KR20180136998A - 얇은 유리와 플라스틱 기판 사이에 적층된 광 밸브 필름 - Google Patents

얇은 유리와 플라스틱 기판 사이에 적층된 광 밸브 필름 Download PDF

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KR20180136998A
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동얀 왕
스티븐 엠. 슬로박
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리서치 프론티어스 인코퍼레이티드
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Abstract

다음을 포함하는 적층된 광 밸브 필름: 두 개의 대향 외부 표면을 갖는 필름; 각 대향 외부 표면의 적어도 일부 상의 제1 폴리머 중간층 재료층; 제1 쌍의 기판, 하나는 광 밸브 필름의 제1 외부 표면 상의 중간층 재료에 접착되고, 두번째기판은 광 밸브 필름의 제2 외부 표면 상의 중간층 재료에 접착되고, 이들 기판은 플라스틱으로부터 형성됨; 제1 쌍의 기판 각각의 외부 표면의 적어도 일부에 도포된 제2 폴리머 중간층 재료층; 제2 쌍의 기판, 하나는 제1 쌍의 기판 중 하나의 외부 표면 상의 중간층에 접착되고, 두번째 기판은 제1 쌍의 기판 중 두번째의 외부 표면 상의 중간층에 접착되고, 제2 쌍의 기판은 유리로부터 형성됨.

Description

얇은 유리와 플라스틱 기판 사이에 적층된 광 밸브 필름
[0001] 본 특허출원은 가출원이 아니고, 2016년 5월 3일자로 세스 반 보르히드, 동얀 왕 및 스티븐 엠 슬로박에 의해 "얇은 유리와 플라스틱 기판 사이에 적층된 부유 입자 장치(suspended particle device) 필름"이라는 명칭으로 출원된 미국 가출원번호 제62/330,967호에 대한 이익 및 우선권을 청구하며, 그 전체 내용은 본원에 원용된다.
[0002] 본 발명은 액체 입자 현탁액을 포함하는 광 밸브에 사용하기 위한 필름 및 필름의 적층에 관한 것이다. 부유 입자 장치(Suspended Particle Devices)는 일반적으로 SPC 광 밸브 또는 간단히 SPD라고 한다. 폴리머 분산 액정 광 밸브 필름은 일반적으로 PDLC라고 한다. 필름은 얇은 유리와 플라스틱 기판의 조합 사이에 적층된다.
[0003] 광 밸브는 빛의 변조에의 용도로 80년 넘게 알려져 왔다. 그 시간 동안 광 밸브는 경우에 따라 그를 통과하거나 그로부터 반사되는 광의 양을 제어하기 위한, 예를 들어 영숫자(alphanumeric) 디스플레이 및 텔레비젼 디스플레이; 램프용 필터, 카메라, 디스플레이 및 광섬유; 및 윈도우, 선루프, 장난감, 선바이저, 안경, 고글, 거울, 백미러, 광 파이프 등을 비롯한 수많은 용도에서의 사용이 제안되었다. 윈도우의 예로는 비제한적으로, 상업용 빌딩, 온실 및 주거용 건축 윈도우; 자동차, 보트, 기차, 비행기 및 우주선용 윈도우, 바이저 및 선루프; 검사창(peephole)을 비롯한 도어용 윈도우, 및 컴파트먼트를 비롯한, 오븐 및 냉장고와 같은 가전제품용 윈도를 들 수 있다.
[0004] 본원에서 "광 밸브"라 함은 적어도 하나의 벽이 투명하도록 두 개의 벽이 작은 거리로 이격되어 형성된 셀을 의미한다. 벽들은 그 위에 전극을 갖는데, 이들은 통상 투명한 전기전도성 코팅의 형태이다. 선택적으로, 전기전도성 코팅은 패턴으로 벽에 도포되어 광 밸브의 서로 상이한 세그먼트들이 선택적으로 활성화될 수 있다. 부가적으로, 벽 위의 전극들은 그 위에 얇은 투명 유전성(dielectric) 오버코팅을 가질 수 있다. 셀은 광변조 소자(때로는 활성가능 재료라 함)를 함유하는데, 이들은 비제한적으로 입자의 액체 현탁액이거나, 또는 대안적으로 전체 요소의 전부 또는 일부가 입자 액체 현탁액의 액적이 분산된 플라스틱 필름을 포함할 수 있다.
[0005] SPD의 경우, 액체 현탁액(때로는 액체 광 밸브 또는 단순히 광 밸브 현탁액이라고 함)은 액체 현탁 매질 내에 현탁된 소립자를 포함한다. 전기장이 인가되지 않을 경우에는, 액체 현탁액 내의 입자들은 브라운 운동으로 인해 랜덤 위치에 있을 것으로 추정된다. 따라서 셀 내를 통과하는 광선은 셀 구조, 입자의 성질과 농도, 빛 에너지량에 따라 반사, 투과 또는 흡수된다. 따라서, 이러한 유형의 입자 운동을 사용하는 광 밸브는 오프(OFF) 상태에서 상대적으로 어둡다. 그러나, 광 밸브 내의 액체 광 밸브 현탁액을 통해 전기장이 인가되면, 입자는 정렬되고, 다수의 현탁액의 경우 대부분의 빛은 셀을 통과할 수 있다. 따라서, 광 밸브는 온(ON) 상태에서 상대적으로 투명하다. 대안적으로, 액체 현탁 매질 내의 입자들은 다른 유형의 전기영동 입자 운동을 통해 온 및 오프 상태를 달성할 수 있다. ΔT는 온 상태와 오프 상태 간의 가시광 투과의 차이로서 정의된다.
[0006] 많은 용도에 있어, 활성가능한 재료의 전부 또는 일부, 즉 광변조 소자는 액체 현탁액보다는 플라스틱 필름인 것이 바람직하다. 예를 들어, 가변 광 투과 윈도우로서 사용되는 광 밸브에서 액체 현탁액의 액적이 분산된 플라스틱 필름은 액체 현탁액 단독에 비해 바람직한데, 그 이유는 정수압(hydrostatic pressure) 효과, 즉 광 밸브 현탁액의 하이 컬럼과 관련되어 불룩 튀어나오는 것을 필름의 사용을 통해 피할 수 있고, 있을 수 있는 누출의 위험 역시 회피할 수 있기 때문이다. 플라스틱 필름 사용의 또 다른 이점은, 플라스틱 필름에서는 입자들이 일반적으로 매우 작은 액적 내에만 존재하고, 따라서 필름이 전압에 의해 반복적으로 활성화될 때 눈에 띄게 뭉치지 않는다.
[0007] 본원에서 사용되는 SPD 광 밸브 필름이라는 용어는 광 밸브 내에 사용되거나 또는 사용이 의도된 입자의 현탁액을 포함하는, 하나의 필름 또는 시트, 또는 이들의 2개 이상을 의미한다. 이러한 광 밸브 필름은 통상 분산 입자를 포함하는 액체 또는 액체들의 불연속적인 액적 상(액체 광 밸브 현탁액)을 포함하며, 이와 같은 불연속상은 고체 연속 매트릭스 상을 통해 분산되며, 상기 상들은 하나 이상의 단단하거나 또는 유연한 고체 필름 또는 시트 내에서 둘러싸인다. 결합된 전술한 상들은 경화된 SPD 에멀전으로 칭해지며, 광 밸브 필름의 일부를 형성하고, 때로는 필름 또는 필름 층으로 칭해지기도 한다. 또한, SPD 광 밸브 필름 및/또는 광 밸브 필름의 라미네이트는 하나 이상의 부가 층들, 예컨대 비제한적으로 필름, 코팅 또는 시트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 예를 들어 (1) 스크래치 내성, (2) 자외선으로부터의 보호, (3) 적외선 에너지 반사, (4) 인가된 전기 또는 자기장을 활성가능한 재료에 전달하기 위한 전기 전도성, (5) 유전성 오버코팅, 즉 단락으로부터 절연 보호를 제공, (6) 컬러 틴트 및 (7) 광발전(photovoltaic) 및 (8) 음향 제어 중 하나 이상의 특성을 갖는 광 밸브 필름을 제공할 수 있다. 부가 층들은 당업자에게 공지된 압감 접착제(pressure sensitive adhesive: PSA) 중간층과 함께 또는 하기 발명의 요약서에 기술한 적층 과정 중의 추가 겹의 중간층과 함께 상기 광 밸브 필름에 접착될 수 있다.
