光轉向膜的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種光轉向膜。該光轉向膜包括透光基材層以及設置于透光基材層上的棱鏡層，棱鏡層的遠離透光基材層的一側表面具有棱鏡結構，光轉向膜還包括：填充層，設置于棱鏡層的遠離透光基材層的一側表面，填充層的折射率小于棱鏡層的折射率，且棱鏡層與填充層的折射率差值≥0.05。依據snell定律，通過該光轉向膜并從填充層的外表面出射的光線，其在填充層表面與空氣間的界面折射角度能夠≥1°，從而使射入室內的入射光在通過光轉向膜時能夠被大角度的偏折，入射光朝上折射到室內的頂面和/或朝下折射到室內的底面，再通過頂面和底面折射到室內中，從而將整個室內照亮，進而有效地提高了通過轉向膜的入射光的利用率。
【專利說明】
光轉向膜
技術領域
[0001] 本發明設及光學技術領域，具體而言，設及一種光轉向膜。
【背景技術】
[0002] 現有技術中通常在建筑物內部如玻璃上設置各種功能層來減少建筑物中的能量 消耗，從而有效地利用陽光W在建筑物內部提供照明。一種用于在如辦公室等建筑物的內 部供應光的技術是通過設置轉向膜W對進來的陽光進行偏轉。然而，由于陽光W朝下的角 度進入窗，所W許多運種光并非可用于照明房間，從而導致通過光轉向膜的光線利用率較 差D
[0003] 現有的光轉向膜中的棱鏡結構直接面向空氣，其折射率差最大，偏折角度最大，但 是運會造成窗子玻璃看起來霧化，運是因為透過窗子直接入射到人眼的光線變少。
[0004] 并且，設置時是將轉向膜的基材一面貼在窗子玻璃上，從而轉向膜的棱鏡結構直 接暴露在空氣中，從而容易造成污染。
【發明內容】
[0005] 本發明的主要目的在于提供一種光轉向膜，W解決現有技術中通過光轉向膜的光 線的利用率差的問題。
[0006] 為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種光轉向膜，包括透光基材 層W及設置于透光基材層上的棱鏡層，棱鏡層的遠離透光基材層的一側表面具有棱鏡結 構，光轉向膜還包括:填充層，設置于棱鏡層的遠離透光基材層的一側表面，填充層的折射 率小于棱鏡層的折射率，且棱鏡層與填充層的折射率差值>0.05。
[0007] 進一步地，填充層與棱鏡層的折射率差值在0.3~0.5之間。
[000引進一步地，填充層的靠近棱鏡層的一側表面具有填充部，填充部與棱鏡結構相適 配。
[0009] 進一步地，形成填充層的材料包括UV固化樹脂。
[0010] 進一步地，光轉向膜還包括設置于填充層的遠離棱鏡層一側的膠粘層，膠粘層的 折射率小于填充層的折射率。
[0011] 進一步地，形成膠粘層的材料為壓敏膠，優選為UV固化壓敏膠。
[0012] 進一步地，形成透光基材層的材料包括聚對苯二甲酸乙二醋和/或聚甲基丙締酸 甲醋。
[001引進一步地，形成棱鏡層的材料包括UV固化樹脂，優選UV固化樹脂選自環氧丙締酸 樹脂、氨基丙締酸樹脂、聚乙締樹脂、聚氨醋丙締酸樹脂、聚醋丙締酸樹脂中的任一種或多 種。
[0014] 進一步地，光轉向膜還包括設置于透光基材層的遠離棱鏡層一側的硬化涂層。
[0015] 進一步地，光轉向膜還包括設置于透光基材層的遠離棱鏡層一側的防指紋涂層。
[0016] 應用本發明的技術方案，提供了一種包括透光基材層W及設置于透光基材層上的 棱鏡層的光轉向膜，且棱鏡層的遠離透光基材層的一側表面具有棱鏡結構，由于該光轉向 膜還包括設置于棱鏡層的遠離透光基材層一側表面的填充層，且填充層與棱鏡層的折射率 差>0.05,從而依據snell定律，通過光轉向膜并從填充層的外表面出射的光線，其在填充 層表面與空氣間的界面折射角度能夠>1%從而使射入室內的入射光在通過光轉向膜時能 夠被大角度的偏折，入射光朝上折射到室內的頂面和/或朝下折射到室內的底面，再通過頂 面和底面折射到室內中，從而將整個室內照亮，進而有效地提高了通過轉向膜的入射光的 利用率;并且，由于上述填充層設置于棱鏡層的表面，從而對棱鏡層的棱鏡結構起到很好的 保護作用，避免了棱鏡結構直接暴露在空氣中而造成的污染。
