KR101021781B1 - 투명도 가변 보드 및 이를 구비한 선택적 광투과 장치 - Google Patents

투명도 가변 보드 및 이를 구비한 선택적 광투과 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 제1 투명판; 및, 상기 제1 투명판의 일측면에 접착되는, 전면(全面)이 투명한 투명 전자종이(e-paper);를 구비하고, 상기 투명 전자종이에 입력되는 신호에 의해서 상기 투명 전자종이에 포함되는 다수의 픽셀(pixel) 중의 적어도 일부가 비(非)투명화 되어 상기 투명 전자종이의 전면(全面) 또는 일부분의 투명도가 변화하도록 구성된 것을 특징으로 하는 투명도 가변 보드와, 이를 구비한 선택적 광투과 장치를 제공한다.

Description

투명도 가변 보드 및 이를 구비한 선택적 광투과 장치{Transparency changeable board and selective light transmitting apparatus with the same}
본 발명은 자동차 등 운송 수단이나 건축물 내에서 외부를 조망하기 위해 설치되는 유리 보드를 대신할 수 있는 투명도 가변 보드와 이를 구비한 선택적 광투과 장치에 관한 것이다.
현재 자동차 등 운송 수단이나 건축물에서 외부를 조망함과 동시에 눈, 비, 바람, 먼지 등을 막기 위하여 투명한 유리 보드가 사용되고 있다. 그러나, 통상적인 유리 보드는 투명하여 태양광을 그대로 투과시키므로 눈부심으로 인한 운전 방해 또는 여름철 직사광선으로 인한 실내 가열 등의 문제를 야기하고, 건축물의 실내에서도 특히, 디스플레이 장치 등의 사물을 식별하기 어렵다는 문제점이 있다.
이 문제의 완화를 위하여 운송 수단의 경우에는 주로 광 투과를 제한하는 필름(film)이 코팅(coating)된 유리 보드를 사용하는 방법이 적용되고 있다. 그러나, 유리 보드의 광 투과율이 고정되므로 광 투과율이 과도하게 작으면 안전 운전을 위한 시야 확보가 어려우며, 반대로 광 투과율이 과도하게 크면 상기한 과도한 태양광 투과로 인한 문제점을 해소하기에 부족하다는 문제점이 있다. 한편, 건축물의 경우에는 주로 별도의 블라인드(blind)를 설치하는 방법이 적용되고 있으나, 별도의 설치 비용이 추가되며 설치 공간도 요구된다.
본 발명은 전 영역에 걸쳐 투명도를 변화시키거나, 일부 영역에 대해 투명도를 다른 영역과 달라지게 변화시킬 수 있는, 투명도 가변 보드와, 이를 구비한 선택적 광투과 장치를 제공한다.
본 발명은, 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 제1 투명판; 및, 상기 제1 투명판의 일측면에 접착되는, 전면(全面)이 투명한 투명 전자종이(e-paper);를 구비하고, 상기 투명 전자종이에 입력되는 신호에 의해서 상기 투명 전자종이에 포함되는 다수의 픽셀(pixel) 중의 적어도 일부가 비(非)투명화 되어 상기 투명 전자종이의 전면(全面) 또는 일부분의 투명도가 변화하도록 구성된 것을 특징으로 하는 투명도 가변 보드를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 투명도 가변 보드는 상기 제1 투명판에 접착되지 않은 상기 투명 전자종이의 다른 측면에 접착되는, 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 제2 투명판을 더 구비하여, 상기 투명 전자종이가 상기 제1 및 제2 투명판 사이에 개재되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명도 가변 보드는 평면 또는 곡면 형태일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 전자종이는 서로 이격된 한 쌍의 투명한 필름(film)과, 상기 한 쌍의 필름 내측에 서로 마주보며 배열된 상측 및 하측 투명 전극과, 상기 상측 및 하측 투명 전극 사이에 개재된 표시 물질을 구비하고, 상기 상측 및 하측 투명 전극을 통해 입력된 전기 에너지에 의해 상기 표시 물질의 투명도가 변화할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 투명도 가변 보드; 상기 투명 전자종이의 전면(全面) 또는 일부분의 투명도가 변화되도록 사용자의 지시를 입력하기 위한 입력 유닛; 및, 상기 입력 유닛의 지시에 따라 그에 대응되는 신호를 생성하고 상기 투명 전자종이에 그 신호를 입력하는 프로세서(processor);를 구비하는 것을 특징으로 하는 선택적 광투과 장치를 제공한다.
