Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос :  ea201492058a*\id

больше ...
Термины запроса в документе


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Настоящее изобретение относится к осветительному остеклению, содержащему первый лист из стекла (1) с показателем преломления n 1 с первой главной поверхностью (11), второй главной поверхностью (12) и торцем (13); прозрачную полимерную пленку (3), находящуюся в адгезионном контакте со второй главной поверхностью (12) первого листа (1), причем упомянутая пленка имеет показатель преломления n 2 1 ; источник освещения (8), предпочтительно светодиодный модуль (LED-модуль), расположенный обращенным к торцу (13) первого листа из стекла, причем упомянутое остекление отличается тем, что область (5) второй главной поверхности (12) первого листа из стекла снабжена отражающим рельефом или в ином случае покрыта прозрачной плоской структурой (6) с показателем преломления n 3 , большим или равным n 1 , снабженной отражающим рельефом.


2420-519707ЕА/030
ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ ОСТЕКЛЕНИЕ СО ВСТРОЕННЫМ ОТРАЖАТЕЛЕМ
Настоящее изобретение относится к осветительному остеклению, в частности к остеклению для транспортных средств, выполненному с возможностью направленного испускания света.
Известно встраивание светодиодных модулей (LED модулей) в край однослойного или многослойного остекления таким образом, что свет, излученный светодиодами, входит через торец листа из стекла и, таким образом, направляется на рассеивающий элемент, также называемый световыводящим средством.
Эти осветительные остекления часто имеют функцию общего освещения. Световыводящее средство фактически рассеивает свет, выходящий из освещенного листа, во всех направлениях без различия. Однако в некоторых случаях может потребоваться, даже быть необходимым, ограничить угол рассеяния выводимого света. Таким образом, например в области жилищного хозяйства, когда имеется потребность в освещении конкретного декоративного элемента, чтобы выделить его, или также в области автомобилестроения, когда имеется потребность в освещении области пассажирского салона, вблизи от пассажира, не причиняя неудобств другим пассажирам, и в особенности водителю.
Конечно, возможно рассмотреть направление рассеянного света, выходящего из световодного листа, отражателем, прикрепленным к одной из поверхностей освещенного листа вблизи от рассеивающего элемента. Однако такое решение будет неудовлетворительным с эстетической точки зрения, поскольку такой непрозрачный отражатель будет выступать из остекления и будет значительно ухудшать восприятие плоскостности и прозрачности остекления, когда источник освещения выключен.
Настоящее изобретение основано на идее встраивания функции отражателя внутрь остекления, путем выполнения, в ограниченной области остекления, одной из главных поверхностей освещенного листа в виде рельефа, содержащего геометрические структуры, снабженные отражающей поверхностью раздела и выполненные с возможностью направления света. Для этой области, чтобы
эффективно действовать в качестве отражателя, большая часть отражения света должна быть зеркального типа.
Термин "отражающая поверхность раздела" описывает здесь
либо поверхность раздела между освещенным листом и сплошной средой, соприкасающейся с ним,
либо поверхность раздела между плоской структурой, прикрепленной к освещенному листу, и сплошной средой, соприкасающейся с этой плоской структурой; для того, чтобы свет свободно проходил через освещенный лист в эту прикрепленную плоскую структуру, последняя должна иметь показатель преломления, больший или равный показателю преломления освещенного листа.
Задача настоящего изобретения более конкретно состоит в осветительном остеклении, содержащем
- первый лист из стекла с показателем преломления ni с первой главной поверхностью, второй главной поверхностью и торцем;
- прозрачную полимерную пленку в адгезионном контакте со второй главной поверхностью первого листа, причем упомянутая пленка имеет показатель преломления n2 - источник освещения, предпочтительно светодиодный модуль (LED модуль), расположенный обращенным к торцу первого листа из стекла,
причем упомянутое остекление отличается тем, что область второй главной поверхности первого листа из стекла снабжена отражающим рельефом или в ином случае покрыта плоской структурой, планарной и прозрачной, с показателем преломления пз, большим или равным ni, снабженной отражающим рельефом.
Также задача изобретения состоит в транспортном средстве, предпочтительно автомобиле, содержащем такое осветительное остекление, причем осветительное остекление предпочтительно образует часть крыши транспортного средства.
Протяженность этой рельефной области, которая выполняет функцию отражателя, предпочтительно значительно меньше протяженности первого листа. Предпочтительно она составляет менее 30%, предпочтительно между 1 и 25%, в особенности между 1
и 10% протяженности первого листа.
