(57)【要約】  第１の基板（１１）、第２の基板（１２）およびシール（１１４）を有する切り替え可能な光学デバイスが提供される。２つの基板（１１，１２）およびシール（１１４）は、セルギャップを有するセルが形成され、かつ切り替え可能な媒体（１０）がセルギャップの内側に位置するように配置されている。第１の基板（１１）は第１の透明電極（２１）を有し、第２の基板（１２）は第２の透明電極（２２）を有する。電極（２１，２２）はセルギャップに面している。２つの基板（１１，１２）は、第２の基板（１２）と重なっていない第１の基板（１１）の第１のエッジ（４１）に隣接する第１の領域（７１）を第１の基板（１１）が有するように、かつ第１の基板（１１）と重なっていない第２の領域（７２）を第２の基板（１２）が有するように配置されている。第１の領域（７１）内に第１の導電性バスバー（３１）が配置されており、第２の領域（７２）内に第２の導電性バスバー（３２）が配置されている。第１のバスバー（３１）に第１の端子が電気的に接続されており、第２のバスバー（３２）に第２の端子が電気的に接続されている。第１の基板（１１）および第２の基板（１２）はそれぞれ、各透明電極（２１，２２）が除去されたエッジデリーション（１１６）を有する。エッジデリーション（１１６）は、バスバー（３１，３２）に隣接していないエッジで完全となっており、バスバー（３１，３２）に隣接するエッジでは、エッジデリーションがないか、または部分的なエッジデリーションしかない。本発明のさらなる態様は、切り替え可能な光学デバイスを設計する方法、切り替え可能な光学デバイスを駆動する方法、切り替え可能な光学デバイスを製造する方法、ならびに切り替え可能な光学デバイスと、切り替え可能な光学デバイスを駆動するコントローラとを備えるシステムに関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切り替え可能な光学デバイス（１）であって、前記切り替え可能な光学デバイス（１）は、第１の基板（１１）、第２の基板（１２）およびシール（１１４）を有し、前記２つの基板（１１，１２）およびシール（１１４）は、セルギャップを有するセルが形成され、切り替え可能な媒体（１０）が前記セルギャップの内側に位置するように配置されており、前記第１の基板（１１）は第１の透明電極（２１）を有し、前記第２の基板（１２）は第２の透明電極（２２）を有し、前記電極（２１，２２）は前記セルギャップに面しており、前記２つの基板（１１，１２）は、前記第２の基板（１２）と重なっていない前記第１の基板（１１）の第１のエッジ（４１）に隣接する第１の領域（７１）を前記第１の基板（１１）が有するように、かつ前記第１の基板（１１）と重なっていない前記第２の基板（１２）の第２のエッジ（４２）に隣接する第２の領域（７２）を前記第２の基板（１２）が有するように配置されており、前記第１の領域（７１）内に第１の導電性バスバー（３１）が配置されており、前記第２の領域（７２）内に第２の導電性バスバー（３２）が配置されており、前記第１のバスバー（３１）に第１の端子が電気的に接続されており、前記第２のバスバー（３２）に第２の端子が電気的に接続されている、切り替え可能な光学デバイス（１）において、前記第１の基板（１１）および前記第２の基板（１２）はそれぞれ、前記透明導電性電極（２１，２２）が除去されたエッジデリーション（１１６）を有し、ここで前記エッジデリーション（１１６）は、バスバー（３１，３２）に隣接していないエッジで完全となっており、またバスバー（３１，３２）に隣接するエッジでは、エッジデリーションがないか、または部分的にしかないことを特徴とする、切り替え可能な光学デバイス（１）。
【請求項２】
前記第１のバスバー（３１）が、前記第１の透明電極（２１）と接触してかつ前記第１の領域（７１）内に配置された連続的なはんだ付け線（１０５）として構築されており、かつ／または前記第２のバスバー（３２）が、前記第２の透明電極（２２）と接触してかつ前記第２の領域（７２）内に配置された連続的なはんだ付け線（１０５）として構築されていることを特徴とする、請求項１記載の切り替え可能な光学デバイス（１）。
【請求項３】
前記第１のバスバー（３１）が、前記第１の領域（７１）内の前記第１の透明電極（２１）を電気的に接続する第１の導電性ストリップ（５１）として構築されており、かつ／または前記第２のバスバー（３２）が、前記第２の領域（７２）内の前記第２の透明電極（２２）を電気的に接続する第２の導電性ストリップ（５２）として構築されていることを特徴とする、請求項１または２記載の切り替え可能な光学デバイス（１）。
【請求項４】
前記第１の導電性ストリップ（５１）と前記第１の透明電極（２１）との間の電気的接続および／または前記第２の導電性ストリップ（５２）と前記第２の透明電極（２２）との間の電気的接続が、連続的なはんだ付け線（１０５）、連続的な溶接線または導電性接着剤の連続線により達成されることを特徴とする、請求項３記載の切り替え可能な光学デバイス（１）。
【請求項５】
前記第１の導電性ストリップ（５１）と前記第１の透明電極（２１）との間の電気的接続および／または前記第２の導電性ストリップ（５２）と前記第２の透明電極（２２）との間の電気的接続が、前記各導電性ストリップ（５１，５２）の長さに沿って分布した複数のはんだ付け点（１０６）、溶接スポットまたは導電性接着剤点により達成されることを特徴とする、請求項３記載の切り替え可能な光学デバイス（１）。
【請求項６】
前記第１の基板（１１）の前記エッジデリーション（１１６）が、前記第１のエッジ（４１）の第１の端部および／もしくは第２の端部に部分領域をさらに含み、かつ／または前記第２の基板（１２）の前記エッジデリーション（１１６）が、前記第２のエッジ（４２）の第１の端部および／もしくは第２の端部に部分領域をさらに含み、ここで前記各部分領域が、前記各エッジ（４１，４２）に平行な少なくとも２ｍｍの長さを有することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の切り替え可能な光学デバイス（１）。
【請求項７】
前記第１の端子が、前記第１のエッジ（４１）に平行に配置された第１の端子線（６１）であり、前記第２の端子が、前記第２のエッジ（４２）に平行に配置された第２の端子線（６２）であり、前記第１の端子線（６１）の位置および長さ、ならびに／または前記第２の端子線（６２）の位置および長さは、前記第１の端子線（６１）が前記第１の基板（１１）から突出しないように、かつ／または前記第２の端子線（６２）が前記第２の基板（１２）から突出しないように選択される、請求項６記載の切り替え可能な光学デバイス（１）。
【請求項８】
前記第１の端子が、第１の端子線（６１）であるか、または前記第１のエッジ（４１）に平行に配置されたバスバーの導電性部分の延長部であり、前記第２の端子が、第２の端子線（６２）であるか、または前記第２のエッジ（４２）に平行に配置されたバスバーの導電性部分の延長部であり、ここで、前記第１の端子線（６１）もしくは前記バスバーの前記導電性部分の前記延長部の位置および長さ、ならびに／または前記第２の端子線（６２）もしくは前記バスバーの前記導電性部分の前記延長部の位置および長さは、前記第１の端子線（６１）もしくは前記バスバーの前記導電性部分の前記延長部が前記第１の基板（１１）から突出するように、かつ／または前記第２の端子線（６２）もしくは前記バスバーの前記導電性部分の前記延長部が前記第２の基板（１２）から突出するように選択され、
ここで好ましくは、前記電線または延長突出部が電気絶縁体とともに用いられる、請求項６記載の切り替え可能な光学デバイス（１）。
【請求項９】
前記第１の基板（１１）の少なくとも前記第１のエッジ（４１）および／または前記第２の基板（１２）の少なくとも前記第２のエッジ（４２）のエッジ仕上げが、丸形のエッジ、ペンシルエッジ、ベベルエッジまたは出隅エッジであることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の切り替え可能な光学デバイス（１）。
【請求項１０】
電気絶縁材料（１０１）が、前記第１の領域（７１）内に位置する前記第１の透明電極（２１）の一部と前記第１のバスバー（３１）とが前記絶縁材料（１０１）により封入されるように、前記第１の基板（１１）上に配置されており、かつ／または電気絶縁材料（１０１）が、前記第２の領域（７２）内に位置する前記第２の透明電極（２２）の一部と前記第２のバスバー（３２）とが前記絶縁材料（１０１）により封入されるように、前記第２の基板（１２）上に配置されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載の切り替え可能な光学デバイス（１）。
