CN113703206B - 调光玻璃及调光模组 - Google Patents

Abstract

一种调光玻璃，包括：调光结构以及设置于调光结构一侧的节能功能层，调光结构包括第一极板、第二极板以及夹设在第一极板和第二极板之间的液晶层，节能功能层包括依次设置于调光结构的第二极板远离液晶层一侧的透明导电膜和至少一个金属层，金属层、透明导电膜和第二极板电连接。

Description

调光玻璃及调光模组

技术领域

本公开实施例涉及但不限于显示技术领域，尤指一种调光玻璃及调光模组。

背景技术

液晶调光玻璃响应速度快、雾度低且属于中性色调光，已逐渐应用于建筑、交通等领域。一些技术中，调光玻璃由整面的透明导电膜作为电极，通过电压控制液晶的转动进而带动染料的转动，转动角度随施加电压的变化而变化，从而造成透过率的变化。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

第一方面，本公开实施例提供了一种调光玻璃，包括：调光结构以及设置于所述调光结构一侧的节能功能层，所述调光结构包括第一极板、第二极板以及夹设在所述第一极板和第二极板之间的液晶层，所述节能功能层包括依次设置于所述调光结构的所述第二极板远离所述液晶层一侧的透明导电膜和至少一个金属层，所述金属层、所述透明导电膜和所述第二极板电连接。。

第二方面，本公开实施例提供了一种调光模组，包括如上所述的调光玻璃。

本公开实施例提供的调光玻璃，通过将第二极板与透明导电膜和金属层电连接，电信号从输入端传输到输出端需要时间更短，减小了输出端和输入端的信号差异以及输出信号的延迟，使调光玻璃的显示更均匀。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为一示例中调光玻璃的剖视图；

图2为一示例中调光玻璃的通孔位置的平面示意图；

图3为一示例中调光玻璃的透过率模拟曲线；

图4为另一示例中调光玻璃的节能功能层的剖视图；

图5为包含图4中节能功能层的调光玻璃的透过率模拟曲线；

图6为一示例中调光模组的结构示意图。

具体实施方式

本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或科学术语为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。本公开中，“多个”可以表示两个或两个以上的数目。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“耦接”、“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“电连接”包括构成要素通过具有某种电作用的元件连接在一起的情况。“具有某种电作用的元件”只要可以进行连接的构成要素间的电信号的授受，就对其没有特别的限制。“具有某种电作用的元件”的例子不仅包括电极和布线，而且可以包括晶体管等开关元件、电阻器、电感器、电容器、其它具有一种或多种功能的元件等。

在本说明书中，第一极可以为漏电极、第二极可以为源电极，或者第一极可以为源电极、第二极可以为漏电极。在使用极性相反的晶体管的情况或电路工作中的电流方向变化的情况等下，“源电极”及“漏电极”的功能有时互相调换。因此，在本说明书中，“源电极”和“漏电极”可以互相调换。

在附图中，有时为了明确起见，夸大表示了构成要素的大小、层的厚度或区域。因此，本公开的一个方式并不一定限定于该尺寸，附图中每个部件的形状和大小不反映真实比例。此外，附图示意性地示出了理想的例子，本公开的一个方式不局限于附图所示的形状或数值等。

为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了部分已知功能和已知部件的详细说明。本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

随着国家的发展、社会进步以及“碳中和”概念的提出，对于节能的要求越来越高。期望建筑玻璃或者汽车玻璃等能够具有一定的隔热性，从而减少玻璃内外侧的热量交互，有助于减少冬季供暖或者夏季使用空调时的碳排放。随着调光玻璃(或者说染料液晶调光玻璃)的大范围应用，人们发现调光玻璃仅在可见光波段具有良好的调光效果，在近红外波段的屏蔽作用很弱，难以隔绝外界的红外辐射。为了增强调光玻璃的节能效果，往往会在调光玻璃的一侧设置低辐射(Low-E)膜层。而随着调光玻璃逐渐应用于大尺寸幕墙、车窗等领域，充电不均带来的显示不均问题不容小觑。在调光玻璃施加电压时间过长后，液晶中的离子会聚集在上下基板，造成撤电黑斑等不良现象。为避免这种不良，调光玻璃一般采用交流电压驱动，并且需要不断提高调光玻璃的驱动频率。而随着驱动频率的增加，上下基板间的电压差与远离上下基板两侧位置的电压差之间的差值也会越来越大，使得调光玻璃的尺寸越大，充电不均的问题就愈严重，透过率差别就越明显，影响用户体验。

