一种角度调制衰减膜的制作方法

一种角度调制衰减膜
【技术领域】
1.本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种角度调制衰减膜。


背景技术：

2.炫光一直是造成行车安全隐患的重要原因。当眼睛感受到过亮眩光时，视网膜就会呈现出感电状态，从而刺激眼球，进而影响瞳孔收缩功能。视网膜在过亮的眩光照射下出现感电状态，长时间在眩光下，会加速人眼疲劳。
3.目前汽车防炫光的常用解决方法是通过在车前挡风玻璃上增加防炫光膜。一般的防炫光膜分为两种，一种为在树脂薄膜表面镀上精细颗粒，使表面形成凹凸的薄膜，对光线造成散射，抑制炫光；另一种防炫光方法是通过制作一种降低对人眼敏感的某一波段的透过率的薄膜，将薄膜贴合在前挡风玻璃上，抑制炫光。
4.上述两种方式都会使驾驶员整个视场角范围内的透过率降低，并且整个视场角光强降低的幅度都是一样的，但行车时炫光通常只会从左右侧前方射入前挡风玻璃。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种防炫光效果好的角度调制衰减膜。
6.本实用新型的目的是通过以下技术方案实现：
7.一种角度调制衰减膜，包括：
8.基底层；
9.光学结构层，包括若干彼此间隔的结构单元，结构单元周期性排列设置于所述基底层；
10.其中，所述基底层和光学结构层具有光透过性，所述光学结构层设于所述基底层表面，所述角度调制衰减膜的最大衰减幅度与所述结构单元的尺寸和周期的比例负相关。
11.在其中一个实施例中，所述结构单元呈由所述基底层向外侧延伸的条带状，所述结构单元靠近所述基底层的内侧边与远离所述基底层的外侧边平行。
12.在其中一个实施例中，所述结构单元为梯形结构或矩形结构。
13.在其中一个实施例中，所述矩形结构由特定的周期x、特定的宽度d、特定的高度h组成，其中，4微米＜x＜30微米、2微米＜d＜25微米、2微米＜h＜60微米。
14.在其中一个实施例中，所述梯形结构由特定的周期x、特定的梯形上边宽度d、特定的梯形下边宽度t、特定的高度h、特定的底角角度α组成，其中，4微米＜x＜30微米、2微米＜d＜25微米、2微米＜h＜60微米、75
°
≤α≤90
°
。
15.在其中一个实施例中，所述结构单元为二维平面内排列的长方体、棱台或圆柱。
16.在其中一个实施例中，所述基底层由树脂材料制成，所述光学结构层由光固化胶制成。
17.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型角度调制衰减膜，衰减能量可随入射光角度变化，从0度视场角至特定视场角可以逐步衰减，超过特定视场角之
后衰减率保持恒定；在前挡风玻璃贴合该种衰减膜后，可以保证驾驶员正前方光线的亮度，降低左右两侧的光线亮度，对防止左右两侧炫光起到良好作用；在前挡风玻璃不同的位置可以添加不同结构的衰减膜，自定义汽车挡风玻璃不同视角区域的光线的衰减幅度，对不同入射角的光线进行不同衰减幅度的衰减，以抑制不同视场射入的炫光、刺眼阳光。
【附图说明】
18.图1是本实用新型矩形结构结构单元时角度调制衰减膜示意图；
19.图2是本实用新型等腰梯形结构结构单元时角度调制衰减膜示意图；
20.图3是本实用新型直角梯形结构结构单元时角度调制衰减膜示意图。
21.图4为实施例1微结构尺寸图；
22.图5为实施例1衰减膜表面结构图；
23.图6为实施例2微结构尺寸图；
24.图7为实施例2衰减膜表面结构图；
25.图8为实施例3微结构尺寸图；
26.图9为实施例3衰减膜表面结构图；
27.图10为实施例4微结构尺寸图；
28.图11为实施例5微结构图；
29.图12为实施例5衰减膜表面结构图；
30.图13为实施例6微结构图；
31.图14为实施例6衰减膜表面结构图；
32.图15为实施例7微结构图；
33.图16为实施例7衰减膜表面结构图；
【具体实施方式】
34.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
35.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
36.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
37.请参考图1，一种角度调制衰减膜，或简称衰减膜，包括：基底层1和光学结构层。光学结构层包括若干彼此间隔的结构单元2，结构单元周期性排列设置于基底层1。其中，基底层1和光学结构层具有光透过性，光学结构层设于基底层表面，可以为胶质并粘附于基底层1表面，也可以与基底层 1一体成型。该衰减膜衰减能量可随入射光角度变化。在车辆使用时，只需要降低左右侧前方入射光的光强，正入射的光强保持不变或者降低幅度比左右侧光强降低幅度小，就可以保证驾驶员正前方的亮度，并降低左右侧光线的强度。采用该角度调制衰减膜的前挡风玻璃具有防炫光效果，可以使行车过程中左右侧射入前挡风玻璃的强光衰减，而不改变正前方入射光强度，提高行车安全性与驾驶舒适感。
