JP2021528699A - 可変透過電気泳動媒質の駆動方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、2018年6月28日に出願された米国仮特許出願第62/691,285号および2018年12月26日に出願された米国仮特許出願第62/784,897号の利益および優先権を主張し、これらの内容は、参照によって全体が本明細書中に援用される。
この発明は、光変調器に関し、すなわち、可変透過窓、鏡、および通過する光または他の電磁放射の量を変調するように設計される同様のデバイスに関し、便宜上、通常は「光」という用語が本明細書中で用いられるが、この用語は、不可視波長の電磁放射を含むように広範な意味で理解されるべきである。例えば、以下で述べられるように、本発明は、建物内の温度を制御するために赤外線放射を変調し得る窓を提供するように適用され得る。より詳しくは、この発明は、光変調を制御するために、粒子ベースの電気泳動媒質を用いる光変調器に関する。本発明の種々の実施形態に統合され得る電気泳動媒質の例は、例えば、(2018年6月14日に出願された)米国特許出願第16/008,180号および(2018年6月14日に出願された)米国特許出願第16/008,230号で説明される電気泳動媒質を含み、これらの出願の内容は、参照によって全体が本明細書中に援用される。
(a)電気泳動粒子、流体および流体添加剤(例えば、米国特許第7,002,728号および第7,679,814号参照)、
(b)カプセル、バインダおよびカプセル化プロセス(例えば、米国特許第6,922,276号および第7,411,719号参照)
(c)マイクロセル構造、壁材料、およびマイクロセルを形成する方法(例えば、米国特許第7,072,095号および第9,279,906号参照)、
(d)マイクロセルを充填および封止する方法(例えば、米国特許第7,144,942号および第7,715,088号参照)、
(e)電気光学材料を含むフィルムおよびサブアセンブリ(例えば、米国特許第6,982,178号および第7,839,564号参照)、
(f)バックプレーン、接着剤層および他の補助層、ならびにディスプレイにおいて用いられる方法(例えば、米国特許第7,116,318号および第7,535,624号参照)
(g)色形成および色調節(例えば、米国特許第7,075,502号および第7,839,564号参照)
(h)ディスプレイを駆動する方法(例えば、米国特許第7,012,600号および第7,453,445号参照)
(i)ディスプレイの用途(例えば、米国特許第7,312,784号および第8,009,348号参照)
(j)米国特許第6,241,921号および米国特許出願公報第2015/0277160号において説明されるような、電気泳動ではないディスプレイ、ならびに、ディスプレイではないカプセル化およびマイクロセルの用途(例えば、米国特許出願公報第2015/0005720号および第2016/0012710号参照)を含む。
1つの側面では、本発明の種々の実施形態は、電気泳動材料の層と少なくとも1つの電極とを備える可変透過フィルムであって、電気泳動材料は、少なくとも1つの電極による電場の印加時に流体を通って移動可能な複数の荷電粒子を含む流体を備える、可変透過フィルムを駆動する方法を提供する。方法は、初期光学状態を有するフィルムに第1の電圧波形を印加することと、フィルムを最終光学状態に切り替えるために、第1の電圧波形よりも低周波数および短いパルス持続時間を有する第2の電圧波形を印加することとを備え得、フィルムは、最終光学状態よりも初期状態において、より高い透過率を有する。
本発明の光変調器において、透明状態は、電気泳動粒子の電場依存凝集によってもたらされ、そのような電場依存凝集は、(液滴がポリマ分散型媒質中に存在するか、またはカプセルもしくはマイクロカプセル内に存在するかに関わらず)液滴の側壁への電気泳動粒子の誘電泳動的移動の形式をとるか、もしくは「チェイニング」、すなわち液滴内の電気泳動粒子のより線の形成という形式をとるか、または、可能ならば他の方法をとり得る。達成される凝集の正確なタイプに関係なく、そのような電気泳動粒子の電場依存凝集は、観測者が電気泳動媒質を閲覧する閲覧表面に垂直な方向において閲覧されるとき、粒子が各液滴の閲覧可能領域のうちの小部分のみを占めることを引き起こす。透光状態または開いた状態において、各液滴の閲覧可能領域のうちの大部分には、電気泳動粒子がなく、光は自由に通過し得る。反対に、非透光状態または閉じた状態において、電気泳動粒子は、各液滴の閲覧可能領域全体にわたって分配され(粒子は、懸濁流体の体積にわたって均一に分配されるか、または電気泳動層の1つの主要な表面に隣接した層内に集中され得)、それにより、光は通過し得ない。
1)第1の波形は、10Hzの周波数、Xボルト(X=60、90、または120V)の振幅、および1000msのパルス持続時間を有し、
