KR101346929B1 - Smart window using electrochromic - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 일렉트로크로믹을 이용한 스마트 윈도우에 관한 것이다.
The present invention relates to a smart window using the electrochromic.
최근에 에너지 부족 현상이 전 세계적으로 큰 화두가 되고 있다. 에너지 부족에 대한 사회적 관심이 집중됨에 따라 에너지 절약을 위한 시도들이 곳곳에서 일어나고 있다.In recent years, energy shortages have become a hot topic worldwide. As social concerns about energy shortages are concentrated, attempts to conserve energy are taking place everywhere.
대다수의 사무, 주거용 건물들은 통기 및 조명을 위해서 평균적으로 건물유지관리 에너지원의 30-40퍼센트의 많은 에너지를 사용하는데, 그 이유는 햇빛이 강한 날은 눈이 부시는 것을 차단하기 위해서, 또 구름 낀 흐린 날은 어두운 환경 탓에 낮에도 커튼을 치고 조명을 켜 이중으로 에너지를 낭비하고 있기 때문이다.Most office and residential buildings, on average, use 30-40 percent more energy for building maintenance energy sources for ventilation and lighting, because in sunny days to prevent glare and clouds On a cloudy day, because of the dark environment, even during the day, the curtains and lights are used to waste energy.
따라서, 건물의 창문을 통해서 건물 외부와 내부 사이에 에너지 교환을 효과적으로 조절하는 것이 에너지를 절약하는데 매우 중요한 부분이며, 이에 관한 연구가 필요하다.Therefore, the effective control of energy exchange between the exterior and the interior of the building through the windows of the building is a very important part to save energy, and research on this is needed.
특히 태양광의 투과율을 자유롭게 조절할 수 있는 연구가 절실한데, 이를위해 최근에는 일렉트로크로믹(electrochromic) 물질을 사용한 스마트 윈도우에 관한 기술이 개시되고 있다.In particular, research that can freely control the transmittance of sunlight is urgent, and for this purpose, a technique related to a smart window using an electrochromic material has recently been disclosed.
일렉트로크로믹(electrochromic) 물질이란, 전압을 인가하여 발생한 산화 환원 반응을 기초로 하여 가역적으로 소색과 소색이 이루어지는 성질을 가져 예를들면, 외부에서 전압이 인가되지 않을 경우 색을 띠지 않다가 전압이 인가되면 색상을 띠게 되는 가역적인 색상 변화를 나타내는 물질을 말한다.Electrochromic materials have the property of reversibly discoloring and discoloring based on a redox reaction generated by applying a voltage. For example, an electrochromic material does not have a color when no voltage is applied from the outside. When applied, it refers to a material that exhibits a reversible color change that takes on a color.
이와 관련된 것으로 일렉트로크로믹 물질을 사용하여 창문의 광 투과율을 변화시키는 기술로 대한민국 특허공개공보 10-2012-0109962호(이하 '종래기술' 이라 칭함)가 개시되었다.Related to this, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0109962 (hereinafter referred to as 'prior art') has been disclosed as a technique for changing the light transmittance of a window using an electrochromic material.
상기 종래기술은 2개의 도전재료에 패키징되는 일렉트로크로믹 장치로 일렉트로크로믹 복합재료 혹은 액상 일렉트로크로믹 물질을 구비하며, 태양 전지판으로부터 전력을 공급함으로써 투명도 및 색을 변화시키는 일렉트로크로믹 장치를 제공한다.
The prior art is an electrochromic device packaged in two conductive materials and includes an electrochromic composite material or a liquid electrochromic material, and provides an electrochromic device that changes transparency and color by supplying power from a solar panel. do.
본 발명은 광투과량을 단계적으로 조절가능한 일렉트로크로믹을 이용한 스마트 윈도우를 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a smart window using an electrochromic which can adjust light transmittance step by step.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 일렉트로크로믹을 이용한 스마트 윈도우는 투명한 유리로 마련되는 제1유리판; 상기 제1유리판과 서로 대향되게 위치하며, 투명한 유리로 마련되는 제2유리판; 제1패턴형상의 투명영역을 가지는 제1일렉트로크로믹층을 포함하는 제1일렉트로크로믹 유닛; 제2패턴형상의 투명영역을 가지는 제2일렉트로크로믹층을 포함하는 제2일렉트로크로믹 유닛; 투명영역을 가지지 않는 제3일렉트로크로믹층을 포함하는 제3일렉트로크로믹 유닛; 상기 제1일렉트로크로믹 유닛, 상기 제2일렉트로크로믹 유닛, 상기 제3일렉트로크로믹 유닛에 독립적으로 각각 연결되어 전압을 인가하는 제어회로를 포함하는 구동부; 상기 구동부에 전원을 공급하는 전원공급부; 상기 제1일렉트로크로믹 유닛, 상기 제2일렉트로크로믹 유닛, 상기 제3일렉트로크로믹 유닛에 전압이 개별적으로 인가되도록 제어하는 제어부; 를 포함하며, 상기 제1일렉트로크로믹 유닛, 상기 제2일렉트로크로믹 유닛, 상기 제3일렉트로크로믹 유닛은 각각 한쌍의 대향하는 투명전극층을 가진다.Smart window using the electrochromic according to the present invention for achieving the above object is the first glass plate is provided with a transparent glass; A second glass plate positioned to face the first glass plate and provided with transparent glass; A first electrochromic unit including a first electrochromic layer having a transparent region of a first pattern shape; A second electrochromic unit including a second electrochromic layer having a transparent region of a second pattern shape; A third electrochromic unit including a third electrochromic layer having no transparent region; A driving unit including a control circuit independently connected to the first electrochromic unit, the second electrochromic unit, and the third electrochromic unit to apply a voltage; A power supply unit supplying power to the driving unit; A controller configured to control voltages to be individually applied to the first electrochromic unit, the second electrochromic unit, and the third electrochromic unit; The first electrochromic unit, the second electrochromic unit, and the third electrochromic unit each have a pair of opposing transparent electrode layers.