38.在其中一个实施例中，在一维空间内，结构单元呈由基底层1向外侧延伸的条带状，结构单元具有靠近基底层1的内侧边与远离基底层1的外侧边，结构单元的内侧边和外侧边平行，结构单元可以呈多种形状，如梯形结构或矩形结构等。
39.由上述矩形或者梯形结构所构成的角度调制衰减膜从入射光为0度视场角至特定n度视场角持续衰减，超过n度视场角后衰减率保持不变。其中，衰减率＝1-加衰减膜时按入射角度出射的光线能量/不加衰减膜时透射的光线能量。该衰减膜衰减能量可随入射光角度变化，从0度视场角至特定视场角可以逐步衰减，超过特定视场角之后衰减率保持恒定。该衰减率随角度变化的衰减膜可由特定周期、特定宽度、特定高度的矩形结构组成，也可以由特定周期、特定宽度、特定高度、特定角度的梯形结构组成。不同周期、不同宽度、不同高度的矩形结构与不同周期、不同宽度、不同高度、不同角度的梯形结构使入射光从0度视场角至特定视场角的衰减幅度不同，特定视场角的角度也不同。
40.在其中一个实施例中，矩形结构由特定的周期x、特定的宽度d、特定的高度h组成，其中，4微米＜x＜30微米、2微米＜d＜25微米、2微米＜h ＜60微米。其中，设置角度调制衰减膜的最大衰减幅度γ＝1-d/x，所能达到的衰减峰值的视场角n＝arctan(h/(x-d))，未达到衰减峰值时的衰减幅度为β，θ为此时的入射光视场角，则满足β＝h*tanθ/x。
41.请参考图2和图3，在其中一个实施例中，梯形结构由特定的周期x、特定的梯形上边宽度d、特定的梯形下边宽度t、特定的高度h、特定的底角角度α组成，其中，4微米＜x＜30微米、2微米＜d＜25微米、2微米＜h ＜60微米、75
°
≤α≤90
°
。其中，设置角度调制衰减膜的最大衰减幅度γ＝1-d/x；梯形结构为等腰梯形结构时，所能达到的衰减峰值的视场角 n＝arctan(x-(d t)/2/h)；未达到衰减峰值时的衰减幅度为β，θ为此时的入射光视场角，则满足当θ＜90
°‑
α时，β＝(t-d)/x，当θ≥90
°‑
α时，β＝((t-d)/2 h*tanθ)/x；梯形结构为直角梯形结构时，所能达到的衰减峰值的视场角n＝arctan(h/(x-d))；未达到衰减峰值时的衰减幅度为β，θ为此时的入射光视场角，则满足β＝(t-d h*tanθ)/x。
42.角度调制衰减膜亦可以为二维微纳结构。在其中一个实施例中，结构单元为二维平面内排列的长方体、棱台或圆柱，长方体、棱台与圆柱随入射光角度的改变而形成的衰减关系与矩形结构、梯形结构随入射光角度的改变而形成的衰减关系类似。无论是长方体、棱台、圆柱，都可以呈随机排布。其中，设置结构单元排列时一个方向为x方向，另一个方向为y方向；结构单元沿着x方向、y方向呈周期性排列，相邻结构单元中心间距为 l，结构单元为对称结构，为长方体、棱台时底面边长为p，圆柱时底面直径为r；结构单元中心以偏移前的初始中心作为原点，沿着x方向、y方向随机偏移，偏移值为位移t
x
、ty；此时，结构单元为长方体或者棱台，则满足
ꢀ‑
(l-p)/2《t
x
《(l-p)/2，-(l-p)/2《ty《(l-p)/2，结构单元为圆柱，则满
足-(l-r)/2《t
x
《(l-r)/2，-(l-r)/2《ty《(l-r)/2。通过微结构的随机排布，可以消除炫光透过微纳结构的衍射现象，并且可以消除炫光透过衰减膜产生的重影。
43.在其中一个实施例中，基底层1由树脂材料制成，光学结构层由光固化胶制成。角度调制衰减膜的母版可通过光刻的方法进行加工，在玻璃基底上附上光敏材料层，通过在光敏材料层不同位置加入不同的曝光量，进行母板的制作，根据不同的结构通过分层光刻的方法，控制不同激光能量所能曝光达到的深度，进行表面结构良好的矩形结构或者梯形结构等母版的制作。角度调制衰减膜还可通过纳米压印的方法进行批量制作。上述角度调制衰减膜所采用的矩形结构、等腰梯形结构、直角梯形结构等易于光刻加工母版、易于批量压印，降低了工艺难度。
44.本技术一种角度调制衰减膜还公开了以下实施例：
45.实施例1
46.本实施例结构单元采用矩形结构，图4为微结构尺寸图，图5为衰减膜表面结构图，左侧10度视场角处强光射入前挡风玻璃时光功率为 9.9448w，左侧5度视场角处强光射入前挡风玻璃时光功率为11.132w，前方0度视场角射入前挡风玻璃时的光功率为12.701w，前方0度视场角射入前不添加衰减膜挡风玻璃时光功率为12.748w。在本实施例中，光源发散角为1.6度，采用矩形结构，矩形高度18微米，矩形周期12微米，矩形宽度为10微米，强光由10度视场角入射衰减幅度22％，强光由5度视场角入射衰减幅度11％，0度视场角衰减幅度0.4％。
