(57)【要約】  本開示は、一体に積層され、かつ両者間に第１、第２のポリマー中間フィルムを有する第１のガラス基板および第２のガラス基板と、ポリマー中間フィルムの間に積層された層状フィルムと、を備えたラミネートグレージングに関する。層状フィルムは、互いに平行に配置され、第１、第３のキャリアフィルムの間に第２のキャリアフィルムが配置され、第１、第２、第３のキャリアフィルムの面は透明導電性コーティングでコーティングされ、第１のキャリアフィルムの第１の面は第２のキャリアフィルムの第１の面に面し、第２のキャリアフィルムの第２の面は第３のキャリアフィルムの第１の面に面している、少なくとも３つのキャリアフィルムと、第１、第２のキャリアフィルムの間に配置された第１の調光層と、第２、第３のキャリアフィルムの間に配置された第２の調光層と、を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一体に積層され、かつ両者間に第１および第２のポリマー中間フィルムを有する、第１のガラス基板および第２のガラス基板と、
上記第１および第２のポリマー中間フィルムの間に積層された層状フィルムと、
を備えたラミネートグレージングであって、
上記層状フィルムは、
互いに平行に配置され、かつ第１のキャリアフィルムと第３のキャリアフィルムとの間に第２のキャリアフィルムが配置されており、第１のキャリアフィルムの第１の面は第１の透明導電性コーティングでコーティングされ、第２のキャリアフィルムの第１の面は第２の透明導電性コーティングでコーティングされ、第１のキャリアフィルムの第１の面は第２のキャリアフィルムの第１の面に面しており、第２のキャリアフィルムの第２の面は第３の透明導電性コーティングでコーティングされ、第３のキャリアフィルムの第１の面は第４の透明導電性コーティングでコーティングされ、第２のキャリアフィルムの第２の面は第３のキャリアフィルムの第１の面に面している、少なくとも３つのキャリアフィルムと、
上記第１のキャリアフィルムと上記第２のキャリアフィルムとの間に配置された第１の調光層と、
上記第２のキャリアフィルムと上記第３のキャリアフィルムとの間に配置された第２の調光層と、
を含む、ラミネートグレージング。
【請求項２】
上記グレージングは建築用グレージングを含む、請求項１に記載のラミネートグレージング。
【請求項３】
上記グレージングは自動車用グレージングを含む、請求項１に記載のラミネートグレージング。
【請求項４】
上記第１の調光層および上記第２の調光層の少なくとも一方が懸濁粒子デバイス層を含む、請求項１に記載のラミネートグレージング。
【請求項５】
上記第１の調光層および上記第２の調光層の少なくとも一方が液晶層を含む、請求項１に記載のラミネートグレージング。
【請求項６】
上記液晶層は、ポリマー分散液晶層およびポリマーネットワーク液晶層からなる群から選択される、請求項５に記載のラミネートグレージング。
【請求項７】
上記第１の調光層および上記第２の調光層の少なくとも一方がポリマー分散液晶層を含む、請求項６に記載のラミネートグレージング。
【請求項８】
上記第１の調光層および上記第２の調光層の少なくとも一方がエレクトロクロミック層を含む、請求項１に記載のラミネートグレージング。
【請求項９】
少なくとも１つの反射防止層をさらに含む、請求項１に記載のラミネートグレージング。
【請求項１０】
上記第１の調光層および上記第２の調光層が異なる材料を含む、請求項１に記載のラミネートグレージング。
【請求項１１】
上記第１の調光層が懸濁粒子デバイス層を含み、上記第２の調光層が液晶層を含む、請求項１０に記載のラミネートグレージング。
【請求項１２】
上記液晶層は、ポリマー分散液晶およびポリマーネットワーク液晶からなる群から選択される、請求項１１に記載のラミネートグレージング。
【請求項１３】
上記第２の調光層はポリマー分散液晶層を含む、請求項１２に記載のラミネートグレージング。
【請求項１４】
上記第１の調光層に電力供給するための第１の電気的接続と、上記第２の調光層に電力供給するための第２の電気的接続と、をさらに備える、請求項１に記載のラミネートグレージング。
【請求項１５】
上記第１の電気的接続および上記第２の電気的接続は、個々に制御される、請求項１４に記載のラミネートグレージング。
【請求項１６】
上記第１の電気的接続に印加される第１の電圧および上記第２の電気的接続に印加される第２の電圧が可変であり得る、請求項１５に記載のラミネートグレージング。
【請求項１７】
上記第１および第２の透明導電性コーティングが、上記第１および第２の透明導電性コーティングの第１のセグメントを規定する削除部を含む、請求項１に記載のラミネートグレージング。
【請求項１８】
上記第１および第２の透明導電性コーティングの第１のセグメントは、互いに電気的に絶縁されている、請求項１７に記載のラミネートグレージング。
【請求項１９】
上記第１および第２の透明導電性コーティングの第１のセグメントのそれぞれが、電源に別々に接続されている、請求項１８に記載のラミネートグレージング。
【請求項２０】
上記第３および第４の透明導電性コーティングが、上記第３および第４の透明導電性コーティングの第２のセグメントを規定する削除部を含む、請求項１７に記載のラミネートグレージング。
【請求項２１】
上記第３および第４の透明導電性コーティングの第２のセグメントは、互いに電気的に絶縁されている、請求項２０に記載のラミネートグレージング。
【請求項２２】
上記第３および第４の導電性コーティングの第２のセグメントのそれぞれが、電源に別々に接続されている、請求項２１に記載のラミネートグレージング。
【請求項２３】
上記第１および第２の中間フィルムがポリビニルブチラールを含む、請求項１に記載のラミネートグレージング。
【請求項２４】
上記層状フィルムが、第４のキャリアフィルムと、第３の調光層と、をさらに含み、