이때, 상기 제어부는 상기 제1일렉트로크로믹 유닛, 상기 제2일렉트로크로믹 유닛, 상기 제3일렉트로크로믹 유닛의 발색 또는 소색에 따라 광투과량을 제5단계로 제어한다.In this case, the controller controls the light transmittance in a fifth step according to the color development or discoloration of the first electrochromic unit, the second electrochromic unit, and the third electrochromic unit.
여기서, 상기 제1일렉트로크로믹층, 상기 제2일렉트로크로믹층, 상기 제3일렉트로크로믹층은 각각 개별적인 색상을 가진다.Here, the first electrochromic layer, the second electrochromic layer, and the third electrochromic layer each have a separate color.
또한, 제1패턴형상과 제2패턴형상의 투명영역의 크기가 다르며, 제1패턴형상과 제2패턴형상의 투명영역은 서로 교차되는 교차영역이 존재한다.
In addition, the sizes of the transparent regions of the first pattern shape and the second pattern shape are different, and the transparent areas of the first pattern shape and the second pattern shape exist to cross each other.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the present invention has the following effects.
첫째, 본 발명의 일렉트로크로믹을 이용한 스마트 윈도우는 외부환경 변화에 따라 광투과량을 제5단계로 조절할 수 있어, 유동적으로 외부환경 변화에 대처할 수 있다.First, the smart window using the electrochromic of the present invention can adjust the light transmittance in a fifth step according to the change in the external environment, it is possible to flexibly cope with the change in the external environment.
둘째, 본 발명의 일렉트로크로믹을 이용한 스마트 윈도우는 색상 또는 광 투과모양을 다양하게 조절가능하여 색상 변화에 따른 스마트 윈도우는 인테리어 효과 및 특정파장의 빛을 효과적으로 차단하는 효과를 가지며, 광투과모양을 조절하여 광투과면적 변화에 따른 광투과량을 단계적으로 제어할 수 있다.
Second, the smart window using the electrochromic of the present invention can be variously adjusted the color or light transmission shape, the smart window according to the color change has the effect of effectively blocking the interior effect and light of a specific wavelength, and the light transmission shape By adjusting the light transmittance according to the change in the light transmission area can be controlled step by step.
첨부의 하기 도면들은, 전술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일렉트로크로믹을 이용한 스마트 윈도우의 개략적인 구성을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1,제2,제3의 일렉트로크로믹층을 도시한 참고도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광투과량이 제5단계로 제어되는 것을 도시한 참고도이다.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 제1,제2,제3의 일렉트로크로믹 유닛이 전원공급부와 독립적으로 연결되는 것을 도시한 참고도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 일렉트로크로믹을 이용한 스마트 윈도우의 블럭도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
1 is a block diagram showing a schematic configuration of a smart window using an electrochromic according to an embodiment of the present invention.
2 is a reference diagram illustrating first, second and third electrochromic layers according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a reference diagram showing that the light transmittance is controlled in a fifth step according to an embodiment of the present invention.
4 is a reference diagram showing that the first, second and third electrochromic units according to an exemplary embodiment of the present invention are independently connected to a power supply unit.
5 is a block diagram of a smart window using an electrochromic according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to this, the terms used in the specification and claims should not be construed in a dictionary sense, and the inventor may, on the principle that the concept of a term can be properly defined in order to explain its invention in the best way And should be construed in light of the meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments shown in the present specification and the drawings are only exemplary embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are presented. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may exist.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어 진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
The preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which technical sections already known will be omitted or compressed for simplicity of explanation.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 일렉트로크로믹을 이용한 스마트 윈도우의 개략적인 구성을 도시한 구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제1,제2,제3의 일렉트로크로믹층을 도시한 참고도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광투과량이 제5단계로 제어되는 것을 도시한 참고도이며, 도 4은 본 발명의 실시예에 따른 제1,제2,제3의 일렉트로크로믹 유닛이 전원공급부와 독립적으로 연결되는 것을 도시한 참고도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 일렉트로크로믹을 이용한 스마트 윈도우의 블럭도이다.
1 is a block diagram showing a schematic configuration of a smart window using an electrochromic according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a first, second, third electrochromic layer according to an embodiment of the present invention 3 is a reference diagram showing the light transmittance is controlled in a fifth step according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a first, second, second according to an embodiment of the present invention It is a reference diagram showing that the electrochromic unit of 3 is independently connected to a power supply unit, and FIG. 5 is a block diagram of a smart window using an electrochromic according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일렉트로크로믹을 이용한 스마트 윈도우에 관해 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a smart window using an electrochromic device according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.