Остекление настоящего изобретения может являться однослойным остеклением, предпочтительно из закаленного стекла, или в ином случае многослойным остеклением, содержащим по меньшей мере два одинарных листа, склеенных друг с другом известным способом посредством ламинирующего разделителя. В предпочтительном варианте выполнения, остекление настоящего изобретения соответственно также содержит второй лист из стекла с первой главной поверхностью, второй главной поверхностью и торцем, тогда прозрачная полимерная пленка выступает в качестве ламинирующего разделителя или находится в адгезионном контакте со второй главной поверхностью первого листа из стекла и с первой главной поверхностью второго листа из стекла.
Когда прозрачная полимерная пленка является ламинирующим разделителем, она может быть выполнена из материалов, обычно используемых для этой цели, при условии, что они имеют показатель преломления п2, меньший показателя преломления первого листа из стекла (щ) . Примеры идеально подходящего материала, который может быть приведен, включают в себя поли(винилбутираль), который имеет показатель преломления, равный приблизительно 1,48, то есть показатель преломления, меньший показателя преломления минерального стекла, который обычно равен около 1,5.
Следует отметить, что в последующем описании остекления, термин "первый лист" всегда будет обозначать лист из стекла, освещенный с его торца источником освещения или источниками освещения. Первый лист или освещенный лист предпочтительно является листом, соприкасающимся с внутренней стороной транспортного средства или здания.
Каждый из двух листов остекления настоящего изобретения имеет торец и две главные поверхности. Поверхность, которая должна быть обращена к внутренней стороне пассажирского салона транспортного средства или к внутренней стороне здания, будет называться "первая главная поверхность", и поверхность, которая будет направлена к внешней стороне здания или пассажирского салона транспортного средства, будет называться "второй главной
поверхностью". Когда остекление настоящего изобретения не встраивается ни в кузов транспортного средства, ни в стену здания, эта терминология означает, что первые главные поверхности двух листов ориентированы так же.
Как уже пояснялось во введении, отражающий рельеф должен иметь малую шероховатость, так чтобы отражение являлось по существу зеркальным. Рельеф и шероховатость отражающей поверхности раздела выбираются таким образом, чтобы общая ширина на средней высоте углового распределения интенсивности излучения, испущенного системой, лежала предпочтительно между 30° и 60°. Большая шероховатость границы отражения приведет к более рассеянному отражению и, следовательно, более широкому угловому распределению, тогда как меньшая шероховатость границы отражения приведет к более зеркальному отражению и, следовательно, более узкому угловому распределению вокруг направления зеркального отражения.
Угол распределения интенсивности излучения, испущенного устройством, может быть измерен гониофотометрическими способами, хорошо известными специалистам в данной области техники и описанными, например, в справочных документах Международной комиссии по освещению "С1Е 070-1987 Измерение абсолютных распределений силы света" и "С1Е 121-1996 Фотометрия и гониофотометрия осветительных устройств".
Для того чтобы ширина углового распределения интенсивности излучения лежала в пределах требуемых значений, возможно рассмотреть, альтернативно или в дополнение к шероховатости отражающего рельефа, размещение рассеивающего элемента в первом листе, на второй или на первой главной поверхности первого листа в непосредственной близости от рельефной области, содержащей отражающий рельеф.
Этот опциональный рассеивающий элемент имеет большее эстетическое преимущество маскирования текстуры отражающей поверхности раздела для наблюдателя, смотрящего через первую главную поверхность первого листа на область, снабженную этой отражающей поверхностью раздела.
Независимо от шероховатости отражающей поверхности раздела, возможно задать высоту или глубину рельефа, которая равна расстоянию между самой высокой точкой и самой низкой точкой упомянутого рельефа.
Высота отражающего рельефа составляет между 5 мкм и 1 мм, предпочтительно между 10 мкм и 500 мкм, в особенности между 2 0 и 10 0 мкм.
Отражающий рельеф может являться рельефом области второй главной поверхности первого листа из стекла. Непросто изготовить листы из стекла, содержащие в ограниченной области одной из их поверхностей относительно мелкий рельеф с поверхностями, ориентированными соответствующим образом, и достаточно гладкий, чтобы обеспечить зеркальное отражение. Такой рельеф может быть создан, например, лазерной гравировкой.
Значительно легче создать отражающий рельеф путем
нанесения на поверхность листа из стекла предварительно
отформованной плоской структуры, содержащей такой рельеф. Такая
прозрачная плоская структура может являться пленкой из
пластикового материала (органического полимера),
предпочтительно изполи(этилен терефталата), поликарбоната, поли(метилметакрилата), полистирола. Такие полимерные пленки, текстурированные с образованием рельефа, доступны на рынке, и одним примером, который может быть приведен, является пленка Vikuiti(r) Image Directing Film II, реализуемая компанией ЗМ.
