[发明专利]用于调节光学能量穿透量的装置

说明书

本申请涉及用于调节光学能量穿透量的装置，特别是用于调节通过透光区域的透光量的装置，所述装置包括切换层，所述切换层包含含有至少一种二色性染料的液晶介质，其中以一定方式选择装置的透光度和各向异性度的参数。

本申请是要求了申请号为“201480011653.8”，发明名称为“用于调节光学能量穿透量的装置”的分案申请。

本申请涉及用于调节通过透光区域的透光量的装置，所述装置包括切换层，所述切换层包含含有至少一种二色性染料的液晶介质。所述装置优选用于调节通过窗户和类似的建筑物开口的透光量，从而控制建筑物中的能量输入。

在本发明的范围内，术语光被理解为UV-A-、VIS-以及NIR-范围内的电磁辐射。其中特别可被理解为不被窗户中通常使用的材料(例如玻璃)吸收或者仅以可忽略程度被窗户中通常使用的材料(例如玻璃)吸收的辐射。根据通常使用的定义，UV-A-光辐射被理解为320至380nm波长的辐射，VIS-光辐射被理解为380nm至780nm波长的辐射，NIR-光辐射被理解为780nm至2000nm波长辐射。在本发明的范围内，术语光因此被理解为波长为320至2000nm的辐射。

在本申请的范围内，术语液晶介质被理解为在某些条件下具有液晶性能的材料。优选地，所述材料在室温下和在高于和低于室温的一定温度范围内具有液晶性能。液晶介质可以包含一种单一化合物，或者可以包含多种不同化合物。

在本申请的范围内，二色性染料被理解为吸光化合物，其中吸收性能取决于分子取朝着光的偏振方向的定向。

建筑物的能量效率的重要性随着升高的能量成本而增加。窗户或玻璃幕墙是建筑物部分，在强烈的太阳辐射下大部分能量通过所述建筑物部分输入建筑物内。

在寒季，希望最大量的光和因此传输的能量通过玻璃区域进入建筑物。由此可以节省加热成本和照明成本。

另一方面，在暖季希望尽可能少的能量通过玻璃区域输入建筑物内。由此可以实现更为舒适的室内气候或者可以节省空调成本。此外在该情况下可能希望降低入射的光强度，例如减少由于直接的太阳辐射而造成的炫目。

因此需要控制通过窗户或玻璃区域的透光量而控制能量流的装置。特别地，需要可以使通过玻璃区域的能量流匹配各个时间点的主导条件(热、冷、高太阳辐射、低太阳辐射)的装置。

现有技术中已知原则上适合调节通过窗户区域等的进光量的装置。所述装置包含含有一种或多种二色性染料的液晶介质作为切换层。例如，WO 2009/141295中公开了一种切换装置，所述切换装置以电控制的方式运转，并且包括切换层，所述切换层包含含有一种或多种二色性染料的液晶介质。切换层为已知用于显示设备的宾主系统(参见B.Bahadur等人的Mol.Cryst.Liq.Cryst，1991，209，39-61)。

WO 2010/118422中可以以温度控制的方式切换的装置也具有切换层，所述切换层为宾主系统。

在本发明的范围内的研究表明，对于用于调节透光量的装置来说，非常希望实现尽可能大的切换区间，即装置的亮态透光性和暗态透光性之间的尽可能大的差别。

关于包括包含一种或多种二色性染料的液晶介质的切换装置，所述技术目的目前为止未受到重视。相反，通常优化所述装置的对比度，即亮态透光性与暗态透光性的比例。然而在用于调节通过透光区域的透光量时对比度的意义不大，因为其主要取决于高的亮态透光性而不太取决于尽可能暗的暗态。

目前在研究用于调节透光量的上述装置的过程中发现，对于切换层的各向异性度R和亮态透光性τ_ν亮的一定的组合，可以实现装置的透光区间的极佳的值。