KR101963928B1 - 광-투과성 표면을 통한 에너지 흐름의 온도-의존성 조절을 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광-투과성 표면을 통한 에너지의 흐름을 조절하기 위한 장치(1)에 관한 것으로, 상기 장치는 제 1 편광 층(3a), 제 2 편광 층(3b) 및 상기 두 개의 편광 층 사이에 배열되고 편광된 광의 편광 특성을 온도에 따라 변화시키는 스위칭 층(2)을 포함하고, 상기 두 개의 편광 층은 70% 내지 100% 범위의 흐름 방향에서의 투과도 및 20% 내지 85% 범위의 편광도의 적절한 선택에 의해 특징지어진다. 본 발명은 추가로 본 발명에 따른 장치의 제조 방법, 내부로의 광 투과 및/또는 에너지의 흐름에 온도-의존적인 영향을 주기 위한 장치의 용도에 관한 것이다.

Description

광-투과성 표면을 통한 에너지 흐름의 온도-의존성 조절을 위한 장치{DEVICE FOR TEMPERATURE-DEPENDENT REGULATION OF THE PASSAGE OF ENERGY THROUGH A LIGHT-PERMEABLE SURFACE}

본 발명은 광-투과 영역을 통한 에너지의 흐름을 조절하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 제 1 편광 층, 제 2 편광 층 및 상기 두 개의 편광 층 사이에 배열되고 편광된 광의 편광 특성을 온도의 함수로서 변화시키는 스위칭 층을 포함하고, 상기 두 개의 편광 층은 투과 방향에서의 투과도 및 편광도로 적절히 선택됨을 특징으로 한다. 본 발명은 추가로 본 발명에 따른 장치의 제조 방법, 온도의 함수로서 광 투과 및/또는 내부로의 에너지의 흐름에 영향을 주기 위한 장치의 용도에 관한 것이다.

에너지 비용이 증가함에 따라 건물의 에너지 효율의 중요성이 증가하고 있다. 윈도우(window) 및 유리 파사드(glass facade)는 낮은 외부 온도에서 이들을 통해 건물의 열 에너지의 대부분이 손실되거나 강한 일사량(insolation)의 경우 이들을 통해 건물 내로의 에너지 유입의 대부분이 발생하는 건물의 중요한 부분(part)이다.

따라서, 윈도우 또는 유리 영역을 통한 광 투과 및 이에 따른 에너지의 흐름을 제어하는 장치가 요구된다. 특히, 유리 영역을 통한 에너지 흐름을 특정 시기에 우세한 조건(열, 추위, 높은 일사량, 낮은 일사량)과 맞출 수 있는 장치가 요구된다.

본 발명의 목적상, "광"이라는 용어는 UV-A, VIS 및 NIR 영역에서 전자기 복사선을 의미한다. 특히, 상기 용어는 통상적으로 윈도우에 사용되는 물질(예컨대, 유리)에 의해 흡수되지 않거나 단지 무시할만한 정도로 흡수되는 복사선을 의미한다. 복사선 물리학의 영역에서 통상적으로 사용되는 정의에 따르면, UV-A 광은 320 nm 내지 380 nm의 파장을 갖는 복사선을 의미하고, VIS 광은 380 nm 내지 780 nm의 파장을 갖는 복사선을 의미하며, NIR 광은 780 내지 3000 nm의 파장을 갖는 복사선을 의미한다. 따라서, 본 발명의 목적상, "광"이라는 용어는 320 내지 3000 nm의 파장을 갖는 복사선을 의미한다.

추운 계절에는 광 및 이에 따라 전달된 에너지의 최대치가 유리 영역을 통해 건물로 도입되는 것이 바람직하다. 이는 난방 및 조명 비용을 절약할 수 있도록 한다.

반면에, 따뜻한 계절에는 유리 영역을 통해 빌딩으로 가능한 가장 낮은 에너지가 들어오는 것이 필요하다. 이는 보다 쾌적한 내부 기후를 만들어 주거나 에어-컨디셔닝 비용을 절약할 수 있도록 한다. 더욱이, 이러한 경우, 예컨대 직접적인 일사량으로 인한 눈부심을 감소시키기 위해 입사광 강도를 감소시키는 것이 필요하다.

따라서, 윈도우 또는 다른 유리 영역을 통해 내부로 광의 형태의 에너지가 유입되는 것을 조절하는 스위칭 소자(element)가 요구된다. 특히, 광 투과도의 조절을 전술된 바와 같은 우세한 조건에 자동으로 맞추는 스위칭 소자(스마트 윈도우)가 요구된다. 또한, 에너지-효율적으로 작동하고, 가능한 가장 낮은 기술적 복잡성으로 설치할 수 있고 기술적으로 신뢰할 만하고, 미관상 요구를 만족시키는 스위칭 소자가 요구된다. 추가의 양태는 스위칭 소자의 용이한 가공성, 조작 강건성 및 건물의 기존 유리 영역에 대한 개조 가능성이다.

미국특허공개공보 제2009/0015902호 및 제2009/0167971호는 2개의 고효율 편광기 사이의 층에 액정 매질을 포함하는 온도-반응성 장치를 개시하고 있다. 여기서, 비교적 높은 광 투과도를 갖는 상태와 비교적 낮은 광 투과도를 갖는 상태 사이의 스위칭은 전압을 인가할 필요 없이 네마틱 상태로부터 등방성 상태로의 액정 매질의 상 전이에 의해 달성된다.

그러나, 이러한 유형의 장치는 이론적으로 최대 50%, 실제로는 기껏해야 30 내지 40%의 비교적 높은 광 투과도를 갖는 상태에서 광 투과도를 갖는 불리함을 가진다. 더욱이, 비교적 낮은 광 투과도를 갖는 상태에서 투과도는 거의 0이다(즉, 장치는 완전히 어두워진다).

그러나, 실제로 예컨대 건물 및 차량 내에서 상기 장치를 사용하기 위해, 상기 장치가 50 내지 70%의 비교적 높은 광 투과도를 갖는 상태(개방 상태)에서 투과도를 갖는 것이 필요하다. 그렇지 않으면, 윈도우의 현저한 어두움의 인상(impression)이 장치의 개방 상태에서 발생할 수 있다.

또한, 비교적 낮은 투과도를 갖는 상태(폐쇄 상태)에서 장치가 완전히 어두워지지 않으나, 대신에 잔류(residual) 투과도를 갖는 것이 실용적으로 필요하다. 7%의 최소 투과도는 윈도우의 경우에 주관적으로 여전히 쾌적한 것으로 여겨진다.

