一种光学膜及其制备方法与流程
本发明一般地涉及一种光学膜及其制备方法，更具体地，本发明涉及这样的光学膜及其制备方法，所述光学膜在对入射光进行漫反射的同时透过失真可忽略的影像并且具有荫罩功能。
所述光学膜可以广泛地用作建筑物的窗膜，其中所述膜的“毛玻璃”外观将为建筑物室内提供一定的隐私性。所述膜在用作窗膜时还可以减小玻璃窗的镜面反射。所述光学膜还可以用作影像组合器，允许观看者同时观察透过膜的影像和形成在膜上的影像。本发明进一步涉及一种可以被用作隔墙的光学膜，用来对该隔墙两侧的物体提供有差别的视觉效果。
背景技术：
光学透明的薄膜具有广泛的应用，诸如用于建筑物的玻璃窗以及显示器中的光学层。具体地说，玻璃窗的使用不仅是出于收集自然光的目的，而且还有美观的原因。清晰的光学薄膜材料(诸如玻璃)也可以被用在建筑物的内部作为分隔两个房间的隔墙，以及被用在分隔外部和内部的外墙玻璃窗中。对于诸如汽车或飞机的交通工具，透明的玻璃薄片可以被用作挡风玻璃，其中对于交通工具的操作者来说具有该交通工具所在的环境的清晰视野是非常关键的。通常，入射到这样的光学透明薄膜的光有一小部分被镜面反射。也就是说，对于入射光的每一个方向，基本上存在一个对应的反射光方向。
然而，经常会需要透明薄膜反射的光可以不是镜面反射。具体地说，希望光学透明薄膜在透过影像的失真为最低到忽略不计的同时，反射光可以是漫射的。对于建筑物材料方面的应用，不管是用作外部玻璃窗，还是用作内部隔墙，有时非常希望透明玻璃或光学膜在提供清晰视野的同时为使用者提供隐私性。例如，在警察局的审问期间，调查者希望从隔墙的一边房间能清晰地观察嫌疑犯，而在隔墙的另一边房间里的嫌疑犯仅看见白墙。而对于住宅建筑物，希望的是在当在正常照明条件下从外部观看内部时，细节会被屏蔽或模糊，同时建筑物内的使用者拥有清晰的外部视野。对于交通工具的应用，希望挡风玻璃也可以被用作平视投影显示屏幕，这样关于道路状况的关键信息、关于交通工具的信息以及任何命令或其他关键信息可在不削弱驾驶者的清晰视野的情况下显示在挡风玻璃上。
目前在建筑物材料方面的应用，隐私性可以通过使用全遮光窗帘或者允许光大部分通过、但是使视野模糊的花边或薄纱窗帘来提供。隐私性还可以通过使用现代技术来实现，所述现代技术诸如聚合物分散液晶调光膜、悬浮粒子装置以及电致变色智能玻璃窗。然而，如今所有的现有材料和技术都具有以下问题，即，虽然提供了一定的隐私性，但是同时等效的阻挡或模糊了建筑物内使用者的外部视野。此外，建筑物玻璃窗的镜面反射光容易对外部的驾驶员造成危险。对于汽车和飞机中使用的平视显示器(其中，利用交通工具的操作信息来扩大外部环境视野是必须的)，实现方法一般包括使用非常窄波段的波长选择性镀膜来增强被选波长的反射。其中对于汽车，实现方法还包括使用全息漫射膜，以及最近发展起来的埋入式数值孔径扩展器，在埋入式数值孔径扩展器方法中，反射影像被挡风玻璃中的嵌入的不可见的微透镜阵列放大。然而，这些解决方案的实现是昂贵的。
因此，需要提供一种光学膜，该光学膜在对预先设定的反射光进行漫反射的同时，可实现透射光的基本无偏转，这样用户可以基本上无失真地观察到光学膜的另一侧的物体。
再有，需要提供这样一种光学膜，该光学膜包括透明漫反射区和荫罩区。由于结构的不对称，在外界环境发生变化，如夜幕降临时，荫罩区部分会显示与之前不同的现象，所以，例如建筑物内的使用者可以很容易地意识到环境已经变化，从而提醒筑物内的使用者在室外比较昏暗的时候需要比如传统窗帘来达到保护室内隐私的目的。
同时，本发明的光学膜的制备工艺大大简化，可实现低成本地大批量生产。
技术实现要素：
为满足上述需求，本发明提出一种特殊设计的光学膜及其制备方法。
i.所述光学膜全部由透明漫反射区构成
