CN102785555B - 天窗玻璃、车用照明装置及车内照明方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天窗玻璃、车用照明装置及车内照明方法。所述天窗玻璃包括：玻璃本体，包括：对置的第一玻璃层和第二玻璃层；设于所述第一玻璃层和第二玻璃层之间的中间层，该中间层由高分子聚合物和PDLC膜构成；与所述PDLC膜连接的电源装置；以及设置在所述玻璃本体周边的至少一侧的光源以在该至少一侧形成光入射面。采用本发明的天窗玻璃、车用照明装置及车内照明方法，将车内照明光源有机地整合到汽车玻璃中，将原先的点光源通过在汽车玻璃侧面入射的方式形成均匀、柔和的面光源，以在车内形成良好的光照和舒适的氛围。

Description

天窗玻璃、车用照明装置及车内照明方法

技术领域

本发明属于玻璃领域，涉及一种天窗玻璃，还涉及由汽车玻璃构成的车用照明装置和车内照明方法。

背景技术

目前车内照明普遍采用在车顶安装LED灯的方式。LED作为点光源发光体产生的直接眩光是一种严重的光污染源，为了克服点光源发光体产生的直接眩光，各种LED面光源逐步进入照明领域，例如用添加扩散剂技术制作的直下式LED面光源，用导光板技术制作的面光源。

平面光源通常作为背光源使用，广泛应用于液晶显示器、超薄导光灯箱、导光标示牌、发光相框、超薄观片器等领域。传统的平面光源主要由扩散片、棱镜片、导光板、反射层和侧入射光源组成，其中光源产生的光，经导光板的侧面射入，再经导光板底面散射网点的散射及反射层的反射，从导光板的出光面射出，最后透过扩散片和棱镜片产生平面光源。而采用现有导光板的LED平面光源亮度不均，光效低。并且在目前采用导光板的照明器件中，导光板中还必须要添加例如荧光粉等增强散射的粒子，出光面的玻璃或镜片表面还需要进行磨砂处理，导致照明器件在非通电状态时，无法呈现全透明状态。另外导光效率主要取决于导光板的总体结构和散射机制层的散射原理。美国专利US No.5396350中提到传统的导光板的导光效率只有10％－20％。出光效率不高，且制作困难、成本高。

发明内容

本发明提供了一种天窗玻璃、车用照明装置及车内照明方法，以克服现有技术的天窗玻璃与照明光源分离且光源为点光源的技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种天窗玻璃，包括：玻璃本体，包括：对置的第一玻璃层和第二玻璃层；设于所述第一玻璃层和第二玻璃层之间的中间层，该中间层由高分子聚合物和PDLC膜构成；与所述PDLC膜连接的电源装置；以及设置在所述玻璃本体周边的至少一侧的光源以在该至少一侧形成光入射面。

所述光入射面形成于PDLC膜的与玻璃本体至少一侧的对应侧上，或者形成于玻璃本体上以对准所述PDLC膜的与玻璃本体至少一侧的对应侧入射光。

所述光源覆盖所述PDLC膜的对应侧的整个侧边。

所述光源为多个，均匀排布在PDLC膜的对应侧的整个侧边上。

该天窗玻璃还包括设于所述PDLC膜和所述第一玻璃层之间的反射膜层，所述第二玻璃层的外表面上设有高折射率膜层。

该天窗玻璃还包括设于所述第一玻璃层外表面上的反射膜层，所述第二玻璃层的外表面上设有高折射率膜层。

所述光源为设在玻璃本体相对的两侧的LED光源。

所述光源为设在玻璃本体一侧的LED光源。

所述PDLC膜内的液晶沿光源的入射方向由疏至密排布。

所述光入射面形成于第一玻璃层上，或者形成于PDLC膜和第一玻璃层之间的高分子聚合物上。

该天窗玻璃还包括设于所述第一玻璃层部分外表面上的反射膜层，该反射膜层从第一玻璃层靠近所述光入射面处向中心延伸。

所述反射膜层的延伸长度D按照如下公式确定：D=L*tan(42°)；其中L是光源至第一玻璃层外表面最大距离和PDLC膜至第一玻璃层外表面最小距离中的较小值。

所述光源为设在玻璃本体相对的两侧的LED光源。

所述光源为设在玻璃本体一侧的LED光源。

所述高分子聚合物为PVB或EVA。

所述PDLC膜厚度为0.1-2mm。

所述光入射面上设有低折射率层。

所述第一玻璃层和/或第二玻璃层的外表面上设有高折射率膜层。

另一种天窗玻璃，包括：玻璃；固定在所述玻璃内侧的PDLC膜；与所述PDLC膜连接的电源装置；以及设置在PDLC膜和/或玻璃周边的至少一侧的光源以在该至少一侧形成光入射面。

所述光入射面形成于PDLC膜的至少一侧上，或者形成于玻璃上以对准所述PDLC膜的与玻璃至少一侧的对应侧入射光。

所述光源覆盖所述PDLC膜的至少一侧的整个侧边，或者覆盖所述PDLC膜的对应侧的整个侧边。

所述光源为多个，均匀排布在PDLC膜的至少一侧的整个侧边上，或者均匀排布在PDLC膜的对应侧的整个侧边上。

该天窗玻璃还包括设于所述玻璃外侧的反射膜层，所述PDLC远离玻璃的表面上设有高折射率膜层。

所述光源为设在PDLC膜和/或玻璃周边的相对的两侧的LED光源。

所述光源为设在PDLC膜和/或玻璃周边的一侧的LED光源。

所述光入射面形成于玻璃上。

该天窗玻璃还包括设于所述玻璃外侧一部分上的反射膜层，该反射膜层从玻璃靠近所述光入射面处向中心延伸。

所述反射膜层的延伸长度D按照如下公式确定：D=L*tan(42°)；其中L是光源至玻璃外表面最大距离和PDLC膜至玻璃外表面最小距离中的较小值。

所述光源为设在PDLC膜和/或玻璃周边的相对的两侧的LED光源。

所述光源为设在PDLC膜和/或玻璃周边的一侧的LED光源。

所述PDLC膜厚度为0.1-2mm。

所述光入射面上设有低折射率层。

所述PDLC膜通过透明粘胶粘贴在所述玻璃内侧表面上。

所述PDLC膜通过透明的双面胶贴片粘贴在所述玻璃内侧表面上。

一种车用照明装置，包括：具有PDLC膜的汽车玻璃；与所述PDLC膜连接的电源装置；设置在汽车玻璃周边的至少一侧的光源以在该至少一侧形成光入射面；以及控制所述电源和光源开启/关闭的控制装置。

