JP2019529980A - 透過度可変素子 - Google Patents

Abstract

本出願は、透過度可変素子に関する。本出願の透過度可変素子は、それぞれ電極を含む２つの基板と、前記基板の間に設けられる電気泳動層と、複数の配線グループとを含むことができ、素子の透過領域をストライプ形態に調節することができる。

Description

関連出願との相互引用
本出願は、２０１６年０９月０９日付けの韓国特許出願第１０−２０１６−０１１６４８８号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は、本明細書の一部として含まれる。

技術分野
本出願は、透過度可変素子に関する。具体的に、本出願は、透過領域をストライプパターンに調節できる透過度可変素子に関する。

外部光源に起因した光の反射、採光、または熱透過に対して能動的に機能調節が可能なスマートウィンドウ（ｓｍａｒｔ ｗｉｎｄｏｗ）は、住居文化と事務環境を大きく改善させるものと期待されている。このようなスマートウィンドウは、ＰＤＬＣ（ｐｏｌｙｍｅｒ ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ）、ＳＰＤ（ｓｕｓｐｅｎｅｄｅｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｄｅｖｉｃｅ）およびＥＣＤ（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）により具現されることが一般的である。

なお、次世代ディスプレイとして、携帯性に優れ且つリアルタイム情報の提供が可能な電子ペーパーは、電気泳動（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｅｒｏｔｉｃ）により具現され得る。電気泳動方式のディスプレイは、電荷を帯びた有彩色または無彩色などの粒子が分散した流体に電場を加えることによって粒子を動かすようにし、前記粒子の動きによって白黒などの色変化をユーザが感知できるようにする原理に基づいて作動する。

電気泳動方式を利用したスマートウィンドウの場合、電気泳動方式に用いられる低抵抗の電極配線物質は、通常、不透明であるため、例えば、ストライプ形態のように遮光領域を選択的に具現することが容易でない。また、電気泳動方式の素子内にパターン電極を使用する場合、線幅が数ｍｍ以上のパターン電極においては、パターンが目視で視認されるため、ストライプ形態の遮光領域を具現しにくく、電極パターン領域の透明度が低くなって、透過窓として使用することが困難である。

本出願の目的は、電気泳動方式を利用した透過度可変素子を提供することにある。

本出願の他の目的は、ストライプ形態に透過領域を調節できる透過度可変素子を提供することにある。

前記本出願の目的およびその他の目的は、下記に詳細に説明される本出願により全部解決され得る。

以下、本出願の一実施形態による透過度可変素子を添付の図面を参照して詳細に説明する。説明の便宜のために図示された各構成部材のサイズおよび形状は、誇張したり、縮小したりしてもよい。

本出願に関する一例において、本出願は、透過度可変素子に関する。本出願の透過度可変素子は、２つの基板と、電気泳動層と、複数の配線とを含むことができる。各基板は、電極（層）を含むことができ、前記２つの基板の間には、電気泳動層が設けられる。電気泳動層を含む本出願の素子は、電気泳動方式によって、全体素子の光透過度を調節することができる。

図１は、本出願の一具体例によって素子の透過度が変化する様子を概略的に示す。具体的に、図１（ａ）は、電極に対する電圧の印加前における素子の断面を示し、図１（ｂ）は、電圧の印加後における素子の断面を概略的に示す。図示されたように、電圧の印加前には、カプセル内に分散したブラック荷電粒子（ｃｈａｒｇｅｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ）により外部光６０の透過が制限されるため、素子の透過度が非常に低いが、電圧の印加後には、カプセル内のブラック粒子が電極ラインの周辺に配列するようになり、これにより、外部光６０の素子に対する透過度が有意に高くなり得る。

本出願の透過度可変素子は、透過領域を調節できるように特別に設計された電極配線と、これに電気的に連結された電極ラインとを含むように構成され得る。

本出願の素子に含まれる基板のうち少なくとも一つは、メッシュ（ｍｅｓｈ）形状のパターンを有する電極を含むことができる。具体的に、前記メッシュパターンは、第１方向に沿って延長する電極ラインと第２方向に沿って延長する電極ラインとが交差しながら形成され得る。本出願において第１方向および第２方向は、各方向に延長する仮想の直線を想定する場合、前記仮想の直線が互いに平行せず交差できる相対的な方向を意味する。前記第１方向の電極ラインと前記第２方向の電極ラインとが交差する角度は、特に限定されないが、例えば、９０°であってもよい。

