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CN114690306A - 一种发光玻璃、入光装置及导光棱镜制造方法 - Google Patents

一种发光玻璃、入光装置及导光棱镜制造方法 Download PDF

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CN114690306A
CN114690306A CN202210156251.3A CN202210156251A CN114690306A CN 114690306 A CN114690306 A CN 114690306A CN 202210156251 A CN202210156251 A CN 202210156251A CN 114690306 A CN114690306 A CN 114690306A
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light
angle
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glass
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孙利强
林友建
谭之海
彭书鑫
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Zhejiang Caicheng Technology Co ltd
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Zhejiang Caicheng Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种发光玻璃，包括玻璃本体和至少一个入光装置，所述玻璃本体的第一表面设有若干微结构，所述入光装置设于所述玻璃本体的第一表面，所述入光装置用于提供与所述玻璃本体角度为
Figure 100004_DEST_PATH_IMAGE001
的光线，并将所述光线从所述玻璃本体的第一表面射入其内，所述光线在所述玻璃本体内传导至其与外部空气交界的第二表面，
Figure 825844DEST_PATH_IMAGE002
大于等于所述玻璃本体与所述外部空气的全反射临界角，以使所述光线在所述玻璃本体的第二表面发生全反射，全反射后在所述玻璃本体内传导，传导至所述微结构被其散射后射出。该发光玻璃不会影响发光材料的透明度，安装拆卸方便，且对光线的利用率高。

Description

一种发光玻璃、入光装置及导光棱镜制造方法
技术领域
本发明属于照明技术领域，尤其涉及一种发光玻璃、入光装置及导光棱镜制造方法。
背景技术
发光材料例如发光板、发光玻璃等，需要将光源的光导入到其内部才能进行发光。
现有技术中常通过以下两种方式对透明发光材料进行导光：（1）在其表面安装LED灯珠的直下式导光方式；（2）通过将其拆卸后在其侧面安装LED灯珠的侧入式导光方式。
福耀玻璃工业集团股份有限公司在申请号为202010861855.9的中国发明专利中公开了一种发光玻璃， 包含第一透光板、第二透光板及位于第一透光板和第二透光板之间的片状的调光膜，所述调光膜通过第一粘结层与第一透光板粘结，通过第二粘结层与第二透光板粘结，所述调光膜包括第一透明基底、第一导电层、调光材料层、第二导电层、第二透明基底，其特征在于，所述第一透明基底面向调光材料层的一侧表面设有若干LED灯珠，LED灯珠的驱动电源分别连接位于第一导电层上的第一电极与第二电极。通过LED灯珠发光。
扬升照明股份有限公司在申请号为201520671714.5的中国实用新型专利中公开了一种发光装置，其包括导光板模块以及光源模块。导光板模块包括 至少一个导光板。导光板包括第一表面、与第一表面相对的第二表面以及入光侧，入光侧设于导光板侧端。入光侧连接于第一表面及第二表面。第一表面及第二表面中的至少一者具有多个光学微结构。光源模块设置在导光板模块的入光侧，用以提供照明光束。照明光束从导光板模块的入光侧入射导光板，并且从第一表面及第二表面中的至少一者射出。
