KR101480948B1 - Smart window - Google Patents

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KR101480948B1
KR101480948B1 KR20130164026A KR20130164026A KR101480948B1 KR 101480948 B1 KR101480948 B1 KR 101480948B1 KR 20130164026 A KR20130164026 A KR 20130164026A KR 20130164026 A KR20130164026 A KR 20130164026A KR 101480948 B1 KR101480948 B1 KR 101480948B1
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KR
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smart window
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KR20130164026A
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Inventor
양우석
한승호
김형근
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전자부품연구원
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Abstract

The present invention relates to a smart window capable of emotional lighting and emotional daylighting. A smart window according to the present invention includes a transparent substrate; a light control structure provided on the transparent substrate; and a control part which controls the light control structure. The light control structure includes a transparent organic luminescence surface light source which emits various kinds of light; a light transmission control member which electrically changes light transmission to control the amount of light received from the outside; and a light reflectance control member which electrically changes light reflectance to control the reflectance of light received from the transparent organic luminescence surface light source.

Description

스마트 윈도우{Smart window} Smart window {Smart window}

본 발명은 스마트 윈도우에 관한 것으로, 보다 구체적으로 간접조명이 가능하고, 또한 발광되거나 채광되는 빛의 색상이나 광량을 변화시켜서 감성 조명 또는 감성 채광이 가능한 스마트 윈도우에 관한 것이다.
The present invention relates to a smart window, and more particularly, to a smart window capable of indirect illumination and capable of emotional illumination or emotional lighting by changing the color or amount of light emitted or mined.

근래, 건축 분야에서 에너지 효율성의 향상과 쾌적한 실내 환경을 구현하기 위한 건축 외장재의 개발이 가속화되고 있다.In recent years, the development of building exterior materials has been accelerated in order to improve the energy efficiency in the building field and to provide a pleasant indoor environment.

건축의 주거 및 업무 공간상에 인공 조명을 줄이고, 자연 채광을 극대화함과 동시에 외벽을 통한 에너지의 흐름을 흡수 및 차단시킬 수 있는 중요한 자재로 건축 외벽의 외장 유리를 들 수 있다. 일반적으로, 외장 유리는 태양광의 파장 특성을 고려하여 설계되는데, 태양광의 파장은 자외선, 가시광선, 적외선으로 구분되며, 이 중 유리의 색 즉, 암화(暗花)를 결정짓는 파장은 가시광선 영역이고, 냉ㆍ난방을 결정짓는 파장은 적외선 영역이고, 가구 변색 및 인체 유해성을 결정짓는 파장은 자외선 영역이다. 한편, 주택 전체의 열출입 중 겨울에 외장 유리로부터 유출되는 열의 비율은 약 48% 이고, 여름에는 약 71% 으로, 외장 유리에 열의 유입 및 유출을 제어할 수 있는 기능을 부여하면 냉ㆍ난방 효율화에 따른 에너지 절약을The exterior glass of the building exterior wall is an important material that can reduce the artificial lighting in the residential and work space of the building, maximize the natural light, and absorb and block the flow of energy through the exterior wall. Generally, the exterior glass is designed in consideration of the wavelength characteristics of sunlight. The wavelength of the sunlight is divided into ultraviolet ray, visible ray, and infrared ray. The wavelength of the glass, that is, the color of darkness, , The wavelength that determines cooling and heating is the infrared region, and the wavelength that determines furniture discoloration and human harm is the ultraviolet region. On the other hand, the ratio of the heat released from the exterior glass during the winter in the entire house is about 48%, and in summer, it is about 71%. If the function to control the inflow and outflow of heat to the exterior glass is given, To save energy

이룰 수 있다.Can be achieved.

종래에는 유리를 통해 실내로 유입되는 태양광의 투과율을 조절하기 위해, 유리의 표면에 저방사(Low Emissivity, Low-e) 코팅층이 형성된 저방사 코팅 유리, 혹은 유리 조성에 착색 산화물을 첨가하여 착색 유리를 만들거나, 유리 표면에 특정 투과율을 가지는 필름지를 부착하는 방식 등이 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 종래 방법들은 태양광에 대한 능동적인 조절 기능이 없고, 단지 일정한 광 파장 영역에 한해 선택적으로 차폐 또는 투과를 수행하는 수동적인 방식이었다. Conventionally, in order to control the transmittance of sunlight flowing into a room through a glass, a low-emission coated glass having a low-emissivity (Low-e) coating layer formed on the surface of the glass, Or a method of attaching a film having a specific transmittance to the glass surface has been used. However, these conventional methods are passive methods that do not have an active control function for sunlight and selectively shield or transmit only in a certain light wavelength range.

한국공개특허 제1996-0017553호 등에 제시된 스마트 윈도우는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광 투과율을 인위적으로 조절할 수 있는 능동형 제품으로, 현재 유리 분야의 차세대 제품 중 하나로 인식되고 있다. 그러나, 기존의 스마트 윈도우는 단순히 광 투과율을 조절하는 단순한 기능 만을 제공하는 수준에 머물고 있을 뿐이어서 실제 적용되는데 많은 한계점이 있다. 따라서 기존의 광 투과율을 조절하는 기능 이외에 더욱 다양한 형태의 기능을 추가적으로 제공하여 만족도와 적용성을 증대시킬 필요가 여전히 있다.
Korean Patent Laid-Open No. 1996-0017553 discloses a smart window for solving such a conventional problem, which is an active type product capable of artificially controlling the light transmittance and is recognized as one of the next generation products in the glass industry. However, the existing smart window is merely providing only a simple function of controlling the light transmittance, and thus it is practically applied. Therefore, there is still a need to increase the degree of satisfaction and applicability by additionally providing various functions in addition to the function of adjusting the light transmittance.

