EA026270B1

EA026270B1 - Прозрачный элемент с диффузным отражением, содержащий золь-гелевый слой

Info

Publication number: EA026270B1
Application number: EA201590213A
Authority: EA
Inventors: Мари-Виржини Эренспержер; Франсуа Гийемо
Original assignee: Сэн-Гобэн Гласс Франс
Priority date: 2012-07-13
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2017-03-31
Also published as: ES2585258T3; FR2993200A1; PL2872328T3; WO2014009663A1; CN104619493A; CN104619493B; PT2872328T; EP2872328A1; EP2872328B1; US20150192707A1; US9846265B2; FR2993200B1; IN2015DN00887A; KR20150036508A; KR102053773B1; JP6082107B2; EA201590213A1; JP2015530959A

Abstract

Прозрачный слоистый элемент изобретения со свойствами диффузного отражения содержит два внешних слоя, состоящих из диэлектрических материалов, имеющих, по существу, одинаковый показатель преломления, и центральный слой, расположенный между двумя внешними слоями, образованный либо единственным слоем, который представляет собой диэлектрический слой с показателем преломления, отличающимся от такового внешних слоев, или металлический слой, либо пакетом слоев, который содержит по меньшей мере один диэлектрический слой с показателем преломления, отличающимся от такового внешних слоев, или металлический слой. Верхний внешний слой представляет собой золь-гелевый слой, содержащий органическую/неорганическую гибридную матрицу на основе диоксида кремния.

Description

Настоящее изобретение относится к элементу, образованному прозрачными слоями, со свойствами диффузного отражения.

Слоистый элемент может быть жестким или гибким. Он может представлять собой, в частности, остекление, например, изготовленное на основе стекла или полимерного материала. Он может также представлять собой гибкую пленку на основе полимерного материала, которая в особенности может быть нанесена на поверхность для того, чтобы придать ей свойства диффузного отражения при одновременном сохранении ее пропускающих свойств.

Известные остекления включают в себя стандартные прозрачные остекления, которые приводят к зеркальному пропусканию и отражению падающего на остекление излучения, и полупрозрачные остекления, которые приводят к диффузному пропусканию и отражению падающего на остекление излучения.

Обычно говорят, что отражение остеклением является диффузным, когда излучение, падающее на остекление с данным углом падения, отражается остеклением во множестве направлений. Говорят, что отражение остеклением является зеркальным, когда излучение, падающее на остекление с данным углом падения, отражается остеклением с углом отражения равным углу падения. Подобно этому говорят, что пропускание через остекление является зеркальным, когда излучение, падающее на остекление с данным углом падения, пропускается остеклением с углом пропускания равным углу падения.

Недостатком стандартных прозрачных остеклений является то, что они подобно зеркалам дают резкие отражения, что не желательно в некоторых областях применения. Так, когда остекление используют для окна в здании или для дисплейного экрана, предпочтительно ограничивать присутствие отражений, которые снижают видимость через остекление. Резкие отражения на остеклении могут также приводить к рискам ослепления с вытекающими последствиями в плане безопасности, например, когда свет фар транспортных средств отражается на застекленных фасадах зданий. Данная проблема особенно выражена в случае застекленных фасадов аэропортов. Действительно, существенным является устранение любого риска ослепления пилотов во время приближения к терминалам.

Более того, полупрозрачные остекления, хотя и обладают преимуществом, не создавая резких отражений, однако не обеспечивают ясного зрительного восприятия через остекление.

Конкретнее, целью изобретения является устранение именно данных недостатков посредством предоставления слоистого элемента, который обеспечивает возможность как превосходного ясного зрительного восприятия через элемент, так и ограничения отражений зеркального типа на элементе, также способствуя при этом диффузным отражениям на элементе.

Заявитель обнаружил, что применение элемента, образованного прозрачными слоями, с особым диффузным отражением, используемого в остеклении, обеспечивает возможность получения остекления, которое является прозрачным в проходящем свете и которое имеет диффузное отражение. Данные свойства получаются в особенности посредством особого пакета слоев, которые имеют определенные показатели преломления и определенную геометрию. Вкратце, слоистый элемент содержит центральный слой, состоящий из диэлектрических или металлических материалов, предпочтительно тонкий слой или пакет тонких слоев, окруженный двумя внешними слоями, причем верхний внешний слой и нижний внешний слой состоят из диэлектрических материалов, имеющих, по существу, одинаковый показатель преломления. В данном слоистом элементе каждая контактная поверхность (δ₀, §ι, ···, 8_к) между двумя смежными слоями слоистого элемента, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые оба являются диэлектрическими слоями с разными показателями преломления, является текстурированной и параллельной другим текстурированным контактным поверхностям между двумя смежными слоями, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые оба являются диэлектрическими слоями с разными показателями преломления.

Заявитель обнаружил, что обеспечивающие преимущество свойства слоистого элемента по изобретению обусловлены, в частности, гармоничным соответствием показателей между внешними слоями, т.е. тем фактом, что данные два слоя имеют, по существу, одинаковый показатель преломления. Согласно изобретению гармоничное соответствие показателей или разница показателей соответствует абсолютной величине разницы в показателе преломления при 589 нм между составляющими диэлектрическими материалами внешних двух слоев слоистого элемента. Чем меньше разница показателей, тем яснее будет зрительное восприятие через остекление. Заявитель обнаружил, что превосходное зрительное восприятие достигается при гармоничном соответствии показателей с разницей менее 0,050, предпочтительно менее 0,030 и еще лучше менее 0,015.

Возможно несколько конфигураций и способов получения слоистого элемента, в особенности различающихся выбором материалов, составляющих нижний наружный слой и центральный слой. Нижний наружный слой, состоящий из диэлектрических материалов, выбирают из прозрачных подложек, одна из главных поверхностей которых является текстурированной, а другая гладкой, предпочтительно подложек, изготовленных из минерального или органического стекла, выбранных из полимеров, стекол и керамики;

слоев диэлектрического материала, размещенного, например, магнетронным напылением, выбранного из оксидов, нитридов или галогенидов одного или более переходных металлов, неметаллов или щелочно-земельных металлов;

- 1 026270 слоев на основе отверждаемых материалов, которые первоначально находятся в вязком, жидком или пастообразном состоянии, выполненных с возможностью подвергаться операциям формования, включая в себя фотосшиваемые и/или фотополимеризуемые материалы, слои, размещенные зольгелевым способом;

вкладок или листов из термоформуемого или чувствительного к воздействию давления пластмассового материала, который предпочтительно может иметь в своей основе полимеры, выбранные из поливинилбутиралей (РУБ), поливинилхлоридов (РУС), полиуретанов (РИ), полиэтилентерефталатов (РЕТ) или сополимеров этилена-винилацетата (ЕУА).

Среди данных материалов некоторые обеспечивают особое преимущество в плане своей доступности и/или своей цены, например подложки из грубого или текстурированного стекла, такие как δαίίηονο® от δαίηΐ-Οοόαίη.

Как пояснено выше, чтобы получить особенно ясное зрительное восприятие через остекление, различие показателя преломления между нижним внешним слоем, состоящим из грубой подложки, и таковым материала, составляющего верхний внешний слой слоистого элемента, предпочтительно составляет менее 0,050 и еще лучше менее 0,015.

Однако для материалов, предложенных для изготовления верхних внешних слоев, не всегда возможно получение настолько малого различия в показателе, как 0,015. Например, для стандартных стекол показатель стекла того же самого типа может изменяться от фабрики к фабрике в диапазоне от 1,517 до 1,523. Данным различием порядка 0,006 нельзя пренебрегать, учитывая предпочтительный приемлемый диапазон разницы в показателе для остекления, содержащего прозрачный элемент с диффузным отражением.

Следовательно, когда текстурированную стеклянную подложку выбирают в качестве нижнего внешнего слоя, невозможно, если желают добиться превосходной ясности, выбирать в качестве верхнего внешнего слоя все типы материалов из приведенного выше списка для нижних внешних слоев.

Заявитель неожиданно обнаружил, что особое применение специфического золь-гелевого слоя в качестве верхнего внешнего слоя слоистого элемента обеспечивает возможность легкого получения прозрачных элементов, образованных слоями, с диффузным отражением с гармоничными соответствиями, которые в особенности могут иметь разницу менее 0,015. Золь-гелевый слой изобретения имеет в зависимости от долей различных соединений-предшественников, образующих его, регулируемый показатель преломления, который может в особенности варьироваться в диапазоне от 1,459 до 1,700 и предпочтительно от 1,502 до 1,538.

Посредством решения изобретения, таким образом, возможно с точностью отрегулировать показатель преломления так, чтобы обеспечить то, чтобы разница между показателем для нижнего внешнего слоя и верхнего внешнего слоя была меньше заданной величины.

Гибкая в плане показателя рецептура золь-гелевого слоя изобретения обеспечивает возможность получения прозрачных элементов, образованных слоями, которые имеют постоянное качество в плане оптических характеристик вне зависимости от источника подложки или природы подложки. Более того, также возможно использование в качестве нижнего внешнего слоя пластмассовых подложек со значительно более высоким показателем.

Особый выбор золь-гелевого слоя в качестве верхнего внешнего слоя слоистого элемента обеспечивает возможность точной гармонизации с показателем нижнего внешнего слоя, в то время как это невозможно с другими типами внешнего слоя;

регулирования к точному показателю стекла, который является функцией его источника; получения композиции, которая является регулируемой, представляя собой функцию природы нижнего внешнего слоя, в независимости от того, является он минеральным или органическим;

легкого добавления компонента, придающего окрашенный внешний вид золь-гелевому слою; нанесения внешнего слоя на сложные поверхности разнообразных размеров без необходимости в тяжелом оборудовании;

получения слоев, которые имеют гомогенную поверхность, композицию и толщину.

В связи с этим объектом изобретения является прозрачный слоистый элемент (1), имеющий две главные гладкие внешние поверхности (2А, 4А), отличающийся тем, что слоистый элемент содержит два внешних слоя, нижний внешний слой (2) и верхний внешний слой (4), каждый из которых образует одну из двух главных внешних поверхностей (2А, 4А) слоистого элемента и которые состоят из диэлектрических материалов, имеющих, по существу, одинаковый показатель преломления (п2, п4); и центральный слой (3), расположенный между внешними слоями, причем данный центральный слой (3) образован либо единственным слоем, который представляет собой диэлектрический слой с показателем преломления (п3), отличающимся от такового внешних слоев, или металлический слой, либо пакетом слоев (3ι, 3₂, ..., 3_к), который содержит по меньшей мере один диэлектрический слой с показателем преломления, отличающимся от такового внешних слоев, или металлический слой, в котором каждая контактная поверхность (§₀, ..., §_к) между двумя смежными слоями слоистого элемента, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые оба являют- 2 026270 ся диэлектрическими слоями с разными показателями преломления, является текстурированной и параллельной другим текстурированным контактным поверхностям между двумя смежными слоями, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые оба являются диэлектрическими слоями с разными показателями преломления, и в котором верхний внешний слой (4) представляет собой золь-гелевый слой, содержащий органическую/неорганическую гибридную матрицу на основе диоксида кремния.

Особый слоистый элемент, использованный по изобретению, обеспечивает возможность получения зеркального пропускания падающего на слоистый элемент излучения и диффузного отражения излучения вне зависимости от направления источника.

Чрезвычайная ясность зрительного восприятия обусловлена гармоничным соответствием, которое регулируется насколько возможно полностью.

В контексте изобретения делается различие между металлическими слоями, с одной стороны, для которых величина показателя преломления не важна, и диэлектрическими слоями, с другой стороны, для которых необходимо принимать во внимание разницу в показателе преломления относительно такового внешних слоев.

В данном описании прозрачный слоистый элемент по изобретению рассматривается как расположенный горизонтально, причем его первая лицевая сторона ориентирована вниз, задавая главную нижнюю внешнюю поверхность, а его вторая лицевая сторона, противолежащая первой лицевой стороне, ориентирована вверх, задавая главную верхнюю внешнюю поверхность; значения терминов выше и ниже, таким образом, следует рассматривать относительно данной ориентации. Если специально не оговорено, термины выше и ниже не означают с необходимостью, что два слоя расположены так, что они контактируют друг с другом. Термины нижний и верхний использованы здесь в отношении данного расположения.

Слоистый элемент необязательно содержит по меньшей мере один дополнительный слой, расположенный выше или ниже верхнего и/или нижнего внешних слоев. Указанный(е) дополнительный(е) слой(и) может(гут) состоять из диэлектрических материалов, которые все имеют, по существу, тот же показатель преломления, что и диэлектрические материалы внешних слоев слоистого элемента, или имеют разные показатели преломления.

В контексте изобретения термин показатель относится к оптическому показателю преломления, измеренному при длине волны 589 нм.

Согласно изобретению тонкий слой представляет собой слой толщиной менее 1 мкм.

Два диэлектрических материала или слоя имеют, по существу, одинаковый показатель преломления или имеют, по существу, равные показатели преломления, когда два диэлектрических материала имеют такие показатели преломления, что абсолютная величина разницы между их показателями преломления при 589 нм меньше либо равна 0,150.

Согласно изобретению абсолютная величина разницы в показателе преломления при 589 нм между составляющими диэлектрическими материалами двух внешних слоев слоистого элемента предпочтительно составляет в возрастающем порядке: менее либо равна 0,050, менее либо равна 0,030, менее либо равна 0,020, менее либо равна 0,018, менее либо равна 0,015, менее либо равна 0,010, менее либо равна 0,005.

Два диэлектрических материала или слоя имеют разные показатели преломления, когда абсолютная величина разницы между их показателями преломления при 589 нм строго больше 0,15. Согласно обеспечивающей преимущество характеристике абсолютная величина разницы в показателе преломления при 589 нм между, с одной стороны, внешними слоями и, с другой стороны, по меньшей мере одним диэлектрическим слоем центрального слоя составляет более либо равна 0,3, предпочтительно составляет более либо равна 0,5 и более предпочтительно составляет более либо равна 0,8. Данная относительно большая разница в показателе преломления возникает по меньшей мере на одной текстурированной контактной поверхности, расположенной внутри слоистого элемента. Это обеспечивает возможность содействию отражению излучения на данной текстурированной контактной поверхности, т.е. диффузному отражению излучения слоистым элементом.

Контактная поверхность между двумя смежными слоями представляет собой поверхность раздела между двумя смежными слоями.

