WO2023048446A1 - 광학 적층체 및 이의 제조방법과, 이를 포함하는 스마트 윈도우, 이를 적용한 자동차 및 건물용 창호 - Google Patents

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    • G02F2413/08—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates with a particular optical axis orientation

Definitions

  • the present invention relates to a variable transmittance optical laminate and a manufacturing method thereof, a smart window including the same, and windows and doors for automobiles and buildings to which the same is applied.
  • an external light blocking coating is applied to a window of a means of transportation such as a vehicle.
  • the transmittance of a window of a conventional means of transportation is fixed, and the external light blocking coating also has a fixed transmittance. Therefore, the entire transmittance of the window of the conventional means of transportation is fixed, which may cause an accident. For example, if the overall transmittance is set low, there is no problem during the daytime when the ambient light is sufficient, but at night when the ambient light is not sufficient, the driver may have difficulty properly checking the surroundings of the means of transportation. There was a problem.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-010035 discloses a variable transmittance optical laminate driven by driving a liquid crystal to vary transmittance according to application of a voltage.
  • variable transmittance optical layered body also has a problem that the light-shielding property in the light-shielding mode is insufficient.
  • An object of the present invention is to provide a variable transmittance optical laminate with improved light-shielding properties in a light-shielding mode by adjusting the phase difference of the retardation layer.
  • an object of the present invention is to provide a variable transmittance optical laminate with improved light-shielding properties in a light-shielding mode by adjusting the optical axis of the retardation layer and the alignment axis of the liquid crystal layer to have a predetermined angle.
  • an object of the present invention is to provide a variable transmittance optical laminate having improved light-shielding properties in a light-shielding mode by adjusting the orientation axis of the liquid crystal layer and the absorption axis of the polarizer to have a predetermined angle.
  • an object of the present invention is to provide a variable transmittance optical laminate having a simplified manufacturing process by not including a separate substrate for forming a conductive layer.
  • an object of the present invention is to provide a variable transmittance optical laminate having a significantly reduced thickness by not including a separate substrate for forming a conductive layer.
  • an object of the present invention is to provide a variable transmittance optical laminate having improved transmittance in a light transmission mode by not including a separate substrate for forming a conductive layer.
  • an object of the present invention is to provide a smart window including the variable transmittance optical laminate and a window for a vehicle or building to which the same is applied.
  • the present invention comprising a first polarizer, a first polarizing plate; a first transparent conductive layer formed on one surface of the first polarizing plate; a second polarizer facing the first polarizer and including a second polarizer; a second transparent conductive layer formed on one surface of the second polarizing plate and facing the first transparent conductive layer; and a liquid crystal layer provided between the first transparent conductive layer and the second transparent conductive layer, wherein at least one of the first polarizing plate and the second polarizing plate includes a retardation layer, and an in-plane surface of the retardation layer
  • the retardation value is 230 to 280 nm
  • the optical axis of the retardation layer has an alignment axis of the liquid crystal layer and an angle between 43 ° and 47 °, and relates to a variable transmittance optical laminate.
  • the alignment axis of the liquid crystal layer may have an angle of 20° to 25° with an absorption axis or a transmission axis of at least one of the first polarizer and the second polarizer.
  • an absorption axis of the first polarizer and an absorption axis of the second polarizer may be parallel to each other.
  • the liquid crystal layer may be driven in a VA (Vertical Alignment) mode.
  • the retardation layer may be formed on an inner surface of at least one of the first polarizer and the second polarizer.
  • At least one transparent conductive layer of the first transparent conductive layer and the second transparent conductive layer is formed in direct contact with any one of the first polarizing plate and the second polarizing plate. It may be
  • At least one transparent conductive layer of the first transparent conductive layer and the second transparent conductive layer is separated from any one of the first polarizing plate and the second polarizing plate. It may be formed by direct contact without including a substrate of.
  • At least one transparent conductive layer of the first transparent conductive layer and the second transparent conductive layer is bonded to any one of the first polarizing plate and the second polarizing plate. It may be formed by direct contact, including an easy layer.
  • At least one of the first transparent conductive layer and the second transparent conductive layer is made of a transparent conductive oxide, a metal, a carbon-based material, a conductive polymer, conductive ink, and nanowires. It may include one or more selected from the group.
  • At least one of the first polarizing plate and the second polarizing plate may include one or more functional layers selected from the group consisting of a protective layer and a refractive index adjusting layer.
  • At least one of the first polarizing plate and the second polarizing plate may have a thickness of 30 to 200 ⁇ m.
  • the liquid crystal layer may include at least one selected from the group consisting of a ball spacer and a column spacer.
  • the ball spacer may have a diameter of 1 to 10 ⁇ m.
  • the area occupied by the ball spacer in the liquid crystal layer may be 0.01% to 10% of the area of the liquid crystal layer.
  • variable transmittance optical laminate may further include at least one selected from the group consisting of an alignment film, an adhesive layer, an ultraviolet ray absorbing layer, and a hard coating layer.
  • the present invention relates to a method for manufacturing the variable transmittance optical laminate.
  • the present invention relates to a smart window including the variable transmittance optical laminate.
  • the present invention relates to a vehicle in which the smart window is applied to at least one or more of a front window, a rear window, a side window, a sunroof window, and an interior partition.
  • the present invention relates to a window for a building, including the smart window.
  • variable transmittance optical laminate by appropriately adjusting the retardation of the retardation layer, the light blocking property in the light blocking mode may be improved compared to the conventional optical laminate.
  • variable transmittance optical laminate by adjusting the optical axis of the retardation layer and the orientation axis of the liquid crystal layer to have a predetermined angle, the light blocking property in the light blocking mode may be improved compared to the conventional optical laminate.
  • variable transmittance optical laminate by adjusting the alignment axis of the liquid crystal layer and the absorption axis of the polarizer to have a predetermined angle, the light blocking property in the light blocking mode may be improved compared to the conventional optical laminate.
  • variable transmittance optical laminate it is possible to omit the process of forming a conductive layer on a substrate and bonding it to another member for the formation of a conventional optical laminate, so that conventional optical Compared to the laminate, the manufacturing process can be simplified.
  • the conductive layer is formed directly on one surface of the polarizing plate, and the thickness is significantly reduced compared to the conventional optical laminate by not including a separate substrate for forming the conductive layer. it could be
  • variable transmittance optical laminate according to the present invention, a conductive layer is directly formed on one surface of the polarizing plate, and a separate substrate for forming the conductive layer is not included, so that the transmittance in the light transmission mode is higher than that of the conventional optical laminate. this may be improved.
  • FIG. 1 is a diagram showing a laminated structure of a variable transmittance optical laminate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a laminated structure of a polarizing plate according to one or more embodiments of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an absorption axis and a transmission axis of a roll-type film master providing a polarizer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between an alignment axis of a liquid crystal layer and an optical axis of a retardation layer or an absorption axis of a polarizer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a laminated structure of a variable transmittance optical laminate according to another embodiment of the present invention.
  • the present invention relates to a variable transmittance optical laminate including a retardation layer, and more particularly, to a variable transmittance optical laminate capable of improving light blocking properties in a light blocking mode by adjusting the phase difference and optical axis of the retardation layer.
  • a first polarizing plate including a first polarizer; a first transparent conductive layer formed on one surface of the first polarizing plate; a second polarizer facing the first polarizer and including a second polarizer; a second transparent conductive layer formed on one surface of the second polarizing plate and facing the first transparent conductive layer; and a liquid crystal layer provided between the first transparent conductive layer and the second transparent conductive layer, wherein at least one of the first polarizing plate and the second polarizing plate includes a retardation layer, and an in-plane surface of the retardation layer
  • the retardation value is 230 to 280 nm
  • the optical axis of the retardation layer has an alignment axis of the liquid crystal layer and an angle between 43 ° and 47 °, and relates to a variable transmittance optical laminate.
  • variable transmittance optical laminate of the present invention is particularly suitable for technical fields capable of changing light transmittance according to the application of voltage, and can be used, for example, in a smart window or the like.
  • a smart window refers to an optical structure that controls the amount of light or heat passing through by changing the transmittance of light according to the application of an electrical signal, but is not limited thereto. That is, a smart window is provided to be changed into a transparent, opaque or translucent state by voltage, and is a concept including variable transmittance glass, dimming glass, or “smart” glass.
  • a smart window can be used as a partition for partitioning the interior space of vehicles and buildings or for protecting privacy, or as a skylight placed in an opening of a building, and can be used as a highway sign, bulletin board, scoreboard, clock or advertising screen. It can also be used, and it can be used as a substitute for the glass of vehicles such as windows or sunroofs of cars, buses, aircrafts, ships, or trains.
  • variable transmittance optical laminate according to an embodiment of the present invention can also be used as a smart window in the various technical fields described above, and the conductive layer can be directly formed on the polarizer, so that a separate layer for forming the conductive layer can be used. Since it does not contain a substrate, it has a thin thickness and is advantageous in bending properties. Therefore, the variable transmittance optical laminate according to an embodiment of the present invention may be particularly suitably used for a smart window for a vehicle or a building.
  • the smart window to which the variable transmittance optical laminate of the present invention is applied can be used for front windows, rear windows, side windows and sunroof windows of vehicles, or windows and doors for buildings, In addition to the use of blocking external light, it can also be used for partitioning the interior space of a car or building, such as an interior partition, or for protecting privacy.
  • polarizing plate may mean at least one polarizing plate of a first polarizing plate and a second polarizing plate
  • polarizing plate may mean at least one polarizing plate of a first polarizing plate and a second polarizing plate.
  • transparent conductive layer may mean at least one transparent conductive layer of the first transparent conductive layer and the second transparent conductive layer.
  • spatially relative terms “below”, “bottom”, “lower”, “above”, “upper”, “upper”, etc. refer to one element or component and another element or component as shown in the drawings. It can be used to easily describe the correlation with Spatially relative terms should be understood as encompassing different orientations of elements in use or operation in addition to the orientations shown in the figures. For example, when elements shown in the drawings are turned over, elements described as “below” or “below” other elements may be placed “above” the other elements. Accordingly, the exemplary term “below” may include directions of both down and up. Elements may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.
  • planar direction may be interpreted as a direction orthogonal to the polarizing plate and/or the transparent conductive layer, that is, a direction viewed from the user's viewing side.
  • FIG. 1 is a diagram showing a laminated structure of a variable transmittance optical laminate according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing a laminated structure of polarizing plates according to one or more embodiments of the present invention.
  • an optical laminate with variable transmittance includes a first polarizing plate 100-1, a second polarizing plate 100-2, a first transparent conductive layer 200-1, It may include the second transparent conductive layer 200 - 2 and the liquid crystal layer 300 .
  • the polarizing plate 100 includes a retardation layer 110 and a polarizer 120, and a protective layer 130 and a refractive index control layer on one or both sides of the polarizer 120 ( 140) may further include a functional layer such as the like.
  • the polarizing plate 100 may be one in which the retardation layer 110, the polarizer 120, and the protective layer 130 are sequentially stacked (see FIG. 2A), and the retardation layer 110, the protective layer ( 130), the polarizer 120, and the protective layer 130 may be sequentially stacked (see FIG. 2B), and the refractive index control layer 140, the retardation layer 110, the polarizer 120, and the protective layer 130 ) may be sequentially stacked (see FIG. 2c).
  • the retardation layer 110 is intended to supplement the optical properties of the optical stack, and may be implemented in the form of a retardation film, or a retardation film developed in the past or later.
  • a quarter wave plate (1/4 wave plate) or a half wave plate (1/2 wave plate) for delaying the phase of light may be used, and these may be used alone or in combination.
  • the retardation layer 110 may be formed in direct contact with one surface of the polarizer 120 as shown in FIGS. 1, 2A and 2C, but is not limited thereto.
  • the retardation layer 110 is formed on one surface of the protective layer 130, and the retardation layer 110, the protective layer 130, the polarizer 120, and the protective layer (130) may be sequentially stacked.
  • the retardation layer 110 is preferably formed on one surface in the direction of the liquid crystal layer 300 with respect to the polarizer 120 , that is, on the inner surface of the polarizer 120 .
  • the retardation layer 110 is preferably formed on one surface in the direction of the liquid crystal layer 300 with respect to the polarizer 120 , that is, on the inner surface of the polarizer 120 .
  • the retardation layer 110 may use a stretched polymer film or a liquid crystal polymerization film obtained by stretching a polymer film capable of imparting optical anisotropy by stretching in an appropriate manner.
