CN104508520B - 包含可变透射率层的滤光片 - Google Patents
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- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- B32B17/10165—Functional features of the laminated safety glass or glazing
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- B32B17/10467—Variable transmission
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- E06B9/24—Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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Abstract
一种滤光片，其包含具有暗态下第一光谱和褪色态下第二光谱的可变透射率层；和具有第三光谱的颜色平衡层；该第一、第二和第三光谱各自包含可见部分；该第一和第三光谱结合以提供接近暗态目标颜色的暗态光谱；并且该第二和第三光谱结合以提供接近褪色态目标颜色的褪色态光谱。该滤光片可以还包含光衰减层。该滤光片可以还包含层压玻璃部分。
Description
相关案件
本申请要求2012年5月29日递交的美国临时申请61/652,466号和2013年2月19日递交的美国临时申请61/766,613的权利；本文通过援引将此二者以其整体并入。
技术领域
本公开内容主要涉及滤光片。该滤光片可以包含可变透射率层和颜色平衡层。
背景技术
可变透射率滤光片可以采用许多技术来改变可见光透射率。通常，在施加、消除或减弱如紫外光、温度和/或电压等刺激时，这种滤光片可以在高光透射率态(褪色态或亮态)与低光透射率态(暗态)之间转换。实例包括光致变色物质、电致变色物质、热致变色物质、液晶或悬浮颗粒。一些光致变色材料可以响应于光(通常为紫外光)而变暗，并可以在紫外光消除或减弱时恢复至褪色态。一些电致变色材料可以响应于施加电压而变暗，并且一旦电压消除则可以恢复至褪色态；作为另外一种选择，一些电致变色材料可以响应于施加第一极性的电压而变暗，并在施加相反极性的电压时褪色。一些热致变色材料可以响应于温度升高而成比例地变暗，例如该材料越热则变得越暗。热致变色材料可以在温度降低时恢复至褪色态。液晶材料和悬浮颗粒器件包含响应于施加电压而改变取向的液晶或颗粒。在无电压时，液晶或颗粒随机取向，并散射入射光，因而显现出不透明或者透射非常少的光。当施加电压时，液晶或颗粒按照电场排列，并且光可以透射。当可变透射率滤光片包括电致变色成分时，可变透射率滤光片可以包括用于将滤光片连接至控制电路的电连接器，所述控制电路用于对该滤光片提供电力以实现电致变色的颜色改变。
根据可变滤光片的性质及其用途，可能希望使透射光或太阳能进一步衰减。当将可变透射率滤光片用在车辆、航空器或建筑物的窗口上时，减弱或阻挡红外光透射可以用于控制热量获取，并且减弱或阻挡紫外光透射可以用于保护车辆或建筑中的乘客或居住者。当希望进行碰撞保护时，将层压玻璃(“安全玻璃”)包括在窗口中可能是有用的。
US 4244997和US 2009/0303581描述了一种具有遮光带的层压玻璃，US 7655314描述了一种具有中间层的层压玻璃，所述中间层包含红外阻挡组分和用于抵补该红外阻挡组分的黄绿色外观的着色剂，但未提出在可见光范围内具有可变光透射的窗口中如何操控颜色。灰色、古铜色或绿色色调的有色玻璃也可以用于使透射通过窗口的光衰减。一些色彩可以使整个可见光谱中的光大致等同地衰减，虽然这在减弱总体眩光上可能有效，但当层压玻璃组分自身具有颜色时其可能无法使颜色“校正”成中性色调，因而可能需要额外的颜色校正。
已知有一些可利用电来改变光透射或不透明度的车窗的实例，Magic SkyTM汽车天窗是汽车玻璃的一个实例，其在施加电时由不透明态转换至透明态。可转换层(悬浮颗粒薄膜)涂覆于天窗玻璃并连接于车辆的电气***。US 6995891描述了一种电致变色安全玻璃，其包含具有用于基板层压的聚合粘合剂的电解液中间层。
当该层压玻璃具有可变透射率组分时，褪色态和暗态之一或全部下的光透射可能过高，或者具有失真的颜色。以前，如汽车天窗和建筑物窗等玻璃产品的颜色平衡通过以下方式实现：改变玻璃自身的化学组成以提供所期望的颜色，或者在两片玻璃之间包括有色中间层(例如，PVB)。改变可变透射率滤光片的颜色要难得多，因为用于产生可变透射率的材料无法轻易改变为不同颜色，同时保持所有可变透射率特性。例如，一些可变透射率滤光片是蓝色的，其可适合用于一些应用但不适合用于其他应用。当前，整个产品的颜色由可变透射率滤光片的颜色决定，即使该颜色不被该产品的用户或***视为最期望的颜色。将一种或多种附加的可见光滤光片包括进来可以进一步使透射光衰减，但也可能使颜色失真或者使已失真的颜色加重。
发明内容
本公开内容涉及一种多层组合物，其包括可变透射率层和颜色平衡层，所述平衡层被选择与该可变透射率层的颜色组合以使整个堆叠体实现所期望的颜色。具有可变光透射率的层压玻璃和用于提供褪色态和/或暗态下的目标(例如，中性)颜色的颜色平衡层可以是对本技术的有用补充，并且可以用于汽车窗(挡风玻璃、天窗(sunroof)、玻璃天窗(moonroof)、窗口、后窗或侧窗等)、建筑应用、眼科设备或应用，等等。
根据一个方面，提供一种多层组合物，其包含具有暗态下第一颜色和褪色态下第二颜色的可变透射率层；和颜色与该可变透射率层的有色状态互补的颜色平衡层。该颜色平衡层可以具有与该可变透射率层的第一颜色和/或第二颜色互补的颜色。该颜色平衡层与暗态和/或褪色态下的该可变透射率层一起具有第三种所期望的颜色(例如，中性颜色)。该可变透射率层和衍射平衡层可以层压在聚合物层内部。可变透射率层包括转换膜、电致变色材料、光致变色材料、悬浮颗粒层或液晶层。
根据另一方面，提供一种多层组合物，其包含包括具有暗态下第一光谱和褪色态下第二光谱的可变透射率滤光片的可变透射率层；和具有光谱的颜色平衡层；每个光谱包含紫外部分、可见部分和红外部分；并且这些层的光谱相结合以提供多层组合物的接近目标颜色的颜色。一个或多个颜色平衡层可以位于该可变透射率层内侧。
根据另一方面，提供一种制备接近目标颜色的多层组合物的方法，其包括：提供包括具有暗态下第一光谱和褪色态下第二光谱的可变透射率滤光片的可变透射率层；选择具有光谱的颜色平衡层；和将该可变透射率层与该颜色平衡层结合为近似目标颜色的堆叠体。
根据另一方面，提供一种滤光片，其包含具有暗态下第一颜色和褪色态下第二颜色的可变透射率层；和颜色平衡层；该第一颜色和颜色平衡层结合以提供接近暗态目标颜色的暗态颜色；并且该第二颜色与颜色平衡层结合以提供接近褪色态目标颜色的褪色态颜色。
根据另一方面，提供一种滤光片，其包含具有暗态下第一光谱和褪色态下第二光谱的可变透射率层；和具有第三光谱的颜色平衡层；该第一、第二和第三光谱各自包含可见部分；该第一和第三光谱结合以提供接近暗态目标颜色的暗态光谱；并且该第二和第三光谱结合以提供接近褪色态目标颜色的褪色态光谱。
根据另一方面，提供一种制备接近目标颜色的滤光片的方法，其包括：提供具有暗态下第一光谱和褪色态下第二光谱的可变透射率层；选择具有第三光谱的颜色平衡层；和将该可变透射率层与颜色平衡层结合为接近褪色态和/或暗态下目标颜色的堆叠体。
在一些方面中，颜色平衡层位于可变透射率层内侧。
在一些方面中，滤光片可以还包含光衰减层。光衰减层可以位于可变透射率层外侧。
在一些方面中，可变透射率层包含转换材料，所述转换材料在暴露于电磁辐射时可由褪色态转变为暗态，并且在施加电压时可由暗态转变为褪色态。该电磁辐射可以包含波长为450nm以下的分量。该电磁辐射可以包含波长为400nm～450nm的分量。所施加的电压可以为约1.1V～约2.5V，或者其间的任意量或范围。
在一些方面中，可变透射率层包括转换膜。转换膜可以包含转换材料。转换材料可以是转换膜的一部分，所述膜包含第一和第二透明基板、设置在该第一和/或第二基板表面上的第一和第二电极，和设置在该第一和第二基板上并与该第一和第二电极接触的转换材料。该转换材料可以包含热固性聚合物、离子介质和一种或多种光致变色/电致变色化合物，该转换材料在暴露于电磁辐射时可由褪色态转变为暗态，并且在施加电压时可由暗态转变为褪色态。
在一些方面中，该滤光片的颜色在暗态和/或褪色态下为中性颜色。在一些方面中，该可变透射率层和颜色平衡层被封装在聚合物中。该滤光片可以还包含红外(IR)阻挡组分和/或紫外(UV)阻挡组分。
在一些方面中，该滤光片可以包含小于约15％，或小于约10％，或小于约5％，或小于约2％，或小于约1％的暗态下的LTA；和/或大于约5％，或大于约10％，或大于约15％，或大于约20％的褪色态下的LTA；和/或至少5、至少10或至少20的对比度。在一些方面中，该滤光片可以具有下述光透射值，其在暗态下为1％以下并且在亮态下为6％以上，或者在暗态下为5％以下并且在亮态下为15％以上。
在一些方面中，暗态的目标颜色和暗态下该滤光片的颜色提供约0～约20的ΔC值；和/或约0～约20的ΔE值。在一些方面中，褪色态的目标颜色和褪色态下该滤光片的颜色提供约0～约20的ΔC值；和/或约0～约20的ΔE值。
在一些方面中，提供一种包含滤色片的层压玻璃、汽车玻璃(automotiveglazing)、眼科设备或建筑玻璃。
该滤滤光片的颜色在暗态和/或褪色态下可以是中性颜色。该颜色平衡层可以具有与该可变透射率层的第一颜色和/或第二颜色互补的颜色。该可变透射率层和衍射平衡层可以层压在聚合物层内部。
该滤光片或层压玻璃可以还包含红外阻挡组分和/或UV阻挡组分；该红外阻挡组分和/或紫外阻挡组分可以位于该可变透射率层外侧。当存在光衰减层时，该红外阻挡组分和/或该紫外阻挡组分可以位于该光衰减层的内侧或外侧。在一些方面中，紫外阻挡层可以是光衰减层。
为提供具有所选定的对比度、暗态颜色或光透射率中的一种或多种的滤光片，可以将可变透射率层和颜色平衡层与光衰减层、紫外阻挡层(例如选定波长的截留滤光片)或红外阻挡层中的一种或多种结合。可以选择颜色平衡层以吸收光谱的下述区域中的光，在所述区域中可变透射率层具有较低吸光度。根据所期望的应用，可能优选的是实现更暗的暗态；对于这种实施方式，滤光片可以包含灰色玻璃或灰色膜光衰减层。这可以降低褪色态下的光透射率，因此如果期望的是最大对比度(较亮的褪色态和较暗的暗态)，则选择性抵补该可变透射率层光谱的颜色平衡层可以优选是灰色玻璃或灰色膜。当优选的是提高自然老化耐久性(weathering durability)时，将420nm以上的截留滤光片并入滤光片中可能是有用的。在一些方面中，这可以提供另一优点，即，暗态下更高的光透射率。
本发明内容部分未必描述了所有方面的全部范围。阅读以下具体实施方式的描述后，对于本领域技术人员而言，其他方面、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
