CN108010980A - 具有变化的视角的光控制膜 - Google Patents

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Abstract

光控制膜，包括沿第一方向排列的多个间隔开的基本上平行的第一光吸收区，各第一光吸收区具有宽度和高度，所述多个第一光吸收区包括所述多个第一光吸收区的非重叠的第一和第二亚组，所述多个第一光吸收区的第一亚组具有第一视角，所述多个第一光吸收区的第二亚组具有不同的第二视角。

Description

具有变化的视角的光控制膜
背景技术
光控制膜(LCF)，也称为光校准膜，是构造为调节光的透射的光学薄膜。LCF包括具有由光吸收材料形成的多个平行沟槽的光透射性薄膜。
LCF可以靠近显示表面、图像表面、或其他待检视的表面放置。在垂直入射(即0度视角)下，其中观察者在垂直于薄膜表面的方向上通过LCF观看图像，图像是可视的。随着视角的增加，通过LCF透射的光的量减少直到达到其中基本上全部(大于约95％)的光由光吸收材料阻断的观察截止角，且图像不再是可视的。LCF通过阻断在通常视角范围之外的其他人的观察而向观察者提供了隐私。
发明内容
一般而言，本公开涉及具有在整个膜上具有改变的视角的光控制膜(LCF)。改变的视角可通过改变LCF中光吸收区的形状或图案的至少一者，或者通过改变光吸收区中光吸收材料的组成而实现。改变的视角也可以通过利用具有透镜阵列或多层光学薄膜(MOF)的LCF产生。可以使用各种不同的技术来改变光吸收区的图案，包括例如，通过改变用于模制LCF的基础工具(master tool)，或通过二次油墨印刷。控制光吸收区的形状和排列可以改善用于所选择的最终用途的LCF的美观和效率。
在一个方面，本公开涉及一种光控制膜，其包括沿第一方向排列的多个间隔开的基本上平行的第一光吸收区，各第一光吸收区具有宽度和高度，所述多个第一光吸收区包括所述多个第一光吸收区的非重叠的第一和第二亚组(sub-plurality)，所述多个第一光吸收区的第一亚组具有第一视角，所述多个第一光吸收区的第二亚组具有不同的第二视角。
在另一个方面，本公开涉及一种光控制膜，其包括布置在所述光控制膜的第一和第二主表面之间的多个间隔开的基本上平行的第一光吸收区，各第一光吸收区具有宽度W、高度H和长度L，H/W≥1，L/H≥20，使得对于通过所述光控制膜显示的图像而言，该图像具有相继的第一、第二和第三图像部分，当从以第一视角观看图像移动至以不同的第二视角观看图像时，所述图像部分的相同特征对于所述第一和第三图像部分改变较小而对于第二图像部分改变较大。
在另一个方面，本公开涉及一种光控制膜，其包括布置在所述光控制膜的第一和第二主表面之间的多个间隔开的基本上平行的第一光吸收区，各第一光吸收区具有宽度W、高度H和长度L，H/W≥1，L/H≥20，各第一光吸收区包含沿所述第一光吸收区的宽度方向堆叠的多层，所述多层包含第一层和布置在所述第一层上的第二层，所述第一层基本上吸收在第一预定波长范围中的光并且基本上透射在不同的第二预定波长范围中的光，以及所述第二层基本上吸收在所述第二预定波长范围中的光并且基本上透射在所述第一预定波长范围中的光。
在另一个方面，本公开涉及一种光控制膜，其包括布置在所述光控制膜的第一和第二主表面之间的多个间隔开的基本上平行的第一光吸收区，各第一光吸收区具有宽度W、高度H和长度L，H/W≥1，L/H≥20，至少一个第一光吸收区基本上吸收在第一预定波长范围中的光并且基本上透射在不同的第二预定波长范围中的光，以及至少一个另外的第一光吸收区基本上吸收在所述第二预定波长范围中的光并且基本上透射在所述第一预定波长范围中的光。
在另一个方面，本公开涉及一种光控制膜，其包括布置在所述光控制膜的第一和第二主表面之间的多个间隔开的基本上平行的第一光吸收区，各第一光吸收区具有宽度W、高度H和长度L，H/W≥1，L/H≥20，至少对于一个第一光吸收区，所述第一光吸收区在预定温度范围内的第一温度下具有第一颜色，以及在所述预定温度范围内的不同的第二温度下具有不同的第二颜色。
在另一个方面，本公开涉及一种光控制膜，其包括布置在基本上平行的相对的第一和第二主表面之间并且基本上垂直于所述基本上平行的相对的第一和第二主表面的交替的光吸收区和光透射区，各光吸收区从靠近第一主表面的较宽的第一末端到靠近第二主表面的较窄的第二末端渐变(tapering)，各光透射区在第一主表面处的对应光学透镜处终止并与该光学透镜对准，各光吸收区的第一末端在光吸收区的各侧面上相对于光学透镜的基部凹陷(recess)并且朝向所述第一主表面凹入。
在另一个方面，本公开涉及一种光学构造，其包括：光控制膜，所述光控制膜包括多个间隔开的第一光吸收区，各第一光吸收区基本上吸收在第一预定波长范围中的光并且基本上透射在非重叠的第二预定波长范围中的光；以及滤光器，所述滤光器布置在所述光控制膜上，并且基本上透射在所述第一预定波长范围中的光并且基本上反射在非重叠的第三预定波长范围中的光，所述第三预定波长范围与所述第二预定波长范围部分重叠。
在另一个方面，本公开涉及一种光学构造，其包括：光控制膜，所述光控制膜包括交替的光吸收区和光透射区；以及透镜板(lenssheet)，所述透镜板布置在所述光控制膜上并且包括多个透镜，各透镜对应于不同的光透射区并且与之对准，各对相继的光透射区之间的最小侧向间距为w，对应于该对相继的光透射区的透镜之间的最大侧向间距为d，其中d/w≤1。
在另一个方面，本公开涉及一种光控制膜，所述光控制膜包括交替的光吸收区和光透射区及多个单体(unitary)透镜，各单体透镜布置在不同的光透射区上并且与之对准，并且包括：光聚焦部分，其主要用于将光朝向对应于透镜的光透射区域聚焦；以及粘结部分，其主要用于将透镜粘结到表面。
在另一个方面，本公开涉及一种光学构造，所述光学构造包括：太阳能电池，其包括多个跨所述太阳能电池延伸的电极；以及光控制膜，所述光控制膜布置在所述太阳能电池上并且具有多个第一光吸收区，各第一光吸收区具有宽度W、高度H和长度L，H/W≥1，L/H≥20，各第一光吸收区基本上与所述多个电极中的对应电极共延(coextensive)并且对准。
在另一个方面，本公开涉及一种光学构造，所述光学构造包括：太阳能电池；以及光控制膜，所述光控制膜布置在所述太阳能电池上并且沿所述光控制膜的长度和宽度基本上与所述太阳能电池共延，所述光控制膜具有多个间隔开的基本上平行的第一光吸收区，各第一光吸收区具有宽度W、高度H和长度L，H/W≥1，L/H≥20，各第一光吸收区与垂直于所述太阳能电池的线形成范围为约5度至约40度的角。
在另一个方面，本公开涉及一种光控制膜，其包括多个间隔开的基本上平行的第一光吸收区和多个间隔开的基本上平行的第二光吸收区，各第一和第二光吸收区具有宽度W、高度H和长度L，H/W≥1，L/H≥20，各第一光吸收区与垂直于所述光控制膜的平面的线形成同一第一角度，各第二光吸收区与所述线形成不同的同一第二角度。
本发明的一个或多个实施方式的细节在下文的附图和说明中进行叙述。本发明的其它特征、目的和优点将从说明书和附图以及权利要求中显而易见。
附图说明
图1是光控制膜(LCF)的示意性的截面视图。
图2是适用于制造LCF的微结构薄膜制品的示意性透视图。
图3是具有用光吸收材料填充的沟槽以形成LCF的微结构薄膜制品的示意性透视图。
图4A是包括LCF和其它光学层的光学制品的示意图；图4B显示了随多层光学薄膜的角度变化的带边(band edge)；以及图4C是LCF与太阳能电池组合的示意图。
图5是包含具有不同高度和恒定间距(pitch)的光吸收区的LCF的示意性截面视图。
图6是包含具有不同间距和恒定高度的光吸收区的LCF的示意性截面视图。
图7是具有填充不同光吸收材料的光吸收区的LCF的示意性截面视图。
图8A-8C是可使用本公开的LCF形成的图像的示例性俯视图。
图9是包含其中具有不同光吸收材料的光吸收区的LCF的示意性截面视图。
图10是LCF和具有邻接透镜的柱状(lenticular)透镜阵列的示意性截面视图。
图11是LCF和具有非邻接透镜的柱状透镜阵列的示意性截面视图。
图12A是LCF和具有用于将LCF与基底粘结的附接部分的柱状透镜阵列的示意性截面视图。
图12B是图12A的表面1010处的积分强度相对图12A的透镜1294的柱状透镜高度的曲线图。
图12C是不具有透镜阵列1292时图12A中表面1010上入射角范围的图。
图12D是具有图12A的实施方式的最高积分强度的光输入角范围的图。
图12E是不具有图12A的透镜阵列1292时来自Lambertian天空的反射光的图。
图12F是具有图12A的透镜阵列1292时来自Lambertian天空的反射光的图。
图12G是总哑光度(matte sigma)相对图12A的表面1010处的积分强度的图，用顶部扩散器替代透镜阵列1292。
图12H是沿图12A的光吸收区1240并跨该光吸收区的入射角的图，用顶部扩散器替代透镜阵列1292。
图12I是替代透镜阵列1292的顶部扩散器的最大扩散器雾度(haze)下来自Lambertian天空的反射光的图。
