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調光玻璃

調光玻璃是一款将液晶膜複合進兩層玻璃中間，經高溫高壓膠合後一體成型的夾層結構的新型特種光電玻璃産品。

使用者通過控制電流的通斷與否控制玻璃的透明與不透明狀态。玻璃本身不僅具有一切安全玻璃的特性，同時又具備控制玻璃透明與否的隐私保護功能，由于液晶膜夾層的特性，調光玻璃還可以作為投影屏幕使用，替代普通幕布，在玻璃上呈現高清畫面圖像。

調光玻璃由美國肯特州立大學的研究人員于上世紀八十年代末發明并申請發明專利。在國内，人們習慣稱調光玻璃為智能電控調光玻璃、智能玻璃、液晶玻璃、電控玻璃、變色玻璃、PDLC玻璃、Smart 玻璃，魔法玻璃等名稱。

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調光玻璃工作原理

調光玻璃屬建築裝飾特種玻璃，又稱為電子窗簾。這是一種基于膜技術的産品，液晶分子附着于ITO基材基礎上，透光邊緣的電極引入電流，通過接通電源改變液晶分子的排列狀況，進而控制玻璃的透明與否。當調光玻璃關閉電源時，電控調光玻璃裡面的液晶分子會呈現不規則的散布狀态，此時，電控玻璃呈現透光而不透明的外觀狀态；當給調光玻璃通電後，裡面的液晶分子呈現整齊排列，光線可以自由穿透，此時調光玻璃瞬間呈現透明狀态。

調光玻璃可以自由切換空間的通透性，是一款可以随心遙控的窗簾，隐私保護，盡在掌握。

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調光玻璃的制程

調光玻璃是一款夾層玻璃，是兩層玻璃之間夾着一層液晶膜（俗稱調光膜、液晶膜），液晶膜由EN膜覆蓋在最中央，EN使用一步法烤箱高溫成型。

由于考慮到智能電控調光玻璃中的液晶膜在生産過程中的耐溫性與耐壓性，并不适用于高溫高壓釜進行加工。

調光玻璃幾種加工生産方法細解：

01

一步真空成型法。

其設備結構簡單，但真正能制作調光玻璃的設備寥寥無幾，其加工工藝看似簡單，但在實際操作過程中對溫度控制精度的要求很高，會出現的廢品現象是氣泡、開膠、霧度大。由于調光玻璃生産成本較高，容不得超過百分之一的加工廢品率，所以非标企業以及技術能力達不到精準控制的企業，一般不敢用此法生産調光玻璃。國内掌握“一步法”調光玻璃加工精髓的廠家非常少。但采用此方法做出的調光玻璃成品使用壽命長，性能相對穩定。

02

用高壓釜加工。

高壓釜加工的前道工藝實際類似一步法加工，後期才用高壓釜高壓高溫成型。高壓釜加工可有效避免氣泡，開膠等現象，但缺點也是顯而易見，由于高壓釜成型的玻璃承受的壓力2倍于一步法真空成型，而調光玻璃的主要夾層材料導電薄膜會因收縮率大造成的導電鍍層斷裂或電阻率加大，使調光玻璃成品的性能和使用壽命大大縮短。

高壓釜成型法用于調光玻璃的設備必須專用，精準适合調光玻璃的特性，遺憾的是國内極少廠家是專用，大部分是和常規夾層玻璃混用，高壓釜頻繁的參數調整既保證不了調光玻璃的參數要求，也容易損壞設備。

03

水浴法。

水浴法是将密封的夾具浸入100度的水槽中，是各種加工工藝溫度最準确和均勻的，但夾具的制造難度非常大，隻有日本廠家采用。

調光玻璃 · 應用

商務應用

1

投影幕布作用

在這裡，調光玻璃有另一個商業名稱，叫做“智能玻璃投影屏”，意即透明狀态下可以顯示背景裝飾圖畫，或者作為會議室的玻璃牆。不透明狀态下可替代成像幕布,并更具畫面清晰的特點。這樣一來，就打破了傳統水泥牆面的功能壟斷局面，并且實現多重作用。

2

辦公區域、會議室、監控室隔斷

使是偌大的辦公區，被數面牆體或磨砂玻璃隔斷也會顯得狹小憋悶，全部采用通透玻璃設計又缺乏商務保密性，這時您的确需要一種可以調節透明光度的玻璃材具解決煩惱：監控室、會議室、商務洽談等辦公區域，可調節為全光照透明狀态，需要時，隻要輕輕按動遙控器，則可讓整個區域從周圍目光中徹底模糊掉。

住宅應用

1

外部設置

陽台飄窗加增調光玻璃，可在樓宇林立人皆可窺的較差私秘性上做出革命性改善。日常情況下，調節到透明狀态，保持透亮采光；随意狀态下，為保持安全感，可調節到不透明狀态，卻依然有陽光可親近，一舉兩得。

