KR20220125387A - 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(pdlc) 기반 스마트 윈도우 - Google Patents

무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(pdlc) 기반 스마트 윈도우 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우에 사용되는 전도성 소재인 ITO(희토류)를 대체하기 위한 PEDOT:PSS기술을 적용하고 나노 컬러 UV 접착기술를 이용하여 컬러 PDLC를 구현하며 AR코팅을 함으로서 98%이상의 고투과율과 1%미만의 저반사 기능을 갖는 강화유리 적용을 통하여 투명성을 향상시키고 반사도를 줄임으로서 전원 OFF시 불투명상태에서 스크린으로 활용할 수 있으며 PDLC 필름 투과율 80% 이상, 고투과율 유리 일체화시 90% 이상 투과율이 구현될 수 있는 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우를 제조하는 기술이다.

Description

무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우{Smart window based on anti-reflective color glass integrated polymer liquid crystal(PDLC)}
본 발명은 창호에 적용이 가능한 고분자 분산 액정 형 스마트 윈도우에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정을 활용해 창호에 투과-산란 기능을 부여하는 고분자 분산 액정형 스마트 윈도우에 적외선에 대한 반사 기능을 구비토록 하여 태양 에너지의 실내 유입을 효율적으로 제어하기 위한 기술이다.
스마트 윈도우(또는 글라스)란 빛 투과율을 가변적으로 조절하여 에너지 효율을 향상시켜 사용자에게는 쾌적한 환경을 제공함으로서 감성과 기능성을 동시에 만족시키는 능동형 (active) 차세대 글라스를 말하는 것으로 스마트 윈도우가 차세대의 고기능성, 고부가가치의 제품으로 각광을 받게 되면서 에너지 절약형 인텔리전트 빌딩 및 각종 운송수단용 창호, 대형표시소자 등에 사용하기 위해 스마트 재료를 이용한 제품개발이 활발하게 진행 중으로 입사광의 제어를 통해 에너지 사용 효율을 높이기 위한 적외선차폐 기술 적용 창, 전기 변색 창（Electro chromic, EC; Suspended Particle Display, SPD; Polymer Dispersed Liquid Crystal, PDLC), 온도 변색 창(Thermal Chromic, TC), 자가 세정 창, 디스플레이 창 등과 같은 다양한 형태의 기술이 있다. 이러한 스마트 윈도우 중에 건축물의 에너지 효율을 높이기 위한 기술로서 적외선의 차폐 창이나 전기 변색 창(EC, SPD), 온도 변색 창 등이 있다.
능동 소자에는 EC, SPD, PDLC 등이 있으며 PDLC는 액정으로 빛의 산란을 제어하여 창호에 On OFF 기능을 부여한다. 다른 기술에 비해 응답 속도가 빠르고 대면적화가 용이해 제품화 및 기술 개발이 많이 진행되고 있다. 그러나 PDLC의 경우 빛을 산란시키는 원리로 구동하므로 실내로 유입되는 빛을 차단하는 효과는 미비하여 에너지 효율 개선에는 기여를 못하는 문제가 있다.
수동 소자로 제작되는 차폐 기능의 기술은 적용 목적에 따라 난방 에너지 손실의 저감시키기 위해 실내 복사 에너지를 반사시키는 기술과 최근 주목 받고 있는 태양광의 유입을 막기 위해 근적외선까지 차폐하는 기술로 분류를 할 수 있다. 또한 작용 방식에 따라 반사 방식과 흡수 방식으로 분류할 수 있다. 반사 방식의 경우 금속 또는 금속 산화물을 막의 형태로 도포하여 사용하는 반사 기술과 두 종류 이상 물질의 굴절률 차를 사용하여 광학 다층막을 구성하는 기술로 분류할 수 있다. 금속 또는 금속 산화물을 사용할 경우 건물의 내측과 외측의 양방향으로 노출되어 있는 가혹한 환경에 적용되므로 신뢰성을 확보하는 것이 용이하지 않아 고도의 기술 적용이 필수이다.
또한, 액정 층을 통과하며 무작위로 산란되는 빛이 반사 층에 임의의 각도로 입사되었다가 반사되면서 제작되는 PDLC는 착색되는 문제를 가지고 있다.
상기의 스마트 윈도우를 구현하기 위한 기술에는 몇가지 유형이 있으나 PDLC 기반기술이 현재 스마트 윈도우 시장에서 가장 유력한 기술이며, 상세하게는 빛의 산란을 제어하여 창호에 on-off 기능을 부여하는 고분자 분산 액정형 스마트 윈도우에 태양광 근적외선을 반사하는 기능을 추가하기 위한 기술이다.