图13是LCF和多层光学薄膜(MOF)的示意性截面视图。
图14A是实施例1的溶剂墨水(solvent ink)涂布的LCF的截面视图。
图14B是实施例1的溶剂墨水涂布的LCF的俯视图。
图14C是实施例1的溶剂墨水涂布的LCF的截面视图。
图14D是实施例1的溶剂墨水涂布的LCF的截面视图。
图15是实施例2的喷墨打印的LCF的截面视图。
图16A是实施例3的UV固化的喷墨打印的LCF的截面视图。
图16B是实施例3的UV固化的喷墨打印的LCF的截面视图。
图16C是实施例3的UV固化墨水涂布的LCF的俯视图。
图17A是实施例4的UV固化墨水迈耶棒(Meyer rod)涂布的LCF的截面视图。
图17B是实施例4的UV固化的喷墨迈耶棒涂布的LCF的截面视图。
图17C是实施例4的UV固化墨水迈耶棒涂布的LCF的俯视图。
图17D是实施例4的刮除的(scraped)UV固化的喷墨迈耶棒涂布的LCF的截面视图。
图17E是实施例4的刮除的UV固化的喷墨迈耶棒涂布的LCF的截面视图。
图18A是具有分层颜色的实施例5的UV固化的喷墨迈耶棒涂布的LCF的截面视图。
图18B是具有分层颜色的实施例5的UV固化的喷墨迈耶棒涂布的LCF的截面视图。
图18C是具有分层颜色的实施例5的UV固化的喷墨迈耶棒涂布的LCF的俯视图。
图18D是具有分层颜色的实施例5的刮除的UV固化的喷墨迈耶棒涂布的LCF的俯视图。
图18E是具有分层颜色的实施例5的UV固化的喷墨迈耶棒涂布的LCF的底视图。
图18F是具有分层颜色的实施例5的刮除的UV固化的喷墨迈耶棒涂布的LCF的底视图。
图19A是实施例6的乳胶喷墨打印的LCF的截面视图。
图19B是实施例6的乳胶喷墨打印的LCF的俯视图，显示出页岩样的石头图案(slate-like stone pattern)。
图20是LCF和光学构造的截面视图。
附图中相似标记指代相似的元件。
具体实施方式
图1显示了LCF 100的截面视图，该LCF 100包括光输出表面120和与光输出表面120相对的光输入表面110。虽然本文中用于指代目的描述为光输入表面和光输出表面，但本文所述的LCF可具有面对观察者的光输出表面或光输入表面。LCF 100包括交替的光透射区130、光吸收区140和透射区130和吸收区140之间的界面150。虽然本申请在一些实施方式中称光透射区，但通过光透射区130的光透射包括漫射性散射。
透射区130具有彼此隔开间距“P”布置的基部宽度“W”，并包括在吸收区140和光输出表面120之间的降落区“L”。吸收区140具有基部145，顶表面155，高度“H”和“H′”，并彼此隔开间距“P”布置。界面150和与光输出表面120的法向160形成界面角θI。如本文所述，与表面成“法向”意思是垂直于表面的主平面，将任何局部变化视为表面光滑度。LCF 100包括内观察截止角其由交替的透射区130和吸收区140的几何结构限定。在该实施方式中，吸收区142对应于标记(indicium)的一部分，并具有小于高度“H”的高度“H′”。高度H′可以是0高度。
在图1的实施方式中，吸收区140基本上垂直于光输入表面110和光输出表面120定向。在其它实施方式中，吸收区可相对于光输入表面110或光输出表面120成角度α的角。
图2显示了包括至少一个微结构化表面210的微结构膜制品200，其可用于制造LCF。在一个实施方式中，微结构化表面210可包括多个沟槽201a-201d。在该实施方式中，沟槽201c具有比沟槽201a、201b和201d小的深度。图2不是按比例绘制的，且沟槽的长度L显著大于沟槽的高度H。在各种实施方式中，L/H的比率≥20,或≥100,或≥1000。
在各种实施方式中，LCF可使用微复制方法制造，其中聚合物材料通过注射成型、通过线性挤出或这些技术的组合浇注在微结构化设备上。
如图2中所示，在沟槽220的基部与微结构化膜制品200的相对表面211之间可存在连续的降落层230。沟槽220的基部可以可选地延伸通过微结构化膜制品200的全程(未显示)。微结构化膜制品200还可包括基部基底层260，其可与微结构化膜制品200整体成型，或单独添加到微结构化膜制品200上(无论通过挤出、浇注-固化或一些其它方法)。
图3示出了一种LCF 300，其中图2的沟槽201a-201d已经通过用光吸收材料350填充它们而使得是光吸收的。微结构化膜200的沟槽201a-201d形状的光吸收材料350在本文中称作吸收区140。在该实施方式中，吸收区的长度对应于透射区的长度。
图4显示了一种具有任选的覆盖层470的LCF 400，所述覆盖层具有可与基部基底层460相同的材料或不同的材料。在图4A的实施方式中，LCF 400包括光输入表面110和与光输入表面110相对的光输出表面120，其一起限定主平面。在另一个没有显示在图4A中的实施方式中，表面110是光输出表面且表面120是光输入表面，但图4A中的排列由于全内反射(TIR)而可以更高效。在不旨在是限制的一个实施方式中，覆盖层470或基部基底层460的材料可包括商业上可获得的聚碳酸酯膜，其可选择为提供亚光面(matte finish)或光品(glossy finish)。覆盖层470和基部基底层460可以是亚光或光面的或这二者。四种组合中的任一种在本文中都被考虑。
任选的覆盖层470可用粘合剂层410粘结至LCF 400。在各种实施方式中，粘合剂410可以是任何任选光学透明的粘合剂，例如UV-固化丙烯酸酯粘合剂、转移粘合剂(transfer adhesive)等。
在另一个实施方式中，LCF 400可施用到太阳能电池482上。在这种构造中，覆盖层470可选择为反射超过太阳能谱的波长范围，包括紫外、蓝色和大于1200纳米的红外(IR)波长，以更有效地控制LCF 400的温度。或者，基底层460可反射太阳能谱的范围。另一种替代方式是将反射涂层或膜472施加到LCF 400下方的太阳能电池482上。
当LCF 400施加到太阳能电池482上时，用于用于反射太阳能谱的部分的覆盖层470、或基底层460或两者的合适材料包括可获自3M公司的聚合物多层光学薄膜，或本领域已知的二色干涉涂层。该膜和涂层可反射紫外、蓝色和IR波长范围的一种或多种组合。在各种实施方式中，被反射的红外范围大于1000nm或大于1100纳米、或大于1200nm。反射的波长范围在本文中定义为以与膜平面垂直的角度测量的50％反射带边。膜和涂层对于以非法向角入射的光具有带边偏移，其对于在紫外或蓝色或二者中反射的反射器可能是期望的，因为以法向入射的入射太阳光可导致最高的太阳能电池温度，且反射将降低电池温度，从而至少部分地补偿在太阳能电池上的降低的光暴露。随着光角度向增加的非法向角变化，由于太阳光暴露引起的电池温度上升将降低，且由于降低的温度和提高的光透射(由于膜或涂层反射的带偏移引起)的组合可提高太阳能电池效率。
将反射膜或涂层472放置在太阳能电池480和LCF 400之间的令人惊讶的益处在于LCF 400可遮蔽或阻碍光谱的可见光部分中的反射。降低该反射对于美观和安全两个方面是重要的。
图4B显示了可获自3M公司的蓝光反射性聚对苯二甲酸乙二醇酯基聚合物多层光学薄膜的右侧带边的偏移。
太阳能电池可具有较宽的导电母线和较窄的导电指部(finger)以形成与太阳能电池的前接点的电连接。针部或母线或二者可用如图4C中显示的LCF覆盖。格栅式太阳能电池402包括具有掩蔽导电线484的太阳能电池482。掩蔽导电线484由在光透射基质430中的导体486和格栅样光吸收区440形成。在各种实施方式中，光吸收区440具有的折射率可以基本上与基质430的光透射区的折射率相匹配，或具有低于光透射基质430的折射率。在各种实施方式中，光吸收区440具有的折射率比光透射基质430低至少0.1，或折射率比光透射基质430低至少0.2。在一些实施方式中，光吸收区440还可包含颜料408。颜料可以在光透射区440的内部区域中，如图4B所示，或可分布在构成光透射区440的材料中。
格栅样光透射区440可通过叠加方法或通过模塑制造。合适的叠加方法包括首先在太阳能电池480上生成导体486的工艺。然后使用可释放材料例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)(其具有用于形成与导体486叠合(in registration with)的光透射区440的合适特征)制备模具，用将在太阳能电池482上形成区域440的材料填充光透射区440，然后将光透射区440转移到太阳能电池482。在一些实施方式中，PDMS可用玻璃背衬以允许光透射区440与导体486的准确且精确的叠合。
在各种实施方式中，光吸收区440可由基于溶剂的材料、或可固化材料或其组合形成。光吸收区440可通过用光吸收材料的薄层涂布模具，任选地从模具除去多余的材料以使得光吸收材料仅仅在光吸收区中，并任选用含颜料的材料重复涂布步骤而形成。具有填充的光吸收区的模具然后可叠合并施加到太阳能电池482，光吸收区可使用热、压力或光化辐射或其组合粘结到导体486上，且模具可释放以形成光吸收区。
