KR102099615B1

KR102099615B1 - 가변 광 확산 시스템 및 한 쌍의 흡수체를 포함하는 글레이징

Info

Publication number: KR102099615B1
Application number: KR1020157013997A
Authority: KR
Inventors: 파트리크 게이아우트; 에마뉘엘 미문
Original assignee: 쌩-고벵 글래스 프랑스
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2020-04-10
Anticipated expiration: 2033-10-31
Also published as: EP2915005B1; JP6525881B2; MX348591B; WO2014068257A1; EP2915005A1; CA2889971C; JP2016503510A; MX2015005518A; FR2997516A1; CA2889971A1; US10539822B2; CN104781727A; CN104781727B; PL2915005T3; KR20150082360A; US20150301366A1; FR2997516B1

Abstract

본 발명은 기판과 공기 사이의 계면에서 내부 전반사의 임계각보다 큰 확산각으로 입사광을 확산시킬 수 있는 확산층, 및 적어도 확산층에 의해 서로 분리되는 적어도 한 쌍의 가시광 흡수체를 포함하는 투명 상태와 반투명 상태 사이에서 전환되는 가변 광 확산 시스템으로 코팅된 기판을 포함하는 글레이징에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 투사 또는 배면-투사 스크린으로서의 상기 글레이징의 용도에 관한 것이다.

Description

가변 광 확산 시스템 및 한 쌍의 흡수체를 포함하는 글레이징 {GLAZING COMPRISING A VARIABLE LIGHT DIFFUSION SYSTEM AND A PAIR OF ABSORBERS}

본 발명은 기판과 공기 사이의 계면에서 내부 전반사 임계각보다 큰 산란각을 따라 입사광을 산란시킬 수 있는 산란층을 포함하며 투명 상태와 반투명 상태 사이에서 전환되는 가변 광 산란 시스템으로 코팅된 적어도 하나의 기판을 포함하는 글레이징 유닛에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 글레이징 유닛을 투사 또는 배면-투사 스크린으로서 이용하는 투사 또는 배면-투사 방법에 관한 것이다.

더 구체적으로, 본 발명은 이미지 투사를 허용하는 글레이징 유닛, 차광 글레이징 유닛 및 확산 상태와 투명 상태 사이에서 전환가능한 글레이징 유닛의 분야를 목적으로 한다.

본 발명의 글레이징 유닛은 우수한 광학적 성질과 함께, 크게 개선된 확산 상태에서의 은폐능을 제공한다. 확산 상태에서의 글레이징 유닛의 은폐능은 글레이징을 통한 관측을 허용하지 않는 그의 능력에 상응한다. 이 유형의 글레이징 유닛에서 보통 볼 수 있는 잔류 확산 헤일로(halo)가 감소되기 때문에, 동일한 산란층을 포함하는 글레이징 유닛에 대하여 투명 상태의 질 및 또한 직접 투사에서 이미지의 선명도가 개선된다. 마지막으로, 이 글레이징 유닛은 종래 기술의 글레이징 유닛의 투명 상태와 비교할만한, 하지만 더 낮은 전환 전압을 이용하는 측면을 갖는 투명 상태를 제공한다.

"내부 전반사의 임계각"은 더 높은 광학 지수의 매질로부터 더 낮은 광학 지수의 매질 쪽으로 임계값이라고 불리는 값보다 큰 입사각으로 분리 표면 또는 계면 상에 도달하는 어떠한 광 복사선도 상기 표면 또는 계면에 의해 반사되는 각을 의미하는 것으로 이해한다. 임계각 (θc)은 스넬의 방정식을 적용하고 굴절각을 90°로 대체함으로써 결정할 수 있다. n_기판 > n_공기 관계를 만족시키는 굴절률을 갖는 기판과 공기 사이의 계면에서 내부 전반사의 임계각 (θc)은 다음과 같다:

예를 들어, 굴절률이 1.54인 유리 기판과 공기 사이의 계면에서 내부 전반사 임계각은 약 40°이다.

투명 상태와 확산 상태 사이에서 전환가능한 시장에서 현재 입수가능한 글레이징 유닛은 액정의 액적을 포함하는 층을 둘러싸는 소성 시트 형태를 취하는 전극을 담지하는 2개의 기판으로 구성된 기능성 필름을 포함하고, 전체 어셈블리는 층간 스페이서에 의해 적층되거나 또는 두 유리 기판 사이에 결합된다. 필름에 전압이 적용될 때 (ON 상태), 액정은 선호되는 축을 따라서 자신을 배향시키고, 이것은 기능성 필름을 통한 관측을 허용한다. 적용되는 전압이 없는 경우 (OFF 상태), 액정의 액적 내에 정렬이 없을 때, 필름은 확산성이 되고 관측을 막는다.

시장에서 현재 입수가능한 전환 글레이징 유닛은 그것이 5 ㎛의 평균 치수를 갖는 마이크로 액적을 갖는 예를 들어 NCAP ("네마틱 곡선적 배향 상(nematic curvilinear aligned phase)") 층을 포함할 때 낮은 밝기를 갖지만 선명하고 잘 해상되고 흐릿하지 않은 직접 투사를 허용한다. 한편, 이 글레이징 유닛의 확산 반사는 투명 상태에서 낮으며, 시각적 인상이 좋다. 그러나, 이 기능성 필름을 포함하는 글레이징 유닛은 제한된 은폐능을 제공한다.

본 출원인은 기능성 필름의 기술을 이용하지 않는 액정을 포함하는 전환 글레이징 유닛을 개발하였다. 이 전환 글레이징 유닛은 소성 시트 형태의 전극을 담지하는 두 지지체 사이에 포함되지 않고 바람직하게는 유리로 제조된 두 기판 사이에 직접 봉지되는 산란층을 포함한다. 기판 및 산란층에 의해 형성되는 전체 어셈블리는 O-링 밀폐재 또는 접착제의 주변 리본에 의해서 밀폐된다. 특허 출원 WO 2012/028823 및 WO 2012/045973은 이러한 글레이징 유닛을 기술한다. 이 기술의 이용은 이용되는 물질을 절약함으로써 비용이 덜 드는 글레이징 유닛을 제작하는 것을 허용한다.

출원인에 의해 개발된 전환 글레이징 유닛은 중합체 매트릭스 내에 분산된 서로에 대해 선호되는 배향이 없는 다수의 액정의 액적을 포함하는 산란층 (이하, PDLC ("중합체-분산 액정(Polymer-Dispersed Liquid Crystal)") 층)을 포함한다. 액적은 4 ㎛ 미만의 평균 치수를 갖는다.

놀랍게도, 이 글레이징 유닛은 아주 더 낮은 비용으로 투명 상태에서 정상 관측을 위한 더 좋은 질과 함께 좋은 은폐능을 제공한다. 한편, 이 글레이징 유닛은 무시할 수 없는 결점을 갖는다. 직접 투사의 경우에 특별한 문제가 되는 확산 상태에서의 밝은 헤일로의 존재가 뚜렷이 관찰되고, 투명 상태에서 각 내에서 열화된 외관이 관찰된다. 이 열화된 외관은 액정의 액적에서 확산 광 반사에 기인한 백색 흐림의 존재를 특징으로 한다.

관찰된 차이를 설명하기 위해, 출원인은 이 복잡한 글레이징 유닛을 제어하는 메카니즘을 연구하였다.

산란층이 산란 중심으로서 매트릭스 내에 분산된 입자를 포함하기 때문에, 산란층은 산란층이 함유하는 입자의 크기 및 밀도에 따라서 상이하게 광을 산란시킨다. 본 발명은 이 매질을 통과하는 광이 미(Mie) 산란을 겪도록 하는 치수를 갖는 부피 및 밀도로 분산된 산란 중심을 포함하는 확산층에 관한 것이다. 이 현상을 관찰하기 위해, 입자의 크기는 가시 범위의 파장보다 더 커야 하고, 전형적으로 1 ㎛ 또는 수 ㎛이어야 한다.

이 유형의 산란층을 수직 입사로 비출 때, 투과에서 산란된 광의 공간 분포는 등방성이 아니고, 산란 중심의 모양 (구, 원통 또는 소판 등의 모양의 입자), 그의 크기 및 그의 밀도에 고도로 의존한다.

