用于調(diào)節(jié)光透射的層布置的制作方法
【專利摘要】根據(jù)它的溫度改變?nèi)肷涔獾耐干涞膶硬贾茫?），其中該層布置（1）具有第一偏振層（5a）、根據(jù)溫度影響光的偏振特性的切換層（2）和第二偏振層（5b），由此第一偏振層（5a）和第二偏振層（5b）兩者被布置為影響VIS區(qū)域和NIR區(qū)域兩者中的偏振。
【專利說明】用于調(diào)節(jié)光透射的層布置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)它的溫度改變光的透射的層布置，其中層布置具有第一偏振層、根據(jù)溫度影響光的偏振特性的切換層和第二偏振層。
[0002]根據(jù)本發(fā)明的層布置可被用于到建筑物內(nèi)部的窗戶或者類似的開口(諸如，例如玻璃門)中或者上。此外，層布置可以被用在墻壁或者屋頂中或上。
[0003]出于本發(fā)明的目的，術(shù)語“內(nèi)部(interior)”意圖被看作意指私人的、公共的或商業(yè)的建筑物或者出于辦公室目的使用的那些的內(nèi)部以及交通工具的內(nèi)部。此外，它意圖被看作意指任何期望的大容器，例如集裝箱(shipping containers)。此外，術(shù)語“窗戶”在本發(fā)明的意義上意圖被看作意指在建筑物或者交通工具中對于光透明并且被用固體材料密封的任何期望的開口。
[0004]術(shù)語“入射光”在本發(fā)明意義上被看作意指從太陽發(fā)出、在經(jīng)過大氣之后撞擊大地并且僅僅被未涂敷的玻璃板輕微地吸收或者一點也不被其吸收的電磁輻射流，使得來自太陽的入射光可以經(jīng)過玻璃板(glass sheet)到內(nèi)部中。由于短波UV輻射(UV_B光)和長波紅外輻射被大氣或者玻璃板吸收，因此相應(yīng)地入射光主要包含長波UV輻射區(qū)域(UV-A光)、可見區(qū)中的電磁輻射(VIS光)以及短波紅外輻射區(qū)域(NIR光)。
[0005]根據(jù)在光學(xué)領(lǐng)域中通常使用的定義，UV-A光出于本申請的目的被看作特別地意指具有320到380nm的波長的光，VIS光被看作特別地意指具有380到780nm的波長的光，以及NIR光被看作特別地意指具有780到3000nm的波長的光。
【背景技術(shù)】
[0006]現(xiàn)代建筑物以高比例的玻璃表面而著名，出于美學(xué)原因和建筑原因兩者并且也就內(nèi)部的明亮和舒適而論這是高度期望的。近年來已經(jīng)變得同樣重要的是，被用于居住或者辦公室目的和/或公眾可出入的建筑物應(yīng)該具有最高可能的能量效率。這意指在溫帶氣候帶(temperate climatic zones)中，在寒季中應(yīng)該將盡可能少的能量用于加熱目的并且在暖季中應(yīng)該不需要或者僅僅需要少的內(nèi)部的空氣調(diào)節(jié)。然而，大面積的玻璃表面在實現(xiàn)這些目的中是起反作用的。
[0007]—方面，如果另外存在強烈的隔離，則在溫暖的外部溫度的情況下，玻璃表面導(dǎo)致內(nèi)部的不期望的加熱，因為它們對于電磁譜的VIS和NIR區(qū)域中的輻射是透明的。內(nèi)部中的物體吸收允許通過的輻射并且由此被加熱，其導(dǎo)致室溫升高(溫室效應(yīng))。
[0008]隨著建筑物的能量效率的重要性增大，存在增長的對于直接布置在窗戶表面上的控制通過窗戶的能量流的涂層或者特殊裝置的需求。就低的生產(chǎn)和操作成本以及低的空間要求而論，適合的涂層是有利的。特別地，存在對于能夠以合適方式使通過窗戶的能量流與特定時間點處占優(yōu)勢(prevailing)的條件(熱、冷、高隔離、低隔離)匹配的涂層的需求。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)公開了不可切換的涂層(層布置)和可切換的涂層兩者，不可切換的涂層限制能量流，但是不能以可變的方式使其適應(yīng)(adapt)，可切換的涂層能夠使能量流匹配于占優(yōu)勢的各種條件。在可切換的裝置之中，可以在不自動地適應(yīng)于環(huán)境條件的涂層與自動地適應(yīng)于環(huán)境條件的涂層之間進(jìn)行區(qū)別。具有后一種涂層的窗戶也被稱為智能窗戶(智慧型的(smart)窗戶)。