[0008] SPD 필름에 있어 공통적인(그러나 비제한적인) 구조는 한측에서 그 반대측까지 5개의 층을 갖는다: (1) 편리하게는 5-7 밀리미터 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트("PET") 플리스틱의 제1층, (2) 인듐 주석 산화물("ITP")의 매우 얇고 투명한 전기 전도성 코팅, 또는 대안적으로 제1 PET 시트의 내부 표면 상에서 전극으로 작용하거나 또는 작용가능한 전도성 코팅, (3) 통상 2-5 밀리미터 두께의 경화된(즉, 가교된) SPD 에멀전 층, 및 (4) 제2 PET 플라스틱 기판(5)의 내부 표면 상에서 전극으로 작용하거나 또는 작용가능한 제2 ITO 코팅을 갖는다. 전술한 바와 같이, 다른 기능들을 제공하는 부가 층들이 전술한 예시적 SPD 필름에 선택적으로 부가될 수 있다. 전형적으로, 동박, 전도성 섬유 등과 같은 재료가 전극에 부착되어 적절한 전압원과의 편리한 연결을 위해 SPD 필름의 둘레를 초과하여 연장된다. 또한, SPD 필름은 예를 들면 투명 핫 멜트 접착제 필름 및/또는 유리 또는 두꺼운 투명 플라스틱 시트와 함께 적층되어 강도와 강성을 제공하고, 결합된 유닛들의 다양한 부품들을 그 성능 특성을 손상시킬 수 있는 환경적 스트레스로부터 보호한다. 예를 들어, 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허 7,361,252 참조.
[0009] 미국 특허 5,409,734는 균질 용액으로부터의 상 분리에 의해 만들어진 비가교 광 밸브 필름의 유형을 예시한다. 에멀전의 가교(경화)에 의해 만들어진 광 밸브 필름 역시 공지되어 있다. 본 발명의 필름은 구체적으로 후자 유형의 필름, 즉 에멀전의 가교에 의해 형성된 필름, 및 이에 의해 제조된 적층된 필름의 용도에 관한 것이다. 예를 들어, 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허 5,463,491과 5,463,492, 7,361,252 참조. 다양한 유형의 SPD 에멀전, 및 이의 경화 방법이 미국 특허 6,301,040, 6,416,827, 및 6,900,923 B2에 기술되어 있으며, 이들은 모두 본 발명의 양수인에게 양도되었다. 상기 필름들과 그 변형들은 필름을 (1) 자외선, (2) 전자빔 또는 (3) 열에 노출시킴으로써 이루어지는 가교를 통해 경화될 수 있다. 미국 특허 6,900,923 B2의 실시예 5의 필름의 비제한적인 예는 다음과 같이 제조된다: 0.002 g의 Irgacure 819 (시바 스페셜티 케미컬스) 광개시제("PI")를 2 mL의 클로로포름에 용해시키고 실시예 1에 기재된 매트릭스 폴리머 1 g에 첨가하였다. PI 용액을 매트릭스 폴리머와 완전히 혼합시키고, 이 혼합물을 60℃ 진공오븐에 30분 동안 두어 클로로포름 용매를 제거하였다. 여기에 라우릴 메타크릴레이트/HEMA 현탁 폴리머(0.56 g, 상기 특허의 실시예 3에서 합성된 바와 같음)를 함유하는 폴리요오드화물 결정 페이스트 0.62 g을 첨가하였다. 생성된 혼합물을 완전히 혼합시키고, 얻어진 에멀젼을, 블랭크 전도성 코팅된 폴리에스테르 기판과 짝을 이루어, 전도성 코팅된 폴리에스테르 기판 상에 닥터 블레이드를 사용하여 2 밀리미터 두께 코팅으로 도포하고, 자외선(8600 mJ/cm2/min)으로 2분 30초 동안 경화시켰다. 본원에 인용된 모든 특허 및 특허출원 및 기타 참조문헌은 본원에 참조로 통합된다.
[0010] 다양한 액체 광 밸브 현탁액이 이 기술 분야에 알려져 있고, 그와 같은 현탁액은 당업자에게 잘 알려진 기술에 따라 용이하게 제형화될 수 있다. 전술한 바와 같이 본원에서 액체 광 밸브라는 용어는 다수의 소립자가 분산된 액체 현탁 매질을 의미한다. 액체 현탁 매질은 1종 이상의 비수용성, 전기저항성 액체를 포함하는데, 상기 매질에는 입자의 응집 경향을 감소시키고 이들을 현탁액 내에 분산된 채로 유지시키는 역할을 하는 적어도 한가지 유형의 폴리머 안정제가 용해되어 있는 것이 바람직하다.
[0011] 본 발명에서 유용한 액체 광 밸브 현탁액은 입자의 현탁을 위해 광 밸브에서 사용되도록 이전에 제안된 종래 기술의 액체 현탁 매질 중 하나를 포함할 수 있다. 본원에서 유용한 당업계에 공지된 액체 현탁 매질은 비제한적으로, 미국 특허 4,247,175, 4,407,565, 4,772,103, 5,409,734, 5,461,506, 5,463,492 및 6,936,193 B2에 개시된 액체 현탁 매질을 포함하며, 이들의 개시 내용은 본원에 참고로서 통합된다. 일반적으로, 현탁 매질 및/또는 전형적으로 거기에 용해된 폴리머 안정제 중 하나 또는 둘다는 현탁된 입자들을 중력 평형 상태로 유지할 수 있는 것으로 선택된다.
[0012] 폴리머 안정화제는, 사용될 경우, 입자들의 표면에 결합하지만 액체 현탁 매질을 포함하는 비수성 액체(들) 내에 용해될 수도 있는 단일 유형의 고체 폴리머일 수 있다. 대안적으로, 폴리머 안정화제 시스템으로서 작용하는 2종 이상의 고체 폴리머 안정화제가 있을 수 있다. 예를 들어, 입자들은 용해 시에 사실상 입자의 코팅을 위한 평탄한 표면 코팅을 제공하는 니트로셀룰로오스와 같은 제1 유형의 고체 폴리머 안정제와 함께, 용해 시에 제1 유형의 고체 폴리머 안정화제와 결합하거나 또는 연합하며, 또한 액체 현탁 매질 내에 용해되어 입자에 대해 분산과 입체적 보호를 제공하는 1종 이상의 추가 유형의 고체 폴리머 안정제에 의해 코팅될 수 있다. 또한, 액체 폴리머 안정화제는 예컨대 미국 특허 5,463,492에서와 기술된 바와 같이 특히 SPD 광 밸브 필름에서 유리하게 이용될 수 있다.
