JP6157623B2 - 電気的に切換え可能な光学特性を備えた合わせガラス - Google Patents

Description

本発明は、電気的に切換え可能な光学特性を備えた合わせガラス、合わせガラスを製造する方法、及びこのような合わせガラスにおける赤外線保護層の使用に関する。

電気的に切換え可能な機能エレメントを備えた合わせガラスは、公知である。機能エレメントの光学特性は、印加された電圧によって変化させることができる。このような機能エレメントの一例は、エレクトロクロミックの機能エレメントであり、これは米国特許出願公開第２０１２００２６５７３号明細書及び国際公開第２０１２００７３３４号に基づいて公知である。別の例は、ＳＰＤ機能エレメント（suspended particle device）であり、これは例えば欧州特許第０８７６６０８号明細書及び国際公開第２０１１０３３３１３号に基づいて公知である。電圧の印加によって、エレクトロクロミック又はＳＰＤ機能エレメントを通る可視光の透過率を制御することができる。つまり、このような機能エレメントを備えたガラスは、快適に、電気的に暗くすることができる。

多くの切換え可能な機能エレメントは、制限された長時間安定性を有している。このことは特に、機能エレメントが太陽光線にさらされる、例えばファサードと呼ばれる建物正面のような外部領域に設けられたガラス又は車両領域に設けられたガラスにおける機能エレメントに対して言える。特に、太陽光線の赤外線のスペクトル帯域は、機能エレメントのエージングもしくは劣化を引き起こす。この劣化は、例えば機能エレメントの美しくない変色として現れ、このような変色は、均一なことも又は不均一なこともある。しかしながらまた、エージングもしくは劣化は、切換え可能な機能エレメントの機能を低下させることもあり、特に切換え状態の間におけるコントラストを減じることもある。

ゆえに国際公開第２００７１２２４２６号には、機能エレメントを合わせガラスの内部において保護被覆層により赤外線に対して保護することが提案されている。この保護被覆層は、好ましくは１つ又は２つの機能性の銀層を有し、この銀層によって赤外線が反射される。しかしながら１つ又は２つの銀層を備えた保護被覆層は、近赤外線帯域において高い透過率を有している。従ってこのような保護被覆層によって機能エレメントの損傷は、確かに減じることはできるが、完全には回避することができない。

本発明の課題は、切換え可能な機能エレメントを赤外線に対してより良好に保護することができる、電気的に切換え可能な光学特性を備えた合わせガラスを提供することである。

本発明の課題は、本発明によれば、独立請求項である請求項１に記載された、電気的に切換え可能な光学特性を備えた合わせガラスによって解決される。好適な態様は、従属請求項に記載されている。

本発明に係る、電気的に切換え可能な光学特性を備えた合わせガラスは、少なくとも下記の特徴、すなわち、
中間層を介して面状に互いに結合された外側パネル及び内側パネルと、
中間層の内部における、少なくとも１つの活性層を備えた切換え可能な機能エレメントと、
外側パネルと活性層との間に面状に配置された赤外線保護層と、を有しており、
該赤外線保護層は、赤外線帯域に対する反射特性を備えた少なくとも３つの機能層を有している
という特徴を有している。

本発明に係る合わせガラスは、好ましくは、例えば車両又は建物の開口において、内室を外部環境に対して隔てるために設けられている。外側パネルというのは、本発明では、取付け位置において外部環境に向けられているパネルのことを意味する。内側パネルというのは、取付け位置において内室に向けられたパネルのことを意味する。原則的に、本発明に係る合わせガラスはもちろん、特にそこで赤外線に対する保護が必要とされている場合には、建物の内部においても使用することができる。このような場合には、外側パネルは、赤外線源に向けられたパネルである。

１つのエレメントが少なくとも１種類の材料を有する場合に、このことは本発明において、該エレメントが当該材料から成っている場合を含む。

電気的に切換え可能な光学特性を備えた合わせガラスというのは、本発明では、可視光の光学特性、例えば透過率を、２つの不連続の状態の間で、例えば不透明な状態と透明な状態との間において切り換えることができる、合わせガラスだけを示すのではなく、光学特性が無段階式に調整可能である合わせガラスをも意味している。

赤外線保護層は本発明によれば、外側パネルと活性層との間に面状に配置されている。外部環境から合わせガラスを通って進入する太陽光線は、つまり最初に赤外線保護層に衝突し、次いで機能エレメントに衝突する。太陽光線の赤外線の光線部分は、赤外線保護層によって反射され、かつ／又は吸収され、機能エレメントにはまったく（又は著しく減じられた程度でしか）衝突しない。本発明の大きな利点は、少なくとも３つの機能層を備えた本発明のように形成された赤外線保護層にある。このような赤外線保護層は、可視のスペクトル帯域における高い透過率を有しており、しかも既に、可視のスペクトル帯域に隣接した近赤外線帯域において高い反射率を有している。機能エレメントは、本発明に係る赤外線保護層によって、赤外線の光線部分に対して特に効果的に保護され、しかも可視のスペクトル帯域における合わせガラスの透明性が不都合に低下することはない。活性層と外側パネルとの間における配置形態によって、赤外線保護層は合わせガラスの内部において、損傷及び腐食に対して好適に保護されている。

もちろん合わせガラスは、本発明に係る赤外線保護層を複数有することもできる。少なくとも１つの赤外線保護層が、本発明によれば、機能エレメントの活性層と外側パネルとの間に配置されていなくてはならない。例えば別の赤外線保護層が、活性層と内側パネルとの間に配置されていてよい。

電気的に切換え可能な機能エレメントは、切換え可能な光学特性を備えた少なくとも１つの活性層を有している。この活性層は、面状に、外側の透明なプレート電極と内側の透明なプレート電極との間に配置されている。このとき外側のプレート電極は、外側パネルに向けられ、内側のプレート電極は、内側パネルに向けられている。プレート電極及び活性層は、典型的には、外側パネル及び内側パネルの表面に対して平行に配置されている。プレート電極は、公知の形式で外部電源に電気的に接続されている。電気的な接触接続は、適宜な接続ケーブル、例えばフィルム導体によって実現されており、このような接続ケーブルもしくはフィルム導体は、任意にいわゆるバスバーを介して、例えば導電性材料のストリップ又は導電性のプリントを介して、プレート電極に接続されている。