주어진 산란층에 대해서 투과에서 그의 산란 지표를 결정하는 것이 가능하다. 이것은 수직 입사로 산란층을 비추고, 투과에서 산란된 층의 세기를 처음의 비추는 방향에 대한 각의 함수로서 측정하는 것이다. 이 산란 지표는 양방향성 투과 분포 함수 또는 BTDF를 측정하는 기기, 예컨대 STIL이라는 회사로부터의 도구 REFLET에 의해 측정할 수 있다. 이 지수는 입사광과 정반대인 반구의 -90°부터 90°까지의 호에서 투과된 광을 측정함으로써 얻고, 피크 형태의 곡선으로 이루어진다. 따라서, "산란 피크"는 투과에서 산란 수단에 의해 산란되는 광 복사선의 세기 프로필을 의미하는 것으로 이해한다. 이 산란 지표로부터 추출될 수 있는 정보는 피크의 정상부의 높이, 모양, 및 피크의 기저부의 폭으로부터 발생한다. 0°에 중심을 두는 피크의 정상부는 산란되지 않은 광이 나가는 수직 입사각에 상응한다.

미 산란에 의해 설명되는 산란이 일어나는 산란층들을 구별해야 한다.

산란층이 큰 입자, 즉, 약 5 ㎛ 이상의 평균 치수를 갖는 입자를 포함할 때, 산란 지표는 거의 삼각형인 피크의 모양을 갖는다. 삼각형의 기저부의 반폭은 제한각 (절대값)(θ_제한)에 상응하고, 제한각 미만에서는 광선이 거의 산란되지 않는다. 그러면, 투과에서 산란 지표는 매우 전방 방향성(forward-directed)이라고 여겨진다.

이 유형의 산란층이 기판 상에 침착되는 경우를 다룬다. 입사 복사선은 먼저 산란층에 도달하여 거기에서 산란되고, 그 다음에 기판에 도달한다. 광선이 기판과 공기의 계면 사이에서 내부 전반사의 각도보다 큰 각에서 산란되지 않는다는 것을 고려하면 (θ_제한 < θc), 산란된 광선의 95% 초과, 전형적으로 96%가 기판으로부터 나갈 수 있다.

투과에서 산란 지표의 분석은 산란층이 산란 프로필이 전방 방향성이도록 하는 치수 및 밀도로 입자를 포함할 때 제한값보다 큰 각에서는 광선이 실제적으로 산란되지 않는다는 것을 나타내는 것을 허용한다. 이 제한값의 각이 기판의 내부 전반사 임계각보다 작을 때, 확산 반사가 관찰되지 않는다. 반면, 이러한 산란층을 포함하는 글레이징 유닛 상에 직접 투사하는 경우에 선명도를 손상하는 헤일로를 발생할 수 있는 것은 확산 반사이다. 한편, 처음 방향에 대하여 글레이징 유닛을 통과하는 광선의 낮은 평균 각 편차는 빈약한 은폐능을 초래한다.

대조적으로, 산란층이 더 작은, 다시 말해서 4 ㎛ 미만의 평균 치수를 갖는 입자를 포함할 때, 산란 지표는 거의 삼각형인 피크 모양을 갖지 않는다. 산란 지표는 2개의 주요 부분으로 나뉠 수 있다. "기저부"라고 불리는 곡선 상에 중첩되는 피크가 얻어지고, 종 모양을 나타낸다. 이 경우, 광선은 큰 각도로 산란될 수 있다. 그러면, 투과에서 산란 지표는 덜 전방 방향성이라고 여겨진다.

이 유형의 산란층이 두 기판 사이에 봉지되는 경우를 다루면, 입사 복사선이 먼저 제1 기판 상에 도달하고, 그 다음에 산란층에 도달하여 여기서 입사 복사선이 산란되고, 그 다음에 제2 기판에 도달한다. 일부 광선이 기판의 내부 전반사 임계각보다 높은 각에서 산란될 수 있다는 것을 고려하면 (θ_제한 > θc), 이 광선은 제2 기판으로부터 빠져나갈 수 없고, 그렇다면 갇힌다. 이 광선은 산란층을 통해 돌아가고, 따라서 재산란된다. 그 다음, 입사각이 공기와 제1 기판 사이의 계면의 내부 전반사 임계각보다 작으면, 이들 광선은 제1 기판으로부터 돌아와서 다시 산란될 수 있다. 정반대 경우에서는, 이 광선이 다시 반사되어 산란층을 통해 돌아간다. 입사각에 의존해서, 이 광선은 유리하게 산란시킨 후 제2 기판으로부터 빠져나갈 수 있거나 또는 빠져나갈 수 없을 것이다. 따라서, 내부 전반사에 의해 갇힌 광선은 특히 산란층이 여러 개의 기판에 의해 둘러싸이는 경우에는 여러 번의 반사 후, 관찰자에게 돌아갈 것이다. 이 광선이 기판 상의 상이한 장소에서 돌아오기 때문에 헤일로 또는 백색 흐림 효과를 생성하는 것이 이 현상이다.

내부 전반사에 의한 갇힘과 관련해서 위에서 제시한 문제는 산란 중심이 내부 전반사 임계각보다 큰 각에서 광선이 산란되도록 하는 평균 치수를 갖는 경우에만 제기된다. 일반적으로, 이 경우에 산란 중심은 4 ㎛ 미만, 또는 더 좋게는, 2 ㎛ 미만의 평균 치수를 갖는다.

투과에서 산란 지표의 분석은 산란층이 그다지 전방 방향성이 아닌 산란 프로필을 나타낼 때, 처음 방향에 대하여 글레이징 유닛을 통과하는 광선의 가장 큰 평균 각 편차가 더 좋은 은폐능을 얻는 것을 허용하는 것처럼 보인다는 것을 나타내는 것을 허용한다. 그러나, 이 경우, 산란된 광선의 무시할 수 없는 부분이 내부 전반사에 의해 유리의 내부에 갇힌다. 이 확산 반사는 이러한 산란층을 포함하는 글레이징 유닛 상에 직접 투사의 경우에 선명도를 손상하는 헤일로를 생성할 수 있다.

확산 상태에서 관찰되는 이 현상에 액정의 투명 상태에서의 각 의존도의 영향이 추가된다.

액정의 정상 굴절률은 액정의 액적이 분산된 중합체 매트릭스의 굴절률과 비슷하다. 산란층은 글레이징 유닛의 표면에 일반적으로 수직인 장(field)의 방향에서 관찰할 때 "더 투명해" 보인다. 한편, 높은 입사각으로 글레이징 유닛을 비출 때, 액정의 굴절률의 급격한 변화가 역할을 하고; 일부 광선이 투과에서 산란된다. 투명도가 감소하고, 비스듬한 관측각에서 확산 반사의 증가를 일으킨다. 이 현상은 시야각이 법선으로부터 멀어지게 이동할 때, 액정의 유효 굴절률과 매트릭스의 굴절률 사이의 불일치를 볼 수 있다는 사실에 의해 설명된다.

산란 지표가 전방 방향성인 층의 경우, 이 산란된 광선은 글레이징 유닛으로부터 나갈 수 있다. 따라서, 확산 반사는 낮다.

더 넓은 산란 지표를 갖는 글레이징 유닛의 경우, 다소 비스듬한 입사를 갖는 광선은 투명 상태의 액정을 "볼" 수 있고, 산란될 수 있다. 이 산란된 광선은 위에서 설명한 것과 동일한 현상을 발생한다. 이 광선은 내부 전반사에 의해 갇힐 수 있고, 이것은 입사각이 높을수록 더욱더 쉽게 발생한다. 그 다음, 이 광선은 유리한 산란 후에 빠져나갈 수 있고, 큰 입사각 하에서 볼 때 글레이징 유닛 상에 밝은 헤일로 또는 백색 흐림을 발생시킬 수 있다. 이렇게 해서, 높은 확산 반사 때문에, 투명 상태에서 각 내에서 열화된 외관이 관찰된다.

