KR20140108315A - 액정에 의해 가변 확산성을 갖는 다중 글레이징 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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KR20140108315A
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Abstract

본 발명은 특히 실질적으로 유기성인, 특히 소정 밀봉재로 제조된 시일(7)에 의해 그의 내면(11, 21)의 가장자리에 유지되는 제1 평탄 플로트 유리 시트(1) 및 제2 평탄 플로트 유리 시트(2)와, 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)과, 5 내지 15 ㎛(5 ㎛ 포함, 15 ㎛ 제외)의 평균 두께(E)를 갖고 이격자(6)가 혼입된 액정의 층(5)을 가지는, 액정(100)에 의해 가변 확산성을 갖는 다중 글레이징을 제공한다. 각각의 제1 유리 시트와 제2 유리 시트의 두께는 6.5 mm 이하이고, 제1 전극과 제2 전극의 각각의 코팅된 내면은 2+2E/3(여기서 액정의 두께(E)는 ㎛ 단위임) 이하의 굴절 결함 등급(밀리디옵터로 표시됨)을 가진다. 본 발명은 또한 이런 글레이징의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

액정에 의해 가변 확산성을 갖는 다중 글레이징 및 그의 제조 방법 {MULTIPLE GLAZING WITH VARIABLE DIFFUSION BY LIQUID CRYSTALS AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF}
본 발명은 가변 광학 특성을 갖는 전기적으로 제어가능한 글레이징 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 두 유리판 사이에 액정의 층이 제공되고 교류 전기장의 인가에 의해 투명한 상태와 투명하지 않은 상태 사이를 가역적으로 오가는, 액정에 의해 가변 산란성을 갖는 글레이징에 관한 것이다.
적절한 전기 공급의 영향 하에서 변경될 수 있는 임의의 특성, 보다 상세하게는 전자기 방사의 특정 파장, 특히 가시광 및/또는 적외광 범위에서의 투과성, 흡수성, 반사성, 또는 대안으로서 광 산란성을 갖는 글레이징이 공지되어 있다.
전기적으로 제어가능한 액정 구비 글레이징은 글레이징을 통한 가시성이 소정 시기에 방지될 필요가 있는 곳이라면 건설 부문과 자동차 부문 어디에서나 사용될 수 있다.
문헌 WO 9805998은, 액정 구비 다중 글레이징으로서,
- 에폭시 수지로 제조된 접착성 밀봉 접합부에 의해 그 내면의 가장자리에서 밀봉되고 두께가 6 mm인 두 개의 1 ㎡ 플로트 유리 시트와,
- 유리판의 내면 바로 위의, SnO2:F계 전기 전도층으로 제조된 두 개의 전극과,
- PSCT("폴리머 안정화 콜레스테릭 텍스쳐") 계열이고 전극 바로 위에 15 ㎛ 유리 비드 형태의 이격자를 혼입한 15 ㎛ 액정의 층을 포함하는 다중 글레이징을 개시한다.
도 2에 도시되고 해당 단락에서 설명되는 바와 같이, 유리판들은 액정의 층을 봉입하기 위해 제2 유리판을 제2 유리판 상으로 소정 경사 각도로 낮춤으로써 접촉되어 배치된다.
이어서, 밀봉 접합부의 형성 후에, 도 3에 도시된 바와 같이, 액정의 층을 분배함과 동시에 포획된 공기를 배기하기 위해 두 개의 롤러 사이로 유리판들을 통과시킴으로써 유리판들을 가압한다.
이런 글레이징의 광학 성능과 신뢰성은 개선의 여지가 있다. 또한, 이런 글레이징은 고가이고, 무겁고, 부피가 크며, 특히 취급이 어렵다.
본 발명의 목적은 만족스러운 광학적 성능을 구비하고 바람직하게는 소형인, 액정을 구비한 신뢰성 있는 다중 글레이징을 개발하는 것이다.
이를 위해, 우선 본 발명은 액정에 의해 가변 산란성을 갖는 다중 글레이징으로서,
- 특히 소정 접합재, 특히 본질적으로 유기 접합재로 제조된 접합부에 의해 내면의 가장자리에 유지되는 제1 평탄 플로트 유리 시트 및 제2 평탄 플로트 유리 시트와,
- 제1 유리 시트 및 제2 유리 시트의 내면 상의, 전력 공급부가 제공된 투명한 전기 전도층 형태의 제1 전극 및 제2 전극과,
- 제1 전극 및 제2 전극 상의, 폴리머 재료(또는 폴리머 매트릭스) 내에 액정을 함유하는 층 - 액정의 층은 교류 전기장의 인가에 의해 투명 상태와 반투명 상태 사이를 가역적으로 오가고, 5 ㎛ 내지 15 ㎛(5 ㎛ 포함, 15 ㎛ 제외), 바람직하게는 8 ㎛, 보다 바람직하게는 10 ㎛ 내지 14 ㎛의 평균 두께(E)를 가지고, 액정의 층은 이격자, 특히 투명한 이격자가 혼입됨 - 을 가지는 다중 글레이징을 제공한다.
제1 유리 시트와 제2 유리 시트는 각각 6.5 mm 이하의 두께를 가지며, 제1 전극 및 제2 전극으로 코팅된 각각의 내면은 2+2E/3(여기서, 액정 두께(E)는 ㎛ 단위임) 이하의 굴절 결함 지수(밀리디옵터(또는 mdt)로 표시됨)를 가진다.
광학 특성을 보다 용이하게 보장하기 위해서는, 8 ㎛ 이상, 심지어는 10 ㎛ 이상의 두께(E)가 바람직할 수 있다.
본 출원인은, 특히 액정의 두께가 얇은, 액정을 구비한 다중 글레이징의 광학 성능과 유리판의 품질 사이에 관계가 있다는 것을 발견하였다.
