具有可切换的光学性能的玻璃

申请号 CN201380057988.9 申请日 2013-10-08 公开(公告)号 CN104768892A 公开(公告)日 2015-07-08
申请人 法国圣戈班玻璃厂; 发明人 J.奥里亚尔; O.塞莱;
摘要 本 发明 涉及具有可切换的光学性能的玻璃,其至少包含:具有外表面(I)和内表面(II)的透明基材(1),在外表面(I)上和/或在内表面(II)上的反射层(2),和相对于反射层(2)在内侧设置的可切换的功能元件(3),其中反射层(2)含有折射率nR为1.6至2.5的材料,并且其中反射层(2)的折射nR和厚度d的乘积为250nm至960nm。
权利要求

1.具有可切换的光学性能的玻璃,其至少包含:
- 具有外表面(I)和内表面(II)的透明基材(1),
- 在外表面(I)上和/或在内表面(II)上的反射层(2),和
- 相对于反射层(2)在内侧设置的可切换的功能元件(3),
其中反射层(2)含有折射率nR 为1.6至2.55的材料,并且其中反射层(2)的折射率nR和厚度 d 的乘积为250 nm至 960 nm。
2.根据权利要求1的玻璃,其中反射层(2)是单个和均匀的层。
3.根据权利要求1或者2的玻璃,其中基材(1)经由内表面(I)借助至少一个热塑性中间层(5)与具有外表面(III)和内表面(IV)的透明覆盖板(4)接合,并且其中功能元件(3)设置在外表面(III)上、在内表面(IV)上或者在热塑性中间层(5)中。
4.根据权利要求1或者2的玻璃,其中基材(1)经由内表面(I)借助至少一个间隔垫片(7)与具有外表面(III)和内表面(IV)的透明覆盖板(4)接合,并且其中功能元件(3)设置在外表面(III)上或者在内表面(IV)上。
5.根据权利要求1或者2的玻璃,其中反射层(2)设置在外表面(I)上,并且功能元件(3)设置在内表面(II)上。
6.根据权利要求1至5任一项的玻璃,其中反射层(2)至少含有氮化、氧氮化硅、氧化锌、氧化锆、氮化、氧化铟锡、氧化锡锌、氧化锌和/或氧化钛硅。
7.根据权利要求1至6任一项的玻璃,其中反射层(2)的折射率nR和厚度 d 的乘积为
365 nm至400 nm,优选为375 nm至390 nm或者730 nm至800 nm,优选为750 nm至780 nm。
8.根据权利要求1至6任一项的玻璃,其中反射层(2)的折射率nR和厚度 d 的乘积为
435 nm至480 nm,优选为440 nm至475 nm或者870 nm至960 nm,优选为880 nm至950 nm。
9.根据权利要求1至6任一项的玻璃,其中反射层(2)的折射率nR和厚度 d 的乘积为
305 nm至365 nm,优选为320 nm至345 nm或者610 nm至730 nm,优选为640 nm至690 nm。
10.根据权利要求1至6任一项的玻璃,其中反射层(2)的折射率 nR和厚度 d 的乘积为250 nm至300 nm,优选为270 nm至285 nm或者500 nm至600 nm,优选为540 nm至
570 nm。
11.根据权利要求1至10任一项的玻璃,其中功能元件(3)是电致变色、PDLC-、SPD-、热致变色、气致变色、光致变色、光电致变色或者热致变的功能元件。
12.根据权利要求1至11任一项的玻璃,其中基材(1)含有非预应、部分预应力或者预应力的玻璃,优选为平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硅玻璃、钠玻璃,或者透明塑料,优选为硬性透明塑料,特别是聚乙烯、聚丙烯、聚酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯和/或它们的混合物,非常特别优选地含有钠钙玻璃 ,并且优选地具有20 μm至10 mm的厚度。
13.制造根据权利要求 1、3或者6至12任一项的玻璃的方法,其中至少
- 将反射层(2)施加到透明基材(1)的外表面(I)上或者内表面(II)上,
