基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置的製造方法
2024-04-11 17:54:05
基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置的製造方法
【專利摘要】基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置，涉及一種窗戶裝置，該裝置既能實現對光透過率的連續調節，又能在現有的加工工藝的基礎上製造出該裝置並實現該裝置的實際應用。包括：透明的導電基底1、厚度均勻的介電彈性片2、薄納米線層3和透明的柔性電極4。當裝置接電壓時，裝置兩表面均發生形變，平行光經過該裝置時被散射，表現為透過率的降低。當增加電壓時，光透過率隨之減小。故控制電壓就可以控制光透過率，並且光透過率在最大值和最小值之間連續可調。本實用新型所述的基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置具有使用方便、設計靈活、結構緊湊、製造工藝簡單、適用範圍廣的特點。
【專利說明】
基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種窗戶裝置，尤其涉及一種基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置。
【背景技術】
[0002]可被用來調製大面積上光透過率的器件主要有聚合物分散液晶膜(PDLC，polymerdispersed liquid crystal)和電致變色器件(ECD，Electrochromic devices) ο
[0003 ] PDLC膜由液晶微滴LC、液滴LC外部的聚合物po I ymer和PDLC上下兩片可導電的基板或者薄膜三部分組成。當TOLC膜兩端不加電壓時，液滴LC光軸的取向不確定，可以是任意的方向，這就使得光經過TOLC膜時發生散射。因此，在不加電壓時，PDLC膜為不透明狀態。當I3DLC膜兩端加電壓時，液滴LC光軸的指向與電場方向一致，不存在散射。因此，在加電壓時，I3DLC膜為透明的狀態。
[0004]故驅動電壓的通斷電，決定了PDLC膜的透明與否。此時，PDLC膜就相當於光開關，只存在透明與不透明兩種狀態，不存在中間態，不是連續可調的。
[0005]ECD由夾在兩層透明導電膜之間的變色層、離子導電層和離子存儲層五層結構組成。當加電壓時，就會發生電化學反應，使得電致變色材料的光透過率、顏色、光反射率等發生變化。
[0006]ECD可應用的範圍非常廣泛，如汽車後視鏡的自動光強調節、高解析度無視角差的顯示屏、具有特殊透(反)射率要求的航空太空飛行器的窗戶材料等。但ECD各層膜之間的化學配比不穩定、製備工藝有限等，使得ECD性能不夠穩定。ECD對製備工藝的要求高，成本高，使得其無法實現進一步的發展和更為廣泛的應用。
[0007]設計出一個裝置，使其既能實現對光透過率的連續調節，又能在現有的加工工藝的基礎上製造出該裝置並且提出幾種該裝置在實際中的應用是目前需要解決的。
【發明內容】
[0008]本發明為解決上述問題，提供了一種基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置，該裝置不僅能夠實現對光透過率的連續調節，而且該裝置可在現有的加工工藝的基礎上製造出來並在實際應用中發揮重要作用。
[0009]基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置，該裝置包括薄納米線層、厚度均勻的介電彈性片、透明的導電基底、透明的柔性電極和固定裝置的結構。
[0010]基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置中的薄納米線層為銀納米線網絡，銀納米線網絡是平鋪在厚度均勻的介電彈性片上的。
[0011]基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置中的介電彈性片的厚度均勻，若在其兩側貼上透明的柔性電極，當電極兩端存在電壓時，由於異性電荷的相互吸引，產生了靜電壓力。介電彈性片在靜電壓力的作用下發生形變，使其在厚度方向變薄、面積變大。
[0012]基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置中的導電基底透明，基底不僅具有較好的導電性和透明性，而且比介電彈性片堅硬，因此，在靜電壓力下，介電彈性體與基底接觸的那個表面上發生的形變就受到約束，形變就只能發生在另外一個表面。其次，基底也可防止由於電壓的不穩定造成介電彈性片的電擊穿。
[0013]基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置中的電極是透明的，並且是柔性的，當發生形變時，電極也會跟著發生改變。
[0014]基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置中的固定裝置的結構可以是任意大小，各種形狀，該結構可根據實際使用的情況具體設計，靈活地設計可確保整個裝置的穩定。
