光控膜及其制造方法与流程

背景技术：

技术实现思路

1、本公开整体涉及光控膜和制造光控膜的方法。在一些实施方案中，光控膜包括大致平行、光学透明的多个聚合物柱，该多个聚合物柱设置在光吸收聚合物材料中并且大致由该光吸收聚合物材料包围。在一些实施方案中，通过由多根聚合物纤维形成单一整体，然后从该单一整体切割光控膜来形成光控膜，其中每根纤维包括至少一个大致透明的柱和光吸收材料。在一些实施方案中，提供适用于制造光控膜的多根聚合物纤维。

2、在本说明书的一些方面，提供了一种光控膜。光控膜包括大致平坦、大致平行的相反的第一主表面和第二主表面，该第一主表面和第二主表面沿该光控膜的厚度方向隔开小于约500微米的间隔；和大致平行、光学透明的多个聚合物柱，该多个聚合物柱设置在光吸收聚合物材料中并且大致由该光吸收聚合物材料包围。每个聚合物柱具有位于该第一主表面处的第一柱端和位于该第二主表面处的相反的第二柱端，并且具有大于约3的长宽比，使得至少一对相邻聚合物柱的该第一柱端包括彼此面对并且大致共同延伸的大致平行、大致平直的侧面。

3、在本说明书的一些方面，提供了一种光控膜。光控膜包括光学透明的多个聚合物柱，所述多个聚合物柱分散在光吸收聚合物介质中，并且所述光控膜包括位于光控膜的同一第一主表面处的多个第一多边形柱端和位于光控膜的同一第二主表面处的多个第二多边形柱端。

4、在本说明书的一些方面，提供了一种光控膜。光控膜包括光学透明的间隔开的多个聚合物纤维芯，所述多个纤维芯大致由共同的光吸收聚合物包层包围。纤维芯包括看起来不规则地排列在光控膜的主表面处的相应的纤维芯端，使得在光控膜的位于与该光控膜的厚度方向大致正交的平面内的横截面中，纤维芯端的作为空间频率的函数的平均径向功率谱密度具有第一峰值区域，该第一峰值区域包括一个或多个局部峰值并且由介于约5mm-1与约150mm-1之间的半幅全宽(fwhm)限定。

5、在本说明书的一些方面，提供了一种光控膜。光控膜包括光学透明的间隔开的多个聚合物柱，所述多个聚合物柱大致由共同的光吸收聚合物材料包围，其中聚合物柱具有大于约3的长宽比，使得对于具有在约420nm至约680nm的可见波长范围内的可见波长的大致准直入射光，光控膜的相对于入射光的入射角的光学透射率具有大于约2％的峰值透射率以及介于约5度与约120度之间的相应的半幅全宽(fwhm)。

6、在本说明书的一些方面，提供了大致沿着同一第一方向延伸的多根聚合物纤维。每根聚合物纤维包括一个或多个聚合物芯，该聚合物芯由聚合物包层包围，并且与聚合物包层共挤出并且在长度上大致共同延伸，使得聚合物包层具有比聚合物芯的最大横向尺寸小的厚度，使得沿着第一方向，聚合物芯在从约420nm延伸至约680nm的可见波长范围内的至少一个相同的可见波长下大致比聚合物包层更光学透明。

7、在本说明书的一些方面，提供了一种光控膜。光控膜包括设置在光吸收聚合物材料中并大致由光吸收聚合物材料包围的大致平行、光学透明的多个聚合物柱，其中每个聚合物柱具有大于约3的长宽比，使得在光控膜的位于与该光控膜的厚度方向大致正交的平面内的横截面中，每个聚合物柱包括闭合周边。至少一些聚合物柱的闭合周边包括一个或多个大致平直的周边部分，使得大致平直的周边部分的总长度大于横截面中的多个聚合物柱中的聚合物柱的闭合周边的总长度的约10％。

8、在本说明书的一些方面，提供了一种光控膜。光控膜包括大致平行、光学透明的多个聚合物柱，该多个聚合物柱设置在光吸收聚合物材料中并大致由光吸收聚合物材料包围。每个聚合物柱具有大于约3的长宽比。在光控膜的位于与光控膜的厚度方向大致正交的平面内的横截面中，每个聚合物柱包括一个或多个侧面，使得对于多对相邻聚合物柱中的每一对相邻聚合物柱，相邻聚合物柱中的一个聚合物柱的侧面面向聚合物柱中的另一个聚合物柱的侧面、并且与另一个聚合物柱的侧面大致平行且在长度上共同延伸以形成一对平行侧面，使得作为一对平行侧面的一部分的聚合物柱的侧面的总数大于横截面中的多个聚合物柱中的侧面的总数的约10％。

9、在本说明书的一些方面，提供了一种制造光控膜的方法。该方法包括提供大致平行、光学透明的多个第一聚合物柱，该多个第一聚合物柱沿着同一第一方向延伸、设置在光吸收聚合物材料中并且大致由光吸收聚合物材料包围，其中在第一聚合物柱之间限定有大致光学透明的多个间隙；以及沿着与第一方向大致正交的至少一个第二方向向多个第一聚合物柱施加压力和热量中的至少一者。每个第一聚合物柱具有第一横截面形状。压力和热量中的至少一者至少减小多个间隙中的至少一些间隙的大小并且将每个第一聚合物柱改变成具有与第一聚合物柱的第一横截面形状不同的第二横截面形状的相应的第二聚合物柱。

10、这些和其他方面将从以下详细描述中变得显而易见。但是，在任何情况下，本简要概述都不应解释为限制可要求保护的主题。

技术特征：

1.一种光控膜，包括：

2.根据权利要求1所述的光控膜，其中所述大致平行、大致平直的侧面彼此形成小于约15度的角。

3.根据权利要求1所述的光控，其中在所述光控膜的位于与所述厚度方向大致正交的平面内的至少一个横截面中，所述聚合物柱大致沿第一方向延伸，所述第一方向与所述厚度方向形成介于约2度与约60度之间的角。