- 将可切换的功能元件(3)施加到透明覆盖板(4)的外表面(III)上或者内表面(IV)上,或者引入到热塑性中间层(5)中,和
- 在热、真空和/或压力的作用下将基材(1)经由热塑性中间层(5)与覆盖板(4)接合。
14.制造根据权利要求 1、4或者6至12任一项的玻璃的方法,其中至少
- 将反射层(2)施加到透明基材(1)的外表面(I)上或者内表面(II)上,
- 将可切换的功能元件(3)施加到透明覆盖板(4)的外表面(III)上或者内表面(IV)上,和
- 将基材(1)经由至少一个间隔垫片(7)与覆盖板(4)接合。
15.制造根据权利要求 1或者5至12任一项的玻璃的方法,其中至少
- 将反射层(2)施加到透明基材(1)的外表面(I)上,和
- 将可切换的功能元件(3)施加到基材(1)的内表面(II)上。
16.反射层(2)在根据权利要求1至12任一项的玻璃中用于调节外侧反射颜色的用途。

说明书全文

具有可切换的光学性能的玻璃

[0001] 本发明涉及具有可切换的光学性能的玻璃、其制造方法及其用途。
[0002] 已知含有功能层的玻璃,借助该功能层能够改变玻璃的光学性能。对此的实例是电致变色的玻璃,其在两个透明的平面电极(Flächenelektroden)之间具有电化学活性层。可以通过施加在平面电极上的电压,电切换该活性层的透射性能。电致变色的玻璃例如由US 20120026573 A1和WO 2012007334 A1是已知的。
[0003] 具有可切换的光学性能的玻璃可以例如用于建筑物的窗玻璃。然而,这样的玻璃的切换状态影响反射到外部环境中的光的颜色印象。如果多个可切换的窗玻璃处于不同的切换状态,那么这导致不统一和因此不太美观的建筑物外观形象。
[0004] 由EP 0645352 B1已知这样的涂层,借助其确保统一的玻璃外观形象。以反射热辐射为其主要目的的涂层,由不同单层的结构构成,由此必需复杂和昂贵的制造方法。由US 6746775 B1已知具有抗反射涂层的可电切换的玻璃,通过该涂层可以调整玻璃的颜色印象。然而,这样的抗反射涂层根据观察度可能导致不同的颜色印象,这由于美观的原因通常是不希望的。
[0005] 本发明的目的是,提供具有可切换的光学性能的改良的玻璃。该玻璃应能够简单和成本有利地制造,并且具有反射到外部环境中的光的不依赖于切换状态和观察角度的颜色印象。
[0006] 根据本发明,本发明的目的通过根据独立权利要求1的具有可切换的光学性能的玻璃实现。优选的实施方案来自从属权利要求
[0007] 具有可切换的光学性能的本发明的玻璃至少包含以下特征:- 具有外表面和内表面的透明基材,
- 在该基材的外表面上和/或在内表面上的反射层,和
- 相对于该反射层在内侧设置的可切换的功能元件,
其中反射层含有折射率nR 为1.6至2.55的材料,并且其中该反射层的折射率nR和厚度d 的乘积为250 nm至 960 nm。
[0008] 在本发明的意义上,反射层是单个和均匀的层。反射层尤其不是由多个单层构成的层结构。
[0009] 设置本发明的玻璃用于,在例如机动车或者建筑物的开口中,将内部与外部环境分隔。在本发明的意义上,被称为外表面的是基材的这样的表面,其在玻璃的安装位置中朝向外部环境。在本发明的意义上,被称为内表面的是基材的这样的表面,其在玻璃的安装位置中朝向内部。
[0010] 给出的折射率nR的值是在550 nm的波长下测量的。
[0011] 如果元件含有至少一种材料,那么在本发明的意义上,这包括该元件由该材料构成的情况。
[0012] 在本发明的意义上,被称为具有可切换的光学性能的玻璃不仅是其光学性能,例如可见光透射率能够在两个离散状态,例如不透明和透明的状态之间切换的玻璃。其中也理解为光学性能能够连续调节的玻璃。