그러나, PDLC기반 스마트 윈도우는 기능성 Smart창, 투명 Show Window Case, 디지털 사이니지 전광판 등 다양한 응용분야에 융합하는 제품이며 시장 잠재성이 풍부하여 차세대 스마트제품으로 관심을 모으고 있으나 기존 ITO기반 PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)의 경우 내후성이 미흡하고 광 투과율의 연속적 변화, 색상 문제 및 현재까지는 가격이 높아 시장 확대에 한계가 있으며 기존 유리 부착 및 일체화시 투과도가 73% 이하로 떨어져 상용화에 어려움이 있다.
한국공개특허 제10-2019-008028호(2019년07월08일) 한국등록특허 제10-1681581(2016년11월25일)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우에 사용되는 전도성 소재인 ITO(희토류)를 대체하기 위한 PEDOT:PSS기술을 적용하고 나노 컬러 UV 접착기술를 이용하여 컬러 PDLC를 구현하며 AR코팅을 함으로서 98%이상의 고투과율과 1%미만의 저반사 기능을 갖는 강화유리 적용을 통하여 투명성을 향상시키고 반사도를 줄임으로서 전원 OFF시 불투명상태에서 스크린으로 활용할 수 있으며 PDLC 필름 투과율 80% 이상, 고투과율 유리 일체화시 90% 이상 투과율이 구현될 수 있는 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우를 제조하는 기술을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 투명 전극으로 전도성 폴리머를 사용함으로써 가격경쟁력을 확보하고 전도성 폴리머의 내후성을 강화하여 내구수명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라 초친수 코팅을 통하여 오염을 방지하는 스마트 윈도우 제조기술을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우는, 무반사 코팅이 된 강화유리 2장을 데미워터(증류수)를 이용하여 세척 및 건조한 후 2장의 유리사이에 각각 PDLC 필름을 접합하며 그 사이에 칼라원료가 포함된 레진(고분자수지)을 주입 한 후 UV경화시킴으로서 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우를 제조한다.
본 발명에 따르면, 전도성 소재인 ITO(희토류)의 수입대체가 가능한 PEDOT:PSS기술을 적용하고 98%이상의 고투과율과 1%미만의 저반사 기능을 갖는 강화유리 적용을 통하여 투명성을 향상시키고 반사도를 줄임으로서 전원 OFF시 불투명상태에서 스크린으로 활용할 수 있으며 PDLC 필름 투과율 80% 이상, 고투과율 유리 일체화시 90% 이상 투과율이 구현될 수 있는 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우를 제조하는 기술을 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우의 공정도이다.
도 2는 기존 발명에서 제시되는 고분자 분산 액정형 스마트 윈도우의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우 구성도이다.
도 4는 본 발명의 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우의 제어상태도이다.
도 5는 본 발명의 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우의 사례이다.
도 6은 일반적으로 제조되는 고분자 분산 액정형 스마트 윈도우의 특성을 나타내는 표이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 각 도면에 대하여, 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우의 공정도를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 무반사 코팅이 된 강화유리 2장을 데미워터(증류수)를 이용하여 세척 및 건조한 후 2장이 유리에 각각 PDLC 필름을 접합하며 그 사이에 칼라원료를 포함한 레진(수지)을 주입 한 후 나노칼라 UV접착기술을 이용하여 경화시키는 것으로 상기 5mm 두께를 갖는 2장의 강화된 원판유리가 코팅 자동화 공정에 투입되면 가장 먼저 표면의 이물질 제거를 위한 세척공정, 세척 후 표면을 건조시켜 광확산 및 눈부심 방지 등을 위한 반사방지막을 형성시키기 위하여 AR(Anti Reflective)) 코팅층을 형성하고 1장의 강화유리에 대해서는 상부에 자정작용 기능 및 초친수 기능 등의 오염방지기능을 갖는 나노 무기소재를 이용한 코팅을 형성하고 상기 코팅층이 형성된 다른 한쪽면에는 광확산을 기능을 포함한 다양한 칼라를 제어하는 100μm 정도의 두께의 칼라 코팅층 형성을 위한 스크린 프린팅을 진행한다.