【請求項１１】
前記絶縁材料（１０１）が、単一成分エポキシ材料、二成分エポキシ接着剤、単一成分シリコーン材料、二成分シリコーン接着剤、アクリレートシーラント、ポリウレタン、ホットメルトシーラント、ＵＶ硬化シーラント、および前記材料のうちの少なくとも２つの組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする、請求項１０記載の切り替え可能な光学デバイス（１）。
【請求項１２】
前記第１の端子および／または前記第２の端子が、電気絶縁外装（１１２）を有する端子線（６１，６２）として構成されていることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載の切り替え可能な光学デバイス（１）。
【請求項１３】
トップコーティングが、前記第１の透明電極（２１）および／または前記第２の透明電極（２２）に塗布されることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１項記載の切り替え可能な光学デバイス（１）。
【請求項１４】
前記第１の基板（１１）および前記第２の基板（１２）が、同じサイズおよび形状のものであることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか１項記載の切り替え可能な光学デバイス（１）。
【請求項１５】
前記第１の透明電極（２１）および前記第２の透明電極（２２）のシート抵抗が、１０〜１５０オーム／平方の範囲で選択され、前記セルギャップが、６μｍ〜５０μｍの範囲で選択され、そのため、前記第１の端子（６１）と前記第２の端子（６２）との間に形成される回路のＲＣ時定数τが、５０ｍｓ〜１μｓの範囲にあることを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか１項記載の切り替え可能な光学デバイス（１）。
【請求項１６】
前記第１の端子（６１）および前記第２の端子に、ＡＣ駆動信号を発する信号源が電気的に接続されており、ＡＣ信号は、前記信号源により生成され、前記ＡＣ信号の周波数は、前記ＡＣ信号の周期Ｔがτよりも大きくなるように選択され、τは、前記第１の透明電極（２１）、前記第２の透明電極（２２）および前記切り替え可能な媒体（１０）の配置により形成されるＲＣ回路のＲＣ時定数であることを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか１項記載の切り替え可能な光学デバイス（１）を電気的に駆動する方法。
【請求項１７】
請求項１から１４までのいずれか１項記載の切り替え可能な光学デバイス（１）を製造する方法であって、
−  第１の透明電極（２１）を有する第１の基板（１１）と、第２の透明電極（２２）を有する第２の基板（１２）とを準備すること、
−  エッジデリーションを、前記第１の基板（１１）上および前記第２の基板（１２）上で実施し、前記透明導電性電極（２１，２２）を、前記基板エッジに隣接する領域で除去し、前記第１の基板（２１）の前記エッジデリーション（１１６）は、少なくとも第１のエッジ（４１）については部分的にのみであり、前記第１の基板（２１）のそれ以降のすべてのエッジについては完全となっており、前記第２の基板（２２）の前記エッジデリーション（１１６）は、少なくとも第２のエッジ（４２）については部分的にのみであり、前記第２の基板（２２）のそれ以降のすべてのエッジについては完全となっていること、
−  前記第１の基板（１１）、前記第２の基板（１２）およびシール（１１４）を、セルギャップを有するセルが形成され、かつ前記セルに少なくとも１つの切り替え可能な媒体（１０）が満たされるように配置し、前記２つの基板（１１，１２）を、前記第２の基板（１２）と重なっていない前記第１の基板（１１）の前記第１のエッジ（４１）に隣接する第１の領域（７１）を前記第１の基板（１１）が有するように、かつ前記第１の基板（１１）と重なっていない前記第２の基板（１２）の前記第２のエッジ（４２）に隣接する第２の領域（７２）を前記第２の基板（１２）が有するように配置すること、
−  任意選択的に、前記第１の領域（７１）内に位置する前記第１の透明電極（２１）の一部および前記第２の領域（７２）内に位置する前記第２の透明電極（２２）の一部を前洗浄すること、
−  任意選択的に、前記第１の基板（１１）の少なくとも前記第１の領域（７１）を予熱すること、および前記第２の基板（１２）の少なくとも前記第２の領域（７２）を予熱すること、
−  前記第１の透明電極（２１）に第１のバスバー（３１）を接続し、前記第２の透明電極（２２）に第２のバスバー（３２）を接続すること、
−  任意選択的に、前記第１のバスバー（３１）に第１の端子（６１）を接合し、前記第２のバスバー（３２）に第２の端子（６２）を接合すること、
−  絶縁材料（１０１）を、前記第１の領域（７１）内に位置する前記第１の透明電極（２１）の一部と前記第１のバスバー（３１）とが前記絶縁材料（１０１）により封入されるように、前記第１の基板（１１）上に分配し、かつ／または前記第２の領域（７２）内に位置する前記第２の透明電極（２２）の一部と前記第２のバスバー（３２）とが前記絶縁材料（１０１）により封入されるように、前記第２の基板（１２）上に分配すること、
−  前記絶縁材料（１０１）を硬化させること、
−  任意選択的に、中間層を用いて、前記第１の基板（１１）および／または前記第２の基板（１２）の露出面にガラス板を積層すること
を特徴とする、方法。
【請求項１８】
請求項１から１４までのいずれか１項記載の少なくとも１つの切り替え可能な光学デバイス（１）と、前記少なくとも１つの切り替え可能な光学デバイスにＡＣ駆動を印加する少なくとも１つのコントローラとを備えるシステムにおいて、前記コントローラが、請求項１６に記載の駆動方法を実施するように構成されている、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切り替え可能な光学デバイスであって、該切り替え可能な光学デバイスは、２つの基板およびシールを有し、２つの基板およびシールは、セルギャップを有するセルが形成され、切り替え可能な媒体がセルギャップの内側に位置するように配置されており、第１の基板は第１の透明電極を有し、第２の基板は第２の透明電極を有し、電極はセルギャップに面しており、２つの基板は、第２の基板と重なっていない第１の基板の第１のエッジに隣接する第１の領域を第１の基板が有するように、かつ第１の基板と重なっていない第２の基板の第２のエッジに隣接する第２の領域を第２の基板が有するように配置されている、切り替え可能な光学デバイスに関する。
【０００２】
本発明のさらなる態様は、切り替え可能な光学デバイスを設計する方法、切り替え可能な光学デバイスを駆動する方法、切り替え可能な光学デバイスを製造する方法、ならびに切り替え可能な光学デバイスと、切り替え可能な光学デバイスを駆動するコントローラとを備えるシステムに関する。
【０００３】
R.Baetens等による総説論文”Properties, requirements and possibilities of smart windows for dynamic daylight and solar energy control in buildings: A state-of-the-art review”, Solar Energy Materials & Solar Cells 94 (2010) pages 87-105には、着色可能なスマートウィンドウについて記載されている。スマートウィンドウには、エレクトロクロミズムに基づくデバイス、液晶デバイス、および電気泳動デバイスまたは浮遊粒子デバイスなど、光の透過率を変調する幾つかの技術が利用され得る。液晶ベースのデバイスは、電界の印加による２つの導電性電極間の液晶分子の配向変化を利用し、それにより、それらの透過率を変化させる。
【０００４】
