TWI617835B - 透光率調整元件 - Google Patents
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Abstract
一種透光率調整元件,其包括導光板以及透光率調整膜。導光板具有第一表面以及第二表面,其中第二表面與第一表面相對且具有多個光散射微結構。透光率調整膜位於導光板的一側,且光散射微結構位於透光率調整膜與導光板之間。
Description
本發明是有關於一種光學元件,且特別是有關於一種透光率調整元件。
一般的玻璃具有高穿透率,因此隔熱及遮陽的性能較差。為達到隔熱或遮陽的效果,傳統是在玻璃上貼隔熱紙或加裝窗簾或百葉窗等遮陽件。近年來,雖有技術針對玻璃結構進行改良,以解決貼隔熱紙或加裝遮陽件的不便。然而,現階段技術的改良仍存在許多問題有待改善。
本發明提供一種透光率調整元件,其至少可達到遮陽的效果。
本發明的一種透光率調整元件包括導光板以及透光率調整膜。導光板具有第一表面以及第二表面,其中第二表面與第一表面相對且具有多個光散射微結構。透光率調整膜位於導光板的一側,且光散射微結構位於透光率調整膜與導光板之間。
在本發明的一實施例中,上述的光散射微結構分別是網點。
在本發明的一實施例中,上述的光散射微結構的粒徑分別落在幾十微米至幾百微米之間。
在本發明的一實施例中,上述的透光率調整膜的光穿透率落在5%至90%的範圍內。
在本發明的一實施例中,上述的透光率調整膜形成在第二表面上。
在本發明的一實施例中,上述的透光率調整膜是半穿透半反射膜。
在本發明的一實施例中,上述的透光率調整膜是光致變色膜,且透光率調整元件更包括硬塗層。硬塗層覆蓋光致變色膜。
在本發明的一實施例中,上述的透光率調整元件更包括透光基板,其中透光率調整膜形成在透光基板上以構成透光率調整單元。透光率調整單元與導光板之間存在空氣間隙。
在本發明的一實施例中,上述的透光率調整膜是半穿透半反射膜或光致變色膜。
在本發明的一實施例中,上述的透光率調整元件更包括第一透光基板、第二透光基板、第一透光導電層以及第二透光導電層。透光率調整膜位於第一透光基板與第二透光基板之間。第一透光導電層位於第一透光基板與透光率調整膜之間。第二透光導電層位於第二透光基板與透光率調整膜之間。透光率調整膜是電致變色膜。第一透光基板、第一透光導電層、透光率調整膜、第二透光導電層以及第二透光基板構成透光率可調元件。透光率可調元件與導光板之間存在空氣間隙。
基於上述,在本發明的實施例中,藉由光散射微結構將進入導光板中的光束散射,可降低自導光板的第二表面射出之光束的比例。此外,利用透光率調整膜將光束吸收或反射的特性,可進一步降低通過透光率調整膜之光束的比例。因此,本發明的透光率調整元件至少可達到遮陽的效果。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1至圖4分別是依照本發明的第一至第四實施例的透光率調整元件的剖面示意圖。請參照圖1,透光率調整元件100包括導光板110以及透光率調整膜120。
導光板110例如是一玻璃窗,但不以此為限。導光板110具有第一表面S1以及與第一表面S1相對的第二表面S2。第一表面S1例如是導光板110的外表面,而第二表面S2例如是導光板110的內表面。進一步而言,外部的光束B1、B2經由第一表面S1進入導光板110。
第二表面S2具有多個光散射微結構112。在本實施例中,光散射微結構112分別是網點,且光散射微結構112的材質採用折射率落在1.46至2.5的範圍內的材質,如二氧化矽或二氧化鈦等,但不以此為限。此外,光散射微結構112的粒徑P分別落在幾十微米至幾百微米之間,以具有良好的散射效果。
光散射微結構112可以是等間距地排列成陣列,但不以此為限。依據不同的需求,光散射微結構112可以具有不同的分布方式或排列方式。由於外部光束入射第一表面S1的角度會依據使用區域之經度或海拔高度的不同而有所不同,因此光散射微結構112可以集中分布在第二表面S2靠進天花板的區域、靠近地板的區域或中間區域等,而光散射微結構112的排列方式可以是等間距排列或隨機排列等。