물론, 제1 유리판의 두께는 제2 유리판의 두께와 다를 수도 있고 동일할 수도 있다. 굴절 결함 지수와 관련한 요건은 각각에 대해 유효하다.
도 1은 서로 대면하여 두께가 12 ㎛까지 얇아진 액정의 층(5)을 수용하는 사이 공간을 형성하고 두께가 예컨대 1.7 mm인 두 개의 표준 유리 박판(10, 20)의 조립체를 비교 글레이징으로서 도시한다. 내면(11', 21')은 평면도(planarity) 결함을 가지며 액정의 두께는 가변적이다.
따라서, "오프" 상태(반투명한 상태)에서, 액정의 층의 두께와 밀접한 관련이 있는 광 투과율이 균일하지 않다. 따라서, 눈으로 관찰가능한 어두운 영역과 밝은 영역 때문에 본 제품의 품질은 허용 불가능하다.
따라서, 우수한 광학적 균일성을 보장하려면 코팅된 유리판의 굴절 결함이 제한되어야 한다.
본 발명에 따른 유리판은 표면 전체에 걸쳐 충분히 균일한 두께의 액정의 층을 보장하고, 따라서 광학 성능의 변화가 거의 없도록 보장한다. 이는 글레이징의 불합격률을 저감하고, 따라서 신뢰성을 향상시킨다.
이하, 굴절 결함과 측정 방법을 규정한다.
(코팅되거나 코팅 안 된) 대상 유리 시트 각각의 내면의 프로파일은 y(x)(여기서, x는 내면 상의 위치를 가리킴)로 규정될 수 있다. 이 프로파일의 변화는 하기 관계식에 의해 규정되는 광 반사 출력(ORP)에 의해 특징지어질 수 있다.
Figure pct00001
y(x)의 변화는 두 가지의 현상, 즉
- 유리 시트의 기복
- 결함 두께(유리 시트의 두 면의 비평행성)에 기인한다.
이 양은 미터로 표시된 y(x)에 대해 디옵터(m-1)로 표시된다.
이차 도함수(y"(x))가 0이라면, 이는 유리의 내면이 완전히 평평하다는 것을 의미하고, 이차 도함수가 0보다 작다면, 이는 유리의 내면이 오목하다는 것을 의미하며, 이차 도함수가 0보다 크다면, 이는 유리의 내면이 볼록하다는 것을 의미한다.
유리의 내면의 평면도(y(x))를 측정하는 방법은, 유리의 내면으로부터 균일한 광원의 반사에 의해 획득되는 소위 움브라스코피(umbrascopic) 화상의 모든 점에서의 콘트라스트를 분석하는 비접촉식 광학 측정 방법이다.
유리 시트의 측정되지 않은 외면은 이 표면으로부터의 광 반사를 제거하고 직접 조명되는 내면의 화상만을 보존하기 위해 유리와 유사한 지수(index)를 갖는 액체로 습윤된다.
따라서, 평면도는 내면의 조명된 표면에 걸쳐 매 밀리미터마다 측정된다. 각각의 점은 수렴 및 발산 렌즈와 유사하게, 밀리디옵터(mdt=디옵터/1000)로 표시되는 광 출력의 물리적 단위에 의해 수량화된다.
최종 평면도는 모든 측정값의 표준 편차에 대응하는 굴절 결함 지수에 의해 수량화된다. 밀리디옵터(mdt)로 표시되는 이 지수는 측정된 표면의 평면도를 완벽하게 특징짓는다. 평면도가 저하되면 지수는 증가한다.
굴절 결함 지수가 일정하다고 하면, y(x)의 변화 폭은 주기성 또는 피치에도 의존한다.
예로서, 30 mm의 피치를 갖는 사인파형 프로파일 y(x)의 경우, 10 mdt의 굴절 결함은 약 +/- 0.20 ㎛의 프로파일 변화에 대응한다. 최악의 경우, 두 유리 시트의 조립체의 공간적 변화(따라서 액정의 두께 변화(E))는 두 배, 즉 약 +/- 0.40 ㎛가 된다. 15 mm의 피치를 갖는 결함의 경우, 동일한 10 mdt의 굴절 결함은 +/- 0.05 ㎛의 프로파일 변화에 대응하고, 따라서 액정의 두께 변화(E)는 최악의 경우 +/- 0.10 ㎛이다.
플로트 유리 시트의 굴절 결함의 피치는 수 밀리미터 내지 수십 밀리미터의 범위이다. "오프" 상태의 광 투과율의 불균일성은 액정 두께(E)의 불균일성과 밀접한 관련이 있기 때문에, 임의의 피치를 갖는 모든 굴절 결함이 "오프" 상태에서 광 투과율의 불균일성을 초래한다.
"오프" 상태에서 광 투과율의 불균일성은 LC의 평균 두께(E)에 의해서도 좌우된다. 두께(E)가 작을수록, 허용 가능한 두께 변화의 정도가 낮아진다. 이는, 본 발명에 따르면, 지수가 평균 두께의 함수로서 성립되기 때문이다.
플로트 유리의 굴절 결함은 주로 유리의 전진 속도(라인의 인발 속도)와 관련된다. 유리의 전진 속도가 빠를수록 굴절 결함은 커진다. 생산 능력(또는 1일 생산 총톤수)과 유리 원재료의 폭이 일정하다고 하면, 유리의 전진 속도는 유리 시트의 두께에 반비례한다. 따라서, 유리 시트가 얇을수록 유리의 전진 속도가 높아지고 굴절 결함이 커진다.
