KR102019385B1 - 스마트 글라스 - Google Patents

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KR102019385B1
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곽진석
전철규
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영남대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 글라스는 전도성 물질로 이루어지는 제1 투명판, 상기 제1 투명판과 이격되어 마련되고, 전도성 물질로 이루어지는 제2 투명판 및 상기 제1 투명판과 상기 제2 투명판 사이의 공간에 충전되는 액정층을 포함하고, 상기 액정층은, 상기 제1 투명판과 상기 제2 투명판 사이에 전기장이 형성되지 않은 경우 투명 상태가 되고, 상기 제1 투명판과 상기 제2 투명판 사이에 전기장이 형성되는 경우 불투명 상태가 되는 액정 물질을 포함한다.

Description

스마트 글라스{SMART GLASS}
본 발명의 실시 예는 스마트 글라스와 관련된다.
유리창이 다양한 기술분야의 적용되어 감에 따라, 투과도가 조절이 되는 유리창(이하, 스마트 글라스)이 나타나게 되었다. 유리창의 투과도를 조절하는 방법에는 편광으로 빛을 차단하는 방법이 및 액정으로 빛을 산란시키는 방법이 있다.
그러나, 전자의 방법을 사용하는 경우, 스마트 글라스의 투과율이 50%가 채 되지 않아서 실질적으로 유리의 기능을 수행하지 못한다. 후자의 방법을 사용하는 경우에는, 액정에 전압이 인가되지 않은 경우에 스마트 글라스는 불투명한 상태를 유지하고, 전압이 인가되는 경우에 투명한 상태를 유지한다. 그러나, 일반적으로 스마트 글라스는 대부분의 시간 동안 투명한 상태로 사용된다. 이에 따라, 전압을 인가해야 투명한 상태를 유지하는 스마트 글라스는 전력 사용의 효율 측면에서, 낮은 효율을 띈다.
한국공개특허공보 제 10-2017-0032556호 (2017. 03. 23)
본 발명의 목적은 전력 소모량이 저감된 스마트 글라스를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 글라스는 전도성 물질로 이루어지는 제1 투명판, 상기 제1 투명판과 이격되어 마련되고, 전도성 물질로 이루어지는 제2 투명판 및 상기 제1 투명판과 상기 제2 투명판 사이의 공간에 충전되는 액정층을 포함하고, 상기 액정층은, 상기 제1 투명판과 상기 제2 투명판 사이에 전기장이 형성되지 않은 경우 투명 상태가 되고, 상기 제1 투명판과 상기 제2 투명판 사이에 전기장이 형성되는 경우 불투명 상태가 되는 액정 물질을 포함한다.
상기 액정층은 상기 전기장이 형성되는 경우, 상기 액정 물질이 상기 제1 투명판과 상기 제2 투명판 사이에서 난류를 형성시켜 빛을 산란시키도록 마련될 수 있다.
상기 액정 물질은 음의 유전률 이방성을 띄며, 양의 전도율 이방성을 띄는 물질일 수 있다.
상기 액정 물질은 양의 유전율 이방성을 띄며, 음의 전도율 이방성을 띄는 물질일 수 있다.
상기 스마트 글라스는 상기 제1 투명판의 내측면 및 제2 투명판의 내측면 중 하나 이상에 형성되는 배향막(alignment layer)을 포함할 수 있다.
상기 스마트 글라스는 액정의 난류를 용이하게 하기 위하여 상기 제1 투명판 및 상기 제2 투명판의 내측면 중 하나 이상에 마련되는 복수 개의 보조 구조물을 더 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 보조 구조물은 전도성 재질로 이루어질 수 있다.
상기 복수 개의 보조 구조물은 상기 보조 구조물이 마련되는 내측면의 면적의 10% 이하를 덮으며 마련될 수 있다.
상기 액정층은 상기 제1 투명판과 상기 제2 투명판 사이에 전기장이 형성되는 경우, 상기 액정 물질이 난류 하는 것을 강화시키는 카이럴 도펀트를 더 포함할 수 있다.
상기 카이럴 도펀트는 5 wt% 이하의 비율로 상기 액정층에 포함될 수 있다.
상기 액정층은 상기 제1 투명판과 상기 제2 투명판 사이에 전기장이 형성되는 경우, 상기 액정 물질에 혼합되며, 도전성을 띄어 상기 액정 물질이 난류 하는 것을 강화하는 전류 보조 첨가물을 포함할 수 있다.
