CN111801605A - 高透射率光控膜 - Google Patents
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
- B29D11/00634—Production of filters
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
- E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
- E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
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- E06B2009/2405—Areas of differing opacity for light transmission control
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- G02B2207/123—Optical louvre elements, e.g. for directional light blocking
Abstract
本发明描述了一种光控膜，该光控膜包括设置在光输入表面与光输出表面之间的交替的透射区域和吸收区域。吸收区域具有至少30的高宽比。在一些实施方案中，交替的透射区域和吸收区域具有对于在320nm‑400nm(UV)范围内的波长至少35％、40％、45％或50％的在0度的视角下用分光光度计测量的透射率，以及/或者对于在700nm‑1400nm(NIR)范围内的波长至少65％、70％、75％或80％的在0度的视角下用分光光度计测量的透射率。在另一实施方案中，吸收区域阻挡光输入表面和光输出表面处的光，并且被阻挡的最大表面积小于交替的总透射区域和吸收区域的20％。还描述了包括本文所述的光控膜的各种光学通信系统和方法。
Description
附图说明
图1a为具体体现的光控膜的剖视图。
图1b示出图1a的光控膜的极面截止视角。
图1c为比较微结构化膜的透视图。
图2为微结构化膜的透视图。
图3为制备光控膜的具体体现的方法的剖面示意图。
图4为光控膜的透视图，该光控膜还包括与粘合剂层粘结的覆盖膜。
图5为包括具体体现的光控膜的背光显示器的透视示意图。
图6为各种光控膜的光亮度对视角的曲线图。
图7为应用于外壳诸如建筑物、房屋或车辆的窗的示例性光控膜的示意性剖视图。
图8为光控膜的透射率对波长的示意性曲线图。
图9为将光控膜应用于飞机或航空器的示例性应用的示意图。
图10为包括与回射器组合的光控膜的示例性光学通信系统的示意性剖视图。并且
图11为包括光控膜和带有脉冲传感器的腕表的示例性可佩戴光学通信系统的示意性剖视图。
发明内容
虽然已经描述了各种光控膜，但本行业会发现适合用作私密膜的光控膜的优点，所述私密膜具有改善的特性，诸如改善的轴向透射率。
在一个实施方案中，描述了一种光控膜，所述光控膜包括光输入表面和与所述光输入表面相背的光输出表面，以及设置在所述光输入表面与所述光输出表面之间的交替的透射区域和吸收区域。
在一个实施方案中，所述吸收区域具有至少30的高宽比。
在一些实施方案中，所述交替的透射区域和吸收区域具有至少75％的在0度的视角下的相对透射率(用锥光镜测量)。
在另一实施方案中，所述交替的透射区域和吸收区域具有至少35％、40％、45％或50％的在0度的视角下对于在320nm-400nm(UV)范围内的波长用分光光度计测量的透射率。
在另一实施方案中，所述交替的透射区域和吸收区域具有至少65％、70％、75％或80％的在0度的视角下对于在700nm-1400nm(NIR)范围内的波长用分光光度计测量的透射率，或者它们的组合。
在另一实施方案中，描述了一种光控膜，所述光控膜包括光输入表面和与所述光输入表面相背的光输出表面，以及设置在所述光输入表面与所述光输出表面之间的交替的透射区域和吸收区域。所述吸收区域阻挡所述光输入表面和所述光输出表面处的光，并且被阻挡的最大表面积小于交替的总透射区域和吸收区域的20％。
在另一实施方案中，所述吸收区域包含中值粒度小于100纳米的多个粒子。
在另一实施方案中，所述吸收区域包含高分子电解质。
在一些实施方案中，所述光控膜还包括附加层，诸如表涂层或粘合剂和覆盖膜，并且总光控膜具有如本文所述的指定透射特性。
在另一实施方案中，所述光控膜包括设置在第二光控膜上的如刚才所述的第一光控膜。所述第二光控膜还可具有高宽比为至少30的吸收区域。
还描述了包括本文所述的光控膜的各种光学通信系统。
在另一实施方案中，描述了一种制备光控膜的方法，所述方法包括：提供微结构化膜，所述微结构化膜包括与沟道交替的多个透光区域，其中所述微结构化膜具有由所述透光区域的顶表面和侧壁以及所述沟道的底表面限定的表面；将有机吸光材料施加到所述表面，以及
从所述透光区域的所述顶表面和所述沟道的所述底表面移除吸光涂层的至少一部分。
在另一实施方案中，描述了一种制备微结构化膜的方法，所述方法包括：提供微结构化膜，所述微结构化膜包括与沟道交替的多个透光区域，其中所述微结构化膜具有由所述透光区域的顶表面和侧壁以及所述沟道的底表面限定的表面；通过逐层自组装将吸光材料施加到所述表面；从所述透光区域的所述顶表面和所述沟道的所述底表面移除吸光涂层的至少一部分。
具体实施方式
在一个实施方案中，描述了光控膜(“LCF”)。参考图1a(具体体现的LCF 100的剖视图)，LCF包括光输出表面120和相背的光输入表面110。光输出表面120通常平行于光输入表面110。LCF 100包括设置在光输出表面120与光输入表面110之间的交替的透射区域130和吸收区域140。
在一个实施方案中，如图1a所示，透射区域130通常与基体区域“L”成一体，这意味着在基体区域与透射区域130的基底部分131之间不存在界面。另选地，LCF可不含此类基体区域L，或者在基体区域L与透射区域130之间可存在界面。当存在基体区域时，基体区域设置在交替的透射区域130和吸收区域140与光输入表面110之间。
另选地，在另一实施方案中，表面120可为光输入表面，并且表面110可为光输出表面。在该实施方案中，基体区域设置在交替的透射区域130和吸收区域140与光输出表面之间。
透射区域130可由宽度“WT”限定。除了基体区域“L”之外，透射区域130通常具有与吸收区域140标称相同的高度。在典型的实施方案中，吸收区域的高度HA为至少30微米、40微米、50微米、60微米、70微米、80微米、90微米或100微米。在一些实施方案中，该高度不大于200微米、190微米、180微米、170微米、160微米或150微米。在一些实施方案中，该高度不大于140微米、130微米、120微米、110微米或100微米。LCF通常包括具有标称相同的高度和宽度的多个透射区域。在一些实施方案中，透射区域具有高度“HT”、其最宽部分处的最大宽度“WT”和至少1.75的高宽比HT/WT。在一些实施方案中，HT/WT为至少2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5或5.0。在其它实施方案中，透射区域的高宽比为至少6、7、8、9、10。在其它实施方案中，透射区域的高宽比为至少15、20、25、30、35、40、45或50。
吸收区域140具有由底表面155与顶表面145之间的距离限定的高度“HA”，此类顶表面和底表面通常平行于光输出表面120和光输入表面110。吸收区域140具有最大宽度“WA”，并且沿着表面光输出表面120间隔开间距“PA”。吸收区域还具有如图5的透视图所示的长度“LA”。宽度通常为最小尺寸。高度通常大于宽度。长度通常为最大尺寸。在一些实施方案中，长度可跨越一片膜的整个长度或跨越整卷膜的长度。
在基部(即，相邻于底表面155)处的吸收区域的宽度WA通常与相邻于顶表面145的吸收区域的宽度标称相同。然而，当吸收区域在基部处的宽度不同于与顶表面相邻的宽度时，该宽度由最大宽度限定。多个吸收区域的最大宽度可针对感兴趣的区域诸如测量透射率(例如，亮度)的区域进行平均。LCF通常包括具有标称相同的高度和宽度的多个吸收区域。在典型的实施方案中，吸收区域通常具有不大于10微米、9微米、8微米、7微米、6微米、5微米、4微米、3微米、2微米或1微米的宽度。在一些实施方案中，吸收区域通常具有不大于900纳米、800纳米、700纳米、600纳米或500纳米的宽度。在一些实施方案中，吸收区域具有至少50纳米、60纳米、70纳米、80纳米、90纳米或100纳米的宽度。
吸收区域可由高宽比限定，即，吸收区域的高度除以吸收区域的最大宽度(HA/WA)。在一些实施方案中，吸收区域的高宽比为至少1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。在有利的实施方案中，选择一个或多个吸收区域的高度和宽度，使得一个或多个吸收区域具有甚至更高的高宽比。在一些实施方案中，吸收区域的高宽比为至少15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100。在其它实施方案中，吸收区域的高宽比为至少200、300、400或500。高宽比的范围可为高达10,000或更大。在一些实施方案中，高宽比不大于9,000；8,000；7,000；6,000、5,000；4,000、3000；2,000或1,000。
如图1b所示，LCF 100包括交替的透射区域130和吸收区域140，以及位于透射区域130与吸收区域140之间的界面150。界面150与垂直于光输出表面120的线160形成壁角θ。
较大壁角θ降低了法向入射或换句话讲0度的视角下的透射率。优选较小壁角，使得法向入射下的透射率可尽可能地大。在一些实施方案中，壁角θ小于10度、9度、8度、7度、6度或5度。在一些实施方案中，壁角不大于2.5度、2.0度、1.5度、1.0度、0.5度或0.1度。在一些实施方案中，壁角为零或接近零。当壁角为零时，吸收区域与光输出表面120之间的角度为90度。根据壁角，透射区域可具有矩形或梯形横截面。
当入射光从位于吸收区域与透射区域之间的界面发生全内反射(TIR)时，透射率(例如，可见光亮度)可得以增加。根据光线与界面的入射角以及透射区域和吸收区域的材料的折射率差值，可确定光线是否将发生TIR。
如图1b所示，吸收区域140之间的透射区域130具有由交替的透射区域130和吸收区域的几何形状限定的界面角θI。如图1a和图1b所示，界面角θI可由两条线的交点限定。第一线从由第一吸收区域的底表面和侧壁表面限定的第一点以及由最近的第二吸收区域的顶表面和侧壁表面限定的第二点延伸。第二线从由第一吸收区域的顶表面和侧壁表面限定的第一点以及由第二吸收区域的底表面和侧壁表面限定的第二点延伸。
极面截止视角θP等于极面截止半视角θ1和极面截止半视角θ2之和，两者中的每一者从光输入表面110的法线测量。在典型的实施方案中，极面截止视角θP是对称的，并且极面截止半视角θ1等于极面半视角θ2。另选地，极面截止视角θP可以是不对称的，并且极面截止半视角θ1不等于极面截止半视角θ2。
光亮度可根据实施例中所述的测试方法来测量。可在交替的透射区域和吸收区域(诸如图1a中所示)或还可包括覆盖膜的总光控膜(诸如图4中所示)上测量光亮度。相对透射率(例如，可见光亮度)被定义为在具有包括交替的透射区域和吸收区域以及任选的其它层的光控膜的读数与不具有光控膜的读数(即，基线)之间在指定视角或视角范围下的光亮度百分比。参考图6，视角可在-90度至+90度的范围内。0度的视角正交于光输入表面110；而-90度和+90度的视角平行于光输入表面110。
例如，参考图6，轴向基线光亮度为2100Cd/m2。EX.6具有1910Cd/m2的轴向光亮度。因此，相对透射率(例如，亮度)为1910Cd/m2/2100Cd/m2乘以100，这等于91.0％。除非另外指明，否则相对透射率是指通过在实施例中更详细描述的锥光镜测试方法测量的波长范围为400nm-700nm的可见光的相对透射率。
交替的透射区域和吸收区域或总LCF可在0度的视角下表现出增加的相对透射率(例如，亮度)。在一些实施方案中，相对透射率(例如，亮度)为至少75％、80％、85％或90％。相对透射率(例如，亮度)通常小于100％。
交替的透射区域和吸收区域或总LCF可在0度的视角下表现出对其它波长的光的高透射率。波长范围在700nm-1400nm范围内的近红外(NIR)光和波长范围为320nm-400nm的紫外(UV)光的透射率是指通过在实施例中更详细描述的分光光度测定方法测量的透射率。
在一些实施方案中，交替的透射区域和吸收区域或总LCF具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％或80％的在0度的视角下对于在700nm-1400nm(NIR)范围内的波长的透射率。在一些实施方案中，交替的透射区域和吸收区域或总LCF具有至少50％或60％的在0度的视角下对于在320nm-400nm(UV)范围内的波长的透射率。透射率可针对波长范围内的单个波长，或者透射率可为整个波长范围的平均透射率。