한국공개특허 제1996-0017553호Korean Patent Publication No. 1996-0017553

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 것으로서, 간접조명이 가능하며, 발광되거나 채광되는 빛의 색상이나 광량을 변화시켜서 감성 조명 또는 감성 채광이 가능한 스마트 윈도우를 제공하는데 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide a smart window which can indirectly illuminate and emit light or emit light by changing color or amount of light emitted or mined .

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 윈도우는 투명 기재; 투명 기재 상에 제공된 광제어 구조체; 및 상기 광제어 구조체를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 광제어 구조체는 다양한 빛을 발광하는 투명 유기발광 면광원; 전기적으로 광투과도를 변화시켜 외부로부터 입사하는 광의 투광량을 조절하는 광투과도 제어부재; 및 전기적으로 광반사도를 변화시켜 상기 투명 유기발광 면광원으로부터 입사하는 광의 반사량을 조절하는 광반사도 제어부재를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a smart window comprising: a transparent substrate; A light control structure provided on a transparent substrate; And a control unit for controlling the light control structure, wherein the light control structure includes a transparent organic light emitting surface light source emitting various lights; A light transmittance control member for adjusting the amount of light incident from the outside by changing the light transmittance electrically; And a light reflectivity control member that electrically adjusts the amount of light incident from the transparent organic light emitting surface light source by changing the light reflectivity.

이때, 상기 광제어 구조체는 상기 투명 기재로부터 광투과도 제어부재, 광반사도 제어부재, 투명 유기발광 면광원의 순으로 적층되어 형성되며, At this time, the light control structure is formed from the transparent substrate in the order of a light transmittance control member, a light reflectivity control member, and a transparent organic light emitting surface light source,

상기 광투과도 제어부재는 전기 제어에 따라 투명 상태, 반투명 상태 또는 불투명 상태로 변화하고, 소정의 색상으로 착색되며,Wherein the light transmittance controlling member is changed to a transparent state, a semi-transparent state or an opaque state by electrical control, colored with a predetermined color,

상기 광투과도 제어부재는 산화반응 또는 환원반응에 의하여 색이 변화하는 전기변색층, 빛을 흡수하는 미세 입자가 분산되는 부유 입자층, 염료를 포함하는 폴리머 분색 액정층 중에서 선택된 적어도 하나의 광투과도 제어층을 포함하며, The light transmittance control member may include at least one light transmittance control layer selected from an electrochromic layer whose color changes by an oxidation reaction or a reduction reaction, a suspended particle layer where fine particles that absorb light are dispersed, and a polymer- / RTI >

상기 광투과도 제어부재는 반투명 상태에서 서로 다른 파장의 광을 투과시키는 복수의 광투과도 제어층을 포함하고, 적층된 상기 복수의 가변 투과층에 선택적으로 전기를 인가하여 상기 광투과도 제어부재의 색상을 변화시키며, Wherein the light transmittance control member includes a plurality of light transmittance control layers that transmit light of different wavelengths in a translucent state and selectively apply electricity to the plurality of laminated variable transmission layers to change the color of the light transmittance control member Change,

상기 광반사도 제어부재는 마그네슘과 하나 이상의 전이 금속을 포함하는 가변 반사층을 포함하며, Wherein the light reflectivity control member comprises a variable reflective layer comprising magnesium and at least one transition metal,

상기 가변 반사층은 수소 이온과 반응하는 정도에 따라 광반사도가 변화하며, The reflectivity of the variable reflective layer varies depending on the degree of reaction with hydrogen ions,

자동 모드 또는 수동 모드를 선택하는 선택 스위치부와 온도, 습도, 광량, 휘도, 시간을 감지하는 센싱부를 더 포함하고, 상기 선택 스위치부에서 자동 모드가 선택되면, 상기 제어부는 상시 센싱부의 감지결과에 따라 자동적으로 상기 투명 유기발광 면광원, 광투과도 제어부재, 광반사도 제어부재를 선택적으로 제어하며, And a sensing unit for sensing a temperature, a humidity, a light amount, a luminance, and a time, and when the automatic mode is selected in the selection switch unit, And selectively controls the transparent organic light emitting surface light source, the light transmittance control member, and the light reflectivity control member,

상기 스마트 윈도우는 건물용 또는 운송수단에 사용되는 윈도우, 루프창, 또는 내부 파티션을 포함할 수 있다.
The smart window may comprise a window, a loop window, or an internal partition for use in a building or vehicle.

본 발명에 따른 스마트 윈도우에 의하면, 윈도우의 유리 상에 제공된 투명 유기발광 면광원에 의하여 간접조명이 가능하고, 전기 제어에 의해서 투명 유기발광 면광원으로부터 발광되거나, 혹은 윈도우를 통해서 채광되는 빛의 색상이나 광량을 변화시켜서 감성 조명 또는 감성 채광이 가능하게 할 수 있다. According to the smart window of the present invention, it is possible to indirectly illuminate by the transparent organic light emitting surface light source provided on the glass of the window, to emit light from the transparent organic light emitting surface light source by electric control, Or the amount of light can be changed to enable emotional illumination or emotion mining.

또한, 간접 조명시에 발광된 빛이 주발광면으로만 발광되도록 함으로써, 광효율을 현저히 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 주변 공간의 환경을 센싱하여 발광되거나 채광되는 빛의 색상이나 광량을 변화시켜서 사용자에게 안락함과 만족감을 높일 수 있다. In addition, since the light emitted at the time of indirect illumination is emitted only to the main light emitting surface, not only the light efficiency can be remarkably improved, but also the environment of the surrounding space is sensed to change the color or light amount of light emitted or mined, Comfort and satisfaction can be enhanced.

