依賴溫度調(diào)節(jié)通過透光區(qū)域的能量流通的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于調(diào)節(jié)通過透光區(qū)域的能量流通的裝置1，其包括第一偏振層3a、第二偏振層3b和切換層2，所述切換層2設(shè)置在兩個(gè)偏振層之間并且隨著溫度變化來改變偏振光的偏振性能，其中兩個(gè)偏振層的特征在于合適選擇其在透射方向上70％-100％的透射率和其20％-85％的偏振度。此外，本發(fā)明涉及制造根據(jù)本發(fā)明的裝置的方法和所述裝置用于隨溫度變化影響進(jìn)入內(nèi)部空間的光透射和/或能量流通的用途。
【專利說明】依賴溫度調(diào)節(jié)通過透光區(qū)域的能量流通的裝置
[0001]本發(fā)明涉及一種用于調(diào)節(jié)通過透光區(qū)域的能量流通的裝置，其包括第一偏振層、第二偏振層和切換層，所述切換層設(shè)置在兩個(gè)偏振層之間并且隨著溫度變化來改變偏振光的偏振性能，其中兩個(gè)偏振層的特征在于合適選擇其在透射方向上的透射率和其偏振度。此外，本發(fā)明涉及用于制造根據(jù)本發(fā)明的裝置的方法和所述裝置用于隨溫度變化影響光透射率和/或進(jìn)入內(nèi)部空間的能量流通的用途。
[0002]隨著能量成本的上升，建筑物的能量效率的重要性正在增加。窗和玻璃壁面是建筑物的關(guān)鍵部分，通過其在低外部溫度下發(fā)生大部分建筑物的熱能損失或通過其在強(qiáng)烈日照的情況下發(fā)生大部分能量進(jìn)入到建筑物內(nèi)。
[0003]因此，對(duì)于控制通過窗或玻璃區(qū)域的光透射及由此能量的流動(dòng)的裝置存在需求。特別地，對(duì)于能夠?qū)⑼ㄟ^玻璃區(qū)域的能量流動(dòng)與在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)盛行的條件(熱、冷、高日照、低日照)匹配的裝置存在需求。
[0004]在本發(fā)明的范圍內(nèi)，術(shù)語(yǔ)光是指在UV-A、VIS和NIR區(qū)域中的電磁輻射。特別地，其是指不被通常在窗中使用的材料(例如玻璃)吸收或僅以可忽略不計(jì)的程度吸收的輻射。根據(jù)通常在輻射物理學(xué)領(lǐng)域使用的定義，UV-A光是指具有320-380nm波長(zhǎng)的輻射，VIS光是指具有380-780nm波長(zhǎng)的輻射，和NIR光是指具有780_3000nm波長(zhǎng)的輻射。因此，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，術(shù)語(yǔ)光是指具有320-3000nm波長(zhǎng)的輻射。
[0005]在寒冷的季節(jié)中，希望最大程度的光和由此傳輸?shù)哪芰客ㄟ^玻璃區(qū)域進(jìn)入到建筑物中。這使得能夠節(jié)約加熱和照明成本。
[0006]另一方面，在溫暖季節(jié)，希望通過玻璃區(qū)域進(jìn)入建筑物內(nèi)的能量盡可能小。這使得能夠達(dá)成更加舒適的室內(nèi)氣候或節(jié)約空調(diào)成本。此外，在這些情況下可能希望減少入射光強(qiáng)，例如以降低由于直接日照造成的眩光。
[0007]因此，對(duì)于調(diào)節(jié)以光的形式例如通過窗或其他玻璃區(qū)域進(jìn)入到內(nèi)部空間的能量的切換元件存在需求。特別地，對(duì)于如上所述的自動(dòng)將光透射的調(diào)節(jié)與盛行的條件相匹配的切換原件(智能窗)存在需求。此外，對(duì)于能量有效地操作，可以以最低可能的技術(shù)復(fù)雜度安裝，技術(shù)上可靠并且滿足美學(xué)需求的切換元件存在需求。進(jìn)一步的方面是切換元件的容易加工性，在操作中的穩(wěn)固性和對(duì)現(xiàn)有建筑物的玻璃區(qū)域進(jìn)行改裝的可能性。
[0008]US2009/0015902和US2009/0167971公開了在兩個(gè)高效率偏振器之間的層中包含液晶介質(zhì)的溫度反應(yīng)性裝置。通過在不必施加電壓的情況下液晶介質(zhì)由向列態(tài)向各項(xiàng)同性態(tài)的相變來實(shí)現(xiàn)在具有相對(duì)高光透射率的狀態(tài)和具有相對(duì)低光透射率的狀態(tài)之間的切換。
