WO2022045581A1 - 전기 변색 렌즈를 갖는 안경 - Google Patents

전기 변색 렌즈를 갖는 안경 Download PDF

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WO2022045581A1
WO2022045581A1 PCT/KR2021/009044 KR2021009044W WO2022045581A1 WO 2022045581 A1 WO2022045581 A1 WO 2022045581A1 KR 2021009044 W KR2021009044 W KR 2021009044W WO 2022045581 A1 WO2022045581 A1 WO 2022045581A1
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electrode layer
layer
electrochromic
transparent electrode
base substrate
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PCT/KR2021/009044
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박중원
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박중원
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    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/153—Constructional details
    • G02F1/155—Electrodes

Definitions

  • the present invention relates to spectacles with electrochromic lenses.
  • Photochromic lenses whose transmittance of light changes according to the intensity of ultraviolet rays are generally used. Photochromic lenses darken (discolor) when exposed to UV light, and become transparent (discolored) in places where UV light is blocked, such as indoors. However, photochromic lenses are passively discolored by the amount of UV light they are exposed to. The discoloration rate is slow, so the residual color remains indoors for a while, and it is highly dependent on temperature (discoloration performance deteriorates in hot places, discoloration in cold places). performance degradation), the color does not change uniformly during discoloration and discoloration, and there is a limitation in implementing various colors. Moreover, since photochromic lenses require ultraviolet light to change color, they do not work in automobiles or have limited performance.
  • an electrochromic lens capable of discoloration and discoloration through an electrical switching operation has been proposed.
  • US Patent No. US5552841 discloses glasses using liquid crystal. By applying a voltage to the liquid crystal, the transmittance of light can be changed, and thus electrochromic glasses can be provided.
  • electrochromic glasses using liquid crystals use a liquid material, it is difficult to obtain the safety required for glasses, and it is difficult to actually apply them to glasses, especially glasses for vision correction with a curved surface.
  • US9482880 uses a conductive polymer as an electrochromic layer to provide electrochromic glasses that can be used by a user and has a fast switching speed, and further uses a liquid electrolyte or a solid electrolyte.
  • a specific example of the solid electrolyte is disclosed in US6033592, and the solid electrolyte also uses a polymer.
  • US9482880 may provide eyeglasses that can be used by a user by using a conductive polymer.
  • the polymer must be immersed in a liquid solution, and in particular, the providing process is complicated, such as using a toxic solvent such as benzene.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide glasses having an electrochromic lens that is safe to use, has high switching speed, has excellent cosmetic aspects such as no residual color, has low temperature dependence, and can actively control transmittance will do
  • Another problem to be solved by the present invention is to provide an electrochromic lens that can be easily manufactured into a lens having a curved surface and glasses having the same.
  • electrochromic glasses having an electrochromic lens, the electrochromic lens comprising: a base substrate; a first transparent electrode layer disposed on the base substrate; a second transparent electrode layer disposed on the first transparent electrode layer; an electrochromic laminate disposed between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer, wherein the electrochromic laminate includes: an electrochromic layer; counter electrode layer; and an ion conductive layer disposed between the electrochromic layer and the counter electrode layer, wherein the electrochromic layer, the counter electrode layer, and the ion conductive layer are all metal oxide layers.
  • the electrochromic lens may have a convex upper surface and a concave lower surface.
  • the electrochromic lens may have a vision correction function by using the curvature of the upper and lower surfaces of the lens.
  • the base substrate may be formed of glass or a polymer-based transparent material.
  • the electrochromic layer, the counter electrode layer, and the ion conductive layer may be deposited on the first transparent electrode layer using a sputtering deposition technique.
  • the electrochromic lens may further include a protective layer disposed on the second transparent electrode layer, wherein the protective layer is a silicon nitride film, a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, or a manganese oxide film. It may include at least one selected oxide film or polyimide.
  • the electrochromic lens may further include a buffer layer disposed between the base substrate and the first transparent electrode layer, and the buffer layer may include an oxide layer, a nitride layer, or amorphous silicon.
  • the electrochromic lens may further include a polymer-based substrate cover film disposed between the base substrate and the buffer layer.
  • the electrochromic lens may include: a lower conductive transparent film disposed between the first transparent electrode layer and the base substrate and electrically connected to the first transparent electrode layer; and an upper conductive transparent film disposed on the second transparent electrode layer and electrically connected to the second transparent electrode layer.
  • the electrochromic lens may further include a protective layer disposed between the second transparent electrode layer and the upper conductive transparent film, and the upper conductive transparent film is electrically connected to the second transparent electrode layer through the protective layer. can be connected.
  • the electrochromic glasses may further include a spectacle frame to which the electrochromic lens is coupled, wherein the spectacle frame includes connectors connecting to the lower and upper conductive transparent films of the electrochromic lens. can do.
  • the electrochromic glasses may further include a spectacle frame to which the electrochromic lens is coupled, wherein the spectacle frame includes connectors connecting to the first and second transparent electrode layers of the electrochromic lens. can do.
  • the base substrate may have a convex upper surface and a concave lower surface
  • the first transparent electrode layer, the electrochromic laminate, and the second transparent electrode layer may each have a uniform thickness along the convex upper surface of the base substrate. can be placed.
  • the electrochromic lens may further include an upper base substrate disposed on the second transparent electrode layer, and the upper base substrate may have a convex upper surface and a lower surface corresponding to the upper surface of the base substrate. there is.
  • the base substrate may have a flat top surface
  • the first transparent electrode layer, the electrochromic laminate, and the second transparent electrode layer may be respectively disposed to have a uniform thickness along the flat top surface of the base substrate.
  • the base substrate may have a convex top surface
  • the first transparent electrode layer, the electrochromic laminate, and the second transparent electrode layer may be respectively disposed with a uniform thickness along the convex top surface of the base substrate.
  • the electrochromic lens may further include a glass substrate disposed between the first transparent electrode layer and the base substrate.
  • the electrochromic lens may have a vision correction function.
  • an electrochromic lens used in combination with glasses comprising: a base substrate; a first transparent electrode layer disposed on the base substrate; a second transparent electrode layer disposed on the first transparent electrode layer; an electrochromic laminate disposed between the first transparent electrode layer and the second transparent electrode layer, wherein the electrochromic laminate includes: an electrochromic layer; counter electrode layer; and an ion conductive layer disposed between the electrochromic layer and the counter electrode layer, wherein the electrochromic layer, the counter electrode layer, and the ion conductive layer are all metal oxide layers.
  • the electrochromic lens may have a convex upper surface and a concave lower surface.
  • the electrochromic lens may further include an upper base substrate disposed on the second transparent electrode layer, and the upper base substrate may be formed of the same material as the base substrate.
  • the method of manufacturing an electrochromic lens comprises depositing a first transparent electrode layer on a base substrate, depositing an electrochromic layer on the first transparent electrode layer, depositing an ion conductive layer on the electrochromic layer, , depositing a counter electrode layer on the ion conductive layer, and depositing a second transparent electrode layer on the counter electrode layer.
  • the electrochromic layer, the ion conductive layer, the counter electrode layer, and the second transparent electrode layer may be deposited in-situ using in-line sputtering deposition equipment.
  • a lower conductive transparent film is attached on the base substrate before depositing the first transparent electrode layer, and an upper conductive transparent film is formed on the second transparent electrode layer after depositing the second transparent electrode layer It may further include attaching.
  • the electrochromic lens manufacturing method may further include depositing a protective layer on the second transparent electrode layer before attaching the upper conductive transparent film, and partially removing the protective layer, wherein the upper conductive transparent film may be deposited on the protective layer.
  • the method for manufacturing an electrochromic lens includes depositing a first transparent electrode layer on a temporary substrate, depositing an electrochromic layer on the first transparent electrode layer, depositing an ion conductive layer on the electrochromic layer, , depositing a counter electrode layer on the ion conductive layer, depositing a second transparent electrode layer on the counter electrode layer, and forming the first transparent electrode layer, an electrochromic layer, an ion conductive layer, a counter electrode layer, and a second transparent electrode layer. and attaching the separated first transparent electrode layer, the electrochromic layer, the ion conductive layer, the counter electrode layer, and the second transparent electrode layer to the base substrate by separating from the temporary substrate.
  • a release layer is formed on the glass substrate before depositing the first transparent electrode layer, and the release layer is removed to form the first transparent electrode layer, the ion conductive layer, the counter electrode layer, and the second
  • the transparent electrode layer may be separated from the temporary substrate, and the separated first transparent electrode layer, electrochromic layer, ion conductive layer, counter electrode layer, and second transparent electrode layer may be attached to the base substrate.
  • the electrochromic lens manufacturing method may further include attaching a substrate cover film on the release layer and depositing a buffer layer on the substrate cover film, wherein the first transparent electrode layer is deposited on the buffer layer. there is.
  • the method of manufacturing the electrochromic lens may further include attaching an upper base substrate on the second transparent electrode layer.
  • the upper base substrate may be cut from the base substrate.
  • the electrochromic lens manufacturing method may further include forming a buffer layer on the base substrate, attaching a lower conductive transparent film on the buffer layer, and attaching an upper conductive transparent film on the second transparent electrode layer, , the separated first transparent electrode layer, electrochromic layer, ion conductive layer, counter electrode layer, and second transparent electrode layer may be attached to the lower conductive transparent film.
  • the method of manufacturing the electrochromic lens may further include forming a protective layer on the upper conductive transparent film.
  • the method for manufacturing an electrochromic lens includes depositing a first transparent electrode layer on a glass substrate, depositing an electrochromic layer on the first transparent electrode layer, depositing an ion conductive layer on the electrochromic layer, Depositing a counter electrode layer on the ion conductive layer, depositing a second transparent electrode layer on the counter electrode layer, reducing the thickness of the glass substrate, together with the glass substrate, the first transparent electrode layer, the electrochromic layer, ions and attaching a conductive layer, a counter electrode layer, and a second transparent electrode layer to the base substrate.
  • the method of manufacturing the electrochromic lens may further include attaching an upper base substrate on the second transparent electrode layer.
  • the electrochromic laminate by forming the electrochromic laminate with a metal oxide layer, it is possible to provide electrochromic glasses that have a fast switching speed and are safe to use, and furthermore, it is possible to simplify the manufacturing process of the electrochromic lens. .
  • FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining electrochromic glasses according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating an electrochromic laminate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens according to a ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens according to a tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens according to an eleventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens according to a twelfth embodiment of the present invention.
  • 15 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens according to a thirteenth embodiment of the present invention.
  • 16 is a schematic partial cross-sectional view for explaining electrochromic glasses according to an embodiment of the present invention.
  • 17 is a schematic partial cross-sectional view for explaining electrochromic glasses according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a schematic partial cross-sectional view for explaining electrochromic glasses according to another embodiment of the present invention.
  • 19A to 19D are schematic cross-sectional views for explaining a method of manufacturing an electrochromic lens according to the first embodiment of the present invention.
  • 20 is a schematic flowchart for explaining an electrochromic lens manufacturing process according to embodiments of the present invention.
  • 21A to 21E are schematic cross-sectional views for explaining a method of manufacturing an electrochromic lens according to a second embodiment of the present invention.
  • 22A to 22C are schematic cross-sectional views for explaining a method of manufacturing an electrochromic lens according to a third embodiment of the present invention.
  • 23A to 23E are schematic cross-sectional views for explaining a method of manufacturing an electrochromic lens according to a fourth embodiment of the present invention.
  • 24A to 24E are schematic cross-sectional views for explaining another method of manufacturing an electrochromic lens according to a second embodiment of the present invention.
  • 25A to 25C are schematic cross-sectional views for explaining a method of manufacturing an electrochromic lens according to a sixth embodiment of the present invention.
  • 26A to 26D are schematic cross-sectional views for explaining a method of manufacturing an electrochromic lens according to a tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a schematic perspective view illustrating glasses equipped with an auxiliary kit having an electrochromic lens according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining the electrochromic glasses 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the electrochromic glasses 10 may include a spectacle frame 11 , temples 13 , and electrochromic lenses 100 .
  • the spectacle frame 11 has a lens holder for supporting the electrochromic lenses 100 .
  • the spectacle frame 11 may include power supply lines for supplying power to the electrochromic lenses 100 .
  • the temples 13 have a structure capable of fixing the glasses 10 to the user's head.
  • a controller, a battery, a switching device, etc. may be mounted in the temples 13 .
  • Each of the temples 13 may be coupled to the spectacle frame 11 via a hinge.
  • the basic structure of the temples 13 and the spectacle frame 11 may refer to US9482880.
  • the electrochromic lenses 100 may be fixedly inserted into the lens holder of the spectacle frame 11 .
  • the electrochromic lenses 100 may be discolored by receiving power from the spectacles frame 11 by a switching operation, or may be discolored because power is cut off. Since discoloration and discoloration are performed by the switching operation, the speed of discoloration and discoloration is fast.
  • the structure of the electrochromic lens 100 will be described in detail later with reference to FIG. 2 .
  • the electrochromic glasses 10 can freely discolor and discolor not only outdoors but also in an environment where UV rays are blocked, such as indoors of a car.
  • the electrochromic glasses 10 may have a vision correction function, and thus may be suitably used as vision correction glasses having a sunglasses function.
  • the electrochromic lens 100 may have a convex upper surface and a concave lower surface, and may have a vision correction function using curvatures of the upper and lower surfaces.
  • the electrochromic glasses 10 may be used as virtual reality smart glasses or information display smart glasses that perform an optical shutter function using electrochromic.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the electrochromic lens 100 according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining the electrochromic laminate 30 .
  • the electrochromic lens 100 includes a base substrate 21 , a buffer layer 23 , a first transparent electrode layer 25 , an electrochromic laminate 30 , and a second transparent electrode layer 33 . , a protective layer 35 , an anti-reflective coating 37 , and a hard coating 39 . And, in the case of a lens manufactured without an anti-reflection coating, a hard coating may be included on the upper surface.
  • the base gipin 21 has an upper surface and a lower surface.
  • the upper surface of the base substrate 21 may have a generally convex shape, and the lower surface may have a concave shape.
  • the user's eyesight may be corrected by using the curvature of the upper and lower surfaces of the base substrate 21 .
  • the base substrate 21 supports the electrochromic laminate 30 and is transparent to visible light.
  • the base substrate 21 may be, for example, glass, polyethylene naphthalate (PEN)-based, polyimide (PI)-based, polyethylene terephthalate (PET, polyethylene terephthalate)-based, aryl diglycol carbonate ( ADC: allyl diglycol carboanate; eg, CR39)-based, urethane based pre-polymer; eg, Trivex)-based, acrylic, polycarbonate (PC: Polycarbonate)-based, polyurethane (PU: polyurethane)-based, polyurea-urethane-based, poly (thio) urethane (Poly (thio) urethane)-based, or episulfide (Episulfide), such as a polymer-based material can be prepared.
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PI polyimide
  • PET polyethylene terephthalate
  • the buffer layer 23 is disposed between the base substrate 21 and the electrochromic laminate 30 to protect the electrochromic laminate 30 from the substrate 21 .
  • the buffer layer 23 blocks the diffusion of foreign substances from the polymer-based substrate 21 into the electrochromic laminate 30 .
  • the buffer layer 23 may include, for example, an oxide layer such as SiOx or AlOx, a nitride layer such as SiNx, or amorphous silicon.
  • the buffer layer 23 may be formed using a vacuum-based deposition technique such as physical vapor deposition or chemical vapor deposition.
  • the buffer layer 23 may be selectively used according to the material of the base substrate 21 . For example, when the base wave 21 is made of glass, the buffer layer 23 may be omitted.
  • the first transparent electrode layer 25 may be formed of a transparent conductive oxide film, for example, an indium tin oxide film (ITO).
  • the first transparent electrode layer 25 may be formed using a vacuum-based deposition technique such as physical vapor deposition or chemical vapor deposition.
  • the first transparent electrode layer 25 may be deposited on the buffer layer 23 using, for example, a sputtering apparatus, and may be heat-treated by a heater after deposition.
  • the first transparent electrode layer 25 may be deposited to a thickness of, for example, 500 ⁇ to 5000 ⁇ .
  • the electrochromic laminate 30 is disposed on the first transparent electrode layer 25 . 3 , the electrochromic laminate 30 may include an electrochromic layer 27 , an ion conductive layer 29 , and a counter electrode layer 31 .
  • the electrochromic layer 27 is converted from a colorless layer to a colored layer by an oxidation or reduction reaction.
  • Materials having such electrochromic properties include, for example, WO 3 , NiO, NiWO, NIWNbO, MoO 3 , Nb 2 O 5 , TiO 2 , CuO, Ir 2 O 3 , Cr 2 O 3 , MnO 2 , Mn and a metal oxide layer such as 2 O 3 , V 2 O 5 , Ni 2 O 3 , Co 2 O 3 , SiO 2 , Ta 2 O 5 , ZrO 2 , or CeO 2 .
  • the stoichiometric ratio of each material is described, but it should be understood to include materials in non-stoichiometric ratios.
  • the electrochromic layer 27 may be deposited on the first transparent electrode layer 25 using a vacuum-based deposition technique such as physical vapor deposition or chemical vapor deposition, for example, sputtering.
  • the electrochromic layer 27 may be deposited to a thickness of, for example, 1000 ⁇ to 10000 ⁇ .
  • a carrier gas for example, H 2 gas together with Ar may be supplied, and thus hydrogen ions may be introduced into the electrochromic layer 27 .
  • a layer of a material used as mobile ions for example, a Li layer, may be added to the surface of the electrochromic layer 27 .
  • the electrochromic layer 27 is not made of a conductive polymer, unlike the prior art, but is made of an inorganic material.
  • the electrochromic layer 27 may be formed using a physical vapor deposition or chemical vapor deposition technique, it may be formed on the curved surface to have a uniform thickness.
  • the ion conductive layer 29 is a layer that conducts ions between the electrochromic layer 27 and the counter electrode layer 31 when a voltage is applied to both ends of the electrochromic laminate 30 .
  • the ion conductive layer 29 may be formed of a material containing mobile ions.
  • the mobile ions may include, for example, H+, Li+, D+, alkali metal ions or alkaline earth metal ions.
