玻璃组件及窗体总成的制作方法

1.本发明涉及玻璃技术领域，具体地涉及一种集成发光功能和增强发光效果的玻璃组件，以及应用该玻璃组件的窗体总成。


背景技术：

2.随着汽车工业的快速发展以及消费者对车辆功能日益增长的需求，具有发光功能的玻璃已受到车辆生产商的广泛重视和消费者的青睐。通常，具有发光功能的玻璃通过将微结构膜层层压到玻璃中形成图案区域，或者采用在玻璃的表面基于图案设计进行微雕或施加发光珐琅(釉质)或油墨，通过设置在玻璃表面或侧面或集成于玻璃中的光源发出的入射光在玻璃中发生全反射之后，当投射到图案区域时，由于表面结构的变化，光线被散射或漫射而通过图案区域透出，从而实现不同的发光效果。
3.虽然光线可以在玻璃中全反射传播，但是当光线传播到玻璃边缘时确容易从玻璃的边缘透射出去，这样不仅会在玻璃边缘产生不期望的周边亮条，影响视觉舒适度，而且由于没有充分利用光源发出的光，造成光线亮度的损失，无法达到满意的发光效果。因此，如何提高光源的利用率成为提高发光玻璃发光效果的关键之一。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提出一种增强发光功能的玻璃组件，通过在玻璃边缘结合反射设计，减少或完全消除入射光在玻璃边缘的散射或漫射，从而提高发光玻璃的光源利用率，提高产品性能，增强用户体验。
5.为此，根据本发明的一个方面，提供一种玻璃组件，所述玻璃组件包括：导光件，所述导光件包括玻璃体并具有相反布置的第一表面和第二表面，其中，进入所述导光件的入射光能够在所述第一表面和所述第二表面之间全反射；出光结构，所述出光结构位于所述导光件中、或设置于所述第一表面或所述第二表面，并将所述入射光从所述第二表面导出；反射层，所述反射层附接于所述导光件的周向边缘的至少一部分，以增加所述入射光在所述导光件内部的反射。
6.通过提供反射层，本发明的玻璃组件防止了光线在玻璃边缘的损失，从而有效利用光源发射的入射光并提高发光亮度，增强了用户使用的舒适感。反射层的施加易于实施，使得本发明的玻璃组件具有工艺简单、性能提升明显等有益效果。
7.根据上述技术构思，本发明的实施方式可进一步包括任何一个或多个如下的可选形式。
8.在某些可选形式中，所述反射层连续地或分散地附接于所述玻璃体的周向边缘，所述反射层至少与所述第一表面和/或所述第二表面大致齐平。
9.在某些可选形式中，所述反射层连续地或分散地附接于所述玻璃体的周向边缘，所述反射层延伸包覆至所述第一表面和/或所述第二表面。
10.在某些可选形式中，所述玻璃体的周向边缘设置为平面、弧面或具有倒角的平面。
11.在某些可选形式中，所述玻璃体的周向边缘与所述第一表面和/或所述第二表面大致呈直角。
12.在某些可选形式中，所述玻璃组件包括光源，所述光源嵌入所述玻璃体。
13.在某些可选形式中，所述光源嵌入所述玻璃体上邻近周向边缘设置的开口中，所述反射层环绕附接于所述玻璃体的整个周向边缘。
14.在某些可选形式中，所述反射层的反射率至少大于等于80％，优选大于等于85％，更优选大于等于90％，更优选大于等于95％，更优选大于等于97％，更优选大于等于99％。
15.在某些可选形式中，所述反射层为涂层，或者通过粘接剂附接的条带或膜层，或者具有粘接层的胶带。
16.在某些可选形式中，所述反射层为单层膜或者由多层膜层叠而成，其中，所述多层膜彼此相同或不同。
17.在某些可选形式中，所述反射层的材料包括金属、金属氧化物、非金属氧化物、有机聚合物中的一种或多种的组合。
18.在某些可选形式中，所述金属包括银、铝、铜、金中的一种或多种的组合；所述金属氧化物包括二氧化钛；所述非金属氧化物包括二氧化硅；所述有机聚合物包括聚酯、聚氯乙烯、聚氨酯、热塑性弹性体、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚碳酸酯中的一种或多种的组合。
