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CN106405881B - 一种光学组件及其制作方法、光学器件 - Google Patents

一种光学组件及其制作方法、光学器件 Download PDF

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CN106405881B CN201610788737.3A CN201610788737A CN106405881B CN 106405881 B CN106405881 B CN 106405881B CN 201610788737 A CN201610788737 A CN 201610788737A CN 106405881 B CN106405881 B CN 106405881B
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Abstract

本发明公开了一种光学组件及其制作方法、光学器件，用以调控大部分的太阳光热能，提高太阳光辐射能源的利用率，并较好的隔绝紫外辐射。光学组件包括相对设置的第一基板和第二基板、位于所述第一基板和所述第二基板之间的调光结构、以及位于所述第二基板上的遮光结构；所述调光结构用于通过接收到的控制信号控制光的透过率；所述遮光结构用于至少吸收太阳光中的紫外光。

Description

一种光学组件及其制作方法、光学器件
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种光学组件及其制作方法、光学器件。
背景技术
随着经济的快速发展，汽车的普及率越来越高，汽车内饰件绝大多数采用塑料或皮革制成，而且有较多部件采用了胶水粘接。由于普通车窗玻璃几乎不具有隔热作用，汽车长时间暴晒后，汽车的内饰会更容易老化变形，严重时还会影响其正常工作。
另外，现有技术普通车窗玻璃虽然能阻挡部分紫外线，但是还是有小部分的紫外线能够进入汽车内，由于驾驶员的身体两侧离车窗较近，身体两侧长时间受紫外线照射，导致身体两侧部分患皮肤癌几率大幅度提高。
为了解决上述问题，目前通常使用的方法是在汽车玻璃内表面贴附对于红外线具有反射效果的金属隔热复合膜，或贴附低辐射镀膜层，从而达到温度调控的效果。
综上所述，现有技术仅仅采用物理反射的方法降低各类光线的透过率，不能有效利用太阳光辐射能源，并且也不能对紫外线起到很好的隔绝作用。
发明内容
本发明实施例提供了一种光学组件及其制作方法、光学器件，用以调控大部分的太阳光热能，提高太阳光辐射能源的利用率，并较好的隔绝紫外辐射。
本发明实施例提供的一种光学组件，包括相对设置的第一基板和第二基板、位于所述第一基板和所述第二基板之间的调光结构、以及位于所述第二基板上的遮光结构；
所述调光结构用于通过接收到的控制信号控制光的透过率；
所述遮光结构用于至少吸收太阳光中的紫外光。
由本发明实施例提供的光学组件，由于本发明实施例中的光学组件包括遮光结构，遮光结构用于至少吸收太阳光中的紫外光，因此本发明实施例的光学组件对太阳光中的紫外光具有较好的吸收效果，这样不仅能够有效利用太阳光辐射能源，也可有效屏蔽紫外光辐射；另外，由于本发明实施例中的光学组件包括调光结构，调光结构用于通过接收到的控制信号控制光的透过率，因此本发明实施例的光学组件能够调控绝大部分太阳光热能。
较佳地，还包括与所述第二基板相对设置的第三基板，所述遮光结构包括光吸收层、第一透明电极和第二透明电极；
所述第一透明电极位于所述第二基板朝向所述第三基板的一侧，所述第二透明电极位于所述第三基板朝向所述第二基板的一侧；
所述光吸收层位于所述第一透明电极和所述第二透明电极之间；
所述光吸收层用于至少吸收太阳光中的紫外光，并将吸收的光能转换为电能；
所述第一透明电极和所述第二透明电极用于将所述光吸收层转换的电能以电信号输出。
较佳地，所述光吸收层吸收太阳光中的紫外光、近紫外光、红外光和远红外光中至少一种。
