TWI624441B

TWI624441B - 具有色弱矯正功能的低輻射節能結構

Info

Publication number: TWI624441B
Application number: TW106108549A
Authority: TW
Inventors: 葉倍宏; 謝東河; 黃耿凌
Original assignee: 崑山科技大學
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2018-05-21
Also published as: TW201834996A

Abstract

本發明係提供一種具有色弱矯正功能的低輻射節能結構，其包含：第一透明基板；以及層疊於第一透明基板上之節能鍍膜，其中節能鍍膜由最遠離至最接近第一透明基板依序包含第一低折射率層、第一高折射率層、第一金屬層以及第二高折射率層。在本發明的實施例中，係針對全太陽能光譜範圍280nm~2500nm，在玻璃的其中一表面進行兼具紅、綠色弱矯正與節能功能的濾光設計，使色弱患者可擁有全彩的窗外景觀。

Description

具有色弱矯正功能的低輻射節能結構

本發明係關於一種低輻射節能結構的技術領域，特別是關於一種具有色弱矯正功能的低輻射節能結構。

「節能玻璃」係指在不過度阻擋可見光的前提下，有效防止室外熱能進入室內，進而減少內空調裝置的使用率以達到節能目的之玻璃。一般而言，節能玻璃之設計多使用鍍銀層作為主要設計，鍍銀層對紅外光波段具有高反射率，能有效阻絕熱能。

然而，鍍銀層的厚度及層數大幅度的影響玻璃各波段的透射率及反射率。鍍銀層的厚度越厚或層數越多，越能有效阻絕紅外光，但亦減少可見光的透射率，導致室內採光效果降低。現今，雖市面上亦有多種增加透光率的方法，但於可見光區全波段的平均透射率普遍低於70%，即便有較高透光率的產品，其材料多包含ITO、ZnO、SnO_x、Si₃N₄、NiCr、NiCrOx、Nb₂O₅等高成本材料，產業上仍有進步的空間。

根據本發明之目的，提供一種具有色弱矯正功能的低輻射節能結構，其包含：第一透明基板；以及層疊於第一透明基板上之節能鍍膜，其中節能鍍膜由最遠離至最接近第一透明基板依序包含第一低折射率層、第一高折射率層、第一金屬層以及第二高折射率層，且第一低折射率層之厚度係為20奈米到1000奈米。

較佳地，節能鍍膜依序由最遠離至最接近第一透明基板進一步地包含在第一金屬層及第二高折射率層之間的第二低折射率層以及第二金屬層。

較佳地，節能鍍膜依序由最遠離至最接近該第一透明基板進一步地包含在第二金屬層及第二高折射率層之間的第三低折射率層以及第三金屬層。

較佳地，具有色弱矯正功能的低輻射節能結構的紫外光區400nm以下平均透射率係為2%至4%，可見光區平均透射率係為70%至85%，且紅外光區700nm以上平均透射率係為0.5%至15%。

較佳地，當第一低折射率層的厚度係為200奈米至1000奈米時，在可見光區之透射波段包含低於可見光區的平均透射率5%至30%的波谷。

較佳地，第一金屬層、該第二金屬層以及該第三金屬層之材料係選自Ag、Al及Cu。

較佳地，第一高折射率層、第二高折射率層以及第三高折射率層之材料係選自TiO₂、Ta₂O₅、Nb₂O₅、Si、Ge及AlAs。

較佳地，第一低折射率層、該第二低折射率層以及該第三低折射率層之材料係選自Na₃AlF₆、MgF₂、Al₂O₃及SiO₂。

較佳地，具有色弱矯正功能的低輻射節能結構進一步包含第二透明基板，其中第二透明基板係間隔預定距離設置於節能鍍膜上，且第一低折射率層係面向第二透明基板。

本發明所提供的具有色弱矯正功能的低輻射節能結構，係使用有別於上述習知技術之材料以降低成本，並同時設計針對紅、綠色弱之矯正功能，且在阻絕紅外光波段的同時，更阻絕紫外光波段以防止對眼睛或皮膚的傷害，針對現有技術之缺失加以改善，進而增加產業上之優勢。