  • the ion conductive layer 29 is formed of a metal oxide layer, for example, may be formed of LiWOx, for example, Li2WO4, and further, may include hydrogen ions.
  • the ion conductive layer 29 may be deposited using a vacuum-based deposition technique, such as a physical vapor deposition or a chemical vapor deposition technique, for example, a sputtering technique.
  • the ion conductive layer 29 may be formed to a thickness of, for example, 300 ⁇ to 3000 ⁇ .
  • a carrier gas for example, H 2 gas along with Ar may be supplied, and thus hydrogen ions may be introduced into the ion conductive layer 29 .
  • the flow ratio of Ar and H 2 gas (Ar/H 2 ) may be in the range of 90/10 to 98/2.
  • the ion conductive layer 29 does not include a polymer-based electrolyte unlike the prior art, and is formed of an inorganic material. Accordingly, the ion conductive layer 29 does not require sealing unlike the electrolyte layer of the prior art. Furthermore, since the ion conductive layer 29 may be formed using a physical vapor deposition or chemical vapor deposition technique, it may be formed with a uniform thickness on the curved surface.
  • the counter electrode layer 31 is converted from a colorless layer to a colored layer by an oxidation or reduction reaction.
  • the counter electrode layer 31 has an electrochromic property through a reaction opposite to that of the electrochromic layer 27 .
  • the counter electrode layer 31 is formed of a metal oxide layer, and examples of the metal oxide layer include WO 3 , NiO, NiWO, NIWNbO, MoO 3 , Nb 2 O 5 , TiO 2 , CuO, Ir 2 O 3 , Cr 2 O 3 , MnO 2 , Mn 2 O 3 , V 2 O 5 , Ni 2 O 3 , Co 2 O 3 , SiO 2 , Ta 2 O 5 , ZrO 2 , CeO 2 , or the like.
  • the stoichiometric ratio of each material is described, but it should be understood to include materials in non-stoichiometric ratios.
  • the counter electrode layer 31 may be deposited on the ion conductive layer 29 using a vacuum-based deposition technique such as physical vapor deposition or chemical vapor deposition, for example, a sputtering technique.
  • the counter electrode layer 31 may be deposited to a thickness of, for example, about 500 ⁇ to about 5000 ⁇ .
  • a bias voltage may be applied to the base substrate 21 side in addition to the voltage applied to the target. By applying a bias voltage to the base substrate 21 side, a high-density counter electrode layer 31 can be formed, and thus pinholes in the counter electrode layer can be reduced.
  • the pinhole in the counter electrode layer 31 reduces the memory effect of the electrochromic element. Accordingly, the memory effect of the electrochromic device may be improved by reducing pinholes by depositing the counter electrode layer 31 at a high density. Furthermore, in order to reduce pinholes in the counter electrode layer 31, the counter electrode layer 31 may be deposited at a relatively high temperature, and after depositing the counter electrode layer 31, heat treatment is performed at a temperature of about 100 to 300 ° C. may be
  • a carrier gas for example, H 2 gas together with Ar may be supplied, and thus hydrogen ions may be introduced into the counter electrode layer 31 .
  • Introduction of hydrogen ions improves the electrochromic efficiency.
  • a layer of a material used as mobile ions when depositing the counter electrode layer 31 may be added.
  • a layer of a material used as mobile ions for example, a Li layer, may be added to the surface of the counter electrode layer 31 .
  • the Li layer supplies Li ions to increase the lifespan of the electrochromic device.
  • the counter electrode layer 31 is not made of a conductive polymer, unlike the prior art, but is made of an inorganic material.
  • the counter electrode layer 31 may be formed by using a physical vapor deposition or chemical vapor deposition technique, it may be formed to a uniform thickness on the curved surface.
  • the second transparent electrode layer 33 may be disposed on the electrochromic laminate 30 .
  • the second transparent electrode layer 33 may be formed of a transparent conductive oxide film, for example, an indium tin oxide film (ITO) or an indium gallium zinc oxide film (IGZO).
  • the second transparent electrode layer 33 may be deposited on the counter electrode layer 31 using a vacuum-based deposition technique such as physical vapor deposition or chemical vapor deposition, for example, sputtering, and may be heat-treated by a heater.
  • the second transparent electrode layer 33 may be deposited to a thickness of, for example, 500 ⁇ to 5000 ⁇ .
  • the protective layer 35 protects the electrochromic element from the external environment.
  • the protective layer 35 protects the electrochromic laminate from moisture, and further protects the electrochromic element from external physical forces to prevent defects such as scratching.
  • the protective layer 35 may be formed on the second transparent electrode layer 33 .
  • the protective layer 35 may be deposited on the second transparent electrode layer 33 using a vacuum-based deposition technique such as physical vapor deposition, chemical vapor deposition, or atomic layer deposition.
  • the protective layer 35 may include, for example, at least one oxide film or polyimide of a silicon nitride film, a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, or a manganese oxide film.
  • the protective layer 35 may be formed as a single layer, but is not limited thereto, and may be formed as a multilayer. By adopting the protective layer 35, it is possible to omit a separate glass substrate, thereby reducing the thickness and weight of the product. Also, since the bonding process for bonding the separate glass substrate can be omitted, the manufacturing process is simplified. can do.
  • An anti-reflective coating 37 is disposed on the surface of the electrochromic lens 100 to prevent light reflection.
  • the anti-reflection coating 37 may be formed by stacking layers having different refractive indices.
  • Anti-reflective coating 37 may be formed using materials and techniques well known in the art.
  • the anti-reflection coating 37 may protect the electrochromic laminate 30 from the external environment in place of the protective layer 35 , and thus the protective layer 35 may be omitted.
  • the hard coating 39 covers the lower surface of the base substrate 21 .
  • the hard coating 39 prevents damage such as scratches on the surface of the base substrate 21 from occurring.
  • the hard coating 39 may include, for example, an oxide film or polyimide of at least one of a silicon nitride film, a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, or a manganese oxide film.
  • An anti-reflective coating may be formed instead of the hard coating 39 .
  • the buffer layer 23 , the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , and the second transparent electrode layer 33 are all uniform along the curved upper surface of the base substrate 21 . It may be formed to a thickness.
  • a voltage is applied to the first transparent electrode layer 25 and the second transparent electrode layer 33 , and between the counter electrode layer 31 and the electrochromic layer 27 , through the ion conductive layer 29 .
  • the electrochromic layer 27 and the counter electrode layer 31 may exhibit electrochromism by a reduction reaction and an oxidation reaction, or an oxidation reaction and a reduction reaction, respectively.
  • connectors such as pogo pins may be respectively connected to the first transparent electrode layer 25 and the second transparent electrode layer 33 . This will be described again later with reference to FIGS. 16 to 18 .
  • electrochromic lenses of various embodiments that may be used instead of the electrochromic lens 100 according to the present embodiment will be described.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens 200 according to a second embodiment of the present invention.
  • the electrochromic lens 200 according to the present embodiment is substantially similar to the electrochromic lens 100 described with reference to FIGS. 2 and 3 , but further includes conductive transparent films 41 and 43 . There is a difference in doing
  • the lower conductive transparent film 41 may be disposed under the first transparent electrode layer 25 .
  • the lower conductive transparent film 41 is electrically connected to the first transparent electrode layer 25 .
  • the lower conductive transparent film 41 may be attached to the buffer layer 23 or attached to the base substrate 21 using an optically clear adhesive (OCA).
  • OCA optically clear adhesive
  • the lower conductive transparent film 41 is thicker than the first transparent electrode layer 25 , and thus, a wiring for supplying external power can be connected to the lower conductive transparent film 41 to help electrical connection.
  • the upper conductive transparent film 43 may be disposed on the second transparent electrode layer 33 , and is electrically connected to the second transparent electrode layer 33 .
  • the upper conductive transparent film 43 may be disposed between the second transparent electrode layer 33 and the protective layer 35 .
  • the upper conductive transparent film 43 may be attached to the second transparent electrode layer 33 using an optically clear adhesive (OCA).
  • OCA optically clear adhesive
  • the upper conductive transparent film 43 is thicker than the second transparent electrode layer 33 , and thus, a wiring for supplying external power can be connected to the upper conductive transparent film 43 to help electrical connection.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens 300 according to a third embodiment of the present invention.
  • the electrochromic lens 300 is substantially similar to the electrochromic lens 200 described with reference to FIG. 4 , but the upper conductive transparent film 43 is the second transparent electrode layer 33 . The difference is that it is vertically spaced from the For example, the protective layer 35 may be disposed between the upper conductive transparent film 43 and the second transparent electrode layer 33 . An anti-reflective coating 37 may be formed on the upper conductive transparent film 43 .
  • the upper conductive transparent film 43 may include a connector 43a electrically connected to the second transparent electrode layer 33 through the protective layer 43 .
  • a connector 43a electrically connected to the second transparent electrode layer 33 through the protective layer 43 .
  • the upper conductive transparent film 43 and the second transparent electrode layer 33 may be electrically connected.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens 400 according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the electrochromic lens 400 according to the present embodiment is substantially similar to the electrochromic lens 100 described with reference to FIGS. 2 and 3 , except that the substrate cover film 40 is further included. there is
  • the substrate cover film 40 is attached to the base substrate 21 .
  • the substrate cover film 40 may be formed of a transparent polymer such as PI, PET, or PEN.
  • the buffer layer 23 may be disposed on the substrate cover film 40 .
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens 500 according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the electrochromic lens 500 is substantially similar to the electrochromic lens 200 described with reference to FIG. 4 , except that it further includes a substrate cover film 40 . Since the substrate cover film 40 is the same as described with reference to FIG. 6 , a detailed description thereof will be omitted to avoid duplication.
  • the protective layer 35 is disposed on the upper conductive transparent film 43 , but as described with reference to FIG. 5 , the upper conductive transparent film 43 is disposed on the protective layer 35 . It might be In this case, the upper conductive transparent film 43 may be electrically connected to the second transparent electrode layer 33 through the protective layer 35 .
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens 600 according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the electrochromic lens 600 is similar to the electrochromic lens 100 described with reference to FIGS. 2 and 3 , but instead of the base substrate 21 , a lower base substrate 21a is used. and an upper base substrate 21b.
  • the lower base substrate 21a may have a concave lower surface and a substantially flat upper surface. As in the embodiment of FIG. 2 , the hard coating 39 may be disposed on the concave lower surface of the lower base substrate 21a.
  • the buffer layer 23 , the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , the second transparent active layer 33 , and the protective layer 35 are disposed on the lower base substrate 21a .
  • the buffer layer 23 , the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , the second transparent active layer 33 , and the protective layer 35 have a substantially flat shape along the upper surface of the lower base substrate 21a .
  • has Specific details of the buffer layer 23 , the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , the second transparent active layer 33 , and the protective layer 35 are as described with reference to FIGS. 2 and 3 . Since they are similar, detailed descriptions are omitted to avoid duplication.
  • the upper base substrate 21b is disposed on the protective layer 35 .
  • the upper base substrate 21b may be attached to the protective layer 35 using an optically clear adhesive (OCA).
  • OCA optically clear adhesive
  • the upper base substrate 21b may have a substantially flat lower surface and a convex upper surface.
  • An anti-reflective coating 37 is disposed on the upper base substrate 21b.
  • the upper base substrate 21b and the lower base substrate 21a may be made of the same material as the base substrate 21 described with reference to FIG. 2 , and detailed descriptions thereof will be omitted to avoid overlap.
  • the upper base substrate 21b and the lower base substrate 21a may be formed of the same material or may be formed of different materials.
  • an electrochromic lens capable of correcting vision while forming the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , and the second transparent electrode layer 33 flat. Accordingly, it is possible to better control the thickness uniformity of the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , and the second transparent electrode layer 33 .
  • the substrate cover film 40 as described above with reference to FIG. 6 may be disposed between the buffer layer 23 and the lower base substrate 21a.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens 700 according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the electrochromic lens 700 according to the present embodiment is substantially similar to the electrochromic lens 600 described with reference to FIG. 8 , but includes a lower conductive transparent film 41 and an upper conductive transparent film 43 . There is a difference in including more.
  • the lower conductive transparent film 41 and the upper conductive transparent film 43 are similar to those described with reference to FIG. 4 except that they are respectively formed flat, and thus detailed descriptions are omitted to avoid redundancy.
  • the protective layer 35 is shown as being disposed on the upper conductive transparent film 43
  • the upper conductive transparent film 43 is disposed on the protective layer 35
  • the protective layer 35 . may be electrically connected to the second transparent electrode layer 33 through.
  • the upper base substrate 21b may be attached on the upper conductive transparent film 43 .
  • the substrate cover film 40 as described with reference to FIG. 7 may be disposed between the buffer layer 23 and the lower base substrate 21a.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens 800 according to an eighth embodiment of the present invention.
  • the electrochromic lens 800 according to the present embodiment is substantially similar to the electrochromic lens 600 described with reference to FIG. 8 , but the lower base substrate 121a has a curved upper surface, and the upper base There is a difference in that the substrate 121b has a concave lower surface.
  • the buffer layer 23 , the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , the second transparent electrode layer 33 , and the protective layer 35 are formed along the convex upper surface of the lower base substrate 121a and are bent. has a true shape.
  • the substrate cover film 40 as described above with reference to FIG. 6 may be disposed between the buffer layer 23 and the lower base substrate 121a.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens 900 according to a ninth embodiment of the present invention.
  • the electrochromic lens 900 according to the present embodiment is substantially similar to the electrochromic lens 800 described with reference to FIG. 10 , but a lower conductive transparent film 41 and an upper conductive transparent film 43 . There is a difference in including more.
  • the protective layer 35 is shown as being disposed on the upper conductive transparent film 43, the upper conductive transparent film 43 is disposed on the protective layer 35, and the protective layer ( 35 ) may be electrically connected to the second transparent electrode layer 33 .
  • the upper base substrate 121b may be attached on the upper conductive transparent film 43 .
  • the substrate cover film 40 as described with reference to FIG. 6 may be disposed between the buffer layer 23 and the lower base substrate 121a.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens 1000 according to a tenth embodiment of the present invention.
  • the electrochromic lens 1000 according to the present embodiment is substantially similar to the electrochromic lens 600 described with reference to FIG. 8 , but further includes a glass substrate 51 and the buffer layer 23 is omitted. There is a difference in what has been
  • the glass substrate 51 may be attached to the lower base substrate 21a through an optically clear adhesive (OAC). Meanwhile, the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , the second transparent electrode layer 33 , and the protective layer 35 are formed on the glass substrate 51 using physical vapor deposition or chemical vapor deposition technology. It may be deposited. For example, the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , the second transparent electrode layer 33 , and the protective layer 35 are formed on the glass substrate 51 , and thereafter, the glass substrate 51 may be attached to the lower base substrate 21a.
  • OAC optically clear adhesive
  • the buffer layer 23 may be omitted. , these layers can be formed flat.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens 1100 according to an eleventh embodiment of the present invention.
  • the electrochromic lens 1100 according to the present embodiment is substantially similar to the electrochromic lens 1000 described with reference to FIG. 12 , but a lower conductive transparent film 41 and an upper conductive transparent film 43 . There is a difference in including more.
  • the lower conductive transparent film 41 may be formed on the glass substrate 51 .
  • the lower conductive transparent film 41 may be attached to the glass substrate 51 using, for example, an optically transparent adhesive, and the first transparent electrode layer 25 and the electrochromic laminate ( 30), and a second transparent electrode layer 33 may be formed.
  • the upper conductive transparent film 43 may be formed on the second transparent electrode layer 33 .
  • the upper conductive transparent film 41 may be attached to the second transparent electrode layer 33 using an optically transparent adhesive.
  • the protective layer 35 may be formed on the upper conductive transparent film 43 , and the upper base substrate 21b may be attached to the protective layer 35 .
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens 1200 according to a twelfth embodiment of the present invention.
  • the electrochromic lens 1200 according to the present embodiment is substantially similar to the electrochromic lens 1000 described with reference to FIG. 12 , except that the lower base substrate 121a has a convex top surface. .
  • the glass substrate 151 attached thereon has a curved shape according to the convex top surface of the lower base substrate 121a, and other layers formed thereon are also curved. have a shape
  • the upper base substrate 121a may be attached on the protective layer 35 , and an anti-reflection coating 37 may be formed on the upper base substrate 121a.
  • 15 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrochromic lens 1300 according to a thirteenth embodiment of the present invention.
  • the electrochromic lens 1300 according to the present embodiment is substantially similar to the electrochromic lens 1200 described with reference to FIG. 14 , except that the upper base substrate 121b is omitted. That is, the anti-reflection coating 37 may be formed on the protective layer 35 .
  • 16 is a schematic partial cross-sectional view for explaining electrochromic glasses according to an embodiment of the present invention.
  • connectors 15a and 15b are provided in the glasses frame 11a.
  • the electrochromic lens 100 coupled to the spectacle frame 11a is electrically connected to the connectors 15a and 15b.
  • the connectors 15a and 15b may be mounted to the glasses frame 11a, and may be, for example, pogo pins.
  • the connectors 15a and 15b may be connected to electrical connection lines in the spectacle frame 11a, and thus, power may be supplied to the electrochromic lens 100 using the connectors 15a and 15b.
  • the first transparent electrode layer 25 and the second transparent electrode layer 33 of the electrochromic lens 100 may be exposed to connect the connectors 15a and 15b.
  • the first transparent electrode layer 25 is formed by removing the anti-reflection coating 37 , the protective layer 35 , the second transparent electrode layer 33 , and the electrochromic laminate 30 through a process such as scribing or etching. may be exposed.
  • the second transparent electrode layer 25 may be exposed by removing the protective coating 37 and the protective layer 35 through a process such as scribing or etching.
  • first and second transparent electrode layers 25 and 33 are shown to be exposed at both edge portions of the electrochromic lens 100, the first and second transparent electrode layers 25 and 33 are Exposed holes may be formed, and the connectors 15a and 15b may be connected to the first and second transparent electrode layers 25 and 33 through the holes.
  • the electrochromic lens 100 is coupled to the spectacle frame 11a
  • the electrochromic lenses 400 and 1300 may also be coupled to the spectacle frame 11a in a similar manner.
  • 17 is a schematic partial cross-sectional view for explaining electrochromic glasses according to another embodiment of the present invention.
