光偏轉(zhuǎn)與光漫射混合構(gòu)造的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元，該陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元包括光偏轉(zhuǎn)和光漫射構(gòu)造。所述陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元可以包括窗用玻璃基板、可見光漫射層和光偏轉(zhuǎn)層，它們被取向成使得進入的陽光在觸及光偏轉(zhuǎn)層之前觸及可見光漫射層。所述陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元可以包括窗用玻璃基板、圖案化可見光漫射層和光偏轉(zhuǎn)層。所述陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元可以包括兩個窗用玻璃基板，這兩個窗用玻璃基板被居間空間分隔開，使陽光偏轉(zhuǎn)層設(shè)置在一個窗用玻璃基板上而可見光漫射層設(shè)置在另一個窗用玻璃基板上。
【專利說明】光偏轉(zhuǎn)與光漫射混合構(gòu)造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及光偏轉(zhuǎn)構(gòu)造，尤其是陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元的光偏轉(zhuǎn)構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0002]多種方法能用來減少建筑物中的能量消耗。在所述方法當(dāng)中，被考慮且應(yīng)用的方法是更有效地利用陽光以在建筑物內(nèi)部提供照明。一種用于在如辦公室等建筑物的內(nèi)部供應(yīng)光的技術(shù)是對進來的陽光進行偏轉(zhuǎn)。因為陽光以朝下的角度進入窗，所以許多這種光并非可用于照明房間。然而，如果可以使進來的朝下光線偏轉(zhuǎn)成朝上，使得它們照到頂篷，則光可以更有效地用于照亮房間。
[0003]已經(jīng)開發(fā)出用于偏轉(zhuǎn)陽光以為房間內(nèi)提供照明的各種制品。在美國專利N0.4, 989, 952 (Edmonds)中描述了一種光偏轉(zhuǎn)面板。這些面板是通過用激光切削工具在透明的固體材料薄片中切出一系列平行切口來制備的。采光膜的例子包括歐洲專利N0.EP0753121和美國專利N0.6，616，285 (都授予Milner)，這兩個專利描述了包括帶有多個腔體的光學(xué)透明體的光學(xué)部件。在美國專利N0.4，557，565 (Ruck等人)中描述了另一種采光膜，該專利描述了其一個面由多個平行的等間隔的三角形肋形成的光偏轉(zhuǎn)面板或光偏轉(zhuǎn)板。在美國專利公布N0.2008/0291541 (Padiyath等人)和2009年12月17日提交的序列號為61/287360、名稱為“Light Redirecting Constructions (光偏轉(zhuǎn)構(gòu)造)”的待審的美國專利申請(Padiyath等人)和2009年12月17日提交的序列號為61/287354、名稱為“LightRedirecting Film Laminate (光偏轉(zhuǎn)膜層合物)”的待審的美國專利申請(Padiyath等人)中描述了具有多個棱柱結(jié)構(gòu)的膜的例子。
[0004]已經(jīng)開發(fā)出用于散射或漫射光的多個制品。在美國專利N0.6，608，722 (Cowan等人)中，公開了一種將入射光透射或反射到特定角度范圍內(nèi)的漫射器。該漫射器由兩個部分組成，第一部分將光衍射或反射到特定偏置角度內(nèi)，第二部分將光均勻散射進一系列角度。在美國專利N0.5，534，386 (Petersen等人)中，一種入射光勻化器包括可壓印材料的薄片，該薄片包含一種微造型表面浮雕結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)控制光的傳播方向并且勻化具有方向性的光。美國專利N0.6，613，402 (Chou等人)公開了一種包括漫射器和偏振器的背投屏組件。PCT公開文本N0.WO 00/10929 (Savant)公開了一種通過將光成形結(jié)構(gòu)壓印或模制在高品質(zhì)光學(xué)玻璃上而得到的表面光成形漫射器。已經(jīng)使用顆粒來散射或漫射光。美國專利公布N0.2008/0182958 (Lafleur等人)描述了光散射聚合物顆粒，這些聚合物顆粒的粒芯和粒殼部分具有不同的折射率，并且還公開了將顆粒分散在聚合物基質(zhì)中。多篇參考文獻描述了包括分散在基質(zhì)內(nèi)的顆粒的光漫射膜或光散射膜。