太阳城集团

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具有作为导电层的低辐射LOWE涂层的特性转换窗.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201380073672.9

申请日:

2013.12.20

公开号:

CN105026146A

公开日:

2015.11.04

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B32B 17/10申请日:20131220|||公开
IPC分类号: B32B17/10; G02F1/1334 主分类号: B32B17/10
申请人: 葛迪恩实业公司
发明人: 格雷格·布莱希特; 丹尼尔·F·普罗内; 蒂莫西·J·弗雷; 让-马克·索尔; 罗伯特·A·万达尔
地址: 美国密歇根州
优先权: 13/726,248 2012.12.24 US
专利代理机构: 广州华进联合专利商标代理有限公司44224 代理人: 刘培培; 黎艳
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法律状态
申请(专利)号:

CN201380073672.9

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2018.05.01|||2015.12.23|||2015.11.04

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

一种特性转换窗,包括:第一和第二基片(例如,玻璃基片);液晶层(例如,PDLC层),配置在所述第一和第二基片之间;和低辐射涂层,配置在至少所述液晶层和所述第一基片之间。电压通过位于所述液晶层两侧的所述低辐射层和基本透明的导电涂层被施加至所述液晶层。通过调节施加至所述液晶层的至少一部分的电压,所述窗在具有不同可见光透射率的至少第一状态和第二状态之间选择性地特性转换。

权利要求书

权利要求书
1.  一种特性转换窗,包括:
第一玻璃基片和第二玻璃基片;
液晶层,配置在至少所述第一玻璃基片和所述第二玻璃基片之间;
低辐射涂层,配置在至少所述液晶层和所述第一玻璃基片之间,
其中,所述低辐射涂层包括至少一个含有银的红外反射层,位于至少第一和第二介质层之间;
导电涂层,配置在至少所述液晶层和所述第二玻璃基片之间,从而电压经由位于所述液晶层两侧的所述低辐射涂层和所述导电涂层被施加至所述液晶层,且
其中,通过调整经由所述低辐射涂层和所述导电涂层被施加至所述液晶层的至少一部分的电压,所述窗在至少第一状态和第二状态之间选择性地特性转换,且所述窗在所述第一状态下比所述第二状态具有更高的可见光透射率。

2.  如权利要求1所述的特性转换窗,其中,所述低辐射涂层和所述液晶层之间不配置导电层。

3.  如上述权利要求中任何一项所述的特性转换窗,其中,所述低辐射涂层的片电阻小于15欧姆/平方。

4.  如上述权利要求中任何一项所述的特性转换窗,其中,所述低辐射涂层的片电阻小于6欧姆/平方。

5.  如上述权利要求中任何一项所述的特性转换窗,其中,在所述第二状态下,没有或基本没有电压经由所述低辐射涂层和所述导电涂层被施加至所述液晶层的所述至少一部分,且在所述第一状态下,足够的电压被施加至所述液晶层的所述至少一部分,从而使所述液晶层的所述至少一部分中的液晶分子相一致,来增加所述窗的可见光透射率。

6.  如权利要求5所述的特性转换窗,其中,在所述第一状态下被施加至所述液晶层的所述电压,比在所述第一状态下施加至所述液晶层的任何电压高。

7.  如上述权利要求中任何一项所述的特性转换窗,其中,所述导电涂 层包括透明的导电氧化物层。

8.  如权利要求7所述的特性转换窗,其中,所述透明的导电氧化物层包括从以下组中选择的材料,所述组由铟锡氧化物、氧化锌、氧化锌铝、氧化锡、和掺杂氟的氧化锡。

9.  如上述权利要求中任何一项所述的特性转换窗,其中,所述导电涂层为低辐射涂层,包括至少一个含有银的导电红外反射层,位于至少第一和第二介质层之间。

10.  如上述权利要求中任何一项所述的特性转换窗,其中,所述低辐射涂层含有至少两个含有银的红外反射层,其中,在所述低辐射涂层中,所述含有银的红外反射层的每一个位于各自的含有氧化锌的层之上并与其直接接触。

11.  如上述权利要求中任何一项所述的特性转换窗,其中,不同于所述低辐射涂层,所述液晶层和所述第一玻璃基片之间不配置导电层。

12.  如上述权利要求中任何一项所述的特性转换窗,其中,聚合物基迭层位于至少所述第一玻璃基片和所述低辐射涂层之间。

13.  如权利要求12所述的特性转换窗,其中,所述聚合物基迭层包括PVB、TPU、和/或EVA。

14.  如上述权利要求中任何一项所述的特性转换窗,其中,所述窗为车窗,且其中,所述低辐射涂层适合配置在所述液晶层的车外侧上,且所述第二基片适合配置在所述液晶层的车内侧上。

15.  如权利要求1-13中任何一项所述的特性转换窗,所述窗是用于车辆的天窗。

16.  如上述权利要求中任何一项所述的特性转换窗,其中,所述低辐射涂层被图案化至互相电隔离的至少第一和第二不同的电寻址区域中,从而所述低辐射涂层的所述第一和第二电寻址区域被分别地电寻址。

17.  如权利要求16所述的特性转换窗,其中,从上观察时,所述低辐射涂层的所述第一电寻址区域由所述低辐射涂层的所述第二电寻址区域包围。

18.  如权利要求16-17中任何一项所述的特性转换窗,其中,所述低辐射涂层的所述第一和第二电寻址区域分别用于将电压施加至所述液晶层,从而来调整所述窗的可见光透射率。

19.  如权利要求16-17中任何一项所述的特性转换窗,其中,所述低辐射涂层的所述第一电寻址区域用于将电压施加至所述液晶层,从而来调整所述窗的可见光透射率,而不是所述第二电寻址区域。

20.  如上述权利要求中任何一项所述的特性转换窗,其中,所述低辐射涂层被图案化至互相电隔离的至少第一、第二和第三不同的电寻址区域中,从而所述低辐射涂层的所述第一、第二和第三电寻址区域被分别地电寻址。