본 발명의 투명도 가변 보드 및 이를 구비한 선택적 광투과 장치는 자동차 등의 운송 수단이나 건축물 내부의 입사되는 태양광의 광 투과량을 사용자의 의도에 따라 조절할 수 있다. 따라서, 안전 운전에 도움을 주며, 실내 과열을 방지하고, 편안한 실내 분위기를 연출할 수 있다. 또한, 차광을 위한 별도의 블라인드 또는 커텐을 설치하지 않아도 되므로 비용을 절감할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 투명도 가변 보드와 이를 구비한 선택적 광투과 장치에 대해 상세하게 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명도 가변 보드를 도시한 분해 사시 도이고, 도 1b는 도 1a의 투명도 가변 보드의 단면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명도 가변 보드(10A)는 제1 및 제2 투명판(11, 13)과 그 사이에 개재된 투명 전자종이(20)를 구비한다. 상기 제1 및 제2 투명판(11, 13)은 투명한 유리 또는 플라스틱으로 이루어진다. 상기 제1 투명판(11)이 상기 투명 전자종이(20)의 일 측면에 투명한 접착제에 의해 접착되고, 상기 제1 투명판(13)이 상기 투명 전자종이(20)의 타 측면에 투명한 접착제에 의해 접착된다.
상기 투명 전자종이(20)는 제1 및 제2 투명판(11, 13)과 같은 크기 또는 그보다 약간 작은 크기일 수 있다. 전자종이는 플렉서블 디스플레이(flexible display)로도 불리우는 것으로서, LCD, PDP 등 기존의 디스플레이 패널에 비하여 얇게 구현 가능하고, 구부리거나 접을 수 있으며, 표시 물질의 전기적 쌍안정성(bistability)에 기인하여 전력 소모도 절감되므로 활발한 연구 개발이 진행되고 있다. 통상적으로 전자종이는 표시 물질과 상기 표시 물질의 위 및 아래에 배열된 투명 전극을 구비한다. 상기 표시 물질 위 및 아래의 투명 전극은 통상적으로 ITO(Indium Tin Oxide)로 이루어지며, 전자종이에 형성된 다수의 픽셀(pixel)에 개별적으로 전기 에너지를 공급할 수 있도록 다수의 투명 전극들이 매트릭스(matrix) 형태로 배열된다. 전자종이의 기술은 상기 표시 물질의 종류에 따라 분류될 수 있다. 예컨데, 상기 표시 물질로서 E-ink, 트위스트 볼(twist ball)과 같은 입자를 사용하는 방식과, 액정을 사용하는 방식이 있다. 이 외에도, 써멀 리라이터블(thermal rewritable) 방식, 전기습윤(electrowetting) 방식, MEMS 방식 등 다양 한 방식이 존재한다.
상기 투명 전자종이(20)는 서로 이격된 한 쌍의 투명한 필름(film)과, 상기 한 쌍의 필름 내측에 서로 마주보며 직교하여 연장되도록 배열된 상측 및 하측 투명 전극과, 상기 상측 및 하측 투명 전극 사이에 개재된 표시 물질을 구비한다. 상기 표시 물질은 예컨대, 전기적 쌍안정성(bistability)을 갖는 액정일 수 있으나, 본 발명의 표시 물질이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 투명 전자종이(20)는 제조 후 적절한 초기화 신호에 의해 전면(全面)이 투명하게 될 수 있다. 여기서, 투명 전자종이(20)의 전면(全面)이 투명하다는 것은 투명 전자종이(20)의 각 픽셀(25, 도 4b 및 도 5b 참조)들이 자신이 가능한 최대 투명도를 유지하고 있음을 의미하는 것이며, 투명 전자종이(20)의 전면(全面)에서 광 투과율이 반드시 100% 인 것을 의미하는 것은 아니다.
상기 투명도 가변 보드(10A)는 상기 투명 전극을 통하여 상기 투명 전자종이(20)에 입력되는 신호에 의해 투명 전자종이(20)의 다수의 픽셀(25, 도 4b 및 도 5b 참조) 중 적어도 일부가 가시화되어 투명 전자종이의 전면(全面) 또는 일부분의 투명도가 변화된다. 예컨대, 투명 전자종이(20)의 표시 물질이 쌍안정 액정인 경우 투명 전극에 입력된 신호에 의해 액정 배열 상태가 변화하여, 광을 투과하는 투명 상태에서 광을 반사하거나 흡수하는 비(非)투명 상태로 변화될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 투명도 가변 보드를 도시한 단면도들로서, 도 1a 및 도1b의 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 구성 요소임을 의미한다. 본 발명의 투명도 가변 보드는 도 1b에 도시된 평면 형태의 투 명도 가변 보드(10A)에 한정되지 아니하며, 도 2a에 도시된 바와 같이 곡면 형태의 투명도 가변 보드(10B)도 가능하다. 또한, 도 2b에 도시된 바와 같이 제1 투명판(11)과 이에 접착된 투명 전자종이(20)만을 구비하고 제2 투명판(12, 도 1b 참조)은 구비하지 않은 투명도 가변 보드(10C)도 가능하다.