상기의 AR코팅층과 나노 무기코팅층을 형성한 후 다른 한쪽면에 칼라 안료가 유리위에 부착되면 이를 경화시키기 위하여 건조 또는 소성을 1차로 550℃ 미만에서 열처리하는 공정을 진행하며 이후 나노 무기소재의 경화와 유리의 강화를 위해 2차로 800℃이하의 온도에서 열처리를 진행한다. 이후 표면 경도를 높이기 위해 냉각단계를 거친 후 검사하는 공정을 통하여 본 발명에서 사용되는 칼라유리가 완성된다.
상기 나노 무기소재의 코팅에 대하여 상세히 설명하면 나노 무기소재는 하기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트 중 적어도 하나 이상 10 ~ 85 중량부; 인산(H3PO4) 0.1 ~ 1 중량부; 무기안료분산액 5 ~ 10 중량부; 강염기 0.5 ~ 5 중량부; 및 물(H2O) 4 ~ 84 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 무기소재을 제공한다:
[화학식 1] xNa2OySiO2nH2O
[화학식 2] xK2OySiO2nH2O
[화학식 3] xLi2OySiO2nH2O
상기 화학식 1 내지 화학식 3에서, x 및 y는 각각 0.01 ~ 500이며, n은 1 ~ 20의 자연수이다.
또한, 상기 나노 무기소재는, 무기 도료 조성물 100 중량부 기준으로, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트 중 적어도 하나 이상 10 ~ 85 중량부; 인산(H3PO4) 0.1 ~ 1 중량부; 무기안료분산액 5 ~ 10 중량부; 강염기 0.5 ~ 5 중량부; 및 물(H2O) 4 ~ 84 중량부;를 포함하는 것일 수 있다.
여기서, 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트는, 나노 무기소재 100 중량부 기준으로, 각각 12 ~ 40 중량부, 1 ~ 30 중량부, 및 12 ~ 40 중량부로 포함되는 것일 수 있다.
그리고, 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트는, 각각 고형분의 함량이 25% ~ 50%, 15% ~ 40%, 10% ~ 35%인 것일 수 있다.
상기 나노 무기소재는 pH가 8 ~ 14가 되도록 제조함으로써 바람직한 반응효율을 얻을 수 있으며, 조성물이 용액상태를 최적의 상태로 유지할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 무기 안료 분산액은 무기안료 5 내지 60 중량%와; 상기 무기 안료를 분산시키기 위한 분산제 1 내지 15 중량%와; 무기안료가 분산되는 분산매가 되는 용제 25 내지 94 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 무기안료는 산화아연, 산화타이타늄, 실버화이트, 벵갈라, 버밀리온, 카드뮴레드, 크롬옐로, 황토, 카드뮴옐로, 에메랄드녹, 산화크로뮴녹, 프러시안블루, 코발트청, 카본블랙, 철흑, 실리카백, 알루미나백, 백토, 탄산칼슘, 오레올린, 코발트 바이올렛, 세룰리안 청, 비리디안, 울트라마린 또는 이들의 조합으로 이루어진 군 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 무기 안료는 5 내지 250nm의 평균 입경을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 나노 무기소재로부터 형성된 코팅막은, ASTM D3363의 기준에 따라 측정한 연필경도가 9H, ASTM D3359의 기준에 따라 측정한 부착력이 5B, 코팅막에 물 한 방울을 떨어뜨린 후의 코팅막과 물 간의 접촉각이 20도 이하인 것일 수 있다.
상기의 공정을 상세히 설명하면 먼저 세척공정의 경우 세척시 또는 세척 후 정전기를 방지하고 원자재의 표면 친수를 극대화시키기 위하여 DI(증류수) 또는 시수를 사용하여 세척을 실시한다.
상기 세척공정이 마무리 되면 코팅층 형성을 위하여 세척시 사용된 DI를 완전하게 제거하기 위한 건조단계를 거쳐 컨베이어 등의 자동화 장비에 따라 눈부심 방지 및 광확산 등을 위한 AR 코팅층 형성 공정으로 원자재(유리)가 이동하게 된다.
상기의 AR 코팅층이 형성되면 유리 1장에 대해 AR코팅층 상부에 나노무기소재의 코팅층 형성하고 이후 2장의 유리는 각각 코팅층이 형성되지 않은 다른 한쪽면에 칼라층을 형성하기 위하여 스크린 프린팅 공정이 진행되며 스크린 프린팅 공정에서는 무연(Pb free) 저 융점 후릿트에 5-30% 정도의 칼라 안료가 혼합된 칼라의 원료를 준비하고 준비된 원료는 작업성을 높이기 위하여 원료의 점도(PaS)는 낮을수록 유리하지만 투과도와 두께 등을 제어하기 위하여 본 발명에서는 원료점도(PaS)를 100~200으로 범위를 설정하여 사용하고 최적화된 실시예로서는 150과 180을 사용하였다.