도 1을 참조하면, 일렉트로크로믹을 이용한 스마트 윈도우는 제1유리판(100), 제2유리판(200), 제1일렉트로크로믹 유닛(300), 제2일렉트로크로믹 유닛(400), 제3일렉트로크로믹 유닛(500), 구동부(600), 전원부(700), 제어부(800)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the smart window using the electrochromic includes a
일렉트로크로믹을 이용한 스마트 윈도우는 제1유리판(100), 제2유리판(200), 제1일렉트로크로믹 유닛(300), 제2일렉트로크로믹 유닛(400), 제3일렉트로크로믹 유닛(500)이 스마트 윈도우 몸체(10)를 구성한다.The smart window using the electrochromic includes a
여기서, 제1유리판(100), 제2유리판(200)은 빛의 투과율이 우수한 투명한 유리로 마련되며, 제1유리판(100)과 제2유리판(200)은 서로 대향되게 배치된다.Here, the
또한, 제1유리판(100), 제2유리판(200)은 폴리카보네이트(PC), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리아크릴(PA), 폴리우레탄(PU) 등의 열가소성 고분자로 마련될 수도 있다.In addition, the
제1유리판(100)은 외부를 향한 외측면을 가져 태양 복사선이 최초로 입사되는 층이며, 제2유리판(200)은 실내를 향하는 내측면을 가진다.The
제1유리판(100), 제2유리판(200)의 두께는 차량의 유리창이나 건물의 유리창, 주택창호, 거실, 베란다의 주택인테리어용 등으로 스마트 윈도우를 사용하려는 용도에 따라 다양하게 조절가능하다.The thickness of the
제1유리판(100), 제2유리판(200)은 내열성, 강도, 내스크래치성, UV차단을 보완하기 위해 고분자(Polymer)소재로 마련되는 박막의 필름형 코팅층(coating layer: 미도시)을 더 포함할 수 있다.The
제1유리판(100)과 제2유리판(200) 사이에 제1일렉트로크로믹 유닛(300), 제2일렉트로크로믹 유닛(400), 제3일렉트로크로믹 유닛(500)이 위치하며, 상기 순서로 순차적으로 배치된다.The first
제1일렉트로크로믹 유닛(300)은 제1패턴형상(350)의 투명영역(50)을 가지는 제1일렉트로크로믹층(310)을 포함한다.The first
제1일렉트로크로믹 유닛(300)은 전압 인가에 따라 제1일렉트로크로믹층(310)에 마련된 제1패턴형상(350)의 투명영역(50)을 제외한 나머지 영역이 어두워지거나 투명하게 되어 광투과량을 조절하는 역할을 수행한다.As the first
제1일렉트로크로믹 유닛(300)은 한쌍의 투명전극층(900)(a)(b)이 대향되도록 배치되며, 한쌍의 투명전극층(900)(a)(b) 사이에는 제1일렉트로크로믹층(310)이 협지된다.The first
투명전극층(900)(a)(b)은 제1유리판(100), 제2유리판(200)에 부착될 수 있는 전기적 도전성을 가지는 층으로 한쌍의 투명전극층(900)(a)(b) 사이에 소정의 전압이 인가하여 제1일렉트로크로믹층(310)의 발색과 소색이 나타나게 하는 역할을 수행한다.The transparent electrode layers 900 (a) and (b) are electrically conductive layers that can be attached to the
투명전극층(900)(a)(b)은 투명하면서 전기를 통하는 물질로 바람직하게는 빛의 투과율이 우수한 투명 전도성 금속 산화물(TCO: Transparent Conductive Oxide)로 제조되는 도전층을 말하며, 도 1에 도시한 것처럼, 제1일렉트로크로믹층(310)의 전면과 후면, 즉 양면에 서로 대향되게 형성된다.The transparent electrode layers 900 (a) and (b) refer to a conductive layer made of a transparent conductive metal oxide (TCO), which is a transparent and electrically conductive material, and preferably has excellent light transmittance. As described above, the front and rear surfaces of the first
보다상세하게는, 투명전극층(900)(a)(b)은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 백금(Pt), 알루미늄(Al) 또는 그들의 혼합물인 금속산화물 마련될 수도 있고, 주석-도핑된 산화인듐(ITO:Indium Tin Oxide), 산화 주석(NESA), 불소-도핑된 산화주석(FTO), 산화아연(ZnO), 알루미늄-도핑된 산화아연(ZnO:Al)으로 마련될 수 있다.More specifically, the transparent electrode layers 900 (a) and (b) may be provided with metal oxides that are gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), aluminum (Al), or mixtures thereof. With tin-doped indium tin oxide (ITO), tin oxide (NESA), fluorine-doped tin oxide (FTO), zinc oxide (ZnO), aluminum-doped zinc oxide (ZnO: Al). Can be prepared.
투명전극층(900)(a)(b)의 두께는 스마트 윈도우를 사용하려는 용도에 따라 다양하게 조절가능하며 광투과 간섭에 영향을 주지 않는 두께로 바람직하게는 0.01㎛ ~ 100㎛ 범위내로 마련되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.The thickness of the transparent electrode layers 900 (a) and (b) can be variously adjusted according to the intended use of the smart window and does not affect light transmission interference, but is preferably provided within the range of 0.01 μm to 100 μm, It is not limited to this.
