多重定序的日光重新定向层的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一些日光重新定向窗用玻璃构造，所述日光重新定向窗用玻璃构造包括窗用玻璃基板和两个日光重新定向层，所述两个日光重新定向层存在于所述窗用玻璃基板的所述两个主表面上。其它的日光重新定向窗用玻璃构造包括两个窗用玻璃基板，每一个窗用玻璃基板具有在所述窗用玻璃基板的所述主表面中的一个上存在的光重新定向层。所述光重新定向层是形成多个棱镜结构的微结构化表面。所述微结构化表面中的至少一个是有序排列的多个非对称折射棱镜，并且所述两个日光重新定向层不相同或不为镜像。
【专利说明】多重定序的日光重新定向层
【技术领域】
[0001]本发明整体涉及光管理构造，具体地涉及光重新定向构造，尤其是日光重新定向层和窗用玻璃单兀。
【背景技术】
[0002]采用多种方法来减少建筑物中的能量消耗。在所述方法中，利用日光来提供建筑物内部的照明是正在考虑和采用的更有效的方法。一种用于在例如办公室等建筑物的内部供应光的技术是重新定向进来的日光。因为日光以朝下的角度进入窗，所以这种日光中的大部分并非可用于照亮房间。然而，如果可以将朝下进来的光线朝上重新定向，使得光线照到顶篷，那么就可以将这种光更有效地用于照亮房间。
[0003]已经开发出将日光重新定向以在房间内提供照明的多种制品。在美国专利N0.4, 989, 952 (Edmonds)中描述了一种光重新定向面板。这些面板是通过用激光切削工具在透明的固体材料薄片中形成一系列平行切口来制备的。采光膜的例子包括欧洲专利N0.EP0753121和美国专利N0.6，616，285 (均授予Milner)，这两个专利描述了包括带有多个腔体的光学透明体的光学部件。在美国专利N0.4，557，565 (Ruck等人)中描述了另一种采光膜，该专利描述了光重新定向面板或光重新定向板，所述光重新定向面板或光重新定向板由一个面上的多个平行等距间隔开的三角形肋形成。具有多个棱镜结构的膜的例子在以下文献中有所描述:美国专利公布N0.2008/0291541 (Padiyath等人)以及待审的美国专利申请 N0.61/287360 (Padiyath 等人,标题为“Light Redirecting Constructions (光重新定向构造)”，提交于2009年12月17日)和N0.61/287354(Padiyath等人，标题为“LightRedirecting Film Laminate (光重新定向膜层合物)”,提交于2009年12月17日)。结合光重新定向和光漫射二者的构造包括待审的美国专利申请系列号61/469147 (Padiyath等人，标题为 “Hybrid Light Redirecting And Light Diffusing Constructions (混合光重新定向和光漫射构造)”，提交于2011年3月30日)和加拿大专利公开N0.2，598，729(McIntyre 等人)。
【发明内容】
[0004]本文所公开的是日光重新定向窗用玻璃构造。在一些实施例中，所述日光重新定向窗用玻璃构造包括第一窗用玻璃基板、第一日光重新定向层和第二日光重新定向层，所述第一窗用玻璃基板具有第一主表面和第二主表面，所述第一日光重新定向层设置在所述第一窗用玻璃基板的所述第一主表面上，所述第二日光重新定向层设置在所述第一窗用玻璃基板的所述第二主表面上。第一日光重新定向层包括形成多个棱镜结构的微结构化表面。第二日光重新定向层包括形成多个棱镜结构的微结构化表面。第一微结构化表面或第二微结构化表面中的至少一个包括有序排列的多个非对称折射棱镜，使得第一日光重新定向层和第二日光重新定向层不相同或不为镜像。第一日光重新定向层和第二日光重新定向层可以具有未对准的不同的结构或者相同的结构。日光重新定向窗用玻璃构造还可以包括另外的窗用玻璃基板。
[0005]在一些实施例中，日光重新定向窗用玻璃构造包括第一窗用玻璃基板和第二窗用玻璃基板，所述第一窗用玻璃基板具有第一主表面和第二主表面，第一日光重新定向层设置在所述第一窗用玻璃基板所述第一主表面上或所述第二主表面上，所述第二窗用玻璃基板具有第一主表面和第二主表面，第二日光重新定向层被设置在所述第二窗用玻璃基板的第一主表面或第二主表面上。所述第一日光重新定向层包括形成多个棱镜结构的主表面。所述第二日光重新定向层包括形成多个棱镜结构的主表面。第一微结构化表面或第二微结构化表面中的至少一个包括有序排列的多个非对称折射棱镜，使得第一日光重新定向层和第二日光重新定向层不相同或不为镜像。第一日光重新定向层和第二日光重新定向层可以具有未对准的不同的结构或相同的结构。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]参照以下结合附图对本发明各种实施例的详细说明，可以更全面地理解本专利申请。
[0007]图1示出具有对准的微结构化图案的窗用玻璃基板的剖视图。
[0008]图2示出具有未对准的微结构化图案的窗用玻璃基板的剖视图。
[0009]图3示出本发明的光管理构造的剖视图。
[0010]图4示出本发明的光管理构造的剖视图。
[0011]图5示出对比的单膜光管理构造的剖视图。
[0012]图6A示出本发明的光管理构造的剖视图。
[0013]图6B示出对比的光管理构造的剖视图。
[0014]图7示出本发明的光管理构造的剖视图。
[0015]图8示出本发明的光管理构造的剖视图。
[0016]图9示出本发明的光管理构造的剖视图。
[0017]图1OA示出本发明的光管理构造的剖视图。
[0018]图1OB示出对比的光管理构造的剖视图。
[0019]在以下图示实施例的描述中，参照了附图，并通过举例说明的方式在这些附图中示出在其中可以实施本发明的多种实施例。应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用实施例并且可以进行结构上的改变。附图未必按比例绘制。附图中所使用的类似标号是指类似部件。然而，应当理解，使用标号来指代给定附图中的部件并非意图限制另一附图中使用相同标号标记的部件。
【具体实施方式】
[0020]窗和类似构造用来为建筑物中的房间、走廊等提供自然日光。然而，自然日光落到窗上的角度使得通常光不能透射到房间或走廊深处中。另外，由于进入的光在窗附近可能令人不悦地强，可能导致靠窗而坐的用户关闭百叶窗、遮光帘或者窗帘，因而消除这种潜在的房间照明源。因此，期望提供可以将日光从正常入射角度重新定向至朝向房间或走廊的顶篷方向的构造。
[0021]由于存在许多对其而言期望实现日光重新定向的窗，因而用重新定向光的窗来代替所有已存在的窗既不现实也不可能。因此，仍然需要可以附接到现有的基板例如窗上并且在可用方向上例如朝向房间的顶篷重新定向光、特别是日光，从而为房间提供照明的光管理构造，例如膜。
[0022]如上面在背景部分中讨论的，已开发出多种重新定向日光以提供房间照明的膜。在本发明中，提供了包括两个定序的日光重新定向层的光管理构造，所述两个定序的日光重新定向层可以是能够在所需方向重新定向光(尤其是日光)的膜，并且另外地与单膜构造相比能够在所需方向上重新定向更多的光。定序的日光重新定向膜构造包括至少一个窗用玻璃基板和至少两个日光重新定向层。日光重新定向层中的每一个包括含有多个多侧面折射棱镜的微结构化表面。日光重新定向层中的至少一个包括有序排列的多个非对称折射棱镜。这些层以微结构化表面彼此不相同或不为镜像这样的方式排序。
[0023]这些层将日光从朝下且对房间照明而言不是非常可用的正常入射方向重新定向至朝向房间顶篷的朝上方向，从而为房间提供更多照明。可以将这些层施用于基板(例如类似窗)，从而在无需改变或替换窗本身的情况下实现光重新定向。然而已经发现的是，对两个日光重新定向膜必须要小心谨慎。如果这两个日光重新定向层被布置为使得它们的微结构化图案彼此不相同或不为镜像，那么在所需方向上重新定向的光的量会增加。然而，如果这两个日光重新定向层的图案彼此相同或为镜像，那么与通过单个日光重新定向层重新定向的光的量相比，在所需方向上重新定向的光的量实际上可能减少。