切換え可能な機能エレメントは、本発明に係る合わせガラスの中間層内に埋め込まれている。中間層を介して外側パネル及び内側パネルは、持続的に安定的にラミネーションによって互いに結合されている。中間層は、少なくとも熱可塑性の接着フィルムを有している。熱可塑性の接着フィルムは、少なくとも熱可塑性のポリマ、好ましくはエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）及び／又はポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を含んでいる。これによって、外側パネル及び内側パネルに対する中間層の特に好適な接続が達成される。しかしながらまた熱可塑性の接着フィルムは、例えば少なくともポリウレタン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリアセテート樹脂、注型樹脂、アクリレート、フロリナート、エチレンプロピレン、ポリフッ化ビニル、及び／又はエチレンテトラフルオロエチレンを含んでいる。熱可塑性の接着フィルムの厚さは、好ましくは０.２５ｍｍ〜１ｍｍ、例えば０.３８ｍｍ又は０.７６ｍｍである。

機能エレメントは、原則的に例えば、外側パネル又は内側パネルの内側表面に被着されていてよい。内側表面というのは、パネルの、中間層に向けられた表面を意味する。好適な態様では、機能エレメントは、面状に少なくとも２つの熱可塑性の接着フィルムの間に配置されている。このとき機能エレメントは、少なくとも１つの第１の熱可塑性の接着フィルムを介して外側パネルに接続され、少なくとも１つの第２の熱可塑性の接着フィルムを介して内側パネルに接続されている。このとき第１及び第２の熱可塑性の接着フィルムは、外側パネルもしくは内側パネルに接触していて、機能エレメントを外側パネル及び内側パネルと接着させて合わせガラスを形成する。

好適な態様では、機能エレメントは、合わせガラスの製造時に、プレラミネートされたフィルム・機能エレメントとして準備される。このようなプレラミネートされた機能エレメントでは、本来の機能エレメントは面状に、少なくとも１つの第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ている。第１のキャリアフィルムは、好ましくは少なくとも第１の熱可塑性の接着フィルムを介して外側パネルに結合され、第２のキャリアは、少なくとも１つの第２のキャリアフィルムを介して内側パネルに結合されている。このとき中間層は、外側パネルに対して相互間隔をおいて少なくとも、第１の熱可塑性の接着フィルム、第１のキャリアフィルム、外側のプレート電極、活性層、内側のプレート電極、第２のキャリアフィルム及び第２の熱可塑性の接着フィルムを有している。このように構成されていると、合わせガラスの製造が簡単であるという利点が得られる。プレラミネートされた機能エレメントは、製造時に簡単に複合体内に埋め込むことができ、この複合体は、汎用の方法でラミネートされて合わせガラスを形成する。機能エレメント４は、キャリアフィルムによって損傷、特に腐食に対して好適に保護されていて、合わせガラスの製造前に、大量の部材数で準備することができ、これは、経済的及び方法技術的な理由から好ましいことである。

キャリアフィルムは好ましくは少なくとも１種類の熱可塑性のポリマ、特に好適にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含んでいる。これは特に、プレラミネートされた機能エレメントの安定化に関して特に有利である。しかしながらまたキャリアフィルムは、例えばエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）及び／又はポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリアセテート樹脂、注型樹脂、アクリレート、フロリナート、エチレンプロピレン、ポリフッ化ビニル、及び／又はエチレンテトラフルオロエチレンを含んでいてよい。各キャリアフィルムの厚さは、好ましくは０.１ｍｍ〜１ｍｍ、特に好適には０.１ｍｍ〜０.２ｍｍである。そのような薄いキャリアフィルムによって、合わせガラスの厚さ全体はほとんど大きくならない。

本発明の好適な態様では、赤外線保護層は、外側パネルの内側表面に被着されている。この構成における特別な利点は、合わせガラスの製造が簡単かつ安価なことにある。さらに、外側パネルにおける赤外線保護層は、簡単に熱処理することができるので、特に、外側パネルを通る可視光の透過率が改善される。機能エレメントは、外側のプレート電極と内側のプレート電極とを有していて、該外側のプレート電極と内側のプレート電極との間に、活性層が面状に配置されている。

本発明の別の態様では、赤外線保護層は、中間層のフィルムに被着されている。中間層のフィルムは、例えば第１の熱可塑性の接着フィルムであり、この接着フィルムを介して機能エレメントは外側パネルに結合されている。中間層のフィルムは、プレラミネートされた機能エレメントの第１のキャリアフィルムであり、このキャリアフィルムは、外側パネルに向けられている。基本的に、赤外線保護層を備えた別の熱可塑性フィルムも、複合体内に、好ましくは第１の熱可塑性の接着フィルムと第１のキャリアフィルムとの間に、埋め込まれていてよい。しかしながら、このような解決策には、合わせガラスの厚さが増大するという欠点及び中間層の内部に美しくない歪みが生じるおそれがあるという欠点がある。

本発明の別の好適な態様では、赤外線保護層は、プレラミネートされた機能エレメントの第１のキャリアフィルムに被着されている。このように構成されていると、機能エレメントは方法技術的に有利に、赤外線保護層と一緒に準備することができる。１つの態様では、赤外線保護層は、第１のキャリアフィルムの、機能エレメントとは反対の側でかつ第１の熱可塑性の接着フィルムに向いた表面に配置されている。予め準備された、場合によっては市場で手に入れたプレラミネートされた機能エレメントに、合わせガラスの製造前に、赤外線保護層を設けることができる。機能エレメントは、外側のプレート電極と内側のプレート電極とを有していて、該外側のプレート電極と内側のプレート電極との間に、活性層が面状に配置されている。別の態様では、赤外線保護層は、キャリアフィルムの、機能エレメントに向いた表面に配置されている。このように構成されていると、赤外線保護層は、合わせガラスの製造前に既に、プレラミネートされた機能エレメントの内部において、損傷及び腐食に対して保護されている。別の利点としては、赤外線保護層が十分な導電性を有している場合には、赤外線保護層は同時にプレート電極としても機能することができるということが挙げられる。

