具有光学隔离件的发光玻璃单元的制作方法
【专利说明】具有光学隔离件的发光玻璃单元
[0001] 本发明涉及照明领域，并且更具体地涉及具有布置在所述玻璃单元的边面上的二 极管的发光玻璃单兀。
[0002] 已知采用诸如LED阵列的光源经由边面点亮玻璃板形成发光玻璃单元。由此注入 的光凭借与周围材料的折射指数的对比在该玻璃板内通过全内反射引导。然后在散射装置 的帮助下提取此光。
[0003] 文献WO 2008/059171在关联图5时提出了侧光式发光面板，其包括平面引导物， 其为例如2_厚的透明玻璃面板，其边面被耦合到光源一LED阵列(任选地在所述边面的凹 槽中），并在第一主面11上包括： -不连续的多孔层，其具有为300nm量级的厚度和等于I. 1的指数n2,其是多孔二氧化 硅溶胶-凝胶层， -在所述多孔二氧化硅层上并完全覆盖所述第一面的散射层。
[0004] 当光源未点亮时，所述面板具有均匀且散射的白色外观，并用作例如隔板 (partition)以保护调光(私密性效果)。当光源点亮时，不含多孔二氧化硅层的区域，例如 装饰带和/或形成的标志元件、标识、商标等的那些通过对比被察觉到。
[0005] 在一个变型中，例如用于墙面贴砖，所述低指数的多孔二氧化硅层是连续的，所述 散射层是不透明的，例如漆，所述平面引导物是6_厚的玻璃砖并将散射光栅添加至所述 砖的外面。
[0006] 此多孔层由于其密度低而具有基本低于所述玻璃板的光学折射指数的光学折射 指数，这使得其能够在光学上将所述玻璃板与所述漆隔离。
[0007] 文献WO 2008/059170自身提出了使用多孔低指数层作为二极管点亮层压玻璃单 元中的光学隔离件。此层在光学上将所述第一玻璃基板与所述着色的第二玻璃基板隔离。 因此，图11提出了具有作为多孔层的多孔二氧化硅溶胶-凝胶层的机动车辆发光顶棚。
[0008] 文献WO 2007/077099最后在其图3中提出了具有以下顺序的发光顶棚：导向玻璃 板/透明的光学粘合剂/PVB/功能层/PVB/玻璃板。具有1. 4740量级的折射指数的基于 丙烯酸的光学粘合剂在具有1. 52的折射指数的超透明导向玻璃板上。此光学粘合剂确定 有低于所述玻璃的指数但折射指数之差为约〇. 046,这仍然太低。此外，在所述导向玻璃板 的边面处的光学耦合器对于大于临界角度的入射角度而言是必需的。
【发明内容】
[0009] 本发明提出了一种发光玻璃单元，其比从现有技术中的那些更加稳固而不会不利 地影响其光提取效率性能或使它的设计复杂化。尤其是，需要其控制在一个或多个明确定 义的例如被均匀分布在所述玻璃板的表面的那些点处的光提取甚至更好。
[0010] 为了这个目的，本发明提出了一种发光装配玻璃单元，其包括： -第一(透明、清澈、超清澈）的玻璃基板，其由具有在550nm (在整个可见光谱中则更 好)小于1. 6、甚至小于1. 55、优选从1. 5到1. 53的折射指数nl的无机玻璃制成，具有第一 主面和第二主面和边面，以及与所述第一主面光学接触的： -着色的(和/)或散射(和/)或反射(镜，双向镜）的附加(装饰性和/或功能性)元件； -插入所述第一玻璃基板和所述附加元件之间的光学隔离件，所述光学隔离件具有在 550nm小于nl的折射指数， -在载体上的(可见）光源，优选(对齐）的发光二极管阵列，所述载体例如称为PCB载 体的印刷电路板，或优选经由所述边面(称为耦合边面）光学耦合到所述第一玻璃基板的提 取光纤，或作为变型光学耦合到所述主面之一(特别是具有用于二极管的壳体)，所述第一 玻璃基板(称为导向玻璃板）引导由所述光源发射出的光， -优选地，与所述导向玻璃板相关联的光提取装置(用于提取从所述引导中得到的光） (任选单独出售的或以套盒（kit)的形式的发光玻璃单元中的和/或由用户添加的)，特别是 在所述第一主面侧上(在第一层压夹层上或在其下方则更好）和/或在所述第二主面侧上 (甚至优选在所述第二主面上）和/或在所述导向玻璃板的本体中的散射装置，任选形成光 集中器。
