CN105291789B - 一种发光效果可调的车辆天窗总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发光车辆天窗技术领域，特别是一种发光效果可调的车辆天窗总成，包括双层复合玻璃和固定在所述双层复合玻璃的侧边缘的线状光源，所述双层复合玻璃为中空玻璃或真空玻璃，所述双层复合玻璃自上向下依次包括上层玻璃、密闭腔室和下层玻璃，所述下层玻璃的上表面设有液晶调光膜，所述液晶调光膜自上向下包括依次层叠的第一透明基底、第一透明导电层、液晶层和第二透明导电层。优点在于：具有多种图案显示状态，光线均匀柔和，同时还兼具调光、隔热、隐私保护等功能。

Description

一种发光效果可调的车辆天窗总成

技术领域：

本发明涉及发光车辆天窗技术领域，特别是一种发光效果可调的车辆天窗总成。

背景技术：

可发光的车辆天窗由于具有独特的照明和装饰效果，使得车厢在夜晚时更加绚丽，能够起到烘托气氛和营造车内情调的作用，已被广泛应用于中高档车型的车辆天窗技术领域。现有技术常用的一种可发光的车辆天窗包括窗玻璃和安装在窗玻璃边缘处的发光元件，通过在窗玻璃表面上设置反光元件，使得在整个窗玻璃表面上形成面状光源的效果，因此可以实现车窗内的均匀照明。

如中国专利CN103770696公开的一种交通工具装配玻璃，包括光源、玻璃板、折射层和光导层，所述折射层为PVB，位于玻璃板和光导层之间，所述光源位于复合结构或光导层的边缘，通过全部或局部结构化光导层，可以产生希望的照明图案。但是该照明图案比较单一，而且光导层的结构化部分将变得不再透明，导致天窗的透光性差、视野狭窄。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种具有多种显示状态、光线均匀柔和的发光效果可调的车辆天窗总成。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种发光效果可调的车辆天窗总成，其特征在于，包括双层复合玻璃和固定在所述双层复合玻璃的侧边缘的线状光源，所述双层复合玻璃为中空玻璃或真空玻璃，所述双层复合玻璃自上向下依次包括上层玻璃、密闭腔室和下层玻璃，所述下层玻璃的上表面设有液晶调光膜，所述液晶调光膜自上向下包括依次层叠的第一透明基底、第一透明导电层、液晶层和第二透明导电层。

进一步地，所述双层复合玻璃的侧边缘固定有包边条，所述线状光源包覆在所述包边条的内部。

进一步地，所述线状光源的入射光通过所述下层玻璃的侧边缘入射到所述下层玻璃的下表面，所述入射光在所述下层玻璃的下表面的入射角大于或等于所述入射光在所述下层玻璃的下表面的全反射临界角。

进一步地，所述线状光源的入射光在所述下层玻璃的下表面的入射角大于或等于60°。

进一步地，当所述双层复合玻璃为中空玻璃时，所述密闭腔室为中空层，所述上层玻璃的厚度为3～6mm，中空层的厚度为2～12mm，下层玻璃的厚度为2～5mm。

进一步地，当所述双层复合玻璃为真空玻璃时，所述密闭腔室为真空层，所述上层玻璃的厚度为3～6mm，真空层的厚度为0.1～2mm，下层玻璃的厚度为2～5mm。

进一步地，所述液晶调光膜自上向下包括依次层叠的第一透明基底、第一透明导电层、液晶层、第二透明导电层和第二透明基底，所述第二透明基底的下表面通过透明粘结胶和所述下层玻璃粘结在一起。

进一步地，所述第一透明基底和第二透明基底为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或超薄玻璃，所述透明粘结胶为聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨基甲酸酯或聚氯乙烯。

进一步地，所述线状光源为LED发光条。

进一步地，所述LED发光条为并排在所述下层玻璃的侧边缘的发光二极管。

进一步地，所述第一透明导电层或第二透明导电层被分割成N个导电区，所述N个导电区分别由N条电路独立控制，其中，N≥2。

进一步地，当N＝2时，所述第一透明导电层或第二透明导电层由第一导电区和第二导电区组成，所述第一导电区和第二导电区分别由两条电路独立控制，所述第一导电区的形状为平行条状、网格状或其组合。