[0009]然而，這種類型的裝置具有缺點(diǎn)，它們?cè)诰哂休^高透射率的狀態(tài)中的光透射率理論上為最多50%，實(shí)際上為最多30-40%。此外，在較低光透射率的狀態(tài)中的透射率實(shí)際上等于0，即裝置完全變暗。
[0010]然而，為了該裝置在實(shí)際中使用，例如在建筑物或在交通工具中，希望它們?cè)诰哂休^高透射率的狀態(tài)下(=開啟狀態(tài))具有50-70%的透射率。否則，在裝置的開啟狀態(tài)下將產(chǎn)生窗顯著變暗的印象。
[0011]此外，實(shí)際上希望裝置在具有較低透射率的狀態(tài)中(=閉合狀態(tài))不完全是暗的，而是具有殘余透射率。在窗的情況中，7%的最小透射率在主觀上被認(rèn)為仍然是舒適的。
[0012]US2011/0102878公開了可以使用具有增加透射率的相對(duì)薄的偏振器代替根據(jù)US2009/0015902和US2009/0167971的裝置中高效率的偏振器。根據(jù)所述申請(qǐng)的公開內(nèi)容，它具有在裝置的開啟狀態(tài)下透射率增加的效果。然而，裝置的切換范圍，即在開啟狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間的光透射率的差由于該類型的實(shí)施方案而變得更小。
[0013]在用于調(diào)節(jié)能量流通的裝置的情況中，希望能夠按需要預(yù)先測(cè)定在亮狀態(tài)下的透射率和該裝置的切換范圍二者。例如，對(duì)于某些應(yīng)用而言，裝置具有非常大的切換范圍可能是有利的。對(duì)于其它應(yīng)用而言，將較大的切換范圍與較高的光透射率相結(jié)合可能是有利的。
[0014]根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以通過合適選擇偏振器的參數(shù)P (偏振度)和Tl (在透射方向上的透射率)來實(shí)現(xiàn)。
[0015]因此，本發(fā)明涉及用于調(diào)節(jié)通過透光區(qū)域的能量流通的裝置，其中所述裝置包括以下層:
[0016]-第一偏振層，
[0017]-第二偏振層，和
[0018]-設(shè)置在兩個(gè)偏振層之間的切換層，所述切換層隨著溫度變化來改變偏振光的偏振性能，
[0019]其中兩個(gè)偏振層相同或不同地具有在550nm波長(zhǎng)下測(cè)定的20_85%范圍的偏振度P和70-100%范圍的在透射方向上的透射率Tl。
[0020]使用具有所述偏振度P和所述在透射方向上的透射率Tl 二者的偏振器提供了具有令人滿意的至少7.5%的暗透射率的裝置。此外，存在令人滿意的至少30%，優(yōu)選至少40%的亮透射率。此外，存在至少5%，優(yōu)選至少7.5%的切換范圍。
[0021]此外，從所屬范圍合適選擇兩個(gè)參數(shù)P和Tl使得能夠制造其中亮透射率值和切換范圍可以彼此獨(dú)立地設(shè)置的裝置。
[0022]如在包括偏振層的裝置領(lǐng)域中的技術(shù)人員通常已知的，參數(shù)P和Tl定義如下:
[0023]P可由Tl和T2的值通過以下等式獲得。
[0024]P = (T1-T2)/(T1+T2)
[0025]Tl表示在550nm的波長(zhǎng)下在透射方向上的偏振器的透射率。透射方向是指其中通過偏振器發(fā)生最高透射的入射偏振光的取向。T2表不在550nm波長(zhǎng)下在阻擋方向上偏振器的透射率。阻擋方向是指其中通過偏振器發(fā)生最低透射的入射偏振光的取向。
[0026]如上所示的裝置的亮透射率是指在具有較高光透射率的切換狀態(tài)下發(fā)生的通過裝置的透射率。相應(yīng)地，裝置的暗透射率是指在具有相對(duì)低光透射率的切換狀態(tài)下發(fā)生的通過裝置的透射率。再次針對(duì)550nm的波長(zhǎng)定義透射率。
[0027]最后，裝置的切換范圍是指亮透射率和暗透射率的值之間的差。