미국특허공개공보 제2011/0102878호는 증가된 투과성을 갖는 비교적 얇은 편광기가 미국특허공개공보 제2009/0015902호 및 제2009/0167971호에 따른 고효율 편광기 대신에 사용될 수 있다는 것을 개시하고 있다. 상기 출원의 개시 내용에 따르면, 상기 편광기는 장치의 개방 상태에서 투과도가 증가하는 효과를 갖는다. 그러나, 이러한 유형의 양태 때문에 장치의 스위칭 범위, 즉 개방 상태와 폐쇄 상태 사이의 광 투과도의 차는 보다 작아진다.

에너지의 흐름을 조절하기 위한 장치의 경우, 필요에 따라 명(bright) 상태에서 투과도 및 장치의 스위칭 범위 둘 다를 사전-측정할 수 있는 것이 필요하다. 예컨대, 매우 큰 스위칭 범위를 갖는 것이 장치의 특정한 적용에 유리할 수 있다. 다른 적용에서, 비교적 큰 스위칭 범위를 비교적 높은 광 투과도와 함께 조합하는 것이 유리할 수 있다.

본 발명에 따르면 이는 편광기의 파라미터 P(편광도) 및 T1(투과 방향에서의 투과도)를 적절히 선택하는 것에 의해 달성될 수 있다는 것이 밝혀졌다.

따라서, 본 발명은 광-투과 영역을 통한 에너지의 흐름을 조절하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 하기의 층을 포함한다:

-제 1 편광 층,

-제 2 편광 층, 및

-상기 두 개의 편광 층 사이에 배열되고 편광된 광의 편광 특성을 온도의 함수로서 변화시키는 스위칭 층.

이때, 상기 두 개의 편광 층은 동일하거나 상이하게, 550 nm의 파장에서 측정시 20 내지 85% 범위의 편광도(P) 및 70 내지 100%의 투과 방향에서의 투과도(T1)를 갖는다.

상기 편광도(P) 및 상기 투과 방향에서의 투과도(T1) 모두를 갖는 편광 층을 사용하면 7.5% 이상의 만족할 만한 암 투과도(dark transmission)를 갖는 장치를 제공한다. 30% 이상, 바람직하게는 40% 이상의 만족할 만한 명 투과도(bright transmission) 또한 얻을 수 있다. 아울러, 5% 이상, 바람직하게는 7.5% 이상의 스위칭 범위 역시 얻을 수 있다.

또한, 상기 범위로 두 개의 파라미터 P 및 T1를 적절히 선택하면, 명 투과도 및 스위칭 범위의 값을 각각 독립적으로 설정할 수 있는 장치를 제조할 수 있다.

파라미터 P 및 T1은 하기 정의된 바와 같이 편광 층을 포함하는 장치 분야에서 통상의 기술자에게 일반적으로 공지되어 있다:

P는 T1 및 T2 값으로부터 하기 식을 통해 얻어질 수 있다:

P = (T1-T2)/(T1+T2)

T1은 550 nm의 파장에서 투과 방향에서의 편광기의 투과도를 나타낸다. 투과 방향은 편광기를 통해 가장 높은 투과도가 발생하는 입사 편광된 광의 방향을 의미한다. T2는 550 nm의 파장에서 차단(blocking) 방향에서의 편광기의 투과도를 나타낸다. 차단 방향은 편광기를 통해 가장 낮은 투과도가 발생하는 입사 편광된 광의 방향을 의미한다.

상술한 바와 같이, 장치의 명 투과도는 비교적 높은 광 투과도를 갖는 스위칭 상태에서 발생하는 장치를 통한 투과도를 의미한다. 이와 상응하게, 장치의 암 투과도는 비교적 낮은 광 투과도를 갖는 스위칭 상태에서 발생하는 장치를 통한 투과도를 의미한다. 또한, 상기 투과도는 550 nm의 광 파장에 대한 것으로 정의된다.

마지막으로, 장치의 스위칭 범위는 명 투과도 및 암 투과도 값의 차를 의미한다.

달리 명확하게 나타내지 않는 한, 본 발명에 있어서, 광학 수치 T1, T2, P와 명 투과도, 암 투과도 및 스위칭 범위는 기본적으로 550 nm의 파장에서 측정된다.

본 발명의 목적상, "에너지"라는 용어는 UV-A, VIS 및 NIR 영역에서 전자기 복사선의 에너지(광 에너지)를 의미한다. 특히, 상기 용어는 윈도우에 통상적으로 사용되는 재료(예컨대, 유리)에 의해 흡수되지 않거나 단지 무시할만한 정도로 흡수되는 광 에너지를 의미한다.

본 발명에 따르면, 장치의 두 가지 스위칭 상태는 장치를 통한 비교적 높은 광 투과도를 갖는 스위칭 상태(명 상태) 및 장치를 통한 비교적 낮은 광 투과도를갖는 스위칭 상태(암 상태)이다.

일반적으로 공지된 물리학의 법칙 때문에, 장치를 통한 높은 광 투과도는 광-투과 영역에 적용되는 장치 내부로 높은 에너지의 유입을 야기한다. 장치를 통한 낮은 광 투과도는 이와 상응하게 장치 내부로의 낮은 에너지 유입을 초래한다. 따라서, 장치는 광 투과도의 스위칭에 의해 내부로의 에너지 유입을 조절한다.

장치는 온도의 함수로서 비교적 높은 광 투과도를 갖는 스위칭 상태로부터 비교적 낮은 광 투과도를 갖는 스위칭 상태로 스위칭한다. 장치의 스위칭 상태는결과적으로 장치의 상이한 온도 범위와 관련된다. 장치의 스위칭은 바람직하게는 0℃ 내지 80℃, 특히 바람직하게는 10℃ 내지 70℃, 매우 특히 바람직하게는 20℃ 내지 60℃의 온도 범위에서 점진적으로 일어난다.