[0024]有多种方法实现包括两个定序的日光重新定向层的日光重新定向构造，其中日光重新定向层中的每一个包括含有多个多侧面折射棱镜的微结构化表面，并且这些层中的至少一个(清晰起见，我们将它称之为“第一层”，但此名称并非意图描述任何方向性)具有有序排列的多个非对称折射棱镜的微结构化表面。在一些实施例中，第二层具有非有序排列的多侧面折射棱镜的微结构化表面。在其它实施例中，第二层具有有序排列的多个折射棱镜的微结构化表面，对称或非对称的折射棱柱，但是棱镜具有与日光重新定向构造的第一层上的非对称折射棱镜的形状不同的形状。在其它实施例中，日光重新定向层均包括具有相同形状的有序排列的多个非对称折射棱镜的微结构化表面，但是有序排列的周期可以不同或者有序排列的周期可以是未对准的。下面更详细地描述这些实施例中的每一个。
[0025]如本文所用的术语“光学膜”和“光学基板”是指至少光学透明的、可以是光学透明的并且还可以产生另外的光学效应的膜和基板。另外的光学效应的例子包括(例如)光漫射、光偏振或者某些波长光的反射。
[0026]在此所用的术语“光学透明的”是指膜或构造对于人类肉眼来说看起来是透明的。在此所用的术语“光学透明的”是指膜或制品在可见光光谱(约400纳米至约700纳米)的至少一部分中具有高的光透射率并显示出低雾度。光学透明的材料在400至700nm波长范围内往往具有至少约90%的光透射率和低于约2%的雾度。光透射系数和雾度均可使用例如ASTM-D1003-95方法测定。
[0027]在此所用的描述多个结构的术语“有序排列”是指结构的规则的重复图案或结构的图案。
[0028]在此使用术语“对准”和“未对准”来描述结构的有序排列。当平行的排列之间存在对应关系使得在对于一个排列来说结构开始的点处的结构之间的谷与在第二个排列上结构开始的位置处的结构之间的谷对应时，称两个平行有序排列的结构是对准的。通过图1示出这一点，其中有序排列的结构10的点A对应于有序排列的微结构20的点B。结构不需要具有相同或者甚至类似的形状，只要结构之间存在对应关系即可。当平行排列之间不存在对应关系使得在对于一个排列来说结构开始的点处的结构之间的谷与在第二个排列上结构开始的位置处的结构之间的谷不对应时，称两个平行有序排列的结构是未对准的。通过图2示出这一点，其中有序排列的结构30的点C与有序排列的微结构40的点D不对应。结构不需要具有相同或者甚至类似的形状，只要结构之间没有对应关系即可。
[0029]在此所用的术语“点”、“侦彳面”和“交叉”具有其典型的几何含义。
[0030]在此所用的术语“纵横比”在指代附接到膜的结构时，是指膜上方结构的最大高度与附接到膜或者作为膜的一部分的结构的基部的比率。
[0031]在此所用的术语“粘合剂”是指可用于将两个粘附体粘附在一起的聚合物组合物。粘合剂的例子有热活化粘合剂和压敏粘合剂。
[0032]热活化粘合剂在室温下是非发粘的，但在高温下将变得发粘且能够粘合到基板。这些粘合剂通常具有高于室温的玻璃化转变温度(Tg)或熔点(Tm)。当温度升高超过Tg或Tffl时，储能模量通常降低并且粘合剂变得发粘。
[0033]本领域普通技术人员熟知，压敏粘合剂组合物在室温具有包括以下性质在内的性质:(1)有力且持久的粘着力；(2)具有不超过指压的粘结性；(3)固定到粘附体上的足够的能力；和(4)可从粘附体上干净地移除的足够的内聚强度。已经发现适于用作压敏粘合剂的材料为这样的聚合物，这种聚合物经过设计和配制以呈现必需的粘弹性，从而导致粘着力、剥离粘合力和剪切保持力之间所需的平衡。得到适当的特性平衡不是一个简单的过程。
[0034]本发明的光管理构造的一些实施例包括第一窗用玻璃基板和两个日光重新定向层。第一窗用玻璃基板具有第一主表面和第二主表面。第一日光重新定向层设置在第一窗用玻璃基板的第一主表面上，并且第二日光重新定向层设置在第一窗用玻璃基板的第二主表面上。第一日光重新定向层包括形成多个棱镜结构的微结构化表面，并且第二日光重新定向层包括形成多个棱镜结构的微结构化表面。第一日光重新定向层或第二日光重新定向层中的至少一个包括有序排列的多个非对称折射棱镜。第一日光重新定向层和第二日光重新定向层是定序的，使得第一日光重新定向层和第二日光重新定向层的微结构化表面不相同或不为镜像。
[0035]第一日光重新定向层和第二光日光重新定向层包括产生于光学基板表面的凸起的阵列。这个光学基板可以是窗用玻璃基板本身，但更通常地讲，此光学基板为光学膜。光学膜可以是单层薄，或者其可以是多层膜构造。通常，光学膜或多层光学膜由使得膜为光学透明的聚合物材料制备。合适的聚合物材料的例子包括(例如)聚烯烃例如聚乙烯和聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚氨酯、醋酸纤维素、乙基纤维素、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、有机硅以及它们的组合或共混物。除了聚合物材料之外，光学膜还可以包含其他组分，例如填料、稳定剂、抗氧化剂、增塑剂等。在一些实施例中，光学膜可以包含稳定剂例如紫外线吸收剂(UVA)或受阻胺光稳定剂(HALS)。合适的UVA包括(例如)苯并三唑UVA，例如可作为TINUVIN P、213、234、326、327、328、405和571得自位于纽约州塔里镇的汽巴公司(Ciba, Tarrytown, NY)的化合物。合适的HALS包括可作为TINUVIN123、144和292得自位于纽约州塔里镇的汽巴公司(Ciba, Tarrytown, NY)的化合物。[0036]使用多层光学膜基板允许光学基板除了为两个光重新定向层提供支承外还为光管理构造提供另外的功能性作用。例如，多层膜基板可以提供物理效应、光学效应或其组合。多层膜基板可以包括多个层，例如抗撕裂层、防碎层、红外线反射层、红外线吸收层、光漫射层、紫外光阻挡层、偏振层或其组合。其中，尤其适合的多层膜是能够反射红外线的多层膜构造。这样，光重新定向层合物也可以有助于将不期望的红外线(热)保持在建筑物之夕卜，同时允许期望的可见光进入建筑物中。可用作光学膜的合适多层膜的例子包括(例如)在美国专利 N0.6，049，419、N0.5，223，465、N0.5，882，774、N0.6，049，419、N0.RE34, 605、N0.5，579，162和N0.5，360，659中公开的那些。在一些实施例中，光学膜为多层膜，其中交替的聚合物层配合以反射红外线。在一些实施例中，聚合物层中的至少一个为双折射聚合物层。
[0037]本发明的光管理构造包括至少一个窗用玻璃基板。各种各样的窗用玻璃基板是适合的。窗用玻璃基板的典型例子是窗。窗可以由多种或不同类型的窗用玻璃材料例如多种玻璃或者由聚合物材料例如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯制成。在一些实施例中，窗用玻璃基板也可以包括另外的层或处理物。另外的层的例子包括(例如)设计成提供炫光减少、着色、耐粉碎等的另外的膜层。可以提供的窗的另外的处理物的例子包括(例如)各种类型的涂层例如硬质涂层和蚀刻例如装饰性蚀刻。
[0038]当光管理构造包括第一窗用玻璃基板时，第一日光重新定向层设置在第一窗用玻璃基板的第一主表面上，并且第二日光重新定向层设置在第一窗用玻璃基板的第二主表面上。这些日光重新定向层中的每一个包括具有多个多面折射棱镜的微结构化表面。微结构化表面可以包含宽泛范围的棱镜结构。在许多实施例中，棱镜结构是线性棱镜结构或锥形棱镜结构。在一些实施例中，棱镜结构是锥形棱镜结构。根据需要，锥形棱镜结构可以具有例如为有成形顶端、倒圆顶端和/或截顶的顶端的任何可用构造。根据需要，棱镜结构可以具有变化的高度、空间上变化的节距或空间上变化的小平面角度。在一些实施例中，棱镜结构具有在50微米至2000微米或者50微米至1000微米的范围内的节距和高度。合适的棱镜结构的例子包括美国专利申请N0.2008/0291541 (Padiyath等人)中描述的那些。如在微结构领域中已知的，微结构可以是相同的，或者微结构中的一些或全部的结构可以在小于结构本身的规模内变化。