  • the stretched polymer film is made of polyolefin such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP), cyclo olefin polymer (COP) such as polynorbornene, polyvinyl chloride (PVC), polyacrylonitrile (PAN), polysulfone (PSU), acrylic resin, polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (polyethylene terephthalate; Polyester such as PET), polyacrylate, polyvinyl alcohol (PVA) or cellulose ester-based polymer such as triacetyl cellulose (TAC), or two types of monomers forming the polymer A polymer layer containing a copolymer of the above monomers or the like can be used.
  • polyolefin such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP), cyclo olefin polymer (COP) such as polynorbornene, polyvinyl chloride (PVC), polyacrylonitrile (PAN), polysulfone (PSU), acrylic resin,
  • a method of obtaining the stretched polymer film is not particularly limited, and may be obtained by, for example, stretching the polymer material after forming it into a film form.
  • the forming method into the film form is not particularly limited, and it is possible to mold the film into a film by known methods such as injection molding, sheet molding, blow molding, injection blow molding, inflation molding, extrusion molding, foam molding, and cast molding. Secondary process molding methods such as molding and vacuum molding can also be used. Among them, extrusion molding and cast molding are preferably used.
  • the unstretched film may be extruded using an extruder equipped with a T die, a circular die, or the like.
  • the unstretched film can also be cast-molded by dissolving the various resin components using a solvent common to the various resin components, for example, a solvent such as chloroform or methylene dichloride, and then casting dry and solidifying the unstretched film.
  • a solvent such as chloroform or methylene dichloride
  • the polymer stretched film is uniaxially stretched in the mechanical flow direction (MD; Mechanical Direction, longitudinal direction or longitudinal direction) of the molded film, and in a direction (TD; Transverse Direction, transverse direction or width direction) that goes directly to the mechanical flow direction. It can be uniaxially stretched, or a biaxially stretched film can also be produced by stretching by a sequential biaxial stretching method of roll stretching and tenter stretching, a simultaneous biaxial stretching method by tenter stretching, a biaxial stretching method by tubular stretching, or the like.
  • the liquid crystal polymerization film may include a reactive liquid crystal compound in a polymerized state.
  • the reactive liquid crystal compound may refer to a compound including, for example, a mesogen backbone and one or more polymerizable functional groups. These reactive liquid crystal compounds are variously known as so-called RM (Reactive Mesogen).
  • the reactive liquid crystal compound may be polymerized by light or heat to form a cured film in which a polymer network is formed while maintaining a liquid crystal arrangement.
  • the reactive liquid crystal compound may be a monofunctional or multifunctional reactive liquid crystal compound.
  • the monofunctional reactive liquid crystal compound may be a compound having one polymerizable functional group
  • the multifunctional reactive liquid crystal compound may refer to a compound containing two or more polymerizable functional groups.
  • An in-plane retardation value of the retardation layer 110 may be 230 to 280 nm.
  • the in-plane retardation of the retardation layer 110 satisfies the above range, the light-blocking property of the optical laminate in the light-blocking mode may be improved.
  • the in-plane retardation value may be calculated according to Equation 1 below.
  • Equation 1 R in is the in-plane retardation, nx and ny are the refractive index of the retardation layer in the x-axis direction and the y-axis direction, respectively, and d is the thickness of the retardation layer.
  • the x-axis direction means the in-plane slow axis direction of the retardation layer
  • the y-axis direction means the in-plane direction (fast-axis direction) perpendicular to the x-axis
  • the z-axis direction means the x-axis and y-axis direction It may mean the direction of the normal of the plane formed by, for example, the thickness direction of the retardation layer.
  • the slow axis may refer to an axis parallel to a direction in which a refractive index is highest with respect to the surface direction of the retardation layer. While referring to the refractive index in this specification, unless otherwise specified, the refractive index is the refractive index for light having a wavelength of about 550 nm.
  • the in-plane retardation value of the retardation layer As a method of adjusting the in-plane retardation value of the retardation layer, a method commonly used in the art may be applied. For example, when the retardation layer is a polymer stretched film, by adjusting the material, thickness, and stretching ratio of the polymer film. The in-plane phase difference value can be adjusted. In another example, when the retardation layer is a liquid crystal polymerization film, the in-plane retardation value may be adjusted by adjusting the thickness of the liquid crystal layer, the birefringence value of the liquid crystal, and the like.
  • the thickness of the retardation layer 110 may be 10 ⁇ m to 100 ⁇ m in the case of a stretched polymer film and 0.1 ⁇ m to 5 ⁇ m in the case of a liquid crystal polymerization film.
  • polarizer 120 a conventional or later developed polarizer may be used, and for example, a stretch type polarizer or a coating type polarizer may be used.
  • the stretchable polarizer may include a stretched polyvinyl alcohol (PVA)-based resin.
  • the polyvinyl alcohol (PVA)-based resin may be a polyvinyl alcohol-based resin obtained by saponifying a polyvinyl acetate-based resin.
  • Examples of the polyvinyl acetate-based resin include polyvinyl acetate, which is a homopolymer of vinyl acetate, and copolymers of vinyl acetate and other monomers copolymerizable therewith.
  • the other monomers may include unsaturated carboxylic acid-based, unsaturated sulfonic acid-based, olefin-based, vinyl ether-based, and acrylamide-based monomers having an ammonium group.
  • polyvinyl alcohol (PVA)-based resins include modified ones, and may be, for example, polyvinyl formal or polyvinyl acetal modified with aldehydes.
  • the coating type polarizer may be formed of a liquid crystal coating composition, and in this case, the liquid crystal coating composition may include a reactive liquid crystal compound and a dichroic dye.
  • the reactive liquid crystal compound is not particularly limited as long as it can exhibit polarization characteristics, and a conventional or later developed reactive liquid crystal compound may be used.
  • a conventional or later developed reactive liquid crystal compound may be used.
  • the above-described reactive liquid crystal compound of the retardation layer is equally applicable can
  • the dichroic dye is a component that is included in the composition for liquid crystal coating and imparts polarization characteristics, and has a property in which absorbance in the long-axis direction and absorbance in the short-axis direction of the molecule are different.
  • dichroic dye conventional or later developed dichroic dyes may be used, for example, azo dyes, anthraquinone dyes, perylene dyes, merocyanine dyes (merocyanine dyes), azomethine dyes, phthaloperylene dyes, indigo dyes, dioxadine dyes, polythiophene dyes and phenoxazine It may contain at least one selected from the group consisting of dyes (phenoxazine dyes).
  • the liquid crystal coating composition may further include a solvent capable of dissolving the reactive liquid crystal compound and the dichroic dye, for example, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), methyl ethyl ketone (MEK), xylene (xylene) and chloroform may be used.
  • the liquid crystal coating composition may further include a leveling agent, a polymerization initiator, and the like within a range that does not impair the polarization properties of the coating film.
  • an absorption axis of the first polarizer and an absorption axis of the second polarizer may be disposed parallel to each other.
  • the absorption axis of the polarizer and the machine direction (Machine Direction; MD) are parallel, it may be advantageous to increase the area of the variable transmittance optical laminate.
  • FIG. 3 is a diagram showing an absorption axis and a transmission axis of a roll-type film master providing a polarizer according to an embodiment of the present invention.
  • the machine direction (Machine Direction; MD) of the polarizer is parallel to the absorption axis of the polarizer
  • the transverse direction (TD) is parallel to the transmission axis of the polarizer It can be produced by a roll-to-roll process using film-type disks in the form of rolls provided in parallel.
  • the protective layer 130 is for preserving the polarization characteristics of the polarizer 120 from subsequent processes and external environments, and may be implemented in the form of a protective film.
  • the protective layer 130 may be formed by directly contacting one side or both sides of the polarizer 120 as shown in FIGS. 2A to 2C , but is not limited thereto.
  • the protective layer may be used in a multilayer structure in which one or more protective layers are continuously stacked, or may be formed in direct contact with another functional layer.
  • the protective layer 130 may include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene isophthalate (PEI), polyethylene naphthalate (PEN), or polybutylene.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEI polyethylene isophthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • TAC triacetyl cellulose
  • PC polycarbonate
  • PE polyethylene
  • PE polypropylene
  • PMA Polymethyl acrylate
  • PMA polymethyl methacrylate
  • PMMA polyethyl acrylate
  • PEMA polyethyl methacrylate
  • cyclic olefin polymers It may include one or more selected from the group consisting of (cyclic olefin polymer; COP).
  • the refractive index control layer 140 is provided to compensate for the difference in refractive index of the optical laminate due to the transparent conductive layer 200, and may serve to improve visibility by reducing the difference in refractive index. there is.
  • the refractive index adjusting layer 140 may be provided to correct color due to the transparent conductive layer 200 .
  • a difference in transmittance between a pattern area where the pattern is formed and a non-pattern area where the pattern is not formed may be compensated for through the refractive index adjusting layer 140 .
  • the transparent conductive layer 200 is stacked adjacent to another member (eg, polarizer 120, etc.) having a different refractive index, and a difference in light transmittance may be caused due to a difference in refractive index with another adjacent layer,
  • another member eg, polarizer 120, etc.
  • the refractive index adjusting layer 140 the refractive index is compensated to reduce the difference in light transmittance of the optical laminate.
  • the pattern area and the non-pattern area This distinction is made so that it is not recognized.
  • the refractive index of the refractive index adjusting layer 140 may be appropriately selected according to the material of the other adjacent members, preferably 1.4 to 2.6, more preferably, 1.4 to 2.4 It may be. In this case, light loss due to a sharp difference in refractive index between other members such as the polarizer 120 and the transparent conductive layer 200 can be prevented.
  • the refractive index control layer 140 is not particularly limited as long as it can prevent a sharp difference in refractive index between the transparent conductive layer 200 and other members such as the polarizer 120, and is a refractive index control layer developed conventionally or later.
  • a compound used for formation may be used, and for example, it may be formed from a composition for forming a refractive index control layer containing a polymerizable isocyanurate compound.
  • the polarizer 100 may further include other functional layers for assisting or reinforcing the characteristics of the polarizer in addition to the above-described functional layer.
  • an overcoat It may further include a layer or the like.
  • the polarizing plate 100 may have a thickness of 30 to 200 ⁇ m, preferably 30 to 170 ⁇ m, and more preferably 50 to 150 ⁇ m. can In this case, while maintaining the optical characteristics of the polarizing plate 100, it is possible to manufacture a thin optical laminate.
  • the transparent conductive layer 200 is provided for driving the liquid crystal layer 300 and may be formed by directly contacting the polarizing plate 100 .
  • the first transparent conductive layer 200-1 and the second transparent conductive layer 200-2 are the first polarizing plate 100-1 and the second polarizing plate 100-2, respectively. 2) may be formed by direct contact with.
  • an optical laminate used for manufacturing a smart window or the like is manufactured by forming a conductive layer for driving a liquid crystal on one surface of a substrate and bonding the other surface of the substrate to a polarizing plate.
  • the transmittance variable optical laminate according to the present invention does not include a separate substrate for forming the conductive layer and directly forms the conductive layer on one surface of the polarizing plate, thereby reducing the thickness of the laminate and increasing the transmittance in the light transmission mode. And it is characterized in that the flexural properties are improved.
  • the transparent conductive layer 200 may be formed by directly depositing on one surface of the polarizing plate 100 .
  • the transparent conductive layer 200 is subjected to a pre-treatment such as corona treatment or plasma treatment on one surface of the polarizing plate 100, followed by pre-treatment of the polarizing plate 100. It may be formed by direct contact with the applied surface.
  • the pretreatment is not limited to corona treatment or plasma treatment, and a conventional or later developed pretreatment process may be used within a range that does not impair the object of the present invention.
  • the transparent conductive layer 200 is formed with an easy adhesion layer (not shown) provided on one surface of the polarizing plate 100 interposed therebetween to improve adhesion with the polarizing plate 100. It may be formed by direct contact with (100).
  • the transparent conductive layer 200 preferably has a visible light transmittance of 50% or more.
  • a visible light transmittance 50% or more.
  • the transparent conductive oxide is indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), aluminum zinc oxide (AZO), or gallium zinc oxide (GZO).
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • IZTO indium zinc tin oxide
  • AZO aluminum zinc oxide
  • GZO gallium zinc oxide
  • Florin tin oxide (FTO) and zinc oxide (ZnO) may include one or more selected from the group consisting of the like.
  • the metal is gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), chromium (Cr), titanium (Ti), tungsten (W) , niobium (Nb), tantalum (Ta), vanadium (V), iron (Fe), manganese (Mn), cobalt (Co), nickel (Ni), zinc (Zn), alloys containing at least one of these, and the like It may include one or more selected from the group consisting of, and may include, for example, a silver-palladium-copper (APC) alloy or a copper-calcium (CuCa) alloy.