Также возможно образовать прозрачную плоскую структуру, содержащую соответствующий рельеф, путем нанесения на поверхность второй главной поверхности первого листа, известным методом посредством золь-гель способа, кварцевого минерального или органо-минерального покрытия. Рельеф может быть образован на поверхности такого покрытия путем нанесения поверхности с ответным рельефом во время фазы отверждения золя, например способом, описанным в WO2008/14322.
Рельеф, чтобы быть способным выступать в качестве светоотражателя, должен являться отражающей поверхностью раздела. Под "отражающей поверхностью раздела" в этом изобретении должна пониматься граница, которая отражает по
меньшей мере 50% видимого света. Эта поверхность раздела рельефа предпочтительно отражает по меньшей мере 80%, в особенности по меньшей мере 90% видимого света.
Отражающее свойство поверхности раздела может быть получено, например, путем нанесения отражающего покрытия, предпочтительно металлического слоя, особенно слоя серебра, меди, алюминия, золота, никеля или хрома, на рельеф прозрачной плоской структуры или поверхность второго листа.
Отражающее свойство рельефа также может являться следствием того, что показатель преломления п2 прозрачной полимерной пленки, которая соприкасается с рельефом, меньше показателя ni первого листа из стекла или показателя пз плоской структуры. Закон Снелла-Декарта (ni sinOi = n2 sin02) , делает возможным вычисление угла падения 0i, в пределах которого луч
света полностью отражается (02 = 90°) поверхностью раздела между двумя средами с различными показателями преломления. Чем больше разница показателей, тем меньше становится 0i, то есть тем меньше луч света должен быть наклонен для отражения поверхностью раздела. В настоящем изобретении, показатель п2 предпочтительно меньше, на по меньшей мере 0,02, предпочтительно на по меньшей мере 0,1, показателя ni первого листа из стекла или показателя п3 прозрачной плоской структуры.
Наконец, третье решение, аналогичное предыдущему решению, состоит в изготовлении рельефа, отражающего посредством нанесения на него покрытия с малым показателем, имеющим показатель преломления щ, меньший, на по меньшей мере 0,02, предпочтительно на по меньшей мере 0,1, показателя ni первого листа из стекла или показателя пз прозрачной плоской структуры.
Отражающий рельеф предпочтительно содержит множество геометрических структур, состоящих из плоских или изогнутых поверхностей. Предпочтительно он является регулярным рельефом с соответствующими геометрическими структурами, то есть геометрическими структурами, имеющими по существу одинаковую форму и по существу равноудаленные друг от друга.
Примером регулярного отражающего рельефа, который может
быть приведен, является рельеф типа линзы Френеля или рельеф типа призмы Френеля. Рельеф типа призмы Френеля является особенно предпочтительным.
Призма Френеля является последовательностью призм малого размера с постоянным углом. Эти призмы расположены непрерывно, параллельно друг другу. Фиг. ЗА показывает вид в перспективе традиционной призмы Френеля, состоящей из семи прямых отдельных призм. Фиг. ЗВ показывает интересный вариант призмы Френеля, в котором отдельные призмы рельефа имеют изогнутую форму.
В остеклении настоящего изобретения, отдельные призмы упомянутого рельефа предпочтительно по существу параллельны освещенному торцу первого листа из стекла. Здесь под "по существу параллельны" должно пониматься то, что призмы, когда они прямые, образуют острый угол менее 10° с торцем или, для изогнутых призм, как показано на Фиг. ЗВ, все касательные к кривой образуют с торцем первого листа острый угол менее 10°.
Очевидно, что форма области, снабженной рельефом или несущей плоскую структуру с рельефом, не зависит от формы призм. Фактически не исключено создание скругленной области, содержащей прямые призмы или, наоборот, прямоугольной области, состоящей из изогнутых призм.
Следовательно, призма Френеля содержит чередующиеся наклонные поверхности и поверхности, по существу перпендикулярные основанию призмы и общей плоскости остекления. Чтобы призма Френеля эффективно действовала в качестве отражателя, отражающие наклонные поверхности призмы Френеля должны быть ориентированы по направлению к источнику освещения, как будет подробно описано ниже со ссылкой на фигуры.