  • the spectacle frame 11a of this embodiment is similar to the spectacle frame 11a described with reference to FIG. 16 , except that the electrochromic lens 600 includes a lower base substrate 21a and an upper base substrate ( There is a difference in the inclusion of 21b).
  • the upper base substrate 21b As the upper base substrate 21b is disposed, the upper base substrate 21b is also partially removed through a scribing or etching process to expose the first and second transparent electrode layers 25 and 33 .
  • the electrochromic lens 600 is shown and described as coupled to the spectacle frame 11a, the electrochromic lenses 800, 1000, 1200, etc. may be coupled to the spectacle frame 11a in a similar manner.
  • FIG. 18 is a schematic partial cross-sectional view for explaining electrochromic glasses according to another embodiment of the present invention.
  • the electrochromic glasses according to the present embodiment include an electrochromic lens 200 including lower and upper conductive transparent films 41 and 43 .
  • the connectors 15a and 15b of the spectacle frame 11b may be disposed inside the coupling groove to which the electrochromic lens 200 is coupled.
  • the connectors 15a and 15b may be electrically connected to the lower and upper conductive transparent films 41 and 43 at the side of the electrochromic lens 200 .
  • the side surfaces of the electrochromic lens 200 may be covered with a hard coating except for regions where the connectors 15a and 15b are connected.
  • two connectors 15a, 15b are shown connecting to the lower and upper conductive transparent films 41 and 43, respectively, but more connectors are disposed so that the electrochromic lens ( 200), and also ring-shaped connectors may be disposed along the coupling groove to be connected to the electrochromic lens 200 in a ring shape.
  • the electrochromic lens 200 is illustrated and described as coupled to the spectacle frame 11b, but is not limited thereto, and another electrochromic lens including lower and upper conductive transparent films 41 and 430.
  • the ones 300, 500, 700, and 1100 may also be coupled to the glasses frame 11b in a similar manner.
  • 19A to 19D are schematic cross-sectional views for explaining a method of manufacturing the electrochromic lens 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the base substrate 21 is prepared.
  • the base substrate 21 may have a convex upper surface 21a and a concave lower surface 21b.
  • the base substrate 21 may be formed of various materials, for example, glass or polyethylene naphthalate (PEN)-based, polyimide (PI: polyimide)-based, polyethylene terephthalate (PET, polyethylene terephthalate).
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PI polyimide
  • PET polyethylene terephthalate
  • ADC aryl diglycol carbonate
  • PC polycarbonate
  • PU polyurethane
  • PU polyurethane
  • a buffer layer 23 may be formed on the base substrate 21 .
  • the buffer layer 23 may be formed when the base substrate 21 is made of a polymer-based material.
  • the buffer layer 23 may be omitted.
  • the buffer layer 23 may be formed using a chemical vapor deposition or physical vapor deposition technique.
  • the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , and the second transparent electrode layer 33 are sequentially formed on the buffer layer 23 .
  • These layers may be formed using chemical vapor deposition or physical vapor deposition techniques. In certain embodiments, these layers may be sequentially deposited and thermally treated using an in-line sputtering apparatus including a series of sputtering deposition apparatuses and a thermal treatment apparatus.
  • an in-line sputtering apparatus may include a carrier moving on a stage, a plurality of targets for depositing respective layers, and at least one heater.
  • the base substrate 21 is mounted on a carrier and moves through a moving means on the stage to enter the chamber in which the target is disposed.
  • a series of targets and a heater are arranged in-line, and an electrochromic layer 27, an ion conductive layer 29 and a counter electrode layer 31 are sequentially deposited by sputtering on a substrate 11 moved by a carrier.
  • the first transparent electrode layer 25 and the second transparent electrode layer 33 may also be continuously formed together with the electrochromic laminate 30 . That is, when sputtering deposition on one target is completed, the base substrate 21 moves to a chamber with a target of the next process by a carrier, and the next deposition process is continuously performed.
  • the in-line sputtering apparatus can deposit thin films in-situ without vacuum breaking.
  • the heater may be disposed in the last chamber of the in-line sputtering apparatus or in the chamber between the target for heat treatment of the deposited layer, or may be disposed in the chamber together with the target.
  • an H 2 gas may be introduced together with a carrier gas.
  • H 2 gas may be introduced to provide H+ ions.
  • the target for forming the ion conductive layer 29 may be the same material as the ion conductive layer 29 , but is not necessarily limited thereto.
  • the ion conductive layer 29 may be LiWOx
  • the target for forming the ion conductive layer 29 may be Li or Li 2 WO 4 target.
  • the electrochromic layer 27 is a tungsten oxide film
  • a thin Li layer may be deposited on the surface of the electrochromic layer 27 to form an ion conductive layer 29 of LiWOx.
  • the base substrate 21 is moved to a chamber with a target to deposit the counter electrode layer 31 .
  • the target for depositing the counter electrode layer 31 may include the same material as the counter electrode layer 31 or a metal material of the counter electrode layer 31 .
  • a Ni target may be used to form the counter electrode layer 31
  • a Ni layer may be deposited on the ion conductive layer 29 and oxidized to form the counter electrode layer 31 such as NiO. .
  • the counter electrode layer 31 may be deposited at a relatively higher temperature than other layers. Also, a bias voltage may be added to the substrate 21 while depositing the counter electrode layer 31 . Accordingly, pinholes in the counter electrode layer 31 may be reduced, and thus, the memory effect of the electrochromic device 100 may be improved.
  • a Li layer may be added to the inside or surface of the counter electrode layer 31 .
  • a target for further depositing the counter electrode layer 31 may be disposed after the Li target.
  • heat treatment may be performed on the substrate 21 , and for this purpose, a heater may be used.
  • the heater may also be disposed between the target for forming the counter electrode layer 31 and the target for forming the second transparent electrode layer 33 to perform heat treatment after depositing the counter electrode layer 31 .
  • hydrogen gas may be supplied together with a carrier gas. Accordingly, hydrogen ions can be introduced into the electrochromic laminate 30 . Hydrogen ions cause electrochromism together with metal transfer ions such as Li ions, thus improving the electrochromic efficiency.
  • a protective layer 35 covering the second transparent electrode layer 33 may be formed.
  • the protective layer 35 protects the electrochromic laminate 30 from external environments such as moisture or scratches.
  • the protective layer 35 may be formed of, for example, an oxide film or polyimide of at least one of a silicon nitride film, a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, or a manganese oxide film, or a physical vapor deposition. , may be formed using a coating technique such as a chemical vapor deposition technique, an atomic layer deposition technique, or the like.
  • an anti-reflection coating 37 may be formed on the protective layer 35 , and a hard coating 39 may be formed on the lower surface of the base substrate 21 .
  • the buffer layer 23 , the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , the second transparent electrode layer 33 , and the protective layer 35 are formed on the base substrate 21 . do.
  • the base substrate 21 on which the above layers are formed may be in various processing states, which will be described in detail with reference to FIG. 20 .
  • 20 is a schematic flowchart for explaining an electrochromic lens manufacturing process according to embodiments of the present invention.
  • a semi-finished lens is provided.
  • Semi-finished lenses are lenses that can be processed on the back side with free-form technology for vision correction.
  • Semi-finished lenses are also called semi-finished lenses.
  • step 120 the lower surface of the semi-finished lens is preformed to manufacture a lens for vision correction.
  • step 130 the edge of the processed lens is cut into a shape to be coupled to the spectacle frame.
  • This edging process is commonly referred to as edging or edge down.
  • the base substrate 21 of the electrochromic glasses described above is provided by edge processing.
  • step 140 a hard coating is formed on the lower surface of the base substrate 21
  • step 150 an anti-reflection coating is formed on the front side of the base substrate 21 .
  • the order of formation of the hard coating and the anti-reflective coating may be changed.
  • the step of forming the electrochromic laminate 30 may be performed after any one of the above steps.
  • a buffer layer, a first transparent electrode layer, an electrochromic laminate, a second transparent electrode layer, and a protective layer may be formed between the step of providing the semi-finished lens 110 and the step of producing the processed lens 120 (step 160a).
  • a buffer layer, a first transparent electrode layer, an electrochromic laminate, a second transparent electrode layer, and a protective layer may be formed between the processing lens manufacturing step 120 and the edge processing step 130 (step 160b).
  • a buffer layer, a first transparent electrode layer, an electrochromic laminate, a second transparent electrode layer, and a protective layer may be formed in step 160c, step 160d, or step 160e.
  • the steps of forming the buffer layer, the first transparent electrode layer, the electrochromic laminate, the second transparent electrode layer, and the protective layer are not limited to a specific step of the spectacle lens manufacturing process, and the spectacle lens It should be understood that this may be performed at various stages of the manufacturing process.
  • 21A to 21E are schematic cross-sectional views for explaining a method of manufacturing the electrochromic lens 200 according to the second embodiment of the present invention.
  • the base substrate 21 is prepared.
  • the base substrate 21 may have a convex upper surface 21a and a concave lower surface 21b.
  • the base substrate 21 may be formed of various materials as described with reference to FIG. 19A .
  • the buffer layer 23 may be formed as described with reference to FIG. 19B .
  • the buffer layer 21 may be omitted.
  • a lower conductive transparent film 41 may be attached on the buffer layer 23 .
  • the lower conductive transparent film 41 may be attached on the base substrate 21 .
  • the lower conductive transparent film 41 may be attached using an optically clear adhesive (OCA).
  • the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , and the second transparent electrode layer 33 are formed on the lower conductive transparent film 41 .
  • the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , and the second transparent electrode layer 33 may be formed as described with reference to FIG. 19C , and detailed descriptions are omitted to avoid overlap.
  • an upper conductive transparent film 43 is attached on the second transparent electrode layer 33 .
  • the upper conductive transparent film 43 may be attached on the second transparent electrode layer 33 using an optically transparent adhesive.
  • an upper conductive transparent film 43 is attached on the second transparent electrode layer 33 .
  • the upper conductive transparent film 43 may be attached using an optically transparent adhesive.
  • a protective layer 35 may be formed on the upper conductive transparent film 43 , and an anti-reflection coating 37 and a hard coating 39 may be formed.
  • the protective layer 35 , the anti-reflection coating 37 , and the hard coating 39 are the same as those described with reference to FIG. 19D , and thus detailed descriptions are omitted to prevent overlapping.
  • the lower and upper conductive transparent films 41 and 43 are thicker than the first and second transparent conductive layers 25 and 33, and thus can be used as a connection point for connecting an external power source. .
  • 22A to 22C are schematic cross-sectional views for explaining a method of manufacturing the electrochromic lens 300 according to the third embodiment of the present invention.
  • the buffer layer 23 , the lower conductive transparent film 41 , the first transparent electrode layer 25 , and the electrochromic laminate on the base substrate 21 . (30), and the second transparent electrode layer 33 are sequentially formed. Then, the protective layer 35 is formed on the second transparent electrode layer 33 .
  • a portion 35a of the protective layer 35 is removed to partially expose the second transparent electrode layer 33 .
  • the protective layer 35 may be partially removed using a process such as scribing or etching.
  • the protective layer 35 may be partially removed from the edge region, but is not limited thereto. For example, a through hole passing through the protective layer 35 may be formed.
  • an upper conductive transparent film 43 is attached on the protective layer 35 .
  • the upper conductive transparent film 43 may be attached on the protective layer 35 using an optically clear adhesive (OCA).
  • OCA optically clear adhesive
  • the upper conductive transparent film 43 may also be electrically connected to the second transparent electrode layer 33 through the region 35a in which the protective layer 35 is partially removed. Accordingly, a connector 43a in which the upper conductive transparent film 43 is connected to the second transparent electrode layer 33 through the protective layer 35 may be formed.
  • an anti-reflection coating 37 may be formed on the upper conductive transparent film 43
  • a hard coating 39 may be formed on a lower surface of the base substrate 21 .
  • 23A to 23E are schematic cross-sectional views for explaining a method of manufacturing the electrochromic lens 400 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • a de-bonding layer 53 is formed on the temporary substrate 51 .
  • the release layer 53 is a layer to be removed by, for example, ultraviolet irradiation.
  • the temporary substrate 51 may be a glass substrate, but is not limited thereto.
  • a substrate cover film 40 is attached on the release layer 53 .
  • the substrate cover film 40 may be formed of a flexible transparent polymer such as PI, PET, or PEN.
  • the substrate cover film 21 may be applied using, for example, slot die coating or dispensing, and may be cured through heat treatment or UV treatment.
  • a buffer layer 23 , a first transparent electrode layer 25 , an electrochromic laminate 30 , a second transparent electrode layer 33 , and a protective layer 35 are sequentially formed on the substrate cover film 40 .
  • These layers may be formed using chemical vapor deposition or physical vapor deposition techniques. In certain embodiments, these layers may be sequentially deposited and thermally treated using an in-line sputtering apparatus including a series of sputtering deposition apparatuses and a thermal treatment apparatus.
  • the buffer layer 23 is disposed between the substrate cover film 40 and the electrochromic laminate 30 to protect the electrochromic laminate 30 from the substrate cover film 40 .
  • the buffer layer 23 blocks the diffusion of foreign substances from the polymer-based substrate cover film 40 to the electrochromic laminate 30 .
  • the buffer layer 23 may include, for example, an oxide layer such as SiOx or AlOx, a nitride layer such as SiNx, or amorphous silicon.
  • the buffer layer 23 may be formed using a vacuum-based deposition technique such as physical vapor deposition or chemical vapor deposition.
  • the temporary substrate 51 is separated from the substrate cover film 40 .
  • the temporary substrate 51 may be separated from the substrate cover film 40 by removing the release layer 53 through, for example, ultraviolet irradiation.
  • the substrate cover film 40 is attached to the base substrate 21 using an optically clear adhesive.
  • the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , the second transparent electrode layer 33 , and the protective layer 35 are disposed on the base substrate 21 together with the substrate cover film 40 .
  • the substrate cover film 40 is flexible, and since the first transparent electrode layer 25, the electrochromic laminate 30, the second transparent electrode layer 33, and the protective layer 35 are thin, the base substrate 21 It is bent along the curved upper surface of
  • an anti-reflection coating 37 is formed on the protective layer 35 , and a hard coating 39 is formed on the lower surface of the base substrate 21 to complete the electrochromic lens 400 . .
  • the protective layer 35 may be formed on the second transparent electrode layer 33 after the substrate cover film 40 is attached to the base substrate 21 .
  • 24A to 24E are schematic cross-sectional views for explaining another method of manufacturing the electrochromic lens 200 according to the second embodiment of the present invention.
  • a de-bonding layer 53 is formed on the temporary substrate 51 .
  • the release layer 53 is a layer to be removed by, for example, ultraviolet irradiation.
  • the temporary substrate 51 may be a glass substrate, but is not limited thereto.
  • the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , and the second transparent electrode layer 33 are sequentially formed on the release layer 53 .
  • These layers may be formed using chemical vapor deposition or physical vapor deposition techniques. In certain embodiments, these layers may be sequentially deposited and thermally treated using an in-line sputtering apparatus including a series of sputtering deposition apparatuses and a thermal treatment apparatus.
  • the temporary substrate 51 is separated from the first transparent electrode layer 25 .
  • the temporary substrate 51 may be separated from the first transparent electrode layer 25 by removing the release layer 53 through, for example, ultraviolet irradiation.
  • the buffer layer 23 is formed on the base substrate 21 , and the lower conductive transparent film 41 is attached on the buffer layer 23 .
  • Forming the buffer layer 23 and the lower conductive transparent film 41 is the same as described with reference to FIG. 21B , and thus detailed descriptions are omitted to avoid overlap.
  • the lower conductive transparent film 41 On the lower conductive transparent film 41, the first transparent electrode layer 25 separated from the temporary substrate 51, the electrochromic laminate 30, and the second transparent electrode layer 33, for example, an optically transparent adhesive attach using Since the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , and the second transparent electrode layer 33 have a relatively thin thickness, the lower conductive transparent film 41 follows the curved shape of the upper surface of the base substrate 21 . ) can be attached to the
  • an upper conductive transparent film 43 is attached on the second transparent electrode layer 33 .
  • the upper conductive transparent film 43 may be attached on the second transparent electrode layer 33 using an optically transparent adhesive.
  • a protective layer 35 and an anti-reflection coating 37 are formed on the upper conductive transparent film 43 , and a hard coating 39 is formed on the lower surface of the base substrate 21 to form the electrochromic lens 200 . can be completed.
  • the protective layer 35 is formed on the upper conductive transparent film 43
  • the protective layer 35 is formed first, and the upper conductive transparent film 43 is formed on the protective layer 35 . It may be attached to the top.
  • the anti-reflection coating 37 may be formed on the upper conductive transparent film 43 .
  • a part of the protective layer 35 is scribing or etching processes such as It can also be removed using
  • 25A to 25C are schematic cross-sectional views for explaining a method of manufacturing the electrochromic lens 600 according to the sixth embodiment of the present invention.
  • a lower base substrate 21a and an upper base substrate 21b are manufactured.
  • the lower base substrate 21a may have a flat upper surface and a concave lower surface
  • the upper base substrate 21b may have a flat lower surface and a convex upper surface.
  • the lower base substrate 21a and the upper base substrate 21b may be provided by horizontally cutting the base substrate 21 described in the previous embodiments, or may be manufactured using separate processes.
  • the upper surface of the lower base substrate 21a is flat, but the present invention is not limited thereto.
  • the upper surface of the lower base substrate 21a may be convex, and in this case, the lower surface of the upper base substrate 21b may be concave to correspond to the convex upper surface of the lower base substrate 21a.
  • the buffer layer 23 , the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , the second transparent electrode layer 33 , and the protective layer 35 are formed on the lower base substrate 21a. can be formed. These layers may be formed as described with reference to FIGS. 19B and 19C, and detailed descriptions are omitted to avoid redundancy.
  • the buffer layer 23 , the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , the second transparent electrode layer 33 , and the protective layer 35 are the upper surface of the lower base substrate 21a. formed along the curvature.
  • the upper base substrate 21b may be attached on the protective layer 35 using, for example, an optically clear adhesive, and an anti-reflection coating 37 is formed on the upper base substrate 21b, A hard coating 39 may be formed on the lower surface of the lower base substrate 21a.
