KR102656045B1 - 액정에 의한 가변 확산을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치 및 이를 위한 방법 - Google Patents

액정에 의한 가변 확산을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치 및 이를 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1전극(2), 중합체 네트워크에 의해 안정화되는 액정을 갖는 전기활성층(3), 제2전극(2')을 갖는 스택을 포함하는 액정(100)에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 장치를 제공한다. 물질은 T1 온도에서부터 P 라고 하는 중간상을 나타낸다. T1 이상의 온도 T'에서 스택은 안정적이고 가역적인 적어도 세 가지 가변 산란 상태들을 가시 영역에서 나타낼 수 있다. 본 발명은 또한 장치의 제조에 관한 것이기도 하다.

Description

액정에 의한 가변 확산을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치 및 이를 위한 방법
본 발명은 전기장의 인가에 의해 두 전극 사이에 액정층을 갖는 액정에 의해 산란이 가변되는 전기적으로 제어되는 장치에 관한 것이다.
적절한 전기 공급의 영향으로 특정의 전자기 복사의 파장에서, 특히 가시광 영역 및/또는 적외선 영역에서 투과, 흡수, 반사 또는 더 나아가 빛의 산란과 같은 특정 특성들이 변경될 수 있는 글레이징이 알려져 있다.
액정을 갖는 전기적으로 제어 가능한 글레이징은 건설 부문과 자동차 부문 모두에서 글레이징을 통해 보이는 것을 막아야 할 때마다 모든 곳에서 사용될 수 있다.
액정 시스템은 중합체 매트릭스에 분산된 액정 방울의 형태인 "PDLC"(Polymer Dispersed Liquid Crystal) 또는 균일하게 분포된 액정인 "PSLC"(Polymer Stabilized Liquid Crystal)의 용어로 알려져 있다.
본 발명의 목적은 특히 적절하게 조정될 수 있는 개선된 전기 광학적 특성을 갖는 PSLC 타입의 액정을 구비한 전기적으로 제어가능한 장치를 개발하는 것이다.
이를 위해 본 발명은 우선 다음과 같은 순서로 층 스택(공기로 충전된 공동이 포함될 수도 있음)을 포함하며 액정에 의해서 산란이 변할 수 있는 전기적으로 제어 가능한 장치(평면 또는 곡면 장치, 특히 유연한 장치)를 제공한다:
- 바람직하게는 투명한 제1 전극, 제1 전극은 특히 자립형이거나(선택적으로 유연한 필름) 또는 바람직하게는 투명하고(경우에 따라서는 유연한), 두께가 최대 1cm, 5mm, 3mm 또는 서브센티미터(subcentimetric)이거나 또는 플라스틱 필름이거나 또는 박형 또는 초박형 유리(UTG, Ultra Thin Glass)이고, 특히 두께가 서브밀리미터(submillimetric) 및 심지어 최대 200nm 두께의 필름인 유전체 기판 위에 있으며, 제1 전극은 제1 전기전도층(단일 또는 다층, 특히 증착물(들))을 (제1 기판 위에) 포함하고(실제로는 그것으로 구성되기도 하고), 제1 전극은 제1 결합 표면으로 불리는 제1 주 표면 및 대향 표면(Sb)이라고 하는 표면을 가지며, 특히 제1 전극은 제1 접합 표면의 가장자리를 따라 전류를 전달하는 제1 수단(특히 금속성이고 은을 갖는 구리 등으로 만들어진 스트립(버스바))을 포함한다.
- 접합면 측에 면 A1이라고 하는 주면(main face) 및 대향면 A2라고 하는 주면을 갖는 유전체 전기활성층, 전기활성층은 두께(E0)가 서브 밀리미터이고 최대 100 ㎛이고 적어도 50 nm, 특히 50 nm 내지 50 ㎛ 및 심지어 100 nm 내지 20 ㎛ 및 더 바람직하게는 적어도 1 ㎛ 또는 5 ㎛ 이며, 전기활성층은 특히 (바람직하게는)서모트로픽(thermotropic) 및/또는 리오트로픽(lyotropic) 물질로 만들어지며, 다음을 포함한다(실제로 다음으로 구성되기도 함):
- 바람직하게는 물질의 무게가 우세한(바람직하게는 상기 액정의 중량에 대하여 적어도 50%, 70%, 80%, 85%) 액정(특히 서모트로픽 및/또는 리오트로픽), 특히 바람직하게는 액정은 메소젠(mesogen)(예: 중합체 사슬 없음) 또는 적어도 중합체의 주쇄 또는 측쇄( "LCP"계열)에 포함된 적어도 메소제닉(mesogenic) 그룹을 포함하고, 특히 액정은 크기가 서브 밀리미터이고 심지어 최대 100 nm(및 E0 미만, 예를 들어 E0/L> 10 또는 100인 길이 L을 갖는)이고, 특히 (두개 이상의) 다수 액정들(순수한, non-LCP 의미에서)의 혼합물, 바람직하게는 액정 중 하나(바람직하게는 중량에 의해 우세한) 결정상(예를 들면 네마틱, 또는 비-스멕틱, 특히 비-스멕틱 A)에 더 가까운(또는 심지어 인접한) 또 다른 중간상(P')을 나타낸다.
- (3차원) 중합체 네트워크를 형성하는 중합체들, 액정은 중합체 네트워크(즉, PSLC 계열의)에 의해 (물리적으로) 안정화되며, 바람직하게는 중합체(또는 중합체들 및 중합체 전구체들)의 중량으로 최대 20%, 15%, 10%, 5%을 갖는다
- 선택적으로 (상기) 중합체들 또는 비가교 중합체들의 전구체들
- 바람직하게는 스페이서들, 특히 E0 이하의 높이(및 심지어 가장 큰 치수)를 가지며, 주변부(유전체이고, 투명 또는 불투명하고, 프레임, 예를 들어 Mylar 등으로 만든 프레임에 의해 선택적으로 마스킹 되는)에서 있으며 및/또는 전기활성층(유전체이고, 투명한 특히 플라스틱, 유리, 실리카, 바람직하게는 서브센티미터, 특히 비드(bead)임)에서 분산되어 있다
- 선택적으로 첨가제들, 예를 들어 입자들 및 바람직하게는 하전되지 않은 입자들 (음이온, 양이온 없음), 바람직하게는 높이가 E0 이하임(및 심지어 최대 치수가 E0 이하)
- 특히 자립형(선택적으로는 유연한 필름)이거나 바람직하게는 특히 두께가 최대 1cm, 5mm, 3mm이거나 서브 센티미터인, 바람직하게는 투명한 유전체 지지체 상에 있는, 바람직하게는 투명한, 제2 전극 , 특히 플라스틱 필름 또는 박형 또는 초박형(UTG) 유리로 만들어지고, 서브밀리미터 두께 및 최대 200nm의 두께를 갖는 필름이고, 특히 제2 전극은 제2 전기 전도층(단일 층 또는 다층, 특히 증착물(들), 특히 (지지체 위) 최대 200 nm의 무기층을 포함하고(실제로 그것으로 구성되기도 하고), 제2 전극은 A2면의 측에 제2 결합 표면이라고 하는 주표면 및 대향되는 표면(Sc)을 가지며, 특히 제2 전극은 제2 접합 표면의 가장자리를 따라 더더욱 전류를 전달하는 제1 수단과 대향하여 전류를 전달하는 제2 수단(스트립, 특히 금속의, 버스바)을 포함한다.
투명 상태에서, 전기활성층은 제1 전극의 측면 및/또는 제2 전극의 측면, 바람직하게는 양면에서 투명해서 볼 수있다. 바람직하게는, 전기활성층은 유전체 밀봉, 특히 중합체 밀봉에 의해 주변에서 밀봉된다 (결정에 기초한 재료와 접촉하거나 주변 스페이서에 의해 분리된 제1 및 제2 결합 표면들의 가장자리를 따라).
또한, 물질은 T1 (및 등방성 상전이(isotropic phase transition) 온도일 수 있는 Tf로 지칭되는 온도 이하), 바람직하게는 최대 120℃, 90℃, 50℃, 40℃의 및 더욱더 적어도 10℃, 20℃의, 그리고 더 좋게는 적어도 5℃, 10℃의 온도 범위에서의 T1이라고 하는 온도에서 시작하여, P으로 지칭되는 중간상(mesophase)을 나타내며, 여기서 특히 물질은(일반적으로 부피로, 두께로) 도메인의 집합체(중합체 네트워크에 의해 안정화된 액정을 포함하는)를 포함하며, 심지어 본질적으로 상기 도메인들 또는 부피 요소들로 분할되며, 도메인들은 바람직하게는 적어도 두께 E0의 일부에 걸쳐 제1 및 제2 전극 사이에 연장되고 그리고 도메인들은 그리고 2차원 위상 결함(topological defects), 특히 선 결함(line defects), 특히 적어도 두 가지 형태의 선 결함(예: 하나의 타원형(원 포함), 다른 직선 또는 곡선, 쌍곡선 등)을 포함한다.
T1 이상의 온도 T'에서 물질은 중간상 P에 있고, 스택(또는 스택에 의한 장치)은 가시 영역의 적어도 하나의 파장에 대해(예를 들어 380과 780 nm 또는 800 nm, 특히 550 nm 사이의 값에서 및 심지어 380 내지 780 nm 또는 800 nm의 값에서), 실제로는 근적외선 영역의 적어도 하나의 파장(예: 800 nm에서 2.5 ㎛사이의 값, 심지어 800 nm에서 2.5 ㎛까지)에 대해서도 최소한 3개의 (안정적인) 전환 가능한 산란 상태들(서로 전환할 수 있으므로 세 상태들 중 하나를 다른 상태로 전환하고 가역적으로 전환 가능)을 나타낼 수 있다.
제1 상태는 가장 큰 산란으로, 특히 0이 아닌 헤이즈 H0 또는 0이 아닌 확산 투과 DT0에 의해 정의된다.
제2 상태는 제 1 상태보다 산란이 적고 바람직하게는 H0(또는 DT0보다 낮은 확산 투과 DT1) 보다 낮은 헤이즈 H1에 의해 정의된다.
제3 상태는 투명하고 제2 상태보다 산란이 적은 상태로서 특히 H1(또는 DT1보다 낮은 확산 투과 DT2)보다 낮은 헤이즈 H2 에 의해 정의된다.
3개 상태들 중 적어도 2개는 제1 전극과 제2 전극 사이에 전기장 (교류 또는 직류, 바람직하게는 면 A1에 수직으로)을 인가해서 얻어진다.
스위칭은 가역적이다. 3개 상태들은 가역적이며 안정적이기도 하다.
지금까지, 네마틱 상태의 PSLC로 단지 두 가지의 안정적이고 가역적인 상태들만을 얻을 수 있었다:
- 하나는 산란(OFF 상태);
- 다른 하나는 액정의 복원력을 극복하는 데 필요한 임계값부터 시작하여, 인가된 전계와 평행한 액정의 정렬에 의해 투명한 상태(ON 상태).
더욱이, 기존 방식대로 제조된 장치들에서는 스멕틱 중간상(smectic mesophase)에서 전계를 가할 때 가역적인 스위칭이 없다.
본 발명에 따르면, 중합체 네트워크와 또한 2차원 결함들을 갖는 도메인들의 형성도 특히 액정이 배향되고 또한 최고의 산란 상태와 가장 투명한 상태 사이의 여러 중간 위치에서 안정화하고, 갑작스런 방향 변화("광 스위치" 유형)을 유발할 수 있게 한다.
응용예들에 따라, 투명 상태와 여러 산란 상태들 사이 또는 심지어 두 개 이상의 산란 상태들 사이에서 본 발명을 사용할 수 있다.
미시적으로 설명하자면, 중간상(P)의 존재하에서, T1에서 시작하여 액정의 적어도 일부가 이동하고 3개의 위치에 따라 배향될 수 있고, 3개의 안정된 상태를 생성하고, 하나의 상태에서 다른 하나의 상태로의 통과는 가역적이다. 보다 광범위하게는, 액정의 적어도 일부는 이동 가능하고 다수의 위치에 따라 배향될 수 있으며, 다수의 안정 상태를 생성하며, 한 상태에서 다른 상태로의 통과는 가역적이다.
본 명세서에서, P 또는 P'는 중간상(mesophase)으로서, 정의에 의해 결정상(crystalline phase) 또는 등방성상(isotropic phase)과는 다르다. P 또는 P'에 적용되는 상이라는 용여는 보다 구체적으로 중간상을 의미합니다.
전기장(면 A1에 수직)이 0 ~ 120V의 전압 범위 및 50Hz ~ 1kHz의 주파수 범위에 대해서 교류이든지 직류이든지 관계없이 결과는 유사하다.
방향의 변화는 바람직하게는 면 A1(층이 유연해서 휜 경우 및 볼록한 유리 기판들 사이에서 있는 경우에는 평균 평면)에 수직인 전기장을 인가해서 발생한다,
바람직하게는, 한 상태에서 다른 상태로의 이완 시간은 최대 1초 이하이다.
특히 0V에서 0이 아닌 임의의 값, 특히 최대 220V 또는 120V까지, 심지어 최대 100V 또는 80V까지 이동함으로써 산란 상태에서 투명 상태(가시 영역의 전부 또는 일부에서)로 이동할 수 있다.
산란의 정도는 특히 장치(device)와 교신하는(전기 공급원을 제어하여) 센서(온도, 광도 등)에 의해 수집된 데이터의 함수로서 조정될 수 있다.
또한 헤이즈의 변화로 스위칭 가능한 거울을 설계할 수도 있다(제1 또는 제2 반사층 또는 거울층을 추가 또는 거울 하나 더를 추가).
장치의 하나 이상의 구성 부품들(전극, 고정층, 기판 또는 지지체, 라미네이션 중간층, 반대편 유리 등) 중 하나 이상을 맞춤형으로 착색할 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 먼저 2D의 위상 결함(topological defects)의 존재를 기반으로 한다.
유리하게는, 제1 상태(최대 산란)는 상기 인가된 전기장(면 A1에 수직으로 인가된)이 없을 때 도달할 수 있고, 제2 및 제3 상태는 상기 인가된 전기장의 존재하에 도달할 수 있으며, 제2 상태는 V1에서 얻어지고 제3 상태는 V2상태에서 얻어지고, V2는 V1보다 크고, 특히 V2와 V1 사이의 차이는 적어도 5V, 10V, 20V이다. 예를 들어, V1은 5V에서 30V 사이이고 V2는 30V에서 120V 사이이다.
보다 넓게는, 헤이즈는 필드/전압(V)의 진폭이 변하자마자(가시 영역에서) 생성될 수 있으며, 각 헤이즈는 예를 들어 총 투과율(TT)에 대한 확산 투과율(DT)의 비율로 정의된다. 바람직하게는 %로 표시된다.
따라서 스택(및 심지어 장치)은 5V와 120V 또는 220V 사이(예: 10V와 50V사이) 범위의 전체 또는 일부에서 전압에 따라 변하고 심지어 0.1V 또는 1V부터 변하는 헤이즈 (및/또는 확산 투과율)를 보여주고, 적어도 550 nm 또는 500 nm 내지 600 nm와 같은 기준 길이에서 또는 심지어 가시영역 400-800 nm의 파장 범위에 걸쳐, 바람직하게는(특히 전기활성층의 두께 E0 최대 12 ㎛):
- H2/H1(및/또는 DT2/DT1)은 550nm와 같은 기준 길이에서 또는 심지어 V1이 10V 및 V2가 40V에 대해서 400-800nm 파장 범위에 걸쳐서 그리고 직류모드에서 최대 99% 및 심지어 94%
- H2/H1(및/또는 DT2/DT1)은 550nm와 같은 기준 길이에서 또는 20V에서의 V1 및 70V에서의 V2에 대해서 파장 범위 400-800 nm에 걸쳐서 그리고 직류 모드에서 최대 98%(및 심지어 최대 90% 또는 80% 또는 67%)
- H2/H1(및/또는 DT2 / DT1)은 550 nm와 같은 기준 길이에서 또는 20V에서의 V1 및 100V에서의 V2에 대해서 파장 범위 500-700 nm 또는 심지어 400-800 nm에 걸쳐서 그리고 직류 모드에서 최대 97%(및 심지어 최대 70% 또는 47%)
- H1/H0 (및/또는 DT2/DT1)은 550 nm와 같은 기준 길이에서 또는 10V에서의 V1에 대해서 파장 범위 500-700 nm 또는 심지어 400-800 nm에 걸쳐 최대 99%(및 심지어 최대 98%)
- H1/H0(및/또는 DT2/DT1)은 550nm에서 또는 20V에서의 V1에 대해서 파장 범위 500-700 nm 또는 심지어 400-800 nm에 걸쳐 최대 98%(및 심지어 최대 97%).