상기 전류 보조 첨가물은 5 wt% 이하의 비율로 상기 액정층에 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 유리는 차량에 장착되는 유리로서, 상기 유리는 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 하나의 항에 기재된 스마트 글라스이다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 스크린은 영사기에서 조사되는 영상을 투영시키는 스크린으로서, 상기 스크린은 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 하나의 항에 기재된 스마트 글라스이다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 건물용 유리는 건물에 장착되는 유리로서, 상기 유리는 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 하나의 항에 기재된 스마트 글라스이다.
본 발명에 따른 스마트 글라스의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
개시되는 실시 예에 의한 스마트 글라스는, 전압이 비인가되는 경우에는 투명한 상태를 구현하고, 전압이 인가되는 경우에는 액정 물질이 난류하는 것에 의해 빛을 산란시켜 불투명한 상태를 구현할 수 있다.
전압이 인가되지 않는 경우에 투명한 상태를 구현함에 따라, 대부분의 시간 동안 투명한 상태를 유지하는 스마트 글라스의 소모 전력을 저감시킬 수 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 글라스의 작동을 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 글라스의 구성을 설명하기 위한 도면
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 글라스의 작동 메커니즘을 설명하기 위한 도면 (a)전압이 인가되지 않은 경우 (b)전압이 인가된 경우
도 7은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 스마트 글라스에 전압이 인가되지 않은 경우에 액정 물질의 상태를 나타내는 도면
도 8은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 스마트 글라스에 전압이 인가된 경우에 액정 물질의 상태를 나타내는 도면
도 9는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 스마트 글라스의 구성을 설명하기 위한 도면
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 스마트 글라스의 구성을 설명하기 위한 도면
이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하의 설명에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
한편, 상측, 하측, 일측, 타측 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시예의 구성 요소는 다양한 배향으로 위치 설정될 수 있으므로, 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 글라스의 작동을 설명하기 위한 도면이다. 도 1은 10V의 전압이 인가된 스마트 글라스(100)이다. 도 2는 20V의 전압이 인가된 스마트 글라스(100)이다. 도 3은 30V의 전압이 인가된 스마트 글라스(100)이다. 도 4는 40V의 전압이 인가된 스마트 글라스(100)이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 글라스(100)는 인가해주는 전압이 10V에서 40V로 강해짐에 따라, 더 불투명하게 변화할 수 있다. 이에 따라, 스마트 글라스(100)의 뒤편에 위치한 인형(102)의 형체가 흐리게 보일 수 있다. 일반적인 스마트 글라스는 평소에는 불투명한 상태이며, 약 50V의 전압이 인가된 경우에 투명한 상태를 띈다. 스마트 글라스는 대부분의 시간에 투명한 상태로 사용되기 때문에, 투명한 상태를 유지하기 위하여 전압이 필요한 것은, 에너지적 측면에서 효율적이지 못하다. 투명한 상태의 유지시간과 불투명한 상태의 유지시간이 비슷한 경우에도, 일반적인 스마트 글라스에서 투명한 상태를 구현하기 위한 약 50V인 반면에, 본 발명의 스마트 글라스(100)는 불투명한 상태를 구현하기 위하여 40V만을 소모할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 스마트 글라스(100)는 차량의 전면유리에 적용되어, 강한 햇빛에 의한 운전자의 눈부심을 방지할 수 있다. 차량의 전면 유리는 운전자가 운전하는 대부분의 시간에 투명한 상태를 유지하여야 한다. 본 발명의 스마트 글라스(100)가 적용된 차량의 전면 유리는 햇빛이 강한 일시적인 시간 또는 빛(햇빛 또는 다른 차량의 전조등 등)이 운전자의 시야를 향하는 경우에만 전압을 인가 받아 불투명한 상태를 구현함으로써, 운전자의 눈부심을 방지하면서 전력 소모를 최소화 할 수 있게 된다. 스마트 글라스(100)는 차량의 전면 유리 뿐만 아니라 측면 또는 후면 유리 등에도 적용할 수 있음은 물론이다. 또한, 스마트 글라스(100)는 차량 선루프에 적용될 수도 있다.
또한, 스마트 글라스(100)는 회의실의 유리벽에 적용되어, 필요시 스크린의 기능을 수행할 수 있다. 스마트 글라스(100)로 이루어진 유리벽은 대다수의 시간엔 투명한 유리벽으로 사용되다가, 영사기(빔프로젝터)를 사용하는 경우엔, 전압의 인가로 불투명하게 변화하여 영사기의 스크린으로 기능할 수 있다.