另选地，交替的透射区域和吸收区域或总LCF可在0度的视角下表现出对其它波长的光的低透射率。透光区域和基体层的(例如，PET)基底膜和材料可具有对可见光和NIR光的高透射率，但具有对UV光的低透射率。此外，包括(例如，色移)膜可显著降低对UV光和NIR光两者的透射率，同时表现出对可见光的高透射率。在一些实施方案中，交替的透射区域和吸收区域或总LCF具有小于50％、45％、40％或30％的在0度的视角下对于在700nm-1400nm(NIR)范围内的波长的透射率。在一些实施方案中，交替的透射区域和吸收区域或总LCF具有小于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％或5％的在0度的视角下对于在320nm-400nm(UV)范围内的波长的透射率。透射率可针对波长范围内的单个波长，或者透射率可为整个波长范围的平均透射率。
在典型的实施方案中，LCF在其它视角下具有显著较低的透射率。例如，在一些实施方案中，在-30度、+30度或-30度和+30度的平均值的视角下的相对透射率(例如，可见光亮度)小于50％、45％、40％、35％、30％或25％。在其它实施方案中，在30度、+30度或-30度和+30度的平均值的视角下的相对透射率(例如，亮度)小于25％、20％、15％、10％或5％。在一些实施方案中，在+/-35度、+/-40度、+/-45度、+/-50度、+/-55度、+/-60度、+/-65度、+/-70度、+/-75度或+/-80度的视角下的相对透射率(例如，亮度)小于25％、20％、15％、10％或5％，或者小于5％。在一些实施方案中，对于在+35度至+80度、-35度至-80度范围内或这些范围的平均值的视角的平均相对透射率(例如，亮度)小于10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％或2％。
交替的透射区域和吸收区域或总LCF可在其它视角下表现出对NIR或UV波长的光的显著较低的透射率。例如，在一些实施方案中，交替的透射区域和吸收区域或总光控膜具有小于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％或5％的在30度的视角下对于700nm-1400nm(NIR)的波长范围的透射率。在一些实施方案中，交替的透射区域和吸收区域或总光控膜具有小于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％、4％、3％、2％或1％的在30度的视角下在320nm-400nm(UV)波长范围内的透射率。在一些实施方案中，在60度的视角下对NIR或UV波长的光的透射率也落入前述范围内，并且通常低于在30度下的透射率。在一些实施方案中，交替的透射区域和吸收区域或总光控膜具有小于5％、4％、3％、2％或1％的在60度的视角下对于700nm-1400nm(NIR)的波长范围的平均透射率。
因此，本文所述的光控膜可在各种视角下表现出对各种波长的光(可见光、UV和NIR)的高透射特性和低透射特性的各种组合。
在一个实施方案中，光控膜在各种视角(例如，0度、30度和60度)下表现出对NIR的高透射率，而表现出对可见光和UV的较低透射率，如前所述。光控膜可表现出至少60％、65％、70％、75％或80％的对于在700nm-1400nm(NIR)范围内的波长的透射率，以及至少10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％的在30度和/或60度的视角下对于在700nm-1400nm(NIR)范围内的波长的透射率。
在“偏轴”视角下具有显著较低透射率的LCF适合用作私密膜。此类膜允许显示器正前方(0度的视角)的观察者看到图像，但阻挡观察者在“偏轴”角度下看到此类图像。
吸收区域可相对于阻挡(例如，吸收)光输入表面或光输出表面处的光的吸收区域的最大表面积来表征。光控膜的光输入表面或光输出表面可用光学显微镜(例如，以200倍放大率)观察。对于较小的吸收区域(例如，WA小于1微米)，可使用较高分辨率显微镜(例如，扫描电镜)来测量表面积。多个吸收区域的最大宽度(即，图1a中的WA)和间距(即，图1a中的PA)可通过用ImageJ软件(诸如购自http://imagej.nih.gov/ij上的国立卫生研究院(National Institute of Health))分析光学显微镜图像来测量。
图1c为比较LCF 150的透视图，其包括光输出表面120和相背的光输入表面110。光输出表面120通常平行于光输入表面110。LCF 700包括设置在光输出表面120与光输入表面110之间的交替的透射区域130和吸收区域140。对于比较光控膜(CE2)，如图1c所示，(例如，五个)吸收区域的平均最大宽度WA为15微米。平均间距PA(吸收区域之间的距离)为65微米。比率WA/PA等于0.23或23％。换句话讲，吸收区域占据的最大表面积为光输出表面720的交替的总透射区域和吸收区域的23％。
与比较光控膜相比，当前所述的吸收区域阻挡(例如，吸收)更少的光。在典型的实施方案中，吸收区域占据的最大表面积小于交替的总透射区域和吸收区域的20％、19％、18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％或3％。当吸收区域具有为零的壁角或换句话讲高度如图1a所示正交于光输入表面和光输出表面时，吸收区域占据的最大表面积可以与刚刚描述的比较光控膜相同的方式计算(即，比率WA/PA)。当吸收区域具有大于零的壁角时，比率WA/PA不考虑当光沿正交于光输入表面和光输出表面的方向通过膜时被阻挡的所有光。在该实施方案中，可从壁角和垂直于光输出表面120的线160计算“d”。被阻挡的光的该总表面积等于(d+WA)/(WT+WA)。例如，当WT为30微米时，WA为0.5微米，并且壁角为3度，(d+WA)/(WT+WA)＝(tan(3°)+0.5)/(30+0.5)，并且被阻挡的光的总表面积为17.1％。
吸收区域可通过涂覆微结构化膜的表面而形成。图2示出了具体体现的微结构化膜制品200，其可被涂覆以制备LCF。所示微结构化膜包括微结构化表面210，该微结构化表面包括位于基底层260上的多个沟道201a-201d。如图2所示，连续基体层“L”可存在于沟道205的底部与基底层260的顶表面210之间。另选地，沟道201可一直延伸穿过微结构化膜制品200。在该实施方案(未示出)中，沟槽的底表面205可与基底层260的顶表面210重合。在典型的实施方案中，基底层260为预成形膜，该预成形膜包含与透射区域230不同的有机聚合物材料，如随后将描述的。
突起(例如，透射区域)230的高度和宽度由相邻的沟道(例如，201a和201b)限定。突起(例如，透射区域)230可由顶表面220、底表面231以及将顶表面接合到底表面的侧壁232和233限定。侧壁可彼此平行。更典型地，侧壁具有如前所述的壁角。
在一些实施方案中，突起(例如，透射区域)230具有至少10微米的间距“PT”。间距为第一突起(例如，透射区域)的起点与第二突起(例如，透射区域)的起点之间的距离，如图2所示。间距可为至少15微米、20微米、25微米、30微米、35微米、40微米、45微米或50微米。间距通常不大于1mm。间距通常不大于900微米、800微米、700微米、600微米或500微米。在一些实施方案中，间距通常不大于550微米、500微米、450微米、400微米、350微米、300微米、250微米或200微米。在一些实施方案中，间距不大于175微米、150微米、100微米。在典型的实施方案中，突起是均匀间隔的，具有单一间距。另选地，突起可被间隔成使得相邻的突起之间的间距不相同。在该稍后的实施方案中，至少一些且通常大多数(总突起的至少50％、60％、70％、80％、90％或更大)具有刚刚描述的间距。
吸收区域的间距PA在与刚刚针对透光区域描述的相同的范围内。
突起(例如，透射区域)的间距和高度对于促进用吸光涂层涂覆突起(例如，透射区域)可能是重要的。当突起间隔太近时，可能难以均匀地涂覆侧壁。当突起间隔开太远时，吸光涂层可能无法有效地提供其预期功能，诸如在偏轴视角下私密。
吸收区域通过在微结构化膜的突起(例如，透射区域)的侧壁上提供吸光涂层来形成。吸光涂层的厚度等于吸收区域的宽度WA，如前所述。吸收区域可通过在侧壁(例如，232、233)上提供足够薄、适形的吸光涂层的任何方法形成。
在一个实施方案中，吸收区域通过增材和减材方法的组合形成。
参考图3，光控膜可通过提供包括由顶表面(例如，320)和侧壁(332,333)限定的多个突起(例如，透射区域)的微结构化膜300(诸如图2的微结构化膜)来制备。多个突起(例如，透射区域)330通过沟道301a和301b彼此隔开。突起(例如，透射区域)的侧壁与沟道的侧壁重合。沟道还包括与基底层360的顶表面平行或重合的底表面305。该方法还包括将吸光涂层341施加到微结构化膜的(例如，整个)表面，即，突起(例如，透射区域)的顶表面320和侧壁332、333以及隔开突起(例如，透射区域)的沟道的底表面305。该方法还包括从突起(例如，透射区域)的顶表面320和沟道的底表面305移除涂层。在一些实施方案中，该方法还包括用有机聚合物材料345诸如与突起(例如，透射区域)(例如，相同的)可聚合树脂填充沟道，以及固化可聚合树脂。当沟道未用固化的可聚合树脂填充时，沟道通常用空气填充。
含微结构的制品(例如，图2中所示的微结构化膜制品200)可通过任何合适的方法制备。在一个实施方案中，含微结构的制品(例如，图2中所示的微结构化膜制品200)可通过如US 8,096,667中所述的浇铸和固化方法来制备，该方法包括以下步骤：(a)制备可聚合组合物；(b)以刚刚足以填充母模的腔体的量，将可聚合组合物沉积到母模负微结构化模制表面(例如，工具)上；(c)通过在(例如，预成形膜)基底层与母模之间移动可聚合组合物液滴来填充腔体，该基底层和母模中的至少一者是柔性的；以及(d)固化组合物。沉积温度可在环境温度至约180℉(82℃)的范围内。母模可为金属(诸如镍、镀铬或镀镍的铜或黄铜)材料，或者可为在聚合条件下稳定的热塑性材料，并且具有允许从母模干净地移除聚合材料的表面能。当基底层为预成形膜时，膜的表面中的一个或多个可任选地涂底漆或以其它方式进行处理，以促进与透光区域的有机材料的粘附。在一个实施方案中，基底层包含热固性丙烯酸类聚合物作为底漆(诸如以商品名“Rhoplex 3208”购自密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical,Midland,MI))。
可聚合树脂可包含选自以下物质的第一可聚合组分和第二可聚合组分的组合：(甲基)丙烯酸酯单体、(甲基)丙烯酸酯低聚物以及它们的混合物。如本文所用，“单体”或“低聚物”是可转换成聚合物的任何物质。术语“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯化合物和甲基丙烯酸酯化合物两者。在一些情况下，可聚合组合物可包含(甲基)丙烯酸酯化聚氨酯低聚物、(甲基)丙烯酸酯化环氧低聚物、(甲基)丙烯酸酯化聚酯低聚物、(甲基)丙烯酸酯化酚醛低聚物、(甲基)丙烯酸酯化丙烯酸类低聚物以及它们的混合物。
可聚合树脂可以是可辐射固化的聚合物树脂，诸如可UV固化的树脂。在一些情况下，可用于本发明的LCF的可聚合树脂组合物可包括诸如美国专利8,012,567(Gaides等人)中所述的可聚合树脂组合物，前提是这些组合物满足本文所述的折射率和吸收特征。
基底层的化学组合物和厚度可取决于LCF的最终用途。在典型的实施方案中，基底层的厚度可为至少约0.025毫米(25微米)，并且可为约0.05mm(50微米)至约0.25mm(250微米)。
可用的基底层材料包括例如苯乙烯-丙烯腈、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、三乙酸纤维素、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、基于萘二甲酸的共聚物或共混物、基于聚烯烃的材料(诸如聚乙烯、聚丙烯和聚环烯烃的浇注或取向膜)、聚酰亚胺和玻璃。任选地，基底层可包含这些材料的混合物或组合。在一个实施方案中，基底层可以是多层的，或者可包含悬浮或分散在连续相中的分散组分。
