KR20220104018A - 액정 패널에서 균일한 투과율을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

액정 패널에서 균일한 투과율을 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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올라다포 올라레칸 벨로
제임스 그레고리 쿠리어드
마이클 애런 맥도날드
폴 조지 릭컬
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

LC 셀, LC 패널을 구성하는 다양한 실시예 및 LC 패널을 제조하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 다음을 포함한다: LC 셀의 주요 표면 상에서 유리층에 부착하기 위해 라미네이션 공정을 거치면, LC 패널로 변환될 때 LC 셀이 왜곡/불연속 셀 갭을 겪지 않도록 LC 셀의 경직성 및/또는 강성을 증가시키기 위한 다양한 실시예.

Description

액정 패널에서 균일한 투과율을 위한 시스템 및 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 35 U.S.C. § 119 하에, 2019년 11월 27일 자로 출원된 미국 가출원 제62/941,188호의 우선권 주장 출원이고, 상기 가출원의 내용은 전체적으로 참조로 여기에 병합된다.
광범위하게, 본 개시는 자동차 응용분야 및/또는 건축 응용분야에 대한 LC 패널 및/또는 LC 창에서 불균일한 투과율(예를 들어, 어두운 스팟 및/또는 밝은 스팟)를 방지, 감소 및/또는 완화하기 위한 구성 및 방법에 관한 것이다.
액정 창은, 특히 대형 치수 건축용 창 또는 자동차용 창의 제조와 관련하여 상업화에서 많은 어려움을 겪고 있다. 개선된 성능 및 제조 가능성이 요구된다.
조도 조절이 가능한 층(dimmable layer)(예를 들어, 액정 층)을 통합한 스마트 창은 창을 통한 광 투과를 제어하는데 사용될 수 있어, 거주자의 편안함을 개선하고 에너지 비용을 절감할 수 있다. 두꺼운 유리가 LC 셀의 무게를 크게 증가시키기 때문에 두꺼운 유리를 사용하는 액정 창은 매우 무겁고, 이는 또한 창을 운반 및 설치하는데 어려움이 있다.
일 관점에서, 다음을 포함하는 방법이 제공된다: LC 셀의 셀 갭에 왜곡을 부여함 없이, 라미네이션되도록 LC 셀을 구성하는 단계; 스택을 형성하기 위해 복수의 LC 패널 구성요소 층을 조립하는 단계, 여기서 상기 스택은 LC 셀, 제1 유리층, 제2 유리층, 제1 중간층 및 제2 중간층으로 구성되고, 상기 제1 중간층은 제1 유리층과 LC 셀의 제1 주요 표면 사이에 위치되고, 그리고 제2 중간층은 제2 유리층과 LC 셀의 제2 주요 표면 사이에 위치됨; 경화성 스택을 형성하기 위해 스택의 구성요소 층들 사이에 임의의 혼입된 공기를 제거하는 단계; 액정 패널을 형성하기 위해 경화성 스택을 라미네이팅하는 단계; LC 셀 구성을 통해, 액정 패널은 균일한 투과율을 가지도록 구성됨.
일부 실시예에서, 상기 LC 셀의 셀 갭에 왜곡을 부여함 없이, 라미네이션되도록 LC 셀을 구성하는 단계는, 0.5 mm 내지 1 mm 이하의 두께를 가진 융합 성형 유리를 포함하는 제1 유리 시트를 사용하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 LC 셀의 셀 갭에 왜곡을 부여함 없이, 라미네이션되도록 LC 셀을 구성하는 단계는, 0.5 mm 내지 1 mm 이하의 두께를 가진 융합 성형 유리를 포함하는 제2 유리 시트를 사용하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 LC 셀은 제2 유리 시트보다 두꺼운 두께를 가진 제1 유리 시트를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 유리 시트 및 제2 유리 시트는 동일한 두께를 가진다.
일부 실시예에서, 상기 LC 셀은: (1) LC 셀의 셀 갭을 유지하는 것; 및 (2) 작동 재료로서의 LC 영역 기능을 유지하면서, LC 패널에서 제1 유리층 및 제2 유리층에 의해 당겨지는 동안 유연성을 감소시키기 위해 LC 셀의 경직성(stiffness)을 증가시키는 것;을 달성하기에 충분한 스페이서의 단위 면적당 수로 셀 갭에 구성된 복수의 스페이서를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 LC 셀은 셀 갭을 정의하기 위해 LC 영역의 하나 이상의 위치에 구성된 복수의 스페이서를 포함하고, 상기 스페이서는 상기 라미네이팅 단계에 응답하여 셀 갭의 변형을 방지하기 위해 LC 영역에 강성을 부여하기에 충분한 연신율 모듈러스(modulus of elongation)를 가진다.
일부 실시예에서, 상기 LC 셀의 제1 유리 시트는 LC 패널에서 제1 유리층의 열 팽창 계수(CTE)에 대응하는 열 팽창 계수(CTE)로 선택된다.
일부 실시예에서, 제1 층이 소다 석회 유리일 때, 제1 유리 시트는 Corning® EAGLE XG® 및 Iris® Glass의 군으로부터 선택된다.
일부 실시예에서, 상기 LC 셀의 제2 유리 시트는 LC 패널에서 제2 유리층의 열 팽창 계수(CTE)에 대응하는 열 팽창 계수(CTE)로 선택된다.
