenten 98 angewandt
werden. Die zusammengesetzten Komponenten 100 für drehbare
Elemente werden ebenso in 29 gezeigt.
Die Temperatur des ersten Trägers 80 und
des zweiten Trägers 86 kann
wiederum geändert
werden, um die Verbindung zwischen den ersten drehbaren Element-Komponenten 92 und
den zweiten drehbaren Element-Komponenten 98 beispielsweise
durch Kühlen
zu vollenden. Nachfolgend auf die Ausbildung der Verbindung werden
zusammengesetzte Komponenten 100 für drehbare Elemente von welchem
Träger
auch immer, dem ersten Träger 80 oder
dem zweiten Träger 86 entfernt,
in dem die zusammengesetzten Komponenten 100 für drehbare
Elemente nach der Trennung der mikrostrukturierten Oberfläche zurückgeblieben sind.
Die Entfernung der zusammengesetzten Komponenten 100 für drehbare
Elemente kann durch die Anwendung von Verbiegen des ersten Trägers 80 oder
des zweiten Trägers 86 erreicht
werden. Eine andere mechanische Möglichkeit zur Entfernung schließt die Verwendung von
Gasdruck ein, der von innerhalb der ersten Mikrovertiefungen 84 oder
der zweiten Mikrovertiefungen 85 angewandt wird, um die
zusammengesetzten Komponenten 100 für drehbare Elemente auszustoßen. Beispielsweise
kann eine kleine Düse
(nicht gezeigt) in die ersten Mikrovertiefungen 84 oder
zweiten Mikrovertiefungen 85 eingebracht werden, die Gas
ausstoßen
kann und daher die zusammengesetzten Komponenten für drehbare
Elemente 100 ausstoßen
kann. Das Erstfernen der zusammengesetzten Komponenten 100 für drehbare
Elemente kann ebenso durch die Verwendung von chemischen Freisetzungsagenzien
erreicht werden. Beispiele für
chemische Freisetzungsagenzien sind im Stand der Technik wohlbekannt
und hängen
von den Materialien ab, die als erste drehbare Element-Komponenten 92 und
zweite drehbare Element-Komponenten 98 verwendet werden. Wenngleich 29 die
genaue Ausrichtung der Mikroerhebungen 82 und einer Region 88,
die geschlossen ist, zeigt, ist anzumerken, dass der Fachmann würdigen wird,
dass weder eine derartige präzise
Ausrichtung noch ein derartig geschlossenes Gebiet 88 notwendig
ist, um eine Verbindung zwischen den ersten drehbaren Element-Komponenten 92 und
den zweiten drehbaren Element-Komponenten 98 gemäß der vorliegenden
Erfindung zu schaffen. Der Fachmann wird würdigen, dass die Abfolge von
Druck und Erwärmung,
die vorstehend in Bezug auf 29 beschrieben
wird, umgekehrt werden kann. Der Fachmann wird ebenso würdigen,
dass der Druck und die Erwärmung,
die vorstehend in Bezug auf 29 beschrieben
werden, gemäß der vorliegenden
Erfindung gleichzeitig stattfinden können.