在所述光学膜中，上下表面基本上彼此保形、厚度变化可以有较大容差(例如，相比于平均厚度在±50％的范围内)的光学材料薄层被夹在具有基本上相同的折射率的两个光学材料层之间，被夹着的光学材料的折射率不同于覆盖层材料和基层材料的折射率，并且被夹着的层不是平坦的。通过这样的光学膜结构的入射光在离开光学膜时不管入射角度如何都可以是基本上不改变原传播方向，并且只要夹层的厚度足够薄，出射光线的横向位移是可忽略的。因此在光学膜一侧的物体对于在膜的相对侧的观看者可以是完全清晰的。另一方面，因为夹层是非平坦的，换句话说，夹层与覆盖层和基层的界面是例如波状结构化的(但是，是基本上保形的)，所以，取决于光入射在界面上的位置，由于界面的折射率不匹配而导致的反射光可以是不同方向。也就是说，反射光是扩散的。
以下通过例示并结合系统、工具和方法，对本发明的实施方案及其目的进行描述和说明。这些例示仅是示例性的和说明性的、而非限制性的。在不同实施方案中，上述一个或更多个市场需求已经通过本发明得到满足，而另一些实施方案则针对其他改进。
本发明的主要目的是提供一种透明的光学膜，该光学膜在漫反射光或者模糊反射物体的同时是透明的且透过影像的失真是可忽略的。
本发明的另一个目的是提供一种透明的光学膜，该光学膜在反射光在一个方向范围上分布及围绕预定反射方向的同时是透明的且透过影像的失真是可忽略的。
本发明的另一个目的是提供一种可以生产这样的透明漫反射光学薄膜的示例性制造工艺。
本发明的另一个主要目的是提供一种基于塑料薄膜的透明漫反射光学膜，该膜是容易大规模生产的。
本发明的另一个目的是提供一种可以容易地附着到清晰基板的透明漫反射光学膜。
本发明的另一个目的是提供用于交通工具的挡风玻璃结构，该挡风玻璃结构允许操作者和使用者在挡风玻璃上能够显示投影实像，同时可以通过挡风玻璃观看的周围环境。
本发明的进一步的目的是提供一种玻璃窗或玻璃隔墙，该玻璃窗或玻璃隔墙可以允许建筑物内使用者具有外部或者隔墙另一侧的基本无失真的视野，同时在相对侧的观看者仅能看见模糊的或朦胧的墙壁或表面。
本发明的一个方面提供一种光学膜，所述光学膜包括：基层，所述基层具有平坦的基层下表面和与所述基层下表面相对的基层上表面，所述基层上表面是不平坦的结构化表面，并且所述基层具有第一折射率n1，夹层，所述夹层具有夹层下表面和与所述夹层下表面相对的夹层上表面，所述夹层下表面设置在所述基层上表面上，所述夹层具有第二折射率n2，并且所述夹层基本上保形于所述基层上表面的所述不平坦的结构化表面，以及覆盖层，所述覆盖层具有覆盖层下表面和与所述覆盖层下表面相对的覆盖层上表面，所述覆盖层下表面设置在所述夹层上表面上，所述覆盖层上表面是与所述基层下表面基本上平行的平坦的表面，并且所述覆盖层具有第三折射率n3，其中，所述第一折射率n1与第三折射率n3基本上相同，所述第二折射率n2实质上大于所述第一折射率n1和所述第三折射率n3，并且所述夹层的厚度d的变化与平均厚度
在优选实施方案中，所述夹层的厚度d的变化与平均厚度
在优选实施方案中，所述不平坦的结构化表面可以是波状结构化表面。
在优选实施方案中，所述夹层的相邻波峰或相邻波谷之间的特征长度l1可以不大于2mm。在进一步优选实施方案中，所述夹层的相邻波峰或相邻波谷之间的特征长度l1可以不大于0.5mm。在更进一步优选实施方案中，所述夹层的相邻波峰或相邻波谷之间的特征长度l1可以不大于0.1mm。
在优选实施方案中，所述夹层的所述厚度d的变化曲线的相邻波峰或相邻波谷之间的特征长度l2可以不大于2mm。在进一步优选实施方案中，所述夹层的所述厚度d的变化曲线的相邻波峰或相邻波谷之间的特征长度l2可以不大于0.5mm。在更进一步优选实施方案中，所述夹层的所述厚度d的变化曲线的相邻波峰或相邻波谷之间的特征长度l2可以不大于0.1mm。
在优选实施方案中，所述夹层的波峰和波谷之间的高度差可以不大于200μm。在进一步优选实施方案中，所述夹层的波峰和波谷之间的高度差可以不大于100μm。在更进一步优选实施方案中，所述夹层的波峰和波谷之间的高度差可以不大于50μm。
在优选实施方案中，所述夹层的所述平均厚度