  • the first transparent electrode layer 25, the electrochromic laminate 30, and the second transparent electrode layer 33 are formed on the temporary substrate 51 as described with reference to FIGS. 24A to 24C. It may be formed, may be separated from the glass substrate 51 , and may be attached to the lower base substrate 21a on which the buffer layer 23 is formed. Subsequently, the protective layer 35 is formed, and the upper base substrate 21b may be attached on the protective layer 35 .
  • the second transparent electrode layer 33, and the protective layer 35 may be formed, and these may be separated from the temporary substrate 51 and attached to the lower base substrate 21b.
  • the lower conductive transparent film 41 may be attached first, and the upper conductive transparent film 43 is attached before the protective layer 35 is formed. You may. Accordingly, the electrochromic laminate 700 as shown in FIG. 9 or the electrochromic laminate 900 as shown in FIG. 11 may be provided.
  • 26A to 26D are schematic cross-sectional views for explaining a method of manufacturing the electrochromic lens 1000 according to the tenth embodiment of the present invention.
  • a first transparent electrode layer 25 , an electrochromic laminate 30 , a second transparent electrode layer 33 , and a protective layer 35 are sequentially formed on a glass substrate 51 .
  • These layers may be formed as described with reference to FIG. 19C.
  • the glass substrate 51 is used and the buffer layer 23 is omitted.
  • the glass substrate 51 may have a flat top surface, so that the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , the second transparent electrode layer 33 , and the protective layer 35 also have a flat surface. can be formed.
  • a thinning process for reducing the thickness of the glass substrate 51 is performed.
  • the thickness reduction process may be performed using abrasive techniques.
  • the lower base substrate 21a and the upper base substrate 21b are prepared.
  • the lower base substrate 21a may have a flat upper surface and a concave lower surface
  • the upper base substrate 21a may have a flat lower surface and a convex upper surface.
  • the present invention is not limited thereto, and the lower base substrate 21a may have a convex upper surface, and accordingly, the upper base substrate 21a may have a concave lower surface.
  • the first transparent electrode layer 25 , the electrochromic laminate 30 , the second transparent electrode layer 33 , and the protective layer 35 together with the glass substrate 51 on which the thickness reduction process has been previously performed. is attached to the lower base substrate 21a.
  • the glass substrate 51 may be attached to the lower base substrate 21a using an optically transparent adhesive.
  • the upper base substrate 21b is attached on the protective layer 35 , and the anti-reflection coating 37 and the hard coating 39 are respectively formed to complete the electrochromic lens 1000 .
  • the lower conductive transparent film 41 may be attached first, and, before forming the protective layer 35 , the upper conductive transparent film ( 43) can also be attached. Accordingly, the electrochromic lens 1100 as shown in FIG. 13 may be provided.
  • the glass substrate 51 may be attached to the glass substrate 51 by bending along the curvature of the top surface of the lower base substrate 21a.
  • An electrochromic lens 1200 as shown in FIG. 14 or an electrochromic lens 1300 as shown in FIG. 15 may be provided.
  • FIG. 27 is a schematic perspective view for explaining the glasses 20 equipped with an auxiliary kit having an electrochromic lens according to an embodiment of the present invention.
  • the electrochromic glasses include the spectacle frame 11 and the electrochromic lenses 100 to 1300 mounted on the spectacle frame.
  • the electrochromic lenses 100 and 1300 may include both vision correction and electrochromic functions.
  • the vision correction function is performed by the glasses
  • the electrochromic function is performed by the auxiliary kit. That is, the auxiliary kit has an auxiliary frame 221 and an electrochromic lens 100 , and the electrochromic lens 100 is mounted on the auxiliary frame 221 .
  • the auxiliary kit may be mounted on the spectacle frame 213 , and the electrochromic lens 100 of the auxiliary kit may be aligned with the spectacle lens coupled to the spectacle frame 213 .
  • the auxiliary kit may itself include means for driving the discoloration and discoloration of the electrochromic lens 100, such as a battery and a controller, and to drive discoloration and discoloration of the electrochromic lens 100 to the spectacles frame 213 Means are provided for doing so, and the auxiliary kit may be electrically connected to the spectacle frame 213 .

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Abstract

일 실시예에 따른 전기 변색 안경은 전기 변색 렌즈를 포함하며, 전기 변색 렌즈는, 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 배치된 제1 투명 전극층; 상기 제1 투명 전극층 상부에 배치된 제2 투명 전극층; 상기 제1 투명 전극층과 상기 제2 투명 전극층 사이에 배치된 전기 변색 적층체를 포함하고, 상기 전기 변색 적층체는, 전기 변색층; 카운터 전극층; 및 상기 전기 변색층과 상기 카운터 전극층 사이에 배치된 이온 전도층을 포함하고, 상기 전기 변색층, 카운터 전극층, 및 이온 전도층은 모두 금속 산화물층이다.

Description

전기 변색 렌즈를 갖는 안경
본 발명은 전기 변색 렌즈를 갖는 안경에 관한 것이다.
자외선의 강도에 따라 빛의 투과율이 바뀌는 광 변색 렌즈가 일반적으로 사용되고 있다. 광 변색 렌즈는 자외선에 노출될 때 어두워지고(변색되고) 실내와 같이 자외선이 차단된 곳에서 투명해진다(탈색된다). 그런데 광 변색 렌즈는 노출되는 자외선의 양에 의해서 수동적인 방식으로 변색이 되는 방식으로서, 탈색 속도가 느려서 실내에서 한동안 잔색이 남으며, 온도에 크게 의존하며 (더운 곳에서 변색성능저하, 추운 곳에서 탈색성능저하),변색 및 탈색 시 색깔이 균일하게 변하지 않고, 다양한 색상 구현에 한계가 있는 단점이 있다. 더욱이, 광 변색 렌즈는 변색을 위해 자외선을 필요로 하기 때문에, 자동차 내에서 작동하지 않거나 성능이 제한되는 단점이 있다.
이러한 단점을 해결하기 위해 전기적 스위칭 동작을 통해 변색 및 탈색이 가능한 전기 변색 렌즈가 제안되고 있다. 예를 들어, 미국등록특허 US5552841호는 액정을 이용한 안경을 개시한다. 액정에 전압을 인가함으로써 광의 투과율을 변화시킬 수 있으며 이에 따라 전기 변색 안경이 제공될 수 있다. 그러나 액정을 이용한 전기 변색 안경은 액상의 물질을 사용하기 때문에 안경에 요구되는 안전성을 획득하기 어려우며, 안경, 특히 표면이 굴곡진 시력 교정용 안경에 실제로 적용되기는 어렵다.
한편, US9482880호는 사용자가 사용할 수 있으며 스위칭 속도가 빠른 전기 변색 안경을 제공하기 위해 전도성 폴리머를 전기변색층으로 사용하며, 나아가, 액체 전해질, 또는 고체 전해질을 이용한다. 고체 전해질의 구체적인 예에 대해서는 US6033592호에 개시되어 있으며, 고체 전해질 또한 폴리머를 사용한다. US9482880호는 도전성 폴리머를 이용하여 사용자가 사용할 수 있는 안경을 제공할 수 있다. 그러나 폴리머를 이용한 전기 변색 안경은 액체 용액에 폴리머를 담가야 하고, 특히, 벤젠과 같은 유독성 물질의 용매를 사용하는 등 제공 공정이 복잡하다. 더욱이, 시력 교정용 안경과 같이 표면이 굴곡진 렌즈 표면에 폴리머를 균일하게 형성하는 것이 쉽지 않다. 나아가, 폴리머를 이용한 전기 변색 안경은 대체로 전압을 인가하는 동안 변색되거나, 탈색/변색 상태 유지를 위해서 계속 전압을 인가해야 하기 때문에 전력 소모량이 많아서 안경과 같은 작은 크기의 렌즈에 적용하기에는 적합하지 않다. 또한, 색깔 농도 범위의 한계 때문에 하나의 렌즈로 변색 및 투명 상태의 색깔 농도 범위를 커버하는 광 변색 렌즈를 대체하기 어렵다.
따라서, 사용자가 안전하게 사용할 수 있으며, 변색 및 탈색이 빠르게 수행될 수 있고, 전력 소모량이 작고, 나아가, 시력 교정용 안경으로도 적합하게 사용될 수 있는 새로운 전기 변색 렌즈가 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 사용하기에 안전하며 스위칭 속도가 빨라서 잔색이 남지 않는 등 미용적인 측면이 뛰어나며, 온도의존성이 낮으며, 능동적으로 투과율을 조절할 수 있는 전기 변색 렌즈를 갖는 안경을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 굴곡진 표면을 갖는 렌즈로 쉽게 제작될 수 있는 전기 변색 렌즈 및 그것을 갖는 안경을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따르면, 전기 변색 렌즈를 갖는 전기 변색 안경이 제공되며, 상기 전기 변색 렌즈는, 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 배치된 제1 투명 전극층; 상기 제1 투명 전극층 상부에 배치된 제2 투명 전극층; 상기 제1 투명 전극층과 상기 제2 투명 전극층 사이에 배치된 전기 변색 적층체를 포함하고, 상기 전기 변색 적층체는, 전기 변색층; 카운터 전극층; 및 상기 전기 변색층과 상기 카운터 전극층 사이에 배치된 이온 전도층을 포함하고, 상기 전기 변색층, 카운터 전극층, 및 이온 전도층은 모두 금속 산화물층이다.
상기 전기 변색 렌즈는 볼록한 상면 및 오목한 하면을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 전기 변색 렌즈는 렌즈 상면 및 하면의 곡률을 이용하여 시력 교정 기능을 가질 수 있다.
상기 베이스 기판은 글래스 또는 폴리머 계열의 투명 재료로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 전기 변색층, 카운터 전극층, 및 이온 전도층은 상기 제1 투명 전극층 상에 스퍼터링 증착 기술을 이용하여 증착될 수 있다.
상기 전기 변색 렌즈는 상기 제2 투명 전극층 상부에 배치된 보호층을 더 포함할 수 있으며, 상기 보호층은 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산질화막, 알루미늄 산화막, 하프늄 산화막, 또는 망간 산화막으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 산화막 또는 폴리이미드를 포함할 수 있다.
상기 전기 변색 렌즈는 상기 베이스 기판과 상기 제1 투명 전극층 사이에 배치된 버퍼층을 더 포함할 수 있으며, 상기 버퍼층은 산화물층, 질화물층 또는 비정질 실리콘을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 전기 변색 렌즈는 상기 베이스 기판과 상기 버퍼층 사이에 배치된 폴리머 계열의 기판 커버 필름을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 전기 변색 렌즈는, 상기 제1 투명 전극층과 상기 베이스 기판 사이에 배치되어 상기 제1 투명 전극층에 전기적으로 접속된 하부 도전성 투명 필름; 및 상기 제2 투명 전극층 상에 배치되어 상기 제2 투명 전극층에 전기적으로 접속된 상부 도전성 투명 필름을 더 포함할 수 있다.
나아가, 상기 전기 변색 렌즈는 상기 제2 투명 전극층과 상기 상부 도전성 투명 필름 사이에 배치된 보호층을 더 포함할 수 있으며, 상기 상부 도전성 투명 필름은 상기 보호층을 통해 상기 제2 투명 전극층에 전기적으로 접속될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 전기 변색 안경은 상기 전기 변색 렌즈가 결합된 안경 프레임을 더 포함할 수 있으며, 상기 안경 프레임은 상기 전기 변색 렌즈의 상기 하부 및 상부 도전성 투명 필름들에 접속하는 커넥터들을 포함할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 전기 변색 안경은 상기 전기 변색 렌즈가 결합된 안경 프레임을 더 포함할 수 있으며, 상기 안경 프레임은 상기 전기 변색 렌즈의 제1 및 제2 투명 전극층들에 접속하는 커넥터들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판은 볼록한 상면 및 오목한 하면을 가질 수 있으며, 상기 제1 투명 전극층, 전기 변색 적층체, 및 제2 투명 전극층은 각각 상기 베이스 기판의 볼록한 상면을 따라 균일한 두께로 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 전기 변색 렌즈는 상기 제2 투명 전극층 상부에 배치된 상부 베이스 기판을 더 포함할 수 있으며, 상기 상부 베이스 기판은 볼록한 상면 및 상기 베이스 기판의 상면에 대응하는 하면을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판은 평평한 상면을 가질 수 있으며, 상기 제1 투명 전극층, 전기 변색 적층체, 및 제2 투명 전극층은 각각 상기 베이스 기판의 평평한 상면을 따라 균일한 두께로 배치될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판은 볼록한 상면을 가질 수 있으며, 상기 제1 투명 전극층, 전기 변색 적층체, 및 제2 투명 전극층은 각각 상기 베이스 기판의 볼록한 상면을 따라 균일한 두께로 배치될 수 있다.
상기 전기 변색 렌즈는 상기 제1 투명 전극층과 상기 베이스 기판 사이에 배치된 글래스 기판을 더 포함할 수 있다.
상기 전기 변색 렌즈는 시력 교정 기능을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면 안경에 결합되어 사용되는 전기 변색 렌즈가 제공되며, 상기 전기 변색 렌즈로서, 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 배치된 제1 투명 전극층; 상기 제1 투명 전극층 상부에 배치된 제2 투명 전극층; 상기 제1 투명 전극층과 상기 제2 투명 전극층 사이에 배치된 전기 변색 적층체를 포함하고, 상기 전기 변색 적층체는, 전기 변색층; 카운터 전극층; 및 상기 전기 변색층과 상기 카운터 전극층 사이에 배치된 이온 전도층을 포함하고, 상기 전기 변색층, 카운터 전극층, 및 이온 전도층은 모두 금속 산화물층이다.
상기 전기 변색 렌즈는 볼록한 상면 및 오목한 하면을 가질 수 있다.
상기 전기 변색 렌즈는 상기 제2 투명 전극층 상에 배치된 상부 베이스 기판을 더 포함할 수 있으며, 상기 상부 베이스 기판은 상기 베이스 기판과 동일 재료로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따른 전기 변색 렌즈 제조 방법은, 베이스 기판 상에 제1 투명 전극층을 증착하고, 상기 제1 투명 전극층 상에 전기 변색층을 증착하고, 상기 전기 변색층 상에 이온 전도층을 증착하고, 상기 이온 전도층 상에 카운터 전극층을 증착하고, 상기 카운터 전극층 상에 제2 투명 전극층을 증착하는 것을 포함한다.
상기 전기 변색층, 상기 이온 전도층, 상기 카운터 전극층, 및 상기 제2 투명 전극층은 인-라인 스퍼터링 증착 장비를 이용하여 인-시투로 증착될 수 있다.
상기 전기 변색 렌즈 제조 방법은 상기 제1 투명 전극층을 증착하기 전에 상기 베이스 기판 상에 하부 도전성 투명 필름을 부착하고, 상기 제2 투명 전극층을 증착한 후 상기 제2 투명 전극층 상에 상부 도전성 투명 필름을 부착하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 전기 변색 렌즈 제조 방법은, 상기 상부 도전성 투명 필름을 부착하기 전에 상기 제2 투명 전극층 상에 보호층을 증착하고, 상기 보호층을 부분적으로 제거하는 것을 더 포함할 수 있으며, 상기 상부 도전성 투명 필름은 상기 보호층 상에 부착될 수 있다.
일 실시예에 따른 전기 변색 렌즈 제조 방법은, 임시 기판 상에 제1 투명 전극층을 증착하고, 상기 제1 투명 전극층 상에 전기 변색층을 증착하고, 상기 전기 변색층 상에 이온 전도층을 증착하고, 상기 이온 전도층 상에 카운터 전극층을 증착하고, 상기 카운터 전극층 상에 제2 투명 전극층을 증착하고, 상기 제1 투명 전극층, 전기 변색층, 이온 전도층, 카운터 전극층, 및 제2 투명 전극층을 상기 임시 기판으로부터 분리하고, 분리된 제1 투명 전극층, 전기 변색층, 이온 전도층, 카운터 전극층, 및 제2 투명 전극층을 베이스 기판에 부착하는 것을 포함한다.
상기 전기 변색 렌즈 제조 방법은, 상기 제1 투명 전극층을 증착하기 전에 상기 글래스 기판 상에 박리층을 형성하고, 상기 박리층을 제거하여 상기 제1 투명 전극층, 이온 전도층, 카운터 전극층, 및 제2 투명 전극층을 상기 임시 기판으로부터 분리하고, 분리된 상기 제1 투명 전극층, 전기 변색층, 이온 전도층, 카운터 전극층, 및 제2 투명 전극층을 상기 베이스 기판에 부착할 수 있다.
상기 전기 변색 렌즈 제조 방법은, 상기 박리층 상에 기판 커버 필름을 부착하고, 상기 기판 커버 필름 상에 버퍼층을 증착하는 것을 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 투명 전극층은 상기 버퍼층 상에 증착될 수 있다.
상기 전기 변색 렌즈 제조 방법은 상기 제2 투명 전극층 상에 상부 베이스 기판을 부착하는 것을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 상부 베이스 기판은 상기 베이스 기판으로부터 커팅된 것일 수 있다.
상기 전기 변색 렌즈 제조 방법은, 상기 베이스 기판 상에 버퍼층을 형성하고, 상기 버퍼층 상에 하부 도전성 투명 필름을 부착하고, 상기 제2 투명 전극층 상에 상부 도전성 투명 필름을 부착하는 것을 더 포함할 수 있으며, 분리된 상기 제1 투명 전극층, 전기 변색층, 이온 전도층, 카운터 전극층, 및 제2 투명 전극층은 상기 하부 도전성 투명 필름 상에 부착될 수 있다.
나아가, 상기 전기 변색 렌즈 제조 방법은 상기 상부 도전성 투명 필름 상에 보호층을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 전기 변색 렌즈 제조 방법은 글래스 기판 상에 제1 투명 전극층을 증착하고, 상기 제1 투명 전극층 상에 전기 변색층을 증착하고, 상기 전기 변색층 상에 이온 전도층을 증착하고, 상기 이온 전도층 상에 카운터 전극층을 증착하고, 상기 카운터 전극층 상에 제2 투명 전극층을 증착하고, 상기 글래스 기판의 두께를 감소시키고, 상기 글래스 기판과 함께 상기 제1 투명 전극층, 전기 변색층, 이온 전도층, 카운터 전극층, 및 제2 투명 전극층을 베이스 기판에 부착하는 것을 포함한다.