따라서, 유리의 가능 두께를 결정하는 것이 유리의 굴절 품질이기 때문에 임의의 두께를 사용하는 것은 불가능하다. 본 발명은 예컨대 최소 가능 두께를 사용할 수 있도록 하는 동시에 최종 제품의 광학 품질을 보장한다. 유리판이 굴절 결함의 제한을 보장할 정도로 충분히 낮은 인발 속도로 제조되는 한, 예컨대 2 mm 유리판이 선택될 수 있다.
6 mm 유리판의 경우, 예컨대 생산 총톤수가 예컨대 1일 2000톤으로 지나치게 높다면, 이런 범위의 작은 두께를 갖는 액정을 대상으로는 굴절 결함이 지나치게 크다.
제1 유리 시트 및/또는 제2 유리 시트의 유리는 바람직하게는 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 심지어는 90% 이상의 광 투과율(TL)을 가질 수 있다. 유리는 바람직하게는 투명하고 무색이다.
유리는 투명 또는 초투명(extra-clear) 광물 유리일 수 있다. 투명 유리는 통상적으로 대략 0.05 중량% 내지 0.2 중량%의 산화철 함량을 함유하고, 초투명 유리는 일반적으로 대략 0.005 중량% 내지 0.03 중량%의 산화철을 함유한다.
그러나, 제1 유리 시트 및/또는 제2 유리 시트의 유리는 적절한 착색제에 의해 예컨대 청색, 녹색, 회색 또는 갈색으로 몸체가 착색될 수 있다. 일반적으로, 유리는 가능한 한 중간색, 특히 회색인 투과시 색상을 가지는 것이 바람직하다. 아주 특별하게는, 쌩고뱅 글래스사(Saint-Gobain Glass)에서 상품명 (갈색, 녹색 또는 회색) 파솔(Parsol)로 판매하는 다양한 착색 유리를 사용할 수 있다.
유리, 특히 착색 유리는 바람직하게는 10% 이상의 광 투과율(TL)을 가지며(예컨대 외면(전극이 제공된 면의 이면) 측의 주위가 고도로 조명되는 환경일 경우), 바람직하게는 40% 이상의 광 투과율을 가진다.
플로트 유리는 용융 주석조(플로트 조)에 용융 유리를 주입하는 공정에 의해 공지된 방식으로 획득된다. 이 경우, 전극은 유리의 "대기"면처럼 "주석"면에도 똑같이 양호하게 증착될 수 있다. 용어 "대기"면과 "주석"면은 플로트 조에 널리 퍼져있는 대기 및 용융 주석과 각각 접촉하는 면을 의미하는 것으로 이해해야 한다. 주석면은 유리 구조 내로 확산된 미량의 주석을 함유한다.
층(들) 내의 전극은 굴절 결함에 크게 영향을 미치지 않는다. 따라서 "맨(bare)" 플로트 유리가 적절하다면 전극으로 코팅된 유리도 적절할 것이다.
층(들) 내의 전극은 예컨대,
- 두 개의 (얇은) 유전체층(비금속성이라는 의미에서 유전체, 통상적으로 금속 산화물, 금속 질화물) 사이에 적어도 하나의 (얇은) 은층을 포함하는 적층체와,
- TCO로 지칭되는 투명 도전성 산화물층이다.
TCO층은 바람직하게는 인듐 주석 산화물(ITO)층이다. 다음의 (얇은) 층을 포함하는 다른 층도 가능하다.
- ("IZO"층으로 공지된) 인듐 아연 산화물 또는 인듐 갈륨 아연 산화물(IGZO) 계열과,
- 도핑된 아연 산화물, 바람직하게는 갈륨 또는 알루미늄 도핑 아연 산화물(AZO, GZO), 니오븀 도핑 티타늄 산화물, 카드뮴 또는 아연 주석산염(stannate) 계열과,
- 플루오르 도핑 주석 산화물(SnO2:F), 안티몬 도핑 주석 산화물 계열의 층.
다음을 추가하는 것도 가능하다.
- TCO층 하부의 하나 이상의 유전체 하층(비금속성이라는 의미에서 유전체, 통상적으로 금속 산화물 또는 질화물)(유리 바로 위의 하층)
- 및/또는 TCO층 상의 하나 이상의 유전체 오버코트(비금속성이라는 의미에서 유전체, 통상적으로 금속 산화물 또는 질화물)(액정의 층과 접촉하는 오버코트).
하층 또는 오버코트는 예컨대 (통상 150 nm 미만의) 얇은 층이다.
층(들)(특히 하층(들) 및/또는 오버코트(들)를 갖춘 것으로 특히, 얇은 층의 적층체)의 전극은 바람직하게는 진공 증착(물리적 기상 증착("PVD"), 화학적 기상 증착("CVD") 등)에 의해 증착된다. (마그네트론) 캐소드 스퍼터링 증착이 바람직하다.
따라서, 층(들)(특히 하층(들) 및/또는 오버코트(들)를 갖춘 것으로 특히, 얇은 층의 적층체)의 전극은 굴절 결함에 크게 영향을 미치지 않는다. 따라서, "맨" 플로트 유리가 적절하다면, 이런 층으로 코팅된 플로트 유리도 적절할 것이다. 물론, 단순성 및 경제성을 위해서는, 다른 제조 방법에 의해 획득되는 어떤 유리를 평활화(연마 등)하기 보다 적절한 플로트 유리를 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명은 1 m가 넘는 폭을 갖는 고성능 액정 다중 글레이징의 생산을 가능하게 한다.
