JP2021501365A - 透過度可変装置 - Google Patents

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Abstract

本出願は、透過度可変装置、その駆動方法、遮光率改善方法および用途に関し、本出願の透過度可変装置は、駆動後に遮断モードの具現時に優れた遮光率を示すことができ、このような透過度可変装置は、スマートウィンドウに有用に使用され得る。

Description

本出願は、透過度可変装置、その駆動方法、遮光率改善方法および用途に関する。
本出願は、２０１７年１１月０３日付の韓国特許出願第１０−２０１７−０１４５６９８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。
透過度可変フィルムは、前面電極層が形成された第１電極基板、電気泳動層およびパターン電極層が形成された第２電極基板を順に含むことができ、前記電気泳動層には、外部から加えられる外力により電気泳動（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ）現象を示すことができる粒子形態の荷電粒子を具備することができる。
特許文献１（韓国特許登録第１０−１２４１３０６号公報）には、負電荷を呈する物質を荷電粒子として利用して、外部から加えられる外力がない初期に前記荷電粒子が電気泳動層内に分散した状態に存在して、第２電極基板に形成されたパターン電極層のパターンの間に光を照射する場合、前記光を遮断する遮断モードを具現した。この際、第２電極基板に形成されたパターン電極層に正電圧を印加し、第１電極基板に形成された前面電極層に負電圧を印加して、前記荷電粒子がパターン電極層のパターン上に移動して、前記パターン電極層のパターンの間に光が透過できる透過モードを具現することができる。その後、前記パターン電極層に電圧を印加しないか、前記パターン電極層に反対電圧である負電圧を印加する場合、前記荷電粒子が再び分散して、遮断モードを具現することができる。
しかしながら、このような電気泳動現象を利用した透過度可変フィルムは、駆動後にパルス信号の反復によって、遮断モードの具現時に荷電粒子の分散性が低下して、初期遮断モードに比べて遮光率が顕著に減少する問題が発生した。したがって、このような問題点を解決するための透過度可変装置が要求されている。
本出願の課題は、透過度可変フィルムの駆動後に遮断モードの具現時に時間の経過に伴って電圧の強度が減少するように電圧信号を印加することによって、優れた遮光率を示すことができる透過度可変装置、その駆動方法、遮光率改善方法および用途を提供することにある。
本出願は、透過度可変装置に関する。例示的な本出願の透過度可変装置によれば、透過度可変フィルムの駆動後に遮断モードの具現時に時間の経過に伴って電圧の強度が減少するように電圧信号を印加することによって、優れた遮光率を示すことができる。本明細書で用語「電圧信号」は、電圧の強度、印加時間および周波数が一つの特定値を有する電圧を意味する。
以下、添付の図面を参照して本出願の透過度可変装置を説明し、添付の図面は、例示的なものであって、本出願の透過度可変装置が添付の図面に制限されるものではない。
図１は、本出願の一実施例による透過度可変装置を例示的に示す。図１に示されたように、前記透過度可変装置は、透過度可変フィルム１００および電力源２００を含む。前記透過度可変フィルム１００は、第１電極基板１１０、電気泳動層１２０および第２電極基板１３０を順に含む。
前記第１電極基板１１０および第２電極基板１３０は、透過度可変フィルム内荷電粒子の電気泳動現象を具現するために、前記電力源２００から電圧が印加される部分である。一例として、前記第１電極基板１１０および第２電極基板１３０のうちいずれか一方は、パターン電極層１１２を含み、他方は、前面電極層１３２を含むことができる。具体的に、前記第１電極基板１１０は、第１基材フィルム１１１上に形成されたパターン電極層１１２を含むことができ、第２電極基板１３０は、第２基材フィルム１３１上に形成された前面電極層１３２を含むことができる。
本明細書で前記パターン電極層は、電極がパターン形状に形成されたことを意味し、前記パターン形状は、本出願の目的を考慮して適宜選択することができる。例えば、前記パターン形状は、マッシュ形状、ストライプ形状または、ボロノイ（Ｖｏｒｏｎｏｉ）形状であってもよい。
また、本明細書で前記前面電極層は、基材フィルムの一表面の全体に形成されたことを意味する。
