KR20240039333A - Local dimming transmittance variable liquid crystal cell and curved transmittance variable film cell comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로컬 디밍 투과도 가변 액정셀 및 이를 포함하는 투과도 가변 필름셀에 관한 것으로, 특히 외부 점광원에 대한 회절현상이 없고, 전압 비인가 시 화소전극 간격의 비전도 영역에 선형 얼룩이 최소화되고, 아이웨어와 같이 곡면형 광학 기재의 내측 곡면에 투과도 가변 필름셀을 부착 시 액정이 포함된 액정셀 내부에서의 액정 뭉침 또는 기포 발생을 효과적으로 방지할 수 있도록 액정셀의 상하에 제공되는 점착제층의 점탄성 특성을 제어할 수 있는 패시브 구동 로컬 디밍 투과도 가변 액정셀과 필름셀을 제공한다.The present invention relates to a local dimming variable transmittance liquid crystal cell and a variable transmittance film cell including the same. In particular, there is no diffraction phenomenon for external point light sources, linear stains are minimized in the non-conductive area of the pixel electrode gap when no voltage is applied, and eyewear As shown, when attaching a variable transmittance film cell to the inner curved surface of a curved optical substrate, the viscoelastic properties of the adhesive layer provided on the top and bottom of the liquid crystal cell are adjusted to effectively prevent liquid crystal agglomeration or bubble generation inside the liquid crystal cell containing liquid crystal. It provides controllable passively driven local dimming transmittance variable liquid crystal cells and film cells.
Description
본 발명은 투과도 가변 액정셀 및 이를 포함하는 투과도 가변 필름셀에 대한 것으로, 보다 상세하게는 곡면형 광학 기재의 내측 곡면에 부착할 수 있으며, 영역 별로 투과도를 가변시킬 수 있는 투과도 가변 액정셀 및 이를 포함하는 투과도 가변 필름셀에 관한 것이다.The present invention relates to a variable transmittance liquid crystal cell and a variable transmittance film cell including the same. More specifically, a variable transmittance liquid crystal cell that can be attached to the inner curved surface of a curved optical substrate and can vary the transmittance for each region and the same. It relates to a film cell containing variable transmittance.
최근 인간에게 가상환경을 체험하도록 도와주는 각종 표시장치가 개발되고 있는데 그 대표적인 예로서 가상현실(Virtual Reality,VR)장치와 증강현실(Augmented Reality, AR)을 들 수 있다. Recently, various display devices that help humans experience virtual environments have been developed, and representative examples include virtual reality (VR) devices and augmented reality (AR).
가상현실장치는 가상적인 이미지를 표시장치에 구현해주는 디바이스이며, 증강현실장치는 실제 현실 이미지에 가상 이미지를 부가하여 표시장치에 정보를 제공해주는 디바이스를 의미한다. A virtual reality device is a device that implements a virtual image on a display device, and an augmented reality device is a device that provides information to a display device by adding a virtual image to a real image.
특히 증강현실장치에 사용되는 표시장치는 사용자가 현실세계의 이미지를 직접 볼 수 있도록 투명도와 선명도가 보장되어야 할 뿐 아니라 가상 이미지가 중첩되어 나타나는 부분의 시인성도 확보되어야 할 필요가 있다. In particular, the display device used in the augmented reality device must not only ensure transparency and clarity so that the user can directly view images of the real world, but also must ensure visibility of the part where the virtual image appears overlapping.
그러나 실제로는 현실세계의 이미지가 밝을수록 현실 이미지 상에 중첩되어 나타나는 가상 이미지의 표시 강도가 상대적으로 낮아져서 사용자가 경험하는 가상 정보의 시인성이 악화되는 문제가 발생한다. However, in reality, the brighter the image of the real world, the lower the display intensity of the virtual image overlaid on the real image, resulting in a problem that the visibility of the virtual information experienced by the user deteriorates.
투과도 가변 필름셀은 외부 전기 에너지 인가 유무에 따라 필름을 투과하는 가시광선 등 전자기파의 투과도를 가변시킬 수 있는 복합 필름을 의미한다.A variable transmittance film cell refers to a composite film that can vary the transmittance of electromagnetic waves, such as visible light, penetrating the film depending on whether external electrical energy is applied.
이색성 염료가 혼합된 액정을 이용한 투과도 가변 필름셀은 대향 배치된 2장의 전극 필름(예를 들어, 기재 필름 상에 전극층과 배향막층이 형성된 구조를 가짐)과 외곽 봉지부가 형성하는 공간 내에 이색성 염료가 혼합된 액정층을 포함할 수 있고, 전압의 인가 유무에 따라 액정이 배향함과 동시에 이색성 염료도 배향하며 투과도를 가변할 수 있다.A variable transmittance film cell using liquid crystal mixed with a dichroic dye has a dichroic effect in the space formed by two opposing electrode films (for example, an electrode layer and an alignment layer formed on a base film) and an outer encapsulation part. It may include a liquid crystal layer mixed with a dye, and the liquid crystal may be aligned depending on whether voltage is applied or not, and the dichroic dye may also be aligned and the transmittance may be varied.
투과도 가변 디바이스는 외부에서 유입되는 빛의 투과와 차단이 용이하여, 건축용 스마트 윈도우, 자동차용 선루프와 측면유리 및 투명 디스플레이의 차광판 등으로 활용될 수 있다. 또한, 바이크용 윈드 쉴드, 스포츠용 스마트 글라스 등과 같은 아이웨어 제품과 증강현실용 아이웨어의 정보 시인성 향상 목적으로도 활용될 수 있다. 다만, 기존의 투과도 가변 필름셀은 필름셀 전체 가시 영역에서의 일률적인 투과도 가변 제어만이 가능하므로, 필름셀의 일부분 영역만 선택적으로 투과도를 가변 제어(local dimming)할 수 있는 기술이 요구된다.Variable transmittance devices can easily transmit and block light coming from outside, so they can be used as smart windows for buildings, sunroofs and side glasses for automobiles, and light shields for transparent displays. In addition, it can be used to improve information visibility in eyewear products such as windshields for bikes, smart glasses for sports, and eyewear for augmented reality. However, existing variable transmittance film cells can only uniformly control variable transmittance in the entire visible area of the film cell, so a technology that can selectively control variable transmittance (local dimming) in only a portion of the film cell is required.
본 발명은 전술한 증강현실장치의 시인성 문제를 효과적으로 개선하기 위한 것으로, 투과도 가변 액정셀 내의 상하 전도성기판의 전도층 패터닝을 통하여 선택적으로 원하는 가시 영역만의 투과도를 가변시킴으로써 일부 영역에 국한하여 디스플레이되는 이미지 또는 정보의 시인성을 효과적으로 개선할 수 있는 투과도 가변 필름셀을 제공하는 것에 그 목적이 있다.The present invention is intended to effectively improve the visibility problem of the augmented reality device described above. By selectively varying the transmittance of only the desired visible region through patterning of the conductive layer of the upper and lower conductive substrates in the transmittance variable liquid crystal cell, the display is limited to a certain region. The purpose is to provide a film cell with variable transmittance that can effectively improve the visibility of images or information.
또한, 본 발명에서는 투과도 가변 액정셀 내의 상하 투명 전도성 기판의 투명 전도층만을 패터닝하여 화소전극과 배선전극을 구현하였으며, 이때 화소전극 간 비전도 영역의 간격이 시인되지 않도록 설정하고, 배선 전극의 선폭과 배선 전극 사이의 비전도 영역의 간격을 설정하여 액정셀 가장자리(베젤부)의 폭이 지나치게 넓어지거나, 전기적인 신호로 제어하는데 문제가 발생하지 않도록 투과도 가변 액정셀을 구성하는 것에 또 다른 목적이 있다.In addition, in the present invention, pixel electrodes and wiring electrodes were implemented by patterning only the transparent conductive layers of the upper and lower transparent conductive substrates in the variable transmittance liquid crystal cell. At this time, the gap in the non-conductive area between the pixel electrodes was set so that it was not visible, and the line width of the wiring electrode was set so that it was not visible. Another purpose is to configure a liquid crystal cell with variable transmittance so that the width of the edge (bezel part) of the liquid crystal cell does not become too wide or problems occur in control with electrical signals by setting the gap of the non-conductive area between the and wiring electrodes. there is.
한편, 기존에 투과도 가변 필름셀 전체 면적에 전압을 부과하는 방식으로 전면적 투과도 가변(overall dimming)을 달성하는 것에서 더 나아가서, 본 발명에서는 선택적으로 원하는 면적에만 전압을 부과하여 국부적 투과도 가변(local dimming)을 달성하는 것을 목적으로 한다.Meanwhile, in the present invention, going further than achieving overall dimming by applying a voltage to the entire area of the transmittance variable film cell, the present invention achieves local dimming by selectively applying a voltage only to a desired area. The purpose is to achieve.
이와 관련, 종래에는 국부적 투과도 가변을 용이하고 효과적으로 구현하기 위하여, 제1(상부) 투명 기판 위의 제1 픽셀전극과 제2(하부) 투명 기판 위의 제2 픽셀전극으로 ITO(indium tin oxide) 등과 같은 투명한 전극을 사용하고, 상기 픽셀전극에 스캔신호와 데이터신호를 인가하기 위해서 별도의 불투명 금속전극재료를 사용하였다. 또한 스캔라인과 데이터라인은 픽셀전극에 인접한 다른 층(필름 두께 방향으로 다른 층을 의미함)에 추가로 패터닝하여 제1 픽셀전극과 스캔라인 또는 제2 픽셀전극과 데이터라인의 전기적 연결을 구현하였기 때문에, 제조 공정이 복잡하여 컴팩트한 광학 기기에 적용하기 곤란하고 광학적으로 회절 패턴이 발생하는 단점이 존재하였다.In this regard, conventionally, in order to easily and effectively implement local transmittance variation, ITO (indium tin oxide) is used as the first pixel electrode on the first (upper) transparent substrate and the second pixel electrode on the second (lower) transparent substrate. Transparent electrodes such as the like were used, and a separate opaque metal electrode material was used to apply scan signals and data signals to the pixel electrodes. In addition, the scan line and data line are additionally patterned on another layer (meaning another layer in the film thickness direction) adjacent to the pixel electrode to realize electrical connection between the first pixel electrode and the scan line or the second pixel electrode and the data line. Therefore, the manufacturing process was complicated, making it difficult to apply it to compact optical devices, and there were disadvantages in that optical diffraction patterns were generated.
상술한 문제점 해결 및 목적 달성을 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 단순한 레이저 패터닝 또는 포토리소그라피 패터닝 방법 등으로 상기 상하 투명기판 위에 형성된 투명전극층만을 패터닝하여 제1 픽셀전극과 스캔라인, 제2 픽셀전극과 데이터라인의 일체화된 패턴(patterned) 전극층 구조를 형성하여, 투명한 배선전극 즉 투명한 스캔라인과 데이터라인으로도 안경 내지 고글 등 광학기재의 투과도 가변부에 대하여 국부적 투과도 가변(local dimming)을 구현하였다.In order to solve the above-described problem and achieve the purpose, in a preferred embodiment of the present invention, only the transparent electrode layer formed on the upper and lower transparent substrates is patterned using a simple laser patterning or photolithography patterning method to form the first pixel electrode, scan line, and second pixel. By forming an integrated patterned electrode layer structure of electrodes and data lines, local dimming of the transmittance of optical devices such as glasses or goggles is realized using transparent wiring electrodes, that is, transparent scan lines and data lines. did.
본 발명에 바람직한 구현예에 따른 국부적 투과도 가변 필름셀의 경우, 패시브(passive) 구동이 가능하도록 상하 투명기판 각각에 픽셀전극과 배선전극 모두 동일층에 위치하고, 동일 투명 전극재료를 사용할 수 있다는 점에 주요한 특징이 있다. 따라서, 픽셀전극과의 전기적 연결을 하기 위한 배선전극, 즉 스캔라인과 데이터라인을 별도의 층 위치에, 별도의 전극재료층으로 형성하지 않고도 국부적 투과도 가변 구현이 가능한 장점이 있다. 본 발명의 투명 배선전극은 투과도 가변영역인 픽셀 전극부 가장자리(베젤) 영역으로 적절하게 분배함으로써 투명 배선전극의 길이와 단면적(두께x선폭)으로 인한 전기적 손실 즉 저항에도 불구하고 증강현실용 아이웨어 및 고글 등 광학기기의 국부적 투과도 가변을 구현하는 데 문제가 없음을 확인하였다. 또한 기존의 패시브(passive) 내지 액티브(active) 구동 방식의 로컬 디밍 투과도 가변셀에서 가시 영역에 적용하던 불투명 배선전극 즉 불투명 스캔라인과 테이터 라인은 불가피하게 규칙적으로 배치되는데, 이는 외부 점광원의 회절을 야기하여 시인성을 악화시킨다. 반면 본 발명의 투명 픽셀전극과 투명 배선전극은 외부 점광원의 회절을 효과적으로 저감시키는 장점을 가지고 있다. In the case of a film cell with variable local transmittance according to a preferred embodiment of the present invention, both the pixel electrode and the wiring electrode are located on the same layer on each of the upper and lower transparent substrates to enable passive operation, and the same transparent electrode material can be used. There are major features. Therefore, there is an advantage that local transmittance can be varied without forming the wiring electrodes for electrical connection with the pixel electrode, that is, the scan line and the data line, at separate locations and as separate electrode material layers. The transparent wiring electrode of the present invention is properly distributed to the edge (bezel) of the pixel electrode, which is a variable transmittance area, so that it can be used in augmented reality eyewear despite electrical loss, or resistance, due to the length and cross-sectional area (thickness x line width) of the transparent wiring electrode. It was confirmed that there was no problem in implementing local transmittance variation of optical devices such as goggles and goggles. In addition, in the local dimming transmittance variable cell of the existing passive or active driving method, the opaque wiring electrodes, that is, the opaque scan lines and data lines, applied to the visible area are inevitably arranged regularly, which causes diffraction of external point light sources. This causes visibility to deteriorate. On the other hand, the transparent pixel electrode and transparent wiring electrode of the present invention have the advantage of effectively reducing diffraction of external point light sources.
따라서 본 발명은 선택적으로 국부적 투과도 가변을 가능케하여 어떤 환경에서나 가상 이미지의 시인성을 향상시킬 뿐만 아니라 제품 층구조를 단순화하고, 제조공정 단계를 줄여 제조비를 저감하고, 광학적으로 외부 점광원에 대한 회절현상을 저감하는 효과가 있다. Therefore, the present invention not only improves the visibility of virtual images in any environment by selectively changing local transmittance, but also simplifies the product layer structure, reduces manufacturing costs by reducing manufacturing process steps, and optically reduces the diffraction phenomenon for external point light sources. It has the effect of reducing.
또한 증강현실용 아이웨어 및 고글 등 곡면형 광학기기의 곡면기재에 부착 시 문제가 되던 액정뭉침 및 기포 발생을 효과적으로 개선할 수 있으므로, 로컬 디밍 투과도 가변 필름셀이 부착된 광학 기기의 상품성을 개선할 수 있는 효과가 있다.In addition, it can effectively improve liquid crystal agglomeration and bubble generation, which are problems when attached to the curved substrate of curved optical devices such as augmented reality eyewear and goggles, thereby improving the marketability of optical devices with local dimming variable transmittance film cells attached. There is a possible effect.
또한, 본 발명에 따른 국부적 투과도 가변 필름셀을 활용할 경우, 투명전극층을 패터닝하여 픽셀전극과 배선전극으로 동일층 위치에서 분할한 것과 곡면 기재에 적용을 위하여 점착제층들의 기계적 물성을 변경한 것을 제외하고 기존 필름셀의 적층 구조 내 개별 층을 변경하지 않고도 로컬 디밍을 구현하고 회절현상을 저감하고 액정셀 내부의 액정뭉침과 기포 발생을 효과적으로 개선할 수 있고, 제조 공정이 단순화되어 제조 원가를 저감할 수 있는 장점이 있다.In addition, when using the local transmittance variable film cell according to the present invention, except that the transparent electrode layer is patterned and divided into pixel electrodes and wiring electrodes at the same layer location and the mechanical properties of the adhesive layers are changed for application to the curved substrate. Local dimming can be implemented, diffraction phenomenon can be reduced, and liquid crystal agglomeration and bubble generation inside the liquid crystal cell can be effectively improved without changing the individual layers within the stacked structure of the existing film cell. The manufacturing process can be simplified to reduce manufacturing costs. There is an advantage.
또한, 기존의 투과도 가변 필름셀의 기본적인 적층 구조를 유지할 수 있으므로, 기존의 생산 설비 및 공정 기술을 그대로 활용할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the basic stacked structure of the existing variable transmittance film cell can be maintained, there is an advantage in that existing production equipment and process technology can be utilized as is.
도 1은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 투과도 가변 필름셀을 예시적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 액정셀의 세부 구조를 예시적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 가로 전극 패턴부를 포함하는 제1 전극층의 예를 나타낸 것이고, 도 4는 도 3의 I-I' 단면을 도시하고 있는 것이다.
도 5는 세로 전극 패턴부를 포함하는 제2 전극층의 예를 나타낸 것이고, 도 6은 도 5의 II-II' 단면을 도시하고 있는 것이다.
도 7은 화소전극 패턴부와 배선전극(스캔라인 및 데이터라인)의 선폭과 간격과 선길이의 효과를 평가하기 위한 패턴화된 투명전극기판의 예이다. 도 7(a)는 제1 화소전극 패턴부와 스캔라인과 유연인쇄회로기판(FPCB) 연결 패드로 구성된 패턴화된 전극기판의 예이며, 도7(b)는 제2 화소전극 패턴부와 데이터라인과 유연인쇄회로기판(FPCB) 연결 패드로 구성된 패턴화된 전극기판의 예이다.
도 8(a) 내지 도 8(d)에서는 아이웨어용 투과도 가변 액정셀에서 각 전극층의 배선전극 및 이에 연결되는 스위칭 구동부가 아이웨어 프레임 내에 내재화된 또는 액정셀의 실링부 영역에 내재화된 예를 도시하고 있다.
도 9는 본 발명의 바람직한 구현예에 따라 구동되는 투과도 가변 액정셀의 예를 도시한 것으로, 투과도를 가변시키고자 하는 픽셀 영역에 해당하는 패턴 전극에 전압을 인가하여 선택적인 투과도 가변을 실시하는 예를 도시하고 있다.
도 10는 본 발명의 바람직한 구현예에 따라 도7(a)와 도7(b)의 패턴화된 투명전극기판을 이용하여 제조한 5x5 매트릭스 로컬 디밍 투과도 가변 액정셀의 사진을 나타낸 것으로, 투과도를 가변시키고자 하는 픽셀 영역에 해당하는 패턴 전극에 전압을 인가하여 선택적인 투과도 가변을 실제 구현한 예이다.
도 11에서는 배선부 영역의 폭을 최적화하기 위하여 데이터 라인을 2개 그룹으로 구분하여 각각 상하로 형성한 예를 도시하고 있다.
도 12는 곡면을 갖는 아이웨어의 내측 곡면에 부착 가능한 형태로 재단된 투과도 가변 필름셀을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 13은 곡면을 갖는 광학 제품에 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 투과도 가변 필름셀이 부착되는 합지 공정을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 투과도 가변 필름셀이 부착된 곡면형 광학 제품의 단면을 도시한 것이다.
도 15는 기능성 필름이 추가로 합지된 곡면형 광학 제품의 단면을 도시한 것이다.
도 16 및 도 17은 액정셀 상하의 점착제층 각각의 기계적 특성을 달리하여 곡면형 광학제품의 내측 표면에 부착 시 필름셀 단면외곽(contour)의 모양을 비교하기 위한 단면도로, 도 16은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 투과도 가변 필름셀이 곡면형 광학제품에 부착된 예를 도시한 것이고, 도 17은 이에 대한 비교예로서, 동일하게 탄성이 매우 큰 2개의 점착제층에 의하여 투과도 가변 필름셀이 곡면형 광학제품의 내측 곡면에 부착된 예를 도시한 것이다.
도 18은 도 16의 실시예와 도 17의 비교예에서 휨 각도의 차이가 발생하는 것을 개념적으로 도시하고 있는 것이다.
도 19는 액정셀과 그 상하에 적층된 점착제층으로 구성된 필름셀이 곡면으로 휘어졌을 때 중립면이 액정셀의 중심에 위치하는 예를 개념적으로 도시한 단면도이다.
도 20은 도 19의 예에 비하여 중립면이 하향 이동되어 압축 영역이 감소된 예를 개념적으로 도시한 단면도이다.
도 21은 복수의 필름들이 적층된 구조에서 중립면의 위치를 산출하기 위한 주요 파라미터들을 표시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a variable transmittance film cell according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view exemplarily showing the detailed structure of a liquid crystal cell in a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows an example of a first electrode layer including a horizontal electrode pattern portion, and FIG. 4 shows a cross section taken along line II′ of FIG. 3 .
FIG. 5 shows an example of a second electrode layer including a vertical electrode pattern portion, and FIG. 6 shows a cross section taken along line II-II′ of FIG. 5 .
Figure 7 is an example of a patterned transparent electrode substrate for evaluating the effect of the line width, spacing, and line length of the pixel electrode pattern portion and wiring electrodes (scan lines and data lines). Figure 7(a) is an example of a patterned electrode substrate consisting of a first pixel electrode pattern portion, a scan line, and a flexible printed circuit board (FPCB) connection pad, and Figure 7(b) is an example of a second pixel electrode pattern portion and data. This is an example of a patterned electrode board consisting of lines and flexible printed circuit board (FPCB) connection pads.