较佳地，还包括控制器，所述控制器与所述调光结构和所述遮光结构电连接；
所述遮光结构还用于输出电信号；
所述控制器用于接收所述遮光结构输出的电信号，并向所述调光结构输出控制信号。
较佳地，所述调光结构包括位于所述第一基板朝向所述第二基板一侧的第三透明电极、位于所述第二基板朝向所述第一基板一侧的第四透明电极，以及位于所述第三透明电极和所述第四透明电极之间的聚合物分散液晶层；
所述第三透明电极和所述第四透明电极用于接收控制信号，控制所述聚合物分散液晶层的透光率。
较佳地，所述控制信号包括电流信号或电压信号，所述聚合物分散液晶层的透光率随着电流值或电压值的增加而增大。
较佳地，所述聚合物分散液晶层划分为若干区域，每一所述区域对应的聚合物分散液晶层的透光率均不等；或，
部分所述区域对应的聚合物分散液晶层的透光率与其余所述区域对应的聚合物分散液晶层的透光率不等。
较佳地，所述每一区域的区域轮廓设置为特定形状。
较佳地，所述调光结构还用于防爆。
本发明实施例还提供了一种光学器件，该光学器件包括上述的光学组件。
较佳地，所述光学器件为车窗，或为建筑物外窗，或为眼镜镜片。
本发明实施例还提供了一种光学组件的制作方法，所述方法包括：
在相对设置的第一基板和第二基板之间制作调光结构，所述调光结构用于通过接收到的控制信号控制光的透过率；
在所述第二基板上制作遮光结构，所述遮光结构用于至少吸收太阳光中的紫外光。
较佳地，所述在所述第二基板上制作遮光结构，包括：
在所述第二基板背向所述第一基板的一侧制作第一透明电极；
在所述第一透明电极上制作一层光吸收层，所述光吸收层用于至少吸收太阳光中的紫外光，并将吸收的光能转换为电能；
在第三基板上制作第二透明电极；
将所述第二基板和所述第三基板进行贴合，使得所述第二透明电极朝向所述第二基板；其中：
所述第一透明电极和所述第二透明电极用于将所述光吸收层转换的电能以电信号输出。
较佳地，所述在相对设置的第一基板和第二基板之间制作调光结构，包括：
在所述第一基板上制作第三透明电极，在所述第二基板上制作第四透明电极；
将所述第一基板和所述第二基板进行对盒，对盒后所述第三透明电极朝向所述第二基板，所述第四透明电极朝向所述第一基板；
在所述第一基板和所述第二基板之间填充聚合物分散液晶，并通过聚合过程形成聚合物分散液晶层；其中：
所述第三透明电极和所述第四透明电极用于接收控制信号，控制所述聚合物分散液晶层的透光率。
较佳地，所述通过聚合过程形成聚合物分散液晶层，包括：
通过紫外光照射所述聚合物分散液晶，形成聚合物分散液晶层。
较佳地，所述控制信号包括电流信号或电压信号，所述聚合物分散液晶层的透光率随着电流值或电压值的增加而增大。
较佳地，所述通过聚合过程形成聚合物分散液晶层，包括：
通过遮光物对所述聚合物分散液晶进行部分遮挡，遮挡后通过紫外光照射所述聚合物分散液晶，形成聚合物分散液晶层；其中：
所述遮光物划分为若干区域，每一所述区域对所述紫外光的透光率均不等；或，
部分所述区域对所述紫外光的透光率与其余所述区域对所述紫外光的透光率不等。
较佳地，每一所述区域的区域轮廓设置为特定形状。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种光学组件的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的光学组件的具体结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一光学组件的具体结构示意图；
图4为本发明实施例提供的又一光学组件的具体结构示意图；
图5为本发明实施例提供的实现个性化设计时的光学组件的具体结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种光学组件的制作方法流程图；
图7为本发明实施例提供的制作光学组件包括的遮光结构的制作方法流程图；