[0017] 除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本發明還有其它的目的、特征和優點。 下面將參照圖，對本發明作進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0018] 構成本發明的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示 意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
[0019]圖1示出了本發明實施方式所提供的一種光轉向膜的剖面示意圖；
[0020] 圖2示出了本發明實施方式所提供的一種包括膠粘層的光轉向膜的剖面示意圖；
[0021] 圖3示出了本發明實施方式所提供的一種包括硬化涂層的光轉向膜的剖面示意 圖；
[0022] 圖4示出了本發明實施方式所提供的一種包括防指紋涂層的光轉向膜的剖面示意 圖；
[0023] 圖5示出了光源中的光線經過光轉向膜進行偏折的結果示意圖；
[0024] 圖6示出了經過本發明對比例1中光轉向膜的光線的角度分布示意圖；W及
[0025] 圖7示出了經過本發明實施例4中光轉向膜的光線的角度分布示意圖。
[00%]其中，上述附圖包括W下附圖標記：
[0027] 1、光轉向膜;2、光源；10、透光基材層;20、棱鏡層;30、填充層;40、膠粘層;50、硬化 涂層;60、防指紋涂層。
【具體實施方式】
[0028] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可W相 互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。
[0029] 為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的 附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是 本發明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人 員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護的范 圍。
[0030] 需要說明的是，本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語"第一"、"第 二"等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解運樣使用 的數據在適當情況下可W互換，W便運里描述的本發明的實施例。此外，術語"包括"和"具 有"W及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的 過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清 楚地列出的或對于運些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。
[0031] 由【背景技術】可知，現有技術中用于在如辦公室等建筑物的內部供應光的技術是通 過設置轉向膜W對進來的陽光進行偏轉，然而，由于陽光W朝下的角度進入窗，所W許多運 種光并非可用于照明房間，從而導致通過光轉向膜的光線利用率較差。本發明的發明人針 對上述問題進行研究，提供了一種光轉向膜，如圖1至4所示，包括透光基材層IOW及設置于 透光基材層10上的棱鏡層20,棱鏡層20的遠離透光基材層10的一側表面具有棱鏡結構，其 特征在于，光轉向膜還包括:填充層30,設置于棱鏡層20的遠離透光基材層10的一側表面， 填充層30的折射率小于棱鏡層20的折射率，且棱鏡層20與填充層30的折射率差值>0.05。
[0032] 該光轉向膜中由于還包括設置于棱鏡層的遠離透光基材層一側表面的填充層，且 填充層與棱鏡層的折射率差>0.05,從而依據snell定律，通過光轉向膜并從填充層的外表 面出射的光線，其在填充層表面與空氣間的界面折射角度能夠>1%從而使射入室內的入 射光在通過光轉向膜時能夠被大角度的偏折，入射光朝上折射到室內的頂面和/或朝下折 射到室內的底面，再通過頂面和底面折射到室內中，從而將整個室內照亮，進而有效地提高 了通過轉向膜的入射光的利用率;并且，由于上述填充層設置于棱鏡層的表面，從而對棱鏡 層的棱鏡結構起到很好的保護作用，避免了棱鏡結構直接暴露在空氣中而造成的污染。
