專利名稱：可調(diào)式不透光的窗戶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有可調(diào)不透光度的窗戶。更具體的說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于車輛及建筑工業(yè)的可調(diào)或可變式窗戶著色系統(tǒng)，而進(jìn)一步涉及一種防陽(yáng)光的窗戶系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
可透過(guò)固定分量的入射光的車輛及建筑物窗戶已成為許多人所需要，且目前市面上有售，可控制侵入車輛及建筑物內(nèi)的日光。此種具有固定顏色的窗戶，其雖為使用者在陽(yáng)光明媚的白天所需，但卻非陰天及傍晚所需。在不同環(huán)境以及社會(huì)條件及需要的情況下，需要有可應(yīng)用可控制入射可見(jiàn)光強(qiáng)度分量的窗戶?？尚》至靠刂仆ㄟ^(guò)窗戶的可見(jiàn)光而同時(shí)可過(guò)濾UV及大部分紅外光的保護(hù)性可變著色，是非常需要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設(shè)法滿足對(duì)改良的光控制窗戶的需要。
本發(fā)明的目的是提供一種視周圍明暗狀況而定，可變式自動(dòng)或手動(dòng)改變不透光度的可調(diào)式不透光窗戶。
本發(fā)明的另一目的是提供一種耐久且薄到可用作為車輛窗戶的可調(diào)式不透光窗戶。
本發(fā)明的再一目的是通過(guò)吸收或反射過(guò)濾車輛及建筑物的UV及紅外光。
本發(fā)明的又一目的是提供一種可調(diào)式不透光窗戶，其可逐漸改變其顏色或色澤。
本發(fā)明的再一目的是提供一種用于電光材料如窗戶應(yīng)用的液晶的堅(jiān)固且尺寸上可撓性的包圍物。
為達(dá)到以上目的，提供一種可調(diào)式不透光窗戶，其包含外片、內(nèi)片、透光控制層及吸震層。在外片與內(nèi)片之間提供空腔，而透光控制層及吸震層則放置在空腔中。透光控制層由吸震層支撐。外片、內(nèi)片、透光控制層及吸震層的附著是以玻璃膠合方法常用的技術(shù)，如利用聚乙烯醇縮丁醛(PVB)，或光學(xué)透明UV耐久樹(shù)脂如商品名為Astrocure1000G完成，且可進(jìn)一步包括壓敏粘著劑的使用。
吸震層包括膠合材料如聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、UV耐久樹(shù)脂如Astrocure 1000G及或壓敏粘著劑，這些壓敏粘著劑進(jìn)一步設(shè)計(jì)成除提供各層間的附著功能外，還具有或增強(qiáng)它們的吸震性質(zhì)。
或者，吸震層可包括填入空腔的凝膠，而透光控制層則由凝膠支撐。
或者，吸震層包括第一撓性片，而透光控制層附著于第一撓性片。吸震層可進(jìn)一步包括第二撓性片，而第二撓性片附著于第一撓性片反面的透光控制層。
優(yōu)選地，第一及第二撓性片皆由聚酯或聚碳酸酯所制成，而它們的厚度應(yīng)在約0.1至約0.2mm的范圍內(nèi)。
外片與內(nèi)片應(yīng)實(shí)質(zhì)堅(jiān)硬。優(yōu)選地，外片與內(nèi)片由玻璃制成。
在優(yōu)選實(shí)施例中，透光控制層包括許多透光控制晶胞，其排列形成無(wú)縫格磚狀格子結(jié)構(gòu)。
透光控制晶胞的不透光度是可變式可調(diào)整。每個(gè)透光控制晶胞或透光控制層的不透光度是通過(guò)施加外刺激如外電場(chǎng)及通過(guò)改變施加于透光控制晶胞的此種電場(chǎng)的幅度加以調(diào)整。
每個(gè)透光控制晶胞都包含第一電極、第二電極及第一與第二電極間的電光材料。電光材料可為，且不限于液晶、非線性光學(xué)材料及具有類似特征的其他光材料。
形成透光層的液晶的種類可包括，但不限于，含或不含對(duì)掌摻雜劑的向列液晶、對(duì)掌向列液晶、聚合液晶、鐵電液晶。此種液晶可摻雜二色吸光染料或多色吸光染料。
可調(diào)式不透光窗戶進(jìn)一步包括放置于外片與透光控制層間的第一偏光層，及放置于第一撓性片與內(nèi)片間的第二偏光層。第一偏光層的偏光方向?qū)嵸|(zhì)垂直于第二偏光層的偏光方向。
第一及第二偏光層可分別與外及內(nèi)片一體成型。第一偏光層是吸光性或雙折射基。同時(shí)，第一偏光層可包括金屬線柵。
在透光晶胞中，第一電極與第一偏光層實(shí)質(zhì)相鄰，而第二電極與第一撓性片實(shí)質(zhì)相鄰。
第一電極包括以透明導(dǎo)電涂層涂覆的實(shí)質(zhì)透明塑膠基材，而第二電極包括以透明導(dǎo)電涂層涂覆的實(shí)質(zhì)透明塑膠基材。
毗鄰液晶的第一電極是以第一聚合物層處理，使得第一聚合物層與毗鄰液晶優(yōu)先對(duì)齊，而毗鄰液晶的第二電極的表面則以第二聚合物層處理，使得第二聚合物層與毗鄰液晶優(yōu)先對(duì)齊。
毗鄰第一及第二聚合物層的液晶與第一及第二聚合物層的平面預(yù)先成傾斜。經(jīng)處理的第一聚合物層的優(yōu)先方向與第一偏光層的偏光方向?qū)嵸|(zhì)平行，而經(jīng)處理的第二聚合物層的優(yōu)先方向則與第二偏光層的偏光方向?qū)嵸|(zhì)平行。