一例示で、メッシュ（ｍｅｓｈ）形状のパターンを有する電極は、低抵抗の金属成分を有するメタルメッシュ（ｍｅｔａｌ ｍｅｓｈ）電極であってもよい。

本出願の透過度可変素子は、前記メッシュパターンを有する電極の各領域別に同時にまたは異時に同じかまたは異なる電気信号を印加できるように設計された電極配線を含むことができる。電気信号とは、電圧または電流を意味し、前記電気信号の印加方式や、電気信号を印加するための素子構成間の連結方式は、当業者によって適宜選択され得る。図２は、本出願の一例によって、電気信号が印加される電極領域が選択的に変更され得るように設計された電極配線とメッシュパターン電極の電気的連結方法を概略的に示す。図２で、中央の陰影処理された部分に位置する格子は、メッシュパターンの電極を意味し、左側および右側の符号Ｇ、ｇおよびｗで表示される構成は、配線を意味する。

一例示で、前記電極配線は、複数の配線グループＧまたはＧ_Ｌを含むことができる。前記配線グループＧ_Ｌと関連して、Ｌは２以上の数字であって、互いに異なるＬ値が付与された配線グループを区別する意味に使用され得る。例えば、図２のように、２つの配線グループが素子に含まれる場合、前記素子は、２つの互いに異なる配線グループＧ_１、Ｇ_２を含むものと理解され得る。素子内に含まれる前記配線グループＧの個数の上限は、特に限定されない。

一例示で、前記配線グループＧは、複数のサブ配線グループｇまたはｇ_ＬＭに割り当てられる。前記サブ配線グループｇ_ＬＭと関連して使用されるＭは、２以上の数字であって、互いに異なるＭ値が付与されたサブ配線グループを区別する意味に使用され得る。この際、Ｌは、当該サブ配線グループが分岐される上位配線グループＧ_Ｌを区別する意味に使用され得る。例えば、図２のように、配線グループＧ_１が３個のサブ配線グループに分岐される場合、前記配線グループＧ_１は、３個の互いに異なるサブ配線グループｇ_１１、ｇ_１２、ｇ_１３に割り当てられる。同様に、図２で、配線グループＧ２は、３個の互いに異なるサブ配線グループｇ_２１、ｇ_２２、ｇ_２３に割り当てられる。同じ配線グループから分岐されるサブ配線グループの個数の上限は、特に限定されない。

一例示で、前記サブ配線グループｇまたはｇ_ＬＭは、前記第１方向に沿って延長しつつ、互いに直接隣接する複数の電極ラインにそれぞれ電気的に連結された複数の配線ラインｗまたはｗ_ＬＭＮに割り当てられる。前記配線ラインｗ_ＬＭＮと関連して使用されるＮは、２以上の数字であって、互いに異なるＮ値が付与された配線ラインを区別する意味に使用され得る。この際、Ｍは、当該配線ラインが分岐される上位サブ配線グループを区別する意味に使用され得、Ｌは、前記Ｍを通じて区別されるサブ配線グループが分岐される上位配線グループを区別する意味に使用され得る。例えば、図２のように、配線グループＧ_１のサブ配線グループｇ_１１が４個の個別配線ラインに分岐される場合、前記サブ配線グループｇ_１１は、４個の互いに異なる配線ラインｗ_１１１、ｗ_１１２、ｗ_１１３、ｗ_１１４に割り当てられる。同様に、図２のように、配線グループＧ_２のサブ配線グループｇ_２３は、４個の互いに異なる配線ラインｗ_２３１、ｗ_２３２、ｗ_２３３、ｗ_２３４に割り当てられる。同じサブ配線グループから分岐される配線ラインの個数の上限は、特に限定されない。

サブ配線グループｇまたはｇ_ＬＭから割り当てられる配線ラインｗまたはｗ_ＬＭＮは、メッシュパターンを形成する電極ラインに電気的に連結され得る。より具体的に、一つのサブ配線グループから割り当てられた複数の配線ラインは、第１方向に沿って延長しつつ、互いに直接隣接する複数の電極ラインにそれぞれ電気的に連結されるように設けられる。本出願において「電極ラインが互いに直接隣接するというの」は、例えば、第１方向に延長する２つの電極ラインが存在する場合、これらの間に第１方向に延長する第３のさらに他の電極ラインが存在せず、前記２つの電極ラインが相互に対してすぐそばで並んで同じ方向に延長しつつ配列された場合を意味する。この際、一つの電極ラインは、単に一つの配線ラインｗに電気的に連結され得る。