그리고, 태양광의 가변에 따른 시야의 확보뿐만 아니라, 선택적으로 태양광을 흡수나 반사하여 태양광을 효과적으로 차단할 수 있어서 에너지 효율성의 향상과 쾌적한 실내 한경의 구현이 가능하다.
In addition to securing the field of view according to the variation of the sunlight, it is possible to selectively block sunlight by selectively absorbing or reflecting solar light, thereby improving energy efficiency and achieving a pleasant indoor environment.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 윈도우의 계념도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광투과도 제어부재의 단면도이고,
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 광반사도 제어부재의 단면도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 광제어 태양을 나타내는 단면도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 윈도우의 단면도이다.FIG. 1 is a conceptual diagram of a smart window according to an embodiment of the present invention,
2 is a cross-sectional view of a light transmission control member according to an embodiment of the present invention,
3 is a cross-sectional view of a light reflectivity control member according to an embodiment of the present invention,
4 is a cross-sectional view illustrating various modes of light control according to an embodiment of the present invention,
5 is a cross-sectional view of a smart window according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스마트 윈도우의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면은 실시 예를 설명하기 위해 그 크기가 과장될 수 있고, 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
Hereinafter, various embodiments of a smart window according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in various forms. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. The drawings may be exaggerated in size to illustrate the embodiments, and like reference numbers in the drawings indicate like elements.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 윈도우의 계념도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광투과도 제어부재의 단면도이고, 도 3는 본 발명의 실시예에 따른 광반사도 제어부재의 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of a light transmittance control member according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of a light reflectivity control member according to an embodiment of the present invention. Sectional view.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 윈도우는 투명 기재(100); 투명 기재(100) 상에 제공된 광제어 구조체(200); 및 상기 광제어 구조체(200)를 제어하는 제어부(300)를 포함한다. 이때, 광제어 구조체(200)는 다양한 빛을 발광하는 투명 유기발광 면광원(230); 전기적으로 광투과도를 변화시켜 외부로부터 입사하는 광의 투광량을 조절하는 광투과도 제어부재(210); 및 전기적으로 광반사도를 변화시켜 상기 투명 유기발광 면광원으로부터 입사하는 광의 반사량을 조절하는 광반사도 제어부재(220)를 포함할 수 있다. 1 to 3, a smart window according to an embodiment of the present invention includes a transparent substrate 100; A light control structure 200 provided on the transparent substrate 100; And a controller 300 for controlling the light control structure 200. At this time, the light control structure 200 includes a transparent organic light emitting surface light source 230 for emitting various light; A light transmittance control member 210 for adjusting the amount of light incident from the outside by changing the light transmittance electrically; And a light reflectivity control member 220 for adjusting the amount of reflection of light incident from the transparent organic light emitting surface light source by changing the light reflectivity.

투명 기재(100)는 투명 유리, 투명 플라스틱 기판, 혹은 투명 유연성 필름 등일 수 있는데 이들 재료에 특별히 제한될 필요는 없으며, 투명해서 태양광 등의 외광을 투과시킬 수 있고, 그 일면에 제공되는 광제어 구조체(200)를 지지하면서 보호할 수 있으면 족하다. 투명 기재(100)는 스마트 윈도우의 유리이어서, 광제어 구조체(200)를 스마트 윈도우의 유리 상에 직접 형성할 수도 있다. 혹은 별도의 투명 기재(100) 상에 광제어 구조체(200)를 형성한 후에 투명 기재(100)를 스마트 윈도우의 유리 상에 접착하여 스마트 윈도우를 형성할 수도 있다. 그리고, 투명 기재는 쌍으로 제공되어 광제어 구조체(200)를 그 사이에 게재하도록 제공될 수도 있다. The transparent substrate 100 may be transparent glass, a transparent plastic substrate, or a transparent flexible film. The transparent substrate 100 need not be particularly limited to these materials. The transparent substrate 100 may be transparent and transmit external light such as sunlight. It is sufficient that the structure 200 can be protected while being supported. The transparent substrate 100 may be a glass of a smart window so that the light control structure 200 may be formed directly on the glass of the smart window. Alternatively, after forming the light control structure 200 on a separate transparent substrate 100, the transparent substrate 100 may be bonded to the glass of the smart window to form a smart window. And, the transparent substrate may be provided in pairs to provide the light control structure 200 therebetween.

광제어 구조체(200)는 투명 유기발광 면광원(230), 광투과도 제어부재(210), 및 광반사도 제어부재(220)를 포함한다. The light control structure 200 includes a transparent organic light emitting surface light source 230, a light transmittance control member 210, and a light reflectivity control member 220.

투명 유기발광 면광원(230)는 투명전극 사이에 위치하는 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층으로 구성되는데, 이러한 요소들이 투명한 재료들로 구성되어 투명하면서도 광을 방출할 수 있다. 이러한 유기발광 면광원은 기존이 광원에 비하여 에너지 효율이 높고, 수은 등의 유해 물질을 포함하지 않아 차세대 조명으로 각광을 받으며, 두께가 얇으면서 대면적으로 형성하는 것이 용이하다. 또한 다양한 색깔의 광을 방출할 수 있는 장점이 있다. The transparent organic light emitting surface light source 230 is composed of a hole transporting layer, a light emitting layer and an electron transporting layer disposed between the transparent electrodes. These elements are made of transparent materials and can emit light while being transparent. Such an organic light emitting surface light source has higher energy efficiency than conventional light sources, and does not contain harmful substances such as mercury, and receives light under the next generation illumination. It also has the advantage of emitting various colors of light.

