專利名稱：可變透光率濾光片及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可變透光率濾光片領(lǐng)域，尤其涉及在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的濾光片、包含本發(fā)明的濾光片的裝置及其用途。
背景技術(shù)：
濾光片廣泛用于控制可見光能和太陽能。最特別的是，濾光片已經(jīng)在窗技術(shù)中用作嵌裝玻璃(glazings)，用于根據(jù)乘員的舒適性控制光和熱向窗玻璃以內(nèi)和以外的流動(dòng)。 應(yīng)用包括，例如建筑物、車輛、飛行器、宇宙飛船和船上的窗戶。濾光片也已用于調(diào)節(jié)采光和加熱水平，用于減少眩光和能量負(fù)荷管理。改善建筑物的能效是減少能量利用和減少0)2排放的一個(gè)關(guān)鍵方面。僅僅美國每年就消耗100庫德的原始能量。建筑物消耗美國使用的所有能量的大約39%和電能的68%。它們導(dǎo)致全部溫室氣體(GHG)排放的大約38%。窗戶導(dǎo)致建筑物能量損失的大約30%。因此，使用減少熱量損失和太陽得熱的改良技術(shù)，窗戶可以提供顯著的益處和成本節(jié)約。濾光片也已應(yīng)用于眼用裝置中以控制照射眼睛的光。應(yīng)用包括，例如，處方和非處方眼鏡、風(fēng)鏡、太陽鏡、護(hù)目鏡和安全眼鏡。有許多技術(shù)已經(jīng)用于濾光片應(yīng)用中，以動(dòng)態(tài)改變可見光透過率的程度，包括光致變色體(photochromies)、電致變色體(electrochromics)、液晶、熱致變色體 (thermochromics)禾口懸浮粒子顯不。光致變色體光致變色體自動(dòng)響應(yīng)光水平，在日光和特定亮光條件下變暗，而在室內(nèi)或低光條件下自發(fā)變?yōu)橥该骰蜉^低暗度。光致變色體的一個(gè)眾所周知的應(yīng)用見于Transitions Optical Inc. ,9251 Belcher Road, Pinellas Park，F(xiàn)lorida，USA，33782 制造的眼鏡片中。 這些鏡片使用嵌入剛性塑料或玻璃鏡片中的光致變色化合物(或多種化合物)，或應(yīng)用到鏡片上的光致變色膜。例如，美國專利6，065，836描述了具有膜的光致變色眼鏡片，該膜附著到含有光致變色染料的鏡片上。光致變色體在亮光下自動(dòng)變暗，以減少透過的可見光的量。然而，光致變色體從暗態(tài)向亮態(tài)的逆轉(zhuǎn)緩慢，并且不能手工控制。光致變色體也可以是非常依賴于溫度的，并且常常在暴露于紫外線時(shí)分解。因此，尚未證明光致變色體是用于某些濾光片應(yīng)用的實(shí)用技術(shù)。美國專利5，604，626,5, 838，483和6，246, 505描述了具有一定程度的通過電子器件的用戶控制的光致變色裝置。這些光致變色裝置是基于金屬氧化物光致變色體，它需要電力來使裝置維持在暗態(tài)。電致變色體電致變色體可以用來通過通電動(dòng)態(tài)改變材料的可見光透過性質(zhì)。電致變色技術(shù)包括將電致變色材料薄涂層應(yīng)用于兩個(gè)透明電極上并將電極材料夾在兩者之間。不同于光致變色技術(shù)，電致變色技術(shù)一般需要用戶施加外部電力來變暗。電致變色技術(shù)用于自變光汽車鏡(例如，Zeeland Missouri 的 Gentex Corporation 制造的那些)。美國專利6，934，067描述了電致變色后視鏡，其在兩個(gè)具有導(dǎo)電涂層和周邊密封的玻璃基片之間形成有膠凝的電致變色材料。電致變色材料在加電時(shí)變暗和變亮，但是不會(huì)自動(dòng)變暗。通過利用電子光傳感器和電子控制改變鏡子的透光率性質(zhì)，這些電致變色鏡響應(yīng)于光條件變化。需要電力來使電致變色材料變得更暗。電致變色體的另一個(gè)例子用于窗應(yīng)用(Sage Electrochromics Inc. ,Faribault, Minnesota)，其中引入了應(yīng)用到窗中一個(gè)玻璃層上的薄涂層。用連接到一個(gè)電極的正導(dǎo)線通電使窗變暗，而用連接到另一電極的正導(dǎo)線通電使窗變亮。應(yīng)用到玻璃上的電致變色涂層涉及使用專門的涂層工藝如噴濺和化學(xué)氣相沉積。這通常需要專門的工廠或設(shè)施，需要將玻璃運(yùn)輸?shù)揭粋€(gè)中心工廠來進(jìn)行涂層工藝，然后再運(yùn)輸?shù)绞褂盟鼈兊牡胤?。因此，使用電致變色技術(shù)制成的窗體可能相當(dāng)昂貴。電致變色體也已用于眼用裝置。例如，瑞典Uppsala的ChromoGenics通過在兩個(gè)塑料膜之間制造多層電致變色裝置，生產(chǎn)了用于摩托車頭盔面罩玻璃和其它產(chǎn)品的“電致變色箔”。相對低的直流電壓用于將電致變色體從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一狀態(tài)，但是通常需要電力使電致變色裝置保持在暗態(tài)。液晶通過將液晶材料夾在兩個(gè)透明電極之間產(chǎn)生液晶濾光片。當(dāng)在電極之間施加電場時(shí)，液晶以特定方向?qū)R，使光能夠通過該濾光片。在沒有電場的情況下，液晶隨機(jī)定向并且散射光，從觀察者來看顯示為半透明的。盡管在這種狀態(tài)下能夠通過一些光，但是該濾光片呈現(xiàn)為半透明或幾乎不透明的，并且在光學(xué)上不是透明的。這使得液晶僅能用于某些應(yīng)用，例如當(dāng)不希望能夠通過暗態(tài)的濾光片看到時(shí)的隱私玻璃。液晶轉(zhuǎn)換所需的相對高的電壓、高昂的制造成本以及溫度依賴性都限制了液晶技術(shù)在室內(nèi)應(yīng)用和電子器件方面的應(yīng)用。美國專利7，459，189描述了能夠用于隱私窗的液晶裝置。該技術(shù)涉及夾在電極之間的液晶復(fù)合材料，它在一個(gè)狀態(tài)下允許光通過，而在另一狀態(tài)下散射光。美國專利7，300, 167描述了一種也基于液晶技術(shù)的可調(diào)節(jié)不透明窗。日本東京的Nippon Sheet Glass生產(chǎn)使用液晶技術(shù)制成的光學(xué)膜，該光學(xué)膜在施加相對高(例如，120伏特)交流電壓時(shí)能夠從半透明狀態(tài)變?yōu)椴煌该鳡顟B(tài)。懸浮粒子顯示懸浮粒子顯示(SPD)包括懸浮在具有導(dǎo)電電極的兩片玻璃之間的液體中的許多小粒子。象液晶一樣，通過電極施加的電壓使粒子對齊，并且透過光。在沒有電壓時(shí)，粒子隨機(jī)分布并且散射光。光的散射意味著SPD裝置在暗態(tài)下一般不是光學(xué)透明的。SPD裝置也可以制造昂貴的，并且一般需要粒子懸浮在液體中因此具有充分的流動(dòng)性。該技術(shù)的應(yīng)用的例子包括美國專利5，463，491，其中描述了包含“包封懸浮液”的窗用濾光片。美國專利6，910，729描述了一種基于SPD的自變暗玻璃，用于在車輛中提供增加的熱舒適。熱致變色體熱致變色濾光片響應(yīng)溫度變化變暗和變亮，一般在越熱時(shí)變得越暗，因此不能手工控制。熱致變色技術(shù)的一個(gè)例子在美國專利6，084，702中記載。提供該背景信息的目的是使申請人認(rèn)為已知的信息可以與本發(fā)明相關(guān)。不一定旨在承認(rèn)，也不應(yīng)認(rèn)為任何前述信息構(gòu)成相對于本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供可變透光率濾光片。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的濾光片，包括a)基本透明的第一和第二基片；b)設(shè)置在至少一個(gè)所述基片的表面上的第一和第二電極；c)設(shè)置在所述第一和第二基片之間并且與所述第一和第二電極接觸的轉(zhuǎn)換材料，所述轉(zhuǎn)換材料包含一種或多種具有電致變色性和光致變色性的發(fā)色團(tuán)；和d)用于將所述第一電極和所述第二電極電連接到電壓源的電連接裝置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制備在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的濾光片的方法，包括以下步驟a)在基本透明的第一和第二基片之間設(shè)置轉(zhuǎn)換材料層，其中在至少一個(gè)所述基片的表面上設(shè)置第一和第二電極，使得所述轉(zhuǎn)換材料與各電極接觸；和b)提供用于將所述電極連接到電壓源的電連接裝置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種包含一種或多種具有電致變色性和光致變色性的發(fā)色團(tuán)和溶劑的轉(zhuǎn)換材料，其中所述轉(zhuǎn)換材料在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了本發(fā)明的濾光片在光學(xué)器件中的用途。