本出願の透過度可変素子は、電流の印加時に電気泳動効果が現れる電極領域が配線グループＧ別に互いに重ならないように構成され得る。

一例示で、いずれか一つの配線グループＧ_Ｌから割り当てられる一つのサブ配線グループｇ_ＬＭに電気的に連結された複数の電極ラインのうちいずれか一つは、前記配線グループＧ_Ｌと異なる配線グループＧ_Ｌ’のサブ配線グループｇ_Ｌ’Ｍ’に電気的に連結された複数の電極ラインのうちいずれか一つと直接隣接するように設けられる。例えば、図２のように、素子が第１配線グループＧ_１と第２配線グループＧ_２を含む場合、第１配線グループＧ_１のサブ配線グループｇ_１１から割り当てられる配線ラインｗ_１１１に電気的に連結された電極ラインと、第２配線グループＧ_２のサブ配線グループｇ_２３から割り当てられる配線ラインｗ_２３１に電気的に連結された電極ラインとの間には、第１方向に延長する第３の電極ラインが存在しなくてもよい。これは、第１配線グループＧ_１のサブ配線グループｇ_１１から割り当てられる配線ラインｗ_１１４に連結された電極ラインと、第２配線グループＧ_２のサブ配線グループｇ_２２から割り当てられる配線ラインｗ_２２４に連結された電極ラインとの間に、第１方向に延長する電極ラインが存在しないことからも確認することができる。前記のような構成は、特定の電極ラインには、特定のサブ配線グループのみを介して電気的信号が印加され得るようにするため、電流の印加時に電気泳動効果が現れる電極領域を制御できるようにする。

一例示で、互いに異なる配線グループＧまたはＧ_Ｌは、電気的に短絡してもよい。具体的に、いずれか一つの配線グループＧ_Ｌのサブ配線グループｇ_ＬＭから割り当てられた配線ラインｗ_ＬＭＮに電気的に連結された第１方向の電極ラインと、前記配線グループＧ_Ｌとは異なる配線グループＧ_Ｌ’のサブ配線グループｇ_Ｌ’Ｍ’から割り当てられた配線ラインｗ_{Ｌ’Ｍ’Ｎ’}に電気的に連結された第１方向の他の電極ラインは、第２方向に延長するいずれの電極ラインとも同時に交差しないように構成され得る。例えば、図２に示されたように、サブ配線グループｇ_１１に連結された配線ラインのうちいずれか一つｗ_１１１に連結された電極ラインと、サブ配線グループｇ_２３に連結された配線ラインのうちいずれか一つｗ_２３１に連結された電極ラインとが互いに直接隣接する場合、第２方向に延長する電極ラインを不連続的に形成するなどの方式を通じて、前記配線ラインｗ_１１１、ｗ_２３１にそれぞれ連結された２つの電極ラインと同時に交差する第２方向の電極ラインを有しないように本出願の素子の電極ラインを形成することができる。すなわち、いずれか一つのサブ配線グループから分岐される配線ラインに連結される電極ラインは、異なるサブ配線グループから分岐される配線ラインに連結される電極ラインと電気的に短絡する。

一例示で、前記それぞれの配線グループＧは、同時に電源から電気的信号を印加され得る。例えば、電気的信号の印加前には、図３（ａ）のように、素子の光透過性が非常に低いが、すべての配線グループに対して同時に電気的信号が印加される場合には、図３（ｂ）のように、素子全面においての光透過度が高くなり得る。

他の一例示で、前記それぞれの配線グループＧは、異時に電源から電気的信号を印加され得る。具体的に、前記素子は、配線グループＧのうちいずれか一つの配線グループにのみ電気的信号を印加することができる。例えば、図３（ｃ）のように、配線グループＧ_１にのみ電気的信号を印加する場合、前記言及したように、配線グループＧ_１は、配線グループＧ_２と互いに短絡しているため、前記配線グループＧ_１において割り当てられる配線ラインｗ１ｍｎに連結された電極ラインの表面だけで電気泳動現象が起こり、電気泳動現象が起こる電極ライン表面に相当する領域だけが透明になり得る。反対に、配線グループＧ_２にのみ電気的信号を印加する場合には、図３（ｄ）のように、前記配線グループＧ_２において割り当てられる配線ラインｗ_{２ｍ’ｎ’}に連結された電極ラインの表面だけで電気泳動現象が起こることができる。

