KR101162270B1 - 부분적으로 어두워질 수 있는 시야를 구비한 투명 창 패널및 투명 창 패널 내부에서 전기변색적으로 조명될 수 있는표면 구성요소를 제어하는 방법 - Google Patents

부분적으로 어두워질 수 있는 시야를 구비한 투명 창 패널및 투명 창 패널 내부에서 전기변색적으로 조명될 수 있는표면 구성요소를 제어하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다층 복합물에 혼입되는 적어도 하나의 기능성층을 전기적으로 조절하여 이것의 표면 부분 상에서 어두워질 수 있는 시야를 구비한 투명 창유리로서, 상기 부분에서 기능성 구성요소가 특히 고체상태 전기변색 다층 시스템의 형태로 가역적으로 변화될 수 있는 상기 창유리의 광 투과는 두 개의 표면 전극 사이에 접한 적어도 하나의 전기변색 기능성 층을 포함하는 시야를 구비하며, 상기 기능성 구성요소(2)의 표면전극(2E, 4)과 이들의 리드선(12, 14, 16, 18, 19, 20)은 본 발명에 따라 서로 결합하여 이것의 다크닝이 기능성 구성요소의 한 모서리에서 시작하는 방식으로 서로에 대해 공간적으로 이격되고, 상기 표면전극(2E, 4) 사이에 인가된 잔존하는 전압과 함께 이것이 완전히 균일하게 착색될 때까지 구성요소의 표면 상에 계속적으로 전파하는 시야를 구비한 투명 창유리에 관한 것이다. 방법은 이러한 기능성 구성요소를 조절하기 위해 설명되고, 차량의 바람막이 등에 대한 전기적으로 조절 가능한 태양광선 가리개로서 유리하게 사용될 수 있다.

Description

부분적으로 어두워질 수 있는 시야를 구비한 투명 창 패널 및 투명 창 패널 내부에서 전기변색적으로 조명될 수 있는 표면 구성요소를 제어하는 방법{TRANSPARENT WINDOW PANEL WITH A FIELD OF VIEW THAT CAN BE PARTIALLY DARKENED AND METHOD OF CONTROLLING A SURFACE ELEMENT THAT CAN BE ELECTROCHROMICALLY LIGHTENED INSIDE A TRANSPARENT WINDOW PANEL}
본 발명은 다층 복합물에 혼입되는 적어도 하나의 기능성 구성요소를 전기적으로 제어함으로써 표면의 부분 위에서 적으로 어둡게 할 수 있는 시야를 구비한 투명 창유리, 및 이러한 투명 창유리에서 전기변색적으로 탈색될 수 있는 표면 구성요소의 제어방법에 관한 것으로, 창유리의 광 투과는 가역적으로 변할 수 있고, 상기 표면의 부분에서 특히 고체 상태 전기변색 다층 시스템의 형태로 기능성 구성요소는 두 개의 표면 전극 사이에 밀폐된 적어도 하나의 전기변색 기능층을 포함한다.
PCT 국제공개공보 WO 제 93/04885 A1 및 미국특허 US 제 4 832 468호는 차량용 바람막이를 기재하고 있으며, 바람막이의 상부 모서리 밴드는 투명도가 조절에 따라 변화될 수 있는 전기변색 구성요소가 장착된다. 결과적으로, 일반적인 기계적 태양광선개리개(sunshield)는 불필요하거나 적어도 보충된다. 모서리 밴드는 전체 영역 위에서 반드시 어두워질 필요가 없는 방식으로 개별적으로 조절 가능한 구성요소가 이것의 너비에 걸쳐 제공될 수 있다.
PCT국제공개공보 WO 제 03/007065 A1호는 특히 상기 기재된 대상에 대해 고체 상태 전기변색 다층 시스템의 용도를 기재한다. 미국특허 US 제 6 277 523 B1은 이러한 고체 상태 전기변색 다층 시스템의 화학 및 물리적 원리를 기재한다.
미국 특허 US 제 5 523 877호는 전기변색 다층 구성요소에 의해 투명 적층 창유리의 투과를 변화시키는 다양한 가능한 방법을 상세히 기재한다. 또한 상기 미국 특허는 전기변색 구성요소는 차량에서 썬루프, 태양광선 가리개, 또는 "음영 띠(shading band)"에 작용할 수 있다는 것을 나타낸다. 그러나 각각의 경우, 각각의 구성요소가 이것의 전체 영역 위에서 전기변색적으로 항상 어두워질 수 있다는 것을 수용하는 것이 필수적이다.
결국, 독일특허 DE 제 100 46 103 A1은 전기변색 수단에 의해 일정한 구획만의 가역적으로 어두어지는 것을 허용하는 이음쇠(fitting)를 구비한 투명 창유리를 기재하며, 상기 창유리 표에서 구획의 위치는 센서 유도 조절에 의해 결정된다. 그러나, 상기 독일 특허는 이러한 창유리의 제조에 대해 임의의 기술적 상세한 사항을 기재하지 않고 있다. 특히, 이것은 어떻게 전기변색 층 또는 구성요소가 창유리 상에 증착되어야 하는지가 분명하지 않다.
본 발명의 기초적인 문제점은 어떻게 시야 부분만에 전기변색 구성요소에 맞추어지는 다른 투명 창유리를 제공하는가와 이 전기변색 구성요소가 조절되게 하는 방법을 제공하는가 이다.
본 발명에 따르면, 이 문제점은 기능성 구성요소의 표면전극과 이들의 리드(leads)는 서로 일치하여 기능성 구성요소의 한 모서리에서 다크닝(darkening)이 시작하는 방식으로 서로에 대해 공간적으로 이격되며, 잔여 전압이 상기 두 개의 표면 전극 사이에 인가된 상태로 창유리에 관해 완전히 균일하게 채색될 때까지 상기 구성요소의 영역 전체에 계속적으로 전파한다는 사실과, 상기 표면 전극은 이러한 표면전극의 표면에서 전위의 전파가 임의의 한 전압 수준과 다른 비로 진행하는 다른 표면 저항 구성요소로 생성된다는 사실, 그리고 유효 전기전위는 다른 표면전극에 대해 표면 전극 중 하나에 주입되어, 전기변색 표면 구성요소의 색변화의 한 전파 방향으로 조절할 수 있도록 전기 변색 표면 구성요소의 일측에 색의 전기변색 변화를 추진한다는 사실에 의해 해결된다.
