CN105172234B - 一种防窥膜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种防窥膜，所述防窥膜包括：底层；所述底层包括若干列并行紧密排列的三棱柱单元；所述底层的三棱柱单元的一面设有膜层，另两面铺设有若干列金字塔结构单元；所述金字塔结构单元对入射光线在不同的出射方向上进行光强调制，同时，通过调节三棱柱单元底面三角形的角度，实现屏幕对使用者以外视角范围的防窥效果。本发明结构加工工艺简单，屏幕亮度损耗小。

Description

一种防窥膜
技术领域
本发明涉及光学技术领域，具体地，涉及一种防窥膜。
背景技术
如今，人们能便利地操作电脑、手机、ATM机。然而人们通过电子产品的屏幕浏览信息，尤其是一些机密性的信息时，电子产品的使用者不希望上述信息被他人看到。
现有技术的防窥膜大多利用光学的偏振特性，使其具有防窥作用。现有技术的防窥膜是在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜层表面成型有若干相互倒置的梯形条体，相邻的两个梯形条体分别采用挡光的UV黑胶(紫外光固化胶)和透光的UV白胶，这种防窥膜工艺难度大，成本高，且对屏幕亮度损耗大。
经检索，中国实用新型专利CN201220516484.1，公告号为CN202965380U，该专利公开一种复合结构防窥膜，所述防窥膜包括，PET层、树脂底层、UV树脂层；其特征在于，所述UV树脂层包括呈图案结构的UV树脂单元；所述树脂底层的一面设有PET层，另一面铺设有图案结构的UV树脂单元。所述图案结构的UV树脂单元包括有竖向和/或长方体或棱柱体，或阶梯结构的长方体或棱柱体，或倾斜设置的长方体或棱柱体，或相互交叉倾斜设置的长方体或棱柱体，或为凸环结构体，各UV树脂单元平行设置在树脂底层的表面上。
现有防窥膜由于应用的是光学偏光原理技术，为了达到良好的防窥效果，需要采用高深宽比的相互交错排列的挡光条体和透光条体。高深宽比工艺成型困难，挡光条体对屏幕亮度损耗大。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种防窥膜，该结构加工工艺简单，屏幕亮度损耗小。
为实现上述目的，本发明提供一种防窥膜，所述防窥膜包括底层，所述底层包括若干列并行紧密排列的三棱柱单元，所述三棱柱单元的一面设有膜层，另两面铺设有若干列金字塔结构单元；所述金字塔结构单元对入射光线在不同的出射方向上进行光强调制，同时，通过调节三棱柱单元底面三角形的角度，实现屏幕对使用者以外视角范围的防窥效果。
进一步的，所述金字塔结构单元紧密排列在三棱柱单元的两个短的柱面上。
进一步的，各所述金字塔结构单元之间为空气。
进一步的，各所述金字塔结构单元为正三棱锥，正三棱锥底面为等边三角形，边长为25-300微米，优选为175微米，正三棱锥三个侧面为等腰直角三角形。
进一步的，所述底层的三棱柱单元为并行紧密排列的三棱柱周期性阵列，三棱柱单元的底面为等腰三角形，三角形的腰长为微米，三角形的底角为20-70度，优选为30度。
进一步的，各所述金字塔结构单元的几何尺寸相同。
进一步的，各所述三棱柱树脂单元的几何尺寸相同。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明结构简单，设计合理，易于加工，成本低，对屏幕亮度损耗小。本发明因采用一种新的结构，该结构由同一种材料(UV树脂)成型在PET膜层上，结构单元易成型，故易于加工，成本低。同时因为采用了一种新的防窥原理，该原理对光亮度损耗程度较小。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1-1是本发明一较优实施例防窥膜的剖视图；
图1-2是本发明一较优实施例防窥膜的俯视图；
图2是金字塔结构单元对入射光线具有定向回归特性的原理图；
图3是入射光线偏角与金字塔结构单元的反射率关系曲线图；
图4-1～图4-3是使用光学仿真软件对防窥膜防窥效果的仿真结果；
图5是光线从金字塔膜有结构一面入射，透过率与入射偏角的关系曲线图；
图6是防窥膜使用示意图；
图1-1中：PET膜层1、三棱柱树脂底层2和UV树脂层3。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1-2所示，为本发明是一种新结构的防窥膜的加油实施例，本实施例的防窥膜包括三棱柱树脂底层2；所述三棱柱树脂底层2的一面设有PET膜层1，另两面铺设UV树脂层3。
所述UV树脂层3包括若干列UV树脂单元，所述UV树脂单元为紧密排列的金字塔结构单元。
所述三棱柱树脂底层2包括若干列并行紧密排列的三棱柱树脂单元；所述金字塔结构单元可以对入射光线在不同的出射方向上进行光强调制，同时，通过调节三棱柱树脂单元底面三角形的角度，实现屏幕对使用者以外视角范围的防窥效果。
作为一优选的实施方式，所述UV树脂层中各金字塔结构单元之间为空气。
作为一优选的实施方式，所述UV树脂层中各金字塔结构单元为正三棱锥，正三棱锥底面为等边三角形，边长为25-300微米，优选为175微米，正三棱锥三个侧面为等腰直角三角形。