上記第４のキャリアフィルムは、上記第３のキャリアフィルムに面し、第３のキャリアフィルムの第２の面が第５の透明導電性コーティングでコーティングされ、第４のキャリアフィルムの第１の面が第６の透明導電性コーティングでコーティングされ、第３のキャリアフィルムの第２の面が第４のキャリアフィルムの第１の面に面しており、
上記第３の調光層は、第３のキャリアフィルムと第４のキャリアフィルムとの間に配置されている、
請求項１に記載のラミネートグレージング。
【請求項２５】
赤外線反射層をさらに含む、請求項１に記載のラミネートグレージング。
【請求項２６】
上記赤外線反射層は上記透明導電性コーティングの少なくとも１つである、請求項２５に記載のラミネートグレージング。
【請求項２７】
上記赤外線反射層は上記第１の透明導電性コーティングを含む、請求項２６に記載のラミネートグレージング。
【請求項２８】
透明誘電体層をさらに含む、請求項１に記載のラミネートグレージング。
【請求項２９】
上記透明誘電体層は、第１、第２、第３のキャリアフィルムの少なくとも１つと、第１、第２、第３、第４の透明導電性コーティングの少なくとも１つと、の間に配置される、請求項２８に記載のラミネートグレージング。
【請求項３０】
上記第１のキャリアフィルムが第１の偏光フィルムを含み、上記第２のキャリアフィルムが第２の偏光フィルムを含み、第１の偏光フィルムは第２の偏光フィルムの偏光角に対して９０°の偏光角を有し、上記第１の調光層は、液晶層を含む、請求項１に記載のラミネートグレージング。
【請求項３１】
上記第２の調光層は、ポリマー分散液晶層およびポリマーネットワーク液晶層からなる群から選択される、請求項３０に記載のラミネートグレージング。
【請求項３２】
上記第２の調光層は、ポリマー分散液晶層を含む、請求項３１に記載のラミネートグレージング。
【請求項３３】
互いに平行に配置され、かつ第１のキャリアフィルムと第３のキャリアフィルムとの間に第２のキャリアフィルムが配置されており、第１のキャリアフィルムの第１の面は第１の透明導電性コーティングでコーティングされ、第２のキャリアフィルムの第１の面は第２の透明導電性コーティングでコーティングされ、第１のキャリアフィルムの第１の面は第２のキャリアフィルムの第１の面に面しており、第２のキャリアフィルムの第２の面は第３の透明導電性コーティングでコーティングされ、第３のキャリアフィルムの第１の面は第４の透明導電性コーティングでコーティングされ、第２のキャリアフィルムの第２の面は第３のキャリアフィルムの第１の面に面している、少なくとも３つのキャリアフィルムと、
上記第１のキャリアフィルムと上記第２のキャリアフィルムとの間に配置された第１の調光層と、
上記第２のキャリアフィルムと上記第３のキャリアフィルムとの間に配置された第２の調光層と、
を含む、層状材料。
【請求項３４】
上記第１の調光層および上記第２の調光層の少なくとも一方が懸濁粒子デバイスを含む、請求項３３に記載の層状材料。
【請求項３５】
上記第１の調光層および上記第２の調光層の少なくとも一方が液晶調光層を含む、請求項３３に記載の層状材料。
【請求項３６】
上記液晶調光層は、ポリマー分散液晶層およびポリマーネットワーク液晶層からなる群から選択される、請求項３５に記載の層状材料。
【請求項３７】
上記液晶調光層が、ポリマー分散液晶層を含む、請求項３６に記載の層状材料。
【請求項３８】
上記第１の調光層および上記第２の調光層の少なくとも一方がエレクトロクロミック層を含む、請求項３３に記載の層状材料。
【請求項３９】
上記第１の調光層が懸濁粒子デバイス層を含み、上記第２の調光層が液晶層を含む、請求項３３に記載の層状材料。
【請求項４０】
上記液晶調光層は、ポリマー分散液晶層およびポリマーネットワーク液晶層からなる群から選択される、請求項３９に記載の層状材料。
【請求項４１】
上記液晶調光層が、ポリマー分散液晶層を含む、請求項４０に記載の層状材料。
【請求項４２】
上記第１の透明導電性コーティングと上記第２の透明導電性コーティングとが同じである、請求項３３に記載の層状材料。
【請求項４３】
上記第１および第２の透明導電性コーティングはインジウムスズ酸化物を含む、請求項４２に記載の層状材料。
【請求項４４】
上記第１の透明導電性コーティングと上記第２の透明導電性コーティングとが異なる、請求項３３に記載の層状材料。
【請求項４５】
透明誘電体層をさらに含む、請求項３３に記載の層状材料。
【請求項４６】
上記透明誘電体層は、第１、第２、第３のキャリアフィルムの少なくとも１つと、第１、第２、第３、第４の透明導電性コーティングの少なくとも１つと、の間に配置される、請求項４５に記載の層状材料。
【請求項４７】
上記第１および第２の透明導電性コーティングが、上記第１および第２の透明導電性コーティングの第１のセグメントを規定する削除部を含む、請求項３３に記載の層状材料。
【請求項４８】
上記第１および第２の透明導電性コーティングの第１のセグメントは、互いに電気的に絶縁されている、請求項４７に記載の層状材料。
【請求項４９】
上記第１および第２の透明導電性コーティングの第１のセグメントのそれぞれが、電源に別々に接続されている、請求項４８に記載の層状材料。
【請求項５０】
上記第３および第４の透明導電性コーティングが、上記第３および第４の透明導電性コーティングの第２のセグメントを規定する削除部を含む、請求項４９に記載の層状材料。
【請求項５１】
上記第３および第４の透明導電性コーティングの第２のセグメントは、互いに電気的に絶縁されている、請求項５０に記載の層状材料。
【請求項５２】
上記第３および第４の導電性コーティングの第２のセグメントのそれぞれが、電源に別々に接続されている、請求項５１に記載の層状材料。
【請求項５３】
赤外線反射層をさらに含む、請求項３３に記載の層状材料。
【請求項５４】