독립항의 각각의 종속항은 본 발명의 유리한 실시예를 나타낸다.
고안, 즉 고체상태 전기변색 다층 시스탬(이후에 EC 시스템이라 불림) 의 전극의 전기적 국부조절과 배열을 통해서, 본 발명에 따라 상기 시스템의 색 변화(변화는 전체적으로 가역적이다)가 시야이동(scrolling) 효과를 갖게 하는 것을 가능하게 하는데, 다시 말하면, 시스템의 색 변화 또는 경우에 따라 EC 구성요소의 색 변화는 모서리 중 한 개에서 시작하여 반대 모서리까지 비교적 빠르게 전파한다(인가된 전압에 따라). 실험 견본으로, EC 구성요소의 15 ㎝ 너비 이상의 완전한 색 변화에 요구된 시간은 30 초 미만이다.
특히 이러한 효과의 바람직한 용도는 도입부에서 설명된 구성의 차량용 바람막이와 결합된다는 것이다. 본 명세서에서, 이것은 바람막이의 상부 모서리에서 시작하는 시야이동 방식으로 다크닝을 창유리의 시야에 위치되는 EC 시스템의 반대 모서리에 이르기까지 전파하는 것이 가능하다.
물론, 이러한 용도들은 도로 차량 뿐만 아니라 비행기, 우주 셔틀(space shuttle) 등, 배 및 특별 차량의 창에서, 그리고 분명히 일반적으로 앞창 또는 바람막이 뿐만 아니라 측창 또는 후면 창에서도 관찰될 수 있다. 더구나, 특히 건물 구획에서 다른 용도를 고안할 수 있다.
본 발명의 유리한 일 실시예에 따라, 조명장치는 다크닝으로 부터 반대방향으로 즉, 거꾸로 전파해서, 다시 스크롤링 효과를 나타낸다. 이러한 실시예의 심미적인 양상과는 별도로, 색 작용의 변화가 발생하는 동적인 방법은 전체 영역 위의 갑작스런 다크닝 보다는 차량의 점유자를 더 수용할 수 있으며, 알려진 EC 구성요소가 사용될 때 수용되어야 한다.
공급전압이 인가되는 한, 색 변화 작용을 전체 구성요소의 영역 위에 계속적으로 전파하는 경우, 개별적으로 조절되는 몇몇의 개별적인 밴드로 EC 구성요소의 알려진 구획 보다 뛰어나다는 것으로 판명된다. 이러한 양상은 각각 표면영역에서 다른 전극들의 배열이 전기변색 층에 의해 덮여지고, 또한 이 층의 해당 구획은 이러한 기술로 각각 조절되는 필드에 구획을 획득하게 하며, 그 다음 필요하다면, 각각의 이러한 필드가 상기 기재된 스크롤링 효과를 수행할 수 있게 한다.
한 개의 특별한 선호도로, 본 발명은 전기변색 기능층에서 양이온(cation)의 가역적 분산을 기초로 작동하는 고체 상태 EC 다층 시스템으로 이용될 수 있다. 투과 및 색의 차이는 전기변색물질(예를 들어 텅스텐 산화물을 포함한다)의 다른 산화상태의 외부신호이다.
EC 구성요소의 각각의 착색(coloration)과 탈색(decoloration)은 적당한 변환수단을 통해 직접 조절될 수 있다. 변형예 또는 스위칭 작동을 위해 수동제어와의 결합은 또한 센서를 통해 제어가 이루어질 수 있다. 이러한 경우, 한 개 이상의 센서(예를 들어, 광다이오드 또는 유사한 광민감성 변환기)는 EC 구성요소에 자체로 적합한 창유리에 제공될 수 있거나, 국부적으로 EC 구성요소로부터 분리한다. 한 개의 가능한 최적화된 조절의 일례는 독일 특허 DE 제 199 25 335 A1호에 기재되어 있다.
임의의 경우에, 전자 또는 유사한 조절 디바이스는 상기 수동 셋팅 또는 조절 신호, 및/또는 상기 센서를 수신하고, EC 구성요소의 전극에 대응하는 적합한 공급전압, 즉 EC 구성요소를 착색시키는 적어도 하나의 전압 및 EC 구성요소를 탈색시키는 다른 전압을 전달하는데 제공될 수 있으며, 이러한 두 개의 전압은 다른 표면 전극(또는 "하부" 표면전극)에 대해 공통표면 전극의 단일 리드선(또는 도시적인 예의 관점에서 "상부" 표면전극) 및 두 개의 리드선 중 어떤 것에 전달되어 진다.
본 발명의 더 상세하고 이로운 주제는 도시적인 예의 도면과 뒤따르는 이들의 상세한 설명으로부터 도출될 것이다.
이러한 단순화된 도면은 특별한 축적을 갖지 않는다.
도 1은 EC 구성요소의 배열과 이것의 전극을 개략적으로 도시한 차량용 바람막이를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 창유리를 통한 EC 구성요소의 영역에서 라인 Ⅱ-Ⅱ을 따라 도시한 단면도.
도 1에 도시한 바와 같이, 실질적으로 사다리꼴 윤곽을 가진 적층 창유리로 형성된 바람막이에서, 사다리꼴 윤곽의 EC 구성요소(2)는 복합물 내부에 위치된 창유리의 면에서 사다리꼴의 짧은 평행측면 영역에 위치된다. 바람막이의 고정된 위치에서, 이것은 약 15 내지 20 ㎝ 높이를 가진 창유리의 상부 모서리를 따라 연장한다. 종래의 태양광선가리개와는 달리, 이러한 모서리가 창유리(1)의 상부측면에서 떨어진 한정된 짧은 거리일지라도, EC 구성요소(2)는 전체적으로 이러한 밴드를 덮는다.