由参照附图的以下描述，这些和其他特征将变得更加显而易见。附图用于说明性目的，除非另外指出，否则不示出相对比例或尺度。
图1显示的是根据一个实施方式的暗态(实线)和褪色态(短划线)下S109的光透射曲线。
图2显示的是根据另一实施方式的包含S109和颜色平衡层的中间层的光透射。暗态——实线；褪色态——点线；颜色平衡层——交替的点划线。
图3显示的是根据另一实施方式的装置的截面图。
图4显示的是根据另一实施方式的装置的截面图。
图5显示的是根据另一实施方式的装置的截面图。
图6显示的是根据另一实施方式的装置的截面图。
图7显示的是根据另一些实施方式的各种装置构造的截面图。
图8显示的是根据另一实施方式的装置的示意图。
图9显示的是根据另一实施方式的10种商业来源“灰色”玻璃的透射谱，其展现出最大C值(Cmax)为4.4，平均C值(Cavg)为1.6。
图10显示的是根据另一实施方式的可变透射率层的切割边缘、母线和电引线的示意图，其为顶视图(a)和沿直线A-A的截面图(b)。
图11显示的是根据另一实施方式的四个光衰减层各自的光透射谱：Rosco 07浅黄——实线；Gamcolor 1543全橙色(Full CTO)——点线；Rosco 4390CalColor 90青色——点线；Rosco 398中性灰色——长点划线。
图12显示的是根据另一实施方式的暗态和褪色态下建模的具有颜色平衡层的“堆叠体”的光谱变化，颜色平衡层被选择以提供暗态下的目标LTA和褪色态下的颜色。暗态——实线；褪色态——点线；颜色平衡层——交替的点划线。
图13显示的是根据另一实施方式的各种滤光片的构造。
图14显示的是根据另一实施方式的图13所示滤光片的内部温度图。堆叠体A——实心菱形；堆叠体B——实心方形；堆叠体C——实心三角形；堆叠体D——空心方形；堆叠体E——空心三角形；堆叠体F——实心圆形；堆叠体G——空心圆形。
图15显示的是根据另一实施方式的暴露于QSUN氙弧光源的测试器件的自然老化性能，所述QSUN氙弧光源的黑板温度设定点为50℃和70℃。X轴——在340nm的总能量曝光(MJ/m2)；Y轴——％初始变暗性能。实心圆形——在50℃的自然老化(斜线Y＝-1.938x+99.131)；实心菱形——在70℃的自然老化(斜线Y＝-18.612+152.2)。
图16A显示的是α6.1f PVB层压测试器件的变暗性能的柱状图，所述α6.1f PVB层压测试器件具有指定截留波长的紫外阻挡层，暴露于黑板温度设定点为70℃的QSUN氙弧光源，被标准化为具有390nm截留(50％+/-6nm)的紫外阻挡层的试样的变暗性能。图16B显示的是根据另一实施方式的同一组测试器件的褪色态ΔE的柱状图。ΔE值被标准化为具有390nm截留滤光片(50％+/-6nm)的试样的失效点(初始变暗性能的80％)。
图17显示的是根据另一实施方式的生色团S158对于各种波长的光的吸光度图(实线)(左侧Y轴；右侧Y轴为透射率)。在370nm(划线)、400nm(点线)、420nm(长划线)、435nm(长划2点线)和455nm(长划点线)的一系列截留滤光片(50％+/-6nm)。
图18显示的是根据另一实施方式的在不存在或存在截留滤光片时暗态下最低光透射率的柱状图。
图19显示的是根据另一实施方式的在不存在或存在截留滤光片时达到最低光透射率的时间的柱状图。
具体实施方式
在本文的一部分中提供了一种滤光片，其包含具有暗态下第一光谱和褪色态下第二光谱的可变透射率层和具有光谱的颜色平衡层；所述光谱各自包含紫外(UV)部分、可见部分和红外(IR)部分；并且这些层的光谱相结合以提供接近目标颜色的该多层滤光片颜色。还部分地提供了包含这种滤光片的层压玻璃。
根据各实施方式的滤光片可以具有在暗态与褪色态之间转换的低电力需求。该滤光片可以用于许多应用，如眼科设备(例如，头盔、面罩、护目镜、透镜或眼镜(验光与否)等)、建筑物窗、车窗和玻璃(包括挡风玻璃、侧灯玻璃、侧窗或后窗)，和各种汽车天窗，其包括弹出式、外滑式(spoiler)、内置式、折叠式天窗，全景天窗***或可移除顶板。该滤光片可以展现出暗态与亮态之间较为迅速的转换，这在照明状况发生经常或迅速改变的应用中会有利。该滤光片可以是稳定的并表现出响应于温度的光透射率极小改变，这在温度状况发生经常或迅速改变的应用中会有利。该滤光片可以表现出适合用于包括本文中所引用的那些应用等各种应用的光稳定性和耐久性，并可以在在亮态与暗态之间循环多次。在一些实施方式中，该滤光片可以并入镜面或显示器中。该滤光片的光透射率可以改变，以控制达到镜面和/或被镜面反射的光量，或者控制由显示器发射的光量。还部分地提供了包含该滤光片的汽车玻璃或建筑物玻璃。该滤光片可以还包含光衰减层。
使用者可以通过控制施加于该复合滤光片的电压和/或其所暴露于的光来控制滤光片的光透射性。电压可以连续或间歇地施加，以使该滤光片由暗态转换为褪色态，或者保持该滤光片处于褪色态。
光谱是指滤光片或滤光片的组分的特征性光透射。透射的光可以具有紫外、可见和/或红外分量或部分。作为实例，图1示出的是包含S109转换材料的可变透射率层的暗态和褪色态光谱的可见部分。图2示出的是包含图1的可变透射率层和颜色平衡层的滤光片的光谱的可见部分。颜色平衡层的光谱也被显示。来自这些层的光谱可以通过透射的波长值的相加、相乘或相减而结合，并且所获得的光谱的可见区域可以参照颜色来描述(例如，利用L*a*b*值、LTA、delta(Δ)C或ΔE等)。
可变透射率层可以包括可变透射率滤光片。可变透射率滤光片可以基于光致变色/电致变色材料，所述材料在暴露于电磁辐射(“光”)时变暗，并在对该材料施加电压时褪色。一些光致变色/电致变色材料在选定波长的光入射至该转换材料上时也会褪色。由可变透射率滤光片在暗态或亮态下透射的光可以被一个或多个颜色平衡和/或光衰减层改变。在一些实施方式中，该滤光片可以是膜(多层膜)。在一些实施方式中，该滤光片可以包含刚性组分，如玻璃层。可以使用一个或多个粘合剂层将滤光片层压至玻璃层上和/或玻璃层之间。在一些实施方式中，在两个玻璃层之间的滤光片的层(例如，可变透射率层、颜色平衡层、光衰减层或粘合剂层等)可以统一称作“中间层(interlayer)”。
术语“堆叠体(stack)”一般可用于描述两个以上的层(玻璃、中间层、颜色平衡层、光衰减层或粘合剂层)的排列，其中一层位于另一层的顶部，光穿过其透射。堆叠体可以参照颜色、光谱、透射光或者堆叠体的颜色或透射光相对于目标之差(LTA、L*a*b*、ΔC或ΔE等)来描述。
通常，包含可变透射率组分(例如，可变透射率滤光片或可变透射率层压玻璃等)的窗可以将内部空间与外部空间隔离。可能期望的是，改变所观察到的窗的颜色或透射光的颜色，以使其匹配或接近不同于该可变透射率层颜色的目标颜色。例如，可能期望的是，使其匹配或接近目标颜色，从而使窗的外观与建筑外体或车辆外部颜色相协调，或者使窗的外观与如窗框等窗的其他组件相协调。图3～8示出的是可用于此类窗的滤光片中层的各种构造和排列的实例。在一些实施方式中，层的相对位置可以参照该可变透射率层、入射光或部分地由窗限定的空间来描述。例如，参照图3，颜色平衡层14位于可变透射率层16内侧——若这是安装在建筑物或车辆内部的窗的一部分，则层14将更靠近内部空间。类似地，层12位于该可变透射率层16外侧。来自光源的入射光可以是自然或模拟的太阳光，或者可以是来自任何来源的人造光。入射光可以包含全可见光谱的部分或全部，并且很大程度上排除可见光谱以外的光，或者入射光可以包含紫外和/或红外/近红外分量。
层的颜色和光透射：转换材料、层、滤光片或包括滤光片的层压玻璃的颜色可以参照颜色值L*a*和b*(根据Illuminant D65，利用10°观察器)和/或参照可见光透射LTA(光透射，Illuminant A，2°观察器)来描述。LTA和L*a*b*值可以根据SAEJ1796标准测量。L*a*b颜色空间提供了一种用于描述所观察的颜色的手段。L*限定亮度，其中0为黑色并且100为白色，a*限定绿色或红色的水平(其中+a*值为红色并且–a*值为绿色)，并且b*限定蓝色或黄色的水平(其中+b*值为黄色并且–b*值为蓝色)。b*值增加表示材料黄色度增加，而b*减小则表示材料黄色度减小。a*值增加表示材料红色度增加，而a*值减小则表示材料红色度减小。为参照中性灰色，透射颜色可以通过计算C(或C*ab)而相对于L*来描述，其中C＝(a2+b2)1/2。例如，被描述为具有约40～约60的L*、约-10～约+10的a*和约-10～约+10的b*的透射光(描述CIELAB坐标系中心周围的区域)可以被视为“中性”，或者不是显著的红色/绿色或蓝色/黄色。
分光光度计可以提供关于材料在选定波长或者在波长范围内的光透射率或吸光度的信息。光的透射通过比尔-朗伯定律(Beer–Lambert law)相关联。利用方程(1)，透射光谱可以转化为吸收曲线(光谱)：
(1)
吸光度值可以以相似方式转化为透射。
通常，颜色强度随转换材料中生色团的量和暗态下LTA增加而增加。当期望的是较暗的滤光片时，该趋势会有益，但从成本方面考虑可能也希望减少生色团量。
为计算目标颜色与滤光片颜色之间的标量关系，可以计算ΔC(delta C)：
ΔC＝滤光片的C*ab–目标的C*ab
为描述目标颜色与滤光片颜色之间的矢量关系，计算ΔE(delta E)：
ΔE*ab＝[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2
作为说明根据一些实施方式的可用于汽车天窗的C值范围的实例，获得10个商业来源的“灰色”玻璃的透射光谱(标准化以用于LTA)，表现出最大C值(Cmax)为4.4，平均C值(Cavg)为1.6，但在整个可见光谱中LTA的降低基本相同(图9)。灰色色调范围内的其他L*a*b*值将在下文中提出。由此，中性颜色可被描述为“消色的”(在整个可见范围内具有相同或近似相同的LTA)。当“通过肉眼”判断时，中性颜色不是显著的红色/绿色或蓝色/黄色。ΔC或ΔE值越低，则目标颜色与堆叠体颜色之间的色差越小。通常，接近目标颜色的堆叠体将具有约0～约20或其间任意量的ΔC，或者约0或其间任意量的ΔE。约0～约20的范围或其间任意量包括约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19，或者其间任意量。
通常，对于褪色态或暗态下滤光片的颜色没有限制——通常褪色态将基本无色或微弱有色，并且在暗态下基本有色。通常，颜色强度会随转换材料中化合物的量而增加。当滤色片的中性颜色是所期望的时，可以包括一个或多个附加层以改变透射光。一些层可以降低总体光透射——如图9所示，在整个380nm～780nm范围内灰色玻璃以相似量降低透射光——而一些层仅对可见范围的一部分有选择地透射光。层可以包括静态(非转换)滤色片。此外，即使两个滤光片对肉眼或者在某些发光条件下表现得相似，但它们可能展现出在某些波长上显著不同的光谱，因而哪些滤光片是适合的可能并不显而易见。此外，一些滤光片可能阻挡或透射部分光(紫外、可见和/或红外)，以与可变透射率滤光片透射的光组合。什么样的颜色平衡层光谱是适合的可能取决于可变透射率层的光谱。
