CN104854506B - 用作为屏幕的包含可变光漫射体系的玻璃板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及玻璃板，其包含可以在透明状态和半透明状态之间转换的具有基于活性元件的层的可变光散射体系，至少两个位于该可变光散射体系每侧的基材，和至少一个包含形成覆盖区域(Z)的图案(M)的离散的散射元件组的基材，该离散的散射元件组覆盖该由图案(M)覆盖的区域(Z)的面积的最多40%。

Description

用作为屏幕的包含可变光漫射体系的玻璃板
本发明涉及允许图像投影的玻璃板、遮挡玻璃板和可以在散射状态和透明状态之间进行转换的玻璃板的领域。
本发明更特别地涉及包含可变光散射体系的玻璃板以及涉及投影法或者背投影法，其中所述玻璃板用作为屏幕。
已知的玻璃板包括标准的透明玻璃板，其引起入射辐射在该玻璃板上的镜面透射和反射，和半透明玻璃板，其引起入射辐射在玻璃板上的透射和漫反射。
已经进行了很多尝试以为透明或者半透明的标准玻璃板提供附加性质，其允许它们用作为用于投影或者背投影的屏幕。
投影屏幕包含两个面或者表面。主面，在其上投影来自光源的图像。相反面，在其上任选地由于透明性而出现被投影在主面上的图像。在直接投影的情况下，主面，用户或者观众和光源被设置在相同的空间区域中。
背投影屏幕与投影屏幕不同在于以下事实：用户和光源不是位于相同的空间区域而是位于该屏幕的两侧上。背投影意味着必然将投影仪放置在玻璃板后面，并因此在那里提供位置。这种构型因此可以由于它所要求的空间以对于它用于某些应用的使用是约束性的。例如，这种构型在投影在商店的橱窗上的情况下是有利的，和在在会议室中投影的情况下是不利的。
不能设想透明的标准玻璃板作为投影屏幕的用途。这是因为，由于这些玻璃板不具有漫反射性质，它们因此不允许在它们任一面上形成图像并且以反射镜方式发回清楚的映像。
半透明的标准玻璃板作为投影或者背投影屏幕的用途还存在缺点。例如，通过沉积瓷釉层获得的包含散射层的半透明玻璃板是已知的。这种玻璃板不允许保持玻璃板的透明性，即穿过该玻璃板的清楚视野。
为了改善用作为投影屏幕的玻璃板的性能所提出的一种解决方案在于使用可以在透明状态和半透明状态之间转换的玻璃板。这些玻璃板基于使用包含设置在两个携带电极的载体之间的活性元件的可变光散射体系。当将电压施用于该膜(On状态或透明状态)时，使活性元件沿着优先轴进行定向，这允许辐射透射并因此允许视野穿过该可变光散射体系。无电压时(Off状态或者散射状态)，在活性元件没有调准的情况下，所述体系变得散射并且阻止视野。
这种玻璃板目前主要地用作为用于以散射状态背投影图像的屏幕，这是因为它们的性质不允许它们适合用因为投影屏幕。因为在可转换的玻璃板(例如液晶玻璃板)上的图像直接投影具有普通品质，这是由于这些玻璃板的不适合的光学性质，如低漫反射。此外，这种玻璃板作为投影屏幕的用途通常要求理想的照明条件，即几乎完全黑暗。
因此本发明的目的是通过提供可以用作为投影或者背投影屏幕的玻璃板来克服在现有技术中已知的玻璃板的缺点，所述玻璃板特别地允许可以以宽视角可见的高质量图像的直接投影，不管该照明条件为怎样，同时维持玻璃板在透明状态和半透明状态之间转换的可能性。
本发明还允许：
-在透明状态中保持清楚的视野，
-增强该投影图像的亮度，
-增强或者改善在直接投影中该投射的图像的对比度，
-获得优异的视角，这种显示发生而无光学缺陷，即具有优异的显示图像的锐利度，
-以能克服“热点”(“hot point”)现象和使由于投影图像在投影室中的反射和透射而形成寄生图像可引起的不适最小化。
该申请人已经发现使可变光散射体系和包含形成图案的离散的散射元件组的基材组合的玻璃板允许保持该玻璃板的可转换功能，同时使得可以使用这种玻璃板作为投影或者背投影屏幕。
本发明涉及包含两个主要外表面(S1，S2)的玻璃板，特征在于它包含:
-可变光散射体系，其包含基于活性元件的层，可以在透明状态和半透明状态之间转换，
-至少两个位于该可变光散射体系的每侧的基材，
-至少一个包含形成图案M(其覆盖区域Z)的离散的散射元件组的基材，该离散的散射元件组覆盖该由图案M覆盖的区域Z的面积的最多40%，优选地最多30%，更优选地最多25%。
根据本发明，该术语“离散的散射元件”用来表示与另一个元件分隔至少该基材表面的一部分(该部分不提供有元件)的元件。该元件具有该基材的包围它的其它不同表面部分的散射性质。
离散的散射元件可以具有对称或者不对称的各种形状，特别地选自点、圆盘状点、正方形、带状或者长方形的形状。离散的散射元件在基材上的分布可以是周期性的或者非周期性的。周期性分布表示离散的元件以有序方式位于基材上，而非周期性分布表示离散的元件随机设置在基材上。图案可以包含点、圆盘状点或者带的阵列。该元件的非周期性分布允许避免在某些应用中的波纹闪光效果。
该离散的散射元件具有，以递增优选的次序，为1微米至5毫米，10微米至1毫米，100微米至800微米，或者300微米至500微米的最大横向尺寸。横向尺寸对应于不同元件的边缘的弦长。最大横向尺寸因此对应于不同元件的边缘的最大弦长。在圆盘状点的情况下，最大横向尺寸对应于圆盘状点的直径。