スマートウィンドウをある状態から別の状態に切り替えるために、電気駆動信号が印加される。液晶ベースのスマートウィンドウは、ＡＣ電圧で駆動されることが一般的である。状態を切り替えるには、液晶に対する電圧が閾値電圧に達する必要がある。特に窓が大型である場合、中央領域の電圧は、窓の他の箇所よりも低いことが分かっている。均一な外観の窓を達成するために、窓の領域全体の電圧分布をできるだけ均一にすべきである。さらに、電気接続は信頼できるものであるべきであり、かつスマートウィンドウの長期安定性を確実にするために周囲から保護されるべきである。
【０００５】
米国特許出願公開第２０１３／２６５５１１号明細書の文書には、シーリングガスケットにより封止された第１のガラス板および第２のガラス板を含む液晶多重グレージングが開示されている。第１のガラス板は、第１の突出側で突出しており、電力供給域を含む。電力供給域は、電気ケーブルおよび絶縁材料を含む。第３のガラス板は、第２のガラス板とともに積層されており、第３のガラス板は、電気絶縁材料を覆う側で第２のガラス板から突出している。
【０００６】
本発明の課題は、信頼性があり、かつ大型デバイスに対してさえ均一なスイッチングを可能にする、改善された切り替え可能な光学デバイスを提供することである。本発明のさらなる課題としては、そのような切り替え可能な光学デバイスを設計する方法、そのような切り替え可能な光学デバイスを駆動する方法、およびそのような切り替え可能な光学デバイスを製造する方法を提供することが挙げられる。
【０００７】
切り替え可能な光学デバイスが提供される。切り替え可能な光学デバイスは、第１の基板、第２の基板およびシールを有する。２つの基板およびシールは、セルギャップを有するセルが形成され、かつ切り替え可能な媒体がセルギャップの内側に位置するように配置されている。第１の基板は第１の透明電極を有し、第２の基板は第２の透明電極を有する。電極はセルギャップに面している。２つの基板は、第２の基板と重なっていない第１の基板の第１のエッジに隣接する第１の領域を第１の基板が有するように、かつ第１の基板と重なっていない第２の領域を第２の基板が有するように配置されている。第１の導電性バスバーが第１の領域内に配置されており、第２の導電性バスバーが第２の領域内に配置されている。第１の端子が第１のバスバーに電気的に接続されており、第２の端子が第２のバスバーに電気的に接続されている。
【０００８】
第１の基板および第２の基板はそれぞれ、各透明電極が除去されたエッジデリーション（edge deletion）を有する。エッジデリーションは、バスバーに隣接していないエッジで完全となっている(complete)。バスバーに隣接するエッジでは、エッジデリーションがないか、または部分的なエッジデリーションしかない。
【０００９】
バスバー自体により覆われている領域は、このバスバーに隣接するエッジの部分的なエッジデリーションの一部ではないことが好ましい。バスバーにより覆われていないエッジに隣接する領域は、エッジデリーションの一部であることが好ましい。
【００１０】
基板は、光学的に透明であることが好ましい。第１の基板および第２の基板は、ポリマーまたはガラスから独立して選択され得る。適切なガラス基板としては、例えば、フロートガラス、ダウンドローガラス、化学強化ガラス、ホウケイ酸ガラスおよびアルミノケイ酸ガラスが挙げられる。
【００１１】
適切なポリマー基板としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ＣＯＰ（環状オレフィンポリマー）およびセルローストリアセテート（ＴＡＣ）が挙げられる。
【００１２】
切り替え可能な光学デバイスの２つの基板は、異なる形状およびサイズを有していてもよい。あるいは、２つの基板は、同じサイズおよび形状のものである。基板は、例えば、正方形、長方形または三角形の形状のものであり得る。他の形状も可能である。
【００１３】
２つの基板および切り替え可能な媒体は、２つの基板により形成されたギャップ内に切り替え可能な媒体が置かれたセルとして配置される。ギャップのサイズは、１μｍ〜３００μｍ、好ましくは３μｍ〜１００μｍ、より好ましくは５μｍ〜１００μｍ、最も好ましくは１０μｍ〜５０μｍであることが好ましい。セルは、通常はエッジにまたはその近くに位置する接着剤層により封止されている。セルの封止に適した材料の例としては、エポキシベースのシーラント、ポリウレタン、ホットメルトシーラントおよびアクリレートが挙げられる。
【００１４】
セル、特に液晶層の適切な厚さを維持するために、スペーサーがギャップ内に配置されていてもよい。一般に、非導電性スペーサーは、所定の直径の球形を有し、例えば、ポリマーまたはガラス製であり得る。
【００１５】
切り替え可能な光学デバイスの２つの基板は、もう一方の基板と重なっていない少なくとも１つの領域を各基板が有するように配置されている。これらの重なっていない領域により、各透明電極に達することができ、これらの重なっていない領域内にバスバーが位置する。基板が１つより多くの重なっていない領域を有する場合、１つのバスバーまたは複数のバスバーを、幾つかまたはそれぞれの重なっていない領域内に設けることができる。
【００１６】
重なっていない領域は、１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲、好ましくは２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲、例えば約４ｍｍである、第１の基板と第２の基板との間のオフセットであることが好ましい。
【００１７】
２つの基板はそれぞれ、切り替え可能な媒体、特に液晶媒体の状態を制御するために使用される透明電極を有する。切り替え可能な光学媒体は、２つの透明基板の間に配置されており、切り替え可能な光学媒体の状態は、２つの透明電極にＡＣ駆動電圧を印加することにより制御され得る。
【００１８】
透明電極は、可視光が材料を少なくとも部分的に透過することを可能にする導電性層である。透明度は波長依存性であり得るので、特定の波長または波長範囲の光のみが透明電極を透過する。この場合、透明電極を通過する光は、色付きの外観を有するだろう。また、透明電極を通る光透過は、透明電極を通る光が灰色または白色の外観を有するように、可視波長範囲において均一であってもよい。好ましくは、透明電極を通る可視光は散乱されない。
【００１９】
透明電極は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）もしくはドープ酸化亜鉛などの導電性酸化物、またはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）もしくはポリ（４，４−ジオクチルシクロペンタジチオフェン）などの導電性ポリマーの層であることが好ましい。透明電極は、コーティングプロセスにより基板に塗布されることが好ましい。
【００２０】
好ましくは、第１の透明電極および／または第２の透明電極のシート抵抗は、第１のバスバーと第２のバスバーとの間の距離が１．８ｍ未満である切り替え可能な光学デバイスの場合、１００オーム／平方未満である。シート抵抗は、２つのバスバーの間の距離が１．８ｍ〜２．６ｍ未満である場合、５０オーム／平方未満であることが好ましく、シート抵抗は、距離が２．６ｍ〜３．５ｍである場合、３０オーム／平方未満であることが好ましい。
【００２１】
透明電極に加えて、基板は、絶縁層および／またはパッシベーション層などの１つ以上のさらなるコーティングを含み得る。
【００２２】
例えば、トップコーティングが透明電極に塗布され得る。トップコーティングは、各基板に面していない側の各電極に位置する電気絶縁膜である。トップコーティングの材料は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、ＳｉＯｘＮｘおよび酸窒化ケイ素から選択されることが好ましい。さらに、他の非導電層が使用されてもよい。
【００２３】
さらなる例として、透明電極は、２つのパッシベーション層の間に埋め込まれ得る。パッシベーション層は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層であり得る。
【００２４】
さらに、配向層または配向膜は、配向層が切り替え可能な媒体と接触するように、一方または双方の透明電極に配置され得る。配向膜は、配向方向にラビングされてもよい。
【００２５】
さらなるコーティングおよび／または透明電極自体のうちの１つ以上は、エッジデリーションにより部分的に除去される。
【００２６】