前記第１および第２基材フィルム１１１、１３１としては、光学的透明性を有するものを使用することができる。例えば、前記第１および第２基材フィルム１１１、１３１としては、光学的に透明なプラスチックフィルムまたはシートを使用するか、あるいは、ガラスを使用することができる。具体的に、前記プラスチックフィルムまたはシートとしては、ＤＡＣ（ｄｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）またはＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムまたはシートのようなセルロースフィルムまたはシート；ノルボルネン誘導体樹脂フィルムまたはシート等のＣＯＰ（ｃｙｃｌｏ ｏｌｅｆｉｎ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）フィルムまたはシート；ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）フィルムまたはシート等のアクリルフィルムまたはシート；ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルムまたはシート；ＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）またはＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）フィルムまたはシート等のようなオレフィンフィルムまたはシート；ＰＶＡ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）フィルムまたはシート；ＰＥＳ（ｐｏｌｙ ｅｔｈｅｒ ｓｕｌｆｏｎｅ）フィルムまたはシート；ＰＥＥＫ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）フィルムまたはシート；ＰＥＩ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）フィルムまたはシート；ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｎａｐｈｔｈａｔｌａｔｅ）フィルムまたはシート；ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）フィルムまたはシート等のようなポリエステルフィルムまたはシート；ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）フィルムまたはシート；ＰＳＦ（ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ）フィルムまたはシート；ＰＡＲ（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）フィルムまたはシートあるいはフルオル樹脂フィルムまたはシート等を例示することができ、一般的には、セルロースフィルムまたはシート、ポリエステルフィルムまたはシートあるいはアクリルフィルムまたはシート等を使用することができ、好ましくはＴＡＣフィルムまたはシートを使用することができるが、本出願の目的を考慮して適宜選択することができる。
前記パターン電極層１１２および前面電極層１３２としては、透明導電性層を使用することができる。例えば、前記パターン電極層１１２および前面電極層１３２としては、導電性高分子、導電性金属、導電性ナノワイヤーまたはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の金属酸化物などを蒸着して形成したものを使用することができる。具体的に、前記パターン電極層１１２としては、アルミニウム（Ａｌ）を使用することができ、前記前面電極層１３２としては、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を使用することができる。
前記電気泳動層１２０は、荷電粒子により光透過度を可変する部分である。具体的に、前記電気泳動層１２０の上下部に存在するパターン電極層１１２および前面電極層１３２に電圧の印加によって荷電粒子が回転するか、極性が異なる電極の近くに移動する電気泳動方式で光透過度を調節して、所望の色を表現することができる。
