一種基于液晶移動的電響應智能窗及光調節(jié)方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑家居領域，特別是涉及一種基于液晶移動的電響應智能窗及光調節(jié)方法。
【背景技術】
[0002]為了實現陽光透射和反射的目的，一般會在玻璃窗上鍍膜，使光線中某段波長的光可以被玻璃窗反射或透射。而根據不同的反光和透光需求，可以采用不同材質的膜。
[0003]例如，低輻射(Low-E)玻璃在玻璃表面有鍍膜層，該鍍膜層對可見光具有高度透過率的同時，對遠紅外輻射熱有著較高的反射率，因而室內有隔熱保溫效果。但Low-E鍍膜玻璃一旦在結構形成之后，其光學性能就不隨環(huán)境變化或個人喜好進行可逆的雙向調節(jié)獲得冬暖夏涼的效果，難以適應我國大部分四季分明地區(qū)的需求。
[0004]同理，鍍膜玻璃在成型后可滿足對可見光中某段波長的光進行反射的前提下，也無法使該段波長的光能夠重新從玻璃中透射。
[0005]同時鍍膜玻璃所采用的反光材料大多是基于金屬和金屬氧化物摻雜的離子晶體，構成這種玻璃的反光材料容易干擾導航和通信系統(tǒng)，這個缺點不利于鍍膜玻璃窗在世界范圍內進行普及與廣泛應用的。
[0006]基于上述原因，國內外的鍍膜玻璃窗難于廣泛地用于大量建筑中。

【發(fā)明內容】

[0007]為了克服上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于液晶移動的電響應智能窗，從而智能調節(jié)入射光的反射率和透射率。
[0008]本發(fā)明所采用的技術方案是:
一種基于液晶移動的電響應智能窗，包括電源組件、相對的上玻璃基板和下玻璃基板，所述上玻璃基板與下玻璃基板之間形成調節(jié)區(qū)，所述調節(jié)區(qū)內填充有絕緣載體與液晶粒子的混合物，所述下玻璃基板的上表面設有電極，所述電極與上玻璃基板分別連接電源組件的兩極。
[0009]作為本發(fā)明的進一步改進，所述下玻璃基板的上表面均布有若干電極。
[0010]作為本發(fā)明的進一步改進，所述調節(jié)區(qū)被分隔成若干個調節(jié)單元，所述各調節(jié)單元與各電極--對應并位于電極上方。
[0011]作為本發(fā)明的進一步改進，所述電源組件包括電壓可調的直流電源和開關。
[0012]作為本發(fā)明的進一步改進，所述電源組件包括直流電源和串聯(lián)在直流電源上的電壓控制器。
[0013]作為本發(fā)明的進一步改進，所述上玻璃基板與下玻璃基板之間設有邊框，所述邊框將調節(jié)區(qū)四周密封，從而形成玻璃夾層。
[0014]本發(fā)明還提供上述電響應智能窗的光調節(jié)方法，其采用的技術方案是:
一種光調節(jié)方法，利用電極接入的電壓，使液晶粒子相對于電極聚攏或分散，從而控制調節(jié)區(qū)的透射率和反射率。液晶粒子聚攏時，調節(jié)區(qū)的透射率增大，液晶粒子分散時，調節(jié)區(qū)的反射率增大。
[0015]作為本發(fā)明的進一步改進，調節(jié)電極的接入電壓來控制液晶粒子的聚攏程度，從而調整調節(jié)區(qū)的透射率和反射率。
[0016]作為本發(fā)明的進一步改進，絕緣載體與液晶粒子混合前對液晶粒子預處理，使液晶粒子具有極性。
[0017]作為本發(fā)明的進一步改進，控制液晶粒子內部液晶分子的排列，從而實現對特定波長光線的反射。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過電極通、斷電驅動液晶粒子相對于電極發(fā)生聚攏或分散，來控制反應區(qū)對光線的透射或反射，從而實現自由調節(jié)光線反射率和透射率的目的，本智能窗能夠有效的避免對導航和通訊等系統(tǒng)的干擾，還能根據人們的意愿來調節(jié)對光線的反射率和透射率。