所述光入射面形成于PDLC膜的至少一侧上，或者形成于汽车玻璃上以对准所述PDLC膜的与汽车玻璃至少一侧的对应侧入射光。

所述光源覆盖所述PDLC膜的至少一侧的整个侧边，或者覆盖所述PDLC膜的对应侧的整个侧边。

所述光源为多个，均匀排布在PDLC膜的至少一侧的整个侧边上，或者均匀排布在PDLC膜的对应侧的整个侧边上。

所述光源为设在汽车玻璃周边的相对的两侧的LED光源。

所述光源为设在汽车玻璃周边的一侧的LED光源。

所述光入射面形成于汽车玻璃上，入射光通过玻璃后进入PDLC膜。

汽车玻璃还包括设于所述汽车玻璃外侧一部分上的反射膜层，该反射膜层从汽车玻璃靠近所述光入射面处向中心延伸。

所述反射膜层的延伸长度D按照如下公式确定：D=L*tan(42°)；其中L是光源至玻璃向外表面最大距离和PDLC膜至玻璃向外表面最小距离中的较小值。

所述光源为设在汽车玻璃周边的相对的两侧的LED光源。

所述光源为设在汽车玻璃周边的一侧的LED光源。

所述PDLC膜厚度为0.1-2mm。

所述光入射面上设有低折射率层。

所述PDLC膜通过透明粘胶粘贴在所述玻璃内侧表面上。

所述PDLC膜通过透明的双面胶贴片粘贴在所述玻璃内侧表面上。

还包括与所述控制装置相连的亮度传感器。

所述控制装置包括：接收来自所述亮度传感器的亮度数据的数据接收单元；指令输出单元，将开启/关闭指令发送到所述的电源和光源的开关；以及分别连接所述数据接收单元和指令输出单元的数据处理单元。

所述控制装置还包括存储有预设亮度数据的存储器，以及将接收到的亮度数据与该预设亮度数据进行比较的比较器。

相应地，一种车内照明方法，包括如下步骤：提供具有PDLC膜的汽车玻璃；在PDLC膜上施加电压；在PDLC膜上去电压的同时，在汽车玻璃的至少一侧边提供入射光，以在汽车玻璃内表面和/或外表面形成平面出射光。

车内照明方法还包括如下步骤：预设车外光照充分阈值、车内过暗阈值与车内过亮阈值；采集车内和车外的光照亮度数据；将采集的车内和车外的光照亮度数据与预设的车外光照充分阈值、车内过暗阈值与车内过亮阈值进行比较，若车外光照亮度值大于车外光照充分阈值，切换电源进入开启状态并关闭入射光；若车外光照亮度值小于车外光照充分阈值，且车内光照亮度 值小于车内过暗阈值，切换电源进入关闭状态并开启入射光；若车外光照亮度值小于车外光照充分阈值，且车内光照亮度值处于车内过暗阈值与车内过亮阈值之间，保持电源和入射光原有状态；若车外光照亮度值小于车外光照充分阈值，且车内光照亮度值大于车内过亮阈值，开启电源并逐步增加电源电压值。

所述入射光采用LED光源，LED光源位于所述PDLC膜的一侧。 

所述PDLC膜内的液晶沿远离所述LED的方向由疏至密排布。

所述光源为LED光源，位于所述PDLC膜的相对的两侧。

所述LED光源覆盖PDLC膜的相对两侧的整个侧边。

所述LED光源为多个，均匀排布在PDLC膜的相对两侧的整个侧边上。

所述PDLC膜内的液晶沿远离所述LED的方向由疏至密排布。

该天窗玻璃还包括设于所述玻璃外侧一部分上的反射膜层，该反射膜层从玻璃靠近所述光入射面处向中心延伸。

所述反射膜层的延伸长度D按照如下公式确定：D=L*tan(42°)；其中L是光源至玻璃向外表面最大距离和PDLC膜至玻璃向外表面最小距离中的较小值。

采用上述的天窗玻璃、车用照明装置及车内照明方法，将车内照明光源有机地整合到汽车玻璃中，将原先的点光源通过在汽车玻璃侧面入射的方式形成均匀、柔和的面光源，以在车内形成良好的光照和舒适的氛围。

附图说明

图1a-1b示出了现有的PDLC元件的横截面图，其中的图1a的PDLC处于光散射模式，图1b的PDLC处于透明模式；

图2为本发明天窗玻璃的原理示意图；

图3为本发明的天窗玻璃的第一实施例的示意图，其中PDLC膜夹设在两层玻璃之中；

图4为本发明的天窗玻璃的第二实施例的示意图，其中PDLC膜直接贴在内层玻璃上；

图5为本发明的天窗玻璃中的LED的一种排布的实施方式示意图；

图6a-6c示出了本发明的PDLC膜在两层玻璃中的其它设置的实施方式；

图7示出了本发明的天窗玻璃的第三实施例的示意图，是对图3中实施方式的改进；

图8示出了本发明的天窗玻璃的第四实施例的示意图，是对图4中实施方式的改进；

图9a-9b为本发明的PDLC膜内液晶排布的实施方式示意图；

图10为本发明的天窗玻璃的更优选实施例的示意图，其中的LED封装及设置进行了进一步优化；

图11a-11b为本发明的天窗玻璃的更优选实施例的示意图，其中的光入射和出射进行了进一步优化；

图12为本发明的汽车玻璃的照明控制***的实施方式框图。

具体实施方式

本发明的发明人经过广泛而深入的研究后发现，将PDLC膜与高分子聚合物混合后形成一夹设于两块玻璃之间，或者将PDLC膜直接贴在玻璃一侧，通过LED的光入射，可制得仅施加电压就能切换透明状态与照明状态的天窗玻璃；该天窗玻璃还可以容易地与诸如车载显示***结合。基于上述发现，本发明得以完成。

