[发明专利]光重定向膜构造及其制造方法

说明书

背景技术

可采用多种方法来减少建筑物中的能源消耗。在这些方法中，利用日 光来提供建筑物内部的照明是更有效的方法。一种用于在建筑物(诸如办 公室、住宅等)的内部供应光的技术是将入射的日光重定向。因为日光以 朝下的角度进入窗户，所以许多日光并不能用于照亮房间。然而，如果可 使朝下入射的光线朝上重定向，使得光线照到天花板，那么就可将光更有 效地用于照亮房间。

日光重定向膜(DRF)通过使入射的日光朝上重定向到天花板上来提供自 然照明。这可通过减少对人造光的需要而节省大量能源。光重定向膜可由 将入射的日光反射到天花板上的线性光学微结构组成。DRF通常安装在窗 户距地7英寸(2.1米)及以上的上部天窗部分上。图1示出了一种典型构 造。

通常落在地板上的日光可用于通过使用涉及日光重定向膜的合适构造 来提供自然照明。图2A至图2B示出了通过使用DRF可从地板重定向到天 花板的光的量的一个示例。由于存在光重定向膜201，图2A中地板上的亮 斑朝向图2B中的天花板和后壁重定向。

建筑物(住宅和商用)占所消耗的所有能源的约40％，并且照明占该 能源的约30％。用自然光替代即使一部分人工照明也可节省大量能源。北 美照明工程学会(IES)制定出了全面的日光照度指标，称为空间日光自治或 sDA，该指标表征了采光系统的功效。在美国的几个国防部网站上进行的 广泛研究表明，安装3M日光重定向膜(DRF)可增大sDA值。日光照明除了 节省能源之外，还具有提高工人生产力、增加测试得分以及改善情绪和能 源这些无形益处。

在使用自然日光照明某个区域时，经常遇到的一个问题是如何使光充 分且均匀地扩散。在例如建筑物内部的某个区域被照明的情况下，通常该 区域的一些部分的照明程度没有其他部分好，还有一些位置由于存在来自 光源的眩光而对该建筑物的用户造成困扰。解决这一问题的一种解决方案 是使用漫射器。

一般来讲，微结构化光重定向膜在某些情况下可能比较脆弱，因为微 结构化特征可能遭受机械损坏和/或化学损坏(例如，窗户清洁器)。当试 图保护DRF中的微结构化元件时，存在一个挑战，即添加覆盖层或保护层 的层合过程可能导致那些微结构化元件受损。当试图将任何其他类型的功 能层或功能膜(诸如漫射器)层合到微结构化元件的侧面上的DRF时，也 存在相同的挑战。另外，紧邻DRF的附加层的存在也可改变其光学性质并 显著降低或抵消其光重定向性质。

发明内容

在本说明书的一些方面，提供了一种制品，该制品包括：光重定向 层，该光重定向层包括第一主表面和第二主表面；一个或多个阻挡元件； 以及粘合剂层。光重定向层在其第一主表面上包括限定光重定向区域的一 个或多个微结构化棱柱元件。一个或多个阻挡元件的总表面积大于光重定 向区域的60％。粘合剂层包括第一主表面和第二主表面，其中粘合剂层的 第一主表面具有第一区和第二区，粘合剂层的第一表面的第一区与一个或 多个阻挡元件接触，并且粘合剂层的第一表面的第二区与一个或多个微结 构化棱柱元件接触。该制品允许透射可见光并且该一个或多个阻挡元件中 的至少一个或者与粘合剂层相邻设置的任选漫射器具有20％至85％的光学 雾度和不超过50％的光学清晰度。

在本说明书的一些方面，提供了一种包括制品的膜。该制品包括：光 重定向层，该光重定向层包括第一主表面和第二主表面；一个或多个阻挡 元件；以及粘合剂层。光重定向层在其第一主表面上包括限定光重定向区 域的一个或多个微结构化棱柱元件。一个或多个阻挡元件的总表面积大于 光重定向区域的90％。粘合剂层具有第一主表面和第二主表面，其中粘合 剂层的第一主表面具有第一区和第二区，粘合剂层的第一表面的第一区与 一个或多个阻挡元件接触，并且粘合剂层的第一表面的第二区与一个或多 个微结构化棱柱元件接触。

该制品还包括第一基材，该第一基材与粘合剂层的第二主表面相邻。 该第一基材包括漫射器，该漫射器具有20％至85％的光学雾度和不超过 50％的光学清晰度。该制品还包括窗膜粘合剂层，该窗膜粘合剂层与光重 定向层的第二表面相邻。

该制品允许透射可见光并且该膜任选地还包括紧邻窗膜粘合剂层的衬 片。