电子可切换的保密装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及光学膜和包括该光学膜的电子可切换的保密装置。电子可切换的保密 装置可与电子显示装置一起使用。
【背景技术】
[0002] 保密膜在电子显示装置的领域中是已知的。观察者可将保密膜施加到电子显示装 置的观察表面，使得图像可被选择性地看到。通常，当观察者相对于该保密膜的表面法线位 于小视角范围内时，可透过该膜看到所显示的图像。随着观察者的位置改变使得视角相对 法线增大，则透射过保密膜的相干光的量不断减少，直到达到最大视角时为止，并且不再能 观看到所显示的图像。
【发明内容】
[0003] 本发明公开了一种电子可切换的保密装置。当用户想要限制观看正由电子显示装 置显示的信息时，可在保密模式下使用该装置。当用户想要共享正在显示的信息时，可将电 子可切换的保密装置切换到公共模式以便进行共享。观察者可在各模式之间来回切换，而 无需从电子显示装置的观察表面物理地移除该保密装置。
[0004] 可以不同方式使用该电子可切换的保密装置。例如，可将该保密装置施加到显示 装置的观察表面，并通过通用串行总线（"USB"）适配器使用内置的变压器电路来为该保 密装置供电。该电子可切换的保密装置还可以在显示装置的制造期间被结合到该显示装置 中，例如在该显示装置的显示面板和外部观察表面（诸如，触摸屏）之间。在内置于显示装 置中时，用于保密装置的电力可来自电池或电源插座。此类显示装置将内置有公共模式和 保密模式，并且消费者将无需购买和安装单独的保密装置。
[0005] 在第一方面，本公开提供一种电子可切换的保密装置，该保密装置具有第一透明 电极层、邻近第一透明导电层设置的电子可切换层、和邻近电子可切换层并与第一透明导 电层对置设置的第二透明电极层。第一透明电极层包括第一透明基板层、和设置在第一透 明基板层的主表面上的第一透明导电层，其中第一透明基板层为柔性的。第二透明电极层 具有多个微结构化的肋，该多个微结构化的肋横跨第二透明基板层的主表面延伸，使得微 结构化的肋形成一系列交替的肋和通道，每个通道具有由相邻肋限定的通道壁。具有透明 电极材料的多个透明电极构件被设置在对应的多个通道中的至少一个通道壁上。总线构件 提供跨越多个第二透明电极构件的电连通性。设置在电子可切换层中的间隔元件保持第一 透明电极层与第二透明电极层间隔开。
[0006] 电子可切换层的一部分至少部分地填充多个通道并与多个透明电极构件电接触。 电子可切换层包括在将直流电压施加在第一透明电极层和第二透明电极层上时，能够在高 光吸收状态和低光吸收状态之间调制的电子可切换材料。当施加第一直流电压时，膜处于 保密模式下，使得在30°的视角处膜具有小于约10%的透光率。当施加第二直流电压时， 膜处于共享模式下，使得其透光率增加，且对于约30°至约45°的视角而言，保密模式和 共享模式之间的透射率差为至少5%。在0°至约15°的视角处，膜在共享模式和保密模式 下具有至少约25%的透光率。
[0007] 在第二方面，本公开提供一种制品，该制品包括第一方面的保密装置，和用于为在 公共/共享模式和保密模式之间进行切换提供必要电压的电路。
[0008] 在第三方面，本公开提供一种显示装置，该显示装置包括显示器像素阵列；邻近显 示器像素阵列的显示器盖表面，该显示器盖表面包括与显示器像素阵列对置的观察表面； 以及设置在观察表面上的第一方面的保密装置。
【附图说明】
[0009] 图IA和图IB分别示出了示例性微结构化的透明电极膜的示意性剖视图和透视 图，该微结构化的透明电极膜可制成电子可切换的保密装置。
[0010] 图2A和图2B分别示出了示例性微结构化的透明电极膜的另一实施例的示意性剖 视图和透视图，该微结构化的透明电极膜可制成电子可切换的保密装置。
[0011] 图3示出了本公开的示例性电子可切换的保密装置的示意性侧视图。
[0012] 图4A和图4B分别示出了示例性电子可切换的保密装置的示意性剖视图，示出了 该膜在保密模式和共享模式之间的电子可切换性。
[0013]图5A和图5B示出了示例性微结构化的阴极膜的示意性剖视图，该微结构化的阴 极膜可制成电子可切换的保密装置。图中示出所选几何参数，这些几何参数示出通过该膜 的视角。
[0014] 图6A和图6B示出了与示例性电子显示装置一起使用的示例性电子可切换的保密 装置的示意性表示。
[0015] 图7A、图7B、图7C和图7D示出了在名片尺寸的含磁文本前使用的示例性电子可 切换的保密装置的图像。