8(a) to 8(d) show an example in which the wiring electrode of each electrode layer and the switching driver connected thereto in the variable transmittance liquid crystal cell for eyewear are internalized within the eyewear frame or in the sealing area of the liquid crystal cell. It is showing.
Figure 9 shows an example of a variable transmittance liquid crystal cell driven according to a preferred embodiment of the present invention, an example of selectively varying the transmittance by applying a voltage to the pattern electrode corresponding to the pixel area for which the transmittance is to be changed. It shows.
Figure 10 shows a photograph of a 5x5 matrix local dimming transmittance variable liquid crystal cell manufactured using the patterned transparent electrode substrate of Figures 7(a) and 7(b) according to a preferred embodiment of the present invention, where the transmittance is This is an example of actually implementing selective transmittance variation by applying voltage to the pattern electrode corresponding to the pixel area to be varied.
Figure 11 shows an example in which data lines are divided into two groups and formed at the top and bottom respectively to optimize the width of the wiring area.
Figure 12 shows an example of a variable transmittance film cell cut into a shape that can be attached to the inner curved surface of eyewear having a curved surface.
Figure 13 exemplarily shows a lamination process in which a variable transmittance film cell according to a preferred embodiment of the present invention is attached to an optical product having a curved surface.
Figure 14 shows a cross section of a curved optical product to which a variable transmittance film cell is attached according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 15 shows a cross section of a curved optical product in which a functional film is additionally laminated.
Figures 16 and 17 are cross-sectional views for comparing the shape of the cross-sectional contour of a film cell when attached to the inner surface of a curved optical product by varying the mechanical properties of the adhesive layers on the top and bottom of the liquid crystal cell. Figure 16 is a cross-sectional view of the present invention. An example is shown in which a transmittance variable film cell according to a preferred embodiment is attached to a curved optical product, and Figure 17 is a comparative example, in which the transmittance variable film cell is curved by two adhesive layers having the same very high elasticity. This shows an example of attachment to the inner curved surface of a type optical product.
FIG. 18 conceptually shows the difference in bending angle between the embodiment of FIG. 16 and the comparative example of FIG. 17.
Figure 19 is a cross-sectional view conceptually showing an example in which the neutral plane is located at the center of the liquid crystal cell when a film cell composed of a liquid crystal cell and an adhesive layer laminated above and below the liquid crystal cell is bent into a curved surface.
FIG. 20 is a cross-sectional view conceptually showing an example in which the compression area is reduced by moving the neutral plane downward compared to the example in FIG. 19.
Figure 21 is a cross-sectional view showing key parameters for calculating the position of the neutral plane in a structure in which a plurality of films are stacked.
이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 따라서, 본 발명의 필수적인 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 일부 구성요소들에 대한 치환이나 변경이 이루어질 수 있다.The embodiments described below are merely intended to provide a detailed description so that a person skilled in the art can easily implement the invention, and this does not mean that the scope of protection of the present invention is limited. No. Accordingly, substitutions or changes to some components may be made without departing from the essential scope of the present invention.
이하 설명에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자나 장치를 사이에 두고 연결되어 있는 경우를 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 언급이 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the following description, when a part is said to be 'connected' to another part, this includes not only the case where it is directly connected, but also the case where it is connected with another element or device in between. Additionally, when a part is said to 'include' a certain component, this does not mean excluding other components, unless specifically stated to the contrary, but rather may include other components.
본 발명에서의 투과도 가변 필름셀은 외부 전기에너지 인가 유무에 따라 필름셀을 투과하는 가시광선 등 전자기파의 투과도를 가변할 수 있는 액정셀을 포함하는 복합필름을 의미할 수 있다. 이러한 투과도 가변 필름셀은 단독 또는 다른 광학 부품 또는 기능성 필름층에 부착되어 활용될 수 있다. The variable transmittance film cell in the present invention may refer to a composite film including a liquid crystal cell that can vary the transmittance of electromagnetic waves such as visible light passing through the film cell depending on whether external electric energy is applied. These variable transmittance film cells can be used alone or attached to other optical components or functional film layers.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 투과도 가변 필름셀의 경우, 필름셀 단독으로 사용되기 보다는 광학부품 표면 내지 기능성 필름층 등 다른 기재에 부착되어 사용가능 하도록 점착제층을 포함하여 구성될 수 있다.In addition, in the case of a film cell with variable transmittance according to an embodiment of the present invention, rather than being used as a film cell alone, it may be configured to include an adhesive layer so that it can be used by being attached to another substrate such as the surface of an optical component or a functional film layer.
따라서, 본 명세서에서 투과도 가변 필름셀이라고 하면, 액정셀과 같이 외부 전기에너지 인가 유무에 따라 전자기파의 투과도를 가변시킬 수 있는 투과도 가변용 재료층과 이러한 재료층에 전압을 인가하기 위한 투명 도전성 기재를 포함하는 복합 필름을 의미하는 것으로 정의하며, 넓게는 다른 기능성 필름층이 점착제층을 매개로 부착된 복합 필름까지 포함할 수 있다.Therefore, in this specification, a variable transmittance film cell refers to a variable transmittance material layer that can vary the transmittance of electromagnetic waves depending on the presence or absence of external electric energy, like a liquid crystal cell, and a transparent conductive substrate for applying a voltage to this material layer. It is defined to mean a composite film containing a composite film, and can broadly include a composite film to which another functional film layer is attached via an adhesive layer.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 로컬 디밍 투과도 가변 필름셀 및 이를 이용한 광학 기기를 예시적으로 설명하기로 하며, 첨부된 도면은 본 발명에 따른 로컬 디밍 투과도 가변 필름셀을 예시적으로 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명은 첨부된 도면에 따른 예로만 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, a local dimming variable transmittance film cell according to a preferred embodiment of the present invention and an optical device using the same will be exemplarily described with reference to the attached drawings. The attached drawings show a local dimming variable transmittance film cell according to the present invention. It is only for illustrative purposes, and the present invention is not limited to the examples according to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 투과도 가변 필름셀을 예시적으로 나타내는 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 투과도 가변 필름셀은 액정셀(10)과 액정셀(10)의 양측에 적층 배치되는 한 쌍의 점착제층들에 해당되는 제1 점착제층(20)과 제2 점착제층(30)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 점착제층(20)과 제2 점착제층(30)에 각각 부착되는 제1 커버층(40)과 제2 커버층(50)이 더 포함될 수 있다. 여기에서 커버층은 점착제층을 이물로부터 보호하기 위한 이형필름일 수 있으며, 다양한 기능을 부여하기 위한 기능성 필름층일 수 있다.Figure 1 exemplarily shows a variable transmittance film cell according to a preferred embodiment of the present invention. As shown in Figure 1, the variable transmittance film cell according to a preferred embodiment of the present invention includes a
도 1의 예는 본 발명의 바람직한 구현예에 대한 설명의 편의를 위해, 적층 구조를 보다 간단하게 나타낸 것으로, 도 1의 액정셀(10)은 전면적에 대하여(overall dimming) 투과도 가변 기능을 제공하기 위해 제공되는 액정층을 포함하는 셀 조립체이며, 액정셀(10)의 구체적인 구성에 대한 예시는 도 2에 도시되어 있다.The example of FIG. 1 shows the stacked structure more simply for convenience of explanation of the preferred embodiment of the present invention, and the
본 발명에서의 액정셀은 전압 등 외부에서 인가되는 전기적 신호에 의한 스위칭 동작을 통해 투과도를 가변시킬 수 있는 적층구조체이며, 액정 화합물을 포함하는 액정층을 포함할 수 있다. 이색성 염료가 포함된 액정 화합물을 사용하면 필름셀에 편광필름을 사용하지 않고도 투과도 가변 특성을 구현할 수 있다. 반면 이색성 염료를 사용하지 않으면 투과도 가변을 위하여 액정셀 상하에 두 장의 편광필름을 기능성필름으로서 사용할 수 있다. 본 발명에서는 이색성 염료가 혼합된 액정 화학물을 포함하는 경우를 예시적으로 설명하나 반드시 이에 국한된 것은 아니다. 예를 들어, 이러한 액정셀은 전압 신호와 같은 외부 신호에 따라 액정층 내 액정 화합물과 이색성 염료의 배열 상태 변화가 유도되어 투과도 가변이 가능한 구성일 수 있으며, 가령, 전압과 같은 외부 신호 인가 유무에 따라 서로 다른 투과율을 갖는 상태로 스위칭 가능한 적층 구조체를 의미하는 것일 수 있다. The liquid crystal cell in the present invention is a layered structure whose transmittance can be varied through a switching operation by an externally applied electrical signal such as voltage, and may include a liquid crystal layer containing a liquid crystal compound. By using a liquid crystal compound containing a dichroic dye, variable transmittance characteristics can be realized without using a polarizing film in the film cell. On the other hand, if dichroic dye is not used, two polarizing films can be used as functional films on the top and bottom of the liquid crystal cell to vary the transmittance. In the present invention, a case containing a liquid crystal chemical mixed with a dichroic dye is described as an example, but is not necessarily limited thereto. For example, such a liquid crystal cell may be configured to vary the transmittance by inducing a change in the arrangement state of the liquid crystal compound and dichroic dye in the liquid crystal layer depending on an external signal such as a voltage signal. For example, whether an external signal such as a voltage is applied or not. It may mean a laminated structure that can be switched into states with different transmittances depending on the state.
액정셀의 스위칭 가능한 상태 모드는 전압 인가 여부에 따라 투과 모드와 차단 모드가 결정되는 것일 수 있다. 투과 모드 상태에서는 액정셀을 포함하는 투과도 가변 필름의 투과율이 적어도 20% 이상, 25% 이상, 30% 이상, 35% 이상, 40% 이상, 45% 이상, 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 75% 이상 또는 80% 이상 정도일 수 있다. 또한, 상기 차단 모드 상태에서 투과도 가변 필름의 투과율은 60% 이하, 55% 이하, 50% 이하, 45% 이하, 40% 이하, 35% 이하, 30% 이하, 25% 이하, 20% 이하, 15% 이하, 10% 이하 또는 5% 이하일 수 있다. 투과 모드에서 투과율은 높을수록 유리하며, 차단 모드에서는 투과율이 낮을수록 유리하기 때문에, 상기 투과 모드 상태의 투과율의 상한과 차단 모드 상태의 투과율의 하한은 특별히 제한되지 않고, 일 예시에서 상기 투과 모드 상태의 투과율의 상한은 약 90%이고, 차단 모드 상태에서의 투과율의 하한은 약 3%일 수 있다. The switchable state mode of the liquid crystal cell may be one in which transmission mode and blocking mode are determined depending on whether voltage is applied. In the transmission mode state, the transmittance of the variable transmittance film containing the liquid crystal cell is at least 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, and 60%. It may be more than 65%, 70% or more, 75% or more, or 80% or more. In addition, in the blocking mode state, the transmittance of the variable transmittance film is 60% or less, 55% or less, 50% or less, 45% or less, 40% or less, 35% or less, 30% or less, 25% or less, 20% or less, 15% or less. It may be % or less, 10% or less, or 5% or less. In transmission mode, a higher transmittance is more advantageous, and in blocking mode, a lower transmittance is more advantageous. Therefore, the upper limit of the transmittance in the transmission mode state and the lower limit of the transmittance in the blocking mode state are not particularly limited, and in one example, the transmission mode state is not particularly limited. The upper limit of the transmittance may be about 90%, and the lower limit of the transmittance in the blocking mode may be about 3%.
또한, 투과율과 관련된 상태 변화는 투과 모드와 차단 모드 두 가지의 상태모드를 택일적으로 제공하는 것으로 국한되는 것은 아니며, 예를 들어 전압 제어를 통해 투과율을 원하는 수준으로 단계적으로 제어 가능하도록 다양한 상태 모드를 제공하도록 구성할 수도 있다. 투과도 가변 필름셀을 구성하기 위해 제공되는 투과도 가변 액정셀의 구조는 이미 공지된 구조를 채용할 수 있으며, 본 명세서에서는 이러한 투과도 가변 액정셀을 간단히 액정셀이라 칭하고, 이러한 투과도 가변 액정셀의 기본 구조를 첨부된 예시를 통해 간략하게 설명하도록 한다.In addition, the state change related to the transmittance is not limited to alternatively providing two state modes, a transmission mode and a blocking mode. For example, various state modes can be used to gradually control the transmittance to a desired level through voltage control. It can also be configured to provide. The structure of the variable transmittance liquid crystal cell provided to construct the variable transmittance film cell can adopt an already known structure. In this specification, such a variable transmittance liquid crystal cell is simply referred to as a liquid crystal cell, and the basic structure of the variable transmittance liquid crystal cell is Let us briefly explain through the attached example.
본 발명에서의 액정셀은 대향 배치된 2개의 투명 전도성 기판과 테두리 실링부(111)로 형성된 공간 내에 위치한 액정층을 가지는 밀폐 공간 구조로서, 투명 전도성 상하 기판에 외부 전압의 인가 여부에 따라 액정셀 내부 액정 화합물과 이색성 염료의 배향 상태를 변화시켜 투과도를 가변시킬 수 있도록 구성된 셀 조립체일 수 있다.The liquid crystal cell in the present invention is a closed space structure having a liquid crystal layer located in the space formed by two transparent conductive substrates arranged opposite each other and the
도 2의 액정셀 예시를 참조하면, 액정셀(10)은 이색성 염료를 포함하는 액정이 내부에 가두어진 액정층(110)을 기준으로 상하로 투명 전도성 기판이 적층된 구조이며, 이러한 투명 전도성 기판은 상부 기판과 하부 기판으로 구분될 수 있다. 또한, 각각의 투명 전도성 기판, 즉 상부 기판(제1 투명전도성기판)과 하부 기판(제2 투명전도성기판)은 각각 배향막(120, 130), 투명 전극층(140, 150), 투명 기재층(160, 170)이 순차적으로 적층된 구조를 가지며 액정셀(10)을 기준으로 서로 대칭적으로 적층된 것일 수 있다. Referring to the liquid crystal cell example of FIG. 2, the
예를 들어, 이러한 액정셀은 PET(polyethylene terephthalate) 필름 등으로 이루어질 수 있는 제1 기재층(160) 상에 ITO(indium tin oxide) 박막 등으로 이루어진 제1 전극층(140)과 액정 화합물에 대한 배향능을 갖는 제1 배향막(120)을 형성하고, 그 위로 액정층(110)을 주입한 구조일 수 있다. 또한, 액정층(110)의 상부로는 제2 배향막(130), ITO(indium tin oxide) 박막의 제2 전극층(150) 및 PET(polyethylene terephthalate) 필름의 제2 기재층(170)이 액정층(110)을 기준으로 대칭되게 순차적으로 적층된 구조일 수 있다.For example, such a liquid crystal cell includes a
액정셀 내의 투명 기재층으로는 플라스틱 필름 등을 사용할 수 있다. 플라스틱 필름의 구체적인 예로, TAC(triacetyl cellulose); 노르보르넨 유도체 등의 COP(cyclo olefin copolymer); PMMA(polymethyl methacrylate); PC(polycarbonate); PE(polyethylene); PP(polypropylene); PVA(polyvinyl alcohol); DAC(diacetyl cellulose); PAC(Polyacrylate); PES(polyether sulfone); PEEK(polyether ether ketone); PPS(polyphenylene sulfide), PEI(polyether imide); PEN(polyethylene naphthalate); PET(polyethylene terephthalate); PI(polyimide); PSF(polysulfone); PAR(polyarylate) 또는 비정질 불소 수지 등을 포함하는 필름이 예시될 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.A plastic film or the like can be used as a transparent base layer in the liquid crystal cell. Specific examples of plastic films include triacetyl cellulose (TAC); COP (cyclo olefin copolymer) such as norbornene derivatives; PMMA (polymethyl methacrylate); PC(polycarbonate); PE(polyethylene); PP(polypropylene); PVA (polyvinyl alcohol); DAC (diacetyl cellulose); Polyacrylate (PAC); PES (polyether sulfone); PEEK (polyether ether ketone); polyphenylene sulfide (PPS), polyether imide (PEI); PEN (polyethylene naphthalate); PET (polyethylene terephthalate); PI(polyimide); PSF (polysulfone); Examples include, but are not limited to, films containing PAR (polyarylate) or amorphous fluororesin.
또한, 전극층은 액정층의 배향 상태를 전환시킬 수 있도록 액정층에 전기적 에너지를 인가할 수 있는 공지의 투명 전극층이 적용될 수 있다. 이러한 투명 전극층의 예로는 전도성 고분자층, 전도성 금속층, 전도성 나노와이어층 또는 ITO(indium tin oxide) 등의 금속 산화물층이 사용될 수 있다. 한편, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 투명 전극층에 대한 선택적인 패터닝을 통해 액정셀 내 원하는 영역 만의 투과도를 국부적으로 가변시킬 수 있도록(local dimming) 기재층 상에 패터닝된 한 쌍의 전도성 전극 패턴층을 구비할 수 있다. 이러한 전도성 전극 패턴층은 픽셀전극과 배선전극(스캔라인 또는 데이터라인)으로 분할될 수 있다.Additionally, the electrode layer may be a known transparent electrode layer capable of applying electrical energy to the liquid crystal layer to change the orientation state of the liquid crystal layer. Examples of such a transparent electrode layer may be a conductive polymer layer, a conductive metal layer, a conductive nanowire layer, or a metal oxide layer such as indium tin oxide (ITO). Meanwhile, according to a preferred embodiment of the present invention, a pair of conductive electrode patterns are patterned on the base layer so that the transmittance of only a desired region within the liquid crystal cell can be locally varied (local dimming) through selective patterning of the transparent electrode layer. It can be provided with layers. This conductive electrode pattern layer can be divided into pixel electrodes and wiring electrodes (scan lines or data lines).
상기 배향막은 액정 화합물을 배향시키기 위해 제공되는 것으로, 액정층의 배향을 제어할 수 있는 배향력을 가질 수 있다. 배향막과 액정층의 계면에서 전압 무인가 상태에서 수평 배향 또는 수직 배향이 이루어지도록 제어할 수 있다. 전압 무인가 상태에서 액정이 수직 배향하며 이에 따라 이색성 염료도 수직배향하는 경우 수직배향(normally clear) 게스트-호스트 액정셀이라고 하며, 반대로 수평 배향하도록 하는 것은 수평배향(normally dark) 게스트-호스트 액정셀이라고 한다. 배향막으로는 액정 분자에 대한 배향력을 가지는 것으로 공지된 물질들이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 러빙 배향에 의해 배향능을 나타내는 물질 또는 광조사에 의해 배향능을 나타내는 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 러빙 배향에 의해 배향능을 나타내는 물질로는 폴리이미드(polyimide) 화합물, 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol) 화합물, 폴리아믹산(polyamic acid) 화합물, 폴리스티렌(polystyrene) 화합물, 폴리아미드(polyamide) 화합물 및 폴리옥시에틸렌(polyoxyethylene) 화합물 등이 사용될 수 있으며, 광조사에 의해 배향능을 나타낼 수 있는 물질로는 폴리이미드(polyimide) 화합물, 폴리아믹산(polyamic acid) 화합물, 폴리노르보넨(polynorbornene) 화합물, 페닐말레이미드 공중합체(phenylmaleimide copolymer) 화합물, 폴리비닐신나메이트(polyvinyl cinnamate) 화합물, 폴리아조벤젠(polyazobenzene) 화합물, 폴리에틸렌이민(polyethylene imine) 화합물, 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol) 화합물, 폴리아미드(polyamide) 화합물, 폴리에틸렌(polyethylene) 화합물, 폴리스타일렌(polystyrene) 화합물, 폴리페닐렌프탈아미드(polyphenylene phthalamide) 화합물, 폴리에스테르(polyester) 화합물, CMPI(chloromethylated polyimide) 화합물 및 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate) 화합물 등이 사용될 수 있으며, 예시된 것 이외에 배향능을 제공할 수 있는 공지의 물질이 사용될 수 있다.The alignment film is provided to orient the liquid crystal compound, and may have an alignment force capable of controlling the orientation of the liquid crystal layer. The interface between the alignment film and the liquid crystal layer can be controlled to achieve horizontal or vertical alignment without voltage being applied. If the liquid crystal is vertically aligned in the absence of voltage and the dichroic dye is also vertically aligned, it is called a vertically aligned (normally clear) guest-host liquid crystal cell. Conversely, when the liquid crystal is aligned horizontally, it is called a horizontally aligned (normally dark) guest-host liquid crystal cell. It is said. Materials known to have an alignment ability for liquid crystal molecules may be used as the alignment layer. For example, it may include a material that exhibits alignment ability by rubbing alignment or a material that exhibits alignment ability by light irradiation. Materials that exhibit orientation ability by rubbing orientation include polyimide compounds, polyvinyl alcohol compounds, polyamic acid compounds, polystyrene compounds, polyamide compounds, and polyoxy compounds. Ethylene compounds, etc. can be used, and materials that can exhibit orientation ability by light irradiation include polyimide compounds, polyamic acid compounds, polynorbornene compounds, and phenylmaleimide. Copolymer compound, polyvinyl cinnamate compound, polyazobenzene compound, polyethylene imine compound, polyvinyl alcohol compound, polyamide compound, polyethylene (polyethylene) compounds, polystyrene compounds, polyphenylene phthalamide compounds, polyester compounds, CMPI (chloromethylated polyimide) compounds, and polymethyl methacrylate compounds may be used. Any known material that can provide orientation ability other than those exemplified may be used.
