TWM521197U

TWM521197U - 感應式高分子分散液晶智慧窗裝置

Info

Publication number: TWM521197U
Application number: TW105200352U
Authority: TW
Inventors: Fu-Tien Ku; Shiou-Ming Liu; Yu-Yang Chang
Original assignee: Nanobit Tech Co Ltd
Priority date: 2016-01-11
Filing date: 2016-01-11
Publication date: 2016-05-01
Also published as: CN205581463U

Description

感應式高分子分散液晶智慧窗裝置

本創作係有關一種高分子分散液晶(PDLC)智慧窗裝置，尤其是一種結合感應控制變化之智慧窗裝置。

一種習用的高分子分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal; PDLC)，利用異方性液晶微滴均勻分布於高分子中，典型的如正介異方性液晶在常態下，該液晶均勻分散散布於環境高分子間，各該異方性液晶微滴無特定指向分布，此時經由異方性液晶微滴之光透射出來與環境高分子折射率無法匹配，則入射光會受到很多介面存在，光線嚴重散射，光透過率低，若提供一特定電場藉由該電場之形成，正介異方性液晶微滴會沿電場順向排列，此時透過正介異方性液晶之光與環境高分子可以同向匹配，大部分光可以順向穿透，光透過率提高，藉此原理將利用透光的導電玻璃或軟性導電塑料將PDLC封裝於其中，利用電場的變化(開關)，可以使該軟性膠片呈現透明或不透明的效果即市場常稱之謂智能(智慧)窗(Smart Windows)。如，應用於綠能建材如室外型窗戶之智慧化遮光控制或是室內隱私需要之光學透過控制。

配合環境的應用需求可以利用透明導電膠片的導電層的電路設計，使智能窗可以進行自動化的透光控制，因此可以將透光控制機制加以改良以增加提升操作便利性。

據此，本創作主要目的，在於提供一種結合PDLC智慧窗與感應單元結合之感應式PDLC智慧窗裝置，用以提供自動感應控制PDLC智慧窗透光變化之應用。如，本裝置用於透明門窗時，平時未做動時該智慧窗為不透光(不透明狀態)，而當有人靠近該智慧窗時感應單元感應到人之靠近可以驅動該智慧窗成透光透明狀態，如此，可以應用於商業大門或商品櫃門窗，提供平時無人靠近狀態時之隱密或防止日曬效果，而當有人接近時可以提供透光了解內部狀態或商品展示之效果。

本創作之另一目的，在於提供一種感應式PDLC智慧窗裝置，係結合一可控制透光之PDLC複合層、一控制單元、一感應單元，提供一利用感應控制使該PDLC智慧窗可以自動感應透光變化之效果。

本創作之再一目的，係提供一種與透光結構結合之感應式PDLC智慧窗裝置，其中可將PDLC層進一步以一光學膠合層與上透光層及下透光層進一步貼合或膠合為一複合層結構。

為達上述之目的，本創作提供一種感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，包括：一高分子分散液晶複合層、一控制單元及一感應單元。該控制單元係與該高分子分散液晶複合層電性連結。該感應單元係與該控制單元電性連結。以該感應單元未偵測到人或物接近，該感應單元不啟動該控制單元，該高分子分散液晶複合層不被啟動，使該高分子分散液晶複合層呈現不透光狀態；當該感應單元偵測到人或物接近，該感應單元啟動該控制單元，使該高分子分散液晶複合層被啟動，使該高分子分散液晶複合層呈現透光狀態，或部分透光訊息顯示。

在本創作之一實施例中，為使該高分子分散液晶複合層更可應用於各種環境及增加該材料的耐候性，於該高分子分散液晶複合層之表面可以增設一光學膠合層、一上透光層、一下透光層。該光學膠合層係以包覆該高分子分散液晶複合層。該上透光層係設於該光學膠合層的一側面上。該下透光層係設於該光學膠合層的另一側面上。

在本創作之一實施例中，該高分子分散液晶複合層，包含：一上透明基板、一下透明基板、一上透明導電層、一下透明導電層及一高分子分散液晶層。該上透明基板的一側面具有一上硬化層。該上透明導電層與該控制單元電性連結設於該上硬化層的一側面上。該下透明基板的一側面具有一下硬化層。該下透明導電層與該控制單元電性連結，且設於該下硬化層一側面上與該上透明導電層相對應。該高分子分散液晶層設於該上透明導電層與該下透明導電層間。

