具有可切換的光學(xué)性能的玻璃的制作方法
【專利說明】具有可切換的光學(xué)性能的玻璃
[0001]本發(fā)明涉及具有可切換的光學(xué)性能的玻璃、其制造方法及其用途。
[0002]已知含有功能層的玻璃，借助該功能層能夠改變玻璃的光學(xué)性能。對此的實(shí)例是電致變色的玻璃，其在兩個透明的平面電極(FlacheneIektroden )之間具有電化學(xué)活性層?？梢酝ㄟ^施加在平面電極上的電壓，電切換該活性層的透射性能。電致變色的玻璃例如由US 20120026573 Al 和 WO 2012007334 Al 是已知的。
[0003]具有可切換的光學(xué)性能的玻璃可以例如用于建筑物的窗玻璃。然而，這樣的玻璃的切換狀態(tài)影響反射到外部環(huán)境中的光的顏色印象。如果多個可切換的窗玻璃處于不同的切換狀態(tài)，那么這導(dǎo)致不統(tǒng)一和因此不太美觀的建筑物外觀形象。
[0004]由EP 0645352 BI已知這樣的涂層，借助其確保統(tǒng)一的玻璃外觀形象。以反射熱輻射為其主要目的的涂層，由不同單層的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，由此必需復(fù)雜和昂貴的制造方法。由US 6746775 BI已知具有抗反射涂層的可電切換的玻璃，通過該涂層可以調(diào)整玻璃的顏色印象。然而，這樣的抗反射涂層根據(jù)觀察角度可能導(dǎo)致不同的顏色印象，這由于美觀的原因通常是不希望的。
[0005]本發(fā)明的目的是，提供具有可切換的光學(xué)性能的改良的玻璃。該玻璃應(yīng)能夠簡單和成本有利地制造，并且具有反射到外部環(huán)境中的光的不依賴于切換狀態(tài)和觀察角度的顏色印象。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的目的通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的具有可切換的光學(xué)性能的玻璃實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的實(shí)施方案來自從屬權(quán)利要求。
[0007]具有可切換的光學(xué)性能的本發(fā)明的玻璃至少包含以下特征:
-具有外表面和內(nèi)表面的透明基材，
-在該基材的外表面上和/或在內(nèi)表面上的反射層，和 -相對于該反射層在內(nèi)側(cè)設(shè)置的可切換的功能元件，
其中反射層含有折射率&為1.6至2.55的材料，并且其中該反射層的折射率/?和厚度d的乘積為250 nm至960 nm。
[0008]在本發(fā)明的意義上，反射層是單個和均勻的層。反射層尤其不是由多個單層構(gòu)成的層結(jié)構(gòu)。
[0009]設(shè)置本發(fā)明的玻璃用于，在例如機(jī)動車或者建筑物的開口中，將內(nèi)部與外部環(huán)境分隔。在本發(fā)明的意義上，被稱為外表面的是基材的這樣的表面，其在玻璃的安裝位置中朝向外部環(huán)境。在本發(fā)明的意義上，被稱為內(nèi)表面的是基材的這樣的表面，其在玻璃的安裝位置中朝向內(nèi)部。
[0010]給出的折射率辦的值是在550 nm的波長下測量的。
[0011]如果元件含有至少一種材料，那么在本發(fā)明的意義上，這包括該元件由該材料構(gòu)成的情況。
[0012]在本發(fā)明的意義上，被稱為具有可切換的光學(xué)性能的玻璃不僅是其光學(xué)性能，例如可見光透射率能夠在兩個離散狀態(tài)，例如不透明和透明的狀態(tài)之間切換的玻璃。其中也理解為光學(xué)性能能夠連續(xù)調(diào)節(jié)的玻璃。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，在所述反射層的內(nèi)側(cè)設(shè)置可切換的功能元件。這意味著相比于反射層，該功能元件具有更小的與內(nèi)部的距離。因此，從外部環(huán)境穿過玻璃的光首先射到反射層上，并且隨后射到功能元件上。通過本發(fā)明的反射層，能夠影響向外部環(huán)境反射的光的顏色印象，其在本發(fā)明的意義上也稱為外側(cè)反射顏色。通過折射率/?和厚度_以有針對性地調(diào)節(jié)該外側(cè)反射顏色。反射層導(dǎo)致，不能夠從外部辨認(rèn)功能元件的切換狀態(tài)。因此，具有多個本發(fā)明玻璃的建筑物立面始終具有不依賴于單個玻璃的切換狀態(tài)的統(tǒng)一的外觀形象。此夕卜，外側(cè)反射顏色不取決于觀察角度，從而使外觀形象例如對于從建筑物處駛過的觀察者而言是不變的。此外，所述的反射層僅包含一個單層，由此可以簡單和成本有利地制造該玻璃。這是本發(fā)明的重大優(yōu)點(diǎn)。
[0014]也可以在所述反射涂層的內(nèi)側(cè)設(shè)置多個可切換的功能元件。當(dāng)然，所述玻璃還可以具有多于一個本發(fā)明的反射層，其中功能元件必須設(shè)置在至少一個反射層的內(nèi)側(cè)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，反射層的材料的折射率辦為1.6至2.55。該折射率優(yōu)選為1.9至2.3。以此實(shí)現(xiàn)特別好的結(jié)果。
