本發(fā)明涉及一種窗戶裝置，尤其涉及一種基于電力驅(qū)動(dòng)的光透過率連續(xù)可調(diào)的窗戶裝置。

背景技術(shù)：

可被用來調(diào)制大面積上光透過率的器件主要有聚合物分散液晶膜(PDLC，polymer dispersed liquid crystal)和電致變色器件(ECD，Electrochromic devices)。

PDLC膜由液晶微滴LC、液滴LC外部的聚合物polymer和PDLC上下兩片可導(dǎo)電的基板或者薄膜三部分組成。當(dāng)PDLC膜兩端不加電壓時(shí)，液滴LC光軸的取向不確定，可以是任意的方向，這就使得光經(jīng)過PDLC膜時(shí)發(fā)生散射。因此，在不加電壓時(shí)，PDLC膜為不透明狀態(tài)。當(dāng)PDLC膜兩端加電壓時(shí)，液滴LC光軸的指向與電場方向一致，不存在散射。因此，在加電壓時(shí)，PDLC膜為透明的狀態(tài)。

故驅(qū)動(dòng)電壓的通斷電，決定了PDLC膜的透明與否。此時(shí)，PDLC膜就相當(dāng)于光開關(guān)，只存在透明與不透明兩種狀態(tài)，不存在中間態(tài)，不是連續(xù)可調(diào)的。

ECD由夾在兩層透明導(dǎo)電膜之間的變色層、離子導(dǎo)電層和離子存儲(chǔ)層五層結(jié)構(gòu)組成。當(dāng)加電壓時(shí)，就會(huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，使得電致變色材料的光透過率、顏色、光反射率等發(fā)生變化。

ECD可應(yīng)用的范圍非常廣泛，如汽車后視鏡的自動(dòng)光強(qiáng)調(diào)節(jié)、高分辨率無視角差的顯示屏、具有特殊透(反)射率要求的航空航天器的窗戶材料等。但ECD各層膜之間的化學(xué)配比不穩(wěn)定、制備工藝有限等，使得ECD性能不夠穩(wěn)定。ECD對制備工藝的要求高，成本高，使得其無法實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的發(fā)展和更為廣泛的應(yīng)用。

設(shè)計(jì)出一個(gè)裝置，使其既能實(shí)現(xiàn)對光透過率的連續(xù)調(diào)節(jié)，又能在現(xiàn)有的加工工藝的基礎(chǔ)上制造出該裝置并且提出幾種該裝置在實(shí)際中的應(yīng)用是目前需要解決的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決上述問題，提供了一種基于電力驅(qū)動(dòng)的光透過率連續(xù)可調(diào)的窗戶裝置，該裝置不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對光透過率的連續(xù)調(diào)節(jié)，而且該裝置可在現(xiàn)有的加工工藝的基礎(chǔ)上制造出來并在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。

基于電力驅(qū)動(dòng)的光透過率連續(xù)可調(diào)的窗戶裝置，該裝置包括薄納米線層、厚度均勻的介電彈性片、透明的導(dǎo)電基底、透明的柔性電極和固定裝置的結(jié)構(gòu)。

基于電力驅(qū)動(dòng)的光透過率連續(xù)可調(diào)的窗戶裝置中的薄納米線層為銀納米線網(wǎng)絡(luò)，銀納米線網(wǎng)絡(luò)是平鋪在厚度均勻的介電彈性片上的。

基于電力驅(qū)動(dòng)的光透過率連續(xù)可調(diào)的窗戶裝置中的介電彈性片的厚度均勻，若在其兩側(cè)貼上透明的柔性電極，當(dāng)電極兩端存在電壓時(shí)，由于異性電荷的相互吸引，產(chǎn)生了靜電壓力。介電彈性片在靜電壓力的作用下發(fā)生形變，使其在厚度方向變薄、面積變大。

基于電力驅(qū)動(dòng)的光透過率連續(xù)可調(diào)的窗戶裝置中的導(dǎo)電基底透明，基底不僅具有較好的導(dǎo)電性和透明性，而且比介電彈性片堅(jiān)硬，因此，在靜電壓力下，介電彈性體與基底接觸的那個(gè)表面上發(fā)生的形變就受到約束，形變就只能發(fā)生在另外一個(gè)表面。其次，基底也可防止由于電壓的不穩(wěn)定造成介電彈性片的電擊穿。

基于電力驅(qū)動(dòng)的光透過率連續(xù)可調(diào)的窗戶裝置中的電極是透明的，并且是柔性的，當(dāng)發(fā)生形變時(shí)，電極也會(huì)跟著發(fā)生改變。

