CN204855991U - 一种柔性调光器件及含有该器件的透光量可调节窗 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光电技术领域，具体涉及一种柔性调光器件及含有该器件的透光量可调节窗，柔性调光器件由上至下依次包括第一柔性透明基板层、第一透明导电层、聚合物分散液晶层、第二透明导电层、第二柔性透明基板层，所述第一透明导电层连接有第一金属箔，所述第二透明导电层连接有第二金属箔，所述第一金属箔连接有第一导引线，所述第二金属箔连接有第二导引线。本实用新型解决了现有技术中存在的普通调光玻璃对曲面玻璃的吻合度要求较高且厚度较厚，以及一般调光器件不能适用于不规则曲面玻璃的技术问题，本实用新型提供了一种新型可粘贴于不规则曲面的电致变色调光器件。该调光器件厚度较薄，结构简单，易于安装，制造成本较低。

Description

一种柔性调光器件及含有该器件的透光量可调节窗

技术领域

本实用新型涉及光电技术领域，具体涉及一种柔性调光器件及含有该器件的透光量可调节窗。

背景技术

随着环保、节能日益受到重视，能源的合理利用、节能产品的研制和开发取得了很大进展。在这种背景下，80年代前期，C.M.Lampert等人首先提出将电致变色材料应用于建筑物、汽车、飞机等节能采光系统中，形成能动态调节太阳辐射能透过率的“智能窗”(smartwindow)。其中聚合物分散液晶(PDLC)基透明窗已成为智能窗产品的主流。聚合物分散液晶(PDLC)是微米级液晶颗粒分布在聚合物网络中形成的光电复合材料。由断电切换至通电状态下，PDLC由模糊到清晰的响应时间为千分之一秒，并且其工作电压只有数十伏。采用PDLC材料的智能窗既具有一定的节能型又具有装饰效果，是其他智能窗不能比拟的。

传统PDLC基智能窗采用具有高透明导电性的溅射铟锡氧(ITO)薄膜作为电极层，当在PDLC的两侧透明电极上加上适当的电压，即可控制PDLC的透明度，淀积层的面电阻直接影响到PDLC基智能窗的响应时间。但随着传统PDLC基智能窗的应用需求日益增长，ITO透明电极在智能窗中所占的成本逐渐成为一个严重的问题。这不仅是由于ITO透明电极中的“铟”价格较高，设备维护及能源消耗成本较大，更主要的是当需要生产大尺寸面积的智能窗时，对大型溅射设备、ITO靶材、薄膜均匀性的要求很高，严重提高了成本。此外，曲面玻璃的PDLC基智能窗对ITO溅射设备以及玻璃制造技术要求更高。

由此可见，能否发明出一种PDLC基调光器件，不仅成本低、易于安装，并且能适用于一般的不规则曲面玻璃，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术中存在的普通调光玻璃对曲面玻璃的吻合度要求较高且厚度较厚，以及一般调光器件不能适用于不规则曲面玻璃的技术问题，提供了一种新型可粘贴于不规则曲面的电致变色调光器件，具体涉及一种柔性调光器件及含有该器件的透光量可调节窗。

为了达到上述技术效果，本实用新型的技术方案包括：

一种柔性调光器件，由上至下依次包括第一柔性透明基板层、第一透明导电层、聚合物分散液晶层、第二透明导电层、第二柔性透明基板层，所述第一透明导电层连接有第一金属箔，所述第二透明导电层连接有第二金属箔，所述第一金属箔连接有第一导引线，所述第二金属箔连接有第二导引线。

进一步的，所述第一柔性透明基板层和第二柔性透明基板层均为聚二甲基硅氧烷层或聚乙烯聚合物层中的任一种。

进一步的，所述第一透明导电层和第二透明导电层均为银纳米线薄膜层。

进一步的，所述聚合物分散液晶层为含有石英微粒的聚合物分散液晶层。

进一步的，在所述第一柔性透明基板层、第一透明导电层和聚合物分散液晶层的侧边设置有第一封装件，在所述第二柔性透明基板层、第二透明导电层和聚合物分散液晶层的侧边设置有第二封装件，所述第二封装件与第一封装件相对设置。

进一步的，所述聚合物分散液晶层厚度取决于石英微粒的直径。进一步的，所述第一柔性透明基板层和第二柔性透明基板层的厚度均为0.5～2.0mm。

一种透光量可调节窗，包括透明玻璃，所述透明玻璃内部或内侧粘贴有柔性调光器件，所述柔性调光器件为上述的柔性调光器件。

进一步的，所述的透明玻璃为平面透明玻璃或不规则曲面结构透明玻璃。

本实用新型的有益效果包括：

1、由于本实用新型采用具有可拉伸能力的柔性透明基板以及银纳米线透明导电层进行组合层叠，使得该调光器件通过适量拉伸可以贴合于不规则曲面。相对现有普通调光玻璃，该调光器件只需要粘贴于普通玻璃上，接入合适电压即可以实现调光功能。该调光器件厚度较薄，结构简单，制造成本较低。

