CN206369821U - 光转向膜和夹层玻璃 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光转向膜和夹层玻璃。该光转向膜包括：第一基材层，为柔性透明基材层；多个透射单元，间隔设置于第一基材层的一侧表面，各透射单元沿第一方向延伸且沿第二方向平行排列，第一方向与第二方向垂直，且各透射单元的一个裸露表面为曲面，用于使入射到透射单元中的光发生全反射。通过上述光转向膜出射的光线更加均匀柔和；并且，由于上述透射单元间隔设置于第一基材层的一侧表面，从而能够使光线在间隔处沿原方向透射，而在通过透射单元时实现偏折并有序散开，进而优化了透过率与偏折效果之间平衡，降低了光转向膜的雾度，提高了光转向膜的出光效果。

Description

光转向膜和夹层玻璃

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种光转向膜和夹层玻璃。

背景技术

一般大型公共场馆，如体育馆、机场、候车厅等，为了维持室内亮度，即使是在白天也需要开启辅助照明，从而造成能源浪费；并且，夏季阳光直射室内会造成室内酷热环境，为了避免太阳光的直射，人们通常利用遮光窗帘来抵挡阳光的暴晒，这虽然在一定程度上够缓解了室内炎热问题，但也造成室内变暗，需要开灯保证室内亮度，这也造成能源的浪费；另外，太阳光透过玻璃直射到室内会造成眩光问题，会使人在环境中产生不适。

为解决上述问题，现有技术中设计光转向膜，以将直射的太阳光进行偏转，使其能够导向室内空间，从而不仅增加了室内采光的深度和亮度，还避免了阳光对室内小区域的暴晒。

然而，上述光转向膜会在室内产生边界明显的明亮区域，这种过分明显的明暗对比会使人感到不适；另外，固定棱镜结构还会造成分光彩虹的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种光转向膜和夹层玻璃，以解决现有技术中光转向膜导致人感到不适的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种光转向膜，包括：第一基材层，为柔性透明基材层；多个透射单元，间隔设置于第一基材层的一侧表面，各透射单元沿第一方向延伸且沿第二方向平行排列，第一方向与第二方向垂直，且各透射单元的一个裸露表面为曲面，用于使入射到透射单元中的光发生全反射。

进一步地，垂直于第一方向上各透射单元的横截面为扇形。

进一步地，扇形的圆心角为35～85°。

进一步地，透射单元的折射率为1.35～1.65。

进一步地，透射单元为UV固化树脂透射单元，优选为环氧丙烯酸树脂透射单元、氨基丙烯酸树脂透射单元、聚乙烯树脂透射单元、聚氨酯丙烯酸树脂透射单元、聚酯丙烯酸树脂透射单元中的任一种。

进一步地，相邻各透射单元之间具有相等的第一间距。

进一步地，透射单元在与第一方向垂直的方向上的最大宽度与第一间距之比为0.5～2：1。

进一步地，第一基材层的远离透射单元的一侧表面为经过雾化处理的表面。

进一步地，光转向膜还包括：第二基材层，为柔性透明基材层，且第二基材层设置于透射单元的远离第一基材层的一侧；胶粘层，设置于第二基材层的远离透射单元的一侧；离型层，设置于胶粘层的远离胶粘层的一侧。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种夹层玻璃，包括两层玻璃以及位于两层玻璃之间的光转向膜，光转向膜为上述的光转向膜。

应用本实用新型的技术方案，提供了一种包括第一基材层和多个透射单元的光转向膜，由于上述各透射单元沿第一方向延伸且沿第二方向平行排列，第一方向与第二方向垂直，且各透射单元的一个裸露表面为曲面，用于使入射到透射单元中的光发生全反射，从而使入射光在通过上述光转向膜时的偏转角度能够不固定于某个角度，而是整体趋向一定方向且呈现有序散开，从而有效地弱化了由于入射光偏转方向相同而形成的明显光斑，进而使通过上述光转向膜出射的光线更加均匀柔和；并且，由于上述透射单元间隔设置于第一基材层的一侧表面，从而能够使光线在间隔处沿原方向透射，而在通过透射单元时实现偏折并有序散开，进而优化了透过率与偏折效果之间平衡，降低了光转向膜的雾度，提高了光转向膜的出光效果。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型实施方式所提供的一种光转向膜的剖面示意图；