在优选实施方案中，所述夹层可以是两层或更多层彼此基本上保形的子层构成的多层结构。并且，所述夹层还可以是两种或更多种材料的彼此基本上保形的子层构成的多层结构。
在优选实施方案中，所述基层可以为复合结构，所述复合结构可以包括基本上厚度均匀的衬底，以及粘附在所述衬底上的并且上表面为所述波状结构化表面的表层。所述衬底的材料可以是透明玻璃，或者可变形的柔性塑料膜材料如pet材料。所述表层可以是通过光或者热聚合的、固化的光学透明胶材料层。
在优选实施方案中，所述基层可以由pet衬底与聚合后的光学透明胶表层材料构成，所述覆盖层可以由聚合后的光学透明胶材料构成，并且所述夹层可以由tio2材料构成。在可替换的实施方案中，所述基层可以由pet衬底与聚合后的光学透明胶表层材料构成，所述覆盖层可以由聚合后的光学透明胶材料与pet膜材料构成，并且所述夹层可以夹在上下两层聚合后的光学透明胶材料层之间并且由tio2材料构成。
在优选实施方案中，所述第三折射率n3大约为1.51，所述夹层材料为tio2，并且所述夹层的平均厚度
ii.光学膜包括透明漫反射区和荫罩区
本发明的一个方面提供一种光学膜，所述光学膜包括：基层，所述基层具有平坦的基层下表面和与所述基层下表面相对的基层上表面，所述基层上表面由透明漫反射区和荫罩区构成，其中所述透明漫反射区是不平坦的结构化表面，并且所述基层具有第一折射率n1，夹层，所述夹层设置在所述透明漫反射区上，并且所述夹层具有夹层下表面和与所述夹层下表面相对的夹层上表面，所述夹层具有第二折射率n2，并且所述夹层基本上保形于所述透明漫反射区的所述不平坦的结构化表面，以及覆盖层，所述覆盖层具有覆盖层下表面和与所述覆盖层下表面相对的覆盖层上表面，所述覆盖层下表面设置在所述夹层上表面和所述荫罩区两者上，所述覆盖层上表面是与所述基层下表面基本上平行的平坦的表面，并且所述覆盖层具有第三折射率n3，其中，所述第一折射率n1与第三折射率n3基本上相同，所述第二折射率n2实质上大于所述第一折射率n1和所述第三折射率n3。
在优选实施方案中，所述基层的所述透明漫反射区以及所述荫罩区两者是连续的、不平坦的结构化表面。
在优选实施方案中，所述夹层的厚度d的变化与平均厚度
在优选实施方案中，所述不平坦的结构化表面是波状结构化表面。
在优选实施方案中，所述透明漫反射区和所述荫罩区至少部分地将所述光学膜配置成窗格图案。在又一个优选实施方案中，所述透明漫反射区和所述荫罩区至少部分地将所述光学膜配置成百叶窗图案。在又一个优选实施方案中，所述荫罩区只占所述光学膜面积的一小部分，并且所述荫罩区呈现为一个标志。
本发明的另一个方面提供一种制备光学膜的方法，所述方法包括：形成基层，所述基层形成平坦的基层下表面和与所述基层下表面相对的基层上表面，将所述基层上表面划分为透明漫反射区和荫罩区，其中在所述透明漫反射区形成不平坦的结构化表面，并且所述基层具有第一折射率n1，在所述基层的所述透明漫反射区上形成夹层，其中夹层下表面设置在所述透明漫反射区上，夹层上表面与所述夹层下表面相对，其中，所述夹层具有第二折射率n2，并且所述夹层基本上保形于所述透明漫反射区的所述不平坦的结构化表面，以及形成覆盖层，其中覆盖层下表面设置在所述夹层上表面和所述荫罩区两者上，覆盖层上表面是与所述基层下表面基本上平行的平坦的表面，并且所述覆盖层具有第三折射率n3，其中，所述第一折射率n1与第三折射率n3基本上相同，所述第二折射率n2实质上大于所述第一折射率n1和所述第三折射率n3。
在优选实施方案中，所述形成基层的步骤包括：在所述基层的所述透明漫反射区以及所述荫罩区两者上形成连续的、不平坦的结构化表面。
在优选实施方案中，所述夹层的厚度d的变化与平均厚度
在优选实施方案中，所述不平坦的结构化表面是波状结构化表面。
在优选实施方案中，所述形成夹层的步骤还包括在所述荫罩区上设置掩模的操作，以遮挡所述基层的所述荫罩区。在又一个优选实施方案中，所述形成覆盖层的步骤还包括从所述荫罩区上去除所述掩模的操作，以暴露所述基层的所述荫罩区。