根据本发明，该术语“图案”用来表示在包含离散的散射元件组的该基材的表面一部分上所定义的形状，对应于由离散的散射元件组和该基材的分离所述离散的元件的部分并置所产生的区域Z。区域Z对应于包括一组的所有离散的元件的最小表面。覆盖区域Z的图案因此包含两部分。该图案的表面的一部分包含离散的元件，并因此具有特别的散射性质。该图案的表面的其它部分不包含所述离散的元件并且具有该基材的反射和透射性质，该基材优选地选择为透明的。
图案可以具有任何形状并且可以是或大或小的。图案可以覆盖基材表面的全部或者部分。当图案对应于该基材的表面一部分时，这部分可以占数cm2至数m2。
图案允许透明性感觉，即使当可变光散射体系是透明状态时它是可见的。这种透明性感觉通过优化该图案的形状和尺寸，或者离散的散射元件的形状和尺寸，但是尤其通过优化该基材被所述散射元件覆盖的表面相对于该图案的表面的比例而获得。这些比例必须足以提供散射性质，但是足够小的散射性质或者具有足够低的密度以确保透明性感觉并因此允许视野穿过该玻璃板。
当玻璃板是透明状态时，即当可变光散射体系是透明状态时，本发明的玻璃板仍然是透明的，因为清楚的穿过视野是可能的。当玻璃板是散射状态时，即当可变光散射体系是散射状态时，该玻璃板是遮挡性的。可变光散射体系和包含形成图案的离散的散射元件组基材的组合允许有利地保存可以在透明状态和半透明状态之间转换的性质。
令人惊讶地，当可变光散射体系为散射状态时本发明的玻璃板具有高漫反射。可变光散射体系(在散射状态中)的反射性质和包含形成图案的离散的散射元件组的基材的组合允许有效地使用玻璃板作为投影屏幕并且获得具有优异品质的投影图像。这种协同合作特别地使得可以获得：
-优异的投影图像的亮度和在半黑暗中和在明亮房间中的高对比度，
-优异的视角，并且因此图像的优良的视野和易读性，甚至当以180°的角度观察它时也如此。
事实上，位于约-90°或者+90°的角度的观察者或者观众可以在本发明的玻璃板上清楚地看见投影图像或者阅读投影文字。
此外，包含由离散的散射元件形成的图案的基材的存在促进漫反射，甚至当该可变光散射体系为透明状态时也如此，因此允许图像直接投影在该玻璃板的任一侧上。
最后，图像的背投影仍然是可能的，无论该玻璃板为半透明状态时或者为透明状态时。这是因为，在透明状态时，借助于存在包含形成图案的离散的散射元件组的基材，背投影是可能的。在半透明状态时，借助于这种基材的存在(与可变光散射体系的存在结合)背投影也是可能的。
玻璃板的性质，特别地当它用作为投影或者背投影屏幕时非常宽的视角，允许不对该投影仪的位置产生特别的限制。例如，该投影仪可以进行设置以使得该投影仪的灯的镜面反射和/或非漫射透射对于观察者来说不是可见的，不会使该投影的质量降级。因此克服热点现象。
这种相同的性质允许使可以由寄生图像的形成所引起的不便最小化。该寄生图像是由于：
-投射在玻璃板上的光的镜面反射，图像这时可以在投影室的另一个表面上形成，
-投影的光穿过该玻璃板的非漫透射，图像这时可以在投影室的另一个表面上形成。
这种不便可通过以这样的方式设置该投影仪而最小化，该方式使得这些寄生图像在不影响观察者的地方，例如在地板上形成。
本发明的解决方案从技术观点以及经济观点来看构成对现有的玻璃板(对于作为投影屏幕的用途)的改善，这是由于低的因为包含形成图案的离散的散射元件组的基材的存在所要求的额外费用。
本发明的玻璃板保持它的在透明状态和半透明状态之间转换同时在半黑暗中或者在照明环境中允许高质量图像的投影和背投影的性质，具有优良的视角，无论可变光散射体系为散射状态或者透明状态。当该可变光散射体系为透明状态时，获得这些性质而不损害该玻璃板的透明性。本发明的玻璃板因此具有许多功能性。
在一个有利的实施方案中，该包含离散的散射元件组的基材的包含该图案的面被设置在玻璃板内部，更好地尽可能靠近可变光散射体系。申请人已经发现，离散的散射元件越接近于基于活性元件的层，该投影屏幕的性质越好。事实上，这使得可以:
-保护该图案，特别地当它包含不连续的散射层，如通过瓷釉的丝网印刷获得的不连续层时，
-获得包含光滑主要外表面的玻璃板，该光滑主要外表面由该包含离散的散射元件组的基材的另一个光滑面组成，
-使离散的散射元件和液晶层(即能够散射光的材料)靠近，并因此使由于重影的形成而引起的模糊减到最小。
例如通过层压或者通过组装为双重玻璃板来实施包含离散的散射元件组的基材的固定。
本发明还涉及投影或者背投影方法，根据该方法提供包含两个主要外表面的玻璃板(其用作为投影或者背投影屏幕)和投影仪，所述方法在于使用投影仪以在该玻璃板的一侧上投影可以由观众看见的图像。
根据特别的实施方案，根据本发明的玻璃板此外分别地或者以任何技术上可行的组合具有一种或多种下面技术特征：
-包含离散的散射元件组的基材和至少一个位于该可变光散射体系任一侧的基材通过层压进行装配，
-包含离散的散射元件组的基材和至少一个位于该可变光散射体系任一侧的基材被装配为双重玻璃板，
