CN103760626B - 调光薄膜 - Google Patents

Abstract

本发明有关于一种调光薄膜，其包含透明基材，透明基材的光入射面具有复数个微透镜结构，且透明基材的光出射面具有复数个微柱状棱镜结构。其中微透镜结构的曲率为50μm^-1至500μm^-1，且各微透镜结构对应至少一个微柱状棱镜结构。本发明藉由微透镜结构与微柱状棱镜结构的设计，使太阳光能更有效地被利用，以达到节能的功效。

Description

调光薄膜

技术领域

本发明是有关于一种调光薄膜，尤其关于一种应用于窗户及窗帘等窗组的调光薄膜。

背景技术

随着人们的节能意识逐渐提高，建筑照明节能也成为研究的主要课题之一，除了利用人工照明设备节能以外，自然光节能的策略也被大力提倡。

为了提高自然光的利用率，通常会利用调光薄膜的微透镜结构使来自各方向的光线能够聚光至室内，但该种方法仅会提高特定区域的亮度，因而造成人眼不适，调光效果较差。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种新式的调光薄膜，其具有微透镜结构与微柱状棱镜结构的设计，使太阳光能更有效地被利用，以解决现有技术中调光薄膜节能与调光效果不能兼顾的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供一种调光薄膜，该调光薄膜包含：透明基材，该透明基材的光入射面具有复数个微透镜结构，且该透明基材的光出射面具有复数个微柱状棱镜结构，其中每个微透镜结构的曲率为50μm^-1至500μm^-1，且每个微透镜结构对应至少一个该微柱状棱镜结构。

于本发明的一实施例，每个微透镜结构可为一维微透镜、二维微透镜或其组合。

于本发明的一实施例，该复数个微透镜结构为数组结构，该数组结构为线型、曲线型或其组合。

于本发明的一实施例，该复数个微透镜结构的宽度为10μm至500μm，高度为0.025μm至70μm。

于本发明的一实施例，每个该微柱状棱镜结构具有第一侧面及第二侧面，当光线入射该复数个微透镜结构后，该光线于该复数个微柱状棱镜结构的该第一侧面进行全反射，并于该第二侧面出射。

于本发明的一实施例，该复数个微柱状棱镜结构的该第一侧面与该透明基材间具有第一夹角，且该第一夹角为40°至90°，该第一侧面与该第二侧面间具有第二夹角，且该第二夹角为20°至60°，以使出射光达到调光功效。

于本发明的一实施例，该每个微柱状棱镜的宽度为10μm至500μm，且该每个微柱状棱镜的高度为1μm至1500μm。

于本发明的一实施例，该复数个微透镜结构中的每一微透镜结构为相同或不同，该复数个微柱状棱镜结构中的每一微柱状棱镜结构为相同或不同。

于本发明的一实施例，该复数个微透镜结构或该复数个微柱状棱镜结构为连续排列或不连续排列。

于本发明的一实施例，该复数个微透镜结构及该复数个微柱状棱镜结构的组成材料选自热固化型材料或光固化型材料。

于本发明的一实施例，该组成材料还包含红外线吸收剂、紫外线吸收剂、抗污剂、抗菌剂或其组合。

于本发明的一实施例，该透明基材的该复数个微透镜结构上或该复数个微柱状棱镜结构上包含涂层。

于本发明的一实施例，该涂层为黏着层、硬涂层、低表面能涂层、红外线吸收层、紫外线吸收层或其组合，且该涂层还包含红外线吸收剂、紫外线吸收剂、抗污剂、抗菌剂或其组合。

与现有技术相比，本发明的调光薄膜将聚光的微透镜结构搭配微柱状棱镜结构即可将大部分的光线导至天花板，节能的同时提高了整体空间的照度。

附图说明

图1为本发明的一较佳实施例的调光薄膜100的结构示意图。

图2为本发明的一较佳实施例的调光薄膜200的结构示意图。

图3为本发明的一较佳实施例的调光薄膜300的结构示意图。

图4为本发明的一较佳实施例的调光薄膜400的结构示意图。

图5a为本发明的一较佳实施例的调光薄膜500的结构示意图。

图5b为本发明的一较佳实施例的调光薄膜500的结构剖面图。

图6为本发明的一较佳实施例的调光薄膜600的结构示意图。

图7为本发明的一较佳实施例的调光薄膜700的局部结构放大图。

图8为本发明的一较佳实施例的调光薄膜800的结构剖面图。

图9a为本发明的的一较佳实施例的调光薄膜900a的配置方式的示意图。

图9b为本发明的的一较佳实施例的调光薄膜900b的配置方式的示意图。

具体实施方式

为清楚说明本发明的发明特征、内容与优点及其所能达成的功效，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就附图的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围，合先叙明。