图2示出了本实用新型实施方式所提供的一种优选的光转向膜的剖面示意图；

图3示出了本实用新型实施方式所提供的一种夹层玻璃的剖面示意图；以及

图4示出了光源中的光线经过光转向膜进行偏折的结果示意图；

图5示出了未经过光转向膜的光线的角度分布示意图；

图6示出了经过本实用新型对比例1中光转向膜的光线的角度分布示意图；以及

图7示出了经过本实用新型实施例1中光转向膜的光线的角度分布示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、光转向膜；2、光源；10、第一基材层；20、透射单元；30、第二基材层；40、胶粘层；50、离型层；60、玻璃。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

由背景技术可知，现有技术中光转向膜会在室内产生边界明显的明亮区域，这种过分明显的明暗对比会使人感到不适；另外，固定棱镜结构还会造成分光彩虹的问题。本实用新型针对上述问题进行研究，提供了一种光转向膜，如图1所示，包括：第一基材层10，为柔性透明基材层；多个透射单元20，间隔设置于第一基材层10的一侧表面，各透射单元20沿第一方向延伸且沿第二方向平行排列，第一方向与第二方向垂直，且各透射单元20的一个裸露表面为曲面，用于使入射到透射单元20中的光发生全反射。

本实用新型的上述光转向膜中由于上述各透射单元沿第一方向延伸且沿第二方向平行排列，第一方向与第二方向垂直，且各透射单元的一个裸露表面为曲面，用于使入射到透射单元中的光发生全反射，从而使入射光在通过上述光转向膜时的偏转角度能够不固定于某个角度，而是整体趋向一定方向且呈现有序散开，从而有效地弱化了由于入射光偏转方向相同而形成的明显光斑，进而使通过上述光转向膜出射的光线更加均匀柔和；并且，由于上述透射单元间隔设置于第一基材层的一侧表面，从而能够使光线在间隔处沿原方向透射，而在通过透射单元时实现偏折并有序散开，进而优化了透过率与偏折效果之间平衡，降低了光转向膜的雾度，提高了光转向膜的出光效果。

在本实用新型提供的光转向膜中，为了使入射到透射单元20中的光在发生全反射的同时能够整体趋向一定方向且呈现有序散开，优选地，垂直于第一方向上各透射单元20的横截面为扇形。此时，上述各透射单元20的两个平面段和一个曲面段组成，且该曲面段为凸面，上述任意一个平面段覆盖在第一基材层10的表面，另外一个平面段作为光转向膜的入光面，光线进入透射单元20中后在曲面段发生全反射，由于偏转角度不同从而呈现有序散开，反射后的光线进入第一基材层10中，并从第一基材层10的远离多个透射单元20的一侧表面出射。

为了使上述光转向膜能够具有更好的散光效果，优选地，上述扇形的圆心角为35～85°，更优选为57.5°；同时，为了使光线在进入上述光转向膜后时能够在透射单元20中发生全反射，上述透射单元20的折射率为1.35～1.76，优选为1.35～1.65。

本领域技术人员可以根据现有技术对满足上述折射率的透射单元20的种类进行合理选择，优选地，上述透射单元20为UV固化树脂透射单元，更为优选地，上述透射单元20为环氧丙烯酸树脂透射单元、氨基丙烯酸树脂透射单元、聚乙烯树脂透射单元、聚氨酯丙烯酸树脂透射单元、聚酯丙烯酸树脂透射单元中的任一种。上述优选的种类能够使透射单元20通过UV固化即可成型，从而使光转向膜的制备更为简单。

