智能液晶調(diào)光玻璃的原理究竟是什么

智能液晶調(diào)光玻璃的應用越來越多，無論是在建筑還是汽車領(lǐng)域，這種能夠隨心所欲調(diào)控透明度的玻璃一直給人一種“黑科技”的感覺，那么它的神秘原理究竟是什么呢？從結(jié)構(gòu)上看，這種玻璃是將聚合物分散液晶（polymerdispersedliquidcrystal，PDLC）封裝在兩層玻璃之間，形成一個夾層。那么為什么在玻璃間封裝了液晶，就這么“智能”了呢？這就需要知道液晶是什么。

液晶即液態(tài)晶體，它的性質(zhì)介于常規(guī)液體和固態(tài)晶體之間。例如，液晶可以像液體一樣流動，但是其分子又可以像晶體一樣有取向。因為液晶具有流動的性質(zhì)，所以只需要施加很小的力就可以使液晶分子運動。液晶分子極易受外加電場的影響而產(chǎn)生感應電荷，利用這個特點，可以給液晶施加一靜電場，讓其產(chǎn)生感應電荷進而產(chǎn)生靜電扭力，使液晶分子定向排列，從而達到特定的光學效果。當撤走施加于液晶的電場時，液晶分子將憑借自身的彈性和黏性，迅速地恢復到原來未加電場時的狀態(tài)，所以液晶分子具有響應快的特點。手機、電腦中常見的液晶顯示屏就用到了液晶的這些性質(zhì)。兩塊偏振片呈90°放置，中間注入液晶。不給液晶分子通電時，液晶分子呈螺旋狀排列，光沿著液晶分子的間隙扭轉(zhuǎn)90°，所以能透過上方的偏振片；通電時，液晶分子在電場作用下垂直偏振片，光會順著液晶分子的間隙直線前進，所以光透不過上方的偏振片。液晶顯示器的原理，P1、P2是偏振片，G是玻璃層，E1、E2是導電板

手機、電腦的液晶屏是透射顯示，而電子手表則是反射顯示，原理也類似。1、5是垂直放置的偏振片，2、4是透明導電玻璃，3是液晶，6是反光鏡

而酒店里面的調(diào)光霧化玻璃也是利用了液晶在電場下會定向排列的特性。在聚合物分散液晶中，液晶被分散到液體聚合物中，然后將液體聚合物固化。聚合物固化后，液晶與固體聚合物不相容，所以在聚合物中是以小液滴的形式存在。就像下圖中所示的一樣，小液滴內(nèi)有許多液晶。生產(chǎn)的時候?qū)⒁壕c液體聚合物的混合物注入兩層玻璃（或塑料）之間，再將其固化，就成了夾層結(jié)構(gòu)。圖中的PDLC膜被有透明導電玻璃（比如氧化銦錫）涂層的PET膜所包圍沒有施加電壓的情況下，液晶是隨機排列的，這時光線照到電控霧化玻璃上會發(fā)生散射，就像遇到了磨砂玻璃一樣。外觀上看起來是乳白色的，透光但不透明。當在電極上施加電壓時，兩塊玻璃之間產(chǎn)生的靜電場讓液晶平行排列，使得光線得以透過液晶形成的小液滴而只發(fā)生很少的散射。理論上講這種玻璃的透明程度可以通過調(diào)節(jié)所施加的電壓來控制，低電壓下少量液晶平行排列，只讓少部分光通過。除了聚合物分散液晶，能達到類似效果的還有懸浮粒子（Suspended-particledevices，SPD）和微型百葉窗（Micro-blinds）。懸浮粒子的原理和聚合物分散液晶很像：兩片玻璃（或塑料）之間是液體夾層，有棒狀納米顆粒懸浮于夾層的液體中。當不施加電壓時，懸浮粒子會隨機分布，阻擋和吸收光線；施加電壓后，懸浮粒子會定向排列讓光線通過。調(diào)節(jié)電壓可以調(diào)節(jié)懸浮粒子的排列方向，從而調(diào)節(jié)玻璃的透光量。懸浮粒子智能玻璃的原理

至于微型百葉窗，則是在透明導電玻璃上沉積一層微米級的卷曲電極。因為微