[0013] 무기 입자 및 유기 입자들이 광 밸브 현탁액 내에서 사용될 수 있으며, 이와 같은 입자들은 전자기 스펙트럼의 가시광 부분에서 광을 흡수하거나 또는 광을 반사할 수 있다.
[0014] 종래의 SPD 광 밸브는 일반적으로 콜로이드 크기의 입자들을 이용해왔다. 본원에서 콜로이드라는 용어는 입자들이 일반적으로 평균 1 마이크론 이하의 최대 치수를 갖는다는 것을 의미한다. 좋기로는, SPD 광 밸브 현탁액에서 사용되거나 또는 사용하도록 의도된 대부분의 폴리할라이드 또는 비-폴리할라이드 유형의 입자들은 광 산란을 극도로 낮게 유지하기 위해 평균 0.3 마이크론 이하의 최대 치수를 갖고, 더욱 좋기로는 평균 청색광 파장의 절반 미만, 즉 2000 옹스트롬 미만의 최대 크기를 갖는다.
[0015] 광 밸브의 다른 하나의 예로는 PDLC 필름이 있다. SPD 필름과 유사하게, 액정을 포함하는 PDLC 필름은 액체 폴리머 내에 분산된 후 폴리머의 응고 및 경화가 이루어진다. 폴리머가 액체에서 고체로 변화하는 중에, 액정은 고체 폴리머와 양립할 수 없게 되어 고체 폴리 전반에 걸쳐 액적을 형성한다. 경화 조건은 액적의 크기에 영향을 주어, 이러한 필름을 포함하는 "스마트 윈도우"의 최종 작동 특성에 영향을 준다. 전형적으로, 폴리머와 액정과의 액체 믹스를 내부 측면에 투명한 전도성 재료의 박막을 포함하는 두 개의 유리 또는 플라스틱 기판 사이에 놓은 후 폴리머를 경화시킴으로써, 기본 샌드위치 구조의 스마트 윈도우를 형성한다. 이 구조체는 사실상 커패시터이다.
[0016] 이 경우, 전원 공급 장치의 전극이 투명 전극에 부착된다. 전압이 인가되지 않으면, 액정은 액적으로 무작위 배열되어, 빛이 스마트 윈도우 조립체를 통할 때 빛의 산란을 초래한다. 그 결과, 반투명한 "밀키 화이트"가 나타난다. 전압이 전극에 인가되면, 유리 위의 두 개의 투명 전극 사이에 형성된 전기장은 액정을 정렬시켜, 산란이 거의 없이 빛이 액적을 통과하게 하므로, 투명한 상태가 얻어진다.
[0017] 일부 경우에, 전술한 바와 같이, 유리 또는 플라스틱 시트 사이에 투명 핫 멜트 접착제 필름(중간층)을 사용하여 필름이 샌드위치된 SPD 라미네이트 또는 PDLC 라미네이트가 바람직하다. 라미네이트를 형성하기 위하여 사용되는 기판의 면(face)을 통해 수분이 적층의 내부로 들어가는 것을 방지하는 경량 라미네이트가 요구되는, 비행기, 건축용 및 자동차 윈도우와 같은 용도가 있지만 이에 국한되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 목적은 필름의 양측에 모두 얇은 경량의 유리 기판 및 플라스틱 기판을 포함하는 라미네이트를 구성하는 것이다.
종래 SPD 필름의 결함
[0018] SPD 필름, 특히 폴리요오드화물 입자를 포함하는 것들은 수분이 경화된 SPD 에멀젼과 접촉하면, SPD 필름의 변색 및 ΔT 손실과 같은 광학 성능의 저하를 비롯한 SPD 필름의 열화를 초래할 수 있다는 점에서 수분에 취약하다. 수분은 SPD 라미네이트의 가장자리를 통해 SPD 라미네이트에 들어갈 수 있다. 따라서, 예를 들어 미국 특허 8,670,173 및 미국 특허 공개 US 2016/0282645 A1에 기술된 바와 같이, SPD 라미네이트의 가장자리를 밀봉하여 수분의 침투를 방지하기 위하여 재료 및 방법이 개발되어 왔다.
[0019] 유리와 비교하여, 아크릴 및 폴리카르보네이트와 같은 입자는 수분 침투에 더 취약하다. 따라서, 플라스틱 기판으로만 구성된 SPD 라미네이트는 SPD 라미네이트의 대향면을 통한 수분 침투를 허용할 수 있다. 그러나, 플라스틱 기판으로 만든 SPD 라미네이트는 유리 기판으로 만든 SPD 라미네이트에 비해, 경량, 개선된 UV 차단, 및 내충격성의 이점을 갖는다.
[0020] 일 구현예에서, 광 밸브 라미네이트는 두 개 모두 얇고, 경량인 유리 및 플라스틱 기판을 포함한다. 이들은, 수분이 라미네이트의 면을 통해 라미네이트에 들어가는 것을 얇은 유리가 방지하였음을 보여주기 위하여, 고온, 고습 환경에서 제조되고 시험된다. 광 밸브 라미네이트를 포함하는 기판의 외부 또는 내부 세트로서 플라스틱 기판뿐만 아니라 유리 기판의 위치는, 당업자가 잘 이해할 수 있는, 특정하게 의도된 용도에 의해 결정된다. 본 발명에 유용한 유리의 예로는 비제한적으로, 강화 유리, 어닐링된 유리, 저철분 유리, 저방사 유리(low e glass), UV 차단 유리 및 화학적으로 강화된 유리, 예컨대 Corning Corporation에서 생산하는 Gorilla® Glass 및 Corning에서 생산하는 Willow® Glass를 들 수 있다. 유리 기판의 두께는 0.55 mm 내지 2.0 mm 범위, 좋기로는 0.55 mm 내지 1.10 mm 범위여야 한다.
[0021] 또한, 하나 이상의 플라스틱 기판과 조합된 라미네이트의 외부 기판으로서 항균 유리를 사용하면 생성된 광 밸브에 유익한 건강 간전성을 부여할 것이다. 항균제는 미생물, 특히 병원성 미생물의 성장을 파괴하거나 억제한다. 항균 유리는 유리 표면에 항균제로서 이온성 은 성분을 함유하여 만들어진다. 이러한 건강 안정성은 광 밸브와의 접촉에 의한 유해 박테리아의 이동을 줄이기 위해 수많은 용도, 예컨대 의료 시설 및 박물관 디스플레이에 유용하다. 플라스틱 기판은 광 밸브 라미네이트에 강도 및 강성 및 UV 차단 기능을 제공한다.
[0022] 본원에서 사용되는 본 발명에 유용한 플라스틱으로는 비제한적으로, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트(아크릴), 폴리스티렌 및 폴리프로필렌이 있다. 플라스틱 기판의 두께는 1.0 mm 내지 10.0 mm, 좋기로는 1.0 mm 내지 5.0 mm 범위이어야 한다.
[0023] 유연성 SPD 라미네이트가 요구되는 경우, 적층에 사용되는 유리 및 플라스틱 기판은 각각 두께가 0.10 내지 0.55 mm, 좋기로는 0.10 mm 내지 0.20 mm이어야 하며, 이는 굴곡이 있는 용도에 있어 광 밸브 라미네이트의 손상 없이 최종 광 밸브 라미네이트의 구부림을 허용한다.