现有技术中存在以下问题：（1）由于LED灯珠的不透明性，采用在发光材料表面安装LED灯珠的方式会导致发光材料在未被点亮的情况下其本身不透明，且安装复杂；（2）采用在发光材料侧面安装LED灯珠的方式虽然不会影响其透明性，但是对于已经安装好的发光材料，例如建筑玻璃，需要对其改造时，需要拆卸后再安装，费时费力，成本极高。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种发光玻璃、入光装置及导光棱镜制造方法，该发光玻璃不会影响发光材料的透明度，安装拆卸方便，且对光线的利用率高。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种发光玻璃，包括玻璃本体和至少一个入光装置，所述玻璃本体的第一表面设有若干微结构，所述入光装置设于所述玻璃本体的第一表面，所述入光装置用于提供与所述玻璃本体角度为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
的光线，并将所述光线从所述玻璃本体的第一表面射入其内，所述光线在所述玻璃本体内传导至其与外部空气交界的第二表面，
Figure 327869DEST_PATH_IMAGE001
大于等于所述玻璃本体与所述外部空气的全反射临界角，以使所述光线在所述玻璃本体的第二表面发生全反射，全反射后在所述玻璃本体内传导，传导至所述微结构被其散射后射出。
根据本发明一实施例，所述玻璃本体的第一表面贴覆有导光薄膜。
根据本发明一实施例，所述玻璃本体包括第一玻璃层、微结构层和第二玻璃层，所述微结构层朝向所述玻璃本体第一表面的一端面设有若干所述微结构。
根据本发明一实施例，所述微结构中设有扩散粒子。
一种入光装置，用于上述实施例的发光玻璃，包括：
导光棱镜，包括第一直角面、第二直角面和斜面，所述第一直角面和所述第二直角面相互垂直，所述斜面设于所述第一直角面和所述第二直角面之间；
光源，用于提供所述光线且设于所述第一直角面，；
粘合层，设于所述斜面，用于将所述导光棱镜贴覆于所述玻璃本体的第一表面；
其中，光线经所述第一直角面进入所述导光棱镜内并传导至所述斜面和所述第二直角面，传导至所述第二直角面的所述光线被其反射至所述斜面，传导至所述斜面的所述光线透射至所述玻璃本体；
所述第一直角面和所述第二直角面截面形成的两个直角边边长为别为H和L，且满足以下条件：
Figure 961152DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
为所述玻璃本体的折射率，
Figure 202646DEST_PATH_IMAGE004
为所述光线进入所述玻璃本体的入射角度；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
为所述第二直角面与所述斜面截面形成的角的角度；
Figure 415846DEST_PATH_IMAGE006
为所述光源的照射角度。
根据本发明一实施例，所述导光棱镜为透明材质。
根据本发明一实施例，所述第一直角面、所述第二直角面和所述斜面均设有镀膜层，且所述镀膜层厚度为0.001um-10um。
根据本发明一实施例，所述镀膜层包括具有不同功能的多层镀膜。
根据本发明一实施例，包括具有抗氧化、隔热、抗紫外线、增透、增反功能的多层所述镀膜。
根据本发明一实施例，所述导光棱镜为劈尖。
根据本发明一实施例，所述光源为LED灯。
根据本发明一实施例，所述LED灯贴覆于所述第一直角面。
根据本发明一实施例，所述LED灯通过安装支架安装于所述第一直角面。
一种导光棱镜制造方法，用于制造上述实施例的导光棱镜，包括如下步骤：
S1：任取H和L为一值；
S2：将H和L值代入公式
Figure 63996DEST_PATH_IMAGE007
，求得
Figure 745645DEST_PATH_IMAGE005
值；
S3：将
Figure 294175DEST_PATH_IMAGE005
值代入公式
Figure DEST_PATH_IMAGE008
，求得
Figure 943856DEST_PATH_IMAGE001
值；
S4：将
Figure 79302DEST_PATH_IMAGE001