일부 실시예에서, 제2 층이 소다 석회 유리일 때, 제2 유리 시트는 Corning Gorilla® Glass, EAGLE XG, 및 Iris Glass의 군으로부터 선택된다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 가압 LC 셀을 제공하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 밀봉될 때 양압 LC 셀을 부여하기 위해 액정 재료 및/또는 복수의 스페이서로 과충전된 LC 셀을 제공하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 균일한 투과율은 인접한 투과 영역과 비교하여, 투과 영역에서 2% 이하의 차이를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 균일한 투과율은 시각적 관찰을 통해 검출된다.
일부 실시예에서, 상기 균일한 투과율은 분광광도계를 통해 검출된다.
추가적인 특징 및 이점은 다음의 상세한 설명에서 설명될 것이고 그 설명으로부터 통상의 기술자에게 용이하게 명백해지거나, 다음의 상세한 설명, 청구범위 및 첨부된 도면을 포함하여, 여기에 설명된 바와 같은 실시예를 실시함으로써 인식될 것이다.
전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 둘 다는 단지 예시일 뿐이며, 청구된 바와 같이, 본 개시 내용의 성격 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 틀을 제공하기 위한 것임을 이해하여야 한다.
첨부된 도면은 본 개시의 원리의 추가 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 하나 이상의 실시예(들)를 예시하고, 설명과 함께 본 개시의 원리 및 동작을 예로서 설명하는 역할을 한다. 본 명세서 및 도면에 개시된 본 개시의 다양한 특징이 임의의 그리고 모든 조합으로 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 비-제한적인 예로서, 본 개시의 다양한 특징은 다음 관점에 따라 서로 조합될 수 있다.
본 개시의 이들 및 다른 특징, 관점 및 이점은 첨부 도면을 참조하여 본 개시의 다음의 상세한 설명을 읽을 때 더 잘 이해되며, 여기서:
도 1a는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, 액정(LC) 패널의 실시예의 개략적인 절단 측면도를 도시한다.
도 1b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 1a의 영역의 확대 절단 측면 개략도를 도시한 것으로, 패널의 확대 일 부분을 보여주며, 제2 유리층, 중간층, 전도성 층, 및 LC 영역을 도시하고, 상기 LC 영역은 LC 혼합물 및 복수의 스페이서를 포함한다.
도 2는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 패널에 이용된 유리층(예를 들어, 플로트 유리)에 관한 표면 지형 측정의 가색 윤곽선 맵(false color contour map)이고, 상기 유리층은 평균 ~50 μm 높이/깊이의 봉우리와 골을 갖는 굴곡 표면(wavy surface) 불연속성(평면 외(out-of-plane) 불연속성)을 나타낸, 템퍼링된 소다 석회 유리(SLG)의 대표적인 샘플로 여겨진다.
도 3a는 본 개시의 하나 이상의 양태에 따른, 제1 및 제2 중간층을 통해, 대응하는 제1 및 제2 유리층에 라미네이팅된 LC 셀을 나타내는 LC 패널의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 3b는 본 개시의 하나 이상의 양태에 따른, 프레임, 프레임과 패널 사이의 밀봉부, 및 패널의 표면 상의 코팅으로 구성된 LC 패널을 나타내는 LC 창의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시예에 따른, LC 패널을 제조하는 방법을 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시예와 관련하여 구성된 LC 셀의 실시예의 개략적인 절단 측면도를 도시한다.
다음의 상세한 설명에서, 제한이 아닌 설명의 목적으로, 특정 세부사항을 개시하는 예시적인 실시예가 본 개시의 다양한 원리의 완전한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그러나, 본 개시의 이점을 가지고 있는 통상의 기술자에게는 본 개시가 여기에 개시된 특정 세부사항으로부터 벗어나는 다른 실시예에서 실시될 수 있음이 명백할 것이다. 게다가, 본 개시의 다양한 원리의 설명이 흐려지지 않도록 공지된 디바이스, 방법 및 재료의 설명은 생략될 수 있다. 마지막으로, 적용 가능한 경우, 동일 참조 번호는 동일 요소를 지칭한다.
도 1a는 액정(LC) 패널의 개략적인 절단 측면도를 도시한다.
도 1a를 참조하면, 액정 패널(10)의 실시예의 개략적인 절단 측면도가 도시되어 있으며, 이는 2개의 유리층(예를 들어, 제1 유리층(12) 및 제2 유리층(14)) 사이에 구성(삽입)된 LC 셀을 도시하고, 2개의 유리층은 제1 유리층(12)과 LC 셀의 제1 측면(22), 및 제2 유리층(14)과 LC 셀의 제2 측면(24) 각각 사이에 위치된 대응하는 중간층(예를 들어, 제1 중간층(26) 및 제2 중간층(28))을 갖는다.
액정 셀(20)은 제1 유리층(30) 및 제2 유리층(40)의 2개의 유리층으로 구성되며, 2개의 유리층은 정의된 액정 영역(48)을 사이에 두고 서로 이격된 관계로 분리되어 있다. 제1 유리층(30) 및 제2 유리층(40) 각각은 전도성 층(예를 들어, 제1 전도성 층(34) 및 제2 전도성 층(44))으로 구성되고, 여기서 각각의 전도성 층(34, 44)은 LC 영역(48)과 제1 또는 제2 유리 시트(30, 40) 사이에 구성되어, 전도성 층(34, 44)이 액정 영역과 전기적으로 도통하도록 구성된다.