일반적으로 건물이나 자동차 등의 운반수단에서 사용하는 광원은 천장에 부착되어 집적적으로 사람에게 광을 방출하는 형태로서, 공간을 밝게 비출 수 있다는 장점이 있으나, 이러한 기존의 광원들은 실내에 골고루 미치지 않고 부분적으로 집중될 수 있고 이에 따라 사람에게 눈부심과 피로감 등을 주게 되는 단점이 있다. 그러나, 본 발명에 따른 스마트 윈도우의 투명 유기발광 면광원은 실내 공간의 상부에서 집적적이면서 부분적으로 조명하는 것이 아니고, 다양한 색상의 광을 전체 면적에 걸쳐 발광을 함으로써 실내에 골고루 간접조명을 할 수 있어서, 눈부심이나 피로감을 주지않고 동시에 방출할 수 있어서 감성조명으로도 적합하다. Generally, a light source used in a vehicle such as a building or an automobile is attached to a ceiling and collectively emits light to a person, which is advantageous in that the space can be illuminated brightly. However, There is a disadvantage that it can be partially concentrated and accordingly gives a person glare and fatigue. However, the transparent organic light emitting surface light source of the smart window according to the present invention is not integrated but partially illuminated in the upper part of the indoor space, and can illuminate various colors of light over the entire area, It is also suitable for emotional lighting because it can emit light simultaneously without glare or fatigue.

광투과도 제어부재(210)는 제어부(300)의 전기적 제어에 따라 외부로부터 입사하는 광을 흡수하거나 산란시켜서 광투과도를 제어하여 외부로부터 입사하는 광의 투광량을 조절한다. 즉, 광투광도 제어부재(210)는 전기 제어에 따라 투명 상태, 반투명 상태 또는 불투명 상태로 변화하고, 반투명 상태 또는 불투명 상태에는 소정의 색상으로 착색될 수 있다. 외광의 일부가 투과하는 반투명 상태에는 착색된 색상에 따라 일정 파장 범위의 광은 투과되고, 나머지 파장의 광은 흡수되거나 산란되므로 투과된 광은 백색광이 아니라 일정 파장 범위의 스팩트럼에 해당하는 색상을 갖는 광이 된다. 이러한 광투과도 제어부재(210)을 통과하는 투과광의 파장을 제어함으로써 내부 공간에서는 채광된 빛의 색상이나 광량을 조절함으로써 감성 채광이 가능하게 된다. The light transmittance controlling member 210 controls the light transmittance by absorbing or scattering light incident from the outside according to the electrical control of the controller 300 to adjust the amount of light incident from the outside. That is, the light transmittance control member 210 is changed to a transparent state, a semi-transparent state or an opaque state according to electrical control, and may be colored with a predetermined color in a translucent state or an opaque state. In a translucent state where a part of the external light is transmitted, light in a certain wavelength range is transmitted according to the color hue, and light in the remaining wavelength is absorbed or scattered, so that the transmitted light is not white light but has a color corresponding to a spectrum in a certain wavelength range Light. By controlling the wavelength of the transmitted light passing through the light transmittance control member 210, the color of the mined light or the amount of light can be controlled in the inner space, thereby enabling emotional mining.

광투과도 제어부재(210)는 산화반응 또는 환원반응에 의하여 색이 변화하는 전기변색(Electrochromic; EC)층, 빛을 흡수하는 미세 입자가 분산되는 부유 입자(Suspended particle display; SPD)층, 염료를 포함하는 폴리머 분산 액정(Polymer dispersed liquid crystal; PDLC)층 중에서 선택된 적어도 하나의 광투과도 제어층을 포함할 수 있다. The light transmittance control member 210 may include an electrochromic (EC) layer whose color changes by an oxidation reaction or a reduction reaction, a suspended particle display (SPD) layer in which light absorbing fine particles are dispersed, And a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) layer containing at least one light transmittance control layer.

도 2를 참조하면, 광투과도 제어층을 전기변색층으로 구성하는 경우의 광투과도 제어부재는 투명기판(211), 투명전극(212), 이온저장층(213), 고체 전해질층(214), 전기변색층(215), 투명전극(216), 투명기판(217)을 차례로 적층하여 전고상(all solid) 형태로 형성할 수 있다. 전기 인가에 따라 이온저장층(213)으로부터 이동하는 수소 이온이나 리튬 이온 등의 이온과 전기변색 물질이 반응하여 전기변색 물질의 색(착색하거나 탈색)이 변화하는데, 환원 착색하는 재료는 WO3, MoO3, TiO2, Nb2O5, V2O5, polyaniline, polythiophene 등이 있고, 산화 착색하는 재료는 Ir(OH)x, Ni(OH)2, Rh2O3, CoOx 등이 있다. 전기변색 재료에 따라서 착색되는 색깔이 달라지고, 전기 인가에 의해 탈색 및 착색되는(예를 들어, WO3의 경우는 투명 <-> 청색) 정도에 따라서 빛이 투과하는 정도가 변화하게 되어 투명, 반투명, 불투명하게 된다. 2, the light transmittance control member in the case where the light transmittance control layer is formed of an electrochromic layer includes a transparent substrate 211, a transparent electrode 212, an ion storage layer 213, a solid electrolyte layer 214, The electrochromic layer 215, the transparent electrode 216, and the transparent substrate 217 may be sequentially stacked to form an all solid form. In color of the ion and an electrochromic materials The electrochromic material in this reaction, such as hydrogen ions and lithium ions moving from the ion storage layer 213, according to the electric application (coloring or bleaching) is changed, the material for the reduction coloring is WO 3, and the like MoO 3, TiO 2, Nb 2 O 5, V 2 O 5, polyaniline, polythiophene, material for coloring oxide has the Ir (OH) x, Ni ( OH) 2, Rh 2 O 3, CoO x , etc. . The degree of light transmission varies depending on the degree of coloration depending on the electrochromic material and the degree of discoloration and coloration (for example, in the case of WO 3 , transparent < - > blue) Translucent, opaque.