바람직한 실시예에서는,
- 두께(E)가 8 ㎛ 미만인 경우, 제1 유리 시트와 제2 유리 시트 중 하나 또는 심지어 각각은 4.5 mm 내지 5.5 mm(해당 값 포함)의 두께, 특히, 종래의 두께인 4±0.2 ㎛, 5±0.2 ㎛의 두께를 가지거나,
- 두께(E)가 8 ㎛ 이상(그리고 항상 15 ㎛ 미만)인 경우, 특히 적어도 1일 550톤이고, 바람직하게는 상한이 1일 900톤인 생산 능력을 갖는 플로트 라인 상의 생산에 의해, 제1 유리 시트와 제2 유리 시트 중 하나 또는 심지어 각각은 2.5 mm 내지 5.5 mm(해당 값 포함)의 두께, 특히 3±0.2 ㎛, 4±0.2 ㎛ 및 5±0.2 ㎛의 두께를 가진다.
또한, 접합부는 소정의 폭(L)을 가지고, 바람직하게는 측방 접합부 단부를 각각 형성하는 하나 이상의 개구에 의해 그의 폭이 중단될 수 있으며, 각각의 개구별로, 특히 상기 접합재로 구성되고, 따라서 재료 연속성을 형성하는 추가 재료가 접합부의 측방 단부 사이에 가교를 형성한다.
종래 기술의 액정을 구비한 다중 글레이징에서는, 밀봉을 위해 사용되는 접합부가 연속적이다.
액정을 구비한 이러한 다중 글레이징의 접합부를 중단시키는 본 발명에 따른 (추가 재료로 보충되는) 하나 이상의 개구를 구비하면, 특히 액정의 층의 가장자리 영역에서 액정의 층의 균일한 분포에 기여함으로써 (오프 상태에서의) 광학 성능이 향상된다.
액정에 의해 가변 확산성을 갖는 액정을 구비한 다중 글레이징으로서,
- 특히 소정의 접합재로 제조되고, (추가 재료로 보충되는) 하나 이상의 개구를 갖춘 접합부에 의해 그의 내면의 가장자리에 유지되는 제1 평판 유리 시트 및 제2 평판 유리 시트와,
- 제1 유리 시트와 제2 유리 시트의 내면 상의, 에너지 공급부가 제공된 투명한 전기 전도층 형태의 제1 전극 및 제2 전극과,
- 제1 전극 및 제2 전극 상의, 폴리머 재료 내에 액정을 함유하는 층 - 액정의 층은 교류 전기장의 인가에 의해 투명 상태와 반투명 상태 사이를 가역적으로 오가고, 층은 5 내지 15 ㎛, 및 심지어는 15 ㎛ 내지 60 ㎛의 평균 두께(E)를 가지는 액정의 층을 가지는 다중 글레이징은 그 자체로 본 발명을 구성한다.
그러나, 바람직한 실시예에서, 다중 글레이징은 위에 규정한 바와 같은 얇은 액정의 층과, 각각 제한된 굴절 지수를 갖는 위에 규정한 바와 같은 유리판을 갖춘 액정 구비 다중 글레이징과 결부되어 있다.
또한, 용어 "NCAP"(네마틱 곡선 정렬 상), "PDLC"(폴리머 분산형 액정), "CLC"(콜레스테릭 액정) 또는 "NPD-LCD"(비균질 폴리머 분산형 액정 디스플레이)로 공지된 모든 액정 시스템을 사용하는 것이 가능하다.
또한, 이들은 특히, 액정의 액적 내에 용해된 상태로 이색성 착색제를 함유할 수 있다. 이 경우에, 본 시스템에 의해 광의 산란과 광의 흡수가 공동으로 조절될 수 있다.
특허 WO-92/19695에서 설명하는 바와 같이, 예컨대 소량의 가교 폴리머를 함유하는 콜레스테릭 액정 계열의 겔을 사용하는 것도 가능하다. 따라서, 보다 일반적으로, "PSCT"(폴리머 안정화 콜레스테릭 텍스쳐)가 선택될 수 있다.
다중안정 액정을 사용하는 것이 가능하고, 특히 예컨대 EP 2 256 545에 상세히 설명된 바와 같은 이중안정 스멕틱 액정을 사용하는 것이 가능한데, 해당 액정은 펄스 형태의 교류 전기장의 인가 하에서 변환되며, 새 펄스가 인가될 때까지 변환된 상태를 유지한다.
물론 액정 시스템은 실질적으로 (가장자리를 제외한) 글레이징의 전체 표면에 걸쳐 연장되거나, (적어도) 하나의 제한된 영역에 걸쳐 연장될 수 있다. 액정 시스템은 복수 조각의(예컨대 픽셀 유형) 불연속적인 형태일 수 있다.
위에 규정한 바와 같이, 액정에 의해 가변 산란성을 갖는 다중 글레이징은 차량이나 건물의 창유리로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 글레이징은 특히 다음과 같은 용도로 사용될 수 있다.
- 건물의 (두 방 사이 또는 일정 영역 내의) 내부 칸막이나, 육상, 항공 또는 수상 교통 수단의(택시 등의 두 격실 사이의) 내부 칸막이,
- 글레이징 도어, 창, 천장, 타일(마루, 천장),
- 차량의 후사경, 측면 창유리, 육상, 항공 또는 수상 교통 수단의 지붕,
- 영사 스크린,
- 가게의 정면, 특히 가게 계산대의 창.
물론, 본 발명에 따른 글레이징은 칸막이와 여타 창(예컨대 채광창 등)의 전부 또는 일부를 형성할 수 있다.
층의 두께(및 따라서 캡슐화된 활성 혼합물의 양)를 15 ㎛ 미만으로 줄임으로써 재료비가 저감된다.
또한, 이격자는 바람직하게는 투명 플라스틱으로 제조될 수 있다. 이격자는 액정의 층의 두께를 (대략) 결정한다. 예컨대, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)로 제조되는 이격자가 바람직하다.
이격자는 굴절률 면에서, 바람직하게는 액정의 층의 (매트릭스의) 굴절률과 (실질적으로) 동일하다.