进一步地，所述上层玻璃的下表面设有第二偏振片。

进一步地，所述线状光源的前端设有第一偏振片，所述第一偏振片和第二偏振片的偏振化方向的夹角为60°～90°。

本发明由于采取了上述技术方案，其具有如下有益效果：

1)在本发明中，液晶调光膜用于将光线反射回车内，形成照明或氛围灯效果，并可形成特定的图案，达到不同的显示效果；此外，还使得玻璃具有调光、隔热、隐私保护等功能。

2)在本发明中，通过设置真空层或中空层，使得射向车外的光线在该界面上发生全反射，起到防止漏光的作用，并引导光线均匀地射向车内，使得车内的光线更加均匀柔和；此外，还能提高车辆天窗的隔热和隔音效果。

3)在第一偏振片和第二偏振片的作用下，可防止内部的散射光散射到车外，减少光污染和车内的光损失。

附图说明：

图1为本发明所述的第一种发光效果可调的车辆天窗总成的结构示意图；

图2为本发明所述的第二种发光效果可调的车辆天窗总成的结构示意图；

图3为本发明所述的第三种发光效果可调的车辆天窗总成的结构示意图；

图4为本发明所述的第四种发光效果可调的车辆天窗总成的结构示意图；

图5为本发明所述的发光效果可调的车辆天窗总成的第一种光线传输示意图；

图6为本发明所述的发光效果可调的车辆天窗总成的第二种光线传输示意图；

图7为本发明所述的发光效果可调的车辆天窗总成的第三种光线传输示意图；

图8为本发明所述的发光效果可调的车辆天窗总成的第四种光线传输示意图；

图9为本发明所述的一种第一导电区和第二导电区的图案的示意图；

图10为本发明所述的另一种第一导电区和第二导电区的图案的示意图；

附图中标号说明：1为上层玻璃，2为下层玻璃，3为液晶调光膜，31为第一透明导电层，32为第二透明导电层，33为液晶层，34为第一透明基底，35为第二透明基底，36为第一导电区，37为第二导电区，4为密闭腔室，5为包边条，6为线状光源，7为第一偏振片，8为第二偏振片。

具体实施方式：

以下结合附图对本发明的内容作进一步说明。

在本发明中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系均是基于附图中所示的方位或位置关系，即车辆天窗总成安装在车上时的相对位置关系。这些术语只是为了更好地描述本发明及其实施例，并非为了限定各组成部分必须具有特定方位。为表达需要，曲面玻璃在附图中均简化为平面玻璃，附图中各层的厚度、尺寸、形状等也均未按比例绘制，附图表示的是层次结构图，不是实际效果图。

如图1～4所示，本发明所述的一种发光效果可调的车辆天窗总成，其特征在于：包括双层复合玻璃和固定在所述双层复合玻璃的侧边缘的线状光源6，所述双层复合玻璃为中空玻璃或真空玻璃，所述双层复合玻璃自上向下依次包括上层玻璃1、密闭腔室4和下层玻璃2，所述下层玻璃2的上表面设有液晶调光膜3，所述液晶调光膜3自上向下包括依次层叠的第一透明基底34、第一透明导电层31、液晶层33和第二透明导电层32，所述第二透明导电层32通过溅射沉积固定在所述下层玻璃2上。

在本发明中，所述第一透明导电层31和第二透明导电层32可选为氧化铟锡膜(ITO)、锌铝氧化物膜(AZO)或铟锌氧化物膜(IZO)等本领域技术人员所熟知的导电薄膜。所述液晶层33在粘性状态下通过压合固定在所述第一透明导电层31和第二透明导电层32之间，所述第一透明导电层31和第二透明导电层32与外部的电路驱动控制装置相连，通过在所述第一透明导电层31和第二透明导电层32之间施加电压，可以改变液晶层33的排列状态，进而达到电致变色调光的目的。

所述液晶调光膜3的液晶层33可以为常规的各种用于调光玻璃的聚合物分散液晶，由液晶材料分散在聚合物中形成。所述液晶材料的种类包括但不限于正性液晶，例如三联苯类液晶、乙炔桥键类液晶、双环己烷类液晶、苯基环己烷类液晶的单晶或混晶等等。所述聚合物的材料包括但不限于聚(甲基)丙烯酸和聚(甲基)丙烯酸酯，聚(甲基)丙烯酸酯的种类包括但不限于聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸羟乙酯、聚丙烯酸丙酯、聚丙烯酸异丙酯、聚丙烯酸羟丙酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸羟丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯、聚甲基丙烯酸异丙酯、聚甲基丙烯酸羟丙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸羟丁酯。

