CN105759469B - 多功能调光玻璃及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能调光玻璃及其制作方法。调光玻璃包括依次层叠的第一基体层、近晶相液晶混合层、第二基体层、电致变色层、电解质层、离子存储层、第三基体层，第一基体层朝向近晶相液晶混合层的表面上、第二基体层朝向近晶相液晶混合层的表面上分别镀附有第一、第二透明电极层，第二基体层朝向电致变色层的表面上、第三基体层朝向离子存储层的表面上分别镀附有第一、第二透明导电层。本发明调光玻璃具有遮影、遮光以及同时遮影和遮光三种功能，在调节遮光强度的基础上通过调节遮影强度，可实现对贴近调光玻璃的物体的完全遮挡，充分保护隐私，以及实现对光线的完全遮挡。

Description

多功能调光玻璃及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种可应用于建筑、交通等场所的具有遮影与遮光功能的多功能调光玻璃及其制作方法，属于调光玻璃领域。

背景技术

目前，市场上流行的调光玻璃产品很多。例如向列相液晶与分子聚合物聚合PDLC技术实现的调光玻璃，这种调光玻璃产品通过控制电极上的电信号来控制向列相液晶分子排列的变化，实现遮影功能。又例如日前已取得突破性进展、并广泛应用于各类建筑和交通工具中的基于电致变色技术实现的调光玻璃。电致变色是指材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。电致变色技术的核心是电致变色材料，其可分为两种，一种是以WO3薄膜为代表的无机电致变色材料，另一种是以导电聚合物材料为代表的有机电致变色材料。采用电致变色技术实现的调光玻璃可通过控制电极上的电信号来控制电致变色材料的氧化还原反应以及离子的迁移，实现遮光功能。

从市场上出现的调光玻璃产品来看，目前已有的调光玻璃产品的功能较单一，只能具备遮影、遮光中的一个功能，而已有的遮光技术不能实现完全的遮光效果(也就是全黑状态)，已有的遮影技术也无法对光线进行阻挡和对贴近调光玻璃的物体实现完全的遮挡，可见，不能同时具备遮影和遮光功能是目前调光玻璃的一个重大缺陷，无法满足使用中需要同时使用遮影和遮光两种功能的现状。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能调光玻璃以及该多功能调光玻璃的制作方法，该多功能调光玻璃具有遮影、遮光以及同时遮影和遮光三种功能，在调节遮光强度的基础上通过调节遮影强度，可实现对贴近调光玻璃的物体的完全遮挡，充分保护隐私，以及实现对光线的完全遮挡。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种多功能调光玻璃，其特征在于：它包括依次层叠的第一基体层、近晶相液晶混合层、第二基体层、电致变色层、电解质层、离子存储层、第三基体层，第一基体层朝向近晶相液晶混合层的表面上、第二基体层朝向近晶相液晶混合层的表面上分别镀附有使近晶相液晶混合层产生遮影效果的第一、第二透明电极层，第二基体层朝向电致变色层的表面上、第三基体层朝向离子存储层的表面上分别镀附有使电致变色层、电解质层、离子存储层共同作用下产生遮光效果的第一、第二透明导电层。

所述近晶相液晶混合层由近晶相液晶、导电物和间隙子组成。

所述电致变色层为氧化钨薄膜、氧化钼薄膜、氧化钛薄膜、氧化钨与氧化钼混合薄膜或氧化钨与氧化钛混合薄膜，所述电解质层由固体电解质材料制成，所述离子存储层为固态离子导电材料制成。

一种所述的多功能调光玻璃的制作方法，其特征在于，它包括步骤：

1)在所述第一基体层的一表面上完成所述第一透明电极层的镀附，在所述第三基体层的一表面上完成所述第二透明导电层的镀附，以及在所述第二基体层的两个表面上分别完成所述第二透明电极层、所述第一透明导电层的镀附；