2

室内空間隔斷

利用調光玻璃分隔房間，改善空間布局，增加光亮調節自由度，又能保證不同區域的私密性，會得到意想不到的效果。

3

作為小型家庭影院幕布使用

将幕布、屏風有效結合。（原理同商務投影幕布相同）

4

作為隔斷

在選用安全電壓的前提下，将調光玻璃作為浴室、衛生間隔斷，不僅使布局敞亮，又能很好的保護隐私。

醫療機構應用

可取代窗簾，起到隔斷與隐私保護的功能，堅實安全，隔音消雜，更有環保清潔不易污染的好處，為醫護工作者和患者除去顧慮和心理壓力。

博物館、展館、

商場、銀行防盜應用

推薦應用于商場、銀行、珠寶店及博物館、展覽館的櫥窗、櫃台防彈玻璃及展櫃玻璃中，正常營業應用時保持透明狀态，一旦遇到突發情況，則可利用遠程遙控，瞬間達到模糊狀态，使犯罪分子失去目标，可以最大程度保證人身及财産安全。

總之，調光玻璃的應用場所非常廣泛，覆蓋行政辦公、公共服務、商業娛樂、家居生活、廣告傳媒、展覽展示、影像、公共安全等諸多領域。

調光玻璃 · 項目檢索

檢索需求描述

檢索與調光玻璃相關的研究熱點、應用領域及相關企業信息。

檢索數據庫及檢索年限

中外專利數據庫，從2001年-2021年。

檢索結果

共檢索出相關專利9729件，其中國内專利3981件，國外專利5748件，後續将分别對國内和國外專利情況進行分析。

篩選重點專利文獻

二次檢索，篩選重點研究方向專利，供企業進行參考。

國内專利客觀分析

年度申請量

圖1 專利年度申請量

專利的申請量分析主要研究的是一個研發趨勢分析，2021年的申請量數據不完整，主要以2020年及以前的申請量作為分析數據。

如圖1所示，從數據中可以看出每年都有專利申請，2001-2014年之間，專利申請量增長較為緩慢，2014年之後專利的申請量急劇上升。

調光玻璃于2003年開始進入國内市場。由于售價昂貴且識者甚少，往後的十年間在中國發展緩慢，近十年來，随着國民經濟的持續高速增長，國内建材市場發展迅猛，智能調光玻璃由于成本下降不少，漸漸為建築及設計業界所接受并開始大規模應用，随着成本進一步降低及市場售價的下調，調光玻璃也開始步入家庭裝修應用領域。

年度公開量

圖2 專利年度公開量

發明專利申請後經18個月自動公開，在此期間申請人也可申請提前公開；實用新型和外觀設計專利授權之後公開。

與年度申請量相比，在時間角度，年度公開量相對有一定的滞後性，主要是由于申請之後的公開有一定的時間差。如圖2所示，從公開量變化趨勢上看，基本呈現逐年增加的态勢，與年度申請量顯示一緻，說明在調光玻璃生産制造領域有越來越多的專利申請存在。

專利類型

圖3 專利類型分析

見圖3，在已公開的專利中，發明專利有1825件，占比45.85%，實用新型專利有2104件，占比52.85%，外觀設計專利有52件，占比1.31%。

由于調光玻璃本身更符合發明專利和實用新型專利的保護客體，所以申請發明專利和實用新型專利占比較大，但在本領域也存在少量的外觀專利申請，通過對檢索結果觀察分析，發現檢索出來的外觀專利是對“智能玻璃、霧化玻璃、夾層玻璃的應用和制備設備”，例如“霧化玻璃闆裝置”、“智能玻璃鎖”、“夾層玻璃加工機”。

專利技術構成

圖4 專利IPC技術構成

圖4為專利申請期間，專利技術構成分析圖。由圖4可知，調光玻璃領域專利主要技術集中在C部化學冶金，間或涉及一些B部作業運輸、G部物理和E部固定建築物等。其中，C部進一步主要集中在C03C小類。

專利IPC技術構成

C部：化學、冶金；B部：作業、運輸；G部：物理；E 部：固定建築物；

C03C：玻璃、釉或搪瓷釉的化學成分；玻璃的表面處理；由玻璃、礦物或礦渣制成的纖維或細絲的表面處理；玻璃與玻璃或與其他材料的接合

B32B：層狀産品，即由扁平的或非扁平的薄層，例如泡沫狀的、蜂窩狀的薄層構成的産品

G02F:用于控制光的強度、顔色、相位、偏振或方向的器件或裝置，例如轉換、選通、調制或解調，上述器件或裝置的光學操作是通過改變器件或裝置的介質的光學性質來修改的；用于上述操作的技術或工藝；變頻；非線性光學；光學邏輯元件；光學模拟/數字轉換器