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Wenn
eine Flüssigkeit
oder Schmelze des ersten Komponentenmaterials für drehbare Elemente 94 auf
die ersten Mikrovertiefungen 84 des ersten Trägers 80 gemäß 26 und 29 angewandt wird,
und eine entsprechende Flüssigkeit
oder Schmelze des zweiten Komponentenmaterials für drehbare Elemente (nicht
gezeigt) auf die zweiten Mikrovertiefungen 85 des zweiten
Trägers 86 angewandt
wird, dann kann zusätzlich
oder alternativ der erste Träger 80 und
der zweite Träger 86 zusammengebracht
werden und die Mischung des ersten Komponentenmaterials 94 für drehbare
Elemente und des zweiten Komponentenmaterials für drehbare Elemente ausgehärtet, bestrahlt,
gekühlt,
oder auf irgendeine andere Art gehärtet werden, um die zusammengesetzten
Komponenten 100 für
drehbare Elemente gemäß der Erfindung
auszubilden. Beispielsweise können
das erste Komponentenmaterial 94 für drehbare Elemente und das
zweite Komponentenmaterial für
drehbare Elemente unter Verwendung einer chemischen Reaktion, die
durch die gegenseitige Berührung,
ultraviolettes Licht, infrarotes Licht, oder Strahlung unterstützt wird,
ausgehärtet
werden. Schließlich
können
die zusammengesetzten Kompo nenten 100 für drehbare Elemente durch einen
Wärmeturm 112 oder
eine andere Eirichtung geleitet werden, um eine thermische Verbindung
zwischen den drehbaren Element-Komponenten zu festigen, die Oberfläche der
zusammengesetzten Komponenten 100 für drehbare Komponenten zu verringern,
oder das Trägheitsmoment
der zusammengesetzten Komponenten 100 für drehbare Elemente um dieselbe Achse
zu verringern, wie in 30 gezeigt. Wenn beispielsweise
die ersten Mikrovertiefungen 84 und die zweiten Mikrovertiefungen 85 von
irregulärer Form
sind oder wenn die ersten Mikrovertiefungen 84 und die
zweiten Mikrovertiefungen 85 nicht die endgültig gewünschten
zusammengesetzten Komponenten für
drehbare Elemente ausbilden, dann können die sich ergebenden zusammenhängenden Komponenten
für drehbare
Elemente 100 durch den Wärmeturm 112 durchgeleitet
werden, um modifizierte zusammengesetzte Komponenten 110 für drehbare
Elemente mit den gewünschten
Eigenschaften auszubilden.
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31 zeigt
ein Doppelwalzensystem gemäß der vorliegenden
Erfindung, das sich für
einen kontinuierlichen Ausbildungsprozess anbietet. In dem in 31 dargestellten
beispielhaften System werden der erste Träger 80 und der zweite
Träger 86 auf
der linken Seite mit erstem Komponentenmaterial für drehbare
Elemente 94 und zweitem Komponentenmaterial 89 für drehbare
Elemente jeweils gefüllt. Druck
und Temperatur werden zusammen geändert, wenn der erste Träger 80 und
der zweite Träger 86 zwischen
der ersten Walze 116 und der zweiten Walze 118 durchlaufen.
Die ersten drehbaren Element-Komponenten 92 und die zweiten
drehbaren Element-Komponenten 98 verbinden sich, um zusammengesetzte
Komponenten 100 für
drehbare Elemente auszubilden und werden dann durch Verbiegen oder
andere Maßnahmen
auf der rechten Seite freigegeben.
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V.D. Zusammenbausystem für drehbare
Elemente und Verfahren 2
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In
einer weiteren Ausführung
der vorliegenden Erfindung wird der zweite Träger 86 mit zweiten drehbaren
Element-Komponenten 98 in der 28 als
ausgerichtet über
dem ersten Träger 80 gezeigt. Folgend
auf die Verteilung der ersten drehbaren Element-Komponenten 92 und der zweiten
drehbaren Element-Komponenten 98 werden die ersten drehbaren
Element-Komponenten 92 und die zweiten drehbaren Element-Komponenten 98 so
behandelt, dass ein Selbstzusammenbau möglich ist. Dies ist in 32 dargestellt,
in der die ersten drehbaren Element-Komponenten 92 von
dem ersten Träger 80 mit einer überschüssigen positiven
Ladung ausgestattet werden. Es werden ebenso die zweiten drehbaren Element-Komponenten 98 von
dem zweiten Träger 86 gezeigt,
die in ähnlicher
Weise mit einer überschüssigen negativen
Ladung ausgestattet werden. Beispiele von Materialien, die eine überschüssige Ladung
aufweisen, schließen
Electrets ein, die durch Ladungseingabe ausgebildet werden.
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Als
nächstes
können
in einer bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung die ersten drehbaren Element-Komponenten 92 und
die zweiten drehbaren Element-Komponenten 98 durch Ausrichten
der ersten Mikrovertiefungen 84 und der zweiten Mikrovertiefungen 95 zusammengebracht
werden. Dies ist in 33 und 34 dargestellt.