在本創作之一實施例中，該上透明基板、該下透明基板為透光塑料或透光玻璃基板。

在本創作之一實施例中，該透光塑料為聚乙烯對苯二甲酸酯、聚乙烯、聚醯亞胺、尼龍、聚氨酯或壓克力塑料。

在本創作之一實施例中，該上透明基板、該下透明基板厚度為10um~500um。

在本創作之一實施例中，該上硬化層、該下硬化層為壓克力、環氧樹脂、二氧化矽或前述兩種或兩種以上材料之組合。

在本創作之一實施例中，該上硬化層、該下硬化層厚度為1um~5um。

在本創作之一實施例中，該上透明導電層、該下透明導電層為無機導體材料或有機導體材料。

在本創作之一實施例中，該無機導體材料為金屬或金屬氧化物。

在本創作之一實施例中，該金屬或金屬氧化物為銀、奈米銀、銦錫氧化物。

在本創作之一實施例中，該有機導體材料為掺有奈米碳管或聚3,4-乙撑二氧噻吩之導電材料。

在本創作之一實施例中，該上透明導電層、該下透明導電層厚度為5nm~50um。

在本創作之一實施例中，該上透明導電層、該下透明導電層厚度為100nm~10um。

在本創作之一實施例中，該上透明導電層、該下透明導電層的透光率在70%~95%。

在本創作之一實施例中，該高分子分散液晶層的樹脂為主成分並含摻有UV型樹脂、熱固型硬化樹脂、二氧化矽或前述兩種或兩種以上之組合而成。

在本創作之一實施例中，該高分子分散液晶層厚度為1um~100um。

在本創作之一實施例中，該高分子分散液晶層透光率在50%~80%。

在本創作之一實施例中，該高分子分散液晶層的折射率在1.5~5.5。

在本創作之一實施例中，該光學膠合層為二膠合片經熱熔而成。

在本創作之一實施例中，該上透光層及下透光層為玻璃或透光塑料。

在本創作之一實施例中，該控制單元更包含有一驅動電路，用以驅動該高分子分散液晶複合層的該上透明導電層及該下透明導電層。

在本創作之一實施例中，該感應單元為紅外線感應器、微波感應器、高頻電磁波感應器、雷達波感應器、超音波感應器或溫度感應器。

茲有關本創作之技術內容及詳細說明，現配合圖式說明如下：

請參閱圖1，係本創作之高分子液晶複合層結構側視及圖1的上透明基板與下透明基板的俯視示意圖。如圖所示：本創作之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置的高分子分散液晶複合層10，包括：一上透明基板1、一下透明基板2、一上透明導電層3、一下透明導電層4及一高分子分散液晶層(Polymer Dispersed Liquid Crystal; 簡稱PDLC)5。

該上透明基板1及該下透明基板2為透光塑料或透光玻璃基板，該透光塑料為聚乙烯對苯二甲酸酯（Polyethylene Terephthalate，PET）、聚乙烯(Polyethylene，PE）、聚醯亞胺(Polyimide，PI)、尼龍(Nylon，Polyamide，簡稱PA為聚醯胺高分子)、聚氨酯(Polyurethanes，PU）或壓克力塑料等，該上透明基板1及該下透明基板2厚度為10um~500um最佳。另，於該上透明基板1及該下透明基板2的一側面進行硬化處理形成有一上硬化層11及一下硬化層21，該上硬化層11及該下硬化層21所使用的材料為壓克力、環氧樹脂、二氧化矽或前述兩種以上材料之組合，且該上硬化層11及該下硬化層21的厚度為1um~5um。

該上透明導電層3，係設於該上硬化層11的一側面，該上透明導電層3使用透光率在70%~95%的無機導體材料為金屬或金屬氧化物如銀、奈米銀、銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或有機導體材料的如掺有奈米碳管或聚3,4-乙撑二氧噻吩(Poly-3,4-Ethylenedioxythiophene， PEDOT)之導電材料，經乾式或濕式蝕刻形成導電的線路，且其厚度為5nm~50um，以該厚度100nm~10um最佳。

該下透明導電層4，係設於該下硬化層21的一側面上與該上透明導電層3相對應，該下透明導電層4使用透光率在70%~95%的無機導體材料為金屬或金屬氧化物如銀、奈米銀、銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或有機導體材料的如掺有奈米碳管或聚3,4-乙撑二氧噻吩(Poly-3,4-Ethylenedioxythiophene， PEDOT)之導電材料，經乾式或濕式蝕刻形成導電的線路，且其厚度為5nm~50um，以該厚度100nm~10um最佳。

該PDLC層5設於該上透明導電層3及該下透明導電層4之間，且其厚度為1um~100um；該PDLC層5使用了導電後的透光率在50%~80%及折射率在1.5~5.5的PDLC樹脂為主成分並含摻有UV型樹脂、熱固型硬化樹脂、二氧化矽或前述兩種或兩種以上之組合而成。

請參閱圖2及圖3，係本創作之高分子液晶複合層的膠合封裝結構的側視及俯視示意圖。在本創作的高分子液晶複合層10上設有二膠合片6a、6b來夾合本創作之高分子液晶複合層10，經熱壓後熔合二膠合片6a、6b形成光學膠合層6，以該光學膠合層6將該高分子分散液晶複合層10包覆其內。在本圖式中，該膠合片6a、6b為聚乙烯醇縮丁醛樹脂(Polyvinyl Butyral，簡稱PVB)。