其他目的和优点根据以下对本发明的描述将是显著的。
附图说明
示例性实施方案在附图的参考图中被图示说明。意图是本文中所公开的实施方案和附图被认为是说明性的，而非限制性的。
图1是透明漫反射光学膜的核心结构及其操作原理的示意性说明图。
图2是可以被应用于玻璃衬底的透明漫反射光学膜的示意性说明图。
图3是在其中漫反射光以预定角度为中心反射方向的透明漫反射光学膜的示意性说明图。
图4是生成作为透明漫反射光学膜的一部分的基层的工艺的示意性说明图。
图5是生成作为透明漫反射光学膜的一部分的基层的替代工艺的示意性说明图。
图6是从具有期望的表面结构的基层开始生成透明漫反射光学膜的工艺的示意性说明图。
图7是根据本发明一种实施方案的光学膜的结构示意图。
图8是夹层厚度变化曲线的示意图。
图9示出包括透明漫反射区和荫罩区的光学膜。
图10是根据本发明实施方案的包括透明漫反射区和荫罩区的光学膜的俯视示意图。
图11是根据本发明实施方案的包括透明漫反射区和荫罩区的光学膜的俯视示意图。
图12是根据本发明实施方案的包括透明漫反射区和荫罩区的光学膜的截面示意图。
图13是图12中的光学膜的俯视示意图。
图14是透明漫反射光学膜在玻璃窗或隔墙应用中如何为光学膜的相对侧的使用者提供不对称视觉效果的示意性说明图。
图15是透明漫反射光学膜在汽车中的投影显示系统中如何被使用的示意性说明图。
具体实施方式
在以下的描述中，为了达到解释说明的目的以对本发明有一个全面的认识，阐述了大量的具体细节，然而，很明显地，对本领域技术人员而言，无需这些具体细节也可以实现本发明。在其他示例中，公知的结构和装置在方框图表中示出。在这方面，所举的说明性的示例实施方案仅为了说明，并不对本发明造成限制。因此，本发明的保护范围并不受上述具体实施方案所限，仅以所附的权利要求书的范围为准。
如本文中所使用的，“一个”(“a”或者“an”)意指一个或更多个。
如本文中所使用的，“μm”意指微米，长度为一米的1/1000000。
如本文中所使用的，“nm”意指纳米，长度为一米的1/1000000000。
如本文中所使用的，“光学膜”和“光学层”意指大体上透射大部分入射到膜上的光线的光学材料薄片。
如本文中所使用的，“光”意指可见或红外范围内的电磁辐射。
如本文中所使用的，“薄片”、“薄片材料”与“膜”可以交互使用并且指的是同一类很薄的物体，特别是很薄的光学材料。
i.所述光学膜全部由透明漫反射区构成
本文中所公开的实施方案涉及一种由多层光学材料组成的光学膜，其中透射通过该膜的光基本上在与其入射到该膜上的方向基本相同的方向上传播，并且具有可忽略的横向位移；同时，取决于特定光线入射到光学膜表面上的位置，相对于膜法线的相同入射方向的反射光可以呈现不同方向。具体地说，在本文中所公开的一个优选实施方案中，多层光学膜由光学上透明的基层、夹层和覆盖层组成。基层具有一个平坦的下表面，而基层的相对上表面是结构化的，也即具有优选地在100微米范围内的特征表面粗糙度的不平坦表面，并且是可以具有预定形状和图案的结构化表面。多层膜的优选实施方案的夹层具有不同于基层的折射率，并且被沉积在基层的结构化侧、顺应基层的不平坦表面结构并且具有大体上小于一微米的厚度。覆盖层是具有基本上与基层的折射率相同的折射率的光学材料，并且被沉积在夹层上，顺应表面结构，并且其远离夹层的表面基本上是光学光滑的。这样的光学膜使得位于膜的相对侧的物体能够被清晰显示，同时漫反射来自观看者一侧的光。这样的膜可以被用作附着到交通工具的挡风玻璃上的投影屏幕，所述挡风玻璃使得交通工具操作者能够具有清晰的环境视野、同时可观察到投影到挡风玻璃上的影像。这样的膜也可以被用作玻璃窗的隐私屏幕，其中建筑物内的使用者将具有外部的清晰视野，而在建筑物外面的人在通常更明亮的外部状况下最多只能看到建筑物内部物体的模糊图像。
