KR102386479B1 - 전기 투과도 가변 필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

전기 투과도 가변 필름 및 그 제조 방법이 개시된다. 전기 투과도 가변 필름은 기재필름과, 기재필름 위에 형성된 제1 투명전극층과, 제1 투명전극층 위에 패턴을 형성하는 투명부도체층과, 투명부도층 위에 형성되고, 전기장에 의해 이동가능한 입자를 포함하는 투과도가변층과, 투과도가변층 위에 형성된 제2 투명전극층을 포함한다.

Description

전기 투과도 가변 필름 및 그 제조 방법{Electrically variable transmittance film and manufacturing method for the same}
본 발명의 실시 예는 외부 전기 신호에 따라 투과도가 가변되는 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전기 투과도 가변 필름은 투과되는 빛의 양을 조절할 수 있는 필름이다. 전기 투과도 가변 필름은 대향하는 두 장의 투명 전도성 필름 사이에 액정 또는 분산분극입자를 갖는 투과도 가변층을 삽입하여 구성될 수 있다. 전기장을 인가하지 않으면 액정 또는 분산분극입자이 불규칙하게 배열되어 빛을 산란시키므로 투과도가 낮아지고, 전기장을 인가하면 입자의 배열이 규칙적으로 되어 빛의 투과도가 높아진다.
본 발명의 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 입자의 이동을 통해 높은 투과도를 나타내고 대면적에서도 균일한 투과도 가변이 가능하도록 하는 전기 투과도 가변 필름 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 투과도 가변 필름의 일 예는, 기재필름; 상기 기재필름 위에 형성된 제1 투명전극층; 상기 제1 투명전극층 위에 패턴을 형성하는 투명부도체층; 상기 투명부도층 위에 형성되고, 전기장에 의해 이동가능한 입자를 포함하는 투과도가변층; 및 상기 투과도가변층 위에 형성된 제2 투명전극층;을 포함한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 실시 예에 따른 투과도 가변 필름의 제조 방법의 일 예는, 기재필름 위에 제1 투명전극층을 형성하는 단계; 상기 제1 투명전극층 위에 적어도 하나 이상의 입자를 포함하는 투과도가변층을 형성하는 단계; 및 상기 투과도가변층 위에 제2 투명전극층을 형성하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 전극에 의한 투과도 감소 문제를 해결하고 대면적에서도 균일한 투과도 가변이 가능하다. 다른 실시 예로, 인쇄 공정을 통해 대면적의 투과도 가변 필름의 제작이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 투과도 가변 필름의 제1 실시 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 투명전극층의 패턴의 일 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 투과도 가변 필름의 제2 실시 예를 도시한 도면,
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 투명부도체층의 패턴의 일 예를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 투명부도체층의 패턴의 다른 예를 도시한 도면,
도 7 및 도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전기 투과도 가변 필름의 제조 방법의 일 예를 도시한 도면, 그리고,
도 9 및 도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전기 투과도 가변 필름의 제조 방법의 일 예를 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 투과도 가변 필름의 제3 실시 예를 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 투과도 가변 필름의 제4 실시 예를 도시한 도면,
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 제3,4 실시 예의 전기투과도 가변 필름의 제조 방법의 일 예를 도시한 도면, 그리고,
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 한 번의 압출인쇄로 격벽과 부도체 패턴을 생성하는 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전기 투과도 가변 필름 및 그 제조 방법에 대해 상세히 살펴본다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 투과도 가변 필름의 제1 실시 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 전기 투과도 가변 필름은 기재필름(100), 제1 투명전극층(110), 투과도가변층(120) 및 제2 투명전극층(130)을 포함한다. 도 1은 이해를 돕기 위하여 전기 투과도 가변 필름의 단면을 단순하게 도식화한 도면이다.
기재필름(100)은 플라스틱 소재의 필름으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 기재필름은 PC(polycarbonate), PE(polyethylene), PP(polypropylene), PVA(polyvinyl alcohol) 등으로 구현될 수 있다. 이 외에도 기재필름(100)은 본 실시 예에 기재되어 있지 아니한 종래의 다양한 투명 소재로 구현될 수 있으며 특정 소재로 한정되는 것은 아니다. 다른 실시 예로, 기재필름(100)은 반투명하게 구현되거나 기 정의된 색상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기재필름(100)을 구성하는 투명한 물질에 색소를 추가하여 빛을 투과하되 일정 색상을 나타내는 필름으로 구현할 수 있다. 기재필름(100)의 두께는 실시 예에 따라 다양할 수 있으며, 일 예로 수㎛~수㎜로 구현될 수 있다.