[0039]微结构化表面中的至少一个包括有序排列的多个非对称折射棱镜，并且第一日光重新定向层和第二日光重新定向层不相同或不为镜像。
[0040]出于讨论的目的，包括有序排列的多个非对称折射棱镜的所述至少一个微结构化表面将称为“第一层”。这个名称仅仅是为了有助于讨论，并非意图指示任何方向性(例如为面向进入的日光)。期望的是，棱镜为非对称的，使得进来的日光(从上方进入并且以与垂直于膜的方向成5° -80°的角度入射在层上)被重新定向为朝上朝向房间的顶篷，而从下方进来的光不会重新定向为朝下。具有对称结构的人工制品为使得朝下导向的光可被观察者看到，这是不可取的。
[0041]第一层上的多个非对称多侧面折射棱镜被设计成有效地朝向房间的顶篷重新定向进来的日光，所述房间的顶篷包括含有光重新定向膜的窗或其它小孔。通常，非对称多侧面折射棱镜包括3个或更多个侧面，更通常为4个或更多个侧面。所述棱镜可以被视作产生于光学基板表面的凸起的有序阵列。这个光学基板可以是窗用玻璃基板本身，但更通常光学基板是光学膜。(出于讨论的目的，光学膜上的光重新定向层可以称为光管理膜或只是称为膜。)通常，这些凸起的纵横比为I或更大，也就是说，凸起的高度至少与凸起在基部处的宽度一样大。在一些实施例中，凸起的高度为至少50微米。在一些实施例中，凸起的高度为不超过250微米。这意味着非对称结构通常自光学基板的第一主表面突出50微米至250微米。
[0042]合适的非对称多侧面折射棱镜的例子在以下待审的美国专利申请中有所描述:N0.61/287360 (Padiyath 等人，标题为 “Light Redirecting Constructions (光重新定向构造)”,提交于2009年12月17日)和N0.61/287354 (Padiyath等人，标题为“LightRedirecting Film Laminate(光重新定向膜层合物)”,提交于2009年12月17日)。4侧面棱镜的例子是包含侧面A、侧面B、侧面C和侧面D的棱镜。在这个棱镜中，侧面A与光学基板相邻，侧面B接合到侧面A，侧面C接合到侧面A，并且侧面D接合到侧面B和侧面C。侧面B按以下这样的方式成角度:使入射在光学基板第二主表面上并穿过侧面A的日光光线产生全内反射。日光光线从光学基板的第二主表面上方入射，并且通常根据一天中的时间、一年中的时间和膜的地理位置等与垂直于光学基板的第一主表面的方向形成约5° -80°的角度。由于全内反射现象，进入棱镜的入射光线从侧面B反射。为了实现全内反射，期望侧面B不垂直于侧面A，而是以一定角度(这个角度是任意的，称为Θ)偏移垂直方向。对于角度Θ的值的选择将取决于各种可变的特征，包括(例如)制备光管理构造所用的组合物材料的折射率、打算使用光管理构造的地理位置等，但通常角度Θ的值为在6° -14°或甚至6° -12°的范围内。
[0043]侧面C接合到侧面A，并连接侧面A和侧面D。期望的是，侧面C不垂直于侧面A，而是从垂直方向偏移任意地称为α的角度。在这些特征当中，角度α的偏移有助于抑制通过侧面D从棱镜射出的光进入相邻的棱镜。如角度Θ那样，对于角度α的值的选择也取决于多种可变的特征，包括相邻棱镜的贴面性、侧面D的性质和尺寸等。通常，角度α为在5° -25。或者甚至9° -25。的范围内。
[0044]侧面D是被重新定向的光自其离开棱镜的棱镜侧面。侧面D可以包含单侧面或一系列侧面。在一些实施例中，期望的是，侧面D是曲面，但侧面D并不需要在所有的实施例中都是弯曲的。从侧面B反射的光被侧面D重新定向至对于改善房间的间接照明而言可用的方向上。此是指从侧面D反射的光被重新定向为垂直于侧面A或者远离垂直方向且朝向房间的顶篷的一定角度。
[0045]在一些实施例中，侧面C可以是弯曲的，侧面D可以是弯曲的，或者侧面C和D的组合可以形成单一连续弯曲的侧面。在其他实施例中，侧面C或D或者C和D —起包括一系列侧面，其中所述一系列侧面包括结构化表面。结构化表面可以是规则的或不规则的，即，所述结构可以形成规则的图案或随机的图案并且可以是均一的，或者所述结构可以不同。由于这些结构为微结构上的亚结构，因而它们通常非常小。通常，这些结构的每一个尺寸(高度、宽度和长度)小于侧面A的尺寸。
[0046]侧面B和侧面D的交叉形成棱镜的顶点。这个交叉可以是点，或者它可以是表面。如果将光管理膜在侧面B和侧面D的交叉处粘合到基板，那么可能期望这个交叉是平坦的表面而不是尖锐的点，以允许更容易将基板粘合到棱镜结构。然而，如果没有将膜在侧面B和侧面D的交叉处粘合到基板，那么可能期望的是这个交叉是点。[0047]整个第一光重新定向层都可以包含微结构，或者所述微结构可以只存在于光学基板的第一表面的一部分上。由于光管理膜构造可以是大的窗用制品例如为窗的一部分，因此为了产生期望的光重新定向效果，可能不必或不期望使窗用制品的整个表面都包含微结构化表面。可能有利的是，窗用制品的仅仅一部分包含光重新定向膜构造，或者作为另外一种选择，如果整个窗用制品表面被膜构造所覆盖，则可能有利的是，膜构造的仅仅一部分包含光重新定向微结构。类似地，第二光重新定向层也包含微结构化表面，并且这个第二微结构化表面可以只存在于光学基板的第二表面的一部分上。
[0048]多个非对称多侧面折射棱镜的有序排列可以形成微结构的阵列。所述阵列可以具有多种元件。例如，阵列可以为线性的(即，一系列平行线)、正弦的(即，一系列波浪线)、随机的或者它们的组合。尽管多种阵列是可能的，但可取的是，所述阵列元件是离散的，即，所述阵列元件不相交或交叠。
[0049]可以采用多种方式形成第一微结构层。通常，微结构层包含热塑性材料或热固性材料。在一些实施例中，在窗用玻璃基板上形成微结构化层。更通常地讲，微结构层是被粘附到窗用玻璃基板的微结构化膜的一部分。
[0050]上述微结构化膜使用多种方法来制造，包括:压印、挤出、浇注和固化、压缩模制以及注模。一种压印的方法在美国专利N0.6，322，236中有所描述，该方法包括金刚石车削技术以形成图案辊，然后该辊用于将微结构化表面压印到膜上。可以使用类似的方法来形成上述具有有序排列的多个非对称结构的膜。
[0051]可以按照其他方法来制备具有带重复图案的微结构化表面的膜。例如，可以使用上面具有特定图案的模具将膜注模。所得的注模的膜具有与模具中的图案互补的表面。在另一且类似的方法中，所述膜可以被压缩模制。
[0052]在一些实施例中，利用称为浇注和固化的方法来制备结构化膜。在浇注和固化中，将固化性混合物涂布到微结构化工具所施用的表面上，或者将混合物涂布到微结构化工具中并使经涂布的微结构化工具与表面接触。然后使固化性混合物固化并且移除工具，从而得到微结构化表面。合适的微结构化工具的例子包括微结构化模具和微结构化衬垫。合适的固化性混合物的例子包括热固性材料，例如用来制备聚氨酯、聚环氧化物、聚丙烯酸酯、有机硅等等的固化性材料。
[0053]当将微结构化膜用作微结构层时，通常通过粘合剂层将微结构化膜粘附到窗用玻璃基板。合适的粘合剂的例子包括(例如)热活化粘合剂、压敏粘合剂或固化性粘合剂。合适的光学透明的固化性粘合剂的例子包括美国专利N0.6，887，917 (Yang等人)中描述的那些。根据粘合剂的性质，粘合剂涂层可以具有与之连接的隔离衬片，以保护粘合剂涂层免于过早粘附到表面以及免于可能粘附到粘合剂表面的污物及其他杂物的污染。隔离衬片通常保持在合适位置，直到光重新定向层合物被附接到基板为止。通常，使用压敏粘合剂。
[0054]各种各样的压敏粘合剂组合物是合适的。通常，压敏粘合剂是光学透明的。压敏粘合剂组分可以是具有压敏粘合剂性质的任何材料。此外，压敏粘合剂组分可以是单一的压敏粘合剂，或者压敏粘合剂可以是两种或更多种压敏粘合剂的组合。