-装配为双重玻璃板的基材具有它们的分隔10至20mm的内部面，
-包含离散的散射元件组的基材包含内部面和外部面，该离散的散射元件组位于所述基材的内部面上，
-包含离散的散射元件组的基材具有光滑外表面，
-该玻璃板的主要外表面之一与包含离散的散射元件组的基材的外表面重合。
由离散的散射元件形成的图案可以是：
-不连续的塑料散射膜，离散的散射元件这时由散射膜部分组成，
-通过不同的印刷技术，如掩模或者丝网印刷，移印，辊式涂布进行沉积的不连续的散射层，该离散的散射元件这时由该基材的在其上已经沉积该散射层的区域组成，
-在该基材的表面的一部分上实施的不连续的纹理化，离散的散射元件这时由纹理化表面部分组成。
有利地，包含离散的散射元件组的基材在包含所述元件的表面部分上包含：
-大于90%，优选地大于95%的使用来自BYK的HazeGard Plus浊度计进行测量的透射浊度，
-大于50%，优选地大于80%的根据ASTM D1003标准测量的光反射。
该图案可以通过施加根据期望图案切割的并被沉积在该基材上的塑料散射膜获得。所述膜与基材的粘合可以通过任何已知的技术，特别地通过胶合或者层压来实现。
该图案可以通过使该基材表面的一部分纹理化而获得。在这种情况下，将掩模施用在该基材的表面之一上，然后是穿过所述掩模对所述表面的化学或者机械侵蚀步骤。
该图案优选地通过在该基材表面之一上沉积不连续的散射层而获得。掩蔽法或者丝网印刷的使用允许获得多个具有复杂和不同形状的装饰图案。该不连续的散射层优选地通过丝网印刷获得。
该散射层可以包含分散在基质中的散射元件，优选地无机颗粒。
该基质包含无机或者有机化合物。该无机化合物可以特别地选自硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂、磷酸铝和玻璃配料。该有机化合物可以选自聚乙烯醇类型聚合物、热固性树脂和丙烯酸类。
该无机颗粒包含至少一种选自氧化物、氮化物、碳化物、碳酸盐、硫酸盐或者硼化物的化合物。该颗粒特别地可以是:
-氧化物，其选自为从铝、硅、铈、钛和锆选择的元素的氧化物，如氧化铝、氧化硅、氧化铈、氧化钛和氧化锆，
-氮化物，如氮化硅，
-碳化物，其选自碳化硅，
-碳酸盐，如碳酸钙，
-硫酸盐，如硫酸钡，和
-硼化物，特别地硼化锆。
作为无机颗粒，可以提到锆石晶体，其对应于硅酸锆(ZrSiO4)，或者斜锆石晶体，其对应于氧化锆。该氧化物是优选的，更特别地是氧化铝，有利地是α-Αl2O3(金刚砂)。
该无机颗粒选自具有1.55-2.9的光学指数的化合物。
该无机颗粒具有为0.3-2微米的平均直径。优选地，该无机颗粒以多个无机颗粒的聚集体的形式被分散在该基质中，该聚集体的尺寸为0.5-20微米，优选地低于5微米。
包含有机或者无机化合物的基质的选择取决于所述应用的要求。例如，包含无机化合物的基质允许获得经受高温的层，而包含有机化合物的基质允许借助于冷交联来简化所述层的制备。
有利地，该基质具有与散射元件的折光指数不同的折光指数。在基质和散射元件的两个折光指数之间的差值优选地为至少0.05，更优选地至少0.10，或者至少0.20，甚至更优选地至少0.50。
该无机颗粒的选择将取决于该基质的化学物类的和取决于获得该散射层的方法，更特别地取决于该基质的固化，硬化，交联或者烧制温度。特别地，该无机颗粒进行选择以便在该处理温度不退化，以保持为颗粒或者颗粒聚集体的形式。
散射层的散射性质可以通过改变不同的参数(如在基质和散射元件之间的折光指数的变化，和在散射层中的散射元件的尺寸和和密度)而在宽范围中调整。
根据一种有利的实施方案，该不连续的散射层因此可以包含瓷釉层，该瓷釉层包含在基质中分散的无机颗粒。当该基质由在高温下处理的可玻璃化材料，如玻璃配料制成时，获得瓷釉层。
瓷釉是包含细磨的可玻璃化材料(有时称为玻璃熔剂)和用于提供某些光学性质(如颜色、不透明性、反射或者散射(亚光或者光泽外观))的试剂的悬浮液。瓷釉用于以层形式通过如“幕涂”或者丝网印刷的方法施用在基材上，然后“烧制”以在蒸发溶剂和熔化可玻璃化材料之后形成薄玻璃质层。
在烧制之前的瓷釉的组成中涉及的可玻璃化材料，在下面称为瓷釉糊状物，可以是天然或者人造原材料，如石英砂，长石，霞石，石灰石或者玻璃配料。在瓷釉的组成中涉及的玻璃配料进行非常精细地研磨可以熔化并且涂覆该基材。
该不连续的散射层优选地通过瓷釉或者基于玻璃配料瓷釉层在该基材上的丝网印刷获得。
瓷釉层从包含玻璃配料，适当的粘结剂介质和任选地无机颗粒，或者颜料的瓷釉糊状物获得。
术语“玻璃配料”用来表示呈基于氧化物的粉末形式的可玻璃化材料的组合物。该氧化物可以选自硅、铝、硼、锌、铋、锶、镧、钠、钾、钙、钡、锂、镁或者锆的氧化物。该玻璃配料此外可以包含其它化合物，如氟。该玻璃配料通过将玻璃研磨至数微米(例如，D50=2微米)尺寸的粒度而获得。
根据本发明优选地使用的玻璃配料包含呈氧化锌、氧化硼、硼硅酸锌、硼酸锌和其混合物形式的锌和硼。
根据本发明的适合的玻璃配料包含例如以下氧化物和化合物，按质量计相对于该玻璃配料的总质量进行表示：
- 1-20% SiO2,