值代入公式
Figure 299062DEST_PATH_IMAGE009
，若满足该公式则确定H和L为该值，若不满足则重复S1至S4。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
（1）本发明通过导光棱镜将光源的光以特定角度导入玻璃本体内，使光线在玻璃本体内的第二表面，也就是与空气交界处的一面发生全反射，使光线反射回玻璃本体的第一表面以实现发光，以使光线利用率高。
（2）本发明使用导光薄膜形成玻璃本体第一表面的若干微结构，使得不会影响玻璃的透明度。
（3）本发明通过粘合层将入光装置安装于发光玻璃，使得安装拆卸方便，方便后期维护。使得可以在不拆卸玻璃的情况下将入光装置安装上去使其发光，同理也可在不拆卸玻璃的情况下将入光装置拆除，节省了改造成本。且入光装置不会遮挡发光玻璃，发光玻璃未被点亮时其为透明形态。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
图1 为本发明的一种发光玻璃光路示意图；
图2 为本发明的一种发光玻璃整体轴侧图；
图3 为本发明的一种发光玻璃整体正视图。
附图标记说明：
1：导光棱镜；2：粘合层；3：LED灯；4：玻璃本体。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
实施例1
参看图1至3，本发明的核心是提供一种发光玻璃，包括玻璃本体4和至少一个入光装置，玻璃本体4的第一表面设有若干微结构，入光装置设于玻璃本体4的第一表面，入光装置用于提供与玻璃本体4角度为
Figure 967678DEST_PATH_IMAGE001
的光线，并将光线从玻璃本体4的第一表面射入其内，光线在玻璃本体4内传导至其与外部空气交界的第二表面，
Figure 145850DEST_PATH_IMAGE001
大于等于玻璃本体4与外部空气的全反射临界角，以使光线在玻璃本体4的第二表面发生全反射，全反射后在玻璃本体4内传导，传导至微结构被其散射后射出，以使玻璃本体4发光，且全反射使得光线利用率高。
本实施例中，入光装置为两个，分别设于玻璃本体4的两侧。
玻璃本体4第一表面的若干微结构由导光薄膜形成，导光薄膜贴覆于玻璃本体的4第一表面，导光薄膜上设有若干微结构。对于已经安装好的建筑玻璃，可以在不拆卸的情况下实现二次改造，降低了改造成本。例如需要对建筑玻璃二次改造改变其入光量时，只需撕下导光薄膜再重新安装新的导光薄膜即可，大大减少了施工难度和时间。且导光薄膜不会影响玻璃的透明度
导光薄膜的第一表面通过透明粘合剂贴覆于玻璃本体4的一个表面，透明粘合剂可以为PVB胶、UV胶、OCA胶或其它透明胶黏剂。具体的，可以在玻璃本体4的第一表面刷涂上常温下为液态的透明粘合剂，再将导光薄膜的第一表面贴覆粘合在玻璃本体4上。
导光薄膜的第二表面设有若干微结构，微结构为凸起或凹槽。本发明凹槽或凸起的大小和间距在保证导光效果的同时，能够极大的降低雾度，可以得到一个很好的占空比，使发光玻璃更加透明。且微结构中设有扩散粒子，以增加微结构的导光性能，扩散粒子可以为有机材料，也可以为无机材料。
导光薄膜的材料为PET、BOPET、PC、PS、PMMA和PVC中的任意一种，或者其它高分子材料，厚度为0.01-0.5mm。导光薄膜的微结构中还设有扩散粒子，以增加微结构的导光性能，扩散粒子可以为有机材料，也可以为无机材料。微结构的形状可以为球形、椭球形、金字塔形、锥形或V槽形等。微结构的排列方式可以为均匀排布或渐变排布，也可以为无规则排布。
微结构加工到导光薄膜本体的主要包括步骤：S1.采用激光直刻、化学腐蚀、CNC加工、光刻技术中的任意一种工艺将若干微结构3加工在模具上；S2.采用UV转印技术、挤出成型、热压成型和印刷工艺中的任意一种方法将模具上的微结构3复制在导光薄膜2本体上。
导光薄膜设置微结构的第二表面还设有镀膜层，镀膜层覆盖于微结构上以保护微结构，通过镀膜层防止了微结构暴露于空气中造成损耗以影响其光学性能，增加了使用寿命。且镀膜层可镀于微结构上表面或者下表面。