如图1中所示，根据本发明的一个实施方案，本文中所公开的光学膜100的基本结构包括三层光学材料：基层110、夹层120和覆盖层130。基层110的远离夹层120的下表面111基本上是平坦的表面，而与下表面111相对的上表面112是具有峰和谷的波状结构化表面。在优选实施方案中，波状轮廓可以采取随机形状，并且可以不存在特定图案，并且波状轮廓是二维的。也就是说，基层110在任何方向上的截面表面断层可以具有图1中所示的结构。在优选实施方案中，峰或谷之间的特征长度是以毫米或更小为单位的，优选地为2mm或更小，并且相邻峰与谷之间的高度差在微米范围内，优选地100微米或更小。基层110可以是任何光学材料，包括玻璃、透明光学聚合物膜(诸如聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酯、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)膜)。
在优选实施方案中，夹层120是基层的波状表面上方的光学材料的薄的覆层，该覆层顺应波状表面结构。夹层120的折射率不同于基层110的折射率。夹层120可以是任何光学材料，包括二氧化钛、二氧化硅、氧化铝或金属(诸如银和铝)。夹层120的厚度可以小于一微米，优选地，小于0.5微米。夹层120也可以是顺序地沉积的两种或更多种光学材料的多层结构。
在优选实施方案中，覆盖层130被置于夹层120的顶部，并且其与夹层接触的下表面具有与基层110配合的波状轮廓，该波状轮廓是通过夹层120转化而来的。覆盖层130的上表面基本上是平坦的。覆盖层130的折射率基本上与基层110的折射率相同。在优选实施方案中，基层110和覆盖层130的材料组成可以是相同的，以确保基层110和覆盖层130的光学性质紧密匹配。
当光入射在本文中所公开的光学膜100上时，菲涅耳定律决定了透射光将在与入射光基本上相同的方向上行进。光学膜100一侧的物体因此将被在该光学膜的另一侧的观察者没有模糊地清晰地看见。在本文中所公开的优选实施方案中，由于光线的横向位移足够小而导致透射通过光学膜的影像的失真是可忽略的。
如图1中所示，根据菲涅耳定律，由于基层110和夹层120以及夹层120和覆盖层130之间的界面而导致的反射光呈现一系列的方向，因此反射光是漫射的，并且取决于厚度和用于夹层120的材料，漫反射光可以表现出不同的颜色。本文中所公开的光学膜100可以被用作玻璃窗的涂层或者附着到玻璃窗上，从而使玻璃窗对于外部观看者可以表现为磨砂玻璃窗，但同时可以在白天为建筑物内使用者提供清晰的外部视野。光学膜100还可以被用作从投影显示器形成与虚像完全不同的实像的屏幕。
根据本发明，所述基层110具有平坦的基层下表面111和与所述基层下表面111相对的基层上表面112，所述基层上表面112是不平坦的结构化表面，并且所述基层110具有第一折射率n1。所述夹层120具有夹层下表面121和与所述夹层下表面121相对的夹层上表面122，所述夹层下表面121设置在所述基层上表面112上，所述夹层120具有第二折射率n2，并且所述夹层120基本上保形于所述基层上表面112的所述不平坦的结构化表面。所述覆盖层130具有覆盖层下表面131和与所述覆盖层下表面131相对的覆盖层上表面132，所述覆盖层下表面131设置在所述夹层上表面122上，所述覆盖层上表面132是与所述基层下表面111基本上平行的平坦的表面，并且所述覆盖层具有第三折射率n3。
根据本发明，所述第一折射率n1与第三折射率n3基本上相同，例如差别小于2％或5％。并且，所述第二折射率n2实质上大于所述第一折射率n1和所述第三折射率n3，例如差别大于30％或60％。
在如图2中所示的一个优选实施方案中，除了如图1中所示的基层110、夹层120和覆盖层130的基本结构之外，光学膜100可以进一步包括基本上透明的、附着到光学膜100的一侧的粘合层150。粘合层150提供将光学膜100附着到衬底(诸如玻璃窗的玻璃、隔墙、或交通工具的挡风玻璃)的简便方式。光学膜100可以进一步包括可以减小来自基层110或覆盖层130的表面/空气界面的第一表面反射的消反射层140。消反射层140可以在制造光学膜的基本结构期间作为外覆层沉积上去，或者可以在制造光学膜基本结构之后将商业抗反射膜附着上去。