[0024] 폴리머 중간층 재료 시트는 다음 사이에 놓인다: (1) 필름과 여기에 적층된 최내 기판, 즉 유리 또는 플라스틱, 코팅된 유리 또는 코팅된 플라스틱으로 형성되는지 여부 (하기 참조); 및 (2) 필름에 적층된 최내 기판과 최외 기판 사이. 상기 중간층 재료의 목적은, 라미네이트의 형성 중에 및 후에, 다양한 라미네이트 성분을 한데 고정하는 것이다. 플라스틱 기판의 경우, 플라스틱 기판은 라미네이트를 형성하기 위해 적층 공정 중에 가열되고 냉각되는 폴리머 중간층보다 연화점이 상당히 높은, 즉 적어도 10℃가 높은 재료로 구성된다. 이는 적층 공정 중에 플라스틱 시트가 연화 및 변형되는 것을 방지한다. 예를 들어, 아크릴인 폴리메틸 메타크릴레이트 기판(105℃의 Tg 또는 연화점)은 에틸렌 비닐아세테이트(EVA) 중간층을 함유하는 적층에서 사용될 수 있는데, 이는 EVA가 80℃에서 녹기 때문이다. 그러나, 폴리비닐 부티랄(PVB)은 120℃에서 녹기 때문에, 중간층이 PVB인 경우, 상기 아크릴 기판을 기판으로 사용할 수 없다. 반면, 폴리카르보네이트 기판(157℃의 Tg 또는 연화점)은 EVA 또는 PVB와 함께 안전하게 사용할 수 있다. 본 발명에서 폴리머 중간층을 형성하는데 사용될 수 있는 다른 하나의 재료로는 폴리우레탄이 있다.
[0025] 다른 일 구현예는 광 밸브 라미네이트를 포함하는 기판을 형성하기 위하여 적어도 하나의 유리 박막으로 일측 또는 양측이 코팅된, 전술한 유형 및 치수의 플라스틱을 통합하는 플라스틱 기판의 사용을 수반하며, 여기서 상기 유리 층의 두께는 각각 0.5 마이크론 내지 2.4 마이크론, 좋기로는 0.5 마이크론 내지 1.5 마이크론이다. 문헌은 유리가 플라스틱 기판 상에 코팅될 수 있음을 보고한다. 예를 들어, "플라스틱 위의 유리 코팅의 챔버리스 플라즈마 증착"은 "고품질의 유리가 플라스틱 상에 증착되었음", "기판 크기 또는 치수의 제한이 없도록 챔버없이 작동하는 대기 플라즈마 공정"을 보고하였다[G R Nowling, M Yajima, et. al., Plasma Sources Sci. Technol., 14, (2005), 477-484]. "poor man의 ALD 방법에 의해 얇은 유리 필름으로 플라스틱을 코팅함"은 "주변 압력에서, 진공 시스템이 필요하지 않음" 및 "저온, 실온 및 100℃보다 확실히 아래에서 운영될 수 있음"이라고 기술하였다(웹사이트 참조: otd.harvard.edu/explore-innovation/technologies/coating-plastics-with-thin-films-of-glass-by-a-poor-mans-ald-method/). 본 구현예에서 플라스틱 기판은 전술한 바와 같이 1.0 mm 내지 10.0 mm, 좋기로는 1.0 mm 내지 5.0 mm의 두께 범위를 갖는다.
[0026] 또 다른 일 구현예에서, 적어도 하나의 플라스틱 층으로 일측 또는 양측이 코팅된 전술한 유형의 유리 기판으로서, 상기 코팅 층의 두께는 각각 1 마이크론 내지 25 마이크론, 좋기로는 10 마이크론 내지 25 마이크론인 기판은 광 밸브 라미네이트를 형성하기 위한 기판으로 사용될 수 있다. 유리 기판의 양측 상의 플라스틱 코팅의 두께는 통상 동일하지만 반드시 그렇지는 않다. 전술한 바와 같이, 유리 기판을 코팅하는데 사용되는 플라스틱(들)은 라미네이트를 형성하기 위한 적층 공정 중에 가열되고 냉각되는 폴리머 중간층보다 상당히 높은(즉, 적어도 10℃)의 융점을 갖는 재료로 구성된다.
[0027] 두께가 0.55 mm 및 1.10 mm인 유리 시트를 Corning Glass(Corning, NY)로부터 상표명 Gorilla® Glass로 입수하였다. 또한, 상품명 Acrylite® OP-2의 3.175 mm 두께의 아크릴 플라스틱 시트를 Evonik Performance Materials(Parsippany, NJ)로부터 입수하였다. 두께 1.5875 mm의 내충격성 투명 폴리카보네이트 플라스틱 시트를 McMaster-Carr(Dayton, NJ)로부터 입수하였다. 두께 0.24 mm의 유리 NMR 튜브를 Wilmad Glass(Vineland, NJ)로부터 입수하였다. 표준 유리 시트를 대조군 적층으로 사용하였다.
[0028] 초기 열/고습 시험은 NMR 유리 튜브, 표준 2.38 mm 두께의 유리 라미네이트 및 전술한 유리 및 플라스틱으로 제조된 라미네이트에 대하여 수행하여 이들 샘플의 수분 침투 방지 능력을 결정하였다. 이렇게 제조된 라미네이트에 수분-민감 인디케이터 스트립을 라미네이트 내의 SPD 필름에 인접하도록 배치한 적층 스택 내로 통합하였다. 또한, 인디케이터 스트립은 NMR 튜브 내부에 밀봉된다. 이들 적층에 사용된 스트립은 Indigo Instruments(www.indigo.com)에서 입수한 수분 감지 스트립 20%-80%, Part# 33813-2080이었다.
[0029] 표준 SPD 광 밸브 라미네이트는 전술한 미국 특허 US 7,361,252에 기술된 바와 같이 제조하였다. SPD 필름을 적층하는 과정의 비제한적인 요약은 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허 7,361,252에서 발견되는데, 이 과정은 "스택"을 생성하는 것을 수반하며, 순서대로 제1 유리 시트, 제1 중간층 시트, ITO 코팅에 부착되고 그로부터 돌출된 구리 호일 버스 바(copper foil bus bars)를 갖는, 경화된 SPD 에멀젼이 두 개의 ITO-코팅된 PET 기판 시트 사이에 샌드위치된 SPD 필름, 제2 중간층 시트 및 제2 유리 시트를 포함하되, 이들 모두는 서로 실질적으로 일치(congruent)하게 배치된다. 스택을 Carver Press 내의 진공 백에 넣고 강한 진공을 가했다(29인치 수은 초과). 그런 다음, 프레스의 플래튼(platen)을 적층되지 않은 스택의 외부를 접촉하도록 배열하였고, 온도를 스택 내 중간층의 용융에 영향을 주도록 상승시켰다. 그런 다음, 플래튼을 냉각시켜 스택을 SPD 라미네이트로 접착시키는 중간층을 고화시켰다.
[0030] 또한, 유리 및 플라스틱 기판으로 형성된 라미네이트를 제조하였다. 이들 라미네이트 중 하나에 대한 축적(layup)의 비제한적 예로는 얇은 유리/중간층/플라스틱/중간층/SPD 필름/중간층/플라스틱/중간층/얇은 유리가 있다. 본원에서 "얇은" 유리 시트라 함은 두께가 ≤ 1.10 mm인 유리 시트를 의미한다.