優(yōu)選地，預(yù)傾斜角度在0°至約45度(45°)的范圍內(nèi)。更優(yōu)選地，預(yù)傾斜角度為約30度(30°)。
透光控制晶胞進(jìn)一步包括許多隔條，且隔條保持第一與第二電極間的預(yù)定距離。隔條部分或全部用粘著劑涂覆。隔條是任意分布于透光控制晶胞內(nèi)。每個(gè)隔條均包括圓球，而圓球與第一及第二電極接觸。圓球涂有粘著劑層。圓球的直徑在約5至約30微米的范圍內(nèi)，而粘著劑層的厚度為約5微米以下。
第一撓性片涂有透明導(dǎo)電涂層，其是由氧化銦錫制成。第一撓性片的透明導(dǎo)電涂層形成連接每一透光控制晶胞的電接線。
可調(diào)式不透光窗戶進(jìn)一步包括控制電路，其個(gè)別、部分集體或全部用電接線控制每一透光控制晶胞。
可調(diào)式不透光窗戶進(jìn)一步包括光感測(cè)器，其測(cè)量入射光的強(qiáng)度；及控制電路，其依據(jù)光感測(cè)器提供的數(shù)據(jù)控制晶胞。透光控制晶胞的透光率可用人工控制。
可調(diào)式不透光窗戶進(jìn)一步包括光電伏打電池陣列，及陣列提供透光控制層操作的用電。可調(diào)式不透光窗戶可為車輛窗戶，而陣列可安裝于車輛內(nèi)?？烧{(diào)式不透光窗戶的其他應(yīng)用包括建筑物窗戶、玻璃門或隔間。
可調(diào)式不透光窗戶進(jìn)一步包括紫外光阻斷層，其是放置在外片與透光控制層之間。
本發(fā)明以不同方面概述如下。
可控制的保護(hù)性著色窗戶可通過(guò)外部裝置調(diào)整而讓可見(jiàn)光通過(guò)，而UV及紅外光則被吸收或反射至車輛外。著色應(yīng)用的重要模式為活性層光學(xué)性質(zhì)的電操控。
這是圖1所示光控制層的中心層，而有此一層，光的通過(guò)活性層即可控制。光控制層的放大圖如圖2所示。電活性材料如液晶及常與輔助層結(jié)合的膜會(huì)改變光的通過(guò)率，其方式視所施加外部電刺激而定。
輔助層可包括諸層，如各種偏光物、施加外部刺激如電場(chǎng)所需的諸層及活性層正確操作所需的諸層，如對(duì)齊層及補(bǔ)償層所構(gòu)成，以增強(qiáng)斜射光的光減弱效果，當(dāng)活性層為液晶時(shí)。
不要的可見(jiàn)光會(huì)被活性層及其輔助元件反射、衍射至車輛外面、或吸收、及/或全部這些模式的組合。
可見(jiàn)光透過(guò)光控制層的透光率的控制是由活性層的光學(xué)性質(zhì)可利用外部刺激如電場(chǎng)操控的能力而來(lái)。當(dāng)施加外部刺激如電場(chǎng)時(shí)，活性層，如液晶，可改變其光學(xué)性質(zhì)，如雙折射及因此光行進(jìn)通過(guò)活性層的偏光狀態(tài)。
更明白的說(shuō)，外部刺激如外部電場(chǎng)施加于液晶層會(huì)使液晶分子，如由棒狀分子所組成的分子重新定向。這種液晶層中的分子重新定向會(huì)引起行進(jìn)通過(guò)玻璃的光的折射率產(chǎn)生變化。結(jié)果是，自液晶層射出的光的偏光也會(huì)變化，這是由于外部刺激施加于液晶活性層的緣故。
仍更明白及更一般而言，液晶分子重新定向的程度是視外部刺激的幅度而定，及行進(jìn)通過(guò)液晶層的光的偏光狀態(tài)可借助操控外部刺激而繼續(xù)操控。
然后，輔助層如偏光物可利用以吸收或反射一部分的可見(jiàn)光，其視偏光物的選擇及視光的偏光狀態(tài)而定，這是由活性層控制?；钚詫樱缃?jīng)二色染料摻雜的液晶，在施加外部刺激如電場(chǎng)時(shí)，會(huì)改變其吸光率，而因此利用外部刺激可控制通過(guò)活性層的透光率。
過(guò)濾，亦即，UV及或紅外光的反射或吸收，可借助輔助層，如額外的UV吸收層、偏光物及或其他活性層而達(dá)成，根據(jù)這些材料的選擇。施加于活性層以達(dá)到可見(jiàn)光譜的透光率變化的外部刺激對(duì)光控制層的UV及紅外光過(guò)濾并無(wú)多大影響。
商業(yè)應(yīng)用，特別是在車輛、陸地、海洋或空中應(yīng)用使用了各種大小的窗戶。對(duì)大窗戶而言，根據(jù)本發(fā)明，活性層構(gòu)造成使若干較小活性層無(wú)縫接合一起成為格磚狀結(jié)構(gòu)，而這些較小格磚狀的集合體即作為控制整片光通過(guò)的一單一活性層，如圖3所描繪。
根據(jù)本發(fā)明的保護(hù)性可調(diào)式不透光窗戶提供了一些優(yōu)點(diǎn)。
自然日光輻射在光學(xué)頻率轄域內(nèi)有廣大光譜，范圍自紫外光至紅外光束。紫外(UV)光會(huì)引發(fā)光化學(xué)反應(yīng)，特別是在有機(jī)系統(tǒng)中，且對(duì)車輛或建筑物內(nèi)的乘客及內(nèi)部都有害。保護(hù)性可調(diào)式不透光窗戶所提供的UV過(guò)濾特征是對(duì)例如車輛所有者的附加環(huán)境安全性特征，且會(huì)減輕所有者使用防曬產(chǎn)品的問(wèn)題。UV輻射對(duì)活性層，如利用液晶制成的活性層的破壞，也會(huì)因阻止UV進(jìn)入活性層而減小或消除。
日光輻射的紅外線光譜可由組成車輛或建筑物內(nèi)部的材料吸收，且非常大部分的熱是由此光被吸收轉(zhuǎn)換而來(lái)。根據(jù)本發(fā)明，光控制層可通過(guò)反射或吸收或二者的組合過(guò)濾此紅外光線。此紅外線光譜的過(guò)濾，可降低其轉(zhuǎn)換熱所產(chǎn)生的車輛或建筑物內(nèi)部的溫度上升及降低車輛或建筑物在熱天時(shí)所需冷氣的能源及成本。