[0011] 并且根据本发明的光学隔离件包括基于以下的含氟聚合物的膜（由基于以下的含 氟聚合物的膜组成则更好)，所述膜由以下的含氟聚合物制成则更好： -具有在550nm (在整个可见光谱中则更好）的折射指数n2使得nl-n2是至少0. 08， -具有至少600nm的厚度e2,微米级的和甚至为至少IOMm则更好， -通过第一层压夹层与所述第一主面光学接触，所述第一层压夹层基于(透明、清澈、 超清澈）热塑性材料，特别是具有至多I. 3mm或甚至亚毫米尺寸的厚度，具有在550nm的折 射指数n3,使得n3-nl (作为绝对值）小于0.05 (在整个可见光谱中则更好）且甚至小于 0. 03，n3任选地小于nl。
[0012] 这种低指数含氟聚合物膜能够实现简单的安装，针对任何尺寸(包括大表面积在 内）的设计灵活性(通过膜的简单切割)，并且最重要的是比具有随着时间的推移损失其孔 隙率的趋势的低指数多孔层更好的耐久性。
[0013] 所述层压夹层由于其透明性和其对所述导向玻璃板的均匀粘合，而提供了对于令 人满意的光学接触必需的膜的机械强度。
[0014] 在最终产品中，优选区分所述低指数含氟聚合物膜(经由所述第一夹层组装）和含 氟聚合物层或通过湿处理沉积的沉积物。含氟聚合物层需要使用特殊的溶剂并使其变粘合 可能很有问题的。
[0015] 对于所述层压而言，可以使用传统的热循环，并且甚至更优选用于采用塑料膜（聚 对苯二甲酸乙二醇酯（PET)等）的层压玻璃单元的热循环。
[0016] 此外，nl-n2可以至少大于0. 1，甚至大于0. 15,还更优选大于或等于0.2。优选 地，n2可小于或等于1. 45或甚至小于或等于1. 4。
[0017] 所述低指数膜使其能够引导比其不存在时稍微更发散的光。所述折射指数n2可 以容易地为约1. 4,或甚至约1. 34。
[0018] 通过说明的方式，在nl-n2等于0. 1时，相对于所述膜的输入面(在空气中)获得为 ±35°的接收角，这(在Lambertian二极管下）相当于约50%的额外引导的光，相对于对于 nl-n2等于0. 046而言的±22°的接收角。
[0019] 所述光学隔离件优选地由所述低指数膜组成。
[0020] 在不存在光学隔离件下，当着色的附加元件特别是对于(参考）4_或甚至2_的 厚度具有小于85%的IY时，光学损失是特别显著的。以常规方式根据EMlO标准采用D65 发光体和分光光度计测量?Υ。
[0021] 即使反射元件，特别是镜面元件，特别是镀银镜或双向镜，可有利地被光学隔离用 于更好的引导。形成双向镜的层的实例描述在专利WO 2012/035258中。
[0022] 优选地，所述导向玻璃板和第一层压夹层组装件具有大于85%和甚至至少90%的 ?Υ，特别是对于4mm或甚至2mm的玻璃厚度。
[0023] 为简单起见，所述低指数膜延伸超过全部的第一层压夹层，所述第一层压夹层自 身延伸超过基本全部的导向玻璃板，但它可以从所述导向玻璃板的耦合边面后缩。