액정층은 액정 화합물을 포함하고 있는 층을 의미하며, 예를 들어 액정 화합물(호스트)과 이색성 염료(게스트)를 포함하는 게스트-호스트 액정층(guest- host liquid crystal layer)일 수 있다.The liquid crystal layer refers to a layer containing a liquid crystal compound. For example, it may be a guest-host liquid crystal layer containing a liquid crystal compound (host) and a dichroic dye (guest).
액정 화합물은 외부 전압 신호의 인가 여부에 따라 배향 방향이 변하도록 액정층 내에 존재할 수 있다. 액정 화합물로는 외부 전압 신호의 인가에 의하여 그 배향 방향이 변경될 수 있는 것이라면 모든 종류의 액정 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들며, 액정 화합물로는 스멕틱(smectic) 액정 화합물, 네마틱(nematic) 액정 화합물 또는 콜레스테릭(cholesteric) 액정 화합물 등을 사용할 수 있다. 또한, 외부 전압 신호의 인가 수준에 의하여 그 배향 방향이 자유롭게 변경될 수 있도록, 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 가질 수 있으며, 액정 화합물은 예를 들어 중합성기 또는 가교성기를 가지지 않는 화합물일 수 있다.The liquid crystal compound may be present in the liquid crystal layer so that its orientation direction changes depending on whether an external voltage signal is applied. Any type of liquid crystal compound can be used as long as its orientation direction can be changed by the application of an external voltage signal. For example, the liquid crystal compound may be a smectic liquid crystal compound, a nematic liquid crystal compound, or a cholesteric liquid crystal compound. In addition, the liquid crystal compound may have dielectric anisotropy so that its orientation can be freely changed depending on the applied level of an external voltage signal, and the liquid crystal compound may be, for example, a compound that does not have a polymerizable group or a crosslinkable group.
이색성 염료는 빛의 흡수율이 편광 방향에 따라서 달라지는 물질로서, 투과도 가변 특성을 제공하기 위해 가시광 영역, 예를 들면, 400 nm 내지 700 nm 파장 범위 내에서 적어도 일부 또는 전체 범위 내의 광을 집중적으로 흡수할 수 있는 유기 물질을 의미할 수 있다. 예를 들어, 이색성 염료는 흑색 염료(black dye)를 사용할 수 있다. 이러한 염료로는, 예를 들면, 아조 화합물 염료(azo compound dye) 또는 안트라퀴논 염료(anthraquinone dye) 등으로 공지되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.A dichroic dye is a material whose light absorption rate varies depending on the direction of polarization, and intensively absorbs light within at least part or the entire range of visible light, for example, within the 400 nm to 700 nm wavelength range, to provide variable transmittance characteristics. It can refer to organic substances that can For example, the dichroic dye may use black dye. Such dyes are known, for example, as azo compound dyes or anthraquinone dyes, but are not limited thereto.
또한, 액정층(110) 내에는 스페이서(spacer; 112)가 더 포함될 수 있다. 이러한 스페이서(112)는 실링부 영역 내부 및 액정셀 가시 영역 내부에 존재하여 상하 기판 사이의 간격 즉, 실링부 간격 및 액정셀 간격(cell gap)을 균일하게 유지하는 기능을 갖는다. 이러한 스페이서(112)로는 칼럼 스페이서(column spacer) 또는 볼 스페이서(ball spacer)를 사용할 수 있다. 상기 스페이서는 탄소계 물질, 금속계 물질, 산화물계 물질 및 이들의 복합 물질로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 칼럼 스페이서는 상부 기판 또는 하부 기판에서 투명 전극 필름에 배향막을 형성하기 전에 형성할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 볼 스페이서는 상부 기판 또는 하부 기판에서 상부 전극 필름 또는 하부 전극 필름에 배향막 코팅 시 배향막에 볼 스페이서를 혼합하여 코팅함으로써 형성할 수 있다. 상기 컬럼 스페이서의 폭(지름) 및 두께(높이) 및 볼 스페이서의 지름(높이)은 최종 타겟(target) 액정셀 제품의 규격에 따라 적절히 변경할 수 있다. 예를 들어 스페이서의 높이를 높이면 동일 농도의 이색성 염료를 포함한 액정층을 사용하면서도 더욱 낮은 투과도 수준까지 구현할 수 있다. 반대로 스페이서의 높이를 낮추면 더욱 높은 투과도 수준까지 구현할 수 있다. Additionally, a
본 발명의 바람직한 구현예에 따른 투과도 가변 액정셀에서는 원하는 영역에 대한 선택적인 투과도 가변 기능을 제공할 수 있도록 소정의 형태로 패터닝된 상하의 전도성 전극 기판들로 이루어지는 한 쌍의 전극층을 포함하는 것에 특징이 있다.The variable transmittance liquid crystal cell according to a preferred embodiment of the present invention is characterized in that it includes a pair of electrode layers made of upper and lower conductive electrode substrates patterned in a predetermined shape to provide a selective transmittance variable function for a desired area. there is.
한편, 도 2에서 제시된 액정셀의 기본 구조는 본 발명을 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐이며, 도 3에서 도 11에 제시된 본 발명에 따른 로컬 디밍 투과도 가변 액정셀은 선별적으로 동작 제어가 가능하도록 동일 평편상의 단일 전극층을 패터닝하여 얻은 픽셀 전극층을 포함하는 한, 예시되지 않은 다양한 전극 패턴 구조를 포함할 수 있다.Meanwhile, the basic structure of the liquid crystal cell shown in Figure 2 is only an example for explaining the present invention, and the local dimming variable transmittance liquid crystal cell according to the present invention shown in Figures 3 to 11 is designed to enable selective operation control. As long as it includes a pixel electrode layer obtained by patterning a single electrode layer on the same plane, it may include various electrode pattern structures that are not illustrated.
또한, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 액정셀 양면에 스크래치 방지 또는 김서림 방지 등과 같이 다양한 기능을 제공할 수 있는 기능성 필름 또는 이형 필름 등으로 이루어진 커버층이 부착될 수 있다. In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, a cover layer made of a functional film or release film that can provide various functions such as preventing scratches or preventing fogging may be attached to both sides of the liquid crystal cell.
이러한 커버층은 투과도 가변 필름셀을 보호하거나 필요한 기능을 부여하기 위한 기능성 필름층일 수 있으며, 이러한 기능성 필름으로는, 하드코팅층, 자외선 차단층, 근적외선 차단층, 반사 방지층, 지문 방지층, 김서림 방지층 및 미러층, 편광필름층, 색상보정층, 투과도조정층으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하여 이루어지는 것일 수 있으며, 언급된 것들 이외에도 요구되는 성능을 만족시키기 위한 기능성 필름이 사용될 수 있다.This cover layer may be a functional film layer to protect the variable transmittance film cell or provide necessary functions. Such functional films include hard coating layer, ultraviolet ray blocking layer, near-infrared blocking layer, anti-reflective layer, anti-fingerprint layer, anti-fog layer, and mirror. It may include one or more types selected from the group consisting of a layer, a polarizing film layer, a color correction layer, and a transmittance adjustment layer, and in addition to those mentioned, a functional film may be used to satisfy the required performance.
커버층은 외부로 노출되는 면에 위치하며, 내부층에 대한 보호 필름으로 기능할 수 있다. 이러한 커버층은 플라스틱 필름을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 상기 플라스틱 필름은, TAC(triacetyl cellulose); 노르보르넨 유도체 등의 COP(cyclo olefin copolymer); PMMA(polymethyl methacrylate); PC(polycarbonate); PE(polyethylene); PP(polypropylene); PVA(polyvinyl alcohol); DAC(diacetyl cellulose); PAC(polyacrylate); PES(poly ether sulfone); PEEK(polyether ether ketone); PPS(polyphenylene sulfide), PEI(polyether imide); PEN(polyethylene naphthalate); PET(polyethylene terephthalate); PI(polyimide); PSF(polysulfide); PAR(polyarylate) 또는 비정질 불소 수지 등을 포함할 수 있다.The cover layer is located on the side exposed to the outside and can function as a protective film for the inner layer. This cover layer may use a plastic film. For example, the plastic film may include triacetyl cellulose (TAC); COP (cyclo olefin copolymer) such as norbornene derivatives; PMMA (polymethyl methacrylate); PC(polycarbonate); PE(polyethylene); PP(polypropylene); PVA (polyvinyl alcohol); DAC (diacetyl cellulose); PAC (polyacrylate); PES (poly ether sulfone); PEEK (polyether ether ketone); polyphenylene sulfide (PPS), polyether imide (PEI); PEN (polyethylene naphthalate); PET (polyethylene terephthalate); PI(polyimide); PSF (polysulfide); It may include PAR (polyarylate) or amorphous fluorine resin.
이러한 커버층(40, 50)은 별도의 공정을 위해 제거 가능한 필름층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어 커버층을 이형 필름으로 구성하는 경우, 투과도 가변 필름셀의 점착층에 부착된 이형 필름을 제거한 다음, 요구되는 성능에 따라 기능성 필름을 부착하는 방식으로 활용될 수 있다. 따라서, 본 발명에서의 커버층은 점착제층을 매개로 액정셀에 부착될 수 있으며, 제거 가능한 필름층 또는 영구적으로 부착되는 필름층일 수 있다.These cover layers 40 and 50 may be made of a film layer that can be removed for a separate process. For example, when the cover layer is made of a release film, the release film attached to the adhesive layer of the variable transmittance film cell can be removed and then a functional film can be attached according to the required performance. Therefore, the cover layer in the present invention may be attached to the liquid crystal cell through an adhesive layer and may be a removable film layer or a permanently attached film layer.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 로컬 디밍 투과도 가변 액정셀에 포함되는 전극층의 예를 도시한 것으로, 이하, 도 3 내지 도 6을 참고하여 전극층에 대해 구체적으로 설명한다.3 to 6 show an example of an electrode layer included in a local dimming variable transmittance liquid crystal cell according to a preferred embodiment of the present invention. Hereinafter, the electrode layer will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 6.
본 발명에 따른 전극층을 형성함에 있어서, 투과도 가변 액정셀 내 전극층으로 이용될 한 쌍의 전도성 전극 기판을 준비하고, 각각의 전도성 기판에 레이저 패터닝 또는 포토리소그래피 방법 등을 적용하여 상하 전도성 기판에 요구되는 형상으로 각각의 투명 전도성 전극 기판을 패터닝하여 전극 패턴부를 형성할 수 있다. 특히, 패터닝된 상부 전극층의 전극 패턴부에 관한 상부 패턴과 하부 전극층의 전극 패턴부에 관한 하부 패턴이 서로 교차하는 영역에 의해 픽셀화된 화소전극(픽셀 전극)을 구현할 수 있으며, 따라서 픽셀화된 화소전극 영역을 적절히 스위칭 제어함에 따라 영역 별로 선택적인 광투과도 조절이 가능하게 된다.In forming the electrode layer according to the present invention, a pair of conductive electrode substrates to be used as electrode layers in a liquid crystal cell with variable transmittance are prepared, and laser patterning or photolithography methods, etc. are applied to each conductive substrate to obtain the required properties for the upper and lower conductive substrates. The electrode pattern portion can be formed by patterning each transparent conductive electrode substrate into a shape. In particular, a pixelated pixel electrode (pixel electrode) can be implemented by the area where the upper pattern related to the electrode pattern portion of the patterned upper electrode layer and the lower pattern related to the electrode pattern portion of the lower electrode layer intersect each other, and thus, the pixelated pixel electrode can be implemented. By appropriately controlling the switching of the pixel electrode area, selective light transmittance can be adjusted for each area.
각 전도층의 전극 패턴부에 관한 상부 패턴과 하부 패턴은 영역 별 선택적인 제어가 가능하도록 픽셀화되어 제공될 수 있는 패턴 형태일 수 있으며, 예를 들어 상부 패턴은 간격을 두고 이격되어 제1 방향으로 정렬 배치된 제1 화소전극 패턴부일 수 있으며, 하부 패턴은 간격을 두고 이격되어 제2 방향으로 정렬 배치된 제2 화소전극 패턴부일 수 있다. 보다 바람직하게는 전극층의 전도성 상부 패턴과 하부 패턴은 서로 직교하도록 형성될 수 있으며, 이러한 예에서는 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직하도록 이루어지게 된다. 따라서, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 제1 전극층의 제1 화소전극 패턴부는 가로 방향으로 연장 형성되는 가로 전극 패턴부일 수 있으며, 제2 전극층의 제2 화소전극 패턴부는 세로 방향으로 연장 형성되는 세로 전극 패턴부일 수 있다.The upper and lower patterns related to the electrode pattern portion of each conductive layer may be in the form of a pattern that can be provided in pixels to enable selective control for each region. For example, the upper pattern may be spaced apart at a distance to move in the first direction. It may be a first pixel electrode pattern portion arranged in alignment, and the lower pattern may be a second pixel electrode pattern portion spaced apart from each other and aligned in a second direction. More preferably, the conductive upper and lower patterns of the electrode layer may be formed to be perpendicular to each other, and in this example, the first direction and the second direction are perpendicular to each other. Therefore, according to a preferred embodiment of the present invention, the first pixel electrode pattern portion of the first electrode layer may be a horizontal electrode pattern portion extending in the horizontal direction, and the second pixel electrode pattern portion of the second electrode layer may be formed to extend in the vertical direction. It may be a vertical electrode pattern portion.
이와 관련, 도 3 내지 도 6에서는 한 쌍의 전극층의 예를 도시하고 있다. 구체적으로, 도 3 및 도 4에서는 가로 전극 패턴부를 포함하는 제1 전극층의 예를 도시하고 있으며, 도 5 및 도 6에서는 세로 전극 패턴부를 포함하는 제2 전극층을 예시적으로 나타내고 있다.In this regard, Figures 3 to 6 show an example of a pair of electrode layers. Specifically, FIGS. 3 and 4 illustrate an example of a first electrode layer including a horizontal electrode pattern portion, and FIGS. 5 and 6 exemplarily illustrate a second electrode layer including a vertical electrode pattern portion.
도 3의 제1 전극층과 도 5의 제2 전극층은 액정층을 사이에 두고 상하로 배치되는 것으로, 상하 기판 상에 서로 쌍을 이뤄 적층되어 화소 별로 로컬 디밍하는 액정셀을 구성하도록 제공된다.The first electrode layer in FIG. 3 and the second electrode layer in FIG. 5 are arranged vertically with a liquid crystal layer in between, and are stacked in pairs on an upper and lower substrate to form a liquid crystal cell that performs local dimming for each pixel.
특히, 도 3의 제1 전극층과 도 5의 제2 전극층은 일정한 패턴 형상에 의해, 액정층을 사이에 두고 상하로 서로 교차되는 영역을 형성하는 매트릭스 형태의 화소 전극으로 이루어질 수 있으며, 서로 교차되는 영역 중 상하로 전원이 인가되는 중첩 영역에 한해 선택적으로 투과도가 가변될 수 있다. 예를 들어 상부 제1 전극층에서 전원이 인가되는 가로 전극 패턴부와 하부 제2 전측층에서 전원이 인가되는 세로 전극 패턴부가 교차하는 전극 픽셀에 한해 투과도가 가변되고, 나머지 전원이 인가되지 않는 패턴 영역에서는 투과도 가변이 이루어지지 않게 된다.In particular, the first electrode layer in FIG. 3 and the second electrode layer in FIG. 5 may be composed of matrix-shaped pixel electrodes that form regions that intersect each other up and down with the liquid crystal layer in between, with a certain pattern shape, and the electrodes that intersect each other Transmittance can be selectively varied only in overlapping areas where power is applied to the top and bottom of the area. For example, the transmittance is variable only in electrode pixels where the horizontal electrode pattern portion to which power is applied from the upper first electrode layer and the vertical electrode pattern portion to which power is applied to the lower second front layer intersect, and the remaining pattern areas to which power is not applied are applied. In this case, no change in permeability occurs.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전극층의 제1 화소전극 패턴부는 일정한 간격을 두고 서로 이격될 수 있으며, 가로 방향으로 연장 형성된 화소전극의 그룹일 수 있다. 또한, 도 5에서와 같이, 제2 전극층의 제2 화소전극 패턴부는 일정한 간격을 두고 서로 이격되어 있으며, 세로 방향으로 연장 형성된 화소전극의 그룹일 수 있다. 화소전극 간 이격거리(s)는 작을수록 빛샘을 줄일 수 있어 유리하다. 본 발명에서는 화소전극 피치(p)에 대한 이격거리(s)의 비율을 이격 비율(s/p)이라 정의하고, 화소전극의 일 방향으로 이격 비율이 다음의 식을 만족하도록 전극 패턴 구조를 설계하여 로컬 디밍에 수반하는 디밍 영역 내부의 빛샘을 저감하였다. As shown in FIG. 3, the first pixel electrode pattern portions of the first electrode layer may be spaced apart from each other at regular intervals and may be a group of pixel electrodes extending in the horizontal direction. Additionally, as shown in FIG. 5, the second pixel electrode pattern portion of the second electrode layer may be a group of pixel electrodes that are spaced apart from each other at regular intervals and extend in the vertical direction. The smaller the separation distance (s) between pixel electrodes, the more advantageous it is to reduce light leakage. In the present invention, the ratio of the separation distance (s) to the pixel electrode pitch (p) is defined as the separation ratio (s/p), and the electrode pattern structure is designed so that the separation ratio in one direction of the pixel electrode satisfies the following equation. This reduced light leakage inside the dimming area accompanying local dimming.
여기에서 s는 화소전극 간 이격거리(㎛)이며, p는 화소전극의 피치로서 화소전극 길이와 이격거리의 합(㎛)을 의미한다. 또는 s는 화소전극을 구성하는 패턴 전극 간 이격거리(㎛)이며, p는 패턴 전극의 피치로서 패턴 전극 선폭과 이격거리의 합(㎛)을 의미한다. 화소 전극 또는 패턴 전극의 이격 비율(s/p)은 개별 화소전극의 크기에 관계없이 빛샘이 발생할 수 있는 비전도 영역의 비율의 중요성을 나타내는 설계 파라미터이다. 본 발명의 바람직한 일 구현예에서는, 화소전극 자체의 크기 또는 패턴 전극의 선폭을 최대한으로 줄이는 것보다는 화소전극의 이격비율(s/p)을 최적범위로 설정하여 시인성을 확보하면서 빛샘을 저감시키는 것에 특징이 있다. Here, s is the separation distance between pixel electrodes (㎛), and p is the pitch of the pixel electrodes, which means the sum of the pixel electrode length and separation distance (㎛). Alternatively, s is the separation distance (㎛) between the pattern electrodes constituting the pixel electrode, and p is the pitch of the pattern electrode, which means the sum of the pattern electrode line width and separation distance (㎛). The spacing ratio (s/p) of pixel electrodes or pattern electrodes is a design parameter that indicates the importance of the ratio of non-conductive areas where light leakage can occur regardless of the size of the individual pixel electrodes. In a preferred embodiment of the present invention, rather than reducing the size of the pixel electrode itself or the line width of the pattern electrode to the maximum, the aim is to reduce light leakage while ensuring visibility by setting the spacing ratio (s/p) of the pixel electrode to an optimal range. There is a characteristic.
증강현실용 등 아이웨어에 적용되는 투과도가변 필름셀은 눈으로부터 약 10~40mm의 이격거리를 두고 위치하므로 초첨거리보다 가까워 비전도 영역을 개별적으로 감지하지는 못하지만, 이격비율(s/p)이 큰 경우 차광영역의 차광효율이 떨어져서 로컬디밍의 효과가 줄어들 수 있다. 이격비율(s/p)은 개구율 또는 투과도의 개념으로서, 본 발명에서는 아이웨어 크기의 투명전도성 전극에서 각 패턴전극 간 전기적 분리를 확실하게 할 수 있도록 개구율에 해당하는 이격비율(s/p)을 1% 이상, 즉 0.01 이상 유지하는 것이 바람직하다. 또한 광학적 관점에서 차광영역의 개구율이 높아져 차광 효과가 떨어지지 않도록 이격비율(s/p)을 4% 이하, 즉 0.04 이하로 유지하는 것이 바람직하다.Variable transmittance film cells applied to eyewear such as augmented reality are located at a distance of about 10 to 40 mm from the eye, so they are closer than the focal distance and cannot individually detect non-conductive areas, but have a large separation ratio (s/p). In this case, the shading efficiency of the shading area may decrease and the effect of local dimming may be reduced. The separation ratio (s/p) is a concept of aperture ratio or transmittance. In the present invention, the separation ratio (s/p) corresponding to the aperture ratio is used to ensure electrical separation between each pattern electrode in an eyewear-sized transparent conductive electrode. It is desirable to keep it above 1%, that is, above 0.01. Also, from an optical point of view, it is desirable to maintain the separation ratio (s/p) at 4% or less, that is, at 0.04 or less, so that the light-shielding effect does not decrease due to an increase in the aperture ratio of the light-shielding area.