[0033] 在本發明上述光轉向膜中，為了使基材層10具有較大的強度和較高的柔初性，優 選地，形成基材層的材料為聚對苯二甲酸乙二醋和/或聚甲基丙締酸甲醋。但并不局限于上 述優選的材料，本領域技術人員可W根據實際需求對填充層30的材料進行選取。
[0034] 在本發明上述光轉向膜中，優選地，填充層30與棱鏡層20的折射率差值在0.3~ 0.5之間。當填充層30與棱鏡層20的折射率差值的絕對值大于0.5時，會導致透過填充層30 的出射光的偏折角度太大，從而使向上偏轉的光線過多，將上述光轉向膜設置于玻璃上后， 會導致透過窗戶直接入射到人眼的光線變少，從而使玻璃產生霧化現象，人眼無法看清玻 璃之后的景象;并且，當填充層30與棱鏡層20的折射率差值的絕對值大于0.3時，依據snel 1 定律，通過光轉向膜并從填充層的外表面出射的光線，其在填充層表面與空氣間的界面折 射角度能夠>5%因此，通過將填充層30與棱鏡層20的折射率差限定在上述優選的參數范 圍內，不僅能夠使來自填充層30的出射光具有較大但合理的偏折角度，從而進一步提高了 通過光轉向膜的入射光的利用率，還能夠有效地避免光轉向膜設置于玻璃上而產生的霧化 現象，從而使設置有光轉向膜的玻璃具有較高的人眼可視度。
[0035] 在本發明上述光轉向膜中，為了提高入射光的透過率和匯聚效果，優選地，形成棱 鏡層20的材料為UV固化樹脂，優選UV固化樹脂選自環氧丙締酸樹脂、氨基丙締酸樹脂、聚乙 締樹脂、聚氨醋丙締酸樹脂、聚醋丙締酸樹脂中的任一種或多種。并且，為了保證棱鏡層20 與填充層30的折射率差，形成填充層30的材料可W為UV固化樹脂，本領域技術人員可W根 據形成棱鏡層20的材料的折射率對UV固化樹脂的種類進行選取。
[0036] 在本發明上述光轉向膜中，優選地，填充層30的靠近棱鏡層20的一側表面具有填 充部，填充部與棱鏡結構相適配。通過將填充層30的填充部與棱鏡層20的棱鏡結構相適配， W將填充層30的具有填充部的一側表面填平，從而避免了填充部與棱鏡結構之間空氣間隙 的產生，降低了空氣間隙對透過棱鏡結構的出射光的偏折角度的影響，有效地保證了射入 室內的入射光在通過光轉向膜時能夠被大角度的偏折，進而進一步地提高了通過轉向膜的 入射光的利用率。
[0037] 在本發明上述光轉向膜中，優選地，光轉向膜還包括設置于填充層30的遠離棱鏡 層20-側的膠粘層40,膠粘層40的折射率小于填充層30的折射率，其結構如圖2所示。為了 提高膠粘層40的粘附性，優選地，形成膠粘層40的材料為壓敏膠，更優選為UV固化壓敏膠。 可W通過上述膠粘層將光轉向膜粘附于玻璃上，從而使光轉向膜的透光基材層10暴露于空 氣中，通過基材層10對棱鏡層20的棱鏡結構進行保護，進而避免了棱鏡結構直接暴露在空 氣中而造成的污染;并且，通過使膠粘層40的折射率小于填充層30的折射率，能夠使棱鏡層 20、填充層30和膠粘層40形成折射率逐漸遞減的膜系，從而使來自填充層30的出射光在透 過填充層30時能夠保持其偏折角度不變或進一步增大，避免了膠粘層40對來自出光轉向膜 的出射光偏折角度的影響。
[0038] 在本發明上述光轉向膜中，優選地，光轉向膜還包括設置于透光基材層10的遠離 棱鏡層20-側的硬化涂層50,其結構如圖3所示。上述硬化涂層50用于提高光轉向膜的表面 硬度，從而提高光轉向膜的抗刮傷能力，形成上述硬化涂層50的材料可W為抗眩AG硬化樹 月旨。光轉向膜還可W包括設置于透光基材層10的遠離棱鏡層20-側的防指紋涂層60,其結 構如圖4所示。上述防指紋涂層60用于提高光轉向膜的抗指紋刮傷能力，形成該防指紋涂層 60的材料可W選自抗指紋A岡g化樹脂。
[0039] 根據本申請的另一個方面，提供了一種制備上述光轉向膜的膜制備方法，制備方 法包括:在透光基材層上涂覆第一 UV固化樹脂，提供具有與棱鏡結構互補的壓膜結構的模 具，利用該模具對第一 UV固化樹脂進行壓膜，并利用紫外光照射第一 UV固化樹脂，將形成有 棱鏡結構的第一UV固化樹脂固化，W形成具有棱鏡結構的棱鏡層;然后，利用模具漉輪在棱 鏡結構表面涂覆折射率低于棱鏡結構的第二UV固化樹脂，并利用紫外光照射第二UV固化樹 月旨，使第二UV固化樹脂固化，W形成填充層。