빛을 흡수하는 미세 입자가 분산되는 부유 입자(Suspended particle display; SPD)층은 소정의 파장을 갖는 빛을 흡수하는 미세 입자가 필름 내에 분산되어 있다. 이러한 부유 입자층에 전원이 인가되지 않으면 필름 내에 분산되어 있는 미세 입자가 빛을 흡수하여 광투과도가 낮아지게 되고, 전원이 인가되면 미세입자들이 정렬하여 부유 입자층을 빛이 통과하여 투명하게 된다. 부유 입자층에 분산된 미세 입자의 종류에 따라서 흡수되는 빛의 파장이 결정되므로, 부유 입자층을 투과하는 광의 파장 역시 미세 입자의 종류에 따라서 결정된다.  In a suspended particle display (SPD) layer in which fine particles that absorb light are dispersed, fine particles that absorb light having a predetermined wavelength are dispersed in the film. If power is not applied to such a suspended particle layer, the fine particles dispersed in the film absorb light to lower the light transmittance. When the power source is applied, the fine particles align and become transparent through the suspended particle layer. Since the wavelength of the light absorbed is determined depending on the type of the fine particles dispersed in the suspended particle layer, the wavelength of the light transmitted through the suspended particle layer is also determined depending on the type of the fine particle.

광투과도 제어층으로 사용가능한 폴리머 분산 액정(PDLC)층은 폴리머 층 내에 분산되는 액정들과 상기 액정들 내에 포함되며 소정의 색상을 나타내는 염료를 포함한다. 폴리머 분산 액정층에 전압을 인가하면 폴리머 분산 액정층 내부의 액정들이 전기장에 나란하게 배열되어 외광이 투과하게 된다. 폴리머 분산 액정층에 전압을 인가하지 않으면 액정들이 무질서하게 배열되면서 입사되는 외광은 산란되고, 이렇게 산란된 빛은 소정의 색상을 나타내는 염료와 작용하게 되어 소정의 색상을 나타내는 광을 방출하게 된다. 이때, 폴리머 분산 액정층 내부에 포함되는 염료를 적절히 선택함에 따라서 그 색상을 자유롭게 변화할 수 있게 된다. A polymer dispersed liquid crystal (PDLC) layer usable as a light transmittance control layer includes liquid crystals dispersed in a polymer layer and a dye contained in the liquid crystals and exhibiting a predetermined color. When a voltage is applied to the polymer dispersed liquid crystal layer, the liquid crystals in the polymer dispersed liquid crystal layer are arranged in parallel with the electric field to transmit the external light. If a voltage is not applied to the polymer dispersed liquid crystal layer, the liquid crystal molecules are randomly arranged, and the incident external light is scattered, and the scattered light acts on the dye exhibiting a predetermined color, thereby emitting light having a predetermined hue. At this time, the color of the polymer dispersed liquid crystal layer can be freely changed by appropriately selecting the dye contained therein.

투명 유기발광 면광원(230)으로부터 광이 발광되면 그 전체 구조가 투명하여 양방향으로 방출하므로, 조명을 하고자 하는 공간의 반대방향으로도 발광된 빛이 향하므로 불필요하게 소비된다. 따라서 투명 유기발광 면광원(230)의 조명방향의 반대방향으로 발광되는 빛을 조명방향으로 추출할 필요가 있다. 본 발명에 따른 스마트 윈도우에서는 전기 제어에 따라서 반사도가 변화하여 외광을 투과할 경우에는 투명하고, 투명 유기발광 면광원(230)이 발광하는 경우에는 투명 유기발광 면광원(230)으로부터 입사하는 광을 반사하여 조명방향으로 향하게 하는 광반사도 제어부재(220)를 포함한다. When the light is emitted from the transparent organic light emitting surface light source 230, the entire structure is transparent and is emitted in both directions, so that the light emitted in the opposite direction to the space to be illuminated is turned on and unnecessarily consumed. Therefore, it is necessary to extract light emitted in the direction opposite to the illumination direction of the transparent organic light emitting surface light source 230 in the illumination direction. In the smart window according to the present invention, when the external light is transmitted through the transparent organic light emitting surface light source 230, the light reflected from the transparent organic light emitting surface light source 230 is transparent. And a light reflectivity control member 220 that reflects and directs light toward the illumination direction.

광반사도 제어부재(220)는 마그네슘과 하나 이상의 전이 금속(예를 들어 Ni, Ti 등)의 합금을 포함하는 가변 반사층을 포함하는데, 투명기판(221), 투명전극(222), 이온 저장층(223), 전해질층(224), 금속 촉매층(225), 가변 반사층(226), 투명전극(227), 투명기판(228)을 차례로 적층하여 형성할 수 있다. 광반사도 제어부재에 전압을 인가하면 이온 저장층(223)으로부터 전달되는 수소 이온(H+)이 가변 반사층(225)의 금속과 반응하여 투명한 금속 할라이드층으로 변화하게 되고, 가변 반사층(25)와 수소 이온이 반응하는 정도에 따라서 광반사도를 변화시킬 수 있다. 따라서 광반사도 제어부재에 전압이 인가되지 않으면 가변 반사층(225)의 합금 금속에 의하여 반사 상태로 되고, 전압이 인가되면 가변 반사층(225)의 금속 할라이드층에 의하여 투명 상태가 되는 것이다. The light reflection control member 220 includes a variable reflection layer including magnesium and an alloy of one or more transition metals (e.g., Ni, Ti, etc.), and includes a transparent substrate 221, a transparent electrode 222, 223, an electrolyte layer 224, a metal catalyst layer 225, a variable reflective layer 226, a transparent electrode 227, and a transparent substrate 228 are stacked in this order. When a voltage is applied to the light reflection control member, the hydrogen ions (H + ) transferred from the ion storage layer 223 react with the metal of the variable reflection layer 225 to change into a transparent metal halide layer, The light reflectivity can be changed according to the degree of the reaction of the hydrogen ions. Therefore, when no voltage is applied to the light reflectivity control member, the light is reflected by the alloy metal of the variable reflection layer 225, and when the voltage is applied, the metal halide layer of the variable reflection layer 225 becomes transparent.

