专利名称：防窥装置的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种光控制装置，且特别是有关于一种利用光散射原理所设计的防窥装置。
背景技术：
近来，人们对于个人隐私的意识提升，所以居家的大片落地窗几乎都会加贴具防窥特性的镜面反光膜以提高居家隐密性，但此种抗反射薄膜的光线穿透率并不高，且耐候性不良，故长期使用下会弓I发褪色及颜色不均的现象产生。由于上述的镜面反光膜不能因应使用者需求而调整光线入射的方式，因此，智能型玻璃相关的研究也愈来愈蓬勃发展。目前市面上已有一种电控液晶玻璃，其技术原理是在两片玻璃之间夹有高分子分散型液晶，所谓高分子分散型液晶就是将液晶滴均匀分散在高分子基材中，利用外加电场的调变以改变光线穿透率的状态。然而，此种智能型玻璃尚有液晶分散不均及价格的问题，故尚未在市面上大量生产
发明内容
有鉴于上述的镜面隔热纸及智能型玻璃所产生的缺点，本发明提出一种光控制装置，且特别是关于一种利用光散射原理所设计的防窥装置，其优点为可自行调控入射光线的方式以达到防窥的功效。根据本发明之一实施方式，防窥装置包含偏光组件，将入射光转为偏振光；液晶盒，其设置于偏光组件之上，包含两透明基板、位于两透明基板之间的液晶及用以调控偏振光方向的驱动组件；扩散组件，其设置于液晶盒之上。扩散组件包含透明树脂层，透明树脂层具有折射率，且透明树脂层的一侧与液晶盒相邻，透明树脂层的另一侧表面具有复数个凹凸带形微结构，该复数个凹凸带形微结构的排列方向与偏振光垂直；液晶层，其设置于透明树脂层的凹凸带形微结构之上，其具有平行该复数个凹凸带形微结构排列方向的异常光折射率(Extraordinary refractive index,ne)及垂直复数个凹凸带形微结构排列方向的寻常光折射率(Ordinary refractive index,no)。其中，异常光折射率与寻常光折射率相异，以及透明树脂层的折射率与液晶层的寻常光折射率相同。根据本发明的一实施例，偏振光为90度偏振光，液晶盒为垂直排列液晶盒(Vertical Alignment Cell, VA cell)。根据本发明的另一实施例，偏振光为135度偏振光，液晶盒为扭转向列型液晶盒(Twist Nematic Cell, TN cell)。根据本发明的一实施例，透明树脂层为热固化性树脂或光固化性树脂。根据本发明的另一实施例，透明树脂层表面的每一该凹凸带形微结构的间距的范围为 10 y m 至 1000 u m。根据本发明的另一实施例，透明树脂层表面的每一该凹凸带形微结构的高度的范围为 10 y m 至 1000 u m。
根据本发明的另一实施例，透明树脂层表面的每一该凹凸带形微结构的宽度的范围为 10 y m 至 1000 u m。根据本发明的又一实施例，该凹凸带形微结构的剖面形状为三角形、半圆形、半椭圆形、四方形或其组合。根据本发明的又一实施例，液晶层的液晶材料为光聚合型液晶。根据本发明的一实施例，偏光组为偏光膜。与现有技术相比，本发明提出的利用光散射原理所设计的防窥装置，可自行调控入射光线的方式以达到防窥的功效，且可进一步应用于居家玻璃或会议室玻璃等防窥相关应用。关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
图1绘示依据本发明一实施方式的防窥装置的剖面结构示意图。图2A至图2E绘示依据本发明一实施方式的制造方法的各制程阶段剖面示意图。图3绘示依据本发明另一实施方式的防窥装置的剖面结构示意图。图4绘示依据图3的透明树脂层的放大立体结构示意图。图5绘示依据本发明的另一实施方式的防窥装置的剖面结构示意图。图6绘示依据图5的透明树脂层的放大剖面结构示意图。图7绘示依据本发明的另一实施方式的防窥装置的剖面结构示意图。图8绘示依据图7的透明树脂层的放大剖面结构示意图。
