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液晶窗,带你看到不一样的景
- 2020-03-25-

   随着社会的发展和人类对科技的不断探索,人们对便利、舒适、美好的生活有了更多期待,生活品质也不断提高,其间各类智能终端产品起到了非常重要的中流砥柱作用。各种自动化、信息化、智能化设备如智能手机、智能家居、机器人、无人驾驶等层出不穷,让人们的衣食住行等方面愈加便利。在众多智能产品中,液晶材质的使用十分普遍,其中最常见的当属液晶显示器。

  20世纪,人们大部分使用的显示器是黑白显示,由于其造价便宜并且节能,至今还有少数市场在应用,比如:计算器、仪表等。

  到了21世纪,大家对彩色的需求十分强烈,毕竟我们人类生活在五彩斑斓的世界。科学应用就是为了满足人类各种需求,为此科学家们基于黑白液晶显示原理研发出了液晶彩色显示器。其实结构上彩色显示只比黑白显示多了彩色滤光片,只是要使液晶屏幕显示彩色图案就复杂多了。但是万变不离其宗,对科学家而言,这只不过技术难度增加而已。

我们知道,屏幕上任何一个图案都是由像素点组成的。要想显示彩色图案,需要两项新技术。

1.技术就是要把屏幕分成很多小格子,每一个小格子都是独立的,它的电压可以被单独调控。为了得到更加复杂的彩色显示,第二项技术就需要增加专门处理彩色显示的色彩过滤层。通常,在彩色液晶显示面板中,每一个像素都是由三个液晶单元格构成,其中每一个单元格前面都分别有红色、绿色、蓝色的滤波片,通过每一个液晶格的电开关可以控制三基色的不同排列组合,从而在屏幕上显示出不同的颜色,实现彩色显示。

显示面板中每一个像素都是由三个液晶单元格构成,其中每一个单元格前面都分别有红色、绿色、和蓝色的滤波器。这样,通过控制透过每个单元格的光线再合成就可以在屏幕上显示出不同的颜色。

液晶显示主要在可见波段。实际上,液晶的可工作波段覆盖了可见光、红外、乃至太赫兹、微波的整个电磁波波段,其应用范围非常广泛。随着21 世纪初液晶技术的革新及蓬勃发展,液晶光子学材料和器件在快速响应显示技术、增强现实、光场调控衍射光学器件、等离激元、光通信等方面展现出蓬勃的生机。那么液晶的应用是不是仅限于液晶显示呢?下面介绍另一种走进我们生活的液晶应用。

 

液晶窗

可以想象一下这样的生活:你住在一个宽敞的房子里,卧室里有大大的落地窗,早上睡到自然醒,醒时从窗外射入一缕温暖的阳光,抬头就可以看见窗户上显示着现在的时间和今日的温度。当你起身,隔着透亮的大玻璃窗向远方望去,满怀希望地开启一天新的生活。随后,你开着安装有节能型智能窗的轿车,安全、舒适地抵达工作单位。走进宽大的办公室,你需要处理个人事务或者开个小组会,旁边的智能玻璃自动调光变为模糊状态,这样外面无法看入室内,你可以尽享私人空间。写字楼外墙是节能型智能窗,这为单位节约了不少的空调耗电费用。当你需要出差坐飞机尤其是长途旅行时,你不再惧怕飞机外特别刺眼的光线,飞机装有的智能窗可以根据个人喜好调节入射光的强弱,你可以尽情欣赏飞机外面景色。当你结束了忙碌的工作回到家中,最想做的就是回家泡个澡,此时的浴室玻璃也会根据需要变为模糊状态,把自己与外界彻底隔离,你可以舒适地休憩,享受只属于个人的私密空间,一身的疲惫也顿然消除。然后你回到卧室,落地窗自动调节光线,避免外界光的射入打扰你的美梦。

这样的场景真的很让人期待,我们的生活品质也将大大提高。然而要什么样的智能窗才能实现这么多功能呢?科学家找到了一种由液晶材料制作的智能窗,称为液晶智能窗。液晶智能窗又是如何实现这么多功能的呢?

首先,我们需要了解液晶分子的取向。有了这样的光学各向异性,我们就可以利用外加电场,改变液晶分子的排列方向,通过液晶分子取向的改变,最终对光进行动态调控。液晶智能窗也就随之产生,液晶分子取向一致的液晶器件,表现为均匀介质——透明体;液晶分子取向不一致时,它就表现为一个具有双折射率的散射体。