图1为本发明的一较佳实施例的调光薄膜100的结构示意图。于此图示中，入射光为13，且出射光为14。此调光薄膜100，其包含透明基材10。透明基材10具有光入射面及光出射面。透明基材10的光入射面具有复数个微透镜结构110，透明基材10的光出射面具有复数个微柱状棱镜结构120。为了提高入射光13的利用率，使光线能以较佳角度聚焦于微柱状棱镜结构120，每个微透镜结构110的曲率为50μm^-1至500μm^-1，且每个微透镜结构110对应至少一个微柱状棱镜结构120，于本实施例中，微透镜结构110的曲率为130μm^-1，且于此实施例中，每个微透镜结构110对应两个微柱状棱镜结构120。

于本发明所提出的调光薄膜中，微透镜结构可为一维微透镜、二维微透镜或其组合，且微透镜结构可为连续排列或不连续排列。

于此实施例中，微透镜结构110由复数个一维微透镜所构成，此一维微透镜为微柱状透镜。且微柱状透镜以连续排列的方式配置于透明基材的光入射面，微柱状棱镜结构120亦是以连续排列的方式配置于透明基材的光出射面上。其中，复数个微透镜结构110的宽度110W为10μm至500μm，高度110H为0.025μm至70μm，较佳地，微透镜结构110的宽度110W为50μm，高度110H为2.5μm。

本发明所提出的调光薄膜中，微透镜结构可为数组结构，此数组结构可为线型、曲线型或其组合。于此实施例中，微透镜结构110以线型排列。

另，于此实施例中的微透镜结构110与微柱状棱镜结构120为平行排列。平行排列是指微透镜结构110的长轴方向110L与微柱状棱镜结构120的长轴方向120L为平行。本发明并不限此上述平行排列的方式，还可为垂直排列或夹一特定角度排列。

图2为本发明的一较佳实施例的调光薄膜200的结构示意图，此调光薄膜200包含透明基材20，图中微透镜结构210的长轴方向210L与微柱状棱镜结构220的长轴方向220L为垂直排列。

图3为本发明的一较佳实施例的调光薄膜300的结构示意图，调光薄膜300包含透明基材30，图式中微透镜结构310的长轴方向310L与微柱状棱镜结构320的长轴方向320L间具有一夹角。

图4为本发明的一较佳实施例的调光薄膜400的结构示意图。调光薄膜400与前述调光薄膜100的差异在于调光薄膜400的透明基材40上的微透镜结构410排列方式及微柱状透镜420排列方式。微透镜结构410并非是完全的连续排列，而是以两个微透镜结构410与两个微透镜结构410间具有间隙S1的方式排列。微柱状棱镜结构420亦非完全的连续排列，而是以四个微柱状棱镜结构420与四个微柱状棱镜结构420间具有间隙S2的方式排列。为了提高入射光13的利用率，使光线能以较佳角度聚焦于微柱状棱镜结构420，优选的，微透镜结构410的曲率为130μm^-1，且每个微透镜结构410对应两个微柱状棱镜结构420。

图5a为本发明的另一实施例的调光薄膜500的结构示意图。图5b为本发明的调光薄膜500的结构剖面图。请一并参考图5a及图5b。调光薄膜500与前述调光薄膜100的差异在于此调光薄膜500的透明基材50的光入射面上的微透镜结构510。于此实施例中，微透镜结构510由复数个二维微透镜组成。为了提高入射光13的利用率，使光线能以较佳角度聚焦于微柱状棱镜结构520，优选的，二维微透镜结构的曲率为130μm^-1，且每个二维微透镜结构对应两个微柱状棱镜结构520。

其中，每个二维微透镜间为连续排列，较佳地，二维微透镜结构的宽度510W为50μm，高度510H为2.5μm，且上述二维微透镜结构以线型排列。但其排列方式并不限于此，亦可以乱序的方式排列，同样具有提高入射光的利用率。