제1 전극층의 패터닝된 부분은 전극의 픽셀을 구성하기 위해 복수의 행(row)을 이루며 분할될 수 있으며, 반대로 제2 전극층은 복수의 열(column)을 이루도록 패터닝된 전극 부분들로 분할될 수 있다. 본 명세서에서는 이와 같이 픽셀 전극(화소 전극)을 이루도록 분할된 각 전극 부분을 '패턴 전극'이라고 하고, 동일 층의 패턴 전극이 모여 특정 방향으로 배향되어 패터닝된 전극 그룹을 형성하는 것을 '화소전극 패턴부'로 칭한다. 본 명세서에서 "특정 방향으로 배향"되었다는 것은 패턴 전극이 일정한 선폭 또는 가변적인 선폭을 가지면서 특정 방향으로 주방향성을 가지며 연장되어 형성되는 것을 의미한다. 기본적으로 패턴 전극이 연장되는 방향은 선폭에 수직한 배향 방향을 의미하며, 이러한 배향 방향은 단일 직선이 될 수 있다. 다만, 패턴 전극의 배향 방향은 단일 직선으로 한정되는 것은 아니며, 패턴 전극의 시점과 종점을 연결하는 직선에 의해 결정되는 주방향성을 가지면서 연장 형성되는 곡선일 수도 있으며, 각각의 패턴 전극은 적절한 이격 거리(s)를 유지하면서 그룹화된 화소 전극 패턴부로 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 투과도 가변 액정셀에서는, 제1(상부) 투명 기재 상에 제1 전극층이 형성되어있고, 제2(하부) 투명 기재 상에 제2 전극층이 형성되어 있으며, 제1 전극층은 제1 방향으로 배향되는 제1 화소전극 패턴부를 포함하고, 제2 전극층은 제2 방향으로 배향되는 제2 화소전극 패턴부를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직하게 구성될 수 있다.The patterned portion of the first electrode layer may be divided into a plurality of rows to form electrode pixels, and conversely, the second electrode layer may be divided into electrode portions patterned to form a plurality of columns. there is. In this specification, each electrode part divided to form a pixel electrode (pixel electrode) is referred to as a 'pattern electrode', and the pattern electrodes of the same layer gathered together and oriented in a specific direction to form a patterned electrode group are referred to as 'pixel electrode patterns'. It is referred to as ‘boo’. In this specification, “oriented in a specific direction” means that the pattern electrode is formed to have a constant or variable line width and extend in a specific direction with a main orientation. Basically, the direction in which the pattern electrode extends means an orientation direction perpendicular to the line width, and this orientation direction can be a single straight line. However, the orientation direction of the pattern electrode is not limited to a single straight line, and may be a curve extending with a main direction determined by a straight line connecting the start and end points of the pattern electrode, and each pattern electrode is spaced appropriately apart. It may be composed of grouped pixel electrode pattern portions while maintaining the distance (s). In the variable transmittance liquid crystal cell according to the present invention, a first electrode layer is formed on a first (upper) transparent substrate, a second electrode layer is formed on a second (lower) transparent substrate, and the first electrode layer is formed on the first (lower) transparent substrate. and a first pixel electrode pattern portion oriented in a direction, and the second electrode layer may include a second pixel electrode pattern portion oriented in a second direction. Preferably, the first direction and the second direction are configured to be perpendicular to each other. You can.
한편, 도 3과 도 5의 예에서는 구분이 용이하도록 패턴 전극들이 충분한 간격을 두고 이격되어 있는 것으로 묘사되어 있으나, 이는 발명의 설명하기 위한 하나의 예일 뿐이며, 바람직하게는 패턴 전극 간의 간격을 최소화할 수 있다. 예를 들어 각 패턴 전극 간의 간격은, 도 10에서와 같이 마이크로 스케일(예를들면 20㎛~80㎛)의 작은 거리로 유지될 수 있으며, 이 경우 증강현실용 아이웨어에 적용된 투과도가변 필름셀과 눈 사이의 거리에서 육안으로 확인 시에는 실질적으로 패턴전극 간 간격은 식별되지 않고 투과도가변 비활성 영역으로서 차광효율의 차이만을 유발한다. 따라서 본 발명에서는 빛샘의 수준을 최적화하기 위해 화소전극의 이격거리(s)의 절대값 자체보다는 화소전극의 피치(p)에 대한 이격비율(s/p)이 중요함을 확인하여 이격비율(s/p)의 최적 범위를 제안하였다.Meanwhile, in the examples of FIGS. 3 and 5, the pattern electrodes are depicted as being spaced apart at sufficient intervals to facilitate distinction. However, this is only an example for illustrating the invention, and preferably the spacing between pattern electrodes is minimized. You can. For example, the gap between each pattern electrode can be maintained at a small distance on the micro scale (e.g., 20㎛~80㎛) as shown in Figure 10, and in this case, the transmittance variable film cell applied to the augmented reality eyewear and When visually inspected at a distance between the eyes, the spacing between pattern electrodes is practically not discernible and only causes differences in light-shielding efficiency as an inactive area with variable transmittance. Therefore, in the present invention, in order to optimize the level of light leakage, it was confirmed that the separation ratio (s/p) to the pitch (p) of the pixel electrode is more important than the absolute value of the separation distance (s) of the pixel electrode itself, and the separation ratio (s) The optimal range of /p) was proposed.
또한, 화소전극을 이루는 각 패턴 전극으로는 구동 신호에 해당되는 전원이 인가될 수 있도록 구성되고, 예를 들어 구동 전압을 인가하기 위한 전도성 라인을 포함할 수 있으며, 이러한 전도성 라인은 화소전극으로 전원을 공급하기 위한 배선전극, 즉 스캔 라인과 데이터 라인으로 기능하게 된다. 특히 본 발명에서는 배선전극의 소재와 위치에 있어서, 화소전극과 동일층에 위치하는 투명전극을 단지 패터닝을 통하여 구분하여 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, each pattern electrode forming a pixel electrode is configured so that power corresponding to a driving signal can be applied, and may include, for example, a conductive line for applying a driving voltage, and this conductive line serves as a power supply to the pixel electrode. It functions as a wiring electrode for supplying, that is, a scan line and a data line. In particular, the present invention is characterized by using transparent electrodes located on the same layer as the pixel electrodes simply through patterning, in terms of the material and location of the wiring electrodes.
설명의 편의를 위해, 가로 전극으로 예시되는 제1 화소전극 패턴부의 각 패턴 전극(141)에 연결된 전도성 라인을 스캔 라인(142)이라 하고, 세로 전극으로 예시되는 제2 화소전극 패턴부의 각 패턴 전극(151)에 연결된 전도성 라인을 데이터 라인(152)으로 정의하기로 한다.For convenience of explanation, the conductive lines connected to each pattern electrode 141 of the first pixel electrode pattern portion, illustrated as a horizontal electrode, are referred to as
이러한 스캔 라인(142)과 데이터 라인(152)은 각각 제1 화소전극 패턴부와 제2 화소전극 패턴부에 연결되는 것으로, 바람직하게는 기재층에 적층된 전극층을 패터닝하는 공정에 의해 일체로 성형될 수 있다.These
구체적으로, 도 3에서는 가로 전극으로 예시되는 제1 화소전극 패턴부의 각 패턴 전극(141)에 스캔 라인(142)이 연결된 예를 도시하고 있는 것으로, 각각의 가로 패턴 전극(141)의 일단부에는 스캔 라인(142)이 연결 형성된다. 또한, 스캔 라인(142)은 각 패턴 전극(141)으로 전원을 공급하기 위한 스위칭 구동부(C)에 연결되는 바, 스캔 라인(142)은 제1 화소전극 패턴부와 스위칭 구동부(C)를 연결하는 전도성 라인으로 구성될 수 있다. 도면 상 구분을 위하여 배선전극에 빗금을 넣었을 뿐 배선전극은 화소전극 패턴부와 동일한 전도성 재료이며 동일한 층위치에 존재한다.Specifically, FIG. 3 shows an example in which the
마찬가지로, 도 5에서는 세로 전극으로 예시되는 제2 화소전극 패턴부 및 이에 연결되는 데이터 라인(152)의 예를 도시하고 있으며, 데이터 라인(152) 또한 제2 화소전극 패턴부를 구성하는 각 패턴 전극(151)들로부터 스위칭 구동부(C)에 연결될 수 있다.Likewise, Figure 5 shows an example of a second pixel electrode pattern portion exemplified as a vertical electrode and a
이와 관련, 스위칭 구동부(C)는 제1 전극층과 제2 전극층의 각 패턴 전극으로 투과도 가변을 위한 투과도 조절신호를 인가할 수 있도록 구성되며, 예를 들어, 각 패턴 전극에 요구되는 투과도 가변도에 따라 미리 결정된 구동 전압을 인가하도록 제어 가능한 구동 장치일 수 있다.In this regard, the switching driver (C) is configured to apply a transmittance control signal for varying the transmittance to each pattern electrode of the first electrode layer and the second electrode layer, for example, to change the transmittance required for each pattern electrode. Accordingly, it may be a driving device that can be controlled to apply a predetermined driving voltage.
한편, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 투과도 가변 액정셀은 그 단면 상으로 각각의 전극층에 포함되는 전극 패턴부와 전도성 라인이 단일 층으로 구성된 점에 특징이 있다.On the other hand, the variable transmittance liquid crystal cell according to a preferred embodiment of the present invention is characterized in that the electrode pattern portion and the conductive line included in each electrode layer are composed of a single layer in its cross section.
이와 관련, 도 4는 도 3의 I-I' 단면을 도시하고 있는 것으로, 제1 전극층의 단면을 기준으로, 제1 화소전극 패턴부와 스캔 라인(142)이 서로 동일한 층을 이루면서 형성되어 있음을 나타내고 있다. 이는 기재층 상에 적층된 단일 전도성 기판 상에 화소 전극 패턴부와 스캔 라인(142)이 하나의 공정에 의해 동시에 패터닝되어 형성되었기 때문일 수 있다. In relation to this, FIG. 4 shows the II' cross section of FIG. 3, showing that the first pixel electrode pattern portion and the
이러한 패터닝 과정의 예를 구체적으로 살펴보면, PET와 같은 투명 기재층 상에 ITO 전극층을 전면적으로 적층한 다음, 레이저 패터닝 또는 포토리소그래피 공정 등을 통해 패턴 전극부와 스캔 라인(142)이 미리 결정된 형상에 따라 동시에 패터닝이 이루어지게 된다. 이를 통해, 도 3에서와 같은 제1 화소전극 패턴부와 스캔 라인(142)이 조합된 전극층을 형성할 수 있다.Looking at an example of this patterning process in detail, an ITO electrode layer is entirely laminated on a transparent base layer such as PET, and then the pattern electrode portion and the
또한, 제1 화소전극 패턴부는, 투과도 가변 시, 픽셀화되어 구분 동작이 가능하도록 최소 이격 거리 이상 이격되는 것이 바람직하며, 또한 픽셀화로 인하여 투과도 가변 필름의 구분된 픽셀 영역이 내부 또는 외부에서 바라보았을 경우 눈에 띄지 않도록 최대 이격 거리 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 특히 본 발명에서는 전압 비인가 상태의 투과도가변 아이웨어를 외부에서 바라보았을 때 상기 패턴전극 간 이격부분의 명암이 감지되지 않는 것이 기술적 또는 상품적 관점에서 중요하다는 것에 착안하여 구조설계에 반영하였다.In addition, when the transmittance is variable, the first pixel electrode pattern portion is preferably spaced apart from the minimum separation distance to enable pixelation and classification operation, and also, due to pixelation, the divided pixel areas of the transmittance variable film are viewed from the inside or outside. In this case, it is advisable to keep it below the maximum separation distance to avoid being noticed. In particular, the present invention focused on the fact that it is important from a technical or commercial perspective that the light and darkness of the spaced areas between the pattern electrodes are not detected when the permeability variable eyewear in the non-voltage-applied state is viewed from the outside, and this was reflected in the structural design.
스캔 라인(142)은 패턴 전극의 선폭에 비해 충분히 작은 선폭으로 이루어지는 것이 바람직하고, 도 5에서와 같이 패턴 전극들의 말단부 측에서부터 연장되어 제1 화소전극 패턴부의 외곽으로 모여 스위칭 구동부(C) 측으로 함께 연결되는 구조를 가질 수 있다.The
또한, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 방향, 예시적으로 제1 방향에 수직한 세로 방향으로 연장되며 서로 이격된 패턴 전극들(151)의 그룹인 제2 화소전극 패턴부 및 각각의 패턴 전극(151)에 연결되는 데이터 라인(152)으로 이루어진 제2 전극층을 제1 전극층과 동일한 방식으로 제작할 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 5 and 6, a second pixel electrode pattern portion that is a group of
전술한 바와 같이, 제2 전극층의 제2 화소전극 패턴부는 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 배향되며, 각각의 패턴 전극(151)들에는 데이터 라인(152)이 연결될 수 있다.As described above, the second pixel electrode pattern portion of the second electrode layer is oriented in a second direction different from the first direction, and a
도 5의 예에서는 제2 화소전극 패턴부를 이루는 패턴 전극(151)들이 세로 방향으로 배향된 예를 도시하고 있으며, 데이터 라인(152)은 각 패턴 전극의 상측 말단부에 연결된다. 데이터 라인(152)은 제1 전극층의 스캔 라인(142)과 마찬가지로 스위칭 구동부(C)에 연결되며, 이를 위해 스위칭 구동부(C)를 향해 연장될 수 있다.The example of FIG. 5 shows an example in which the
또한 상기 데이터 라인(152)은 일부는 해당 패턴 전극(151)의 상측 말단부에, 나머지 데이터 라인(152)은 해당 패턴 전극(151)의 하측 말단부에 각각 연결되어 스위칭 구동부(C)에 연결될 수 있다. 이는 함께 모여있는 데이터 라인(152)들의 선폭과 간격(s), 즉 피치(p)들의 합계가 가능하면 작아지도록 설계하는 것이 바람직하기 때문이다. 본 발명에서는 배선전극들의 피치들의 합계가 액정셀의 실링부 영역 내에 포함되는 것을 특징으로 한다. 더 나아가 본 발명에서는 아이웨어 모양의 액정셀 외곽을 개별적으로 재단(cutting)할 때 재단 외곽선이 실링부 영역 외부가 아니라 내부에 포함되어 형성되는 것을 특징으로 한다. 그 이유는 실링부 영역 외부에 재단 외곽선이 형성되면 상하 전도성 기판 사이의 원치않는 전기적 단락(합선 또는 전기적 쇼트)이 발생할 수 있기 때문이다. In addition, some of the
도 6은 도 5의 II-II' 단면을 도시하고 있는 것으로, 제2 전극층의 단면을 기준으로, 제2 화소전극 패턴부와 데이터 라인(152)이 서로 동일한 층을 이루면서 형성되어 있음을 나타내고 있다. 이러한 데이터 라인(152)과 제2 화소전극 패턴부는 하나의 패터닝 공정에 의해 동시에 형성될 수 있으며, 바람직하게는 기재층에 제2 전극층을 전면적으로 적층한 다음, 적층된 제2 전극층에 제2 화소전극 패턴부와 데이터 라인(152)을 동시에 패터닝하는 공정에 의해 일체로 성형될 수 있다.FIG. 6 shows a cross section taken along line II-II' of FIG. 5, and shows that the second pixel electrode pattern portion and the
한편, 이러한 가로 방향의 제1 화소전극 패턴부와 세로 방향의 제2 화소전극 패턴부를 포함하는 전극층은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 액정셀을 구성하는 전극층의 하나의 예시일 뿐이며, 패턴 전극부의 형태가 변경되거나 각 전극의 길이, 선폭 또는 전극 간 간격 등은 적절히 변경될 수 있다.Meanwhile, the electrode layer including the first pixel electrode pattern portion in the horizontal direction and the second pixel electrode pattern portion in the vertical direction is only an example of the electrode layer constituting the liquid crystal cell according to a preferred embodiment of the present invention, and the pattern electrode portion The shape may be changed, or the length, line width, or spacing between electrodes of each electrode may be appropriately changed.
예를 들어 다른 형태의 전극 패턴에 있어서, 일정한 각도를 가지며 서로 교차하는 전도성 패턴의 조합일 수도 있다. 또한, 또 다른 예에서는 가로 세로 방향으로 단순히 연장되는 막대모양이 아니라 다이아몬드 모양의 픽셀전극들이 서로 길게 연결된 막대모양의 제1, 제2 화소전극 패턴부가 서로 교차하는 전도성 패턴의 조합일 수도 있다.For example, in other types of electrode patterns, it may be a combination of conductive patterns that cross each other at a certain angle. Additionally, in another example, it may be a combination of conductive patterns in which first and second bar-shaped pixel electrode pattern parts intersect each other, rather than simply extending in the horizontal and vertical directions.
또한, 기본 막대모양 또는 변형된 막대모양의 패턴전극의 길이도 요구되는 제품의 형상에 맞게 상이하도록 설계될 수 있으며, 이는 아이웨어용을 예를 들면, 아이웨어 프레임(200)의 모양에 따라 로컬디밍을 구현하기 위함이다. 따라서, 각 전극 패턴의 길이를 특정하는 양측 말단부의 위치는 아이웨어 프레임(200)의 위치에 따라 결정될 수 있으며, 바람직하게는 로컬 디밍 성능을 극대화할 수 있는 수준으로 아이웨어 프레임(200)으로부터 소정의 이격 거리에 위치하도록 설계될 수 있다.In addition, the length of the basic bar-shaped or modified bar-shaped pattern electrode can be designed to be different to suit the shape of the required product. For example, for eyewear, this may be done locally depending on the shape of the
또한, 전도성 패턴의 조합은 도 3과 도 5에서와 같이 일정한 선폭으로 이격되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 투과도 가변 필름이 부착되는 아이웨어 등의 외곽 라인에 따라 균일하지 않은 선폭으로 이격되어 배치되는 것일 수 있다. 이와 같이 균일하지 않은 선폭으로 이격되는 패턴의 경우, 가로 방향 또는 세로 방향에 대체로 평행하게 배치되는 것일 수 있으며, 예를 들어 아이웨어의 곡면형 렌즈의 좌우측 또는 상하측 단부를 기준으로 일정하지 않는 선 길이를 갖는 전도성 패턴이 대체로 평행하게 배치되는 형상일 수 있다. 균일하지 않은 선폭의 전도성 패턴의 경우 전극의 효과적인 픽셀 동작을 위해 최소 이격 거리는 유지되는 것이 바람직하다.In addition, the combination of conductive patterns may be spaced apart at a certain line width as shown in FIGS. 3 and 5, but is not limited to this. For example, the pattern may not be uniform depending on the outer line of eyewear to which a variable transmittance film is attached. It may be arranged spaced apart by the line width. In the case of a pattern spaced apart with an uneven line width like this, it may be arranged generally parallel to the horizontal or vertical direction, for example, lines that are not constant based on the left and right or upper and lower ends of the curved lens of the eyewear. The conductive patterns having a length may be arranged generally in parallel. In the case of conductive patterns with non-uniform line widths, it is desirable to maintain a minimum separation distance for effective pixel operation of the electrodes.
아울러, 각 화소전극 패턴부와 스캔라인 또는 데이터라인 등 배선전극 라인이 연결되는 위치는 적용하고자 하는 제품의 형태에 맞추어 적절하게 변경될 수 있다.In addition, the location where each pixel electrode pattern portion and the wiring electrode line, such as a scan line or data line, are connected can be appropriately changed according to the type of product to be applied.
구체적으로 도 3 및 도 5의 패시브 구동이 가능한 투과도가변 필름셀은 스캔라인과 제1 화소전극 패턴부를 포함하는 제1 전극층, 그리고 데이터라인과 제2 화소전극 패턴부를 포함하는 제2 전극층을 포함하고, 제1 전극층과 제2 전극층 사이에 액정층이 적층된 구조로 구성될 수 있다. 특히, 이러한 액정층에는 이색성염료(게스트)와 액정 혼합물(호스트)이 배치되고, 상하 전극층 사이의 간격을 수~수십 마이크로미터 간격으로 셀 간격을 일정하게 유지하기 위한 스페이서를 구비한 상태로 진공 합착되는 방식으로 액정셀을 형성할 수 있다. 상기 스페이서는 제1, 제2 전극층 중 어느 하나에 고정될 수 있다. 또한 상기 스페이서는 기둥모양의 컬럼 스페이서일 수 있다.Specifically, the passively driveable variable transmittance film cell of FIGS. 3 and 5 includes a first electrode layer including a scan line and a first pixel electrode pattern portion, and a second electrode layer including a data line and a second pixel electrode pattern portion, , it may be composed of a structure in which a liquid crystal layer is stacked between the first electrode layer and the second electrode layer. In particular, a dichroic dye (guest) and a liquid crystal mixture (host) are disposed in this liquid crystal layer, and a spacer is provided to keep the cell gap constant at intervals of several to tens of micrometers between the upper and lower electrode layers. A liquid crystal cell can be formed by cementation. The spacer may be fixed to either the first or second electrode layer. Additionally, the spacer may be a column-shaped spacer.
진공합착 시 상하 전극층의 부착과 게스트-호스트 이색성염료와 액정 혼합물을 액정셀 내에 가두기 위하여 무용제 실런트를 디스펜싱한 후 진공 분위기 내에서 합착이 이루어질 수 있다.During vacuum bonding, bonding can be performed in a vacuum atmosphere after dispensing a solvent-free sealant to attach the upper and lower electrode layers and to confine the guest-host dichroic dye and liquid crystal mixture within the liquid crystal cell.