根据一些实施方式，滤光片可以具有暗态下小于约1％，或小于约2％或小于约5％或小于约10％的LTA。根据一些实施方式，滤光片可以具有褪色态下大于约5％或大于约10％或大于约15％或大于约20％的LTA。
根据一些实施方式，滤光片可以具有暗态下为约1％～约10％或者其间任意量或范围的LTA，和褪色态下约5％～约30％或者其间任意量或范围的LTA。例如，滤光片可以具有暗态或褪色态下为约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、12％、14％、16％、18％、20％、25％或30％或者其间任意量或范围的LTA，条件是暗态具有比褪色态低的LTA。
当目标为中性颜色的“堆叠体”时，根据各实施方式的滤光片在褪色态下可以具有：约40～约60或者其间任意量的L*值；约-10～约5或者其间任意量的a*值；和约-1～约5或者其间任意量的b*值。
可变透射率层外侧或内侧的层将改变透射光的量和颜色；设置在可变透射率层内侧的层可以称作颜色平衡层，而设置在可变透射率层外侧的层(光衰减层)除影响透射光的量和颜色之外，还将改变入射在可变透射率层上的光的组成。颜色平衡层包含与堆叠体中其他层的光谱相结合以提供接近目标颜色的颜色的光谱。在一些实施方式中，颜色平衡层可以具有与暗态和/或褪色态下可变透射率层颜色互补的颜色。在一些实施方式中，颜色平衡层可以抵补堆叠体的其他层，以在堆叠体光谱中、特别是约410nm～500nm和约530nm～645nm范围内产生近似相等的透射。
光衰减层可以影响例如光稳定性、光稳态(PSS)或转换动力学，和/或堆叠体的总LTA。在以下两个方面之间寻求平衡：足以发生光致变色变暗反应的高能量的光，其减少较高能量波长的入射，从而提高材料寿命；和实现堆叠体的适当的LTA。在一些实施方式中，光衰减层包含与堆叠体中其他层的光谱相结合的光谱，以提供接近目标颜色的颜色。在一些实施方式中，光衰减层可以是中性灰色(例如，灰色玻璃)，或者可以是灰色静态滤光片，或者可以是有色静态滤光片，它们被选择来使一部分入射光衰减，从而操纵到达可变透射率层的光的组成。该入射光的选择性衰减可以改变可变透射率层的转换材料的褪色能力或褪色速度。在一些实施方式中，光衰减层可以有选择地阻挡一部分紫外范围或较高能量的可见范围的入射光。
颜色平衡层和/或光衰减层的颜色可以提供与暗态和/或褪色态下可变透射率滤光片的颜色互补的颜色。光衰减层可以位于可变透射率滤光片外侧，并且颜色平衡层可以位于可变透射率滤光片内侧——透射光的颜色由所有这三层的相互作用操纵，而到达可变透射率层的光由光衰减层操纵。滤光片中可以包含附加层。
当两种以上光谱的光谱可见部分结合时提供消色或明显消色的光谱(“中性颜色”)时，这两种以上光谱被描述为“互补的(complementary)”。
如果较高能量波长的光被衰减，则转换材料或其组分的光稳定性可以得到提高。一些紫外阻挡材料可以减弱或消除低于约380nm的光，但需要实现约420nm以下的光的限制(以提高转换材料的光稳定性)与该范围内充分的光透射之间的平衡，以发生向暗态的光致变色转换(对于具有光致变色的材料方面而言)。高于此范围的光的最大透射可使堆叠体的LTA最大化。转换材料的光稳定性也可以通过减少到达转换材料的可见光总量来提高——减少至多约650nm的部分入射光的滤光片可以提高光稳定性，同时保留充分的较高能量的波长以发生光致变色转换，并使LTA最大化。例如，在以约650nm为中心的部分中光的衰减可能减少生色团吸收的光的量，这将发生向褪色态的光致变色转变(光褪色)。通过使光谱中该区域中的光衰减，生色团的光稳态得到改善(较暗的暗态)。反之，通过降低任何光褪色作用并使该褪色反应更依赖于单独的电褪色，该区域中光的衰减也可以异常地影响转换材料的褪色。整个可见光谱的衰减(例如，通过将灰色滤光片或灰色玻璃包括在光衰减层中)可能是有利的，其提供了免受较高能量波长的光的保护，降低了光褪色响应，和/或降低了堆叠体的总LTA。在一些实施方式中，光衰减层可以阻挡入射在该滤光片上的光的约10％～约90％。
滤光片的褪色动力学也可以通过包括光衰减层而改变——通过降低或阻挡入射至转换材料上的使转换材料光致变色地褪色的光的波长，可以实现较暗(较高吸收)的光稳态。该转换材料的褪色时间也可能增加。通过降低或阻挡入射至该转换材料上的使该转换材料光致变色地变暗的光的波长，可以实现较亮(较低吸收)的暗态；该转换材料的变暗时间也可能增加。
在一些应用中，具有较长的变暗时间可能是有利的。当在存在阳光下使滤光片电褪色时，由阳光引发的变暗的速率与电褪色的速率之间存在竞争。为在存在阳光下实现完全褪色，变暗速率必须显著低于电褪色速率。可以选择具有截留波长的截留滤光片(cutofffilter)，其结合了光稳定性、变暗的程度和变暗时间性质。截留波长的选择可以随转换材料的生色团而变，因为开环吸收光谱和闭环效率的波长依赖性随生色团结构而变。当截留滤光片阻挡部分或全部入射紫外光和/或部分较高能量的可见光时，转换材料的光稳态可能改变——在一些实施方式中，转换材料的光稳态可以引起较之紫外和/或较高能量的可见光未被阻挡的情况更低的暗态LTA。
因此，在一些实施方式中，通过将截留滤光片包括在滤光片中来控制光稳态可用于控制可变透射率层的外观或颜色，并由此控制整个滤光片的外观或颜色。通过改变入射在可变透射率层上的低于约450nm或在540nm～600nm之间的光的量，开环与闭环构型的平衡可能移动，从而增加或减少暗态下分子的比例或者闭环构型。
参照图3，在10处一般性地显示了一个实施方式。可变透射率层14可以设置在层12与颜色平衡层16之间。层12可以是玻璃，并可以是有色或无色的。层12可以充当并可以称作第一光衰减层。表面18可以额外具有设置于其上的安全膜层，以降低表面18的刮擦和/或提高该堆叠体的强度和韧性。表面20可以具有设置于其上的一个或多个附加层，如抗刮擦层、红外阻挡层或自清洁层等(图7b)。粘合剂层可用于使可变透射率层14或颜色平衡层16粘附于层12和/或使颜色平衡层16粘附于可变透射率层14。粘合剂层的实例包括压敏粘合剂(PSA)或粘合剂树脂，如PVB、EVA、聚氨酯、聚氯乙烯或离聚物树脂等。图6a示出的是有色层位于VTOF层14外侧的另一实施方式——在此实施方式中，有色层是光衰减层。
参照图4，在23处一般性地显示了另一实施方式。可变透射率层14可以利用第一粘合剂层24粘附于层12，并通过第二粘合剂层26粘附于第二层28。第二层28可以是玻璃层。在所示实施方式中，颜色平衡层16粘附于与第二粘合剂层26相反的第二玻璃层28的一侧。在另一种构造中，颜色平衡层可以通过第二粘合剂层26、在其中或者与其相邻地粘附于第二层的一侧。
图5提供层压玻璃的另一实施方式，其在30处一般性地示出。可变透射率层14可以利用粘合剂层34粘附于层12，并利用第二粘合剂层32粘附于第二层28。粘合剂层32、34可以是有色的，或者包含有色层——例如，粘合剂层32可以包含颜色平衡层，和/或粘合剂层34可以包含光衰减层(入射光滤光片)。层34的颜色/组成的选择可以取决于层14中特定的光致变色或光致变色/电致变色化合物、层12和/或28的颜色，和/或取决于入射光22的组成。层32、34可以具有约0.1mm～约1mm或者其间任意量(例如，0.38mm或0.76mm)的任何适当厚度。
图6中40处一般性地显示了图5的层压玻璃的另一实施方式，其还包含隔音层36和红外(IR)阻挡层38。所示构造将层36设置在层38外侧，然而也考虑了将层38设置在层36外侧的另一种排列(图7g)。图7h示出的是另一分层构造，其将层38设置在层36和可变透射率层内侧。将吸收红外光的红外阻挡层38设置在可变透射率层内侧的构造在期望使可变透射率层升温时会是有利的构造(例如，在寒冷环境中使用滤光片或层压玻璃或者在寒冷气候下的车辆操作等时)。图7i显示的是另一实施方式，其中层12可以是光衰减层，并且该光衰减层的光谱可以与可变透射率层的光谱结合以接近目标颜色。作为另外一种选择，堆叠体的颜色平衡层可以通过可变透射率层的粘合剂层或其他层(例如，着色粘合剂层或着色基板)而实现。
在另一实施方式中，包含可变透射率层的滤光片可以包含用于连接控制电路的连接体。图8a和8b分别举出了图7i和7f的分层组成，示出了包含连接于控制电路的可变透射率层14的滤光片；然而，应理解，包含可变透射率层(就电致变色方面而言)的任何分层组合物可以连接于该控制电路或类似的控制电路。在第一层12和第二次28之间，粘合剂层24和26层将可变透射率层14层压，或者将可变透射率层14和颜色平衡层16层压。第一电引线42和第二电引线44将可变透射率层连接于包括电源(电压源)46的控制电路。开关48可以打开和关闭控制电路，以基于输入控制通向可转换滤光片的电力。开关48可以是双向或三向开关，或者可以是如恒电位仪等多态控制器件，使得可以选择可变透射率层的不同状态。输入可以来自用户(例如，开关的操作)，或者如定时器、预存指令(例如，编入构成部分控制电路的内存的程序)、监控可转换滤光片光透射率的器件、入射光等其他一些输入，并可以由用户、预存程序、定时器或控制电路的另外组件来操作。
控制电路的其他组件可以包括用于将来自电源的电压转换为适当电压的DC-DC转换器、电压调节器、定时器、光传感器或者电压或电阻传感器等。可与可变透射率滤光片和分层组合物一起使用的控制电路和***描述于例如PCT公报WO2010/142019和于2012年4月18日递交的美国临时专利申请61/625,855(现国际申请号PCT/CA2013/000381)。
电引线42、44和可变透射率层14可以一起提供粘合剂层24、26之间的物理分离。作为另外一种选择，电引线42、44延伸出层压玻璃的一侧(如图9)，并且层24、26环绕可变透射率层外周粘接，封装可变透射率层14、母线槽58a、58b和接触母线槽58a、58b的电引线42、44部分，形成密封的滤光片。
图9a和b显示的是可变透射率层的示意图，示出了母线槽和与其相连的电引线。包含第一基板54与第二基板56之间的转换材料52层的可变透射率滤光片通过母线槽58a、58b电连接于电引线42、44，所述母线槽58a、58b被应用于基板54、56上的导电涂层60a、60b，与转换材料52接触。可转换滤光片的基板具有相对的外伸边，其被切割以使导电涂层暴露。外周密封件64密封该转换材料的切割边缘。该切割的可变透射率滤光片可以利用粘合剂层70粘附于第一透明层66和第二透明层68(在施加第一密封材料之前或之后)。附加密封材料78施加在由第一和第二透明层66、68与密封材料64部分地限定的空间中。该附加密封材料可以是分开应用的与第一密封材料相同的物质，或者可以是不同的密封材料。
