(57)【要約】【課題】透明度を異なる電圧によって調整することができる調整可能型断熱窓を提供する。【解決手段】本発明に係る調整可能型断熱窓は、第１透明基板１０と、第２透明基板２０と、第１透明基板１０と第２透明基板２０との間に設けられ、液晶組成物を含む断熱層３０と、を含み、液晶組成物は、負の誘電異方性を有する複数の液晶分子３１と、可視光吸収波長が４００ｎｍから７８０ｎｍである二色性染料３２と、イオン性塩３３と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極を含む第１透明基板と、
第２電極を含む第２透明基板と、
前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に設けられ、液晶組成物を含む断熱層と、を含み、
前記液晶組成物は、
負の誘電異方性を有する複数の液晶分子と、
可視光吸収波長が４００ｎｍから７８０ｎｍである二色性染料と、
イオン性塩と、を含み、
電圧が前記第１電極及び前記第２電極に供給されないとき、前記断熱層が透明状態となる、調整可能型断熱窓。
【請求項２】
前記液晶分子は、ネマティック液晶である、請求項１に記載の調整可能型断熱窓。
【請求項３】
前記イオン性塩は、水溶性である、請求項１に記載の調整可能型断熱窓。
【請求項４】
前記イオン性塩は、塩化ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、硝酸カリウム、又はテトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートである、請求項１に記載の調整可能型断熱窓。
【請求項５】
電圧が前記第１電極及び前記第２電極に供給されるとき、前記断熱層は、その光透過率が低下するとともに可視光の一部を吸収する、請求項１に記載の調整可能型断熱窓。
【請求項６】
前記電圧が１０Ｖよりも小さくなるとき、前記断熱層の可視光透過率が３０％から６５％である、請求項５に記載の調整可能型断熱窓。
【請求項７】
前記電圧が２０Ｖよりも大きくなるとき、前記断熱層の可視光透過率が５％よりも小さい、請求項５に記載の調整可能型断熱窓。
【請求項８】
前記電圧が２０Ｖよりも大きくなるとき、前記断熱層の近赤外線透過率が２５％よりも小さい、請求項５に記載の調整可能型断熱窓。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調整可能型断熱窓に関し、特に透明度を調整可能で断熱性を備える窓に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマート型窓の応用において、一般的なガラスの高透過率に加え、同時に断熱性及びプライバシー保護性を備えることも重要である。
【０００３】
従来のスマート型窓において、ねじれネマティック（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ、ＴＮ）液晶が用いられると、通常液晶配向が偏光板によって行われている。このため、窓が備える光透過率が低下するとともに、偏光板を設けるコストが別途発生してしまう。
【０００４】
近年発展してきた光スイッチ技術において、高透明状態と吸収状態との間、又は高透明状態と散乱状態との間を切り換える技術がスマート型窓に応用されることが多く、例えば、エレクトロクロミック（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ）、フォトクロミック（Ｐｈｏｔｏｃｈｒｏｍｉｃ）、懸濁粒子デバイス（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｄｅｖｉｃｅ）及び高分子分散型液晶（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）等が挙げられる。しかしながら、このような技術は、大半２つの状態間のみが切り換えられるものであるため、高透明状態、高吸収状態及び錯乱状態間を切り換える多機能切換特性を備えることができない。
【０００５】
そこで、従来技術の問題点を解決するために、高透明状態、高吸収状態及び錯乱状態間を切り換えることができる調整可能型断熱窓を提供する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、異なる電圧によって透明、吸収、遮蔽等の３つの状態に変換する液晶組成物を利用することができる調整可能型断熱窓を提供することを主な目的とする。前記液晶組成物には、負の液晶、二色性染料及びイオン性塩が含まれ、電圧が供給されないとき、液晶組成物が透明状態となり、低範囲の電圧が供給されるとき、液晶組成物が吸収状態となるとともに一定の断熱効果を有し、高範囲の電圧が提供されるとき、液晶組成物が霧化遮蔽状態となるとともに断熱効果を有する。このような液晶組成物を自動車又は建築に適用することができる。また、電圧が供給されないとき、前記液晶組成物の可視光透過率が６５％よりも大きいため、意図しない停電時に液晶組成物が自動に透明状態に戻ることができ、車両走行時の安全性を高めることができる。本発明の前記調整可能型断熱窓の構造が簡単で、別途偏光フィルムを設けることなく、透明状態の光透過率を高めることができるとともに、偏光フィルムのコスト及び組み立てを省くことができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の態様によれば、第１電極を含む第１透明基板と、第２電極を含む第２透明基板と、前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に設けられ、液晶組成物を含む断熱層と、を含み、前記液晶組成物は、負の誘電異方性を有する複数の液晶分子と、可視光吸収波長が４００ｎｍから７８０ｎｍである二色性染料と、イオン性塩と、を含む調整可能型断熱窓が提供される。