[0055]合适的压敏粘合剂包括(例如)基于天然橡胶、合成橡胶、苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯醚、聚(甲基)丙烯酸酯(包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯两者)、聚烯烃、有机硅或聚乙烯醇缩丁醛的那些。[0056]光学透明的压敏粘合剂可以是基于(甲基)丙烯酸酯的压敏粘合剂。可用的(甲基)丙烯酸烷基酯(即，丙烯酸烷基酯单体)包括非叔烷基醇的直链或支链的单官能不饱和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，其烷基具有4至14个碳原子，特别是具有4至12个碳原子。聚(甲基)丙烯酸类压敏粘合剂来源于(例如)至少一种(甲基)丙烯酸烷基酯单体，例如为丙烯酸异辛酯、丙烯酸异壬酯、丙烯酸2-甲基-丁酯、丙烯酸2-乙基-正己酯和丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸正壬酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸正癸酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸4-甲基-2-戊酯和丙烯酸十二烷基酯；和至少一种可选的共聚单体组分，例如为(甲基)丙烯酸、醋酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯酰胺、乙烯基酯、富马酸酯、苯乙烯大分子单体、马来酸烷基酯和富马酸烷基酯(分别基于马来酸和富马酸)或它们的组合。
[0057]在一些实施例中，聚(甲基)丙烯酸类压敏粘合剂来源于在约O重量％和约20重量％之间的丙烯酸以及在约100重量％和约80重量％之间的丙烯酸异辛酯、丙烯酸2-乙基-已基酯或丙烯酸正丁酯组合物中的至少一种。
[0058]在一些实施例中，粘合剂层至少部分地由聚乙烯醇缩丁醛形成。聚乙烯醇缩丁醛层可以通过已知的水性或溶剂型缩醛化工艺来形成，在此工艺中，在存在酸性催化剂的情况下，使聚乙烯醇与丁醛进行反应。在一些情况下，聚乙烯醇缩丁醛层可以包括聚乙烯缩丁醛或者由聚乙烯缩丁醛形成，所述聚乙烯缩丁醛可以以商品名“BUTVAR”树脂从位于密苏里州圣路易斯的首诺公司(Solutia Incorporated, of St.Louis, MO)商购得到。
[0059]在一些情况下，可以通过将树脂和(可选的)增塑剂混合并使混合的制剂通过薄板模具挤出而制备聚乙烯醇缩丁醛层。如果包括增塑剂的话，聚乙烯缩丁醛树脂可以对于每百份树脂包括约20至80份增塑剂，或者可能约25至60份增塑剂。适用的增塑剂的例子包括多元酸酯或多元醇酯。适合的增塑剂为二(2-乙基丁酸)三甘醇酯、二(2-乙基己酸)三甘醇酯、三甘醇二庚酸酯、四甘醇二庚酸酯、己二酸二己酯、己二酸二辛酯、己二酸己酯环己酯、己二酸庚酯和己二酸壬酯的混合物、己二酸二异壬酯、己二酸庚酯壬酯、癸二酸二丁酯、例如油改性的癸二酸醇酸树脂(sebacic alkyd)之类的聚合物增塑剂、以及例如美国专利N0.3，841，890所公开的磷酸酯和己二酸酯的混合物以及例如美国专利N0.4，144，217所公开的己二酸酯。
[0060]粘合剂层可以是交联的。粘合剂可以通过热、水分或辐射进行交联，从而形成共价交联的网络，所述网络对粘合剂的流动能力进行改性。交联剂可以添加到所有类型的粘合剂制剂中，具体取决于涂布和加工条件，固化可以通过热或辐射能量或者通过水分来活化。在交联剂添加不可取的情况下，可以根据需要通过暴露于电子束来使粘合剂交联。
[0061]可以控制交联度来满足具体的性能要求。粘合剂可以可选地还包含一种或多种添力口剂。根据聚合方法、涂布方法、最终用途等，可以使用选自引发剂、填料、增塑剂、增粘剂、链转移剂、纤维增强剂、织造和非织造织物、起泡剂、抗氧化剂、稳定剂、阻燃剂、粘度增强剂以及它们的混合物的添加剂。
[0062]除了视觉上澄清之外，压敏粘合剂还可以具有使得其适用于层合至大的基板例如窗上的另外的性质。这些另外的性质当中具有暂时的可移除性。暂时可移除的粘合剂为这样的粘合剂，其具有相对低的初始粘合力，允许自基板暂时移除并且重新布置到基板上，随着时间的推移，粘合力不断加强，以形成足够强效的粘结。暂时可移除的粘合剂的例子(例如)在美国专利N0.4，693，935 (Mazurek)中有所描述。或者此外，为了暂时可移除，压敏粘合剂层还可以包含微结构化表面。当粘合剂被层合到基板时，该微结构化表面允许空气排出。对于光学应用而言，通常粘合剂会湿透基板表面并且以足够的程度流动，使得微结构随着时间的推移而消失，并因此不影响粘合剂层的光学性质。微结构化的粘合剂表面可以通过使粘合剂表面接触例如具有微结构化表面的隔离衬片等微结构化工具来获得。
[0063]压敏粘合剂本身可以为发粘的。如果需要,可以将增粘剂加入基体材料中，以形成压敏粘合剂。可用的增粘剂包括(例如)松香酯树脂、芳香烃树脂、脂肪烃树脂和萜烯树脂。可以将其他材料加入以用于特定目的，包括(例如)油、增塑剂、抗氧化剂、紫外线(“UV”)稳定剂、氢化的丁基橡胶、颜料、固化剂、聚合物添加剂、增稠剂、链转移剂以及其他添加剂，前提条件是它们不降低压敏粘合剂的光学清晰度。在一些实施例中，压敏粘合剂可以包含紫外线吸收剂(UVA)或受阻胺光稳定剂(HALS)。合适的UVA包括(例如)苯并三唑UVA，例如可作为TINUVIN P、213、234、326、327、328、405和571得自位于纽约州塔里镇的汽巴公司(Ciba, Tarrytown, NY)的化合物。合适的HALS包括可作为TINUVIN123、144和292得自位于纽约州塔里镇的汽巴公司(Ciba, Tarrytown, NY)的化合物。
[0064]本发明的压敏粘合剂显示出期望的光学性质，例如为受控的光透射率和雾度。在一些实施例中，涂布有压敏粘合剂的基板可以具有与单独的基板基本相同的光透射率。
[0065]本发明的光管理构造还具有设置在窗用玻璃基板的第二主表面上的第二日光重新定向层，其中所述第二日光重新定向层包括具有多个多侧面折射棱镜的第二微结构化表面。第二日光重新定向层定序在窗用玻璃基板的第二主表面之上，使得微结构化表面与第一日光重新定向层不相同或不是其镜像。
[0066]在一些实施例中，虽然第二日光重新定向层是多个多侧面折射棱镜，但不是有序排列的多个折射棱镜。换句话讲，多个折射棱镜可以被布置为使得它们被随机布置，或者被布置为使得没有重复图案。
[0067]在其它实施例中，第二日光重新定向层形成有序排列的多个折射棱镜。所述棱镜可以是对称的或者非对称的。如果对称，那么棱镜可以为任意所需的排列。如果棱镜是非对称的，那么棱镜必须是与第一阳光重新定向层的棱柱不同的形状，或者如果棱镜的形状相同，那么有序排列的多个非对称折射棱镜的周期必须与第一日光重新定向层的棱镜的周期不同，或者如果棱镜为相同的形状，并且周期彼此相同或者互为整数倍，那么第一日光重新定向层的周期和第二日光重新定向的周期必须是未对准的。
[0068]下面更详细地描述其中第二日光重新定向层包括非对称折射棱镜的实施例中的每一个。在一些实施例中，第二日光重新定向层的棱镜是非对称的，并且棱镜具有与第一日光重新定向层的棱镜不同的形状。图3是本发明的这种光管理构造的剖视图。在图3中，光管理构造100包括窗用玻璃基板110。被附接到窗用玻璃基板110的第一侧面(同样，第一侧面是随意地指定的)的是日光重新定向层150。日光重新定向层150包括具有凸起的非对称棱镜结构170的膜。通过粘合剂层130将日光重新定向层150粘附到窗用玻璃基板110的第一主表面。类似地，通过粘合剂层120将具有凸起的非对称棱镜结构160的第二日光重新定向层140粘附到窗用玻璃基板110的第二主表面。在图3中，日光重新定向层140上的棱镜结构160的周期和日光重新定向层150上的棱镜结构170的周期是对准的。通过点A和点B的对应示出对准，与图1的点A和点B类似。应该指出的是，即使日光重新定向层150上的棱镜结构170的周期是对准的，第一日光重新定向层140和第二日光重新定向层150也彼此不相同或不为镜像，因此这些层是被正确定序的。