一例として、前記電気泳動層１２０は、分散溶媒および荷電粒子を含むことができる。前記荷電粒子としては、正（＋）または負（−）の電荷を呈する粒子を使用することができ、例えば、カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ）、酸化鉄（ｆｅｒｒｉｃ ｏｘｉｄｅｓ）、クロム銅（ＣｒＣｕ）およびアニリンブラック（ａｎｉｌｉｎｅ ｂｌａｃｋ）よりなる群から選ばれた一つ以上の荷電粒子を使用することができ、好ましくはカーボンブラック粒子を使用することができる。また、前記荷電粒子を分散させるための分散溶媒としては、炭化水素系溶媒のように公知の溶媒を制限なしに使用することができる。例えば、前記炭化水素系溶媒としては、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、ドデカン、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を使用することができる。また、前記分散溶媒としては、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を使用することができる。例えば、前記イソパラフィン系溶媒としては、Ｉｓｏｐａｒ Ｃ、Ｉｓｏｐａｒ Ｇ、Ｉｓｏｐａｒ Ｅ（Ｅｘｘｏｎ）、ＩＳＯＬ−Ｃ（ＳＫ Ｃｈｅｍ）またはＩＳＯＬ−Ｇ（Ｅｘｘｏｎ）等を使用することができる。
前記電気泳動層内で前記荷電粒子の含量は、０．５重量％〜５重量％であってもよい。前記荷電粒子の含量が前記範囲内である場合、透過度可変特性に優れた透過度可変装置を提供するという側面から有利になり得る。
前記荷電粒子は、遮断モードの具現時に分散して存在し、透過モードの具現時にパターン電極１１２に移動することができる。例えば、図２に示されたように、前記透過度可変フィルム１００は、前記電気泳動層１２０の上下部に存在する前記前面電極１３２およびパターン電極１１２に電圧が印加されていない初期状態で前記電気泳動層１２０内に前記荷電粒子１２１が分散して存在することによって、遮断モードで具現され得る。また、図３に示されたように、前記荷電粒子１２１が負電荷を呈し、電気泳動層１２０の上下部に存在するパターン電極層１１２および前面電極層１３２に負電圧を印加する場合、前記透過度可変フィルム１００は、前記荷電粒子１２１が前記パターン電極層１１２および前面電極層１３２と斥力が作用して、前記電気泳動層１２０内に粒子状態に分散して、遮断モードで具現され得る。この際、図４に示されたように、前記透過度佳篇フィルム１００は、前記パターン電極層１１２に正電圧を印加する場合、前記荷電粒子１２１が前記前面電極層１３２と斥力が作用し、前記荷電粒子１２１が前記パターン電極層１１２と引力が作用して、前記荷電粒子１２１がパターン電極層１１２に移動することによって、透過モードで具現され得る。
前記透過度可変フィルム１００は、前述したように、電圧の印加によって透過モードと遮断モードをスイッチングする。
前記電力源２００は、透過度可変フィルム１００に透過度を可変するために印加される電圧を供給する装置である。前記電力源２００は、遮断モードの具現時に時間の経過に伴って電圧の強度が減少するように電圧信号を印加することができる。
前記電力源２００は、四角波形の電圧信号を印加することができる。具体的に、前記電力源２００は、透過度可変フィルム１００の透過モードまたは遮断モードを維持するために直流電圧を一定時間の間印加し、また、前記透過モードと遮断モードをスイッチングする時に交流電圧を印加することによって、前記電圧信号の波形が四角形を示すことができる。
前記電力源２００は、遮断モードの具現時に時間の経過に伴って電圧の強度が漸進的に減少するか、または段階的に減少するように電圧信号を印加することができる。本明細書で用語「漸進的（ｇｒａｄｉｅｎｔ）」は、時間の経過に伴って連続的な傾きを有することを意味する。本明細書で用語「段階的（ｓｔｅｐ）」は、時間の経過に伴って互いに異なる２以上の区間が階段形状のような傾きを有することを意味する。前記透過度可変フィルム１００は、電力源２００から時間の経過に伴って電圧の強度が漸進的に減少するか、または段階的に減少するように電圧信号を印加することによって、駆動後に遮断モードで優れた遮光率を示すことができる。
一例として、前記電力源２００は、遮断モードの具現時に時間の経過に伴って電圧の強度が−２５Ｖから−５Ｖまで減少するように電圧信号を印加することができる。具体的に、前記電力源２００は、透過度可変フィルム１００が遮断モードで具現されるとき、時間の経過に伴って電圧強度が−２４Ｖから−６Ｖ、−２３Ｖから−７Ｖ、−２２Ｖから−８Ｖ、−２１Ｖから−９Ｖまたは−２０Ｖから−１０Ｖに減少するように電圧信号が印加され得る。前記電力源２００で透過度可変フィルム１００が遮断モードで具現されるとき、印加される電圧強度の絶対値が過度に大きい場合、荷電粒子が過度に移動して、遮断特性が低下する問題が発生し得る。