本発明の特に好適な態様では、赤外線保護層は、第１のキャリアフィルムの、活性層に向いた表面に被着されていて、赤外線保護層は、外側のプレート電極である。機能エレメントは、外側のプレート電極としての赤外線保護層と、内側のプレート電極とを有し、両方のプレート電極の間には、活性層が面状に配置されている。赤外線保護層は、電気的に接触接続されていて、好ましくは少なくとも１つの適宜なケーブル及び場合によってはバスバーを用いて、接触接続されていて、かつ外部電源に接続されている。赤外線保護層及び外側のプレート電極が同じエレメントによって実現され、かつ異なったエレメントとして合わせガラス内に配置される必要がないと、合わせガラスの製造をより簡単にできるという特別な利点が得られる。

赤外線保護層を外側のプレート電極として使用するという本発明の思想は、基本的には、少なくとも３つの機能層を備えた赤外線保護層に制限されない。本発明の思想は、例えば、赤外線帯域に対する反射特性を有する、少なくとも２つの機能層、例えば２つ又は３つの機能層を備えた赤外線保護層によっても実現することができる。

赤外線保護層は、全面的に、外側パネルの表面に又は中間層のフィルムに被着されていてよい。このように構成されていると、赤外線保護層の面積は合わせガラスの面積に相当する。しかしながらまた合わせガラスは、例えば３ｍｍ〜５０ｍｍの幅を備えた、赤外線保護層を有しない縁部領域を有することも可能である。このように構成されていると、赤外線保護層は、外部の雰囲気に接触せず、合わせガラスの内部において腐食に対して好適に保護されている。

本発明による赤外線保護層の機能層は、好ましくは金属製であり、少なくとも１種類の金属、例えば銀、金、銅、ニッケル及び／又はクロム、又は合金を含んでいる。機能層は、９０質量％の金属、特に少なくとも９９.９質量％の金属を含有していると、特に好適である。機能層は、金属又は合金から成っていてよい。機能層は、特に好ましくは銀、又は銀含有の合金を含んでいる。このような機能層は、赤外線帯域における特に好適な反射能を有し、かつ同時に可視のスペクトル帯域における高い透過率を有している。

本発明に係る赤外線保護層の各機能層は、好ましくは５ｎｍ〜５０ｎｍの厚さ、特に好ましくは８ｎｍ〜２５ｎｍの厚さ、さらに特に好ましくは１０ｎｍ〜２０ｎｍの厚さを有している。機能層の厚さに対するこの範囲において、可視のスペクトル帯域における好適に高い透過率と、赤外線帯域における特に好適な反射率が得られる。

本発明に係る赤外線保護層は、３つよりも多くの機能層、例えば４つ又は５つの機能層を有することができる。好ましくは、赤外線保護層は正確に３つの機能層を有している。３つの機能層を備えた赤外線保護層は、４つ以上の機能層を備えた赤外線保護層よりも簡単に製造することができる。正確に３つの機能層を備えた赤外線保護層は、赤外線に対する機能エレメントの効果的な保護と、可視のスペクトル帯域における高い透過率を可能にすることが判明している。

別の好適な態様では、赤外線保護層の隣り合う２つの機能層の間にはそれぞれ、少なくとも１つの誘電層が配置されている。２つの機能層の間に別の機能層が配置されていない場合には、この２つの機能層が、隣り合っていると見なされる。第１の機能層の下に別の誘電層が配置されていると好適である。このとき第１の機能層は、少なくとも３つの機能層のうちの、赤外線保護層が被着されている表面に対して最も小さな間隔を有する機能層である。１つの層が別の層に比べて前記表面に対して小さな間隔を有している場合には、この１つの層は別の層の下に配置されている。最後の機能層の上に別の誘電層が配置されていると好適である。このとき最後の機能層は、少なくとも３つの機能層のうちの、赤外線保護層が被着されている表面に対して最大の間隔を有する機能層である。１つの表面が別の層に比べて前記表面に対して大きな間隔を有している場合には、この１つの層は別の層の上に配置されている。

つまり特に好適な態様では、赤外線保護層は、ｎ個の機能層と、（ｎ＋１）個の誘電層を有しており、このとき機能層と誘電層とは交互に被着されているので、各機能層は２つの誘電層の間に配置されている。このときｎは整数である。このような態様は、合わせガラスの光学特性と赤外線帯域における反射特性とに関して特に好適である。誘電層によって赤外線保護層は、特に、可視のスペクトル帯域における反射防止特性を備えることができるので、透過率が改善される。

各誘電層は、誘電材料から成る少なくとも単層を有している。１つの誘電層が、誘電材料から成る単層から成っていてよい。誘電材料から成る単層は、好ましくは１つの酸化物（例えば酸化スズ、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化マンガン、酸化タングステン、酸化ニオブ又は酸化ビスマス）及び／又は少なくとも１種類の窒化物（例えば窒化ケイ素、窒化ジルコニウム又は窒化アルミニウム）を含んでいる。誘電材料から成る単層は、特に好ましくは窒化ケイ素を含んでいる。これによって、赤外線保護層の光学特性に関する特に良好な結果が得られる。誘電材料から成る単層は、例えばアルミニウム、ジルコニウム及び／又はホウ素のようなドーピングを有することができる。

誘電材料から成る各単層は、好ましくは１０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さ、特に好ましくは２０ｎｍ〜７０ｎｍの厚さを有している。これは、合わせガラスの光学特性に関して特に好適である。

しかしながらまた１つ又は複数の誘電層は、１つの単層よりも多くの単層を有することができる。誘電層は例えば、誘電材料から成る前記単層の他に、少なくとも１つの平滑層を有することができる。平滑層は、該平滑層の上に被着された層の表面を平滑化する。これによって可視のスペクトル帯域におけるより高い透過率が得られる。平滑層は例えば非結晶（アモルファス又は部分アモルファス）の酸化物を有することができる。スズ、ケイ素、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、亜鉛、ガリウム及びインジウムといった元素のうちの１つ又は複数の酸化物、例えばスズ亜鉛酸化混合物が、特に適している。平滑層は例えば３ｎｍ〜２０ｎｍの厚さを有することができる。誘電層は、例えば誘電材料から成る前記単層の他に、例えば酸化亜鉛を含みかつ例えば３ｎｍ〜２０ｎｍの厚さを有する少なくとも１つの適合層をも有することができる。適合層によって、合わせガラスの光学特性はさらに改善される。