图6为本发明的另一较佳实施例的调光薄膜600的结构示意图，此调光薄膜600与前述调光薄膜100的差异在于此调光薄膜600的光入射面上的微透镜结构。微透镜结构由复数个一维微透镜610A及复数个二维微透镜610B组成，其中一维微透镜610A与二维微透镜610B为交替配置。其中一维微透镜610A为微柱状透镜。为了提高入射光的利用率，使光线能以较佳角度聚焦于微柱状棱镜结构620上，较佳地，一维微透镜610A的曲率为130μm^-1，二维微透镜610B的曲率为130μm^-1，且每个一维微透镜610A对应两个微柱状棱镜结构620，每个二维微透镜610B亦对应两个微柱状棱镜结构620。

上述一维微透镜610A与二维微透镜610B以连续交替排列的方式配置于透明基材60的光入射面上。其中一维微透镜610A与二维微透镜610B交替排列的列数比可为1:2或2:1。较佳地，一维微透镜610A的宽度610AW为50μm，高度610AH为2.5μm，且二维微透镜610B的宽度610BW为50μm，高度610BH为2.5μm。

为了详细说明光行进路径，请参照图7，图7为调光薄膜700的局部结构放大图。调光薄膜700中的透明基材70的光入射面上具有微透镜结构710及光出射面具有微柱状棱镜结构720，且每个微柱状棱镜结构720具有第一侧面720A及第二侧面720B。当入射光13入射微透镜结构710后，于微柱状棱镜结构720的第一侧面720A进行全反射，接着于第二侧面720B出射。为了调控出射光14的出射方向，微柱状棱镜结构720的第一侧面720A与透明基材70间具有第一夹角θ1，第一侧面720A与第二侧面720B间具有第二夹角θ2，其为使出射光达到调光的功效。其中，第一夹角θ1为40°至90°，第二夹角θ2为20°至60°，且复数个微柱状棱镜720的宽度720W为10μm至500μm，高度720H为1μm至1500μm，较佳地，微柱状棱镜结构720的宽度720W为20μm，高度720H为35μm。

上述实施例中，透明基材可为选自聚酯(polyester)、聚对苯二甲酸乙烯酯（polyethyleneterephthalate，PET）、聚碳酸酯（polycarbonate，PC）、丙烯酸树脂（acrylateresin）、聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate，PMMA）及聚氨酯(polyurethane)所构成的群组。

上述实施例中，微透镜结构或微柱状棱镜结构的组成材料为热固化型材料或光固型材料，例如可为丙烯酸树脂、聚氨酯、聚酯、硅树脂或环氧树脂。组成材料进一步包含红外线吸收剂、紫外线吸收剂、抗污剂、抗菌剂或其组合。

此外，本发明所提出的调光薄膜中的复数个微透镜结构上或复数个微柱状棱镜结构上包含涂层。涂层为黏着层、硬涂层、低表面能涂层、红外线吸收层、紫外线吸收层或其组合，且涂层进一步包含红外线吸收剂、紫外线吸收剂、抗污剂、抗菌剂或其组合。

图8为本发明的另一较佳实施例的调光薄膜800的结构剖面图。调光薄膜800中的的微透镜结构810上具有涂层830，以及微柱状棱镜结构820的表面上具涂层840；涂层830或840可依实际需要的功能设置。在一较佳实施例中，涂层830为黏着层，得以将调光薄膜800贴合至任意基材。涂层840可为硬涂层，用以保护微柱状棱镜结构820，避免结构因表面收到破坏而降低造成调光功效。于其它实施例中，也可以是透明基材的复数个微透镜结构810及复数个微柱状棱镜结构820的其中之一包含涂层。

上述调光薄膜中的微透镜结构以及微柱状棱镜结构于透明基材的配置方式可为位于透明基材上的一部分或全部，上述一部分例如可为间隔式配置、棋盘式配置、图案化配置于透明基材两侧，配置方式并不限于上述所示，可依照使用者的需求自行调整配置的方式。

图9a为本发明的一较佳实施例的调光薄膜900a的配置方式的示意图，其中调光薄膜900a的微透镜结构910以及微柱状棱镜结构920以相对应的方式呈条状间隔式配置于透明基材的两侧。在图9b为本发明的另一较佳实施例的调光薄膜900b的配置方式的示意图，其中调光薄膜900b的微透镜结构930以及微柱状棱镜结构940以相对应的方式呈棋盘式配置于透明基材的两侧。