前記言及したように、一つの配線グループＧ_Ｌから割り当てられた配線ラインｗ_ＬＭＮに電気的に連結された電極ラインのうちいずれか一つは、前記配線グループＧ_Ｌと異なる配線グループＧ_Ｌ’から割り当てられた配線ラインｗ_{Ｌ’Ｍ’Ｎ’}に電気的に連結された電極ラインのうちいずれか一つと直接隣接するように設けられ、各配線グループＧは、互いに電気的に短絡するように素子が構成されるため、一つの配線グループにのみ電気的信号を印加する場合、ストライプ形状の透過領域が具現され得る。

一例示で、前記第１方向に沿って延長する電極ラインと前記第２方向に沿って延長する電極ラインとが交差して形成される電極は、１０μｍ〜３００μｍ範囲のピッチを有するメタルメッシュ（ｍｅｔａｌ ｍｅｓｈ）電極であってもよい。前記範囲のピッチを有する場合、素子の視認性を阻害することなく、電気泳動による透過度可変効果が得られる。

他の一例示で、前記メッシュパターン電極を形成する各電極ラインが有する線幅（ｌｉｎｅ ｗｉｄｔｈ）は、１μｍ〜１０μｍであってもよい。前記範囲の線幅を超過する場合、パターン自体が目視で視認され得、電圧の印加後に、荷電粒子が配線に移動した状態も観察されるため、製品自体の価値が大きく劣ることができる。

前記範囲の線幅およびピッチを有する電極は、低抵抗、例えば１０^−５ｏｈｍ・ｍ以下または１０^−７ｏｈｍ・ｍ以下の比抵抗を有することができる。この際、前記電極は、１０ｎｍ〜１０μｍ範囲または１００ｎｍ〜５μｍ範囲の厚さを有することができる。本出願において「電極の厚さ」というのは、基板上に形成された電極の高さを意味する。

前記メッシュパターン電極は、低抵抗の金属成分を含むことができる。具体的に、前記メッシュパターンを形成する電極ラインは、金属成分により形成され得る。使用可能な金属成分の種類は、特に限定されない。非限定的な一例として、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）またはこれらを含む合金のような低抵抗金属が電極ラインの形成に使用され得る。

メッシュパターンの電極を設ける方法は、特に限定されず、多様な方式の印刷法またはパターニング法が使用され得る。一例示で、ロールツーロール工法の一つであるリバースオフセット印刷（ｒｅｖｅｒｓｅ ｏｆｆｓｅｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）を通じてメッシュパターン電極が設けられる。

一例示で、前記メッシュパターン電極は、グラフェンまたは炭素ナノチューブをさらに含むことができる。例えば、前記のようなネットワークを有する電極フィルムをグラフェンおよび／または炭素ナノチューブが分散した溶液に浸漬するか、グラフェンおよび／または炭素ナノチューブが分散した溶液を電極フィルム上に噴射するなどの方法を通じてグラフェンおよび／または炭素ナノチューブを電極上に被覆または吸着させることができる。グラフェンや炭素ナノチューブをさらに含む電極は、導電性が一層改善され得る。グラフェンおよび炭素ナノチューブの含量は、特に限定されないが、電極の透明性を低下させない含量の範囲内で使用され得る。

前記電気泳動層は、印加される電圧の極性によってその配列が変化する複数個の荷電粒子（ｃｈａｒｇｅｄ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）を含むことができる。このために、前記荷電粒子は、選択的に（−）または（＋）電荷を帯びることができる。前記荷電粒子は、略数十ｎｍ〜数百ｎｍサイズを有する粒子であって、光を遮断し得る物質が使用できる。より具体的に、前記粒子は、１００ｎｍ以下のサイズを有することができ、例えば、カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ）、酸化鉄（ｆｅｒｒｉｃ ｏｘｉｄｅｓ）、クロム銅（ＣｒＣｕ）、またはアニリンブラック（ａｎｉｌｉｎｅ ｂｌａｃｋ）のような物質であってもよいが、これに限らない。