  • APC silver-palladium-copper
  • CuCa copper-calcium
  • the carbon-based material may include at least one selected from the group consisting of carbon nanotubes (CNT) and graphene, and the conductive polymer may be polypyrrole, polythiophene, etc. , polyacetylene, PEDOT, polyaniline, and the like.
  • the conductive ink may be an ink in which metal powder and a curable polymer binder are mixed, and the nanowires may be, for example, silver nanowires (AgNW).
  • the transparent conductive layer 200 may be formed in a structure of two or more layers by combining the above materials.
  • it may be formed as a two-layer structure including a metal layer and a transparent conductive oxide layer to reduce reflectance of incident light and increase transmittance.
  • the transparent conductive layer 200 may be formed by a method commonly used in the field, for example, a spin coat method, a roller coat method, a bar coat method, a dip coat method, a gravure coat method, or a curtain coat method.
  • coating processes such as coating, die coating, spray coating, doctor coating, and kneader coating; printing processes such as screen printing, spray printing, inkjet printing, iron plate printing, intaglio printing, flat plate printing; and deposition processes such as chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), and plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD).
  • CVD chemical vapor deposition
  • PVD physical vapor deposition
  • PECVD plasma enhanced chemical vapor deposition
  • the liquid crystal layer 300 may change the driving mode of the optical stack by adjusting transmittance of light incident from one or more directions according to an electric field.
  • the liquid crystal layer 300 may include a liquid crystal compound, and for example, a sealant layer (not shown) provided between the first polarizing plate 100-1 and the second polarizing plate 100-2 in the light control area. not shown) and spacers (not shown).
  • the liquid crystal compound is not particularly limited as long as it is driven by an electric field and can control the transmittance of light, and a conventional or later developed liquid crystal compound may be used.
  • the content can be applied equally.
  • the liquid crystal layer 300 may be driven in a vertical alignment (VA) mode.
  • VA vertical alignment
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between an alignment axis of a liquid crystal layer and an optical axis of a retardation layer (see FIG. 4A) or an absorption axis of a polarizer (see FIG. 4B) according to an embodiment of the present invention.
  • the liquid crystal compound LC of the liquid crystal layer 300 has negative dielectric constant anisotropy ( ⁇ ⁇ 0) and is arranged to be driven in VA (Vertical Alignment) mode. It can be.
  • the liquid crystal compound LC in an initial state to which no external electric field is applied is such that the long axis of the liquid crystal compound LC is substantially parallel to the normal direction of the retardation layer 110, for example, the thickness direction of the retardation layer 110. It can be homeotropic alignment.
  • the liquid crystal compound LC is A long axis of may be substantially parallel to an alignment axis LCax of the liquid crystal layer.
  • the light passing through the lower polarizing plate has polarization, and while passing through the liquid crystal layer 300, the polarization is changed and reaches the upper polarizing plate.
  • the absorption axes of the upper polarizer and the lower polarizer are disposed parallel to each other, a partial portion of the polarized light reaching the upper polarizer is blocked by the upper polarizer, and thus the polarized light may be driven in a light-blocking mode.
  • the alignment axis LCax of the liquid crystal layer may be formed to have a predetermined angle with the optical axis RTax of the retardation layer, and preferably, the angle between 43° and 47° can be formed to have
  • the alignment axis LCax of the liquid crystal layer and the optical axis RTax of the retardation layer have an angle within the above range, light blocking properties of the optical laminate in a light blocking mode may be further improved.
  • the liquid crystal compound LC of the liquid crystal layer 300 has a negative dielectric constant anisotropy ( ⁇ ⁇ 0) and is arranged to be driven in a VA (Vertical Alignment) mode. It can be.
  • the liquid crystal compound LC in an initial state to which no external electric field is applied is arranged such that the long axis of the liquid crystal compound LC is substantially parallel to the normal direction of the polarizer 120, for example, the thickness direction of the polarizer 120 ( homeotropic alignment).
  • the liquid crystal compound LC is A long axis of may be substantially parallel to an alignment axis LCax of the liquid crystal layer.
  • the alignment axis (LCax) of the liquid crystal layer may be formed to have a predetermined angle with the absorption axis (PLax) of the polarizer, and preferably, the angle between 20° and 25° can be formed to have
  • the alignment axis (LCax) of the liquid crystal layer and the absorption axis (PLax) of the polarizer have an angle within the above range, light blocking properties of the optical laminate in a light blocking mode may be further improved.
  • FIG. 4B exemplarily shows the relationship between the alignment axis of the liquid crystal layer and the absorption axis of the polarizer, but is not necessarily limited thereto, and the alignment axis of the liquid crystal layer and the transmission axis of the polarizer.
  • the above information can be applied in the same way in relation to .
  • the sealant may include a curable resin as a base resin.
  • a curable resin as a base resin.
  • an ultraviolet curable resin or a heat curable resin known to be usable for sealants in the art may be used.
  • the UV curable resin may be a polymer of UV curable monomers.
  • the thermosetting resin may be a polymer of thermosetting monomers.
  • the base resin of the sealant for example, an acrylate-based resin, an epoxy-based resin, a urethane-based resin, a phenol-based resin, or a mixture of the above resins may be used.
  • the base resin may be an acrylate-based resin
  • the acrylate-based resin may be a polymer of acrylic monomers.
  • the acrylic monomer may be, for example, a multifunctional acrylate.
  • the sealant may further include a monomer component in the base resin.
  • the monomer component may be, for example, a monofunctional acrylate.
  • monofunctional acrylate may mean a compound having one acryl group
  • multifunctional acrylate may mean a compound having two or more acryl groups.
  • the curable resin may be cured by UV irradiation and/or heating.
  • the ultraviolet irradiation conditions or heating conditions may be appropriately performed within a range that does not impair the purpose of the present application.
  • the sealant may further include an initiator, for example, a photoinitiator or a thermal initiator, if necessary.
  • the sealant may be formed by a method commonly used in the related art, and may be formed, for example, by drawing the sealant on the outside of the liquid crystal layer (ie, the inactive area) using a dispenser equipped with a nozzle. there is.
  • the spacer may include at least one of a ball spacer and a column spacer, and is particularly preferably a ball spacer.
  • the ball spacer may be one or more, and preferably has a diameter of 1 to 10 ⁇ m.
  • the area occupied by the ball spacer in the liquid crystal layer 300 is 0.01 with respect to the area of the liquid crystal layer 300 in terms of user visibility and transmittance improvement in the light transmission mode. to 10% is preferred.
  • the liquid crystal layer 300 may further include an alignment layer 400 as needed (see FIG. 5A ), and for example, the liquid crystal layer 300 including a liquid crystal compound It may be formed on both sides.
  • the alignment layer 400 is not particularly limited as long as it is for adding orientation to the liquid crystal compound.
  • the alignment layer 400 may be manufactured by applying and curing an alignment layer coating composition including an alignment polymer, a photopolymerization initiator, and a solvent.
  • the orientation polymer is not particularly limited, but polyacrylate-based resins, polyamic acid resins, polyimide-based resins, polymers containing a cinnamate group, etc. may be used, and polymers capable of exhibiting orientation previously developed or later developed may be used can
  • variable transmittance optical laminate of the present invention may further include other members within a range not impairing the object of the present invention, for example, further including an adhesive layer 500 (see FIG. 5B). It may be, and may further include a UV absorbing layer, a hard coating layer, and the like.
  • the adhesive layer 500 may be formed using an adhesive or a pressure-sensitive adhesive, and preferably has appropriate adhesive strength, transparency and thermal stability so as not to cause peeling or bubbles when handling the optical laminate. .
  • a conventional or later developed adhesive may be used, and for example, a photocurable adhesive may be used.
  • the photocurable adhesive is crosslinked and cured by receiving active energy rays such as ultraviolet rays (UV) and electron beams (EB) to exhibit strong adhesive strength, and may be composed of reactive oligomers, reactive monomers, photopolymerization initiators, and the like.
  • active energy rays such as ultraviolet rays (UV) and electron beams (EB) to exhibit strong adhesive strength
  • UV ultraviolet rays
  • EB electron beams
  • the reactive oligomer is an important component that determines the properties of an adhesive, and forms a polymer bond through a photopolymerization reaction to form a cured film.
  • Reactive oligomers that can be used include polyester-based resins, polyether-based resins, polyurethane-based resins, epoxy-based resins, polyacrylic-based resins, silicone-based resins, and the like.
  • the reactive monomer serves as a crosslinking agent and a diluent for the aforementioned reactive oligomer, and affects adhesive properties.
  • Reactive monomers that can be used include monofunctional monomers, polyfunctional monomers, epoxy-based monomers, vinyl ethers, and cyclic ethers.
  • the photopolymerization initiator serves to initiate photopolymerization by absorbing light energy to generate radicals or cations, and an appropriate one may be selected and used according to the photopolymerization resin.
  • the pressure-sensitive adhesive may use conventional or later developed pressure-sensitive adhesives, and in one or more embodiments, acrylic pressure-sensitive adhesives, rubber-based pressure-sensitive adhesives, silicone-based pressure-sensitive adhesives, urethane-based pressure-sensitive adhesives, polyvinyl alcohol-based pressure-sensitive adhesives, polyvinylpyrrolidone-based pressure-sensitive adhesives, poly Acrylamide-based adhesives, cellulose-based adhesives, vinylalkyl ether-based adhesives, and the like can be used.
  • the pressure-sensitive adhesive is not particularly limited as long as it has adhesive strength and viscoelasticity, but may be preferably an acrylic pressure-sensitive adhesive in terms of availability, etc., and includes, for example, a (meth)acrylate copolymer, a crosslinking agent, and a solvent. it may be
  • the crosslinking agent may use conventional or later developed crosslinking agents, and may include, for example, polyisocyanate compounds, epoxy resins, melamine resins, urea resins, dialdehydes, methylol polymers, etc., preferably. It may contain a polyisocyanate compound.
  • the solvent may include a common solvent used in the resin composition field, and examples thereof include alcohol-based compounds such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, and propylene glycol methoxy alcohol; ketone compounds such as methyl ethyl ketone, methyl butyl ketone, methyl isobutyl ketone, diethyl ketone, and dipropyl ketone; acetate-based compounds such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, and propylene glycol methoxy acetate; cellosolve compounds such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, and propyl cellosolve; Solvents such as hydrocarbon-based compounds such as hexane, heptane, benzene, toluene, and xylene may be used. These may be used alone or in combination of two or more.
  • alcohol-based compounds such as methanol,
  • the thickness of the adhesive layer 500 may be appropriately determined depending on the type of resin serving as the adhesive, adhesive strength, and the environment in which the adhesive is used.
  • the adhesive layer may be 0.01 to 50 ⁇ m, preferably 0.05 to 20 ⁇ m, more preferably 0.1 to 10 ⁇ m, in order to secure sufficient adhesive strength and minimize the thickness of the optical laminate. It may have a thickness of ⁇ m.
  • the ultraviolet ray absorbing layer is not particularly limited as long as it is for preventing deterioration of the optical laminate due to ultraviolet rays.
  • salicylic acid-based ultraviolet absorbers phenyl salicylate, p-tert-butyl salicylate, etc.
  • benzophenone Paddy-based UV absorbers (2,4-dihydroxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone, etc.
  • benzotriazole-based UV absorbers (2-(2'-hydroxy- 5'-methylphenyl)benzotriazole, 2-(2'-hydroxy-3',5'-di-tert-butylphenyl)benzotriazole, 2-(2'-hydroxy-3'-tert-butyl -5'-methylphenyl)benzotriazole, 2-(2'-hydroxy-3',5'-di-tert-butylphenyl)-5-chlorobenzotriazole, 2-(2'-hydroxy-3
  • triazine-based UV absorbers etc.
  • benzotriazole-based UV absorbers or triazine-based UV absorbers are preferred, which have high transparency and have an excellent effect of preventing deterioration of the polarizing plate or transmittance variable layer, and have a more appropriate spectral absorption spectrum.
  • Triazole-based UV absorbers are highly desirable
  • the benzotriazole-based UV absorber may be bis-formed, for example, 6,6'-methylenebis(2-(2H-benzo[d][1,2,3]triazol-2-yl) -4-(2,4,4-trimethylpentan-2-yl)phenol), 6,6'-methylenebis(2-(2H-benzo[d][1,2,3]triazol-2-yl )-4-(2-hydroxyethyl)phenol) and the like.