21.  如权利要求20所述的特性转换窗,进一步包括:至少一个第一母线,与所述低辐射涂层的所述第一寻址区域电通信;至少一个第二母线,与所述低辐射涂层的所述第二寻址区域电通信;和至少一个第三母线,与所述低辐射涂层的所述第三寻址区域电通信。

22.  如权利要求20-21中任何一项所述的特性转换窗,其中,所述低辐射涂层的所述第一、第二和第三电寻址区域中的至少两个,用于将电压施加至所述液晶层,从而来调整所述窗的可见光透射率。

23.  如权利要求20-21中任何一项所述的特性转换窗,其中,所述低辐射涂层的所述第一电寻址区域用于将电压施加至所述液晶层,从而来调整所述窗的可见光透射率,但是所述低辐射涂层的所述第二和第三电寻址区域不用于将电压施加至所述液晶层来调整所述窗的可见光透射率。

24.  如权利要求20-23中任何一项所述的特性转换窗,其中,至少一个LED被电力配置在所述低辐射涂层的所述第二和第三电寻址区域中。

25.  如权利要求20所述的特性转换窗,进一步包括:电激活装置,其中,所述低辐射涂层的所述第二电寻址区域、所述电激活装置、和所述低辐射涂层的所述第三电寻址区域被串联电连接。

26.  如权利要求1所述的特性转换窗,其中,所述导电涂层为基本透明,并被图案化至互相电隔离的至少第一、第二和第三不同的电寻址区域中,从而所述基本透明的导电涂层的所述第一、第二和第三电寻址区域被分别地电寻址。

27.  如权利要求26所述的特性转换窗,其中,所述基本透明的导电涂层的所述第一电寻址区域,用于将电压施加至所述液晶层,从而来调整所述窗的可见光透射率,但是所述基本透明的导电涂层的所述第二和第三电寻址区域不用于将电压施加至所述液晶层来调整所述窗的可见光透射率。

28.  如权利要求26所述的特性转换窗,其中,至少一个LED被电力配置在所述基本透明的导电涂层的所述第二和第三电寻址区域中。

29.  如上述权利要求中任何一项所述的特性转换窗,其中,所述液晶层包括聚合物分散液晶PDLC层。

30.  如权利要求1-13或16-29中任何一项所述的特性转换窗,其中,所述窗是用于建筑的窗。

31.  如权利要求1所述的特性转换窗,其中,所述窗为车窗。

32.  一种特性转换窗,包括:
第一基片和第二基片;
液晶层,配置在至少所述第一玻璃基片和所述第二玻璃基片之间;
第一和第二透明导电涂层,配置在所述液晶层的两侧,从而电压经由所述第一和第二透明导电涂层被施加至所述液晶层,其中,通过调整经由所述第一和第二透明导电涂层被施加至所述液晶层的至少一部分的电压,所述窗在至少第一状态和第二状态之间选择性地特性转换,且所述窗在所述第一状态下比所述第二状态具有更高的可见光透射率,
其中,所述第一和第二透明导电涂层中的至少一个被图案化至互相电隔离的至少第一、第二和第三不同的电寻址区域中,从而所述涂层的所述第一、第二和第三电寻址区域被分别地电寻址,
其中,所述涂层的所述第一电寻址区域,用于将电压施加至所述液晶层,来调整所述窗的可见光透射率;和
电激活装置,其中,所述涂层的所述第二电寻址区域、所述电激活装置、和所述涂层的所述第三电寻址区域被串联电连接。