[0016] 图8A和图8B示出了在含页面文本前使用的示例性电子可切换的保密装置的图 像。
[0017] 图9示出了作为用于示例性电子可切换的保密装置的视角的连续函数的亮度。
[0018] 图10示出了包括电子可切换的保密装置的电子显示装置的分解等角视图。
【具体实施方式】
[0019] 保密膜是已知的，并且通常将其作为二级市场物品来购买以与电子显示器件一起 使用，尤其是在人们不希望别人看到屏幕的内容时。用户将保密膜物理地施加到其显示装 置的观察表面上，且在观察表面上显示的信息可仅在一定的角度范围内被观看到，该角度 范围在本文中称为"视角"。通常，视角是以垂直于保密膜的轴为中心的一些角度范围，例如 0° +/-30°。许多类型的保密膜的特征可为具有单一保密模式的"静态"保密膜。如果观 察表面覆盖有静态保密膜，并且用户想要让别人看到屏幕的内容，则需要从表面物理地移 除该保密膜、并将该保密膜储存在不会对其造成损坏的位置中。
[0020] -种类型的静态保密膜包括设置在聚合物基板上的透明百叶窗膜，其中将吸光材 料设置在该百叶窗之间所形成的通道中，使得形成交替的透明区域和吸光区域。透明区域 和吸光区域相对地定位以提供受限制的视角。在美国专利6, 398, 370(Chiu等人）中描述 了这种类型的示例性保密膜。
[0021] 本文中公开的电子可切换的保密装置不同于常规的保密膜（诸如，静态保密膜）， 因为用户可在共享模式和保密模式之间切换而不必从其显示装置的观察表面移除该膜。可 通过电耦合到该膜的由外部硬件或软件控制的开关来实施切换。在一些实施例中，在"导 通"状态下，其中一个极性的电压被施加至该装置，电子可切换的保密装置处于共享模式， 而在"断开"状态下，通过施加相反极性的电压来访问，保密装置处于保密模式。因此，用户 可通过改变直流电压的特性来在两种模式之间来回切换。通常，第一直流电压与第二直立 电压在符号上相反（例如，第一直流电压可为"正的"，而第二直流电压可为"负的")。另外， 当不施加电压时，该装置通常随时间推移返回至保密模式。
[0022] 图IA示出了示例性光学膜102的示意性剖视图，该光学膜可制成电子可切换的 保密装置。光学膜102为透明电极层，其包括透明基板层110和设置在透明基板层110上 的光学透明的微结构化层120。透明基板层110通常为柔性层，如由将基板层110包裹围 绕2. 5cm直径的圆柱芯轴而不破坏所述层的完整性的能力所限定的。光学透明的微结构化 层120包括横跨该光学透明的微结构化层120的表面130延伸的多个微结构化的肋140。 图IB示出了光学膜102的另一视图，其中微结构化的肋140横跨该光学透明的微结构化层 120的主表面130延伸，使得形成一系列交替的肋140和通道150。每个通道150具有由相 邻肋（例如，141、142)限定的通道壁（例如，151、152)。
[0023]光学膜102包括多个透明电极构件160,该多个透明电极构件160包括设置在对应 的多个通道150中的至少一个通道壁上的透明电极材料。在一些实施例中，例如在图IA和 图IB所示的实施例中，透明电极材料设置在对应的多个通道中的两个通道壁上。
[0024] 图2A示出了示例性光学膜202的示意性剖视图，该光学膜202可制成电子可切换 的保密装置。类似于光学膜102,光学膜202为透明电极层，其包括透明基板层210和设置 在透明基板层210上的光学透明的微结构化层220。透明基板层210通常为柔性层，如由将 基板层210包裹围绕2. 5cm直径的圆柱芯轴而不使所述层断裂或破裂的完整性的能力所限 定的。光学透明的微结构化层220包括横跨该光学透明的微结构化层220的表面230延伸 的多个微结构化的肋240。图2B示出了光学膜202的另一视图，其中微结构化的肋240横 跨该光学透明的微结构化层220的主表面230延伸，使得形成一系列交替的肋240和通道 250。每个通道250具有由相邻肋（例如，24U242)限定的通道壁（例如，251、252)。
[0025]光学膜202包括多个透明电极构件260,该多个透明电极构件260包括设置在对应 的多个通道250中的透明电极材料。透明电极构件260各自具有一体化构造，该一体化构 造包括在两个通道壁（例如，25U252)上以及横跨由在相邻肋之间延伸的透明基板层210 的一部分限定的通道底板（例如，265)上连续设置的透明电极材料。外侧壁270被包括在 内供稍后参考（在图3中）。