상기 전기 변색 렌즈 제조 방법은 상기 제2 투명 전극층 상에 상부 베이스 기판을 부착하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 전기 변색 적층체를 금속 산화물층으로 형성함으로써 스위칭 속도가 빠르고 사용하기에 안전한 전기 변색 안경을 제공할 수 있으며, 나아가, 전기 변색 렌즈의 제조 공정을 단순화시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 다른 장점 및 특징이 또한 이하 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 변색 안경을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 변색 적층체를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제7 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제8 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제9 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제10 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제11 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제12 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제13 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 변색 안경을 설명하기 위한 개략적인 부분 단면도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 변색 안경을 설명하기 위한 개략적인 부분 단면도이다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 변색 안경을 설명하기 위한 개략적인 부분 단면도이다.
도 19a 내지 도 19d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 전기 변색 렌즈 제작 공정을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.
도 21a 내지 도 21e는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 22a 내지 도 22c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 23a 내지 도 23e는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 24a 내지 도 24e는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 제조하는 또 다른 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 25a 내지 도 25c는 본 발명의 제6 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 26a 내지 도 26d는 본 발명의 제10 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 갖는 보조 키트를 장착한 안경을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 또한, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에" 또는 "상에" 있다고 기재된 경우 각 부분이 다른 부분의 "바로 상부" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라 각 구성요소와 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 변색 안경(10)을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 전기 변색 안경(10)은 안경 프레임(11), 안경 다리들(13), 및 전기 변색 렌즈들(100)을 포함할 수 있다. 안경 프레임(11)은 전기 변색 렌즈들(100)을 지지하기 위한 렌즈 홀더를 갖는다. 또한, 안경 프레임(11)은 전기 변색 렌즈들(100)에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 라인들을 포함할 수 있다.
안경 다리들(13)은 안경(10)을 사용자의 머리에 고정할 수 있는 구조를 가진다. 또한, 안경 다리들(13) 내에 컨트롤러, 배터리, 스위칭 장치 등이 장착될 수 있다. 안경 다리들(13)은 각각 힌지를 통해 안경 프레임(11)에 결합될 수도 있다. 안경 다리들(13) 및 안경 프레임(11)의 기본적인 구조는 US9482880호를 참조할 수 있다.
전기 변색 렌즈들(100)은 안경 프레임(11)의 렌즈 홀더에 끼워져 고정될 수 있다. 전기 변색 렌즈들(100)은 스위칭 동작에 의해 안경 프레임(11)으로부터 전력을 공급받아 변색되거나 전력이 차단되어 탈색될 수 있다. 스위칭 동작에 의해 변색 및 탈색이 수행되므로, 변색 및 탈색되는 속도가 빠르다. 전기 변색 렌즈(100)의 구조에 대해서는 도 2를 참조하여 뒤에서 상세히 설명된다.
본 실시예에 따른 전기 변색 안경(10)은 실외뿐만 아니라 자동차 실내와 같이 자외선이 차단된 환경에서도 자유롭게 변색 및 탈색이 가능하다. 상기 전기 변색 안경(10)은 시력 교정 기능을 가질 수 있으며, 따라서, 선글라스 기능을 갖는 시력 교정용 안경으로 적합하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 전기 변색 렌즈(100)는 볼록한 상면 및 오목한 하면을 가질 수 있으며, 상면과 하면의 곡률을 이용하여 시력 교정 기능을 가질 수 있다. 나아가, 상기 전기 변색 안경(10)은 전기 변색을 이용하여 광 셔터 기능을 수행하는 가상 현실 스마트 안경이나 정보 디스플레이 스마트 안경으로 사용될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(100)를 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 3은 전기 변색 적층체(30)를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 전기 변색 렌즈(100)는 베이스 기판(21), 버퍼층(23), 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 제2 투명 전극층(33), 보호층(35), 반사 방지 코팅(37), 및 하드 코팅(39)를 포함할 수 있다. 그리고, 반사 방지 코팅없이 제조되는 렌즈의 경우, 하드 코팅이 상면에 포함될 수도 있다.
베이스 기핀(21)은 상면 및 하면을 갖는다. 베이스 기판(21)의 상면은 대체로 볼록한 형상을 가질 수 있으며, 하면은 오목한 형상을 가질 수 있다. 베이스 기판(21)의 상면 및 하면의 곡률을 이용하여 사용자의 시력을 교정할 수 있다.
베이스 기판(21)은 전기 변색 적층체(30)를 지지하며, 가시광에 투명하다. 베이스 기판(21)은 예를 들어, 글래스, 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN: Polyethylene Naphthalate)계, 폴리 이미드(PI: Polyimide)계, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, Polyethylene terephthalate)계, 아릴 디글리콜 카보네이트(ADC: allyl diglycol carboanate; 예,. CR39)계, 우레탄 베이스 프리폴리머(Urethane based pre-polymer; 예, 트라이벡스(Trivex))계, 아크릴릭(Acrylic)계, 폴리카보네이트(PC: Polycarbonate)계, 폴리우레탄(PU: polyurethane)계, 폴리우레아우레탄계(Polyurea-urethane), 폴리(티오)우레탄(Poly(thio)urethane)계, 또는 에피설파이드(Episulfide)계 등의 폴리머 계열의 물질로 제조될 수 있다.
버퍼층(23)은 베이스 기판(21)과 전기 변색 적층체(30) 사이에 배치되어 기판(21)으로부터 전기 변색 적층체(30)를 보호한다. 버퍼층(23)은 폴리머 계열의 기판(21)으로부터 이물질이 전기 변색 적층체(30)로 확산되는 것을 차단한다. 버퍼층(23)은 예를 들어, SiOx, AlOx 등의 산화물층, SiNx 등의 질화물층 또는 비정질 실리콘을 포함할 수 있다. 버퍼층(23)은 물리 기상 증착 또는 화학 기상 증착 기술 등 진공 기반의 증착 기술을 이용하여 형성될 수 있다. 버퍼층(23)은 베이스 기판(21)의 재료에 따라 선택적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 베이스 기파(21)이 글래스로 제조된 경우, 버퍼층(23)은 생략될 수도 있다.
제1 투명 전극층(25)은 투명 전도성 산화막으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 인디움주석 산화막(ITO)으로 형성될 수 있다. 제1 투명 전극층(25)은 물리 기상 증착 또는 화학 기상 증착 기술 등 진공 기반의 증착 기술을 이용하여 형성될 수 있다. 제1 투명 전극층(25)은 예를 들어 스퍼터링 장치를 이용하여 버퍼층(23) 상에 증착될 수 있으며, 증착 후 히터에 의해 열처리될 수 있다. 제1 투명 전극층(25)은 예컨대, 500Å내지 5000Å의 두께로 증착될 수 있다.
전기 변색 적층체(30)는 제1 투명 전극층(25) 상에 배치된다. 도 3에 도시한 바와 같이, 전기 변색 적층체(30)는 전기 변색층(27), 이온 전도층(29), 및 카운터 전극층(31)을 포함할 수 있다. 전기 변색층(27)은 산화 또는 환원 반응에 의해 무색층에서 유색층으로 변환된다. 이러한 전기 변색 특성을 갖는 재료로는, 예를 들어, WO3, NiO, NiWO, NIWNbO, MoO3, Nb2O5, TiO2, CuO, Ir2O3, Cr2O3, MnO2, Mn2O3, V2O5, Ni2O3, Co2O3, SiO2, Ta2O5, ZrO2, 또는 CeO2 등의 금속 산화물층을 들 수 있다. 여기서, 각 재료의 화학 양론비가 기재되지만, 비화학 양론비의 재료를 포함하는 것으로 이해해야 한다.
전기 변색층(27)은 제1 투명 전극층(25) 상에 물리 기상 증착 또는 화학 기상 증착 기술 등의 진공 기반 증착 기술, 예컨대, 스퍼터링 기술을 이용하여 증착될 수 있다. 전기 변색층(27)은 예를 들어 1000Å내지 10000Å의 두께로 증착될 수 있다. 스퍼터링 기술을 이용하여 전기 변색층(27)을 증착하는 동안, 캐리어 가스, 예컨대, Ar과 함께 H2 가스가 공급될 수 있으며, 이에 따라, 전기 변색층(27) 내에 수소 이온이 도입될 수 있다. 나아가, 전기 변색층(27)의 표면에 이동 이온으로 사용하는 재료의 층, 예를 들어, Li층이 추가될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 전기 변색층(27)은 종래 기술과 달리 도전성 폴리머로 제조되지 않으며, 무기물 재료로 형성된다. 특히, 전기 변색층(27)은 물리 기상 증착 또는 화학 기상 증착 기술을 이용하여 형성될 수 있으므로, 굴곡진 표면 상에 균일한 두께로 형성될 수 있다.
한편, 이온 전도층(29)은 전기 변색 적층체(30)의 양단에 전압이 인가될 때 전기 변색층(27)과 카운터 전극층(31) 사이에서 이온을 전도하는 층이다. 이온 전도층(29)은 이동 이온을 포함하는 재료로 형성될 수 있다. 상기 이동 이온은 예를 들어, H+, Li+, D+, 알칼리 금속 이온 또는 알칼리 토금속 이온을 포함할 수 있다. 이온 전도층(29)은 금속 산화물층으로 형성되며, 예를 들어, LiWOx, 예컨대, Li2WO4로 형성될 수 있으며, 나아가, 수소 이온을 포함할 수 있다.
이온 전도층(29)은 물리 기상 증착 또는 화학 기상 증착 기술 등의 진공 기반 증착 기술, 예컨대 스퍼터링 기술을 이용하여 증착될 수 있다. 이온 전도층(29)은 예컨대 300Å내지 3000Å의 두께로 형성될 수 있다. 스퍼터링 기술을 이용하여 이온 전도층(29)을 증착하는 동안, 캐리어 가스, 예컨대, Ar과 함께 H2 가스가 공급될 수 있으며, 이에 따라, 이온 전도층(29) 내에 수소 이온이 도입될 수 있다. Ar과 H2 가스의 유량비(Ar/H2)는 90/10 ~ 98/2 범위 내일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 이온 전도층(29)은 종래 기술과 달리 폴리머 계열의 전해질을 포함하지 않으며, 무기물 재료로 형성된다. 따라서, 이온 전도층(29)은 종래 기술의 전해질층과 달리 실링을 필요로 하지 않는다. 나아가, 이온 전도층(29)은 물리 기상 증착 또는 화학 기상 증착 기술을 이용하여 형성될 수 있으므로, 굴곡진 표면 상에 균일한 두께로 형성될 수 있다.
카운터 전극층(31)은 산화 또는 환원 반응에 의해 무색층에서 유색층으로 변환된다. 카운터 전극층(31)은 전기 변색층(27)의 반응과 반대되는 반응을 통해 전기 변색 특성을 갖는다. 카운터 전극층(31)은 금속 산화물층으로 형성되며, 금속 산화물층의 예로는, WO3, NiO, NiWO, NIWNbO, MoO3, Nb2O5, TiO2, CuO, Ir2O3, Cr2O3, MnO2, Mn2O3, V2O5, Ni2O3, Co2O3, SiO2, Ta2O5, ZrO2, 또는 CeO2 등을 들 수 있다. 여기서, 각 재료의 화학 양론비가 기재되지만, 비화학 양론비의 재료를 포함하는 것으로 이해해야 한다.
카운터 전극층(31)은 이온 전도층(29) 상에 물리 기상 증착 또는 화학 기상 증착 기술 등의 진공 기반 증착 기술, 예컨대, 스퍼터링 기술을 이용하여 증착될 수 있다. 카운터 전극층(31)은 예컨대 약 500Å내지 5000Å의 두께로 증착될 수 있다. 카운터 전극층(31)을 증착할 때, 타겟에 가해지는 전압에 더해 베이스 기판(21) 측에 바이어스 전압이 인가될 수 있다. 베이스 기판(21) 측에 바이어스 전압을 인가함으로써 고밀도의 카운터 전극층(31)을 형성할 수 있으며, 이에 따라, 카운터 전극층 내의 핀홀을 감소시킬 수 있다.
한편, 카운터 전극층(31) 내의 핀홀은 전기 변색 소자의 메모리 효과를 감소시킨다. 따라서, 카운터 전극층(31)을 고밀도로 증착하여 핀홀을 감소시킴으로써 전기 변색 소자의 메모리 효과를 개선할 수 있다. 나아가, 카운터 전극층(31) 내의 핀홀을 감소시키기 위해 상대적으로 고온에서 카운터 전극층(31)을 증착할 수도 있고, 카운터 전극층(31)을 증착한 후, 약 100 내지 300℃의 온도에서 열처리를 수행할 수도 있다.
스퍼터링 기술을 이용하여 카운터 전극층(31)을 증착하는 동안, 캐리어 가스, 예컨대, Ar과 함께 H2 가스가 공급될 수 있으며, 이에 따라, 카운터 전극층(31) 내에 수소 이온이 도입될 수 있다. 수소 이온의 도입은 전기 변색 효율을 향상시킨다.
나아가, 카운터 전극층(31) 증착시에 이동 이온으로 사용하는 재료의 층, 예를 들어, Li층이 추가될 수 있다. 또한, 카운터 전극층(31)의 표면에 이동 이온으로 사용하는 재료의 층, 예를 들어, Li층이 추가될 수 있다. Li층은 Li 이온을 공급하여 전기 변색 소자의 수명을 증가시킨다.
본 실시예에 있어서, 카운터 전극층(31)은 종래 기술과 달리 도전성 폴리머로 제조되지 않으며, 무기물 재료로 형성된다. 특히, 카운터 전극층(31)은 물리 기상 증착 또는 화학 기상 증착 기술을 이용하여 형성될 수 있으므로, 굴곡진 표면 상에 균일한 두께로 형성될 수 있다.
제2 투명 전극층(33)은 전기 변색 적층체(30) 상에 배치될 수 있다. 제2 투명 전극층(33)은 투명 전도성 산화막으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 인디움주석 산화막(ITO), 또는 인디움갈륨아연 산화막(IGZO)으로 형성될 수 있다. 제2 투명 전극층(33)은 물리 기상 증착 또는 화학 기상 증착 기술 등의 진공 기반 증착 기술, 예컨대 스퍼터링 기술을 이용하여 카운터 전극층(31) 상에 증착될 있으며, 히터에 의해 열처리될 수 있다. 제2 투명 전극층(33)은 예컨대, 500Å내지 5000Å의 두께로 증착될 수 있다.
보호층(35)은 외부 환경으로부터 전기 변색 소자를 보호한다. 보호층(35)은 수분으로부터 전기 변색 적층체를 보호하며, 나아가, 스크래칭 등과 같은 결함 발생을 방지하도록 외부의 물리적인 힘으로부터 전기 변색 소자를 보호한다.
보호층(35)은 제2 투명 전극층(33) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 보호층(35)은 제2 투명 전극층(33) 상에 물리 기상 증착, 화학 기상 증착 기술 또는 원자층 증착 기술 등의 진공 기반 증착 기술을 이용하여 증착될 수 있다. 보호층(35)은 예를 들어, 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산질화막, 알루미늄 산화막, 하프늄 산화막, 또는 망간 산화막 중 적어도 하나의 산화막 또는 폴리이미드를 포함할 수 있다.
보호층(35)은 단일층으로 형성될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다중층으로 형성될 수도 있다. 보호층(35)을 채택함으로써 별도의 글래스 기판을 생략할 수 있어 제품의 두께 및 무게를 감소시킬 수 있으며, 또한, 상기 별도의 글래스 기판을 접합하기 위한 접합 공정을 생략할 수 있어 제조 공정을 단순화할 수 있다.
반사 방지 코팅(37)은 전기 변색 렌즈(100)의 표면에 배치되어 광 반사를 방지한다. 반사 방지 코팅(37)은 굴절률이 다른 층들을 적층하여 형성될 수 있다. 반사 방지 코팅(37)은 당업계에 잘 알려져 있는 재료 및 기술을 이용하여 형성될 수 있다.
한편, 반사 방지 코팅(37)이 보호층(35)을 대신하여 전기 변색 적층체(30)를 외부 환경으로부터 보호할 수 있으며, 따라서, 보호층(35)은 생략될 수도 있다.
하드 코팅(39)은 베이스 기판(21)의 하면을 덮는다. 하드 코팅(39)은 베이스 기판(21)의 표면에 스크래치 등의 손상이 발생되는 것을 방지한다. 하드 코팅(39)은 예를 들어, 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산질화막, 알루미늄 산화막, 하프늄 산화막, 또는 망간 산화막 중 적어도 하나의 산화막 또는 폴리이미드를 포함할 수 있다. 하드 코팅(39) 대신에 반사 방지 코팅이 형성될 수도 있다.
본 실시예에 있어서, 버퍼층(23), 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 및 제2 투명 전극층(33)은 모두 베이스 기판(21)의 굴곡진 상면을 따라 균일한 두께로 형성될 수 있다.
전기 변색 렌즈(100)는 제1 투명 전극층(25)과 제2 투명 전극층(33)에 전압이 인가되고, 카운터 전극층(31)과 전기 변색층(27) 사이에서 이온 전도층(29)을 통해 전하, 특히, 이온이 이동하며, 이에 따라, 전기 변색이 발생한다. 전기 변색층(27)과 카운터 전극층(31)은 각각 환원 반응 및 산화 반응, 또는 산화 반응과 환원 반응에 의해 전기 변색을 나타낼 수 있다. 제1 투명 전극층(25)과 제2 투명 전극층(33)에 전압을 인가하기 위해 제1 투명 전극층(25)과 제2 투명 전극층(33)에 포고 핀과 같은 커넥터들이 각각 접속할 수 있다. 이에 대해서는 도 16 내지 도 18을 참조하여 뒤에서 다시 설명하기로 한다.
이하에서는 본 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(100) 대신에 사용될 수 있는 다양한 실시예의 전기 변색 렌즈들에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(200)를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(200)는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 전기 변색 렌즈(100)와 대체로 유사하나, 도전성 투명 필름들(41, 43)을 더 포함하는 것에 차이가 있다.