以下结合附图，对本发明进行详细地描述。天窗玻璃通常都具有一定弧 度，并非完全平板状。本发明的附图所表示出的天窗玻璃仅作为示意。

首先对本发明中采用的PDLC进行描述。图1a-1b示出了常规PDLC元件的横截面图，其中的图1a的PDLC处于光散射模式，图1b的PDLC处于透明模式。在PDLC体系中，向列相液晶材料102以微米尺寸的液滴均匀分散在固态有机聚合物基体104内，在固态有机聚合物基体104上下各具有诸如ITO的透明电极的导电层105，在不加电压下，每一个小液滴的光轴呈择优取向，而所有微粒的光轴呈无序取向状态。由于液晶是强的光学和介电各向异性的材料，其有效折射率不与基体的折射率匹配(相差较大)，入射光线可被强烈散射而呈不透明或半透明乳白态。施加外电场106时，如图1b所示，相列液晶分子光轴方向统一沿电场方向，液晶微粒的寻常折射率与基体的折射率达到了一定程度的匹配，光线可透过基体而呈透明或半透明态。除去外电场，如图1a所示，液晶微粒相对于彼此随机地定位，在基体弹性能的作用下又恢复到最初的散射状态。因此，聚合物分散液晶膜在电场的作用下具有电控光开关特性。PDLC膜是光电行业的基础材料之一，与其它技术结合，应用市场广阔，技术潜力大，具有无需使用偏振片，无液晶泄漏问题，制造工艺简单，成本低廉等优点。其响应速度和透光度比TN高1～2数量级。

PDLC膜对光的散射本领与液晶微滴尺寸,聚合物与液晶混合比例,液晶双折射率与聚合物折射率的匹配,膜的厚度等几方面因素相关。调光玻璃是利用现有的夹层玻璃制造方法，将调光膜牢固粘结在两片普通浮法玻璃之间构成。

图2示出了本发明天窗玻璃的原理示意图。如图2所示，所述PDLC膜130与所述外侧玻璃层11之间具有由所述高分子聚合物形成的第一聚合物层131；所述PDLC膜130与所述内侧玻璃层12之间具有由所述高分子聚合物形成的第二聚合物层132。其中的第一聚合物层131为PVB层或EVA层；所述第二聚合物层132为PVB层或EVA层。PVB层或EVA层的厚度是可控的， 常用的如0.7mm或者1.1mm。PDLC膜130上通有电源106，通过通电与断电之间的切换，实现整个天窗玻璃在散射态与透射态之间转换。

图3为本发明的天窗玻璃的第一实施例的示意图。如图3所示，该天窗玻璃包括外侧玻璃层11、内侧玻璃层12以及位于外侧玻璃层11和内侧玻璃层12之间PDLC膜130。PDLC膜130与所述外侧玻璃层11之间具有由所述高分子聚合物形成的第一聚合物层131；所述PDLC膜130与所述内侧玻璃层12之间具有由所述高分子聚合物形成的第二聚合物层132。其中的第一聚合物层131为PVB层或EVA层；所述第二聚合物层132为PVB层或EVA层。PDLC膜130上通有电源。PDLC膜130周边的相对两侧设有LED21、22，LED21、22外设有封装结构31、32。此处也完全可以考虑仅在PDLC膜130周边的一侧设有LED。LED具有工作电压低、寿命长、节能等优点，被用作平面光源的侧入射光源。此时LED直接对准PDLC膜130，光可以从光入射面直接进入到PDLC膜130内并从光出射面射出以实现照明效果。在本实施例中，光入射面指的是LED发光体的光线入射到PDLC内部的天窗玻璃的外表面，光出射面指的是光线从天窗玻璃内部出射的外表面。在本实施例中，PDLC膜130覆盖了玻璃层的整个表面积，因此光入射面直接形成于PDLC膜130设置有LED的侧边上。

图4为本发明的天窗玻璃的第二实施例的示意图。该实施例与图3中所示第一实施例的区别仅在于PDLC膜130是直接贴在内层玻璃12上的。此时的LED21、22仍然设在该PDLC膜130的两侧，对准PDLC膜130。同样，此处也完全可以考虑仅在PDLC130的一侧设有LED。在本实施例中，LED是对准独立的PDLC膜130设置的，因此光入射面直接形成于PDLC膜130设置有LED的侧边上。当PDLC膜130采用直接贴附的方式的话，天窗玻璃并不限于夹层玻璃，完全可以采用单层玻璃。以图4为例说明的话，其中的内层玻璃12、外层玻璃11以及其中的PVB层或EVA层13可以用单层玻璃 替代。

图5为本发明的天窗玻璃中的LED的一种排布的实施方式示意图。如图5所示，LED21和LED22分别具有多个，均匀排布在PDLC膜130两侧。当然也可以采用长条型的单个的LED，其长度足以覆盖PDLC的宽度方向即可。

本发明的天窗玻璃，包括三层结构，即外侧玻璃层11、内侧玻璃层12以及夹设在该外侧玻璃层11、内侧玻璃层12之间的包含PDLC膜130的中间层。天窗玻璃具有一个可视区域，该可视区域指的是所述玻璃的表面积。中间层由PDLC膜130和高分子聚合物混合而成，其中的PDLC膜130形成照明区域。由于照明区域可以覆盖整个可视区域，也可以是可视区域中的一部分或者几部分。因此本发明的PDLC膜130在夹层玻璃中还可以有多种其它设置方式，这将在图6a－6c中详细描述。

如图6a所示，所述PDLC膜130与所述外侧玻璃层11之间具有由所述高分子聚合物形成的第六聚合物层136；所述PDLC膜130与所述内侧玻璃层12之间具有由所述高分子聚合物形成的第七聚合物层137；所述外侧玻璃层11与内侧玻璃层12之间具有由所述高分子聚合物形成的第八聚合物层138；此时的第六聚合物层136、第七聚合物层137和第八聚合物层138是一体的。其中的第六聚合物层136为PVB层或EVA层；所述第七聚合物层137为PVB层或EVA层；所述第八聚合物层138为PVB层或EVA层。该实施例中可以设有连接PDLC膜130两个电极的电源导线1301、1302。电源导线1301、1302连接到外部电源。

