KR102095247B1 - Electronic vehicle sun roof device using cholesteric liquid crystal film - Google Patents

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Abstract

콜레스테릭 액정 또는 카이랄 네마틱(nematic) 액정에 나선형 구조를 만들어줄 수 있는 카이랄(chiral) 화합물을 혼합하여 콜레스테릭 액정필름(셀)을 구현하고, 이를 선루프에 활용하여 빛 투과도를 자유롭게 조절하거나 다양한 색상 구현이 가능하도록 한 콜레스테릭 액정필름 제조방법 및 이를 이용한 전자식 차량용 선루프장치에 관한 것으로서, 빛의 투과/산란 모드를 선택하고, 빛의 투과, 차단, 색 조절 신호를 입력하기 위한 조작부, 조작부에 의해 빛의 투과/산란 모드 시에 빛 차단량 및 색 조절 제어신호를 발생하는 제어부, 제어부에서 발생하는 빛 차단량 및 색 조절 제어신호에 따라 빛 차단량 및 색 조절을 위해 공급 전압을 조절하여 출력하는 전압 조절부 및 전압 조절부에서 출력되는 전압에 따라 빛의 차단량을 조절하고 색상을 변경하는 콜레스테릭 액정필름이 마련된 선루프 윈도우를 포함하여, 콜레스테릭 액정필름을 이용한 전자식 차량용 선루프장치를 구현한다.The cholesteric liquid crystal or chiral nematic liquid crystal is mixed with a chiral compound that can create a helical structure, and a cholesteric liquid crystal film (cell) is realized. As a method for manufacturing a cholesteric liquid crystal film that can freely control or implement various colors, and a sunroof device for an electronic vehicle using the same, the light transmission / scattering mode is selected, and light transmission, blocking, and color adjustment signals are provided. A control unit for input, a control unit generating a light blocking amount and a color control control signal in the light transmission / scattering mode by the control unit, and a light blocking amount and a color adjustment according to the light blocking amount and color adjustment control signal generated by the control unit In order to control the supply voltage, the voltage regulator outputs and the collet that adjusts the amount of light blocking and changes the color according to the voltage output from the voltage regulator. An electronic vehicle sunroof device using a cholesteric liquid crystal film is implemented, including a sunroof window provided with a steric liquid crystal film.

Description

콜레스테릭 액정필름을 이용한 전자식 차량용 선루프장치{Electronic vehicle sun roof device using cholesteric liquid crystal film}Electronic vehicle sun roof device using cholesteric liquid crystal film

본 발명은 콜레스테릭 액정필름을 이용한 전자식 차량용 선루프장치에 관한 것으로, 특히 콜레스테릭 액정 또는 카이랄 네마틱(nematic) 액정에 나선형 구조를 만들어줄 수 있는 카이랄(chiral) 화합물을 혼합하여 콜레스테릭 액정필름(셀)을 구현하고, 이를 선루프 또는 선쉐이드에 활용하여 빛 투과도를 자유롭게 조절하거나 다양한 색 구현이 가능하도록 한 콜레스테릭 액정필름을 이용한 전자식 차량용 선루프장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic vehicle sunroof device using a cholesteric liquid crystal film, and in particular, a cholesteric liquid crystal or a chiral compound capable of forming a spiral structure in a chiral nematic liquid crystal. The present invention relates to a sunroof device for an electronic vehicle using a cholesteric liquid crystal film that implements a cholesteric liquid crystal film (cell) and utilizes it in a sunroof or sunshade to freely adjust light transmittance or enable various colors.

최근 자동차 산업분야에서 스마트 기술은 에너지 절감 및 승객 편의성을 위해 매우 중요한 이슈가 되고 있다. 스마트 윈도의(Smart Window) 경우에도 외부 환경에 대한 대응은 물론 사생활보호 및 엔터테인먼트의 도구로서의 기능에 대한 소비자의 요구가 점차 증가하고 있다.Recently, in the automotive industry, smart technology has become a very important issue for energy saving and passenger convenience. In the case of smart windows, consumers' demands for functions as a tool for privacy and entertainment as well as response to the external environment are gradually increasing.

