專利名稱：防窺裝置的制作方法
技術領域：
本發明有關于一種光控制裝置，且特別是有關于一種利用光散射原理所設計的防窺裝置。
背景技術：
近來，人們對于個人隱私的意識提升，所以居家的大片落地窗幾乎都會加貼具防窺特性的鏡面反光膜以提高居家隱密性，但此種抗反射薄膜的光線穿透率并不高，且耐候性不良，故長期使用下會弓I發褪色及顏色不均的現象產生。由于上述的鏡面反光膜不能因應使用者需求而調整光線入射的方式，因此，智能型玻璃相關的研究也愈來愈蓬勃發展。目前市面上已有一種電控液晶玻璃，其技術原理是在兩片玻璃之間夾有高分子分散型液晶，所謂高分子分散型液晶就是將液晶滴均勻分散在高分子基材中，利用外加電場的調變以改變光線穿透率的狀態。然而，此種智能型玻璃尚有液晶分散不均及價格的問題，故尚未在市面上大量生產
發明內容
有鑒于上述的鏡面隔熱紙及智能型玻璃所產生的缺點，本發明提出一種光控制裝置，且特別是關于一種利用光散射原理所設計的防窺裝置，其優點為可自行調控入射光線的方式以達到防窺的功效。根據本發明之一實施方式，防窺裝置包含偏光組件，將入射光轉為偏振光；液晶盒，其設置于偏光組件之上，包含兩透明基板、位于兩透明基板之間的液晶及用以調控偏振光方向的驅動組件；擴散組件，其設置于液晶盒之上。擴散組件包含透明樹脂層，透明樹脂層具有折射率，且透明樹脂層的一側與液晶盒相鄰，透明樹脂層的另一側表面具有復數個凹凸帶形微結構，該復數個凹凸帶形微結構的排列方向與偏振光垂直；液晶層，其設置于透明樹脂層的凹凸帶形微結構之上，其具有平行該復數個凹凸帶形微結構排列方向的異常光折射率(Extraordinary refractive index,ne)及垂直復數個凹凸帶形微結構排列方向的尋常光折射率(Ordinary refractive index,no)。其中，異常光折射率與尋常光折射率相異，以及透明樹脂層的折射率與液晶層的尋常光折射率相同。根據本發明的一實施例，偏振光為90度偏振光，液晶盒為垂直排列液晶盒(Vertical Alignment Cell, VA cell)。根據本發明的另一實施例，偏振光為135度偏振光，液晶盒為扭轉向列型液晶盒(Twist Nematic Cell, TN cell)。根據本發明的一實施例，透明樹脂層為熱固化性樹脂或光固化性樹脂。根據本發明的另一實施例，透明樹脂層表面的每一該凹凸帶形微結構的間距的范圍為 10 y m 至 1000 u m。根據本發明的另一實施例，透明樹脂層表面的每一該凹凸帶形微結構的高度的范圍為 10 y m 至 1000 u m。
根據本發明的另一實施例，透明樹脂層表面的每一該凹凸帶形微結構的寬度的范圍為 10 y m 至 1000 u m。根據本發明的又一實施例，該凹凸帶形微結構的剖面形狀為三角形、半圓形、半橢圓形、四方形或其組合。根據本發明的又一實施例，液晶層的液晶材料為光聚合型液晶。根據本發明的一實施例，偏光組為偏光膜。與現有技術相比，本發明提出的利用光散射原理所設計的防窺裝置，可自行調控入射光線的方式以達到防窺的功效，且可進一步應用于居家玻璃或會議室玻璃等防窺相關應用。關于本發明的優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的了解。
圖1繪示依據本發明一實施方式的防窺裝置的剖面結構示意圖。圖2A至圖2E繪示依據本發明一實施方式的制造方法的各制程階段剖面示意圖。圖3繪示依據本發明另一實施方式的防窺裝置的剖面結構示意圖。圖4繪示依據圖3的透明樹脂層的放大立體結構示意圖。圖5繪示依據本發明的另一實施方式的防窺裝置的剖面結構示意圖。圖6繪示依據圖5的透明樹脂層的放大剖面結構示意圖。圖7繪示依據本發明的另一實施方式的防窺裝置的剖面結構示意圖。圖8繪示依據圖7的透明樹脂層的放大剖面結構示意圖。
