用于包括双稳态电泳流体的可切换的光准直层的驱动波形制造技术

一种用于驱动光准直膜的方法和控制器，该光准直膜包括双稳态电泳流体的细长腔室。该光准直膜适合于控制入射到透射基板的光的量和/或方向。这样的膜可以被集成到诸如LCD显示器的装置中，以为观看LCD显示器的用户提供防窥区域。因为光准直膜是可切换的，所以它允许用户根据需要改变所发射光的准直。由于该膜是双稳态的，因此在它们已经被切换到显示状态之后不需要额外的电源。不需要额外的电源。不需要额外的电源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于包括双稳态电泳流体的可切换的光准直层的驱动波形
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2018年8月10日提交的美国临时专利申请No.62/717,531的优先权。在此引用的任何专利、公开申请或其他公开作品的全部内容通过引用包含于此。

技术介绍

[0003]本专利技术涉及可切换的光准直膜，其可用于例如控制穿过透明或半透明基板的入射光的方向性。具有这种能力的无源膜已经市售了一段时间，并被广泛销售用作计算机监视器的“防窥滤光片(privacy filters)”。参见，例如，来自明尼苏达州圣保罗(St.Paul,MN)的3M公司的产品，以及各种美国专利，例如US 8,213,082。通常，当用户希望将显示器上的图像限制为仅用户可见的“防窥锥(privacy cone)”时，将防窥滤光片应用于视频显示器的前表面。防窥膜通常采用微加工的塑料通道，该通道回填有具有与塑料基板不同折射率的材料。材料之间的界面会创建折射表面，并且只有以正确方向定向的光才能穿过滤光片，而以不正确方向定向的其他入射光将被后向反射和/或吸收。相同的技术也可以用作窗上用品，以修改例如穿过外窗的阳光的方向性。
[0004]几个小组已经尝试制作可以在防窥状态和非防窥状态之间切换的有源介质。例如，美国专利公开2016/0179231(
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231申请)描述了可以与显示装置结合使用的电活性防窥层。
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231申请教导使用电各向异性材料，例如介电聚合物。当施加电场时，各向异性材料与电场对准，使光准直并为用户提供防窥区域。然而，必需向防窥层提供恒定的电势以保持材料对准以维持防窥状态。因为防窥装置需要恒定的电场来维持防窥状态，所以该装置消耗超过监视器所需的典型能量的额外的能量。当与电池供电的装置(例如笔记本电脑)一起使用时，为防窥层供电所需的额外的能量将缩短电池的工作时间。PCT公开WO2013/048846也描述了替代性可切换的防窥膜，其也采用各向异性粒子，该各向异性粒子被保持在与电场对准的位置。与
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231申请类似，
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846公开的装置也需要在防窥状态下提供恒定的能量。
[0005]已经描述了其他有源切换防窥装置，其依赖于阻挡通道内粒子的移动而不是各向异性粒子的对准。例如，美国专利公开No.2016/0011441(
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441申请)描述了一种电可切换的电致变色材料，其布置在沿防窥层的长度延伸的微结构化的肋中。在
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441申请中，当电流提供给电致变色材料时，电致变色材料的吸收光谱改变。虽然实际的切换过程需要相当多的能量(约5分钟的直流电流)，但一旦转变完成，
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441申请的防窥层能够维持其状态一段时间。美国专利公开No.2017/0097554中描述了另一种替代方法，其中在透明导电膜之间形成长的光控制通道，并且该通道填充有包括透射性分散剂和遮光粒子的电泳构件。通过使用一组三个整形电极(shaping electrode)来控制遮光粒子在气隙中的分散，使得电泳构件可以在窄视野模式和宽视野模式之间切换。整形电极的制造在技术上可能具有挑战性(且昂贵)，因为需要创建如此多的紧密间隔的、可单独寻址的电极。

