具有可切換的光學性能的玻璃的制作方法
【專利說明】具有可切換的光學性能的玻璃
[0001]本發明涉及具有可切換的光學性能的玻璃、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性能。對此的實例是電致變色的玻璃，其在兩個透明的平面電極(FlacheneIektroden )之間具有電化學活性層。可以通過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影響反射到外部環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，那么這導致不統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，由不同單層的結構構成，由此必需復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，通過該涂層可以調整玻璃的顏色印象。然而，這樣的抗反射涂層根據觀察角度可能導致不同的顏色印象，這由于美觀的原因通常是不希望的。
[0005]本發明的目的是，提供具有可切換的光學性能的改良的玻璃。該玻璃應能夠簡單和成本有利地制造，并且具有反射到外部環境中的光的不依賴于切換狀態和觀察角度的顏色印象。
[0006]根據本發明，本發明的目的通過根據獨立權利要求1的具有可切換的光學性能的玻璃實現。優選的實施方案來自從屬權利要求。
[0007]具有可切換的光學性能的本發明的玻璃至少包含以下特征:
-具有外表面和內表面的透明基材，
-在該基材的外表面上和/或在內表面上的反射層，和 -相對于該反射層在內側設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成的層結構。
[0009]設置本發明的玻璃用于，在例如機動車或者建筑物的開口中，將內部與外部環境分隔。在本發明的意義上，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境。在本發明的意義上，被稱為內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，那么在本發明的意義上，這包括該元件由該材料構成的情況。
[0012]在本發明的意義上，被稱為具有可切換的光學性能的玻璃不僅是其光學性能，例如可見光透射率能夠在兩個離散狀態，例如不透明和透明的狀態之間切換的玻璃。其中也理解為光學性能能夠連續調節的玻璃。
[0013]根據本發明，在所述反射層的內側設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部的距離。因此，從外部環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。通過本發明的反射層，能夠影響向外部環境反射的光的顏色印象，其在本發明的意義上也稱為外側反射顏色。通過折射率/?和厚度_以有針對性地調節該外側反射顏色。反射層導致，不能夠從外部辨認功能元件的切換狀態。因此，具有多個本發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的統一的外觀形象。此夕卜，外側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。這是本發明的重大優點。
[0014]也可以在所述反射涂層的內側設置多個可切換的功能元件。當然，所述玻璃還可以具有多于一個本發明的反射層，其中功能元件必須設置在至少一個反射層的內側。
[0015]根據本發明，反射層的材料的折射率辦為1.6至2.55。該折射率優選為1.9至2.3。以此實現特別好的結果。
[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。鑒于統一的外側反射顏色，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域，特別是當無涂層的邊緣區域在安裝位置中被例如框架或者固定元件覆蓋時。
[0018]所述的反射層優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。該反射層特別優選地含有氮化硅。就穩定性、反射層的施加和外側反射顏色的調節而言，這是特別有利的。
[0019]在本發明的一個優選的實施方案中，向外部環境反射的光顯現綠色的顏色印象。當反射層的折射率/^和厚度Or的乘積為365 nm至400 nm，優選為375 nm至390 nm，特別是約385 nm時，實現綠色的顏色印象。當反射層的折射率/^和厚度￠/的乘積為730 nm至800 nm，優選為750 nm至780 nm，特別是約770 nm時，替代地實現綠色的顏色印象。
[0020]在本發明的一個替代的優選的實施方案中，向外部環境反射的光具有金色的顏色印象。當反射層的折射率/^和厚度d的乘積為435 nm至480 nm，優選為440 nm至475nm，特別是約450 nm時，實現金色的顏色印象。當反射層的折射率/^和厚度￠/的乘積為為870 nm至960 nm，優選為880 nm至950 nm，特別是約900 nm時，替代地實現金色的顏色印象。
[0021]在本發明的一個替代的優選的實施方案中，向外部環境反射的光具有藍色的顏色印象。當反射層的折射率/?和厚度d的乘積為305 nm至365 nm，優選為320 nm至345nm，特別是約330 nm時，實現藍色的顏色印象。當反射層的折射率/^和厚度d的乘積為610 nm至730 nm，優選為640 nm至690 nm，特別是約660 nm時，替代地實現藍色的顏色印象。
[0022]在本發明的一個替代的優選的實施方案中，向外部環境反射的光具有紫色的顏色印象。當反射層的折射率辦和厚度d的乘積為250 nm至300 nm，優選為270 nm至285nm，特別是約280 nm時，實現紫色的顏色印象。當反射層的折射率/^和厚度d的乘積為500 nm至600 nm，優選為540 nm至570 nm，特別是約560 nm時，替代地實現紫色的顏色印象。
[0023]將該反射層優選地直接施加到基材的表面上。除了反射層以外，優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，也可以設置至少一個其它層，例如針對反射層損傷的保護層。
[0024]所述的功能元件包含至少一個具有可切換的光學性能的功能層。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]在本發明的一個實施方案中，所述功能元件的功能層是電化學活性層。這樣的功能元件作為電致變色的功能元件是已知的。可見光透射率取決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。可以通過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]在本發明的一個實施方案中，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，這導致穿過功能層的光的強烈散射。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