本公开实施例提供一种调光玻璃，包括调光结构以及设置于调光结构一侧的节能功能层，调光结构包括第一极板、第二极板以及夹设在第一极板和第二极板之间的液晶层，节能功能层包括依次设置于调光结构的第二极板远离液晶层一侧的透明导电膜和至少一个金属层，金属层、透明导电膜和第二极板电连接。

本公开实施例中，在调光结构一侧设置包括透明导电膜和金属层的节能功能层，调光结构能够调节可见光透过率，节能功能层能够屏蔽红外光，二者配合下增强了调光玻璃的节能性，有助于实现节能减排。金属层的电阻更小、电导率更高，将第二极板与透明导电膜和金属层电连接，能够使第二极板的电极上的电信号迅速传导至金属层，电信号从输入端传输到输出端需要时间更短，不仅响应速度更快，也使得分散在电极上的点状信号变为金属层上的线状信号，减小了输出端和输入端的信号差异以及输出信号的延迟，提升了调光玻璃的充电均匀性，使调光玻璃的显示更均匀。

在一些示例性实施方式中，第二极板包括第二基板以及设置在第二基板上的第二电极层，第二电极层靠近液晶层；金属层、透明导电膜和第二极板电连接，包括：通过至少一个通孔贯通第二基板，金属层、透明导电膜通过通孔与第二电极层电连接。

在一些示例性实施方式中，通孔的孔壁涂覆有导电材料，或者，在通孔中填充有导电材料。通过在通孔的孔壁中涂覆导电材料，或者在通孔中填充导电材料，可以实现金属层、透明导电膜与第二电极层的电连接。本公开实施例对金属层、透明导电膜与第二电极层通过通孔实现电连接的形式不作限制。

在一些示例性实施方式中，通孔可以设置为分体形式的通孔，例如可以包括：贯通金属层、透明导电膜的第一通孔和贯通第二电极层的第二通孔，第二通孔也可以贯通第二极板，第一通孔和第二通孔对齐设置。可以分别在第二极板和节能功能层的对应位置上打孔，或者分别在每个膜层的对应位置上打孔，在组合后使这些分体形式的通孔对齐即可。

在一些示例性实施方式中，通孔可以设置为一体形式的通孔，例如可以包括：贯通金属层、透明导电膜和第二电极层的第三通孔，第三通孔也可以贯通第二极板。该一体形式的通孔，可以在调光玻璃制备之后再打孔，打孔次数更少。或者，该一体形式的通孔，可以是先在第二极板的第二基板上打孔，然后在打孔后的第二基板上依次沉积对应的膜层，这种方式使得在沉积膜层的过程中即可在各个膜层上形成通孔，不需要再次打孔。这种方式便于控制打孔的深度，当膜层之间的厚度很薄时，也能够增加打孔的成功率，避免破坏膜层。

可以根据需要设置通孔的深度、数量和形状，本公开实施例对此不作限制。

在一些示例性实施方式中，导电材料为导电银胶。

在一些示例性实施方式中，调光玻璃在平面上包括调光显示区和位于调光显示区外侧的周边区域，通孔位于周边区域。

在本实施方式中，通孔的位置例如可以设置在框胶外侧区域。

在一些示例性实施方式中，节能功能层可以为单层金属层结构、双层金属层结构或者多层金属层结构，可以根据需要设置节能功能层包含的金属层数量。

本实施方式中，通过控制节能功能层的厚度及种类，可以保证快速响应，而且可以更好地发挥金属层的低辐射特性。

在一些示例性实施方式中，节能功能层可以为低辐射膜，例如可以为单银低辐射膜，或者双银低辐射膜，或者三银低辐射膜。

在一些示例性实施方式中，透明导电膜的厚度可以为50nm至150nm。透明导电膜的材料可以是氧化铟锡(ITO)、铝掺杂的氧化锌(AZO)等，ITO的厚度增大时，对可见光透过率会有所下降。

在一些示例性实施方式中，金属层的厚度可以为5nm至20nm。当金属层的厚度在20nm以下时，对光的吸收和反射都会减少；而超过20nm时，就会达到块状金属材料的性能，节能性能不再增加，并且可见光的透过率降低。金属层可以采用金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)等材料制备。

在一些示例性实施方式中，节能功能层还包括依次设置在金属层远离透明导电膜一侧的阻挡层和介质层。

在节能功能层还包括阻挡层和介质层的情况下，通孔还可以贯通阻挡层和介质层，即，上述实施例中的第一通孔或第三通孔可以贯通阻挡层和介质层。

在一些示例性实施方式中，介质层能够提高金属层与透明导电膜表面的附着力，同时兼有调节节能功能层的光学性能和颜色的作用。介质层可以是氧化钛(TiO₂)、氧化硅(SiO₂)、氧化锌(ZnO)、氮化硅(Si₃N₄)、铝掺杂的氧化锌(AZO)等材料制备的膜层，介质层的厚度可以为30-100nm。