基底层材料的示例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚碳酸酯(PC)。可用的PET膜的示例包括光学等级的聚对苯二甲酸乙二醇酯，其以商品名“Melinex 618”购自特拉华州威尔明顿的杜邦膜公司(DuPont Films,Wilmington,Del.)。光学等级的聚碳酸酯膜的示例包括购自华盛顿州西雅图的GE Polymershapes公司(GE Polymershapes,SeattleWash.)的LEXANTM聚碳酸酯膜8010和购自佐治亚州阿法乐特的帝人化成株式会社(TeijinKasei,Alpharetta Ga)的Panlite 1151。在一些实施方案中，基底层为具有75微米的厚度的PET膜。基底层可具有糙面或光泽表面。
一些基底层可以是旋光性的，并且可充当偏振材料。使透过膜的光的偏振可以(例如)通过在选择性吸收透过光的膜材料中包含二向色性偏振片来实现。光偏振也可以通过包括无机材料(诸如定向的云母晶片)或者通过分散在连续膜内的不连续相(诸如分散在连续膜内的成滴状的光调制液晶)来实现。作为替代方案，可由不同材料的超薄层制备膜。例如，可通过采用诸如拉伸膜、施加电场或磁场以及涂覆技术的方法使膜内的偏振材料沿偏振方向定向。
偏振膜的示例包括以下专利中描述的那些：美国专利5,825,543(Ouderkirk等人)；美国专利5,783,120(Ouderkirk等人)；美国专利5,882,774(Jonza等人)；美国专利5,612,820(Shrenk等人)和5,486,949(Shrenk等人)。结合棱镜增亮膜使用这些偏振膜已经在例如美国专利6,111,696(Allen等人)和美国专利5,828,488(Ouderkirk等人)中有所描述。可商购获得的膜为多层反射偏振膜，诸如购自3M公司(3M Company)的3MTM双倍增亮膜“DBEF”。
在一些实施方案中，基底层或覆盖膜是赋予(例如，颜色)波长偏移效应的多层膜，诸如US 8,503,122中所述。合适的色移膜在Weber等人的美国专利6,531,230中有所描述；该专利以引用方式并入本文。其它合适的色移膜包括通过旋涂、刮涂、浸涂、蒸镀、溅射、化学气相沉积(CVD)等生成的多层膜。示例性膜包含有机材料和无机材料两者。此类膜在例如美国专利7,140,741；7,486,019；和7,018,713中有所描述。
多层光学膜可为紫外光反射器、蓝光反射器、可见光反射器或红外光反射器，如2017年11月28日美国专利9,829,604(Schmidt)中进一步描述。
在一些实施方案中，多层光学膜可表征为UV反射多层光学膜(即，UV反射器或UV镜)。UV反射多层光学膜是指这样的膜，该膜对于在290nm至400nm范围内的带宽在至少50％、60％、70％、80％或90％的法向入射下具有反射率。在一些实施方案中，对于在290nm至400nm范围内的带宽，法向入射下的反射率为至少91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％或98％。UV反射多层光学膜对于可见光可具有低反射率和高透射率。例如，可见光的透射率可为至少85％或90％。
在一些实施方案中，多层光学膜可表征为UV-蓝光反射多层光学膜(即，UV-蓝光反射器或UV-蓝光镜)。UV-蓝光反射多层光学膜是指这样的膜，该膜对于在350nm至490nm范围内的带宽在至少50％、60％、70％、80％或90％的法向入射下具有反射率。在一些实施方案中，对于在350nm至490nm范围内的带宽，法向入射下的反射率为至少91％、92％、93％、94％、95％、96％或97％。UV-蓝光反射多层光学膜对于波长大于500nm的可见光可具有低反射率和高透射率。例如，波长大于500nm的可见光的透射率可为至少85％或90％。
在一些实施方案中，多层光学膜可表征为近红外光反射多层光学膜(即，近红外光反射器或近红外光镜)。近红外光反射多层光学膜是指这样的膜，该膜对于在870nm至1100nm范围内的带宽在至少50％、60％、70％、80％或90％的法向入射下具有反射率。在一些实施方案中，对于在870nm至1100nm范围内的带宽，法向入射下的反射率为至少91％、92％、93％或94％。在一些实施方案中，膜在45度角度处表现出这种相同的近红外光反射率。近红外光反射多层光学膜对于可见光可具有低反射率和高透射率。例如，可见光的透射率可为至少85％、86％、87％或88％。
可见光反射多层光学膜(例如，可见光反射器或可见光镜)是指这样的膜，该膜对于在400nm至700nm范围内的带宽在至少50％、60％、70％、80％或90％的法向入射下具有反射率。在一些实施方案中，对于在400nm至700nm范围内的带宽，法向入射下的反射率为至少91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％或98％。此类宽带反射器的近红外光反射率特性如先前所述。
在其它实施方案中，单个多层光学膜可以反射多于一个的带宽，并且可被视为宽带反射器。例如，多层光学膜可以是可见光和近红外光反射多层光学膜。因此，此类多层光学膜对于可见光带宽和近红外光带宽两者具有高反射率。
另外，将例如具有不同反射谱带的两个或更多个多层光学膜镜层压在一起，以加宽反射谱带。例如，诸如前面所述的多层光学膜可见光反射器可与UV、UV-蓝光和/或近红外光反射器组合。如本领域的普通技术人员理解的，可以采用各种其它组合。
另选地，含微结构的制品(例如，图2中所示的微结构化膜制品200)可通过熔融挤出(即，将流体树脂组合物浇注到母模负微结构化模制表面(例如，工具)上并允许组合物硬化)来制备。在该实施方案中，突起(例如，透光区域)在连续层中互连到基底层260。单个突起(例如，透光区域)以及它们之间的连接部通常包含相同的热塑性材料。基体层的厚度(即，除由复制的微结构产生的部分之外的厚度)通常介于0.001英寸和0.100英寸之间，并且优选地介于0.003英寸和0.010英寸之间。
当含微结构的制品(例如，图2中所示的微结构化膜制品200)由前述浇注和固化工艺制备时，基体层的厚度可更小。例如，基体层的厚度通常为至少0.5微米、1微米、2微米、3微米、4微米或5微米，范围高达50微米。在一些实施方案中，基体层的厚度不大于45微米、40微米、35微米、30微米、25微米、20微米、15微米或10微米。在一个实施方案中，基体层为8微米。
适用于熔融挤出的树脂组合物为尺寸上稳定、耐用、耐候且可容易形成为期望配置的透明材料。合适的材料的示例包括丙烯酸类，其折射率为约1.5，诸如由罗门哈斯公司(Rohm and Haas Company)制造的Plexiglas牌树脂；折射率为约1.59的聚碳酸酯；反应性材料，诸如热固性丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯；基于聚乙烯的离聚物，诸如以商品名SURLYN由杜邦公司(E.I.Dupont de Nemours and Co.,Inc.)销售的那些；乙烯丙烯酸共聚物；聚酯；聚氨酯；含氟聚合物；有机硅聚合物；乙烯乙酸乙烯酯(EVA)共聚物和乙酸丁酸纤维素。聚碳酸酯由于其韧性和相对较高的折射率而特别合适。
在另一实施方案中，母模负微结构化模制表面(例如，工具)可用作压印工具，诸如美国专利4,601,861(Pricone)中所述。
吸收区域通常通过涂覆微结构化膜的表面来形成。可使用各种涂覆方法，包括例如逐层涂覆(LbL)、气相沉积、溅射、反应溅射和原子层沉积(ALD)。
可用于形成吸光区域的吸光材料可为用来吸收或阻挡可见光谱的至少一部分的光的任何合适的材料。在典型的实施方案中，吸光材料还吸收或阻挡UV和/或IR光谱的至少一部分。优选地，吸光材料可被涂覆或以其它方式提供于透光区域的侧壁上，以在LCF中形成吸光区域。示例性吸光材料包括黑色或其它吸光着色剂(诸如炭黑、或者另一颜料或染料、或者它们的组合)。其它吸光材料可包括可用来阻挡光透射穿过吸光区域的粒子或其它散射元件。吸光材料可为有机的、无机的或它们的组合。通常，吸光材料至少部分地为有机的。
当吸光材料(例如，涂层)包括粒子时，粒子的中值粒度D50等于或小于吸光材料(例如，涂层)的厚度或者换句话讲基本上小于吸收区域的宽度WA。
中值粒度通常小于1微米。在一些实施方案中，中值粒度不大于900nm、800nm、700nm、600nm或500nm。在一些实施方案中，中值粒度不大于450nm、400nm、350nm、300nm、250nm、200nm或100nm。在一些实施方案中，中值粒度不大于90nm、85nm、80nm、75nm、70nm、65nm、60nm、55nm或50nm。在一些实施方案中，中值粒度不大于30nm、25nm、20nm或15nm。中值粒度通常为至少1纳米、2纳米、3纳米、4纳米或5纳米。例如，吸收区域的纳米粒子的粒度可使用透射电子显微镜或扫描电镜来测量。
“初级粒度”是指单个(非聚集、非团聚)粒子的中值直径。“团聚”是指初级粒子之间的弱缔合，该初级粒子可由电荷或极性固持在一起并可被分解成较小的实体。如本文相对于粒子所用的“聚集体”是指强力粘结或熔融的粒子，其中所得外表面积可以显著小于各个组分的计算的表面积之和。将聚集体固持在一起的力是很强的力，例如共价键，或由烧结或复杂的物理缠结产生的力。尽管团聚的纳米粒子可诸如通过施加表面处理来分解成较小的实体诸如离散的初级粒子；但向聚集体施加表面处理只是得到经表面处理的聚集体。在一些实施方案中，大多数纳米粒子(即，至少50％)作为离散的未团聚纳米粒子存在。例如，(例如，涂覆溶液的)至少70％、80％或90％的纳米粒子作为离散的未团聚纳米粒子存在。
吸光纳米粒子的浓度通常为总吸光区域的至少10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％或50重量％。在一些实施方案中，吸光纳米粒子的浓度为总吸光区域的至少55重量％、60重量％、65重量％、70重量％或75重量％。吸光纳米粒子的浓度可通过本领域中已知的方法诸如热重量分析来确定。
在一个实施方案中，该方法包括将逐层吸光涂层施加到微结构化膜的表面，即，突起的顶表面和侧壁以及沟道的底表面。
在一些实施方案中，设置在微结构化膜的表面上的多个层包括由通常称之为“逐层自组装工艺”而沉积的至少两个层。该工艺通常用于静电地组装带相反电荷的高分子电解质的膜或涂层，但其它功能诸如氢键供体/受体、金属离子/配体以及共价键部分可以是膜组装的驱动力。“高分子电解质”意指带有能够发生静电相互作用的多个离子基团的聚合物或化合物。“强高分子电解质”在宽泛的pH范围内具有持久的电荷(例如，聚合物包含季铵基团或磺酸基团)。“弱高分子电解质”具有pH依赖水平的电荷(例如，聚合物包含伯、仲或叔胺，或者羧酸)。通常，该沉积工艺涉及将具有表面电荷的基板暴露于一系列液体溶液或浴。这可以通过将基板浸入液体浴(也称作浸涂)、喷涂、旋涂、辊涂、喷墨印刷等来实现。暴露于具有与基板相反电荷的第一聚离子(例如，高分子电解质浴)液体溶液，结果是基板表面附近的带电物质快速吸附、建立浓度梯度，以及将更多高分子电解质从本体溶液吸到表面。发生进一步吸附，直到有足够的层已发展到掩蔽下面的电荷并且使基板表面的净电荷反向。为了实现质量传递和发生吸附，该暴露时间通常为分钟级。然后，将基板从第一聚离子(例如，浴)液体溶液中移除，并且然后将其暴露于一系列水冲洗浴，以除去任何物理缠结或松散粘结的高分子电解质。在这些冲洗(例如，浴)液体溶液之后，接着使基板暴露于第二聚离子(例如，高分子电解质或无机氧化物纳米粒子浴)液体溶液，其具有与第一聚离子(例如，浴)液体溶液相反的电荷。由于基板的表面电荷与第二(例如，浴)液体溶液的电荷相反，因此再次发生吸附。继续暴露于第二聚离子(例如，浴)液体溶液则引起基板的表面电荷的逆转。可执行后续的冲洗以完成循环。这一系列步骤被称为构建一个层对，在本文中也称为沉积“双层”，并且可根据需要进行重复以进一步将另外的层对添加到基板。
合适的方法的一些示例包括在Krogman等人的US 8,234,998；Hammond-Cunningham等人的US2011/0064936；和Nogueira等人的US 8,313,798中描述的那些。逐层浸涂可使用StratoSequence VI(佛罗里达州塔拉哈西的nanoStrata公司(nanoStrataInc.,Tallahassee,FL))浸涂机器人进行。
在一个实施方案中，通过逐层自组装沉积的多个双层是包含含有吸光材料(例如，颜料)的有机聚合物聚离子(例如，阳离子)和抗衡离子(例如，阴离子)的高分子电解质叠堆。阳离子层、阴离子层或它们的组合的至少一部分包含离子地粘结到高分子电解质的吸光材料(例如，颜料)。
选择双层的厚度和双层的数目以实现期望的吸光。在一些实施方案中，使用最小总厚度的自组装层和/或最少数目的逐层沉积步骤选择双层的厚度、双层的数目以实现期望的(例如，吸收)光学特性。每个双层的厚度通常在约5nm至350nm的范围内。双层的数目通常为至少5个、6个、7个、8个、9个或10个。在一些实施方案中，每个叠堆的双层的数目为不大于150个或100个。叠堆的厚度等于吸收区域的宽度WA，如前所述。