도 3은 본 발명의 선택적 광투과 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 선택적 광투과 장치(100)는 도 1a 내지 도 2b를 참조하여 설명한 본 발명의 투명도 가변 보드(10A, 10B, 10C)와, 사용자의 지시를 입력하기 위한 입력 유닛(102)과, 상기 투명도 가변 보드(10A, 10B, 10C)를 이용한 선택적 광(光) 투과를 구현하기 위한 프로세서(processor, 104)를 구비한다. 상기 입력 유닛(102)은 예컨대, 지시 입력을 위한 입력 버튼을 구비하는 리모트 콘트롤러일 수 있다.상기 프로세서(104)는 예컨대, 집적회로(IC) 등의 소자를 포함하는 전기회로를 통하여 구현될 수 있다.
사용자가 상기 입력 유닛(102)을 이용하여 상기 투명 전자종이(20)의 전면(全面) 또는 특정된 일부분의 투명도가 변화되도록 적절한 지시를 입력하면, 상기 프로세서(104)는 상기 입력 유닛(102)의 지시에 따라 그에 대응되는 신호를 생성하고 상기 투명 전자종이(20)에 그 신호를 입력한다. 이로 인해 투명 전자종이(20)의 모든 픽셀(25) 중 전부 또는 일부가 투명하지 않게 되어 투명 전자종이(20)의 전면(全面) 또는 특정된 일부분의 투명도가 변화하며, 그 결과 투명도 가변 보드(10A, 10B, 10C)의 전면(全面)에 걸쳐 또는 일부 영역에 한정되어 투명도가 변화한다. 도 4b 및 도 5b에서 참조번호 ‘25A’는 비(非)투명화된 픽셀을 나타내고, 참조번호 ‘25B'는 투명한 픽셀을 나타낸다. 일단 비투명화 또는 투명화된 픽셀은 지속적인 신호 인가가 없어도 변화된 상태를 유지하므로 전력 소모를 절감할 수 있다. 한편, 적절한 다른 신호를 픽셀에 개별적으로 인가하여 비투명한 픽셀(25A)을 투명하게, 그와 반대로 투명한 픽셀(25B)을 비투명하게 변화시킬 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 투명도 가변 보드를 자동차의 전방 실드(front shield)에 적용한 예를 개략적으로 도시한 평면도로서, 이들 도면을 참조하면, 자동차의 전방 실드(120)는 도 2a를 참조하여 설명한 곡면 형태의 투명도 가변 보드(10B)를 사용하여 구현할 수 있다. 상기 투명도 가변 보드(10B)와, 입력 유닛(102, 도 3 참조)과, 프로세서(104)를 포함하는 선택적 광투과 장치(100, 도 3 참조)가 자동차에 포함될 수 있다. 상기 입력 유닛(102)은 자동차의 대시 보드에 마련될 수 있다. 입력 유닛(102)을 통한 지시에 따라서, 상기 전방 실드(120)는 도 4a에 도시된 바와 같이 전면(全面)이 투명도가 높은 영역(A(H))이 되거나, 도 4b에 도시된 바와 같이 전면(全面)이 투명도가 낮은 영역(A(L))이 되거나, 도 4c에 도시된 바와 같이 입력 지시를 통하여 설정된 일부 영역은 투명도 낮은 영역(A(L))이 되고 나머지 영역은 투명도 높은 영역(A(H))이 될 수도 있다. 또는, 도 4d에 도시된 바와 같이 일부 영역에 숫자, 기호, 문자 등을 이용한 식별 가능한 표시를 형성할 수도 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 투명도 가변 보드(10B)의 투명도 낮은 영역(A(L))에는 비(非)투명화된 픽셀(25A)과 투명한 픽셀(25B)이 혼재되어 있을 수 있다. 비투명화된 픽셀(25A)의 밀도가 커질수록 투명도 낮은 영역(A(L))의 투명도가 낮아질 것이며, 모든 픽셀이 비투명화된 픽셀(25A)이 되면, 투명도 낮은 영 역(A(L))을 통하여 전방 실드(120)의 일 측에서 타 측을 전혀 볼 수 없게 될 것이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 투명도 가변 보드를 건축물의 창(window)에 적용한 예를 개략적으로 도시한 평면도로서, 이들 도면을 참조하면, 창(140)은 도 1a 및 도 1b, 또는 도 2b를 참조하여 설명한 평면 형태의 투명도 가변 보드(10A, 10C)와, 상기 투명도 가변 보드(10A, 10C)의 주변부를 지지하는 창틀(141)을 구비한다. 상기 투명도 가변 보드(10A, 10C)와, 입력 유닛(102, 도 3 참조)과, 프로세서(104)를 포함하는 선택적 광투과 장치(100, 도 3 참조)가 건축물에 포함될 수 있다. 상기 입력 유닛(102)은 창틀(141)의 일측 또는 건축물 내부의 벽면에 마련될 수 있고, 프로세서(104)는 상기 창틀(141) 내부에 마련될 수 있다. 