卅优--调光玻璃产品手册

调光玻璃是一款将调光膜复合进两层玻璃中间,经高温高压胶合并一体成型的新型特种光电玻璃产品。通过控制电流的通断与否控制玻璃的透明与不透明状态。
 
 
 
 
 
调光玻璃效果展示图
一、PET

 
 
 
 
 
 
 
 
 
PET塑料是英文Polyethylene terephthalate的缩写,简称PET或PETP。中文意思是:聚对苯二甲酸类塑料,主要包括聚对苯二甲酸乙二酯PET和聚对苯二甲酸丁二酯PBT。聚对苯二甲酸乙二醇酯又俗称涤纶树脂。它是对苯二甲酸与乙二醇的缩聚物,与PBT一起统称为热塑性聚酯,或饱和聚酯。

1、聚对苯二甲酸乙二醇酯化学式:(C10H8O4)n
2、分子结构:

3、熔    点: 240-265°C ;(纯结晶的:271℃)
4、玻璃化温度:无定形的:67°C;(结晶的:81°C;取向态结晶:的125℃)
5、长期使用温度:可达120℃,脆化温度为-70℃,在-30℃时仍具有一定韧性。
6、密    度: 1.38g/ml (at 25°C)
7、外    观 :乳白色半透明或无色透明体,表面平滑有光泽,透明。
8、电学性能:电绝缘性优良,在高频下仍能很好保持。PET的耐电晕性较差,不能用于高压绝缘;电绝缘性受温度和湿度影响,并以湿度的影响较大
9、结构稳定性:抗蠕变性,耐疲劳性,耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。
10、机械性能:质轻、强度好、耐冲击、抗应力强。 弯曲强度200MPa,弹性模量达4000MPa。
11、化学稳定性:无毒 、耐弱酸和有机溶剂(如丙酮、苯、甲苯、三氯乙烷、四氯化碳和油类稳定)、不耐碱、抗氧化(如过氧化氢、次氯酸钠及重铬酸钾等)、稳定的耐化学药品性、符合食品级卫生要求,安全环保,可作为饮料包装容器等使用。
12、耐水性:吸水率低(温度25℃,相对湿度65%,一星期含水0.4%;温度25℃进入水中,一星期含水0.5%-0.8%),不耐热水浸泡。
13、光学特性:2℃时折射率2.48;25℃时1.64;透光率为90%
14、工艺性能:PET塑料分子结构高度对称,具有一定的结晶取向能力,故而具有较高的成膜性和成性。
15、可燃性:PET不易燃烧,火焰呈黄色,有滴落。
16、环境性能 :PET含有酯键,在高温和水蒸气的条件下不耐水、酸、及碱的作用。PET对有机溶剂(如丙酮、苯、甲苯、三氯乙烷、四氯化碳和油类)稳定,对一些氧化剂(如过氧化氢、次氯酸钠及重铬酸钾等)也有较高的抵抗性。PET耐候性优良,可长期用于户外。。
17、绿色环保:可回收再利用(生产毛衣等)
二、导电薄膜
1定义及性质
氧化铟锡(ITO Indium Tin Oxide)是一种铟(III族)氧化物(In2O3) and锡(IV族)氧化物(SnO2)的混合物,具有体心立方铁锰矿结构,是一种重掺杂高简并态N型半导体。
所谓的掺杂就是一种将可控数量的杂质掺入基体特定区域,从而改变半导体的电学特性。对于ITO导电薄膜而言,主要是氧化铟中掺入氧化锡从而形成电流载体,并实现导电功能(电流载体为“载流子”,物理学中载流子指可以自由移动的带有电荷的物质微粒;在半导体物理学中,载流子主要有两种:空穴和电子;其中共价键上电子流失导致留下的空位带正电荷,电子带负电荷)。
现代量子物理学认为,原子核外电子运动在不同的轨道上,各个轨道上的电子具有的能量值即为能级。同一能级状态的电子可以有两种以上不同自旋量子数的状态,该能级状态即为两种以上不同的自旋状态的简并态
调光膜功能的实现需要导电薄膜具有导电性和透光性的综合性能(既能导电又在可见光范围内具有高透明率),导电薄膜主要有金属膜系、氧化物膜系、其他化合物膜系、高分子膜系、复合膜系等。金属膜系导电性能好,但是透明率差。因此,选用半导体材料氧化铟锡(ITO)作为导电薄膜。
2功能
 氧化铟锡最在薄膜状时,具有很好的导电性和透明性,可以切断对人体有害的电子辐射、紫外线及远红外线。ITO其透光率和阻值分别由In2O3与SnO2之比例来控制,通常SnO2:In2O3=1:9时透光率和导电性综合性能达最佳其中透光率达90%以上。
3原理
3.1导电原理
In2O3里掺入Sn后,Sn元素可以代替In2O3晶格中的In元素而以SnO2的形式存在,而In2O中的In元素是三价,形成SnO2时将贡献一个电子到导带上,同时在一定的缺氧状态下产生氧空穴,形成1020至1021cm-3的载流子浓度和10至30cm2/s的迁移率。这个机理提供了在10-4Ω.cm数量级的低薄膜电阻率,所以ITO薄膜具有半导体的导电性能。

 
 
 
 

 
 