上述透射单元20可以通过卷对卷UV压印成型，即在第一基材层10表面上涂覆UV固化树脂层，用具有与透射单元20互补结构的模具轮对UV固化树脂进行压膜，以使UV固化树脂层形成透射单元20的所需结构，然后对再用紫外光照射，以使形成所需结构的紫外光固化树脂层固化，从而在第一基材层10的表面形成所需的透射单元20。

在本实用新型提供的光转向膜中，为了更为有效地平衡光线在通过光转向膜时的透过率与偏折效果，优选地，相邻各透射单元20之间具有相等的第一间距；更为优选地，透射单元20在与上述第一方向垂直的方向上的最大宽度与第一间距之比为0.5～2：1。将透射单元20的宽度与间距限定在上述优选的参数范围内能够更为有效地降低光转向膜的雾度，使一部分光线在微结构上发生偏转，另一部分光线沿原方向透射到室内，从而使光转向膜具有较高的出光效果。

在本实用新型提供的光转向膜中，形成第一基材层10的材料包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)，但并不限于上述优选的种类，本领域技术人员可以根据现有技术对形成第一基材层10的材料进行合理选择，从而使形成的第一基材层10在具有高柔韧性得同时，还能够与透射单元20具有较小的折射率差，进而使光线从透射单元20进入第一基材层10时不会发生很大的偏转，从而保证了从第一基材层10出射的光线还能够整体趋向所需的方向且呈现有序散开。

为了使从第一基材层10出射的光线更加柔和，优选地，上述第一基材层10的远离透射单元20的一侧表面为经过雾化处理的表面。本领域技术人员可以根据现有技术对上述雾化处理的工艺方法和工艺条件进行合理选取。

在一种优选的实施方式中，上述光转向膜还包括层叠设置的第二基材层30、胶粘层40和离型层50，上述第二基材层30为柔性透明基材层，且设置于透射单元20的远离第一基材层10的一侧，上述胶粘层40设置于第二基材层30的远离透射单元20的一侧，上述离型层50设置于胶粘层40的远离胶粘层40的一侧，如图2所示。上述离型层50通过胶粘层40与第二基材层30连接，从而在需要时通过撕掉上述离型层50，即实现了光转向膜贴在所需的物体上的简单贴合。

在上述优选的实施方式中，通过调整上述光转向膜的贴合方向，能够使光线在通过上述光转向膜后满足所需的偏转方向，如在将上述光转向膜贴合在窗户表面时，通过优化光转向膜中透射单元20的结构和折射率，并使透射单元20的曲面向下设置，能够使由上方向下入射进入透射单元20中的光线在曲面处发生全反射，并通过偏转向上方有序散开，从而不仅实现了光线的向上偏折，有效地增加了室内采光的深度和亮度，还使得出射光线更加均匀柔和；并且，由于光转向膜具有较低的雾度，从而使出射光线更加清晰。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种夹层玻璃，如图3所示，包括两层玻璃60以及位于两层玻璃60之间的光转向膜，且该光转向膜为上述的光转向膜。上述夹层玻璃可以通过直接将带有第一基材层10和多个透射单元20的光转向膜放在由两层玻璃60形成的夹层间，并通过抽真空处理后密封得到。

本实用新型的上述夹层玻璃中由于包括上述的光转向膜，从而使入射光在通过上述夹层玻璃时的偏转角度能够不固定于某个角度，而是整体趋向一定方向且呈现有序散开，从而有效地弱化了由于入射光偏转方向相同而形成的明显光斑，进而使通过上述夹层玻璃的出射光线更加均匀柔和；并且，由于上述光转向膜中的透射单元间隔设置于第一基材层的一侧表面，从而能够使光线在间隔处沿原方向透射，而在通过透射单元时实现偏折并有序散开，进而优化了透过率与偏折效果之间平衡，降低了夹层玻璃的雾度，提高了夹层玻璃的出光效果。