제1 투명전극층(110)은 도체 물질로 구성된 패턴을 포함한다. 제1 투명전극층(110)을 형성하는 도체 물질의 일 예로 금속(metal) 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등이 사용될 수 있다. 제1 투명전극층(110)은 그 용어에 한정되지 아니하며 투명한 도체 물질뿐만 아니라 불투명 또는 반투명한 도체 물질로 구현될 수도 있다. 제1 투명전극층(110)을 구성하는 패턴의 폭(w) 및 간격(d)은 실시 예에 따라 다양하게 구현될 수 있으며, 일 예로 폭은 3~30㎛로 구현되고 간격은 30~300㎛로 구현될 수 있다. 제1 투명전극층(110)의 패턴 두께는 실시 예에 따라 다양하게 구현될 수 있으며, 일 예로 500nm~50㎛로 구현될 수 있다.
제1 투명전극층(110)에 형성된 패턴은 규칙적인 모양 또는 불규칙적인 모양일 수 있다. 예를 들어, 제1 투명전극층(110)의 도체 패턴은 도 2와 같은 사각형 패턴이거나 벌집모양 패턴일 수 있다. 전기장이 가해질 때 투과도가변층(120)에 존재하는 입자(124)를 한 곳으로 모아 투과도 가변 필름의 투과도를 조절하기 위한 용도로 제1 투명전극층(110)의 도체 패턴이 사용되므로, 도체 패턴은 반드시 규칙적인 모양일 필요는 없으며 실시 예에 따라 좁은 폭으로 불규칙하게 나열된 모양일 수도 있다. 다만 이하에서는 제1 투명전극층(110)의 도체 패턴이 도 2와 같이 규칙적인 경우를 가정하여 설명한다.
투과도가변층(120)은 전가장에 의해 이동이 가능한 적어도 하나 이상의 입자(124)를 포함한다. 예를 들어, 입자(124)는 전하(양전하 또는 음전하)를 갖는 입자 또는 제타(Zeta) 전하를 가지는 입자일 수 있다. 투과도가변층(120)은 입자의 이동성을 보장하기 위하여 다양한 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 3의 실시 예와 같이 캡슐(122,332) 내 입자(124,334)를 포함하거나, 도 11 및 도 13과 같이 격벽에 의해 형성되는 공간 내에 입자를 포함할 수 있다. 이 외에도 투과도가변층(120)이 입자 이동성을 제공하기 위하여 일정 공간을 형성하는 다양한 방법이 본 실시 예에 적용될 수 있으며 어느 한 가지 방법으로 한정되는 것은 아니다. 다만 이하에서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 도 1 및 도 3에서는 캡슐을 포함하는 구조에 대해 살펴보고, 도 11 및 도 12에서는 격벽을 포함하는 구조에 대해 살펴본다.
다시 도 1을 참조하면, 투과도가변층(120)은 적어도 하나 이상의 입자를 포함하는 복수의 캡슐(122)을 포함한다. 투과도가변층(120)은 복수의 캡슐(122)이 기재필름(100)과 제2 투명전극층(130) 사이에 고정되도록 바인더(126)를 포함할 수 있다. 종래의 다양한 종류의 바인더(126)가 본 실시 예에 적용될 수 있으며, 바인더(126)는 투명, 반투명 또는 일정 색상을 가진 물질로 구성될 수 있다.
제1 투명전극층(110)과 제2 투명전극층(130) 사이에 위치한 입자(124)의 이동을 통해 투과도를 조절한다. 입자(124)의 이동을 위해 제1 투명전극층(110)과 제2 투명전극층(130) 사이에 일정한 간격의 공간이 필요하다. 두 전극층(110,130) 사이의 공간 확보를 위하여 투명필름(100)과 제2 투명전극층(130) 사이에 도 11 및 도 12와 같이 격벽 등으로 구성된 스페이서(spacer)를 일정 간격으로 배치할 수 있다. 그러나 별도의 스페이서를 배치할 경우 구조가 복잡하고 스페이서 구성을 위한 추가 공정이 필요하여 제조 비용이 높아지는 단점이 존재하므로, 본 실시 예는 제1 투명전극층(110)과 제2 투명전극층(130) 사이의 공간 확보를 위하여 일정 부피를 가진 캡슐(122)을 이용한다. 캡슐(122)이 투명필름(110)과 제2 투명전극층(130) 사이의 공간을 지지하는 스페이서의 역할을 수행한다. 일 실시 예로, 캡슐의 크기는 10~100㎛의 직경일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 캡슐은 제2 투명전극층(130) 등이 코팅된 후 압력에 의해 디스크 형태를 형성할 수 있으며 이때 5~50㎛의 높이를 형성하도록 캡슐 크기를 만들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
복수 개의 캡슐(122)은 기재필름(100)과 제2 투명전극층(130) 사이에 존재한다. 본 실시 예는 설명의 편의를 위하여 원형의 복수 개의 캡슐(122)이 일렬로 배열된 그림을 도시하고 있으나, 복수 개의 캡슐(122)은 기재필름(100)과 제2 투명전극층(130) 사이에 불규칙하게 존재할 수 있으며 여러 층으로 중첩 배열될 수도 있다. 또한 외부에서 일정 압력이 가해지는 경우에 캡슐(122)의 모양은 원형이 아닌 타원형일 수 있다.