在如图3中所示的替代实施方案中，除了如图1中所示的在光学膜100的平面中居中的表面波状轮廓之外，基层110中的波状结构和由其决定的夹层120的结构可以具有相对于光学膜100的平面的总体倾斜角度α。在这种情况下，通过光学膜100的透射光可以仍保持与入射光的方向相同的方向，然而，反射光的方向可以如图3中所示围绕由倾斜角α确定的中心方向分布。
图4图示制造具有预定波状表面结构的基层110的基本工艺。首先使用具有任何随机形状或者某些图案的预定表面微结构的模板116，沉积一层光学材料(诸如光学透明的聚合物树脂)。光学透明树脂将顺应模板的微结构，并且其远离模板的表面可以是平面的。之后，被沉积的膜可以经由光引发工艺、热固化工艺、或者这两种固化工艺的组合而被固化。在光学膜固化之后，该膜从模板上被剥离以获得具有预定微表面结构的基层110。
若干种光学材料可以被用作光学透明树脂。具体地说，光学树脂可以是基于丙烯酸的聚合物。光学树脂也可以是基于尿烷的或者基于聚二甲基硅氧烷的聚合物。光学树脂可以通过使用任意一种湿式涂覆工艺沉积在模板116上，包括旋转涂覆、胶印、凹面涂覆以及狭缝模具涂覆技术。
另外一种办法是，具有一个表面波状轮廓的基层110可以通过对其原来平坦的上表面112进行处理来获得。所述处理技术可以包括蛮力机械磨损，诸如使用任何砂纸或磨料物体对表面进行机械抛光。优选地，如图5中所示，生成基层110的后处理技术包括用具有预定表面微结构的辊对膜进行压滚。这样的工艺可以包括使光学膜软化的加热工艺，并且如图5中所示，基层110可以包括衬底160和表层170。
图6图示从具有预定表面微结构的基层110制作本文中所公开的透明漫反射光学膜100的一种示例性工艺。如图6中所示，基层110经过沉积工艺，其中夹层120包含诸如tio2的光学材料。涂覆可以在真空环境中通过使用诸如溅射镀膜技术或物理气相沉积技术来执行。涂覆也可以在真空室外部通过使用诸如原基层沉积技术的工艺来执行。在一个示例性涂覆工艺中，55nm厚的tio2的层被涂覆在表面粗糙化的玻璃上方以增强来自该表面的光的漫反射。在夹层120沉积之后，通过使用湿式涂覆工艺沉积光学透明树脂形成覆盖层130。光学树脂可以是折射率与基层110匹配的材料，也可以是基本上与用于制作基层110的材料相同的材料。涂覆工艺可以使用任何湿式涂覆技术，包括旋转涂覆、meyer棒涂覆、凹面涂覆、胶印或狭缝涂覆技术。被涂覆的覆盖层130然后被适当地固化以获得透明的漫反射光学膜100。
图7是根据本发明一种实施方案的光学膜100的结构示意图。其中，本文所述的厚度d为夹层120法线方向的厚度。如图7所示，光学膜100的夹层120是波状结构化表面。其中，所述夹层120的相邻波峰或相邻波谷之间的距离，即特征长度l1，不大于2mm。优选地，所述夹层120的相邻波峰或相邻波谷之间的特征长度l1不大于0.5mm。更优选地，所述夹层的相邻波峰或相邻波谷之间的特征长度l1不大于0.1mm。
图8是与图7对应的夹层120厚度变化曲线的示意图。如图8所示，所述夹层120的所述厚度d的变化曲线的相邻波峰或相邻波谷之间的距离，即特征长度l2，不大于2mm。优选地，所述夹层的所述厚度d的变化曲线的相邻波峰或相邻波谷之间的特征长度l2不大于0.5mm。更优选地，所述夹层的所述厚度d的变化曲线的相邻波峰或相邻波谷之间的特征长度l2不大于0.1mm。
其中，所述夹层120的所述平均厚度
根据本发明，所述夹层120的厚度d的变化与平均厚度