エッジデリーションは、基板の一方のエッジの少なくとも一部に隣接する領域において基板のコーティングの少なくとも１つの層を除去するプロセスである。切り替え可能な光学デバイスの場合、第１の基板および第２の基板は、それぞれ第１の透明電極および第２の透明電極によりコーティングされている。
【００２７】
エッジデリーションにより、透明電極層と、任意選択的に絶縁層またはパッシベーション層などのさらなる層とが選択的に除去される。有利には、各基板の少なくとも一方のエッジに隣接する領域内の透明電極層を選択的に除去することにより、周囲への透明電極の露出が回避されるか、または少なくとも最小限に抑えられる。これにより、透明電極の腐食が防止され、したがって、切り替え可能な光学デバイスの信頼性が改善される。
【００２８】
さらに、エッジデリーションは、透明電極に印加された駆動信号により生じる電界が切り替え可能な光学デバイスのシールを越えて広がるのを防止することにより、切り替え可能な光学デバイスの耐久性を改善する役割を果たす。電界が強いと、使用されるシーラントの耐久性が制限される可能性がある。さらに、ほとんどのシーラント材料はコーティングのうちの１つよりも基板との接合がより良好であるため、エッジデリーションによりシーラントの接着性が改善される。
【００２９】
第１の端子および第２の端子は、セルギャップ内に位置する切り替え可能な媒体の状態を制御するための駆動信号を生成するコントローラまたはドライバへの接続を形成するために使用され得る。端子は、例えば、端子線として、または電線を取り付けるためのコネクタとして構成され得る。また、代替実施形態では、端子は、バスバーからの延長部分であり得る。
【００３０】
端子がバスバーに接合されている場合、バスバーへの端子の接合は、はんだ付けにより、溶接により、または導電性接着剤もしく導電性膜の使用により達成され得る。特に、ディスプレイデバイスの製造において電気接点を形成するための一般的な方法である異方性導電膜ボンディングを使用して、端子線としてのフラットケーブルを各バスバーに接合することができる。
【００３１】
切り替え可能な光学デバイスの切り替え可能な媒体は、少なくとも１つの液晶媒体を含む。液晶媒体は、液晶の特性を有する材料として定義される。一般的な液晶媒体は、細長い棒状の分子を有する少なくとも１つの組成物を含む。本発明に関連して使用される液晶媒体は、少なくとも２つの状態を有する。２つの透明電極に印加された駆動信号により生じる電界に応答して、液晶媒体の状態が制御され得る。
【００３２】
例えば、少なくとも１つの液晶媒体を含む切り替え可能な媒体は、明るい状態および暗い状態を有する。明るい状態では、暗い状態よりも多くの光が切り替え可能な媒体を透過する。さらにまたはあるいは、切り替え可能な媒体は、透明状態および散乱状態を有し、可視光の光散乱は、透明状態では実質的に生じず、光は、散乱状態では散乱する。切り替え可能な媒体はまた、複合状態、特に、明るく透明な状態および／または暗く散乱した状態を有し得る。
【００３３】
好ましくは、第１のバスバーは、第１の透明電極と接触してかつ第１の領域内に配置された連続的なはんだ付け線として構築されており、かつ／または第２のバスバーは、第２の透明電極と接触してかつ第２の領域内に配置された連続的なはんだ付け線として構築されている。
【００３４】
はんだ付けにより、特に超音波はんだ付けにより、導電性材料が第１の電極および／または第２の電極に付けられ、バスバーとして機能する連続線が形成される。一般的なはんだ材料は、スズ、インジウムおよび／または鉛を含む合金である。
【００３５】
好ましくは、第１のバスバーは、第１の領域内の第１の透明電極を電気的に接続する第１の導電性ストリップとして構築されており、および／または第２のバスバーは、第２の領域内の第２の透明電極を電気的に接続する第２の導電性ストリップとして構築されている。
【００３６】
導電性ストリップは、例えば、各透明電極に付けられる金属部品の形態または金属の他の形態の金属化線であることが好ましい。導電性ストリップは、金属ストリップ、例えば銅ストリップであり得る。あるいは、導電性ストリップは、印刷プロセスにより第１の基板および／または第２の基板に銀粒子などの導電性材料を付けることで得られる印刷ストリップであり得る。
【００３７】
導電性ストリップと各透明電極との間の電気的接続は、はんだ付けにより、溶接により、または接着テープなどの導電性接着剤の使用により達成され得る。
【００３８】
一実施形態では、導電性ストリップと各透明電極との間の電気的接続は、連続的なはんだ付け線、連続的な溶接線(continuous soldered line)または導電性接着剤の連続線(continuous line)により達成される。
【００３９】
別の実施形態では、導電性ストリップと各透明電極との間の電気的接続は、各導電性ストリップの長さに沿って分布した複数のはんだ付け点(soldered dots)、溶接スポットまたは導電性接着剤点(dots of a conductive adhesive)により達成される。
【００４０】
導電性ストリップが印刷ストリップである場合、はんだ付け線および／またははんだ付け点の使用も好ましい。連続的なはんだ付け線および／またははんだ付け点により、各透明電極と印刷ストリップとの間で、良好な低抵抗の電気接続が確実になる。
【００４１】
特に、各透明電極が絶縁層またはパッシベーション膜で覆われている場合、連続的なはんだ付け線またははんだ付け点は、はんだ付けに使用される導電性材料が絶縁層またはパッシベーション膜に浸透することで、各透明電極と電気的接続を形成する。
【００４２】
バスバーの形状は、バスバーに隣接する各エッジの形状に相応することが好ましい。エッジが直線エッジである場合、バスバーは直線状の細長い形状になる。エッジが湾曲している場合、バスバーも湾曲していることが好ましい。さらに、２つより多くの隣接するエッジにわたりバスバーを延長することが可能である。
【００４３】
好ましくは、電気絶縁材料は、第１の領域内に位置する第１の透明電極の一部と第１のバスバーとが絶縁材料により封入されるように、より好ましくは完全に封入されるように、第１の基板上に配置されており、および／または電気絶縁材料は、第２の領域内に位置する第２の透明電極の一部と第２のバスバーとが絶縁材料により封入されるように、より好ましくは完全に封入されるように、第２の基板上に配置されている。
【００４４】
好ましくは、絶縁材料は、各透明電極のすべての露出部分を覆っている。第１の端子または第２の端子を除く各バスバーのすべての部分を覆うことが特に好ましい。
【００４５】
電気絶縁材料は、基板への良好な接着性を有し、かつ積層プロセスおよび／または適用時に生じ得る高温に耐えることができるように選択されることが好ましい。好ましくは、絶縁材料は、単一成分エポキシ材料、二成分エポキシ接着剤、単一成分シリコーン材料、二成分シリコーン接着剤、アクリレートシーラント、ポリウレタン、ホットメルトシーラント、ＵＶ硬化シーラント、および前述の材料のうちの少なくとも２つの組み合わせからなる群から選択される。
【００４６】
好ましくは、第１の基板のエッジデリーションが、第１のエッジの第１の端部および／もしくは第２の端部に部分領域をさらに含み、かつ／または第２の基板のエッジデリーションが、第２のエッジの第１の端部および／もしくは第２の端部に部分領域をさらに含み、ここで各部分領域は、各エッジに平行な少なくとも２ｍｍの長さを有する。好ましくは、各部分領域の長さは、５ｍｍ〜１００ｍｍ、より好ましくは２０ｍｍ〜５０ｍｍである。例えば、各エッジに平行な長さは３０ｍｍであり得る。
【００４７】
このさらなる部分領域／これらのさらなる部分領域により、「Ｇ」型のエッジデリーションが形成される。
【００４８】
好ましくは、第１の端子は、第１のエッジに平行に配置された第１の端子線であり、第２の端子は、第２のエッジに平行に配置された第２の端子線であり、第１の端子線の位置および長さ、ならびに／または第２の端子線の位置および長さは、第１の端子線が第１の基板から突出しないように、かつ／または第２の端子線が第２の基板から突出しないように選択される。「Ｇ」型のエッジデリーションと組み合わせると、端子線の端部は、透明電極またはバスバーに干渉しない。
【００４９】
端子線（複数可）がそのような配置になると、切り替え可能な光学デバイスを扱うまたは保管する際に、電線が保護される。電線が突き出ていないため、切り替え可能な光学デバイスを、バスバーのない任意のエッジに安全に置くことができる。
【００５０】