镀膜层包括具有不同功能的多层透明镀膜，也就是说可以为一层镀膜，也可以设置多层具有不同功能的镀膜，例如具备抗氧化、隔热、抗紫外线、增透、增反等提升发光玻璃装置品质的功能，使得发光玻璃装置的功能更加多样化。多层镀膜的总厚度为0.001um-10um。镀膜层可采用蒸发镀膜、磁控溅射镀膜、电镀或其它涂布方式中的任意一种方式加工在导光薄膜上。
玻璃本体4第一表面的若干微结构也可以由微结构层形成，具体的，玻璃本体4包括第一玻璃层、微结构层和第二玻璃层，微结构层朝向玻璃本体4第一表面的一端面设有若干微结构。通过两层玻璃可以更好的保护微结构。
实施例2
参看图1，本发明的另一核心是提供一种入光装置，用于实施例1所述的发光玻璃，包括导光棱镜1、光源和粘合层2。
导光棱镜1为透明材质，透明材质包括但不限于玻璃、水晶以及亚克力等。导光棱镜1的加工方式可以为模具注塑、激光切割、CNC加工、抛光等工艺中的任意一种。导光棱镜1的非三角形面为光滑表面，其余各面可以为光滑表面，也可以为非光滑表面。
导光棱镜1包括第一直角面、第二直角面和斜面，第一直角面和第二直角面相互垂直，斜面设于第一直角面和第二直角面之间；光源用于提供光线且设于第一直角面；粘合层2设于斜面，用于将导光棱镜1贴覆于玻璃本体4的第一表面。且粘合层2为透明粘合剂，透明粘合剂可以为PVB胶、UV胶、OCA胶或其它透明胶黏剂。
通过粘合层2将导光棱镜1安装于玻璃本体4，使得安装拆卸方便，方便后期维护。使得可以在不拆卸玻璃的情况下将入光装置安装上去使其发光，同理也可在不拆卸玻璃的情况下将入光装置拆除，节省了改造成本。且入光装置不会遮挡发光玻璃，发光玻璃未被点亮时其为透明形态。
光线经第一直角面进入导光棱镜1内并传导至斜面和第二直角面，传导至第二直角面的光线被其反射至斜面，传导至斜面的光线透射至玻璃本体4内。
第一直角面和第二直角面截面形成的两个直角边边长为别为H和L，且满足以下条件：
Figure 503013DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 27929DEST_PATH_IMAGE003
为玻璃本体4的折射率，
Figure 786937DEST_PATH_IMAGE004
为光线进入玻璃本体4的入射角度；
Figure 634545DEST_PATH_IMAGE005
为第二直角面与斜面截面形成的角的角度；
Figure 947846DEST_PATH_IMAGE006
为光源的照射角度。
通过上述条件，使得光线进入玻璃本体4的入射角度
Figure 22592DEST_PATH_IMAGE004
大于等于玻璃本体4与外部空气的全反射临界角，以使光线在玻璃本体4的第二表面发生全反射。
光源为LED灯3。LED灯3可以贴覆于第一直角面，也可以通过安装支架安装于第一直角面。具体的，LED灯3沿第一直角面的长度方向布置，且设有多个发光元件。
优选的，本实施例中导光棱镜1为劈尖，也就是说导光棱镜1为直角三角体。
导光棱镜1的第一直角面、第二直角面和斜面均设有镀膜层，镀膜层包括具有不同功能的多层透明镀膜，也就是说可以为一层镀膜，也可以设置多层具有不同功能的镀膜，例如具备抗氧化、隔热、抗紫外线、增透、增反等提升发光玻璃装置品质的功能，使得发光玻璃装置的功能更加多样化。多层镀膜的总厚度为0.001um-10um。
镀膜层可采用蒸发镀膜、磁控溅射镀膜、电镀或其它涂布方式中的任意一种方式加工在导光薄膜2上。
实施例3
本发明的另一核心是提供一种导光棱镜制造方法，用于制造实施例2中的导光棱镜，包括如下步骤：
S1：任取H和L为一值；
S2：将H和L值代入公式
Figure 901687DEST_PATH_IMAGE007
，求得
Figure 421661DEST_PATH_IMAGE005
值；
S3：将
Figure 251951DEST_PATH_IMAGE005
值代入公式
Figure 148363DEST_PATH_IMAGE008
，求得
Figure 616385DEST_PATH_IMAGE001
值；
S4：将
Figure 543146DEST_PATH_IMAGE001
值代入公式
Figure 627776DEST_PATH_IMAGE009
，若满足该公式则确定H和L为该值，若不满足则重复S1至S4。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (14)