玻璃：当层12和/或28是玻璃时，它们可以独立地为约1mm～约6mm厚，或者为其间任意量——例如，1.5mm、2mm、2.5mm或3mm等。玻璃层可以独立地涂布有或者包含热或红外反射性或吸收性材料，或紫外反射性或吸收性材料。玻璃层可以独立地为矿物玻璃(例如浮法玻璃、钢化玻璃或有机玻璃；有机玻璃为由透明塑料制成的非晶、固体玻璃状材料)。有机玻璃可以提供如韧性、较轻的重量、较高的绝热性或易于进行颜色修改(成型时在该塑料中并入着色剂)等优点。有机玻璃的实例包括聚碳酸酯(例如LEXANTM)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚酯(PET、PETG)、丙烯酸类(聚甲基丙烯酸甲酯)(例如，PLEXIGLASTM、LUCITETM)或改性丙烯酸类(酰亚胺化、橡胶增韧或拉伸等)、聚酯碳酸酯、烯丙基二乙二醇碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚醚砜(聚砜、PSU)、纤维素乙酸酯、纤维素丁酸酯、纤维素丙酸酯、聚甲基戊烯、聚烯烃、尼龙、聚苯砜、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚氨酯、聚氯乙烯、苯乙烯丙烯腈(SAN)或EVA等。
玻璃层可以独立地着色。着色玻璃的实例包括“灰色”、“古铜色”或“绿色”玻璃，并可以被选择以实现某些光透射水平(可见、紫外或红外)，或与安装位置(例如，汽车外部油漆、建筑物外体)相协调，或与层压玻璃的其他组分相协调。玻璃颜色可以参照颜色值L*a*和b*、和/或LTA来描述。灰色玻璃可以具有约9％～约63％或其间任意量的LTA、约36～约84或其间任意量的L*值、约-2.5～约1.6或其间任意量的a*值和约-1.8～约3.6或其间任意量的b*值。绿色玻璃可以具有约52％～约91％或其间任意量的LTA。绿色玻璃可以具有约78～97或其间任意量的L*值、约-11～0或其间任意量的a*值和约-0.5～约1.5或其间任意量的b*值。作为实例，US5308805描述了一种中性低透射率玻璃，US 7932198描述了灰色玻璃的实例。
在一些实施方式中，第一玻璃层12可以是透明的，或者可以是灰色的，其LTA为约25％～35％或者其间任意量或范围。第二玻璃层28可以是透明的，或者可以是有色的(例如灰色)，其LTA为约75％～85％或者其间任意量或范围。层12可以有色，以与安装该层压玻璃的车辆或建筑物外部油漆相协调，或者遮蔽层压玻璃中一个或多个层(例如，可变透射率层、静态滤光片或入射光滤光片，适用于这些层中的一个或多个具有与周围表面或油漆不协调的颜色的实施方式)的固有颜色。作为另外一种选择，层12可以是基本透明的，以使尽可能多的光到达可变透射率层。
当所述玻璃为有机玻璃时，在有机玻璃与粘合剂层或隔音层之间包含塑料层(例如，PET膜)可能是有利的，所述塑料层包含PVB以防止增塑剂或粘合剂层的其他组分扩散至有机玻璃中。
可变透射率层：可变透射率层包含可变透射率滤光片，所述可变透射率滤光片自身包含转换材料(可转换材料)。可变透射率滤光片包含第一基本透明基板和可选的第二基本透明基板、设置在基板的至少一个表面上的第一和第二电极和设置在第一和第二基板之间并与第一和第二电极接触的转换材料。可变透射率滤光片的实例描述于WO2010/142019和临时专利申请61/589,153和61/602,203(现国际专利申请PCT/CA2013/000054号和PCT/CA2013/000176号)中。转换材料的另一些实例描述于国际专利申请PCT/CA2012/000910号中。第一和/或第二基板可以是无色的，或者可以是有色的；在一些实施方式中，可以选择颜色以与暗态和/或褪色态下该转换材料的颜色互补，和/或与该滤光片或层压玻璃中的一个或多个层的颜色互补。
转换材料：设置在基板上的转换材料，无论具有还是不具有第二基板，均可以一般性地称作滤光片。在一些实施方式中，转换材料可以设置在第一基板上，或者“夹在”第一基板与第二基板之间，该转换材料能够基于施加的紫外和/或可见范围内的光和/或施加的电压而在亮态与暗态之间转变。转换材料可以是液体、胶体、固体或半固体，并可以形成在厚度为约0.1微米(micron,μm)～约100微米或者其间任意量或范围的层中，所述厚度例如为约10微米～50微米，或约0.1微米～约10微米，或约0.5微米～约5微米，或约0.5微米～约2.5微米或者其间任意量或范围。在一些实施方式中，转换材料层具有均匀或基本均匀的厚度。在一些实施方式中，转换材料层具有不均匀的厚度。
可转换膜或者包含可转换膜的滤光片或器件可以具有约10秒～约5分钟或者其间任意量或范围的由暗态至褪色态的转换时间。转换时间可以通过改变材料(例如，转换材料的层或浇铸层)厚度、溶剂比例、生色团比例、热固性聚合物的交联度、热固性聚合物的比例、热固性聚合物的组成或交联转换材料的硬度等中的一种或多种来改变。
转换材料可以同时具有电致变色和光致变色性质。转换材料可以在暴露于来自光源的紫外(UV)光或蓝光时变暗，并可以在暴露于电压时或者在暴露于不包括低于约475nm的波长的光时褪色。这种转换材料可以作为另外一种选择被描述为自动变暗材料。在一些实施方式中，转换材料可以在暴露于选定波长的可见(VIS)光时褪色，而不损害恢复至暗态时电褪色的能力。在一些实施方式中，转换材料可以在暴露于包含约350nm～约450nm或者其间任意量或范围的波长的光时变暗，并且可以在施加电压时褪色。转换材料可以是光学透明的，或者表现出在褪色态和暗态下雾度均不超过1％、不超过2％或不超过3％。
根据各种实施方式的转换材料、滤光片或层压玻璃可以参照一种或多种性质来描述，例如，光稳态(PSS)、光稳定性、可见光透射(VLT)、光透射率(LTA)对比度、颜色、溶解性、电化学耐久性、热稳定性、转换电压、转换时间、制造性、转换动力学、雾度、操作温度或者制造条件或工序等。
可用于滤光片的转换材料描述于2013年4月9日递交的国际专利申请号PCT/CA2013/_______(律师代理申请案编号V85144WO)中，其要求2012年4月9日递交的US 61/621,736、2012年7月19日递交的US 61/673,470和2012年9月26日递交的US 61/706,001的优先权。
转换材料可以包含约3份～约20份聚合物或聚合物基体(例如，热固性聚合物)、约60份～约85份溶剂、约0.1份～约10份离子材料(盐等)、约0.1份～约30份具有电致变色和光致变色性质的化合物。聚合物基体可以由交联性聚合物的交联形成。通常(不希望受缚于理论)，包含更高比例生色团、溶剂和/或离子材料的转换材料的转换时间可以比具有更低比例生色团、溶剂和/或离子材料的转换材料快的转换时间更快。更薄的可转换材料可以具有比更厚的可转换材料更快的转换时间。具有更高交联度的转换材料的转换时间可以比具有更低交联度的转换材料的转换时间更慢。具有更高比例热固性聚合物和/或流变改性剂的转换材料的转换时间可以比具有更低比例热固性聚合物和/或流变改性剂的转换材料的转换时间更慢。转换材料可以通过利用挤出或辊到辊(roll-to-roll)涂布而应用于基板和与其粘附的第二基板，以提供可变透射率滤光片。
电解液是转换材料的导电性组分。导电性组分可以是导电液或其他流动性材料，或者可以包含一种或多种溶剂和一种或多种离子材料(盐等)。电解液或其溶剂组分可以具有一种或多种以下特征：沸点为约150℃以上，20℃时的蒸汽压为约0.001mmHg以下，泛黄指数(YI)为约6以下；闪点为约80℃以上，熔点为约40℃以下。溶剂可以是增塑剂，或充当增塑剂。适当的溶剂与转换材料的组分相容，并且不会抑制可转换材料变暗或褪色；适当的溶剂也可以展现出适当的循环伏安曲线(两个以上扫描循环具有一致的还原和氧化峰)和/或适当的光稳定性(暴露于提供0.68W/m2的波长为340nm紫外光的光源(或约0.6MJ/m2的累积曝光)时，变暗性能为极限的90％～100％并在自然老化下保持250小时)。溶剂的实例包括三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、碳酸乙二酯、丁内酯、环戊酮、乙二醇苯基醚；二乙二醇单丁醚；丁二酸二乙酯；三乙二醇二-2-乙基丁酸酯(TEG DEB)；四亚甲基砜(环丁砜)；双(2-乙基己基)己二酸酯；双[2-(2-丁氧基乙氧基)乙基]己二酸酯(BEEA)；三乙二醇双(2-乙基己酸酯)(TEG BEH)；碳酸丙二酯(PC)；2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯(“Texanol”)；壬二酸二乙酯；己二酸二甲酯(DMAd)、己二酸二乙酯(DEAd)、衣康酸二丁酯(BI)、碳酸1,2-丁二酯、如二甲基-2-甲基戊二酸酯(Rhodiasolv IRISTM)等二元酯等等。在一些实施方式中，溶剂为光学透明的或基本光学透明的，并且转换材料或组合物的一种或多种离子材料、流变改性剂、凝胶剂、聚合物、共溶剂、促进剂、硬化剂、交联剂和其他组分溶于该溶剂。
一种或多种溶剂可以以约30重量％～约95重量％或者其间任意量或范围的量存在于转换材料或组合物中，例如该量为30％、40％、50％、60％、70％、80％或90％或者其间的任意量或范围。在一些实施方式中，配方中溶剂或者溶剂的一种或多种组分(例如，其中溶剂是两种以上异构体或两种以上化合物的混合物)可以参与交联反应。这种溶剂可以另称作“反应性稀释剂”或“反应性溶剂”。
电解液可以包含盐。盐的实例包括碱金属盐、四烷基铵盐、四甲基铵盐、四乙基铵盐或四丁基铵盐、四丁基鏻盐、四苯基鏻盐或三丁基甲基鏻盐等。盐的实例包括四氟硼酸四丁基铵(TBABF4)、六氟磷酸四丁基铵(TBAPF6)或双(三氟甲磺酰)亚胺四丁基铵(TBA-TFSI)等。一种或多种盐可以以约0.1重量％～约10重量％或者其间任意量或范围的量存在，所述量例如为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％或9％。
聚合物或聚合物基质可以是多元醇——实例包括乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇(PVOH、PVAl)、聚乙烯醇缩醛(例如，聚乙烯醇缩丁醛，PVB)、聚氧乙烯(PEO)或部分水解的EVA等。树脂可以包含直链、支化或树枝状聚合物。通常，在适当反应条件下与交联剂结合的多元醇树脂可以交联两个醇基；交联可以是分子间或分子内的。交联剂的实例在本领域中是已知的，并包括例如醛(二醛、三醛)、环氧化物(二环氧化物、三环氧化物或多环氧化物，或“环氧树脂”)、单异氰酸酯、二异氰酸酯或三异氰酸酯交联剂、三聚氰胺树脂或酚醛树脂等。硬化剂可以与一些交联剂一起使用。例如，酸酐(例如，MHHPA)可以与环氧固化剂一起使用。可以使用促进剂(催化剂)，以促进转换材料的固化。
另外，根据各实施方式的转换材料或组合物可以还包含一种或多种添加剂，如染料、紫外光稳定剂、抗氧化剂、盐、表面活性剂、粘合促进剂、电荷载体或电荷补偿剂等。
光致变色和电致变色化合物(“混合P/E”化合物)：具有电致变色和光致变色性质的化合物的实例包括混合P/E化合物。混合P/E化合物通常是有机化合物，并包括来自己三烯家族的化合物种类(例如，二芳基乙烯、二噻吩基环戊烯和俘精酸酐)。混合P/E化合物从闭环形式向开环形式转化的氧化可以通过对包含该化合物的转换材料施加电压来诱发，并可以不依赖于所施加的电压的极性。混合P/E化合物可以是阳极物种，即，电致变色的颜色改变(电致变色褪色，由暗态至亮态的电致变色转变)主要在电致变色膜或器件的阳极发生。