도 1에서 (1)은 장치를 나타내고, (2)는 스위칭 층을 나타내며, (3a) 및 (3b)는 편광 층을 나타낸다. 도 1은 층들의 기본 배열을 나타내고, 추가의 기능 층, 예컨대 도시된 층들 사이 또는 층 배열 외부에 존재하는 하나 이상의 배향 층 및/또는 외부 영향 또는 특정 파장의 광을 차단하는 하나 이상의 보호 층을 제외하려는 의도는 아니다.
도 2는 추가의 바람직한 층 배열의 구조를 도시하는데, 스위칭 층 및 두 개의 편광 층을 포함하는 상기 배열은 기재 층(4) 상에 위치한다.
도 3은 본 발명에 따른 장치 E-1에 대한 투과도 스펙트럼을 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 장치 E-2에 대한 투과도 스펙트럼을 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 장치 E-3에 대한 투과도 스펙트럼을 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 장치 E-4에 대한 투과도 스펙트럼을 나타낸다.
도 7은 비교 장치 V-1에 대한 투과도 스펙트럼을 나타낸다.
도 8은 비교 장치 V-2에 대한 투과도 스펙트럼을 나타낸다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 비교적 높은 광 투과도를 갖는 스위칭 상태는 장치의 비교적 낮은 온도에서 존재하고 비교적 낮은 광 투과도를 갖는 스위칭 상태는 장치의 비교적 높은 온도에서 존재한다. 이와 상응하게, 장치의 명 상태는 바람직하게는 0℃ 미만, 특히 바람직하게는 10℃ 미만, 매우 특히 바람직하게는 20℃ 미만의 온도에서 발생한다. 장치의 암 상태는 바람직하게는 80℃ 초과, 특히 바람직하게는 70℃ 초과, 매우 특히 바람직하게는 60℃ 초과의 온도에서 발생한다.

장치의 기능은 입사광이 제 1 편광 층에 의해 편광된다는 사실에 기초한다. 이는 특정 편광 특성을 갖는 주광(predominantly light)이 이를 통해 허용된다는 것을 의미한다. 스위칭 층은 제 1 편광 층 뒤에 배열된다. 제 1 상태에서, 스위칭 층은 이를 통과하는 광의 편광 특성에 영향을 주지 않는다. 광은 이어서 스위칭 층 뒤에 배열된 제 2 편광 층과 부딪친다. 편광 층들의 서로에 대한 광 투과 방향의 배열에 상응하게, 광의 특정 비율이 또한 제 2 편광 층을 통과할 수 있다. 두 가지 스위칭 상태 중 다른 하나에서 편광-영향 스위칭 층은 그것을 통과하는 광의 편광 특성을 변화시킨다. 광의 편광 특성이 스위칭 층에 의해 변하는 방식에 따라, 보다 크거나 작은 비율의 편광된 광이 결과적으로 제 2 편광기를 통과할 수 있다. 어떠한 경우라도 제 2 상태에서 스위칭 층에 의한 광의 편광 특성의 변화는, 광의 편광 특성에 영향을 주지 않는 스위칭 층의 제 1 상태와 비교하여, 장치의 광 투과도의 변화를 야기한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 두 개의 편광 층은 편광의 우선 방향(preferential direction)이 서로에 대해 60 내지 120°, 바람직하게는 75 내지 105°, 특히 바람직하게는 80 내지 100°의 각도로 회전하는 선형 편광기이다. 두 가지 상태 중 하나에서, 스위칭 층은 광의 편광 면을 회전시키지 않거나, 단지 약간 회전시킨다. 두 가지 상태 중 다른 하나에서, 스위칭 층은 광의 편광 면을 편광기의 편광의 우선 방향이 서로에 대해 회전하는 각도에 상응하는 각도, 또는 상기 각도에서 단지 약간(예컨대 1 내지 10°만큼) 벗어나는 각도로 회전시킨다. 이러한 배열에서, 스위칭 층이 광의 편광 면을 회전시키는 상태에 있다면, 제 1 편광기를 통과하는 광은 또한 제 2 편광기를 통과한다. 따라서, 스위칭 층의 활성 상태는 장치의 명 상태에 상응한다. 이와 대조적으로, 스위칭 층이 비활성 상태, 즉 광의 편광 면을 회전시키지 않는 상태에 있다면, 두 개의 편광기의 편광의 우선 방향이 서로에 대해 회전하기 때문에, 제 2 편광기와 부딪치는 광은 이를 통과할 수 없다. 따라서, 스위칭 층의 비활성 상태는 본 양태에서 장치의 암 상태에 상응한다.

스위칭 층의 활성 상태는 스위칭 층의 광학 이방성 상태, 바람직하게는 액정 상태와 관련되고, 스위칭 층의 비활성 상태는 스위칭 층의 실질적으로 등방성 상태와 관련된다.

광학 이방성 상태에서 스위칭 층은 바람직하게는 선형-편광된 광의 편광 면을 10°이상의 각도로 회전시키는 반면, 등방성 상태에서는 선형-편광된 광의 편광 면을 회전시키지 않거나 단지 무시할만한 정도로 회전시킨다. 스위칭 층은 선형-편광된 광의 편광면을 특히 바람직하게는 40°초과의 각도, 매우 특히 바람직하게는 70°초과의 각도로 회전시킨다. 가장 바람직하게는 70°내지 110°, 훨씬 더 바람직하게는 80°내지 100°의 회전 각도이다. 그러나, 상기 바람직한 회전각도보다 180°의 배수만큼 큰 회전 각도 또한 가능하다.

본 발명에 따르면, 두 가지 스위칭 상태 사이의 스위칭 작동은 특정 온도에서 갑자기 발생하지 않으나, 대신에 임의의 온도 범위에 있는 전이 영역에서 점진적으로 발생한다. 전이 영역의 온도 범위는 바람직하게는 5 내지 100℃의 폭(width)을 갖고, 즉, 예컨대 15 내지 110℃ 사이에서 발생한다. 상기 온도 범위는 특히 바람직하게는 10 내지 50℃의 폭을 갖는다. 상기 전이 영역의 온도 범위 내에서, 장치의 투과도는 장치의 명 투과도 값으로부터 투과도의 중간값을 거쳐 암 투과도 값까지 점진적으로 변한다.

장치는 바람직하게는 온도 조절하에서만 스위칭한다. 따라서, 장치는 바람직하게는 스위칭 작동의 전기적 트리거링(triggering)을 위한 장치들을 포함하지 않는다. 장치는 특히 바람직하게는 와이어, 케이블, 전기 배선 또는 회로를 포함하지 않는다. 또한, 장치는 바람직하게는 외부로부터 전기적으로 트리거되지 않거나 전류를 공급받지 않는, 즉 그 자체로 자동인 시스템을 나타낸다.