또한, 투명전극층(900)(a)(b)은 제1일렉트로크로믹 유닛(300)과 제2일렉트로크로믹 유닛(400) 사이에 그리고 제2일렉트로크로믹 유닛(400)과 제3일렉트로크로믹 유닛(500) 사이에 투명전극층(900)(a)(b)을 공통전극으로 사용하여 전극층의 갯수를 줄일 수도 있다.In addition, the transparent electrode layers 900 (a) and (b) are disposed between the first
이때, 투명전극층(900)(a)(b)은 전원공급부(700)와 리드선(30)으로 연결된다.In this case, the transparent electrode layers 900 (a) and (b) are connected to the
제1패턴형상(350)은 사각형, 직사각형, 정사각형, 사다리꼴, 삼각형, 마름모, 평행사변형, 원, 타원, 또는 이들의 일부분이거나 이들이 중첩된 다각형을 포함한다.The
또한, 제1패턴형상(350)은 단일패턴으로 형성되거나 상기 단일패턴이 복수 배치되는 것을 포함한다.In addition, the
본 발명의 일실시예로 도 2(a)를 참조하면, 제1패턴형상(350)은 복수의 동심원으로 형성된다. Referring to FIG. 2A as an embodiment of the present invention, the
한편, 투명영역(50)은 제1일렉트로크로믹 유닛(300)에 전압을 인가했을 경우, 일렉트로크로믹 물질에 의해 제1일렉트로크로믹층(310)의 발색 및 소색이 일어나지 않는 영역을 말한다.On the other hand, the transparent region 50 refers to a region where color development and discoloration of the
즉, 투명영역(50)은 전압 인가에 따라 광투과량 변화가 없는 영역으로서, 태양광이 그대로 투과될 수 있도록 항상 투명한 상태로 존재한다.That is, the transparent region 50 is a region in which light transmittance does not change according to voltage application, and is always present in a transparent state so that sunlight can be transmitted as it is.
투명영역(50)은 제1일렉트로크로믹층(310)의 제1패턴형상(350)의 경계부분에 투명박막(칸막이)을 삽입하여, 일렉트로크로믹 물질이 제1패턴형상(350)의 내부로 침투하는 것을 차단하여 구현될 수 있고, 또한 제1일렉트로크로믹층(310)의 제1패턴형상(350) 영역을 투명한 절연물로 마련되어 소정의 전압이 걸리지 않아 제1일렉트로크로믹층(310)의 발색과 소색이 일어나지 않는 투명영역(50)을 구현할 수 있다.The transparent region 50 inserts a transparent thin film (partitioner) into the boundary portion of the
제1일렉트로크로믹층(310)은 한쌍의 투명전극층(900)(a)(b) 사이로 전압이 인가되면, 전기화학적인 산화, 환원반응에 의해 가역적인 발색과 소색이 이루어져 광의 투과율을 조절할 수 있는 일렉트로크로믹(electrochromic) 물질을 함유한다.When a voltage is applied between the pair of transparent electrode layers 900 (a) and (b), the
제1일렉트로크로믹층(310)은 이온이나 전자를 전도할 수 있는 전해질층(미도시)을 더 포함할 수 있다.The
이때, 일렉트로크로믹 물질은 외부에서 전기장이 인가되지 않는 경우에는 색을 띠지 않고 있다가 전기장이 인가되면 발색되며, 반대로 외부에서 전기장이 인가되지 않는 경우에는 색을 띠고 있다가 전기장이 인가되면 소색되는 물질을 포함한다.At this time, the electrochromic material does not have a color when the electric field is not applied from the outside and is colored when the electric field is applied. On the contrary, the electrochromic material has a color when the electric field is not applied from the outside and discolors when the electric field is applied. Contains substances.
예를 들면, 일렉트로크로믹 물질로는 산화 텅스텐, 산화 몰리브덴 등의 무기화합물과 피리딘계 화합물, 아미노퀴논계 화합물 등을 포함하며, 양극 소색(anodic coloration) 재료의 예로는 산화크롬(Cr2O3), 산화 니켈(NiOx), 산화 이리듐(IrO2), 산화 망간(MnO2), 헥사시아노철(II)산철(III)(Fe4[Fe(CN)6]3), 수산화 니켈(Ni(OH)2) 등의 전이금속 산화물이 있고, 음극 소색(cathodic coloration) 재료의 예로는 산화 텅스텐(WO3), 산화 몰리브덴(MoO3), 산화 니오브(Nb2O3), 산화 티탄(TiO2), 티탄산 스트론튬(SrTiO3) 등의 전이금속 산화물이 있다.For example, the electrochromic materials include inorganic compounds such as tungsten oxide and molybdenum oxide, pyridine compounds, aminoquinone compounds, and the like. Examples of anode coloration materials include chromium oxide (Cr 2 O 3) and oxidation. Nickel (NiOx), iridium oxide (IrO2), manganese oxide (MnO2), iron hexacyano iron (II) oxide (III) (Fe4 [Fe (CN) 6] 3), nickel hydroxide (Ni (OH) 2), etc. Transition metal oxides, and examples of cathodic coloration materials include transition metals such as tungsten oxide (WO 3), molybdenum oxide (MoO 3), niobium oxide (Nb 2 O 3), titanium oxide (TiO 2), and strontium titanate (SrTiO 3). There is an oxide.