이격자는 예컨대 비드 형태이다.
본 발명은 또한 위에 규정한 바와 같은 액정에 의해 가변 산란성을 갖는 다중 글레이징의 제조 방법이며,
- (경계에) 제1 전극이 제공된 제1 플로트 유리 시트 상에 접합재(바람직하게는 본질적으로 유기성, 특히 에폭시 수지)를 적용하는 것을 포함하는 접합부의 형성 단계와,
- (접합부의 형성 전이나 후에) 제1 전극이 제공된 제1 플로트 유리 시트와 선택적으로는 제2 전극이 제공된 제2 플로트 유리 상에 소정의 평균 두께(E)를 갖는 액정의 층을 액상 퇴적하는 단계와,
- 접합부의 형성 및 액정의 층의 퇴적 후에, 특히 캘린더링이나 가압에 의해 제1 유리 시트와 제2 유리 시트를 접촉시키는 단계와,
- 제1 유리 시트와 제2 유리 시트를 접촉시키기 전에, 접합재의 불연속적인 적용 및/또는 접합재의 연속적인 적용과, 개구를 형성하는 중단부의 생성에 의해, 각각 측방 접합부 단부를 형성하는 개구 또는 접합부의 상기 개구를 형성하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.
적어도 두 개의 개구가 바람직하게는 제1 시트 가장자리(직선 또는 만곡된 가장자리를 갖는 시트)에 대면하게 배치되고, 바람직하게는 적어도 두 개의 다른 개구가 제1 가장자리 반대쪽의 제2 가장자리에 대면하게 배치되며, 이들 가장자리는 캘린더링의 경우에는 캘린더링의 방향의 가장자리에 대응한다.
특히 가압 시에는, 적어도 두 개의 개구가 또한 제1 가장자리 (및 제2 가장자리)에 인접한 제3 가장자리에 대면하게 배치되고, 적어도 두 개의 다른 개구가 제3 가장자리 반대쪽의 제4 가장자리에 대면하게 배치된다.
본 방법은 또한 접합부의 측방 단부 사이에 가교를 형성하는 추가 재료의 적용 단계를 포함한다.
추가 재료는 상기 접합재로 구성될 수 있고, 따라서 재료 연속성을 형성하며, 바람직하게는 본질적으로 유기성, 특히 에폭시 수지이다.
바람직하게는, 접합부의 측방 단부 사이의 폭은 적어도 5 mm, 예컨대 10 mm일 수 있다.
본 발명의 다른 세부사항과 특징은 첨부도면을 참조하여 제공되는 다음의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 1(이미 설명됨)은 본 발명에 따른 것이 아닌, 액정에 의해 가변 산란성을 갖는 참조용 다중 글레이징의 개략 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 제1 실시예의, 두께가 얇은 액정에 의해 가변 산란성을 갖는 다중 글레이징의 개략 단면도를 도시한다.
도 3은 굴절 결함 지수 측정의 배치도를 도시한다.
도 4는 유리의 평면도 프로파일(Y(x))에 근거하여 스크린 상에 움브라스코피 화상이 형성되는 원리를 도시한다.
도 5는 국지 조명 프로파일(E(x))과 평균 조명 프로파일(E0(x))의 예를 도시한다.
도 6은 특히 접합부와 개구를 나타내는, 본 발명에 따른 액정에 의해 가변 산란성을 갖는 다중 글레이징의 아래에서 바라본 개략도를 도시한다.
도 6b는 도 6의 변형례에서 특히 접합부와 개구를 나타내는, 액정에 의해 가변 산란성을 갖는 다중 글레이징의 아래에서 바라본 개략 평면도를 도시한다.
도 7은 특히 접합부와 개구를 보여주는 것으로, 본 발명에 따른 액정에 의해 가변 산란성을 갖는 다중 글레이징의 제조 방법의 개략 평면도를 도시한다.
도 2에 도시된 예시적인 실시예는 제1 실시예의 본 발명에 따른 액정 다중 글레이징의 구성을 보여준다.
두 개의 플로트 유리 시트(1, 1') 상에는, 두께가 약 20 nm 내지 400 nm이고, 외면(21, 31)을 가지며, 예컨대 인듐 주석 산화물(ITO)로 제조되는 전기 전도층(3, 4)이 내면(11, 21)에 배열된다. ITO층은 5 Ω/□ 내지 300 Ω/□의 면저항(electrical sheet resistance)을 가진다. ITO로 제조되는 층 대신에, 이와 비슷한 면저항을 갖는 다른 전기 전도성 산화물층이나 은층이 동일한 목적으로 사용될 수도 있다.
약 5 ㎛ 내지 15 ㎛(제외)의 두께를 가질 수 있는 액정의 층(5)은 전극층(3, 4) 사이에 배치된다. 두께는 바람직하게는 적어도 8 ㎛이고, 심지어는 (대략) 10 ㎛이다.
액정의 층(5)은 구형 이격자를 포함한다. 이격자(6)는 투명 폴리머로 구성된다.
액정의 층(5)의 두께(E) 균일성을 보장하고, 따라서 액정을 구비한 글레이징의 광학 성능을 보장하기 위해, 전극(3, 4)을 갖춘 유리판(1, 1')은 반사시 움브라스코피에 의해 측정되는 본 발명에 따른 굴절 결함 지수를 갖도록 각각 선택된다.
기본 원리는 기하학적 광학과 결부되어 있다. 배치도가 도 3에 도시되어 있다.