基于電力驅(qū)動(dòng)的光透過率連續(xù)可調(diào)的窗戶裝置中的固定裝置的結(jié)構(gòu)可以是任意大小，各種形狀，該結(jié)構(gòu)可根據(jù)實(shí)際使用的情況具體設(shè)計(jì)，靈活地設(shè)計(jì)可確保整個(gè)裝置的穩(wěn)定。

基于電力驅(qū)動(dòng)的光透過率連續(xù)可調(diào)的窗戶裝置的組裝，需先將兩片介電彈性片附在基底的兩側(cè)，再將銀納米線網(wǎng)絡(luò)平鋪在彈性片表面并貼上透明電極，最后將該裝置固定。

本發(fā)明的有益效果：

1、裝置使用方便；

2、設(shè)計(jì)靈活；

3、結(jié)構(gòu)緊湊；

4、制造工藝簡單；

5、適用范圍廣。

附圖說明

圖1在不加電壓的情況下，光透過裝置時(shí)的示意圖；

圖2在加電壓的情況下，光透過裝置時(shí)的示意圖；

圖3光透過率-電壓曲線；

圖4表面為圓形的裝置；

圖5表面為矩形的裝置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1、2所示，為基于電力驅(qū)動(dòng)的光透過率連續(xù)可調(diào)的窗戶裝置，包括透明的導(dǎo)電基底1、厚度均勻的介電彈性片2、薄納米線層3和透明的柔性電極4。先將兩片介電彈性片2附在基底1的兩側(cè)，再將銀納米線網(wǎng)絡(luò)3平鋪在彈性片表面并貼上透明電極4?；?不僅具有較好的導(dǎo)電性和透明性，而且比介電彈性片堅(jiān)硬，因此，在靜電壓力下，介電彈性片2與基底1接觸的那個(gè)表面上發(fā)生的形變就受到約束，形變就只能發(fā)生在另外一個(gè)表面。介電彈性片2的厚度均勻，當(dāng)柔性電極4接電壓時(shí)，由于異性電荷的相互吸引，產(chǎn)生了靜電壓力。介電彈性片在靜電壓力的作用下就會(huì)發(fā)生形變。但薄納米線層3平鋪在介電彈性片2上，納米線是不規(guī)則排布的，介電彈性片發(fā)生形變時(shí)，納米線在局部對介電彈性片施壓，使得介電彈性片的形變只能存在于納米線附近，此時(shí)，納米線相對于平均表面要低，整個(gè)表面凹凸不平。

光經(jīng)過該裝置時(shí)，都必須經(jīng)過兩個(gè)面，當(dāng)裝置未接電壓時(shí)，裝置兩表面未發(fā)生形變，平行光入射該裝置將仍以平行光射出，表現(xiàn)為透過率高；當(dāng)裝置接電壓時(shí)，裝置兩表面均發(fā)生形變，光經(jīng)過該裝置時(shí)被散射，表現(xiàn)為透過率的低。

如圖3所示，為該裝置的光透過率-電壓曲線。當(dāng)增加電壓時(shí)，光透過率隨之減小。光透過率-電壓曲線是非線性的，特別是在低壓和高壓的情況下，但是在低壓和高壓之間可近似看作是線性的。故控制電壓就可以控制光透過率，并且光透過率在最大值和最小值之間連續(xù)可調(diào)。

如圖4、5所示，分別為表面為圓形和矩形的裝置。故裝置中的固定裝置的結(jié)構(gòu)相應(yīng)地也是圓形和矩形，當(dāng)然，也可以是任意大小、形狀的，該結(jié)構(gòu)可根據(jù)實(shí)際使用的情況具體設(shè)計(jì)，以確保整個(gè)裝置的穩(wěn)定。

基于電力驅(qū)動(dòng)的光透過率連續(xù)可調(diào)的窗戶裝置的組裝，需先將兩片介電彈性片附在基底的兩側(cè)，再將銀納米線網(wǎng)絡(luò)平鋪在彈性片表面并貼上透明電極，最后將該裝置固定。整個(gè)設(shè)計(jì)過程簡單靈活，加工制造時(shí)也方便快捷。使用時(shí)，控制電壓即可改變介電彈性片的表面形態(tài)，連續(xù)調(diào)節(jié)光的透過率。

基于電力驅(qū)動(dòng)的光透過率連續(xù)可調(diào)的窗戶裝置可廣泛應(yīng)用于建筑物及車輛中的可進(jìn)行連續(xù)調(diào)光的智能玻璃、教學(xué)辦公場所內(nèi)的可隱藏的投影屏幕以及可連續(xù)調(diào)節(jié)光亮度的燈具的設(shè) 計(jì)中。

本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)，使得基于電力驅(qū)動(dòng)的光透過率連續(xù)可調(diào)的窗戶裝置使用方便、設(shè)計(jì)靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、制造工藝簡單、適用范圍廣。