이 외에도, 스마트 글라스(100)는 차량의 선루프, 건물의 유리벽, 창문 및 디스플레이의 전면 유리 등등에 다양하게 적용될 수 있다. 또한, 스마트 글라스(100)는 "글라스"의 명칭에 한정되지 않고 필름 형태로 제작될 수도 있다. 필름 형태로 제작된 스마트 글라스(100)는 일반 유리에 부착되어, 일반유리를 스마트 글라스화 할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 글라스의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 스마트 글라스(100)는 투명판부(110) 및 액정층(120)을 포함할 수 있다.
투명판부(110)는 스마트 글라스의 형체를 형성하고 전도체인 복수 개의 투명판(111, 112)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 복수 개의 투명판은 제1 투명판(111) 및 제1 투명판(111)과 평행하도록 마련된 제2 투명판(112)일 수 있다. 투명판부(110)는 투명함과 동시에 전압이 인가될 때 전극역할을 할 수 있다. 예를 들어, 투명판부(110)는 전도성 물질이며 가시광영역에서 투과율이 90%이상인 투명산화전극(transparent conductive oxide, TCO)일 수 있다.
제1 투명판(111) 및 제2 투명판(112) 내측면에는 각각 배향막(alignment layer)(111a, 112a)이 형성될 수 있다. 배향막(111a, 112a)은, 액체상태의 폴리이미드(polyimid)가 제1 투명판(111) 및 제2 투명판(112)의 내면에 스핀 코팅되고, 스핀 코팅된 액체상태의 폴리이미드가 경화 열처리 및 러빙(rubbing)되어 형성될 수 있다.
제1 배향막(111a)이 형성된 제1 투명판(111) 및 제2 배향막(112a)이 형성된 제2 투명판(112)은 배향막(111a, 112a)이 형성된 면이 내면이 되도록 서로 마주보며 평행하게 마련될 수 있다. 제1 투명판(111) 및 제2 투명판(112) 사이의 간격은 약 5 um(micro meter) 내지 50um일 수 있다. 마주보는 제1 투명판(111) 및 제2 투명판(112)의 가장자리 중 액정 물질(122)의 주입구(미도시) 및 배출구(미도시)를 제외한 나머지 가장자리는 씰링(sealing)될 수 있다.
액정층(120)은 제1 투명판(111) 및 제2 투명판(112) 사이에 정렬하며 충전되고, 전압이 인가되는 경우 난류상태가 되어 빛을 산란시키는 액정 물질(122)를 포함할 수 있다. 액정 물질(122)은 정렬하기 위하여, 음의 유전률 이방성을 띄며 양의 전도률 이방성을 띄는 제1 물성의 물질일 수 있다. 또는, 액정 물질(122)은 양의 유전률 이방성을 띄며 음의 전도률 이방성을 띄는 제2 물성의 물질일 수 있다. 예를 들어, 액정 물질(122)은 MBBA(p-methoxybenzylidene-p-n-butylaniline)일 수 있다. 제1 투명판(111) 및 제2 투명판(112)의 내측면에 배향막(111a, 112a)이 형성되는 경우, 액정 물질(122)은 배향막(111a, 112a)을 따라 정렬할 수도 있다.
액정 물질(122)은 투명판부(110)에 전압이 인가되지 않는 경우(전기장이 형성되지 않은 경우), 액정 물질(122)은 입사되는 빛을 반대편으로 투과시킬 수 있다. 또한, 제1 물성 또는 제2 물성의 액정 물질(122)을 이루는 입자들은 전압이 인가되는 경우 회전하여, 액정 물질(122)의 대류현상을 일으킬 수 있다. 이에 따라, 액정 물질(122)으로 입사하는 빛들이 산란되어, 반대편으로 투과되지 못할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 6을 통하여 후술한다.
또한, 액정층(120)은 전압이 인가되는 경우에 액정 물질(122)의 대류현상이 더 잘 발생할 수 있도록 카이럴 도펀트(124)를 포함할 수 있다. 카이럴 도펀트는 키랄기를 포함하는 화합물이다. 카이럴 도펀트(124)는 일반적으로 도핑되는 주된 물질의 나선형 트위스트를 유발하기 위한 도펀트로 쓰일 수 있다. 즉, 액정 물질(122)에 카이럴 도펀트(124)를 도핑하여, 전압이 인가되는 경우의 액정 물질(122) 난류현상을 강화시킬 수 있다. 카이럴 도펀트(124)의 도핑 농도는 5 wt%이하일 수 있다. 카이럴 도펀트(124)의 도핑 농도가 5 wt%를 초과하는 경우, 액정 물질(122)이 전압의 비 인가시에도 정렬이 흐트러진 상태로 존재하여, 일반적인 액정층과 같이 불투명한 상태를 띌 수 있다.