如图6b－6c所示，该天窗玻璃仅需要对车内照明，因此在不需要发光的外侧加设了反射膜层，具体可选用黑漆层14。黑漆层14只需要覆盖住PDLC膜130的整个面积或者超过该面积即可实现单侧照明的效果。如图6b所示的是黑漆层14覆盖玻璃层整个表面积的例子，图6c所示的是黑漆层14仅覆盖 PDLC的整个面积的例子，其中的黑漆层14不直接与PDLC膜130直接接触，两者之间还夹有聚合物层。此种情况下可以考虑做成套色夹层玻璃（tinted laminated glass）。

根据图6a-6c的描述可知，PDLC膜130置于夹层玻璃之间时，PDLC膜130可以仅覆盖玻璃层的部分表面积，因此光入射面形成于玻璃本体的聚合物上并对准PDLC膜130对应的侧边，以对准所述PDLC膜的与玻璃本体至少一侧的对应侧入射光。当然也可以设想，当PDLC膜130仅覆盖玻璃层的部分表面积时，外侧玻璃层11和内侧玻璃层12可以做成近凹字形，此时光入射面就形成于外侧玻璃层11和内侧玻璃层12的结合部分处并对准PDLC膜130对应的侧边，以对准所述PDLC膜的与玻璃本体至少一侧的对应侧入射光。

图7示出了本发明的天窗玻璃的第三实施例的示意图，对图3中实施方式进行了改进。如图7所示，该实施方式与第三实施例的不同之处在于，增加了折射率1.4-1.6之间的透明性密封胶41、42，高折射率膜层6以及反射膜层5。透明性密封胶41、42是为了增强LED与玻璃及PDLC的整体性从而增加光的入射性能，设置在LED与天窗玻璃的玻璃体侧表面之间，可以是EVA或PVB或其他折射率1.4-1.6之间的透明性密封胶。反射膜层5设置在外侧玻璃层11的外侧面以形成车内单向面光源。反射膜层5可以是遮光层，也可以是诸如Al层或Ag层的金属层。由于本发明采用的是PDLC，此处所例举的折射率1.4-1.6之间的透明性密封胶41、42，仅仅是对天窗玻璃的照明效果的进一步优化，即使不采用这些膜层，对照明效果的影响也并不突出。需要注意的是，虽然在LED与玻璃本体之间增加了透明性密封胶41、42，但本发明对于光入射面的定义不发生改变，仍然指的是形成于玻璃本体之上的，而非形成于透明性密封胶41、42上。

图8示出了本发明的天窗玻璃的第四实施例的示意图，对图4中实施方 式进行了改进。如图8所示，该实施方式与第二实施例的不同之处在于，折射率1.4-1.6之间的透明性密封胶41、42，高折射率膜层6以及反射膜层5。透明性密封胶41、42是为了增强LED与玻璃及PDLC的整体性从而增加光的入射性能，设置在LED与天窗玻璃的玻璃体侧表面之间，可以是EVA或PVB或其他折射率1.4-1.6之间的透明性密封胶。反射膜层5设置在外侧玻璃层11的外侧面以形成车内单向面光源。反射膜层5可以是遮光层，也可以是诸如Al层或Ag层的金属层。由于本发明采用的是PDLC，此处所例举的折射率1.4-1.6之间的透明性密封胶41、42，仅仅是对天窗玻璃的照明效果的进一步优化，即使不采用这些膜层，对照明效果的影响也并不突出。同样，虽然在LED与玻璃本体之间增加了透明性密封胶41、42，但本发明对于光入射面的定义不发生改变，仍然指的是形成于玻璃本体之上的，而非形成于透明性密封胶41、42上。

图9a-9b为本发明的PDLC内液晶排布的实施方式示意图。从图中可以看出，由于本发明采用的是侧入光源式照明，随着距离LED光源距离的增加，出光的强度会有所减弱。此时最简单的是通过改变PDLC内液晶排布密度来均衡出光强度。例如，若采用单侧LED入射，则PDLC内液晶的排布应该满足离开LED距离越大密度越大的条件。若采用的是双侧LED入射，则相对复杂。通常PDLC内液晶的棑布满足中间密，两侧逐渐疏。控制PDLC中液晶盒的分布密度，更好的使光均匀分布；可以在工艺过程中，通过控制ＵＶ曝光时ＵＶ光的分布实现各种排布。

图10为本发明的天窗玻璃的更优选实施例的示意图，其中的LED封装及设置进行了进一步优化。如图10所示，为了考虑到LED发出的光会向四处发散，并非仅进入预想的PDLC膜130内，容易产生不必要的光出射并由此弱化LED21、22的出射光的效率。为了解决该问题，可以考虑在LED21、22周围采用遮光的薄膜211、221贴在LED上，仅露出与PDLC厚度对应位 置的缝隙。遮光的薄膜211、221可以采用黑漆膜。

图11a-11b为本发明的天窗玻璃的更优选实施例的示意图，其中的光入射和出射进行了进一步优化。前述图7和图8虽然在天窗外侧玻璃层加装了阻光的反射膜层5以提高车内出射光的光效并达成车内单侧出光，但由于反射膜层5一般无法做到全透明，会影响天窗玻璃处于透明状态时的效果。同样的，如图10所示的在LED上加设遮光膜，虽然理论上也完全可以解决入射光的问题，但由于PDLC的厚度非常小，有些甚至在0.1mm至0.2mm，要精确地在LED上留出如此小的缝隙并与PDLC对准，在制作工艺上存在难度。本发明进一步又做了如下改良。下面将结合图11a和图11b分别详细描述。

如图11a所示，该天窗玻璃包括外侧玻璃层11、内侧玻璃层12以及位于外侧玻璃层11和内侧玻璃层12之间的PDLC膜130。PDLC130与所述外侧玻璃层11之间具有由所述高分子聚合物形成的第一聚合物层131；所述PDLC膜130与所述内侧玻璃层12之间具有由所述高分子聚合物形成的第二聚合物层132。其中的第一聚合物层131为PVB层或EVA层；所述第二聚合物层132为PVB层或EVA层。PDLC膜130上通有电源。LED21、22外设有封装结构（未示出）。此处的LED21、22可以考虑安装在靠近外侧玻璃层11并与PDLC膜130错开使得从LED21、22入射的光不会直接进入PDLC膜130，而是进入位于PDLC膜130相对外侧，然后通过光的全反射再进入到PDLC膜130内。如果希望实现天窗玻璃仅向车内单侧发光，则可以在外侧玻璃层11的外侧面上增设反射膜层51、52。反射膜层51、52从天窗玻璃的边缘开始向中心延伸一段很小的距离，该距离的具体数值可以根据LED的尺寸以及入射角计算后得出。举例来说，反射膜层51、52的延伸长度D按照如下公式确定：D=L*tan(42°)；其中L是LED至外侧玻璃层11外表面最大距离和PDLC膜130至外侧玻璃层11外表面最小距离中的较小值。从图中更直观的表述是：Ｌ是ＬＥＤ底部（或ＬＥＤ与PDLC膜130交接点，取决于哪个值更小）与 外侧玻璃层11的距离。由于该距离L的实际数值非常小，因此基本上对天窗玻璃的整体透视以及照明效果没有影响。