특히 비 TFCD 도메인 (비 TFCD 유형의 도메인)의 경우:
- H2/H1(및/또는 DT2/DT1)은 550 nm와 같은 기준 길이에서 또는 심지어 V1이 10V 및 V2가 40V에 대해서 500-700 nm 또는 심지어 400-800 nm 파장 범위에 걸쳐서 그리고 직류모드에서 최대 99%(및 심지어 최대 75% 또는 69%)
- H2/H1(및/또는 DT2/DT1)은 550 nm와 같은 기준 길이에서 또는 심지어 V1이 20V 및 V2가 70V에 대해서 500-700 nm 또는 심지어 400-800 nm 파장 범위에 걸쳐서 그리고 직류 모드에서 최대 98%(및 심지어 최대 60% 또는 59%)
- H2/H1(및/또는 DT2/DT1)은 550 nm와 같은 기준 길이에서 또는 심지어 V1이 20V 및 V2가 100V에 대해서 500-700 nm 또는 심지어 400-800 nm 파장 범위에 걸쳐서 그리고 직류 모드에서 최대 97%(및 심지어 최대 55% 또는 46%)
- H1/H0(및/또는 DT1/DT0)는 550 nm와 같은 참조 길이에서 또는 심지어 V1이 10V에 대해서 500-700 nm 또는 심지어 400-800 nm 파장 범위에 걸쳐서 최대 99%(및 심지어 최대 92%)
- H1/H0(및/또는 DT1/DT0)는 V1이 10V에 대해서 최대 98%(및 심지어 최대 90% 또는 80%).
헤이즈 H0, H1 또는 H2(및 임의의 다른 헤이즈 값)는 바람직하게는 확산 투과율(DT) 대 총 투과율(TT)(온도 T'에서)의 비율로 정의된다.
T'에서, 헤이즈는 직경이 150mm인 적분구(integrating sphere)의 10 mm 반경을 갖는 원형 입구창에 본 발명에 따른 장치를 놓고 Labsphere에서 제조한 PTFE 유형의 불소중합체인 Spectralon으로 알려진 재료로 내부를 코팅하여 측정할 수 있다. 예를 들어, T'= T1 + 최소 5℃가 선택된다.
적분구는 Spectralon으로 만든 출구 창을 포함하며, 출구창은 입구 창과 정반대에 있는 원형이고 반경은 10 mm이다.
총 투과율은 적분구의 출구창으로 측정된다.
확산 투과율은 적분구의 출구 창을 제거하여 측정된다.
각 파장은 I0 강도로 상기 적분구 앞의 장치(장치에 수직인 빔)로 전송된다
T'에서, 전계가 가해졌을 때(예를 들어 10V 단계로 변할 수 있는 전압으로) 총 투과율 또는 확산 투과율을 측정할 수 있다.
수신된 신호(I_TT 또는 I_DT)는 그것의 투과를 추론하기 위해 I0와 비교된다.
(DT의)헤이즈 값은 크기 또는 2 차원 결함의 유형, 밀도, 전기활성 물질의 두께, 액정 선택, 폴리머의 중합체 네트워크(가교 정도, 중합 조건)의 유형에 따라 달라질 수 있다.
적외선 영역에서 같은 방법으로 측정이 가능하다.
총 투과율(TT)은 상당히 일정할 수 있는데(인가된 전기장과 무관), 특히 첫번째 및 두번째 전극과 경우에 따라서 있을 수 있는 기판 및 지지체(및 또한 고정층), 특히 착색된 기판 및 지지체가 투명한 경우 최소 70% 이다.
특히 스택(및 장치 조차도) 총 투과율(TT)은 다음과 같다(상기 정의된 대로 측정됨):
- 550 nm 및 심지어 500 내지 600 nm 또는 780 nm에서 적어도 5%, 10% 또는 또한 적어도 70% 및 심지어 적어도 75%,
- 및/또는 최대 총 투과율(TTmax)과 최소 총 투과율(TTmin) 사이의 차이가 500 내지 600nm 및 심지어 500 내지 780nm인 경우 최대 5%,
그리고 상기 전기장 하에서 총 투과율(TT')(특히 5V와 120V 사이의 전압V)은 TT'-TT가 550nm 및 심지어 500 내지 600nm 또는 780nm에서 2% 미만이 되도록 하고 필드 TT'max하의 최대 총 투과율과 (임의의 전기장 하에서) 최소 총 투과율(TT'min) 사이의 차이조차 500 내지 600 nm 및 심지어 780 nm에서, 특히 10V 내지 50V 사이 및 5V 및 120V 사이의 전압 범위에 대해서 최대 5%이다.
마찬가지로 스택(및 장치까지)의 총 투과율(TT)(전기장 없이)은 다음과 같다(위에서 정의된 대로 측정됨):
- 550 nm 및/또는 심지어 800 nm 내지 1200 nm 또는 1500 nm의 근적외선 영역에서 적어도 5%, 10% 또는 또한 적어도 70% 및 심지어 적어도 75%,
- 및/또는 최대 총 투과율(TTmax)과 최소 총 투과율(TTmin) 사이의 차이가 800 내지 1200nm 또는 1500nm인 경우 최대 5%,
그리고 상기 전기장 하에서 총 투과율(TT')(어떤 전압 V이더라도)은 TT'-TT가 900 nm 및 심지어 800 내지 1500nm 에서 2% 미만이 되도록 하고 필드 TT'max하의 최대 총 투과율과 (임의의 전기장 하에서) 최소 총 투과율(TT'min) 사이의 차이조차 800 내지 1200 nm 또는 1500 nm에서 최대 5%가 되도록 한다.
T'에서, 물질은 여러가지 P상들, 특히 네마틱 상들(예를 들어, 꼬이지 않은 네마틱 또는 꼬인 네마틱 상)을 나타낼 수 있으며, 각각은 P'상 (바람직하게는 스멕틱, 특히 A)의 결함을 갖는다.
물질이 T'미만의 온도에서 단지 하나의 P' 중간상, 특히 스멕틱, 특히 A를 나타내는 것이 바람직할 수 있다.
예를 들어, 네마틱 또는 비 스멕틱, 특히 비 스멕틱 A와 같은 P상은 본질적으로 (중간상 P'의) 2차원 결함들을 생성하지 않을 수 있다.
이러한 결함들은 스멕틱 위상과 같은 결정에 더 가까운 중간상 P'에서 생성되고, 중합체 네트워크에 의해 움직이지 못하게 되며, P상으로 (어느정도는 완벽하게) 보존된다.
예를 들어, 중간상 P의 상기 도메인은 다른 중간상 P'로부터 남은 도메인이고 특히 P상은 네마틱이고, P'상은 스멕틱이고, 상기 중간상 P'의 결함들은 스멕틱 결함들이다.
특히 중합체 네트워크는 상 P'(예: 스멕틱)에서 액정의 조직과 배향을 보존하고(임프린트하고), 따라서 결함(예: nematic)이 있는 도메인을 형성하기 위해 상 P(예: 네마틱)에서 액정을 배향한다고 말할 수 있다.
결과적으로, 전기활성층은 바람직하게는 여전히 적어도 두개의 중간상 P 및 P'를 보유할 수 있다. 시차주사열량계 또는 PLM에 의해 P에서 P'로의 전이를 결정할 수 있다.
분자 순서는 중간상마다 다르다. 중간상들은 분자들의 자기 조직화의 유형과 정도가 다르다. 집단적 방향성 거동은 메소젠(mesogen)들의 성질과 구조에 따라 달라집니다.
물질은 특히 또 다른 중가상 P'를 나타낼 수 있다; 중간상 P는 중간상 P'보다 결정상에서 더 멀리 떨어져 있다(선택적으로 인접하므로 첫번째 중간상이다); 특히 중간상 P는 네마틱이다.
중간상 P는 바람직하게는 물질의 중간상 P'보다 낮은 위치 차수를 나타낸다; 액정은 특히 평균적으로 서로 평행하다. 즉, 적어도 장거리 자발적 배향 순서를 가지고 있다.
중간상 P는 특히 중합체 네트워크에 의해 부과된 구조, 실질적으로 액정의 곡선 층 구역 및 선택적으로 액정의 평평한 층 구역을 갖는 액정층(과 비교할 수 있는)을 나타낼(채택할) 수 있다.
중간상 P는 특히 더 낮은 고체 차수를 갖는, 결정에 더 가까운 중간상 보다 더 낮은 자유도를 갖는 결정의 중간상으로부터 가장 멀 수 있다.
중간상 P는 이소트로픽 액체에 가장 가까울 수 있다.
또한, 바람직하게는, 물질은 T1 이하의 온도 T'1까지 중간상 P'를 포함하고, 중간상 P'에서 중간상 P 로의 변화는 가역적, 직접적 또는 간접적이다.
2차원 결함들은 고정층을 사용하거나 저주파 전기장을 인가하여 상 P'에 부과된 응력에 의해 형성될 수 있다.
결함을 생성하는 한 가지 방법은 P'단계에서 제조시 두께 E0를 변경하는 것이다.
상기 중간상 P에서, 도메인은 서브 미터(특히 10cm 미만), 심지어 서브 센티미터 및 심지어 서브 밀리미터, 특히 1 에서 200 ㎛의 마이크로닉, 실제로 심지어 서브 마이크론이고 더더욱 적어도 50nm의 넓은 크기 분포를 가질 수 있다.
특히 PLM이라고 하는 편광 현미경을 사용하여 중간상 P를 특성화할 수 있다.
유리하게는, T'에서, 상기 전기장이 없이 및/또는 상기 전기장 하에서, 도메인은 PLM 이라고하는 편광 광학 현미경(예를 들어, 적어도 x20의 배율에서)에 의해 특징화되며, 각 도메인은 서브 미터(특히 10cm 미만), 심지어 서브 센티미터 및 심지어 서브 밀리미터, 특히 1-200 μm의 마이크로닉, 실제로 심지어 서브 마이크론 및 더더욱 적어도 50 nm의 등가 직경을 가질 수 있는 겉보기 표면(SD)으로 지칭되는 표면에 의한 상기 PLM 위에 정의된다.
겉보기 표면(SD)은 도메인의 베이스를 형성하는 폐쇄 라인 결함의 수직 투영을 포함하거나 이에 대응할 수 있다.
이 겉보기 표면(SD)은 다음과 같을 수 있다:
- 불규칙적이고, 타원, 원, 직사각형 또는 정사각형에 가까움
- 규칙적이고, 타원, 원, 직사각형 또는 정사각형과 같음.
도메인 밀도는 특히 겉보기 표면(SD)의 수에 의해 결정되는 적어도 100 도메인/mm² 또는 심지어 적어도 1000 도메인/mm²일 수 있다.
예를 들어, 이미지에서 미리 정의된 치수의 직사각형이 정의되고 겉보기 표면(SD)의 수가 계산된다.
도메인의 배열은 규칙적 (주기적 또는 의사 주기적), 즉 도메인의 반복일 수 있다.
도메인 및/또는 도메인 내의 배열은 무작위 일 수 있으며 본질적으로 제조 방법에 따라 달라진다.
예를 들어 적어도 2개 또는 3개와 같이 여러 크기의 겉보기 표면(SD)이 있을 수 있다.
도메인은 특히 겉보기 표면(SD)의 점유 정도에 의한 편광 광학 현미경(PLM)에서 이미지 처리에 의해 측정하여, 적어도 2%, 10%, 50%, 70%의 점유 정도를 가질 수 있다.
예를 들어 25V에서의 직접 전기장 하에서 표면(SD)의 도메인이 특히 정의될 수 있다.
PLM 이미지에서 선 결함(line defect)이 있는 도메인은 다엽 형태(multilobal form)(명도 대비를 갖는)를 가질 수 있다.
PLM 이미지에서 비 TFCD 유형의 결함이 있는 도메인에는 네잎 클로버와 유사한 네개의 로브(lobe)가 있을 수 있다.
PLM 이미지에서 비 TFCD 유형의 결함이 있는 도메인에는 두개의 로브가 있을 수 있으며 텍스처는 저지 니트(jersey knit)의 메시(mesh)와 유사하다.
겉보기 표면(SD)의 등가 직경 또는 폭은 특히 서브 밀리미터, 특히 1 내지 200 ㎛ 일 수 있다.
PLM 이미지에서, 겉보기 표면(SD)의 각 도메인은 특히 최대 5 ㎛ 및/또는 최대 LD/10 또는 LD/20 인 폭(Ln)을 가진 닫힌 검정색(적어도 더 어두운) 선으로 구분될 수 있다.
더욱이, 전기활성층은 상기 전기장 아래의 흐름을 갖는 하전 입자(이온, 양이온)가 없을 수 있다.
특히 액정층은 디스코틱(discotic) 액정이 있는 열로 구성될 수 있다는 것이 알려져 있다. 기둥 구조들 중에서 "구형"또는 모자이크 텍스처와 그 조합들이 알려져 있다.
중간상 P에서 전기활성층은 액정의 열로 구성될 수 있다.
스멕틱 중간상의 액정층은 종래 기술의 통상적인 네마틱 중간상과 대조적으로 (특히 칼라미틱(calamitic) 또는 디스코틱 액정을 갖는) 층들로 조직화 될 수 있다는 것이 알려져 있다. 이러한 층들은 나노 미터 정도의 두께를 가지고 있다.
그러나 체적 내에 제한되는 이러한 층들은 모든 지점에서 평평하지 않을 수 있으며 결과적으로(액정 분자와 비교하여) 매우 큰 규모로 강하게 기울어질 수 있다. 이들 층들은 예를 들어 나노 미터 정도의 두께(Ec)를 갖는다.
층상 구조들 중 스멕틱 단계에서 초점 영역을 갖는 텍스처가 알려져 있다.
유사하게, 중간상 P에서 전기활성층은 나노 미터 정도의 두께(Ec)(예: 최대 100nm)의 액정층들에 구성될 수 있으며, 지금까지 공개되지 않은 방식으로 그것은 스멕틱이 아닌 위상이 될 수 있다.
도메인은 스멕틱(A) 단계의 초점 원추 도메인(FCDs라고 함), 특히 원환(toric) 초점 원추 도메인(TFCD), 비 원환(비-TFCD, 포물선, 헤미실린더(특히 기름진 줄무늬))의 초점 원추 도메인 또는 부채꼴 원추 도메인(부채꼴 모양 FCDs)에(유형별로) 비교할 수 있다.
예를 들어, 전기장이 없으면 TFCD 유형의 도메인은 다음을 포함한다:
- 중앙 영역에서, 액정이 법선을 향한 상태에서 서로 및 전극에 평행한 평평한 층들,
- 제한 구역에서 경사져 있다(두께(Ec) 유지).
결함은 이러한 높은 곡률 영역을 생성한다.
액정은 산란 OFF 상태에서 평평한 층들 구역에서의 층들(및 전극들)에 대해 법선의 배향을 갖고, 곡선층들(두께(Ec)의 변화 없음)의 영역들에서 층들에 접선이 되는 경향을 갖는다.
2차원 결함들은 예를 들어 규칙적 또는 불규칙한 원, 규칙적 또는 불규칙한 타원, 정사각형 또는 직사각형 및/또는 선형, 타원, 포물선 또는 쌍곡선의 기하학적 구조과 같은 규칙적이거나 불규칙한 폐쇄 윤곽에서 선택된 선 결함(line defect)들이다. 특히 층은 제1유형의 폐쇄 결함들(closed defects) 및 제2유형의 결함들을 포함한다.
초점 원추 도메인의 예들로서 "스멕틱 액정 필름에서 좌절된 초점 원추 결함 도메인의 주기적 격자" (B. Zappone et al., Soft Matter, 2012, 8, pp4318-4326) 이라는 제목의 간행물 및 이 참고 문헌에 인용된 간행물들에 설명된 것들을 언급할 수 있다.
바람직하게는, 인가되는 필드가 없는 상태에서 제조하는 동안 표면 상호작용에 의해 액정을 고정시키는 역할을 하는 고정층(anchoring layer)이 사용된다.
고정층이 있는 표면에서, 결정은 특정 필드(전압) 수준까지 표면에 부착된 상태로 남아 있을 수 있다.
결함들을 포함하는 도메인의 형성을 위해, 층 스택(stack)은 따라서 다음을 추가로 포함할 수 있다:
- 면 A1과 접촉하여, 상기 인가된 전기장이 없는 경우 제1의, 바람직하게는 평면 배향에 따라 제1고정층과 접촉하는 (도메인에서의) 액정의 적어도 일부를 고정할 수 있는 액정용 제1 표면 고정층, 바람직하게는 투명하고(선택적으로 착색되고), 특히 최대 마이크로미터(micrometric) 및 심지어 서브마이크로미터 (submicrometric) 두께(E1)를 갖는 제1고정층,
- 면 A2와 접촉하여, 상기 인가된 전기장이 없는 경우 제1 배향과 유사하거나 구별되는 제2 배향에 따라 제2고정층과 접촉하는 액정의 일부를 배향할 수 있는, 특히 수직 또는 축퇴 평면(degenerate planar)의 제2 표면 고정층, 바람직하게는 투명하고(선택적으로 착색되고), 최대 마이크로미터 및 심지어 서브마이크로미터 두께(E'1)를 갖는 제2고정층.
특히 길항하는 고정층은 위에서 언급한 전기 광학 특성에 기여하는 2D 토폴로지 결함들(topological defects)을 생성하는 역할을 한다. 그 안에 2개 이상의(3개 이상의) 고정층이 있을 수도 있다. 그런 다음 고정층에 의해 이격된 여러 액정층들이 있다.
또한 하나의 동일한 표면에 여러 개의 서로 다른 고정 구역이 있을 수 있다. 이러한 결함은 재료 구조의 기계적 변형에 의해 생성되며 두개의 고정층들에 의해 부과되는 응력에 의해 얻어지며, 액정이 특정의 뚜렷한 방향으로 이러한 층들과 접촉하게 한다.
층들 중 하나는 무지개 빛을 피하기 위해 제2전극과 A1면 사이에, 두께가 변하지 않는, 궁극적으로 공기가 채워진 공동(air-filled cavity)(수직 고정 기능)일 수 있다. 공기가 채워진 공동(air-filled cavity)은 주변 스페이서들 및/또는 전기활성층(투명, 특히 플라스틱, 유리, 특히 비드)에서 나오는 스페이서들에 의해, 특히 높이로(그리고 더 큰 크기)에 의해 얻을 수 있다.