[0010]為了改善窗戶的熱隔尚，多玻璃的(multiglazed)窗戶單兀(多窗格隔尚玻璃，隔離的玻璃單元)已經(jīng)被知道有一段時間了。此外現(xiàn)有技術(shù)公開了具有薄的金屬或者金屬氧化物層的窗戶窗格的涂層。涂層可以以兩種方式調(diào)節(jié)輻射能的流:一方面它減少玻璃對于光的透射率，另一方面它減少玻璃窗格(pane)的發(fā)射率(emissivity)。
[0011]如果僅僅通過當(dāng)前的涂層技術(shù)控制輻射能的流，則可能不適應(yīng)于變化的氣候或者季節(jié)性的條件。例如，感興趣的會是，在寒季中窗戶對于入射陽光完全透明以便減少用于加熱的能量消耗。相反地，在溫暖的外部溫度的情況下窗戶的低發(fā)射率是不必要的或者不利的，因為上述溫室效應(yīng)因此增大。
[0012]因此存在對于其中輻射能的流可以與占優(yōu)勢的各種條件匹配的涂層的需求。特別地，存在對于能夠自動地適應(yīng)環(huán)境條件的涂層的需求。
[0013]現(xiàn)有技術(shù)公開了在施加電壓時可以可逆地從透明狀態(tài)切換到稍少透明(例如不透明或者基本上不透明)的狀態(tài)的涂層。
[0014]這種涂層的示例是電致變色裝置，其尤其在Seeboth等人的Solar EnergyMaterials & Solar Cells, 2000，263-277 中被提出。
[0015]雖然提到的涂層使得能夠調(diào)整輻射能的流，但是它們具有如下的缺點，即它們必須被電氣地控制。將電氣部件(諸如，例如電源和控制裝置)并入窗戶中伴隨有額外的窗戶生產(chǎn)成本并且?guī)韺@個類型的涂層的低耐久性和缺陷敏感的風(fēng)險。此外，在很多情況下顯著的構(gòu)造努力是必需的以便實現(xiàn)窗戶的電連接。
[0016]US2009/0015902和US2009/0167971公開了在兩個偏振層之間具有切換層的層布置，其中切換層在第一溫度時使入射光的偏振面旋轉(zhuǎn)并且在第二溫度時僅僅微不足道地或者一點也不使入射光的偏振面旋轉(zhuǎn)。通過偏振層的偏振面的相對于彼此的永久旋轉(zhuǎn)，因此可以實現(xiàn)與第二溫度相比在第一溫度處允許更多的入射光經(jīng)過的層布置。兩個依賴溫度的狀態(tài)下面分別被稱為透明狀態(tài)和黑暗狀態(tài)。特別地，這些申請公開了其中使用扭曲向列單元(TN單元)的層布置。在該情況下，在透明狀態(tài)和黑暗狀態(tài)之間的切換是通過位于扭曲向列單元中的液晶介質(zhì)的從清亮點(clearing point)以下的溫度處的向列狀態(tài)到清亮點以上的各向同性狀態(tài)的相變來實現(xiàn)的。
[0017]在向列狀態(tài)中，切換層的液晶介質(zhì)通過可定義的扭曲角度使光的偏振面旋轉(zhuǎn)。此夕卜，偏振層的偏振面相對于彼此通過定義的角度被旋轉(zhuǎn)，該定義的角度在切換操作期間保持不變。如果切換層的液晶介質(zhì)使偏振光的偏振面旋轉(zhuǎn)的角度對應(yīng)于使偏振層的偏振面相對于彼此旋轉(zhuǎn)的角度，則經(jīng)過第一偏振層和切換層的光也可以經(jīng)過第二偏振層。因此在切換層的液晶介質(zhì)的向列狀態(tài)出現(xiàn)時層布置的透明狀態(tài)出現(xiàn)。因為在清亮點以下的溫度處存在向列狀態(tài)，所以相對來說較低溫度處出現(xiàn)層布置的透明狀態(tài)。
[0018]在各向同性狀態(tài)中，切換層的液晶介質(zhì)不使光的偏振面旋轉(zhuǎn)，意味著后者不能經(jīng)過其偏振面相對于彼此旋轉(zhuǎn)的兩個偏振層。因此在切換層的液晶介質(zhì)的各向同性狀態(tài)出現(xiàn)時層布置的黑暗狀態(tài)出現(xiàn)。因為在清亮點以上的溫度處存在各向同性狀態(tài)，所以在相對于透明狀態(tài)更高的溫度處出現(xiàn)層布置的黑暗狀態(tài)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]結(jié)果得到本發(fā)明的研究現(xiàn)在已經(jīng)示出了可以利用這個類型的層布置實現(xiàn)的對入射光的影響通常不能滿足特別是在溫帶和溫暖的氣候區(qū)中出現(xiàn)的所有要求。