图8为本发明实施例提供的制作光学组件包括的调光结构的制作方法流程图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种光学组件及其制作方法、光学器件，用以调控大部分的太阳光热能，提高太阳光辐射能源的利用率，并较好的隔绝紫外辐射。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图详细介绍本发明具体实施例提供的光学组件。
附图中各膜层厚度和区域大小、形状不反应各膜层的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
如图1所示，本发明具体实施例提供了一种光学组件，包括相对设置的第一基板11和第二基板12、位于第一基板11和第二基板12之间的调光结构13、以及位于第二基板12上的遮光结构14；
调光结构13用于通过接收到的控制信号控制光的透过率；
遮光结构14用于至少吸收太阳光中的紫外光。
具体实施时，本发明具体实施例中的第一基板11和第二基板12可以是透明基板，如：玻璃基板；也可以是根据实际需要设定的具有不同的透光程度的基板。
本发明具体实施例提供的光学组件，由于光学组件包括的遮光结构对于紫外光具有吸收效果，这样不仅能够有效利用太阳光辐射能源，也可有效屏蔽紫外光辐射。
具体地，本发明具体实施例中的遮光结构包括光吸收层，光吸收层用于至少吸收太阳光中的紫外光，并将吸收的光能转换为电能。具体实施时，本发明具体实施例中的光吸收层吸收太阳光中的紫外光、近紫外光、红外光和远红外光中至少一种，这样，进一步提高了太阳光辐射能源的利用率。
具体地，如图2所示，本发明具体实施例中的光学组件还包括与第二基板12相对设置的第三基板21，本发明具体实施例中的遮光结构14包括第一透明电极141、第二透明电极142和光吸收层143，第一透明电极141位于第二基板12朝向第三基板21的一侧，第二透明电极142位于第三基板21朝向第二基板12的一侧；光吸收层143位于第一透明电极141和第二透明电极142之间；光吸收层143用于至少吸收太阳光中的紫外光，并将吸收的光能转换为电能；第一透明电极141和第二透明电极142用于将光吸收层143转换的电能以电信号输出，具体地，将光吸收层143转换的电能以电流信号或电压信号输出。
优选地，本发明具体实施例中的第一基板、第二基板和第三基板均为透明基板，如：玻璃基板，透明基板选择为玻璃基板在实际生产过程中更加方便、简单，且应用范围更加广泛，如可以应用到汽车的车窗。
本发明具体实施例包括第一透明电极、第二透明电极和光吸收层的遮光结构形成了太阳能电池，形成的太阳能电池能够将接收到的太阳光的光能转换为电能，并将转换的电能以电流信号或电压信号的形式输出。
具体地，如图3所示，本发明具体实施例中的光学组件还包括控制器30，控制器30与调光结构13、第一透明电极141和第二透明电极142电连接，用于接收第一透明电极141和第二透明电极142输出的电流信号或电压信号，并向调光结构13输出控制信号。
本发明具体实施例第一透明电极141和第二透明电极142输出的电流信号或电压信号可通过控制器30反馈给调光结构13，进行光透过率的调节，从而不需要单独为调光结构13施加控制信号，达到智能调控光透过率的效果。
具体地，如图4所示，本发明具体实施例中的调光结构13包括位于第一基板11朝向第二基板12一侧的第三透明电极131、位于第二基板12朝向第一基板11一侧的第四透明电极132，以及位于第三透明电极131和第四透明电极132之间的聚合物分散液晶层133；第三透明电极131和第四透明电极132用于接收控制信号，控制聚合物分散液晶层133的透光率。
优选地，本发明具体实施例中第一透明电极、第二透明电极、第三透明电极和第四透明电极的材料相同，第一透明电极、第二透明电极、第三透明电极和第四透明电极的材料优选氧化铟锡(ITO)的单层膜，或氧化铟锌(IZO)的单层膜，或ITO和IZO的复合膜。当然，在实际生产过程中，本发明具体实施例中的第一透明电极、第二透明电极、第三透明电极和第四透明电极还可以选择其它透明导电薄膜。
