調光投影屏板的制作方法
【專利說明】
[0001] 參照相關的申請
[0002] 本申請要求享受下述臨時專利申請的利益：2013年4月5日申請的美國臨時專利 申請61/808,960 ;2013年5月17日申請的美國臨時專利申請61/824,420 ;2013年6月4 日申請的美國臨時專利申請61/831，028。這些臨時專利申請可作為一個整體被參考。
技術領域
[0003] 本申請涉及層式板塊系統和使用方法，具體而言，是用液晶微粒（liquidcrystal microdroplet或LCMD)裝置制作的投影屏板即投影屏的系統和方法。
【背景技術】
[0004] 光電領域的不斷進展帶來了液晶微粒（liquidcrystalmicrodroplet或LCMD) 顯示器的發展。在這種顯示器中，液晶（liquidcrystal或LC)材料被包含在分散于高分子 固相之中的微粒里。雙折射來自于一種材料，它在不同方向具有的不同的折光系數。液晶分 子的非尋常折光系數OO被定義為沿分子長軸方向所測的折光系數，尋常折光系數（r〇是 在垂直于長軸的平面中所測的折光系數。液晶的介電各向異性為定義為Ae=eu-e±， 這里e ^和e±分別代表平行和垂直的介電常數。具有正的介電異性（Ae>〇)的液晶稱 為正型或正性液晶，具有負的介電異性（Ae〈〇)的液晶稱為負型或負性液晶。正性液晶順 電場方向取向，而負性液晶則垂直于電場方向取向。液晶的這些光電性能已被廣泛用于各 種應用。
[0005] -種獲得分散液晶微粒于高分子介質中的方法是封裝法即乳化液晶法，即將懸浮 液晶置于固化后的高分子薄層中。例如在美國專利4, 435, 047 ;4, 605, 284 ;和4, 707, 080 中就描述了這種方法。其步驟包括將正性液晶與不相容的封裝材料的水溶液混合，于是形 成含有分散液晶微粒的乳液，再將乳液涂布到鍍有氧化銦錫（indiumtinoxide，IT0)導電 層的薄膜基材上，從而制成封裝型的液晶微粒（liquidcrystalmicrodroplet，LCMD)顯示 器。
[0006] 液晶微粒LCMD顯示器也可以采用相分離技術制得，即由低分子量的液晶的預聚 物或高分子溶液制成。美國專利4, 685, 771和4, 688, 900描述了這種方法；將正性液晶溶 于未固化的樹脂中，然后復合于兩層鍍有透明電極的導電膜之間。當樹脂被固化時，液晶微 粒就析出來，并分散于固化了的樹脂層中，形成LCMD顯示器。當交流AC電壓被加到兩個透 明電極上時，同時當高分子基材的折光系數（np)與液晶的尋常折光系數（r〇相匹配時，微 粒中的正性液晶順電場取向，于是顯示器就呈現透明態；當不加交流AC電壓時，該顯示器 就呈現散射態，因為液晶分子方向（分子長軸的矢量方向）是隨機混亂的，導致高分子基材 的折光系數（np)與液晶的光系數不相匹配。具有正的介電異性（Ae>〇)，和較大折光系 數之差An的向列型液晶可以溶解二向色性的染料，可制成吸收型的有色LCMD顯示器。
[0007] LCMD顯示器可以分為正型顯示器和反型顯示器。正型顯示器在無電場狀態下是不 透明的（散射或吸收），而在電場狀態下呈現透明。反型顯示器在無電場狀態下是透明的， 而在電場狀態下是不透明的（散射或吸收）。
[0008] 由于當電場被加到LCMD顯示器上時，微粒中的液晶并不是完全垂直于基材。如果 高分子的折光系數與液晶的尋常折光率匹配，微粒中心部分呈透明。而在接近微粒兩極的 部分，液晶傾向于平行于微粒內表面而被強烈地傾斜。這部分傾斜液晶不能與高分子折光 系數相匹配，從而散射光線產生污濁。