Die Ausrichtung, die durch den Ausrichtepfeil 81 angezeigt
wird, kann durch die Verwendung eines herkömmlichen Kontaktmasken-Ausrichtsystems
erreicht werden. 35 zeigt eine beispielhafte
Kurve der potenziellen Energie, die die potenzielle Energie von
Interesse 108, die mit der Selbstzusammenbaukraft verknüpft ist,
als eine Funktion des trennenden Abstands R 106 zeigt.
Das wichtige Merkmal der potenziellen Energie von Interesse 108,
wie es mit einer Anziehungskraft verknüpft ist, ist das Auftreten
eines Minimums auf der Kurve der potenziellen Energie als eine Funktion
des trennenden Abstands R 106 und verbunden mit der Berührung der
ersten drehbaren Komponenten 92 mit den zweiten drehbaren
Komponenten 98 bei der Position R = b, 104, gemäß 34. Wenn
die zweiten drehbaren Element-Komponenten 98 nahe zu den
ersten drehbaren Element-Komponenten 92 bei R = a, 102 gebracht
werden, wie in 33 dargestellt, werden daher
die ersten drehbaren Element-Komponenten 82 und die zweiten
drehbaren Element-Komponenten 98 so angeordnet, dass sie
sich selbst bei dem Minimum in der Kurve R = b, 104 der
potenziellen Energie von Interesse 108 positionieren. Das
Minimum in der Kurve R = b, 104 entspricht der Verbindung,
die die zusammengesetzten Komponenten 100 für drehbare
Elemente gemäß 34 ausbildet.
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Folgend
auf die Ausbildung der Verbindung werden die zusammengesetzten Komponenten 100 für drehbare
Elemente durch die Verwendung von Verbiegen des ersten Trägers 80 oder
des zweiten Trägers 86 entfernt.
Ein weiteres mechanisches Mittel zur Entfernung der zusammengesetzten
Komponenten 100 für
drehbare Elemente, das vorstehend beschrieben ist, schließt die Verwendung
von Gasdruck ein, der von innerhalb der ersten Mikrovertiefungen 84 oder
zweiten Mikrovertiefungen 85 angewandt wird, um die zusammengesetzten
Komponenten 100 für
drehbare Elemente auszustoßen.
Beispielsweise können
kleine Düsen
(nicht gezeigt) innerhalb der ersten Mikrovertiefungen 84 oder
der zweiten Mikrovertiefungen 85 angeordnet werden, die
Gas ausstoßen
können,
und daher die zusammengesetzten Komponenten 100 für drehbare
Elemente ausstoßen
können.
Die Entfernung der zusammengesetzten Komponenten 100 für drehbare Elemente
kann ebenso durch die Verwendung von chemischen Freigabeagenzien,
wie vorstehend beschrieben, erreicht werden. Um Adhäsion und/oder Selbstzusammenbau
zu verstärken,
können
die beiden freien Oberflächen
der ersten drehbaren Element-Komponenten 92 und
der zweiten drehbaren Element-Komponenten 98 mit einer
Adhäsionsverbesserungsschicht 78 ausgestattet
werden, wie z. B. durch dampfförmige
Abscheidung. Dies ist in 36 dargestellt.
In einer bevorzugten Ausführung
der vorliegenden Erfindung kann die adhäsionsverbessernde Schicht 78 teilweise
ein elektrisches Dipol als ein Electret oder einen magnetischen
Dipol umfassen. Beispielsweise kann die erste drehbare Element-Komponente 92 eine
ebene Fläche
und eine gekrümmte,
allgemein halbkugelförmige
Fläche
aufweisen. In ähnlicher
Weise können
die zweiten drehbaren Element-Komponenten 98 (nicht gezeigt)
eine ebene Fläche
und eine gekrümmte,
allgemein kugelförmige
Fläche
aufweisen. In diesem Beispiel besteht die bevorzugte Verbindungskonfiguration
für die
ebene Seite der ersten drehbaren Element-Komponenten 92 für die Verbindung
mit den ebenen Seiten der zweiten drehbaren Element-Komponenten 98.
