(57)【要約】  エネルギー効率の良い薄膜が提供される。薄膜は、第１の透明な基板、第２の透明な基板、第１の透明な基板と第２の透明な基板との間に提供される液晶層、及び液晶層の外側端部上に提供されるガスケットを含む。ガスケットはまた、第１の透明な基板及び第２の透明な基板の外側端部上に提供される。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の透明な基板；
第２の透明な基板；
前記第１の透明な基板と前記第２の透明な基板との間に提供される液晶層；及び
前記液晶層の外側端部上に提供されるガスケットを備える、薄膜。
【請求項２】
前記第１の透明な基板と前記液晶層との間に提供される第１の透明な伝導層；及び
前記第２の透明な基板と前記液晶層との間に提供される第２の透明な伝導層を更に備える、請求項１に記載の薄膜。
【請求項３】
前記ガスケットはまた、前記第１の透明な基板及び前記第２の透明な基板の外側端部上に提供される、請求項１に記載の薄膜。
【請求項４】
ガスケットはまた、前記第１の透明な基板、前記第２の透明な基板、前記第１の透明な伝導層、及び前記第２の透明な伝導層の外側端部上に提供される、請求項２に記載の薄膜。
【請求項５】
前記ガスケットは、接着剤であり、かつ複数の間隔部材を備える、請求項１に記載の薄膜。
【請求項６】
赤外線（ＩＲ）反射層又は紫外線（ＵＶ）反射層のうちの少なくとも１つを更に備える、請求項１に記載の薄膜。
【請求項７】
少なくとも１つの偏光層を更に備える、請求項１に記載の薄膜。
【請求項８】
前記液晶層と前記第１の透明な伝導層との間、又は前記液晶層と前記第２の透明な伝導層との間に配置されるポリアミド層を更に備える、請求項２に記載の薄膜。
【請求項９】
前記第１及び第２の透明な基板は、曲がった表面に順応するために、実質的に柔軟である、請求項１に記載の薄膜。
【請求項１０】
前記液晶層は、液晶材料及び複数の間隔部材を備える、請求項１に記載の薄膜。
【請求項１１】
前記間隔部材は、直径が前記液晶層の高さを画定するように配置される複数のロッドである、請求項１０に記載の薄膜。
【請求項１２】
前記間隔部材は、ロッド、粘着性のボール、又はナノ構造体のうちの少なくとも１つを備える、請求項１０に記載の薄膜。
【請求項１３】
前記間隔部材は、近似的に前記液晶層の１０から２０パーセントの体積を占める、請求項１０に記載の薄膜。
【請求項１４】
ガラス窓；並びに
１以上の薄膜であって、各々の薄膜は接着層によって隣接する薄膜に固定される、１以上の薄膜を備え、かつ各々の薄膜は：
第１の透明な基板；
第２の透明な基板；
前記第１の透明な基板と前記第２の透明な基板との間に提供される液晶層；及び
前記液晶層の外側端部上に提供されるガスケットを備える、ガラスパネル。
【請求項１５】
前記ガラス窓は曲げられ、かつ前記第１及び第２の透明な基板は、曲げられた前記窓ガラスに順応するために実質的に柔軟である、請求項１４に記載のガラスパネル。
【請求項１６】
前記ガラス窓は、建物の窓に使用されるガラス、ドアに使用されるガラス、天窓に使用されるガラス、自動車のガラス、航空機で使用されるガラス、及び船舶のガラスから成る群から選択されるガラスを備える、請求項１４に記載のガラスパネル。
【請求項１７】
薄膜を準備する方法であって：
ａ）第１の透明な基板を提供すること；
ｂ）ガスケットを前記第１の透明な基板の外側端部の部分上に配置すること；
ｃ）液晶層を、前記第１の透明な基板上で、かつ前記ガスケットによって形成される境界の範囲内に配置すること；
ｄ）第２の透明な基板を、前記液晶層上で、かつ前記ガスケットによって形成される境界の範囲内に位置決めすること；及び
ｅ）前記ガスケットの範囲内で接着剤を硬化させることを含む、方法。
【請求項１８】
前記薄膜上に付加的な層を配置することを更に含み、前記付加的な層は、防護層、赤外線（ＩＲ）反射層、紫外線（ＵＶ）反射層、及び偏光層から成る群から選択される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記液晶層を配置することは、前記第１の透明な基板上に、液晶材料及び間隔部材の混合物をスプレーすることを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
薄膜を準備する方法であって：
ａ）第１の透明な基板を提供すること；
ｂ）ガスケットを、前記第１の透明な基板の外側端部に隣接する第１の透明な基板の上端面上に配置すること；
ｃ）液晶層を、前記第１の透明な基板上で、かつ前記ガスケットによって形成される境界の範囲内に配置すること；
ｄ）第２の透明な基板を、前記液晶層及び前記ガスケット上に位置決めすること；及び
ｅ）前記ガスケットの範囲内で接着剤を硬化させることを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
この出願は、本明細書の中において参照されることによって全体の内容が組み込まれる、２０１２年１１月２１日に出願された米国仮特許出願番号６１／７２９，１６６の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
最も普通のエネルギー効率の良くない乗り物及び建物の窓は、容易に熱を伝導する単一の窓ガラスを使用する。
普通の窓は、（１）ガラスを通る直接的な伝導、伝達、及び放射による太陽エネルギー以外の熱利得；（２）放射の形における太陽エネルギーの熱利得；及び（３）ガラスを通る通気及び浸入の両方からの空気の流れによって、エネルギーを伝達する。
乗り物及び建物の中への熱の侵入を制御する、増加されたエネルギー利得を有する購入可能な窓の技術がまた存在する。
エネルギー効率の良い窓の１つのタイプは、複数の窓ガラスの間の隙間を隔離することによって熱伝達を最小化するガラスの、例えば、２重、３重、又は４重の窓ガラスなどの、多重窓ガラスを有する。
