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CN103814325A - 光控制面板 - Google Patents

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CN103814325A
CN103814325A CN201280042583.3A CN201280042583A CN103814325A CN 103814325 A CN103814325 A CN 103814325A CN 201280042583 A CN201280042583 A CN 201280042583A CN 103814325 A CN103814325 A CN 103814325A
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CN
China
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layer
light
roll
flexible
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
CN201280042583.3A
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English (en)
Inventor
R.A.M.希克梅特
T.范博梅
W.J.H.安塞姆斯
C.E.蒂梅宁
J.J.范格拉比克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
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Abstract

提供了一种光控制面板，其包括：透射衬底；布置在所述衬底的表面上的透射导电层；布置在所述导电层上的透射电介质层；附连到所述电介质层的柔性卷绕式窗帘，所述柔性卷绕式窗帘层包括柔性导电层和柔性光学功能层，所述柔性层自然地具有卷绕配置并且能够响应于静电力展开；以及光电器件。该面板在包括用于建筑物或车辆的智能窗户的，例如提供能量高效光源或利用太阳辐射进行能量转换的各种节能应用中会是有用的。

Description

光控制面板
技术领域
本发明涉及使用电控薄膜卷绕式窗帘(roll-up blind)的光控制的领域。
背景技术
传统上使用手动或由电机操作的窗户卷绕式窗帘或百叶窗来控制进入房子或建筑物的日光。在窗户必须保持一定程度透明度的场合中，例如在车辆中，永久性荫蔽的(染色的)窗格(windowpane)经常用于减少光和热透射。
用于建筑物和车辆的日光控制的节能方面当今也变得愈发重要。例如，为了减少耗费在气候控制上的能量，期望允许控制通过窗户进入建筑物的阳光和热的数量。还期望能够控制离开建筑物的光和/或热的数量。
近年来已经开发了所谓的智能窗户，其允许使用例如电致变色层、液晶或悬浮颗粒的光透射控制。智能窗户能够从透射状态切换到部分阻挡或反射状态。然而，使用电致变色层的智能窗户具有有色的外观，这对于许多应用会是不期望的。另外，悬浮颗粒器件在“开启(open)”状态遭受低透明度，这是由于也处于对齐状态的颗粒的光吸收引起。
US7,684,105公开了一种微窗帘(microblind)系统，其具有附连到衬底的悬垂的受应力微窗帘的阵列。微窗帘具有移动部分，该移动部分响应于静电力而在其掩盖衬底的部署配置和其露出衬底的卷曲配置之间变化。该微窗帘的各种层和/或该衬底可以具有各种光学特性。尽管声称是不可见的，US7,684,105中描述的微窗帘在卷曲配置中导致不可接受的低透明度，并且它们可能不合适于大规模生产。
因此，尽管智能窗户领域的近来发展，仍存在对于改进技术以提供荫蔽并且节约能量的需求。
发明内容
本发明的目的是克服此问题，并且提供避免现有技术的至少一些缺陷的能量高效的光控制器件和方法。
根据本发明的第一方面，这个以及其它目的是通过一种光控制面板实现，该光控制面板包括：
透射衬底；
布置在所述衬底的表面上的透射导电层；
布置在所述导电层上的透射电介质层；
附连到所述电介质层的柔性卷绕式窗帘，所述柔性卷绕式窗帘包括柔性导电层和柔性光学功能层，所述柔性层自然地具有卷绕配置并且能够响应于静电力展开；以及
光电器件。
特别地，该面板可以包括多个所述卷绕式窗帘，典型地一个或多个所述卷绕式窗帘的阵列，并且包括多个光电器件。