可調(diào)式不透光窗戶的主要功能及優(yōu)點(diǎn)是，在光環(huán)境太亮?xí)r可降低不需要光的透過(guò)，且在較暗光環(huán)境時(shí)調(diào)整至最大透過(guò)。保護(hù)性可調(diào)式不透光窗戶的一額外優(yōu)點(diǎn)為在廣大范圍的自然照明條件下可提供隱私性。除非受窗戶保護(hù)的環(huán)境的內(nèi)部放置幾乎完全反射的鏡面，否則反射的光強(qiáng)于典型應(yīng)用從后面通過(guò)窗戶的光。因此，在窗戶較灰暗的內(nèi)面的物體，在反射外光的較亮面的觀看者看來(lái)將模糊不清。隱私性可通過(guò)由控制色澤以降低通過(guò)窗戶的光而進(jìn)一步加強(qiáng)。
再者，大窗戶的活性層的格磚狀結(jié)構(gòu)有若干方面的優(yōu)點(diǎn)?；钚詫拥漠a(chǎn)量及相關(guān)成本通常都是其面積大小的非線性函數(shù)。例如，半導(dǎo)體IC晶片的成本，由于不可避免的污染及瑕疵，其是以面積的指數(shù)倍成長(zhǎng)?；钚詫佑。a(chǎn)量比愈高而材料成本愈低。此外，制造活性層所需的許多供應(yīng)材料及工具也許無(wú)法搬運(yùn)大尺寸，既使選擇要如此做。小而非常薄的活性層的整體搬運(yùn)比搬運(yùn)大片要容易。因此，成本較廉，且窗戶較容易制造。在大尺寸窗戶中，活性層是無(wú)縫格磚狀小片的活性層的集合。由于小格磚的產(chǎn)量高，工具較容易取得且較容易搬運(yùn)。
雖然本發(fā)明已簡(jiǎn)單概述，對(duì)本發(fā)明的更全面的了解可從以下附圖、詳細(xì)說(shuō)明及隨附權(quán)利要求范圍獲得。


參照附圖，本發(fā)明的這些及其他特征、方面及優(yōu)點(diǎn)將變得更易于理解，附圖中圖1是可調(diào)式不透光窗戶呈現(xiàn)其主要功能的示意圖；圖2是光控制層的放大圖；圖3是顯示活性層格磚化結(jié)構(gòu)的示意圖；
圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)式不透光窗戶的正視圖；圖5是沿圖4線5-5窗戶的部分剖面圖；圖6是類似圖5的圖，顯示在內(nèi)與外片之間的空腔；圖7是類似圖5的圖，顯示吸震層；圖8是窗戶的正視圖，顯示透光控制晶胞的格子；圖9是窗戶內(nèi)透光控制晶胞的剖面圖；圖10是透光控制晶胞中隔條的平面圖；圖11是沿圖10線11-11的部分剖面圖；圖12是沿圖11線12-12的剖面圖；圖13是示意電路圖，顯示透光控制晶胞的控制；圖14是類似圖7的圖，顯示吸震層包括凝膠；圖15是窗戶的正視圖，顯示晶胞的不同隔間；圖16是沿圖15線16-16的部分剖面圖；圖17是窗戶的正視圖，顯示晶胞的不同隔間；及圖18是窗戶的正視圖，顯示晶胞的不同隔間。
具體實(shí)施例方式
可見(jiàn)光通過(guò)光透過(guò)控制層的透光率是來(lái)自活性層的光學(xué)性質(zhì)可利用外部刺激如電場(chǎng)加以操控的能力，其中所述活性層是透光控制層的中間層。活性層，如液晶，當(dāng)施加外部刺激如電場(chǎng)時(shí)，會(huì)改變例如雙折射的光學(xué)性能，及因此光行進(jìn)通過(guò)活性層的偏光狀態(tài)。
更明確的說(shuō)，外部刺激如電場(chǎng)施加于液晶時(shí)，會(huì)引起液晶分子，如由棒狀分子所構(gòu)成的液晶的重新定向。液晶層的此分子重新定向會(huì)使行進(jìn)通過(guò)玻璃的光的折射率改變。因此，由于施加外部刺激于液晶活性層之故，自液晶層射出的光的偏光也會(huì)改變。
仍更明白及更一般而言，液晶分子重新定向的程度是視外部刺激的輻度而定，且行進(jìn)通過(guò)液晶層的光的偏光狀態(tài)可通過(guò)操控外部刺激加以操控。
輔助層如偏光物然后可利用以吸收或反射一部分的可見(jiàn)光，根據(jù)偏光物的選擇及根據(jù)由活性層控制的光的偏光狀態(tài)而定?；钚詫樱缃?jīng)二色染料摻雜的液晶，會(huì)在施加外部刺激如電場(chǎng)時(shí)改變光的吸收率，而因此利用外部刺激可控制通過(guò)活性層的光的通過(guò)率。
過(guò)濾，即，UV或紅外光的反射或吸收，可借助輔助層如額外UV吸收層、偏光物及或其他活性層而達(dá)到，根據(jù)這些材料的選擇而定。施加于活性層以達(dá)到可見(jiàn)光譜透光率改變的外部刺激，將對(duì)光控制層的UV及紅外光的過(guò)濾幾乎沒(méi)有影響。
商業(yè)應(yīng)用中，更明確的說(shuō)，車輛、陸地、海洋或空中應(yīng)用所使用的窗戶有各種大小。對(duì)大窗戶而言，根據(jù)本發(fā)明，活性層是制成使若干小活性層無(wú)縫接合成格磚狀結(jié)構(gòu)，而這些小格磚的集合即當(dāng)作為控制整片光通過(guò)的一單一活性層，如圖3所示。