在美國專利N0.5，237，004 (Wu等人)中，基質(zhì)是熱塑性或熱固性聚合物組合物，在PCT公開文本N0.WO 97/01610 (Goetz等人)和N0.W02010/033571 (Sherman等人)中，基質(zhì)是壓敏粘合劑，并且在PCT公開文本N0.W02008/144217 (Padiyath等人)中，光漫射陽光控制膜包括透射可見光并且反射紅外光的多層膜和光漫射層或表面。PCT公開文本N0.W02010/0297406 (Schaffer等人)描述了一種光漫射粘合劑，該粘合劑含有粘合劑基質(zhì)和在粘合劑基質(zhì)中形成光漫射微區(qū)的嵌段共聚物。PCT公開文本N0.W02005/005162 (Hayashi等人)描述了一種遮陽裝飾片，該薄片包括在其正面上設(shè)置有裝飾性層的熱塑性樹脂膜，其中，裝飾性圖案在至少一個方向上具有漸變圖案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本文公開了光偏轉(zhuǎn)與光漫射混合構(gòu)造。這些光偏轉(zhuǎn)和光漫射構(gòu)造包括陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單兀。在一些實施例中，陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單兀包括第一窗用玻璃基板、設(shè)置在第一窗用玻璃基板上的可見光漫射層和與可見光漫射層相鄰的光偏轉(zhuǎn)層。光偏轉(zhuǎn)層包括形成多個棱柱結(jié)構(gòu)的主表面?？梢姽饴鋵雍凸馄D(zhuǎn)層被取向成使得進入的陽光在觸及光偏轉(zhuǎn)層之前觸及可見光漫射層。
[0006]在另一些實施例中，陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單兀包括第一窗用玻璃基板、圖案化可見光漫射層和與可見光漫射層相鄰的光偏轉(zhuǎn)層。光偏轉(zhuǎn)層包括形成多個棱柱結(jié)構(gòu)的主表面。
[0007]在再一些實施例中，陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單兀包括:第一窗用玻璃基板，其包括第一主表面和第二主表面；陽光偏轉(zhuǎn)層，其設(shè)置在第一窗用玻璃基板的第一主表面上；第二窗用玻璃基板，其包括第一主表面和第二主表面；可見光漫射層，其設(shè)置在第二窗用玻璃基板的第一主表面上；以及居間空間，其位于陽光偏轉(zhuǎn)層和可見光漫射層之間。陽光偏轉(zhuǎn)層包括形成多個棱柱結(jié)構(gòu)的主表面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1示出本發(fā)明的一些實施例的光偏轉(zhuǎn)棱柱結(jié)構(gòu)構(gòu)造的剖視圖。
[0009]圖2示出本發(fā)明的一些實施例的光偏轉(zhuǎn)棱柱結(jié)構(gòu)構(gòu)造的剖視圖。
[0010]圖3示出本發(fā)明的一些實施例的光偏轉(zhuǎn)棱柱結(jié)構(gòu)構(gòu)造的剖視圖。
[0011]圖4示出本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)與光漫射混合構(gòu)造的剖視圖。
[0012]圖5示出本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)與光漫射混合構(gòu)造的剖視圖。
[0013]圖6示出本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)與光漫射混合構(gòu)造的剖視圖。
[0014]圖7示出本發(fā)明的圖案化的光偏轉(zhuǎn)與光漫射混合構(gòu)造的剖視圖。
[0015]圖8示出本發(fā)明的圖案化的光偏轉(zhuǎn)與光漫射混合構(gòu)造的剖視圖。
[0016]圖9示出本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)與光漫射混合構(gòu)造的剖視圖。
[0017]圖10示出本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)與光漫射混合構(gòu)造的剖視圖。
[0018]圖11示出本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)與光漫射混合構(gòu)造的剖視圖。
[0019]圖12示出本發(fā)明的光偏轉(zhuǎn)與光漫射混合構(gòu)造的剖視圖。
