使用气凝胶的智能窗户制造技术

本发明专利技术涉及使用气凝胶的智能窗户。一种智能窗户，其包括一对间隔开以相互面对的透明电极。多孔气凝胶插入所述一对透明电极之间。液晶插入在所述一对透明电极之间并填充气凝胶的孔。智能窗户散射更多的光，因为气凝胶和液晶之间的界面通过用液晶填充气凝胶的孔而最大化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用气凝胶的智能窗户。更具体地，本专利技术涉及一种使用气凝胶的智能窗户，所述气凝胶具有高孔隙度，并由于最大化气凝胶和液晶之间的界面而散射更多的光，由此实现高遮光率(lightblockingrate)和低驱动电压。
技术介绍
在汽车工业中整合了机械、电子、化学、能源和环境领域的先进技术。近年来，高效率、安全性和便利性随着环境监管、隐私保护和生活质量提高的加强而变得更加重要。举例而言，能够改进能量效率、满意敏感度和功能性的智能窗户技术得到了大量关注。智能窗户技术指的是通过控制从外界引入的光的透光率从而可以减少能量损失并给消费者提供愉悦环境的主动控制技术。主动控制技术也被称为基础技术，其通常应用于各种工业中，如交通、信息显示和建筑。因为智能窗户技术仅通过简单操作即可引起快速状态转换，并提供各种先进的便利功能，所以可预期在汽车中的积极应用和发展以产生高附加值。智能窗户过去使用聚合物分散液晶(在下文中以“PDLC”表示)来制造。在PDLC中，微米尺寸的液晶粒子分散在聚合物基体中，通过由外部电压引起的在液晶粒子和聚合物之间的折射率的差别而控制透光率。参考图1A，在不施加电压的OFF状态下，液晶粒子不规则排列，因此光由于液晶粒子与聚合物基体的折射率的差别而进行散射。参考图1B，在施加电压的ON状态下，液晶粒子规则排列，从而具有与聚合物基体相同的折射率，并传输光。由于散射引起的不透光性和通过施加电压引起的透光率是决定智能窗户性能的重要因素。使用聚合物基体的PDLC可能使智能窗户具有雾影。PDLC具有浑浊颜色，当其暴露至UV时变得严重并改性。因此，智能窗户的颜色可能由于泛黄而发生变化。此外，由于施加至紧邻聚合物基体的透明电极的电场的主要部分被由于聚合物基体的高介电常数所产生的聚合物的激发极化而屏蔽，所以需要高驱动电压。通常，PDLC应填充基于整个智能窗户约50％或更小水平的液晶从而防止液晶不形成水滴形状而变为大块。此处，因为聚合物基体和液晶之间的界面不充分，所以遮光率低。另外，如果厚度为了增加界面而变厚，驱动电压进一步增加。公开于该专利技术
技术介绍
部分的上述信息仅仅旨在加深对专利技术背景的理解，因此其可以包含的信息并不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术致力于解决与现有技术相关的上述问题。本专利技术构思的一个方面提供一种使用气凝胶的智能窗户，所述气凝胶具有95％或更大的孔隙度。本专利技术构思的另一方面提供一种清晰的智能窗户，其通过使用气凝胶代替使用聚合物基体而不泛黄并具有低雾度值。本专利技术构思的另一方面提供一种智能窗户，其通过调节Si-Ti混合气凝胶中Si和Ti的含量比例而可以控制气凝胶的折射率。本专利技术不限于上述方面，未经描述的本专利技术构思的其他方面和优点将通过以下描述而被理解，并通过参考本专利技术构思的实施方案而变得明显。此外，应理解，本专利技术构思的方面和优点通过显示在所附的专利权利要求及其组合中的方法而易于实施。为了实现以上方面，本专利技术包括如下要素。根据本专利技术构思的示例性实施方案，智能窗户包括一对间隔开以相互面对的透明电极。多孔气凝胶插入所述一对透明电极之间。液晶插入在所述透明电极之间并填充气凝胶的孔。气凝胶可以具有60％或更大的孔隙度。气凝胶可以为二氧化硅气凝胶或Si-Ti混合气凝胶。Si-Ti混合气凝胶中的Si和Ti的含量比例可以变化以控制气凝胶的折射率。Si和Ti的含量比例可以为1:1至10:1。