电致调光玻璃的原理是什么?

材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象,在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。电致调光玻璃的原理就是 调光玻璃在电场或者电流的作用下,调光玻璃的透光率随之发生相应的变化1.1利用电压改变液晶分子排列调光在两片玻璃中夹入一液晶薄膜层,当通电时,靠液晶晶体重新排列的优良性能,可随入射光的强弱随时调节透光率,满足会议室、接待厅、放映厅等的采光要求。液晶调光玻璃的基本结构是在玻璃集体中分散一些几个微米大小的液晶小盒,夹在透明的导电膜之间,形成一种特殊的夹层结构。其调光原理如图1所示:当无外加电压作用时,液晶分子呈无规则排列,当光照射到玻璃时,使光线受到强烈的散射作用, 因而玻璃的透明性消失;当在两层透明的导电膜之间施加电压后,液晶分子对玻璃面是呈定向排列的,光线能直接透过而显现透明性。近年来,液晶显示技术在不断地更新和发展中,其中最新发展起来的能够显示信息的平板器技术是聚合物分散液晶薄膜技术。它的基本工作原理就是通过某种方法使液晶分子以微粒的形态分散在聚合物基体中,每一液晶微粒的光轴处于择优取向,而不同微粒的光轴呈随机取向状态,由于其折射率各向异性,因此其有效的折射率不与基体的折射率相匹配,对外来入射光呈散射状态而不透明或半透明。在足够强的外加电场作用下,所有微粒内的液晶分子都沿电场取向,这时液晶的寻常折射率对光线起作用 ,当其值与基体的折射率比较匹配时,则呈现透明状态。撤掉外电场,在基体墙壁弹性能的作用下,微粒又恢复到最初的散射状态。这种工艺技术制作较为简单,制作成本较低,但其饱和驱动电压较高,一般在以30V以上。1.2利用电场变化改变透过率利用这一原理的玻璃由基础玻璃和电致变色系统组成。利用电色材料在电场作用下而引起的光的透过性能的可调性,可实现由人意愿调节光照度的目的,同时电致变色系统通过选择性的吸收或反射外界热辐射和阻止内部热扩散,可减少办公楼和民用住宅等建筑物在夏季保持凉爽和冬季保持温暖而耗费的大量能源。材料在外电场或电流作用下,发生可逆的色彩变化,叫电致变色现象,简称电色现象。具有这种电色现象特性的材料称为电色材料,即在电化学反应条件下,对可见光吸收有重大改变的材料。电致变色材料一般可分为三大类,即过渡金属氧化物、有机物以及插入式化合物。过渡金属氧化物是电致变色材料中研究和使用最普遍的一类。这类化合物中的金属离子电子层结构不稳定,在一定条件下,离子的价太发生可逆变化,形成多价态离子混合共存状态。随着离子的价态和浓度变化,材料对可见光谱吸收发生变化,进而引起颜色变化。具有优异的电致变色效应如WO3、MoO3。有机物主要是导电聚合物类,金属有机聚合物类和金属酞花菁类。插入式化合物如使金属插入到石墨晶格的层间,产生从黑到绿或金黄的电致变色效应。电致变色玻璃的典型结构如图二:两块基体玻璃中间夹有五层电致变色材料。透明导电层的作用是与基体玻璃构成导电玻璃;电致变色层,又称工作电极,在外电场作用下使玻璃发生着色与褪色变化;电解质层只允许离子通过,用作传导变色过程中的离子。对电极层起平衡离子作用,提供和存储变色所需离子。 收起