技术实现思路

[0006]尽管例如使用各向异性粒子对准可获得可切换的防窥滤光片，但是仍然需要低能
耗的廉价防窥膜。因此，本专利技术描述了用于驱动光准直膜的电压波形，该光准直膜包括多个双稳态电泳流体的细长腔室，该双稳态电泳流体包括光散射颜料。通过适当设置细长腔室，该膜可以将穿过膜的光的视角变窄2倍(或更多)。重要的是，因为光准直膜包括双稳态电泳流体，所以光准直膜在宽或窄状态中长期稳定，并且仅需要从一种状态改变至另一种状态的能量。另外，因为双稳态电泳流体被分隔成多个细长腔室，所以当相对于重力以不同的方向施加相同的光准直膜时，电泳材料不易沉降。另外，当双稳态电泳流体被分隔成许多细长腔室时，宽和窄状态之间的转变速度得到了改善，并且整体效果在整个装置上更加一致。
[0007]此外，由于光准直膜包括多个小腔室，因此容易在制造后将膜切割成期望的形状/尺寸而不会损失大量的电泳流体。这允许使用相同的设备来创建大面积和小面积的光准直膜。例如，可以将一平方米的光准直膜的切片(section sheet)或一卷光准直膜切割成所期望尺寸的碎片，而不会明显损失电泳流体。虽然在切割过程期间会打开一些腔室，但每个腔室仅容纳少量流体，因此总体损失很小。在某些情况下，可以从单个切片或卷上切割数百个小片(例如，用于移动电话)。在一些实施例中，可以以预定图案来制造细长腔室，使得片切割不会导致电泳流体的损失。
[0008]因此，在一个方面，本专利技术包括一种用于驱动可切换的光准直膜的方法，其中，该可切换的光准直膜包括第一透光电极层、厚度至少为20μm且包括多个细长腔室的准直层、以及第二透光电极层，其中第一透光层和第二透光层布置在准直层的两侧。每个细长腔室具有开口，并且在每个细长腔室中布置有包含颜料粒子的双稳态电泳流体。细长腔室用密封层密封，该密封层通过跨越细长腔室的开口来将双稳态电泳流体密封在其中。该方法包括在第一透光电极层和第二透光电极层之间施加时变电压。
[0009]通常，可切换的光准直膜通常具有小于500μm的厚度，并且细长腔室的高度等于或小于准直层的厚度。通常，细长腔室的宽度在5μm至150μm之间，并且长度在200μm至5mm之间。例如，细长腔室的宽度可以在5μm至50μm之间，并且长度在50μm至5mm之间。
[0010]可切换的光准直膜通常由聚合物制成，例如由丙烯酸酯单体、氨基甲酸乙酯单体、苯乙烯单体、环氧化物单体、硅烷单体、硫代烯单体、硫代炔单体或乙烯基醚单体制成的聚合物。第一透光电极层或第二透光电极层可以由氧化铟锡制成。
[0011]双稳态电泳流体通常包括在非极性溶剂中的聚合物官能化的颜料粒子和游离聚合物。通常，颜料被聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚萘或聚二甲基硅氧烷官能化。游离聚合物可以包括聚异丁烯或包括乙烯、丙烯或苯乙烯单体的共聚物，以及密封层可以包括水溶性聚合物或水分散性聚合物，例如天然存在的水溶性聚合物，例如纤维素或明胶，或合成聚合物，例如聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚(乙烯基)乙酸、聚(乙烯基)吡咯烷酮、聚氨酯或其共聚物。
[0012]在一个实施例中，时变电压包括在第一时间内的具有第一极性的第一电压和在第二时间内的具有第二极性的第二电压。在一些实施例中，第一电压具有第一幅度，第二电压具有第二幅度，并且第一幅度和第二幅度不相等。在一些实施例中，第一电压具有第一幅度，第二电压具有第二幅度，并且第一幅度和第二幅度不相等。在一些实施例中，第一电压和第一时间的乘积是第一冲激，第二电压和第二时间的乘积是第二冲激，并且第一冲激和第二冲激的幅度不相等。在一些实施例中，第一电压和第一时间的乘积是第一冲激，第二电压和第二时间的乘积是第二冲激，并且第一冲激和第二冲激的幅度相等。在一些实施例中，
时变电压还包括在第三时间内的具有第一极性的第一电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于驱动可切换的光准直膜的方法，其中所述可切换的光准直膜包括：第一透光电极层，准直层，其厚度至少为20μm，并且包括多个细长腔室，每个细长腔室具有开口，双稳态电泳流体，其包括布置在每个细长腔室中的颜料粒子，密封层，其通过跨越所述细长腔室的开口来密封所述多个细长腔室中的至少一个内的所述双稳态电泳流体；以及第二透光电极层，其中第一透光层和第二透光层布置在所述准直层的两侧，所述方法包括在所述第一透光电极层和所述第二透光电极层之间施加时变电压。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述准直层的厚度小于500μm。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述细长腔室的高度等于或小于所述准直层的厚度，所述细长腔室的宽度在5μm至150μm之间，并且所述腔室的长度在200μm至5mm之间。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一透光电极层或所述第二透光电极层包括氧化铟锡。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述时变电压包括在第一时间内的具有第一极性的第一电压和在第二时间内的具有第二极性的第二电压。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一电压具有第一幅度，所述第二电压具有第二幅度，并且所述第一幅度和所述第二幅度不相等。7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一电压具有第一幅度，所述第二电压具有第二幅度，并且所述第一幅度和所述第二幅度不相等。8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一电压和所述第一时间的乘积是第一冲激，所述第二电压和所述第二时间的乘积是第二冲激，并且所述第一冲激和所述第二冲激的幅度不相等。9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一电压和所述第一时间的乘积是第一冲激，所述第二电压和所述第二时间的乘积是第二冲激，并且所述第一冲激和所述第二冲激的幅度相等。10.根据权利要求5所述的方法，其中，所述时变电压还包括在第三时间内的具有所述第一极性的所述第一电压和在第四时间内的具有所述第二极性的...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：伊英克加利福尼亚有限责任公司，
类型：发明
国别省市：