[0069]在其它实施例(未示出)中，有序排列的棱镜结构的周期互为整数倍。在这些实施例中，不存在一一对应的棱镜结构，但周期以规则的整数模式对应。
[0070]图4是本发明的另一个示例性光管理构造的剖视图，其中第二日光重新定向层的棱镜是非对称的，并且棱镜与第一日光重新定向层的棱镜具有不同的形状。在图4中，光管理构造200包括窗用玻璃基板210。被附接到窗用玻璃基板210的第一侧面(同样，第一侧面是随意地指定的)的是日光重新定向层250。日光重新定向层250包括具有凸起的非对称棱镜结构270的膜。通过粘合剂层230将日光重新定向层250粘附到窗用玻璃基板210的第一主表面。类似地，通过粘合剂层220将具有凸起的非对称棱镜结构260的第二日光重新定向层240粘附到窗用玻璃基板210的第二主表面。在图4中，日光重新定向层240上的棱镜结构260的周期与日光重新定向层250上的棱镜结构270的周期是未对准的。通过点C和点D的不对应来示出未对准，与图2的点C和点D类似。
[0071]在一些实施例中，第一日光重新定向层和第二日光重新定向层的棱镜结构相同，并且第二日光重新定向层的有序排列的多个非对称折射棱镜的周期与第一日光重新定向层的棱镜的周期不同。第二日光重新定向层的周期可能短于或长于第一日光重新定向层的周期。通常，期望两个棱镜的排列之间无点对应，但是如果出现一致的对应，那么期望每100个棱镜单元存在不超过一个对应点。
[0072]在一些实施例中，第一日光重新定向层和第二日光重新定向层的棱镜结构是相同的非对称形状，并且第一日光重新定向层的周期和第二日光重新定向层的周期相同并且是未对准的。图6A是本发明的这种光管理构造的剖视图。在图6A中，光管理构造400包括窗用玻璃基板410。被附接到窗用玻璃基板410的第一侧面(同样第一侧面是随意地指定的)的是日光重新定向层450。日光重新定向层450包括具有凸起的非对称棱镜结构470的膜。通过粘合剂层430将日光重新定向层450粘附到窗用玻璃基板410的第一主表面。类似地，通过粘合剂层420将具有凸起的非对称棱镜结构460的第二日光重新定向层440粘附到窗用玻璃基板410的第二主表面。在图6A中，棱镜构造460和棱镜构造470的形状相同，并且周期相同。日光重新定向层440上的棱镜结构460的周期和日光重新定向层450上的棱镜结构470的周期未对准。通过点E和点F的不对应示出未对准，与图2的点C和点D类似。
[0073]图6B是对比的光管理构造的剖视图，其中微结构化层是对准的。在图6B中，光管理构造400’包括窗用玻璃基板410。被附接在窗用玻璃基板410的第一侧面(同样第一侧面是随意地指定的)上的是日光重新定向层450。日光重新定向层450包括具有凸起的非对称棱镜结构470的膜。通过粘合剂层430将日光重新定向层450粘附到窗用玻璃基板410的第一主表面。类似地，通过粘合剂层420将具有凸起的非对称棱镜结构460的第二日光重新定向层440粘附到窗用玻璃基板410的第二主表面。在图6B中，棱镜结构460和470的形状相同，并且周期相同。日光重新定向层440上的棱镜结构460的周期和日光重新定向层450上的棱镜结构470的周期对准。通过点E’和点F’的对应示出对准，与图1的点A和点B类似。
[0074]本发明的光管理构造的一些实施例包括两个窗用玻璃基板和两个日光重新定向层。这些构造与上述构造非常类似，不同的是两个日光重新定向层在不同的窗用玻璃基板上。这两个窗用玻璃基板可以彼此相邻或者它们可以彼此平行并且通过空隙空间分隔。无论窗用玻璃基板和日光重新定向层的构造如何，日光重新定向层如上所述地定序，使得两个日光重新定向层的微结构化图案彼此不相同或不为镜像。
[0075]图7、图8、图9和图1OA中示出含有两个窗用玻璃基板的本发明的光管理构造的实施例。图7描述光管理构造500并且包括第一窗用玻璃基板510和第二窗用玻璃基板520。被附接到第一窗用玻璃基板510的第一侧面(同样第一侧面是随意地指定的)的是日光重新定向层550。日光重新定向层550包括具有凸起的非对称棱镜结构570的膜。通过粘合剂层530将日光重新定向层550粘附到第一窗用玻璃基板510的第一主表面。被附接到第二窗用玻璃基板520的第一侧面(同样第一侧面是随意地指定的)的是日光重新定向层560。日光重新定向层560包括具有凸起的非对称棱镜结构580的膜。凸起的非对称棱镜结构580与凸起的非对称棱镜结构570的形状不同。通过粘合剂层540将日光重新定向层560粘附到第二窗用玻璃基板520的第一主表面。窗用玻璃基板之间存在空隙空间590。所述空隙空间可以是真空的，或者它可以包含空气或例如氮气的其它气体。
[0076]图8描述了光管理构造600并且包括第一窗用玻璃基板610和第二窗用玻璃基板620。被附接到第一窗用玻璃基板610的第二侧面(同样第二侧面是随意地指定的)的是日光重新定向层650。日光重新定向层650包括具有凸起的非对称棱镜结构670的膜。通过粘合剂层630将日光重新定向层650粘附到第一窗用玻璃基板610的第二主表面。被附接到第二窗用玻璃基板620的第二侧面(同样第二侧面是随意地指定的)的是日光重新定向层660。日光重新定向层660包括具有凸起的非对称棱镜结构680的膜。凸起的非对称棱镜结构680与凸起的非对称棱镜结构670的形状不同。通过粘合剂层640将日光重新定向层660粘附到第二窗用玻璃基板620的第二主表面。窗用玻璃基板之间存在空隙空间690。所述空隙空间可以是真空的，或者它可以包含空气或例如氮气的其它气体。
[0077]图9描述了光管理构造700并且包括第一窗用玻璃基板710和第二窗用玻璃基板720。被附接到第一窗用玻璃基板710的第二侧面(同样第二侧面是随意地指定的)的是日光重新定向层750。日光重新定向层750包括具有凸起的非对称棱镜结构770。通过粘合剂层730将日光重新定向层750粘附到第一窗用玻璃基板710的第二主表面。被附接到第二窗用玻璃基板720的第一侧面(同样第一侧面是随意地指定的)的是日光重新定向层760。日光重新定向层760包括具有凸起的非对称棱镜结构780。凸起的非对称棱镜结构780与凸起的非对称棱镜结构770的形状不同。通过粘合剂层740将日光重新定向层760粘附到第二窗用玻璃基板720的第一主表面。窗用玻璃基板之间存在空隙空间790。所述空隙空间可以是真空的，或者它可以包含空气或例如氮气的其它气体。
[0078]图1OA描述光管理构造800，并且包括第一窗用玻璃基板810和第二窗用玻璃基板820。被附接到第一窗用玻璃基板810的第一侧面(同样第一侧面是随意地指定的)的是日光重新定向层850。日光重新定向层850包括具有凸起的非对称棱镜结构870的膜。通过粘合剂层830将日光重新定向层850粘附到第一窗用玻璃基板810的第一主表面。被附接到第二窗用玻璃基板820的第一侧面(同样第一侧面是随意地指定的)是日光重新定向层860。日光重新定向层860包括具有凸起的非对称棱镜结构880的膜。凸起的非对称棱镜结构880与凸起的非对称棱镜结构870的形状相同。通过粘合剂层840将日光重新定向层860粘附到第二窗用玻璃基板820的第一主表面。窗用玻璃基板之间存在空隙空间890。所述空隙空间可以是真空的，或者它可以包含空气或者例如氮气的其它气体。在图1OA中，日光重新定向层840上的棱镜结构880的周期与日光重新定向层850上的棱镜结构870的周期未对准。通过点G和点H之间的不对应示出未对准，与图2中的点C和点D类似。