类似地，如图11b所示，该天窗玻璃包括外侧玻璃层11、内侧玻璃层12，PDLC膜130是直接贴在内侧玻璃层12上的。所述PDLC膜130可以通过透明粘胶粘贴在内侧玻璃层12上或者通过透明的双面胶贴片粘贴在内侧玻璃层12上。PDLC膜130上通有电源。LED 21、22外设有封装结构（未示出）。此处的LED 21、22可以考虑设在与PDLC膜130错开的位置使得从LED 21、22入射的光不会直接进入PDLC膜130，而是进入位于PDLC膜130相对外侧，然后通过光的全反射再进入到PDLC膜130内。如果希望实现天窗玻璃仅向车内单侧发光，则可以在外侧玻璃层11的外侧面上增设反射膜层51、52。反射膜层51、52从天窗玻璃的边缘开始向中心延伸一段很小的距离，该距离的具体数值可以根据LED的尺寸以及入射角计算后得出。举例来说，反射膜层51、52的延伸长度D按照如下公式确定：D=L*tan(42°)；其中L是LED至外侧玻璃层11外表面最大距离和PDLC膜130至外侧玻璃层11外表面最小距离中的较小值。从图中更直观的表述是：Ｌ是ＬＥＤ底部（或ＬＥＤ与PDLC膜130交接点，取决于哪个值更小）与外侧玻璃层11的距离。由于该距离L的实际数值非常小，因此基本上对天窗玻璃的整体透视以及照明效果没有影响。

在此种实施方式下，天窗玻璃也可以不采用夹层玻璃，即上面提到的外侧玻璃层11、内侧玻璃层12以及两者之间的高分子聚合物层13可以用单层玻璃替代。此时若同样设置反射膜层51、52的话，反射膜层51、52从天窗玻璃的边缘开始向中心延伸一段很小的距离，该距离的具体数值可以根据LED的尺寸以及入射角计算后得出。反射膜层51、52的延伸长度D按照如下公式确定：D=L*tan(42°)；其中L是LED至玻璃向外表面最大距离和PDLC膜至玻璃向外表面最小距离中的较小值。

图12为本发明的汽车玻璃的照明控制***的实施方式框图。汽车玻璃可以是天窗玻璃，也可以是侧窗玻璃。如图12所示，本发明的汽车玻璃可以与控制***一起使用，来实现最佳的照明效果。这里的控制***可以方便地集成在车载控制***中。该控制***9包括：外部数据接收单元，可以是有线数据接收单元901也可以是无线数据接收单元902；切换指令输出单元906；以及分别连接所述外部数据接收单元和切换指令输出单元906的数据处理单元905。

优选地，该控制***9还可以包括存储器904和数据生成单元903。其中的外部数据接收单元可以接收来自光线传感器907的数据，通过数据处理单元905进行处理后通过切换指令输出单元906发送到电源106和LED 21、22以切换电源106的开关状态和LED 21、22的开闭状态。

本发明的汽车玻璃的控制照明方法的基本步骤为：PDLC处于散射态时，开启或关闭LED使得汽车玻璃在照明与非照明状态间切换。

考虑到汽车玻璃在光照充足情况下，有高透过率的需要，可以在非照明状态时向PDLC施加电压来使得汽车玻璃呈透射态。

具体来说，汽车玻璃可以在以下几种状态间切换：

状态一，在白天光线充足的情况下，开启电源向PDLC施加电压来使得汽车玻璃呈透射态，光线可以充分地从车窗进入车内。

状态二，若光线过强，也可以减弱电源电压或者关断电源使得汽车玻璃切换到散射态或近散射态。

状态三，若光线过暗，关断电源使得汽车玻璃切换到散射态并开启LED，使得汽车玻璃进入照明状态。

上述状态的切换是基于本发明图12所示的照明控制***。可以采用人工控制的方式：在光线充足/过亮/过暗时启动控制开关，通过数据处理单元905识别指令后输出给电源106的开关和LED 21、22的开关，实现上述状态切换。

也可以考虑采用自动切换的方式：光线传感器907将车内光照亮度数据发送到通过数据处理单元905，数据处理单元905内设置有三个亮度阈值——车内过亮阈值、车内过暗阈值和车外光照充分阈值。光线传感器907用于检测车内和车外的光照亮度：

1）当检测到的车外光照亮度值大于设定的车外光照充分阈值，数据处理单元905发出指令切换电源106进入开启状态并关闭LED，使得汽车玻璃呈现透射态，外部光线可以照入车内。

2）当检测到的车外光照亮度值小于设定的车外光照充分阈值，且检测到的车内光照亮度值小于车内过暗阈值时，数据处理单元905发出指令切换电源106进入关断状态并开启LED，使得汽车玻璃呈现散射态并发光照明。

3）当检测到的车外光照亮度值小于设定的车外光照充分阈值，且检测到的车内光照亮度值处于车内过暗阈值与车内过亮阈值之间，数据处理单元905不发出指令，保持汽车玻璃状态不变。

4）当检测到的车外光照亮度值小于设定的车外光照充分阈值，且检测到的车内光照亮度值大于车内过亮阈值，数据处理单元905发出指令开启电源106并逐步增加电源电压值，使得汽车玻璃从散射态向透射态逐步转变。