前記荷電粒子は、荷電粒子が分散する分散溶媒と共に電気泳動層に含まれ得る。荷電粒子および分散溶媒の含量比は、特に限定されず、当業者によって適宜選択され得る。

分散溶媒としては、炭化水素系溶媒のように公知になった溶媒が制限なしに使用され得る。例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、トデカン、これらの異性体または混合物のような一般的なアルカン溶媒だけでなく、炭素数６〜１３のアルカン混合物質であるイソパラフィン系溶媒などが使用できる。具体的に、ｉｓｏｐａｒ Ｃ、ｉｓｏｐａｒ Ｇ、ｉｓｏｐａｒ Ｅ（Ｅｘｘｏｎ）、ＩＳＯＬ−Ｃ（ＳＫ Ｃｈｅｍ）またはＩＳＯＬ−Ｇ（Ｅｘｘｏｎ）等が使用できるが、これに限らない。

一例示で、前記電気泳動層は、カプセルを含むことができる。具体的に、前記電気泳動層は、荷電粒子と分散溶媒をその内部に含む一つ以上のカプセルを含むことができる。前記カプセルを製造する方法は、特に限定されず、例えば、乳化（ｅｍｕｌｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を経て用意したＯ／Ｗ（ｏｉｌ ｉｎ ｗａｔｅｒ）エマルジョン溶液を通じて製造され得る。

カプセルを形成する材料は、特に限定されない。例えば、水溶性蛋白質、炭水化物、ビニル系高分子、（メタ）アクリレート系高分子、ウレタン系高分子、ポリカーボネート系高分子、シロキサン系高分子などが使用できる。より具体的に、アルギネート、ゼラチン、アカシアガム、カルボキシルメチルセルロース、カラギニン、カゼイン、アルブミンおよびセルロースフタレート、ポリメチルメタクリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｌｙｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎ）、ポリアクリルアミド（ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅ）、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）、ポリウレア（ｐｏｌｙｕｒｅａ）、ポリペプチド（ｐｏｌｙｐｅｐｔｉｄｅ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）、またはポリオレフィン（ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ）等のような多様な高分子が使用できるが、これに限らない。

前記カプセルは、球体または楕円体などの密閉構造を有することができる。一例示で、カプセルが球体の場合、前記カプセルは、２０μｍ〜１００μｍ範囲の直径を有することができるが、特に限定されない。

一例示で、電気泳動層は、フィルム形態に提供され得る。例えば、薄膜のフィルム内部に、分散溶媒と荷電粒子を含む複数個のカプセルが設けられたフィルムであってもよい。フィルム形態に電気泳動層が提供される場合、前記電気泳動層は、別の接着層等を介して、または公知になったラミネーション方法を用いて電極を含む基板に接合され得る。

他の一例示で、前記カプセルを含む電気泳動層は、カプセル、および硬化性樹脂を含むコーティング組成物の硬化物から形成され得る。硬化性樹脂の具体的な種類は、特に限定されず、熱または光硬化を通じて硬化して荷電粒子含有カプセルを２つの基板の間に固定させることができる硬化性官能基を含むとよい。硬化性官能基の一例としては、アクリレート基、エポキシ基、またはイソシアネート基が挙げられるが、これに限らない。前記コーティング組成物を基板上に塗布する方式は、特に限定されない。

他の一例示で、前記電気泳動層は、隔壁を含むことができる。より具体的に、電気泳動層は、荷電粒子と溶媒が存在する電気泳動層の空間を区切る一つ以上の隔壁を電気泳動層の内部に含むことができる。隔壁を含む電気泳動層は、ロールツーロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）、フォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）、フォトレジスト（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）またはモールドプリンティング（ｍｏｌｄ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）のようなプリンティング工程を用いて設けられる。例えば、前記隔壁は、いずれか一つの基板上に、アクリル系またはエポキシ系高分子層を設け、前記高分子層をパターニングすることによって設けられる。前記隔壁が電気泳動層の空間を区切る方式は、特に限定されない。例えば、基板が四角形の断面を有する場合、前記基板のいずれか一辺と平行であり且つ互いに離隔した複数の隔壁がストライプ形状に形成されてもよく、または、複数の隔壁が互いに交差しながら格子形状に形成されてもよい。隔壁の高さや厚さは、特に限定されず、当業者によって適宜制御され得る。