19.在某些可选形式中，所述反射层为至少包括第一层、第二层以及夹设于两者之间的第三层的复合结构，其中，所述第一层和/或所述第二层选自有机聚合物，所述第三层选自金属。
20.在某些可选形式中，所述玻璃体为单片玻璃或夹层玻璃。
21.根据本发明的另一方面，提供一种窗体总成，所述窗体总成包括上述的玻璃组件，其中，所述窗体总成包括门、窗、幕墙、车窗玻璃、飞机玻璃或轮船玻璃。
22.在某些可选形式中，所述窗体总成为车窗玻璃，所述车窗玻璃包括前风挡玻璃、后风挡玻璃、天窗玻璃、车门玻璃或角窗玻璃，其中，所述导光件的所述第一表面朝向车辆外部，所述第二表面朝向车辆内部。
23.本发明的集成了反射层的玻璃组件，能够在不影响玻璃本身性能和美观性的前提下，尤其减少玻璃组件的周向边缘的光线亮度损失，使得发光效果得到有效增强，提升用户使用体验。通过玻璃体边缘的不同构型与不同反射层的多种组合，本发明的玻璃组件能够应用于多种场合，满足用户的多元化需求。
附图说明
24.本发明的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的可选实施方式更好地理解，其中：
25.图1是玻璃组件的一种发光方式的示意图，其中在导光件内全反射的入射光通过出光结构导出；
26.图2是根据本发明一种实施方式的玻璃组件的示意图，其中在导光件内全反射的入射光在导光件边缘再次反射入导光件内之后通过出光结构导出；
27.图3a至图3c分别是示出了与导光件的不同周向边缘适配的不同形式的反射层的
示意图，其中反射层与导光件的表面大致齐平；
28.图4a至图4c分别是示出了与导光件的不同周向边缘适配的不同形式的反射层的示意图，其中反射层包覆至导光件的表面。
具体实施方式
29.下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式，而非限制本发明的范围。在描述时各个部件的结构位置例如上、下、顶部、底部等方向的表述不是绝对的，而是相对的。当各个部件如图中所示布置时，这些方向表述是恰当的，但图中各个部件的位置改变时，这些方向表述也相应改变。
30.本文中，表述“包含”或与其同义的类似表述“包括”、“含有”和“具有”等是开放性的，不排除额外的未列举的元素、步骤或成分。表述“由
…
组成”排除未指明的任何元素、步骤或成分。表述“基本上由
…
组成”指范围限制在指定的元素、步骤或成分，加上任选存在的不会实质上影响所要求保护的主题的基本和新的特征的元素、步骤或成分。应当理解，表述“包含”涵盖表述“基本上由
…
组成”和“由
…
组成”。
31.本文中，术语“第一”、“第二”等表述并不用于限定先后顺序以及组件数量，除非另有说明。
32.本文中，“多个”、“多层”的含义是指两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
33.本文中，除非另有明确具体的限定，“安装”、“连接”、“附接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。
34.本文中，“玻璃”是非晶无机非金属材料，一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料，另外加入少量辅助原料制成。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。在所描述的各个实施方式中，虽然图中以平面玻璃示出，本发明的玻璃也可以是曲面玻璃。此外，在各个实施方式中，玻璃组件中的导光件以独立的玻璃体或玻璃板描述，然而某些情形中，玻璃体的表面还可使用特殊涂层或胶体，这些涂层或胶体的作用可以是用于提高隔热性和/或舒适度和/或提供其它功能性作用，这些涂层或胶体可具有与玻璃体相近的折射率从而整体构成导光件，并且玻璃体亦可为夹层玻璃以获得多元化的功能或效果。