具体实施例方式为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对了本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。在以下描述中，将详细叙述许多特定细节以使读者能够充分理解以下的实施例。然而，可在无此等特定细节的情况下实践本发明的实施例。在其它情况下，为简化图式，熟知的结构与装置仅示意性地绘示于图中。请参照图1，绘示本发明的一实施方式的防窥装置100的剖面结构示意图。如图1所示，防窥装置100包含偏光组件110、液晶盒120及扩散组件130，其中扩散组件130包含透明树脂层131以及液晶层132。上述偏光组件110为偏光膜,其作用是将入射光转为偏振光。偏光膜的制作方式是将透明的聚乙烯醇薄膜(Polyvinyl alcohol film, PVA film)浸置于数个具有碘(1dine I2)、碘化钾(Potassium iodide, KI)及硼酸(Boric acid, H3BO3)的水槽溶液中，接着进行延伸、染色及干燥等步骤，使聚乙烯薄膜达到所需的偏光度、穿透率及色相等光学特性。最后将该聚乙烯薄膜与保护膜贴合即可制得偏光膜。上述保护膜可以为聚对苯二甲酸二乙酯(polyethylene terephthalate, PET)、聚碳酸酯(polycarbonate, PC)、三醋酸纤维素(triacetyl cellulose, TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)、环烯烃聚合物(cyclo-olefin polymer, COP)或及其组合。上述保护膜具有硬涂层功能(Hard-coating)、抗紫外线功能(Ant1-UV)、抗反射功能(Ant1-reflection)、抗眩功能(Ant1-glare)、抗红外线功能(Ant1-1R)或其组合的功能。于本发明的另一实施方式中，偏光膜的穿透率大于40.0% ;于本发明的又一实施方式中，偏光度大于99.0%。除了碘系偏光片之外，染料系偏光片或金属式光栅板也可达到相同的偏光效果上述液晶盒120，其设置于偏光组件110之上。液晶盒120包含两个透明基板、位于两个透明基板之间的液晶及用以调控偏振光方向的驱动组件。液晶盒120，例如可为垂直排列液晶盒或扭转向列型液晶盒。透明基板例如可为玻璃基板。上述扩散组件130，其设置液晶盒120之上。扩散组件包含透明树脂层131以及液晶层132。透明树脂层131的一侧与液晶盒120相邻，透明树脂层的另一侧的表面具有平行排列的复数个凹凸带形微结构133相邻于液晶层132。扩散组件130中的透明树脂层131的材质可为热固化性树脂(Thermo-curable resin)或紫外光固化性树脂(UV curableresin),例如可选自由丙烯酸树脂(Acrylic resin)、娃树脂(Silicone resin)、聚氨酯(Polyurethane resin)或环氧树脂(Epoxy resin)所组成的群组。上述凹凸带形微结构的剖面形状为三角形、半圆形、半椭圆形、四方形或其组合。液晶层132的液晶材料可为聚合性液晶，例如可为光聚合性活性液晶元。图2A至图2E绘示本发明一实施方式的制造方法的各制程阶段剖面示意图。首先，提供基材231，如图2A所示。基材231可为离形膜。 接着，如图2B所示，将可固化的透明树脂涂布于基材231之上以形成透明树脂层232。透明树脂的涂布方法为所属技术领域中具有通常知识者所熟知，例如狭缝涂布法(diecoating)或凹版印刷涂布法(gravure coating)。上述的可固化树脂可为热固化性树脂或紫外光固化性树脂，例如可选自由丙烯酸树脂、硅树脂，聚氨酯或环氧树脂所组成的群组。