100‧‧‧具有色弱矯正功能的低輻射節能結構

101‧‧‧第一低折射率層

102‧‧‧第二低折射率層

103‧‧‧第三低折射率層

111‧‧‧第一高折射率層

112‧‧‧第二高折射率層

121‧‧‧第一金屬層

122‧‧‧第二金屬層

123‧‧‧第三金屬層

401‧‧‧第一透明基板

402‧‧‧第二透明基板

900‧‧‧節能鍍膜

D‧‧‧預定距離

第1圖係本發明之具有色弱矯正功能的低輻射節能結構之第一態樣的示意圖。

第2圖A~C部分係本發明之具有色弱矯正功能的低輻射節能結構之第一態樣的透射率曲線圖。

第3圖係本發明之具有色弱矯正功能的低輻射節能結構之第二態樣的示意圖。

第4圖A~B部分係本發明之具有色弱矯正功能的低輻射節能結構之第二態樣的透射率曲線圖。

第5圖係本發明之具有色弱矯正功能的低輻射節能結構之第三態樣的示意圖。

第6A圖A~C部分及第6B圖D-F部分係本發明之具有色弱矯正功能的低輻射節能結構之第三態樣的透射率曲線圖。

第7圖係本發明之具有色弱矯正功能的低輻射節能結構之第四態樣之示意圖。

為使本領域具通常知識者更易了解本發明之技術特徵、內容與優點及其功效，本文中係將以實施例配合圖式以進行詳細說明。然而，本文所載之實施例及圖式僅用於使本發明更易於理解，而非限制本發明之配置。

本發明的主要目的在於，使用光學薄膜設計可依照使用者規格需要而呈現出不同透射率。具體而言，係將紫外光區400nm以下阻絕，防止有害光線進入眼睛，以及阻絕紅外光區700nm以上，充分隔離熱輻射，達到節省電力能源消耗的主要訴求。此外。更針對全太陽能光譜範圍280nm~2500nm，使用兼具紅、綠色弱矯正與節能功能的濾光設計，使色弱患者可擁有全彩的窗外景觀。

本發明之具有色弱矯正功能的低輻射節能結構的紫外光區平均透射率可為2%至4%，可見光區平均透射率可為70%至85%，且紅外光區平均透射率可為0.5%至15%。

在本發明的所有實施例中，當第一低折射率層101的厚度介於200奈米至1000奈米，具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100於可見光區之透射波段可具有低於可見光區平均透射率5%至30%的波谷。較佳地，波谷係在555nm~565nm。

本發明所載之透明基板可為任何可透光的材質；低折射率層之材料可選自Na₃AlF₆、MgF₂、Al₂O₃及SiO₂；高折射率層之材料可選自TiO₂、Ta₂O₅、Nb₂O₅、Si、Ge及AlAs；而金屬層之材料可選自Ag、 Al及Cu。

在本發明的較佳實施例中，第一透明基板401的材料可為玻璃，低折射率層101、102及103之材料可為SiO₂，高折射率層111及112之材料可為Si，而金屬層121、122及123之材料可為Ag。

在本文中，金屬層121、122及123具有複數折射率，其折射率以實部之通常的折射率及虛部的消光係數表示。

以下將參照圖式說明本發明之具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100之實施例，其中相同元件係以相同之符號標示以便於理解。

在本發明的第一態樣中，具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100如第1圖所示，其包含第一透明基板401；以及層疊於第一透明基板401上之節能鍍膜900，其中節能鍍膜900由最遠離至最接近第一透明基板401依序包含第一低折射率層101、第一高折射率層111、第一金屬層121以及第二高折射率層112，且第一低折射率層101之厚度係為20奈米到1000奈米。

較佳地，本發明之第一態樣的紫外光區平均透射率可為2%至4%，可見光區平均透射率可為70%至85%，且紅外光區平均透射率可為8%至15%。

在第一態樣之實施例1中，具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100係具有表1之配置。

實施例1的具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100之透射率曲線圖如第2圖A部分所示，其中紫外光區平均透射率係2.95%、可見光區平均透射率係80.31%、以及紅外光區平均透射率係9.1%。