상기 상하 전극층의 표면에는 액정의 배향을 조절하기 위하여 배향막이 코팅되어 있으며, 전압 무인가 상태에서 초기 배향 방향과 프리틸트각(pretilt angle)을 설정하기 위하여 코팅된 배향막은 러빙(rubbing)처리가 행하여 질 수 있다. 상기 배향막은 수직배향막일 수 있으며, 전압 무인가 상태에서 투과도가 높은 상태(normally clear mode)를 유지할 수 있다. 특히 본 발명은 전압 무인가 상태에서 투과도가 높은 상태(normally clear mode)의 로컬디밍 투과도 가변 액정셀의 경우 상하 전극층을 패터닝한 이후에 수직배향막을 코팅하여, 패턴전극 사이의 간격에도 수직배향막이 형성되어있는 것을 특징으로 한다. 그 이유는 패턴전극 간격 영역에서 액정과 이색성 염료의 수직 배향 특성이 미흡하면 전압 무인가 상태에서 패턴전극 간격에 띠 모양의 얼룩이 형성될 수 있기 때문이다. 반면 전압 무인가 시 투과도가 낮은 상태(normally dark mode)의 로컬디밍 투과도 가변 액정셀의 경우, 도 10에서와 같이 패턴전극 간격에 수평배향막이 제거되어 있음에도 띠 모양의 얼룩이 시인되지 않으므로 패턴 전극 간격에 수평배향막 유무를 제한할 필요가 없다.The surfaces of the upper and lower electrode layers are coated with an alignment film to control the orientation of the liquid crystal, and the coated alignment film is subjected to a rubbing treatment to set the initial orientation direction and pretilt angle in an unapplied voltage state. You can. The alignment layer may be a vertical alignment layer, and may maintain high transmittance (normally clear mode) in a state where no voltage is applied. In particular, in the case of a local dimming variable transmittance liquid crystal cell with high transmittance (normally clear mode) in an unapplied voltage state, the present invention coats a vertical alignment film after patterning the upper and lower electrode layers, so that a vertical alignment film is formed in the gap between the pattern electrodes. It is characterized by having This is because if the vertical alignment characteristics of the liquid crystal and the dichroic dye in the pattern electrode gap area are insufficient, a strip-shaped stain may be formed in the pattern electrode gap in the absence of voltage. On the other hand, in the case of a local dimming variable transmittance liquid crystal cell with low transmittance when no voltage is applied (normally dark mode), as shown in FIG. 10, even though the horizontal alignment film is removed from the pattern electrode gap, the strip-shaped stain is not visible, so there is a horizontal alignment at the pattern electrode gap. There is no need to limit the presence or absence of an alignment film.
상하 전극층을 진공합착한 직후 투과도 가변 필름셀 가장자리에 무용제 실런트를 UV경화하여 초기 고형화 상태를 만들어 게스트-호스트 이색성염료와 액정 혼합물의 누액을 방지하면서 액정셀 공간 내 이색성 염료와 액정 혼합물을 가두어 상하 전극층에 대한 진공합착을 완료한다. 그 후 투과도 가변 필름셀을 90~110도의 가열상태에 보존하여 실런트의 추가 완전 경화 및 접착력 상승을 유도할 수 있다. 상기 가열상태에 보존하여 투과도 가변 필름셀의 실런트를 추가 완전 경화하는 과정에서 상기 투과도 가변 필름셀을 일정 곡률반경을 가지는 곡면지그 내면에 일정 압력으로 고정함으로써 곡면형태를 갖는 로컬디밍 투과도 가변 필름셀을 제조할 수 있다.Immediately after vacuum bonding the upper and lower electrode layers, a solvent-free sealant is UV cured on the edges of the variable permeability film cell to create an initial solid state, thereby preventing leakage of the guest-host dichroic dye and liquid crystal mixture and trapping the dichroic dye and liquid crystal mixture within the liquid crystal cell space. Complete vacuum bonding of the upper and lower electrode layers. Afterwards, the variable permeability film cell can be stored in a heated state of 90 to 110 degrees to induce further complete curing of the sealant and increase in adhesion. In the process of completely curing the sealant of the variable permeability film cell by storing it in the heated state, the variable permeability film cell is fixed with a certain pressure on the inner surface of a curved jig having a certain radius of curvature to create a local dimming variable permeability film cell having a curved shape. It can be manufactured.
도 7a 및 도 7b에서는 각각 제1 전극층과 제2 전극층을 설계한 예시를 도시하고 있는 것이다.Figures 7a and 7b show examples of designing the first electrode layer and the second electrode layer, respectively.
각 화소전극 패턴부를 이루는 패턴 전극 간의 선 간격은 예를 들어 30㎛로 설정될 수 있으며, 준비된 투명 전도성 기판을 미리 결정된 소정의 패턴 전극 간 선 간격에 맞추어 30㎛ 씩 ITO 박막을 제거하면서 패턴 전극(141, 151)을 각각 형성할 수 있다. 또한, 배선 전극에 해당되는 스캔 라인(142)과 데이터 라인(152)의 경우 30㎛의 선폭으로 신호의 인가가 가능한 것으로 검증되었으며, 따라서 요구되는 배선 전극의 선폭, 예를 들어 30㎛의 선폭을 제외한 나머지 부분은 제거하여 얇은 선폭의 배선 전극을 제작할 수 있다. 도 7a 및 도 7b에서는 스위칭 구동부(C)와의 접점에 해당되는 유연인쇄회로기판(FPCB) 연결 패드(143, 153)는 ITO 박막을 제거하지 않고 유지한 예에 관한 것이며, 이러한 유연인쇄회로기판(FPCB) 연결 패드(143, 153)의 형태는 요구되는 스위칭 구동부(C)와의 연결 방식에 따라 적절히 변경될 수 있다. 이러한 배선 전극, 즉 스캔 라인과 데이터 라인의 선폭은 예를들어 30㎛이상, 선길이는 예를 들어 30cm이하, 선과 선 사이의 간격은 예를들어 30㎛이상에서는 면저항 280 Ohm/Sq이하의 투명전극에 대하여 국부적 투과도 가변(local dimming)이 가능함을 확인하였다.The line spacing between pattern electrodes forming each pixel electrode pattern portion can be set to, for example, 30㎛, and the prepared transparent conductive substrate is adjusted to a predetermined line spacing between pattern electrodes to remove the ITO thin film at 30㎛ intervals while removing the pattern electrodes ( 141, 151) can be formed, respectively. In addition, in the case of the
본 발명의 바람직한 구현예에 따른 투과도 가변 액정셀 및 투과도 가변 필름셀은 테두리에 프레임(200)이 제공되는 투과도 가변형 광학 기기에 효과적으로 적용될 수 있으며, 특히 증강 현실(AR)용 아이웨어에 효과적으로 활용될 수 있다. 예를 들어, 증강 현실(AR)용 아이웨어에는 광학 렌즈 등을 고정하기 위해 제공되는 불투명한 프레임(200)을 포함하며, 이러한 프레임(200)에 스위칭 구동부(C)가 설치될 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 구현예에서는, 광학 기기의 프레임(200)에 스위칭 구동부(C)가 설치되는 한편, 스위칭 구동부(C)로 연결되는 배선전극, 즉 스캔 라인(142)과 데이터 라인(152)이 프레임(200)을 통해 스위칭 구동부(C)로 연결되는 것에 특징이 있다. 더 구체적으로는 스캔 라인(142)과 데이터 라인(152)이 액정셀 실링부 영역 내부에 포함되고, 상기 실링부 영역은 광학기기의 프레임(200) 영역에 포함되는 것에 특징이 있다.The variable transmittance liquid crystal cell and the variable transmittance film cell according to a preferred embodiment of the present invention can be effectively applied to a variable transmittance optical device provided with a
이와 같이 아이웨어의 프레임(200) 내에 스위칭 구동부(C)와 배선 전극을 내재화시킴에 따라 스위칭 구동부(C)와 배선전극이 외부로 노출되는 것을 줄일 수 있으며, 아이웨어의 가시 면적을 극대화시킬 수 있다.In this way, by internalizing the switching driver (C) and the wiring electrode within the
또한, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 배선 전극의 길이를 최소화하는 한편, 배선전극 내재화로 인한 공간 효율성을 극대화하기 위해 스위칭 구동부(C)의 위치 및 스캔 라인(142)과 데이터 라인(152)의 연결 방식을 제한할 수 있다.In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, the position of the switching driver (C) and the
이와 관련, 도 8의 (a) 내지 (d)에서는 아이웨어용 투과도 가변 액정셀에서 각 전극층의 배선전극 및 이에 연결되는 스위칭 구동부(C)가 아이웨어 프레임(200) 내에 내재화된 예를 도시하고 있다.In this regard, Figures 8 (a) to (d) show an example in which the wiring electrode of each electrode layer and the switching driver (C) connected thereto in the variable transmittance liquid crystal cell for eyewear are internalized within the
도 8의 (a) 내지 (d)에서와 같이, 투과도 가변 액정셀에 포함되는 한 쌍의 전극층은 픽셀화된 투과도 가변 영역을 제공할 수 있도록 (Am, Bn) 매트릭스 형태의 화소전극을 구성하고, 화소전극의 모서리 부분 부근에 스위칭 구동부를 설치하는 예에 관해 도시하고 있다. 예를 들어, m개의 패턴 전극들로 이루어진 제1 화소전극 패턴부와, n개의 패턴 전극들로 이루어진 제2 화소전극 패턴부로 이루어진 (Am, Bn) 매트릭스 형태의 화소전극을 고려한다. 제1 화소전극 패턴부의 패턴 전극을 각각 A1, A2, A3,.... An 이라 하고, 제2 화소전극 패턴부의 패턴 전극을 각각 B1, B2, B3,.... Bn 이라하고, 각 픽셀의 위치를 해당 위치에 교차하는 패턴 전극 쌍의 좌표로 표현하면, (A1, B1) 픽셀, (A1, Bn)픽셀, (Am, B1) 픽셀 및 (Am, Bn) 픽셀로 정의할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 이러한 (A1, B1) 픽셀, (A1, Bn)픽셀, (Am, B1) 픽셀 또는 (Am, Bn) 픽셀에 대한 인접 프레임 영역(모서리 부분의 빗금 영역) 내에 스위칭 구동부(C) 전체 또는 스위칭 구동부(C)의 일부가 위치하는 것에 특징이 있다.As shown in Figures 8 (a) to (d), a pair of electrode layers included in the variable transmittance liquid crystal cell constitute a pixel electrode in the form of an (Am, Bn) matrix to provide a pixelated variable transmittance region. , shows an example of installing a switching driver near the corner of the pixel electrode. For example, consider a pixel electrode in the form of an (Am, Bn) matrix consisting of a first pixel electrode pattern portion made of m pattern electrodes and a second pixel electrode pattern portion made of n pattern electrodes. The pattern electrodes of the first pixel electrode pattern part are called A1, A2, A3,....An, respectively, and the pattern electrodes of the second pixel electrode pattern part are called B1, B2, B3,....Bn, respectively, and each pixel If the position of is expressed as the coordinates of a pair of pattern electrodes crossing that position, it can be defined as (A1, B1) pixel, (A1, Bn) pixel, (Am, B1) pixel, and (Am, Bn) pixel. According to one implementation of the present invention, within the adjacent frame area (shaded area at the corner) for the (A1, B1) pixel, (A1, Bn) pixel, (Am, B1) pixel or (Am, Bn) pixel. It is characterized in that the entire switching driver (C) or a part of the switching driver (C) is located.
여기서, 특정 픽셀에 대한 인접 프레임 영역이라 함은, 화소전극의 테두리 부분에 위치한 픽셀에서 해당 픽셀을 구성하는 패턴 전극의 측면 경계의 연장선(L1, L2)에 의해 구획되는 프레임 영역을 의미한다. 따라서, 화소전극의 모서리 부분에 대한 프레임 영역은 도 8의 (a) 내지 (d)에 표시된 영역을 의미할 수 있다.Here, the adjacent frame area for a specific pixel refers to a frame area defined by the extension lines (L1, L2) of the side boundaries of the pattern electrodes constituting the pixel in the pixel located at the edge of the pixel electrode. Accordingly, the frame area for the corner portion of the pixel electrode may refer to the area shown in (a) to (d) of Figures 8.
이러한 예에서는, 도 8의 (a) 내지 (d)에서와 같이, 스위칭 구동부(C)는 전체 또는 적어도 일부는 (A1, B1) 픽셀, (A1, Bn)픽셀, (Am, B1) 픽셀 또는 (Am, Bn) 픽셀에 대한 인접 프레임 영역 내에 위치하고, 제1 화소전극 패턴부와 제2 화소전극 패턴부의 각 패턴 전극으로부터 연장되는 스캔 라인(142)과 데이터 라인(152)은 프레임을 통해 스위칭 구동부(C)로 연결된다. 이하, 설명의 편의를 위해 제1 화소전극 패턴부를 구성하는 패턴 전극을 제1 패턴 전극이라 하고, 제2 화소전극 패턴부를 구성하는 패턴 전극을 제2 패턴 전극이라 한다.In this example, as shown in (a) to (d) of Figure 8, the switching driver (C) is entirely or at least partially (A1, B1) pixel, (A1, Bn) pixel, (Am, B1) pixel or (Am, Bn) The
특히, 스캔 라인(142)과 데이터 라인(152)은 스위칭 구동부(C)가 설치되는 모서리의 프레임 영역으로 최단 거리 이동 가능하도록 해당 프레임 영역에 대한 픽셀을 구성하는 한 쌍의 패턴 전극들의 위치로부터 배선전극(스캔 라인과 데이터 라인)이 연장될 수 있다. 즉, 도 8(a) 내지 도 8(d)에 도시된 바와 같이, 모서리 부분의 인접 프레임 영역에 스위칭 구동부를 위치시킴에 있어서, 이와 연결되는 스캔 라인과 데이터 라인은 해당 라인과 연결되지 않은 화소전극 패턴부의 인접 패턴 전극의 위치에서 스위칭 구동부로 연장 형성되도록 구성할 수 있다. 즉, 스캔 라인은 선택된 픽셀을 구성하는 제2 화소전극 패턴부의 패턴 전극의 위치에서 스위칭 구동부로 연장 형성되며, 데이터 라인은 선택된 픽셀을 구성하는 제1 화소전극 패턴부의 패턴 전극 위치에서 스위칭 구동부로 연장 형성될 수 있다.In particular, the
예를 들어 도 8(a)의 예에서는 (A1, B1) 픽셀의 인접 프레임 영역에 스위칭 구동부가 위치한 예를 도시하고 있다. 스캔 라인(142)들은 모두 화소전극의 우측으로부터 연장 형성되도록 구성되어 있으며, 이는 스위칭 구동부(C)로 연결되는 스캔 라인의 길이를 최소화시킬 수 있도록 구성하기 위함이다. 즉, 스캔 라인이 제1 화소전극 패턴부를 구성하는 각각의 패턴 전극과 연결됨에 있어서, 스캔 라인의 시점은 제2 화소전극 패턴부를 구성하는 패턴 전극, 즉 제2 패턴 전극 중, (A1, B1) 픽셀을 구성하는 제2 패턴 전극의 위치에 종속되도록 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 스캔 라인은 (A1, B1) 픽셀을 구성하는 제2 패턴 전극(B1 패턴 전극)의 위치에서 스위칭 구동부로 연장 형성될 수 있다. For example, the example in FIG. 8(a) shows an example where the switching driver is located in a frame area adjacent to the (A1, B1) pixel. The
데이터 라인(152)들 또한, 스위칭 구동부(C)로 연결되는 데이터 라인의 길이를 최소화시킬 수 있도록 구성될 수 있으며, 도 8(a)에서는 데이터 라인(152)들은 모두 화소전극의 상측에서 연장 형성되도록 구성되어 있다. 스캔 라인과 마찬가지로, 데이터 라인의 시점은 제1 화소전극 패턴부를 구성하는 패턴 전극, 즉 제1 패턴 전극 중, (A1, B1) 픽셀을 구성하는 제1 패턴 전극의 위치에 종속되도록 구성될 수 있으며, 바람직하게는, 도 8(a)에서와 같이 (A1, B1) 픽셀을 구성하는 제1 패턴 전극(A1 패턴 전극)의 위치에서 데이터 라인이 스위칭 구동부로 연장 형성될 수 있다.The data lines 152 may also be configured to minimize the length of the data line connected to the switching driver C. In FIG. 8(a), the
이와 같은 구조로 배선전극을 형성함에 따라 도 8(a)에서와 같이, 배선전극 및 스위칭 구동부(C)를 아이웨어 프레임의 상부 및 좌측 영역에 집중적으로 배치시킬 수 있으므로, 배선전극의 길이가 짧아지고 아이웨어의 공간 효율성을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.By forming the wiring electrode with this structure, the wiring electrode and the switching driver (C) can be placed intensively in the upper and left areas of the eyewear frame, as shown in Figure 8(a), so the length of the wiring electrode is short. It has the advantage of maximizing the space efficiency of eyewear.
한편, 도 8(b)는 (A1, Bn) 픽셀에 대한 인접 프레임 영역 내에 스위칭 구동부(C)가 위치하고, 스캔 라인(142)과 데이터 라인(152)이 각각 프레임의 상부 및 우측에 위치한다는 점을 제외하고는 도 8(a)의 예와 동일하다.Meanwhile, Figure 8(b) shows that the switching driver (C) is located in the adjacent frame area to the (A1, Bn) pixel, and the
또한, 도 8(c)와 도 8(d)는 각각 (Am, B1) 픽셀 또는 (Am, Bn) 픽셀에 대한 인접 프레임 영역 내에 스위칭 구동부(C)가 위치하고, 해당 스위칭 구동부(C)에 인접한 위치에서 스캔 라인(142)과 데이터 라인(152)이 위치한다는 점을 제외하고는 앞서의 예와 동일하다.In addition, Figures 8(c) and 8(d) show that the switching driver (C) is located in an adjacent frame area to the (Am, B1) pixel or (Am, Bn) pixel, respectively, and the switching driver (C) is located adjacent to the switching driver (C). The position is the same as the previous example except that the
도 9는 본 발명의 바람직한 구현예에 따라 구동되는 투과도 가변 액정셀의 예를 도시한 것으로, 투과도를 가변시키고자 하는 픽셀 영역에 대한 패턴 전극에 전압을 인가하여 선택적인 투과도 가변을 실시하는 예를 도시하고 있다.Figure 9 shows an example of a variable transmittance liquid crystal cell driven according to a preferred embodiment of the present invention, showing an example of selectively varying the transmittance by applying a voltage to the pattern electrode for the pixel area for which the transmittance is to be changed. It is showing.
도 9의 예에서는 가로 전극에 해당되는 제1 화소전극 패턴부의 A2, A3번 패턴 전극과 세로 전극에 해당되는 제2 화소전극 패턴부의 B1, B2, B3번 패턴 전극에 입력을 가하여 해당 영역에 대한 투과도를 가변시킨 예이다.In the example of FIG. 9, input is applied to pattern electrodes A2 and A3 of the first pixel electrode pattern portion corresponding to the horizontal electrode and to pattern electrodes B1, B2, and B3 of the second pixel electrode pattern portion corresponding to the vertical electrode, This is an example of changing the transmittance.
도 10은 본 발명의 바람직한 구현예에 따라 실제 구현된 5×5 투과도 가변 액정셀(normally dark mode)의 예에 관한 사진으로, (A1, B3) 픽셀과 (A5, B3) 픽셀에 대한 투과도 가변이 이루어진 예의 사진이다. Figure 10 is a photograph of an example of a 5×5 variable transmittance liquid crystal cell (normally dark mode) actually implemented according to a preferred embodiment of the present invention, showing variable transmittance for the (A1, B3) pixel and (A5, B3) pixel. This is a photo of an example that was accomplished.
한편, 본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에 따르면, 세로 방향의 제2 화소전극 패턴부를 2개의 그룹으로 분할하고, 각 그룹의 전극 패턴부에 연결되는 데이터 라인(152)을 상하로 분리하여 구성할 수도 있다.Meanwhile, according to another preferred embodiment of the present invention, the second pixel electrode pattern portion in the vertical direction is divided into two groups, and the
이와 관련, 도 11에서는 이와 같이 데이터 라인(152)을 2개 그룹으로 구분하여 각각 상하로 형성한 예를 도시하고 있다. 도 11과 같이 상하로 구분 구성된 전극층 구조의 경우, 아이웨어 프레임의 상부와 하부 베젤 폭을 절반 가량으로 줄일 수 있는 장점이 있다. In relation to this, FIG. 11 shows an example in which the
또한, 본 발명에 따른 투과도 가변 필름셀은 아이웨어용 광학 렌즈 또는 증강현실용 광학 렌즈와 같이 곡면을 갖는 광학 부품에 효과적으로 부착될 수 있도록 구성하는 것에 특징이 있다. 특히, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 투과도 가변 필름셀은 곡면에 부착됨에 따라 필름셀의 휨 발생으로 인한 성능 저하 내지 불량 발생, 특히 액정셀 내부 기포 발생을 저감시킬 수 있다.In addition, the variable transmittance film cell according to the present invention is characterized in that it can be effectively attached to an optical component having a curved surface, such as an optical lens for eyewear or an optical lens for augmented reality. In particular, the variable transmittance film cell according to a preferred embodiment of the present invention can reduce performance degradation or defects due to bending of the film cell as it is attached to a curved surface, especially the generation of bubbles inside the liquid crystal cell.
이와 관련하여, 점착제층은 액정셀을 인접한 다른 층에 부착시키기 위해 제공되는 것으로, 액정셀의 양면에는 점착제층이 각각 형성될 수 있다. 특히, 액정셀의 상하 양면에 형성되는 두 개의 점착제층 중 어느 하나는 곡면을 갖는 렌즈와 같은 광학 부품에 액정셀을 직접 부착시키기 위한 용도로 활용될 수 있다. In this regard, the adhesive layer is provided to attach the liquid crystal cell to another adjacent layer, and adhesive layers may be formed on both sides of the liquid crystal cell, respectively. In particular, either of the two adhesive layers formed on both the upper and lower sides of the liquid crystal cell can be used to directly attach the liquid crystal cell to an optical component such as a lens having a curved surface.