赤外線保護層は、好適な態様では調質されている。そのために赤外線保護層は、熱処理される。このとき赤外線保護層は、好ましくは最低でも２００℃の温度に、特に好ましくは３００℃の温度に加熱される。このような熱処理は、特に機能層の結晶化度に影響を及ぼし、可視のスペクトル帯域における透過率を改善する。赤外線保護層が、曲げられた合わせガラスの外側パネルに被着されている場合には、熱処理は外側パネルの曲げプロセスの枠内において行うことができ、この曲げプロセスは、典型的には、例えば５００℃〜７００℃の高められた温度において実施される。

機能エレメントは、原則的には、当業者にとって周知の、電気的に切換え可能な機能エレメントであってよい。本発明はもちろん特に、赤外線による照射によってエージングつまり劣化する機能エレメントとの関連において有利である。

本発明の好適な態様では、機能エレメントの活性層は、電気化学的に活性の活性層である。このような機能エレメントは、エレクトロクロミックな機能エレメントとして公知である。可視光の透過率は、活性層へのイオンの注入率に関連しており、このときイオンは例えば、活性層とプレート電極との間におけるイオン含有層によって準備される。透過率に対しては、イオンの移動を惹起する、プレート電極に印加された電圧によって、影響を及ぼすことができる。適宜な機能層は、例えば少なくとも酸化タングステン又は酸化バナジウムを含んでいる。エレクトロクロミックな機能エレメントは、例えば国際公開第２０１２００７３３４号、米国特許出願公開第２０１２００２６５７３号明細書、国際公開第２０１０１４７４９４号及び欧州特許出願公開第１８６２８４９号明細書に基づいて公知である。

本発明の別の公知の態様では、機能エレメントの活性層は、例えばポリママトリックスに入れられた液晶を含んでいる。このような機能エレメントは、ＰＤＬＣ機能エレメント（Polymer dispersed liquid crystal）として公知である。プレート電極に電圧が印加されない場合、液晶は乱雑に配向されており、これによって、活性層を通る光は強く散乱する。プレート電極に電圧が印加されると、液晶は１つの共通の方向で配向し、活性層を通る光の透過率は高められる。このような機能エレメントは、例えば独国特許出願公開第１０２００８０２６３３９号明細書に基づいて公知である。

本発明の別の好適な態様では、機能エレメントは、エレクトロルミネッセンスの機能エレメントである。このとき活性層は、無機であっても又は有機（ＯＬＥＤ）であってもよいエレクトロルミネッセンス材料を含んでいる。プレート電極への電圧の印加によって、活性層のルミネッセンスが励起される。このような機能エレメントは、例えば米国特許出願公開第２００４２２７４６２号明細書及び国際公開第２０１０１１２７８９号に基づいて公知である。

本発明の別の好適な態様では、機能エレメントの活性層は、プレート電極への電圧の印加によって活性層による光の吸収が変化可能である、懸濁された粒子を含む。このような機能エレメントは、例えば欧州特許第０８７６６０８号明細書及び国際公開第２０１１０３３３１３号に基づいて、ＳＰＤ機能エレメント（suspended particle device）として公知である。

ＳＰＤ機能エレメントは、本発明の枠内において特に好ましい。喜ばしいことに、ＳＰＤ機能エレメントは本発明に係る赤外線保護層によって特に効果的にエージングもしくは劣化に対して保護され得るということが、判明している。

機能エレメントはもちろん、活性層及びプレート電極以外に、自体公知の別の層、例えばバリア層、ブロック層、反射防止層、保護層及び／又は平滑層を有することができる。

機能エレメントの面積は、合わせガラスの面積に相当していてよい。このように構成されていると、切換え可能な機能エレメントによって合わせガラスを好ましく均一に暗くすることができる。このとき合わせガラスの側縁は、機能エレメントを腐食に対して保護するために、好ましくは適宜なシーリングを備えている。しかしながらまた、合わせガラスは、機能エレメントが設けられていない環状の縁部領域を有していてもよく、このような態様は、この縁部領域が固定エレメント、フレーム又は印刷像によって覆われている場合に好適である。機能エレメントは好ましくは中間層の内部において腐食に対して保護されている。

内側のプレート電極及び／又は外側のプレート電極は、好ましくは、透明な導電性の層として形成されている。プレート電極は、好ましくは、少なくとも１種類の金属、合金又は透明導電性酸化物（transparent conducting oxide, TCO）を含んでいる。プレート電極は、例えば、銀、金、銅、ニッケル、クロム、タングステン、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、ガリウム添加又はアルミニウム添加酸化亜鉛及び／又はフルオロ添加又はアンチモン添加酸化スズを含むことができる。プレート電極は、好ましくは２００ｎｍ〜２μｍの厚さを有している。

外側パネル及び／又は内側パネルは、好ましくは、プレストレスを付与されていない、プレストレスを部分的に付与された又はプレストレスを付与されたガラス、好ましくは、フラットガラス、フロートガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス又は透明プラスチック、特に好ましくは剛性の透明プラスチック、特にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチロール、ポリアミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニル及び／又はこれらの混合物を含む。外側パネル及び／又は内側パネルは、曇っておらずかつ透明であってよく、例えば、少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８５％の、可視のスペクトル帯域における透過率を有することができる。しかしながらまた外側パネル及び／又は内側パネルは、色付きでも又は着色されていてもよく、例えば２０％〜７０％の、可視のスペクトル帯域における透過率を有することもできる。

外側パネル及び内側パネルの厚さは、様々に変化可能であり、個別事情における必要性に適合させることができる。外側パネル及び／又は内側パネルは、好ましくは、０.５ｍｍ〜１５ｍｍの厚さ、特に好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍの厚さ、さらに特別に好ましくは、１.５ｍｍ〜３ｍｍの厚さ、例えば１.６ｍｍ、１.８ｍｍ又は２.１ｍｍの厚さを有している。