하부 도전성 투명 필름(41)은 제1 투명 전극층(25) 아래에 배치될 수 있다. 하부 도전성 투명 필름(41)은 제1 투명 전극층(25)전기적으로 접속된다. 하부 도전성 투명 필름(41)은 광학적 투명 접착제(OCA)를 이용하여 버퍼층(23)에 부착되거나 베이스 기판(21)에 부착될 수 있다. 하부 도전성 투명 필름(41)은 제1 투명 전극층(25)보다 두꺼우며, 따라서, 외부 전력을 공급하기 위한 와이어링을 하부 도전성 투명 필름(41)에 접속할 수 있어 전기적 연결을 도울 수 있다.
상부 도전성 투명 필름(43)은 제2 투명 전극층(33) 상에 배치될 수 있으며, 제2 투명 전극층(33)에 전기적으로 접속된다. 상부 도전성 투명 필름(43)은 제2 투명 전극층(33)과 보호층(35) 사이에 배치될 수 있다. 상부 도전성 투명 필름(43)은 광학적 투명 접착제(OCA)를 이용하여 제2 투명 전극층(33)에 부착될 수 있다. 상부 도전성 투명 필름(43)은 제2 투명 전극층(33)보다 두꺼우며, 따라서, 외부 전력을 공급하기 위한 와이어링을 상부 도전성 투명 필름(43)에 접속할 수 있어 전기적 연결을 도울 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(300)를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(300)는 도 4를 참조하여 설명한 전기 변색 렌즈(200)와 대체로 유사하나, 상부 도전성 투명 필름(43)이 제2 투명 전극층(33)으로부터 수직 방향으로 이격된 것에 차이가 있다. 예컨대, 상부 도전성 투명 필름(43)과 제2 투명 전극층(33) 사이에 보호층(35)이 배치될 수 있다. 반사 방지 코팅(37)은 상부 도전성 투명 필름(43) 상에 형성될 수 있다.
상부 도전성 투명 필름(43)은 보호층(43)을 통해 제2 투명 전극층(33)에 전기적으로 접속하는 커넥터(43a)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 보호층(35)을 부분적으로 제거한 후 상부 도전성 투명 필름(43)을 부착함으로써 상부 도전성 투명 필름(43)과 제2 투명 전극층(33)을 전기적으로 연결할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(400)를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(400)는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 전기 변색 렌즈(100)와 대체로 유사하나, 기판 커버 필름(40)을 더 포함하는 것에 차이가 있다.
기판 커버 필름(40)은 베이스 기판(21)에 부착된다. 기판 커버 필름(40)은 PI, PET, PEN 등과 같은 투명 폴리머로 형성될 수 있다. 버퍼층(23)은 기판 커버 필름(40) 상에 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(500)를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(500)는 도 4를 참조하여 설명한 전기 변색 렌즈(200)와 대체로 유사하나, 기판 커버 필름(40)을 더 포함하는 것에 차이가 있다. 기판 커버 필름(40)은 도 6을 참조하여 설명한 바와 같으므로 중복을 피하기 위해 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 실시예에서, 보호층(35)이 상부 도전성 투명 필름(43) 상에 배치되지만, 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 상부 도전성 투명 필름(43)이 보호층(35) 상에 배치될 수도 있다. 이 경우, 상부 도전성 투명 필름(43)은 보호층(35)을 통해 제2 투명 전극층(33)에 전기적으로 접속될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(600)를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(600)는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 전기 변색 렌즈(100)와 유사하나, 베이스 기판(21) 대신에 하부 베이스 기판(21a) 및 상부 베이스 기판(21b)을 포함하는 것에 차이가 있다.
하부 베이스 기판(21a)은 오목한 하면 및 실질적으로 평평한 상면을 가질 수 있다. 도 2의 실시예와 같이, 하드 코팅(39)은 하부 베이스 기판(21a)의 오목한 하면에 배치될 수 있다.
버퍼층(23), 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 제2 투명 적극층(33), 및 보호층(35)은 하부 베이스 기판(21a) 상에 배치된다. 버퍼층(23), 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 제2 투명 적극층(33), 및 보호층(35)은 하부 베이스 기판(21a) 상면을 따라 실질적으로 평평한 형상을 갖는다. 버퍼층(23), 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 제2 투명 적극층(33), 및 보호층(35)의 구체적인 사항은 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 바와 유사하므로 중복을 피하기 위해 상세한 설명은 생략한다.
상부 베이스 기판(21b)은 보호층(35) 상에 배치된다. 상부 베이스 기판(21b)은 광학적 투명 접착제(OCA)를 이용하여 보호층(35)에 부착될 수 있다. 상부 베이스 기판(21b)은 실질적으로 평평한 하면 및 볼록한 상면을 가질 수 있다. 반사 방지 코팅(37)은 상부 베이스 기판(21b) 상에 배치된다.
상부 베이스 기판(21b) 및 하부 베이스 기판(21a)은 도 2를 참조하여 설명한 베이스 기판(21)과 동일한 재료일 수 있으며, 중복을 피하기 위해 상세한 설명은 생략한다. 상부 베이스 기판(21b)와 하부 베이스 기판(21a)은 서로 동일한 재료로 형성될 수 있지만, 서로 다른 재료로 형성될 수도 있다.
본 실시예에 따르면, 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 및 제2 투명 전극층(33)을 평평하게 형성하면서도 시력 교정이 가능한 전기 변색 렌즈를 제공할 수 있다. 이에 따라, 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 및 제2 투명 전극층(33)의 두께 균일성을 더 잘 제어할 수 있다.
한편, 도 8에 도시하지는 않았지만, 도 6을 참조하여 설면한 바와 같은 기판 커버 필름(40)이 버퍼층(23)과 하부 베이스 기판(21a) 사이에 배치될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 제7 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(700)를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(700)는 도 8을 참조하여 설명한 전기 변색 렌즈(600)와 대체로 유사하나 하부 도전성 투명 필름(41) 및 상부 도전성 투명 필름(43)을 더 포함하는 것에 차이가 있다.
하부 도전성 투명 필름(41) 및 상부 도전성 투명 필름(43)은 각각 평평하게 형성된 것을 제외하면, 도 4를 참조하여 설명한 것과 유사하므로, 중복을 피하기 위해 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 실시예에서, 보호층(35)이 상부 도전성 투명 필름(43) 상에 배치된 것으로 도시하지만, 상부 도전성 투명 필름(43)이 보호층(35) 상에 배치되고, 보호층(35)을 통해 제2 투명 전극층(33)에 전기적으로 접속될 수도 있다. 이 경우, 상부 베이스 기판(21b)은 상부 도전성 투명 필름(43) 상에 부착될 수 있다.
도 9에 도시하지는 않았지만, 도 7을 참조하여 설명한 바와 같은 기판 커버 필름(40)이 버퍼층(23)과 하부 베이스 기판(21a) 사이에 배치될 수도 있다.
도 10은 본 발명의 제8 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(800)를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(800)는 도 8을 참조하여 설명한 전기 변색 렌즈(600)와 대체로 유사하나, 하부 베이스 기판(121a)이 굴곡진 상면을 가지며, 상부 베이스 기판(121b)이 오목한 하면을 갖는 것에 차이가 있다.
버퍼층(23), 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 제2 투명 전극층(33), 및 보호층(35)은 하부 베이스 기판(121a)의 볼록한 상면을 따라 형성되어 굴곡진 형상을 갖는다.
한편, 도 10에 도시하지는 않았지만, 도 6을 참조하여 설면한 바와 같은 기판 커버 필름(40)이 버퍼층(23)과 하부 베이스 기판(121a) 사이에 배치될 수도 있다.
도 11은 본 발명의 제9 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(900)를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(900)는 도 10을 참조하여 설명한 전기 변색 렌즈(800)와 대체로 유사하나, 하부 도전성 투명 필름(41) 및 상부 도전성 투명 필름(43)을 더 포함하는 것에 차이가 있다.
하부 도전성 투명 필름(41) 및 상부 도전성 투명 필름(43)은 도 4를 참조하여 설명한 것과 유사하므로, 중복을 피하기 위해 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 실시예에 있어서, 보호층(35)이 상부 도전성 투명 필름(43) 상에 배치된 것으로 도시하지만, 상부 도전성 투명 필름(43)이 보호층(35) 상에 배치되고, 보호층(35)을 통해 제2 투명 전극층(33)에 전기적으로 접속될 수도 있다. 이 경우, 상부 베이스 기판(121b)은 상부 도전성 투명 필름(43) 상에 부착될 수 있다.
한편, 도 11에 도시하지는 않았지만, 도 6을 참조하여 설면한 바와 같은 기판 커버 필름(40)이 버퍼층(23)과 하부 베이스 기판(121a) 사이에 배치될 수도 있다.
도 12는 본 발명의 제10 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(1000)를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(1000)는 도 8을 참조하여 설명한 전기 변색 렌즈(600)와 대체로 유사하나, 글래스 기판(51)을 더 포함하고 버퍼층(23)이 생략된 것에 차이가 있다.
글래스 기판(51)은 하부 베이스 기판(21a)에 광학적 투명 접착제(OAC)를 통해 부착될 수 있다. 한편, 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 제2 투명 전극층(33), 및 보호층(35)은 글래스 기판(51) 상에서 물리 기상 증착 또는 화학 기상 증착 기술을 이용하여 증착된 것일 수 있다. 예를 들어, 글래스 기판(51) 상에 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 제2 투명 전극층(33), 및 보호층(35)을 형성하고, 그 후, 글래스 기판(51)을 하부 베이스 기판(21a)에 부착할 수 있다.
글래스 기판(51) 상에 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 제2 투명 전극층(33), 및 보호층(35)을 형성하므로, 버퍼층(23)이 생략될 수 있으며, 이들 층들이 평평하게 형성할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제11 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(1100)를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(1100)는 도 12를 참조하여 설명한 전기 변색 렌즈(1000)와 대체로 유사하나, 하부 도전성 투명 필름(41) 및 상부 도전성 투명 필름(43)을 더 포함하는 것에 차이가 있다.
하부 도전성 투명 필름(41)은 글래스 기판(51)에 형성될 수 있다. 하부 도전성 투명 필름(41)은 예를 들어 광학적 투명 접착제를 이용하여 글래스 기판(51)에 부착될 수 있으며, 하부 도전성 투명 필름(41) 상에 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 및 제2 투명 전극층(33)이 형성될 수 있다. 상부 도전성 투명 필름(43)은 제2 투명 전극층(33) 상에 형성될 수 있다. 상부 도전성 투명 필름(41)은 광학적 투명 접착제를 이용하여 제2 투명 전극층(33)에 부착될 수 있다. 한편, 보호층(35)이 상부 도전성 투명 필름(43) 상에 형성될 수 있으며, 보호층(35) 상에 상부 베이스 기판(21b)이 부착될 수 있다.
하부 도전성 투명 필름(41) 및 상부 도전성 투명 필름(43)은 도 4를 참조하여 설명한 바와 유사하므로 중복을 피하기 위해 상세한 설명은 생략한다.
도 14는 본 발명의 제12 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(1200)를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(1200)는 도 12를 참조하여 설명한 전기 변색 렌즈(1000)와 대체로 유사하나, 하부 베이스 기판(121a)이 볼록한 상면을 갖는 것에 차이가 있다.
하부 베이스 기판(121a)이 볼록한 상면을 가짐에 따라, 그 위에 부착되는 글래스 기판(151)은 하부 베이스 기판(121a)의 볼록한 상면에 따라 굴곡진 형상을 가지며, 그 위에 형성되는 다른 층들도 굴곡진 형상을 갖는다.
상부 베이스 기판(121a)은 보호층(35) 상에 부착될 수 있으며, 상부 베이스 기판(121a) 상에 반사 방지 코팅(37)이 형성될 수 있다.
도 15는 본 발명의 제13 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(1300)를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(1300)는 도 14를 참조하여 설명한 전기 변색 렌즈(1200)와 대체로 유사하나, 상부 베이스 기판(121b)이 생략된 것에 차이가 있다. 즉, 반사 방지 코팅(37)은 보호층(35) 상에 형성될 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 변색 안경을 설명하기 위한 개략적인 부분 단면도이다.
도 16을 참조하면, 안경 프레임(11a)에 커넥터들(15a, 15b)이 제공된다. 안경 프레임(11a)에 결합되는 전기 변색 렌즈(100)는 커넥터들(15a, 15b)에 전기적으로 접속된다. 커넥터들(15a, 15b)은 안경 프레임(11a)에 장착될 수 있으며, 예를 들어, 포고 핀들일 수 있다. 커넥터들(15a, 15b)은 안경 프레임(11a) 내 전기적 연결 라인들에 연결될 수 있으며, 따라서, 커넥터들(15a, 15b)을 이용하여 전기 변색 렌즈(100)에 전력을 공급할 수 있다.
한편, 커넥터들(15a, 15b)을 접속하기 위해 전기 변색 렌즈(100)의 제1 투명 전극층(25) 및 제2 투명 전극층(33)이 노출될 수 있다. 제1 투명 전극층(25)은 반사 방지 코팅(37), 보호층(35), 제2 투명 전극층(33), 및 전기 변색 적층체(30)를 스크라이빙 또는 식각 등의 공정을 통해 제거함으로써 노출될 수 있다. 제2 투명 전극층(25)은 방지 코팅(37) 및 보호층(35)을 스크라이빙 또는 식각 등의 공정을 통해 제거함으로써 노출될 수 있다.
본 실시예에서, 전기 변색 렌즈(100)의 양측 가장자리 부분에서 제1 및 제2 투명 전극층들(25, 33)이 노출된 것으로 도시하지만, 제1 및 제2 투명 전극층들(25, 33)을 노출시키는 홀들이 형성될 수 있으며, 커넥터들(15a, 15b)은 상기 홀들을 통해 제1 및 제2 투명 전극층들(25, 33)에 접속될 수 있다.
전기 변색 렌즈(100)가 안경 프레임(11a)에 결합된 것에 대해 설명하지만, 전기 변색 렌즈들(400, 1300)도 유사한 방식으로 안경 프레임(11a)에 결합될 수 있다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 변색 안경을 설명하기 위한 개략적인 부분 단면도이다.
도 17을 참조하면, 본 실시예의 안경 프레임(11a)은 도 16을 참조하여 설명한 안경 프레임(11a)과 유사하며, 다만, 전기 변색 렌즈(600)가 하부 베이스 기판(21a) 및 상부 베이스 기판(21b)을 포함하는 것에 차이가 있다.
상부 베이스 기판(21b)이 배치됨에 따라, 제1 및 제2 투명 전극층들(25, 33)을 노출시키기 위해 상부 베이스 기판(21b)도 스크라이빙 또는 식각 공정을 통해 부분적으로 제거된다.
본 실시예에 있어서, 전기 변색 렌즈(600)가 안경 프레임(11a)에 결합된 것으로 도시 및 설명하지만, 전기 변색 렌즈들(800, 1000, 1200) 등도 유사한 방식으로 안경 프레임(11a)에 결합될 수 있다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기 변색 안경을 설명하기 위한 개략적인 부분 단면도이다.
도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 전기 변색 안경은 하부 및 상부 도전성 투명 필름들(41, 43)을 포함하는 전기 변색 렌즈(200)를 포함한다. 안경 프레임(11b)의 커넥터들(15a, 15b)은 전기 변색 렌즈(200)가 결합되는 결합홈의 내측에 배치될 수 있다. 커넥터들(15a, 15b)은 전기 변색 렌즈(200)의 측면에서 하부 및 상부 도전성 투명 필름들(41, 43)에 전기적으로 접속할 수 있다.
하부 및 상부 도전성 투명 필름들(41, 43)을 채택함으로써 전기 변색 렌즈(200)의 표면을 스크라이빙이나 식각 등에 의해 제거할 필요가 없다. 한편, 전기 변색 렌즈(200)의 측면들은 커넥터들(15a, 15b)이 접속하는 영역을 제외하고 하드 코팅으로 덮일 수도 있다.
본 실시예에서, 두 개의 커넥터들(15a, 15b)이 각가 하부 및 상부 도전성 투명 필름들(41, 43)에 접속하는 것으로 도시하지만, 더 많은 커넥터들이 배치되어 복수의 지점들에서 전기 변색 렌즈(200)에 접속할 수 있으며, 또한, 링 형상의 커넥터들이 결합홈을 따라 배치되어 전기 변색 렌즈(200)에 링 형상으로 접속할 수도 있다.
본 실시예에 있어서, 전기 변색 렌즈(200)가 안경 프레임(11b)에 결합한 것으로 도시 및 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 하부 및 상부 도전성 투명 필름들(41, 430을 포함하는 다른 전기 변색 렌즈들(300, 500, 700, 1100)도 유사한 방식으로 안경 프레임(11b)에 결합될 수 있다.
이하에서는 다양한 실시예에 따라 전기 변색 렌즈를 제조하는 방법을 설명한다.
도 19a 내지 도 19d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(100)를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
우선, 도 19a를 참조하면, 베이스 기판(21)이 준비된다. 베이스 기판(21)은 볼록한 상면(21a) 및 오목한 하면(21b)을 가질 수 있다. 베이스 기판(21)은 다양한 재료로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 글래스, 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN: Polyethylene Naphthalate)계, 폴리 이미드(PI: Polyimide)계, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, Polyethylene terephthalate)계, 아릴 디글리콜 카보네이트(ADC: allyl diglycol carboanate; 예, CR39)계, 우레탄 베이스 프리폴리머(Urethane based pre-polymer; 예, 트라이벡스(Trivex))계, 아크릴릭(Acrylic)계, 폴리카보네이트(PC: Polycarbonate)계, 폴리우레탄(PU: polyurethane)계, 폴리우레아우레탄계(Polyurea-urethane), 폴리(티오)우레탄(Poly(thio)urethane)계, 또는 에피설파이드(Episulfide)계 등의 폴리머 계열의 물질로 제조될 수 있다.
도 19b를 참조하면, 베이스 기판(21) 상에 버퍼층(23)이 형성될 수 있다. 특히, 버퍼층(23)은 베이스 기판(21)이 폴리머 계열의 물질로 제조된 경우 형성될 수 있다. 베이스 기판(21)이 글래스로 형성된 경우, 버퍼층(23)은 생략될 수 있다. 버퍼층(23)은 화학 기상 증착 또는 물리 기상 증착 기술을 이용하여 형성될 수 있다.