에너지의 흐름은 바람직하게는 광-투과 영역을 통해 내부로 일어난다. 내부는 바람직하게는 건물, 예컨대 주거 건물, 회사 건물 또는 상업적 목적을 위해 사용되는 건물의 내부이다. 다르게는, 내부는 또한 차량, 예컨대, 자동차의 내부일 수 있거나 운송 콘테이너, 예컨대 선박 콘테이너의 내부일 수 있다. 내부가 주변 환경과의 제한된 공기 교환을 가지고 광 에너지의 형태로 외부로부터의 에너지의 유입이 일어날 수 있는 광-투과 제한 표면을 갖는 한, 장치는 임의의 바람직한 내부에 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 본 발명은 광-투과 영역, 예컨대 윈도우 영역을 통한 강한 일사량을 받는 내부와 특히 관련이 있다.

광-투과 영역, 예컨대 윈도우 또는 천장은 바람직하게는 0.5 m² 초과, 특히 바람직하게는 1 m² 초과, 매우 특히 바람직하게는 3m² 초과의 크기를 갖는다. 이는 태양에 의해 조사될 경우 내부로의 높은 에너지 흡수가 이러한 영역을 통해 일어날 수 있다는 사실 때문이다. 또한, 공간적 배열 및/또는 건물의 지리적 위치 및 기후적 위치 때문에 높은 일사량을 받는 광-투과 영역이 바람직하다.

장치는 바람직하게는 광-투과 영역의 전 영역에 배열되어, 상기 영역을 통한 광 투과가 가능한 한 충분히 조절될 수 있도록 해 준다. 하나의 가능한 양태에서, 커버리지(coverage)는 단일 장치에 의해 발생한다. 그러나, 다른 양태에서 커버리지는 또한 서로 직접 인접하거나, 사이의 공간이 남아 있는 방식으로 배열된 복수의 장치에 의해 발생한다.

바람직한 양태에서, 광-투과 영역은 유리판 또는 플렉시글라스(Pleaxiglas) 판이다. 윈도우 판의 경우, 다중판 절연 유리가 바람직하다. 바람직한 양태에 따르면, 본 발명에 따른 장치는 이러한 판에 직접 적용된다.

이러한 유형의 적용은 기존의 배열을 개조하거나 완전히 재설치함으로써 이루어질 수 있다.

바람직한 양태에 따르면, 장치는 다중 절연 유리의 내부에 탑재되거나 이러한 유형의 유리 상의 외부에 탑재된다. 일반적으로 다중 절연 유리의 경우에 내부를 향하는 판 상에 또는 두 개의 유리판 사이의 공간에 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 특정 경우에 바람직한 다른 배열도 생각할 수 있다. 통상의 기술자는 장치의 내구성, 광학적 및 미적 관점, 판의 세척과 관련된 실용적인 관점, 온도 변화에 대한 장치의 반응성의 면에서 특정 배열의 장점과 단점의 균형을 맞춰 본 발명을 위한 최적의 설계를 선택할 수 있을 것이다.

바람직한 양태에 따르면, 장치는 0.05 m² 이상, 바람직하게는 0.1 m² 내지 20 m² 및 특히 바람직하게는 0.2 m² 내지 5 m²의 영역 확장(area extension)을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 장치의 편광 층은 동일하거나 상이하게 30 내지 85% 범위의 편광도(P) 및 75 내지 100% 범위의 투과 방향에서의 투과도(T1)를 갖고, 이때 상기 값들은 550 nm의 파장에서 측정된다. 35 내지 85% 범위의 편광도(P) 및 75 내지 100% 범위의 투과도(T1)는 편광 층에 특히 바람직하다.

본 발명에 따른 P 및 T1의 범위 내에서, 특징적인 장치 파라미터인 명 투과도 및 스위칭 범위의 특정 특성이 발생하는 P 및 T1의 수치 범위의 특정 조합이 밝혀졌다. 여기서, 암 투과도는 7%의 최소값을 초과한 상태로 남는다.

가장 큰 가능한 스위칭 범위를 갖는 장치는, 편광기의 P가 동일하거나 상이하게 45 내지 85%의 범위에서 선택되고, T1이 75 내지 100%의 범위에서 선택되는 경우 얻어진다. 바람직하게는, P는 55 내지 85%의 범위에서 선택되고 T1은 80 내지 100%의 범위에서 선택된다. 매우 특히 바람직하게는, P는 65 내지 85%의 범위에서, T1은 85 내지 100%의 범위에서 선택된다. 여기서, 명 투과도 및 암 투과도에 대해 전술한 최소값이 관찰된다.

편광기의 P가 동일하거나 상이하게 30 내지 85%의 범위에서 선택되고 T1이 80 내지 100%의 범위에서 선택되는 경우 보통의 명 투과도와 조합된 보통의 스위칭 범위를 갖는 장치가 얻어진다. 바람직하게는, P는 40 내지 75%의 범위에서 선택되고 T1은 90 내지 100%의 범위에서 선택된다. 여기서, 암 투과도에 대해 전술한 최소값이 관찰된다.

편광기의 P가 동일하거나 상이하게 25 내지 60%의 범위에서 선택되고 T1이 90 내지 100%의 범위에서 선택되는 경우 가능한 가장 큰 명 투과도를 갖는 장치가 얻어진다. 바람직하게는, P는 30 내지 40%의 범위에서 선택되고 T1은 95 내지 100%의 범위에서 선택된다. 여기서, 암 투과도 및 스위칭 범위에 대해 전술한 최소값이 관찰된다.

편광 층의 P 및 T1의 값은 서로 독립적으로 설정될 수 있다. 이러한 목적을 위한 방법은 통상의 기술자에게 공지되어 있다. 이는 예컨대, 편광 층의 층 두께, 편광 층의 배향도 및 편광 층 중 광-흡수 종의 농도를 변화시키는 것을 포함한다.

요오드-폴리바이닐 알코올 편광기의 경우, 파라미터 P 및 T1은, 예컨대 중합체의 연신도 또는 혼입된 요오드의 양을 변화시킴으로써 서로 독립적으로 변할 수 있다.

액정 매질 및 이색성(dichroric) 염료를 포함하는 편광기의 경우, 파라미터 P 및 T1은, 예컨대 액정 매질 및 이색성 염료의 농도를 변화시킴으로써 서로 독립적으로 변할 수 있다. 이에 대한 상세한 실시예는 하기의 섹션(section)에 기재되어 있다.