作为一优选的实施方式，所述三棱柱树脂底层为并行紧密排列的三棱柱周期性阵列，三棱柱树脂单元的底面为等腰三角形，三角形的腰长为微米，三角形的底角为20-70度，优选为30度。
作为一优选的实施方式，所述UV树脂层中各金字塔结构单元的几何尺寸相同。
作为一优选的实施方式，所述三棱柱树脂底层中各三棱柱树脂单元的几何尺寸相同。
如图6所示，上述PET膜层1、三棱柱树脂底层2和UV树脂层3结构位于防窥膜的一面，这有结构的一面紧贴屏幕，用户从防窥膜的另一面观察屏幕，正对屏幕的区域为可视区域，可视角度以外的两侧区域为不可视区域。
上述的防窥膜，采用UV固化的方式在PET基底上成型三棱柱树脂底层2和UV树脂层3，三棱柱树脂底层2的顶角用于控制防窥角度，UV树脂层3上的金字塔结构单元用于调控光线的传播路径，进而达到防窥的效果。金字塔结构单元具有对入射光线定向回归的光学特性，原理如图2所示。并且入射光线的偏角与结构的定向反射率曲线如图3所示，可以看出结构具有一定的广角性。光线从有结构一面入射，透过率与入射偏角的关系曲线如图5所示。
图3是入射光线偏角与金字塔结构单元的反射率关系曲线，该曲线由光学软件模拟得到。从图中可以看出，当入射光线相对于垂直入射有一定的偏角，仍然保持较高的反射率。
图5是光线从金字塔薄膜有结构一面入射，透过率与入射偏角的关系曲线，该曲线由分光光度计测量得到。从图中可以看出，当入射光线相对于垂直入射有一定的偏角，仍然保持较高的透过率。
使用时，UV树脂层3(即有金字塔结构单元一面)靠近屏幕放置，用户可以观察到透过防窥膜的屏幕光线(光强为I1)和从防窥膜反射回来的环境光线(光强为I2)。当I1远大于I2时，用户能够看清屏幕，当I1远小于I2时，用户受环境光干扰而看不清屏幕。三棱柱树脂底层2顶角的作用主要用于控制金字塔结构单元的朝向，从而控制防窥角度；三棱柱树脂底层2的两个侧面的作用是使相邻的两排金字塔结构单元朝向相反，从而实现屏幕左右两侧的同时防窥。
本发明选择的结构单元尺寸在微米量级，目的是为了不影响屏幕出光的均匀性，同时兼顾加工工艺的限制。
当然，在另外的实施例中，本发明防窥膜也可采用热辊压的方式，整个防窥膜结构(包括P膜层、底层和金字塔结构单元层)均可用高分子聚合物PC(聚碳酸酯)、PVC(聚氯乙烯)或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等材料代替，用来制作防窥膜。
本发明使用仿真软件建模并分析该新结构防窥膜的防窥效果：若一扩展光源的亮度与方向无关，这类发射体称为余弦发光体，即在远处的观察者看来，发光体亮度均匀。假定屏幕光和环境光是余弦发光体，图4-1是原始光源的光分布，分布作为屏幕光和环境光；图4-2是仿真屏幕光透过防窥膜后的光分布；图4-3是仿真环境光从防窥膜表面反射后的光分布。当屏幕光源透过防窥膜之后，光强分布如图4-2所示，中间区域亮，两侧区域暗，正对屏幕的使用者看到中间的亮区，即高亮度的清晰的屏幕图像，而屏幕两侧的旁窥者看到两侧的暗区，即亮度很低的模糊的屏幕图像；当环境光经过防窥膜反射以后，光强分布如图4-3所示，中间区域暗，两侧区域亮，即正对屏幕的使用者不受环境光影响，而屏幕两侧的旁窥者受较强的环境反射光影响。综合以上两种光分布情况，可以实现对屏幕信息的防窥效果。具体的，模拟屏幕光照射到防窥膜有结构的一面，观察透射光，如图4-2所示，光强略有减弱，光源发散角减小；模拟环境光照射到防窥膜无结构的一面，观察反射光，如图4-3所示，中心光强很弱，而两侧光强很强。这样，正视屏幕的用户可以看到屏幕内容，而屏幕两侧的观察者被环境反射光所干扰，看不清屏幕，从而证明了其可行性。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种防窥膜，其特征在于所述防窥膜包括底层，所述底层包括若干列并行紧密排列的三棱柱单元，所述三棱柱单元的一面设有膜层，另两面铺设有若干列金字塔结构单元；所述金字塔结构单元对入射光线在不同的出射方向上进行光强调制，同时，通过调节三棱柱单元底面三角形的角度，实现屏幕对使用者以外视角范围的防窥效果；各所述金字塔结构单元为正三棱锥，正三棱锥底面为等边三角形，正三棱锥三个侧面为等腰直角三角形。
2.根据权利要求1所述的防窥膜，其特征在于，所述金字塔结构单元紧密排列在三棱柱单元的两个短的柱面上。
3.根据权利要求1所述的防窥膜，其特征在于，各所述金字塔结构单元之间为空气。
4.根据权利要求1所述的防窥膜，其特征在于，所述正三棱锥底面的等边三角形边长为25-300微米。
5.根据权利要求1所述的防窥膜，其特征在于，所述正三棱锥底面的等边三角形边长为175微米。
6.根据权利要求1所述的防窥膜，其特征在于，所述底层的三棱柱单元为并行紧密排列的三棱柱周期性阵列，三棱柱单元底面为等腰三角形。
7.根据权利要求6所述的防窥膜，其特征在于，所述三棱柱单元底面的等腰三角形，等腰三角形的腰长为微米，等腰三角形的底角为20-70度。
8.根据权利要求7所述的防窥膜，其特征在于，所述等腰三角形的底角为30度。
9.根据权利要求1-8任一项所述的防窥膜，其特征在于，各所述金字塔结构单元的几何尺寸相同；各所述三棱柱树脂单元的几何尺寸相同。
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