Dementsprechend wird die adhäsionsverbessernde Schicht 78 ausschließlich auf
den ebenen Seiten erzeugt. Dies kann durch den Prozess der Ladungseingabe,
wie etwa von einer Plasmaquelle, erreicht werden, wo Ladungen zu
den ebenen Seiten der ersten drehbaren Element-Komponenten 92 geleitet
werden und auf oder nahe der Oberfläche zur Ruhe kommen. Der Fachmann
wird jedoch würdigen,
dass die vorstehend beschriebene adhäsionsverbessernde Schicht 78 Ladungen
oder ausgerichtete Dipole enthalten kann. Dies führt vorteilhafterweise zu stärkerer Ausrichtung
und Selbstzusammenbau von Paaren von drehbaren Element-Komponenten,
ebenso wie Minimierung von Verklumpen von drehbaren Element-Komponenten.
Das Trennen von günstig
gebundenen von schwach gebundenen Konfigurationen kann unter Verwendung
eines Siebes 114 erreicht werden, wie in 37 gezeigt.
In 37 wird eine Mischung von gut ausgebildeten zusammengesetzten
Komponenten 100 für
drehbare Elemente und nicht gut ausgebildeten zusammengesetzten Komponenten 122 für drehbare
Elemente in das Sieb 114 geleitet, das optionalerweise
eine Mischkammer 126 sein kann. Das Sieb 114 trennt
die gut ausgebildeten zusammengesetzten Komponenten 120 für drehbare
Elemente von den nicht gut ausgebildeten zusammengesetzten Komponenten 122 für drehbare Elemente,
wie im unteren Teil der 37 dargestellt. Das
Mittel zum Trennen kann Form, Größe, Masse, elektrische
Ladung oder magnetische Ladung einschließen. Beispielsweise kann der
charakteristische Weg von elektrischen Ladungen in einem bekannten magnetischen
Feld das Sortieren der gut ausgebildeten zusammengesetzten Komponenten 120 für drehbare
Elemente von nicht gut ausgebildeten zusammengesetz ten Komponenten 122 für drehbare
Elemente, wo eine bevorzugte elektrische Ladungsstruktur vorhanden
ist, unterstützen.
Weiterhin kann die Zentrifugalkraft, die mit gut ausgebildeten zusammengesetzten
Komponenten 120 für
drehbare Elemente einer bevorzugten Masse verbunden ist, verwendet
werden, um die gut ausgebildeten zusammengesetzten Komponenten 120 für drehbare
Elemente von den nicht gut ausgebildeten zusammengesetzten Komponenten 122 für drehbare
Elemente zu trennen.
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Folgend
auf den Durchlauf durch das Sieb 114 können die gut ausgebildeten
zusammengesetzten Komponenten 120 für drehbare Elemente durch einen
Wärmeturm 112 wie
vorstehend beschrieben und wie in 30 gezeigt,
geleitet werden. Ein zusätzlicher
Vorteil dieses Verfahrens in dieser Ausführung besteht darin, dass die
modifizierten zusammengesetzten Komponenten 110 für drehbare
Elemente in dem Prozess ein festes Dipolmoment annehmen können, das
für die
nachfolgende Manipulation durch ein externes Feld nützlich ist.
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Schließlich kann
die Selbstzusammenbaukraft ebenso eine Kraft von chemischer Adhäsion und chemischer
Abstoßung
sein, die mit einer chemischen Behandlung der zweiten drehbaren
Element-Komponenten 98 und der ersten drehbaren Element-Komponenten 92 verbunden
ist. Ein Beispiel einer derartigen chemischen Wechselwirkung schließt die Wechselwirkung
zwischen Wasserstoff-abgeschlossenen Flächen und Hydroxyl-abgeschlossenen
Flächen
ein. In dieser Ausführung
findet die Verbindung bei erhöhten
Temperaturen durch Wasserverschiebungsreaktionen ausschließlich zwischen
komplementären
Oberflächen
statt. Dies ist ähnlich
zu Oligonukleotiden, wo beispielsweise "A" (Adenin)
sich verbindet mit „T" (Thymin) aber nicht mit „A". Wiederum kann das
Trennen von günstig-gebundenen
von schwach-gebundenen Konfigurationen unter Verwendung des Siebs 114 erreicht
werden, wie in 37 gezeigt. Und wiederum können gut
ausgebildete zusammengesetzte Komponenten 120 für drehbare
Elemente, die auf diese Weise verbunden sind durch einen Wärmeturm 112 wie
vorstehend beschrieben und wie in 30 dargestellt,
geleitet werden.