如图4所示，本发明具体实施例中的聚合物分散液晶层133的透光率随着第三透明电极131和第四透明电极132输出的电流信号对应的电流值或电压信号对应的电压值的增加而增大，在电流值或电压值为零时，呈非透明态。即本发明具体实施例中的聚合物分散液晶层133在通电状态下呈现透明开态；在断电状态下呈现非透明的光散射关态，对于可见光及红外光具有很好的散射效果，能够屏蔽大部分太阳光中的热量。本发明具体实施例通过第三透明电极131和第四透明电极132输出的电流信号对应的电流值或电压信号对应的电压值的大小控制聚合物分散液晶层133的透光率，达到调光效果。
在实际生产过程中，本发明具体实施例中的光学组件还可以实现个性化图案标记(LOGO)或广告效果，具体实施时，在聚合物分散液晶采用光照形成聚合物分散液晶层时，对部分区域的聚合物分散液晶进行遮挡，遮挡区域无法被光照射，在后续通电情况下依旧保持光散射非透明态，可以实现个性化图案定制。
具体地，本发明具体实施例中的聚合物分散液晶层133划分为若干区域，每一区域对应的聚合物分散液晶层133的透光率均不等；或，
部分区域对应的聚合物分散液晶层133的透光率与其余区域对应的聚合物分散液晶层133的透光率不等。本发明具体实施例中每一区域对应的聚合物分散液晶层133的透光率随着电流值或电压值的增加而增大。
优选地，本发明具体实施例中每一区域的区域轮廓设置为特定形状，该形状可以与需要设置的LOGO形状相同。
具体实施时，如图5所示，本发明具体实施例以聚合物分散液晶层133划分为第一区域1331和第二区域1332两个区域为例进行说明，第一区域1331在第三透明电极131和第四透明电极132输出的电流信号对应的电流值或电压信号对应的电压值不为零时呈透明态，且光的透过率随着电流值或电压值的增加而增大；第二区域1332呈非透明态，即在聚合物分散液晶采用光照形成聚合物分散液晶层时，对第二区域1332对应位置处的聚合物分散液晶进行了遮挡。具体实施时，本发明具体实施例采用单层的聚合物分散液晶层，实现电压控制调光，在光透过状态具有较高的光透过率。
本发明具体实施例还提供了一种光学器件，该光学器件包括本发明具体实施例提供的上述光学组件。具体地，本发明具体实施例中的光学器件为车窗，或为建筑物外窗，或为眼镜镜片。
下面以本发明具体实施例中的光学器件为汽车车窗为例，说明本发明具体实施例中的车窗相对于现有技术的普通车窗的优势。
第一、本发明具体实施例中的车窗增加了可吸收紫外光的遮光结构，能够吸收大部分紫外线，进而能够保护皮肤，且对玻璃车窗的透明度并没有影响，不会影响驾驶员的正常驾驶；遮光结构不仅能够充分利用太阳能，还可以将产生的电流信号或电压信号反馈给调光结构，实现光透过率的调节，达到智能车窗的效果；
第二、当不给调光结构通电时，调光结构为光散射状态，相对于现有技术的物理反射膜层，能够减小镜面反射造成的影响，实现安全驾驶；
第三、白天行车过程中，由于太阳光照射可能影响司机视线，并造成车内温度升高，此时可以通过对施加到调光结构上的电压的调节实现车窗光透过率的调节，如：可以调节车窗光透过率在5％～95％之间连续变化，能够适应各种天气对玻璃车窗光透过率的要求；
第四、车辆停放状态下，调光结构无需电能即可保持散射状态，有效屏蔽太阳光，降低车内温度，并能起到防盗作用；另外，由于调光结构包括的聚合物分散液晶层为聚合物薄膜，能够有效防止玻璃车窗在破碎时造成飞溅伤人，能够有效提高安全性能，能够起到很好的防爆效果；
第五、可以通过遮挡曝光，对调光结构包括的聚合物分散液晶层实现图案化，无法曝光的区域不受电场控制，在无论是否通电时都保持散射状态，可以实现个性化图案或广告效果；
第六、在车辆长期不开的状态下，很容易造成电瓶缺电，导致车辆无法启动，遮光结构的设置能够对电瓶进行应急充电。
如图6所示，本发明具体实施例还提供了一种光学组件的制作方法，该方法包括：
S601、在相对设置的第一基板和第二基板之间制作调光结构，所述调光结构用于通过接收到的控制信号控制光的透过率；
S602、在所述第二基板上制作遮光结构，所述遮光结构用于至少吸收太阳光中的紫外光。
具体地，如图7所示，本发明具体实施例在第二基板上制作遮光结构，具体包括：
