KR100406923B1 - 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리(1)에 관한 것으로, 투명 혹은 반투명한 창유리(5); 상기 창유리(5)의 일면에 코팅되고, 가해지는 전압의 고저에 따라 색상이 가변 되는 전도성 고분자 필름(3); 및 상기 창유리(5)의 양단에 증착되고, 상기 전도성 고분자 필름(3)과 전기적으로 연결된 한 쌍의 전도성 에폭시 전극(7);을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 본 발명은 상기 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리(1) 양단에 전압을 가하여, 전압의 세기에 따라 외부에서 들어오는 빛의 투과율을 조절함으로써 빛의 명암과 상기 창유리(5)의 색상을 조절할 수 있다.

Description

전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리{A color changed window glass by conductive polymer film}

본 발명은 창유리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차유리나 일반건물에 사용되는 전도성 고분자 필름(conductive polymer film)을 이용한 변색 창유리(1)에 관한 것이다.

일반적으로 전도성 고분자는 전기가 통하는 플라스틱, 투명한 전도체, 전기전자파 차폐용 박막, 2차 전지, 전기변색소자, 발광다이오드, 레이저 등으로 사용될 수 있다. 또한, 초고속 스위치, 비선형 광학소자, 감광재료, 트랜지스터, 다양한 종류의 화학/생물 센서(sensor), 분자크기의 전자소자(molecular electronics) 등의 많은 응용가능성이 발표되고 있다. 무엇보다도 실리콘(Si)을 이용한 무기 반도체 대신 고분자를 이용한 소자는 쉬운 제조방법과 낮은 생산 가격 등 여러 가지의 장점이 있다.

이와 같은 전도성 고분자(conductive polymer)는 그 응용가능성이 많지만 자동차 창유리나 일반건물의 창유리에의 적용은 전무한 실정이다. 또한, 일반 창유리에 대하여 걸어준 전압의 세기에 따른 빛의 투과도(light transmittancy)를 조절함으로써 유리의 색상이나 빛의 명암조절에 관한 종래 기술도 전무한 실정이다.

도 3은 종래에 사용된 직사광선 차단용 창유리(5) 구성물의 분해 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 종래에 사용된 자동차 창유리(5)의 직사광선의 차단방법은 일반적인 합성 고분자 비닐(15)을 코팅하여 사용하였다.

하지만, 종래에 사용된 직사광선 차단방법하에서는 직사광선의 투과도(light transmittancy)를 조절할 수 없었으므로 자동차의 야간운행시 마주 오는 자동차의 밝은 전조등을 차단시킬 수 없어 그에 따라 교통사고의 위험이 많았으며, 또한 일반건물의 창유리에 투과되는 빛의 양이 과다할 경우 빛의 투과 량을 차단할 수 없어 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 자동차 창유리나 일반 건물의 창유리에 있어서, 외부로부터 흡수되는 빛의 투과도(light transmittancy)를 조절함으로써 창유리의 색상과 빛의 명암을 자유롭게 조절할 수 있는 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리(1)를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 투명 혹은 반투명한 창유리(5); 상기 창유리(5)의 일면에 코팅되고, 가해지는 전압의 고저에 따라 색상이 가변 되는 전도성 고분자 필름(conductive polymer film)(3); 및 상기 창유리(5)의 양단에 증착되고, 상기 전도성 고분자 필름(3)과 전기적으로 연결된 한 쌍의 전도성 에폭시 전극(7);을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리(1)에 의하여 달성된다.

고분자라는 것은 분자량이 큰 분자를 말하지만 보통의 분자와 명확한 경계가 있는 것이 아니라 물성이 급격히 변하는 분자량이 약 10,000 (g/mol) 이상의 것을말한다. 전기 전도성 고분자는 전자의 불포화된 결합(electron unsaturated bond)에 의해 그 전자학적 구조가 결정된다.