2)在所述第一透明导电层上涂覆所述电致变色层；

3)在所述电致变色层上通过点胶、辊涂或狭缝式涂布的方式依次涂覆上所述电解质层、所述离子存储层，并在所述电解质层和所述离子存储层的边缘涂覆上边框胶；

4)通过真空硬对硬、软对硬或辊轮层压的方式在涂覆好的所述离子存储层上贴合镀附有所述第二透明导电层的所述第三基体层；

5)通过UV固化或加热到100摄氏度～250摄氏度的方式对3)中的边框胶进行固化；

6)在所述第二透明电极层上涂覆所述近晶相液晶混合层，并在所述近晶相液晶混合层的边缘涂覆上边框胶；

7)通过真空硬对硬、软对硬或辊轮层压的方式在涂覆好的所述近晶相液晶混合层上贴合镀附有所述第一透明电极层的所述第一基体层；

8)通过UV固化或加热到100摄氏度～250摄氏度的方式对6)中的边框胶进行固化；

9)完成所述多功能调光玻璃的制作。

本发明的优点是：

本发明调光玻璃弥补了已有技术的不足，具有遮影、遮光以及同时遮影和遮光(即全遮蔽)三种功能，在调节遮光强度的基础上通过调节遮影强度，可实现对贴近调光玻璃的物体的完全遮挡，充分保护隐私，以及实现对光线的完全遮挡，且遮影与遮光功能之间可互相切换单独使用。

附图说明

图1是本发明多功能调光玻璃的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明多功能调光玻璃包括依次层叠的第一基体层30、近晶相液晶混合层13、第二基体层50、电致变色层22、电解质层23、离子存储层24、第三基体层40，第一基体层30朝向近晶相液晶混合层13的表面上、第二基体层50朝向近晶相液晶混合层13的表面上分别镀附有使近晶相液晶混合层13产生遮影效果的第一透明电极层11、第二透明电极层12，第二基体层50朝向电致变色层22的表面上、第三基体层40朝向离子存储层24的表面上分别镀附有使电致变色层22、电解质层23、离子存储层24共同作用下产生遮光效果的第一透明导电层21、第二透明导电层25。

第一基体层30、第二基体层50、第三基体层40可为玻璃制成或有机透明材料制成，其中的有机透明材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、透明硅胶等。

近晶相液晶混合层13由近晶相液晶、导电物和间隙子组成。近晶相液晶混合层13的厚度可保持在5μm～50μm之间。近晶相液晶为A类近晶相液晶有机化合物，如带硅氧基的化合物、四氰基四辛基联苯或四乙酸癸酯四氰基联苯中的任一或任几种的混合。导电物为带导电特性的无机纳米粒子、碳纳米管、石墨烯、碳酸钠或十六烷基三乙基溴化铵等含有导电离子的化合物。间隙子为具有一定直径的透明的绝缘纳米球状物或棒状物，如塑料球、硅球等。在实际设计时，还可在近晶相液晶混合层13内掺杂一定量的二色性染料，如淡黄色的偶氮基二色性染料。在本发明中，近晶相液晶混合层13属于已有层体，在这里不再加以详述。

第一透明电极层11、第二透明电极层12可以由导电金属氧化物制成，如氧化铟锡(ITO)、氧化氟锡(FTO)、氧化锌铝(AZO)等，也可由碳纳米管掺杂的聚合物分子材料等具备透明导电性能的有机材料、无机材料或复合材料制成，或者在上述任一种材料的基础上添加含铜、银、金、碳等金属或非金属中的任一种或任几种构成的导电材料制成。

电致变色层22为无机电致变色材料，可为氧化钨薄膜、氧化钼薄膜、氧化钛薄膜、氧化钨与氧化钼混合薄膜或氧化钨与氧化钛混合薄膜，薄膜厚度可保持在10埃到100纳米之间。电解质层23可由固体电解质材料制成。离子存储层24可为固态离子导电材料制成，固态离子导电材料为氧化坦、铌酸锂或氟化铝锂，离子存储层的厚度可保持在0.1μm～100μm之间。第一、第二透明导电层21、25可以是氧化铟锡(ITO)材料制成，也可以是碳纳米导电层、银纳米导电层。

在本发明中，电致变色层22、电解质层23、离子存储层24属于已有层体，在这里不加以详述。

在本发明中，近晶相液晶混合层13与第一、第二透明电极层11、12构成了第一调光复合层，电致变色层22、电解质层23、离子存储层24与第一、第二透明导电层21、25构成了第二调光复合层。

