[发明专利]具有较暗的关态透光率和较亮的开态透光率的SPD膜

说明书

相关申请

本申请是基于并要求2012年2月10日提交的美国临时专利申请序列号为61/597,596，名称为“具有较暗的关态透光率和较亮的开态透光率的SPD膜”的优先权，将其全部内容并入本申请以作参考。

技术领域

本发明涉及在含有液体颗粒悬浮液及其乳液的光阀中使用的膜和膜的层压体，其中本文所指的光阀通常一般被称为悬浮颗粒装置或SPD光阀，或简称为SPDs。所述SPD膜由乳液(有时称为SPD乳液)形成，配制乳液得到具有非常暗的关态透光率的SPD膜。配制另外的SPD乳液得到具有非常高的开态透光率的SPD膜。

背景技术

SPD光阀用于调光被人所知已经超过七十年。在此期间，这样的光阀已被提出在许多应用中使用，包括：例如，字母数字显示器和电视显示器；用于灯具、照相机、显示器和光纤的滤光器；以及窗口、天窗、玩具、遮阳板、眼镜、护目镜、镜子、光管等以根据具体的情况控制由此通过或反射的光量。窗户的例子包括但不限于，用于商业楼宇、温室和住宅的建筑窗户，用于机动车辆、船、火车、飞机和航天器的窗户、遮阳板和天窗，用于门包括窥视孔的窗户，和用于家用电器(例如烤箱和冰箱)及包括其分隔间的窗户。如以上所指出，本文中所述类型的光阀也称为悬浮颗粒装置或SPDs。

如本文所使用的，术语“光阀”描述了由两个壁形成的小室(cell)，两壁以较小的距离隔开，并有至少一个壁是透明的。在所述壁上有电极，所述电极通常是透明的导电涂层形式。所述涂层通常但非必要的由铟锡氧化物形成。所述导电涂层可以以图案的模式沉积于壁上，以使不同部分的光阀可以选择性地被激活。此外，壁上的电极在其上可以具有薄的透明绝缘外敷涂层。所述小室含有调光元件(本文有时称作可激活材料)，该调光元件可以但不限于颗粒的液体悬浮液，或者整个元件的全部或部分可以包括塑料膜，所述塑料膜中分布了颗粒液体悬浮液的液滴。

所述液体悬浮液(本文中有时称作液体光阀悬浮液或光阀悬浮液)包括悬浮于液体悬浮介质中的小颗粒。在没有施加电场时，液体悬浮液中的颗粒由于布朗运动呈现随机的位置。因此，根据所述小室的结构、颗粒的性质和浓度，以及光所含的能量，进入小室的光束被反射、透射或者吸收。因此光阀在关态下相对较暗。然而，当施加通过光阀中的液体光阀悬浮液的电场时，颗粒变得整齐并且对于许多悬浮液大部分光都能够穿过所述小室。因此所述光阀在开态下相对较透明。将ΔT定义为所述光阀在开态与关态下的可见光透过率间的差值。

对于许多应用，所有或部分的可激活材料(即，调光元件)优选为塑料膜而不是液体悬浮液。例如，在用作可变光透射窗户的光阀中，因为流体静压的影响，其中分布了液体悬浮液滴的塑料膜比单独的液体悬浮液更好，如通过使用膜能够避免与亮的悬浮液的高柱有关的膨胀，且也能够避免可能的泄露风险。使用塑料膜的另一个优点是，在塑料膜中，颗粒一般只存在于极小的液滴中，并且因此，当所述膜用电压反复地激活时不会明显地结块。

本发明使用的光阀膜(本文中有时也称作SPD膜)是指含有用于或打算用于SPD光阀的颗粒的悬浮液的膜或片或不止其中的一种。这样的光阀膜通常包含液体的不连续液滴相或含有分散颗粒的液体(液体光阀悬浮液)，这样的不连续相分散遍及固体连续基质相中，所述相封装在一种或多种刚性或柔性的固体膜或片中。所结合的前述相称为固化的SPD乳液(其可以为光阀膜的部分)，有时也称为膜或膜层。所述光阀膜和/或光阀膜的层压体也可以包括一种或多种附加层，例如但不限于，膜、涂层或片或它们的组合，这些可以提供给所述光阀膜一种或多种，例如(1)抗划伤性，(2)防紫外线辐射，(3)红外线能反射，(4)用于传送施加的电场或磁场到可激活材料的电导率，(5)绝缘涂层，即，针对短路提供绝缘保护，(6)颜色着色和(7)声控。