電子可切換的保密裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本公開涉及光學膜和包括該光學膜的電子可切換的保密裝置。電子可切換的保密 裝置可與電子顯示裝置一起使用。
【背景技術】
[0002] 保密膜在電子顯示裝置的領域中是已知的。觀察者可將保密膜施加到電子顯示裝 置的觀察表面，使得圖像可被選擇性地看到。通常，當觀察者相對于該保密膜的表面法線位 于小視角范圍內(nèi)時，可透過該膜看到所顯示的圖像。隨著觀察者的位置改變使得視角相對 法線增大，則透射過保密膜的相干光的量不斷減少，直到達到最大視角時為止，并且不再能 觀看到所顯示的圖像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明公開了一種電子可切換的保密裝置。當用戶想要限制觀看正由電子顯示裝 置顯示的信息時，可在保密模式下使用該裝置。當用戶想要共享正在顯示的信息時，可將電 子可切換的保密裝置切換到公共模式以便進行共享。觀察者可在各模式之間來回切換，而 無需從電子顯示裝置的觀察表面物理地移除該保密裝置。
[0004] 可以不同方式使用該電子可切換的保密裝置。例如，可將該保密裝置施加到顯示 裝置的觀察表面，并通過通用串行總線（"USB"）適配器使用內(nèi)置的變壓器電路來為該保 密裝置供電。該電子可切換的保密裝置還可以在顯示裝置的制造期間被結(jié)合到該顯示裝置 中，例如在該顯示裝置的顯示面板和外部觀察表面（諸如，觸摸屏）之間。在內(nèi)置于顯示裝 置中時，用于保密裝置的電力可來自電池或電源插座。此類顯示裝置將內(nèi)置有公共模式和 保密模式，并且消費者將無需購買和安裝單獨的保密裝置。
[0005] 在第一方面，本公開提供一種電子可切換的保密裝置，該保密裝置具有第一透明 電極層、鄰近第一透明導電層設置的電子可切換層、和鄰近電子可切換層并與第一透明導 電層對置設置的第二透明電極層。第一透明電極層包括第一透明基板層、和設置在第一透 明基板層的主表面上的第一透明導電層，其中第一透明基板層為柔性的。第二透明電極層 具有多個微結(jié)構化的肋，該多個微結(jié)構化的肋橫跨第二透明基板層的主表面延伸，使得微 結(jié)構化的肋形成一系列交替的肋和通道，每個通道具有由相鄰肋限定的通道壁。具有透明 電極材料的多個透明電極構件被設置在對應的多個通道中的至少一個通道壁上?？偩€構件 提供跨越多個第二透明電極構件的電連通性。設置在電子可切換層中的間隔元件保持第一 透明電極層與第二透明電極層間隔開。
[0006] 電子可切換層的一部分至少部分地填充多個通道并與多個透明電極構件電接觸。 電子可切換層包括在將直流電壓施加在第一透明電極層和第二透明電極層上時，能夠在高 光吸收狀態(tài)和低光吸收狀態(tài)之間調(diào)制的電子可切換材料。當施加第一直流電壓時，膜處于 保密模式下，使得在30°的視角處膜具有小于約10%的透光率。當施加第二直流電壓時， 膜處于共享模式下，使得其透光率增加，且對于約30°至約45°的視角而言，保密模式和 共享模式之間的透射率差為至少5%。在0°至約15°的視角處，膜在共享模式和保密模式 下具有至少約25%的透光率。
[0007] 在第二方面，本公開提供一種制品，該制品包括第一方面的保密裝置，和用于為在 公共/共享模式和保密模式之間進行切換提供必要電壓的電路。
[0008] 在第三方面，本公開提供一種顯示裝置，該顯示裝置包括顯示器像素陣列；鄰近顯 示器像素陣列的顯示器蓋表面，該顯示器蓋表面包括與顯示器像素陣列對置的觀察表面； 以及設置在觀察表面上的第一方面的保密裝置。
【附圖說明】
[0009] 圖IA和圖IB分別示出了示例性微結(jié)構化的透明電極膜的示意性剖視圖和透視 圖，該微結(jié)構化的透明電極膜可制成電子可切換的保密裝置。
[0010] 圖2A和圖2B分別示出了示例性微結(jié)構化的透明電極膜的另一實施例的示意性剖 視圖和透視圖，該微結(jié)構化的透明電極膜可制成電子可切換的保密裝置。
[0011] 圖3示出了本公開的示例性電子可切換的保密裝置的示意性側(cè)視圖。
[0012] 圖4A和圖4B分別示出了示例性電子可切換的保密裝置的示意性剖視圖，示出了 該膜在保密模式和共享模式之間的電子可切換性。
[0013]圖5A和圖5B示出了示例性微結(jié)構化的陰極膜的示意性剖視圖，該微結(jié)構化的陰 極膜可制成電子可切換的保密裝置。圖中示出所選幾何參數(shù)，這些幾何參數(shù)示出通過該膜 的視角。
[0014] 圖6A和圖6B示出了與示例性電子顯示裝置一起使用的示例性電子可切換的保密 裝置的示意性表示。