Диэлектрический материал или слой представляет собой неметаллический материал или слой. Предпочтительно диэлектрические материалы или слои имеют органическую или минеральную природу. Минеральные диэлектрические материалы или слои могут быть выбраны из оксидов, нитридов или галогенидов одного или более переходных металлов, неметаллов или щелочно-земельных металлов, предпочтительно выбираемых из кремния, титана, олова, цинка, алюминия, молибдена, ниобия, циркония и магния. Органические диэлектрические материалы или слои выбирают из полимеров.

Считается, что диэлектрический материал или слой представляет собой материал или слой низкой электрической проводимости, предпочтительно менее 100 С/м.

Прозрачный элемент представляет собой элемент, через который имеется пропускание излучение, по меньшей мере, в диапазонах длин волн, которые подходят для предполагаемого применения элемента.

- 3 026270

Например, когда элемент используется в качестве остекления зданий или транспортных средств, он является прозрачным, по меньшей мере, в видимом диапазоне длин волн.

Текстурированная или шероховатая поверхность представляет собой поверхность, для которой поверхностные свойства изменяются в большем масштабе, чем длина волны излучения, падающего на поверхность. Тогда падающее излучение передается и отражается поверхностью диффузным образом. Предпочтительно текстурированная или шероховатая поверхность по изобретению имеет параметр шероховатости, соответствующий арифметическому среднему разницы Ка, по меньшей мере 0,5 мкм, в особенности в диапазоне от 1 до 100 мкм и еще лучше от 1 до 5 мкм (соответствующий арифметическому среднему всех абсолютных расстояний К профиля шероховатости, измеренных от средней линии профиля по длине оценки).

Гладкая поверхность представляет собой поверхность, для которой поверхностные неровности являются таковыми, что излучение не отклоняется данными поверхностными неровностями. Тогда падающее излучение передается и отражается поверхностью зеркальным образом. Предпочтительно гладкая поверхность представляет собой поверхность, для которой случайные поверхностные неровности меньше в размере, чем длина волны падающего на поверхность излучения. Однако согласно изобретению поверхности внешних слоев или дополнительных слоев, которые имеют определенные поверхностные неровности, но которые контактируют с одним или более дополнительными слоями, состоящими из диэлектрических материалов, имеющих, по существу, тот же показатель преломления, и которые имеют на своей лицевой стороне, противолежащей той, которая контактирует с указанным слоем, имеющим определенные неровности, поверхность, для которой поверхностные неровности имеют размеры, которые значительно меньше или значительно больше (крупномасштабные волнистости), чем длина волны падающего на поверхность излучения, рассматриваются как гладкие. Предпочтительно гладкая поверхность представляет собой поверхность, имеющую либо параметр шероховатости, соответствующий среднему арифметическому разницы Ка менее 0,10 мкм и предпочтительно менее 0,01 мкм, либо наклоны менее 10°.

Остекление соответствует органической или минеральной подложке.

Посредством изобретения получают зеркальное пропускание и диффузное отражение излучения, падающего на слоистый элемент. Зеркальное пропускание обеспечивает ясное зрительное восприятие через слоистый элемент. Диффузное отражение обеспечивает возможность избежать резких отражений на слоистом элементе и рисков ослепления.

Диффузное отражение на слоистом элементе возникает вследствие того факта, что каждая контактная поверхность между двумя смежными слоями, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые оба являются диэлектрическими слоями с разными показателями преломления, является текстурированной. Таким образом, когда излучение, падающее на слоистый элемент, достигает такой контактной поверхности, оно отражается металлическим слоем или отражается благодаря разнице в показателе преломления между двумя диэлектрическими слоями, и, поскольку контактная поверхность текстурирована, отражение является диффузным.

Зеркальное пропускание возникает вследствие того факта, что два внешних слоя слоистого элемента имеют гладкие главные внешние поверхности и состоят из материалов, имеющих, по существу, одинаковый показатель преломления, и по той причине, что каждая текстурированная контактная поверхность между двумя смежными слоями слоистого элемента, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые оба являются диэлектрическими слоями с разными показателями преломления, параллельна другим текстурированным контактным поверхностям между двумя смежными слоями, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые оба являются диэлектрическими слоями с разными показателями преломления.

Гладкие внешние поверхности слоистого элемента обеспечивают зеркальное пропускание излучения на каждой поверхности раздела воздух/внешний слой, т.е. обеспечивают проникновение излучения из воздуха во внешний слой или выход излучения из внешнего слоя в воздух без изменения направления излучения.

Параллельность текстурированных контактных поверхностей подразумевает, что слой или каждый составляющий слой центрального слоя, который является диэлектрическим с показателем преломления, отличающимся от такового внешних слоев, или который является металлическим, имеет равномерную толщину перпендикулярно к контактным поверхностям центрального слоя с внешними слоями.

Данная равномерность толщины может быть глобальной по всей протяженности текстуры или локальной на участках текстуры. В частности, когда текстура имеет вариантность в наклоне, толщина между двумя следующими друг за другом текстурированными контактными поверхностями может меняться участками как функция наклона текстуры, причем, однако, текстурированные контактные поверхности всегда остаются параллельными друг другу. Данный случай в особенности относится к слою, размещенному катодным напылением, где толщина слоя пропорционально тем меньше, чем больше увеличивается наклон текстуры. Таким образом, локально на каждом участке текстуры, имеющем данный наклон, толщина слоя остается постоянной, однако толщина слоя различается между первым участком текстуры, имеющим первый наклон, и вторым участком текстуры, имеющим второй наклон, отличающийся от

- 4 026270 первого наклона.

Предпочтительно, чтобы получить параллельность текстурированных контактных поверхностей внутри слоистого элемента, слой или каждый составляющий слой центрального слоя послойно размещают катодным напылением. Конкретно, катодное напыление, в частности катодное напыление при содействии магнитного поля, гарантирует, что поверхности, ограничивающие слой, являются параллельными друг другу, что не имеет места в других технологиях размещения слоев, таких как испарение или химическое осаждение из паровой фазы (СУЭ) или, альтернативно, золь-гелевый способ. В данном случае параллельность текстурированных контактных поверхностей внутри слоистого элемента существенна для получения зеркального пропускания через элемент.

Излучение, падающее на первый внешний слой слоистого элемента, проходит через данный первый внешний слой без изменения своего направления. Благодаря различию в природе, диэлектрической и металлической, или разнице в показателе преломления между первым внешним слоем и по меньшей мере одним слоем центрального слоя излучение, таким образом, преломляется в центральном слое. Поскольку, с одной стороны, текстурированные контактные поверхности между двумя смежными слоями слоистого элемента, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые оба являются диэлектрическими слоями с разными показателями преломления, параллельны друг другу, и, с другой стороны, второй внешний слой имеет, по существу, тот же показатель преломления, что и первый внешний слой, угол преломления излучения во втором внешнем слое от центрального слоя равен углу падения излучения на центральный слой от первого внешнего слоя согласно закону СнеллиусаДекарта для преломления.

Таким образом, излучение выходит из второго внешнего слоя слоистого элемента в направлении, которое является таким же, что и направление падения на первый внешний слой элемента. Пропускание излучения слоистым элементом является, таким образом, зеркальным. Таким образом, благодаря свойствам зеркального пропускания слоистого элемента через слоистый элемент получают ясное зрительное восприятие, т.е. слоистый элемент не является полупрозрачным.

Согласно одному аспекту изобретения свойства диффузного отражения слоистого элемента используют для отражения большой части излучения во многих направлениях на стороне падения излучения. Данное сильное диффузное отражение получают при одновременном наличии ясного зрительного восприятия через слоистый элемент, т.е. слоистый элемент не является полупрозрачным, благодаря свойствам зеркального пропускания слоистого элемента. Такой прозрачный слоистый элемент с сильным диффузным отражением находит применение, например, в экранах дисплеев или проекционных экранах.

Верхний внешний слой представляет собой золь-гелевый слой, содержащий органическую/неорганическую гибридную матрицу на основе диоксида кремния, полученную согласно зольгелевому способу.

На первой стадии золь-гелевый способ состоит в получении раствора, известного как золь-гелевый раствор, содержащего предшественники, которые в присутствии воды вызывают реакции полимеризации. Когда золь-гелевый раствор размещают на поверхности, за счет присутствия воды в золь-гелевом растворе или при контакте с окружающей влагой предшественники гидролизуются и конденсируются с образованием сетки, захватывающей растворитель. Данные реакции полимеризации приводят к формированию все более конденсирующихся частиц, которые ведут к коллоидным частицам, образующим золи, а затем гели. Высушивание и уплотнение данных гелей при температуре порядка нескольких сотен градусов в присутствии предшественника на основе диоксида кремния ведет к золь-гелевому слою, соответствующему стеклу, характеристики которого сходны с таковыми стандартного стекла.

Благодаря своей вязкости золь-гелевые растворы в форме коллоидного раствора или геля могут быть без затруднений размещены на главной текстурированной поверхности центрального слоя, противолежащей первому внешнему слою, сообразно с текстурой данной поверхности. Золь-гелевый слой будет заполнять собой шероховатость центрального слоя. А именно, данный слой содержит поверхность, которая охватывает поверхностную шероховатость центрального слоя, которая, соответственно, является текстурированной, и главную внешнюю поверхность, противолежащую данной поверхности, которая является плоской. Слои, размещенные с использованием золь-гелевого способа, таким образом, обеспечивают планарность поверхности слоистого элемента.

Согласно изобретению золь-гелевый слой содержит органическую/неорганическую гибридную матрицу на основе диоксида кремния. Данную матрицу получают из смешанных предшественников, которые представляют собой органосиланы Κ_ηδίΧ(_4-η). Данные молекулы одновременно содержат гидролизуемые функции, которые дают сетку или матрицу диоксида кремния, содержащую органические функции, которые остаются присоединенными к каркасу диоксида кремния.

Согласно одному варианту изобретения золь-гелевый слой также содержит частицы по меньшей мере одного оксида металла или по меньшей мере одного халькогенида.

Согласно другому варианту изобретения органическая/неорганическая гибридная матрица на основе диоксида кремния также содержит по меньшей мере один оксид металла. Такая матрица на основе диоксида кремния, содержащая органические функции и по меньшей мере один оксид металла, может быть получена совместным использованием органосилана и по меньшей мере одного предшественника

- 5 026270 оксида металла. Тогда данные предшественники образуют с органосиланом гибридную матрицу из диоксида кремния и оксида металла.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения золь-гелевый слой содержит органическую/неорганическую гибридную матрицу на основе диоксида кремния и по меньшей мере один оксид металла, где в матрице диспергированы частицы по меньшей мере одного оксида металла или по меньшей одного халькогенида, такую как органическую/неорганическую матрицу диоксида кремния и оксида циркония, в которой диспергированы частицы диоксида титана.

Основные соединения золь-гелевого слоя изобретения состоят из соединений, формирующих матрицу, и частиц, диспергированных в указанной матрице. Основными соединениями золь-гелевого слоя, таким образом, могут быть содержащий органические функции диоксид кремния, образующий матрицу; оксид(ы) металла, образующий(е) матрицу;

частицы оксида металла и/или халькогенида, диспергированные в матрице.

Чтобы с точностью отрегулировать показатель преломления золь-гелевого слоя, изменяют доли оксидов металлов, происходящих из матрицы или диспергированных в форме частиц. В качестве общего правила можно отметить, что оксиды металлов имеют больший показатель преломления, чем таковой диоксида кремния. Посредством увеличения долей оксида металла увеличивается показатель преломления золь-гелевого слоя. Показатель преломления золь-гелевого слоя увеличивается линейно как функция объемной доли одного типа оксида металла для объемных долей указанного оксида металла, меньших пороговой величины. Например, когда добавляют частицы ΤίΟ₂, линейное изменение показателя преломления золь-гелевого слоя наблюдается для объемных долей ΤίΟ₂, составляющих менее 20% относительно суммарного объема основных соединений золь-гелевого слоя.

Таким образом, можно теоретически определить показатель преломления золь-гелевого слоя как функцию основных соединений, образующих его, и, таким образом, теоретически определить рецептуру золь-гелевого раствора, который обеспечит возможность получения после отверждения золь-гелевого слоя, имеющего требуемый показатель преломления.

Решение изобретения обеспечивает, таким образом, особое преимущество. Например, при приемке стеклянных подложек, предназначенных для использования в качестве нижнего внешнего слоя, измеряют их показатель преломления. Затем, составляют рецептуру золь-гелевого раствора, который будет давать после отверждения золь-гелевый слой, имеющий гармоничное соответствие показателя преломления с указанной подложкой с разницей менее 0,015.

Золь-гелевые слои могут иметь показатель преломления, изменяющийся в широком диапазоне показателя, в особенности от 1,459 до 1,700, предпочтительно от 1,502 до 1,538 и еще лучше от 1,517 до 1,523.

Основные соединения золь-гелевого слоя составляют по массе относительно суммарной массы золь-гелевого слоя предпочтительно, в возрастающем порядке, по меньшей мере 80%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95%, по меньшей мере 99, 100%.

Золь-гелевый слой предпочтительно содержит по массе относительно суммарной массы основных соединений, составляющих золь-гелевый слой:

от 50 до 100%, предпочтительно от 70 до 95% и еще лучше от 85 до 90% содержащего органические функции диоксида кремния, образующего матрицу; и/или от 0 до 10%, предпочтительно от 1 до 5% и еще лучше от 2 до 4% оксида металла, образующего матрицу; и/или от 0 до 40%, предпочтительно от 1 до 20% и еще лучше от 5 до 15% частиц оксида металла и/или халькогенида, диспергированных в матрице.

Объемные доли частиц оксида металла относительно суммарного объема основных соединений золь-гелевого слоя составляют предпочтительно, в возрастающем порядке, от 0 до 25%, от 1 до 25%, от 2 до 8%.

Золь-гелевый слой получается отверждением золь-гелевого раствора и содержит продукт, возникающий в результате гидролиза и конденсации по меньшей мере одного органосилана общей формулы ^8^(4в которой η равняется 1, 2, 3, предпочтительно η равняется 1 или 2 и еще лучше η равняется 1; группы X, которые могут быть одинаковыми или разными, представляют гидролизуемые группы.

выбранные из алкокси-, ацилокси- и галогенидных групп, предпочтительно аклкоксигрупп; и группы К, которые могут быть одинаковыми или разными, представляют негидролизуемые органические группы (или органические функции), связанные с кремнием через атом углерода.