이러한 소비자의 요구에 따라 기존에 제안된 기술이 일부 차량에 부분적으로 적용된 스마트 윈도우이다. 스마트 윈도우는 polymer dispersed liquid crystal(PDLC) 필름을 이용하여 탁도를 제어하는 기술이다.According to the needs of the consumer, the previously proposed technology is a smart window partially applied to some vehicles. Smart window is a technology to control turbidity using polymer dispersed liquid crystal (PDLC) film.

한편, 스마트 윈도우에 대해 종래에 제안된 기술이 하기의 <특허문헌 1> 내지 <특허문헌 4> 에 개시되어 있다.On the other hand, conventionally proposed technologies for smart windows are disclosed in the following <Patent Documents 1> to <Patent Documents 4>.

<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 가해지는 전압에 따라 투명도가 변화되는 전기변색소자(Electrochromic Material)를 갖는 스마트 유리창부(1), 상기 스마트 유리창부(2)에 전원을 공급하는 태양전지부(2), 태양전지부(2)에서 생산된 전기를 스마트 유리창부에 공급하는 전원 공급부(3)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 통해, 차량의 지붕에 설치하여 외부의 빛이나 공기가 차 안으로 들어오도록 조절할 수 있게 하는 선루프(sunroof)를 제공한다.In the prior art disclosed in <Patent Document 1>, a smart glass window 1 having an electrochromic material whose transparency changes according to an applied voltage, and a solar cell unit supplying power to the smart glass window 2 (2), it comprises a power supply unit (3) for supplying electricity produced by the solar cell unit (2) to the smart window. Through this configuration, it is installed on the roof of the vehicle to provide a sunroof that can be adjusted to allow external light or air to enter the vehicle.

또한, <특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 차량의 윈드실드 글라스 또는 사이드 도어 글라스에 구비되는 액정패널, 광량을 감지하기 위한 광센서부, 광센서부의 신호에 따라 상기 액정패널에 입력되는 구동 전원을 제어하는 전자제어 유닛으로 구성되어, 운전자는 운전 중에 강한 직사광선이나 주변 광에 의해 발생할 수 있는 시력장애를 방지할 수가 있으며, 안전한 주행을 할 수 있게 된다.In addition, in the prior art disclosed in <Patent Document 1>, a liquid crystal panel provided in a windshield glass or a side door glass of a vehicle, an optical sensor unit for sensing the amount of light, and a driving power input to the liquid crystal panel according to signals from the optical sensor unit It is composed of an electronic control unit that controls the, so that the driver can prevent visual impairment caused by strong direct sunlight or ambient light while driving, and can safely drive.

또한, <특허문헌 3> 에 개시된 종래기술은 전원 공급에 의해서 표시되는 색 성분이 변화하는 액정 물질, 상기 액정 물질을 수납하며 자동차의 전면, 후면 또는 좌우 측면에 대응하여 배치되는 유리, 상기 액정 물질에 전원을 공급하는 전원, 상기 전원으로부터 상기 액정 물질로의 전원 공급을 조절하여 상기 액정 물질의 빛 투과량을 조절하는 제어부를 포함하는 액정을 이용한 자동차용 차광 장치를 구현한다. 이러한 구성을 통해, 선바이저를 사용하는 경우 발생하는 위치 조절과 태양광 차단의 제한과 선팅 필름을 사용하는 경우 발생하는 태양광 투과 정도의 고정 및 선팅 필름 제거의 번거로움을 개선하기 위해서 액정을 이용하여 자동차 유리의 태양광 투과 정도를 가변적으로 조절할 수 있으며 차광 범위를 가변적으로 조절함으로써 안전 운전에 도움을 줄 수 있다.In addition, the prior art disclosed in <Patent Document 3> is a liquid crystal material in which the color component displayed by the power supply is changed, glass that accommodates the liquid crystal material and is disposed corresponding to the front, rear or left and right sides of the vehicle, the liquid crystal material It implements a light-shielding device for a vehicle using a liquid crystal including a power supply for supplying power to the power supply, and a control unit for controlling light supply of the liquid crystal material by controlling power supply from the power supply to the liquid crystal material. Through such a configuration, liquid crystal is used to improve the hassle of fixing the position of the sun light transmitted when using a sun visor, limiting the position of the sun when using a sun visor, and using a sunting film and fixing the sun transmittance. Therefore, it is possible to variably control the degree of sunlight transmission of the car glass, and to help safe driving by variably controlling the shading range.