또한, 스마트 글라스(100)는 접착 부재(미도시)을 포함할 수도 있다. 접착 부재(미도시)는 제1 투명판(111) 및 제2 투명판(112) 중 하나 이상의 외면에 마련될 수 있다. 이 경우, 스마트 글라스(100)를 다른 구조물에 부착시킬 수 있게 된다. 예를 들어, 접착 부재(미도시)를 통해 스마트 글라스(100)를 일반 유리에 부착하여, 일반유리를 스마트 유리로 기능하게 할 수 있다. 이 경우, 스마트 글라스(100)는 얇은 필름형태로 제작될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 글라스의 작동 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다. 도 6의 (a)는 전압이 인가되지 않은 경우이고 (b)전압이 인가된 경우이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 투명판부(110)에 전압이 인가되지 않은 경우, 액정 물질(122)의 입자들이 방향성을 가지고 정렬할 수 있다. (액정 물질(122)이 정렬하는 패턴은 다양할 수 있다. 다양한 패턴에 대한 설명은 도 7을 참조한다.) 이에 따라, 투명판부(110)를 향하여 입사하는 빛은 산란되지 않고 반대편으로 투과할 수 있다. 즉, 투명판부(110)에 전압이 인가되지 않은 경우, 투명판부(110)는 투명한 상태를 구현할 수 있다.
도 6의 (b)를 참조하면, 제1 투명판(111)에 제2 투명판(112)보다 높은 전위가 형성되도록 투명판부(110)에 전압을 인가할 수 있다. (또는, 제2 투명판(112)에 제1 투명판(111)보다 높은 전위가 형성될 수도 있다. 그러나 이하의 설명에서는 용이한 설명을 위하여, 제1 투명판(111)에 제2 투명판(112)보다 높은 전위가 형성되는 경우를 기준으로 설명한다.) 이에 대한 직접적인 효과로서 제1 투명판(111)에서 제2 투명판(112)으로 향하는 외부 전기장(Ez)이 형성될 수 있다.
동시에, 제1 물성 또는 제2 물성을 띄는 액정 물질(122)의 입자들은 도 6의 (b)과 같이 각자 회전하며 정렬할 수 있다. 이에 따라, 액정 물질(122)의 내부에서 부분적으로, 양전하의 밀도가 높은 다수의 양전하 구역 및 음전하의 밀도가 높은 다수의 음전하 구역이 형성될 수 있다. 양전하 밀도가 높은 구역에서 음전하 밀도가 높은 구역을 하여 지역적 내부 전기장(Ex)이 다수 발생할 수 있다. 외부 전기장(Ez)과 지역적 내부 전기장(Ex)이 반응하여 다수의 지역적 최종 전기장(E)이 형성될 수 있다. 다수의 지역적 최종 전기장(E)는 서로 다른 방향을 향할 수 있다.
다수의 지역적 최종 전기장(E)이 서로 다른 방향을 향함에 따라, 액정 물질(122)에 액정 대류현상이 나타날 수 있다. 이러한 액정 대류현상이 무질서하게 요동치는 상태를 난류 상태라고 할 수 있다. 액정 난류 상태의 경우, 투명판부(110)으로 입사되는 빛이 산란되어 반대편으로 투과하지 못할 수 있다. 즉, 투명판부(110)에 전압이 인가되는 경우, 투명판부(110)는 불투명한 상태를 구현할 수 있다.
제1 투명판(111)과 제2 투명판(112)에 인가되는 전위의 차이가 클 수록 양전하 구역의 개수와 음전하 구역의 개수가 증가될 수 있다. 이에 따라, 지역적 최종 전기장(E)의 구역 넓이가 감소하며 개수가 증가할 수 있고, 투명판부(110)로 입사되는 빛의 산란이 강해질 수 있다. 즉, 투명판부(110)에 인가되는 전압이 강할 수록 강한 액정 난류현상이 발생하여, 투명판부(110)의 불투명한 정도가 강해질 수 있다. 인가되는 전압의 세기에 따른 액정 물질(122)의 액정 난류의 변화는 도 8을 통하여 후술한다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 스마트 글라스에 전압이 인가되지 않은 경우에 액정 물질의 상태를 나타내는 도면이다. (a)롤 패턴. (b)변동 롤 패턴. (c)격자 패턴. (d)쉐브론 패턴.