在第一態樣之實施例2中，具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100係具有表2之配置。

實施例2的具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100之透射率曲線圖如第2圖B部分所示，其中紫外光區平均透射率係1.26%、可見光區平均透射率係75.45%、以及紅外光區平均透射率係8.89%，且在可見光區可具有透射率較低的波谷，係針對紅、綠色弱矯正之設計。

由實施例1~2以及第2圖可顯示本發明之第一態樣可降低紫外光區波段及紅外光區波段的透射率。

此外，改變第一金屬層121的厚度，可進而改變全波段的平均透射率。如第2圖C部分所示，隨著第一金屬層121之厚度增加，可見光區的平均透射率降低，紫外光區的阻絕效果依舊，紅外光區的平均透射率係顯著的降低。

在本發明之第二態樣中，具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100如第3圖所示，節能鍍膜900依序由最遠離至最接近第一透明基板401進一步地包含在第一金屬層121及第二高折射率層112之間的第二低折射率層102以及第二金屬層122。

較佳地，本發明之第二態樣的紫外光區平均透射率可為2%至4%，可見光區平均透射率可為70%至85%，且紅外光區平均透射率可為2%至8%。

在第二態樣之實施例3中，具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100係具有表3之配置。

實施例3的具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100之透射率曲線圖如第4圖A部分所示，其中紫外光區平均透射率係2.66%、可見光區平均透射率係82.26%、以及紅外光區平均透射率係3.18%。

在第二態樣之實施例4中，具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100係具有表4之配置。

實施例4的具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100之透射率曲線圖如第4圖B部分所示，其中紫外光區平均透射率係1.31%、可見光區平均透射率係78.20%、以及紅外光區平均透射率係4.62%，且在可見光區可具有透射率較低的波谷，係針對紅、綠色弱矯正之較佳設計。

由實施例3~4以及第4圖可顯示，相對於本發明之第一態樣，本發明之第二態樣可更降低紅外光區的透射率。

在本發明之第三態樣中，具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100如第5圖所示，節能鍍膜900依序由最遠離至最接近第一透明基板進一步地包含在第一金屬層121及第二高折射率層112之間的第二低折射率層202以及第三金屬層123。

較佳地，本發明之第三態樣的紫外光區平均透射率可為2%至4%，可見光區平均透射率可為30%至85%，且紅外光區平均透射率可為0.5%至5%。

在第三態樣之實施例5中，具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100係具有表5之配置。

實施例5的具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100之透射率曲線圖如第6A圖A部分所示，其中紫外光區平均透射率係2.38%、可見光區平均透射率係81.00%、以及紅外光區平均透射率係1.73%。

在第三態樣之實施例6中，具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100係具有表6之配置。

實施例6的具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100之透射率曲線圖如第6A圖B部分所示，其中紫外光區平均透射率係0.89%、可見光區平均透射率係66.44%、以及紅外光區平均透射率係1.59%。

在第三態樣之實施例7中，具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100係具有表7之配置。

實施例7的具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100之透射率曲線圖如第6A圖C部分所示，其中紫外光區平均透射率係0.67%、可見光區平均透射率係47.62%、以及紅外光區平均透射率係1.11%。

在第三態樣之實施例8中，具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100係具有表8之配置。

實施例8的具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100之透射率曲線圖如第6B圖D部分所示，其中紫外光區平均透射率係0.83%、可見光區平均透射率係73.97%、以及紅外光區平均透射率係2.27%，且在可見光區可具有透射率較低的波谷，係針對紅、綠色弱矯正之較佳設計。

在第三態樣之實施例9中，具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100係具有表9之配置。

表9

實施例9的具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100之透射率曲線圖如第6B圖E部分所示，其中紫外光區平均透射率係1.58%、可見光區平均透射率係53.46%、以及紅外光區平均透射率係6.7%，且在可見光區可具有透射率較低的波谷，係針對紅、綠色弱矯正之較佳設計。