本発明に係る合わせガラスの面積は、様々に変化可能であり、例えば１００ｃｍ²〜２０ｍ²であってよい。合わせガラスは、好ましくは、車両のガラスや建物のガラスにとって通常である４００ｃｍ²〜６ｍ²の面積を有している。合わせガラスは、任意の立体形状を有することができる。合わせガラスは、好ましくはフラットであってよく、又は幾分あるいは強く、空間の１つの方向又は複数の方向において曲げられていてよい。

外側パネル、内側パネル及び／又は中間層のフィルムは、自体公知の別の適宜な層、例えば反射防止層、付着防止層、傷防止層、光触媒層又は、熱線反射層（Low-E-Beschichtung）を有することができる。

４００ｎｍ〜７５０ｎｍの可視のスペクトル帯域における、本発明に係る赤外線保護層の透過率は、６５％以上、特に好適には７０％以上である（特に赤外線保護層が改質されている場合）。

８００ｎｍ〜２０００ｎｍの赤外線スペクトル帯域における、本発明に係る赤外線保護層の平均透過率は、好ましくは１０％以下、特に好ましくは５％以下の値である。

８００ｎｍ〜９００ｎｍの近赤外線帯域における、本発明に係る赤外線保護層の平均透過率は、好ましくは１５％以下、特に好ましくは１０％以下、さらに特に好ましくは５％以下、特に３％以下である。

赤外線保護層を備えた基材（例えば外側パネル又は被覆されたフィルム）の透過率を測定し、被覆されていない基材の透過率によって修正することによって、赤外線保護層の透過率を特定することができる。被覆されていない基材の透過率は、被覆前における同じ基材において又は同一構成の基材において測定することができる。

本発明の課題は、本発明に係る、電気的に切換え可能な光学特性を備えた合わせガラスを製造する方法によっても解決される。本発明に係る方法は、
ａ）赤外線保護層を、外側パネルの内側表面又は第１のキャリアフィルムの表面に被着するステップと、
ｂ）切換え可能な機能エレメントを備えた中間層を、外側パネルと内側パネルとの間に面状に配置するステップと、
ｃ）外側パネルを、中間層を介して内側パネルに結合するステップと、
を少なくとも有している。

赤外線保護層は、方法ステップ（ａ）の後で、好適な態様では、最低でも２００℃の温度、好ましくは最低でも３００℃の温度に加熱され、これによって可視のスペクトル帯域における透過率を改善することができる。

赤外線保護層の被着は、自体公知の方法によって、好ましくは、磁界を援用する陰極スパッタリングによって行われる。このことは、基材の簡単、迅速、安価及び均一な被覆に関して特に有利である。陰極スパッタリングは、例えばアルゴンのような保護ガス雰囲気内において、もしくは酸素又は窒素の添加による反応ガス雰囲気内において行われる。しかしながらまた赤外線保護層を、当業者に公知の別の方法によって被着すること、例えば蒸着又は化学気相成長（chemical vapour deposition, ＣＶＤ）によって、プラズマを援用する化学気相成長、つまりプラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）によって又は湿式化学法によって被着することも可能である。

方法ステップ（ｂ）において、機能エレメントは、好ましくは、少なくとも１つの第１の熱可塑性の接着フィルムと少なくとも１つの第２の熱可塑性の接着フィルムとの間に埋め込まれる。このとき機能エレメントは、好ましくは、プレラミネートされた機能エレメントとして第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ている。プレラミネートされた機能エレメントは、第１のキャリアフィルム、外側のプレート電極、活性層、内側のプレート電極及び第２のキャリアフィルムが互いに上下に面状に配置され、熱、真空及び／又は圧力の作用下で互いに結合されることによって、製造される。

プレート電極の電気的な接触接続は、好ましくは、合わせガラスへの外側パネルと内側パネルとの結合の前、もしくは機能エレメントとのキャリアフィルムの結合の前に行われる。

方法ステップ（ｃ）は、好ましくは、熱、真空及び／又は圧力の作用下で行われる。このとき、合わせガラスを製造するための公知の方法、例えばオートクレーブ法、真空バッグ法、真空リング法、カレンダリング法、真空ラミネート法又はこれらの方法の組合せを使用することができる。

本発明に係る合わせガラスは、好ましくは、建物、特に建物の入口領域又は窓領域において、又は、陸上、空中又は水における交通のための移動手段において、特に列車、船舶及び自動車において、例えばリヤウインド、サイドウインド及び／又はルーフウインドとして使用される。

本発明に係る合わせガラスは、別のガラスもしくはパネルと結合されて、絶縁ガラスを形成することができる。

本発明はさらに、赤外線帯域における反射特性を備えた少なくとも３つの機能層を有している、本発明に係る赤外線保護層を、電気的に切換え可能な光学特性を備えた合わせガラスにおいて、切換え可能な機能エレメントを赤外線に対して保護するために使用する、赤外線保護層の使用に関する。

次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。図面は概略図であり、寸法忠実ではない。また本発明は図示の実施の形態に制限されるものではない。

本発明に係る、電気的に切換え可能な光学特性を備えた合わせガラスの、第１の実施の形態を示す横断面図である。 図１の、Ｚで示した部分を拡大して示す図である。 本発明に係る合わせガラスの別の実施の形態を示す横断面図である。 本発明に係る合わせガラスのさらに別の実施の形態を示す横断面図である。 本発明に係る赤外線保護層と汎用の赤外線保護層との透過率を示す線図である。 本発明に係る方法の１つの実施の形態を示すフローチャートである。 本発明に係る方法の別の実施の形態を示すフローチャートである。 本発明に係る方法のさらに別の実施の形態を示すフローチャートである。