Предпочтительно золь-гелевый слой получается отверждением золь-гелевого раствора и содержит продукт, возникающий в результате гидролиза и конденсации:

ί) по меньшей мере одного органосилана и ίί) по меньшей мере одного предшественника оксида металла и/или ίίί) частиц по меньшей мере одного оксида металла или по меньшей мере одного халькогенида.

Частицы оксида металла и/или предшественники оксидов металлов органической/неорганической

- 6 026270 гибридной матрицы содержат металл, выбранный из титана, циркония, цинка, ниобия, алюминия и молибдена.

Органосилан(ы) содержат две или три, в частности три гидролизуемые группы X и одну или две, в частности одну, негидролизуемую группу К.

Группы X предпочтительно выбирают из алкоксигрупп -О-К', в частности С^Сд-алкокси, ацилоксигрупп -О-С(О)К', в которых К' представляет собой алкильный радикал, предпочтительно С₁-С₆, предпочтительно метил или этил, галогенид, такой как С1, Вг и I, и из сочетаний данных групп. Предпочтительно группы X представляют собой алкоксигруппы, в частности метокси или этокси.

Группа К представляет собой негидролизуемую группу на основе углеводорода. Определенное число групп являются подходящими по изобретению. Присутствие и природа данных групп обеспечивают возможность получения золь-гелевых слоев, имеющих толщины, которые совместимы с областями приложения по изобретению. Предпочтительно группа К, соответствующая негидролизуемой органической функции, имеет молекулярную массу по меньшей мере 50 г/моль и предпочтительно по меньшей мере 100 г/моль. Данная группа К является, таким образом, неудаляемой группой даже после стадии высушивания, и она может быть выбрана из алкильных групп, предпочтительно линейных или разветвленных С₁-С₁₀- и более предпочтительно С₃-С₁₀-алкильных групп, например метильной, этильной, пропильной, н-бутильной, изобутильной, вторбутильной и трет-бутильной групп;

алкенильных групп, предпочтительно С₂-С₁₀-алкенильных групп, например винильной,

1- пропенильной, 2-пропенильной и бутенильной групп;

алкинильных групп, например ацетиленильной и пропаргильной групп;

арильных групп, предпочтительно С₆-С₁₀-арильных групп, таких как фенильная и нафтильная группы;

алкиларильных групп; арилалкильных групп;

(мет)акриловых и (мет)акрилоксипропильных групп; глицидильных и глицидилоксигрупп.

Группы, определенные выше, такие как алкильные, алкенильные, алкинильные, алкиларильные и арилалкильные группы, могут также содержать по меньшей мере одну группу, выбранную из первичной, вторичной или третичной аминной (тогда негидролизуемый радикал представляет собой, например, аминоарильную или аминоалкильную группу), амидной, алкилкарбонильной, замещенной или незамещенной анилиновой, альдегидной, кетонной, карбоксильной, ангидридной, гидроксильной, алкокси-, алкоксикарбонильной, меркапто-, циано-, гидроксифенильной, алкилкарбоксилатной, сульфоновой кислотной, фосфорной кислотной или мет(акрилоксилокси) групп, групп, содержащих эпоксидное кольцо, таких как глицидильная и глицидилоксигруппы, и аллильной и винильной групп.

Особенно предпочтительные органосиланы содержат одинаковые или разные, предпочтительно одинаковые группы X, которые представляют собой гидролизуемую группу, предпочтительно С₁-С₄-алкоксигруппу, более предпочтительно этокси- или метоксигруппу; а К представляет собой негидролизуемую группу, предпочтительно глицидильную или глицидилокси-С₁-С₂₀- и предпочтительно С₁-С₆-алкиленовую группу, например глицидилоксипропильную группу, глицидилоксиэтильную группу, глицидилоксибутильную группу, глицидилоксипентильную группу, глицидилоксигексильную группу и

2- (3,4-эпоксициклогексил)этильную группу.

Предпочтительно органосилан выбирают из следующих соединений: аллилтриметоксисилана, Ы-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилана, М-[№-(2'-аминоэтил)-2-аминоэтил] -3 -аминопропилтриметоксисилана,

-аминопропилтриметоксисилана, 3 -глицидоксипропилтриметоксисилана (ОЬУМО),

-меркаптопропилтриметоксисилана, 3 -метакрилоксипропилметилдиметоксисилана,

3-метакрилоксипропилтриметоксисилана, Ν-фениламинопропилтриметоксисилана, винилтриметоксисилана, 3 -аминопропилтриэтоксисилана, п-аминофенилсилана,

-аминопропилтриэтоксисилана, 3 -глицидоксипропилдиизопропилэтоксисилана,

-глицидоксипропилтриэтоксисилана, (3 -глицидоксипропил)метилдиэтоксисилана,

-меркаптопропилтриэтоксисилана, 3 -метакрилоксипропилметилдиэтоксисилана, винилметилдиэтоксисилана, винилтриэтоксисилана,

М-[(3-(триэтоксисилил)пропил]-4,5-дигидроксимидазола.

Среди перечисленных выше соединений предпочтительным соединением является ОЬУМО.

Частицы оксида металла и/или халькогенида, диспергированные в органической/неорганической гибридной матрице на основе диоксида кремния, предпочтительно выбирают из следующей группы: ТЮ₂, ΖγΘ₂. ΖηО, МЮ, §иО₂, А1₂О₃, МоО₃, Ζηδ, ΖηΤο. С68, Сб8е, 1гО₂, \УО₃. Ре₂О₃, РеТЮ₃, ВаТ1₄О₉, 8тТЮ₃, Ζ^Ό.-ι. Со₃О₄, тройного оксида на основе висмута, Μοδ₂, КиО₂, 8Ь₂О₄, 8Ь₂О₅, ВаТ1₄О₉, МдО, СаТЮ₃, У₂О₃. МщО₃, СеО2, Ки§2, У2О₃, Ба₂О₃.

Предпочтительно частицы представляют собой частицы оксида металла, содержащего металл, выбранный из титана, циркония, цинка, ниобия, алюминия и молибдена.

- 7 026270

Согласно обеспечивающему особое преимущество варианту осуществления оксид металла представляет собой оксид титана (ΤίΟ₂) в форме рутила или анатаза или оксид циркония (ΖγΘ₂).

Частицы по меньшей мере одного оксида металла или по меньшей мере одного халькогенида предпочтительно имеют, в возрастающем порядке, средний диаметр, меньший либо равный 1 мкм, меньший либо равный 60 нм, меньший либо равный 50 нм, меньший либо равный 20 нм. Частицы обычно имеют диаметр более 1 нм и еще лучше более 5 нм.

Показатель преломления халькогенидных оксидов металла предпочтительно составляет, в возрастающем порядке, более 1,49, более 1,50, более 1,60, более 1,70, более 1,80, более 1,90, более 2,00, более 2,10, более 2,20.

В качестве коммерческого продукта, который может быть использован, можно упомянуть продукт, продаваемый под наименованием Ор1о1аке 1120Ζ® (11КП7-Л-8) компанией Са1а1у51 & Сйет1еа1 (СС1С), соответствующий коллоиду ΤίΟ₂. Также можно упомянуть продукт, имеющий обозначение 85-300Л, продаваемый компанией Сп81а1 С1оЬа1, соответствующий стабильной водной дисперсии частиц ΤίΟ₂ с содержанием 23 мас.%относительно суммарной массы дисперсии, имеющих удельную площадь поверхности по ΒΕΤ примерно 330 м²/г и средний диаметр примерно 50 нм.

Предшественники оксида металла могут быть выбраны из металлоорганических соединений, таких как алкоксиды металлов, и солей металлов, которые содержат элементы-металлы.

Предшественники оксида металла могут содержать металл, выбранный из титана, циркония, цинка, ниобия, алюминия и молибдена. Предпочтительно золь-гелевый раствор содержит по меньшей мере один предшественник оксида циркония, алюминия или титана, предпочтительно алкоксид металла или галогенид металла. Примеры соединений-предшественников представляют собой следующие:

А1(ОСН₃)₃, Л1(ОС2Н5)э, А1(ОС₃Н7)₃, А1(ОС21Т. А1(ОС2Н4ОС4Н9)3, А1С1₃, А1С1(ОНЬ;

ПСЦ ПСОСНЦ ТКОС_;Н7)4, ΤκΟίΠ 1.)4. Тк2-э1и.пексокси)4;

ΖιΌ₄. Ζ^(ΟС₂Н₅)₄, Ζ^ΟΟΉ-Τ. ΖγΘΤ’Κ Ζγ (2-этилгексокси)₄.

Предпочтительно золь-гелевый раствор по изобретению содержит единственное соединениепредшественник, выбранное из алкоксидов циркония, таких как тетрапропоксид циркония (ΤΡΟΖ).

Органосиланы (ί), предшественники (ίί) оксида металла и халькогенид (ттт) и оксиды (ттт) металла представляют собой основные соединения золь-гелевого раствора. Золь-гелевый раствор содержит, помимо данных основных продуктов, добавки и растворители. Добавки предпочтительно составляют менее 10% и предпочтительно менее 5 мас.%относительно суммарной массы золь-гелевого раствора.

Доли органосиланов по массе относительно суммарной массы основных компонентов золь-гелевого раствора предпочтительно составляют, в возрастающем порядке, от 50 до 99%, от 60 до 98%, от 70 до 95%, от 80 до 90%.

Доли предшественников оксида металла по массе относительно суммарной массы основных компонентов золь-гелевого раствора предпочтительно составляют, в возрастающем порядке, от 0 до 10%, от 1 до 10%, от 2 до 8%, от 4 до 7%.

Доли оксидов металла и халькогенидов по массе относительно суммарной массы основных компонентов золь-гелевого раствора предпочтительно составляют, в возрастающем порядке, от 0 до 40%, от 1 до 20%, от 2 до 10%, от 4 до 9%.

Золь-гелевый раствор может содержать в дополнение к основным соединениям по меньшей мере один растворитель и, необязательно, по меньшей мере одну добавку.

Растворители выбирают из воды и органических растворителей. Золь-гелевый раствор предпочтительно содержит воду, чтобы обеспечить возможность реакций гидролиза и конденсации. Золь-гелевый раствор может также содержать по меньшей мере один органический растворитель, температура кипения которого при атмосферном давлении предпочтительно составляет от 70 до 140°С. В качестве органического растворителя, который может быть использован согласно изобретению, можно упомянуть спирты, сложные эфиры, кетоны и тетрагидрофуран и их смеси. Спирты предпочтительно выбирают из С1-С₆-спиртов, таких как метанол. Сложные эфиры предпочтительно выбирают из ацетатов, и можно упомянуть, в частности, этилацетат. Среди кетонов предпочтительно будет использоваться метилэтилкетон.

Среди подходящих растворителей, таким образом, можно упомянуть воду, метанол, этанол, пропанол (н-пропанол иизопропанол), бутанол, 1-метокси-2-пропанол, 4-гидрокси-4-метил-2-пентанон, 2-метил-2-бутанол и бутоксиэтанол и смеси вода/органический растворитель.

Доли растворителя могут изменяться в широком диапазоне. Они будут в особенности зависеть от подлежащих получению толщин. А именно, чем больше содержание твердых компонентов в зольгелевом растворе, тем больше возможность для того, чтобы обеспечить размещение больших толщин и, таким образом, получить золь-гелевые слои с большими толщинами.

Массовые доли растворителя относительно суммарной массы золь-гелевого раствора могут составлять, например, по меньшей мере 10 и не более 80%.

Аналогично, массовые доли основных соединений относительно суммарной массы золь-гелевого раствора составляют, например, по меньшей мере 20 и не более 90%.

- 8 026270

Массовые доли воды относительно суммарной массы золь-гелевого раствора составляют, например, от 10 до 40%, от 10 до 30% или от 15 до 25%.

Когда золь-гелевый раствор также содержит один или более органических растворителей, массовые доли органического растворителя относительно суммарной массы золь-гелевого раствора составляют, например, от 10 до 40%, от 10 до 30% или от 15 до 25%.

Композиция может также содержать различные добавки, такие как поверхностно-активные вещества, поглотители УФ, пигменты или красители, катализаторы гидролиза и/или конденсации и катализаторы отверждения. Суммарные доли добавок предпочтительно составляют менее 5 мас.% относительно суммарной массы золь-гелевого раствора.

Поверхностно-активные вещества улучшают смачивающие свойства и способствуют лучшему растеканию композиции на подлежащей покрытию поверхности. Среди данных поверхностно-активных веществ можно упомянуть неионогенные поверхностно-активные вещества, такие как этоксилированные или нейтральные жирные спирты, например фторсодержащие поверхностно-активные вещества. В качестве фторсодержащего поверхностно-активного вещества можно в особенности упомянуть продукт, имеющий обозначение РС-4430, продаваемый фирмой 3М.

Доли поверхностно-активных веществ по массе относительно суммарной массы золь-гелевого раствора предпочтительно составляют, в возрастающем порядке, от 0,01 до 5%, от 0,05 до 3%, от 0,10 до 2%.

Катализаторы гидролиза и/или конденсации предпочтительно выбирают из кислот и оснований.

Кислые катализаторы могут быть выбраны из органических кислот и минеральных кислот и их смесей. Органические кислоты могут быть выбраны в особенности из карбоновых кислот, таких как алифатические монокарбоновые кислоты, например уксусная кислота, поликарбоновых кислот, таких как дикарбоновые кислоты и трикарбоновые кислоты, например лимонная кислота, и их смесей. Среди минеральных кислот можно использовать азотную кислоту или хлористо-водородную кислоту и их смеси.

Уксусная кислота обеспечивает дополнительное преимущество, когда композиция содержит предшественника оксида металла, выступая в качестве стабилизатора. А именно, уксусная кислота хелатирует данные предшественники и, таким образом, предотвращает излишне быстрый гидролиз данного типа продукта.

Основные катализаторы могут быть выбраны из аминных оснований, таких как этаноламин и триэтиламин и их смесей. В частности, основание применяют в случае, когда кислоты невозможно было бы использовать из-за природы использованных подложки или силана.