车外光照亮度值    车内光照亮度值 控制*** 汽车玻璃状态

大于车外光照充分阈值/开启电源

关闭LED  透射态

自然光照

小于车外光照充分阈值  小于车内过暗阈值 关断电源

开启LED  散射态

车窗照明

小于车外光照充分阈值  车内过暗阈值与车内过亮阈值之间/保 持状态

小于车外光照充分阈值  大于车内过亮阈值  开启电源逐步增加电源电压值  散射态向透射态逐步转变

关于上述多个阈值的设定，本发明的考虑是根据不同的环境变化设定合适的值。由于亮度是用照度值来表征的，即lm/m2(即lx)，通常情况下，白天为10E+4lx，阴天为10E+3lx，薄暮为10E+2lx，黎明或黄昏（旅馆、饭店），0E+1lx，深度黄昏（剧场）为10E+0lx，全月晴空为10E-1lx。因此采用室内照度为10lx作为临界值，但是鉴于不同的人对光的敏感程度和接受程度是不同的，因此也可以适当改变。

因此，本发明的车内过暗阈值设在10lx左右，车内过亮阈值设在14lx左右，车外光照充分阈值设在13lx左右。下面对本发明的汽车玻璃的制作工艺进行介绍。

一般典型的PDLC由于聚合物对液晶微滴有强锚定作用,界面处液晶分子的排列状态会与微滴内部的液晶分子的排列状态不同,造成散射态(off态)膜不够白,透明态(on态)膜也不够透亮。

随着技术的进步,对聚合物进行改性,现在散射态很白,驱动电压很低的PDLC产品也已经出现,成为电子纸方案有力竞争者。PDLC膜对光的散射本领与液晶微滴尺寸,聚合物与液晶混合比例,液晶双折射率与聚合物折射率的匹配,膜的厚度等几方面因素相关。一般通过实验进行优化,确定这些参数。

制备过程中,如果液晶微滴间距太小,则液晶微滴之间容易发生连通;液晶微滴间距太大,则一定液晶微滴密度变小。在薄膜厚度给定条件下,液晶微滴密度大,光被散射的次数多,自然散射就强;相反液晶微滴密度小,光被散射的次数少,显然散射就弱。

制备过程中,如果液晶含量少,液晶析出时间短,液晶微滴直径小,析出 不充分,虽然液晶微滴直径小可以用液晶微滴密度大,使关态散射效果好,但是由于聚合物对液晶的强锚定作用,小直径的液晶微滴带来驱动电压增大以及开态不够透明的不利影响;相反如果液晶含量多,液晶析出时间长,析出充分。液晶微滴直径大,虽然会使驱动电压低些,开态透明性好,但是液晶微滴密度变小,使关态散射效果不好,也不可取。

聚合物与液晶最佳混合比例的计算

几种堆积方式给出聚合物与液晶混合比例范围在0.4B0.6~0.6B0.4之间,面心立方密堆积的混合比例最大,液晶多容易出现大尺寸的微滴,使散射本领下降;简单立方堆积的混合比例最小,液晶少微滴的尺寸小,液晶微滴的间距变大,也会使散射本领下降。聚合物分散液晶膜中液晶微滴可能是各种堆积方式的混合体,平均起来聚合物与液晶混合比例最佳值自然就是0.5B0.5,即1比1左右。

一）PDLC的制作与封装：

1）氧化铟锡(ITO)基板前处理 

(1)ITO表面平整度：ITO目前已广泛应用在商业化的显示器面板制造，其具有高透射率、低电阻率及高功函数等优点。一般而言，利用射频溅镀法(RF sputtering)所制造的ITO，易受工艺控制因素不良而导致表面不平整，进而产生表面的尖端物质或突起物。另外高温锻烧及再结晶的过程亦会产生表面约10~30nm的突起层。这些不平整层的细粒之间所形成的路径会提供空穴直接射向阴极的机会，而这些错综复杂的路径会使漏电流增加。一般有三个方法可以解决这表面层的影响：一是增加空穴注入层及空穴传输层的厚度以降低漏电流，此方法多用于PLED及空穴层较厚的PDLC(~200nm)。二是将ITO玻璃再处理，使表面光滑。三是使用其它镀膜方法使表面平整度更好。

(2)ITO功函数的增加：当空穴由ITO注入HIL时，过大的位能差会产生萧基能障，使得空穴不易注入，因此如何降低ITO/HIL接口的位能差则成 为ITO前处理的重点。一般我们使用O2-Plasma方式增加ITO中氧原子的饱和度，以达到增加功函数之目的。ITO经O2-Plasma处理后功函数可由原先之4.8eV提升至5.2eV，与HIL的功函数已非常接近。

加入辅助电极，由于PDLC为电流驱动组件，当外部线路过长或过细时，于外部电路将会造成严重之电压梯度，使真正落于PDLC组件之电压下降，导致面板发光强度减少。由于ITO电阻过大(10ohm/square)，易造成不必要之外部功率消耗，增加一辅助电极以降低电压梯度成了增加发光效率、减少驱动电压的快捷方式。铬(Cr：Chromium)金属是最常被用作辅助电极的材料，它具有对环境因子稳定性佳及对蚀刻液有较大的选择性等优点。然而它的电阻值在膜层为100nm时为2ohm/square，在某些应用时仍属过大，因此在相同厚度时拥有较低电阻值的铝(Al：Aluminum)金属(0.2ohm/square)则成为辅助电极另一较佳选择。但是，铝金属的高活性也使其有信赖性方面之问题因此，多叠层之辅助金属则被提出，如：Cr/Al/Cr或Mo/Al/Mo，然而此类工艺增加复杂度及成本，故辅助电极材料的选择成为PDLC工艺中的重点之一。

2）阴极工艺 

在高解析的PDLC面板中，将细微的阴极与阴极之间隔离，一般所用的方法为蘑菇构型法(Mushroom structure approach)，此工艺类似印刷技术的负光阻显影技术。在负光阻显影过程中，许多工艺上的变异因子会影响阴极的品质及良率。例如，体电阻、介电常数、高分辨率、高Tg、低临界维度(CD)的损失以及与ITO或其它有机层适当的黏着接口等。

3）封装

(1)吸水材料：一般PDLC的生命周期易受周围水气与氧气所影响而降低。水气来源主要分为两种：一是经由外在环境渗透进入组件内，另一种是在PDLC工艺中被每一层物质所吸收的水气。为了减少水气进入组件或排除 由工艺中所吸附的水气，一般最常使用的物质为吸水材(Desiccant)。Desiccant可以利用化学吸附或物理吸附的方式捕捉自由移动的水分子，以达到去除组件内水气的目的。