또한, 일렉트로크로믹 물질로는 아조벤젠계, 트리페닐 아민계, 페닐렌 디아민계 등의 저분자계 유기 일렉트로크로믹 화합물 또는 폴리아세틸렌, 폴리아닐린, 폴리p-페닐렌설피드, 폴리페닐나프탈렌 등의 π공역계 도전성 고분자가 이용될 수 있다.In addition, examples of the electrochromic substance include low molecular organic electrochromic compounds such as azobenzene, triphenylamine, and phenylene diamine, or π-conjugated systems such as polyacetylene, polyaniline, polyp-phenylene sulfide, and polyphenylnaphthalene. Conductive polymers can be used.
이때, 일렉트로크로믹(electrochromic) 물질은 단독 또는 조합해서 사용하는 것도 가능하다. In this case, the electrochromic materials may be used alone or in combination.
제2일렉트로크로믹 유닛(400)은 제2패턴형상(450)의 투명영역(50)을 가지는 제2일렉트로크로믹층(410)을 포함한다.The
제2일렉트로크로믹 유닛(400)은 전압 인가에 따라 제2일렉트로크로믹층(410)에 마련된 제2패턴형상(450)의 투명영역(50)을 제외한 나머지 영역이 어두워지거나 투명하게 하여 광투과량을 조절하는 역할을 수행한다.As the voltage is applied, the
제2일렉트로크로믹 유닛(400) 한쌍의 투명전극층(900)(a)(b)이 대향되도록 배치되며, 한쌍의 투명전극층(900)(a)(b) 사이에는 제2일렉트로크로믹층(410)이 협지된다.The pair of transparent electrode layers 900 (a) and (b) of the
한편, 투명전극층(900)(a)(b), 제2패턴형상(450), 투명영역(50), 제2일렉트로크로믹층(410)의 일렉트로크로믹 물질은 상기 제1일렉트로크로믹 유닛(300)에서 설명한 것과 동일하므로, 여기서는 제1일렉트로크로믹 유닛(300)과 차이점에 관해서만 설명하기로 한다.The electrochromic material of the transparent electrode layers 900 (a) and (b), the
제2패턴형상(450)은 사각형, 직사각형, 정사각형, 사다리꼴, 삼각형, 마름모, 평행사변형, 원, 타원, 또는 이들의 일부분이거나 이들이 중첩된 다각형을 포함하며, 제2패턴형상(450)은 단일패턴으로 형성되거나 상기 단일패턴이 복수 배치되는 것을 포함한다.The
한편, 제1패턴형상(350)과 제2패턴형상(450)의 투명영역(50)의 크기가 다르며, 제1패턴형상(350)과 제2패턴형상(450)의 투명영역(50)은 서로 교차되는 교차영역(60)이 존재한다.Meanwhile, the sizes of the transparent regions 50 of the
보다 상세하게는, 도 2(a)(b)를 참조하면 제1패턴형상(350)과 제2패턴형상(450)의 투명영역(50)의 크기가 각각 동심원과 사각형으로 다르며, 도 3(d)를 참조하면, 제1패턴형상(350)과 제2패턴형상(450)의 투명영역(50)이 서로 교차하는 교차영역(60)이 존재한다.More specifically, referring to FIGS. 2A and 2B, the sizes of the transparent regions 50 of the
제3일렉트로크로믹 유닛(500)은 투명영역(50)을 가지지 않으며 제3일렉트로크로믹층(510)을 포함한다.The third
제3일렉트로크로믹 유닛(500)은 전압 인가에 따라 제3일렉트로크로믹층(510)의 전영역을 동시에 어두워지거나 투명하게 하여 광투과량을 조절하는 역할을 수행한다.The third
제3일렉트로크로믹 유닛(500)은 한쌍의 투명전극층(900)(a)(b)이 대향되도록 배치되며, 한쌍의 투명전극층(900)(a)(b) 사이에는 제3일렉트로크로믹층(510)이 협지된다.The third
제3일렉트로크로믹 유닛(500)의 투명전극층(900)(a)(b), 일렉트로크로믹 물질은 상기 제1일렉트로크로믹 유닛(300)에서 설명한 것과 동일하므로, 여기서는 생략하기로 한다.Since the transparent electrode layers 900 (a) and (b) and the electrochromic material of the third
이때, 제1일렉트로크로믹층(310), 제2일렉트로크로믹층(410), 제3일렉트로크로믹층(510)은 각각 개별적인 색상을 가질 수 있다.In this case, the
예를들면, 제1일렉트로크로믹층(310)은 전압 인가시 적색(R)을 띠는 일렉트로크로믹 물질을 가지며, 제2일렉트로크로믹층(410)은 전압 인가시 녹색(G)을 띠는 일렉트로크로믹 물질을 가지며, 제3일렉트로크로믹층(510)은 전압 인가시 청색(B)을 띠는 일렉트로크로믹 물질을 가질 수 있다.For example, the
즉, 제1일렉트로크로믹층(310)은 적색(R)을, 제2일렉트로크로믹층(410)은 녹색(G)을, 제3일렉트로크로믹층(510)은 청색(B)을 가질 수 있지만, 이는 본 발명의 일 예로 든 것에 불과하고 이에 한정되는 것은 아니다.That is, the
일렉트로크로믹을 이용한 스마트 윈도우는 복수의 일렉트로크로믹 유닛으로 마련됨으로써 각 일렉트로크로믹 유닛별로 일렉트로크로믹 물질이 발색되는 색을 달리하여 칼라풀한 윈도우의 인테리어 효과를 얻을 수 있다.Since the smart window using the electrochromic is provided with a plurality of electrochromic units, the interior effect of the colorful window can be obtained by changing the color of the electrochromic material for each electrochromic unit.