一具現例において、前記電力源２００は、遮断モードの具現時に時間の経過に伴って電圧の強度が段階的に減少する複数の電圧信号を印加し、前記複数の電圧信号は、それぞれ同じ時間および周波数を有することができる。具体的に、前記遮断モードの具現時に電力源２００から印加される電圧信号の電圧強度が時間の経過に伴って段階的に減少するように、電圧の強度が互いに異なる２以上の複数の電圧信号を印加するとき、前記２以上の複数の電圧信号は、同じ時間および周波数で印加され得る。
一例として、前記電力源２００は、遮断モードの具現時に印加する電圧信号の周波数が３０Ｈｚ〜１００Ｈｚであってもよく、具体的に、前記周波数の上限が８０Ｈｚ以下または６０Ｈｚ以下であってもよく、前記周波数の下限が３５Ｈｚ以上、４０Ｈｚ以上または４５Ｈｚ以上であってもよい。前記電力源２００は、遮断モードの具現時に、前述した範囲内の周波数を有する電圧信号を時間の経過に伴って電圧の強度が段階的に減少するように印加することによって、低い周波数を通じてパルス電圧信号を印加することができるので、荷電粒子の分散特性を最大化することができる。また、前記電力源２００は、遮断モードの具現時に印加する電圧信号の印加時間が１０秒以下であってもよく、具体的に、８秒以下、６秒以下または４秒以下であってもよく、前記印加時間の下限が前述した範囲内で２秒以上であってもよい。前記電力源２００は、遮断モードの具現時に、時間の経過に伴って電圧の強度が段階的に減少するように、前述した範囲内の印加時間を有する電圧信号を印加することによって、駆動後に遮光モードで優れた遮光率を示すことができる。
前記電力源２００は、遮断モードの具現のための電圧信号の印加後に０Ｖを維持することができる。具体的に、前記電力源２００から遮断モードの具現のための電圧信号を０Ｖ、すなわち、電圧信号を印加しない状態で０．５秒〜２０秒間維持することによって、遮断モードの具現時に分散した荷電粒子の状態を安定化させることができる。
また、前記電力源２００は、遮断モードの具現時に最小電圧信号の印加後に反対電圧信号をさらに印加することができる。例えば、前記遮断モードの具現時に電力源２００から時間の経過に伴って電圧の強度が減少するように負の電圧信号を印加するとき、０Ｖに最も近接した最小電圧信号を印加した後、前記負の電圧信号に反対電圧信号である正の電圧信号をさらに印加することができる。前記電力源２００は、遮断モードの具現時に最小電圧信号の印加後に反対電圧信号をさらに印加することによって、負の電圧信号を長時間印加することによって生成され得る残留電圧を解消することができる。
一例として、前記反対電圧信号は、電圧の強度が１０Ｖ〜２０Ｖであり、周波数が１０Ｈｚ〜５０Ｈｚであり、印加時間が１０秒以下であってもよい。前記反対電圧信号は、前述した範囲内の電圧の強度、周波数および時間で印加されることによって、負の電圧信号を長時間印加して生成され得る残留電圧を解消して、遮断モードでの遮光率をより一層改善することができる。
具体的に、前記反対電圧信号は、前述した範囲内で本出願の目的を考慮して適切に選択することができる。例えば、前記反対電圧信号は、電圧の強度の上限が前述した範囲内で２０Ｖ以下、１８Ｖ以下であってもよく、前記電圧強度の下限が前述した範囲内で１０Ｖ以上であってもよい。また、前記反対電圧信号は、周波数の上限が前述した範囲内で４５Ｈｚ以下、４０Ｈｚ以下または３５Ｈｚ以下であってもよく、前記周波数の下限が前述した範囲内で１５Ｈｚ以上、２０Ｈｚ以上または２５Ｈｚ以上であってもよい。具体的に、前記反対電圧信号の周波数は、２５Ｈｚ〜３５Ｈｚ、２７Ｈｚ〜３３Ｈｚまたは２９Ｈｚ〜３１Ｈｚであってもよく、例えば、３０Ｈｚであってもよい。また、前記反対電圧信号は、印加時間の上限が前述した範囲内で８秒以下、６秒以下または４秒以下であってもよく、前記印加時間の下限が前述した範囲内で２秒以上であってもよい。
前記電力源２００は、透過モードの具現時に時間の経過に伴って一定の電圧信号を印加することができる。具体的に、前記電力源２００は、透過度可変フィルム１００が透過モードを具現する間に、一定時間の間に一つの電圧強度を有する直流電圧を印加して、前記透過モードを維持することができる。
一例として、透過モードの具現時の電圧の絶対値は、遮断モードの具現時の電圧の絶対値に比べて大きくてもよい。例えば、透過モードの具現時の電圧の絶対値と駆動後に遮断モードの具現時の電圧の絶対値との差は、５Ｖ〜４５Ｖであってもよく、具体的に、６Ｖ〜４０Ｖ、７Ｖ〜３５Ｖ、８Ｖ〜３０Ｖ、９Ｖ〜２５Ｖまたは１０Ｖ〜２０Ｖであってもよい。前記透過モードの具現時の電圧の絶対値と駆動後に遮断モードの具現時の電圧の絶対値との差が過度に大きくなれば、荷電粒子の急な移動により遮断特性が低下する問題が発生し得る。