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Der
Fachmann wird würdigen,
dass die Behandlung der ersten drehbaren Element-Komponenten 93 und
der zweiten drehbaren Element-Komponenten 98, die eine
Selbstzusammenbaukraft bewirkt vor der Verteilung der ersten drehbaren
Element-Komponenten 92 und der zweiten drehbaren Element-Komponenten 98 in
die ersten Mikrovertiefungen 84 und die zweiten Mikrovertiefungen 85 jeweils
des ersten Trägers 80 und
des zweiten Trägers 86 stattfinden
kann. Wenn beispielsweise die ersten drehbaren Element-Kom ponenten 92 als
Nebeneffekt der Herstellung elektrisch geladen sind oder nach der
Behandlung durch eine Corona-ladende Einrichtung geladen werden,
wie vorstehend beschrieben, als eine Ausführung einer Verteilungseinrichtung,
dann kann dieselbe elektrostatische Ladung eine Selbstzusammenbaukraft
bewirken. In einer derartigen Ausführung der vorliegenden Erfindung
wurden die ersten drehbaren Element-Komponenten 92 vor
der Verteilung in die ersten Mikrovertiefungen 84 des ersten
Trägers 80 behandelt.
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V.E. Zusammenbausystem für drehbare
Elemente und Verfahren 3
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In
einer anderen Ausführung
der vorliegenden Erfindung werden die ersten drehbaren Element-Komponenten 92 und
die zweiten drehbaren Element-Komponenten 98 wie in 32 gezeigt,
behandelt, um einen Selbstzusammenbau zu ermöglichen. Anstatt die ersten
Mikrovertiefungen 84 und die zweiten Mikrovertiefungen 85 auszurichten,
werden die ersten drehbaren Element-Komponenten 92 und die
zweiten drehbaren Element-Komponenten 98 jedoch
von dem ersten Träger 80 und
dem zweiten Träger 86 in
die Mischkammer 126 ausgestoßen, und können sich selbst zusammenbauen.
Die ersten drehbaren Element-Komponenten 92 und die zweiten
drehbaren Element-Komponenten 98 können von den ersten Mikrovertiefungen 84 und
den zweiten Mikrovertiefungen 85 unter Verwendung von Verbiegung
oder anderen Mitteln ausgestoßen
werden. Beispielsweise kann Gasdruck verwendet werden, um die ersten
drehbaren Element-Komponenten 92 und die zweiten drehbaren
Element-Komponenten 98 auszustoßen. Beispielsweise kann eine
kleine Düse (nicht
gezeigt) innerhalb der ersten Mikrovertiefungen 84 oder
der zweiten Mikrovertiefungen 85 angeordnet werden, die
Gas ausstoßen
kann und daher die ersten drehbaren Komponenten 92 oder
die zweiten drehbaren Komponenten 98 ausstoßen kann. Das
Entfernen der ersten drehbaren Komponenten 92 und der zweiten
drehbaren Komponenten 98 kann ebenso durch die Verwendung
von chemischen Freisetzungsagenzien wie vorstehend beschrieben,
unterstützt
werden.
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In
einer bevorzugten Ausführung
können
die ersten drehbaren Element-Komponenten 92 und die zweiten
drehbaren Element-Komponenten 98 daraufhin in einer Mischkammer 126 bewegt
werden, daraufhin in das Sieb 114 geleitet werden, wie
in 37 angezeigt, um die gut ausgebildeten zusammengesetzten
Komponenten 120 für
drehbare Elemente von nicht gut ausgebildeten zusammengesetzten
Komponenten 122 für
drehbare Elemente zu trennen. Wiederum können die gut ausgebildeten
zusammengesetzten Komponenten 120 für drehbare Elemente durch einen
Wärmeturm 112 wie
in 30 dargestellt, geleitet werden, um die Verbindung
zu festigen, die Oberfläche
zu reduzie ren, oder das Trägheitsmoment
um irgendeine Achse der gut ausgebildeten zusammengesetzten Komponenten
für drehbare
Elemente 120 zu reduzieren.