상기의 무연(Pb free) 저 융점 후릿트에 5-30% 정도의 칼라 안료를 혼합한 원료에는 20~35%의 B2O3, 9.5~24.5%의 ZnO, 5~15%의 BaO, 0.01~5%의 CaO, 5~10%의 SrO, 0.01~20%의 SiO2, 0.01~10%의 Al2O3, 5~10%의 Na2O, 0.01~5%의 K2O, 0.01~5%의 Li2O, 그리고 0.01~10%의 ZrO를 함유하며, 그 크기는 4μm 이하의 그래뉼에 칼라원료를 5-30% 정도로 혼합한 것으로 원료의 평균입도(μm)는 작을수록 투과율에 미치는 영향이 우수하기 때문에 0.5~4μm로 제어하여 사용하며 본 발명에서는 중간값인 2μm의 평균입도를 갖는 원료를 사용하였다.
상기 스크린 프린팅공정에는 칼라의 색상과 조도를 제어하기 위하여 마이크로 도트를 형성하기 위한 마스크를 이용하여 프린팅을 진행하는데 상기 마스크의 메쉬(Mesh)수는 칼라의 색상과 투과율을 제어하는 중요한 요소로서 본 발명에서는 200~300μm/in로 제어하여 사용하였지만 칼라의 조도와 색상 등을 고려하여 200μm/in이하 또는 300μm/in이상으로 제어하여 사용할 수도 있다.
또한, 스크린 프린팅 시에는 다양한 기능성을 높이기 위하여 스퀴즈가 사용되는데 스퀴즈의 경도(Squeegee Hardness)는 70~90(Shore 또는 Sh)를 사용하였고 70(Sh)이하의 경우 인쇄 번짐과 같은 문제가 발생하며 반대로 90(Sh) 이상의 경우 제판 손상의 문제가 발생할 수 있어 본 발명에서는 최적화된 80(Sh)을 사용하였고 스퀴즈 각도(Squeegee angle)는 45’이하의 경우 스퀴즈 자욱이나 원료 번짐과 같은 문제가 발생할 있고 72’ 이상의 경우 도막두께 저하로 스크린 프린팅에 의한 품질의 문제가 발생할 수 있어 본 발명에서는 68’을 사용하였다.
또한, 스크린 프린팅 시 원자재(유리 등) 또는 스퀴지의 속도는 빠를수록 균일성(Uniformity)이 떨어지기 때문에 이러한 문제점을 극복하기 위하여 본 발명에서는 프린팅 스피드(Printing Speed)를 15~35mm/sec로 제어하여 프린팅을 하였으며 최적회된 프린팅 스피드는 중간값인 25mm/sec를 이용함으로서 최적화된 품질을 유지할 수 있도록 하였다.
또한, Off-contact(mm)의 경우 4~6mm를 활용하지만 6보다 높을시 번짐현상 발생할 수 있어 5mm을 기준으로 번짐현상이 발생하지 않도록 제어하였다.
본 발명에서 사용되는 최적화의 의미는 다양하고 많은 실험을 통하여 경험치로 확보한 것으로 환경과 조건에 따라 수치화된 범위는 일정부분 차이가 있을 수 있다.
상기의 스크린 프린팅 공정이 마무리되면 다음단계로 건조 또는 소성과정으로 진행하며 일반적으로 칼라 원료는 520℃ 이상에서 결정화가 이루어지기 때문에 원료의 종류에 따라 520℃ 이하에서 건조를 위한 열처리를 진행하며 본 발명에서는 520℃이하에서 1분이내의 건조를 위한 열처리를 진행한 후 나노 무기소재를 코팅하고 800℃ 이하에서 5분 이내의 유리의 강화와 나노 무기소재의 경화를 위해 별도의 유리의 강화를 위한 열처리 없이 연이어 이루어질 수 있도록 하여 공정 단순화를 시킬 수 있다.