한편, 앞서의 기능성 필름과 마찬가지로 곡면형 광학 부품은 후속 공정을 통해 부착될 수 있으며, 본 발명에 따른 투과도 가변 필름셀은 이러한 곡면형 광학 부품에 직접 부착된 것은 물론, 곡면형 광학 부품에 부착될 수 있도록 점착제층 상에 이형 필름이 부착되어 준비된 투과도 가변 필름셀을 포함한다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예들의 경우, 곡면형 광학 부품에 부착 가능하도록 점착제층이 노출된 투과도 가변 필름셀, 또는 커버층에 의해 점착제층이 노출되지 않는 투과도 가변 필름셀, 또는 곡면형 광학 부품에 직접 부착된 투과도 가변 필름셀을 포함할 수 있다.Meanwhile, like the previous functional film, curved optical components can be attached through a subsequent process, and the variable transmittance film cell according to the present invention is not only directly attached to these curved optical components, but can also be attached to the curved optical components. It includes a film cell with variable transmittance prepared by attaching a release film on the adhesive layer. Therefore, in preferred embodiments of the present invention, a transmittance variable film cell in which an adhesive layer is exposed so as to be attached to a curved optical component, a transmittance variable film cell in which the adhesive layer is not exposed by a cover layer, or a curved optical component It may include a variable transmittance film cell directly attached to the.
이와 관련, 도 1에서는 액정셀이 인접한 커버층(40, 50)과 점착제층(20, 30)을 매개로 접하면서 적층된 단면 구조를 형성하는 예를 도시하고 있다.In this regard, Figure 1 shows an example in which a liquid crystal cell forms a stacked cross-sectional structure while contacting adjacent cover layers 40 and 50 and
전술한 바와 같이, 점착제층은 렌즈 또는 커버층 등을 액정셀에 효과적으로 부착하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명에서의 점착제층은 점착층 및 접착층을 포괄하는 의미로 사용된다. 이러한 점착제층은 예를 들어 실리콘계, 아크릴계 또는 우레탄계 감압성 점착제(pressure sensitive adhesive: PSA) 조성물 또는 광학 투명 접착제(optically clear adhesive: OCA) 조성물을 사용하여 형성될 수 있다. 특히 바람직하게는 상기 점착제층은 실리콘계 광학 투명 접착제(optically clear adhesive: OCA) 조성물로 형성된 OCA 필름층일 수 있다.As described above, the adhesive layer is provided to effectively attach a lens or a cover layer to a liquid crystal cell, and the adhesive layer in the present invention is used to encompass an adhesive layer and an adhesive layer. This adhesive layer may be formed using, for example, a silicone-based, acrylic-based, or urethane-based pressure sensitive adhesive (PSA) composition or an optically clear adhesive (OCA) composition. Particularly preferably, the adhesive layer may be an OCA film layer formed of a silicone-based optically clear adhesive (OCA) composition.
OCA 조성물로 이루어진 점착제층은 부착하고자 하는 대상에 부착되기 전 경화되어 점착성을 나타낼 수 있으며, 이러한 OCA 조성물을 사용한 필름층은 공지의 점착제 조성물을 사용할 수 있다.An adhesive layer made of an OCA composition can exhibit adhesiveness by curing before being attached to an object to be attached, and a known adhesive composition can be used as a film layer using such an OCA composition.
투과도 가변 필름 내에 제공되는 점착제층은 점착제 조성물이 경화된 상태의 점착제 조성물의 경화체를 사용할 수 있다. 여기서 '경화체'는 점착제 조성물에 포함되어 있는 성분들이 물리적 혼합 내지 화학적 반응을 통하여 점착제 조성물의 접착성 또는 점착성이 발현된 상태의 물질을 의미하며, 조성물을 경화시키기 위해, 일정 시간 동안 열 및/또는 광을 인가하여 점착 조성물에 적절한 에너지를 가하는 과정이 실시될 수 있다. The adhesive layer provided in the variable permeability film may be a cured product of the adhesive composition in a cured state. Here, 'cured body' refers to a material in which the components contained in the adhesive composition have developed the adhesiveness or tackiness of the adhesive composition through physical mixing or chemical reaction. In order to cure the composition, heat and/or A process of applying appropriate energy to the adhesive composition by applying light may be performed.
본 발명의 바람직한 구현예에 따른 투과도 가변 필름셀에서는 경화된 상태의 점착제층이 제공되는 것을 기본으로 하며, 후술할 점착제층의 저장 탄성률과 같은 특성들은 모두 경화된 상태의 점착제층에서 측정된 값을 기준으로 할 수 있다.The variable transmittance film cell according to a preferred embodiment of the present invention is based on providing a cured adhesive layer, and the properties such as the storage modulus of the adhesive layer, which will be described later, are all values measured on the cured adhesive layer. It can be done as a standard.
상기 점착제 조성물은, 예를 들어, 경화성 화합물을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 '경화성 화합물'은 경화성 관능기를 하나 이상 가지는 화합물을 의미할 수 있다. 상기 점착제 조성물은, 예를 들어, 열 경화성 화합물, 활성 에너지선 경화성 화합물 또는 열 경화성 화합물과 활성 에너지선 경화성 화합물을 모두 포함할 수 있다.The adhesive composition may include, for example, a curable compound. As used herein, the term 'curable compound' may refer to a compound having one or more curable functional groups. The adhesive composition may include, for example, a thermosetting compound, an active energy ray curable compound, or both a thermosetting compound and an active energy ray curable compound.
하나의 예시에서, 경화성 화합물로는 아크릴계 모노머, 에폭시계 모노머 또는 실리콘계 모노머 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 점착제를 형성할 수 있는 것으로 알려진 공지의 모노머 성분을 사용할 수 있다.In one example, the curable compound may be an acrylic monomer, an epoxy monomer, or a silicone monomer, but is not limited thereto, and any known monomer component known to be capable of forming an adhesive may be used.
하나의 예시에서, 상기 점착제층으로는 예를 들어 아크릴계 점착제, 우레탄계 점착제, 실리콘계 점착제를 사용할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 점착제층으로는 아크릴계 점착제를 사용할 수 있다.In one example, the adhesive layer may be an acrylic adhesive, a urethane adhesive, or a silicone adhesive. According to an embodiment of the present invention, an acrylic adhesive may be used as the adhesive layer.
상술한 바와 같은 구성을 같은 예시적인 실시예를 바탕으로, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 투과도 가변 필름셀을 곡면형 광학 부품에 부착하는 예를 도 12 내지 도 14를 참조하여 설명한다.Based on an exemplary embodiment having the same configuration as described above, an example of attaching a variable transmittance film cell to a curved optical component according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 to 14.
도 12는 곡면을 갖는 아이웨어에 부착 가능한 형태로 재단된 평면형 투과도 가변 필름셀을 예시적으로 나타낸 것이고, 도 13은 곡면을 갖는 제품에 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 투과도 가변 필름셀이 부착되는 합지 공정을 예시적으로 나타낸 것이다. 또한, 도 14는 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 투과도 가변 필름셀이 부착된 곡면형 광학 제품의 단면을 도시한 것이다.Figure 12 shows an example of a planar variable transmittance film cell cut into a shape that can be attached to eyewear having a curved surface, and Figure 13 shows a variable transmittance film cell according to a preferred embodiment of the present invention attached to a product having a curved surface. This is an exemplary illustration of the lamination process. Additionally, Figure 14 shows a cross-section of a curved optical product to which a variable transmittance film cell is attached according to a preferred embodiment of the present invention.
도 13에 도시된 바와 같이, 평면형(flat) 필름 형태의 투과도 가변 필름셀은 렌즈와 같은 곡면형 광학 부품 상에 밀착되면서 일체로 부착되어, 도 14에서와 같은 곡면형 광학 제품을 완성하게 된다.As shown in FIG. 13, the variable transmittance film cell in the form of a flat film is integrally attached in close contact with a curved optical component such as a lens, thereby completing the curved optical product as shown in FIG. 14.
이 때, 도 13에서와 같은 합지 공정을 실시하기 전, 광학 제품에 요구되는 형태로 투과도 가변 필름셀을 미리 재단하여 사용할 수 있다. 도 12는 이와 같이 재단된 투과도 가변 필름셀의 예를 도시한 것으로, 아이웨어의 렌즈 형상에 따라 투과도 가변 필름셀이 미리 재단된 예를 도시하고 있다. 특히 본 발명은 필름셀 재단 외곽선이 액정셀 실링부 영역 내부에 위치하는 것을 특징으로 한다.At this time, before performing the lamination process as shown in FIG. 13, the variable transmittance film cell can be cut in advance into the shape required for the optical product and used. Figure 12 shows an example of a variable transmittance film cell cut in this way, showing an example in which the variable transmittance film cell is cut in advance according to the shape of the lens of the eyewear. In particular, the present invention is characterized in that the film cell cutting outline is located inside the liquid crystal cell sealing area.
도 13을 참조하여 합지 공정을 설명하면, 도 1에서와 같은 적층 구조를 갖는 투과도 가변 필름셀을 우선 준비하고, 준비된 투과도 가변 필름셀의 최외측의 제1 이형필름층을 제거한다. 이후 제1 이형필름층이 제거됨에 따라 노출된 투과도 가변 필름셀의 제1 점착제층(20)을 곡면형 렌즈(60)의 내부 곡면에 부착하여 투과도 가변이 가능한 곡면형 광학 기기를 제작하게 된다.When explaining the lamination process with reference to FIG. 13, a film cell having a laminated structure as shown in FIG. 1 is first prepared, and the outermost first release film layer of the prepared film cell with variable transmission is removed. Afterwards, as the first release film layer is removed, the exposed first
도 14에서는 투과도 가변 필름셀이 부착된 곡면형 광학 제품의 단면을 도시한 것으로, 도 14에서와 같이, 렌즈에 부착된 투과도 가변 필름셀은 렌즈의 프로파일을 따라 일정한 곡면 형상을 이루게 된다.Figure 14 shows a cross-section of a curved optical product with a variable transmittance film cell attached. As shown in Figure 14, the variable transmittance film cell attached to the lens forms a constant curved shape along the profile of the lens.
도 15는 기능성 필름이 추가로 합지되어 곡면형 광학 제품을 제작하는 공정의 예를 도시한 것으로, 제2 이형필름층을 제거하고 요구되는 성능의 기능성 필름층(70)을 추가로 합지시킨 곡면형 광학 기기에 대한 적층 구조의 예를 도시한 것이다. 바람직하게는 기능성 필름층(70)의 합지 공정은 곡면형 렌즈(60)와의 합지 공정 이전에 실시될 수 있으며, 도 13에서와 같은 합지 공정을 통해 기능성 필름층(70)이 부착된 투과도 가변 필름셀을 곡면형 렌즈(60)에 부착시킬 수 있다.Figure 15 shows an example of a process for manufacturing a curved optical product by additionally laminating functional films, in which the second release film layer is removed and a
한편, 점착제층은 렌즈 또는 커버층과의 부착 기능을 제공함과 동시에 곡면을 갖는 광학 부재에 투과도 가변 필름셀을 부착함에 따라 투과도 가변 필름셀의 액정셀 내부 기포 발생을 감소시킬 수 있도록 기능한다. Meanwhile, the adhesive layer provides an attachment function to a lens or a cover layer and at the same time attaches the variable transmittance film cell to an optical member having a curved surface, thereby reducing the generation of bubbles inside the liquid crystal cell of the variable transmittance film cell.
단곡면 또는 복곡면을 갖는 광학 부재에 투과도 가변 필름셀이 부착되는 경우, 특히 광학 부재의 내측 곡면에 부착되는 경우 곡면의 형상에 맞게 필름셀이 휘어짐에 따라 액정셀 내부 적층 구조로 가해지는 응력의 변화가 발생하고, 이러한 응력 변화로 인해 액정셀 내에 기포가 발생할 수 있다.When a film cell with variable transmittance is attached to an optical member with a single or double curved surface, especially when attached to the inner curved surface of the optical member, the stress applied to the internal laminated structure of the liquid crystal cell as the film cell is bent to match the shape of the curved surface. Changes occur, and these stress changes may cause bubbles to form within the liquid crystal cell.
이러한 기포 발생 문제를 해결하기 위해 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 2 개의 점착제층은 서로 다른 점탄성 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention to solve this bubble generation problem, the two adhesive layers are characterized by having different viscoelastic properties.
또한, 2개의 점착제층은 곡면형 광학 기재 및 커버층과의 180도 Peel 접착강도(속도 15 in/min)가 30N/100mm이상인 아크릴계 또는 실리콘계 감압성 점착제(pressure sensitive adhesive: PSA) 조성물 또는 광학 투명 접착제 (optically clear adhesive: OCA) 조성물로 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게는 2 개의 점착제층 중 제2 점착제층(30)은 접착강도가 50 N/100mm이상인 아크릴계 점착제로 형성하고, 상기 커버층은 PC 또는 PMMA로 이루어진 필름층으로 구성하여 휨에 따른 제2 점착층의 박리를 방지할 수 있다.In addition, the two adhesive layers are an acrylic or silicone-based pressure sensitive adhesive (PSA) composition or optically transparent with a 180-degree peel adhesive strength (speed 15 in/min) of 30N/100mm or more between the curved optical substrate and the cover layer. It may be formed of an adhesive (optically clear adhesive: OCA) composition. More preferably, the second
구체적으로, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 투과도 가변 필름셀은 액정셀의 상하로 배치되는 한 쌍의 점착제층들을 포함하며, 곡면 광학 부품에 부착 시 액정셀 내부의 기포 발생을 완화시킬 수 있도록 각각의 점착제층이 서로 다른 점탄성 특성을 갖도록 구성될 수 있다.Specifically, according to a preferred embodiment of the present invention, the variable transmittance film cell includes a pair of adhesive layers disposed above and below the liquid crystal cell, and is designed to alleviate the generation of bubbles inside the liquid crystal cell when attached to a curved optical component. Each adhesive layer may be configured to have different viscoelastic properties.
점착제층의 점탄성 특성은 저장 탄성률(G'), 손실 탄성률(G'') 및 이들의 비율에 해당되는 손실 계수 tanδ 값으로 아래와 같이 표현될 수 있다. The viscoelastic properties of the adhesive layer can be expressed as the storage modulus (G'), the loss modulus (G''), and the loss coefficient tanδ value corresponding to their ratio as follows.
동일한 복소 탄성률(G*=G'+iG”) 크기를 가지더라도 저장 탄성률이 높을수록 점착제는 하드(hard)하며 탄성이 높다고 할 수 있고, 손실 탄성률이 높을수록 점착제는 소프트(soft)하며 점성이 높다고 할 수 있다. 점착제는 탄성과 점성을 동시에 가지므로 손실 탄성률과 저장 탄성률의 비율인 손실계수 tanδ 값으로 표현될 수 있다. Even if the size of the complex elastic modulus (G * = G'+iG”) is the same, the higher the storage modulus, the harder and more elastic the adhesive is. The higher the loss modulus, the softer and more viscous the adhesive. It can be said to be high. Since the adhesive has both elasticity and viscosity, it can be expressed as the loss coefficient tanδ value, which is the ratio of the loss modulus and storage modulus.
유사한 복소 탄성률 크기를 가지는 두 개의 점착제층을 비교할 때, tanδ 값이 상대적으로 큰 값을 갖는 점착제층은 소프트(soft)한 점성 특성이 강한 점착제층이라 할 수 있으며, tanδ 값이 상대적으로 작은 값을 갖는 점착제층은 하드(hard)한 탄성 특성이 강한 점착제층이라 할 수 있다.When comparing two adhesive layers with similar complex elastic modulus sizes, the adhesive layer with a relatively large tanδ value can be said to be an adhesive layer with strong soft viscous characteristics, and the adhesive layer with a relatively small tanδ value can be said to be an adhesive layer with strong soft viscous characteristics. The adhesive layer having strong elastic properties can be said to be an adhesive layer.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 투과도 가변 필름셀의 두 개의 점착제층 중, 곡면형 광학 부재의 내측 곡면에 더 가까이 인접하게 위치한 점착제층, 예를 들어 렌즈(60) 등의 광학 부품에 직접 부착되는 제1 점착제층(20)의 경우 상대적으로 소프트(soft)한 특성의 점착제층을 배치하고, 그 반대되는 위치의 점착제층, 즉 렌즈 등의 광학 부품으로부터 상대적으로 이격된 제2 점착제층(30)의 경우 상대적으로 하드(hard)한 특성의 점착제층을 배치하는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, among the two adhesive layers of the variable transmittance film cell, the adhesive layer located closer to the inner curved surface of the curved optical member, for example, is directly attached to the optical component such as the
2개의 점착제층이 요구되는 물성을 갖도록 구성함에 있어서, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 투과도 가변 필름셀에서는, 저장 탄성률을 기준으로 2개의 점착제층을 구분 배치하는 것에 특징이 있다. 이러한 예에서는, 상대적으로 소프트한 특성이 요구되는 제1 점착제층(곡면형 광학 부품에 인접)은 낮은 저장 탄성률 값을 갖도록 구성하는 반면, 상대적으로 하드한 특성이 요구되는 제2 점착제층(곡면형 광학 부품으로부터 이격)은 높은 저장 탄성률 값을 갖도록 구성할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 제2 점착제층의 저장 탄성률(G')은 제1점착제층의 저장 탄성률(G')보다 더 큰 값을 갖도록 구성될 수 있다. In configuring the two adhesive layers to have the required physical properties, the variable transmittance film cell according to a preferred embodiment of the present invention is characterized by separately arranging the two adhesive layers based on the storage modulus. In this example, the first adhesive layer (adjacent to the curved optical component), which requires relatively soft properties, is configured to have a low storage modulus value, while the second adhesive layer (adjacent to the curved optical component), which requires relatively hard properties, is configured to have a low storage modulus value. (separated from the optical component) can be configured to have a high storage modulus value. Therefore, according to a preferred embodiment of the present invention, the storage modulus (G') of the second adhesive layer may be configured to have a larger value than the storage modulus (G') of the first adhesive layer.
제1 점착제층(20)의 저장 탄성률은 0.05 MPa 내지 0.2 MPa 범위에서 선택된 저장 탄성률(G') 값을 가질 수 있다. 제1 점착제층(20)의 저장 탄성률이 0.05 MPa 미만이면, 휨에 따른 과도한 변형이 불균일한 물리적 왜곡을 유발하여 광학 점착층으로서 기능이 소실될 수 있으며, 저장 탄성률이 0.2 MPa 초과인 경우, 필름셀의 휨 변형에 따른 렌즈 측의 인장 응력을 효과적으로 완화할 수 없어 액정셀 내 기포 발생 등의 문제가 발생할 수 있다.The storage modulus of the first
또한, 제2 점착제층(30)은 2 MPa 내지 6 MPa 범위에서 선택된 저장 탄성률(G')을 가질 수 있다. 제2 점착제층(30)의 저장 탄성률이 2 MPa 미만이면 인접한 커버층과 투명 전도성 기판에 가해지는 압축응력이 만들어내는 여분의 길이가 셀 간격(cell gap)의 불규칙적 증가와 이에 기인한 액정셀 내 기포 발생을 충분히 저감하는 효과를 발휘할 수 없으며, 저장 탄성률이 6 MPa 초과인 경우, 제2 점착제층(30)과 액정셀 또는 기능성 커버층의 계면에서 박리가 발생할 수 있다.Additionally, the second
광학 부품의 예로 곡률반경이 70mm 이상인 렌즈를 적용할 수 있는데, 곡률 반경이 70mm 미만, 예를 들어 곡률반경이 60mm 정도로 휘어짐의 정도가 큰 광학 부품에서는 점착제의 점탄성 특성 제어로 인한 기포 발생 억제 효과가 제한적일 수 있다. 반면, 2 개의 점착제층에 대한 점탄성 특성 제어를 통해 액정셀 내 기포 발생을 억제하는 효과는 충분히 큰 곡률반경을 갖는 렌즈에도 효과적이다. 이론적으로는, 플랫하진 않지만 거의 무한대의 곡률반경을 갖는 렌즈에도 본 발명에 따른 투과도 가변 필름셀이 적용 가능하며, 따라서, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 70mm 이상의 곡률반경을 갖는 광학 부품에 적용될 수 있다. 다만 본 발명은 기포 발생 문제가 많이 발생하는 120mm 이하의 곡률반경을 갖는 렌즈에 보다 효과적으로 적용 가능하므로, 보다 바람직하게는 70mm 내지 120mm의 곡률반경을 갖는 광학부품에 적용이 가능하다.As an example of an optical component, a lens with a radius of curvature of 70 mm or more can be applied. However, in optical components with a large degree of bending with a radius of curvature of less than 70 mm, for example, a radius of curvature of 60 mm, the effect of suppressing the generation of bubbles by controlling the viscoelastic properties of the adhesive is effective. It may be limited. On the other hand, the effect of suppressing the generation of bubbles in the liquid crystal cell through controlling the viscoelastic properties of the two adhesive layers is effective even for lenses with a sufficiently large radius of curvature. In theory, the variable transmittance film cell according to the present invention can be applied to lenses that are not flat but have an almost infinite radius of curvature. Therefore, according to a preferred embodiment of the present invention, it can be applied to optical components having a radius of curvature of 70 mm or more. You can. However, the present invention can be more effectively applied to lenses with a curvature radius of 120 mm or less, where bubble generation problems frequently occur, and therefore can be more preferably applied to optical components with a curvature radius of 70 mm to 120 mm.