프로젝터(100)와 같은 매우 얇은 광원으로부터, 내면으로 의도된 (전극으로 코팅되거나 코팅 안 된) 유리 시트(11)의 면으로 광속이 투영된다. 투영된 화상은 유리 시트의 내면(11)으로부터 반사된 후에 스크린(300) 상에서 관찰된다. 이 화상은 처리를 위해 디지털 카메라(200)에 의해 포착된다. 제2 면(12)으로부터의 반사는, 유리판(1) 뒤에 배치되고 유리가 모세관 현상에 의해 접합된 습윤 흑색 직물을 사용하여 상쇄된다.
도 4는 유리의 평면도 프로파일(Y(x))에 근거하여 스크린(300) 상에 움브라스코피 화상이 형성되는 원리를 보여준다. 유리판의 오목 영역(수렴 결함)은 입사 반사광(110)의 집중을 초래하고, 따라서 스크린(300) 상에 국지 과도 조명을 초래한다. 유리의 복합 영역(발산 결함)은 입사 반사광(120)의 확산을 초래하고, 따라서 스크린(300) 상에 국지 과소 조명을 초래한다.
도 5는 국지 조명 프로파일(E(x))과 평균 조명 프로파일(E0(x))을 도시한다.
국지 조명(E(x))이 평균 조명(E0(x))과 동일하면, 콘트라스트는 0이며 따라서 Y"(x)=0이고 광출력은 0이다.
국지 조명(E(x))이 평균 조명(E0(x))보다 크면, 콘트라스트는 음이고 Y"(x)<0이다. 따라서, 유리판의 오목함에 대응하는 수렴 결함이 수반된다.
국지 조명(E(x))이 평균 조명(E0(x))보다 작으면, 콘트라스트는 양이고 Y"(x)>0이다. 따라서, 유리판의 볼록함에 대응하는 발산 결함이 수반된다.
평면도의 변화가 전체 폭의 방향으로 보다 현저하다는 것을 알고 있기 때문에, 장치의 작동 원리를 설명하기 위해, 배열 방향에 수직한 평면과 유리의 표면에 수직한 평면 내의 평면도 프로파일을 고찰할 것이다.
기하학적 광학 및 에너지 보존 법칙에 근거하여, 유리판 상의 가로 좌표점(x)에 대응하는 스크린 상에서 측정되는 조명(E(x))과 유리판의 표면의 프로파일(Y(x)) 사이에 관계가 있다는 것을 보여줄 수 있다.
하기 양태, 즉 레이아웃은 의사정상(quasi-normal) 반사이고 광원은 점 광원으로 간주되는 양태에 근거하여 수행된 기하학적 단순화에 의해 하기 관계식이 얻어진다.
Figure pct00002
여기서,
Y(x): 유리판의 프로파일
D: 유리판에서 스크린까지의 거리
E0: x에서 평균 조명(평면도 결함 없이 획득되는 평균 조명)
광 반사 출력(ORP)(단위; 디옵터)은 다음과 같이 규정된다.
Figure pct00003
여기서 콘트라스트(C(x))는
Figure pct00004
콘트라스트는 스크린 상에 투영되는 움브라스코피 화상에서 관찰되는 "선형성"(여기서 점선 표시는 표면보다 프로파일이 고려되고 있기 때문임)의 시지각에 대응한다.
처리 소프트웨어가 콘트라스트를 계산하고, 따라서 화상의 픽셀별로 광 반사 출력(ORP)을 계산한다.
굴절 결함 지수(단위; 밀리디옵터)는 광출력의 균일성을 반영하는 것으로, 사실, 하기 관계식에 의해 규정되는 내면에 걸친 광 반사 출력 분포의 표준편차(σ)이다.
Figure pct00005
여기서,
Figure pct00006
: 전체 내면에 걸친 광출력의 제곱 평균
Figure pct00007
: 전체 내면에 걸친 광출력의 평균의 제곱
투과 시 충분한 광학 품질, 즉 "오프" 상태에서 광 투과율의 양호한 균일성을 보장하려면 지수는 2+2E/3 이하이어야 한다.
액정의 두께가 12 ㎛인 경우에는, 10 이하의 지수가 요구된다.
액정의 두께가 10 ㎛일 경우에는, 8.7 이하의 지수가 요구된다.
액정의 두께가 8 ㎛일 경우에는, 7.3 이하의 지수가 요구된다.
예로서, 유리 원재료의 폭이 3.5 m인 상태에서 1일 600톤의 생산 능력을 갖는 플로트 라인에 있어,
- 2.1 mm 유리의 지수는 22 mdt 미만이다.
- 3 mm 유리의 지수는 11 mdt 미만이다.
- 4 mm 유리의 지수는 대략 8 mdt 미만이다.
- 6 mm 유리의 지수는 대략 5 mdt 미만이다.
또한, 예컨대 문헌 US 5 691 795에서 설명하는 화합물과 같은, 공지된 화합물을 액정의 층용으로 사용하는 것도 가능하다. 머크사(Merck Co., Ltd)에서 상품명 "시아노비페닐 네마틱 리퀴드 크리스탈(Cyanobiphenyl Nematic Liquid Crystal) E-31 LV"으로 판매하는 액정 화합물이 특히 적절한 것으로 입증되었다. 본 실시예의 경우, 본 제품은 카이럴 물질, 예컨대 4-시아노-4'-(2-메틸)부틸비페닐과 10:2의 비로 혼합되며, 이 혼합물은 모노머, 예컨대 4,4'-비새크릴로일비페닐과 10:0.3의 비로 혼합되고, UV 개시제, 예컨대 벤조인 메틸 에테르와 혼합된다. 이런 식으로 제조된 혼합물은 코팅된 유리 시트 중 하나에 적용된다. 자외광 조사에 의해 액정의 층이 경화된 후에, 액정이 혼입된 폴리머 네트워크가 형성된다.