2、本实用新型器件采用银纳米线薄膜层作为透明导电层进行层叠，相比传统的溅射铟锡氧(ITO)透明导电薄膜，由随机分布的银纳米线构成的金属纳米线薄膜除了优秀的透明导电性，还具有抗弯曲抗拉伸的柔性能力，在柔性光电子器件上具有广泛的应用前景。

3、本实用新型器件采用含有石英微粒的聚合物分散液晶层进行层叠，防止了在贴合曲面过程中导致第一导电层和第二导电层接触的问题。

4、本实用新型器件还设置有封装件，使得第一导电层与第二导电层的重叠部分之间形成封闭区间，以容纳聚合物分散液晶层。封装件还覆盖了第一导电层与第二导电层暴露在外的部分，防止水气、氧气进入，有效避免透明导电层被氧化。

附图说明

图1所示为本实用新型一种柔性调光器件截面示意图。

图2所示为本实用新型一种柔性调光器件俯视图。

图3所示为本实用新型一种柔性调光器件仰视图。

1-第一柔性透明基板层、2-第一透明导电层、3-聚合物分散液晶层、31-石英微粒、4-第二透明导电层、5-第二柔性透明基板层、6-第一金属箔、7-第二金属箔、8-第一导引线、9-第二导引线、10-第一封装件、11-第二封装件。

具体实施方式

下文将结合具体附图详细描述本实用新型具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。

实施例

如图1～3所示：

一种柔性调光器件，由上至下依次包括第一柔性透明基板层1、第一透明导电层2、聚合物分散液晶层3、第二透明导电层4、第二柔性透明基板层5，所述第一透明导电层2连接有第一金属箔6，所述第二透明导电层4连接有第二金属箔7，所述第一金属箔6连接有第一导引线8，所述第二金属箔7连接有第二导引线9。

所述第一柔性透明基板层1和第二柔性透明基板层5均为聚二甲基硅氧烷层或聚乙烯聚合物层中的任一种。

所述第一透明导电层2和第二透明导电层4均为银纳米线薄膜层。

所述聚合物分散液晶层3为含有石英微粒31的聚合物分散液晶层3。

聚合物分散液晶层3中的石英微粒31的主要作用是防止第一透明导电层2和第二透明导电层4接触，是类似“垫片”的间隔装置。聚合物分散液晶层3的厚度的决定因素之一为石英微粒31的直径。石英微粒31的直径可以200-300μm，但为了保证液晶层的厚度均匀，要求石英微粒31直径相差不超过±5％。分散密度为1平方毫米面积分布1个石英微粒31。

在所述第一柔性透明基板层1、第一透明导电层2和聚合物分散液晶层3的侧边设置有第一封装件10，与第一封装件10相对，在所述第二柔性透明基板层5、第二透明导电层4和聚合物分散液晶层3的侧边设置有第二封装件11。

所述聚合物分散液晶层3厚度的决定因素之一为二氧化硅微粒直径。

所述第一柔性透明基板层1和第二柔性透明基板层5的厚度均为0.5～2.0mm，优选地，所述第一柔性透明基板层1和第二柔性透明基板层5的厚度为1mm。

一种透光量可调节窗，包括透明玻璃，所述透明玻璃内部或内侧粘贴有柔性调光器件，所述柔性调光器件为上述的柔性调光器件。

所述的透明玻璃为不规则曲面结构透明玻璃。

在具体实施过程中，第一柔性透明基板层1、第二柔性透明基板层5根据需要进行裁剪，长度应小于待粘贴的玻璃曲面长度5mm，宽度等于曲面的宽度。第一柔性透明基板层1、第二柔性透明基板层5是具有可拉伸能力的柔性透明基板，基板材质可以是聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚乙烯聚合物中的一种，厚度为1mm左右。

第一透明导电层2和第二透明导电层4基材为银纳米线薄膜，主要起到导电作用。银纳米线薄膜用“迈耶棒”(Mayerrod)方法分别沉积在第一柔性透明基板层1和第二柔性透明基板层5上，“迈耶棒”方法通过机械按压可以使银纳米线结被焊接，很大程度上改善银纳米线薄膜的导电性能，也可以使银纳米线薄膜更好的粘附在基板表面。相比溅射铟锡氧透明导电薄膜，银纳米线薄膜采用在拉伸状态下，也具有的良好的透明导电性能。为了方便的调节该调光器件的透明度，所述的第一柔性透明基板层1(已镀有第一透明导电层2)、第二柔性透明基板层5(已镀有第二透明导电层4)的透过率优选为88％以上。在使用过程中，第一透明导电层2和第二透明导电层4通过金属箔及导电引线与外部控制电路连接，从而在所述聚合物分散液晶层3上施加一定的电压，进而可以根据需要使聚合物分散液晶层3在透明和半透透明之间转变。