図１及び図２にはそれぞれ、電気的に切換え可能な光学特性を備えた本発明に係る合わせガラスの１つ実施の形態が詳細に示されている。この合わせガラスは、中間層１１を介して内側パネル２に結合されている外側パネル１を有している。合わせガラスは、自動車のリヤウインドとして設けられていて、取付け位置において、外側パネル１が外部環境に向けられ、内側パネル２が室内に向けられるように配置されている。外側パネル１及び内側パネル２は、ソーダ石灰ガラスから成っていて、１.６ｍｍの厚さを有している。

中間層１１には、切換え可能な機能エレメント４が埋め込まれている。この機能エレメント４は、外側のプレート電極６と内側のプレート電極７との間に活性層５を備えたＳＰＤ機能エレメントである。プレート電極６，７は、バスバー（図示せず）及び接続ケーブル（図示せず）を介して、外部電源に接続されている。プレート電極６，７は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）から成っていて、１μｍ未満の厚さを有している。活性層５は、極化された粒子を懸濁されて樹脂内に含有している。プレート電極６，７に印加された電圧に関連して、懸濁された粒子は、１つの共通の三次元方向に沿って配向される。粒子の配向によって、可視光の吸収が低減される。従って、合わせガラスを通る可視光の透過率は、快適に電気的に制御することができる。

機能エレメント４は、合わせガラスの製造時に、プレラミネートされた機能エレメント８として準備されている。このプレラミネートされた機能エレメント８は、第１のキャリアフィルム９と第２のキャリアフィルム１０との間に機能エレメント４を有している。両キャリアフィルム９，１０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から成っていて、０.１２５ｍｍの厚さを有している。

プレラミネートされた機能エレメント８は、第１の熱可塑性の接着フィルム１２を介して外側パネル１に結合され、かつ第２の熱可塑性の接着フィルム１３を介して内側パネル２に結合されている。熱可塑性の接着フィルム１２，１３は、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）から成っていて、それぞれ０.３８ｍｍの厚さを有している。つまり中間層１１は、第１の熱可塑性の接着フィルム１２、（第１のキャリアフィルム９、外側のプレート電極６、活性層５、内側のプレート電極７及び第２のキャリアフィルム１０を備えた）プレラミネートされた機能エレメント８、及び第２の熱可塑性の接着フィルム１３を有している。

赤外線による機能エレメント４の活性層５の損傷を回避するために、外側パネル１の内側の表面には赤外線保護層３が被着されている。外側パネル１を介して合わせガラス内に進入する太陽光線の赤外線部分は、該赤外線部分が活性層５に衝突する前に、赤外線保護層３によって反射される。

赤外線保護層３は、外側パネル１に交互に被着されている４つの誘電層１５と３つの機能層１４とから成っているので、各機能層１４は２つの誘電層１５の間に配置されていて、互いに隣り合う機能層１４は、各１つの誘電層１５によって互いに隔てられている。機能層１４は、銀（場合によっては製造に基づく汚染物を含む）から成っていて、例えば約１５ｎｍの層厚さを有している。誘電層１５は、最も単純な構成では、例えば窒化ケイ素のような誘電材料の各１つの単層を有している。２つの機能層１４の間に配置されている誘電材料の単層は、例えばそれぞれ約５０ｎｍの層厚さを有している。誘電材料の最上位の単層と最下位の単層とは、例えばそれぞれ２５ｎｍの層厚さを有している。しかしながらまた誘電層１５は、異なった材料の各２つ又はそれ以上の単層を有することもできる。

３つの機能層１４を備えた本発明に係る赤外線保護層３は、可視のスペクトル帯域において高い透過率を有している。赤外線帯域において、赤外線保護層３は、高い反射率と低い透過率を有している。反射率は、特に近赤外線帯域において、１つ又は２つの機能層だけを備えた公知の赤外線保護層に比べて、明らかに改善されている。これによって機能エレメント４は、劣化に対して顕著に効果的に保護される。

赤外線保護層３は、外側パネル１への被着後に熱処理される。このとき赤外線保護層３を備えた外側パネル１は、例えば最低でも３００℃に加熱される。この熱処理によって、特に、機能層１４の結晶化度が改善される。これによって可視光の透過率及び赤外線に対する反射特性が明らかに改善される。

図３には、電気的に切換え可能な光学特性を備えた本発明に係る合わせガラスの別の実施の形態が横断面図で示されている。外側パネル１、内側パネル２、熱可塑性の接着フィルム１２，１３、キャリアフィルム９，１０及び機能エレメント４は、図１におけるように構成されている。赤外線保護層３は、第１のキャリアフィルム９の、機能エレメント４とは反対側の表面に被着されていて、これにより合わせガラスにおいて第１の熱可塑性の接着フィルム１２と第１のキャリアフィルム９との間に配置されている。このように位置決めされた赤外線保護層３によっても、活性層５の劣化を効果的に阻止することができる。

赤外線保護層３は択一的に、第１の熱可塑性の接着フィルム１２に被着されていてもよい。また赤外線保護層３を、合わせガラスの製造時に第１の熱可塑性の接着フィルム１２とキャリアフィルム９との間に挿入される別のフィルムに被着することも、択一的に可能である。

図４には、電気的に切換え可能な光学特性を備えた本発明に係る合わせガラスの別の実施の形態が横断面図で示されている。赤外線保護層３は、第１のキャリアフィルム９の、活性層５に向いた表面に被着されている。それ自体導電性である赤外線保護層３は、同時に外側のプレート電極６として働く。これによって合わせガラスの製造が簡単になる。そのために赤外線保護層３は、バスバー（図示せず）及び接続ケーブル（図示せず）を介して外部電源に接続されている。さらに赤外線保護層３は、プレラミネートされた機能エレメント８の内部において、腐食及びその他の損傷に対して好適に保護されている。従って、赤外線保護層３が組み込まれたプレラミネートされた機能エレメント８は、時間的に合わせガラスの製造前に多くの個数を、準備することができる。