불투명한 모서리 영역은 복합물의 내부에 위치된 창유리의 일면 위의 주변 프레임(3)으로써 형성되며, 잘 알려진 바와 같이 상기 영역은 한편으로는 차체에 바람막이의 결합, 다른 한편으로는 EC 구성요소에 대한 외부 전기 리드선을 시야로부터 숨기는 역할을 한다. 도 2에서 도시되는 바와 같이, 프레임(3) 및 EC 구성요소(2)는 다른 면에 위치되거나, 후자의 내부 위에 창유리의 다른 평면에 높여져 있다.
창유리 표면의 수직돌출부(vertical projection)에서, 프레임(3)은 EC 구성요소(2)의 측면 모서리와 상부 모서리를 덮는다. 그러나, 이 EC 구성요소의 하부 모서리는 상기 프레임(3)에 의해 둘러싸여진 창유리(1)의 시야에 놓인다. 도면에서 단순화된 도시와는 달리, 불투명한 프레임과 시야 간의 전이는 도트(dot) 등의 그리드 패턴에 의해 연화되며, EC 구성요소(2)의 모서리는 완전히 불투명한 영역에 있는 것이 바람직하다.
EC 구성요소의 표면영역에서, 비활성화 상태에서 광 투과는 바람막이의 시야(한 유럽 기준에 따르면 적어도 75 %이어야 할 경우)에서 보다 약간 더 낮다(약 60 %). 이것은 이 표면의 약간 회색 음영으로 표시된다. EC 구성요소(2)의 하부 모서리는, 각각의 허가규정에 의해 정의된 바람막이의 주요 시야는 영향을 받지 않도록 위치된다.
예를 들어 착색될 전기변색 영역 뒤에 적외선 기반의 센서, 카메라 등을 위치시키는 것이 필요할 때, 필수적이라면 EC 구성요소의 표면 또는 모서리에 리세스(recesses)를 제공하는 것이 가능한데, 이들의 투과경로는 창유리(1)를 통해 통과하여야 하고 EC 구성요소 및/또는 EC구성요소의 층 에 의해 영향받을 수 있다는 것은 당연하다. 이러한 리세스는 창유리의 내부면에 결합된 내부 후면거울 지지체 아래에 위치되는 것이 유리하고, 상기 지지체는 또한 상기 기재된 센서 및 이와 유사한 디바이스를 포함할 수 있다.
본 도시적인 예에서, 창유리의 전체 표면은 EC 구성요소(2)에 대한 기판에 접한 표면전극으로서 역할을 하는 전기전도성 투명코팅(4)으로 덮여진다. EC 구성요소가 작동하기 위해, 이것은 사실상 EC 구성요소로 덮여진 표면에만 코팅(4)을 제공하는데 충분할 수 있으나 이러한 코팅은 모서리의 측면 위에 약간 연장되어 있 다.
그러나, 기판의 부분적인 마스킹을 불필요하게 할 수 있기 때문에, 완전한 코팅은 수행하기에 더 간단할 수 있다. 더구나, 표면의 완전한 코팅은 적당한 리드선을 구비함으로써(사실상, 공지된 방식), 또한 적층 창유리를 가열하는데 사용될 수 있는 이점을 갖는다.
창유리가 절단되기 전에 코팅을 증착할 수 있을지라도, 이러한 경우, 이것은 선택적으로 굽어질 수 있는 완성된 창유리 상에 단지 EC 구성요소(2) 자체와 마찬가지로 증착된다. 상기 코팅은 산화 인듐 주석(ITO) 층을 포함할 수 있으나, 다른 전도성 다층 시스템은 종래 기술에서 몇회 설명된 한 개 이상의 투명층으로 구성될 수 있는데, 표면전극으로서 사용될 수 있다. 더구나 코팅은 단열특성을 보유한다(적외선 방사선을 반사시킴).
바람직하게, 이러한 코팅은 사실상 공지된 방식인 자기향상 스퍼터링(magnetically enhanced sputtering)(스퍼터링/PVD 공정)으로 직접 창유리 표면에 증착된다. 그러나, 또한 이들이 CVD 공정에 의해 증착되게 하는 것을 가능하게 한다.
서두에 기재된 종래기술에 따라 전기변색 다층 시스템(몇몇 층을 포함할 수 있음)은 코팅(4) 상에 직접 증착되며, EC 구성요소(2)를 형성한다. 기판으로부터 떨어진 배면 전극(back electrode)을 형성하기 위해, 또 다른 투명 표면전극은 전기변색층의 상부에 다시 증착된다. EC 구성요소의 다층 구조는 도 2에 관하여 후에 보다 상세히 설명될 것이다. 모든 경우에 이것의 층은 산업적 규모의 장치에서 스퍼터링하여 경제적으로 증착될 수 있다.
EC 구성요소가 본 발명의 의미 내에서 정의된 방식으로 전기적으로 조절하기 위해, 몇몇의 전기 리드선이 요구된다. 코팅(4)과 EC 구성요소(2)는 제1의 분리선(5)과 제2의 분리선(7)에 의해 중앙 필드와 두 개의 비교적 좁은 좌측 밴드(6) 및 우측 밴드(8)로 나뉘어진다. 이러한 밴드는 사다리꼴 창유리의 두 개의 짧은 (기울어진) 측면에 평행하여 연장하고, 프레임(3)에 의해 덮여진 표면에 위치된다.
창유리(1)의 오른쪽 모서리를 따라, 또 다른 분리선(9)이 우변(right-hand)범위에 제공되고, 우측밴드(8)로부터 코팅(4)의 또 다른 외부 우측 밴드(10)를 분리한다. 결국, 창유리(1)의 우변 모서리에서 코팅의 밴드(10 및 8)를 분리하는 짧은 수평분리선(11)이 존재한다.
본 명세서에 언급된 모든 분리선은 나뉘어진 필드의 완전한 전기적 분리 또는 선택적으로 표면의 나뉘어진 영역을 도시한다. 바람직하게, 이들은 EC 구성요소가 완전히 구성된 후에만 트레이스된다(이러한 것은 레이저 빔 가공에 의해 트레이스되는 것이 바람직하다). 그러나, 또한 이들은 우선적으로 코팅(4)에서 후속적으로 EC 구성요소(2)에서 발견된다. 이러한 것은 단락 회로를 방지하기 위해서 세분화된 코팅 내에서 이러한 분리선 양단에 전류흐름이 존재하지 않을 수 있다.