- 0.05-2% Al2O3,
- 10-30% B2O3,
- 1-20% Na2O,
- 0-2% K2O,
- 10-50% ZnO,
- 0-60% Bi2O3,
- 0.05-10% ZrO2,
- 0-5% F。
该粘结剂介质包含有机化合物，溶剂和允许获得可以容易地以层形式进行施加的糊状物的添加剂。该粘结剂介质的有机化合物通常在烧制步骤期间被除去。
根据通过丝网印刷的优选施用方式，该不同组分在制糊状物方法期间进行汇集。为了获得瓷釉糊状物，使所述一种或者多种玻璃配料，即形成基质的化合物，无机颗粒和有机粘结剂介质混合。该玻璃配料预先进行精磨(D50-2至5微米)，特别以使得它更容易穿过该丝网印刷筛网的网孔。玻璃配料和散射元件借助于盘式分散机使用高剪切被分散在粘结剂介质中。该分散可以通过使用三缸研磨机而得到改善。优选地选择粘结剂介质的有机化合物(由于它们的低蒸气压)，以在印刷筛网中不干燥。该有机化合物是具有大约200℃的高沸点的二醇，酯和醇。该固-液比进行选择以获得具有高粘度的糊状物。可以加入添加剂以获得糊状物，该糊状物的流变性质对于允许将该糊状物从筛网转移至基材上是令人满意的。这些添加剂可以是纤维素醚或者亚微米无机氧化物类型化合物。
根据一种有利的实施方案，该瓷釉糊状物从包含以下物质的组合物获得：
-按质量计10至80%的玻璃配料，优选地含硼和锌的玻璃配料，
-5至35%的颜料或者无机颗粒，优选地氧化铝，
-10至40%的粘结剂介质。
丝网印刷是熟知的印刷技术，其使用由织物组成的丝网印刷的筛网(在筛网上复制该待印刷在该基材上的图案)和刮刀，刮刀允许施加足以使该糊状物经由对应于该待印刷的图案的开口而穿过该筛网的网孔并使所述糊状物沉积在该基材上的剪力。
该瓷釉糊状物可以以1-100微米的厚度进行沉积。
为了获得包含基于瓷釉的不连续的散射层的基材，将糊状物形式的组合物施加在基材上，然后在足以允许该玻璃配料熔化和其与散射元件粘合的时间和温度下经受热处理。
印刷的图案的光透射和散射性质可以通过改变散射元件和/或基质的含量或者物类而进行调节。
该玻璃板优选地包含可电控的可变光散射***。该活性元件为其取向通过施用电场或者磁场进行改变的元件。优选地，该活性元件通过施用电场，优选地交变电场可逆地从半透明状态至透明状态进行转换。
根据本发明，“ON状态”用来表示当将电压施用于该玻璃板时可变光散射体系的透明状态，和“OFF状态”用来表示当不再将电压施用于该玻璃板时该可变光散射体系的散射或者半透明状态。
这些可变光散射体系优选地为液晶体系。在这种情况下，该可变光散射体系，其在透明状态和半透明状态之间转换，包含位于两个电极之间的基于液晶的层。基于液晶的层包含形成微滴的液晶混合物，在微滴之间无优选取向，其被分散在聚合物基质中。该可变光散射体系本身位于两个基材(任选地携带所述电极)之间。
当将电压施用于该可变光散射体系时(ON状态)，液晶变得沿着优先轴定向，这允许穿过该包括液晶小滴的层的视野。无电压时(OFF状态)，在液晶小滴中没有排齐的情况下，可变光散射体系变得散射并且阻止视野。
根据本发明，术语“可变光散射体系”包括基于液晶的层和两个位于基于液晶的层两侧的电极，术语“玻璃板”至少包括携带所述电极的基材和该可变光散射体系。
当前市场出售的在透明状态和散射状态之间可转换的玻璃板包含由两个携带电极的支承体组成的功能膜，其呈围绕包含液晶小滴的层的塑料片材的形式，该整体借助于中间层进行层压或者在两个玻璃基材之间胶合。
申请人已经开发了包含液晶但不使用功能膜技术的可转换玻璃板。这些可转换的玻璃板包含直接地被封装在两个基材(优选地玻璃基材)之间而不被包含在两个携带电极的支承体(呈塑料片材形式)之间的包含液晶小滴的层。由基材和包含液晶小滴的层构成的组装件借助于周边封头或者粘合压条进行密封。专利申请WO2012/028823和WO2012/045973描述了这种玻璃板。这些技术的使用允许通过节省所使用的材料而制备比较低廉的玻璃板。
该玻璃板包含可变光散射体系，该可变光散射体系包含基于液晶的层，该层可以在透明状态和散射状态之间转换并且优选地可电控的。
基于液晶的层具有，以递增优选的次序，3至50微米，5至25微米，10至20微米或者12至17微米的厚度。
该液晶微滴以递增优选的次序具有0.25微米至5.00微米，0.25微米至3.00微米，1.00至2.50微米，0.50至2.00微米，或者0.70至1.00微米范围(包括端值)中的平均直径。
该基于液晶的层可以包含聚合物基质，液晶作为活性元件被分散在其中。可以使用以名称NCAP(“向列型曲线排列相”)、PDLC(“聚合物分散液晶”)、CLC(“胆甾醇型液晶)、NPD-LCD(“非均匀的聚合物分散液晶”)而已知的液晶。
液晶优选地是具有正介电各向异性的向列型的。根据本发明适合的液晶和液晶混合物的实例特别地描述在专利EP0564869和EP0598086中。
作为根据本发明的更特别地适合的液晶混合物，可以使用由Merck公司以商标MDA-00-3506销售的产品，其包含4-((4-乙基-2,6-二氟苯基)-乙炔基)-4'-丙基联苯基和2-氟代-4,4'-双(反式-4-丙基环己基)-联苯基。
