CN114341676A - 光学膜和制造此类光学膜的方法 - Google Patents

光学膜和制造此类光学膜的方法 Download PDF

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凯文·W·戈特里克
杰里米·K·拉森
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Abstract

本发明公开了一种制造光学膜的方法，其包括提供基膜。该基膜包括限定第一表面和第二表面的基底。该基膜还包括多个结构，该多个结构限定上表面和从对应上表面延伸到基部部分的至少一个侧表面。该方法还包括使催化剂材料沉积在多个结构中的每一者和基部部分上以便在其上形成催化剂层。该方法还包括选择性地将催化剂层从多个结构中的每一者的上表面和基部部分移除，同时保持多个结构中的每一者的至少一个侧表面上的催化剂层的活性。该方法包括在多个结构中的每一者的至少一个侧表面上形成金属层。

Description

光学膜和制造此类光学膜的方法
技术领域
本公开涉及光学膜，并且更具体地讲，涉及用于各种光学应用的光学膜以及制造此类光学膜的方法。
背景技术
光学膜(诸如光控膜(LCF))被配置为调节透射光的方向性。各种光学膜是已知的，并且通常包括透光膜，该透光膜具有由光吸收材料形成的多个通道。光学膜可接近于显示器表面、图像表面或待观察的其他表面放置。通常，仅当观看者定位在被称为“视角”的角度范围内时，才能通过光学膜观看正在显示的图像。通常，视角是以垂直于光学膜的表面或平面的轴线为中心的角度范围。随着观看者的位置改变以使得观看者定位在视角之外，正在显示的图像较少或不再可见。这可通过阻挡在典型视角范围外的其他人观察来为观看者提供隐私。
光学膜也可用于汽车显示器应用。目前，汽车电气化包括汽车中的显示器的增加的使用，其中从汽车挡风玻璃的背向反射是不期望的。在车辆显示器中使用光学膜是用于准直来自显示器的输出以避免向上和向后行进到挡风玻璃并且然后行进到驾驶员眼睛的光的方式。然而，用于隐私和光准直应用的传统光学膜承受在轴上穿过膜的光的不期望吸收，这由于通道的几何形状是不可避免的。包括碳黑填充的微复制通道的光学膜的宽度为至少7至8微米(μm)，并且在应用中导致轴上光透射的总体损失。将期望的是具有一种具有高透射能力的光学膜，该光学膜具有必要的功能和厚度以用于各种应用。
发明内容
一般来讲，本发明涉及光学膜。本发明还涉及用于与光学应用一起使用的光学膜以及制造此类光学膜的方法。
在本公开的一个实施方案中，提供了一种制造光学膜的方法。该方法包括设置基膜。该基膜包括基底，该基底限定第一表面和与该第一表面相对设置的第二表面。该基膜还包括从基部部分延伸的多个结构。该多个结构中的每一者限定上表面和从对应上表面延伸到该基部部分的至少一个侧表面。该方法还包括使催化剂材料沉积在该多个结构中的每一者和该基部部分上以便在其上形成催化剂层。该方法还包括选择性地将该催化剂层从该多个结构中的每一者的该上表面和该基部部分移除，同时保持该多个结构中的每一者的该至少一个侧表面上的该催化剂层的活性。该方法还包括在该多个结构中的每一者的该至少一个侧表面上形成金属层。由于该催化剂层与一种或多种试剂之间的反应，通过化学镀金属生长生成该金属层。
在一些实施方案中，该光学膜包括在该多个结构中的相邻结构之间形成的多个通道。
在一些实施方案中，该多个通道中的每一者填充有与该结构的材料类似的材料。
在一些实施方案中，该多个结构中的每一者的横截面包括正方形、圆形、梯形和多边形中的至少一者。
在一些实施方案中，该催化剂材料包括镍、铜、钴、银、金、铱、钌、铂和钯中的至少一者。
在一些实施方案中，该方法包括使该金属层变暗。
在一些实施方案中，该方法包括通过微蚀刻在该金属层上设置吸收层。
在一些实施方案中，通过微复制来形成该基膜。
在一些实施方案中，通过反应离子蚀刻工艺或溅射蚀刻工艺来选择性地移除该催化剂层。
在一些实施方案中，该方法还包括在该基底的该第二表面上设置衬件。
在一些实施方案中，该方法包括在该金属层的形成之后从该第二表面移除该衬件。
在本公开的另一个实施方案中，提供了一种制造光学膜的方法。该方法包括设置基膜。该基膜包括基底，该基底限定第一表面和与该第一表面相对设置的第二表面。该基膜还包括多个结构，该多个结构从基部部分延伸，其中该多个结构中的每一者限定上表面和从对应上表面延伸到该基部部分的至少一个侧表面。该方法还包括使催化剂层沉积在该多个结构中的每一者和该基部部分上。该方法还包括选择性地使该催化剂层在该多个结构中的每一者的该上表面和该基部部分上钝化，同时保持该多个结构中的每一者的该至少一个侧表面上的该催化剂层的活性。该方法包括在该多个结构中的每一者的该至少一个侧表面上形成金属层，其中由于该催化剂层与一种或多种试剂之间的反应，通过化学镀金属生长生成该金属层。
在本公开的另一个实施方案中，提供了一种光学膜。该光学膜包括基膜。该基膜包括基底，该基底限定第一表面和与该第一表面相对设置的第二表面。该基膜还包括多个结构，该多个结构从基部部分延伸，其中该多个结构中的每一者限定上表面和从对应上表面延伸到该基部部分的至少一个侧表面。该光学膜还包括不连续的第一金属层，该不连续的第一金属层设置在该多个结构的该至少一个侧表面上。该光学膜还包括第二金属层，该第二金属层设置在该多个结构中的每一者的该至少一个侧表面上的该第一金属层上。
附图说明
考虑到以下结合附图的详细描述，可更全面地理解本文公开的示例性实施方案。附图未必按比例绘制。图中使用的相似数字指代相似的部件。当存在多个类似元件时，可将单个附图标号分配给每个多个类似元件，其中小写字母名称是指特定元件。当指总体元件或指元件中的非特定的一个或多个元件时，可消除小写字母名称。然而，应当理解，使用标号表示给定附图中的部件不旨在限制用相同标号标记的另一个附图中的部件。