전기적 전도방식으로 코팅(4)에 연결된 신장 접속밴드(12)는 창유리(1)의 상부측면에 평행하는 분리선(5 및 7) 사이의 프레임(3)의 상부 모서리 영역에 제공된다. 케이블 형태로 단순화된 방식으로 도시된 외부 리드선(13)을 포함한다. 분리선(5 및 7) 사이에 위치된 코팅(4)의 전체 필드는 EC 구성요소(2)에 대한 표면 전극의 형태로 리드선을 통해 전기적으로 공급될 수 있다.
더구나 EC 구성요소(2)는 EC 구성요소 자체와 동일한 표면 치수(그러므로 도 1의 그레이 영역에 상응함)로 기판으로부터 떨어진 전극을 포함하고, 상기 전극은 도 2에 대해 보다 상세히 논의된다. 이 전극은 코팅(4)에 직접 전기적 전도 접속을 갖지 않을 수 있다. 그러나, EC 구성요소(2)가 창유리(1)의 하부 측면까지 오른쪽으로 연장하지 않는다면, 이것은 코팅(4)에 대한 리드선에 대해 측면으로 기판으로부터 떨어진 전극을 접촉하는 것이 의도되는 전기접점이 위치되는 것이 현명하다. 그러므로 창유리(1)의 상부 모서리를 따라 기판으로부터 떨어진 전극에 대한 외부 리드선의 배열과 함께 발생할 수 있는 교차(crossover) 및 절연의 문제를 방지한다. 결국, 기술적 이유로 인해 EC 구성요소(2) 하부에 접속 밴드(12)를 위치시키게 하는 것이 불가능하다.
코팅(4)의 주요 필드와, 분리선(5)에 의한 접속밴드(12)로부터 전기적으로 절연되는 동안, 외부 리드선(15)을 갖는 다른 접속 밴드(14)는 좌측 밴드(6) 상에 위치된다. 유사하게, 외부 리드선(17)을 갖는 제3의 접속 밴드(16)는 우측밴드(8)에 위치된다. 이러한 상기 기재된 리드선은 코팅(4)과 비교하여 낮은 옴 저항(ohmic resistance)을 갖는다.
차체의 고정상태에서, 상기 영역이 심지어 내부로부터, 시야로 부터 마스크되는 방식으로 바람막이의 모서리는 내부 코팅으로 덮여진다.
두 개의 접속밴드(14 및 16)은 매우 얇은 와이어 리드선(18)에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 이러한 와이어 리드선(18)은 접속 밴드와는 달리, 바람막이의 시야에서 이들의 길이의 큰 비율로 위치된다. 이들은 EC 구성요소(2)로 덮여진 표면을 통과하고 EC 구성요소의 기판으로부터 떨어진 전극에 전기적 전도 방식으로 연결된다.
상기 와이어는 기판으로부터 떨어진 전극을 접속밴드(14 및 16)에 전기적으로 연결하기 위한 "탭 오프(tap-off)" 접속을 형성한다. 동일한 극성의 두 개의 연결 밴드는 EC 구성요소(2)의 어느 한 측면 상에 필수적으로 제공되어야 하는 것은 아니며, 반대로 바람직한 스크롤링 효과를 구비한 EC 구성요소(2)의 균일한 색 변화가 보장되는 한, 예를 들어 자유말단 또는 루프 형성을 구비한 단일의 접속 밴드에 와이어를 위치시키는 것을 가능하다는 것은 분명히 강조되어야 한다.
물론 상기 와이어의 이러한 배열은 가열 와이어의 배열을 이용하는 적층된 전기적 가열창에 공지되어 있다. 개별적인 와이어는, 이들을 육안으로 사실적으로 감지될 수 없고 EC 구성요소(2)의 약간의 착색에 의해 시야로부터 더 마스크될 정도로 얇다. 와이어의 최소의 직경에도 불구하고, 이들이 기계에 의해 놓여지기 위한 필수적인 강도(robustness)를 갖기 위해서 와이어는 일반적으로 텅스텐으로 만들어지고 높은 기계적 하중을 지탱할 수 있다.
결국, 또 다른 와이어 리드선(19)은 외부 우측 밴드(10)의 영역에 제공되며, 상기 와이어 리드선(19)은 EC 구성요소의 하부측에 평행하는 또 다른 얇은 와이어 리드선(20)의 형태로, 우선 창유리의 우변측에 평행하고 창유리 시야의 분리선(11) 하부에 취해지며, 직접적인 전기적 전도 링크로서 상기 와이어는 코팅(4)에 연결된다. 와이어 리드선(19)과 와이어 리드선(20)은 분리선(9 및 11)에 의해 접속밴드(16)로부터 전기적으로 분리된다. 그러나, 이들은 코팅(4)을 통해 전기적 전도 방식으로 접속밴드(12)에 연결되어, 원리상 접속밴드와 동일한 전위 차에 있다. 와이어 리드선(19)이 라인으로서 여기에서 다시 도시된다 하더라도, 이용가능한 너비가 충분하다면 이것은 불투명한 프레임 영역에서 접속 밴드의 형태로 만들어진다.
분명함을 위해서, EC 구성요소의 하부 모서리, 와이어 리드선(19)의 분리선(11)과 수평부분 사이의 상호거리는 과장된다. 대량 생산된 창유리에서, 와이어 리드선(20)은 EC 구성요소(2)의 하부측면에 가능한 접하게 될 것이다.
이 지점에서, 만약 필요조건이, 2개의 표면 전극으로의 EC 구성요소에 대한 동작 전압 및 전극의 표면 공급이 가능한 한 균일하게 되는 것이면, 두 개 이상의 와이어 리드선(18)과 한 개 이상의 와이어 리드선(20)이 제공될 수 있다는 것은 강조되어야 한다.