进一步地，所述双层复合玻璃的侧边缘固定有包边条5，所述线状光源6包覆在所述包边条5的内部。按照整车设计需要，通常在汽车玻璃的边缘注塑包边条，包边后的玻璃有更好的密封性，外观良好，且可以降低风噪。本发明利用包边条5将线状光源6固定在双层复合玻璃上，所述包边条5为汽车玻璃上常用的包边材料，如聚氨酯(PU)、热塑性弹性体(TPE)、三元乙丙橡胶(EPDM)、聚氯乙烯(PVC)和聚丙烯(PP)。

在本发明中，车辆天窗玻璃表面的整个边缘区域上设有不透明遮挡区域，如在上层玻璃或下层玻璃的表面(上表面或下表面)的四周边缘区域设置油墨印边。油墨印边一般由不透明、不导电的陶瓷漆形成，常通过在外层玻璃(车外的一侧)与PVB膜片接触的玻璃面的边缘区域丝网印刷油墨浆料并烘干而成，多为黑色不透明，起到美观、遮挡及辅助粘结的作用。

在本发明中，可以仅在双层复合玻璃的其中一条边上布置线状光源6，也可以在双层复合玻璃的多条边上同时布置线状光源6，从而达到不同的视觉和显示效果。所述线状光源6优选为LED发光条，即并排在所述下层玻璃2的侧边缘的发光二极管。所述线状光源6还可以为涂覆在所述下层玻璃2的侧边缘的电致发光涂层，例如美国Litcoat公司生产的新型电致发光涂层。

进一步地，所述线状光源6的入射光通过所述下层玻璃2的侧边缘入射到所述下层玻璃2的下表面，所述入射光在所述下层玻璃2的下表面的入射角大于或等于所述入射光在所述下层玻璃2的下表面的全反射临界角。为了使入射光在所述下层玻璃2的下表面产生全反射，所述线状光源6的入射光必须呈一定角度从下层玻璃2的侧边缘入射，可以通过将所述线状光源6与水平方向呈一定倾角设置从而达到全反射的效果，倾角可以为0°～30°，优选为5°～15°，从而使得所述入射光在所述下层玻璃2的下表面的入射角大于或等于60°，优选为75°～85°。

在本发明中，附图所示的上层玻璃1和下层玻璃2的尺寸、大小是相同的。应当理解的是，所述下层玻璃2的尺寸可以小于所述上层玻璃1的尺寸，此时下层玻璃2通过密封胶粘合在上层玻璃1的除了四周边缘区域外的整个下表面上，所述线状光源6设置在所述下层玻璃2的侧边缘且位于所述上层玻璃1的下表面。

如图1和图2所示，当所述双层复合玻璃为中空玻璃时，所述密闭腔室4为中空层，所述上层玻璃1的厚度为3～6mm(优选为3.85～5mm)，中空层的厚度为2～12mm，下层玻璃2的厚度为2～5mm。所述上层玻璃1和下层玻璃2之间的四周边缘处设有中空间隔框，所述上层玻璃1、中空间隔框和下层玻璃2通过密封胶粘结在一起围成中空层，所述中空层为密闭腔室，其内填充有空气或其它惰性气体。

如图3和图4所示，当所述双层复合玻璃为真空玻璃时，所述密闭腔室4为真空层，所述上层玻璃1的厚度为3～6mm(优选为3.85～5mm)，真空层的厚度为0.1～2mm，下层玻璃2的厚度为2～5mm。所述上层玻璃1和下层玻璃2之间的四周边缘通过低熔点的玻璃粉等密封胶粘结在一起，围成一个密闭腔室，该密闭腔室为真空层，真空层的内部设有“支撑物”方阵来支撑所述上层玻璃1和下层玻璃2，方阵需要承受每平方米约10吨的大气压，使两侧玻璃之间保持间隔，以形成真空层。“支撑物”方阵的间距根据玻璃的厚度及力学参数设计，在20mm～40mm之间。为了减小支撑物的“热桥”所形成的传热并使人眼难以分辨，支撑物的直径在0.3mm～0.5mm之间，高度在0.1mm～0.2mm之间。

在本发明中，玻璃的折射率为1.4～1.6，透明粘结胶的折射率为1.48～1.51，液晶调光膜的折射率为1.52～1.65，它们的折射率相近，因此光线在玻璃、透明粘结胶和液晶调光膜之间传输时不会发生全反射。而当光线以一定的入射角传输到所述下层玻璃2的下表面时，或者传输到所述密闭腔室4和第一透明基底34的交界面时，则有可能发生全反射。

