CN102621620B - 窗组及其导光膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种窗组及其导光膜，该导光膜包括一薄膜基底及至少一微结构。该微结构位于该薄膜基底的一侧边上，该至少一微结构的折射率为1.9至2.6，且包括一第一表面及一第二表面。一第一夹角位于该第一表面及一参考面之间，该参考面垂直于该薄膜基底，且一第二夹角位于该第二表面及该参考面之间，其中，该第一夹角小于或等于该第二夹角。
Description
技术领域
本发明涉及一种窗组及其导光膜，更具体而言，涉及一种可改变入射光方向的窗组及其导光膜。
背景技术
现有的导光装置具有多种样式，例如平板、百叶窗或薄膜，其位于或邻近一房间的窗户，用以将该房间外的阳光导入该房间，使得阳光被导向以照射该房间内位于天花板的一反射物。接着，阳光被该反射物反射，且作为室内照明或辅助照明。此外，在某些现有的导光装置中，阳光不需被位于天花板的反射物反射即可直接被导入该房间。
该现有的导光装置能利用折射和/或反射将直射及漫射的阳光导至位于天花板的反射物，以均匀地照亮该房间内部，且减少令人不适的眩光。此外，在白天使用现有的导光装置可节省照明设备所用的能量。
该现有的导光装置的缺点如下。多数的阳光无法被导向天花板(亦即无法于后续被反射物反射所运用)，致使眩光问题亦无法有效改善，也因此，照明效果不佳。
因此，有必要提供一种窗组及其导光膜，以解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种导光膜，其包括一薄膜基底及至少一微结构。该薄膜基底具有一第一侧边及一第二侧边，该第二侧边相对于该第一侧边。该微结构位于该薄膜基底的该第二侧边上，该至少一微结构的折射率为1.9至2.6，且包括一第一表面及一第二表面，该第二表面位于该第一表面的上方，其中该第一表面及一参考面之间具有一第一夹角，该参考面垂直于该薄膜基底，该第二表面及该参考面之间具有一第二夹角，其中，该第一夹角小于或等于该第二夹角。
由此，该导光膜能将入射光束可接近水平地导入一房间，以减少眩光。此外，其在制造方法上较无困难，可有效提高结构转写率。
本发明还提供一种窗组。该窗组包括一第一板材、一第二板材及一导光膜。该第二板材固接于该第一板材。该导光膜与上述导光膜相同，且位于该第一板材及该第二板材之间的一容纳空间内。该导光膜附着至该第一板材，且包括一薄膜基底及至少一微结构。
附图说明
图1显示本发明导光膜的一实施例的立体示意图；
图2显示图1的导光膜的侧视图；
图3显示图2的局部放大图；
图4显示本发明导光膜的另一实施例；
图5显示利用一测试仪器模拟本发明导光膜的应用的示意图；以及
图6显示本发明窗组的一实施例的侧视图。
【主要元件符号说明】
1 本发明导光膜的一实施例
4 本发明窗组的一实施例
6 测试仪器
11 薄膜基底
12 微结构
20 参考面
30 入射光束
31 输出光束
32 输出光束
33 输出光束
34 输出光束
41 第一板材
42 第二板材
61 光源
62 光源
63 光源
64 光源
65 接收器
111 第一侧边
112 第二侧边
121 第一表面
122 第二表面
123 倒角
θ1 第一夹角
θ2 第二夹角
θ3、θt 输出角度
θ4 入射角度。
具体实施方式
请参阅图1～图3，图1显示本发明导光膜一实施例的立体示意图，图2显示图1的导光膜的侧视图，图3显示图2的局部放大图。该导光膜1包括一薄膜基底11及至少一微结构12。在本实施例中，该导光膜1包括多个微结构12。该薄膜基底11具有一第一侧边111及一第二侧边112，且该第二侧边112相对于该第一侧边111。
该微结构12位于该薄膜基底11的该第二侧边112上，且该微结构12包括一第一表面121及一第二表面122。该第二表面122位于该第一表面121的上方。一参考面20定义为一垂直于该薄膜基底11的该第一侧边111或该第二侧边112的假想面。亦即，当该导光膜1垂直正立时，该参考面20为一假想水平面。该第一表面121及该参考面20之间具有一第一夹角θ1，而该第二表面122及该参考面20之间具有一第二夹角θ2，其中该第一夹角θ1小于或等于该第二夹角θ2。
如图3所示，在本实施例中，该第一夹角θ1的值介于11度至19度之间，且该第二夹角θ2的值介于52度至68度之间，且该第一夹角θ1及该第二夹角θ2的总和介于63度至87度之间。优选地，该第一夹角θ1的值为15度，且该第二夹角θ2的值为60度。