本発明によると、導電性バスバーは、第１の領域および第２の領域内で基板上に配置されている。好ましい実施形態では、バスバーは、これらの領域内にのみ配置されている。この実施形態では、バスバーは、特に基板から突出しておらず、この場合、端子線も、基板から突出しないように容易な手法で設けられ得る。切り替え可能な光学デバイスにさらなるガラス板を積層することも可能である。このさらなるガラス板は、バスバーが設けられている領域を覆うように、好ましくは完全に覆うように突出していてもよい。あるいは、さらなるガラス板は、バスバーが設けられている領域が全く覆われないように積層されていてもよい。さらなる実施形態では、さらなるガラス板は、バスバーが設けられている領域を覆うように積層されるが、この板の角は、切り取られるか、またはそれぞれ省略されており、特に好ましくは、かつ有利には、バスバーと、端子、特に端子線との接続は、角を切り取ったこの部分において形成されているので、積層される板は、バスバーが設けられている領域を覆っていない。
【００５１】
別の実施形態では、端子線は、基板から突出していてもよい。コネクタを使用することも可能である。
【００５２】
本発明によると、代替的には、導電性バスバーが、部分的にのみ第１の領域および第２の領域内で基板上に配置されるように設けられ得ることも可能である。特に、この代替実施形態では、導電性バスバーは、この場合、重なっていない領域内で部分的にのみ配置されており、基板を越えて延在する。この実施形態では、端子は、基板を越えて延在するまたはこれからそれぞれ突出する前述のバスバーに部分的に電気的に接続されていることが好ましい。さらなる板が積層されている場合、この板はまた、端子線と突出したバスバーとの間の電気的接続が形成される領域を覆わないことが好ましい。好ましくは、バスバー、特にバスバーの突出部分、ならびにバスバーと端子線との間の接続は、チューブ、例えばシリコーンチューブを、好ましくはさらなる封入剤の使用とともに、例えばＤＥＬＯ封入剤を用いて使用して、保護、遮蔽または絶縁することが可能である。
【００５３】
好ましくは、第１の基板の少なくとも第１のエッジおよび／または第２の基板の少なくとも第２のエッジのエッジ仕上げは、丸形のエッジ、ペンシルエッジ、ベベルエッジまたは出隅エッジ（arrised edge）である。
【００５４】
平坦なエッジとは対照的に、好ましいエッジ仕上げのうちの１つを有するエッジは、コーティングにより覆われていないことが好ましい拡大された表面領域を有する。さらに、バスバーは、エッジ仕上げの拡大された表面領域内に延在しない。この拡大された領域により、バスバーを覆う電気絶縁材料のためのさらなる接触領域がもたらされ、したがって接着性が改善される。さらに、好ましいエッジ仕上げの機械的安定性は、普通の平坦なエッジよりも強く、各基板が損傷する可能性が低くなる。
【００５５】
好ましいエッジ仕上げのうちの１つを有する基板を上から見ると、エッジ仕上げは、基板の主（平坦）表面領域から突出したオフセットを形成している。好ましくは、オフセットは、０．１ｍｍ〜２ｍｍの範囲、より好ましくは０．５ｍｍ〜１ｍｍの範囲にある。
【００５６】
好ましくは、第１の端子および／または第２の端子は、電気絶縁外装を有する端子線（複数可）として構成されている。端子線は、例えば、シリコーンゴム、ＰＶＣまたはＰＴＦＥベースの外装を有し得る。
【００５７】
代替実施形態では、第１の端子および／または第２の端子は、バスバーからの延長部分（複数可）であり、これらは、絶縁外装、例えば、シリコーンまたはＰＶＣチューブとともに用いられることが好ましい。
【００５８】
切り替え可能な光学デバイスは、第１の基板および／または第２の基板に積層されたさらなるガラス板を含み得る。
【００５９】
切り替え可能な光学デバイスは、スマートウィンドウとしての使用に特に適している。そのようなスマートウィンドウは、例えば、建物内の窓として使用することが可能であり、また、乗り物の窓などの輸送用途で使用することも可能である。
【００６０】
切り替え可能な光学デバイスの状態を制御するために、ＡＣ駆動信号が印加される。ＡＣ信号発生器として機能するドライバまたはコントローラにより形成される電気回路において、切り替え可能な光学デバイスは、セルの幾何学的形状に依存するＲＣ時定数τを有する抵抗器−コンデンサ（ＲＣ）回路として機能する。特に、ＲＣ時定数τは、切り替え可能な光学デバイスのサイズまたは面積に依存する。ＡＣ駆動信号の周波数は、切り替え可能な光学デバイスのちらつきが観察者に見えないように、十分に高く選択される必要がある。ＡＣ駆動信号の周波数は、好ましくは２０Ｈｚ〜１ｋＨｚの範囲、より好ましくは５０Ｈｚ〜７５０Ｈｚの範囲にあり、特に好ましくは１００Ｈｚ〜５００Ｈｚの範囲にある。さらに、ＡＣ駆動信号の周波数は、通常、ＲＣ回路のＲＣ時定数に相応しているべきであり、そのため、均一な電界、ひいては切り替え可能な光学デバイスの均一な応答が達成される。
【００６１】
切り替え可能な光学デバイスのＲＣ時定数τは、デバイスのサイズ、電極のシート抵抗、セルギャップのサイズ、セルギャップ内に位置する切り替え可能な媒体の誘電率、デバイス形状などのデバイスの幾何学的形状、バスバーのサイズ、およびバスバーの位置により影響を受ける。
【００６２】
したがって、本発明のさらなる態様は、第１の端子と第２の端子との間に形成されるＲＣ回路のＲＣ時定数τが、５０ｍｓ〜１μｓ、好ましくは５０ｍｓ〜１ｍｓの範囲内にあるように、かつ１０〜１５０オーム／平方の範囲の第１の透明電極および第２の透明電極のシート抵抗を選択することにより、かつ６μｍ〜５０μｍの範囲のセルギャップを選択することにより、本明細書に記載の切り替え可能な光学デバイスを設計する方法を提供することである。
【００６３】
好ましい実施形態では、液晶媒体は、１．５以上、好ましくは１．５〜５０、より好ましくは３〜４０、さらにより好ましくは３〜３０の範囲の正の誘電異方性Δεを有する。
【００６４】
別の実施形態によると、液晶媒体は、好ましくは−２〜−８の範囲、より好ましくは−３〜−６の範囲、特に好ましくは−３．５〜−５の負の誘電異方性を有する。
【００６５】
すべての物理的特性は、”Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals”, Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germanyに従って決定され、特に明記されていない限り、２０℃の温度で引用される。誘電異方性（Δε）は、１ｋＨｚの周波数で決定される。光学異方性（Δｎ）は、５８９．３ｎｍの波長で決定される。
【００６６】
液晶媒体は、７０℃〜１７０℃、より好ましくは８０℃〜１６０℃、さらにより好ましくは９０℃〜１５０℃、特に１００℃〜１４０℃の温度範囲の澄明点、好ましくはネマチック液晶状態から等方性状態への相転移を有することが好ましい。
【００６７】
本発明のさらなる態様は、記載の切り替え可能な光学デバイスのうちの１つを電気的に駆動する方法を提供することである。この方法は、第１の端子および第２の端子に、ＡＣ駆動信号を発する信号源を電気的に接続することを含み、ＡＣ信号は、信号源により生成され、ＡＣ信号の周波数は、ＡＣ信号の周期Ｔが、好ましくはτよりも大きく、より好ましくは５τよりも大きくなるように選択される。例えば、周期Ｔは、τ〜５τの範囲にあり、τは、第１の透明電極、第２の透明電極および切り替え可能な媒体を配置することにより形成されるＲＣ回路のＲＣ時定数である。
【００６８】
本発明のさらなる別の態様では、記載の切り替え可能な光学デバイスのうちの１つを製造する方法が提供される。
【００６９】
この方法の第１のステップでは、第１の透明電極を有する第１の基板と、第２の透明電極を有する第２の基板とが準備される。
【００７０】
続く第２のステップでは、エッジデリーションは、第１の基板上および第２の基板上で実施され、透明導電性電極は、基板エッジに隣接する領域が除去され、第１の基板のエッジデリーションは、少なくとも第１のエッジについては部分的にのみであり、第１の基板のそれ以降のすべてのエッジについては完全となっており、第２の基板のエッジデリーションは、少なくとも第２のエッジについては部分的にのみであり、第２の基板のそれ以降のすべてのエッジについては完全となっている。
【００７１】
少なくとも１つの第１のエッジは、バスバーに隣接する第１の基板の１つ以上のエッジに相応する。したがって、少なくとも１つの第２のエッジは、バスバーに隣接する第２の基板の１つ以上のエッジに相応する。