前記電力源２００は、透過モードの具現時に電圧の強度が１０Ｖ〜５０Ｖであり、周波数が３００Ｈｚ〜７００Ｈｚであり、印加時間が１０秒〜５０秒である電圧信号を印加することができるが、本出願の目的を考慮して前述した範囲内で適宜選択することができる。例えば、透過モードの具現時に印加される電圧信号は、電圧の強度が前述した範囲内で、１５Ｖ〜４５Ｖ、２０Ｖ〜４０Ｖまたは２５Ｖ〜３５Ｖであってもよい。前記透過モードの具現時に印加される電圧信号が過度に低い場合、前記透過モードが具現されない問題が発生し得、前記透過モードの具現時に印加される電圧信号が過度に高い場合、荷電粒子の損傷または電気泳動層が損傷する問題が発生し得る。また、前記透過モードの具現時に印加される電圧信号は、周波数が前述した範囲内で４５０Ｈｚ〜６５０Ｈｚ、４００Ｈｚ〜６００Ｈｚまたは３５０Ｈｚ〜５５０Ｈｚであってもよい。前記透過モードの具現時に印加される電圧信号の周波数は、前述した範囲内で高ければ高いほど透過モードの駆動特性が向上することができる。また、前記透過モードの具現時に印加される電圧信号は、印加時間が前述した範囲内で１５秒〜４５秒、２０秒〜４０秒または２５秒〜３５秒であってもよいが、前記電圧信号の印加時間は、目的とする透過モードの時間を維持するために適宜選択することができる。
前記透過度可変フィルム１００は、下記一般式１を満たすことができる。
［一般式１］
ＴＤＡＢ−ＴＤＢＢ＜１３％
前記一般式１でＴＤＡＢは、駆動後に遮断モードでの透過率であり、ＴＤＢＢは、駆動前に初期遮断モードでの透過率である。
具体的に、前記透過度可変フィルム１００は、駆動後に遮断モードでの透過率と駆動前に初期遮断モードでの透過率との差が、上限が１２％以下であってもよく、下限が０％超過であってもよく、１％以上または３％以上であってもよい。前記透過度可変フィルム１００は、駆動後に遮断モードでの透過率と駆動前に初期遮断モードでの透過率との差が前記一般式１を満たすことによって、駆動後に遮断モードでの透過率が、駆動前に初期遮断モードでの透過率と類似した数値を示す優れた遮光率を有する遮断モードで具現され得る。
具体的に、前記透過度可変フィルム１００は、初期遮断モードでの透過率が２０％以下、１５％以下１０％以下または５％以下であってもよい。前記透過度可変フィルム１００は、前述した範囲内の透過率を有することによって、例えば、９５％以上の遮光率を有する遮断モードで具現され得る。
また、前記透過度可変フィルムは、駆動後に遮断モードでの透過率が１８％未満であってもよい。具体的に、前記透過度可変フィルム１００の駆動後に遮断モードでの透過率は、１７％以下であってもよい。前記透過率の下限は、例えば、５％超過、７％以上、９％以上または１０％以上であってもよい。前記透過度可変フィルム１００は、前述した範囲内の透過率を有することによって、例えば駆動後に８２％超過の優れた遮光率を有する遮断モードで具現され得る。
また、透過度可変フィルム１００は、前述したように、電力源２００から電圧信号を印加して、駆動後に透過モードでの透過率が２０％以上であってもよい。具体的に、前記透過度可変フィルム１００の駆動後に透過モードでの透過率は、３０％以上または４０％以上であってもよい。前記透過率の上限は、例えば８０％以下、７０％以下または６０％以下であってもよい。前記透過度可変フィルム１００は、前述した範囲内の透過率を有することによって、駆動後に遮断モードから再び透過モードにスイッチングされ得る。
また、本出願は、透過度可変装置の駆動方法に関する。例えば、前記透過度可変装置の駆動方法は、前述した透過度可変装置を用いて前記透過度可変装置を駆動する方法に関する。したがって、後述する透過度可変装置の駆動方法に関する具体的な事項は、前記透過度可変装置で記述した内容が同一に適用され得る。
例示的な本出願の透過度可変装置の駆動方法は、第１電極基板、電気泳動層および第２電極基板を順に含み、電圧の印加によって透過モードと遮断モードをスイッチングする透過度可変フィルムに遮断モードの具現時に時間の経過に伴って電圧の強度が減少するように電圧信号を印加することを含む。前記透過度可変フィルムおよび電圧信号の印加に関する具体的な内容は、前記透過度可変装置で記述したものと同一なので、省略することとする。前記透過度可変装置は、前記方法を用いて駆動されることによって、優れた遮光率を有する透過度可変フィルムの遮断モードを具現することができる。