S701、在所述第二基板背向所述第一基板的一侧制作第一透明电极；
S702、在所述第一透明电极上制作一层光吸收层，所述光吸收层用于至少吸收太阳光中的紫外光，并将吸收的光能转换为电能；
S703、在第三基板上制作第二透明电极；
S704、将所述第二基板和所述第三基板进行贴合，使得所述第二透明电极朝向所述第二基板；其中：
所述第一透明电极和所述第二透明电极用于将所述光吸收层转换的电能以电信号输出。
具体地，如图8所示，本发明具体实施例在相对设置的第一基板和第二基板之间制作调光结构，具体包括：
S801、在所述第一基板上制作第三透明电极，在所述第二基板上制作第四透明电极；
S802、将所述第一基板和所述第二基板进行对盒，对盒后所述第三透明电极朝向所述第二基板，所述第四透明电极朝向所述第一基板；
S803、在所述第一基板和所述第二基板之间填充聚合物分散液晶，并通过聚合过程形成聚合物分散液晶层；其中：
所述第三透明电极和所述第四透明电极用于接收控制信号，控制所述聚合物分散液晶层的透光率。
具体实施时，本发明具体实施例通过聚合过程形成聚合物分散液晶层，包括：通过紫外光照射聚合物分散液晶，形成聚合物分散液晶层。具体地，聚合物分散液晶层的透光率随着电流信号对应的电流值或电压信号对应的电压值的增加而增大。
在实际生产过程中，本发明具体实施例中的光学组件还可以实现个性化LOGO或广告效果，这种情况下，本发明具体实施例通过聚合过程形成聚合物分散液晶层，包括：通过遮光物对聚合物分散液晶进行部分遮挡，遮挡后通过紫外光照射聚合物分散液晶，形成聚合物分散液晶层；其中：遮光物划分为若干区域，每一区域对紫外光的透光率均不等；或，部分区域对紫外光的透光率与其余区域对所述紫外光的透光率不等。
具体实施时，如图5所示，本发明具体实施例通过遮光物对聚合物分散液晶进行部分遮挡，遮挡后通过紫外光照射聚合物分散液晶，形成聚合物分散液晶层；如：本发明具体实施例通过掩膜板(mask)进行遮挡，从而实现对聚合物分散液晶层的图案化。实际设计时，本发明具体实施例中需要形成非透明态的聚合物分散液晶层的位置根据用户的设定需要得到，能够得到满足用户需求的个性化图案。
具体地，本发明具体实施例未被遮挡区域对应位置处的聚合物分散液晶层的透光率随着电流信号对应的电流值或电压信号对应的电压值的增加而增大，每一区域的区域轮廓设置为特定形状，具体实施时，该形状可以与需要设置的LOGO形状相同。
综上所述，本发明具体实施例提供一种光学组件，包括相对设置的第一基板和第二基板、位于第一基板和第二基板之间的调光结构、以及位于第二基板上的遮光结构；调光结构用于通过接收到的控制信号控制光的透过率；遮光结构用于至少吸收太阳光中的紫外光。由于本发明具体实施例中的光学组件包括遮光结构，因此对太阳光中的紫外光具有较好的吸收效果，这样不仅能够有效利用太阳光辐射能源，也可有效屏蔽紫外光辐射；另外，由于本发明具体实施例中的光学组件包括调光结构，可对可见光和近红外区域光线进行调控，从而调控绝大部分太阳光热能。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种光学组件，其特征在于，包括相对设置的第一基板和第二基板、位于所述第一基板和所述第二基板之间的调光结构、以及位于所述第二基板上的遮光结构；
所述调光结构用于通过接收到的控制信号控制光的透过率；
所述遮光结构用于至少吸收太阳光中的紫外光；
还包括控制器，所述控制器与所述调光结构和所述遮光结构电连接；
所述遮光结构还用于输出电信号；
所述控制器用于接收所述遮光结构输出的电信号，并向所述调光结构输出控制信号；
还包括与所述第二基板相对设置的第三基板，所述遮光结构包括光吸收层、第一透明电极和第二透明电极；
所述第一透明电极位于所述第二基板朝向所述第三基板的一侧，所述第二透明电极位于所述第三基板朝向所述第二基板的一侧；
所述光吸收层位于所述第一透明电极和所述第二透明电极之间；
所述光吸收层用于至少吸收太阳光中的紫外光，并将吸收的光能转换为电能；