Когда рельеф отражателя расположен не непосредственно на второй главной поверхности первого листа из стекла, а на прозрачной плоской структуре, нанесенной на эту вторую главную поверхность, необходимо обеспечить, чтобы свет, излученный источником освещения и направленный первым листом, мог свободно входить в упомянутую прозрачную плоскую структуру. Для этого, эта прозрачная плоская структура должна соприкасаться со второй
главной поверхностью первого листа, на всей ее поверхности, противоположной поверхности, снабженной отражающим рельефом. Граница контакта должна быть неотражающей. Это неотражающее свойство может быть получено путем обеспечения того, что на границе контакта отсутствует материал, имеющий показатель преломления n5 Прозрачная плоская структура может быть приклеена, например, посредством прозрачного клеящего вещества, имеющего показатель преломления, близкий к ni. Также возможно использовать для прозрачной плоской структуры термопластичный полимер и нагревать, по меньшей мере локально, этот полимер, до введения его в соприкосновение с первым листом, до его точки размягчения. Еще одна возможность заключается в создании прозрачной плоской структуры посредством реакционно-литьевого формования (RIM) смеси мономеров, приводящего к образованию полимера, термоотверждаемого на месте.
Таким образом настоящее изобретение делает возможным выведение света из волновода, который образован первым листом в отсутствие какого-либо рассеивающего элемента, традиционно используемого в этой области техники. Отсутствие такого рассеивающего элемента отражается на улучшении световой отдачи остекления. Следовательно, остекление настоящего изобретения предпочтительно не имеет рассеивающего свет элемента.
Однако, по эстетическим соображениям, возможно предусмотреть размещение рассеивающего элемента в первом листе или на первой или второй главной поверхности первого листа в непосредственной близости к текстурированной области, содержащей отражающий рельеф. Очевидно, этот элемент должен иметь матовость, которая достаточно мала, для того чтобы общая ширина на средней высоте углового распределения интенсивности излучения, испущенной системой, лежала в пределах между 30° и 60°.
Настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых,
Фиг. 1 - поперечное сечение края остекления первого
варианта выполнения согласно изобретению,
Фиг. 2 - поперечное сечение края остекления второго варианта выполнения согласно изобретению,
Фиг. ЗА показывает форму рельефа типа прямой призмы Френеля,
Фиг. ЗВ показывает форму рельефа типа изогнутой призмы Френеля.
Остекление согласно изобретению показано на Фиг. 1 в виде однослойного остекления, содержащего первый лист из стекла (1) с первой главной поверхностью (11), второй главной поверхностью
(12) и торцем (13) . Первый лист имеет показатель преломления ni, в общем около 1,5. Светодиодный модуль (8) расположен таким образом, что излучающая поверхность светодиодов обращена к торцу (13) первого листа. На некотором расстоянии от освещенного торца первого листа расположена область (5) второй главной поверхности (12) первого листа, которая имеет текстуру, то есть содержит рельеф типа призмы Френеля, состоящий из множества отдельных призм, причем каждая состоит из наклонной поверхности (4а) и поверхности (4Ь), по существу перпендикулярной общей плоскости первого листа. Полости рельефа заполнены материалом (7) с малым показателем преломления
(n4 < Поскольку показатель преломления п2 разделителя (3) меньше показателя преломления ni первого листа, последний работает в качестве волновода для луча (R) света, испущенного светодиодом. Когда этот луч (R) достигает рельефа текстурированной области
(5), он не преломляется границей в форме призмы Френеля, а отражается одной из наклонных поверхностей (4а). Поскольку все отражающие наклонные поверхности (4а) ориентированы по направлению к источнику освещения, это отражение луча (R) света происходит главным образом по направлению к достаточно ограниченному пространству под остеклением.
Фиг. 2 показывает сечение края многослойного остекления согласно изобретению. Это остекление содержит первый лист (1) с первой главной поверхностью (11), второй главной поверхностью
(12) и торцем (13), и второй лист (2) с первой главной поверхностью (21) и второй главной поверхностью (22) . Прозрачная пленка (3), находящаяся в адгезионном контакте с первой главной поверхностью (21) второго листа и второй главной поверхностью (12) первого листа, выполняет здесь функцию ламинирующего разделителя. Светодиодные модули (8) с боковым излучением помещены на первой главной поверхности второго листа
(21) таким образом, что излучающая поверхность светодиодов обращена к торцу (13) первого листа. Здесь текстурированная область (5) соответствует не отражающему рельефу на второй главной поверхности (12) первого листа, а плоской и ровной структуре (б), снабженной отражающим рельефом. Показатель преломления п3 этой плоской структуры (б) больше или равен п3 и, луч R света, который достигает границы между первым листом (1) и плоской структурой (б), не отражается этой границей, а проходит в плоскую структуру. Он отражается только одной из наклонных поверхностей (4а) границы отражения, которые рельеф образует в области (5).
