KR102547207B1 - 역방향 구동 스마트 윈도우 필름, 그 제조방법 및 이를 포함하는 스마트 윈도우 - Google Patents
역방향 구동 스마트 윈도우 필름, 그 제조방법 및 이를 포함하는 스마트 윈도우 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102547207B1 KR102547207B1 KR1020210046290A KR20210046290A KR102547207B1 KR 102547207 B1 KR102547207 B1 KR 102547207B1 KR 1020210046290 A KR1020210046290 A KR 1020210046290A KR 20210046290 A KR20210046290 A KR 20210046290A KR 102547207 B1 KR102547207 B1 KR 102547207B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- film
- liquid crystal
- smart window
- alignment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004984 smart glass Substances 0.000 title claims abstract description 142
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 329
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 176
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 56
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 56
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 49
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 33
- -1 bicyclohexyl compound Chemical class 0.000 claims description 20
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 17
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 claims description 17
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 17
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 16
- 238000001723 curing Methods 0.000 claims description 15
- UHESRSKEBRADOO-UHFFFAOYSA-N ethyl carbamate;prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.CCOC(N)=O UHESRSKEBRADOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 14
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 12
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 12
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 8
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 7
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 6
- 238000003848 UV Light-Curing Methods 0.000 claims description 5
- HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N cis-cyclohexene Natural products C1CCC=CC1 HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- KYKLWYKWCAYAJY-UHFFFAOYSA-N oxotin;zinc Chemical compound [Zn].[Sn]=O KYKLWYKWCAYAJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 4
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NZNMSOFKMUBTKW-UHFFFAOYSA-N Cyclohexanecarboxylic acid Natural products OC(=O)C1CCCCC1 NZNMSOFKMUBTKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910002668 Pd-Cu Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 2
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 37
- 239000010408 film Substances 0.000 description 256
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 24
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 14
- 230000008859 change Effects 0.000 description 13
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 10
- 239000004983 Polymer Dispersed Liquid Crystal Substances 0.000 description 9
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 6
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 6
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 6
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 5
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 5
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 4
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 4
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WVIIMZNLDWSIRH-UHFFFAOYSA-N cyclohexylcyclohexane Chemical group C1CCCCC1C1CCCCC1 WVIIMZNLDWSIRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007755 gap coating Methods 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 125000000843 phenylene group Chemical group C1(=C(C=CC=C1)*)* 0.000 description 2
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 2
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N stibanylidynetin;hydrate Chemical compound O.[Sn].[Sb] SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DTGKSKDOIYIVQL-WEDXCCLWSA-N (+)-borneol Chemical group C1C[C@@]2(C)[C@@H](O)C[C@@H]1C2(C)C DTGKSKDOIYIVQL-WEDXCCLWSA-N 0.000 description 1
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SGCGFUOYEVLOPJ-UHFFFAOYSA-N (3-hydroxy-3-phenoxypropyl) prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCC(O)OC1=CC=CC=C1 SGCGFUOYEVLOPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LCZVSXRMYJUNFX-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-hydroxypropoxy)propoxy]propan-1-ol Chemical compound CC(O)COC(C)COC(C)CO LCZVSXRMYJUNFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXBCBTDQIULDIA-UHFFFAOYSA-N 2-[[3-hydroxy-2,2-bis(hydroxymethyl)propoxy]methyl]-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol Chemical compound OCC(CO)(CO)COCC(CO)(CO)CO TXBCBTDQIULDIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000954 2-hydroxyethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])O[H] 0.000 description 1
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Natural products CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004386 Erythritol Substances 0.000 description 1
- UNXHWFMMPAWVPI-UHFFFAOYSA-N Erythritol Natural products OCC(O)C(O)CO UNXHWFMMPAWVPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- GCTPMLUUWLLESL-UHFFFAOYSA-N benzyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCC1=CC=CC=C1 GCTPMLUUWLLESL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002981 blocking agent Substances 0.000 description 1
- BSBCMEBZVMSTOL-UHFFFAOYSA-N butane-1,1-diol;hexane-1,1-diol Chemical compound CCCC(O)O.CCCCCC(O)O BSBCMEBZVMSTOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- VFHVQBAGLAREND-UHFFFAOYSA-N diphenylphosphoryl-(2,4,6-trimethylphenyl)methanone Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C)=C1C(=O)P(=O)(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 VFHVQBAGLAREND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- UNXHWFMMPAWVPI-ZXZARUISSA-N erythritol Chemical compound OC[C@H](O)[C@H](O)CO UNXHWFMMPAWVPI-ZXZARUISSA-N 0.000 description 1
- 229940009714 erythritol Drugs 0.000 description 1
- 235000019414 erythritol Nutrition 0.000 description 1
- 125000005448 ethoxyethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])OC([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 125000003055 glycidyl group Chemical group C(C1CO1)* 0.000 description 1
- 238000007756 gravure coating Methods 0.000 description 1
- XXMIOPMDWAUFGU-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diol Chemical compound OCCCCCCO XXMIOPMDWAUFGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- OHZZTXYKLXZFSZ-UHFFFAOYSA-I manganese(3+) 5,10,15-tris(1-methylpyridin-1-ium-4-yl)-20-(1-methylpyridin-4-ylidene)porphyrin-22-ide pentachloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Mn+3].C1=CN(C)C=CC1=C1C(C=C2)=NC2=C(C=2C=C[N+](C)=CC=2)C([N-]2)=CC=C2C(C=2C=C[N+](C)=CC=2)=C(C=C2)N=C2C(C=2C=C[N+](C)=CC=2)=C2N=C1C=C2 OHZZTXYKLXZFSZ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 150000002734 metacrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000005394 methallyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001400 nonyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000913 palmityl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- KCTAWXVAICEBSD-UHFFFAOYSA-N prop-2-enoyloxy prop-2-eneperoxoate Chemical compound C=CC(=O)OOOC(=O)C=C KCTAWXVAICEBSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000007348 radical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N tungstate Chemical compound [O-][W]([O-])(=O)=O PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/13712—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering the liquid crystal having negative dielectric anisotropy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
- C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D11/00—Inks
- C09D11/02—Printing inks
- C09D11/10—Printing inks based on artificial resins
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133553—Reflecting elements
- G02F1/133555—Transflectors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/13731—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on a field-induced phase transition
- G02F1/13737—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on a field-induced phase transition in liquid crystals doped with a pleochroic dye
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/13775—Polymer-stabilized liquid crystal layers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
본 발명은 역방향 구동 스마트 윈도우 필름, 그 제조방법 및 이를 포함하는 스마트 윈도우에 관한 발명으로서, 구체적으로는 전압이 인가되지 않았을 때 투명하고 전압을 인가함에 따라서 불투명도가 증가하고, 저방사 특성을 가지며, 얇은 두께로도 창호에 적용이 용이하고 높은 헤이즈를 달성할 수 있는 역방향 구동 스마트 윈도우 필름, 그 제조방법 및 이를 포함하는 스마트 윈도우에 관한 발명이다.
Description
본 발명은 역방향 구동 스마트 윈도우 필름, 그 제조방법 및 이를 포함하는 스마트 윈도우에 관한 발명으로서, 구체적으로는 전압이 인가되지 않았을 때 투명하고 전압을 인가함에 따라서 불투명도가 증가하고, 저방사 특성을 가지며, 얇은 두께로도 창호에 적용이 용이하고 우수한 불투과도를 달성할 수 있는 역방향 구동 스마트 윈도우 필름, 그 제조방법 및 이를 포함하는 스마트 윈도우에 관한 발명이다.
최근, 자원 고갈 문제 및 삶의 질에 대한 관심이 증가함에 따라 에너지 절감 효과와 친환경성 그리고 편의성이 중요한 화두이며 이를 충족시키기 위해 능동적인 투과도 조절 및 적외선 차단 효과를 통해 에너지 효율을 증대시키고 감성 및 기능성 등을 동시에 만족시키는 스마트 윈도우(Smart window) 기술에 주목하고 있다.
일반적으로, 스마트 윈도우(smart windows)은 켜고 끌 수 있도록 형성된 것으로, 전압이 걸리면 빛의 투과성을 변화시켜서 통과하는 빛 또는 열의 양이 제어되는 창을 뜻한다. 즉, 스마트 윈도우는 전압에 의해서 투명, 불투명 또는 반투명 상태로 변화될 수 있게 구비되며 투과도 가변유리, 조광유리 또는 스마트 글래스(smart glass)로도 불린다.
또한, 스마트 윈도우는 실내 공간의 칸막이로 활용되거나 건축물의 개구부에 배치된 채광창으로 활용될 수 있고, 고속도로 표지판, 게시판, 점수판, 시계 또는 광고스크린으로도 활용될 수 있으며, 자동차, 버스, 항공기, 선박 또는 기차의 창(windows) 또는 선루프로도 활용 가능하다.
이러한 스마트 윈도우의 대표적인 예로 고분자 분산 액정(Polymer Dispersed Liquid Crystal) 기반 스마트 윈도우를 들 수 있다.
고분자 분산 액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우는 고분자 점착제(binder) 안에 액정 방울이 분산된 형태로 전기장이 없는 상태(Off state)에선 고분자와 분산된 액정의 굴절률 차이로 빛이 산란되어 뿌옇게 보이고 반대로 전기장이 존재할 경우(On state) 분산된 액정의 굴절률이 변하며 두 물질의 굴절률이 일치하게 됨으로써 투명하게 보이는 스마트 윈도우를 뜻한다.
한편, 스마트 윈도우 기술을 적용함에 있어서, 최근, 환경 및 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라서, 에너지 절약 공업 제품에 대한 요구가 높아지고, 그 하나로서 주택, 건물, 자동차 등의 유리 등 차폐부재의 차열, 즉 태양광으로부터의 열부하를 감소시키는데 효과가 있는 유리 또는 필름이 요구되고 있다. 통상적으로 건물의 경우 건물에너지 손실의 35%이상의 원인은 건물의 창호성능이며, 창호성능이 저하될 경우 건물의 냉, 난방 공조효율이 같이 저하될 수 있다.