具體實施例方式為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施方式與具體實施例提出了說明性的描述；但這并非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。實施方式中涵蓋了多個具體實施例的特征以及用以建構與操作這些具體實施例的方法步驟與其順序。然而，亦可利用其它具體實施例來達成相同或均等的功能與步驟順序。在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節以使讀者能夠充分理解以下的實施例。然而，可在無此等特定細節的情況下實踐本發明的實施例。在其它情況下，為簡化圖式，熟知的結構與裝置僅示意性地繪示于圖中。請參照圖1，繪示本發明的一實施方式的防窺裝置100的剖面結構示意圖。如圖1所示，防窺裝置100包含偏光組件110、液晶盒120及擴散組件130，其中擴散組件130包含透明樹脂層131以及液晶層132。上述偏光組件110為偏光膜,其作用是將入射光轉為偏振光。偏光膜的制作方式是將透明的聚乙烯醇薄膜(Polyvinyl alcohol film, PVA film)浸置于數個具有碘(1dine I2)、碘化鉀(Potassium iodide, KI)及硼酸(Boric acid, H3BO3)的水槽溶液中，接著進行延伸、染色及干燥等步驟，使聚乙烯薄膜達到所需的偏光度、穿透率及色相等光學特性。最后將該聚乙烯薄膜與保護膜貼合即可制得偏光膜。上述保護膜可以為聚對苯二甲酸二乙酯(polyethylene terephthalate, PET)、聚碳酸酯(polycarbonate, PC)、三醋酸纖維素(triacetyl cellulose, TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)、環烯烴聚合物(cyclo-olefin polymer, COP)或及其組合。上述保護膜具有硬涂層功能(Hard-coating)、抗紫外線功能(Ant1-UV)、抗反射功能(Ant1-reflection)、抗眩功能(Ant1-glare)、抗紅外線功能(Ant1-1R)或其組合的功能。于本發明的另一實施方式中，偏光膜的穿透率大于40.0% ;于本發明的又一實施方式中，偏光度大于99.0%。除了碘系偏光片之外，染料系偏光片或金屬式光柵板也可達到相同的偏光效果上述液晶盒120，其設置于偏光組件110之上。液晶盒120包含兩個透明基板、位于兩個透明基板之間的液晶及用以調控偏振光方向的驅動組件。液晶盒120，例如可為垂直排列液晶盒或扭轉向列型液晶盒。透明基板例如可為玻璃基板。上述擴散組件130，其設置液晶盒120之上。擴散組件包含透明樹脂層131以及液晶層132。透明樹脂層131的一側與液晶盒120相鄰，透明樹脂層的另一側的表面具有平行排列的復數個凹凸帶形微結構133相鄰于液晶層132。擴散組件130中的透明樹脂層131的材質可為熱固化性樹脂(Thermo-curable resin)或紫外光固化性樹脂(UV curableresin),例如可選自由丙烯酸樹脂(Acrylic resin)、娃樹脂(Silicone resin)、聚氨酯(Polyurethane resin)或環氧樹脂(Epoxy resin)所組成的群組。上述凹凸帶形微結構的剖面形狀為三角形、半圓形、半橢圓形、四方形或其組合。液晶層132的液晶材料可為聚合性液晶，例如可為光聚合性活性液晶元。圖2A至圖2E繪示本發明一實施方式的制造方法的各制程階段剖面示意圖。首先，提供基材231，如圖2A所示。基材231可為離形膜。 接著，如圖2B所示，將可固化的透明樹脂涂布于基材231之上以形成透明樹脂層232。透明樹脂的涂布方法為所屬技術領域中具有通常知識者所熟知，例如狹縫涂布法(diecoating)或凹版印刷涂布法(gravure coating)。