调光阀以及调光玻璃组件的制作方法

1.本发明涉及电子控光技术领域，特别是涉及一种调光阀以及调光玻璃组。


背景技术：

2.智能调光玻璃技术能够改变玻璃的透光性，使玻璃的透光性从低透光率转换为高透光率，或使玻璃的从高透光率转换为低透光率，从而实现动态调节光的功能。目前，智能调光玻璃技术虽然在幕墙玻璃、车用玻璃以及高铁车窗玻璃上早就有所应用，但是受制于现有技术，智能调光玻璃技术始终未能真正实现大规模的应用。
3.传统的智能调光技术主要为聚合物分散液晶（pdlc）技术、电致变色（ec）技术以及悬浮粒子（spd）技术。然而，传统pdlc技术只能实现透明/雾态两种状态的切换，无法实现光线的明暗调节，直接影响了其市场的推广。ec技术虽然可以在较低的电压下即可实现驱动，但是其响应速度慢，调光范围小，循环寿命有限，且目前仅能提供蓝色调光，且在深色条件下光透过率的动态范围较小（＜20%），也无法有效满足实际应用需求。spd技术则有着成本高，环境稳定性差以及驱动电压高的缺点，且存在只能提供蓝色调光效果等诸多问题。因此，传统的智能调光技术均无法满足实际的需求。


技术实现要素：

4.基于此，有必要提供一种能够满足实际需求的调光阀。
5.另，还有必要提供一种调光玻璃组件。
6.本发明至少一实施例提供了一种调光阀，包括微胶囊结构，所述微胶囊结构包括囊壳和位于所述囊壳内的囊芯，所述囊芯包括混合向列相液晶以及分散在所述混合向列相液晶中的各向异性的纳米颗粒；其中，当所述调光阀通电时，随着通电电压的增加，所述混合向列相液晶与所述各向异性的纳米颗粒先后进行定向偏转，以使所述调光阀由雾态到暗态，再到透明态变化。
7.在其中一些实施例中，所述各向异性的纳米颗粒包括纳米棒以及纳米片中的至少一种。
8.在其中一些实施例中，所述纳米棒包括以下（1）~（3）中的至少一项：（1）所述纳米棒的直径为2nm~100nm；（2）所述纳米棒的长径比为8~20；（3）所述纳米棒包括氧化锌纳米棒、氧化铜纳米棒、二氧化钛纳米棒、硫化铋纳米棒、硫化镉纳米棒、硫化锌纳米棒、硒化锌纳米棒、硒化镉纳米棒、羟基氧化铁纳米棒、磷酸铜纳米棒、磷酸镍纳米棒、磷酸钴纳米棒、二氧化锰纳米棒、金纳米棒、银纳米棒、铂纳米棒、钯纳米棒、铜纳米棒、碳纳米管以及四氧化三铁纳米棒中的至少一种。
9.在其中一些实施例中，所述纳米片包括以下（1）~（3）中的至少一项：（1）所述纳米片的厚度为2nm~50nm；（2）所述纳米片的直径为20nm~1000nm；
（3）所述纳米片包括硫化铜纳米片、硒化铜纳米片、碲化铜纳米片、二硫化钛纳米片、硫化亚铜纳米片、二硫化锆纳米片、二硫化锡纳米片、硒化镉纳米片、硫化镉纳米片、二硫化钼纳米片、硫化锌纳米片、金纳米片、银纳米片、铜纳米片、铂纳米片、钯纳米片、纳米石墨烯片以及钙钛矿纳米片中的至少一种。
10.在其中一些实施例中，所述微胶囊结构包括以下（1）~（3）中的至少一项：（1）所述微胶囊结构的直径为1μm~10μm；（2）在所述囊芯中，所述各向异性的纳米颗粒的质量小于或等于所述混合向列相液晶质量的10%；（3）所述囊壳的材质包括聚氨酯树脂、聚脲树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、密胺树脂、聚酯树脂、二氧化硅以及聚甲基丙烯酸甲酯树脂中的至少一种。
11.在其中一些实施例中，所述调光阀包括调光功能层，所述调光功能层包括聚合物基质以及分散在所述聚合物基质中的所述微胶囊结构。
12.在其中一些实施例中，所述调光阀包括以下（1）~（2）中的至少一项：（1）所述调光功能层的厚度为5μm~200μm；（2）所述聚合物基质的材质包括有机硅树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂以及聚酯树脂中的至少一种。