上記赤外線反射層は上記透明導電性コーティングの少なくとも１つである、請求項５３に記載の層状材料。
【請求項５５】
上記赤外線反射層は上記第１の透明導電性コーティングを含む、請求項５４に記載の層状材料。
【請求項５６】
当該層状材料は中間フィルムの間に積層されている、請求項３３に記載の層状材料。
【請求項５７】
上記中間フィルムがポリビニルブチラールを含む、請求項５６に記載の層状材料
【請求項５８】
ポリマー中間フィルムの間に積層された層状材料が、少なくとも２つのガラス基板の間に積層されている、請求項５６に記載の層状材料。
【請求項５９】
上記層状材料は、第４のキャリアフィルムと、第３の調光層と、をさらに含み、
上記第４のキャリアフィルムは、上記第３のキャリアフィルムに面し、第３のキャリアフィルムの第２の面が第５の透明導電性コーティングでコーティングされ、第４のキャリアフィルムの第１の面が第６の透明導電性コーティングでコーティングされ、第３のキャリアフィルムの第２の面が第４のキャリアフィルムの第１の面に面しており、
上記第３の調光層は、第３のキャリアフィルムと第４のキャリアフィルムとの間に配置されている、
請求項３３に記載の層状材料。
【請求項６０】
上記第１のキャリアフィルムが第１の偏光フィルムを含み、上記第２のキャリアフィルムが第２の偏光フィルムを含み、第１の偏光フィルムは第２の偏光フィルムの偏光角に対して９０°の偏光角を有し、上記第１の調光層は、液晶層を含む、請求項３３に記載の層状材料。
【請求項６１】
上記第２の調光層は、ポリマー分散液晶層およびポリマーネットワーク液晶層からなる群から選択される、請求項６０に記載の層状材料。
【請求項６２】
上記第２の調光層は、ポリマー分散液晶層を含む、請求項６１に記載の層状材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２０１８年１０月４日に出願された「多機能の調光フィルムおよびこのフィルムを含む構造体」という名称の米国特許仮出願第６２／７４１，０７８号の優先権、および、２０１９年２月２７日に出願された「多機能の調光フィルムおよびこのフィルムを含む構造体」という名称の米国特許仮出願第６２／８１１，０４８号の優先権を主張している。これらの内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、概ね、少なくとも２つの機能層を有する調光フィルムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ガラス構造体における調光フィルムは、建築用および車両用の窓を含む（これらには限定されない）種々の目的のために提供されている。調光フィルムは、液晶構造に基づくもの（これには限定されない）が含まれる。調光フィルムは、フィルムに電界を印加することにより、不透明ないし暗い状態から透明な状態に選択的に変化させ得る。調光材料を制御するために、電気的接続部がガラス構造体内に配置され得る。電界が起動したときに、調光材料が不透明状態から透明状態に、またはその逆に、変化する。
【０００４】
調光材料は、ポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）構造体、ポリマーネットワーク液晶（ＰＮＬＣ）構造体、懸濁粒子デバイス（ＳＰＤ）構造体、を含む種々の形態で提供され得る。さらに、調光フィルムは、エレクトロクロミック構造体を含み得る。特に、ＰＤＬＣフィルムは、液体ポリマーマトリックス全体に分散された液晶によって形成される。ポリマーマトリックスが固化すると、液晶は液滴を形成する。液晶液滴のランダムな配置により、オフ状態において、不透明で乳白色のＰＤＬＣの外観が得られる。ＰＤＬＣに電流が加えられると、液晶は電界の方向にネマチック配向で整列する。平行配向により光が通過し、ＯＮ状態ではＰＤＬＣは透明になる。ＰＮＬＣもまた、不透明状態と透明状態とを選択的に切り替えることができるフィルムを提供し得る。ＰＮＬＣフィルムは、ポリマーに対する液晶の比率がはるかに高く、必要な駆動電圧は低い。また、ＰＤＬＣフィルムおよびＰＮＬＣフィルムは、逆配列を有するように構成され得る。デフォルトのオフ状態では、ＰＤＬＣやＰＮＬＣが透明であり、電圧が印加されたオン状態で、ＰＤＬＣやＰＮＬＣが不透明となる。
【０００５】
ＰＤＬＣフィルムやＰＮＬＣフィルムは、様々な用途において、プライバシーを提供したり光の透過を許容したりするために、選択的に使用することができる。ＰＤＬＣフィルムおよびＰＮＬＣフィルムは、ディスプレイ面として使用することができる。ディスプレイ面は、フィルム上に画像を投影するためのソースとともに使用される白色の不透明フィルムであり得る。しかし、ＰＤＬＣやＰＮＬＣのディスプレイは、フィルムの背後の光の影響を受け得る。建築用途および車両用途では、太陽光や他の光源がＰＤＬＣないしＰＮＬＣフィルムの背後を照らし、ディスプレイ上の投影の視認性を妨げることがある。従って、従来技術では、様々な照明条件での使用が改善されたＰＤＬＣフィルムないしＰＮＬＣフィルムが必要とされている。
【発明の概要】
【０００６】
本明細書に開示される特定の実施形態は、ラミネートグレージングを含む。このラミネートグレージングは、一体に積層され、かつ両者間に第１および第２のポリマー中間フィルムを有する、第１のガラス基板および第２のガラス基板と、第１および第２のポリマー中間フィルムの間に積層された層状フィルムと、を含む。層状フィルムは、互いに平行に配置され、かつ第１のキャリアフィルムと第３のキャリアフィルムとの間に第２のキャリアフィルムが配置されており、第１のキャリアフィルムの第１の面は第１の透明導電性コーティングでコーティングされ、第２のキャリアフィルムの第１の面は第２の透明導電性コーティングでコーティングされ、第１のキャリアフィルムの第１の面は第２のキャリアフィルムの第１の面に面しており、第２のキャリアフィルムの第２の面は第３の透明導電性コーティングでコーティングされ、第３のキャリアフィルムの第１の面は第４の透明導電性コーティングでコーティングされ、第２のキャリアフィルムの第２の面は第３のキャリアフィルムの第１の面に面している、少なくとも３つのキャリアフィルムと、第１のキャリアフィルムと第２のキャリアフィルムとの間に配置された第１の調光層と、第２のキャリアフィルムと第３のキャリアフィルムとの間に配置された第２の調光層と、を含む。