[0020]因此本發(fā)明的一個目的被認(rèn)為是以使得對于控制熱傳輸有效的特性被改善的方式設(shè)計開頭提到的通用類型的層布置。
[0021 ] 根據(jù)本發(fā)明，這個目的通過提供如下的層布置(1)來實現(xiàn)，該層布置(1)根據(jù)它的溫度改變?nèi)肷涔獾耐干?，其中該層布置具有第一偏振?5a)、根據(jù)溫度影響光的偏振特性的切換層(2)和第二偏振層(5b)，由此第一偏振層(5a)和第二偏振層(5b)兩者被布置為影響VIS區(qū)域和NIR區(qū)域兩者中的偏振。
[0022]由于當(dāng)前可用的并且可以以經(jīng)濟地合理的方式被采用的切換層和偏振層的稍微受限的特性，相當(dāng)大比例的NIR光保持基本上非偏振的并且能夠與切換層的狀態(tài)無關(guān)地基本上不受阻礙地經(jīng)過根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的層布置，并且相應(yīng)地能夠進(jìn)入內(nèi)部并且使內(nèi)部加熱。這種不使NIR光偏振的標(biāo)準(zhǔn)的偏振層已經(jīng)被用在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的層布置中，例如在US2009/0015902 和 US2009/0167971 中。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)額外影響NIR區(qū)域中的入射光的偏振使得能夠顯著改善對于控制通過層布置的熱傳輸?shù)目赡苄?。偏振的NIR光然后可以以依賴溫度的方式由切換層切換，該切換層僅僅能夠影響偏振光，對非偏振光沒有影響。
[0024]如果分離的偏振層被用于影響入射光的VIS區(qū)域和NIR區(qū)域，則這允許用于控制和影響可見光透射和熱傳輸?shù)哪芰Υ蟠笤鰪?。此外這可能引起在與具有類似的熱量管理質(zhì)量的現(xiàn)有技術(shù)偏振層相比時用于分離的便宜的偏振層的制造成本減少。
[0025]與主要影響入射光的VIS區(qū)域的已知偏振層的成本更高的和更少有效的變型相比時，通過影響透射光的NIR區(qū)域以及VIS區(qū)域中的偏振，可以利用更少努力和成本實現(xiàn)對熱傳輸?shù)拇蟮枚嗟挠绊憽?br> [0026]此外，可以在VIS光透射的相同的減少時實現(xiàn)對熱傳輸?shù)母笥绊??？商娲?，可以在更少VIS光減少時實現(xiàn)相同的熱傳輸減少，這對于內(nèi)部中的個人舒適性可能是期望的。
[0027]根據(jù)本發(fā)明實施例，提供的是第一偏振層(5a)包括VIS區(qū)域影響偏振層(3a)和NIR區(qū)域影響偏振層(4a)。
[0028]可以與NIR區(qū)域中的偏振的獨立的修改結(jié)合的VIS區(qū)域中的偏振的變化提供了針對許多不同位置和光條件來匹配和自定義層布置和對應(yīng)的熱傳輸特性。通過使用分別影響VIS區(qū)域中的偏振和NIR區(qū)域中的偏振的不同層，不同的偏振效果可以被用于不同的波長區(qū)域。不同的偏振效果引起偏振層的不同的偏振特性和性質(zhì)，其允許有利的熱傳輸控制可能性。
[0029]在第二偏振層(5b)包括VIS區(qū)域影響偏振層(3b)和NIR區(qū)域影響偏振層(4b)兩者的情況下可以實現(xiàn)相同的結(jié)果。
[0030]可以通過其中第一偏振層(5a)包括VIS區(qū)域影響偏振層(3a)和NIR區(qū)域影響偏振層(4a)并且第二偏振層(5b)包括VIS區(qū)域影響偏振層(3b)和NIR區(qū)域影響偏振層(4b)的本發(fā)明實施例，增強影響大部分入射光的偏振的分離的層的好處。
[0031]VIS區(qū)域內(nèi)的透射特性和NIR區(qū)域內(nèi)的透射特性可以在從零透射到大約一半的入射光的透射的較寬范圍中被影響。由于分離的層，偏振特性和對應(yīng)的透射特性可以以最適合于入射光和熱量的期望特性的方式被確定。