13.在其中一些实施例中，所述调光阀还包括：第一透明基层；第一透明导电层，覆盖在所述第一透明基层上；第二透明基层；以及第二透明导电层，覆盖在所述第二透明基层上，且所述第一透明导电层和所述第二透明导电层相对设置；其中，所述调光功能层位于所述第一透明导电层和所述第二透明导电层之间。
14.在其中一些实施例中，所述调光阀包括以下（1）~（4）中的至少一项：（1）所述第一透明基层包括透明玻璃以及透明膜中的至少一种；（2）所述第二透明基层包括透明玻璃以及透明膜中的至少一种；（3）所述第一透明导电层包括ito导电层、fto导电层、fzo导电层、izo导电层、gzo导电层、azo导电层、纳米ag线导电层、石墨烯导电层、银金属网格导电层、铜金属网格导电层、蒸镀银导电层以及纳米cu线导电层中的至少一种；（4）所述第二透明导电层包括ito导电层、fto导电层、fzo导电层、izo导电层、gzo导电层、azo导电层、纳米ag线导电层、石墨烯导电层、银金属网格导电层、铜金属网格导电层、蒸镀银导电层以及纳米cu线导电层中的至少一种。
15.本发明至少一实施例提供了一种调光玻璃组件，包括第一玻璃板和第二玻璃板，所述调光玻璃组件还包括所述的调光阀，所述调光阀位于所述第一玻璃板和所述第二玻璃板之间。
16.本发明将所述混合向列相液晶和所述各向异性的纳米颗粒混合以实现所述调光阀的调光功能，避免了单独使用混合向列相液晶和各向异性的纳米颗粒时调光阀颜色单一、无控温功能（单独使用混合向列相液晶）以及隐私功能较差（单独使用各向异性的纳米颗粒）的缺点。同时，本发明中的所述调光阀在通电后能够实现雾态、暗态以及透明态的三
态变化，从而能够满足实际需求。
附图说明
17.图1为本发明提供的调光阀的结构示意图；图2为本发明提供的调光玻璃组件的结构示意图。
18.图标：100-调光阀；10-第一透明基层；20-第一透明导电层；30-第二透明基层；40-第二透明导电层；50-调光功能层；51-聚合物基质；52-微胶囊结构；521-囊壳；522-囊芯；5221-混合向列相液晶；5222-各向异性的纳米颗粒；200-调光玻璃组件；210-第一玻璃板；220-第二玻璃板。
具体实施方式
19.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
20.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
21.请参阅图1，本发明至少一实施例提供一种调光阀100，包括第一透明基层10、第一透明导电层20、第二透明基层30、第二透明导电层40以及调光功能层50。
22.在本发明中，所述第一透明基层10可以采用任何适合的形式。在一实施例中，所述第一透明基层10包括透明玻璃以及透明膜中的至少一种。具体地，所述透明膜可为pet透明膜。
23.其中，所述第一透明导电层20覆盖在所述第一透明基层10上。在本发明中，所述第一透明导电层20可以采用任何适合的透明导电层。在一实施例中，所述第一透明导电层20包括ito导电层、fto导电层、fzo导电层、izo导电层、gzo导电层、azo导电层、纳米ag线导电层、石墨烯导电层、银金属网格导电层（ag metal-mesh）、铜金属网格导电层（cu metal-mesh）、蒸镀银导电层以及纳米cu线导电层中的至少一种。
24.在本发明中，所述第二透明基层30也可以采用任何适合的形式。在一实施例中，所述第二透明基层30包括透明玻璃以及透明膜中的至少一种。具体地，所述透明膜可为pet透明膜。
25.其中，所述第二透明导电层40覆盖在所述第二透明基层30上，且所述第一透明导电层20和所述第二透明导电层40相对设置。在本发明中，所述第二透明导电层40也可以采用任何适合的透明导电层。在一实施例中，所述第二透明导电层40包括ito导电层、fto导电层、fzo导电层、izo导电层、gzo导电层、azo导电层、纳米ag线导电层、石墨烯导电层、银金属网格导电层（ag metal-mesh）、铜金属网格导电层（cu metal-mesh）、蒸镀银导电层以及纳米cu线导电层中的至少一种。