[0031] 수분이 샘플 라미네이트의 가장자리를 통해 들어가는 것을 방지하기 위하여, 미국특허공개 2016/0282645 A1에 기술된 바와 같이 폴리이소부틸렌(PIB)의 프레임을 라미네이트에 통합시켰다. 폴리이소부틸렌 내습성 재료의 프레임을 유리 외부 가장자리에서 시작하여 라미네이트 내의 SPD 필름에 인접한 위치까지 스택 내에 통합시켰다. PIB 프레임의 존재를 고려하면, 라미네이트 내로의 수분의 침투는 라미네이트의 가장자리를 통해서가 아니라, 라미네이트의 면을 통해 라미네이트에 들어가는 수분으로 인한 것일 것이다. 두 개의 프레임을 사용하여 라미네이트 외부로 돌출된 구리 호일이 PIB 재료에 의해 양측에 둘러싸이게 한다.
[0032] 각 SPD 광 밸브 라미네이트의 초기 ΔT 또는 가시광 투과율 범위(온 상태 투과율-오프 상태 투과율)는 Byk-Gardner에 의해 제조된 컬러 구형 가시광 분광광도계(Color Sphere Visible Spectrophotometer)를 사용하여, 온 상태 투과율을 얻기 위하여 라미네이트의 돌출된 버스바에 100V/60Hz의 전계를 인가함으로써 측정하였다. 이러한 광학 측정을 수분 시험 중에 주기적으로 반복하였다.
[0033] 본 발명의 양수인에게 양도된 미국특허공개 US 2016/0282645 A1에 개시된 바와 같이, 고온/고습 환경에서 샘플을 시험하는데 사용된 절차는 다음과 같다: SPD 라미네이트, SPD 필름이 없는 라미네이트 및 다른 구조를 갖는 샘플을 하부에 물 저장조를 갖는 데시케이터의 상부에 넣었다. 구멍이 있는 세라믹 플레이트는 샘플이 데시케이터 바닥에 있는 물과 직접 접촉하는 것을 방지하였다. 이 데시케이터를 60℃의 오븐에 두어 SPD 필름 및 SPD 라미네이트가 현장에서는 정상적으로 노출되지 않을 고온, 고습 환경을 형성하였다. 그러나, 이러한 극한 조건은 의미있는 시험 결과를 합리적인 기간에 얻을 수 있도록 형성된 것이다. 샘플을 함유하는 수분-포화의 데시케이터를 60℃의 오븐에 두고, 샘플을 다음 중 하나 이상에 대하여 주기적으로 평가하였다: 1) 습기 인디케이터 스트립에 의해 검출된 라미네이트 내의 수분의 존재, 2) 라미네이트 내의 투명한 중간층의 투명에서 탁함/흐림으로의 외적 변화, 및 3) 라미네이트 내의 SPD 필름의 ΔT 변화. 양성(+) ΔT 변화는 시험 중 60℃ 온도에 노출되는 동안 광 투과 범위가 증가하였음을 나타낸다. 이는 SPD 필름 내 폴리요오드화물 입자의 개선된 분산에 기인하며, 기능의 손실로 보아서는 안된다.
결과 및 논의
60℃ 고습 시험의 결과 (유리, 유리/플라스틱 라미네이트)
라미네이트 상세 60℃, 고습
노출 날수
(days)		 스트립에
표시된
수분		 투명한 중간층이 흐려짐
NMR 튜브 0.24mm, 화염 밀봉, 인디케이터 단독 435 No ---
Gorilla®Glass 0.55 lam, 인디케이터 단독 247 Yes Yes
Gorilla®Glass 1.10 lam, 인디케이터 단독 247 Yes Yes
표준 유리/표준 유리 lam, 인디케이터 단독(Leads) 260 Yes Yes
Gorilla®Glass 0.55-표준 유리 lam, 인디케이터 단독(얇은-두께) 284 Yes Yes
Acrylite®/Acrylite® lam, 인디케이터 단독 6 Yes Yes
폴리카보네이트/폴리카보네이트 lam, 인디케이터 단독 2 Yes Yes
Gorilla®Glass 0.55/Acrylite®/Acrylite®/Gorilla®Glass 0.55 lam, 인디케이터 단독 163 Yes Yes
Gorilla®Glass 0.55/Acrylite®/Acrylite®/Gorilla®Glass 0.55 lam, 인디케이터 단독(Leads) 181 Yes Yes
모든 라미네이트(lam)는 PIB 프레임으로 보호되었다.
"Gorilla®Glass 0.55-Regular Glass lam"은 "얇은-두께 유리 lam"로도 표시된다.
"Gorilla®Glass 0.55"는 0.55 mm 두께의 Gorilla®Glass이다.
"Gorilla®Glass 1.10"은 1.10 mm 두께의 Gorilla®Glass이다.
"표준 유리"는 2.38 mm 두께이다.
"Acrylite®"는 3.175 mm 두께의 아크릴 플라스틱이다.
"폴리카보네이트" 플라스틱은 1.5875 mm 두께이다.
[0034] 표 1은 SPD 필름 비함유 라미네이트 및 다른 샘플에 대한 60℃ 고습 시험 결과를 제공한다. NMR 유리 튜브에 대한 시험 결과 0.24 mm의 낮은 유리 두께는 여전히 수분 장벽으로서 매우 효과적임을 보여준다. 예를 들어, 플레임 밀봉된 0.24 mm 두께의 NMR 유리 튜브는 60℃ 고습 챔버에서 435일 동안 수분 스트립의 색 변화가 관찰되지 않았고, 시험이 계속되었다.
[0035] 두께가 0.55 mm 및 1.10 mm인 Gorilla®Glass 기판으로 만들어진 두 개의 라미네이트는 변색이 관찰되고 수분 스트립 및 이들 라미네이트의 투명한 중간층이 흐려지기 전까지 60℃ 고습 챔버에서 247일 동안 노출되었다. "(얇은-두께)"라고 표지된 표 1의 라미네이트는 0.55 mm 두께의 유리 및 2.38 mm 표준 유리로 구성되었고, 별도의 수분 인디케이터 스트립이 각 유리 기판과 인접하게 배치되었다. 수분이 얇은 유리 기판을 먼저 통과하면, 두꺼운 유리 기판에 인접한 수분 스트립의 색이 변하기 전에 얇은 유리에 인접한 수분 스트립의 색이 변할 것이다. 이 라미네이트는 두 개의 수분 스트립 모두에서 색 변화가 관찰되기 전까지 284일 동안 60℃ 고습 챔버에서 노출되었다. 반대로, 아크릴 기판(Acrylite®/Acrylite®) 및 폴리카보네이트 기판(폴리카보네이트/폴리카보네이트)으로 만든 라미네이트 내의 인디케이터 스트립은 60℃ 고습 챔버에서 각각 6일 및 2일의 노출 후 색이 변하였다. 이들 두 라미네이트 모두에서 투명한 중간층이 흐려졌다. 이는 다양한 두께의 플라스틱 기판이 짧은 시간 후 수분 침투를 허용한다는 것을 입증한다.
