專利名稱：一種智能調(diào)光玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝飾用玻璃，特別是一種可以隨意調(diào)光的智能玻璃。
背景技術(shù)：
玻璃是建筑內(nèi)外常用的裝飾材料，從玻璃幕墻到窗戶可以說無處不在。玻璃幕墻 不僅美化了建筑外觀，還具有一定的隔熱作用。但是，玻璃幕墻存在外觀單一、熱輻射大、對 周邊建筑和環(huán)境影響較大的缺點(diǎn)，尤其是我國城市的住宅樓之間的間距一般都較小，安裝 玻璃幕墻后彼此之間一目了然，居所的私密性大大減弱。使用窗戶玻璃時，人們普遍采用安 裝窗簾、百葉窗的辦法來實(shí)現(xiàn) 隔熱、美觀、保密的目的。但是，安裝窗簾不僅增加投資，而且 占用室內(nèi)空間，窗簾還必須經(jīng)常清洗和更換，另外，開關(guān)窗簾有時也帶來許多不便。因此，人 們對玻璃的功能給予極大期望，希望有一種能夠按照人們的意愿改變玻璃的透光率、具有 窗簾作用的玻璃。智能調(diào)光玻璃的出現(xiàn)滿足了人們的上述愿望。智能調(diào)光玻璃是一種電致變色調(diào) 光玻璃，它利用安全低電壓來控制聚脂膜或夾層中功能材料的狀態(tài)，進(jìn)而達(dá)到變色調(diào)光的 目的。電致變色調(diào)光玻璃的顏色深淺可通過改變電流來控制，進(jìn)而調(diào)節(jié)陽光照入室內(nèi)的強(qiáng) 度。當(dāng)為電致變色調(diào)光玻璃施加電壓時，其中的電致變色材料著色，撤掉電壓時，智能調(diào)光 玻璃不會退色，只有為電致變色調(diào)光玻璃施加相反方向的電壓時，智能調(diào)光玻璃才會退色。 也就是說，只有在著色與退色過程才需要外加電壓，因而具有節(jié)能效果。智能調(diào)光玻璃不透 明時，它就是一種隱形窗簾，具有很多無法比擬的優(yōu)點(diǎn)首先，使用智能調(diào)光玻璃就不必再 安裝實(shí)體窗簾，即節(jié)省了空間，也避免了因移動窗簾而引起的灰塵飛揚(yáng)，改善了室內(nèi)衛(wèi)生條 件；其次，智能調(diào)光玻璃具有防紫外線和隔音功能，是一種環(huán)保型產(chǎn)品；第三，智能調(diào)光玻 璃可以調(diào)節(jié)太陽能的透過率，從而節(jié)省了建筑物的制熱或制冷能；第四，智能調(diào)光玻璃不僅 可整體實(shí)施，也可對某一局部調(diào)光，可按使用者要求，任意設(shè)定調(diào)光區(qū)域；在很多特殊場合， 安裝在固定建筑和行駛車輛上起到提示或顯示功能。這些功能將賦予它極其廣闊的應(yīng)用前
旦
ο目前市場上出售的智能調(diào)光玻璃都是通過添加液晶材料層來實(shí)現(xiàn)調(diào)光的目的，例 如中國實(shí)用新型專利說明書CN2725290Y就公開了一種安裝有液晶材料層的智能調(diào)光玻 璃。但是液晶材料并不是一種理想的電光調(diào)節(jié)材料。首先，液晶材料的透明度較差，當(dāng)電光 調(diào)節(jié)使液晶處于“關(guān)”狀態(tài)時，室內(nèi)會變得很暗，而且光譜調(diào)制幅度較??；其次，液晶材料作 為電光調(diào)節(jié)材料使用時，一般需要較高的電壓來驅(qū)動；另外，液晶材料的抗紫外輻照能力和 穩(wěn)定性不佳，因而不適合建筑應(yīng)用。又例如公開號為CN101188886的中國發(fā)明專利公開了 一種全固態(tài)的電致變色元件，其結(jié)構(gòu)是在摻錫氧化銦(ITO)玻璃基片上依次沉積氧化鎢薄 膜作為陰極變色層、偏硼酸鋰和硫酸鋰混合物薄膜作為離子導(dǎo)體層、鎳氧化物薄膜作為陽 極變色層及摻錫氧化銦薄膜作為透明電極，該變色元件具有改變光透射率的性能。但是，該 變色元件沒有紅外反射效果，從而會影響調(diào)光智能玻璃的隔熱性能；另外，ITO玻璃作為智 能調(diào)光玻璃的對電極，通常其單位面積的電化學(xué)容量較小，一般需要通過提高施加電壓來提高ITO導(dǎo)電薄膜的電化學(xué)容量，進(jìn)而提高智能調(diào)光玻璃的電致變色效率。但是，提高施加 電壓會縮短電致變色智能調(diào)光玻璃的循環(huán)壽命