26.其中，所述调光功能层50位于所述第一透明导电层20和所述第二透明导电层40之
间。在一实施例中，所述调光功能层50的厚度为5μm~200μm。优选地，所述调光功能层50的厚度为5μm~170μm、5μm~140μm、5μm~110μm、5μm~80μm、5μm~50μm、5μm~20μm、35μm~200μm、35μm~170μm、35μm~140μm、35μm~110μm、35μm~80μm、35μm~50μm、65μm~200μm、65μm~170μm、65μm~140μm、65μm~110μm、65μm~80μm、95μm~200μm、95μm~170μm、95μm~140μm、95μm~110μm、125μm~200μm、125μm~170μm、125μm~140μm、155μm~200μm、155μm~170μm或185μm~200μm。
27.在一实施例中，所述调光功能层50包括聚合物基质51以及分散在所述聚合物基质51中的微胶囊结构52。在一实施例中，所述聚合物基质51的材质包括有机硅树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂以及聚酯树脂中的至少一种。
28.在一实施例中，所述微胶囊结构52的直径为1μm~10μm。优选地，所述微胶囊结构52的直径为1μm~8μm、1μm~6μm、1μm~4μm、1μm~2μm、3μm~10μm、3μm~8μm、3μm~6μm、3μm~4μm、5μm~10μm、5μm~8μm、5μm~6μm、7μm~10μm、7μm~8μm或9μm~10μm。
29.在一实施例中，所述微胶囊结构52包括囊壳521和位于所述囊壳521内的囊芯522。在一实施例中，所述囊壳521的材质包括聚氨酯树脂、聚脲树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、密胺树脂、聚酯树脂、二氧化硅以及聚甲基丙烯酸甲酯（pmma）树脂中的至少一种。
30.在一实施例中，所述囊芯522包括混合向列相液晶5221以及分散在所述混合向列相液晶5221中的各向异性的纳米颗粒5222。在一实施例中，在所述囊芯522中，所述各向异性的纳米颗粒5222的质量小于或等于所述混合向列相液晶5221质量的10%。优选地，在所述囊芯522中，所述各向异性的纳米颗粒5222的质量小于或等于所述混合向列相液晶5221质量的8%、6%、4%或2%。
31.在另一实施例中，所述混合向列相液晶还可位于所述囊壳521外。此时，所述微胶囊结构52分散在所述聚合物基质51和所述混合向列相液晶组成的混合物中。
32.在一实施例中，所述各向异性的纳米颗粒5222包括纳米棒以及纳米片中的至少一种。即，所述各向异性的纳米颗粒5222可只为所述纳米棒，也可只为所述纳米片，也可为所述纳米棒和所述纳米片的混合。
33.在一实施例中，所述纳米棒包括氧化锌纳米棒、氧化铜纳米棒、二氧化钛纳米棒、硫化铋纳米棒、硫化镉纳米棒、硫化锌纳米棒、硒化锌纳米棒、硒化镉纳米棒、羟基氧化铁纳米棒、磷酸铜纳米棒、磷酸镍纳米棒、磷酸钴纳米棒、二氧化锰纳米棒、金纳米棒、银纳米棒、铂纳米棒、钯纳米棒、铜纳米棒、碳纳米管以及四氧化三铁纳米棒中的至少一种。
34.在一实施例中，所述纳米棒的直径为2nm~100nm。优选地，所述纳米棒的直径为2nm~4nm、3nm~10nm、8nm~15nm、12nm~25nm、20nm~40nm、30nm~50nm、40nm~70nm、60nm~90nm或80~100nm。在一实施例中，所述纳米棒的长径比为8~20。优选地，所述纳米棒的长径比为8~18、8~16、8~14、8~12、8~10、10~20、10~18、10~16、10~14、10~12、12~20、12~18、12~16、12~14、14~20、14~18、14~16、16~20、16~18或18~20。