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V.F. System zum Zusammenbau drehbarer
Elemente und Verfahren 4
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In
einer weiteren Ausführung
der folgenden Erfindung werden die ersten drehbaren Element-Komponenten 92 und
die zweiten drehbaren Element-Komponenten 98 so behandelt,
dass ein Selbstzusammenbau ohne die Verwendung des ersten Trägers 80 oder
des zweiten Trägers 86 möglich ist.
Wie vorstehend ausgeführt,
können
die ersten drehbaren Element-Komponenten 92 und die zweiten
drehbaren Element-Komponenten 98 beispielsweise als Nebeneffekt
der Herstellung elektrisch geladen werden, oder nach der Behandlung
durch eine Korona-ladende Einrichtung elektrisch geladen werden.
In dieser Ausführung
der Erfindung werden die ersten drehbaren Element-Komponenten 92 und
die zweiten drehbaren Element-Komponenten 98 daher in eine
Mischkammer 126 dispergiert und sie können sich selbst zusammenbauen.
Die ersten drehbaren Element-Komponenten 92 und die zweiten
drehbaren Element-Komponenten 98 können daraufhin in der Mischkammer 126 bewegt
werden und daraufhin in das Sieb 114 geleitet werden, wie
in 37 gezeigt, um die gut ausgebildeten zusammengesetzten Komponenten 120 für drehbare
Elemente von den nicht gut ausgebildeten zusammengesetzten Komponenten
für drehbare
Elemente 122 zu trennen. Wiederum können die gut ausgebildeten
zusammengesetzten Komponenten 120 für drehbare Elemente durch einen
Wärmeturm 112 geleitet
werden, wie in 30 dargestellt, um die Verbindung
zu festigen, die Oberfläche
zu verringern oder das Trägheitsmoment
um irgendeine Achse der gut ausgebildeten zusammengesetzten Komponenten 120 für drehbare Elemente
zu reduzieren.
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V.G. System und Verfahren für Laminatsubstrat
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In
einer anderen Ausführung
der vorliegenden Erfindung erzeugen Systeme und Verfahren ein Laminatsubstrat,
das Hohlräume
aufweist, in denen zusammengesetzte Komponenten für drehbare
Elemente für
die Verwendung in einem Blattmaterial mit drehenden Elementen enthalten
sind. Ein beispielhaftes Laminatsubstrat 160 ist in 38 dargestellt.
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In
einer Ausführung
der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von Laminatsubstrat 160 sind der
erste Träger 80 und
der zweite Träger 86 Substratkomponenten.
Beispielsweise kann der erste Träger 80 von
weißer
Farbe und der zweite Träger 86 transparent
sein. In einer bevorzugten Ausführung werden
der erste Träger 80 und
der zweite Träger 86 angrenzend
zueinander angeordnet, und derart verbunden, dass die ersten Mikrovertiefungen 84 und die
zweiten Mikrovertiefungen 85 die Hohlräume 14 für die zusammengesetzten
Komponenten 100 für drehbare
Elemente wie in 38 gezeigt, ausbilden. Daher
stellt das Laminatsubstrat 160 Blattmaterial für drehende
Elemente mit einer dichten Einfachschicht von zusammengesetzten
Komponenten 100 für drehbare
Elemente bereit. Daraufhin wird eine Freigabeflüssigkeit 12 eingeführt, um
die Hohlräume 14 aufzuquellen
und zu ermöglichen,
dass die zusammengesetzten Komponenten 100 für drehbare
Elemente frei rotieren können.
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Der
Fachmann wird würdigen,
dass die Hohlräume
nicht die einzigen Aufnahmestrukturen innerhalb der Struktur 16 für zusammengesetzte
Komponenten 100 für
drehbare Elemente sind. Jegliche Struktur, die ermöglicht,
dass zusammengesetzte Komponenten 100 für drehbare Elemente in Berührung stehen
mit der Freigabeflüssigkeit 12 und
die mindestens einen translatorischen Freiheitsgrad der zusammengesetzten
Komponenten 100 für
drehbare Elemente in einer geeigneten Aufnahmestruktur begrenzen,
ist beispielsweise eine geeignete Aufnahmestruktur.