【附圖說明】
[0019]下面結合附圖和實施方式對本發(fā)明進一步說明。
[0020]圖1是智能窗的結構示意圖；
圖2是液晶粒子聚攏狀態(tài)示意圖；
圖3是液晶粒子聚攏時光線透射示意圖；
圖4是液晶粒子分散狀態(tài)不意圖；
圖5是液晶粒子分散時光線反射示意圖；
圖6是液晶粒子分散時光線透射示意圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1、圖2和圖4所示的基于液晶移動的電響應智能窗，包括電源組件、上玻璃基板I和下玻璃基板2，上玻璃基板I的下表面與下玻璃基板2的上表面相對，使得在兩玻璃基板之間形成一個矩形的調節(jié)區(qū)。調節(jié)區(qū)內填充有絕緣載體3與液晶粒子4的混合物，常用的絕緣載體3材料有油以及純凈水，一般的油不導電，純凈水不含雜質，沒有自由移動的離子，因而不導電。
[0022]在下玻璃基板2的上表面設有電極5，而上玻璃基板I為導電玻璃，例如可在玻璃上鍍上一層ITO膜，使上玻璃基板I可以看成為一整塊的ITO電極，下玻璃基板2的電極5與上玻璃基板I分別通過導線連接電源組件的兩極。因此，在通電時，電極5與上玻璃基板I之間會形成電場，液晶粒子4在電場的作用下被電極5吸附而聚攏，如圖2所示；在失電時，電極5的吸附失去作用，液晶粒子4分散并返回原位，平鋪于調節(jié)區(qū)，如圖4所示。
[0023]優(yōu)選的，下玻璃基板2的上表面均布有若干電極5。下玻璃基板2為橫向設置，調節(jié)區(qū)被分隔成若干個調節(jié)單元，各調節(jié)單元之間互不干涉，各調節(jié)單元與各電極5--對應并位于電極5上方。每個電極5分別用于吸附相對應調節(jié)單元區(qū)域的液晶粒子4，從而對整個調節(jié)區(qū)的液晶粒子4分開控制。
[0024]如圖1所示，電源組件包括電壓可調的直流電源6和開關7。該開關7為手動開關，可以直接控制電極5的得電和失電。通過調節(jié)直流電源6的電壓可以改變電場的大小，從而控制液晶粒子4聚攏的程度。
[0025]在另一實施例中，電源組件包括直流電源、串聯(lián)在直流電源上的電壓控制器和開關。電壓控制器可以采用滑線變阻器或旋鈕式電位器，從而調整接入在電極和上玻璃基板上的電壓，從而控制液晶粒子聚攏的程度。
[0026]如圖1所示，上玻璃基板I與下玻璃基板2之間設有方形的邊框8，邊框8將調節(jié)區(qū)四周密封，從而形成玻璃夾層。
[0027]采用上述的電響應智能窗可以對入射光進行光調節(jié)，其采用的原理為利用電極5與上玻璃基板I連接電源，從而在上玻璃基板I和下玻璃基板2之間產生電場，電場力帶動液晶粒子4聚攏和分散，使得某一波長段的光線透射或反射。
[0028]采用反射紅外光的玻璃窗進行具體說明如下:
如圖1和圖3所示，當開關7閉合后，電極5得電，液晶粒子4被吸附而在電極5附近聚攏成團，此時大部分的紅外光和可見光從液晶粒子4外圍的空隙透射過調節(jié)單元和智能窗，該狀態(tài)下，調節(jié)單元對紅外光的透射率較大；當開關7打開后，電極5失電，液晶粒子4分散并返回原位，平鋪于調節(jié)單元，此時如圖5所示，大部分的紅外光被液晶粒子4阻擋而反射，重新穿過上玻璃基板1，而可見光依舊透射過液晶粒子4和下玻璃基板2，如圖6所示，在該狀態(tài)下，調節(jié)單元對紅外光的反射率較大，而透射率很小。
[0029]當然調節(jié)區(qū)和調節(jié)單元對光的反射率和透射率均可以進行調整，此時可采用電壓可調的電源組件進行操作。比如，當電壓增大時，電極5對液晶粒子4的吸附作用增強，液晶粒子4的聚攏程度越高，液晶粒子4外圍的空隙也越大，那么調節(jié)單元對紅外光的透射率也越大，反射率越?。环粗?，電壓逐漸減小時，電極5對液晶粒子4的吸附作用減弱，液晶粒子4的聚攏程度越低，而分散程度越高，液晶粒子4外圍的空隙也越小，那么調節(jié)單元對紅外光的透射率也越小，反射率越大。