一例示で、電気泳動層が隔壁を含む場合、電気泳動層に含まれる荷電粒子および分散溶媒は、隔壁により区切られる空間にカプセルなしに直接充填された形態に含まれ得る。特に限定されないが、ダイコーティング（ｄｉｅ ｃｏａｔｉｎｇ）、キャスティング（ｃａｓｔｉｎｇ）、バーコーティング（ｂａｒ ｃｏａｔｉｎｇ）、スリットコーティング（ｓｌｉｔ ｃｏａｔｉｎｇ）、ディスペンス（ｄｉｓｐｅｎｓｅ）、スキージング（ｓｑｕｅｅｚｉｎｇ）、スクリーンプリンティング（ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）、またはインクジェットプリンティング（ｉｎｋｊｅｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）等の方式を用いて、溶媒および荷電粒子が電気泳動層の各隔壁の内部に充填され得る。

他の一例示で、前記電気泳動層が隔壁を含む場合、前記隔壁は、カプセルを含むことができ、荷電粒子および分散溶媒は、前記カプセルの内部に含まれ得る。この場合、前記カプセルは、隔壁の内部にバインダーと共に充填された後、硬化を通じて、隔壁内に固定され得る。

一例示で、前記素子は、メッシュパターンを有する電極の他に、透明導電性酸化物を含む電極を有することができる。透明導電性酸化物としては、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ_２Ｏ_３（ｉｎｄｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｇａｌｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、ＦＴＯ（ｆｌｕｏｒｉｎｅ ｄｏｐｅｄ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｄｏｐｅｄ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（ｇａｌｉｕｍ ｄｏｐｅｄ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（ａｎｔｉｍｏｎｙ ｄｏｐｅｄ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｄｏｐｅｄ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＮＴＯ（ｎｉｏｂｉｕｍ ｄｏｐｅｄ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、またはＣＴＯ（ｃｅｓｉｕｍ ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｏｘｉｄｅ）等が挙げられるが、これに限らない。また、前記電極は、前記言及された透明導電性酸化物を含む２つの層の間に、銀、銅またはアルミニウムのような金属層が介在したＯＭＯ（Ｏｘｉｄｅ／Ｍｅｔａｌ／Ｏｘｉｄｅ）電極であってもよい。

一例示で、本出願の素子は、前記配線グループＧに電気的信号を印加する単数または複数の電源をさらに含むことができる。前記電源から印加される電気的信号が、各配線グループに同時にまたは異時に印加されるようにする方法は、当業者によって適宜選択され得、特に限定されない。前記電源は、メッシュパターンを形成するすべての電極ラインまたは一部の電極ラインに対して荷電粒子の極性とは反対極性の電圧を印加することができる。前記電源は、例えば、その絶対値が２０Ｖ〜４０Ｖ範囲の電圧を印加することができる。

他の一例示で、前記２つの基板は、いずれも、前記構成のメッシュパターン電極を含むことができる。

一例示で、前記透過度可変素子は、前記２つの基板それぞれの外側面に、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ波長の可視光に対する透過率が約５０％〜９０％範囲の透光性基材をさらに含むことができる。前記透光性基材の種類は、特に限定されず、例えば透明なガラスまたは高分子樹脂が使用できる。より具体的に、ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＥＮ（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ））またはＰＥＴ（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ））のようなポリエステルフィルム、ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ））のようなアクリルフィルム、またはＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）またはＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）のようなポリオレフィンフィルムなどが使用できるが、これに限らない。
一例示で、前記各基板は、電極および透光性基材を共に含む状態で、８０μｍ〜１，０００μｍ範囲の厚さを有することができる。