根据本发明的面板可以被用于各种节能应用。例如它可以合适于节能窗户，所述节能窗户高效地调节光穿过窗户进入房子、建筑物或车辆的透射率，从而与能量高效的光源或获取太阳能组合来避免能量耗费在冷却或加热内部空间上。
柔性卷绕式窗帘典型地通过所述电介质层与该导电层分离。该柔性卷绕式窗帘层可以是受应力的层，并且该卷绕配置可以是由于所述柔性卷绕式窗帘中的固有应力引起。
在本发明各实施例中，该柔性光学功能层可以包括优选地选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯及其组合的聚合物材料。
这种材料可以被制作成柔性薄膜并且可以调适为具有合适的光学属性。
典型地，该光电元件可以布置成光学接触所述衬底和/或所述光学功能层。在本发明的这种实施例中，该衬底或该光学功能层可以充当波导件，将光引导至该光电元件或离开该光电元件。
在本发明各实施例中，该光学功能层可以包括至少一种波长转换材料。可选地该光学功能层可以包括反射元件，例如以遍及该层散布的散射元件的形式，或者作为位于该光学功能层的表面的离散反射畴。另外，该光学功能层可以表现出对入射光的波长依赖的反射。
该光电器件可以包括至少一个发光元件，诸如LED，其典型地布置成将光发射到所述衬底中或所述光学功能层中。优选地该面板包括多个光电器件，例如多个LED。
在其它实施例中，该光电器件可以是光伏电池，该光伏电池包括布置成光学接触该光学功能层的光有源层。
在第二方面中，本发明涉及一种包括如此处讨论的光控制面板的窗户。该光控制面板可以连接到一种或多种控制器，诸如光传感器、温度传感器和/或时间控制器。因而，本发明还涉及一种包括如此处讨论的光控制面板或窗户的光控制系统，其进一步包括至少一个(例如两个或更多个)电压源以及用于控制卷式窗帘(roll-blind)和/或光电器件的操作的一种或多种控制器，该控制器可选地包括光传感器、温度传感器和/或时间控制器。
在另一方面中，本发明提供一种包括如此处讨论的光控制面板或窗户的光控制系统，其进一步包括至少一个电压源以及用于控制卷式窗帘和/或光电器件的操作的一种或多种控制器，该控制器可选地包括光传感器、温度传感器和/或时间控制器。
在另外方面中，本发明涉及一种制造包括多个柔性卷绕式窗帘的光控制面板的方法，其包括：
在透射衬底上布置透射导电层；
布置透射电介质层以覆盖所述透射导电层；
在所述透射电介质层的部分上沉积粘合剂材料；
在所述粘合剂材料和所述电介质层上布置柔性膜，所述柔性膜包括柔性导电层和柔性光学功能层，并且所述柔性层自然地具有卷绕式配置并且能够响应于静电力展开；
固化所述粘合剂材料；
在所述包括粘合剂材料的部分之间的区域中切割该柔性膜，从而制作所述多个柔性卷绕式窗帘；以及
在所述衬底上或在至少一个所述柔性卷绕式窗帘上布置光电器件。
所述光电器件优选地布置成光学接触该衬底或该光学功能层。在光电器件布置在柔性卷绕式窗帘上的场合中，该光电器件典型地在该卷绕式窗帘的附连到电介质层并且因而不卷曲的区域上布置在该光学功能层上。
注意，本发明涉及权利要求中列举的特征的所有可能组合。
附图说明
现在将参考示出本发明(多个)实施例的附图，更详细地描述本发明的这些和其它方面。
图1a-b为根据本发明各实施例的光控制面板的示意性侧视图。
图2a-c为根据本发明各实施例的面板的卷绕式窗帘的示意性截面侧视图。
图2d-e为根据本发明各实施例的面板的一部分的透视图。
图3a-c为根据本发明各实施例的使用光源的面板的示意性侧视图。
图4a-b为根据本发明其它各实施例的使用光源的面板的示意性侧视图。
图5a-c为根据本发明各实施例的使用光伏器件的面板的示意性侧视图。
图6a-b为图示面板的各种实施例的示意性侧视图。
图7a-c为图示面板在使用中的各种外观的示意性正视图。
具体实施方式
本发明人发现，如下所述的光控制面板可以有利地在窗户等中用于组合的光透射控制和节能。
图1a-b图示包括可电控薄膜卷绕式窗帘的阵列的光控制面板。此实施例的光控制面板100形成双层(double glaze)玻璃窗户1的一部分。面板100包括多个薄膜卷绕式窗帘103布置在其上的透射衬底101，典型地为玻璃板。每个卷绕式窗帘103具有自然地卷绕式配置并且可以响应于电势的应用而可逆地展开(图1b)。在展开的平面配置(图1b)中，卷绕式窗帘103与其卷绕式配置相比覆盖衬底101的更大部分，并且卷绕式窗帘103本身被最大程度地露出例如以便接收入射辐射。当该电势被移除时，卷绕式窗帘103再采取其原始的卷绕式配置。另外，多个光电器件104布置在衬底101上，有可能在窗帘103上。光电器件可以例如包括用于经由卷绕式窗帘103发射光的光源。可替换地或附加地，该光电器件可以包括光伏电池，其调适为经由卷绕式窗帘103接收入射光并且将该光转换为电能。