[0013] 根据本发明,在所述反射层的内侧设置可切换的功能元件。这意味着相比于反射层,该功能元件具有更小的与内部的距离。因此,从外部环境穿过玻璃的光首先射到反射层上,并且随后射到功能元件上。通过本发明的反射层,能够影响向外部环境反射的光的颜色印象,其在本发明的意义上也称为外侧反射颜色。通过折射率nR和厚度 d可以有针对性地调节该外侧反射颜色。反射层导致,不能够从外部辨认功能元件的切换状态。因此,具有多个本发明玻璃的建筑物立面始终具有不依赖于单个玻璃的切换状态的统一的外观形象。此外,外侧反射颜色不取决于观察角度,从而使外观形象例如对于从建筑物处驶过的观察者而言是不变的。此外,所述的反射层仅包含一个单层,由此可以简单和成本有利地制造该玻璃。这是本发明的重大优点。
[0014] 也可以在所述反射涂层的内侧设置多个可切换的功能元件。当然,所述玻璃还可以具有多于一个本发明的反射层,其中功能元件必须设置在至少一个反射层的内侧。
[0015] 根据本发明,反射层的材料的折射率nR为1.6至2.55。该折射率优选为1.9至2.3。以此实现特别好的结果。
[0016] 该反射层可以是多孔的。通过合适选择的多孔率,能够有利地影响反射层材料的折射率。
[0017] 反射层可以整面地施加到基材的表面上。鉴于统一的外侧反射颜色,这是特别有利的。但是基材也可以例如具有无涂层的边缘区域,特别是当无涂层的边缘区域在安装位置中被例如框架或者固定元件覆盖时。
[0018] 所述的反射层优选地至少含有氮化、氧氮化硅、氧化锌、氧化锆、氮化、氧化铟锡、氧化锡锌、氧化锌和/或氧化钛硅。该反射层特别优选地含有氮化硅。就稳定性、反射层的施加和外侧反射颜色的调节而言,这是特别有利的。
[0019] 在本发明的一个优选的实施方案中,向外部环境反射的光显现绿色的颜色印象。当反射层的折射率nR和厚度 d 的乘积为365 nm至400 nm,优选为375 nm至390 nm,特别是约385 nm时,实现绿色的颜色印象。当反射层的折射率nR和厚度 d 的乘积为730 nm至
800 nm,优选为750 nm至780 nm,特别是约770 nm时,替代地实现绿色的颜色印象。
[0020] 在本发明的一个替代的优选的实施方案中,向外部环境反射的光具有金色的颜色印象。当反射层的折射率nR和厚度 d 的乘积为435 nm至480 nm,优选为440 nm至475 nm,特别是约450 nm时,实现金色的颜色印象。当反射层的折射率nR和厚度 d 的乘积为为870 nm至960 nm,优选为880 nm至950 nm,特别是约900 nm时,替代地实现金色的颜色印象。
[0021] 在本发明的一个替代的优选的实施方案中,向外部环境反射的光具有蓝色的颜色印象。当反射层的折射率nR和厚度 d 的乘积为305 nm至365 nm,优选为320 nm至345 nm,特别是约330 nm时,实现蓝色的颜色印象。当反射层的折射率nR和厚度 d 的乘积为610 nm至730 nm,优选为640 nm至690 nm,特别是约660 nm时,替代地实现蓝色的颜色印象。
[0022] 在本发明的一个替代的优选的实施方案中,向外部环境反射的光具有紫色的颜色印象。当反射层的折射率nR和厚度 d 的乘积为250 nm至300 nm,优选为270 nm至285 nm,特别是约280 nm时,实现紫色的颜色印象。当反射层的折射率nR和厚度 d 的乘积为500 nm至600 nm,优选为540 nm至570 nm,特别是约560 nm时,替代地实现紫色的颜色印象。
[0023] 将该反射层优选地直接施加到基材的表面上。除了反射层以外,优选地不将其它层在反射层上面或者下面施加到基材上。鉴于简单和成本有利的玻璃制造,这是特别有利的。但是替代地,也可以在所述的基材和反射层之间设置至少一个其它层,例如增加附着的层或者障碍层。在反射层的背离基材的表面上,也可以设置至少一个其它层,例如针对反射层损伤的保护层。
[0024] 所述的功能元件包含至少一个具有可切换的光学性能的功能层。如果该功能层是可电切换的,那么该功能层通常设置在第一和第二透明平面电极之间。通常相对于基材表面平行地设置该平面电极和功能层。该平面电极与外部电压源是电连接的。