[0024] 所述含氟聚合物膜可以基于或者甚至由下列材料之一制成： -全氟烷氧基（PFA)，特别是具有约1. 3的n2的全氟烷氧基； -聚偏二氟乙烯（PVDF)，特别是具有约1. 4的n2的聚偏二氟乙烯； -乙烯三氟氯乙烯（ECTFE); -乙烯四氟乙烯（ETFE)，更确切地为聚（乙烯-共-四氟乙烯)，特别是具有约1.4的n2 的乙烯四氟乙烯； -氟化乙烯丙烯（FEP)，特别是具有约1. 3的n2的氟化乙烯丙烯；和 -聚四氟乙烯（PTFE)，特别是具有约1.3的n2的聚四氟乙烯，但其是最难以被层压的。
[0025] ETFE是优选的，因为它最容易被层压到热塑性第一层压夹层。FEP可因其低折射 指数或低雾度（haze)而是优选的，因为它提供了可接受的层压性能。
[0026] 所述（ETFE，FEP)膜的雾度，例如至多2°。可以提及的为来自Saint Gobain Performance Plastics的称为Norton ETFE的具有L 5%至2%的雾度以及等于L 4的折射 指数的产品，或来自 Saint Gobain Performance Plastics 的称为Norton FEP 的具有 L 5% 至2%的雾度以及等于I. 34的折射指数的产品。
[0027] 使用雾度计、优选根据ASTM D 1003标准测量雾度。
[0028] 聚硅氧烷是其他低指数材料，但它们的机械性能不能令人满意。
[0029] 作为第一层压夹层，可以选择特别是由乙烯/乙酸乙烯酯（EVA)制成的或由聚氨 酯（PU)制成的或由聚乙烯醇缩丁醛（PVB)制成的热塑性材料的片材。这样的片材优选由为 可热固化的多组分或单组分树脂(环氧，PU)或为可UV固化的多组分或单组分树脂(环氧树 月旨，丙烯酸树脂）制成，用于所述低指数膜的应用。
[0030] 所述第一层压夹层优选具有亚毫米尺寸，其厚度不影响所述低指数膜的层压质 量。对于每个EVA或PVB而言，为了降低雾度，小于0. 5mm的厚度，特别是约0. 4mm(-个片 材）是优选的。所述第一层压夹层的雾度是例如至多2°，甚至至多1.5°。可以提及的为 来自Bridgestone的EVASafe039。可以提到的为由Solutia出售的具有小于1. 5%的雾度 的PVB RB41制成。
[0031] 所述发光玻璃单元可以包括（中心或周缘）透明区，无需提取或附加元件，所述发 光玻璃单元在所述透明区中，所述发光玻璃单元的雾度优选为至多2. 5°。优选在所述透明 区中的?Υ为至少85%，甚至至少88%。
[0032] 所述第一层压夹层可以是清澈的、超清澈的，或甚至中性色。
[0033] 有利的是，特别是对于建筑物应用而言，所述第一层压夹层包括与所述低指数膜 接触的EVA，因为本申请人在此情况下观察到所述低指数膜与EVA的更好的粘合。
[0034] 为了更好的引导，e2为至少600nm。含氟聚合物膜在超过50 μ m时容易获得。
[0035] 为更好地组装到所述导向玻璃板，所述低指数膜可以具有面向所述内面并与所述 第一层压夹层接触的第一主表面和面向所述第二主面(称为外面）的第二主表面，通过粘合 促进表面处理、优选电晕处理对所述第一主表面进行处理。
[0036] 为了与所述功能性或装饰性附加元件或任何其他插入的元件更好的粘合，还优选 通过粘合促进表面处理、优选电晕处理对所述第二主表面进行处理。
[0037] 在第一有利的实施方案中： -与所述第二主表面粘合性接触的第二聚合物层压夹层，优选通过粘合促进、特别是 通过电晕处理对所述第二主表面进行处理，第二主表面是任选本