33.  如权利要求32所述的特性转换窗,其中,所述第一和第二透明导电涂层中的至少一个是低辐射涂层。

34.  如权利要求32所述的特性转换窗,其中,被图案化至所述第一、第二和第三电寻址区域中的所述透明导电涂层是低辐射涂层。

35.  如权利要求32所述的特性转换窗,其中,所述电激活装置包括LED。

36.  如权利要求32所述的特性转换窗,其中,所述电激活装置包括光伏器件。

37.  如权利要求32所述的特性转换窗,其中,所述涂层的所述第二和第 三电寻址区域不用于将电压施加至所述液晶层来调整所述窗的可见光透射率。

说明书

说明书具有作为导电层的低辐射(LOW-E)涂层的特性转换窗
本申请涉及一种特性转换窗,和/或制备其的方法,特别是,一种具有低辐射(low-E)涂层的特性转换窗,具有足够的传导性,将电场提供给可转换的液晶层。
技术背景
特性转换窗的示例为电力地特性转换窗,其改变光传输特性来响应于电场。该技术的已知用途包括窗和/或车辆的玻璃、商业大楼(例如,办公室、会议室、大厅、大楼、店面等),和/或住宅大楼。
透明窗,如是完全透明的,在一些情况下并不理想。例如,穿过车窗的阳光可能会使车辆的乘客觉得刺眼和/或使车辆的内部过热。因此,优选是窗可使一些光在有利时机被传输,并使光在其他有利时机被阻挡。为了控制窗的光透射,窗含有一种光致特性转换或热特性转换材料,其基于入射至材料上的光数量改变透射属性。透射属性的改变通常是自动的,并不能被人或其他干涉覆盖。
液晶(LCs),例如聚合物分散液晶(PDLCs)和等离子寻址液晶(PALCs),通过改变介质/层中液晶分子的方位来响应电场,使穿过液晶介质/层的光强度改变。恒定的电场可通过直流电(DC)电压被应用。选择性地,电场的极性可通过交流电(AC)电压的应用被周期性地转换。
施加的电压可与控制器(例如,电子控制单元、计时器、开关等)电连接,通过改变环境或其他条件被自动激活,或是通过人工操作的开关被激活。通过改变液晶介质/层的电场强度,LCs可甚至允许“打开”(透射或部分透射)状态和“关闭”(不透明或基本上不透明)状态之间的中间状态。
PDLCs通常是通过在液晶和单体的最初均匀混合物中诱导相位分离被制成。PDLCs的制备涉及相位分离,其可通过经紫外线(UV)或热固化或甚至溶剂的快速蒸发,单体基的聚合而被触发。当单体聚合时,液晶相位分离至微 小的液滴或域,或是由固化的聚合物基的壁围绕的囊中,其提供"支柱"来保持LC。固化聚合物和LC的混合物在聚乙烯(PET)的两个片之间被结合,通常涂有透明导电氧化物(TCOs)通过应用的电场。当未寻址时(例如,当LC阈值电压以下的无电压和/或电压被应用时),LC域内的向列纹理对于其他邻近的域被任意定向,由于光的散射,显示出稍白和/或不透明的。
图1(a)示出关闭状态下的相关技术PDLC玻璃窗100。配置两个玻璃基片102a,102b。导电涂层104被应用在外基片102a和102b各自的内表面。多个液晶(LC)滴108被配置在聚合物混合物106内。当没有电压被提供时,液滴108被任意定向,且入射光I将其反射,致使光以虚线箭头示出的方向散射。
在寻址状态下(当阈值电压以上的电压应用至液晶层时),在不同域中的向列纹理与电场对齐,从而允许如图1(b)中所示的清楚状态。图1(b)是"打开"状态下的相关技术PDLC玻璃窗100。图1(b)类似于图1(a),除了电压V通过导电104和一个或多个母线(未示出)被应用至PDLC层之外。电压使PDLC层的液晶滴基本上与电场平行对齐,允许入射光I穿过窗100来提供清楚状态。
虽然该技术在一些窗中表现出有所改进,但仍然具有缺陷。例如,暴露于太阳的辐射下可能会引起PDLC的退化。随着PDLC中的温度增加该退化可能会加重。
PDLC的退化可能会增加PDLC的反应太阳城集团,其可能会对人眼产生明显的闪烁。该退化可能会增加光波的散射,当PDLC为清除状态时在一定程度上会导致窗上残留阴霾并"变暗"。
Veerasamy的美国专利文献2009/0115922中试图通过使用低辐射(low-E)涂层克服缺点,其全部内容被纳入此处作为参考。
图2是根据美国专利文献2009/0115922实施例的相关技术的横截面视图。在图2的窗中,配置两个基片(例如,玻璃基片)202,204,包括外基片202和内基片204。低辐射涂层206被沉积在外基片202的内表面上。但是,用于施加电压穿过PDLC层214的透明导电氧化物(TCO)层212,则位于PDLC层214和低辐射涂层206之间。
提供第一及第二迭层208。第一及第二基于聚合物(例如,PET)层210被配置在第一及第二迭层208各自的内表面。可转换特性的PDLC层214被夹在第一及第二基本透明的导电氧化物(例如,TCO)层212之间。该TCO层可被溅射沉积到PDLC214的一个或者全部表面上,和/或第一及第二聚合物基层210各自的表面上。
美国专利文献2009/0115922中的低辐射涂层206减少了LC层214长期退化。但是附加层206增加了窗的厚度、制造太阳城集团、和生产成本。
因此,应理解,在用于涂层制品的本领域中需要一种用于克服上述一个或多个和/或其他缺点的技术。此外,应理解,在本领域中需要一种被改进的特性转换涂层制品,例如,用于车窗,绝缘玻璃窗单元等。
示例性实施例概述
在本发明的示例性实施例中,提供低辐射涂层,其可足以导电,向涂层制品的液晶层(例如,PDLC层)提供电场。
