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Lichtlenkende Mikrostrukturen mit optisch-funktionalen Beschichtungen

 
: Nitz, P.; Gombert, A.; Bläsi, B.; Georg, A.; Walze, G.; Hoßfeld, W.

Kramer, H. ; Ostbayerisches Technologie-Transfer-Institut e.V. -OTTI-, Regensburg:
Zehntes Symposium Innovative Lichttechnik in Gebäuden 2004 : 29./30. Januar 2004, Kloster Banz
Regensburg: OTTI, 2004
ISBN: 3-934681-31-X
pp.30-35
Symposium Innovative Lichttechnik in Gebäuden <10, 2004, Kloster Banz>
German
Conference Paper
Fraunhofer ISE ()

Abstract
Durch strukturierte Gläser oder Kunststoffe wie z.B. Prismenplatten lässt sich Licht umlenken. Bei geeigneter Kombination von Struktur und Einfallswinkelbereich kann Licht oder Solarstrahlung durch interne Totalreflexion auch zurückgeworfen werden. Folien, Platten oder Gläser, die eine Oberflächenstruktur tragen, können - in Verglasungen integriert - somit als Lichtlenk- oder Sonnenschutzelemente eingesetzt werden. Bei makroskopisch großen Strukturen mit typischen Größen von Millimetern bis Zentimetern beruht die Lichtumlenkung auf Brechung und interner Totalreflexion. Aus Gründen der Material-, Gewicht- und Kostenersparnis, geringerer Absorption, eines flächig-homogenen Erscheinungsbildes sowie einer unter Umständen einfacheren Integration in einen Glasverbund wird versucht, die Strukturen zu miniaturisieren. Bei Mikrostrukturen mit typischen Strukturabmessungen deutlich kleiner 1 mm treten neben Brechung auch Streu- und Beugungseffekte auf. Diese wellenoptischen Effekte führen dazu, dass die Lichtlenkwirkung vom strahlenoptisch vorhergesagten Verhalten abweicht.
Die bei Mikrostrukturen auftretenden Beugungseffekte, Struktur-Imperfektionen wie Kantenradien oder Replikationsfehler sowie Reflexionen an den Materialgrenzflächen in der Verglasung führen dazu, dass Licht in unerwünschte Richtungen gelenkt wird. Bei Fensteranwendungen muss darauf geachtet werden, dass keine störenden Blendungen im Raum auftreten. Wegen der hohen Leuchtdichte der direkten Sonne können auch kleinste Anteile umgelenkten Lichts bereits zu Direkt- oder Reflexblendungen führen. Aus dem gleichen Grund können Sonnenschutzeinrichtungen mit einer Beitrag zum 10. Symposium "Innovative Lichttechnik in Gebäuden", Otti-Energie-Kolleg, Staffelstein - Kloster Banz, 29.-30.01.2004 direkten Resttransmission kaum ausreichenden Blendschutz sicherstellen. Dies gilt für statische Systeme wie bedampfte Sonnenschutzfolien oder -gläser ebenso wie für elektrochrom oder gaschrom schaltbare Verglasungen.
Schaltbare gaschrome Beschichtungen können auch auf strukturierte Oberflächen aufgebracht werden. Ziel ist es, durch die Kombination von optischer Schaltung und Lichtlenkung bzw. Abblendung den Blendschutz zu erreichen, der weder durch das eine noch durch das andere System alleine gewährleistet werden kann. Die statische Verspiegelung einzelner Flanken prismatischer Strukturen wird seit längerem bei makroskopischen Prismenplatten eingesetzt, um Sonnen- und Blendschutz zu gewährleisten [1]. Auch dieses Konzept ist auf Mikrostrukturen übertragbar. Im vorliegenden Beitrag werden die Konzepte sowie erste erzielte Ergebnisse vorgestellt.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-68514.html