이 전환 글레이징 유닛의 경우, 적용되는 전압이 높고 전환 전압에 가까울수록 액정이 더 질서정연하다. 본 발명에 따르면, 전환 전압은 5% 미만의 표준 ASTM D 1003에 따라 측정되는 탁도값이 얻어지는 사인파형 신호의 DC 전압 또는 RMS 수준을 의미하는 것으로 이해한다.

따라서, 낮은 탁도값을 가지기 위해서는, 전환 전압이 최소 이용 전압에 상응한다. 탁도는 2.5 °초과의 각에서 산란되는 투과된 광의 양에 상응한다. 적용되는 전압이 높을수록 액정이 더 질서정연하다 (따라서, 덜 탁하다). 적용되는 전압이 너무 낮을 때, 액정이 충분히 정렬되지 않고, 산란층에 의한 산란이 높다. 그래서, 글레이징 유닛 상에서 백색 흐림이 보인다. 이 백색 흐림는 낮은 산란 수준의 경우의 비투명성의 인상의 주원인이다.

기판과 접촉하는 산란층을 포함하는 글레이징 유닛의 광학적 성질은 산란층에 함유된 산란 중심 및 기판에 고도로 의존한다. 비스듬한 입사 하에서 확산 상태의 산란층에 의해 또는 투명 상태의 산란층에 의해 산란되는 광선은 공기보다 더 높은 굴절률을 갖는 기판을 통과한다. 이 산란된 광선이 기판과 공기 사이의 계면에 도달할 때, 이 산란된 광선은 그의 입사각이 내부 전반사 임계각 미만인 경우에만 빠져나갈 수 있다. 산란층의 선택에 의존해서, 광의 많은 부분이 큰 각도에서 산란될 수 있다. 그러나, 내부 전반사의 각보다 큰 각으로 기판에서 산란되는 어느 광선도 기판 내에 갇힐 수 있고, 글레이징 유닛의 광학적 성질에 해로울 수 있다.

따라서, 본 발명의 목표는 기판과 공기 사이의 계면에서 내부 전반사 임계각보다 큰 산란각으로 입사하는 광을 산란시킬 수 있는 산란층을 포함하는 글레이징 유닛의 광학적 성질을 개선함으로써 상기 결점을 극복하는 것이다. 바람직하게는, 산란층은 입사광의 상당한 양이 기판과 공기 사이의 계면에서 내부 전반사 임계각보다 높은 산란각을 따라 산란되는 경우에 이 척도를 만족시키고; 이렇게 해서, 바람직하게는 입사광의 적어도 5%가 산란된다.

본 출원인은 위에서 정의된 것 같은 산란층의 양쪽에 가시광 흡수 요소의 첨가가 내부 전반사로 인한 확산 반사와 관련된 결점을 극복하거나, 또는 심지어 완전히 제거하는 것을 허용한다는 것을 발견하였다.

이러한 흡수 요소의 존재는 광 투과의 경우보다 기판 내에서 다수의 반사의 경우에 훨씬 더 큰 확산 반사의 감쇠를 얻는 것을 허용한다. 개선은 잔류 확산 반사가 감소되는 투명 상태 및 글레이징 유닛이 스크린으로 이용될 때 직접 투사의 질이 개선되는 산란 상태 둘 모두와 관련 있다.

얻어지는 확산 반사의 감소는 글레이징 유닛에 더 낮은 전압의 적용에 의해 발생되는 확산 반사의 과잉이 보상되는 것을 허용한다. 이렇게 해서, 더 낮은 전압을 적용함으로써 높은 각에서 확산시키는 층을 포함하지만 상기 흡수 요소를 포함하지 않는 글레이징 유닛으로 얻어지는 것과 유사한 투명성의 인상을 얻을 수 있다.

본 발명은

두 전극 사이에 위치하는 산란층을 포함하며 투명 상태와 반투명 상태 사이에서 전환되는 가변 광 산란 시스템을 포함하는 글레이징 유닛으로서,

상기 산란층은 중합체 매트릭스 내에 분산된 마이크로 액적을 형성하는 액정 혼합물을 포함하고,

상기 가변 광 산란 시스템은 상기 전극을 담지하는 두 기판 사이에 위치하고,

- 상기 산란층은 기판과 공기 사이의 계면에서 내부 전반사 임계각보다 큰 산란각을 따라 입사광을 산란시킬 수 있고,

- 상기 글레이징 유닛은 적어도 산란층에 의해 서로 분리되는 적어도 한 쌍의 가시광 흡수 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는

글레이징 유닛에 관한 것이다.

본 발명에 따른 산란층은 바람직하게는 PDLC 층이다. PDLC 층 유형의 산란층이 기판과 공기 사이의 계면에서 내부 전반사 임계각보다 큰 산란각을 따라 입사각을 산란시킬 수 있기 위해서는, 액정의 액적이 4 ㎛ 미만의 평균 치수를 가져야 한다.

또한, 본 발명은

- 액정의 액적이 엄밀히 4 ㎛ 미만의 평균 치수를 가지며,

- 글레이징 유닛이 적어도 산란층에 의해 분리되는 적어도 한 쌍의 가시광 흡수 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는

글레이징 유닛에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, "가변 광 산란 시스템"이라는 용어는 산란층 및 산란층의 양쪽에 위치하는 2개의 전극을 포함하고, "글레이징 유닛"이라는 용어는 적어도 상기 전극을 담지하는 기판 및 가변 광 산란 시스템을 포함한다.

본 발명에 따르면, 요소는 기판, 코팅 및/또는 층으로부터 선택된다. "가시광 흡수 요소"는 가시광, 다시 말해서, 380 내지 780 ㎚ 파장 범위의 광의 에너지 흡수를 증가시키는 기능을 갖는 요소를 의미하는 것으로 이해한다. 에너지 흡수는 표준 EN 410에 따라 측정된다.

산란층의 양쪽에 위치하는 가시광 흡수 요소는 산란층의 양쪽에 위치하는 전극 상에 중첩된다. 중첩된다라는 것은 산란층의 양쪽에 위치하는 흡수 요소, 예컨대 기판, 코팅 및/또는 층이 산란층에 대해서 동일한 쪽에 위치하는 전극 위에 또는 아래에 위치하거나, 또는 흡수 코팅의 경우에는, 전극 내에 포함된다는 것으로 이해한다.

선호도 증가순으로, 글레이징 유닛은 10% 초과, 20% 초과, 30% 초과, 40% 초과의 에너지 흡수를 나타낸다. 그러나, 다소 높은 에너지 흡수를 나타내는 흡수 요소의 선택은 추구하는 성질의 함수일 수 있다. 때때로, 충분히 높은 광 투과 유지와 흐림 밝기 감소 사이에 절충이 필요하다.

본 발명에 따르면, 글레이징 유닛은 적어도 한 쌍의 가시광 흡수 요소를 포함한다.

바람직하게는, 동일한 쌍의 흡수 요소들은 동일하다. "동일한 흡수 요소"는 동일한 화학적 본성 및 동일한 두께의 기판, 코팅 또는 층을 의미하는 것으로 이해한다.

바람직하게는, 본 발명의 글레이징 유닛은 가변 광 산란 시스템 및/또는 산란층에 대해서 대칭성을 나타낸다. 본 발명에 따른 "대칭성"을 나타내는 글레이징 유닛은 동일한 쌍의 동일한 요소가 가변 광 산란 시스템 및/또는 산란층에 대해 대칭으로 놓이는 동일한 요소들의 쌍을 포함한다.

"동일한 요소"는 동일한 화학적 본성 및 동일한 두께의 기판, 코팅 및/또는 층을 의미하는 것으로 이해한다.

산란층 및 가시광 흡수 요소는 광학적으로 접촉하고, 다시 말해서, 그것들은 기판에 대해 또는 산란층의 중합체 매트릭스에 대해 0.1 초과의 굴절률 변화를 나타내는 매질 또는 요소에 의해 분리되지 않는다.

글레이징 유닛은 바람직하게는 전기적으로 제어되는, 투명 상태와 산란 상태 사이에서 전환될 수 있는 산란층을 포함하는 가변 광 산란 시스템을 포함한다.