在本发明的示例性实施例中,一种特性转换窗,包括:第一玻璃基片和第二玻璃基片;液晶层,配置在至少所述第一玻璃基片和所述第二玻璃基片之间;低辐射涂层,配置在至少所述液晶层和所述第一玻璃基片之间,其中,所述低辐射涂层包括至少一个含有银的红外(IR)反射层,位于至少第一和第二介质层之间;基本透明的导电涂层,配置在至少所述液晶层和所述第二玻璃基片之间,从而电压经由位于所述液晶层两侧的所述低辐射涂层和所述导电涂层被施加至所述液晶层,且其中,通过调整经由所述低辐射涂层和所述导电涂层被施加至所述液晶层的至少一部分的电压,所述窗在至少第一状态和第二状态之间选择性地特性转换,且所述窗在所述第一状态下,比所述第二状态具有更高的可见光透射率。
在本发明的示例性实施例中,一种特性转换窗,包括:第一基片和第二基片;液晶层,配置在至少所述第一玻璃基片和所述第二玻璃基片之间;第一和第二透明导电涂层,配置在所述液晶层的两侧,从而电压经由所述第一和第二透明导电涂层被施加至所述液晶层,其中,通过调整经由所述第一和第二透明导电涂层被施加至所述液晶层的至少一部分的电压,所述窗在至少第一状态和第二状态之间选择性地特性转换,且所述窗在所述第一状态 下,比所述第二状态具有更高的可见光透射率,其中,所述第一和第二透明导电涂层中的至少一个被图案化至互相电隔离的至少第一、第二和第三不同的电寻址区域中,从而所述涂层的所述第一、第二和第三电寻址区域被分别地电寻址,其中,所述涂层的所述第一电寻址区域,用于将电压施加至所述液晶层,来调整所述窗的可见光透射率;和电激活装置,其中,所述涂层的所述第二电寻址区域、所述电激活装置、和所述涂层的所述第三电寻址区域被串联电连接。
附图简要说明
图1是示出相关技术PDLC窗的横截面视图。
图2是示出相关技术PDLC窗的横截面视图。
图3是示出根据本发明的第一示例性实施例的窗的至少一部分的横截面视图。
图4是示出根据本发明的第二示例性实施例的窗的至少一部分的横截面视图。
图5是示出根据本发明的第三示例性实施例的窗的至少一部分的横截面视图。
图6(a)和(b)是示出用于制备涂层制品的步骤的横截面视图,具有低辐射涂层的多个电隔离区域,可用于图3-5中的任何一个实施例。
图7(a)和(b)是分别示出含有独立寻址导电区域的窗的至少一部分的横截面和俯视图,可用于图3-5中的任何一个实施例。
图8(a)和(b)是分别示出含有电激活元件的窗的至少一部分的横截面和俯视图,可用于图3-5和/或7中的任何一个实施例。
图9(a)和(b)是分别示出含有电激活元件的窗的至少一部分的横截面和俯视图,可用于图3-5和/或7中的任何一个实施例。
图10是示出示例性低辐射涂层的横截面图,可用于图3-9中的任何一个实施例。
图11是示出示例性低辐射涂层的横截面图,可用于图3-9中的任何一个实施例。
示例性实施例的具体说明
参照附图对示例性实施例进行详细说明。整个附图中相同的参照符号表示相同的部件。附图的目的在于向本领域中的普通技术人员示出示例性实施例。相应地,其非等比例也都不是相同尺度。
在此所使用的用语"在…之上"或"由…支撑"表示直接(即接触)或间接位于两个意思,其之间配置有其他层。此外,示出的涂层中的一些层可在一些实施例中被去除,而同时,在本发明的其他实施例中,可在各种层之间添加其他层,或是在不脱离本发明的实施例的精神范围之下,各种层可与添加在分裂部分之间的其他层断开,因此,在此使用的用语"在…之上"或"由…支撑"并不仅局限于直接接触。
根据本发明的示例性实施例,窗可以是车窗、住宅窗、或商业建筑窗。例如,根据本发明的示例性实施例的窗可以是车辆活动天窗,或任何其他的车窗或建筑物窗。
在本发明的示例性实施例中,参照图2,低辐射涂层206从图2的位置被移至新位置,来替换TCO层21。换句话说,根据本发明的示例性实施例,图2的上部TCO层212被去除,并被替换成低辐射涂层206(即,低辐射涂层206的位置被移动以便替换该TCO层),从而减少堆栈中至少一个导电层的必要性,从而节省成本等。
图3示出涂层制品的横截面视图,根据第一示例性实施例,其是窗的至少一部分。
在图3的涂层制品中,配置两个基片(例如,玻璃基片),包括外基片202,接近车辆或建筑物外部,且内基片204接近车辆或建筑物内部。因此,"内"基片204最接近建筑或车辆的内部,且窗被安装在其中/其之上。
第一及第二迭层208,可以是或包括聚合物基材料(例如,PVB、EVA、透明的聚氨酯(TPU)、聚氯乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯,和/或聚丙烯酸酯等),如图3所示,可应用在外基片202的内表面和在内基片204的内表面上。如图3所示,第一聚合物基(例如,PET)层209可配置在迭层208的内表面,第二聚合物基(例如,PET)层210可配置在其他迭层208的内表面。液晶层214(例如,PDLC层)被夹在至少一个低辐射涂层306和基本透明导电(例如,TCO)涂层212之间。选择性地,取向层(未示出)可配置在液晶 层214的相对侧,用来预对齐层214的LC分子。因此,取向层可配置在液晶层214和导电涂层212、306之间。低辐射涂层306可(直接或间接地)沉积在液晶层214的外表面和/或第一聚合物基层209的内表面。基本透明导电涂层212可以在其上被沉积(直接或间接地)液晶体包括的层214的外表面和/或第二聚合物基层210的内表面。在图3的实施例中,透明导电涂层212是一种透明的导电氧化物(TCO)层(例如,ITO、氧化锌、氧化锡等)中,但是,在本发明的其他实施例中,也可以是多层的低辐射涂层。
基本透明导电涂层212可包括氧化或基本氧化的金属,或是被合并至氧化或基本氧化的金属中的掺杂物。例如,基本透明导电涂层212可包括氧化铟、铟锡氧化物(ITO)、镉锡氧化物(CTO)、掺杂氟的氧化锡(SnOx:F)、掺杂氟的氧化锌铝(ZnAlOx:F)、氧化锌,和/或掺杂铝的氧化锌(ZnO:Al)的完全或几乎完全氧化层的均匀层。选择性地,透明导电涂层212可以是低辐射涂层。