상기의 열처리과정은 AR코팅된 유리의 다른 한쪽면에 칼라 원료를 스크린 프린팅 방법에 의해 부착시킨 후 1차로 550℃미만에서 칼라 원료의 건조를 위해 1분 이내의 열처리에 의해 건조시키며 이후 AR코팅층 위에 나노 무기소재를 코팅하여 2차로 680~800 ℃ 소부온도에 이르게 하여 유리의 열적 강화와 동시에 나노 무기소재의 경화를 위한 소성을 진행할 수 있으며 AR코팅과 나노무기코팅 및 스크린 프린팅에 의한 칼라코팅을 마무리 한 후 1차와 2차 열처리를 진행함으로서 소성공정을 단순화할 수도 있다. 상기와 같이 열처리과정은 코팅층의 형성과정에 따라 열처리와 코팅순서를 가장 최적으로 단순화시키거나 품질등을 고려하여 순서를 바꾸어 진행할 수 있다.
상기의 소성 또는 건조공정이 진행된 후 표면 경도를 높이고 유리의 강화를 위하여 급냉과정을 진행하는데 본 발명에서는 팬(Fan)을 이용하는 공냉 방식을 채택하여 급냉시킴으로서 경도를 높이는 과정을 진행하였지만 공냉방식과 다른 다양한 냉각방식을 사용할 수 있음을 물론이다.
상기의 모든 과정이 진행한 후 코팅된 원자재의 색상 등에 문제점이 없는지 검사를 진행하고 특별한 문제점이 발견되지 않을 경우 코팅된 원자재를 적재하여 포장/출하함으로서 칼라 유리의 제조 공정을 마무리 할 수 있다.
또한, PDLC는 ITO대신 PEDOT:PSS기술을 적용하여 PET 기재를 이용하여 필름형상으로 제조가 가능하다. PEDOT는 폴리 3,4-에칠렌디옥시티오펜을 나타내며 통상 PEDOT:PSS(poly 3,4-ethylenedioxythiophene:polystyrene sulfonate)라는 두 이오노머(ionomer)의 폴리머 혼합물의 형태로 많이 사용된다. PEDOT은 전도성 고분자의 일종으로, 원료와 같은 액체 형태로 만들어 쉽게 인쇄 방식으로 도전 패턴을 구현할 수 있다. 이런 도전 패턴은 가볍고 견고하며 굽힘 가능한 특성 및 화학적 내구성이 높다는 이점을 가진다.
또한, 본 발명에서는 다양한 색상의 칼라유리를 표현하기 위하여 한국 공업표준 규격인 CMYK 조색시스템에 의해 다양한 색상으로 조색이 가능하고 한국 공업표준 규격인 CMYK 조색시스템에 의해 다양한 색상으로 조색하는 방법으로는 스크린 프린팅시에 CMYK 조색시스템을 이용한 원료를 이용하여 프린팅을 진행하고 프린팅 된 색상의 내구성을 확보하기 위하여 프린팅된 유리 상부에 투명한 아크릴폼으로 형성된 양면 테이프 형태의 스페이서를 유리위에 부착시키고 투명한 유리를 상기의 스페이서가 부착된 유리위에 합착 후 양쪽 모서리부분을 롤러형 압착기에 상기 합착된 유리를 3-5kg/m2의 압력으로 압착하고 스페이서에 의해 형성된 공간사이에 UV경화형 접착제인 고분자 레진을 주입함으로서 스크린 프린팅에 의해 인쇄된 면이 외부로 노출되지 않도록 하여 내구성을 확보하며 자외선을 이용한 경화 후 검사가 완료되면 다양한 색상의 투명한 패턴의 칼라가 적용된 유리가 제조될 수 있다.색상을 조색하기 위한 또 다른 하나의 시스템은 상기에 나타난 바와 같이 스크린 프린팅에 의해 제조된 서로 다른 색상을 가지는 유리를 합착하는 것으로 투명한 유리를 합착하는 상기의 방식과 다르게 다른 색상을 가지는 유리를 합착하는 것으로 유지보수 또는 생산성 향상을 위하여 가장 적합한 형태의 칼라 접합유리를 제조할 수 있다.
본 발명에서는 상기 제조된 칼라유리와 필름형 PDLC사이에 스페이서를 이용하여 부착하고 스페이서의 공간에는 칼라원료를 포함한 고분자 레진을 충진하여 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우를 완성할 수 있다.
상기의 공정에서 사용되는 스페이서는 PET 또는 알크릴 폼 기재를 이용할 수 있으며 기재의 두께는 0.5~1.5mm 범위로서 240(gf/10mm) 이상의 점착력을 갖고 두께는 0.1~0.2(mm)의 범위인 아크릴릭의 점착제 유형으로 형성되어 인장강도 3(kgf/10mm)과 신장율 60%이상, 절연파괴전압은 4(KV)이상이며 내열도는 130(℃) 이상의 특성을 갖도록 하였다.