该聚合物基质可以包含选自聚醚、聚氨酯、聚乙烯醇(PVA)、聚酯、聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯的聚合物或者共聚物。
优选地，该基于液晶的层为包含大量分散在聚合物基质中的液晶小滴的PDLC“聚合物分散液晶”层。用于制备PDLC层的方法包含用于形成分散在聚合物基质内的液晶小滴的相分离步骤。
基于液晶的层可以通过制备包含液晶混合物和光聚合组合物的前体组合物获得。这种前体组合物以与两个携带电极的基材接触的“层”形式进行施用。在通过使所述前体组合物在紫外光照射下的聚合或者交联期间，它形成聚合物基质，液晶以微滴的形式被并入在其中。散射层因此通过由自由基光致聚合反应所引起的相分离步骤而获得。
优选地，聚合物基质从光聚合组合物获得并且包含通过在辐射，优选地UV辐射的作用下的自由基途径能够聚合或者交联的化合物。这种光聚合组合物包含单体，低聚物和/或预聚物和聚合引发剂。
根据一种有利的实施方案，该聚合物基质是从包含乙烯基化合物的光聚合组合物获得。在本发明的背景中，该术语“乙烯基化合物”用来表示包含至少一个乙烯基官能团CH2=CH-的单体，低聚物，预聚物或者聚合物，当它经受该光致聚合反应的条件时，其产生具有牢固结构的聚合物网络。根据本发明，术语“乙烯基化合物”包括包含至少一个(CH2=CH-CO-O-)或者(CH2=C(CH3)-CO-O-)官能团的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯化合物。
根据本发明的光聚合组合物优选地包含丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯化合物(在下文(甲基)丙烯酸酯)作为乙烯基化合物。根据本发明使用的(甲基)丙烯酸酯化合物可以选自单官能和多官能的(甲基)丙烯酸酯，如单、二、三、多官能团的(甲基)丙烯酸酯。根据本发明适合的乙烯基化合物，特别地丙烯酸酯低聚物，描述在例如专利EP0272585中。
有利地，该光聚合组合物包含，相对于该光聚合组合物总质量按质量计，以递增优选的次序，至少50%，至少60%，至少70%，至少80%，至少90%，至少95%的乙烯基化合物。
在不使用溶剂的范围中，聚合物基质一旦交联将因此包含至少50%的通过乙烯基化合物的聚合反应获得的聚合物。优选地，该聚合物基质包含，相对于该聚合物基质的总质量按质量计，以递增优选的次序，至少60%，至少70%，至少80%，至少90%，至少92%，至少95%的通过乙烯基化合物的聚合反应获得的聚合物。
根据一种实施方案，该包含乙烯基化合物的光聚合组合物包含，相对于该光聚合组合物的总质量按质量计，以递增优选的次序，至少50%，至少60%，至少70%，至少80%，至少90%，至少95%的丙烯酸酯化合物和/或甲基丙烯酸酯化合物。
该光聚合组合物此外可以包含0.01-5%的光引发剂，相对于该光聚合组合物的总质量按质量计。作为根据本发明适合的光引发剂，可以提到2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙酮。
该可聚合组合物可以包括其它可聚合的共聚单体，如硫醇。
作为光聚合组合物的实例，可以提到从由Nematel销售的MXM 035产品获得的组合物。这种产品包含：
-两种丙烯酸酯单体(丙烯酸乙基己基酯和二丙烯酸己二醇酯)和丙烯酸酯低聚物的混合物，
-硫醇，
-光引发剂。
基于丙烯酸酯和硫醇的组合物的其它实例描述在专利US4,891,152，EP0564869和EP0598086中。
根据一个有利的实施方案，该基于液晶的层是满足以下单独的或者组合的特征的PDLC层:
-从包含乙烯基化合物，优选地丙烯酸酯化合物或者甲基丙烯酸酯化合物，的光聚合组合物获得的聚合物基质，和/或
-液晶混合物相对于液晶混合物和光聚合组合物的总质量的质量比例为40至70%，优选地50至65%，和/或
-PDLC层具有在10微米至30微米，优选地10至20微米的厚度，和/或
-分散在聚合物基质内的液晶小滴的平均直径为0.25微米至2.00微米，优选地0.70至1.00微米。
具有这些特征的组合的PDLC层具有优异的遮盖力。小滴的平均尺度和液晶混合物相对于光聚合组合物的相对质量比例可以间接地与在PDLC层中的小滴的密度相关(假定极少的液晶溶于聚合物基质中)。
散射层此外可以包含隔片(espaeur)。该隔片可以由玻璃，如玻璃珠制备，或者由硬塑料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或者二乙烯基苯聚合物制成。这些隔片优选地是透明的并且优选地具有基本等于聚合物基质的折光指数的光学指数。该隔片用非导电材料制成。
在两个具有电极的玻璃之间封装在聚合物材料中包含液晶的散射层的方法描述在申请WO2012/045973中。