[0079]图1OB是对比的光管理构造的剖视图，其中微结构化层是对准的。在图1OB中，光管理构造800’包括第一窗用玻璃基板810和第二窗用玻璃基板820。被附接到第一窗用玻璃基板810的内侧的是日光重新定向层850。日光重新定向层850包括具有凸起的非对称棱镜结构870的膜。通过粘合剂层830将日光重新定向层850粘附到第一窗用玻璃基板810的内表面。被附接到第二窗用玻璃基板820的内侧的是日光重新定向层860。日光重新定向层860包括具有凸起的非对称棱镜结构880的膜。凸起的非对称棱镜结构880与凸起的非对称棱镜结构870的形状相同。通过粘合剂层840将日光重新定向层860粘附到第二窗用玻璃基板820的内表面。窗用玻璃基板之间存在空隙空间890。空隙空间可以是真空的，或者它可以包含空气或例如氮气的其它气体。在图1OB中，日光重新定向层840上的棱镜结构880的周期和日光重新定向层850上的棱镜结构870的周期对准。通过点G’和点H’的对应示出对准，与图1的点A和点B类似。
[0080]可以将本发明的并且在图3、图4、图6A、图7、图8、图9和图1OA中举例示出的光管理构造与例如图5中示出的和以下待审的美国专利申请中描述的单侧面阳光管理重新定向膜对比:N0.61/287360 (Padiyath 等人,标题为 “Light Redirecting Constructions(光重新定向构造)”，提交于2009年12月17日)和N0.61/287354 (Padiyath等人，标题为“Light Redirecting Film Laminate (光重新定向膜层合物)”,提交于2009年12月17日)。已经发现的是，与对应的单面膜相比，本发明的光管理构造能够朝向房间的顶篷向上重新定向更多的入射日光。因此，可以直接将包括以下部分的图5的单面膜构造300与本发明的并且在图3、图4、图6A、图7、图8、图9和图1OA中举例示出的光管理构造直接比较:窗用玻璃基板310和具有凸起的非对称棱镜370的光重新定向层350，通过粘合剂层330将光重新定向层350粘附到光学基板310。已经发现的是，这些定序的构造能够比类似300的膜重新定向更多的入射日光。然而，已经发现的是，只有当第一日光重新定向层和第二日光重新定向层不相同或不为镜像时才是如此。
[0081]测量膜构造重新定向光的能力可以通过实验室测试进行测定，排除对于通过将构造安装到用于测试的窗中来测试所述构造的需要。此类测试的例子涉及使具有受控强度的光束照射到膜构造上并且测量被重新定向为朝上的光的量。输入的光束可以以给定的角度来设置或者可以在一定角度范围内变化。例如，可以用光电检测器来测量被重新定向为朝上的光的量。可能有利的是，测量光在所有方向上的分布。这种类型的测量常常称为双向透射分布函数(BTDF)。可以商品名IMAGING SPHERE得自位于华盛顿州的辐射成像公司(Radiant Imaging, WA)的仪器可以用来进行这样的测量。
[0082]除了上述的层之外，本发明的光管理构造还可以包括例如光学基板层的另外的可选层。光学基板通常是光学膜。当微结构化表面被暴露于外部环境或者被暴露于室内环境时，光学膜可以用于覆盖并保护被暴露的微结构化表面。光学膜可以是单层膜或者它可以是多层膜构造。通常，光学膜或多层光学膜是由允许膜为光学透明的聚合物材料制得。合适的聚合物材料的例子包括(例如)聚烯烃例如聚乙烯和聚丙烯、聚氯乙烯、聚酯例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚氨酯、醋酸纤维素、乙基纤维素、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、有机硅以及它们的组合或共混物。除了聚合物材料之外，光学膜还可以包含其他组分，例如填料、稳定剂、抗氧化剂、增塑剂等等。在一些实施例中，光学膜可以包含稳定剂例如紫外线吸收剂(UVA)或受阻胺光稳定剂(HALS)。合适的UVA包括(例如)苯并三唑UVA，例如可作为TINUVIN P、213、234、326、327、328、405和571得自位于纽约州塔里镇的汽巴公司(Ciba, Tarrytown, NY)的化合物。合适的HALS包括可作为TINUVIN123、144和292得自位于纽约州塔里镇的汽巴公司(Ciba, Tarrytown, NY)的化合物。
[0083]使用多层光学膜基板允许光学基板除了为两个光重新定向层提供支承外，还为光管理构造提供另外的功能性作用。例如，多层膜基板可以提供物理效应、光学效应或其组合。多层膜基板可以包括例如抗撕裂层、防碎层、红外线反射层、红外吸收层、光漫射层、紫外光阻挡层、偏振层或其组合的层。其中，特别适合的多层膜是能够反射红外线的多层膜构造。这样，光重新定向层合物也可以有助于将不期望的红外线(热)保持在建筑物之夕卜，同时允许期望的可见光进入建筑物中。可用作光学膜的合适多层膜的例子包括(例如)在美国专利 N0.6，049，419、N0.5，223，465、N0.5，882，774、N0.6，049，419、N0.RE34, 605、N0.5，579，162和N0.5，360，659中公开的那些。在一些实施例中，光学膜为多层膜，其中交替的聚合物层配合以反射红外线。在一些实施例中，聚合物层中的至少一个为双折射聚合物层。
[0084]当被使用时，可选的光学膜具有第一主表面和第二主表面。可选的光学膜的第二主表面使得与光重新定向层之一的表面上的基本上整个微结构接触并且被粘合到其上。可选的光学膜保护微结构化表面并且抑制所述结构受损、受污或者以其他方式使得不能重新定向光。
[0085]可选的光学膜的第二主表面接触其正覆盖的微结构化表面的折射棱镜的顶部。在可选的光学膜与折射棱镜的顶部之间的接触区域处，这些元件被粘合。这种粘合可以采用可用于将两个聚合物单元层合在一起的多种形式，包括粘合剂粘结、热层合、超声焊接等等。例如，可以加热可选的光学膜以软化该膜并使所述膜接触到光重新定向层的微结构化表面。经加热的膜在冷却时与微结构化层的接触部分形成粘合。类似地，可选的光学膜可以被干式层合到微结构化表面，然后可以要么直接地、要么间接地应用热来产生层合制品。或者，可以对干燥层合物构造应用超声焊接机。更通常地讲，使用粘合剂粘结。当使用粘合剂粘结时，可以要么使用热活化粘合剂、要么使用压敏粘合剂。一般来讲，使用压敏粘合剂，尤其是上述光学透明的压敏粘合剂。
[0086]为了实现粘合剂粘结，可以将粘合剂要么施加到微结构化表面、要么施加到可选光学膜的第二主表面。通常，将粘合剂施加到可选的光学膜的第二主表面。所施加的粘合剂涂层可以是连续的或不连续的。可以通过多种涂布技术中的任一种或例如丝网印刷或喷墨印刷等印刷技术来施加粘合剂涂层，所述涂布技术包括刮涂、辊涂、凹版印刷式涂布、棒涂、帘式涂布、气刀涂布。粘合剂可以作为溶剂型(即，溶液、分散液、悬浮液)或100%固体组合物来施加。如果使用溶剂型粘合剂组合物，则通常涂层是在层合之前通过风干或例如使用烘箱例如鼓风烘箱在升高的温度下进行干燥。接着，可以将粘合剂涂布的可选光学膜层合到微结构化表面。应当很好地控制层合过程，从而在上述微结构化棱镜的顶端上获得均一且均匀的接触。[0087]实魁
[0088]这些实例仅仅是为了进行示意性的说明，并且无意于限制所附权利要求的范围。
[0089]樽制工序说明
[0090]使用以下的通用工序说明来模制一系列光重新定向膜，以确定膜在所需方向上重新定向光的能力。这种重新定向被描述为“向上:向下比率”，其描述向上(这是所需的方向)重新定向的光与向下重新定向的光的比率。
[0091]为了进行模制，用像窗一样的光学基板来支承该膜。假设窗是垂直定位的，并且在约2010年9月21日的秋分在北纬45度正面对南方。从当太阳升至地平线上方15度的仰角至当它再次落山经过15度的仰角时，通过以半小时为间隔计算被引导向上和向下的透射通量，估算太阳当天整个白天时间内通过天空的效应。用通过双窗格窗加膜构造的这些总透射光通量的总和形成“向上与向下的比率”。