다수의 경우에, 전술한 제조 파라미터의 변형으로 비교적 많은 수의 상이한 편광기를 제조하고 이의 P 및 T1 값을 측정하는 것이 필요할 것이다. 제조 파라미터(예컨대 연신도 및 염료의 농도)와 T1 및 P 값 사이의 경험적 상관관계(empirical correlation)는 그로부터 인식될 수 있고, 구체적으로 통상의 기술자가 임의의 바람직한 T1 및 P 값을 갖는 편광기를 제조할 수 있도록 하는 기초를 형성할 수 있다.

따라서, 본 발명은 추가로 광 투과 영역을 통한 에너지의 흐름을 조절하는 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 장치는 하기의 층을 포함한다:

-제 1 편광 층,

-제 2 편광 층,

-상기 두 개의 편광 층 사이에 배열되고 편광된 광의 편광 특성을 온도의 함수로서 변화시키는 스위칭 층.

이때, 편광 층에 대한 두 가지 파라미터인 편광도(P) 및 투과 방향에서의 투과도(T1)는 층 두께, 편광 층의 배향도, 혼입된 물질의 농도, 혼입된 물질의 배향도, 혼입된 물질의 흡수 특성, 혼입된 물질의 구조, 혼입된 물질의 이색성 및 혼입된 물질의 응집 특성으로부터 선택된 하나 이상의 제조 파라미터의 변화에 따라 서로 독립적으로 선택된다.

혼입된 물질의 구조는 그의 분자 구조, 특히 그의 길이 대 폭의 비율을 의미한다. 물질의 길이 대 폭의 비율이 커질수록 배향도는 일반적으로 더욱 커진다.

혼입된 물질의 응집 특성은, 특히 물질의 개별적인 분자 또는 원자의 쇄를 형성하는 능력을 의미한다.

본 발명의 방법에서, 편광도(P)는 바람직하게 20 내지 85%의 범위에서 선택되고, 투과 방향에서의 투과도(T1)는 바람직하게 70 내지 100%의 범위에서 선택된다. 특히 바람직하게는, P는 30 내지 85% 범위에서 선택되고 T1은 75 내지 100%의 범위에서 선택된다.

본 발명에 따른 장치의 편광 층 및 스위칭 층의 바람직한 양태는 본 발명의 방법에 대해서도 역시 바람직하다.

본 발명은 추가로 광-투과 영역을 통한 에너지의 흐름에 영향을 주기 위한 본 발명에 따른 장치의 용도에 관한 것이다. 상기 장치가 광-투과 영역을 통한 내부로의 에너지 유입에 온도의 함수로서 영향을 주는 것이 바람직하다.

에너지의 흐름은 비교적 높은 광 투과도를 갖는 스위칭 상태(명 상태) 및 비교적 낮은 광 투과도를 갖는 스위칭 상태(암 상태) 사이에서 광 투과도를 변화시키는 장치에 의한 본 발명에 따른 용도에 영향을 받는다. 여기서, 스위칭 작동은 온도-제어되고 상기 언급된 스위칭 작동에 대한 바람직한 범위에서 발생한다.

본 발명에 따른 용도는 전압 인가 없이 발생한다. 이 용도는 결과적으로 에너지, 특히 전기 에너지를 필요로 하지 않는다.

본 발명에 따르면, 장치는 둘 이상의 편광 층을 갖는데, 그 중 하나는 스위칭 층의 한 편에 배열되고 다른 하나는 스위칭 층의 반대 편에 배열된다. 여기서, 스위칭 층 및 두 개의 편광 층은 바람직하게는 서로 평행하게 배열된다. 편광 층은 상기 언급된 본 발명에 따른 파라미터 P 및 T1 값을 갖고, 바람직하게는, 바람직한 것으로 상기 언급된 파라미터 P 및 T1 값을 갖는다.

편광 층은 선형 편광기 또는 원형 편광기일 수 있다. 구체적으로, 두 개의 편광 층은 장치 내에 존재하는 것이 바람직하다. 이 경우, 편광 층은 모두 선형 편광기이거나 모두 원형 편광기인 것이 더욱 바람직하다.

특히 바람직하게는, 두 개의 편광 층은 각각 동일하거나 상이하게 흡수성 또는 반사성의 선형 편광기이다. 매우 특히 바람직하게는, 두 개의 편광 층은 흡수성 선형 편광기이다.

본 발명의 반사성 편광기는 하나의 편광 방향을 갖는 광 또는 하나의 유형의 원형-편광된 광을 반사하는 한편, 다른 편광 방향을 갖는 광 또는 다른 유형의 원형-편광된 광에 대해 투명하다. 이에 상응하게, 흡수성 편광기는 하나의 편광 방향을 갖는 광 또는 하나의 유형의 원형-편광된 광을 흡수하는 한편, 다른 편광 방향을 갖는 광 또는 다른 유형의 원형-편광된 광에 대해 투명하다.

두 개의 선형 편광기가 장치 내에 존재하면, 본 발명에 따라 두 개의 편광기의 편광 면이 서로에 대하여 바람직하게는 70°내지 110°, 특히 바람직하게는 80°내지 100°, 매우 특히 바람직하게는 85°내지 95°의 각도로 회전한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 편광 층 중 하나 또는 둘 다는 액정 매질 및 하나 이상의 이색성 염료를 포함하는 층으로부터 형성된다. 여기서, 액정 매질은 바람직하게는 2종 이상, 특히 바람직하게는 5종 이상, 매우 특히 바람직하게는 7종 이상의 상이한 액정 화합물을 포함한다.

본 발명의 목적상, "액정 화합물"이라는 용어는 특정 조건 하에서 액정 특성을 나타내는 화합물, 특히 특정 조건 하에서 네마틱 액정 상을 형성하는 화합물을 의미한다.

액정 화합물은 통상의 기술자에게 공지된 액정 화합물로부터 원하는 대로 선택할 수 있다. 제한된 크기 및 분자량(작은 분자)의 액정 화합물이 바람직하다. 액정 화합물은 특히 바람직하게 1000 Da 이하, 매우 특히 바람직하게 800 Da 이하, 가장 바람직하게 600 Da 이하의 분자량을 갖는다.