[0028]注意，在本申請(qǐng)中，除非另有明確指示，基本上對(duì)于550nm的波長(zhǎng)來測(cè)定光學(xué)值Tl、T2、P和亮透射率、暗透射率和切換范圍。
[0029]在本發(fā)明的范圍內(nèi)，術(shù)語(yǔ)能量是指在UV_A、VIS和NIR區(qū)域中電磁輻射(光能)的能量。特別地，其是指不被通常在窗中使用的材料(例如玻璃)吸收或僅以可忽略不計(jì)的程度吸收的光能。
[0030]根據(jù)本發(fā)明，裝置的兩個(gè)切換狀態(tài)是具有通過裝置較高的光透射率的切換狀態(tài)(亮狀態(tài))和通過裝置具有較低的光透射率的切換狀態(tài)(暗狀態(tài))。
[0031]歸因于通常已知的物理定律，通過裝置的高光透射率導(dǎo)致已由裝置施加到透光區(qū)域的高能量進(jìn)入至內(nèi)部空間。通過裝置的低光透射率相應(yīng)地導(dǎo)致低能量進(jìn)入到內(nèi)部空間。因此，該裝置通過切換其光透射率來調(diào)節(jié)能量進(jìn)入到內(nèi)部空間。
[0032]裝置隨著溫度變化來由具有較高光透射率的切換狀態(tài)切換至具有較低光透射率的切換狀態(tài)。裝置的切換狀態(tài)因此與裝置的不同溫度范圍相關(guān)。裝置的切換優(yōu)選在0-80°C的溫度范圍內(nèi)逐漸發(fā)生，優(yōu)選10-70°C，和非常特別優(yōu)選20-60°C。
[0033]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，具有較高光透射率的切換狀態(tài)在裝置可見的相對(duì)較低溫度下存在，和具有較低光透射率的切換狀態(tài)在裝置可見的相對(duì)高的溫度下存在。相應(yīng)地，裝置的亮狀態(tài)優(yōu)選在低于o°c的溫度發(fā)生，特別優(yōu)選低于10°c和非常特別優(yōu)選低于20°C。裝置的暗狀態(tài)優(yōu)選在高于80°C的溫度下發(fā)生，特別優(yōu)選高于70°c和非常特別優(yōu)選高于60°C。
[0034]該裝置發(fā)揮功能是基于入射光通過第一偏振層偏振的事實(shí)。這意味著，主要地允許具有某種偏振性能的光通過。切換層設(shè)置在第一偏振層之下。在第一狀態(tài)下，這不影響光通過其的偏振性能。光隨后照射設(shè)置在切換層之下的第二偏振層。對(duì)應(yīng)于偏振層相對(duì)彼此的透射方向的設(shè)置，某一比例的光現(xiàn)在也可通過第二偏振層。在兩個(gè)切換狀態(tài)的另一個(gè)中，影響偏振的切換層改變通過其的光的偏振性能。由此，更大或更小比例的偏振光現(xiàn)在可以通過第二偏振器，這取決于已經(jīng)通過切換層改變光的偏振性能的方式。在每種情況下，因在其第二狀態(tài)下的切換層對(duì)光的偏振性能的改變導(dǎo)致與其中不影響光的偏振性能的切換層的第一狀態(tài)相比裝置光透射率的改變。
[0035]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，所述兩個(gè)偏振層是線性偏振器，其優(yōu)選的偏振方向相對(duì)彼此以60-120°的角旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選75-105°和特別優(yōu)選80-100°。在兩個(gè)狀態(tài)之一中，切換層不旋轉(zhuǎn)光的偏振平面或僅輕微地旋轉(zhuǎn)光的偏振平面。在兩個(gè)狀態(tài)的另一個(gè)中，其以一個(gè)角度旋轉(zhuǎn)光的偏振平面，所述角度對(duì)應(yīng)于其中偏振器的偏振優(yōu)選方向相對(duì)彼此旋轉(zhuǎn)的角度，僅自此角度偏離一點(diǎn)兒，例如1-10°。在這種設(shè)置中，如果切換層處于其中其旋轉(zhuǎn)光的偏振平面的狀態(tài)中時(shí)，通過第一偏振器的光還通過第二偏振器。切換層的活性狀態(tài)還對(duì)應(yīng)于裝置的亮狀態(tài)。相反地，如果切換層處于其非活性狀態(tài)，即其中其不旋轉(zhuǎn)光的偏振平面的狀態(tài)，照射第二偏振器的光不可以通過它，因?yàn)閮蓚€(gè)偏振器的優(yōu)選偏振方向相對(duì)彼此旋轉(zhuǎn)。因此，切換層的非活性態(tài)對(duì)應(yīng)于該實(shí)施方案中裝置的暗狀態(tài)。