氧化条件是根据各实施方式的化合物(至少暂时地)失去电子的那些条件。氧化可以在施加电压(电化学条件，或氧化性电化学条件)或施加来自光源的光(光化学条件)时发生。
根据各实施方式的化合物可以经历催化电化学氧化。电化学条件可以是催化条件，并且根据各实施方式的化合物可以经历催化电化学氧化。选定的二芳基乙烯的催化电致变色已被证实，并描述于US 7777050中。电化学条件可以是催化条件，并且将转换材料由暗态向褪色态转换或操作的方法可以采用施加催化电荷。催化量的电荷可以是带正电或负电的，并且可以为约0～约5伏或者其间任意量或范围。一种或多种混合P/E化合物可以以约0.05重量％～约30重量％或者其间任意量或范围的量存在于转换材料中，所述量例如为约1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％或29重量％。
可在开环异构体与闭环异构体之间可逆地转化的混合P/E化合物(1,2-二芳基环戊烯化合物)描述于US 7777055、WO2010/142019和PCT申请WO2013/044371中。光致变色和电致变色二芳基乙烯化合物的一些非限制性实例包括(简洁起见，仅显示开环异构)：
附加层
紫外或红外光的光透射可以被滤光片或层压玻璃中的一个或多个层阻挡(通过吸收或反射)。滤光片或层压玻璃可以使入射的紫外光部分透射、全部透射或不透射，或者使入射的红外光部分透射、全部透射或不透射。
红外阻挡：一个或多个层可以包含红外阻挡组分。可以将阳光控制膜包括在滤光片或层压玻璃中。这种膜的实例包括US 2004/0032658和US 4368945。作为另外一种选择，可以将红外阻挡层材料并入玻璃层或粘合层。红外阻挡层可以反射或吸收红外光。红外光的反射可以降低内部空间的太阳能热增益，而红外光的吸收可以提高层压玻璃的温度，其在提高可变透射率滤光片的转换速度方面会是有利的。红外阻挡层的实例包括XIR 75(Southwall)、透明金属氧化物或“低E”涂层等。在一些实施方式中，包括红外阻挡层可以降低转换材料的温度。转换材料温度降低会提高转换材料的自然老化性能。
紫外阻挡：一个或多个层可以包含紫外阻挡组分。如PVB等粘合剂层可以具有阻挡紫外的添加剂(例如，US 6627318)；一些透明层(例如，层66或68)或者一些基板(例如，层54或56)可以由使用紫外阻挡材料(例如，紫外阻挡PET)处理的材料制成，或者具有涂覆于其上的紫外阻挡层。将阻挡紫外光的基板并入可变透射率滤光片中会具有成本效益——这在保护转换材料免受一些入射的紫外光方面是有利的。令人惊讶的是，即使采用阻挡50％以上的370nm、380nm、400nm、420nm或435nm以上的入射紫外光(50％截留滤光片)的紫外阻挡基板时，可变透射率滤光片仍能进行转换。在一些实施方式中，紫外阻挡层可以是或包含PVB或PET。
隔音：隔音可以通过声学层来提供。如SAFLEXTM或VANCEVATM等商品名下的声学PVB是已知的。US 5190826描述了一种组合物，所述组合物包含两个以上不同的聚乙烯醇缩醛树脂层；声学层可以在0.2mm～1.6mm范围内。US 6821629描述了一种声学层，所述声学层包含丙烯酸类聚合物层和聚酯膜层。也可以采用包含PVC、改性PVC或聚氨酯等的声学层。
自清洁涂层：自清洁涂层可以涂覆在层压玻璃的外侧表面，例如表面20。这种涂层及其涂覆方法的一些实例是已知的——实例包括基于TiO2(例如，Pilkington ACTIVTM)的亲水性涂层，以及疏水性涂层(例如，AQUACLEANTM或BIOCLEANTM)。
安全涂层：可以将安全涂层涂覆于层压玻璃，以防止层压玻璃失效(破碎)时释放玻璃颗粒。这种材料的实例包括PVB/PET复合材料或硬涂层PET膜(例如，SPALLSHIELDTM(DuPont)。
抗刮擦：可以将耐磨涂层涂覆于层压玻璃，以防止变形或表面损伤，并保持光学透明；抗刮擦涂层可对于用于有机玻璃时会特别有利。
对于层压玻璃的内侧或外侧表面涂覆的涂层或进行的处理通常是光学透明的。涂层或处理的其他实例可以包括防眩光或抗反射涂层。
滤光片的制备
一些制备滤光片和转换材料的方法描述于WO2010/142019和于2013年4月9日递交的国际专利申请号PCT/CA2013/000339(律师代理申请案编号V85144WO)中。可以利用槽模、刮刀涂布机或辊到辊涂布法等将转换材料以适当厚度涂布至基板(例如，ITO涂布的PET)的导电性涂层上。第二层可以粘附在转换材料上——第二层可以是透明导电层，或者包含透明导电性材料的基板(例如，ITO涂布的PET)。粘附第二层的步骤可以在交联或固化该转换材料的步骤之前或之后进行。固化步骤可以包括将转换材料加热至适于交联的温度(例如，约50℃～约90℃或者其间任意量或范围)。设置步骤可以在滤波步骤之后进行。
基板
基板可以是刚性或柔性的——包含一个或多个柔性基板的滤光片可以为膜的形式，所述膜可涂覆于刚性材料，如窗口的窗格或透镜等。基板可以包含玻璃、塑料或热塑性聚合物。玻璃的实例包括浮法玻璃、钢化玻璃、着色玻璃、镜面玻璃、强化玻璃、单片玻璃、多层玻璃、安全玻璃、防弹玻璃或“单向”防弹玻璃。热塑性聚合物的实例包括聚酯(PE)、聚碳酸酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯腈、聚丙烯酸(例如，聚甲基丙烯酸)，包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚烯烃(PO)或以上任一种或多种的共聚物或杂聚物，或以上任一种或多种与聚硅氧烷、聚磷腈或乳胶的共聚物或共混物。聚酯的实例包括脂肪族、半芳香族或芳香族单体单元的均聚物或共聚物，例如，缩聚的4-羟基苯甲酸和6-羟基萘-2-甲酸(VECTRANTM)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚羟基链烷酸酯(PHA)、聚己二酸乙二酯(PEA)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)或聚乙醇酸(PGA)等。聚碳酸酯的实例包括双酚A或聚碳酸酯等。热塑性聚合物的实例包括聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)等。基板可以具有紫外、红外或可见光阻挡性。基板材料的其他实例包括陶瓷尖晶石或氧氮化铝。
基板可以具有均匀或变化的厚度，并具有任何适当的尺寸。例如，基板可以具有约0.01mm～约10mm或者其间任意量或范围的厚度，例如0.05mm、0.1mm、0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm，或者约0.012mm～约10mm、或约0.5mm～10mm、或约1mm～5mm、或约0.024mm～约0.6mm、或约0.051mm(2密尔(mil))～约0.178mm(7密尔)。在一些实施方式中，第一基板的厚度和/或材料不同于第一基板的厚度和/或材料。在一些实施方式中，具有导电层的基板可以是ITO涂布的玻璃或ITO涂布的PET。
在一些实施方式中，基板可以是移动网。第一和/或第二基板可以独立地为不透明或透明的，或者基本透明的。基板可以是光学透明的。在一些实施方式中，当转换材料设置在基板上或夹在基板之间时，转换材料为光学透明的(例如，表现出小于约5％、小于约4％、小于约3％、小于约2％或小于约1％的雾度)。雾度利用本领域已知方法测量，例如依照制造商说明使用来自BYK-Gardner的XL-211Hazemeter。
透明导电层(电极)可以包含例如金属、金属合金、金属氧化物、共轭有机聚合物、导电性富碳材料和细丝网。示例性导电性材料包含下述物质的层：氧化铟锡(ITO)、掺杂氧化锡、掺杂氧化锌、掺杂氧化镉、氟氧化锡、氧化锑锡、立方氧化锶锗、聚苯胺、石墨、富勒烯、碳纳米管、PEDOT(聚(3,4-亚乙基二氧噻吩))、PEDOT:PSS(聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)聚(苯乙烯磺酸酯))和聚吡咯，以及薄的基本透明金属层，如金、银、铝和镍合金。将该导电性材料涂覆于基板已形成适当的导电层和电极的方法是已知的，例如是化学沉积或溅射涂布等。导电层可以具有可为电极运行提供充分电导率并且不明显干扰光透射的厚度。导电层的厚度可以为约1纳米～约90纳米或者其间任意量或范围。在一些实施方式中，导电性材料可以溶解在适当溶剂中并铸塑在层中(透明导电层)，并且在不施加于基板的情况下用于复合滤光片中。这种层可以具有任何适当厚度，为约0.05mm、0.1mm、0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm或者其间任意量或范围。
在一些实施方式中，导电性透明层可以具有约100欧姆/平方～约10,000,000欧姆/平方或者其间任意量或范围的薄层电阻。
转换材料可以在室温具有高粘度，并可以通过加热而制成低粘度液体，以使其可涂覆或涂布在基板上。在一个实施方式中，转换材料被加热至约100℃并在基板之间挤压。作为另外一种选择，转换材料可以作为液体浇铸，然后进一步处理以提高材料粘度，从而形成凝胶——转换材料可以被干燥(蒸发共溶剂)，或者包含交联性树脂的转换材料可以被固化以提高粘度，从而形成凝胶。固化转换材料可以利用温度或紫外光来实现；对于不同配方来说其他方法也可以能是适合的。该聚合和/或交联能够通过化学型引发剂、热型引发剂或光型引发剂引发。转换材料然后可以附着于第一和第二基板上的导电层，以形成一体结构。在一些实施方式中，转化材料或组合物的组分可以以特定顺序组合，或者以特定亚组合(“部分”)来与稍后组合的部分组合。第一、第二和/或第三部分的制备可以有利地使组合物的一种或多种组分增溶，防止副反应，或者防止在配方完备或为铸造或涂布做好准备之前引发交联(“固化”)。例如，可以根据以下步骤制备用于涂布在基板上的转换材料：提供包含交联性聚合物、混合P/E化合物、离子材料和第一部分溶剂的第一部分；提供包含可选的硬化剂、交联剂和第二部分溶剂的第二部分；提供促进剂和可选的共溶剂(例如，MEK或THF等)；将该第一部分与第二部分组合；和将该第三部分与已组合的第一和第二部分组合。转换材料的设置可以在较少氧气(例如，小于100ppm)和/或较低湿度(例如，小于100ppm相对湿度)的环境中进行。
可以选择适当的厚度，以使组合物在共溶剂蒸发后(如果转换材料包含共溶剂)具有所期望的厚度，或者最终的层在所涂布的转换材料冷却和/或交联之后具有所期望的厚度。例如，为获得约50微米的最终厚度，可以将具有共溶剂的转换材料以约100微米～约120微米的层的形式涂覆至基板上。
滤光片一被制成，便可以切割成一定尺寸，围绕周界密封(如果需要)，并可以进行与电极的电连接(导电层)。电连接可以通过将母线槽印刷在与透明导电性涂层接触的基板上来进行。在一些实施方式中，母线槽可以在沉积转换材料之前或者在将基板层压至转换材料之前印刷在基板上。然后可以将电引线(电连接器、连接器)粘附于母线槽。