캡슐(122)은 캡슐벽, 적어도 하나 이상의 입자(124) 등으로 구성된다. 캡슐 내에는 분산물질(예를 들어, 오일 등)이 존재한다. 분산물질은 경화되지 않은 물질이며, 종래의 다양한 물질이 분산물질로 사용될 수 있다.
캡슐 내 입자(124)는 전기장에 영향을 받을 수 있는 전하를 갖는 입자 또는 분산물질의 첨가제에 따라서 제타(Zeta) 전하를 가지는 입자이다. 입자(124)는 동일한 종류의 전하(예를 들어, 양전하 또는 음전하)로 대전되어 있으므로, 외부에서 전기장이 인가되지 않으면 캡슐(122) 내 분산물질에 분산되어 존재한다. 입자(124)의 모양은 원형이나 막대형 등 실시 예에 따라 다양한 모양으로 구현될 수 있다.
캡슐(122)의 크기는 실시 예에 따라 다양하게 구현될 수 있다. 일 실시 예로, 전기장이 가해질 때 캡슐 내 입자가 제1 투명전극층(110)의 도체 패턴 방향(또는 그 반대 방향)으로 잘 모일 수 있도록, 캡슐(122)의 크기는 제1 투명전극층(110)의 패턴을 구성하는 선 사이의 간격(d) 이상이 되도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 도체 패턴의 선 간격(d)이 50㎛이면, 캡슐(122)의 크기는 50㎛ 이상으로 구현될 수 있다. 물론 다른 실시 예로, 캡슐(122)의 크기가 패턴의 선 간격(d) 미만이 되도록 구현할 수도 있다.
제2 투명전극층(130)은 도체 물질로 구성되어 투과도가변층(120) 위에 존재한다. 제2 투명전극층(130)은 투명한 도체 물질(예를 들어, ITO 등)로 구성될 수 있다. 실시 예에 따라 제1 투명전극층(110)과 제2 투명전극층(130)을 구성하는 도체 물질은 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
다른 실시 예로, 기재필름(100), 제1 투명전극층(110), 투과도가변층(120), 제2 투명전극층(130) 등을 구성하는 각 물질은 굴절률 차이가 최소가 되도록 선택할 수 있다. 예를 들어, 제1 투명전극층(110) 및 제2 투명전극층(130)은 ITO로 구현되고, 기재필름(100)은 사용 가능한 다양한 물질 중 ITO의 굴절률과 차이가 최소가 되는 물질로 구현될 수 있다. 굴절률 차이가 최소가 되도록 하여 계면에서의 반사 및 헤이즈(haze)를 최소화할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제1 투명전극층의 패턴의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1 투명전극층(110)은 도체 물질의 패턴을 포함한다. 패턴을 구성하는 선 사이의 간격(d) 및 선의 폭(w) 등은 실시 예에 따라 다양하게 변형하여 구현할 수 있다. 기재필름 상에 금속(metal) 소재의 패턴을 인쇄 공정(예를 들어, 그라비아 인쇄, 플렉소 인쇄 등) 또는 스탬핑(stamping) 및 압출인쇄(imprinting) 방식으로 형성하여 제1 투명전극층(110)을 형성할 수 있다. 다만 이 경우 금속 소재에 의한 투과도 감소와 패턴의 폭 한계로 인한 대면적에서의 비저항 감소 및 전면적 동일 구동에 한계가 존재하는 단점이 있을 수 있다. 이를 해결하는 방법으로 기재필름(100)에 ITO를 전면 인쇄(도포) 또는 코팅한 후 식각을 통해 도체 패턴의 제1 투명전극층(110)을 형성할 수 있다. 도 1의 투과도 가변 필름의 제조 방법에 대해서는 도 7에서 다시 살펴본다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 투과도 가변 필름의 제2 실시 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 투과도 가변 필름은 기재필름(300), 제1 투명전극층(310), 투명부도체층(320), 투과도가변층(330) 및 제2 투명전극층(340)을 포함한다.
기재필름(300) 및 제2 투명전극층(340)은 도 1의 제1 실시 예와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
제1 투명전극층(310)은 기재필름의 전면에 형성된다. 제1 투명전극층은 투명 도체 물질(예를 들어, ITO)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 기재필름 위에 투명 도체 물질을 코팅 또는 도포하거나, 투명 도체 필름(예를 들어, ITO 필름)을 접착하여 제1 투명전극층(310)을 형성할 수 있다. 이 외에도 종래의 다양한 방법이 본 실시 예에 적용될 수 있다.