在一些示例性实施方式中，阻挡层能够防止在反应溅射外介质层时金属层被氧化，能够提高金属和外层介质层的结合率，防止金属膜在溅射过程中凝结成块。阻挡层可以是镍铬(NiCr)合金、铬(Cr)、钛(Ti)等合金或金属制备的膜层，阻挡层的厚度可以为1nm至10nm。

下面以一示例对本公开实施例的调光玻璃进行说明。

图1所示为一种调光玻璃的剖视图。调光玻璃包括调光结构1和节能功能层2。调光结构1包括相对设置的第一极板、第二极板以及设置在第一极板和第二极板之间的液晶层104；其中，第一极板包括：第一基板101以及依次设置在第一基板101上的第一电极层102和第一取向层103，第一取向层103面对液晶层104。第二极板包括：第二基板107以及依次设置在第二基板107上的第二电极层106和第二取向层105，第二取向层105面对液晶层104。液晶层104可以为染料液晶层，可以包括液晶分子1041和二向色性染料分子1042。节能功能层2包括：依次设置在第二基板107的远离液晶层一侧的透明导电膜201、金属层202、阻挡层203和介质层204。本示例中，透明导电膜201的材料可以为氧化铟锡，厚度可约为52nm，金属层202的材料可以为金属银，厚度可约为15nm，阻挡层203的材料可以为金属钛，厚度可约为2nm，介质层204的材料可以为氮化硅，厚度可约为50nm。图1中，通孔205贯通第二极板、透明导电膜201、金属层202、阻挡层203和介质层204，通孔205的孔壁涂覆有导电银胶，使第二电极层106、透明导电膜201与金属层202相连通。图1中的通孔205可以看成由贯通透明导电膜201、金属层202、阻挡层203和介质层204第一通孔、以及贯通第二极板的第二通孔对齐后形成。本示例以处于暗态状态的调光玻璃为例进行说明，液晶分子1041和二向色性染料分子1042的长轴方向平行于第一基板101所在平面；当调光玻璃为亮态状态时，液晶分子1041和二向色性染料分子1042的长轴方向将垂直于第一基板101所在平面。

本示例中的节能功能层包括单个金属层，形成了包括第二电极层106、第二基板107、透明导电膜201、金属层202的导电结构，能够解决大尺寸调光玻璃的显示不均的问题，并有助于实现节能减排。

图2所示为调光玻璃的通孔位置的平面示意图。如图2所示，调光玻璃在平面上包括调光显示区207和位于调光显示区外侧的周边区域208，多个通孔205位于周边区域208。在本示例中，调光显示区207可以为矩形，多个通孔205可以均匀分布在调光显示区207三侧的周边区域208，多个通孔205在调光玻璃所在平面的正投影形状可以为圆形，相邻通孔之间的间距可以相同。框胶206可以为调光显示区207和周边区域208的分界线，多个通孔205设置在框胶206的外侧区域。第一电极柱108与第一电极层102连接，第二电极柱109与第二电极层106连接，能够向对应的电极层供电。

图3为本示例中调光玻璃的透过率模拟曲线。图3的横坐标为波长(Wavelength)，单位为纳米(nm)，纵坐标为透过率(Transmittance)，是百分制的数值。从图3中可以看出，本示例中的调光玻璃对近红外光线的透过率低于70％，具有很好的屏蔽效果。

图4为另一示例中调光玻璃的节能功能层的剖视图。本示例中的节能功能层包括双层金属层。节能功能层包括依次设置在调光结构的第二极板300上的透明导电膜301、第一金属层302、第一阻挡层303、第一介质层304、第二金属层305、第二阻挡层306和第二介质层307。本示例中，透明导电膜301的材料可以为氧化铟锡，厚度约为52nm，第一金属层302的材料可以为金属银，厚度约为8nm，第一阻挡层303的材料可以为金属钛，厚度约为2nm，第一介质层304的材料可以为氧化钛，厚度约为30nm，第二金属层305的材料可以为金属银，厚度约为10nm，第二阻挡层306的材料可以为金属钛，厚度约为2nm，第二介质层307的材料可以为氮化硅，厚度约为40nm。图4中设置有贯通节能功能层和第二极板300的第三通孔308，第三通孔308的孔壁涂覆有导电银胶，使第二电极层、透明导电膜301与金属层302相连通。

图5为包含图4中节能功能层的调光玻璃的透过率模拟曲线。图5的横坐标为波长(Wavelength)，单位为纳米(nm)，纵坐标为透过率(Transmittance)，是百分制的数值。从图5中可以看出，本示例中的调光玻璃对近红外光线的透过率低于60％，相比于包含单个金属层的调光玻璃，本示例中包含双层金属层的调光玻璃对红外光线的屏蔽效果更好。