本发明还提出了一种对于上述多功能调光玻璃的制作方法，它包括步骤：

1)在第一基体层30的一表面上完成第一透明电极层11的镀附，在第三基体层40的一表面上完成第二透明导电层25的镀附，以及在第二基体层50的两个表面上分别完成第二透明电极层12、第一透明导电层21的镀附；

2)在第一透明导电层21上涂覆电致变色层22；

3)在电致变色层22上通过点胶、辊涂或狭缝式涂布的方式依次涂覆上电解质层23、离子存储层24，并在电解质层23和离子存储层24的边缘涂覆上边框胶；

4)通过真空硬对硬、软对硬或辊轮层压的方式在涂覆好的离子存储层24上贴合镀附有第二透明导电层25的第三基体层40；

5)通过UV固化或加热到100摄氏度～250摄氏度的方式对3)中的边框胶进行固化；

6)在第二透明电极层12上涂覆近晶相液晶混合层13，并在近晶相液晶混合层13的边缘涂覆上边框胶；

7)通过真空硬对硬、软对硬或辊轮层压的方式在涂覆好的近晶相液晶混合层13上贴合镀附有第一透明电极层11的第一基体层30；

8)通过UV固化或加热到100摄氏度～250摄氏度的方式对6)中的边框胶进行固化；

9)完成多功能调光玻璃的制作。

需要说明的是，本发明制作方法是通过对多种制作过程的反复试验而总结得出的，在本发明制作方法中，必须先对电致变色层22、电解质层23、离子存储层24进行涂覆，固化它们边缘处的边框胶后才能对近晶相液晶混合层13进行涂覆，这一先后顺序是不能颠倒的。但在实际制作中，为了省事，可能会同时进行第一、第二调光复合层的制作或者先制作第一调光复合层再制作第二调光复合层，这些图省事的做法使得近晶相液晶混合层13在涂覆电致变色层22、电解质层23、离子存储层24的时候受到影响，使得最终制作出的多功能调光玻璃的遮影质量受到一定程度上的影响。

本发明多功能调光玻璃可单独发挥遮影功能或遮光功能。

单独遮影时，通过对第一、第二透明导电层21、25上的直流电信号的控制，使第一调光复合层呈现全透明状态，从而通过对第一、第二透明电极层11、12上的脉冲信号的控制，使近晶相液晶混合层13中的近晶相液晶变为乱序排列形态，对外呈现雾状状态，实现遮影目的。当不遮影时，则在保持第一调光复合层呈现全透明状态的基础上，通过对第一、第二透明电极层11、12上的脉冲信号的控制，使近晶相液晶混合层13中的近晶相液晶变为规则排列形态，对外呈现全透明状态，从而去除遮影效果。

单独遮光时，通过对第一、第二透明电极层11、12上的脉冲信号的控制，使近晶相液晶混合层13中的近晶相液晶变为规则排列形态，对外呈现全透明状态，从而通过对第一、第二透明导电层21、25上的直流电信号的控制，使电致变色层22中的电致变色材料发生氧化还原反应以及使得离子进行迁移，对外呈现诸如深蓝色的暗状态，实现遮光目的。当不遮光时，则在保持近晶相液晶混合层13呈现全透明状态的基础上，通过对第一、第二透明导电层21、25上的直流电信号的控制，使电致变色层22中的电致变色材料、离子发生逆变化，对外呈现全透明状态，从而去除遮光效果。

本发明的重点在于同时具备遮影和遮光功能且遮影与遮光功能同时作用时产生的优良效果。当同时遮影和遮光时，通过对第一、第二透明导电层21、25上的直流电信号的控制，使电致变色层22中的电致变色材料发生氧化还原反应以及使得离子进行迁移，对外呈现诸如深蓝色的暗状态，实现遮光目的。然后再通过对第一、第二透明电极层11、12上的脉冲信号的控制，使近晶相液晶混合层13中的近晶相液晶变为乱序排列形态，对外呈现雾状状态，实现遮影目的。