이러한 광반사도 제어부재(220)는 겨울에는 최대한 태양 광선이 실내로 들어올 수 있도록 투명하게 금속 할라이드층으로 제어하고, 여름에는 태양광선을 반사하여 차단할 수 있도록 반사층인 합금 금속층으로 제어함으로써 실내온도를 조절할 수 있으므로, 이에 따라 더욱 효과적으로 에너지를 절약할 수 있게 된다. The light reflectivity control member 220 controls the metal halide layer in a transparent manner so as to allow the sunlight to enter the room as much as possible in the winter and controls the room temperature by controlling the metal layer as a reflective layer so as to shield the sunlight in summer So that it is possible to save energy more effectively.

한편, 광제어 구조체(200)는 광투과도 제어부재(210), 광반사도 제어부재(220), 투명 유기발광 면광원(230)을 적층하여 형성하는데, 광원으로부터 방출된 광의 감소를 최소화하기 위하여 투명 유기발광 면광원(230)을 조명 방향으로 최외각에 배치하고, 투명 유기발광 면광원(230)으로부터 발광된 빛을 조명 방향으로 효율적으로 반사시키도록 투명 유기발광 면광원(230)의 하부에 광반사도 제어부재(220)를 배치하고, 외부로부터 투명 기재(100)를 통과하여 입사하는 외광을 효율적으로 투과/차광/색조절하기 위하여 투명 기재(100) 상에 광투과도 제어부재(210)를 배치할 수 있다. 따라서, 광제어 구조체(200)는 투명 기재로부터 광투과도 제어부재, 광반사도 제어부재, 투명 유기발광 면광원의 순으로 적층되어 형성될 수 있다. The light control structure 200 is formed by laminating a light transmittance controlling member 210, a light reflectivity controlling member 220 and a transparent organic light emitting surface light source 230. In order to minimize a decrease in light emitted from the light source, The organic light emitting surface light source 230 is disposed at an outermost position in the illumination direction and the light emitted from the transparent organic light emitting surface light source 230 is efficiently reflected in the illumination direction. The reflectance control member 220 is disposed and the light transmittance control member 210 is disposed on the transparent substrate 100 in order to efficiently transmit / shield / color adjust the external light incident from the outside through the transparent substrate 100 can do. Therefore, the light control structure 200 may be formed by stacking a transparent substrate in the order of a light transmittance control member, a light reflectivity control member, and a transparent organic light emitting surface light source.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 광제어 태양을 나타내는 단면도이다. 외부로부터 입사하는 외광(예를 들어 태양광)을 그대로 통과시키는 투명 모드에서는 광제어 구조체(200) 전체를 투명하게 제어하면 외부의 백색광이 전체 스펙트럼의 광이 광제어 구조체(200)와 반응하지 않고 백색광으로 투과한다(도 4(a) 참조). 4 is a cross-sectional view showing various modes of light control according to an embodiment of the present invention. In the transparent mode in which external light (for example, sunlight) incident from the outside is directly passed through, if the entire light control structure 200 is controlled to be transparent, external white light does not react with the light of the entire spectrum in the light control structure 200 And transmitted through white light (see Fig. 4 (a)).

다음으로, 외부로부터 입사하는 외광의 일부를 투과하고, 또한 투과하는 광의 색상을 조절할 수 있는 감성 채광 모드에서는 광반사도 제어부재(220)와 투명 유기발광 면광원(230)는 투명하게 제어하고, 광투과도 제어부재(210)의 광투과도를 조절하여 외광의 일부를 투과하면서, 광투과도 제어층의 착색을 이용하여 투과하는 광의 색상을 조절할 수 있다(도 4(b) 참조). 이러한 감성 채광 모드에서는 광투과도 제어부재를 전기적으로 제어하여 외광의 투과되는 정도를 조절하거나 투과하는 광의 색상을 조절할 수 있어서 사용자가 원하거나 주변 환경에 맞추어서 색상이나 광량을 갖는 채광을 할 수 있는 감성 채광이 가능해진다. Next, in the emotion mining mode in which a part of the external light incident from the outside is transmitted and the color of the transmitted light is adjusted, the light reflection control member 220 and the transparent organic light emitting surface light source 230 are controlled to be transparent, The light transmittance of the transmittance controlling member 210 is adjusted so that the color of the light transmitted through the light transmittance controlling layer can be adjusted while transmitting a part of the external light (refer to FIG. 4 (b)). In this emotional lighting mode, the light transmittance control member can be electrically controlled to adjust the degree of transmission of external light or to adjust the color of the transmitted light, so that the user can feel the light or the light Lt; / RTI &gt;

그리고, 외부로부터 입사하는 외광을 차단하는 차단 모드에서는, 광투과도 제어부재(210)의 광투과도 제어층을 불투명하게 제어하여 외광을 차단할 수 있고, 또한 광반사도 제어부재(220)의 반사도를 높게 제어하여 외광 차단을 더욱 효과적으로 할 수도 있다. 차단 모드에서는 불투명 상태의 광투과도 제어부재(210)를 착색하여 외관상 스마트 윈도우의 색상을 변경하거나, 광반사도 제어부재(220)의 반사도를 높여서 거울면을 형성할 수 있어서 건물 또는 운송수단의 외관 디자인을 다양하게 변화할 수도 있다(도 4(c) 참조). In the blocking mode in which the external light incident from the outside is blocked, the light transmittance control layer 210 of the light transmittance control member 210 is opaque to block external light, and the reflectivity of the light reflectivity control member 220 is controlled to be high Thereby making it possible to more effectively block external light. In the blocking mode, the opaque light transmittance control member 210 may be colored to change the color of the smart window in appearance or to increase the reflectivity of the light reflectivity control member 220 to form a mirror surface, (See Fig. 4 (c)).