액정 영역(48)은 복수의 스페이서(38) 및 LC 혼합물(36)을 포함한다. 스페이서(38)는 LC 혼합물(36) 전체에 걸쳐 이격된 관계로 제공되어, 스페이서(38)는 LC 셀(20) 내의 한 위치로부터 LC 셀(20) 내의 또 다른 위치로 실질적으로 균일한(예를 들어, 미리 정의된 임계치를 초과하지 않는) 셀 갭을 촉진하도록 구성된다. LC 혼합물(36)은: 적어도 하나의 액정 재료, 적어도 하나의 염료, 적어도 하나의 호스트 재료, 및/또는 적어도 하나의 첨가제를 포함할 수 있다. LC 혼합물(36)은 전기적으로 스위치/작동하도록 구성되고, 이로 인해, 대응하는 액정 셀(20), 액정 패널(10) 및 액정 창에 작동 요소를 제공하여 작동 시에 대비(contrast)(예를 들어, 어두운) 및 비-대비(예를 들어, 클리어) 상태를 제공한다. LC 혼합물(36)의 작동은 제1 전극(32)(LC 셀(20)의 제1 주요 측면(22)에 인접) 및 제2 전극(42)(LC 셀(20)의 제2 주요 측면(24)에 인접)을 통한 전기적 연결에 의해 완료된다. 전극(32 및 42 중 하나)은 전류 또는 전위를, 전원으로부터, 애노드로 작동하는 해당 전극을 통해, 해당 전도성 층(34 또는 44 중 하나)을 통해, LC 혼합물(36)을 작동시키기 위한 LC 영역(48)을 통해, 해당 전도성 층(34 또는 44 중 다른 하나)을 통해 유도하고, 전극(32 및 42 중 다른 하나)을 통해 시스템을 빠져 나가도록 구성된다. 전원을 턴 온 및 턴 오프함으로써, 이에 의해 전류는 LC 혼합물을 통해 흐르고, LC 혼합물은 제1 투과 상태로부터 제2 투과 상태로 작동된다(여기서, 제1 투과 상태는 제2 투과 상태와는 상이함).
도시된 바와 같이, LC 패널(10)은 제1 유리층(12), 제2 유리층(14), LC 셀(20), 제1 중간층(26), 및 제2 중간층(28)을 포함한다. LC 셀(20)은 액정 재료(36)(예를 들어, 분자, 염료 및/또는 첨가제), 스페이서(38)(LC 셀에서 셀 갭을 유지하기 위해 유리층과 협력하도록 구성됨), 제1 전도성 층(34), 제2 전도성 층(44), 제1 전극(32), 제2 전극(42), 제1 유리 시트(30), 및 제2 유리 시트(40)를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 유리층(12) 및 제2 유리층(14)은 두껍다. 일부 실시예에서, 제1 유리층 및 제2 유리층 각각은 적어도 3 mm 두께를 가진다. 일부 실시예에서, 제1 유리층 및 제2 유리층 각각은 적어도 3 mm 두께 내지 7 mm 이하의 두께를 가진다.
일부 실시예에서, 제1 유리 시트(30) 및 제2 유리 시트(40)는 얇다. 일부 실시예에서, 제1 유리 시트 및 제2 유리 시트 각각은 1 mm 이하의 두께를 가진다. 일부 실시예에서, 제1 유리층 및 제2 유리층 각각은 적어도 0.3 mm 두께 내지 1 mm 이하의 두께를 가진다.
일부 실시예에서, 제1 유리 시트(30) 및 제2 유리 시트(40)는 제1 유리층(12) 및 제2 유리층(14)보다 더 얇다.
일부 실시예에서, 유리 시트(30, 40)는 LC 구성요소(예를 들어, 전도성 층(34, 44), LC 재료(36), 스페이서(38))을 제자리에 유지하기 위해 LC 셀의 주요 표면(22, 24)에 인접하고 LC 재료(36)에 인접하여 LC 셀(20)에 구성된다. 일부 실시예에서, 제1 중간층(26)은 제1 유리층(12)과 제1 유리 시트(30)(LC 셀(20)의 제1 표면(22)) 사이에 구성된다. 일부 실시예에서, 제2 중간층(28)은 제2 유리층(14)과 제2 유리 시트(40)(LC 셀(20)의 제2 표면(24)) 사이에 구성된다.
일부 실시예에서, 유리 시트(예를 들어, 제1 유리 시트(30) 또는 제2 유리 시트(40))는 1 mm 미만; 0.8mm 미만, 0.7mm 미만, 0.5mm 미만 또는 0.3mm 미만의 두께로 구성된다. 일부 실시예에서, 제1 유리 시트(30)는 제2 유리 시트(40)와 동일한 두께를 가진다. 일부 실시예에서, 제1 유리 시트(30)는 제2 유리 시트(40)와는 상이한 두께를 가진다.
예를 들어, 전도성 층(34 또는 44)은 유리 시트(30 또는 40)와 LC 영역(48) 사이의 LC 셀(20)에서 구성된다. 전도성 층(34 또는 44)은, 전기장이 온 또는 오프인지 여부에 기초하여, 하나 이상의 전극(32 또는 34)(예를 들어, 전도성 층 및 전원(도시되지 않음)과 도통하도록 구성되어 LC 셀(20)에 걸친 전기장을 유도하고, LC 패널/스마트 창을 온 위치(제1 대비를 가짐) 및 오프 위치(제2 대비를 가짐)로 작동시킴)에 부착된다.