光吸收区可然后用期望的光透射基质材料涂布，该材料在一些非限制性实施方式中是可固化的或热塑性的树脂或粘合剂。用于光透射基质的合适材料包括但不限于含氟聚合物、硅氧烷聚合物、丙烯酸酯类和热塑性塑料例如乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)。
替代的制造方法是填充如上所述的模具的光吸收区，并使用例如含银颗粒的墨水在至少一些或全部光吸收区上形成导电线486。模具然后可施加到太阳能电池上。
如图4C所示，光吸收区440可具有与导电线486接触的基部部分445，其具有与导电线486相同的尺寸。在另一个实施方式中，光吸收区440的基部445可大于导电线486。
通过相对于光透射基质430的折射率的光吸收区440的折射率而提升的TIR的令人惊讶的优点在于光吸收区440的尺寸可增加而不实质减低太阳能电池482的光学效率，且较大尺寸的光透射区440将增加将光透射区440的模具转移与导电线486的叠合中的容差。
再次参考图4A，在一些实施方式中，覆盖层470的主表面任一或二者还可包括表面涂布层490。在实例中，表面涂布层490可以是用合适的光学粘合剂层压到覆盖层470的散射性材料。在一些实施方式中，最小化表面涂布层490和覆盖层470之间的结合介质的指数，或使用粘结到粘合剂层的超低指数膜(ULI)或层(未显示在图4A中)可能是有利的。在覆盖层470上附着的亚光膜490具有将光从高角度耦合到光吸收区140中(这可提高与区140的相互作用(改善的均一性和降低的遮蔽))和将收集的更多能量发送到下面的太阳能电池480的有利影响。在各种实施方式中，散射性表面涂布层490可沿着光吸收区140的方向收集光，可降低眩光，并可增强在吸收区140之上的任何表面色带的油墨接收(ink reception)。
在一些实施方式中，表面涂布层490(其可任选地是散射性的)可包括改变从LCF构造400发射的光的散射角的表面微结构。在一些实施方式中，表面涂布层490可为至少一个抗反射涂层或膜或者至少一个抗眩光涂层或膜。
在一些实施方式中，表面涂布层490，覆盖层470或二者可包括任选的添加剂，例如UV吸收剂(以降低吸收层140中的光吸收材料和光透射材料130的光降解)、抗微生物添加剂和增塑剂(以增强柔性和降低在LCF构造400暴露于极端温度和湿度条件时的破裂)。
如图1和4A(且更特别地图1中标记的)所示，在吸收区140之间的透射区130具有壁夹角θI、透射区基部宽度“W”、有效高度“H”、间距“P”(各自显示在图2中)和极性观察截止角(显示在图4中)。对于对称的吸收区，壁夹角θT是图2中显示的界面角θI的2倍。在一种情况下，界面角θI对于每个界面150可不同，且对于非对称的吸收区，壁夹角θT等于吸收区140每侧上的界面角θI的总和。极性观察截止角可通过将Snell定律应用于限定内观察截止角的光线，使用任选的覆盖膜470、粘合剂410、透射区130、基部基底层260和LCF浸没在其中的材料(通常是空气)的折射率来确定。极性观察截止角等于极性观察截止半角和极性观察截止半角的总和，其各自从光输入表面110的法向测量。
在一些情况下，极性观察截止角可以是对称的，且极性观察截止半角等于极性观察截止半角在一些情况下，极性观察截止角可以是非对称的，且极性观察截止半角不等于极性观察截止半角
为了该公开的目的，图6中显示的并沿着显示的方向从光输入表面110的法向测量的角在本文中称作“极性观察角”。极性观察角范围可以为从0°(即与光输入表面110成法向)至90°(即与光输入表面110平行)。
透射区130的材料性质，壁夹角θT、间距“P”和透射区基部宽度“W”可影响通过LCF400的光透射。LCF可具有相对大的壁夹角，例如大于10°或更大。较大的壁夹角提高了光吸收区的宽度，从而降低了法向入射的透射。较小的壁角度是优选的，例如小于10度，使得法向入射的光的透射可尽可能大。在一些实施方式中，本文中描述的LCF具有不大于6度的壁夹角。在其它实施方式中，壁夹角不大于5°，例如最大5°、4°、3°、2°、1°或0.1°。如本文中所述，对于对称和非对称吸收区，壁夹角可与界面角有关。因此，在一方面，界面角可以为3°，或不大于3°，例如不大于2.5°、2°、1°或0.1°。较小的壁角可以较小的间距“P”形成具有相对高的纵横比(H/W)的沟槽，且可在较低视角下提供更尖锐的图像截止。在一些情况下，透射区具有平均高度“H”，和在最宽部分具有平均宽度“W”，且在各种实施方式中，H/W为至少1.0、或至少1.75、或至少2.0、2.5、3.0或更大。
LCF可制成为具有任何期望的极性观察截止角。在一方面，极性观察截止角范围为40°至90°或甚至更高。极性观察截止角可通过参数“θI”、“H”、“W”、“P”和LCF材料的指数来确定。
在一些情况下，定义“有效极性观察角”也可能是有用的，其包括以大于极性观察截止角的角度通过LCF透射的光。例如，以稍微大于内观察截止角的角度斜截吸收区的光可通过吸收区的最薄部分“散出”(即，部分透射通过图1中所示的梯形表示的光吸收区的顶部和底部)。此外，垂直于LCF的平面行进的光可散射并偏离在有效极性观察角之外。本文中使用的有效极性观察角定义为其中相对亮度比率降低至5％或更小的角度。相对亮度比率为通过LCF测量的散射光源的亮度与没有LCF的情况下测量的相同散射光源的亮度的比率(以百分比表示)。相对亮度比率测量值的详情在下面的实施例中描述。
用于LCF中的光吸收区的光吸收材料可以是起到吸收或阻断至少一部分可见光谱中的光的作用的任何合适的材料。在一些实施方式中，光吸收材料可涂布或以其他方式提供到光透射膜中的沟槽或缺口中以形成光吸收区。在进一步的实施方式中，光吸收材料可包括黑色着色剂例如炭黑。炭黑可以是粒度小于10微米(例如1微米或更小)的炭黑颗粒。在一些实施方式中，炭黑可具有小于1微米的平均粒度。
在另一个实施方式中，光吸收材料可包括具有其它颜色例如白色、红色、绿色或黄色的着色剂。在又另一个实施方式中，吸收材料(例如炭黑、另一种颜料或染料、或其组合)可分散在合适的粘合剂中。光吸收材料还包括可起到阻断光使其不透射通过光吸收区的作用的颗粒或其他散射成分。例如，在一些实施方式中，较大的颗子(大约光吸收区140的宽度的0.1倍)可帮助朝向下面的基底例如太阳能电池散射光，并可遮蔽太阳能电池以免于直接或间接看到。在一些实施方式中，较大颗粒可以是不同颜色的，以给予LCF 400斑点外观。
在各种实施方式中，光吸收区140中的光吸收材料的折射率可与光透射区130的折射率相同或比其更低。在一些实施方式中，使用较低的折射率以促进在界面150处的全内折射(TIR)而提高光学效率。在一些实施方式中，光吸收区140中的光吸收材料可选择为允许至少最高1200nm的红外(IR)波长的光的透射。
在一些实施方式中，在光透射区/光吸收区界面处的反射可通过在光谱的至少一部分(例如人可见光谱)上错配光透射材料的相对折射率和光吸收材料的折射率来控制。在一些情况下，固化的透射区的折射率(N1)比固化的吸收区的折射率(N2)大不到约0.005。在这种情况下，折射率差异(N2-N1)不小于-0.005，或者(N2-N1)大于或等于-0.005。
如上所述，LCF可通过改变参数“θI”、“H”、“W”、“P”和LCF材料的指数中的一种或多种来制成为具有任何期望的极性观察截止角在一些实施方式中，如果LCF包括多个光吸收黑暗区，则多个光吸收区第一部分或亚组可构造成具有第一极性观察截止角其不同于光吸收区的第二亚组的第二极性观察截止角当所得LCF从一定间距观察时，对于以大于极性观察截止角且小于极性观察截止角的角度观察LCF的观察者，由光吸收区的第二亚组限定的图案是可见的。LCF可被构造成包括任何数量的光吸收区亚组，或甚至光吸收区的梯度。
参照图5，LCF 500包括光输出表面520和光输入表面510。虽然本文为指代目的描述为光输入表面和光输出表面，但本文所述的LCF可具有面对观察者的光输出表面或光输入表面。LCF 500包括多个交替光透射区和光吸收区，包括光吸收区502第一亚组和光吸收区504第二亚组。
光吸收区502的第一亚组包括光透射区530和光吸收区540，以及透射区530和吸收区540之间的界面550。光吸收区540具有基部545、顶表面555和高度H1，且彼此以间距P1间隔布置。界面550与光输出表面520的法向560形成界面角θ1。光吸收区502的第一亚组包括内观察截止角其由交替的透射区530和吸收区540的几何结构限定。
光吸收区504的第二亚组包括光透射区532和光吸收区542，以及透射区532和吸收区542之间的界面552。光吸收区542具有基部547、顶表面557和高度H2，且彼此以间距P2间隔布置。界面552与光输出表面520的法向562形成界面角θ1。光吸收区502的第二亚组包括内观察截止角其由交替的透射区532和吸收区542的几何结构限定。光吸收区502的第二亚组包括内观察截止角其由交替透射区532和吸收区542的几何结构限定。