吸光化合物分散在高分子电解质层的至少一部分内。可利用各种高分子电解质，包括无机化合物诸如二氧化硅或硅酸盐，以及各种膦酰基羧酸及其盐(其中的一些描述于WO2015/095317中；该专利以引用方式并入本文)。
高分子电解质有机聚合物可为优选的，因为与无机材料相比，此类材料可通过反应离子蚀刻更容易地除去。
合适的聚阳离子有机聚合物包括但不限于直链和支链聚(乙烯亚胺)(PEI)、聚(烯丙胺盐酸盐)、聚乙烯胺、脱乙酰壳多糖、聚苯胺、聚酰胺胺、聚(乙烯基苄基三甲基胺)、聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDAC)、聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)、聚(甲基丙烯酰氨基)丙基-三甲基氯化铵、以及它们的组合，包括它们的共聚物。
合适的聚阴离子有机聚合物包括但不限于聚(乙烯基硫酸盐)、聚(乙烯基磺酸盐)、聚(丙烯酸)(PAA)、聚(甲基丙烯酸)、聚(苯乙烯磺酸盐)、硫酸葡聚糖、肝素、透明质酸、角叉菜胶、羧甲基纤维素、藻朊酸盐、基于磺化四氟乙烯的含氟聚合物诸如
聚(乙烯基磷酸)、聚(乙烯基膦酸)、以及它们的组合，包括它们的共聚物。
高分子电解质聚合物的分子量可在约1,000克/摩尔至约1,000,000克/摩尔的范围内变化。在一些实施方案中，(例如，聚(丙烯酸))带负电阴离子层的分子量(Mw)在50,000克/摩尔至150,000克/摩尔的范围内。在一些实施方案中，(例如，聚二烯丙基二甲基氯化铵)带正电阳离子层的分子量(Mw)在50,000克/摩尔至300,000克/摩尔的范围内。在一些实施方案中，(例如，聚(乙烯亚胺))带正电阳离子层的分子量(Mw)在10,000克/摩尔至50,000克/摩尔的范围内。
聚离子(例如，聚阴离子或聚阳离子)中的至少一种包含吸光材料。
为了作为胶态分散体在水中稳定并赋予聚离子基团，吸光(例如，颜料)粒子通常还包括离子表面处理。在一些实施方案中，表面处理化合物为阴离子型的，诸如就磺酸盐或羧酸盐而言。吸光(例如，颜料)粒子还用作交替的高分子电解质层的离子粘结基团。
合适的颜料可以胶态稳定的水分散体从制造商诸如卡博特(Cabot)、科莱恩(Clariant)、杜邦(DuPont)、大日本(Dainippon)和德固赛(DeGussa)商购获得。尤其合适的颜料包括以商品名
购自卡博特公司(Cabot Corporation)的那些，例如250C(青色)、260M(品红色)、270Y(黄色)或352K(黑色)。吸光(例如，颜料)粒子通常经表面处理以赋予可离子化官能度。用于吸光(例如，颜料)粒子的合适的可离子化官能度的示例包括磺酸根官能度、羧酸根官能度以及磷酸根或双膦酸根官能度。在一些实施方案中，具有可离子化官能度的经表面处理的吸光(例如，颜料)粒子可商购获得。例如，可以商品名250C(青色)、260M(品红色)、270Y(黄色)和200(黑色)从卡博特公司(Cabot Corporation)商购获得的
颜料包括磺酸根官能度。又如，可以商品名352K(黑色)和300(黑色)从卡博特公司(Cabot Corporation)商购获得的
颜料包括羧酸根官能度。
当吸光(例如，颜料)粒子未被预处理时，吸光(例如，颜料)粒子可被表面处理以赋予如本领域已知的可离子化官能度。
可使用多种吸光材料(例如，颜料)来实现最终产品中的特定色度或色调或颜色。当使用多种吸光材料(例如，颜料)时，选择材料以确保它们彼此之间以及与光学产品部件之间的相容性和性能两者。
在一些实施方案中，诸如当吸收区域包含炭黑时，光控膜通常在30度的视角下对于在300nm至2400nm范围内的波长提供低透射率(例如，小于10％)。当吸收区域被着色时，光控膜可表现出较高的平均透射率。例如，对于在300nm至2400nm范围内的波长，在30度的视角下的透射率可为10％至30％。然而，特定波长范围可在吸收区域的颜色的波长范围内表现出较低透射率。在一些实施方案中，在30度的视角下对于在300nm至550nm范围内的波长的透射率小于15％。在一些实施方案中，在30度的视角下对于在600nm至750nm范围内的波长的透射率小于5％、4％、3％、2％或1％。
在有利的实施方案中，制备高分子电解质并将其作为水溶液施加到微结构化表面。术语“水性”意指涂层的液体包含至少85重量％的水。其可包含更高量的水，诸如例如至少90重量％、95重量％、或甚至至少99重量％的水或更多。水性液体介质可包含水和一种或多种水溶性有机助溶剂的混合物，它们的量使得水性液体介质形成单相。水溶性有机助溶剂的示例包括甲醇、乙醇、异丙醇、2-甲氧基乙醇、3-甲氧基丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、四氢呋喃、以及酮或酯溶剂。有机助溶剂的量通常不超过涂料组合物的总液体的15重量％。用于逐层自组装的水性高分子电解质组合物通常包含至少0.01重量％、0.05重量％或0.1重量％，并且通常不大于5重量％、4重量％、3重量％、2重量％或1重量％的高分子电解质。
在一些实施方案中，水溶液还包含“掩蔽剂”，即通过增加离子强度和减少粒子间静电排斥而促进均匀且可再现的沉积的添加剂。合适的掩蔽剂包括任何低分子量盐，诸如卤化物盐、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、氟磷酸盐等。卤化物盐的示例包括氯化物盐诸如LiCl、NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2、NH4Cl等，溴化物盐诸如LiBr、NaBr、KBr、CaBr2、MgBr2等，碘化物盐诸如LiI、NaI、KI、CaI2、MgI2等，以及氟化物盐诸如NaF、KF等。硫酸盐的示例包括Li2SO4、Na2SO4、K2SO4、(NH4)2SO4、MgSO4、CoSO4、CuSO4、ZnSO4、SrSO4、Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3。有机盐诸如(CH3)3CCl、(C2H5)3CCl等也是合适的掩蔽剂。
合适的掩蔽剂浓度可随盐的离子强度而变化。在一些实施方案中，水溶液包含浓度在0.01M至0.1M范围内的(例如，NaCl)掩蔽剂。吸收区域可包含痕量的掩蔽剂。
在将吸光涂层施加到微结构化膜的(例如，整个)表面并干燥之后，然后将吸光涂层从透射(例如，突起)区域的顶部部分移除，并且也从透射(例如，突起)区域之间的基体区域移除。应当理解，即使保留吸光涂层中的一些，LCF也可具有改善的轴向透射率(例如，亮度)。
可使用任何合适的方法来从突起(例如，吸光区域)的顶表面和沟道的底表面选择性地除去吸光材料。
在一个实施方案中，吸光材料通过反应离子蚀刻来除去。反应离子蚀刻(RIE)是利用离子轰击来除去材料的定向蚀刻工艺。RIE系统用于通过蚀刻正交于离子轰击的方向的表面来除去有机或无机材料。反应离子蚀刻与各向同性等离子体蚀刻之间最显著的差异是蚀刻方向。反应离子蚀刻的特征在于竖直蚀刻速率与侧向蚀刻速率的比率大于1。用于反应离子蚀刻的系统围绕耐用真空室构建。在开始蚀刻工艺之前，将室抽空至低于1托、100毫托、20毫托、10毫托或1毫托的基础压力。电极固持待处理的材料并与真空室电隔离。电极可为圆柱形状的可旋转电极。反电极也设置在室内，并且可由真空反应器壁构成。包含蚀刻剂的气体通过控制阀进入室。通过真空泵连续抽空室气体来维持工艺压力。所用气体的类型取决于蚀刻工艺。四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)、八氟丙烷(C3F8)、三氟甲烷(CHF3)、三氯化硼(BCl3)、溴化氢(HBr)、氯、氩和氧通常用于蚀刻。将RF功率施加到电极以生成等离子体。样品可通过等离子体在电极上输送达受控时间段，以实现指定的蚀刻深度。反应离子蚀刻是本领域已知的并且进一步描述于US8,460,568中；该专利以引用方式并入本文。
在一些实施方案中，反应离子蚀刻的步骤导致吸收区域在沟道的底表面311附近更窄(小于平均宽度)。除去吸光材料可导致沟道的深度(例如，轻微)增加。吸光材料中的一些可在蚀刻之后保留。
在从沟道的底表面移除吸光涂层之后，沟道可用有机聚合物材料填充。在一些实施方案中，有机聚合物材料为可聚合树脂组合物，并且该方法还包括(例如，辐射)固化可聚合树脂。通常，用于制造微结构化膜的相同的可聚合树脂用于填充沟道。另选地，使用不同的有机聚合物材料(例如，可聚合树脂组合物)。当使用不同的有机聚合物材料(例如，可聚合树脂组合物)时，通常将组合物选择成与透光区域折射率匹配。所谓“折射率匹配”意指填充材料与透射区域之间的折射率差值通常小于0.1或0.005。另选地，沟道可用折射率差值大于0.1的不同的有机聚合物材料(例如，可聚合树脂组合物)填充。在另一实施方案中，沟道不用有机聚合物材料(例如，聚合树脂)填充。在该实施方案中，沟道通常包括折射率为1.0的空气。
当沟道用固化可聚合树脂填充时，光控膜可任选地包括用粘合剂410粘结到微结构化膜的覆盖膜470。当沟道用空气填充时，通常包括粘合剂膜和覆盖膜。
在另一实施方案中，层410可为表涂层而不是粘合剂。在该实施方案中，覆盖膜470可不存在。
图4示出了LCF 400，该LCF 400还包括可与基底层260相同或不同的任选的覆盖膜470。任选的覆盖膜470可用粘合剂410粘结到微结构化表面。粘合剂410可为任何光学透明的粘合剂，诸如可UV固化的丙烯酸酯粘合剂、转移粘合剂等。
另选地，覆盖膜可与用于填充沟道的可聚合树脂(例如，回填树脂)接触。回填树脂在与覆盖膜接触的同时固化，从而粘结覆盖膜。
可任选地对覆盖膜的表面中的一个或多个涂底漆或以其它方式处理，以促进与粘合剂或回填树脂的粘附。
在典型的实施方案中，覆盖膜的厚度可为至少约0.025毫米(25微米)，并且可为约0.05毫米(50微米)至约0.25毫米(250微米)。在一些实施方案中，覆盖膜是如前所述的多层波长(例如，颜色)偏移膜。
LCF还可包括通常设置在暴露表面上的其它涂层。多种硬质涂层、抗眩涂层、抗反射涂层、防静电涂层和防污涂层均是本领域已知的。参见例如美国专利7,267,850；美国专利7,173,778、PCT公布WO2006/102383、WO2006/025992、WO2006/025956、和美国专利7,575,847。
图5示出了根据一个实施方案的背光显示器500的透视示意图。背光显示器500包括如前所述的包括透射区域540和吸收区域550的LCF 530。如前所述，此类LCF具有离开LCF530的输出表面590的光的极面截止视角θP。背光显示器500包括光源510，该光源510被配置为使光透射穿过LCF 530、透射穿过图像平面520(诸如LCD面板)并到达观察者595。亮度最大时的视角可取决于如前所述的极面截止视角。
背光显示器500还可包括任选的增亮膜560和反射偏振膜570以进一步改善显示器的亮度和均匀度。增亮膜可为棱镜膜，诸如购自3M公司(3M Company)的3MTM增亮膜“BEF”或薄型增亮膜“TBEF”。反射偏振膜570可为多层光学膜，诸如购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN)的3MTM双倍增亮膜“DBEF”。增亮膜560和反射偏振膜570(如果包括的话)可如图5所示定位。
在其它实施方案中，如前所述，包括透射区域和吸收区域的光控膜可粘结到发射(例如，有机发光二极管或OLED)显示器。
在一些实施方案中，本文所述的LCF(即，第一LCF)可与第二LCF组合。在一些实施方案中，第二LCF可为诸如在以下专利中描述的LCF(例如，私密膜)：US 6,398,370；US 8,013,567；US 8,213,082；以及US 9,335,449。在其它实施方案中，第二LCF为如本文所述的LCF(例如，其中吸光区域具有至少30的高宽比)。第一LCF和第二LCF可以各种取向堆叠。
在一个实施方案中，第一光控膜和第二光控膜被定位成使得第一LCF的吸收区域与第二LCF的吸收区域平行并且通常重合。在另一实施方案中，第一光控膜和第二光控膜被定位成使得第一LCF的吸收区域与第二LCF的吸收区域正交。第一光控膜和第二光控膜还可被定位成使得吸收区域在0度的视角下在彼此平行到正交的范围内。
在一些实施方案中，第一LCF和第二LCF的组合具有至少60％、65％、70％、75％、80％、85％或90％的在0度的视角下的相对透射率(例如，亮度)。在一些实施方案中，在+30度、-30度或+30度和-30度的平均值的视角下的相对透射率(例如，亮度)小于25％、20％、15％、10％或5％。在一些实施方案中，对于在+35度至+80度、-35度至-85度范围内或这些范围的平均值的视角的平均相对透射率(例如，亮度)小于10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％。