(2)工艺及设备开发：为了将Desiccant置于盖板及顺利将盖板与基板黏合，需在真空环境或将腔体充入不活泼气体下进行，例如氮气。值得注意的是，如何让盖板与基板这两部分工艺衔接更有效率、减少封装工艺成本以及减少封装时间以达最佳量产速率，已俨然成为封装工艺及设备技术发展的3大主要目标。

二）封装后的PDLC置入汽车玻璃中。

尽管为了便于本领域普通技术人员理解本发明的精神，本发明的实施例中具体揭示了各种具体实施方式，本领域普通技术人员应当了解，遵循本发明的精神所做的简单改变并将其应用于本发明所揭示的技术方案的行为将会落入到本发明的权利要求所定义的保护范围。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (62)

1.一种天窗玻璃，其特征在于，包括：

玻璃本体，包括：

对置的第一玻璃层和第二玻璃层；

设于所述第一玻璃层和第二玻璃层之间的中间层，该中间层由高分子聚合物和PDLC膜构成；

与所述PDLC膜连接的电源装置；以及

设置在所述玻璃本体周边的至少一侧的光源以在该至少一侧形成光入射面。

2.如权利要求1所述的天窗玻璃，其特征在于，所述光入射面形成于PDLC膜的与玻璃本体至少一侧的对应侧上，或者形成于玻璃本体上以对准所述PDLC膜的与玻璃本体至少一侧的对应侧入射光。

3.如权利要求2所述的天窗玻璃，其特征在于，所述光源覆盖所述PDLC膜的对应侧的整个侧边。

4.如权利要求2所述的天窗玻璃，其特征在于，所述光源为多个，均匀排布在PDLC膜的对应侧的整个侧边上。

5.如权利要求2所述的天窗玻璃，其特征在于，该天窗玻璃还包括设于所述PDLC膜和所述第一玻璃层之间的反射膜层，所述第二玻璃层的外表面上设有高折射率膜层。

6.如权利要求2所述的天窗玻璃，其特征在于，该天窗玻璃还包括设于所述第一玻璃层外表面上的反射膜层，所述第二玻璃层的外表面上设有高折射率膜层。

7.如权利要求2所述的天窗玻璃，其特征在于，所述光源为设在玻璃本体相对的两侧的LED光源。

8.如权利要求2所述的天窗玻璃，其特征在于，所述光源为设在玻璃本体一侧的LED光源。

9.如权利要求8所述的天窗玻璃，其特征在于，所述PDLC膜内的液晶沿光源的入射方向由疏至密排布。

10.如权利要求1所述的天窗玻璃，其特征在于，所述光入射面形成于第一玻璃层上，或者形成于PDLC膜和第一玻璃层之间的高分子聚合物上。

11.如权利要求10所述的天窗玻璃，其特征在于，该天窗玻璃还包括设于所述第一玻璃层部分外表面上的反射膜层，该反射膜层从第一玻璃层靠近所述光入射面处向中心延伸。

12.如权利要求11所述的天窗玻璃，其特征在于，所述反射膜层的延伸长度D按照如下公式确定：D＝L*tan(42°)；其中L是光源至第一玻璃层外表面最大距离和PDLC膜至第一玻璃层外表面最小距离中的较小值。

13.如权利要求10所述的天窗玻璃，其特征在于，所述光源为设在玻璃本体相对的两侧的LED光源。

14.如权利要求10所述的天窗玻璃，其特征在于，所述光源为设在玻璃本体一侧的LED光源。

15.如权利要求1所述的天窗玻璃，其特征在于，所述高分子聚合物为PVB或EVA。

16.如权利要求1所述的天窗玻璃，其特征在于，所述PDLC膜厚度为0.1-2mm。

17.如权利要求1所述的天窗玻璃，其特征在于，所述光入射面上设有低折射率层。

18.如权利要求1所述的天窗玻璃，其特征在于，所述第一玻璃层和/或第二玻璃层的外表面上设有高折射率膜层。

19.一种天窗玻璃，其特征在于，包括：

玻璃；

固定在所述玻璃内侧的PDLC膜；

与所述PDLC膜连接的电源装置；以及

设置在PDLC膜和/或玻璃周边的至少一侧的光源以在该至少一侧形成光入射面。

20.如权利要求19所述的天窗玻璃，其特征在于，所述光入射面形成于PDLC膜的至少一侧上，或者形成于玻璃上以对准所述PDLC膜的与玻璃至少一侧的对应侧入射光。

21.如权利要求20所述的天窗玻璃，其特征在于，所述光源覆盖所述PDLC膜的至少一侧的整个侧边，或者覆盖所述PDLC膜的对应侧的整个侧边。

22.如权利要求20所述的天窗玻璃，其特征在于，所述光源为多个，均匀排布在PDLC膜的至少一侧的整个侧边上，或者均匀排布在PDLC膜的对应侧的整个侧边上。

23.如权利要求20所述的天窗玻璃，其特征在于，该天窗玻璃还包括设于所述玻璃外侧的反射膜层，所述PDLC远离玻璃的表面上设有高折射率膜层。

24.如权利要求20所述的天窗玻璃，其特征在于，所述光源为设在PDLC膜和/或玻璃周边的相对的两侧的LED光源。

25.如权利要求20所述的天窗玻璃，其特征在于，所述光源为设在PDLC膜和/或玻璃周边的一侧的LED光源。

26.如权利要求19所述的天窗玻璃，其特征在于，所述光入射面形成于玻璃上。

27.如权利要求26所述的天窗玻璃，其特征在于，该天窗玻璃还包括设于所述玻璃外侧一部分上的反射膜层，该反射膜层从玻璃靠近所述光入射面处向中心延伸。

28.如权利要求27所述的天窗玻璃，其特征在于，所述反射膜层的延伸长度D按照如下公式确定：D＝L＊tan(42°)；其中L是光源至玻璃外表面最大距离和PDLC膜至玻璃外表面最小距离中的较小值。