또한, 일렉트로크로믹 물질이 발색되는 색을 이용하여 특정한 파장의 광을 차단할 수 있어, 자외선 등과 같은 유해한 파장의 광으로부터 피해를 줄일 수 있다.In addition, the color of the electrochromic material may be used to block light having a specific wavelength, thereby reducing damage from light having a harmful wavelength such as ultraviolet rays.
구동부(600)는 제1일렉트로크로믹 유닛(300), 제2일렉트로크로믹 유닛(400), 제3일렉트로크로믹 유닛(500)에 독립적으로 각각 연결되어 전압을 인가하는 제어회로를 포함하며, 제1일렉트로크로믹 유닛(300), 제2일렉트로크로믹 유닛(400), 제3일렉트로크로믹 유닛(500)에 전압을 인가하는 역할을 수행한다.The
전원공급부(700)는 전압(전위차)을 형성하는 전원을 구동부(600)에 공급하는 역할을 수행한다.The
전원공급부(700)은 미리 설정된 소정의 전압을 인가되도록 하며, 바람직하게는 0.5V~10V 범위내의 값으로 하지만 이에 한정되는 것은 아니다.The
각 일렉트로크로믹유닛에 반대 전압을 인가하거나 전압을 인가하지 않으면 발색상태에서 원래의 투명상태로 되돌아 간다.If a reverse voltage is applied or no voltage is applied to each electrochromic unit, the color returns to the original transparent state.
이를 위해, 전원공급부(700)는 전원차단부(미도시)와 역전압공급부(미도시)을 더 포함할 수 있다.To this end, the
제어부(800)는 구동부(600), 전원공급부(700)와 전기적으로 연결되어 스마트 윈도우의 전반적인 동작을 제어하며, 또한 제1일렉트로크로믹 유닛(300), 제2일렉트로크로믹 유닛(400), 제3일렉트로크로믹 유닛(500)에 전압이 개별적으로 인가되도록 제어하는 역할을 수행한다.The
즉, 제어부(800)는 제1일렉트로크로믹 유닛(300), 제2일렉트로크로믹 유닛(400), 제3일렉트로크로믹 유닛(500)이 개별적으로 또는 동시에 발색 또는 소색 가능하도록 제어하는 것이 가능하다.That is, the
제어부(800)는 일렉트로크로믹을 이용한 스마트 윈도우의 제1일렉트로크로믹 유닛(300), 제2일렉트로크로믹 유닛(400), 제3일렉트로크로믹 유닛(500)의 발색 또는 소색에 따라 광투과량을 제5단계로 제어한다.The
도 3(a) 내지 도 3(e)를 참조하면, 광투과량 제1단계는 제1일렉트로크로믹 유닛(300), 제2일렉트로크로믹 유닛(400), 제3일렉트로크로믹 유닛(500) 모두 전압이 인가되지 않아 입사된 태양광을 모두 투과시켜 도 3(a)에 도시한 바와 같이 제3일렉트로크로믹 유닛(500)의 전영역에서 태양광을 투과시킨다.3 (a) to 3 (e), the first step of light transmittance is the
광투과량 제2단계는 도 3(b)에 도시한 바와 같이, 제1일렉트로크로믹 유닛(300)만 전압이 인가되고 제2일렉트로크로믹 유닛(400) 및 제3일렉트로크로믹 유닛(500)은 전압이 인가가 휴지된 상태에서 제1일렉트로크로믹 유닛(300)의 제1패턴형상(350)이 가지는 투명영역(50)에서만 태양광을 투과시킨다.As shown in FIG. 3B, the light transmittance second step is applied with voltage only to the
광투과량 제3단계는 도 3(c)에 도시한 바와 같이, 제2일렉트로크로믹 유닛(400)만 전압이 인가되고 제1일렉트로크로믹 유닛(300) 및 제3일렉트로크로믹 유닛(500)은 전압이 인가가 휴지된 상태에서 제2일렉트로크로믹 유닛(400)의 제2패턴형상(450)이 가지는 투명영역(50)에서만 태양광을 투과시킨다.In the third light transmittance step, as shown in FIG. 3C, only the
광투과량 제4단계는 도 3(d)에 도시한 바와 같이, 제1일렉트로크로믹 유닛(300) 및 제2일렉트로크로믹 유닛(400)은 전압이 인가되고 제3일렉트로크로믹 유닛(500)은 전압이 인가가 휴지된 상태에서 제1일렉트로크로믹 유닛(300)의 제1패턴형상(350)과 제2일렉트로크로믹 유닛(400)의 제2패턴형상(450)의 투명영역(50)이 서로 교차되는 교차영역(60)에서만 태양광을 투과시킨다.As shown in FIG. 3 (d), the light transmittance is performed by applying voltage to the
광투과량 제5단계는 도 3(e)에 도시한 바와 같이, 제1일렉트로크로믹 유닛(300) 또는 제2일렉트로크로믹 유닛(400)의 전압이 인가된 여부에 상관없이 제3일렉트로크로믹 유닛(500)에 전압이 인가된 상태에서 투명영역을 가지지 않는 제3일렉트로크로믹층(510) 전영역에서 태양광을 차단시킨다.As shown in FIG. 3E, the light transmittance fifth step may be performed regardless of whether the voltage of the
다시 설명하면, 광투과량은 제1단계에서 제5단계까지 단계가 증가할수록 광투과량은 줄어든다.In other words, the light transmittance decreases as the step increases from the first step to the fifth step.