在图5的实施方式中，在第一亚组502中的吸收区540的高度H1大于第二亚组504中的吸收区542的高度H2。在第一亚组502中的吸收区540的间距P1与第二亚组504中的吸收区542的间距P2相同。作为第一和第二亚组的吸收区502、504之间的相对几何结构的结果，第二亚组504的内观察截止角大于第一亚组502的内观察截止角
参考图6，LCF 600包括光输出表面620和光输入表面610。LCF600包括多个交替的光透射区和光吸收区，包括第一亚组光吸收区602个第二亚组光吸收区604。
第一亚组光吸收区602包括光透射区630和光吸收区640，以及透射区630和吸收区640之间的界面650。光吸收区640具有基部645、顶表面655和高度H1，且彼此以间距P1间隔布置。界面650与光输出表面620的法向660形成界面角θ1。第一亚组的光吸收区602包括内观察截止角其由交替的透射区630和吸收区640的几何结构限定。
第二亚组的光吸收区604包括光透射区632和光吸收区642，以及其之间的界面652。光吸收区642具有基部647、顶表面657和高度H2，且彼此以间距P2间隔布置。界面652与光输出表面620的法向662形成界面角θ1。第二亚组的光吸收区602包括内观察截止角其由交替的透射区632和吸收区642的几何结构限定。第二亚组的光吸收区602包括内观察截止角其由交替的透射区632和吸收区642的几何结构限定。
在图6的实施方式中，在第一亚组602中吸收区640的高度H1与第二亚组604中吸收区642的高度H2相同。在第一亚组602中吸收区640的间距P1小于第二亚组604中吸收区642的间距P2。作为第一和第二亚组的吸收区602、604之间的相对几何结构的结果，第二亚组604的内观察截止角大于第一亚组602的内观察截止角
在各种实施方式中，较大的内观察截止角可提高LCF的光学效率，因为光吸收区的较大间距或较小高度将提高光透射。
图7说明了包括第一亚组的光吸收区702的LCF 700的另一个实施方式，该第一亚组的光吸收区702包括光吸收区740和可具有光透射、散射或漫反射性质的区域730。第一亚组702包括沟槽720，其具有间距P1和基本上恒定的高度H。交替的沟槽用第一光吸收材料741填充以形成光吸收区740。光吸收区之间的沟槽720可保持未填充，或可用第二光吸收材料743填充。在图7的实施方式中，第二光吸收材料743比第二光吸收材料741在预定波长范围内吸收更少的光(且在预定波长范围内透射更多的光)，因此在相邻光吸收区740之间形成的有效间距P是沟槽720之间的间距P1的两倍。第一亚组的光吸收区702在相邻光吸收区740之间具有内观察截止角
在LCF 700的第二区域中(为了清楚起见，其没有显示在图7中)，第二亚组的光吸收区通过用第一光吸收材料填充每个沟槽以形成具有一定间距的光吸收区而形成，所述间距为第一亚组702中相邻吸收区之间的有效间距P的一半。第二亚组的内观察截止角因此小于第一亚组702的内观察截止角
现在参照图8A-8C，光吸收区的各种各样的亚组可在LCF中形成，每个亚组形成通过LCF显示且由观察者以选择的视角可观察到的图像部分。图像可以是一维的(图8A)、二维的(图8B)或可以是图形化的(图8C)。在不旨在限制的各种实施方式中，观察者观察的图像可包括不同的图像特征例如颜色、亮度及其组合。在一些实施方式中，通过LCF显示的可包括相继的第一、第二和第三图像部分，当从以第一视角观察图像移动到以不同的第二视角观察图像时，图像部分的相同特征对于第二和第三图像部分变化较小，而对于第二图像部分变化较大。
参照图9，LCF 900包括第一亚组的光吸收区902，其包括光透射区930和光吸收区940。第一亚组902包括沟槽920，其具有间距P和基本上恒定的高度H。在一些实施方式中，沟槽920用第一光吸收材料941部分填充以形成光吸收区940。在另一实施方式中，沟槽920进一步用不同于第一光吸收材料941的任选的第二光吸收材料951填充，其导致形成在沟槽920的顶部区921附近弯月面970。在其它实施方式中，不同于第一和第二光吸收材料941、951中至少一种的任选的第三光吸收材料961可加到弯月面970的上方。在各种实施方式中，第一、第二和第三光吸收材料941、951和961中的每一个具有不同的颜色或吸收不同的预定波长范围的光。在一些实施方式中，第一光吸收材料可吸收一个波长范围的光，而第二光吸收材料可漫散射另一波长范围内的光，如油漆。
在其它实施方式中，光吸收材料980的层可施加到光透射区930的顶部981上，且沟槽920可保持不用光吸收材料填充。
在LCF 900的第二区中(为清楚起见，其没有显示在图9中)，第二亚组光吸收区通过用单一光吸收材料或不用光吸收材料填充每个沟槽以形成具有与第一亚组902中的光吸收区940不同颜色的光吸收区而形成。
在各种实施方式中，沟槽920可用白色颜料的墨水(例如TiO2或CaCO3)填充或着色以接近应用的最终颜色。当将颜料施加到沟槽920时，在一些实施方式中，使用白色颜料的墨水可能是有利的，因为光吸收材料通常不具有产生理想颜色的光学密度。如果最终应用主要是一种颜色，在一些实施方式中，第一光吸收材料可以是最亮的底色，而第二光吸收材料可以是施加在底色上以调节图像的颜色的有色墨水。用黑色光吸收材料着色制成断电隐私膜(blackoutprivacy film)，而用任何其它颜色的着色给予了接触颜色的光散射(而不是吸收)的第二次机会，且：1)增加了光反射到沟槽920底部的机会，从而提高了LCF的效率；和2)降低了吸收的光量，从而降低了LCF的温度。
在一些实施方式中，可能期望的是在光透射区930的表面981上而不是在沟槽920中打印以形成图9中的着色剂层980。在一些情况下，例如用于纪念碑和塔标志的背光应用，打印可覆盖膜的整个表面。
在一些实施方式中，第一、第二和第三光吸收材料941、951和961中至少一种在预定温度范围中的第一温度下具有第一颜色，而在预定温度范围内不同的第二温度下具有不同的第二颜色。在这种配置中，观察者观察的图像可随着LCF温度在预定温度范围内变化而改变颜色。
现参照图10，光学制品1000包括具有光透射区1030和光吸收区1040的LCF 1002。光透射区1030和光吸收区1040的形状可广泛地变化，且在图10的实施方式中，光吸收区1040是梯形结构，具有在LFC 1002的光输入表面1010处的宽基部1045并向靠近光输出表面1020处的较窄顶表面1055渐变。在各种实施方式中，光吸收区1040的侧壁1057以约0度至约6度的角度θ渐变。
在图10的实施方式中，光吸收区1040的顶表面1055从光输出表面1020凹陷，虽然这种分离不是必须的。在各种非限制实施方式中，光吸收区1040的顶表面1055从光输出表面1020凹陷约5μm至约20μm。
任选的透明基底1090是在LCF 1002的光输出表面1020上。基底1090可以是任何透明材料，且在一些实施方式中是聚合物膜例如聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。在一些实施方式中，基底1090可具有约1.5至约1.67或更大的折射率。
线性柱状透镜阵列1092是在基底1090上，其包括连续的光学透镜1094的排列。在一些实施方式中，透镜阵列1092直接在LCF1002上，使得光透射区1030与透镜1094成整体。在一些实施方式中，如上所述，透镜阵列1092和LCF 1002通过基底1090隔开。
透镜阵列1092，其在一些非限制性实施方式中是结构化的聚合物膜，可具有约1.5至约1.67的折射率，虽然透镜阵列1092的折射率不一定需要匹配基底1090的折射率。在图10的实施方式中，透镜1094具有基本上恒定的曲率半径并可包括面向LCF 1002的光输出表面1020的凹面1095。但是，在没有显示在图10的其它实施方式中，透镜1094可具有凸面以改善LCF 1002的光捕集。
透镜1094可帮助将更多的能量引向下面的器件例如太阳能电池(未显示在图10中)，但是在一些实施方式中，透镜1094的焦距应该填满光吸收区1040下面的区域以淹没太阳能电池。在一些实施方式(其不旨在限制)中，透镜1094具有约100μm至约200μm的焦距。
在一些实施方式中，透镜1094可以是散射的，其可提供从多个方向增强的光收集。
在一些实施方式中，透镜阵列1092可任选浸没在其指数与表面结构相差至少≥0.1的介质中，其可提供更稳固的系统。
在一些实施方式中，在LCF 1002中的光透射区1030基本上与透镜阵列1092中的透镜1094对准，使得各透镜1094的焦点在对应的光透射区1030内。透镜1094与光透射区1030的侧面对准可控制从制品1000透射的光的中心轴在观察截止角之间。对准的透镜1094和光透射区1030导致正态透射分布，但在一些实施方式中，透镜1094和光透射区1030可以是未对准的，从而导致制品1000的光透射分布的中心偏移，或提供其它光学效应。