Раствор может также содержать пигменты, красители или перламутр. Согласно данному варианту осуществления золь-гелевые слои могут иметь окрашенный внешний вид. Другая альтернатива для получения данного окрашенного внешнего вида состоит в выборе для введения в матрицу коллоидных частиц окрашенных оксидов металлов, таких как частицы оксидов кобальта, ванадия, хрома, марганца, железа, никеля или меди, и оксидных частиц любого другого переходного металла или неметалла, способных давать указанный окрашенный внешний вид.

Размещение слоя может быть осуществлено согласно одной из следующих технологий: нанесение покрытия погружением; нанесение покрытия центрифугированием;

нанесение покрытия в ламинарном потоке или менисковое нанесение покрытия;

нанесение покрытия распылением;

нанесение покрытия пропиткой;

нанесение покрытия с помощью валков;

нанесение покрытия краски;

трафаретная печать.

Размещение слоя предпочтительно осуществляют распылением с пневматическим разбрызгиванием.

Золь-гелевый слой заполняет шероховатость центрального слоя, обеспечивая, таким образом, планарность поверхности слоистого элемента. Текстура главной внешней поверхности центрального слоя образована множеством рисунков, которые углубляются или выступают относительно общей плоскости контактной поверхности. Толщина, задаваемая между наиболее глубоким углублением и наиболее высоким пиком или выступом, соответствует величине, известной как величина отношения пика к минимуму. Толщина золь-гелевого слоя должна быть достаточной, чтобы приводить к планарности поверхности центрального слоя, и должна, таким образом, быть по меньшей мере равна величине отношения пика к минимуму текстуры центрального слоя. Толщина золь-гелевого слоя предпочтительно превышает величину отношения пика к минимуму центрального слоя.

Согласно изобретению толщина золь-гелевого слоя задается от наиболее глубокого углубления центрального слоя. Толщина золь-гелевого слоя может составлять от 5 нм до 100 мкм и предпочтительно от 50 нм до 50 мкм. Данная толщина может быть получена посредством единственного слоя с помощью одной или более операций нанесения (или проходов) такими технологиями, как погружение, распыление или разбрызгивание.

- 9 026270

Температура сушки золь-гелевой пленки может находиться в диапазоне от 0 до 200°С, предпочтительно от 100 до 150°С и более предпочтительно от 120 до 170°С.

Предпочтительно устройство по изобретению обеспечивает возможность получения переменного светопропускания как функции выбора центрального слоя и толщины нижнего внешнего слоя;

матовости пропускания, измеренной согласно стандарту А8ТМ Ό 1003, менее 5%, предпочтительно менее 2,5% и еще лучше менее 1%;

светлости, измеренной с использованием аппарата На/е-Сагб Р1и8 от фирмы ΒΥΚ, более 93%, предпочтительно более 95% и еще лучше более 97%.

Согласно одному аспекту изобретения нижний внешний слой слоистого элемента, состоящий из диэлектрических материалов, выбирают из прозрачных подложек, одна из главных поверхностей которой является текстурированной, а другая гладкой, предпочтительно выбираемых их полимеров, стекол и керамики;

слоя диэлектрического материала, выбранного из оксидов, нитридов или галогенидов одного или более переходных металлов, неметаллов или щелочно-земельных металлов;

слоя на основе отверждаемых материалов, которые первоначально находятся в вязком, жидком или пастообразном состоянии, подходящих для операций формования, включая в себя фотосшиваемые и/или фотополимеризуемые материалы, слои, размещенные золь-гелевым способом;

вкладок или листов из термоформуемого или чувствительного к воздействию давления пластмассового материала, который предпочтительно может иметь в своей основе полимеры, выбранные из поливинилбутиралей (РУВ), поливинилхлоридов (РУС), полиуретанов (РИ), полиэтилентерефталатов (РЕТ) или сополимеров этиленавинилацетата (ЕУА).

Текстурирование одной из главных поверхностей прозрачных подложек может быть получено любым известным способом текстурирования, например штамповкой поверхности подложки, предварительно нагретой до температуры, при которой возможно осуществлять ее деформирование, в частности ламинированием с использованием валика, имеющего на своей поверхности текстурирование, соответствующее текстурированию, подлежащему формированию на подложке; абразивным воздействием с использованием абразивных частиц или поверхностей, в частности обработкой песком; химической обработкой, в особенности кислотной обработкой в случае стеклянной подложки; формованием, в особенности инжекционным формованием в случае подложки, изготовленной из термопластического полимера; травлением.

Когда прозрачная подложка изготовлена из полимера, она может быть жесткой или гибкой. Примеры полимеров, которые являются подходящими согласно изобретению, в особенности включают в себя сложные полиэфиры, такие как полиэтилентерефталат (РЕТ), полибутилентерефталат (РВТ), полиэтиленнафталат (РЕЫ);

полиакрилаты, такие как полиметилметакрилат (РММА);

поликарбонаты;

полиуретаны;

полиамиды;

полиимиды;

фторсодержащие сложноэфирные полимеры, такие как этилентетрафторэтилен (ЕТРЕ), поливинилиденфторид (РУЭР), полихлортрифторэтилен (РСТРЕ), этиленхлортрифторэтилен (ЕСТРЕ) и фторированные этиленпропиленовые сополимеры (РЕР);

фотосшитые и/или фотополимеризованные смолы, такие как тиоленовые, полиуретановые, уретанакрилатные или сложнополиэфирно-акрилатные смолы, и политиоуретаны.

Данные полимеры обычно имеют диапазон показателя преломления от 1,30 до 1,70. Однако предпочтительно отметить, что некоторые из данных полимеров, и в особенности полимеры, содержащие серу, такие как политиоуретаны, могут иметь высокие показатели преломления, которые могут составлять вплоть 1,74.

Примеры стеклянных подложек, которые могут быть использованы непосредственно в качестве внешнего слоя слоистого элемента, включают в себя стеклянные подложки из серии δαίίηονο®. продаваемые компанией 8аш1-СоЪат С1а88, которые уже являются текстурированными и имеют на одной из своих главных поверхностей текстуру, полученную обработкой песком или воздействием кислоты;

стеклянные подложки из серии А1Ъатшо® 8, Р или С или серии Ма81ет§1а88®, продаваемые компанией 8ат1-СоЪаш С1а88, которые имеют на одной из своих главных поверхностей текстуру, полученную ламинированием;

стеклянные подложки с высоким показателем, текстурированные обработкой песком, такие как флинтглас, продаваемые, например, компанией 8еЬой, имеющие обозначения 8Р6 (п=1,81), 78Р57 (п=1,85), Ν-8Ρ66 (п=1,92) и Р-8Р68 (п=2,00).

- 10 026270

Слои диэлектрического материала, выбранного из оксидов, нитридов или галогенидов одного или более переходных металлов, неметаллов или щелочно-земельных металлов, могут быть осаждены магнетронным напылением, а затем текстурированы абразивным воздействием с использованием абразивных частиц или поверхностей, в частности обработкой песком; химической обработкой или травлением.

Нижний внешний слой слоистого элемента также может быть основан на отверждаемых материалах, которые первоначально находятся в вязком, жидком или пастообразном состоянии, выполненных с возможностью подвергаться операциям формования.

Слой, первоначально размещенный в вязком, жидком или пастообразном состоянии, может представлять собой слой фотосшиваемого и/или фотополимеризуемого материала.

Предпочтительно данный фотосшиваемый и/или фотополимеризуемый материал находится в жидкой форме при комнатной температуре и дает, после того, как его облучают и фотосшивают и/или фотополимеризуют, прозрачное твердое тело, не содержащее пузырьков или какой-либо другой неоднородности. В частности, материал может представлять собой смолу, такую как смолы, обычно используемые в качестве адгезивов, связующих агентов или поверхностных покрытий. Обычно данные смолы основаны на мономерах/сомономерах/предполимерах типа эпоксида, эпоксисилана, акрилата, метакрилата, акриловой кислоты или метакриловой кислоты. Примеры, которые можно упомянуть, включают в себя тиоленовые, полиуретановые, уретан-акрилатные или сложнополиэфирно-акрилатные смолы. Вместо смолы материал может представлять собой фотосшиваемый водный гель, такой как полиакриламидный гель. Примеры фотосшиваемых и/или фотополимеризуемых смол, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, включают в себя УФ-сшиваемые смолы, такие как продукт ΚΖ6661, продаваемый компанией Ι8Κ Сотротайои.

Как вариант, внешний слой, первоначально размещенный в вязком, жидком или пастообразном состоянии, может представлять собой слой, размещенный посредством золь-гелевого способа.

Текстурирование нижнего внешнего слоя на основе отверждаемых материалов, которые первоначально находятся в вязком, жидком или пастообразном состоянии, может быть осуществлено с использованием валика, имеющего на своей поверхности текстурирование, соответствующее текстурированию, подлежащему формированию на главной внешней поверхности указанного слоя.

Нижний внешний слой может содержать слой на основе вкладки или листа термоформуемого или чувствительного к воздействию давления пластмассового материала, текстурированного сжатием и/или нагревом. Данный слой на основе полимерного материала может представлять собой, в частности, слой на основе поливинилбутираля (РУБ), сополимера этилена-винилацетата (БУЛ), полиуретана (РИ), полиэтилентерефталата (РЕТ) или поливинилхлорида (РУС). Показатель стандартных ламинирующих вкладок (РУВ, ЕУА, РИ, 8еи1туО1а5®) составляет максимально примерно 1,491 при 589 нм.

Толщина нижнего внешнего слоя предпочтительно составляет от 1 мкм до 6 мм и изменяется в соответствии с выбором диэлектрического материала.

Плоские или текстурированные стеклянные подложки предпочтительно имеют толщину от 0,4 до 6 мм и предпочтительно от 0,7 до 2 мм.

Плоские или текстурированные полимерные подложки предпочтительно имеют толщину от 0,020 до 2 мм и предпочтительно от 0,025 до 0,25 мм.

Внешние слои, состоящие из слоя диэлектрического материала, предпочтительно имеют толщину от 0,2 до 20 мкм и предпочтительно от 0,5 до 2 мкм.

Слои на основе отверждаемых материалов, которые первоначально находятся в вязком, жидком или пастообразном состоянии, которые выполнены с возможностью подвергаться операциям формования, предпочтительно имеют толщину от 0,5 до 100 мкм, предпочтительно от 0,5 до 40 мкм и еще лучше от 0,5 до 15 мкм. Слои на основе фотосшиваемых и/или фотополимеризуемых материалов предпочтительно имеют толщину от 0,5 до 20 мкм и предпочтительно от 0,7 до 10 мкм. Слои, размещенные золь-гелевым способом, предпочтительно имеют толщину от 0,5 до 50 мкм и предпочтительно от 10 до 15 мкм.

Слои на основе вкладки или листа, изготовленных из пластмассы, предпочтительно имеют толщину от 10 мкм до 1 мм и предпочтительно от 0,3 до 1 мм.

Диэлектрические материалы или слой могут иметь показатель преломления от 1,51 до 1,53, например, в случае использования стандартного стекла; показатель преломления менее 1,51 и предпочтительно менее 1,49 в случае использования диэлектрического материала или слоя с низким показателем преломления;

показатель преломления более 1,54 и предпочтительно более 1,7 в случае использования электрического материала или слоя с высоким показателем преломления.

Слой или пакет слоев центрального слоя слоистого элемента может содержать по меньшей мере один тонкий слой, состоящий из диэлектрического материала, выбранного из оксидов, нитридов или галогенидов одного или более переходных металлов, неметаллов или щелочноземельных металлов;

по меньшей мере один тонкий слой металла, в особенности тонкий слой серебра, золота, меди, титана, ниобия, кремния, алюминия, никель-хромового (№Ст) сплава, нержавеющей стали или их сплавов.

Тонкий слой, состоящий из диэлектрического материала, может быть выбран

- 11 026270 по меньшей мере из одного тонкого слоя, состоящего из диэлектрического материала с высоким показателем преломления, отличающимся от показателя преломления внешних слоев, такого как δί₃Ν₄, Α1Ν, Ν6Ν, δηθ₂, ΖηΟ, δηΖηΘ, А1₂О₃, ΜοΟ₃, Ν6Ο, ΤίΟ₂, ΖτΟ₂;

по меньшей мере из одного тонкого слоя, состоящего из диэлектрического материала с низким показателем преломления, отличающимся от показателя преломления внешних слоев, такого как δίΟ₂, Μ§Ρ2, А1Рз.

Выбор толщины центрального слоя зависит от определенного числа параметров. В общем, считается, что суммарная толщина центрального слоя составляет от 5 до 200 нм, а толщина слоя из центрального слоя составляет от 1 до 200 нм.

Когда центральный слой представляет собой металлический слой, толщина слоя предпочтительно составляет от 5 до 40 нм, еще лучше от 6 до 30 нм и даже еще лучше от 6 до 20 нм.

Когда центральный слой представляет собой диэлектрический слой, например слой ΤίΟ₂, он предпочтительно имеет толщину от 20 до 100 нм и еще лучше от 55 до 65 нм и/или показатель преломления от 2,2 до 2,4.

Предпочтительно композиция центрального слоя слоистого элемента может быть отрегулирована для придания слоистому элементу дополнительных свойств, например термических свойств солнцезащитного типа. Так, в одном варианте осуществления центральный слой слоистого элемента представляет собой прозрачный пакет тонких слоев, включающий в себя чередование η функциональных металлических слоев, в особенности функциональных слоев на основе серебра или металлического сплава, содержащего серебро, и (η+1) противоотражательных покрытий, с η>1, в котором каждый функциональный металлический слой расположен между двумя противоотражательными покрытиями.

Как известно, такой пакет с функциональным металлическим слоем имеет отражательные свойства в области солнечного излучения и/или в области инфракрасного излучения большой длины волны. В таком пакете функциональные металлические слои, по существу, определяют термические рабочие качества, тогда как противоотражающие покрытия, которые окружают их, интерференционно влияют на оптический аспект. А именно, хотя функциональные металлические слои обеспечивают возможность получения желаемых термических рабочих качеств даже при малой геометрической толщине порядка 10 нм для каждого функционального металлического слоя, они, однако, сильно препятствуют прохождению излучения в видимом диапазоне длин волн. Следовательно, противоотражательные покрытия на каждой стороне каждого функционального металлического слоя необходимы для того, чтобы обеспечить хорошее светопропускание в видимом диапазоне.

Тогда полученный слоистый элемент сочетает оптические свойства, а именно свойства зеркального пропускания и диффузного отражения излучения, падающего на слоистый элемент, и термические свойства, а именно солнцезащитные свойства. Такой слоистый элемент может быть использован для солнцезащитных остеклений и/или теплоизоляционных остеклений зданий или транспортных средств.

