CN109782506B

CN109782506B - 一种光学可变玻璃及光学可变悬浮展示装置

Info

Publication number: CN109782506B
Application number: CN201910023090.9A
Authority: CN
Inventors: 张大伟; 徐邦联; 孙浩杰
Original assignee: Shanghai Publishing and Printing College; University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: Shanghai Publishing and Printing College; University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2019-01-10
Filing date: 2019-01-10
Publication date: 2021-08-03
Anticipated expiration: 2039-01-10
Also published as: CN109782506A

Abstract

本发明提出了一种光学可变玻璃及光学可变悬浮展示装置，其中，光学可变玻璃可通过调节电致变色薄膜的电压来改变电致变色薄膜的折射率，从而可改变光学可变玻璃的透过率，可应用场景广泛。进一步的，可将光学可变玻璃应用于悬浮展示装置中，通过调节电致变色薄膜的电压，达到调节光学可变玻璃透过率的目的，从而能够动态地实现展示主体逐渐悬浮的过程。

Description

一种光学可变玻璃及光学可变悬浮展示装置

技术领域

本发明属于展示装置技术领域，尤其涉及一种光学可变玻璃及光学可变悬浮展示装置。

背景技术

目前常用的产品展示方法，大多是采用固定的支撑结构来承载展示物，这种静态展示的方式视觉效果不佳，无法有效吸引观众的注意力。为了提升展示效果，厂家将磁悬浮技术应用到一些产品的展示中去。然而由于磁悬浮效果运用同极相斥的原理，因而为保证磁悬浮效果，必须在展品的合适位置内置一定的磁力装置，这种磁悬浮展示原理对于电子产品和一些包含导磁材料的物品来说无法适用。此外，为了保证展品在空中的悬浮效果，必须使悬浮体置于自身重力和与基座的排斥力相等的位置，即悬浮体的展示位置固定，这不仅不利于调节，而且悬浮体易受外界振动的影响，稳定性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学可变玻璃及光学可变悬浮展示装置，以解决现有技术中存在的上述问题，在光学可变悬浮展示装置上应用光学可变玻璃，可通过调节施加在电致变色薄膜上的电压来调控光学可变玻璃的透过率，从而达到展示主体逐渐悬浮的过程，提高展示效果。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种光学可变玻璃，包括依次设置的基底、折射率匹配层、电致变色薄膜及电极层，其中，所述折射率匹配层包括多层二氧化钛薄膜和二氧化硅薄膜，所述二氧化钛薄膜与二氧化硅薄膜交替排列，所述二氧化硅薄膜形成于所述基底表面；所述电致变色薄膜形成于所述二氧化钛薄膜表面。

优选地，在所述的光学可变玻璃中，所述电致变色薄膜为氧化钨和氧化钒化合物。

优选地，在所述的光学可变玻璃中，所述电极层包括一正电极和一负电极，所述正电极和负电极分别位于所述电致变色薄膜的两端。

优选地，在所述的光学可变玻璃中，所述二氧化钛薄膜在可见光波段的折射率范围为2.20-2.56。

优选地，在所述的光学可变玻璃中，所述二氧化硅薄膜在可见光波段折射率范围为1.45-1.48。

优选地，在所述的光学可变玻璃中，所述二氧化钛薄膜与二氧化硅薄膜各6层。

优选地，在所述的光学可变玻璃中，所述基底为BK7玻璃，所述基底在可见光波段下的折射率范围为1.51-1.53。

优选地，在所述的光学可变玻璃中，所述电致变色薄膜的厚度大于所述二氧化硅薄膜的厚度。

本发明还提出了一种光学可变悬浮展示装置，包括框架结构和如上文所述的光学可变玻璃；所述框架结构的一侧面为一透明板；所述光学可变玻璃安装在所述框架结构内；所述光学可变玻璃上固定展示主体；观察者透过所述透明板观察所述展示主体。

优选地，在所述的光学可变悬浮展示装置中，所述框架结构为封闭结构，所述框架结构的其他侧面为不透明板。

与现有技术相比，本发明的优点为：光学可变玻璃可通过调节电致变色薄膜的电压，改变电致变色薄膜的折射率，电致变色薄膜和折射率匹配层配合，从而可改变光学可变玻璃的透过率，可应用场景广泛。