PDLC 층의 제조 방법은 중합체 매트릭스 내에 분산된 액정의 액적을 형성하기 위해 상 분리 단계를 포함한다. PDLC 층의 전구체 조성물에서 성분의 본성 및 농도, 온도, 및 작업 조건, 특히, 중합 동력학이 얻어지는 마이크로 액적의 모르폴로지에 영향을 주고, 특히, 그의 크기, 그의 모양, 그의 순도 및 잠재적으로, 그의 상호연결성 (개방된 또는 폐쇄된 다공도)을 결정한다.

액정을 포함하는 산란층은 선호도 증가순으로 3 내지 50 ㎛, 5 내지 25 ㎛, 10 내지 20 ㎛ 또는 12 내지 17 ㎛의 두께를 갖는다.

액정의 마이크로 액적은 선호도 증가순으로 0.25 ㎛ 내지 3.00 ㎛, 1.00 내지 2.50 ㎛, 0.50 내지 2.00 ㎛ 또는 0.70 내지 1.00 ㎛의 범위 (각 한계값을 포함함)의 평균 치수를 갖는다.

액정을 포함하는 산란층은 액정 혼합물 및 광중합성 조성물을 포함하는 전구체 조성물의 제조에 의해 얻을 수 있다. 이 전구체 조성물은 두 전극 담체 기판과 접촉해서 "층" 형태로 적용된다. 상기 전구체 조성물의 UV광 조사에 의한 중합 또는 망상화시에 액정이 마이크로 액적 형태로 포함되는 중합체 매트릭스가 형성된다. 따라서, 산란층은 라디칼 광중합에 의해 유도되는 상 분리 단계에 의해 얻어진다.

액정은 바람직하게는 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱이다. 본 발명에 따라서 적합한 액정 및 액정 혼합물의 예는 특히, 특허 EP 0 564 869 및 EP 0 598 086에서 기술된다.

본 발명에 따른 특히 적합한 액정 혼합물로는 4-((4-에틸-2,6-디플루오로페닐)에티닐)-4'-프로필비페닐 및 2-플루오로-4,4'-비스(트랜스-4-프로필시클로헥실)비페닐의 혼합물을 포함하는 머크(Merck)라는 회사에서 참조부호 MDA-00-3506로 판매하는 제품이 이용될 수 있다.

중합체 매트릭스는 폴리에테르, 폴리우레탄, 폴리비닐 알콜 (PVA), 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트 및 폴리메타크릴레이트로부터 선택된 중합체 또는 공중합체를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 중합체 매트릭스는 광중합성 조성물로부터 출발하여 얻어지고, 복사선, 바람직하게는 UV 하에서 라디칼 중합 또는 망상화를 겪을 수 있는 화합물을 포함한다. 이 광중합성 조성물은 단량체, 올리고머 및/또는 예비중합체 및 중합 개시제를 포함한다.

한 유리한 실시양태에 따르면, 중합체 매트릭스는 비닐 화합물을 포함하는 광중합성 조성물로부터 출발해서 얻어진다. 본 발명의 의미에서, "비닐 화합물"은 광중합 조건에 있을 때 단단한 구조를 갖는 중합체 망상조직을 생성하는 단량체, 올리고머, 예비중합체, 적어도 하나의 비닐 관능기 CH₂=CH-를 포함하는 중합체를 의미하는 것으로 이해한다. 본 발명에 따르면, 비닐 화합물이라는 용어는 적어도 하나의 관능기 (CH₂=CH-CO-O-) 또는 (CH₂=C(CH₃)-CO-O-)를 포함하는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 화합물을 포함한다.

본 발명에 따른 광중합성 조성물은 바람직하게는 비닐 화합물로서 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 화합물 (이하, (메트)아크릴레이트)을 포함한다. 이 유형의 중합체 물질의 특별한 선택은 망상화시에 좋은 상 분리를 얻는 것을 허용한다. 이것은 심지어 특히 마이크로미터 정도의 작은 치수에서도 치수가 균일하고 밀도가 높은 액적을 갖는 산란층을 초래한다. 추가로, 액정은 액적 내에 잘 분포되고, 중합체 매트릭스 내에 고립된 방식으로 분산되지 않는다. 이러한 산란층은 기판과 공기 사이의 계면에서 내부 전반사 임계각보다 큰 산란각을 따라 입사광을 산란시킨다.

본 발명에 따라서 이용되는 (메트)아크릴레이트 화합물은 일관능성 및 다관능성 (메트)아크릴레이트, 예컨대 일관능성, 이관능성, 삼관능성, 다관능성 (메트)아크릴레이트로부터 선택될 수 있다. 본 발명에 따라서 적합한 비닐 화합물, 특히, 아크릴레이트 올리고머는 예를 들어 특허 EP 0272 585에서 기술된다.

유리하게는, 광중합성 조성물은 광중합성 조성물의 총 질량에 대한 질량 기준으로 선호도 증가순으로 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%, 적어도 95%의 비닐 화합물을 포함한다.

따라서, 용매가 이용되지 않는 한, 일단 망상화되면, 중합체 매트릭스는 비닐 화합물의 중합에 의해 얻어지는 중합체를 적어도 50% 포함한다. 바람직하게는 중합체 매트릭스는 중합체 매트릭스의 총 질량에 대한 질량 기준으로 선호도 증가순으로 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%, 적어도 92%, 적어도 95%의 비닐 화합물의 중합에 의해 얻어지는 중합체를 포함한다.

한 실시양태에 따르면, 비닐 화합물을 포함하는 광중합성 조성물은 광중합성 조성물의 총 질량에 대한 질량 기준으로 선호도 증가순으로 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%, 적어도 95%의 아크릴레이트 화합물 및/또는 메타크릴레이트 화합물을 포함한다.

게다가, 광중합성 조성물은 광중합성 조성물의 총 질량에 대한 질량으로 0.01 내지 5%의 광개시제를 포함할 수 있다. 본 발명에 따라서 적합한 광개시제로는 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에타논이 언급될 수 있다.

중합성 조성물은 다른 중합성 공단량체, 예컨대 메르캅탄을 포함할 수 있다.

광중합성 조성물의 예로는 네마텔(Nematel)에서 판매하는 제품 MXM 035로부터 출발하여 얻는 조성물이 언급될 수 있다. 이 제품은 다음을 포함한다:

- 2개의 아크릴레이트 단량체, 즉, 에틸헥실 아크릴레이트 및 헥산디올 디아크릴레이트, 및 아크릴레이트 올리고머의 혼합물,

- 메르캅탄,

- 광개시제.

아크릴레이트 및 메르캅탄 기재 조성물의 다른 예는 특허 US 4,891,152, EP 0564869 및 EP 0 598 086에서 기술된다.

한 유리한 실시양태에 따르면, 산란층은 다음 특성을 단독으로 또는 조합하여 만족시키는 PDLC 층이다:

- 중합체 매트릭스는 비닐 화합물, 바람직하게는 아크릴레이트 화합물 또는 메타크릴레이트 화합물을 포함하는 광중합성 조성물로부터 출발해서 얻어지고/거나,

- 액정 혼합물 및 광중합성 조성물의 총 질량에 대한 액정 혼합물의 질량 비율이 40 내지 70%, 바람직하게는 50 내지 65%의 범위이고/이거나,

- PDLC 층이 5 내지 25 ㎛, 바람직하게는 10 내지 30 ㎛, 더 좋게는 10 내지 20 ㎛ 또는 12 내지 17 ㎛ 범위의 두께를 가지고/가지거나,

- 중합체 매트릭스 내에 분산된 액정의 액적의 평균 직경이 0.25 ㎛ 내지 2.00 ㎛, 바람직하게는 0.70 내지 1.00 ㎛의 범위이다.

이 특성들의 조합을 갖는 PDLC 층은 우수한 은폐능을 나타낸다. 액적의 평균 치수 및 광중합성 조성물에 대한 액정 혼합물의 상대 질량 비율은 PDLC 층의 액적의 밀도와 간접적으로 상관 있을 수 있다 (액정 중 매우 적은 양이 중합체 매트릭스에 용해된다고 가정함).