본 명세서에서 기재된 바와 같이, 코팅(4)은 창유리의 전체표면을 완전히 덮으면, 와이어 리드선(19 및 20) 또는 이것 대신에 접속밴드(12)와 유사한 더 넓은 접속 밴드는 도 1의 점선(20')으로 표시된 바와 같이 원리상 창유리(1)의 시야 외부의 프레임(3)에 의해 덮여진 표면에서 다시 창유리(1)의 하부측면에 위치될 수 있다. 그러나, 조명동안 EC 구성요소(2)의 반응작용은 실선으로 표시된 실시예의 경우에서 보다 스위칭 전압의 인가에 비례하여 보다 더 강하게 지연될 수 있으며, 이것은 코팅(4)의 상당한 표면저항으로 인하여 심지어 전위가 코팅에 인가되었을 때조차, 공급전압이 EC 층을 통해서만 서서히 증가할 수 있기 때문이다. 도면은 전기 리드선(15)이 상부 왼쪽 코너에 위치되는 반면, 적층 창유리(1)의 오른쪽 상부 코너 근처에서 2개의 외부 리드선(13, 17) 및 와이어 리드선(19)이 함께 매우 조밀하게 그룹화되어 있다는 것을 도시한다. 물론, 동일한 극성의 리드선(13, 15)이 표면영역 또는 접속 밴드(12)에 평행하는 불투명한 프레임(3)으로 덮여진 측면밴드에서 이들 사이에 직접 접속용 라인을 바람직하게 제공하여 함께 직접 접속되게 하는 것을 가능하게 한다. 그러나, 이 라인은 좌측 밴드(6) 및 우측 밴드(8) 사이에 위치된 코팅(4)의 표면영역으로부터 전기적으로 절연되어야 한다. 예를 들어, 플랫 케이블(flat cable)은 이러한 목적으로 제공될 수 있고, 상기 플랫 케이블은 비전도성 (플라스틱) 케이블 상에 (적어도) 전기전도성 트랙을 포함한다. 대체로, 다중 커넥터(multiple connector) 및 다중 납땜 리드선(multiple soldered lead)을 이용하는 것이 필수적인 경우, 한 위치에서 EC 구성요소를 위한{그리고 가능하면 창유리(1)의 다른 전기적 기능성 구성요소를 위한} 모든 외부 리드선을 모으고 이들을 차량의 전기 회로 또는 전자조절 유닛과 접촉하게 하는 것이 필수적이다.
복합 바람막이의 내부 구조는 여기서 도 2를 참고하여 설명되어 질 것이고, 상기 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 부분의 라인을 따라 단면으로 도시된 바람막이를 도시한다. 동일한 구성성분은 도 1에 나타낸 바와 같이 동일한 참조번호로 나타내어진다. 이 도면은 두 개의 개별적인 단단한 유리창(1)(유리 또는 플라스틱으로 만들어짐)과 전기적으로 절연하고 시각적으로 투명한 접착층(21)을 도시하며, 이들은 일반적인 방법으로 서로 접착제로 결합하게 한다. 사실상 실질적으로 후자의 EC 구성요소(2) 또는 EC 구성요소의 개별적인 층 보다는 더 두꺼운 것을 나타낼 수 있도록 점선으로 수평 분할되었다. 접착층의 물질은 EC 구성요소(2) 층의 생산과의 적합성에 따라 선택되어야 한다.
대응하는 참조문헌은 서두에 기재된 문헌에서 볼 수 있다. 이들의 강한 흡습 특성으로 인하여, PVB로 만들어진 일반적인 접착필름은 본 명세서에서 덜 고려된다. 현재, 다른 물질이 또한 관찰된다 하더라도, 열가소성 폴리우레탄 접착필름이 바람직하다. EC 구성요소(2)의 기능성 층은 제한된 수분 함량을 보유하여야만 하고, 필름물질에 의해 기능성 층으로부터 제거되지 않을 수 있다.
차량용 바람막이로서 장착된 경우, 도 2의 상부 유리창은 외부에 위치되고 하부 창유리는 차량 내부의 객실 쪽으로 향한다. 이 도면은 우변 모서리에서 복합물 내부에{적층 창유리의 면(2) 상에 창유리 전문가의 전문용어} 위치된 상부 유리창의 표면에 프레임(3)의 위치를 도시한다. 이것에 면하는 하부 유리창의 내부 면{면(3)}에서, 코팅(4)은 EC 구성요소(2)의 하부 전극으로서 직접 증착된다. 심지어 더구나 상기 기재된 EC 구성요소의 탈수 위험을 감소시키기 위해, 적층 창유리의 접착층(21)은 외부 주변 봉합(22)(예를 들어 부틸 봉합제)으로 봉합될 수 있다.
단면의 왼쪽 모서리에서 코팅(4)의 기능성 층(2F)이 존재하고, 이러한 기능성 층 위에는 EC 구성요소(2)에 대한 또 다른 표면 전극(2E)이 존재한다. 상기 기능성 층 및 상기 표면전극은 분리선(7)을 넘어 오른쪽으로 연장하지만 이들은 분리선(9) 앞에서 끝이 나고, 굵은 수직선(9)으로 표시된다. 기능성 층(2F)은 본 명세서에서 단일층의 형태로 단순화된 방식으로 도시된다. 사실상, 이것은 몇몇의 개별적인 층으로 구성되지만 이들은 공지된 것으로써 고려될 수 있기 때문에 본 명세서에서 보다 상세히 이러한 것들을 설명하는 것이 불필요하다.
분리선(7)은 EC 구성요소(2)의 모든 층, 즉 표면전극(2E), 기능성 층(2F) 및 코팅(4)을 통해 통과하고, 우측 밴드(8)로부터 이들을 전기적으로 분리한다는 것을 보여줄 수 있다. 그러나, 코팅(4)과 측면 오프셋을 구비한 EC 구성요소(2)의 층을 중단시키는 것이 가능할 수 있다. EC 구성요소의 기능성 층(2F)은 비등방성 전도성을 나타내는데 즉 이것은 표면에 대한 표준보다는 이것의 표면에 걸쳐 더 높은 저항을 갖기 때문에, 이러한 분리선을 통한 단락회로(short circuit)는 어느 것도 수용하지 않을 수 있다{즉, 표면전극(2E) 및 코팅(4) 사이에 직접적으로}.