도 19c를 참조하면, 버퍼층(23) 상에 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30) 및 제2 투명 전극층(33)이 차례로 형성된다. 이들 층들은 화학 기상 증착 또는 물리 기상 증착 기술을 이용하여 형성될 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 이들 층들은 일련의 스퍼터링 증착 장치들 및 열처리 장치를 포함하는 인-라인 스퍼터링 장치를 이용하여 연속적으로 증착 및 열처리될 수 있다.
예를 들어, 인-라인 스퍼터링 장치는 스테이지 상에서 이동하는 캐리어, 각 층들을 증착하기 위한 복수의 타겟 및 적어도 하나의 히터를 포함할 수 있다.
베이스 기판(21)은 캐리어 상에 장착되어 스테이지 상의 이동 수단을 통해 이동하여 타겟이 배치된 챔버 내에 진입한다. 일련의 타겟들 및 히터가 인-라인으로 배치되며, 캐리어에 의해 이동된 기판(11) 상에 전기 변색층(27), 이온 전도층(29) 및 카운터 전극층(31)이 차례로 스퍼터링에 의해 증착될 수 있으며, 나아가, 제1 투명 전극층(25) 및 제2 투명 전극층(33) 또한 전기 변색 적층체(30)와 함께 연속적으로 형성될 수 있다. 즉, 하나의 타겟에서 스퍼터링 증착이 완료되면, 베이스 기판(21)은 캐리어에 의해 다음 공정의 타겟이 있는 챔버로 이동하여 다음의 증착 공정이 연속적으로 수행된다. 따라서, 인-라인 스퍼터링 장치는 진공 브레이킹 없이 인-시투로 박막들을 증착할 수 있다. 히터는 증착된 층의 열처리를 위해 인-라인 스퍼터링 장치의 마직막 챔버 또는 타겟과 타겟 사이의 챔버 내에 배치될 수도 있고, 타겟과 함께 챔버 내에 배치될 수도 있다.
한편, 전기 변색층(27)을 증착하는 동안, 캐리어 가스와 함께 H2 가스가 도입될 수 있다. H2 가스는 H+ 이온을 제공하기 위해 도입될 수 있다.
이온 전도층(29)을 형성하기 위한 타겟은 이온 전도층(29)과 동일 재료일 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 이온 전도층(29)은 LiWOx일 수 있으며, 이온 전도층(29)을 형성하기 위한 타겟은 Li 또는 Li2WO4 타겟일 수 있다. 전기 변색층(27)이 텅스텐 산화막인 경우, 전기 변색층(27)의 표면에 얇은 층의 Li층이 증착되어 LiWOx의 이온 전도층(29)이 형성될 수 있다.
이온 전도층(29)이 증착된 후, 베이스 기판(21)은 카운터 전극층(31)을 증착하기 위해 타겟이 있는 챔버로 이동한다. 카운터 전극층(31)을 증착하기 위한 타겟은 카운터 전극층(31)과 동일한 물질을 포함할 수도 있고, 카운터 전극층(31)의 금속 물질일 수도 있다. 예를 들어, 카운터 전극층(31)을 형성하기 위해 Ni 타겟이 사용될 수 있으며, 이온 전도층(29) 상에 Ni층을 증착하고, 이를 산화시켜 NiO와 같은 카운터 전극층(31)을 형성할 수 있다.
카운터 전극층(31)은 다른 층들에 비해 상대적으로 더 높은 온도에서 증착될 수 있다. 또한, 카운터 전극층(31)을 증착하는 동안 기판(21)에 바이어스 전압이 추가될 수 있다. 이에 따라, 카운터 전극층(31) 내 핀홀을 줄일 수 있으며, 따라서, 전기 변색 소자(100)의 메모리 효과를 개선할 수 있다.
한편, 카운터 전극층(31)의 내부 또는 표면에 Li층이 추가될 수 있다. Li층을 카운터 전극층(31)의 내부에 형성하기 위해, 카운터 전극층(31)을 추가로 증착하기 위한 타겟이 Li 타겟 다음에 배치될 수 있다.
한편, 제2 투명 전극층(33)이 증착된 후, 기판(21)에 대해 열처리가 수행될 수 있으며, 이를 위해, 히터가 이용될 수 있다. 히터는 또한 카운터 전극층(31)을 증착한 후 열처리를 수행하기 위해 카운터 전극층(31)을 형성하기 위한 타겟과 제2 투명 전극층(33)을 형성하기 위한 타겟 사이에 배치될 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 전기 변색층(27), 이온 전도층(29) 또는 카운터 전극층(31)을 증착하는 동안 캐리어 가스와 함께 수소 가스를 공급할 수 있다. 이에 따라, 전기 변색 적층체(30)에 수소 이온을 도입할 수 있다. 수소 이온은 Li 이온과 같은 금속 이동 이온과 함께 전기 변색을 유발하므로 전기 변색 효율을 개선한다.
인-라인 스퍼터링 장치를 이용하여 전기 변색 적층체 및 투명 전극층을 증착하는 공정은 2019년 8월 13일자 출원된 대한민국 특허 출원번호 제10-2019-0098790호에 상세하게 기재되어 있으며, 그 전체 내용이 여기에서 참조될 수 있고, 본원에 통합될 수 있다.
한편, 제2 투명 전극층(33)을 덮는 보호층(35)이 형성될 수 있다. 보호층(35)은 전기 변색 적층체(30)를 수분이나 스크래치와 같은 외부 환경으로부터 보호한다.
보호층(35)은 예를 들어, 예를 들어, 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산질화막, 알루미늄 산화막, 하프늄 산화막, 또는 망간 산화막 중 적어도 하나의 산화막 또는 폴리이미드로 형성될 수 있으며, 물리 기상 증착, 화학 증착 기술, 원자층 증착 기술 등의 코팅 기술을 이용하여 형성될 수 있다.
그 후, 보호층(35) 상에 반사 방지 코팅(37)이 형성될 수 있으며, 베이스 기판(21)의 하면에 하드 코팅(39)이 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 버퍼층(23), 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 제2 투명 전극층(33), 및 보호층(35)이 베이스 기판(21) 상에 형성된다. 여기서, 위 층들이 형성되는 베이스 기판(21)은 다양한 가공 상태에 있을 수 있으며, 이에 대해 도 20을 참조하여 상세히 설명한다.
도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 전기 변색 렌즈 제작 공정을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.
우선, 단계(110)에서 반제품 렌즈가 제공된다. 반제품 렌즈는 시력 교정을 위해서 프리폼 기술로 뒷면을 가공할 수 있는 렌즈이다. 반제품 렌즈는 세미 피니시드 렌즈 (semi-finished lens)로 불리기도 한다.
단계(120)에서, 반제품 렌즈의 하면을 프리폼 가공하여 시력교정용 렌즈가 제작된다.
단계(130)에서, 가공된 렌즈를 안경 프레임에 결합될 형상으로 에지를 잘라낸다. 이 에지 가공 공정은 일반적으로 엣징 (edging) 또는 에지 다운(edge down)으로 불린다. 에지 가공에 의해 앞서 설명한 전기 변색 안경의 베이스 기판(21)이 제공된다.
단계(140)에서, 베이스 기판(21)의 하면에 하드 코팅이 형성되고, 단계(150)에서 베이스 기판(21)의 앞면 측에 반사 방지 코팅이 형성된다. 하드 코팅과 반사 방지 코팅의 형성 순서는 변경될 수도 있다.
한편, 전기 변색 적층체(30)를 형성하는 단계는 위 단계들 중 어느 하나의 단계 이후에 수행될 수 있다. 일 예로, 반제품 렌즈 제공 단계(110)와 가공 렌즈 제작 단계(120) 사이에서 버퍼층, 제1 투명 전극층, 전기 변색 적층체, 제2 투명 전극층, 및 보호층이 형성될 수 있다(단계(160a)). 또한, 가공 렌즈 제작 단계(120)와 에지 가공 단계(130) 사이에서 버퍼층, 제1 투명 전극층, 전기 변색 적층체, 제2 투명 전극층, 및 보호층이 형성될 수 있다(단계(160b)). 이와 같이, 단계(160c), 단계(160d), 또는 단계(160e)에서 버퍼층, 제1 투명 전극층, 전기 변색 적층체, 제2 투명 전극층, 및 보호층이 형성될 수도 있다.
이하에서 설명되는 전기 변색 렌즈 제조 방법에서도 버퍼층, 제1 투명 전극층, 전기 변색 적층체, 제2 투명 전극층, 및 보호층이 형성되는 단계는 안경 렌즈 제조 공정의 특정 단계에 한정되는 것은 아니며, 안경 렌즈 제조 공정의 다양한 단계에서 수행될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 21a 내지 도 21e는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(200)를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 21a를 참조하면, 우선, 베이스 기판(21)이 준비된다. 베이스 기판(21)은 볼록한 상면(21a) 및 오목한 하면(21b)을 가질 수 있다. 베이스 기판(21)은 도 19a를 참조하여 설명한 바와 같이 다양한 재료로 형성될 수 있다.
도 21b를 참조하면, 도 19b를 참조하여 설명한 바와 같이 버퍼층(23)이 형성될 수 있다. 베이스 기판(21)의 재료에 따라 버퍼층(21)은 생략될 수도 있다.
버퍼층(23) 상에 하부 도전성 투명 필름(41)이 부착될 수 있다. 버퍼층(23)이 생략된 경우, 하부 도전성 투명 필름(41)은 베이스 기판(21) 상에 부착될 수 있다. 하부 도전성 투명 필름(41)은 광학적 투명 접착제(OCA)를 이용하여 부착될 수 있다.
도 21c를 참조하면, 하부 도전성 투명 필름(41) 상에 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 및 제2 투명 전극층(33)이 형성된다. 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 및 제2 투명 전극층(33)은 도 19c를 참조하여 설명한 바와 같이 형성될 수 있으며, 중복을 피하기 위해 상세한 설명은 생략한다.
도 21d를 참조하면, 제2 투명 전극층(33) 상에 상부 도전성 투명 필름(43)이 부착된다. 상부 도전성 투명 필름(43)은 광학적 투명 접착제를 이용하여 제2 투명 전극층(33) 상에 부착될 수 있다.
도 21e를 참조하면, 상부 도전성 투명 필름(43)이 제2 투명 전극층(33) 상에 부착된다. 상부 도전성 투명 필름(43)은 광학적 투명 접착제를 이용하여 부착될 수 있다.
이어서, 상부 도전성 투명 필름(43) 상에 보호층(35)이 형성될 수 있으며, 반사 방지 코팅(37) 및 하드 코팅(39)이 형성될 수 있다. 보호층(35), 반사 방지 코팅(37), 및 하드 코팅(39)은 도 19d를 참조하여 설명한 바와 같으므로 중복을 방지하기 위해 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 있어서, 하부 및 상부 도전성 투명 필름들(41, 43)은 제1 및 제2 투명 도전층들(25, 33)보다 더 두꺼우며, 따라서 외부 전원을 연결하기 위한 연결점으로 사용될 수 있다.
도 22a 내지 도 22c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(300)를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 22a를 참조하면, 도 21a 내지 도 21c를 참조하여 설명한 바와 같이, 베이스 기판(21) 상에 버퍼층(23), 하부 도전성 투명 필름(41), 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 및 제2 투명 전극층(33)이 차례로 형성된다. 이어서, 제2 투명 전극층(33) 상에 보호층(35)이 형성된다.
도 22b를 참조하면, 보호층(35)의 일부(35a)를 제거하여 제2 투명 전극층(33)을 부분적으로 노출시킨다. 보호층(35)은 스크라이빙 또는 식각 등의 공정을 이용하여 부분적으로 제거될 수 있다. 보호층(35)은 가장자리 영역에서 부분적으로 제거될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 보호층(35)을 관통하는 관통홀이 형성될 수도 있다.
도 22c를 참조하면, 보호층(35) 상에 상부 도전성 투명 필름(43)이 부착된다. 상부 도전성 투명 필름(43)은 광학적 투명 접착제(OCA)를 이용하여 보호층(35) 상에 부착될 수 있다. 상부 도전성 투명 필름(43)은 또한 보호층(35)이 부분적으로 제거된 영역(35a)을 통해 제2 투명 전극층(33)에 전기적으로 접속할 수 있다. 이에 따라, 상부 도전성 투명 필름(43)이 보호층(35)을 통해 제2 투명 전극층(33)에 접속하는 커넥터(43a)가 형성될 수 있다.
한편, 상부 도전성 투명 필름(43) 상에 반사 방지 코팅(37)이 형성될 수 있으며, 베이스 기판(21)의 하면에 하드 코팅(39)이 형성될 수 있다.
도 23a 내지 도 23e는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(400)를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 23a를 참조하면, 임시 기판(51) 상에 박리층(de-bonding layer, 53)을 형성한다. 박리층(53)은 예를 들어 자외선 조사에 의해 제거되는 층이다. 임시 기판(51)은 글래스 기판일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 23b를 참조하면, 박리층(53) 상에 기판 커버 필름(40)이 부착된다. 기판 커버 필름(40)은 PI, PET, PEN 등과 같은 플렉서블 투명 폴리머로 형성될 수 있다. 기판 커버 필름(21)은 예를 들어, 슬롯 다이 코팅이나 디스펜스를 이용하여 도포될 수 있으며, 열 처리 또는 자외선 처리 등을 통해 경화될 수 있다.
기판 커버 필름(40) 상에 버퍼층(23), 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 제2 투명 전극층(33), 및 보호층(35)이 차례로 형성된다. 이들 층들은 화학 기상 증착 또는 물리 기상 증착 기술을 이용하여 형성될 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 이들 층들은 일련의 스퍼터링 증착 장치들 및 열처리 장치를 포함하는 인-라인 스퍼터링 장치를 이용하여 연속적으로 증착 및 열처리될 수 있다.
버퍼층(23)은 기판 커버 필름(40)과 전기 변색 적층체(30) 사이에 배치되어 기판 커버 필름(40)으로부터 전기 변색 적층체(30)를 보호한다. 버퍼층(23)은 폴리머 계열의 기판 커버 필름(40)으로부터 이물질이 전기 변색 적층체(30)로 확산되는 것을 차단한다. 버퍼층(23)은 예를 들어, SiOx, AlOx 등의 산화물층, SiNx 등의 질화물층 또는 비정질 실리콘을 포함할 수 있다. 버퍼층(23)은 물리 기상 증착 또는 화학 기상 증착 기술 등 진공 기반의 증착 기술을 이용하여 형성될 수 있다.
도 23c를 참조하면, 기판 커버 필름(40)으로부터 임시 기판(51)을 분리한다. 임시 기판(51)은 박리층(53)을 예컨대 자외선 조사를 통해 제거함으로써 기판 커버 필름(40)으로부터 분리될 수 있다.
도 23d를 참조하면, 베이스 기판(21) 상에 기판 커버 필름(40)을 광학적 투명 접착제를 이용하여 부착한다. 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 제2 투명 전극층(33), 및 보호층(35)이 기판 커버 필름(40)과 함께 베이스 기판(21) 상에 배치된다. 기판 커버 필름(40)은 플렉서블하며, 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 제2 투명 전극층(33), 및 보호층(35)은 두께가 얇기 때문에 베이스 기판(21)의 굴곡진 상면을 따라 휘어진다.
도 23e를 참조하면, 보호층(35) 상에 반사 방지 코팅(37)이 형성되고, 베이스 기판(21)의 하면에 하드 코팅(39)이 형성되어 전기 변색 렌즈(400)가 완성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 보호층(35)은 기판 커버 필름(40)이 베이스 기판(21)에 부착된 후에 제2 투명 전극층(33) 상에 형성될 수도 있다.
도 24a 내지 도 24e는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(200)를 제조하는 또 다른 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 24a를 참조하면, 임시 기판(51) 상에 박리층(de-bonding layer, 53)을 형성한다. 박리층(53)은 예를 들어 자외선 조사에 의해 제거되는 층이다. 임시 기판(51)은 글래스 기판일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 24b를 참조하면, 박리층(53) 상에 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 및 제2 투명 전극층(33)이 차례로 형성된다. 이들 층들은 화학 기상 증착 또는 물리 기상 증착 기술을 이용하여 형성될 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 이들 층들은 일련의 스퍼터링 증착 장치들 및 열처리 장치를 포함하는 인-라인 스퍼터링 장치를 이용하여 연속적으로 증착 및 열처리될 수 있다.
도 24c를 참조하면, 제1 투명 전극층(25)으로부터 임시 기판(51)을 분리한다. 임시 기판(51)은 박리층(53)을 예컨대 자외선 조사를 통해 제거함으로써 제1 투명 전극층(25)으로부터 분리될 수 있다.
도 24d를 참조하면, 베이스 기판(21) 상에 버퍼층(23)이 형성되고, 버퍼층(23) 상에 하부 도전성 투명 필름(41)이 부착된다. 버퍼층(23) 및 하부 도전성 투명 필름(41)을 형성하는 것은 도 21b를 참조하여 설명한 바와 같으므로 중복을 피하기 위해 상세한 설명은 생략한다.
이어서, 하부 도전성 투명 필름(41) 상에 임시 기판(51)으로부터 분리된 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 및 제2 투명 전극층(33)을, 예컨대 광학적 투명 접착제를 이용하여 부착한다. 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 및 제2 투명 전극층(33) 상대적으로 얇은 두께를 가지므로, 베이스 기판(21) 상면의 굴곡진 형상을 따라 하부 도전성 투명 필름(41) 상에 부착될 수 있다.
도 24e를 참조하면, 제2 투명 전극층(33) 상에 상부 도전성 투명 필름(43)이 부착된다. 상부 도전성 투명 필름(43)은 광학적 투명 접착제를 이용하여 제2 투명 전극층(33) 상에 부착될 수 있다.
그 후, 상부 도전성 투명 필름(43) 상에 보호층(35) 및 반사 방지 코팅(37)이 형성되고, 베이스 기판(21)의 하면에 하드 코팅(39)이 형성되어 전기 변색 렌즈(200)가 완성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 보호층(35)이 상부 도전성 투명 필름(43) 상에 형성되는 것으로 설명하지만, 보호층(35)이 먼저 형성되고, 상부 도전성 투명 필름(43)이 보호층(35) 상에 부착될 수도 있다. 이 경우, 반사 방지 코팅(37)은 상부 도전성 투명 필름(43) 상에 형성될 수 있다. 또한, 상부 도전성 투명 필름(43)과 제2 투명 전극층(33)을 전기적으로 연결하기 위해 상부 도전성 투명 필름(43)을 부착 하기 전에 보호층(35)의 일부를 스크라이빙 또는 식각 등의 공정을 이용하여 제거할 수도 있다.