[0020]附圖未必按比例繪制。附圖中所使用的類似標(biāo)號是指類似部件。然而，應(yīng)當(dāng)理解，使用標(biāo)號來指代給定附圖中的部件并非意圖限制另一附圖中使用相同標(biāo)號標(biāo)記的部件。
【具體實施方式】
[0021]窗和類似構(gòu)造用來為建筑物中的房間、走廊等提供自然陽光。然而，自然陽光落到窗上的角度使得通常光不能穿入房間或走廊深處。另外，由于進來的光可能會在靠近窗處具有令人不悅的強度，可能導(dǎo)致靠近窗坐著的用戶關(guān)閉遮光器、百葉窗或者窗簾，因而消除該潛在的房間照明來源。因此，理想的是，可以將陽光從垂直入射角度偏轉(zhuǎn)至朝向房間、走廊或其它室內(nèi)空間的頂篷方向的構(gòu)造。
[0022]隨著自然采光使用的增加出現(xiàn)了另一個問題即眩光。眩光是一種經(jīng)常遇到的現(xiàn)象，只要存在日光就會經(jīng)歷眩光。眩光可被定義為視覺場景中雜散光的對比度降低效應(yīng)。眩光可分為兩種類型:不適眩光和失能眩光。不適眩光是指在整體照明太亮?xí)r經(jīng)歷的感覺，例如在明亮太陽下的雪原上。失能眩光是指目標(biāo)因視野中其他地方光源的存在所致的可見性降低。失能眩光在來自眩光源的光被眼介質(zhì)散射時發(fā)生。此散射光形成亮度光幕(veilof luminance)，所述亮度光幕降低對比度并因此降低目標(biāo)的可見性。這兩種類型的眩光都是使用自然光來照亮房間、辦公室或其他室內(nèi)空間的窗的問題。如上所述，對于在窗附近強度令人不悅的進入光，還可以通過使用遮光器、百葉窗或者窗簾等消除眩光，但是此類方法減少或排除了所需的自然采光。希望減少或消除眩光而不完全阻擋可見光的透射。
[0023]通過在窗上使用日光偏轉(zhuǎn)膜將光朝向房間、走廊或其它室內(nèi)空間的頂蓬引導(dǎo)以增強房間、走廊或其它室內(nèi)空間中的自然采光，實際上會增加眩光的問題，因為進入光中的至少一部分也被向下引導(dǎo)到房間中而不是朝向頂蓬向上偏轉(zhuǎn)?？梢酝ㄟ^諸如2009年12月17 日提交的序列號為 61/287360、名稱為“Light Redirecting Constructions (光偏轉(zhuǎn)構(gòu)造)”的待審的美國專利申請(Padiyath等人)和2009年12月17日提交的序列號為61/287354、名稱為“Light Redirecting Film Laminate (光偏轉(zhuǎn)膜層合物)”的待審的美國專利申請(Padiyath等人)中描述的膜的光偏轉(zhuǎn)元件的設(shè)計,將這種效應(yīng)降到最低。然而，即使用這些技術(shù)，部分光可以被引入房間而造成眩光。另外，由于光偏轉(zhuǎn)元件通常是光折射棱柱，所以可能出現(xiàn)進入的白色陽光被分成其組成色的情況。不期望出現(xiàn)被分成組成色的這種現(xiàn)象。
[0024]因此，理想的是窗用玻璃構(gòu)造包括將進入的陽光朝向房間、走廊或其它室內(nèi)空間的頂蓬偏轉(zhuǎn)而不增加眩光或造成進入的陽光被分成組成色的特征。可以通過使用同時包括光偏轉(zhuǎn)元件和可見光漫射元件的混合窗用玻璃構(gòu)造來實現(xiàn)這些理想結(jié)果。這些混合構(gòu)造可以采用各種不同的形式，諸如多層膜制品或分開的膜或基板層，并且這些構(gòu)造可以按各種不同方式來配置。
[0025]窗用玻璃構(gòu)造無論其配置如何，通常都具有期望的光學(xué)特性諸如可見光的透射率、霧度和透明度的平衡。通常，理想的是具有至少50%的可見光透射率T)。在一些實施例中，所述％ T值為60%、70%、80%、85%、90%或甚至95%。所述％ T值受窗用玻璃構(gòu)造中的包括霧度水平在內(nèi)的各種因素(諸如，所使用材料的吸收率、折射率和表面形態(tài))影響，因為霧度測量被散射光的量。通常，理想的是窗用玻璃構(gòu)造具有至少10%的霧度值。在一些實施例中，霧度為至少15 %、至少20 %、至少30 %或甚至至少40 %。透明度雖然是不同于霧度的參數(shù)，但它并非與霧度無關(guān)。例如，具有較高霧度值的構(gòu)造將具有受較高霧度影響的透明度值。通常，理想的是窗用玻璃構(gòu)造具有范圍在10%至99%的透明度值。以下將進一步討論透射率、霧度和透明度并且在實例部分中描述它們的測量方法。