35.下文中，以玻璃组件应用于车窗玻璃来描述，然而并不排除玻璃组件可应用于门、窗、幕墙、飞机玻璃或轮船玻璃等环境中。当玻璃组件描述用于车辆的车窗玻璃时，“外”和“内”是相对于车身来说的方向，“外”是指远离车身的方向，“内”是指面向车身的方向。应理解的是，根据本发明的实施方式的车窗玻璃包括但不限于前风挡玻璃、后风挡玻璃、天窗玻璃、车门玻璃或角窗玻璃，可基于不同的需求提供不同的发光效果。
36.在日新月异的汽车行业中，具有发光效果(例如，照明效果、装饰效果等)的玻璃组件已广泛应用于中高档车型的例如车辆天窗中，不仅可以实现光线明暗和/或颜色变化等效果，还可以结合涂层和/或夹层结构形成具有不同图案的光照效果。
37.图1示出了一种发光方式的玻璃组件。玻璃组件10包括具有第一表面14和第二表
面15的玻璃体11，设置在玻璃体11的第二表面15上的出光结构12，以及光源13。光源13例如为集成于玻璃体11内部的点状或线状光源，或者以邻近、贴合等方式附接至玻璃体的侧面的光源，例如led发光条。出光结构12可以为将玻璃体11中的光线改变传播角度并导出的任意结构，例如可为设置在玻璃体中的微粒结构或层结构，或者采用机械结构化、压印、腐蚀或喷射等方式设置在第二表面15上的光散射颗粒，使得光源13发射进入玻璃体11的入射光在第一表面14和第二表面15内传输及全反射后从第二表面15上的出光结构12透出，如图中箭头所示。出光结构12也可以为基于图案设计的釉质印刷层或油墨印刷层，并且可在第二表面15上非连续地布置，以产生不同的显示图案或显示效果。当应用于车辆的车窗玻璃时，第一表面14朝向车辆外部，第二表面15面向车辆内部，使得车内乘客能够从车窗玻璃体验多样化的发光效果。由于光线在玻璃体11内全反射，如图1所示的，在光线反射到玻璃体11的边缘后会散射出玻璃体，不仅导致发光效果所需光线亮度的损失，还会造成玻璃体的边缘出现不期望的亮条，影响视觉舒适度。
38.根据本发明的构思，在玻璃组件上集成反射层，从而将全反射至导光件边缘的光线重新反射回导光件中，以减少或基本上完全防止光线从导光件的边缘漫射或散射。
39.具体地，如图2所示的一种实施方式，玻璃组件100包括具有第一表面140和第二表面150的玻璃体110，设置在玻璃体110的第二表面150上的出光结构120，以及光源130。应理解的是，市售可得的具有同等功能或效果的镀层、涂层或膜均可用作上述的出光结构。此外，出光结构的层数、尺寸和分布可根据需要而定，并不限定于图中所示。
40.根据本发明，反射层170附接于玻璃体110的周向边缘160的至少一部分，以增加光源130所发射的入射光在玻璃体110内部的反射。理想情况下，光线在玻璃体的周向边缘由反射层反射后，其相对于第一表面和/或第二表面的入射角度不会发生明显改变，也就是仍然可以保持在玻璃体内全反射传播的角度。因而，玻璃体的周向边缘与反射层需要良好配合以使得光线在周向边缘的漫射最小。此外，反射层至少与玻璃体的表面大致齐平以基本上完全阻隔光线透射出玻璃体，例如，在某些实施方式中，反射层170连续地或分散地附接于玻璃体110的周向边缘160并至少与第一表面140和第二表面150大致齐平，如图2所示的。在某些实施方式中，反射层170连续地或分散地附接于玻璃体110的周向边缘160并延伸包覆至第一表面140和/或第二表面150，从而有效地将入射至周向边缘160的光线完全反射回玻璃体110。