透光率調整膜120位於導光板110的一側,且光散射微結構112位於透光率調整膜120與導光板110之間。在本實施例中,透光率調整膜120形成在第二表面S2上。舉例而言,透光率調整膜120可以是藉由塗佈或濺鍍的方式形成在第二表面S2上,但不以此為限。在另一實施例中,透光率調整膜120可形成在別的基材上。透光率調整膜120例如是半穿透半反射膜。所述半穿透半反射膜可讓部分光束穿透且將部份光束反射。舉例而言,半穿透半反射膜的光穿透率可落在40%至60%的範圍內,但不以此為限。在另一實施例中,透光率調整膜120的光穿透率可落在5%至90%的範圍內。
外界光束(如光束B1、B2)經由第一表面S1進入導光板110,其中光束B1表示為進入導光板110且傳遞至光散射微結構112的光束,而光束B2表示為進入導光板110且傳遞至兩相鄰光散射微結構112之間的第二表面S2的光束。
請參照圖1的實線箭頭,傳遞至光散射微結構112的光束B1被光散射微結構112散射。被大角度散射的光束B11經由全內反射(Total Internal Reflection, TIR)朝導光板110的兩側(如圖面的上、下側)傳遞,其中一部分的光束B11被第一表面S1反射之後會穿透第二表面S2且傳遞至透光率調整膜120。透光率調整膜120將部分的光束B11反射回導光板110的內部,使僅部分的光束B11(如光束B12)穿過透光率調整膜120。
請參照圖1的虛線箭頭,傳遞至兩相鄰光散射微結構112之間的第二表面S2的光束B2穿透第二表面S2且傳遞至透光率調整膜120,其中部分的光束B2(如光束B21)會被透光率調整膜120反射回導光板110的內部,使僅部分的光束B2(如光束B22)穿過透光率調整膜120。
本實施例藉由光散射微結構112將進入導光板110中的光束(如光束B1)散射,可降低自導光板110的第二表面S2射出之光束的比例。此外,利用透光率調整膜120能將部分光束反射的特性,可進一步降低通過透光率調整膜120之光束B12、B22的比例。因此,透光率調整元件100可阻擋外界光束進入室內,從而至少達到遮陽的效果。在一實施例中,經由全內反射而朝導光板110的上側傳遞的光束B11可進一步作為天花板輔助照明或裝飾照明,而朝導光板110的下側傳遞的光束B11可進一步作為地板輔助照明或裝飾照明。
以下藉由圖2至圖4說明透光率調整元件的其他實施型態,其中相同的元件以相同的標號表示,於下便不再贅述。
請參照圖2,透光率調整元件200與透光率調整元件100的差異如下所述。在透光率調整元件200中,透光率調整膜220是光致變色膜。利用光致變色膜的光穿透率會因光照而降低的特性,且光吸收率會因光照而增加的特性,可降低通過透光率調整膜220並進入室內之光束的比例,從而達到遮陽的效果。舉例而言,光致變色膜的光穿透率可落在10%至90%的範圍內,但不以此為限。此外,透光率調整元件200可進一步包括硬塗層210。硬塗層210覆蓋光致變色膜220以提供透光率調整膜220適當的保護(如防刮)。
請參照圖3,透光率調整元件300與透光率調整元件100的差異如下所述。透光率調整元件300進一步包括透光基板310,其中透光率調整膜120形成在透光基板310上。在本實施例中,透光率調整膜120為半穿透半反射膜,但不以此為限。在另一實施例中,透光率調整膜120也可為光致變色膜。
透光率調整膜120與透光基板310構成透光率調整單元SH1,且透光率調整單元SH1與導光板110之間存在空氣間隙AG。如此,可利用熱對流達到散熱/隔熱的效果。另外,設置在透光基板310上的透光率調整膜120可將穿透第二表面S2且傳遞至透光率調整膜120的光束B22的一部分(如光束B23)反射回導光板110,以提升光的利用率(例如用作輔助照明或裝飾照明),使得僅部分的光束B22(如光束B24)通過透光率調整單元SH1。換句話說,透光率調整元件300除了可具有散熱/隔熱的效果之外,還可進一步提升遮陽的效果。
請參照圖4,透光率調整元件400與透光率調整元件100的差異如下所述。透光率調整元件400進一步包括第一透光基板SUB1、第二透光基板SUB2、第一透光導電層C1以及第二透光導電層C2。透光率調整膜420位於第一透光基板SUB1與第二透光基板SUB2之間,且第一透光基板SUB1與第二透光基板SUB2可分別為玻璃基板或塑膠基板。第一透光導電層C1位於第一透光基板SUB1與透光率調整膜420之間。第二透光導電層C2位於第二透光基板SUB2與透光率調整膜420之間。第一透光導電層C1與第二透光導電層C2可分別為金屬氧化物導電層、奈米金屬導線、石墨烯層或金屬網格電極層,但不以此為限。