즉, 탄소의 결합(carbon bond)에 관여하는 4개의 전자들중 3개만 분자결합(molecular bond)에 관여하고 나머지 1개의 전자가 불포화되어 파이(π)에너지 띠를 형성하는 sp²분자 궤도(sp²-molecular orbital)를 갖는 것이 그 특징이다. 전도성 고분자의 전기전도성은 도핑물질에 따라 전도도의 범위가 절연체(insulator)에서 금속(metal)까지 그 범위가 매우 넓다.

본 발명은 상기와 같은 전도성 고분자 화합물중 폴리 이소 티아나프틴 (polyisothianaphthene; PITN) 혹은 폴리 디헥소시이소 티아나프틴(poly(5,6-dihexoxyisothianaphthene); PDHITN) 등을 상기 창유리(5)의 일면에 얇은 박막으로 입혀서 응용한 것이다.

본 발명에 따른 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리(1)는 상기 창유리(5)의 양단에 걸어준 전압의 세기에 따라 빛의 투과도(light transmittancy)가 달라지는 유리이다. 어두운 밤에는 유리처럼 투명하게 조절가능하며 햇볕이 강한 한여름 등 직사광선을 차단할 필요성이 있을 때는 상기 창유리(5)에 색상이 나타나도록 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 상기 창유리(5)의 양단에는 상기 전도성 에폭시 전극(7)을 증착시키는 이유는 양단에 걸어준 전압의 변화에 따른 상기 창유리(5)의 색상이 변할 때 상기 창유리(5) 전체에 색상이 고르게 분포되어 전체적으로 균일한 색상을인지할 수 있기 때문이다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 분명해질 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리(1)의 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리 장치의 회로도이다.

도 3은 종래에 사용된 직사광선 차단용 창유리(5) 구성물의 분해 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 설명 *

1 : 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리

3 : 전도성 고분자 필름

5 : 창유리

7 : 전도성 에폭시 전극

9 : 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리 장치의 회로도

11 : 제어장치

13 : 전원

15 : 합성 고분자 비닐

17 : 전기선

이하 본 발명에 따른 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리(1)의 구성에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리(1)의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리(1)는 투명 혹은 반투명한 창유리(5); 상기 창유리(5)의 일면에 코팅되고, 가해지는 전압의 고저에 따라 색상이 가변 되는 전도성 고분자 필름(3); 및 상기 창유리(5)의 양단에 증착되고, 상기 전도성 고분자 필름(3)과 전기적으로 연결된 한 쌍의 전도성 에폭시 전극(7);으로 구성된다.

본 발명에 따른 상기 전도성 고분자 필름(3)은 폴리 이소 티아나프틴 (polyisothianaphthene; PITN) 혹은 폴리 디헥소시이소 티아나프틴(poly(5,6-dihexoxyisothianaphthene); PDHITN) 등으로 구성된다.

본 발명에 따른 한 쌍의 상기 전도성 에폭시 전극(7)은 플레이트 형상이고, 상호 평행하도록 위치해 있다. 또한, 한 쌍의 상기 전도성 에폭시 전극(7)은 각각 전기선(17)으로 연결되어 있으며, 상기 전도성 고분자 필름(3)과 전기적으로 연결되어 있다.

도 2는 도 1에 도시된 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리 장치의 회로도(9)이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리(1)의 장치는 상기 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리(1) 양단에 증착된 상기 전도성 에폭시 전극(7)에 대하여 제어장치(11) 및 전원(13)을 각각 직렬회로로 연결하여 구성된다.

이하 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리(1)에 대한 결합 및 작용에 대해 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 전도성 고분자 필름(3)인 폴리 이소 티아나프틴 (polyisothianaphthene; PITN)은 에너지 띠 간격이 1eV 정도밖에 되지 않아 불순물을 주입시켰을 때 가시광선 영역에서 광흡수 스펙트럼(light absorption spectrum)이 마치 자유전자(free electron)에 의한 것처럼 전혀 빛을 흡수하지 않는 특성이 있다. 이 때문에 상기 전도성 고분자 필름(3)이 얇은 박막으로 입혀진 상기 창유리(5)는 높은 전기전도도를 가지면서도 빛이 전부 투과되는 투명체와 같은 작용을 하는 것이 특징이다.