如此处使用，“透射的”是指透射至少某些波长的电磁辐射的能力。透射的物体可以是至少部分地半透明的或完全透明的。另外，“光透射的”具体是指透射可见电磁辐射并且可选地也透射其它波长的能力。光透射的物体具有至少一定程度的透光性。“红外透射的”或“IR透射的”是指透射红外波长范围的电磁辐射即热辐射的能力。IR透射的物体不一定是光透射的，但是可以是光透射的，并且因而可以是或者不是半透明或透明的。
如此处使用，“光”是指可见光，即大约400nm至大约740nm的波长范围中的电磁辐射。“红外”或“IR”是指波长长于大约700nm，典型地长于750nm的电磁辐射。
如此处使用，“卷绕式窗帘”是指在卷绕式配置和至少部分地展开(典型地平面的)配置之间可以可逆地变化的柔性层或膜，其中该至少部分地展开(典型地平面的)配置能够覆盖在下面的表面。在本说明书中，“窗帘”通常不是意指受损的可见性或受损的光透射，不过卷绕式窗帘的柔性光学功能层可以可选地具有光反射、光吸收或光引导属性。
如此处使用，“光电器件”是指使用或产生光的，利用光的量子力学效应的半导体器件。光电器件的示例包括光伏器件(例如太阳能电池以及其它光电二极管)、激光二极管和发光二极管(也包括有机发光二极管)。
如此处使用，“光学接触”是指从呈光学接触的物体中的一个物体延伸到另一物体的光路。“直接光学接触”意指所述光路从第一物体延伸到第二物体，而不必穿过诸如空气或光学元件的中间介质。如各图所图示，层、区域和畴等的尺寸可以被夸大以用于说明的目的，并且因而被提供以图示本发明各实施例的整体结构。
图2a-c更详细图示面板100的结构以及展开机制。图2a示出包括衬底201的面板200的一部分，连接到电压源(未示出)的第一电极层202布置在该衬底上。绝缘电介质层203布置在电极202上，从而覆盖电极202并且在空间上将其与卷式窗帘204分离。卷式窗帘204包括典型地由自支撑膜形成的柔性光学功能层205。在卷绕式窗帘204的预期面向电介质层203、电极202和衬底201的侧面上，该光学功能层被涂覆有第二电极层206，该第二电极层也可以连接到电压源。
由于例如由固有应力导致的弹力的原因，卷绕式窗帘204采取其自然卷绕式配置。应力可能分别来源于光学功能层205和电极层206的材料的不同热膨胀系数，或者可能由制作(例如层沉积)方法引起，例如在US7,684,105中所指出。
在第一电极202和第二电极204之间应用电场时，卷绕式窗帘204由于静电力而展开并且因而在电介质层203上采取拉伸的平面姿态，如图2b和2c图示。当电场被移除(电压被关掉)时，静电力消除并且卷绕式窗帘204由于如上所述固有应力而恢复到图2a所图示的其卷曲姿态。
在一个实施例中，光学功能层205为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的膜，并且第二电极层206为铝层，该铝层也是足够薄从而是柔性的。这些材料的不同热膨胀系数会造就致使卷绕式窗帘204卷曲的弹力。当面板200如在许多窗户应用那样垂直取向时，卷绕式窗帘也维持卷绕式(卷曲)姿态。
可以假设三(或四)种力决定卷绕式窗帘204的行为，这些力为弹力以及静电力，并且还包括范德瓦尔斯力以及较小程度上的重力。该弹力可以是例如在制造期间的收缩的结果。即使当不存在电场时，弹力作用于第二电极206。通过在第一电极202和第二电极206之间或者跨过它们应用电压，获得这样的静电力，该静电力旨在展开包括第二电极206的卷绕式窗帘204并且将它保持在展开的状态。该静电力为通过应用所述电压而获得的第一和第二电极202和206之间的吸引力。范德瓦尔斯力为电介质材料203和卷绕式窗帘204之间的力。这种力依赖于两种介质之间的距离，介质的粗糙度以及材料属性；距离越小，"范德瓦尔斯"力越大。最后，重力作用于卷绕式窗帘204，该重力也依赖于其取向。通常，卷绕式窗帘204可以非常薄并且因此具有非常小的质量，并且重力因此是可以忽略的。
为了展开(激活)卷绕式窗帘204并且将卷绕式窗帘维持在其展开的状态，必须克服这样的弹力，该弹力总是作用于卷绕式窗帘204并且用于卷起或卷曲该卷绕式窗帘。为此目的，必须生成足够的静电力，并且可以通过在透射第一电极层202和第二电极层206之间应用充足的电压来获得足够的静电力。为了使展开的卷绕式窗帘204(图2c)返回其卷起(去激活)状态(图2a)，电压被消除使得静电力不再作用于卷绕式窗帘204。在弹力大于范德瓦尔斯力条件下，弹力于是致使卷绕式窗帘204再采取其卷绕状态。
