基于防眩目功能的液晶调光玻璃电学性能研究

【84】?第37卷?第7期?

2015-07(下)

收稿日期：2015-02-11

基金项目：湖北省大学生创新创业训练计划项目（201410488042）

作者简介：汪清淼（1993 -），男，江苏徐州人，本科，研究方向为车辆工程。 基于防眩目功能的液晶调光玻璃电学性能研究

Electrical properties of theLiquid crystal light tunable glass based on anti-dazzle function

汪清淼1，郭健忠1，刘 懂1，皮春春2，罗 明2

WANG Qing-miao 1, GUO Jian-zhong 1, LIU Dong 1, PI Chun-chun 2, LUO Ming 2

（1.武汉科技大学 汽车与交通学院，武汉 430081；2.武汉科技大学 信息科学与工程学院，武汉 430081）摘 要：针对视觉暂留防眩目系统对于液晶调光玻璃的电学性能的要求，采用光敏电阻作为感光元件，

测量透过调光玻璃的光线强弱，并利用示波器记录光敏电阻端电压，检测液晶调光玻璃透明度的变化，分析与研究调光玻璃在不同电压下的反应以及响应时间。结果表明，液晶调光玻璃在通电后处于透明度较高的开启状态，但在开启及关断过程中都存在一定的延迟现象，且开启过程的响应时间远小于关断过程，这与开启过程中液晶分子受到的电场作用有关。

关键词：液晶调光玻璃；电学性能；响应时间中图分类号：TN87 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2015)07(下)-0084-04Doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2015.07(下).26

0 引言

液晶调光玻璃是一种新型特种玻璃，它能够随外加电压变化而改变自身透明度。它是在普通的玻璃基材中间加入一层液晶层，利用液晶分子排列的有序程度实现玻璃透明度的变化[1]

。当该玻璃上未加载电压时，液晶层不受电场作用，液晶分子处于无序排列状态，使得照射至玻璃的光线受到散射作用，无法沿原来的方向传播，即液晶调光玻璃不透明；当在玻璃两端施加电压时，液晶分子受到电场的作用处于有序排列状态，光线能够直接通过玻璃，即液晶调光玻璃透明[2]。

目前，虽然液晶调光玻璃已被广泛应用于建材行业，例如浴室门窗、展品玻璃柜等方面[3]。但是，随着新技术对材料性能要求的提高，许多对响应时间要求较高的领域都会用到快速遮光的材料，以满足对系统响应时间的严格要求。例如，在基于视觉暂留原理的夜间会车防眩目系统中就对其性能有将较高要求，这种防眩目系统，利用快速遮光的液晶调光玻璃遮挡对向车辆的车灯光线，由于该系统利用到了视觉暂留原理，需要遮光的频率高于24Hz ，因此对液晶调光玻璃的响应时间有很高的要求，其开启以及关断响应时间之和需要在40ms 以内。

但是，当前关于这种遮光材料的相关研究不足，导致液晶调光玻璃响应时间及透明度等方面并不理想，这成为液晶调光玻璃进一步发展的障碍，尤其是对精度和准确度反应要求较高的领域[4]。文章针对不同电学条件下的液晶调光玻璃，研究其透明度变化，以及透明不透明相互转换的时间，期望能够更加准确掌握液晶调光玻璃的性能。

1 实验方法

实验的原理图如图1所示。试验采用某厂家生产的300mm ×300mm 的液晶调光玻璃作为实验对象，将LED 灯置于液晶调光玻璃的一侧，作为整个实验的光源；光敏电阻置于玻璃的另一侧，用于测量透过液晶调光玻璃的光线的强弱。将光敏电阻的端电压用放大电路进行放大后，用示波器记录光敏电阻的端电压变化的波形，其电压值表示光敏电阻的端电压。因为光敏电阻的电压值与其阻值正相关，而光敏电阻的阻值与入射光的强弱有关，

因此示波器的波形可以间接反映玻璃透明度的变化。

图1 液晶调光玻璃电学性能研究实验电路图

试验过程中，分别在液晶调光玻璃两端施加27V ，50Hz 的正弦交流电，以及不同电压值的直流电。利用示波器测量光敏电阻端电压值并记录其波形，根据示波器波形形状与幅值变化，分析在调光玻璃两端加载不同电源时的玻璃的透明度的变化趋势以及响应时间。

分压电阻R1的阻值为10k Ω，放大电路的放大倍数为A ，电源电压为VCC ，示波器测得的光敏电阻的端电压为V 。