在第三態樣之實施例10中，具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100係具有表10之配置。

實施例10的具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100之透射率曲線圖如第6B圖F部分所示，其中紫外光區平均透射率係0.25%、可見光區平均透射率係35.81%、以及紅外光區平均透射率係0.88%，且在可見光區可具有透射率較低的波谷，係針對紅、綠色弱矯正之設計。

由實施例5~10及第6圖可顯示，相對於本發明之第一態樣及第二態樣，本發明之第三態樣可更大幅地降低紅外光區的透射率。

在本發明的第四態樣中，低輻射結構100可進一步包含第二透明基板402，其中第二透明基板402係間隔預定距離D設置於節能鍍膜上，且第一低折射率層101係面向第二透明基板402，如第7圖所示。

上述預定距離D可為相關領域具通常知識者所習知之用於多層玻璃及中空玻璃之兩玻璃板間之距離。較佳地，預定距離D可介於 0.01毫米至100毫米，更佳地，預定距離D可介於1毫米至20毫米。

在一較佳實施例中，包含第二透明基板402的本發明之具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100可進一步進行封裝。較佳地，封裝係藉由框架封裝或以試劑固定第一透明基板401及第二透明基板402之間的預定距離D。較佳地，框架可為鋁或鐵所製。較佳地，試劑可為矽膠或其他具類似性質的高分子。其中，第一透明基板401與第二透明基板402間可為真空或非真空。

本發明之具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100可應用於玻璃建築材料、眼鏡之鏡片、隱形眼鏡之鏡片或顯示面板等。較佳地，本發明之具有色弱矯正功能的低輻射節能結構100係應用於玻璃建築材料。

雖然本發明以多個實施例具體描述本發明之具有色弱矯正功能的低輻射節能結構，然而具本發明所屬技術領域之通常知識者應理解，可在不違背本發明之技術原理及精神下，對實施例作修改與變化。因此本發明之權利保護範圍應如後述之申請專利範圍所述。

Claims

一種具有色弱矯正功能的低輻射節能結構，其包含：一第一透明基板；以及層疊於該第一透明基板上之一節能鍍膜，其中該節能鍍膜由最遠離至最接近該第一透明基板依序包含：一第一低折射率層，其係由SiO₂組成；一第一高折射率層，其係由Si組成；一第一金屬層，其係由Ag組成；以及一第二高折射率層，其係由Si組成；且該第一低折射率層之厚度係為20奈米到1000奈米。
如申請專利範圍第1項所述之具有色弱矯正功能的低輻射節能結構，其中該節能鍍膜在該第一金屬層及該第二高折射率層之間依序由最遠離至最接近該第一透明基板進一步地包含：一第二低折射率層，其係由選自Na₃AlF₆、MgF₂、Al₂O₃及SiO₂的材料組成；以及一第二金屬層，其係由選自Ag、Al及Cu的材料組成。
如申請專利範圍第2項所述之具有色弱矯正功能的低輻射節能結構，其中該節能鍍膜在該第二金屬層及該第二高折射率層之間依序由最遠離至最接近該第一透明基板進一步地包含：一第三低折射率層，其係由選自Na₃AlF₆、MgF₂、Al₂O₃ 及SiO₂的材料組成；以及一第三金屬層，其係由選自Ag、Al及Cu的材料組成。
如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之具有色弱矯正功能的低輻射節能結構，該具有色弱矯正功能的低輻射節能結構的紫外光區400nm以下平均透射率係為2%至4%，可見光區平均透射率係為70%至85%，且紅外光區700nm以上平均透射率係為0.5%至15%。
如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之具有色弱矯正功能的低輻射節能結構，其中當該第一低折射率層的厚度係為200奈米至1000奈米時，在可見光區之透射波段包含低於可見光區的平均透射率5%至30%的一波谷。
如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之具有色弱矯正功能的低輻射節能結構，其進一步包含一第二透明基板，其中該第二透明基板係間隔一預定距離設置於該節能鍍膜上，且該第一低折射率層係面向該第二透明基板。