金属箔的宽度应小于5mm，且采用不易氧化导电性好的金属，如铜箔。

一种透光量可调节窗的制备方法包括以下步骤：

步骤一：将两张聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜按照曲面玻璃图纸，裁剪成左右略小于曲面玻璃5mm，上下与曲面玻璃边缘相同的形状和大小，依次在丙酮、甲醇和超纯水中超声清洗，每次清洗时间为10min左右，然后用氮气吹干，得到第一柔性透明基板层1和第二柔性透明基板层5。

步骤二：在两张清洗后PDMS膜上用“迈耶棒”镀膜方法沉积均匀的银纳米线薄膜，得到两张镀有银纳米线透明导电层的柔性衬底，即得到第一透明导电层2和第二透明导电层4。并保证透过率在88％以上，薄膜电阻在50Ω/sq以下。在两个透明导电层的一侧涂覆导电银浆，将两个铜箔分别贴合在两个导电层上。将衬底一侧的金属箔放在加热台上，使表面温度保持在90℃约30分钟，使导电浆料固化，停止加热。将器件的另一侧金属箔也进行相同操作。取出样品，空气中自然冷却。最后从铜箔上各接出一根导电引线。

步骤三：在聚合物分散液晶中掺入少量直径约为220μm微米的二氧化硅微粒，二氧化硅微粒与PDLC的质量比为1∶500，充分搅拌，得到均匀分散有二氧化硅微粒的聚合物分散液晶混合液。将该混合液喷涂在第二透明导电层2上，再把步骤二得到的柔性衬底轻压在聚合物分散液晶混合液上，第一透明导电层2与第二透明导电层4相对放置，上下边缘重合，且左右各错开略多于5mm，使铜箔不会被盖住。

步骤四：采用封装件将调光器件的四侧边缘胶合，使聚合物分散液晶层被封装。

步骤五：将丙烯酸酯胶粘剂涂在待粘贴的玻璃上，再把柔性调光器件铺在曲面玻璃上，用软胶的刮板将器件贴合在曲面玻璃上。粘贴方法与普通汽车贴膜类似。

本实用新型采用具有可拉伸能力的柔性透明基板以及银纳米线透明导电层进行组合层叠，使得该调光器件通过适量拉伸可以贴合于不规则曲面。相对现有普通调光玻璃，该调光器件只需要粘贴于普通玻璃上，接入合适电压即可以实现调光功能。该调光器件厚度较薄，结构简单，制造成本较低。

上述详细说明是针对实用新型的可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型的等效实施或变更，均应当包含于本实用新型的专利范围内。

另外，本领域技术人员还可在本实用新型权利要求公开的范围和精神内做其它形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本实用新型精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种柔性调光器件，其特征在于，由上至下依次包括第一柔性透明基板层、第一透明导电层、聚合物分散液晶层、第二透明导电层、第二柔性透明基板层，所述第一透明导电层连接有第一金属箔，所述第二透明导电层连接有第二金属箔，所述第一金属箔连接有第一导引线，所述第二金属箔连接有第二导引线，所述第一透明导电层和第二透明导电层均为银纳米线薄膜层。

2.根据权利要求1所述的一种柔性调光器件，其特征在于，所述第一柔性透明基板层和第二柔性透明基板层均为聚二甲基硅氧烷层或聚乙烯聚合物层中的任一种。

3.根据权利要求1所述的一种柔性调光器件，其特征在于，所述聚合物分散液晶层为含有石英微粒的聚合物分散液晶层。

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种柔性调光器件，其特征在于，在所述第一柔性透明基板层、第一透明导电层和聚合物分散液晶层的侧边设置有第一封装件，在所述第二柔性透明基板层、第二透明导电层和聚合物分散液晶层的侧边设置有第二封装件，所述第二封装件与第一封装件相对设置。

5.根据权利要求1所述的一种柔性调光器件，其特征在于，所述第一柔性透明基板层和第二柔性透明基板层的厚度均为0.5～2.0mm。

6.一种透光量可调节窗，包括透明玻璃，其特征在于，所述透明玻璃内部或内侧粘贴有柔性调光器件，所述柔性调光器件为权利要求1～5任一项所述的柔性调光器件。

7.根据权利要求6所述的一种透光量可调节窗，其特征在于，所述的透明玻璃为不规则曲面结构透明玻璃。