3.2吸光、.反光及透光原理(紫外吸光、红外反光及可见光透射)
半导体中大量电子都是价键上的电子(称为价电子),不能够导电,即不是载流子。只有当价电子跃迁到更高能态(导带)才能产生出自由电子和自由空穴后,才能够导电。空穴实际上也就是价电子跃迁到导带以后所留下的价键空位(一个空穴的运动就等效于一大群价电子的运动)。因此,禁带宽度的大小实际上是反映了价电子被束缚强弱程度的一个物理量,也就是产生电子跃迁到导带所需要的最小能量。
ITO是一种宽能带薄膜材料,其带隙宽度(禁带宽度)为3.5-4.3ev。紫外光区产生禁带的励起吸收阈值为3.75ev,相当于330nm的波长,因此ITO薄膜对紫外光区的光吸收率很高,紫外光穿透ITO薄膜率极低。
同时近红外区由于载流子的等离子体振动现象而产生反射,所以近红外区ITO薄膜的光透过率也是很低的,但可见光区ITO薄膜的透过率非常好,由于材料本身特定的物理化学性能,ITO薄膜具有良好的导电性和可见光区较高的光透过率。
ITO具有优异的光学性能,在波长550nm处,对可见光的透射率可高达85%以上,红外反射率大于81%,紫外吸收率大于85%;而且具有低的电阻率,其电阻率一般在10-5~10-3Ω·cm之间。
三、液晶
1、液晶定义
一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态,  这种由固态向液态转化过程中存在的取向有序的流体称为液晶。液晶分子既保持原子排列的结构有序,又可以保持自由移动,位置无序。
    2、物理性质
   当通电时导通,排列变得有秩序,使光线容易通过;不通电时排列混乱,阻止光线通过。让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。从技术上简单地说,液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃素材,称为Substrates,中间夹着一层液晶。当光束通过这层液晶时,液晶本身会排排站立或扭转呈不规则状,因而阻隔或使光束顺利通过。大多数液晶都属于有机复合物,由长棒状的分子构成。在自然状态下,这些棒状分子的长轴大致平行。将液晶倒入一个经精良加工的开槽平面,液晶分子会顺着槽排列,所以假如那些槽非常平行,则各分子也是完全平行的。液晶是一种介于晶体状态和液态状态之间的中间物质。它兼有液体和晶体的某些特点,表现出一些独特的性质。

 

 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
四、调光玻璃
1定义
调光玻璃是一款将调光膜复合进两层玻璃中间,经高温高压胶合并一体成型的新型特种光电玻璃产品。通过控制电流的通断与否控制玻璃的透明与不透明状态。
2结构与原理
2.1调光膜的结构
   调光膜(PDLC, PolymerDispersed Liquid Crystal),直译即聚合物分散液晶。调光膜的基本结构:最外层的PET基板-自粘面-ITO导电层-液晶分子-ITO导电层-自粘面-PET基板,结构示意图见图一。
  
                 
 
 2.2  调光膜功能原理
     通电状态下,电源连接于ITO薄膜,从而形成了ITO外加电场;在外加电场作用下,中心层的液晶分子排列有序化,从而使得可见光通过膜层,实现通电时透明的功能。断电时外加电场消失,液晶分子无序化排列,实现膜层遮挡可见光的功能。功能原理示意图见图二。

 
 
 
 
 
 
 
        
玻璃本身不仅具有一切安全玻璃的特性,同时又具备控制玻璃透明与否的隐私保护功能,由于液晶膜夹层的特性,调光玻璃还可以作为投影屏幕使用,替代普通幕布,在玻璃上呈现高清画面图像。
 
 
 
 
 
 
五、调光玻璃生产工艺
  调光玻璃是一款将调光膜复合进两层玻璃中间,经高温高压胶合并一体成型的新型特种光电玻璃产品。其工艺主要由两大部分组成:调光膜的制造和其在玻璃内的胶合。
1、调光膜的制造
  1.1选材及配材
选取良好的PET基片(耐久性强、坚固、高韧性、耐潮、耐高温和低温)。
选取良好的液晶材料(光和热的化学稳定性高、使用寿命长、宽广的使用温度、粘度低、响应速度块、铁电异方向性大而适用于低电压操作、分子的配列性及其秩序度高而有效增加其对比性)
调整氧化铟锡的比例从而得到其良好的综合光电性能(导电性和透光率)
1.2调光膜的制造工艺
调光膜的制造工艺核心在于导电薄膜的磁控溅射工序,其在pet薄膜的磁控溅射原理示意图如下。
 
  
 
 
 
 
 
 
磁控溅射原理图

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 

 
 
1.3调光膜的胶合
1.3.1一步真空成型法。
其设备结构简单,加工工艺看似简单,但在实际操作过程中对温度控制精度的要求很高.控制不良往往会出现的废品现象是气泡、开胶、雾度大。对企业的技术能力要求较高。目前国内掌握“一步法”调光玻璃加工精髓的厂家非常少。但采用此方法做出的调光玻璃成品使用寿命长,性能相对稳定。
1.3.2用高压釜加工。
高压釜加工的前道工艺实际类似一步法加工,后期才用高压釜高压高温成型。高压釜加工可有效避免气泡,开胶等现象,但缺点也是显而易见,由于高压釜成型的玻璃承受的压力2倍于一步法真空成型,而调光玻璃的主要夹层材料导电薄膜会因收缩率大造成的导电镀层断裂或电阻率加大,使调光玻璃成品的性能和使用寿命大大缩短。

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