[0032]同樣地，根據(jù)有創(chuàng)造性的想法的可替代實施例可想到的并且對于一些應(yīng)用有利的是，第一偏振層(5a)和/或第二偏振層(5b)在一個偏振層中結(jié)合VIS區(qū)域偏振特性和NIR區(qū)域偏振特性。
[0033]在本發(fā)明的優(yōu)選的實施例中，在一個偏振層中結(jié)合VIS區(qū)域偏振特性和NIR區(qū)域偏振特性的偏振層由具有不同折射率的多個層(7)制成。這種偏振層可以通過本領(lǐng)域中已知的方法被制備并且被公開在例如US5882774A中。
[0034]通過添加不同折射率的多個層，可以產(chǎn)生看上去單個的偏振層。單個偏振層的特性通過具有不同折射率的所述層的選擇和組合以及尺寸和特性的選擇被確定。
[0035]在一個偏振層中結(jié)合VIS區(qū)域偏振特性和NIR區(qū)域偏振特性的偏振層可以包括分散在提供優(yōu)先取向(preferred orientation)的材料(8)中的二色性(dichroic)染料。
[0036]此外根據(jù)有創(chuàng)造性的想法的實施例提供的是，第一偏振層(5a)包括VIS區(qū)域影響偏振層(3a)和NIR區(qū)域影響偏振層(4a)并且第二偏振層(5b)在一個偏振層中結(jié)合VIS區(qū)域偏振特性和NIR區(qū)域偏振特性。
[0037]同樣地，也可能的是，第一偏振層(5a)在一個偏振層中結(jié)合VIS區(qū)域偏振特性和NIR區(qū)域偏振特性，并且第二偏振層(5b)包括VIS區(qū)域影響偏振層(3b)和NIR區(qū)域影響偏振層(4b)。
[0038]對于那些實施例以及對于先前描述的實施例，第一和第二偏振層的優(yōu)選的選擇以及它們的相對于窗戶涂層的外側(cè)的對準(zhǔn)(alignment)可以被適應(yīng)于匹配最適合于使用位置處的尋常天氣條件的熱傳輸特性。
[0039]已經(jīng)證實對于制造這種層布置有利的是，切換層(2)是扭曲向列液晶層。扭曲向列液晶層已經(jīng)經(jīng)受廣泛研究和實驗研究。它們可以通過使用成本有效的制造方法被大量生產(chǎn)。由于有許多不同液晶材料適合于制作和操作扭曲向列液晶層，可以實現(xiàn)具有多種多樣的操作特性的較大種類的切換層。
[0040]關(guān)于入射光透射以及熱傳輸?shù)钠谕娘@著的減少而言可想到的和有利的是，扭曲向列液晶層被布置為在第一最小值dAn?0.5中在黑暗狀態(tài)和透明狀態(tài)之間進(jìn)行切換，其中d是切換層內(nèi)的扭曲向列單元的厚度并且Λη是光學(xué)雙折射率。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在具有約0.5的d Λ η的第一最小值(即d Λ η具有0.25到0.75之間的值，優(yōu)選地0.35到0.65之間的值，更優(yōu)選地0.4到0.6之間的值，最優(yōu)選地0.45到0.55之間的值)中操作扭曲向列液晶層引起NIR區(qū)域中的透明狀態(tài)中的透射的顯著的減少，這增加由于至少一個偏振層引起的透射的對應(yīng)減少和偏振的任何影響。
[0041]這種層布置適合于用在具有很多入射光的區(qū)域中，即使在扭曲向列液晶層處于透明狀態(tài)中時也應(yīng)該減少該入射光。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供的是，扭曲向列液晶層被布置為在具有dAn>0.75、優(yōu)選地>0.8、更優(yōu)選地>0.85、最優(yōu)選地>0.9的第二或者更高的最小值中在黑暗狀態(tài)和透明狀態(tài)之間進(jìn)行切換。
[0043]在透明狀態(tài)中具有第二或者更高的最小值dΛn>0.75的扭曲向列液晶層沒有顯著地影響NIR區(qū)域中的入射光透射。因此，在扭曲向列液晶層在透明狀態(tài)和黑暗狀態(tài)之間進(jìn)行切換的情況下存在NIR區(qū)域中的透射特性的較大變化。這個層布置優(yōu)選地被用在其中期望在透明狀態(tài)中具有盡可能多的光透射并且在扭曲向列液晶層的黑暗狀態(tài)中盡可能地減少光和熱傳輸?shù)膮^(qū)域中。