[0026]在本發(fā)明的一個實施例中，混合構(gòu)造包括窗用玻璃基板、設(shè)置在第一窗用玻璃基板上的可見光漫射層、和與可見光漫射層相鄰的光偏轉(zhuǎn)層?？梢姽饴鋵雍凸馄D(zhuǎn)層被取向成使得進入的陽光在觸及光偏轉(zhuǎn)層之前觸及可見光漫射層。元件的這種取向具有某些優(yōu)點。例如，通過讓進入的陽光觸及漫射層，使散射光觸及光偏轉(zhuǎn)層，從而得到減少眩光和偏轉(zhuǎn)光的顏色形成的上述理想特征。用元件的這種取向?qū)崿F(xiàn)的額外理想特征是，觸及漫射層的所有進入光的散射減少了甚至沒有觸及光偏轉(zhuǎn)層的光的眩目。沒有觸及光偏轉(zhuǎn)層的進入光會造成垂直眩光。進入光可能不觸及光偏轉(zhuǎn)層，這要么是因為進入的角度不允許其被偏轉(zhuǎn)，要么是因為進入光所觸及的是窗的不含光偏轉(zhuǎn)層的部分(可能理想的是，只在窗的一部分上具有光偏轉(zhuǎn)層并且光偏轉(zhuǎn)層可以形成圖案，即不是連續(xù)層)。光漫射層和光偏轉(zhuǎn)層可以被層合在一起而形成復(fù)合多層配置方式，或者這些層可以是單獨制品。在混合構(gòu)造中還可以存在一些附加層。
[0027]在本發(fā)明的另一些實施例中，所述混合構(gòu)造包括第一窗用玻璃基板、圖案化可見光漫射層和與可見光漫射層相鄰的光偏轉(zhuǎn)層。圖案化可見光漫射層和與可見光漫射層相鄰的光偏轉(zhuǎn)層可以包括多層光偏轉(zhuǎn)膜，或者它們可以是分開的層。光漫射層和光偏轉(zhuǎn)層可以是相對于窗用玻璃基板的任何取向。使用圖案化可見光漫射層提供上述的那些有利特性，外加需要使用的漫射元件較少。這不僅可以有助于使制造成本較低，讓較少的窗表面漫射可見光可以使窗顯得更美觀。例如，對于家里的或辦公室的窗，透過可見光漫射元件觀看的觀察者通常會有朦朧的視野而不是理想的明亮外部視野。
[0028]在本發(fā)明的再一些實施例中，所述混合構(gòu)造包括至少兩個窗用玻璃基板，漫射層和光偏轉(zhuǎn)層各自設(shè)置在窗用玻璃基板的一個上。在這些實施例中，不管漫射層和光偏轉(zhuǎn)層的相對取向如何，在漫射層和光偏轉(zhuǎn)層之間存在居間空間。這個居間空間可以是真空，如在一些窗用玻璃構(gòu)造中常見的，或者例如居間空間可以包含空氣或其它氣體，諸如氮氣或氬氣。
[0029]因此，可以用本發(fā)明的混合構(gòu)造來制備窗用玻璃制品，所述窗用玻璃制品能夠通過將陽光朝向頂蓬偏轉(zhuǎn)來增大房間內(nèi)的照明量，而并不出現(xiàn)眩光增加或者陽光被分成其組成色等不理想特征。所述混合構(gòu)造可以為(例如)窗制造廠商所使用或者對于現(xiàn)有的窗進行改裝。另外，本發(fā)明的混合構(gòu)造的實施例適用于單層玻璃窗、雙層玻璃窗和甚至多于雙層的玻璃窗。
[0030]本文中使用的術(shù)語“相鄰”在針對兩層時意指，這兩層相互毗鄰，其間沒有居間的敞開空間。它們可以彼此直接接觸(例如，層合在一起)或者可以存在居間層。設(shè)置在基板上的兩層(其中層I和層2相鄰)的例子包括以下配置:基板/層I/層2 ;以及層I/基
板/層2。
[0031]如本文所用的術(shù)語“光學(xué)基板”是指至少光學(xué)透明的、可以是視覺上透光的并且還可以產(chǎn)生另外的光學(xué)效果的基板。光學(xué)基板的例子包括光學(xué)膜和窗用玻璃基板例如玻璃板。
[0032]本文中針對基板諸如窗用玻璃基板和膜諸如光學(xué)膜使用的術(shù)語“光漫射”適用于被設(shè)計成可漫射光的基板或膜。例如，可以通過使用基板的紋理化表面或者通過其它方式諸如將光漫射顆粒摻入到膜基質(zhì)中來引起這種光漫射。雖然注意到所有的光學(xué)制品可以被視為一定程度地漫射光，但光學(xué)透明或者視覺上透光的基板和膜并不被視為是“光漫射”的，除非為這些基板或膜賦予某種光漫射性質(zhì)。
[0033]如本文所用的術(shù)語“光學(xué)膜”是指至少光學(xué)透明的、可以是視覺上透光的并且還可以產(chǎn)生另外的光學(xué)效果的膜。另外的光學(xué)效果的例子包括例如光漫射、光偏振或者某些波長的光的反射。
[0034]如本文所用的術(shù)語“光學(xué)透明的”是指膜或構(gòu)造對于人類肉眼來說看起來是透明的。如本文所用的術(shù)語“視覺上透光的”是指膜或制品在可見光光譜(約400納米至約700納米)的至少一部分中具有高的光透射率并顯示出低霧度。光學(xué)透明的材料在400至700nm波長范圍內(nèi)往往具有至少約90%的光透射率和低于約2%的霧度。光透射系數(shù)和霧度可使用例如ASTM-D1003-95方法測定。
[0035]如本文用來描述多個結(jié)構(gòu)的術(shù)語“有序排列”是指結(jié)構(gòu)的規(guī)則、重復(fù)圖案。
[0036]如本文所用的術(shù)語“點”、“側(cè)”和“交叉”具有其典型的幾何含義。
[0037]如本文所用的術(shù)語“縱橫比”在指代附接到基板的結(jié)構(gòu)時，是指基板上方結(jié)構(gòu)的最大高度與附接到基板或者作為基板的一部分的結(jié)構(gòu)的基部的比率。
[0038]如本文所用，術(shù)語“粘合劑”指可用于將兩個粘合體粘附在一起的聚合物組合物。粘合劑的例子是可固化粘合劑、熱活化粘合劑和壓敏粘合劑。