입력 유닛(102)을 통한 지시에 따라서, 상기 창(140)의 투명도 가변 보드(10A, 10C)는 도 5a에 도시된 바와 같이 전면(全面)이 투명도 높은 영역(A(H))이 되거나, 도 5b에 도시된 바와 같이 전면(全面)이 투명도 낮은 영역(A(L))이 되거나, 도 5c에 도시된 바와 같이 입력 지시를 통하여 설정된 일부 영역은 투명도 낮은 영역(A(L))이 되고 나머지 영역은 투명도 높은 영역(A(H))이 될 수도 있다. 또는, 도 5d에 도시된 바와 같이 일부 영역에 숫자, 기호, 문자 등을 이용한 식별 가능한 표시를 형성할 수도 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 투명도 가변 보드(10A, 10C)의 투명도 낮은 영역(A(L))에는 비(非)투명화된 픽셀(25A)과 투명한 픽셀(25B)이 혼재되어 있을 수 있다. 비투명화된 픽셀(25A)의 밀도가 커질수록 투명도 낮은 영역(A(L))의 투명도가 낮아질 것이며, 모든 픽셀이 비투명화된 픽셀(25A)이 되면, 투명도 낮은 영 역(A(L))을 통하여 전방 실드(120)의 일 측에서 타 측을 전혀 볼 수 없게 될 것이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명도 가변 보드를 도시한 분해 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 투명도 가변 보드의 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 투명도 가변 보드를 도시한 단면도들이다.
도 3은 본 발명의 선택적 광투과 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 투명도 가변 보드를 자동차의 전방 실드(front shield)에 적용한 예를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 투명도 가변 보드를 건축물의 창(window)에 적용한 예를 개략적으로 도시한 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10A,10B,10C ...투명도 가변 보드 11,13 ...제1,제2 투명판
20 ...투명 전자종이 100 ...선택적 광투과 장치
102 ...입력 유닛 104 ...프로세서

Claims (5)

  1. 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 제1 투명판; 및,
    상기 제1 투명판의 일측면에 접착되는 것으로, 전기적 쌍안정성(bistability)를 가지며, 전면(全面)이 투명한 투명 전자종이(e-paper);를 구비하고,
    상기 투명 전자종이에 입력되는 신호에 의해서 상기 투명 전자종이에 포함되는 다수의 픽셀(pixel) 중의 적어도 일부가 비(非)투명화 되어 상기 투명 전자종이의 전면(全面) 또는 일부분의 투명도가 변화하고, 상기 전기적 쌍안정성에 의해 상기 투명 전자종이에 입력된 신호가 소멸하더라도 상기 투명 전자종이의 투명도가 변화된 상태를 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 투명도 가변 보드.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 투명판에 접착되지 않은 상기 투명 전자종이의 다른 측면에 접착되는, 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 제2 투명판을 더 구비하여, 상기 투명 전자종이가 상기 제1 및 제2 투명판 사이에 개재되도록 구성된 것을 특징으로 하는 투명도 가변 보드.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 투명도 가변 보드는 평면 또는 곡면 형태인 것을 특징으로 하는 투명도 가변 보드.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 투명 전자종이는 서로 이격된 한 쌍의 투명한 필름(film)과, 상기 한 쌍의 필름 내측에 서로 마주보며 배열된 상측 및 하측 투명 전극과, 상기 상측 및 하측 투명 전극 사이에 개재된 표시 물질을 구비하고,
    상기 상측 및 하측 투명 전극을 통해 입력된 전기 에너지에 의해 상기 표시 물질의 투명도가 변화하는 것을 특징으로 하는 투명도 가변 보드.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항의 투명도 가변 보드;
    상기 투명 전자종이의 전면(全面) 또는 일부분의 투명도가 변화되도록 사용자의 지시를 입력하기 위한 입력 유닛; 및,
    상기 입력 유닛의 지시에 따라 그에 대응되는 신호를 생성하고 상기 투명 전자종이에 그 신호를 입력하는 프로세서(processor);를 구비하는 것을 특징으로 하는 선택적 광투과 장치.
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