투명부도체층(320)은 제1 투명전극층(310) 위에 부도체 물질로 구성된 패턴을 포함한다. 투명부도체층(320)의 두께는 실시 예에 따라 다양하게 구현될 수 있으며, 일 예로 0.1~20㎛ 두께로 구현될 수 있다. 투명부도체층(320)은 그 용어에 한정되지 아니하며, 부도체 물질은 투명 또는 반투명한 소재로 구현될 수 있다. 예를 들어, 부도체 물질로 폴리머, 아크릴, 우레탄 등이 사용될 수 있다. 이 외에도 투명부도체층(320)을 구성하는 부도체 물질은 본 실시 예에 기재되어 있지 아니한 종래의 다양한 투명 또는 반투명 소재를 사용할 수 있으며 특정 종류에 한정되는 것은 아니다.
도 1의 도체 패턴이 양각 형태인 반면에 도 3의 투명부도체층(320)에 의한 도체 패턴은 음각 형태이다. 부도체 패턴은 도 4와 같은 사각형 형태이거나 도 5와 같은 벌집 모양 형태일 수 있다. 이 외에도 부도체 패턴은 실시 예에 따라 그 모양이 다양할 수 있다.
제1 투명전극층(310)과 제2 투명전극층(340)에 전기가 인가되면 제1 투명전극층(310)과 제2 투명전극층(340) 사이에 형성되는 전기장의 세기는 투명부도체층(320)의 패턴 모양에 따라 달라진다. 예를 들어, 부도체가 존재하는 부분과 부도체가 존재하지 아니한 도체 패턴 부분의 전기장의 세기가 서로 다르다.
투과도가변층(330)은 대전된 적어도 하나 이상의 입자(334)를 포함한다. 일 실시 예로, 입자(334)는 캡슐(332) 내에 존재할 수 있다. 다시 말해, 투과도가변층(330)은 적어도 하나 이상의 입자(334)를 포함하는 복수의 캡슐(332)과 바인더(336)를 포함할 수 있다. 전기장이 인가되면, 입자(334)는 부도체 패턴 사이에 노출된 제1 투명전극층(310) 가까이 모이고 그에 따라 투과도가 높아진다. 전기장이 제거되면, 입자는 척력에 의해 서로 멀어져 투명부도체층(320)과 제2 투명전극층(340) 사이에 흩어져 존재하며 그에 따라 투과도가 낮아진다. 복수의 캡슐(332)은 투명부도체층(320)과 제2 투명전극층(340) 사이에 일정한 간격을 형성하는 스페이서의 역할을 수행할 수 있다. 투과도가변층(330)을 구성하는 캡슐(322) 등은 도 1의 제1 실시 예와 동일하므로 이에 대한 추가적인 설명은 생략한다.
캡슐(332)의 크기는 실시 예에 따라 다양하게 구현될 수 있다. 일 실시 예로, 전기장이 가해질 때 캡슐(332) 내 입자가 한 곳으로 보다 잘 모일 수 있도록, 캡슐(322)의 크기는 부도체 패턴의 부도체 폭(w) 이상이 되도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 부도체 패턴의 부도체 폭(w)이 50㎛이면, 캡슐(332)의 크기는 50㎛ 이상으로 구현될 수 있다. 물론 다른 실시 예로, 캡슐(332)의 크기가 부도체 폭(w) 미만이 되도록 구현할 수도 있다. 전기장이 인가되면 캡슐(332) 내 입자(334)는 부도체 패턴에서 제1 투명전극층(310)이 노출된 식각 부분(또는 그 반대방향)으로 이동하고, 전기장이 제거되면 캡슐(332) 내 입자(334)는 척력에 의해 캡슐 내 흩어져 분산된다. 캡슐 내 입자(334)의 이동에 따라 투과도가 달라진다.
다른 실시 예로, 기재필름(300), 제1 투명전극층(310), 투명부도체층(320), 투과도가변층(330), 제2 투명전극층(340) 등을 구성하는 각 물질은 굴절률 차이가 최소가 되도록 선택할 수 있다. 예를 들어, 제1 투명전극층(310) 및 제2 투명전극층(340)은 ITO로 구현되고, 투명부도체층(320)은 사용 가능한 다양한 물질 중 ITO의 굴절률과 차이가 최소가 되는 물질로 구현될 수 있다. 굴절률 차이가 최소가 되도록 하여 계면에서의 반사 및 헤이즈(haze)를 최소화할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 투명부도체층의 패턴의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 투명부도체층(320)의 패턴은 사각형 모양이거나 벌집모양일 수 있다. 부도체 패턴을 구성하는 부도체의 폭(w) 및 부도체 사이의 간격(d)(예를 들어, 3~15㎛) 등은 실시 예에 따라 다양하게 변형하여 구현할 수 있다. 부도체 사이의 간격(즉, 음각으로 나타나는 패턴)이 전극의 역할을 수행한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 투명부도체층의 패턴의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 투명부도체층(600)의 부도체 패턴의 경계(610)는 경사면으로 구현될 수 있다. 부도체 패턴을 구성하는 부도체의 각 경계(610)가 경사면으로 구성되면, 캡슐(630)이 제1 투명전극층(310)과 더 가까이 위치할 수 있어 전기장이 가해질 때 캡슐(630) 내 입자가 한 곳으로 보다 더 잘 모일 수 있다. 즉, 캡슐(610)과 제1 투명전극층(310)과의 직간접 접촉면을 늘려 캡슐(630)에 가해지는 전기장의 크기를 더 크게 하여 입자의 이동을 신속하게 할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전기 투과도 가변 필름의 제조 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8을 함께 참조하면, 기재필름(800) 위에 일정 패턴을 가진 제1 투명전극층(812)을 형성한다(S700). 예를 들어, 기재필름(800)의 전면에 투명전극물질(예를 들어, ITO)(810)를 인쇄 또는 도포한 후 일정 모양으로 식각하여 도체 패턴으로 구성된 제1 투명전극층(812)을 형성할 수 있다.