Согласно одному аспекту изобретения текстура каждой контактной поверхности между двумя смежными слоями слоистого элемента, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые оба являются диэлектрическими слоями с разными показателями преломления, образована множеством рисунков, которые углублены или выступают относительно общей плоскости контактной поверхности. Предпочтительно средняя высота рисунков каждой контактной поверхности между двумя смежными слоями слоистого элемента, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые оба являются диэлектрическими слоями с разными показателями преломления, составляет от 1 до 100 мкм. В контексте изобретения среднюю высоту рисунков контактной поверхности определяют как арифметическое среднее расстояний у₁ в виде абсолютной величины, измеренных между пиком и общей плоскостью контактной поверхности для каждого рисунка контактной поверхно-ΣΝ и ~г сти, и она равна .

Рисунки текстуры каждой контактной поверхности между двумя смежными слоями слоистого элемента, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые оба являются диэлектрическими слоями с разными показателями преломления, могут быть распределены на контактной поверхности случайным образом. Как вариант, рисунки текстуры каждой контактной поверхности между двумя смежными слоями слоистого элемента, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые оба являются диэлектрическими слоями с разными показателями преломления, могут быть распределены на контактной поверхности периодически. Данные рисунки могут представлять собой в особенности конусы, пирамиды, бороздки, каналы или небольшие волны.

Согласно одному аспекту изобретения для каждого слоя из центрального слоя, который окружен слоями диэлектрической или металлической природы, отличающейся от его собственной, или имеющими показатели преломления, отличающиеся от его собственного, толщина такого слоя, измеренная перпендикулярно к его контактным поверхностям со смежными слоями, мала относительно средней высоты рисунков каждой из его контактных поверхностей со смежными слоями. Такая малая толщина обеспечивает возможность увеличения вероятности того, что поверхность раздела на входе излучения в данный

- 12 026270 слой и поверхность раздела на выходе излучения из данного слоя будут параллельными, и, таким образом, обеспечивает возможность повышения процента зеркального пропускания излучения через слоистый элемент. Предпочтительно толщина каждого слоя из центрального слоя, который расположен между двумя слоями диэлектрической или металлической природы, отличающейся от его собственной, или с показателями преломления, отличающимися от его собственного, в котором данная толщина взята перпендикулярно к его контактным поверхностям со смежными слоями, имеет величину менее 1/4 средней высоты рисунков каждой из его контактных поверхностей со смежными слоями.

Предпочтительно слоистый элемент содержит по меньшей мере на одной из своих главных внешних гладких поверхностей противоотражательное покрытие на поверхности раздела между воздухом и составляющим материалом внешнего слоя, образующего данную главную внешнюю поверхность. Благодаря присутствию данного противоотражательного покрытия излучение, падающее на слоистый элемент со стороны данной главной внешней поверхности, предпочтительно отражается на каждой текстурированной контактной поверхности, но не на гладкой внешней поверхности слоистого элемента, что соответствует режиму диффузного отражения, но не режиму зеркального отражения. Таким образом, слоистый элемент больше способствует диффузному отражению излучения в сравнении с зеркальным отражением.

Противоотражательное покрытие, нанесенное по меньшей мере на одну из главных внешних поверхностей слоистого элемента, может представлять собой покрытие любого типа, которое обеспечивает возможность уменьшения отражения излучения на поверхности раздела между воздухом и соответствующим внешним слоем слоистого элемента. Оно может в особенности представлять собой слой с показателем преломления, находящимся в диапазоне между показателем преломления воздуха и показателем преломления внешнего слоя, такой как слой, размещенный на поверхности внешнего слоя посредством вакуумной технологии, или пористый слой золь-гелевого типа, или, альтернативно, в случае, когда внешний слой изготовлен из стекла, углубленный участок поверхности внешнего стеклянного слоя, полученный обработкой кислотой типа травления. Как вариант, противоотражательное покрытие может быть образовано пакетом тонких слоев, имеющих чередующиеся более низкие и затем более высокие показатели преломления, действующих в качестве интерференционного фильтра на поверхности раздела между воздухом и внешним слоем, или пакетом тонких слоев, имеющим плавный или ступенчатый градиент показателей преломления между показателем преломления воздуха и таковым внешнего слоя.

Центральный слой образован либо единственным слоем, размещенным согласованным образом на текстурированной главной поверхности первого внешнего слоя, либо пакетом слоев, последовательно размещенных согласованным образом на текстурированной главной поверхности первого внешнего слоя.

Согласно изобретению считается, что центральный слой размещен согласованным образом на текстурированной главной поверхности первого внешнего слоя, если вслед за размещением верхняя поверхность центрального слоя является текстурированной и параллельной текстурированной контактной поверхности первого внешнего слоя. Размещение центрального слоя согласованным образом или слоев центрального слоя последовательно согласованным образом на главной текстурированной поверхности первого внешнего слоя предпочтительно осуществляют катодным напылением, в особенности напылением при содействии магнитного поля.

Дополнительные слои предпочтительно выбирают из прозрачных подложек, выбираемых из полимеров, стекол или керамики, как определено выше, но содержащих две главные гладкие поверхности, отверждаемых материалов, которые первоначально находятся в вязком, жидком или пастообразном состоянии, подходящих для операций формования, как описано выше;

вкладок или листов, изготовленных из термоформуемого или чувствительного к воздействию давления пластмассового материала, как описано выше.

Главная внешняя поверхность золь-гелевого слоя может иметь определенные крупномасштабные поверхностные неровности. Чтобы восстановить гладкую природу внешнего слоя слоистого элемента, возможно, таким образом, приведение в контакт с данной поверхностью, несущей определенные неровности, дополнительного слоя, который имеет, по существу, тот же показатель преломления, что и указанный внешний слой, такого как лист пластмассового материала, описанного выше.

Предпочтительно главные внешние гладкие поверхности слоистого элемента и/или главные внешние гладкие поверхности остекления являются плоскими или изогнутыми, предпочтительно данные главные внешние гладкие поверхности параллельны друг другу. Это способствует ограничению светорассеяния для излучения, проходящего через слоистый элемент, и, таким образом, улучшению ясности зрительного восприятия через слоистый элемент.

Слоистый элемент может представлять собой жесткое остекление или гибкую пленку. Такая гибкая пленка предпочтительно снабжена на одной из своих главных внешних поверхностей адгезивным слоем, покрытым защитной полосой, предназначенной для удаления для наклеивания пленки. Тогда слоистый элемент в форме гибкой пленки может быть нанесен путем наклеивания на существующую поверхность, например на поверхность остекления, с тем, чтобы придать данной поверхности свойства диффузного отражения при одновременном сохранении свойств зеркального пропускания.

- 13 026270

В одном варианте осуществления изобретения нижний внешний слой представляет собой прозрачную подложку. Центральный слой образован либо единственным слоем, размещенным согласованным образом на текстурированной главной поверхности первого внешнего слоя, либо пакетом слоев, последовательно размещенных согласованным образом на текстурированной главной поверхности первого внешнего слоя. Предпочтительно центральный слой размещен катодным напылением, в особенности напылением при содействии магнитного поля. Второй внешний слой или верхний внешний слой содержит слой золя-геля, размещенный на текстурированной главной поверхности центрального слоя, противолежащей первому внешнему слою.

Согласно другому аспекту изобретения дополнительный верхний слой может быть использован в качестве передней подложки. Тогда золь-гелевый слой обеспечивает интегральное соединение между нижним внешним слоем, снабженным центральным слоем, и передней подложкой.

Согласно другому аспекту изобретения, когда нижний внешний слой или дополнительный слой содержит слой на основе кладки или листа, изготовленных из термоформуемого или чувствительного к воздействию давления пластмассового материала, может быть использован дополнительный слой, например прозрачная подложка с показателем преломления, по существу равным таковым внешних слоев. Тогда слой на основе вкладки или листа, изготовленных из пластмассового материала, соответствует ламинирующей вкладке, обеспечивающей соединение между нижним внешним слоем слоистого элемента, покрытым центральным слоем, и дополнительным слоем.

Прозрачный слоистый элемент изобретения предпочтительно содержит следующий пакет: необязательно, по меньшей мере один дополнительный нижний слой, выбранный из прозрачных подложек, у которых обе главные поверхности являются гладкими, таких как полимеры и стекла и вкладки, изготовленные из термоформуемого или чувствительного к воздействию давления пластмассового материала;

нижний внешний слой, выбранный из прозрачных подложек, таких как полимеры и стекла и отверждаемые материалы, которые первоначально находятся в вязком, жидком или пастообразном состоянии, выполненные с возможностью подвергаться операциям формования;

центральный слой, содержащий тонкий слой, состоящий из диэлектрического материала или тонкого металлического слоя, верхний внешний слой, выбранный из золь-гелевых слоев;

необязательно, по меньшей мере один дополнительный верхний слой, выбранный из прозрачных подложек, у которых обе главные поверхности являются гладкими и выбранных из полимеров и стекол и вкладок, изготовленных из термоформуемого или чувствительного к воздействию давления пластмассового материала.

В одном варианте изобретения слоистый элемент содержит нижний внешний слой, выбранный из прозрачных подложек, изготовленных из шероховатого стекла;

центральный слой;

верхний внешний слой, выбранный из золь-гелевых слоев;

дополнительный верхний слой, выбранный из прозрачных подложек, изготовленных из плоского стекла.

Согласно другому варианту осуществления слоистый элемент изобретения содержит следующий пакет:

нижний внешний слой, выбранный из прозрачных подложек, изготовленных из шероховатого стекла;

центральный слой;

необязательно, дополнительный верхний слой, выбранный из вкладок, изготовленных из термоформуемого или чувствительного к воздействию давления материала, поверх которого предпочтительно расположен другой дополнительный верхний слой, выбранный из прозрачных стеклянных подложек.

Другим объектом изобретения является способ изготовления описанного выше слоистого элемента, включающий в себя следующие стадии:

в качестве первого внешнего слоя или нижнего внешнего слоя предоставляют прозрачную подложку, одна из главных поверхностей которой является текстурированной, а другая главная поверхность является гладкой;

на главной текстурированной поверхности нижнего внешнего слоя размещают центральный слой, т.е., когда центральный слой образован единственным слоем, который представляет собой диэлектрический слой с показателем преломления, отличающимся от такового нижнего внешнего слоя, или металлический слой, путем размещения центрального слоя согласованным образом на указанной главной текстурированной поверхности, или, когда центральный слой образован пакетом слоев, содержащим по меньшей мере один диэлектрический слой с показателем преломления, отличающимся от такового нижнего внешнего слоя, или металлический слой, путем размещения слоев центрального слоя последовательно согласованным образом на указанной главной текстурированной поверхности;

- 14 026270 на главной текстурированной поверхности центрального слоя, противолежащей нижней внешней поверхности, формируют верхний внешний золь-гелевый слой, где нижний и верхний внешние слои состоят из диэлектрических материалов, имеющих, по существу, одинаковый показатель преломления, путем размещения посредством золь-гелевого способа;

необязательно, на главной(ых) внешней(их) гладкой(их) поверхности(ях) слоистого элемента формируют по меньшей мере один верхний и/или нижний дополнительный слой.

Объектом изобретения является также фасад здания, в особенности фасад терминала аэропорта, содержащий по меньшей мере один описанный выше слоистый элемент.

Другим объектом изобретения является экран дисплея или проекционный экран, содержащий описанный выше слоистый элемент. В частности, объектом изобретения является остекление системы индикации на лобовом стекле, содержащее описанный выше слоистый элемент.

Наконец, объектом изобретения является применение описанного выше слоистого элемента в качестве всего или части остекления для транспортного средства, здания, уличной мебели, мебели в помещении, экрана дисплея или проекционного экрана или системы индикации на лобовом стекле. Слоистый элемент по изобретению, например, может быть интегрирован в дисплейное окно, допуская, таким образом, проецирование изображения на указанном слоистом элементе.

Характеристики и преимущества изобретения будут пояснены в нижеследующем описании нескольких вариантов осуществления слоистого элемента, представленных исключительно в качестве примеров и приведенных со ссылкой на прилагаемые чертежи, среди которых:

на фиг. 1 схематично представлено поперечное сечение слоистого элемента по изобретению; на фиг. 2 показан вид в увеличенном масштабе детали I на фиг. 1 для первого варианта слоистого элемента;

на фиг. 3 показан вид в увеличенном масштабе детали I на фиг. 1 для второго варианта слоистого элемента;

на фиг. 4 и 5 представлены схемы, показывающие стадии способа изготовления слоистого элемента по изобретению;

на фиг. 6 представлено изменение показателя преломления как функции объемных долей ΤίΟ₂ в золь-гелевом слое;

на фиг. 7 показаны изображения, полученные сканирующим электронным микроскопом, для сатинированных подложек, изготовленных из прозрачного шероховатого стекла δαίίηονο®. на которых посредством золь-гелевого способа был размещен золь-гелевый слой;

на фиг. 8 и 9 приведены диаграммы, показывающие изменение в матовости (правая ось у) и светлости (левая ось у) как функции показателя преломления золь-гелевого слоя и различия между показателем преломления для подложки δαίίηονο®, использованной в качестве нижнего внешнего слоя, и для зольгелевого слоя.

В целях ясности графического представления относительные толщины различных слоев на чертежах приведены без строгого соблюдения масштаба. Более того, на фигурах не показано возможное изменение толщины слоя или каждого составляющего слоя центрального слоя в виде функции наклона текстуры при условии, что данное возможное изменение толщины не влияет на параллельность текстурированных контактных поверхностей. А именно, для каждого данного наклона текстуры текстурированные контактные поверхности параллельны друг другу.

Слоистый элемент 1, проиллюстрированный на фиг. 1, содержит два внешних слоя 2 и 4, которые состоят из прозрачных диэлектрических материалов, имеющих, по существу, одинаковый показатель преломления п2, п4. Каждый внешний слой 2 или 4 имеет гладкую главную поверхность 2А или 4А соответственно, обращенную наружу слоистого элемента, и текстурированную главную поверхность 2В или 4В соответственно, обращенную внутрь слоистого элемента.

Гладкие внешние поверхности 2А и 4А слоистого элемента 1 обеспечивают зеркальное пропускание излучения на каждой поверхности 2А и 4А, т.е. вход излучения во внешний слой или выход излучения из внешнего слоя без изменения направления излучения.