[0044]同樣地可想到的和有利的是，第一偏振層(5a)和/或第二偏振層(5b)包括額外的VIS區(qū)域影響偏振層(9a)和/或(9b)。
[0045]VIS區(qū)域影響偏振層和NIR區(qū)域影響偏振層可以被結(jié)合到影響VIS區(qū)域中和NIR區(qū)域中的偏振的單層。由于與額外的VIS區(qū)域影響偏振層結(jié)合，與沒有額外的VIS區(qū)域影響偏振層相比，透明狀態(tài)和黑暗狀態(tài)之間的vis區(qū)域中的透射的差異高得多。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，提供的是，額外的VIS區(qū)域偏振層(9a)和/或(9b)是反射的偏振層。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的可替代的優(yōu)選實施例，額外的VIS區(qū)域偏振層(9a)和/或(9b)是吸收的偏振層。
[0048]根據(jù)本發(fā)明，上述的層布置可以被應(yīng)用于玻璃窗格(6),例如，窗戶的玻璃窗格。
[0049]層布置優(yōu)選地被用于依靠它的切換能力調(diào)節(jié)從外部到內(nèi)部空間(例如建筑物)中的光和熱的傳輸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0050]下面更詳細(xì)地說明一些示例性的實施例并且在附圖中描繪該示例性的實施例，其中:
[0051]圖1示出了通過根據(jù)本發(fā)明的層布置的圖示的截面圖，
[0052]圖2示出了通過根據(jù)本發(fā)明的布置在玻璃板的表面上的層布置的圖示的截面圖，
[0053]圖3示出了通過根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的布置在玻璃板的表面上的層布置的圖示的截面圖，
[0054]圖4示出了通過根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的布置在玻璃板的表面上的層布置的圖示的截面圖，
[0055]圖5示出了通過根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的布置在玻璃板的表面上的層布置的圖示的截面圖，
[0056]圖6示出了具有理想的偏振器之間的透明狀態(tài)中的根據(jù)本發(fā)明的切換層的透射特性的光譜測量的結(jié)果的圖，其中扭曲向列液晶層被布置為在第一最小值dAn?0.5中或者在第二或更高最小值dAn>0.75中在黑暗狀態(tài)和透明狀態(tài)之間進(jìn)行切換，
[0057]圖7示出了具有如下的層布置的透射特性的光譜測量的結(jié)果的圖，在該層布置中第一偏振層和第二偏振層均在一個層中結(jié)合VIS區(qū)域偏振特性和NIR區(qū)域偏振特性，并且切換層在具有dAn?0.5的第一最小值中，
[0058]圖8示出了具有根據(jù)圖7的層布置的透射特性的光譜測量的結(jié)果的圖，其中切換層在具有dAn>0.75的第二最小值中，
[0059]圖9示出了具有如下的層布置的透射特性的光譜測量的結(jié)果的圖，在該層布置中在第一偏振層和第二偏振層中都存在額外的VIS區(qū)域影響偏振層，并且其中切換層在具有(ΙΔη?0.5的第一最小值中，以及
[0060]圖10示出了具有根據(jù)圖9的層布置的透射特性的光譜測量的結(jié)果的圖，其中切換層在具有dAn>0.75的第二最小值中。
【具體實施方式】
[0061]圖1到5圖解表示地以及通過示例的方式示出了根據(jù)本發(fā)明的層布置(1)的可能的實施例。
[0062]圖1和2中示出的層布置(1)具有根據(jù)溫度影響光的偏振特性的切換層(2)。切換層(2 )優(yōu)選地包括在第一溫度范圍中形成向列相并且在第二溫度范圍中形成各向同性相的液晶介質(zhì)。切換層(2)特別優(yōu)選地是扭曲向列液晶單元。