在該光學膠合層6的兩側面上各設有一上透光層20及一下透光層30，該上透光層20及該下透光層30。在本圖式中，該上透光層20及該下透光層30為玻璃或透光材料，可設置在多種位置，例如：櫥櫃、窗、門、桌、牆、車、船、飛機等、及保溫裝置、保冷裝置、烘焙裝置之門窗用玻璃，但是不以此為限，假設本創作為設置於車用玻璃，可提供隔熱，或門窗上鑲用本新型膠合玻璃，亦俱備此前述功能及隱私防窺。然而此處的門為一廣義的門，故不限於是住家用戶的門，亦可以是車門、冰箱(保冷裝置)門或烤箱(烘焙裝置)門，因此本創作設置在門上與設置在烘焙裝置上，可以是兩個分開的獨立事件，也可以指同一件事，同理，以上所提之位置，均應被擴大解釋，如窗可以是一般住家窗戶也可以是車窗等。

進一步，本創作的上透明導電層3及該下透明導電層4與外部的控制單元40電性連接，該控制單元40則電性連結一感應單元50，該感應單元50為紅外線感應器、微波感應器、高頻電磁波感應器、雷達波感應器、超音波感應器、溫度感應器。以該感應單元50感應外部人或物，並將感應信號傳給該控制單元40處理，由該控制單元40驅動PDLC層5之相關對應區域進行局部透光或不透光之變化，例如手寫白板、PDLC層5之灰階顯示透光變化、PDLC層5之局部區域透光控制等。

請參閱圖4及圖5，係本創作之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置的實施例動作一、二示意圖；同時，請參閱圖2、3。如圖所示：本創作結合在電動門(自動門)60之感應式PDLC智慧窗裝置；其中本裝置的該控制單元40與該感應單元50可與電動門60之感應裝置(圖中未示)共同設置在一控制盒70，或者該電動門60之感應裝置與本創作之感應單元50可以個別獨立設置，不相互影響對人或物的感應。例如，該感應單元50未偵測到人物80接近，該感應單元50無感應信號傳至該控制單元40上，因此不啟動該控制單元40內部的驅動電路(圖中未示)，該PDLC複合層10結構的該上透明導電層3及該下透明導電層4不提供電場，因此該PDLC層5不做動，使該PDLC複合層10結構呈現不透光狀態，提供門內人員遮光或隱私之需要。

當該感應單元50偵測到人物80接近，該感應單元50感應信號傳至該控制單元40中處理，即可啟動該控制單元40內部的驅動電路，使該PDLC複合層10結構的該上透明導電層3及該下透明導電層4提供電場，因此PDLC層5啟動，使該PDLC複合層10結構呈現透光狀態，或部分透光訊息顯示如「歡迎光臨」字樣(圖中未示)等，提示來賓或屋內外人員可以在未開門前了解進出人員之狀態。

請參閱圖6及圖7，係本創作之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置的另一實施例動作一、二示意圖；同時，請參閱圖2、3。如圖所示：本創作結合在陳列櫃(飲料櫃)90之感應式PDLC智慧窗裝置；其中本裝置的該控制單元40與該感應單元50可與該陳列櫃90之感應裝置(圖中未示)共同設置在一控制盒100，或者該陳列櫃90之感應裝置與本創作之感應單元50可以個別獨立設置，不相互影響對人或物的感應。例如，該感應單元50未偵測到人物80接近，該感應單元50無感應信號傳至該控制單元40上，因此不啟動該控制單元40內部的驅動電路(圖中未示)，該PDLC複合層10結構的該上透明導電層3及該下透明導電層4不提供電場，因此該PDLC層5不做動，使該PDLC複合層10結構呈現不透光狀態，可以確保陳列櫃防止曝曬或外觀之美化。

當該感應單元50偵測到人物80接近，該感應單元50感應信號傳至該控制單元40中處理，即可啟動該控制單元40內部的驅動電路，使該PDLC複合層10結構的該上透明導電層3及該下透明導電層4提供電場，因此PDLC層5啟動，使該PDLC複合層10結構呈現透光狀態，或部分透光訊息顯示如相關物件的數量或優惠訊息等等。

惟以上所述僅為本創作之較佳實施例，非意欲侷限本創作的專利保護範圍，故舉凡運用本創作說明書或圖式內容所為的等效變化，均同理皆包含於本創作的權利保護範圍內，合予陳明。