上述的可固化樹脂可為熱固化性樹脂或紫外光固化性樹脂，例如可選自由丙烯酸樹脂、硅樹脂，聚氨酯或環氧樹脂所組成的群組。在涂布可固化樹脂后，以具有預定圖案的模具壓印透明樹脂層232形成平行排列的復數個凹凸帶形微結構于透明樹脂層表面，接著藉由熱固化或紫外光固化透明樹脂層233，如圖2C所示。上述的具有預定圖案的模具可以為圖案化平面壓印模具或為圖案化滾輪壓印模具。接著，將液晶材料涂布于透明樹脂層233的凹凸帶形微結構之上以形成液晶層234，經干燥即可制得擴散組件230。而液晶層234的液晶材料可為聚合性液晶，例如可為光聚合性活性液晶。最后，將擴散組件230及偏光組件210分別與液晶盒220進行貼合，即為防窺裝置，如圖2E所示。圖3繪示本發明的另一實施方式的防窺裝置300的剖面結構示意圖。防窺裝置300包含偏光組件310 ;液晶盒320，其設置于偏光組件310之上；以及擴散組件330，其設置于液晶盒320之上。如圖3所示，偏光組件310為偏光膜，偏光膜包含具偏光特性的聚乙烯薄膜312(以下簡稱偏光子)，及位于偏光子312兩側的保護膜311、313。保護膜311、313皆為三醋酸纖維素。上述偏光膜具有偏光軸，能將入射光轉為偏振光。于本發明的一實施例，偏光軸角度為90度，此90度的定義為偏光軸與水平方向的夾角。
液晶盒320為垂直排列液晶盒，其由兩個玻璃基板321、323、位于兩個玻璃基板間的液晶322及用以調控偏振光方向的驅動組件所組成，其中液晶322例如為垂直排列型液晶。上述偏光組件310更包含黏著層314，用以和液晶盒320貼合，黏著層314材料可為感壓膠。除感壓膠以外，黏著層的材料可為紫外光固化膠。上述擴散組件330，其設置液晶盒320之上。擴散組件包含透明樹脂層331以及液晶層332。透明樹脂層331的一側與液晶盒320相鄰，透明樹脂層331的另一側的表面具有平行排列的復數個凹凸帶形微結構，其與液晶層332相鄰。透明樹脂層331為可固化樹脂，其具有折射率。于本發明的一實施例所使用的可固化樹脂為丙烯酸樹脂，其折射率為1.6。液晶層332具有平行凹凸帶形微結構排列方向的異常光折射率ne及垂直該些凹凸帶形微結構排列方向的尋常光折射率no，且異常光折射率ne與尋常光折射率no相異，液晶層332的尋常光折射率no與上述透明樹脂層331的折射率為相同。在一實施例中，液晶層332所使用的材料為光聚合性液晶，其ne為1.5，no為1.6。接著，請一并參考圖4，圖4繪示圖3所述的透明樹脂層331的放大立體結構示意圖。透明樹脂層的一側表面具有平行排列的復數個凹凸帶形微結構410，如圖4所示，凹凸 帶形微結構410彼此互相平行排列，且每一凹凸帶形微結構的剖面形狀為四方形。其中，各個凹凸帶形微結構410的寬度Wl的范圍為10 ii m至1000 u m ;較佳為200 y m至600 y m ;更佳為300 ii m至500 ii m。各個凹凸帶形微結構410的高度Dl的范圍為10 y m至1000 y m ;較佳為20 ii m至500 u m ;更佳為100 y m至200 u m。且各個凹凸帶形微結構410的間距SI的范圍為10 y m至1000 u m ;較佳為100 y m至500 u m ;更佳為200 y m至300 u m。上述擴散組件的透明樹脂層的折射率與表面凹凸帶形微結構的設計與液晶層的折射率搭配皆用以調控偏振光的出射方式。關于本發明所提出的防窺裝置，其詳細實際作用方式如下。如圖3所示的防窺裝置，當光線入射偏光組件時，即產生90度偏振光，接著利用液晶盒調控該偏振光的方向。當未驅動液晶盒時，液晶盒中的液晶分子排列方向與玻璃基板垂直，故原本90度偏振光穿過液晶盒后，仍然維持90度的方向。接著，當此90度偏振光通過擴散組件時，因透明樹脂層表面的凹凸帶形微結構的排列方向與90度偏振光垂直，且透明樹脂層所具備的折射率與液晶層的尋常光折射率相同，因此90度偏振光穿透過擴散組件時并未發生散射的現象產生。