이와 더불어, 스마트 윈도우는 투과도를 조절할 수 있는 유리라는 점에서 사생활 보호의 기능을 할 수도 있는데, 기존의 스마트 윈도우의 경우에는 전원을 공급하지 않는 경우에는 불투과성을 띠고, 전원을 가하는 경우에만 투과되는 유리이므로 투과성 창호로 이용하기 위하여서는 전원을 항상 공급하고 있어야 하므로 오히려 전력 효율이 나빠지게 되는 문제점이 있다. 이에 따라서 창호 또는 내부의 유리벽에 사용함에 있어서 필요한 경우에만 사생활 보호를 위하여 전력을 공급하여도 되도록 역방향으로 구동하는 스마트 윈도우도 그 수요가 발생하고 있다.
따라서, 태양열 취득율 및 방사율이 낮아 냉방비 및/또는 난방비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 전력 효율 또한 개선된 스마트 윈도우 필름의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 전압 인가 여부에 따른 투과도의 변화가 역방향으로 일어나서 투과도 높은 유리로 사용하기 위한 전력이 불필요하고 얇은 두께로도 우수한 불투과도를 달성할 수 있고, 내구도가 우수한 역방향 구동 스마트 윈도우용 필름, 이를 포함하는 스마트 윈도우와, 상기 필름의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 순차적으로 제1 금속산화물층, 반사금속층 및 제2 금속산화물층을 포함하는 저방사(low-E)필름부; 및
상기 저방사필름부의 일면에 접촉하고, 순차적으로 제1 전극층; 음의 유전율 이방성을 갖는 액정을 포함하는 액정부; 및 제2 전극층;을 포함하는 액정필름부;를 포함하되,
하기 조건식 1)을 만족하는 역방향 구동 스마트 윈도우 필름을 제공한다.
1) Ton<Toff
상기 조건식 1)에서, Ton은 상기 제1 전극층 및 제2 전극층의 사이에 80V 전압이 인가되었을 때의 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 D65 표준광원에 대한 광투과율(%)을 나타내고, Toff는 전압이 인가되지 않았을 때의 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 D65 표준광원에 대한 광투과율(%)을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 액정부는 순차적으로 제1 배향막, 액정층 및 제2배향막을 포함하는 것일 수 있다.
여기서 상기 제1 배향막 및 제2 배향막은 폴리이미드계 고분자를 포함하며, 각각 독립적으로 100~300㎚의 두께를 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름은 하기 조건식 2) 및 3)을 더 만족할 수 있다.
2) 6 ≤ Toff/Ton ≤ 30
3) 3% ≤ Ton ≤ 15%
상기 조건식 2) 및 3)에 있어서, Toff는 전압이 인가되지 않았을 때의 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 광투과율(%)을 나타내고, Ton은 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 80V의 전압이 인가되었을 때의 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 광투과율(%)을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 액정층은 액정 및 고분자 수지를 포함하는 액정잉크의 경화물을 포함하며,
상기 액정은 유전율 이방성(△ε)이 -6.0 ~ -1.0이고, 굴절률 이방성(△n)이 0.07 ~ 0.15인 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서,
상기 액정은 비시클로헥실(bicyclohexyl)계 화합물, 시클로헥실페닐(cyclohexylphenyl)계 화합물, 시클로헥센(cyclohexene)계, 시클로헥실카르본산(cyclohexylcarboxylic acid) 에스터(Ester)계, 디플루오르(difluorine) 페닐렌(phenylene) 계, 비시클로 히드로카본 화합물 및 트리시클로 히드로카본계 화합물 중에서 선택된 하나 이상을 포함하고,
상기 고분자 수지는 방향족 우레탄 아크릴레이트계 올리고머, 지방족 우레탄 아크릴레이트계 올리고머, 및 폴리에스터 아크릴레이트계 올리고머 중 선택된 하나 이상의 올리고머; 및 아크릴레이트계 모노머, 에폭시계 모노머 및 실록산계 모노머 중에서 선택된 하나 이상의 모노머; 중 하나 이상의 중합으로 형성된 것으로서, 점도가 800~1500cPs인 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 액정 잉크는 상기 액정과 상기 고분자 수지를 30:70 ~ 55:45의 중량비로 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 제1 전극층 및 제2 전극층은 각각 독립적으로 인듐주석화합물(indium tin oxide, ITO) 및 도전성 폴리머 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고, 각각 독립적으로 면저항이 30~200Ω/□인 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 반사금속층은 은-팔라듐-구리 합금(Ag-Pd-Cu alloy, APC)을 포함하고, 상기 제1 금속산화물층 및 상기 제2 금속산화물층은 각각 독립적으로 산화아연(ZnO) 25~45 중량% 및 산화주석(SnO2) 55~75 중량%을 포함하는 아연주석산화물(Zinc Tin Oxide, ZTO)을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 저방사필름부는 투명보호층 및 저방사필름기재층을 더 포함하고, 상기 액정필름부는 액정필름기재층을 더 포함하되, 각 층은 액정필름기재층, 제1 전극층, 액정부, 제2 전극층, 저방사필름기재층, 제1 금속산화물층, 반사금속층, 제2 금속산화물층의 순서로 구비되는 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름은 전체 두께가 50~200㎛이며, 상기 저방사필름부와 상기 액정필름부 간의 두께비가 1:1~2.5인 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 하기 측정방법에 따라 측정한 배향막에 대한 액정층의 점착력이 10~100gf/inch인 것일 수 있다.
[측정방법]
상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 제1 배향막과 제2 배향막을 10mm/min의 속도로 180˚ 박리하며 배향막에 대한 액정층의 점착력을 측정한다.
본 발명은 또한, 액정필름기재층의 일면 상에 제1 전극층 및 제1 배향막을 순차적으로 형성한 제1 필름부; 및 저방사필름기재층 일면 상에 제2 전극층 및 제2 배향막을 순차적으로 형성한 제2 필름부를 준비하는 제1 단계; 및
상기 제1 필름부의 제1 배향막과 제2 필름부의 제2 배향막을 대향시키고 음의 유전율 이방성을 갖는 액정을 포함하는 액정 잉크를 상기 제1 배향막과 제2 배향막 사이에 도입한 후 라미네이트 및 경화하여 상기 제1 배향막과 제2 배향막 사이에 액정층을 형성하여 스마트 윈도우 필름을 얻는 제2 단계;를 포함하고,
상기 스마트 윈도우 필름은 하기 조건식 1)을 만족하는 것을 특징으로 하는 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 제조방법을 제공한다.
1) Ton<Toff
상기 조건식 1)에서, Ton은 상기 제1 전극층 및 제2 전극층의 사이에 80V 전압이 인가되었을 때의 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 D65 표준광원에 대한 광투과율(%)을 나타내고, Toff는 전압이 인가되지 않았을 때의 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 D65 표준광원에 대한 광투과율(%)을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 제2 필름부는 상기 저방사필름기재층의 일면 상에 순차적으로 제1 금속산화물층, 반사금속층 및 제2 금속산화물층을 형성하고, 상기 저방사필름기재층의 타면 상에 순차적으로 상기 제2 전극층 및 제2 배향막을 형성하여 제조된 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 제2 단계에서 경화는 UV 경화일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 제2 단계는 1~10mW/cm2 강도의 자외선을 1000~5000초 동안 조사하여 경화를 수행할 수 있다.
본 발명은 또한, 창호; 및 창호의 적어도 일면 상에 구비된 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름;을 포함하는 역방향 구동 스마트 윈도우를 제공한다.
본 발명은 종래의 스마트 윈도우와는 달리 전압을 인가하여 불투명하게 만들 수 있어 역방향으로 구동하며, 얇은 두께로도 우수한 불투과도를 달성할 수 있으면서도 동시에 스마트 윈도우 필름의 각 층간 부착력이 우수하고, 공정 또한 단순하여 생산성이 뛰어나며, 태양열의 취득율 및 방사율이 낮아 냉방비 및 난방비의 절감 효율이 우수한 장점이 있다.
도 1a는 PDLC 액정 필름에 전압을 인가하였을 때와 인가하지 않았을 때의 광 투과 또는 불투과가 일어나는 원리를 개략적으로 도시한다.
도 1b는 PDLC 액정 필름을 적용한 스마트 윈도우에 전압을 인가하였을 때와 인가하지 않았을 때의 모습을 각각 촬영한 사진이다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 PNLC 액정 필름을 포함하는 스마트 윈도우 필름에 전압을 인가하였을 때와 인가하지 않았을 때 광 투과 또는 불투과가 일어나는 원리를 개략적으로 도시한다.
도 2b는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 스마트 윈도우 필름을 부착한 스마트 윈도우에 전압을 인가 또는 인가하지 않았을 때의 모습을 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 층상 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 제조공정 중 배향막의 코팅 공정의 수행 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 역방향 구동 스마트 윈도우의 제조공정 중 라미네이트 및 경화 공정을 수행하는 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1b는 PDLC 액정 필름을 적용한 스마트 윈도우에 전압을 인가하였을 때와 인가하지 않았을 때의 모습을 각각 촬영한 사진이다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 PNLC 액정 필름을 포함하는 스마트 윈도우 필름에 전압을 인가하였을 때와 인가하지 않았을 때 광 투과 또는 불투과가 일어나는 원리를 개략적으로 도시한다.
도 2b는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 스마트 윈도우 필름을 부착한 스마트 윈도우에 전압을 인가 또는 인가하지 않았을 때의 모습을 촬영한 사진이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 층상 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 제조공정 중 배향막의 코팅 공정의 수행 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 역방향 구동 스마트 윈도우의 제조공정 중 라미네이트 및 경화 공정을 수행하는 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 효과에 대하여 보다 상세히 설명한다.
종래에 스마트 윈도우 필름으로 사용하던 PDLC 액정을 포함하는 스마트 윈도우 필름은 고분자 분산 액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우 필름으로서, 고분자 바인더 내에 액정이 분산된 현태로서 전기장이 없는 경우에서는 반투과성(헤이즈가 있음)이고 전기장이 존재하는 경우 투명도가 상승하는 필름이었다. 이는 창호의 기능인 빛을 투과하는 효과가 전기장이 가해지는 경우에만 발휘될 수 있어서 사생활 보호에는 유리하나, 투명도를 얻기 위하여 전력이 지속적으로 공급되어야 하는 단점이 있었다.
이에, 본 발명에서는 전기장이 존재하지 않는 경우 투명하지만 전기장을 가하여 불투명도를 증가시킬 수 있는 역방향 구동의 스마트 윈도우 필름을 개발하여 이러한 문제점을 해결하였으며, 저방사 필름과의 조합에 의하여 냉난방비의 절감 또한 동시에 달성할 수 있는 스마트 윈도우 필름을 제공할 수 있게 되었다.
