CN210376957U - 光学叠堆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型题为“光学叠堆”。本实用新型提供了一种在车辆的后视镜中使用的光学叠堆,其包括第一透明基板和第二透明基板。光学叠堆还包括设置在第一透明基板和第二透明基板之间并粘结到第一透明基板和第二透明基板的电致变色介质。光学叠堆还包括通过粘合剂层粘结到第一透明基板的聚合物镜膜。第一透明基板设置在聚合物镜膜和电致变色介质之间。对于从约450nm延伸到约600nm的波长范围内的每个波长并且对于一种或多种偏振态,聚合物镜膜反射至少80%的垂直入射光。电致变色介质被构造成在实质上透明的状态和实质上不透明的状态之间切换。此外,与金属反射层相比,聚合物镜膜将电致变色介质的实质上不透明的状态改善了至少1.5%。
Description
技术领域
本公开整体涉及光学叠堆,并且具体地涉及在后视镜中使用的光学叠堆。
背景技术
电致变色(EC)装置通常可在漂白状态和有色状态之间切换。EC装置通常包括电致变色层,该电致变色层由于施加电压而可逆地改变其光学状态。自动调光镜(ADM)是一种用于车辆应用的EC装置。ADM通常在漂白状态下像镜子一样,并在检测到眩光时自动切换到有色状态。在有色状态下,ADM通常变暗,从而提供防眩光功能。
实用新型内容
在一个方面,本公开提供了一种在车辆的后视镜中使用的光学叠堆。光学叠堆包括第一透明基板和第二透明基板。光学叠堆还包括设置在第一透明基板和第二透明基板之间并粘结到第一透明基板和第二透明基板的电致变色介质。光学叠堆还包括通过粘合剂层粘结到第一透明基板的聚合物镜膜。第一透明基板设置在聚合物镜膜和电致变色介质之间。聚合物镜膜包括多个交替的聚合物的第一层和第二层。第一层和第二层中的每一者具有小于约400纳米(nm)的平均厚度。第一层和第二层具有相应的折射率:沿第一偏振态的n1x和n2x,第一层和第二层的平面中的沿与第一偏振态正交的第二偏振态的n1y和n2y,沿与第一偏振态和第二偏振态正交的z轴的n1z和n2z,使得对于从约450nm延伸至约600nm的波长范围内的每个波长:n1x和n1y中的每一者比n1z大至少0.15;n1x和n1y之间的差值小于约0.05;n2x、n2y和n2z之间的最大差值小于约0.02;n1x和n2x之间的差值大于约0.15;并且对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者,聚合物镜膜反射至少80%的垂直入射光;电致变色介质被构造成在实质上透明的状态和实质上不透明的状态之间切换。此外,与金属反射层相比,聚合物镜膜将电致变色介质的实质上不透明的状态改善了至少1.5%。
附图说明
考虑到以下结合附图的详细描述,可更全面地理解本文公开的示例性实施方案。所述附图未必按比例绘制。图中使用的相似数字指代相似的部件。然而,应当理解,在给定图中使用数字指代部件不旨在限制另一图中用相同数字标记的部件。
图1是具有一个或多个后视镜的示例性车辆的示意性透视图;
图2是根据本公开的一个实施方案的光学叠堆的示意性剖视图;
图3是根据本公开的一个实施方案的用于光学叠堆中的聚合物镜膜的示意性剖视图;并且
图4是示出两个电致变色装置的反射光谱的示例性曲线图。
具体实施方式
在以下描述中,参考形成其一部分的附图,并且其中通过图示的方式示出了各种实施方案。应当理解,在不脱离本公开的范围或实质的情况下,能够设想并作出其它实施方案。因此,以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。
如本文所用,被称为“透明”、“实质上透明”或“光学透明”的组件允许可见光穿过其而没有明显的散射,使得位于相对侧上的物体是可见的。类似地,处于“实质上透明的状态”的部件允许可见光穿过其而没有明显的散射,使得位于相对侧上的物体是可见的。
如本文所用,被称为“不透明”、“实质上不透明”或“光学不透明”的部件阻挡大部分入射光,使得位于相对侧上的物体不可见。类似地,处于“实质上不透明的状态”的部件阻挡大部分入射光,使得位于相对侧上的物体不可见。