35.在一实施例中，所述纳米片的材质包括硫化铜纳米片、硒化铜纳米片、碲化铜纳米片、二硫化钛纳米片、硫化亚铜纳米片、二硫化锆纳米片、二硫化锡纳米片、硒化镉纳米片、硫化镉纳米片、二硫化钼纳米片、硫化锌纳米片、金纳米片、银纳米片、铜纳米片、铂纳米片、钯纳米片、纳米石墨烯片以及钙钛矿纳米片中的至少一种。
36.在一实施例中，所述纳米片的厚度为2nm~50nm。优选地，所述纳米片的厚度为2nm~4nm、3nm~8nm、5nm~10nm、8nm~15nm、12nm~25nm、20nm~40nm或30~50nm。在一实施例中，所述
纳米片的直径为20nm~1000nm。优选地，所述纳米片的直径为20nm~800nm、20nm~600nm、20nm~400nm、20nm~200nm、220nm~1000nm、220nm~800nm、220nm~600nm、220nm~400nm、420nm~1000nm、420nm~800nm、420nm~600nm、620nm~1000nm、620nm~800nm或820nm~1000nm。
37.其中，当所述调光阀100通电时，随着通电电压的增加，所述混合向列相液晶5221与所述各向异性的纳米颗粒5222先后进行定向偏转，以使所述调光阀100由雾态到暗态，再到透明态，从而实现所述调光阀100三态的变化。
38.请参阅图2，本发明至少一实施例提供一种调光玻璃组件200，包括第一玻璃板210、第二玻璃板220以及所述调光阀100。
39.其中，所述调光阀100位于所述第一玻璃板210和所述第二玻璃板220之间。
40.在本发明中，所述第一玻璃板210和所述第二玻璃板220的种类没有特殊限制，为本领域技术人员熟知的常规调光玻璃组件用透明玻璃即可，可以为普通玻璃如无机玻璃、有机玻璃，也可以为功能性玻璃，如uv阻隔玻璃、ir阻隔玻璃、low-e玻璃、钢化玻璃或抗菌玻璃等。
41.在一实施例中，所述调光玻璃组件200还可包括第一夹胶层（图未示）以及第二夹胶层（图未示）。其中，所述第一夹胶层位于所述第一玻璃板210和所述调光阀100之间，所述第二夹胶层位于所述第二玻璃板220和所述调光阀100之间。
42.在本发明中，所述第一夹胶层和所述第二夹胶层的种类没有特殊限制，为本领域技术人员熟知的常规调光玻璃组件用夹胶层，可以为eva胶膜、tpu胶膜、pvb胶膜，也可以为功能性胶膜，如uv阻隔eva胶膜、uv阻隔tpu胶膜、uv阻隔pvb胶膜等。
43.在一实施例中，所述调光玻璃组件200可应用在智能汽车调光天幕、前后挡风玻璃、遮阳板、建筑幕墙玻璃、隐私隔断及机场指挥塔等产品上。
44.本发明具有以下优点：首先，本发明将所述混合向列相液晶5221和所述各向异性的纳米颗粒5222混合以实现所述调光阀100的调光功能，避免了单独使用混合向列相液晶和各向异性的纳米颗粒时调光阀颜色单一、无控温功能（单独使用混合向列相液晶）以及隐私功能较差（单独使用各向异性的纳米颗粒）的缺点。同时，本发明中的所述调光阀100在通电后能够实现雾态、暗态以及透明态的三态变化，从而能够满足实际需求。
45.其次，本发明采用微胶囊结构法实现所述混合向列相液晶5221和所述各向异性的纳米颗粒5222与所述聚合物基质51的分相，可避免采用传统相分离方法时液晶材料和纳米颗粒在聚合物基质中的残留问题，使所述调光阀100的状态在切换前后对比度更加明显。
46.最后，相比传统的调光阀，本发明提供的所述调光阀100具备适用场景范围、响应速度、环耐受性、循环寿命、成本、能耗、颜色以及隐私遮蔽等多个维度的技术优势。
47.以下通过具体实施例对本发明作进一步说明。
48.实施例1提供调光阀，调光阀包括第一透明基层、第一透明导电层、第二透明基层、第二透明导电层以及调光功能层。
49.其中，第一透明基层为pet透明膜，第一透明导电层为纳米ag线导电层，纳米ag线导电层镀在pet透明膜上。第二透明基层为pet透明膜，第二透明导电层为纳米ag线导电层，纳米ag线导电层镀在pet透明膜上。