47.实施例2
48.本实施例结构单元采用等腰梯形结构，图6为微结构尺寸图，图7为衰减膜表面结构图，左侧10度视场角处强光射入前挡风玻璃时光功率为 9.3811w，左侧5度视场角处强光射入前挡风玻璃时光功率为10.61w，前方 0度视场角射入前挡风玻璃时的光功率为10.89w，前方0度视场角射入前不添加衰减膜挡风玻璃时光功率为12.748w。在本实施例中，光源发散角为 1.6度，采用等腰梯形结构，梯形高度10微米，梯形周期12微米，梯形底边宽度为10微米，梯形底角角度为85度，强光由10度视场角入射衰减幅度 26.4％，强光由5度视场角入射衰减幅度17％，0度视场角衰减幅度15％。
49.实施例3
50.本实施例结构单元采用直角梯形结构，图8为微结构尺寸图，图9为衰减膜表面结构图，左侧10度视场角处强光射入前挡风玻璃时光功率为10.338w，左侧5度视场角处强光射入前挡风玻璃时光功率为11.552w，前方0度视场角射入前挡风玻璃时的光功率为11.783w，前方0度视场角射入前不添加衰减膜挡风玻璃时光功率为12.748w。在本实施例中，光源发散角为1.6度，采用直角梯形结构，梯形高度10微米，梯形周期12微米，梯形底边宽度为10微米，梯形底角角度为85度，强光由10度视场角入射衰减幅度27％，强光由5度视场角入射衰减幅度9.4％，0度视场角衰减幅度 7.8％。
51.实施例4
52.本实施例结构单元采用矩形结构，图10为微结构尺寸图，上方8度视场角处强光射入前挡风玻璃时光功率为9.6891w，上方50度视场角射入不添加衰减膜挡风玻璃时光功率为12.748w。在本实施例中，光源发散角为 1.6度，采用矩形结构，矩形高度20微米，梯形周期12微米，矩形宽度为6 微米，强光由50度视场角入射衰减幅度24％，
53.实施例5
54.本实施例结构单元采用长方体结构，呈随机二维排布，图11为微结构图，图12为衰减膜表面结构图，入射角为40度时强光射入角度调制衰减膜时光功率为4.1462w，上方25度视场角处强光射入角度调制衰减膜时光功率为7.558w，以0度视场角射入角度调制衰减膜时光功率为12.676w。在本实施例中，光源发散角为1.6度，采用长方体结构，长方体长度10微米，宽度10微米，高度23微米，长方体中心初始间距12.5微米，随机排布长方体中心点随机偏移量在-2微米至2微米之间，以光线由0度视场角入射光强为对比值，光线由40度视场角入射衰减幅度67.3％，强光由25度视场角入射衰减幅度40.4％
55.实施例6
56.本实施例结构单元采用棱台结构，呈随机二维排布，图13为微结构图，图14为衰减膜表面结构图，入射角为15度时光线射入角度调制衰减膜光功率为5.7957w，入射角为25度时光线射入角度调制衰减膜时光功率为 3.6248w，以0度视场角射入角度调制衰减膜时光功率为7.5359w。在本实施例中，光源发散角为1.6度，采用棱台结构，棱台底面长度10微米，宽度10微米，上表面长度6微米，宽度6微米，高度23微米，长方体中心初始间距12.5微米，随机排布棱台中心点随机偏移量在-2微米至2微米之间，以光线由0度视场角入射光强为对比值，光线由15度视场角入射衰减幅度 23.1％，光线由25度视场角入射衰减幅度51.9％。
57.实施例7
58.本实施例结构单元采用圆柱结构，呈随机二维排布，图15为微结构图，图16为衰减膜表面结构图，入射角为25度时光线射入角度调制衰减膜时光功率为5.124w，入射角为15度时光线射入角度调制衰减膜时光功率为 9.2394w，以0度视场角射入角度调制衰减膜时光功率为12.695w。在本实施例中，光源发散角为1.6度，采用圆柱结构，圆柱底面直径10微米，高度23微米，长方体中心初始间距12.5微米，随机排布圆柱中心点随机偏移量在-2微米至2微米之间，以光线由0度视场角入射光强为对比值，光线由 25度视场角入射衰减幅度59.6％，光线由15度视场角入射衰减幅度27.2％。
59.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型角度调制衰减膜，衰减能量可随入射光角度变化，从0度视场角至特定视场角可以逐步衰减，超过特定视场角之后衰减率保持恒定；在前挡风玻璃贴合该种衰减膜后，可以保证驾驶员正前方光线的亮度，降低左右两侧的光线亮度，对防止左右两侧炫光起到良好作用；在前挡风玻璃不同的位置可以添加不同结构的衰减膜，自定义汽车挡风玻璃不同视角区域的光线的衰减幅度，对不同入射角的光线进行不同衰减幅度的衰减，以抑制不同视场射入的炫光、刺眼阳光。
60.以上述依据本技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。