【００７２】
エッジデリーションは、エッジデリーションホイールが各基板から１つ以上のコーティング層を機械的に除去するように、回転するエッジデリーションホイールを基板のエッジ領域に押し付けることにより実施され得る。あるいは、レーザーアブレーションをエッジデリーションに使用してもよい。
【００７３】
第３のステップでは、第１の基板、第２の基板およびシールは、セルギャップを有するセルが形成され、かつセルに切り替え可能な媒体が満たされるように配置される。セルを形成する際、２つの基板は、第２の基板と重なっていない第１の基板の第１のエッジに隣接する第１の領域を第１の基板が有するように、かつ第１の基板と重なっていない第２の基板の第２のエッジに隣接する第２の領域を第２の基板が有するように配置されている。
【００７４】
あるいは、上記のようにセルを満たす代わりに、切り替え可能な媒体は、基板のうちの１つへのワンドロップフィリング（one drop filling）と、それに続く２つの基板の組み立てとにより形成され得る。
【００７５】
次に、第１の基板および第２の基板に、バスバーを接続するための準備が行われる。基板の準備は、前洗浄および予熱などの幾つかの任意選択的なステップを含み得る。
【００７６】
任意選択的な前洗浄ステップでは、第１の領域内に位置する第１の透明電極の一部および第２の領域内に位置する第２の透明電極の一部の前洗浄が実施され得る。
【００７７】
任意選択的な予熱ステップでは、第１の基板の少なくとも第１の領域の予熱および／または第２の基板の少なくとも第２の領域の予熱が実施される。好ましくは、各基板は、３０℃〜１５０℃の範囲、特に好ましくは４０℃〜１００℃の範囲の温度に予熱される。予熱により、プロセスに導入されるエネルギーに基づいて、続くはんだ付けの接着レベルおよび接合強度が向上する。
【００７８】
続く第４のステップでは、第１のバスバーが第１の透明電極に接続され、第２のバスバーが第２の透明電極に接続される。
【００７９】
バスバーがはんだ付け線として構成されている場合、バスバーを形成するために、はんだ材料などの導電性材料が各基板に付けられる。導電性材料は、超音波はんだ付けにより付けられることが好ましい。
【００８０】
あるいは、バスバーは、導電性ストリップとして構成されていてもよい。第１の導電性ストリップは、第１の透明電極に付けることができ、第２の導電性ストリップは、第２の透明電極に付けることができる。導電性ストリップは、例えば、各透明電極に付けられる金属部品の形態または金属の他の形態の金属化線であることが好ましい。導電性ストリップと各透明電極との間の電気的接続は、はんだ付けにより、溶接により、または導電性接着剤の使用により達成され得る。
【００８１】
一実施形態では、導電性ストリップと各透明電極との間の電気的接続は、連続的なはんだ付け線、連続的な溶接線または導電性接着剤の連続線により達成される。
【００８２】
別の実施形態では、導電性ストリップと各透明電極との間の電気的接続は、各導電性ストリップの長さに沿って分布した複数のはんだ付け点、溶接スポットまたは導電性接着剤点により達成される。
【００８３】
あるいは、導電性ストリップは、印刷プロセスにより第１の基板および／または第２の基板に導電性材料を付けることで得られる印刷ストリップであり得る。
【００８４】
続く第５のステップでは、第１の端子が第１のバスバーに接合され、第２の端子が第２のバスバーに接合される。この接合は、重なっていない領域内で基板上に位置していることが好ましい。しかしながら、代替実施形態では、バスバー、特に導電性ストリップは、基板を越えて延在し得て、バスバーへの端子の接合は、基板領域の外側で行われ得る。
【００８５】
バスバーへの端子の接合は、はんだ付けにより、溶接により、導電性接着剤または導電性膜の使用により達成され得る。特に、ディスプレイデバイスの製造において電気接点を形成するための一般的な方法である異方性導電膜ボンディングを使用して、端子線としてのフラットケーブルを各バスバーに接合することができる。
【００８６】
続く第６のステップでは、絶縁材料は、第１の領域内に位置する第１の透明電極の一部と第１のバスバーとが絶縁材料により封入されるように、好ましくは完全に封入されるように、第１の基板上に分配され、かつ／または第２の領域内に位置する第２の透明電極の一部と第２のバスバーとが絶縁材料により封入されるように、好ましくは完全に封入されるように、第２の基板上に分配される。
【００８７】
絶縁材料の分配後に、絶縁材料が硬化される。
【００８８】
任意選択的な続くステップでは、中間層を用いて、第１の基板および／または第２の基板の露出面にさらなるガラス板が積層され得る。
【００８９】
積層について、中間層は、さらなるガラス板と切り替え可能な光学要素との間に配置されることが好ましい。熱および／または高圧の適用を伴うことが一般的な続く処理では、各板、中間層および切り替え可能な光学要素が接合される。オートクレーブ処理または真空バッグ処理などの適切な積層プロセスは、合わせ（安全）ガラスの技術分野において既知である。
【００９０】
第１の基板および第２の基板は、第２の方法ステップおよび方法のステップ４〜６で、同時にまたは順次に加工され得る。例えば、ステップ３でセルが形成された後に、ステップ４〜６が、まず第１の基板上で実施され、次に第２の基板上で実施され得る。
【００９１】
本発明のさらなる態様は、記載の切り替え可能な光学デバイスのうちの少なくとも１つと、少なくとも１つの切り替え可能な光学デバイスにＡＣ駆動信号を印加する少なくとも１つのコントローラとを備えるシステムを提供することである。好ましくは、少なくとも１つのコントローラは、本明細書に記載の駆動方法を実施するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】切り替え可能な光学デバイスの断面図である。
【図２】図１の断面図の拡大図である。
【図３】第１の実施形態のバスバーを有する基板の上面図である。
【図４】第２の実施形態のバスバーを有する基板の上面図である。
【図５】第１の実施形態のエッジデリーションを有する基板の概略図である。
【図６】第２の実施形態のエッジデリーションを有する基板の概略図である。
【００９３】
図１は、第１の基板１１および第２の基板１２を有する切り替え可能な光学デバイス１を示す。切り替え可能な媒体１０は、２つの基板１１，１２の間に挟まれており、図２を参照されたい。
【００９４】
２つの基板１１，１２は、第１の基板１１の第１の領域７１が第２の基板１２と重ならないように、かつ第２の領域７２が第１の基板１１と重ならないように配置されている。
【００９５】
第１の基板１１の第１のエッジ４１に隣接して、第１のバスバー３１が配置されている。第１のバスバー３１は、第１の端子線６１により電気的に接触されており、第１のバスバー３１は、絶縁材料１０１で封入されている。
【００９６】
第２の基板１２の第２のエッジ４２に隣接して、第２のバスバー３２が配置されている。第２のバスバー３２は、第２の端子線６２により電気的に接触されており、第２のバスバー３２は、絶縁材料１０１で封入されている。
【００９７】
図２は、第２の基板１２の第２のエッジ４２に隣接する領域を含む、図１の断面図の左半分の拡大図を示す。この拡大図では、２つの基板１１，１２の間に挟まれた切り替え可能な材料１０が見られる。
【００９８】
切り替え可能材料１０は、第１の基板１１、第１の透明電極２１、切り替え可能な材料１０、第２の透明電極２２および第２の基板１２をこの順序で備えるセルの一部である。セルは、シール１１４により封止されている。図２に見られるように、第１の透明電極２１は、シール１１４が第１の基板１１と直接接触するように、エッジデリーションにより部分的に除去した。
【００９９】
第２のバスバー３２は、第２の領域７２内で第２の基板１２上に配置されている。第２のバスバー３２は、導電性材料３２により第２の電極２２に電気的に接続された第２の導電性ストリップ５２を備える。導電性材料３２は、例えば、はんだ材料であり、超音波はんだ付けなどのはんだ付けプロセスで付けた。
【０１００】
図２の拡大図に見られるように、第２の端子線６２は、電線コア１１０および電気絶縁外装１１２により形成されている。図２では見えない位置で、電線コア１１０は、第２の導電性ストリップ５２に電気的に接続されている。
【０１０１】
第２のバスバー３２、および第２の領域７２内に位置する第２の透明電極２２の露出部分は、バスバー３２を保護および封止する絶縁材料１０１により封入されている。