도 25a 내지 도 25c는 본 발명의 제6 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(600)를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 25a를 참조하면, 하부 베이스 기판(21a) 및 상부 베이스 기판(21b)을 제작한다. 하부 베이스 기판(21a)은 평평한 상면 및 오목한 하면을 가질 수 있으며, 상부 베이스 기판(21b)은 평평한 하면 및 볼록한 상면을 가질 수 있다. 하부 베이스 기판(21a) 및 상부 베이스 기판(21b)은 앞의 실시예들에서 설명한 베이스 기판(21)을 수평 방향으로 절단하여 제공되거나, 또는 각각 별개의 공정을 이용하여 제작될 수도 있다.
한편, 본 실시예에서, 하부 베이스 기판(21a)의 상면이 평평한 것으로 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 하부 베이스 기판(21a)의 상면은 볼록할 수도 있으며, 이 경우, 상부 베이스 기판(21b)의 하면은 하부 베이스 기판(21a)의 볼록한 상면에 대응하도록 오목할 수 있다.
도 25b를 참조하면, 하부 베이스 기판(21a) 상에 버퍼층(23), 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 제2 투명 전극층(33), 및 보호층(35)이 형성될 수 있다. 이들 층들은 도 19b 및 도 19c를 참조하여 설명한 바와 같이 형성될 수 있으며, 중복을 피하기 위해 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에 있어서, 버퍼층(23), 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 제2 투명 전극층(33), 및 보호층(35)은 하부 베이스 기판(21a)의 상면 곡률을 따라 형성된다.
도 25c를 참조하면, 보호층(35) 상에 상부 베이스 기판(21b)을 예컨대 광학적 투명 접착제를 이용하여 부착할 수 있으며, 상부 베이스 기판(21b) 상에 반사 방지 코팅(37)이 형성되고, 하부 베이스 기판(21a)의 하면에 하드 코팅(39)이 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 및 제2 투명 전극층(33)은 도 24a 내지 도 24c를 참조하여 설명한 바와 같이, 임시 기판(51) 상에 형성될 수 있으며, 글래스 기판(51)으로부터 분리될 수 있으며, 버퍼층(23)이 형성된 하부 베이스 기판(21a)에 부착될 수 있다. 이어서 보호층(35)이 형성되고, 보호층(35) 상에 상부 베이스 기판(21b)이 부착될 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 도 23a 내지 도 23c를 참조하여 설명한 바와 같이, 임시 기판(51) 상에 기판 커버 필름(40), 버퍼층(23), 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 제2 투명 전극층(33), 및 보호층(35)을 형성하고, 이들을 임시 기판(51)으로부터 분리하여 하부 베이스 기판(21b)에 부착할 수도 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 버퍼층(23)을 형성한 후, 하부 도전성 투명 필름(41)을 먼저 부착할 수 있으며, 또한, 보호층(35)을 형성하기 전에 상부 도전성 투명 필름(43)을 부착할 수도 있다. 이에 따라, 도 9에 도시한 바와 같은 전기 변색 적층체(700) 또는 도 11에 도시한 바와 같은 전기 변색 적층체(900)가 제공될 수 있다.
도 26a 내지 도 26d는 본 발명의 제10 실시예에 따른 전기 변색 렌즈(1000)를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 26a를 참조하면, 글래스 기판(51) 상에 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 제2 투명 전극층(33), 및 보호층(35)이 차례로 형성된다. 이들 층들은 도 19c를 참조하여 설명한 바와 같이 형성될 수 있다. 다만, 본 실시예에서, 글래스 기판(51)이 사용되며, 버퍼층(23)은 생략된다. 글래스 기판(51)은 평평한 상면을 가질 수 있으며, 따라서, 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 제2 투명 전극층(33), 및 보호층(35)도 평평한 면을 갖도록 형성될 수 있다.
도 26b를 참조하면, 글래스 기판(51)의 두께를 줄이는 두께 감소(thinning) 공정이 수행된다. 두께 감소 공정은 연마 기술을 이용하여 수행될 수 있다.
도 26c를 참조하면, 도 25a를 참조하여 설명한 바와 같이, 하부 베이스 기판(21a) 및 상부 베이스 기판(21b)이 준비된다. 하부 베이스 기판(21a)은 평평한 상면 및 오목한 하면을 가질 수 있으며, 상부 베이스 기판(21a)은 평평한 하면 및 볼록한 상면을 가질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 하부 베이스 기판(21a)이 볼록한 상면을 가질 수도 있고, 이에 따라, 상부 베이스 기판(21a)이 오목한 하면을 가질 수도 있다.
도 26d를 참조하면, 앞서 두께 감소 공정이 수행된 글래스 기판(51)과 함께 제1 투명 전극층(25), 전기 변색 적층체(30), 제2 투명 전극층(33), 및 보호층(35)을 하부 베이스 기판(21a)에 부착한다. 글래스 기판(51)은 광학적 투명 접착제를 이용하여 하부 베이스 기판(21a)에 부착될 수 있다.
이어서, 보호층(35) 상에 상부 베이스 기판(21b)이 부착되고, 반사 방지 코팅(37) 및 하드 코팅(39)이 각각 형성되어 전기 변색 렌즈(1000)가 완성될 수 있다.
한편, 글래스 기판(51)에 제2 투명 전극층(25)을 형성하기 전에, 하부 도전성 투명 필름(41)을 먼저 부착할 수 있으며, 또한, 보호층(35)을 형성하기 전에 상부 도전성 투명 필름(43)을 부착할 수도 있다. 이에 따라, 도 13에 도시한 바와 같은 전기 변색 렌즈(1100)가 제공될 수 있다.
또한, 하부 베이스 기판(21a)이 볼록한 상면을 갖는 경우, 글래스 기판(51)은 하부 베이스 기판(21a)의 상면의 곡률을 따라 휘어져서 글래스 기판(51)에 부착될 수 있으며, 이에 따라, 도 14에 도시한 바와 같은 전기 변색 렌즈(1200) 또는 도 15에 도시한 바와 같은 전기 변색 렌즈(1300)가 제공될 수 있다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 변색 렌즈를 갖는 보조 키트를 장착한 안경(20)을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
앞의 실시예들에서 전기 변색 안경은 안경 프레임(11) 및 안경 프레임에 장착된 전기 변색 렌즈(100~1300)를 포함한다. 전기 변색 렌즈(100,~1300)는 시력 교정 및 전기 변색 기능을 모두 포함할 수 있다.
이에 반해, 본 실시예에서는 시력 교정 기능은 안경에 의해 수행되고, 전기 변색 기능은 보조 키트에 의해 수행된다. 즉, 보조 키트는 보조 프레임(221) 및 전기 변색 렌즈(100)를 가지며, 전기 변색 렌즈(100)는 보조 프레임(221)에 장착된다.
한편, 보조 키트는 안경 프레임(213)에 장착될 수 있으며, 보조 키트의 전기 변색 랜즈(100)는 안경 프레임(213)에 결합된 안경 렌즈에 정렬될 수 있다.
보조 키트는 배터리 및 컨트롤러 등 전기 변색 렌즈(100)의 변색 및 탈색을 구동하기 하기 위한 수단을 자체적으로 포함할 수도 있고, 안경 프레임(213)에 전기 변색 렌즈(100)의 변색 및 탈색을 구동하기 하기 위한 수단이 제공되고, 보조 키트는 안경 프레임(213)에 전기적으로 연결될 수 있다.
앞에서 본 발명의 다양한 실시예들에 대해 설명하였지만, 본 발명이 이들 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 어느 하나의 실시예에서 설명한 사항은 그 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한 다른 실시예에도 적용될 수 있다.

Claims (33)

  1. 전기 변색 렌즈를 갖는 전기 변색 안경에 있어서,
    상기 전기 변색 렌즈는,
    베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 배치된 제1 투명 전극층;
    상기 제1 투명 전극층 상부에 배치된 제2 투명 전극층;
    상기 제1 투명 전극층과 상기 제2 투명 전극층 사이에 배치된 전기 변색 적층체를 포함하고,
    상기 전기 변색 적층체는,
    전기 변색층;
    카운터 전극층; 및
    상기 전기 변색층과 상기 카운터 전극층 사이에 배치된 이온 전도층을 포함하고,
    상기 전기 변색층, 카운터 전극층, 및 이온 전도층은 모두 금속 산화물층인 전기 변색 안경.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기 변색 렌즈는 볼록한 상면 및 오목한 하면을 갖는 전기 변색 안경.
  3. 청구항 1에 이어서,
    상기 베이스 기판은 글래스 또는 폴리머 계열의 투명 재료로 형성된 전기 변색 안경.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기 변색층, 카운터 전극층, 및 이온 전도층은 상기 제1 투명 전극층 상에 스퍼터링 증착 기술을 이용하여 증착된 전기 변색 안경.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 투명 전극층 상부에 배치된 보호층을 더 포함하되,
    상기 보호층은 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산질화막, 알루미늄 산화막, 하프늄 산화막, 또는 망간 산화막으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 산화막 또는 폴리이미드를 포함하는 전기 변색 안경.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스 기판과 상기 제1 투명 전극층 사이에 배치된 버퍼층을 더 포함하되,
    상기 버퍼층은 산화물층, 질화물층 또는 비정질 실리콘을 포함하는 전기 변색 안경.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 전기 변색 렌즈는 상기 베이스 기판과 상기 버퍼층 사이에 배치된 폴리머 계열의 기판 커버 필름을 더 포함하는 전기 변색 안경.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기 변색 렌즈는,
    상기 제1 투명 전극층과 상기 베이스 기판 사이에 배치되어 상기 제1 투명 전극층에 전기적으로 접속된 하부 도전성 투명 필름; 및
    상기 제2 투명 전극층 상에 배치되어 상기 제2 투명 전극층에 전기적으로 접속된 상부 도전성 투명 필름을 더 포함하는 전기 변색 안경.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 전기 변색 렌즈는 상기 제2 투명 전극층과 상기 상부 도전성 투명 필름 사이에 배치된 보호층을 더 포함하되,
    상기 상부 도전성 투명 필름은 상기 보호층을 통해 상기 제2 투명 전극층에 전기적으로 접속된 전기 변색 안경.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 전기 변색 렌즈가 결합된 안경 프레임을 더 포함하되,
    상기 안경 프레임은 상기 전기 변색 렌즈의 상기 하부 및 상부 도전성 투명 필름들에 접속하는 커넥터들을 포함하는 전기 변색 안경.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기 변색 렌즈가 결합된 안경 프레임을 더 포함하되,
    상기 안경 프레임은 상기 전기 변색 렌즈의 제1 및 제2 투명 전극층들에 접속하는 커넥터들을 포함하는 전기 변색 안경.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스 기판은 볼록한 상면 및 오목한 하면을 갖고,
    상기 제1 투명 전극층, 전기 변색 적층체, 및 제2 투명 전극층은 각각 상기 베이스 기판의 볼록한 상면을 따라 균일한 두께로 배치된 전기 변색 안경.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기 변색 렌즈는 상기 제2 투명 전극층 상부에 배치된 상부 베이스 기판을 더 포함하되,
    상기 상부 베이스 기판은 볼록한 상면 및 상기 베이스 기판의 상면에 대응하는 하면을 갖는 전기 변색 안경.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 베이스 기판은 평평한 상면을 갖고,
    상기 제1 투명 전극층, 전기 변색 적층체, 및 제2 투명 전극층은 각각 상기 베이스 기판의 평평한 상면을 따라 균일한 두께로 배치된 갖는 전기 변색 안경.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 베이스 기판은 볼록한 상면을 갖고,
    상기 제1 투명 전극층, 전기 변색 적층체, 및 제2 투명 전극층은 각각 상기 베이스 기판의 볼록한 상면을 따라 균일한 두께로 배치된 전기 변색 안경.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 전기 변색 렌즈는 상기 제1 투명 전극층과 상기 베이스 기판 사이에 배치된 글래스 기판을 더 포함하는 전기 변색 안경.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기 변색 렌즈는 시력 교정 기능을 갖는 전기 변색 안경.
  18. 안경에 결합되어 사용되는 전기 변색 렌즈로서,
    베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 배치된 제1 투명 전극층;
    상기 제1 투명 전극층 상부에 배치된 제2 투명 전극층;
    상기 제1 투명 전극층과 상기 제2 투명 전극층 사이에 배치된 전기 변색 적층체를 포함하고,
    상기 전기 변색 적층체는,
    전기 변색층;
    카운터 전극층; 및
    상기 전기 변색층과 상기 카운터 전극층 사이에 배치된 이온 전도층을 포함하고,
    상기 전기 변색층, 카운터 전극층, 및 이온 전도층은 모두 금속 산화물층인 전기 변색 렌즈.
  19. 청구항 18에 있어서,
    볼록한 상면 및 오목한 하면을 갖는 전기 변색 렌즈.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 제2 투명 전극층 상에 배치된 상부 베이스 기판을 더 포함하되,
    상기 상부 베이스 기판은 상기 베이스 기판과 동일 재료로 형성된 전기 변색 렌즈.
  21. 베이스 기판 상에 제1 투명 전극층을 증착하고,
    상기 제1 투명 전극층 상에 전기 변색층을 증착하고,
    상기 전기 변색층 상에 이온 전도층을 증착하고,
    상기 이온 전도층 상에 카운터 전극층을 증착하고,
    상기 카운터 전극층 상에 제2 투명 전극층을 증착하는 것을 포함하는 전기 변색 렌즈 제조 방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 전기 변색층, 상기 이온 전도층, 상기 카운터 전극층, 및 상기 제2 투명 전극층은 인-라인 스퍼터링 증착 장비를 이용하여 인-시투로 증착되는 전기 변색 렌즈 제조 방법.
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 제1 투명 전극층을 증착하기 전에 상기 베이스 기판 상에 하부 도전성 투명 필름을 부착하고,
    상기 제2 투명 전극층을 증착한 후 상기 제2 투명 전극층 상에 상부 도전성 투명 필름을 부착하는 것을 더 포함하는 전기 변색 렌즈 제조 방법.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 상부 도전성 투명 필름을 부착하기 전에 상기 제2 투명 전극층 상에 보호층을 증착하고,
    상기 보호층을 부분적으로 제거하는 것을 더 포함하고,
    상기 상부 도전성 투명 필름은 상기 보호층 상에 부착되는 전기 변색 렌즈 제조 방법.
  25. 임시 기판 상에 제1 투명 전극층을 증착하고,
    상기 제1 투명 전극층 상에 전기 변색층을 증착하고,
    상기 전기 변색층 상에 이온 전도층을 증착하고,
    상기 이온 전도층 상에 카운터 전극층을 증착하고,
    상기 카운터 전극층 상에 제2 투명 전극층을 증착하고,
    상기 제1 투명 전극층, 전기 변색층, 이온 전도층, 카운터 전극층, 및 제2 투명 전극층을 상기 임시 기판으로부터 분리하고,
    분리된 제1 투명 전극층, 전기 변색층, 이온 전도층, 카운터 전극층, 및 제2 투명 전극층을 베이스 기판에 부착하는 것을 포함하는 전기 변색 렌즈 제조 방법.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 제1 투명 전극층을 증착하기 전에 상기 임시 기판 상에 박리층을 형성하고,
    상기 박리층을 제거하여 상기 제1 투명 전극층, 이온 전도층, 카운터 전극층, 및 제2 투명 전극층을 상기 임시 기판으로부터 분리하고,
    분리된 상기 제1 투명 전극층, 전기 변색층, 이온 전도층, 카운터 전극층, 및 제2 투명 전극층을 상기 베이스 기판에 부착하는 전기 변색 렌즈 제조 방법.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 박리층 상에 기판 커버 필름을 부착하고,
    상기 기판 커버 필름 상에 버퍼층을 증착하는 것을 더 포함하고,
    상기 제1 투명 전극층은 상기 버퍼층 상에 증착되는 전기 변색 렌즈 제조 방법.
  28. 청구항 25에 있어서,
    상기 제2 투명 전극층 상에 상부 베이스 기판을 부착하는 것을 더 포함하는 전기 변색 렌즈 제조 방법.
  29. 청구항 28에 있어서,
    상기 상부 베이스 기판은 상기 베이스 기판으로부터 커팅된 전기 변색 렌즈 제조 방법.
  30. 청구항 25에 있어서,
    상기 베이스 기판 상에 버퍼층을 형성하고,
    상기 버퍼층 상에 하부 도전성 투명 필름을 부착하고,
    상기 제2 투명 전극층 상에 상부 도전성 투명 필름을 부착하는 것을 더 포함하되,
    분리된 상기 제1 투명 전극층, 전기 변색층, 이온 전도층, 카운터 전극층, 및 제2 투명 전극층은 상기 하부 도전성 투명 필름 상에 부착되는 전기 변색 렌즈 제조 방법.
  31. 청구항 30에 있어서,
    상기 상부 도전성 투명 필름 상에 보호층을 형성하는 것을 더 포함하는 전기 변색 렌즈 제조 방법.
  32. 글래스 기판 상에 제1 투명 전극층을 증착하고,
    상기 제1 투명 전극층 상에 전기 변색층을 증착하고,
    상기 전기 변색층 상에 이온 전도층을 증착하고,
    상기 이온 전도층 상에 카운터 전극층을 증착하고,
    상기 카운터 전극층 상에 제2 투명 전극층을 증착하고,
    상기 글래스 기판의 두께를 감소시키고,
    상기 글래스 기판과 함께 상기 제1 투명 전극층, 전기 변색층, 이온 전도층, 카운터 전극층, 및 제2 투명 전극층을 베이스 기판에 부착하는 것을 포함하는 전기 변색 렌즈 제조 방법.
  33. 청구항 32에 있어서,
    상기 제2 투명 전극층 상에 상부 베이스 기판을 부착하는 것을 더 포함하는 전기 변색 렌즈 제조 방법.
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