[0039]可固化粘合劑是含有可固化而形成粘合劑粘結(jié)的可固化反應(yīng)混合物的粘合劑。與熱活化粘合劑(在施加熱時能被去除)和壓敏粘合劑不同，可固化粘合劑通常在固化之后不能被去除且意在兩個粘附體之間形成永久性粘結(jié)。
[0040]熱活化粘合劑在室溫下是非粘性的，但在高溫下將變得發(fā)粘且能夠粘合至基板。這些粘合劑通常具有高于室溫的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)或熔點(Tm)。當(dāng)溫度升高超過Tg或Tffl時，儲能模量通常降低并且粘合劑變得發(fā)粘。
[0041]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知，壓敏粘合劑組合物在室溫具有包括以下性質(zhì)在內(nèi)的性質(zhì):(1)有力且持久的粘著力；(2)用不超過指壓的壓力即可粘附；(3)具有足夠固定在粘合體上的能力；以及(4)足夠的內(nèi)聚強度，以便干凈地從粘合體上可移去。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)適于用作壓敏粘合劑的材料為這樣的聚合物，其經(jīng)過設(shè)計和配制以表現(xiàn)必需的粘彈性，導(dǎo)致粘著性、剝離粘合力和剪切保持力之間所需的平衡。得到適當(dāng)?shù)男再|(zhì)平衡不是一個簡單的過程。
[0042]如本文所用，術(shù)語“微結(jié)構(gòu)”是指其中部件具有至少2個微觀尺寸的部件構(gòu)造。這些特征的局部視圖和/或剖視圖必須是微觀的。
[0043]如本文所用，術(shù)語“微觀”就所述特征而言是指尺寸足夠小，以致當(dāng)從任何觀察平面觀察時，肉眼需要光學(xué)輔助器才能確定其形狀。在W.J.Smith, McGraw-Hill的“ModernOptic Engineering(現(xiàn)代光學(xué)工程)”(1966)的第104-105頁中發(fā)現(xiàn)一個標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)這個標(biāo)準(zhǔn)定義視敏度并且依據(jù)可以被識別的最小字符的角大小來測量視敏度。正常的視敏度被認(rèn)為是當(dāng)最小可識別的字母正對視網(wǎng)膜上弧的5分角高度時的視敏度。在通常的250mm(10英寸)工作距離下，產(chǎn)生該物的橫向尺寸為0.36mm(0.0145英寸)。
[0044]在本發(fā)明的一個實施例中，混合構(gòu)造包括第一窗用玻璃基板、設(shè)置在第一窗用玻璃基板上的可見光漫射層、和與可見光漫射層相鄰的光偏轉(zhuǎn)層?？梢姽饴鋵雍凸馄D(zhuǎn)層被取向成使得進入的陽光在觸及光偏轉(zhuǎn)層之前觸及可見光漫射層。
[0045]元件的這種取向具有某些優(yōu)點。例如，讓進入的陽光觸及漫射層使得經(jīng)散射的光觸及光偏轉(zhuǎn)層，從而獲得關(guān)于減少偏轉(zhuǎn)光的眩目和顏色形成的上述理想特征。用元件的這種取向?qū)崿F(xiàn)的額外理想特征是，觸及漫射層的所有進入光的散射減少了甚至沒有觸及光偏轉(zhuǎn)層的光的眩目。沒有觸及光偏轉(zhuǎn)層的進入光會造成垂直眩光。進入光可能不觸及光偏轉(zhuǎn)層，這要么是因為進入的角度不允許其被偏轉(zhuǎn)，要么是因為進入光所觸及的是窗的不含光偏轉(zhuǎn)層的部分(可能理想的是，只在窗的一部分上具有光偏轉(zhuǎn)層并且光偏轉(zhuǎn)層可以形成圖案，即不是連續(xù)層)。光漫射層和光偏轉(zhuǎn)層可以被層合在一起而形成復(fù)合多層配置方式，或者這些層可以是單獨制品。在混合構(gòu)造中還可以存在一些附加層。
[0046]可以使用的合適的附加層的例子包括(例如)低發(fā)射(低e)層、紅外光阻隔層、和顏色或著色層。低e層的例子是反射中紅外至遠(yuǎn)紅外能量的低e涂層。存在兩種通用類型的低e涂層:在玻璃制造過程中施加通常稱為“硬涂層”的熱解低e涂層；在制造玻璃板之后施加通常被稱為“軟涂層”的用真空工藝涂覆的低e涂層。低e涂層如果用在(例如)窗用玻璃基板上，則通常并不在設(shè)有附加涂層或附加層的窗用玻璃表面上存在。例如，如果窗用玻璃基板具有低e涂層，則可見光漫射層和/或光偏轉(zhuǎn)層不附著于低e涂布表面。