산란층은 스페이서를 추가로 포함할 수 있다. 스페이서는 유리, 예컨대 유리 비드로 제조될 수 있거나, 또는 경질 소성 물질, 예를 들어 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA) 또는 디비닐벤젠 중합체로 제조될 수 있다. 이 스페이서는 바람직하게는 투명하고, 바람직하게는 중합체 매트릭스의 굴절률과 실질적으로 동일한 광학 지수를 갖는다. 스페이서는 비전도성 물질로 제조된다.

중합체 물질에 액정을 포함하는 산란층을 전극을 갖는 2개의 유리 기판 사이에 봉지하는 방법은 출원 WO 2012/045973에서 기술된다.

가변 광 산란 시스템은 글레이징 유닛의 전표면에 또는 글레이징 유닛의 적어도 한 부분에 걸칠 수 있다.

산란층은 두 전극 사이에 위치하고, 전극은 산란층과 직접 접촉한다. 전극은 적어도 하나의 전기 전도성 층을 포함한다.

전기 전도성 층은 투명 전도성 산화물 (TCO), 다시 말해서, 좋은 도체이기도 하고 가시광에서 투명하기도 한 물질, 예컨대 주석으로 도핑된 인듐 산화물 (ITO), 안티몬 또는 불소로 도핑된 주석 산화물 (SnO₂: F) 또는 알루미늄으로 도핑된 아연 산화물 (ZnO: Al)을 포함할 수 있다. ITO를 기재로 하는 전기 전도성 층은 50 내지 200 ohm/sq의 면저항을 나타낸다.

전도성 산화물을 기재로 하는 이 전기 전도성 층은 바람직하게는 50 내지 100 ㎚ 정도의 두께로 침착된다.

또한, 전기 전도성 층은 금속층, 바람직하게는, 전형적으로 2 내지 50 ㎚의 두께를 갖는 예를 들어 Ag, Al, Pd, Cu, Pd, Pt, In, Mo, Au의 TCC (Transparent Conductive Coating)이라고 불리는 박층 또는 박층들의 스택일 수 있다.

이 전기 전도성 층은 직접 기판 상에 또는 기판의 중간층 상에 많은 공지 기술, 예컨대 자기장에 의해 지원되는 스퍼터링, 증발, 졸-겔 기술, 및 또한, 증기상 침착 (CVD) 기술에 의해 침착될 수 있다.

전기 전도성 층을 포함하는 전극은 전력 공급원에 연결된다. 그 다음, 전극을 기판의 한 면 상에 직접 침착할 수 있고, 이렇게 해서, 전극 담체 기판을 형성할 수 있다.

산란층의 양쪽에 위치하는 가시광 흡수 요소는 산란층의 양쪽에 위치하는 전극의 전기 전도성 층 상에 중첩된다. 따라서, 산란층의 양쪽에 위치하는 흡수 요소, 예컨대 기판, 코팅 및/또는 층은 산란층에 대해 동일한 쪽에 위치하는 전극의 전기 전도성 층 위에 또는 아래에 위치한다.

글레이징 유닛은 2개의 전극 담체 기판을 포함하고, 전극 담체 기판과 잠재적으로 적층되는 다른 기판을 추가로 포함한다. 기판 또는 기판들, 전극 담체 또는 다른 것들은 강직성, 반강직성 또는 가요성, 무기 또는 유기이도록 선택될 수 있고, 예를 들어 그것은 유리 또는 중합체로 제조될 수 있다.

유리 기판은 쌩-고벵 글래스(Saint-Gobain Glass)라는 회사에서 디아만트(DIAMANT)® 또는 플라니룩스(Planilux)® 부류로 판매하는 유리 기판으로부터 선택될 수 있다. 유리 기판은 바람직하게는 0.4 내지 12 ㎜, 바람직하게는 0.7 내지 6 ㎜ 범위의 두께를 갖는다.

중합체 기판은 다음으로부터 선택된 중합체를 포함할 수 있다:

- 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN),

- 폴리아크릴레이트, 예컨대 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA),

- 폴리카르보네이트,

- 폴리우레탄,

- 폴리아미드,

- 폴리이미드,

- 불소화 중합체, 예를 들어 플루오로에스테르, 예컨대 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 (ETFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌 (ECTFE), 불소화 에틸렌-프로필렌 (FEP) 공중합체,

- 광망상화성 및/또는 광중합성 수지, 예컨대 티올렌, 폴리우레탄, 우레탄-아크릴레이트, 폴리에스테르-아크릴레이트 수지, 및

- 폴리티오우레탄.

기판은 열성형될 수 있거나 또는 압력에 민감한 소성 물질의 층간 스페이서의 이용에 의해 함께 적층될 수 있다. 이 층간 스페이서는 폴리비닐부티랄 (PVB), 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 폴리우레탄 (PU), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA)로부터 선택된 중합체를 기재로 할 수 있다. 층간 스페이서는 바람직하게는 10 ㎛ 내지 2 ㎜의 범위, 바람직하게는 0.3 내지 1 ㎜ 범위의 두께를 갖는다.

전극 담체 기판은 바람직하게는 유리 기판, 예를 들어 편평한 플로트 유리 시트이다.

가시광 흡수 요소는 흡수 기판, 흡수층 및/또는 흡수 코팅일 수 있다.

흡수 기판은 다음으로부터 선택될 수 있다:

- 벌크 착색된 기판,

- 흡수 코팅을 포함하는 기판.

흡수 기판은 유리, 또는 강직성 또는 가요성 중합체로 제조될 수 있다.

적합한 염료로 벌크 착색된 유리로 제조된 흡수 기판으로는, 특히, 쌩-고벵 글래스라는 회사에서 파르솔(PARSOL)®이라는 상표로 판매하는 유리 부류가 이용될 수 있다. 이들 벌크 착색된 유리는 유리하게 다음 특성 중 하나 이상을 갖는다:

- 표준 EN 410에 따라 측정되는 적어도 50%의 광 투과,

- 표준 EN 410에 따라 측정되는 적어도 10%의 에너지 흡수.

벌크 착색된 흡수 중합체 기판으로는, 적층된 글레이징 유닛에서 층간 스페이서로 이용되는 시트 유형의 열가소성 기판이 언급될 수 있다. 이것은 폴리비닐부티랄 PVB, 폴리우레탄 PU, 에틸렌 비닐 아세테이트 EVA일 수 있다.

흡수 요소는 적어도 하나의 흡수 박막을 포함하는 흡수 코팅으로부터 선택될 수 있다. 흡수 코팅은 글레이징 유닛의 일부를 형성하는 기판의 면들 중 하나 상에 배치된다. 그러면, 흡수 요소는 흡수 코팅을 포함하는 기판이다. 따라서, 흡수 코팅은 적어도 하나의 박층이 가시광을 흡수하는 것인 박층들을 중첩해놓은 것을 포함한다.

박막은 1 ㎛ 미만의 두께의 층을 의미하는 것으로 이해한다. 흡수 박막으로는 다음을 언급할 수 있다:

- 니켈 산화물 및/또는 철 산화물 및/또는 크롬 산화물을 기재로 하는 층,

- 본질적으로 금속인, 예를 들어 다음 금속 중 하나를 기재로 하는 층: 니켈 Ni, 크롬 Cr, Ni-Cr 합금, 강철, 인코넬 합금, Au 또는 Au 합금, 은 Ag 또는 Ag 합금, 구리 Cu,

- TiN 또는 ZrN 유형의 금속 질화물(들)을 기재로 하는 층.

이 흡수층은 예를 들어 열적 분해 기술, 예컨대 기체상에서의 열분해, 진공 기술, 예컨대 특히, 자기장에 의해 지원되는 스퍼터링에 의해 또는 졸-겔에 의해 침착될 수 있다.

가시광 흡수 코팅이 이용될 때, 가시광 흡수 코팅은 글레이징 유닛을 형성하는 다양한 기판의 면들 중 하나 상에 침착될 수 있다. 가시광을 흡수하는 상기 코팅을 포함하는 기판은 유리하게 다음 특성 중 하나 이상을 갖는다:

- 표준 EN 410에 따라 측정되는 적어도 50%의 광 투과,

- 표준 EN 410에 따라 측정되는 적어도 10%의 에너지 흡수.