[0036]切換層的活性狀態(tài)與切換層的光學(xué)各向異性態(tài)(優(yōu)選結(jié)晶狀態(tài))相關(guān)，而切換層的非活性狀態(tài)與切換層的基本上各向同性狀態(tài)相關(guān)。
[0037]光學(xué)各向異性態(tài)的切換層優(yōu)選將線性偏振光的偏振平面旋轉(zhuǎn)10°或更大的角度，而在各向同性態(tài)下其不旋轉(zhuǎn)線性偏振光的偏振平面或僅在可忽略程度上旋轉(zhuǎn)線性偏振光的偏振平面。其特別優(yōu)選將線性偏振光的偏振平面旋轉(zhuǎn)大于40°的角度，非常特別優(yōu)選旋轉(zhuǎn)大于70°的角度。最優(yōu)選旋轉(zhuǎn)70-110°的角度,甚至更好的是80-100°的角度。然而，比所示優(yōu)選旋轉(zhuǎn)角度大180°的旋轉(zhuǎn)角度(Vielfache)亦是可能的。
[0038]根據(jù)本發(fā)明，兩個(gè)切換狀態(tài)之間的切換操作并不是在某溫度下突然發(fā)生，而是在處于溫度范圍內(nèi)的過渡區(qū)域中逐漸發(fā)生。該過渡區(qū)域的溫度范圍優(yōu)選具有5-100°C的寬度，即例如在15-110°C之間發(fā)生。該溫度范圍特別優(yōu)選具有10-50°C的寬度。在過渡區(qū)域的溫度范圍內(nèi)，裝置的透射率通過自裝置的亮透射率的值至裝置的暗透射率的值的中間透射率值逐漸改變。
[0039]所述裝置優(yōu)選僅在溫度控制下切換。因此，其優(yōu)選不含用于切換操作的電觸發(fā)的裝置。其特別優(yōu)選不含電線、電纜、電連接或電路。此外，優(yōu)選不從外部電觸發(fā)或被供應(yīng)電流，即表示本身自動(dòng)控制的系統(tǒng)。
[0040]能量的流通優(yōu)選通過透光區(qū)域進(jìn)入內(nèi)部空間發(fā)生。內(nèi)部空間優(yōu)選為建筑物(例如住宅建筑物、辦公室建筑物或用于商業(yè)目的的建筑物)的內(nèi)部空間。或者，內(nèi)部空間也可以是交通工具例如汽車的內(nèi)部空間，或運(yùn)輸容器例如貨運(yùn)容器的內(nèi)部空間。該裝置可以根據(jù)本發(fā)明用于任何所要的內(nèi)部空間，只要這些內(nèi)部空間與環(huán)境僅具有有限的空氣交換并且具有透光限制區(qū)域，通過其能量可由外部以光能的形式進(jìn)入。本發(fā)明特別與通過透光區(qū)域(例如通過窗區(qū)域)經(jīng)受強(qiáng)烈日照的內(nèi)部空間相關(guān)。
[0041]透光區(qū)域例如窗或天花板優(yōu)選具有大于0.5m2，特別優(yōu)選大于lm2，非常特別優(yōu)選大于3m2的尺寸。這是由于以下事實(shí)，如果這些區(qū)域受到太陽(yáng)輻射，則可通過其發(fā)生進(jìn)入內(nèi)部空間的高能量攝取。此外，優(yōu)選將透光區(qū)域因它們的空間取向和/或建筑物的地理和氣候位置而暴露于高日照。
[0042]該裝置優(yōu)選以覆蓋區(qū)域的方式設(shè)置在在透光區(qū)域上，使得通過該區(qū)域的光透射可以盡可能地充分調(diào)節(jié)。在可能的實(shí)施方案中，覆蓋通過單一的裝置進(jìn)行。在替代的實(shí)施方案中，然而，覆蓋也可以通過多個(gè)裝置進(jìn)行，該多個(gè)裝置或直接彼此鄰近或以留有間隔的方式設(shè)置。
[0043]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，透光區(qū)域是玻璃片或樹脂玻璃片(Plexiglas pane)。在窗玻璃片的情況下，多片絕緣玻璃是優(yōu)選的。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，根據(jù)本發(fā)明的裝置直接應(yīng)用于此玻璃片。
[0044]該類型的應(yīng)用可以通過改裝現(xiàn)有設(shè)置或通過完全重新安裝而進(jìn)行。