단지 와이어 리드선(18)은 이 분리선을 넘어서 표면전극(2E)과 접속밴드(16) 사이의 전기전도성 접속을 나타낸다{몇몇의 와이어 리드선(18)이 제공된다면, 도 1에 나타낸 바와 같이 물론 이들 와이어 각각은 분리선 너머로 연장되어야 한다}. 프레임(3)에 의해 둘러싸인 코팅(4)의 표면 중앙영역으로, 각각 우측 밴드(8) 또는 접속밴드(16)의 직접접속는 분리선(7)에 의해 방지된다. 일반적으로, EC 구성요소의 측단부를 따라 정확하게 분리선(7){및 다른 측면 상에서 이에 상응하는 분리선(5)}를 제공하는 것을 고안할 수 있으나, 이것은 본 명세서에서 도시된 실시예 보다 더 값비싸고 기술적/전기적 이점을 제공하지 않는다.
또한 와이어 리드선(18)은 각각의 접속밴드(16 및 14)(비교적 두꺼움)와 더 얇은 EC 구성요소(2) 사이에 이러한 창유리 유닛의 실제 구성에서 불가피한 높이의 차이를 극복한다.
전기적 리드선을 제조하기 위해, 접착필름(21)은 적층 창유리의 개별적인 층의 조립 전에 설치된다. 고정위치에서 EC 구성요소에 위치된 이것의 면상에서, 이것은 특히 접속밴드(12, 14 및 16), 와이어 리드선(18, 19 및 20) 및 필요한 경우, 도 1에 도시된 위치에서 항상 이러한 것들이 복합물에 삽입되는 한 외부 리드선(13, 15 및 17)을 지탱한다. 이것은 이 필름의 후면에 특정한 라인 가이드 수단, 예를 들어 접속밴드(14 및 16) 사이, 또한 와이어 리드선(19)의 상기 기재된 직접접속을 제공할 수 있다.
와이어 리드선(18)은 전기적 전도방식으로 납땜 또는 대안적으로 납땜 층의 혼입에 의해 접속밴드(14 및 16)에 연결될 수 있고, 이것은 개별적으로 생성된 와이어 리드선(19 및 20) 사이에 필요한 임의의 연결에 효과가 있다. 모든 연결부는 확실하고 영구적인 방식으로 완전히 기계적으로 고정되고, 접착층(21)과 복합물의 제2 개별 유리창이 가열과 압력의 작용(예를 들어 오토클래이브에서)에 의해 위치에 주입된 후에 전기접점으로 이르게 된다. 이러한 경우, 접속밴드(12)와 와이어 리드선(20)은 다시 충분하게 코팅(4)과 밀접하게 접하고, 와이어 리드선(18)은 표면전극(2E)과 접한다.
코팅(4)을 창유리의 모서리에서 시작하는 부식으로부터 방지하는 것이 필수적이라면, 코팅(4)은 창유리 외부측면 앞에서 잘 종료될 것이다. 만약 이미 상기에 기재된 바와 같이, 전체표면 위에 일시적으로 증착된다면, 이것은 본래 공지된 적합한 방법을 이용하여 창유리 측면을 따라 다시 제거될 수 있다. ITO 코팅의 경우에, 모서리의 이러한 세정(cleaning)은 절대적으로 필수적인 것은 아니다. 그러나, 이러한 경우 또한 봉합(22)을 구비한 외부봉합은 필수적이다. 이와 같이, 분리선(5 및 7)은 부식 침투에 대한 보호도를 이미 제공한다.
본 명세서에서 EC 구성요소와 이것의 리드선이 사용방법은 이하에서 설명될 것이다. 일반적으로 EC 구성요소를 작동하기 위해서 이것은 예를 들어 독일특허 DE 199 25 335 A1호에 기재된 타입의 전자조절 유닛(미도시)을 제공하는 것이 필수적이며, 여러 가지 산출물 중에서, 잘 정의된 양 및 음 전압 수준을 제공할 수 있다. 필요하다면, 예를 들어 태양광선이 수평상에 낮을 때 운전자가 눈이 부신 위험이 있을 때, 이 조절유닛은 EC 구성요소를 자동적으로 어둡게 할 수 있는 센서에 연결된다.
다크닝 공정 동안, 접속밴드(12)는 양의 전압을 코팅(4)에 인가하기 위한 양의 전극으로써 사용된다. 이것이 후자와 비교해서 낮은 옴저항을 갖는다면, 이것의 전위는 코팅(4)의 전체길이에 전달된다. 전압의 인가 동안, 상기 전압은 코팅(4)의 표면 위에서 단지 비교적 서서히 증가할 수 있다(예를 들어, 단위면적 당 약 6~7옴의 저항을 갖는다).
예의 경우에, 표면전극(2E)은 단위면적 당 약 60~70옴의 표면저항으로 의도적으로 증착되어, 코팅(4)의 표면저항 보다 더 높다. 스퍼터링에 의한 코팅 증착 동안, 이것은 작업 매개변수(working parameters)를 적절하게 조절하고 이 전극층 물질의 조성물을 통해 영향을 받고 조절될 수 있다.
비등방 전도성의 기능성 층(2F)은 표면전극(2E) 및 코팅(4)에 수직인 매우 낮은 전기 저항을 갖는다.
저항 간의 관계는 R2F 《 R4 〈 R2E(항상 R은 옴저항을 나타낸다)로 나타낸다. 결론적으로, 충분히 높은 전압{기능성층(2F) 양단의 전위}일 경우 이것은 모멘트에서 전하의 실제적인 직접교환에 의지할 수 있고 표면전극(2E) 및 코팅(4) 사이의 임의의 영역에 존재한다.
이 전압{좌변 모서리에서 화살표와, 코팅(4)과 표면전극(2E)사이의 U로 표시됨}이 EC 기능성층(2F)을 전하교환으로 어둡게 한다.
특히 유리하게, EC 구성요소의 하부 모서리까지 수초 내에 전파하는 스크롤링 효과가 관찰되기 위해서, 전압은 표면전극 층의 저항의 신중한 측정과 결합하여 기능성 층이 약간 더 좁은 상부 모서리에서 어두워지기 시작하는 방식으로 선택된다.
두 개의 표면전극(2E) 및 코팅(4)의 전도성의 실질적 차이는 본 발명에 따라 바람직한 스크롤링 효과의 개시물질로 고려된다. 동일한 전압값에 대해, 충분히 인가된 공급전압은 표면전극(2E)의 표면에서 보다 코팅(4)의 표면에서 보다 빠르게 전파할 것이다.