따라서, 본 발명인 일렉트로크로믹을 이용한 스마트 윈도우는 광투과모양을 조절하여 광투과면적 변화에 따른 광투과량을 단계적으로 제어할 수 있다.Therefore, the smart window using the present invention electrochromic can control the light transmittance according to the change in the light transmission area by adjusting the light transmission shape.
또한, 본 발명인 일렉트로크로믹을 이용한 스마트 윈도우는 태양광의 투과와 차광효과를 동시에 줄 수 있어, 조명사용으로 인한 전기에너지를 절감시킬 수 있다.
In addition, the smart window using the present invention the electrochromic can give the sun light transmission and light blocking effect at the same time, it is possible to reduce the electrical energy due to the use of lighting.
상술한 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
Although the present invention has been fully described by way of example only with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the present invention is not limited thereto. It is to be understood that the scope of the invention is to be construed as being limited only by the following claims and their equivalents.
10 : 스마트 윈도우 몸체
30 : 리드선
50 : 투명영역(TA: Transmission Area)
60 : 교차영역
100 : 제1유리판
200 : 제2유리판
300 : 제1일렉트로크로믹 유닛
310 : 제1일렉트로크로믹층
350 : 제1패턴형상
400 : 제2일렉트로크로믹 유닛
410 : 제2일렉트로크로믹층
450 : 제2패턴형상
500 : 제3일렉트로크로믹 유닛
510 : 제3일렉트로크로믹층
600 : 구동부
700 : 전원공급부
800 : 제어부
900(a)(b) : 투명전극층10: smart window body
30: Lead wire
50: transmission area (TA)
60: intersection area
100: first glass plate
200: second glass plate
300: first electrochromic unit
310: first electrochromic layer
350: first pattern shape
400: second electrochromic unit
410: second electrochromic layer
450: second pattern shape
500: third electrochromic unit
510: third electrochromic layer
600: drive unit
700: Power supply
800:
900 (a) (b): transparent electrode layer
Claims (4)
상기 제1유리판과 서로 대향되게 위치하며, 투명한 유리로 마련되는 제2유리판;
제1패턴형상의 투명영역을 가지는 제1일렉트로크로믹층을 포함하는 제1일렉트로크로믹 유닛;
제2패턴형상의 투명영역을 가지는 제2일렉트로크로믹층을 포함하는 제2일렉트로크로믹 유닛;
투명영역을 가지지 않는 제3일렉트로크로믹층을 포함하는 제3일렉트로크로믹 유닛;
상기 제1일렉트로크로믹 유닛, 상기 제2일렉트로크로믹 유닛, 상기 제3일렉트로크로믹 유닛에 독립적으로 각각 연결되어 전압을 인가하는 제어회로를 포함하는 구동부;
상기 구동부에 전원을 공급하는 전원공급부;
상기 제1일렉트로크로믹 유닛, 상기 제2일렉트로크로믹 유닛, 상기 제3일렉트로크로믹 유닛에 전압이 개별적으로 인가되도록 제어하는 제어부; 를 포함하며,
상기 제1일렉트로크로믹 유닛, 상기 제2일렉트로크로믹 유닛, 상기 제3일렉트로크로믹 유닛은 각각 한쌍의 대향하는 투명전극층을 가지며,
상기 제어부는,
상기 제1일렉트로크로믹 유닛, 상기 제2일렉트로크로믹 유닛, 상기 제3일렉트로크로믹 유닛의 발색 또는 소색에 따라 광투과량을 제5단계로 제어하고,
상기 제1일렉트로크로믹층, 상기 제2일렉트로크로믹층, 상기 제3일렉트로크로믹층은 각각 개별적인 색상을 가지며,
상기 제1패턴형상과 제2패턴형상의 투명영역의 크기가 다르며, 제1패턴형상과 제2패턴형상의 투명영역은 서로 교차되는 교차영역이 존재하고,
상기 투명전극층은 전도성 금속 산화물(TCO: Transparent Conductive Oxide)로 제조되는 도전층으로 마련되며,
상기 제1일렉트로크로믹 유닛과 제2일렉트로크로믹 유닛 사이에 그리고 제2일렉트로크로믹 유닛과 제3일렉트로크로믹 유닛 사이에 배치되는 투명전극층은 공통전극으로 마련되고,
상기 제1유리판과 제2유리판은 내열성, 강도, 내스크래치성, UV차단을 보완하기 위하여 고분자 소재로 마련되는 박막의 필름형 코팅층을 각각 포함하며,
상기 투명영역은 상기 제1일렉트로크로믹층 또는 제2일렉트로크로믹층 상에서 제1패턴형상 또는 제2패턴형상의 경계부분에 투명박막을 삽입하거나, 제1패턴형상 또는 제2패턴형상에 대응되는 투명한 절연물이 삽입되어 구현되고,
상기 제어부는 상기 제1 내지 제3일렉트로크로믹층의 발색되는 색을 조합하여 유해한 특정 파장의 광을 차단하도록 마련되며,
광투과량 제1단계는 제1일렉트로크로믹 유닛과 제2일렉트로크로믹 유닛과 제3일렉트로크로믹 유닛 모두 전압을 인가시키지 않아 전영역에서 태양광을 투과시키도록 마련되며,
광투과량 제2단계는 제1일렉트로크로믹 유닛만 전압이 인가되고 제2, 3일렉트로크로믹 유닛에는 전압을 인가시키지 않아 제1패턴형상이 가지는 투명영역에서만 태양광을 투과시키도록 마련되고,
광투과량 제3단계는 제2일렉트로크로믹 유닛만 전압이 인가되고 제1, 3일렉트로크로믹 유닛에는 전압을 인가시키지 않아 제2패턴형상이 가지는 투명영역에서만 태양광을 투과시키도록 마련되며,
광투과량 제4단계는 제1, 2일렉트로크로믹 유닛에는 전압이 인가되고 제3일렉트로크로믹 유닛에는 전압을 인가시키지 않아 제1패턴형상과 제2패턴형상의 투명영역이 서로 교차되는 교차영역에서만 태양광을 투과시키도록 마련되고,
광투과량 제5단계는 제3일렉트로크로믹 유닛에 전압을 인가시켜 전영역에서 투양광을 차단시키도록 마련되는 것을 특징으로 하는
일렉트로크로믹을 이용한 스마트 윈도우.
A first glass plate formed of transparent glass;
A second glass plate positioned to face the first glass plate and provided with transparent glass;
A first electrochromic unit including a first electrochromic layer having a transparent region of a first pattern shape;
A second electrochromic unit including a second electrochromic layer having a transparent region of a second pattern shape;