[0036] 마지막으로, Gorilla®Glass 0.55/Acrylite®/Acrylite®/Gorilla®Glass 0.55의 구조로 만들어진 아크릴 및 유리 하이브리드 라미네이트는 수분 스트립에 색 변화가 관찰되고 이들 라미네이트 내의 투명한 중간층이 흐려지기 전까지 60℃ 고습 챔버에서 각각 163일 및 181일 동안 노출되었다. 전술한 하이브리드 라미네이트 중 하나는 라미네이트 내 SPD 필름의 존재를 시뮬레이션하기 위하여 라미네이트로부터 돌출된 구리 호일 버스바를 가졌다. 전술한 바와 같이, 이 라미네이트는 수분 스트립에 색 변화가 관찰되기 전까지 60℃ 고습 챔버에서 181일 동안 노출되었다. 구리 호일이 라미네이트에 존재하는 라미네이트의 가장자리로 수분이 들어가는 것을 방지하기 위하여 이 라미네이트에서는 PIB의 이중 프레임이 사용되었다. 이 데이터는 본 시험의 60℃ 온도 및 고습 환경에 의해 단지 며칠의 노출 후 수분이 플라스틱 기판 라미네이트의 면을 통과하였음을 명백히 보여준다. 시험된 가장 얇은 유리인 0.24 mm NMR 튜브 샘플은 수분 침투없이 435일 동안 지속되었다는 사실은 유리가 수분 방지에 이상적이라는 것을 확인시켜준다. 유리 단독 또는 유리와 플라스틱으로 만들어진 라미네이트가 라미네이트 내에 수분의 존재를 보였지만, 수분 스트립에 감지되기까지 최소 161일이 필요하다는 사실은 수분이 라미네이트의 가장자리를 통해 라미네이트에 들어갔음을 강하게 시사한다. 비록 전술한 바와 같이 PIB 프레임이 라미네이트에 통합되어 수분이 라미네이트의 가장자리를 통해 진입하는 것을 방지하였지만, 본 시험 조건의 심각성으로 인해 수분이 결국 기판 사이로 라미네이트의 가장자리를 통과한 것으로 보인다. 이하 표 2의 적용가능한 결과에도 동일한 설명이 적용된다.
60℃ 고습 시험 결과 (SPD:유리, 유리/플라스틱 라미네이트)
라미네이트 상세 스트립에
표시된
수분		 탁한
중간층 외관		 ΔT 변화-
날수 및 상태
Std. Glass/SPD/Std. Glass, lam No No +5.60,
306일
Yes Yes -14.02,
392일
Acrylite®/SPD/Acrylite®lam 6일 Yes -6.50,
27일
Yes Yes 오작동,
83일에서 중단
Gorilla®Glass 0.55/Acrylite®/SPD/
Acrylite®/Gorilla®Glass 0.55 lam 		No No +4.18,
141일
Yes Yes +5.30,
212일
Yes Yes 오작동,
227일에서 중단
Acrylite®/Gorilla®Glass 0.55/SPD/
Gorilla®Glass 0.55/Acrylite®lam (역순)		 No Yes -2.82,
55일
No Yes -8.70,
306일
Yes Yes 오작동,
392일에서 중단
모든 라미네이트(lam)는 이중 PIB 프레임으로 보호되었고, 가장자리로부터 돌출된 구리 리드를 가졌다.
"Gorilla®Glass 0.55"는 0.55 mm 두께의 Gorilla®Glass이다.
"Gorilla®Glass 1.10"은 1.10 mm 두께의 Gorilla®Glass이다.
"Std. Glass"는 2.38 mm 두께의 표준 유리이다.
"Acrylite®"는 3.175 mm 두께의 아크릴 플라스틱이다.
[0037] 표 2는 SPD 필름 함유 라미네이트에 대한 60℃ 고습 시험 결과를 제공한다. 이 결과는 표 1의 SPD 비함유 라미네이트에서 얻은 결과와 유사하다. 예를 들어, 60℃ 고습 챔버에 노출된, 유리 기판(유리/SPD/유리)으로 만들어진 SPD 라미네이트는 306일 동안 습기 스트립의 색 변화가 관찰되지 않았고, 라미네이트 내의 투명한 중간층이 흐려지지 않았고, 라미네이트 내의 SPD 필름은 5.60 포인트의 투과율(transmittance points)을 얻었다. 392일의 노출 후, 수분 스트립의 색 변화가 관찰되었고, 라미네이트 내의 투명한 중간층은 흐려졌고, 라미네이트 내의 SPD 필름은 14.02 포인트의 투과율을 잃었다. 상기 표 1의 결과에 대하여 기술한 바와 같이, 라미네이트의 가장자리를 통해 들어간 수분은 392일 노출 결과의 원인이었다.
[0038] Gorilla®Glass 0.55/Acrylite®/SPD/Acrylite®/Gorilla®Glass 0.55의 구조로 만들어진 유리 및 아크릴 하이브리드 라미네이트는 수분 스트립에 관찰된 색 변화 없이 60℃ 고습 챔버에서 141일 동안 있었고, 라미네이트 내의 투명한 중간층은 흐려지지 않았고, 라미네이트 내의 SPD 필름은 4.18 포인트의 투과율을 얻었다. 212일의 노출 후, 수분 스트립의 색 변화가 관찰되었고, 라미네이트 내의 투명한 중간층은 흐려졌으나, 라미네이트 내의 SPD 필름은 5.30 포인트의 투과율을 얻었다. 마지막으로, 227일의 노출 후, 라미네이트 내의 SPD 필름은 전압이 인가될 때 더 이상 작동하지 않았다. 라미네이트 내부에 15일 동안 존재한 수분은 결국 단락(short-circuit)과 같은 오작동을 일으켜서 SPD 샘플을 작동불능으로 만들었다고 믿어지며, 우리가 측정할 수 있었다면, 그 SPD 필름의 가시광 투과율 포인트의 손실이 상당했을 것이다.
[0039] Acrylite®/Gorilla®Glass0.55/SPD/Gorilla®Glass0.55/Acrylite®의 구조로 만들어진 아크릴 및 유리 하이브리드 라미네이트의 경우, 라미네이트는 55일 동안 60℃ 고습 챔버에 있었고, 수분 스트립에 관찰된 색 변화가 없었으나, 라미네이트 내의 투명한 중간층은 흐려졌고, 라미네이트 내의 SPD 필름은 2.82 포인트의 투과율을 잃었다. 상기 라미네이트는 최외 기판으로 Acrylite® 플라스틱을 사용하였기 때문에, 수분은 Acrylite®를 통해 침투할 수 있었으므로, Acrylite®와 Gorilla®Glass 사이의 투명한 중간층이 흐려졌는데, 이는 SPD 필름의 상기 측정된 투과율 손실의 원인이라고 믿어진다. 그러나, Gorilla®Glass는 수분이 SPD 필름이 배치된 라미네이트 내로 더 침투하는 것을 방지하였다. 306일의 노출 후, 여전히 수분 스트립에서 색 변화가 관찰되지 않았고, 라미네이트 내의 투명한 중간층은 흐린 채로 남아있었고, 라미네이트 내의 SPD 필름은 8.70 포인트의 투과율을 잃었다. 마지막으로, 392일의 노출 후, 수분 스트립에서 색 변화가 관찰되었고, 라미네이트 내의 SPD 필름은 단락 때문에 전압이 인가될 때 더 이상 작동하지 않았다. 내충격성 및 내스크래치성 외부 표면을 갖는 SPD 라미네이트가 요구되는 용도에서는 이러한 구조가 바람직하다.
[0040] 마지막으로, Acrylite®/SPD/Acrylite® 라미네이트의 경우, 60℃ 고습 챔버에서 단 6일의 노출 후, 수분 스트립에서 색 변화가 관찰되었고, 라미네이트 내의 투명한 중간층이 흐려졌고, 27일의 노출 후 라미네이트 내의 SPD 필름은 6.50 포인트의 투과율을 잃었다. 이는, 플라스틱 기판만으로 만들어진 SPD 라미테이트는 수분이 기판의 면을 신속하게 통과하는 것을 허용하고, SPD 라미네이트의 외관 및 성능에 악영향을 준다는 것을 확인시켜 준다. 이러한 결과는, 얇은 유리와 플라스틱 라미네이트의 조합으로 만들어진 SPD 라미네이트가 수분 노출로 인한 SPD 필름의 열화를 방지함과 동시에 경량, 강도, 내충격성 및 자외선 차단 기능을 제공한다는 것을 보여준다.