2)第2の波形は、YHz(Y=2、4、6、または8Hz)の周波数、XV(X=60、90、または120V)の振幅、および1000msのパルス持続時間を有する。
コーティング品質指数(CQI)は、グレインの尺度を提供し、低い値ほど良い均一性を示す。ピンホール総数は、ディスプレイが閉じた状態であるときに、ディスプレイの残り部分よりも高い透過性を有する少なくとも20μmの径を有するディスプレイ上の点の総計である。図1で実証されるように、3つの際立ったグループが、種々の駆動電圧に基づいて示される。120Vにおいて、フィルムはその最も暗い状態に達し、最悪のグレインが観測された。60Vにおいて、フィルムは、低いグレインであるが容認しがたいほど高い%Tを有していた。90Vにおいて、フィルムは、120Vほど低い%Tを達成していないが、グレインはより容認し得るものであった。図1および図2の結果に基づき、3つの特性(CQI、ピンホール総数、および%T)全てが、より低い周波数を有する波形を用いて改善されたことが分かった。しかし、ピンホール総数および%Tは、より高い電圧において改善されたが、CQIは、より低い電圧において改善された。
1)第1の波形は、10Hzの周波数、90Vの振幅、および1000msのパルス持続時間を有し、
2)第2の波形は、2Hzの周波数、90Vの振幅、およびXms(X=500、100、または2000ms)のパルス持続時間を有する。
Claims (15)
- 電気泳動材料の層と少なくとも1つの電極とを備えている可変透過フィルムを駆動する方法であって、前記電気泳動材料は、複数の荷電粒子を含む流体を備え、前記複数の荷電粒子は、前記少なくとも1つの電極による電場の印加時、前記流体を通って移動可能であり、前記方法は、
初期光学状態を有する前記フィルムに第1の電圧波形を印加することと、
前記第1の電圧波形より低い周波数および短いパルス持続時間を有する第2の電圧波形を印加し、前記フィルムを最終光学状態に切り替えることと
を含み、前記フィルムは、前記初期光学状態において前記最終光学状態より高い透過率を有する、方法。 - 前記第1および第2の電圧波形の各々は、1Hzから10Hzの周波数を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の電圧波形は、10Hzの周波数を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の電圧波形は、2Hzの周波数を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の電圧波形は、前記第2の電圧波形より大きい周波数を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第1および第2の電圧波形の各々は、20Vから150Vの振幅を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第1および第2の電圧波形の各々は、60Vから120Vの振幅を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第1および第2の電圧波形は、90Vの振幅を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第1および第2の電圧波形の各々は、1500ms以下のパルス持続時間を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第1および第2の電圧波形の各々は、1000ms以下のパルス持続時間を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記第1および第2の電圧波形の各々は、500ms以下のパルス持続時間を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記最終光学状態における前記フィルムの前記透過率は、1.5%以下である、請求項1に記載の方法。
- 前記電気泳動材料は、カプセル化されている、請求項1に記載の方法。
- 可変透過デバイスであって、前記可変透過デバイスは、
少なくとも1つの電極と、
複数の荷電粒子を含む流体を備えている電気泳動材料の層であって、前記複数の荷電粒子は、前記少なくとも1つの電極による電場の印加時、前記流体を通って移動可能である、電気泳動材料の層と、
電源および前記少なくとも1つの電極に接続されたコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、請求項1に記載の方法によって前記可変透過フィルムを駆動するように構成されている、可変透過デバイス。 - 前記電気泳動材料は、カプセル化されている、請求項14に記載の可変透過フィルム。
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