在一些实施方案中，LCF的这种组合具有至少60％、65％、70％、75％、80％、85％或90％的在0度的视角下的相对透射率(例如，亮度)。在一些实施方案中，在+30度、-30度或+30度和-30度的平均值的视角下的相对透射率(例如，亮度)小于25％、20％、15％、10％或5％。
当沟道用空气填充时，在较高视角下的相对透射率(例如，亮度)可较低，并且因此膜可表现出改善的私密性。
本文所述的光控膜尤其可用作显示设备的部件，作为所谓的混合式私密滤光器。混合式私密滤光器可以结合显示器表面使用，其中光在光控膜的输入侧上进入混合式私密滤光器并在色移膜处出射混合式私密滤光器或膜叠堆。具有显示器的大量电子设备可结合本发明使用，包括膝上型监视器、外部计算机监视器、移动电话显示器、电视机、智能电话、汽车中心信息显示器、汽车驱动器信息显示器、汽车侧镜显示器(也称为电子镜)、控制台，或者任何其它类似的基于LCD、OLED、微型LED或迷你LED的显示器。将混合式私密滤光器施加到显示器的附加有益效果是对比度增强。
还可以想到其它类型的背光显示器成像设备，包括非电子显示器，诸如太阳镜、文档封面、汽车和航空应用中的控制台开关、飞行器驾驶舱控件、直升机驾驶舱控件、窗以及任何数目的其它设备。
在其它实施方案中，本文所述的光控膜能够可用作玻璃和太阳能板的覆层。例如，光控膜可层压到门窗设施上或内。门窗设施可以选自玻璃板、窗、门、壁和天窗装置。门窗设施可以位于建筑物的外部或内部上。这些设施也可以是汽车窗、火车窗、飞行器乘客窗、ATM等。将这些膜叠堆组装到门窗设施中的优点包括IR透射减少(这可以导致节能增加)、阻挡环境光、私密性和装饰效果。
在一些实施方案中，本文所述的光控膜(LCF)可以是光学通信系统的一部分。如本文所提及的“光学通信系统”为用于通过本发明所公开的LCF从光源到目标的距离内的光通信的系统，其中目标可包括检测器或人眼，并且光源可包括环境光。示例性光源包括发射UV、可见光或NIR的发光二极管(LED)、包括VCSEL(竖直腔体表面发射激光器)的激光光源、卤素光源、白炽灯光源、金属卤化物光源、钨光源、汞蒸气光源、短弧氙光源或太阳(太阳能)。在一些情况下，本文所公开的LCF可以是具有检测器系统的光学通信系统的一部分。在一些情况下，当接收穿过光学通信系统的LCF的光时，检测器系统可以提供各种类型的输出，诸如电子信号。检测器系统包括对检测波长范围内的波长敏感的检测器和设置在检测器上的LCF。
在一些实施方案下，检测器是或包括光伏器件。在一些情况下，检测器被配置为检测太阳辐射，例如，以便给电池充电。在此类情况下，检测器是或可包括太阳能电池、太阳能电池单元、有机硅光电二极管或太阳能检测器。在一些情况下，检测器可以是(例如，可见光或近红外)相机中用于检测和/或记录图像的检测器。在一些情况下，检测器可以在相机或相机系统中。其它检测器包括CMOS(互补金属氧化物半导体)和CCD(电荷耦合设备)检测器。光检测器(在本文中也称为传感器)的典型应用包括手势识别、虹膜识别、面部识别、远程控制和自主车辆、环境光传感器、接近传感器、心率、血氧、葡萄糖或其它生物感测、带有飞行时间的3D深度相机或结构化光、安全相机。
在一些情况下，本文所公开的光控膜(LCF)可以是光学通信系统的一部分，该光学通信系统包括与例如如图7所示的窗组合的光学构造。在该示例中，LCF 600是带有诸如太阳光690的自然光源的光学构造601的一部分。具体地，图7示出了本发明所公开的LCF的示例性应用，该LCF应用于到外壳诸如建筑物、房屋或车辆的窗。LCF 600可以设置在建筑物、房屋、汽车或任何外壳670的窗基板675上。LCF 600包括光学膜650，该光学膜包括多个间隔开的第一吸收区域630和与至少一个第一区域630的至少一部分相邻的光学第二(例如，覆盖膜)区域640。第一区域630包含第一材料吸收材料632，并且第二区域640可包含第二材料642。
在有利的实施方案中，LCF窗膜表现出对可见光的高透射率以及对UV光和NIR光的低透射率。
第一吸收区域630对紫外光和红外光的透射率根据光的入射角而变化。具体地，当太阳光690垂直于LCF 600入射时，红外光和可见光都可以透射穿过光学膜650。然而，随着来自太阳690的光的入射角增加，透射穿过LCF 600的红外光的量减少，直到入射角达到视角θP，此时基本上所有红外光被第一材料632阻挡。也就是说，在早晨时间期间，当太阳光690的红外部分相对较小并且太阳光690以法向入射角入射在窗上时，大部分红外光可以被LCF 600透射。另一方面，接近中午时，当太阳光690的红外部分相对较大并且太阳光690的入射角增加接近或超过LCF 600的视角2θv时，极少的入射红外光被LCF 600透射并最终被阻挡，使得建筑物或房屋670内部的观察者或居民677可不暴露于热红外光。因此，LCF 600可减少对紫外光和红外光的暴露。
图8示意性地示出了检测器灵敏度与波长之间的关系，从而示出了检测器对检测波长范围内的波长敏感。如图8所示，本发明所公开的LCF的每个第一区域可在预定的第一波长范围“A”内具有基本上高的透射率，在预定的第二波长范围“B”内具有基本上低的透射率，并且在预定的第三波长范围“C”内具有基本上高的透射率，其中第二波长范围B分别设置在第一波长范围A与第三波长范围C之间。在一些情况下，第二波长范围B从第一波长712至第二波长714为约20nm宽并且以激光可见发射波长为中心，第一波长范围A为约400nm至约第一波长712，并且第三波长范围C为约第二波长714至约1400nm。激光可见发射波长可以为442nm、458nm、488nm、514nm、632.8nm、980nm、1047nm、1064nm和1152nm中的至少一者。在其它示例中，激光可见发射波长在约416nm至约1360nm的范围内。在另外的示例中，LCF还可以包括与多个第一区域交替的多个间隔开的第二区域，并且每个第二区域可以在预定的第一波长范围、第二波长范围和第三波长范围中的每一者内具有基本上高的透射率。在其它示例中，每个第二区域可以在预定的第一波长范围或/和第三波长范围中的任一者/两者内具有基本上低的透射率。在一些情况下，LCF在预定的第二波长范围内具有小于约60度、或50度、或40度、或30度、或20度的视角。
在另一示例性应用中，本文所公开的LCF可以是带有单独光源诸如如图9所示的激光光源的光学通信系统的一部分。
具体地，图9示出了示例性应用，其中LCF应用于飞机或航空器激光冲击防御系统以阻挡预定波长范围内的进入光或入射光。LCF 800可以附接到例如飞机、飞行器或航空器870等，并且期望地附接到飞机、飞行器或航空器870的表面(诸如窗)。LCF 800包括光学膜850，该光学膜包括多个间隔开的第一吸收区域830和与第一区域830中的至少一个的至少一部分相邻的光学第二(例如，覆盖膜)区域840。第一区域830包含第一吸收材料832，并且第二区域840包含第二材料842。
当激光891入射在LCF 800上时，第二(例如，覆盖膜)材料842吸收或/和反射紫外光和红外波长范围的至少一部分，不管光891的入射角是多少。此外，第二(例如，覆盖膜)区域840在包括激光891波长的可见光波长的范围内透射，但可见光穿过第一区域830的透射率作为光的入射角的函数而变化。当光垂直入射到LCF 800的表面时，可见光可以透射穿过光学膜850。然而，在视角θP(参考图1b)之外，可见光被第一区域830中的第一吸收材料832阻挡。因此，当在飞机或航空器870上使用LCF 800时，视角θP内来自激光891的可见光可被LCF 800透射，但来自激光891的紫外光和红外光可能不被LCF 800透射或仅透射有限量的紫外光和红外光，期望的是小于约10％的紫外光和红外光可分别被LCF 800透射。可见光可作为光的入射角包括波长的函数被LCF 800透射。激光冲击器878可以例如使用绿色激光器890攻击飞机或航空器870，以便阻挡飞行员877的视野。通常，绿色的波长为约495nm至570nm。因此，当LCF 800包含阻挡495nm至570nm的光的波长范围的第一吸收材料832时，飞机或航空器870上的飞行员877不受来自地面上的激光冲击器878的绿色激光攻击的影响。
在一些情况下，本发明所公开的光控膜(LCF)可以与回射器组合利用。例如，图10示出了回射系统1101，其包括用于回射光的回射片1190，以及设置在回射片1190上的LCF1100。通常，回射器片1190被配置为针对一定范围的入射波长和角度回射光。例如，回射器片1190可以被配置为回射不同入射波长λ1和λ2以及不同入射角α和α’的光。添加LCF 1100使得体系1101具有改善的回射特性。例如，对于较大角度α和较小角度α’，LCF 1100的视角θP可使得对于较小入射角α’，LCF 1100基本上透射在波长λ1和λ2两者下的光，但对于较大入射角α，LCF可基本上透射具有波长λ1的光并且基本上吸收具有波长λ2的光。例如，在一些情况下，LCF 1100的视角θP可大于α’且小于α。作为另一示例，回射系统1101被配置为如下：对于第一波长λ1，光810和810’以对应的第一入射角α’和第二入射角α入射在LCF 1100上，并且作为相应的回射光812和812’都被回射。此外，对于第二波长λ2，以第一入射角α’入射在LCF上的光820以回射光822被回射，但是以第二入射角α入射在LCF上的光820’未被回射。在此类情况下，当光820’首先入射在LCF上时，以及在一些情况下，在光820’被LCF部分透射并被回射片回射之后，它被LCF 1100吸收。在一些情况下，LCF 1100包括针对第一波长的较大的第一视角和针对第二波长的较小的视角。在一些情况下，相对于与LCF 1100的平面正交的线801，第一入射角α’基本上等于零。在一些情况下，回射片1190包括用于回射光的微球珠610。在一些情况下，回射片1190包括用于回射光的角隅棱镜620。在一些情况下，LCF 1100包括多个间隔开的第一区域1130，其中每个第一区域1130在第二波长λ2处具有基本上低的透射率，但是在第一波长λ1处不具有。
在另一种情况下，LCF可用于带有传感器(更具体地，应用于腕表的脉冲传感器)的光学通信系统的一部分中，如图11所示。具体地，图11示出了应用于带有脉冲传感器的腕表的LCF的示例性应用。LCF1200可以附接到可佩戴的腕表1280或任何可佩戴设备，并且期望地附接到可佩戴的腕表1280的表面。LCF 1200包括光学膜1250，该光学膜包括多个第一吸收区域1230和任选的与至少一个第一区域1230的至少一部分相邻的第二(例如，覆盖膜)区域1240。第一区域1230包含第一吸收材料1232，并且第二区域1240可包含第二材料1242。第一材料1232可以是任何合适的材料，使得第一材料1232在来自光源例如LED 1290的可见光范围的至少一部分内是具有光谱选择性的，并且第二材料1242在来自LED 1209的紫外光范围和红外光范围中的至少一者的至少一部分内是具有光谱选择性的。更期望的是，第二材料1242在紫外光范围和红外光范围两者内是具有光谱选择性的。当使用LCF 1200时，不管来自光源诸如太阳光1295或LED 1290的光的入射角是多少，从脉冲传感器1285的角度来看，噪声如紫外光和红外光都通过第二材料1242吸收。不管光的入射角是多少，来自光源的紫外光和红外光穿过第二区域1240的透射是均匀的且期望地小于约10％。然而，第二区域1240透射来自LED 1290的一定范围的可见光，但是可见光穿过第一区域1230的透射作为光的入射角的函数而变化。当来自LED 1290的光垂直入射在LCF 1200的表面上时，可见光可以透射穿过光学膜1250。然而，第一材料1232可以阻挡或减少来自其它光源的太阳光1295或环境可见光，其以相对高的入射角入射到佩戴该设备的人的手腕777，使得LCF 1200可以改善信号(主要是来自LED的在视角内入射的可见光)对噪声(例如，紫外光或红外光，或来自例如太阳光、在视角之外入射的其它环境光源的环境可见光)比率。
本说明书不应被认为限于本文所述的具体示例，而是应当理解为本说明书涵盖在所附权利要求中清楚地给出的说明书的所有方面。在审阅本说明书后，可对本说明书适用的各种修改、等同过程以及众多结构对本说明书所涉及领域技术人员将显而易见。通过考虑随后由实验结果和实施例示出的实施方案，可更好地理解上述说明书。
本发明的实施方案
实施方案1：一种光控膜，所述光控膜包括：光输入表面和与所述光输入表面相背的光输出表面；交替的透射区域和吸收区域，所述交替的透射区域和吸收区域设置在所述光输入表面与所述光输出表面之间，其中所述吸收区域具有至少30的高宽比，并且所述交替的透射区域和吸收区域具有至少75％的在0度的视角下的相对透射率。
实施方案2：根据实施方案1所述的光控膜，其中所述吸收区域具有与光输入表面平行的宽度和与所述光输入表面正交的高度。
实施方案3：根据实施方案1-2所述的光控膜，其中所述交替的透射区域和吸收区域具有小于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、10％或5％的在+30度或-30度的视角下的相对透射率。