[0040] 上述制備方法中由于在棱鏡層的遠離透光基材層一側表面形成有填充層，且填充 層與棱鏡層的折射率差>0.05,從而依據snell定律，通過光轉向膜并從填充層的外表面出 射的光線，其在填充層表面與空氣間的界面折射角度能夠>1%從而使射入室內的入射光 在通過光轉向膜時能夠被大角度的偏折，入射光朝上折射到室內的頂面和/或朝下折射到 室內的底面，再通過頂面和底面折射到室內中，從而將整個室內照亮，進而有效地提高了通 過轉向膜的入射光的利用率;并且，由于上述填充層設置于棱鏡層的表面，從而對棱鏡層的 棱鏡結構起到很好的保護作用，避免了棱鏡結構直接暴露在空氣中而造成的污染。
[0041] 優選地，上述制備方法還可W包括在填充層的遠離棱鏡層的一側表面貼附粘附 層，膠粘層的折射率小于填充層的折射率的步驟。并且，優選地，上述制備方法還可W包括 在基材層的遠離棱鏡層的一側表面用鏡面或霧面模具涂布第=UV固化樹脂，并利用紫外光 照射W形成硬化涂層或防指紋涂層的步驟。
[0042] 下面將結合實施例和對比例進一步說明本申請提供的光轉向膜。
[0043] 實施例1
[0044] 本實施例提供的光轉向膜包括依次層疊的透光基材層、棱鏡層和填充層，棱鏡層 的遠離透光基材層的一側表面具有棱鏡結構，填充層的折射率小于棱鏡層的折射率，且棱 鏡層與填充層的折射率差值為0.05。
[0045] 其中，形成透光基材層的材料為聚對苯二甲酸乙二醋，形成棱鏡層的材料為折射 率1.55的UV固化樹脂，形成填充層的材料為折射率1.5的UV固化樹脂。
[0046] 實施例2
[0047] 本實施例提供的光轉向膜包括依次層疊的透光基材層、棱鏡層、填充層和膠粘層， 棱鏡層的遠離透光基材層的一側表面具有棱鏡結構，填充層的折射率小于棱鏡層的折射 率，且棱鏡層與填充層的折射率差值為0.05。
[004引其中，形成透光基材層的材料為聚對苯二甲酸乙二醋，形成棱鏡層的材料為折射 率1.55的UV固化樹脂，形成填充層的材料為折射率1.5的UV固化樹脂，形成膠粘層的材料為 折射率1.5的UV固化壓敏膠(型號為PSA0322,廠家為康得新）。
[0049] 實施例3
[0050] 本實施例提供的光轉向膜包括依次層疊的透光基材層、棱鏡層、填充層和膠粘層， 棱鏡層的遠離透光基材層的一側表面具有棱鏡結構，填充層的折射率小于棱鏡層的折射 率，且棱鏡層與填充層的折射率差值為0.3。
[0051] 其中，形成透光基材層的材料為聚對苯二甲酸乙二醋，形成棱鏡層的材料為折射 率1.8的UV固化樹脂，形成填充層的材料為折射率1.5的UV固化樹脂，形成膠粘層的材料為 折射率1.5的UV固化壓敏膠(型號為PSA0322,廠家為康得新）。
[0化2] 實施例4
[0053] 本實施例提供的光轉向膜包括依次層疊的硬化涂層、透光基材層、棱鏡層、填充層 和膠粘層，棱鏡層的遠離透光基材層的一側表面具有棱鏡結構，填充層的折射率小于棱鏡 層的折射率，且棱鏡層與填充層的折射率差值為0.5。
[0054] 其中，形成硬化涂層的材料為折射率1.5的抗眩AG硬化樹脂，形成透光基材層的材 料為聚對苯二甲酸乙二醋，形成棱鏡層的材料為折射率2.0的UV固化樹脂，形成填充層的材 料為折射率1.5的UV固化樹脂，形成膠粘層的材料為折射率1.5的UV固化壓敏膠（型號為 PSA0322,廠家為康得新）。
[0化5] 實施例5
[0056] 本實施例提供的光轉向膜包括依次層疊的防指紋涂層、透光基材層、棱鏡層、填充 層和膠粘層，棱鏡層的遠離透光基材層的一側表面具有棱鏡結構，填充層的折射率小于棱 鏡層的折射率，且棱鏡層與填充層的折射率差值為0.4。
[0057] 其中，形成防指紋涂層的材料為折射率1.5的抗指紋A岡g化樹脂，形成透光基材層 的材料為聚對苯二甲酸乙二醋，形成棱鏡層的材料為折射率1.9的UV固化樹脂，形成填充層 的材料為折射率1.5的UV固化樹脂，形成膠粘層的材料為折射率1.5的UV固化壓敏膠(型號 為PSA0322，廠家為康得新）。
[0化引對比例1
[0059] 本實施例提供的光轉向膜包括依次層疊的透光基材層和棱鏡層，棱鏡層的遠離透 光基材層的一側表面具有棱鏡結構。
[0060] 其中，形成透光基材層的材料為聚對苯二甲酸乙二醋，形成棱鏡層的材料為折射 率1.5的UV固化樹脂。
[0061] 對上述實施例1至5和對比例1中的光轉向膜進行光學模擬:首先，建立光學模型， 并在光轉向膜1后面設置光源2,光源2為近似90°的朗伯分布，如圖5所示;然后，在光轉向膜 前設置半球型接收面，光源發出的光線經過實施例1至5和對比例1中的光轉向膜后，光線進 行重新分配，原來集中于中央的光能會分配到大視角處，利用半球型接收面測量光線的發 散角度，測試結果如下表所示。