렌즈의 곡률반경이 70mm 내지 120mm인 예에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1 점착제층(20)의 저장 탄성률은 0.1 MPa이고, 제2 점착제층(30)의 저장 탄성률은 5 MPa일 수 있다.In the example where the radius of curvature of the lens is 70 mm to 120 mm, according to a preferred embodiment of the present invention, the storage modulus of the first
제2 점착제층(30)의 저장 탄성률은 제1 점착제층(20)의 저장 탄성률보다 충분히 크게 설정하는 것이 바람직하며, 예를 들어, 제1 점착제층(20)의 저장 탄성률은 제2 점착제층(30)의 저장 탄성률의 10배 이상, 바람직하게는 25배 내지 50배 이상일 수 있다.The storage modulus of the second
또한, 보다 바람직하게는, 2개의 점착제층의 저장 탄성률 이외에 손실 계수를 추가로 고려할 수 있으며, 이러한 예에서는 제1 점착제층(20)의 손실 계수(tanδ)는 제2 점착제층(30)의 손실 계수(tanδ)보다 더 큰 값을 갖도록 구성할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 손실 계수는 손실 탄성률과 저장 탄성률의 비로 결정되는 파라미터이며, 이와 같이 저장 탄성률과 함께 손실 계수를 고려함에 있어서, 제1 점착제층(20)의 손실 계수(tanδ)는 제2 점착제층(30)의 손실 계수(tanδ)보다 더 큰 값을 갖도록 구성함에 따라 렌즈에 인접한 제1 점착제층(20)에 요구되는 인장 응력 완화 기능을 효과적으로 제공할 수 있다.In addition, more preferably, a loss coefficient may be additionally considered in addition to the storage modulus of the two adhesive layers, and in this example, the loss coefficient (tanδ) of the first
이와 같이 서로 현격하게 다른 저장 탄성률과 손실 계수를 갖는 점착제층을 상하 구분 배치함에 따라 필름셀의 상하 적층 구조로 가해지는 응력 변화와 여분의 길이 발생과 이에 따른 셀 간격(cell gap)의 들뜸에 효과적으로 대응하여 액정셀 내부 기포 발생을 억제할 수 있다.In this way, by arranging the adhesive layers with significantly different storage moduli and loss coefficients at the top and bottom, it is effective in preventing stress changes and extra lengths applied to the upper and lower laminated structure of the film cell, as well as the resulting lifting of the cell gap. In response, the generation of bubbles inside the liquid crystal cell can be suppressed.
내부 기포 발생을 억제하는 메커니즘은 액정셀 상하 점착제층의 점탄성 특성의 현격한 차이로 인한 액정셀 내부 응력 발생을 최소화하는 것으로 추정되는 바, 이를 설명함에 있어서, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 투과도 가변 필름셀을 도시하고 있는 도 16 및 이와 대비되는 비교예에 관한 도 17을 참조한다.It is presumed that the mechanism for suppressing the generation of internal bubbles is to minimize the generation of internal stress in the liquid crystal cell due to a significant difference in the viscoelastic properties of the upper and lower adhesive layers of the liquid crystal cell. In explaining this, the transmittance variable according to the preferred embodiment of the present invention will be described. See Figure 16, which shows a film cell, and Figure 17, which provides a comparative example.
도 16 및 도 17은 투과도 가변 필름셀의 휨에 따른 액정셀 외곽 부분의 변화를 모식적으로 도시하고 있는 것으로, 곡면형 광학제품의 내측 표면에 필름셀을 부착 시 점착제층의 점탄성 특성을 달리함에 따라 액정셀 단면 외곽(contour)의 휨 모양이 변화하는 것을 비교하기 위해 제공된다.Figures 16 and 17 schematically show the change in the outer part of the liquid crystal cell according to the bending of the variable transmittance film cell. When attaching the film cell to the inner surface of a curved optical product, the viscoelastic properties of the adhesive layer are changed. It is provided to compare changes in the bending shape of the cross-sectional contour of the liquid crystal cell.
먼저, 도 16은 본 발명의 바람직한 구현예에 따라 서로 다른 점탄성 특성을 갖는 2개의 점착제층을 포함하는 투과도 가변 필름셀이 렌즈에 부착된 예의 단면을 개념적으로 도시한 것이고, 도 17은 이와 대비는 비교예로, 동일하게 탄성이 매우 큰 특성을 갖는 2개의 점착제층을 액정셀의 상하로 배치한 투과도 가변 필름셀을 렌즈에 부착된 예의 단면을 개념적으로 도시한 것이다. 도 16과 도 17의 예에서는 점착제층의 점탄성 특성을 달리하는 것을 제외하고는 동일한 조건의 투과도 가변 필름셀을 구현한 예를 도시한 것으로, 점착제층의 두께 또한 동일하다. 점착제층 각각의 기계적 특성과 관련, 도 16의 상부 제1 점착제층(20)의 저장 탄성률을 G1', 하부 제2 점착제층(30)의 저장 탄성률을 G2', 도 17의 점착제층들의 저장 탄성률을 G3'(도 8의 예에서는 상하 점착제층을 동일하게 구성)라 할 때, 각각의 저장 탄성률은 G1' ≪ G3' ≤G2'와 같은 관계를 갖는다. 또한, 도 16의 상부 제1 점착제층(20)의 손실 계수(tanδ)를 T1, 하부 제2 점착제층(30)의 손실 계수를 T2, 도 17의 점착제층의 손실 계수를 T3라 할 때, 각각의 손실 계수는 T1 ≫ T3 ≥ T2 와 같은 관계를 가질 수 있다.First, Figure 16 conceptually shows a cross-section of an example in which a variable transmittance film cell including two adhesive layers having different viscoelastic properties is attached to a lens according to a preferred embodiment of the present invention, and Figure 17 shows a conceptual view. As a comparative example, a cross-section of a variable transmittance film cell in which two adhesive layers having the same very high elasticity are disposed above and below a liquid crystal cell is attached to a lens is conceptually shown. The examples of Figures 16 and 17 show examples of implementing variable transmittance film cells under the same conditions except that the viscoelastic properties of the adhesive layer are different, and the thickness of the adhesive layer is also the same. In relation to the mechanical properties of each adhesive layer, the storage elastic modulus of the upper first
도 16 및 도 17을 설명하기에 앞서, 본 명세서에서 사용되는 “휨 각도”를 아래와 같이 정의할 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 “휨 각도”란, 휘어지기 전 편평한 상태에서 일정한 길이(l)을 갖는 액정셀을 곡면형 렌즈(60)에 부착 시, 액정셀의 단면을 기준으로, 렌즈의 곡률반경에 따라 요구되는 액정셀의 외곽 양측 단부의 연장선이 이루는 각도를 액정셀의 휨 각도로 정의할 수 있다. 즉, 도 16 및 도 17에서와 같이 곡면형 렌즈(60) 상에 투과도 가변 필름셀을 부착 시, 투과도 가변 필름셀의 단면을 기준으로, 휘어진 액정셀의 곡률 중심을 향해 단면 상의 액정셀의 양측 단부의 연장선이 이루는 각도를 액정셀의 휨 각도라 할 수 있으며, 이상적인 조건(액정셀이 렌즈의 곡면과 일정한 갭을 이루며 나란하게 부착되는 경우)에서의 휨 각도는 곡면형 렌즈(60)의 곡률반경과 액정셀의 길이(l)에 의해 휘어지는 정도가 결정되는 바, 이러한 이상적인 조건에서의 휨 각도를 기준 휨 각도라고 할 수 있다.Before describing FIGS. 16 and 17, the “bending angle” used in this specification can be defined as follows. Specifically, the “bending angle” in this specification refers to the radius of curvature of the lens, based on the cross section of the liquid crystal cell, when attaching a liquid crystal cell having a certain length (l) to the
한편, 도 16 및 도 17에서와 같이, 일정한 길이(l)을 갖는 액정셀에 대한 단면을 기준으로, 점착제층의 점탄성 변화로 인해 휨 각도의 변화가 발생하게 된다.Meanwhile, as shown in FIGS. 16 and 17, a change in the bending angle occurs due to a change in the viscoelasticity of the adhesive layer based on the cross section of the liquid crystal cell having a constant length (l).
구체적으로, 액정셀은 렌즈의 곡면에 부착됨에 따라 렌즈의 곡률에 따라 소정의 휨 각도를 형성하면서 휘어지게 되는데, 도 17의 비교예의 기준 휨 각도(θ)에 비해 도 16의 실시예에서는 상대적으로 작은 휨 각도(θ')을 가지게 되며, 이를 도 18(a), (b)에 모식도로 나타내었다.Specifically, as the liquid crystal cell is attached to the curved surface of the lens, it is bent to form a predetermined bending angle according to the curvature of the lens. Compared to the reference bending angle (θ) of the comparative example of FIG. It has a small bending angle (θ'), which is schematically shown in Figures 18(a) and (b).
이러한 휨 각도의 차이가 발생하는 것은, 곡면 렌즈의 내측에 부착되는 제1 점착제층(20)의 경우 휨에 따른 액정셀의 인장 영역에 인접한 부분으로, 상대적으로 소프트한 특성의 점착제층이 위치하여 인장력을 완화시키는 반면, 렌즈로부터 멀리 떨어진 제2 점착제층(30)의 경우 액정셀의 압축 영역에 인접한 부분으로, 상대적으로 하드한 특성의 점착제층이 위치하여 압축력에 저항하기 때문이다.This difference in bending angle occurs because, in the case of the first
즉, 도 16의 실시예의 경우, 액정셀의 인장 영역에 인접한 제1 점착제층(20)의 경우 인장 영역의 액정셀, 특히 인접한 투명 전도성 기재층에 가해지는 인장력을 완화시키는 반면, 액정셀의 압축 영역에 인접한 제2 점착제층(30) 및 이에 부착된 커버층은 압축 영역의 액정셀 및 이에 인접한 투명 전도성 기재층의 길이 변형을 억제하는 보강층으로 기능하게 된다. 따라서, 도 16에서와 같이 렌즈 곡면의 곡률에 따라 결정되는 휨 각도(θ')가 도 17의 비교예에서의 기준 휨 각도(θ)보다 작은 각도로 형성하면서 필름층의 단면의 외곽부(contour)가 변형되게 되고, 이러한 휨 각도 변화로 인해 액정셀의 길이 변화, 특히 기포 발생의 원인이 되는 것으로 추정되는 압축 영역에서의 길이의 왜곡과 이로 인한 셀 간격(cell gap)의 들뜸 현상을 감소시킬 수 있으므로, 액정층의 기포 발생이 억제될 수 있다.That is, in the case of the embodiment of FIG. 16, the first
도 18은 이러한 휨 각도의 차이(도 16의 실시예와 도 17의 비교예에서의 휨 각도의 차이)를 모식적으로 나타낸 것으로, 도 18에서와 같이 동일한 렌즈의 곡률에도 불구하고 두 개의 예시에서 휨 각도의 차이가 발생하는 것을 보여주고 있다. 도 18의 (a)에서는 도 17의 비교예를 도시하고 있는 것이고, 도 18의 (b)에서는 도 16의 실시예를 도시하고 있는 것으로, 이러한 휨 각도의 차이로 인해 액정층의 하부 측, 즉 액정층의 압축 영역에 작용하는 압축 응력이 상대적으로 줄어들게 되는 바, 액정층 하부의 길이 변화를 억제하고 내부 기포 발생을 저감시킬 수 있다.Figure 18 schematically shows the difference in bending angle (difference in bending angle between the embodiment of Figure 16 and the comparative example of Figure 17), and despite the curvature of the same lens as in Figure 18, in the two examples It shows that there is a difference in bending angle. Figure 18 (a) shows the comparative example of Figure 17, and Figure 18 (b) shows the example of Figure 16. Due to this difference in bending angle, the lower side of the liquid crystal layer, that is, Since the compressive stress acting on the compressed region of the liquid crystal layer is relatively reduced, the change in length of the lower part of the liquid crystal layer can be suppressed and the generation of internal bubbles can be reduced.
한편, 액정셀 및 점착제층 적층체(이하, '액정셀 조립체' 라고 함)의 단면 상 중립면의 관점에서, 도 16의 실시예에서는 도 17의 비교예와는 달리, 중립면의 위치를 하향 이동시킬 수 있고, 결과적으로 액정셀 하부에서 압축 응력을 감소시킬 수 있어서, 액정셀 내 기포 발생을 저감시킬 수 있다.Meanwhile, from the perspective of the neutral plane on the cross section of the liquid crystal cell and adhesive layer laminate (hereinafter referred to as 'liquid crystal cell assembly'), in the embodiment of FIG. 16, unlike the comparative example of FIG. 17, the position of the neutral plane is downward. It can be moved, and as a result, the compressive stress at the bottom of the liquid crystal cell can be reduced, thereby reducing the generation of bubbles in the liquid crystal cell.
이와 관련, 투과도 가변 필름셀의 단면을 기준으로, 필름셀 내부의 위치에 따라 인장 응력 또는 압축 응력을 받는 영역이 나타나게 되며, 이러한 영역에서는 필름셀의 변형, 즉 필름셀의 휨에 따른 길이의 변화가 발생하게 된다. 반면, 투과도 가변 필름셀의 단면에서의 중간 위치에서는 길이의 변화가 없는 면이 존재하고, 이와 같은 면을 중립면(neutral surface)라고 한다.In this regard, based on the cross section of the variable permeability film cell, areas subject to tensile stress or compressive stress appear depending on the location inside the film cell, and in these areas, the length changes due to the deformation of the film cell, that is, the bending of the film cell. occurs. On the other hand, there is a surface with no change in length at the middle position of the cross section of the variable transmittance film cell, and this surface is called a neutral surface.
즉, 필름셀이 곡면 광학렌즈의 내측에 부착되어 휘어짐에 따라, 부착되는 상부면은 인장 응력을 받고 하부면은 압축 응력을 받아 변형하게 되는데, 이 때 상부면과 하부면 사이에 위치하는 중립면의 경우 인장 또는 압축 변형도 이루어지지 않기 때문에 실질적으로 변형률이 0이 되는 중립면을 형성하게 된다.In other words, as the film cell is attached to the inside of the curved optical lens and bent, the attached upper surface receives tensile stress and the lower surface deforms under compressive stress. At this time, the neutral plane located between the upper and lower surfaces In the case of , since no tensile or compressive deformation occurs, a neutral plane is formed where the strain rate is substantially 0.
이와 관련, 도 19는 2 개의 점착제층을 동일한 두께, 동일한 물성으로 구성한 대칭 구조의 액정셀과 그 상하에 적층된 점착제층의 예에 있어서, 중립면이 단면의 가운데에 위치하는 것을 도시하고 있다.In this regard, Figure 19 shows an example of a symmetrical liquid crystal cell composed of two adhesive layers with the same thickness and same physical properties, and an adhesive layer laminated above and below the adhesive layer, where the neutral plane is located in the center of the cross section.
한편, 이러한 대칭 구조의 액정셀 및 점착제층 적층체, 즉 '액정셀 조립체' 의 경우, 곡면 광학기재의 내측 곡면에 부착 시 시간 경과에 따라 액정셀의 내부에서 육안으로 식별가능한 크기의 대형 기포가 발생하는 문제가 나타날 수 있다.Meanwhile, in the case of such a symmetrical liquid crystal cell and adhesive layer laminate, that is, a 'liquid crystal cell assembly', when attached to the inner curved surface of a curved optical substrate, large bubbles of a size visible to the naked eye appear inside the liquid crystal cell over time. Problems may arise.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 중립면을 기준으로 액정셀 상하부의 인장 영역과 압축 영역을 구분하고, 각 영역 별로 서로 다른 점탄성을 갖는 점착제층을 액정셀의 상하에 적층함으로써 중립면의 위치를 변경하여, 곡면 광학기재의 내측 곡면에 부착 시 시간 경과에 따라 액정셀 내부의 기포 발생을 방지할 수 있도록 구성된다.To solve this problem, in the present invention, the tension area and compression area of the upper and lower portions of the liquid crystal cell are divided based on the neutral plane, and adhesive layers with different viscoelasticity for each region are laminated on the top and bottom of the liquid crystal cell to determine the position of the neutral plane. By changing the , it is configured to prevent the generation of bubbles inside the liquid crystal cell over time when attached to the inner curved surface of the curved optical substrate.
구체적으로, 액정셀의 하단부, 즉 곡면형 광학 부재에 상대적으로 이격된 위치의 경우, 액정셀 내부의 액정층과 그 하단 적층 구조가 압축 영역을 구성하게 된다. 이 때, 해당 적층 구조에 가해지는 압축력으로 인해 액정셀 내부 기판의 미세한 요철이 발생하는 것이 액정셀 내부에 기포가 발생하는 요인으로 추정된다. 따라서, 본 발명에서는 투과도 가변 필름셀의 액정셀 조립체의 적층 구조에 있어서 제2 점착제층(30)을 상대적으로 하드하게 구성하여 액정셀 하단부의 변형을 억제할 수 있도록 구성하게 된다. 반면, 액정셀의 상단부, 즉 곡면형 광학 부재에 인접한 위치의 경우, 액정셀 내부의 액정층과 그 상단 적층 구조가 인장 영역을 구성하게 되는 바, 액정셀 내부의 기재층 등이 인장되는 것을 완화시킬 수 있도록 제1 점착제층(20)을 소프트한 점착제층으로 구성하게 된다.Specifically, in the case of the lower part of the liquid crystal cell, that is, a position relatively spaced from the curved optical member, the liquid crystal layer inside the liquid crystal cell and the lower layer lamination structure constitute a compressed area. At this time, it is presumed that the occurrence of fine irregularities on the substrate inside the liquid crystal cell due to the compressive force applied to the corresponding laminated structure is a factor in the generation of bubbles inside the liquid crystal cell. Therefore, in the present invention, in the stacked structure of the liquid crystal cell assembly of the variable transmittance film cell, the second
따라서, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 액정층의 상부에 위치하는 것으로, 곡면형 광학 부재에 인접한 제1 점착제층(20)의 저장 탄성률은 곡면형 광학 부재에 이격되어 위치하는 제2 점착제층(30)의 저장 탄성률보다 현격하게 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다. Therefore, according to a preferred embodiment of the present invention, the storage elastic modulus of the first
이와 같이, 저장 탄성률이 상대적으로 작은 소프트한 제1 점착제층(20)을 렌즈에 직접 부착시킬 경우, 제1 점착제층(20)은 필름셀이 휘어짐에 따른 액정셀 내부의 인장 영역에 있어서, 렌즈 곡률에 따라 휨으로 발생하는 인장력을 완화시키는 완화층으로 기능하게 된다. 반면, 저장 탄성률이 상대적으로 큰 하드한 제2 점착제층(30)을 렌즈의 맞은편에 위치시킴에 따라 제2 점착제층(30)은 액정셀 내부의 압축 영역에 대한 보강층으로 기능하게 된다. 따라서, 이러한 2개의 점착제층을 상하로 구분하여 배치하는 필름셀의 적층 구조를 통해 액정층 내부에서의 기포 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.In this way, when the soft first
위와 같이 서로 다른 점탄성을 갖는 제1 점착제층(20)과 제2 점착제층(30)을 포함하는 적층 구조를 통해, 곡면 광학 기재에 가까운 상부의 소프트한 제1 점착제층(20)은 휨으로 인한 변형을 상대적으로 완화시키는 한편, 곡면 광학 기재에서 이격된 하부의 하드한 제2 점착제층(30)은 액정셀의 변형을 억제하게 되므로, 액정셀 하부의 변형을 상대적으로 줄여 액정셀 하부에서의 기포 발생을 억제할 수 있게 된다.Through the laminated structure including the first
보다 바람직하게는, 하드(hard)한 제2 점착제층(30)의 기능을 보강하기 위해 PC(polycarbonate), TAC(triacetyl cellulose) 등과 같은 더욱 하드(hard)한 재질의 커버층을 추가할 수 있다.More preferably, to reinforce the function of the hard second
또한, 중립면의 위치적 관점에서, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 투과도 가변 필름셀에서는 제1 점착제층(20)과 제2 점착제층(30)의 점탄성을 조절하여 중립면을 하향 이동시키는 것에 특징이 있다.In addition, from the viewpoint of the position of the neutral plane, in the variable transmittance film cell according to the preferred embodiment of the present invention, the neutral plane is moved downward by adjusting the viscoelasticity of the first
액정셀 내부의 기포 발생은 액정셀 하부면, 즉 액정셀의 압축 영역에 과도한 압축 응력이 가해짐에 따라 필름셀 단면의 하부 외곽 형상에서 길이의 여유가 발생하기 때문으로 추정된다. 이러한 기포 발생 메커니즘을 효과적으로 억제할 수 있도록 본 발명에서는 투과도 가변 필름셀의 중립면을 하향 이동시켜 액정셀의 하부 측에 가해지는 압축 응력을 감소시키도록 중립면 위치를 제어하였다.It is presumed that the occurrence of bubbles inside the liquid crystal cell is due to excessive compressive stress being applied to the lower surface of the liquid crystal cell, that is, the compressed area of the liquid crystal cell, resulting in a length margin in the lower outer shape of the cross section of the film cell. In order to effectively suppress this bubble generation mechanism, the present invention moved the neutral plane of the variable permeability film cell downward to control the position of the neutral plane to reduce the compressive stress applied to the lower side of the liquid crystal cell.