包含活性層的光控制層可具有不同層厚度及層結(jié)構(gòu)的各種層疊結(jié)構(gòu)。許多電光材料都可用作為活性層。該層可由液晶、聚合物液晶或其他光學(xué)材料如非線性光學(xué)材料組成。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，活性層是由液晶層所組成；此液晶層由一對(duì)非交集玻璃或撓性聚合物基板如聚酯或聚碳酸酯膜包圍?；逡话氵M(jìn)一步由透明導(dǎo)電層，外部刺激可通過(guò)該層施加于液晶；及其他上涂層如聚合物或無(wú)機(jī)薄層所組成，其中其他上涂層用于各種用途，包括液晶的對(duì)齊、防止二基板間短路及防止水份滲入活性液晶層?；蹇蛇M(jìn)一步摻雜金屬材料如銀，或?qū)щ娋酆衔锶缇郾桨?，以提高基板的電?dǎo)度。液晶層是由一對(duì)偏光物包圍住，偏光物的偏光選擇方向名義上是相互成0或90度。
在利用液晶作為活性層的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，液晶可為向列性，含或不含對(duì)掌摻雜劑，或液晶活性層可為一層對(duì)掌向列液晶。再者，液晶活性層可為其他形式的液晶，如聚合液晶或鐵電液晶。再者，液晶層可摻雜二色或多色吸光染料。該染料的添加可幫助可變著色應(yīng)用的所需要的透光控制。
仍在此優(yōu)選實(shí)施例中，偏光物本質(zhì)上可為反射性，其中反射性偏光物可為雙折射基或金屬線柵，其進(jìn)一步可反射紅外光且至少部分阻斷UV光。再者，偏光物本質(zhì)上可為吸光性，其中偏光的選擇是通過(guò)偏光膜吸收不要的偏光方向上的光而達(dá)到。
在利用液晶作為活性層的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，液晶可為摻雜二色或多色吸光染料的向列液晶，且介電各向異性為負(fù)數(shù)。在此優(yōu)選實(shí)施例中，無(wú)需偏光物來(lái)達(dá)到著色控制。
在另一實(shí)施例中，光控制層，除活性層如上述液晶層外，是由具有適當(dāng)濾光功能的UV層及IR濾光層膠合于窗玻璃或活性層組合所組成。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，保護(hù)性可變顏色窗戶可由先制造光控制層，然后利用諸如壓敏粘著劑層的粘著劑層膠合于二片窗玻璃中間而制成。還有在另一實(shí)施例中，光控制層可膠合在窗玻璃的內(nèi)面上，方式類似膠合固定玻璃窗有色材料。粘著材料可再度為諸如壓敏粘著劑膜的材料。
仍在另一優(yōu)選實(shí)施例中，小光控制層或活性層可排成二行或二欄，這樣活性層可在窗戶的內(nèi)部排成無(wú)縫格磚狀，而施加外部刺激的裝置可沿窗戶的邊緣便利地隱藏。
仍在另一優(yōu)選實(shí)施例中，外部刺激可為電刺激，其可為車輛電池系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的電路所產(chǎn)生的振蕩電場(chǎng)?；蛘撸撾娐房捎赡z合于擋風(fēng)玻璃頂部的太陽(yáng)能電池驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明將參照?qǐng)D4-18作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖4及5顯示根據(jù)本發(fā)明的一可調(diào)式不透光窗戶50。窗戶50包括外片52、內(nèi)片54、透光控制層56及吸震層58。透光控制層56是由吸震層58支撐。為有效說(shuō)明，諸元件在整個(gè)圖面中均未按比例繪制。外片52、內(nèi)片54、透光控制層56及吸震層58間的附著是用壓敏性粘著劑進(jìn)行。
圖6顯示在外片52及內(nèi)片54之間提供空腔60。如圖5所示，透光控制層56及吸震層58放置在空腔60內(nèi)。
圖7顯示吸震層58包含第一撓性片62及可選用第二撓性片64。透光控制層56是附在第一撓性片62上。第二撓性片64是附在第一撓性片62反面的透光控制層56上。而且，透光控制層每一面可附加許多撓性片以加強(qiáng)及強(qiáng)化窗戶。第一撓性片62、64的材料優(yōu)選為聚酯或聚碳酸酯，而撓性片的厚度優(yōu)選為在約0.1至約0.2mm的范圍內(nèi)。第一撓性片62保護(hù)透光控制層56不受外震破壞，所述透光控制層56可包括如液晶的易脆材料。
外片52及內(nèi)片54優(yōu)選為實(shí)質(zhì)堅(jiān)硬以提供各種用途所需的結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬度。例如，片52、54由玻璃或塑膠制成。其他透光片也可接受。
圖8顯示透光控制層56包括許多透光控制晶胞66。透光控制晶胞66排列形成格子68。在使用較大晶胞時(shí)，雖然可使用較少數(shù)量的透光控制晶胞66，但優(yōu)選為使用較小的透光控制晶胞66以提供更豐富性及可撓性。透光控制晶胞66的不透光性是通過(guò)改變施加于透光控制晶胞66的電場(chǎng)的輻度而可變式可調(diào)整。以透光控制晶胞66使窗戶50格磚化，可使窗戶50的制造實(shí)質(zhì)上更為容易。
圖9顯示透光控制晶胞包括第一電極70、第二電極72及在第一與第二電極70、72間的電光材料73。
電光材料73包括液晶74或非線性光學(xué)材料。液晶包括經(jīng)二色染料摻雜的液晶、含或不含對(duì)掌摻雜劑的向列液晶、對(duì)掌向列液晶、聚合液晶及鐵電液晶。液晶可摻雜二色吸光染料或多色吸光染料。
用于透光控制的液晶的更一般性說(shuō)明已陳述于美國(guó)專利案第5,197,242號(hào)，其揭示內(nèi)容以參考方式合并于本申請(qǐng)中。