故未驅動液晶盒時，入射光依舊維持原本的狀態。反之，當驅動液晶盒時，偏振光將轉變為0度偏振光。當此0度偏振光通過擴散組件中時，因透明樹脂層所具備的折射率與液晶層的異常光折射率相異，因此在透明樹脂層表面的凹凸帶形微結構與液晶層的交界面將產生光散射的現象。故當驅動液晶盒時，防窺裝置可將光線往四面八方擴散，而導致影像模糊，以達到防窺的效果。圖5繪示本發明的另一實施方式的防窺裝置的剖面結構示意圖。防窺裝置500包含偏光組件510 ;液晶盒520，其設置于偏光組件之上；以及擴散組件530，其設置于液晶盒520之上。偏光組件510為偏光膜，偏光膜包含具偏光特性的聚乙烯薄膜(以下簡稱偏光子)512，及位于偏光子512的一側的保護膜511所組成。保護膜511為聚對苯二甲酸二乙酯，位于防窺裝置500的最外側。上述偏光組件510具有偏光軸,能將入射光轉為偏振光。于本發明的一實施例，偏光軸角度為135度，此135度的定義為偏光軸與水平方向的夾角。液晶盒520為扭轉向列型液晶盒，用以調控偏振光的方向，其由兩個玻璃基板521,523及位于兩個玻璃基板間的液晶522所組成，其中液晶522例如為扭轉向列型液晶。上述偏光組件510更包含黏著層513，用以和液晶盒520貼合，黏著層513的材料可以為紫外光固化膠。上述擴散組件530，其設置液晶盒520之上。擴散組件進一步包含透明樹脂層531以及液晶層532。透明樹脂層531的一側與該液晶盒520相鄰，透明樹脂層531的另一側的表面具有復數個凹凸帶形微結構，其與液晶層532相鄰。本實施例所使用的透明樹脂層材料與圖3中的331相同，為丙烯酸樹脂，其折射率為1.6。上述液晶層532所使用的液晶材料為聚合性液晶，其ne為1.5，no為1.6。 圖6繪示圖5所述的透明樹脂層531的放大剖面結構示意圖。透明樹脂層531的一側表面具有平行排列的復數個凹凸帶形微結構610，每一凹凸帶形微結構的剖面形狀為三角形。其各個凹凸帶形微結構的寬度W2的范圍為IOiim至IOOOiim ;較佳為200 y m至600iim;更佳為300 ii m至500 ii m。且各個凹凸帶形微結構的高度D2的范圍為10 y m至1000 Ii m ;較佳為20 ii m至500 u m ;更佳為100 y m至200 u m。且各個凹凸帶形微結構610的間距S2的范圍為IOiim至IOOOiim ;較佳為100 y m至500 y m ;更佳為200 UmM 300 Um0圖7繪示本發明的另一實施方式的防窺裝置的剖面結構示意圖。防窺裝置700的結構與上述防窺裝置500相似，其相異處僅在于偏光組件710及擴散組件730中的透明樹脂層731，當然，擴散組件730除了包括透明樹脂層731外，亦還包括液晶層732。偏光組件710為偏光膜，該偏光膜由聚乙烯薄膜713以及保護膜712所組成。保護膜為三醋酸纖維素。且三醋酸纖維素712的表面具有硬涂層711，其位于防窺裝置700的最外側，用以增強防窺裝置的表面耐刮強度。上述偏光組件710更包含黏著層714，用以和液晶盒720貼合，黏著層714的材料可以為紫外光固化膠。于本發明的另一實施方式中，保護膜具有抗眩功能(Ant1-glare)、硬涂層功能(Hard-coating)、抗反射功能(Ant1-reflection)或其組合的功能。液晶盒720由兩個玻璃基板721、723及位于兩個玻璃基板間的液晶722所組成。圖8繪示圖7所述的透明樹脂層731的放大剖面結構示意圖。透明樹脂層731的一側表面具有平行排列的復數個凹凸帶形微結構810、820，由復數個大小不同的半橢圓柱所組成。如圖8所示，凹凸帶形微結構810、820的排列方式并無規律的交錯排列。凹凸帶形微結構810及820所對應的寬度W3及W4的范圍為10 y m至1000 u m ;較佳為200 y m至600iim;更佳為300 ii m至500 ii m。