一种具有光温双控功能的智能窗制造技术

本发明专利技术公开了一种具有光温双控功能的智能窗，其具有平面电极透光导电基板，以及与所述平面电极透光导电基板相对设置的叉指电极，所述平面电极透光导电基板与所述叉指电极之间，设置有聚合物稳定胆甾相液晶层；其中，所述叉指电极包括两个电极，分别为电极1和电极2，所述电极1和电极2彼此平行，且呈间隔交错排布；所述聚合物稳定胆甾相液晶层由液晶混合液固化而成。本方案具有制备工艺及流程简单、制备原料成本低易制得、便于工业化生产的优点。本发明专利技术的针对室内光、温双调控的智能窗具有多样化的透光状态，能够满足用户在不同情况下的个性化需求，在车载玻璃、建筑窗口等领域有着巨大的应用前景。巨大的应用前景。巨大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种具有光温双控功能的智能窗


[0001]本专利技术涉及液晶材料和装置领域，特别是涉及一种具有光温双控功能的智能窗。

技术介绍

[0002]窗户是现代建筑物和车辆的重要组成部分，窗户直接影响光和热的传递。在白天，透明窗户允许太阳光进入为室内提供光亮减少照明系统的能源消耗。当窗户阻挡可见光并从透明变为不透明时，可以营造相对封闭的隐私环境。并且太阳光波是一种能量波，在保障建筑物内部照明的同时也会带来大量热量。当携带有大量热量的红外光被反射出室外而依旧使维持照明的可见光进入室内，能够在一定程度上控制室内温度并避免采光受到影响。这类能够控制不同波段的太阳光线的智能窗能够满足用户在不同情况下的需求。
[0003]基于液晶材料，研究人员开发出了电响应驱动液晶实现可见光散射或者红外光反射的智能窗，达到自由调节太阳光线实现隐私保护功能或者控制室内温度的功能。
[0004]研究人员通过使用特殊化学材料比如双频液晶、二色性染料或者叠加多层调节区的方法，将上述隐私保护和温度控制两种调控功能集于一体。但是现有的技术手段(如专利CN109917594B、文献“Electrically switchable bistable dual frequency liquidcrystal light shutter withhyper
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reflection innear infrared”)使得这类双调控的智能窗的制备流程复杂化、材料成本大幅增加，不利于实际的工业化生产和推广。
[0005]因此有必要提供一种只使用普通的化学材料并且制备流程简单、低成本的智能窗，该智能窗能够在可见光和近红外光谱区域具有高灵敏的响应度，从而高效地实现对室内环境的光温双控。