图2d-e在透视图中图示面板200，其包括衬底201、电极层202、电介质层203、含有电极层206和光学功能层205的卷绕式窗帘，并且还示出在光学功能层205的边缘附近布置在光学功能层205顶部上的光电器件207。
根据本发明的面板可以按照许多不同方式操作以形成就照明和温度而言期望的室内氛围并且节能。在一些实施例中，卷绕式窗帘104、204可以设计成防止入射辐射，典型地阳光和/或热，透射通过面板。例如，面板可以设计成吸收、反射或转换入射辐射。在这种实施例中，当卷绕式窗帘处于卷绕式姿态时，该面板可以透射由衬底101、201的特性所允许的电磁辐射，在传统窗格的情况下该面板可以透射可见辐射和IR辐射二者。
根据本发明的面板可以包括多个所述卷绕式窗帘，典型地一个或多个所述卷绕式窗帘的阵列，并且可选地还包括多个光电器件。在这种实施例中，第一电极层(第一导电层)可以具有面内延伸从而覆盖旨在被多个卷式窗帘覆盖的面板表面，使得单个连续或不连续的(图案化的)第一电极层202可以用于在若干卷式窗帘的柔性电极层上应用电势。可替换地，可以存在用于每个卷式窗帘的单独第一电极层202。
卷绕式窗帘104、204可以是具有厘米范围内的尺度的柔性片，例如宽度在0.5至20cm范围内并且长度(展开)在0.5至20cm范围内。与US7,684,105的微窗帘相比，当本发明的卷绕式窗帘处于卷绕状态时，该卷绕式窗帘可以提供显著改善的穿过面板的透明度，即可见性。
在卷绕状态中，单独卷绕式窗帘104、204可以被卷起至少一个整圈，并且典型地若干圈。卷绕式窗帘可以具有在1至10mm范围内的曲率半径。典型地曲率半径在卷绕式窗帘的整个宽度上是均匀的。
如上所述，衬底101、201典型地为玻璃块(glass pane)。然而它也可以由塑料制成。衬底可以具有对于面板的预期应用是有用的任何合适尺度和属性。衬底也可以具有合适于预期应用的光学属性，例如通常就IR透射或透明度而言的光学属性。
第一电极层202为应用在衬底201上的导电层。优选地，第一电极层是透明的，或者可以至少具有与衬底201相同程度的对可见光的透明度。例如，第一电极层202可以由诸如铟锡氧化物(ITO)和铝锌氧化物的金属性材料制成，或者由诸如聚苯胺以及聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)的导电聚合物制成。可选地第一电极层202可以是图案化电极层。
电介质层203将卷绕式窗帘204的第一电极层202与第二电极(柔性导电层)206电绝缘。电介质层可以由例如下述的任何合适材料形成：硅氮化物或硅氧化物，或者聚合物材料，诸如聚酰亚胺、苯并环丁烯(BCB)和SU-8。电介质层可具有任何合适光学属性，并且典型地至少具有与衬底和第一电极层相同程度的对可见光的透明度。优选地电介质层是透明的。电介质层可具有在100nm至10μm范围内，例如在300nm至1μm范围内的厚度。
卷绕式窗帘204典型地经由粘合剂材料(诸如固化的胶)的粘合剂部分而附着到电介质层。卷绕式窗帘104、204的光学功能层205可以由自支撑的柔性膜(典型地聚合物膜)形成。适合用作柔性光学功能层的聚合物的示例包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)以及其组合。光学功能层可具有大约0.1至10μm范围内的厚度。
在本发明各实施例中，取决于所使用的材料，光学功能层可具有在1.3至1.9范围内的折射率。例如，PMMA膜可具有大约1.4的折射率，PET膜可具有1.3-1.4的折射率，并且PEN膜可具有在1.65至1.90范围内的折射率。针对其波导属性，光学功能层的材料典型地基于其折射率并且适当考虑毗邻材料(诸如柔性电极层，以及另外的电介质层、第一电极层和/或衬底)的折射率而被选择。
另外，例如通过结合粒子材料或者通过使用附加层，例如反射层或具有不同折射率的层，可以调谐柔性光学功能层的光学属性。例如，例如铝或银的一个或多个金属性层可以被用于提供反射属性。
在本发明各实施例中，光学功能层可以包括散射颗粒，例如氧化铝(Al2O3)或二氧化钛(TiO2)的颗粒。合适颗粒尺寸可以为0.1至5μm。为了提供对入射光的部分漫反射，该光学功能层可具有按该层的重量计在0.1至10%范围内的散射颗粒含量。对于按重量计高于10%的浓度，可以实现光的基本上全漫反射。然而，由于大于10%的浓度会影响功能层的柔性，在一些实施例中，具有这样的光学功能层会是有利的，该光学功能层包括布置成直接光学接触的至少两个薄层的叠层，其中第一层包括高浓度的散射颗粒并且第二层没有散射颗粒。