즉, 본 발명은 순차적으로 제1 금속산화물층, 반사금속층 및 제2 금속산화물층을 포함하는 저방사(low-E)필름부; 및
상기 저방사필름부의 일면에 접촉하고, 순차적으로 제1 전극층; 음의 유전율 이방성을 갖는 액정을 포함하는 액정부; 및 제2 전극층;을 포함하는 액정필름부;를 포함하되,
하기 조건식 1)을 만족하는 역방향 구동 스마트 윈도우 필름을 제공한다.
1) Ton<Toff
상기 조건식 1)에서, Ton은 상기 제1 전극층 및 제2 전극층의 사이에 80V 전압이 인가되었을 때의 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 D65 표준광원에 대한 광투과율(%)을 나타내고, Toff는 전압이 인가되지 않았을 때의 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 D65 표준광원에 대한 광투과율(%)을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름은 하기 조건식 2) 및 3)을 더 만족할 수 있다.
2) 6 ≤ Toff/Ton ≤ 30
3) 3% ≤ Ton ≤ 15%
상기 조건식 2) 및 3)에 있어서, Toff는 전압이 인가되지 않았을 때의 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 광투과율(%)을 나타내고, Ton은 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 80V의 전압이 인가되었을 때의 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 광투과율(%)을 나타낸다.
이와 같은 광투과 특성을 가짐으로써 본 발명에 따른 역방향 구동 스마트 윈도우 필름은 전압 비인가 시에는 깨끗한 투명도를 가지되 우수한 단열 성능을 갖고, 전압 인가에 의하여 우수한 사생활 보호 효과를 가지는 스마트 윈도우 필름을 제공할 수 있게 된다.
이에 이하여 본 발명은 전압을 가하지 않는 경우 투명하되 저방사필름부에 의하여 우수한 냉난방비 절감 효율을 얻을 수 있고, 전압을 가하는 경우 투명도를 낮추어 사생활 보호의 효과를 얻을 수 있는 등 반대의 특성을 갖는 스마트 윈도우를 제공할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 액정필름부는 액정필름기재층을 더 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 점착제층을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 저방사필름부는 저방사필름기재층을 더 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 보호필름층을 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 층상구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 역방향 구동 스마트 윈도우 필름(1000)은 저방사필름부(100)와 액정필름부(200)를 포함하고 있으며, 상기 저방사필름부(100)는 상기 액정필름부(200)와 접하는 저방사필름기재층(110)을 포함할 수 있고, 상기 저방사필름기재층(110)의 양면 중 액정필름부(200)의 반대면에 순차적으로 제1 금속산화물층(120), 반사금속층(130), 제2 금속산화물층(120')이 형성되어 있으며, 제2 금속산화물층(120') 상에는 보호필름층(140)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 액정필름부(200)는 액정필름기재층(210)을 포함할 수 있으며, 액정부(230)는 그 일면상에 형성된 제1 전극층(220)에 의하여 상기 액정필름기재층(210)과 결합되어 있고, 상기 액정부(230)의 타면상에 형성된 제2 전극층(220')에 의하여 상기 반사필름부(100)와 결합한다.
상기 액정부(230)는 액정층(232) 및 상기 액정층의 양면에 형성된 제1 배향막(231) 및 제2 배향막(231')을 포함하고 있을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름은 전체 두께가 50~200㎛로 종래의 스마트 윈도우 필름에 대하여 얇은 두께를 가질 수 있다. 이와 같은 얇은 두께를 가짐으로써 시공 비용을 절약할 수 있으며, 그럼에도 불구하고 전압 인가 및 비인가 상태에서의 투과율 차이가 현저하여 스마트 윈도우로서의 차폐 특성을 우수하게 구현할 수 있다.
바람직하게는 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 두께는 80~180㎛, 더욱 바람직하게는 100~170㎛일 수 있고, 가장 바람직하게는 120~150㎛일 수 있다. 만일 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 두께가 만약 50㎛ 미만인 경우 양면 기재의 제작 시 열변형으로 인하여 제품 생산이 불가능할 수 있다. 또한 두께가 더욱 감소할수록 전압 인가 시의 차폐 특성과 층간 점착력이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
또한, 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 두께가 만약 200㎛를 초과하는 경우, 시공 시간 및 비용이 증가하고, 전압 비인가 시의 투과율이 감소하여 투명성이 떨어지게 되는 단점이 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 저방사필름부와 액정필름부는 1:1 ~ 1:2.5의 두께비를 가질 수 있다. 더욱 바람직하게는 1:1.5 ~ 1:2.0, 더욱 바람직하게는 1:1.6 ~ 1:1.8의 두께비를 가질 수 있다.
만일 상기 두께비가 1:1 미만인 경우(즉, 저방사필름부의 두께가 더 큰 경우) 저방사필름부의 저방사필름기재층과 액정필름부에 전극층을 형성하는 스퍼터링 공정에서 열변형의 문제가 있을 수 있고, 1:2.5를 초과하는 경우(즉, 액정필름부의 두께가 현저히 두꺼워지는 경우) 스마트 윈도우 필름 제조 시 저방사필름부와 액정필름부 간의 텐션의 차이로 찢어지게 되는 등 공정상의 불량 발생률이 높아지는 문제가 있다.
이하, 본 발명의 스마트 윈도우 필름의 각 층별로 설명한다.
1. 저방사필름부
일반적으로 창호에 사용되는 저방사 필름 또는 로이(low-e) 필름은 가시광선이나 근적외선은 통과시키되 중적외선~원적외선의 긴 파장을 가진 광선은 통과시키지 못하도록 차단하는 필름을 말한다.
본 발명의 저방사필름(low-emission film, low-e film, 100)부는 스마트 윈도우 필름의 투명도 조절에 더하여 상기 스마트 윈도우 필름을 적용한 스마트 윈도우의 태양열 취득율(SHGC) 및 방사율을 저감할 수 있어, 창호에 적용하는 경우 실내 난방비 및 냉방비를 절감할 수 있는 효과를 함께 발휘할 수 있다. 본 발명에 따른 스마트 윈도우 필름은 전압이 가해지지 않는 경우 높은 투과도를 갖는 필름이므로 상기 저방사필름부(100)와의 조합에 의하여 우수한 태양열 취득율(SHGC) 및 방사율 저감이 가능하다.
또한, 상기 저방사필름부(100)의 존재로 인하여 내후성의 색차 변화를 적게 할 수 있고, 내구성, 단열 성능 및 강도를 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 저방사필름부(100)는 바람직하게는 저방사필름기재층(110), 제1 금속산화물층(120), 반사금속층(130), 제2 금속산화물층(120') 및 보호필름층(140)이 순차적으로 형성될 수 있으며, 상기 제1 금속산화물층(120), 반사금속층(130) 및 제2 금속산화물층(120')은 증착 공정, 예컨대 스퍼터링, 화학기상증착 또는 원자층 증착(ALD) 등의 공정에 의하여 형성될 수 있다. 바람직하게는 스퍼터링(sputtering) 공정에 의하여 형성될 수 있다.
1) 저방사필름기재층
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상기 저방사필름부(100)는 기재층(110)을 포함할 수 있다. 상기 저방사필름기재층(110)은 저방사필름부(100)의 지지층 역할을 수행하며, 저방사필름부(100)의 다른 층들이 그 위에 형성될 수 있도록 하는 기판 역할을 하여 공정상의 용이함 또한 제공한다.
상기 기재층(110)은 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 재질이라면 제한 없이 포함할 수 있고 바람직하게는 유리 및 PET(polyethylene terephthalate) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 플라즈마 또는 코로나 표면 처리된 PET 필름을 포함할 수 있다. 라미네이트 공정 중에 롤이 포함되는 공정이 있는 경우에는 유리 기재보다는 가요성을 갖는 PET 필름을 기재로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 저방사필름기재층(110)은 10~80㎛의 두께, 바람직하게는 20~60㎛의 두께 더욱 바람직하게는 40~55㎛의 두께를 가질 수 있다.
만일 두께가 10㎛ 미만이면 스마트 윈도우 필름을 제조하는 데 있어서, 건조 및 경화시 발생되는 열로 인한 기재의 변형을 초래할 수 있고, 롤투롤(roll-to-roll) 공정 중 기재에 가해지는 텐션에 의해 찢어지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 두께가 80㎛를 초과하는 경우 원재료의 비용이 상승하고, 한 롤에 감을 수 있는 길이가 짧아져 롤의 교체 시간 증가와 같은 공정 시간 증가 문제를 초래할 수 있다.
2) 금속산화물층
다음으로, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 저방사필름부(100)는 금속산화물층(120, 120')을 포함한다. 상기 금속산화물층은 각각 반사금속층(130)의 양면에 형성되며, 본 명세서에서는 편의상 액정필름부(200)에 가까운 쪽을 제1 금속산화물층(120), 그 반대면의 산화물층을 제2 금속산화물층(120')이라 칭한다.
상기 제1 금속산화물층(120) 및 제2 금속산화물층(120')은 각각 우수한 방사율 유지 내구성, 투과율 및 단열 성능을 발현하고, 내후성 색차 변화를 방지하며, 반사금속층(30)을 보호하는 기능을 수행하는 것으로서, 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 금속산화물이라면 제한 없이 포함할 수 있으나, 바람직하게는 아연주석산화물(Zinc Tin Oxide, ZTO)을 포함할 수 있다.
상기 제1 금속산화물층(120) 및 제2 금속산화물층(120')은 바람직하게는 각각 독립적으로 전체 중량에 대하여 산화아연(ZnO)을 25~45 중량%로 포함하고 산화주석(SnO2)을 55~75 중량%로 포함하는 아연주석산화물을 포함할 수 있다.
만일 산화아연(ZnO)의 함량이 25중량% 미만이고 산화주석(SnO2)의 함량이 75 중량%를 초과하는 경우, 금속산화물층의 내구성이 감소될 수 있고, 산화아연의 함량이 45중량%를 초과하고 산화주석(SnO2)의 함량이 55 중량% 미만인 경우 저방사필름부(100)의 단열 성능이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 제1 금속산화물층(120) 및 제2 금속산화물층(120')은 각각 독립적으로 10~50nm, 바람직하게는 20~40nm, 더욱 바람직하게는 25~35nm의 두께를 가질 수 있다.