本公开实施例还提供了一种调光模组，包括：上述任一实施例中的调光玻璃。

本公开实施例的调光模组例如可以是中空玻璃等总成玻璃，可以应用于建筑、交通等领域。

在一些示例性实施方式中，调光模组包括：第一基底、上述任一实施例中的调光玻璃、第二基底以及一层或多层密封层。第一基底和第二基底相对设置，第一基底和第二基底通过密封层固定，第一基底和第二基底之间形成有隔热空间，调光玻璃设置在隔热空间内。

在一些示例性实施方式中，隔热空间内充有气体。

在一些示例性实施方式中，密封层包括第一密封层和第二密封层。

在一些示例性实施方式中，第一基底与密封层、调光玻璃之间可以采用粘合剂进行固定。

下面以一示例说明本公开实施例中的调光模组。

如图6所示，本示例的调光模组包括：第一基底401、上述任一实施例中的调光玻璃403、第二基底405以及第一密封层406和第二密封层407。第一基底401和第二基底405相对设置，第一基底401和第二基底405通过第一密封层406和第二密封层407固定，第一基底401和第二基底405之间形成有隔热空间404，调光玻璃403设置在隔热空间404内，隔热空间404内充有气体。该气体可以为惰性气体，或者例如空气、氪气和氙气等一种或多种气体的混合气体。第一基底401与第一密封层406、第二密封层407和调光玻璃403之间可以采用粘合剂402进行固定。本示例中，第一基底401、第二基底405可以设置为钢化玻璃或夹胶玻璃；粘合剂402可以设置为聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，第一密封层406可以设置为热塑胶，第二密封层407可以设置为热固胶。隔热空间404中可以根据需要选择气体进行填充，在填充气体时，可以先将隔热空间404抽至真空，然后填充气体。

在作为建筑玻璃使用时，调光模组的第一基底401可以设置为室外侧，第二基底405可以设置为室内侧。

在本公开实施例的描述中，术语“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

虽然本公开所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本公开而采用的实施方式，并非用以限定本公开。任何本公开所属领域内的技术人员，在不脱离本公开所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本公开的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种调光玻璃，其特征在于，包括：调光结构以及设置于所述调光结构一侧的节能功能层，所述调光结构包括第一极板、第二极板以及夹设在所述第一极板和第二极板之间的液晶层，所述第二极板包括第二基板以及设置在所述第二基板上的第二电极层，所述第二电极层靠近所述液晶层；所述节能功能层包括依次设置于所述调光结构的所述第二极板远离所述液晶层一侧的透明导电膜和至少一个金属层，所述金属层、所述透明导电膜和所述第二电极层通过至少一个通孔电连接；

所述通孔贯通所述金属层、所述透明导电膜和所述第二极板；所述通孔的孔壁涂覆有导电材料，或者，所述通孔中填充有导电材料。

2.根据权利要求1所述的调光玻璃，其特征在于，所述通孔包括在垂直于所述第二极板的方向上相互对齐的第一通孔和第二通孔；所述第一通孔贯通所述金属层和所述透明导电膜；所述第二通孔贯通所述第二电极层。

3.根据权利要求1所述的调光玻璃，其特征在于，所述调光玻璃包括调光显示区和位于所述调光显示区外侧的周边区域，所述通孔位于所述周边区域。

4.根据权利要求1所述的调光玻璃，其特征在于，所述节能功能层还包括依次设置在所述金属层远离所述透明导电膜一侧的阻挡层和介质层。

5.根据权利要求4所述的调光玻璃，其特征在于，所述节能功能层包括依次设置于所述调光结构的所述第二极板远离所述液晶层一侧的所述透明导电膜、第一金属层、第一阻挡层、第一介质层、第二金属层、第二阻挡层和第二介质层。

6.根据权利要求1所述的调光玻璃，其特征在于，所述金属层的厚度为5nm至20nm。

7.根据权利要求1所述的调光玻璃，其特征在于，所述透明导电膜的厚度为50nm至150nm。

8.一种调光模组，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的调光玻璃。

9.根据权利要求8所述的调光模组，其特征在于，所述调光模组还包括：第一基底、第二基底以及密封层；所述第一基底和所述第二基底相对设置，所述第一基底和所述第二基底通过密封层固定，所述第一基底和所述第二基底之间形成有隔热空间，所述调光玻璃设置在所述隔热空间内。

10.根据权利要求9所述的调光模组，其特征在于，所述隔热空间内充有气体。