제1고정층은 평면 고정(planar anchoring)일 수 있고 제2고정층은 수직 고정(normal anchoring)일 수 있으며 또는 제1고정층은 축퇴 평면 고정(degenerate planar anchoring)일 수 있고 제2고정층은 축퇴 평면 고정이다.
평면 고정은 다음과 같을 수 있다:
- 선호하는 방향 없이(축퇴(degenerate)라고 함)
- 또는 단방향으로, 예를 들어 나노-또는 마이크로그루브를 포함하는 평면 고정층의 텍스처링(texturing), 러빙(rubbing)에 의해 액정 디렉터(n) 방향의 정점(zenithal) 및 방위각(azimuthal) 방향을 고정
- 또는 심지어 평면 고정층을 텍스처링, 러빙함으로써 교차하는(90°등으로) 여러 방향을 따라.
벨벳으로 문지를 수 있다.
제1고정층은 특히 친수성인데 예를 들어 다음과 같다:
- 표면(Sb)의 기능성화를 갖는 유전체(특히 비정질, 중합체 및/또는 무기질, 유리)이고, 특히 평면 고정을 위해 폴리이미드의 폴리비닐 알코올(PVA)을 기반으로 하는 층,
- 또는 이황화 몰리브덴 또는 황화 몰리브덴(IV)과 같은 반도체성,
- 전기 전도성, 특히 제1전극 두께의 일부.
단방향 평면 고정인 경우, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 테프론과 같은 플루오로폴리머 필름을 사용할 수 있다(증착 중 테프론로드의 이동 방향을 따라 폴리머 체인이 정렬됨).
제2고정층은 예를 들어 다음과 같다:
- 표면(S'b)의 기능성화(수직 고정을 위한 실란화)를 갖는 유전체(특히 비정질, 중합체 및/또는 무기질, 유리)이고, 특히 평면 고정을 위해 폴리이미드의 폴리비닐 알코올(PVOH)층,
- 또는 반도체성,
- 또는 전기 전도성, 특히 제2전극 두께의 일부
- 가스가 채워진 공동, 공기가 채워진 공동(수직 고정이 필요한 경우).
고정층들 중의 하나는 선택적인 텍스처링 또는 러빙이 있는 비정질 중합체(폴리(메틸메타크릴레이트)PMMA, 폴리카보네이트, 폴리스티렌)일 수 있고 고정층들 중의 다른 하나는 선택적인 텍스쳐링 또는 러빙을 갖는 결정성 중합체(PET, 나일론, 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)PBT, PVA)로 만들어질 수 있다.
수직 고정을 위해서 가장 일반적으로 사용되는 층들은 옥틸트리클로로실란 (OTS) 및 N,N-디메틸-N-옥타데실-3-아미노프로필트리메톡시실릴클로라이드(DMOAP)를 기반으로 한다.
나트륨 도데실 설페이트(SDS) 또는 알칸티올의 혼합물을 기반으로하는 층도 수직 고정을 생성할 수 있다.
하나의 고정층 또는 제1 및 제2 모든 고정층들은 예를 들어 각각 제1 및 제2 전극들 상에 액체 경로에 의해 증착된다(자체지지 또는 증착물).
제1고정층은 필름, 바람직하게는 예를 들어 최대 200 ㎛ 또는 50 ㎛의 얇은 (유연한) 필름일 수 있으며, 그것은 특히:
- 제1전극(예를 들어 외부 표면 또는 다중 글레이징의 내부 공간에 있거나 또는 특히 유연하고 고분자성 기능성 필름(경질 코팅되고, 예를 들어, 태양광 제어, 저방사율 또는 (광)전자장치의 전원공급 등과 같은 기능성 코팅을 갖는)과 접촉하는, 자유 표면을 갖는) 또는 뒤에서 상세하게 설명되는 EVA 또는 PVB와 같은 라미네이션 중간층(접착 접촉)을 포함하고,
- 또는 광학 접착제에 의해 제1전극에 결합되며(특히 제1전극은 유연하고 및/또는 고분자성인 기능성 필름(경질 코팅되고, 반대 쪽에 예를 들어 태양광 제어, 저방사율, 또는 (광)전자장치에 대한 전원공급의 기능성 코팅을 갖는)과 같은 지지체 상에 있음) 및 그것이(나중에 상세 설명되는) EVA 또는 PVB와 같은 라미네이션 중간층에 궁극적으로 결합된다(접착 접촉으로).
제2고정층은 바람직하게는 예를 들어 최대 200 ㎛ 또는 50 ㎛의 얇은(유연한) 필름일 수 있으며, 특히:
- 제2전극을 (예를 들어 외부 표면 또는 다중 글레이징의 내부 공간에 있거나 또는 특히 유연하고 및/또는 고분자성 기능성 필름(경질 코팅되고, 예를 들어, 태양광 제어, 저방사율 또는 (광)전자장치의 전원공급 등과 같은 기능성 코팅을 갖는)과 접촉하는, 자유 표면을 갖는) 포함하고 및 그것이 (뒤에서 상세하게 설명되는) EVA 또는 PVB와 같은 라미네이션 중간층과 궁극적으로 연결된다(접착 접촉으로).
- 또는 광학 접착제에 의해 제2전극에 결합되며(특히 제2전극은 유연하고 및/또는 고분자성인 기능성 필름(스크래치 방지 코팅되고, 반대 쪽에 예를 들어 태양광 제어, 저방사율, 또는 (광)전자장치에 대한 전원공급의 기능성 코팅을 갖는) 과 같은 지지체 상에 있음) 및 그것이 (나중에 상세 설명되는)EVA 또는 PVB와 같은 라미네이션 중간층에 궁극적으로 결합된다(접착 접촉으로).
서머트로픽(thermotropic) 중간상은 순서 정도와 메소젠(mesogen)의 형태 및 화학 구조에 따라 분류된다.
바람직한 구현에서, 상 P는 선택적으로 꼬이고 콜레스테릭으로 알려진 네마틱(nematic)이고 상 P'는 스멕틱(smectic)이다. 네마틱 중간상이라고도 알려진 P는 이축(biaxial) 네마틱 상(두 방향의 배향 순서) 또는 네마틱 "트위스트 벤드" 상(phase)이다.
스멕틱 상들로 알려진 것은 다음과 같다:
- 스멕틱 A SmA(바람직하게),
- 스멕틱 B SmB,
- 스멕틱 C SmC,
- 스멕틱 I SmI,
- 그리고 스멕틱 F,
- *like SmC*와 같은 표기법으로 비대칭 중심을 갖는 트위스티드(twisted) 또는 키랄 스멕틱 상(chiral smectic phases),
- 및 상들: 스멕틱 유형인 E, G, H, J, K.
스멕틱 상(twisted 또는 non-twisted)와 네마틱 상 사이의 전이는 온도를 점차적으로 증가시켜 직접적일 수 있다. 엄밀히 말하면 J, G, E, K 및 H 상들은 스 멕틱 유형("부드러운"결정)이다. 참조 매뉴얼로 Goodby, Handbook of Visual Display Technology, 2012를 언급할 수 있다.
대부분의 스멕틱 상들은 네마틱 상으로 직접 천이되지 않는다. 또한 화합물에 따라 온도를 서서히 높이면 스멕틱 C 상이 스멕틱 A 상으로 그 다음 네마틱 상으로 이동하거나 스멕틱 A 상을 거치지 않고 직접 네마틱상으로 이동할 수 있다.
상 A(스멕틱)와 네마틱 상 사이에는 하나 이상의 중간 스멕틱 상들이 있을 수 있다. 예를 들어, 일부 화합물은 G, J, SmI, SmC, SmA, N의 순서를 가질 수 있다.
원반형은 "디스코틱 네마틱(discotic nematic)"또는 "디스코틱 콜레스테릭(discotic cholesteric)"상을 형성할 수 있지만 수직, 경사 등(colH, ColR, ColOBl)과 같은 가변 기하학의 컬럼 상을 형성하기 위해 쌓여질 수도 있다. 컬럼은 하나의 동일한 컬럼의 두 분자 사이의 거리가 다소 크게 변동하고 장거리 순서가 없다는 의미에서 유동적이다. 또한 두 개의 인접한 열에 속하는 분자 사이에는 위치 상관관계가 없다. 스멕틱 상의 매우 풍부한 다형성은 가능한 텍스처 유형들을 줄인다.
액정은 다양한 모양이 될 수 있다:
- 칼라미틱(calamitic): 원통형의 길쭉한 모양(이방성 기하학 구조); L1/W1로 길이(L1)와 너비(W1)를 정의한다.
- 및/또는 디스코틱(discotic): 방향족 바디/본체들(인접한 여러 방향족 고리들) D, 기둥형 스택 또는 층 구조(스멕틱 상)를 갖는 디스크
- 예를 들어 중간상 B7이 있는 구부러진 바나나 모양의 코어.
액정은 알킬 또는 알콕시 말단을 포함하는 비등축 구조를 갖는 분자일 수 있다.(CH2)x. 바람직하게는, 액정은 단단한 부분, 방향족 코어(서머트로픽 액정의 경우) 및 하나 이상의 유연한 부분들, 일반적으로 지방족 사슬을 갖는다. 중앙 부분은 일반적으로 중간상 형성을 위해 단단하다. 말단은 유연하다.
리오트로픽 액정의 경우 딱딱한 부분이 이온으로 대체된다. 예를 들어, 하나 이상의 알킬 사슬이 접목된 인지질의 경우입니다. 럭비공 또는 디스크 형태의 이방성 미셀(anisotropic micelles)일 수 있다.
딱딱한 부분과 유연한 부분이 각각 극성과 비극성이라면 이 기하학적 이방성에 화학적 이방성을 추가할 수 있다: 분자는 양쪽 친매성 또는 양극성이라고 한다.
화학 구조는 다음과 같다.
여기서,
A: 배향기(orienting group)(시아노, 니트로, 메틸, 할로겐 등)
B: 가교기(bridging group)(종종 선형)(알켄, 에스테르 등)
C: CnF2n+1 퍼플루오르화 또는 CnH2n+1 폴리에테르 알칸(때때로 A = C)
특허 GB 0 823 013에 언급된 액정을 참조할 수도 있다. 메타로트로픽(metallotropic) 액정은 그 자체가 그들의 분자 구조에 하나 이상의 금속 원자를 가진 액정이다. 그런 분자를 "메타로제닉(metallogenic)"이라고 한다. 스멕틱 A 및 네마틱 중간상들을 갖는 액정이 바람직하다. 액정 계열로서 다음을 언급할 수 있다.
- 시아노비페닐, 예를 들어 4-옥틸-4'-시아노비페닐인 8CB, 단독으로 또는 4-시아노-4'-펜틸비페닐(5CB)과의 혼합물
- 실리콘 함유 메소젠, 실록산 함유 메소젠, 유기 실록산
- 벤조산염.
특허 WO2010/070606에 언급된 액정을 사용할 수 있다.
Goodby et al., Liquid Crystals, June 2015, "What makes a liquid crystal? The effect of free volume on soft matter"라는 간행물에 언급된 LC(단독으로 또는 다른 것과 혼합하여)를 사용할 수도 있다:
- 섹시페닐(sexiphenyl) (도 1),
- 퀸케페닐(quinquephenyl), 2', 3''''-디메틸섹시페닐, 운데실옥시 및 도데실옥시시아노비페닐(도 1)
- 표 3의 것들, 특히 처음 3개
- 표 5의 것들
- TBN(Twist-bend nematic 상들).
상 P와 P'사이, 예를 들어 스멕틱 A와 네마틱 사이의 전이 온도 T1을 낮추기 위해 액정 혼합물, 예를 들어 온도를 낮추기 위한 스멕틱 상이 없는 8CB와 5CB의 혼합물을 만들 수 있다.
중합체는 예를 들어 다음의 중합체 전구체로부터 수득된다:
- 디아크릴레이트, 디메타크릴레이트
- GB0217907 문헌에 기재된 중합성 디시클로헥실벤젠
- DE10257711 문헌에 기재된 중합성 모노사이클릭 화합물
- GB0308987 문헌에 기재된 신남(cinnamic) 산기(acid group), 아세틸렌기를 포함하는 중합성 화합물
- GB0308984 문헌에 기재된 중합성 톨레인
- GB0308990에 기재된 중합성 헤테로사이클릭 아세틸렌.
적층 글레이징을 생산하기 위해 예를 들어 적어도 100℃, 120℃, 140℃에서 온도 안정성을 갖는 중합체를 선택하는 것이 가능하다. 액정에 대해서 및 층 스택에 대해서 동일하다.
당연히, 액정은 실질적으로 제1전극(및/또는 기판)의 전체 표면 위에 또는 (적어도) 하나의 제한 구역 위에 확장될 수 있으며; 액정은 선택적으로 여러 영역 위에 있을 수 있다.
전기활성층은 전체 층(모든 모양, 특히 기하학적으로)이거나 식별 표시(기호, 픽토그램 등)를 형성할 수 있다.
전기활성층은 예를 들어 에폭시로 제조되고 아크릴레이트로 제조되고, 예를 들어 시아노아크릴레이트로 제조된 중합체 밀봉을 위한 접착제 씰(seal)로 둘러싸이고 심지어 접촉할 수 있다.
더욱이, 바람직하게는 투명한 플라스틱 재료로 만들어질 수 있는 스페이서가 사용된다. 스페이서는 전기활성층의 두께를 (대략) 결정한다. 예를 들어, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)로 만든 스페이서가 바람직하다.
스페이서는 바람직하게는 층의 광학 지수와 (실질적으로) 동일한 광학 지수를 갖는 재료로 제조된다. 스페이서는 예를 들어 비드 형태이다.
제1전극의 유전체 기판(및/또는 제 2 전극의 지지체)은 예를 들어 최대 300 ㎛ 또는 150 ㎛ 또는 적어도 1mm의 두께를 갖는 유연하거나 유연하지 않은 플라스틱 재료로 제조될 수 있다.
특히 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리올레핀(폴리에틸렌, 폴리프로필렌), 폴리우레탄(PU), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리아미드, 폴리이미드 또는 폴리염화비닐(PVC), 실제로 에틸렌-테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE) 및 플루오르화 에틸렌-프로필렌 공중합체(FEPs)와 같은 플루오로 중합체를 기반으로 한다.
흡수율은 바람직하게는 0.5% 미만 또는 최대 0.2%이고 헤이즈는 1.5% 미만 및 최대 1%이다.
PET는 투명성, 표면 품질, 기계적 강도 및 가용성 때문에 모든 크기에서 선호되고 또는 PC 또는 PMMA도 선호된다. 특히 원하는 유연성에 따라 선택된다.
제1전극의 유전체 기판(및/또는 제2전극의 지지체)은 전기활성층보다 크기가 더 클 수있다.
특히, 상기 기판(및/또는 상기 지지체)은 주면의 전부 또는 일부(예를 들어, 적어도 50% 또는 80%)를 덮는 전기 전도성층으로 코팅될 수 있으며, 그 중 하나의 영역이 제1전극(제2전극), 특히 이 층의 다른 영역으로부터 전기적으로(하나 이상의 절연선들, 레이저 에칭 등에 의해) 절연된다. 이 전기 전도성 층은 태양광 제어 층 역할을 하도록 낮은 방사율일 수 있다.
예를 들어, 전기 전도성층으로 코팅된 투명한 PET 필름, 예를 들어 Eastman의 XIR로 표시된 투명한 PET 필름, PET-PMMA로 만든 공압출 필름, 예를 들어 SRF(Solar Reflecting Film) 3M® 유형뿐만 아니라 수많은 다른 필름들(예: PC, PE, PEN, PMMA, PVC) 등을 사용할 수 있다.
스택의 자유 외부면들 중 하나는 임시 보호 플라스틱 필름(라이너)을 포함 할 수 있고, 그것은 전체 면을 덮는다거나 주변 프레임을 형성하는 접착제층(아크릴 등)을 갖는다. 이 접착제층은 글레이징 또는 플라스틱 필름과 같이 투명하거나또는 장치가 절환가능한 거울인 경우(지지체 측에 놓일 전극은 반사함) 불투명한(벽) 모든 유형의 평면 또는 휘어진 지지대에 스택을 고정하는데 사용할 수 있다.
전극들의 경우 적어도 다음 계열 중 하나의 전도성 고분자를 사용할 수 있다:
- PEDOT 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), PEDOT/PSS, 즉 폴리스티렌설포네이트와 혼합된 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 및 US2004253439 출원서에 기재된 다른 유도체와 같은 폴리티오펜 계열,
- 또는 폴리(아세틸렌), 폴리(피롤), 폴리(아닐린), 폴리(플루오렌), 폴리(3-알킬티오펜), 폴리테트라티아풀발렌, 폴리나프탈렌, 폴리(p-페닐렌 설파이드) 및 폴리(파라-페닐렌 비닐렌).
폴리티오펜의 경우, 예를 들어 HC Strack에서 Baytron®이라는 이름으로 판매되는 제품을 선택하거나 Orgacon®이라는 이름으로 또는 Orgacon EL-P3040®이라는 이름으로 Agfa에서 판매되는 제품을 선택할 수 있다.
PSA가 층 스택을 시트에 접착하기 위해 사용될 수 있다.
PSA는 일반적으로 적절한 추가 접착제 또는 "점착제"(예: 에스테르 수지)와 결합된 엘라스토머를 기반으로 한다.