【０００７】
いくつかの実施形態では、ラミネートグレージングは、建築用または自動車用のグレージングであり得る。
【０００８】
ラミネートグレージングは、反射防止層や透明誘電体層をさらに含み得る。
【０００９】
透明誘電体層は、特に、少なくとも１つのキャリアフィルムと透明導電性コーティングとの間に配置され得る。
【００１０】
さらに、ラミネートグレージングは、懸濁粒子デバイス調光層を含み得る。いくつかの実施形態は、液晶調光層を含み得、これは、ポリマー分散液晶層またはポリマーネットワーク液晶層を含み得る。特定の実施形態は、エレクトロクロミック調光層を含み得る。
【００１１】
特定の実施形態では、調光層は異なるものであり得る。特定の実施形態は、懸濁粒子デバイスおよび液晶層を含み得、これは、特定の実施形態においては、ポリマー分散液晶層またはポリマーネットワーク液晶層を含み得る。
【００１２】
ラミネートグレージングの調光層は、第１および第２の電気的接続を含み得、これらは別々に制御され得る。さらに電気的接続は、オン状態、オフ状態、および部分的にオン状態、を提供するように可変であり得る。
【００１３】
さらなる実施形態では、調光層のいずれかまたは双方がセグメント化されていてもよく、透明導電性コーティングは、セグメンテーションを形成する削除部を含み得る。セグメントは、一方または双方の調光層に提供され得る。調光層の双方がセグメント化されている場合、セグメンテーションは同じでも異なっていてもよい。さらに、調光層のセグメントは、互いに電気的に絶縁され、電源に別々に接続され得る。
【００１４】
特定の実施形態では、中間フィルムは、ポリビニルブチラールを含み得る。
【００１５】
特定の実施態様では、第４のキャリアフィルムと、第３の調光層と、を提供し得る。第４のキャリアフィルムは、第３のキャリアフィルムに面し、第３のキャリアフィルムの第２の面が第５の透明導電性コーティングでコーティングされ、第４のキャリアフィルムの第１の面が第６の透明導電性コーティングでコーティングされ、第３のキャリアフィルムの第２の面が第４のキャリアフィルムの第１の面に面している。第３の調光層は、第３のキャリアフィルムと第４のキャリアフィルムとの間に配置されている。
【００１６】
ラミネートグレージングは、赤外線反射層をさらに含み得る。いくつかの実施形態では、赤外線反射層は、第１の透明導電性コーティングを含む透明導電性コーティングであり得る。
【００１７】
いくつかのさらなる実施形態では、キャリアフィルムのうちの２つは、偏光フィルムであり得、一方の偏光フィルムが他方の偏光フィルムの偏光角に対して９０°の偏光角を有する。これらの偏光フィルム間の調光層として液晶層が提供され得る。他の調光層としては、ポリマー分散液晶層あるいはポリマーネットワーク液晶層を含み得る。
【００１８】
本出願は、さらに層状材料を開示する。この層状材料は、互いに平行に配置され、かつ第１のキャリアフィルムと第３のキャリアフィルムとの間に第２のキャリアフィルムが配置されており、第１のキャリアフィルムの第１の面は第１の透明導電性コーティングでコーティングされ、第２のキャリアフィルムの第１の面は第２の透明導電性コーティングでコーティングされ、第１のキャリアフィルムの第１の面は第２のキャリアフィルムの第１の面に面しており、第２のキャリアフィルムの第２の面は第３の透明導電性コーティングでコーティングされ、第３のキャリアフィルムの第１の面は第４の透明導電性コーティングでコーティングされ、第２のキャリアフィルムの第２の面は第３のキャリアフィルムの第１の面に面している、少なくとも３つのキャリアフィルムと、第１のキャリアフィルムと第２のキャリアフィルムとの間に配置された第１の調光層と、第２のキャリアフィルムと第３のキャリアフィルムとの間に配置された第２の調光層と、を含む。
【００１９】
さらに、層状材料は、懸濁粒子デバイス調光層を含み得る。いくつかの実施形態は、液晶調光層を含み得、これは、ポリマー分散液晶層またはポリマーネットワーク液晶層を含み得る。特定の実施形態は、エレクトロクロミック調光層を含み得る。特定の実施形態は、懸濁粒子デバイスおよび液晶層を含み得、これは、特定の実施形態においては、ポリマー分散液晶層またはポリマーネットワーク液晶層を含み得る。
【００２０】
層状材料は、第１および第２の透明導電性コーティングを含み得、これらは同じであり得る。特に、このコーティングはインジウムスズ酸化物であり得る。さらなる実施形態は、複数のタイプの透明導電性コーティングを含み得る。特定の実施形態では、透明導電性コーティングは、赤外線反射層を含み得る。
【００２１】
層状材料のさらなる実施形態は、透明誘電体層を含み得る。いくつかの実施形態では、透明誘電体層は、キャリアフィルムと導電性コーティングとの間に配置され得る。
【００２２】
さらなる実施形態では、調光層のいずれかまたは双方がセグメント化されていてもよく、透明導電性コーティングは、セグメンテーションを形成する削除部を含み得る。セグメントは、一方または双方の調光層に提供され得る。調光層の双方がセグメント化されている場合、セグメンテーションは同じでも異なっていてもよい。さらに、調光層のセグメントは、互いに電気的に絶縁され、電源に別々に接続され得る。
【００２３】