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種既具有低施加電壓、高電 致變色效率，又具有紅外反射效果的智能調(diào)光玻璃。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為一種智能調(diào)光玻璃，包括上下疊 放的第一玻璃基板與第二玻璃基板，第一玻璃基板與第二玻璃基板之間依次設(shè)置第一導(dǎo)電 層，電致變色層，電解質(zhì)層，離子儲存層及第二導(dǎo)電層；第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層分別擇一 連接正、負(fù)電極；第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層是具有紅外反射性能的導(dǎo)電薄膜，并且該導(dǎo)電薄 膜的表面涂覆活性碳纖維。為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的措施還包括上述導(dǎo)電薄膜是硫化鋅/銀/硫化鋅薄膜、錫銦氧化物薄膜、摻氟的氧化錫薄膜或 者摻鋁的氧化鋅薄膜。上述活性碳纖維是網(wǎng)格狀或者蜂窩狀。上述電致變色層是氧化鎢薄膜、氧化鉬薄膜、氧化鈦薄膜、氧化鎢與氧化鉬的摻雜 混合物或者氧化鎢與氧化鈦的摻雜混合物。上述離子儲存層是氧化鎳薄膜、氧化釩薄膜或普魯士藍(lán)薄膜。上述電解質(zhì)層是由聚合物高分子材料或者固態(tài)離子導(dǎo)體材料構(gòu)成。上述聚合物高分子材料是由高氯酸鋰、碳酸丙烯和酯聚環(huán)氧乙烯聚合構(gòu)成，或者 由高氯酸鋰、碳酸丙烯和聚甲基丙烯酸甲酯聚合構(gòu)成。上述固態(tài)離子導(dǎo)體材料是氧化鉭、鈮酸鋰或者氟化鋁鋰。上述第一玻璃基板與第二玻璃基板的外周制有保護(hù)框，該保護(hù)框內(nèi)制有控制器以 及連接電極的電極弓I線和電源插頭。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的智能調(diào)光玻璃具有紅外反射效果、電致變色效率 高，及所需的外部電壓低的特點(diǎn)。使用本發(fā)明智能調(diào)光玻璃，不僅可以減少室內(nèi)熱量損失， 實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的，同時可以提高智能調(diào)光玻璃的使用壽命，從而滿足人們?nèi)粘Ｉ罴?建筑裝飾的需要。


圖1是本發(fā)明智能調(diào)光玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中第一導(dǎo)電層表面的活性碳素纖維的表面積呈網(wǎng)格狀示意圖；圖3是圖1中第一導(dǎo)電層表面的活性碳素纖維的表面積呈蜂窩狀示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。圖1至圖3所示為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明的智能調(diào)光玻璃包括上下疊放的第一玻璃基板與第二玻璃基 板，第一玻璃基板與第二玻璃基板之間依次涂覆第一導(dǎo)電層，電致變色層，電解質(zhì)層，離子儲存層及第二導(dǎo)電層。