图1是根据本公开的一个实施方案的光学膜的透视图；
图2是图1的光学膜的基膜的侧视图；
图3是示出设置在图2的基膜上的催化剂层的侧视图；
图4是示出形成在图2的基膜上的不连续催化剂层的侧视图；
图5是示出形成在图4的不连续催化剂层上的金属层的侧视图；
图6是示出形成在图5的金属层上的吸收层的侧视图；
图6A是示出其中材料填充在光学膜的通道中的光学膜的侧视图；
图7是示出根据本公开的一个实施方案的另一个光学膜的侧视图，其中催化剂层形成在光学膜的基膜上；
图8是示出在图7的催化剂层上执行选择性钝化工艺之后形成的不连续催化剂层的侧视图；
图9是示出形成在图7的光学膜的侧表面上的金属层的侧视图；
图10是示出形成在图9所示的金属层上的吸收层的侧视图；
图10A是示出其中材料填充在光学膜的通道中的光学膜的侧视图；
图11是根据本公开的一个实施方案的又另一个光学膜的侧视图；
图12是图11的光学膜的基膜的透视图；
图13是示出设置在图12的基膜上的催化剂层的侧视图；
图14是示出形成在图12的基膜上的不连续催化剂层的侧视图；
图15是示出形成在图14的不连续催化剂层上的金属层的侧视图；
图15A是示出形成在图15的金属层上的吸收层的侧视图；
图15B是示出其中材料填充在光学膜的通道中的光学膜的侧视图；
图16是根据本公开的一个实施方案的制造图1和图11的光学膜的方法的流程图；并且
图17是根据本公开的一个实施方案的制造图7的光学膜的另一个方法的流程图。
具体实施方式
在以下描述中，参考形成其一部分的附图，并且其中通过图示的方式示出了各种实施方案。应当理解，在不脱离本公开的范围或实质的情况下，能够设想并作出其他实施方案。因此，以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。
在本公开的上下文中，术语“第一”和“第二”用作标识符。因此，此类术语不应理解为对本公开的限制。在本公开的实施方案的全文中，术语“第一”和“第二”在与特征部或元件结合使用时可互换。
本公开涉及可执行入射辐射的角度过滤的光学膜(诸如光控膜)。光学膜可用于各种光学应用，诸如成像应用、显示器(诸如汽车显示器)等。光学膜可提供期望的视角。本公开还涉及制造光学膜的方法。
图1示出了示例性光学膜100的透视图。光学膜100被体现为高纵横比光学膜。光学膜100包括上主表面102和下主表面104。上主表面102可面向观看者、或光源、或待成像的对象。在一些实施方案中，上主表面102是光输入表面，并且下主表面104是光输出表面。光学膜100进一步限定从上主表面102延伸到下主表面104的法向轴线“N”。法向轴线“N”垂直于光学膜100的平面。另外，光学膜100包括基膜106。基膜106可通过微复制来形成。基膜106包括基底108和百叶窗结构114。在一个示例中，基底108可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯(PC)制成。另外，百叶窗结构114包括多个结构116和多个通道124(图2所示)。在一个示例中，平台区域“L”限定在基底108和基部部分142之间。平台区域“L”的材料类似于结构116的材料。另外，结构116和通道124被体现为透射区域，而层130(参见图5)或层132被体现为吸收区域。光学膜100包括交替的透射区域、吸收区域，以及透射区域和吸收区域之间的界面140。每个界面140与法向轴线“N”形成界面角“θI”。光学膜100包括由交替的透射区域和吸收区域的几何形状限定的内部截止视角“Φi”。
设置在吸收区域之间的透射区域具有基部宽度“W”、高度“H”、间距“P”和极面截止视角“θP”。另外，极面截止视角“θP”等于极面截止半视角“θ1”与极面截止半视角“θ2”的总和，这两个极面截止半视角中的每一者是从法向轴线“N”到上主表面102测量的。在一些情况下，极面截止视角“θP”可以是对称的，并且极面截止半视角“θ1”等于极面截止半视角“θ2”。在一些情况下，极面截止视角“θP”可以是非对称的，并且极面截止半视角“θ1”不等于极面截止半视角“θ2”。极面视角“θP”的范围可为0°(即垂直于上主表面102)至90°(即平行于上主表面102)。
本文所述的光学膜100可具有任何期望的极面截止视角“θP”。在一个方面，极面截止视角“θP”的范围为40°至90°或甚至更高的。极面截止视角“θP”可由参数“H”、“W”、“P”和光学膜100的材料的折射率确定。
参考图2，基底108限定第一表面110和与第一表面110相对设置的第二表面112。第二表面112可面向观看者、光源、或待成像的对象。另外，基膜106包括设置在基底108上的百叶窗结构114。百叶窗结构114是通常包括在轮廓上偏离通过微结构绘制的平均中心线的突出或突起的微结构。更具体地，基膜106包括从基部部分142延伸的多个结构116。多个结构116中的每一者限定上表面118和从对应上表面118延伸到基部部分142的至少一个侧表面120、122。在所示的实施方案中，结构116中的每一者包括一对侧表面120、122。另外，结构116在本文中被体现为肋。另选地，结构116可包括从基部部分142延伸的多个柱。如图所示，侧表面120、122中的每一者具有渐缩轮廓。另外，侧表面120、122中的每一者的渐缩轮廓朝向光学膜100的第二表面112渐缩。另选地，侧表面120、122可具有直轮廓。另外，多个结构116中的每一者的横截面包括正方形、圆形、梯形和多边形中的至少一者。在所示的实施方案中，结构116具有梯形。结构116可彼此等距间隔开。