각 전도성 층은 전도성 필름, 예를 들어 투명 전도성 산화물을 포함한다. 얇은 전도성 필름의 일부 비-제한적인 예는 ITO(인듐 주석 산화물), FTO(불소 도핑된 산화 주석), 또는 금속이다.
일부 실시예에서, 폴리이미드와 같은 배향 층(alignment layer)은 얇은 전도성 필름과 LC 재료 사이에 배치되어 원하는 각도로 (LC 재료(36) 내의) LC 분자의 배향을 촉진할 수 있다.
도 1b는 LC 셀(20)의 제2 유리층(14)(예를 들어, 템퍼링된(tempered) SLG), 제2 중간층(28), 및 제2 유리 시트(40)의 확대를 보여주는, 도 1a의 영역의 확대 절단 측면도를 도시하고, LC 셀(20)에 유지된 LC 영역(48)의 LC 혼합물(36) 및 스페이서(38)를 추가로 도시한다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 제2 유리층(40)과 비교하여 제1 유리층 및 제2 유리층(14)(여기서는 제2 유리층만 도시됨)의 표면 불연속성이 명백하다. 이 예시된 예에서, LC 패널(10)의 구역(50)에 기인한 표면 불연속성은 LC 셀(20)에서 불균일성/불연속성의 구역이다. 이 예는 관찰자에 의해 LC 패널(10)의 어두운 스팟으로 보일 수 있다. 스페이서(38)는 LC 셀(20)의 셀 갭에 걸쳐 연장하도록 구성된다.
도 2는 여기에 설명된 바와 같이 LC 패널(10)에 이용되는 제1 유리층(12) 또는 제2 유리층(14)의 대표적인 샘플의 윤곽선 맵(contour map)을 도시한다. 플로트 유리는 생산 시 표면 굴곡/윤곽 지형을 가지고 있으며, 이는 도 2의 대표적인 예의 것과 유사한 표면 지형을 제공하기 위해 템퍼링으로 악화될 수 있다. 이러한 템퍼링된 소다 석회 유리는 평균 ~50 μm 높이/깊이의 봉우리와 골을 갖는 표면 불연속성(평면 외 불연속성)을 나타내어, 액정 패널(10)을 제조하기 위한 라미네이팅 문제를 제공한다.
하나의 비-제한적인 예에서, 굴곡은 기계적 또는 광학적 측정 디바이스를 통해 그리고 표준 방법에 따라 분석적으로 결정될 수 있다. 하나의 비-제한적인 예에서, 굴곡은 ASTM C1651: 열처리된 평판 유리에서 롤 웨이브 광학 왜곡 측정을 위한 표준 테스트 방법(Standard Test Method for Measurement of Roll Wave Optical Distortion in Heat-Treated Flat Glass)에 따른 측정에 의해 결정될 수 있다. 여기에 개시된 하나 이상의 실시예에 따라 평평한 유리층의 표면-굴곡을 이해하기 위해 다른 표준 방법이 또한 이용될 수 있다.
도 3a는 LC 패널(10)을 형성하기 위해 2개의 중간층(26, 28)을 통해 2개의 유리층(12, 14) 상에 라미네이팅된 LC 셀을 예시하는 단일 셀 액정 패널(10)의 실시예의 개략적인 절단 측면도를 도시한다. LC 패널은, 도시된 LC 셀 밀봉부(52)의 한 부분으로부터 도시된 다른 LC 셀 밀봉부(52)를 향해 LC 재료(48)를 통해 그려진 축을 갖는 대칭 구성요소 구성을 도시한다.
도 3b는 단일 셀 액정 창(100)의 실시예의 개략적인 절단 측면도를 도시한다. LC 창(100)은 패널(10) 내에 구현된 LC 셀(20)을 포함하고, 패널은 또한 제1 중간층(26), 제2 중간층(28), 제1 유리층(12), 및 제2 유리층(14)을 가진다. LC 창(100)은 LC 패널(10)의 에지 상에 구성된 프레임(16)으로 구성되고, 여기서 패널(10)의 에지를 손상시킴 없이 프레임(16) 내에서 패널(10)의 압축 맞물림(compressive engagement)을 제공하도록 프레임(16)의 적어도 일부와 패널(10)의 에지의 적어도 일부 사이에 밀봉부(18)가 구성된다. 또한, 도 3b는 LC 패널(10)의 표면 상의 옵션 코팅(46)을 도시한다. 여기서, 코팅은 LC 패널(10) 상의 제2 유리층(14)의 외부 표면 상에 구성된다.
도 4는 LC 패널을 제조하는 방법을 도시한다. 도시된 바와 같이, 라미네이션 공정은 LC 패널 구성요소 층을 스택으로 조립하는 것을 포함한다. 제1 유리층, 제1 중간층, LC 셀, 제2 중간층, 및 제2 유리층을 포함하는 다양한 구성요소 층은 스택을 형성하기 위해 서로 접촉하도록 위치된다. 중간층은: 폴리머 및 이오노머의 군으로부터 선택된다. 비-제한적인 예로서, 중간층은 0.76 mm의 두께로 PVB(폴리비닐 부티랄, polyvinyl butyral)을 포함한다.