  • the hard coating layer is not particularly limited as long as it is for protecting members such as a polarizing plate and a variable transmittance layer from external physical and chemical impacts, and a conventional or later developed hard coating layer may be used.
  • the hard coating layer may be formed by applying a composition for forming a hard coating layer on another member and then curing the composition by light or heat.
  • the composition for forming the hard coating layer is not particularly limited, and may include, for example, a photocurable compound and a photoinitiator.
  • the photocurable compound and the photoinitiator may be those generally used in the art without limitation, and for example, the photocurable compound may be a photopolymerizable monomer, a photopolymerizable oligomer, etc., for example, monofunctional and/or multifunctional. (meth)acrylates are mentioned, and photoinitiators include oxime esters.
  • the present invention in addition to the variable transmittance optical laminate, includes a smart window including the same.
  • the present invention includes a vehicle in which the smart window is applied to at least one or more of a front window, a rear window, a side window, a sunroof window, and an internal partition, and windows and doors for buildings including the smart window.
  • optical laminates according to Examples and Comparative Examples including a liquid crystal layer driven in a vertical alignment (VA) mode between two different polarizing plates having absorption axes parallel to each other were manufactured.
  • VA vertical alignment
  • the absorption axis is substantially parallel to the machine direction (Machine Direction; MD) of the polarizer
  • MD Machine Direction
  • the alignment axis of the liquid crystal layer and the optical axis of the retardation layer are values represented by taking the absorption axis of the polarizer as 0 ° in the plane direction. it means.
  • the optical layered body of Comparative Example 1 without the retardation layer has a transmittance in light blocking mode 0.60%, the color a* is 33.8, the color b* is -38.0, and the optical axis of the retardation layer and the alignment axis of the liquid crystal layer have an angle between 49° and 41°, and the optical laminates of Comparative Examples 2 and 3 are Even though the in-plane retardation value of the retardation layer was 250 nm, which was the same as Examples 1 to 3, the transmittance in the light-shielding mode was 0.81% and 0.62%, respectively, 10.3 and -8.2 for color a*, and -6.7 and 5.9 for color b*, respectively. indicates
  • the optical axis of the retardation layer and the alignment axis of the liquid crystal layer have an angle of 43° to 47°, the light blocking property of the optical laminate in the light blocking mode can be further improved.
  • the optical laminates of Examples 1, 4, and 5 in which the optical axis of the retardation layer and the alignment axis of the liquid crystal layer have an angle of 45 °, and the in-plane retardation value of the retardation layer is 230 nm to 275 nm,
  • the transmittance in the mode is 0.02% to 0.36%
  • the color a* is 2.9 to 3.8
  • the color b* is -2.8 to -9.6.
  • the retardation layer has an in-plane retardation value of 230 nm to 280 nm, the light blocking property of the optical laminate in the light blocking mode can be further improved.
  • variable transmittance optical laminate by appropriately adjusting the retardation of the retardation layer, the light blocking property in the light blocking mode may be improved compared to the conventional optical laminate.

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Abstract

본 발명은, 제1 편광자를 포함하는, 제1 편광판; 상기 제1 편광판의 일면 상에 형성되는, 제1 투명 도전층; 상기 제1 편광판과 대향하며, 제2 편광자를 포함하는, 제2 편광판; 상기 제2 편광판의 일면 상에 형성되며, 상기 제1 투명 도전층과 대향하는, 제2 투명 도전층; 및 상기 제1 투명 도전층 및 제2 투명 도전층 사이에 구비되는, 액정층을 포함하며, 상기 제1 편광판 및 제2 편광판 중 적어도 하나의 편광판은, 위상차층을 포함하며, 상기 위상차층의 면내 위상차 값은, 230 내지 280nm이며, 상기 위상차층의 광축은, 액정층의 배향축과 43° 내지 47°의 사잇각을 갖는, 투과율 가변 광학 적층체 및 이의 제조방법과, 이를 포함하는 스마트 윈도우, 이를 적용한 자동차 및 건물용 창호에 관한 것이다.

Description

광학 적층체 및 이의 제조방법과, 이를 포함하는 스마트 윈도우, 이를 적용한 자동차 및 건물용 창호
본 발명은 투과율 가변 광학 적층체 및 이의 제조방법과, 이를 포함하는 스마트 윈도우, 이를 적용한 자동차 및 건물용 창호에 관한 것이다.
일반적으로 차량 등의 이동 수단의 유리창에 외광 차단 코팅을 하는 경우가 많다. 그러나, 종래의 이동수단의 유리창은 투과율이 고정되어 있으며, 외광 차단 코팅 역시 투과율이 고정되어 있다. 따라서, 이러한 종래의 이동수단의 윈도우는 전체 투과율이 고정되어 있어, 사고를 유발할 수 있다. 예컨대, 전체적인 투과율이 낮게 설정되어 있다면, 주변에 광량이 충분한 주간에는 문제가 없지만, 주변에 광량이 충분하지 않은 야간 등의 경우에는 운전자 등이 이동 수단의 주변을 제대로 확인함에 있어 어려움을 겪을 수 있다는 문제점이 있었다. 또는 전체적인 투과율이 높게 설정되어 있다면, 주변에 광량이 충분한 주간에는 운전자 등의 눈부심을 야기할 수 있다는 문제점이 있었다. 이에, 전압이 인가되면 빛의 투과성을 변화시킬 수 있는 투과율 가변 광학 적층체가 개발되었다.
예를 들어, 일본 공개특허 제2018-010035호는, 전압의 인가에 따라 액정을 구동시켜 투과율을 가변 시킴으로써 구동되는 투과율 가변 광학 적층체를 개시하고 있다.
그러나, 상기 투과율 가변 광학 적층체 또한, 여전히 차광 모드에서의 차광성이 불충분하다는 문제가 있다.
따라서, 차광 모드에서의 차광성이 향상된, 투과율 가변 광학 적층체에 대한 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은, 위상차층의 위상차를 조절함으로써, 차광 모드에서의 차광성이 향상된 투과율 가변 광학 적층체를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 위상차층의 광축과 액정층의 배향축을 소정의 사잇각을 갖도록 조절함으로써, 차광 모드에서의 차광성이 향상된 투과율 가변 광학 적층체를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 액정층의 배향축과 편광자의 흡수축을 소정의 사잇각을 갖도록 조절함으로써, 차광 모드에서의 차광성이 향상된 투과율 가변 광학 적층체를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 도전층 형성을 위한 별도의 기재를 포함하지 않음으로써, 제작 공정이 간소화된 투과율 가변 광학 적층체를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 도전층 형성을 위한 별도의 기재를 포함하지 않음으로써, 두께가 현저히 감소된 투과율 가변 광학 적층체를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 도전층 형성을 위한 별도의 기재를 포함하지 않음으로써, 투광 모드에서의 투과율이 향상된 투과율 가변 광학 적층체를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 투과율 가변 광학 적층체를 포함하는 스마트 윈도우 및 이를 적용한 자동차 또는 건물용 창호를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은, 제1 편광자를 포함하는, 제1 편광판; 상기 제1 편광판의 일면 상에 형성되는, 제1 투명 도전층; 상기 제1 편광판과 대향하며, 제2 편광자를 포함하는, 제2 편광판; 상기 제2 편광판의 일면 상에 형성되며, 상기 제1 투명 도전층과 대향하는, 제2 투명 도전층; 및 상기 제1 투명 도전층 및 제2 투명 도전층 사이에 구비되는, 액정층을 포함하며, 상기 제1 편광판 및 제2 편광판 중 적어도 하나의 편광판은, 위상차층을 포함하며, 상기 위상차층의 면내 위상차 값은, 230 내지 280nm이며, 상기 위상차층의 광축은, 액정층의 배향축과 43° 내지 47°의 사잇각을 갖는, 투과율 가변 광학 적층체에 관한 것이다.
본 발명은, 그 제1 관점에 있어서, 상기 액정층의 배향축은, 제1 편광자 및 제2 편광자 중 적어도 하나의 편광자의 흡수축 또는 투과축과 20° 내지 25°의 사잇각을 갖는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제2 관점에 있어서, 상기 제1 편광자의 흡수축과 제2 편광자의 흡수축이 서로 평행한 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제3 관점에 있어서, 상기 액정층은, VA(Vertical Alignment)모드로 구동되는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제4 관점에 있어서, 상기 위상차층은, 상기 제1 편광자 및 제2 편광자 중 적어도 하나의 편광자의 내측면 상에 형성되는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제5 관점에 있어서, 상기 제1 투명 도전층 및 제2 투명 도전층 중 적어도 하나의 투명 도전층은, 상기 제1 편광판 및 제2 편광판 중 어느 하나의 편광판과 직접 접촉하여 형성되는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제6 관점에 있어서, 상기 제1 투명 도전층 및 제2 투명 도전층 중 적어도 하나의 투명 도전층은, 상기 제1 편광판 및 제2 편광판 중 어느 하나의 편광판과의 사이에 별도의 기재를 포함하지 않고, 직접 접촉하여 형성되는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제7 관점에 있어서, 상기 제1 투명 도전층 및 제2 투명 도전층 중 적어도 하나의 투명 도전층은, 상기 제1 편광판 및 제2 편광판 중 어느 하나의 편광판과의 사이에 접착 용이층을 포함하여, 직접 접촉하여 형성되는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제8 관점에 있어서, 상기 제1 투명도전층 및 제2 투명도전층 중 적어도 하나의 투명 도전층은, 투명 도전성 산화물, 금속, 탄소계 물질, 전도성 고분자, 도전성 잉크 및 나노 와이어로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제9 관점에 있어서, 상기 제1 편광판 및 제2 편광판 중 적어도 하나의 편광판은, 보호층 및 굴절률 조절층으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 기능층을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제10 관점에 있어서, 상기 제1 편광판 및 제2 편광판 중 적어도 하나의 편광판은, 30 내지 200㎛의 두께를 갖는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제11 관점에 있어서, 상기 액정층은, 볼 스페이서(Ball spacer) 및 컬럼 스페이서(Column spacer)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제12 관점에 있어서, 상기 볼 스페이서(Ball spacer)는, 직경이 1 내지 10㎛인 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제13 관점에 있어서, 상기 볼 스페이서(Ball spacer)의 액정층 내에서의 점유 면적은, 액정층 면적의 0.01% 내지 10%인 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제14 관점에 있어서, 상기 투과율 가변 광학 적층체는, 배향막, 점접착층, 자외선 흡수층 및 하드 코팅층으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 투과율 가변 광학 적층체의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 상기 투과율 가변 광학 적층체를 포함하는, 스마트 윈도우에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 상기 스마트 윈도우를 전면창, 후면창, 측면창, 썬루프창, 및 내부 칸막이 중 적어도 하나 이상에 적용한, 자동차에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 상기 스마트 윈도우를 포함하는, 건물용 창호에 관한 것이다.
본 발명에 따른 투과율 가변 광학 적층체에 의하면, 위상차층의 위상차를 적절히 조절함으로써, 종래 광학 적층체 대비 차광 모드에서의 차광성이 향상된 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 투과율 가변 광학 적층체에 의하면, 위상차층의 광축과 액정층의 배향축을 소정의 사잇각을 갖도록 조절함으로써, 종래 광학 적층체 대비 차광 모드에서의 차광성이 향상된 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 투과율 가변 광학 적층체에 의하면, 액정층의 배향축과 편광자의 흡수축을 소정의 사잇각을 갖도록 조절함으로써, 종래 광학 적층체 대비 차광 모드에서의 차광성이 향상된 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 투과율 가변 광학 적층체에 의하면, 종래 광학 적층체 형성을 위하여 기재 상에 도전층을 형성하고 이를 타 부재와 첩합(貼合)하는 등의 공정을 생략할 수 있어, 종래 광학 적층체 대비 제작 공정이 간소화 될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 투과율 가변 광학 적층체에 의하면, 편광판의 일면 상에 직접 도전층이 형성되어, 도전층 형성을 위한 별도의 기재를 포함하지 않음으로써, 종래 광학 적층체 대비 두께가 현저히 감소된 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 투과율 가변 광학 적층체에 의하면, 편광판의 일면 상에 직접 도전층이 형성되어, 도전층 형성을 위한 별도의 기재를 포함하지 않음으로써, 종래 광학 적층체 대비 투광 모드에서의 투과율이 향상된 것일 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 투과율 가변 광학 적층체의 적층 구조를 나타낸 도이다.