技术实现思路

[0006]基于此，本专利技术公开了一种具有光温双控功能的智能窗，其具有平面电极透光导电基板，以及与所述平面电极透光导电基板相对设置的叉指电极透光导电基板，所述平面电极透光导电基板与所述叉指电极透光导电基板之间，设置有聚合物稳定胆甾相液晶层；
[0007]其中，所述叉指电极透光导电基板包括叉指电极，所述叉指电极包括两个电极，分别为电极1和电极2，所述电极1和电极2彼此平行，且呈间隔交错排布；
[0008]所述聚合物稳定胆甾相液晶层由液晶混合液固化而成。
[0009]进一步地，平面电极透光导电基板和叉指电极透光导电基板中，均设置有平面取向层，分别为平面取向层1和平面取向层2。
[0010]聚合物稳定胆甾相液晶层主要由聚合物网络和胆甾相液晶组成。
[0011]进一步地，所述液晶混合液包括向列型液晶材料、可交联液晶单体、手性掺杂剂和光引发剂。其中，所述聚合物网络由可交联液晶单体与光引发剂作用形成，所述胆甾相液晶为向列型液晶材料和手性掺杂剂形成的螺旋结构。
[0012]优选地，所述液晶混合液包括80～90质量份的向列相液晶材料、1～4质量份的可交联的液晶单体、7～14质量份的手性掺杂剂、1～3质量份的光引发剂。
[0013]进一步地，所述平面电极透光导电基板与所述叉指电极透光导电基板之间，还设置有厚度控制胶，所述厚度控制胶位于所述聚合物稳定胆甾相液晶层的两侧。
[0014]进一步地，所述具有光温双控功能的智能窗外接有交流电源或直流电源的一种或两种。
[0015]必要地，所述具有光温双控功能的智能窗还包括电源组件，电源组件包括交流电源、直流电源以及必要的开关和导线。两块透光导电基板的电极分别与电源组件的两极连接。
[0016]在未接入电压时，胆甾相液晶层中的胆甾相液晶平行于透光导电基板排列呈平面态，智能窗对可见光的透射率较高、红外光的反射带宽较小，大部分的太阳光都能穿过智能窗进入室内，此时的智能窗为透明非隔热状态；
[0017]当接入交流电压时，器件内部形成垂直于基板的电场，正介电各向异性的胆甾相液晶在电场力的作用下会重新排列呈现焦锥态，智能窗对入射太阳光中的可见光进行散射呈现模糊状态，此时的智能窗为视觉阻断的非隔热状态，撤去交流电压后智能窗恢复到初始的透明非隔热状态；
[0018]当接入直流电压时，器件内部形成形似抛物线的、从垂直到逐渐平行于基板的叉指电场。胆甾相液晶在平行于基板的电场力的作用下发生解螺旋效应被拉伸，胆甾相液晶在倾斜于基板的电场力的作用下发生偏转被压缩，并且因捕获制备原料中的极性阳离子而带正电的聚合物网络，在电场的作用下发生靠近负极远离正极的移动，这种移动进一步引起胆甾相液晶被拉伸和压缩。在使用叉指电极连接直流电压形成的叉指电场下，智能窗在调控红外光的反射带宽的能力被提高。聚合物稳定胆甾相液晶层的胆甾相液晶重新分布，胆甾相液晶的螺距发生改变形成一定的螺距梯度，其反射带宽增加能够将更多携带有大量热量的红外光反射出室内而实现隔热控温的目的。并且此时整体上聚合物稳定胆甾相液晶层内胆甾相液晶依旧平行于透光导电基板排列呈现平面态，该状态的智能窗为透明的隔热状态，撤去直流电压后智能窗恢复到初始状态；智能窗的不透明程度和反射红外光的宽度均可以通过调节外加电压的大小来控制。
[0019]进一步地，所述向列型液晶材料选自E7或gg
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331的一种或多种。
[0020]进一步地，所述可交联液晶单体选自丙烯酸酯类衍生物。
[0021]进一步地，所述手性掺杂剂为左旋或右旋的液晶小分子，优选为选自S1011、R1011、S811或R811中的至少一种。
[0022]进一步地，所述光引发剂选自Irgacure
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651、Irgacure
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819、Irgacure
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369或Irgacure
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184中的至少一种。
[0023]进一步地，所述交流电源一端连接所述平面电极透光导电基板，另一端连接所述叉指电极的电极1和电极2。
[0024]进一步地，所述直流电源一端连接所述叉指电极的电极1，另一端连接所述叉指电极的电极2。
[0025]进一步地，所述叉指电极的电极宽度为35～115μm，相邻电极间距离为25～40μm；
[0026]所述聚合物稳定胆甾相液晶层的厚度为30～50μm。所述厚度由两块所述基板之间设有的厚度控制胶控制。所述厚度控制胶包括3～5质量份的间隔子和95～97质量份的紫外固化胶。
[0027]上述具有光温双控功能的智能窗的聚合物稳定胆甾相液晶层的制备方法，包括以下步骤：
[0028]取平面电极透光导电基板和叉指电极透光导电基板相对设置，每块所述透光导电基板的相对侧设置平行取向层，再向所述平行取向层间填入液晶混合物，然后使所述液晶混合物固化，形成聚合物稳定胆甾相液晶层。
[0029]本专利技术具有以下有益效果：
[0030]本专利技术提供了一种具有光温双控功能的智能窗。与以往需要使用特殊化学材料或者叠加调节区的制备方式相比，该智能窗由简单易得的制备材料和叉指电极透光导电基板结合而成。其利用叉指电极改变电场的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有光温双控功能的智能窗，其特征在于，所述具有光温双控功能的智能窗具有平面电极透光导电基板，以及与所述平面电极透光导电基板相对设置的叉指电极透光导电基板，所述平面电极透光导电基板与所述叉指电极透光导电基板之间，设置有聚合物稳定胆甾相液晶层；其中，所述叉指电极透光导电基板包括叉指电极，所述叉指电极包括两个电极，分别为电极1和电极2，所述电极1和电极2彼此平行，且呈间隔交错排布；所述聚合物稳定胆甾相液晶层由液晶混合液固化而成。2.根据权利要求1所述具有光温双控功能的智能窗，其特征在于，所述液晶混合液包括向列型液晶材料、可交联液晶单体、手性掺杂剂和光引发剂。3.根据权利要求1所述具有光温双控功能的智能窗，其特征在于，所述平面电极透光导电基板与所述叉指电极透光导电基板之间，还设置有厚度控制胶，所述厚度控制胶位于所述胆甾相液晶层的两侧。4.根据权利要求1所述具有光温双控功能的智能窗，其特征在于，所述具有光温双控功能的智能窗外接有交流电源或直流电源的一种或两种。5.根据权利要求2所述具有光温双控功能的智能窗，其特征在于，所述向列型液晶材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小文，靳晓宇，苏卓，姜小芳，周国富，
申请(专利权)人：深圳市国华光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：