母线槽、电连接器和控制电路：母线槽可以施加于转换材料对侧上的一部分导电层，以使转换材料中产生实现转换的电压差。母线槽可以具有任何适当的材料，以提供适于电连接器粘附于其上的低高度(low-profile)导电性区域。适当的材料的实例包括导电性粘合剂、导电性油墨、导电性环氧树脂、金属网或金属膜等，其包含至少一种金属，如铝、金、银或铜等。导电性材料可以通过包括印刷、刷涂或筛网印刷(“丝网印刷”)等数种方法中的任一种而涂覆于导电性表面。电连接器或引线可以具有任何适当的材料，并可以通过包括粘合(导电性粘合剂或导电性环氧树脂)、夹或铆等任何适当方法而附着于母线槽。适当的电连接器用材料可以包括导电带或导电线等。
控制电路可用于基于下述输入打开或关闭电压，所述输入为来自自动或半自动器件(例如，辐射计、温度计)、建筑或车辆环境控制***、用户的输入或一些其他输入，并且也可用于将电压调整至预定水平。电源可以包括房屋或其他建筑物的交流(AC)线路电压、直流(DC)电源(例如，车辆电池，或者单独的电池或电源组)或能量采集电源(例如，太阳能板)等。控制电路可以包括一个或多个用于打开和关闭电压调节器与滤光片之间电路的开关(晶体管、继电器或机电开关)、用于将来自电源的电压变流至适当电压的AC-DC和/或DC-DC变流器；控制电路可以包含用于调节电压的DC-DC调节器。控制电路也可以包含定时器和/或其他电路元件，其用于在接收输入之后在固定时间段将电压施加于可变透射率滤光片。
实施方式包括能够手动或响应预定条件而自动启动的开关。例如，控制电子设备可以处理信息，如当日时间、利用光传感器检测到的周围光水平、用户输入、存储的用户偏好或利用运动传感器检测到的占用水平等，或其组合，控制电子设备被构造为可启动开关，以按照预定规则或条件响应所处理的信息而对滤光片施加电压。当根据各实施方式的滤光片为汽车玻璃(窗或天窗等)的一部分时，该玻璃可以安装在车辆中，并通过框架、仪表板或车顶中的配线连接于车辆电气***，或者连接于轨道或导轨，如用于一些汽车车顶应用中那样。
在一个实施方式中，控制电子***包括用户启动的开关，其将来自电源的DC电压基本直接地向可变透射率滤光片输送。用户启动的开关可以是常开式按钮或其他种类的开关。开关可以被构造为启动后在预定量时间保持关闭，由此以足以发生状态转变的时间促进对滤光片施加电压。
用于使滤光片转变而施加的电压可以为约0.1V～约20V或者其间的任意量或范围。在一些实施方式中，所施加的电压的量为约0.1V～约5V，或约1V～约10V，或约1.0V～约2.2V，或约0.5V～约3V，或约1.2V～约2.5V，或约1.8V～约2.1V，或者其间任意量或范围。在一些实施方式中，所施加的电压小于约12V，或小于约6V，或小于约3V，或小于约2.5V，或为约2V。
可变透射率层可以层压在玻璃层之间。
玻璃层压(用于自然老化和测试器件)：在一些实施方式中，包含可变透射率层的滤光片可以层压在玻璃层之间。一旦可转换膜被制成并且母线槽和可选的电连接器被粘附，则可以利用粘合剂将该层粘附于玻璃片，或者层压在两个粘合剂树脂层之间，而所述两个粘合剂树脂层位于两个玻璃片之间。可以将玻璃-粘合剂-可转换膜-粘合剂-玻璃的“夹层体”置于Carver压力机(Carver Inc.Wabash IN)中，并在135℃于约55psi～90psi挤压40分钟，升温和冷却时段为约10分钟。
在另一方法中，可以将该夹层体置于真空袋中，密封以保持真空，并使其在烘箱中发展变化，在约70℃～110℃初始粘接。可选的第二粘接步骤可以在约120℃～140℃于压力下(例如，约0.95MPa～约1.5MPa，在高压釜中)进行。
在另一方法中，可以使该夹层体在升高的温度(约90℃～约140℃——压力和温度可以几步中升高和降低)下通过加压辊或者在板之间挤压，或者可以将其置于袋(橡胶)中，在约70℃～110℃初始粘接，同时施加真空以除去层间的空气。第二粘接步骤然后在约120℃～150℃于压力下(例如，约0.95MPa～约1.5MPa，在高压釜中)进行。
层压玻璃的总厚度部分地取决于各层的厚度，通常总厚度为约6.3mm～约6.6mm是优选的。本文所述的层压玻璃或多层组合物的性能可以利用本领域中标准技术通过研究来测试，所述技术例如为VLT、LTA、颜色、雾度、转换速度、光稳定性和/或耐久性的测量。WO2010/142019描述了可用于评估滤光片性能的方法、设备和技术。
包含滤光片的层压玻璃可以根据性能或安全标准进行测试。在一些实施方式中，包含滤光片的层压玻璃可以满足或超过ANSI Z26.1、SAEJ673、ECE-R43、ANSI Z97.1所要求的性能，或者其他辖区中相似的性能标准。
本文中所使用的术语“密尔”是指长度单位，其为英寸的1/1000(0.001)。一(1)密尔为约25微米；根据一些实施方式，该尺寸可以用于描述滤光片或滤光片的组成部分的厚度。本领域技术人员能够将“密尔”的尺寸转化为微米，反之亦然。
当指可测量值(如量和时间期限等)时，本文中所使用的“约”意味着包括指定值的±20％或±10％、更优选±5％、进而更优选±1％、甚至更优选±0.1％的变化，其适用于这种变化对于执行所公开的方法适当的情况。
实施方式由以下非限制性方法和实施例部分地示出。
一般方法
可变透射率层的制备和层压：制备α5转换材料，其包含2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯(TexanolTM)(79.1重量％)、Butvar B72PVB(8.5重量％)、DER 736(0.8重量％)、MHHPA(0.7重量％)、AMC-2(0.8重量％)、TBABF4(2重量％)和10重量％光致/电致变色化合物(S109或S158)，并将其与共溶剂(MEK)1:1结合。将该组合物涂布在ITO涂布的PET基板上，提供约1密尔～2密尔的最终厚度，将共溶剂蒸发并与第二ITO涂布的PET基板层压，并使其在80℃固化过夜。将该“夹层”结构体切割成所期望的尺寸，密封，并添加电触点。
制备α6.1转换材料，其包含TexanolTM(76.79重量％)、Butvar B72PVB(6重量％)、Desmodur N3600(0.2重量％)、辛酸Zn(0.1重量％)、TBA-TFSI(2重量％)和15重量％电致/光致变色化合物(S109或S158)，并将其与共溶剂(THF)1:1结合，以用于如对于α5膜所述的涂布和层压。
制备α6.2转换材料，其包含TexanolTM(65.27重量％)、1,2-丁二醇碳酸酯11.52％、Butvar B72PVB(6重量％)、Desmodur N3600(0.2重量％)、辛酸Zn(0.1重量％)、TBA-TFSI(2重量％)和15重量％光致/电致变色化合物(S109或S158)，并将其与共溶剂(THF)1:1结合，以用于如对于α5膜所述的涂布和层压。
制备α8.4i转换材料，其包含Rhodiasolv IRIS(68.76重量％)、Butvar B72PVB(5重量％)、Mowitol B300HH(10重量％)、Desmodur N3600(0.21重量％)、辛酸Zn(0.04重量％)、TBA-TFSI(1重量％)和15重量％光致/电致变色化合物(S109或S158)，并将其与共溶剂(THF)1:1结合，以用于如对于α5膜所述的涂布和层压。
玻璃层压：一旦可变透射率层被制成并且母线槽和可选的电连接器被粘附，则可以利用粘合剂将该层粘附于玻璃片，或者层压在两个粘合剂树脂层之间，而所述两个粘合剂树脂层位于两个玻璃片之间。根据本发明各实施方式的层压玻璃可以以与普通(非转换)层压玻璃相同的制造方法制造。可以使该玻璃中间层夹层体通过加压辊，在升高的温度(约90℃～约140℃——压力和温度可以在几步中升高和降低)下在板之间挤压，或者可以将其置于袋(橡胶)中，在约70℃～110℃初始粘接，同时施加真空以除去层之间的空气。第二粘接步骤然后在约120℃～150℃于压力下(例如，约0.95MPa～约1.5MPa，在高压釜中)进行。
层压玻璃的总厚度部分取决于各层的厚度，通常优选总厚度为约6.3mm～约6.6mm。
评估方法：
滤光片或包含滤光片的装置的性能可以利用本领域中标准技术通过研究来测试，所述技术例如为VLT、LTA、颜色、雾度、转换速度、光稳定性和/或耐久性的测量。WO2010/142019描述了可用于评估滤光片性能的方法、设备和技术。
光化学变暗和褪色、电化学褪色
将层压玻璃或滤光片暴露于紫外线，以使转换材料变暗，引起在可见范围内该材料的光透射率降低。然后对该转换材料施加约2伏的电荷3分钟，引起该转换材料向褪色态的转换。在褪色态下，更多光被允许通过该转换材料，引起在可见范围内光透射率提高。暗态和褪色态下VLT或LTA均利用Ocean Optics光谱仪测量，并可以计算对比度(LTA褪色态/LTA暗态)。
光稳定性：对于光稳定性评估，制备样品，并使其在QSUN自然老化测试机(Q-Labs)中在0.68W/m2下自然老化。器件最初在QSUN中变暗1小时，利用Ocean Optics光谱仪获得初始暗态透射光谱。然后利用具有黄色滤光片(400nm～500nm截留)的低压钠灯使各器件光褪色，并获得初始褪色态透射光谱。将器件返回QSUN，并每周测试光谱两次，直至失效。
光稳态(PSS)：利用OceanOpticsTM分光光度计获得可见范围(380nm～780nm)内的吸收光谱。制备2×10-5M的化合物在溶剂中的溶液，并利用可见光使其光褪色，直至光谱可见区域中的吸收稳定。然后用模拟太阳光(采用氙弧灯的QSUN SS-150太阳光模拟器)照射样品，直至吸收光谱稳定。为在存在紫外阻挡膜下(如果需要)获得PSS，则制备第二样品，并如上所述照射，照射时紫外阻挡膜插在光通路中。
膜建模：为获得膜或膜模型的按比例缩放数据，需利用所述Ocean Optics分光光度计获得暗态和亮态吸收光谱。
将针对各波长(380nm～780nm)整数的吸光度数据(比色皿)的数组乘以缩放比例(方程2)
(2)
以提供建模的膜吸光度分布的数组(方程3)：
(3)
所获得的吸光度分布的数组具有与比色皿数据相同波长的λ最大值。
在一些实施方式中，膜厚(膜通路长度，或“光程比色皿”)可以为约0.5密尔～约3密尔，或约0.5密尔、0.75密尔、1密尔、1.2密尔、1.4密尔、1.6密尔、1.8密尔、2.0密尔、2.2密尔、2.4密尔、2.6密尔、2.8密尔或3密尔。生色团MW可以由化合物的结构决定；生色团在膜中的浓度可以具有任何适当值。
个别膜光谱可以由暗态和褪色态下的单一膜获得。对于暗态光谱，将膜暴露于模拟太阳光(Agro-BriteTM高输出T5，24W/6400K荧光灯，Hydrofarm AgriculturalProducts)，直至达到稳定的暗态；对于褪色态，利用低压钠灯(黄光)使膜光褪色，直至达到稳定的褪色态。利用Ocean OpticsTM分光光度计获得透射光谱。
实施例1：褪色态下的颜色平衡