[0015]基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置的組裝，需先將兩片介電彈性片附在基底的兩側，再將銀納米線網絡平鋪在彈性片表面並貼上透明電極，最後將該裝置固定。
[0016]本發明的有益效果:
[0017]1、裝置使用方便；
[0018]2、設計靈活；
[0019]3、結構緊湊；
[0020]4、製造工藝簡單；
[0021]5、適用範圍廣。
【附圖說明】
[0022]圖1在不加電壓的情況下，光透過裝置時的示意圖；
[0023]圖2在加電壓的情況下，光透過裝置時的示意圖；
[0024]圖3光透過率-電壓曲線；
[0025]圖4表面為圓形的裝置；
[0026]圖5表面為矩形的裝置。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。
[0028]如圖1、2所示，為基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置，包括透明的導電基底1、厚度均勻的介電彈性片2、薄納米線層3和透明的柔性電極4。先將兩片介電彈性片2附在基底I的兩側，再將銀納米線網絡3平鋪在彈性片表面並貼上透明電極4。基底I不僅具有較好的導電性和透明性，而且比介電彈性片堅硬，因此，在靜電壓力下，介電彈性片2與基底I接觸的那個表面上發生的形變就受到約束，形變就只能發生在另外一個表面。介電彈性片2的厚度均勻，當柔性電極4接電壓時，由於異性電荷的相互吸引，產生了靜電壓力。介電彈性片在靜電壓力的作用下就會發生形變。但薄納米線層3平鋪在介電彈性片2上，納米線是不規則排布的，介電彈性片發生形變時，納米線在局部對介電彈性片施壓，使得介電彈性片的形變只能存在於納米線附近，此時，納米線相對於平均表面要低，整個表面凹凸不平。
[0029]光經過該裝置時，都必須經過兩個面，當裝置未接電壓時，裝置兩表面未發生形變，平行光入射該裝置將仍以平行光射出，表現為透過率高；當裝置接電壓時，裝置兩表面均發生形變，光經過該裝置時被散射，表現為透過率的低。
[0030]如圖3所示，為該裝置的光透過率-電壓曲線。當增加電壓時，光透過率隨之減小。光透過率-電壓曲線是非線性的，特別是在低壓和高壓的情況下，但是在低壓和高壓之間可近似看作是線性的。故控制電壓就可以控制光透過率，並且光透過率在最大值和最小值之間連續可調。
[0031]如圖4、5所示，分別為表面為圓形和矩形的裝置。故裝置中的固定裝置的結構相應地也是圓形和矩形，當然，也可以是任意大小、形狀的，該結構可根據實際使用的情況具體設計，以確保整個裝置的穩定。
[0032]基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置的組裝，需先將兩片介電彈性片附在基底的兩側，再將銀納米線網絡平鋪在彈性片表面並貼上透明電極，最後將該裝置固定。整個設計過程簡單靈活，加工製造時也方便快捷。使用時，控制電壓即可改變介電彈性片的表面形態，連續調節光的透過率。
[0033]基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置可廣泛應用於建築物及車輛中的可進行連續調光的智能玻璃、教學辦公場所內的可隱藏的投影屏幕以及可連續調節光亮度的燈具的設計中。
[0034]本發明的實現，使得基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置使用方便、設計靈活、結構緊湊、製造工藝簡單、適用範圍廣。
【主權項】
1.基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置，包括透明的導電基底、厚度均勻的介電彈性片、薄納米線層和透明的柔性電極;先將兩片介電彈性片附在基底的兩側，再將銀納米線網絡平鋪在彈性片表面並貼上透明電極，最後將該裝置固定。2.根據權利要求1所述的基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置，其特徵在於:裝置在設計時，可根據實際使用的情況，靈活地設計、調整裝置的大小和形狀，加工製造時也方便快捷。3.根據權利要求1所述的基於電力驅動的光透過率連續可調的窗戶裝置，其特徵在於:裝置在使用時，控制電壓即可改變介電彈性片的表面形態，連續調節光的透過率。
【文檔編號】G02B26/00GK205691858SQ201620559473
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月6日 公開號201620559473.X, CN 201620559473, CN 205691858 U, CN 205691858U, CN-U-205691858, CN201620559473, CN201620559473.X, CN205691858 U, CN205691858U
【發明人】朱民, 樓俊, 王倩
【申請人】中國計量大學