[0092]使用得自国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Lab (NREL))的Muneer的PR0G1-7计算在任何纬度和经度下的任何年份的任何一天的日出和日落。使用得自NREL的Muneer的PR0G1-6计算在任何纬度和经度下的任何年份的任何一天的任何时间的太阳的方位和仰角。使用得自NREL的SMARTS Code (SMARTS规范，2.9.5版)计算在任何纬度和经度下的任何年份的任何一天的任何时间的窗表面上的日光辐照度。
[0093]使用得自布瑞奥特研究组织(Breault Research Organization)的光学建模软件ASAP2010V1R1SP2对每一种构造进行光学建模和光线跟踪。
[0094]创建用于改变运行参数并控制太阳和光学建模代码的执行的可执行程序，并使用得自沃尔夫勒姆研究公司(Wolfram Research)的Mathematica8.0.0运行所述可执行程序。
[0095]比较例Cl
[0096]模制的膜在图5中示出并且按以下方式制备。利用金刚石车削工艺获得具有期望的线性槽和棱镜元件的阴模的母模。UV固化性树脂组合物是通过混合74重量份的脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(可以商品名“PH0T0MER6010”从位于德国蒙海姆的科宁公司(Cognis, Monheim, Germany)商购获得)、25份二丙烯酸1，6-己二醇酯(可以商品名“SART0MER SR238”从位于宾夕法尼亚州艾克斯顿的沙多玛公司(Sartomer, Exton, PA)商购获得)和α -羟基酮UV光引发剂(2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-18-丙酮，可以商品名“DAR0CUR1173”从位于瑞士巴塞尔的汽巴公司(Ciba, Basel, Switzerland)商购获得)来制备。使可以商品名“MELINEX453”从位于弗吉尼亚州霍普韦尔的杜邦帝人薄膜公司(DuPontTeijin Films, Hopewell, VA)商购获得的76微米(3密耳)厚PET (聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜涂布有UV固化性树脂至85微米的近似厚度。将经涂布的膜布置为与母模物理地连通，使得沟槽没有任何空气。在与母模物理地连通的同时，利用可得自位于马里兰州盖瑟斯堡的福深紫外线系统公司(Fusion UV systems, Gaithersburg, MD)的微波供以动力的UV固化系统使树脂固化。将幅材上的经固化的树脂从母模移除，从而产生微结构化膜。将可以商品名“3M OPTICALLY CLEAR ADHESIVE8171”从位于明尼苏达州圣保罗的3M公司(3MCompany, St.Paul, MN)商购获得的一块25微米(I密耳)厚的光学透明的粘合剂转贴带的衬垫10移除，并且将暴露的粘合剂表面层合到可得自位于特拉华州威尔明顿的保迪工程公司(Protech Engineering, Wilmington, Delaware)的卷对卷层合机中的微结构化膜的非结构化侧。
[0097]接着，可以去除构造中的剩下的衬垫，接着可以向双窗格窗内玻璃表面中的一个施加层合物，如图5所示。在图5中，窗是310，粘合剂是330并且光重新定向层350具有微结构370。图5中未示出双窗格窗的第二窗格。出于模制的目的，微结构之间的距离是3微米，平行于玻璃表面测得的微结构的宽度是50微米，从而产生53微米的节距。表I中示出模制的向上与向下的比率。
[0098]比较例C2
[0099]通过将第二结构化膜附接到双窗格窗的其它相对内玻璃表面，可以进一步修改比较例Cl的双窗格窗，所述比较例Cl的双窗格窗具有与施加到内玻璃表面中的一个的比较例Cl完全相同的结构化膜。出于模制的目的，将这个第二结构化膜视为与第一膜相同，并且将两个膜之间的微结构化齿对准，如图1OB所示。图1OB包括第一窗用玻璃基板810和第二窗用玻璃基板820。被附接到第一窗用玻璃基板810的内侧的是日光重新定向层850。日光重新定向层850包括具有凸起的非对称棱镜结构870的膜。通过粘合剂层830将日光重新定向层850粘附到第一窗用玻璃基板810的内表面。被附接到第二窗用玻璃基板820的内侧的是日光重新定向层860。日光重新定向层860包括具有凸起的非对称棱镜结构880的膜。凸起的非对称棱镜结构880与凸起的非对称棱镜结构870的形状相同。通过粘合剂层840将日光重新定向层860粘附到第二窗用玻璃基板820的内表面。窗用玻璃基板之间存在空隙空间890。空隙空间可以是真空的，或者它可以包括空气或例如氮气的其它气体。在图1OB中，日光重新定向层840上的棱镜结构880的周期和日光重新定向层850上的棱镜结构870的周期对准。通过点G’和点H’的对应示出对准，与图1的点A和点B类似。表I中提供模制的向上与向下的比率。
[0100]实例I
[0101]可以通过将第二结构化膜附接到双窗格窗的另一个相对的内玻璃表面，进一步修改比较例C2的双窗格窗，所述比较例C2的双窗格窗具有与施加到内玻璃表面中的一个的比较例C2完全相同的第一结构化膜。这个第二结构化膜与第一膜不同，如图7所示。图7包括第一窗用玻璃基板510和第二窗用玻璃基板520。被附接到窗用玻璃基板510的内侧的是日光重新定向层550。日光重新定向层550包括具有凸起的非对称棱镜结构570的膜。通过粘合剂层530将日光重新定向层550粘附到第一窗用玻璃基板510的内表面。被附接到第二窗用玻璃基板520的内侧的是日光重新定向层560。日光重新定向层560包括具有凸起的非对称棱镜结构580的膜。凸起的非对称棱镜结构580与凸起的非对称棱镜结构570的形状不同。通过粘合剂层540将日光重新定向层560粘附到第二窗用玻璃基板520的内表面。窗用玻璃基板之间存在空隙空间590。空隙空间可以是真空的，或者它可以包含空气或例如氮气的其它气体。出于模制的目的，所有微结构之间的距离都是3微米，与玻璃表面平行测得的微结构的宽度为50微米，从而产生53微米的节距。表I中提供模制的向上与向下的比率。
[0102]可以在玻璃基板上制备上述制备的光重新定向构造。可以使用利用金刚石车削工艺获得的类似母模。可以制得类似的UV固化性树脂组合物，所述树脂组合物含有74重量份的脂肪族氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(可以商品名“PH0T0MER6010”从位于德国蒙海姆的科宁公司(Cognis, Monheim, Germany)商购获得)、25份二丙烯酸1，6-己二醇酯(可以商品名“SARTOMER SR238”从位于宾夕法尼亚州艾克斯顿的沙多玛公司(Sartomer, Exton, PA)商购获得)和α -羟基酮UV光引发剂(2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，可以商品名“DAR0CUR1173”从位于瑞士巴塞尔的汽巴公司(Ciba, Basel, Switzerland)商购获得)。玻璃板可以用UV固化性树脂涂布至85微米的近似厚度。经涂布的膜可以设置为与母模物理地连通，使得沟槽没有任何空气。可以在与母模物理地连通的同时，利用可得自位于马里兰州盖瑟斯堡的福深紫外线系统公司(Fusion UV systems, Gaithersburg, MD)的微波供以动力的UV固化系统使树脂固化。可以将幅材上的经固化的树脂从母模移除，从而产生微结构化膜。
[0103]实例2