在本实施例中，该微结构12的剖面大致呈三角形，且该第一表面121与该第二表面122相交。然而，该微结构12可更包括一倒角(chamfer)123，如图4所示。该倒角123位于该第一表面121及该第二表面122之间，且与该第一表面121及该第二表面122邻接。
该薄膜基底11的材料可与该微结构12的材料不同。该薄膜基底11以可透光材料制成，例如聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)、丙烯酸基高分子(Arcylic-based Polymer)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚苯乙烯(Polystyrene，PS)或其共聚物(Copolymer)，且其折射率介于1.35至1.65之间。
该微结构12以可透光的金属氧化物制成，例如二氧化钛(TiO2)或五氧化二钽(Ta2O5)，且其折射率为1.9至2.6。在一实施例中，先于该薄膜基底11形成一层该金属氧化物。之后再利用蚀刻方式形成该微结构12。可以理解的是，该薄膜基底11的材料也可与该微结构12的材料相同，皆为该金属氧化物。
在本发明的优选实施例中，多道入射光束30在通过该导光膜1后变成多道输出光束31。在本实施例中，该导光膜1附着至一房间的窗户(图中未示)，所述入射光束30为该房间外的阳光，且所述输出光束进入该房间内。该微结构12面对所述入射光束30。
如图2所示，该输出光束31及该导光膜1间的角度定义为一输出角度θ3。当该输出光束(亦即，该输出光束32)向下且平行于该导光膜1时，该输出角度θ3定义为0度。当该输出光束(亦即，该输出光束33)为水平且平行于该参考面20时，该输出角度θ3定义为90度。当该输出光束(亦即，该输出光束34)向上且平行于该导光膜1时，该输出角度θ3定义为180度。
该入射光束30及该参考面20间的角度定义为一入射角度θ4。当该入射光束30向下时，该入射角度θ4定义为正值。当该入射光束(图中未示)为水平且平行于该参考面20时，该入射角度θ4定义为0度，且当该入射光束(图中未示)向上时，该入射角度θ4定义为负值。
如图3所示，所述入射光束30通过折射由该微结构12的第二表面122进入该微结构12，且被该微结构12的第一表面121反射。接着，被反射的所述入射光束30通过该薄膜基底11变成所述输出光束31。要特别注意的是，由于该第一夹角θ1及该第二夹角θ2的特殊设计，所述入射光束30被该第一表面121反射。因此，当所述入射光束30的入射角度θ4介于30～60度向下时，大于50％的所述输出光束31是向上的。此外，所述输出光束31会集中于该输出角度θ3的一特定范围，亦即，该输出角度的特定范围内的所述输出光束31的总光通量相比于该输出角度的其他范围的其他输出光束31为一峰值。
在一实施例中，所述入射光束30的入射角度θ4介于30度至60度之间，且所述输出光束31于输出角度为85度至120度间的总光通量大于所述输出光束31于输出角度为0度至180度间的总光通量的40％。
请参阅图5，图5显示利用一测试仪器模拟本发明导光膜之应用的示意图。该测试仪器6包括4个光源61、62、63、64及37个接收器65。该导光膜1位于该测试仪器6的中心，所述光源61、62、63、64位于该导光膜1的左侧，且所述接收器65位于该导光膜1的右侧。所述接收器65围绕该导光膜1以形成一半圆形，且所述接收器65的间距均等，因此所述接收器65可测量所述输出光束31自0度至180度之间中每隔5度的光通量(例如，流明(Lumen))。
该光源61用以产生入射角度为30度的入射光束，该光源62用以产生入射角度为40度的入射光束，该光源63用以产生入射角度为50度的入射光束，且该光源64用以产生入射角度为60度的入射光束。所述光源61、62、63、64同时开启。
所述模拟参数如下所述。该导光膜1的薄膜基底11的折射率为1.59。该导光膜1的尺寸为10*10平方毫米(mm2)。每一所述光源61、62、63、64的直径为4毫米(mm)。每一所述接收器65的直径为13毫米(mm)。所述光源61、62、63、64及该导光膜1之间的距离为100毫米(mm)。所述接收器65及该导光膜1之间的距离为157毫米(mm)。