隔離される隙間がクリプトン又はアルゴンなどの有害でないガスで満たされる場合、及び低伝導率を有する窓ガラスの間隔部材が複数の窓ガラスの間で使用される場合、効率はさらに増加される。
ガラスを通る熱伝達を低減させる別のやり方は、低放射率、又は低放射率の被覆をガラス表面に適用することである。
低放射率の被覆は、典型的には、外側の窓ガラスに適用される極めて薄い金属又は金属酸化物の層である。
低放射率の被覆は、放射がガラスを通過することを妨げる。
低放射率の被覆はまた、太陽光を反射することによって夏に建物をより涼しく保つ。
冬において、内側の窓ガラス上の低放射率の被覆は、熱が逃げることを妨げることによって内側の温度を維持する。
ガラスを通る熱伝達を低減する他のやり方は、色付け、染色、又はガラスに貼られる反射性薄膜の適用を含む。
関連技術のエネルギー効率の良い窓及びエネルギー効率の評定は、米国エネルギー省出版の１９９７年１月ＤＯＥ／ＧＯ‐ＤＥ‐ＡＣ０３‐７６ＳＦ０００９８  ＰＵＢ‐７８８、「Ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ  Ｗｉｎｄｏｗｓ  ｆｏｒ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ」の中で説明されている。
【０００３】
窓を通る熱利得は、典型的には、Ｕ‐要素、Ｒ‐値、太陽エネルギー熱利得係数（ＳＨＧＣ）、及び可視光線透過率（ＶＴ又はＶＬＴ）などの、エネルギー性能特性によって測定される。
低放射率の被覆は、寒い天候の間に熱を反射して家の中へ戻し、かつ暖かい天候の間に熱を反射して外側へ戻し、かつ窓のＵ‐要素をより低くするが、断熱することにおいて多重窓ガラスと同じ程度に効率的ではない。
多重窓ガラスは、長い時間にわたる、ガスを封じ込めることにおける損失、及び低減されたエネルギー効率の問題に晒される。
色付け、染色、又は反射窓は、部屋の中へ促される光の量において限定される（可視光線透過率）。
色が付けられた窓の薄膜は、明るい太陽光の日にはユーザによって望まれる一方で、曇りの日及び夕刻には望まれない。
色が付けられた窓はまた、建築学的見地から多くの用途において望ましくない。
【０００４】
従って、太陽の放射エネルギーを遮断し、かつ熱エネルギー伝達に対抗して封じ込める一方で、入射可視光強度の最大の割り合いを伝達する、熱効率が良い窓の薄膜及び窓を提供することが有利である。
冬の間には熱利得を最大化する太陽エネルギーの熱利得係数を有する、寒い天候に対する窓の薄膜及び窓を提供することがまた有利であり、Ｕ‐要素は熱伝達を低減し、かつ優れた光伝達のために高い可視光線透過率を有する。
加えて、通常の窓に適用され得る薄膜を提供し、それによって窓をエネルギー効率の良い窓へ変換することが有利である。
更に、平面でない表面を受け入れるように曲がることができる、柔軟な薄膜が有利である。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の一側面に従って、薄膜が提供される。
薄膜は、第１の透明な基板、第２の透明な基板、第１の透明な基板と第２の透明な基板との間に提供される液晶層、及び液晶層の外側端部上に提供されるガスケットを含む。
ガスケットはまた、第１の透明な基板及び第２の透明な基板の外側端部上に提供される。
【０００６】
薄膜はまた、第１の透明な基板と液晶層との間に提供される第１の透明な伝導層、及び第２の透明な基板と液晶層との間に提供される第２の透明な伝導層を含み得る。
この実施形態において、ガスケットはまた、第１の透明な基板、第２の透明な基板、第１の透明な伝導層、及び第２の透明な伝導層の外側端部上に提供され得る。
ガスケットは接着剤であり得、かつガスケットは複数の間隔部材を含み得る。
【０００７】
薄膜はまた、赤外線（ＩＲ）反射層又は紫外線（ＵＶ）反射層を含み得る。
更に、薄膜はまた、少なくとも１つの偏光層を含み得る。
加えて、薄膜はまた、液晶層と第１の透明な伝導層との間、又は液晶層と第２の透明な伝導層との間に配置されるポリアミド層を含み得る。
第１及び第２の透明な基板は、曲面に順応するために実質的に柔軟であり得る。
【０００８】
液晶層は、液晶材料及び複数の間隔部材を含み得る。
間隔部材は、直径が液晶層の高さを画定するように配置されるロッドであり得る。
代替的に、間隔部材は、ロッド、粘着性のボール、及び／又はナノ構造体を含み得る。
間隔部材は、体積において、液晶層の近似的に１０から２０パーセントを占め得る。
【０００９】
本発明の別の側面に従って、ガラスパネルが提供される。
ガラスパネルは、１枚の窓ガラス及び１以上の薄膜を含む。
各々の薄膜は、接着層によって隣接する薄膜に固定される。
各々の薄膜は、第１の透明な基板、第２の透明な基板、第１の透明な基板と第２の透明な基板との間に提供される液晶層、及び液晶層の外側端部上に提供されるガスケットを含む。
【００１０】
ガラス窓は曲面であってもよく、かつ第１及び第２の透明な基板は、曲がったガラス窓に順応するために実質的に柔軟であり得る。
ガラス窓は、建物の中で使用されるガラス、ドアで使用されるガラス、天窓で使用されるガラス、自動車のガラス、航空機で使用されるガラス、船舶のガラス、及び／又は内側空間と外側空間との間の遮蔽を生成するために使用される任意の他のガラスを含み得る。
【００１１】
本発明の別の側面に従って、薄膜を準備する方法が提供される。
方法は：
ａ）第１の透明な基板を提供すること；
ｂ）ガスケットを第１の透明な基板の外側端部の部分上に配置すること；
ｃ）液晶層を、第１の透明な基板上で、かつガスケットによって形成される境界の範囲内に配置すること；
ｄ）第２の透明な基板を、液晶層上で、かつガスケットによって形成される境界の範囲内に位置決めすること；及び
ｅ）ガスケットの範囲内で接着剤を硬化させることを含む。
【００１２】
方法はまた、薄膜上に付加的な層を配置することを含み得る。
付加的な層は、防護層、ＩＲ反射層、ＵＶ反射層、及び／又は偏光層であり得る。