该包含基于活性元件(优选地液晶)的层的可变光散射体系可以从该玻璃板的整个表面上延伸或者在该玻璃板的至少一部分上延伸。优选地，该液晶***在该玻璃板的整个表面上延伸。当可变光散射体系在该玻璃板的至少一部分上延伸时，该表面的该部分对应于包含形成图案(M)的离散的散射元件组的区域Z，并且优选地与该区域对齐。该可变光散射体系因此可以面对该玻璃板主要外表面的仅仅一部分或者整体而形成或者存在。
该活性元件层，优选地基于液晶的活性元件层，位于两个电极之间，该电极是与该活性元件层，优选地基于液晶的活性元件层直接接触。该电极包含至少一个导电层。
该导电层可以包含透明导电氧化物(TCO)，即同时是优良导体和在可见光区中是透明的材料，如锡-掺杂的氧化铟(ITO)，锑-掺杂的氧化锡或氟掺杂的氧化锡(SnO2:F)，或者铝-掺杂的氧化锌(ZnO:Al)。基于ITO的导电层具有50至200欧姆/平方的薄层电阻(resistance surfacique)。
这些基于导电氧化物的导电层优选地以大约50至100nm的厚度进行沉积。
该导电层还可以是金属层，优选地是称为TCC(“透明导电涂层”)的薄层或者薄层堆叠体，例如Ag、Al、Pd、Cu、Pd、Pt、In、Mo或者Au层，并典型地具有2-50nm的厚度。
这些导电层可以直接地被沉积在基材上或者在基材的中间层上，通过许多已知的技术，如磁场增强的阴极溅射，蒸发，溶胶-凝胶技术，以及汽相沉积技术(CVD)进行。
包含导电层的电极与能量供给相连接。该电极这时可以直接地被沉积在基材的面上并由此形成携带电极的基材。
该玻璃板包括该含离散的散射元件组的基材和至少两个携带电极的基材。该玻璃板此外可以包含其它基材，其任选地与携带电极的基材或者包含离散的散射元件组的基材层压。所述一个或多个携带电极的基材或其它基材可以被选择是刚性的、半刚性的或者柔性的、无机的或者有机的，例如它们可以由玻璃或者聚合物制成。
当玻璃板包含多个基材时，术语“外部面”用来表示基材的面对外部的面和“内部面”用来表示面朝该玻璃板内部的面。
该玻璃基材可以选自例如由Saint-Gobain Glass公司以DIAMANT®或者Planilux®系列销售的平面浮法玻璃片材或者抛光玻璃片材。玻璃基材优选地具有0.4至12毫米，优选地0.7至6毫米的厚度。
由聚合物制成的基材可以包含选自以下的聚合物：聚酯如聚对苯二酸乙二醇酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)；聚丙烯酸酯，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；聚碳酸酯；聚氨酯；聚酰胺；聚酰亚胺；氟化聚合物；和聚硫氨酯。这些由聚合物制成的基材优选地具有0.4至12毫米，优选地0.7至6毫米的厚度。
该由聚合物制成的基材还可以是挠性基材，如由热成型的或者压敏的塑料制成的中间体或者片材。这些中间体可以基于选自聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、聚对苯二酸乙二醇酯或者乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)。该中间体优选地具有10微米至2毫米，优选地0.3至1毫米的厚度。
由聚合物或者玻璃制成的基材可以通过使用由热成型的或者压敏的塑料制成的中间体类型的基材彼此层压。
位于可变光散射体系的每侧上的基材，通常对应于携带电极的基材，优选地是玻璃基材，例如平面浮法玻璃片材。
该散射基材优选地是包含形成图案的离散的散射元件组的透明玻璃基材。
根据一种实施方案，携带电极的基材还可以是包含形成图案M的离散的散射元件组的基材。该电极和该图案每个可以被设置于该基材的不同面。或者，该电极和该图案可以被设置在该基材的相同面上。
根据本发明的特定实施方案，该形成图案M的离散的散射元件是有色的，优选地白颜色。该玻璃板这时可以包含吸收性基材，该基材包含形成重叠在该图案(M)上并相同的图案M'的离散的吸收性元件组。因此，该形成图案M的离散的散射元件和该形成图案M'的离散的吸收性元件是重叠的。
图案M和M'的重叠可以通过使用同一个吸收性并且散射性基材获得，该基材在图案M和图案M'上包含重叠的图案M和图案M'，优选地在相同的面上。
根据这种实施方案，在该玻璃板一侧上的白色点是可见的，其允许直接投影。在相反侧上，黑色点比白色点更少可见地被眼睛感觉到。这黑色点因此是比白色点更少引起不便的，因为它们提供更强的透明性感觉。
本发明目的还是包含如在本申请中定义的用作为投影屏幕的玻璃板和在投影中用于照明该玻璃板的投影仪的投影***。
本发明还涉及如上面所定义的玻璃板作为以反射方式运行的投影屏幕或者以透射方式运行的背投影屏幕的用途，以及涉及投影法或者背投影法，根据该方法，设置如上面所定义的用作为投影或者背投影屏幕的玻璃板和投影仪，所述方法在于使用投影仪以在该玻璃板的一侧上投影可以由观众看见的图像。
该玻璃板优选地用作为以反射方式运行的投影屏幕，即观众和投影仪位于用作为投影屏幕的玻璃板的相同侧。该玻璃板然而可以用作为以透射方式运行的背投影屏幕，即观众和投影仪位于该玻璃板的每侧。如此定义的玻璃板作为以反射方式运行的投影屏幕的使用允许改善对比度和/或亮度和/或视角。