同样地，在本实用新型提供的上述夹层玻璃中，通过优化光转向膜中透射单元20的结构和折射率，并使透射单元20的曲面向下设置，能够使由上方向下入射进入透射单元20中的光线在曲面处发生全反射，并通过偏转向上方有序散开，从而不仅实现了光线的向上偏折，有效地增加了室内采光的深度和亮度，还使得出射光线更加均匀柔和；并且，由于夹层玻璃具有较低的雾度，从而使出射光线更加清晰。

下面将结合实施例和对比例进一步说明本申请提供的光转向膜。

实施例1

本实施例提供的光转向膜如图2所示，包括层叠设置的第一基材层、第二基材层、胶粘层和离型层，光转向膜还包括间隔设置于第一基材层的靠近第二基材层的一侧表面的多个透射单元，其中，第一基材层为厚度75μm的PET层，第二基材层为厚度50μm的PET层，各透射单元沿第一方向延伸且沿第二方向平行排列，相邻各透射单元之间的距离均为20μm，第一方向与第二方向垂直，且各透射单元的一个裸露表面为曲面，且垂直于第一方向上各透射单元的横截面为扇形，扇形的弧形半径为50μm，且扇形的圆心角为57.5°，形成透射单元的材料为折射率1.56的UV固化树脂。

实施例2

本实施例提供的光转向膜与实施例1的差别在于：

扇形的圆心角为35°。

实施例3

本实施例提供的光转向膜与实施例1的差别在于：

扇形的圆心角为85°。

实施例4

本实施例提供的光转向膜与实施例1的差别在于：

形成透射单元的材料为1.35的UV固化树脂。

实施例5

本实施例提供的光转向膜与实施例1的差别在于：

形成透射单元的材料为1.76的UV固化树脂。

实施例6

本实施例提供的光转向膜与实施例1的差别在于：

形成透射单元的材料为折射率1.35的UV固化树脂。

实施例7

本实施例提供的光转向膜与实施例1的差别在于：

形成透射单元的材料为折射率1.65的UV固化树脂。

实施例8

本实施例提供的光转向膜与实施例1的差别在于：

相邻各透射单元之间的距离均为100μm。

实施例9

本实施例提供的光转向膜与实施例1的差别在于：

相邻各透射单元之间的距离均为25μm。

实施例10

本实施例提供的光转向膜与实施例1的差别在于：

相邻各透射单元之间的距离均为70μm。

实施例2

本实施例提供的光转向膜如图3所示，包括玻璃夹层以及设置于其中的光转向膜，光转向膜包括第一基材层以及间隔设置于第一基材层一侧表面的多个透射单元，其中，第一基材层为厚度75μm的PET层，各透射单元沿第一方向延伸且沿第二方向平行排列，透射单元间隔70μm，第一方向与第二方向垂直，且各透射单元的一个裸露表面为曲面，且垂直于第一方向上各透射单元的横截面为扇形，扇形的弧形半径为50μm，且扇形的圆心角为57.5°，形成透射单元的材料为折射率1.56的UV固化树脂。

对比例1

本实施例提供的光转向膜包括依次层叠的透光基材层和三棱镜层，棱镜层的远离透光基材层的一侧表面具有棱镜结构，其中，透光基材层的材料为PET层，形成三棱镜层的材料为折射率1.5的UV固化树脂。

对上述实施例1至10的光转向膜和对比例1进行光学模拟：首先，建立光学模型，并在光转向膜1后面设置光源2，光源2为模拟太阳光的平行光源，如图4所示；然后，在光转向膜前设置半球型接收面，光源发出某角度的入射光经过实施例1至实施例2中的光转向膜后，光线进行重新分配，在本例中，假定以45°光线入射到光转向膜，其它角度的入射光与此类似，利用半球型接收器观察偏转光的光形分布。