液晶層は、液晶材料と間隔部材との混合物を第１の透明な基板上にスプレーすることによって配置され得る。
本発明の別の側面に従って、薄膜を準備する別の方法が提供される。
方法は：
ａ）第１の透明な基板を提供すること；
ｂ）ガスケットを、第１の透明な基板の外側端部に隣接する第１の透明な基板の上端面上に配置すること；
ｃ）液晶層を、第１の透明な基板上で、かつガスケットによって形成される境界の範囲内に配置すること；
ｄ）第２の透明な基板を、液晶層及びガスケット上に位置決めすること；及び
ｅ）ガスケットの範囲内で接着剤を硬化させることを含む。
【００１３】
本発明の他の目的、利点、及び新規な特徴は、添付の図面と併せて考慮された場合に、以下の本発明の詳細な説明から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による、エネルギー効率の良い窓の薄膜の断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａにおいて示されるエネルギー効率の良い窓の薄膜の上面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ａにおいて示されるエネルギー効率の良い窓の薄膜の範囲内の液晶層の断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、エネルギー効率の良い窓の薄膜の別の実施形態の断面図である。
【図２】本発明の別の実施形態による、エネルギー効率の良い窓の薄膜の断面図である。
【図３】本発明の別の実施形態による、多重層のエネルギー効率の良い窓の薄膜の断面図である。
【図４Ａ】本発明の別の実施形態による、単一のエネルギー効率の良い薄膜を有するエネルギー効率の良いガラスパネルの断面図である。
【図４Ｂ】本発明の別の実施形態による、接着層によって接続された２つのエネルギー効率の良い薄膜を有するエネルギー効率の良いガラスパネルの断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態による、エネルギー効率の良い窓の断面図である。
【図６Ａ】本発明の別の実施形態による、エネルギー効率の良い窓の断面図である。
【図６Ｂ】本発明の別の実施形態による、エネルギー効率の良い窓の断面図である。
【図７】本発明の別の実施形態による、多重層のエネルギー効率の良い薄膜を含むエネルギー効率の良い窓の断面図である。
【図８】本発明の別の実施形態による、エネルギー効率の良い窓の薄膜の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態に従って、表面に適用されるエネルギー効率の良い薄膜が提供される。
エネルギー効率の良い薄膜は、窓、ドア、天窓、自動車のガラス、航空機で使用されるガラス、又は任意の他のガラス表面に適用され得る。
例えば、エネルギー効率の良い薄膜は、断熱、並びに赤外線（ＩＲ）放射及び／又は紫外線ＵＶ放射からの防護を必要とする、ガラスに適用され得る。
エネルギー効率の良い薄膜は、乗り物又は建物の中へ又は外への熱の伝達に対する遮蔽手段として機能し得る。
更に、エネルギー効率の良い薄膜は、断熱性を提供するために、金属又は乾式工法の壁などの任意の他の表面に適用され得る。
エネルギー効率の良い薄膜の断熱特性は、以下に詳細に議論されるように、薄膜を構築することにおいて使用される材料及び構築方法に由来する。
【００１６】
本発明の実施形態によるエネルギー効率の良い薄膜は、柔軟であり得、かつ通常の窓の表面上に適用され得る。
エネルギー効率の良い薄膜はまた、耐久性があり、かつ乗り物の窓に適用され得るように十分に薄い。
幾つかの実施形態において、エネルギー効率の良い薄膜は、薄膜及び窓に対する損傷を妨げるために、衝撃吸収層及び／又は防護層を含む。
エネルギー効率の良い薄膜はまた、自動車のフロントガラスなどの積層窓と同じ特性を有するように、通常の窓ガラスを変換するために、安全層を提供するように形成され得る。
【００１７】
透明なエネルギー効率の良い薄膜は、第１及び第２の実質的に柔軟で透明な封じ込められた薄膜、及び液晶層などの１以上の断熱層を含む。
薄膜は、１以上のＩＲ及び／又はＵＶの反射又は吸収層を含み得る。
エネルギー効率の良い薄膜は、建物又は乗り物の通常の窓ガラスなどの、既に設置された窓パネル上に適用され得る。
エネルギー効率の良い薄膜は、２つの窓パネル又は窓ガラスの間にサンドウィッチされる必要はない。
幾つかの実施形態において、薄膜は自立し得る。
【００１８】
本明細書の中において使用されるように、以下の用語は以下の意味を有する。
「Ｒ‐値」は、熱伝導に対する窓、ドア、又は天窓の抵抗を意味し、かつＵ‐要素の逆数である（すなわち、Ｒ‐値＝１／Ｕ‐要素）。
Ｒ‐値がより高くなれば、窓、ドア、又は天窓のエネルギー効率はより良くなる。
「Ｕ‐要素」は、窓、ドア、又は天窓が太陽エネルギー以外の熱流を伝導する比率である。
それは、通常は、Ｂｔｕ／ｈｒ‐ｆｔ２‐°Ｆという単位の中で表現される。Ｕ‐要素がより低くなれば、窓、ドア、又は天窓のエネルギー効率はより良くなる。
「太陽エネルギー熱利得係数」（ＳＨＧＣ）は、窓、ドア、又は天窓を通ることを認められた太陽エネルギーの放射の割合であり、直接的に伝達されるか及び／又は吸収されるかのいずれかであり、かつ内側空間の熱としてその後に解放される。
ＳＨＧＣがより低ければ、より少ない太陽エネルギーの熱が伝達され、かつ日よけ能力がより大きくなる。
高いＳＨＧＣの比率は、冬の間に太陽エネルギーの熱を収集することにおいてより効果的である。
低いＳＨＧＣの比率は、太陽からの熱利得を遮断することによって、夏の間に冷却の負荷を低減することにおいてより効果的である。
「透明な基板」は、高い可視光線透過率（ＶＴ又はＶＬＴ）を有する基板である。
「可視透過率」（ＶＴ）又は「可視光線透過率」（ＶＬＴ）は、窓ガラスを通過するスペクトルのうちの可視部分における光の量である。