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種在光學(xué)器件中使用本發(fā)明的濾光片的方法， 包括將該濾光片與該器件的至少一個(gè)表面可操作地聯(lián)合(associate)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的可變透光率窗，包括a)基本透明的第一和第二基片；b)設(shè)置在至少一個(gè)所述基片的表面上的第一和第二電極；C)設(shè)置在所述第一和第二基片之間并且與所述第一和第二電極接觸的轉(zhuǎn)換材料，所述轉(zhuǎn)換材料包含一種或多種具有電致變色性和光致變色性的發(fā)色團(tuán)；和d)用于將所述第一電極和所述第二電極電連接到電壓源的電連接裝置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制備在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的可變透光率窗的方法，包括以下步驟 a)在基本透明的第一和第二基片之間設(shè)置轉(zhuǎn)換材料層，其中在至少一個(gè)所述基片的表面上設(shè)置第一和第二電極，使得所述轉(zhuǎn)換材料與各電極接觸；和b)提供用于將所述電極連接到電壓源的電連接裝置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的可變透光率窗，包括a)基本透明的窗基
10片；和b)與所述基片的至少一個(gè)表面聯(lián)合的至少一個(gè)本發(fā)明的濾光片。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制備在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的可變透光率窗的方法，包括以下步驟 a)提供本發(fā)明的濾光片；和b)將所述濾光片與所述窗的至少一個(gè)基本透明的表面聯(lián)合。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的眼用裝置，包括a)基本透明的第一和第二基片；b)設(shè)置在至少一個(gè)所述基片的表面上的第一和第二電極；C)設(shè)置在所述第一和第二基片之間并且與所述第一和第二電極接觸的轉(zhuǎn)換材料，所述轉(zhuǎn)換材料包含一種或多種具有電致變色性和光致變色性的發(fā)色團(tuán)；和d)用于將所述第一電極和所述第二電極電連接到電壓源的電連接裝置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制備在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的眼用裝置的方法，包括以下步驟a)在基本透明的第一和第二基片之間設(shè)置轉(zhuǎn)換材料層，其中在至少一個(gè)所述基片的表面上設(shè)置第一和第二電極，使得所述轉(zhuǎn)換材料與各電極接觸；和b)提供用于將所述電極連接到電壓源的電連接裝置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的眼用裝置，包括a)基本透明的眼用基片； 和b)與所述基片的表面聯(lián)合的本發(fā)明的濾光片。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制備在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的眼用裝置的方法，包括以下步驟a)提供本發(fā)明的濾光片；和b)將所述濾光片與所述眼用裝置的基本透明的眼用基片的至少一個(gè)表面聯(lián)合。


通過下面參考附圖的詳述，本發(fā)明的這些和其它特征將變得更加明顯。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的濾光片的橫截面示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的包含間隔元件的濾光片的橫截面示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的具有間隔點(diǎn)的基片的平面圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的包含間隔元件圖案的濾光片的總圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的濾光片的透射光譜圖。圖6顯示用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的濾光片的控制電路結(jié)構(gòu)。圖7是說明制造根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的濾光片的方法的流程圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可變透光率窗的橫截面示意圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的曲面可變透光率窗的橫截面示意圖。圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可變透光率窗的總體剖視圖。圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可變透光率窗的的橫截面示意圖。圖12是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可變透光率窗的橫截面示意圖。圖13是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可變透光率窗的橫截面示意圖。圖14是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可變透光率窗的橫截面示意圖。
圖15是連接到根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的多個(gè)可變透光率窗的控制箱的全視圖。圖16是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可變透光率窗在亮態(tài)和暗態(tài)下的太陽得熱的圖。圖17是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可變透光率窗的制造步驟的流程圖。圖18A是顯示光透過暗態(tài)下的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可變色窗的示意圖。圖18B是顯示光透過亮態(tài)下的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可變色窗的示意圖。圖19是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的交通工具可變色窗的全視圖。圖20是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的多個(gè)汽車可變色窗的全視圖。圖21是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的公共汽車可變色窗的全視圖。圖22是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的火車可變色窗的全視圖。圖23是用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可變色窗的控制電路的示意圖。圖M是連接到根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的多個(gè)可變色窗的控制電路的全視圖。