엘라스토머는 다음을 기반으로 할 수 있다:
1) 추가 점착제를 필요로 하지 않을 정도로 충분히 끈적일 수 있는 아크릴 레이트,
2) 니트릴,
3) 사작용성(quadrifunctional) 사염화규소("Q")와 반응하는 일작용성(monofunctional) 트리메틸실란("M")으로 구성된 "MQ"유형의 규산염 수지와 같은 특수 점착제를 필요로 하는 실리콘. 실리콘 기반 PSA는 예를 들어, 자일렌 또는 자일렌과 톨루엔의 혼합물에 분산된 폴리디메틸실록산 검(gum) 및 수지이다.
4) 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 스티렌-에틸렌/부틸렌-스티렌(SEBS), 스티렌-에틸렌/프로필렌(SEP) 또는 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체와 같은 스티렌 기반 블록 공중합체,
5) 비닐 에테르.
유리하게는, 압력에 민감한 접착제는 아크릴레이트 기반 PSA 및 실리콘 기반 PSA로부터 선택된다.
이 접착제들은 양면 접착제 롤 형태로 판매된다.
실리콘 기반 PSA로서 2013 접착제, 7657 접착제, Q2-7735 접착제, Q2-7406 접착제, Q2-7566 접착제, 7355 접착제, 7358 접착제, 280A 접착제, 282 접착제, 7651 접착제, 7652 접착제 또는 7356 접착제와 같은 다우 코닝® 접착제들을 언급할 수 있다.
바람직한 구현예들에서, 스택은 다음의 시퀀스(철저하든 그렇지 않든)를 포함할 수 있다(괄호 안의 요소들은 선택 사항임):
- 스택 번호 1 : (경질 코팅 또는 라이너)/PET 기판/제1전극(예: ITO 등)/(제1고정층)/전기활성층/(제2고정층)/제2전극(예: ITO 등)/PET 지지체/(경질 코팅)
- 스택 번호 2 : 유리(예: 착색 및/또는 구부러짐)/제1 라미네이션 중간층 시트(PVB 또는 EVA) 또는 광접착제/PET 기판/제1전극(예: ITO 등)/(제1고정층)/전기활성층/(제2고정층)/제2전극(예: ITO 등)/PET 지지체/(경질 코팅)/제2 라미네이션 중간층 시트(PVB 또는 EVA 등, 제1시트 처럼) 또는 광접착제/유리(예: 착색 및/또는 구부러짐).
각각의 필름은 바람직하게는 유연하고, 편평하고 또는 구부러지고, 예를 들어 글레이징 또는 기타 지지체의 곡률 또는 곡률들에 맞게 조정할 수 있다. 각각의 기판, 지지체는 유연하고, 편평하고 또는 구부러질 수 있, 예를 들어 추가적인 글레이징 또는 기타 지지체의 곡률 또는 곡률들에 맞게 조정할 수 있다.
각 층(및/또는 각 기판)의 주면들은 직사각형, 정사각형 또는 다른 모양(원형, 타원형, 다각형 등)일 수 있다. 각 장벽층 및/또는 기판은 크기가 클 수 있으며, 예를 들어 표면적이 0.02 m²초과, 실제로는 0.5 m²또는 1 m²일 수 있다.
각각의 층 - 증착 또는 필름 - (및/또는 각각의 기판)은 투명할 수 있고 바람직하게는 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 실제로 심지어는 90% 이상의 광투과율(TL)을 나타낼 수 있다.
각각의 층 - 증착 또는 필름 - 예를 들어 청색, 녹색, 회색 또는 청동색으로 착색될 수 있다. 광투과율(TL)은 최대 55%, 특히 20% 내지 50% 일 수 있다.
그러나, 특히 유리로 만들어진 각각의 기판은 예를 들어 청색, 녹색, 회색 또는 청동색으로 착색될 수 있다.
제1 및/또는 제2 전극은 패턴화된 층(구멍 및/또는 불연속 라인이 있는)이라기 보다는 전체 층일 수 있다.
유전체 기판(또는 지지체)과 관련하여, 바람직하게는 투명한 제1전극(제2전극)은 무기물일 수 있고; 특히, 무기 전기 전도성층은 바람직하게는 금속 또는 실리콘 산화물 및/또는 질화물의 얇은 층들의 스택 내에 있는 하나 이상의 투명한 전도성 산화물 또는 최대 20 nm의 금속층에 기초한다.
제1전극 및/또는 제2전극은 TCO층으로 알려진 투명 전도성 산화물층일 수 있다.
TCO층은 바람직하게는 150 Ω/□ 이하, 바람직하게는 120 Ω/□ 이하의 ("고유") 시트 저항을 갖기에 적합한 두께를 갖는다.
예를 들어, TCO층은 바람직하게는 금속(은, 구리 등을 기반으로 함)인 전류 공급 수단을 통해 전기적으로 공급되며, 바람직하게는 (금속)스트립의 형태로/ 가장자리를 따라 공급된다.
배리어 필름 또는 TCO층을 지니는 기판(지지체)은 전기적 연결을 촉진하기 위해 전기적 연결을 촉진하기 위해 전기활성층 너머로 돌출될 수 있다. 예를 들어, 출원 WO2011/161391(도 1 또는 다른 도면들) 또는 EP1653275 에서 처럼 만들어진다
투명한 전기 전도성 산화물층은 바람직하게는 인듐 주석 산화물(ITO)층이다. 다른 층들도 가능하며, 다음과 같은 얇은 층들을 포함한다:
- 인듐 아연 산화물("IZO"라고 함) 기반, 인듐 갈륨 아연 산화물(IGZO) 기반,
- 도핑된 산화 아연 기반, 바람직하게는 갈륨 또는 알루미늄(AZO, GZO)으로 도핑된, 니오브 도핑된 산화 티타늄 기반, 카드뮴 주석 산염 또는 아연 주석 산염 기반,
- 불소 도핑된 산화 주석(SnO2:F) 기반, 안티몬 도핑된 산화 주석 기반.
알루미늄이 도핑된 산화 아연의 경우, 도핑 레벨(즉, 총 중량에 대한 산화 알루미늄의 중량)은 바람직하게는 3% 미만이다. 갈륨의 경우, 도핑 레벨은 더 높을 수 있고, 일반적으로 5 ~ 6% 범위 내에 있다.
ITO의 경우, Sn의 원자 백분율은 바람직하게는 5 내지 70%, 특히 10 내지 60% 범위 내에 있다.
불소 도핑된 산화 주석을 기반으로 하는 층의 경우, 불소의 원자 백분율은 바람직하게는 최대 5%, 일반적으로 1 내지 2%이다.
ITO가 특히 바람직하거나 심지어 IZO, AZO, GZO 또는 IGZO이다. 캐소드 스퍼터링 공정, 특히 마그네트론 캐소드 스퍼터링 공정에 의해 쉽게 증착되는 이러한 층들은 CVD보다 낮은 거칠기를 특징으로 한다.
일반적으로 사용되는 전극들은 혼합 인듐 주석 산화물(ITO)로 만들어진다. 전극들 사이의 거리 이상의 크기의 불순물에 전류가 통함으로써 발생하는 단락으로부터 보호하기 위해, 각각의 ITO층은, 문서 WO2014/072596에 언급된 바와 같이, 누적 두께 50 ~ 150 nm를 갖는 Si3N4 또는 SiO2와 같은 산화물 또는 질화물로 된 하나 이상의 유전체층들로 코팅될 수 있다.
불소 도핑된 산화 주석의 장점들 중 하나는 화학 기상 증착(CVD)에 의한 증착이 용이하고 플로트 평면 유리 생산 라인에서 구현될 수 있다는 것이다. 일 실시예에서, 스택의 층들은 화학 기상 증착에 의해 플로트 유리 방법에 의해 유리 시트를 생산하기 위한 라인에서 직접 수득된다. 증착은 뜨거운 유리 리본 위에 노즐을 통해 전구체를 분사하여 수행된다. 상이한 층들의 증착은 라인의 상이한 지점에서 수행될 수 있다: 플로트 챔버에서, 플로트 챔버와 롤러 사이에서 또는 롤러에서. 전구체는 일반적으로 유기 금속 분자 또는 할로겐화물 유형의 분자이다.
예로서, 불소-도핑된 산화 주석, 사염화 주석, 삼염화 모노부틸주석(MBTC), 트리플루오로아세트산 또는 불화수소산을 들 수 있다. 실리콘 산화물은 실란, 테트라에톡시실란(TEOS) 또는 선택적으로 트리에틸 포스페이트와 같은 촉진제를 사용하여 헥사메틸디실록산(HDMSO)로 얻을 수 있다.
기판과 TCO층 사이에 중화층 스택을 배치하는 것도 가능하다. 이러한 층들(적어도 2개 층)은 글레이징의 반사 외관, 특히 반사 색상에 영향을 미칠 수 있게 한다. 전기 전도성 지지체가 액정층으로 코팅되면(그리고 동일한 전기 전도성 지지체가 추가된 경우에도), 바람직하게는 색도계 좌표 a*, b* 가 0에 가깝고, a*, b* 가 음이고 또는 a* 음 및 b* 약간 양에 의해 특징지어 지는 중성, 약간 청색 또는 녹색을 얻으며, 자주색, 분홍색, 빨간색(a* 더욱 양)보다 선호된다.
바람직한 실시예에서, 스택은 주면 위에, TCO층 아래에 다음 순서로 다음을 포함한다:
- 실리콘 질화물(SiNx, 바람직하게는 Si3N4)에 기초한 제1하부층(underlayer) - 바람직하게는 알루미늄으로 선택적으로 도핑되고, 두께(ty)는 5 내지 50 nm, 또는 더 좋게는 10 nm 내지 35 nm이고, 바람직하게는 주면과 (직접)접촉하고 바람직하게는 본질적으로 선택적으로 바람직하게는 알루미늄으로 도핑된 실리콘 질화물로 구성됨-;
- 실리콘 산화물(SiOx, 바람직하게는 SiO2)에 기초한 제2하부층 - 두께(tz)는 10 내지 50nm, 또는 더 좋게는 20nm 내지 50nm이며, 바람직하게는 본질적으로 산화 규소, 도핑되지 않은 또는 선택적으로 바람직하게는 알루미늄으로 도핑된, 바람직하게는 TCO 층과 접촉함-.
보다 광범위하게, 하부층(특히 단일의)은 실리콘 산질화물 (SiON)에 기반한 층일 수 있다.
다음은 제1전극을 형성하는 얇은 층들 스택의 몇몇 예들이다:
- SiNx/SiOx/TCO(바람직하게는 ITO)/SiNx/(SnZnO)/SiOx
- SiNx/SiOx/TCO(바람직하게는 ITO)/SiNx/SnZnO/SiOx
- SiNx/(SnZnO)/SiOx/TCO(바람직하게는 ITO)/SiNx/(SnZnO)/SiOx
- SiOxNy/TCO(바람직하게는 ITO)/SiOxNy/(SnZnO)/SiOx.
상이한 층들이 얇은 층들의 증착을 위한 임의의 유형의 공정에 의해 기판 상에 증착될 수 있다. 예를 들어, 그것은 열분해(액체 또는 고체), 화학 기상 증착(CVD), 특히 플라즈마 강화 화학기상증착(PECVD), 선택적으로 대기압 하에서 (APPECVD), 졸-겔 유형의 증발 공정들이다.
본 발명에 따른 장치는 다음을 포함하는 적층 글레이징을 포함할 수 있다:
- 제1 추가 유리 시트, 특히 두께가 0.7 mm ~ 4 mm 임
- 열가소성 라미네이션 중간층,
- 제2 추가 유리 시트, 특히 두께가 0.7 mm 내지 4 mm 또는 심지어 0.7 mm 미만이고, 또는 폴리카보네이트 또는 PMMA와 같은 플라스틱 시트(특히 PU로 만들어진 라미네이션 중간층을 가짐,
- 서로 마주보는 제1 및 제2 추가 유리 시트들의 F2 및 F3으로 지칭되는 내부 주면들, 스택은 면 F2 및 F3 사이에 있고 바람직하게는 라미네이션 중간층 내에있다.
바람직하게는, 열가소성 라미네이션 중간층은 스택의 가장자리를 둘러싼다.
스택의 가장자리 면은 라미네이션 중간층(또는 제1시트)의 가장 바깥쪽 가장자리 면에 대해 뒤로 설정될 수 있다.
바람직하게는, 선택적인 제1 및/또는 제2 기판은 바람직하게는 최대 0.7 mm 및 심지어 최대 0.3 또는 0.2 mm의 두께를 갖는다. 유리 기판 또는 기판들 용으로 얇은(1mm 미만) 유리와 초박형 유리(UTG)를 선택할 수 있다.
추가 유리 시트들 중 하나는 착색될 수 있고 다른 하나는 투명하거나 매우 투명할 수 있다. 열가소성 라미네이션 중간층은 투명하거나 매우 투명하거나 착색 될 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 글레이징, 특히 적층 및/또는 구부러진 글레이징을 포함할 수 있고, 스택은 글레이징의 주면의 일부 위에 스트립, 특히 주변 스트립을 형성한다.
상기 정의된 바와 같이 액정에 의해 변할 수 있는 산란을 갖는 장치는 차량 또는 건물에서 사용될 수 있다.
특히 다음과 같이 사용될 수 있다:
- 건물, 지상, 철도, 해상 또는 항공 차량(택시, 버스, 기차 등의 두 구획 사이)에서, (두 방 사이 또는 공간에서의)내부 칸막이, 특히 샤워 또는 욕조의 유리벽과 같은 파티션,
- 글레이징 도어(전면 또는 후면), 창(단일, 이중, 삼중 글레이징), 천장, 타일(바닥, 천장), 화장실 문, 거리 또는 가정용 가구의 글레이징 부분
- 자동차 차량(승용차, 트럭, 버스 등)의 글레이징, 따라서 지상, 철도 또는 해상 차량(보트): 앞유리, 측면 창, 지붕 등
- 프로젝션 또는 후면 프로젝션 스크린,
- 상점 창 또는 진열장, 특히 카운터.
당연히 글레이징 전체 또는 일부를 형성할 수 있다(파티션 및 트랜섬(transom) 유형의 창 등).
본 발명에 따른 장치는 적층되고 특히 구부러진 글레이징을 포함할 수 있으며, 층의 스택은 각각 "외부" 및 "내부" 글레이징인 제1 및 제2 글레이징 사이에 있으며, 글레이징의 상부에 주변 스트립을 형성하며, 스택의 "외부" 가장자리 면은 외부 글레이징 상에(바람직하게는 F2면 상에) 제1 불투명 주변층, 특히 에나멜에 의해 외부로부터 마스킹되고, 및/또는 스택의 "내부" 가장자리 면은 내부 글레이징 상에(F4면에 및 예를들어 F3면에)있는 제2 불투명 주변층, 특히 에나멜에 의해 내부로부터 마스킹된다.
장치를 적층 글레이징에 통합하려면 다음을 사용할 수 있다.
- 3개의 시트들(단층 또는 다층 PVB, EVA, PU 등), 특히 2개의 전체 시트 각각이 두 개의 글레이징 중 하나와 접촉하고 중앙 시트는 스택을 수용하기 위한 저장소가 있다,
- 두 시트 (단층 또는 다층 PVB, EVA, PU 등), 특히 스택이 상당히 얇은 경우 두 시트가 스택의 양쪽에서 변형(creep)에 의해 결합된다.
기판 및/또는 지지체 또는 추가 유리 시트 또는 적층 및/또는 다중 글레이징의 글레이징에 대해 투명 또는 매우 투명한 유리를 선택할 수 있다. 투명 유리는 일반적으로 중량 기준으로 0.05 ~ 0.2% 정도의 산화철 함량을 포함하는 반면, 매우투명한 유리는 일반적으로 약 0.005 ~ 0.03%의 산화철을 포함한다.
그러나, 추가 유리 시트 또는 적층 및/또는 다중 글레이징의 글레이징은 예를 들어 청색, 녹색, 회색 또는 청동으로 착색될 수 있다.
착색된 추가 유리 시트 또는 적층 및/또는 다중 글레이징의 착색된 글레이징은 바람직하게는 10% 이상의 광투과율(TL)을 나타낼 수 있고 - 예를 들어, 기판의 외부면(전극이 있는 면의 반대쪽) 쪽의 환경이 고도로 밝게 비추어진 상황에서-, 바람직하게는 40% 이상이다.
유리는 바람직하게는 소다 석회 실리카 유형이지만 붕규산 또는 알루미노 보로실리케이트 유형의 유리일 수도 있다. 유리의 두께는 일반적으로 0.5 내지 19 mm, 바람직하게는 0.7 내지 9 mm, 특히 2 내지 8 mm, 실제로 심지어 4 내지 6 mm의 범위 내에 있다.
유리는 바람직하게는 플로트 유리 유형, 즉 용융된 주석의 배스("플로트"배스)에 용융된 유리를 붓는 공정에 의해 수득될 수 있다. 이 경우, 스택은 기판의 "주석" 면과 기판의 "대기" 면 모두에 증착될 수 있다. 용어 "대기" 및 "주석" 면은 각각 플로트 배스에서 우세한 대기와 접촉하고 용융 주석과 각각 접촉한 기판의 면을 의미하는 것으로 이해된다. 주석 표면에는 유리 구조로 확산된 소량의 주석이 포함되어 있습니다.