より高いＶＴは、内部空間により多くの日光が存在することを意味する。
窓ガラスのＶＴは、被覆されていない無色透明のクリアガラスに対する９０パーセント以上から、窓ガラス上の高い反射薄膜に対する１０パーセント未満までにわたる。
【００１９】
図は縮尺通りに描かれておらず、かつその中の構成要素の相対的な割合を示すものとして解釈されるべきでない。
今や図１Ａを参照すると、薄膜１００を通して内側空間に入る放射を最小化するためのエネルギー効率の良い薄膜１００が提供される。
薄膜１００は、第１の透明な基板１０４及び第１の透明な伝導層１０６を有する第１の透明層１０２を含み、第１の透明な伝導層１０６は、第１の透明な基板１０４の１つの表面上に配置される。
液晶層１０８は、第１の透明層１０２を成形するために第１の透明な伝導層１０６の上端上に位置決めされる。
第２の透明な基板１１４及び第２の透明な伝導層１１２を有する第２の透明層１１０は、第１の透明層１０２の上端上に配置される。
しかしながら、第１及び第２の透明な伝導層１０６、１１２は、必要ではなく、かつ図１Ａの中において示される薄膜１００から省略されてもよい。
【００２０】
第１及び第２の透明な基板１０４、１１４のうちの各々は、曲がった窓、特に曲がった自動車の窓などの曲がった面に順応するために十分な柔軟性を有する、好ましくは実質的に柔軟なポリマーである透明ベースの薄膜である。
透明ベースの薄膜は、好ましくは、８０パーセント以上などの高い可視光線透過率を有する。
適切な透明ベースの薄膜の実施例は、ポリエステル、トリアセテート、又はポリカーボネートなどの、ポリエチレン薄膜及び他のポリマー薄膜を含む。
透明ベースの薄膜の１つの実施例は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）である。
【００２１】
随意の第１及び第２の透明な伝導層１０６、１１２は、例えば、インジウムスズ酸化物などの透明な金属酸化物、又は酸化亜鉛などの他の酸化層を含み得、それらは薄膜１００のエネルギー効率を高める。
透明な伝導層１０６、１１２に対する材料の他の実施例は、グラフェンの１以上の層、ＰＰＧインダストリーから購入が可能なＳｏｌａｒｂａｎ（登録商標）製品などの、低放射率の被覆、及び当業者に知られている他の低放射率の被覆を含む。
【００２２】
図１Ａの中において示されるように、ガスケット１０５が、複数の層１０４、１０６、１０８、１１２、及び１１４の外側端部上に配置されている。
図１Ｂは、図１Ａの中において示される薄膜１００の上面図を示している。
図１Ｂの中において示されるように、ガスケット１０５は、薄膜１００の外側周囲を形成する。
ガスケット１０５は、圧力に敏感な接着剤、熱に敏感な接着剤、湿度に敏感な接着剤、又はＵＶで硬化する接着剤、などの接着剤である。
ガスケット１０５は、薄膜１００を密封し、薄膜１００に対して構造的な支持を提供し、かつ複数の層１０４、１０６、１０８、１１２、及び１１４の望ましい配置及び間隔を維持する。
ガスケット１０５は、以下に更に詳細に議論されるように、ロッド、粘着性のボール、又はナノ構造体などの間隔部材を含み得る。
薄膜１００の構造を維持するために、複数の層１０４、１０６、１０８、１１２、及び１１４の厚さが減少する場合に、間隔部材を含むことが有利であり得る。
【００２３】
図１Ｃの中において示されるように、液晶層１０８はまた、間隔部材１０７を含み得る。
図１Ｃの中において示される実施形態において、間隔部材１０７は、第１の透明な伝導層１０６と第２の透明な伝導層１１２との間の一様な間隔を維持するために、それらの側面上に横たわるロッドである。
この実施形態において、ロッドの直径は、第１の透明な伝導層１０６と第２の透明な伝導層１１２との間の間隔（すなわち、液晶層１０８の厚さ）を決定する。
間隔部材１０７は、体積において液晶層の近似的に１０から２０パーセントを占め得、一方、液晶層１０８のうちの残りは液晶材料１０９によって占められる。
間隔部材１０７は、粘着性の間隔部材（例えば、接着剤を伴うセラミック構造体）、ロッド（例えば、ガラス又はシリコンのロッド）、又はナノ構造体であり得る。
粘着性の間隔部材は、球形状を有し得、かつ接着剤によって被覆され得る。
例えば、液晶材料１０９は、様々な電気光学材料を含み得る。
例えば、液晶材料１０９は、Ｅ７、高分子液晶などの液晶、又は非線形光材料などの他の光学材料を含み得る。
【００２４】
今度は図１Ｄを参照すると、図１Ａの中において示された薄膜１００の別の実施形態が示される。
図１Ｄにおいて示されるように、薄膜１００は、１以上のポリアミド層１１７を含み得る。
例えば、ポリアミド層１１７は、透明な伝導層１０６の上端上、又は任意の他の適切な位置に配置され得る。
ポリアミド層１１７の配置の後に、ポリアミド層１１７は熱を用いて硬化され得る。
ポリアミド層１１７は、ポリアミド層１１７内のポリマーが薄膜１００に入射された熱のうちのいくらかを吸収するので、薄膜１００に対して高められた熱的特性を与える。
従って、液晶層１０８に到達する熱が少ないほど、薄膜１００によって提供される断熱性は改良される。
再び、第１及び第２の透明な伝導層１０６、１１２は、必要ではなく、かつ図１Ｄの中において示される薄膜１００から省略されてもよい。
【００２５】
今度は図２を参照すると、図１を参照して上述されたエネルギー効率の良い薄膜の別の実施形態が示され、類似する番号は類似する要素を言及している。
薄膜２００は、第１の透明な基板１０４及び第１の透明な伝導層１０６を有する第１の透明層１０２を含み、第１の透明な伝導層１０６は、第１の透明な基板１０４の１つの表面上に配置される。
液晶層１０８は、第１の透明層１０２を成形するために第１の透明な伝導層１０６の上端上に位置決めされる。
第２の透明な基板１１４及び第２の透明な伝導層１１２を有する第２の透明層１１０は、第１の透明層１０２の上端上に配置される。
図１Ｂを参照して上述されたように、薄膜２００はまた、薄膜２００の外側周囲を形成するガスケット１０５を含む。