结构116被微复制在基底108上。示例性的微复制工艺描述于美国专利号8,503,122B2(Liu等人)中。典型的微复制工艺包括以刚刚足以填充母板腔体的量，将可聚合组合物沉积至母板的负像微结构化模制表面上。然后通过在预形成的基部或基底(例如，基底108)与母板之间移动可聚合组合物的珠粒来填充腔体。然后将组合物固化。可通过各种方法(诸如挤出、浇铸和固化、涂布或某个其他方法)在基底108上形成结构116。
在一些情况下，结构116由可聚合树脂制成。在一些情况下，可聚合树脂可以是光学透明的，其在约300纳米(nm)至约800nm的波长范围内具有相当高的透射。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。
另外，基膜106包括形成在多个结构116的相邻结构116之间的多个通道124。另外，通道124中的每一者填充有与结构116的材料类似的材料136(参见图1)。在一些示例中，通道124被过度填充有材料136。参考图3，催化剂材料沉积在多个结构116中的每一者和基部部分142上以便在其上形成催化剂层128。催化剂材料包括镍、铜、钴、银、金、铱、钌、铂和钯中的至少一者。在一些示例中，在设置催化剂材料之前，在基底108的第二表面112上设置衬件134。衬件134可包括粘合剂，该粘合剂将衬件134可移除地联接到基底108的第二表面112。参考图4，光学膜100包括设置在多个结构116中的每一者的至少一个侧表面120、122上的不连续的第一金属层126。更具体地，不连续的第一金属层126设置在多个结构116中的每一者的一对侧表面120、122上。第一金属层126包括镍、铜、钴、银、金、铱、钌、铂和钯中的至少一者。
第一金属层126通过使催化剂材料沉积在多个结构116中的每一者和基部部分142上以在其上形成催化剂层128来形成(参见图3)。另外，选择性地将催化剂层128从多个结构116中的每一者的上表面118和基部部分142移除，同时保持多个结构116中的每一者的至少一个侧表面120、122上的催化剂层128的活性。通过选择性蚀刻工艺来选择性地移除催化剂层128。选择性蚀刻工艺包括反应离子蚀刻工艺或溅射蚀刻工艺。另外，保持在多个结构116中的每一者的侧表面120、122上的催化剂层128被体现为不连续的第一金属层126。
如图5所示，光学膜100包括设置在多个结构116中的每一者的至少一个侧表面120、122上的第一金属层126上的第二金属层130。第二金属层130在下文中可互换地称为金属层130。在所示的实施方案中，第二金属层130设置在多个结构116中的每一者的一对侧表面120、122上。更具体地，第二金属层130是化学镀金属层。使用湿式化学技术来生成第二金属层130。由于催化剂层128与一种或多种试剂之间的反应，通过化学镀金属生长生成第二金属层130。在一个示例中，试剂可包括次磷酸盐(特别是次磷酸钠)，但也可包括任何其他合适的还原剂(诸如二甲胺硼烷)。试剂可包括氢、元素钾或钠(包括钾汞齐和钠汞齐)、元素锌、肼和一些有机还原剂。在一个示例中，试剂是从康涅狄格州沃特伯里的麦德美爱法电子器件解决方案(MacDermid Alpha Electronics Solutions(Waterbury,Connecticut))获取的。
在一个示例中，第二金属层130的厚度可大约低于1微米(μm)。在一些示例中，在形成第二金属层130之后，将衬件134从基底108的第二表面112移除。参考图6，金属层130(参见图5)可变暗以减小从侧表面120、122的反射。在一个示例中，金属层130通过阳极化来变暗。在另一个示例中，如图6所示，光学膜100包括吸收层132以便减小从侧表面120、122的反射。在此类示例中，第二金属层130(参见图5)通过微蚀刻来变暗。微蚀刻工艺是第二金属层130上的温和湿式化学处理。通过微蚀刻产生的吸收层132导致第二金属层130的厚度的略微减少而没有空隙。另外，通过微蚀刻形成的吸收层132不会减少第二金属层130的光阻挡功能。通过微蚀刻形成的吸收层132可使第二金属层130变粗糙和变暗，这对于隐私应用可能是期望的。应注意，通过微蚀刻形成的吸收层132是在形成金属层130之后形成的任选层。现在参考图6A，在形成吸收层132之后，通道124中的每一者(参见图5)填充有与结构116的材料类似的材料136。
参考以下示例进一步描述本发明，这些示例解释为了将第二金属层130设置在侧表面120、122上而应用的过程。将参考图1至图6A解释示例。
除非另有说明，否则试剂是从康涅狄格州沃特伯里的麦德美爱法电子器件解决方案(MacDermid Alpha Electronics Solutions(Waterbury,Connecticut))获取的。浓盐酸(HCl)是从马萨诸塞州伯克顿的EMD密理博(EMD Millipore(Burlington,Massachusetts))获取的。氩气(UHP压缩气体)是从明尼苏达州圣保罗的氧气服务公司(Oxygen ServiceCompany(St.Paul,Minnesota))获取的。
实施例1：
在此示例中，使用如在WO专利号2019118589(Schmidt等人)的预备实施例1中描述的树脂A来制造微复制基膜106。树脂A中使用的原材料在下表1中给出。
表1：用于树脂A的原材料
Figure BDA0003529725580000081
Figure BDA0003529725580000091
以下给出树脂A的组成。