다음으로, 라미네이션 공정은 경화성 스택을 형성하기 위해 스택의 다양한 층들 사이에 임의의 갇힌 공기 또는 혼입된 공기를 제거하는 것을 포함한다. 공기 제거의 비-제한적인 예는: 닙 롤링(nip rolling), 배출 파우치(evacuation pouch) 사용, 적어도 하나의 진공 링을 통한 진공 청소, 또는 평판 라미네이터를 통한 라미네이팅을 포함한다.
제1 유리층과 제2 유리층을 LC 셀의 주요 표면(예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같이, 일반적으로 LC 셀의 제1 표면 상에 제1 유리 층을 부착(예를 들어, 접합)하고 LC 셀의 제2 측면 상에 제2 유리 층을 부착(예를 들어, 접합)하는, 대응하는 제1 및 제2 중간층을 통해 LC 셀의 대향 주요 표면)에 접합하기 위해 경화성 스택 상에 라미네이팅이 완료된다. 라미네이팅의 비-제한적인 예는 평판 라미네이터 또는 오토클레이브(autoclave)를 이용하는 것을 포함한다. 일정 시간 동안 라미네이팅된 후, 목표 압력 하의 온도에서, 경화성 스택은 액정(LC) 패널로 형성된다.
비-제한적인 예에서, LC 패널은 프레임 내에 LC 패널을 유지하기 위해, LC 패널의 외부 에지 주위에 밀봉부 및 프레임을 구성함으로써 액정 창으로 만들어진다. 추가로, 전기 통신은 전극, 전도성 층 및 LC 재료를 통해 LC 창에 걸쳐 지향된 전기장을 통해 LC 창이 작동될 수 있도록 전원 공급부로부터 전극으로 구성된다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시예와 관련하여 구성된 LC 셀의 개략적인 실시예를 도시한다. 다음 도면을 참조하면, 도 5는 일반적으로 제조 동안 템퍼링된 SLG 층 또는 층들에 의해 LC 셀 상에 가해지는 응력을 견디기 위해, 보다 강성 및/또는 보다 경직성이 강한 구성으로 LC 셀을 구성하는 방법의 일부 실시예를 도시하여, 어두운 스팟을 방지, 감소 및/또는 제거한다. 비-제한적인 예는 다음을 포함한다: LC 셀에서 제1 유리 시트(얇은 유리)의 두께를 증가시키는 단계; LC 셀에서 제2 유리 시트(예를 들어, 얇은 유리)의 두께를 증가시키는 단계; 스페이서의 밀도를 변화시키는 것(예를 들어, LC 셀의 하나 이상의 영역 또는 영역들에서 스페이서의 단위 면적당 수를 증가시킴); 스페이서의 모듈러스 변경(예를 들어, LC 구역의 강성을 촉진하기 위해 스페이서의 모듈러스 증가; LC 셀의 제1 유리 시트의 CTE를 LC 패널의 제1 유리층(예를 들어, 두꺼운 템퍼링된 SLG)에 대응시킴(예를 들어, Gorilla Glass 또는 Iris Glass를 유리의 제1 유리 시트 및/또는 얇은 유리의 제2 시트로 사용); LC 충전을 증가 또는 감소시켜 가압된 LC 셀을 부여함(예를 들어, 밀봉된 제어 부피는 양압 또는 음압을 포함함); 및/또는 이들의 조합.
일 실시예에서, LC 셀에서 제1 유리 시트의 두께는 1 mm 두께보다 크지 않다. 일 실시예에서, LC 셀에서 제2 유리 시트의 두께는 1 mm 두께보다 크지 않다. 일 실시예에서, LC 셀의 제1 유리 시트는: LC 패널의 제1 유리층이 템퍼링된 SLG일 때에 Gorilla Glass 및 Iris Glass로부터 선택된다. 일 실시예에서, LC 셀의 제2 유리 시트는 패널의 제2 유리층이 템퍼링된 SLG일 때에 Gorilla Glass 및 Iris Glass로부터 선택된다.
일부 실시예에서, 액정(LC) 재료는 액정 셀을 형성하기 위해 Corning EAGLE XG과 같은, 상업적으로 이용 가능한 융합 성형 붕규산염 유리의 두 조각들 사이에 삽입된다. 그러나, 그러한 유리는 두께가 1mm 미만(두께 < 1 mm)이므로 건축 응용 분야의 대형 치수 창에서 일반적으로 경험하는 바람과 눈 하중에 대한 노출을 견딜 만큼 충분히 단단하지 않다. 이와 같이, 본 개시의 액정 창은 추가 강도 및/또는 지지를 위해 소다 석회 유리(SLG)의 두꺼운(>3mm) 조각에 라미네이팅되는 얇은 유리(예를 들어, 1 mm 미만)를 가진 LC 셀을 포함한다. SLG는 추가 강도 및 파손 방지를 위해 템퍼링(ASTM C1048에 따름)되지만, 템퍼링 공정은 SLG에서 평면 외 왜곡을 유도하는 것으로 알려져 있으며, 이는 LC 패널에 상당한 영향을 미칠 수 있다.
라미네이션 후, LC 셀로부터의 얇은 유리(들)이 SLG에 잘 부착되는 경우, LC 셀 갭을 국부적으로 증가시키는 것 및/또는 시각적 외관에서 바람직하지 않은 국부적 변화를 생성하는 것을 포함하여, SLG로부터의 평면 외 왜곡이 얇은 유리를 잡아당겨 LC 셀에 작용하는 응력을 유발할 수 있다. LC 패널 또는 결과적인 LC 창은 불균일한 투과율의 스팟, 또는 패널의 가시 구역에 걸친 평균 가시광선 투과율에 대해 가시광선 투과율이 2% 이상 변화하는 영역(예를 들어, 어두운 스팟 또는 밝은 스팟)을 가질 수 있다. 임의의 특정 메커니즘 또는 이론에 얽매이지 않고, 불균일한 투과 구역 또는 영역은, LC 창의 제조 동안 생성되는 LC 셀의 더 두꺼운 셀 갭에 기인하는 것으로 여겨진다.