[0009] 在投影領域里有必要改進LCMD技術，以便提供更好的清晰度，散射，漫射效果和 廣視角效果。這些功能可由改進的散射機理和非線性光學基材來實現。
【發明內容】
[0010] 本發明由下面的描述和要求來體現。
[0011] 在一個具體例子中，一個屏板機構包含第一層，該第一層包含液晶微粒（LCMD)顯 示器，并能對所施加的電壓有所反應，能在透明和不透明之間轉換。該屏板裝置進一步包含 與第一層相關聯但分開的第二層。該第二層包含透明板層。
[0012] 另一個例子中，一個膜機構包含第一層。該第一層包含液晶微粒（LCMD)顯示器， 并能對施加的電壓有所反應，能在透明和不透明之間轉換。該膜形裝置進一步地包含與第 一層相關連但分開的第二層。該第二層包含反光涂層。
[0013] 本發明申請將詳細闡述其它方面的特征和優點。
【附圖說明】
[0014] 最好理解本申請是結合看圖閱讀下面的詳細描述。值得強調的是對應于工業標 準，各種特征并沒有按比例繪制，而僅僅是為了圖示目的。實際上，為了清晰闡述，各種特征 的尺寸是可以被任意放大和縮小的
[0015] 相應于本發明公開的一個例子，圖1是LCMD膜結構的橫斷面視圖。
[0016] 相應于本發明公開的一個例子，圖2是LCMD夾膠玻璃屏板結構的橫斷面視圖。
[0017] 相應于本發明公開的一個或多個例子，圖3是屏板裝置結構的橫斷面視圖。
[0018] 圖4是一束照射到圖2的LCMD夾膠玻璃屏板上一點的光，所產生的圖像。
[0019] 圖5是發生在圖2的LCMD夾膠玻璃中的散射和全反射光路示意圖
[0020] 相應于本發明公開的一個例子，圖6是帶有隔離物的調光投影屏的橫斷面視圖。
[0021] 相應于本發明公開的一個或多個例子，圖7是只有一層玻璃的調光投影屏的橫斷 面視圖。
[0022] 相應于本發明公開的一個或多個例子，圖8是帶有濾色層的LCMD膜的橫斷面視 圖。
[0023] 相應于本發明公開的一個或多個例子，圖9a是帶有加強反射的LCMD膜的橫斷面 視圖。
[0024] 圖9b圖示了帶有金屬底漆透明膜的區域性散射。
[0025] 圖10圖9a中帶有加強反射的LCMD屏板的橫斷面光能示意圖.
[0026] 相應于本發明公開的一個或多個例子，圖Ila是用調光投影屏制作的調光投影廣 告牌的側視圖。
[0027] 圖Ilb是調光投影廣告牌圖Ila的立體圖。
[0028] 相應于本發明公開的一個或多個例子，圖12a是帶有電動膜卷縮機制的調光投影 廣告牌的側視圖。
[0029] 圖12b是調光投影廣告牌圖12a的立體圖。
[0030] 相應于本發明公開的一個或多個例子，圖13a是帶有卷動機制的調光投影廣告顯 示器的側視圖。
[0031] 圖13b是調光投影廣告顯示器13a的立體圖。
[0032] 相應于本發明公開的一個或多個例子，圖14a是帶有三菱柱調光投影廣告牌的立 體圖。
[0033] 圖14b是調光投影廣告牌14a中三菱柱的橫截面圖。
[0034] 相應于本發明公開的一個或多個例子，圖15圖示了帶有屋頂安裝機制的調光投 影顯示器。
[0035] 相應于本發明公開的一個或多個例子，圖16展示了帶有墻安裝機制的調光投影 顯示器。
[0036] 相應于本發明公開的一個或多個例子，圖17展示了帶有桌子，展臺或柜子的調光 投影顯示系統。
[0037] 相應于本發明公開的一個例子，圖18是改進了的LCD屏的橫截面圖。
[0038] 相應于本發明公開的一個例子，圖19是改進了的OLED屏的橫截面圖。
【具體實施方式】