根据一个实施方案，所述基层110由pet衬底160与聚合后的光学透明胶表层170构成，所述覆盖层130由聚合后的光学透明胶材料与pet膜材料构成，并且所述夹层120夹在上下两层聚合后的光学透明胶材料层之间并且由tio2材料构成。其中，所述第一折射率n1和所述第三折射率n3均大约为1.51，所述第二折射率n2为2.55-2.76，其与n1或n3的反差越大越好，并且所述夹层120的平均厚度
ii.光学膜包括透明漫反射区和荫罩区
图9示出包括透明漫反射区180和荫罩区190的光学膜100。其中，所述光学膜100包括：基层110，所述基层110具有平坦的基层下表面111和与所述基层下表面相对的基层上表面112(112a)，所述基层上表面112(112a)由透明漫反射区180和荫罩区190构成，其中所述透明漫反射区180具有不平坦的结构化表面，并且所述基层110具有第一折射率n1，夹层120，所述夹层120设置在所述透明漫反射区180上，并且所述夹层120具有夹层下表面121和与所述夹层下表面相对的夹层上表面122，所述夹层120具有第二折射率n2，并且所述夹层120基本上保形于所述透明漫反射区180的所述不平坦的结构化表面112，以及覆盖层130，所述覆盖层130具有覆盖层下表面131和与所述覆盖层下表面相对的覆盖层上表面132，所述覆盖层下表面131设置在所述夹层上表面122和所述荫罩区190(112a)两者上，所述覆盖层上表面132是与所述基层下表面111基本上平行的平坦的表面，并且所述覆盖层130具有第三折射率n3，其中，所述第一折射率n1与第三折射率n3基本上相同，所述第二折射率n2实质上大于所述第一折射率n1和所述第三折射率n3。
在优选实施方案中，所述基层的所述透明漫反射区以及所述荫罩区两者是连续的、不平坦的结构化表面，也即，基层上表面112，112a是连续的、不平坦的结构化表面。但是本领域技术人员可以理解，基层荫罩区190的上表面112a可以和基层透明漫反射区180的上表面112一致或不一致，连续或不连续。基层荫罩区190的上表面112a可以例如是平面或者其他规则或不规则的光滑或纹理表面。
在优选实施方案中，所述夹层120的厚度d的变化与平均厚度
在优选实施方案中，所述不平坦的结构化表面112(112a)是连续的波状结构化表面。
在优选实施方案中，所述荫罩区190可以被配置为只占所述光学膜100面积的一小部分，并且所述荫罩区呈现为一个标志(见图10)。在又一个优选实施方案中，所述透明漫反射区180和所述荫罩区190至少部分地将所述光学膜100配置成百叶窗图案(见图11)。
在又一个优选实施方案中，所述透明漫反射区180和所述荫罩区190至少部分地将所述光学膜100配置成格式化的光学膜(见图12和图13)。这种格式化透明光学膜的优点在于，当这种膜被用于建筑玻璃窗上，并且当夜幕降临时，它可以提醒建筑物内的使用者，夜幕降临时基于本发明的光学膜自身的隐私效果将消失。虽然，图13展示的是格子结构，但是很明显这种结构是可以做成任意的结构的，比如条形、三角形，甚至是某种特制的、比如某种小动物或者某种警示图案的结构。
本发明的另一个方面提供一种制备光学膜的方法，所述方法包括：
形成基层，所述基层形成平坦的基层下表面和与所述基层下表面相对的基层上表面，将所述基层上表面划分为透明漫反射区和荫罩区，其中在所述透明漫反射区形成不平坦的结构化表面，并且所述基层具有第一折射率n1，
在所述基层的所述透明漫反射区上形成夹层，其中夹层下表面设置在所述透明漫反射区上，夹层上表面与所述夹层下表面相对，其中，所述夹层具有第二折射率n2，并且所述夹层基本上保形于所述透明漫反射区的所述不平坦的结构化表面，以及
形成覆盖层，其中覆盖层下表面设置在所述夹层上表面和所述荫罩区两者上，覆盖层上表面是与所述基层下表面基本上平行的平坦的表面，并且所述覆盖层具有第三折射率n3，其中，所述第一折射率n1与第三折射率n3基本上相同，所述第二折射率n2实质上大于所述第一折射率n1和所述第三折射率n3。