열가소성 라미네이션 중간층은 단단하거나 유연한 요소와 결합하게 한다. 이 중합체 적층 중간층은 특히 폴리비닐부티랄(PVB), 에틸렌비닐 아세테이트(EVA), 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC), 열가소성 우레탄, 폴리우레탄(PU), 이오노머, 폴리올레핀 기반 접착제, 열가소성 열(에폭시, PU) 또는 자외선(에폭시, 아크릴 수지)으로 가교될 수 있는 다 성분 또는 일 성분 수지로 만든 실리콘을 기반으로 하는 층일 수 있다.
PVB 중간층은 쐐기형일 수 있으므로 특히 앞 유리용 헤드업 디스플레이(HUD)의 경우 이중 이미지를 방지하기 위해 적층 글레이징의 상단에서 하단으로 갈수록 쐐기형 단면이 감소한다.
PVB 중간층은 선택적으로 음향적이고 및/또는 착색된다.
음향 PVB 중간층은 특히 폴리비닐 부티랄(PVB) 및 가소제를 기반으로하는 진동 음향 감쇠 특성을 가진 점탄성 플라스틱으로 만들어진 적어도 하나의 "중앙"층을 포함할 수 있으며, 추가로 표준 PVB로 만들어진 2개의 외부 층들을 포함하며, 중앙층은 두 외부 층들 사이에 있다.
선택적으로, 하나 또는 두 외부 층들은 적층 유리의 상단에서 하단으로 갈수록 쐐기 모양이 감소하는 단면을 가지며, 진동 음향 감쇠 특성을 갖는 점탄성 플라스틱으로 만들어진 층은 적층 글레이징의 상단에서 하단으로 향하는 변하지 않는 단면을 갖는다. 음향 시트의 예로서 특허 EP 0 844 075가 언급될 수 있다.
적층 글레이징의 제1 및/또는 제2 글레이징은(심미적 결과 또는 원하는 광학 효과에 따라) 투명한 유리일 수 있고(4mm 두께에 대해 광투과율(TL)이 90% 이상), 예를 들어 표준 소다 석회 조성의 유리, Saint-Gobain Glass의 Planilux® 또는 매우 투명한 유리(두께 4mm에 대해 TL이 91.5% 이상), 예를 들어 0.05% 미만의 Fe(III) 또는 Fe2O3를 갖는 소다 석회 실리카 유리, Saint-Gobain Glass의 Diamant® 유리 또는 Pilkington의 Optiwhite® 유리 또는 Schott의 B270® 유리 또는 문헌 WO04/025334에 기재된 다른 조성의 유리 포함 . Saint-Gobain Glass에서 Planiclear® 유리일 수 있다.
제1 및/또는 제2 글레이징의 유리는 중성(채색 없음) 또는 (약간)착색, 특히 Saint-Gobain Glass의 TSA 유리와 같이 회색 또는 녹색일 수 있다. 제1 및/또는 제 2 글레이징의 유리는 경화 또는 어닐링 또는 템퍼링(특히 더 나은 기계적 강도를 얻기 위해) 유형의 화학적 또는 열적 처리를 받거나 반강화(semitempered)될 수 있다.
광투과율(TL)은 광원 D65를 사용하여 ISO 9050:2003 표준에 따라 측정될 수 있으며 직접 투과율 및 가능한 확산 투과율을 모두 고려한 총 투과율이며(특히 가시 영역에 통합되고 사람의 눈 감도 곡선에 의해 가중치가 부여됨), 측정은 예를 들어 적분구가 장착된 분광 광도계를 사용하여 수행되고, 특정 두께에서의 측정은 필요한 경우 ISO 9050:2003 표준에 따라 4mm의 기준 두께로 변환된다.
본 발명에 따른 구부러진 적층 글레이징, 특히 윈드실드(windshield) 또는 측면 창은 바람직하게는 적어도 70%, 심지어 적어도 75% 또는 심지어 적어도 80% 인 TL을(투명 유리 영역에서) 가질 수 있다.
본 발명에 따른 구부러진 적층 글레이징, 특히 선 루프는 최대 10% 및 심지어 1 내지 6%의 광투과율(TL)을 가질 수 있다.
자동차 지붕의 경우 다음 기준 중 하나 이상 또는 모두가 선호된다.
- 에너지 전송율(TE)은 최대 10%, 심지어 4 ~ 6%,
- 에너지 반사율(RE)(바람직하게는 F1측을 향하는)은 최대 10%, 더 바람직하게는 4 ~ 5 %,
- 태양 에너지의 총 투과율(TST) < 30%, 심지어 < 26%, 심지어 20%에서 23%.
아래 표 1은 출원인 회사에서 판매한 유리의 예들이다. SGS Thermocontrol® Absorbing/Venus 유리는 유리 본체의 에너지 부하를 흡수하여 열쾌적성을 향상시킨다. 이 유리들은 "비전"(광투과율 > 70%) 및 "프라이버시"(광투과율 < 70%)의 두 가지 범주로 나뉜다.
유리 종류 TL(%) TE(%) RE(%)
SGS Thermocontrol® Venus Green 55 49 27 7
Green-tinted high-performance//Clear glass 28 16 3
SGS Thermocontrol® Venus Green 35 35 22 5
SGS Thermocontrol® Venus Grey 10 10 8 1
SGS Thermocontrol® Absorbing TSA3+ 71 44 18
Standard green glass 78 53 25
"Vision"유리는 차량의 모든 유형의 글레이징에 적합하고(녹색/청색/회색) 감소된 에너지 전송율(TE)을 제공한다. 이 목적으로 가장 많이 사용되는 색상은 녹색이다. 그것은 차량 색상의 조화에 영향을 미치지 않는 중립적인 외관으로 인해 선택된다.
"프라이버시"유리는 열적 쾌적함과 프라이버시를 위해 대량 착색된 글레이징이다. 짙은 녹색 또는 짙은 회색으로 착색된 글레이징이다. 프라이버시를 보장하기 위해 이 글레이징은 70% 미만, 일반적으로 약 55% 정도 또는 그 이하의 광투과율 값을 나타냅니다. 어두운 색조로 인해 이 유형의 유리는 UV 투과율이 낮다(자외선은 피부 자극을 유발할 수 있다).
대부분의 국가에서 비너스/프라이버시 유리는 후면 측면창(B-필러 뒤), 후면 창 및 지붕에 적합하다.
SGS Thermocontrol® Venus는 짙은 회색 또는 짙은 녹색cm로 착색된 글레이징으로 구성된다. 그것들은 모두 태양열 보호 기능이 향상된 "Vision"유형(SGS Thermocontrol® 유형) 유리의 모든 열적 장점들을 갖는다:
- 낮은 에너지 전송값(다른 모든 유리 솔루션에 비해),
- 어두운 색상은 또한 실내의 피부 자극과 승객 공간의 변색을 일으키는 자외선을 차단한다.
- 차량 승객에게 더 큰 프라이버시를 제공한다(외부에서 유리를 통해보기 어렵다).
바람직하게는, 구부러진 적층 글레이징은 자동차 또는 트럭과 같은 도로 차량의 윈드쉴드(windshield)를 형성한다.
제1 및 제2 글레이징(특히 윈드 실드)의 굽힘은 예를 들어 WO2010136702 문서에 기재된 하나 이상의 방향으로 이루어질 수 있다.
주면(F1)(특히 윈드쉴드 또는 지붕)의 면적은 1.5 m2보다 크고 예를 들어 3 m2보다 작을 수 있다.
승객 공간의 난방을 제한하거나 에어컨의 사용을 제한하기 위해, 글레이징들 중 하나는 적어도 (바람직하게는 외부 유리에) 착색되고, 적층 글레이징은 바람지가하게는 면 F4 또는 면 F2 또는 F3위에서 태양광 복사를 반사하거나 흡수하는 층, 특히 투명한 전기 전도성 산화물층, "TCO 층"(면 F4 상의) 또는 적어도 하나의 TCO층을 포함하는 얇은 층들의 스택 조차도 또는 적어도 하나의 은층(F2 또는 F3 상의)을 포함할 수 있으며, 각 은층은 유전체층들 사이에 배치된다.
F2 및/또는 F3면에(은 함유) 층을, F4면에 TCO층을 동시에 가질 수 있다.
TCO층(투명한 전기 전도성 산화물층)은 설명된 바와 같이 제1 또는 제2 전극 또는 면 F4에 사용될 수 있다. 이는 바람직하게는 혼합 인듐 주석 산화물(ITO)층 또는 불소 도핑된 주석 산화물층(SnO2:F)이다. 다른 층들도 가능하며, 그중에서 혼합 인듐 아연 산화물("IZO"라고 함)에 기초하거나, 갈륨 도핑 또는 알루미늄 도핑된 산화 아연에 기초하거나, 니오븀 도핑된 산화 티탄에 기초하거나, 카드뮴 주석 산염 또는 아연 산염에 기초하거나, 또는 안티몬 도핑된 산화 주석에 기초한 얇은 층들이 가능하다. 알루미늄이 도핑된 산화 아연의 경우, 도핑 레벨(즉, 총 중량에 대한 산화 알루미늄의 중량)은 바람직하게는 3% 미만이다. 갈륨의 경우, 도핑 레벨은 더 높을 수 있고, 일반적으로 5 ~ 6% 범위 내에 있다.
ITO의 경우, Sn의 원자 백분율은 바람직하게는 5 내지 70%, 특히 10 내지 60% 범위 내에 있다. 불소가 도핑된 산화 주석을 기반으로 하는 층의 경우, 불소의 원자 백분율은 바람직하게는 최대 5%, 일반적으로 1 ~ 2% 이다. ITO로 만들어진 층의 경우 두께는 일반적으로 적어도 40 nm, 실제로는 적어도 50 nm 및 심지어 적어도 70 nm, 종종 최대 150 nm 또는 최대 200 nm 이다. 불소가 도핑된 산화 주석으로 만들어진 층의 경우 두께는 일반적으로 최소 120 nm, 실제로는 최소 200 nm 및 종종 최대 500 nm 이다.
예를 들어, 저방사율층은 다음 순서로 구성된다: 고굴절률 하부층/저굴절률 하부층/TCO층/선택적 유전체 상부층.
저방사율층(템퍼링 동안 보호됨)의 바람직한 예로서, 고굴절률 하부층(<40 nm)/저굴절률 하부층(<30 nm)/ITO층/고굴절률 상부층(5-15 nm)/저굴절율 장벽 상부층(<90 nm)/최종 층(<10 nm)을 선택할 수 있다.
특허 US2015/0146286에서, 면 F4 상의 , 특히 실시예 1 내지 3에 기재된 층들을 저방사율층으로 언급할 수 있다.
특히, 적층 글레이징의 면 F4는 투명 기능성 층, 특히 저방사율층으로 코팅되며, 바람직하게는 터치 버튼을(제1 발광 표면을 관리하기 위해) 형성하는 구역(전기가 공급되는, 따라서 전극)을 포함하는 TCO층을 포함한다.
전극으로 전기적 연결을 할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극을 따라 제1 주변 전기 전도성(금속 등) 스트립 및 제2 전극을 따라 제2 주변 전기 전도성 스트립을 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 제1 전기 전도성 스트립은 제1 측면 또는 길이방향 가장자리를 따라 있고 제2 전기 전도성 스트립은 제2 대향(측면의 또는 길이방향의) 및/또는 인접한 가장자리를 따라 있다.
전도성 밴드, 특히 금속 전도성 밴드, 예를 들어 구리로 만들어지고 예를 들어 최대 2 cm의 너비를 갖는 금속 전도성 밴드는 예를 들어 전기를 공급하기 위해 주변에서 전극에 고정된다(전극 당 하나의 밴드 상에, 바람직하게는 대향하는 가장자리들 상에 있는 밴드상에).
이러한 전기 전도성 스트립에 전기 케이블을 고정(용접, 접착)할 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 전계발광 시스템(특정 무기 LED 다이오드, 유기 다이오드 또는 OLED, TFEL(얇은 층을 가짐)의 어셈블리)을 갖는 전기적으로 제어 가능한 다른 장치들과 조합하여 사용될 수 있다.
상기 두 개는 적층 글레이징(라미네이션 중간층) 내에서 마주하거나 인접할 수 있습니다.
본 발명에 따른 장치는 전기적으로 제어 가능한 전계발광 장치, 특히 LED, OLED, TFEL과 같은 또 다른 전기적으로 제어 가능한 장치와 조합하여 특히 적층 글레이징에 사용될 수 있다.
제조 예에서, 액정은 모노머 및 소량의 광개시제(용매 역할을하는 액정)와 혼합되고 중합은 열적 또는 광화학적으로 수행된다(더 빠르면 분자 규모에서 고분자 네트워크에 유리함).
따라서, 본 발명은 특히 전술한 바와 같이 액정에 의한 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치의 제조 방법을 목표로 하며, 다음 단계를 포함한다:
- 특히 유전체 기판 상에 제1 전극을 제공
- 특히 유전체 지지체 상에 제2 전극을 제공
- 다음을 포함하는 혼합물의 제공:
- 적어도 하나의 폴리머 전구체
- 중간상 P를 나타내는 적어도 제1 액정 및 선택적으로 적어도 제2 액정을 포함하는 액정
혼합물은 중간상 P와 중간상 P'를 나타내며, TA는 혼합물의 중간상 P와 중간상 P'사이의 전이 온도.
- 필요한 경우 중합 개시제, 바람직하게는 광개시제
- 제1 전극과 제2 전극 사이에, 상기 혼합물로부터 중합체 네트워크에 의해 안정화된 상기 액정을 포함하는 물질로 이루어진 전기활성층의 형성을 포함하는 층 스택의 형성, 상기 형성은 다음을 포함한다:
- TA 미만의 온도 Ti에서, 따라서 중간상 P'에서, 바람직하게는 광중합에 의해, 바람직하게는 자외선 또는 UV 방사선 하에서 상기 중합체 네트워크에 이르게하는 상기 전구체들을 중합.
제1 액정이 중간상 P와 중간상 P'를 나타낼 때, 제1 액정은 중간상 P와 중간상 P'사이의 전이 온도 Tp를 가지며, TA는 바람직하게는 Tp 이하이고, 중합은 Tp 또는 TA보다 낮은 온도 Ti에서 이다.
중간상 P는 혼합물에 키랄제(chiral agent)를 첨가함으로써 트위스트된(twisted) 네마틱 중간상일 수 있다(바람직하게는 상 P'에서 또는 상 P에서). 따라서, 키랄제 없이, 제1 액정의 중간상 P는 꼬이지 않은(non-twisted) 네마틱일 수 있다.
본 발명은 특히 전술한 바와 같이 액정에 의한 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치의 제조 방법을 목표로 하며, 다음 단계를 포함한다:
- 특히 궁극적으로 축퇴되는 제1 평면 배향에 의해 액정을 위한 제1 표면 고정층을 포함하거나 그것으로 코팅된 제1전극, 특히 유전체 기판상의 제1전극의 제공
- 특히 제2배향, 특히 축퇴 또는 수직 평면 배향에 따라, 액정을 위한 평면 고정층을 포함하거나 그것으로 코팅된 제2전극, 특히 유전체 지지체 상의 제2 전극의 제공
- 다음을 포함하는 혼합물의 제공:
- 적어도 하나의 중합체 전구체(예: 단량체)
- 중간상 P 및 중간상 P'를 나타내는 적어도 제1액정 및 선택적으로 적어도 제2액정을 포함하는 액정, 제1 액정은 중간상 P와 중간상 P'사이의 전이를위한 온도 Tp를 가지며, TA는 특히 Tp 이하인 혼합물의 중간상 P와 중간상 P'사이의 전이를 위한 온도임
- 필요한 경우 중합 개시제, 바람직하게는 광개시제
- 제1 전극과 제2 전극 사이에 특히 제1 및 제2 고정층들을 포함하는 층 스택의 형성, 상기 혼합물로부터 중간상 P 부터 중간상 P'까지 온도 T1(특히 Tp 미만, 실제로는 동일하기도)으로 중합체 네트워크에 의해 안정화된 상기 액정을 포함하는 물질로 이루어진 전기활성층의 형성, 상기 형성은 다음을 포함한다:
- Tp 미만 또는 TA 미만(따라서 중간상 P'에서) 온도 Ti에서, 바람직하게는 UV 조사 하에서 바람직하게는 광중합에 의한 상기 전구체의 중합으로, 상기 중합체 네트워크가 생성된다.
바람직하게는, 공정은 바람직하게는 네마틱 및 스멕틱도 아닌 중간상 P'에서, 중간상 P에 (실질적으로) 남아있는 2차원 위상 결함을 갖는 도메인, 특히 서브센티미터 도메인의 형성을 포함할 수 있다.
결함의 형성은 특히 다음 단계들 중 하나(적어도 또는 선택에 따라)에 의해 수행된다:
- 표면에 액정을 고정하기 위해 상기 혼합물을 제1 및 제2 층과 접촉시킴으로써
- 응력(기판과 지지체 사이)을 가함으로써
- 전기장을 인가함으로써, 특히 최대 100 Hz, 더욱이 10Hz의 저주파 교류 전기장을 인가함으로써, 혼합물은 하전 입자들(분자 등)를 포함한다.