마지막으로, 발광 모드에서는 투명 유기발광 면광원(230)에 전압을 인가하여 다양한 색상의 광을 발광하도록 하고, 광반사도 제어부재(220)의 가변 반사층(225)을 합금 금속 상태로 변화하여 반사도가 높은 거울면으로 하여 투명 유기발광 면광원(230)의 조명 방향에 반대되는 방향으로 방출된 빛을 조명 방향으로 전환하도록 하여 광효율을 높이게 된다. 즉, 광반사도 제어부재(220)의 반사에 의하여 기존에 투명 유기발광 면광원(230)의 조명 방향으로 발광된 빛(410)에 더하여 반사광이 합해져서 최종 빛(400)이 방출되게 된다(도 4(d) 참조). 이러한 발광 모드를 통하여 다양한 발광량을 조절하거나 발광되는 광의 색상을 조절할 수 있어서 사용자가 원하거나 주변 환경에 맞추어서 색상이나 광량을 갖는 빛을 발광할 수 있는 감성 조명이 가능해진다. Finally, in the light emitting mode, a voltage is applied to the transparent organic light emitting surface light source 230 to emit light of various colors, and the variable reflection layer 225 of the light reflection control member 220 is changed to an alloy metal state, The light emitted in a direction opposite to the illumination direction of the transparent organic light emitting surface light source 230 is switched to the illumination direction with a high mirror plane to increase the light efficiency. That is, due to the reflection of the light reflection control member 220, the reflected light in addition to the light 410 emitted in the illumination direction of the transparent organic light emitting surface light source 230 is combined to release the final light 400 4 (d)). In this light emission mode, various light emission amounts can be adjusted or the color of emitted light can be adjusted, thereby enabling emotional illumination capable of emitting light having a color or a light amount according to the user's desire or the surrounding environment.

앞선 설명에서는 광투과도 제어부재(210)의 광투과도 제어층이 단일층으로 구성하였으나, 도 5에서 나타난 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 윈도우에서는 광투과도 제어부재(210)는 반투명 상태에서 서로 다른 파장의 광을 투과시키는 복수의 광투과도 제어층(210a, 210b, 210c)을 포함하고, 적층된 상기 복수의 가변 투과층에 선택적으로 전기를 인가하여 상기 광투과도 제어부재를 통과한 광의 색상을 변화시킬 수 있다. 이때, 서로 다른 파장의 광을 투과시키는 각각의 광투과도 제어층을 개별적으로 다양한 전압을 인가하거나 인가하지 아니하여 개별적인 광투과도 제어층의 투과도를 제어하고, 광제어 구조(200)에 입사되는 태양광과 같은 외광의 백색광은 복수의 광투과도 제어층에 의해서 각각 필터링되고, 서로 다른 색상의 투과광들이 혼합되어 원하는 색상의 혼색광으로 광제어 구조(200)로부터 방출된다. 5, in the smart window according to another embodiment of the present invention, the light transmittance control member 210 is formed in a semi-transparent state And a plurality of light transmittance control layers (210a, 210b, 210c) for transmitting light of different wavelengths, wherein electricity is selectively applied to the plurality of laminated variable transmission layers to change the color of light passing through the light transmission control member Can be changed. At this time, the transmittance of each light transmittance control layer is controlled by applying or not applying various voltages individually to each of the light transmittance control layers that transmit light of different wavelengths, Are respectively filtered by a plurality of light transmittance control layers, and transmitted light of different colors are mixed and emitted from the light control structure 200 as mixed color light of a desired color.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 윈도우는 자동 모드 또는 수동 모드를 선택하는 선택 스위치부(미도시)와 온도, 습도, 광량, 휘도, 시간 등을 감지하는 센싱부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 스마트 윈도우는 광제어 구조(200)의 광투과도 제어부재(210), 광반사도 제어부재(220), 투명 유기발광 면광원(230)를 제어함으로써, 감성 조명 또는 감성 채광이 가능하다. 이러한 감성 조명 또는 감성 채광은 사용자가 원하는 색상과 광량을 선택하여 달성될 수도 있으나, 센싱부가 온도, 습도, 광량, 휘도, 시간 등의 주변 환경을 감지하여 자동적으로 스마트 윈도우를 발광되거나 투과하는 광의 색상과 광량을 조절할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 스마트 윈도우는 자동 모드 또는 수동 모드를 선택하는 선택 스위치부를 포함할 수 있고, 선택 스위치부에서 자동 모드가 선택되면, 제어부(300)는 상시 센싱부의 감지결과에 따라 자동적으로 상기 투명 유기발광 면광원, 광투과도 제어부재, 광반사도 제어부재를 선택적으로 제어할 수 있다. The smart window according to another embodiment of the present invention further includes a selection switch unit (not shown) for selecting an automatic mode or a manual mode and a sensing unit (not shown) for sensing temperature, humidity, light amount, brightness, can do. The smart window of the present invention can emit light or emit light by controlling the light transmittance control member 210, the light reflectivity control member 220, and the transparent organic light emitting surface light source 230 of the light control structure 200. Such sensible illumination or emotional illumination can be achieved by selecting a color and an amount of light desired by the user. However, the sensing unit senses the surrounding environment such as temperature, humidity, light amount, brightness, And the amount of light can be adjusted. Therefore, the smart window of the present invention may include a selection switch unit for selecting the automatic mode or the manual mode. When the automatic mode is selected in the selection switch unit, the control unit 300 automatically detects the transparent The organic light emitting surface light source, the light transmittance control member, and the light reflectivity control member can be selectively controlled.