圖25是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可變色窗的制造步驟的流程圖。圖沈是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的眼用裝置的全視圖。圖27是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的眼用裝置的全視圖。圖觀是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的眼用裝置的全視圖。圖四是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可變透光率鏡片的示意圖。圖30是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可變透光率鏡片的示意圖。圖31是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的可變透光率鏡片的示意圖。圖32是用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的眼用裝置的控制電路的示意圖。圖33是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的眼用裝置的制造方法實(shí)例的流程圖。圖34是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的轉(zhuǎn)換材料在各種紫外線強(qiáng)度下的吸收光譜的圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的可變透光率濾光片，及其在各種裝置中的用途，以及包含本發(fā)明的濾光片的裝置，如建筑智能窗、汽車智能窗和眼用裝置。本發(fā)明的濾光片可用于許多不同的應(yīng)用。由于本發(fā)明的濾光片的實(shí)施方式不需要外部電壓來向暗態(tài)轉(zhuǎn)換，它們可以用于多種商業(yè)應(yīng)用。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片在暗態(tài)和亮態(tài)之間循環(huán)具有低功率需求。濾光片的低功率需求使得本發(fā)明的濾光片在商業(yè)上能夠用于多種應(yīng)用，如大面積應(yīng)用。這樣的應(yīng)用的例子包括建筑和汽車窗和嵌裝玻璃以及用于汽車應(yīng)用的天窗。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片表現(xiàn)出相對快速的暗態(tài)和亮態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。狀態(tài)之間的快速轉(zhuǎn)換能夠使本發(fā)明的濾光片用于遭遇頻繁條件變化的應(yīng)用，例如，建筑和汽車窗和眼用裝置。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片是溫度穩(wěn)定的并且響應(yīng)于溫度變化有最小的變化，即最小的變暗或變亮，因此，使得本發(fā)明的濾光片能夠用于遇到溫度條件變化的應(yīng)用。這樣的應(yīng)用的例子包括建筑和汽車窗應(yīng)用和眼用裝置。
本發(fā)明的實(shí)施方式使得用戶能夠通過控制施加到濾光片上的電場來控制濾光片的可見光透過率(VLT)。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過向?yàn)V光片施加電壓觸發(fā)從暗態(tài)變亮。在另一個(gè)實(shí)施方式中，通過向?yàn)V光片斷續(xù)地施加電壓來調(diào)節(jié)濾光片的變亮。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，在自動(dòng)變暗過程中通過向?yàn)V光片施加電壓來達(dá)到中等水平的VLT。在另一個(gè)實(shí)施方式中，在變亮過程中通過停止向?yàn)V光片施加電壓來達(dá)到中等水平的VLT。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，通過向?yàn)V光片斷續(xù)施加電壓在多種環(huán)境條件中保持濾光片的VLT。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片能夠在一定厚度范圍內(nèi)制造，從而使它們能夠用于多種應(yīng)用。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片層壓在兩片玻璃之間并且引入窗內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片應(yīng)用于玻璃片的一側(cè)，并且用于窗體以改善乘員的舒適性并減少太陽得熱。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片應(yīng)用于彎曲基片，例如將成形為窗體的玻璃或塑料，用于諸如汽車天窗和眼用裝置的應(yīng)用。本發(fā)明的濾光片適合商業(yè)上可行的制造工藝。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，濾光片包含高薄層電阻基片。在另一個(gè)實(shí)施方式中，濾光片包含本領(lǐng)域已知的標(biāo)準(zhǔn)材料的基片。 因此，本發(fā)明的濾光片能夠使用常常是便宜材料的高電阻基片制造。在另一個(gè)實(shí)施方式中， 本發(fā)明的濾光片包含與較便宜的導(dǎo)電涂層材料相匹配的基片。因此，本發(fā)明的濾光片具有低制造成本。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片可以通過將轉(zhuǎn)換材料濕涂到合適的基片上的工藝制造，從而避免昂貴的和專門的涂層工藝(如噴濺和化學(xué)氣相沉積)，并且允許 “卷到卷”制造工藝。本發(fā)明的濾光片適合多種應(yīng)用，例如建筑和汽車領(lǐng)域。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，濾光片表現(xiàn)出適用于窗體的光穩(wěn)定性和耐用性。在一個(gè)實(shí)施方式中，制劑是對于紫外線穩(wěn)定的，以提供提高的光穩(wěn)定性。在另一個(gè)實(shí)施方式中，引入部分紫外線阻斷層以增強(qiáng)光穩(wěn)定性。在一個(gè)實(shí)施方式中，濾光片是耐用的，并且能夠在亮態(tài)和暗態(tài)之間多次來回循環(huán)。定義除非另外定義，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語都具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的相同的含義。本文使用的術(shù)語“可見光”是指波長約在400nm至750nm范圍內(nèi)的電磁輻射。本文使用的術(shù)語“紫外(UV)線”是指波長短于可見光、在IOnm至400nm范圍內(nèi)的
電磁輻射。本文使用的術(shù)語“紅外輻射(IR) ”是指波長在750nm至50，OOOnm范圍內(nèi)的電磁輻
射。其波長長于可見光的波長。本文使用的術(shù)語“可見光透過率(VLT) ”是指透過或通過物質(zhì)或產(chǎn)品的可見光量， 以百分比表示。本文使用的術(shù)語“自動(dòng)變暗”是指當(dāng)暴露于紫外線和/或日光時(shí)自動(dòng)變暗和可見光透過百分比的減少或降低。本文使用的術(shù)語“對比率”是指在亮態(tài)下透過濾光片的可見光與在暗態(tài)下透過濾光片的可見光的比值。本文使用的術(shù)語“混合光/電染料”、“混合光致變色/電致變色發(fā)色團(tuán)”或“發(fā)色團(tuán)”是指具有暗態(tài)和亮態(tài)的染料材料或發(fā)色團(tuán)。該染料材料或發(fā)色團(tuán)是混合光致變色和電致變色材料，因?yàn)樗缺憩F(xiàn)出光致變色性又表現(xiàn)出電致變色性暴露于紫外線將使它變?yōu)檩^暗狀態(tài)，而向染料或發(fā)色團(tuán)通電將使它變?yōu)檩^亮狀態(tài)。本文使用的術(shù)語“用戶控制”或“用戶控制的”是指由用戶施加電壓控制的本發(fā)明濾光片的變亮。本文使用的術(shù)語“密耳(mil) ”是指為1英寸的1/1000(. 001)的長度單位或25微