【０１０２】
さらに、図２は、第２の基板の第２のエッジ４２のエッジ仕上げが、丸形のエッジまたは「Ｃ」型のエッジであることを示す。丸形のエッジは、エッジ仕上げ領域８０内において、第２の基板１２の平坦領域から突出している。エッジ仕上げ領域８０により、絶縁材料１０１と第２の基板１２との間の接触面積が有利に拡大され、それにより、絶縁材料１０１の接着性が改善される。
【０１０３】
図３は、第１の実施形態のバスバー３１，３２を有する基板１１，１２の上面図を示す。図３の上面図に見られるように、透明電極２１，２２は、エッジデリーション１１６により部分的に除去した。エッジデリーション１１６は、バスバー３１，３２に隣接するエッジ４１，４２を除いて、基板１１，１２のすべてのエッジで完全となっている。また、エッジデリーション１１６は、エッジ仕上げ領域８０においても実施した。バスバー３１，３２に隣接するエッジ４１，４２には、エッジデリーション１１６はない。エッジデリーション１１６は左右対称である。
【０１０４】
図３の実施形態では、バスバー３１，３２は、連続的なはんだ付け線１０５の形態で透明電極２１，２２に付けられた導電性材料１０３である。端子線６１，６２は、導電性材料１０３に接合されている。
【０１０５】
図４は、第２の実施形態のバスバー３１，３２を有する基板１１，１２の上面図を示す。図４の上面図に見られるように、透明電極２１，２２は、エッジデリーション１１６により部分的に除去した。エッジデリーション１１６は、バスバー３１，３２に隣接するエッジ４１，４２を除いて、基板１１，１２のすべてのエッジで完全となっている。また、エッジデリーション１１６は、エッジ仕上げ領域８０においても実施した。さらに、バスバー３１，３２に隣接するエッジ４１，４２には、部分的なエッジデリーション１１６がある。エッジデリーション１１６は左右対称ではない。
【０１０６】
図４の実施形態では、バスバー３１，３２は、はんだ付け点１０６により透明電極２１，２２に電気的に接続された金属部品の形態の導電性ストリップ５１，５２である。端子線６１，６２は、導電性ストリップ５１，５２に接合されている。
【０１０７】
図５は、第１の基板１１、第２の基板１２、および第１の実施形態のエッジデリーションを有する２つの基板１１，１２を配置したものの概略図を示す。各基板１１，１２のエッジデリーションは、バスバーに隣接する一方のエッジにおいて不完全となっている。エッジデリーションは左右対称ではない。
【０１０８】
図６は、第１の基板１１、第２の基板１２、および第１の実施形態のエッジデリーションを有する２つの基板１１，１２を配置したものの概略図を示す。各基板１１，１２のエッジデリーションは、バスバーに隣接する一方のエッジにおいて不完全となっている。エッジデリーションは左右対称である。
【０１０９】
好ましい実施形態では、切り替え可能な媒体、特に液晶媒体は、切り替え可能な光学デバイスの他の要素とともに、かつデバイスを駆動する方法に適切に適合しながら、特に信頼性の改善の点で、例えば、電圧保持率（ＶＨＲ）と、光、熱、化学薬品または電界による不所望な応力に対する安定性の改善とに関して、全体的な好ましい性能に好ましく寄与するように選択される。
【０１１０】
以下の実施例に、特に有利にかつ好ましく使用できる液晶媒体を示す。
【０１１１】
本発明および特に以下の実施例において、メソゲン化合物の構造は、頭字語とも呼ばれる略語により示される。これらの頭字語において、化学式は、以下の表Ａ〜Ｃを使用して、以下のように略記される。すべての基ＣｎＨ２ｎ＋１、ＣｍＨ２ｍ＋１およびＣｌＨ２ｌ＋１またはＣｎＨ２ｎ−１、ＣｍＨ２ｍ−１およびＣｌＨ２ｌ−１はそれぞれ、ｎ、ｍおよびｌ個のＣ原子を有する直鎖アルキルまたはアルケニル、好ましくは１Ｅ−アルケニルを示す。表Ａには、化合物のコア構造の環要素に使用される記号を列記し、一方、表Ｂには、連結基を示す。表Ｃには、左手側または右手側の末端基についての記号の意味を示す。頭字語は、任意の連結基を有する環要素についての記号、続く第１のハイフンおよび左手側末端基についての記号および第２のハイフンおよび右手側末端基についての記号から構成される。表Ｄには、化合物の例示的な構造を、それらのそれぞれの略語と共に示す。
【０１１２】
【表１−１】
2021532408.tif 000003
【０１１３】
【表１−２】
2021532408.tif 000004
【０１１４】
【表１−３】
2021532408.tif 000005
【０１１５】
【表１−４】
2021532408.tif 000006
【０１１６】
ここで、ｎおよびｍはそれぞれ整数を表し、３つの点「．．．」は、本表の他の略語の代用語である。
【０１１７】
以下の表に、例示的な構造をそれらのそれぞれの略語と共に示す。これらは、略語の規則の意味を説明するために示されるものである。これらはさらに、好ましく使用できる化合物を表す。
【０１１８】
【表２−１】
2021532408.tif 000007
【０１１９】
【表２−２】
2021532408.tif 000008
【０１２０】
【表２−３】
2021532408.tif 000009
【０１２１】
【表２−４】
2021532408.tif 000010
【０１２２】
【表２−５】
2021532408.tif 000011
【０１２３】
【表２−６】
2021532408.tif 000012
【０１２４】
【表２−７】
2021532408.tif 000013
【０１２５】
【表２−８】
2021532408.tif 000014
【０１２６】
【表２−９】
2021532408.tif 000015
【０１２７】
【表２−１０】
2021532408.tif 000016
【０１２８】
【表２−１１】
2021532408.tif 000017
【０１２９】
【表２−１２】
2021532408.tif 000018
【０１３０】
【表２−１３】
2021532408.tif 000019
【０１３１】
【表２−１４】
2021532408.tif 000020
【０１３２】
【表２−１５】
2021532408.tif 000021
【０１３３】
【表２−１６】
2021532408.tif 000022
【０１３４】
【表２−１７】
2021532408.tif 000023
【０１３５】
【表２−１８】
2021532408.tif 000024
【０１３６】
【表２−１９】
2021532408.tif 000025
【０１３７】
【表２−２０】
2021532408.tif 000026
【０１３８】
ここで、ｎ、ｍおよびｌは、好ましくは互いに独立して、１〜９、より好ましくは１〜７を表す。
【０１３９】
一実施形態において、本発明により使用されるスイッチング媒体、特に液晶媒体は、１つ以上の安定剤、１つ以上のキラルドーパントおよび／または１つ以上の二色性色素を含み得る。この点に関して、以下の表Ｅに、任意に媒体で使用することができる例示的で好ましい化合物を示す。
【０１４０】
表Ｅ
【表３−１】
2021532408.tif 000027
【０１４１】
【表３−２】
2021532408.tif 000028
【０１４２】
【表３−３】
2021532408.tif 000029
【０１４３】
【表３−４】
2021532408.tif 000030
【０１４４】
【表３−５】
2021532408.tif 000031
【０１４５】
液晶媒体は、好ましくは、安定剤を０〜１０重量％、特に１ｐｐｍ〜５重量％、特に好ましくは１ｐｐｍ〜１重量％含む。
【０１４６】
本発明による液晶媒体は、好ましくは、表Ｄの化合物の群から選択される７つ以上、好ましくは８つ以上の個々の化合物、表Ｄに示される式から選択される異なる式を有する好ましくは３つ以上、特に好ましくは４つ以上のものを含む。
【０１４７】
本明細書に記載されているすべてのパーセントデータおよび量比は、特に明記しない限り、重量パーセントである。
【０１４８】
以下の実施例は、本発明の単なる例示であり、何ら本発明の範囲を限定するものと見なされるべきではない。本開示を考慮すれば、当業者には、実施例およびその変形形態または他の均等物が明らかになるであろう。
【０１４９】
実施例
例において、
Ｖｏは、２０℃での容量性閾値電圧［Ｖ］を表し、
ｎｅは、２０℃、５８９ｎｍでの異常屈折率を表し、
ｎｏは、２０℃、５８９ｎｍでの常屈折率を表し、
Δｎは、２０℃、５８９ｎｍでの光学異方性を表し、