また、本出願は、透過度可変装置の遮光率改善方法に関する。例えば、前記透過度可変装置の改善方法は、前述した透過度可変装置を用いて前記透過度可変装置の遮光率を改善する方法に関する。したがって、後述する透過度可変装置の遮光率改善方法に関する具体的な事項は、前記透過度可変装置で記述した内容が同一に適用され得る。
例示的な本出願の透過度可変装置の遮光率改善方法は、第１電極基板、電気泳動層および第２電極基板を順に含み、電圧の印加によって透過モードと遮断モードをスイッチングする透過度可変フィルムに遮断モードの具現時に時間の経過に伴って電圧の強度が減少するように電圧信号を印加することを含む。前記透過度可変フィルムおよび電圧信号の印加に関する具体的な内容は、前記透過度可変装置で記述したものと同一なので、省略することとする。前記透過度可変装置は、前記方法を用いて遮光率を改善することによって、駆動後に優れた遮光率を有する透過度可変フィルムの遮断モードで具現され得る。
また、本出願は、前記透過度可変装置の用途に関する。本出願の透過度可変装置は、電圧の印加によって透過モードと遮断モードをスイッチングすることができ、駆動後に遮断モードで優れた遮光率を有することができる。このような透過度可変装置は、例えば、スマートウィンドウに適用され得る。本明細書で「スマートウィンドウ（Ｓｍａｒｔ Ｗｉｎｄｏｗ）」は、入射光、例えば太陽光の透過率を調節できる機能を有するウィンドウを意味するものであって、いわゆるスマートブラインド、電子カーテン、透過度可変ガラスまたは照光ガラス等と呼ばれる機能性素子を包括する概念である。前記のようなスマートウィンドウを構成する方式は、特に制限されず、前記透過度可変装置を含む限り、通常の方式が適用され得る。
本出願の透過度可変装置は、駆動後に遮断モードの具現時に優れた遮光率を示すことができ、このような透過度可変装置は、スマートウィンドウに有用に使用され得る。
本出願の一実施例による透過度可変装置を例示的に示す図である。 本出願の一実施例によって初期遮断モードを具現した透過度可変装置を例示的に示す図である。 本出願の一実施例によって駆動後に遮断モードを具現した透過度可変装置を例示的に示す図である。 本出願の一実施例によって駆動後透過モードを具現した透過度可変装置を例示的に示す図である。 本出願の実施例１で製造された透過度可変装置に印加される電圧信号を示すグラフである。 本出願の実施例２で製造された透過度可変装置に印加される電圧信号を示すグラフである。 本出願の比較例１で製造された透過度可変装置に印加される電圧信号を示すグラフである。 本出願の実施例１で製造された透過度可変装置における電圧信号の印加による透過率を示すグラフである。 本出願の実施例２で製造された透過度可変装置における電圧信号の印加による透過率を示すグラフである。 本出願の比較例１で製造された透過度可変装置における電圧信号の印加による透過率を示すグラフである。
以下、実施例により本出願を具体的に説明するが、本出願の範囲が下記実施例により制限されるものではない。
実施例１
電気泳動層用組成物の製造
非極性の炭化水素溶媒（Ｉｓｏｐａｒ Ｇ、ＥＸＸＯＮＭＯＢＩＬ ＣＨＥＭＩＣＡＬ社）に２００ｎｍの粒径を有するカーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ）を３．５ｗｔ％で分散させて、電気泳動層用組成物を製造した。
第１電極基板の製造
ポリエチレンテレフタレートフィルム（横×縦＝１００ｍｍ×１００ｍｍ）上にリバースオフセット印刷（ｒｅｖｅｒｓｅ ｏｆｆｓｅｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）を用いてＡｌメタルメッシュ（ｍｅｔａｌ ｍｅｓｈ）を３μｍの範囲の線幅、５０μｍの平均ピッチおよび１４５ｎｍの厚さで形成して、第１電極基板を製造した。
第２電極基板の製造
ポリエチレンテレフタレートフィルム（横×縦＝１００ｍｍ×１００ｍｍ）上の全体にＩＴＯ電極をスパッタリング方法を利用して１００ｎｍの厚さで形成して、第２電極基板を製造した。
透過度可変フィルムの製造
前記第１電極基板のＡｌメタルメッシュ上に電気泳動層用組成物を塗布した後、前記第２電極基板のＩＴＯ電極が前記電気泳動層用組成物と接するように第２電極基板をラミネートして、透過度可変フィルムを製造した。
透過度可変装置の製造