특히, 상기 전기활성층의 형성은 바람직하게는 표면에 액정을 고정시키기 위해 상기 혼합물을 제1 및 제2 층과 접촉시키는 것을 포함하며, 특히:
- (유전체 또는 반도체성)층의 액체 경로에 의한 증착 또는 제1 전극에 접착 된(접착제로 결합된) 서브밀리미터 필름과 같은(유전체 또는 반도체성)요소의 제공 (또는 가스 충전 캐비티 생성, 공기가 채워진 공동 (수직 고정용))
- (유전체 또는 반도체)층의 액체 경로에 의한 증착, 또는 제2 전극에 접착 된(접착제로 결합된) 서브밀리미터 필름과 같은(유전체 또는 반도체성) 요소를 제공 또는 제2 전극과 혼합물 사이에 공기 충전된 공동(cavity)(수직 고정용)과 같은 가스 충전된 공동의 생성.
(평면 및 단방향 고정을 형성하기 위해) 제1 및/또는 제2 고정층의 표면 마찰을 (사전에) 하는 것이 가능하다.
상 P의 온도 T'> T에서, 전기활성층은 2 차원 위상 결함을 갖고 있는 도메인을 나타낸다(그리고 가변 산란의 다중 상태를 나타냄).
혼합은 특히 서모트로픽 액정과 함께 분말화된 전구체(단량체)부터 교반하면서 수행될 수 있다.
전기활성층은 "적가식 충전(dropwise filling)"작업을 사용하거나 상기 혼합물의 모세관 현상에 의해 생성될 수 있다.
바람직하게는, UV 램프의 강도는 가능한 한 노출된 표면에서 받는 전력 및 이에 따른 가교 정도, 중합 정도를 제어하기 위해 제어된다.
또한, 제1액정이 스멕틱 중간상인 P' 및 네마틱 중간상 P를 갖고, 제2액정이 중간상, 특히 네마틱 중간상을 갖고 스멕틱 중간상이 없는 것이 가능하다.
단량체와 같은 중합체 전구체는 바람직하게는 액정 물질과 혼합될 수 있다(반드시 모든 비율이 아닐 수 있음).
상한은 액정 + 모노머 혼합물에 따라 달라진다(또한 주어진 혼합물에 대해 혼합물의 액정상(liquide phase)의 온도 및 특성에 따라 달라지는 용해도 한계).
공정은 특히 상기 스택의 다음과 같은 적층 단계를 포함할 수 있다:
- 기판(유연한, 중합체의, PET, UTG 등)/제1전극/(제1고정층)/전기활성층/(제2고정층)/제2전극/지지체(유연한, 중합체의, PET, UTG 등)
- 또는 제1전극/제1 기판 형성 고정층/전기활성층/제2 지지체 형성 고정층/제2전극
이것은 특히 구부러진 두개의 유리시트들 사이에 있고, 그것은 특히 예를 들어 PVB 또는 EVA와 같은 열가소성 중간층인 중합체 라미네이션 중간층에 의해서 인데, 라미네이션 중간층은 하나 이상의 시트를 포함하며, 특히 라미네이션은 최대 140℃ 및 120℃, 110℃이다
이렇게 라미네이션을 제공할 수 있다. 두 개의 유리 시트들(예를 들어 0.7 mm ~ 5 mm 두께를 갖는) 사이에 상기 스택(플라스틱 또는 유리, 예를 들어 유연한, 지지체 및 기판)을 갖는 적층 글레이징을 형성하기 위해 다음을 사용할 수 있다:
- 3개의 시트들(단층 또는 다층 PVB, EVA, PU 등), 특히 2개의 전체 시트 각각이 두 개의 글레이징 중 하나와 접촉하고 중앙 시트는 스택을 수용하기 위한 저장소가 있다
- 2개의 시트들(단층 또는 다층 PVB, EVA, PU 등), 특히 스택이 상당히 얇은 경우 두개의 시트들이 스택의 양쪽에서 변형(creep)에 의해 결합된다.
PVB는 차량 분야에서 선호된다.
유리 시트들 중 하나는 착색될 수 있다.
통상적으로 라미네이션은 진공하에(흡인 수단에 의해) 배치, 가열 및 선택적 가압을 포함한다. 스토브(stove) 또는 오토클레이브(autoclave)가 사용된다. 이렇게 하여, 라미네이션은 탈기, 가장자리의 밀봉을 포함할 수 있으며 적절한 온도 및 압력의 사용을 포함한다; 일반적으로 오토클레이브 중에 PVB와 같은 시트는 상대적으로 높은 온도(PVB의 경우 100℃ 초과, 종종 90℃ ~ 140℃ 사이)에 놓이게 되며, 이는 시트를 부드럽게 하여 흐르게 한다. 여러 시트들, 특히 PVB 시트들을 사용하는 경우 주목할만한 현상이 생긴다; 다양한 PVB 시트들의 경계들이 사라진다; 어떤 면에서 보자면 PVB는 상처가 아물어서 오토클레이브 마지막에는 균일하고 연속적인 필름을 형성한다.
적층 글레이징을 조립하는 일반적인 조건에서, 가열과 결합하여 적층 구조의 내부를 음압(진공)하에 두는 것은 다른 구성 요소들 (가열 전 거칠고 불규칙한 라미네이션 중간층의 표면) 사이에 존재하는 공기를 배출하는 것을 목표로 하며, 경우에 따라서는 적층 구조의 외부에 압력을 가하여 접착 결합 및 어셈블리의 지속적인 응집하는데에 유리하게 작용하도록 하기 위함이다.
본 발명의 다른 세부 사항 및 특징은 첨부된 다음의 도면과 관련하여 제공되는 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에서 액정(100)에 의해 변할수 있는 산란을 갖는 장치의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 2a 및 2c는 전기장 없이 또는 전기장 아래에서, 도 1 유형의 액정에 의해 변할수 있는 산란을 갖는 장치의 전기활성층의 개략적이고 상세한 단면도를 나타낸다. 도 2b는 전기장 하에서 일부 액정들의 배향을 도시한다.
도 3a 내지 7a는 20cm에서 및 조명 D65 아래에서 배경(110)(글 쓴 줄이 있는 종이)이 있는 조명 부스에서 전기적으로 제어 가능한 도 1의 장치의, 전기장이 없을 때(3a), 전압이 25V(4a), 50V(5a), 70V(6a), 및 다시 0V(7a)로 된 전기활성층에 수직인 전기장의 경우에 대해서 이미지(흑백)를 도시한다.
도 3b 내지 7b는 편광 광학현미경(PLM)에 의해서 20배 확대(백색선 눈금 50 ㎛)로 얻은 이미지(흑백)들을 도시하며, 이 이미지들은 전기장이 없을 때(3b), 전압이 25V(4b), 50V(5b), 70V(6b) 및 다시 0V(7b)로 된 전기활성층에 수직인 전기장에 대해 전기적으로 제어 가능한 도 1의 장치의 전기활성층의 선 결함들을 갖는 도메인들을 나타낸다.
도 8은 도 1의 장치에 대해서 전기장이 없거나 또는 10V에서 110V까지 10V 단계 당 전기활성층에 수직인 전기장 하에서의 400 내지 800 nm의 파장 함수로서 총 투과율(TT)에 해당하는 곡선들의 집합(A) 및 전기장이 없거나 또는 10V에서 110V까지 10V 단계 당 전기활성층에 수직인 전기장 아래에서 400 내지 800 nm의 파장 함수로서 확산 투과율(DT)에 해당하는 곡선들의 집합(B)을 도시한다.
도 9는 도 1의 장치의 경우 전기장이 없거나 10V 에서 120V까지 10V 단계 당 전기활성층에 수직인 전기장 아래에서 400 내지 2500 nm 정도의 파장의 함수로서 총 투과율에 해당하는 곡선들의 집합(A) 및 도 1의 장치의 경우 10V 단계 당 10V에서 120V까지의 전압으로 전기활성층에 수직인 전기장 아래에서 400 내지 2500 nm 정도의 파장의 함수로서 확산 투과율에 해당하는 곡선들의 집합(B)을 도시한다.
도 10은 도 1의 장치에 대해서 전기장이 없거나 10V에서 120V까지 10V 단계 당 전기활성층에 수직인 전기장 아래에서 400 내지 2500 nm 정도의 파장의 함수로서 총 투과율(TT)에 대한 확산 투과율(DT)의 비율인 헤이즈 H(%로 표시)에 해당하는 곡선들의 집합 및 전기장이 없거나 10V에서 120V까지 10V 단계 당 전기활성층에 수직인 전기장 아래에서 400 내지 2500 nm 정도의 파장의 함수로서 확산 투과율에 해당하는 곡선들의 집합(B)을 도시한다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에서 액정(200)에 의해 변할 수 있는 산란을 갖는 장치의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 12a 내지 17a는 각각 전기장이 없는 상태(12a)에서, 전압이 20V(13a), 40V(14a), 70V(15a), 120V(16a), 다시 0V(17a)로 된 전기활성층에 수직인 전기장에 대하여 20 cm에서 및 조명 D65 아래에서 배경(110)(글 쓴 줄이 있는 종이)이 있는 조명 부스에서 도 11의 전기적으로 제어 가능한 장치의 이미지들을 흑백으로 나타낸다.
도 12b 내지 17b는 각각 편광 광학현미경(PLM)에 의해서 20배 확대(백색선 눈금 50 ㎛)로 얻은 이미지(흑백)들을 도시하며, 이미지들은 전기장이 없을 때(12b), 전압이 20V(13b), 40V(14b), 70V(15b), 120V(16b) 및 다시 0V(17b)로 된 전기활성층에 수직인 전기장에 대해 전기적으로 제어 가능한 도 11의 장치의 전기활성층의 선 결함들을 갖는 도메인들을 나타낸다
도 18은 도 11의 장치의 경우 전기장이 없거나 10V 에서 120V까지 10V 단계 당 전기활성층에 수직인 전기장 아래에서 400 내지 800 nm 정도의 파장의 함수로서 총 투과율에 해당하는 곡선들의 집합(A1) 및 도 11의 장치의 경우 전기장이 없거나 10V에서 120V까지 10V 단계 당 전기활성층에 수직인 전기장 아래에서 400 내지 2500 nm 정도의 파장의 함수로서 확산 투과율에 해당하는 곡선들의 집합(B1)을 도시한다.
도 19는 도 11의 장치의 경우 전기장이 없거나 10V에서 120V까지 10V 단계 당 전기활성층에 수직인 전기장 아래에서 400 내지 2500 nm 정도의 파장의 함수로서 총 투과율(TT)에 대한 확산 투과율(DT)의 비율인 헤이즈(H)에 해당하는 곡선들의 집합 및 도 11의 장치의 경우 전기장이 없거나 10V 단계 당 10V에서 120V까지의 전압으로 전기활성층에 수직인 전기장 아래에서 400 내지 2500 nm 정도의 파장의 함수로서 확산 투과율에 해당하는 곡선들의 집합(B)을 도시한다.
도 20은 본 발명의 제3 실시예에서 액정(300)에 의해 변경될 수 있는 산란을 갖는 장치의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 21은 편광 광학현미경(PLM)에 의해서 20배 확대(백색선 눈금 150 ㎛)로 얻은 이미지(흑백)를 도시하며, 이미지는 전기장이 없을 때 도 20의 전기적으로 제어 가능한 장치의 전기활성층의 부채꼴 선 결함을 갖는 도메인들을 나타낸다.
도 22는 본 발명의 제4 실시예에서 액정(400)에 의해 변경될 수 있는 산란을 갖는 장치의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 23은 본 발명의 제5 실시예에서 액정(500)에 의해 변경될 수 있는 산란을 갖는 장치의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 24a 및 24b는 각각 본 발명의 제6 실시예에서 액정(600)에 의해 변경될 수 있는 산란을 갖는 장치의 개략적인 정면 및 단면도를 나타낸다.
도 25는 본 발명의 제7 실시예에서 액정(700)에 의해 변경될 수 있는 산란을 갖는 장치의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도면들의 요소들은 축척으로 표시되지 않는다.
예 1
도 1에 도시된 예시적인 실시예 1은 본 발명에 따른 액정(100)에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치를 도시하며 다음 순서로 층 스택을 포함한다:
- 가장자리면(10) 및 주면들(11 및 12)을 갖고, 접합면이라고 하는 제1주면과 대향면(Sb)이라는 표면 및 가장자리면(10)을 갖는 제1 투명전극(2)을 포함하는 투명 유전체 기판(1), 여기서 면저항이 10 ohm/square, 보다 광범위하게는 5 ~ 300 ohm/square 사이인 ITO층이 있고 색상은 중립성인 1.1mm의 유리(또는 대안의 형태로 PET와 같은 플라스틱)이고; 상기 전극 또는 각 전극은 ITO층 아래에 적어도 두개의 얇은 유전체 하부층(underlayer)들 및 심지어 하나 또는 두개의 (유전체) 상부층(overlayer)들을 포함할 수도 있다.
- 제1전극(2)상에 투명한(여기서는 축퇴(degnerate))평면의 제1고정층(anchoring layer)(4)
- 제1고정층(4)과 접촉하여, 결합면 쪽 면이라고 하는 주면 및 대향면(A2)이라고 하는 주면을 갖는 유전체 전기활성층(3), 여기서 두께가 6 ㎛ 이고 다음을 포함하는 재료로 만들어진다:
- 액정
- 고분자 네트워크를 형성하는 고분자(액정은 고분자 네트워크에 의해 안정화 됨)
그 재료는 T1 온도부터 선 결함들과 같은 2차원 토폴로지 결함(topological defects)이 있는 서브밀리미터 (submillimetric) 도메인의 어셈블리를 포함하는 소위 P 중간상을 포함한다:
- 재료 안에 분산되어 있는 스페이서, 여기서는 유리 비즈(beads)
- 예를 들어 에폭시, 아크릴레이트(여기서는 시아노아크릴레이트)로 이루어진 고분자 접합부(5)에 의해 주변이 밀봉되는 층
- 투명한 제2고정층(4'), 이 경우 수직 고정층(normal anchoring layer)
- 면A2 측에 제2결합표면이라는 주 표면 및 대향 표면(Sc)이라는 표면을 갖는 제2투명전극(2'), 특히 제2전극은 면저항이 10 ohm/square, 더 광범위하게는 5에서 300 ohm/square이며 색상은 중립성인 ITO층이고, 이 전극 또는 각 전극은 ITO층 아래에 적어도 두개의 얇은 유전체 하부층들과 심지어 하나 또는 두개의 상부층들을 포함할 수도 있다.
- 가장자리면(10') 및 주면(11'및 12')을 갖는 제2전극(2')의 투명 유전체 지지체(1'), 여기서 1.1mm의 유리 또는 대안적인 형태로 PET와 같은 플라스틱이다.
전원(110)를 통해 전기를 공급하기 위해, 전도성 밴드(도시되지 않음), 특히 예를 들어 구리로 만든 금속 전도성 밴드가 예를 들어 접착 결합에 의해 주변 가장자리를 따라 고정되고 전극들(2, 2')과 접촉한다(전극 당 하나의 밴드이고, 밴드들은 바람직하게는 반대쪽 가장자리에 있음). 이러한 밴드들은 이후에 전기 공급 장치에 연결된다.
전극들(2, 2')의 가장자리면들(20, 20') 및 전기활성층의 가장자리는 바람직하게는 유리들(1, 1')의 가장자리들(10, 10')에 대해 뒤로 설정된다.
유리들(1, 1')은 직사각형이지만 원형 또는 정사각형과 같은 임의의 모양일 수 있고 예를 들어 길이가 적어도 1m 이고 너비가 적어도 10cm(스트립과 같은) 등 임의의 크기일 수 있다. 두께는, 예를 들어 0.7mm에서 4mm일 수 있고, 어셈블리의 더 나은 기계적 강도 및/또는 가공 또는 취급의 용이성을 위해 바람직하게는 100 ㎛ 초과 및 최대 300 ㎛의 두께를 가질 수 있지만, 더 큰 유연성이 요구되는 경우 예를 들어 50 ㎛까지 내려갈 수 있다.
"OFF"상태, 즉 전압을 인가하기 전에는, 액정(100)을 갖는 이 글레이징은 산란, 즉 광학적으로는 투과하지만 투명하지는 않다. 두 전극들 사이에 전압이 인가되자마자 층(3)은 전압에 따라 다양한 수준의 산란을 갖는 덜 산란하는 상태로 변한다.
상기 전기장 아래에서 스택은 전압, 여기서는 5V와 120V사이의 전압에 따라 산란 투과율 및 헤이즈를 나타낸다.
ITO를 단독으로 또는 다층으로 선택하는 대신 은 함유 스택이 하나 또는 두 전극에 대해 선택된다. 전극 중 하나에 대해 TL이 더 낮은 층 또는 반사층을 선택할 수도 있다.
제1 및 제2 캐리어 기판들(1, 1')의 하나 또는 모든 외부면은 이미 알려진 하나 이상의 기능성층들 (반사방지 등)을 포함할 수 있다.
제1 및 제2캐리어 기판들(1, 1') 중 하나 및 심지어 연관된 전극은 스택의 나머지 부분보다 크기가 더 클 수 있다. 예를 들어, ITO(또는 기타)와 같은 전기 전도성층(2 또는 2')은 태양광 제어층으로 작용할 수 있다. 전극 역할을 하는 ITO 영역은 예를 들어 ITO 스트립을 형성하기 위해 레이저 에칭에 의해 분리될 수 있다.
유리들(1, 1') 중 하나 및/또는 다른 하나는 외부면에 층이 있거나 없는, 최대 500 ㎛ 또는 200 ㎛의 중합체 시트, 예를 들어 PET로 대체되거나, 또는 아니면외부 표면에 층이 있거나 없는, 예를 들어 더 두꺼운(가령 1 내지 10 mm) 플라스틱 시트,폴리카보네이트 또는 아니면 PMMA에 의해 대체될 수 있다.