ε｜｜は、２０℃、１ｋＨｚでのダイレクタに平行な誘電率を表し、
ε⊥は、２０℃、１ｋＨｚでのダイレクタに垂直な誘電率を表し、
Δεは、２０℃、１ｋＨｚでの誘電率異方性を表し、
ｃｌ．ｐ．，  Ｔ（Ｎ，Ｉ）は、澄明点［℃］を表し、
γ１は、磁場で回転法により求められた、２０℃で測定された回転粘度［ｍＰａ・ｓ］を表し、
Ｋ１は、２０℃での「スプレイ」変形の弾性定数［ｐＮ］を表し、
Ｋ２は、２０℃での「ツイスト」変形の弾性定数［ｐＮ］を表し、
Ｋ３は、２０℃での「ベンド」変形の弾性定数［ｐＮ］を表す。
【０１５０】
本発明に関する「閾値電圧」という用語は、特に明記しない限り、容量性閾値（Ｖｏ）に関する。例においては、一般的に通常であるように、光学的閾値を１０％の相対コントラスト（Ｖ１０）に対して示す場合もある。
【０１５１】
参照例１
以下の表に示す組成および特性を有する液晶ベース混合物Ｂ−１を製造し、その一般的な物理特性に関して特性決定する。
【０１５２】
【表４】
2021532408.tif 000032
【０１５３】
９９．９７％の混合物Ｂ−１を０．０３％の化合物ＳＴ−１と混合することにより、ホスト混合物Ｈ−１を製造する。このホスト混合物Ｈ−１に、表Ｅに示す０．１７％のＤ−１、０．２６％のＤ−２、０．０９％のＤ−３、０．１７％のＤ４および０．２０％のＤ−５を加えることにより、混合物Ｍ−１を製造する。
【０１５４】
参照例２
以下の表に示す組成および特性を有する液晶ホスト混合物Ｈ−２を製造し、その一般的な物理特性に関して特性決定する。
【０１５５】
【表５】
2021532408.tif 000033
【０１５６】
表Ｅに示す０．０５％のＳ−８１１、０．０３％のＳＴ−１、０．０８５％のＤ−３、０．１６％のＤ−４および０．２１％のＤ−５を混合物Ｈ−２に加えることにより、混合物Ｍ−２．１を製造する。
【０１５７】
表Ｅに示す０．１％のＳＴ−２、０．１％のＳＴ−３、０．３３％のＤ−３、０．５８％のＤ−４および０．６９％のＤ−５を混合物Ｈ−２に加えることにより、混合物Ｍ−２．２を製造する。
【０１５８】
表Ｅに示す０．３０％のＳＴ−２、０．２５％のＳＴ−３、０．３４％のＤ−３、０．７２％のＤ−４および０．８７％のＤ−５を混合物Ｈ−２に加えることにより、混合物Ｍ−２．３を製造する。
【０１５９】
表Ｅに示す０．１０％のＤ−３、０．１７％のＤ−４および０．１７％のＤ−５を混合物Ｈ−２に加えることにより、混合物Ｍ−２．４を製造する。
【０１６０】
表Ｅに示す０．０３％のＳＴ−１、１．０％のＤ−３、１．７％のＤ−４および０．１８５％のＤ−５を混合物Ｈ−２に加えることにより、混合物Ｍ−２．５を製造する。
【０１６１】
表Ｅに示す０．０３％のＳＴ−１、０．０５％のＳ−８１１、０．１３％のＤ−３、０．２７％のＤ−４および０．３４％のＤ−５を混合物Ｈ−２に加えることにより、混合物Ｍ−２．６を製造する。
【０１６２】
参照例３
以下の表に示す組成および特性を有する液晶ホスト混合物Ｈ−３を製造し、その一般的な物理特性に関して特性決定する。
【０１６３】
【表６】
2021532408.tif 000034
【０１６４】
表Ｅに示す０．０３０％のＳＴ−１、０．８６％のＳ−８１１、０．２８％のＤ−３、０．５１％のＤ−４および０．７９％のＤ−５を混合物Ｈ−３に加えることにより、混合物Ｍ−３を製造する。
【０１６５】
参照例４
以下の表に示す組成および特性を有する液晶ホスト混合物Ｈ−４を製造し、その一般的な物理特性に関して特性決定する。
【０１６６】
【表７】
2021532408.tif 000035
【０１６７】
表Ｅに示す０．０５４％のＤ−３、０．１０％のＤ−４および０．１１％のＤ−５を混合物Ｈ−４に加えることにより、混合物Ｍ−４を製造する。
【０１６８】
参照例５
以下の表に示す組成および特性を有する液晶ホスト混合物Ｈ−５を製造し、その一般的な物理特性に関して特性決定する。
【０１６９】
【表８】
2021532408.tif 000036
【０１７０】
表Ｅに示す０．００５％のＤ−３、０．００７％のＤ−４および０．００８％のＤ−５を混合物Ｈ−４に加えることにより、混合物Ｍ−５を製造する。
【０１７１】
参照例６
以下の表に示す組成および特性を有する液晶ホスト混合物Ｈ−６を製造し、その一般的な物理特性に関して特性決定する。
【０１７２】
【表９】
2021532408.tif 000037
【０１７３】
表Ｅに示す０．１１％のＤ−３、０．２２％のＤ−４および０．２４％のＤ−５を混合物Ｈ−４に加えることにより、混合物Ｍ−６を製造する。
【０１７４】
参照例７
以下の表に示す組成および特性を有する液晶ホスト混合物Ｈ−７を製造し、その一般的な物理特性に関して特性決定する。
【０１７５】
【表１０】
2021532408.tif 000038
【０１７６】
表Ｅに示す０．２６％のＤ−３、０．４０％のＤ４および０．７４％のＤ−５をホスト混合物Ｈ−７に加えることにより、混合物Ｍ−７を製造する。
【０１７７】
参照例８
以下の表に示す組成および特性を有する液晶ベース混合物Ｂ−８を製造し、その一般的な物理特性に関して特性決定する。
【０１７８】
【表１１】
2021532408.tif 000039
【０１７９】
９７．０１％の混合物Ｂ−８、上記の表Ｅに示す０．４２％のＲ−５０１１、１．２５％の式ＲＭ−Ａ
【化１】
2021532408.tif 000040
の化合物、０．６２％の式ＲＭ−Ｂ
【化２】
2021532408.tif 000041
の化合物、０．６２％の式ＲＭ−Ｃ
【化３】
2021532408.tif 000042
の化合物および０．０８％のIrgacure（登録商標）651（スイス国Cibaより入手可能）
【化４】
2021532408.tif 000043
を混合することにより、コレステリック混合物Ｃ−８を製造する。
【０１８０】
得られた混合物Ｃ−８のピッチは、１．８４μｍである。方形波電圧（７０Ｖ、６０  Ｈｚ）の印加下にＵＶ光（ＵＶＡおよびＵＶＢ、光強度３．５ｍＷ／ｃｍ２）を照射することにより、切り替え可能なデバイスでこの混合物を重合させる。
【０１８１】
参照例９
以下の表に示す組成を有する液晶ベース混合物Ｂ−９を製造する。
【０１８２】
【表１２】
2021532408.tif 000044
【０１８３】
０．０３％のＳＴ−１、および上記の表Ｅに示す０．４５％のＲ−５０１１、および０．７５％の式ＲＭ−Ｄ
【化５】
2021532408.tif 000045
の化合物をベース混合物Ｂ−９に加えることにより、コレステリック混合物Ｃ−９を製造する。
【０１８４】
方形波電圧（７０Ｖ、６０  Ｈｚ）の印加下にＵＶ光（ＵＶＡおよびＵＶＢ、光強度３．５ｍＷ／ｃｍ２）を照射することにより、切り替え可能なデバイスでこの混合物を重合させる。
【０１８５】
参照例１０
上記の参照例３に示す９８．９８％の混合物Ｈ−３、表Ｅに示す０．０８％のＳＴ−１、０．１６％のＤ−３、０．３５％のＤ−４および０．４３％のＤ−５を混合することにより、混合物Ｍ−１０を製造する。
【０１８６】
実施例１〜１０
参照例１〜１０で製造した混合物をそれぞれ、本発明による切り替え可能な光学デバイスのセルに充填して使用する。
【符号の説明】
【０１８７】
１  切り替え可能な光学デバイス
１０  切り替え可能な媒体
１１  第１の基板
１２  第２の基板
２１  第１の透明電極
２２  第２の透明電極
３１  第１のバスバー
３２  第２のバスバー
４１  第１のエッジ
４２  第２のエッジ
５１  第１の導電性ストリップ
５２  第２の導電性ストリップ
６１  第１の端子線
６２  第２の端子線
７１  第１の領域
７２  第２の領域
８０  エッジ仕上げ領域
１０１  絶縁材料
１０３  導電性材料
１０５  連続的なはんだ付け線
１０６  はんだ付け点
１１０  電線コア
１１２  電線外装
１１４  シール
１１６  エッジデリーション
【図１】
2021532408.tif 000046
【図２】
2021532408.tif 000047
【図３】
2021532408.tif 000048
【図４】
2021532408.tif 000049
【図５】
2021532408.tif 000050
【図６】
2021532408.tif 000051
【国際調査報告】
2021532408.tif 000052
2021532408.tif 000053
2021532408.tif 000054
2021532408.tif 000055