[0016]該反射層可以是多孔的。通過合適選擇的多孔率，能夠有利地影響反射層材料的折射率。
[0017]反射層可以整面地施加到基材的表面上。鑒于統(tǒng)一的外側(cè)反射顏色，這是特別有利的。但是基材也可以例如具有無涂層的邊緣區(qū)域，特別是當(dāng)無涂層的邊緣區(qū)域在安裝位置中被例如框架或者固定元件覆蓋時(shí)。
[0018]所述的反射層優(yōu)選地至少含有氮化硅、氧化錫、氧氮化硅、氧化鋅、氧化鋯、氮化鋁、氧化銦錫、氧化錫鋅、氧化鈦鋅和/或氧化鈦硅。該反射層特別優(yōu)選地含有氮化硅。就穩(wěn)定性、反射層的施加和外側(cè)反射顏色的調(diào)節(jié)而言，這是特別有利的。
[0019]在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，向外部環(huán)境反射的光顯現(xiàn)綠色的顏色印象。當(dāng)反射層的折射率/^和厚度Or的乘積為365 nm至400 nm，優(yōu)選為375 nm至390 nm，特別是約385 nm時(shí)，實(shí)現(xiàn)綠色的顏色印象。當(dāng)反射層的折射率/^和厚度￠/的乘積為730 nm至800 nm，優(yōu)選為750 nm至780 nm，特別是約770 nm時(shí)，替代地實(shí)現(xiàn)綠色的顏色印象。
[0020]在本發(fā)明的一個替代的優(yōu)選的實(shí)施方案中，向外部環(huán)境反射的光具有金色的顏色印象。當(dāng)反射層的折射率/^和厚度d的乘積為435 nm至480 nm，優(yōu)選為440 nm至475nm，特別是約450 nm時(shí)，實(shí)現(xiàn)金色的顏色印象。當(dāng)反射層的折射率/^和厚度￠/的乘積為為870 nm至960 nm，優(yōu)選為880 nm至950 nm，特別是約900 nm時(shí)，替代地實(shí)現(xiàn)金色的顏色印象。
[0021]在本發(fā)明的一個替代的優(yōu)選的實(shí)施方案中，向外部環(huán)境反射的光具有藍(lán)色的顏色印象。當(dāng)反射層的折射率/?和厚度d的乘積為305 nm至365 nm，優(yōu)選為320 nm至345nm，特別是約330 nm時(shí)，實(shí)現(xiàn)藍(lán)色的顏色印象。當(dāng)反射層的折射率/^和厚度d的乘積為610 nm至730 nm，優(yōu)選為640 nm至690 nm，特別是約660 nm時(shí)，替代地實(shí)現(xiàn)藍(lán)色的顏色印象。
[0022]在本發(fā)明的一個替代的優(yōu)選的實(shí)施方案中，向外部環(huán)境反射的光具有紫色的顏色印象。當(dāng)反射層的折射率辦和厚度d的乘積為250 nm至300 nm，優(yōu)選為270 nm至285nm，特別是約280 nm時(shí)，實(shí)現(xiàn)紫色的顏色印象。當(dāng)反射層的折射率/^和厚度d的乘積為500 nm至600 nm，優(yōu)選為540 nm至570 nm，特別是約560 nm時(shí)，替代地實(shí)現(xiàn)紫色的顏色印象。
[0023]將該反射層優(yōu)選地直接施加到基材的表面上。除了反射層以外，優(yōu)選地不將其它層在反射層上面或者下面施加到基材上。鑒于簡單和成本有利的玻璃制造，這是特別有利的。但是替代地，也可以在所述的基材和反射層之間設(shè)置至少一個其它層，例如增加附著力的層或者障礙層。在反射層的背離基材的表面上，也可以設(shè)置至少一個其它層，例如針對反射層損傷的保護(hù)層。
[0024]所述的功能元件包含至少一個具有可切換的光學(xué)性能的功能層。如果該功能層是可電切換的，那么該功能層通常設(shè)置在第一和第二透明平面電極之間。通常相對于基材表面平行地設(shè)置該平面電極和功能層。該平面電極與外部電壓源是電連接的。
[0025]在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，所述功能元件的功能層是電化學(xué)活性層。這樣的功能元件作為電致變色的功能元件是已知的?？梢姽馔干渎嗜Q于離子在該功能層中的嵌入程度，其中離子例如通過在功能層和平面電極之間的離子存儲器層提供?？梢酝ㄟ^施加在平面電極上的引起離子迀移的電壓來影響透射率。合適的功能層例如至少含有氧化鎢或者氧化釩。電致變色的功能元件例如由WO 2012007334 AU US 20120026573 Al、WO2010147494 Al 和 EP 1862849 Al 是已知的。
[0026]在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，功能元件的功能層含有例如嵌入聚合物基體中的液晶。這樣的功能元件作為TOLC-功能元件(聚合物分散液晶)是已知的。如果不在平面電極上施加電壓，那么液晶無序排列，這導(dǎo)致穿過功能層的光的強(qiáng)烈散射。如果在平面電極上施加電壓，那么液晶以共同的方向排列，并且穿過功能層的光