在各种实施方式中，制品1000的厚度T应该基本上等于透镜1094的焦距从而产生尖锐的观察截止角一般地，较薄的制品1000将具有较高的观察截止角在各种实施方式中，较高的观察截止角还可通过提高光透射区1030的间距P、或通过增加光透射区1030中孔径的宽度W而获得。
此外，光吸收区1040的高度H应该选择以使得相邻光透射区1030中行进的光不进入没有与该光透射区对准的透镜1094的孔径中。使得光学透镜的透镜1094的凹部分在光吸收区的各个侧面上朝向要第一主表面凹入。
在各种实施方式中，当LCF 1002通过光输入表面1010接收来自Lambertian光源1004的光时，光从光输出表面1020离开光控制膜，其具有基本上平顶的强度分布以及约10度至约20度的半高半宽。
现在参考图11，光学制品1100包括具有光透射区1130和光吸收区1140的LCF1102。光吸收区1140是在LFC 1102的光输入表面1110处具有宽基部1145且向在光输出表面1120附近的较窄顶表面1155渐变的梯形结构。
任选的透明基底1190是在LCF 1102的光输出表面1120上。基底1190可以是任何透明的材料，且在一些实施方式中是聚合物膜例如聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。在一些实施方式中，基底1190可具有约1.5至约1.67或更大的折射率。
线性柱状透镜阵列1192是在基底1190上，其包括通过长度d的线性扁平区分隔的非连续光学透镜1194的排列。透镜阵列1192，其在一些非限制的实施方式中是结构化的聚合物膜，可具有约1.5至约1.67的折射率，虽然透镜阵列1192的折射率不一定需要匹配基底1190的折射率。透镜1194具有基本上恒定的曲率半径并可包括面向LCF 1102的光输出表面1120的凹面1195。在一些实施方式中(其不旨在限制)，透镜1194具有约100μm至约200μm的焦距。
在一些实施方式中，LCF 1102中的光透射区1130基本上与透镜阵列1192中的透镜1194对准，以使得各透镜1194的焦斑位于对应的光透射区1130内。在各种实施方式中，为保持透镜1194和光透射区之间的对准，透镜1194之间的侧向间距d与光透射区1130的宽度的比率，d/W，≤约1.1，或≤约1.0，或≤约0.9，或约≤0.5。
现参照图12A，光学制品1200包括具有光透射区1230和光吸收区1240的LCF 1202。光吸收区1240是在LCF 1202的光输入表面1210处具有宽基部1245并渐变至靠近光输出表面1220的较窄顶表面1255的梯形结构。
任选的透明基底1290是在LCF 1202的光输出表面1220上。基底1290可以是任何透明材料，且在一些实施方式中是聚合物薄膜，如聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。在一些实施方式中，基底1290可以具有约1.5-约1.67或更大的折射率。
线性柱状透镜阵列1292是在基底1290上，其包括通过线性平顶柱状区域1297分隔的非连续光学透镜1294的排列。平顶柱状区域1297可以提供用于将制品1200层压或粘性粘结至基底1299以形成光学构造的附接点。透镜1294具有基本上恒定的曲率半径且包括面向LCF 1102的光输出表面1220的凹面1295以将光朝向对应的光透射区1230聚焦。在非旨在限制的一些实施方式中，透镜1294具有约100μm-约200μm的焦距。
在各种实施方式中，各透镜1294和平顶柱状区域1297可以是单一构造，或可以由单独的部件形成。在各种实施方式中，各单体透镜1294具有投射面积A且透镜1298的粘结部分具有投射面积B，其中B/A≤0.2。在各种实施方式中，平顶柱状区域1297具有最大高度h和最大宽度w，其中h/w≥1或≥1.5。
在未显示于图12A中的各种实施方式中，平顶柱状区域1297可以在透镜1294之间和光吸收区1240之上，这可以最小化对收集光学器件的影响。如果透镜1294凸出，尖顶可以形成粘结部分。如果扩散膜替代透镜阵列1292施用于LCF 1202上(参见，例如，图4A)，则粘结特征可以从扩散表面延伸。
在一些实施方式中，LCF 1202中的光透射区1230基本上对准透镜阵列1292中的透镜1294，以使得各透镜1294的焦斑在对应的光透射区1230内。在一些实施方式中，各单体透镜1294的粘结部分1298相对于单体透镜居中，且在一些实施方式中位于单体透镜1294的最高点。
如上所述，平顶柱状区域1297可以提供用于将制品1200层压或粘性粘结至基底1299以形成光学构造的附接点。在一些实施方式中，平顶柱状区域1297的粘结部分1298的至少一部分穿透基底1299以与基底1299形成更持久的粘结并保持透镜1294和光透射区1230的对准。在粘结步骤后，多个未填充的空隙保留在透镜阵列1292和基底1299之间的界面处。
在各种实施方式中，基底1299可以是任何类型的光学薄膜，如镜子、偏振器等，或光学粘合剂层。
图12B是图12A的表面1010处的积分强度的曲线图，呈现表面1020的Lambertian输入vs.柱状透镜高度(与焦距相关)。图12C是在没有图12A的透镜阵列1092的情况下表面1010上的入射角范围的图，图12D是具有最高积分强度的角范围的图(假定光吸收区1040和透镜1094垂直于表面1010,1020定向)。
图12E是在没有透镜阵列1092的情况下来自Lambertian天空的反射光的图，而图12F包括透镜阵列1092。如图12F中所示，透镜阵列1092可以改善由光吸收区1240提供的截止角之外的杂散光(stray light)。
参照图12G，用顶部扩散器代替透镜阵列1092可以随着雾度水平增加而提高图12A的表面1010处的收集效率(比较了光吸收区1240的两个定向，渐增vs渐减)。最高值超过柱状透镜(lenticular)的最高值。
图12H的共焦图显示表面1010沿图12A的光吸收区1240及跨光吸收区1240观察到扩展的入射角范围(仍然受到光吸收区1240的截止角的限制)。图12I的图显示在最大扩散器雾度下来自Lambertian天空的反射光。图12I似乎显示出与存在透镜阵列1292相比在图12A的整个光吸收区1240上较低锐度的截止角，但也具有较少离轴光，表明LCF 1202下方的器件如太阳能电池在具有扩散器表面的情况下对于观察者较不明显，且在表面1010处收集更多的光。
现参照图13，光学制品1300包括具有光透射区1330和光吸收区1340的LCF 1302。光吸收区1340是在LCF 1302的光输入表面1310处具有宽基部1345并渐变至靠近光输出表面1320的较窄顶表面1355的梯形结构。
各第一光吸收区1340基本上吸收第一预定波长范围中的光和基本上透射非重叠的第二预定波长范围中的光。多层光学薄膜(MOF)1355是在LCF 1302的光输出表面1320上。
在一些实施方式中，MOF作为用于LCF 1302的滤光器发挥功能，并基本上透射第一预定波长范围中的光和基本上反射非重叠的第三预定波长范围中的光，第三预定波长范围部分地与第二预定波长范围重叠。在各种实施方式(其意图是非限制性的)中，第一预定波长范围是约400nm-约700nm，第二预定波长范围是约750nm-约1600nm，且第三预定波长范围是约1200nm至大于约1600nm的波长。
在一些实施方式中，MOF在LCF 1302上提供可视窗和红外(IR)反射器，其也透射一些IR(750-1200nm)和吸收可见波长范围中的光，这可以防止LCF 1302的过度加热。
图20是包括交替的光吸收区1520和光透射区1510及多个单体透镜1530的LCF1500的示意图。各单体透镜1530布置在不同光透射区上和与其对准，并包括主要用于将光朝向对应于该透镜的光透射区聚焦的光聚焦部分1532和主要用于将透镜粘结到表面1412的粘结部分1534。各光学透镜1530是单一结构，意思是透镜的光聚焦和光粘结部分彼此整合。单体光学透镜1530帮助将LCF上的入射光限制于光透射区和远离光吸收区，且由此改善LCF的总体光透射。在一些情况中，各单体透镜1530及其对应的光透射区1510形成单一构造，意味着，例如，在两者之间不存在可分辨的界面。在一些情况中，在平面视图中，各单体透镜具有投射面积A且透镜的粘结部分具有投射面积B，其中B/A≤0.5，或≤0.4，或≤0.3，或≤0.2，或≤0.1。在一些情况中，对于各单体透镜1530，透镜的粘结部分具有最大高度H和最大宽度W，其中H/W≥1，或≥1.2，或≥1.3，或≥1.4，或≥1.5，或≥1.6，或≥1.7，或≥1.8，或≥1.9，或≥2。在一些情况中，在平面视图中，如在俯视图中，各单体透镜1530的粘结部分相对于单体透镜基本上居中。在一些情况中，各单体透镜1530的粘结部分基本上位于单体透镜的最高点。在一些情况中，各光吸收区1520与垂直于LCF的平面的线1522形成斜角1521，其中在一些情况中，角1521是约5度-约70度、或约5度-约60度、或约5度-约50度、或约10度-约40度。在一些情况中，交替的光吸收和光透射区1520和1510布置在光透射基底1550上。在一些情况中，光吸收区1520具有较低折射率n1和光透射区1510具有较高折射率n2，其中n2和n1之间的差异可以是至少0.05，或至少0.06，或至少0.07，或至少0.08，或至少0.09，或至少0.1，或至少0.11，或至少0.12，或至少0.13，或至少0.14，或至少0.15。结果，如果入射角大于临界角，相邻的光吸收区1520和光透射区1520之间的界面1523上的入射光可以发生全内反射。在一些情况中，光控制膜1500上的入射光至少部分地通过全内反射经光控制膜透射。