흡수 코팅 또는 코팅들은 산란층을 둘러싸는 전극의 부분을 형성할 수 있다. 그러면, 전극은 다음을 포함한다:

- 적어도 하나의 전기 전도성 층 및 하나의 흡수층, 또는

- 적어도 하나의 전기 전도성 흡수층.

본 발명의 한 실시양태에 따르면, 글레이징 유닛은 전극 담체 기판에 층간 스페이서에 의해 적층된 적어도 하나의 흡수 기판을 포함한다. 바람직하게는, 글레이징 유닛은 전극 담체 기판의 각각에 층간 스페이서에 의해 적층된 적어도 한 쌍의 흡수 기판을 포함한다.

따라서, 본 발명의 글레이징 유닛은 다음 다중층을 포함할 수 있다:

- 착색된 유리로 제조된 기판,

- 적층 층간 스페이서,

- 투명한 유리로 구성된 기판,

- 전극,

- 산란층,

- 전극,

- 투명한 유리로 구성된 기판,

- 적층 층간 스페이서,

- 착색된 유리로 제조된 기판.

본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 글레이징 유닛은 흡수 기판인 적어도 하나의 전극 담체 기판, 다시 말해서, 흡수 전극 담체 기판을 포함한다. 바람직하게는, 글레이징 유닛은 적어도 한 쌍의 흡수 전극 담체 기판을 포함한다.

따라서, 본 발명의 글레이징 유닛은 착색된 유리로 제조된 2개의 기판, 및 2개의 전극 및 산란층을 포함하는 가변 광 산란 시스템으로 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 전극 또는 전극들은 가시광 흡수 코팅을 포함한다.

도 1은 두 기판 (2) 및 (4) 사이에 봉지된 넓은 산란 지표를 포함하는 산란층 (3)을 포함하는 글레이징 유닛 (1)을 나타내는 도면이다. A, B, C, D 및 H라는 참조부호를 단 영역은 각각 입사광, 유리로부터 빠져나갈 수 있는 광, 내부 전반사에 의해 갇힌 광, 입사광의 산란 및 헤일로를 나타낸다.

제1 확산 반사는 투과된 광으로서 기판 두께의 2 배를 통해 통과한다는 것이 관찰된다. 추가의 반사는 훨씬 더 큰 기판 두께 및 특히, 헤일로의 경우에는 기판 두께의 4 배를 통해 이동한다. 광선의 경로를 따라 흡수 요소, 예컨대 흡수 유리 또는 흡수층을 첨가함으로써, 확산 반사는 이것이 투명 상태에서 투사 헤일로이든 확산 반사이든 글레이징을 통하는 광 투과보다 더 신속하게 감쇠된다.

따라서, 본 발명의 해결책은 광 투과를 상당히 열화하지 않으면서 글레이징 유닛의 광학적 성능을 개선하는 것을 허용한다. 투명 상태의 전환 글레이징 유닛은 그의 큰 각의 확산 반사가 광 투과보다 훨씬 더 빠르게 감소하는 것을 겪는다. 또한 적용되는 전압을 감소시키기 위해서도 이러한 확산 반사 감소를 이용하는 것이 가능하고, 초기 글레이징 유닛, 다시 말해서 흡수 요소가 없는 글레이징 유닛과 비교할 만한 투명 상태의 결과를 얻는다.

또한, 본 발명은 투사체에 의해서 글레이징 유닛의 면들 중 하나 상에 관찰자에게 보이는 이미지를 투사하는 것으로 이루어지는, 투사 또는 배면-투사 스크린으로 이용되는 위에서 정의된 글레이징 유닛 및 투사체가 있는 투사 또는 배면-투사 방법과 함께, 투사 또는 배면-투사 스크린으로서의 위에서 정의된 글레이징 유닛의 용도에 관한 것이다.

투사 스크린은 2개의 면 또는 표면, 즉, 광원으로부터 오는 이미지가 위에 투사되는, 광원과 동일한 공간 영역에 위치하는 (직접 투사) 하나의 주면, 및 주면 위에 투사되는 이미지가 가능하게는 투명성에 의해 나타나는 하나의 반대면을 포함한다.

배면-투사 스크린은 위에서 언급한 투사 스크린의 특성과 동일한 특성을 갖는 주면 및 반대면을 갖는다. 한편, 배면-투사 스크린은 사용자 및 광원이 동일한 공간 영역에 위치하지 않고 스크린의 양쪽에 위치한다는 점에서 투사 스크린과 상이하다.

글레이징 유닛에 의해 형성되는 스크린의 질은 글레이징 유닛의 투과 및 반사 성질에 의존한다. 일반적으로, 광 투과가 낮고 광 반사가 높을수록, 직접 투사에 이용되는 스크린의 질이 더 좋을 것이다. 넓은 산란 지표를 갖는 산란층을 갖는 산란 글레이징 유닛 상에서는 반사에서 투사가 상당히 개선된다.

바람직하게는, 글레이징 유닛은 반사 모드로 작동하는, 다시 말해서, 관측자 및 투사체가 투사 스크린으로 이용되는 글레이징 유닛의 동일한 쪽에 위치하는 투사 스크린으로 이용된다. 그러나, 글레이징 유닛은 투과로 작동하는, 다시 말해서, 관측자 및 투사체가 글레이징 유닛의 양쪽에 위치하는 배면-투사 스크린으로 이용될 수 있다.

마지막으로, 또한, 본 발명은 30 Vrms 미만의 전환 전압으로 작동하는 이러한 글레이징 유닛의 용도에 관한 것이다.

본 발명에 따른 글레이징 유닛은 건물에서 파사드에 또는 내부 칸막이 (두 방 사이에서 또는 한 공간 내에서)로 이용될 수 있다. 더 특히, 본 발명의 글레이징 유닛은 프리젠테이션을 투사하기 위한 회의실의 내부 칸막이로 특히 유용하다. 투명 상태와 확산 상태 사이에서 전환되는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 글레이징 유닛은 글레이징 유닛의 모든 알려진 응용, 예컨대 차량, 건물, 도시 시설, 실내 장식, 조명, 디스플레이 스크린에 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 투명 글레이징 유닛은 파사드, 창문, 회의실의 투사 스크린으로 이용할 수 있는 실내 칸막이 또는 진열창에 이용될 수 있다. 또한, 글레이징 유닛은 박물관 전시에 또는 광고 지원으로서 매장에서의 홍보에 이용될 수 있다.

실시예

I. 이용되는 물질

1. 기판 및 층간 스페이서

이용되는 투명 기판은 쌩-고벵이라는 회사에서 판매하는 플라니룩스(Planilux)® 유리 기판이다. 이 기판은 4 ㎜의 두께를 갖는다.

가시광 흡수 기판은 쌩-고벵이라는 회사에서 판매하는 4 ㎜의 두께, 60%의 광 투과 및 34%의 에너지 흡수를 갖는 파르솔® 브론즈(Bronze) 유리 기판이다.

두께 6 ㎜의 편평 유리 기판 상에 미리 침착된 가시광 흡수 코팅은 다음과 같다:

- 기판 상에 침착될 때 69%의 광 투과 TL 및 적어도 30%의 광 흡수를 나타내는, 쌩-고벵에서 KN 169라는 참조부호를 단 은을 기재로 하는 층을 포함하는 다중층,

- 기판 상에 침착될 때 44%의 광 투과 TL 및 적어도 30%의 광 흡수를 나타내는, 쌩-고벵에서 SKN 144라는 참조부호를 단 스테인리스 강철을 기재로 하는 층을 포함하는 다중층.

이 기판들은 예를 들어 PVB 또는 EVA의 층간 스페이서를 이용해서 적층될 수 있다.

2. 가변 광 산란 시스템 (SDLV) 및 글레이징 유닛

엔에스지 (NSG)라는 회사에서 "UMU 필름" (UMU FILM)이라는 상표명으로 판매하는 기능성 필름을 이용하였다. 이 필름은 각 시트가 약 100 ohm/sq의 저항을 갖는 약 50 ㎚의 ITO 층으로 구성된 전극을 담지하는 2 장의 PET 시트 및 NCAP 유형의 액정의 층을 포함한다. NCAP 층 및 2개의 전극으로 이루어지는 어셈블리를 SDLVA라고 부른다. 이 기능성 필름에 대해 입수가능한 정보에 따르면, 액정층은 NCAP 기술에 따라서 얻어지고, 약 5 ㎛의 직경을 갖는 액정의 액적을 포함한다.