实施方案4：根据实施方案1-3所述的光控膜，其中所述交替的透射区域和吸收区域具有小于10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％或2％的对于在+35度至+80度范围内的视角的平均相对透射率或者对于在-35度至-80度范围内的视角的平均相对透射率。
实施方案5：根据实施方案1-4所述的光控膜，其中所述透射区域具有小于5度、4度、3度、2度、1度或0.1度的壁角。
实施方案6：根据实施方案1-5所述的光控膜，其中所述透射区域和吸收区域具有在50微米至200微米范围内的高度。
实施方案7：根据实施方案1-6所述的光控膜，其中所述吸收区域具有不大于5微米、4微米、3微米、2微米、1微米、0.5微米、0.25微米或0.10微米的平均宽度。
实施方案8：根据实施方案1-7所述的光控膜，其中所述吸收区域具有至少50、100、200、300、400、500、600、700、800或1000的高宽比。
实施方案9：根据实施方案1-8所述的光控膜，其中所述吸收区域具有10微米至200微米的平均间距。
实施方案10：根据实施方案1-9所述的光控膜，其中所述透射区域具有至少2、3、4、5、6、7、8、9或10的高宽比。
实施方案11：根据实施方案1-10所述的光控膜，其中所述吸收区域包含有机吸光材料。
实施方案12：根据实施方案1-11所述的光控膜，其中所述吸收区域包含中值粒度小于500纳米的吸光粒子。
实施方案13：根据实施方案1-12所述的光控膜，其中所述吸收区域包含至少25重量％的吸光粒子。
实施方案14：根据实施方案1-13所述的光控膜，其中所述吸收区域包含高分子电解质。
实施方案15：根据实施方案1-14所述的光控膜，其中所述透射区域包含辐射固化的(甲基)丙烯酸酯聚合物。
实施方案16：根据实施方案1-15所述的光控膜，其中所述交替的透射区域和吸收区域设置在基底层上。
实施方案17：根据实施方案1-16所述的光控膜，其中所述光控膜还包括覆盖膜。
实施方案18：根据实施方案1-16所述的光控膜，其中所述光控膜具有至少75％的在0度的视角下的相对透射率。
实施方案19：一种光控膜，所述光控膜包括设置在第二光控膜上的根据权利要求1所述的第一光控膜。
实施方案20：根据权利要求19所述的光控膜，其中所述第二光控膜是根据权利要求1所述的光控膜，并且所述第一光控膜和所述第二光控膜被定位成使得所述吸收区域在0度的视角下在彼此平行到正交的范围内。
实施方案21：根据权利要求20所述的光控膜，其中所述第二光控膜是根据权利要求1所述的光控膜，并且所述第一光控膜和所述第二光控膜被定位成使得所述吸收区域在0度的视角下彼此重合。
实施方案22：根据实施方案1-21所述的光控膜，其中所述透射率是针对400nm至700nm的波长范围的。
实施方案23：一种微结构化膜，所述微结构化膜包括：
光输入表面和与所述光输入表面相背的光输出表面；
交替的透射区域和吸收区域，所述交替的透射区域和吸收区域设置在所述光输入表面与所述光输出表面之间，其中所述吸收区域具有至少30的高宽比并且包含有机吸光材料。
实施方案24：根据权利要求23所述的微结构化膜，其中所述微结构化膜的特征还在于实施方案2-22中任一项或组合。
实施方案25：一种微结构化膜，所述微结构化膜包括：
光输入表面和与所述光输入表面相背的光输出表面；
交替的透射区域和吸收区域，所述交替的透射区域和吸收区域设置在所述光输入表面与所述光输出表面之间，其中所述吸收区域包含中值粒度小于100纳米的多个粒子。
实施方案26：一种微结构化膜，所述微结构化膜包括：
光输入表面和与所述光输入表面相背的光输出表面；
交替的透射区域和吸收区域，所述交替的透射区域和吸收区域设置在所述光输入表面与所述光输出表面之间，其中所述吸收区域包含高分子电解质。
实施方案27：根据实施方案25-26所述的微结构化膜，其中所述吸收区域具有至少30的高宽比。
实施方案28：根据实施方案25-27所述的微结构化膜，其中所述微结构化膜的特征还在于实施方案2-22中任一项或组合。
实施方案29：一种制备光控膜的方法，所述方法包括：
提供微结构化膜，所述微结构化膜包括与沟道交替的多个透光区域，其中所述微结构化膜具有由所述透光区域的顶表面和侧壁以及所述沟道的底表面限定的表面；将有机吸光材料施加到所述表面，以及
从所述透光区域的所述顶表面和所述沟道的所述底表面移除吸光涂层的至少一部分。
实施方案30：根据权利要求29所述的方法，其中所述有机吸光材料包括高分子电解质。
实施方案31：根据实施方案29-30所述的方法，其中所述有机吸光材料包括多个吸光粒子。
实施方案32：根据实施方案29-31所述的方法，其中所述吸光粒子具有小于500nm的平均粒度。
实施方案33：根据实施方案29-32所述的方法，其中所述施加所述吸光材料的步骤包括逐层自组装。
实施方案34：根据实施方案29-33所述的方法，其中所述移除所述吸光涂层的至少一部分的步骤包括反应离子蚀刻。
实施方案35：根据实施方案29-34所述的方法，所述方法还包括用有机聚合物材料填充所述沟道。
实施方案36：根据权利要求35所述的方法，其中所述有机聚合物材料包括可聚合树脂，并且所述方法还包括固化所述可聚合树脂。
实施方案37：一种制备微结构化膜的方法，所述方法包括：
提供微结构化膜，所述微结构化膜包括与沟道交替的多个透光区域，其中所述微结构化膜具有由所述透光区域的顶表面和侧壁以及所述沟道的底表面限定的表面；通过逐层自组装将吸光材料施加到所述表面；从所述透光区域的所述顶表面和所述沟道的所述底表面移除吸光涂层的至少一部分。
实施方案38：根据权利要求37所述的方法，其中所述材料是吸光材料。
实施方案39：根据实施方案37-38所述的方法，其中方法还包括从突起的顶表面和所述沟道的所述底表面除去所述材料的至少一部分。
实施方案40：根据实施方案37-39所述的方法，其中所述方法的特征还在于实施方案30-36中任一项或组合。
实施方案41：一种光检测系统，所述光检测系统包括：
光源，所述光源被配置为发射沿第一方向具有第一光谱分布并且沿不同的第二方向具有第二光谱分布的光；
检测器，所述检测器对检测波长范围内的波长敏感；
根据实施方案1-28所述的光控膜，所述光控膜设置在所述光源或所述检测器上，以用于接收和透射由所述光源发射的光。
实施方案42：根据实施方案41所述的光检测系统，其中所述光源包括发光二极管(LED)、激光光源、卤素光源、金属卤化物光源、钨光源、汞蒸气光源、短弧氙光源或太阳。
实施方案43：根据实施方案41-42所述的光检测系统，其中所述检测器包括光伏器件、太阳能电池、太阳能电池单元、相机。
实施方案44：根据实施方案41-43所述的光检测系统，其中所述光控膜设置到所述光源上，并且所述检测器是远程的。
实施方案45：根据实施方案41-43所述的光检测系统，其中所述光控膜设置到所述检测器上，并且所述光源是远程的。
实施方案46：根据实施方案41-45所述的光检测系统，其中所述光检测系统是车辆传感器。
实施方案47：根据实施方案41-46所述的光检测系统，其中所述光控膜设置在回射片上。
实施方案48：根据实施方案47所述的光检测系统，其中回射片包括微球珠和角隅棱镜中的至少一者。
实施例
除非另外指明，否则实施例以及本说明书其余部分中的所有份数、百分比、比率等均按重量计。除非另外指明，否则所有化学品均获自或购自化学品供应商诸如密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Co.,St.Louis,Missouri)。
以下是在整个实施例中使用的材料列表，以及它们的简短描述和来源。
用于浇铸和固化微复制工艺(制备例1)中的树脂A以及实施例2和实施例4-8中的折射率匹配的回填材料的组分列于下表1中。用于逐层涂覆的原材料列于下表2中。用于反应离子蚀刻的原材料列于下表3中。
表1：用于树脂A的原材料
表2：用于逐层涂覆的原材料
表3：用于反应离子蚀刻的原材料
制备例1(PE1)：“方波”微结构化膜的制备
使用金刚石(29.0μm刀头宽度，3°夹角，87μm深)来切割具有多个平行线性沟槽的工具。沟槽以62.6微米的间距间隔开。
通过混合下表4中的材料来制备树脂A。
表4：用于制备微结构化膜的树脂A的组合物
| 材料 | 重量份 |
| Photomer 6010 | 60 |
| SR602 | 20 |
| SR601 | 4.0 |
| TMPTA | 8.0 |
| PEA(Etermer 2010) | 8.0 |
| Darocur 1173 | 0.35 |
| TPO | 0.10 |
| I1035 | 0.20 |
用树脂A和工具进行“浇铸和固化”微复制过程，如上所述。线性条件为：树脂温度150℉、模具温度150℉、涂覆机IR 120℉边缘/130℉中心、工具温度100℉、和线速度70fpm，Fusion D灯(购自马里兰州盖瑟斯堡的福深紫外线系统公司(Fusion UV Systems,Gaithersburg,MD)，峰值波长为385nm)用于固化并在100％功率下操作。所得微结构化膜包括由沟道隔开的多个突起(例如，透光区域)，如图2所示。基底层260是厚度为2.93密耳(74.4微米)的PET膜(明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M,St.Paul,MN))。PET膜的接触树脂的一侧用热固性丙烯酸类聚合物(Rhoplex 3208，购自密歇根州米德兰的陶氏化学公司(DowChemical,Midland,MI))涂底漆。固化树脂的基体层(L)具有8微米的厚度。微结构化膜是工具的拓扑反转，使得微结构化膜的突起是工具的沟槽的负像复制。突起具有1.5度的壁角，从而导致突起呈轻微锥形(在光输入表面处较宽而在光输出表面处较窄)。微结构化膜的沟道是工具在沟槽之间的未切割部分的负像复制。
用于在微结构化膜上制备逐层自组装涂层的方法
逐层自组装涂层使用购自加利福尼亚州森尼维耳的Svaya纳米科技公司(SvayaNanotechnologies,Inc.(Sunnyvale,CA))的装置制备，并按照US 8,234,998(Krogman等人)以及Krogman等人的用于改善逐层沉积的均匀度和灵活性的自动化工艺，《朗格缪尔》，2007年，第23卷，第3137-3141页(Krogman et al.Automated Process for Improved Uniformity and Versatility of Layer-by-Layer Deposition,Langmuir 2007,23,3137-3141))中所述的系统进行建模。
装置包括装载有涂覆溶液的压力容器。安装带有平坦喷雾式样的喷雾嘴(购自伊利诺伊州惠顿的喷雾系统公司(Spraying Systems,Inc.,Wheaton,Illinois))，以在由电磁阀控制的指定时间喷涂涂覆溶液和冲洗水。用氮气将容纳涂覆溶液的压力容器(威斯康辛州沃基肖的合金制品公司(Alloy Products Corp.,Waukesha,WI))加压至30psi，同时用空气将容纳去离子(DI)水的压力容器加压至30psi。涂覆溶液喷嘴的流速各自为10加仑/小时，而DI水冲洗喷嘴的流速为40加仑/小时。将待涂覆的基板用环氧树脂(Scotch-Weld环氧树脂粘合剂，DP100 Clear，明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN))在边缘处粘附到玻璃板(12"×12"×1/8"厚)(明尼苏达州明尼阿波利斯的布林西北玻璃公司(Brin Northwestern Glass Co.,Minneapolis,MN))，该玻璃板安装在竖直平移工作台上并且用真空吸盘固持就位。在典型涂覆序列中，在工作台以76mm/s竖直向下移动的同时将聚阳离子(例如，PDAC)溶液喷涂到基板上。接着，在12秒的保压时间之后，在工作台以102mm/s竖直向上移动的同时将DI水喷涂到基板上。然后用气刀以3mm/s的速度对基板进行干燥。接着，在工作台以76mm/s竖直向下移动的同时将聚阴离子(例如，颜料纳米粒子)溶液喷涂到基板上。允许过去12s的另一保压时间段。在工作台以102mm/s竖直向上移动的同时将DI水喷涂到基板上。最后，用气刀以3mm/s的速度对基板进行干燥。重复上述序列以沉积表示为(聚阳离子/聚阴离子)n的多个“双层”，其中n为双层的数目。将涂覆的基板(例如，聚合物膜)从玻璃基板剥离，之后进行后续处理。
用于对微结构化膜进行反应离子蚀刻的方法