실시예 1의 제조 공정은 이하에서 보다 상세하게 설명된다.
제1고정층(4)은 약 300 nm의 폴리(비닐알코올)층(PVOH; Sigma-Aldrich; 분자량(Mw) ~27 kDa)으로, 표면(전기장이 없는)에 액정의 (축퇴)평면 고정을 초래한다.
PVOH층은 탈이온수(9.1 중량%)에서 PVOH 용액으로 스핀 코팅(spin coating)함으로써 제1ITO층(2) 상에 증착된다. 증착 전에 ITO를 에탄올로 세척하고 질소 하에서 건조한다. 제2고정층(4')은 옥틸트리클로로실란(OTS)층으로, 표면(전기장이 없는)에서 액정의 수직(호메오트로픽, homeotropic) 고정을 초래한다. 이는 n-헵탄의 OTS 용액에 제2 ITO(2')를 갖는 유리를 30분 동안 담그고, 탈이온수로 헹구고, 질소 하에 건조시킴으로써 얻어진다.
전기활성층(3)을 생성하기 위해, 2가지 유형의 액정들(5CB 및 8CB), 단량체 및 광개시제와의 혼합물이 형성된다.
혼합물은 다음을 포함한다:
- 1:4의 비율로 5CB 및 8CB 액정의 98 중량%
- 광개시제2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논과 함께 단량체 비스페놀 A 디메타크릴레이트에 의해 형성된 조합의 2 중량%.
혼합물은 17.5℃ 미만에서 스멕틱 A 중간상을 나타내고 17.5℃와 38℃ 사이에서 네마틱 중간상(및 위의 이소트로픽(isotropic)상)을 나타낸다.
이 혼합물의 층은 고정층들(4 및 4') 사이에 형성된다.
그 후, 조합은 5℃(또는 적어도 17.5℃ 미만, 따라서 스멕틱 A 상)에서 고분자화를 위해 UV방사선(λ = 365 nm) 하에서 조명된다. 그러면, 전기활성층(3)은, 네마틱 상에서, 스멕틱 A상의 초점 원추형 도메인(focal conic domains), 특히 여기서 토릭 초점 원추형 도메인(toric focal conic domains) 즉 TFCDs에 비교할 만한 도메인을 포함한다.
도 2a 및 2c는 전기장 없이 또는 전기장 아래에서, 도 1의 유형의 액정에 의해 변할수 있는 산란을 갖는 장치의 전기활성층의 개략적이고 상세한 단면도를 나타낸다. 도 2b는 전기장 하에서 일부 액정의 배향을 간단히 도시한다.
네마틱 상의 층(3)은 TFCD 유형의 스멕틱 결함을 나타낸다. 도 2a는 TFCD 유형의 단일 초점 원추 도메인을 나타내는 것으로 간주된다.
도 2a 및 2c는 중합체 네트워크(미도시)에 의해 부과된 액정들(31, 31a, 31b, 310)의 층들(33)로서의 구조를 도시한다. 상기 층들은 중앙 구역(34)에서 (여기서는 축퇴)평면 고정층의 방향으로 구부러지고 상기 층들은 다소간 펼쳐지고 존재하지 않을 수 있는 두개의 측면 영역들(35, 35')에 걸쳐서 평편하고 서로 평행이다.
도메인은 유리(1)의 평면, 가령 원형 타입의 폐쇄 윤곽(다소 불규칙한)을 갖는 표면에서의 선 결함 및 선형 기하학 구조(36)을 갖는 또 다른 선 결함을 나타낸다.
평면 고정층 쪽(하부)에, 일부 액정들(짧은 막대)(31a)은 평면의 모든 방향을 따라 이 층과 평행하다.
수직 고정층 쪽(상부)에, 일부 액정들(31b)이 이 층에 대해 수직이다.
평면 고정층(4)과의 접촉 구역 외부에서, 전기장이 없는 상태에서, 예를 들어 층(3) 두께의 중간에서, 액정(310)은 층들(4 및 4')에 수직인 배향을 갖는다.
예를 들어, 액정은 곡면 영역에서 전기장이 없으면 Z축(수직 전기장 E에서)에 대해 비스듬한 각도를 따라 제1배향을 갖고 그 다음 예를 들어 25V로 전기장이 인가되면(도 2b참조) Z축(전기장의)에 가까워진다.
도 2c는 120V부터 혹은 150V부터 (사실상)모든 액정이 수직으로 정렬된 경우를 보여준다.
도 3a 내지 7a는 20cm에서 및 조명 D65 아래에서 배경(110)(글 쓴 줄이 있는 종이)이 있는 조명 부스에서 전기적으로 제어 가능한 도 1의 장치의, 전기장이 없을 때(3a), 전압이 25V(4a), 50V(5a), 70V(6a), 및 다시 0V(7a)로 된 전기활성층에 수직인 전기장의 경우에 대해서 이미지(흑백)를 도시한다. 온도는 21℃이고, 따라서 스멕틱 A 결함을 갖는 네마틱 상 상태이다.
도 3b 내지 7b는 편광 광학현미경(PLM)에 의해서 20배 확대(백색선 눈금 50 ㎛)로 얻은 이미지(흑백)들을 도시하며, 이 이미지들은 전기장이 없을 때(3b), 전압이 25V(4b), 50V(5b), 70V(6b) 및 다시 0V(7b)로 된 전기활성층에 수직인 전기장에 대해 전기적으로 제어 가능한 도 1의 장치의 전기활성층의 선 결함들을 갖는 도메인들을 나타낸다. 온도는 21℃이다.
도메인들은 상기 PLM의 이미지 위에 PLM이라는 편광 광학 현미경에 의해서 특징지어지며, 각 도메인은 겉보기 표면(SD)이라는 표면에 의해 정의된다.
도메인들은 다분산(polydisperse) 표면(SD)(저전압에서 예를 들어 25V에서 더욱 눈에 띄는 윤곽들)을 갖는다.
1104개의 결함들이 길이가 324 ㎛이고 너비가 167 ㎛인, 즉 1922 domains.mm²내에 세어진다.
도 7a 및 7b는 가장 투명한 상태에서 가장 많은 산란 상태(전계가 없는)로의 가역성을 입증한다.
전압이 증가할수록 배경(110)과 필기가 더 잘 구별된다.
도 8은 다음을 보여준다:
- 도 1의 장치에 대해서 전기장이 없거나 또는 10V에서 110V까지 10V 단계 당 전기활성층에 수직인 전기장 하에서의 400 내지 800 nm의 파장 함수로서 총 투과율(TT)에 해당하는 곡선들의 집합(A)
- 도 1의 장치에 대해서 전기장이 없거나 또는 10V에서 110V까지 10V 단계 당 전기활성층에 수직인 전기장 아래에서 400 내지 800 nm의 파장 함수로서 확산 투과율(DT)에 해당하는 곡선들의 집합(B).
여기서 스택은 총 투과율(TT)이 450 내지 800nm에서 적어도 70%(450 내지 600 nm에서 75%)를 나타내며, 최대 총 투과율과 최소 총 투과율의 차이(TTmax - TTmin)는 450 내지 800nm에서 최대 5%이다.
총 투과율(TT)은 전기장(및 모든 전압 수준)에서도 상당히 일정하게 유지된다. 파장 범위 400-2500 nm에 걸친 총 투과율(TT)은 스위칭 전압과 (사실상)무관하다. 특히 ITO층들에 의한 흡수를 줄일 수 있다.
다른 한편으로, 확산 투과율(DT)(곡선 B)가 각 파장에 대해 전압이 증가함에 따라 변화하고 점차적으로 감소한다는 것이 잘 관찰되고 있다. 따라서 확산 투과율은 전압으로 조정 가능하다는 것이 매우 정량적으로 나타난다. 예를 들어, DT는 120V에서 0V로 갈 때 600 nm에서 약 10%에서 55%까지 간다.
도 9는 도 8과 동일한 곡선들을 보여주지만 최대 2500 nm까지 이다. 총 투과율(TT)은 800 nm에서 1500 nm 사이의 전기장(모든 전압 레벨)에서 상당히 일정하게 유지된다. 파장 범위 400-2500 nm에 걸친 총 투과율(TT)는 스위칭 전압과 (사실상) 무관하다. 한편, 확산 투과율(DT)(곡선 B)은 전압이 증가함에 따라 변화하고 점차 감소하는 것도 관찰된다.
도 10은 도 1의 장치에 대해서 전기장이 없거나 10V에서 120V까지 10V 단계 당 전기활성층에 수직인 전기장 아래에서 400 내지 2500 nm 정도의 파장의 함수로서 총 투과율(TT)에 대한 확산 투과율(DT)의 비율인 헤이즈 H(%로 표시)에 해당하는 곡선들의 집합 및 전기장이 없거나 10V에서 120V까지 10V 단계 당 전압으로 전기활성층에 수직인 전기장 아래에서 400 내지 2500 nm 정도의 파장의 함수로서 확산 투과율에 해당하는 곡선들의 집합(B)을 도시한다.
예 2
도 11은 본 발명의 제2실시예에서 액정(200)에 의해 변경될 수 있는 산란을 갖는 장치의 개략적인 단면도를 나타내는 것으로서, 평면형 제1고정층 PVOH(4)가 방향성 평면 고정을 위해 벨벳으로 문질러진다는 점에서 제1실시예(100)와 다르다. 선 결함들은 non-TFCD 또는 정사각형 TFCD라고 칭한다.
도 12a 내지 17a는 전기장이 없는 상태(12a)에서, 전압이 20V(13a), 40V(14a), 70V(15a), 120V(16a), 다시 0V(17a)로 된 전기활성층에 수직인 전기장에 대하여 20 cm에서 및 조명 D65 아래에서 배경(110)(글 쓴 줄이 있는 종이)이 있는 조명 부스에서 도 11의 전기적으로 제어 가능한 장치의 이미지들을 흑백으로 나타낸다.
도 12b 내지 17b는 편광 광학현미경(PLM)에 의해서 20배 확대(백색선 눈금 50 ㎛)로 얻은 이미지(흑백)들을 도시하며, 이미지들은 전기장이 없을 때(12b), 전압이 20V(13b), 40V(14b), 70V(15b), 120V(16b) 및 다시 0V(17b)로 된 전기활성층에 수직인 전기장에 대해 전기적으로 제어 가능한 도 11의 장치의 전기활성층의 선 결함들을 갖는 도메인들을 나타낸다.
도메인들은 실시예 1 경우 보다 더 규칙적으로 배열되며 덜 분산되어 있다. 인가된 필드가 산란, 확산 투과율, 총 투과율에 미치는 영향에 대한 분석은 실시예 1의 그것과 유사하다. mm²당 2400 개의 도메인들이 세어진다.
도 18은 다음을 보여준다:
- 도 11의 장치의 경우 전기장이 없거나 10V 에서 120V까지 10V 단계 당 전기활성층에 수직인 전기장 아래에서 400 내지 800 nm 정도의 파장의 함수로서 총 투과율에 해당하는 곡선들의 집합(A1),
- 및 도 11의 장치의 경우 전기장이 없거나 10V에서 120V까지 10V 단계 당 전기활성층에 수직인 전기장 아래에서 400 내지 800 nm 정도의 파장의 함수로서 확산 투과율에 해당하는 곡선들의 집합(B1).
곡선들의 모양은 도 18의 곡선들과 유사하다.
도 19는 다음을 보여준다:
- 도 11의 장치의 경우 전기장이 없거나 10V에서 120V까지 10V 단계 당 전기활성층에 수직인 전기장 아래에서 400 내지 2500 nm 정도의 파장의 함수로서 총 투과율(TT)에 대한 확산 투과율(DT)의 비율인 헤이즈(H)에 해당하는 곡선들의 집합
- 및 도 11의 장치의 경우 전기장이 없거나 10V에서 120V까지 10V 단계 당 전기활성층에 수직인 전기장 아래에서 400 내지 2500 nm 정도의 파장의 함수로서 확산 투과율에 해당하는 곡선들의 집합(B).
산란, 확산 투과율, 총 투과율에 대한 인가된 필드의 영향에 대한 분석들은 실시예 1의 그것들과 유사하다.
예 3
도 20은 본 발명의 제3실시예에서 액정(300)에 의해 변경될 수 있는 산란을 갖는 장치의 개략적인 단면도를 나타내며, 이는 제2고정층이 (축퇴)평면 고정층 (4')이 되고 이 경우 평면 제1고정층(PVOH)와 동일하다는 점에서 제1실시예(100)와 다르다.
도 21은 편광 광학현미경(PLM)에 의해서 20배 확대(백색선 눈금 150 ㎛)로 얻은 이미지(흑백)를 도시하며, 이미지들은 전기장이 없을 때 도 20의 전기적으로 제어 가능한 장치의 전기활성층의 부채꼴 선 결함을 갖는 도메인들을 나타낸다. 선 결함들은 부채꼴 FCD 유형이다.
조립 예들
도 22는 본 발명의 제4실시예에서 액정(400)에 의해 변경될 수 있는 산란을 갖는 장치의 개략적인 단면도를 나타내며, 제1실시예(100)와 다음 점에서 다르다:
- 유리들(1 및 1')이 PETs(1, 1')로 대체된다
- 그리고 스택이 광접착제(60)에 의해 예를 들면 유리(7) 또는 강성 플라스틱과 같은 요소(7)에 접착 결합된다.
예를 들어 파티션이 관련된다(수직 위치).
조립체는 다중 글레이징(이중 또는 삼중 글레이징)의 일부를 형성할 수 있다. 이중 글레이징의 경우 스택은 측면1(외부면), 2, 3; 4(내부면)일 수 있다. 장치(400)의 스택은 유연할 수 있고 추가된 요소(7)의 곡률에 맞출 수 있다. 삼중 글레이징의 경우 스택은 측면1(외부면), 2, 3; 4, 5, 6(외부면)일 수 있다. 요소(7)는 스택과 크기가 같거나 클 수 있다.
스택은 다음과 같을 수 있다:
- 바람직하게는 샤워 벽(shower wall)의 외부면에,
- 바람직하게는 차량, 특히 자동차의 구부러진 글레이징의 내면(면 "F4"): 루프, 측면 창, 앞유리, 후면 창.
특히, 장치(400)는 프로젝션 스크린으로 작동할 수 있다.
도 23은 본 발명의 제5실시예에서 액정(500)에 의해 변경될 수 있는 산란을 갖는 장치의 개략적인 단면도를 나타내며, 적층 글레이징 내에, 즉 예를 들어 PVB 또는 EVA 라미네이션 중간층(7) 내에 제1장치(100)(예를 들어, PET 필름들로 선택적으로 대체되는 유리들(1,1'))를 포함한다. 라미네이션 중간층(7)은 예를 들어 서브밀리미터 또는 최대 2mm이고, 제1 및 제2 글레이징(8, 8') 사이에 있고, 예를 들어 동일하거나 유사한 치수의 직사각형(또는 더 광범위하게는 사각형, 다각형) , 예를 들어 두께가 최대 5 mm 또는 3 mm이고, 중간층 측면에 있는 내부 주면들(81, 81')과 외부 주면들(82, 82')을 갖는다.
제조 과정에서 3개의 중간층 시트들을 사용할 수 있다: 글레이징들(8, 8')의 내부면들(81, 81')에 대해 2개의 전체 시트들(71, 72)과 도 1의 스택을 수용하기 위한 개구부가 있는 중앙 시트. 라미네이션 후에 시트들 사이의 인터페이스(점선으로 표시됨)를 반드시 식별할 수 있는 것은 아니다. 개구부가 한쪽에서 완전히 돌출하는 것보다 닫히는 것이 바람직하다. 따라서, 스택의 전체 가장자리는 라미네이션 중간층(7)으로 둘러싸여 있다. 당연히, 전기 공급을 위해 연결부는 장치(500)로부터 빠져 나올 수 있고 심지어 글레이징들의 가장자리들의 하나 이상의 측면 위로 돌출될 수 있다.
대안적으로, 2개의 중간층 시트들(71, 72)를 사용하는 것이 가능하며, 중앙의 속이 빈 시트는 예를 들어 두께가 최대 0.2mm로 스택이 충분히 얇으면 필요하지 않다.
제1글레이징(8 또는 8')은 (회색, 녹색, 청동색 등으로)착색될 수 있고 다른 글레이징(8'또는 8)은 투명하거나 매우 투명할 수 있다. 제1중간층 시트는 (회색, 녹색, 청동색 등으로)착색될 수 있고 다른 것(들)은 투명하거나 매우 투명할 수 있다. 제1글레이징들(8 또는 8') 중 하나는 폴리카보네이트 또는 PMMA(특히 PU로 만들어진 라미네이션 중간층)와 같은 플라스틱 시트로 대체될 수 있다.
라미네이션 중간층의 가장자리(70)는 글레이징들(8, 8')의 가장자리(80, 80')로부터 (예를 들어 최대 5 mm만큼) 뒤로 놓일 수 있다.
장치(500)는 유리들(8)의 주면들 전체를 사실상 덮고 여기서도 중앙에 위치한다. 장치(200)의 양쪽에 동일한 폭의 PVB(7a, 7b)가 있다.
글레이징들(8, 8')은 평평하거나 구부러져 있으며, 장치(500)가 글레이징들의 곡률 또는 곡률들에 맞출 수 있다.
장치(500)는 파티션 또는 차량 지붕일 수 있다. 예를 들어, 자동차 지붕의 경우:
- 글레이징(8)은 구부러진 외부 글레이징으로, 3 mm의 착색 글레이징이다.