さらに、ポリビニルブチラールを含む中間フィルムの間に層状材料が積層されていてもよく、これはさらにガラス基板の間に積層され得る。
【００２４】
特定の実施形態は、さらに、第４のキャリアフィルムと、第３の調光層と、を提供し得る。第４のキャリアフィルムは、上記第３のキャリアフィルムに面し、第３のキャリアフィルムの第２の面が第５の透明導電性コーティングでコーティングされ、第４のキャリアフィルムの第１の面が第６の透明導電性コーティングでコーティングされ、第３のキャリアフィルムの第２の面が第４のキャリアフィルムの第１の面に面している。第３の調光層は、第３のキャリアフィルムと第４のキャリアフィルムとの間に配置されている。
【００２５】
いくつかのさらなる実施形態では、キャリアフィルムのうちの２つは、偏光フィルムであり得、一方の偏光フィルムが他方の偏光フィルムの偏光角に対して９０°の偏光角を有する。これらの偏光フィルム間の調光層として液晶層が提供され得る。他の調光層としては、ポリマー分散液晶層あるいはポリマーネットワーク液晶層を含み得る。
【００２６】
本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、本開示の１つまたは複数の例示的な態様を示し、詳細な説明とともに、それらの原理および実施を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本開示の例示的な実施形態による、２つの調光層を有する積層スタックを含むラミネートガラスの断面図を示す。
【図２】本開示の例示的な実施形態による、ＳＰＤ−ＰＤＬＣフィルムを含むラミネートガラスの断面図を示す。
【図３】本開示の例示的な実施形態による、３つの調光層を含むラミネートガラスの断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
ここに開示されるのは、複数の機能層を有する多機能の調光フィルム、およびそのようなフィルムを有するガラス製品である。以下の説明では、説明の目的で、本開示の１つまたは複数の態様の完全な理解を促進するために特定の詳細が示されている。しかしながら、いくつかまたはすべての場合において、以下に説明される多くの態様が、以下に説明される特定の設計の詳細を採用することなく実施できることは明らかであり得る。
【００２９】
本開示の目的のために、ＰＤＬＣ、ＰＮＬＣ、ＳＰＤ、エレクトロクロミック、調光、あるいはキャリア、のフィルム、の「側」とは、その上に基板および／またはフィルム層が積み重ねられ得ることとなる、フィルムの表面ないし部分である。ここに開示されるフィルムは、「不透明」状態から「透明」状態に切り替わり得る。フィルムは、透明状態では、不透明状態よりも高い可視光透過率を有する。一部の光は不透明フィルムを透過することがあり得、また不透明フィルムには、乳白色ではない暗色のフィルムが含まれ得る。一部のフィルムでは、透明なオン状態の可視光透過率が１００％未満であり得る。さらに、フィルムは、不透明状態における可視光透明度と透明状態における可視光透明度との間の可視光透明度となる、少なくとも１つの部分的に不透明な状態を有し得る。可視光の透明度は、ＩＳＯ  ３５３８：１９９７、「道路車両−安全グレージング材料−光学特性の試験方法」によって特に決定され得る。
【００３０】
調光層ないしフィルムは、ポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）、ポリマーネットワーク液晶（ＰＮＬＣ）、懸濁粒子デバイス（ＳＰＤ）、またはエレクトロクロミックフィルム、を含む任意の適当な材料を含み得る。特に、ＳＰＤ材料は、液体中に懸濁された粒子を含み得る。ＳＰＤフィルムは、フィルム内に懸濁された粒子によって、オフ状態で色が暗い色となり得る。印加電圧の下のオン状態では、ＳＰＤフィルムは、透明あるいはオフ状態よりも透明であり得る。ＳＰＤフィルムに電流を流すと、粒子が整列し、光がフィルムを通過する。ＳＰＤフィルムを透過する光の量は、印加される電圧に依存し得る。従って、ＳＰＤフィルムをオン状態とするのに必要な電圧よりも低い電圧を印加することによって、部分的にオンの状態が達成され得る。
【００３１】
液晶調光フィルムは、オフ状態で不透明あるいは透明であり得る。液晶調光フィルムに電圧を印加すると、オン状態で、フィルムは、不透明から透明に、または透明から不透明に、切り替わり得る。透明度および不透明度の変化量は、フィルムに印加される電圧の量によって制御することができ、部分的にオンの状態が形成され得る。特に、フィルムの完全にオンの状態を提供するであろう電圧よりも低い電圧の印加によって、部分的にオンの状態が達成され得る。ＰＤＬＣおよびＰＮＬＣと同様に、ＳＰＤは、フィルムに印加される電圧に応じて、選択的に、オン、部分的にオン、またはオフの状態になり得る。
【００３２】
通常、ＰＤＬＣフィルムあるいはＰＮＬＣフィルムは、ディスプレイ画面として使用し得る乳白色の不透明な表面を提供し得るが、フィルムは光を完全には遮断しないことがあり得る。従って、一部の光は、不透明状態にあるＰＤＬＣフィルムないしＰＮＬＣフィルムを透過し得る。ＰＤＬＣフィルムないしＰＮＬＣフィルムがスクリーンとして使用される場合、フィルムを透過する光は望ましくないものとなり得る。この光は、フィルム表面上のディスプレイの視認性、およびフィルムディスプレイを使用しているユーザーの快適さ、を妨げ得る。ＰＤＬＣないしＰＮＬＣを透過する光を制限することは、太陽などの光源の干渉を制限するために、望ましいものとなり得る。ＳＰＤなどの調光層は、ＰＤＬＣないしＰＮＬＣディスプレイの背後に暗い面を提供し、液晶ディスプレイへの太陽光の影響を制限し得る。より暗い背景は、ＰＤＬＣないしＰＮＬＣディスプレイからの太陽光を遮り、液晶ディスプレイの視認体験が向上する。表示面を透過する光が減少すると、フィルム上に表示される画像のコントラストが向上し得る。