窗戶50進(jìn)一步包括第一偏光層76，其放置在外片52與透光控制層56之間；及第二偏光層78，其放置在第一撓性片62與內(nèi)片54之間。
第一偏光層76的偏光方向?qū)嵸|(zhì)垂直于第二偏光層78的偏光方向。
第一偏光層76與第二偏光層78可分別與外片52及內(nèi)片54、在其之內(nèi)、作為一部分或與其并列一體成型。
從外面接受入射光的第一偏光層76可為吸光、雙折射基，或包括金屬線柵，以達(dá)到對(duì)不需要的光起到更好的濾光效果。
在透光控制晶胞66中，第一電極70與第一偏光層76實(shí)質(zhì)毗鄰，而第二電極72與第一撓性片62實(shí)質(zhì)毗鄰。液晶74放置在第一電極70與第二電極72之間。
第一電極70包含涂覆有透明導(dǎo)電涂層82的實(shí)質(zhì)透明的塑膠基板80，而第二電極72包含涂覆有透明導(dǎo)電涂層82的實(shí)質(zhì)透明基板80。
毗鄰液晶74的第一電極70的表面是以第一聚合物層86處理，使得第一聚合物層86與相鄰液晶74優(yōu)先對(duì)齊。毗鄰液晶74的第二電極72的表面是以第二聚合物層88處理，使得第二聚合物層88與相鄰液晶74優(yōu)先對(duì)齊。
優(yōu)先對(duì)齊是指毗鄰聚合物層86、88的液晶分子會(huì)以其平行于聚合物層86、88擦涂或刷涂的方向的長(zhǎng)軸定向。第一聚合物層86的刷涂方向?qū)嵸|(zhì)垂直于第二聚合物層88的刷涂方向。
經(jīng)處理的第一聚合物層86的優(yōu)先方向應(yīng)該與第一偏光層76的偏光方向?qū)嵸|(zhì)平行，而經(jīng)處理的第二聚合物層88的優(yōu)先方向應(yīng)該與第二偏光層78的偏光方向?qū)嵸|(zhì)平行。
毗鄰第一及第二聚合物層86、88的液晶74預(yù)先與第一及第二聚合物層86、88的平面成傾斜。即，在圖9中，棒狀液晶74與第一及第二聚合物層86、88成一角度。
毗鄰經(jīng)處理的聚合物層的液晶的這種預(yù)傾斜可促進(jìn)液晶74對(duì)齊的可變控制，及因此透光控制晶胞66的不透光度的可變控制。毗鄰聚合物層處的液晶的零或小角度預(yù)傾斜通常會(huì)產(chǎn)生一種外加刺激如外電場(chǎng)小改變而引起透光大改變的裝置。預(yù)傾斜角度愈高，特別地，約30度或以上的預(yù)傾斜，將產(chǎn)生一種其透光率在外刺激改變時(shí)將平穩(wěn)地改變的透光控制裝置。
優(yōu)選地，預(yù)傾斜角度在0度至約45度(45°)的范圍內(nèi)。更優(yōu)選地，預(yù)傾斜角度為約30度(30°)。
圖10顯示透光控制晶胞66進(jìn)一步包括許多隔條90。隔條90涂有粘著劑。隔條90可隨意或均勻分布于透光控制晶胞66內(nèi)。
如圖11所示，隔條90接觸第一及第二電極70、72，并維持第一與第二電極70、72間的預(yù)定距離。透光控制晶胞66的邊界由粘著劑92包封。
如圖12所示，隔條90的剖面包括圓球94，且圓球94涂覆粘著劑層96。圓球94的直徑應(yīng)在約5至約30微米的范圍內(nèi)，而粘著劑層96的厚度小于約5微米。具有粘著劑層96的隔條90有效地維持第一與第二電極70、72之間的距離，并保護(hù)液晶74不受外力沖擊，所以晶胞66及因此窗戶50可彎成弧形、彎曲或撓曲。更特別地，由于透光控制晶胞66的第一及第二電極70、72以多點(diǎn)支撐，在多點(diǎn)處放置有任意分布的隔條94，故即使晶胞66整個(gè)彎曲，則第一及第二電極70、72間的距離及因此晶胞66的厚度在整個(gè)晶胞66中都保持不變，從而保護(hù)晶胞66及里面的液晶74。
再參見(jiàn)圖9，第一撓性片62涂有透明導(dǎo)電涂層98。優(yōu)選地，透明導(dǎo)電涂層98由氧化銦錫制成。透明導(dǎo)電涂層98形成對(duì)每一透光控制晶胞66的電接線102(參見(jiàn)圖13)。
圖13示意地顯示如何控制透光控制晶胞66?？烧{(diào)式不透光窗戶50進(jìn)一步包括控制電路100，其用電接線102個(gè)別地控制每一透光控制晶胞66。根據(jù)對(duì)窗戶50的需求，如阻斷大部分的入射光、窗戶的部分或逐漸著色或在窗戶上顯示特定影像，控制電路100也可部分或全部集體控制透光控制晶胞66。
可調(diào)式不透光窗戶50可進(jìn)一步包括測(cè)量入射光強(qiáng)度的光感測(cè)器104。控制電路100根據(jù)光感測(cè)器104提供的數(shù)據(jù)控制光通過(guò)，或透光控制晶胞66及透光控制層56的不透光度。另一方面，透光控制晶胞66的控制可用人工推翻。
可調(diào)式不透光窗戶進(jìn)一步包括電源106以供應(yīng)操作透光控制層56的電力。在一應(yīng)用中，窗戶50可為車輛窗戶，而電源106可為安裝在車輛上，如擋風(fēng)玻璃頂端以利用及收集陽(yáng)光的光電伏打電池(未示出)陣列，或只是車輛上所用的電池。
在其他應(yīng)用中，可調(diào)式不透光窗戶50是建筑窗戶、玻璃門、隔間、鏡面、天窗、玻璃天窗或使用窗戶的任何地方。
再參見(jiàn)圖9，可調(diào)式不透光窗戶50進(jìn)一步包括紫外光阻斷層108，其放置在外片52與透光控制層56之間。
圖14顯示吸震層58的另一實(shí)施例。吸震層58包括填入空腔60中的凝膠110，而透光控制層56由凝膠110支撐。