在本发明的示例性实施例中,涂层制品可包括封装材料301。在含有封装材料301的示例性实施例中,第一聚合物基层209和第二聚合物基层210可以比迭层208宽,但是不能比外基片202和内基片204宽。例如,第一聚合物基层209和第二聚合物基层210可基本上与外基片202和内基片204齐平。
可配置一个或多个母线,例如直接或间接地将电压提供至液晶层214。在示例性实施例中,两个母线条分别与低辐射涂层306和基本透明导电涂层212连接。槽或通道可被切割或形成在第一及第二迭层208和/或层209-210的每一个中,来容纳示例性实施例中的母线。在示例性实施例中,当横截面观察时,槽可基本上为U形,且第一槽向上被定向,第二槽向下被定向。此外,在示例性实施例中,槽可配置在液晶堆栈的对面角落,例如,当第二槽被配置在液晶堆栈的右下角时,第一槽被配置在液晶堆栈的左上角。当然,应理解,上述说明以举例的方式被提供,且并不仅局限于此,在其他的示例性实施例中还可使用其他母线配置(例如,当仅使用一条母线时,当不同形状的通道被形成时)。各槽可通过激光切割(例如使用二氧化碳激光),使用半圆切割器,或是通过其他合适的方式。该槽可被填有银浆,且扁线带可粘合至其中,从而母线可分别与导电涂层306和212连通,从而选择性地通过导 电涂层306和212使电压施加至液晶层214。电压可穿过该线带和涂层306,212,从而使液晶层214被激活。母线可电连接至控制器(例如,电子控制单元、计时器、开关等),随着环境改变或其他条件,可自动地被激活,或通过人工操作的开关被激活,从而窗的可见光透射率可自动或手动地被调整。
在此,低辐射涂层306可以是多层低辐射涂层。低辐射涂层306可以是任何合适的低辐射涂层,包括美国专利文献2009/0115922,7,998,320,7,771,830,7,198,851,7,189,458,7,056,588,或6,887,575中所说明和/或示出的示例性低辐射涂层中的任何一个,其全部内容被纳入此处作为参考。选择性地,在此,低辐射涂层306可以是美国韶华科技的分银XIR70低辐射涂层,或是美国韶华科技的XIR70HP低辐射涂层。低辐射涂层306可沉积在PET膜(209和/或210)上,然后与PET膜一起应用来制备窗。在实施例中,透明导电涂层212也可以是低辐射涂层,涂层212可以是上述专利文献中说明的任何合适的低辐射涂层,但并不局限于所述的低辐射涂层。低辐射涂层包括一个或多个红外(IR)反射层,其中IR反射层通常包括银(Ag)。例如,含有银的一个或多个IR反射层是导电的,并可以是基本或完全金属的。低辐射涂层的IR反射层可包括或基本上包括银,金,或任何其他合适的IR反射材料。低辐射涂层306可包括,例如,两个或三个IR反射层(例如,两个或三个银或基于银的层)。但是,在一些示例性实施例中,IR反射层可稍微氧化。在示例性实施例中,低辐射涂层306包括至少一个含有银的红外(IR)反射层,其位于(接触或非接触)至少第一及第二介质层之间。在一些示例性实施例中,低辐射涂层306的一个或多个基于银的IR反射层位于含有氧化锌的层之上并直接与其接触。低辐射涂层306可以或也可以不包括UV阻挡层。
低辐射涂层306足够导电,从而当电压被应用时(例如,通过连接至上述的一个或多个母线)电场通过导电涂层306被提供至液晶层24。在一些示例性实施例中,低辐射涂层306可进一步包括导电的金属层(例如,铜或银)来增加导电性。低辐射涂层306可具有小于15欧姆/平方的片电阻,更优选是约12-14欧姆/平方,甚至更优选是小于8欧姆/平方,且可以是小于6或4欧姆/平方。
低辐射涂层306的可见光透射率至少约为40%,更优选是至少约为50%,更优选是至少约为65%,甚至更优选是至少约为70%,甚至更优选是至少约 为75%。对于透明导电涂层212也可应用相同的可见光透射率百分比。在本发明的示例性实施例中,低辐射涂层306的IR反射层(例如,银层)具导电性并可在窗中作为电极。涂层212可以是低辐射涂层,或者可以是类似ITO、氧化锌、氧化锌铝,或掺杂氟的氧化锡的涂层。
例如,图10和11示出示例性透明低辐射涂层306,其可用于图3-9中的任何实施例。在图10-11中,PVB/EVA层和/或PET层209可配置在基片202和低辐射涂层306之间。,图10和/或图11中的示例性低辐射涂层306可被使用作为根据在此所述的任何实施例的低辐射涂层,当然其他类型的低辐射涂层也可以被代替使用。图10中的示例性低辐射涂层306包括:介质氧化钛层601,其可以是TiOx(例如,其中x为1.5-2.0);第一下接触层603(接触IR反射层605);第一导电且优选是金属或基本金属的红外(IR)反射层605;第一上接触层607(接触层605);介质层609(可在本发明的不同实施例中以一个或多个步骤被沉积);介质层615,可包括氧化锌;第二导电且优选是金属或基本金属的IR反射层619;第二上接触层621(接触层619);介质层623;且最后为保护介质层625。至少一个导电的IR反射层作为电极,将电压应用至液晶层。该“接触”层603,607,615,和621分别接触至少一个IR反射层(例如基于Ag、Au等的层)。上述的层601-625构成图10实施例的低辐射涂层。上接触层607可包括NiCr、NiCrOx等,或是非传导性。在示例性实施例中,低辐射涂层的层,603,609,615,623和625优选是传导性的。因此,各基于银的IR反射层605和619位于至少第一和第二介质层之间。在图11中示出应用至示例性低辐射涂层306的相同的材料/参照符号。