以下表1显示不同样式的导光膜1的模拟结果，其中n为微结构12的折射率，模拟结果为光通量比。表1中由左至右侧依序为第一样式(第一夹角θ1的值为15度，第二夹角θ2的值为60度，微结构12的折射率为2.3)、第二样式(第一夹角θ1的值为15度，第二夹角θ2的值为52度，微结构12的折射率为2.3)、第三样式(第一夹角θ1的值为15度，第二夹角θ2的值为66度，微结构12的折射率为2.3)、第四样式(第一夹角θ1的值为11度，第二夹角θ2的值为60度，微结构12的折射率为2.3)、第五样式(第一夹角θ1的值为15度，第二夹角θ2的值为68度，微结构12的折射率为2.3)、第六样式(第一夹角θ1的值为19度，第二夹角θ2的值为60度，微结构12的折射率为2.3)、第七样式(第一夹角θ1的值为15度，第二夹角θ2的值为60度，微结构12的折射率为2.1)及第八样式(第一夹角θ1的值为15度，第二夹角θ2的值为60度，微结构12的折射率为2.6)。
在表1中，以最左侧的第一样式为例，输出角度θt为0度至180度间的光通量比(64.9％)代表由所述接收器65所测得的所述输出光束31于输出角度为0度至180度间的总光通量及由所述光源61、62、63、64所提供的总光通量的比例。输出角度θt为90度至180度间的光通量比(64.8％)代表由所述接收器65所测得的所述输出光束31于输出角度为90度至180度间的总光通量及由所述光源61、62、63、64所提供的总光通量的比例。输出角度θt为90度至105度间的光通量比(20.6％)代表由所述接收器65所测得的所述输出光束31于输出角度为90度至105度间的总光通量及由所述光源61、62、63、64所提供的总光通量的比例。输出角度θt为90度至120度间的光通量比(55.2％)代表由所述接收器65所测得的所述输出光束31于输出角度为90度至120度间的总光通量及由所述光源61、62、63、64所提供的总光通量的比例。输出角度θt为85度至120度间的光通量比(55.2％)代表由所述接收器65所测得的所述输出光束31于输出角度为85度至120度间的总光通量及由所述光源61、62、63、64所提供的总光通量的比例。
输出角度θt为90度至180度间/输出角度θt为0度至180度间的光通量比(99.8％)代表输出角度θt为90度至180度间的光通量比(64.8％)及输出角度θt为0度至180度间的光通量比(64.9％)的比例。输出角度θt为90度至105度间/输出角度θt为0度至180度间的光通量比(31.8％)代表输出角度θt为90度至105度间的光通量比(20.6％)及输出角度θt为0度至180度间的光通量比(64.9％)的比例。输出角度θt为90度至120度间/输出角度θt为0度至180度间的光通量比(85.0％)代表输出角度θt为90度至120度间的光通量比(55.2％)及输出角度θt为0度至180度间的光通量比(64.9％)的比例。输出角度θt为85度至120度间/输出角度θt为0度至180度间的光通量比(85.0％)代表输出角度θt为85度至120度间的光通量比(55.2％)及输出角度θt为0度至180度间的光通量比(64.9％)的比例。
表1：不同样式的导光膜的模拟结果
如表1所示，以第一样式为例，由于该第一夹角θ1(15度)、该第二夹角θ2(60度)及折射率的特殊设计，输出角度θt为85度至120度间/输出角度θt为0度至180度间的光通量比为85.0％，代表85.0％的所述输出光束31被导向85度至120度间的输出角度。以本发明的优选实施例而言，导光膜1设置于房间较高处窗户(但不以此为限，举凡窗户皆可)，如气窗，也因此介于85度至120度间的输出角度为优选范围。因为输出角度大于120度的输出光束31会落在该窗户附近的天花板，且输出角度小于85度的输出光束31会直接照射到人的眼睛，且导致眩光。因此，该导光膜1能将所述入射光束30接近水平地导入该房间，以减少眩光。
虽然表1中第五样式及第六样式在输出角度θt为85度至120度间/输出角度θt为0度至180度间的光通量比分别为29.7％及28.4％，但是其在输出角度θt为90度至180度间/输出角度θt为0度至180度间的光通量比分别为77.7％及88.9％，显见其也有减少眩光的效果。
此外，在本发明中，该第一夹角θ1及该第二夹角θ2的总和介于63度至87度之间，因此其在制造方法上较无困难，可有效提高结构转写率。
图6显示本发明窗组的一实施例的侧视图。该窗组4包括一第一板材41、一第二板材42及一导光膜1。该第二板材42固接于该第一板材41以形成一封闭空间。该导光膜1与图1至图4的导光膜1相同，且位于该第一板材41及该第二板材42之间的该容纳空间内。该导光膜1包括一薄膜基底11及至少一微结构12。该第一板材41、该第二板材42、该薄膜基底11及该微结构12为可透光的，且该第二板材42面对所述入射光束30。优选地，该第一板材41及该第二板材42的材料为玻璃。