도 2는, 본 발명의 일 또는 복수의 실시 예에 따른 편광판의 적층 구조를 나타낸 도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 편광자를 제공하는 롤 형태의 필름 원반의 흡수축과 투과축을 나타낸 도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정층의 배향축과 위상차층의 광축 또는 편광자의 흡수축과의 관계를 나타낸 도이다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 투과율 가변 광학 적층체의 적층 구조를 나타낸 도이다.
본 발명은, 위상차층을 포함하는 투과율 가변 광학 적층체에 관한 것으로, 상세하게는, 위상차층의 위상차 및 광축을 조절함으로써 차광 모드에서의 차광성을 향상시킬 수 있는, 투과율 가변 광학 적층체에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 제1 편광자를 포함하는, 제1 편광판; 상기 제1 편광판의 일면 상에 형성되는, 제1 투명 도전층; 상기 제1 편광판과 대향하며, 제2 편광자를 포함하는, 제2 편광판; 상기 제2 편광판의 일면 상에 형성되며, 상기 제1 투명 도전층과 대향하는, 제2 투명 도전층; 및 상기 제1 투명 도전층 및 제2 투명 도전층 사이에 구비되는, 액정층을 포함하며, 상기 제1 편광판 및 제2 편광판 중 적어도 하나의 편광판은, 위상차층을 포함하며, 상기 위상차층의 면내 위상차 값은, 230 내지 280nm이며, 상기 위상차층의 광축은, 액정층의 배향축과 43° 내지 47°의 사잇각을 갖는, 투과율 가변 광학 적층체에 관한 것이다.
본 발명의 투과율 가변 광학 적층체는, 전압의 인가에 따라 빛의 투과성을 변화시킬 수 있는 기술 분야에 특히 적합하며, 예를 들어, 스마트 윈도우(smart window) 등에 사용될 수 있다.
본 발명에서, 스마트 윈도우(smart window)란, 전기적 신호의 인가에 따라 빛의 투과성을 변화시켜 통과되는 빛 또는 열의 양을 제어하는 광학 구조물을 의미하며, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 스마트 윈도우(smart window)는, 전압에 의해서 투명, 불투명 또는 반투명 상태로 변화될 수 있게 구비되며 투과도 가변유리, 조광유리 또는　스마트　글래스(smart glass) 등을 포함하는 개념이다.
스마트　윈도우(smart window)는, 차량 및 건축물의 내부 공간의 구획용 또는 사생활 보호용 칸막이로 활용되거나 건축물의 개구부에 배치된 채광창으로 활용될 수 있고, 고속도로 표지판, 게시판, 점수판, 시계 또는 광고스크린으로도 활용될 수 있으며, 자동차, 버스, 항공기, 선박 또는 기차의 창(windows) 또는 선루프와 같은 운송 수단의 유리를 대체하여 활용 가능하다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 투과율 가변 광학 적층체 또한, 상술한 여러 기술 분야의 스마트 윈도우(smart window)로 활용이 가능하며, 도전층이 편광판에 직접 형성될 수 있어 도전층 형성을 위한 별도의 기재를 포함하지 않아 두께가 얇고 굴곡 특성에 유리하다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 투과율 가변 광학 적층체는 차량용 또는 건물용 스마트 윈도우(smart window)에 특히 적합하게 사용될 수 있다. 일 또는 복수의 실시 형태에 있어서, 본 발명의 투과율 가변 광학 적층체가 적용된 스마트 윈도우(smart window)는, 자동차의 전면창, 후면창, 측면창 및 썬루프창, 또는 건물용 창호 등에 사용될 수 있으며, 외광 차단 용도 이외에도, 내부 칸막이 등과 같이 자동차 또는 건물 등의 내부 공간 구획용 또는 사생활 보호용으로도 사용될 수 있다.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 실시 형태를 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 실시 형태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않은 한 복수형도 포함한다. 예를 들어, 본 명세서에서 사용되는 “편광판”은, 제1 편광판 및 제2 편광판 중 적어도 하나의 편광판을 의미하는 것일 수 있으며, “편광자”는, 제1 편광자 및 제2 편광자 중 적어도 하나의 편광자를 의미하는 것일 수 있으며, “투명 도전층”은, 제1 투명 도전층 및 제2 투명 도전층 중 적어도 하나의 투명 도전층을 의미하는 것일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 「아래」, 「저면」, 「하부」, 「위」, 「상면」, 「상부」 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 「아래」 또는 「하부」로 기술된 소자는 다른 소자의 「위」에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 「아래」는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서 내에서 사용된, 「평면 방향」은, 편광판 및/또는 투명 도전층에 대하여 직교하는 방향, 즉 사용자의 시인 측에서 바라보는 방향으로 해석될 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 투과율 가변 광학 적층체의 적층 구조를 나타낸 도이며, 도 2는, 본 발명의 일 또는 복수의 실시 예에 따른 편광판의 적층 구조를 나타낸 도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 투과율 가변 광학 적층체는, 제1 편광판(100-1), 제2 편광판(100-2), 제1 투명 도전층(200-1), 제2 투명 도전층(200-2) 및 액정층(300)을 포함하는 것일 수 있다.
도 1 및 2를 참조하면, 상기 편광판(100)은, 위상차층(110) 및 편광자(120)를 포함하며, 상기 편광자(120)의 일면 또는 양면 상에 보호층(130) 및 굴절률 조절층(140) 등과 같은 기능층을 더 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 편광판(100)은, 위상차층(110), 편광자(120) 및 보호층(130)이 순차로 적층된 것(도 2a 참조)일 수 있고, 위상차층(110), 보호층(130), 편광자(120) 및 보호층(130)이 순차로 적층된 것(도 2b 참조)일 수 있고, 굴절률 조절층(140), 위상차층(110), 편광자(120) 및 보호층(130)이 순차로 적층된 것(도 2c 참조)일 수 있다.
상기 위상차층(110)은, 광학 적층체의 광학 특성을 보완하기 위한 것으로, 위상차 필름 등의 형태로 구현될 수 있으며, 종래 또는 이후 개발되는 위상차 필름 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 광의 위상을 지연시키기 위한 사분 파장판(1/4 파장판) 또는 반파장판(1/2 파장판) 등을 사용할 수 있고, 이들을 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
상기 위상차층(110)은, 도 1, 도 2a 및 도 2c에 도시된 것과 같이 편광자(120)의 일면 상에 직접 접촉하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 2b에 도시된 것과 같이, 상기 위상차층(110)이 보호층(130)의 일면 상에 형성되어, 위상차층(110), 보호층(130), 편광자(120) 및 보호층(130)이 순차로 적층되는 것일 수 있다.
상기 위상차층(110)은, 편광자(120)를 기준으로 액정층(300) 방향의 일면 상, 즉, 편광자(120)의 내측면 상에 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 편광자(120)를 통과한 빛의 광학 특성을 변경시킴으로써 광학 적층체의 차광모드에서의 차광성 향상에 이점이 있다.
상기 위상차층(110)은, 연신에 의해 광학 이방성을 부여할 수 있는 고분자 필름을 적절한 방식으로 연신한 고분자 연신 필름 또는 액정 중합 필름을 사용할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 고분자 연신 필름은, 폴리에틸렌(polyethylene; PE) 또는 폴리프로필렌(polypropylene; PP) 등의 폴리올레핀, 폴리노르보넨(polynorbornene) 등의 고리형 올레핀 폴리머(COP: cyclo olefin polymer), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride; PVC), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile; PAN), 폴리설폰(polysulfone; PSU), 아크릴 수지(acryl resin), 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET) 등의 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리비닐알코올(polyvinyl acholol; PVA) 또는 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose; TAC) 등의 셀룰로오스 에스테르계 폴리머나, 상기 폴리머를 형성하는 단량체 중에서 2종 이상의 단량체의 공중합체 등을 포함하는 고분자층을 사용할 수 있다.
상기 고분자 연신 필름을 얻는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 상기 고분자 재료를 필름 형태로 성형한 후, 연신함으로써 얻을 수 있다. 상기 필름 형태로의 성형 방법은 특히 제한되는 것은 아니며, 사출 성형, 시트 성형, 블로우 성형, 사출 블로 성형, 인플레이션 성형, 압출 성형, 발포 성형, 캐스트 성형 등 공지 방법으로 필름으로 성형하는 것이 가능하며 압공 성형, 진공 성형 등의 2차 가공 성형법도 이용할 수 있다. 그 중에서도 압출 성형, 캐스트 성형이 바람직하게 이용된다. 이 때 예를 들면, T다이, 원형 다이 등이 장착된 압출기 등을 이용하여 미연신 필름을 압출 성형할 수 있다. 압출 성형에 의해 성형품을 얻을 경우에는 사전에 각종 수지 성분, 첨가제 등을 용융 혼련한 재료를 이용할 수도 있으면, 압출 성형 시에 용융 혼련을 거쳐 성형할 수도 있다. 또한 각종 수지 성분에 공통된 용매, 예를 들면 클로로포름, 2 염화메틸렌 등의 용매를 이용하여 각종 수지 성분을 용해 후, 캐스트 건조 고체화함으로써 미연신 필름을 캐스트 성형할 수도 있다.
상기 고분자 연신 필름은 상기 성형된 필름을 기계적 흐름 방향(MD; Mechanical Direction, 종 방향 또는 길이 방향)으로 1축 연신, 기계적 흐름 방향으로 직행하는 방향(TD; Transverse Direction, 횡 방향 또는 폭 방향)으로 1축 연신할 수 있고 또한 롤 연신과 텐터연신의 순차 이축 연신법, 텐터연신에 의한 동시 이축 연신법, 튜블러 연신에 의한 이축 연신법 등에 의해 연신함으로써 이축 연신 필름을 제조할 수도 있다.
상기 액정 중합 필름은 반응성 액정 화합물을 중합된 상태로 포함할 수 있다. 상기 반응성 액정 화합물은 예를 들면, 메소겐(mesogen) 골격 등을 포함하고, 또한 중합성 관능기를 하나 이상 포함하는 화합물을 의미할 수 있다. 이러한 반응성 액정 화합물들은 소위 RM(Reactive Mesogen)이라는 명칭으로 다양하게 공지되어 있다. 상기 반응성 액정 화합물은, 광 또는 열에 의해 중합되어 액정 배열이 유지되면서 고분자 네트워크가 형성된 경화막을 구성할 수 있다.
상기 반응성 액정 화합물은 단관능성 또는 다관능성 반응성 액정 화합물일 수 있다. 상기 단관능성 반응성 액정 화합물은, 중합성 관능기를 1개 가지는 화합물이고, 다관능성 반응성 액정 화합물은, 중합성 관능기를 2개 이상 포함하는 화합물을 의미할 수 있다.
상기 위상차층(110)의 면내 위상차 값은, 230 내지 280nm일 수 있다. 상기 위상차층(110)의 면내 위상차가 상기 범위를 만족하는 경우, 광학 적층체의 차광 모드에서의 차광성이 향상될 수 있다.
상기 면내 위상차 값은, 다음의 수학식 1에 따라 계산될 수 있다.
[수학식 1]
Rin = |nx - ny| × d
상기 수학식 1에서, Rin은 면내 위상차이고, nx 및 ny는 각각 위상차층의 x축 방향의 굴절률과 y축 방향의 굴절률이며, d는 위상차층의 두께이다. 이러한 정의는, 특별히 달리 규정되지 않는 한 본 명세서에서 동일하게 적용될 수 있다.
상기에서 x축 방향은,　위상차층의 면상 지상축 방향을 의미하고, y축 방향은 상기 x축에 수직한 면상 방향(진상축 방향)을 의미하며, z축 방향은, 상기 x축과 y축에 의해 형성되는 평면의 법선의 방향, 예를 들면　위상차층의 두께 방향을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 지상축은　위상차층의 면 방향을 기준으로 굴절률이 가장 높게 나타나는 방향과 평행한 축을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 굴절률을 언급하면서 특별히 달리 규정하지 않는 한, 굴절률은 약 550nm 파장의 광에 대한 굴절률이다.
상기 위상차층의 면내 위상차 값을 조절하는 방식은, 당 업계에서 통상적으로 사용되는 방식이 적용될 수 있고, 예를 들어, 위상차층이 고분자 연신 필름인 경우 고분자 필름의 재료, 두께, 연신 비율을 조절함으로써　면내　위상차　값을 조절할 수 있다. 다른 하나의 예시에서,　위상차층이 액정 중합 필름인 경우, 액정층의 두께, 액정의 복굴절 값 등을 조절함으로써　면내　위상차　값을 조절할 수 있다.
일 또는 복수의 실시 예에 있어서, 상기 위상차층(110)의 두께는, 고분자 연신 필름인 경우에는 10㎛ 내지 100㎛일 수 있고, 액정 중합 필름인 경우에는 0.1㎛ 내지 5㎛일 수 있다.