LC 셀을 제조하기 위해 얇은 유리를 사용하는 하나 이상의 이점은 다음을 포함한다: (a) 기존 LCD 제조 장비와의 호환성; 창 무게를 줄여, 운송 및 설치를 더 쉽게 하고, 전체 탄소 풋프린트(carbon footprint)를 낮춤; 클리어 상태에서 더 높은 가시광선 투과율; 전체 창 구조 및/또는 IGU에 가스를 위한 추가 공간을 더 얇게 하여, 단열 효율이 개선됨.
본 개시의 하나 이상의 실시예는 LC 패널에서 불균일한 투과율의 구역 또는 영역(예를 들어, 어두운 스팟 또는 밝은 스팟)을 감소, 방지, 및/또는 제거하기 위한 구성 및 방법에 관한 것이다. 이로써, 본 개시의 하나 이상의 LC 패널은 균일한 투과율(예를 들어, 창의 인접 구역(가시 구역)에 걸친 평균 가시광선 투과율에 대한 가시광선 투과율의 변화가 2% 이하인 영역)으로 구성된다.
일부 실시예에서, 어두운 스팟 또는 밝은 스팟('스팟')은 시각적 관찰(액정 창의 정적 모드에서)에 의해 검출 가능하고, 스팟은 존재하는 경우 제1 대비 상태 및 제2 대비 상태 중 적어도 하나에서 검출 가능하고, 여기서 대비 상태는 온 위치 및 오프 위치이다.
일부 실시예에서, 스팟은 한 영역에서 창의 투과율이 주변의 비-어두운 스팟 영역과 비교하여, 어두운 스팟 영역에서 2% 저 투과율보다 더 크다는 것을 의미한다. 비-제한적인 예로서, 투과율은 분광계로 측정할 수 있다(예를 들어, 백분율 투과율 또는 가시광선 투과율).
일 관점에서, 다음을 포함하는 방법이 제공된다: 스택을 형성하기 위해 복수의 LC 창 구성요소 층을 조립하는 단계; 경화성 스택을 형성하기 위해 스택의 구성요소 층들 사이에 임의의 혼입된 공기를 제거하는 단계; 경화성 스택을 일정 시간(a duration of time) 동안 라미네이션 온도 및 압력에서 라미네이팅하여 액정 창을 형성하는 단계; 액정 창은 균일한 투과율을 가지도록 구성됨.
일부 실시예에서, 균일한 투과율은 인접한 투과 영역과 비교하여, 투과 영역(예를 들어, 가시광선 투과율)에서 2% 이하의 차이를 포함한다.
일부 실시예에서, 균일한 투과율은 시각적 관찰을 통해 검출된다.
일부 실시예에서, 균일한 투과율은 분광광도계(spectrophotometer)를 통해 검출된다.
제공 단계는: 제1 유리층, 제1 중간층, LC 셀, 제2 중간층, 및 제2 유리층을 스택 구성으로 위치시키는 단계를 더 포함하는 조립 단계를 더욱 포함한다.
일 관점에서, 다음을 포함하는 장치가 제공된다: 액정 셀, 여기서 액정 셀은 제1 유리층, 제2 유리층을 포함하고, 제1 유리층으로부터 이격된 관계로 구성되고, 제1 유리층과 제2 유리층 사이에 위치된(유지된) 전기적으로 스위칭 가능한 재료(예를 들어, 제1 대비 상태 및 제2 대비 상태를 포함함)를 포함한 액정 재료를 포함함, 복수의 스페이서, 여기서 스페이서는 제1 유리층과 제2 유리층 사이 및 액정 재료 사이에 안착되도록 구성되고, 스페이서는 LC 셀의 LC 갭(예를 들어, 제1 유리 시트로부터 제2 유리 시트까지의 거리)을 유지하도록 구성됨; 제1 전도성 층 및 제2 전도성 층, 여기서 제1 전도성 층은 제 1 유리층과 LC 셀의 제 1 측면 사이에 구성되어, 제1 전도성 층이 LC 셀의 제 1 측면과 전기적으로 통신하도록 하고, 제2 전도성 층은 제2 유리층과 제2 LC 측벽 사이에 구성되어, 제2 전도성 층이 LC 셀의 제2 측면과 전기적으로 통신하도록 하고, 제1 전극은 셀 주변에 인접하게 그리고 제1 전도성 층과 전기적으로 통신하도록 구성됨; 및 제2 전도성 층에 인접하게 구성된 제2 전극; 여기서 전극들은 전원에 대해 구성 가능하여, LC 셀이 LC 혼합물에 전기적으로 스위칭 가능한 재료를 전기적으로 작동시키도록 전기적으로 구성됨.
일부 실시예에서, 스페이서는 폴리머 재료로부터 구성된다.
일부 실시예에서, 제1 유리층은 얇은 유리이다.
일부 실시예에서, 제1 유리층은 1 mm 미만의 두께를 가진다.