如图5所示，所述线状光源6的入射光在入射到所述下层玻璃2的下表面时发生全反射，当全反射光线K₁入射到所述密闭腔室4和第一透明基底34的交界面时，此时的入射角同样满足全反射条件，从而再次产生全反射将全反射光线K₁反射回下层玻璃2内。由此实现了将光线保持在所述下层玻璃2的内部进行传输，并到达下层玻璃2的各个区域，从而形成面状光源的效果，使得车内的光线更加均匀柔和。

如图6所示，在多次全反射过程中，光线有可能射到液晶分子上，当全反射光线K₂反射到所述液晶层33的液晶分子上时，光线向四面发生散射，可分为散射向车内的散射光(即散射向下层玻璃的方向的散射光)和散射向车外的散射光(即散射向密闭腔室的方向的散射光)。散射向车内的散射光可直接从下层玻璃2射到车内，散射向车外的散射光直接从上层玻璃1射到车外。

为了减少光损失、光污染或出于其它目的，应尽量避免光线散射到车外。

进一步地，所述上层玻璃1的下表面设有第二偏振片8。优选地，所述线状光源6的前端还设有第一偏振片7，所述第一偏振片7和第二偏振片8的偏振化方向的夹角为60°～90°，所述第一偏振片7和第二偏振片8优选为PET偏振片。偏振片一般是人工制成的薄膜，是用特殊方法使选择性吸收很强的微粒晶体在透明胶层中作有规则排列而制成的，它允许透过某一电矢量振动方向的光(此方向称为偏振化方向)，而吸收与其垂直振动的光，自然光通过偏振片后，透射光基本上成为平面偏振光。通过设置第一偏振片7和第二偏振片8，使得入射光经过第一偏振片7后成为偏振光，无法从上层玻璃射到车外(当偏振化方向互相垂直时)。

如图7和图8所示，所述线状光源6的入射光经过所述第一偏振片7后成为偏振光，然后入射到所述下层玻璃2的下表面产生全反射，当全反射光线K₃反射到所述液晶层33的液晶分子上时，光线向四面发生散射，可分为散射向车内的散射光(即散射向下层玻璃的方向的散射光)和散射向车外的散射光(即散射向密闭腔室的方向的散射光)。散射向车内的散射光可直接从下层玻璃2射到车内，而散射向车外的散射光由于受到第二偏振片8的作用，无法从上层玻璃1处射出(当偏振化方向互相垂直时)，而是全部向下层玻璃2的方向反射，最终从下层玻璃2中向车内方向射出。通过设置第一偏振片和第二偏振片，能够阻止部分被液晶层散射的散射光射到车外，从而起到防止漏光、减少光损失和光污染的作用。

进一步地，所述液晶调光膜3自上向下包括依次层叠的第一透明基底34、第一透明导电层31、液晶层33、第二透明导电层32和第二透明基底35，所述第二透明基底35的下表面通过透明粘结胶(附图中未示出)和所述下层玻璃2粘结在一起。所述第一透明基底34和第二透明基底35作为导电层的载体，分别用于溅射沉积第一透明导电层31和第二透明导电层32。可以理解的是，所述第二透明基底35并不是必需的，当不存在第二透明基底35时，可以将所述第二透明导电层直接溅射沉积在所述下层玻璃2上。

其中，所述第一透明基底34和第二透明基底35可以为超薄玻璃(厚度为0.1～1.1mm)，也可以为透明聚酯类材料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)。所述透明粘结胶为透明的热塑性聚合物膜层，如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、聚氨酯(PU)等，优选采用PVB层压工艺进行粘结。

进一步地，所述第一透明导电层31或第二透明导电层32被分割成N个导电区，所述N个导电区分别由N条电路独立控制，其中，N≥2。当N＝2时，所述第一透明导电层31或第二透明导电层32由第一导电区36和第二导电区37组成，所述第一导电区36和第二导电区37分别由两条电路独立控制。通过外部电路控制第一导电区36和第二导电区37的通电状态，可实现液晶调光膜3的以下四种显示效果：1)第一导电区36透明、第二导电区37不透明；2)第一导电区36不透明、第二导电区37透明；3)全透明；4)全不透明。

如图9和图10所示，通过蚀刻将第一透明导电层31或第二透明导电层32分隔成2个部分，从而得到第一导电区36和第二导电区37的图案，所述第一导电区36和第二导电区37可以为连续的图案，也可以为不连续的图案。优选地，所述第一导电区36的形状为平行条状、网格状或其组合，网格孔的形状是根据实际需求设计的，可以为多边形、圆形、椭圆形等任意形状。

