使用氣凝膠的智能窗戶制造技術

本發明專利技術涉及使用氣凝膠的智能窗戶。一種智能窗戶，其包括一對間隔開以相互面對的透明電極。多孔氣凝膠插入所述一對透明電極之間。液晶插入在所述一對透明電極之間并填充氣凝膠的孔。智能窗戶散射更多的光，因為氣凝膠和液晶之間的界面通過用液晶填充氣凝膠的孔而最大化。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及使用氣凝膠的智能窗戶。更具體地，本專利技術涉及一種使用氣凝膠的智能窗戶，所述氣凝膠具有高孔隙度，并由于最大化氣凝膠和液晶之間的界面而散射更多的光，由此實現高遮光率(lightblockingrate)和低驅動電壓。
技術介紹
在汽車工業中整合了機械、電子、化學、能源和環境領域的先進技術。近年來，高效率、安全性和便利性隨著環境監管、隱私保護和生活質量提高的加強而變得更加重要。舉例而言，能夠改進能量效率、滿意敏感度和功能性的智能窗戶技術得到了大量關注。智能窗戶技術指的是通過控制從外界引入的光的透光率從而可以減少能量損失并給消費者提供愉悅環境的主動控制技術。主動控制技術也被稱為基礎技術，其通常應用于各種工業中，如交通、信息顯示和建筑。因為智能窗戶技術僅通過簡單操作即可引起快速狀態轉換，并提供各種先進的便利功能，所以可預期在汽車中的積極應用和發展以產生高附加值。智能窗戶過去使用聚合物分散液晶(在下文中以“PDLC”表示)來制造。在PDLC中，微米尺寸的液晶粒子分散在聚合物基體中，通過由外部電壓引起的在液晶粒子和聚合物之間的折射率的差別而控制透光率。參考圖1A，在不施加電壓的OFF狀態下，液晶粒子不規則排列，因此光由于液晶粒子與聚合物基體的折射率的差別而進行散射。參考圖1B，在施加電壓的ON狀態下，液晶粒子規則排列，從而具有與聚合物基體相同的折射率，并傳輸光。由于散射引起的不透光性和通過施加電壓引起的透光率是決定智能窗戶性能的重要因素。使用聚合物基體的PDLC可能使智能窗戶具有霧影。PDLC具有渾濁顏色，當其暴露至UV時變得嚴重并改性。因此，智能窗戶的顏色可能由于泛黃而發生變化。此外，由于施加至緊鄰聚合物基體的透明電極的電場的主要部分被由于聚合物基體的高介電常數所產生的聚合物的激發極化而屏蔽，所以需要高驅動電壓。通常，PDLC應填充基于整個智能窗戶約50％或更小水平的液晶從而防止液晶不形成水滴形狀而變為大塊。此處，因為聚合物基體和液晶之間的界面不充分，所以遮光率低。另外，如果厚度為了增加界面而變厚，驅動電壓進一步增加。公開于該專利技術
技術介紹
部分的上述信息僅僅旨在加深對專利技術背景的理解，因此其可以包含的信息并不構成在本國已為本領域技術人員所公知的現有技術。
技術實現思路
本專利技術致力于解決與現有技術相關的上述問題。本專利技術構思的一個方面提供一種使用氣凝膠的智能窗戶，所述氣凝膠具有95％或更大的孔隙度。本專利技術構思的另一方面提供一種清晰的智能窗戶，其通過使用氣凝膠代替使用聚合物基體而不泛黃并具有低霧度值。本專利技術構思的另一方面提供一種智能窗戶，其通過調節Si-Ti混合氣凝膠中Si和Ti的含量比例而可以控制氣凝膠的折射率。本專利技術不限于上述方面，未經描述的本專利技術構思的其他方面和優點將通過以下描述而被理解，并通過參考本專利技術構思的實施方案而變得明顯。此外，應理解，本專利技術構思的方面和優點通過顯示在所附的專利權利要求及其組合中的方法而易于實施。為了實現以上方面，本專利技術包括如下要素。根據本專利技術構思的示例性實施方案，智能窗戶包括一對間隔開以相互面對的透明電極。多孔氣凝膠插入所述一對透明電極之間。液晶插入在所述透明電極之間并填充氣凝膠的孔。氣凝膠可以具有60％或更大的孔隙度。氣凝膠可以為二氧化硅氣凝膠或Si-Ti混合氣凝膠。Si-Ti混合氣凝膠中的Si和Ti的含量比例可以變化以控制氣凝膠的折射率。Si和Ti的含量比例可以為1:1至10:1。根據本專利技術構思的另一示例性實施方案，制造二氧化硅氣凝膠的方法包括(a)通過將硅酸甲酯(TMOS)或正硅酸乙酯(TEOS)與氨水(NH4OH)和甲醇混合而制造混合溶液；(b)將混合溶液涂布在透明電極上；以及(c)通過在醇氣氛下放置經涂布的透明電極來凝膠化混合溶液。