所述第一透明电极和所述第二透明电极用于将所述光吸收层转换的电能以电信号输出；
所述调光结构包括位于所述第一基板朝向所述第二基板一侧的第三透明电极、位于所述第二基板朝向所述第一基板一侧的第四透明电极，以及位于所述第三透明电极和所述第四透明电极之间的聚合物分散液晶层；
所述第三透明电极和所述第四透明电极用于接收控制信号，控制所述聚合物分散液晶层的透光率；
所述控制信号包括电流信号或电压信号，所述聚合物分散液晶层的透光率随着电流值或电压值的增加而增大。
2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述光吸收层吸收太阳光中的紫外光、近紫外光、红外光和远红外光中至少一种。
3.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述聚合物分散液晶层划分为若干区域，部分所述区域对应的聚合物分散液晶层的透光率与其余所述区域对应的聚合物分散液晶层的透光率不等。
4.根据权利要求3所述的光学组件，其特征在于，每一所述区域的区域轮廓设置为特定形状。
5.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述调光结构还用于防爆。
6.一种光学器件，其特征在于，包括权利要求1-5任一权利要求所述的光学组件。
7.根据权利要求6所述的光学器件，其特征在于，所述光学器件为车窗，或为建筑物外窗，或为眼镜镜片。
8.一种光学组件的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
在相对设置的第一基板和第二基板之间制作调光结构，所述调光结构用于通过接收到的控制信号控制光的透过率；
在所述第二基板上制作遮光结构，所述遮光结构用于至少吸收太阳光中的紫外光；其中，
所述调光结构和所述遮光结构分别与控制器电连接；
所述遮光结构还用于输出电信号；
所述控制器用于接收所述遮光结构输出的电信号，并向所述调光结构输出控制信号；
所述在所述第二基板上制作遮光结构，包括：
在所述第二基板背向所述第一基板的一侧制作第一透明电极；
在所述第一透明电极上制作一层光吸收层，所述光吸收层用于至少吸收太阳光中的紫外光，并将吸收的光能转换为电能；
在第三基板上制作第二透明电极；
将所述第二基板和所述第三基板进行贴合，使得所述第二透明电极朝向所述第二基板；其中：
所述第一透明电极和所述第二透明电极用于将所述光吸收层转换的电能以电信号输出；
所述在相对设置的第一基板和第二基板之间制作调光结构，包括：
在所述第一基板上制作第三透明电极，在所述第二基板上制作第四透明电极；
将所述第一基板和所述第二基板进行对盒，对盒后所述第三透明电极朝向所述第二基板，所述第四透明电极朝向所述第一基板；
在所述第一基板和所述第二基板之间填充聚合物分散液晶，并通过聚合过程形成聚合物分散液晶层；其中：
所述第三透明电极和所述第四透明电极用于接收控制信号，控制所述聚合物分散液晶层的透光率；
所述控制信号包括电流信号或电压信号，所述聚合物分散液晶层的透光率随着电流值或电压值的增加而增大。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述通过聚合过程形成聚合物分散液晶层，包括：
通过紫外光照射所述聚合物分散液晶，形成聚合物分散液晶层。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述通过聚合过程形成聚合物分散液晶层，包括：
通过遮光物对所述聚合物分散液晶进行部分遮挡，遮挡后通过紫外光照射所述聚合物分散液晶，形成聚合物分散液晶层；其中：
所述遮光物划分为若干区域，部分所述区域对所述紫外光的透光率与其余所述区域对所述紫外光的透光率不等。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，每一所述区域的区域轮廓设置为特定形状。
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