该可变光散射体系和包含离散的散射元件组的基材d可以通过任何已知的手段，如机械或者化学手段进行装配。特别地，它们可以通过使用层压中间体的层压进行装配或者被装配为双重玻璃板。
本发明在阅读以下描述时将得到更清楚地理解，以下描述仅仅作为实施例给出并且通过参考附图进行提供，其中：
-附图1a，1b和1c分别地表示根据本发明的包含图案的基材的侧视图和两个前视图，
-附图2是根据本发明的投影***的截面示意图，该投影***包含投影仪和根据本发明的一种实施方案的玻璃板。
为了清楚显示，图形不是按比例尺的，因为在具有玻璃板功能的片材和其它层之间厚度差异是大的。
附图1.a和1.b显示包含形成图案的离散的散射元件组2的基材1，该图案覆盖对应于基材1的整个表面的区域。该离散的元件2是圆盘状点。附图1.c表示包含形成图案的离散的散射元件组2的基材1，该图案具有星形状，其覆盖对应于基材1的表面的一部分的区域。该图案对应于圆盘状点阵列。
附图2表示投影仪P和玻璃板100。根据本发明的玻璃板垂直地进行设置，其中朝向左侧的第一面或者背面定义主要外表面S1，和朝向右侧的第二面或者正面，与第一面相反，定义主要外表面S2。
当玻璃板用作为投影屏幕时，即观众在与投影仪P相同侧上，表面S2界定该屏幕的主面，以及来自光源的图像投影在其上的侧面。表面S1界定该屏幕的相反面。
玻璃板包含可电控的可变光散射体系6，其可以在透明状态和半透明状态之间转换。
根据本发明的在附图2中举例说明的玻璃板包含以下堆叠体：
-基材1包含形成位于该基材的内部面上的图案的离散的散射元件组2，该基材优选地是玻璃片材，
-层压中间体3，
-基材1，优选地携带该可变光散射体系的电极之一的玻璃片材，
-可变光散射体系6，优选地包含活性元件层5，其可以在透明状态和散射状态之间转换并且由两个电极4包围，
-玻璃基材1，优选地携带该可变光散射体系的电极之一的玻璃片材。
该层压中间体允许使该包含离散的散射元件组的基材与该携带电极的基材之一固定。
在初始状态中("OFF"状态)，即在施用电压之前，该包含液晶的可变光散射体系的活性元件层是半透明的，即它在光学上透射但不是透明的。一旦将电流连通，活性元件层在交变电场的作用下进入透明状态，即允许视野穿过该活性元件层的状态。
根据本发明的玻璃板可用为在建筑物中的立面或者内隔断(在两个房间之间或者在场地中)。更特别地，本发明的玻璃板特别地用作为会议室的用于投影显示内容的内隔断。其可以在透明状态和散射状态之间转换。
根据本发明的玻璃板可以用于玻璃板的全部已知应用，如用于交通工具、建筑物、城市附属设施、内部家具、照明、显示屏等等。本发明的透明玻璃板因此可以用作为立面、窗户、可用作为用于会议室或者橱窗的投影屏幕的内部隔断。该玻璃板还可以用于博物馆显示或者用于在销售点的广告，如广告载体。
实施例
I.使用的材料
1. 基材和中间体
使用的透明基材是由Saint-Gobain公司销售的Planilux®玻璃片材。这些基材具有4mm的厚度。
该基材可以通过使用例如用PVB或者EVA制成的中间体进行层压。
包含形成图案的离散的散射元件组的基材是包含图案的经丝网印刷的玻璃基材，其离散的散射元件是周期性地分布在基材上的具有400微米直径的点(圆盘状点)。该图案因此由点阵列组成。用构成图案的离散的元件覆盖的该基材表面占该图案的总表面积的25%。
使用的瓷釉糊状物是组合物，其按质量计相对于该组合物的总质量包含：
-70%的硼酸锌玻璃配料(光学指数~1.5),
-30%的α氧化铝颗粒(光学指数~1.76)和
-30%的对应于水溶性的丝网印刷的介质的粘结剂介质。
该玻璃配料的组成的两个实施例在以下表中给出。实施例2玻璃的玻璃配料具有增强的对湿度的耐受性和高折光指数。
实施例1 实施例2
SiO2 12.1 3.8
Al2O3 0.2 0.40
B2O3 27.75 15.60
Na2O 16.7 2.50
K2O 0 0.80
ZnO 41.5 17.40
Bi2O3 0 54.60
ZrO2 0.1 4.40
F 1.6 0
指数n(590nm) 1.58 1.90
通过丝网印刷在基材上沉积的瓷釉糊状物层的厚度为大约40微米(湿润时)。
2. 包括可变光散射体系(SDLV)的玻璃板
SDLV包含通过由在隔片存在时使用由Merck公司以商标号MDA-00-3506销售的液晶混合物和光聚合组合物的UV自由基聚合反应引起的相分离而获得的PDLC层。光聚合组合物从由Nematel®销售的MXM 035产品而获得。这种分为部分A和B的产品包含：
-两种丙烯酸酯单体(丙烯酸乙基己基酯和二丙烯酸己二醇酯)和丙烯酸酯低聚物的混合物(部分B)，
-硫醇(部分A)，
-用于它的UV聚合反应的光引发剂(部分A)。
该隔片为以名称Sekisui Micropearl销售的具有为15微米平均尺寸的珠。
该电极由具有约100欧姆/平方的电阻的约50nm的ITO层组成。
为了获得包含SDLV的玻璃板，实施以下步骤：