图20进一步显示包括布置在光控制膜1500上的光学薄膜1410的光学构造1400，其中至少一些单体透镜1530的至少部分的粘结部分1534穿透光学薄膜，其可以导致LCF粘结于光学薄膜1410。在一些情况中，光学构造1400限定在光控制膜和光学薄膜之间的多个未填充的空隙1430，其中该空隙可以通过，例如，空气填充。在这样的情况中，粘结部分1534的主要功能是促进与光学薄膜1410的粘结，虽然在一些情况中，它们也可以具有次要功能，如帮助重定向或散射光。此外，光聚焦部分的主要功能是将LCF上的入射光聚焦到光透射区1510中而远离光吸收区1520，虽然在一些情况中，例如当至少一些光聚焦部分的部分穿透光学薄膜1410时，它们也可以具有帮助提供LCF和光学薄膜1410之间的粘结的次要功能。在一些情况中，光学薄膜是或包括光学粘合剂层。在一些情况中，光学构造1400进一步包括布置在光学薄膜1410上的光学元件1420，其中光学元件可以包括覆盖层、光扩散器、滤光器和光重定向层中的一个或多个。
图20也显示了包括布置在太阳能电池1460上的光控制膜1500的光学构造。在一些情况中，太阳能电池包括多个电极1462，其中至少一个光吸收区1520基本上与至少一个电极1462同延和对准。在一些情况中，光吸收区1520和多个电极1462相对于彼此排列以使得光吸收区基本上防止光学构造1400上的入射光到达电极。
在一些情况中，光学薄膜1410可以是布置在LCF 1500或本文公开的任何其它LCF上的光扩散器。光扩散器1410帮助散射LCF上的入射光(特别是以高入射角)到光透射区1410中并朝向太阳能电池1460散射。
在一些情况中，光学薄膜1410可以对从倾斜的视角(如大于约30度、或大于约40度、或大于约50度、或大于约60度、或大于约70度的视角)观看光学构造1400的观察者显示信息。显示的信息可以是文字信息、词语、字母、名称、图标、标识、符号、记号、商标、品牌、签名、字母数字、图画、图像和标记中的一种或多种。例如，在一些情况中，本文公开的光学构造1400或者任何其它光学构造或LCF可以布置在对观察者显示图像的环境中。在这样的情况中，光学薄膜1410可以显示基本上相同的图像以有效地掩盖光学构造或LCF。
在一些情况中，本文公开的具有交替的光吸收和光透射区的光控制膜还包括在其上形成的用于由观察者观看的第一图像如图像980。在一些情况中，第一图像形成在光吸收和光透射区两者上。在一些情况中，第一图像形成在光透射的但非光吸收的区域上。在一些情况中，第一图像被打印，例如，喷墨打印。在一些情况中，第一图像是用于掩盖(camouflaging)光控制膜或布置在光控制膜上的任何光学器件(如显示器或太阳能电池)的伪装图像(camouflagingimage)或图案。在一些情况中，光控制膜布置在显示第二图像的背景环境(如建筑物的屋顶)上或邻近背景环境，其中第二图像可以是屋顶外墙材料(siding material)的图像或图案。在这样的情况中，第一图像可以基本上匹配第二图像，从而基本上掩盖光控制膜。
实施例
实施例1
溶剂墨水用0.5mil(12μm)带缺口的量块(gapped gauge block)涂布到LCF上并在150°F(66℃)的炉中固化10分钟。涂布一系列的多色溶剂丝网印刷墨水，包括可从3MCompany以商品名溶剂丝网印刷墨水1905和2915获得的即印(press ready)(稀释的)墨水。可从3M以商品名3M 1903获得的浓墨水也涂布到LCF上。
如图14A-14C中所示，稀释的墨水(其具有高溶剂浓度)表现为使LCF结构扭曲，但稀释的墨水更完全地填充LCF结构中的通道。浓墨水在稀释前较少可能填充LCF结构中的通道(图14C)。在图14A-14C的涂布的LCF中，视差截止效应(parallax cut-off effect)不明显，但涂布的LCF具有轻度到中度的截止。样品大多表现为半透明的或不透明的。
实施例2
可从Seiko Epson Corp.,Long Beach,CA以商品名Ultra ChromeGS3获得的溶剂墨水使用Epson打印机Sure Color S80600喷墨打印到LCF膜上。青色、品红色、黄色和黑色的颜色条和块组合打印以在LCF上产生红、绿色和蓝色的区域。颜色测试块用100％墨水密度打印。
未观察到视差截止效应，且样品大多表现为半透明的或有色透明的。图15的图像显示100％青色墨水沉积(ink laydown)，其中墨水渗透通道，但在大多数情况中未在沟槽中遗留大量的残留物。LCF上墨水的喷涂可以用于双重图像概念。
实施例3
可从3M以商品名SuperFlex获得的紫外(UV)固化墨水使用可从EFI,Fremont,CA以商品名Vutek GS3250LXr获得的打印机以600每英寸点数(dpi)喷墨打印到LCF上。墨水具有白色上的品红色层。打印到白色墨水的100％沉积上的品红色墨水的百分沉积率范围为0-100％，这产生了白色墨水上的多层品红结构。
未观察到视差截止效应，且样品大多表现为半透明的，这可能是由于光密度的缺乏。光密度可以随更高的TiO2加载、更多的墨水沉积或LCF中提高的沟槽渗透而提高。
涂布的LCF显示于图16A-16C中，其表明沟槽被约50％或更少渗透且没有100％的墨水覆盖率。提高点密度至1000dpi应提高覆盖率，且疑似墨水似乎在有时间向下迁移到沟槽以形成光吸收区之前原位固化和冷冻。
实施例4
可从3M以商品名Superflex UV墨水TB-22780,白色获得的UV固化墨水手动迈耶棒(Meyer bar)涂布和缺口棒(notch bar)涂布到LCF上。墨水在25℃下具有20-30cps的粘度。墨水使用UV处理器以大约250焦耳总暴露量固化。迈耶棒是KCC Bar No.0/0.00015”(4μm)Wet Film Deposit/0.002”(0.05mm)尺寸丝线。缺口棒空隙设定为0(无空隙)。
从对象观察到视差截止。涂布方法在LCF的通道的顶部遗下残留物，这可以刮除以在没有墨水的颜色叠加的情况下显示下方对象的图像。使用具有耐用的但非金属边缘的多个刮板(例如硬质塑料刮墨刀)来除去过量墨水。
图17A-C中的图像显示近乎充满的白色墨水的格栅(louvers)。在图17D-E中，墨水从通道的顶部刮掉，这改善了下方对象的可见性而不损害截止。这一效应利用白色和品红色墨水清楚地证明，且在通道以大约10mm或更大距离间隔时这一效应更明显。
实施例5
可从3M以商品名Superflex UV墨水TB-22780,白色获得的UV固化墨水手动迈耶棒涂布和缺口棒涂布到LCF上。墨水在25℃下具有20-30cps的粘度。墨水使用UV处理器以大约250焦耳总暴露量固化。迈耶棒是KCC Bar No.0/0.00015”(4μm)Wet Film Deposit/0.002”(0.05mm)尺寸丝线。缺口棒空隙设定为0(无空隙)。之后，品红墨水(TB-22791)利用迈耶棒通过第二轮涂布到先前涂布的白色墨水的顶部。
清楚地显示了视差截止效应，且如实施例4的白色UV墨水一样，这一效应在LCF膜中的通道以大约10mm或更大距离间隔时更明显。涂布方法在LCF的通道的顶部遗留残留物，这可以刮除以在没有墨水的颜色叠加的情况下显示下方对象的图像。
图18A-B中的图像显示近乎充满的白色9800系列墨水的格栅，品红UV墨水添加到顶部。
参照图18C，当品红UV墨水涂布在白色墨水上时，样品表现为品红色。如图18D中所示，当在沟槽中从顶部向下观看样品时，品红墨水可以在沟槽中清楚地看到。如图18E中所示，当向后或自底向上观察样品时，仅白色墨水可以在沟槽中看到，但是未刮除清洁的样品由于通道顶部上的残留墨水而具有品红色调。如图18F中所示，刮除清洁的样品在沟槽中具有很少的品红墨水，但没有如刮除前的样品一样看出来鲜明的品红色。在打印或涂布期间需要更多的颜料或染色墨水以得到所需的色彩饱和度。这可以通过在用着色墨水涂布之前用白色墨水半填充沟槽来进行。
实施例6
可从Hewlett Packard以商品名HP 831获得的乳胶墨水(latex ink)使用HPLatex 360型乳胶打印机喷墨打印到LCF上。石头的图像以全色(CMYK)打印。
观察到视差截止效应。大多数墨水降落到膜的表面上而生成页岩石的图像。如溶剂基墨水一样，乳胶墨水渗透通道的表面并干燥至非常低的体积而不完全填充沟槽。这一图像也可以打印在白色填充沟槽上，这可以产生更清晰的图像。
实施方式