[0025] 在本发明的一个实施方案中,所述功能元件的功能层是电化学活性层。这样的功能元件作为电致变色的功能元件是已知的。可见光透射率取决于离子在该功能层中的嵌入程度,其中离子例如通过在功能层和平面电极之间的离子存储器层提供。可以通过施加在平面电极上的引起离子迁移的电压来影响透射率。合适的功能层例如至少含有氧化钨或者氧化。电致变色的功能元件例如由WO 2012007334 A1、US 20120026573 A1、WO2010147494 A1和EP 1862849 A1是已知的。
[0026] 在本发明的一个实施方案中,功能元件的功能层含有例如嵌入聚合物基体中的液晶。这样的功能元件作为PDLC-功能元件(聚合物分散液晶)是已知的。如果不在平面电极上施加电压,那么液晶无序排列,这导致穿过功能层的光的强烈散射。如果在平面电极上施加电压,那么液晶以共同的方向排列,并且穿过功能层的光的透射率提高。这样的功能元件例如由DE 102008026339 A1是已知的。
[0027] 在本发明的一个实施方案中,功能元件的功能层含有悬浮的颗粒,其中穿过功能层的光的吸收可以借助在平面电极上施加电压来改变。这样的功能元件作为SPD-功能元件(悬浮颗粒装置)是例如由WO 2011033313 A1已知的。
[0028] 然而,本发明不受限于可电切换的功能元件。在本发明的一个实施方案中,功能元件是可热切换的。这样的功能元件包含至少一个含有例如氧化钒的热致变色材料的功能层。该热至变色材料可以例如施加到板上,或者还可以例如嵌入聚合物层中。由于晶体结构改变,热致变色材料在超过转变温度时从电绝缘状态转变为导电状态,并且在此改变其光学性能,例如对于红外-辐射的反射度和/或其颜色。热致变色的功能元件例如由US2005147825 A1和US6084702A是已知的。
[0029] 基于其它的本身已知的原理,本发明的功能元件还可以在光学性能方面是可切换的。该功能元件也例如可以是气致变色、光致变色、光电致变色或者热致变的功能元件。
[0030] 所述功能元件的实施方案的共同点是,在外部环境中的观察者可以借助外侧反射的颜色辨认切换状态。通过本发明的反射层,有利地避免该通常不希望的效果。
[0031] 除了功能层(在可电切换的功能层的情况中的平面电极)以外,所述的可切换的功能元件当然可以具有其它的本身已知的层,例如障碍层、拦截层、抗反射层、保护层和/或平滑层。
[0032] 根据本发明,反射层施加到基材的表面上,而在本发明玻璃的内部的功能元件设置在反射层的内侧。在本发明的一个实施方案中,反射层设置在基材的外表面上,并且功能元件设置在基材的内表面上。在此,基材可以是板装置的一部分。该基材可以例如经由内表面或者经由外表面与至少一个其它的板借助热塑性中间层接合成复合板。该基材也可以例如经由内表面或者外表面与至少一个其它的板借助至少一个间隔垫片接合成隔绝玻璃(Isolierglasung)。该基材当然也可以是由多于两个单板构成的板装置的一部分。
[0033] 在本发明的另一个实施方案中,基材经由其内表面借助至少一个热塑性中间层与透明覆盖板接合。在此,该基材在玻璃的安装位置中朝向外部环境,而覆盖板朝向内部。该覆盖板具有外表面和内表面,其中外表面朝向基材,并且其中内表面朝向内部。反射涂层设置在基材的内表面或者外表面上。所述的功能元件设置在覆盖板的内表面或者外表面上。该功能元件替代地设置在热塑性中间层中,例如在第一和第二热塑性薄膜之间。所述的包含基材、热塑性中间层和覆盖板的复合板,也可以经由基材的外表面和/或经由覆盖板的内表面与至少一个其它的板接合,例如经由至少一个其它的热塑性中间层和/或间隔垫片。
[0034] 在本发明的另一个实施方案中,基材经由其内表面借助至少一个间隔垫片与透明覆盖板接合成隔绝玻璃。在此,基材在玻璃的安装位置中朝向外部环境,而覆盖板朝向内部。该覆盖板具有外表面和内表面,其中外表面朝向基材,并且其中内表面朝向内部。所述的反射涂层设置在基材的内表面或者外表面上。功能元件设置在该覆盖板的内表面或者外表面上。在隔绝玻璃内部的基材和/或覆盖板也可以是复合板的一部分。至少一个其它的板也可以经由间隔垫片与基材的外表面和/或覆盖板的内表面接合。