包含下述化合物的转换材料的光透射谱显示在图1中，所述化合物被观察到在暗态下为绿-蓝色，并在褪色态下为浅黄色(S109)。在褪色态下，观察到约LTA为80％，并在暗态观察到LTA为约7％。
图2示出的是包含图1的转换材料和颜色平衡层的“堆叠体”的透射光谱，其提供了暗态下接近中性的颜色。对于滤光片的各组分(颜色平衡层、可变透射率层、光衰减层和其他层)，获得光谱和L*a*b*值。各组分的光谱相叠加，以提供最终光谱，和源于该最终光谱的最终L*a*b*值。以此方式，许多颜色平衡层光谱和L*a*b*值可以在建模的最终光谱中被取代，以便可以进行最终L*a*b*值的比较并可以选择层的结合，使其提供对于暗态或褪色态下目标颜色的最接近的匹配(对于本实施例而言，目标颜色在褪色态下是中性灰色)。
对于图2所示光谱，所选择的颜色平衡层为GamColor 970。430nm～490nm和550nm～640nm范围内的透射峰已变为具有相似的幅度。虽然在整个所示范围(380nm～780nm(包括端点))内光透射不相等，但所获得的透射光是中性的，具有0附近的a*和b*值。因而，滤光片的可变透射率滤光片或者层压玻璃不需要具有均一水平的光谱来实现中性颜色。
实施例2：褪色态或暗态下可转换材料的颜色比较
将层压玻璃堆叠体数学建模，以检验使转换材料匹配目标颜色的范围。例如，为进行匹配，选择L*a*b*为41.7、-2.7、3.9并且LTA为12.4的“灰色玻璃”作为目标颜色，并将其与处于可转换材料的暗态或褪色态下的可转换材料相比较；将颜色平衡层包括在预测的层构造(“堆叠体”)中，以对所期望的颜色中性化建模，从而匹配所述生色团暗态或褪色态下的灰色玻璃。所有转换材料被建模为膜厚为25μm并且生色团加载量为10重量％。关于建模的包含可变透射率层的层压玻璃的信息提供在表1中。
表1：建模的包含S109或S158混合光致/电致变色化合物的堆叠体在暗态或褪
色态下的L*a*b*、ΔE(目标颜色与堆叠体颜色的比较)值。
匹配褪色态的颜色：两种生色团均表现出褪色态下可变水平的黄色调，因而具有蓝色组分的颜色平衡层被建模以操纵透射光，从而实现目标范围内的灰色。对于两种生色团而言，堆叠体的光透射均能***纵，以提供褪色态下适当的灰色(ΔC小于10，并且褪色态下VLT为至少10％)。暗态下，S109和S158表现出适当的暗蓝-绿色。这些样品的ΔC值表明达到了目标颜色范围。
匹配暗态的颜色：观察到的暗态下包含S109或S158的转换材料的颜色可以被描述为蓝-绿色。当颜色匹配暗态时，认为暗态下ΔC小于10并且LTA为10％以上是适当的。测量了生色团S158和S109(其暗态下为蓝-绿色)。并将具有粉红色组分的颜色平衡层用于操纵透射光，以实现目标范围内的灰色。这些样品的ΔC值表明，目标颜色范围是可以达到的，同时褪色态提供的是灰橙色。
这些结果证实，对于许多转换材料，匹配目标颜色使其处于指定范围和/或LTA内是可预测的。在褪色态或暗态下与目标颜色或范围的特定匹配的适宜性可以取决于层压玻璃或滤光片的目标用途。
实施例3：匹配非中性颜色
选择具有蓝色暗态(L*＝32.5，a*＝-20.8，b*＝-17.2，并且褪色态下为中性)并且LTA为约2％至26％的层压玻璃作为目标颜色(目标是在褪色态和暗态下均匹配)。具有蓝色可转换区域的层压玻璃可以通过将包含可变透射率层的滤光片和颜色平衡层包括于其中而制造。关于建议的颜色和特性的信息提供在表2中。
表2：可转换材料的指标
| 参数 | |
| ΔC(目标相对于堆叠体) | 18 |
| ΔE(目标相对于堆叠体) | 19.8 |
| 生色团 | S109 |
| 重量％ | 15％ |
| 膜厚 | 1.5密尔 |
| 褪色态(L*a*b*) | 91.2,-13.2,33.1 |
| 暗态(L*a*b*) | 41,-65.3,-14.8 |
| 褪色堆叠体(L*a*b*) | 58.1,-0.5,0.2 |
| 暗堆叠体(L*a*b*) | 25.6,-39.8,-21.7 |
| LTA范围(暗-亮) | 2.3-25.8(LTA) |
| LTA对比度 | 11 |
在此实施例中，暗态和褪色态下的颜色接近目标颜色，即暗态下的蓝色和褪色态下的中性颜色。
实施例4：膜厚和/或生色团加载量对于滤光片对比度的影响
对生色团加载量和浇铸膜厚度建模，以研究不同层压玻璃组合物的对比度。
确定包含不同厚度的转换材料和生色团加载量的层压玻璃组合物的LTA值。该层压玻璃组合物包括包含生色团S109和所选择的静态滤光片的可转换滤光片，使得褪色堆叠体最接近地匹配目标光谱，所述目标光谱具有褪色态下的中性颜色和37％的LTA。表3和4关于厚度范围和S109重量％分别列出了暗态和褪色态下的LTA；表5列出了层压玻璃组合物的对比度。
表3：不同厚度和生色团加载量的膜在暗态下的LTA
表4：不同厚度和生色团加载量的膜在褪色态下的LTA
表5：对比度
对比度范围可以通过改变生色团加载量和/或膜厚来提供。8以上的对比度可以获自具有至少10％生色团加载量和/或至少1密尔厚度的层压玻璃组合物。
实施例5：入射光的衰减
入射在可变透射率层上的光可以通过在该可变透射率层外侧设置滤光片而得到选择性衰减。该光衰减层可以被选择以针对转换材料的光稳定性、耐久性或动力学，并且也可以影响透射光的对比度。
光衰减层可应用于包含S109的可变透射率层，并且当在人造太阳光(QSUN)下变暗和在存在人造太阳光下电褪色((人造太阳光下的电褪色(QSUN中EF))或在不存在人造太阳光下电褪色(EF)时，考虑该层对于光透射和对比度的影响。表6总结了在将这些滤光片添加在配制品顶部的结果，包括褪色态下中性颜色匹配与否的暗态(在QSUN下)和褪色态(EF)下的颜色、对比度(CR)和LTA。图11显示的是四种滤光片各自的光透射谱，举出了可用于选择性操纵滤光片光谱以接近目标颜色的广泛不同的光谱。
表6：光衰减层对于光透射和对比度的影响。
Rosco 07浅黄色：如果紫外波长区域中的光衰减，则生色团的光稳定性可以得到提高。该滤光片提供了下述层，所述层使低于400nm的光衰减(在这些波长中该配制品将不变暗)，从而实现下述选择，即，使紫外和低于400nm的短波长的光的50％以及尽可能多的波长更长的光透射。当使用约400～420范围内的光刺激时，生色团也可能转化为暗态。
GamColor 1543全橙色(Full CTO)：该滤光片提供了下述层，所述层使约650nm以下的所有光衰减约50％，并使高于约650nm的入射光得到最大透射，因而减少了入射在该转换材料上的较高能量波长的量。通过减少入射在该转换材料上的光的量，光稳定性可以得到提高，同时保持尽可能高的LTA。
Rosco 4390CalColor 90青色：观察到一些生色团(或者包含其的转换材料)的光褪色——当暴露于约650nm附近的光时。该滤光片具有包括高斯形状的吸收光谱，其半高宽为200nm左右，以约650nm为中心。通过使光谱中此区域中的光衰减，生色团的光稳态可以得到提高，防止了因S109生色团也具有以约650nm为中心的吸收峰而导致的光褪色。反之，通过降低任何光褪色作用并使该褪色反应更依赖于单独的电褪色，该区域中光的衰减也可以异常地影响转换材料的褪色。
Rosco 398中性灰色：该滤光片提供下述层，所述层使可见范围内的所有光衰减，并具有39％的LTA。这种入射光的总体衰减减少了较高能量波长，因而可以提高该转换材料的光稳定性和/或耐久性。通过减少入射在该可变透射率层上的总光，总体的光透射被降低，为包含这样的层的层压玻璃或滤光片提供了较低的LTA。
实施例6：颜色平衡层计算
将具有下述光谱的定制颜色平衡层在具有包含S109(图1示出了S109的光谱)的可变透射率层的滤光片中建模，在所述光谱中LTA的最小/最大边界分别为0％和85％。该模型被提供有以下参数：暗态下LTA为1％，并且褪色态下是中性颜色。吸收峰被迭代地引入定制颜色平衡层的光谱中，以提高暗态与褪色态之间的对比度，同时保持这些参数。图12显示的是暗态(实线)和褪色态(点线)下包含S109和定制颜色平衡层的滤光片的算得的定制光谱；建模的颜色平衡层的光谱由交替的点划线表示。该滤光片的所获得的对比度为25.7，暗态下LTA为1％，并且褪色态下LTA为25.7％。暗态的L*a*b*为12、14.1、-33.4，并且褪色态的L*a*b*为55.9、3.0、3.0。位于约540nm～590nm区域中的第一峰提供了较高的对比度，因为S109可变透射率层的暗态与褪色态之间存在很大的光谱差异。位于约380nm～470nm区域中的峰被选择用以抵补第一峰，并提供中性的褪色态。
该模型证实，可以在约500nm～550nm区域和/或在约650nm～780nm区域中向颜色平衡层中引入附加吸收峰，而不牺牲褪色态下颜色的中性。
实施例7：温度和玻璃样品构造
将利用热电偶封装的膜中的转换材料(α6.1)置于QSUN自然老化室中30分钟，将其校准为70℃的黑板温度。将该膜用着色玻璃(GREYLITETM)覆盖，或者用GREYLITE和红外(IR)阻挡层(XIR 75，来自Southwall)覆盖。观察到器件温度上的差异——与具有GREYLITE和红外阻挡层的膜(63.2℃)相比，将着色玻璃包括近来升高了膜的温度(68℃)。将GREYLITE包括在多层玻璃中可以提供(至少部分地提供)中性颜色，但如果没有红外阻挡层，则转换材料的温度升高。
实施例8：温度和玻璃样品构造
制备七个“堆叠体”构造，其包含可变透射率层并在可变透射率层内侧层压有热电偶。将这些堆叠体暴露于模拟太阳光(太阳光模拟器)，并记载几分钟跨度内的温度，直至稳定化。可变透射率层的组成在图13中示出。层128a：100–PET(Melinex454)；102–压敏粘合剂(PSA 8172)；104–ITO涂布的PET(ST504)，其具有面向106的ITO涂层；106–可转换材料α6.2。层128b具有XIR72-41层。层128c具有Gam 1514膜(灰色PET膜)层。
堆叠体构造(堆叠体A～G)显示在图13中，编号的组分在表7中列出。堆叠体A和B相同，但倒置了红外阻挡层124a/b。堆叠体D和E相同，但红外阻档层124a/b被并入可变透射率层(代替PET层100之一)。
表7：
图14显示的是在太阳光模拟器下各器件的温度与时间的关系。堆叠体A～G的温度曲线主要分离成两组——具有低E涂层的(堆叠体C和F)，和具有XIR层的(堆叠体A、B、D和F)或对照组(堆叠体G)。这些堆叠体均不包含气隙或真空空间，并且堆叠体C和F中玻璃上的低E涂层在堆叠体内部(低E涂层面向堆叠体F内部)。这些结果证实了一些红外阻档层的显著影响堆叠体内部温度及由此显著影响转换材料温度的能力。
实施例9：温度和褪色时间
制备包含α8.4i转换材料的具有GreyLite II的滤光片，利用太阳光模拟器使其变暗(至约2％LTA)，并在保持在23℃、40℃或60℃的同时使其电褪色(2伏，10秒极性可逆循环)。对于每一温度，达到50％PSS(11.2％LTA)、10％PSS(82.5％LTA)或由90％至10％PSS的转变(19％LTA至3.5％LTA)的时间(以秒为单位)列在表8中。电褪色速率随温度升高而增加。
表8.