[0104]比较例C2的双窗格窗具有与施加到内玻璃表面的比较例C2完全相同的结构化膜，不同的是由于微结构化未对准，相 对于如图1OA所不的左边偏移0.75* (齿距)。图1OA包括第一窗用玻璃基板810和第二窗用玻璃基板820。被附接到第一窗用玻璃基板810的内侧的是日光重新定向层850。日光重新定向层850包括具有凸起的非对称棱镜结构870的膜。通过粘合剂层830将日光重新定向层850粘附到第一窗用玻璃基板810的内表面。被附接到第二窗用玻璃基板820的内侧的是日光重新定向层860。日光重新定向层860包括具有凸起的非对称棱镜结构880的膜。凸起的非对称棱镜结构880与凸起的非对称棱镜结构870的形状相同。通过粘合剂层840将日光重新定向层860粘附到第二窗用玻璃基板820的内表面。窗用玻璃基板之间存在空隙空间890。空隙空间可以是真空的，或者它可以包含空气或例如氮气的其 它气体。在图1OA中，日光重新定向层840上的棱镜结构880的周期与日光重新定向层850上的棱镜结构870的周期未对准。通过点G和点H的对应示出对准，与图2的点C和点D类似。出于模制的目的，所有微结构之间的距离都是3微米，与玻璃表面平行测得的微结构的宽度为50微米，从而产生53微米的节距。表1中给出模铸的向上与向下的比率。
[0105]表1
[0106]
【权利要求】
1.一种日光重新定向窗用玻璃构造，包括: 第一窗用玻璃基板，所述第一窗用玻璃基板具有第一主表面和第二主表面； 第一日光重新定向层，所述第一日光重新定向层设置在所述第一窗用玻璃基板的所述第一主表面上，所述第一日光重新定向层包括形成多个棱镜结构的微结构化表面；和 第二日光重新定向层，所述第二日光重新定向层设置在所述第一窗用玻璃基板的所述第二主表面上，所述第二日光重新定向层包括形成多个棱镜结构的微结构化表面，其中所述第一微结构化表面或所述第二微结构化表面中的至少一个包括有序排列的多个非对称折射棱镜，使得所述第一日光重新定向层和所述第二日光重新定向层不相同或不为镜像。
2.根据权利要求1所述的日光重新定向窗用玻璃构造，其中所述第一日光重新定向层和所述第二日光重新定向层均包括形成有序排列的多个非对称棱镜结构的微结构化表面。
3.根据权利要求2所述的日光重新定向窗用玻璃构造，其中所述第一日光重新定向层和所述第二日光重新定向层未对准。
4.根据权利要求1所述的日光重新定向窗用玻璃构造，其中包括所述有序排列的多个非对称棱镜结构的所述日光重新定向层包括光学基板，所述光学基板具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面，其中所述第一主表面包括具有非对称结构的微结构化表面，其中所述非对称结构包括有序排列的多个多侧面折射棱镜，其中所述多侧面折射棱镜中的每一个的横截面包括至少4个侧面(侧面A、侧面B、侧面C和侧面D)，使得:所述多侧面折射棱镜中的每一个的侧面A与所述光学基板的所述第一主表面平行且相邻；所述多侧面折射棱镜中的每一个的侧面B接 合到侧面A，并且被设计成使以正交于侧面A的水平面上方5° -80°的角度入射在所述光学基板的所述第二主表面上的光线产生全内反射；所述多侧面折射棱镜中的每一个的侧面C接合到侧面A ;并且所述多侧面折射棱镜中的每一个的侧面D连接到侧面C和侧面B，并且被设计成基本上重新定向在远离侧面B并且朝向侧面C和/或侧面D的方向上从侧面B反射的光线，并且其中所述第一光学膜的所述第二主表面被粘附到所述第一窗用玻璃基板。
5.根据权利要求4所述的日光重新定向窗用玻璃构造，其中所述非对称结构从所述光学基板的所述第一主表面突出50微米至250微米。
6.根据权利要求4所述的日光重新定向窗用玻璃构造，其中所述非对称结构包含热塑性材料或热固性材料。
7.—种日光重新定向窗用玻璃构造，包括: 第一窗用玻璃基板，所述第一窗用玻璃基板具有第一主表面和第二主表面； 第一日光重新定向层，所述第一日光重新定向层设置在所述第一窗用玻璃基板的所述第一主表面上或所述第二主表面上，所述第一日光重新定向层包括形成多个棱镜结构的主表面；第二窗用玻璃基板，所述第二窗用玻璃基板具有第一主表面和第二主表面；和 第二日光重新定向层，所述第二日光重新定向层设置在所述第二窗用玻璃基板的第一主表面或第二主表面上，所述第二日光重新定向层包括形成多个棱镜结构的主表面，其中所述第一微结构化表面或所述第二微结构化表面中的至少一个包括有序排列的多个非对称折射棱镜，使得所述第一日光重新定向层和所述第二日光重新定向层不相同或不为镜像。
8.根据权利要求7所述的日光重新定向窗用玻璃构造，其中所述第一日光重新定向层设置在所述第一窗用玻璃基板的所述第一主表面上，所述第一日光重新定向层包括形成多个棱镜结构的主表面，并且其中所述第一窗用玻璃基板的所述第一主表面包括所述窗用玻璃构造的外表面。
9.根据权利要求8所述的日光重新定向窗用玻璃构造，其中所述第二日光重新定向层设置在所述第二窗用玻璃基板的所述第一主表面上，并且其中所述第二窗用玻璃基板的所述第一主表面是所述窗用玻璃构造的内表面。
10.根据权利要求8所述的日光重新定向窗用玻璃构造，其中所述第二日光重新定向层设置在所述第二窗用玻璃基板的所述第二主表面上，并且其中所述第二窗用玻璃基板的所述第一主表面是所述窗用玻璃构造的内表面。
11.根据权利要求7所述的日光重新定向窗用玻璃构造，其中所述第一日光重新定向层设置在所述第一窗用玻璃基板的所述第二主表面上，所述第一日光重新定向层包括形成多个棱镜结构的主表面，并且其中所述第一窗用玻璃基板的所述第一主表面包括所述窗用玻璃构造的外表面。
12.根据权利要求11所述的日光重新定向窗用玻璃构造，其中所述第二日光重新定向层设置在所述第 二窗用玻璃基板的所述第一主表面上，并且其中所述第二窗用玻璃基板的所述第一主表面是所述窗用玻璃构造的内表面。
13.根据权利要求11所述的日光重新定向窗用玻璃构造，其中所述第二日光重新定向层设置在所述第二窗用玻璃基板的所述第二主表面上，并且其中所述第二窗用玻璃基板的所述第一主表面是所述窗用玻璃构造的内表面。
14.根据权利要求7所述的日光重新定向窗用玻璃构造，其中所述第一窗用玻璃基板与所述第二窗用玻璃基板之间存在空隙空间。
15.根据权利要求7所述的日光重新定向窗用玻璃构造，其中所述第一日光重新定向层和所述第二日光重新定向层均包括形成有序排列的多个非对称棱镜结构的主表面。
16.根据权利要求15所述的日光重新定向窗用玻璃构造，其中所述第一日光重新定向层和所述第二日光重新定向层未对准。
17.根据权利要求7所述的日光重新定向窗用玻璃构造，其中包括所述有序排列的多个非对称棱镜结构的所述日光重新定向层包括光学基板，所述光学基板具有第一主表面和与所述第一主表面相对的第二主表面，其中所述第一主表面包括具有非对称结构的微结构化表面，其中所述非对称结构包括有序排列的多个多侧面折射棱镜，其中所述多侧面折射棱镜中的每一个的横截面包括至少4个侧面(侧面A、侧面B、侧面C和侧面D)，使得:所述多侧面折射棱镜中的每一个的侧面A与所述光学基板的所述第一主表面平行且相邻；所述多侧面折射棱镜中的每一个的侧面B接合到侧面A，并且被设计成使以正交于侧面A的水平面上方5° -80°的角度入射在所述光学基板的所述第二主表面上的光线产生全内反射；所述多侧面折射棱镜中的每一个的侧面C接合到侧面A ;并且所述多侧面折射棱镜中的每一个的侧面D连接到侧面C和侧面B，并且被设计成基本上重新定向在远离侧面B并且朝向侧面C和/或侧面D的方向从侧面B反射的光线，并且其中所述第一光学膜的所述第二主表面被粘附到窗用玻璃基板。
18.根据权利要求17所述的日光重新定向窗用玻璃构造，其中所述非对称结构从所述光学基板的所述第一主表面突出50微米至250微米。
19.根据权利要求18所述的日光重新定向窗用玻璃构造，其中所述非对称结构包括热塑性材料或热固性 材料。
【文档编号】A47H23/00GK103930804SQ201280035538
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2012年7月17日 优先权日:2011年7月19日
【发明者】R·帕迪亚斯, C·A·马蒂拉, 郝冰 申请人:3M创新有限公司