前記で製造された透過度可変フィルムの第１電極基板に形成された第１電極に（＋）電圧が、第２電極基板に形成された第２電極に（−）電圧が印加されるように、電力源としてＮＦ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＡＣ／ＤＣ ｐｏｗｅｒ ｓｏｕｒｃｅ ＥＣ１０００Ｓ（ＮＦＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を連結して、透過度可変装置を製造した。この際、図５に示されたように、前記透過度可変フィルムを遮断モードで具現するために、前記電気泳動層に−２０Ｖ、−１５Ｖおよび−１０Ｖの強度の順に電圧信号をそれぞれ５０Ｈｚの周波数で２秒間印加した。その後、前記透過度可変フィルムを遮断モードに維持するために、電圧の非印加（０Ｖ）状態で、２０秒間維持した。また、前記透過度可変フィルムを遮断モードから透過モードに具現するために、前記電気泳動層に３０Ｖの電圧を５００Ｈｚの周波数で３０秒間印加した。
実施例２
図６に示されたように、透過度可変フィルムを遮断モードで具現するために、前記電気泳動層に−２０Ｖ、−１５Ｖおよび−１０Ｖの強度の順に電圧信号をそれぞれ５０Ｈｚの周波数で２秒間印加した後、１８Ｖの電圧を３０Ｈｚの周波数で２秒間さらに印加したことを除いて、実施例１と同じ方法で透過度可変装置を製造した。
実施例３
透過度可変フィルムを遮断モードで具現するために、前記電気泳動層に−２０Ｖ、−１５Ｖおよび−１０Ｖの強度の順にそれぞれ印加される電圧信号の周波数を全部１００Ｈｚに変更し、１０秒間印加したことを除いて、前記実施例１と同じ方法で透過度可変装置を製造した。
比較例１
図７に示されたように、透過度可変フィルムを遮断モードで具現するために、前記電気泳動層に印加される電圧信号を段階的に形成せず、−１０Ｖだけを印加し、前記電圧信号の周波数を１００Ｈｚに変更し、１０秒間印加したことを除いて、前記実施例１と同じ方法で透過度可変装置を製造した。
比較例２
透過度可変フィルムを遮断モードで具現するために、前記電気泳動層に印加される電圧信号を段階的に形成せず、−１０Ｖだけを印加したことを除いて、前記実施例１と同じ方法で透過度可変装置を製造した。
評価例：電圧信号による透過率の評価
前記実施例および比較例の透過度可変装置を用いて、透過モードおよび遮断モードのスイッチング時に具現される透過度可変フィルムの透過率を電気光学装備（ＬＣＭＳ−２００、ＳＥＳＩＭ光電子技術）を利用して、可視光に対する電圧印加の前と後の透過率の変化を測定し、その結果を下記表１に示した。
Figure 2021501365
前記表１に示されたように、実施例１〜３の透過度可変装置のように、透過度可変フィルムを透過モードから遮断モードに具現するとき、電気泳動層に時間の経過に伴って電圧の強度が減少するように電圧信号を印加する場合、初期、すなわち、電圧の非印加時に（０Ｖ）遮断モードでの透過率と類似した数値の透過率を示すことを確認することができる。特に、実施例１の透過度可変装置の場合、図８に示されたように、駆動後に遮断モードでの透過率が１５％、すなわち、遮光率が８５％を示すことを確認することができる。また、実施例２の透過度可変装置の場合、図９に示されたように、駆動後に遮断モードでの反対電圧信号の印加によって、透過率が１０％、すなわち、遮光率が９０％を示すことを確認することができる。
他方で、比較例１および２の透過度可変装置のように、透過度可変フィルムを透過モードから遮断モードに具現するとき、電気泳動層に印加される電圧を段階的に印加せず、単一電圧信号を印加する場合、初期遮断モードでの透過率と大きな差異があることを確認することができる。特に、比較例１の透過度可変装置の場合、図１０に示されたように、駆動後遮断モードでの透過率が２５％、すなわち、遮光率が７５％を示すことを確認することができる。
したがって、実施例１〜３の透過度可変装置を使用する場合、比較例１および２の透過度可変装置に比べて、駆動後に遮断モードでの遮光率に優れていることを確認した。
１００ 透過度可変フィルム
１１０ 第１電極基板
１１１ 第１基材フィルム
１１２ パターン電極層
１２０ 電気泳動層
１２１ 荷電粒子
１３０ 第２電極基板
１３１ 第２基材フィルム
１３２ 前面電極層
２００ 電力源

Claims (21)

  1. 第１電極基板、電気泳動層および第２電極基板を順に含み、電圧の印加によって透過モードと遮断モードをスイッチングする透過度可変フィルムと；
    遮断モードの具現時に時間の経過に伴って電圧の強度が減少するように電圧信号を印加する電力源と；
    を含む
    透過度可変装置。
  2. 前記第１電極基板および第２電極基板のうちいずれか一方は、
    パターン電極層を含み、
    他方は、前面電極層を含む、
