光控装置制造方法及图纸

介绍了一种光控装置，它包含一个双膜结构，每块膜都有一批吸光区域。例如，吸光元件可以是一系列填充或涂覆有吸光材料的槽或柱状凹陷。两块膜可处于贴近位置，以便它们各自的吸光区域形成一批沿着所述装置厚度方向延伸的吸光元件。吸光元件允许观察者在一定视角范围内通过光控装置观察图像，同时防止在所述视角范围之外看到图像。所述双膜结构制造简便，它形成的吸光元件在整个常用视角范围具有更好的视觉均匀性，能提供敏锐的私密性视觉截止角，并且减少幻影的形成。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及允许较多的光透过一定视角范围，而较少的光透过另一视角范围的光控装置。背景光控膜或光准直膜在本领域是已知的，已用各种方法制备。一种类型的光控膜包括交错排列的光密度相对较高和相对较低的一些塑料层。光密度较高的层提供了使光准直的遮光格栅(louver)元件。已经发现，带遮光格栅的塑料光控膜的遮光格栅在中心区域的消光系数相对较高，而在外围区域的消光系数相对较低。低消光系数区域的存在，由于遮光格栅元件的掠射角反射而减少了幻影的形成。另一种光控膜包括带槽或沟的膜或片，所述槽或沟用一种吸光材料填充或涂覆之。专利技术概述本专利技术者已经发现了一种新的光控装置，该装置相对容易制造，能制成具有高纵横比吸收元件，能使之减少幻影的形成，且能根据所需效果，适应于许多不同的吸收元件形状、尺寸和间距。在一种实施方式中，本专利技术提供了一种光控装置，所述装置包括具有延伸至其一个表面的许多第一吸光区域的第一透光膜，和贴置于第一透光膜且具有延伸至其一个表面的许多第二吸光区域的第二透光膜。使所述许多第一吸光区域和第二吸光区域相对放置，以便观察者能从某些视角通过光控装置观察图像而不能从其他视角通过光控装置观察图像。在另一个实施方案中，本专利技术提供了一种制备所述光控装置的方法。该方法包括如下步骤形成带有延伸至其一个表面的许多第一凹陷的第一透光膜，形成延伸至其一个表面的许多第二凹陷的第二透光膜，使这许多第一和第二凹陷具有吸光性，将第一和第二种膜贴置。所述光控装置能发挥这样的作用，当把光控装置放在图像和观察者之间时，光控装置能让观察者从一定视角范围通过光控装置观察图像，而不能从该视角范围之外通过光控装置观察到图像。虽然本专利技术可做各种修改和变通，但还是通过一些例子在图中示出其细节，并将详细描述。不过应当理解，其本意不是将本专利技术限制在所描述的具体实施方式中。相反，其目的是函盖符合本专利技术主旨和范围的所有修改、等价的和变通的形式。附图简述附图说明图1是光控装置的局部剖面示意图。图2(a)和(b)是可用于形成光控装置的膜的局部示意图。图3是光控装置一部分的剖面示意图。图4是光控装置一部分的剖面示意图。图5是根据图3所示光控装置就各种壁角(在图3中用θ表示)所作一级模型计算的透光百分率与视角的关系图。图6是根据实施例7制作和测量的光控装置的透光百分率与视角关系图。专利技术详述图1所示为本专利技术的示例性光控装置110的剖面图。光控装置110包含的第一透光膜100A和贴置的第二透光膜100B。所述这两个透光膜应透过所需波长范围或光谱范围(如可见光或其一部分)的大量光。透光膜100A和100B可适当地重叠、层压、粘合或以其他方式贴置。例如，透光膜100A和100B可用光学透明的胶粘剂粘合。粘合方法包括直接层压、超声焊接，也可考虑其他合适的技术。在示例性实施方式中，膜100A和膜100B由足够透明的材料制成，且宜由相同的材料制成，或由具有相同或近似相同折射率的材料制成。如果膜100A和100B之间，例如为了把两层膜粘合起来而置有光学胶粘剂或其他此类材料，那么类似地，在两层膜之间的该材料在折射率上宜与透光膜的材料相匹配(或近似匹配)。匹配或近似匹配的折射率有助于减少材料界面上的反射，并由此增加光控装置的总体透光率。透光膜100A包含一批吸光区域102A。吸光区域102A可以具有任何合适的形状、几何特点和尺寸，且一般从透光膜100A的一个面上延伸至该膜中。可以用一定方法使所述吸光区域具有吸光性，例如在该区域填充一种吸光材料或在该区域的壁上涂覆一种吸光材料。所述吸光区域也可以是在该区域填充或在该区域的壁上涂覆一种使光散射或使光色散的材料来形成。