Фиг. ЗА и ЗВ обеспечены главным образом для иллюстрации двух особенно предпочтительных вариантов выполнения геометрии отражающего рельефа области (5) . Две фигуры показывают призмы Френеля, состоящие из множества отдельных призм, причем каждая имеет поверхность (4Ь), которая по существу перпендикулярна плоскости основания призмы, и наклонную поверхность (4а) . Именно эти наклонные поверхности (4а) будут предпочтительно ориентированы по направлению к источнику освещения и будут отражать свет в направлении, приблизительно перпендикулярном плоскости остекления.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Осветительное остекление, содержащее
- первый лист из стекла (1) с показателем преломления ni с первой главной поверхностью (11), второй главной поверхностью (12) и торцем (13);
прозрачную полимерную пленку (3), находящуюся в адгезионном контакте со второй главной поверхностью (12) первого листа (1), причем упомянутая пленка имеет показатель преломления ri2 источник освещения (8), предпочтительно светодиодный модуль (LED модуль), расположенный обращенным к торцу (13) первого листа из стекла,
отличающееся тем, что область (5) второй главной поверхности (12) первого листа из стекла снабжена отражающим рельефом или покрыта прозрачной плоской структурой (б) с показателем преломления п3, большим или равным п1г снабженной отражающим рельефом.
2. Остекление по п.1, отличающееся тем, что оно
дополнительно содержит второй лист из стекла (2) с первой
главной поверхностью (21), второй главной поверхностью (22) и
торцем (23), причем прозрачная полимерная пленка (3) находится
в адгезионном контакте со второй главной поверхностью (12)
первого листа из стекла (1) и с первой главной поверхностью
(21) второго листа (2).
3. Остекление по п.1 или 2, отличающееся тем, что высота
отражающего рельефа лежит между 5 мкм и 1 мм, предпочтительно
между 10 мкм и 50 0 мкм, в особенности между 2 0 и 100 мкм.
4. Остекление по любому из предшествующих пунктов,
отличающееся тем, что прозрачная плоская структура (б) является
пленкой из пластикового материала, предпочтительно из
поли(этилен терефталата), поликарбоната,
поли(метилметакрилата) , полистирола, или кварцевого
минерального или органо-минерального покрытия, полученного
золь-гель способом.
5. Остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что отражающее свойство рельефа является
4.
следствием присутствия металлического слоя, нанесенного на упомянутый рельеф.
6. Остекление по любому из п.п.1-4, отличающееся тем, что отражающее свойство рельефа является следствием того, что показатель преломления п2 прозрачной полимерной пленки (3) меньше, на по меньшей мере 0,02, предпочтительно на по меньшей мере 0,1, показателя ni первого листа из стекла (1) или показателя пз плоской структуры (б).
7. Остекление по любому из п.п.1-4, отличающееся тем, что отражающее свойство рельефа является следствием присутствия на упомянутом рельефе покрытия с малым показателем, имеющим показатель преломления щ, меньший, на по меньшей мере 0,02, предпочтительно на по меньшей мере 0,1, показателя ni первого листа из стекла (1) или показателя п3 плоской структуры (б).
8. Остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что отражающий рельеф содержит геометрические структуры, состоящие из плоских или изогнутых поверхностей, причем упомянутый рельеф предпочтительно является регулярным рельефом с повторяющимися геометрическими структурами.
9. Остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что отражающий рельеф является рельефом типа линзы Френеля или типа призмы Френеля.
10. Остекление по п.9, отличающееся тем, что отражающий рельеф является рельефом типа призмы Френеля, причем отдельные призмы упомянутого рельефа по существу параллельны освещенному торцу (13) первого листа из стекла.
11. Остекление по п.9, отличающееся тем, что отражающий рельеф является рельефом типа призмы Френеля, причем отдельные призмы упомянутого рельефа имеют изогнутую форму.
12. Остекление по п. 10 или 11, отличающееся тем, что отражающие наклонные поверхности призмы ориентированы по направлению к источнику освещения.
13. Остекление по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что прозрачная плоская структура (б) находится в соприкосновении, по всей ее поверхности, противоположной поверхности, снабженной отражающим рельефом, со
8.
второй главной поверхностью (12) первого листа, причем граница контакта по существу не содержит материал, имеющий показатель преломления n5 14. Транспортное средство, предпочтительно автомобиль, содержащее осветительное остекление по любому из предшествующих пунктов.
15. Транспортное средство по предшествующему пункту, отличающееся тем, что осветительное остекление образует часть крыши транспортного средства.
По доверенности
1/2
519707
2/2
Фиг.ЗА