[0045]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，所述裝置被設(shè)置于多片絕緣玻璃的內(nèi)部或設(shè)置于在該類型玻璃的外部。通常優(yōu)選在面向內(nèi)部空間的片側(cè)上使用或在多片絕緣玻璃的情況下在兩個(gè)玻璃片之間的間隙中使用。然而，還可以設(shè)想其它設(shè)置并且在某些情況下是優(yōu)選的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠關(guān)于裝置的耐久度、光學(xué)和美學(xué)觀點(diǎn)、關(guān)于清潔片的實(shí)用觀點(diǎn)和關(guān)于裝置對(duì)于溫度改變的反應(yīng)性來相互權(quán)衡某些配置的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)并且對(duì)于本發(fā)明選擇最佳的實(shí)施方案。
[0046]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，所述裝置的特征在于其具有至少0.05m2，優(yōu)選0.1m2至20m2和特別優(yōu)選0.2m2至5m2的面積范圍。
[0047]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的是，裝置的偏振層相同或不同地具有30-85%范圍內(nèi)的偏振度P和75-100%范圍的在透射方向上的透射率Tl，其中這些值在550nm的波長(zhǎng)下測(cè)定。對(duì)于偏振層35-80%范圍的偏振度P和75-100%范圍的透射率Tl是特別優(yōu)選的。
[0048]在根據(jù)本發(fā)明的P和Tl的范圍內(nèi)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)P和Tl值范圍的某些組合，對(duì)于這些組合而言，裝置特性參數(shù)亮透射率和切換范圍的某些性質(zhì)出現(xiàn)。這里暗透射率保持在最小值7%以上。
[0049]如果相同或不同地由45-85%的范圍選擇偏振器的P并且由75-100%的范圍選擇Tl，則獲得了具有盡可能高的切換范圍的裝置。優(yōu)選地，P由55-85%的范圍選擇和Tl由80-100%的范圍選擇。非常優(yōu)選地，P由65-85%的范圍選擇和Tl由85-100%的范圍選擇。
[0050]這里觀察到以上針對(duì)亮透射率和暗透射率給出的最小值。
[0051]如果相同或不同地由30-85%的范圍選擇偏振器的P并且由80-100%的范圍選擇Tl，則獲得了具有適度高的亮透射率與適度高的切換范圍組合的裝置。優(yōu)選地，P由40-75%的范圍選擇和Tl由90-100%的范圍選擇。這里觀察到以上針對(duì)暗透射率給出的最小值。
[0052]如果相同或不同地由25-60%的范圍選擇偏振器的P并且由90-100%的范圍選擇Tl，則獲得了具有盡可能高的亮透射率的裝置。優(yōu)選地，P由30-40%的范圍選擇和Tl由95-100%的范圍選擇。這里觀察到以上針對(duì)暗透射率和切換范圍給出的最小值。
[0053]偏振層的P和Tl值可以彼此獨(dú)立地設(shè)置。用于該目的的方法對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。為此，選擇例如改變偏振層的層厚度，改變偏振層的取向度以及改變偏振層中光吸收物質(zhì)的濃度。
[0054]在碘-聚乙烯醇偏振器的情況下，參數(shù)P和Tl可以(例如通過改變聚合物的拉伸度或通過改變加入的碘的量)來彼此獨(dú)立地變化。
[0055]在包含液晶介質(zhì)和二色性染料的偏振器的情況下，參數(shù)P和Tl可以(例如通過改變液晶介質(zhì)和改變二色性染料的濃度)來彼此獨(dú)立地變化。在以下章節(jié)中給出了關(guān)于此方面的明確的實(shí)施例。