【００３３】
さらに、ＰＤＬＣないしＰＮＬＣディスプレイは方向性がない。従って、ＰＤＬＣないしＰＮＬＣディスプレイの上に投影された画像は、フィルムの反対側から視認し得る。ＳＰＤを含む暗くなった調光層は、一部の照明条件では、ＰＤＬＣないしＰＮＬＣディスプレイの反対側にある画像の視認性を低下させ得る。
【００３４】
調光機能を有するガラス製品は、２つのガラス基板の間に調光フィルムを設けることによって形成され得る。一般に、ＰＤＬＣ層、ＰＮＬＣ層、ＳＰＤ層、を含む調光層は、それぞれ２つのキャリアフィルムの間に構成される。キャリアフィルムは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムおよびポリカーボネートフィルムなどのポリマーフィルム、またはコーティングされたガラスシート、を含み得るが、これらには限定されない。透明導電性材料（インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を含むがこれらには限定されない）が、機能的調光層が当該透明導電性材料のコーティングに面するように、キャリアフィルム上にコーティングされ得る。このフィルム構造体は、２つの接着性ポリマー中間層（ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）またはエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）を含み得るが、これらに限定されない）の間に挟まれたものとなり得る。特に、ＰＶＢ調光フィルム構造体−ＰＶＢ層状材料は、２つのガラス基板の間に積層され得る。層状フィルムは、さらに、非ガラス材料の間での積層を含む、他の任意の適当な用途で使用され得る。
【００３５】
調光ディスプレイ画面に調光式の暗色の背景を提供するために、単一のラミネートガラスの中に、液晶調光フィルム（例えばＰＤＬＣ、ＰＮＬＣ、ＳＰＤフィルム）のような複数の調光機能フィルムを含めることが望ましいことがあり得る。上述のように、構造体内に複数の調光層が設けられる場合には、典型的には、各調光層は、構造体が調光層の各々に対して２つのキャリアフィルム（例えば、ＰＥＴフィルム）を含み得るように、ＰＥＴシートの間に別々に構成され得る。キャリアフィルムは、間に接着剤がなければ、ラミネートガラスの中で直接に一体にラミネートすることができない。従って、ＰＶＢなどの接着性ポリマー層が、調光フィルムのキャリアフィルムの間に含まれる必要がある。結果として、複数のポリマーシートおよび接着シートが、ラミネートの厚さの増加、望ましくないヘイズまたは光反射、ラミネート製品のコスト、を招来し得る。本開示の態様によれば、接着層およびキャリアフィルム層が、複数の機能層を有する多機能の調光複合フィルムを有する最終的なガラス製品の設計から削除され得る。このように、より少ない接着層およびキャリアフィルム層によって、より軽量の構造体が提供され得ることとなり、これにより、最終ガラス製品の潜在的な重量を低減し得る。さらに、複合フィルム構造は、ガラス製品の準備および積層中においてガラス基板間の中間層を整列させる際に、より少ない工程を必要とし得る。少なくともこれらの理由のために、単一のフィルムシート中に複数の機能的調光層を有するラミネートフィルムは、個別のフィルムに必要な追加の厚さよりも好ましいものとなり得る。このようなフィルムの１つは、単一のフィルム構造体の中に、ＰＤＬＣ機能層およびＳＰＤ機能層を含み得る。
【００３６】
複数の機能層を有するフィルムでは、各層が１つまたは複数の電源に別々に接続され得る。従って、ユーザは、各機能層のオン／オフ状態を独立して制御し得る。例えば、ＳＰＤ層およびＰＤＬＣ層ないしＰＮＬＣ層を有する構造体では、ユーザは、両方の層がオン状態、両方の層がオフ状態、一方の層がオン状態で他方の層がオフ状態、を選択し得る。いずれかまたは両方の機能層が、さらに部分的にオンの状態となり得る。ラミネートガラスは、両方の機能層が透明な状態にある場合、典型的なガラスのように見え得る。あるいは、ユーザは、プライバシーを高め、光透過を制限し、および／またはディスプレイ画面を提供するために、１つの機能層または両方の機能層を不透明に切り替え得る。調光層への電気的接続は、オンまたは部分的にオンの状態が達成され得るように、可変電圧接続を有し得る。電気的接続は、調光層を囲む導電性コーティングの各々にに貼り付けられたバスバーおよびコネクタを含み得、コネクタが電源に接続され得る。調光層の各々に対する電源は同じであっても異なっていてもよく、各電源は、調光フィルムに可変電圧を提供するように構成され得、この場合、ユーザーは、所望の調光機能に対応する印加電圧を決定し得る。
【００３７】
図２は、本開示の態様による、単一の中間フィルム内に２つの機能層、ＳＰＤ２２０およびＰＤＬＣ２３０、を有する曲げラミネートガラス１００を示している。図１に示すように、フィルム１０４は、少なくとも３つのキャリアフィルム２０３，２０６を含み得る。特定の実施形態では、外側キャリアフィルム２０３は、それぞれ、調光機能層２０５に面する内側面が導電性材料２０４でコーティングされ得、いくつかの実施形態では調光機能層２０５はＳＰＤまたはＰＤＬＣを含み得る。内側キャリアフィルム２０６は、調光層２０５の間に配置され得、このキャリアフィルム２０６の両側が導電性材料２０４でコーティングされ得る。従って、調光層２０５の各々は、隣接するキャリアフィルム２０３，２０６にコーティングされた導電性材料２０４によって囲まれ得る。ＳＰＤ−ＰＤＬＣフィルム、あるいは他のマルチ調光フィルム１０４は、さらに、ＰＶＢを含み得る中間接着性ポリマーフィルム１０３，１０５の間に挟まれ得る。ラミネートガラス１００を形成するように、ガラス基板５０２，５０５が接着性フィルム１０３，１０５の外側に配置され得る。調光層２０５がＳＰＤおよびＰＤＬＣを含む場合、ＳＰＤ層２２０は、好ましくは、ＰＤＬＣ２３０とラミネートガラス１００の外側面との間に配置され得る。例えば、車両の窓において、ＰＤＬＣ層２３０は、ＳＰＤ層２２０よりも車内に近くに配置され得る。車両の窓としては、サイドウィンドウ、サンルーフ、ウインドシールド、バックウィンドウ、を含む任意の適当な窓を含み得る。ここに開示されるフィルムおよびラミネートガラス製品は、さらに、建築用グレージングにおいて使用し得る。
