相較于普通的玻璃,可以透過電控進行深淺變色的玻璃,能視環境與使用者的需求,加以調控光線照明的強度;除了可當成窗簾或玻璃墻,以及特別的遮蔽用途與視覺效果外,更可增加空間的運用變化及彈性,甚至能夠具備調溫節能的功能。
但以目前市面上的電控變色玻璃,在技術上主要是將特殊的液晶材質加入玻璃或是薄膜基材上,并透過電壓來達到控制調色的目的。然而,這種方式不僅成本相當高昂,所使用的液晶材料也必須經過改質處理,否則只能阻擋一般的可見光,對于真正產生熱源的長波長與紅外光區段,也就無法產生遮蔭降溫的效用。
臺灣工研院南分院所開發的“軟性電致變色制程”與“軟性節能膜技術”,是以ITO/PET為透明導電基材,并于基材上鍍上材料成本較便宜的電致變色材料,更可以透過Roll to Roll的滾動條方式大量生產,比起以液晶為材質的電控變色技術,成本要來得低上許多;而且以目前60cm×30cm的面積規格,驅動電壓只需要±3.5v,就能在藍色與透明之間進行切換,并有效阻擋80%至95%的紅外線與熱幅射,也就是只有5%至20%的紅外線熱源可以穿透,經實驗測量確實可達到降低3℃的節能效果。
更進一步的利用電致變色材料優越的顏色顯示特性,再結合光子晶體獨特的調色機制,成功開發出國際間第一個單一電致變色組件中同時具有紅、綠、藍三原色的顯示技術,此為全彩顯示的基礎機制,并已達到72%的NTSC色域范圍;更開發具有奈米結構的電極層,經以膠態電解質進行封裝與透過電壓使組件進行顏色切換,可達200ms的切換速度,所以團隊已成功的突破電致變色兩大技術瓶頸-全彩與快速切換技術。
在節能減碳的趨勢下,“軟性電致變色制程”與“軟性節能膜技術”最直接的應用就是在建材與汽車產業。工研院南分院雷射應用中心軟電制程設備部鐘儀文指出,利用軟性節能膜可以明顯降低房屋室內的溫度,減少空調的使用,進而達到節能的目的;同樣地在車輛上,也可以和汽車天窗整合,以遮蔽陽光,減少實際的能源消耗,同時還兼具時尚感。
對于較大面積的電致變色需求,研發團隊則開發以小面積拼貼的方式來克服。例如針對大片的落地窗,只要該玻璃具有導電的功能以驅動節能膜變色,就能以塊狀拼貼來完成,實現隔熱節能的效果;這種方式還能同時解決大面積節能膜變色速度較慢,以及內外顏色不均勻的缺點,而且不論是安裝或更換起來也較為方便。如果未來能有效地產品化、導入市場,甚至在居家修繕的材料用品店里就可買到,讓消費者有更多的DIY選擇。
另外,“軟性電致變色制程”與“軟性節能膜技術”因具有彩色電致變色技術,因此能藉由訊號驅動來顯示不同顏色的圖案或字體,即可成為“電致變色彩色電子紙”,相較于膽固醇液晶的彩色軟性顯示技術,因具有較鮮艷的顏色顯示特性,所以更提供了彩色電子紙的另一項選擇。
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