41.对于光源130而言，其设置方式并不限于图2中所示，可如现有设计一样设置为邻近、贴合等方式附接至玻璃体110的侧面的光源，此时，反射层170分散地附接于玻璃体110的没有设置光源的周向边缘。在某些实施方式中，如玻璃体为夹层玻璃的情形，光源可为集成于玻璃体内部的点状或线状光源，这样，反射层能够环绕附接于玻璃体的整个周向边缘，从而提高反射率进而改进发光效果。在某些实施方式中，光源优选嵌入玻璃体110上邻近周向边缘160设置的一个或多个开口中。作为选择，开口可通过例如钻孔的方式形成。以这种方式，反射层不仅能够环绕附接于玻璃体的整个周向边缘，而且能够以低成本和简化的结构使得单体玻璃或夹层玻璃均能获得改进的发光效果。在玻璃体为例如四边形的多边形结构时，开口有利地设置在边角位置。
42.从图2中可见，通过提供反射层170，从光源130发射的入射光通过全发射例如沿实线箭头方向在玻璃体110中传播至周向边缘160之后，经由反射层170反射回玻璃体110再次
进行多次反射，如虚线箭头所示，并通过出光结构120导出玻璃体110。由于光线在玻璃体内的多次反射，光线能够重复通过出光结构，这就提高了光源的利用率并增加了发光玻璃的亮度。
43.图3a至图4c分别示出了本发明不同实施方式的玻璃组件中玻璃体的周向边缘与所附接的反射层的不同组合的结构形式。应理解的是，玻璃体的周向边缘的不同结构形式是反射层所能够增加的在玻璃体内部的光线反射率的关键因素，通过玻璃体的周向边缘结构形式的合理设计并结合反射层的材质选择，能够将布置在玻璃体的周向边缘的反射层的反射率提高到至少80％以上，优选为85％以上，更优选为90％以上，更优选为95％以上，更优选为97％以上，更优选为99％以上。
44.有利地，玻璃体的周向边缘与第一表面和/或第二表面大致呈直角。如图3a所示实施方式，玻璃体110a的周向边缘160a与第一表面和第二表面大致呈直角并设置为平面，且反射层170a与第一表面和第二表面大致齐平。此种方式下，能够最小化光线在周向边缘发生散射或漫射的可能性，反射层的反射率能够达到95％以上，光线经反射层170a反射后仍然可以通过全反射在玻璃体110a中传播，并在经由出光结构时能够几乎无损地将光线完全导出，从而获得最佳的发光效果。应理解的是，在某些实施方式中，满足所需反射率的情况下，反射层亦可仅与第一表面或第二表面大致齐平。
45.作为选择，玻璃体的周向边缘还可设置为弧面或具有倒角的平面。图3b示出的实施方式中，玻璃体110b的周向边缘160b设置为弧面，相应地，反射层170b也设置为与周向边缘160b配合的弧面。图3c示出的实施方式中，玻璃体110c的周向边缘160c设置为具有倒角(例如圆弧倒角)的平面，相应地，反射层170c也设置为与周向边缘160c配合的具有倒角的平面。比较而言，反射层170c的反射率低于图3a中反射层170a的反射率，但是大于图3b中反射层170b的反射率。
46.在某些实施方式中，反射层可连续地或分散地附接于玻璃体的周向边缘并延伸包覆至第一表面和/或第二表面。在图4a所示实施方式中，与图3a所示方式不同之处在于，反射层170d不仅覆盖玻璃体110a的周向边缘160a，还延伸包覆至玻璃体110a的第一表面和第二表面。图4b所示实施方式与图3b类似，区别在于反射层170e包覆玻璃体110b的周向边缘160b并延伸包覆至玻璃体110b的第一表面和第二表面。同样，图4c所示实施方式与图3c类似，区别在于反射层170f包覆玻璃体110c的周向边缘160c并延伸包覆至玻璃体110c的第一表面和第二表面。在图4a至图4c所示实施方式中，反射层包覆玻璃体的第一表面和第二表面的区域范围可根据实际需要和工艺选择来决定，只要将反射层的反射率控制在较佳的范围内即可，并且反射层亦可仅包覆一个表面而与另一个表面大致齐平。