[0030]實施例中，絕緣載體3與液晶粒子4混合前可以對液晶粒子4預處理，使液晶粒子4具有極性。
[0031 ] 實施例中，通過控制液晶粒子內部液晶分子的排列，可以實現對特定波長光線的反射，從而滿足對不同波長光線透射和反射的需求。
[0032]顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明權利要求的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于液晶移動的電響應智能窗，其特征在于:包括電源組件、相對的上玻璃基板和下玻璃基板，所述上玻璃基板與下玻璃基板之間形成調節(jié)區(qū)，所述調節(jié)區(qū)內填充有絕緣載體與液晶粒子的混合物，所述下玻璃基板的上表面設有電極，所述電極與上玻璃基板分別連接電源組件的兩極。
2.根據權利要求1所述的基于液晶移動的電響應智能窗，其特征在于:所述下玻璃基板的上表面均布有若干電極。
3.根據權利要求2所述的基于液晶移動的電響應智能窗，其特征在于:所述調節(jié)區(qū)被分隔成若干個調節(jié)單元，所述各調節(jié)單元與各電極--對應并位于電極上方。
4.根據權利要求1或2或3所述的基于液晶移動的電響應智能窗，其特征在于:所述電源組件包括電壓可調的直流電源和開關。
5.根據權利要求1或2或3所述的基于液晶移動的電響應智能窗，其特征在于:所述電源組件包括直流電源和串聯(lián)在直流電源上的電壓控制器。
6.根據權利要求1所述的基于液晶移動的電響應智能窗，其特征在于:所述上玻璃基板與下玻璃基板之間設有邊框，所述邊框將調節(jié)區(qū)四周密封，從而形成玻璃夾層。
7.—種權利要求1至6任一項所述的電響應智能窗的光調節(jié)方法，其特征在于:利用電極接入的電壓，使液晶粒子相對于電極聚攏或分散，從而控制調節(jié)區(qū)的透射率和反射率。
8.根據權利要求7所述的光調節(jié)方法，其特征在于:調節(jié)電極的接入電壓來控制液晶粒子的聚攏程度，從而調整調節(jié)區(qū)的透射率和反射率。
9.根據權利要求7所述的光調節(jié)方法，其特征在于:絕緣載體與液晶粒子混合前對液晶粒子預處理，使液晶粒子具有極性。
10.根據權利要求7或8或9所述的光調節(jié)方法，其特征在于:控制液晶粒子內部液晶分子的排列，從而實現對特定波長光線的反射。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于液晶移動的電響應智能窗，包括電源組件、相對的上玻璃基板和下玻璃基板，所述上玻璃基板與下玻璃基板之間形成調節(jié)區(qū)，所述調節(jié)區(qū)內填充有絕緣載體與液晶粒子的混合物，所述下玻璃基板的上表面設有電極，所述電極與上玻璃基板分別連接電源組件的兩極。本發(fā)明還涉及該智能窗的光調節(jié)方法。本發(fā)明通過電極通、斷電驅動液晶粒子相對于電極發(fā)生聚攏或分散，來控制反應區(qū)對特定波長光線的透射或反射，從而實現自由調節(jié)光線反射率和透射率的目的，本智能窗能夠有效的避免對導航和通訊等系統(tǒng)的干擾，還能根據人們的意愿來調節(jié)對光線的反射率和透射率。本發(fā)明可應用于建筑家居。
【IPC分類】E06B9-24, G02F1-1343, G02F1-133
【公開號】CN104614888
【申請?zhí)枴緾N201510054592
【發(fā)明人】袁冬, 劉延國, 周國富, 迪克·楊·波爾, 劉丹青, 胡小文
【申請人】華南師范大學, 深圳市國華光電科技有限公司, 深圳市國華光電研究所
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月30日