상기 편광자(120)는, 종래 또는 이후 개발되는 편광자를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 연신형 편광자 또는 코팅형 편광자 등을 사용할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 연신형 편광자는, 연신된 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol; PVA)계 수지를 포함할 수 있다. 상기 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol; PVA)계 수지는 폴리아세트산 비닐계 수지를 비누화하여 얻은 폴리비닐알코올계 수지일 수 있다. 폴리아세트산 비닐계 수지로는 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 비닐 이외에, 아세트산 비닐과 이와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 상기 다른 단량체로는 불포화 카르복시산계, 불포화 술폰산계, 올레핀계, 비닐에테르계, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드계 단량체 등일 수 있다. 또한 폴리비닐알코올(PVA)계 수지는 변성된 것을 포함하며, 예를 들어, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈일 수도 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 코팅형 편광자는, 액정 코팅용 조성물에 의해 형성될 수 있고, 이 때, 상기 액정 코팅용 조성물은 반응성 액정 화합물 및 이색성 염료 등을 포함할 수 있다.
상기 반응성 액정 화합물은, 편광 특성을 나타낼 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 종래 또는 이후 개발되는 반응성 액정 화합물을 사용할 수 있고, 예를 들어, 상술한 위상차층의 반응성 액정 화합물에 관한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
상기 이색성 염료는 액정 코팅용 조성물에 포함되어 편광 특성을 부여하는 성분으로서, 분자의 장축 방향에서의 흡광도와 단축 방향에서의 흡광도가 다른 성질을 갖는다. 상기 이색성 염료는, 종래 또는 이후 개발되는 이색성 염료를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 아조　염료(azo dyes), 안트라퀴논　염료(anthraquinone dyes), 페릴렌　염료(perylene dyes), 메로시아닌　염료(merocyanine dyes), 아조메틴　염료(azomethine dyes), 프탈로페릴렌　염료(phthaloperylene dyes), 인디고　염료(indigo dyes), 디옥사딘　염료(dioxadine dyes), 폴리티오펜　염료(polythiophene dyes) 및 페녹사진　염료(phenoxazine dyes)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 액정 코팅용 조성물은 상기 반응성 액정 화합물 및 상기 이색성 염료를 용해시킬 수 있는 용제를 더 포함할 수 있으며, 예를 들면 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA), 메틸에틸케톤(MEK), 자일렌(xylene) 및 클로로포름(chloroform) 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 액정 코팅용 조성물은 코팅막의 편광 특성을 저해하지 않는 범위 내에서 레벨링제, 중합 개시제 등을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 편광자의 흡수축과 제2 편광자의 흡수축은 서로 평행하게 배치될 수 있다. 이 경우, 편광자의 흡수축과 기계 방향(Machine Direction; MD)이 평행하여, 투과율 가변 광학 적층체의 대면적화에 유리할 수 있다.
구체적으로, 도 3은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 편광자를 제공하는 롤 형태의 필름 원반의 흡수축과 투과축을 나타낸 도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 편광자는, 편광자의 기계 방향(Machine Direction; MD)이 편광자의 흡수축과 평행하고, 폭 방향(Transverse Direction; TD)이 편광자의 투과축과 평행하게 구비된 롤 형태의 필름형 원반을 이용한 롤투롤(Roll-to-Roll) 공정에 의해 제작될 수 있다.
이때, 서로 다른 두 편광판의 흡수축이 평행할 경우, 사용자의 필요에 따라 소정의 기계 방향(Machine Direction; MD) 길이를 갖는 두 편광자의 제작이 용이하여, 광학 적층체의 대면적화에 유리할 수 있다.
상기 보호층(130)은, 후공정 및 외부 환경으로부터 편광자(120)의 편광 특성을 보존하기 위한 것으로, 보호 필름 등의 형태로 구현될 수 있다.
상기 보호층(130)은, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 것과 같이 편광자(120)의 일면 또는 양면 상에 직접 접촉하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 보호층은, 하나 이상의 보호층이 연속적으로 적층된 복층 구조로 사용될 수도 있으며, 다른 기능층과 직접 접촉하여 형성되는 것일 수 있다.
일 또는 복수의 실시 예에 있어서, 상기 보호층(130)은, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET), 폴리에틸렌 이소프탈레이트(polyethylene isophthalate; PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate; PEN), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate; PBT), 디아세틸 셀룰로오스(diacetyl cellulose), 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose; TAC), 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 폴리에틸렌(polyethylene; PE), 폴리프로필렌(polypropylene; PP), 폴리메틸 아크릴레이트(polymethyl acrylate; PMA), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate; PMMA), 폴리에틸 아크릴레이트(polyethyl acrylate; PEA), 폴리에틸 메타크릴레이트(polyethyl methacrylate; PEMA) 및 환형 올레핀계 폴리머(cyclic olefin polymer; COP)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 굴절률 조절층(140)은, 상기 투명 도전층(200)에 의한 광학 적층체의 굴절률 차이를 보상하기 위하여 구비되는 것으로, 굴절률 차이를 감소시킴으로써 시인 특성 등을 개선시키기 위한 역할을 수행하는 것일 수 있다. 또한, 상기 굴절률 조절층(140)은, 상기 투명 도전층(200)에 기인하는 색상을 보정하기 위하여 구비되는 것일 수 있다. 한편, 상기 투명 도전층이 패턴을 갖는 경우에는, 상기 굴절률 조절층(140)을 통해 상기 패턴이 형성되어 있는 패턴 영역과 패턴이 형성되지 않은 비패턴 영역 간의 투과율 차이를 보상할 수 있다.
구체적으로, 상기 투명 도전층(200)은, 이와 굴절률이 상이한 다른 부재(예컨대, 편광자(120) 등)와 인접하여 적층되며, 인접한 타층과의 굴절률 차이로 인해 광 투과율의 차이가 유발될 수 있고, 특히 투명 도전층에 패턴이 형성된 경우, 패턴 영역과 비패턴 영역을 구분할 수 있게 시인되는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 굴절률 조절층(140)을 포함함으로써, 굴절률을 보상하도록 하여 광학 적층체의 광 투과율의 차이를 감소시킬 수 있도록 하며, 특히 투명 도전층에 패턴이 형성된 경우에는, 패턴 영역 및 비패턴 영역이 구분되어 시인되지 않도록 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 굴절률 조절층(140)의 굴절률은, 인접한 타 부재의 재료에 따라 적절히 선택될 수 있으나, 1.4 내지 2.6인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는, 1.4 내지 2.4일 수 있다. 이 경우, 상기 편광자(120) 등의 타 부재와 투명 도전층(200) 사이의 급격한 굴절률 차이로 인한 광손실을 방지할 수 있다.
상기 굴절률 조절층(140)은, 편광자(120) 등의 타 부재와 투명 도전층(200) 사이의 급격한 굴절률 차이를 방지할 수 있는 것이면, 특별히 제한되지 않으며, 종래 또는 이후 개발되는 굴절률 조절층의 형성에 사용되는 화합물을 사용할 수 있고, 예를 들어, 중합성 이소시아누레이트 화합물을 포함하는 굴절률 조절층 형성 조성물로부터 형성되는 것일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 편광판(100)은, 상술한 기능층 이외에도 편광자의 특성을 보조 내지 강화하기 위한 다른 기능층을 더 포함할 수 있으며, 예를 들어, 기계적 내구성을 더욱 향상시키기 위하여, 오버코트층 등을 더 포함하는 것일 수 있다.
일 또는 복수의 실시 예에 있어서, 상기 편광판(100)은, 30 내지 200 ㎛의 두께를 갖는 것일 수 있고, 바람직하게는 30 내지 170 ㎛일 수 있으며, 더욱 바람직하게는, 50 내지 150 ㎛인 것일 수 있다. 이 경우, 상기 편광판(100)은 광학 특성을 유지하면서도, 얇은 두께의 광학 적층체의 제조가 가능하다.
상기 투명 도전층(200)은, 액정층(300)의 구동을 위하여 구비되는 것으로, 상기 편광판(100)과 직접 접촉하여 형성되는 것일 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 것과 같이, 제1 투명 도전층(200-1) 및 제2 투명 도전층(200-2)은 각각 제1 편광판(100-1) 및 제2 편광판(100-2)에 직접 접촉하여 형성되는 것일 수 있다.
종래 스마트 윈도우(smart window) 등의 제조에 사용되는 광학 적층체는, 액정 구동을 위한 도전층을 기재의 일면 상에 형성하고, 상기 기재의 타면을 편광판과 첩합(貼合)함으로써 제조되었다. 그러나, 본 발명에 따른 투과율 가변 광학 적층체는, 도전층 형성을 위한 별도의 기재를 포함하지 않고, 편광판의 일면 상에 도전층을 직접 형성함으로써, 적층체의 두께를 감소시키면서 투광 모드에서의 투과율 및 굴곡 특성을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 투명 도전층(200)은, 상기 편광판(100)의 일면 상에 직접 증착되어 형성되는 것일 수 있다. 이때, 상기 투명 도전층(200)은, 편광판(100)과의 접착력 향상을 위하여, 편광판(100)의 일면 상에 코로나 처리 또는 플라즈마 처리 등의 전처리를 실시한 후, 상기 편광판(100)의 전처리를 실시한 면과 직접 접촉하여 형성되는 것일 수 있다. 상기 전처리는, 코로나 처리 또는 플라즈마 처리에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 해하지 않는 범위 내에서, 종래 또는 이후 개발되는 전처리 공정을 사용할 수 있다.
다른 실시 예에 있어서, 상기 투명 도전층(200)은, 편광판(100)과의 접착력 향상을 위하여, 편광판(100)의 일면 상에 구비된 접착 용이층(도시하지 않음)을 사이에 두고, 편광판(100)과 직접 접촉하여 형성되는 것일 수 있다.
상기 투명 도전층(200)은 가시광에 대한 투과율이 50% 이상인 것이 바람직하며, 예를 들어, 투명 도전성 산화물, 금속, 탄소계 물질, 전도성 고분자, 도전성 잉크 및 나노 와이어로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 종래 또는 이후 개발되는 투명 도전층의 재료가 사용될 수 있다.
일 또는 복수의 실시 예에 있어서, 상기 투명 도전성 산화물은, 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 알루미늄아연산화물(AZO), 갈륨아연산화물(GZO), 플로린주석산화물(FTO) 및 아연산화물(ZnO) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 금속은, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn) 및 이들 중 적어도 하나를 함유하는 합금 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 은-팔라듐-구리(APC) 합금 또는 구리-칼슘(CuCa) 합금을 포함할 수 있다. 상기 탄소계 물질은, 탄소나노튜브(CNT) 및 그래핀(graphene) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있으며, 상기 전도성 고분자는 폴리피롤(polypyrrole), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 피닷(PEDOT) 및 폴리아닐린(polyaniline) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 도전성 잉크는 금속파우더와 경화성 고분자 바인더가 혼합된 잉크일 수 있고, 나노 와이어는 예를 들면 실버 나노 와이어(AgNW)일 수 있다.
또한, 상기 투명 도전층(200)은 상기 물질들을 조합하여, 2층 이상의 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 입사광의 반사율을 낮추고, 투과율을 높이도록 금속층 및 투명 도전성 산화물층을 포함하는 2층 구조로 형성될 수 있다.
상기 투명 도전층(200)은, 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 방법에 의해 형성될 수 있으며, 예를 들어, 스핀 코트법, 롤러 코트법, 바 코트법, 딥 코트법, 그라비아 코트법, 커튼 코트법, 다이 코트법, 스프레이 코트법, 닥터 코트법, 니더 코트법 등의 코트 공정; 스크린 인쇄법, 스프레이 인쇄법, 잉크젯 인쇄법, 철판 인쇄법, 요판 인쇄법, 평판 인쇄법 등의 인쇄 공정; 및 CVD(chemical vapor deposition), PVD(physical vapor deposition), PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition) 등의 증착 공정 등의 방식 중 적절한 공정을 선택하여 형성될 수 있다.
상기 액정층(300)은, 전계에 따라 일 또는 복수의 방향에서 입사되는 광의 투과도를 조절함으로써, 상기 광학 적층체의 구동 모드를 변경시킬 수 있다.
상기 액정층(300)은 액정 화합물을 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 광제어 영역에서 제1 편광판(100-1) 및 제2 편광판(100-2) 사이에 구비되는 실런트층(도시되지 않음) 및 스페이서(도시되지 않음)에 의해 제공되는 공간 내에 위치할 수 있다.