在平行板电容耦接等离子体反应器中执行反应离子蚀刻(RIE)。室具有表面积为18.3ft2的中心圆柱形通电电极。在将微结构化膜放置在通电电极上之后，将反应室泵吸降压至小于1.3Pa(2mTorr)的基础压力。使Ar(氩气)和O2(氧气)气体的混合物流入室中，各自处于100SCCM的速率。使用等离子体增强CVD方法，通过以13.56MHz的频率和6000瓦的外加功率将RF功率耦接到反应器中来进行处理。通过将微结构化膜移动通过反应区来控制处理时间。在处理后，停止RF功率和气体供应并且使腔室返回至大气压。关于材料、用于施加圆柱形RIE的工艺以及关于所用反应器的另外细节的附加信息可见于US8460568B2中。
用于对微结构化膜的沟道进行回填的方法
通过使用手压辊向顶部PET膜施加压力将树脂吸移到微结构化膜表面与放置在顶部的一片未涂底漆的3密耳厚的PET膜之间，用PE1中使用的树脂A回填沟道，并且然后用德国哈瑙的贺利氏公司(Heraeus(Hanau,Germany))带式输送机UV处理器(型号DRS(6))和500瓦特功率下的‘H’灯泡来UV固化。具体地，将样品以50ft/min的输送速度发送通过UV固化站三次。接着，用手将顶部PET膜从微结构化膜上剥离。
用于测量来自漫射光源的光亮度分布的方法
将膜样品放置在朗伯光源上。当透光区域为锥形时，膜被定位成使得锥形区域的最宽部分更靠近光源。使用Eldim L80锥光镜(法国埃鲁维尔圣克莱尔的艾尔迪姆公司(Eldim S.A.,HEROUVILLE SAINT CLAIR,France))来以半球方式同时在所有极角和方位角下检测光输出。在检测之后，在与天窗的方向正交的方向(表示为0°取向角)上读取透射(例如，亮度)读数的横截面，除非另外指明。相对透射率(即，可见光亮度)被定义为在具有膜的读数与不具有膜的读数之间在特定视角下的轴向光亮度的百分比。
朗伯光源由来自具有图6所示基线光亮度分布的光箱的漫透射组成。光箱为六面中空棱镜，尺寸测量为大约12.5cm×12.5cm×11.5cm(L×W×H)，由厚度为约6mm的聚四氟乙烯(PTFE)漫射板制成。箱的一面被选作为样品表面。中空光箱的样品表面处的漫反射率测量为约0.83(例如在400nm-700nm波长范围内平均为约83％)。在测试期间，通过位于箱的底部(与样品表面相背)中的约1cm的圆形孔从光箱内照亮箱(光线从内部照向样品表面)。使用稳定的宽带白炽灯光源提供照明，该光源附接到用于引导光的光纤束(带有1cm直径光纤束延长部的Fostec DCR-II，来自马萨诸塞州马尔堡和纽约州奥本的肖特-福斯特公司(Schott-Fostec LLC,Marlborough Mass.and Auburn,N.Y.))。
用于测量紫外光和近红外光的透射率的方法
用带有可变角度透射率样品固持器(目录号PELA9042)的Lambda 1050分光光度计(马萨诸塞州沃尔瑟姆的珀金埃尔默公司(Perkin Elmer,Waltham,Massachusetts))来测量紫外光(320nm-400nm)和近红外光(700nm-1400nm)的透射率。实施例中报告的值是指定的从320nm-400nm(紫外)或700nm-1400nm(近红外)以及指定的+30°或+60°入射角在每个样品上的单个位置处测量的透射率的算术平均值。
用于横截面扫描电镜(SEM)的方法
使用液氮经由冷冻压裂制备横截面。用Hitachi SU-8230(日本东京日立株式会社(Hitachi,Ltd.,Tokyo,Japan))仪器获取SEM图像。
比较例1-2(CE1-CE2)为可商购获得的光控膜。
比较例3(CE3)
将来自CE1的膜的两个部分(每个3"×3")重叠并用光学透明的粘合剂(明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN)的8171)层压在一起。将一片取向成垂直于另一片。即，沟道的初始方向在顶片与底片之间偏移90°。
制备例2(PE2)：涂覆溶液的制备
用去离子(DI)水将PDAC从20重量％稀释至0.32重量％的浓度。将PAA从25重量％稀释至0.1重量％的浓度，并用1M NaOH将pH调整至4.0。用DI水将
200(COJ200)、
250C(COJ250C)、
260M(COJ260M)和
352K(COJ352K)各自稀释至0.10重量％的浓度。将NaCl添加到PDAC溶液和颜料混悬液两者中至0.05M的浓度。将1M NaOH添加到COJ352K混悬液中至pH为9。用VWR(宾夕法尼亚州威彻斯特(West Chester,PA))pH电极(目录号89231-582，其用标准缓冲溶液校准)来测量pH值。
制备例3(PE3)：阳离子颜料的制备
如下制备聚乙烯亚胺(PEI)改性的
352K(COJ352K)炭黑纳米颜料(缩写为PEI-COJ352K)。将PEI(MW25K)稀释以制备10重量％的溶液。将3.2g质量的10重量％PEI溶液用DI水稀释至794.7g质量。接着，在剧烈的磁力搅拌下，将5.3g固体含量为15.03％的可直接使用的COJ352K滴加到794.7g的PEI溶液中，从而产生最终浓度为0.1重量％的COJ352K和0.04重量％的PEI。使用纽约州霍尔茨维尔的布鲁克海文仪器公司(BrookhavenInstruments Corp.(Holtsville,NY))的ZetaPALS仪器与上文用1mM的KCl稀释100倍的PEI-COJ352K样品的等分试样一起来测量聚乙烯亚胺(PEI)改性的
352K(COJ352K)的尺寸和zeta电位。粒度通过d10＝77.5nm、d50＝148.4nm和d90＝284.0nm来描述。Zeta电位测量为+37.9mV±0.9mV。
实施例1(EX1)：炭黑纳米颜料，130nm直径，未回填
将PE1中制备的微结构化膜片切割成9"×10"的尺寸，并使用BD-20AC实验室电晕处理机(伊利诺伊州芝加哥的Electro-Technic产品公司(Electro-Technic Products,Chicago,IL))用手对其进行电晕处理，以防止水性涂覆溶液成珠和去湿。如PE2中所述制备PDAC和
200涂覆溶液。使用“用于在微结构化膜上制备喷涂逐层自组装涂层的方法”用(PDAC/COJ200)10来涂覆经电晕处理的膜。使该涂覆膜在6000W的功率下经受反应离子蚀刻(RIE)达210s的持续时间。在用剃刀刀片对涂层划痕之后，用Dektak XT触针轮廓曲线仪(亚利桑那州图森的布鲁克纳米公司(Bruker Nano,Inc.,Tucson,AZ))测量的沉积到玻璃板上的等效涂层的厚度为166nm。基于沉积在玻璃上的等效涂层的厚度，吸收区域(例如，天窗)的高宽比为大约525:1。
实施例2(EX2)：炭黑纳米颜料，130nm直径，已回填
将PE1中制备的微结构化膜片切割成9"×10"的尺寸，并使用BD-20AC实验室电晕处理机(伊利诺伊州芝加哥的Electro-Technic产品公司(Electro-Technic Products,Chicago,IL))用手对其进行电晕处理，以防止水性涂覆溶液成珠和去湿。如PE2中所述制备PDAC和
200涂覆溶液。使用“用于在微结构化膜上制备喷涂逐层自组装涂层的方法”用(PDAC/COJ200)20来涂覆经电晕处理的膜。使该涂覆膜在6000W的功率下经受反应离子蚀刻(RIE)达210s的持续时间。接着，使用上述“用于对微结构化膜的沟道进行回填的方法”来回填沟道。在用剃刀刀片对涂层划痕之后，用Dektak XT触针轮廓曲线仪测量的沉积到玻璃板上的等效涂层的厚度为326nm。
实施例3(EX3)：炭黑纳米颜料，70nm-80nm直径，未回填
将PE1中制备的微结构化膜片切割成9"×10"的尺寸，并使用BD-20AC实验室电晕处理机(伊利诺伊州芝加哥的Electro-Technic产品公司(Electro-Technic Products,Chicago,IL))用手对其进行电晕处理，以防止水性涂覆溶液成珠和去湿。如PE2中所述制备PDAC和
352K涂覆溶液。使用“用于在微结构化膜上制备喷涂逐层自组装涂层的方法”用(PDAC/COJ352K)20来涂覆经电晕处理的膜。然后使该涂覆膜在6000W的功率下经受反应离子蚀刻(RIE)达200s的持续时间。在用剃刀刀片对涂层划痕之后，用Dektak XT触针轮廓曲线仪测量的沉积到玻璃板上的等效涂层的厚度为273nm。
实施例4-6(EX4-6)：炭黑纳米颜料，70nm-80nm直径，已回填
将PE1中制备的三个微结构化膜片各自切割成9"×10"的尺寸，并使用BD-20AC实验室电晕处理机(伊利诺伊州芝加哥的Electro-Technic产品公司(Electro-TechnicProducts,Chicago,IL))用手对其进行电晕处理，以防止水性涂覆溶液成珠和去湿。如PE2中所述制备PDAC和
352K涂覆溶液。使用“用于在微结构化膜上制备喷涂逐层自组装涂层的方法”用(PDAC/COJ352K)20(EX4)、(PDAC/COJ352K)40(EX5)和(PDAC/COJ352K)60(EX6)来涂覆经电晕处理膜的单独的9"×10"片。使该涂覆膜在6000W的功率下经受反应离子蚀刻(RIE)达200s(EX4)和500s(EX5和EX6)的持续时间。在RIE前后但在回填之前获得EX4的横截面SEM图像。从SEM图像可明显看出，沉积在膜上的涂层具有均匀的厚度，并且该厚度与沉积到玻璃上的等效涂层相对应，如下所述。接着，使用上述“用于对微结构化膜的沟道进行回填的方法”来对沟道进行回填。使用上文“用于测量来自漫射光源的光亮度分布的方法”来测量来自漫射光源的光亮度分布(图6以及表5A和表5B中的数据)。在用剃刀刀片进行划痕之后，沉积到玻璃板上的等效涂层用Dektak XT触针轮廓曲线仪测量的厚度为273nm(EX4)、536nm(EX5)和796nm(EX6)。基于沉积在玻璃上的等效涂层的厚度，吸收区域(例如，天窗)的高宽比在大约109:1(对于EX6)至319:1(对于EX4)的范围内。
表5A：EX2、EX4-EX6和CE1-CE2的相对亮度(RB)。
表5B：EX2、EX4-EX6和CE1-CE2的相对亮度(RB)。
表5C：EX6的紫外光和近红外光的透射率
实施例7(EX7)：重叠、交叉的膜
将根据EX4制备的光控膜的两个部分(各自3"×3")重叠，其中结构化侧彼此面对，其中一个片取向成垂直于另一片。即，沟道的初始方向在顶片与底片之间偏移90°。将树脂A分配在两个片之间，并且用手压辊将两个片层压在一起。如“用于对微结构化膜的沟道进行回填的方法”中所述固化样品，并使用“用于测量来自漫射光源的光亮度分布的方法”进行测量。数据示于表6A和表6D中。
实施例8(EX8)：重叠、对齐的膜
将根据EX4制备的光控膜的两个部分(各自3"×3")重叠，其中结构化侧彼此面对，其中一个片取向成平行于另一片。即，沟道的初始方向在顶片与底片之间对齐。将树脂A分配在两个片之间，并且用手压辊将两个片层压在一起。如“用于对微结构化膜的沟道进行回填的方法”中所述固化样品，并使用“用于测量来自漫射光源的光亮度分布的方法”进行测量。数据示于表6A-6D中。
表6A：针对EX7-EX8和CE3测量的相对亮度。
表6B：针对EX7-EX8和CE3测量的相对亮度。
表6C：针对EX7-EX8和CE3在90°取向角下测量的相对亮度。
表6D：针对EX7-EX8和CE3在90°取向角下测量的相对亮度。
实施例9A(EX9A)：青色纳米颜料涂层，未回填
将PE1中制备的微结构化膜片切割成9"×10"的尺寸，并使用BD-20AC实验室电晕处理机(伊利诺伊州芝加哥的Electro-Technic产品公司(Electro-Technic Products,Chicago,IL))用手对其进行电晕处理，以防止水性涂覆溶液成珠和去湿。如PE2中所述制备PDAC和
250C涂覆溶液。使用“用于在微结构化膜上制备喷涂逐层自组装涂层的方法”用(PDAC/COJ250C)20来涂覆经电晕处理的膜。使该涂覆膜在6000W的功率下经受反应离子蚀刻(RIE)达150s的持续时间。使用“用于测量来自漫射光源的光亮度分布的方法”来测量相对亮度(数据在表7中)。在用剃刀刀片对涂层划痕之后，由Dektak XT触针轮廓曲线仪(亚利桑那州图森的布鲁克纳米公司(Bruker Nano,Inc.,Tucson,AZ))测量的沉积到玻璃板上的等效涂层的厚度为340nm。
实施例9B(EX9B)：青色纳米颜料涂层，已回填
如9A中所述制备微结构化膜片，不同的是使用上述“用于对微结构化膜的沟道进行回填的方法”来回填沟道。使用“用于测量来自漫射光源的光亮度分布的方法”来测量相对亮度(数据在表7中)。在用剃刀刀片对涂层划痕之后，由Dektak XT触针轮廓曲线仪(亚利桑那州图森的布鲁克纳米公司(Bruker Nano,Inc.,Tucson,AZ))测量的沉积到玻璃板上的等效涂层的厚度为340nm。
实施例10A(EX10A)：品红纳米颜料涂层，未回填
将PE1中制备的微结构化膜片切割成9"×10"的尺寸，并使用BD-20AC实验室电晕处理机(伊利诺伊州芝加哥的Electro-Technic产品公司(Electro-Technic Products,Chicago,IL))用手对其进行电晕处理，以防止水性涂覆溶液成珠和去湿。如PE2中所述制备PDAC和