可替换地，在本发明各实施例中，光学功能层可以包括光吸收颜料，诸如散布在光学功能层中的光吸收颗粒或者分子溶解在光学功能层中的光吸收分子。为了提供镜面反射属性，光学功能层可以包括薄反射金属层，诸如铝。对于全镜面反射，可以使用具有60nm或更大的厚度的铝层。另外，光学功能层可以包括滤光器以用于提供波长依赖的反射。
在一些实施例中，光学功能层可以包括将入射光的部分转换为不同波长通常更长波长的光的波长转换材料。如上文所解释，当面板包括发光元件时以及当它包括光伏器件时，将波长转换材料结合到光学功能层中会是有利的。可以在光学功能层中使用的波长转换材料的示例包括传统有机和无机波长转换材料，诸如无机磷光体，量子点(QD)以及诸如二萘嵌苯基材料的有机发光材料，例如(从BASF可购得的)Lumogen? Red F 300或F Red 305。
光学功能层可以可选地利用光吸收和/或漫射和/或镜面反射材料图案化，从而在卷绕式窗帘处于展开(平面)姿态时产生诸如图形、文本或图像的视觉效果。
柔性导电层206可以是金属性层，例如铟锡氧化物(ITO)、铝或银。层206的厚度可以在10nm至1μm范围内，并且为该层提供柔性。当卷绕式窗帘204旨在是反射的时，使用铝层作为第二柔性电极层会是有利的，这是由于这将减少对于附加反射层的需求。预期柔性电极层可以是例如由细线、格栅等构成的不连续的(图案化的)层。然而，优选的是该柔性电极层至少具有与光学功能层的长度对应的长度，从而沿着其整个长度提供导电性。
在本发明各实施例中，光电器件104、207可以是固态光源，典型地是LED。包括卷绕式窗帘103和光源104的光控制面板可以设计成具有各种发光功能和应用。
在本发明各实施例中使用的固态光源可以包括发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或激光二极管。
例如，在一些实施例中，面板100可以在白天充当普通窗户玻璃面板，其中卷绕式窗帘103被卷绕，将光和可选地IR辐射透射到房间、建筑物或车辆内部。当日光弱或无时，LED 104可以被接通以提供附加照明。可选地，一些或全部的卷绕式窗帘103可以随后被展开以防止光泄漏到外部。因而，面板可以充当朝向房间或建筑物内部的发光窗户，同时允许很少或没有光逃逸到外部。因此，它可以是非常能量高效的光源。
光源连接到一种或多种控制器并且可以独立于卷绕式窗帘104操作。
图3a-c图示使用光源用于该光电器件的本发明另一实施例。面板300包括光源307，此处为LED，其布置成光学接触衬底301。透射电极层302和透射电介质层303如上所述布置在衬底301上。卷绕式窗帘304如上所述包括第二电极层和光学功能层。在此实施例中，柔性第二电极和/或柔性光学功能层可以是至少部分光透射的。卷绕式窗帘304进一步包括布置在第二电极的面向衬底301的侧面上的多个光提取元件308。因此，当卷绕式窗帘304展开时，光提取元件接触电介质层303。
LED 307布置成将光发射到透射衬底301中，该透射衬底在此实施例中充当波导件。由LED发射的光因而可以由于全内反射而被波导到衬底301以及电极层和电介质层内部，直至入射在诸如被提供在卷绕式窗帘304上的光提取元件308的光提取结构上。入射在光提取元件308上的光可以被光提取元件透射并且随后进一步透射通过展开的卷绕式窗帘304从而导致从面板300的承载窗帘的侧面的光发射，或者该光可以被光提取元件308在这样的反射角反射，使得它随后可以从衬底301逃逸，导致从面板301的衬底侧面的光发射，见图3b。
在本发明各实施例中，如图3c图示，卷绕式窗帘304可以是反射的。典型地，反射属性可以是由第二电极层是反射的所致。在这种实施例中，光典型地不从面板的承载卷绕式窗帘的侧面发射，而是相反地基本上所有光经由面板300的“衬底侧面”被发射。在其它实施例中，卷绕式窗帘304可以调适为反射某一波长范围的光(例如蓝光)而透射另一波长范围的光。例如，卷绕式窗帘可以充当二向色镜。结果，第一波长范围的光可以从面板的衬底侧面发射，而第二波长范围的光从面板的承载卷绕式窗帘的侧面发射。因此，面板可以从不同侧面发射不同颜色的光。
可替换地，替代或除了被提供在卷绕式窗帘304上的光提取元件之外，设想到光提取元件可以布置在电介质层203上。因此，在卷绕式窗帘304的卷绕状态下，面板也可以允许光提取，并且因而允许从面板的两个侧面的光发射。