透光控制晶胞及其配置使得該窗戶在人類眼睛看起來(lái)似乎無(wú)縫。同時(shí)，透光控制晶胞中的隔條的大小極小，人類眼睛看不見(jiàn)。
圖15-18顯示本發(fā)明的另一實(shí)施例。在此實(shí)施例中，晶胞設(shè)置成每一晶胞周邊的一部分都設(shè)置在窗戶的周邊。每一晶胞的接線都設(shè)置在窗戶的周邊，而因此在吸震層上不需要導(dǎo)電涂層。圖15顯示，6個(gè)水平透光控制晶胞112覆蓋整個(gè)可調(diào)式不透光窗戶111。圖17顯示，6個(gè)垂直透光控制晶胞114覆蓋整個(gè)窗戶。圖18顯示，6對(duì)水平透光控制晶胞116覆蓋整個(gè)窗戶。
圖16顯示透光晶胞112、114、116常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)?？烧{(diào)式不透光窗戶111包括外片118及內(nèi)片120。外片118與內(nèi)片120之間依序放置紫外光阻斷層122、吸震層124、第一偏光層126、透光控制晶胞112及第二偏光層127。透光控制晶胞112包括第一電極128及相互反向放置的第二電極130。第一及第二電極128、130每一個(gè)都包括撓性塑膠基材132及透明導(dǎo)電涂層133，其是由例如氧化銦錫制成并涂覆在塑膠基材132上。電極128、130之間，填入液晶74。水平刷涂的第一聚合物層134附著在第一電極128上，而垂直刷涂的第二聚合物層136則附著在第二電極130上。具有粘著劑層96的隔條90放置在電極128、130之間并支撐該電極。粘著劑140形成晶胞112間的無(wú)縫壁。壓敏粘著劑142將外片118、紫外光阻斷層122、吸震層124、第一偏光層126、透光控制晶胞112及第二偏光層127結(jié)合在一起。
該實(shí)施例的片、層及晶胞都具有與參照?qǐng)D4-14所解釋的實(shí)施例相似的構(gòu)造。
射到窗戶111的光未被偏光。光是先通過(guò)外片118，然后通過(guò)紫外光阻斷層122，在其中紫外光被阻止進(jìn)一步通過(guò)。然后光通過(guò)支撐并保護(hù)透光控制晶胞112的吸震層124。然后，透光控制晶胞112與偏光層126、127一起控制窗戶111的不透光度，或者入射光的透光度。然后，被容許進(jìn)一步通過(guò)的光即經(jīng)由內(nèi)片120通過(guò)進(jìn)入窗戶內(nèi)。
具有以上構(gòu)造，可利用液晶獲得穩(wěn)定、堅(jiān)固的透光層。構(gòu)成透光層的液晶胞由吸震層保護(hù)不受外力破壞，同時(shí)受保護(hù)不被不良能源如紫外光或高溫破壞。當(dāng)可調(diào)式不透光窗戶用于汽車應(yīng)用時(shí)，窗戶在無(wú)通電時(shí)，即在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)如車輛停車狀態(tài)時(shí)，一般可為透明。駕駛?cè)诉M(jìn)入車輛時(shí)，控制電路即感測(cè)到周圍明暗狀況而調(diào)整窗戶的不透光度，或者駕駛?cè)藶榱穗[私性可手動(dòng)調(diào)整不透光度等等?？蛇x擇地，利用將偏光層倒反配置的方法，在無(wú)通電時(shí)，即在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，車輛窗戶可完全黑暗不讓光線進(jìn)入。
雖然本發(fā)明已參照其不同實(shí)施例顯示及說(shuō)明，但熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解的是，在不偏離隨附權(quán)利要求范圍所界定本發(fā)明的精神及范圍下，可作形態(tài)、細(xì)節(jié)、組合及操作上的變化。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)式不透光窗戶，包含a)外片；b)內(nèi)片；c)透光控制層；及d)吸震層；其中在所述外片與所述內(nèi)片之間提供空腔，其中所述透光控制層及所述吸震層放置在所述空腔內(nèi)，其中所述透光控制層由所述吸震層支撐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述吸震層包含第一撓性片，及所述透光控制層附著于所述第一撓性片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述第一撓性片是由聚酯或聚碳酸酯制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述第一撓性片的厚度為在約0.1至約0.2mm的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述外片及所述內(nèi)片為實(shí)質(zhì)堅(jiān)硬。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述外片及所述內(nèi)片是由玻璃制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述透光控制層包含許多透光控制晶胞。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述透光控制晶胞排列成格子狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述透光控制晶胞的不透光度是可變式可調(diào)整。