此外，本发明的调光膜亦可以多种方式设置于透明基板上。透明性基板可为玻璃、压力克板及窗帘等。调光薄膜可以完全设置、条状间隔式、棋盘式，或者其它图案方式配置于透明基板上，如设置于窗组或窗帘上。

本发明的调光薄膜的制作方法包括压印、挤压、铸模、射出等制作方法。例如压印方法于透明基材上的一侧涂布光固化材料层，接着以图案化模具压印光固化材料层使复数个微结构成形于透明基材之上，最后再进行固化步骤，完成之后再对透明基材的另一侧进行同样步骤即可制得。本发明的调光薄膜的制作方法并不限于上述所示方法，任何熟于此项技术人士可利用已知的现有技术在透明基材的两侧分别形成具有复数个微透镜结构及复数个微柱状棱镜结构。微透镜结构的曲率为50μm^-1至500μm^-1，且各个微棱镜结构对应至少一个为微柱状透镜结构即可达到本发明所提出的调光功效。

因此，本发明的调光薄膜将聚光的微透镜结构搭配微柱状棱镜结构即可将大部分的光线导至天花板，提高了调光功能，节能的同时提高了整体空间的照度。

又，在图1至图9b的微透镜结构及微柱状棱镜结构仅为示意图，并未按照比例绘制。故以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域人员能够了解本发明的内容并据以实施，但不能以之限定本发明的权利要求范围，即凡本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (11)

1.一种调光薄膜，其特征在于该调光薄膜包含：

透明基材，该透明基材的光入射面具有复数个微透镜结构，且该透明基材的光出射面具有复数个微柱状棱镜结构，其中每个微透镜结构的曲率为50μm^-1至500μm^-1，且每个微透镜结构对应至少一个微柱状棱镜结构；每个微柱状棱镜结构具有第一侧面及第二侧面，该复数个微柱状棱镜结构的该第一侧面与该透明基材间具有第一夹角，且该第一夹角为40°至90°，该第一侧面与该第二侧面间具有第二夹角，且该第二夹角为20°至60°，以使出射光导到天花板；其中，当光线入射每一微透镜结构后，该光线于对应该微透镜结构的该至少一个微柱状棱镜结构的该第一侧面进行全反射，并于该至少一个微柱状棱镜结构的该第二侧面出射。

2.如权利要求1所述的调光薄膜，其特征在于每个微透镜结构为一维微透镜、二维微透镜或其组合。

3.如权利要求1所述的调光薄膜，其特征在于复数个微透镜结构为数组结构，该数组结构为线型、曲线型或其组合。

4.如权利要求1所述的调光薄膜，其特征在于该复数个微透镜结构的宽度为10μm至500μm，高度为0.025μm至70μm。

5.如权利要求1所述的调光薄膜，其特征在于每个微柱状棱镜的宽度为10μm至500μm，且每个微柱状棱镜的高度为1μm至1500μm。

6.如权利要求1所述的调光薄膜，其特征在于该复数个微透镜结构中的每一微透镜结构为相同或不同，该复数个微柱状棱镜结构中的每一微柱状棱镜结构为相同或不同。

7.如权利要求1所述的调光薄膜，其特征在于该复数个微透镜结构或该复数个微柱状棱镜结构为连续排列或不连续排列。

8.如权利要求1所述的调光薄膜，其特征在于该复数个微透镜结构及该复数个微柱状棱镜结构的组成材料选自热固化型材料或光固化型材料。

9.如权利要求8所述的调光薄膜，其特征在于该组成材料还包含红外线吸收剂、紫外线吸收剂、抗污剂、抗菌剂或其组合。

10.如权利要求1所述的调光薄膜，其特征在于该透明基材的该复数个微透镜结构上或该复数个微柱状棱镜结构上包含涂层。

11.如权利要求10所述的调光薄膜，其特征在于该涂层为黏着层、硬涂层、低表面能涂层、红外线吸收层、紫外线吸收层或其组合，且该涂层还包含红外线吸收剂、紫外线吸收剂、抗污剂、抗菌剂或其组合。