[0015] 圖7A、圖7B、圖7C和圖7D示出了在名片尺寸的含磁文本前使用的示例性電子可 切換的保密裝置的圖像。
[0016] 圖8A和圖8B示出了在含頁面文本前使用的示例性電子可切換的保密裝置的圖 像。
[0017] 圖9示出了作為用于示例性電子可切換的保密裝置的視角的連續(xù)函數(shù)的亮度。
[0018] 圖10示出了包括電子可切換的保密裝置的電子顯示裝置的分解等角視圖。
【具體實施方式】
[0019] 保密膜是已知的，并且通常將其作為二級市場物品來購買以與電子顯示器件一起 使用，尤其是在人們不希望別人看到屏幕的內(nèi)容時。用戶將保密膜物理地施加到其顯示裝 置的觀察表面上，且在觀察表面上顯示的信息可僅在一定的角度范圍內(nèi)被觀看到，該角度 范圍在本文中稱為"視角"。通常，視角是以垂直于保密膜的軸為中心的一些角度范圍，例如 0° +/-30°。許多類型的保密膜的特征可為具有單一保密模式的"靜態(tài)"保密膜。如果觀 察表面覆蓋有靜態(tài)保密膜，并且用戶想要讓別人看到屏幕的內(nèi)容，則需要從表面物理地移 除該保密膜、并將該保密膜儲存在不會對其造成損壞的位置中。
[0020] -種類型的靜態(tài)保密膜包括設置在聚合物基板上的透明百葉窗膜，其中將吸光材 料設置在該百葉窗之間所形成的通道中，使得形成交替的透明區(qū)域和吸光區(qū)域。透明區(qū)域 和吸光區(qū)域相對地定位以提供受限制的視角。在美國專利6, 398, 370(Chiu等人）中描述 了這種類型的示例性保密膜。
[0021] 本文中公開的電子可切換的保密裝置不同于常規(guī)的保密膜（諸如，靜態(tài)保密膜）， 因為用戶可在共享模式和保密模式之間切換而不必從其顯示裝置的觀察表面移除該膜?？?通過電耦合到該膜的由外部硬件或軟件控制的開關來實施切換。在一些實施例中，在"導 通"狀態(tài)下，其中一個極性的電壓被施加至該裝置，電子可切換的保密裝置處于共享模式， 而在"斷開"狀態(tài)下，通過施加相反極性的電壓來訪問，保密裝置處于保密模式。因此，用戶 可通過改變直流電壓的特性來在兩種模式之間來回切換。通常，第一直流電壓與第二直立 電壓在符號上相反（例如，第一直流電壓可為"正的"，而第二直流電壓可為"負的")。另外， 當不施加電壓時，該裝置通常隨時間推移返回至保密模式。
[0022] 圖IA示出了示例性光學膜102的示意性剖視圖，該光學膜可制成電子可切換的 保密裝置。光學膜102為透明電極層，其包括透明基板層110和設置在透明基板層110上 的光學透明的微結(jié)構化層120。透明基板層110通常為柔性層，如由將基板層110包裹圍 繞2. 5cm直徑的圓柱芯軸而不破壞所述層的完整性的能力所限定的。光學透明的微結(jié)構化 層120包括橫跨該光學透明的微結(jié)構化層120的表面130延伸的多個微結(jié)構化的肋140。 圖IB示出了光學膜102的另一視圖，其中微結(jié)構化的肋140橫跨該光學透明的微結(jié)構化層 120的主表面130延伸，使得形成一系列交替的肋140和通道150。每個通道150具有由相 鄰肋（例如，141、142)限定的通道壁（例如，151、152)。
[0023]光學膜102包括多個透明電極構件160,該多個透明電極構件160包括設置在對應 的多個通道150中的至少一個通道壁上的透明電極材料。在一些實施例中，例如在圖IA和 圖IB所示的實施例中，透明電極材料設置在對應的多個通道中的兩個通道壁上。
[0024] 圖2A示出了示例性光學膜202的示意性剖視圖，該光學膜202可制成電子可切換 的保密裝置。類似于光學膜102,光學膜202為透明電極層，其包括透明基板層210和設置 在透明基板層210上的光學透明的微結(jié)構化層220。透明基板層210通常為柔性層，如由將 基板層210包裹圍繞2. 5cm直徑的圓柱芯軸而不使所述層斷裂或破裂的完整性的能力所限 定的。光學透明的微結(jié)構化層220包括橫跨該光學透明的微結(jié)構化層220的表面230延伸 的多個微結(jié)構化的肋240。圖2B示出了光學膜202的另一視圖，其中微結(jié)構化的肋240橫 跨該光學透明的微結(jié)構化層220的主表面230延伸，使得形成一系列交替的肋240和通道 250。每個通道250具有由相鄰肋（例如，24U242)限定的通道壁（例如，251、252)。
[0025]光學膜202包括多個透明電極構件260,該多個透明電極構件260包括設置在對應 的多個通道250中的透明電極材料。透明電極構件260各自具有一體化構造，該一體化構 造包括在兩個通道壁（例如，25U252)上以及橫跨由在相鄰肋之間延伸的透明基板層210 的一部分限定的通道底板（例如，265)上連續(xù)設置的透明電極材料。外側(cè)壁270被包括在 內(nèi)供稍后參考（在圖3中）。