만일 두께가 10nm 미만인 경우, 후술하는 반사금속층(130)에 대한 보호 효과가 떨어지고, 방사율 및 내후성 색차 변화가 증가할 수 있고, 본 발명의 역방향 구동 스마트 윈도우 필름(1000)의 내구성이 저하될 수 있으며, 두께가 50nm를 초과하는 경우, 방사율의 증가로 단열 성능이 저하될 수 있다.
3) 반사금속층
본 발명의 저방사필름부(100)에 포함된 반사금속층(130)은 가시광선은 투과시키고(근적외선도 포함될 수 있다) 중적외선 내지 원적외선의 긴 파장을 갖는 전자기파를 반사시킬 수 있는 층으로서, 그 소재는 당업계에서 통상적으로 반사금속층에 사용할 수 있는 물질이라면 제한 없이 포함할 수 있으며, 바람직하게는 은-팔라듐-구리 합금(Ag-Pd-Cu alloy, APC)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 반사금속층(130)은 10~20nm, 바람직하게는 12~18nm의 두께를 가질 수 있으며, 더욱 바람직하게는 13.5~16.5nm의 두께를 가질 수 있다.
만일 반사금속층의 두께가 10nm 미만인 경우 단열 성능이 저하되고 태양열 취득율이 높아지는 문제가 있을 수 있으며, 두께가 20nm를 초과하는 경우 가시광선의 투과율이 낮아지고 본 발명에 따른 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 반사율이 현저히 높아지게 되는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 제1 금속산화물층(120), 반사금속층(130) 및 제2 금속산화물층(120')은 하기의 조건 A) 및 조건 B)를 모두 만족할 수 있다.
조건 A) 
조건 B) 
상기 조건 A)는 바람직하게는 
, 더욱 바람직하게는 
일 수 있고, 조건 B)는 바람직하게는 
, 더욱 바람직하게는 
일 수 있다.
상기 조건 A) 및 조건 B)에서, a는 제1 금속산화물층(120)의 두께, b는 제2 금속산화물층(20')의 두께, c는 반사금속층(130)의 두께를 나타낸다.
이는 반사금속층(130)의 두께가 얇은 경우 단열 성능이 좋지 않을 수 있고, 태양열 취득률이 높아져 실내 온도가 상승하는 문제가 있을 수 있으며, 두께가 두꺼운 경우 가시광선 투과율이 낮아지며 스마트 윈도우 필름의 반사율이 현저히 높아질 수 있기 때문이다. 또한, 제1 제2 금속산화물층(120, 120')의 두께가 얇은 경우 반사금속층(30)을 보호하지 못할 수 있고, 내구성이 저하될 수 있으며, 두께가 두꺼운 경우, 방사율이 높아져 단열 성능이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
따라서, 본 발명의 역방향 구동 스마트 윈도우 필름에 포함될 수 있는 제1 금속산화물층(120), 반사금속층(130) 및 제2 금속산화물층(120')은 적정 두께를 지녀야 하며, 조건 A) 및 조건 B)를 모두 만족하여 앞서서 언급한 문제점을 해결할 수 있는 것이다.
만일, 상기 조건 A)에서 
이면, 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 내구성 및 단열 성능이 좋지 않을 수 있고, 방사율 및 내후성이 색차변화가 증가할 수 있으며, 태양열 차단 성능이 저하되어 태양열 취득율이 상승하는 문제가 있을 수 있다. 또한, 만일 상기 조건 B)에서 
이면, 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 내구성이 저하될 수 있고, 내후성 색차변화가 증가할 수 있으며, 가시광선 투과율이 낮아지고 스마트 윈도우 필름의 반사율이 현저히 높아질 수 있다.
4) 보호필름층
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 저방사필름부(100)는 보호필름층(140)을 더 포함할 수 있다. 상기 보호필름층(140)은 제2 금속산화물층(120') 상에 형성되어 스마트 윈도우 필름의 최외곽에 형성되어 있으며, 본 발명의 역방향 구동 스마트 윈도우 필름을 보호하는 역할을 한다. 특히, 제1 금속산화물층(120), 반사금속층(130) 및 제2 금속산화물층(120')을 보호하는 기능을 한다.
또한, 상기 보호필름층(140)은 저방사필름부(100)의 방사율 유지 내구성을 현저히 향상시키는 기능을 수행할 수 있으며, 그 두께는 바람직하게는 0.5~2.5㎛, 바람직하게는 0.8~2.0㎛의 두께를 가질 수 있고, 더욱 바람직하게는 1.0~1.5㎛의 두께를 가질 수 있다.
만일 상기 보호필름층(140)의 두께가 0.5㎛ 미만이면, 저방사필름부(100)의 방사율 유지 내구성 및 표면 내구성이 저하될 수 있고, 내후성 색차변화가 증가하는 문제가 있을 수 있다. 반대로 두께가 2.5㎛를 초과하면 방사율이 상승하게 되는 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 보호필름층(140)은 바람직하게는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 변성 아크릴레이트 및 아크릴 레진의 공중합체를 포함할 수 있다. 이 때, 우레탄 아크릴레이트와 에폭시 변성 아크릴레이트는 올리고머 또는 레진일 수 있으며, 바람직하게는 올리고머일 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 투명보호층(10)은 우레탄 아크릴레이트, 에폭시변성 아크릴레이트 및 아크릴 레진이 1 : 0.2~3.5 : 0.05~2.5의 중량비로, 바람직하게는 1 : 0.3~3 : 0.06~2의 중량비로 공중합한 공중합체를 포함할 수 있다. 이 때, 우레탄 아크릴레이트 및 에폭시변성 아크릴레이트의 중량비가 1:0.2 미만이면 표면 경도가 낮아져 스마트 윈도우 필름 시공 시 스크래치가 발생할 문제가 있을 수 있고, 중량비가 1:2.5를 초과하면 본 발명의 스마트 윈도우 필름의 유연성이 저하되어 표면에 크랙이 발생할 수 있다. 또한, 우레탄 아크릴레이트 및 아크릴 레진의 중량비가 1:0.05 미만이면 가교도가 저하되어 충분한 경화가 이루어지지 않을 수 있으며, 원하는 경도에 도달하지 못하는 문제가 있을 수 있고, 중량비가 1:2.5를 초과하면 가교도가 상승하여 표면에 크랙이 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 투명보호층(10)에 포함할 수 있는 공중합체는 중량평균분자량이 800 ~ 15,000일 수 있고, 바람직하게는 1,000 ~ 10,000일 수 있다. 만일 중량평균분자량이 800 미만이면 투명보호층(10)이 지나치게 딱딱해져 크랙이 발생할 수 있고, 중량평균분자량이 15,000을 초과하면 충분한 가교가 일어나지 않아 완전 경화가 되지 않는 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 투명보호층(10)에 포함할 수 있는 공중합체는 산가가 12 이하이고, 바람직하게는 산가가 10이하일 수 있으며, 아민가가 7 이하일 수 있고, 바람직하게는 아민가가 5 이하일 수 있다. 만일, 산가가 12를 초과하면 금속 표면의 빛에 의한 라디칼 반응에 의해 내구성 저하에 대한 문제 및 내후성 색차변화가 큰 문제가 있을 수 있고, 아민가가 7을 초과하면 자외선에 의한 황변 문제가 있을 수 있다.
2. 액정필름부
액정필름부(200)는 전압, 열, 빛 등의 외부 자극을 가하여 스마트 윈도우 필름의 빛 투과율을 가변적으로 제어할 수 있는 부분으로서, 높은 투과도와 낮은 면저항, 그리고 빠른 응답속도를 가질 수 있다. 특히, 상기 액정부(230)의 액정은 음의 유전율 이방성(Δε)을 가짐으로써 전압 인가 시에 전압 인가 시에 굴절률 변화로 인하여 투명도가 낮아지도록 하는 기능성을 갖는다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 액정필름부(200)는 액정필름기재층(210), 제1 전극층(220), 액정부(230), 제2 전극층(220')을 순차적으로 포함할 수 있다. 본 명세서에서는 편의상 상기 액정필름기재층(210)에 접하는 전극층을 제1 전극층(220)이라 칭하고, 상기 저방사필름부(100) 쪽에 가깝게 형성된 전극층을 제2 전극층(220')이라 칭한다.
또한, 상기 액정필름기재층(210)은 상기 제1 전극층(220)의 반대면에 점착층(240)을 더 포함할 수 있다.
1) 액정부
본 발명의 액정부는 상기 제1 바람직하게는 배향막(231, 231') 및 두 배향막 사이에 개재된 액정층(232)을 포함하며, 본 명세서에서는 편의상 상기 제1 전극층(220)에 접하는 배향막을 제1 배향막(231), 상기 제2 전극층에 접하는 배향막을 제2 배향막(231')이라 칭한다.
즉, 본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 액정부는 순차적으로 제1 배향막, 액정층 및 제2배향막을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 액정층(232)는 외부에서 인가되는 구동 전압에 의하여 투명, 반투명 또는 불투명한 상태로 변화할 수 있어 스마트 윈도우 필름의 투과율을 변화시킬 수 있는 역할을 하며, 고분자 네트워크 액정(Polymer Network Liquid Crystal, PNLC)으로서 액정 및 고분자 수지를 포함할 수 있다.
상기 액정층은 바람직하게는 액정 및 고분자 수지를 포함하는 액정잉크의 경화물을 포함하며, 상기 액정 잉크는 또한 바람직하게는 광개시제, 커플링제 및 스페이서를 더 포함할 수 있다.
상기 고분자 수지는 바람직하게는 모노머(monomer) 및 올리고머(oligomer)중 적어도 하나의 중합에 의하여 형성된 것일 수 있다.
상기 모노머는 바람직하게는 다관능성일 수 있으며, 바람직하게는 스티렌 및 이의 유도체; 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 아밀,2-에틸헥실, 옥틸, 노닐, 도데실, 이소데실, 라우릴, 헥사데실, 사이크로헥실, 벤질, 메톡시에틸, 에톡시에틸, 부톡시에틸, 페녹시에틸, 알릴, 메타알릴, 글리시딜, 2-하이드록시에틸, 2-하이드록시프로필, 3-클로로-2-하이드록시프로필, 디메틸아미노헥실, 디메틸아미노헥실, 이소보닐등과 같은 치환기를 가지는 아크릴레이트 또는 메타아크릴레이트; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 네오펜틴글리콜, 부탄디올 헥산디올, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨등의 다관능성 아크릴레이트 또는 메타아크릴레이트 및 이의 유도체 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 고분자 분산 액정에 사용될 수 있는 모노머 중에서 액정과 고분자의 굴절률을 감안하여 통상의 기술자가 적절한 것을 선택할 수 있다. 바람직하게는 상기 모노머는 아크릴레이트계 모노머일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 다관능성 아크릴레이트계 모노머일 수 있다.