在图4a-b图示的又一实施例中，光源407(典型地为LED)布置成将光发射到卷绕式窗帘404的光学功能层中，而不是发射到衬底401中。为此目的，光源可以典型地使用光学胶而附着在卷绕式窗帘的总是平面的部分上，该部分典型地为附着在卷绕式窗帘404在那里附连到衬底的电介质层的锚固部分。在此实施例中，光源407将光直接发射到充当波导件的光学功能层中。结果，当卷绕式窗帘展开时，面板可以从被卷绕式窗帘404覆盖的表面区域发射光(图4b)。
为了提供改进的从光源到光导件(即卷绕式窗帘)中的光耦入，一种或多种耦入元件可以被提供。例如，漫反射器可以定位在与卷绕式窗帘和光源的位置相比的衬底的相对侧面处，直接光学接触衬底并且与光源对齐。以此方式，不被耦入光导件的来自光源的光可以被漫反射器往回漫反射，使得更高份额的光被耦入光导件。
在一些实施例中，卷绕式窗帘404对入射在其展开表面上的光，诸如氛围光，可以是至少部分透射的。因此，它可以透射日光，同时也发射光。在其它实施例中，卷绕式窗帘404可以是部分反射的。可选地，卷绕式窗帘404的第二电极层可以提供反射表面，例如反射经由衬底401入射(由衬底透射)的氛围光。因此，提供一种发光窗户，其中每个光源407与卷绕式窗帘404集成并且功能上耦合到卷绕式窗帘404。
在其中光电器件为固态光源的本发明各实施例中，光源可以是LED基光源。光源典型地为调适成发射白光的传统LED，例如与合适波长转换材料组合的蓝光、紫外光或紫光LED。可替换地，光源可以是可选地与合适波长转换材料组合的，发射诸如红色、绿色或蓝色的特定颜色的LED。可以使用直接磷光体转换LED或者与远程配置的磷光体组合的LED。
在一些实施例中，特别是当使用蓝光LED作为光源时，发光材料可以包括在卷绕式窗帘204的光学功能层205中。因此，卷绕式窗帘404可以充当由LED发射的蓝光的波导件，并且还充当转换元件，将部分蓝光转换为更长波长(典型地可见光谱的黄色、橙色和/或红色波长范围)的光。从面板发射的总的光可以是白光。预期一些卷绕式窗帘可以包括将来自关联LED的光转换到一个波长范围中的第一发光材料，而其它卷绕式窗帘可以包括将来自关联LED的光转换为不同波长范围中的光的不同发光材料。还预期面板的仅仅一些卷绕式窗帘可以包括波长转换材料，并且其它卷绕式窗帘可以不包括波长转换材料。
在其中光电器件包括例如LED的多个光源的实施例中，光源可以被提供在衬底的与卷绕式窗帘相比的相对侧面上，并且可以布置成在离开衬底101和卷绕式窗帘104的方向上发射光。可替换地，光源可以被提供在与承载卷绕式窗帘104的衬底101分离的衬底板上。在其它实施例中，如图1、3和4所图示，光源可以光学接触衬底和卷绕式窗帘，每个光源布置成将光发射到衬底中或者卷绕式窗帘的光学功能层中。典型地在每个卷绕式窗帘上布置一个光源。
多个光源可以互连以形成光源群组，并且可以独立于另一光源群组操作。单独光源可以独立于其所耦合到的卷绕式窗帘操作或者与该卷绕式窗帘相互依存操作。
在图5a-b图示的本发明各实施例中，光电器件为光伏电池(太阳能电池)。典型地，面板包括多个光伏电池。例如在遮蔽建筑物内部免受强烈阳光而同时利用太阳能发电的窗户应用中，这种面板会是有用的。
如图5a图示，面板500包括光伏电池507，其布置成光学接触，优选地直接光学接触卷绕式窗帘504的光学功能层。例如光伏电池可以布置在窗帘的一部分上，接触光学功能层505。布置光伏电池的部分可以是锚固部分，位于与光伏电池相对的其侧面上的卷绕式窗帘504典型地使用光学胶附着到衬底501的电介质层。可替换的布置示于图5c。在这种布置中，光伏器件507布置成接触卷绕式窗帘504的侧表面513并且接收由卷绕式窗帘引导的光。有利地，卷绕式窗帘504的光学功能层的边缘部分511具有与光学功能层其余部分相比增大的厚度，并且具有渐缩部分514，该渐缩部分在边缘511和平面部分512之间形成处于展开状态的卷绕式窗帘的大部分。因此，提供了光学功能层的扩大的侧表面513。
光伏电池可以是可以制成足够小以在卷绕式窗帘上或挨着其装配的任何传统光伏电池。适当地，单独光伏电池可以具有0.5至20cm的长度和0.5至20cm的宽度。光伏电池的厚度可以在20μm至例如3mm范围内。例如，在本发明中会是有利的柔性CIGS太阳能电池可具有大约30μm的厚度。
由于光伏电池也在卷绕式窗帘的卷绕(未激活)状态中吸收光，光伏电池的存在会减少处于卷绕状态的面板的透明度。因此会是有利的是，光伏电池仅仅覆盖光控制面板的总面积的小部分。