[0026] 在圖2B中，"總線構件"（或"匯流條"）290被示出為沿光學膜202的邊緣橫跨肋 和通道設置，并且重要地提供跨越多個透明電極構件260的電連通性，使得多個透明電極 構件260可一起用作光學膜202中的單個電極。類似的匯流條也可提供在圖IA和圖IB所 示的光學膜102中。光學膜202 (或光學膜102)可用作電子可切換的保密裝置中的微結(jié)構 化的透明電極層。
[0027] 圖3示出了示例性電子可切換的保密裝置302的示意性側(cè)視圖，該電子可切換的 保密裝置302包括光學膜202'（與圖2A和圖2B中的202相同，但從對應于圖2B中的270 的側(cè)面270'觀察）。電子可切換的保密裝置302還包括"第一"透明電極層301，該"第一" 透明電極層301包括第一透明基板層310和設置在第一透明基板層的主表面上的第一透明 導電層320。第一透明電極層301通常為平坦的，不包含工程化微觀結(jié)構，并且通常也為柔 性的。第一透明電極通?？捎米麟娮涌汕袚Q的保密裝置中的陽極電極。導電條帶390被示 出為沿第一透明電極301的邊緣設置，該第一透明電極301允許對這個電極進行歐姆接觸。 第一電極層301的導電層320相對光學膜202'設置，該光學膜202'也被稱為"第二"透明 電極層。
[0028] 圖4A和圖4B示出了示例性電子可切換的保密裝置的示意性剖視圖，示出了該膜 在保密模式和共享模式之間的電子可切換性。電子可切換的保密裝置400包括一對相互對 置的透明電極401和402,以及設置在這些電極之間的電子可切換材料420。透明電極402 包括光學透明的微結(jié)構化層220,該光學透明的微結(jié)構化層220包括橫跨微結(jié)構化層220的 表面230延伸的多個微結(jié)構化的肋240,使得形成包括多個電極構件260的一系列交替的肋 240和通道250。多個電極構件260通過匯流條290 (未示出，見圖2B)進行電連接。電子 可切換材料421被不出為設置在通道250中，電子可切換材料420被設置成在相互對置的 透明電極401與402之間的層。提供間隔元件300以防止對置的透明電極層401和402彼 此進行直接電接觸，直接電接觸可導致不期望的電路短路和電子切換特性的不良控制。在 一些實施例中，間隔元件300為設置在電子可切換材料420的層中的珠，但也可使用間隔元 件的其它實施例，如本文中同樣描述的。優(yōu)選地，該間隔元件為剛性的，以便確保對置的電 極層401和402彼此不進行直接電接觸。
[0029] 電子可切換材料420和421通常都具有相同的電子可切換原料，但由于電子可切 換的保密裝置400中共輒聚合物的不同聚合程度而可不同地作用。具體地，在透明電極401 和402上施加負電流或正電流時，設置在通道250內(nèi)的電子可切換材料421可在高透光率 狀態(tài)和低透光率狀態(tài)之間調(diào)制。對于圖4A和4B中所示的實施例，電子可切換材料421被 示意性地示出為，當施加第一直流（"DC"）電壓時，其在較低透射狀態(tài)（濃陰影，圖4A)，而 當施加第二直流DC電壓時，其在高透射狀態(tài)（淡陰影，圖4B)。第一DC電壓和第二DC電壓 是相對于電接地的。對于保密模式，第一DC電壓可為0伏，或具有（-)1.5伏、（_)1伏、或 甚至（-)0.5伏的最小負值的負DC電壓，或具有（-)2伏、（-)3伏、或甚至（-)4伏的最大負 值的負DC電壓。在一些實施例中，對于保密模式，第一DC電壓可具有在（-)0. 5伏至（-)4 伏、或（_)1伏至（_)3伏、或甚至（-)1. 5伏至（_)2伏的范圍內(nèi)的值。對于共享模式，施加 第二正DC電壓，并且第二DC電壓可具有（+)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。在一些實施例中，對于共享模式，第 二DC電壓可具有在（+)0.5伏至（+) 4伏、或（+)1伏至（+) 3伏、或甚至（+)1. 5伏至（+) 2 伏的范圍內(nèi)的值。在一個優(yōu)選的實施例中，第一DC電壓和第二DC電壓分別為約（-2)伏和 (+2)伏。DC電壓功率源452可提供所述DC電壓，該DC電壓可在極性上切換（例如，通過 雙刀雙擲開關450)，以便實現(xiàn)在透明電極401和402上施加第一DC電壓和第二DC電壓。
[0030] 已在例如以引用方式并入本文的U.S. 8, 133, 572 (Gaides等人）中描述影響保密 裝置的光學性能的幾何參數(shù)。因此，僅以保密裝置性能為背景提供對這些參數(shù)的簡要解釋。