[0035] 所述的功能元件也可以设置在覆盖板的表面上,其中在基材和覆盖板之间设置至少一个其它的板。该其它的板可以与基材经由热塑性中间层或者至少一个间隔垫片接合,并且与复合板经由中间层或者至少一个间隔垫片接合。
[0036] 在本发明的另一个实施方案中,所述基材经由其内表面与透明覆盖板接合。在此,基材在玻璃的安装位置中朝向外部环境,而覆盖板朝向内部。该覆盖板具有外表面和内表面,其中外表面朝向基材,并且其中内表面朝向内部。反射涂层设置在该基材的内表面或者外表面上。功能元件设置在该基材的内表面上(任选地经由反射涂层)和设置在覆盖板的外表面上,从而使基材和覆盖板经由该功能元件彼此接合。
[0037] 所述的基材优选地含有非预应力、部分预应力或者预应力的玻璃,特别优选为平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硅玻璃、钠玻璃,或者透明塑料,优选为硬性透明塑料,特别是聚乙烯、聚丙烯、聚酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯和/或它们的混合物。
[0038] 在一个有利的实施方案中,该基材具有1.45至1.55的折射率。该基材特别优选地含有钠钙玻璃 。钠钙玻璃的折射率约为1.52。
[0039] 如果玻璃包含本发明的覆盖板和/或至少一个其它的板,那么该覆盖板和/或其它的板优选地含有非预应力、部分预应力或者预应力的玻璃,特别优选为平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃、钠钙玻璃,或者透明塑料,优选为硬性透明塑料,特别是聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯和/或它们的混合物。
[0040] 所述基材和任选的覆盖板的厚度可以宽泛地变化,并且因此在个别情况下适合于要求。该基材和任选的覆盖板优选地具有20 μm至10 mm,例如0.5 mm至10 mm的厚度。但是,该基材和/或覆盖板也可以具有非常小的厚度,例如20 μm至100 μm。本发明的玻璃的面积可以宽泛地变化,例如从100 cm²至20 m²。如同常用于机动车玻璃和建造-和建筑玻璃那般,该玻璃优选地具有400 cm²至6 m²的面积。
[0041] 所述基材和任选的覆盖板和/或其它的板可以具有任意的三维形状。该基材和任选的覆盖板和/或其它的板优选为平面的,或者在一个空间方向或者多个空间方向上轻微或者强烈地弯曲的。
[0042] 如果本发明的玻璃包含热塑性中间层,经由其例如所述基材与复合板接合,那么该热塑性中间层优选地含有热塑性塑料,例如聚乙烯醇缩丁(PVB)和/或乙烯乙酸乙烯酯(EVA)。该中间层还可以含有聚酯(PU)、聚丙烯(PP)、聚丙烯酸酯、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚缩醛树脂、浇铸树脂、丙烯酸酯、氟化的乙烯-丙烯、聚氟乙烯、乙烯-四氟乙烯、它们的共聚物和/或混合物。该热塑性中间层可以通过一个或者多个热塑性薄膜构成,其中薄膜的厚度优选为0.3 mm至3 mm。
[0043] 所述玻璃的基材、任选的覆盖板和任选的其它的板可以具有合适的本身已知的涂层,例如抗反射涂层、抗粘附涂层、抗刮擦涂层、光催化涂层或者反射热辐射的涂层(低辐射涂层)。
[0044] 本发明的目的进一步通过制造具有可切换的光学性能的本发明玻璃的方法来实现,其中至少- 将反射层施加到透明基材的外表面上或者内表面上,
- 将功能元件施加到透明覆盖板的外表面上或者内表面上,或者引入到热塑性中间层中,并且
- 在热、真空和/或压力的作用下将基材经由该热塑性中间层与覆盖板接合。