进一步的，可将光学可变玻璃应用于悬浮展示装置中，通过调节电致变色薄膜的电压，达到调节光学可变玻璃透过率的目的，从而能够动态地实现展示主体逐渐悬浮的过程。

附图说明

图1为本实施例中光学可变玻璃的结构剖面图；

图2为本实施例中未通电时光学可变玻璃在可见光波段下光线透过率的曲线图；

图3为本实施例中施加饱和电压时光学可变玻璃在可见光波段下光线透过率的曲线图；

图4为本实施例中光学可变悬浮展示装置的结构示意图；

图5为本实施例中光学可变悬浮展示装置的侧视图。

其中，1-框架结构；2-光学可变玻璃；3-展示主体；4-透明板；21-基底；22-二氧化硅薄膜；23-二氧化钛薄膜；24-电致变色薄膜；25-电极，26-负电极。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的光学可变玻璃及光学可变悬浮展示装置进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

如图1所示，在本实施例中，提出了一种光学可变玻璃，包括依次设置的基底21、折射率匹配层、电致变色薄膜24及电极层，其中，折射率匹配层包括多层二氧化钛薄膜23和二氧化硅薄膜22，二氧化钛薄膜23与二氧化硅薄膜22交替排列，二氧化硅薄膜22形成于基底21表面；电致变色薄膜24形成于二氧化钛薄膜23表面。

其中，二氧化钛薄膜23在可见光波段的折射率范围为2.20-2.56。二氧化硅薄膜22在可见光波段折射率范围为1.45-1.48。二氧化钛薄膜23与二氧化硅薄膜22各6层。基底21为BK7玻璃，基底21在可见光波段下的折射率范围为1.51-1.53。电极层包括一正电极25和一负电极26，正电极25和负电极26分别位于电致变色薄膜24的两端。

其中，电致变色薄膜24为氧化钨和氧化钒化合物，电致变色薄膜24可在外电场作用下折射率发生可逆变化的现象，从而可改变其透光率。在未通电情况下，电致变色薄膜24在可见光波段下的折射率为5.54-7.03，当对电致变色薄膜24施加电压到饱和电压时，电致变色薄膜24在可见光波段下的折射率变为1.82-2.28。

具体的，制作该光学可变玻璃2时，首先用电子束蒸镀的方式在基底21上镀上6层交替排列的二氧化硅薄膜22和二氧化钛薄膜23，接着在二氧化钛薄膜23表面上形成电致变色薄膜24，最后在电致变色薄膜24表面上形成正电极25和负电极26。

在本实施例中，折射率匹配层中二氧化硅22和二氧化钛薄膜23由下至上的厚度分别为89nm、33nm、7nm、70nm、33nm、13nm、129nm、15nm、33nm、123nm、16nm、8nm。电致变色薄膜24的厚度大于二氧化硅薄膜22的厚度，其中，电致变色薄膜24的厚度为200nm。

根据以上给定的材料参数获得的光学可变玻璃，在可见光波段下，其在不同电压下的的透过率如图2和图3所示，其中图2对应于电致变色薄膜24上的正电极25和负电极26未通电时的情况，可以看出此时光学可变玻璃在整个可见光波段的透过率均低于40％，因而能够清楚地看到光学可变玻璃的存在；图3对应于电致变色薄膜24上正电极25和负电极26施加饱和电压时的情况，此时光学可变玻璃在整个可见光波段的透过率均在95％左右，在视觉上光学可变玻璃“消失”。

在本实施例中，还提出了一种光学可变悬浮展示装置，如图4和图5所示，装置包括框架结构1和如上文的光学可变玻璃2；框架结构1的一侧面为一透明板4；光学可变玻璃2安装在框架结构1内；光学可变玻璃2上固定展示主体3；观察者透过透明板4及光学可变玻璃2观察展示主体3，即展示主体3固定在光学可变玻璃2上靠近透明板4的一侧。在图5中，箭头表示观察者的观察方向。

其中，框架结构1为封闭结构，框架结构1的其他侧面可为不透明板。框架结构1上设置用于安装光学可变玻璃2的卡槽(图未示出)。卡槽贯穿框架结构1的下表面，便于安装光学可变玻璃2。

在本实施例中，光学可变玻璃2平行于透明板4设置。透明板4为高透过率的透明玻璃板，与展示主体3正面相对，便于观察者观察展示主体3，同时，优化了展示主体3呈现出从附在光学可变玻璃2上变成悬浮在空中的动态视觉效果。