[0063]層布置還包括兩個VIS區(qū)域影響偏振層(3a)和(3b)以及兩個NIR區(qū)域影響偏振層(4a)和(4b)。第一 VIS區(qū)域影響偏振層(3a)和第一 NIR區(qū)域影響偏振層(4a)構(gòu)成第一偏振層(5a)，并且第二 VIS區(qū)域影響偏振層(3b)和第二 NIR區(qū)域影響偏振層(4b)構(gòu)成第二偏振層(5b )。
[0064]根據(jù)有創(chuàng)造性的想法的不同實施例，第一偏振層(5a)和第二偏振層(5b)也可以僅僅包括VIS區(qū)域影響偏振層(3a，3b)或者NIR區(qū)域影響偏振層(4a，4b)。
[0065]此外，本發(fā)明的還可能的實施例是，第一偏振層(5a)和第二偏振層(5b)可以包括一個或更多個VIS區(qū)域影響偏振層(3a，3b)以及一個或更多個NIR區(qū)域影響偏振層(4a，4b)的合適的組合。
[0066]圖3到5中示出了具有偏振層(5a)和(5b)的不同配置的本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例。
[0067]經(jīng)過切換層的光束的偏振特性以不同的方法根據(jù)溫度被影響。根據(jù)切換層(2)的結(jié)構(gòu)和成分，存在其中光的偏振特性被切換層(2 )改變的第一較低溫度范圍，并且存在其中光的偏振特性僅僅稍微改變或一點也不改變的第二較高溫度范圍。
[0068]偏振層(5a)和(5b)被分別布置在切換層(2)的兩側(cè)中的每一側(cè)，并且基本上僅僅透射具有預(yù)先指定的偏振的光并且反射(反射偏振層)或者吸收(能吸收的偏振層)具有不同偏振的光。根據(jù)優(yōu)選實施例，兩個偏振層(5a)和(5b)的偏振面相對于彼此被旋轉(zhuǎn)通過特定角度，使得由第一偏振層(5a)預(yù)先指定的光的偏振面在第一溫度處被切換層(2)旋轉(zhuǎn)，并且因此光可以隨后基本上不受阻礙地經(jīng)過第二偏振層(5b)(透明狀態(tài))，而切換層(2)在第二溫度處不改變光的偏振面，并且因此光能夠幾乎不經(jīng)過第二偏振層(5b)或完全不能經(jīng)過它(不透明，即黑暗狀態(tài))。
[0069]根據(jù)優(yōu)選實施例，存在于切換層中的液晶介質(zhì)的液晶態(tài)(特別優(yōu)選地，向列狀態(tài))在第一溫度處存在。根據(jù)優(yōu)選實施例，存在于切換層中的液晶介質(zhì)的各向同性狀態(tài)在第二溫度處存在。
[0070]在圖2中描繪的示例性的實施例中，層布置被布置在玻璃窗格(6)上。玻璃窗格
(6)可以是覆蓋建筑物或交通工具中的開口的單個玻璃窗格。然而，它也可以有利地是包括由隔離的玻璃窗格構(gòu)成的多個玻璃窗格的玻璃窗格。層布置(1)在這種情況下被有利地布置在隔尚的玻璃窗格的面向入射光的外部玻璃窗格的內(nèi)側(cè)，因為這個外部玻璃窗格與外部溫度熱接觸并且在強烈的光入射和高外部溫度的情況下，幫助兩個偏振層(5a)和(5b)之間的切換層(2)的快速切換動作。如果層布置(1)被布置在面向內(nèi)部的玻璃窗格上，則切換層(2)將根據(jù)內(nèi)部溫度關(guān)鍵性地影響入射光，使得依賴溫度的遮蔽(shading)由內(nèi)部溫度而不由外部溫度支配。在三個或更多個玻璃窗格的序列中，層布置(1)也可以被布置在內(nèi)側(cè)玻璃窗格上在面向或背離入射光的表面上。此外，出于本發(fā)明的目的可以用任何期望的其它透明支撐層(例如塑料層)代替玻璃層。
[0071]在圖3中描繪的實施例中，第一偏振層(5a)和第二偏振層(5b)均由具有不同折射率的多個層(7)制成，得到兩個層(5a)和(5b)的寬帶偏振效果，影響入射光的VIS區(qū)域和NIR區(qū)域兩者。這種偏振層在現(xiàn)有技術(shù)(例如US5882774A)中已知。
[0072]圖4中示出的層布置包括第一偏振層(5a)，該第一偏振層具有第一 VIS區(qū)域影響偏振層(3a)和第一 NIR區(qū)域影響偏振層(4a)。第二偏振層(5b)在一個層中結(jié)合VIS區(qū)域偏振特性和NIR區(qū)域偏振特性并且包括分散在提供優(yōu)先取向的材料(8)中的二色性染料。