A third electrochromic unit including a third electrochromic layer having no transparent region;
A driving unit including a control circuit independently connected to the first electrochromic unit, the second electrochromic unit, and the third electrochromic unit to apply a voltage;
A power supply unit supplying power to the driving unit;
A controller configured to control voltages to be individually applied to the first electrochromic unit, the second electrochromic unit, and the third electrochromic unit; Including;
The first electrochromic unit, the second electrochromic unit, and the third electrochromic unit each have a pair of opposing transparent electrode layers,
The control unit,
The light transmission amount is controlled in a fifth step according to the color development or discoloration of the first electrochromic unit, the second electrochromic unit, and the third electrochromic unit,
The first electrochromic layer, the second electrochromic layer, and the third electrochromic layer each have a separate color,
The size of the transparent regions of the first pattern shape and the second pattern shape is different, and the transparent areas of the first pattern shape and the second pattern shape exist to cross each other.
The transparent electrode layer is provided with a conductive layer made of a conductive metal oxide (TCO: Transparent Conductive Oxide),
The transparent electrode layer disposed between the first electrochromic unit and the second electrochromic unit and between the second electrochromic unit and the third electrochromic unit is provided as a common electrode,
The first glass plate and the second glass plate each include a film-like coating layer of a thin film made of a polymer material to compensate for heat resistance, strength, scratch resistance, and UV blocking.
The transparent region may be formed by inserting a transparent thin film on the boundary portion of the first pattern shape or the second pattern shape on the first electrochromic layer or the second electrochromic layer, or the transparent insulator corresponding to the first pattern shape or the second pattern shape. Is implemented by inserting
The controller is provided to block harmful light of a specific wavelength by combining colors of the first to third electrochromic layers.
In the first step of the light transmittance, the first electrochromic unit, the second electrochromic unit, and the third electrochromic unit do not apply a voltage to transmit sunlight in all areas.
In the second step of the light transmittance, a voltage is applied only to the first electrochromic unit and no voltage is applied to the second and third electrochromic units to transmit sunlight only in the transparent region of the first pattern shape.
In the third step of the light transmittance, the voltage is applied only to the second electrochromic unit and the voltage is not applied to the first and third electrochromic units, so that sunlight is transmitted only in the transparent region of the second pattern shape.
In the fourth step of the light transmittance, only a voltage is applied to the first and second electrochromic units and no voltage is applied to the third electrochromic unit, so that the first and second transparent chromatic units have only a crossing region where the transparent regions of the first pattern shape and the second pattern shape cross each other. It is provided to transmit sunlight,
In the fifth step of the light transmittance, a voltage is applied to the third electrochromic unit to block the projected light in all areas.
Smart window using electrochromic.
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