상기 액정 화합물은, 전계에 따라 구동되는 것으로 광의 투과율을 제어할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 종래 또는 이후 개발되는 액정 화합물을 사용할 수 있고, 예를 들어, 상술한 위상차층의 반응성 액정 화합물에 관한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 액정층(300)은, VA(Vertical Alignment) 모드로 구동되는 것일 수 있다. 이 경우, 상술한 위상차층(110) 및 편광자(120)와의 광학적 설계를 통해 광학 적층체의 차광 모드에서의 차광성이 향상될 수 있다.
구체적으로, 도 4는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정층의 배향축과 위상차층의 광축(도 4a 참조) 또는 편광자의 흡수축(도 4b 참조)과의 관계를 나타낸 도이다.
도 4a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정층(300)의 액정 화합물(LC)은, 음의 유전율 이방성(△ε < 0)을 가지고, VA(Vertical Alignment) 모드로 구동되도록 배열될 수 있다.
외부 전기장이 인가되지 않은 초기 상태의 상기 액정 화합물(LC)은, 액정 화합물(LC)의 장축이 위상차층(110)의 법선 방향, 예를 들면 위상차층(110)의 두께 방향과 실질적으로 평행하도록 배열(Homeotropic Alignment)될 수 있다.
따라서, 하부 편광판(도시하지 않음)을 통과한 빛은 편광성을 갖게 되고, 편광성을 유지한 채 액정층(300)을 통과하여, 상부 편광판(도시하지 않음)에 도달하게 된다. 이 때, 상부 편광판 및 하부 편광판의 흡수축이 서로 평행하게 배치될 경우, 상부 편광판에 도달한 편광은 상부 편광판을 그대로 통과하게 되어, 투광 모드로 구동될 수 있다.
한편, 액정층(300)을 사이에 두고 서로 대향하도록 배치된 서로 다른 투명 도전층(도시하지 않음)에 의해 수직 방향의 전기장이 인가될 경우, 상기 액정 화합물(LC)은, 액정 화합물(LC)의 장축이 액정층의 배향축(LCax)과 실질적으로 평행하도록 배열될 수 있다.
따라서, 하부 편광판을 통과한 빛은 편광성을 갖게 되고, 액정층(300)을 통과하면서 편광성이 변경 되어 상부 편광판에 도달하게 된다. 이 때, 상부 편광판 및 하부 편광판의 흡수축이 서로 평행하게 배치될 경우, 상부 편광판에 도달한 편광은 상부 편광판에 의해 전일부가 차단되어, 차광 모드로 구동될 수 있다.
이와 같이 구동되는 광학 적층체에 대하여, 액정층의 배향축(LCax)은, 위상차층의 광축(RTax)과 소정의 사잇각을 갖도록 형성될 수 있고, 바람직하게는, 43° 내지 47°의 사잇각을 갖도록 형성될 수 있다. 액정층의 배향축(LCax)과 위상차층의 광축(RTax)이 상기 범위의 사잇각을 갖는 경우, 광학 적층체의 차광 모드에서의 차광성이 더욱 향상되는 것일 수 있다.
도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정층(300)의 액정 화합물(LC)은, 음의 유전율 이방성(△ε < 0)을 가지고, VA(Vertical Alignment) 모드로 구동되도록 배열될 수 있다.
외부 전기장이 인가되지 않은 초기 상태의 상기 액정 화합물(LC)은, 액정 화합물(LC)의 장축이 편광자(120)의 법선 방향, 예를 들면 편광자(120)의 두께 방향과 실질적으로 평행하도록 배열(Homeotropic Alignment)될 수 있다.
따라서, 하부 편광판에 구비된 편광자(120)를 통과한 빛은 편광성을 갖게 되고, 편광성을 유지한 채 액정층(300)을 통과하여, 상부 편광판(도시하지 않음)에 도달하게 된다. 이 때, 상부 편광판 및 하부 편광판의 흡수축이 서로 평행하게 배치될 경우, 상부 편광판에 도달한 편광은 상부 편광판을 그대로 통과하게 되어, 투광 모드로 구동될 수 있다.
한편, 액정층(300)을 사이에 두고 서로 대향하도록 배치된 서로 다른 투명 도전층(도시하지 않음)에 의해 수직 방향의 전기장이 인가될 경우, 상기 액정 화합물(LC)은, 액정 화합물(LC)의 장축이 액정층의 배향축(LCax)과 실질적으로 평행하도록 배열될 수 있다.
따라서, 하부 편광판에 구비된 편광자(120)를 통과한 빛은 편광성을 갖게 되고, 액정층(300)을 통과하면서 편광성이 변경 되어 상부 편광판에 도달하게 된다. 이 때, 상부 편광판 및 하부 편광판의 흡수축이 서로 평행하게 배치될 경우, 상부 편광판에 도달한 편광은 상부 편광판에 의해 전일부가 차단되어, 차광 모드로 구동될 수 있다.
이와 같이 구동되는 광학 적층체에 대하여, 액정층의 배향축(LCax)은, 편광자의 흡수축(PLax)과 소정의 사잇각을 갖도록 형성될 수 있고, 바람직하게는, 20° 내지 25°의 사잇각을 갖도록 형성될 수 있다. 액정층의 배향축(LCax)과 편광자의 흡수축(PLax)이 상기 범위의 사잇각을 갖는 경우, 광학 적층체의 차광 모드에서의 차광성이 더욱 향상되는 것일 수 있다.
한편, 상술한 도 4b의 예시적인 실시 형태는, 액정층의 배향축과 편광자의 흡수축과의 관계를 예시적으로 나타낸 것이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 액정층의 배향축과 편광자의 투과축과의 관계에서도 상술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
상기 실런트는, 베이스 수지로서 경화성 수지를 포함할 수 있다. 상기 베이스 수지로는 당 업계에서 실런트에 사용될 수 있는 것으로 공지된 자외선 경화성 수지 또는 열 경화성 수지를 사용할 수 있다. 상기 자외선 경화성 수지는 자외선 경화성 단량체의 중합체일 수 있다. 상기 열 경화성 수지는 열 경화성 단량체의 중합체일 수 있다.
상기 실런트의 베이스 수지로는, 예를 들어, 아크릴레이트계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 페놀계 수지 또는 상기 수지의 혼합물을 사용할 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 상기 베이스 수지는 아크릴레이트계 수지일 수 있고, 상기 아크릴레이트계 수지는 아크릴 단량체의 중합체일 수 있다. 상기 아크릴 단량체는 예를 들어 다관능성 아크릴레이트일 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 상기 실런트는 베이스 수지에, 단량체 성분을 더 포함할 수 있다. 상기 단량체 성분은 예를 들어 단관능성 아크릴레이트일 수 있다. 본 명세서에서 단관능성 아크릴레이트는 아크릴기를 1개 갖는 화합물을 의미할 수 있고, 다관능성 아크릴레이트는 아크릴기를 2개 이상 갖는 화합물을 의미할 수 있다. 상기 경화성 수지는 자외선의 조사 및/또는 가열에 의해 경화될 수 있다. 상기 자외선 조사 조건 또는 가열 조건은 본 출원의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 적절히 수행될 수 있다. 상기 실런트는 필요한 경우 개시제, 예를 들어 광 개시제 또는 열 개시제를 더 포함할 수 있다.
상기 실런트는, 당해 분야에서 통상적으로 사용되는 방법에 의해 형성될 수 있고, 예를 들어, 노즐을 구비하는 디스펜서를 이용하여 실런트를 상기 액정층의 외곽(즉, 비활성 영역)에 드로잉하여 형성될 수 있다.
상기 스페이서는, 볼 스페이서(Ball spacer) 및 컬럼 스페이서(Column spacer) 중 적어도 하나 이상의 스페이서를 포함할 수 있고, 특히 볼 스페이서(Ball spacer)인 것이 바람직하다. 상기 볼 스페이서(Ball spacer)는 하나 이상일 수 있고, 직경이 1 내지 10㎛인 것이 바람직하다. 또한, 평면 방향에서 보았을 때, 상기 볼 스페이서(Ball spacer)가 액정층(300)에서 차지하는 면적은, 사용자의 시인성 및 투광 모드에서의 투과율 향상의 측면에서, 액정층(300)의 면적에 대하여 0.01 내지 10%인 것이 바람직하다.
일 실시 예에 있어서, 상기 액정층(300)은, 필요에 따라 배향막(400)을 더 포함하는 것(도 5a 참조)일 수 있고, 예를 들어, 액정 화합물을 포함하는 액정층(300)의 양면 상에 형성되는 것일 수 있다.
상기 배향막(400)은, 액정 화합물에 배향성을 부가하기 위한 것이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 배향막(400)은, 배향성 고분자, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 배향막 코팅 조성물을 도포 및 경화하는 것에 의해 제작될 수 있다. 상기 배향성 고분자는, 특별히 한정되지 않으나, 폴리아크릴레이트계 수지, 폴리아믹산 수지, 폴리이미드계 수지, 신나메이트기를 포함하는 고분자 등을 사용할 수 있으며, 종래 또는 이후 개발되는 배향성을 나타낼 수 있는 고분자를 사용할 수 있다.
본 발명의 투과율 가변 광학 적층체는, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 다른 부재를 더 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 점접착층(500)을 더 포함하는 것(도 5b 참조)일 수 있고, 자외선 흡수층, 하드 코팅층 등을 더 포함하는 것일 수도 있다.
상기 점접착층(500)은, 접착제 또는 점착제를 사용하여 형성될 수 있으며, 광학 적층체의 취급 시 박리, 기포 등이 발생하지 않도록 적절한 점접착력을 가짐과 동시에, 투명성 및 열안정성을 갖는 것이 바람직하다.
상기 접착제는, 종래 또는 이후 개발되는 접착제를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 광경화성 접착제를 사용할 수 있다.
상기 광경화성 접착제는 자외선(Ultraviolet, UV), 전자선(Electron Beam, EB) 등 활성 에너지선을 받아 가교 및 경화되어 강한 접착력을 나타내는 것으로, 반응성 올리고머, 반응성 모노머, 광중합 개시제 등으로 구성될 수 있다.
상기 반응성 올리고머는 접착제의 특성을 결정하는 중요한 성분으로, 광중합 반응에 의해 고분자 결합을 형성하여 경화 피막을 형성한다. 사용가능한 반응성 올리고머는 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 폴리아크릴계 수지, 실리콘계 수지 등을 들 수 있다.
상기 반응성 모노머는 전술한 반응성 올리고머의 가교제, 희석제로서의 역할을 하며, 접착 특성에 영향을 미친다. 사용가능한 반응성 모노머는 단관능성 모노머, 다관능성 모노머, 에폭시계 모노머, 비닐에테르류, 환상 에테르류 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제는 빛 에너지를 흡수하여 라디칼 혹은 양이온을 생성시켜 광중합을 개시하는 역할을 하는 것으로, 광중합 수지에 따라 적합한 것을 선택하여 사용할 수 있다.
상기 점착제는, 종래 또는 이후 개발되는 점착제를 사용할 수 있으며, 일 또는 복수의 실시 형태에 있어서, 아크릴계 점착제, 고무계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 폴리비닐알코올계 점착제, 폴리비닐피롤리돈계 점착제, 폴리아크릴아미드계 점착제, 셀룰로오스계 점착제, 비닐알킬에테르계 점착제 등을 사용할 수 있다. 상기 점착제는, 점착력과 점탄성을 갖는 것이면 특별히 제한되지는 않으나, 입수 용이성 등의 측면에서 바람직하게는, 아크릴계 점착제일 수 있고, 예를 들어, (메타)아크릴레이트 공중합체, 가교제 및 용제 등을 포함하는 것일 수 있다.
상기 가교제는, 종래 또는 이후 개발되는 가교제를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 폴리이소시아네이트화합물, 에폭시수지, 멜라민수지, 요소수지, 디알데히드류, 메틸올폴리머 등을 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 폴리이소시아네이트 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
상기 용제는, 수지 조성물 분야에서 사용되는 통상의 용매를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 프로필렌글리콜 메톡시 알코올 등의 알코올계 화합물; 메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤 등의 케톤계 화합물; 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 프로필렌글리콜 메톡시 아세테이트 등의 아세테이트계 화합물; 메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 프로필 셀로솔브 등의 셀로솔브계 화합물; 헥산, 헵탄, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 탄화수소계 화합물 등의 용매들이 사용될 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2종 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
상기 점접착층(500)의 두께는 점접착체의 역할을 하는 수지의 종류, 점접착 강도, 점접착제가 이용되는 환경 등에 따라 적절하게 결정될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 상기 점접착층은, 충분한 점접착력을 확보하고 광학 적층체의 두께를 최소화하기 위하여, 0.01 내지 50㎛일 수 있고, 바람직하게는 0.05 내지 20㎛, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 10㎛의 두께를 갖는 것일 수 있다.