- 글레이징(8')은 구부러진 내부 글레이징으로, 3 mm 이하의 투명한 글레이징이다.
- 라미네이션 중간층(8)은 PVB로 만들어지고, 특히 음향의 이중층 또는 삼중층(시트 71 또는 72)일 수 있다.
도 24a 및 24b는 각각 본 발명의 제6실시예에서 액정(600)에 의해 변경될 수 있는 산란을 갖는 장치의 개략적인 정면 및 단면도를 나타낸다.
장치(600)는 도 1의 스택(100)이 표면 부분, 특히 주변 스트립을, 예를 들어 자동차 차량 앞유리(장치(100)을 갖는 구부러진 적층 글레이징)의 상부 길이방향 가장자리(H)를 따라, 실제로 앞유리의 전체 길이에 걸쳐서 커버한다는 점에서 장치 (600)와 다르다.
이 스트립(100)은 TL의 기준 및 헤이즈 부재의 기준이 중앙영역(ZB)에서 보다 느슨한 경계영역에 있다.
도 24b(단면도)에 도시된 바와 같이, 장치(200)와 하부 길이방향 가장자리(B) 사이의 중앙 중간층(73)의 폭(7a)은 장치(600)와 상부 길이방향 가장자리(H) 사이의 중앙 중간층(73)의 폭(7b)보다 크다.
대안적인 형태로 또는 동시에, 전체 길이 또는 길이의 일부에 걸쳐 앞유리의 하부 길이방향 가장자리(B)를 따라 존재할 수 있다.
도 24a(차량의 정면도, 내측)에 되시된 바와 같이, 앞유리는 내부 글레이징(8')의 자유면(F4)(82')의 측면 또는 길이방향 가장자리들에 걸쳐서 예를 들어 에나멜(검정색 또는 기타)로 만들진 제1 불투명 프레임(91' 에서 94')을 포함하고, 외부 글레이징(8)의 자유면(F1)(82)의 측면 및 길이방향 가장자리들에 걸쳐예를 들어 에나멜(검정색 또는 기타)로 만들어진 제2 불투명 프레임(91 에서 94)을 포함한다.
하부 길이방향 가장자리 측에 있는 장치(600)의 가장자리 면 및 측면 가장자리들 측에 있는 가장자리 면들도 에나멜 프레임들의 층들(92, 92', 93, 93', 94, 94') 사이에(대향하여) 있을 수 있다). 예를 들어, 전류를 전달하기 위한 연결부 및 기타 스트립은 또한 이러한 층들(92, 92', 93, 93', 94, 94')에 의해 가려질 수도 있다.
도 25는 본 발명의 제7 실시예에서 액정(700)에 의해 변경될 수 있는 산란을 갖는 장치의 개략적인 단면도를 나타내며, 이는 자동차 루프에 관한 것이고, 예를 들어 외부 유리(8)가 착색되고 및/또는 PVB(71)가 착색되고 장치(100)는 유리들(8, 8')의 전체 주면을 실질적으로 덮는다는 점에서 마지막 실시예(600)과 다르다.

Claims (30)

  1. - 결합 표면으로 지칭되는 제1 주 표면 및 대향하는 표면(Sb)으로 지칭되는 표면을 갖는 유전체 기판상의 제1전극(2)
    - 다음을 포함하는 물질로 제조된, 결합 표면 측상의 면으로 지칭되는 주면 및 대향면(A2)으로 지칭되는 주면을 갖는 유전체 전기활성층(3):
    - 액정
    - 중합체 네트워크를 형성하는 중합체, 중합체 네트워크에 의해 안정화된 액정
    - 면 A2의 측에 제2 결합 표면으로 지칭되는 주 표면을 갖고 및 대향 표면(Sc)으로 지칭되는 표면을 갖는, 유전체 지지체상의 제2전극(2')을 이 순서로 포함하는 층 스택(stack of layers)을 포함하며
    상기 전기활성층은 제1전극 쪽 및/또는 제2전극 쪽 투명도에 의해 가시적인, 액정(100, 200, 300, 400, 500, 600, 700)에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치에 있어서,
    상기 물질이 T1 온도에서부터 2차원 위상 결함을 포함하는 도메인들의 집합체를 포함하는 P로 지칭되는 중간상(mesophase)을 나타내고,
    상기 물질이 T1 미만의 온도에서 또 다른 중간상 P'를 나타내며, 중간상 P는 중간상 P'보다 결정상으로부터 더 멀리 떨어져 있으며, 중간상 P의 도메인은 상기 또 다른 중간상 P'로부터 잔류하는 도메인인 것을 특징으로 하며,
    및 T1 이상의 온도 T'에서 스택은 가시 영역에서 적어도 하나의 파장에 대해 적어도 3개의 산란 상태를 나타낼 수 있으며,
    제1 상태는 가장 많이 산란되고,
    제2 상태는 산란 상태이고 제1 상태보다 산란이 적고, 및
    제3 상태는 투명하거나 산란되고 제2 상태보다 산란이 적고,
    상기 세가지 상태들은 전환할 수 있고,
    세가지 상태들 중 적어도 2개는 제1 및 제2 전극 사이에 전기장을 인가함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인가된 전기장이 없을 때 제1상태가 접근 가능하고, 상기 인가된 전기장이 존재하에서 제2 및 제3상태가 접근 가능하고, 제2상태는 전압 V1에 대해 얻어지고 제3상태는 V1보다 큰 전압 V2에 대해 얻어지는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전기장 하에서 그리고 T'에서 스택이 5와 120V 사이의 전체 또는 일부에서 전압에 따라 변하는 확산 투과율 및/또는 헤이즈를 나타내는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스택은 550 nm 및 심지어 400 내지 600 nm에서 적어도 5%의 총투과율(TT)를 나타내고, 최대 총투과율과 최소 총투과율 사이의 차이(TTmax-TTmin)는 400 내지 600 nm에서 최대 5%인 것을 특징으로 하며, 상기 전기장 하에서, 5에서 120V 사이의 전압에 대해서 총투과율(TT)은 TT'-TT(절대값으로)가 550 nm 및 심지어 400 내지 600 nm에서 2% 미만이고 전기장 하에서 최대 총투과율(TT'max) 및 최소 총투과율(TT'min)의 차이가 400 내지 600 nm에서 최대 5%가 되는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중간상 P는 스멕틱이 아니고 네마틱인 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    중간상 P가 상기 물질의 중간상 P'보다 낮은 위치 차수를 나타내고, P'는 네마틱이 아니고, 액정은 평균적으로 서로 평행하고, 적어도 장거리의 자발적 배향 순서를 갖는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    중간상 P는 네마틱 또는 트위스트된(twisted) 네마틱인 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 2차원 위상 결함은 중합체 네트워크에 의해 움직이지 못하게 되는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    중간상 P의 상기 도메인들은 또 다른 중간상 P'로부터 잔류하는 도메인들이고, 상 P'는 네마틱이 아니고, 상 P'는 스멕틱이고 중간상 P'의 상기 2차원 위상 결함들은 스멕틱 결함들인 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    중간상 P의 상기 도메인들은 또 다른 중간상 P'로부터 잔류하는 도메인들이고, 상 P는 네마틱인 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 T'에서, 상기 전기장 없이 및/또는 상기 전기장 아래에서, 도메인들이 PLM으로 지칭되는 편광 광학 현미경에 의해 특징지어지며, 상기 PLM의 이미지 상에서, 각 도메인은 겉보기 표면(SD)으로 지칭되는 표면에 의해 정의되고; 도메인들의 밀도는 적어도 100 도메인/mm²또는 심지어 적어도 1000 도메인/mm²이며, 겉보기 표면(SD)의 수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    중간상 P는 중합체 네트워크에 의해 부과된 액정 층들의 구조를 실질적으로 나타내고, 도메인들은 액정의 구부러진 층들의 구역 및 선택적으로 액정의 평평한 층들의 구역을 나타내는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    도메인들이 스멕틱 상들의 초점 원추형 도메인들(focal conic domains), 또는 토릭(toric), 비토릭(non-toric), 포물선(parabolic), 반원통형(hemicylindrical) 또는 부채꼴 초점 원추형(fan-shaped focal conic) 도메인들과 비슷한 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 2차원 위상 결함들은 원, 타원, 정사각형 또는 직사각형 또는 선형, 타원형, 포물선 또는 쌍곡선의 기하학적 구조와 같은 규칙적 또는 불규칙적인 폐쇄 윤곽으로부터 선택된 선결함들이고, 층은 제1유형의 결함들과 제2유형의 결함들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치가
    - 면 A1과 접촉하여, 상기 인가된 전기장이 없는 경우 제1의 평면 배향에 따라 제1고정층과 접촉하는 액정의 적어도 일부를 고정할 수 있는 액정을 위한 제1 표면 고정층, 투명하고 선택적으로 착색되고, 최대 마이크로미터 및 심지어 서브마이크로미터 두께(E1)를 갖는 제1고정층,
    - 면 A2와 접촉하여, 상기 인가된 전기장이 없는 경우 제1 배향과 유사하거나 구별되는 제2 배향에 따라 제2고정층과 접촉하는 액정의 일부를 배향할 수 있는, 수직 또는 축퇴 평면의 제2 표면 고정층, 투명하고 선택적으로 착색되고, 최대 마이크로미터 및 심지어 서브마이크로미터 두께(E'1)를 갖는 제2 고정층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    제1고정층은 단방향 또는 축퇴 평면 고정이고, 제2고정층은 수직 또는 축퇴 평면 고정이고 또는 제1고정층은 유전체층 또는 중합체층이고 및/또는 제2고정층은 유전체층 또는 중합체층 또는 공기/가스로 충전된 공동인 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    유전체 기판(1)은 투명하고, Sb쪽이며, 투명하고 투명한 유리 시트 또는 선택적인 경질 코팅을 갖는 투명한 중합체 시트로부터 선택되는 제1전극을 포함하며 및/또는 유전체 지지체(1')는 투명하고, S'b쪽이며, 투명하고 투명한 유리 시트 또는 선택적인 경질 코팅을 갖는 투명한 중합체 시트로부터 선택되는 제2전극을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    유전체 기판(1)은 투명하고, Sb쪽이며 투명하고 열가소성 라미네이션 중간층을 통해 또 다른 유리 시트에 적층된 Sb쪽 제1 유리 시트를 포함하는 제1전극을 포함하고, 및/또는 유전체 지지체(1')는 투명하고 열가소성 라미네이션 중간층을 통해 또 다른 유리 시트에 적층된 S'b쪽 유리 시트를 포함하는 제2전극을 포함하며, 선택적으로 청색, 녹색, 회색 또는 청동색으로 착색되고, 구부러지고 및/또는 강화된 제1 유리 시트의 표면의 전체 또는 일부를 차지하는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  19. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치는
    - 선택적으로 착색되는 제1 추가 유리 시트(8)
    - 열가소성 라미네이션 중간층 또는 EVA 또는 PVB층
    - 제2 추가 유리 시트(8') 또는 플라스틱 시트를 포함하는 적층 글레이징을 포함하며
    면 F2 및 F3으로 지칭되는 제1 및 제2 추가 유리 시트들의 내부 주면들이 서로 대향하며, 스택은 면 F2 및 F3 사이에 있고 중합체인 기판이 있는 라미네이션 중간층 내에 있고, 및 심지어 중합체인 지지체가 제1시트 표면의 전부 또는 일부를 차지하는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  20. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치는 적층 및/또는 구부러진 글레이징을 포함하고, 스택이 상기 글레이징의 주면의 일부 위에 있는 스트립을 형성하는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  21. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치는 적층 글레이징을 포함하고, 스택이 각각 "외부" 및 "내부"글레이징인 제1 및 제2 글레이징들 사이에 있고, 적층 글레이징의 상부 부분 위에 주변 스트립을 형성하고, 스택의 "외부" 가장자리 면은 외부 글레이징 상의 제1 불투명 주변층에 의해 외부로부터 마스킹되고, 및/또는 스택의 "내부" 가장자리 면은 내부 글레이징 상의 제2 불투명 주변층에 의해 내부로부터 마스킹되는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  22. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    글레이징이 적층되고 및/또는 구부러지고 자동차, 철도 또는 항해 차량의 글레이징으로부터 선택되는 것을 특징으로 하며, 또는 글레이징은 글레이징 도어, 상점 창 또는 진열장, 칸막이, 거리 또는 가정용 가구의 글레이징 부분 및/또는 이중 또는 삼중 글레이징의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하며, 또는 글레이징이 투영 또는 후면 투영 스크린으로서 및/또는 적층 글레이징에서, 전기적으로 제어 가능한 전계 발광 장치 또는 LED, OLED, TFEL과 같은 또 다른 전기적으로 제어 가능한 장치와 조합하여 사용되는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치.
  23. 제1항 또는 제2항에 따른, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치를 제조하기 위한 방법으로서 다음 단계들을 포함한다:
    - 유전체 기판에 제1전극을 제공
    - 유전체 지지체에 제2전극을 제공
    - 다음을 포함하는 혼합물의 제공:
    - 적어도 하나의 중합체 전구체
    - 중간상 P를 나타내는 적어도 제1액정 및 선택적으로 적어도 제2액정을 포함하는 액정
    혼합물은 중간상 P와 중간상 P'를 나타내며, TA는 혼합물의 중간상 P와 중간상 P'사이의 전이 온도이다.
    - 또는 중합 개시제
    - 제1전극과 제2전극 사이에, 상기 혼합물로부터 중합체 네트워크에 의해 안정화된 상기 액정을 포함하는 물질로 제조된 전기활성층의 형성을 포함하는 층 스택의 형성, 상기 형성은:
    - TA 미만의 온도 Ti에서, 중간상 P'에서, 자외선 또는 UV 방사선 하에서 광중합에 의해 상기 전구체 또는 전구체를 중합하여, 상기 중합체 네트워크가 생성되며,
    - 중간상 P'에서, 중간상 P에서 잔류하는 2차원 위상 결함을 갖는 도메인을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치를 제조하기 위한 방법
  24. 제23항에 있어서,
    제1액정은 중간상 P 및 중간상 P'를 나타내며, 제1액정은 중간상 P 및 중간상 P' 사이의 전이 Tp를 가지며, TA는 Tp 이하이고, 중합은 Tp 또는 TA 미만의 온도 Ti에서인 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치를 제조하기 위한 방법.
  25. 제23항에 있어서
    중간상 P가 중간상 P'보다 결정상으로부터 더 멀리 떨어져 있고; 중간상 P는 선택적으로 네마틱인 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치를 제조하기 위한 방법.
  26. 제23항에 있어서,
    네마틱이 아니고 심지어 스멕틱이 아닌 중간상 P'에서, 2차원 위상 결함을 가지며, 실질적으로 중간상 P에 남아 있는 서브센티미터 도메인들의 형성을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치를 제조하기 위한 방법.
  27. 제23항에 있어서,
    네마틱이 아니고 심지어 스멕틱이 아닌 중간상 P'에서 도메인의 형성이 다음 단계들 중의 하나에 의해서 수행되는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치를 제조하기 위한 방법:
    - 액정을 표면에 고정하기 위해 상기 혼합물을 제1 및 제2 층들과 접촉시킴으로써
    - 응력을 가함으로써
    - 최대 100 Hz 또는 최대 10 Hz의 저주파 교류 전기장을 인가함으로써, 혼합물은 하전 입자를 포함하게 됨.
  28. 제23항에 있어서,
    전기활성층의 형성은 표면에 액정을 고정하기 위해 상기 혼합물을 제1 및 제2 층들과 접촉시키는 것을 포함하며,
    - 층의 액체 경로에 의한 증착 또는 제1전극에 결합된 서브밀리미터 필름과 같은 요소의 제공
    - 층의 액체 경로에 의한 증착, 또는 제2전극에 결합된 서브밀리미터 필름과 같은 요소 제공 또는 제2전극과 혼합물 사이에 공기 충전된 공동과 같은 가스 충전된 공동을 생성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치를 제조하기 위한 방법.
  29. 제23항에 있어서,
    제1액정이 스멕틱 또는 스멕틱 A 인 중간상 P' 및 네마틱 중간상 P를 가지며 제2액정은 중간상 또는 네마틱 중간상을 가지며 스멕틱 중간상이 없는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치를 제조하기 위한 방법.
  30. 제23항에 있어서,
    액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치를 제조하기 위한 방법은 중합체 라미네이션 중간층 또는 PVB 또는 EVA와 같은 열가소성 중간층으로, 하나 이상의 시트들을 포함하는 라미네이션 중간층에 의해 2개의 유리 시트들 또는 구부러진 유리 시트들 사이에 상기 스택을 적층하는 단계를 포함하며, 최대 140℃ 및 심지어 최대 120℃에서 적층되는 것을 특징으로 하는, 액정에 의해 변화될 수 있는 산란을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치를 제조하기 위한 방법.
KR1020217011952A 2018-09-27 2019-09-27 액정에 의한 가변 확산을 갖는 전기적으로 제어 가능한 장치 및 이를 위한 방법 KR102656045B1 (ko)

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FR1858901A FR3086771A1 (fr) 2018-09-27 2018-09-27 Dispositif electrocommandable a diffusion variable par cristaux liquides et son procede.
FR1859816 2018-10-24
FR1859816 2018-10-24
PCT/EP2019/076247 WO2020065038A1 (fr) 2018-09-27 2019-09-27 Dispositif electrocommandable a diffusion variable par cristaux liquides et son procede

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