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
另外，如果基底108的第二表面112不包括衬件，则将衬件134施加在基底108的第二表面112上。衬件134可包括层压聚四氟乙烯(PTFE)胶带或其他良好粘附衬件。另外，对基膜106进行蚀刻工艺。在一个示例中，通过铬酸蚀刻工艺来蚀刻基膜106。蚀刻工艺包括浸没在Macuplex LCP蚀刻液(即90％v/v的Macuplex LCP蚀刻浓缩物，10％的去离子水，在180°华氏度(F)下，持续30秒)中。另外，然后对基膜106进行冷水冲洗持续两分钟，随后进行热水冲洗持续两分钟。随后，对基膜106进行调节工艺并且用来自调节器的逆流冲洗剂对其进行调节，即MacDermid4MACuPlex NeutraPrep(即1.5％v/v的MacDermid 4MACuPlexNeutraprep浓缩物，98.5％v/v的去离子水，在120°F下，5分钟)。然后对基膜106进行冷水冲洗持续两分钟，随后进行热水冲洗持续两分钟。
然后将基膜106浸入盐酸(20％v/v的浓缩HCl，在100°F，持续2分钟)中。另外，通过将基膜106浸没在活化剂溶液中，基膜106用金属溶液来活化。在一个示例中，活化剂溶液包括Mactivate 360(即0.8％v/v的Mactivate 360浓缩物，20％v/v的浓缩HCl，79.8％v/v的去离子水，在100°F下，持续5分钟)，其是超低浓度的贵金属液体催化剂。然后对基膜106进行冷水冲洗持续两分钟，随后进行空气干燥。然后对基膜106进行选择性蚀刻工艺，特别是如US8460568B2中描述的使用反应器的溅射蚀刻工艺；在1.25m2(表面积)圆柱形电极上以5000W功率进行蚀刻，其氩气流速为400SCCM，从而产生约1mTorr的工艺压力。然后通过将基膜106浸入可以商标“Niklad 262”获得的催化剂材料(即10％v/v的Niklad 262浓缩物，90％v/v的去离子水，在110°F下，持续3分钟)中，将该催化剂材料施加到基膜106。将催化剂材料保持在基膜106的待镀覆的表面上，由此形成催化剂层128。然后对基膜106进行冷水冲洗持续两分钟。另外，将衬件134从基膜106的基底108的第二表面112剥离。
然后通过将基膜106浸没在化学镀液浴中来对基膜106进行化学镀，化学镀液即Macuplex J64(即7.0％v/v的Macuplex J60浓缩物，3.0％v/v的Macuplex J61浓缩物，1.5％v/v的Macuplex J63F浓缩物，88.5％v/v的去离子水，在100°F下，持续30秒至10分钟)，其被设计用于塑料应用上的化学镀。然后对基膜106进行冷水冲洗持续两分钟。在此处理之后，检查基膜106。检查确认了侧表面120、122覆盖有第二金属层130。接下来，通过与结构116的材料类似的材料136(即树脂A)来填充通道124。
实施例2
在此示例中，遵循实施例1中提及的所有步骤。然而，蚀刻工艺的蚀刻时间变化并且没有衬件放置在基底108上。在检查最终产品时，观察到在约30秒的预定义阈值内的蚀刻时间倾向于溶解复制的丙烯酸酯层，从而导致镀层没有结构化表面。
实施例3
在此示例中，遵循实施例1中提及的所有步骤。然而，没有衬件设置在基底108的第二表面112上。在检查最终产品时，得出结论，可能期望用衬件134掩蔽基底108的第二表面112，以防止由于通过化学镀金属涂层的层对基底108的第二表面112的完全镀覆而引起的完全透射损失。
实施例4
在此示例中，遵循实施例1中提及的所有步骤，但在化学镀期间的化学镀时间变化。观察到基膜106在15秒内明显地变暗，并且在2分钟内在镀覆区域中是完全金属/反射的。在浸没的完全持续时间内，可看到指示化学镀的冒泡。当基膜106被浸没持续较长时间时，基膜106被厚镀覆并且在垂直观察时对于肉眼未表现出足够透射。
实施例5
在此示例中，使用了使用树脂A来制造的微复制基膜106。另外，如果基底108的第二表面112不包括衬件，则将衬件134施加在基底108的第二表面112上。衬件134可包括层压聚四氟乙烯(PTFE)胶带或其他良好粘附衬件。另外，对基膜106进行蚀刻工艺。在一个示例中，通过铬酸蚀刻工艺来蚀刻基膜106。蚀刻工艺包括Macuplex LCP蚀刻液(即90％v/v的Macuplex LCP蚀刻浓缩物，10％的去离子水，在180°F下，持续30秒)。另外，然后对基膜106进行冷水冲洗持续两分钟，随后进行热水冲洗持续两分钟。随后，对基膜106进行调节工艺并且用来自调节器的逆流冲洗剂对其进行调节，即MacDermid 4MACuPlex NeutraPrep(即1.5％v/v的MacDermid 4MACuPlex Neutraprep浓缩物，98.5％v/v的去离子水，在120°F下，5分钟)。然后对基膜106进行冷水冲洗持续两分钟，随后进行热水冲洗持续两分钟。