이것은 구동전압의 인가점에서 시작해서 표면전극의 단부까지의 기능성 층에서 단순히 흐르는 전압 전진점(voltage front) 또는 높은 전하변환(charge-changing) 전류의 진행으로서 도시될 수 있다.
그러나, 최종 정지상태에서, 전체 표면 상에 EC 구성요소의 균일한 착색이 성취된다. 이것은 기능성층(2F) 상의 공급전압이 일정한 수준으로 유지되거나 적어도 펄스되는 한 지속한다. EC 기능성 층(2F)의 탈색(역 이온교환)은 상대적인 지연으로 발생하여, 펄스된 공급전압을 갖기에 충분하다.
이러한 EC 구성요소를 구비한 실험적인 창유리 유닛에서, 1.55 V 전압(DC 전압)이 다크닝을 위해 인가된다. 이것은 약 15 ㎝의 EC 구성요소 높이에 대해 30초 미만에 다크닝하는 것을 초래한다.
만약 표면전극(2E) 및 코팅(4) 사이에 전압이 없다면(0 V), 다크닝에 기여하는 전하는 이들의 초기상태를 다시 재개한다는 사실로 인하여 EC 구성요소는 다른 준비없이 기본적으로 투명한 천연색조(natural tonality)로 돌아가 점차로 다시 밝아질 것이다. EC 구성요소(2)의 작동방법은 실질적으로 축전기(accumulator)의 방법에 상응한다.
그러나, 이것은 와이어 리드선(19 및 20){서두에 기재된 바와 같이 창유리(1)의 하부 모서리에 위치될 수 있다}로 형성된 부가적인 전극에 의해, 조명장치를 EC 구성요소(2)의 하부 모서리로부터 말아 올려지게 하는 것이 가능하여, 다크닝의 반대방향에서 롤이 말려지는 효과를 갖는다.
이 목적을 위해, 접속밴드(12) 상의 전압이 차단된 후에, 와이어 리드선(20){및 코팅(4)}과 표면전극(2E) 사이의 다크닝 전압(U)에 대한 역방향전압(reverse voltage)을 인가하는 것이 필수적이고, 다크닝 전압과 동일한 전압을 가질 필요가 없다.
스크롤링 효과는 코팅(4)과 표면전극(2E)의 표면 저항의 차이로 인하여 다시 나타난다. 이들의 더 높은 저항은 기능성 층으로부터 양이온(cation)을 추출하거나 제거하기 위한 전류가 흐르는 속도에서 결정하고, 기재된 바와 같이 기능성 층(2F)의 저항은 작을 수 있고 양이온의 분산의 동안 보다 방출 동안에 심지어 더 낮다.
이와 같이, 와이어 리드선(20)은 표면전극(2E) 및 코팅(4)과 비교해 실제적으로 작은 옴저항을 가져서, 접속밴드(12)에 의한 공급 동안과 동일한 작용이 여기서 관찰가능하다.
물론, 이것은 또한 스크롤링 효과의 "이동방향"을 전환하는 것이 가능한데, 즉 창유리의 시야에서 다크닝을 개시하게 하거나{다크닝 전압이 와이어 리드선(19 및 20)을 통해 인가되는 경우}, 또는 접속밴드(12) 및 와이어 리드선(19 및 20)으로부터 동시공급을 통해 EC 구성요소의 두 개의 대향측면으로부터 다크닝을 동시에 개시하게 하는 것이다.
만약 이 EC 구성요소를 구비한 몇몇의 개별적으로 조절된 단계를 생성하는 것이 바람직하다면, 이들은 수평 분리선에 의해 서로 분리되어야 하고 이들 자체의 "캡 오프(cap-off)" 전극이 구비되어야 한다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 다층 복합물에 혼입되는 적어도 하나의 기능성 구성요소를 전기적으로 제어하는 표면의 부분 위를 부분적으로 어둡게 할 수 있는 시야를 구비한 투명 창유리 및 이러한 투명 창유리에서 전기변색적으로 탈색될 수 있는 표면 구성요소의 제어방법에 사용된다.

Claims (20)

  1. 다층 복합물에 혼입되는 적어도 하나의 기능성층을 전기적으로 조절하여 표면 부분 상에서 어두워질 수 있는 시야를 구비한 투명 창유리로서, 상기 창유리의 광 투과는 가역적으로 변화될 수 있고 상기 표면 부분에서 EC 구성요소가 고체상태 전기변색 다층 시스템의 형태로 두 개의 표면 전극 사이에 접한 적어도 하나의 전기변색 기능성 층을 포함하는, 투명 창유리에 있어서,
    상기 EC 구성요소(2)의 표면전극(2E) 및 코팅(4)과 이들의 접속밴드(12, 14, 16) 및 와이어 리드선(18, 19, 20)은 서로 결합하여, 다크닝이 EC 구성요소의 한 모서리에서 시작하는 방식으로 서로에 대해 공간적으로 이격되고, 상기 표면전극(2E) 및 코팅(4) 사이에 인가된 잔존하는 전압으로 상기 EC 구성요소(2)가 구성요소의 표면 상에 완전히 균일하게 착색될 때까지 계속적으로 전파하고,
    상기 EC 구성요소(2)는 창유리(1)의 제1 측면으로부터 상기 창유리의 두 개의 상호 대향면 사이로 연장하여 이 측면에 각을 이루어 연결되고, 창유리에서 상기 EC 구성요소(2)의 표면전극(2E)은 이러한 대향측면을 따라 연장하는 적어도 하나의 표면으로부터 외부측면을 향해 전기접점에 이르게 되고,
    기판으로부터 떨어진 상기 표면전극(2E)은, 창유리의 시야에 놓인 EC 구성요소(2)의 표면 상에 연장하는 적어도 하나의 얇은 와이어 리드선(18)에 의해 창유리의 모서리에 놓인 적어도 하나의 접속밴드(14, 16)에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는,
    투명 창유리.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 표면전극(2E) 및 코팅(4) 중 적어도 하나는 상기 표면 전극(2E) 및 코팅(4)보다 낮은 옴저항을 갖는 접속밴드(12, 14, 16) 및 와이어 리드선(20)에 연결되고, 상기 접속밴드(12, 14, 16) 및 와이어 리드선(20)은 EC 구성요소(2)의 측면 모서리에 평행하고 근접하여 위치되는 것을 특징으로 하는,
    투명 창유리.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 표면전극(2E) 및 코팅(4) 중 코팅(4)은 상기 표면 전극(2E) 및 코팅(4)보다 낮은 옴저항을 갖는 접속밴드(12) 및 와이어 리드선(20)이 구비되고, 상기 접속밴드(12) 및 와이어 리드선(20)은 EC 구성요소(2)의 어느 한 측면에 위치되고 외부 리드선(13) 및 와이어 리드선(19)을 통해서 서로 독립적인 전위를 받을 수 있는 것을 특징으로 하는,
    투명 창유리.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 EC 구성요소(2)는 창유리의 일측면을 따라 이 측면으로부터 창유리(1)의 시야로 연장하고, 시야의 다크닝은 상기 측면의 영역에서 시작하는 것을 특징으로 하는,
    투명 창유리.
