[发明专利]一种电控智能窗及制备方法、光调节方法

说明书

本发明公开了一种电控智能窗，包括：两块相对的透光基板、电源组件、以及透光基板之间的调光区，所述调光区被像素墙分隔成若干个调光单元，调光单元紧密排列成网格状；电源组件的一极与像素墙连接，另一极与每个调光单元中心处所对应的透光基板连接；填充在两透光基板之间的液晶高分子颗粒和填充液，所述液晶高分子颗粒表面带电。本发明基于胆甾型液晶高分子螺旋的布拉格反射特性，采用了表面带电的、反射特定波段光的液晶高分子微米颗粒作为基础反射物，具有易制备、成本低、性能稳定和不干扰电磁信号的显著优点。

技术领域

本发明涉及绿色建筑/装饰材料领域，尤其涉及一种基于带电高分子悬浮颗粒的电控智能窗及制备方法，以及该电控智能窗的光调节方法。

背景技术

随着环保、节能日益受到重视，能源的合理利用与节能产品的研制开发取得显著的进展。在这种背景下，80年代前期首先提出将电致变色材料应用于建筑物、汽车、飞机等节能采光系统中，形成能动态调节太阳辐射能透过率的“智能窗”。直到现在，智能窗的研究及应用仍是研究的热点之一。

目前，智能窗主要分为3类：铬材料智能窗，即热反射镀膜玻璃，属于单向热反射，反射率有限，且有造成重金属污染的潜在危害；离子晶体智能窗，主要基于金属和金属氧化物掺杂的离子晶体电控技术，屏蔽电磁信号，易干扰通讯和导航系统；电泳或粒子悬浮智能窗，不具有光选择性，可见光透射角有限。

因此，液晶粒子悬浮智能窗应运而生。它基于胆甾型液晶分子的螺旋状自组装构型，通过布拉格反射选择性地反射特定波段的光，包括可见光和红外光。特别是红外光的反射，可有效地减少夏季高温情况下外部热辐射对室内的升温作用，达到减少空调能耗的目的。然而，即使采用电致、热致、光致等响应性液晶材料来实现特定波段光透反射的调节，仍然受到液晶材料响应能力、变色范围和刺激条件的限制，在操控性和响应速度等问题上难以突破。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于带电高分子悬浮颗粒的电控智能窗，适用于建筑物、汽车、飞机、轮船等内外窗的选择性透反射调控，以实现调光调温作用，也可用于反射式显示领域。

本发明的另一目的是提供该电控智能窗的制备方法。

本发明的另一目的是提供该电控智能窗的光调节方法。

为达到上述目的之一，本发明采用以下技术方案：

一种电控智能窗，包括：

两块相对的透光基板、电源组件、以及透光基板之间的调光区，所述调光区被像素墙分隔成若干个调光单元，调光单元紧密排列成网格状；电源组件的一极与像素墙连接，另一极与每个调光单元中心处所对应的透光基板连接；

填充在两透光基板之间的液晶高分子颗粒和填充液，所述液晶高分子颗粒表面带电。

像素墙属于LCD、OLED、电子纸等平板显示领域，一般通过点胶机、丝网印刷等将光刻胶光固化成型。本发明的像素墙，与电润湿器件中的像素墙相同，但是内表面导电。

每个调光单元可以单独调控。

进一步地，所述液晶高分子颗粒经表面质子化或离子化处理。

进一步地，所述液晶高分子颗粒经离子型表面活性剂、弱酸或弱碱处理。

进一步地，所述填充液为无色、透明、不电解、粘度与水接近、密度与液晶高分子颗粒相近的导电液体。

进一步地，所述填充液为纯水、盐水、低密度导电硅油、离子液体或电解质醇溶液。

所述高分子悬浮颗粒由一种或多种液晶高分子单体聚合而成，具体而言，可以由向列相液晶、手性液晶、光引发剂和阻聚剂反应得到。

一种制备上述电控智能窗的方法，包括以下步骤：