편광 층의 사용에 적절한 액정 매질은 고온 안정성을 갖고 광 안정성인 매질이다. 매질은 바람직하게는 50℃ 초과, 특히 바람직하게는 70℃ 초과 및 매우 특히 바람직하게는 90℃ 초과의 등명점(clearing point)을 갖는다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 액정 매질은 하나 이상의 중합성 화합물을 포함한다. 바람직한 양태에 따르면, 중합체는 중합체 네트워크(중합체 네트워크 시스템) 중 연속 상의 형태로 존재한다. 중합체 네트워크는 바람직하게 액정 매질에 의해 침투되거나/침투되고, 액정 매질 중 용해되어 광학적으로 균일한 외관이 존재할 수 있도록 한다. 중합체 네트워크는 바람직하게 액정 매질에 첨가되는 모노아크릴레이트 또는 다이아크릴레이트 단량체 중합에 의해 형성된다. 액정 매질은 중합성 화합물의 혼합물 중 바람직하게 60% 초과, 특히 바람직하게 70 내지 95%의 비율로 존재한다. 이러한 유형의 시스템은, 예컨대 유럽특허 제452460호, 유럽특허 제313053호 및 유럽특허 제359146호에 상세히 기재되어 있다.

사용될 수 있는 이색성 염료는 문헌[Liquid Crystals, Applications and Uses, 1992, World Scientific Publishing, Editor B. Bahadur, 제73면 내지 제81면]에 기재되어 있다. 안트라퀴논, 나프토퀴논, 벤조퀴논, 페릴렌 및 테트라진 염료 및 하나 이상의 아조기 또는 하나 이상의 쉬프(Schiff) 염기를 포함하는 화합물이 바람직하다.

이색성 염료는 바람직하게 하기의 화합물로부터 선택된다.

염료는 혼합물 중 바람직하게 0.01 중량% 내지 5 중량%, 특히 바람직하게 0.05중량% 내지 1 중량%의 농도로 존재한다. 염료는 바람직하게 액정 매질 중 용해된다.

둘 이상의 염료를 함께 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 구체적으로, 2종 또는 3종의 염료를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 사용된 염료는 그의 흡수 스펙트럼이 서로 보상하여 중성, 즉 인간의 눈에 비-색상의 인상(impression)을 형성하도록 하는 것이 바람직하다. 그러나, 특정 양태에서 유색의 인상을 함께 야기하는 하나 이상의 염료를 사용하는 것이 또한 바람직할 수 있다.

다른 바람직한 양태에 따르면, 편광 층의 하나 또는 둘 다가 배향된 중합체를 포함하는 층으로부터 형성된다. 이러한 중합체는, 예컨대 폴리에틸렌(PE), 폴리바이닐 알코올(PVA), 폴리메틸 바이닐 에터, 폴리하이드록시에틸 아크릴레이트, 셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리설폰, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에터 설폰, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리바이닐 클로라이드 또는 상기 언급된 중합체들의 공중합체일 수 있다. 상기 중합체는 바람직하게 투명 필름의 형태이다.

중합체의 배향은 바람직하게 중합체 필름을 인장시킴으로써 달성될 수 있다. 이러한 목적을 한 방법은 통상의 기술자에게 공지되어 있고, 예컨대 미국특허 제 7,820,080호에 기재되어 있다.

배향된 중합체는 바람직하게 하나 이상의 광-흡수성 화합물을 포함한다. 이러한 목적에 적합한 화합물은 특히 유기 염료 및 요오드이다. 유기 염료의 사용의 예는 문헌[Thulstrup et al., Spectrochimica Acta 1988, 8, 767-782]에 기재되어 있다. 요오드의 사용의 예는 미국특허 제7,820,080호에 기재되어 있다.

편광 층 중 하나 또는 둘 다는 혼입된 요오드를 갖는 투명하고 연신된 중합체 필름을 포함하는 층으로부터 형성하는 것이 특히 바람직하다. 여기서, 상기 중합체 필름은 바람직하게 폴리바이닐 알코올 필름이다.

본 발명에 따른 장치의 스위칭 층은 바람직하게 하나 이상의 액정 화합물을 포함하는 액정 매질 포함한다. 스위칭 층은 바람직하게 다양한 액정 화합물의 혼합물을 포함한다. 스위칭 층은 특히 바람직하게 5종 내지 15종의 상이한 액정 화합물을 포함한다.

액정 화합물은 통상의 기술자에게 공지된 액정 화합물로부터 원하는대로 선택할 수 있다. 제한된 크기 및 분자량(작은 분자)을 갖는 액정 화합물이 바람직하다. 액정 화합물은 특히 바람직하게 1000 Da 이하, 매우 특히 바람직하게 800 Da 이하, 가장 바람직하게 600 Da 이하의 분자량을 갖는다.

액정 화합물의 혼합물(또는 단지 하나의 액정 화합물이 사용되는 경우, 단일 액정 화합물)은 바람직하게 -20℃ 내지 200℃, 특히 바람직하게 10℃ 내지 180℃의 등명점을 갖는다.

액정 매질로서 사용함에 있어서는, 국제공개 제WO 2011/134582호, 국제공개 제WO 2011/144299호 및 국제공개 제WO 2011/154077호와 아직 공개되지 않은 유럽특허출원 제10008779.0호 및 유럽특허출원 제10013797.5호에 개시된 액정 화합물의 혼합물이 특히 바람직하다.

스위칭 층의 액정 매질은 스위칭 작동 동안 온도가 증가함에 따라 네마틱 상태로부터 등방성 상태로 변하는 것이 바람직하다. 여기서, 네마틱 상태는 바람직하게 비교적 높은 광 투과도를 갖는 장치의 상태와 관련되고, 등방성 상태는 비교적 낮은 광 투과도를 갖는 장치의 상태와 관련된다.

액정 매질은 추가로 하나 이상의 중합성 화합물을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 매질은 아직 공개되지 않은 유럽특허출원 제11008518.0호에 기재된 중합성 화합물을 포함하는 액정 매질 중 하나가 특히 바람직하다. 중합체 네트워크 시스템에 대한 추가의 정보에 대해서는 유럽특허 제452460호, 유럽특허 제313053호 및 유럽특허 제359146호의 개시 내용을 참조로 한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 스위칭 층은 비틀린(twisted) 네마틱 층을 포함한다. 여기서, 액정 화합물의 우선 방향의 비틀림은 바람직하게 둘 이상의 배향층에 의해 영향을 받는데, 상기 배향 층 중 하나 이상은 스위칭의 한 편에 위치하고, 상기 배향 층 중 하나 이상은 스위칭 층의 반대 편에 위치한다.

본 발명에 따른 장치는 바람직하게 유리, 중합체 또는 ITO로부터 형성되는 하나 이상의 기재 층을 포함한다. 기재 층은 바람직하게 강성(rigid)이다.