在涂布可固化树脂后，以具有预定图案的模具压印透明树脂层232形成平行排列的复数个凹凸带形微结构于透明树脂层表面，接着藉由热固化或紫外光固化透明树脂层233，如图2C所示。上述的具有预定图案的模具可以为图案化平面压印模具或为图案化滚轮压印模具。接着，将液晶材料涂布于透明树脂层233的凹凸带形微结构之上以形成液晶层234，经干燥即可制得扩散组件230。而液晶层234的液晶材料可为聚合性液晶，例如可为光聚合性活性液晶。最后，将扩散组件230及偏光组件210分别与液晶盒220进行贴合，即为防窥装置，如图2E所示。图3绘示本发明的另一实施方式的防窥装置300的剖面结构示意图。防窥装置300包含偏光组件310 ;液晶盒320，其设置于偏光组件310之上；以及扩散组件330，其设置于液晶盒320之上。如图3所示，偏光组件310为偏光膜，偏光膜包含具偏光特性的聚乙烯薄膜312(以下简称偏光子)，及位于偏光子312两侧的保护膜311、313。保护膜311、313皆为三醋酸纤维素。上述偏光膜具有偏光轴，能将入射光转为偏振光。于本发明的一实施例，偏光轴角度为90度，此90度的定义为偏光轴与水平方向的夹角。
液晶盒320为垂直排列液晶盒，其由两个玻璃基板321、323、位于两个玻璃基板间的液晶322及用以调控偏振光方向的驱动组件所组成，其中液晶322例如为垂直排列型液晶。上述偏光组件310更包含黏着层314，用以和液晶盒320贴合，黏着层314材料可为感压胶。除感压胶以外，黏着层的材料可为紫外光固化胶。上述扩散组件330，其设置液晶盒320之上。扩散组件包含透明树脂层331以及液晶层332。透明树脂层331的一侧与液晶盒320相邻，透明树脂层331的另一侧的表面具有平行排列的复数个凹凸带形微结构，其与液晶层332相邻。透明树脂层331为可固化树脂，其具有折射率。于本发明的一实施例所使用的可固化树脂为丙烯酸树脂，其折射率为1.6。液晶层332具有平行凹凸带形微结构排列方向的异常光折射率ne及垂直该些凹凸带形微结构排列方向的寻常光折射率no，且异常光折射率ne与寻常光折射率no相异，液晶层332的寻常光折射率no与上述透明树脂层331的折射率为相同。在一实施例中，液晶层332所使用的材料为光聚合性液晶，其ne为1.5，no为1.6。接着，请一并参考图4，图4绘示图3所述的透明树脂层331的放大立体结构示意图。透明树脂层的一侧表面具有平行排列的复数个凹凸带形微结构410，如图4所示，凹凸 带形微结构410彼此互相平行排列，且每一凹凸带形微结构的剖面形状为四方形。其中，各个凹凸带形微结构410的宽度Wl的范围为10 ii m至1000 u m ;较佳为200 y m至600 y m ;更佳为300 ii m至500 ii m。各个凹凸带形微结构410的高度Dl的范围为10 y m至1000 y m ;较佳为20 ii m至500 u m ;更佳为100 y m至200 u m。且各个凹凸带形微结构410的间距SI的范围为10 y m至1000 u m ;较佳为100 y m至500 u m ;更佳为200 y m至300 u m。上述扩散组件的透明树脂层的折射率与表面凹凸带形微结构的设计与液晶层的折射率搭配皆用以调控偏振光的出射方式。关于本发明所提出的防窥装置，其详细实际作用方式如下。如图3所示的防窥装置，当光线入射偏光组件时，即产生90度偏振光，接着利用液晶盒调控该偏振光的方向。当未驱动液晶盒时，液晶盒中的液晶分子排列方向与玻璃基板垂直，故原本90度偏振光穿过液晶盒后，仍然维持90度的方向。接着，当此90度偏振光通过扩散组件时，因透明树脂层表面的凹凸带形微结构的排列方向与90度偏振光垂直，且透明树脂层所具备的折射率与液晶层的寻常光折射率相同，因此90度偏振光穿透过扩散组件时并未发生散射的现象产生。故未驱动液晶盒时，入射光依旧维持原本的状态。