Claims (37)

  1. 광 밸브의 광변조 소자(light-modulating element)를 형성하는 적층된 광 밸브 필름으로서, 상기 적층된 필름은 다음을 포함하는 적층된 광 밸브 필름:
    a) 제1 및 제2 대향 외부 표면을 갖는 광 밸브 필름;
    b) 상기 광 밸브 필름의 각각 제1 및 제2 대향 외부 표면의 적어도 일부에 도포된 제1 폴리머 중간층 재료층;
    c) 제1 쌍의 기판, 여기서 제1 쌍 중 하나는 상기 광 밸브 필름의 제1 대향 외부 표면 상에 도포된 중간층 재료 상에 도포되어 접착되고, 제1 쌍 중 두번째 기판은 상기 광 밸브 필름의 제2 대향 외부 표면 상에 도포된 중간층 재료 상에 도포되어 접착되고, 상기 쌍의 기판은 플라스틱 및 유리로 이루어진 군으로부터 선택된 재료로 형성되는 것임;
    d) 제1 쌍의 기판 각각의 외부 표면의 적어도 일부에 도포된 제2 폴리머 중간층 재료층; 및
    e) 제2 쌍의 기판, 여기서 제2 쌍 중 하나는 제1 쌍의 기판 중 하나의 외부 표면 상에 도포된 중간층 상에 도포되어 접착되고, 제2 쌍 중 두번째 기판은 제1 쌍의 기판 중 두번째 기판의 외부 표면 상에 도포된 중간층 재료 상에 도포되어 접착되고, 제1 쌍의 기판이 플라스틱으로 형성되면, 제2 쌍의 기판은 유리로 형성되고, 그 반대여도 된다는 조건 하에, 제2 쌍의 기판은 플라스틱 및 유리로 이루어진 군으로부터 선택된 재료로 형성되는 것임.
  2. 제1항에 있어서, 필름은 다음을 포함하는 것인 적층된 광 밸브 필름:
    a) 경화된 에멀젼 전체에 분산된 액체 광 밸브 현탁액의 복수의 비가교된 액적을 갖는 경화된 부유 입자 장치(suspended particle device) 에멀젼; 및
    b) 제1 및 제2 플라스틱 시트(상기 시트는 상기 경화된 에멀젼으로부터 바깥쪽으로 위치하고, 각각 제1 및 제2 플라스틱 시트의 내부 표면 상에 위치하는 상기 경화된 에멀젼을 상기 경화된 에멀젼에 인접하여 샌드위치시킴)는 얇고 투명한 전기전도성 코팅층이고, 상기 코팅은 인가된 전계가 상기 경화된 에멀젼을 통과하는 것을 허용하는 전극으로서 작용하는 것임.
  3. 제1항에 있어서, 필름은 다음을 포함하는 것인 적층된 광 밸브 필름:
    a) 경화된 폴리머에 분산된 액정을 함유하는 액적; 및
    b) 제1 및 제2 플라스틱 시트(상기 시트는 상기 경화된 폴리머로부터 바깥쪽으로 위치하고, 각각 제1 및 제2 플라스틱 시트의 내부 표면 상에 위치하는 상기 경화된 폴리머를 상기 경화된 폴리머에 인접하여 샌드위치시킴)는 얇고 투명한 전기전도성 코팅층이고, 상기 코팅은 인가된 전계가 상기 경화된 폴리머를 통과하는 것을 허용하는 전극으로서 작용하는 것임.
  4. 제1항에 있어서, 광 밸브 필름은, 상기 필름을 적절한 전압원에 연결하기 위하여 적층된 광 밸브 필름의 둘레를 초과하여 전도성 재료가 연장되도록 전극에 부착된 전도성 재료를 더 포함하는 것인 적층된 광 밸브 필름.
  5. 제1항에 있어서, 제1 쌍의 기판은 유리로 형성되고, 제2 쌍의 기판은 플라스틱으로 형성되는 것인 적층된 광 밸브 필름.
  6. 제1항에 있어서, 제1 쌍의 기판은 플라스틱으로 형성되고, 제2 쌍의 기판은 유리로 형성되는 것인 적층된 광 밸브 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기판을 형성하는데 사용된 유리는 강화 유리, 어닐링된 유리, 저철분 유리, 저방사 유리(low e glass), UV 차단 유리, 화학적으로 강화된 유리 및 항균 유리로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 적층된 광 밸브 필름.
  8. 제1항에 있어서, 각 유리 기판의 두께는 0.55 mm 내지 2.0 mm 범위인 것인 적층된 광 밸브 필름.
  9. 제8항에 있어서, 각 유리 기판의 두께는 0.55 mm 내지 1.10 mm 범위인 것인 적층된 광 밸브 필름.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기판을 형성하는데 사용된 플라스틱은 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리스티렌 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 적층된 광 밸브 필름.
  11. 제1항에 있어서, 각 플라스틱 기판의 두께는 1.0 mm 내지 10.0 mm 범위인 것인 적층된 광 밸브 필름.
  12. 제11항에 있어서, 각 플라스틱 기판의 두께는 1.0 mm 내지 5.0 mm 범위인 것인 적층된 광 밸브 필름.
  13. 제1항에 있어서, 유리 기판 및 플라스틱 기판은 굴곡이 있는 용도로 사용하기 위하여 상기 필름의 손상 없이 적층된 광 밸브 필름의 구부림을 허용하도록 각각 두께가 0.10 내지 0.55 mm 범위인 것인 적층된 광 밸브 필름.
  14. 제1항에 있어서, 플라스틱 기판을 형성하는데 사용되는 재료는 폴리머 중간층 재료보다 적어도 10℃ 더 높은 연화점을 갖는 것인 적층된 광 밸브 필름.
  15. 제14항에 있어서, 폴리머 중간층 재료는 에틸렌 비닐아세테이트(EVA), 폴리비닐 부티랄(PVB) 및 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 적층된 광 밸브 필름.
  16. 광 밸브의 광변조 소자를 형성하는 적층된 광 밸브 필름으로서, 상기 적층된 필름은 다음을 포함하는 적층된 광 밸브 필름:
    a) 제1 및 제2 대향 외부 표면을 갖는 광 밸브 필름;
    b) 상기 광 밸브 필름의 각각 제1 및 제2 대향 외부 표면의 적어도 일부에 도포된 폴리머 중간층 재료층; 및
    c) 한 쌍의 기판, 여기서 상기 쌍 중 하나는 상기 광 밸브 필름의 제1 대향 외부 표면 상에 도포된 중간층 재료 상에 도포되어 접착되고, 상기 기판 중 두번째 기판은 상기 광 밸브 필름의 제2 대향 외부 표면 상에 도포된 중간층 재료 상에 도포되어 접착되고, 상기 기판들은 각각 적어도 하나의 유리층으로 일측 또는 양측이 코팅된 플라스틱으로 형성되고, 상기 유리 코팅은 두께가 0.5 마이크론 내지 2.4 마이크론 범위인 것임.
  17. 제16항에 있어서, 상기 각 기판의 플라스틱 부분의 두께는 1.0 mm 내지 10.0 mm 범위인 것인 적층된 광 밸브 필름.
  18. 제17항에 있어서, 상기 각 기판의 플라스틱 부분의 두께는 1.0 mm 내지 5.0 mm 범위인 것인 적층된 광 밸브 필름.