SDLVB는 스페이서 존재 하에서 머크라는 회사에서 참조부호 MDA-00-3506으로 판매하는 액정 혼합물 및 광중합성 조성물을 이용하여 UV 라디칼 중합에 의해 유도되는 상분리에 의해 얻어지는 PDLC 층을 포함하였다. 광중합성 조성물은 네마텔®에 의해 판매되는 제품 MXM 035를 기재로 하여 얻었다. A액 및 B액의 2 액형의 이 제품은 다음을 포함한다:

- 두 아크릴레이트 단량체, 즉, 에틸헥실 아크릴레이트 및 헥산디올 디아크릴레이트, 및 아크릴레이트 올리고머의 혼합물 (B액),

- 메르캅탄 (A액),

- 그의 UV 중합을 위한 광개시제 (A액).

스페이서는 평균 직경 15 ㎛의 세키수이 마이크로펄(Sekisui Micropearl)이라는 상표명으로 판매되는 비드이다.

SDLVB를 두 유리 기판 사이에 놓았다. SDLVB를 포함하는 글레이징 유닛을 얻기 위해, 다음 단계를 수행하였다:

- 약 100 ohm/sq의 저항을 갖는 약 50 ㎚의 ITO 층을 플라니룩스® 또는 파르솔® 유리 기판 상에 마그네트론 방법에 의해 침착시켜 전극 담체 기판을 형성하였고,

- 유리 기판의 가장자리 둘레에 아크릴레이트 접착 결합을 이용하여 밀폐재를 적용하였고,

- 광중합성 조성물, 액정 혼합물 및 스페이서를 포함하는 PDLC 층의 전구체 조성물을 기판에 의해 담지되는 전극 상에 침착시켰고,

- 전극으로 코팅된 제2 기판을 제1 기판 상에 전극의 두 전도층이 대면하고 PDLC 층의 전구체 조성물의 층에 의해 분리되게 침착시켰고,

- 두 유리 시트를 함께 압착하였고,

- 어셈블리 전체를 UV 복사선에 노출시켰다.

II. 글레이징 유닛에 대한 설명

III. 투과에서 산란 지표의 결정

도 3 및 4는 각각 가변 광 산란 시스템 SDLVB 및 SDLVA를 포함하는 글레이징 유닛 Inv. 0 및 Comp. 1의 산란 지표를 나타낸다. 이 지표는 투과된 광의 세기 (0 내지 1로 정규화됨)를 -90°내지 90° 범위의 산란각의 함수로서 나타낸다. 이 프로필은 STIL이라는 회사에서 판매하는 시험 벤치 REFLET를 이용해서 측정하였다.

도 3은 2 장의 파르솔® 유리 시트 사이에 적층된 2 장의 플라니룩스® 유리 시트 자체 사이에 놓인 SDLVB를 포함하는 쌩-고벵에서 개발한 글레이징 유닛 (Inv. 0)의 산란 지표에 상응한다. 글레이징 유닛 Inv. 0의 투과에서의 산란 지표는 다음을 나타낸다:

- 광선의 최소 편향 부분에 상응하는 중심에서 예리한 피크,

- 큰 각에서 산란되는 광선의 대부분에 상응하는 피크 아래의 종 모양 곡선.

이렇게 해서, 전체 각 범위가 탐구되고, 광선이 90°까지 증가하는 각으로 기판으로부터 나온다. 따라서, 기판과 공기 사이의 계면에서 내부 전반사 임계각 (θc는 약 40°임)보다 큰 산란각을 따라 입사광을 산란시키는 층을 포함하는 글레이징 유닛 Inv. 0의 경우, 내부 전반사 때문에 광선의 일부가 나갈 수 없다는 것을 관찰하였다.

도 4는 PET 시트 사이에 포함된 SDLVA를 포함하는 글레이징 유닛 Comp. 1의 산란 지표에 상응하고, 어셈블리 전체가 2 장의 플라니룩스® 유리 시트 사이에 적층되었다. 글레이징 유닛 Comp. 1의 경우 투과에서 산란 지표는 훨씬 더 뾰족하였다. 광선은 공기 중에서 40°를 넘지 못하였다. 이것은 산란층의 산란된 광선이 약 40°의 기판과 공기 사이의 계면에서의 내부 전반사 임계각보다 낮은 입사각에 상응하는 25°의 최대 입사각으로 유리/공기 계면에 도달한다는 것을 의미한다. 이 글레이징 유닛에서는 확산 반사의 현상이 관찰되지 않았지만, 은폐능이 감소되었다.

IV. 스크린의 질 평가

1. ON 상태에서 시각적 측면의 평가

글레이징 유닛의 ON 상태 (투명)에서 시각적 측면의 개선을 평가하였다. 여러 명으로 이루어진 패널이 백색 흐림 또는 밝은 헤일로의 존재 또는 부재에 상응하는 여러 글레이징 유닛의 확산 반사를 시각적으로 평가하였다. 이 글레이징 유닛을 50°내지 60° 범위의 각으로 관찰하였다. 패널은 각 글레이징 유닛에 대해 다음으로부터 선택된 평가 지표를 지정하였다:

"-" : 강한 확산 반사를 나타내는 뚜렷한 백색 흐림의 존재,

"0" : 약한 확산 반사를 나타내는 약간의 백색 흐림,

"+" : 보이는 확산 반사의 부재를 나타내는 백색 흐림의 부재.

도 2는 다음 글레이징 유닛의 사진 (왼쪽부터 오른쪽으로)을 나타낸다: Inv. 0, Comp. 1 및 Inv. 2. 기판과 공기 사이의 계면에서의 내부 전반사 임계각보다 큰 산란각을 따라 입사광을 산란시키는 층을 포함하고 흡수 요소를 포함하지 않는 글레이징 유닛 Inv. 0의 경우에는 확산 반사가 매우 잘 보였다. 비교해서, 2개의 흡수 기판을 추가로 포함하는 글레이징 유닛 Inv. 1의 경우에는 패널이 백색 흐림을 관찰하지 못하였고, 이리하여 확산 반사를 관찰하지 못하였다. 글레이징 유닛 Inv. 1의 색 또는 색조는 유리 파르솔®이 단지 흡수성이라는 것 외에도 착색된 것이라는 사실에서 비롯되지만, 이것은 필요하지는 않고, 중성색 흡수 글레이징 유닛이 동일한 효과를 생성할 것이다.

마지막으로, 기판과 공기 사이의 계면에서 내부 전반사 임계각보다 큰 산란각을 따라 입사광을 산란시키지 않는 층을 포함하는 글레이징 유닛 Comp. 1과 본 발명의 글레이징 유닛 Inv. 1을 비교함으로써, 본 발명에 따른 글레이징 유닛 Inv. 1의 경우 확산 반사의 부재라는 점에서 놀라울 정도로 더 좋은 결과를 관찰하였다.

각각 69%의 TL을 나타내는 흡수 코팅 KN 169 및 44%의 TL을 나타내는 흡수 코팅 SKN 144를 포함하는 기판을 포함하는 글레이징 유닛 Inv. 3 및 Inv. 4는 글레이징 유닛 Inv. 1보다 더 중성색 색조를 가졌다. 확산 반사 감소의 효과는 여전히 분명히 존재하고 효과적이었다.

2. 글레이징 유닛의 투명 상태의 질의 정량적 측정

공칭 전압에 상응하는 30 Vrms 및 욕실의 이상적인 낮은 전압에 상응하는 12 Vrms의 전압을 적용함으로써 ON 상태에서 투과 및 확산 반사의 값을 측정하였고, 전력은 50 Hz에서 AC 전압으로 공급하였다. 이 투과 및 확산 반사의 값은 글레이징 유닛의 법선에 대해 0°및 30°에서 측정하였다.