再び、第１及び第２の透明な伝導層１０６、１１２は、必要ではなく、かつ図２の中において示される薄膜２００から省略されてもよい。
【００２６】
図２の中において示される実施形態に従って、薄膜２００は、第１若しくは第２の透明層１０２及び／又は１１０上に配置され、又はさもなければ第１若しくは第２の透明層１０２及び／又は１１０に接着される、１以上の補足的な層１１８を有し得る。
例えば、図２の中において示されるように、１１８ａ、１１８ｂとして示される補足的な層は、第２の透明層１１０上に位置決めされ得る。
しかしながら、補足的な層１１８は、当業者によって理解され得るように、特段の定めがなければ薄膜２００上に位置決めされ得る。
補足的な層１１８は、ＵＶ防護層、ＩＲ反射層、１以上の偏光層、衝撃吸収層、及び／又は光反射層のうちの１つ又は組み合わせであり得る。
水分が液晶層１０８を貫通することを妨げるための高分子又は無機の薄い層などの、他の保護膜がまた、本発明の実施形態に従って使用され得る。
【００２７】
１つの好適な実施形態において、偏光板は元来の性質として光を反射し得る。
反射性の偏光板は、複屈折ベースであり得、又は更にＩＲ光を反射し得、かつＵＶ光を少なくとも部分的に遮蔽し得る、金属のワイヤグリッドであり得る。
更に、偏光板は、元来の性質として吸収可能であり、その場合、偏光板の選択は、偏光膜によって望まれない偏光方向において光が吸収されることによって達成される。
【００２８】
偏光層を含むか又は省略することによって、薄膜上の透明な伝導層の量を変化させ、かつ液晶層の厚さを変化させ、Ｕ‐値及びＳＨＧＣは変化される。
従って、本明細書の中において説明される薄膜の特性は、様々な天候に対して薄膜を受け入れ、かつ最適化するために変化され得る。
実施例は、以下に更に詳細に議論される。
【００２９】
今や図３を参照すると、薄膜を通って内側空間に入る放射を最小化するための多重層窓薄膜３００が示されている。
多重層薄膜は、図３の中において１００ａ、１００ｂとして示されるように、２つ以上の薄膜を含む。
薄膜１００ａ、１００ｂは、図１及び図２のうちの１つ又は両方を参照して上述され、類似する番号は類似する要素を言及している。
薄膜１００ａ、１００ｂは、接着層１２０を介して互いに接着されている。
多重層薄膜３００は、実質的に柔軟で柔軟なエネルギー効率の良い薄膜１００ａ、１００ｂのうちの少なくとも２つの層を用いて構築される。
第１の実質的に柔軟で透明なエネルギー効率の良い薄膜１００ａは、外側向きであり得、かつ外側表面に取り付けられた（図示せぬ）偏光板及び／又はＵＶ抵抗薄膜を有し得る。
ＵＶ薄膜の外側はまた、ガラス窓に取り付けられるための外側表面上の接着剤を有し得る。
偏光板の層は、偏光板及び光の偏光状態の選択に応じて、可視光のうちのいくらかを吸収又は反射するために使用され得る。
【００３０】
再び図１から図３を参照すると、圧力に敏感な接着剤、熱に敏感な接着剤、又は湿度に敏感な接着剤などの、（図示せぬ）外側接着剤が、薄膜１００、２００、３００のそれぞれに配置され得、又はさもなければ接着され得る。
外側接着剤は、薄膜１００、２００、３００がガラス基板に接着される実施形態の中において使用され得る。
（図示せぬ）リリース層がまた、薄膜がエンドユーザによって窓に移送され得、かつ適用され得るように、外側接着剤の表面に適用され得る。
【００３１】
今度は図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、本発明の実施形態のエネルギー効率の良い薄膜のうちの１以上を組み込んだエネルギー効率の良いガラスパネルが示され、類似する番号は類似する要素を言及している。
エネルギー効率の良いガラスパネル４００ａが、図４Ａの中において示されている。
エネルギー効率の良いガラスパネル４００ａは、エネルギー効率の良い薄膜１００（又は、本明細書の中において説明されるように、他の薄膜１００、２００）を含み、それは接着剤４０４を用いてガラスパネル４０２に接着される。
図４Ｂは、エネルギー効率の良いガラスパネル４００ｂを示している。
エネルギー効率の良いガラスパネル４００ｂは、エネルギー効率の良い薄膜１００ａ（又は、本明細書の中において説明されるように、他の薄膜１００、２００）を含み、それは接着剤４０４を用いてガラスパネル４０２に接着される。
第２のエネルギー効率の良い薄膜１００ｂ（又は、本明細書の中において説明されるように、他の薄膜１００、２００）は、接着剤４０４を用いて第１のエネルギー効率の良い薄膜１００ａに取り付けられる。
エネルギー効率の良いガラスパネル４００ａ、４００ｂは、本明細書の中において説明されるように、（図示せぬ）１以上の補足的な層１１８を有し得る。
幾つかの実施例において、ガラス窓４０２は曲げられ得、かつエネルギー効率の良い薄膜１００は、曲げられたガラス窓４０２に順応するために実質的に柔軟であり得る。
【００３２】
今度は図５を参照すると、図４を参照して説明されたエネルギー効率の良いガラスパネル４００を使用する窓５００が示され、類似する番号は類似する要素を言及している。
窓５００は、エネルギー効率の良いガラスパネル４００を含み、ガラス窓４０２及び１以上のエネルギー効率の良い薄膜１００ａ、１００ｂを有する。
２つのエネルギー効率の良い薄膜１００ａ、１００ｂが図５において示されているが、窓５００のエネルギー効率を増加させる付加的な層を伴って、より少ない又は付加的なエネルギー効率の良い薄膜、例えば、３、４、又はそれ以上の数の薄膜１００、２００が使用され得ることは、当業者によって理解され得る。
ガラス窓４０６は、エネルギー効率の良いガラスパネル４００とガラス窓４０６との間の空間４０８を画定する。
窓ガラスの間隔部材４１０ａ、４１０ｂは、エネルギー効率の良いガラスパネル４００とガラス窓４０６とを間隔が空けられた関係で維持するために、エネルギー効率の良いガラスパネル４００とガラス窓４０６との間に配置される。
窓枠４１２は、窓５００のための更なる断熱要素を提供し得る。