[0056]在許多情況下，有必要生產(chǎn)具有以上所指出的生產(chǎn)參數(shù)變化的較大量的不同的偏振器并且測(cè)量它們的值P和Tl?？捎纱苏J(rèn)識(shí)到生產(chǎn)參數(shù)(例如拉伸度和染料的濃度)與值對(duì)Tl和P之間的經(jīng)驗(yàn)相關(guān)關(guān)系，以此為基礎(chǔ)，本領(lǐng)域技術(shù)人員具體能夠生產(chǎn)具有任何所需值Tl和P的偏振器。
[0057]因此，本發(fā)明還涉及一種用于制造調(diào)節(jié)能量通過透光區(qū)域流通的裝置的方法，其中所述裝置包括以下層:
[0058]-第一偏振層，
[0059]-第二偏振層，
[0060]-切換層，所述切換層設(shè)置在兩個(gè)偏振層之間，其隨著溫度變化來改變偏振光的偏振性能，
[0061 ] 其特征在于所述偏振層的兩個(gè)參數(shù):偏振度P和在透射方向上的透射率Tl通過變化選自以下的一個(gè)或多個(gè)制造參數(shù)彼此獨(dú)立地來選擇:層厚度、偏振層的取向度、加入物質(zhì)的濃度、加入物質(zhì)的取向度、加入物質(zhì)的吸收性質(zhì)、加入物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、加入物質(zhì)的二向色性和加入物質(zhì)的聚集性質(zhì)。
[0062]加入物質(zhì)的結(jié)構(gòu)是指其分子結(jié)構(gòu)，特別是其長(zhǎng)寬比。物質(zhì)的長(zhǎng)寬比越大，通常取向度就越大。
[0063]加入物質(zhì)的聚集性質(zhì)特別是指由該物質(zhì)的單個(gè)分子或單個(gè)原子形成鏈的能力。
[0064]在該方法中，偏振度P優(yōu)選選自20-85%的范圍和在透射方向上的透射率優(yōu)選選自70-100%的范圍。特別優(yōu)選地，P選自30-85%的范圍和Tl選自75-100%的范圍。
[0065]對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的裝置給出的偏振層和切換層的優(yōu)選的實(shí)施方案同樣優(yōu)選用于本方法。
[0066]本發(fā)明的又一目的在于，根據(jù)本發(fā)明的裝置用于隨著溫度變化影響通過透光區(qū)域的能量流通的用途。優(yōu)選隨著溫度變化影響能量通過透光區(qū)域進(jìn)入到內(nèi)部空間的用途。
[0067]在根據(jù)本發(fā)明的用途中通過改變其在具有較高光透射率的切換狀態(tài)(亮狀態(tài))和具有較低光透射率的切換狀態(tài)(暗狀態(tài))之間的光透射率的裝置來影響能量的流通。切換過程在這里是溫度控制的并且在以上給出的切換過程的優(yōu)選范圍中進(jìn)行。
[0068]根據(jù)本發(fā)明的用途在不施加電壓下進(jìn)行。該用途因此不需要能量，特別是不需要電能。
[0069]根據(jù)本發(fā)明，所述裝置具有兩個(gè)或更多個(gè)偏振層，其之一設(shè)置在切換層的一側(cè)上和另一個(gè)設(shè)置在切換層的相反側(cè)上。這里切換層和兩個(gè)偏振層優(yōu)選平行于彼此設(shè)置。所述偏振層具有如本發(fā)明以上給出的參數(shù)P和Tl的值并且優(yōu)選具有以上給出的優(yōu)選的參數(shù)P和Tl的值。
[0070]偏振層可以是線性偏振器或圓形偏振器。精確地，裝置中優(yōu)選存在兩個(gè)偏振層。在這種情況下，此外優(yōu)選的是，偏振層均為線性偏振器或均為圓形偏振器。
[0071]特別優(yōu)選地，兩個(gè)偏振層各自相同或不同地為吸收或反射線性偏振器。非常特別優(yōu)選地，兩個(gè)偏振層是吸收線性偏振器。
[0072]在本申請(qǐng)的意義上的反射偏振器反射具有一個(gè)偏振方向的光或一類型的圓形偏振光，同時(shí)對(duì)于具有另一偏振方向的光或另一類型的圓形偏振光是可透過的。相應(yīng)地，吸收偏振器吸收具有一個(gè)偏振方向的光或一類型的圓形偏振光，同時(shí)對(duì)于具有另一偏振方向的光或另一類型的圓形偏振光可透過的。
[0073]如果在裝置中存在兩個(gè)線性偏振器，則根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的是，兩個(gè)偏振器的偏振平面相對(duì)彼此旋轉(zhuǎn)70°至110°，特別優(yōu)選80°至100°和非常特別優(yōu)選85°至95°的角度。