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中每一透光控制晶胞的不透光度是通過(guò)改變施加于所述透光控制晶胞的電場(chǎng)的幅度加以調(diào)整。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中每一透光控制晶胞包含第一電極、第二電極及第一與第二電極之間的光電材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述光電材料包含液晶或非線性光學(xué)材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述液晶包含經(jīng)二色染料摻雜的液晶。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述液晶包含具有對(duì)掌摻雜劑的向列液晶。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述液晶包含不具有對(duì)掌摻雜劑的向列液晶。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述液晶包含對(duì)掌向列液晶。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述液晶包含聚合液晶。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述液晶包含鐵電液晶。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述液晶是經(jīng)二色吸光染料摻雜。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述液晶是經(jīng)多色吸光染料摻雜。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的可調(diào)式不透光窗戶，其進(jìn)一步包含放置于所述外片與所述透光控制層之間的第一偏光層，及放置于所述第一撓性片與所述內(nèi)片之間的第二偏光層；其中所述第一偏光層的偏光方向與所述第二偏光層的偏光方向?qū)嵸|(zhì)平行。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述第一偏光層與所述外片一體成型，而所述第二偏光層則與所述內(nèi)片一體成型。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述第一偏光層為吸光性。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述第一偏光層為雙折射基。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述透光晶胞進(jìn)一步包含與所述第一偏光層實(shí)質(zhì)毗鄰的第一電極，及與所述第一撓性片實(shí)質(zhì)毗鄰的第二電極，其中所述液晶放置于所述第一電極與所述第二電極之間。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述第一電極包含涂覆透明導(dǎo)電涂層的實(shí)質(zhì)透明塑膠基板，及其中所述第二電極包含涂覆透明導(dǎo)電涂層的實(shí)質(zhì)透明塑膠基板。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中毗鄰液晶的所述第一電極的表面是經(jīng)第一聚合物層處理，使得所述第一聚合物層與所述毗鄰液晶優(yōu)先對(duì)齊；及毗鄰液晶的所述第二電極的表面是經(jīng)第二聚合物層處理，使得所述第二聚合物層與所述毗鄰液晶優(yōu)先對(duì)齊。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中毗鄰所述第一及所述第二聚合物層的所述液晶與所述第一及所述第二聚合物層的平面預(yù)傾斜，其中經(jīng)處理的所述第一聚合物層的優(yōu)先方向與所述第一偏光層的偏光方向?qū)嵸|(zhì)平行，及經(jīng)處理的所述第二聚合物層的優(yōu)先方向與所述第二偏光層的偏光方向?qū)嵸|(zhì)平行。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述預(yù)傾斜角度為在0度(0°)至約45度(45°)的范圍內(nèi)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述預(yù)傾斜角度為約30度(30°)。
31.根據(jù)權(quán)利要求25所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述透光控制晶胞進(jìn)一步包含許多隔條，其中所述隔條維持所述第一與所述第二電極之間的預(yù)定距離。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中全部的所述隔條都涂覆粘著劑。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中部分的所述隔條涂覆粘著劑。