択一的にもちろん赤外線保護層３に、例えば酸化インジウムスズから成る別の層が外側のプレート電極６として被着されていてもよい。

図５には、本発明に係る赤外線保護層３を備えた合わせガラスの透過率が線図で示されている。赤外線保護層３は、外側パネル１の内側表面に被着されていて、銀から成る３つの機能層１４を有している。赤外線保護層３は、調質（tempern）されている。さらに線図には、汎用の赤外線保護層を備えた合わせガラスの透過率が示されており、この汎用の赤外線保護層は、銀から成る２つの機能層だけを有していて、中間層内に埋め込まれたＰＥＴ製の別の熱可塑性フィルムに被着されている。両方の赤外線保護層の透過率を良好に比較するために、合わせガラスは機能エレメント４を有していない。線図から明らかなように、本発明に係る赤外線保護層３は、赤外線帯域において、特に近赤外線帯域においても、低い透過率を有している。従って機能エレメント４は、本発明に係る赤外線保護層３によって、赤外線による劣化に対してより良好に保護される。

図６には、電気的に切換え可能な光学特性を備えた合わせガラスを製造する本発明に係る方法の１つの実施の形態が示されている。この実施の形態によって、図１に示した本発明に係る合わせガラスが得られる。最初に、赤外線保護層３が外側パネル１の内側表面に被着される。次いで被覆された外側パネル１は、３００℃で熱処理される。切換え可能な機能エレメント４は、外側のプレート電極６と内側のプレート電極７との間に活性層５を有している。切換え可能な機能エレメント４は、第１のキャリアフィルム９と第２のキャリアフィルム１０との間においてプレラミネートされた機能エレメント８として準備される。内側パネル２、第２の熱可塑性の接着フィルム１３、プレラミネートされた機能エレメント８、第１の熱可塑性の接着フィルム１２及び外側パネル１は、所定の順序で互いに上下に面状に配置され、次いで熱、圧力及び／又は真空の作用下でラミネートされて合わせガラスに形成される。

図７には、電気的に切換え可能な光学特性を備えた合わせガラスを製造する本発明に係る方法の別の実施の形態が示されている。この実施の形態によって、図３に示した本発明に係る合わせガラスが得られる。切換え可能な機能エレメント４は、外側のプレート電極６と内側のプレート電極７との間に活性層５を有している。切換え可能な機能エレメント４は、プレラミネートされた機能エレメント８として第１のキャリアフィルム９と第２のキャリアフィルム１０との間に準備されている。第１のキャリアフィルム９の、機能エレメント４とは反対側の表面に、赤外線保護層３が被着される。内側パネル２、第２の熱可塑性の接着フィルム１３、プレラミネートされた機能エレメント８、第１の熱可塑性の接着フィルム１２及び外側パネル１は、所定の順序で互いに上下に面状に配置され、次いで熱、圧力及び／又は真空の作用下でラミネートされて合わせガラスに形成される。

図８には、電気的に切換え可能な光学特性を備えた合わせガラスを製造する本発明に係る方法のさらに別の実施の形態が示されている。この実施の形態によって、図４に示した本発明に係る合わせガラスが得られる。最初に、赤外線保護層３が、第１のキャリアフィルム９の表面に被着される。第１のキャリアフィルム９、活性層５、内側のプレート電極７及び第２のキャリアフィルム１０は、所定の順序で互いに上下に面状に配置され、これによって赤外線保護層３は活性層５に向けられる。赤外線保護層３は、外側のプレート電極６として働き、そのために適宜、電気的に接触接続される。赤外線保護層３を備えた第１のキャリアフィルム９、活性層５、内側のプレート電極７及び第２のキャリアフィルム１０は、熱、圧力及び／又は真空の作用下でラミネートされて結合される。次いで内側パネル２、第２の熱可塑性の接着フィルム１３、プレラミネートされた機能エレメント８、第１の熱可塑性の接着フィルム１２及び外側パネル１は、所定の順序で互いに上下に面状に配置され、その後で熱、圧力及び／又は真空の作用下でラミネートされて合わせガラスに形成される。

実施例
図１に示した本発明に係る、電気的に切換え可能な光学特性を備えた合わせガラスが製造される。赤外線保護層３は、外側パネル１の内側表面への被着後に熱処理される。そのために被覆された外側パネル１は、７分間６４０℃の温度に加熱される。次いで赤外線保護層３を備えた外側パネル１、プレラミネートされた機能エレメント８及び内側パネル２は、第１の熱可塑性の接着フィルム１２及び第２の熱可塑性の接着フィルム１３の上に、約１２０℃の温度及び約２バールの圧力でラミネートされ、合わせガラスが形成される。

この合わせガラスは、規格化されたウェザロメータ（ＷＯＭ）試験で検査される。このとき合わせガラスは、８００時間、太陽スペクトルをシミュレートする光線を発するキセノンアークランプで照射される。このとき外側パネル１は光源に向けられて配置されている。照射後に、表１に記載の値ΔＥが測定された。この値ΔＥは、ＷＯＭ試験による合わせガラスの明度及び色変化を示し、下記の式で計算される：

式中、Ｌ^*は、輝度値であり、ａ^*及びｂ^*は、Ｌ^*ａ^*及びｂ^*における色座標である。Δは、ＷＯＭ試験の前後における各値の差を示す。

比較例１
比較例１は、実施例とまったく同じに検査された。相違は赤外線保護層３にある。赤外線保護層３は、従来技術におけるように、銀製の２つの機能層だけを有している。さらに赤外線保護層３は外側パネル１に被着されているのではなく、ＰＥＴ製の別の熱可塑性フィルムに被着されており、この別の熱可塑性フィルムは、第１の熱可塑性の接着フィルム１２とプレラミネートされた機能エレメント８との間に埋め込まれて複合体を形成している（Southwall XIR-75 PET）。合わせガラスは、同じＷＯＭ試験で調べられた。求められた値ΔＥは、表１に記載されている。

比較例２
比較例２は、実施例とまったく同じに検査された。しかしながら実施例とは異なり、合わせガラスは、赤外線保護層３を有していない。この合わせガラスは、同じＷＯＭ試験で調べられた。求められた値ΔＥは、表１に記載されている。

表１から分かるように、本発明に係る赤外線保護層３は、機能エレメント４を明らかに僅かしか劣化させない。機能エレメント４の保護は、汎用の赤外線保護層を備えた合わせガラスに対して、明らかに改善されている。この結果は、当業者にとって、予期しない、驚くべきものである。