제1 투명전극층(812) 위에 투과도가변층(820)을 형성한다(S710). 투과도가변층(820)은 캡슐과 바인더로 구성될 수 있다. 대전된 입자와 함께 캡슐벽을 구성하는 고분자가 용융되어 있는 용제를 교반, 진동 또는 전압 인가 등의 방법을 이용하여 혼합하여 적어도 하나 이상의 입자를 포함하는 캡슐을 제작할 수 있다. 이 외에도 종래의 다양한 캡슐 제조 방법이 본 실시 예에 적용될 수 있다. 다른 실시 예로, 캡슐은 종래의 다양한 방법으로 이미 제조되어 있을 수 있다. 투과도가변층(820)은 인쇄 방법 또는 도포 방법 등으로 제1 투명전극층(812) 위에 형성될 수 있다.
투과도가변층(820) 위에 제2 투명전극층(830)을 형성한다(S720). 투명한 도체 물질로 구성된 일정 두께의 막을 투과도가변층(820) 위에 배치하여 제2 투명전극층(830)을 형성하거나, 투과도가변층(820) 위에 도체 물질을 도포 또는 인쇄하여 제2 투명전극층(830)을 형성할 수 있다. 이 외에도 제2 투명전극층(830)의 형성에 종래의 다양한 방법이 적용될 수 있다. 일 예로, ITO 필름을 투과도가변층(820)에 부착하여 제2 투명전극층(830)을 형성할 수 있다. ITO 필름의 부착에는 광학투명접착제(OCA) 등을 사용할 수 있다. 이 외에도 ITO 필름을 부착하는 종래의 다양한 방법이 본 실시 예에 적용될 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 투과도 가변 필름의 제조 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 9 및 도 10을 함께 참조하면, 기재필름(1000)에 제1 투명전극층(1010)을 형성한다(S900). 제1 투명전극층(1010)은 기재필름(1000)의 전면에 형성된다. 예를 들어, 인쇄, 도포, 부착 등 종래의 다양한 방법을 적용하여 기재필름(1000) 상에 제1 투명전극층(1010)을 형성할 수 있다.
제1 투명전극층(1010)이 형성되면 그 위에 투명부도체층(1020)을 형성한다(S910). 투명부도체층(1020)은 일정 패턴의 부도체 물질로 구성된다. 예를 들어, 제1 투명전극층(1010) 위에 부도체 물질을 도 4 또는 도 5와 같은 패턴으로 인쇄방식 또는 스탬핑(stamping) 및 압출인쇄(imprinting) 방식으로 일정 패턴을 가진 투명부도체층(1020)을 형성할 수 있다.
일 실시 예로, 압출인쇄 방식으로 부도체 패턴을 형성하는 경우에, 인쇄 패턴이 양각으로 새겨진 롤러를 이용하여 압력을 가하여 부도체 패턴을 형성하므로, 투명부도체층(1020)에 의한 도체 패턴에는 부도체 패턴의 부도체 물질의 높이보다 낮은 부도체 물질이 존재할 수 있다. 도 3 내지 도 5의 실시 예는 부도체층에 의해 나타나는 도체 패턴 부분에 제1 투명전극층이 그대로 노출되는 형태이나, 다른 실시 예로 도 3 내지 도 5의 실시 예는 도체 패턴 부분에 부도체 패턴의 부도체 물질의 높이보다 낮은 높이의 부도체 물질이 존재하는 형태로 구현될 수 있다.
투명부도체층(1020)이 형성되면 그 위에 투과도가변층(1030)을 형성한다(S920). 투과도가변층(1030)은 캡슐과 바인더로 구성된다. 투과도가변층(1030)은 도 8의 투과도가변층 형성 방법과 동일한 방법으로 형성될 수 있다.