29.如权利要求26所述的天窗玻璃，其特征在于，所述光源为设在PDLC膜和/或玻璃周边的相对的两侧的LED光源。

30.如权利要求26所述的天窗玻璃，其特征在于，所述光源为设在PDLC膜和/或玻璃周边的一侧的LED光源。

31.如权利要求19所述的天窗玻璃，其特征在于，所述PDLC膜厚度为0.1-2mm。

32.如权利要求19所述的天窗玻璃，其特征在于，所述光入射面上设有低折射率层。

33.如权利要求19所述的天窗玻璃，其特征在于，所述PDLC膜通过透明粘胶粘贴在所述玻璃内侧表面上。

34.如权利要求19所述的天窗玻璃，其特征在于，所述PDLC膜通过透明的双面胶贴片粘贴在所述玻璃内侧表面上。

35.一种车用照明装置，其特征在于，包括：

具有PDLC膜的汽车玻璃；

与所述PDLC膜连接的电源装置；

设置在汽车玻璃周边的至少一侧的光源以在该至少一侧形成光入射面；以及

控制所述电源和光源开启/关闭的控制装置。

36.如权利要求35所述的车用照明装置，其特征在于，所述光入射面形成于PDLC膜的至少一侧上，或者形成于汽车玻璃上以对准所述PDLC膜的与汽车玻璃至少一侧的对应侧入射光。

37.如权利要求36所述的车用照明装置，其特征在于，所述光源覆盖所述PDLC膜的至少一侧的整个侧边，或者覆盖所述PDLC膜的对应侧的整个侧边。

38.如权利要求36所述的车用照明装置，其特征在于，所述光源为多个，均匀排布在PDLC膜的至少一侧的整个侧边上，或者均匀排布在PDLC膜的对应侧的整个侧边上。

39.如权利要求35所述的车用照明装置，其特征在于，所述光源为设在汽车玻璃周边的相对的两侧的LED光源。

40.如权利要求35所述的车用照明装置，其特征在于，所述光源为设在汽车玻璃周边的一侧的LED光源。

41.如权利要求35所述的车用照明装置，其特征在于，所述光入射面形成于汽车玻璃上，入射光通过玻璃后进入PDLC膜。

42.如权利要求41所述的车用照明装置，其特征在于，还包括设于所述汽车玻璃外侧一部分上的反射膜层，该反射膜层从汽车玻璃靠近所述光入射面处向中心延伸。

43.如权利要求42所述的车用照明装置，其特征在于，所述反射膜层的延伸长度D按照如下公式确定：D＝L＊tan(42°)；其中L是光源至汽车玻璃向外表面最大距离和PDLC膜至汽车玻璃向外表面最小距离中的较小值。

44.如权利要求41所述的车用照明装置，其特征在于，所述光源为设在汽车玻璃周边的相对的两侧的LED光源。

45.如权利要求41所述的车用照明装置，其特征在于，所述光源为设在汽车玻璃周边的一侧的LED光源。

46.如权利要求41所述的车用照明装置，其特征在于，所述PDLC膜厚度为0.1-2mm。

47.如权利要求41所述的车用照明装置，其特征在于，所述光入射面上设有低折射率层。

48.如权利要求41所述的车用照明装置，其特征在于，所述PDLC膜通过透明粘胶粘贴在所述汽车玻璃内侧表面上。

49.如权利要求41所述的车用照明装置，其特征在于，所述PDLC膜通过透明的双面胶贴片粘贴在所述汽车玻璃内侧表面上。

50.如权利要求35所述的车用照明装置，其特征在于，还包括与所述控制装置相连的亮度传感器。

51.如权利要求50所述的车用照明装置，其特征在于，所述控制装置包括：接收来自所述亮度传感器的亮度数据的数据接收单元；

指令输出单元，将开启/关闭指令发送到所述的电源和光源的开关；以及分别连接所述数据接收单元和指令输出单元的数据处理单元。

52.如权利要求51所述的车用照明装置，其特征在于，所述控制装置还包括存储有预设亮度数据的存储器，以及将接收到的亮度数据与该预设亮度数据进行比较的比较器。

53.一种车内照明方法，包括如下步骤：

提供具有PDLC膜的汽车玻璃；

在PDLC膜上施加电压；

在PDLC膜上去电压的同时，在汽车玻璃的至少一侧边提供入射光，以在汽车玻璃内表面和/或外表面形成平面出射光。

54.如权利要求53所述的车内照明方法，其特征在于，还包括如下步骤：预设车外光照充分阈值、车内过暗阈值与车内过亮阈值；

采集车内和车外的光照亮度数据；

将采集的车内和车外的光照亮度数据与预设的车外光照充分阈值、车内过暗阈值与车内过亮阈值进行比较，

若车外光照亮度值大于车外光照充分阈值，切换电源进入开启状态并关闭入射光；

若车外光照亮度值小于车外光照充分阈值，且车内光照亮度值小于车内过暗阈值，切换电源进入关闭状态并开启入射光；

若车外光照亮度值小于车外光照充分阈值，且车内光照亮度值处于车内过暗阈值与车内过亮阈值之间，保持电源和入射光原有状态；

若车外光照亮度值小于车外光照充分阈值，且车内光照亮度值大于车内过亮阈值，开启电源并逐步增加电源电压值。

55.如权利要求53或54所述的车内照明方法，其特征在于，所述入射光采用LED光源，LED光源位于所述PDLC膜的一侧。

56.如权利要求55所述的车内照明方法，其特征在于，所述PDLC膜内的液晶沿远离所述LED的方向由疏至密排布。

57.如权利要求53或54所述的车内照明方法，其特征在于，所述入射光采用LED光源，所述LED光源位于所述PDLC膜的相对的两侧。

58.如权利要求57所述的车内照明方法，其特征在于，所述LED光源覆盖PDLC膜的相对两侧的整个侧边。

59.如权利要求57所述的车内照明方法，其特征在于，所述LED光源为多个，均匀排布在PDLC膜的相对两侧的整个侧边上。

60.如权利要求57所述的车内照明方法，其特征在于，所述PDLC膜内的液晶沿远离所述LED的方向由疏至密排布。

61.如权利要求53所述的车内照明方法，其特征在于，该汽车玻璃还包括设于所述玻璃外侧一部分上的反射膜层，该反射膜层从玻璃靠近所述入射光处向中心延伸。

62.如权利要求61所述的车内照明方法，其特征在于，所述反射膜层的延伸长度D按照如下公式确定：D＝L＊tan(42°)；其中L是光源至玻璃向外表面最大距离和PDLC膜至玻璃向外表面最小距离中的较小值。