实施方式1.一种光控制膜，包含沿第一方向排列的多个间隔开的基本上平行的第一光吸收区，各第一光吸收区具有宽度和高度，该多个第一光吸收区包括该多个第一光吸收区中的非重叠的第一和第二亚组，该多个第一光吸收区的第一亚组具有第一视角，该多个第一光吸收区的第二亚组具有不同的第二视角。
实施方式2.实施方式1的光控制膜，其中第一和第二亚组各包括至少100个第一光吸收区。
实施方式3.实施方式1或2的光控制膜，其中第一光吸收区基本上垂直于光控制膜的主表面。
实施方式4.实施方式1-3任一项的光控制膜，其中第一光吸收区与光控制膜的主表面形成斜角。
实施方式5.一种太阳能电池组件，包含布置在太阳能电池上的实施方式1-4任一项的光控制膜。
实施方式6.一种光控制膜，包含布置在光控制膜的第一主表面和第二主表面之间的多个间隔开的基本上平行的第一光吸收区，各第一光吸收区具有宽度W、高度H和长度L，H/W≥1，L/H≥20，使得对于通过光控制膜显示的图像，该图像具有相继的第一、第二和第三图像部分，当从以第一视角观看图像移动到以不同的第二视角观看图像时，图像部分的相同特征对于第一和第三图像部分改变较小和对于第二图像部分改变较大。
实施方式7.实施方式6的光控制膜，其中该特征是色彩。
实施方式8.实施方式6或7的光控制膜，其中该特征是亮度。
实施方式9.实施方式6-8任一项的光控制膜，其中第一光吸收区基本上垂直于光控制膜的第一主表面和第二主表面。
实施方式10.一种光控制膜，包含布置在光控制膜的第一主表面和第二主表面之间的多个间隔开的基本上平行的第一光吸收区，各第一光吸收区具有宽度W、高度H和长度L，H/W≥1，L/H≥20，各第一光吸收区包含沿第一光吸收区的厚度方向堆叠的多层，该多层包含基本上吸收第一预定波长范围中的光和基本上透射不同的第二预定波长范围中的光的第一层，及布置在第一层上且基本上吸收第二预定波长范围中的光和基本上透射第一预定波长范围中的光的第二层。
实施方式11.实施方式10的光控制膜，其中第一光吸收区至少部分地嵌入基本上透射第一和第二预定波长范围中的光的光学介质中。
实施方式12.实施方式10或11的光控制膜，其中光学介质具有较高折射率且第一和第二层各具有较低折射率。
实施方式13.实施方式10-12任一项的光控制膜，其中较高和较低折射率之间的最小差异为0.1。
实施方式14.实施方式10-13任一项的光控制膜，其中第一光吸收区的第二层形成文字信息、词语、字母、名称、图标、标识、符号、记号、商标、品牌、签名、字母数字、图画、图像和标记。
实施方式15.一种光控制膜，包含布置在光控制膜的第一主表面和第二主表面之间的多个间隔开的基本上平行的第一光吸收区，各第一光吸收区具有宽度W、高度H和长度L，H/W≥1，L/H≥20，至少一个第一光吸收区基本上吸收第一预定波长范围中的光和基本上透射不同的第二预定波长范围中的光，且至少一个另外的第一光吸收区基本上吸收第二预定波长范围中的光和基本上透射第一预定波长范围中的光。
实施方式16.一种光控制膜，包含布置在光控制膜的第一主表面和第二主表面之间的多个间隔开的基本上平行的第一光吸收区，各第一光吸收区具有宽度W、高度H和长度L，H/W≥1，L/H≥20，至少对于一个第一光吸收区，第一光吸收区在预定温度范围中的第一温度下具有第一颜色和在预定温度范围中的不同的第二温度下具有不同的第二颜色。
实施方式17.一种光控制膜，包含布置在基本上平行的相对的第一主表面和第二主表面之间且基本上垂直于第一主表面和第二主表面的交替的光吸收区和光透射区，各光吸收区从靠近第一主表面的较宽的第一末端向靠近第二主表面的较窄的第二末端渐变，各光透射区终止于第一主表面处的相应光学透镜并与其对准，各光吸收区的第一末端在光吸收区的各侧面上相对于光学透镜的基部凹陷并朝向第一主表面凹入。
实施方式18.实施方式17的光控制膜，进一步包含基底，该基质包含第二主表面且远离第一主表面布置。
实施方式19.实施方式17或18的光控制膜，其使得当光控制膜通过第一主表面接收来自Lambertian光源的光时，光从光控制膜的第二主表面离开光控制膜，其具有基本上平顶的强度分布和约10度至约20度的半高半宽。
实施方式20.实施方式17-19任一项的光控制膜，其中各光吸收区以约2度至约20度的角度渐变。
实施方式21.实施方式17-20任一项的光控制膜，其中各光学透镜具有约100微米至约200微米的焦距。
实施方式22.实施方式17-21任一项的光控制膜，其中各光吸收区的第一末端从第一主表面凹陷约5微米至约20微米的距离。
实施方式23.实施方式17-22任一项的光控制膜，其中光学透镜与光透射区整合在一起。
实施方式24.一种光学构造，包含：
光控制膜，其包含多个间隔开的第一光吸收区，各第一光吸收区基本上吸收第一预定波长范围中的光和基本上透射非重叠的第二预定波长范围中的光；和
滤光器，其布置在光控制膜上且基本上透射第一预定波长范围中的光和基本上反射非重叠的第三预定波长范围中的光，该第三预定波长范围与第二预定波长范围部分重叠。
实施方式25.实施方式24的光学构造，其中第一光吸收区与光控制膜的平面形成斜角。
实施方式26.实施方式24或25的光学构造，其中各第一光吸收区吸收至少60％的第一预定波长范围中的光。
实施方式27.实施方式24-26任一项的光学构造，其中各第一光吸收区吸收至少70％的第一预定波长范围中的光。
实施方式28.实施方式24-27任一项的光学构造，其中各第一光吸收区吸收至少80％的第一预定波长范围中的光。
实施方式29.实施方式24-28任一项的光学构造，其中各第一光吸收区透射至少60％的第二预定波长范围中的光。
实施方式30.实施方式24-29任一项的光学构造，其中各第一光吸收区透射至少70％的第二预定波长范围中的光。
实施方式31.实施方式24-30任一项的光学构造，其中各第一光吸收区透射至少80％的第二预定波长范围中的光。
实施方式32.实施方式24-31任一项的光学构造，其中滤光器透射至少60％的第一预定波长范围中的光。
实施方式33.实施方式24-32任一项的光学构造，其中滤光器透射至少70％的第一预定波长范围中的光。
实施方式34.实施方式24-33任一项的光学构造，其中滤光器透射至少80％的第一预定波长范围中的光。
实施方式35.实施方式24-34任一项的光学构造，其中光控制膜至少部分地通过全内反射透射光。
实施方式36.实施方式24-35任一项的光学构造，其中光控制膜透射的至少5％的光是通过全内反射。
实施方式37.实施方式24-36任一项的光学构造，其中光控制膜透射的至少10％的光是通过全内反射。
实施方式38.实施方式24-37任一项的光学构造，其中滤光器主要通过光干涉透射和反射光。
实施方式39.实施方式24-38任一项的光学构造，其中滤光器包含多个聚合物层，各聚合物层主要通过光干涉透射和反射光，该多个聚合物层具有交替的较低折射率和较高折射率。
实施方式40.实施方式19-23任一项的光学构造，其中:
第一预定波长范围是约400nm-约700nm；
第二预定波长范围是约750nm-约1600nm；和
第三预定波长范围是约1200nm至大于约1600nm的波长。
实施方式41.实施方式40的光学构造，其中滤光器基本上反射与第一预定波长范围非重叠的第四预定波长范围中的光，使得随着光学构造上的入射光的入射角增大，滤光器透射更少的第一预定波长范围中的光和透射更多的第四预定波长范围中的光。
实施方式42.实施方式40或41的光学构造，其中第四预定波长范围中的波长短于第一预定波长范围中的波长。
实施方式43.实施方式40-42任一项的光学构造，其中第四预定波长范围为约350nm-约420nm。
实施方式44.一种光学构造，包含：
光控制膜，其包含交替的光吸收区和光透射区；和
透镜板，其布置在光控制膜上并包含多个透镜，各透镜对应于不同的光透射区并与其对准，各对相继光透射区的之间的最小侧向间距为w，对应于该对相继的光透射区域的透镜之间的最大侧向间距为d，其中d/w≤1。
实施方式45.实施方式44的光学构造，其中d/w≤0.9。
实施方式46.实施方式44或45的光学构造，其中各透镜的焦斑位于对应的光透射区内。
实施方式47.一种光控制膜，包括交替的光吸收区和光透射区及多个单体透镜，各单体透镜布置在不同光透射区上并与其对准，且包括：
光聚焦部分，其主要用于将光朝向对应于该透镜的光透射区聚焦；和
粘结部分，其主要用于将透镜粘结到表面。
实施方式48.实施方式47的光控制膜，其中各对应的单体透镜和光透射区形成单一构造。
实施方式49.实施方式47或48的光控制膜，其中在平面视图中，各单体透镜具有投射面积A且透镜的粘结部分具有投射面积B，B/A≤0.2。
实施方式50.实施方式47-49任一项的光控制膜，其中对于各透镜，透镜的粘结部分具有最大H和最大宽度W，H/W≥1。
实施方式51.实施方式47-50任一项的光控制膜，其中对于各透镜，透镜的粘结部分具有最大高度H和最大宽度W，H/W≥1.5。
实施方式52.实施方式47-51任一项的光控制膜，其中在平面视图中，各单体透镜的粘结部分相对于单体透镜居中。