또한, 상기 올리고머는 바람직하게는 다관능성 올리고머일 수 있으며 바람직하게는 방향족 우레탄 아크릴레이트계, 지방족 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에스터 아크릴레이트 및 그 유도체 중 선택된 하나 이상일 수 있다. 그러나, 올리고머의 종류가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 고분자 분산 액정에 사용될 수 있는 올리고머 가운데 액정 및 고분자의 굴절률을 감안하여 통상의 기술자가 적절한 것을 선택할 수 있다. 바람직하게는 상기 올리고머는 우레탄 아크릴레이트계 올리고머일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 다관능성 우레탄 아크릴레이트계 올리고머일 수 있다.
상기 고분자 수지는 상기 올리고머 및 모노머 중 적어도 하나가 중합되어 형성된 중합체로서, 그 점도가 800~1500cPs, 바람직하게는 900~1200cPs인 것일 수 있다. 만일 상기 고분자 수지의 점도가 800 cPs 미만인 경우에는 액정이 흐르기 쉬워져 코팅 공정 시, 생산 수율이 감소하는 문제가 있을 수 있으며, 반대로 점도가 1500cPs를 초과하는 경우, 액정과 고분자 수지의 혼합 공정 중 두 액체 간, 균일한 혼합이 어려우며 또한, 갭 코팅 방식의 특성으로 인해 균일한 두께 구현이 어려워 스마트 윈도우 필름의 광학적 품질의 저하가 있을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 액정은 유전율 이방성(△ε)이 -6.0 ~ -1.0이고, 굴절률 이방성(△n)이 0.07 ~ 0.15인 것일 수 있다.
유전율 이방성이 음의 값을 가짐으로써 전압 인가 시 액정 분자가 장축 방향이 전기장 방향에 대하여 수직되도록 힘을 받게 되고, 이에 따라서 액정의 배향이 랜덤화되어 투명도가 낮아지게 된다.
만일 유전율 이방성이 -6.0 미만인 경우 전압을 가했을 때 액정 분자의 배열이 오히려 더욱 정렬되게 되므로 광투과도의 감소 및 헤이즈 발생이 뚜렷하지 않으므로 스마트 윈도우로서의 기능성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
반대로 유전율 이방성이 -1.0을 초과하는 경우, 0 이하의 범위에서는 액정 분자가 전기장에 덜 영향받게 되므로 전압 인가에 따른 투과율 저하 및 헤이즈 발생이 뚜렷이 일어나지 않게 되므로 스마트 윈도우 필름으로서 사생활 보호 기능을 충분히 수행할 수 없는 문제가 생긴다. 만약에 유전율 이방성이 0을 초과하게 되는 경우에는 전압을 인가하는 경우 액정 분자의 장축 방향이 전기장에 평행하도록 정렬되기 때문에 본 발명에서 원하는 역방향 구동 스마트 윈도우 필름으로 작동하지 않는다.
굴절률 이방성의 경우 만약 액정의 굴절률 이방성이 0.07 미만인 경우 액정 분자의 회전에 의한 굴절률의 변화가 뚜렷하지 않기 때문에 투과도 저하와 헤이즈의 발생이 충분히 일어나지 않고 따라서 스마트 윈도우의 사생활 보호 기능이 제대로 발현되지 않을 수 있다. 또한, 굴절률 이방성이 0.15를 초과하는 경우 전압 비인가시의 투과율이 낮아지거나 시야각이 감소하게 되는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서,
상기 액정은 비시클로헥실(bicyclohexyl)계 화합물, 시클로헥실페닐(cyclohexylphenyl)계 화합물, 시클로헥센(cyclohexene)계, 시클로헥실카르본산(cyclohexylcarboxylic acid) 에스터(Ester)계, 디플루오르(difluorine) 페닐렌(phenylene) 계, 비시클로 히드로카본 화합물 및 트리시클로 히드로카본계 화합물 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 그러나, 반드시 액정 화합물이 반드시 상기 화합물로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적 달성을 위하여 필요한 유전율, 굴절률 이방성을 갖고, 고분자 수지에 잘 분산될 수 있으며, 배향막에 의하여 일방향으로 잘 정렬될 수 있는 당업계에 사용될 수 있는 액정 화합물 중에서 통상의 기술자가 용이하게 선택할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 액정 잉크는 상기 액정과 상기 고분자 수지를 30:70 ~ 55:45의 중량비로 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게는 35:65 ~ 50:50, 가장 바람직하게는 40:60 ~ 50:50의 중량비로 포함할 수 있다.
만일 액정의 중량비가 액정과 고분자 수지 중량 합의 30% 미만인 경우, 액정층의 배향막에 대한 점착력은 증가하지만 고분자 수지의 가교도가 증가하여 액정의 배향 성능이 저하되고, 그에 의하여 스마트 윈도우 필름의 투과율 및 헤이즈 변화율이 낮아지게 되는 문제점이 있다. 또한, 반대로 액정의 중량비가 55%를 초과하는 경우 액정층의 배향막에 대한 점착력이 감소하게 되어 내구도가 감소하는 문제점이 있다.
또한, 상기 액정층(232)은 10~25㎛의 두께, 바람직하게는 16~24㎛의 두께, 가장 바람직하게는 18~22㎛의 두께를 가질 수 있으며 만일 두께가 10㎛ 미만이면 제품의 균일도가 떨어져 무라(mura) 불량이 발생할 수 있고 헤이즈를 충분히 발생시킬 수 없으며 배향막에 대한 점착력이 감소하는 문제가 있으며, 25㎛를 초과하는 경우, 전압 비인가 시에 투과율이 저하되고 구동 전력이 상승하고 시약각이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 제1 배향막(231) 및 제2 배향막(231')은 폴리이미드계 고분자를 포함하며, 각각 독립적으로 100~300㎚의 두께를 갖는 것일 수 있다. 그러나, 반드시 폴리이미드계 고분자에 한정되는 것은 아니며, 박막 코팅성, 고순도, 저장 안정성 등의 성질을 갖는 균일한 두께의 고분자층으로 형성될 수 있다.
상기 배향막은 그 측쇄의 배향으로 인하여 상기 액정층(232) 내 액정 분자의 배향을 유도하여, 전압 비인가 시에 액정층(232) 내 액정 분자가 배향막에 수직한 방향으로 정렬될 수 있도록 한다. 이에 의하여 본 발명에 따른 액정층(232)은 전압 비인가시에 높은 투과율 및 낮은 헤이즈를 가져 투명도가 높아지게 된다.
상기 배향막의 두께가 100nm 미만인 경우에는 액정을 배향시킬 수 있는 측쇄의 절대량이 부족해 액정의 배향이 제대로 되지 않을 수 있으며, 300nm를 초과하는 경우에는 배향막의 주 원료인 폴리이미드 소재가 색을 띄게 되어 제작된 샘플의 광학 특성을 저하시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 액정층은 배향막에 대하여 하기 측정방법에 따라 측정한 배향막에 대한 액정층의 점착력이 10~100 gf/inch인 것일 수 있다.
[측정방법]
상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 제1 배향막과 제2 배향막을 10mm/min의 속도로 180˚ 박리하며 배향막에 대한 액정층의 점착력을 측정한다.
점착력이 10 gf/inch 미만인 경우 스마트 윈도우 필름의 내구성이 저하되는 문제가 있을 수 있으며, 반대로 100 gf/inch를 초과하는 경우 내구성은 문제가 없으나, 액정 분자의 성능이 저하되어 스마트 윈도우 필름의 광투과도 및 헤이즈 변화율이 낮아지게 되는 문제점이 있을 수 있다.
2) 전극층
본 발명의 액정필름부(200)는 상기 액정부(230)의 양면에 형성된 전극층(220, 220')을 더 포함한다. 상술한 바와 같이 액정필름기재층(210)에 접하는 전극층을 제1 전극층(220), 저방사필름부(100)에 가까운 쪽의 전극층을 제2 전극층(220')이라 칭한다.
상기 제1 전극층(220) 및 제2 전극층(220')은 구동 전원이 인가되어, 인가된 구동 전원을 상기 액정부(230)로 공급하는 역할을 한다. 본 발명의 제1 전극층(220) 및 제2 전극층(220')은 각각 전도성을 갖는 다양한 금속, 금속산화물 및 도전성 폴리머 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO) 및 도전성 폴리머 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 인듐 주석 산화물(ITO)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극층(220) 및 제2 전극층(220')은 각각 독립적으로 15~40nm, 바람직하게는 20~30nm, 더욱 바람직하게는 22.5~27.5nm의 두께를 가질 수 있다. 만일 상기 전극층(220, 220')의 두께가 15nm 미만이면, 저항이 높아져서 반응 속도가 저하되는 문제가 있을 수 있고, 40nm를 초과하면 기재의 투과율이 낮아져서 시인성의 문제가 있을 수 있다.
또한, 상기 제1 전극층(220) 및 제2 전극층(220')은 각각 독립적으로 면저항이 30~200 Ω/□, 바람직하게는 80~180 Ω/□, 더욱 바람직하게는 135~165 Ω/□일 수 있다.
만일 상기 전극층(220, 220')의 면저항이 30 Ω/□ 미만이면 기재의 투과율이 낮아져서 시인성의 문제가 있을 수 있고, 200 Ω/□를 초과하는 경우에는 액정부의 반응 속도가 저하되는 문제가 있을 수 있다.
3) 액정필름기재층
다음으로, 본 발명의 액정필름기재층(90)은 역정필름부의 지지층 역할을 수행하는 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 재질이라면 제한 없이 포함할 수 있고, 바람직하게는 유리 및 PET(Polyethylene terephthalate) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 플라즈마 또는 코로나 표면 처리된 PET을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 액정필름기재층(90)은 10~190㎛의 두께, 바람직하게는 40~60㎛의 두께, 더욱 바람직하게는 45~55㎛의 두께를 가질 수 있으며, 만일 두께가 10 ㎛ 미만이면 스마트 윈도우 필름을 제조하는데 있어서, 건조 및 경화시 발생되는 열로 인한 기재의 변형을 초래할 수 있고, 롤투롤 공정 중 기재에 가해지는 텐션에 의해 찢어지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 두께가 190 ㎛를 초과하면 원재료 비용상승 및 한 롤에 감을 수 있는 길이가 짧아져 롤의 교체시간 증가로 인한 공정 시간 증가의 문제가 있을 수 있다.