[0062]
[0063] 從上述測試結果可W看出，經過對比例1中光轉向膜的光線其半視角僅為±45% 半球型接收面測量到的光線擴展角度為〇°，如圖6所示，圖中縱坐標的單位為nits;經過實 施例1至5中光轉向膜的光線其半視角增大，最大可W達到±72%與對比例1相比，擴展了± 27°，如圖7所示，圖中縱坐標的單位為nits。可見，本發明實施例1至5中的光轉向膜能夠有 效地提高入射光的利用率。
[0064] 從W上的描述中，可W看出，本發明上述的實施例實現了如下技術效果：
[0065] 1、射入室內的入射光在通過光轉向膜時能夠被大角度的偏折，入射光朝上折射到 室內的頂面和/或朝下折射到室內的底面，再通過頂面和底面折射到室內中，從而將整個室 內照亮，進而有效地提高了通過轉向膜的入射光的利用率；
[0066] 2、由于上述填充層設置于棱鏡層的表面，從而對棱鏡層的棱鏡結構起到很好的保 護作用，避免了棱鏡結構直接暴露在空氣中而造成的污染；
[0067] 3、通過將填充層與棱鏡層的折射率差限定在0.3~0.5之間，不僅能夠使來自填充 層的出射光具有較大但合理的偏折角度，從而進一步提高了通過光轉向膜的入射光的利用 率，還能夠有效地避免光轉向膜設置于玻璃上而產生的霧化現象，從而使設置有光轉向膜 的玻璃具有較高的人眼可視度；
[0068] 4、通過基材層對棱鏡層的棱鏡結構進行保護，進而避免了棱鏡結構直接暴露在空 氣中而造成的污染。
[0069] W上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技 術人員來說，本發明可W有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種光轉向膜，包括透光基材層（10)以及設置于所述透光基材層（10)上的棱鏡層 (20)，所述棱鏡層(20)的遠離所述透光基材層（10)的一側表面具有棱鏡結構，其特征在于， 所述光轉向膜還包括： 填充層(30)，設置于所述棱鏡層（20)的遠離所述透光基材層（10)的一側表面，所述填 充層(30)的折射率小于所述棱鏡層(20)的折射率，且所述棱鏡層(20)與所述填充層(30)的 折射率差值多0.05。2. 根據權利要求1所述的光轉向膜，其特征在于，所述填充層(30)與所述棱鏡層(20)的 折射率差值在〇. 3~0.5之間。3. 根據權利要求1所述的光轉向膜，其特征在于，所述填充層（30)的靠近所述棱鏡層 (20)的一側表面具有填充部，所述填充部與所述棱鏡結構相適配。4. 根據權利要求1所述的光轉向膜，其特征在于，形成所述填充層(30)的材料包括UV固 化樹脂。5. 根據權利要求1至4中任一項所述的光轉向膜，其特征在于，所述光轉向膜還包括設 置于所述填充層(30)的遠離所述棱鏡層(20)-側的膠粘層(40)，所述膠粘層(40)的折射率 小于所述填充層(30)的折射率。6. 根據權利要求5所述的光轉向膜，其特征在于，形成所述膠粘層（40)的材料為壓敏 膠，優選為UV固化壓敏膠。7. 根據權利要求1至4中任一項所述的光轉向膜，其特征在于，形成所述透光基材層 (10)的材料包括聚對苯二甲酸乙二酯和/或聚甲基丙烯酸甲酯。8. 根據權利要求1至4中任一項所述的光轉向膜，其特征在于，形成所述棱鏡層(20)的 材料包括UV固化樹脂，優選所述UV固化樹脂選自環氧丙烯酸樹脂、氨基丙烯酸樹脂、聚乙烯 樹脂、聚氨酯丙烯酸樹脂、聚酯丙烯酸樹脂中的任一種或多種。9. 根據權利要求1至4中任一項所述的光轉向膜，其特征在于，所述光轉向膜還包括設 置于所述透光基材層(1 〇)的遠離所述棱鏡層(20) -側的硬化涂層(50)。10. 根據權利要求1至4中任一項所述的光轉向膜，其特征在于，所述光轉向膜還包括設 置于所述透光基材層(10)的遠離所述棱鏡層(20)-側的防指紋涂層(60)。
【文檔編號】G02B5/04GK105988151SQ201610504482
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年6月30日
【發明人】王必昌, 陳祥沖, 楊文勛
【申請人】張家港康得新光電材料有限公司