일부 실시예에서, 제1 유리층은 0.5 mm 이하의 두께를 가진다. 일부 실시예에서, 제2 유리층은 얇은 유리이다.
일부 실시예에서, 제2 유리층은 1 mm 미만의 두께를 가진다. 일부 실시예에서, 제2 유리층은 0.5 mm 이하의 두께를 가진다.
일부 실시예에서, LC 갭은 10 microns 이하이다.
일부 실시예에서, 전도성 층은 ITO 및 폴리이미드를 포함한다.
또 다른 관점에서, 다음을 포함하는 장치가 제공된다: 전기적으로 스위칭 가능한 LC 재료를 유지하도록 구성된 액정 셀(LC 셀); LC 셀의 제1 측면을 따라 구성된 제1 유리 시트; LC 셀의 제2 측면을 따라 구성된 제2 유리 시트; 제1 유리 시트와 LC 셀의 제1 측면 사이에 위치된 제1 중간층, 여기서 제1 중간층은 제1 유리층을 LC 셀의 제1 측면에 부착시킴 -; 및 제2 유리 시트와 LC 셀의 제2 측면 사이에 위치된 제2 중간층, 여기서 제2 중간층은 제2 유리층을 LC 셀의 제2 측면에 부착시키도록 구성됨.
일부 실시예에서, 장치는 라미네이트이다.
일부 실시예에서, 장치는 액정 창이다.
일부 실시예에서, 액정 창은 적어도 1 피트 x 적어도 2 피트의 표면적을 가진다.
일부 실시예에서, 액정 창은 적어도 2 피트 x 적어도 4 피트의 표면적을 가진다.
일부 실시예에서, 액정 창은 적어도 3 피트 x 적어도 5 피트의 표면적을 가진다.
일부 실시예에서, 액정 창은 적어도 5 피트 x 적어도 7 피트의 표면적을 가진다.
일부 실시예에서, 액정 창은 적어도 7 피트 x 적어도 10 피트의 표면적을 가진다.
일부 실시예에서, 액정 창은 적어도 10 피트 x 적어도 12 피트의 표면적을 가진다.
일부 실시예에서, 장치는 건축용 액정 창이다.
일부 실시예에서, 장치는 자동차용 액정 창이다.
일부 실시예에서, 제1 유리층은 소다 석회 유리를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 유리층은 템퍼링된 소다 석회 유리를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 유리층은 적어도 2 mm의 두께를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 유리층은 적어도 2 mm 내지 4 mm 이하의 두께를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 유리층은 3 mm의 두께를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 유리층은 4 mm의 두께를 포함한다.
일부 실시예에서, 제2 유리층은 소다 석회 유리를 포함한다.
일부 실시예에서, 제2 유리층은 템퍼링된 소다 석회 유리를 포함한다.
일부 실시예에서, 제2 유리층은 적어도 2 mm의 두께를 포함한다.
일부 실시예에서, 제2 유리층은 적어도 2 mm 내지 4 mm 이하의 두께를 포함한다.
일부 실시예에서, 제2 유리층은 3 mm의 두께를 포함한다.
일부 실시예에서, 제2 유리층은 4 mm의 두께를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 중간층은 1 mm 이하의 두께를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 중간층은 0.76 mm의 두께를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 중간층은 폴리머를 포함한다.
일부 실시예에서, 제1 중간층은 PVB를 포함한다.
일부 실시예에서, 제2 중간층은 1 mm 이하의 두께를 포함한다.
일부 실시예에서, 제2 중간층은 0.76 mm의 두께를 포함한다.
일부 실시예에서, 제2 중간층은 폴리머를 포함한다.
일부 실시예에서, 제2 중간층은 PVB를 포함한다.
일부 실시예에서, LC 패널의 적어도 하나의 표면은 코팅을 포함한다.
일부 실시예에서, LC 패널의 적어도 하나의 표면은 저 방사율 코팅을 포함한다.
일부 실시예에서, LC 패널의 제2 유리층의 외부 표면은 저 방사율 코팅을 포함한다. 예를 들어, 저 방사율 코팅은 몇 가지 예를 들면 질화 규소(silicon nitride), 금속 은(metallic silver), 이산화규소, 산화주석, 산화지르코늄, 및/또는 이들의 조합의 비-제한적인 예를 포함하는 금속 및 산화물의 조합으로 구성될 수 있다.
일부 비-제한적인 예로서, 코팅은: 저 방사율 코팅, 반사 방지 코팅; 틴트 코팅(tint coating); 이지 클린 코팅(easy clean coating); 또는 조류 충돌 방지 코팅(anti-bird strike coating)을 포함한다. 일부 실시예에서, 코팅은 부분 코팅이다. 일부 실시예에서, 코팅은 전체 코팅이다. 일부 실시예에서(예를 들어, 조류 충돌 방지 코팅), 코팅은 표면의 개별 부분을 따라 패턴화된다.
일부 실시예에서, 라미네이트는: LC 패널의 제1 주요 표면, LC 패널의 제2 주요 표면, 및 LC 패널의 제1 주요 표면 및 LC 패널의 제2 주요 표면 둘 다 중 적어도 하나 상의 코팅을 포함한다.
일부 실시예에서, 장치는 건축용 제품이다.
일부 실시예에서, 장치는 건축용 창이다.
일부 실시예에서, 장치는 자동차용 창이다.