[0045] 可以时间上在将该功能元件施加到覆盖板上或者在将该功能元件引入到中间层中之前、之后或者同时,将反射层施加到基材上。在接合时这样设置基材和覆盖板,以致基材的内表面和覆盖板的外表面朝向彼此。优选地,时间上在施加或者引入反射层和功能元件之后,将基材与覆盖板接合。如果反射层和/或功能元件应施加到在基材和覆盖板接合之后还可进入的表面上,例如基材的外表面或者覆盖板的内表面上,那么当然也可以时间上在接合基材和覆盖板之后,施加反射层和/或功能元件。
[0046] 如果所述的功能元件是可电切换的功能元件,那么优选地在接合基材和覆盖板之前使平面电极电接触
[0047] 将该功能元件引入到热塑性中间层中,优选地包括将该功能元件引入到至少一个第一和至少一个第二热塑性薄膜之间。
[0048] 通过本身已知的方法,例如通过高压釜方法、真空袋方法、真空环方法、压延方法、真空层压机或者通过它们的组合,接合所述基材和覆盖板。
[0049] 本发明的目的进一步通过制造具有可切换的光学性能的本发明玻璃的方法实现,其中至少- 将反射层施加到透明基材的外表面上或者内表面上,
- 将功能元件施加到透明覆盖板的外表面上或者内表面上,和
- 将该基材经由至少一个间隔垫片与覆盖板接合。
[0050] 可以时间上在将该功能元件施加到覆盖板上之前、之后或者同时,将反射层施加到基材上。在接合时这样设置该基材和覆盖板,以致基材的内表面和覆盖板的外表面朝向彼此。优选地,时间上在施加或者引入反射层和功能元件之后,将基材与覆盖板接合。如果反射层和/或功能元件应施加到在基材和覆盖板接合之后还可进入的表面上,例如基材的外表面或者覆盖板的内表面上,那么当然也可以时间上在接合基材和覆盖板之后,施加反射层和/或功能元件。
[0051] 如果所述的功能元件是可电切换的功能元件,那么优选地在接合基材和覆盖板之前使平面电极电接触。
[0052] 本发明的目的进一步通过制造具有可切换的光学功能的本发明玻璃的方法实现,其中至少- 将反射层施加到透明基材的外表面上,和
- 将功能元件施加到该基材的内表面上。
[0053] 可以时间上在将该功能元件施加到基材上之前、之后或者同时,将反射层施加到该基材上。
[0054] 在施加所述反射层和功能元件之后,将该基材优选地与至少一个其它的板接合成隔绝玻璃和/或复合板。
[0055] 通过本身已知的方法,优选地通过磁场辅助的阴极溅射,使本发明方法中的反射层沉积。鉴于该基材的简单、快速、成本有利和均匀的涂敷,这是特别有利的。在例如由氩气构成的保护气体气氛中,或者例如通过加入氧气或者氮气在反应性气体气氛中,进行阴极溅射。
[0056] 但是也可以通过其它的对于本领域技术人员而言已知的方法,例如通过蒸发或者化学气相沉积(CVD)、通过等离子体辅助的气相沉积(PECVD)或者通过湿式化学方法,施加该反射层。
[0057] 本发明的玻璃优选地用于建筑物中,特别优选地用作立面玻璃或者用于陆、空、海的交通运输工具中。
[0058] 此外,本发明包含本发明的反射层在本发明的玻璃中用于调节外侧反射颜色的用途。
[0059] 借助附图和具体实施例进一步阐述本发明。附图是示意图,并且不是按照比例的。附图绝不限制本发明。
[0060] 图1展示了通过具有可切换的光学性能的本发明玻璃的第一个实施方案的横截面,图2展示了通过本发明玻璃的另一个实施方案的横截面,
图3展示了通过本发明玻璃的另一个实施方案的横截面,
图4展示了通过本发明玻璃的另一个实施方案的横截面,
图5展示了通过本发明玻璃的另一个实施方案的横截面,
图6展示了通过本发明玻璃的另一个实施方案的横截面,
图7借助流程图展示了本发明方法的具体实施例,
图8借助流程图展示了本发明方法的另一个具体实施例。