需要提及的是，在实际使用中可以发现，本发明调光玻璃进行单独遮光时并不能实现完全的遮光，也就是全黑状态，而本发明调光玻璃进行单独遮影时只能遮蔽影像，不能遮蔽光线，以及不能遮蔽贴近调光玻璃的物体的影像或投影，即无法实现对贴近调光玻璃的物体的完全遮挡，换句话说，光线是可以透过调光玻璃的，与调光玻璃相距较远距离(诸如10cm以上)的物体是看不见的，但如果调光玻璃里面有照明光源的话，也是可以知晓存在上述与调光玻璃相距较远距离的物体的，但是，如果通过对遮光强度和遮影强度进行同时调节，在遮影与遮光功能共同作用下，本发明调光玻璃便可实现对贴近调光玻璃的物体进行完全的遮挡(遮影)，同时遮蔽光线，靠近调光玻璃的物体的影像或投影也被遮蔽了，充分保护了隐私，以及可以实现对光线的完全遮挡(遮光)，实现了单独遮光、单独遮影无法达到的效果。

关于近晶相液晶混合层13的驱动显示过程可参见专利号为200710175959.9的中国发明专利“一种电控调光介质”、专利号为200810102000.7的中国发明专利“电控调光介质”等中的相应描述来理解。关于电致变色层22、电解质层23、离子存储层24共同作用的调光过程为本领域的已知技术，不在这里详述。

本发明调光玻璃弥补了已有技术的不足，具有遮影、遮光以及同时遮影和遮光三种功能，在调节遮光强度的基础上通过调节遮影强度，可实现对贴近调光玻璃的物体的完全遮挡，充分保护隐私，以及实现对光线的完全遮挡，且遮影与遮光功能之间可互相切换单独使用。

以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种多功能调光玻璃，其特征在于：它包括依次层叠的第一基体层、近晶相液晶混合层、第二基体层、电致变色层、电解质层、离子存储层、第三基体层，第一基体层朝向近晶相液晶混合层的表面上、第二基体层朝向近晶相液晶混合层的表面上分别镀附有使近晶相液晶混合层产生遮影效果的第一、第二透明电极层，第二基体层朝向电致变色层的表面上、第三基体层朝向离子存储层的表面上分别镀附有使电致变色层、电解质层、离子存储层共同作用下产生遮光效果的第一、第二透明导电层，其中：当同时遮影和遮光时，通过对第一、第二透明导电层上的直流电信号的控制，使电致变色层中的电致变色材料发生氧化还原反应以及使离子迁移，对外呈现暗状态来实现遮光，然后通过对第一、第二透明电极层上的脉冲信号的控制，使近晶相液晶混合层中的近晶相液晶变为乱序排列形态，对外呈现雾状状态来实现遮影。

2.如权利要求1所述的多功能调光玻璃，其特征在于：

所述近晶相液晶混合层由近晶相液晶、导电物和间隙子组成。

3.如权利要求1所述的多功能调光玻璃，其特征在于：

所述电致变色层为氧化钨薄膜、氧化钼薄膜、氧化钛薄膜、氧化钨与氧化钼混合薄膜或氧化钨与氧化钛混合薄膜，所述电解质层由固体电解质材料制成，所述离子存储层为固态离子导电材料制成。

4.一种权利要求1或2或3所述的多功能调光玻璃的制作方法，其特征在于，它包括步骤：

1)在所述第一基体层的一表面上完成所述第一透明电极层的镀附，在所述第三基体层的一表面上完成所述第二透明导电层的镀附，以及在所述第二基体层的两个表面上分别完成所述第二透明电极层、所述第一透明导电层的镀附；

2)在所述第一透明导电层上涂覆所述电致变色层；

3)在所述电致变色层上通过点胶、辊涂或狭缝式涂布的方式依次涂覆上所述电解质层、所述离子存储层，并在所述电解质层和所述离子存储层的边缘涂覆上边框胶；

4)通过真空硬对硬、软对硬或辊轮层压的方式在涂覆好的所述离子存储层上贴合镀附有所述第二透明导电层的所述第三基体层；

5)通过UV固化或加热到100摄氏度～250摄氏度的方式对3)中的边框胶进行固化；

6)在所述第二透明电极层上涂覆所述近晶相液晶混合层，并在所述近晶相液晶混合层的边缘涂覆上边框胶；

7)通过真空硬对硬、软对硬或辊轮层压的方式在涂覆好的所述近晶相液晶混合层上贴合镀附有所述第一透明电极层的所述第一基体层；

8)通过UV固化或加热到100摄氏度～250摄氏度的方式对6)中的边框胶进行固化；

9)完成所述多功能调光玻璃的制作。