액정의 층용으로, 예컨대 머크사에서 상품번호 MDA-00-3506으로 판매하는 화합물 4-((4-에틸-2,6-디플루오로페닐)-에티닐)-4'-프로필비페닐과, 2-플루오로-4,4'-비스(트랜스-4-프로필시클로헥실)-비페닐과 같은 PDLC를 사용하는 것이 가능하다.
가장자리에서, 액정의 층은 유리 시트(1, 1')를 견고하게 영구적으로 결합하는 역할을 동시에 수행하는 접착성 결합부(5)에 의해 밀봉된다.
접착성 접합재는 에폭시 수지를 함유한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 접합부(7)는 소정 폭(L)을 가지며, 각각 측방 접합부 단부(71 내지 74)를 형성하는 복수의 개구(81 내지 84)에 의해 그의 폭이 중단된다.
보다 상세하게는, 접합부(7)는 글레이징의 제1 가장자리에 대면하는 두 개의 개구(81 내지 82)와 제1 가장자리 반대쪽의 제2 가장자리에 대면하는 두 개의 다른 개구(83, 84)에 의해 그의 폭이 중단되는데, 이들 가장자리는 바람직하게는 캘린더링에 의해 유리판의 조립 방향의 가장자리에 대응한다.
각각의 개구별로, 특히 상기 접합재로 구성되고, 따라서 도 6b에 도시된 바와 같은 재료 연속성을 형성하는 추가 재료(7')가 서로 인접한 접합부의 측방 단부 사이에 가교를 형성한다.
초기 상태("오프" 상태), 즉 전압이 인가되기 이전인 상태에서는, 액정 글레이징(100)은 반투명하다. 즉, 광 투과성이지만 투명하지는 않다. 전류가 연결되자마자, 액정의 층은 교류 전기장의 영향 하에서 투명한 상태, 즉 더 이상 가시성이 방지되지 않는 상태로 변화한다.
액정을 구비한 전기적으로 제어가능한 글레이징은 상세히 후술하는 방법을 사용하여 제조된다.
연속 코팅을 위한 산업적 설치 시, 자기장 강화 반응성 스퍼터링 방법을 사용함으로써, 본 발명에 따른 유리 시트는 연속 스퍼터링 챔버에서 대략 100 nm의 두께를 갖는 ITO층으로 코팅된다.
크기가 동일하고 소정 치수를 갖는 두 개의 별도 유리 시트가 이런 식으로 코팅된 대형 유리 시트로부터 절단되어 계속해서 처리되도록 준비된다.
이어서, 소정 치수까지 절단된 두 개의 별도 유리 시트는 먼저 세척 작업을 받는다.
이어서, 이격자와 혼합된 액정의 층이 이런 식으로 처리된 두 개의 유리 시트 중 하나에 적용된다.
두 개의 별도 유리 시트가 나중에 접합부에 의해 가장자리에서 서로 영구적으로 단단하게 연결되기 때문에, 유리 시트(1)의 가장자리부는 약 2 mm 내지 10 mm의 폭에 걸쳐서는 코팅되지 않는다.
액정 화합물의 코팅은 액적식(drop-by-drop) 충전으로 지칭되는 작업에 의해 수행된다. 본 작업을 수행하기 위해, 유리 기판 상에 액정의 액적을 함침시킬 수 있도록 하고 주입량의 미세조절이 가능한 액적식 주입 장치가 사용된다.
본 방법의 다른 실시예에서는, 액정의 층을 인쇄하기 위해 폭이 약 20 ㎛ 내지 50 ㎛이고 스레드 직경이 약 30 ㎛ 내지 50 ㎛인 스크린 인쇄 직물이 그물망과 함께 사용된다.
접합부(7)를 형성하는 접착층 역시 액정의 층의 함침 전이나 후에 유리 시트(24)의 가장자리를 따라 직접 적용된다. 접착층은 예컨대 2 mm 내지 10 mm의 폭을 가질 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 과잉 액정의 층을 제거하도록 적합화된 크기와 분포를 갖는 복수의 개구(81 내지 84)를 접합부에 형성하는 것이 제공되는데, 개구(81 내지 84)는 접합부(7)의 서로 인접한 두 측방 단부(71 내지 74')를 각각 형성한다.
또한, 이를 수행하기 위해, 접합재가 불연속적이거나 연속적으로 도포되고, 이어서 (재료(7)를 제거함으로써) 개구를 형성한다.
이어서, 바람직하게는 상기 접합재로 구성되고, 따라서 재료 연속성을 형성하는 추가 재료(7')가 도포되어 접합부의 측방 단부(71 내지 74') 사이에 가교를 형성한다.
따라서, 두 개의 별도 유리 시트가 서로에 대해 가압되면, 접착층(7)은 액정의 층의 두께(E)까지 압축된다.
따라서, 개구(81 내지 84)는,
- 과잉 액정의 층을 제거하고, 따라서 층 두께를 보다 양호하게 제어하여 광학 품질의 상실을 방지하며,
- 나중에 층에 기포가 형성되는 것을 방지하기 위해 액정의 층의 가스를 제거하고, 따라서 광학 품질의 상실을 재차 방지하는 역할을 한다.
적어도 두 개의 개구가 바람직하게는 캘린더링의 전방 가장자리에 배치되고, 적어도 두 개의 개구가 캘린더링의 후방 가장자리에 배치된다.
측방 단부의 폭은 예컨대 10 mm이다. 액정의 층의 점성이 높을수록, 사용되는 개구의 수가 많아진다.
이어서 캘린더링 작업이 수행되거나, 변형례로서 가압이 수행된다.
액정의 층이 액정과 모노머의 혼합물로 구성되는 경우에는, 이어서 폴리머화 작업이 자외광 조사에 의해 수행된다.