또한, 장치는 편광 층 및 스위칭 층에 더하여 추가의 기능 층을 가질 수 있다. 하기에 나타낸 개별적인 기능 층의 유형 및 모든 유형은 장치 내에 존재할 수 있다. 상기 층은 바람직하게 패시브(passive), 즉 그들의 동작에서 변할 수 없다.

추가의 기능 층은 풍화 작용, 단단한 물체의 동작에 의한 손상, 노후화 및 UV 광에 대한 보호 층으로부터 선택하는 것이 바람직하다. 이러한 유형의 보호 층, 이의 효과 및 이의 적용 방법, 및 이의 사용은 통상의 기술자에게 공지되어 있다.

또한, 바람직한 층은 특정 파장을 갖는 광(예컨대, NIR 광 또는 가시 영역에서 특정 파장(색)을 갖는 광)을 차단하거나 그의 투과도를 감소시키는 층으로부터 선택된다. 예컨대, 콜레스테릭 액정 물질, 세라믹 물질, 금속 또는 금속 산화물을 포함하는 NIR 투과-방지 층이 바람직하다.

또한, 바람직한 기능 층은 통상의 기술자에게 공지된 액정 화합물의 배향 층으로부터 선택된다. 둘 이상의 배향 층이 존재하되, 하나 이상의 배향 층은 스위칭 층의 한 편에 배열되고, 하나 이상의 배향 층은 스위칭 층의 반대 편에 존재하는 것이 바람직하다. 배향 층은 또한 기재 층으로서 기능할 수 있는데, 이는 장치 내에 기재 층을 필요로 하지 않는다는 것을 의미한다. 본 발명의 바람직한 양태에서, 배향 층은 러빙된(rubbed) 폴리이미드 또는 러빙된 폴리아크릴레이트로 이루어진다.

장치는 바람직하게 도 1에 도시된 구조를 갖는다. 여기서, (1)은 장치를 나타내고, (2)는 스위칭 층을 나타내며, (3a) 및 (3b)는 편광 층을 나타낸다. 도 1은 층들의 기본 배열을 나타내고, 예컨대 추가의 기능 층, 예컨대 도시된 층 사이 또는 층 배열 외부에 위치하는 하나 이상의 배향 층 및/또는 외부 영향 또는 특정 파장의 광을 차단하는 하나 이상의 보호 층을 제외하려는 의도는 아니다.

도 2는 추가의 바람직한 층 배열의 구조를 도시하고 있는데, 스위칭 층 및 두 개의 편광 층을 포함하는 상기 배열이 기재 층(4) 상에 위치한다.

하기 실시예는 본 발명에 따른 장치의 바람직한 양태를 기재한다. 통상의 기술자는 실시예를 참조로 하여 본 발명의 기능 원리를 인식하고, 이를 명시적으로 기재되어 있지 않는 추가의 양태에 적용시킬 수 있을 것이다. 하기 실시예는 본 발명을, 그에 직접 기재되어 있는 것으로 제한하려는 의미는 아니다.

[실시예]

1. 편광 층의 제조

편광 층의 제조에 사용되는 성분은 하기에 나타낸 바와 같다:

하기 성분으로부터 제조한 편광 층 EP-1 내지 EP-4는 다음과 같다:

또한, 비교를 위하여 제조하거나(VP-1 및 VP-2), 상업적으로 구입한(VP-3), 편광 층 VP-1 내지 VP-3은 다음과 같다:

편광 층에서 얻은 T1, T2 및 P 값은 다음과 같다(550 nm에서 측정됨):

T1: 투과 방향에서 편광 층의 투과도

T2: 차단 방향에서 편광 층의 투과도

P: 하기 식으로부터 결정될 수 있는 편광도

P = (T1-T2)/(T1+T2)

상이한 방법으로 제조된 비교적 많은 수의 편광 층을 제조 및 측정한 후에, 제조 파라미터와 T1 및 P 값 사이의 경험적 상관 관계를 관찰할 수 있다. 본 실시예에서는 동일한 액정 혼합물 중의 염료 농도가 증가함에 따라 P가 증가하고 T1이 감소함을 알 수 있다. 혼합물 A를 혼합물 B로 변화시키면(즉, EP-3 및 EP-4), P 값이 현저히 감소하고 T1은 일정한 값을 달성할 수 있다.

상이한 농도의 염료 혼합물 및 상이한 액정 혼합물을 사용하여 임의의 바람직한 쌍의 T1 및 P 값을 갖는 상응하는 편광 층을 상기 방식으로 제조할 수 있다.

2. 장치의 제조

장치 E-1 내지 E-4 및 비교 장치 V-1 내지 V-3를, 각각의 경우에 상기 기재된 편광 층을 네마틱 비틀린 셀의 상부 및 하부에 적용시킴으로써 제조할 수 있다.

네마틱 비틀린 셀은 배향 층 및 액정 매질의 층을 포함하고, 통상의 기술자에게 일반적으로 공지된 방법에 의해 제조하였다.

수득된 장치에서, 각각의 경우에 대해 비교적 높은 광 투과도를 갖는 상태에서 투과도(명 투과도) 및 비교적 낮은 광 투과도를 갖는 상태에서 투과도(암 투과도)를 측정하였다. 스위칭 범위는 두 개의 값 사이의 차로 인하여 발생하였다. 모든 값을 550nm에서 재측정하였다.

상기 표로부터 본 발명에 따른 장치는 모두 허용가능한 암 투과도(약 7% 이상)를 갖는다는 것을 알 수 있다. 명 투과도 값 및 스위칭 범위를 서로 독립적으로 설정할 수 있다(예컨대, E-3 및 E-4). 이는 의도된 용도에 매우 바람직한데, 이는 넓은 스위칭 범위 및 높은 명 투과도의 이점을 서로에 대해 균형을 맞춰 두 개의 값의 바람직한 조합을 설정할 수 있기 때문이다.

장치 E-1 내지 E-4에 대해 선택된 파라미터 P(20 내지 85%) 및 T1(70 내지 100%)의 범위에서, 명 투과도 및 스위칭 범위에 대해 모두 유리한 값을 얻었다(상기 표 참조).

선행 기술에 따른 비교 장치(V-1 내지 V-3)는 이러한 범위를 벗어나는 파라미터 P 및 T1의 값을 나타내고, 윈도우에서 장치의 용도에 불리하게 낮은 암 투과도를 갖는다.