[0047]紅外光阻擋層的例子包括廣泛可能的層的范圍。紅外光可以因紅外光的反射、因紅外光的吸收或者因這二者的結(jié)合而被阻擋。已經(jīng)開發(fā)出各種多層膜來反射紅外光，同時允許透射可見光。此類多層膜的例子包括諸如在美國專利N0.4，799，745和N0.6，007, 901中描述的Fabry-Perot干涉濾光器。其它例子是在例如美國專利3,610，724 (Rogers)、美國專利3,711,176 (Alfrey, Jr.等人)、美國專利4，446，305 (Rogers等人)、美國專利4，540，623 (Im 等人)、美國專利 5，448，404 (Schrenk 等人)、美國專利 5，882，774 (Jonza等人)、美國專利6，045，894 (Jonza等人)、美國專利6，531，230 (Weber等人)、PCT公開文本W(wǎng)099/39224 (Ouderkirk等人)以及美國專利公布2001/0022982 (Neavin等人)和2006/0154049 (Padiyath等人)中已經(jīng)描述的多層聚合物光學(xué)膜。在此類聚合物多層光學(xué)膜中，在各個層的構(gòu)成中主要使用或者唯一使用聚合物材料。此種薄膜可與大批量制造工藝兼容，并且可以制造成大型薄片和卷材。
[0048]還可以通過使用紅外吸收層作為紅外光反射層的替代或者與紅外光反射層結(jié)合來阻擋紅外光。這種紅外光吸收層的例子是包括分散在固化聚合物粘合劑中的紅外吸收性納米粒子的層。在一些實施例中，這個紅外光吸收層具有的厚度范圍從I微米到20微米、或從I微米到10微米、或從I微米到5微米。這個紅外光吸收層可以包含多個金屬氧化物納米粒子。金屬氧化物納米粒子的部分列表包括錫、銻、銦和氧化鋅和摻雜型氧化物。在一些實施例中，金屬氧化物納米粒子包括氧化錫、氧化銻、氧化銦、摻銦的氧化錫、摻銻的氧化銦錫、氧化銻錫、摻銻的氧化錫或其混合物。在一些實施例中，金屬氧化物納米粒子包括氧化錫或摻雜型氧化錫，還可任選地包括氧化銻和/或氧化銦。聚合物粘合劑層包括分散進入聚合物粘合劑層中的紅外線輻射吸收性納米粒子。紅外線輻射吸收性納米粒子可以包括優(yōu)先吸收紅外線輻射的任何材料。適用材料的例子包括金屬氧化物(例如錫、銻、銦和鋅的氧化物)以及摻雜型氧化物。在某些情況下，金屬氧化物納米粒子包含:氧化錫、氧化銻、氧化銦、摻雜銦的氧化錫、摻雜銻的氧化銦錫、氧化銻錫、摻雜銻的氧化錫、或它們的混合物。在一些實施例中，金屬氧化物納米粒子包含氧化銻(ATO)和/或銦錫氧化物(ITO)。在一些情況下，紅外線輻射吸收性納米粒子可以包含六硼化鑭(或LaB6)或由其制成。
[0049]可選的附加層還可以包括顏色或著色層。這些層可以被施加于窗用玻璃基板或其它層。這些層可以是膜層或涂層。
[0050]如上所述，可能理想的是，光漫射層和/或光偏轉(zhuǎn)層只覆蓋第一窗用玻璃基板的一部分。第一窗用玻璃基板具有第一主表面和第二主表面。這些表面各自具有表面積值。因此，可能理想的是，光漫射層和/或光偏轉(zhuǎn)層只覆蓋其粘附的表面的表面積值的一部分。
[0051]各式各樣的窗用玻璃基板適合于本發(fā)明的窗用玻璃單元。在一些實施例中，存在單個窗用玻璃基板，而在其他實施例中，存在多個窗用玻璃基板。在一些實施例中，光漫射和光偏轉(zhuǎn)混合構(gòu)造被附著于窗用玻璃基板的外表面，并且在另一些實施例中，所述混合構(gòu)造位于兩個窗用玻璃基板之間。
[0052]合適的窗用玻璃基板是至少光學(xué)上透明的，并且可以是光學(xué)上清澈的。合適基板的例子包括例如窗。窗可以由多種或不同類型的窗用玻璃基板如多種玻璃或者由聚合物材料如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯制成。在一些實施例中，窗還可以包含另外的層或處理。另外的層的例子包括例如被設(shè)計為提供著色、耐粉碎等的另外的膜層?？梢源嬖诘拇暗牧硗馓幚淼睦影?，例如，各種類型的涂層如硬質(zhì)涂層，以及蝕刻如裝飾性蝕刻。
[0053]在一些實施例中，窗用玻璃基板是單塊窗玻璃基板，并且光漫射和光偏轉(zhuǎn)混合構(gòu)造被附著于單塊窗用玻璃基板的外表面。只要進入的陽光在遭遇光偏轉(zhuǎn)層之前觸及光漫射層的取向得以保持，各式各樣的層配置方式是合適的。例如，光漫射層可以設(shè)置在窗用玻璃基板的內(nèi)表面上，內(nèi)表面意指面對建筑物內(nèi)部的側(cè)面。光偏轉(zhuǎn)層可以被直接附著于漫射層，或者可以有附加的可選層位于其間，只要這些層不妨礙光偏轉(zhuǎn)層的功能即可。在另一些實施例中，漫射層、光偏轉(zhuǎn)層和任何可選層可以被施加于窗用玻璃基板的外表面，夕卜表面意指面對外部環(huán)境的側(cè)面。在再一些實施例中，漫射層可以設(shè)置在窗用玻璃基板的外表面上而光偏轉(zhuǎn)層可以設(shè)置在窗用玻璃基板的內(nèi)表面上。在這些實施例中，窗用玻璃基板位于漫射層和光偏轉(zhuǎn)層之間。
[0054]在一些實施例中，存在不止一個窗用玻璃基板。包括不止一個窗用玻璃基板的各式各樣不同的配置方式是可能的。例如，由于兩個窗用玻璃基板被粘附在一起以大致形成較厚的窗用玻璃基板，因此可以像單塊窗玻璃基板一樣處理窗用玻璃基板。通常，用粘合劑諸如聚乙纟布醇縮丁將兩塊窗玻璃或窗用玻璃固定在一起，并且兩塊窗玻璃或窗用玻璃可以在兩層之間具有用于提供抗碎裂性的膜層(這種類型的窗用玻璃的例子是諸如用于汽車擋風(fēng)玻璃的安全玻璃)。在這些多層窗用玻璃基板中，光漫射層、光偏轉(zhuǎn)層和可選的附加層的配置方式與上述相同。