根據本專利技術構思的另一示例性實施方案，制造Si-Ti混合氣凝膠的方法包括(a)通過將硅酸乙酯(TEOS)或甲基三乙氧基硅烷(Me-TES)、異丙醇和硝酸混合來制造第一溶液；(b)通過將乙酰丙酮和乙酰丙酮鈦混合來制造第二溶液；(c)通過混合第一溶液和第二溶液使得第一溶液與第二溶液反應；(d)將(c)的混合溶液涂布在透明電極上；以及(e)干燥涂布有混合溶液的透明電極并隨后加熱透明電極。下面討論本專利技術構思的其它方面和示例性實施方案。應當理解，此處所使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語一般包括機動車輛，例如包括運動型多用途車輛(SUV)、大客車、卡車、各種商用車輛的乘用汽車，包括各種舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、可插式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如源于非汽油的能源的燃料)。正如此處所提到的，混合動力車輛是具有兩種或更多動力源的車輛，例如汽油動力和電力動力兩者的車輛。附圖說明現在將參照特定的示例性實施例及其所顯示的附圖詳細地描述本專利技術構思的以上和其它特征，在此之后所給附圖僅作為說明的方式，因而對本專利技術是非限定性的。圖1A和圖1B為顯示常規PDLC的結構的示意圖。圖2A和圖2B為顯示本專利技術的使用氣凝膠的智能窗戶的結構的示意圖。圖3為含有通過本專利技術構思的一個實施方案制造的二氧化硅氣凝膠的智能窗戶的圖片。圖4為通過本專利技術構思的一個實施方案制造的Si-Ti混合氣凝膠的圖片。圖5為顯示沿著圖4的AA線的橫截面輪廓的圖表。圖6為含有通過本專利技術構思的一個實施方案制造的Si-Ti混合氣凝膠的智能窗戶的圖片。圖7為顯示放大的填充在Si-Ti混合氣凝膠的孔中的液晶滴的圖片。圖8為顯示含有高Si含量的Si-Ti混合氣凝膠的智能窗戶的透射率的測量結果圖表。圖9為顯示含有高Ti含量的Si-Ti混合氣凝膠的智能窗戶的透射率的測量結果圖表。應了解，附圖并不必須按比例繪制，其示出了某種程度上經過簡化了的本專利技術的基本原理的各個特征。在此所公開的本專利技術的特定的設計特征，包括例如特定的尺寸、定向、位置和形狀，將部分地由特定目的的應用和使用環境加以確定。在這些圖中，貫穿附圖的多幅圖，附圖標記表示本專利技術相同的或等同的部分。具體實施方式現在將在下文中詳細地提及本專利技術構思的各個實施方案，這些實施方案的示例示意在附圖中并描述如下。雖然本專利技術構思與示例性的實施方案相結合進行描本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種智能窗戶，其包括：一對透明電極，所述一對透明電極間隔開以相互面對；多孔氣凝膠，其插入所述一對透明電極之間；以及液晶，其插入在所述一對透明電極之間并填充氣凝膠的孔。

【技術特征摘要】
2014.12.03 KR 10-2014-01724821.一種智能窗戶，其包括：
一對透明電極，所述一對透明電極間隔開以相互面對；
多孔氣凝膠，其插入所述一對透明電極之間；以及
液晶，其插入在所述一對透明電極之間并填充氣凝膠的孔。
2.根據權利要求1所述的智能窗戶，其中所述氣凝膠具有60％或
更大的孔隙度。
3.根據權利要求1所述的智能窗戶，其中氣凝膠為二氧化硅氣凝
膠或硅-鈦混合氣凝膠。
4.根據權利要求3所述的智能窗戶，其中硅-鈦混合氣凝膠中的硅
和鈦的含量比例變化以控制氣凝膠的折射率。
5.根據權利要求4所述的智能窗戶，其中硅和鈦的含量比例為1:1
至10:1。
6.一種用于制造二氧化硅氣凝膠的方法，其包括：
a)通過將硅酸甲...

【專利技術屬性】
技術研發人員：金賢燮，孔珞敬，吳榮燮，李珍熙，徐龍虎，
申請(專利權)人：現代自動車株式會社，起亞自動車株式會社，世宗大學校產學協力團，
類型：發明
國別省市：韓國;KR