从测试结果可以看出，未设置实施例和对比例中的光转向膜时，光线以45°光线入射，并没有发生偏转，即光线以45°向下方向透射出来，如图5所示；在对比例1中，以45°光线入射，全部光线经过光转向膜后偏转集中在水平向上15°的方向，如图6所示；在实施例1至10中，以45°光线入射，一部分光线发生偏转且光线分布在水平向下10°和到水平向上60°的范围内，另一部分光线直接沿原45°光线透射出来，其中，经过实施例1中光转向膜的光线的角度分布示意图如图7所示(其中，光线的角度分布以虚线示出)。即对比例1中的光转向膜虽然能够实现光的偏转，但是与实施例1至10相比，偏转的光线没有发散，在室内会形成集中的光斑，而实施例1至10中的光转向膜能够使光在偏转后分散均匀。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1、使入射光在通过上述光转向膜时的偏转角度能够不固定于某个角度，而是整体趋向一定方向且呈现有序散开，从而有效地弱化了由于入射光偏转方向相同而形成的明显光斑，进而使通过上述光转向膜出射的光线更加均匀柔和；

2、由于上述透射单元间隔设置于第一基材层的一侧表面，从而能够使光线在间隔处沿原方向透射，而在通过透射单元时实现偏折并有序散开，进而优化了透过率与偏折效果之间平衡，降低了光转向膜的雾度，提高了光转向膜的出光效果；

3、通过优化透射单元的结构和折射率，并使光转向膜中透射单元的曲面向下设置，能够使由上方向下入射进入透射单元中的光线在曲面处发生全反射，并通过偏转向上方有序散开，从而实现了光线的向上偏折，进而有效地增加了室内采光的深度和亮度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光转向膜，其特征在于，包括：

第一基材层(10)，为柔性透明基材层；

多个透射单元(20)，间隔设置于所述第一基材层(10)的一侧表面，各所述透射单元(20)沿第一方向延伸且沿第二方向平行排列，所述第一方向与所述第二方向垂直，且各所述透射单元(20)的一个裸露表面为曲面，用于使入射到所述透射单元(20)中的光发生全反射。

2.根据权利要求1所述的光转向膜，其特征在于，垂直于所述第一方向上各所述透射单元(20)的横截面为扇形。

3.根据权利要求2所述的光转向膜，其特征在于，所述扇形的圆心角为35～85°。

4.根据权利要求3所述的光转向膜，其特征在于，所述透射单元(20)的折射率为1.35～1.65。

5.根据权利要求4所述的光转向膜，其特征在于，所述透射单元(20)为UV固化树脂透射单元，优选为环氧丙烯酸树脂透射单元、氨基丙烯酸树脂透射单元、聚乙烯树脂透射单元、聚氨酯丙烯酸树脂透射单元、聚酯丙烯酸树脂透射单元中的任一种。

6.根据权利要求1所述的光转向膜，其特征在于，相邻各所述透射单元(20)之间具有相等的第一间距。

7.根据权利要求6所述的光转向膜，其特征在于，所述透射单元(20)在与所述第一方向垂直的方向上的最大宽度与所述第一间距之比为0.5～2：1。

8.根据权利要求1所述的光转向膜，其特征在于，所述第一基材层(10)的远离所述透射单元(20)的一侧表面为经过雾化处理的表面。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的光转向膜，其特征在于，所述光转向膜还包括：

第二基材层(30)，为柔性透明基材层，且所述第二基材层(30)设置于所述透射单元(20)的远离所述第一基材层(10)的一侧；

胶粘层(40)，设置于所述第二基材层(30)的远离所述透射单元(20)的一侧；

离型层(50)，设置于所述胶粘层(40)的远离所述胶粘层(40)的一侧。

10.一种夹层玻璃，包括两层玻璃(60)以及位于所述两层玻璃(60)之间的光转向膜，其特征在于，所述光转向膜为权利要求1至8中任一项所述的光转向膜。