47.在以上结合附图描述的各个实施方式中，本发明的玻璃组件通过不同方式集成反射层，有效提高了光源的利用率，增加了发光亮度，具有工艺简单、性能提升明显等有益效果，其中，反射层可通过商业途径从市售产品中获得，其厚度等尺寸不做限制。有利地，反射层可为涂层，或者通过粘接剂附接的条带或膜层，或者具有粘接层的胶带。某些实施方式中，反射层可为单层膜或者由多层膜层叠而成，其中，多层膜可彼此相同或不同。
48.在已描述或未描述的可能实施方式中，玻璃体可选为单片玻璃或夹层玻璃。例如，当应用于车窗玻璃中的前挡风玻璃或天窗玻璃时，可选用夹层玻璃，至少包括两层玻璃体以及将两者粘合为一体的中间层例如聚乙烯醇缩丁醛(pvb)，或乙烯-乙酸乙烯共聚物
(eva)。应理解的是，夹层玻璃已广泛应用于车辆领域中，并且在夹层玻璃中通常设置多种功能层来获得不同功能，例如调光层(如pdlc，聚合物分散液晶；或者ec，电致变色)、发光层、成像层、触控层等等，本发明将反射层施加于夹层玻璃的周向边缘并不影响这些功能层的作用。对于车窗玻璃中的前后门玻璃或后风挡玻璃，可采用单片钢化玻璃。作为选择，反射层可在单层玻璃体、结合涂层的玻璃体或夹层玻璃等形式的导光件经高压成型后通过喷洒、涂覆或粘贴而附接于导光件的周向边缘。其中，反射层的材料包括金属、金属氧化物、非金属氧化物、有机聚合物等中的一种或多种的组合。
49.取决于不同需要，可选地，金属包括银(ag)、铝(al)、铜(cu)、金(au)等中的一种或多种的组合；金属氧化物包括二氧化钛(tio2)等；非金属氧化物包括二氧化硅(sio2)等；有机聚合物包括聚酯(pet)、聚氯乙烯(pvc)、聚氨酯(pu)、热塑性弹性体(tpe)、聚丙烯(pp)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)、聚碳酸酯(pc)等中的一种或多种的组合。
50.作为示例，反射层设置为包括但不限于：金属涂层或具有粘接层的金属胶带；白色或其他具有高反射颜色的有机聚合物涂层或膜层；至少包括第一层(例如抗氧化层/保护层)、第二层(例如基层)以及夹设于两者之间的第三层的复合结构，其中，第一层和/或第二层选自有机聚合物，第三层选自金属；包括金属和金属氧化物的涂层；包括金属或金属氧化物与有机聚合物的混合物，例如，二氧化钛/铝/银+聚酯/聚碳酸酯，或者金属氧化物与非金属氧化物以及有机聚合物的混合物，例如，二氧化钛+二氧化硅+聚酯/聚碳酸酯。
51.通过试验验证，不具有反射层的发光玻璃在开启光源之后测量所得的亮度为6.211坎德拉/平方米(cd/m2)，采用铝箔胶带包覆发光玻璃的周向边缘并再次测量所得的亮度为8.033坎德拉/平方米(cd/m2)，发光亮度提升近30％。由此可见，本发明的玻璃组件能够在不改变现有光源模块的情况下增加发光玻璃的发光亮度，提高光源模块的光利用率，以满足生产商及用户的需求。当采用光源集成于玻璃体的邻近周向边缘的开口中的设计时，本发明尤其能够获得令人满意的发光亮度。
52.这里应当理解的是，图中所示实施方式仅显示了根据本发明的玻璃组件的各个可选部件的可选架构、形状、尺寸和布置方式，然而其仅为示意而非限制，在不背离本发明的思想和范围的情况下，亦可采取其他形状、尺寸和布置方式。
53.以上已揭示本发明的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的构思作各种变化和改进，但都属于本发明的保护范围。上述实施方式的描述是例示性的而不是限制性的，本发明的保护范围由权利要求所确定。