4) 점착층
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 액정필름부(200)는 점착층(240)을 더 포함할 수 있다. 점착층(240)은 스마트 윈도우 필름을 유리에 점착시키는 기능을 하는 것으로, 통상적으로 스마트 윈도우 필름에 사용할 수 있는 점착제층의 성분이라면 제한 없이 포함할 수 있고, 바람직하게는 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지 및 이들의 유도체를 포함하는 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 아크릴 수지를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 점착제층(100)은 10 ~ 30 ㎛, 바람직하게는 16 ~ 24㎛, 더욱 바람직하게는 18 ~ 22㎛의 두께를 가질 수 있으며, 만일 두께가 10 ㎛ 미만이면 점착력이 저하될 수 있고, 두께가 30 ㎛를 초과하면 원재료 비용 상승과 경화시간이 길어져 생산속도 저하 및 많은 열량이 필요하게 되어 에너지 소모가 커지는 문제가 있을 수 있다.
한편, 본 발명의 점착제층(100)은 더욱 우수한 자외선 및 근적외선 차단성능을 부여하기 위하여 자외선/근적외선 차단제를 더 포함할 수 있다. 자외선/근적외선 차단제는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 자외선/근적외선 차단제라면 제한 없이 포함할 수 있으며, 바람직하게는 삼산화텅스텐, 안티몬 주석 산화물(antimony tin oxide, ATO), 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide), 세슘텅스텐옥사이드(Cesium Tungstate Oxide, CTO) 및 아연 산화물(Zinc Oxide, ZnO) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 이 때, 자외선/근적외선 차단제는 졸(sol) 형태로 구비될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 제조 공정에 대하여 각 단계별로 설명한다. 이 중 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 각 구성에서 설명한 내용과 중복되는 부분은 생략한다.
본 발명에 따른 역방향 구동 스마트 윈도우 필름은 하기의 단계를 갖는 공정으로 제조된다.
제1단계: 액정필름기재층의 일면 상에 제1 전극층 및 제1 배향막을 순차적으로 형성한 제1 필름부; 및 저방사필름기재층 일면 상에 제2 전극층 및 제2 배향막을 순차적으로 형성한 제2 필름부를 준비하는 단계.
제2 단계: 상기 제1 필름부의 제1 배향막과 제2 필름부의 제2 배향막을 대향시키고 음의 유전율 이방성을 갖는 액정을 포함하는 액정 잉크를 상기 제1 배향막과 제2 배향막 사이에 도입한 후 라미네이트 및 경화하여 상기 제1 배향막과 제2 배향막 사이에 액정층을 형성하여 스마트 윈도우 필름을 얻는 단계.
즉, 본 발명은 액정층(232)을 중심으로 두 기재(110, 210) 상에 전극층(220, 220') 및 배향막(231, 231')을 각각 순차적으로 형성한 제1 필름부와 제2 필름부를 제조하고, 상기 제1 필름부와 제2 필름부 상에 각각 형성된 제1 배향막(231), 제2 배향막(231')을 대향되도록 한 후, 액정 잉크를 사이에 도입하고 라미네이트하여 적층체를 제조하고, 상기 적층체의 액정 잉크를 경화하여 액정층(232)을 형성하는 방법에 의하여 제조된다.
상기의 방법으로 형성된 적층체에는 저방사필름부(100)의 기능을 하는 반사금속층(130) 및 금속산화물층(120, 120')이 부재하기 때문에 이를 형성할 필요가 있다.
저방사필름부를 형성하는 방법은 두 가지로 나누어진다.
첫번째 방법은 상기 저방사필름기재층(110)의 전극층(220')이 형성된 면의 반대면에 순차적으로 제1 금속산화물층(120), 반사금속층(130) 및 제2 금속산화물층(120')을 형성하여 제1 필름부를 제조하고, 이것을 상기 제2 필름부와 액정 잉크를 개재하여 라미네이트하는 방법이 있다.
이 방법에 따르면 기재 필름을 2장(110, 210)만 사용하면 되며, 저방사필름부(100)와 액정필름부(200)을 합지하는 공정이 불필요하여 두께가 감소하고 공정이 단순해지는 장점이 있다.
두번째 방법은 저방사필름기재층(110)의 일면에 순차적으로 제1 금속산화물층(120), 반사금속층(130) 및 제2 금속산화물층(120')을 형성하여 저방사필름을 제조하고,
별도의 기재층(저방사필름기재층 또는 액정필름기재층과 동일한 필름을 사용할 수 있다)에 제2 전극층(220') 및 제2 배향막(230')을 형성하여 상기 제2 필름부와 배향막(230, 230') 간에 대향되도록 한 후 액정 잉크를 사이에 도입하며 라미네이트 및 경화하여 액정필름을 형성하고, 상기 저방사필름과 액정필름을 점착제로 합지하여 스마트 윈도우 필름을 제조하는 방법이다.
이 방법에 의하는 경우, 두께가 증가하는 단점이 있으나, 저방사필름과 액정필름이 독립된 제품으로 제조될 수 있으므로 구현 성능이 증가하는 장점이 있다.
이 때, 각각의 기재 상에 전극층(220, 220'), 금속산화물층(120, 120') 및 반사금속층(130)을 형성하는 경우에는 상술한 바와 같이 증착 공정으로 형성할 수 있다. 바람직하게는 스퍼터링 공정을 사용할 수 있다.
또한, 배향막(231, 231'), 점착층 및 보호필름층은 코팅 공정에 의하여 형성할 수 있다. 코팅 방법은 당업계에서 사용할 수 있는 방법으로 제한 없이 선택할 수 있으나, 바람직하게는 그라비아 코팅 또는 스핀 코팅을 수행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 제2 단계에서 경화는 UV 경화일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 제2 단계는 1~10mW/cm2 강도의 자외선을 1000~5000초 동안 조사하여 경화를 수행할 수 있다.
상기 자외선의 강도는 더욱 바람직하게는 4~9 mW/cm2의 강도, 더욱 바람직하게는 6~8mW/cm2의 강도로 조사할 수 있다. 만일 자외선의 강도가 5mW/cm2 미만인 경우 배향막과 액정층 간의 점착력이 충분하지 않아 스마트 윈도우 필름의 내구성이 저하되는 이유가 될 수 있다. 반대로, 자외선의 강도가 10mW/cm2를 초과하는 경우 점착력은 증가할 수 있으나, 배향막의 측쇄(side chain)를 분해하게 될 수 있으므로 스마트 윈도우 필름의 전압 비인가시의 투명도가 떨어지게 되는 원인이 될 수 있다.
본 발명은 또한, 창호; 및 창호의 적어도 일면 상에 구비된 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름;을 포함하는 역방향 구동 스마트 윈도우를 제공한다.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 그 효과에 대하여 상세한 설명을 하기로 한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 하기의 실시예로 제한되는 것은 아니며, 하기의 실시예는 단순히 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시적인 실시 태양일 뿐이고, 통상의 기술자는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 개별적인 목적 달성을 위하여 구성을 추가, 생략 및 변경하여 용이하게 실시할 수 있음을 이해하여야 할 것이다.
<실시예>
실시예 1: 스마트 윈도우 필름의 제조
1) 액정 잉크의 제조:
지방족 우레탄아크릴레이트 0.7g, 부틸 아크릴레이트 0.1g, 벤질 아크릴레이트 0.1g, 히드록시페녹시프로필아크릴레이트 0.1g 및 중합 개시제로 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐 포스핀 옥사이드를 0.1g 혼합한 고분자 수지 조성물 총 1.1g과, 액정 화합물로 NVJ-71 0.9g을 혼합하여 액정 잉크를 제조하였다.
2) 적층체의 제조:
스퍼터링 공정을 통하여 ITO 전극(두께 25nm)이 형성된 PET 기판(두께 188㎛)의 전극면 상에 배향막 용액으로 폴리이미드를 노멀-메틸-2-피롤리돈 용매에 5wt%의 농도로 용해시킨 용액을 스핀 코터를 이용하여 도포하고 오븐에서 130℃로 10분간 가열 처리를 하여 150nm의 두께로 배향막을 형성하였다.
상기 기판을 2장 준비하여 하나를 상부 기판, 다른 하나를 하부 기판으로 칭한다.
상기 상부 기판의 배향막 반대면에 스퍼터링을 수행하여 차례대로 ZTO층 APC층 및 ZTO층을 각각 30nm, 15nm 및 30nm의 두께로 형성하였다. 상기 상부 기판의 배향막 상에 상기 액정 잉크를 떨어뜨리고 하부 기판의 배향막과 대향시킨 후 접합을 실시하여 액정층의 두께가 10㎛이 되는 조건으로 갭 코팅을 진행하여 적층체를 얻었다.
3) UV 경화
상기 적층체에 대하여 조도 2mW/cm2의 BL 램프를 사용하여 1500초간 자외선 조사하여 역방향 구동 스마트 윈도우 필름을 얻을 수 있었다.
실시예 2~15 및 비교예 1
실시예 1과 동일한 방법으로 스마트 윈도우 필름을 제조하되, 세부 구성을 하기 표 1에 나타난 바와 같이 달리 하였다.