然后将基膜106浸入盐酸(20％v/v的浓缩HCl，在100°F，持续2分钟)中。另外，通过将基膜106浸没在活化剂溶液中，基膜106用金属溶液来活化。在一个示例中，活化剂溶液包括Mactivate 360(即0.8％v/v的Mactivate 360浓缩物，20％v/v的浓缩HCl，79.8％v/v的去离子水，在100°F下，持续5分钟)，其是超低浓度的贵金属液体催化剂。然后对基膜106进行冷水冲洗持续两分钟，随后进行空气干燥。然后，如实施例1中所述的那样对基膜106进行选择性蚀刻工艺。然后通过将基膜106浸入可以商标“Niklad 262”获得的催化剂材料(即10％v/v的Niklad 262浓缩物，90％v/v的去离子水，在110°F下，持续3分钟)中，将该催化剂材料施加到基膜106。将催化剂材料保持在基膜106的待镀覆的表面上，由此形成催化剂层128。然后对基膜106进行冷水冲洗持续两分钟。另外，将衬件134从基底108的第二表面112剥离。然后通过将基膜106浸没在化学镀液浴中来对基膜106进行化学镀，化学镀液即Macuplex J64(即7.0％v/v的Macuplex J60浓缩物，3.0％v/v的Macuplex J61浓缩物，1.5％v/v的Macuplex J63F浓缩物，88.5％v/v的去离子水，在100°F下，持续30秒至10分钟)，其被设计用于塑料应用上的化学镀。然后对基膜106进行两次冷水冲洗持续两分钟。
然后通过将基膜106浸没在Niklad 824溶液(即，3％v/v的Barrett SNR-24浓缩物，20％v/v的Niklad 824浓缩物，77％v/v的去离子水，在190°F下)中以变暗或在第二金属层130上形成吸收层132，对基膜106进行有机稳定的无铅和镉的半光亮工艺。在半光亮工艺期间将基膜106浸没在溶液中以形成吸收层132。在一些示例中，可调整电镀时间和半光亮工艺的时间以实现第二金属层130的期望厚度。然后用冷水将基膜106冲洗两次。
另外，对基膜106进行形成黑色沉积物的另一个处理，其中Niklad ELV 824用作顶层。更具体地，将基膜106浸没在NiKlad Eclipse(即50％v/v的NiKlad Eclipse浓缩物，48％v/v的去离子水，2％v/v的浓缩HCl，在77°F下，持续1至2分钟)中，该NiKlad Eclipse为被设计成当与双重化学镀涂层一起使用时提供黑色沉积物的氧化溶液，其中顶层是NiKladELV824。然后用冷水将基膜106冲洗两次，并且然后以低温(介于100°F和110°F之间)烘烤该基膜以使黑色沉积物干燥并且坚固。在此处理之后，检查基膜106。在检查基膜106时，发现了第二金属层130良好粘附到侧表面120、122，并且反射金属被转换为较不反射的黑色材料。另外，将衬件134从基底108的第二表面112剥离，并且通过与结构116的材料类似的材料136(即树脂A)来填充通道124。
现在参考图7，示出了与光学膜700相关联的另一个基膜706。基膜706类似于关于图1至图6A描述的基膜106。基膜706可通过微复制来形成。基膜706包括基底708、多个结构716和多个通道724，其分别类似于基膜106的基底108、多个结构116和多个通道124。另外，通道724中的每一者填充有与结构716的材料类似的材料736(参见图10)。在一些示例中，通道724被过度填充有材料736。基底708限定第一表面710和与第一表面710相对设置的第二表面712。多个结构716中的每一者限定上表面718和从对应上表面718延伸到基部部分742的至少一个侧表面720、722。
另外，催化剂材料沉积在多个结构716中的每一者和基部部分742上以便在其上形成催化剂层728。催化剂材料包括镍、铜、钴、银、金、铱、钌、铂和钯中的至少一者。在一些示例中，在设置催化剂材料之前，在基底708的第二表面712上设置衬件734。现在参考图8，光学膜700包括设置在多个结构716中的每一者的至少一个侧表面720、722上的不连续的第一金属层726。更具体地，不连续的第一金属层726设置在多个结构716中的每一者的一对侧表面720、722上。第一金属层726包括镍、铜、钴、银、金、铱、钌、铂和钯中的至少一者。
第一金属层726通过使催化剂材料沉积在多个结构716中的每一者和基部部分742上以在其上形成催化剂层728来形成。另外，选择性地使催化剂层728在多个结构716中的每一者的上表面718和基部部分742上钝化，同时保持多个结构716中的每一者的至少一个侧表面720、722上的催化剂层728的活性。更具体地，钝化层738形成在多个结构716中的每一者的上表面718和基部部分742上。因此，催化剂层728的活性仅在多个结构716中的每一者的侧表面720、722上保持。使用选择性钝化工艺来选择性地使催化剂层728钝化。选择性钝化工艺是等离子体增强的化学气相沉积工艺。另外，保持在多个结构716中的每一者的侧表面720、722上的催化剂层728被体现为不连续的第一金属层726。
参考图9，光学膜700包括形成在多个结构716中的每一者的至少一个侧表面720、722上的金属层730。金属层730在下文中可互换地称为第二金属层730。在所示的实施方案中，金属层730形成在多个结构716中的每一者的一对侧表面720、722上。更具体地，金属层730是化学镀金属层。使用湿式化学技术来生成金属层730。
由于催化剂层728与一种或多种试剂之间的反应，通过化学镀金属生长生成金属层730。在一个示例中，试剂可包括次磷酸盐(特别是次磷酸钠)，但也可以是任何其他合适的还原剂(诸如二甲胺硼烷)。试剂可包括氢、元素钾或钠(包括钾汞齐和钠汞齐)、元素锌、肼和一些有机还原剂。在一个示例中，试剂是从康涅狄格州沃特伯里的麦德美爱法电子器件解决方案(MacDermid Alpha Electronics Solutions(Waterbury,Connecticut))获取的。在一些示例中，在形成金属层730之后，将衬件734从基底708的第二表面712移除。另外，在一些示例中，金属层730变暗。在一个示例中，金属层730通过阳极化来变暗。