反之，当驱动液晶盒时，偏振光将转变为0度偏振光。当此0度偏振光通过扩散组件中时，因透明树脂层所具备的折射率与液晶层的异常光折射率相异，因此在透明树脂层表面的凹凸带形微结构与液晶层的交界面将产生光散射的现象。故当驱动液晶盒时，防窥装置可将光线往四面八方扩散，而导致影像模糊，以达到防窥的效果。图5绘示本发明的另一实施方式的防窥装置的剖面结构示意图。防窥装置500包含偏光组件510 ;液晶盒520，其设置于偏光组件之上；以及扩散组件530，其设置于液晶盒520之上。偏光组件510为偏光膜，偏光膜包含具偏光特性的聚乙烯薄膜(以下简称偏光子)512，及位于偏光子512的一侧的保护膜511所组成。保护膜511为聚对苯二甲酸二乙酯，位于防窥装置500的最外侧。上述偏光组件510具有偏光轴,能将入射光转为偏振光。于本发明的一实施例，偏光轴角度为135度，此135度的定义为偏光轴与水平方向的夹角。液晶盒520为扭转向列型液晶盒，用以调控偏振光的方向，其由两个玻璃基板521,523及位于两个玻璃基板间的液晶522所组成，其中液晶522例如为扭转向列型液晶。上述偏光组件510更包含黏着层513，用以和液晶盒520贴合，黏着层513的材料可以为紫外光固化胶。上述扩散组件530，其设置液晶盒520之上。扩散组件进一步包含透明树脂层531以及液晶层532。透明树脂层531的一侧与该液晶盒520相邻，透明树脂层531的另一侧的表面具有复数个凹凸带形微结构，其与液晶层532相邻。本实施例所使用的透明树脂层材料与图3中的331相同，为丙烯酸树脂，其折射率为1.6。上述液晶层532所使用的液晶材料为聚合性液晶，其ne为1.5，no为1.6。 图6绘示图5所述的透明树脂层531的放大剖面结构示意图。透明树脂层531的一侧表面具有平行排列的复数个凹凸带形微结构610，每一凹凸带形微结构的剖面形状为三角形。其各个凹凸带形微结构的宽度W2的范围为IOiim至IOOOiim ;较佳为200 y m至600iim;更佳为300 ii m至500 ii m。且各个凹凸带形微结构的高度D2的范围为10 y m至1000 Ii m ;较佳为20 ii m至500 u m ;更佳为100 y m至200 u m。且各个凹凸带形微结构610的间距S2的范围为IOiim至IOOOiim ;较佳为100 y m至500 y m ;更佳为200 UmM 300 Um0图7绘示本发明的另一实施方式的防窥装置的剖面结构示意图。防窥装置700的结构与上述防窥装置500相似，其相异处仅在于偏光组件710及扩散组件730中的透明树脂层731，当然，扩散组件730除了包括透明树脂层731外，亦还包括液晶层732。偏光组件710为偏光膜，该偏光膜由聚乙烯薄膜713以及保护膜712所组成。保护膜为三醋酸纤维素。且三醋酸纤维素712的表面具有硬涂层711，其位于防窥装置700的最外侧，用以增强防窥装置的表面耐刮强度。上述偏光组件710更包含黏着层714，用以和液晶盒720贴合，黏着层714的材料可以为紫外光固化胶。于本发明的另一实施方式中，保护膜具有抗眩功能(Ant1-glare)、硬涂层功能(Hard-coating)、抗反射功能(Ant1-reflection)或其组合的功能。液晶盒720由两个玻璃基板721、723及位于两个玻璃基板间的液晶722所组成。图8绘示图7所述的透明树脂层731的放大剖面结构示意图。透明树脂层731的一侧表面具有平行排列的复数个凹凸带形微结构810、820，由复数个大小不同的半椭圆柱所组成。如图8所示，凹凸带形微结构810、820的排列方式并无规律的交错排列。凹凸带形微结构810及820所对应的宽度W3及W4的范围为10 y m至1000 u m ;较佳为200 y m至600iim;更佳为300 ii m至500 ii m。