도 7을 참조하면, 액정 물질(122)은 다양한 패턴의 형상을 띌 수 있다. 액정 물질(122)에 포함된 입자들은 어느 한 구역 내에서 코히런트(coherent)를 가지며 배열할 수 있다. 이러한 한 구역을 하나의 그레인(grain)이라 할 수 있다. 하나의 그레인과 이웃한 그레인의 경계에서 빛이 산란될 수 있다. 패턴을 유지하는 그레인이 일정한 구간마다 반복적인 배열을 할 수 있다. 이에 따라, 액정 물질(122)으로 입사되는 빛의 대부분이 그레인의 내부를 통과하여 산란되지 않고 투과할 수 있다. (그레인의 경계부분으로 입사되는 빛의 일부(소량)는 산란될 수 있다.)
도 8은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 스마트 글라스에 전압이 인가된 경우에 액정 물질의 상태를 나타내는 도면이다. (a)약 난류 상태. (b)강 난류 상태.
도 8을 참조하면, 액정 물질(122)은 전압이 인가되는 경우, 액정 물질(122)에 대류현상이 발생하고, 이에 따라, 액정 물질(122)의 패턴이 붕괴될 수 있다. 액정 물질(122)이 대류 상태를 초과하여 난류상태가 됨에 따라서 액정 물질(122)으로 입사하는 빛들이 산란되어 액정 물질(122)의 뒷면으로 투과하지 못하게 된다. (즉, 그레인 하나당의 크기가 작아지고 개수가 늘어남에 따라, 경계 부분의 비율이 증가될 수 있고, 이에 따라, 산란되는 빛의 비율이 증가될 수 있다.) 제1 투명판(111) 및 제2 투명판(112) 사이의 전위차가 클수록(도 8(a)에서 도 8(b)로 변화) 액정 물질(122)의 대류 현상이 강화될 수 있다. 대류 현상의 강화는 난류 상태의 강화, 입사되는 빛의 산란 강화 및 투과율 감소로 직결될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 스마트 글라스의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 9을 참조하면, 투명판부(110)는 내측면에 보조 구조물(113)을 복수 개 포함할 수 있다. 보조 구조물(113)은 유무기물 또는 투명산화전극(TCO)일 수 있다.
보조 구조물(113)은 구조적으로 액정 물질(122) 입자들의 위치를 밀어서, 규칙적인 배열을 흐트러트릴 수 있다. 또한, 보조 구조물(113)이 투명산화전극인 경우, 보조 구조물(113)은 전기장((Ex, Ez 및 E)이 형성되는 것을 강화시킬 수 있다.
이에 따라, 투명판부(110)에 전압이 인가되는 경우 발생하는 액정 난류현상을 강화시킬 수 있다. 이에 따라, 불투명한 투명판부(110)를 구현하기 위하여 인가시키는 전압을 낮출 수 있다.
보조 구조물(113)의 두께는 제1 투명판(111) 및 제2 투명판(112) 사이에 이격된 간격보다 얇거나 같을 수 있다. 또한, 보조 구조물(113)은 투명판부(110) 내측면에 면적의 10%이하를 덮으며 형성될 수 있다. 보조 구조물(113)의 비율이 10%를 초과하는 경우, 전압의 비 인가 시에도 입사되는 빛의 산란이 강하여 투명판부(110)가 투명한 상태를 구현하지 못할 수 있다. 또는, 전압의 인가 시에도, 보조 구조물(113)이 전기장을 형성하는 것을 넘어서, 쇼트되어 투명판부(110)가 투명한 상태를 구현하지 못할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 스마트 글라스의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 액정층(122)은 도전성 물질의 전류 보조 첨가물(126)을 포함할 수 있다. 즉, 액정 물질(122)에 카이럴 도펀트(도 5의 124)를 도핑하는 것과 별개로, 소량의 전류 보조 첨가물(126)을 혼합하여, 전기장((Ex, Ez 및 E)이 형성되는 것을 강화시킬 수 있다. 예를 들어, 전류 보조 첨가물은 TBAB(tetra-n-butyl-ammonium bromide)일 수 있다. 결과로써, 투명판부(110)에 전압이 인가되는 경우 발생하는 액정 난류 현상을 강화시킬 수 있다. 이에 따라, 불투명한 투명판부(110)를 구현하기 위하여 인가시키는 전압을 낮출 수 있다.