光伏电池可以是独立于卷绕式窗帘504可控制的。
在采用光伏电池的实施例中，光学功能层可以起波导件作用，接收入射光并且将入射光引导到光伏器件的将光转换为电能的光活性层。在一些实施例中，卷绕式窗帘504可以包括布置在光学功能层和电介质层之间的离散反射畴509(如在展开的状态中所见)。例如反射畴可以包括散射材料，诸如反射颗粒或具有大的折射率失配的颗粒。可选地反射畴可以具有表面粗糙度以增大散射。
图5b图示另一实施例，其中卷绕式窗帘504还充当用于将入射光引导到光伏器件的光活性层的波导件。在此实施例中，光学功能层包括波长转换材料510，其用于将部分入射光转换为可以被更高效地耦入和引导并且/或者更高效地被光伏电池用于转换为电能的不同波长分布的光。在此实施例中，卷绕式窗帘504可以可选地也包括反射畴509。
在使用光伏器件的一些实施例中，卷绕式窗帘504对于IR辐射可以是反射的。因此，当暴露于强烈阳光时，一些或全部的卷绕式窗帘504可以被展开，因而荫蔽例如建筑物的内部，同时还获取太阳能用于转换为电能。因而可以从可再生源产生电能，同时还减少对冷却建筑物内部的需求。在弱日光时或在夜晚时，面板可以充当普通的透明或半透明窗户，其中卷绕式窗帘被卷绕。
在一些实施例中，面板可以组合光源和光伏器件的使用，例如一种面板，其在明亮白天时提供荫蔽并且产生电能，并且其例如在夜晚时也可以如上所述用作发光面板。在这种实施例中，一些卷绕式窗帘可以是波导的并且如上所述光学耦合到光源和/或光伏电池。卷绕式窗帘在这种情况下可以布置在衬底的相同侧面上或其不同侧面上。
例如，如图6a图示，组合面板600可以包括布置在衬底603的相对表面上的卷绕式窗帘601、602。每个卷绕式窗帘601、602如上所述包括柔性电极层和光学功能层，并且如上所述分别利用电介质层与第一电极层关联，以用于通过应用电压来控制卷绕式窗帘的激活。卷绕式窗帘601可以如上所述光学耦合到太阳能电池(未示出)，而卷绕式窗帘602可以例如在上文结合图3和4所述光学耦合到光源。因而，在强烈日光中，卷绕式窗帘601可以被激活(展开)并且面板可以用于将太阳能转换为电能同时提供荫蔽。当日光对于照明目的太弱时，卷绕式窗帘601可以被去激活(即处于卷绕状态)并且反而卷绕式窗帘602可以被激活(展开)以提供光发射。当日光既不太强也不太弱时，卷绕式窗帘601和602都可以被去激活(卷绕)。
图6b示出通常用于与图6a的面板相同目的的可替换布置。在图6b中，卷绕式窗帘601、602分别布置在分离衬底上，形成例如双层窗户。
应理解，根据此处例如参考图1-6描述的本发明各实施例的面板典型地包括在面板的整个表面上，或在面板的表面的部分上，或在面板的若干表面的部分或全部上，布置成阵列或任何合适图案的多个卷绕式窗帘和光电器件。还预期每个卷绕式窗帘可以被提供为卡盒元件，使得它可以独立于面板的其它卷绕式窗帘而单独被移除或替换。
卷绕式窗帘可以可操作连接到一种或多种控制器从而可由操作员电控制。
图7a-c图示通过对面板不同区域的分离控制可以实现的不同效果。在图7a中，所有卷绕式窗帘701被同时激活以在整个面板上提供光控制效果。注意，单独卷绕式窗帘可以如此处讨论具有不同属性，并且得到的光控制效果可以是同类的，但是不需要是同类的。在图7b中，卷绕式窗帘701的仅仅几行702a、702b、702c被激活，而根据衬底的固有属性，面板的其余部分典型地是透射的。阵列或行702a、702b、702c的卷绕式窗帘701可以相互依存地操作。另外，在图7c中，除了均匀或不均匀分配的卷绕式窗帘701a、701b、701c形成的群组之外的所有卷绕式窗帘被激活。卷绕式窗帘701a、701b、701c可以相互依存地操作。
类似地，(多个)光电器件可以连接到一种或多种控制器，从而可选地独立于卷绕式窗帘而可由操作员电控制。
在本发明各实施例中，面板进一步包括：与计时器组合以用于对卷绕式窗帘和/或光电器件的操作进行时间控制的一种或多种控制器；和/或用于响应于诸如氛围光和/或温度的氛围条件来控制操作的一种或多种控制器。因此，用于控制(多个)卷绕式窗帘和/或(多个)光电器件的一种或多种控制器可以与光传感器和/或温度传感器组合。本领域技术人员将容易应用合适的控制器件和机制。
可以如下制作根据本发明的面板。通过传统技术，例如化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)以及各种涂覆或印刷技术，如上所述在衬底101、201上沉积导电层202。导电层202可以是通过印刷或通过光刻制作的图案化层。