【００３８】
透明導電性材料２０４は、キャリアフィルム２０３，２０６をコーティングして透明導電層を形成するのに適した任意の材料であり得る。透明導電性材料２０４は、限定するものではないが、有機導電性ポリマー、透明導電性酸化物、透明導電性非酸化物、を含み得る。有機導電性ポリマーには、限定するものではないが、ポリチオフェン（ＰＥＤＯＴなど）、ポリピロール、ポリアニリンが含まれ得る。透明導電性酸化物には、限定するものではないが、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッ素スズ酸化物（ＦＴＯ）、アルミニウム酸化亜鉛（ＡＺＯ）、インジウムガリウム酸化亜鉛（ＩＧＺＯ）、が含まれ得る。透明導電性非酸化物には、限定するものではないが、グラフェン、カーボンナノチューブ、銀ナノワイヤー（ＡｇＮＷ）、が含まれ得る。
【００３９】
ＳＰＤ層２２０に隣接する透明導電性材料２０４は、ＰＤＬＣ層２３０に隣接する透明導電性材料２０４と同じであってもよく異なっていてもよい。機能的調光層２０５は、単一の多機能フィルム１０４内で、同じまたは異なる導電層２０４によって挟まれ得る。
【００４０】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数の調光層がセグメント化され得る。セグメント化された調光層は、セグメントを定義する削除部を有する透明導電性層の間に配置され得る。セグメントは、互いに独立して電気的に制御され得るように、互いに電気的に絶縁され得る。調光層における各セグメントは、電源に個別に接続され得る。フィルム内で複数の調光層がセグメント化されている場合、セグメンテーションは、同じパターンあるいは異なるパターンを有するものとし得る。調光層がセグメント化されている場合、調光層を囲む透明導電層は、それぞれ、所望のセグメンテーションパターンでエッチングされ得る。
【００４１】
さらなる実施形態では、透明誘電体層が、透明導電層２０４とキャリアフィルム２０３，２０６との間にコーティングされ得る。透明誘電体層は、反射率整合（ＩＭ）層あるいはパッシベーション層であり得る。ＩＭ層は、無機または有機の低反射率層、高反射率層、またはそれらの組み合わせを含み得る。透明誘電体層は、限定するものではないが、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａ１、Ｚｒ、の酸化物、窒化物ないし酸窒化物のいずれか１つ、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【００４２】
さらに、反射防止層が、開示された層状の調光フィルム１０４を有する構造体に含まれ得る。反射防止層は、構造体内の任意の適当な層の反射率を低下させ得る。特に、反射防止層は、好ましくは、透明導電性材料２０４からの反射を制限し得る。いくつかの実施形態では、反射ＩＭ層、パッシベーション層、または反射防止層の材料は、同じであり得る。さらに、反射防止層は、スクリーン表面の前方のガラスなどの基板からのグレアを防止するために、スクリーンとして使用されるフィルム１０４の前方の基板上に提供され得る。反射防止層は、特定の実施形態では、少なくとも１つのキャリアフィルム２０３，２０６および／またはガラス基板５０２，５０５の上に含まれ得る。いくつかの実施形態では、反射防止層は、透明導電性コーティング２０４の反射率が低下するように、少なくとも１つのキャリアフィルム２０３，２０６と透明導電性コーティング２０４との間にあり得る。反射防止フィルムないしコーティングは、透明導電性コーティング２０４のいくつかまたはすべてに適用され得る。
【００４３】
いくつかの実施形態では、ラミネートガラス構造体は、赤外線反射（ＩＲＲ）層を含み得る。ＩＲＲ層は、フィルムまたはガラスシートを含むグレージングの任意の適当な面の上に提供され得るコーティングを含み得る。特定の実施形態では、ＩＲＲ層は、調光フィルム内に提供され得る。特に、ＩＲＲ層はまた、調光フィルム内の透明導電層がＩＲＲ特性を有し得るように、導電性材料であり得る。好ましくは、ＩＲＲ層は、積層フィルムの調光層と外側へ面したガラスシートとの間にある。ＩＲＲ層は、赤外線が調光フィルム内の調光材料層に到達する前に赤外光を反射し得、調光材料が赤外線に晒されるのを制限し得る。ＩＲＲコーティングは、複数の層を含み得、任意の適当な機能性材料を含み得る。いくつかの実施形態では、ＩＲＲコーティングは、銀、金、銅、などの金属、あるいは非金属、である少なくとも１つの機能層を含み得る。好ましくは、ＩＲＲコーティングは、銀である少なくとも１つの機能層を含む。
【００４４】
本開示の態様によれば、ＳＰＤ層および液晶調光層を含み得る調光層２０５のオン・オフ状態を制御する電力を提供するために、バスバーが、ラミネートガラス１００の透明導電性材料２０４上に提供され得る。一実施形態では、図１を参照すると、各外側キャリアフィルム２０３および内側キャリアフィルム２０６の上の透明導電層２０４の各々の上に、バスバーが提供され得る。個別の電源が、第１の調光層２０５および第２の調光層２０５に提供され得、これらは、ＳＰＤ層２２０および液晶調光層２３０を含み得、ユーザは、調光層２０５の一方または双方を、オン状態、オフ状態、部分的なオン状態、に制御することを選択し得る。電源は、各調光層２０５に対して同じであってもよく異なっていてもよい。ＳＰＤ２２０と液晶２３０の調光層に加えられる電力の量を変えることにより、部分的なオン状態を提供するように層を透過する光を変化させ得る。オン状態を提供するために各層に提供される電力の量は、各機能層に対して同じであってもよく異なっていてもよい。