米，其用于表示片狀產(chǎn)品的厚度。本文使用的術(shù)語“眼用裝置”或“眼用件(ophthalmics) ”是指置于眼睛前面用于控制照射眼睛的光的裝置。該術(shù)語包括，例如，眼鏡(處方的和非處方的)、風(fēng)鏡、太陽鏡，以及能夠設(shè)計(jì)用于娛樂或工業(yè)應(yīng)用的護(hù)目鏡。術(shù)語“大約”是指標(biāo)稱值的+/-20%的變化。應(yīng)當(dāng)理解，這種變化總是包括在此處提供的任何給定值中，無論其是否特別指出。濾光片本發(fā)明涉及濾光片、濾光片的用途以及包含本發(fā)明的濾光片的裝置。本發(fā)明的濾光片在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換。在暴露于紫外線和/或太陽輻射時(shí)濾光片的可見光透射降低(即變暗)是自動(dòng)的。 在施加電壓時(shí)發(fā)生濾光片的可見光透射的增加(即變亮)，電壓可以由用戶控制。本發(fā)明的濾光片包括兩個(gè)基片和包含在基片之間的轉(zhuǎn)換材料。轉(zhuǎn)換材料在暴露于紫外線或日光時(shí)將自動(dòng)變暗，在施加電荷時(shí)將變亮。當(dāng)轉(zhuǎn)換材料暴露于紫外線或日光時(shí)，濾光片的可見光透過率(VLT)的百分比降低。如果該濾光片安裝在(如窗單元)等產(chǎn)品中， 這有助于減少亮光下的眩光和改善乘員舒適性。濾光片進(jìn)一步包括兩個(gè)與轉(zhuǎn)換材料接觸的電極。在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)電極設(shè)置在每個(gè)相應(yīng)基片的相對表面上。在另一個(gè)實(shí)施方式中，兩個(gè)電極設(shè)置在同一基片的表面上。導(dǎo)線連接到每個(gè)電極上，以向轉(zhuǎn)換材料施加電壓。當(dāng)向處于暗態(tài)的轉(zhuǎn)換材料施加電壓時(shí)，轉(zhuǎn)換材料變亮，并且透過較高百分比的入射可見光直到達(dá)到亮態(tài)?？刂齐娮悠骷沟糜脩裟軌蚩刂坪螘r(shí)向?yàn)V光片施加電壓以及施加多大的電壓。以這種方式，本發(fā)明的濾光片的部件提供一種能夠處于亮態(tài)或暗態(tài)的濾光片，它在暴露于來自太陽的紫外線時(shí)能夠自動(dòng)變?yōu)槠浒祽B(tài)，但是在需要時(shí)通過施加電壓能夠轉(zhuǎn)換回較亮狀態(tài)。本發(fā)明的實(shí)施方式包括也可以減少光譜紫外部分(即100-400nm)的光透過的濾光片。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片的紫外線透過率小于30%。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，濾光片的紫外線透過率小于20%。在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方式中，濾光片的紫外線透過率小于10%。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，濾光片的紫外線透過率小于5%。本發(fā)明的濾光片使得用戶能夠控制濾光片的可見光透過率，即400-750nm光譜范圍內(nèi)的電磁輻射。本發(fā)明的濾光片在暗態(tài)與亮態(tài)之間轉(zhuǎn)換，其中濾光片的各狀態(tài)達(dá)到不同的可見光透過量。在亮態(tài)時(shí)，達(dá)到相對高的可見光透過率。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片在其亮態(tài)時(shí)的可見光透過率為大約50%或更高。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片在其亮態(tài)時(shí)的可見光透過率為大約60%或更高。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，該濾光片在其亮態(tài)時(shí)的可見光透過率為大約70%或更高。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該濾光片在其亮態(tài)時(shí)的可見光透過率為80%或更高。暗態(tài)允許相對低的可見光透過率。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片在其暗態(tài)時(shí)的可見光透過率小于大約30%。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片在其暗態(tài)時(shí)的可見光透過率小于大約20%。在另一個(gè)實(shí)施方式中，該濾光片在其暗態(tài)時(shí)的可見光透過率小于大約15%。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，該濾光片在其暗態(tài)時(shí)的可見光透過率小于大約 10%。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，該濾光片在其暗態(tài)時(shí)的可見光透過率小于大約5%。濾光片的亮態(tài)和暗態(tài)之間可見光透過率的變化提供寬范圍的對比率，這提供可見光透過率的中間狀態(tài)的范圍。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，濾光片的對比率大于大約2。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，濾光片的對比率大于大約3。在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方式中， 濾光片的對比率大于大約4。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，濾光片的對比率大于大約5。 在某些應(yīng)用中，如在眼用裝置中，可希望較高的對比率。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，濾光片的對比率介于大約1到大約10之間。在另一個(gè)實(shí)施方式中，濾光片的對比率介于大約2 到大約12之間。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片的可見光透過率可通過太陽輻射和電壓的組合在整個(gè)中間狀態(tài)范圍上控制。響應(yīng)于紫外線或太陽輻射自動(dòng)達(dá)到暗態(tài)。一旦達(dá)到暗態(tài)，它就一直保持到通過施加電壓觸發(fā)變亮。施加電壓的持續(xù)時(shí)間取決于所希望的變亮的程度。 一旦達(dá)到希望的亮態(tài)，就可以停止施加電壓，在需要時(shí)可以再施加。一旦達(dá)到希望的可見光透過率狀態(tài)，在沒有暴露于紫外線或太陽輻射的情況下，不需要連續(xù)施加電壓以保持希望的可見光透過率狀態(tài)。在存在紫外線或太陽輻時(shí)，本發(fā)明的濾光片仍然可以轉(zhuǎn)換到其亮態(tài)， 并且通過控制的間斷電壓施加進(jìn)行保持?？梢酝ㄟ^在變亮過程中中斷或斷開電壓或者在變暗過程中間斷施加電壓直到達(dá)到希望的狀態(tài)來達(dá)到中間狀態(tài)。本發(fā)明的濾光片只需要施加低電壓來完成變亮過程。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，觸發(fā)從暗態(tài)變亮所需的最小電壓量小于大約42伏特DC。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，觸發(fā)從暗態(tài)變亮所需的最小電壓量小于大約12伏特。在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方式中， 觸發(fā)從暗態(tài)變亮所需的最小電壓量小于大約6伏特。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，觸發(fā)從暗態(tài)變亮所需的最小電壓量小于大約3伏特。