-ITO层通过磁控管方法沉积在Planilux®或者Parsol®玻璃基材上以形成携带电极的基材，
- 在玻璃基材的边界施加基于丙烯酸酯粘合剂的密封封头，
-包含光聚合组合物的PDLC层前体组合物，将液晶混合物和隔片沉积在由基材携带的电极上，
-用电极涂覆的第二基材被沉积在第一基材上，其中该电极的两个导电层彼此面对并且通过PDLC层的前体组合物层分隔，
-将两个玻璃压制装配，
-将装配件暴露于紫外线。
散射层 SDLV
工艺 PDLC
液晶类型 向列型
小滴的平均尺寸(微米) 0.74
聚合物的种类 丙烯酸酯
液晶混合物的比例 50-55%
层的厚度 15微米
3.本发明的玻璃板
在包含该图案的面的一侧上，将包含离散的散射元件组的基材使用塑料中间体与携带电极的基材层压。
包含散射元件的图案的存在(位于尽可能靠近包含SDLV的玻璃板)允许使由于重影引起的模糊减到最少。
堆叠体 对比1 对比2 本发明1 本发明2
基材 连续的散射层 - 具有图案的散射层 具有图案的散射层
中间体 - - PVB -
气体层 - - - 是
基材 - 是 是 是
SDLV - SDLV SDLV SDLV
基材 - 是 是 是
II.屏幕的质量的评价
1.在作为投影屏幕的散射OFF状态中的外观的评价
多个人的小组在视觉上评价了当图像在散射状态的直接投影中进行投影时该玻璃板的亮度。对于每个投影在玻璃板上的图像，小组根据评估标准赋予评价意见：
- 透明性：“-”不透明，“+”优异，
- 亮度：“-”一般，“0”良好，“+”优异，
- 图案的可见性：“-”可见的，“+"不可见的。
评价指标 透明性 亮度 图案的可见性
对比1 - + 无图案
对比2 + 0 无图案
发明1 + + +
对于本发明的玻璃板，在直接投影中清楚地观察到亮度的增加，而在投影图像上没有一个图案是可见的。
2.在作为投影屏幕的透明的ON状态中的视觉外观的评价
多个人的小组在视觉上评价了当图像在透明状态的直接投影中进行投影时该玻璃板的亮度。对于每个投影在玻璃板上的图像，小组根据评估标准赋予评价意见：
-亮度：“-”一般，“0”良好，“+”优异，
-图案的可见性：“-”可见的，“+"不可见的。
评价指标 透明性 亮度 图案的可见性
对比1 - + 无图案
对比2 + - 无图案
发明1 + + +
在丝网印刷图案存在时，该投影具有优良质量，否则，它是不可用的。

Claims (15)

1.包含两个主要外表面(S1，S2)的玻璃板，特征在于它包含：
-可变光散射体系，其包含基于活性元件的层，可以在透明状态和半透明状态之间转换，
-至少两个位于该可变光散射体系每侧的基材，
-至少一个包含形成覆盖区域(Z)的图案(M)的离散的散射元件组的基材，该离散的散射元件组覆盖该由图案(M)覆盖的区域(Z)的面积的最多40%。
2.根据权利要求1的玻璃板，特征在于该包含离散的散射元件组的基材和位于该可变光散射体系每侧的基材的至少一个通过层压进行装配。
3.根据权利要求1的玻璃板，特征在于该包含离散的散射元件组的基材和位于该可变光散射体系每侧的基材的至少一个被组装为双重玻璃板。
4.根据权利要求1-3中任一项的玻璃板，特征在于该包含离散的散射元件组的基材包含内部面和外部面，该离散的散射元件组位于所述基材的内部面上。
5.根据权利要求4的玻璃板，特征在于该包含离散的散射元件组的基材包含光滑外表面。
6.根据权利要求4的玻璃板，特征在于该玻璃板的主要外表面之一与包含离散的散射元件组的基材的外表面重合。
7.根据权利要求1-3中任一项的玻璃板，特征在于该离散的散射元件具有为1微米至5毫米的最大横向尺寸。
8.根据权利要求1-3中任一项的玻璃板，特征在于由离散的散射元件组形成的图案选自：
-不连续的塑料散射膜，
-不连续的散射层，
-不连续的纹理化。
9.根据权利要求8的玻璃板，特征在于该不连续的散射层包含瓷釉层，该瓷釉层包含分散在基质中的无机颗粒。
10.根据权利要求1-3中任一项的玻璃板，特征在于包含离散的散射元件组的基材是玻璃基材。
11.根据权利要求1-3中任一项的玻璃板，特征在于基于活性元件的层是包含液晶混合物的基于液晶的层，该液晶混合物形成在聚合物基质中分散的微滴。
12.根据权利要求1-3中任一项的玻璃板，特征在于该位于可变光散射体系的每侧上的基材是玻璃基材。
13.根据权利要求1-3中任一项的玻璃板，特征在于它包含以下堆叠体：
-基材，其包含形成位于该基材的内部面上的图案的离散的散射元件组，
-层压中间体，
-玻璃基材，
-可变光散射体系，
-玻璃基材。
14.根据权利要求1-3中任一项的玻璃板，特征在于它包含吸收性基材，该基材包含形成与图案M重叠的并相同的图案(M')的离散的吸收性元件组。
15.投影或者背投影方法，根据该方法，提供用作为投影或者背投影屏幕的包含两个主要外表面的玻璃板和投影仪，所述方法在于使用投影仪在该玻璃板的一侧上投影可以由观众看见的图像，特征在于该玻璃板如在权利要求1-14任一项中所定义。
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