본 발명의 또 다른 실시예로서 2장의 유리기판 한쪽 면상에 AR코팅층을 형성하고 그 중 1장에 대해 AR코팅층 상에 나노 무기코팅층을 형성한 후 1차로 100±10℃에서 건조하는 공정을 진행하고 이후 나노 무기소재의 완전 경화와 유리의 강화를 위해 2차로 800℃이하의 온도에서 열처리를 진행한 후 표면 경도를 높이기 위해 냉각단계를 거친 2장의 유리기판 사이에 상기에서 제조된 필름형 PDLC를 합체하기 위하여 필름형 PDLC 상에 상기의 스페이서를 구성하고 스페이서로 만들어진 공간에 칼라원료가 포함된 고분자 레진을 충진하여 나노 칼라 UV접착기술을 이용한 경화 후 검사가 완료되면 다양한 색상의 투명한 패턴의 칼라가 적용된 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우를 완성할 수도 있다.
상기의 나노 칼라 UV접착기술은 100nm이하의 입자로 구성되어 가시광선 투과율이 매우 높은 칼라원료가 포함되어 있는 고분자 레진을 자외선을 이용하여 접착하는 기술로서, 상기의 칼라원료가 포함된 고분자 레진은 Cu[Fe,Mn]O4 , FeOOH, Fe2O3, CoAl2O4, ZnFe2O4, Fe2O3을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Claims (8)

  1. 스마트 윈도위 제조에 있어서,
    유리투입단계;
    유리세척단계;
    상기 세척 후 잔여수분제거를 위한 건조단계;
    AR코팅단계;
    상기 AR코팅된 면에 나노무기코팅하는 단계;
    상기 코팅된 유리의 반대면에 칼라원료를 이용한 스크린프린팅 단계;
    상기 코팅된 소재의 경화 및 유리의 열적 강화를 위한 소성단계;
    상기 소성 후 강화된 2장의 유리사이에 스페이서 부착 후 PEDOT:PSS기술이 적용된 PDLC필름을 안착하는 단계;
    상기 스페이서로 제공된 공간에 고분자 수지를 충진하는 단계;
    상기 고분자 수지 충진 후 나노 컬러 UV 접착기술을 이용한 경화단계;를 통하여 제조되는 것을 특징으로 하는 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우.
  2. 스마트 윈도위 제조에 있어서,
    유리투입단계;
    유리세척단계;
    상기 세척 후 잔여수분제거를 위한 건조단계;
    AR코팅단계;
    상기 AR코팅된 면에 나노무기코팅하는 단계;
    상기 코팅된 소재의 경화 및 유리의 열적 강화를 위한 소성단계;
    상기 소성 후 강화된 2장의 유리사이에 스페이서 부착 후 PEDOT:PSS기술이 적용된 PDLC필름을 안착하는 단계;
    상기 스페이서로 제공된 공간에 칼라원료를 포함한 고분자 수지를 충진하는 단계;
    상기 고분자 수지 충진 후 나노 컬러 UV 접착기술을 이용한 경화단계;를 통하여 제조되는 것을 특징으로 하는 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 칼라원료는 Cu[Fe,Mn]O4, FeOOH, Fe2O3, CoAl2O4, ZnFe2O4, Fe2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 소성단계는 1차로 칼라원료의 건조를 위해 550℃ 미만의 열처리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우.
  5. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스페이서는 PET 또는 알크릴 폼 기재로 기재의 두께는 0.5~1.5mm, 0.1~0.2(mm)두께의 240(gf/10mm) 이상의 점착력을 가지며, 3(kgf/10mm)이상의 인장강도와 60%이상의 신장율, 4(KV)이상의 절연파괴전압 및 130(℃) 이상의 내열도를 갖는 것을 특징으로 하는 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    스마트 윈도우는 전원 OFF시 불투명상태에서 스크린으로 활용하는 것을 특징으로 하는 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 PDLC 필름의 투과율은 80% 이상인 것을 특징으로 하는 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스마트 윈도우는 98%이상의 투과율과 1%미만의 저반사 기능을 갖는 강화유리 적용하여 90%이상의 투과율을 갖는 것을 특징으로 하는 무반사 컬러유리 일체형 고분자액정(PDLC) 기반 스마트 윈도우.
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