또한, <특허문헌 4> 에 개시된 종래기술은 차량의 글래스에 조사된 빛을 투과 또는 차단하기 위한 복수 개의 차광 필터를 포함하는 스마트 선바이저, 상기 스마트 선바이저에 의하여 빛이 차단될 수 있는 전체 영역 중 상기 빛을 차단하기 위한 차광 영역을 지정하는 차광 영역 지정부 및 상기 복수 개의 차광 필터 중 상기 지정된 차광 영역에 대응되는 차광 필터가 빛을 투과 또는 차단하도록 제어하는 차광 제어부를 포함한다. 이러한 구성을 통해, 차량의 글래스에 조사된 빛을 차단하기 위한 차광 영역을 지정할 수 있는 선바이저 및 이를 포함하는 차광 시스템을 제공한다.
In addition, the prior art disclosed in <Patent Document 4> is a smart sun visor including a plurality of light-shielding filters for transmitting or blocking light irradiated to the glass of a vehicle, the entire area where light can be blocked by the smart sun visor Among them, a light blocking area designation unit for designating a light blocking area for blocking the light and a light blocking control unit for controlling a light blocking filter corresponding to the designated light blocking area among the plurality of light blocking filters to transmit or block light. Through such a configuration, there is provided a sun visor capable of designating a light blocking area for blocking light irradiated on the glass of a vehicle and a light blocking system including the same.

대한민국 공개특허 10-2014-0132025(2014.11.17. 공개)(전기 변색소자를 이용한 차량용 선루프와 이에 전기를 공급하는 방법)Republic of Korea Patent Publication 10-2014-0132025 (published on November 17, 2014) (Sunroof for vehicles using an electrochromic device and a method of supplying electricity to it) 대한민국 공개특허 특2003-0082113(2003.10.22. 공개)(액정패널을 이용한 차량의 차광장치)Republic of Korea Patent Application 2003-0082113 (published on October 22, 2003) (shielding device for vehicles using liquid crystal panel) 대한민국 공개특허 10-2007-0064051(2007.06.20. 공개)(액정을 이용한 자동차용 차광 장치)Republic of Korea Patent Publication 10-2007-0064051 (published on June 20, 2007) (shielding device for automobiles using liquid crystal) 대한민국 공개특허 10-2017-0011750(2017.02.02. 공개)(스마트 선 바이저 및 이를 포함하는 차광 시스템)Republic of Korea Patent Publication 10-2017-0011750 (released on February 02, 2017) (smart sun visor and shading system including the same)

그러나 상기와 같은 종래기술은 액정이나 차광 필터 또는 전기변색소자를 이용하여 햇빛을 차단하거나 일부 차단량을 조절하는 것은 가능하나, 사용자에 의해 빛 투과도를 자유롭게 조절하거나 다양한 색상 구현은 불가능한 단점이 있다.However, the prior art as described above is possible to block the sunlight or to adjust the partial blocking amount by using a liquid crystal, a light-shielding filter, or an electrochromic device, but has a disadvantage in that it is impossible to freely control light transmittance or implement various colors by a user.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 콜레스테릭 액정 또는 카이랄 네마틱(nematic) 액정에 나선형 구조를 만들어줄 수 있는 카이랄(chiral) 화합물을 혼합하여 콜레스테릭 액정필름(셀)을 구현하고, 이를 선루프에 활용하여 빛 투과도를 자유롭게 조절하거나 다양한 색상 구현이 가능하도록 한 콜레스테릭 액정필름을 이용한 전자식 차량용 선루프장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been proposed to solve various problems occurring in the prior art as described above, and a chiral compound capable of creating a spiral structure in a cholesteric liquid crystal or a chiral nematic liquid crystal. It provides a sunroof device for electronic vehicles using a cholesteric liquid crystal film that enables a cholesteric liquid crystal film (cell) by mixing and uses it for a sunroof to freely control light transmittance or realize various colors. There is a purpose.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 콜레스테릭 액정필름 제조방법은, 콜레스테릭 액정에 카이랄 혼합물을 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the method for manufacturing a cholesteric liquid crystal film according to the present invention is characterized by being prepared by mixing a chiral mixture with a cholesteric liquid crystal.