其中，第一玻璃基板的上表面，即與第二玻璃基板相對面的表面涂覆 具有紅外反射性能的透明導(dǎo)電薄膜構(gòu)成第一導(dǎo)電薄膜層；第二玻璃基板的下表面，即與第 一玻璃基板相對面的表面涂覆具有紅外反射性能的透明導(dǎo)電薄膜構(gòu)成第二導(dǎo)電薄膜層，第 一導(dǎo)電薄膜層與第二導(dǎo)電薄膜層上用導(dǎo)電膠涂覆一層活性碳素纖維，透明導(dǎo)電薄膜層與活 性碳素纖維一起構(gòu)成第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層；第一導(dǎo)電層上涂覆電致變色層；在第二導(dǎo) 電層上涂覆離子儲存層；電致變色層與離子儲存層之間是電解質(zhì)層，該電解質(zhì)層是由聚合 物高分子材料或者固態(tài)離子傳導(dǎo)材料構(gòu)成。第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層分別擇一連接正、負(fù) 電極，該正負(fù)電極通過電極引線向外引出，與智能調(diào)光玻璃外部的調(diào)控器及電源相連接。第一導(dǎo)電薄膜層與第二導(dǎo)電薄膜層是硫化鋅-銀_硫化鋅三層結(jié)構(gòu)薄膜 (ZnS-Ag-ZnS)薄膜、錫銦氧化物(ITO)薄膜、摻氟的氧化錫(FTO)薄膜或者摻鋁的氧化鋅 (AZO)薄膜?；钚蕴妓乩w維的表面積呈網(wǎng)格狀20a或者蜂窩狀30a(如圖2和圖3所示)。 具有紅外反射性能的透明導(dǎo)電薄膜層與活性碳素纖維一起構(gòu)成導(dǎo)電層，不僅使該智能調(diào)光 玻璃具有紅外反射效果，增加智能調(diào)光玻璃的隔熱性，而且具有較高的電化學(xué)容量及高的 致色效率，只需很低的電壓驅(qū)動即可實(shí)現(xiàn)調(diào)光的目的。電致變色層由氧化鎢(WO3)薄膜、氧化鉬(MoO3)薄膜、氧化鈦(TiO2)薄膜、氧化 鎢與氧化鉬的摻雜混合物薄膜或者氧化鎢與氧化鈦的摻雜混合物薄膜。離子儲存層是氧 化鎳(NiOx)薄膜，氧化釩(V2O5)薄膜或者普魯士藍(lán)薄膜。聚合物高分子材料由高氯酸鋰 (LiClO4)、碳酸丙烯酯(PC)和聚環(huán)氧乙烯(PEO)構(gòu)成，或者由高氯酸鋰(LiClO4)、碳酸丙烯 酯(PC)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)構(gòu)成。固態(tài)離子傳導(dǎo)材料由氧化鉭(Ta2O5)、鈮酸鋰 (LiNbO3)或者氟化鋁鋰(LiAlF4)構(gòu)成。智能調(diào)光玻璃進(jìn)行調(diào)光時，外部電源通過電極引線供電到電極，電極提供給第一 導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層供電電流，進(jìn)而為電致變色層提供電流。通過外部調(diào)控器可控制電流 大小，從而使電致變色層在電流作用下發(fā)生著色與退色的變化，達(dá)到調(diào)光的目的。外部調(diào)控 器的控制方式可采用遠(yuǎn)紅外開關(guān)、遙控開關(guān)或遠(yuǎn)程網(wǎng)控等方式。智能調(diào)光玻璃不僅可以對整個玻璃基板進(jìn)行調(diào)光，也可以按使用者要求，只對玻 璃基板中的某一局部進(jìn)行調(diào)光，也就是說，可以任意設(shè)定調(diào)光區(qū)域。調(diào)光區(qū)域的劃分是采用 激光刻蝕的方法在導(dǎo)電膜上進(jìn)行的，同時用導(dǎo)電膠將電極引線一一粘結(jié)到導(dǎo)電區(qū)的每一部 分。第一玻璃基板與第二玻璃基板的四周邊鑲有保護(hù)框，保護(hù)框材料可以是鋁塑材料 或者其他材料。在保護(hù)框內(nèi)設(shè)有外部調(diào)控器以及連接電極的電極引線和電源插頭。外部調(diào) 控器可以同時連接一塊或者多塊玻璃基板。
權(quán)利要求