  5. 제 3항에 있어서, 시야와 창유리의 대향측면 사이에 위치된 경계선 사이에 놓여진 영역에서, 상기 접속밴드(12)는 창유리(1)의 측면 근처에 위치되고 상기 와이어 리드선(20)은 EC 구성요소(2)의 다른 측면 상에 위치되는 것을 특징으로 하는,
    투명 창유리.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 창유리(1)의 시야에 있는 와이어 리드선(20)은 적어도 하나의 얇은 금속 와이어의 형태인 것을 특징으로 하는,
    투명 창유리.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 기판에 근접한 상기 표면전극은 상기 창유리(1)의 완전한 코팅(4)의 형태이고, 상기 EC 구성요소(2)로 덮여지지 않는 좌측 밴드(6) 및 우측 밴드(8)가 이들 사이에 각을 형성하는 창유리의 적어도 두 개의 측면 상에 형성되는 방법으로 상기 EC 구성요소(2)가 상기 코팅(4)의 부분 상에만 형성되고, 표면전극의 이러한 좌측 밴드(6) 및 우측 밴드(8)는 서로로부터 전기적으로 절연되고, 접속밴드(12, 14,16)는 상기 각각의 측면밴드 상에 제공되며, 상기 접속밴드 중 하나는 상기 기판에 접한 코팅(4)에 전기적으로 연결되고, 상기 접속밴드 중 다른 것은 상기 EC 구성요소(2)의 기판으로부터 떨어진 표면전극(2E)에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는,
    투명 창유리.
  10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 두 개의 표면전극(2E) 및 코팅(4)은 다른 표면저항으로 생성되는 것을 특징으로 하는,
    투명 창유리.
  11. 제 10항에 있어서, 기판에 접한 상기 코팅(4)은 기판으로부터 떨어진 표면전극(2E)보다 더 낮은 표면저항을 갖는 것을 특징으로 하는,
    투명 창유리.
  12. 제 10항에 있어서, 기판에 접한 상기 코팅(4)의 표면저항은 6 내지 7 Ω/□(옴/스퀘어)의 범위 내에 있고, 기판으로부터 떨어진 상기 표면전극(2E)의 표면저항은 상기 기판에 접한 상기 코팅(4)의 표면저항 값의 10배인 것을 특징으로 하는,
    투명 창유리.
  13. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 불투명한 모서리 프레임(3)은 투명 창유리의 모서리를 따라 투명 창유리 주변의 부분 위로 연장하고, 표면전극에 대한 접속밴드(12, 14, 16) 및 와이어 리드선(20)은 이 모서리 프레임(3)의 표면에 위치되는 것을 특징으로 하는,
    투명 창유리.
  14. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 투명 창유리는 차량용 바람막이로 사용되며, EC 구성요소(2)가 장착상태에서 상부 모서리 영역에 전기조절가능한 태양광선 가리개(sunshield)로서 위치되는 것을 특징으로 하는,
    투명 창유리.
  15. 투명 창유리 유닛에서 전고체상태 전기변색 표면 구성요소의 형태인 EC 구성요소(2)를 제어하는 방법으로서, 상기 EC 구성요소(2)는 가역적으로 전기변색 탈색될 수 있는 기능성 층(2F)을 포함하고, 상기 기능성 층(2F)은 두 개의 표면전극(2E) 및 코팅(4) 사이에 삽입되는, EC 구성요소(2)를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 표면전극(2E) 및 코팅(4) 중 코팅(4)은 이러한 표면전극의 표면에서 공급전압의 증가가 임의의 한 레벨에 대한 다른 비로 진행하는 다른 표면저항이 생성되고, 유효 전위는 다른 표면전극(2E)에 대해 코팅(4)에 인가되고, EC 구성요소(2) 색변화의 전파 방향을 조절할 수 있도록 EC 구성요소(2)의 한 측면 상에 색의 전기변색 변화를 일으키고,
    전기변색 색 변화를 일으키는 전위에 대한 접속밴드(12) 및 와이어 리드선(20)은 EC 구성요소(2)의 어느 한 측면 상에서, 표면전극(2E) 및 코팅(4) 중 코팅(4)에 제공되는 것을 특징으로 하는,
    EC 구성요소를 제어하는 방법.
  16. 삭제
  17. 제15항에 있어서, 색 변화의 미리 예정된 전파방향으로 착색을 유도하기 위해 제1의 유효 전위는 접속밴드(12)를 통해 다른 표면전극(2E)에 대한 코팅(4)에 인가되고, 색 변화의 미리 예정된 전파방향에서 탈색을 생성하기 위해 가역 극성의 제2의 유효 전위는 와이어 리드선(20)을 통해 다른 코팅(4)에 대한 표면전극(2E)에 인가되는 것을 특징으로 하는,
    EC 구성요소를 제어하는 방법.
  18. 제15항에 있어서, 차량의 바람막이에서 태양광선 가리개로서 결합된 EC 구성요소(2)를 조절하기 위한 용도인,
    EC 구성요소를 제어하는 방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
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