비교예 1은 실시예 1과 달리 액정 화합물을 유전율 이방성이 7.1이고 굴절률 이방성이 0.098인 액정을 사용하고, 배향막을 형성하지 않은 정방향 구동하는 스마트 윈도우 필름으로 제조한 것을 제외하고 다른 구성은 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
비교예 2는 ZTO, APC층을 상기 상부 기판 상에 형성하는 단계를 제외한 것만 빼고는 실시예 1과 동일하게 스마트 윈도우 필름을 제조하였다.
| 구분 | 액정/고분자 중량비 |
액정 종류 |
UV 조도 (mW/cm2) |
액정층 두께 (㎛) |
배향막 두께 (nm) |
저방사필름 유무 |
| 실시예 1 | 45:55 | NVJ-71 | 2 | 10 | 150 | ○ |
| 실시예 2 | 35:65 | NVJ-71 | 2 | 10 | 150 | ○ |
| 실시예 3 | 50:50 | NVJ-71 | 2 | 10 | 150 | ○ |
| 실시예 4 | 55:45 | NVJ-71 | 2 | 10 | 150 | ○ |
| 실시예 5 | 60:40 | NVJ-71 | 2 | 10 | 150 | ○ |
| 실시예 6 | 50:50 | NVJ-71 | 5 | 10 | 150 | ○ |
| 실시예 7 | 50:50 | NVJ-71 | 7.5 | 10 | 150 | ○ |
| 실시예 8 | 50:50 | NVJ-71 | 10 | 10 | 150 | ○ |
| 실시예 9 | 50:50 | NVJ-71 | 14.5 | 10 | 150 | ○ |
| 실시예 10 | 50:50 | NVJ-71 | 2 | 5 | 150 | ○ |
| 실시예 11 | 50:50 | NVJ-71 | 2 | 18 | 150 | ○ |
| 실시예 12 | 50:50 | NVJ-71 | 2 | 20 | 150 | ○ |
| 실시예 13 | 50:50 | NVJ-71 | 2 | 22 | 150 | ○ |
| 실시예 14 | 50:50 | NVJ-71 | 2 | 25 | 150 | ○ |
| 실시예 15 | 50:50 | NVJ-71 | 2 | 30 | 150 | ○ |
| 실시예 16 | 50:50 | NVJ-71 | 2 | 20 | 80 | ○ |
| 실시예 17 | 50:50 | NVJ-71 | 2 | 20 | 400 | ○ |
| 비교예 1 | 45:55 | NTJ-10 | 2 | 10 | - | ○ |
| 비교예 2 | 45:55 | NVJ-71 | 2 | 10 | 150 | × |
| * NVJ-71는 액정 화합물로서 유전율 이방성(Δε)이 -3.5, 굴절률 이방성(Δn)이 0.102이다. * NTJ-10는 액정 화합물로서 유전율 이방성(Δε)이 7.1, 굴절률 이방성(Δn)이 0.098이다. |
||||||
<실험예>
실험예 1: 투과율 및 헤이즈 측정
실시예 및 비교예에 따라 제조된 스마트 윈도우 필름의 투과율 및 헤이즈를 BYK社 haze-gard plus 분광식 헤이즈미터를 사용하여 측정하였다.
구체적으로, 상기 장비를 사용하여 스마트 윈도우 필름에 빛을 투과하여 반사 또는 흡수 외에 확산으로 인한 불투명 상태를 측정하였다. 전압을 인가하지 않았을 때(OFF)와, 양 전극 사이에 80V의 전압을 인가하였을 때(ON)로 나누어 측정하였다.
실험예 2: 액정부 점착력 측정
실시예 및 비교예에 따른 점착력 측정 시편을 각각 준비하고, 준비된 시험편을 1 inch 너비로 절단해서 부착력 테스트 시편 준비한다.
시험편 중 상부 기판을 접어서, 180도 방향으로 당겨질 수 있게 시편 준비한다. 이 때, 부착된 액정층의 총 길이는 100mm 이상 되어야 한다. 준비된 시편을 UTM 장비를 이용해 10mm/min 속도로 잡아당겨 그 값을 측정, 이때 측정 길이는 100mm이며, 초기10mm 구간에서 90mm 구간까지의 평균값을 기록하였다.
실험예 3: 방사율 및 태양열 취득율 측정
유리판이 공간에 방사하는 열방사 방사력이, 같은 온도의 흑체가 방사하는 열방사 방사력에 대한 비율로, 상온의 열방사 파장영역 5~50㎛ 중 적어도 5~25㎛를 측정할 수 있는 분광 측정기로 측정한 분광 반사율을 이용하여 KS L2514에 명시된 방법으로 계산한 수직 방사율 값(수정 방사율)을 나타내었다.
또한, 창유리면에 수직으로 입사하는 태양방사에 대하여 유리 부분을 투과하는 태양방사의 방사속과 유리에 흡수되어 실내 쪽으로 전달되는 열류속을 합한 것의, 입사하는 태양방사의 방사속에 대한 비율로, KS L 2514의 시험방법으로 태양열의 취득율을 측정하였다.
상기 실험예에 따라 평가한 결과들은 하기 표 2에 나타내었다.
| 구분 | 방사율 (%) |
태양열 취득률 (%) |
점착력 (gf/inch) |
광투과율(OFF/ON) (%) |
헤이즈(OFF/ON) (%) |
| 실시예 1 | 0.13 | 0.26 | 7.8 | 78.1/8.3 | 7.0/95.3 |
| 실시예 2 | 0.13 | 0.26 | 7.7 | 78.4/78.9 | 6.6/84.1 |
| 실시예 3 | 0.13 | 0.26 | 4.2 | 77.8/16.2 | 10.2/90.9 |
| 실시예 4 | 0.13 | 0.26 | 2.6 | 71.6/26.2 | 20.0/82.9 |
| 실시예 5 | 0.13 | 0.26 | 0.8 | 58.8/27.7 | 39.1/80.7 |
| 실시예 6 | 0.13 | 0.26 | 8.3 | 81.1/5.6 | 5.6/98.7 |
| 실시예 7 | 0.13 | 0.26 | 9.2 | 81.6/6.3 | 4.7/97.6 |
| 실시예 8 | 0.13 | 0.26 | 11.9 | 80.9/9.8 | 5.1/92.9 |
| 실시예 9 | 0.13 | 0.26 | 19.8 | 77.8/9.5 | 9.3/93.7 |
| 실시예 10 | 0.13 | 0.26 | 5.3 | 82.3/20.1 | 3.2/78.9 |
| 실시예 11 | 0.13 | 0.26 | 7.6 | 76.4/10.1 | 10.2/94.0 |
| 실시예 12 | 0.13 | 0.26 | 7.2 | 77.0/9.8 | 8.6/95.9 |
| 실시예 13 | 0.13 | 0.26 | 7.2 | 73.8/8.1 | 12.9/96.5 |
| 실시예 14 | 0.13 | 0.26 | 9.6 | 65.7/24.9 | 28.6/82.5 |
| 실시예 15 | 0.13 | 0.26 | 12.3 | 43.6/50.7 | 52.9/72.3 |
| 실시예 16 | 0.13 | 0.26 | 7.7 | 88.6/7.9 | 11.2/87.2 |
| 실시예 17 | 0.13 | 0.26 | 7.9 | 68.1/4.7 | 16.2/94.4 |
| 비교예 1 | 0.08 | 0.18 | 7.7 | 6.5/88.1 | 91.6/10.8 |
| 비교예 2 | 0.21 | 0.44 | 7.6 | 78.4/9.1 | 89.6/9.1 |
상기 표 2를 참고하면, 음의 유전율 이방성을 갖는 NVJ-71를 액정으로 사용한 실시예의 스마트 윈도우 필름은 모두 전압 비인가시의 투과율이 전압 인가시의 투과율보다 높고, 헤이즈는 그 반대였다.
그러나, 비교예 1에 따른 스마트 윈도우 필름은 전압 인가시의 투과율이 전압 비인가시의 투과율보다 높고 헤이즈는 전압 인가시가 비인가시에 비하여 더 낮아 반대로 작동하는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 2는 저방사필름부를 포함하지 않는 결과 실시예에 비하여 방사율 및 태양열 취득율이 현저히 높은 것을 확인할 수 있었다.
또한, 액정층에서의 액정 함량이 늘어남에 따라서 액정층의 배향막층에 대한 점착력은 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 적절한 범위는 액정의 함량이 55% 이하에서 점착력과 투과율 변화가 우수했으며, 45%일 때가 가장 좋았다.
또한, UV 경화 조건을 달리 한 결과 UV 강도가 강해질수록 점착력은 강해지는 것을 알 수 있었으나, 헤이즈 및 광투과도의 변화는 점점 작아지는 것을 알 수 있었다. 적절한 범위는 10mW/cm2 이하일 때였다.
또한, 액정층의 두께는 20㎛일 때 전압 인가/비인가 시의 투과율 및 헤이즈의 차이가 커졌으며, 25㎛를 넘거나 10㎛ 미만인 경우에는 이러한 광특성이 현저히 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
배향막의 두께는 너무 작은 경우 액정의 배향이 충분하지 못한 문제가 있었으며, 너무 커진 경우 배향 성능 저하와 더불어 배향막이 고유 색을 띠게 되어 광학 성능이 저해되는 것을 확인할 수 있었다.