在另一个示例中，如图10所示，光学膜700包括吸收层732以便减小从侧表面720、722的反射。在此类示例中，金属层730(参见图9)通过微蚀刻来变暗。吸收层732的功能和形成技术类似于图6所示的光学膜100的吸收层132的功能和成形技术。应注意，通过微蚀刻形成的吸收层732是在形成金属层730之后形成的任选层。现在参考图10A，在形成吸收层732之后，通道724中的每一者(参见图9)填充有与结构716的材料类似的材料736。
现在参考图11，示出了另一个示例性光学膜1100的侧视图。另外，光学膜1100包括基膜1106。基膜1106通过微复制来形成。基膜1106包括与相对于图1至图6A解释的基膜106的基底108类似的基底1108。基底1108限定第一表面1110(在图13、图14和图15中示出)和与第一表面1110相对设置的第二表面1112(在图13、图14和图15中示出)。
现在参考图12，基膜1106包括百叶窗结构1114。百叶窗结构1114是通常包括在轮廓上偏离通过微结构绘制的平均中心线的突出或突起的微结构。更具体地，基膜1106包括从基部部分1142延伸的多个结构1116。多个结构1116中的每一者限定上表面1118和从对应上表面1118延伸到基部部分1142的至少一个侧表面1120。在所示的实施方案中，结构1116中的每一者包括四个侧表面1120。另外，结构1116被体现为三维结构，诸如柱。每个柱由多个柱围绕。结构1116以多个行和列进行布置。另外，多个结构1116中的每一者的横截面包括正方形、圆形、梯形和多边形中的至少一者。在所示的实施方案中，结构1116中的每一者的横截面包括正方形。结构1116可彼此等距间隔开。制造结构1116的方法和结构1116的材料类似于关于图1至图6A描述的制造结构116的方法和结构116的材料。另外，基膜1106包括形成在多个结构1116的相邻结构1116之间的多个通道1124。另外，通道1124中的每一者填充有与结构1116的材料类似的材料1136(在图11中示出)。在一些示例中，通道1124被过度填充有材料1136。
参考图13，催化剂材料沉积在多个结构1116中的每一者和基部部分1142上以便在其上形成催化剂层1128。催化剂材料包括镍、铜、钴、银、金、铱、钌、铂和钯中的至少一者。在一些示例中，在设置催化剂材料之前，在基底1108的第二表面1112上设置衬件1134。
参考图14，光学膜1100包括设置在多个结构1116中的每一者的至少一个侧表面1120上的不连续的第一金属层1126。更具体地，不连续的第一金属层1126设置在多个结构1116中的每一者的侧表面1120中的每一者上。第一金属层1126包括镍、铜、钴、银、金、铱、钌、铂和钯中的至少一者。
第一金属层1126通过使催化剂材料沉积在多个结构1116中的每一者和基部部分1142上以在其上形成催化剂层1128(参见图13)来形成。另外，选择性地将催化剂层1128从多个结构1116中的每一者的上表面1118和基部部分1142移除，同时保持多个结构1116中的每一者的至少一个侧表面1120上的催化剂层1128的活性。通过选择性蚀刻工艺来选择性地移除催化剂层1128。选择性蚀刻工艺包括反应离子蚀刻工艺或溅射蚀刻工艺。另外，保持在多个结构1116中的每一者的侧表面1120中的每一者上的催化剂层1128被体现为不连续的第一金属层1126。
另选地，可选择性地使催化剂层1128在多个结构1116中的每一者的上表面1118和基部部分1142上钝化，同时保持多个结构1116中的每一者的侧表面1120上的催化剂层1128的活性。更具体地，催化剂层1128的活性仅在多个结构1116中的每一者的侧表面1120上保持。可使用选择性钝化工艺来选择性地使催化剂层1128钝化。选择性钝化工艺可以是等离子体增强的化学气相沉积工艺。另外，保持在多个结构1116中的每一者的侧表面1120上的催化剂层1128被体现为不连续的第一金属层1126。
如图15所示，光学膜1100包括设置在多个结构1116中的每一者的侧表面1120上的第一金属层1126上的第二金属层1130。在所示的实施方案中，第二金属层1130形成在多个结构1116中的每一者的侧表面1120上。更具体地，第二金属层1130是化学镀金属层。使用传统的湿式化学技术来生成第二金属层1130。由于催化剂层1128与一种或多种试剂之间的反应，通过化学镀金属生长生成第二金属层1130。在一个示例中，试剂可包括次磷酸盐(特别是次磷酸钠)，但也可以是任何其他合适的还原剂(诸如二甲胺硼烷)。试剂可包括氢、元素钾或钠(包括钾汞齐和钠汞齐)、元素锌、肼和一些有机还原剂。在一个示例中，试剂是从康涅狄格州沃特伯里的麦德美爱法电子器件解决方案(MacDermid Alpha ElectronicsSolutions(Waterbury,Connecticut))获取的。
在一些示例中，在形成金属层1130之后，将衬件1134从第二表面1112移除。另外，在一些示例中，金属层1130变暗。在一个示例中，金属层1130通过阳极化来变暗。在另一个示例中，如图15A所示，光学膜1100包括吸收层1132以便减小从侧表面1120的反射。在此类示例中，金属层1130(参见图15)通过微蚀刻来变暗。吸收层1132的功能和形成技术类似于图6所示的光学膜100的吸收层132的功能和成形技术。应注意，通过微蚀刻形成的吸收层1132是在形成金属层1130之后形成的任选层。现在参考图15B，在形成吸收层1132之后，通道1124中的每一者(参见图15A)填充有与结构1116的材料类似的材料1136。
上述光学膜100、700、1100被体现为可在汽车显示器应用中使用的高透射光学膜。另外，这些高透射光学膜100、700、1100可用作窗膜。窗膜可允许以特定角度进行外部观察，并且可防止来自阳光的不期望的加热或眩光。类似地，光学膜100、700、1100可用作光学传感器的角度控制过滤器。
图16是制造光学膜110、1100的方法的流程图。在步骤1602处，设置基膜116、1106。基膜116、1106包括基底118、1108，该基底限定第一表面110、1110和与第一表面110、1110相对设置的第二表面112、1112。另外，基膜116、1106包括从基部部分142、1142延伸的多个结构116、1116。多个结构116、1116中的每一者限定上表面118、1118和从对应上表面118、1118延伸到基部部分142、1142的至少一个侧表面120、122、1120。多个结构116、1116中的每一者的横截面包括正方形、圆形、梯形和多边形中的至少一者。另外，光学膜110、1100包括形成在多个结构116、1116的相邻结构116、1116之间的多个通道124、1124。通过与结构116、1116的材料类似的材料136、1136来填充多个通道124、1124中的每一者。基膜116、1106可通过微复制来形成。
在步骤1604处，使催化剂材料沉积在多个结构116、1116中的每一者和基部部分142、1142上以便在其上形成催化剂层128、1128。催化剂材料包括镍、铜、钴、银、金、铱、钌、铂和钯中的至少一者。另外，衬件134、1134设置在基底118、1108的第二表面112、1112上。更具体地，在沉积催化剂材料之前设置衬件134、1134。在步骤1606处，选择性地将催化剂层128、1128从多个结构116、1116中的每一者的上表面118、1118和基部部分142、1142移除，同时保持多个结构116、1116中的每一者的至少一个侧表面160、162、1120上的催化剂层128、1128的活性。通过反应离子蚀刻工艺或溅射蚀刻工艺来选择性地移除催化剂层128、1128。在步骤1608处，在多个结构116、1116中的每一者的至少一个侧表面160、162、1120上形成金属层130、1130。由于催化剂层128、1128与一种或多种试剂之间的反应，通过化学镀金属生长生成金属层130、1130。此外，在形成金属层130、1130之后，将衬件134、1134从第二表面112、1112移除。另外，在一个实施方案中，金属层130、1130变暗。在一个示例中，金属层130、1130通过阳极化来变暗。在另一个示例中，吸收层132、1132通过微蚀刻来形成在金属层上。更具体地，金属层130、1130通过微蚀刻来变暗。
图17是制造光学膜700的方法的流程图。在步骤1702处，设置基膜706。基膜706包括基底708，该基底限定第一表面710和与第一表面710相对设置的第二表面712。另外，基膜706包括从基部部分742延伸的多个结构716。多个结构716中的每一者限定上表面718和从对应上表面718延伸到基部部分742的至少一个侧表面720、722。多个结构716中的每一者的横截面包括正方形、圆形、梯形和多边形中的至少一者。另外，光学膜700包括形成在多个结构716的相邻结构716之间的多个通道724。通过与结构716的材料类似的材料736来填充多个通道724中的每一者。基膜706可通过微复制来形成。
在步骤1704处，使催化剂材料沉积在多个结构716中的每一者和基部部分742上以便在其上形成催化剂层728。催化剂材料包括镍、铜、钴、银、金、铱、钌、铂和钯中的至少一者。在步骤1706处，选择性地使催化剂层728在多个结构716中的每一者的上表面718和基部部分742上钝化，同时保持多个结构716中的每一者的至少一个侧表面720、722上的催化剂层728的活性。选择性钝化工艺是等离子体增强的化学气相沉积工艺。在步骤1708处，在多个结构716中的每一者的至少一个侧表面720、722上形成第二金属层730。由于催化剂层728与一种或多种试剂之间的反应，通过化学镀金属生长生成第二金属层730。另外，在一个实施方案中，第二金属层730变暗。在一个示例中，第二金属层730通过阳极化来变暗。在另一个示例中，吸收层732通过微蚀刻来形成在第二金属层730上。更具体地，第二金属层730通过微蚀刻来变暗。
虽然本文已经例示并描述了具体实施方案，但本领域的普通技术人员将会知道，在不脱离本公开范围的情况下，可用多种另选的和/或等同形式的具体实施来代替所示出和所描述的具体实施方案。本申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此，本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。
元件列表
100 光学膜
102 上主表面
104 下主表面
106 基膜
108 基底
110 第一表面
112 第二表面
114 百叶窗结构
116 结构
118 上表面
120 侧表面
122 侧表面
124 通道
126 第一金属层
128 催化剂层
130 第二金属层
132 吸收层
134 衬件
136 材料
140 界面
142 基部部分
700 光学膜
706 基膜
708 基底
710 第一表面
712 第二表面
716 结构
718 上表面
720 侧表面
722 侧表面
724 通道
726 第一金属层
728 催化剂层
730 第二金属层
732 吸收层
734 衬件
736 材料
738 钝化层
742 基部部分
1100 光学膜
1106 基膜
1108 基底
1110 第一表面
1112 第二表面
1114 百叶窗结构
1116 结构
1118 上表面
1120 侧表面
1124 通道
1126 第一金属层
1128 催化剂层