为了提供增强的UV阻挡特征(例如,阻挡具有约380-400nm波长范围的光),低辐射涂层306上可添加附加层。例如,在图10中,介质层609可被"分裂",并可添加另外的UV阻挡层611(例如,在介质层609的逐层之间)。即,介质层609的至少一部分可被沉积,UV阻挡层611可被沉积,然后介质层609的其余部分可被沉积。在示例性实施例中,UV阻挡层611可包括掺杂有铋的氧化锌(例如,ZnBiO或其他合适的化学计算)或单纯的氧化铋(BiO)。在其他示例性实施例中,UV阻挡层611可包括氧化银(例如,AgOx或其他合适的化学计算),如同在美国专利No.6,596,399中所说明的,其全部内容被纳入此处作为参考。类似地,在图11中,基于氧化锡的介质层623 可被分裂,将UV阻挡层611插入其中。在又一些其他示例性实施例中,UV阻挡层611被介质层(例如,氧化锡)包围,可位于低辐射堆栈中的任何地方。
导电红外(IR)反射层605和619优选是基本金属或完全金属的,并可包括或由银、金、或任何其他合适的红外反射材料组成。红外反射层605和619有助于使涂层具有低辐射和/或较好的太阳能控制特性,且一个或多个红外反射层可提供传导性,足以将电压应用至液晶层214,如上所述来选择性地调整层214以及窗的可见光透射率。
本发明的实施例中的下接触层603和/或615包括氧化锌(例如,ZnO)并可以是介质。层603,615的氧化锌可含有类似Al的其他材料(例如,形成ZnAlOx)。例如,在本发明的示例性实施例中,一个或多个氧化锌层603,615可掺杂有约1-10%的Al,更优选是约1-5%的Al,且最优选是约2-4%的Al。在银605之下使用氧化锌603可实现质量更优异的银。
在本发明的示例性实施例中,介质层609可包括氧化锡。但是,如同在此所述的其他层,不同的情况下可使用其他材料。在本发明的示例性实施例中,介质层623可包括氧化锡。但是在本发明的一些示例性实施例中,层623是可选择的,并不是必须配置。在示例性的例子中,介质层625可以是包括一个或多个层的外层,可包括氮化硅(例如,Si3N4)或本发明的示例性实施例中的任何其他合适的材料。选择性地,层625之上可配置其他层。例如,本发明的一些示例性实施例中,含有氧化锆(未示出)的外层可直接形成在氮化硅层625之上。在本发明的一些示例性实施例中,氮化硅层625可掺杂有Al等。
图10-11中示出的示例性低辐射涂层306的下方或上方还可配置其他层。此外,示出的低辐射涂层中的一些层可在一些实施例中被去除,且在本发明的其他实施例中,可在各种层之间添加其他的层,或是在不脱离本发明的实施例的整个精神范围的情况下,该各种层可与添加在分裂部分之间的其他层断开。
在示例性实施例中,聚合物(例如,含有丙烯酸和/或酰胺)可被配置在PDLC膜的外围(例如,接近边缘,但并不仅局限于此)。该聚合物可作为屏障,减少PVB塑化剂的迁移,并减少LC破裂的可能性。因此,在示例性实施例中可包括聚合物屏障,接近PDLC膜的外围,从而减少PVB的迁移和/ 或液晶层的破裂。另外,在外围附近封装PVB、TPU和/或EVA,(例如,还可以是电接触产生的位置附近),有效地减少随太阳城集团推移组合单元对于湿度侵入的敏感性。此外,液晶层、PVB、TPU,和/或EVA的结合,和/或组合单元中的其他材料,可提高消音。例如,示例性实施例中,在10-12kHz频带中可实现高达约45分贝的消音。
液晶体层214可通过例如核乳胶技术和溶剂诱导的相位分离被制备。例如,薄的LC膜可从溶液中被浇铸至合适的透明基片上。在示例性实施中,热稳定性可通过使用LC混合配方被提供,其稳定性达到至少约100℃,更优选是达到至少约110℃,且更优选是达到至少约120℃(例如,与汽车应用相关)。换句话说,聚合物中的液晶,其聚合物本身,以及其混合物,稳定性可达到至少约100℃,更优选是达到至少约110℃,且更优选是达到至少约120℃。适合在示例实施中使用的液晶混合物的一个类型由iGlass公司商业销售,其使混合物适合于高温应用。iGlass的LC混合物涉及一种具常规晶体状基本倾斜结构的LCs。在电压的应用下,该LC分子优选是旋转约30-600度,且更优选是约40度。Merck公司商业销售的高温LCs(例如,商品名称为LICRILITE)也可在示例性实施例中被使用。应理解,iGlass和Merck公司仅仅是可用于示例性实施例的LCs和/或混合物的供应商的两个例子。实际上,任何合适的向列LC(例如,具有更高玻璃转换温度的向列LCs)可与能够承受上述温度的适当聚合物(例如,配方的聚合物)一起来用于示例性实施例。在示例性例子中每微米膜厚度仅需使用较少伏特来诱发光转换。
图4是示出根据第二示例性实施例的用于窗的涂层制品的横截面视图。图4的涂层制品类似于参照图3所说明的涂层制品,不同之处在于低辐射涂层306和导电涂层212的位置被颠倒。
图5是示出根据第三示例性实施例的用于窗的涂层制品的横截面视图。图5的涂层制品类似于参照图3所说明的涂层制品,不同之处在于图5实施例中内基片204和液晶层214之间的透明导电涂层也是低辐射涂层306。换句话说,图5实施例中低辐射涂层306被配置在液晶层214的两侧,从而应用至其中的电压穿过一对低辐射涂层306。
当液晶层214为可传导状态(例如,当显著的电压被应用至其中)时,在此所述的窗的可见光透射率(Tvis),优选是至少约为15%,更优选是至少约为40%,更优选是约为55-80%,最优选是约为65-80%。
在示例性实施例中,涂层制品(例如,参照图3-5所述的类型)可具有导电涂层(例如,306和/或212),其被图案化至多个电隔离区域,可被独立寻址并激活。