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Die
mikrostrukturierten Oberflächen
des ersten Trägers 80 und
des zweiten Trägers 86 können optisch
oder mechanisch ausgerichtet werden durch Verwendung von beispielsweise
Mikrodübellöchern, die
zum selben Zeitpunkt erzeugt werden wie das Einprägen. Ein
Kettenrad-ähnlicher
Aufbau kann einen Doppelwalzen-Herstellprozess erleichtern wie er beispielsweise
in 31 dargestellt wurde, in Bezug auf die Herstellung
von zusammengesetzten Komponenten für drehbare Elemente in der
Herstellung. Weiterhin können
die mikrostrukturierten Trägeroberflächen unter
Verwendung einer Dünnfilm-Adhäsivschicht
oder durch Verbinden unter Thermokompression verbunden werden.
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Der
Fachmann wird würdigen,
dass in Zwischenräumen
liegende Mikrovertiefungen eines geringeren Durchmessers in dem
ersten Träger 80 und dem
zweiten Träger 86 eingeführt werden
können, die
kleinere zusammengesetzte Komponenten 100 für drehbare
Elemente und kleinere, zwischenliegende Hohlräume 14 ermöglichen.
Selbst wenn 38 zusammengesetzte Komponenten 100 für drehbare Elemente
mit zweiwertiger Ansicht zeigen, können zusammengesetzte Komponenten 100 für drehbare Elemente
weiterhin ebenso mehrwertige Ansichten aufweisen, da die ersten
drehbaren Element-Komponenten 92 und
die zweiten drehbaren Element-Komponenten 98 selbst mehrwertige
Ansichten aufweisen können.
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V.H. Zusammenfassung
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Verfahren
und Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung können
verwendet wer den, um zusammengesetzte Komponenten für drehbare
Elemente zusammenzubauen und können
verwendet werden, um ein Laminatsubstratsystem auszubilden. Die
vorstehende Beschreibung einer Implementierung der Erfindung wurde
zum Zweck der Veranschaulichung und der Beschreibung vorgelegt.
Sie ist nicht erschöpfend
und beschränkt
die Erfindung nicht auf die genaue offenbarte Form. Modifikationen
und Abwandlungen sind im Lichte der vorstehenden Lehre möglich oder
können
sich aus der Ausübung
der Erfindung ergeben. Beispielsweise zeigen 22 und 23 halbkugelförmige Mikrovertiefungen,
die in einem hexagonalen Feld angeordnet sind. Diese Mikrovertiefungen
können
jedoch von irgendeiner Form sein und in einem Feld von einer beliebigen
Art angeordnet sein, einschließlich
einem vollständig
ungeordneten Feld. Weiterhin, zeigt 28 Mikrovertiefungen 84 des
Trägers 80 als
Spiegelbilder der Mikrovertiefungen 85 des Trägers 86.
Gegenüberliegende
Mikrovertiefungen von gegenüberliegenden Trägem müssen aber
nicht Spiegelbilder sein. Volumen und Form und die Mikrovertiefungen
von einem Träger
können
sehr unterschiedlich von dem Volumen und der Form der gegenüberliegenden
Mikrovertiefungen des gegenüberliegenden
Trägers
sein. Weiterhin haben einige Beispiele das Spektrum verwendet, das
mit sichtbarem Licht verbunden ist, als die elektromagnetische Energie
von Interesse. Es ist jedoch die Verwendung von irgendeiner elektromagnetischen
Energie einschließlich
Infrarot-, Ultraviolett- und Röntgenstrahlen
als elektromagnetische Energie von Interesse konsistent mit der
vorliegenden Erfindung. Weiterhin zeigen 29 bis 31, 34, 37 und 38 zusammengesetzte Komponenten
für drehbare
Elemente mit zweiwertiger Ansicht, die aus drehbaren Element-Komponenten mit einwertiger
Ansicht erzeugt werden. Die drehbaren Element-Komponenten können jedoch
selbst eine mehrwertige Ansicht aufweisen und deren Vereinigung
wird zusammengesetzte Komponenten für drehbare Elemente mit einer
mehr als zweiwertigen Ansicht ausbilden.