표에서, 글레이징 유닛 Inv. 0의 확산 반사 및 투과의 값을 관례상 100%라고 보았고, 이렇게 해서, 다른 값은 후자에 대해 정규화하였다.

광 투과와 광 반사 사이의 비를 글레이징 유닛의 미적 측면의 성능지수(figure of merit)라고 여긴다. 마지막으로, 개선은 30 Vrms에서 글레이징 유닛 Inv. 0의 성능지수에 대한 이 성능지수의 비이고, 이러해서 30 Vrms에서의 글레이징 유닛 Inv. 0에 대한 개선이다.

0°에서, 다시 말해서, 직접 대향할 때:

- 30 Vrms의 적용 전압의 경우, 글레이징 유닛 Inv. 1의 성능은 글레이징 유닛 Inv. 0의 성능보다 2 배 더 좋았고,

- 12 V에서 글레이징 유닛 Inv. 1의 성능은 30 V에서의 글레이징 유닛 Inv. 0의 성능과 필적하거나 또는 그보다 훨씬 더 컸다.

30°이상으로 높으면, 글레이징 유닛 Inv. 0의 성능은 0°에 대하여 극적으로 떨어졌다. 이것은 30°와 0°사이에서 거의 일정한 성능을 유지하는, 흡수 유리를 갖는 글레이징 유닛 Inv. 1에는 해당되지 않았다.

이렇게 해서, 본 발명은 전압을 12 V로 감소시킬 때 글레이징 유닛의 성능의 수준을 유지하는 것을 허용하기도 하고, 이 좋은 성능이 각 내에서를 포함해서 유지되는 것을 허용하기도 하였다.

3. 투사 스크린으로서의 평가

여러 명으로 이루어진 패널이 이미지가 직접 투사 모드로 투사될 때 백색 흐림 또는 밝은 헤일로의 존재 또는 부재에 상응하는 글레이징 유닛의 확산 반사를 시각적으로 평가하였다. 패널에 의해 평가된 투사된 이미지를 사진 촬영하였고, 각각 본 발명에 따른 글레이징 유닛 Inv. 1 (오른쪽)에 대하여 Inv. 0에 따른 글레이징 유닛 (왼쪽) 상에의 직접 투사를 비교하는 도 5 및 6의 대상이다. 글레이징 유닛 상에 투사되는 각 이미지에 대해, 패널은 다음으로부터 선택된 평가 지표를 지정하였다:

"-" : 강한 확산 반사에 기인하는 백색 흐림 또는 뚜렷한 헤일로의 존재,

"0" : 낮은 확산 반사에 상응하는 약간의 백색 흐림,

"+" : 보이는 확산 반사의 부재에 상응하는 백색 흐림의 부재.

글레이징 유닛 Inv. 0의 경우 헤일로가 분명히 존재하여 허용가능한 품질의 이미지를 얻는 것을 허용하지 않는 반면, 흡수 유리와 적층된 글레이징 유닛 Inv. 1에는 헤일로가 부재하였다. 한편, 이미지의 전체 밝기는 감소된다는 것이 분명하였다. 물론, 이것은 예상된 것이지만, 달성된 헤일로 감소가 훨씬 더 의미있다.

Claims

두 전극 사이에 위치하는 산란층을 포함하며 투명 상태와 반투명 상태 사이에서 전환되는 가변 광 산란 시스템을 포함하는 글레이징 유닛이며,
상기 산란층은 중합체 매트릭스 내에 분산된 마이크로 액적을 형성하는 액정 혼합물을 포함하고,
상기 가변 광 산란 시스템은 상기 전극을 담지하는 두 기판 사이에 위치하고,
- 상기 산란층은 기판과 공기 사이의 계면에서 내부 전반사 임계각보다 큰 산란각을 따라 입사광을 산란시킬 수 있고,
- 글레이징 유닛이 적어도 산란층에 의해 서로 분리되는 적어도 한 쌍의 가시광 흡수 요소를 포함하고,
흡수 요소가
- 벌크 착색된 기판,
- 적어도 하나의 흡수 박막을 포함하는 흡수 코팅을 포함하는 기판
으로부터 선택된 흡수 기판이며,
흡수 기판이
- 적어도 50%의 광 투과, 및/또는
- 적어도 10%의 에너지 흡수
를 나타내는 것을 특징으로 하는
글레이징 유닛.
두 전극 사이에 위치하는 산란층을 포함하며 투명 상태와 반투명 상태 사이에서 전환되는 가변 광 산란 시스템을 포함하는 글레이징 유닛이며,
상기 산란층은 중합체 매트릭스 내에 분산된 마이크로 액적을 형성하는 액정 혼합물을 포함하고,
상기 가변 광 산란 시스템은 상기 전극의 두 담체 기판 사이에 위치하고,
- 액정의 액적이 엄밀히 0 ㎛ 초과 4 ㎛ 미만의 평균 치수를 가지며,
- 글레이징 유닛이 적어도 산란층에 의해 분리되는 적어도 한 쌍의 가시광 흡수 요소를 포함하고,
흡수 요소가
- 벌크 착색된 기판,
- 적어도 하나의 흡수 박막을 포함하는 흡수 코팅을 포함하는 기판
으로부터 선택된 흡수 기판이며,
흡수 기판이
- 적어도 50%의 광 투과, 및/또는
- 적어도 10%의 에너지 흡수
를 나타내는 것을 특징으로 하는
글레이징 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 10% 초과의 에너지 흡수를 나타내는 것을 특징으로 하는 글레이징 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 동일한 쌍의 흡수 요소들이 동일한 것을 특징으로 하는 글레이징 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 가변 광 산란 시스템 또는 산란층에 대해 대칭성을 나타내는 것을 특징으로 하는 글레이징 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 산란층이 5 내지 25 ㎛ 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 글레이징 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 액정의 마이크로 액적이 0.25 내지 3.00 ㎛ 범위의 평균 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 글레이징 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 액정의 마이크로 액적이 0.25 내지 1.00 ㎛ 범위의 평균 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 글레이징 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 중합체 매트릭스가 비닐 화합물을 포함하는 광중합성 조성물로부터 출발하여 얻어진 것을 특징으로 하는 글레이징 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 산란층이 하기 특성:
- 중합체 매트릭스가 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 화합물로부터 선택된 비닐 화합물을 포함하는 광중합성 조성물로부터 출발하여 얻어진 것이고,
- 액정 혼합물 및 광중합성 조성물의 총 질량에 대한 액정 혼합물의 질량 비율이 40 내지 70%의 범위이고,
- PDLC 층이 5 내지 25 ㎛ 범위의 두께를 가지며,
- 중합체 매트릭스 내에 분산된 액정의 액적의 평균 직경이 0.25 ㎛ 내지 2.00 ㎛의 범위인 것
을 만족시키는 PDLC 층인 것을 특징으로 하는 글레이징 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전극 담체 기판이 유리 기판인 것을 특징으로 하는 글레이징 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전극 담체 기판에 층간 스페이서에 의해 적층된 적어도 하나의 흡수 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 글레이징 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전극 담체 기판의 각각에 층간 스페이서에 의해 적층된 적어도 한 쌍의 흡수 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 글레이징 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 흡수 전극 담체 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 글레이징 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 한 쌍의 흡수 전극 담체 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 글레이징 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전극 또는 전극들이 가시광 흡수 코팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 글레이징 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 하기 다중층:
- 착색된 유리로 제조된 기판,
- 적층 층간 스페이서,
- 투명한 유리로 구성된 기판,
- 전극,
- 산란층,
- 전극,
- 투명한 유리로 구성된 기판,
- 적층 층간 스페이서,
- 착색된 유리로 제조된 기판
을 포함하는 것을 특징으로 하는 글레이징 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 착색된 유리로 제조된 2개의 기판, 및 2개의 전극 및 산란층을 포함하는 가변 광 산란 시스템으로 구성된 것을 특징으로 하는 글레이징 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 투사 스크린으로 사용되는 글레이징 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 배면-투사 스크린으로 사용되는 글레이징 유닛.
제1항 또는 제2항에 기재된 글레이징 유닛을 갖는 투사 스크린.
제1항 또는 제2항에 기재된 글레이징 유닛을 갖는 배면-투사 스크린.