【００３３】
今度は図６Ａを参照すると、図４を参照して説明されたエネルギー効率の良いガラスパネル４００を使用する窓６００が示され、類似する番号は類似する要素を言及している。
窓６００は、ガラス窓４０２、及び１以上のエネルギー効率の良い薄膜１００ａを含む。
１以上のエネルギー効率の良い薄膜１００ｂ、１００ｃは、接着層４０４ｂによって互いに固定され、エネルギー効率の良いガラスパネル４００と１以上のエネルギー効率の良い薄膜１００ｂ、１００ｃとの間の第１の空間４０８を画定する。
第１の窓ガラスの間隔部材４１０ａ、４１０ｂは、エネルギー効率の良いガラスパネル４００と、１以上のエネルギー効率の良い薄膜１００ｂ、１００ｃとを間隔が空けられた関係で維持するために、エネルギー効率の良いガラスパネル４００と、１以上のエネルギー効率の良い薄膜１００ｂ、１００ｃとの間に配置される。
１つのエネルギー効率の良い薄膜１００ａが図６Ａの中に示され、かつ２つのエネルギー効率の良い薄膜１００ｂ、１００ｃが窓の内側空間の中に示されているが、窓６００のエネルギー効率を増加する付加的な層を伴って、より少ない又は付加的なエネルギー効率の良い薄膜、例えば、２、３、４、又はそれ以上の数の薄膜１００、２００が使用され得ることは、当業者に理解され得る。
ガラス窓４０６は、１以上の薄膜１００ｂ、１００ｃと、ガラス窓４０６との間の空間４１６を画定する。
第２の窓ガラスの間隔部材４１４ａ、４１４ｂが、１以上の薄膜１００ｂ、１００ｃとガラス窓４０６とを間隔が空けられた関係で維持するために、１以上の薄膜１００ｂ、１００ｃとガラス窓４０６との間に配置される。
窓枠４１２は、窓６００のための更なる断熱要素を提供し得る。
【００３４】
今度は図６Ｂを参照すると、図４を参照して説明されたエネルギー効率の良いガラスパネル４００を使用する窓６１０が示され、類似する番号は類似する要素を言及している。
窓６１０は、ガラス窓４０２及び２つのエネルギー効率の良い薄膜１００ａ、１００ｂを含み、それらは接着層４０４ａによって互いに固定される。
２つの付加的なエネルギー効率の良い薄膜１００ｃ、１００ｄは、接着層４０４ｂによって互いに固定され、エネルギー効率の良いガラスパネル４００とエネルギー効率の良い薄膜１００ｃ、１００ｄとの間の第１の空間４０８を画定する。
第１の窓ガラスの間隔部材４１０ａ、４１０ｂは、エネルギー効率の良いガラスパネル４００と、１以上のエネルギー効率の良い薄膜１００ｃ、１００ｄとを間隔が空けられた関係で維持するために、エネルギー効率の良いガラスパネル４００と、１以上のエネルギー効率の良い薄膜１００ｃ、１００ｄとの間に配置される。
ガラス窓４０６は、エネルギー効率の良い薄膜１００ｃ、１００ｄとガラス窓４０６との間の空間４１６を画定する。
第２の窓ガラスの間隔部材４１４ａ、４１４ｂが、１以上のエネルギー効率の良い薄膜１００ｃ、１００ｄと、ガラス窓４０６とを間隔が空けられた関係で維持するために、１以上の薄膜１００ｃ、１００ｄとガラス窓４０６との間に配置される。
窓枠４１２は、窓６１０のための更なる断熱要素を提供し得る。
【００３５】
今度は図７を参照すると、エネルギー効率の良い窓７００は、第１のガラス窓４０２及び１以上のエネルギー効率の良い薄膜１００を含み、それらは第１のガラス窓４０２と１以上のエネルギー効率の良い薄膜１００との間の空間を画定し、ここで、各々の薄膜１００は接着層４０４によって隣接する薄膜１００に固定される。
例えば、図７は、４つのエネルギー効率の良い薄膜１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、及び１００ｄを示しており、それらは３つの接着層４０４ａ、４０４ｂ、及び４０４ｃによって互いに接着される。
しかしながら、窓７００のエネルギー効率を増加させる付加的な薄膜を伴って、より少ない又は付加的なエネルギー効率の良い薄膜、例えば、１、２、３、４、又はそれ以上の数の薄膜１００、２００が使用され得ることは、当業者に理解され得る。
第１の窓ガラスの間隔部材４１０ａ、４１０ｂは、エネルギー効率の良いガラスパネル４０２と、１以上のエネルギー効率の良い薄膜１００を間隔が空けられた関係で維持するために、エネルギー効率の良いガラスパネル４０２と、１以上のエネルギー効率の良い薄膜１００との間に配置される。
外側のガラス窓４０６は、１以上のエネルギー効率の良い薄膜１００と、外側のガラス窓４０６との間の空間４１６を画定する。
第２の窓ガラスの間隔部材４１４ａ、４１４ｂが、１以上のエネルギー効率の良い薄膜１００とガラス窓４０６とを間隔が空けられた関係で維持するために、１以上のエネルギー効率の良い薄膜１００とガラス窓４０６との間に配置される。
【００３６】
本発明の別の実施形態に従って、エネルギー効率の良い薄膜を透明な表面に適用することによって、透明な表面のエネルギー効率を改良する方法が提供される。
エネルギー効率の良い薄膜の特性は、望ましいエネルギー効率及び太陽エネルギーの熱利得に従って選択され得る。
幾つかの実施例は、以下に更に詳細に議論される。
エネルギー効率の良い薄膜の液晶層は、透明な表面に対して断熱性を与える。
エネルギー効率の良い薄膜はまた、エネルギー効率の良い薄膜を透明な表面に適用する際の容易さのために、接着剤及びリリース層が提供される。
【００３７】
本発明の別の実施形態に従って、多重層のエネルギー効率の良い薄膜を準備する方法が提供される。
方法は、図１Ａに示されるエネルギー効率の良い薄膜１００を準備することを参照して説明される。
方法は、第１の透明な基板１０４を提供することを含む。
第１の透明な基板１０４は、生産ラインからロールアウトされた薄膜ロールとして提供され得る。
その後、ガスケット１０５が、第１の透明な基板１０４の外側端部の部分上に配置される。
上述されたように、ガスケット１０５は、薄膜１００の複数の層１０４、１０６、１０８、１１２、及び１１４に対して外側端部を提供するように成形される。従って、ガスケット１０５は、複数の層１０４、１０６、１０８、１１２、及び１１４を受け入れるように十分に高くなければならない。