도 3 내지 8은 400 내지 900 nm의 범위에서 장치 E-1 내지 E-4와 V-1 및 V-2에서의 명 상태(곡선 1) 및 암 상태(곡선 2) 각각의 경우에 얻어진 투과도 스펙트럼을 나타낸다.

3. 편광 층의 다른 제조 방법

추가의 실시예에 따르면, 액정 혼합물 및 염료 혼합물과 함께 중합성 단량체를 혼합하여 편광 층을 제조하였다. 이는 예컨대, 모노아크릴레이트, 다이아크릴레이트 및 다작용성 아크릴레이트와 같은 아크릴레이트, 또는 에폭사이드, 또는 바이닐 에터이다. 단량체의 혼합물, 예컨대 모노아크릴레이트 및 다이아크릴레이트의 혼합물 또는 에폭사이드 및 바이닐 에터의 혼합물을 사용하는 것이 가능하다. 단량체는 메소젠성(mesogenic) 기를 포함할 수 있다. 이어서, 액정 매질, 염료 및 단량체를 포함하는 혼합물을 층의 형태로 중합하였다. 중합은 예컨대 UV 광의 도입에 의해 수행할 수 있다.

상기 기재된 방법은 특히 본 발명에 따른 장치에 대하여 강건하고 온도-안정성인 편광 층을 제조할 수 있도록 한다.

추가의 실시예에 따르면, 폴리바이닐 알코올(PVA)을 포함하는 중합체 필름을 연신시킴으로써 편광 층을 제조하였다. 이어서, 요오드를 필름에 혼입시켰다.

PVA 필름의 상이한 연신도, 상이한 요오드 농도 및 상이한 두께를 갖는 편광 층을 제조하였다. 투과 방향에서의 투과도(T1) 및 편광도 값을 수득된 편광 층에 대해 측정하였다. 상이한 방법으로 제조한 비교적 다수의 편광 층을 제조 및 측정한 후에, 얻어진 제조 파라미터와 T1 및 P 값 사이의 경험적 상관 관계를 관찰할 수 있다. 이러한 방식으로, 임의의 바람직한 T1 및 P 값의 쌍을 갖는 상응하는 편광 층을 제조할 수 있다.

Claims (15)

1. 제 1 편광 층,
   제 2 편광 층, 및
   상기 두 개의 편광 층 사이에 배열되고 편광된 광의 편광 특성을 온도의 함수로서 변화시키는 스위칭 층
   을 포함하는, 광 투과 영역을 통한 에너지의 흐름(passage)을 조절하기 위한 장치로서,
   상기 두 개의 편광 층은 동일하거나 상이하게, 550 nm의 파장에서 측정시, 20 내지 85% 범위의 편광도(P) 및 70 내지 100% 범위의 투과 방향에서의 투과도(T1)를 갖고,
   상기 편광 층 중 하나 또는 둘 모두가, 액정 매질 및 하나 이상의 이색성(dichroic) 염료를 포함하는 층으로부터 형성되고,
   상기 장치는 7.5% 이상의 암 투과도(dark transmission)를 갖는, 광 투과 영역을 통한 에너지의 흐름을 조절하기 위한 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 에너지의 흐름이 건물, 차량 또는 운송 콘테이너의 내부 중에서 선택된 어느 하나의 내부 안으로 일어나는 것을 특징으로 하는, 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 장치가, 상대적으로 높은 광 투과도를 갖는 스위칭 상태로부터 상대적으로 낮은 광 투과도를 갖는 스위칭 상태로 온도의 함수로서 스위칭되는 것을 특징으로 하는, 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상대적으로 높은 광 투과도를 갖는 스위칭 상태로부터 상대적으로 낮은 광 투과도를 갖는 스위칭 상태로 스위칭되는 것이 0℃ 내지 80℃의 온도 범위에서 점진적으로 발생하는 것을 특징으로 하는, 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 두 개의 편광 층이 동일하거나 상이하게, 550 nm의 파장에서 측정시, 30 내지 85% 범위의 편광도(P) 및 75 내지 100% 범위의 투과 방향에서의 투과도(T1)를 갖는 것을 특징으로 하는, 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 두 개의 편광 층이, 편광 면이 서로에 대하여 70°내지 110°의 각도로 회전하는 선형 편광 판인 것을 특징으로 하는, 장치.
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 편광 층 중 하나 또는 둘 다가, 배향된(aligned) 중합체를 포함하는 층으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는, 장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 스위칭 층이, 스위칭 작동 동안 온도 증가에 따라 네마틱 상태로부터 등방성 상태로 변하는 액정 매질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 층이 광학 이방성 상태에서 선형 편광된 광의 편광 면을 10°이상의 각도로 회전시키고, 등방성 상태에서 선형 편광된 광의 편광 면을 회전시키지 않는 것을 특징으로 하는, 장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치가, 유리, 중합체 또는 ITO로부터 형성된 기재 층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
12. 제 1 편광 층,
    제 2 편광 층, 및
    상기 두 개의 편광 층 사이에 배열되고 편광된 광의 편광 특성을 온도의 함수로서 변화시키는 스위칭 층
    을 포함하는, 광 투과 영역을 통한 에너지의 흐름을 조절하기 위한 장치의 제조 방법으로서,
    상기 편광 층에 대한 두 가지 파라미터인 편광도(P) 및 투과 방향에서의 투과도(T1)가, 층 두께, 편광 층의 배향도, 혼입된 물질의 농도, 혼입된 물질의 배향도, 혼입된 물질의 흡수 특성, 혼입된 물질의 구조, 혼입된 물질의 이색성 및 혼입된 물질의 응집 특성으로부터 선택된 하나 이상의 제조 파라미터의 변화에 의해 서로 독립적으로 선택되고,
    상기 편광 층 중 하나 또는 둘 다가, 액정 매질 및 하나 이상의 이색성 염료를 포함하는 층으로부터 형성되고,
    상기 장치는 7.5% 이상의 암 투과도를 갖는 것을 특징으로 하는, 제조 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    550 nm의 파장에서 측정시 상기 편광도(P)가 20 내지 85% 범위에서 선택되고 상기 투과 방향에서의 투과도(T1)가 70 내지 100% 범위에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 제조 방법.
14. 삭제
15. 제 1 항 내지 제 6 항 및 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치가, 전압의 인가 없이, 상대적으로 높은 광 투과도를 갖는 상태로부터 상대적으로 낮은 광 투과도를 갖는 상태로 스위칭되는 것을 특징으로 하는, 장치.

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