[0055]在另一些雙層窗用玻璃中，兩塊窗用玻璃彼此平行并隔開一定空間。在一些隔離窗中，所述空間被抽真空以在兩層窗用玻璃之間提供“死空間”。在這種類型的窗用玻璃中，光漫射層和光偏轉(zhuǎn)層以與上述用于單層窗用玻璃基板的配置方式設(shè)置在同一窗用玻璃基板上。
[0056]混合構(gòu)造還包括設(shè)置在第一窗用玻璃基板上的可見光漫射層。各式各樣的光漫射層是合適的。在一些實施例中，光漫射層包括附著于第一窗用玻璃基板的光漫射膜或涂層。在另一些實施例中，光漫射層包括在第一窗用玻璃基板的表面上存在的能夠散射光的紋理化表面或表面特征。在再一些實施例中，光漫射層包括光漫射基板諸如窗用玻璃基板，光漫射基板包括存在于光漫射基板的表面上的能夠散射光的紋理化表面或表面特征，或者可以要么在基板基質(zhì)內(nèi)要么在固化粘合劑基質(zhì)內(nèi)包含作為表面涂層存在的光漫射顆粒。在這些實施例中，光漫射基板與第一窗用玻璃基板分開。
[0057]在許多實施例中，光漫射層包括能夠提供可見光的體漫射的光漫射膜或涂層。除了漫射光之外，這些光漫射膜或涂層還可以包括額外的功能。例如，這些涂層可以是提供抗刮擦性、抗擦傷性或抗污性的硬涂層，或者它們可以具有粘合劑性質(zhì)。這些膜可以提供光控制性質(zhì)諸如紅外光反射或物理性質(zhì)諸如抗碎裂性。
[0058]通常，這些膜或涂層包括分散在固化粘合劑基質(zhì)內(nèi)的光散射顆粒。光散射顆粒和粘合劑具有不同的折射率。在許多實施例中，光散射顆粒具有第一折射率而粘合劑具有第二折射率并且第二折射率與第一折射率相差至少0.05的值。在一些實施例中，光散射顆粒具有第一折射率而粘合劑具有第二折射率并且第二折射率與第一折射率相差至少0.1的值。所述光漫射層提供霧度值為至少10%或更大或至少30%或更大或至少50%或更大的混合構(gòu)造?？梢杂糜跍y量光漫射層的光學(xué)性質(zhì)的另一個性質(zhì)是透明度。通常，透明度的范圍是10%至99%。透明度也是光散射的量度，因此具有較高霧度的層也會影響它們的透明度。根據(jù)ASTM D1003-00測量霧度和透明度。在一些實施例中，光漫射層提供霧度值范圍在10%至95%或20%至75%的混合構(gòu)造。顆粒可以由任何可用的光散射材料形成并且可以具有任何可用的大小和粘合劑內(nèi)的填充量。在許多實施例中，顆粒具有大致范圍在I微米至25微米的直徑和范圍在1.5至1.6的折射率。在描述了示例性的印刷光漫射層的美國專利N0.6，163，402 (Chou等人)和PCT公開文本W(wǎng)O 2005/005162 (Hayash等人)中描述了示例性的光漫射層。
[0059]合適的漫射膜的例子包括購自明尼蘇達(dá)州圣保羅的3M公司(3MCompany,St.Paul, MN)的FASARA系列中的那些膜。在下面的表A中示出這些膜和那些玻璃板上的膜中的一些膜的光學(xué) 性質(zhì)(透射率、霧度和透明度)。根據(jù)測試方法ASTM D1003使用“HAZE-GARDPLUS” (馬里蘭州哥倫比亞的畢克-加特納公司(BYK-Gardner，Columbia，MD))測量了光學(xué)性質(zhì)。在表A中，“僅限于膜”意指只測量了 FASARA膜，而對于玻璃板上的FASARA膜的層合物作了另一些測量。
[0060]表 A
[0061]
【權(quán)利要求】
1.一種陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單兀,所述陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單兀包括:第一窗用玻璃基板；可見光漫射層，其設(shè)置在所述第一窗用玻璃基板上；以及光偏轉(zhuǎn)層，其與所述可見光漫射層相鄰，所述光偏轉(zhuǎn)層包括形成多個棱柱結(jié)構(gòu)的主表面，并且其中，所述可見光漫射層和所述光偏轉(zhuǎn)層被取向成使得進入的陽光在觸及所述光偏轉(zhuǎn)層之前觸及所述可見光漫射層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元，其中所述可見光漫射層包括可見光漫射膜或可見光漫射窗用玻璃基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元，其中所述可見光漫射層和所述光偏轉(zhuǎn)層彼此貼附而形成陽光偏轉(zhuǎn)構(gòu)造。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元，其中所述可見光漫射層和所述光偏轉(zhuǎn)層包括聚合物膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單兀,其中所述第一窗用玻璃基板具有表面積值并且所述陽光偏轉(zhuǎn)構(gòu)造被設(shè)置在所述表面積值的僅一部分上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元，其中所述多個棱柱結(jié)構(gòu)包括多個不對稱棱柱。