上述されたように、ガスケット１０５は間隔部材１０７を含み得る。
【００３８】
その後、第１の透明な伝導層１０６は、ガスケット１０５によって生成された境界の範囲内で第１の透明な基板上に配置され得る。
第１の透明な伝導層１０６は、スプレー、エッチング、又は当業者によって知られている他の堆積方法を利用して配置される。
その後、液晶層１０８は、ガスケット１０５によって生成された境界の範囲内で、第１の透明な伝導層１０６上に配置され得る。
液晶層１０８は、堆積領域に対して正確な量で、スプレーされ得、又はさもなければ配置され得る。
間隔部材１０７は、第１の透明な伝導層１０６上に直接に適用され得、又は液晶材料１０９と混合され得、その場合に、間隔部材１０７及び液晶材料１０９は、第１の透明な伝導層１０６に対して一緒に適用され得る。
【００３９】
第２の透明な基板１１４がまた提供される。
第２の透明な基板１１４は、生産ラインからロールアウトされた薄膜ロールとして提供され得る。
その後、第２の透明な伝導層１１２は、第２の透明層１１０を成形するために、第２の透明な基板１１４のうちの１つの表面上に配置され得る。
その後、第２の透明層１１０は、第１の透明な基板１０４の液晶層１０８の上端上に位置決めされ得る。
一旦、層が、ガスケット１０５と第２の透明な基板１１４との間の直接的な接触を確実にするように位置合わせされると、ガスケット１０５の中の接着剤は、多重層のエネルギー効率の良い薄膜を生成するために硬化される。
例えば、ガスケット１０５はＵＶ硬化接着剤を含み、接着剤はＵＶ光を適用することによって硬化される。
別の実施形態において、少なくとも１つの第２の薄膜が、多重層のエネルギー効率の良い薄膜上に配置され得る。
例えば、第２の薄膜は、上述されたように、防護薄膜、ＩＲ反射薄膜、ＵＶ反射薄膜、及び／又は偏光薄膜などの、補足的な薄膜１１８であり得る。
上述されたように、第１及び第２の透明な伝導層１０６、１１２は必要ではなく、かつ図１Ａにおいて示される薄膜１００を生産するために使用される方法から省略され得る。
【００４０】
本発明の別の実施形態に従って、多重層のエネルギー効率の良い薄膜を準備する別の方法が提供される。
方法は、図８に示されるエネルギー効率の良い薄膜８００を準備することを参照して説明される。
方法は、第１の透明な基板１０４を提供することを含む。
第１の透明な基板１０４は、生産ラインからロールアウトされた薄膜ロールとして提供され得る。
その後、ガスケット１０５は、第１の透明な基板１０４の外側端部に隣接する第１の透明な基板１０４の上端面上に配置される。
この実施形態において、ガスケット１０５は、自立するために必要ではない。
上述されたように、ガスケット１０５は間隔部材１０７を含み得る。
【００４１】
その後、第１の透明な伝導層１０６は、ガスケット１０５によって生成された境界の範囲内で第１の透明な基板１０４上に配置され得る。
第１の透明な伝導層１０６は、スプレー、エッチング、又は当業者によって知られている他の堆積方法を利用して配置される。
その後、液晶層１０８は、ガスケット１０５によって生成された境界の範囲内で、第１の透明な伝導層１０６上に配置され得る。
液晶層１０８は、堆積領域に対して正確な量で、スプレーされ得、又はさもなければ配置され得る。
間隔部材１０７は、第１の透明な伝導層１０６上に直接に適用され得、又は液晶材料１０９と混合され得、その場合に、間隔部材１０７及び液晶材料１０９は、第１の透明な伝導層１０６に対して一緒に適用され得る。
【００４２】
第２の透明な基板１１４がまた提供される。
第２の透明な基板１１４は、生産ラインからロールアウトされた薄膜ロールとして提供され得る。
その後、第２の透明な伝導層１１２は、第２の透明層１１０を成形するために、第２の透明な基板１１４のうちの１つの表面上に配置され得る。
その後、第２の透明層１１０は、第２の透明な基板１１４がガスケット１０５の上端上に位置決めされる一方で、第１の透明な基板１０４の液晶層１０８の上端上に位置決めされ得る。
一旦、層が、ガスケット１０５と第２の透明な基板１１４との間の直接的な接触を確実にするように位置合わせされると、ガスケット１０５の中の接着剤は、多重層のエネルギー効率の良い薄膜を生成するために硬化される。
例えば、ガスケット１０５はＵＶ硬化接着剤を含み、接着剤はＵＶ光を適用することによって硬化される。
別の実施形態において、少なくとも１つの第２の薄膜が、多重層のエネルギー効率の良い薄膜上に配置され得る。
例えば、第２の薄膜は、上述されたように、防護薄膜、ＩＲ反射薄膜、ＵＶ反射薄膜、及び／又は偏光薄膜などの、補足的な薄膜１１８であり得る。
上述されたように、第１及び第２の透明な伝導層１０６、１１２は必要ではなく、かつ図８において示される薄膜１００を生産するために使用される方法から省略され得る。
【００４３】
本発明は、以下の実施例において含まれる特定の実施形態を参照して、より具体的に説明される。
本発明が以下の実施例によって限定されないことは理解されるべきである。
以下に更に詳細に議論されるように、エネルギー効率の良い窓の例が、全断熱ガラスユニットのＵ‐要素を決定するために、ＡＳＴＭ  Ｃ  １３６３標準に従って準備され、かつ試験され、全断熱ガラスユニットは外周における窓ガラス間隔部材を含んだ。
試験の間、平均の冷たい側及び暖かい側の表面温度を決定するために、熱電対が内側及び外側の表面に配置された。
Ｌａｗｒｅｎｃｅ  Ｂｅｒｋｅｌｅｙ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ’ｓ  Ｗｉｎｄｏｗ６  プログラムが、その後、外周の間隔部材のネガティブな効果を排除して、試験された例の性能を評価するために、類似の暖かい側の表面温度を伴ってガラスユニットを断熱することを探究するために使用された。
試験の結果は表１に示されている。