电致变色(EC)装置包括电致变色层,该电致变色层可基于施加电压而可逆地改变其光学状态。EC装置可基于电致变色层的光学状态而在漂白状态和有色状态之间切换。EC装置可用作车辆应用中的后视镜。在这种情况下,EC装置可在漂白状态下充当镜子。此外,EC装置可在检测到眩光时切换到有色状态。在有色状态下,EC装置与漂白状态相比可变暗,从而提供防眩光功能。
常规的EC装置包括用于反射入射光的金属反射层(例如,铝、银等)。相比之下,本公开的EC装置包括具有聚合物镜膜的光学叠堆。本公开的光学叠堆还包括电致变色介质,该电致变色介质被构造成在实质上透明的状态和实质上不透明的状态之间切换。与金属反射层相比,聚合物镜膜可改善电致变色介质的实质上透明的状态和实质上不透明的状态。因此,与金属反射层相比,聚合物镜膜可在电致变色介质的实质上透明的状态下提供更明亮的观察体验。此外,与金属反射层相比,聚合物镜膜可在电致变色介质的实质上不透明的状态下提供更好的光吸收能力。另外,与金属反射层相比,聚合物镜膜可减少实质上透明的状态和实质上不透明的状态之间的切换时间。因此,与金属反射层相比,聚合物镜膜可提供从实质上透明的状态到实质上不透明的状态的更快切换,从而保护用户免于遭受更长持续时间的突然眩光。
现在参照附图,图1示出了包括内部后视镜310(下文中称为“后视镜310”)和至少一个外部后视镜320(下文中称为“后视镜320”)的车辆300。后视镜310设置在车辆300内。此外,后视镜310可安装在车辆300的前挡风玻璃的顶部附近。后视镜310可直接安装在前挡风玻璃上或安装在与前挡风玻璃相邻的面板上。后视镜310可通过双旋转支架可调节地安装,允许后视镜310根据驾驶员的高度和/或视角进行调节。后视镜310可使驾驶员能够通过车辆300的后窗或后挡风玻璃向后观察。
后视镜320设置在车辆300的外部的在一个侧面处。在图1所示的实施方案中,车辆300包括两个后视镜320,一个在车辆300的每一个侧面上。后视镜320还可称为侧视镜或侧翼后视镜。后视镜320可设置在车辆300的A柱附近。此外,后视镜320可以可调节地安装在车辆300的侧面上,例如,门上、挡泥板上等等。后视镜320可在一个或多个方向上设置有手动和/或远程调节,例如,垂直、水平和/或枢转调节。后视镜320还可包括一个或多个转向信号指示器。后视镜320可帮助驾驶员查看设置在车辆300后方和侧面的区域。当正确对准时,后视镜320可使驾驶员能够观察盲点中的区域。
如图1所示的后视镜310,320的形状和配置本质上是示例性的,并且本公开可与具有任何替代形状和配置的后视镜一起使用。尽管车辆300在图1中被示为乘用车,但是本公开的后视镜可与其它类型的车辆一起使用,例如,公共汽车、卡车、越野车辆、摩托车、飞机、自行车、有轨电车、机车、用于建筑和土木工程的重型车辆等等。
在一些实施方案中,后视镜310和后视镜320中的至少一个是自动调光镜,其可自动调暗以减少眩光。图2示出了在车辆300的后视镜310和/或后视镜320中使用的光学叠堆200。光学叠堆200可启用自动调光功能。光学叠堆200可设置在后视镜310和/或后视镜320的相应外壳内。
在图2所示的实施方案中,光学叠堆200包括第一透明基板10、第二透明基板20和设置并粘结到第一透明基板10和第二透明基板20的电致变色介质30。光学叠堆200还包括设置在电致变色介质30与第一透明基板10和第二透明基板20中的每一者之间的透明导电电极40或50。具体地,透明导电电极40(下文中称为“电极40”)设置在电致变色介质30和第一透明基板10之间。此外,透明导电电极50(下文中称为“电极50”)设置在电致变色介质30和第二透明基板20之间。光学叠堆200还包括通过粘合剂层70粘结到第一透明基板10的聚合物镜膜60。此外,第一透明基板10设置在聚合物镜膜60和电致变色介质30之间。
光学叠堆200还包括离子传导层80和设置在电致变色介质30和第二透明基板20之间的离子存储层90。具体地,离子传导层80和离子存储层90设置在电致变色介质30和电极50之间。离子传导层80设置为与电致变色介质30相邻,而离子存储层90设置为与电极50相邻。在另选的实施方案中,离子传导层80和离子存储层90可设置在电致变色介质30和电极40之间。