Claims (10)

  1. - 특히, 소정의 접합재로 제조된 접합부(7)에 의해 내면(11, 21)의 가장자리에 유지되는 제1 평탄 플로트 유리 시트(1) 및 제2 평탄 플로트 유리 시트(2)와,
    - 제1 유리 시트 및 제2 유리 시트의 내면 상의, 전력 공급부가 제공된 투명한 전기 전도층 형태의 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)과,
    - 제1 전극 및 제2 전극 상의, 폴리머 재료 내에 액정을 함유하는 층(5) - 액정은 교류 전기장의 인가에 의해 투명 상태와 반투명 상태 사이를 가역적으로 오가고, 액정의 층(5)은 5 내지 15 ㎛(5 ㎛ 포함, 15 ㎛ 제외)의 평균 두께(E)를 가지고, 액정의 층(5)은 이격자(6)가 혼입됨 - 을 포함하고,
    제1 유리 시트와 제2 유리 시트는 각각 6.5 mm 이하의 두께를 가지고, 제1 전극 및 제2 전극으로 코팅된 각각의 내면은 2+2E/3(여기서 액정의 층의 두께(E)는 ㎛ 단위임) 이하의 굴절 결함 지수(밀리디옵터로 표시됨)를 가지는, 액정(100)에 의해 가변 산란성을 갖는 다중 글레이징.
  2. 제1항에 있어서,
    - 두께(E)가 8 ㎛ 미만인 경우, 제1 유리 시트(1)와 제2 유리 시트(2) 중 하나, 심지어 각각은 4.5 mm 내지 5.5 mm(해당 값 포함)의 두께를 가지며,
    또는
    - 두께(E)가 8 ㎛ 이상인 경우, 제1 유리 시트(1)와 제2 유리 시트(2) 중 하나, 심지어 각각은 2.5 mm 내지 5.5 mm(해당 값 포함)의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는, 액정(100)에 의해 가변 산란성을 갖는 다중 글레이징.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 접합부(7)는 소정의 폭(L)을 가지고, 특히 적어도 5 mm만큼 이격되는 측방 접합부 단부(71 내지 74')를 각각 형성하는 하나 이상의 개구(81 내지 84)에 의해 그의 폭이 중단되며, 각각의 개구별로, 특히 상기 접합재로 구성되고, 따라서 재료 연속성을 형성하는 추가 재료(7')가 접합부의 측방 단부 사이에 가교를 형성하는 것을 특징으로 하는, 액정(100)에 의해 가변 산란성을 갖는 다중 글레이징.
  4. 제3항에 있어서, 접합부(7)는 글레이징의 제1 가장자리에 대면하는 적어도 두 개의 개구(81 내지 82)와 제1 가장자리 반대쪽의 제2 가장자리에 대면하는 적어도 두 개의 다른 개구(83 내지 84)에 의해 그의 폭이 중단되는 것을 특징으로 하는, 액정(100)에 의해 가변 산란성을 갖는 다중 글레이징.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 접합부(7) 및/또는 추가 재료(7')는 본질적으로 유기 수지, 바람직하게는 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는, 액정(100)에 의해 가변 산란성을 갖는 다중 글레이징.
  6. - 제1 전극(3)이 제공된 제1 플로트 유리 시트(1) 상에 접합재(7)를 적용하는 것을 포함하는 접합부(7)의 형성 단계와,
    - 제1 전극(3)이 제공된 제1 플로트 유리 시트(1), 및 선택적으로는 제2 전극이 제공된 제2 플로트 유리 시트(20) 상에 평균 두께(E)를 갖는 액정의 층(5)을 액상 퇴적하는 단계와,
    - 접합부의 형성 및 액정의 층의 퇴적 후에, 제1 유리 시트(1)와 제2 유리 시트(2)를 접촉시키는 단계를 포함하고,
    제1 유리 시트와 제2 유리 시트를 접촉시키기 전에, 접합부(7)의 측방 단부(71 내지 74')를 각각 형성하는 접합부의 하나 이상의 개구(81 내지 84)를 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른, 액정(100)에 의해 가변 산란성을 갖는 다중 글레이징의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 접합부(7)는 글레이징의 제1 가장자리에 대면하는 적어도 두 개의 개구(81 내지 82)와 바람직하게는 제1 가장자리 반대쪽의 제2 가장자리에 대면하는 적어도 두 개의 다른 개구(83 내지 84)에 의해 그의 폭이 중단되며, 제1 유리 시트(1)와 제2 유리 시트(2)의 조립은 바람직하게는 캘린더링에 의해 수행되며, 이들 제1 가장자리와 제2 가장자리는 캘린더링의 방향으로 가장자리에 대응하는 것을 특징으로 하는, 액정(100)에 의해 가변 산란성을 갖는 다중 글레이징의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 제1 유리 시트와 제2 유리 시트의 조립은 특히 프레싱에 의해 수행되며, 접합부(7)는 제1 가장자리에 인접한 글레이징의 제3 가장자리에 대면하는 적어도 두 개의 개구(81 내지 82)와 제3 가장자리 반대쪽의 제4 가장자리에 대면하는 적어도 두 개의 다른 개구(83 내지 84)에 의해 그의 폭이 중단되는 것을 특징으로 하는, 액정(100)에 의해 가변 산란성을 갖는 다중 글레이징의 제조 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 추가 재료(7')를 적용하여 접합부의 측방 단부(71 내지 74') 사이에 가교를 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 액정(100)에 의해 가변 산란성을 갖는 다중 글레이징의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 추가 재료(7')는 상기 접합재(7)로 구성되고, 따라서 재료 연속성을 형성하며, 바람직하게는 본질적으로 유기 수지, 특히 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는, 액정(100)에 의해 가변 산란성을 갖는 다중 글레이징의 제조 방법.
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