[0061] 图1展示了通过具有可切换的光学性能的本发明玻璃的实施方案的横截面。该玻璃包含基材1,其经由其内表面(II)与覆盖板4的外表面(III)借助热塑性中间层5接合成复合板。此外,该玻璃包含其它的板6,其经由间隔垫片7与覆盖板4的内表面 (IV)接合成隔绝玻璃。该玻璃看作是建筑物立面的玻璃,并且这样设置在安装位置中,以致基材1的外表面(I)朝向外部环境,并且其它的板6朝向内部。基材1、覆盖板4和其它的板6由钠钙玻璃构成,并且具有6 mm的厚度。由聚乙烯醇缩丁醛(PVB)构成的热塑性中间层5具有0.76 mm的厚度。通过环形的间隔垫片7确定的覆盖板4和其它的板6之间的距离为12 mm。
[0062] 在基材1的内表面(II)上设置由氮化硅构成的厚度d为190 nm的反射层2。氮化硅的折射率nR为2.02。反射层2的折射率 nR和厚度 d的乘积约为384 nm。通过反射层2,在该实施方案中实现反射到外部环境中的光的绿色颜色。
[0063] 在覆盖板4的外表面(III)上设置功能元件3。相比于反射层2,功能元件3在所述玻璃的安装位置中具有与内部的较小距离。因此在本发明的意义上,功能元件3设置在反射层2的内侧。功能元件3是可电切换的电致变色的功能元件。通过圈标出的围绕功能元件3的区域放大地示于右边。在示例性的实施方案中,功能元件3随着与覆盖板4的增大的距离具有由氟-掺杂的氧化锡构成的第一平面电极9、由锂-掺杂的氧化钨构成的电致变色的功能层11、由Ta2O5构成的电解层14、由锂-掺杂的CeO2构成的离子存储器层13和由氧化铟锡(ITO)构成的第二平面电极10。第一平面电极9和第二平面电极10经由未示出的导体与外部的电压供应相连。可见光穿过功能层11的透射率取决于锂离子的嵌入程度,并且可以通过施加在平面电极9和10上的电压来切换,因为根据所施加的电压,锂离子能够在功能层11和离子存储器层13之间穿过电解层14 迁移。
[0064] 如果没有反射层2,在外部环境中的观察者能够借助反射光的颜色辨认功能元件3的切换状态。在建筑物立面上多个各自具有功能元件3的玻璃的情况中,当各个功能元件3具有不同的切换状态时,这可能导致不统一的并且因此不太美观的立面颜色印象。通过反射层2,实现统一的不依赖于功能元件切换状态的外侧反射颜色。能够通过反射层2的折射率nR 和厚度d调节该颜色,还不依赖于观察角度。因此,该颜色对于移动的观察者而言不具有依赖于观察位置的变化。反射层2此外仅包含一个单个层,以致可以简单和成本有利地制造所述玻璃。这是本发明的重大优点。
[0065] 图2展示了通过具有可切换的光学性能的本发明玻璃的另一个实施方案的横截面。基材1 经由其内表面(II)借助热塑性中间层5与覆盖板4的外表面(III)接合。覆盖板4的内表面(IV)经由第二热塑性中间层12与其它的板6接合。如同在图1中那般装配基材1、覆盖板4和热塑性中间层5。第二热塑性中间层12由PVB构成并且具有 0.76 mm的厚度。
[0066] 在覆盖板4的内表面(IV)上设置功能元件3。功能元件3是由掺杂的VO2构成的热致变色的层。功能元件3是可热切换的:VO2在超过约68℃的温度时从具有高的可见光透射率的半导电状态转变为具有减小的可见光透射率的导电状态。可以通过例如钨的掺杂,将切换状态之间的转变温度例如减小至约29℃。
[0067] 在基材1的外表面(I)上设置由氧化锆(ZrO2)构成的厚度d为200 nm的反射层2。氧化锆的折射率nR约为2.22。反射层2的折射率 nR和厚度 d的乘积为444 nm。在该实施方案中,通过反射层2实现反射到外部环境中的光的金色颜色。
[0068] 所述的热致变色的材料也可以替代地例如嵌入在热塑性中间层5和12的其中一个中,其然后将形成可切换的功能元件3。
[0069] 图3展示了通过具有可切换的光学性能的本发明玻璃的另一个实施方案的横截面。基材1经由其内表面(II)借助热塑性中间层5与覆盖板4的外表面(III)接合。如同在图1中那般装配基材1和覆盖板4。热塑性中间层5包含第一热塑性薄膜5.1和第二热塑性薄膜5.2。热塑性薄膜5.1和5.2由PVB构成并且各自具有 0.76 mm的厚度。
