汽車窗膜的光電智能化發(fā)展趨勢

汽車玻璃膜是一種廣泛應用于汽車車窗的薄膜材料，經(jīng)過30年的發(fā)展，汽車窗膜的覆蓋率早已突破90%，已經(jīng)到了成熟階段。在這個階段，汽車玻璃膜的生產(chǎn)也逐步向國內制造轉移，相關技術已經(jīng)日趨成熟，產(chǎn)品的性能和質量也得到了極大的提高。圍繞著汽車玻璃膜的傳統(tǒng)功能——即隔熱、防紫外線、提升玻璃安全性和隱私性的產(chǎn)品已經(jīng)得到市場的充分競爭。汽車窗膜作為連接【新材料技術】與【車窗】的載體，除了傳統(tǒng)功能外還具有哪些新的可能性？汽車窗膜的下一步將如何發(fā)展？未來幾年有哪些有潛力新技術會在汽車窗膜領域爆發(fā)？

【1.0傳統(tǒng)功能膜時代】

傳統(tǒng)功能膜指針對玻璃原生缺點改善的這一類功能，如隔熱、防紫外線、提升安全性、提升隱私性等。

汽車玻璃面積隨著汽車設計的發(fā)展在不斷擴大。隨著汽車車頂也向著全玻璃天幕的方向發(fā)展，針對玻璃的隔熱要求也提高到了前所未有的程度。新能源車主如何遮陽也是每個夏天逃不掉的熱點。新的需求也會帶動新的技術與產(chǎn)品的誕生，針對全景天幕的隔熱問題，有以下新科技產(chǎn)品：

中遠紅外阻隔膜：

目前汽車采用的全景天幕玻璃多數(shù)已經(jīng)具備阻隔紅外線及紫外線的功能，且參數(shù)上看已經(jīng)非常高，如特斯拉Model 3采用的天幕玻璃的參數(shù)為紅外線阻隔率>90%和紫外線阻隔率100%。但由于采用吸收紅外線的方式，陽光照射導致整個車頂升溫。高溫車頂?shù)亩屋椛涑蔀榱死_車主，影響車主體感的更嚴重的困擾。也就是說，新能源車主感受到的不是陽光的“曬”，而是車頂?shù)摹翱尽薄?/p>

針對車窗的“烤”，也就是二次輻射的主要波段——中遠紅外輻射，目前已經(jīng)有專門的中遠紅外阻隔膜，使得天窗的二次輻射能被有效反射。同時中遠紅外阻隔膜比起傳統(tǒng)太陽膜，其冬季保溫效果也非常顯著。在新能源車時代，冬季空調能耗尤其是車窗的熱損耗也是受到車廠及消費者關注的問題，也讓中遠紅外阻隔膜備受關注。

零能耗輻射降溫膜：

此項技術為2021年開始新興的降溫技術。通過大量（大于90%)反射太陽光及其在“大氣輻射窗口”即9-13mm波段有高達140w/㎡的輻射功率，實現(xiàn)讓附著物溫度可以降到低于環(huán)境溫度2-5℃。此前已經(jīng)成熟應用在降溫需求極大的建筑領域，如糧倉、服務器大樓等。從2023年開始此技術也已經(jīng)在汽車天窗降溫領域開始應用，也是解決天窗隔熱問題的一項高潛力技術。

【2.0新型功能膜時代】

新材料領域是擁有大量創(chuàng)新技術的領域，許多新興技術在突破了膜材料領域一些門檻性條件（如透明度要求等）后，便可以應用在汽車窗膜領域，給汽車窗膜的未來發(fā)展帶來新的亮點。如今市場上已經(jīng)可以看到一些突破過去傳統(tǒng)功能的新型功能窗膜產(chǎn)品：

負氧離子抗菌膜：

通過特殊的稀土礦物涂層，實現(xiàn)對空氣中水份及氧氣的電荷轉移，持續(xù)生成負氧離子。負氧離子是空氣清新程度的標準，世衛(wèi)組織對“清新空氣”的標準為負氧離子濃度≥1500個/立方厘米。負氧離子還可以清潔空氣中的甲醛、粉塵顆粒物及其他污染物，并具有殺菌消毒的作用。負氧離子膜可以兼容1.0傳統(tǒng)功能膜的隔熱、防紫外線、提升玻璃安全性等功能，并持續(xù)釋放負氧離子，改善車內空氣。相較于其他車內負氧離子產(chǎn)品，如車載負氧離子發(fā)生器等，負氧離子膜具有24小時持續(xù)釋放、效果年限長（8年衰減低于20%）、無需電源、不占空間等優(yōu)勢。在汽車作為第三空間的屬性增強，車主愈發(fā)重視車內空氣環(huán)境的當下，負氧離子膜產(chǎn)品熱度趨勢也在不斷提高。

【3.0光電智能膜時代】

在新的智能化時代，玻璃窗膜是否能跟上時代，與光、電、互聯(lián)網(wǎng)深度鏈接？

當然可以，而且呈現(xiàn)爆發(fā)式增長趨勢。

窗膜上光電技術的應用在近幾年迎來爆發(fā)，眾多智能化的光電膜產(chǎn)品已經(jīng)面世，并且部分已經(jīng)在主機廠前裝已經(jīng)實現(xiàn)應用。按功能分類，主要有以下產(chǎn)品：