１ 外側パネル
２ 内側パネル
３ 赤外線保護層
４ 切換え可能な機能エレメント
５ 機能エレメント４の活性層
６ 機能エレメント４の外側のプレート電極
７ 機能エレメント４の内側のプレート電極
８ プレラミネートされた機能エレメント
９ プレラミネートされた機能エレメント８の第１のキャリアフィルム
１０ プレラミネートされた機能エレメント８の第２のキャリアフィルム
１１ 中間層
１２ 第１の熱可塑性の接着フィルム
１３ 第２の熱可塑性の接着フィルム
１４ 赤外線範囲における反射特性を備えた機能層
１５ 誘電層
Ｚ 合わせガラスの部分

Claims (18)

1. 電気的に切換え可能な光学特性を備えた合わせガラスであって、
   中間層（１１）を介して面状に互いに結合された外側パネル（１）及び内側パネル（２）と、
   前記中間層（１１）の内部における、少なくとも１つの活性層（５）を備えた切換え可能な機能エレメント（４）と、
   前記外側パネル（１）と前記活性層（５）との間に面状に配置された赤外線保護層（３）と、を少なくとも有しており、
   該赤外線保護層（３）は、赤外線帯域に対する反射特性を備えた少なくとも３つの機能層（１４）を有しており、
   前記少なくとも３つの機能層（１４）は、それぞれ２つの誘電層（１５）の間に配置されており、
   前記機能エレメント（４）は、面状に第１のキャリアフィルム（９）と第２のキャリアフィルム（１０）との間に配置されており、第１のキャリアフィルム（９）は、少なくとも第１の熱可塑性の接着フィルム（１２）を介して前記外側パネル（１）に結合され、第２のキャリアフィルム（１０）は、少なくとも１つの第２の熱可塑性の接着フィルム（１３）を介して前記内側パネル（２）に結合されており、
   前記赤外線保護層（３）は、第１のキャリアフィルム（９）の、第１の熱可塑性の接着フィルム（１２）に向いた表面に被着されていて、前記機能エレメント（４）は、外側のプレート電極（６）と内側のプレート電極（７）とを有していて、該外側のプレート電極（６）と内側のプレート電極（７）との間に、前記活性層（５）が面状に配置されているか、
   または、
   前記赤外線保護層（３）は、第１のキャリアフィルム（９）の、前記活性層（５）に向いた表面に被着されていて、外側のプレート電極（６）であり、前記機能エレメント（４）は、前記外側のプレート電極（６）と内側のプレート電極（７）とを有していて、該外側のプレート電極（６）と内側のプレート電極（７）との間に、活性層（５）が面状に配置されている、
   ことを特徴とする、電気的に切換え可能な光学特性を備えた合わせガラス。
2. 前記機能エレメント（４）は、ＳＰＤ機能エレメントである、請求項１記載の合わせガラス。
3. 前記赤外線保護層（３）は、前記外側パネル（１）の内側表面に被着されていて、前記機能エレメント（４）は、外側のプレート電極（６）と内側のプレート電極（７）とを有していて、該外側のプレート電極（６）と内側のプレート電極（７）との間に、前記活性層（５）が面状に配置されている、請求項１または２記載の合わせガラス。
4. 前記機能層（１４）は、少なくとも１種類の金属を含んでいる、請求項１から３までのいずれか１項記載の合わせガラス。
5. 各機能層（１４）は、５ｎｍ〜５０ｎｍの厚さを有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の合わせガラス。
6. 前記誘電層（１５）は、少なくとも１種類の酸化物又は窒化物を含んでいる、請求項１から５までのいずれか１項記載の合わせガラス。
7. 前記外側パネル（１）及び／又は前記内側パネル（２）は、プレストレスを付与されていない、プレストレスを部分的に付与された又はプレストレスを付与されたガラス又は透明プラスチック及び／又はこれらの混合物を含んでいる、請求項１から６までのいずれか１項記載の合わせガラス。
8. ８００ｎｍ〜９００ｎｍのスペクトル帯域における、前記赤外線保護層（３）の平均透過率は、１５％以下である、請求項１から７までのいずれか１項記載の合わせガラス。
9. 請求項１から８までのいずれか１項記載の合わせガラスを製造する方法であって、
   ａ）前記赤外線保護層（３）を、前記外側パネル（１）の内側表面又は第１のキャリアフィルム（９）の表面に被着するステップと、
   ｂ）前記切換え可能な機能エレメント（４）を備えた前記中間層（１１）を、前記外側パネル（１）と前記内側パネル（２）との間に面状に配置するステップと、
   ｃ）前記外側パネル（１）を、前記中間層（１１）を介して前記内側パネル（２）に結合するステップと、
   を少なくとも有する、合わせガラスを製造する方法。
10. 前記赤外線保護層（３）を、前記方法ステップ（ａ）の後で、最低でも２００℃の温度に加熱する、請求項９記載の方法。
11. 前記機能層（１４）は、銀を含んでいる、請求項４記載の合わせガラス。
12. 各機能層（１４）は、８ｎｍ〜２５ｎｍの厚さを有している、請求項５記載の合わせガラス。
13. 前記誘電層（１５）は、窒化ケイ素を含んでいる、請求項６記載の合わせガラス。
14. 前記外側パネル（１）及び／又は前記内側パネル（２）は、フラットガラス、フロートガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、又はソーダ石灰ガラスを含む、請求項７記載の合わせガラス。
15. 前記外側パネル（１）及び／又は前記内側パネル（２）は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチロール、ポリアミド、ポリエステル、又はポリ塩化ビニル及び／又はこれらの混合物を含む、請求項７記載の合わせガラス。
16. 前記外側パネル（１）及び／又は前記内側パネル（２）は、０.５ｍｍ〜１５ｍｍの厚さを有している、請求項７記載の合わせガラス。
17. 前記外側パネル（１）及び／又は前記内側パネル（２）は、１ｍｍ〜５ｍｍの厚さを有している、請求項７記載の合わせガラス。
18. ８００ｎｍ〜９００ｎｍのスペクトル帯域における、前記赤外線保護層（３）の平均透過率は、１０％以下である、請求項８記載の合わせガラス。

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