  19. 제16항에 있어서, 상기 각 기판의 상의 유리 코팅의 두께는 0.5 마이크론 내지 1.5 마이크론 범위인 것인 적층된 광 밸브 필름.
  20. 제16항에 있어서, 필름은 다음을 포함하는 것인 적층된 광 밸브 필름:
    a) 경화된 에멀젼 전체에 분산된 액체 광 밸브 현탁액의 복수의 비가교된 액적을 갖는 경화된 부유 입자 장치 에멀젼; 및
    b) 제1 및 제2 플라스틱 시트(상기 시트는 상기 경화된 에멀젼으로부터 바깥쪽으로 위치하고, 각각 제1 및 제2 플라스틱 시트의 내부 표면 상에 위치하는 상기 경화된 에멀젼을 상기 경화된 에멀젼에 인접하여 샌드위치시킴)는 얇고 투명한 전기전도성 코팅층이고, 상기 코팅은 인가된 전계가 상기 경화된 에멀젼을 통과하는 것을 허용하는 전극으로서 작용하는 것임.
  21. 제16항에 있어서, 필름은 다음을 포함하는 것인 적층된 광 밸브 필름:
    a) 경화된 폴리머에 분산된 액정을 함유하는 액적; 및
    b) 제1 및 제2 플라스틱 시트(상기 시트는 상기 경화된 폴리머로부터 바깥쪽으로 위치하고, 각각 제1 및 제2 플라스틱 시트의 내부 표면 상에 위치하는 상기 경화된 폴리머를 상기 경화된 폴리머에 인접하여 샌드위치시킴)는 얇고 투명한 전기전도성 코팅층이고, 상기 코팅은 인가된 전계가 상기 경화된 폴리머를 통과하는 것을 허용하는 전극으로서 작용하는 것임.
  22. 제16항에 있어서, 광 밸브 필름은, 상기 필름을 적절한 전압원에 연결하기 위하여 적층된 광 밸브 필름의 둘레를 초과하여 전도성 재료가 연장되도록 전극에 부착된 전도성 재료를 더 포함하는 것인 적층된 광 밸브 필름.
  23. 제16항에 있어서, 상기 플라스틱을 코팅하는데 사용된 유리는 강화 유리, 어닐링된 유리, 저철분 유리, 저방사 유리, UV 차단 유리, 화학적으로 강화된 유리 및 항균 유리로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 적층된 광 밸브 필름.
  24. 제16항에 있어서, 상기 기판을 형성하는데 사용된 플라스틱은 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리스티렌 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 적층된 광 밸브 필름.
  25. 제16항에 있어서, 플라스틱 기판을 형성하는데 사용되는 재료는 폴리머 중간층 재료보다 적어도 10℃ 더 높은 연화점을 갖는 것인 적층된 광 밸브 필름.
  26. 제25항에 있어서, 폴리머 중간층 재료는 에틸렌 비닐아세테이트(EVA), 폴리비닐 부티랄(PVB) 및 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 적층된 광 밸브 필름.
  27. 광 밸브의 광변조 소자를 형성하는 적층된 광 밸브 필름으로서, 상기 적층된 필름은 다음을 포함하는 적층된 광 밸브 필름:
    a) 제1 및 제2 대향 외부 표면을 갖는 광 밸브 필름;
    b) 상기 광 밸브 필름의 각각 제1 및 제2 대향 외부 표면의 적어도 일부에 도포된 폴리머 중간층 재료층; 및
    c) 한 쌍의 기판, 여기서 상기 쌍 중 하나는 상기 광 밸브 필름의 제1 대향 외부 표면 상에 도포된 중간층 재료 상에 도포되어 접착되고, 상기 기판 중 두번째 기판은 상기 광 밸브 필름의 제2 대향 외부 표면 상에 도포된 중간층 재료 상에 도포되어 접착되고, 상기 기판들은 각각 적어도 하나의 플라스틱층으로 일측 또는 양측이 코팅된 유리로 형성되고, 상기 각 기판의 유리는 두께가 0.55 mm 내지 2.0 mm 범위인 것임.
  28. 제27항에 있어서, 상기 유리의 양측 상에 코팅된 플라스틱은 동일한 두께를 가질 수 있거나, 또는 일측 상의 코팅 두께가 나머지 측 상의 코팅 두께와 다를 수 있는 것인 적층된 광 밸브 필름.
  29. 제27항에 있어서, 상기 각 기판 상의 플라스틱 코팅의 두께는 1 마이크론 내지 25 마이크론 범위인 것인 적층된 광 밸브 필름.
  30. 제29항에 있어서, 상기 각 기판 상의 플라스틱 코팅의 두께는 10 마이크론 내지 25 마이크론 범위인 것인 적층된 광 밸브 필름.
  31. 제27항에 있어서, 필름은 다음을 포함하는 것인 적층된 광 밸브 필름:
    a) 경화된 에멀젼 전체에 분산된 액체 광 밸브 현탁액의 복수의 비가교된 액적을 갖는 경화된 부유 입자 장치 에멀젼; 및
    b) 제1 및 제2 플라스틱 시트(상기 시트는 상기 경화된 에멀젼으로부터 바깥쪽으로 위치하고, 각각 제1 및 제2 플라스틱 시트의 내부 표면 상에 위치하는 상기 경화된 에멀젼을 상기 경화된 에멀젼에 인접하여 샌드위치시킴)는 얇고 투명한 전기전도성 코팅층이고, 상기 코팅은 인가된 전계가 상기 경화된 에멀젼을 통과하는 것을 허용하는 전극으로서 작용하는 것임.
  32. 제27항에 있어서, 필름은 다음을 포함하는 것인 적층된 광 밸브 필름:
    a) 경화된 폴리머에 분산된 액정을 함유하는 액적; 및
    b) 제1 및 제2 플라스틱 시트(상기 시트는 상기 경화된 폴리머로부터 바깥쪽으로 위치하고, 각각 제1 및 제2 플라스틱 시트의 내부 표면 상에 위치하는 상기 경화된 폴리머를 상기 경화된 폴리머에 인접하여 샌드위치시킴)는 얇고 투명한 전기전도성 코팅층이고, 상기 코팅은 인가된 전계가 상기 경화된 폴리머를 통과하는 것을 허용하는 전극으로서 작용하는 것임.
  33. 제27항에 있어서, 광 밸브 필름은, 상기 필름을 적절한 전압원에 연결하기 위하여 적층된 광 밸브 필름의 둘레를 초과하여 전도성 재료가 연장되도록 전극에 부착된 전도성 재료를 더 포함하는 것인 적층된 광 밸브 필름.
  34. 제27항에 있어서, 기판을 형성하는데 사용된 유리는 강화 유리, 어닐링된 유리, 저철분 유리, 저방사 유리, UV 차단 유리, 화학적으로 강화된 유리 및 항균 유리로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 적층된 광 밸브 필름.
  35. 제27항에 있어서, 플라스틱은 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리스티렌 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 재료로부터 형성되는 것인 적층된 광 밸브 필름.
  36. 제27항에 있어서, 기판을 코팅하는데 사용되는 플라스틱 재료는 폴리머 중간층 재료보다 적어도 10℃ 더 높은 연화점을 갖는 것인 적층된 광 밸브 필름.
  37. 제36항에 있어서, 폴리머 중간층 재료는 에틸렌 비닐아세테이트(EVA), 폴리비닐 부티랄(PVB) 및 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 적층된 광 밸브 필름.
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