상기 카이랄 혼합물은 하기 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 혼합물인 것을 특징으로 한다.The chiral mixture is characterized in that it is a mixture having a structure represented by the following formula (1).

Figure 112018010959917-pat00001
Figure 112018010959917-pat00001

상기 화학식 1에서,In Chemical Formula 1,

Ch는 카이랄 탄소를 가지는 화합물이고, R은 C1-30인 탄화수소 화합물이고, PMS는 광반응성 메조겐(Photo-responsive Mesogens)화합물이며, m, n은 각각 1 내지 10의 정수이다.Ch is a compound having a chiral carbon, R is a C 1-30 hydrocarbon compound, PMS is a photo-responsive Mesogens compound, and m and n are integers of 1 to 10, respectively.

또한, 본 발명에 따른 콜레스테릭 액정필름을 이용한 전자식 차량용 선루프장치는, 빛의 투과/산란 모드를 선택하고, 빛의 투과, 차단, 색 조절 신호를 입력하기 위한 조작부; 상기 조작부에 의해 빛의 투과/산란 모드 시에 빛 차단량 및 색 조절 제어신호를 발생하는 제어부; 상기 제어부에서 발생하는 빛 차단량 및 색 조절 제어신호에 따라 빛 차단량 및 색 조절을 위해 공급 전압을 조절하여 출력하는 전압 조절부; 상기 전압 조절부에서 출력되는 전압에 따라 빛의 차단량을 조절하고 색상을 변경하는 콜레스테릭 액정필름이 마련된 선루프 윈도우를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a sunroof device for an electronic vehicle using a cholesteric liquid crystal film according to the present invention includes an operation unit for selecting a light transmission / scattering mode and inputting light transmission, blocking, and color control signals; A control unit generating a light blocking amount and a color control control signal in the light transmission / scattering mode by the operation unit; A voltage adjusting unit for adjusting and outputting a supply voltage for adjusting light blocking amount and color according to the light blocking amount and color adjustment control signal generated by the control unit; It characterized in that it comprises a sunroof window provided with a cholesteric liquid crystal film to adjust the amount of light blocking and change the color according to the voltage output from the voltage control unit.

상기에서 제어부는 빛의 투과/산란 모드 시에만 빛 차단량 및 색 조절 제어신호를 발생하여 전력 소비는 낮추는 것을 특징으로 한다.In the above, the control unit is characterized in that it generates a light blocking amount and a color control control signal only in the light transmission / scattering mode, thereby reducing power consumption.

상기에서 선루프 윈도우는 선루프의 유리창 전부 또는 일부에 콜레스테릭 액정필름이 셀 형태로 내장되거나 상기 콜레스테릭 액정필름이 부착된 것을 특징으로 한다.In the above, the sunroof window is characterized in that the cholesteric liquid crystal film is embedded in a cell form or the cholesteric liquid crystal film is attached to all or part of the sunroof glass window.

상기에서 콜레스테릭 액정필름은 인가전압에 따라 피치 조절을 통해 가시광선 영역의 빛을 선택적으로 반사하여 색상 구현과 빛 투과도를 조절하는 것을 특징으로 한다.In the above, the cholesteric liquid crystal film is characterized by selectively reflecting light in the visible light region through pitch adjustment according to an applied voltage to control color realization and light transmittance.

상기에서 콜레스테릭 액정필름은 콜레스테릭 액정에 카이랄 혼합물을 혼합하여 제조되는 것으로서, 상기 카이랄 혼합물은 하기 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 혼합물인 것을 특징으로 한다.In the above, the cholesteric liquid crystal film is prepared by mixing a chiral mixture with a cholesteric liquid crystal, and the chiral mixture is characterized by being a mixture having a structure represented by Formula 1 below.