260M涂覆溶液。使用“用于在微结构化膜上制备喷涂逐层自组装涂层的方法”用(PDAC/COJ260M)20来涂覆经电晕处理的膜。使该涂覆膜在6000W的功率下经受反应离子蚀刻(RIE)达150s的持续时间。使用“用于测量来自漫射光源的光亮度分布的方法”来测量相对亮度(数据在表7中)。在用剃刀刀片对涂层划痕之后，由Dektak XT触针轮廓曲线仪(亚利桑那州图森的布鲁克纳米公司(Bruker Nano,Inc.,Tucson,AZ))测量的沉积到玻璃板上的等效涂层的厚度为313nm。
实施例10B(EX10B)：品红纳米颜料涂层，已回填
如10A中所述制备微结构化膜片，不同的是使用上述“用于对微结构化膜的沟道进行回填的方法”来回填沟道。使用“用于测量来自漫射光源的光亮度分布的方法”来测量相对亮度(数据在表7中)。在用剃刀刀片对涂层划痕之后，由Dektak XT触针轮廓曲线仪(亚利桑那州图森的布鲁克纳米公司(Bruker Nano,Inc.,Tucson,AZ))测量的沉积到玻璃板上的等效涂层的厚度为313nm。
表7A：EX9-EX10的相对亮度
表7B：EX9-EX10的相对亮度
表7C：EX9A-EX10B的紫外光和近红外光的透射率
实施例11(EX 11)：阳离子颜料、阴离子高分子电解质
用DI水和异丙醇来冲洗尺寸为1"×3"的玻璃显微镜玻片(马萨诸塞州沃尔瑟姆的飞世尔科技公司(Fisher Scientific,Waltham,MA))。将玻片安装在StratoSequence VI(佛罗里达州塔拉哈西的nanoStrata公司(nanoStrata,Inc.,Tallahassee,FL))自动化逐层浸涂机上。将玻片浸入PE3中所述的PEI-COJ352K溶液中达1分钟。接着，将玻片浸入三个连续DI水冲洗浴中，各自达30秒。接着，将玻片浸入PAA溶液(0.1重量％，用HCl调整至pH 4)中达1分钟。接着，将玻片浸入三个连续DI水冲洗浴中，各自达30秒。在每个浴中使玻片以150rpm旋转。将该循环重复总共10次以沉积(PEI-COJ352K/PAA)10。在用剃刀刀片对涂层划痕之后，用Dektak XT触针轮廓曲线仪(亚利桑那州图森的布鲁克纳米公司(Bruker Nano,Inc.,Tucson,AZ))测量的涂层的厚度为4μm。PE1的微结构化膜可用该组合物逐层涂覆并如前所述经受RIE。
实施例12(EX 12)：阳离子颜料、阴离子颜料
用DI水和异丙醇来冲洗尺寸为1"×3"的玻璃显微镜玻片(马萨诸塞州沃尔瑟姆的飞世尔科技公司(Fisher Scientific,Waltham,MA))。将玻片安装在StratoSequence VI(佛罗里达州塔拉哈西的nanoStrata公司(nanoStrata,Inc.,Tallahassee,FL))自动化逐层浸涂机上。将玻片浸入PEI-COJ352K溶液(如PE3中所述)中达1分钟。接着，将玻片浸入三个连续DI水冲洗浴中，各自达30秒。接着，将玻片浸入COJ352K溶液(如PE2中所述)中达1分钟。接着，将玻片浸入三个连续DI水冲洗浴中，各自达30秒。在每个浴中使玻片以150rpm旋转。将该循环重复总共10次以沉积(PEI-COJ352K/COJ352K)10。在用剃刀刀片对涂层划痕之后，用Dektak XT触针轮廓曲线仪(亚利桑那州图森的布鲁克纳米公司(Bruker Nano,Inc.,Tucson,AZ))测量的涂层的厚度为240nm。PE1的微结构化膜可用该组合物逐层涂覆并如前所述经受RIE。
实施例13(EX 13)：
如EX.1中所述制备光控膜。在对微结构化膜的沟道进行回填的方法期间，顶部PET膜被替换为色移膜，如WO 2010/1090924的实施例1所述。在UV固化回填沟道之后，该色移膜未进行剥离，而是作为覆盖膜保留。
表8A：EX13的相对亮度
高反射色移膜引起增益棱镜中的光循环，从而导致轴向相对亮度大于100％。
表8B：EX13的紫外光和近红外光的透射率
吸收区域的表面积
用光学显微镜以200倍放大率来观察CE2的光输入表面。通过用ImageJ软件(购自网站http://imagej.nih.gov/ij上的国立卫生研究院(National Institute of Health))分析光学显微镜图像来测量多个吸收区域的最大宽度(即，图1a中的WA)和间距(即，图1a中的PA)。五个吸收区域的平均宽度测量为14.7微米。平均间距测量为64.9微米。因此，比率WA/PA等于表面积的0.227或22.7％。
用光学显微镜以200倍放大率来观察EX6的光输入表面。通过用ImageJ软件(购自网站http://imagej.nih.gov/ij上的国立卫生研究院(National Institute of Health))分析光学显微镜图像来测量多个吸收区域的最大宽度(即，图1a中的WA)和间距(即，图1a中的PA)。五个吸收区域的平均宽度测量为1.0微米。平均间距测量为31.2微米。当壁角为零时，比率WA/PA等于表面积的0.032或3.2％。对于1.5度的壁角，表面积为10.8％。
Claims (41)
1.一种光控膜，所述光控膜包括：
光输入表面和与所述光输入表面相背的光输出表面；
交替的透射区域和吸收区域，所述交替的透射区域和吸收区域设置在所述光输入表面与所述光输出表面之间，其中所述吸收区域具有至少30的高宽比，并且所述交替的透射区域和吸收区域具有
i)对于在320nm-400nm(UV)范围内的波长至少35％、40％、45％或50％的在0度的视角下用分光光度计测量的透射率，或者
ii)对于在700nm-1400nm(NIR)范围内的波长至少65％、70％、75％或80％的在0度的视角下用分光光度计测量的透射率，
或者它们的组合。
2.根据权利要求1所述的光控膜，其中所述吸收区域具有与光输入表面平行的宽度和与所述光输入表面正交的高度，并且所述高度大于所述宽度。
3.根据权利要求1-2所述的光控膜，其中所述交替的透射区域和吸收区域具有小于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、10％或5％的在+30度或-30度的视角下的可见光相对透射率。
4.根据权利要求1-3所述的光控膜，其中所述交替的透射区域和吸收区域具有小于10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％或2％的对于在+35度至+80度范围内的视角的可见光平均相对透射率或者对于在-35度至-80度范围内的视角的可见光平均相对透射率。
5.根据权利要求1-4所述的光控膜，其中所述透射区域具有小于5度、4度、3度、2度、1度或0.1度的壁角。
6.根据权利要求1-5所述的光控膜，其中所述透射区域和吸收区域具有在50微米至200微米范围内的高度。
7.根据权利要求1-6所述的光控膜，其中所述吸收区域具有不大于5微米、4微米、3微米、2微米、1微米、0.5微米、0.25微米或0.10微米的平均宽度。
8.根据权利要求1-7所述的光控膜，其中所述吸收区域具有至少50、100、200、300、400、500、600、700、800或1000的高宽比。
9.根据权利要求1-8所述的光控膜，其中所述吸收区域具有10微米至200微米的平均间距。
10.根据权利要求1-9所述的光控膜，其中所述透射区域具有至少2、3、4、5、6、7、8、9或10的高宽比。
11.根据权利要求1-10所述的光控膜，其中所述吸收区域包含有机吸光材料。
12.根据权利要求1-11所述的光控膜，其中所述吸收区域包含中值粒度小于500纳米的吸光粒子。
13.根据权利要求1-12所述的光控膜，其中所述吸收区域包含至少25重量％的吸光粒子。
14.根据权利要求1-13所述的光控膜，其中所述吸收区域包含高分子电解质。
15.根据权利要求1-14所述的光控膜，其中所述透射区域包含辐射固化的(甲基)丙烯酸酯聚合物。
16.根据权利要求1-15所述的光控膜，其中所述交替的透射区域和吸收区域设置在基底层上。
17.根据权利要求1-16所述的光控膜，其中所述光控膜还包括覆盖膜。
18.根据权利要求1-17所述的光控膜，其中所述基底层或所述覆盖膜是多层膜。
19.根据权利要求18所述的光控膜，其中所述多层膜是色移膜、UV反射膜、UV-蓝光反射膜或近红外光反射膜。
20.根据权利要求1-19所述的光控膜，其中所述交替的透射区域和吸收区域具有至少75％的在0度的视角下对于在400nm至700nm范围内的波长范围用锥光镜测量的相对透射率。
21.根据权利要求1-20所述的光控膜，其中所述光控膜具有至少75％的在0度的视角下对于在400nm至700nm范围内的波长范围用锥光镜测量的相对透射率。
22.根据权利要求1-21所述的光控膜，其中所述光控膜具有至少60％、65％、70％、75％或80％的对于在700nm-1400nm(NIR)范围内的波长的透射率，以及小于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％或15％的在0度的视角下对于在320nm-400nm(UV)范围内的波长的透射率。
23.根据权利要求1-22所述的光控膜，其中所述光控膜具有至少10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％的在30度的视角下对于在700nm-1400nm(NIR)范围内的波长范围的平均透射率。
24.根据权利要求1-23所述的光控膜，其中所述光控膜具有至少10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％的在60度的视角下对于在700nm-1400nm(NIR)范围内的波长范围的平均透射率。
25.一种光控膜，所述光控膜包括设置在第二光控膜上的根据权利要求1-24所述的第一光控膜。
26.根据权利要求25所述的光控膜，其中所述第二光控膜是根据权利要求1-24所述的光控膜，并且所述第一光控膜和所述第二光控膜被定位成使得所述吸收区域在0度的视角下在彼此平行到正交的范围内。
27.根据权利要求26所述的光控膜，其中所述第二光控膜是根据权利要求1-24所述的光控膜，并且所述第一光控膜和所述第二光控膜被定位成使得所述吸收区域在0度的视角下彼此重合。
28.一种光控膜，所述光控膜包括：
光输入表面和与所述光输入表面相背的光输出表面；
交替的透射区域和吸收区域，所述交替的透射区域和吸收区域设置在所述光输入表面与所述光输出表面之间，其中吸收区域具有至少30的高宽比，并且阻挡所述光输入表面或所述光输出表面处的最大表面积的光，并且所述最大表面积小于交替的总透射区域和吸收区域的20％。
29.根据权利要求28所述的光控膜，其中所述吸收区域具有至少30的高宽比。
30.根据权利要求28-29所述的光控膜，其中所述交替的透射区域和吸收区域或所述光控膜具有至少75％的在0度的视角下对于400nm至700nm的波长范围用锥光镜测量的相对透射率。
31.根据权利要求28-30所述的光控膜，其中所述交替的透射区域和吸收区域或所述光控膜具有至少35％、40％、45％或50％的在0度的视角下对于在320nm-400nm(UV)范围内的波长用分光光度计测量的透射率。
32.根据权利要求28-31所述的光控膜，其中所述交替的透射区域和吸收区域或所述光控膜具有至少65％、70％、75％或80％的在0度的视角下对于在700nm-1400nm(NIR)范围内的波长用分光光度计测量的透射率，或者它们的组合。
33.根据权利要求1-32所述的光控膜，其中所述光控膜是根据权利要求2-27来表征的。
34.一种光检测系统，所述光检测系统包括：
光源，所述光源被配置为发射沿第一方向具有第一光谱分布并且沿不同的第二方向具有第二光谱分布的光；
检测器，所述检测器对检测波长范围内的波长敏感；
根据权利要求1-33所述的光控膜，所述光控膜设置在所述光源或所述检测器上，以用于接收和透射由所述光源发射的光。
35.根据权利要求34所述的光检测系统，其中所述光源包括发光二极管(LED)、激光光源、卤素光源、金属卤化物光源、钨光源、汞蒸气光源、短弧氙光源或太阳。
36.根据权利要求34-35所述的光检测系统，其中所述检测器包括光伏器件、太阳能电池、太阳能电池单元、相机。
37.根据权利要求34-36所述的光检测系统，其中所述光控膜设置到所述光源上，并且所述检测器是远程的。
38.根据权利要求34-36所述的光检测系统，其中所述光控膜设置到所述检测器上，并且所述光源是远程的。
39.根据权利要求34-38所述的光检测系统，其中所述光检测系统是车辆传感器。
40.根据权利要求34-39所述的光检测系统，其中所述光控膜设置在回射片上。
41.根据权利要求40所述的光检测系统，其中回射片包括微球珠和角隅棱镜中的至少一者。
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