表1：车辆天窗总成的实施例1和实施例2的结构

表1中示出了本发明所述的车辆天窗总成的实施例1和实施例2各层的厚度和折射率的实验数据。在实施例1中，所述双层复合玻璃为真空玻璃，其结构示意图如图4所示。在实施例2中，所述双层复合玻璃为中空玻璃，其结构示意图如图2所示。

以上内容对本发明所述的一种发光效果可调的车辆天窗总成进行了具体描述，但是本发明不受以上描述的具体实施方式内容的局限，所以凡依据本发明的技术要点进行的任何改进、等同修改和替换等，均属于本发明保护的范围。

Claims (13)

1.一种发光效果可调的车辆天窗总成，其特征在于：包括双层复合玻璃和固定在所述双层复合玻璃的侧边缘的线状光源(6)，所述双层复合玻璃为中空玻璃或真空玻璃，所述双层复合玻璃自上向下依次包括上层玻璃(1)、密闭腔室(4)和下层玻璃(2)，所述下层玻璃(2)的上表面设有液晶调光膜(3)，所述液晶调光膜(3)自上向下包括依次层叠的第一透明基底(34)、第一透明导电层(31)、液晶层(33)和第二透明导电层(32)；所述线状光源(6)的入射光通过所述下层玻璃(2)的侧边缘入射到所述下层玻璃(2)的下表面，所述入射光在所述下层玻璃(2)的下表面的入射角大于或等于所述入射光在所述下层玻璃(2)的下表面的全反射临界角。

2.根据权利要求1所述的车辆天窗总成，其特征在于：所述双层复合玻璃的侧边缘固定有包边条(5)，所述线状光源(6)包覆在所述包边条(5)的内部。

3.根据权利要求1所述的车辆天窗总成，其特征在于：所述线状光源(6)的入射光在所述下层玻璃(2)的下表面的入射角大于或等于60°。

4.根据权利要求1所述的车辆天窗总成，其特征在于：当所述双层复合玻璃为中空玻璃时，所述密闭腔室(4)为中空层，所述上层玻璃(1)的厚度为3～6mm，中空层的厚度为2～12mm，下层玻璃(2)的厚度为2～5mm。

5.根据权利要求1所述的车辆天窗总成，其特征在于：当所述双层复合玻璃为真空玻璃时，所述密闭腔室(4)为真空层，所述上层玻璃(1)的厚度为3～6mm，真空层的厚度为0.1～2mm，下层玻璃(2)的厚度为2～5mm。

6.根据权利要求1所述的车辆天窗总成，其特征在于：所述液晶调光膜(3)自上向下包括依次层叠的第一透明基底(34)、第一透明导电层(31)、液晶层(33)、第二透明导电层(32)和第二透明基底(35)，所述第二透明基底(35)的下表面通过透明粘结胶和所述下层玻璃(2)粘结在一起。

7.根据权利要求6所述的车辆天窗总成，其特征在于：所述第一透明基底(34)和第二透明基底(35)为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或超薄玻璃，所述透明粘结胶为聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨基甲酸酯或聚氯乙烯。

8.根据权利要求1所述的车辆天窗总成，其特征在于：所述线状光源(6)为LED发光条。

9.根据权利要求8所述的车辆天窗总成，其特征在于：所述LED发光条为并排在所述下层玻璃(2)的侧边缘的发光二极管。

10.根据权利要求1所述的车辆天窗总成，其特征在于：所述第一透明导电层(31)或第二透明导电层(32)被分割成N个导电区，所述N个导电区分别由N条电路独立控制，其中，N≥2。

11.根据权利要求10所述的车辆天窗总成，其特征在于：当N＝2时，所述第一透明导电层(31)或第二透明导电层(32)由第一导电区(36)和第二导电区(37)组成，所述第一导电区(36)和第二导电区(37)分别由两条电路独立控制，所述第一导电区(36)的形状为平行条状、网格状或其组合。

12.根据权利要求1所述的车辆天窗总成，其特征在于：所述上层玻璃(1)的下表面设有第二偏振片(8)。

13.根据权利要求12所述的车辆天窗总成，其特征在于：所述线状光源(6)的前端设有第一偏振片(7)，所述第一偏振片(7)和第二偏振片(8)的偏振化方向的夹角为60°～90°。