根据本专利技术构思的另一示例性实施方案，制造二氧化硅气凝胶的方法包括(a)通过将硅酸甲酯(TMOS)或正硅酸乙酯(TEOS)与氨水(NH4OH)和甲醇混合而制造混合溶液；(b)将混合溶液涂布在透明电极上；以及(c)通过在醇气氛下放置经涂布的透明电极来凝胶化混合溶液。根据本专利技术构思的另一示例性实施方案，制造Si-Ti混合气凝胶的方法包括(a)通过将硅酸乙酯(TEOS)或甲基三乙氧基硅烷(Me-TES)、异丙醇和硝酸混合来制造第一溶液；(b)通过将乙酰丙酮和乙酰丙酮钛混合来制造第二溶液；(c)通过混合第一溶液和第二溶液使得第一溶液与第二溶液反应；(d)将(c)的混合溶液涂布在透明电极上；以及(e)干燥涂布有混合溶液的透明电极并随后加热透明电极。下面讨论本专利技术构思的其它方面和示例性实施方案。应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非汽油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。附图说明现在将参照特定的示例性实施例及其所显示的附图详细地描述本专利技术构思的以上和其它特征，在此之后所给附图仅作为说明的方式，因而对本专利技术是非限定性的。图1A和图1B为显示常规PDLC的结构的示意图。图2A和图2B为显示本专利技术的使用气凝胶的智能窗户的结构的示意图。图3为含有通过本专利技术构思的一个实施方案制造的二氧化硅气凝胶的智能窗户的图片。图4为通过本专利技术构思的一个实施方案制造的Si-Ti混合气凝胶的图片。图5为显示沿着图4的AA线的横截面轮廓的图表。图6为含有通过本专利技术构思的一个实施方案制造的Si-Ti混合气凝胶的智能窗户的图片。图7为显示放大的填充在Si-Ti混合气凝胶的孔中的液晶滴的图片。图8为显示含有高Si含量的Si-Ti混合气凝胶的智能窗户的透射率的测量结果图表。图9为显示含有高Ti含量的Si-Ti混合气凝胶的智能窗户的透射率的测量结果图表。应了解，附图并不必须按比例绘制，其示出了某种程度上经过简化了的本专利技术的基本原理的各个特征。在此所公开的本专利技术的特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、位置和形状，将部分地由特定目的的应用和使用环境加以确定。在这些图中，贯穿附图的多幅图，附图标记表示本专利技术相同的或等同的部分。具体实施方式现在将在下文中详细地提及本专利技术构思的各个实施方案，这些实施方案的示例示意在附图中并描述如下。虽然本专利技术构思与示例性的实施方案相结合进行描本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能窗户，其包括：一对透明电极，所述一对透明电极间隔开以相互面对；多孔气凝胶，其插入所述一对透明电极之间；以及液晶，其插入在所述一对透明电极之间并填充气凝胶的孔。

【技术特征摘要】
2014.12.03 KR 10-2014-01724821.一种智能窗户，其包括：
一对透明电极，所述一对透明电极间隔开以相互面对；
多孔气凝胶，其插入所述一对透明电极之间；以及
液晶，其插入在所述一对透明电极之间并填充气凝胶的孔。
2.根据权利要求1所述的智能窗户，其中所述气凝胶具有60％或
更大的孔隙度。
3.根据权利要求1所述的智能窗户，其中气凝胶为二氧化硅气凝
胶或硅-钛混合气凝胶。
4.根据权利要求3所述的智能窗户，其中硅-钛混合气凝胶中的硅
和钛的含量比例变化以控制气凝胶的折射率。
5.根据权利要求4所述的智能窗户，其中硅和钛的含量比例为1:1
至10:1。
6.一种用于制造二氧化硅气凝胶的方法，其包括：
a)通过将硅酸甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：金贤燮，孔珞敬，吴荣燮，李珍熙，徐龙虎，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，世宗大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国;KR