[0074]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，偏振層的之一或二者由包含液晶介質(zhì)和一種或多種二色性染料的層形成。這里所述液晶介質(zhì)優(yōu)選包括兩種或更多種，特別優(yōu)選5種或更多種，非常特別優(yōu)選7種或更多種不同液晶化合物。
[0075]在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)，術(shù)語(yǔ)液晶化合物是指在某些條件下顯示出液晶性能的化合物，并且特別是在某些條件下形成向列型液晶相的化合物。
[0076]可以從本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的液晶化合物中選擇液晶化合物。優(yōu)選具有有限尺寸和分子量(小分子)的液晶化合物。特別優(yōu)選具有不超過IOOODa的分子量，非常特別優(yōu)選不超過800Da和最優(yōu)選不超過600Da的液晶化合物。
[0077]用于偏振層的合適的液晶介質(zhì)是這樣的具有高溫穩(wěn)定性并且為光穩(wěn)定的介質(zhì)。它們優(yōu)選具有大于50°C，特別優(yōu)選大于70°C和非常特別優(yōu)選大于90°C的清亮點(diǎn)。
[0078]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，所述液晶介質(zhì)包含一種或多種聚合物。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，所述聚合物為聚合物網(wǎng)絡(luò)中(聚合物網(wǎng)絡(luò)體系)連續(xù)相的形式。聚合物網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選被液晶介質(zhì)滲透和/或溶解于液晶介質(zhì)中，使得呈現(xiàn)光學(xué)均勻的外觀。這優(yōu)選通過添加到液晶介質(zhì)的單-或二丙烯酸酯單體的聚合形成。所述液晶介質(zhì)優(yōu)選以具有大于60 %，特別優(yōu)選70-95 %比例的聚合物存在于混合物中。這樣的體系詳細(xì)描述在例如EP452460、EP313053 和 EP359146 中。
[0079]在Liquid Crystals, Applications and Uses, 1992, World ScientificPublishing, Editor B.Bahadur,第73-81頁(yè)中公開的化合物可以作為二色性染料使用。優(yōu)選為蒽醌、萘醌、苯醌、茈和四嗪染料以及包含一個(gè)或多個(gè)偶氮基團(tuán)或一個(gè)或多個(gè)希夫堿的化合物。
[0080]所述二色性染料優(yōu)選選自以下的化合物:
[0081]
【權(quán)利要求】
1.用于調(diào)節(jié)通過透光區(qū)域的能量流通的裝置，其中所述裝置包括以下層: -第一偏振層， -第二偏振層，和 -設(shè)置在兩個(gè)偏振層之間的切換層，所述切換層隨著溫度變化來改變偏振光的偏振性倉(cāng)泛， 其中兩個(gè)偏振層相同或不同地具有在550nm波長(zhǎng)下測(cè)定的20-85%范圍的偏振度P和70-100%范圍的在透射方向上的透射率Tl。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，能量流通在內(nèi)部空間進(jìn)行，所述內(nèi)部空間優(yōu)選選自建筑物、交通工具或運(yùn)輸容器的內(nèi)部空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于，所述裝置隨著溫度變化而由具有較高的光透射率的切換狀態(tài)切換至具有較低光透射率的切換狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3的一項(xiàng)或多項(xiàng)的裝置，其特征在于，由具有較高光透射率的切換狀態(tài)至具有較低光透射率的切換狀態(tài)的切換在0-80°C的溫度范圍中逐漸發(fā)生。