10‧‧‧高分子分散液晶複合層

1‧‧‧上透明基板

11‧‧‧上硬化層

2‧‧‧下透明基板

21‧‧‧下硬化層

3‧‧‧上透明導電層

4‧‧‧下透明導電層

5‧‧‧高分子分散液晶層

6‧‧‧光學膠合層

6a、6b‧‧‧膠合片

20‧‧‧上透光層

30‧‧‧下透光層

40‧‧‧控制單元

50‧‧‧感應單元

60‧‧‧電動門

70、100‧‧‧控制盒

80‧‧‧人物

90‧‧‧陳列櫃

圖1，係本創作之高分子液晶複合層結構側視示意圖。

圖2，係本創作之高分子液晶複合層的膠合封裝結構的側視示意圖。

圖3，係本創作之高分子液晶複合層的膠合封裝結構的俯視示意圖。

圖4，係本創作之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置的實施例動作一示意圖。

圖5，係本創作之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置的實施例動作二示意圖。

圖6，係本創作之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置的另一實施例動作一示意圖。

圖7，係本創作之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置的另一實施例動作二示意圖。

10‧‧‧高分子分散液晶複合層

6‧‧‧光學膠合層

20‧‧‧上透光層

40‧‧‧控制單元

50‧‧‧感應單元

Claims

一種感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，用以感應外部人或物，包括：一高分子分散液晶複合層；一控制單元，係與該高分子分散液晶複合層電性連結；及一感應單元，係與該控制單元電性連結；其中，該感應單元未偵測到人或物接近，該感應單元不啟動該控制單元，該高分子分散液晶複合層不被啟動，使該高分子分散液晶複合層呈現不透光狀態；當該感應單元偵測到人或物接近，該感應單元啟動該控制單元，使該高分子分散液晶複合層被啟動，使該高分子分散液晶複合層呈現透光狀態，或部分透光訊息顯示。
如申請專利範圍第1項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該高分子分散液晶複合層，包含：一上透明基板，其上一側面具有一上硬化層；一上透明導電層，係與該控制單元電性連結設於該上硬化層的一側面上；一下透明基板，其上一側面具有一下硬化層；一下透明導電層，係與該控制單元電性連結，且設於該下硬化層一側面上與該上透明導電層相對應；一高分子分散液晶層，係設於該上透明導電層與該下透明導電層間。
如申請專利範圍第2項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該上透明基板、該下透明基板為透光塑料或透光玻璃基板。
如申請專利範圍第3項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該透光塑料為聚乙烯對苯二甲酸酯、聚乙烯、聚醯亞胺、尼龍、聚氨酯或壓克力塑料。
如申請專利範圍第2項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該上透明基板、該下透明基板厚度為10um~500um。
如申請專利範圍第2項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該上硬化層、該下硬化層為壓克力、環氧樹脂、二氧化矽或前述兩種或兩種以上材料之組合。
如申請專利範圍第6項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該上硬化層、該下硬化層厚度為1um~5um。
如申請專利範圍第2項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該上透明導電層、該下透明導電層為無機導體材料或有機導體材料。
如申請專利範圍第8項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該無機導體材料為金屬或金屬氧化物。
如申請專利範圍第9項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該金屬氧化物為銀、奈米銀、銦錫氧化物。
如申請專利範圍第8項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該有機導體材料為掺有奈米碳管或聚3,4-乙撑二氧噻吩之導電材料。
如申請專利範圍第2項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該上透明導電層、該下透明導電層厚度為5nm~50um。
如申請專利範圍第12項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該上透明導電層、該下透明導電層厚度為100nm~10um。
如申請專利範圍第2項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該上透明導電層、該下透明導電層的透光率在70%~95%。
如申請專利範圍第2項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該高分子分散液晶層的樹脂為主成分並含摻有UV型樹脂、熱固型硬化樹脂、二氧化矽或前述兩種或兩種以上之組合而成。
如申請專利範圍第2項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該高分子分散液晶層厚度為1um~100um。
如申請專利範圍第2項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該高分子分散液晶層透光率在50%~80%。
如申請專利範圍第2項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該高分子分散液晶層的折射率在1.5~5.5。
如申請專利範圍第1項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該高分子分散液晶複合層之表面更包含有一光學膠合層、一上透光層、一下透光層，該光學膠合層係以包覆該高分子分散液晶複合層，該上透光層係設於該光學膠合層的一側面上，該下透光層係設於該光學膠合層的另一側面上。
如申請專利範圍第19項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該光學膠合層為二膠合片經熱熔而成。
如申請專利範圍第19項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該上透光層及下透光層為玻璃或透光塑料。
如申請專利範圍第1項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該控制單元更包含有一驅動電路，用以驅動該高分子分散液晶複合層的該上透明導電層及該下透明導電層。
如申請專利範圍第1項所述之感應式高分子分散液晶智慧窗裝置，其中，該感應單元為紅外線感應器、微波感應器、高頻電磁波感應器、雷達波感應器、超音波感應器或溫度感應器。