34.根據(jù)權(quán)利要求31所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述隔條是任意分布于所述透光控制晶胞內(nèi)。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中每一所述隔條包含圓球，且所述圓球接觸所述第一及所述第二電極。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述圓球涂有粘著劑層，其中所述圓球的直徑在約5至約30微米的范圍內(nèi)，及其中所述粘著劑層的厚度為約5微米以下。
37.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述第一撓性片涂有透明導(dǎo)電涂層。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述透明導(dǎo)電涂層是由氧化銦錫制成。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述透明導(dǎo)電涂層形成對(duì)每一透光控制晶胞的電接線。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的可調(diào)式不透光窗戶，其進(jìn)一步包含控制電路，其用所述電接線個(gè)別地控制每一透光控制晶胞。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的可調(diào)式不透光窗戶，其進(jìn)一步包含控制電路，其用所述電接線部分集體地控制所述透光控制晶胞。
42.根據(jù)權(quán)利要求39所述的可調(diào)式不透光窗戶，其進(jìn)一步包含控制電路，其用所述電接線整體地控制所述透光控制晶胞。
43.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可調(diào)式不透光窗戶，其進(jìn)一步包含測(cè)量入射光強(qiáng)度的光感測(cè)器，其中控制電路根據(jù)所述光感測(cè)器提供的數(shù)據(jù)控制所述透光控制晶胞的透光。
44.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述透光控制晶胞的透光是可人為控制。
45.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可調(diào)式不透光窗戶，其進(jìn)一步包含光電壓電池陣列，其中所述陣列提供操作所述透光控制層的電力。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述可調(diào)式不透光窗戶是車輛窗戶，及其中所述陣列是安裝在車輛內(nèi)。
47.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述可調(diào)式不透光窗戶是建筑窗戶、玻璃門或隔間。
48.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可調(diào)式不透光窗戶，其進(jìn)一步包含放置于所述外片與所述透光控制層之間的紫外光阻斷層。
49.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述透光控制層的不透光度是可變式可調(diào)整。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述透光控制層的不透光度是通過(guò)改變施加于所述透光控制層上的電場(chǎng)的幅度加以調(diào)整。
51.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述吸震層進(jìn)一步包含第二撓性片，其中所述第二撓性片是附著于所述第一撓性片反面的透光控制層。
52.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述吸震層包含填入所述空腔的凝膠，及所述透光控制層由所述凝膠支撐。
53.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)式不透光窗戶，其中所述外片、所述內(nèi)片、所述透光控制層及所述吸震層的附著是用壓敏粘著劑完成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可調(diào)式不透光窗戶(50)，其包括外片(52)、內(nèi)片(54)、透光控制層(56)及吸震層(58)。在外片(52)與內(nèi)片(54)之間提供空腔(60)，而透光控制層及吸震層則放置在空腔中。吸震層是撓性片(62)，用以支撐及保護(hù)透光控制層。透光控制層是由液晶胞(66)所組成。晶胞的透光比是可變式可控制。
文檔編號(hào)E06B9/24GK1860402SQ200480028044
公開(kāi)日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2004年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月26日
發(fā)明者普里莫·費(fèi)南杜, 諾爾·克拉克, 蘇季祺 申請(qǐng)人:普里莫·費(fèi)南杜, 諾爾·克拉克, 蘇季祺