1、顯示功能

車窗在汽車座艙設計及汽車外觀設計中都占有大比例的面積。隨著汽車車頂也向著全玻璃天幕的方向發(fā)展，玻璃在乘車人的視覺面積占比已經(jīng)占據(jù)超三分之二。在汽車越來越智能化的今天，對于汽車玻璃所在的區(qū)域的也就產(chǎn)生了多種顯示功能的需求，也因此產(chǎn)生了各類具備顯示功能的膜產(chǎn)品：

虛像顯示投影膜（ARHUD）：在前擋玻璃上為了實現(xiàn)ARHUD的效果，在玻璃夾層中增加可以投影虛像的特殊投影膜層，以起到增強亮度、矯正重影、重疊主副像等功能。

OMTD柔性透明光電顯示膜 ：OMTD（Opticelectric Mapping Transparent Display)技術通過在基材膜片上光刻圖案，并注入晶體固化，晶體在關閉狀態(tài)下實現(xiàn)完全的隱形效果，在開啟狀態(tài)由映射燈激活實現(xiàn)夢幻且動態(tài)的顯示效果。

此項技術在車內已應用產(chǎn)品方案包括：

【OMTD星空天窗】：“星空頂”是許多車主心中”車內氛圍天花板“，“OMTD星空天窗”即是全景天幕時代的“星空頂”，在天窗玻璃或全景天幕上實現(xiàn)沉浸式的星空體驗，滿足后排乘客夢幻感與氛圍感的需求。

【OMTD星空座艙】：為OMTD星空天窗的進階版，在天窗及側窗玻璃上均裝貼OMTD柔性透明光電顯示膜，實現(xiàn)360°的沉浸座艙體驗。

【OMTD耀夜側窗展示系統(tǒng)】：讓側窗及小三角窗成為抓人眼球的個性展示或品牌展示窗，與車身整體設計美學融為一體。

透明投影膜：目前新能源車設計中大量加入了顯示屏的應用，已有車輛在車內設計了高達11塊屏幕。玻璃經(jīng)過安裝透明投影膜也可以當做投影屏使用。并且在保持玻璃透明狀態(tài)下可以實現(xiàn)正投、背投、單側顯示等不同的場景需求。

2、智能調光

隨著汽車玻璃占比的增加，除了對傳統(tǒng)的隔熱、防紫外線等光線調節(jié)的需求增加之外，如何更智能化的對玻璃的透光率、隱私性做出實時的調整也成為一個重要的需求點。目前的技術路線有以下幾種：

光致變色技術：光致變色是一種可逆的光化學反應。通過紫外光輻射，使三氧化鎢變色材料產(chǎn)生顏色明顯變化的著色態(tài)，在UV輻射強弱不同時產(chǎn)生不周的明暗顯示效果，同時，效果是可逆的。光致變色技術由于是應對紫外線強度變化而變化，無法手動控制開啟與關閉，在有限的應用場景中適用。

顏色：藍紫色。

控制方式：紫外線光照控制

響應時間：Off→On  數(shù)秒    On→Off  數(shù)分鐘

PDLC調光膜：在兩張透明導電膜是間注入液晶/混合物材料，在沒有電場作用的情況下，處于不透明狀態(tài)。當通入交流電時，液晶分子實現(xiàn)有序排列，調光膜便從不透明轉化為透明狀態(tài)。PDLC可以實現(xiàn)迅速的霧度變化，實現(xiàn)透明與不透明的切換，實現(xiàn)玻璃隱私性能的智能控制。透明狀態(tài)時的霧度是目前此技術的改良重點。另外，隔熱功能并非PDLC的強項。

顏色：白色。

可見光透過率：

控制方式：電控

響應時間：1S

EC電控調光膜：是基于電場作用下的電化學氧化還原反應。該反應使材料中的金屬離子發(fā)生轉移，從而影響材料的光學性質。這個過種程可以通過施加電壓來實現(xiàn)，電壓會改變電荷間的不平衡狀態(tài)，促進離子的遷移，進而影響材料的顏色表現(xiàn)，達到調光效果。

顏色：藍色。

控制方式：電控

響應時間：<2min

SFS亞秒級柔性無極調光膜：兩層透明導電材料中間，鍍入氯化鎢等調光粒子涂層，在外界光線進入電泳介質層時，調光粒子被不同程度地吸收、散射或反射。在交流電場作用下發(fā)生定向排列，并在膠囊內部集中，因粒子聚集，調光粒子對光線的吸收、散射及反射均受到影響，產(chǎn)生變化，從而達到調光效果。

顏色：藍黑。

控制方式：電控

響應時間：2s(off-0n) 10-15s(on-off)

光電智能化時代正快速到來。通過新型光電智能薄膜技術，未來，每一片玻璃都將是智能玻璃。白天是高清透明沒有缺點的透明玻璃，晚上是唯美動感美輪美奐的光電顯示屏。

結語

汽車窗膜在中國已經(jīng)發(fā)展超過30年，但面對新能源與智能化時代，這個行業(yè)才剛剛開始。背靠中國汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展帶動的市場規(guī)模、創(chuàng)新需求，以及全汽車窗膜行業(yè)研、產(chǎn)、銷人員的持續(xù)努力與創(chuàng)新，中國的汽車窗膜產(chǎn)業(yè)在全球的窗膜產(chǎn)業(yè)里將迎來占據(jù)規(guī)模第一、技術第一、品牌力第一的最好時機。

【上海追得新材料科技有限公司】

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