| 23℃ | 40℃ | 60℃ | |
| 50％PSS(11.2) | 40 | 27 | 19 |
| 10％PSS(19) | 82.5 | 57 | 34.5 |
| 90％至10％PSS(3.5至19) | 73 | 52 | 28.5 |
实施例10：测试器件在不同温度的自然老化
将玻璃自然老化池中包含10重量％在Texanol中的S158的测试器件(50微米厚)置于QSUN自然老化室中，所述QSUN自然老化室被校准至黑板温度为50℃，并在整个曝光期间评估变暗性能(在340nm的MJ/m2)。在3.1MJ/m2的曝光之后，将QSUN温度升至70℃黑板温度，在整个曝光期间评估变暗性能。根据方程(4)计算初始变暗性能的百分比：
(4)
对于在初始时间点(0)和之后的时间点i时的样品，获得在初始(时间点0)和之后的时间点i时暗态和褪色态下每一器件的透射光谱(380nm～780nm)，以获得褪色(亮)态和暗态下的％透射(％透射)。将在波长λ的透射用于各计算(λ被选择作为暗态下10％透射的波长)，并针对每一器件进行确定(将相同的λ用于每一后续的初始变暗％的确定)。在使器件免于QSUN时，对于器件测量暗态。褪色态通过使用低压钠灯照射样品而实现。
图15示出的是保持在50℃和70℃的器件有初始态变暗的改变速率。保持在较高温度的样品证实了分解速度加快(如通过变暗性能在整个曝光时期中的降低所测得)。
测试器件的自然老化性能显示出在较高温度下降低。
实施例11：具有紫外阻挡剂的测试器件的自然老化性能
较高能量的光(包括较高能量的可见和紫外光)使转换材料变暗。将具有α6.1f配方的PVB层压试样(器件)置于被校准至黑板温度为70℃的QSUN自然老化室中。图16A、B显示的是包含各种紫外阻挡层的器件的自然老化性能，所述紫外阻挡层具有390nm、400nm或420nm的截留波长(阻挡50％以上低于该截留的波长)。具有截留波长较低的紫外阻挡层的样品变暗性能明显更快地降低，并且对较高能量的光的阻挡随时间推移而提高变暗性能。令人惊讶的是，即使采用400nm或420nm的截留滤光片，样品仍继续变暗。由于测试器件中所采用的生色团最初被相信需要紫外光来变暗，因此未预料到甚至当阻挡光高达420nm时光活化的变暗仍能得到保持。
实施例12：可变透射率滤光片的紫外截留滤光片、变暗时间和光稳态
对于具有下述配方的1.2密尔(未层压的)膜进行了研究，所述配方含有15％S158、10％Mowitol B60HH、3％Butvar B72、0.35％六亚甲基二异氰酸酯、0.01％ZnOct、1％TBATFSI、63.64％丁二酸二乙酯和7％碳酸1,2-丁二酯。利用4密尔的间隙将膜涂布至ST504片上。利用来自低压钠灯的可见光使膜褪色3分钟，然后将其放在平台上并继续暴露于模拟太阳光。使用位于平台的孔下方并与太阳光模拟器光源相对的Ocean Optics检测器以0.5s的间隔记录透射光谱，在光源与膜之间设置或不设置截留滤光片。记录光谱，直至透射测量中的波动不再明显。截留滤光片(50％+/-6nm)：370nm、400nm、420nm、435nm和455nm。表9列出的是包含S158转换材料的滤光片和所示截留滤光片各自的暗态和褪色态下的L*a*b*(逗号隔开的值)，和暗态(PSS)、褪色态和中间态的LTA。随着对紫外和较高能量可见波长阻挡的增加，膜实现完全暗态的能力直到应用455nm滤光片之前不受阻碍。将455nm滤光片包括进来后，转换材料中生色团的开环与闭环状态之间的平衡移动，并观察到b*值的突出改变。样品1～5在10％、50％或90％PSS的光透射率差别不大，但注意到样品6在90％PSS(较小吸光度)的光透射率增加。转变的时间(90％至10％PSS)随着对较长波长的光的阻挡而增加。
表9.在具有或不具有选定截留滤光片下测试样品的表征。
表10：测试样品2～6实现50％PSS或样品1由90％至10％PSS转变的时间(秒)
表10列出了样品2～6实现样品1的50％PSS的时间，和未滤波样品(样品1)由90％至10％PSS的转变的时间。随着对较长波长的光的阻挡，达到与不具有滤光片的膜相同的PSS的时间充分增加，并且对于样品6而言，该PSS无法达到。
这些数据证实，通过对较长波长紫外光和/或较短波长可见光的选择性阻挡，滤光片的暗态光透射率和滤光片的转变时间可以至少部分地得到调整。
图17显示的是与截留滤光片的透射曲线叠加的S158的开环吸收曲线。能量比所示滤光片的所示截留波长低(较高波长)的光(未滤波的光)能够使含有生色团S158的膜变暗，尽管与在S158的λ最大值下的吸光度(图17中335nm～实黑线的吸光度峰)相比在这些未滤波的光下的吸光度非常低，并且对于所实现的暗态具有非常小的影响。图18令人惊讶地显示出，通过使用435nm以下的截留滤光片，变暗的程度未显著降低，但变暗时间增加(图19，具有高于370nm的递增的截留波长的滤光片)。具有较高截留波长的滤光片可以减少在光稳态(PSS)存在的S158闭环异构体的量，并增加达到PSS所需的时间。
实施例13：冲击测试
进行根据ANSI Z26.1的冲击测试：27g球从10m(30英尺)高处下落，227g镖从10m(30英尺)高处下落，以及2.26kg球从4m(13英尺)高处下落。对层压的30cm×30cm样品进行三组下落测试，所述样品含有作为可变透射率层的具有α5转换介质的膜和如堆叠体F所示的层，不存在热电偶，并用透明玻璃代替SolarGrey。样品利用Carver压力机或者在高压釜中层压。在任一测试中，均未有球或镖穿过任一样品。没有大块部分从任一样品上脱离。所有测试样品均通过符合规定的冲击测试。
实施例14：沸腾测试
对100mm×100mm的层压玻璃样品进行根据ANSI Z26.1的沸腾测试，所述样品含有作为可变透射率层的具有α5转换介质的膜和如堆叠体F所示的层，不存在热电偶，并用透明玻璃代替SolarGrey。样品利用Carver压力机或者在高压釜中层压。在沸腾测试之前和之后使样品由90％PSS电褪色至10％PSS的能力未受沸腾的影响，并且LTA保持不受影响(表11)。
表11
| 褪色LTA | 暗LTA | |
| 沸腾测试前 | 75.8 | 7.2 |
| 沸腾测试后 | 75.8 | 6.6 |
实施例15：汽车玻璃用滤光片
在其中将滤光片用于汽车玻璃的实施方式中，可能期望的是，使自然老化耐久性和对比度最大化，同时使暗态下的LTA最小化，并使在持续的太阳光暴露下褪色的时间最小化。对于包含具有生色团S158的转换材料的滤光片，可以选择紫外截留波长为435nm的紫外阻挡层。这种滤光片已被证实不会显示出所实现的暗态LTA的明显劣化(实施例12和图18)，并且变暗时间被最大化(实施例12和图19)。电褪色的最少时间得到保持，并且对更多紫外光和较高能量的可见光的滤波改善了自然老化性能(实施例11和图16A和16B)，其可因变暗动力学与电褪色动力学的竞争或者净褪色动力学而实现在太阳光存在下的较快褪色，或者在存在太阳光下发生不完全褪色的实例中褪色可因所述动力学竞争而较大程度地发生。
其他实施方式
设想了本说明书中所讨论的任何实施方式能够关于任何其他实施方式、方法、组合物或方面而实施或组合，反之亦然。
本发明已经关于一个或多个实施方式而得到了描述。但是，对于本领域技术人员而言将显而易见的是，可以进行大量变化和修改，而不脱离如权利要求书所限定的本发明的范围。因此，虽然本发明的不同实施方式在本文中得到了公开，但可以根据本领域技术人员的普通常识在本发明范围内进行许多变化和修改。这些修改包括本发明任何方面的已知等价物的替代，从而以基本相同的方式获得相同的结果。数字范围包括限定该范围的数字。在本说明书中，词语“包含(comprising)”被用作开放式术语，基本等同于短语“包括但不限于”，并且词语“包含(comprises)”具有相应的含义。除非上下文明确指出，否则本文中所使用的单数形式“一种”和“该”(“a”、“an”和“the”)包括复数指代物。本文中参考文献的引用不应被理解为承认这些参考文献是先于本发明的技术，也不应被理解为对参考文献的内容或日期的任何承认。所有出版物通过援引的方式并入本文中，如同各单独的出版物被特定且单独地指出系通过援引并入本文中，并且如同在本文中被完全阐述一样。本发明包括基本如前所述并参照实施例和附图的所有实施方式及其变化形式。
除非另外限定，否则本文中所使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。如果本部分文中所阐述的定义与通过援引并入本文中的文件所阐述的定义相矛盾或不一致，本文中所阐述的定义胜过通过援引并入本文中的定义。
Claims (24)
1.一种滤光片，所述滤光片包含：
a.具有暗态下第一光谱和褪色态下第二光谱的可变透射率层；和
b.具有第三光谱的颜色平衡层，其中所述颜色平衡层是不同于所述可变透射率层的一层并且与所述可变透射率层形成堆叠体；
所述第一光谱、第二光谱和第三光谱各自包含可见部分；
所述第一光谱和第三光谱结合以提供匹配暗态目标颜色的暗态光谱；并且
所述第二光谱和第三光谱结合以提供匹配褪色态目标颜色的褪色态光谱。
2.如权利要求1所述的滤光片，其中所述颜色平衡层位于所述可变透射率层内侧。
3.如权利要求1或2所述的滤光片，所述滤光片还包含：c)光衰减层。
4.如权利要求3所述的滤光片，其中所述光衰减层位于所述可变透射率层外侧。
5.如权利要求1或2所述的滤光片，其中所述可变透射率层包含转换材料，所述转换材料在暴露于电磁辐射时可由褪色态转变为暗态，并且在施加电压时可由暗态转变为褪色态。
6.如权利要求5所述的滤光片，其中所述电磁辐射为紫外光。
7.如权利要求5所述的滤光片，其中所述电磁辐射具有波长为450nm以下的分量。
8.如权利要求5所述的滤光片，其中所述电磁辐射具有波长为400nm～450nm的分量。
9.如权利要求5所述的滤光片，其中所施加的电压为1.1V～2.5V。
10.如权利要求1或2所述的滤光片，所述滤光片还包含红外(IR)阻挡层和/或紫外(UV)阻挡层。
11.如权利要求10所述的滤光片，其中所述紫外阻挡层阻挡波长为370nm以下、400nm以下、420nm以下或435nm以下的光。
12.如权利要求1或2所述的滤光片，所述滤光片包含：
a.小于15％，或小于10％，或小于5％，或小于2％，或小于1％的暗态下LTA；和/或
b.大于5％，或大于10％，或大于15％，或大于20％的褪色态下LTA；和/或
c.至少5、至少10或至少20的对比度。
13.如权利要求1或2所述的滤光片，所述滤光片包含暗态下1％以下和亮态下6％以上的光透射值。
14.如权利要求1或2所述的滤光片，所述滤光片包含暗态下5％以下和亮态下15％以上的光透射值。
15.如权利要求1或2所述的滤光片，其中所述暗态的目标颜色和所述滤光片在暗态下的颜色提供0～20的ΔC值。
16.如权利要求1或2所述的滤光片，其中所述暗态的目标颜色和所述滤光片在暗态下的颜色提供0～20的ΔE值。
17.如权利要求1或2所述的滤光片，其中所述褪色态的目标颜色和所述滤光片在褪色态下的颜色提供0～20的ΔC值。
18.如权利要求1或2所述的滤光片，其中所述褪色态的目标颜色和所述滤光片在褪色态下的颜色提供0～20的ΔE值。
19.一种层压玻璃，所述层压玻璃包含权利要求1～18中任一项所述的滤光片。
20.一种眼科设备，所述眼科设备包含权利要求1～18中任一项所述的滤光片。
21.一种汽车玻璃产品，所述汽车玻璃产品包含权利要求1～18中任一项所述的滤光片。
22.如权利要求21所述的汽车玻璃产品，其中所述汽车玻璃产品包括天窗。
23.一种建筑物玻璃产品，所述建筑物玻璃产品包含权利要求1～18中任一项所述的滤光片。
24.一种具有目标颜色的滤光片的制备方法，所述方法包括：
a.提供具有暗态下第一光谱和褪色态下第二光谱的可变透射率层；
b.选择具有第三光谱的颜色平衡层；和
c.将所述可变透射率层与颜色平衡层结合，其中所述颜色平衡层是不同于所述可变透射率层的一层并且与所述可变透射率层形成堆叠体，其中所述第一光谱和所述第三光谱结合以提供匹配暗态或者暗态和褪色态的目标颜色的暗态光谱，并且其中所述第二光谱和所述第三光谱结合以提供匹配褪色态或者暗态和褪色态的目标颜色的褪色态光谱。
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