이와 관련, 도 19는 2개의 점착제층을 동일한 두께, 동일한 물성으로 구성한 대칭 구조의 액정셀과 그 상하에 적층된 점착제층의 예에 있어서, 중립면이 적층 구조의 중심에 위치하는 것을 도시하고 있다.In this regard, Figure 19 shows an example of a symmetrical liquid crystal cell composed of two adhesive layers with the same thickness and same physical properties and an adhesive layer laminated above and below the adhesive layer, showing that the neutral plane is located at the center of the laminated structure. .
한편, 본 발명에서는 각 점착제층들의 점탄성 특성을 제어하여 액정셀 조립체의 중립면을 아래로 이동시켜 액정셀의 압축 영역(compressive area)을 축소시키는 것에 특징이 있으며, 이와 같이 중립면이 하향 이동된 예는 도 20에 도시되어 있다.Meanwhile, the present invention is characterized by controlling the viscoelastic properties of each adhesive layer and moving the neutral plane of the liquid crystal cell assembly downward to reduce the compressive area of the liquid crystal cell. In this way, the neutral plane is moved downward. An example is shown in Figure 20.
도 20에서와 같이, 중립면을 액정셀 조립체의 하부 영역으로 하향 이동시킨 경우, 중립면의 하향에 따라 액정셀 조립체 내부의 하부 영역에 가해지는 압축 응력의 크기가 감소될 수 있으며, 이를 통해 액정셀 내부에 기포가 발생하는 것을 억제할 수 있다.As shown in FIG. 20, when the neutral plane is moved downward to the lower region of the liquid crystal cell assembly, the magnitude of compressive stress applied to the lower region inside the liquid crystal cell assembly can be reduced as the neutral plane is lowered, thereby reducing the amount of compressive stress applied to the lower region of the liquid crystal cell assembly. The occurrence of bubbles inside the cell can be suppressed.
아래 수식은 도 21에서와 같이 복수의 필름들이 적층된 구조에서 중립면의 위치를 산출하기 위한 수식이다.The formula below is a formula for calculating the position of the neutral plane in a structure in which a plurality of films are stacked as shown in FIG. 21.
(λ는 중립면의 위치, Ei는 i번째 필름의 저장 탄성률, hi는 i번째 필름의 상부표면층 위치, ti는 i번째 필름의 두께이며, h0=0 임.)(λ is the position of the neutral plane, E i is the storage elastic modulus of the ith film, h i is the position of the upper surface layer of the ith film, t i is the thickness of the ith film, h 0 = 0.)
위 수식에 따르면, 제2 점착제층의 저장 탄성률(E2)을 제1 점착제층의 저장 탄성률(E1)보다 더 큰 값을 갖도록 점탄성이 조절된 점착제층을 적용할 경우, 동일한 저장 탄성률을 갖는 2개의 점착제층을 포함하는 비교예에 비해, 중립면의 위치를 액정셀의 하부 측으로 하향 이동시킬 수 있다.According to the above formula, when applying an adhesive layer whose viscoelasticity is adjusted so that the storage modulus (E2) of the second adhesive layer has a larger value than the storage modulus (E1) of the first adhesive layer, two layers with the same storage modulus are formed. Compared to the comparative example including an adhesive layer, the position of the neutral plane can be moved downward to the lower side of the liquid crystal cell.
이를 통해 중립면의 위치를 단면의 압축 영역에 속하는 필름셀의 하부 측으로 하향 이동시킬 수 있으므로, 액정셀 하부면에 가해지는 압축 응력을 상대적으로 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 기포 발생을 저감시킬 수 있다. Through this, the position of the neutral plane can be moved downward to the lower side of the film cell, which belongs to the compressed area of the cross-section, so the compressive stress applied to the lower surface of the liquid crystal cell can be relatively reduced, thereby reducing the generation of bubbles. .
한편, 중립면의 위치가 하향 이동됨에 따라 액정셀 상부로 가해지는 인장 응력의 크기는 상대적으로 커질 수 있으나, 이러한 인장 응력은 액정셀 내부 기포 발생과는 직접적으로 관련이 없다. 이는, 인장 응력이 가해지는 필름셀 영역에서는 길이의 여분이 생기지 않지만, 압축 응력이 생기는 필름 쪽에는 길이의 여분이 생기므로 길이의 여분이 생기는 쪽에서 셀 간격(cell gap)의 들뜸이 발생하여 기포가 발생하기 때문인 것으로 추정된다. 또한, 액정셀 내부에는 스페이서가 삽입되는데, 이러한 스페이서를 통해 액정셀 내부의 셀 간격을 유지시킴으로써 인장 응력에 의한 액정셀 변형을 방지할 수 있다. 이와 같은 이유로 본 특허에서는 투과도가변 필름셀이 곡면 광학부품의 내측 곡면에 부착되는 경우 액정셀 내 기포 발생을 최소화하기 위해 액정셀에 인접한 압축 영역에서의 압축응력을 최소화하거나, 액정셀에 인접한 투명도전성 필름 길이의 변형을 보강해주는 방법을 제시하였다. 필름셀이 곡면 광학부품의 외측 곡면에 부착되는 경우 액정셀 내부 기포 발생이 적은 이유는 하드한 광학부품이 보강층의 역할을 하여 압축 영역에서 압축력에 저항하고, 인장 영역에서 발생한 인장 응력은 액정셀 어느 곳에서도 셀 간격(cell gap)의 들뜸을 유발하지 않고 오히려 셀 간격(cell gap)의 밀착을 유발하기 때문이다. Meanwhile, as the position of the neutral plane moves downward, the magnitude of the tensile stress applied to the upper part of the liquid crystal cell may relatively increase, but this tensile stress is not directly related to the generation of bubbles inside the liquid crystal cell. This means that extra length does not occur in the area of the film cell where tensile stress is applied, but extra length does occur on the side of the film where compressive stress occurs, so the cell gap is lifted on the side where the extra length occurs, causing bubbles to form. It is presumed that this is because it occurs. In addition, a spacer is inserted inside the liquid crystal cell. This spacer maintains the cell spacing inside the liquid crystal cell, thereby preventing deformation of the liquid crystal cell due to tensile stress. For this reason, in this patent, when a transmittance-variable film cell is attached to the inner curved surface of a curved optical component, the compressive stress in the compressed area adjacent to the liquid crystal cell is minimized to minimize the generation of bubbles in the liquid crystal cell, or the transparent conductive film cell adjacent to the liquid crystal cell is minimized. A method to reinforce the deformation of film length was presented. When a film cell is attached to the outer curved surface of a curved optical component, the reason why bubbles are less likely to be generated inside the liquid crystal cell is that the hard optical component acts as a reinforcing layer and resists the compressive force in the compression area, and the tensile stress generated in the tensile area is not affected by any part of the liquid crystal cell. This is because it does not cause the cell gap to float, but rather causes the cell gap to close.
이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.In the above, the present invention has been described in detail based on examples and accompanying drawings. However, the scope of the present invention is not limited by the above embodiments and drawings, and the scope of the present invention will be limited only by the content described in the claims described later.
10: 액정셀
20: 제1 점착제층
30: 제2 점착제층
40: 제1 커버층
50: 제2 커버층
60: 곡면형 렌즈
70: 기능성 필름층
110: 액정층
111: 실링부
112: 스페이서
120: 제1 배향막층
130: 제2 배향막층
140: 제1 전극층
150: 제2 전극층
160: 제1 기재층
170: 제2 기재층
141: 패턴 전극(제1 화소전극 패턴부)
142: 스캔 라인
143: 유연인쇄회로기판(FPCB) 연결 패드
151: 패턴 전극(제2 화소전극 패턴부)
152: 데이터 라인
153: 유연인쇄회로기판(FPCB) 연결 패드
200: 아이웨어 프레임10: liquid crystal cell
20: first adhesive layer 30: second adhesive layer
40: first cover layer 50: second cover layer
60: Curved lens 70: Functional film layer
110: liquid crystal layer
111: sealing part 112: spacer
120: first alignment layer 130: second alignment layer
140: first electrode layer 150: second electrode layer
160: first base layer 170: second base layer
141: Pattern electrode (first pixel electrode pattern portion)
142: scan line
143: Flexible printed circuit board (FPCB) connection pad
151: Pattern electrode (second pixel electrode pattern portion)
152: data line
153: Flexible printed circuit board (FPCB) connection pad
200: Eyewear frame
Claims (16)
상기 액정층의 상부에 위치하는 제1 기재층;
상기 액정층의 하부에 위치하는 제2 기재층;
상기 액정층을 향해 상기 제1 기재층에 적층 형성된 제1 전극층; 및
상기 액정층을 향해 상기 제2 기재층에 적층 형성된 제2 전극층;을 포함하고,
상기 제1 전극층은 제1 방향으로 연장된 패턴 전극들로 이루어진 제1 화소전극 패턴부와 상기 제1 화소전극 패턴부에 연결 형성된 스캔 라인을 포함하는 단일층으로 이루어지고,
상기 제2 전극층은 제2 방향으로 연장된 패턴 전극들로 이루어진 제2 화소전극 패턴부와 상기 제2 화소전극 패턴부에 연결 형성된 데이터 라인을 포함하는 단일층으로 이루어지는 투과도 가변 액정셀.
Liquid crystal layer for variable transmittance;
a first base layer located on top of the liquid crystal layer;
a second base layer located below the liquid crystal layer;
a first electrode layer stacked on the first base layer toward the liquid crystal layer; and
It includes a second electrode layer stacked on the second base layer toward the liquid crystal layer,
The first electrode layer is made of a single layer including a first pixel electrode pattern portion made of pattern electrodes extending in a first direction and a scan line connected to the first pixel electrode pattern portion,
The second electrode layer is a liquid crystal cell with variable transmittance consisting of a single layer including a second pixel electrode pattern portion made of pattern electrodes extending in a second direction and a data line connected to the second pixel electrode pattern portion.
상기 제1 전극층은 상기 제1 기재층 상에 상기 제1 화소전극 패턴부와 상기 스캔 라인을 미리 결정된 형상에 따라 패터닝하여 형성된 단일층으로 이루어지고,
상기 제 2 전극층은 상기 제2 기재층 상에 상기 제2 화소전극 패턴부와 상기 데이터 라인을 미리 결정된 형상에 따라 패터닝하여 형성된 단일층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투과도 가변 액정셀.
In claim 1,
The first electrode layer is made of a single layer formed by patterning the first pixel electrode pattern portion and the scan line according to a predetermined shape on the first base layer,
The second electrode layer is a liquid crystal cell with variable transmittance, characterized in that it is made of a single layer formed by patterning the second pixel electrode pattern portion and the data line according to a predetermined shape on the second base layer.
상기 스캔 라인과 상기 데이터 라인에 연결되고, 상기 스캔 라인과 상기 데이터 라인을 통해 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층의 각 화소전극 패턴부로 투과도 조절 신호를 인가할 수 있는 스위칭 구동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투과도 가변 액정셀.
In claim 1,
A switching driver connected to the scan line and the data line and capable of applying a transmittance control signal to each pixel electrode pattern portion of the first electrode layer and the second electrode layer through the scan line and the data line; further comprising a. A liquid crystal cell with variable transmittance, characterized in that.
상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층은 (Am, Bn) 매트릭스 형태의 화소전극을 구성하고, 상기 스위칭 구동부의 적어도 일부는 상기 (Am, Bn) 매트릭스 형태의 화소전극의 (A1, B1) 픽셀, (A1, Bn) 픽셀, (Am, B1) 픽셀 및 (Am, Bn) 픽셀의 그룹으로 이루어지는 픽셀 중 어느 하나로 선택된 픽셀에 대한 인접 프레임 영역 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 투과도 가변 액정셀.
In claim 3,
The first electrode layer and the second electrode layer constitute a pixel electrode in the form of an (Am, Bn) matrix, and at least a portion of the switching driver includes (A1, B1) pixels of the pixel electrode in the (Am, Bn) matrix form. A liquid crystal cell with variable transmittance, characterized in that it is located within the frame area adjacent to the selected pixel by any one of the pixels consisting of a group of (A1, Bn) pixels, (Am, B1) pixels, and (Am, Bn) pixels.
상기 인접 프레임 영역은 상기 선택된 픽셀을 구성하는 패턴 전극의 측면 경계의 연장선에 의해 구획되는 영역이고,
상기 스캔 라인은, 상기 선택된 픽셀을 구성하는 상기 제2 화소전극 패턴부의 패턴 전극의 위치에서 상기 제1 화소전극 패턴부의 각 패턴 전극으로부터 상기 스위칭 구동부로 연장 형성되며,
상기 데이터 라인은 상기 선택된 픽셀을 구성하는 상기 제1 화소전극 패턴부의 패턴 전극 위치에서 상기 제2 화소전극 패턴부의 각 패턴 전극으로부터 상기 스위칭 구동부로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 투과도 가변 액정셀.
In claim 4,
The adjacent frame area is an area defined by an extension of the side boundary of the pattern electrode constituting the selected pixel,
The scan line is formed extending from each pattern electrode of the first pixel electrode pattern portion to the switching driver at a position of a pattern electrode of the second pixel electrode pattern portion constituting the selected pixel,
The data line is formed to extend from each pattern electrode of the second pixel electrode pattern portion to the switching driver at a pattern electrode position of the first pixel electrode pattern portion constituting the selected pixel.
상기 제1 화소전극 패턴부는 가로 방향으로 연장된 패턴 전극들로 이루어지고, 상기 제2 화소전극 패턴부은 세로 방향으로 연장된 패턴 전극들로 이루어지며,
세로 방향의 상기 제2 화소전극 패턴부를 구성하는 패턴 전극들은 2개의 그룹으로 분할하고, 제1 그룹의 패턴 전극에 연결된 데이터 라인은 각 패턴 전극의 상부 측에서 상기 스위칭 구동부로 연장 형성되며, 제2 그룹의 패턴 전극에 연결된 데이터 라인은 각 패턴 전극의 하부 측에서 상기 스위칭 구동부로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 투과도 가변 액정셀.
In claim 3,
The first pixel electrode pattern portion is made of pattern electrodes extending in a horizontal direction, and the second pixel electrode pattern portion is made of pattern electrodes extending in a vertical direction,
The pattern electrodes constituting the second pixel electrode pattern portion in the vertical direction are divided into two groups, and a data line connected to the pattern electrode of the first group extends from the upper side of each pattern electrode to the switching driver, and the second group A variable transmittance liquid crystal cell, characterized in that the data line connected to the pattern electrode of the group extends from the lower side of each pattern electrode to the switching driver.
상기 제1 기재층에 상기 제1 전극층과 제1 배향막층이 적층된 제1 투명전도성기판과, 상기 제2 기재층에 상기 제2 전극층과 제2 배향막층이 적층된 제2 투명전도성기판을 합지시키기 위해 상기 액정층의 테두리에 소정의 선폭으로 형성되는 실링부를 더 포함하고,
상기 스캔 라인의 피치의 합은 해당 위치의 상기 실링부 선폭 보다 작도록 구성되어 상기 스캔 라인이 상기 실링부 내에 위치하고,
상기 데이터 라인의 피치의 합은 해당 위치의 상기 실링부 선폭 보다 작도록 구성되어 상기 데이터 라인이 상기 실링부 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 투과도 가변 액정셀.
In claim 1,
A first transparent conductive substrate in which the first electrode layer and a first alignment layer are laminated on the first base layer, and a second transparent conductive substrate in which the second electrode layer and a second alignment layer are laminated on the second base layer. In order to do this, it further includes a sealing part formed with a predetermined line width on the edge of the liquid crystal layer,
The sum of the pitches of the scan lines is configured to be smaller than the line width of the sealing part at the corresponding position, so that the scan lines are located within the sealing part,
A liquid crystal cell with variable transmittance, characterized in that the sum of pitches of the data lines is configured to be smaller than the line width of the sealing portion at the corresponding position, and the data line is located within the sealing portion.
상기 투과도 가변 액정셀은 상기 실링부 선폭 영역 내의 가상의 재단선을 따라 재단된 것을 특징으로 하는 투과도 가변 액정셀.
In claim 7,
The variable transmittance liquid crystal cell is a variable transmittance liquid crystal cell, characterized in that it is cut along a virtual cutting line within the linewidth area of the sealing part.
상기 제1 전극층과 상기 액정층 사이에는 제1 배향막층이 적층되고,
상기 제2 전극층과 상기 액정층 사이에는 제2 배향막층이 적층되고,
상기 제1 배향막층과 상기 제2 배향막층은 노멀리 클리어 모드(normally clear mode)를 위한 수직배향막이고,
상기 제1 배향막층과 상기 제2 배향막층은 제1 전극층과 제2 전극층을 패터닝한 이후 배향막 코팅을 실시하여 각각의 패턴 전극 사이에 수직배향막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 투과도 가변 액정셀.
In claim 1,
A first alignment layer is stacked between the first electrode layer and the liquid crystal layer,
A second alignment layer is stacked between the second electrode layer and the liquid crystal layer,
The first alignment layer and the second alignment layer are vertical alignment layers for normally clear mode,
The first alignment film layer and the second alignment film layer are formed by patterning the first electrode layer and the second electrode layer and then applying an alignment film coating to form a vertical alignment film between each patterned electrode.
상기 제1 전극층과 상기 액정층 사이에는 제1 배향막층이 적층되고,
상기 제2 전극층과 상기 액정층 사이에는 제2 배향막층이 적층되고,
상기 제1 배향막층과 상기 제2 배향막층은 노멀리 다크 모드(normally dark mode)를 위한 수평배향막이고,
상기 제1 배향막층과 상기 제2 배향막층은 제1 전극층과 제2 전극층을 패터닝한 이후 배향막 코팅을 실시하여 각각의 패턴 전극 사이에 수평배향막이 형성되어 있거나, 배향막 코팅 후 패터닝을 실시하여 각각의 패턴 전극 사이에 수평배향막이 제거된 것을 특징으로 하는 투과도 가변 액정셀.
In claim 1,
A first alignment layer is stacked between the first electrode layer and the liquid crystal layer,
A second alignment layer is stacked between the second electrode layer and the liquid crystal layer,
The first alignment layer and the second alignment layer are horizontal alignment layers for normally dark mode,
The first alignment layer and the second alignment layer may be formed by patterning the first electrode layer and the second electrode layer and then applying an alignment layer coating to form a horizontal alignment layer between each pattern electrode, or patterning may be performed after coating the alignment layer to form each layer. A liquid crystal cell with variable transmittance, characterized in that the horizontal alignment layer between pattern electrodes is removed.
상기 제1 화소전극 패턴부와 상기 제2 화소전극 패턴부의 조합으로 형성되는 단위 픽셀의 최대 길이는 2mm이상 5mm이하인 것을 특징으로 하는 투과도 가변 액정셀.
In claim 1,
A liquid crystal cell with variable transmittance, characterized in that the maximum length of a unit pixel formed by a combination of the first pixel electrode pattern portion and the second pixel electrode pattern portion is 2 mm or more and 5 mm or less.
상기 패턴 전극의 이격 비율(s/p)은 0.01 < s/p < 0.04
(여기에서 s는 패턴 전극 간 이격거리이며, p는 패턴전극의 선폭과 이격거리의 합)
인 것을 특징으로 하는 투과도 가변 액정셀.
In claim 1,
The spacing ratio (s/p) of the pattern electrodes is 0.01 < s/p < 0.04
(Here, s is the separation distance between pattern electrodes, and p is the sum of the line width and separation distance of the pattern electrodes)
A liquid crystal cell with variable transmittance, characterized in that.
상기 액정셀의 일측면에 위치하는 제1 점착제층; 및
상기 액정셀의 타측면에 위치하는 제2 점착제층;을 포함하는 투과도 가변 필름셀로,
상기 투과도 가변 필름셀의 제1 점착제층은 곡면형 광학 기재의 내측 곡면에 부착되기 위한 부착면이고,
상기 제2 점착제층의 저장 탄성률은 상기 제1 점착제층의 저장 탄성률보다 더 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 투과도 가변 필름셀.
A liquid crystal cell with variable transmittance according to any one of claims 1 to 12;
A first adhesive layer located on one side of the liquid crystal cell; and
A variable transmittance film cell including a second adhesive layer located on the other side of the liquid crystal cell,
The first adhesive layer of the variable transmittance film cell is an attachment surface for attachment to the inner curved surface of the curved optical substrate,
A variable permeability film cell, wherein the storage modulus of the second adhesive layer has a greater value than the storage modulus of the first adhesive layer.
상기 제1 점착제층의 손실 계수(tanδ=G”/G')는 상기 제2 점착제층의 손실 계수(tanδ=G”/G')보다 더 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 투과도 가변 필름셀.
In claim 13,
A film cell with variable permeability, characterized in that the loss coefficient (tanδ=G”/G’) of the first adhesive layer has a greater value than the loss coefficient (tanδ=G”/G’) of the second adhesive layer.
상기 곡면형 광학 기재는 아이웨어용 또는 증강현실용 렌즈인 것을 특징으로 하는 투과도 가변 필름셀.
In claim 13,
A film cell with variable transmittance, characterized in that the curved optical substrate is a lens for eyewear or augmented reality.
상기 곡면형 광학 기재의 곡률 반경에 따라 요구되는 액정셀의 기준 휨 각도(θ)보다 상기 액정셀의 휨 각도(θ')는 더 작은 값을 가지는 것을 특징으로 하는 투과도 가변 필름셀.
In claim 13,
A variable transmittance film cell, characterized in that the bending angle (θ') of the liquid crystal cell has a smaller value than the reference bending angle (θ) of the liquid crystal cell required according to the radius of curvature of the curved optical substrate.
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