E06B:在建築物、車輛、圍欄或類似圍繞物的開口處用的固定式或移動式閉合裝置，例如，門、窗、遮簾、栅門

B60J:車輛的窗、擋風玻璃、非固定車頂、門或類似裝置；專門适用于車輛的可移動的外部護套

C03B：玻璃、礦物或渣棉的制造、成型；玻璃、礦物或渣棉的制造或成型的輔助工藝

C08L:高分子化合物的組合物

B65G：運輸或貯存裝置，例如裝載或傾卸用輸送機、車間輸送機系統或氣動管道輸送機

B08B：一般清潔；一般污垢的防除

C08K:使用無機物或非高分子有機物作為配料

申請人·分析

申請人排行

圖5 申請人排行

通過申請人排行榜分析，可以明确哪些企業或科研院所或個人在該方向的研究更為深入。

如圖5所示，在申請人排行榜前10位中，都是企業申請人，并且有2位日本的企業申請人——專利申請量排名第一位的積水化學工業株式會社成立于1947年，是世界上最大的管材生産廠家之一，該公司于1958年開始制造夾層玻璃用中間膜“S-LEC膜”，并于次年事業化。另一家日本企業為AGC株式會社，創立于1907年，是一家專注于玻璃、電子、化學、工業陶瓷等領域的全球領先的材料創新型企業。

表1

調光玻璃作為現今較為火熱的研究方向之一，國内也有很多企業投入了大量的研發力量，如東旭集團有限公司、彩虹（合肥）液晶玻璃有限公司、福耀玻璃工業集團股份有限公司等。

東旭集團有限公司

研究東旭集團有限公司發現，該公司成立于1997年，是一家大型高科技集團。

東旭集團專利申請數量為123件，申請集中在2011年之後，尤其以2013年為多，專利申請數量為20件；說明東旭集團有限公司自成立以後在調光玻璃相關方面一直都在努力研發中并投入了較大的研發精力，也取得了不錯的研究成果。

申請人年度申請量

圖6 申請人年度專利申請量

由申請人年度申請量分析中我們可以看出專利申請人的專利申請趨勢，進而分析其研發趨勢，如圖6所示，2002年-2021年，專利申請量排名前十位的申請人一直陸續申請專利，尤其是2010年之後，各位申請人的專利申請數量明顯增多，說明申請人的科研團隊在該領域進行持續的深入研究取得階段性勝利。

其中，申請量最多的積水化學工業株式會社在2015年有一較大突破，專利申請量達49件，通過進一步檢索發現該公司2015年申請的專利是關于“夾層玻璃用中間膜及夾層玻璃”方向的，并且該公司于2015年因開發“夾層玻璃用隔音中間膜”而榮獲大河内紀念獎。

表2 申請人年度專利申請量

另外，彩虹（合肥）液晶玻璃有限公司在2020年申請了48件專利，進一步檢索發現是關于“液晶玻璃在生産制造過程中所使用的裝置設備”方向的專利。

專利壽命 · 分析

法律狀态

專利法律狀态可以大緻分為三種：（1）不穩定狀态，如“公開”、“實審”，即處于等待審查或審查正在進行之中的情況；（2）相對穩定狀态，即審查之後的“授權”狀态，有些專利可能因未能按時繳納年費而“終止”；（3）穩定狀态，如公開後的“撤回”、審查過程中的“駁回”等；到此結案，不會再有變化。

圖7 法律狀态

調光玻璃這一領域的專利法律狀态大多數處于相對穩定狀态，如圖7所示，其中已授權的專利案件達2039件，占比51.52%，占較大比重；實質審查狀态專利量700件，占比17.69%，主要是因為調光玻璃領域近兩年專利申請量有明顯增多且多為發明專利，時間跨度較大，審查難度較高；未繳年費狀态專利量580件，占比14.57%，經進一步檢索分析發現專利申請日大多集中在2008年-2018年，說明國内企業在調光玻璃領域正在積極研發，調光玻璃領域技術更新換代快；總的來說調光玻璃領域的研究質量較高。

IPC · 分析

IPC技術申報趨勢

圖8 IPC技術申報趨勢

從圖8可以看出，近幾年的技術研發主要集中在C03C小類上，且随着技術的不斷深入，在這小類上的研發有一定突破，從2010年之後專利申請量有很大幅度的提升；B32B小類在2011年專利申請量也有所提升；G02F小類在2015年之後專利申請量也有一定的增長。

IPC技術申請人

圖9 申請人IPC技術

專利申請量靠前的幾家企業的研究方向大多集中在C03C這一小類上，其中積水化學工業株式會社在B32B小類上也有所突破；彩虹（合肥）液晶玻璃有限公司在C03B小類上有所突破；京東方科技集團股份有限公司在G02F小類上有所突破（見圖9）。

國省代碼 · 分析

各省市專利申請量比例分析

圖10 省市專利申請量

如圖10所示，廣東、江蘇、安徽、浙江、福建、北京等省市為調光玻璃的研究大省，且總體來看，對調光玻璃的研究主要集中在經濟發展較快及沿海的省市。

表3 省市專利申請量

「未完待續」

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