[0070] 在第一热塑性薄膜5.1和第二热塑性薄膜5.2之间设置功能元件3。在本发明的意义上,功能元件3设置在热塑性中间层5中。通过圈标出的围绕功能元件3的区域放大地示于右边。功能元件3是PDLC-功能元件,并且包含在第一平面电极9和第二平面电极10之间的功能层11。平面电极9和10经由未示出的导体与外部的电压供应相连。功能层
11含有液晶,其嵌入在聚合物网络中。如果在平面电极9和10上施加电压,那么液晶沿着共同方向排列,并且穿过功能层11的可见光的透射率提高。
[0071] 在基材1的内表面(II)上设置由氧化锡(SnO2)构成的厚度d约为165 nm的反射层2。氧化锡的折射率nR约为2.00。反射层2的折射率 nR和厚度 d的乘积约为330 nm。在该实施方案中,通过反射层2实现反射到外部环境中的光的蓝色颜色。
[0072] 图4展示了通过具有可切换的光学性能的本发明玻璃的另一个实施方案的横截面。在基材1的外表面(I)上设置反射层2。在基材1的内表面(II)上设置功能元件3。通过圈标出的围绕功能元件3的区域放大地示于右边。
[0073] 由氧化铟锡(ITO)构成的反射层2具有145 nm的厚度d。氧化铟锡的折射率nR为1.92。反射层2的折射率nR和厚度 d的乘积约为278 nm。在该实施方案中,通过反射层2实现反射到外部环境中的光的紫色颜色。
[0074] 基材1经由其内表面(II)借助环形的间隔垫片7与其它的板6接合成隔绝玻璃。在其它的板6的朝向基材1的表面上设置热防护涂层8。热防护涂层(也称为低辐射涂层)是本身已知的,并且提高在内室中的热舒适性。这样的热防护涂层例如包含基于的功能层,其在夏天反射部分的,特别是IR-区域中的阳光辐射,并且在冬天避免通过该玻璃放射出热辐射。
[0075] 图5展示了通过具有可切换的光学性能的本发明玻璃的另一个实施方案的横截面。基材1经由其内表面(II)借助环形的间隔垫片7与覆盖板4的外表面(III)接合。如同在图1中那般装配基材1和覆盖板4。
[0076] 在覆盖板4的外表面(III)上设置热致变色的功能元件3。在基材1的外表面(I)上设置反射层2。如同在图2中那般装配功能元件3和反射层2。
[0077] 图6展示了通过具有可切换的光学性能的本发明玻璃的另一个实施方案的横截面。基材1经由其内表面(II)与覆盖板4的外表面(III)接合。在基材1和覆盖板4之间设置功能元件3。在基材1的内表面(II)和覆盖板4的外表面(III)上设置功能元件3,以致基材1和覆盖板4经由功能元件3接合。通过圈标出的围绕功能元件3的区域放大地示于右边。功能元件3是可电切换的功能元件,并且包含在第一平面电极9和第二平面电极10之间的功能层11,其中将第一平面电极9施加在外表面(III)上,并且将第二平面电极施加在内表面(II)上。平面电极9和10经由未示出的导体与外部电压供应相连。在基材1的外表面(I)上设置反射层2。
[0078] 图7展示了制造具有可切换的光学性能的玻璃的本发明方法的具体实施例。
[0079] 在替代的实施方案中,也可以经由至少一个间隔垫片接合覆盖板和基材。
[0080] 图8展示了制造具有可切换的光学性能的玻璃的本发明方法的另一个具体实施例。
[0081] 对于本领域技术人员而言未预料和令人惊奇的是,通过可以简单和成本有利地施加的本发明反射层,能够实现具有可切换的光学性能的玻璃的外侧反射颜色的有效调节。在此,该外侧反射颜色不依赖于玻璃的切换状态和观察角度,并且能够通过选择反射层的材料和厚度而自由选择。
[0082] 附图标记列表:(1) 透明基材
(2) 反射层
(3) 可切换的功能元件
(4) 透明覆盖板
(5) 热塑性中间层
(5.2) 第一热塑性薄膜
(5.2) 第二热塑性薄膜
(6) 其它的板
(7) 间隔垫片
(8) 热防护涂层
(9) 功能元件3的第一平面电极
(10) 功能元件3的第二平面电极
(11) 功能元件3的功能层
(12) 第二热塑性中间层
(13) 功能元件3的离子存储器层
(14) 功能元件3的电解层
I 透明基材1的外表面
II 透明基材1的内表面
III 覆盖板4的外表面
IV 覆盖板4的内表面
QQ群二维码
意见反馈