天幕|全景天幕有望成为车内“第四屏”,调光玻璃天幕前景可期( 二 )


以建筑调光玻璃为例,在某些情况下,比如晚上从室外透过玻璃往室内看,仍
然可以看到室内的模糊阴影。
天幕|全景天幕有望成为车内“第四屏”,调光玻璃天幕前景可期
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接下来我们将从原理、结构、优缺点等方面对以上三种技术路径进行系统梳理。总体来看,PDLC 出现最早、技术最先进成熟、成本最低,国内绝大多数调光玻璃生产商均使用该方案;EC 低雾度、低能耗、隔热效果好、可连续调光,成本居中,以极氦 001、AION S PLUS 为代表的电动智能车均使用该方案;SPD由于耗电多、成本大,目前主要应用于以奔驰为代表的高档车。
PDLC(聚合物分散液晶)方案:出现最早,技术最先进成熟
PDLC 方案的原理在于 PDLC 技术,在玻璃之间加装一层液晶调光膜
(PDLC)。当通电时,液晶膜中的高分子液晶材料在电场的作用下,会进行有序排列,使光线可以轻易穿透玻璃变成透明状。反之,关闭电源时,高分子液晶材料会被打乱不能正常排序,呈现透光而不透明的外观状态。
拆解 PDLC 调光玻璃结构,主要包含玻璃、PVB、导电层、PDLC 液晶薄膜等,可以理解为 PDLC 调光玻璃是用两片玻璃、两片 PVB 膜与一块 PDLC 液晶调光薄膜经过高温高压制作而成,因此它的价格与玻璃、PVB 膜、PDLC 液晶调光有关,影响最大的因素是玻璃和调光膜。
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进一步拆解 PDLC 液晶调光膜,为一种电响应切换的薄复合薄膜,由固体聚合物基质中的一层(10~30μm)微米级的液晶(LC)微滴或纳米液滴及外围夹层膜组成,PDLC 层夹在两个透明导电的 ITO-PET 支撑膜之间形成智能调光薄膜。在没有电场(非稳态)的情况下,PDLC 膜是高度散射的,下图中的黄色小球代表 LC 微滴,分布混乱且光轴取向随机,光照在薄膜上产生散射,此时处于不透明状态;而在电场作用下(通态),液滴内的 LC 分子与电场对齐,LC 与聚合物基质的折射率匹配,PDLC 薄膜变得透明;去除电场后,LC微滴恢复开始的无规取向状态,此时处于不透明状态,完成一次开关转换。LC 微滴对电场的毫秒级快速切换响应使不透明快速转换为透明,PDLC 液晶调光膜的响应时间在 160~7 毫秒之间。
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从功能角度看,PDLC 只有透光和半透光两种状态,不可连续调节透明度,且隔热和抗紫外线性能一般。但其优势在于相比 SPD 和 EC,PDLC 有着独到的白色雾化效果,隐私性好,且成本最低、量产最早、技术最成熟,因此仍能占有一席之地,国内绝大多数调光玻璃生产商用的都是这种方案。目前,PDLC 调光玻璃还可集成超薄(0.7mm)、隔热、隔音等功能。
从应用部位看,PDLC 调光玻璃可应用于门玻璃、后挡风玻璃及天窗。
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EC(电致变色)方案: 低雾度、低能耗、隔热效果好
电致变色技术,是指在外加电场作用下,实现材料的光学性质(即透射率、反射率或吸收率等)发生稳定可逆变化的一种技术,在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。可以主动变色是电致变色与光致变色、热致变色等其他变色最大的技术不同。在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。目前,电致变色技术的应用场景集中于汽车、飞机、手机等领域,比如汽车后视镜、波音 787 飞机、手机显示屏等。
薄膜电致变色技术的应用,开启了车用调光玻璃的量产之路。第一代技术为紫罗精技术,代表产品为波音 787 飞机舷窗、法拉利 Superamerica 敞篷跑车,玻璃变色后都呈蓝色,该技术存在容易漏液、可靠性差、功耗高等问题;第二代为无机非金属材料技术,比如三氧化钨主要应用在智能建筑玻璃领域,存在变色速度慢、造价高等缺点;第三代技术为薄膜电致变色技术,采用的是柔性固态电致变色材料,用导电膜代替上两代的固态和液态介质,将前两代的缺点解决,从而落地商用,代表产品就为极氦 001 EC 光感天幕。