凹凸帶形微結構810及820所對應的高度D3及D4的范圍為10 ii m至1000 V- m ;較佳為20 y m至500 u m ;更佳為100 y m至200 u m。凹凸帶形微結構810、820的間距S3范圍為Oiim至IOOOiim ;較佳為100 y m至500 y m ;更佳為200 y m至 300 u m。上述所提的該些凹凸帶形微結構，其寬度、高度及間距的設計皆是為了使該些凹凸帶形微結構與液晶層的交界面產生光擴散的現象。若該凹凸帶形微結構的寬度、高度及彼此間的間距超過本發明所述的范圍，將會導致光擴散的效果不佳，即無法達到防窺的效果。本發明提出一種利用光散射原理所設計的防窺裝置，可自行調控入射光線的方式以達到防窺的功效，且可進一步應用于居家玻璃或會議室玻璃等防窺相關應用。綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發明的保護范圍當視 權利要求書所界定者為準。
權利要求
1.一種防窺裝置，其特征在于包含: 偏光組件，將入射光轉為偏振光； 液晶盒，其設置于該偏光組件之上，包含兩個透明基板、位于該兩個透明基板間的液晶以及用以調控偏振光方向的驅動組件；以及 擴散組件，其設置于該液晶盒之上，該擴散組件包含: 透明樹脂層，其具有折射率，且該透明樹脂層的一側與該液晶盒相鄰，該透明樹脂層的另一側表面具有平行排列的復數個凹凸帶形微結構，該復數個凹凸帶形微結構的排列方向與該偏振光垂直；以及 液晶層，其設置該透明樹脂層的該復數個凹凸帶形微結構之上，且該液晶層具有平行該復數個凹凸帶形微結構排列方向的異常光折射率及垂直該復數個凹凸帶形微結構排列方向的尋常光折射率； 其中，該異常光折射率與該尋常光折射率相異，且該透明樹脂層的折射率與該液晶層的該尋常光折射率相同。
2.如權利要求1所述的防窺裝置，其特征在于該偏振光為90度的偏振光，該液晶盒為垂直排列液晶盒；或者，該偏振光為135度的偏振光，該液晶盒為扭轉向列型液晶盒。
3.如權利要求1所述的防窺裝置，其特征在于該透明樹脂層為熱固化性樹脂或光固化性樹脂。
4.如權利要求1所述的防窺裝置，其特征在于每一該凹凸帶形微結構的間距的范圍為10 μ m 至 1000 μ m。
5.如權利要求1所述的防窺裝置，其特征在于每一該凹凸帶形微結構的寬度的范圍為10 μ m 至 1000 μ m。
6.如權利要求1所述的防窺裝置，其特征在于每一該凹凸帶形微結構的高度的范圍為10 μ m 至 1000 μ m。
7.如權利要求1所述的防窺裝置，其特征在于每一該凹凸帶形微結構的剖面形狀為三角形、半圓形、半橢圓形、四方形或其組合。
8.如權利要求1所述的防窺裝置，其特征在于該液晶層中的液晶材料為光聚合型液晶。
9.如權利要求1所述的防窺裝置，其特征在于該偏光組件為偏光膜。
全文摘要
本發明提供一種防窺裝置，其包含偏光組件、液晶盒及擴散組件。液晶盒設置于偏光組件之上。擴散組件設置于液晶盒之上，其包含透明樹脂層以及液晶層，透明樹脂層具有折射率，且透明樹脂層的一側與液晶盒相鄰，另一側表面具有復數個凹凸帶形微結構，凹凸帶形微結構的排列方向與偏振光垂直；液晶層設置于透明樹脂層的凹凸帶形微結構之上，其具有平行凹凸帶形微結構排列方向的異常光折射率及垂直凹凸帶形微結構排列方向的尋常光折射率。上述的異常光折射率與尋常光折射率相異，透明樹脂層的折射率與液晶層的尋常光折射率于實質上相同。本發明的防窺裝置利用光散射原理所設計，其可自行調控入射光線的方式以達到防窺的功效。
文檔編號G02F1/1335GK103226257SQ20131009500
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月23日 優先權日2013年3月23日
發明者吳豐旭 申請人:明基材料有限公司, 明基材料股份有限公司