透光率調整膜420例如是電致變色膜。利用電致變色膜的光穿透率及光吸收率會因第一透光導電層C1與第二透光導電層C2之間的電位差異而改變的特性,可依所需而調變第一透光導電層C1與第二透光導電層C2之間的電位差異,以改變通過透光率調整膜420之光束的比例,從而達到遮陽的效果。舉例而言,電致變色膜的光穿透率可落在5%至85%的範圍內,但不以此為限。
第一透光基板SUB1、第一透光導電層C1、透光率調整膜420、第二透光導電層C2以及第二透光基板SUB2構成透光率可調元件SH2,且透光率可調元件SH2與導光板110之間存在空氣間隙AG。如此,可利用熱對流達到散熱/隔熱的效果。另外,透光率調整膜420可將穿透第二表面S2且傳遞至透光率調整膜420的光束的一部分反射回導光板110,以提升光的利用率(例如用作輔助照明或裝飾照明),並降低自透光率可調元件SH2射出之光束的比例。換句話說,透光率調整元件400除了可具有散熱/隔熱的效果之外,還可進一步提升遮陽的效果。
綜上所述,在本發明的實施例中,藉由光散射微結構將進入導光板中的光束散射,可降低自導光板的第二表面射出之光束的比例。此外,利用透光率調整膜將光束吸收或反射的特性,可進一步降低通過透光率調整膜之光束的比例。因此,本發明的透光率調整元件可達到遮陽的效果。在一實施例中,經由全內反射而朝導光板(窗戶)的上、下側傳遞的光束還可進一步用於輔助照明或裝飾照明。在又一實施例中,透光率調整膜與導光板之間可具有空氣間隙,以達到散熱/隔熱的效果,並進一步提升遮陽的效果。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100、200、300、400‧‧‧透光率調整元件
110‧‧‧導光板
112‧‧‧光散射微結構
120、220、420‧‧‧透光率調整膜
210‧‧‧硬塗層
310‧‧‧透光基板
AG‧‧‧空氣間隙
B1、B11、B12、B2、B21、B22、B23、B24‧‧‧光束
C1‧‧‧第一透光導電層
C2‧‧‧第二透光導電層
P‧‧‧粒徑
S1‧‧‧第一表面
S2‧‧‧第二表面
SH1‧‧‧透光率調整單元
SH2‧‧‧透光率可調元件
SUB1‧‧‧第一透光基板
SUB2‧‧‧第二透光基板
圖1至圖4分別是依照本發明的第一至第四實施例的透光率調整元件的剖面示意圖。
Claims (9)
- 一種透光率調整元件,包括:一導光板,具有一第一表面以及一第二表面,其中該第二表面與該第一表面相對且具有多個光散射微結構,且該些光散射微結構的粒徑分別落在幾十微米至幾百微米之間;以及一透光率調整膜,位於該導光板的一側,且該些光散射微結構位於該透光率調整膜與該導光板之間。
- 如申請專利範圍第1項所述的透光率調整元件,其中該些光散射微結構分別是一網點。
- 如申請專利範圍第1項所述的透光率調整元件,其中該透光率調整膜的光穿透率落在5%至90%的範圍內。
- 如申請專利範圍第1項所述的透光率調整元件,其中該透光率調整膜形成在該第二表面上。
- 如申請專利範圍第4項所述的透光率調整元件,其中該透光率調整膜是一半穿透半反射膜。
- 如申請專利範圍第4項所述的透光率調整元件,其中該透光率調整膜是一光致變色膜,且該透光率調整元件更包括一硬塗層,該硬塗層覆蓋該光致變色膜。
- 如申請專利範圍第1項所述的透光率調整元件,更包括一透光基板,其中該透光率調整膜形成在該透光基板上以構成一透光率調整單元,該透光率調整單元與該導光板之間存在一空氣間隙。
- 如申請專利範圍第7項所述的透光率調整元件,其中該透光率調整膜是一半穿透半反射膜或一光致變色膜。
- 如申請專利範圍第1項所述的透光率調整元件,更包括一第一透光基板、一第二透光基板、一第一透光導電層以及一第二透光導電層,其中該透光率調整膜位於該第一透光基板與該第二透光基板之間,該第一透光導電層位於該第一透光基板與該透光率調整膜之間,該第二透光導電層位於該第二透光基板與該透光率調整膜之間,該透光率調整膜是一電致變色膜,且該第一透光基板、該第一透光導電層、該透光率調整膜、該第二透光導電層以及該第二透光基板構成一透光率可調元件,該透光率可調元件與該導光板之間存在一空氣間隙。
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