1.一种发光玻璃，其特征在于，包括玻璃本体和至少一个入光装置，所述玻璃本体的第一表面设有若干微结构，所述入光装置设于所述玻璃本体的第一表面，所述入光装置用于提供与所述玻璃本体角度为
Figure DEST_PATH_IMAGE001
的光线，并将所述光线从所述玻璃本体的第一表面射入其内，所述光线在所述玻璃本体内传导至其与外部空气交界的第二表面，
Figure 454556DEST_PATH_IMAGE001
大于等于所述玻璃本体与所述外部空气的全反射临界角，以使所述光线在所述玻璃本体的第二表面发生全反射，全反射后在所述玻璃本体内传导，传导至所述微结构被其散射后射出。
2.根据权利要求1所述的发光玻璃，其特征在于，所述玻璃本体的第一表面贴覆有导光薄膜。
3.根据权利要求1所述的发光玻璃，其特征在于，所述玻璃本体包括第一玻璃层、微结构层和第二玻璃层，所述微结构层朝向所述玻璃本体第一表面的一端面设有若干所述微结构。
4.根据权利要求3所述的发光玻璃，其特征在于，所述微结构设有扩散粒子。
5.一种入光装置，用于权利要求1至4任意一项所述的发光玻璃，其特征在于，包括：
导光棱镜，包括第一直角面、第二直角面和斜面，所述第一直角面和所述第二直角面相互垂直，所述斜面设于所述第一直角面和所述第二直角面之间；
光源，用于提供所述光线且设于所述第一直角面；
粘合层，设于所述斜面，用于将所述导光棱镜贴覆于所述玻璃本体的第一表面；
其中，光线经所述第一直角面进入所述导光棱镜内并传导至所述斜面和所述第二直角面，传导至所述第二直角面的所述光线被其反射至所述斜面，传导至所述斜面的所述光线透射至所述玻璃本体；
所述第一直角面和所述第二直角面截面形成的两个直角边边长为别为H和L，且满足以下条件：
Figure 778221DEST_PATH_IMAGE002
其中,
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为所述玻璃本体的折射率，
Figure 603963DEST_PATH_IMAGE001
为所述光线进入所述玻璃本体的入射角度；
Figure 405697DEST_PATH_IMAGE004
为所述第二直角面与所述斜面截面形成的角的角度；
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为所述光源的照射角度。
6.根据权利要求5所述的入光装置，其特征在于，所述导光棱镜为透明材质。
7.根据权利要求5所述的入光装置，其特征在于，所述第一直角面、所述第二直角面和所述斜面均设有镀膜层，且所述镀膜层厚度为0.001um-10um。
8.根据权利要求7所述的入光装置，其特征在于，所述镀膜层包括具有不同功能的多层镀膜。
9.根据权利要求8所述的入光装置，其特征在于，包括具有抗氧化、隔热、抗紫外线、增透、增反功能的多层所述镀膜。
10.根据权利要求5所述的入光装置，其特征在于，所述导光棱镜为劈尖。
11.根据权利要求5所述的入光装置，其特征在于，所述光源为LED灯。
12.根据权利要求11所述的入光装置，其特征在于，所述LED灯贴覆于所述第一直角面。
13.根据权利要求11所述的入光装置，其特征在于，所述LED灯通过安装支架安装于所述第一直角面。
14.一种导光棱镜制造方法，用于制造权利要求4所述的导光棱镜，其特征在于，包括如下步骤：
S1：任取H和L为一值；
S2：将H和L值代入公式
Figure 269004DEST_PATH_IMAGE006
，求得
Figure 730947DEST_PATH_IMAGE004
值；
S3：将
Figure 404505DEST_PATH_IMAGE004
值代入公式
Figure DEST_PATH_IMAGE007
，求得
Figure 917920DEST_PATH_IMAGE008
值；
S4：将
Figure 993323DEST_PATH_IMAGE008
值代入公式
Figure DEST_PATH_IMAGE009
，若满足该公式则确定H和L为该值，若不满足则重复S1至S4。
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