各々の窓に対して、Ｕ‐要素が測定され、かつＲ‐値がＵ‐要素の逆数として計算された。
更に、各々の実施例において使用された材料のパラメータを入力することによって、Ｗｉｎｄｏｗｓ６プログラムを介して、ガラス中央のＵ‐要素及びガラス中央のＲ‐値が計算された。
ガラス中央のＵ‐要素及びガラス中央のＲ‐値は、本明細書の中において説明されるように、薄膜の性能の最も優れた評価であり、かつ仕様及び構築材料における差異がユニットとしての窓に対する計算に考慮された、多くの種々の仕様に対して構築された窓の性能を評価するために使用され得、かつガラス中央の評価は薄膜に対する性能特性として使用される。
【００４４】
以下の実施例において、窓は、枠の中へ挿入される統合／断熱ガラスユニット（ＩＧＵ）として定義される。
また、以下の実施例において、ＩＧＵの範囲内のエネルギー効率の良い薄膜は、第１及び第２の透明な伝導層１０６、１１２を含まず、かつ低放射率の被覆は透明なガラス窓４０６の内側表面に対して適用された。
【００４５】
（実施例１）
エネルギー効率の良いＩＧＵは、図５において示された実施形態に従って生成され、接着剤４０４を用いて互いに接着されたエネルギー効率の良い薄膜１００ａ、１００ｂの２つの層を有している。
エネルギー効率の良い薄膜１００ａ、１００ｂの２つの層は、透明な基板としてＰＥＴ、及び液晶としてＥ７を使用して各々準備された。
結果として多重層の薄膜は、エネルギー効率の良いガラスパネル４００を生成するために、透明なガラスの窓ガラス４０２に接着された。
ＩＧＵは、エネルギー効率の良いガラスパネル４００と、第２の透明なガラスパネル４０６との間に窓ガラスの間隔部材４１０ａ、４１０ｂを位置決めすることによって生成された。
このＩＧＵに対するＲ‐値、Ｕ‐要素、及びガラス中央の値が表１において示されている。
【００４６】
（実施例２）
エネルギー効率の良いＩＧＵは、図７において示された実施形態に従って生成され、接着剤４０４ａ、４０４ｂ、４０４ｃを用いて互いに接着されたエネルギー効率の良い薄膜１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄの４つの層を有している。
エネルギー効率の良い薄膜１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄの４つの層は、透明な基板としてＰＥＴ、及び液晶としてＥ７を使用して各々準備された。
ＩＧＵは、図７において示されるように、窓ガラスの間隔部材４１０ａ、４１０ｂ、４１４ａ、４１４ｂのペア、及び透明なガラス窓４０２、４０６のペアの間に、多重層の薄膜を位置決めすることによって生成された。
このＩＧＵに対するＲ‐値、Ｕ‐要素、及びガラス中央の値が表１において示されている。
【００４７】
（実施例３）
エネルギー効率の良いＩＧＵは、図６Ｂにおいて示される実施形態に従って生成された。
エネルギー効率の良いガラスのパネル４００は、接着剤４０４ａを用いて互いに接着されたエネルギー効率の良い薄膜１００ａ、１００ｂの２つの層を利用して生成され、それらは、その後、透明なガラスの第１のパネル４０２に接着された。
エネルギー効率の良い薄膜１００ａ、１００ｂの２つの層は、透明な基板としてＰＥＴ、及び液晶としてＥ７を使用して各々準備された。
その後、別の２重層の薄膜が、エネルギー効率の良い薄膜１００ｃ、１００ｄの２つの層を、接着剤４０４ｂを用いて互いに接着することによって生成された。
その後、２重層の薄膜は、エネルギー効率の良いガラスパネル４００と、２重層の薄膜１００ａ、１００ｂとの間に、窓ガラスの間隔部材４１０ａ、４１０ｂを位置決めすることによって位置決めされた。
ＩＧＵは、図６Ｂにおいて示されるように、第２の透明なガラス窓４０６と２重層の薄膜１００ｃ、１００ｄとの間に窓ガラスの間隔部材４１４ａ、４１４ｂを位置決めすることによって生成された。
このＩＧＵに対するＲ‐値、Ｕ‐要素、及びガラス中央の値が表１において示されている。
【００４８】
2016506534.tif 000003
【００４９】
表１において示されるように、本発明の例示的な実施形態によるエネルギー効率の良いＩＧＵは、従来の低放射率及び２重窓ガラスのエネルギー効率の良い窓に対して、それに勝るエネルギー効率の良い評価をもたらした。
例えば、Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｔａｒ（登録商標）プログラムの要求において示されるように、住居の窓に対するＵ‐要素は、典型的には、０．３０未満であることが必要とされる。
住居の窓、ドア、天窓に対するＥｎｅｒｇｙ  Ｓｔａｒの要求は、すなわち：  
第５版（２００９年４月７日）に示されている。
【００５０】
これまでの開示は、本発明の例示としてのみ説明されたものであり、限定的であることを企図していない。
本発明の精神及び実質を組み込んだ開示された実施形態の変形が当業者にとって自明のものであり得るから、本発明は、添付の特許請求の範囲及びその等価物の範囲内の全てのものを含むと解釈されるべきである。
【図１Ａ】
2016506534.tif 000004
【図１Ｂ】
2016506534.tif 000005
【図１Ｃ】
2016506534.tif 000006
【図１Ｄ】
2016506534.tif 000007
【図２】
2016506534.tif 000008
【図３】
2016506534.tif 000009
【図４ａ】
2016506534.tif 000010
【図４ｂ】
2016506534.tif 000011
【図５】
2016506534.tif 000012
【図６Ａ】
2016506534.tif 000013
【図６Ｂ】
2016506534.tif 000014
【図７】
2016506534.tif 000015
【図８】
2016506534.tif 000016
【国際調査報告】
2016506534.tif 000017