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，觸發(fā)從暗態(tài)變亮所需的最小電壓量小于大約2伏特。在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方式中，觸發(fā)從暗態(tài)變亮所需的最小電壓量約為1. 8伏特。在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，觸發(fā)從暗態(tài)變亮所需的電壓量為大約1至大約10伏特。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，觸發(fā)從暗態(tài)變亮所需的電壓量為大約0. 1至大約42伏特。在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方式中，觸發(fā)從暗態(tài)變亮所需的電壓量為大約1. 2至大約2. 1 伏特。如上所述，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的濾光片變亮需要且只需最小電壓。使濾光片保持在穩(wěn)定狀態(tài)不需要恒定施加電壓。相反，在存在紫外線或太陽輻射時(shí)調(diào)節(jié)自動(dòng)變暗所需的任何變亮能夠通過間斷施加電壓以保持恒定亮態(tài)或者通過施加減量的電壓來進(jìn)行。這樣，濾光片消耗的功率量達(dá)到最小。另外，本發(fā)明的濾光片的最低電壓需求使得它們適用具有寬范圍薄層電阻的片狀材料。本發(fā)明的濾光片適合大約1歐姆/平方至大約10，000, 000歐姆/ 平方的薄層電阻。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片適合大約10歐姆/平方至大約1000 歐姆/平方的薄層電阻。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片適合大約20歐姆/平方至大約500歐姆/平方的薄層電阻。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片適合大約100歐姆 /平方至大約1，000歐姆/平方的薄層電阻。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片適合大約1，000歐姆/平方至大約10，000歐姆/平方的薄層電阻。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，所述濾光片適合大約10，000歐姆/平方至大約1，000, 000歐姆/平方的薄層電阻。 在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片適合大約1，000, 000歐姆/平方至大約5，000, 000 歐姆/平方的薄層電阻。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片適合大約5，000, 000至大約10，000, 000歐姆/平方的薄層電阻。本發(fā)明的濾光片在暗態(tài)與亮態(tài)之間轉(zhuǎn)換的速度取決于其最終形式，然而，通常本發(fā)明的濾光片從亮態(tài)達(dá)到10%暗態(tài)的變暗時(shí)間為大約1秒至30分鐘，并且從暗態(tài)達(dá)到 90%亮態(tài)的變亮?xí)r間為大約1秒至30分鐘。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述濾光片具有大約1分鐘至大約5分鐘的變暗時(shí)間和變亮?xí)r間。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述濾光片具有大約3分鐘的變暗時(shí)間。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，所述濾光片具有大約3分鐘的變亮?xí)r間。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，所述濾光片具有短于5分鐘的變暗時(shí)間和短于5 分鐘的變亮?xí)r間。由于光散射引起的混濁所致的透射霧度(haze)能夠引起濾光片的澄清。光可以被懸浮在物質(zhì)中的粒子散射。在其最終形式下，本發(fā)明的濾光片是透明的，并且在可見光透過的所有狀態(tài)(例如亮、暗和中間狀態(tài))保持光學(xué)透明。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，所述濾光片具有5. 0%或更低的霧度透射率(haze transmission)。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，所述濾光片具有3.0%或更低的霧度透射率。在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方式中，所述濾光片具有2. 0%或更低的霧度透射率。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，所述濾光片具有1. 5% 或更低的霧度透射率。在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方式中，所述濾光片具有1.0%或更低的霧度透射率。本發(fā)明的濾光片適合于多種應(yīng)用。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到每個(gè)濾光片能夠根據(jù)具體應(yīng)用的需求制備。例如，濾光片的厚度可以變化。較薄的濾光片具有較高的柔性和較快的褪色時(shí)間，而較厚的濾光片可以具有較深的顏色和較高的剛性。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式， 濾光片的厚度為大約0. 5密耳至大約40密耳。在另一個(gè)實(shí)施方式中，濾光片的厚度為大約 1密耳至大約10密耳。在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方式中，濾光片的厚度為大約1密耳至5密耳。圖1說明本發(fā)明的濾光片100的一個(gè)實(shí)施方式，它被設(shè)計(jì)為在紫外線或日光的存在下自動(dòng)變?yōu)檩^暗狀態(tài)(較低的VLT)，并且施加電壓后變?yōu)檩^亮狀態(tài)(較高的VLT)?；?120上涂覆或沉積有透明導(dǎo)電層140，透明導(dǎo)電層140設(shè)置在第一基片120的內(nèi)表面上。第二基片130上涂覆或沉積有第二導(dǎo)電層150，第二導(dǎo)電層150設(shè)置在第二基片130的內(nèi)表面上。第一基片120和第二基片130彼此相對地排布，使得各自的透明導(dǎo)電層140和150向內(nèi)彼此面對。轉(zhuǎn)換材料110夾在各導(dǎo)電層140和150之間并與之接觸。提供電連接裝置， 用于電連接至兩個(gè)導(dǎo)電層140和150。在一個(gè)實(shí)施方式中，該電連接裝置是連接至透明導(dǎo)電層140的導(dǎo)線170，和連接至第二透明導(dǎo)電層150的第二電導(dǎo)線180。1.基片本發(fā)明的濾光片的基片提供足夠的結(jié)構(gòu)完整性以支持轉(zhuǎn)換材料。剛性或柔性基片能夠適用于如下所述的廣泛應(yīng)用。例如，由剛性基片制成的本發(fā)明的濾光片可以單獨(dú)應(yīng)用于特定應(yīng)用，如窗應(yīng)用?；蛘?，由柔性基片制成的本發(fā)明的濾光片可以作為例如能夠?qū)訅旱墓鈱W(xué)膜用于選定的應(yīng)用。能夠在本發(fā)明中作為基片使用的合適的材料的例子包括但不限