1000: 스마트 윈도우 필름
100: 저방사필름부
110: 저방사필름기재층
120, 120': 금속 산화물층
130: 반사금속층
140: 보호층
200: 액정필름부
210: 액정필름기재층
220, 220': 전극층
230: 액정부
231, 231': 배향막
232: 액정층
240: 점착층
300: 제1 필름부
400: 제2 필름부
100: 저방사필름부
110: 저방사필름기재층
120, 120': 금속 산화물층
130: 반사금속층
140: 보호층
200: 액정필름부
210: 액정필름기재층
220, 220': 전극층
230: 액정부
231, 231': 배향막
232: 액정층
240: 점착층
300: 제1 필름부
400: 제2 필름부
Claims (16)
- 순차적으로 제1 금속산화물층, 반사금속층 및 제2 금속산화물층을 포함하는 저방사(low-E)필름부; 및
상기 저방사필름부의 일면에 형성되고, 순차적으로 제1 전극층; 제1 배향막/고분자 수지 및 음의 유전율 이방성을 갖는 액정을 45:55 ~ 70:30의 중량비로 포함하는 액정 잉크의 경화물을 포함하는 액정층/제2 배향막을 순서대로 포함하는 액정부; 및 제2 전극층;을 포함하는 액정필름부;를 포함하되,
하기 조건식 1)을 만족하고, 하기 측정방법에 따라 측정한 배향막에 대한 액정층의 점착력이 10~100gf/inch인 것을 특징으로 하는 역방향 구동 스마트 윈도우 필름:
1) Ton<Toff
상기 조건식 1)에서, Ton은 상기 제1 전극층 및 제2 전극층의 사이에 80V 전압이 인가되었을 때의 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 D65 표준광원에 대한 광투과율(%)을 나타내고, Toff는 전압이 인가되지 않았을 때의 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 D65 표준광원에 대한 광투과율(%)을 나타낸다:
[측정방법]
상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 제1 배향막과 제2 배향막을 10mm/min의 속도로 180° 박리하여 배향막에 대한 액정층의 점착력을 측정한다. - 제1항에 있어서,
상기 액정부는 순차적으로 제1 배향막, 액정층 및 제2배향막을 포함하되,
상기 제1 배향막 및 제2 배향막은 폴리이미드계 고분자를 포함하며, 각각 독립적으로 100~300㎚의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 역방향 구동 스마트 윈도우 필름. - 제1항에 있어서,
상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름은 하기 조건식 2) 및 3)을 더 만족하는 것을 특징으로 하는 역방향 구동 스마트 윈도우 필름:
2) 6 ≤ Toff/Ton ≤ 30
3) 3% ≤ Ton ≤ 15%
상기 조건식 2) 및 3)에 있어서, Toff는 전압이 인가되지 않았을 때의 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 광투과율(%)을 나타내고, Ton은 상기 제1 전극층과 제2 전극층 사이에 80V의 전압이 인가되었을 때의 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 광투과율(%)을 나타낸다. - 제1항에 있어서,
상기 액정은 유전율 이방성(△ε)이 -6.0 ~ -1.0이고, 굴절률 이방성(△n)이 0.07 ~ 0.15인 것을 특징으로 하는 역방향 구동 스마트 윈도우 필름. - 제4항에 있어서,
상기 액정은 비시클로헥실(bicyclohexyl)계 화합물, 시클로헥실페닐(cyclohexylphenyl)계 화합물, 시클로헥센(cyclohexene)계, 시클로헥실카르복시산 에스터(cyclohexylcarboxylic acid ester)계, 디플루오르 페닐렌(difluoro phenylene)계, 비시클로 히드로카본 화합물 및 트리시클로 히드로카본계 화합물 중에서 선택된 하나 이상을 포함하고,
상기 고분자 수지는 방향족 우레탄 아크릴레이트계 올리고머, 지방족 우레탄 아크릴레이트계 올리고머, 및 폴리에스터 아크릴레이트계 올리고머 중 선택된 하나 이상의 올리고머; 및 아크릴레이트계 모노머, 에폭시계 모노머 및 실록산계 모노머 중에서 선택된 하나 이상의 모노머; 중 하나 이상의 중합으로 형성된 것으로서, 점도가 800~1500cPs인 것을 특징으로 하는 역방향 구동 스마트 윈도우 필름. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 전극층 및 제2 전극층은 각각 독립적으로 인듐주석화합물(indium tin oxide, ITO) 및 도전성 폴리머 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
각각 독립적으로 면저항이 30~200Ω/□인 것을 특징으로 하는 역방향 구동 스마트 윈도우 필름. - 제1항에 있어서,
상기 반사금속층은 은-팔라듐-구리 합금(Ag-Pd-Cu alloy, APC)을 포함하고,
상기 제1 금속산화물층 및 상기 제2 금속산화물층은 각각 독립적으로 산화아연(ZnO) 25~45 중량% 및 산화주석(SnO2) 55~75 중량%을 포함하는 아연주석산화물(Zinc Tin Oxide, ZTO)을 포함하는 것을 특징으로 하는 역방향 구동 스마트 윈도우 필름. - 제1항에 있어서,
상기 저방사필름부는 투명보호층 및 저방사필름기재층을 더 포함하고, 상기 액정필름부는 액정필름기재층을 더 포함하되,
각 층은 액정필름기재층, 제1 전극층, 액정부, 제2 전극층, 저방사필름기재층, 제1 금속산화물층, 반사금속층, 제2 금속산화물층의 순서로 구비되는 것을 특징으로 하는 역방향 구동 스마트 윈도우 필름. - 제1항에 있어서,
상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름은 전체 두께가 50~200㎛이며,
상기 저방사필름부와 상기 액정필름부 간의 두께비가 1:1~2.5인 것을 특징으로 하는 역방향 구동 스마트 윈도우 필름. - 삭제
- 액정필름기재층의 일면 상에 제1 전극층 및 제1 배향막을 순차적으로 형성한 제1 필름부; 및 저방사필름기재층 일면 상에 제2 전극층 및 제2 배향막을 순차적으로 형성한 제2 필름부를 준비하는 제1 단계; 및
상기 제1 필름부의 제1 배향막과 제2 필름부의 제2 배향막을 대향시키고 고분자 수지 및 음의 유전율 이방성을 갖는 액정을 포함하는 액정 잉크를 45:55 ~ 70:30의 중량비로 포함하는 액정 잉크를 상기 제1 배향막과 제2 배향막 사이에 도입한 후 라미네이트 및 경화하여 상기 제1 배향막과 제2 배향막 사이에 액정층을 형성하여 스마트 윈도우 필름을 얻는 제2 단계;
를 포함하고,
상기 스마트 윈도우 필름은 하기 조건식 1)을 만족하고, 하기 측정방법에 EK라 측정한 배양막에 대한 액정층의 점착력이 10 ~ 100gf/inch인 것을 특징으로 하는 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 제조방법:
1) Ton<Toff
상기 조건식 1)에서, Ton은 상기 제1 전극층 및 제2 전극층의 사이에 80V 전압이 인가되었을 때의 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 D65 표준광원에 대한 광투과율(%)을 나타내고, Toff는 전압이 인가되지 않았을 때의 상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 D65 표준광원에 대한 광투과율(%)을 나타낸다:
[측정방법]
상기 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 제1 배향막과 제2 배향막을 10mm/min의 속도로 180° 박리하여 배향막에 대한 액정층의 점착력을 측정한다. - 제12항에 있어서,
상기 제2 필름부는 상기 저방사필름기재층의 일면 상에 순차적으로 제1 금속산화물층, 반사금속층 및 제2 금속산화물층을 형성하고,
상기 저방사필름기재층의 타면 상에 순차적으로 상기 제2 전극층 및 제2 배향막을 형성하여 제조된 것을 특징으로 하는 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 제조방법. - 제12항에 있어서,
상기 제2 단계에서 경화는 UV 경화인 것을 특징으로 하는 역방향 구동 스마트 윈도우 필름의 제조방법. - 제12항에 있어서,
상기 제2 단계는 1~10mW/cm2 강도의 자외선을 1000~5000초 동안 조사하여 경화를 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 윈도우 필름의 제조방법. - 창호; 및 상기 창호의 적어도 일면 상에 구비된 제1항 내지 제5항 및 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 역방향 구동 스마트 윈도우 필름;을 포함하는 역방향 구동 스마트 윈도우.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210046290A KR102547207B1 (ko) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | 역방향 구동 스마트 윈도우 필름, 그 제조방법 및 이를 포함하는 스마트 윈도우 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210046290A KR102547207B1 (ko) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | 역방향 구동 스마트 윈도우 필름, 그 제조방법 및 이를 포함하는 스마트 윈도우 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220140148A KR20220140148A (ko) | 2022-10-18 |
| KR102547207B1 true KR102547207B1 (ko) | 2023-06-23 |
Family
ID=83803755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210046290A Active KR102547207B1 (ko) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | 역방향 구동 스마트 윈도우 필름, 그 제조방법 및 이를 포함하는 스마트 윈도우 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102547207B1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102019385B1 (ko) * | 2018-04-04 | 2019-09-06 | 영남대학교 산학협력단 | 스마트 글라스 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8941788B2 (en) * | 2012-12-24 | 2015-01-27 | Guardian Industries Corp. | Switchable window having low emissivity (low-E) coating as conductive layer and/or method of making the same |
| WO2018016378A1 (ja) * | 2016-07-19 | 2018-01-25 | 積水化学工業株式会社 | 調光積層体及び調光積層体用樹脂スペーサ |
| KR102081370B1 (ko) * | 2018-05-23 | 2020-04-23 | 주식회사 네패스 | 적외선 반사필름 및 이의 제조방법 |
| KR102154513B1 (ko) | 2020-07-24 | 2020-09-10 | (주)베스트룸 | 투명도 및 시인성이 향상된 스마트 윈도우. |
-
2021
- 2021-04-09 KR KR1020210046290A patent/KR102547207B1/ko active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102019385B1 (ko) * | 2018-04-04 | 2019-09-06 | 영남대학교 산학협력단 | 스마트 글라스 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220140148A (ko) | 2022-10-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102113225B1 (ko) | 스마트 윈도우 필름 및 이의 제조방법 | |
| US9908306B2 (en) | Infrared shielding sheet, method for manufacturing the same, and use of the same | |
| JP2010208861A (ja) | 調光窓材 | |
| CN112379546B (zh) | 聚合物分散染料液晶材料、电致变色调光薄膜及制备方法 | |
| EP3561584B1 (en) | Light control member, method for producing light control member, light control body and vehicle | |
| WO2011155522A1 (ja) | 熱線遮蔽複層ガラス | |
| CN109709704B (zh) | 调光玻璃及其制备方法 | |
| KR20150086892A (ko) | 적외선 차단용 스마트 윈도우 | |
| KR102296023B1 (ko) | 투과율 가변형 스마트 윈도우 필름 및 이의 제조방법 | |
| EP2225593B1 (en) | Spd films and light valves incorporating overcoatings | |
| AU2008331875B9 (en) | SPD films and light valves incorporating overcoatings | |
| KR102547207B1 (ko) | 역방향 구동 스마트 윈도우 필름, 그 제조방법 및 이를 포함하는 스마트 윈도우 | |
| US8248546B2 (en) | Electronic blind and method for manufacturing electronic blind | |
| JP2019191481A (ja) | 調光体 | |
| US20220055351A1 (en) | Glazing comprising a switchable device, laminated structure and method for manufacturing of a glazing | |
| US20150261021A1 (en) | Liquid crystal film having different reflecting region of light according to external environment condition and method for manufacturing the same | |
| KR101741686B1 (ko) | 광학 구조체 및 이의 제조 방법 | |
| EP4586003A1 (en) | Electrochromic element, method for manufacturing same, and window device including same | |
| EP4506750A1 (en) | Polymer dispersed liquid crystal display with an improved angular haze for a sunroof | |
| EP4506751A1 (en) | Polymer dispersed liquid crystal display with an improved afterimage | |
| KR102214242B1 (ko) | 열관류율 및 차폐계수가 낮은 그린 스마트 유리. | |
| TWI528048B (zh) | And a method for manufacturing the same | |
| KR20250048246A (ko) | 조광 부재, 조광 부재의 제조 방법, 조광체 | |
| KR20240040357A (ko) | 차열필름 및 이를 포함하는 가변 윈도우 | |
| KR20240040868A (ko) | 전기 변색 소자 및 이를 포함하는 윈도우 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20210409 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20220628 Patent event code: PE09021S01D |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Final Notice of Reason for Refusal Patent event date: 20221128 Patent event code: PE09021S02D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20230329 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20230620 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20230620 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |