KR100970199B1 - 태양전지를 이용한 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양전지를 이용한 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 화장실, 또는 탈의실 등의 문 또는 입구에 설치하여 화장실이나 탈의실의 사용 여부를 표시하거나 실내외에 설치하여 상품이나 장소를 광고할 수 있는 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 태양전지(솔라셀)을 이용한 표시장치는 자연광 또는 조명장치에서 방출하는 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지(솔라셀)로 구성되는 전원공급부; 상기 전원공급부와 연결되어, 표시부를 구동하는 회로부; 상기 회로부와 연결되어, 문자 또는 도안을 표시하는 표시부; 상기 회로부와 연결되어, 외부의 스위치접점의 접촉 또는 근접에 따라 표시구동 되는 스위치동작부; 상기 전원공급부, 회로부, 표시부, 스위치동작부를 외형부 내에 일체로 결합 고정시키는 결합부가 포함된 것을 특징으로 한다.

태양전지, 솔라셀, 표시장치

Description

태양전지를 이용한 표시장치{Display device using solar cells}

본 발명은 태양전지를 이용한 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 화장실, 또는 탈의실 등의 문 또는 입구에 설치하여 화장실이나 탈의실의 사용 여부를 표시하거나 실내외에 설치하여 상품이나 장소를 광고할 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 화장실 또는 탈의실의 사용 여부를 확인하기 위한 방법으로 노크를 하지 않고, 외부에서 확인할 수 있도록 화장실 또는 탈의실 문 또는 입구에 표시장치를 설치해 놓는다.

그 대표적인 방법으로 화장실 또는 탈의실의 문 개폐에 따라 회전하는 문고리에 색깔이나 글씨가 바뀌어 표시하는 방법이 있다.

하지만 이 방법은 표시 장치와 사용자의 눈높이와 차이가 많이 나며, 크기 또한 작기 때문에 육안상으로 확인하기 힘들다.

또한 사용자의 손이 가장 많이 닿는 문고리에 설치되므로 문고리 고장 시, 사용 여부 표시 장치 또한 그 기능을 하지 못하는 경우가 많다.

또 다른 방법으로는 화장실 또는 탈의실의 문에 사용자의 눈높이에 맞추어 조명기구 또는 액정장치을 설치하여, 사용중이라는 문구를 표시하는 방법이 있다.

하지만, 종래 조명기구 또는 액정장치를 이용한 표시장치는 일정주기 마다 교체가 필요한 전원공급부를 이용하는 단점이 있다.

이러한 단점을 해결하고자 태양전지(솔라셀)를 이용한 표시장치가 개발되었다.

그 한 예로 대한민국 실용신안 제 20-2006-0029224와 같이, 화장실 사용유무 표시장치(편의상 종래기술 2로 기재)를 들 수 있다.

상기 종래기술 2는 [도 1a] 및 [도 1b]에 도시된 바와 같이, 액정유닛, 표시시트 및 솔라셀로 구성되어, 배터리 교체 등의 불편함 없이, 도어의 개폐손잡이에 의해 액정유닛에 '사용중' 텍스트 또는 꽃 이미지가 표시되는 것이 특징이다.

하지만 상기 종래기술 2는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 습기가 높고, 물이 튈 염려가 많은 장소인 화장실에서 사용 시, 고장이 빈번하게 일어나는 단점이 있다.

둘째, 표시장치의 외형부 즉, 몸체 내에 구비되는 액정이나 전원공급부를 고정시키는 별도의 부품이 필요하며, 이러한 부품이 빠지거나 낙후될 경우, 액정 또는 전원공급부의 위치가 이동 또는 이탈, 파손될 염려가 있다.

즉, 화장실 문의 개폐에 따른 진동이나 충격이 자주 일어나는데 표시장치 내 액정 등의 이탈이나 연결선이 끊어져 고장을 일으킬 가능성이 있다.

셋째, 화장실의 조도가 낮으며, 조명 장치가 천장에 위치되는데, 태양 전지 (솔라셀)가 표시장치의 전면에 위치될 경우, 태양전지는 빛을 최대한 수용하는데 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로,

첫째, 태양 전지를 이용하여, 표시장치에 전원을 공급함으로써, 표시장치의 반영구적 사용을 목적으로 한다.

둘째, 태양전지(솔라셀)를 표시장치의 상면에 위치시켜, 빛을 최대한 수용하는 것을 목적으로 한다.

셋째, 표시장치의 표시부 동작 시, 일정 주기 간격으로 점멸함으로써, 태양전지(솔라셀)의 효율성을 높이고, 사용자가 쉽게 식별하는 것을 목적으로 한다.

넷째, 외형부 내에 표시부, 전원공급부, 회로부 및 스위치동작부를 위치시킨 후, 액체 형태의 결합부를 삽입 후, 경화시켜 표시부, 전원공급부, 회로부 및 스위치동작부를 확고하게 고정, 결합하는 것을 목적으로 한다.

다섯째, 결합부를 삽입 시, 표시부의 표면 전체를 덮을 수 있도록 삽입하여, 상기 고정부가 경화 시, 표시부 표면을 보호할 수 있는 보호막이 형성하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 태양전지(솔라셀)을 이용한 표시장치는 자연광 또는 조명장치에서 방출하는 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지(솔라셀)로 구성되 는 전원공급부; 상기 전원공급부와 연결되어, 표시부를 구동하는 회로부; 상기 회로부와 연결되어, 문자 또는 도안을 표시하는 표시부; 상기 회로부와 연결되어, 외부의 스위치접점의 접촉 또는 근접에 따라 표시구동 되는 스위치동작부; 상기 전원공급부, 회로부, 표시부, 스위치동작부를 외형부 내에 일체로 결합 고정시키는 결합부가 포함된 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 태양전지를 이용한 표시장치는,

첫째, 태양 전지를 이용하여, 표시장치에 전원을 공급함으로써, 표시장치의 반영구적 사용할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 태양전지(솔라셀)를 표시장치의 상면에 위치시켜, 표시장치의 전면의 크기를 줄이며, 수직에 가까운 방향으로 빛을 최대한 수용할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 표시장치의 표시부 동작 시, 일정 주기 간격으로 점멸함으로써, 태양전지(솔라셀)의 효율성을 높이고, 사용자가 쉽게 식별할 수 있는 효과가 있다.

넷째, 외형부 내에 표시부, 전원공급부, 회로부, 스위치동작부를 위치시킨 후, 액체 형태의 결합부를 삽입 후, 경화시켜 표시부, 전원공급부, 회로부 및 스위치동작부를 확고하게 고정, 결합함으로써 표시장치가 설치된 문의 이동에 따른 진동이나 충격에 내부 구성물의 이탈이나 연결선의 단절 등을 막을 수 있는 효과가 있다.

다섯째, 외형부 내에 표시부, 전원공급부, 스위치동작부를 제외한 모든 공간이 액체 형태의 결합부에 의해 모두 메워지기 때문에, 습기나 물기의 침투에 의한 고장을 방지하는 효과가 있다.

여섯째, 결합부의 삽입 시, 표시부의 표면 전체를 덮을 수 있도록 삽입하여, 상기 결합부가 경화 시, 표시부 표면을 보호할 수 있는 보호막이 형성하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 제안된 본 발명에 따른 태양전지(솔라셀)을 이용한 표시장치는 크게 전원공급부, 회로부, 표시부, 스위치동작부, 외형부 및 결합부가 포함된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

[도 2]은 본 발명에 따른 태양전지를 이용한 표시장치(10)의 실시예를 나타낸 사시도로서, 전원공급부(31), 표시부(30), 스위치동작부(50)를 수용하는 외형부(20)로 구성되어 있으며, [도 3]에 도시된 바와 같이, 상기 외형부(20) 내부에 회로부(40)도 포함되어 있다.

상기 외형부(20)는 금속, 세라믹, 합성수지 또는 유리소재로 제작이 가능하다.

상기 전원공급부(31)은 연광 또는 조명장치에서 방출하는 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지(솔라셀)로 구성된다.

태양전지(솔라셀-solar cell)는 태양 빛을 비롯한 빛에너지를 전기에너지로 바꾸는 것으로, 난방이나 각종 전기제품에 전원을 공급하는 역할을 하며 배터리 등의 교체 작업을 하지 않아도 되는 장점이 있다.

또한 상기 전원공급부(31)는 외형부(20)의 상면에 형성하는 것이 바람직한데, 그 이유는 외형부(20) 전면의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있기 때문이다.

더불어, 화장실 또는 탈의실을 비롯한 실내 조명 장치는 대부분 천장에 설치되는데 상기 전원공급부(31)를 외형부(20)의 상면에 위치하면, 빛을 수직에 가깝게 최대한 수용할 수 있는 효과도 있다.

이처럼 전원공급부(31)는 빛을 최대한 수용할 수 있기 때문에 외형부(20)의 전면에 위치하였을 때 보다, 태양전지(솔라셀)로 효율적으로 사용이 가능하기 때문에 태양전지(솔라셀)의 크기를 줄일 수 있게 된다.

[도 5]에 도시된 바와 같이, 상기 회로부(40)는상기 전원공급부와 연결되어, 상기 표시부(30)를 구동하는 역할을 한다.

