电光可控玻璃制造技术

本发明专利技术涉及一种可控玻璃，至少包括第一和第二反射偏振器和液晶染料层，其中所述液晶染料层被布置在所述第一和第二反射偏振器之间，且其中所述液晶染料层（3）的二向色性染料（6）的对准和液晶（7）的对准是可变的，其中所述第一和第二反射偏振器被表示为针对波长范围λ1到λ2中的电磁辐射，且由此选择所述液晶染料层以便通过所述可控玻璃的电磁辐射透射在λ3到λ4的波长范围中通过染料吸收控制且在λ1到λ2的波长范围中通过所述液晶染料层（3）中的所述液晶和所述染料的对准控制，其中，λ1到λ2的波长范围位于750nm到2000nm的波长范围内，且λ3到λ4的波长范围位于380nm到750nm的波长范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可控玻璃(glazing)。
技术介绍
玻璃的透射谱对于建筑物、汽车、温室和其他室内空间的能量使用非常重要。可见 光理想地以这样的方式透射，即，达到正确的亮度级。同时，以这样的方式控制透射的红外 线，即室温被控制在想要的温度。当透射了太少或太多的太阳辐射时，室内空间的额外加热 或制冷需要很多能量。因此，想要调节穿过窗口的辐射透射。解决该问题最常用的方案是在窗口上或窗口内提供不可切换的(静态的)涂层。该 涂层吸收或反射一部分入射辐射，由此限制允许的透射。这种涂层典型地是静态涂层，且其 透射级不可被改变。因此，涂层的透射级用“最优平均”方案被优化。例如在夏天，要求额 外的太阳能控制措施，诸如内部或外部遮阳，来处理高强度情况。或者，可获得可切换涂层。所述涂层结合玻璃元件中的遮光物(sunshade)的可调 节透射。一些技术可被获得来构造可切换涂层，包括电致变色、气致变色、悬浮颗粒器件、聚 合物分散的液晶和宾主型染料系统。文档DE19937768描述IXD用作窗口的使用。文档描述了如何移除传统液晶显示 器的若干组件，直到留下一个具有两个偏振滤光器和均匀液晶层的组件。通常理解，用于 LCD的偏振滤光器是线性吸收偏振滤光器，因为这是在商业LCD中所能找到的滤光器类型。 可见光的透射是用两个偏振滤光器之间的液晶层控制的。在DE3330305中描述了一种窗口 系统，其将两个线偏振器与宾主型染料系统结合。这种情况下的透射率可用染料浓度或可 切换层的厚度调整。在前述两种情况下，这种情况中最大理论透射率是50%，因为偏光片最 多允许50%的光穿过。实践上，由于偏振滤光器的不完善，这个数字可能更低(在美国专利 5015086中报告了 35%的最大实际值)。在许多情况下，〈50%的透射率对于实际应用来说是 太低的可见光透射率。因此，使用吸收性线偏振器来解决该问题没有吸引力。W099/67681使用这样的方法，其中可获得高的光透射，同时仍然允许(电)切换到 更低的光透射。这通过使用液晶宾体中的二向色性染料而实现。通过改变染料浓度，可虚 拟地在100%到0%之间调整透射范围。该方法的缺点是可获得的二向色性染料在可见光 谱的光范围中是最活跃的。仅可获得有限数量的这样的染料，其允许屏蔽IR (红外)光谱 (750nm-3000nm)的一小部分的光。因此，这种安排不足以屏蔽IR电磁辐射。US2005/007506和US2002/0118328描述了使用胆留醇液晶提供辐射控制的备选 方法。根据该说明，对于特定波长区域，使用胆留醇液晶层，透射水平可被控制为0%、50%或 100%。在这种情况下，>50%的透射仅可通过切换胆甾醇层本身而达到。这在实际中很难做 到，特别是如果想要用于反射的宽区域的状况时。文档US2008/0158448公开了一种系统，其中在顶部和底部布置有偏振器。在 偏振器之间夹有液晶层。液晶层用作偏振延迟或旋转层。系统被明显地设计为可见光 (380-780nm)范围的光透射率是可控制的。此外，US2008/0158448中的系统被设计为施加到活性层实现可见光谱透射率变化的外部刺激对由光控制层实现的UV和红外线的滤光具有很小的效果或没有效果。与此相反，本专利技术的一个益处是在可见范围和IR范围中有可切换透射，其中可见光透射在可在高透光状态被调整为大于50%。这无法用文档 US2008/0158448中描述的基于偏振器的系统实现。文档US6, 072, 549公开了一种控制入射在智能窗上的光的系统。在该文档描述的一个实施例中使用了液晶。该液晶负责将光各向同性地散射在所有方向(不施加电压时)并使光通过层射入而没有散射偏离(施加电压时)。在文档US6，072，549中没有公开液晶宾主系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种玻璃，其允许不同波长范围的电磁辐射的可控透射。