在图2所示的实施方案中,光学叠堆200的不同层显示为实质上平面的。然而,光学叠堆200的一个或多个层可根据期望的应用属性而弯曲。每个层的相对厚度是示例性的,并且可根据期望的应用属性而变化。光学叠堆200还限定互相正交的x轴、y轴和z轴。x轴和y轴是光学叠堆200的面内轴,而z轴是沿光学叠堆200的厚度设置的横向轴。换句话说,x轴和y轴沿光学叠堆200的平面设置,而z轴垂直于光学叠堆200的平面。光学叠堆200的不同层设置为沿z轴彼此相邻。
在一些实施方案中,第一透明基板10和第二透明基板20中的至少一者是玻璃。玻璃可包括能够透射可见光的无机非晶态非结晶固体材料。例如,玻璃可包括硅酸盐玻璃。在一些实施方案中,第一透明基板10和第二透明基板20中的至少一者是柔性的。这可允许光学叠堆200根据期望的应用属性弯曲成各种类型的形状。第一透明基板10和第二透明基板20中的每一者都是光学透明的。在一些实施方案中,第一透明基板10和第二透明基板20中的每一者透射至少50%、至少70%、至少80%、至少90%或至少95%的入射光,其波长范围为约380纳米(nm)至约750nm。
在一些实施方案中,电极40,50中的每一者使用导电材料诸如金属、合金、金属化合物、导电金属氧化物、导电分散体和导电聚合物形成。在一些实施方案中,电极40,50中的每一者使用透明导电氧化物诸如氧化铟锡(ITO)、氟氧化锡(FTO)、氧化锑锡(ATO)、氧化铟锌(IZO)或其组合形成。透明导电氧化物可涂覆在相邻的第一透明基板10和第二透明基板20上,以分别形成电极40,50。电极40,50中的每一个是导电的并且是光学透明的。在一些实施方案中,电极40,50中的每一个透射至少50%、至少70%、至少80%、至少90%或至少95%的入射光,其波长范围为约380nm至约750nm。在一些实施方案中,电极40,50中的每一个的电导率为至少103西门子/米(S/m)、至少104S/m、至少105S/m、至少106S/m或至少107S/m。
电致变色介质30设置在电极40和离子传导层80之间。电致变色介质30可经由电极40粘结到第一透明基板10。此外,电致变色介质30可经由离子传导层80、离子存储层90和电极50粘结到第二透明基板20。电致变色介质30是电致变色的,即,通过跨其施加电压可以可逆地改变电致变色介质30的颜色。由于氧化还原反应,电致变色介质30的颜色可以可逆地改变。在一些实施方案中,电致变色介质30使用任何电致变色材料诸如金属氧化物、有机材料、导电聚合物或它们的组合来形成。电致变色材料的示例包括氧化钨(WO3)、氧化镍(NiO)、紫罗精(C5H4NR)2 n+、聚吡咯(PPy)、聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)或PEDOT、聚苯胺或它们的组合。
电致变色介质30可基于跨其施加电压以连续且可逆的方式控制光学叠堆200的光学性质诸如光学传输和光学吸收。在一些实施方案中,电致变色介质30被配置成在实质上透明的状态和实质上不透明的状态之间切换。电致变色介质30可利用持续时间(即,切换时间)以在实质上透明的状态和实质上不透明的状态之间切换。
电致变色介质30的实质上透明的状态可对应于光学叠堆200的漂白状态或断电状态,即,没有跨电致变色介质施加电压。当电致变色介质30处于实质上透明的状态时,光学叠堆200可具有高亮度。电致变色介质30在正常条件下(例如在期望高亮度观看体验时白天条件下驾驶)可处于实质上透明的状态。电致变色介质30在实质上透明的状态下是光学透明的。在一些实施方案中,在实质上透明的状态下,电致变色介质30透射至少50%、至少70%、至少80%、至少90%或至少95%的入射光,所述光的波长范围为约380nm至约750nm。
电致变色介质30的实质上不透明的状态可对应于光学叠堆200的有色状态或通电状态,即,跨电致变色介质30施加电压。光学叠堆200的光学传输可变低,即,光学叠堆200可在有色状态下变暗。当期望高光吸收时,电致变色介质30可处于实质上不透明的状态。例如,在从拖尾车辆的前灯检测到眩光的情况下,光学叠堆200可处于有色状态以改善眩光减少性能。电致变色介质30在实质上不透明的状态下是光学不透明的。在一些实施方案中,在实质上不透明的状态下,电致变色介质30透射小于5%、小于4%、小于3%、小于2%、小于1%或小于0.5%的入射光,所述光的波长范围为约380nm至约750nm。
离子传导层80可以是设置在离子存储层90和电致变色介质30之间的电解质。离子传导层80可通过其传导离子。在一些实施方案中,离子传导层80是固态电解质。在一些实施方案中,离子传导层80可由固体无机或有机材料诸如五氧化二钽(Ta2O5)、二氧化锆(ZrO2)、氟化镁(MgF)、氮化锂(LiN3)、磷酸锂(Li3PO4)或它们的组合制成。在另选的实施方案中,离子传导层80是液体电解质或凝胶型电解质。基于各种参数诸如安全性(即,在损坏的情况下泄漏的可能性)和光学叠堆200在漂白状态和有色状态之间切换的响应时间,可选择离子传导层80的材料类型。在一些实施方案中,离子传导层80是光学透明的。在一些实施方案中,离子传导层80透射至少50%、至少70%、至少80%、至少90%或至少95%的入射光,所述光的波长范围为约380nm至约750nm。
离子存储层90设置在离子传导层80和电极50之间。离子存储层90可由固体无机或有机材料诸如五氧化二钒(V205)、五氧化二钒(LixV205)或它们的组合制成。在一些实施方案中,离子存储层90是光学透明的。在一些实施方案中,离子存储层90透射至少50%、至少70%、至少80%、至少90%或至少95%的入射光,所述光的波长范围为约380nm至约750nm。
在一些实施方案中,电极40,50、离子传导层80、离子存储层90和电致变色介质30可夹在第一透明基板10和第二透明基板20之间。此外,光学叠堆200的一个或多个层可沉积或涂覆在另一个层上。
聚合物镜膜60经由粘合剂层70粘结到第一透明基板10。在一些实施方案中,粘合剂层70是光学透明的粘合剂(OCA)。OCA可以是紫外(UV)可固化的丙烯酸酯粘合剂、转移粘合剂等。在一些实施方案中,粘合剂层70是光学透明的。在一些实施方案中,粘合剂层70透射至少80%、至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的入射光,所述光的波长范围为约380nm至约750nm。
第一透明基板10设置在聚合物镜膜60和电致变色介质30之间。聚合物镜膜60可用作光学叠堆200的反射层。在一些实施方案中,聚合物镜膜60是多层光学膜,其经设计用于反射特定波长范围内的光,例如可见光谱。
参见图2和图3,聚合物镜膜60包括多个交替的聚合物的第一层61和第二层62。第一层61和邻接的第二层62中的一个可形成聚合物镜膜60的光学重复单元。第一层61和第二层62具有相应的折射率:沿第一偏振态P的n1x和n2x,第一层61和第二层62的平面中的沿与第一偏振态正交的第二偏振态S的n1y和n2y,沿与第一偏振态和第二偏振态正交的z轴的n1z和n2z。x轴和y轴是聚合物镜膜60的面内轴,而z轴是聚合物镜膜60的横轴。换句话说,x轴和y轴沿聚合镜膜60的平面设置,而z轴垂直于聚合镜膜60的平面。此外,x轴和y轴沿第一层61和第二层62中的每一者的平面设置。z轴垂直于第一层61和第二层62中的每一者的平面。聚合物镜膜60的x轴、y轴和z轴对应于光学叠堆200的相应的x轴、y轴和z轴。
第一偏振态P是沿着x轴的,而第二偏振态S是沿着y轴的。n1x和n2x表示对于沿x轴偏振的光(即,第一偏振态P)的相应的第一层61和第二层62的折射率。此外,n1y和n2y表示对于沿y轴偏振的光(即,第二偏振态S)的相应的第一层61和第二层62的折射率。因此,n1x和n1y表示第一层61的面内折射率。类似地,n2x和n2y表示第二层62的面内折射率。n1z和n2z表示对于沿z轴偏振的光的相应的第一层61和第二层62的折射率。因此,n1z和n2z分别表示正交于第一层61和第二层62的平面的折射率。
在一些实施方案中,对于从约450nm延伸至约600nm的波长范围内的每个波长,n1x和n1y中的每一者比n1z大至少0.15(n1x≥n1z+0.15,n1y≥n1z+0.15)。在一些实施方案中,对于从约450nm延伸至约600nm的波长范围内的每个波长,n1x和n1y之间的差值小于约0.05(|n1x-n1y|<0.05)。在一些实施方案中,对于从约450nm延伸至约600nm的波长范围内的每个波长,n2x、n2y和n2z之间的最大差值小于约0.02(max[|n2x-n2y|、|n2y-n2z|、|n2z-n2x|]<0.02)。在一些实施方案中,对于从约450nm延伸至约600nm的波长范围内的每个波长,n1x和n2x之间的差值大于约0.15(|n1x-n2x|>0.15)。
在一些实施方案中,第一层61和第二层62中的每一者具有小于约400nm的平均厚度。第一层61和第二层62中的每一者的平均厚度可沿z轴测量。在一些实施方案中,第一层61和第二层62中的每一者具有小于约300nm、小于约200nm或小于约100nm的平均厚度。
用于第一层61和第二层62的合适的聚合物材料包括聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)及其异构体(例如,2,6-,1,4-,1,5-,2,7-和2,3-PEN)、聚对苯二甲酸亚烷基酯(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚-1,4-环己烷二亚甲基对苯二甲酸酯)及其共聚物,例如PETG、聚酰亚胺(例如聚丙烯酰亚胺)、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯(包括共聚物诸如4,4'-硫代二酚和双酚A的共聚碳酸酯,摩尔比为3:1,即TDP)、聚甲基丙烯酸酯(例如甲基丙烯酸聚异丁酯、甲基丙烯酸聚丙酯、聚甲基丙烯酸乙酯和聚甲基丙烯酸甲酯)、聚丙烯酸酯(例如聚丙烯酸丁酯和聚丙烯酸甲酯)、无规聚苯乙烯、间同立构聚苯乙烯(sPS)、间同立构聚α-甲基苯乙烯、间规聚二氯苯乙烯、这些聚苯乙烯中任一个的共聚物和共混物、纤维素衍生物(例如乙基纤维素、醋酸纤维素、丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素和硝酸纤维素)、聚亚烷基聚合物(例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯和聚(4-甲基)戊烯)、氟化聚合物(例如全氟烷氧基树脂、聚四氟乙烯、氟化乙烯-丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯和聚三氟氯乙烯)、氯化聚合物(例如聚偏二氯乙烯和聚氯乙烯)、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、有机硅树脂、环氧树脂、聚乙酸乙烯酯、聚醚酰胺、离聚物树脂、弹性体(例如聚丁二烯、聚异戊二烯和氯丁橡胶)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚氨酯。同样合适的是各种共聚物,例如PEN(例如,2,6-萘二甲酸、1,4-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、2,7-萘二甲酸和/或2,3-萘二甲酸的共聚物或它们的酯,与(a)对苯二甲酸或其酯的共聚物;(b)间苯二甲酸或其酯,(c)邻苯二甲酸或其酯;(d)烷烃二醇;(e)环烷烃二醇(例如环己烷二甲醇二醇);(f)烷烃二羧酸;和/或(g)环烷二羧酸(如环己烷二羧酸)),聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯共聚物(例如对苯二甲酸或其酯与下列物质的共聚物,所述物质为:(a)萘二甲酸或其酯;(b)间苯二甲酸、或其酯;(c)邻苯二甲酸、或其酯;(d)烷烃二醇;(e)环烷烃二醇(例如,环己烷二甲醇)(f)烷烃二羧酸;和/或(g)环烷二羧酸(例如环己烷二羧酸)、以及苯乙烯共聚物(例如苯乙烯-丁二烯共聚物和苯乙烯-丙烯腈共聚物)、4,4'-联苯甲酸和乙二醇。另外,第一层61和第二层62中的每一者可包括上述聚合物或共聚物中的两种或更多种的共混物(例如,间同立构聚苯乙烯(sPS)和无规立构聚苯乙烯的共混物)。
具有不同折射率的第一层61和第二层62的交替布置可在特定波长范围(例如,可见光谱)内提供所需的反射率。可优化第一层61和第二层62中的每一者的厚度和组成以获得聚合物镜膜60的高反射率。在一些实施方案中,对于从约450nm延伸至约600nm的波长范围内的每个波长以及对于第一偏振态P和第二偏振态S中的每一者,聚合物镜膜600反射至少80%的垂直入射光。在一些实施方案中,对于从约450nm延伸至约600nm的波长范围内的每个波长以及对于第一偏振态P和第二偏振态S中的每一者,聚合物镜膜600反射至少90%、至少95%、至少98%、至少98.5%或至少99%的垂直入射光。
包括聚合物镜膜60的光学叠堆200可结合在外壳中以形成电致变色装置,例如后视镜310和/或后视镜320。电致变色装置可具有对应于光学叠堆200的漂白状态和电致变色介质30的实质上透明的状态的漂白状态。电致变色装置还可具有对应于光学叠堆200的有色状态和电致变色介质30的实质上不透明的状态的有色状态。电致变色装置还可包括一个或多个传感器诸如环境光传感器、眩光传感器等。电致变色装置还可包括控制电路,该控制电路通过基于来自传感器的输入信号选择性地施加电压来控制光学叠堆200的光学性质。例如,控制电路可在由环境传感器检测到的日光条件期间操作处于漂白状态的电致变色装置。如果眩光传感器检测到眩光,则控制电路可将电致变色镜切换到有色状态。因此,电致变色装置可用作自动调光后视镜。可根据期望的应用属性修改电致变色装置的控制逻辑。
在漂白状态下,电致变色装置可充当镜子,其中入射光从聚合物镜膜60反射。在漂白状态(断电)下,可不向光学叠堆200施加电压。电致变色介质30可处于允许入射光被反射的实质上透明的状态。当需要减少眩光时,电致变色装置可切换到有色状态。为了从漂白状态切换到有色状态,控制电路可跨电极40,50施加电压(通电)。电极50可处于比电极40高的电位。由于电极40,50之间的电势差,离子可经由离子传导层80从离子存储层90行进到电致变色介质30。然后,电致变色介质30可从实质上透明的状态切换到实质上不透明的状态。因此,电致变色装置可在有色状态下操作。电致变色介质30可吸收大部分入射光以减少眩光。当不需要减少眩光时,电致变色装置可切换回漂白状态。
与金属反射层诸如铝、银等相反,本公开的聚合物镜膜60具有实质上非金属的配置。金属反射层可以是电涂层。在常规的电致变色装置或镜子中,金属反射层通常设置在电致变色层和透明导电层之间。相比之下,聚合物镜膜60粘结到第一透明基板10的与电致变色介质30相对的侧面。因此,聚合物镜膜60设置在光学叠堆200的端部处。
在一个示例中,将具有金属反射层的常规电致变色装置的光学性能与结合本公开的光学叠堆200的测试电致变色装置的光学性能进行比较。具体地,常规的电致变色装置可包括具有金属反射层的常规的光学叠堆。此外,在一些情况下,测试电致变色装置可包括具有聚合物镜膜60的半部和不具有聚合物镜膜60的另一个半部。换句话说,测试电致变色装置可包括半尺寸聚合物镜膜60。移动装置诸如平板电脑可用作入射光源。便携式光谱仪诸如Konica-Minolta CL-500或Lambda 800光谱仪可用于测量光学性能。
常规的电致变色装置和测试电致变色装置可在相应的漂白状态和有色状态下操作,并且测量它们的光学性能。图4是示出处于相应的漂白状态和有色状态的具有金属反射层的常规电致变色装置的和具有聚合物镜膜60的测试电致变色装置的反射率光谱的示例性曲线图400。具体地,曲线图400示出了对应于包括聚合物镜膜60的光学叠堆200的电致变色介质30的实质上透明的状态和实质上不透明的状态的反射率光谱。曲线图400还示出了对应于包括金属反射层的常规的光学叠堆的电致变色层的实质上透明的状态和实质上不透明的状态的反射率光谱。从曲线图400可明显看出,测试电致变色装置的漂白状态反射率光谱明显高于常规的电致变色装置的漂白状态反射率光谱。此外,与金属反射层相比,聚合物镜膜60可显著改善电致变色介质30的实质上透明的状态。从曲线图400还可明显看出,测试电致变色装置的有色状态反射率光谱与常规电致变色装置的有色状态反射率光谱略有不同。此外,与金属反射层相比,聚合物镜膜60可略微改善电致变色介质30的实质上不透明的状态。因此,基于曲线图400,可明显看出,聚合物镜膜60改善了电致变色介质30的实质上不透明的状态,即使聚合物镜膜60的反射率大于金属反射层的反射率。
在一些实施方案中,与金属反射层相比,聚合物镜膜60将电致变色介质30的实质上不透明的状态改善了至少1.5%。在一些实施方案中,与金属反射层相比,聚合物镜膜60将电致变色介质30的实质上透明的状态改善了至少2%。在一些实施方案中,与金属反射层相比,聚合物镜膜60将电致变色介质30的实质上透明的状态改善了至少3%。
可进行进一步的测试,包括测量常规电致变色装置和测试电致变色装置对不同颜色光的反射光强度。平板计算机可用作不同颜色条件的光源。此外,便携式光谱仪可用于测量处于相应的漂白状态和有色状态的常规电致变色(EC)装置(即,基于金属的EC装置)和测试电致变色(EC)装置(即,基于聚合物膜的EC装置)的反射光强度(以Lux为单位)。下面的表1示出了结果的概述。
表1:两个EC装置的Lux概述
从上面的表1可明显看出,基于聚合物膜的EC装置在相应的漂白状态下具有比基于金属的EC装置更高的lux或更高的反射光强度。因此,使用者(例如,驾驶员)可在结合光学叠堆200的基于聚合物膜的EC装置的漂白状态下具有更明亮的观察体验。例如,当基于聚合物膜的EC装置在漂白状态下操作时,可观察到基于聚合物膜的EC装置增加约3%至约4%的lux。在不发生眩光条件期间,对于大多数使用者或驾驶员来说可能更期望更明亮的观看体验。
从表1还可明显看出,基于聚合物膜的EC装置具有比在相应有色状态下的基于金属的EC装置更低的lux或更低的反射光强度。因此,基于聚合物膜的EC装置可比在相应的有色状态下的基于金属的EC装置吸收更多的光。称为光吸收功率或速率的参数(表1的最右列)可用于比较相应的有色状态和漂白状态下的每个EC装置的光吸收特性。光吸收功率定义为1-(有色状态的Lux/漂白状态的Lux)。例如,对于白光,基于聚合物膜的EC装置的光吸收功率为1-(12.961/22.468)=42.3%。此外,对于白光,将两个EC装置的有色状态进行比较:对于基于聚合物的EC装置,Lux减少(13.193-12.961)/13.193=1.8%。此外,表1示出基于聚合物膜的EC装置的光吸收功率可为约42%,而基于金属的EC装置的光吸收功率为约35%至约39%。这可指示结合本公开的光学叠堆200的基于聚合物膜的EC装置可吸收比基于金属的EC装置更多的不期望的眩光。
此外,与基于金属的EC装置相比,基于聚合物膜的EC装置可利用更短的时间在漂白状态和有色状态之间切换。在一些情况下,基于聚合物膜的EC装置的漂白状态和有色状态之间的切换时间可小于5秒。此外,基于金属膜的EC装置的漂白状态和有色状态之间的切换时间可大于18秒。因此,在一些情况下,与具有金属反射性的常规的光学叠堆相比,由于光学叠堆200与聚合物镜面膜60的结合,漂白状态和有色状态之间的切换时间可减少至少13秒。
因此,测试电致变色装置与聚合物镜膜60的有色状态和漂白状态之间的切换时间可低于具有金属反射层的常规的电致变色装置的切换时间。换句话说,聚合物镜膜60可减少电致变色介质30的实质上透明的状态和实质上不透明的状态之间的切换时间。在一些实施方案中,与金属反射层相比,聚合物镜膜60减少了电致变色介质30的实质上透明的状态和实质上不透明的状态之间的切换时间。
包括具有聚合物镜膜60的光学叠堆200的EC装置可具有优于具有金属反射层的常规的EC装置的若干优点。例如,在漂白状态下,与具有金属反射层的常规EC装置相比,可从具有聚合物镜膜60的EC装置获得更高的Lux,从而为用户提供改善的观看体验。此外,在有色状态下,与具有金属反射层的常规EC装置相比,具有聚合物镜膜60的EC装置的更好的光吸收功率可为用户提供改善的保护,使其免受强烈眩光的影响。另外,与具有金属反射层的传统EC装置相比,具有聚合物镜膜60的EC装置可具有在漂白状态和有色状态之间的更短的切换时间,从而保护用户或驾驶员免于遭受更长持续时间的突然眩光。