본 개시의 기술 사상 및 다양한 원리로부터 실질적으로 벗어남 없이 본 개시의 상술된 실시예에 많은 변형 및 수정이 이루어질 수 있다. 그러한 모든 변형 및 수정은 본 개시의 권리 범위 내에서 여기서 포함되고 다음 청구범위에 의해 보호되는 것으로 의도된다.
창 100 프레임 16
밀봉부 18 LC 패널 10
제1 유리층(예를 들어, 두껍게 템퍼링된 SLG, 두께 >3mm) 12
제2 유리층(예를 들어, 두껍게 템퍼링된 SLG, 두께 >3mm) 14
LC 셀 20 LC 셀의 제1 측면(주요 표면) 22
제1 중간층 26 제1 유리 시트 30
제1 전극 32 제1 전도성 층 34
LC 영역(LC 혼합물 및 스페이서 포함) 48
스페이서 38
LC 혼합물(LC 호스트(들), 분자(들), 염료(들), 첨가제 포함) 36
제2 전도성 층 44 제2 전극 42
제2 유리 시트 40 LC 셀의 제2 측면(주요 표면) 24
제2 중간층 28 코팅(예를 들어, 저 E 코팅) 46
LC 영역 밀봉부 52
50 무라/불연속 영역/불균일성의 예 54 셀 갭

Claims (16)

  1. LC 셀의 셀 갭에 왜곡을 부여함 없이, 라미네이션되도록 LC 셀을 구성하는 단계;
    스택을 형성하기 위해 복수의 LC 패널 구성요소 층을 조립하는 단계, 여기서 상기 스택은 LC 셀, 제1 유리층, 제2 유리층, 제1 중간층 및 제2 중간층으로 구성되고, 상기 제1 중간층은 제1 유리층과 LC 셀의 제1 주요 표면 사이에 위치되고, 그리고 제2 중간층은 제2 유리층과 LC 셀의 제2 주요 표면 사이에 위치됨;
    경화성 스택을 형성하기 위해 스택의 구성요소 층들 사이에 임의의 혼입된 공기를 제거하는 단계;
    액정 패널을 형성하기 위해 경화성 스택을 라미네이팅하는 단계;
    를 포함하며,
    LC 셀 구성을 통해, 액정 패널은 균일한 투과율을 가지도록 구성되는, 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 LC 셀의 셀 갭에 왜곡을 부여함 없이, 라미네이션되도록 LC 셀을 구성하는 단계는, 0.5 mm 내지 1 mm 이하의 두께를 가진 융합 성형 유리를 포함하는 제1 유리 시트를 사용하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 LC 셀의 셀 갭에 왜곡을 부여함 없이, 라미네이션되도록 LC 셀을 구성하는 단계는, 0.5 mm 내지 1 mm 이하의 두께를 가진 융합 성형 유리를 포함하는 제2 유리 시트를 사용하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LC 셀은 제2 유리 시트보다 두꺼운 두께를 가진 제1 유리 시트를 포함하는, 방법.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 유리 시트 및 제2 유리 시트는 동일한 두께를 가지는, 방법.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LC 셀은:
    (1) LC 셀의 셀 갭을 유지하는 것; 및
    (2) 작동 재료로서의 LC 영역 기능을 유지하면서, LC 패널에서 제1 유리층 및 제2 유리층에 의해 당겨지는 동안 유연성을 감소시키기 위해 LC 셀의 경직성(stiffness)을 증가시키는 것;
    을 달성하기에 충분한 스페이서의 단위 면적당 수로 셀 갭에 구성된 복수의 스페이서를 포함하는, 방법.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LC 셀은 셀 갭을 정의하기 위해 LC 영역의 하나 이상의 위치에 구성된 복수의 스페이서를 포함하고, 상기 스페이서는 상기 라미네이팅 단계에 응답하여 셀 갭의 변형을 방지하기 위해 LC 영역에 강성을 부여하기에 충분한 연신율 모듈러스(modulus of elongation)를 가지는, 방법.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LC 셀의 제1 유리 시트는 LC 패널에서 제1 유리층의 열 팽창 계수(CTE)에 대응하는 열 팽창 계수(CTE)로 선택되는, 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    제1 층이 소다 석회 유리일 때, 제1 유리 시트는 융합 인발 유리, 알루미노-붕규산염(alumino-borosilicate) 유리, EAGLE XG Glass, 및 Iris Glass의 군으로부터 선택되는, 방법.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 LC 셀의 제2 유리 시트는 LC 패널에서 제2 유리층의 열 팽창 계수(CTE)에 대응하는 열 팽창 계수(CTE)로 선택되는, 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    제2 층이 소다 석회 유리일 때, 제2 유리 시트는 융합 인발 유리, 알루미노-붕규산염 유리, Gorilla Glass, EAGLE XG, 및 Iris Glass의 군으로부터 선택되는, 방법.
  12. 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 있어서,
    가압 LC 셀을 제공하는 단계를 더욱 포함하는, 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    밀봉될 때 양압 LC 셀을 부여하기 위해 액정 재료 및/또는 복수의 스페이서로 과충전된 LC 셀을 더욱 포함하는, 방법.
  14. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 균일한 투과율은 인접한 투과 영역과 비교하여, 투과 영역에서 2% 이하의 차이를 포함하는, 방법.
  15. 청구항 1 내지 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 균일한 투과율은 시각적 관찰을 통해 검출되는, 방법.
  16. 청구항 1 내지 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 균일한 투과율은 분광광도계를 통해 검출되는, 방법.
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