16于玻璃和熱塑性聚合物。合適的熱塑性聚合物包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯 (PE)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯及其組合。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，基片材料是玻璃。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，基片材料是PET。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，基片是熱穩(wěn)定的PET。在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方式中，至少一個(gè)基片在基片中引入了紫外線阻斷劑。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識到，所選基片的厚度應(yīng)當(dāng)允許足夠的結(jié)構(gòu)完整性以支持轉(zhuǎn)換材料，同時(shí)提供用于特定應(yīng)用的足夠的剛性或柔性。合適的材料和厚度的確定被認(rèn)為是本領(lǐng)域技術(shù)人員的普通技能。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，基片材料的厚度為大約0. 012mm至大約10mm。在一個(gè)實(shí)施方式中，基片材料是剛性的并且厚度為大約0. 5mm至 IOmm0在另一個(gè)實(shí)施方式中，基片材料是剛性的并且厚度為大約Imm至5mm。在一個(gè)實(shí)施方式中，基片材料是柔性的并且厚度為大約0. 024mm至大約0. 6mm。在另一個(gè)實(shí)施方式中，基片材料是柔性的并且厚度為大約0. 051mm(2密耳)至大約0. 178mm(7密耳)。也考慮用于本發(fā)明的濾光片的基片材料與厚度的組合。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片包括基片，其中僅第一基片包含紫外線阻斷劑材料。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片包括剛性的第一基片和柔性的第二基片。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片包括厚度為5密耳的第一基片和厚度為2密耳的第二基片。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識到，基片材料的薄層電阻必須能夠通過濾光片的基本均勻的電荷注入以實(shí)現(xiàn)變亮。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片包含薄層電阻最高為大約100歐姆/平方的基片材料。在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片包含薄層電阻最高為大約1000歐姆/平方的基片材料。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片包含薄層電阻最高為大約100，000歐姆/平方的基片材料。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片包含薄層電阻最高為大約1，000，000歐姆/平方的基片材料。基片任選地可以包括添加劑，如用于給濾光片提供更深的總范圍或顏色的底色調(diào)色劑，和/或用于阻斷特定波長的電磁輻射的紫外線阻斷化合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的濾光片包括具有用于阻斷濕氣的屏蔽涂層的基片。在另一個(gè)實(shí)施方式中，基片具有防反射涂層。在另一個(gè)實(shí)施方式中，基片具有防劃涂層。在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，基片具有用于將濾光片層壓到玻璃上的壓敏粘合涂層。2.電極電極可以由任何導(dǎo)電材料制成，該導(dǎo)電材料可以在層中粘附到基片上。適用于導(dǎo)電層的材料是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，包括，例如，金屬氧化物、碳納米管和細(xì)絲網(wǎng)。示例性的導(dǎo)電材料包括摻雜氧化銦錫、摻雜氧化錫、摻雜氧化鋅的層以及基本透明的薄金屬層，如金、銀、鋁和鎳合金。將導(dǎo)電材料應(yīng)用到基片上以形成合適的導(dǎo)電層的方法是本領(lǐng)域公知的。例如，用氧化銦錫(ITO)預(yù)涂覆的基片材料可以從許多供應(yīng)商處獲得，包括CP Films, St. Louis, Missouri 禾口 Southwall Technologies Inc. , Palo Alto, California。本令頁域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到本發(fā)明的濾光片也能夠使用多層導(dǎo)電材料。導(dǎo)電層作為涂層設(shè)置在基片上。導(dǎo)電層涂覆或沉積在基片上達(dá)到一定的厚度，該厚度為濾光片提供足夠的電導(dǎo)率，并且不會(huì)明顯干擾所需的光透射。在一個(gè)實(shí)施方式中，導(dǎo)電層的厚度為大約1納米至大約90微米。在另一個(gè)實(shí)施方式中，導(dǎo)電層的厚度為大約10納米至大約10微米。在一個(gè)實(shí)施方式中，基片上涂覆有導(dǎo)電層并且具有大于70%的VLT。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，涂覆的基片具有大于80%的VLT。在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方式中，涂覆的基片具有大于85%的VLT。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，涂覆的基片具有大于90%的 VLT。3.轉(zhuǎn)換材料如上所述，本發(fā)明的濾光片包含既為光致變色的又為電致變色的轉(zhuǎn)換材料。轉(zhuǎn)換材料的這種混合光/電致變色性提供了在暴露于紫外線和/或太陽輻射時(shí)自動(dòng)變暗而在暴露于電荷時(shí)變亮的濾光片。該轉(zhuǎn)換材料也被稱為自動(dòng)變暗材料，因?yàn)樵撧D(zhuǎn)換材料在暴露于紫外線或太陽輻射時(shí)能夠自動(dòng)變暗。所述轉(zhuǎn)換材料能夠以液體形式、固體形式或粘性膠凝形式摻入本發(fā)明的濾光片中。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)換材料為液態(tài)。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)換材料為凝膠。轉(zhuǎn)換材料的厚度會(huì)影響本發(fā)明的濾光片的透光率，并且可以根據(jù)需要的具體應(yīng)用進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，含有相同濃度轉(zhuǎn)換材料的較厚的層會(huì)導(dǎo)致在暗態(tài)下較低百分比的可見光透射。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換材料的厚度為大約1微米至大約50微米。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換材料的厚度為大約0. 1微米至10微米。在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換材料的厚度為大約0. 5微米至5微米。一般來說，轉(zhuǎn)換材料的均勻厚度在大多數(shù)應(yīng)用中是理想的；然而，也設(shè)想本發(fā)明的濾光片可含有厚度不均勻的轉(zhuǎn)換材料，以用于希望有一些較暗區(qū)域和一些較亮區(qū)域的應(yīng)用。轉(zhuǎn)換材料包含1)發(fā)色團(tuán)；和幻溶劑成分。在某些實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)換材料中任選地可以包含額外的成分。例如，轉(zhuǎn)換材料還可以包含幻支持電解質(zhì)成分；4)聚合物成分；5) 電荷補(bǔ)償劑；6)載荷子(charge carrier) ；7)紫外線穩(wěn)定劑；8)紫外線阻斷劑；和9)調(diào)色齊U。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到某些化合物能夠在轉(zhuǎn)換材料中實(shí)現(xiàn)雙重作用，例如，某些發(fā)色團(tuán)能夠自聚合，因此起到發(fā)色團(tuán)和聚合物兩者的作用。相反，在某些實(shí)施方式中，給定的成分可以由幾種單獨(dú)的化合物組成，例如，聚合物成分可以是包含不同單體單元的共聚物。 因此，如下文詳細(xì)討論的，轉(zhuǎn)換材料可以包含一種或多種任選的成分。