일반적으로 투명체는 유리처럼 전기적으로 부도체인 반면, 대부분의 도체는 구리처럼 불투명하다. 그러나, 본 발명에서와 같은 폴리 이소 티아나프틴 (polyisothianaphthene; PITN)의 경우는 투명하면서도 전기적으로는 도체와 같은 작용을 한다.

본 발명에 따라 공급된 전원(13)은 제어장치(11)와 직렬 연결되며, 상기 제어장치(11)는 색상을 조절하는 작용을 한다. 아날로그식 제어장치(analogue controller)하에서는 -0.4V 에서 0.8V의 범위 내에서 고전압(+V)으로 갈수록 노랑색상, 저 전압(-V)으로 갈수록 진 푸른 색상이 나타난다. 디지털식 제어장치(digital controller)하에서는 크게 0V, -0.1V, +0.6V 세 가지로 전압이 고정된다. -0.1V에서는 진 푸른 색상, 0V에서는 무색, 0.6V에서는 노랑색상이 나타난다.

본 발명에 따른 상기 창유리(5)의 양단에는 상기 전도성 에폭시 전극(7)이 증착된다. 상기 전도성 에폭시 전극(7)이 증착되는 이유는 양단에 걸어준 전압의 변화에 따른 상기 창유리(5)의 색이 변할 때 상기 창유리(5) 전체에 색상이 고르게 분포되게 하여 전체적으로 균일한 색상을 인지할 수 있는 작용을 하기 때문이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 창유리(5)의 면상에 상기 전도성 고분자 필름(conductive polymer film)(3)을 얇은 박막으로 입혀 도시하여 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 국한되는 것이 아니고 이중유리(dual glass) 사이에 상기 전도성 고분자 필름(3)을 삽입하거나 폴리 이소 티아나프틴 (polyisothianaphthene; PITN) 혹은 폴리 디헥소시이소 티아나프틴(poly(5,6-dihexoxyisothianaphthene); PDHITN) 물질을 액화상태에서 직접 유리에 분사시켜 코팅하는 등 다양한 형태로 적용할 수 있다.

화학식 1 및 화학식 2에서는 폴리 이소 티아나프틴과 폴리 디헥소시이소 티아나프틴의 구조식을 나타내었다.

폴리 이소 티아나프틴 (polyisothianaphthene; PITN)

폴리 디헥소시이소 티아나프틴(poly(5,6-dihexoxyisothianaphthene); PDHITN)

상기 언급한 바와 같은 본 발명에 따른 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리(1)에 의하면, 상기 창유리(5)의 색상을 자유롭게 조절할 수 있는 효과가 있다. 이에 따라, 자동차의 야간운행시 마주 오는 자동차의 밝은 전조등을 차단시킬 수 있으며, 일반건물의 창유리에 투과되는 빛의 양이 과다할 경우 빛의 투과 량을 차단할 수 있는 등 블라인드나 커튼의 대용으로도 이용 가능한 장점이 있다. 뿐만 아니라, 어두운 밤이나 밝은 시야를 요할 때에는 빛의 투과가 거의 100% 까지 될 수 있다.

또한, 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리(1)는 변화를 좋아하는 현대인들에게 아주 적합하며 가공이 쉽고 대량생산이 가능하여 원가절감에도 큰 효과가 있으며, 플라스틱의 장점과 금속 또는 반도체가 가지는 특성까지도 갖추었으므로 획기적인 효과를 가질 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구범위는 본 별명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.

Claims (3)

1. 투명 혹은 반투명한 창유리(5);

   상기 창유리(5)의 일면에 코팅되고, 가해지는 전압의 고저에 따라 색상이 가변 되는, 폴리 디헥소시이소 티아나프틴(poly(5,6-dihexoxyisothianaphthene) PDHITN)으로 구성되는 전도성 고분자 필름(3); 및

   상기 창유리(5)의 양단에, 플레이트 형상으로, 상호 평행하도록 증착되고, 상기 전도성 고분자 필름(3)과 전기적으로 연결된 한 쌍의 전도성 에폭시 전극(7);을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 고분자 필름을 이용한 변색 창유리.
2. 삭제
3. 삭제