因此，本文件中用来指光控装置中为了充分阻止预定光谱范围的光透过的区域的术语“光吸收”，可以包括其原本作用就是吸收光的材料和(或)是使光散射(或使光色散)的材料。透光膜100b也包括一批吸光区域102B。一般地，吸光区域102A和吸光区域102B可以具有相同或不同的尺寸(高度、宽度、间距)，相同或不同的几何形状，相同或不同的材料。另外，当膜100A和100b靠贴置时，它们各自的吸光区域102A和102B可以相互对齐(如图1所示)，也可以有一定的错位，也可以在光控装置的不同区域对齐和错位。在图1所示实施方式中，吸光区域102A和102B形状相似，间距相似，并且膜100A和100b贴置时，吸光区域102A和102B一般是对齐的。贴置的膜100A和100b之间产生了界面104。可以通过为膜100A和100B和(或)用于界面104中的光学胶粘剂或其他胶粘材料选择折射率匹配或近似匹配的材料，来减少界面104上的反射。各对对齐的吸光区域可以看作整个光控装置110中的一个吸光元件，所述吸光元件的高度为D，其最宽部位的宽度为W。相邻吸光元件的间距可以通过这两个贴置吸光元件中心之间的距离来测量，记做S。光控装置110可以放在要进行观察的显示器表面、图像表面或其他此类物体的附近。在法向入射角(或0°视角)，即观察者从垂直于光控装置的方向通过光控装置观察图像时，图像是可见的，对于具有相同最大宽度和相同中心至中心间距且互相对齐排列的吸光元件，从图像透过光控装置的光的分数大体等于(S-W)/S(不考虑由于表面反射或其他，不管是故意还是无意的光转向导致的损失)。对于具有尺寸、形状、间距等方面不同的吸光元件的光控装置，可以作类似的计算。不过，在不失一般性且不限制本专利技术的情况下，本文件主要讨论具有形状相似且间距规整的吸光元件的光控装置。随着视角的增加，通过光控装置从图像到达观察者的光的量下降，直至达到一个最大视角，此时几乎所有的光都被吸光元件挡住，图像再也看不见了。由于阻挡了位于特定视角范围的他人观察，这就可以为观察者提供私密性，可用于或观察显示器。包括吸光区域的透光膜的例子示于图2(a)和(b)。图2(a)所示为包括许多条相互平行的吸光槽206的透光膜200。所述吸光槽206从表面204延伸进入膜200，可以一直延伸穿过膜200，也可以不穿过膜200。图中所示的是，吸光槽206没有延伸穿透膜200的情况，膜200在吸光槽206底部和相背的表面202之间的部分一般称作“陆地”208。图2(b)所示为另一种透光膜210，它包含许多个从表面210向相背的表面212延伸进入膜210的吸光柱216。膜200和膜210都分别可以与具有吸光区域的其他类似或不同的透光膜一起制成图1所示的光控装置。两层透光膜的组合可以使得吸光元件所伸入的表面(以后称作“结构”表面，而不管吸光元件的实际形状)贴置起来。两层透光膜也可以组合得使它们有陆地那边的表面(与带槽表面相背的表面)贴置起来。透光膜还可以组合得使一层膜有陆地那边的表面与另一层膜的结构表面贴置起来。一般地，可能希望光控装置在一定视角范围，包括法向入射角，具有相对较高的透光率，而在此高透光范围之外的视角，所显示的透光率较快地下降到0，或下降到近似为0。这种透光率与视角的关系使得直接的观察者可以在选定的视角范围通过光控装置能以足够的亮度观察图像，而旁观者无法看到。因此，这种光控装置可以作为私密性过滤器。消除掉大视角范围的光还可以防止光射向反光表面或可能产生眩光的表面，如车辆上相对于显示器呈一定角度的附近挡风玻璃。本专利技术光控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光控装置，它包括： 具有延伸至其一个表面的许多第一吸光区域的第一透光膜； 具有延伸至其一个表面的许多第二吸光区域且与第一透光膜贴置的第二透光膜， 其中许多第一吸光区域和许多第二吸光区域相对的位置，使得观察者可在一定视角范围内通过光控装置观察图像，而防止从所述视角范围之外通过光控装置看到图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RC丘，GE盖德斯，PE汉帕尔，K萨诺，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]