また、本発明の態様において、前記液晶分子は、ネマティック液晶である。
また、本発明の態様において、前記イオン性塩は、水溶性である。
また、本発明の態様において、前記イオン性塩は、塩化ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、硝酸カリウム、又はテトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＢＡＴＦＢ）である。
また、本発明の態様において、電圧が前記第１電極及び前記第２電極に供給されるとき、前記断熱層は、その光透過率が低下するとともに可視光の一部が吸収される。
また、本発明の態様において、前記電圧が１０Ｖよりも小さくなるとき、前記断熱層の可視光透過率が３０％から６５％である。
また、本発明の態様において、前記電圧が２０Ｖよりも大きくなるとき、前記断熱層の可視光透過率が５％よりも小さい。
また、本発明の態様において、前記電圧が１０Ｖよりも小さくなるとき、前記断熱層の近赤外線透過率が８５％よりも大きい。
また、本発明の態様において、前記電圧が２０Ｖよりも大きくなるとき、前記断熱層の近赤外線透過率が２５％よりも小さい。
また、本発明の態様において、電圧が前記第１電極及び前記第２電極に供給されないとき、前記断熱層が透明状態となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例に係る調整可能型断熱窓が透明状態となる概略図である。
【図２】本発明の実施例に係る調整可能型断熱窓が吸収状態となる概略図である。
【図３】本発明の実施例に係る調整可能型断熱窓が遮蔽状態となる概略図である。
【図４】異なる電圧における本発明の実施例に係る調整可能型断熱窓の可視光透過率及び近赤外線透過率の変化を示す図である。
【図５】透明状態、吸収状態及び遮蔽状態における本発明の実施例に係る調整可能型断熱窓の各波長の透過率の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の上記目的、他の目的、特徴及びメリットをより理解しやすくするために、図面を参照して、本発明の好適実施例を詳細に説明する。また、本発明が言及した方向用語、例えば、上、下、頂、底、前、後、左、右、内、外、側面、周囲、中央、水平、横方向、鉛直、縦方向、軸方向、径方向、最上層又は最下層等は、図面に示される方向に過ぎない。また、本発明が言及する単数形の「一」、「一つ」及び「前記」は、上下文章において別途明確に定義されたものを除き、複数を含む。数値範囲（例えば、１０％から１１％のＡ）について特別な説明がなければ、上限値、下限値を含み（すなわち、１０％≦Ａ≦１１％）、数値範囲について下限値が規定されなければ（例えば、０．２％よりも小さいＢ、又は０．２％以下であるＢ）、その下限値は０である（すなわち、０％≦Ｂ≦０．２％）。上記用語は、本発明を説明及び理解するためのものであり、本発明を制限するためのものではない。
【００１０】
本発明の実施例に係る調整可能型断熱窓は、第１電極（図示しない）を含む第１透明基板１０と、第２電極（図示しない）を含む第２透明基板２０と、前記第１透明基板１０と前記第２透明基板２０との間に設けられる断熱層３０と、を含む。前記第１透明基板１０及び前記第２透明基板２０は、一般的に用いられる各種類のガラス基板からなる。前記第１電極及び第２電極は、例えば、一般的にディスプレイの透明電極に用いられるインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等からなる。
【００１１】
前記断熱層３０は、液晶組成物を含む。前記液晶組成物は、複数の液晶分子３１、二色性染料３２及びイオン性塩３３を含む。前記液晶分子３１は負の誘電異方性を有することが好ましい。本発明の実施例において、前記液晶分子３１は、ネマティック液晶であり、例えば、Ｍｅｒｃｋ社製のネマティック液晶ＭＬＣ２０８１、ＭＬＣ２０７８、ＺＬＩ−２８０６又はＺＬＩ２２９３等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。前記二色性染料３２の可視光吸収波長が４００ｎｍから７８０ｎｍであることが好ましく、４８０ｎｍから６５０ｎｍであることがより好ましいが、これらに限定されるものではない。前記二色性染料３２は、例えば、Ｓ４２８（Ｍｉｔｈｕｉ社製）からなる。前記イオン性塩３３は、水溶性であり、負イオン３３ａと正イオン３３ｂとに解離することができる。前記イオン性塩３３は、塩化ナトリウム（ＮａＣＬ）、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）、硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、重炭酸ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）、又はテトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート（
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、ＴＢＡＴＦＢ、ｔｅｔｒａｂｕｔｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ  ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｂｏｒａｔｅ）であることが好ましい。本発明の実施例において、前記液晶分子３１、前記二色性染料３２及び前記イオン性塩３３の重量比は、例えば、（９０から９９）：（０．５から５）：（０．０００２から５）であり、９８：１：１であることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
