具有可切换的光学性能的玻璃的制作方法
【专利说明】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(FlacheneIektroden )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 Al 和 WO 2012007334 Al 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 BI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 BI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角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&为1.6至2.55的材料，并且其中该反射层的折射率/?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]给出的折射率办的值是在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/?和厚度_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。此夕卜，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办为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硅、氧化锡、氧氮化硅、氧化锌、氧化锆、氮化铝、氧化铟锡、氧化锡锌、氧化钛锌和/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/^和厚度Or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/^和厚度￠/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/^和厚度d的乘积为435 nm至480 nm，优选为440 nm至475nm，特别是约450 nm时，实现金色的颜色印象。当反射层的折射率/^和厚度￠/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/?和厚度d的乘积为305 nm至365 nm，优选为320 nm至345nm，特别是约330 nm时，实现蓝色的颜色印象。当反射层的折射率/^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。当反射层的折射率办和厚度d的乘积为250 nm至300 nm，优选为270 nm至285nm，特别是约280 nm时，实现紫色的颜色印象。当反射层的折射率/^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，例如增加附着力的层或者障碍层。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迀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钒。电致变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TOLC-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