본 발명에 따른 스마트 윈도우는 다양한 건물이나 차량, 항공기, 선박 등의 운송수단에 사용되는 윈도우, 루프(roof)창, 또는 내부 파티션 등으로 적용하여, 건물이나 운송수단을 이용하는 사용자의 감성이나 주변 분위기에 따라서 다양한 감성 조명이나 감성 채광이 가능하도록 할 수 있다. 예를 들어, 광투과도 제어층으로 사용되는 전기변색층, 가변 반사층으로 사용되는 마그네슘을 포함하는 합금 금속층, 또는 투명 유기발광 면광원 등은 그 작동 전압이 수 볼트로서, 차량 등의 운반수단의 일반적인 배터리를 이용해서도 충분히 제어할 수 있으므로, 본 발명에 따른 스마트 윈도우는 감성 조명이나 감성 채광이 가능한 선루프(sun-roof)창으로 사용이 가능하다. The smart window according to the present invention is applied to a window, a roof window, or an internal partition used for various buildings, transportation means such as a vehicle, an aircraft, a ship, etc., It is possible to make a variety of emotional illumination or emotional illumination. For example, an electrochromic layer used as a light transmittance control layer, an alloy metal layer containing magnesium used as a variable reflective layer, or a transparent organic light emitting surface light source has a working voltage of several volts, Since the smart window can be sufficiently controlled using a battery, the smart window according to the present invention can be used as a sun-roof window capable of emotional illumination or emotional lighting.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.

100: 투명 기재 200: 광제어 구조체
210: 광투과도 제어부재 220: 광반사도 제어부재
230: 투명 유기발광 면광원 300: 제어부100: transparent substrate 200: light control structure
210: light transmittance control member 220: light reflectivity control member
230: transparent organic light emitting surface light source 300:

Claims (9)

투명 기재;
투명 기재 상에 제공된 광제어 구조체; 및
상기 광제어 구조체를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 광제어 구조체는,
다양한 빛을 발광하는 투명 유기발광 면광원;
전기적으로 광투과도를 변화시켜 외부로부터 입사하는 광의 투광량을 조절하는 광투과도 제어부재; 및
전기적으로 광반사도를 변화시켜 상기 투명 유기발광 면광원으로부터 입사하는 광의 반사량을 조절하는 광반사도 제어부재를 포함하며,
상기 투명 기재로부터 광투과도 제어부재, 광반사도 제어부재, 투명 유기발광 면광원의 순으로 적층되어 형성되는 스마트 윈도우.
Transparent substrate;
A light control structure provided on a transparent substrate; And
And a control unit for controlling the light control structure,
Wherein the light control structure comprises:
A transparent organic light emitting surface light source emitting various lights;
A light transmittance control member for adjusting the amount of light incident from the outside by changing the light transmittance electrically; And
And a light reflectivity control member which electrically changes a light reflectivity and adjusts a reflection amount of light incident from the transparent organic light emitting surface light source,
A smart window formed by laminating the transparent substrate in the order of a light transmittance controlling member, a light reflectivity controlling member, and a transparent organic light emitting surface light source.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 광투과도 제어부재는 전기 제어에 따라 투명 상태, 반투명 상태 또는 불투명 상태로 변화하고, 소정의 색상으로 착색되는 스마트 윈도우.
The method according to claim 1,
Wherein the light transmittance control member is changed to a transparent state, a semi-transparent state or an opaque state by electrical control, and is colored with a predetermined color.
제1 항에 있어서,
상기 광투과도 제어부재는 산화반응 또는 환원반응에 의하여 색이 변화하는 전기변색층, 빛을 흡수하는 미세 입자가 분산되는 부유 입자층, 염료를 포함하는 폴리머 분색 액정층 중에서 선택된 적어도 하나의 광투과도 제어층을 포함하는 스마트 윈도우.
The method according to claim 1,
The light transmittance control member may include at least one light transmittance control layer selected from an electrochromic layer whose color changes by an oxidation reaction or a reduction reaction, a suspended particle layer where fine particles that absorb light are dispersed, and a polymer- A smart window containing.
제4 항에 있어서,
상기 광투과도 제어부재는 반투명 상태에서 서로 다른 파장의 광을 투과시키는 복수의 광투과도 제어층을 포함하고,
적층된 상기 복수의 가변 투과층에 선택적으로 전기를 인가하여 상기 광투과도 제어부재를 통과한 광의 색상을 변화시키는 스마트 윈도우.
5. The method of claim 4,
Wherein the light transmittance control member includes a plurality of light transmittance control layers for transmitting light of different wavelengths in a translucent state,
A smart window in which electricity is selectively applied to the plurality of laminated variable transmission layers to change the color of light passing through the light transmission control member.
제1 항에 있어서,
상기 광반사도 제어부재는 마그네슘과 하나 이상의 전이 금속을 포함하는 가변 반사층을 포함하는 스마트 윈도우.
The method according to claim 1,
Wherein the light reflectivity control member comprises a variable reflective layer comprising magnesium and at least one transition metal.
제6 항에 있어서,
상기 가변 반사층은 수소 이온과 반응하는 정도에 따라 광반사도가 변화하는 스마트 윈도우.
The method according to claim 6,
Wherein the variable reflector layer has a light reflectivity varying with a degree of reacting with hydrogen ions.
제1 항에 있어서,
자동 모드 또는 수동 모드를 선택하는 선택 스위치부와 온도, 습도, 광량, 휘도, 시간을 감지하는 센싱부를 더 포함하고,
상기 선택 스위치부에서 자동 모드가 선택되면, 상기 제어부는 상시 센싱부의 감지결과에 따라 자동적으로 상기 투명 유기발광 면광원, 광투과도 제어부재, 광반사도 제어부재를 선택적으로 제어하는 스마트 윈도우.
The method according to claim 1,
A selection switch unit for selecting an automatic mode or a manual mode, and a sensing unit for sensing temperature, humidity, light amount, luminance, and time,
Wherein the controller automatically controls the transparent organic light emitting surface light source, the light transmittance control member, and the light reflectivity control member according to the detection result of the constantly sensing unit when the automatic mode is selected in the selection switch unit.
제1 항, 및 제3 항 내지 제8 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 스마트 윈도우는 건물용 또는 운송수단에 사용되는 윈도우, 루프창, 또는 내부 파티션을 포함하는 스마트 윈도우.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
The smart window is a smart window that includes a window, a loop window, or an internal partition used for building or transportation.
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