凹凸带形微结构810及820所对应的高度D3及D4的范围为10 ii m至1000 V- m ;较佳为20 y m至500 u m ;更佳为100 y m至200 u m。凹凸带形微结构810、820的间距S3范围为Oiim至IOOOiim ;较佳为100 y m至500 y m ;更佳为200 y m至 300 u m。上述所提的该些凹凸带形微结构，其宽度、高度及间距的设计皆是为了使该些凹凸带形微结构与液晶层的交界面产生光扩散的现象。若该凹凸带形微结构的宽度、高度及彼此间的间距超过本发明所述的范围，将会导致光扩散的效果不佳，即无法达到防窥的效果。本发明提出一种利用光散射原理所设计的防窥装置，可自行调控入射光线的方式以达到防窥的功效，且可进一步应用于居家玻璃或会议室玻璃等防窥相关应用。综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视 权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种防窥装置，其特征在于包含: 偏光组件，将入射光转为偏振光； 液晶盒，其设置于该偏光组件之上，包含两个透明基板、位于该两个透明基板间的液晶以及用以调控偏振光方向的驱动组件；以及 扩散组件，其设置于该液晶盒之上，该扩散组件包含: 透明树脂层，其具有折射率，且该透明树脂层的一侧与该液晶盒相邻，该透明树脂层的另一侧表面具有平行排列的复数个凹凸带形微结构，该复数个凹凸带形微结构的排列方向与该偏振光垂直；以及 液晶层，其设置该透明树脂层的该复数个凹凸带形微结构之上，且该液晶层具有平行该复数个凹凸带形微结构排列方向的异常光折射率及垂直该复数个凹凸带形微结构排列方向的寻常光折射率； 其中，该异常光折射率与该寻常光折射率相异，且该透明树脂层的折射率与该液晶层的该寻常光折射率相同。
2.如权利要求1所述的防窥装置，其特征在于该偏振光为90度的偏振光，该液晶盒为垂直排列液晶盒；或者，该偏振光为135度的偏振光，该液晶盒为扭转向列型液晶盒。
3.如权利要求1所述的防窥装置，其特征在于该透明树脂层为热固化性树脂或光固化性树脂。
4.如权利要求1所述的防窥装置，其特征在于每一该凹凸带形微结构的间距的范围为10 μ m 至 1000 μ m。
5.如权利要求1所述的防窥装置，其特征在于每一该凹凸带形微结构的宽度的范围为10 μ m 至 1000 μ m。
6.如权利要求1所述的防窥装置，其特征在于每一该凹凸带形微结构的高度的范围为10 μ m 至 1000 μ m。
7.如权利要求1所述的防窥装置，其特征在于每一该凹凸带形微结构的剖面形状为三角形、半圆形、半椭圆形、四方形或其组合。
8.如权利要求1所述的防窥装置，其特征在于该液晶层中的液晶材料为光聚合型液晶。
9.如权利要求1所述的防窥装置，其特征在于该偏光组件为偏光膜。
全文摘要
本发明提供一种防窥装置，其包含偏光组件、液晶盒及扩散组件。液晶盒设置于偏光组件之上。扩散组件设置于液晶盒之上，其包含透明树脂层以及液晶层，透明树脂层具有折射率，且透明树脂层的一侧与液晶盒相邻，另一侧表面具有复数个凹凸带形微结构，凹凸带形微结构的排列方向与偏振光垂直；液晶层设置于透明树脂层的凹凸带形微结构之上，其具有平行凹凸带形微结构排列方向的异常光折射率及垂直凹凸带形微结构排列方向的寻常光折射率。上述的异常光折射率与寻常光折射率相异，透明树脂层的折射率与液晶层的寻常光折射率于实质上相同。本发明的防窥装置利用光散射原理所设计，其可自行调控入射光线的方式以达到防窥的功效。
文档编号G02F1/1335GK103226257SQ20131009500
公开日2013年7月31日 申请日期2013年3月23日 优先权日2013年3月23日
发明者吴丰旭 申请人:明基材料有限公司, 明基材料股份有限公司