【００４５】
任意の適当な調光材料が、ここに開示される構造体に使用され得る。例えば、調光材料は、１つまたは複数のタイプの調光材料の任意の組み合わせとして、任意のポリマー分散液晶、ポリマーネットワーク液晶、懸濁粒子デバイス、エレクトロクロミックフィルム、を含み得る。ここに開示される層状材料は、材料の単一のスタック内に、１つまたは複数のタイプの調光材料を含み得る。例えば、層状材料の実施形態は、ＳＰＤおよびＰＤＬＣ層、あるいはＰＤＬＣ層およびエレクトロクロミック層を含み得る。さらなる実施形態は、３つ以上の調光材料を含み得る。任意の数のキャリアフィルム、透明導電性コーティング、調光層、が層状フィルム内に積み重ねられ得る。
【００４６】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数のキャリアフィルムが偏光層であり得る。偏光層は、偏光子複合物と、ポリマーフィルムを含み得るフィルムまたはガラスシートと、を含み得る。特に、多機能調光フィルムの外側キャリアフィルム２０３および内側キャリアフィルム２０６が偏光層であり得、ここで、構造体内で偏光層の一方が他方の偏光層に対して９０°の偏光角を有する。液晶層は、調光層として偏光層の間に配置され得、液晶層に面する偏光層上に透明導電性コーティングが提供される。オフ状態では、各偏光層の偏光角が互いに直角であると光が各偏光層を通過しないものとなり得るため、偏光層とその間の液晶層によって黒色ないし暗い面が提供され得、これは、ディスプレイ面の背景として適したものとなり得る。黒色ないし暗い状態は、また、必要な場合、プライバシーを提供し得る。オン状態では、液晶は、偏光層が互いに９０°にある場合でも、光が両方の偏光層を透過し得るように、通過する光の経路を変更し得る。光は、第１の偏光層を通過し、第２の偏光層をさらに通過するように液晶層で偏光が変化し得る。特定の例では、内側偏光フィルムは、両側が透明導電性コーティングでコーティングされており、この内側偏光フィルムはポリマー分散液晶ないしポリマーネットワーク液晶層に隣接する。ポリマー分散液晶ないしポリマーネットワーク液晶層に隣接する外側キャリアフィルムは、非偏光キャリアフィルムであり得る。従って、偏光フィルムを有する多機能調光フィルムは、透明導電性コーティングを有する第１の非偏光キャリアフィルムと、ポリマー分散液晶ないしポリマーネットワーク液晶層と、両側が透明導電性コーティングでコーティングされた偏光フィルムと、液晶層と、液晶層に面して透明導電性コーティングでコーティングされた偏光フィルムと、を含み得る。
【００４７】
図３に示すように、本開示によれば、３つの調光層が単一のラミネートの中に形成され得る。ラミネートガラス基板５０２，５０５は、調光フィルム１０４を囲む２つのポリマー接着層１０３，１０５を囲んでいる。調光フィルムは、任意の数の調光層２０５を含んでいてよく、これは、任意の適当な材料であり得る。調光フィルム１０４の中の調光層２０５は、同じものであってもよく異なっていてもよい。図示の調光フィルム１０４では、２つの外側キャリアフィルム２０３がポリマー接着層１０３，１０５に面し、反対側が透明導電性コーティング２０４でコーティングされており、キャリアフィルム２０３の透明導電性コーティング２０４を有する側が調光層２０５に面している。調光層２０５の間には、透明導電性コーティング２０４が調光層２０５に面するように、両側に透明導電性コーティング２０４がコーティングされたキャリアフィルム２０６がある。キャリアフィルム２０３，２０６は、ポリマーフィルムを含み得る。特定の実施形態は、互いに平行な第１、第２、第３、第４のキャリアフィルム２０３、２０６を含み得、これらは、互いに向かい合うキャリアフィルムの面上に透明導電性コーティング２０４を有する。この実施形態では、３つの調光層２０５が、キャリアフィルム２０３、２０６と透明導電性コーティング２０４との間に提供され得る。例えば、ディスプレイとして使用し得る液晶層は、液晶層の各々の側のＳＰＤ層によって形成され得る。使用しないとき、不透明な液晶層の乳白色をマスクし得るＳＰＤ層を含めることが望ましいものとなり得る。そして、ＳＰＤは、必要なときに透明状態に切り替えられ得る。そのような実施形態に従って、少なくとも２つの調光層の任意の組み合わせが形成され得る。
【００４８】
本開示の上記の説明は、当業者が本開示を作成または使用することを可能にするために提供されている。本開示に対する種々の修正は、当業者には容易に明らかであり、本明細書に規定される共通の原理は、本開示の精神または範囲から逸脱することなく、他の変形に適用され得る。さらに、図面に関連する上記の説明は、例を説明するものであり、実施され得る唯一の例または特許請求の範囲内にある唯一の例を表すものではない。
【００４９】
さらに、記載された態様および／または実施形態の要素は単数形で説明またはクレームされ得るが、単数形への限定が明示的に述べられていない限り、複数形も含まれる。さらに、特に明記しない限り、任意の態様および／または実施形態のすべてまたは一部を、他の任意の態様および／または実施形態のすべてまたは一部と共に利用することができる。従って、本開示は、本明細書で説明される例および設計に限定されず、本明細書で開示される原理および新規の特徴に一致する最も広い範囲が与えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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