该目的由具有权利要求1的特征的可控玻璃实现。可控玻璃包括具有二向色性染料的宾主液晶系统(液晶染料层)，其优选地夹在基于布拉格反射的两个反射偏振器之间。 反射偏振器反射电磁福射的一个偏振态，但透射其他偏振方向。没有一份现有技术文档公开了影响两个不同的波长范围的系统组合，S卩，由于延迟(retardation)作用并由于二向色性染料而切换。结合二向色性染料的反射偏振器的使用也没有在现有技术中公开。因此，本专利技术提供了一种可控玻璃，其控制两个不同的波长范围。优选地，液晶染料层的对准同时控制波长范围λ 3-λ 4以及波长范围λ 1-λ 2中的透射。在接下来的描述中，使用术语“电磁 辐射”，该术语优选地描述了光辐射。如使用术语“光”，应当明确这指电磁辐射。具有权利要求1所述的特征的可控玻璃允许对透射的辐射进行精确控制。可控玻璃允许λ 3- λ 4波长范围的可见光透射率的切换，从亮度状态>50%的透射率到更暗状态， 而切换λ 3-λ 4波长范围的IR透射率到黑暗状态中的小于20%。此外，有可能独立地切换可见光透射率以及IR透射率波长范围。第一和/或第二偏振器可以是反射线性偏振器或反射圆偏振器。第一和/或第二偏振器可位于可控玻璃的外部或作为中间层，只要可切换液晶染料层位于第一和第二反射偏振器之间。第一和/或第二反射偏振器优选地是/基于布拉格反射。当光行进穿过具有周期性变化的折射率的介质时，发生布拉格反射，其中折射率变化的周期性(长度)是电磁辐射的波长的量级。当仅在平面的一个方向发生折射率变化时，可创建偏振选择性布拉格反射器。实现这种的一种方式是使用胆留醇液晶聚合物。穿过胆留醇层的折射率变化引起光的一个圆偏振状态的布拉格反射(右或左手型性)，且由此用作反射偏振器(对于右手型性是右手型性圆偏振光(RHCPL)，对于左手型性是LHCPL)。其中偏振器被激活的波长范围 (或波长区域)取决于胆留醇栅距(pitch)和折射率，以及胆留醇液晶聚合物的双折射，并且用λ 1-λ 2表示。胆留醇圆偏振器的螺旋栅距到厚度都可变化，以增加反射带的宽度。可通过改变偏振器的厚度来调整胆留醇偏振器的最大透射率。在同样的栅距处具有少于约10 个充分螺旋旋转的胆留醇层将反射少于50%的电磁辐射。或者，具有相反手型性的层可被混合以降低反射率。胆留醇偏振器可用液晶混合物的均匀层制成。或者，胆留醇偏振器可用嵌入在聚合物涂层中的胆留醇片制成。除了圆反射偏振器，也可使用线反射偏振器。线反射偏振器的一个实施例是3M DBEF (双重量度增强膜)。这种膜在仅一个面内方向具有通过膜厚度的折射率调制。或者，可使用结合1/4拉姆达(λ )波片的胆留醇反射偏振器来构造线反射偏振器。胆留醇液晶聚合物反射器的好处在于通过调整胆留醇栅距，其可以针对其反射波长简单地被调整。反射带受液晶的双折射限制，由此典型地是IOOnm(取决于中央波长和双折射)，但是反射带可通过添加多个层或通过产生栅距梯度而被加宽。在优选实施例中，液晶染料层中的液晶和染料的对准控制穿过液晶染料层的 λ 1-λ 2波长范围中的电磁辐射的偏振状态。还优选地，第一和第二反射偏振器偏振化波长范围λ 1-λ 2中的电磁辐射。在优选实施例中，反射偏振器是胆留醇液晶聚合物。液晶染料层中的染料是二向色性染料，更优选地是荧光染料。更优选地，通过施加电压到可控玻璃上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.19 EP 10169957.71.一种可控玻璃(8)，包括至少第一和第二反射偏振器(1，2)以及液晶染料层(3)，其中所述液晶染料层(3)被布置在所述第一和第二反射偏振器(1，2)之间，且其中所述液晶染料层(3)的二向色性染料(6)和液晶(7)的对准是可改变的，其中所述第一和第二反射偏振器(1，2)被表示为针对λ I到λ2的波长范围中的电磁辐射，且由此选择所述液晶染料层 (3)以便通过所述可控玻璃(8)的电磁辐射透射在λ 3到λ 4的波长范围中通过染料吸收控制且在λ I到λ 2的波长范围中通过所述液晶染料层(3)中的所述液晶(7)和所述染料 (6)的对准控制，其特征在于，λ I到λ 2的波长范围位于750nm到2000nm的波长范围内， 且λ 3到λ 4的波长范围位于380nm到750nm的波长范围内。2.如权利要求1所述的可控玻璃(8)，其中所述液晶染料层(3)的对准同时控制λ3到入4的波长范围以及λ I到λ 2的波长范围中的透射。3.如前述任一项权利要求所述的可控玻璃(8)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·L·范奥斯滕，
申请(专利权)人：皮尔普拉斯有限公司，
类型：
国别省市：