또한 상기 회로부(40)는 상기 전원공급부로부터 발생된 전기 에너지를 충전하는 축전기(42)와 상기 축전기에 충전된 전력을 전기신호로 송출하는 구동부(44)로 구성된다.

상기 표시부(30)는 특정 문자 또는 도안을 표시하는 역할을 한다.

또한 상기 표시부(30)는 특정 문자 또는 도안이 인쇄된 편광필름(35)과 상기 구동부(44)와 연결되어, 전기 신호에 따라 온/오프(ON/OFF) 되어, 상기 편광필 름(35)의 빛을 통과, 반사시키는 액정표시부(33)로 구성된다.

상기 편광필름(35)은 입사광의 수직 또는 수평 편파를 구분하여, 통과시키거나 차단시킬 수 있는 성질의 필름으로 편광축과 동일한 방향으로 진동하는 빛만 투과 시키고 그 외의 빛을 흡수 또는 반사하여 특정한 방향의 편광을 만드는 역할을 한다.

또한 상기 편광필름(35)에 인쇄된 문자 또는 도안의 선명도를 높이기 위해 편광필름의 후면에는 금속재질의 반사판을 더 구비하여 일체로 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서 상기 액정표시부(33)는 LCD 패널을 이용하며, LCD 패널은 공지의 기술에 의해 실시되는 것이므로, 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 표시부(30)의 동작은 일정 시간을 주기로 점멸하는 방식으로 구동된다.

그 이유는 상기 표시부(30)가 일정 주기로 동작을 하면, 편광필름(35)의 문자나 도안이 외부로 깜박깜박하며 표시되기 때문에 사용자가 눈에 띄기 쉬워 사용자가 문자나 도안을 빠른 시간 내 인식할 수 있으며, '금연'이나 '정숙' 등의 권고사항과 관련된 내용을 전달할 때 경각심을 일깨워 줄 수 있다.

또한 이러한 일정 주기 점멸 방식은 상기 회로부(40)의 축전기(42)의 용량을 줄일 수 있으므로 경제적이다.

상기 스위치동작부(50)는 상기 회로부(40)의 구동부(44)와 연결되어, 외부의 스위치점접(55)의 접촉 또는 근접에 따라 표시부의 구동여부 신호를 전달하는 역할을 한다.

본 발명에 따른 태양전지를 이용한 표시장치의 스위치 동작은 외형부(20)의 내부의 스위치동작부(50)와 외부에 형성된 스위치접점(55)의 접촉이나 근접으로 이루어진다.

[도 6]은 미닫이 형식의 탈의실의 문에 표시장치(10)를 설치한 것을 나타낸 도면으로 외형부(20)의 좌측 하단에 위치한 스위치 동작부(50)는 문이 닫힐 때, 탈의실 문틀에 위치한 스위치접점(55)이 근접하게 되면 전기장이 발생하게 되어, 스위치는 ON 상태가 된다.

이때 상기 스위치동작부(50)와 스위치접점(55)의 접점률을 높이기 위해 스위치접점(55)은 스위치동작부(50)와 평행하게 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서는 상기 스위치동작부(50)와 스위치접점(55)을 진공스위치방식을 이용하였지만 외부의 스위치접점(55)과 접촉이나 근접에 의해 동작이 가능한 스위치동작부(50)이라면 다른 방식의 스위치도 사용이 가능하다.

상기 결합부(60)는 외형부(20)내에 상기 전원공급부(31), 회로부(40), 표시부(30) 및 스위치동작부(50)를 결합, 고정하는 역할을 한다.

[도 4]에 도시된 바와 같이, 상기 결합부(60)는 액체 형태로 외형부내에 삽 입되어 외형부(20) 내의 빈 공간을 메우게 되고, 고체 형태로 경화하게 됨으로써 외형부(20) 내의 전원공급부(31), 회로부(40), 표시부(30) 및 스위치동작부(50)의 확고하게 고정, 결합시키게 되는 것이다.

본 발명의 실시예에서는 외형부(20) 내에 회로부(40)를 수용할 수 있는 기판홈(47)과 상기 표시부(30) 수용할 수 있는 액정홈(37)을 구비하였다.

상기 결합부(60)가 경화됨에 따라 회로부(40)와 표시부(30)를 고정할 고정홈인 기판홈(47) 및 액정홈(37)은 액체 상태인 결합부(60)가 삽입될 시, 회로부(40)과 표시부(30)의 위치를 변화시킬 가능성이 있으므로 기판홈(47) 또는 액정홈(37)등을 구비하면 회로부(40) 또는 표시부(30)의 위치를 고정하기 편리하다.