[0039] 下述申請為實施不同特征提供了許多不同的范例。為簡化本申請，一些特殊組成 和安排的例子描述如下。當然，所舉例子不意味著任何限制。例如，第一特征的形成可以建 立在后續描述的第二特征之上，也可以包含一些例子，這些例子由第一特征和第二特征直 接接觸而形成，也可以包含一些例子，這些例子間接地產生于第一特征和第二特征之間的 其它特征，而第一特征和第二特征并無直接接觸。另外，本申請在各種例子里可能重復引用 號碼和標記。這樣的重復只是為了簡潔，并不暗示各例之間有某些自動的關聯和聯系。
[0040] 此處使用的術語"LCMD裝置"或"LCMD膜"或"LCMD顯示器"分別指由各類高分子 薄膜制成的裝置，膜或顯示器。例如，LCMD裝置可以由使用向列曲線取向相（NCAP)膜制成， 例如于1981年9月16日申請的美國專4, 435, 047"封裝的液晶和方法"中描述的材料和裝 置，此處整體引用。一個LCMD裝置也可以由高分子分散的液晶（polymerdispersedliquid crystal，PDLC)膜制成，該技術利用在均相介質中的相分離現象制成膜。例如于1985年9月 17日申請的美國專利4, 688, 900"分散于塑料介質中的液晶調光材料"，此處整體引用。一個 LCMD裝置也可以由非均勾高分子分散的液晶顯不器（non-homogenouspolymerdispersed liquidcrystaldisplay，NPD-LCD)膜制成，該技術采用分散于非均勾的透明的共聚物介 質中的液晶微粒制成膜。例如在1992年8月31日申請的美國專利5, 270, 843 "直接形成 的高分子分散的液晶光閥顯示器"中所描述的技術，此處整體引用。其它形式的液晶微粒膜 也是適用的。NPD-IXD裝置可以分成正型和反型。正型NPD-IXD裝置在無電場作用下處于 不透明狀態，而在電場作用下變成透明態。而反型NPD-LCD裝置在無電場作用下處于透明 狀態，而在電場作用下變成不透明態。
[0041] 調光投影屏
[0042] 此處使用的術語"調光投影屏"，"層狀可調屏"或"層狀投影屏"是指至少由一層 透明材料，如玻璃或高分子材料，和一層LCMD膜組成的裝置，屏或板。此處使用的術語"玻 璃"是指相對堅硬的板材，可以包括傳統的硅基玻璃，以及有機玻璃如聚丙烯酸酯，聚碳酸 酯。玻璃也可以有顏色和著色，可以包括加強玻璃，鋼化玻璃，夾膠玻璃或其它種類的具有 高強度，更安全或特殊性能的透明材料。
[0043] 參見圖1，圖1展示了一個LCMD膜結構100的橫截面。LCMD膜100的結構包含液 晶-高分子（介質）11〇層，透明導電層120(如氧化銦錫，ITO鍍膜）和透明塑料膜130。 其中有三個界面，液晶-高分子介質110和ITO120之間的界面140,ITO120和膜130之 間的界面150,屬于固體-固體界面，而膜的表面160屬于空氣-固體界面。注意在另一些 例子里，膜的表面也可以是液體-固體界面（例如，如果該結構被浸入液體中）或另一種氣 體-固體界面。光線穿過液體-固體界面的行為與穿過固體-固體界面的行為相像，因為 液體和固體介質的折光系數都比較接近。然而，氣體的折光系數要比液體和固體的折光系 數小很多。
[0044] 圖2是LCMD夾膠玻璃或屏板200的橫斷面視圖。LCMD膜100被復合在兩層 玻璃230和熱恪膠220之間。例如，熱恪膠可以是聚乙稀縮丁醛（polyvinylbutyral， PVB),乙稀醋酸乙稀酯（ethylenevinylacetate，EVA)或熱塑聚亞胺酯（thermoplastic polyurethane，TPU)。LCMD膜100與熱熔膠220之間的界面240和熱熔膠220與玻璃230 之間的界面屬于固體-固體界面，玻璃表面260