Текстуры внутренних поверхностей 2В и 4В взаимно соответствуют друг другу. Как ясно видно на фиг. 1, текстурированные поверхности 2В и 4В расположены друг против друга в конфигурации, в которой их текстуры являются строго параллельными друг другу. Слоистый элемент 1 также содержит центральный слой 3, находящийся в контакте между текстурированными поверхностями 2В и 4В.

В варианте, показанном на фиг. 2, центральный слой 3 представляет собой монослой и состоит из прозрачного материала, который является либо металлическим, либо диэлектрическим с показателем преломления п3, отличающимся от такового внешних слоев 2 и 4.

В варианте, показанном на фиг. 3, центральный слой 3 образован прозрачным пакетом нескольких слоев 3₁, 3₂, ..., 3_к, в котором по меньшей мере один из слоев с 3₁ по 3_к представляет собой либо металлический слой, либо диэлектрический слой с показателем преломления, отличающимся от такового внешних слоев 2 и 4. Предпочтительно по меньшей мере каждый из двух слоев 3₁ и 3 _к, расположенных на концах пакета, представляет собой металлический слой или диэлектрический слой с показателем пре- 15 026270 ломления η3ι или п3_к, отличающимся от такового внешних слоев 2 и 4.

На фиг. 2 и 3 δ₀ обозначает контактную поверхность между внешним слоем 2 и центральным слоем

3, а δ₁ обозначает контактную поверхность между центральным слоем 3 и внешним слоем 4. Кроме того, на фиг. 3 δ₂ - §_к последовательно обозначают внутренние контактные поверхности центрального слоя 3, начиная с контактной поверхности, ближайшей к поверхности δ₀.

В варианте, показанном на фиг. 2, благодаря расположению центрального слоя 3 в контакте с текстурированными поверхностями 2В и 4В, которые параллельны друг другу, контактная поверхность δ₀между внешним слоем 2 и центральным слоем 3 является текстурированной и параллельна контактной поверхности δ₁ между центральным слоем 3 и внешним слоем 4. Другими словами, центральный слой 3 представляет собой текстурированный слой, имеющий по всей своей площади равномерную толщину е3, измеренную перпендикулярно контактным поверхностям δ₀ и δ₁.

В варианте, показанном на фиг. 3, каждая контактная поверхность δ₂, ..., §_к между двумя смежными слоями составляющего пакета центрального слоя 3 является текстурированной и строго параллельной контактным поверхностям δ₀ и δ₁ между внешними слоями 2, 4 и центральным слоем 3. Таким образом, все контактные поверхности δ₀, ..., 8_к между смежными слоями элемента 1, которые либо имеют разную диэлектрическую или металлическую природу, либо являются диэлектрическими с разными показателями преломления, являются текстурированными и параллельны друг другу. В частности, каждый слой 3!, 3₂, ..., 3_к составляющего пакета центрального слоя 3 имеет равномерную толщину е3_1? е3₂, ..., е3_к, взятую перпендикулярно контактным поверхностям δ₀, δμ ..., 8_к.

Как показано на фиг. 1, текстура каждой контактной поверхности δ₀, δ₁ или δ₀, δμ ..., 8_к слоистого элемента 1 образована множеством рисунков, которые углублены или выступают относительно общей плоскости η контактной поверхности. Предпочтительно средняя высота рисунков каждой текстурированной контактной поверхности δ₀, δ₁ или δ₀, δ₁, ..., 8_к составляет от 1 до 100 мкм. Среднюю высоту рисунков каждой текстурированной контактной поверхности определяют как среднее арифметическое

ΣΝ причем у₁ представляет собой расстояние, взятое между пиком и плоскостью η для каждого рисунка поверхности, как схематично показано на фиг. 1.

Согласно одному аспекту изобретения толщина е3 или е31, е32, ..., е3к слоя или каждого составляющего слоя центрального слоя 3 меньше средней высоты рисунков каждой текстурированной контактной поверхности δ₀, δ₁ или δ₀, δ₁, ..., δ]< слоистого элемента 1. Данное условие важно для увеличения вероятности того, что поверхности раздела на входе излучения в слой центрального слоя 3 и поверхность раздела на выходе излучения из данного слоя являются параллельными, и, таким образом, для увеличения процента зеркального пропускания излучения через слоистый элемент 1. В целях наглядности изображения различных слоев данное условие на чертежах строго не соблюдено.

Предпочтительно толщина е3 или е3₁, е3₂, ..., е3_к слоя или каждого составляющего слоя центрального слоя 3 составляет менее 1/4 средней высоты рисунков каждой текстурированной контактной поверхности слоистого элемента. На практике, когда центральный слой 3 является тонким слоем или пакетом тонких слоев, толщина е3 или е3₁, е3₂, ..., е3_к каждого слоя центрального слоя 3 составляет порядка или менее 1/10 средней высоты рисунков каждой текстурированной контактной поверхности слоистого элемента.

На фиг. 1 проиллюстрирован путь излучения, которое падает на слоистый элемент 1 на стороне внешнего слоя 2. Падающие лучи К₁ попадают на внешний слой 2 с данным углом падения θ. Как показано на фиг. 1, падающие лучи К₁, когда они достигают контактной поверхности δ₀ между внешним слоем 2 и центральным слоем 3, отражаются либо металлической поверхностью, либо за счет разницы в показателе преломления на данной контактной поверхности соответственно между внешним слоем 2 и центральным слоем 3 в варианте, показанном на фиг. 2, и между внешним слоем 2 и слоем 3₁ в варианте, показанном на фиг. 3. Поскольку контактная поверхность δ₀ является текстурированной, отражение происходит во множестве направлений К_г. Отражение излучения слоистым элементом 1 является, таким образом, диффузным.

Часть падающего излучения также преломляется в центральном слое 3. В варианте, показанном на фиг. 2, контактные поверхности δ0 и δ1 параллельны друг другу, что подразумевает согласно закону Снеллиуса-Декарта, что η2·5ίη(θ)=η4·δίη(θ'), где θ представляет собой угол падения излучения на центральный слой 3 от внешнего слоя 2, а θ' представляет собой угол преломления излучения во внешнем слое 4 от центрального слоя 3. В варианте, показанном на фиг. 3, поскольку все контактные поверхности δ₀, δ₁, ..., δ]£ параллельны друг другу, отношение η2·5ίη(θ)=η4·δίη(θ'), выведенное из закона СнеллиусаДекарта, остается в силе. Следовательно, в данных двух вариантах, поскольку показатели преломления η2 и η4 двух внешних слоев, по существу, равны друг другу, лучи К,, пропускаемые слоистым элементом, пропускаются с углом пропускания θ', равным углу их падения θ на слоистый элемент. Пропускание излучения слоистым элементом 1 является, таким образом, зеркальным.

Аналогично, в данных двух вариантах излучение, падающее на слоистый элемент 1 на стороне внешнего слоя 4, отражается диффузно и пропускается зеркально слоистым элементом по тем же причи- 16 026270 ны, что упомянуты выше.

Предпочтительно слоистый элемент 1 содержит противоотражательное покрытие 6 по меньшей мере на одной из своих гладких внешних поверхностей 2А и 4А. Предпочтительно противоотражательное покрытие 6 предусмотрено на каждой главной внешней поверхности слоистого элемента, которая предназначена для принятия излучения. В примере, представленном на фиг. 1, только поверхность 2А внешнего слоя 2 снабжена противоотражательным покрытием 6, поскольку она представляет собой поверхность слоистого элемента, которая обращена в сторону падения излучения.

Как упомянуто выше, противоотражательное покрытие 6, предусмотренное на гладкой поверхности 2А и/или 4А внешнего слоя 2 или 4, может представлять собой покрытие любого типа, которое обеспечивает возможность уменьшения отражения излучения на поверхности раздела между воздухом и внешним слоем. В особенности оно может представлять собой слой с показателем преломления в диапазоне между показателем преломления воздуха и показателем преломления внешнего слоя, пакет тонких слоев, функционирующий в качестве интерференционного фильтра, или пакет тонких слоев, имеющий градиент показателей преломления.

Пример способа изготовления остекления по изобретению описан ниже со ссылкой на фиг. 4. Согласно данному способу центральный слой 3 размещают согласованным образом на текстурированной поверхности 2В жесткой или гибкой прозрачной подложки, образующей внешний слой 2 слоистого элемента 1. Главная поверхность 2А данной подложки, противолежащая текстурированной поверхности 2В, является гладкой. Данная подложка 2 может представлять собой в особенности текстурированную стеклянную подложку такого типа, как δαίίηονο®. А1Ъагшо® или Ма81ег§1а88®. Как вариант, подложка 2 может представлять собой подложку на основе жесткого или гибкого полимерного материала, например такого типа, как полиметилметакрилат или поликарбонат.

Согласованное размещение центрального слоя 3, независимо от того, представляет он собой монослой или образован пакетом нескольких слоев, предпочтительно в особенности осуществляют в вакууме катодным напылением при содействии магнитного поля (известным как катодное магнетронное напыление). Данная технология обеспечивает возможность размещения на текстурированной поверхности 2В подложки 2 либо единственного слоя согласованным образом, либо различных слоев пакета последовательно согласованным образом. В частности, они могут представлять собой тонкие диэлектрические слои, в особенности слои δί₃Ν₄, δηθ₂, ΖηΟ, ΖγΟ₂, 8ηΖηΘ_χ, Α1Ν, ΝΐΟ, КЖ ΤίΟ₂, δίθ₂, Α1₂Ο₃, М§Р₂, Α1Ρ₃, или тонкие металлические слои, в особенности слои серебра, золота, титана, ниобия, кремния, алюминия, никель-хромового (№Сг) сплава или сплавов данных металлов.

В способе, проиллюстрированном на фиг. 4, второй внешний слой 4 слоистого элемента 1 может быть сформирован покрытием центрального слоя 3 прозрачным золь-гелевым слоем с показателем преломления, по существу, равным таковому подложки 2. Данный слой в вязком, жидком или пастообразном состоянии охватывает текстуру поверхности 3В центрального слоя 3, противолежащей подложке 2. Таким образом, обеспечивается то, что в отвержденном состоянии слоя 4 контактная поверхность 8₁ между центральным слоем 3 и внешним слоем 4 действительно является текстурированной и параллельной контактной поверхности 8₀ между центральным слоем 3 и внешним слоем 2.

Внешний слой 4 слоистого элемента 1, показанного на фиг. 4, представляет собой золь-гелевый слой, размещенный посредством золь-гелевого способа на текстурированной поверхности центрального слоя 3.

Наконец, один или более дополнительных слоев 12 можно сформировать поверх слоистого элемента. В данном случае дополнительный(е) слой(и) предпочтительно представляют собой плоскую стеклянную подложку, пластиковую вкладку или наложение вкладки и плоской стеклянной подложки.

Согласно одному варианту осуществления изобретения преимущество может обеспечиваться в случае формирования на золь-гелевом слое, образующем внешний слой слоистого элемента, дополнительного слоя 12 путем помещения ламинирующей вкладки из РУБ или ЕУА напротив главной гладкой внешней поверхности слоистого элемента. Дополнительный слой 12 преимущественно имеет в данном случае, по существу, тот же показатель преломления, что и внешний слой слоистого элемента, полученный золь-гелевым слоем.

Дополнительный слой может также представлять собой прозрачную подложку, например плоское стекло. В данном случае дополнительный слой используют в качестве передней подложки. Тогда зольгелевый слой обеспечивает интегральное соединение между нижним внешним слоем, снабженным центральным слоем, и передней подложкой.

Использование прозрачной подложки в качестве дополнительного верхнего слоя особенно полезно, когда дополнительный слой непосредственно под указанным дополнительным верхним слоем образован полимерной ламинирующей вкладкой.

Первый дополнительный слой 12, образованный ламинирующей вкладкой из РУВ или ЕУА, может быть расположен напротив внешней верхней поверхности слоистого элемента, а второй дополнительный слой 12, состоящий из плоской стеклянной подложки, может быть помещен поверх вкладки.

В данной конфигурации дополнительные слои соединяют со слоистым элементом, используя стандартный способ ламинирования.

- 17 026270

В данном способе последовательно располагают полимерную ламинирующую вкладку и подложку, начиная с главной верхней внешней поверхности слоистого элемента, а затем в отношении сформированной таким образом ламинированной структуры применяют сжатие и/или нагрев, по меньшей мере, до температуры стеклования полимерной ламинирующей вкладки, например в прессе или в печи.

В ходе осуществления данного способа ламинирования, когда вкладка образует дополнительный верхний слой, расположенный непосредственно наверху слоистого элемента, верхний слой которого представляет собой золь-гелевый слой, она сообразовывается как с верхней поверхностью золь-гелевого слоя, так и с нижней поверхностью плоской стеклянной подложки.

В способе, проиллюстрированном на фиг. 5, слоистый элемент 1 представляет собой гибкую пленку общей толщиной примерно 200-300 мкм. Слоистый элемент формируют наложением дополнительного нижнего слоя 12, образованного полимерной гибкой пленой 12;

внешнего слоя 2, изготовленного из материала, который является фотосшиваемым и/или фотополимеризуемым под действием УФ-излучения, подаваемого на одну из главных гладких поверхностей гибкой пленки;

центрального слоя 3;

золь-гелевого слоя, имеющего толщину от 50 нм до 50 мкм, с тем, чтобы сформировать второй внешний слой 4 слоистого элемента 1.

Гибкая пленка, образующая дополнительный нижний слой, может представлять пленку полиэтилентерефталата (РЕТ) толщиной 100 мкм, а внешний слой 2 может представлять собой слой УФотверждаемой смолы такого типа, как ΚΖ6661, продаваемой компанией СогрогаИоп, толщиной примерно 10 мкм. Гибкая пленка и слой 2, оба, имеют, по существу, одинаковый показатель преломления, равный примерно 1,65 при 589 нм. В отвержденном состоянии слой смолы показывает хорошую адгезию с РЕТ.

Слой смолы 2 наносят на гибкую пленку при вязкости, допускающей создание текстурирования на ее поверхности 2В, противолежащей пленке 12. Как проиллюстрировано на фиг. 5, текстурирование поверхности 2В может быть осуществлено с использованием валика 13, имеющего на своей поверхности текстуру, соответствующую таковой, подлежащей формированию на слое 2. После формирования текстурирования наложенные друг на друга пленку 2 и слой смолы 2 облучают УФ-излучением, как показано на фиг. 5 стрелкой, что обеспечивает затвердевание слоя смолы 2 вместе с его текстурированием и соединение между гибкой пленкой и слоем смолы 2.