또한 기판홈(47)과 액정홈(37)을 구비하면, 결합부(60)를 삽입할 공간을 줄일 수 있어 결합부(60)의 과도한 소모를 막을 수 있을 뿐만 아니라, 결합부(30)의 경화시간도 단축시킬 수 있다.

더불어 액체 상태의 결합부(60)가 고체로 경화할 때, 발생하는 부피의 수축에 의한 영향을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 결합부(60)의 실시예로 에폭시수지를 사용하였다.

상기 에폭시수지는 비중 1,230~1,189이며, 굽힘강도, 굳기등 기계적 성질이 우수하며, 경화시에 휘발성 물질의 발생 및 부피의 수축이 없고 경화할 때에 재료면에 큰 접착력을 가진다.

하지만 본 발명에 따른 결합부(60)의 소재는 상기 에폭시 수지에 한정되지 않고, 액체 상태에서 고체 상태로 경화 시, 부피의 수축이 없고, 접착력이 큰 물질 이라면 사용이 가능하다.

이처럼 본 발명에 따른 태양전지(솔라셀)를 이용한 표시장치는 액체 상태의 결합부(60)를 외형부(20) 내부에 삽입 후, 경화시킴으로써 별도의 결합부품을 사용하지 않아도 되는 장점이 있다.

또한 화장실 또는 탈의실의 문을 여닫을 때 발생하는 진동이나 충격에 의해 종래 표시장치는 내부 구성의 이탈이나 연결선의 단절로 인해 고장을 일으키게 되는데 본 발명에 따른 태양전지를 이용한 표시장치는 상기 결합부(60)에 의해 진동이나 충격에 견고하게 대처할 수 있는 장점이 있다.

더불어 습기가 높고 물기의 침투의 위험이 많은 화장실에 표시장치를 설치할 경우 상기 결합부(60)의 형성으로 습기나 물의 침투에 의한 고장을 방지할 수 있는 효과가 있다.

그리고 상기 결합부(60)를 외형부(20) 내에 삽입 시, 상기 표시부(30)의 표면을 모두 덮을 수 있는 높이까지 삽입하게 되고, 이로 인해 상기 결합부(60)가 경화되면 상기 표시부(30)의 표면에는 보호막이 형성된다.

상기 보호막의 형성으로 상기 표시부(30)의 표면이 외부 충격에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

이상 본 발명의 일실시예를 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 태양전지(솔라셀)를 이용한 표시장치로 구현할 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래 표시장치를 나타내는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 태양전지를 이용한 표시장치의 실시예를 나타내는 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 태양전지를 이용한 표시장치의 실시예의 후면도.

도 4는 본 발명에 따른 태양전지를 이용한 표시장치 실시예의 A-A'의 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 태양전지를 이용한 표시장치의 전원공급부, 회로부, 표시부의 구성을 나타내는 블록도.

도 6은 본 발명에 따른 태양전지를 이용한 표시장치를 탈의실 문에 설치한 모습을 나타내는 도면.

Claims (7)

1. 자연광 또는 조명장치에서 방출하는 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지(솔라셀)로 구성되는 전원공급부;

   상기 전원공급부와 연결되어, 표시부를 구동하는 회로부;

   상기 회로부와 연결되어, 문자 또는 도안을 표시하는 표시부;

   상기 회로부와 연결되어, 외부의 스위치접점의 접촉 또는 근접에 따라 표시구동 되는 스위치동작부;

   상기 전원공급부, 회로부, 표시부, 스위치동작부를 외형부 내에 일체로 결합 고정시키는 결합부로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 표시장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전원공급부는

   적어도 하나이상의 태양전지(솔라셀)로 구성되며, 상기 외형부의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 표시장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 결합부는 액체 형태로 외형부 내에 삽입되고, 고체 상태로 경화되는 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 표시장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 결합부는 외형부내에 회로부, 표시부, 전원공급부, 스위치동작부 간의 공간이나 틈을 채워 일체로 결합시키며, 상기 표시부의 표면을 보호할 수 있는 보호층을 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 표시장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 외형부의 내벽에는 상기 회로부 또는 표시부를 고정할 수 있는 홈 형태의 고정홈이 더 구비된 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 표시장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 표시부는 특정 문자 또는 도안이 인쇄된 편광필름;

   상기 구동부와 연결되어, 전기 신호에 따라 상기 편광필름에 빛을 통과, 반사시키는 액정표시부로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 표시장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 회로부는 상기 전원공급부로부터 공급되는 전하를 모으는 축전기;

   상기 축전기와 스위치동작부와 연결되어 일정 시간 주기로 표시부를 구동하는 구동부로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 표시장치.

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