实施方式53.实施方式47-52任一项的光控制膜，其中各单体透镜的粘结部分位于各单体透镜的最高点。
实施方式54.实施方式47-53任一项的光控制膜，其中各光吸收区与垂直于光控制膜的平面的线形成斜角。
实施方式55.实施方式54的光控制膜，其中该角度是约5度-约50度。
实施方式56.实施方式47-55任一项的光控制膜，其中交替的光吸收区和光透射区布置在光透射基底上。
实施方式57.实施方式47-56任一项的光控制膜，其中光吸收区具有较低折射率和光透射区具有较高折射率。
实施方式58.实施方式47-57任一项的光控制膜，其中光控制膜上的入射光至少部分地通过全内反射经光控制膜透射。
实施方式59.一种光学构造，包含实施方式47-58任一项的光控制膜和布置在光控制膜上的光学薄膜，其中至少一些单体透镜的至少部分的粘结部分穿透光学薄膜。
实施方式60.实施方式59的光学构造，在光控制膜和光学薄膜之间限定多个未填充的空隙。
实施方式61.实施方式59或60的光学构造，其中光学薄膜包含光学粘合剂层。
实施方式62.实施方式59-61任一项的光学构造,进一步包含布置在光学薄膜上的光学元件，该光学元件包含覆盖层、光扩散器、滤光器和光重定向层中的一个或多个。
实施方式63.一种光学构造，包含布置在太阳能电池上的实施方式47-62任一项的光控制膜。
实施方式64.实施方式63的光学构造，其中太阳能电池包含多个电极，且其中至少一个光吸收区基本上与至少一个电极同延和对准。
实施方式65.实施方式63或64的光学构造，其中太阳能电池包含多个电极，且其中光吸收区和多个电极相对于彼此排列以使得光吸收区基本上防止光学构造上的入射光到达电极。
实施方式66.一种光学构造，包含：
太阳能电池，其包含跨太阳能电池延伸的多个电极；和
光控制膜，其布置在太阳能电池上并具有多个第一光吸收区，各第一光吸收区具有宽度W、高度H和长度L，H/W≥1，L/H≥20，各第一光吸收区与多个电极中的对应电极同延和对准。
实施方式67.实施方式66的光学构造，其中多个电极包含至少一个较宽电极和至少一个较窄电极。
实施方式68.实施方式66或67的光学构造，其中多个第一光吸收区基本上嵌入基本上透射第一预定波长范围中的光并具有第一折射率的光学介质中，各第一光吸收区基本上吸收第一预定波长范围中的光并具有低于第一折射率的第二折射率。
实施方式69.实施方式66-68任一项的光学构造，其中光学介质透射至少70％的第一预定波长范围中的光和各第一光吸收区吸收至少70％的第一预定波长范围中的光。
实施方式70.实施方式66-69任一项的光学构造，其中多个电极中的至少一些电极基本上是光学上不透明的。
实施方式71.实施方式66-70任一项的光学构造，其中各第一光吸收区与垂直于光控制膜的线形成约5度-约40度范围的角度。
实施方式72.一种光学构造，包含：
太阳能电池；和
光控制膜，其布置在太阳能电池上并沿光控制膜的长度和宽度基本上与太阳能电池同延，光控制膜具有多个间隔开的基本上平行的第一光吸收区，各第一光吸收区具有宽度W、高度H和长度L，H/W≥1，L/H≥20，各第一光吸收区与垂直于太阳能电池的线形成约5度-约40度范围的角度。
实施方式73.一种光控制膜，包含多个间隔开的基本上平行的第一光吸收区和多个间隔开的基本上平行的第二光吸收区，各第一和第二光吸收区具有宽度W、高度H和长度L，H/W≥1，L/H≥20，各第一光吸收区与垂直于光控制膜的平面的线形成同一第一角度，各第二光吸收区与该线形成不同的同一第二角度。
实施方式74.实施方式17、44或47的光控制膜，进一步包含在其上形成的用于由观察者观看的第一图像。
实施方式75.实施方式17、44或47的光控制膜，其中第一图像形成在光吸收区和光透射区两者上。
实施方式76.实施方式17、44或47的光控制膜，其中第一图像形成在光透射的但非光吸收的区域上。
实施方式77.实施方式17、44或47的光控制膜，其中第一图像包含打印的图像。
实施方式78.实施方式17、44或47的光控制膜，其中第一图像包含伪装图像或图案。
实施方式79.实施方式17、44或47的光控制膜，邻近显示第二图像的背景布置，第一图像基本上匹配第二图像，从而基本上掩盖光控制膜。
本发明的各种实施方式已进行了描述，这些和其它的实施方式在以下权利要求的范围内。

Claims (30)

1.一种光控制膜，其包括布置在基本上平行的相对的第一和第二主表面之间、并且基本上垂直于所述基本上平行的相对的第一和第二主表面的交替的光吸收区和光透射区，各光吸收区从靠近所述第一主表面的较宽的第一末端向靠近所述第二主表面的较窄的第二末端渐变，各光透射区在所述第一主表面处的对应光学透镜处终止并与该光学透镜对准，各光吸收区的第一末端在光吸收区的各侧面上相对于光学透镜的基部凹陷并且朝向所述第一主表面凹入。
2.根据权利要求1所述的光控制膜，使得当所述光控制膜通过所述第一主表面从朗伯光源接收光时，光从所述光控制膜的所述第二主表面离开所述光控制膜，其具有基本上平顶的强度分布以及在约10度至约20度之间的半高半宽。
3.根据权利要求1所述的光控制膜，其中各光吸收区的第一末端从所述第一主表面凹陷约5微米至约20微米的距离。
4.根据权利要求1所述的光控制膜，其中所述光吸收区具有较低折射率而所述光透射区具有较高折射率。
5.根据权利要求1所述的光控制膜，进一步包括形成于其上的供观察者观看的第一图像。
6.根据权利要求5所述的光控制膜，其中所述第一图像形成于所述光透射区上，但不在所述光吸收区上。
7.根据权利要求5所述的光控制膜，其中所述第一图像包括打印的图像。
8.根据权利要求5所述的光控制膜，其中所述第一图像包括伪装的图像或图案。
9.根据权利要求5所述的光控制膜，其邻近于显示第二图像的背景布置，所述第一图像基本上匹配所述第二图像，从而基本上掩盖所述光控制膜。
10.一种光学构造，所述光学构造包括：
光控制膜，所述光控制膜包括交替的光吸收和光透射区；以及
透镜板，所述透镜板布置在所述光控制膜上并且包括多个透镜，各透镜对应于不同的光透射区并且与之对准，各对相继的光透射区之间的最小侧向间距为w，对应于该对相继的光透射区的透镜之间的最大侧向间距为d，其中d/w≤0.9。
11.根据权利要求10所述的光控制膜，其中各透镜的焦斑位于对应的光透射区内。
12.根据权利要求10所述的光控制膜，其还包括形成于其上的供观察者观看的伪装的图像或图案。
13.根据权利要求12所述的光控制膜，其邻近于显示第二图像的背景布置，所述第一图像基本上匹配所述第二图像，从而基本上掩盖所述光控制膜。
14.一种光控制膜，其包括交替的光吸收和光透射区和多个单体透镜，各单体透镜布置在不同的光透射区上并且与所述不同的光透射区对准，并且包括：
光聚焦部分，其主要用于将光朝向对应于该透镜的光透射区聚焦；以及
粘结部分，其主要用于将该透镜粘结到表面。
15.根据权利要求14所述的光控制膜，其中各对应的单体透镜和光透射区形成单一构造。
16.根据权利要求14所述的光控制膜，其中在平面视图中，各单体透镜的投射面积为A，并且所述透镜的粘结部分的投射面积为B，B/A≤0.2。
17.根据权利要求14所述的光控制膜，其中对于各透镜，所述透镜的粘结部分的最大高度为H而最大宽度为W，H/W≥1。
18.根据权利要求14所述的光控制膜，其中各光吸收区与垂直于所述光控制膜的平面的线形成斜角，所述斜角的范围为约5度至约50度。
19.根据权利要求14所述的光控制膜，其中所述光吸收区具有较低的折射率，而所述光透射区具有较高的折射率。
20.一种光学构造，其包括根据权利要求14所述的光控制膜以及布置在所述光控制膜上的光学薄膜，其中至少一些所述单体透镜的至少部分的粘结部分穿透所述光学薄膜。
21.根据权利要求20所述的光学构造，其在所述光控制膜和所述光学薄膜之间限定多个未填充的空隙。
22.一种光学构造，其包括布置在太阳能电池上的根据权利要求14所述的光控制膜。
23.根据权利要求22所述的光学构造，其中所述太阳能电池包括多个电极，并且其中至少一个光吸收区基本上与至少一个电极共延且对准。
24.根据权利要求22所述的光学构造，其中所述太阳能电池包括多个电极，并且其中所述光吸收区和所述多个电极相对于彼此排列，以使得所述光吸收区基本上阻止入射到所述光学构造上的光到达所述电极。
25.根据权利要求22所述的光控制膜，其进一步包括形成于其上的供观察者观看的第一图像。
26.根据权利要求25所述的光控制膜，其中所述第一图像形成于所述光吸收区和所述光透射区二者上。
27.根据权利要求25所述的光控制膜，其中所述第一图像形成于所述光透射区上，但不在所述光吸收区上。
28.根据权利要求25所述的光控制膜，其中所述第一图像包括打印的图像。
29.根据权利要求25所述的光控制膜，其中所述第一图像包括伪装的图像或图案。
30.根据权利要求25所述的光控制膜，其邻近于显示第二图像的背景布置，所述第一图像基本上匹配所述第二图像，从而基本上掩盖所述太阳能电池。
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