本出願に関するさらに他の一例において、本出願は、スマートウィンドウに関する。本出願のスマートウィンドウは、前記透過度可変素子を含むように構成され得る。

本出願は、電気泳動方式を利用しながらも、透過領域をストライプパターンに調節できる透過度可変素子を提供するという発明の効果を有する。

本出願の一例による透過度可変素子の作動原理を概略的に示す。具体的に図１（ａ）は、電圧の印加前の素子を示し、図１（ｂ）は、電圧の印加後の素子を示す。本出願の素子は、透光性基材１０、５０の間に下板電極２０と荷電粒子含有カプセル３０および上板電極４０を含み、電圧の印加によって素子の透過度が有意に変化し得る。 本出願の一例による透過度可変素子の作動原理を概略的に示す。具体的に図１（ａ）は、電圧の印加前の素子を示し、図１（ｂ）は、電圧の印加後の素子を示す。本出願の素子は、透光性基材１０、５０の間に下板電極２０と荷電粒子含有カプセル３０および上板電極４０を含み、電圧の印加によって素子の透過度が有意に変化し得る。 本出願の一例によって設計された配線が、メッシュパターンの電極に電気的に連結された様子を示す。 本出願の具体例によって、素子の透過領域が制御される様子を概略的に示す。各図面において、黒色で彩色された部分は、ブラック系の荷電粒子により外部光が透過しない部分に該当し、彩色されない白色の部分は、電流の印加による電気泳動効果により光が透過できるようになった部分に該当する。 本出願の具体例によって、素子の透過領域が制御される様子を概略的に示す。各図面において、黒色で彩色された部分は、ブラック系の荷電粒子により外部光が透過しない部分に該当し、彩色されない白色の部分は、電流の印加による電気泳動効果により光が透過できるようになった部分に該当する。 本出願の具体例によって、素子の透過領域が制御される様子を概略的に示す。各図面において、黒色で彩色された部分は、ブラック系の荷電粒子により外部光が透過しない部分に該当し、彩色されない白色の部分は、電流の印加による電気泳動効果により光が透過できるようになった部分に該当する。 本出願の具体例によって、素子の透過領域が制御される様子を概略的に示す。各図面において、黒色で彩色された部分は、ブラック系の荷電粒子により外部光が透過しない部分に該当し、彩色されない白色の部分は、電流の印加による電気泳動効果により光が透過できるようになった部分に該当する。 本出願の実施例によって透過領域が調節された素子を撮影したイメージである。 本出願の実施例によって透過領域が調節された素子を撮影したイメージである。 本出願の実施例によって透過領域が調節された素子を撮影したイメージである。

以下、実施例を通じて本出願を詳細に説明する。しかし、本出願の保護範囲が下記説明される実施例に限定されるものではない。

［実施例］
［上板電極フィルムの製造］
スパッタリングを通じて、ＰＥＴ基材上にＩＴＯが蒸着された１００μｍ厚さのＰＥＴ／ＩＴＯフィルムを１０ｃｍｘ１０ｃｍのサイズにして上板電極フィルムを製造した。

［下板電極フィルムの製造］
図２に示されたような電極配線と電極ラインの電気的連結関係を有するように下板電極フィルムを製造した。具体的に、Ａｇを含むメタルメッシュ電極とＰＥＴが積層されるように下板電極フィルムを製造した。この際、メタルメッシュの電極線幅は、３μｍに形成し、電極間の間隔（ｐｉｔｃｈ）は、８０μｍに形成した。

［電気泳動層の製造］
非極性の炭化水素溶媒（Ｉｓｏｐａｒ Ｇ、エクソンモービルケミカル社）、および前記溶媒に１００ｎｍ以下のサイズを有するカーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ ｂａｌｃｋ）が分散するように構成されたゼラチン系の５０μｍサイズのカプセルを製造した。この際、前記カーボンブラックは、（−）電荷を有するように処理した。

前記から製造されたカプセルを、アクリル系樹脂を含むコーティング溶液と共に前記下板電極フィルムに塗布した後、ＵＶ硬化した。

［透過度可変素子の製造および透過領域の変化観察］
前記のように製造された下板電極フィルム、電気泳動層、および上板電極フィルムをラミネーションした。上板電極に（−）電圧を、下板電極に（＋）電圧が印加されるように電源を連結し、約３０Ｖの電圧を印加した。

図４（ａ）は、前記から製造された素子に電圧を印加する前の様子を撮影したイメージであり、図４（ｂ）は、すべての配線グループに対して同時に電圧を印加した場合に撮影したイメージである。また、図４（ｃ）は、特定の配線グループにのみ電気的信号を印加した場合、電気的信号が印加された領域にある荷電粒子が、電気的信号が印加された電極ラインの表面に移動しながら透明になった状態を撮影したイメージ、およびこれを拡大したイメージである。電気的信号が印加されていない配線グループに連結された電極ラインの周辺部は、相変らず不透明状態（ｂｌａｃｋ）であるため、ストライプパターンの透過領域が形成されたことを確認することができる。

Claims (16)