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4的一項(xiàng)或多項(xiàng)的裝置，其特征在于，兩個(gè)偏振層相同或不同地具有在550nm波長(zhǎng)下測(cè)定的30-85%范圍的偏振度P和75-100%范圍的在透射方向上的透射率Tl。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5的一項(xiàng)或多項(xiàng)的裝置，其特征在于，兩個(gè)偏振層為線性偏振器，其偏振平面相對(duì)彼此以70-110°的角度旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6的一項(xiàng)或多項(xiàng)的裝置，其特征在于，所述偏振層之一或二者由包含液晶介質(zhì)和一種或多種二色性染料的層形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7的一項(xiàng)或多項(xiàng)的裝置，其特征在于，所述偏振層之一或二者由包含取向聚合物的層形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8的一項(xiàng)或多項(xiàng)的裝置，其特征在于，所述切換層包含液晶介質(zhì)，所述液晶介質(zhì)在隨著溫度增加的切換過程中由向列態(tài)向各向同性態(tài)轉(zhuǎn)變。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9的一項(xiàng)或多項(xiàng)的裝置，其特征在于，在光學(xué)各向異性狀態(tài)下的切換層將線性偏振光的偏振平面旋轉(zhuǎn)10?；蚋蟮慕嵌?，并且在各項(xiàng)同性狀態(tài)下的切換層不旋轉(zhuǎn)線性偏振光的偏振平面或僅以可忽略不計(jì)的程度旋轉(zhuǎn)線性偏振光的偏振平面。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10的一項(xiàng)或多項(xiàng)的裝置，其特征在于，所述裝置還包括基層，所述基層由玻璃、聚合物或ITO形成。
12.制造用于調(diào)節(jié)通過透光區(qū)域的能量流通的裝置的方法，其中所述裝置包括以下層: -第一偏振層， -第二偏振層， -設(shè)置在兩個(gè)偏振層之間的切換層，所述切換層隨著溫度變化來改變偏振光的偏振性倉(cāng)泛， 其特征在于，所述偏振層的兩個(gè)參數(shù):偏振度P和在透射方向上的透射率Tl通過變化選自以下的一個(gè)或多個(gè)制造參數(shù)彼此獨(dú)立地來選擇:層厚度、偏振層的取向度、加入物質(zhì)的濃度、加入物質(zhì)的取向度、加入物質(zhì)的吸收性質(zhì)、加入物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、加入物質(zhì)的二向色性和加入物質(zhì)的聚集性質(zhì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于偏振度P選自20-85%的范圍和在透射方向上的透射率選自70-100%的范圍。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-11的一項(xiàng)或多項(xiàng)的裝置用于隨著溫度變化影響通過透光區(qū)域的能量流通的用途。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的用途，其特征在于，所述裝置在不施加電壓下由具有較高光透射率的狀態(tài)切換至具有較低光透射率的狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】G02F1/13GK104011584SQ201280064583
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月27日
【發(fā)明者】M·容格, A·拜爾 申請(qǐng)人:默克專利股份有限公司