    請求項１に記載の透過度可変装置。
  3. 前記電気泳動層は、分散溶媒および荷電粒子を含む、
    請求項１または２に記載の透過度可変装置。
  4. 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）およびアニリンブラック（ａｎｉｌｉｎｅ ｂｌａｃｋ）よりなる群から選ばれた一つ以上の粒子を含む、
    請求項３に記載の透過度可変装置。
  5. 前記荷電粒子は、
    遮断モードの具現時に分散して存在し、
    透過モードの具現時にパターン電極に移動する、
    請求項４に記載の透過度可変装置。
  6. 前記電力源は、四角波形の電圧信号を印加する、
    請求項１から５のいずれか１項に記載の透過度可変装置。
  7. 前記電力源は、遮断モードの具現時に時間の経過に伴って電圧の強度が漸進的に減少するか、または段階的に減少するように電圧信号を印加する、
    請求項１から６のいずれか１項に記載の透過度可変装置。
  8. 前記電力源は、遮断モードの具現時に時間の経過に伴って電圧の強度が−２５Ｖから−５Ｖまで減少するように電圧信号を印加する、
    請求項１から７のいずれか１項に記載の透過度可変装置。
  9. 前記電力源は、遮断モードの具現時に時間の経過に伴って電圧の強度が段階的に減少する複数の電圧信号を印加し、
    前記複数の電圧信号は、それぞれ同じ時間および周波数を有する、
    請求項７に記載の透過度可変装置。
  10. 前記電力源は、
    遮断モードの具現時に
    周波数が３０Ｈｚ〜１００Ｈｚであり、
    印加時間が１０秒以下である
    電圧信号を印加する、
    請求項９に記載の透過度可変装置。
  11. 前記電力源は、遮断モードの具現のための電圧信号の印加後に０Ｖを維持する、
    請求項９に記載の透過度可変装置。
  12. 前記電力源は、遮断モードの具現時に最小電圧信号の印加後に反対電圧信号をさらに印加する、
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の透過度可変装置。
  13. 前記反対電圧信号は、
    電圧の強度が１０Ｖ〜２０Ｖであり、
    周波数が１０Ｈｚ〜５０Ｈｚであり、
    印加時間が１０秒以下である、
    請求項１２に記載の透過度可変装置。
  14. 前記電力源は、透過モードの具現時に時間の経過に伴って電圧強度が一定の電圧信号を印加する、
    請求項１に記載の透過度可変装置。
  15. 前記透過モードの具現時の電圧の絶対値は、遮断モードの具現時の電圧の絶対値に比べて大きい、
    請求項１４に記載の透過度可変装置。
  16. 前記電力源は、
    透過モードの具現時に
    電圧の強度が１０Ｖ〜５０Ｖであり、
    周波数が３００Ｈｚ〜７００Ｈｚであり、
    印加時間が１０秒〜５０秒である
    電圧信号を印加する、
    請求項１５に記載の透過度可変装置。
  17. 前記透過度可変フィルムは、下記一般式１を満たす、
    請求項１から１６のいずれか１項に記載の透過度可変装置：
    ［一般式１］
    ＴＤＡＢ−ＴＤＢＢ＜１３％
    前記一般式１で
    ＴＤＡＢは、駆動後に遮断モードでの透過率であり、
    ＴＤＢＢは、駆動前に初期遮断モードでの透過率である。
  18. 透過度可変フィルムは、
    駆動後に、
    遮断モードでの透過率が１８％未満であり、
    透過モードでの透過率が２０％以上である、
    請求項１から１６のいずれか１項に記載の透過度可変装置。
  19. 第１電極基板、電気泳動層および第２電極基板を順に含み、
    電圧の印加によって透過モードと遮断モードをスイッチングする
    透過度可変フィルムに
    遮断モードの具現時に時間の経過に伴って電圧の強度が減少するように電圧信号を印加することを含む
    透過度可変装置の駆動方法。
  20. 第１電極基板、電気泳動層および第２電極基板を順に含み、
    電圧の印加によって透過モードと遮断モードをスイッチングする
    透過度可変フィルムに
    遮断モードの具現時に時間の経過に伴って電圧の強度が減少するように電圧信号を印加することを含む
    透過度可変装置の遮光率改善方法。
  21. 請求項１から１８のいずれか１項に記載の透過度可変装置
    を含む
    スマートウィンドウ。
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