接着，通过任何合适技术，例如针对硅氮化物使用化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)，或者针对聚合物层使用旋涂，如上所述在电介质层上应用电介质层203。典型地为胶的粘合剂材料被应用到预期形成用于单独卷绕式窗帘的锚固区域的电介质材料的部分(典型地作为细线)。如上所述的柔性聚合物材料(例如PET)的连续膜205被应用到电介质层和粘合剂部分上，该连续膜在预期面向电介质层的该膜的侧面上预先涂覆有薄导电层206。胶可以随后固化。在膜已经经由粘合剂部分而附着之后，在粘合剂部分之间例如通过激光切割分离包括涂层206的连续膜205，从而形成单独卷绕式窗帘204，每个卷绕式窗帘在电介质层的边缘其中之一附近附着到电介质层。一旦被分离(切割)，单独卷绕式窗帘如上所解释由于固有应力而卷曲。
例如LED或光伏器件的光电器件可以使用本领域中已知的传统方法来制作并且应用到面板。
根据本发明的面板可以被应用为窗格以形成建筑物或车辆的窗户，例如在汽车、船只或航空应用中。例如，面板可以形成双层窗户的永久窗格其中之一。可替换地，面板可以是永久地或可拆卸地放置在双层窗户的两个窗格之间或者在单层或双层窗户前方的窗格。在一些实施例中，面板可以用作汽车的天窗。在其它实施例中，面板可以用作架构特征、内部发光窗户或者用于专业或家庭环境的隐私窗户。
本领域技术人员意识到，本发明决不限于上文描述的优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内有可能进行许多调整和变动。

Claims (15)

1.一种光控制面板(100、200)，包括：
透射衬底(101、201)；
布置在所述衬底的表面上的透射导电层(202)；
布置在所述导电层上的透射电介质层(203)；
附连到所述电介质层的柔性卷绕式窗帘(103、204)，所述柔性卷绕式窗帘包括柔性导电层(206)和柔性光学功能层(205)，所述柔性层自然地具有卷绕配置并且能够响应于静电力展开；以及
光电器件(104、207)。
2.根据权利要求1所述的光控制面板，其中该柔性卷绕式窗帘通过所述电介质层与该导电层分离。
3.根据权利要求1所述的光控制面板，其中该柔性卷绕式窗帘层是受应力的层并且该卷绕配置是由于所述柔性卷绕式窗帘层中的固有应力引起。
4.根据权利要求1所述的光控制面板，其中该柔性光学功能层包括优选地选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯及其组合的聚合物材料。
5.根据权利要求1所述的光控制面板，其中该光电元件布置成光学接触所述衬底和/或所述光学功能层。
6.根据权利要求1所述的光控制面板，其中该衬底或该光学功能层是波导件。
7.根据权利要求1所述的光控制面板，其中该光学功能层包括至少一种波长转换材料。
8.根据权利要求1所述的光控制面板，其中该光学功能层包括反射元件(509)。
9.根据权利要求1所述的光控制面板，其中该光学功能层表现出波长依存的反射。
10.根据权利要求1所述的光控制面板，其中该光电器件包括至少一个发光元件。
11.根据权利要求10所述的光控制面板，其中所述发光元件布置成将光发射到所述衬底中或所述光学功能层中。
12.根据权利要求1所述的光控制面板，其中该光电器件为光伏电池，该光伏电池包括布置成光学接触该光学功能层的光有源层。
13.一种包括根据权利要求1至12中任何一项所述的光控制面板的窗户(1)。
14.一种包括根据权利要求1至12中任何一项所述的光控制面板或根据权利要求13所述的窗户的光控制系统，进一步包括至少一个电压源以及用于控制该卷式窗帘和/或该光电器件的操作的一种或多种控制器，该控制器可选地包括光传感器、温度传感器和/或时间控制器。
15.一种制造包括多个柔性卷绕式窗帘层和至少一个光电器件的光控制面板的方法，包括：
在透射衬底上布置透射导电层；
布置透射电介质层以覆盖所述透射导电层；
在所述透射电介质层的多个部分上沉积粘合剂材料；
在所述粘合剂材料和所述电介质层上布置柔性膜，所述柔性膜包括柔性导电层和柔性光学功能层，并且所述柔性层自然地具有卷绕式配置并且能够响应于静电力展开；
固化所述粘合剂材料；
在所述包括粘合剂材料的部分之间的区域中切割该柔性膜，从而制作所述多个柔性卷绕式窗帘；以及
在所述衬底上或在至少一个所述柔性卷绕式窗帘上布置光电器件。
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