图6(a)和6(b)是示出用于窗的涂层制品的横截面视图,其中,低辐射涂层306被图案化,来形成多个电隔离区域,类似612,614和616,可独立寻址。图6(a)的涂层制品可包括液晶(例如PDLC)层214,被夹在图5中所示出的第一和第二低辐射涂层306之间(或是选择性的,液晶层214被夹在图3-4中所示出的层306和212之间),并被夹在第一聚合物基层209和第二聚合物基层210之间。如参照图3和5所说明的,低辐射涂层306中的一个或两个可替换为基本透明的导电(例如TCO)层212,且涂层制品还可包括第一和/或第二迭层208(例如PVB或EVA)和外基片202和/或内基片204。如图6(b)中所示,第一聚合物基层209、液晶(例如PDLC)层214、和低辐射涂层306,可基本一致并持续在基片的整个表面或靠近基片的整个表面,可通过图案化被分离(例如通过光刻、激光、和/或蚀刻)。例如激光移动穿过膜的表面从而该切割可被完成,且高功率脉冲烧蚀导电的低辐射涂层,在涂层中隔离出不同区域。或是,可通过使用精密深度的切割工具和/或刀刃来机械地完成切割。或是,可先在低辐射涂层306涂上光聚合性膜,然后暴露至光化辐射从而化学地蚀刻选择的区域,去除残留的光聚合物,来化学性地完成切割。由于低辐射涂层306可容易通过激光能源被烧蚀,因此,与现有的TCO涂层相比,低辐射涂层306具有特别的优势。
低辐射导电薄膜的图案化,例如消融式,化学式,机械式等,可与涂层制品的一个或多个其他层的图案化相结合。例如,第一聚合物基层209、低辐射涂层306、和液晶层214可图案化,而第二聚合物基层210可以不图案化。外基片202和内基片204可以不图案化。在示例性实施例中,图案化处理过程可在PDLC过程之前被执行,从而制成涂层制品,其与生成PDLC膜的过程相兼容。
如图6(b)中所示,将低辐射涂层306图案化来生成独立的寻址区域。例如,区域612、614、和616可分别由电压V1、V2、和V3激活。提供电压V1、V2、和V3(例如通过上述的一个或多个母线被供应)并可由一个或多个控制器(例如电控制单元、计时器、开关等)被控制,根据变化条件被自动激活,或是通过人工操作的开关被激活。相应地,各区域612、614、和616的光透射属性可独立地被控制。当从上观察时,区域612、614、和616的定向可与以下图7中所述的独立寻址区域相似。
在本发明的另一实施例中,可以将电激活元件纳入至窗中。图7(a)示出用于窗的涂层制品的横截面视图,包括独立可寻址的导电区域。7图(b)示出图7(a)的涂层制品的俯视图。如图7(a)所示,第一聚合物基层209,低辐射涂层306(或层212)的部分,且液晶层214被移除露出低辐射涂层区域306a和低辐射涂层区域306b。可选择地,液晶层214和第一聚合物基层209比第二聚合物基层210和图案化的低辐射涂层更小。例如,电压V1可通过如上所述的一个或多个母线被提供,并可由如上所述的控制器被控制,从而在不同的可见光透射(例如,在基本透射状态和基本不透射或较少透射的状态之间)状态之间来回地转换液晶层214。相应地,区域612的光透射特性将变化以响应于生成的电场。如7图(b)所示,电压V2可提供在其他区域306b和306a之间(例如,在低辐射涂层区域306a和低辐射涂层区域306b之间从而可独立寻址)。例如,电压V2可通过如上所述的一个或多个母线被提供,并可通过如上所述的控制器被控制。
图8(a)示出用于窗的涂层制品的横截面视图,包括电激活元件。图8(b)示出图8(a)的涂层制品的俯视图。电激活元件(例如,LED或光伏器件)可电连接至图案化的低辐射涂层306的两个或多个独立导电区域306a,306b。如图8(a)和8图(b)所示,光发射装置(例如发光二极管(LEDs))可在低辐射涂层306的两个独立导电区域之间被连接(通过环氧树脂),从而可独立寻址(例如在低辐射涂层区域306a和低辐射涂层306b之间)。光发射装置可通过电压V2被控制,所述电压可通过一个或多个母线被提供并可通过控制器被控制。如图8(a)和图8(b)所示,涂层制品还可包括一个或多个区域(例如区域612),其中液晶层214的光透射性质变化以响应电场(例如由电压V1提供)。
图9(a)是示出用于窗的涂层制品的横截面视图,包括电激活元件。9图(b)是示出图9(a)的涂层制品的俯视图。除了电激活元件是与LED相对的光伏器件(PV)以外,图9(a)-(b)与图8(a)-(b)相似。因此,一个或多个光伏器件PV可在低辐射涂层306的两个独立导电区域之间(例如,低辐射涂层区域306a和低辐射涂层区域306b之间)被电连接(例如,通过环氧树脂)。由光伏器件PV产生的能源可作为电压Vout被输出,例如,通过如上所述的一个或多个母线。
虽然示例性实施例在相关的不同应用中被说明,但本发明并不局限于此。示例性实施例的技术可应用于任何玻璃和/或类似窗的应用。此外,在此所述的特征、方面、优点、和示例性实施例可被结合来进一步实现其他的实施例。
在本发明的示例性实施例中,提供一种特性转换窗,包括:第一玻璃基片和第二玻璃基片;液晶层,配置在至少所述第一玻璃基片和所述第二玻璃基片之间;低辐射涂层,配置在至少所述液晶层和所述第一玻璃基片之间,其中,所述低辐射涂层包括至少一个含有银的红外(IR)反射层,位于至少第一和第二介质层之间;基本透明的导电涂层,配置在至少所述液晶层和所述第二玻璃基片之间,从而电压经由位于所述液晶层两侧的所述低辐射涂层和所述导电涂层被施加至所述液晶层,且其中,通过调整经由所述低辐射涂层和所述导电涂层被施加至所述液晶层的至少一部分的电压,所述窗在至少第一状态和第二状态之间选择性地特性转换,且所述窗在所述第一状态下,比所述第二状态具有更高的可见光透射率。在优选的实施例中,在第一状态下窗的可见光透射率比第二状态下至少高10%,更优选是第一状态下比第二状态下至少高20%,更优选是第一状态下比第二状态下至少高30%,更优选是第一状态下比第二状态下至少高40%。
如前段落中所述的特性转换窗,其中,所述低辐射涂层和所述液晶层之间不配置导电层。
如前两个段落中任何一个的特性转换窗,其中,所述低辐射涂层的片电阻小于15欧姆/平方。其中,所述低辐射涂层的片电阻小于6欧姆/平方。