1. それぞれ電極を含む２つの基板と；前記基板の間に設けられる電気泳動層と；互いに電気的に短絡した複数の配線グループＧを有する電極配線と；を含む素子であり、
   前記電極のうち少なくとも一つは、第１方向に沿って延長する電極ラインと第２方向に沿って延長する電極ラインとが交差して形成されるメッシュパターンを有し、
   前記配線グループＧは、複数のサブ配線グループＧに割り当てられ、前記サブ配線グループは、前記第１方向に沿って延長しつつ互いに直接隣接する複数の電極ラインにそれぞれ電気的に連結された複数の配線ラインｗに割り当てられ、
   いずれか一つの配線グループＧ_Ｌから割り当てられる一つのサブ配線グループｇ_ＬＭに電気的に連結された複数の電極ラインのうちいずれか一つは、前記配線グループＧ_Ｌと異なる配線グループＧ_Ｌ’のサブ配線グループｇ_Ｌ’Ｍ’に電気的に連結された電極ラインのうちいずれか一つと直接隣接する、透過度可変素子。
2. 同じ配線グループＧにおいて割り当てられた複数のサブ配線グループＧは、同時に電流が印加されるように設けられることを特徴とする、請求項１に記載の透過度可変素子。
3. 互いに異なる配線グループは、同時にまたは異時に電流が印加されるように設けられることを特徴とする、請求項２に記載の透過度可変素子。
4. 前記配線グループＧ_Ｌのサブ配線グループｇ_ＬＭから割り当てられた配線ラインｗ_ＬＭＮに電気的に連結された第１方向の電極ラインと、前記配線グループＧ_Ｌとは異なる前記配線グループＧ_Ｌ’のサブ配線グループｇ_Ｌ’Ｍ’から割り当てられた配線ラインｗ_{Ｌ’Ｍ’Ｎ’}に電気的に連結された第１方向の電極ラインとは、第２方向に延長するいずれの電極ラインとも同時に交差しないように設けられることを特徴とする、請求項３に記載の透過度可変素子。
5. 前記メッシュパターンを有する電極は、１０μｍ〜３００μｍ範囲のピッチを有することを特徴とする、請求項１に記載の透過度可変素子。
6. 前記電極の電極ラインが有する線幅は、１μｍ〜１０μｍであることを特徴とする、請求項５に記載の透過度可変素子。
7. 前記電極ラインは、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）またはこれらの合金のうち１以上を含むことを特徴とする、請求項１に記載の透過度可変素子。
8. 前記電気泳動層は、（−）または（＋）電荷を帯びる複数個の荷電粒子を有し、前記荷電粒子は、カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ）、酸化鉄（ｆｅｒｒｉｃ ｏｘｉｄｅｓ）、クロム銅（ＣｒＣｕ）、またはアニリンブラック（ａｎｉｌｉｎｅ ｂｌａｃｋ）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の透過度可変素子。
9. 前記電気泳動層は、カプセルを含み、前記カプセルは、その内部に前記荷電粒子および分散溶媒を含むことを特徴とする、請求項８に記載の透過度可変素子。
10. 前記電気泳動層は、隔壁を含み、前記隔壁は、前記荷電粒子と分散溶媒が存在する空間を区切ることを特徴とする、請求項８に記載の透過度可変素子。
11. 前記電気泳動層は、カプセルを含み、前記カプセルは、その内部に前記荷電粒子および分散溶媒を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の透過度可変素子。
12. 前記カプセルは、２０μｍ〜１５０μｍ範囲の直径を有することを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の透過度可変素子。
13. 前記素子は、メッシュパターンを有する電極の他に、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ_２Ｏ_３（ｉｎｄｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｇａｌｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、ＦＴＯ（ｆｌｕｏｒｉｎｅ ｄｏｐｅｄ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｄｏｐｅｄ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（ｇａｌｉｕｍ ｄｏｐｅｄ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（ａｎｔｉｍｏｎｙ ｄｏｐｅｄ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｄｏｐｅｄ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＮＴＯ（ｎｉｏｂｉｕｍ ｄｏｐｅｄ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＣＴＯ（ｃｅｓｉｕｍ ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｏｘｉｄｅ）、またはＯＭＯ（ｏｘｉｄｅ／ｍｅｔａｌ／ｏｘｉｄｅ）のうちから選択される電極をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の透過度可変素子。
14. 前記透過度可変素子は、２つの電極に電気的に連結された電源を含み、前記電源は、前記荷電粒子の極性と反対極性の電圧を前記メッシュパターンを有する電極に印加することを特徴とする、請求項１３に記載の透過度可変素子。
15. 前記基板は、電極の外側面に透光性基材をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の透過度可変素子。
16. 請求項１に記載の透過度可変素子を含むスマートウィンドウ。