Затем центральный слой 3 с показателем преломления, отличающимся от такового внешнего слоя 2, размещают согласованным образом на текстурированной поверхности 2В посредством магнетронного катодного напыления. Данный центральный слой может представлять собой монослой или может быть образован пакетом слоев, как описано выше. Например, он может представлять собой слой ΤίΟ₂, имеющий толщину от 50 до 65 нм, т.е. примерно 60 нм, и показатель преломления 2,45 при 550 нм;

пакет слоев, содержащий по меньшей мере один слой на основе серебра, как описано в патентных заявках АО 02/48065 и ЕР 0847965.

Затем на центральном слое 3 размещают золь-гелевый слой с тем, чтобы сформировать второй внешний слой 4 слоистого элемента 1. Данный второй внешний слой 4 охватывает текстурированную поверхность ЗВ центрального слоя 3, противолежащую внешнему слою 2.

Адгезивный слой 14, покрытый защитной полосой (пленкой) 15, предназначенной для удаления для осуществления наклеивания, может быть нанесен на внешнюю поверхность 4А слоя 4 слоистого элемента 1. Слоистый элемент 1 находится, таким образом, в форме гибкой пленки, готовой для нанесения путем наклеивания на поверхность, такую как поверхность остекления, чтобы придать данной поверхности свойства диффузного отражения. В примере, представленном на фиг. 5, адгезивный слой 14 и защитную полосу 15 наносят на внешнюю поверхность 4А слоя 4. Внешняя поверхность 2А слоя 2, которая предназначена для приема падающего излучения, сама содержит противоотражательное покрытие.

В особенно предпочтительном варианте, как показано на фиг. 5, различные стадии способа можно осуществлять непрерывно на одной производственной линии.

На фиг. 4, 5 не показано введение противоотражательного(ых) покрытия(ий) слоистого элемента 1. Следует отметить, что в каждом из проиллюстрированных на данных чертежах способов противоотражательное(ые) покрытие(ия) могут быть введены на гладкие поверхности 2А и/или 4А внешних слоев без предпочтения до или после сборки слоистого элемента.

Изобретение не ограничено описанными и представленными примерами. В частности, когда слоистый элемент представляет собой гибкую пленку, как в примере на фиг. 5, толщина каждого внешнего слоя, сформированного на основе полимерной пленки, например на основе пленки РЕТ, может превышать 10 мкм, составляя, в особенности, примерно от 10 мкм до 1 мм.

Более того, текстурирование первого внешнего слоя 2 в примере на фиг. 7 может быть получено без использования слоя отверждаемой смолы, размещенной на полимерной пленке, но непосредственно путем горячего тиснения полимерной пленки, в особенности ламинированием с использованием текстурированного валика, или посредством прессования с использованием пуансона.

- 18 026270

Аналогичные структуры могут быть также предусмотрены для пластмассовых подложек вместо стеклянных подложек.

Остекление по изобретению может быть использовано во всех известных областях приложения остеклений, как, например, в транспортных средствах, зданиях, уличной мебели, мебели в помещении, освещении, экранах дисплеев и т.д. Оно также может представлять собой гибкую пленку на основе полимерного материала, которая в особенности может быть нанесена на поверхность с тем, чтобы придать ей свойства диффузного отражения при одновременном сохранении ее пропускающих свойств.

Слоистый элемент с сильным диффузным отражением по изобретению может быть использован в системе индикации на лобовом стекле (йеаб-ир άίδρίαν. ΗυΌ).

Как известно, системы ΗυΌ, которые в особенности применяются в кабинах самолетов и в поездах, а также в настоящее время в частных моторных транспортных средствах (легковых, грузовых и т.д.), обеспечивают возможность отображения информации, проецируемой на остекление, обычно на лобовое стекло транспортного средства, которая отражается в направлении водителя или наблюдателя. Данные системы обеспечивают возможность информирования водителя транспортного средства, не требуя от него отвлечения внимания от переднего поля обзора транспортного средства, что значительно повышает безопасность. Водитель видит виртуальное изображение, расположенное на определенном расстоянии за остеклением.

Согласно одному аспекту изобретения слоистый элемент интегрирован в систему ΗυΌ в качестве остекления, на которое проецируется информация. Согласно другому аспекту изобретения слоистый элемент представляет собой гибкую пленку, нанесенную на главную поверхность остекления системы ΗυΌ, в особенности на лобовое стекло, причем информация проецируется на остекление на стороне гибкой пленки. В обоих данных случаях имеет место сильное диффузное отражение на первой текстурированной контактной поверхности, на которую попадает излучение, в слоистом элементе, что обеспечивает хорошую визуализацию виртуального изображения, при сохранении зеркального пропускания через остекление, что обеспечивает ясное зрительное восприятие через остекление.

Следует отметить, что в системах ΗυΌ известного уровня техники виртуальное изображение получается проецированием информации на остекление (в особенности на лобовое стекло), имеющее ламинированную структуру, образованную двумя листами стекла и пластмассовой вкладкой. Недостатком данных существующих систем является то, что водитель в таком случае видит двойное изображение: первое изображение, отражаемое поверхностью остекления, обращенной внутрь кабины, и второе изображение из-за отражения внешней поверхностью остекления, причем данные два изображения слегка смещены относительно друг друга. Данное смещение может затруднять зрительное восприятие информации.

Изобретение позволяет решить данную проблему. А именно, когда слоистый элемент интегрирован в систему ΗυΌ в качестве остекления или в качестве гибкой пленки, нанесенной на главную поверхность остекления, которая принимает излучение от проекционного источника, диффузное отражение на первой текстурированной контактной поверхности, на которую попадает излучение, в слоистом элементе, может быть заметно более сильным, чем отражение на внешних поверхностях в контакте с воздухом. Таким образом, двойное отражение ограничивается путем содействия отражению на первой текстурированной контактной поверхности слоистого элемента.

Примеры

I. Получение золь-гелевых растворов и золь-гелевых слоев, имеющих регулируемый показатель преломления.

Золь-гелевые слои, полученные в примерах, содержат органическую/неорганическую гибридную матрицу из диоксида кремния и оксида циркония, в которой диспергированы частицы диоксида титана. Основными соединениями, использованными в золь-гелевых растворах, являются

-глицидоксипропилтриметоксисилан (ОЬУМО), пропоксид циркония в форме раствора с содержанием 70 мас.% в пропаноле,

ΤίΟ₂, продаваемый под наименованием Ст181а1 Αοϋν™, в форме частиц с диаметром менее 50 нм в водной дисперсии с содержанием твердых компонентов 23 мас.%.

Первую композицию-предшественник матрицы получают смешением органосилана, раствора пропоксида циркония, уксусной кислоты и, необязательно, воды. Составляющие компоненты смешивают, вводя по каплям, при интенсивном перемешивании. Затем к данной первой композиции добавляют другие соединения, т.е. водную дисперсию диоксида титана в форме частиц, поверхностно-активное вещество и, необязательно, другие разбавляющие растворители, такие как этанол. Таким образом, получают золь-гелевый раствор.

В зависимости от долей дисперсии диоксида титана, добавленных в золь-гелевый раствор, матрица золь-гелевого слоя после сшивки будет в большей или меньшей степени наполнена частицами ΤίΟ₂. Показатель преломления золь-гелевого слоя зависит от объемной доли диоксида титана. Таким образом, имеется возможность изменять показатель преломления получаемого золь-гелевого слоя в диапазоне от 1,490 до 1,670 с высокоточной регулировкой порядка 0,001. Таким образом, возможно получение для всех типов подложек стандартного стекла, используемых в качестве нижнего внешнего слоя, гармонич- 19 026270 ного соответствия показателя с разницей менее 0,015.

Содержимое в виде твердых компонентов золь-гелевого слоя влияет на максимальную толщину, которую возможно разместить за один проход.

Чтобы проиллюстрировать данные результаты, получали различные золь-гелевые растворы. Затем данные растворы наносили распылением на подложку и осуществляли их сшивку в течение времени от 20 мин до нескольких часов при температуре 150 или 200°С, формируя золь-гелевые слои, имеющие показатели преломления в диапазоне от 1,493 до 1,670.

II. Влияние объемных долей ΤίΟ₂ на показатель преломления золь-гелевого слоя.

В нижеприведенных таблицах сведены данные для композиций протестированных золь-гелевых растворов, а также композиций, получаемых в результате золь-гелевых слоев.

Что касается золь-гелевого раствора, приведенные доли соответствуют массовым долям относительно суммарной массы золь-гелевого раствора.

Золь-гелевый раствор	А	в	С	ϋ	Е	Р	О	К	1
Основные соединения; еьумо	68.1	64.2	55.6	52.5	22.5	203	18.3	16.6	14.8
Пропоксид циркония	4.8	4.5	3.9	3.7	1.6	1.4	1,3	1.2	1.0
ΤΐΟ₂	0.0	2,8	4.2	6.5	3.5	5.1	66	7 8	9.1
Добавки Уксусная кислота	4.3	4.0	3.5	3.3	1.4	1.3	1.1	1.0	0.9
ЗМ-РС4430	0.0	0,1	0.2	0.3	0.2	0.2	0.3	0.3	0.4
Растворители Пропанол	2.0	1.9	1.7	1.6	0.7	0.6	0.5	0.5	0.4
Вода	12.8	21.6	24.4	31,6	16.0	209	25 5	29.2	33.3
Этанол	0.0	12.4	18 2	28,2	15.3	22.2	28.6	33.9	39.6
Сумма	100	100	100	100	100	100	100	100	юо

Что касается золь-гелевого слоя, объемные доли ΤίΟ₂ определяют относительного суммарного объема основных компонентов, включая гибридную матрицу из диоксида кремния и оксида циркония и частицы ΤίΟ₂. Доли основных компонентов соответствуют массовым долям основных соединений зольгелевого слоя относительно суммарной массы основных соединений.

Золь - гелевый слой	А	в	С	ϋ	Е	Г	С	н	I
Основные	96	91	87	82	79	72	65	59	63
соединения *:	4	3	3	3	3	3	2	2	2
ΰΓΥΜθ-3±ο₂ ЕСО; ΤίΟ;	0	6	9	14	18	26	33	39	46
Объемный % ΤΐΟ₂**	0	3	5	8	9,8	15	20, 1	24,7	30
Измеренный показатель	1, 493	1,517	1,52 9	1, 557	1, 567	1,600	1,62 3	1,651	1, 67 4
Теоретический показатель	1,493	1,515	1, 52Й	1, 549	1, 564	1, 599

После сшивки органосилана и пропоксида циркония реакцией гидролиза и конденсацией в зольгелевом слое получают матрицу, причем данная матрица основана на оксиде кремния, содержащем негидролизуемую органическую группу, который далее по тексту упоминается как Ο1γ-δίΟ₂, и на оксиде циркония, где в матрице диспергированы частицы ΤίΟ₂. Данные три соединения представляют основные соединения золь-гелевого слоя.

Объемная доля диоксида титана оказывает линейное влияние на показатель преломления зольгелевого слоя для объемных долей ΤίΟ₂ менее 20%. При более высоких долях показатель преломления продолжает возрастать, но наблюдается падение в наклоне кривой. Однако, определив данную кривую, специалист в данной области может оценить посредством аппроксимации показатель преломления зольгелевого слоя, содержащего объемную долю ΤίΟ₂, превышающую 20%.

На фиг. 6 показано изменение показателя преломления как функции объемных долей ΤίΟ₂ в зольгелевом слое. Наблюдается линейное изменение показателя преломления как функции долей ΤίΟ₂; оно является линейным для долей, меньших 20%.

Точность для показателя преломления равна 7х10^-4 при ошибке 0,1% по объему для количества

ΤΐΟ₂.

- 20 026270

III. Исследование 8ЕМ.

Исследование с помощью сканирующего электронного микроскопа проводили для того, чтобы убедиться, что золь-гелевые слои обеспечивают возможность заполнения толщины шероховатости подложки и получения плоской верхней поверхности. На изображениях фиг. 7 показаны сатинированные подложки прозрачного шероховатого стекла 8;·ιΙίηονο® от компании δαίηΙ-Οοόαίη. на которых посредством золь-гелевого способа размещали золь-гелевый слой. Данные подложки толщиной 4 мм содержат главную текстурированную поверхность, полученную воздействием кислоты. Данные подложки используют, таким образом, в качестве нижнего внешнего слоя слоистого элемента. Средняя высота текстурирующих рисунков данного нижнего внешнего слоя, которая соответствует шероховатости Ка текстурированной поверхности стекла 8;ιΙίηονο®, составляет от 1 до 5 мкм. Его показатель преломления равен 1,518, а его высота (РУ) от пика до минимума составляет от 12 до 17 мкм.

На левом изображении, показывающем вид в разрезе подложки 8;ιΙίηονο®, покрытой золь-гелевым слоем, ясно видно, что текстура сформирована множеством рисунков, которые углублены или выступают относительно общей плоскости контактной поверхности. Толщина золь-гелевого слоя равна 14,3 мкм.

Правое изображение показывает вид сверху той же подложки.

Золь-гелевый слой преднамеренно не был нанесен на всю поверхность подложки 8;·ιΙίηονο®. Зольгелевый слой обеспечивает возможность выравнивания шероховатости подложки.

IV. Оценка влияния гармоничности соответствия показателя.

Чтобы измерить влияние изменения показателя золь-гелевого слоя, получали различные зольгелевые растворы и размещали их на сатинированных подложках прозрачного шероховатого стекла 8а11ηονο®, описанного выше. Толщины размещенных золь-гелевых слоев после сушки составляют примерно 15 мкм.

Цель данного испытания заключается в том, чтобы показать влияние гармоничности соответствия показателя между верхним и нижним внешним слоем на оптические свойства остекления, такие как величины светопропускания Т_ъ в видимом диапазоне в процентах, измеренного согласно стандарту Ι8Θ 9050:2003 (источник света Ό65; угол наблюдения 2°);

величины матовости пропускания (матовость Т) в процентах, измеренной измерителем мутности согласно стандарту А8ТМ Ό 1003 для излучения, падающего на слоистый элемент на стороне нижнего внешнего слоя, процент светлости, измеренный измерителем мутности На/с-СаФ от ΒΥΚ.