在本实施例中，该薄膜基底11的该第一侧边111附着至该第一板材41，该微结构12位于该薄膜基底11的该第二侧边112上，该第一夹角θ1的值介于11度至19度之间，且该第二夹角θ2的值介于52度至68度之间，且该第一夹角θ1及该第二夹角θ2的总和介于63度至87度之间。优选地，该第一夹角θ1的值为15度，且该第二夹角θ2的值为60度。此外，关于导光膜1的其它实施例及其相关说明与前述(图1～图5所述实施例)相同或相似，在此不再予以赘述。
但是上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非用以限制本发明。因此，本领域技术人员对上述实施例进行修改及变化仍不脱本发明的精神。本发明的权利范围应如权利要求所列。
Claims (15)
1.一种导光膜，包括：
一薄膜基底，具有一第一侧边及一第二侧边，该第二侧边相对于该第一侧边；以及
至少一微结构，位于该薄膜基底的该第二侧边上，该至少一微结构的折射率为1.9至2.6，且包括一第一表面及一第二表面，该第二表面位于该第一表面的上方，其中该第一表面及一参考面之间具有一第一夹角，该参考面垂直于该薄膜基底，该第二表面及该参考面之间具有一第二夹角，其中，该第一夹角小于或等于该第二夹角，
其中多道入射光束在通过该导光膜后变成多道输出光束，该输出光束及该导光膜间的角度定义为一输出角度，当该输出光束向下且平行于该导光膜时，其输出角度定义为0度，当该输出光束向上且平行于该导光膜时，其输出角度定义为180度，其中，所述输出光束于输出角度为85度至120度间的总光通量大于所述输出光束于输出角度为0度至180度间的总光通量的40％。
2.如权利要求1所述的导光膜，其中该第一夹角及该第二夹角的总和介于63度至87度之间。
3.如权利要求1所述的导光膜，其中该第一夹角的值介于11度至19度之间，且该第二夹角的值介于52度至68度之间。
4.如权利要求1所述的导光膜，其中该导光膜附着至一房间的窗户，所述入射光束为该房间外的阳光，且所述输出光束进入该房间内。
5.如权利要求1所述的导光膜，其中该入射光束及该参考面间的角度定义为一入射角度，当该入射光束向下时，该入射角度定义为正值，所述入射光束的入射角度介于30度至60度之间。
6.如权利要求1所述的导光膜，其中该微结构面对所述入射光束。
7.如权利要求1所述的导光膜，其中该薄膜基底的材质与该至少一微结构的材质不同。
8.如权利要求1所述的导光膜，其中该微结构还包括一倒角，该倒角位于该第一表面及该第二表面之间，且与该第一表面及该第二表面邻接。
9.一种窗组，包括：
一第一板材；
一第二板材，固接于该第一板材；以及
一导光膜，位于该第一板材及该第二板材之间的一容纳空间内，且包括：
一薄膜基底，具有一第一侧边及一第二侧边，该第二侧边相对于该第一侧边；以及
至少一微结构，位于该薄膜基底的该第二侧边上，该至少一微结构的折射率为1.9至2.6，且包括一第一表面及一第二表面，该第二表面位于该第一表面的上方，其中该第一表面及一参考面之间具有一第一夹角，该参考面垂直于该薄膜基底，该第二表面及该参考面之间具有一第二夹角，其中，该第一夹角小于或等于该第二夹角，
其中多道入射光束在通过该导光膜后变成多道输出光束，该输出光束及该导光膜间的角度定义为一输出角度，当该输出光束向下且平行于该导光膜时，其输出角度定义为0度，当该输出光束向上且平行于该导光膜时，其输出角度定义为180度，其中，所述输出光束于输出角度为85度至120度间的总光通量大于所述输出光束于输出角度为0度至180度间的总光通量的40％。
10.如权利要求9所述的窗组，其中该第一夹角及该第二夹角的总和介于63度至87度之间。
11.如权利要求9所述的窗组，其中该第一夹角的值介于13度至17度之间，且该第二夹角的值介于58度至66度之间。
12.如权利要求9所述的窗组，其中该第一板材、该第二板材、该薄膜基底及该微结构为可透光的。
13.如权利要求9所述的窗组，其中该第一板材及该第二板材的材料为玻璃。
14.如权利要求9所述的窗组，其中该导光膜附着至该第一板材。
15.如权利要求14所述的窗组，其中所述入射光束为一房间外的阳光，该第二板材面对所述入射光束，且所述输出光束进入该房间内。
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