一種智能調(diào)光玻璃，包括上下疊放的第一玻璃基板與第二玻璃基板，其特征是所述的第一玻璃基板與所述的第二玻璃基板之間依次設(shè)置第一導(dǎo)電層，電致變色層，電解質(zhì)層，離子儲存層及第二導(dǎo)電層；所述的第一導(dǎo)電層與所述的第二導(dǎo)電層分別擇一連接正、負(fù)電極；所述的第一導(dǎo)電層與所述的第二導(dǎo)電層是具有紅外反射性能的導(dǎo)電薄膜，并且所述的導(dǎo)電薄膜的表面涂覆活性碳纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能調(diào)光玻璃，其特征是所述的導(dǎo)電薄膜是硫化 鋅-銀_硫化鋅三層結(jié)構(gòu)薄膜、錫銦氧化物薄膜、摻氟的氧化錫薄膜或者摻鋁的氧化鋅薄 膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能調(diào)光玻璃，其特征是所述的活性碳纖維是網(wǎng)格狀 或者蜂窩狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能調(diào)光玻璃，其特征是所述的電致變色層是氧化鎢 薄膜、氧化鉬薄膜、氧化鈦薄膜、氧化鎢與氧化鉬的摻雜混合物薄膜或者氧化鎢與氧化鈦的 摻雜混合物薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能調(diào)光玻璃，其特征是所述的離子儲存層是氧化鎳 薄膜、氧化釩薄膜或者普魯士藍(lán)薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能調(diào)光玻璃，其特征是所述的電解質(zhì)層是由聚合物 高分子材料或者固態(tài)離子導(dǎo)體材料構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種智能調(diào)光玻璃，其特征是所述的聚合物高分子材料是 由高氯酸鋰、碳酸丙烯和酯聚環(huán)氧乙烯聚合構(gòu)成，或者由高氯酸鋰、碳酸丙烯和聚甲基丙烯 酸甲酯聚合構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種智能調(diào)光玻璃，其特征是所述的固態(tài)離子導(dǎo)體材料是 氧化鉭、鈮酸鋰或者氟化鋁鋰。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一權(quán)利要求所述的一種智能調(diào)光玻璃，其特征是所述的第 一玻璃基板與所述的第二玻璃基板的外周制有保護(hù)框，所述的保護(hù)框內(nèi)制有控制器，連接 電極的電極引線和電源插頭。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能調(diào)光玻璃，包括上下疊放的第一玻璃基板與第二玻璃基板，第一玻璃基板與第二玻璃基板之間依次設(shè)置第一導(dǎo)電層，電致變色層，電解質(zhì)層，離子儲存層及第二導(dǎo)電層；第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層分別擇一連接正、負(fù)電極；第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層是具有紅外反射性能的導(dǎo)電薄膜，并且該導(dǎo)電薄膜的表面涂覆活性碳纖維。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明智能調(diào)光玻璃具有紅外反射效果，電致變色效率高，所需的外部電壓較低等特點(diǎn)，不僅可以減少室內(nèi)熱量損失，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的，同時可以提高智能調(diào)光玻璃的使用壽命，從而滿足人們?nèi)粘Ｉ罴敖ㄖb飾的需要。
文檔編號G02F1/153GK101833211SQ20101014351
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者劉志敏, 孫喜蓮, 方燕群, 曹鴻濤 申請人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所