金属反射层可具有一些固有的电特性诸如导电性、寄生电容等。这种电特性可干扰常规EC装置的操作,从而影响其光学性能以及漂白状态和有色状态之间的切换时间。例如,寄生电容可影响漂白状态和有色状态之间的切换时间。相比之下,聚合物镜膜60可以是非金属的,并且因此是不导电的。因此,聚合物镜膜60可不干扰包括本公开的光学叠堆200的EC装置的操作。此外,与具有金属反射层的常规EC装置相比,具有聚合物镜膜60的EC装置可具有在有色状态下的改善的不透明度以及漂白状态和有色状态之间的较低的切换时间。具体地,聚合物镜膜60可在有色状态下提供更高的光吸收,尽管具有比金属反射层更高的反射率。
尽管已经在后视镜310,320的背景下讨论了包括聚合物镜膜60的光学叠堆200,但是光学叠堆200可与其它类型的电致变色装置诸如EC窗口、EC显示器等一起使用。
除非另有说明,否则在说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字应理解为由术语“约”修饰。因此,除非有相反的说明,否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值,这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望特性而变化。
虽然本文已经例示并描述了具体实施方案,但本领域的普通技术人员将会知道,在不脱离本公开范围的情况下,可用多种另选的和/或等同形式的具体实施来代替所示出和所描述的具体实施方案。本申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此,本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。
Claims (7)
1.一种在车辆的后视镜中使用的光学叠堆,其特征在于,所述光学叠堆包括:
第一透明基板和第二透明基板;
电致变色介质,所述电致变色介质设置在所述第一透明基板和所述第二透明基板之间并粘结到所述第一透明基板和所述第二透明基板;
透明导电电极,所述透明导电电极设置在所述电致变色介质与所述第一透明基板和所述第二透明基板中的每一者之间;以及
聚合物镜膜,所述聚合物镜膜通过粘合剂层粘结到所述第一透明基板,所述第一透明基板设置在所述聚合物镜膜和所述电致变色介质之间,所述聚合物镜膜包括多个交替的聚合物的第一层和第二层,所述第一层和所述第二层中的每一者具有小于约400nm的平均厚度,所述第一层和所述第二层具有相应的折射率:沿第一偏振态的n1x和n2x,所述第一层和所述第二层的平面中的沿与所述第一偏振态正交的第二偏振态的n1y和n2y,以及沿与所述第一偏振态和所述第二偏振态正交的z轴的n1z和n2z,使得对于从约450nm延伸到约600nm的波长范围内的每个波长:
n1x和n1y中的每一者比n1z大至少0.15;
n1x和n1y之间的差值小于约0.05;
n2x、n2y和n2z之间的最大差值小于约0.02;
n1x和n2x之间的差值大于约0.15;并且
对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者,所述聚合物镜膜反射至少80%的垂直入射光;
其中所述电致变色介质被构造成在实质上透明的状态和实质上不透明的状态之间切换,并且其中与金属反射层相比,所述聚合物镜膜将所述电致变色介质的所述实质上不透明的状态改善了至少1.5%。
2.根据权利要求1所述的光学叠堆,其中所述第一透明基板和所述第二透明基板中的至少一者是玻璃。
3.根据权利要求1所述的光学叠堆,其中所述第一透明基板和所述第二透明基板中的至少一者是柔性的。
4.根据权利要求1所述的光学叠堆,还包括离子传导层和设置在所述电致变色介质与所述第二透明基板之间的离子存储层。
5.根据权利要求1所述的光学叠堆,其中与金属反射层相比,所述聚合物镜膜将所述电致变色介质的实质上透明的状态改善了至少2%。
6.根据权利要求1所述的光学叠堆,其中与金属反射层相比,所述聚合物镜膜将所述电致变色介质的实质上透明的状态改善了至少3%。
7.根据权利要求1所述的光学叠堆,其中与金属反射层相比,所述聚合物镜膜减少了所述实质上透明的状态和所述实质上不透明的状态之间的切换时间。
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