투과도가변층(1030)이 형성되면 그 위에 제2 투명전극층(1040)을 형성한다(S930). 제2 투명전극층(1040)은 도 8의 제2 투명전극층의 형성 방법과 동일한 방법으로 형성될 수 있다.
다른 실시 예로, 투과도가변층(1030) 형성 전에 투명부도체층(1020)의 패턴 경계를 경사면으로 식각하는 공정을 더 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 투과도 가변 필름의 제3 실시 예를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 전기 투과도 가변 필름은 기재필름(1100), 제1 투명전극층(1110), 투명부도체층(1120), 투과도가변층(1130), 제2 투명전극층(1160)을 포함한다.
기재필름(1100), 제1 투명전극층(1110), 투명부도체층(1120), 제2 투명전극층(1160)은 도 3의 제2 실시 예와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
투과도가변층(1130)은 격벽(1140) 및 캡슐(1150)을 포함한다. 도 1의 제1 실시 예 및 도 3의 제2 실시 예는 격벽 등의 스페이서가 존재하지 않고 스페이서의 역할을 캡슐이 수행하는 형태인 반면, 본 실시 예는 외부 압력에 보다 잘 견딜 수 있도록 격벽(1140)을 포함하는 형태이다. 격벽(1140)은 투명부도체층(1120)의 부도체 물질과 동일 물질로 구성되거나 다른 물질로 구성될 수 있다. 다른 실시 예로, 도 1의 제1 실시 예에 격벽이 추가될 수도 잇다.
격벽(1140)은 투명부도체층(1120) 위에 일정한 간격으로 배치되거나 불규칙하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 격벽(1140)은 투명부도체층(1120)의 패턴과 동일한 패턴(예를 들어, 사각형 패턴, 벌집모양 패턴)으로 투명부도체의 폭보다 작은 폭으로 배치될 수 있다. 격벽의 배치 형태, 높이, 너비 등은 실시 예에 따라 다양하게 변형 가능하다. 예를 들어, 격벽은 5~30㎛의 폭과 20~100㎛의 높이로 구현되고, 격벽 사이의 간격은 20~100㎛로 구현될 수 있다. 다른 실시 예로, 격벽(1140)은 안정성을 위해 1~10도 사이의 경사면을 가진 형태, 즉 위에서 아래로 내려갈수록 격벽의 굵기가 굵어지는 형태로 구현될 수 있다.
전기장에 의해 이동 가능한 적어도 하나 이상의 입자(1152)를 포함하는 캡슐(1150)은 격벽으로 구획된 공간 내에 존재한다. 일 실시 예로, 격벽(1140)으로 구획된 공간마다 하나의 캡슐이 포함될 수 있도록, 격벽(1140)의 배치 간격 또는 캡슐(1150)의 크기가 결정될 수 있다. 예를 들어, 격벽(1140) 사이의 간격이 캡슐의 지름 이상이되 캡슐 2개의 지름보다는 작도록 구현하여 격벽 사이에 하나의 캡슐(1150)이 존재하도록 할 수 있다. 격벽에 의해 구획된 공간별 하나의 캡슐이 존재하는 경우 캡슐(1150) 내 입자(1152)가 음각으로 나타나는 도체 패턴에 의해 한 곳으로 보다 잘 모일 수 있다. 물론 다른 실시 예로, 격벽(1140)으로 구획된 공간 내에 복수의 캡슐(1150)이 존재하도록 격벽의 배치 간격 또는 캡슐의 크기를 결정할 수도 있다. 다른 실시 예로, 캡슐(1150)의 고정을 위해 캡슐(1150) 사이에는 도 1 및 도 3의 실시 예와 같이 바인더를 더 포함할 수 있다.
제2 투명전극층(1170)과 투과도가변층(1130) 사이에는 제2 투명전극층(1170)의 접착을 위한 접착체층(1160)을 더 포함할 수 있다. 접착제층(1160)의 구성은 도 1 및 도 3의 실시 예에도 추가될 수 있다. 접착체층(1160)은 광학투명접착제(OCA)로 구성될 수 있다. 이 외에도 종래의 다양한 투명 접착제가 본 실시 예에 적용될 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 투과도 가변 필름의 제4 실시 예를 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 전기 투과도 가변 필름은 기재필름(1200), 제1 투명전극층(1210), 투명부도체층(1220), 투과도가변층(1230) 및 제2 투명전극층(1270)을 포함한다.