상기 자외선 흡수층은, 자외선에 따른 광학 적층체의 열화를 방지하기 위한 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 살리실산계 자외선 흡수제(페닐살리실레이트, p-tert-부틸살리실레이트 등), 벤조페논계 자외선 흡수제(2,4-디히드록시벤조페논, 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논 등), 벤조트리아졸계 자외선 흡수제(2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-(3",4",5",6"-테트라히드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2,2-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀), 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-tert-부틸-5'-(2-옥틸옥시카르보닐에틸)-페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-(1-메틸-1-페닐에틸)-5'-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-페닐)벤조트리아졸, 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-6-(직쇄 및 측쇄 도데실)-4-메틸페놀, 옥틸-3-[3-tert-부틸-4-히드록시-5-(클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)페닐]프로피오네이트와 2-에틸헥실-3-[3-tert-부틸-4-히드록시-5-(5-클로로-2H-벤조트리아졸-2-일)페닐]프로피오네이트의 혼합물 등), 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제(2'-에틸헥실-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트, 에틸-2-시아노-3-(3',4'-메틸렌디옥시페닐)-아크릴레이트 등), 트리아진계 자외선 흡수제 등을 사용할 수 있으며, 투명성이 높고, 편광판이나 투과율 가변층의 열화를 방지하는 효과가 우수한 벤조트리아졸계 자외선 흡수제나 트리아진계 자외선 흡수제가 바람직하며, 분광 흡수 스펙트럼이 보다 적절한 벤조트리아졸계 자외선 흡수제가 특히 바람직하다. 상기 벤조트리아졸계 자외선 흡수제는 비스(Bis)화한 것일 수도 있으며, 예를 들어 6,6'-메틸렌비스(2-(2H-벤조[d][1,2,3]트리아졸-2-일)-4-(2,4,4-트리메틸펜탄-2-일)페놀), 6,6'-메틸렌비스(2-(2H-벤조[d][1,2,3]트리아졸-2-일)-4-(2-히드록시에틸)페놀) 등일 수 있다.
상기 하드 코팅층은, 외부의 물리적, 화학적 충격으로부터 편광판, 투과율 가변층 등의 부재를 보호하기 위한 것이면 특별히 제한되지 않으며, 종래 또는 이후에 개발되는 하드 코팅층이 사용될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 하드 코팅층은, 타 부재 상에 하드 코팅층 형성용 조성물을 도포한 후 광 또는 열에 의해 경화시켜 형성될 수 있다. 상기 하드 코팅층 형성용 조성물은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 광경화성 화합물 및 광개시제를 포함할 수 있다.
상기 광경화성 화합물 및 광개시제는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 상기 광경화성 화합물은 광중합성 모노머, 광중합성 올리고머 등일 수 있고, 예를 들면 단관능 및/또는 다관능 (메타)아크릴레이트를 들 수 있고, 광개시제는 옥심에스테르계 등을 들 수 있다.
본 발명은, 상기 투과율 가변 광학 적층체에 더하여, 이를 포함하는 스마트 윈도우를 포함한다. 또한, 본 발명은, 상기 스마트 윈도우를 전면창, 후면창, 측면창, 썬루프창, 및 내부 칸막이 중 적어도 하나 이상에 적용한 자동차 및 상기 스마트 윈도우를 포함하는 건물용 창호를 포함한다.
이하, 구체적으로 본 발명의 실시예를 기재한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
실시예 및 비교예: 광학 적층체의 제작
하기 표 1에 따라, 흡수축이 서로 평행한 서로 다른 두 편광판 사이에 VA(Vertical Alignment) 모드로 구동되는 액정층이 구비된 실시예 및 비교예에 따른 광학 적층체를 제작하였다.
이 때, 상기 흡수축은 상기 편광자의 기계 방향(Machine Direction; MD)과 실질적으로 평행하며, 액정층의 배향축 및 위상차층의 광축은 평면 방향에서, 상기 편광자의 흡수축을 0°로 하여 나타낸 값을 의미한다.
구분 액정층의
배향축(°)		 위상차층
면내 위상차 값(nm) 광축(°)
실시예 1 22 250 67
실시예 2 20 250 65
실시예 3 25 250 70
실시예 4 22 230 67
실시예 5 22 275 67
비교예 1 45 미포함
비교예 2 20 250 69
비교예 3 25 250 66
비교예 4 22 220 67
비교예 5 22 285 67
실험예(1): 위상차층의 광축 및 액정층의 배향축에 따른 차광성 평가
상기 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 3의 광학 적층체에 전압을 인가한 뒤, 차광 모드에서의 광학 적층체의 투과율, 색상 a* 및 색상 b*를 평가하여, 하기 표 2에 나타내었다.
구분 차광 모드
투과율(%) 색상 a* 색상 b*
실시예1 0.02 3.2 -3.6
실시예2 0.03 3.4 -3.2
실시예3 0.03 4.4 -6.5
비교예1 0.60 33.8 -38.0
비교예2 0.81 10.3 -6.7
비교예3 0.62 -8.2 5.9
상기 표 2를 참조하면, 위상차층의 면내 위상차 값이 250nm이고, 위상차층의 광축과 액정층의 배향축이 45°의 사잇각을 갖는 실시예 1 내지 3의 광학 적층체는, 차광 모드에서의 투과율이 0.02% 내지 0.03%, 색상 a*가 3.2 내지 4.4, 색상 b*가 -3.2 내지 -6.5를 나타낸다.반면, 위상차층을 포함하지 않는 비교예 1의 광학 적층체는, 차광 모드에서의 투과율이 0.60%, 색상 a*가 33.8, 색상 b*가 -38.0을 나타내며, 위상차층의 광축과 액정층의 배향축이 49° 및 41°의 사잇각을 갖는 비교예 2 및 3의 광학 적층체는, 비록 위상차층의 면내 위상차 값이 250nm로 실시예 1 내지 3과 동일하더라도, 차광 모드에서의 투과율이 각각 0.81% 및 0.62%, 색상 a*가 각각 10.3 및 -8.2, 색상 b*가 각각 -6.7 및 5.9를 나타낸다.
따라서, 위상차층의 광축과 액정층의 배향축이 43° 내지 47°의 사잇각을 가짐으로써, 광학 적층체의 차광 모드에서의 차광성을 더욱 향상시킬 수 있다.
실험예(2): 위상차층의 면내 위상차 값에 따른 차광성 평가
상기 실시예 1, 4 및 5와 비교예 4 및 5의 광학 적층체에 전압을 인가한 뒤, 차광 모드에서의 광학 적층체의 투과율, 색상 a* 및 색상 b*를 평가하여, 하기 표 3에 나타내었다.
구분 차광 모드
투과율(%) 색상 a* 색상 b*
실시예1 0.02 3.2 -3.6
실시예4 0.32 2.9 -2.8
실시예5 0.36 3.8 -9.6
비교예4 0.65 2.9 -2.8
비교예5 0.70 4.0 -11.3
상기 표 3을 참조하면, 위상차층의 광축과 액정층의 배향축이 45°의 사잇각을 가지며, 위상차층의 면내 위상차 값이 230nm 내지 275nm인 실시예 1, 4 및 5의 광학 적층체는, 차광 모드에서의 투과율이 0.02% 내지 0.36%, 색상 a*가 2.9 내지 3.8, 색상 b*가 -2.8 내지 -9.6을 나타낸다.
반면, 위상차층의 면내 위상차 값이 220nm 및 285nm인 비교예 4 및 5의 광학 적층체는, 비록 위상차층의 광축과 액정층의 배향축이 45°의 사잇각을 가져 실시예 1, 4 및 5와 동일하더라도, 차광 모드에서의 투과율이 각각 0.65% 및 0.70%, 색상 a*가 각각 2.9 및 4.0, 색상 b*가 각각 -2.8 및 -11.3을 나타낸다.
따라서, 위상차층의 면내 위상차 값이 230nm 내지 280nm를 가짐으로써, 광학 적층체의 차광 모드에서의 차광성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 투과율 가변 광학 적층체에 의하면, 위상차층의 위상차를 적절히 조절함으로써, 종래 광학 적층체 대비 차광 모드에서의 차광성이 향상된 것일 수 있다.

Claims (19)

  1. 제1 편광자를 포함하는, 제1 편광판;
    상기 제1 편광판의 일면 상에 형성되는, 제1 투명 도전층;
    상기 제1 편광판과 대향하며, 제2 편광자를 포함하는, 제2 편광판;
    상기 제2 편광판의 일면 상에 형성되며, 상기 제1 투명 도전층과 대향하는, 제2 투명 도전층; 및
    상기 제1 투명 도전층 및 제2 투명 도전층 사이에 구비되는, 액정층을 포함하며,
    상기 제1 편광판 및 제2 편광판 중 적어도 하나의 편광판은, 위상차층을 포함하며,
    상기 위상차층의 면내 위상차 값은, 230 내지 280nm이며,
    상기 위상차층의 광축은, 액정층의 배향축과 43° 내지 47°의 사잇각을 갖는, 투과율 가변 광학 적층체.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 액정층의 배향축은, 제1 편광자 및 제2 편광자 중 적어도 하나의 편광자의 흡수축 또는 투과축과 20° 내지 25°의 사잇각을 갖는, 투과율 가변 광학 적층체.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 편광자의 흡수축과 제2 편광자의 흡수축이 서로 평행한, 투과율 가변 광학 적층체.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 액정층은, VA(Vertical Alignment)모드로 구동되는, 투과율 가변 광학 적층체.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 위상차층은, 상기 제1 편광자 및 제2 편광자 중 적어도 하나의 편광자의 내측면 상에 형성되는, 투과율 가변 광학 적층체.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 투명 도전층 및 제2 투명 도전층 중 적어도 하나의 투명 도전층은, 상기 제1 편광판 및 제2 편광판 중 어느 하나의 편광판과 직접 접촉하여 형성되는, 투과율 가변 광학 적층체.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 제1 투명 도전층 및 제2 투명 도전층 중 적어도 하나의 투명 도전층은, 상기 제1 편광판 및 제2 편광판 중 어느 하나의 편광판과의 사이에 별도의 기재를 포함하지 않고, 직접 접촉하여 형성되는, 투과율 가변 광학 적층체.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 제1 투명 도전층 및 제2 투명 도전층 중 적어도 하나의 투명 도전층은, 상기 제1 편광판 및 제2 편광판 중 어느 하나의 편광판과의 사이에 접착 용이층을 포함하여, 직접 접촉하여 형성되는, 투과율 가변 광학 적층체.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 투명도전층 및 제2 투명도전층 중 적어도 하나의 투명 도전층은, 투명 도전성 산화물, 금속, 탄소계 물질, 전도성 고분자, 도전성 잉크 및 나노 와이어로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 투과율 가변 광학 적층체.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 편광판 및 제2 편광판 중 적어도 하나의 편광판은, 보호층 및 굴절률 조절층으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 기능층을 포함하는, 투과율 가변 광학 적층체.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 편광판 및 제2 편광판 중 적어도 하나의 편광판은, 30 내지 200㎛의 두께를 갖는, 투과율 가변 광학 적층체.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 액정층은, 볼 스페이서(Ball spacer) 및 컬럼 스페이서(Column spacer)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 투과율 가변 광학 적층체.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 볼 스페이서(Ball spacer)는, 직경이 1 내지 10㎛인, 투과율 가변 광학 적층체.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 볼 스페이서(Ball spacer)의 액정층 내에서의 점유 면적은, 액정층 면적의 0.01% 내지 10%인, 투과율 가변 광학 적층체.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 투과율 가변 광학 적층체는, 배향막, 점접착층, 자외선 흡수층 및 하드 코팅층으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는, 투과율 가변 광학 적층체.
  16. 청구항 1 내지 15 중 어느 한 항의 투과율 가변 광학 적층체의 제조방법.
  17. 청구항 1 내지 15 중 어느 한 항의 투과율 가변 광학 적층체를 포함하는, 스마트 윈도우.
  18. 청구항 17의 스마트 윈도우를 전면창, 후면창, 측면창, 썬루프창, 및 내부 칸막이 중 적어도 하나 이상에 적용한, 자동차.
  19. 청구항 17의 스마트 윈도우를 포함하는, 건물용 창호.
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