Более того, в слепом испытании с 5 наблюдателями оценивали качество зрительного восприятия через подложку, покрытую указанным образом, т.е. наблюдатели не знали о характеристиках, таких как показатель преломления или гармоничность соответствия показателя золь-гелевых слоев с таковым подложки. Наблюдатели приписывали каждой подложке, покрытой золь-гелевым слоем, оценочный индикатор, выбираемый из нет, + да, ++ хорошо, +++ превосходно.

Чтобы упростить данное испытание, центральный слой не использовали. Однако отсутствие центрального слоя не изменяет наблюдаемой тенденции в плане изучаемых свойств.

В нижеприведенной таблице сведены данные для композиций протестированных золь-гелевых растворов и композиций получаемых в результате золь-гелевых слоев.

Полученные результаты сопоставлены в нижеприведенной таблице.

Золь- гелевый слой	Показатель при 589 нм	Δη	Т(_ <%)	Мато- вость (%)	Свет- лость (%)	Визуальная оценка
Р1	Р2	РЗ	Р4	Р5
Θ	1.623	-0.105	-	-	20,7	-	-	-	-	-
Е	1.566	-0.048	-	-	76.9	-	*	-	-	-
О	1,557	-0.039	-	-	37.4	-		++	++	++
Р	1,532	-0014	89.8	0,3	94	+	+	+	++	++
с	1.529	-0010	•	•	97.5	++	++	++	++	++
о	1,524	-0 006	90.0	0,5	98	+++	+++	++♦	+++	+++
в	1.517	0002		*	98	+++	+++	+4-4	+++	+++
N	1.514	0.000	89.8	0,5	100	+++	+++	++♦	+++	+++
М	1.508	0.010	90.0	0.5	9Э	++	++	++	++	++
ί	1.504	0.014	89.6	0.4	96	++	++	++	++	++
К	1.500	0.013	90.0	0.5	93	-	+	++	++	++
А	1.493	0.026	89.9	1.1	90	-		-	-	-
О	1.484	0.030	89.5	1.6	78	-	-	-	-	-
В	1.476	0038	89.5	3.5	68	-	-	-	-	-
3	1,468	0.046	89.5	2.9	60	-	-	-	-	-

Δη представляет различие между показателем для подложки 8аΐ^ηονο® и зольгелевого слоя.

- 21 026270

На фиг. 8 приведена диаграмма, показывающая изменение в матовости (правая ось у) и светлости (левая ось у) как функции показателя преломления золь-гелевого слоя. Вертикальная черная линия иллюстрирует показатель стеклянной подложки δαίίηονο®.

На фиг. 9 приведена диаграмма, показывающая изменение в матовости (правая ось у) и светлости (левая ось у) как функции различия между показателем преломления для подложки 8;·ιΙίηονο® и зольгелевого слоя.

Когда золь-гелевый слой имеет показатель от 1,500 до 1,530, получают величины матовости для покрытой указанным образом подложки, составляющие менее 0,5%. Однако одних величин матовости не достаточно для характеристики превосходности зрительного восприятия. Поэтому также определяли светлость. Найдено, что в отличие от величин матовости, которые являются практически постоянными в указанном диапазоне показателя, величины светлости показывают в данном диапазоне пик, центрированный для величин показателя преломления золь-гелевого слоя около величины показателя подложки, т.е. 1,518.

Конкретнее, хорошие результаты получены для разницы в показателе менее 0,020, а превосходные результаты получены для разницы в показателе менее 0,015 или даже менее 0,005.

В заключение отметим, что абсолютная величина разницы в показателе между нижним внешним слоем с показателем п1 и верхним внешним золь-гелевым слоем с показателем η 2 предпочтительно составляет менее 0,020, еще лучше менее 0,015 и даже еще лучше менее 0,013.

V. Влияние ламинирования.

Чтобы продемонстрировать, что ламинирование не ухудшает оптические рабочие качества, проводили сравнительные испытания между:

81: подложкой δαίίηονο®. покрытой золь-гелевым слоем О;

82: подложкой δαίίηονο®, покрытой золь-гелевым слоем О, ламинированным плоским стеклом посредством вкладки ΡνΒ;

83: подложкой δαίίηονο®, покрытой вкладкой ΡνΒ.

	ТЬ (¾)	Матовость СО	Светлость (%)
31	90, 1	1,88	92, 5
32	88, 5	1,22	99, 4
33	-	4,5	58

Хотя лучшие результаты получают, когда подложка не является ламинированной, оптические рабочие качества являются хорошими в обоих случаях. Ламинирование имеет преимущество скрашивания или сглаживания недостатков главной поверхности золь-гелевого слоя. Таким образом, получают полностью гладкую внешнюю поверхность без какого-либо волнистого аспекта, защищенную от пыли.

Интересно отметить, что прямое ламинирование без золь-гелевого слоя приводит к матовости 4,5% и светлости 58%, причем данные величины находятся совершенно вне допустимых пределов.

VI. Влияние присутствия магнетронного слоя.

Данное испытание проводили для прозрачного слоистого элемента, содержащего следующий пакет:

нижний внешний слой: стеклянная подложка 8;·ιΙίηονο® толщиной 4 или 6 мм;

центральный слой: пакет слоев, содержащий по меньшей мере один слой на основе серебра, размещенный магнетронным напылением;

верхний внешний слой: золь-гелевый слой О; дополнительный верхний слой: вкладка ΡνΒ; дополнительный верхний слой: плоское стекло толщиной 4 мм.

Присутствие центрального слоя, размещенного магнетрона придает слоистому элементу собственный матовый эффект, возникающий благодаря отражениям на центральном слое. Тогда, даже в случае совершенного гармоничного соответствия показателя преломления, получают матовость. Величина матовости зависит от свойств центрального слоя.

Наносят золь-гелевый слой. Впоследствии конструкцию в сборке ламинируют, приводя в контакт вкладку ΡνΒ толщиной 0,38 мм с золь-гелевым слоем и плоским стеклом Р1ат1их®. Сатинированные плоские стекла имеют толщину 4 мм в первых двух примерах со слоями 8ΚΝ и 6 мм для двух последних.

Пакет слоев центрального слоя описан, например, в патентных заявках νΟ 02/48065 и ЕР 0847965. Центральные слои, когда их размещают на плоской поверхности, имеют приведенные ниже характеристики.

- 22 026270

	ТЬ (%)	Кб / §	Κί, %
ЗКЫ165	60	16	17
8КЫ154	50	18	28
РВ120	20	21	31
35108	8	42	37

В приведенной ниже таблице величины матовости и светлости измеряли для разных образованных слоями элементов, содержащих в качестве центрального слоя пакеты слоев на основе серебра, размещенных посредством магнетрона. Тогда наблюдают, что матовость увеличивается и может достигать относительно высоких величин, составляя несколько процентов. С другой стороны, светлость остается весьма высокой с величинами более 97%. Это обеспечивает возможность получения остеклений с весьма хорошим качеством зрительного восприятия в проходящем свете.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Прозрачный слоистый элемент (1), имеющий две главные гладкие внешние поверхности (2А, 4А), отличающийся тем, что слоистый элемент содержит два внешних слоя, нижний внешний слой (2) и верхний внешний слой (4), каждый из которых образует одну из двух главных внешних поверхностей (2А, 4А) слоистого элемента и которые состоят из диэлектрических материалов, имеющих, по существу, одинаковый показатель преломления (п2, п4); и центральный слой (3), расположенный между внешними слоями, причем данный центральный слой (3) образован либо единственным слоем, который представляет собой диэлектрический слой с показателем преломления (п3), отличающимся от такового внешних слоев, или металлический слой, либо пакетом слоев (3₁, 3₂, ..., 3_к), который содержит по меньшей мере один диэлектрический слой с показателем преломления, отличающимся от такового внешних слоев, или металлический слой, в котором каждая контактная поверхность (8₀, §ι, ···, 8_к) между двумя смежными слоями слоистого элемента, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые оба являются диэлектрическими слоями с разными показателями преломления, является текстурированной и параллельной другим текстурированным контактным поверхностям между двумя смежными слоями, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые оба являются диэлектрическими слоями с разными показателями преломления, и в котором верхний внешний слой (4) представляет собой золь-гелевый слой, содержащий органическую/неорганическую гибридную матрицу на основе диоксида кремния.
2. Слоистый элемент по п.1, отличающийся тем, что абсолютная величина разницы в показателе преломления при 589 нм между составляющими диэлектрическими материалами двух внешних слоев слоистого элемента составляет менее либо равна 0,020 и предпочтительно менее либо равна 0,015.
3. Слоистый элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что абсолютная величина разницы в показателе преломления при 589 нм, с одной стороны, между внешними слоями (2, 4) и, с другой стороны, по меньшей мере одним диэлектрическим слоем центрального слоя (3) составляет более либо равна 0,3 и предпочтительно более либо равна 0,5.
4. Слоистый элемент по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что зольгелевый слой также содержит частицы по меньшей мере одного оксида металла или по меньшей мере одного халькогенида.
5. Слоистый элемент по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что органическая/неорганическая гибридная матрица на основе диоксида кремния также содержит по меньшей мере один оксид металла.
6. Слоистый элемент по любому из пп.4 и 5, отличающийся тем, что оксид металла содержит металл, выбранный из титана, циркония, цинка, ниобия, алюминия и молибдена.
7. Слоистый элемент по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что зольгелевый слой содержит органическую/неорганическую гибридную матрицу из диоксида кремния и оксида циркония, в которой диспергированы частицы диоксида титана.
8. Слоистый элемент по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что матовость пропускания составляет менее 5% и/или светлость составляет более 93%.
9. Слоистый элемент по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что золь- 23 026270 гелевый слой получают отверждением золь-гелевого раствора и он содержит продукт, возникающий в результате гидролиза и конденсации по меньшей мере одного органосилана общей формулы ^Κι,^δί^χ,'4-_Ι,_Λ в которой η равняется 1, 2, 3, предпочтительно η равняется 1 или 2 и еще лучше η равняется 1; группы X, которые могут быть одинаковыми или разными, представляют гидролизуемые группы.

выбранные из алкокси-, ацилокси- или галогенидных групп, предпочтительно аклкоксигрупп; и группы К, которые могут быть одинаковыми или разными, представляют негидролизуемые органические группы, связанные с кремнием через атом углерода.
10. Слоистый элемент по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что зольгелевый слой получают отверждением золь-гелевого раствора и он содержит продукт, возникающий в результате гидролиза и конденсации:

ί) по меньшей мере одного органосилана;

ίί) по меньшей мере одного предшественника оксида металла и/или ίίί) частиц по меньшей мере одного оксида металла или по меньшей мере одного халькогенида.
11. Слоистый элемент по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он также содержит по меньшей мере один дополнительный слой, расположенный выше или ниже верхнего и/или нижнего внешних слоев, предпочтительно выбираемый из прозрачных подложек, выбираемых из полимеров, стекол или керамики, содержащих две гладкие главные поверхности;

отверждаемых материалов, которые первоначально находятся в вязком, жидком или пастообразном состоянии, подходящих для операций формования;

вкладок, изготовленных из термоформуемого или чувствительного к воздействию давления пластмассового материала.
12. Слоистый элемент по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что нижний внешний слой слоистого элемента выбирают из прозрачных подложек, одна из главных поверхностей которых является текстурированной, а другая - гладкой, предпочтительно выбираемых из полимеров, стекол и керамики;

слоя диэлектрического материала, выбираемого из оксидов, нитридов или галогенидов одного или более переходных металлов, неметаллов или щелочно-земельных металлов;

слоя на основе отверждаемых материалов, которые первоначально находятся в вязком, жидком или пастообразном состоянии, подходящих для операций формования, включающих в себя фотосшиваемые и/или фотополимеризуемые материалы и слои, размещенные золь-гелевым способом;

вкладок, изготовленных из термоформуемого или чувствительного к воздействию давления пластмассового материала, который предпочтительно может иметь в своей основе полимеры, выбираемые из поливинилбутиралей (РУБ), поливинилхлоридов (РУС), полиуретанов (РИ), полиэтилентерефталатов (РЕТ) или сополимеров этиленавинилацетата (ЕУА).
13. Слоистый элемент по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что слой или пакет слоев центрального слоя содержит по меньшей мере один тонкий слой, состоящий из диэлектрического материала, выбираемого из оксидов, нитридов или галогенидов одного или более переходных металлов, неметаллов или щелочноземельных металлов;

по меньшей мере один тонкий металлический слой, в особенности тонкий слой серебра, золота, меди, титана, ниобия, кремния, алюминия, никель-хромового (№Ст) сплава, нержавеющей стали или их сплава.
14. Способ изготовления слоистого элемента по любому из пп.1-13, включающий в себя следующие стадии:

в качестве нижнего внешнего слоя предоставляют прозрачную подложку, одна из главных поверхностей которой является текстурированной, а другая главная поверхность является гладкой;

на главной текстурированной поверхности нижнего внешнего слоя размещают центральный слой, т.е., когда центральный слой образован единственным слоем, который представляет собой диэлектрический слой с показателем преломления, отличающимся от такового нижнего внешнего слоя, или металлический слой, путем размещения центрального слоя согласованным образом на указанной главной текстурированной поверхности или когда центральный слой образован пакетом слоев, содержащим по меньшей мере один диэлектрический слой с показателем преломления, отличающимся от такового нижнего внешнего слоя, или металлический слой, путем размещения слоев центрального слоя последовательно согласованным образом на указанной главной текстурированной поверхности;

на главной текстурированной поверхности центрального слоя, противолежащей нижней внешней поверхности, формируют верхний внешний золь-гелевый слой, где нижний и верхний внешние слои состоят из диэлектрических материалов, имеющих, по существу, одинаковый показатель преломления, путем размещения посредством золь-гелевого способа.
15. Способ изготовления слоистого элемента по п.14, который дополнительно включает в себя стадию, на которой на главной(ых) внешней(их) гладкой(их) поверхности(ях) слоистого элемента форми- 24 026270 руют по меньшей мере один верхний и/или нижний дополнительный слой.
16. Применение слоистого элемента (1) по любому из пп.1-13 в качестве всего или части остекления для транспортного средства, здания, уличной мебели, мебели в помещении, экрана дисплея или системы индикации на лобовом стекле.