기재필름(1200), 제1 투명전극층(1210), 투명부도체층(1220), 제2 투명전극층(1270)은 도 11의 제3 실시 예와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
투과도가변층(1230)은 입자(1252)가 분산되어 존재하는 잉크(1250)와 격벽(1240)을 포함한다. 격벽(1240)은 투명부도체층과 제2 투명전극층 사이에 일정 공간을 형성하는 용도로 사용되며, 도 11의 제3 실시 예에서 살핀 바와 동일하다. 전기장에 의해 이동 가능한 적어도 하나 이상의 입자(1252)를 포함하는 잉크(1250)는 격벽 사이에 주입된다. 잉크(1250)는 그 용어에 한정되지 아니하며 경화되지 않고 입자가 이동할 수 있는 일정 점도를 가진 다양한 물질(예를 들어, 오일 등)로 구성될 수 있다. 또한 잉크(1250)는 투명, 반투명의 물질이거나 색상을 포함하는 물질일 수도 있다.
제2 투명전극층(1270)과 투과도가변층(1230) 사이에는 제2 투명전극층(1270)의 접착을 위한 접착체층(1260)을 더 포함할 수 있다. 접착체층(1260)은 광학투명접착제(OCA) 등 종래의 다양한 투명 접착제로 구성될 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 제3 실시 예 및 제4 실시 예의 전기 투과도 가변 필름의 제조 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 기재필름(1100,1200)에 제1 투명전극층(1110,1210)을 형성한다(S1300). 제1 투명전극층(1110,1210)은 기재필름(1100,1200)의 전면에 형성된다. 예를 들어, 인쇄 또는 도포 등 종래의 다양한 방법을 적용하여 기재필름(1100,1200) 상에 제1 투명전극층(1110,1210)을 형성할 수 있다.
제1 투명전극층(1110,1210)이 형성되면 그 위에 투명부도체층(1120,1220)을 형성한다(S1310). 투명부도체층(1120,1220)은 도 4 및 도 5와 같이 일정 패턴의 부도체 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 투명전극층(1110,1210) 위에 부도체 물질을 인쇄방식 또는 스탬핑(stamping) 및 압출인쇄(imprinting) 방식으로 도 4 또는 도 5와 같은 일정 패턴으로 형성하여 투명부도체층(1120,1220)을 형성할 수 있다.
일 실시 예로, 압출인쇄 방식을 사용하는 경우, 제1 투명전극층(1110,1210)에 부도체 물질을 코팅 또는 도포한 후 인쇄 패턴이 양각으로 새겨진 롤러로 부도체 물질에 압력을 가하여 일정 패턴을 가진 투명부도체층을 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 4 또는 도 5와 같인 부도체 패턴을 형성하고자 하는 경우에, 도 4 또는 도 5의 패턴에 대응되는 인쇄 패턴(즉, 부도체 패턴에 의해 나타나는 도체 패턴이 양각으로 새겨진 패턴)이 새겨진 롤러로 부도체 물질에 압력을 가하여 패턴을 생성할 수 있다.
다른 실시 예로, 한 번의 압출인쇄를 통해 부도체 패턴과 격벽을 함께 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 투명전극층(1110,1210)에 격벽(1140,1240)의 높이 이상의 부도체 물질을 코팅 또는 도포한다. 그리고 도 14와 같이 격벽과 부도체 패턴에 대응하는 인쇄 패턴이 양각으로 새겨진 롤러를 이용하여 부도체 물질에 압력을 가하여 격벽(1140,1240)과 부도체 패턴을 동시에 생성할 수 있다. 도 11 및 도 12는 부도체 패턴에 의해 나타나는 도체 패턴 영역에 제1 투명전극층(1110,1210)이 그대로 노출되는 형태를 도시하고 있으나, 다른 실시 예로, 도 11 및 도 12의 실시 예는 각각 도체 패턴 영역에 부도체 패턴의 부도체 물질의 높이보다 낮은 높이를 가진 부도체 물질이 존재하는 형태로 구현될 수 있다.
투명부도체층(1120,1220)이 형성되면 그 위에 격벽(1140,1240)을 형성한다(S1320). 예를 들어, 도 12 및 도 13과 같이 일정 높이 및 폭을 가진 격벽을 형성한다.
격벽(1140,1240)이 형성되면, 격벽(1140,1240) 사이에 전기장에 의해 이동이 가능한 입자를 포함하는 투과도가변층(1130,1230)을 형성한다(S1330). 예를 들어, 도 11과 같이 적어도 하나 이상의 입자(1152)를 포함하는 복수의 캡슐(1150)을 격벽(1140) 사이에 채워 넣어 투과도가변층(1130)을 형성하거나, 도 12와 같이 적어도 하나 이상의 입자(1252)를 포함하는 잉크(1250)를 격벽(1240) 사이에 채워 넣어 투과도가변층(1230)을 형성할 수 있다.