전류 보조 첨가물(126)의 혼합 농도는 5 wt%이하 일 수 있다. 전류 보조 첨가물(126)의 농도가 5 wt%를 초과하는 경우, 과도한 전류에 의해 액정의 열화가 발생할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100 : 스마트 글라스
102 : 사물
110 : 투명판부
111 : 제1 투명판
112 : 제2 투명판
111a : 제1 배향막
112a : 제2 배향막
113 : 보조 구조물
120 : 액정층
122 : 액정 물질
124 : 카이럴 도펀트
126 : 전류 보조 첨가물

Claims (15)

  1. 전도성 물질로 이루어지는 제1 투명판;
    상기 제1 투명판과 이격되어 마련되고, 전도성 물질로 이루어지는 제2 투명판; 및
    상기 제1 투명판과 상기 제2 투명판 사이의 공간에 충전되는 액정층을 포함하고,
    상기 액정층은, 상기 제1 투명판과 상기 제2 투명판 사이에 전기장이 형성되지 않은 경우 투명 상태가 되고, 상기 제1 투명판과 상기 제2 투명판 사이에 전기장이 형성되는 경우 불투명 상태가 되는 액정 물질을 포함하며,
    상기 액정 물질은,
    음의 유전률 이방성을 띄며, 양의 전도율 이방성을 띄는 제1 물성의 물질 또는 양의 유전율 이방성을 띄며, 음의 전도율 이방성을 띄는 제2 물성의 물질이며,
    상기 액정층은,
    상기 전기장이 형성되지 않는 경우, 상기 제1 투명판 및 상기 제2 투명판의 내측면에 형성된 배향막을 따라 상기 액정 물질이 방향성을 가지고 정렬되고,
    상기 전기장이 형성되는 경우, 상기 제1 투명판 및 상기 제2 투명판 사이에 형성된 외부 전기장 및 상기 액정 물질이 각각 회전하며 정렬하여 형성된 지역적 내부 전기장이 반응하여 다수의 지역적 최종 전기장이 형성되며,
    상기 다수의 지역적 최종 전기장은,
    서로 다른 방향을 향하여 나타나는 액정 대류현상에 따라 난류를 형성시켜 빛을 산란시키도록 마련되는, 스마트 글라스.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 스마트 글라스는,
    상기 제1 투명판 및 상기 제2 투명판의 내측면 중 하나 이상에 마련되는 복수 개의 보조 구조물을 더 포함하는, 스마트 글라스.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 복수 개의 보조 구조물은,
    전도성 재질로 이루어지는, 스마트 글라스.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 복수 개의 보조 구조물은,
    상기 보조 구조물이 마련되는 내측면의 면적의 10% 이하를 덮으며 마련되는, 스마트 글라스.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 액정층은,
    상기 제1 투명판과 상기 제2 투명판 사이에 전기장이 형성되는 경우, 상기 액정 물질이 난류 하는 것을 강화시키는 카이럴 도펀트를 더 포함하는, 스마트 글라스.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 카이럴 도펀트는,
    5 wt% 이하의 비율로 상기 액정층에 포함되는, 스마트 글라스.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 액정층은,
    상기 제1 투명판과 상기 제2 투명판 사이에 전기장이 형성되는 경우, 상기 액정 물질에 혼합되며, 도전성을 띄어 상기 액정 물질이 난류 하는 것을 강화하는 전류 보조 첨가물을 포함하는, 스마트 글라스.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 전류 보조 첨가물은,
    5 wt% 이하의 비율로 상기 액정층에 포함되는, 스마트 글라스.
  13. 차량에 장착되는 유리로서,
    상기 유리는,
    청구항 1, 청구항 6 내지 청구항 11 중 어느 하나의 항에 기재된 스마트 글라스인, 차량용 유리.
  14. 영사기에서 조사되는 영상을 투영시키는 스크린으로서,
    상기 스크린은,
    청구항 1, 청구항 6 내지 청구항 11 중 어느 하나의 항에 기재된 스마트 글라스인, 스크린.
  15. 건물에 장착되는 유리로서,
    상기 유리는,
    청구항 1, 청구항 6 내지 청구항 11 중 어느 하나의 항에 기재된 스마트 글라스인, 건물용 유리.
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