具体的，框架结构1为矩形，四周以平板密封从而将展示主体3与观察者隔离，达到保护展品的目的。同时，观察者只有处在透明板的视觉区域内，才可以观察到展示主体3动态的视觉效果，排除了其他干扰视觉的因素。如不透明板将光学可变玻璃2的外边缘隐藏，在光学可变玻璃2的透过率动态变化的过程中，观察者无法观察到光学可变玻璃2的外边缘，视觉范围内只存在光学可变玻璃2表面和光学可变玻璃2表面的动态变化，避免了光学可变玻璃2的外边缘变化对光学可变玻璃2表面造成的视觉干扰，从而优化了动态视觉效果以形成悬浮效果。

此外，当展示主体3质量较轻时，可通过粘结的方式固定在光学可变玻璃2上，操作简单、稳定性好且对展品的类别没有限制，因而具有展示效果好、实施方便、应用范围广等优点，应用于展示领域可以大大提升展品的吸引力。此外，不透明板还可以藏展示主体3的固定位置及固定构件，也能够优化动态视觉效果。

由上可知，本实施例中提出的光学可变悬浮展示装置采用了光学可变玻璃2，电致变色薄膜24上的电极在未通电时，其在可见光波段透过率低于40％，通过框架结构1的透明板可以观察到展示主体3固定在光学可变玻璃2上，当电压逐渐增大时，光学可变玻璃2的透过率也会逐渐增加至95％左右，此时基本看不出光学可变玻璃2的存在，从而形成展示主体3悬浮的效果。在观察者观察展示主体3的时候，支承展品的光学可变玻璃2实现一个从有到“无”的变化过程，展示主体3呈现出从附在光学可变玻璃2上逐渐变成悬浮在空中的动态视觉效果，从而可以有效地吸引观众的眼球，达到推送展品、提升展示效果的目的。

综上，在本发明实施例提供的光学可变玻璃及光学可变悬浮展示装置中，由于电致变色薄膜24的折射率为电控可调，电致变色薄膜24的折射率随施加电压的变化而变化，折射率动态变化的电致变色薄膜24配合二氧化硅薄膜22和二氧化钛薄膜23，从而可实现光学可变玻璃2的透过率的动态变化，将光学可变玻璃应用于悬浮展示装置中，通过调节电致变色薄膜的电压，达到调节光学可变玻璃透过率的目的，从而能够动态地实现展示主体逐渐悬浮的过程，提高展示效果。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种光学可变悬浮展示装置，其特征在于，包括框架结构和光学可变玻璃；所述框架结构的一侧面为一透明板；所述光学可变玻璃安装在所述框架结构内；所述光学可变玻璃上固定展示主体；观察者透过所述透明板观察所述展示主体；

所述光学可变玻璃，包括依次设置的基底、折射率匹配层、电致变色薄膜及电极层，其中，所述折射率匹配层包括多层二氧化钛薄膜和二氧化硅薄膜，所述二氧化钛薄膜与二氧化硅薄膜交替排列，所述二氧化硅薄膜形成于所述基底表面；所述电致变色薄膜形成于所述二氧化钛薄膜表面;

所述电致变色薄膜为氧化钨和氧化钒化合物；

所述电极层包括一正电极和一负电极，所述正电极和负电极分别位于所述电致变色薄膜的两端；

所述二氧化钛薄膜在可见光波段的折射率范围为2.20-2.56；

所述二氧化硅薄膜在可见光波段折射率范围为1.45-1.48；

所述二氧化钛薄膜与二氧化硅薄膜各6层，折射率匹配层中二氧化硅和二氧化钛薄膜由下至上的厚度分别为89 nm、33nm、7nm、70nm、33nm、13nm、129nm、15nm、33nm、123nm、16nm、8nm；

所述基底为BK7玻璃，所述基底在可见光波段下的折射率范围为1.51-1.53；

所述电致变色薄膜的厚度大于所述二氧化硅薄膜的厚度，电致变色薄膜的厚度大于二氧化硅薄膜的厚度，其中，电致变色薄膜的厚度为200nm。

2.如权利要求1所述的光学可变悬浮展示装置，其特征在于，所述框架结构为封闭结构，所述框架结构的其他侧面为不透明板。