투과도가변층(1130,1230)이 형성되면 그 위에 제2 투명전극층(1170,1270)을 형성한다(S1340). 제2 투명전극층(1170,1270)은 도 8의 제2 투명전극층의 형성 방법과 동일한 방법으로 형성될 수 있다. 일 실시 예로, 제2 투명전극층(1170,1270)을 구성하는 투명 전극 필름(ITO 필름)을 투과도가변층(1130,1230)에 부착하기 위한 접착제층(1160,1260)을 더 포함할 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 한 번의 압출인쇄로 격벽과 부도체 패턴을 생성하는 방법의 일 예를 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 인쇄패턴(1450)은 투명부도체층의 패턴과 격벽(1420)의 패턴에 따라 다양한 모양일 수 있다. 예를 들어 도 12 또는 도 13과 같은 전기 투과도 가변 필름을 제조하는 경우에, 기재필름(1400) 위에 존재하는 일정 높이의 부도체 물질(1410)에 양각으로 새겨진 인쇄패턴(1450)을 포함하는 롤러로 압력을 가하여 격벽(1420)과 부도체 패턴(즉, 음각의 도체 패턴)을 동시에 형성할 수 있다. 이때, 부도체 패턴에 의해 음각으로 나타나는 도체 패턴(1430)에는 일정 높이의 부도체 물질(1430)이 존재할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 기재필름;
    상기 기재필름 위에 형성된 제1 투명전극층;
    상기 제1 투명전극층 위에 패턴을 형성하는 투명부도체층;
    상기 투명부도체층 위에 형성되고, 전기장에 의해 이동가능한 입자를 포함하는 투과도가변층; 및
    상기 투과도가변층 위에 형성된 제2 투명전극층;을 포함하고,
    상기 투과도가변층은 대전된 하나 이상의 입자를 포함하는 복수의 캡슐을 포함하고,
    상기 투명부도체층의 부도체 패턴의 부도체 사이에 나타나는 음각 패턴이 전극 역할을 수행하고,
    상기 캡슐의 크기는 상기 부도체 패턴의 부도체 폭 이상이 되고,
    상기 캡슐은 상기 제1 투명전극층과 상기 제2 투명전극층 사이의 공간을 지지하는 스페이서의 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 전기 투과도 가변 필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 투명부도체층은 사각형 패턴 또는 육각형 패턴으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 투과도 가변 필름.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 투명부도체층의 패턴은 경사면의 경계를 가진 일정 높이의 투명 부도체 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 투과도 가변 필름.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 투과도가변층은,
    상기 투명부도체층과 상기 제2 투명전극층 사이에 일정 간격으로 배치된 복수 개의 격벽;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 투과도 가변 필름
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 격벽은 경사면을 가지는 것을 특징으로 하는 전기 투과도 가변 필름.
  8. 기재필름 위에 제1 투명전극층을 형성하는 단계;
    상기 제1 투명전극층 위에 일정 패턴을 가진 투명부도체층을 형성하는 단계;
    상기 투명부도체층 위에 적어도 하나 이상의 입자를 포함하는 투과도가변층을 형성하는 단계; 및
    상기 투과도가변층 위에 제2 투명전극층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 투과도가변층은 대전된 하나 이상의 입자를 포함하는 복수의 캡슐을 포함하고,
    상기 투명부도체층의 부도체 패턴의 부도체 사이에 나타나는 음각 패턴이 전극 역할을 수행하고,
    상기 캡슐의 크기는 상기 부도체 패턴의 부도체 폭 이상이 되고,
    상기 캡슐은 상기 제1 투명전극층과 상기 제2 투명전극층 사이의 공간을 지지하는 스페이서의 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 전기 투과도 가변 필름 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 8항에 있어서, 상기 투명부도체층을 형성하는 단계는,
    투명부도체 패턴의 경계를 경사면으로 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 투과도 가변 필름 제조 방법.
  12. 제 8항에 있어서, 상기 투명부도체층을 형성하는 단계는,
    인쇄공정을 통해 부도체 패턴을 인쇄하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 투과도 가변 필름 제조 방법.
  13. 제 8항에 있어서, 상기 투명부도체층을 형성하는 단계는,
    상기 제1 투명전극층에 부도체 물질을 코팅하는 단계; 및
    인쇄 패턴이 양각으로 새겨진 롤러로 상기 부도체 물질에 압력을 가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 투과도 가변 필름 제조 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 압력을 가하는 단계는,
    격벽과 도체 패턴에 대응하는 인쇄 패턴이 양각으로 새겨진 롤러를 이용하여 한 번의 압출인쇄를 통해 상기 부도체 물질에 격벽과 도체 패턴을 함께 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 투과도 가변 필름 제조 방법.
  15. 제 8항에 있어서, 상기 투과도가변층을 형성하는 단계는,
    전기장에 의해 이동 가능한 적어도 하나 이상의 입자를 포함하는 캡슐과 바인더가 혼합된 물질을 상기 투명부도체층 위에 도포하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 투과도 가변 필름 제조 방법.
  16. 삭제
  17. 제 8항에 있어서, 상기 제2 투명전극층을 형성하는 단계는,
    광학투명접착제를 이용하여 투명전극필름을 상기 투과도가변층 위에 접착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 투과도 가변 필름 제조 방법.
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