4.根据权利要求1所述的光控膜，其中所述第一柱端覆盖所述第一主表面的至少40％。

5.一种显示系统，所述显示系统包括光源和根据权利要求1至4中任一项所述的光控膜，所述光控膜设置在光学传感器与显示面板之间，所述显示面板被构造成生成供用户观看的图像，所述光源被构造成朝向所述用户放置在所述显示面板附近的至少手指发射光，所述传感器被构造成通过接收被发射的所述光的被所述手指反射的至少一部分来至少感测所述手指的存在。

6.一种光控膜，所述光控膜包括光学透明的多个聚合物柱，所述多个聚合物柱分散在光吸收聚合物介质中，并且所述光控膜包括位于所述光控膜的同一第一主表面处的多个第一多边形柱端和位于所述光控膜的同一第二主表面处的多个第二多边形柱端。

7.根据权利要求6所述的光控膜，其中所述第一多边形柱端和所述第二多边形柱端中的至少一者的至少两个柱端具有不同数量的侧面。

8.一种光控膜，所述光控膜包括光学透明的间隔开的多个聚合物纤维芯，所述多个纤维芯大致由共同的光吸收聚合物包层包围，所述纤维芯包括看起来不规则地排列在所述光控膜的主表面处的相应的纤维芯端，使得在所述光控膜的位于与所述光控膜的厚度方向大致正交的平面内的横截面中，所述纤维芯端的作为空间频率的函数的平均径向功率谱密度包括第一峰值区域，所述第一峰值区域包括一个或多个局部峰值并且由介于约5mm-1与约150mm-1之间的半幅全宽(fwhm)限定。

9.根据权利要求8所述的光控膜，其中在所述第一峰值区域内拟合的高斯曲线的fwhm介于约10mm-1与约150mm-1之间。

10.一种光控膜，所述光控膜包括光学透明的间隔开的多个聚合物柱，所述多个聚合物柱大致由共同的光吸收聚合物材料包围，所述聚合物柱具有大于约3的长宽比，使得对于具有在约420nm至约680nm的可见波长范围内的可见波长的大致准直入射光，所述光控膜的相对于所述入射光的入射角的光学透射率具有大于约2％的峰值透射率以及介于约5度与约120度之间的相应的半幅全宽(fwhm)。

11.多根聚合物纤维，所述多根聚合物纤维大致沿着同一第一方向延伸，每根聚合物纤维包括一个或多个聚合物芯，所述聚合物芯由聚合物包层包围、与所述聚合物包层共挤出并且在长度上大致共同延伸，使得所述聚合物包层具有比所述聚合物芯的最大横向尺寸小的厚度，使得沿着所述第一方向，所述聚合物芯在从约420nm扩展到约680nm的可见波长范围内的至少一个相同可见波长下大致比所述聚合物包层更加光学透明。

12.一种光控膜，所述光控膜包括大致平行、光学透明的多个聚合物柱，所述多个聚合物柱设置在光吸收聚合物材料中并且大致由所述光吸收聚合物材料包围，每个聚合物柱具有大于约3的长宽比，使得在所述光控膜的位于与所述光控膜的厚度方向大致正交的平面内的横截面中，每个聚合物柱包括闭合周边，所述聚合物柱中的至少一些聚合物柱的所述闭合周边包括一个或多个大致平直的周边部分，使得所述大致平直的周边部分的总长度大于所述横截面中所述多个聚合物柱中的所述聚合物柱的所述闭合周边的总长度的约10％。

13.一种光控膜，所述光控膜包括大致平行、光学透明的多个聚合物柱，所述多个聚合物柱设置在光吸收聚合物材料中并且大致由所述光吸收聚合物材料包围，每个聚合物柱具有大于约3的长宽比，使得在所述光控膜的位于与所述光控膜的厚度方向大致正交的平面内的横截面中，每个聚合物柱包括一个或多个侧面，使得对于多对相邻聚合物柱中的每一对相邻聚合物柱，所述相邻聚合物柱中的一个聚合物柱的侧面面向所述聚合物柱中的另一个聚合物柱的侧面、并且与所述另一个聚合物柱的所述侧面大致平行且在长度上共同延伸以形成一对平行侧面，使得所述聚合物柱的作为一对平行侧面的一部分的所述侧面的总数大于所述横截面中所述多个聚合物柱中的侧面的总数的约10％。

14.一种制造光控膜的方法，包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其中施加压力和热量中的所述至少一者导致所述光吸收聚合物材料将所述第二聚合物柱彼此结合以形成所述第二聚合物柱的单一整体。

技术总结
一种光控膜包括：大致平坦、大致平行的相反的第一主表面和第二主表面，该第一主表面和第二主表面沿该光控膜的厚度方向隔开小于约500微米的间隔；和大致平行、光学透明的多个聚合物柱，该多个聚合物柱设置在光吸收聚合物材料中并且大致由该光吸收聚合物材料包围。每个聚合物柱具有位于该第一主表面处的第一柱端和位于该第二主表面处的相反的第二柱端，并且具有大于约3的长宽比，使得至少一对相邻聚合物柱的该第一柱端包括彼此面对并且大致共同延伸的大致平行、大致平直的侧面。

技术研发人员：余力,加特·V·安蒂拉,迈克尔·R·贝里根,安德鲁·C·克劳森,威廉·T·费伊,蒂莫西·J·林德奎斯特,特里·D·彭,赛缪尔·E·马蒙,杨朝晖,史蒂文·H·贡
受保护的技术使用者：3M创新有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17