1130 第二金属层
1132 吸收层
1134 衬件
1136 材料
1142 基部部分
1600 方法
1602 步骤
1604 步骤
1606 步骤
1608 步骤
1700 方法
1702 步骤
1704 步骤
1706 步骤
1708 步骤
L 平台区域
N 法向轴线
θI 界面角
ΦI 内部截止视角
W 基部宽度
H 高度
P 间距
θP 极面截止视角
θ1 极面截止半视角
θ2 极面截止半视角

Claims (25)

1.一种制造光学膜的方法，所述方法包括：
设置基膜，所述基膜包括：
基底，所述基底限定第一表面和与所述第一表面相对设置的第二表面；和
多个结构，所述多个结构从基部部分延伸，其中所述多个结构中的每一者限定上表面和从对应上表面延伸到所述基部部分的至少一个侧表面；
使催化剂材料沉积在所述多个结构中的每一者和所述基部部分上以便在其上形成催化剂层；
选择性地将所述催化剂层从所述多个结构中的每一者的所述上表面和所述基部部分移除，同时保持所述多个结构中的每一者的所述至少一个侧表面上的所述催化剂层的活性；以及
在所述多个结构中的每一者的所述至少一个侧表面上形成金属层，其中由于所述催化剂层与一种或多种试剂之间的反应，通过化学镀金属生长生成所述金属层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述光学膜包括在所述多个结构中的相邻结构之间形成的多个通道。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述多个通道中的每一者填充有与所述结构的材料类似的材料。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个结构中的每一者的横截面包括正方形、圆形、梯形和多边形中的至少一者。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括使所述金属层变暗。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括通过微蚀刻在所述金属层上设置吸收层。
7.根据权利要求1所述的方法，其中通过微复制来形成所述基膜。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述催化剂材料包括镍、铜、钴、银、金、铱、钌、铂和钯中的至少一者。
9.根据权利要求1所述的方法，其中通过反应离子蚀刻工艺或溅射蚀刻工艺来选择性地移除所述催化剂层。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述基底的所述第二表面上设置衬件。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括在所述金属层的形成之后从所述第二表面移除所述衬件。
12.一种制造光学膜的方法，所述方法包括：
设置基膜，所述基膜包括：
基底，所述基底限定第一表面和与所述第一表面相对设置的第二表面；和
多个结构，所述多个结构从基部部分延伸，其中所述多个结构中的每一者限定上表面和从对应上表面延伸到所述基部部分的至少一个侧表面；
使催化剂层沉积在所述多个结构中的每一者和所述基部部分上；
选择性地使所述催化剂层在所述多个结构中的每一者的所述上表面和所述基部部分上钝化，同时保持所述多个结构中的每一者的所述至少一个侧表面上的所述催化剂层的活性；以及
在所述多个结构中的每一者的所述至少一个侧表面上形成金属层，其中由于所述催化剂层与一种或多种试剂之间的反应，通过化学镀金属生长生成所述金属层。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述光学膜包括在所述多个结构中的相邻结构之间形成的多个通道。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述多个通道中的每一者填充有与所述结构的材料类似的材料。
15.根据权利要求12所述的方法，还包括使所述金属层变暗。
16.根据权利要求12所述的方法，还包括通过微蚀刻在所述金属层上设置吸收层。
17.根据权利要求12所述的方法，其中通过微复制来形成所述基膜。
18.根据权利要求12所述的方法，其中所述催化剂材料包括镍、铜、钴、银、金、铱、钌、铂和钯中的至少一者。
19.根据权利要求12所述的方法，其中所述选择性钝化工艺是等离子体增强的化学气相沉积工艺。
20.一种光学膜，包括：
基膜，所述基膜包括：
基底，所述基底限定第一表面和与所述第一表面相对设置的第二表面；和
多个结构，所述多个结构从基部部分延伸，其中所述多个结构中的每一者限定上表面和从对应上表面延伸到所述基部部分的至少一个侧表面；
不连续的第一金属层，所述不连续的第一金属层设置在所述多个结构的所述至少一个侧表面上；和
第二金属层，所述第二金属层设置在所述多个结构中的每一者的所述至少一个侧表面上的所述第一金属层上。
21.根据权利要求20所述的光学膜，其中所述光学膜包括在所述多个结构中的相邻结构之间形成的多个通道。
22.根据权利要求21所述的光学膜，其中所述多个通道中的每一者填充有与所述结构的材料类似的材料。
23.根据权利要求20所述的光学膜，其中所述第一金属层包括镍、铜、钴、银、金、铱、钌、铂和钯中的至少一者。
24.根据权利要求20所述的光学膜，其中所述第二金属层变暗。
25.根据权利要求20所述的光学膜，其中通过微蚀刻在所述第二金属层上形成吸收层。
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