[0073]根據(jù)圖5的層布置包括第一偏振層(5a),該第一偏振層具有第一 VIS區(qū)域影響偏振層(3a)和第一 NIR區(qū)域影響偏振層(4a)。與額外的VIS區(qū)域影響偏振層(9a) —起，這些構(gòu)成第一偏振層(5a)。同樣地，具有第二 VIS區(qū)域影響偏振層(3b)和第二 NIR區(qū)域影響偏振層(4b)的第二偏振層(5b)還包括額外的VIS區(qū)域影響偏振層(9b)。
[0074]來自圖6的示意性測量結(jié)果澄清了，其中切換層(2)被布置為在具有dAn?0.5的第一最小值中在黑暗狀態(tài)和透明狀態(tài)之間進(jìn)行切換的層布置(1)(如用實線(10)所示出的)與其中切換層(2)被布置為在具有dAn>0.75的第二或更高最小值中在黑暗狀態(tài)和透明狀態(tài)之間進(jìn)行切換的層布置(1)(如虛線(11)所示出的)之間的透射特性的差異。兩條線示出了理想的偏振器之間的裝置的透明狀態(tài)。在與在具有dAn>0.75的第二或更高最小值中的透明狀態(tài)相比時，在具有dAn?0.5的第一最小值中的透明狀態(tài)清楚地顯示NIR區(qū)域中的更低透射。由于甚至在透明狀態(tài)中NIR區(qū)域中的透射減少也較多，在具有dAn?0.5的第一最小值中的切換層(2)的布置適合于用在具有高入射光光度(luminosity)以及對熱傳輸減少的持續(xù)的需要的區(qū)域中。相反，其中切換層(2)被布置為在具有dAn>0.75的第二或更高最小值中在黑暗狀態(tài)和透明狀態(tài)之間進(jìn)行切換的層布置(1)優(yōu)選地被用在其中在透明狀態(tài)和黑暗狀態(tài)之間的能量傳輸?shù)妮^大差異優(yōu)于靜態(tài)的強熱傳輸減少的區(qū)域中。
[0075]圖7和圖8示出了第一偏振層(5a)和第二偏振層(5b)均由偏振層組成的層布置
(1)的光譜透射測量的結(jié)果，該偏振層由具有不同折射率的多個層(7)制成。第一和第二偏振層(5a)和(5b)的這種配置示出在圖3中?？梢钥闯鰧τ赩IS區(qū)域而言，在如圖7所示的第一最小值中以及在如圖8所示的第二最小值中透明狀態(tài)(12)和黑暗狀態(tài)(13)之間的差異相當(dāng)小。然而NIR區(qū)域示出了重要的效果:透明狀態(tài)(12)和黑暗狀態(tài)(13)之間的透射的差異在NIR區(qū)域中在第一最小值的情況下較小，如在圖7中能夠檢驗的，并且在如圖8所示的切換層的第二最小值的情況下明顯地較大。
[0076]如果額外的VIS區(qū)域影響偏振層(9a，9b)被添加到第一偏振層(5a)和第二偏振層(5b)兩者，則顯著地減少VIS區(qū)域中的透射。層布置的這種配置被示意性地示出在圖5中。圖9和圖10中示出了對應(yīng)的光譜測量，在圖9中切換層(2)布置為在具有dAn?0.5的第一最小值中在黑暗狀態(tài)和透明狀態(tài)之間進(jìn)行切換，并且在圖10中切換層(2)被布置為在具有dAn>0.75的第二或更高最小值中在黑暗狀態(tài)和透明狀態(tài)之間進(jìn)行切換。在兩個情況中，透射在VIS區(qū)域和NIR區(qū)域中通常相對較低，但是與其中切換層(2)在第一最小值中操作的圖9的情況相比，對于其中切換層(2)在第二最小值中操作的圖10的情況而言在透明狀態(tài)(12)和黑暗狀態(tài)(13)之間存在更大透射差異。在圖9和圖10的兩個層布置中，IT0SXP-38偏振器被用作VIS區(qū)域偏振層(9a，9b)。
【權(quán)利要求】
1.一種層布置(1)，根據(jù)它的溫度改變?nèi)肷涔獾耐干洌渲性搶硬贾?1)具有第一偏振層(5a)、根據(jù)溫度影響光的偏振特性的切換層(2)和第二偏振層(5b)，其特征在于，第一偏振層(5a)和第二偏振層(5b)兩者被布置為影響VIS區(qū)域和NIR區(qū)域兩者中的偏振。