50.其中，调光功能层包括聚合物基质以及分散在聚合物基质中的微胶囊结构。微胶囊结构包括囊壳和位于囊壳内的囊芯。
51.其中，聚合物基质的材质为环氧改性的有机硅树脂。囊壳的材质为pmma树脂，囊芯为混合向列相液晶和各向异性的纳米颗粒混合而成，该各项异性的纳米颗粒为直径为5nm、长度为50nm的氧化铜纳米棒。在囊芯中，氧化铜纳米棒的质量占混合向列相液晶质量的1%。
52.实施例2提供调光阀，调光阀包括第一透明基层、第一透明导电层、第二透明基层、第二透明导电层以及调光功能层。
53.其中，第一透明基层为pet透明膜，第一透明导电层为纳米ag线导电层，纳米ag线导电层镀在pet透明膜上。第二透明基层为pet透明膜，第二透明导电层为纳米ag线导电层，纳米ag线导电层镀在pet透明膜上。
54.其中，调光功能层包括聚合物基质以及分散在聚合物基质中的微胶囊结构。微胶囊结构包括囊壳和位于囊壳内的囊芯。
55.其中，聚合物基质的材质为环氧改性的有机硅树脂。囊壳的材质为聚氨酯树脂，囊芯为混合向列相液晶和各向异性的纳米颗粒混合而成，该各项异性的纳米颗粒为厚度为3nm、直径为50nm的硫化铜纳米片。在囊芯中，硫化铜纳米片的质量占混合向列相液晶质量的1%。
56.实施例3提供调光阀，调光阀包括第一透明基层、第一透明导电层、第二透明基层、第二透明导电层以及调光功能层。
57.其中，第一透明基层为透明玻璃，第一透明导电层为ito导电层，ito导电层镀在透明玻璃上。第二透明基层为透明玻璃，第二透明导电层为ito导电层，ito导电层镀在透明玻璃上。
58.其中，调光功能层包括聚合物基质以及分散在聚合物基质中的微胶囊结构。微胶囊结构包括囊壳和位于囊壳内的囊芯。
59.其中，聚合物基质的材质为环氧树脂。囊壳的材质为聚氨酯树脂，囊芯为混合向列相液晶和各向异性的纳米颗粒混合而成，该各项异性的纳米颗粒为直径为10nm、长度为200nm的硫化铋纳米棒。在囊芯中，硫化铋纳米棒的质量占混合向列相液晶质量的1%。
60.分别对实施例1~3中的调光阀通电，并观察实施例1~3中的调光阀在通电前后的颜色变化。
61.结果显示：实施例1中的调光阀在未通电时为黑色的雾态，随着通电电压的升高，调光阀由黑色的雾态变为黑色的暗态，最终变为透明态；实施例2中的调光阀在未通电时为墨绿色的雾态，随着通电电压的升高，调光阀由墨绿色的雾态变为墨绿色的暗态，最终变为透明态；实施例3中的调光阀在未通电时为黑褐色的雾态，随着通电电压的升高，调光阀由黑褐色的雾态变为黑褐色的暗态，最终变为透明态。这表明本发明实施例1~3中的调光阀均能实现雾态、暗态以及透明态的三态变化。
62.本发明具有以下优点：首先，本发明将所述混合向列相液晶5221和所述各向异性的纳米颗粒5222混合以实现所述调光阀100的调光功能，避免了单独使用混合向列相液晶和各向异性的纳米颗粒
时调光阀颜色单一、无控温功能（单独使用混合向列相液晶）以及隐私功能较差（单独使用各向异性的纳米颗粒）的缺点。同时，本发明中的所述调光阀100在通电后能够实现雾态、暗态以及透明态的三态变化，从而能够满足实际需求。
63.其次，本发明采用微胶囊结构法实现所述混合向列相液晶5221和所述各向异性的纳米颗粒5222与所述聚合物基质51的分相，可避免采用传统相分离方法时液晶材料和纳米颗粒在聚合物基质中的残留问题，使所述调光阀100的状态在切换前后对比度更加明显。
64.最后，相比传统的调光阀，本发明提供的所述调光阀100具备适用场景范围、响应速度、环耐受性、循环寿命、成本、能耗、颜色以及隐私遮蔽等多个维度的技术优势。
65.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
66.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。