7.—種陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單兀,所述陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單兀包括:第一窗用玻璃基板；圖案化可見光漫射層以及`光偏轉(zhuǎn)層，其與所述可見光漫射層相鄰，其中所述光偏轉(zhuǎn)層包括形成多個棱柱結(jié)構(gòu)的主表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元，其中所述圖案化可見光漫射層和與所述可見光漫射層相鄰的所述光偏轉(zhuǎn)層形成復(fù)合構(gòu)造。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元，其中所述圖案化可見光漫射層包括圖案化可見光漫射膜或圖案化可見光漫射窗用玻璃基板。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元，其中所述圖案化可見光漫射膜包括具有漫射條、規(guī)則幾何形狀或不規(guī)則幾何形狀的膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元，其中所述圖案化可見光漫射層和與所述可見光漫射層相鄰的所述光偏轉(zhuǎn)層被布置成使得進入的陽光在觸及所述可見光漫射層之前觸及所述光偏轉(zhuǎn)層。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元，其中所述圖案化可見光漫射層和與所述可見光漫射層相鄰的光偏轉(zhuǎn)層被布置成使得進入的陽光在觸及所述光偏轉(zhuǎn)層之前觸及所述可見光漫射層。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元，還包括附加層。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元，其中所述多個棱柱結(jié)構(gòu)包括多個不對稱棱柱。
15.—種陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單兀,所述陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單兀包括:第一窗用玻璃基板，其包括第一主表面和第二主表面；陽光偏轉(zhuǎn)層，其設(shè)置在所述第一窗用玻璃基板的第一主表面上，所述陽光偏轉(zhuǎn)層包括形成多個棱柱結(jié)構(gòu)的主表面；第二窗用玻璃基板，其包括第一主表面和第二主表面； 可見光漫射層，其設(shè)置在所述第二窗用玻璃基板的所述第一主表面上；以及 居間空間，其位于所述陽光偏轉(zhuǎn)層和所述可見光漫射層之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元，其中所述第一窗用玻璃基板的所述第一主表面朝向所述第二窗用玻璃基板的所述第一主表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元，其中所述窗用玻璃單元被布置成使得進入的陽光在觸及所述光偏轉(zhuǎn)層之前觸及所述可見光漫射層。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元，其中所述窗用玻璃單元被布置成使得進入的陽光在觸及所述可見光漫射層之前觸及所述光偏轉(zhuǎn)層。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元，其中所述第一窗用玻璃基板的所述第一主表面背向所述第二窗用玻璃基板的所述第一主表面。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的陽光偏轉(zhuǎn)窗用玻璃單元，其中所述多個棱柱結(jié)構(gòu)包括多個不對稱棱柱 。
【文檔編號】G02B5/04GK103460082SQ201280015581
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月30日
【發(fā)明者】R·帕迪亞斯, 郝冰, C·A·瑪?shù)倮? 申請人:3M創(chuàng)新有限公司