[0026] 在图2B中，"总线构件"（或"汇流条"）290被示出为沿光学膜202的边缘横跨肋 和通道设置，并且重要地提供跨越多个透明电极构件260的电连通性，使得多个透明电极 构件260可一起用作光学膜202中的单个电极。类似的汇流条也可提供在图IA和图IB所 示的光学膜102中。光学膜202 (或光学膜102)可用作电子可切换的保密装置中的微结构 化的透明电极层。
[0027] 图3示出了示例性电子可切换的保密装置302的示意性侧视图，该电子可切换的 保密装置302包括光学膜202'（与图2A和图2B中的202相同，但从对应于图2B中的270 的侧面270'观察）。电子可切换的保密装置302还包括"第一"透明电极层301，该"第一" 透明电极层301包括第一透明基板层310和设置在第一透明基板层的主表面上的第一透明 导电层320。第一透明电极层301通常为平坦的，不包含工程化微观结构，并且通常也为柔 性的。第一透明电极通常可用作电子可切换的保密装置中的阳极电极。导电条带390被示 出为沿第一透明电极301的边缘设置，该第一透明电极301允许对这个电极进行欧姆接触。 第一电极层301的导电层320相对光学膜202'设置，该光学膜202'也被称为"第二"透明 电极层。
[0028] 图4A和图4B示出了示例性电子可切换的保密装置的示意性剖视图，示出了该膜 在保密模式和共享模式之间的电子可切换性。电子可切换的保密装置400包括一对相互对 置的透明电极401和402,以及设置在这些电极之间的电子可切换材料420。透明电极402 包括光学透明的微结构化层220,该光学透明的微结构化层220包括横跨微结构化层220的 表面230延伸的多个微结构化的肋240,使得形成包括多个电极构件260的一系列交替的肋 240和通道250。多个电极构件260通过汇流条290 (未示出，见图2B)进行电连接。电子 可切换材料421被不出为设置在通道250中，电子可切换材料420被设置成在相互对置的 透明电极401与402之间的层。提供间隔元件300以防止对置的透明电极层401和402彼 此进行直接电接触，直接电接触可导致不期望的电路短路和电子切换特性的不良控制。在 一些实施例中，间隔元件300为设置在电子可切换材料420的层中的珠，但也可使用间隔元 件的其它实施例，如本文中同样描述的。优选地，该间隔元件为刚性的，以便确保对置的电 极层401和402彼此不进行直接电接触。
[0029] 电子可切换材料420和421通常都具有相同的电子可切换原料，但由于电子可切 换的保密装置400中共辄聚合物的不同聚合程度而可不同地作用。具体地，在透明电极401 和402上施加负电流或正电流时，设置在通道250内的电子可切换材料421可在高透光率 状态和低透光率状态之间调制。对于图4A和4B中所示的实施例，电子可切换材料421被 示意性地示出为，当施加第一直流（"DC"）电压时，其在较低透射状态（浓阴影，图4A)，而 当施加第二直流DC电压时，其在高透射状态（淡阴影，图4B)。第一DC电压和第二DC电压 是相对于电接地的。对于保密模式，第一DC电压可为0伏，或具有（-)1.5伏、（_)1伏、或 甚至（-)0.5伏的最小负值的负DC电压，或具有（-)2伏、（-)3伏、或甚至（-)4伏的最大负 值的负DC电压。在一些实施例中，对于保密模式，第一DC电压可具有在（-)0. 5伏至（-)4 伏、或（_)1伏至（_)3伏、或甚至（-)1. 5伏至（_)2伏的范围内的值。对于共享模式，施加 第二正DC电压，并且第二DC电压可具有（+)1. 5伏、或（+)1伏、或甚至（+)0.5伏的最小正 值，或（+) 2伏、或（+) 3伏、或甚至（+) 4伏的最大正值。在一些实施例中，对于共享模式，第 二DC电压可具有在（+)0.5伏至（+) 4伏、或（+)1伏至（+) 3伏、或甚至（+)1. 5伏至（+) 2 伏的范围内的值。在一个优选的实施例中，第一DC电压和第二DC电压分别为约（-2)伏和 (+2)伏。DC电压功率源452可提供所述DC电压，该DC电压可在极性上切换（例如，通过 双刀双掷开关450)，以便实现在透明电极401和402上施加第一DC电压和第二DC电压。
[0030] 已在例如以引用方式并入本文的U.S. 8, 133, 572 (Gaides等人）中描述影响保密 装置的光学性能的几何参数。因此，仅以保密装置性能为背景提供对这些参数的简要解释。