在优选实施方案中，所述形成基层的步骤包括：在所述基层的所述透明漫反射区以及所述荫罩区两者上形成连续的、不平坦的结构化表面。但是本领域技术人员可以理解，基层荫罩区的上表面可以和基层透明漫反射区的上表面一致或不一致，连续或不连续。基层荫罩区的上表面可以例如是平面或者其他规则或不规则的光滑或纹理表面。
在优选实施方案中，所述形成夹层的步骤还包括在所述荫罩区上设置掩模的操作，以遮挡所述基层的所述荫罩区。
在又一个优选实施方案中，所述形成覆盖层的步骤还包括从所述荫罩区上去除所述掩模的操作，以暴露所述基层的所述荫罩区。
本领域技术人员可以理解，前面关于所述光学膜全部由透明漫反射区构成的情形所讨论的所有技术方案的结构形状、大小、定义、材料、参数和其他细节，均可以适用于关于光学膜包括透明漫反射区和荫罩区情形时的透明漫反射区以及光学膜的结构和制备。
另外，根据本发明，荫罩掩模可以是单个的，也可以是多个的。荫罩掩模可以是任何大小、形状、图案和花纹，可以位于荫罩区上表面上的任意位置。荫罩掩模的材料可以是金属合金或金属，例如铁、铝等等。通过蒸镀、溅射镀膜等技术形成起漫反射作用的中间夹层后，将荫罩掩模移除。然后，通过例如湿涂技术并固化，形成整个光学膜的覆盖层。
iii.应用场景实例
图14图示本文中所公开的透明漫反射光学膜100的一个示例性使用。光学膜100附着到分离两个房间的通透玻璃上。在一个房间里，警方人员或公安官员正在审问嫌疑犯，并且该房间使用比正在观察的官员所在的另一个房间更明亮地光线照射。正在观察的官员能够清楚看见嫌疑犯和审问过程，而嫌疑犯却不能觉察到正在观察的官员的存在。当这样的玻璃被用作安装在建筑物中的玻璃窗的一部分时，建筑物内使用者可以具有清晰的的无障碍的外部视野，而建筑物外面的观看者仅可以看见散射的窗户，并且最多仅看见建筑物内部的物体的模糊影像。
图15图示透明漫反射光学膜在扩增交通工具显示器中的另一个示例性使用。光学膜100附着到交通工具的挡风玻璃上，并且投影仪将图像投影在光学膜上。光学膜100的透明性质允许交通工具操作者具有包括道路状况的无障碍的周围环境视野。同时，光学膜100的漫反射性质使得投影仪能够在挡风玻璃上形成影像而显示信息，从而交通工具操作者将能够看见关于交通工具的状况的关键信息、gps信息、或可在显示器上被扩展的任何关键信息。
虽然本公开主要以三层(基层，夹层和覆盖层)或二层(基层和覆盖层)核心结构来描述本发明的实施方案的光学膜的透明漫反射区和荫罩区，本领域技术人员应当理解，在本发明的保护范围内，不排除在光学膜的任何一侧还可以有其他层，例如，结合层、粘接层、加强层、消反射层、吸收层、增透层等等，并且，本领域技术人员应当理解，这些层可以被理解为是基层或覆盖层的一部分。
另外，本领域技术人员应当理解，在本发明的保护范围内，不排除在光学膜的所述三层(基层，夹层和覆盖层)或二层(基层和覆盖层)的任何两层之间还可以有其他层，例如，结合层、粘接层、加强层、消反射层、吸收层、增透层等等，并且本领域技术人员应当理解，这些层可以被理解为是夹层、基层或覆盖层的一部分。
再有，本领域技术人员应当理解，在本发明的保护范围内，基层和覆盖层可以是相同材料构成，并且可以是一体的。也就是说，本发明不排除荫罩区是单层的并且由一种材料构成。
前面对所公开的实施方案的描述被提供来使得本领域的任何技术人员能够做出或使用本发明。对这些实施方案的各种修改对于本领域技术人员将是容易明白的，并且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本文中所定义的一般原理可以适用于其他实施方案。因此，本发明并非意图限于本文中所示的实施方案，而是要被给予与本文中所公开的原理和新颖特征一致的最广泛的范围。因此意图是所附权利要求及其以后引入的权利要求被解释为包括在它们的真实精神和范围内的所有这样的变化、修改、置换、添加和子组合。
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