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的轉(zhuǎn)換材料包含發(fā)色團(tuán)和溶劑。在另一個(gè)實(shí)施方式中， 本發(fā)明的轉(zhuǎn)換材料包含發(fā)色團(tuán)、溶劑和至少一種任選的成分，該任選的成分選自a)支持電解質(zhì)成分；b)聚合物成分；c)電荷補(bǔ)償劑；d)載荷子；e)紫外線穩(wěn)定劑；f)紫外線阻斷劑；和g)調(diào)色劑。3. 1發(fā)色團(tuán)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換材料包含一種或多種顯示光致變色特性和電致變色特性的發(fā)色團(tuán)。 這些雙模式化合物當(dāng)被電和光刺激時(shí)能夠在兩個(gè)不同形式之間可逆地轉(zhuǎn)換。能夠用于本發(fā)明的混合光致變色/電致變色發(fā)色團(tuán)包括己三烯家族的化合物類別，例如，本領(lǐng)域稱為二芳烯、二噻吩基環(huán)戊烯和俘精酸酐的化合物類別。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，轉(zhuǎn)換材料包含一種或多種來自被稱為二芳烯的化合物類別的發(fā)色團(tuán)。適用于本發(fā)明的轉(zhuǎn)換材料的發(fā)色團(tuán)包括如國際專利公布WO 2004/0150M所述的·1，2-二噻吩基環(huán)戊烯的衍生物，具有以下式1的一般結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的濾光片，包括a)基本透明的第一和第二基片；b)設(shè)置在至少一個(gè)所述基片的表面上的第一和第二電極；c)設(shè)置在所述第一和第二基片之間并且與所述第一和第二電極接觸的轉(zhuǎn)換材料，所述轉(zhuǎn)換材料包含一種或多種具有電致變色性和光致變色性的發(fā)色團(tuán)；和d)用于將所述第一電極和所述第二電極電連接到電壓源的電連接裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的濾光片，其中所述第一和第二基片是剛性的。
3.如權(quán)利要求1所述的濾光片，其中所述第一和第二基片是柔性的。
4.如權(quán)利要求1所述的濾光片，其中所述第一基片是剛性的并且所述第二基片是柔性的。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的濾光片，其中所述轉(zhuǎn)換材料是溶液。
6.如權(quán)利要求5所述的濾光片，其中所述溶液用聚合物增稠。
7.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的濾光片，其中所述轉(zhuǎn)換材料是凝膠。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的濾光片，其中能夠通過施加電壓控制轉(zhuǎn)換。
9.如權(quán)利要求8所述的濾光片，其中在紫外線暴露過程中施加所述電壓使所述濾光片變亮。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的濾光片，其中所述濾光片在所述亮態(tài)下能夠達(dá)到大約50%或更高的可見光透過率。
11.如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的濾光片，其中所述濾光片在所述暗態(tài)下能夠達(dá)到大約30%或更低的可見光透過率。
12.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的濾光片，其中所述濾光片能夠達(dá)到大于大約2的對比率。
13.如權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的濾光片，其中所述濾光片能夠以大約1秒至30分鐘之間的速度在所述亮態(tài)與所述暗態(tài)之間轉(zhuǎn)換。
14.如權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的濾光片，其中暗態(tài)下的VLT基本不隨溫度變化。
15.如權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的濾光片，其中在施加至少0.1伏特時(shí)，所述濾光片能夠從所述暗態(tài)向所述亮態(tài)轉(zhuǎn)換。
16.如權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的濾光片，其中所述透明基片具有最高大約 10，000, 000歐姆/平方的薄層電阻。
17.如權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的濾光片，其中所述濾光片在暴露于波長高于大約 365nm的紫外線輻射時(shí)，能夠從所述亮態(tài)向所述暗態(tài)轉(zhuǎn)換。
18.如權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的濾光片，其中所述一種或多種發(fā)色團(tuán)選自由二芳烯、二噻吩基環(huán)戊烯和俘精酸酐組成的化合物組。
19.如權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的濾光片，其中所述一種或多種發(fā)色團(tuán)是二芳烯。
20.如權(quán)利要求19所述的濾光片，其中所述二芳烯具有式1的一般結(jié)構(gòu)
21.如權(quán)利要求1-20中任一項(xiàng)所述的濾光片，進(jìn)一步包含能夠阻斷波長小于365nm的紫外線的紫外線阻斷劑。
22.制備在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的濾光片的方法，包括以下步驟a)在基本透明的第一和第二基片之間設(shè)置轉(zhuǎn)換材料層，其中在至少一個(gè)所述基片的表面上設(shè)置第一和第二電極，使得所述轉(zhuǎn)換材料與各電極接觸；和b)提供用于將所述電極連接到電壓源的電連接裝置。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括固化所述轉(zhuǎn)換材料以提高所述轉(zhuǎn)換材料的粘度。
24.一種轉(zhuǎn)換材料，其包含一種或多種具有電致變色性和光致變色性的發(fā)色團(tuán)和溶劑， 其中所述轉(zhuǎn)換材料在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換。
25.如權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)所述的濾光片在光學(xué)器件中的應(yīng)用。
26.在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的可變透光率窗，包括a)基本透明的第一和第二基片；b)設(shè)置在至少一個(gè)所述基片的表面上的第一和第二電極；c)設(shè)置在所述第一和第二基片之間并且與所述第一和第二電極接觸的轉(zhuǎn)換材料，所述轉(zhuǎn)換材料包含一種或多種具有電致變色性和光致變色性的發(fā)色團(tuán)；和d)用于將所述第一電極和所述第二電極電連接到電壓源的電連接裝置。
27.如權(quán)利要求沈所述的可變透光率窗，其中所述轉(zhuǎn)換材料是溶液。
28.如權(quán)利要求27所述的可變透光率窗，其中所述溶液用聚合物增稠。
29.如權(quán)利要求沈所述的可變透光率窗，其中所述轉(zhuǎn)換材料是凝膠。
30.如權(quán)利要求沈-29中任一項(xiàng)所述的可變透光率窗，其中能夠通過施加電壓控制轉(zhuǎn)換。
31.如權(quán)利要求30所述的可變透光率窗，其中在紫外線暴露過程中施加所述電壓使所述可變透光率窗變亮。
32.如權(quán)利要求沈-31中任一項(xiàng)所述的可變透光率窗，其中所述可變透光率窗在所述亮態(tài)下能夠達(dá)到大約50%或更高的可見光透過率。
33.如權(quán)利要求沈-32中任一項(xiàng)所述的可變透光率窗，其中所述可變透光率窗在所述暗態(tài)下能夠達(dá)到大約30%或更低的可見光透過率。
34.如權(quán)利要求沈-33中任一項(xiàng)所述的可變透光率窗，其中所述可變透光率窗能夠達(dá)到大于大約2的對比率。