【００１２】
電圧Ｖが前記第１電極及び前記第２電極に供給されるとき、前記断熱層３０は、その光透過率が低下するとともに可視光の一部を吸収する。本発明の実施例において、前記電圧Ｖが１０Ｖよりも小さくなるとき、前記断熱層３０の可視光透過率が３０％から６５％であり、例えば、３５％、４５％、５０％又は６０％であるが、これらに限定されるものではない。前記電圧Ｖが２０Ｖよりも大きくなるとき、前記断熱層３０の可視光透過率が５％以下であり、例えば、５％、４％、３％、２％、１％又は０．５％であるが、これらに限定されるものではない。前記電圧Ｖが１０Ｖよりも小さくなるとき、前記断熱層３０の近赤外線透過率が８５％以上であり、例えば、８５％、８６％、８７％又は８８％であるが、これらに限定されるものではない。前記電圧Ｖが２０Ｖよりも大きくなるとき、前記断熱層３０の近赤外線透過率が２５％よりも小さく、例えば、２３％、２１％、１９％、１７％又は１５％であるが、これらに限定されるものではない。本発明の実施例において、電圧が前記第１電極及び前記第２電極に供給されない（すなわち、電圧が０Ｖである）とき、前記断熱層３０が視覚上の透明状態となり、約６５％の可視光透過率を有する。したがって、本発明の前記調整可能型断熱窓は、通電されないとき、透明状態となり、意図しない停電時に透明状態に戻ることを確保することができ、自動車ガラスに応用されるときの使用安全性を高めることができる。
【００１３】
図１は、本発明の実施例に係る調整可能型断熱窓が透明状態となる概略図である。前記液晶分子３１は、負の液晶であり、電圧が加わらないとき、前記液晶分子３１は、前記第１透明基板１０及び前記第２透明基板２０と直交するため、光源Ｌ１が前記調整可能型断熱窓を通過することができ、ユーザが外部の景色を見ることができる。
【００１４】
図２は、本発明の実施例に係る調整可能型断熱窓が吸収状態となる概略図である。低周波交流電圧が加わるとき、前記液晶分子３１は、負の液晶であるため、前記液晶分子３１は、その長軸が電場の制御によって前記第１透明基板１０及び前記第２透明基板２０と平行になるように回転し、このとき、光源Ｌ１が前記二色性染料３２の影響を受け、波長の一部が前記二色性染料３２に吸収されることにより、暗い色及び低透明状態となるとともに断熱効果が提供される。実際応用上、ユーザが前記調整可能型断熱窓の内部から外部の景色を見ることができ、日差し等の照射による不快感が回避される。前記電圧は１０Ｖ以下であり、例えば、２Ｖ、３Ｖ、４Ｖ、５Ｖ、６Ｖ、７Ｖ又は８Ｖであるが、これらに限定されるものではない。
【００１５】
図３は、本発明の実施例に係る調整可能型断熱窓が遮蔽状態となる概略図である。電圧が継続して増加するとき、イオンに活発な乱れが生じ、前記液晶分子３１は、影響を受けて、その配列が混乱となり、前記光源Ｌ１が錯乱され、くわえて、前記二色性染料３２が前記光源Ｌ１の可視光波長の一部を吸収することにより、暗い霧化の遮蔽状態となり、光源Ｌ１を遮蔽することができ、自動車ガラスに応用されると、良好なプライバシー保護機能及び断熱効果を有することができる。前記電圧は、例えば１０Ｖ以上であり、２０Ｖ以上であることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
【００１６】
図４は、異なる電圧における前記調整可能型断熱窓の可視光（４８０ｎｍから６５０ｎｍ）透過率及び近赤外線（７００ｎｍから７５０ｎｍ）透過率の変化を示す図である。図４に示すように、Ａ領域において、電圧が加わらないとき、可視光透過率及び近赤外線透過率のいずれも高い状態であり、それぞれ約６５％及び８０％である。約２Ｖから８Ｖの間の小さい電圧が加わるとき（Ｂ領域）、可視光透過率が大幅に低下したことがわかり、約３０％程度である一方、近赤外線透過率が８０％に維持されており、これにより、可視光の一部が前記二色性染料３２に吸収されるものの、一定程度の透光性を維持することができ、かつ、可視光が吸収されるので断熱効果を有する。電圧が２０Ｖに増加するとき（Ｃ領域）、可視光透過率及び近赤外線透過率のいずれも大幅に低下し、前記液晶分子３１の配列による光源の錯乱を除き、前記二色性染料３２が可視光の一部を吸収することにより錯乱及び断熱の効果が達成される。
【００１７】
図５は、透明状態（Ａ曲線）、吸収状態（Ｂ曲線）及び遮蔽状態（Ｃ曲線）における各波長の可視光透過率を示す図である。図５に示すように、Ａ曲線及びＢ曲線は、低波長領域（約６５０ｎｍ以下）において低い光透過率となり、前記調整可能型断熱窓が可視光の一部のエネルギを阻止することにより、断熱機能を有することを表している。Ａ曲線とＢ曲線との間の透過率の差から、吸収状態は、視覚効果上遮蔽状態と透明状態との間にあることを表することができ、半透明状態である。Ｃ曲線は、Ａ曲線、Ｂ曲線に対し透過率が０％に近いため、良好なプライバシー遮蔽効果を達成することができる。
【００１８】
本発明は、上記実施例によって説明されたが、上記実施例は、本発明を実施するための一例に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。また、特許請求の範囲に含まれる変更等は、本発明の範囲に属する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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