如前三个段落中任何一个的特性转换窗,其中,在所述第二状态下,没有或基本没有电压经由所述低辐射涂层和所述导电涂层被施加至所述液晶层的所述至少一部分,且在所述第一状态下,足够的电压被施加至所述液晶层 的所述至少一部分,从而使所述液晶层的所述至少一部分中的液晶分子相一致,来增加所述窗的可见光透射率。
如前四个段落中任何一个的特性转换窗,其中,在所述第一状态下被施加至所述液晶层的所述电压,比在所述第一状态下施加至所述液晶层的任何电压高。
如前五个段落中任何一个的特性转换窗,(i)所述基本透明的导电涂层可以是透明的导电氧化物层,包括从以下组中选择的材料,所述组由铟锡氧化物、氧化锌、氧化锌铝、氧化锡、和掺杂氟的氧化锡,或是(ii)所述基本透明的导电涂层可包括或由其他低辐射涂层组成,包括至少一个含有银的红外(IR)反射层,位于至少第一和第二介质层之间。
如前六个段落中任何一个的特性转换窗,其中,所述低辐射涂层可含有至少两个含有银的红外反射层,其中,在所述低辐射涂层中,所述含有银的红外反射层的每一个位于各自的含有氧化锌的层之上并与其直接接触。
如前七个段落中任何一个的特性转换窗,其中,不同于所述低辐射涂层,所述液晶层和所述第一玻璃基片之间不配置导电层。
如前八个段落中任何一个的特性转换窗,其中,聚合物基迭层可位于至少所述第一玻璃基片和所述低辐射涂层之间。所述聚合物基迭层包括PVB、TPU、和/或EVA。在示例性实施例中,所述聚合物基迭层可被着色。
如前九个段落中任何一个的特性转换窗,其中,所述窗可以是车窗,且其中,所述低辐射涂层可适合配置在所述液晶层的车外侧上,且所述第二基片可适合配置在所述液晶层的车内侧上。
如前十个段落中任何一个的特性转换窗,所述窗可以是用于车辆的天窗。
如前十一个段落中任何一个的特性转换窗,其中,所述低辐射涂层可被图案化至互相电隔离的至少第一和第二不同的电寻址区域中,从而所述低辐射涂层的所述第一和第二电寻址区域被分别地电寻址。从上观察时,所述低辐射涂层的所述第一电寻址区域由所述低辐射涂层的所述第二电寻址区域包围。所述低辐射涂层的所述第一和第二电寻址区域分别用于将电压施加至所述液晶层,从而来调整所述窗的可见光透射率,或是所述低辐射涂层的所述第一电寻址区域用于将电压施加至所述液晶层,从而来调整所述窗的可见光透射率,而不是所述第二电寻址区域。
如前十二个段落中任何一个的特性转换窗,其中,所述低辐射涂层可被图案化至互相电隔离的至少第一、第二和第三不同的电寻址区域中,从而所述低辐射涂层的所述第一、第二和第三电寻址区域被分别地电寻址。至少一个第一母线,与所述低辐射涂层的所述第一寻址区域电通信;至少一个第二母线,与所述低辐射涂层的所述第二寻址区域电通信;和至少一个第三母线,与所述低辐射涂层的所述第三寻址区域电通信。所述低辐射涂层的所述第一、第二和第三电寻址区域中的至少两个,用于将电压施加至所述液晶层,从而来调整所述窗的可见光透射率。所述低辐射涂层的所述第一电寻址区域用于将电压施加至所述液晶层,从而来调整所述窗的可见光透射率,但是所述低辐射涂层的所述第二和第三电寻址区域不用于将电压施加至所述液晶层来调整所述窗的可见光透射率。其中,至少一个LED或光伏器件被电力配置在所述低辐射涂层的所述第二和第三电寻址区域中。
如前十三个段落中任何一个的特性转换窗,其中,所述基本透明的导电涂层(例如TCO或低辐射涂层)可被图案化至互相电隔离的至少第一、第二和第三不同的电寻址区域中,从而所述基本透明的导电涂层的所述第一、第二和第三电寻址区域被分别地电寻址。所述基本透明的导电涂层的所述第一电寻址区域,用于将电压施加至所述液晶层,从而来调整所述窗的可见光透射率,但是所述基本透明的导电涂层的所述第二和第三电寻址区域不用于将电压施加至所述液晶层来调整所述窗的可见光透射率。至少一个LED或PV装置可被电力配置在所述第二和第三电寻址区域中。
如前十四个段落中任何一个的特性转换窗,其中,所述液晶层可包括聚合物分散液晶(PDLC)层。
如前十五个段落中任何一个的特性转换窗,其中,所述窗可以是车窗,类似天窗、后窗、或侧窗。
在本发明的示例性实施例中,提供一种特性转换窗,包括:第一基片和第二基片;液晶层,配置在至少所述第一玻璃基片和所述第二玻璃基片之间;第一和第二透明导电涂层,配置在所述液晶层的两侧,从而电压经由所述第一和第二透明导电涂层被施加至所述液晶层,其中,通过调整经由所述第一和第二透明导电涂层被施加至所述液晶层的至少一部分的电压,所述窗在至少第一状态和第二状态之间选择性地特性转换,且所述窗在所述第一状 态下比所述第二状态具有更高的可见光透射率,其中,所述第一和第二透明导电涂层中的至少一个被图案化至互相电隔离的至少第一、第二和第三不同的电寻址区域中,从而所述涂层的所述第一、第二和第三电寻址区域被分别地电寻址,其中,所述涂层的所述第一电寻址区域,用于将电压施加至所述液晶层,来调整所述窗的可见光透射率;和电激活装置,其中,所述涂层的所述第二电寻址区域、所述电激活装置、和所述涂层的所述第三电寻址区域被串联电连接。
如前段落中所述的特性转换窗,其中,所述第一和第二透明导电涂层中的至少一个可以是低辐射涂层。
如前两个段落中任何一个的特性转换窗,其中,被图案化至所述第一、第二和第三电寻址区域中的所述透明导电涂层可以是低辐射涂层或TCO。
如前三个段落中任何一个的特性转换窗,其中,所述电激活装置可以是LED或光伏(PV)器件。
如前四个段落中任何一个的特性转换窗,其中,所述涂层的所述第二和第三电寻址区域不用于将电压施加至所述液晶层来调整所述窗的可见光透射率。
上述示例性实施例的目的在于使本领域的普通技术人员可更好地理解本发明。但本发明的思想并不局限于上述说明,其由后附的权利要求范围定义。

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