35.如權(quán)利要求沈-34中任一項(xiàng)所述的可變透光率窗，其中所述可變透光率窗能夠以大約1秒至30分鐘之間的速度在所述亮態(tài)與所述暗態(tài)之間轉(zhuǎn)換。
36.如權(quán)利要求沈-35中任一項(xiàng)所述的可變透光率窗，其中暗態(tài)下的VLT基本不隨溫度變化。
37.如權(quán)利要求沈-36中任一項(xiàng)所述的可變透光率窗，其中在施加至少0.1伏特時(shí)，所述可變透光率窗能夠從所述暗態(tài)向所述亮態(tài)轉(zhuǎn)換。
38.如權(quán)利要求沈-37中任一項(xiàng)所述的可變透光率窗，其中所述透明基片具有最高大約10，000, 000歐姆/平方的薄層電阻。
39.如權(quán)利要求沈-38中任一項(xiàng)所述的可變透光率窗，其中所述可變透光率窗當(dāng)暴露于波長高于大約365nm的紫外線輻射時(shí)，能夠從所述亮態(tài)向所述暗態(tài)轉(zhuǎn)換。
40.如權(quán)利要求沈-39中任一項(xiàng)所述的可變透光率窗，其中所述一種或多種發(fā)色團(tuán)選自由二芳烯、二噻吩基環(huán)戊烯和俘精酸酐組成的化合物組。
41.如權(quán)利要求沈-39中任一項(xiàng)所述的可變透光率窗，其中所述一種或多種發(fā)色團(tuán)是二芳烯。
42.如權(quán)利要求41所述的可變透光率窗，其中所述二芳烯具有式1的一般結(jié)構(gòu)
43.如權(quán)利要求沈-42中任一項(xiàng)所述的可變透光率窗，進(jìn)一步包含能夠阻斷波長小于 365nm的紫外線的紫外線阻斷劑。
44.制備在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的可變透光率窗的方法，包括以下步驟a)在基本透明的第一和第二基片之間設(shè)置轉(zhuǎn)換材料層，其中在至少一個(gè)所述基片的表面上設(shè)置第一和第二電極，使得所述轉(zhuǎn)換材料與各電極接觸；和b)提供用于將所述電極連接到電壓源的電連接裝置。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，進(jìn)一步包括固化所述轉(zhuǎn)換材料以提高所述轉(zhuǎn)換材料的粘度。
46.在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的可變透光率窗，包括a)基本透明的窗基片；和b)與所述基片的至少一個(gè)表面聯(lián)合的至少一個(gè)如權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)所述的濾光片。
47.制備在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的可變透光率窗的方法，包括以下步驟a)提供如權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)所述的濾光片；和b)將所述濾光片與所述窗的至少一個(gè)基本透明的表面聯(lián)合。
48.在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的眼用裝置，包括a)基本透明的第一和第二基片；b)設(shè)置在至少一個(gè)所述基片的表面上的第一和第二電極；c)設(shè)置在所述第一和第二基片之間并且與所述第一和第二電極接觸的轉(zhuǎn)換材料，所述轉(zhuǎn)換材料包含一種或多種具有電致變色性和光致變色性的發(fā)色團(tuán)；和d)用于將所述第一電極和所述第二電極電連接到電壓源的電連接裝置。
49.如權(quán)利要求48所述的眼用裝置，其中所述轉(zhuǎn)換材料是溶液。
50.如權(quán)利要求49所述的眼用裝置，其中所述溶液用聚合物增稠。
51.如權(quán)利要求48所述的眼用裝置，其中所述轉(zhuǎn)換材料是凝膠。
52.如權(quán)利要求48-51中任一項(xiàng)所述的眼用裝置，其中能夠通過施加電壓控制轉(zhuǎn)換。
53.如權(quán)利要求52所述的眼用裝置，其中在紫外線暴露過程中施用所述電壓使所述眼用裝置變亮。
54.如權(quán)利要求48-53中任一項(xiàng)所述的眼用裝置，其中所述眼用裝置在所述亮態(tài)下能夠達(dá)到大約50%或更高的可見光透過率。
55.如權(quán)利要求48-54中任一項(xiàng)所述的眼用裝置，其中所述眼用裝置在所述暗態(tài)下能夠達(dá)到大約30%或更低的可見光透過率。
56.如權(quán)利要求48-55中任一項(xiàng)所述的眼用裝置，其中所述眼用裝置能夠達(dá)到大于大約2的對比率。
57.如權(quán)利要求48-56中任一項(xiàng)所述的眼用裝置，其中所述眼用裝置能夠以大約1秒至 30分鐘之間的速度在所述亮態(tài)與所述暗態(tài)之間轉(zhuǎn)換。
58.如權(quán)利要求48-57中任一項(xiàng)所述的眼用裝置，其中暗態(tài)下的VLT基本不隨溫度變化。
59.如權(quán)利要求48-58中任一項(xiàng)所述的眼用裝置，其中在施加至少0.1伏特時(shí)，所述眼用裝置能夠從所述暗態(tài)向所述亮態(tài)轉(zhuǎn)換。
60.如權(quán)利要求48-59中任一項(xiàng)所述的眼用裝置，其中所述透明基片具有最高大約 10，000, 000歐姆/平方的薄層電阻。
61.如權(quán)利要求48-60中任一項(xiàng)所述的眼用裝置，其中所述眼用裝置當(dāng)暴露于波長高于大約365nm的紫外線輻射時(shí)，能夠從所述亮態(tài)向所述暗態(tài)轉(zhuǎn)換。
62.如權(quán)利要求48-61中任一項(xiàng)所述的眼用裝置，其中所述一種或多種發(fā)色團(tuán)選自由二芳烯、二噻吩基環(huán)戊烯和俘精酸酐組成的化合物組。
63.如權(quán)利要求48-61中任一項(xiàng)所述的眼用裝置，其中所述一種或多種發(fā)色團(tuán)是二芳火布。
64.如權(quán)利要求63所述的眼用裝置，其中所述二芳烯具有式1的一般結(jié)構(gòu)
65.如權(quán)利要求48-64中任一項(xiàng)所述的眼用裝置，進(jìn)一步包含能夠阻斷波長小于365nm 的紫外線的紫外線阻斷劑。
66.制備在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的眼用裝置的方法，包括以下步驟a)在基本透明的第一和第二基片之間設(shè)置轉(zhuǎn)換材料層，其中在至少一個(gè)所述基片的表面上設(shè)置第一和第二電極，使得所述轉(zhuǎn)換材料與各電極接觸；和b)提供用于將所述電極連接到電壓源的電連接裝置。
67.如權(quán)利要求66所述的方法，進(jìn)一步包括固化所述轉(zhuǎn)換材料以提高所述轉(zhuǎn)換材料的粘度。
68.在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的眼用裝置，包括a)基本透明的眼用基片；和b)與所述基片的表面聯(lián)合的如權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)所述的濾光片。
69.制備在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的眼用裝置的方法，包括以下步驟a)提供如權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)所述的濾光片；和b)將所述濾光片與所述眼用裝置的基本透明的眼用基片的至少一個(gè)表面聯(lián)合。
全文摘要
本發(fā)明提供了在暴露于紫外線輻射時(shí)能夠從亮態(tài)向暗態(tài)轉(zhuǎn)換并且在施加電壓時(shí)能夠從暗態(tài)向亮態(tài)轉(zhuǎn)換的可變透光率濾光片。該濾光片包含轉(zhuǎn)換材料，該轉(zhuǎn)換材料包含一種或多種具有電致變色性和光致變色性的發(fā)色團(tuán)。
文檔編號G02B5/20GK102460291SQ201080035776
公開日2012年5月16日 申請日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月11日
發(fā)明者D·拉姆, N·R·布蘭達(dá) 申請人:思維奇材料公司