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層布置，其特征在于第一偏振層(5a)包括VIS區(qū)域影響偏振層(3a)和NIR區(qū)域影響偏振層(4a)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層布置，其特征在于第二偏振層(5b)包括VIS區(qū)域影響偏振層(3b )和NIR區(qū)域影響偏振層(4b )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層布置，其特征在于第一偏振層(5a)包括VIS區(qū)域影響偏振層(3a)和NIR區(qū)域影響偏振層(4a)，并且第二偏振層(5b)包括VIS區(qū)域影響偏振層(3b)和NIR區(qū)域影響偏振層(4b)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層布置，其特征在于第一偏振層(5a)和/或第二偏振層(5b)在一個偏振層中結(jié)合VIS區(qū)域偏振特性和NIR區(qū)域偏振特性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的層布置，其特征在于在一個偏振層中結(jié)合VIS區(qū)域偏振特性和NIR區(qū)域偏振特性的偏振層由具有不同折射率的多個層(7)制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的層布置，其特征在于在一個偏振層中結(jié)合VIS區(qū)域偏振特性和NIR區(qū)域偏振特性的偏振層包括分散在提供優(yōu)先取向的材料(8)中的二色性染料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層布置，其特征在于第一偏振層(5a)包括VIS區(qū)域影響偏振層(3a)和NIR區(qū)域影響偏振層(4a)，并且第二偏振層(5b)在一個偏振層中結(jié)合VIS區(qū)域偏振特性和NIR區(qū)域偏振特性。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層布置，其特征在于第一偏振層(5a)在一個偏振層中結(jié)合VIS區(qū)域偏振特性和NIR區(qū)域偏振特性，并且第二偏振層(5b)包括VIS區(qū)域影響偏振層(3b)和NIR區(qū)域影響偏振層(4b)。
10.根據(jù)要求1到9中的一個或更多個所述的層布置，其特征在于切換層(2)是扭曲向列液晶層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的層布置，其特征在于扭曲向列液晶層被布置為在具有dΔ η的第一最小值中在黑暗狀態(tài)和透明狀態(tài)之間進(jìn)行切換，所述dAn具有0.25到0.75之間的值，優(yōu)選地0.35到0.65之間的值，更優(yōu)選地0.4到0.6之間的值，最優(yōu)選地0.45到0.55之間的值。
12.根據(jù)要求1到10中的一個或更多個所述的層布置，其特征在于扭曲向列液晶層被布置為在具有dAn的第二或者更高的最小值中在黑暗狀態(tài)和透明狀態(tài)之間進(jìn)行切換，所述d Λ η>0.75，優(yōu)選地>0.8，更優(yōu)選地>0.85，最優(yōu)選地>0.9。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到12中的一個或更多個所述的層布置，其特征在于第一偏振層(5a)和/或第二偏振層(5b)包括額外的VIS區(qū)域影響偏振層(9a，9b)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1到13中的一個或更多個所述的層布置，其特征在于所述層布置被應(yīng)用于玻璃窗格(6)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1到14中的一個或更多個所述的層布置的使用，用于調(diào)節(jié)來自外部的熱量和光到內(nèi)部空間中的傳輸。
【文檔編號】G02F1/01GK103718087SQ201280037666
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月8日
【發(fā)明者】M·容格, A·拜爾 申請人:默克專利股份有限公司