Figure 112018010959917-pat00002
Figure 112018010959917-pat00002

상기 화학식 1에서,In Chemical Formula 1,

Ch는 카이랄 탄소를 가지는 화합물이고, R은 C1-30인 탄화수소 화합물이고, PMS는 광반응성 메조겐(Photo-responsive Mesogens)화합물이며, m, n은 각각 1 내지 10의 정수이다.
Ch is a compound having a chiral carbon, R is a C 1-30 hydrocarbon compound, PMS is a photo-responsive Mesogens compound, and m and n are integers of 1 to 10, respectively.

본 발명에 따르면 콜레스테릭 액정 또는 카이랄 네마틱(nematic) 액정에 나선형 구조를 만들어줄 수 있는 카이랄(chiral) 화합물을 혼합하여 콜레스테릭 액정필름(셀)을 구현하고, 이를 선루프에 적용하여 빛 투과도를 자유롭게 조절하거나 다양한 색상을 구현할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, a cholesteric liquid crystal film (cell) is realized by mixing a cholesteric liquid crystal or a chiral compound capable of forming a spiral structure in a chiral nematic liquid crystal, and applying this to a sunroof. It has the advantage of being able to freely adjust the light transmittance or to implement various colors.

또한, 본 발명에 따르면 빛의 투과/산란 모드 시에만 빛 차단량 및 색 조절을 위한 전압을 발생함으로써, 전체적인 전력 소비는 낮출 수 있는 장점도 있다.
In addition, according to the present invention, by generating a voltage for light blocking amount and color control only in the light transmission / scattering mode, the overall power consumption can be lowered.

도 1은 본 발명에 따른 콜레스테릭 액정필름을 이용한 전자식 차량용 선루프장치의 블록 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 콜레스테릭 액정필름을 이용한 전자식 차량용 선루프장치를 차량에 구현한 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 콜레스테릭 액정필름의 전압 인가에 따른 상태 변화도.
1 is a block diagram of an electronic vehicle sunroof device using a cholesteric liquid crystal film according to the present invention;
Figure 2 is an exemplary view of an electronic vehicle sunroof device using a cholesteric liquid crystal film according to the present invention implemented in a vehicle,
3 is a state change according to the voltage application of the cholesteric liquid crystal film according to the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 콜레스테릭 액정필름 및 이를 이용한 전자식 차량용 선루프장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a cholesteric liquid crystal film according to a preferred embodiment of the present invention and an electronic vehicle sunroof device using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 차량의 선루프 유리에 콜레스테릭 액정으로 이루어진 콜레스테릭 액정필름(셀)을 적용하여, 전압 인가에 따라 빛의 투과와 색의 조절이 가능하도록 한 차량용 선루프장치를 제공하는 것이다.The present invention is to apply a cholesteric liquid crystal film (cell) made of a cholesteric liquid crystal to a sunroof glass of a vehicle, and to provide a sunroof device for a vehicle that enables light transmission and color control according to voltage application. .

콜레스테릭 액정 또는 카이랄 네마틱 액정에 나선형 구조를 만들어줄 수 있는 카이랄 화합물을 혼합하여, 콜레스테릭 액정필름을 구현한다.The cholesteric liquid crystal or chiral nematic liquid crystal is mixed with a chiral compound capable of forming a spiral structure, thereby realizing a cholesteric liquid crystal film.

예컨대, 콜레스테릭 액정필름(셀)은 알려진 콜레스테릭 액정에 카이랄 혼합물을 혼합하여 제조하는 것이 바람직하다.For example, a cholesteric liquid crystal film (cell) is preferably prepared by mixing a chiral mixture with a known cholesteric liquid crystal.

상기 카이랄 혼합물은 하기 <화학식 1> 로 표시되는 구조를 갖는 혼합물이다.The chiral mixture is a mixture having a structure represented by the following <Formula 1>.

Figure 112018010959917-pat00003
Figure 112018010959917-pat00003

상기 <화학식 1> 에서,In <Formula 1>,

Ch는 카이랄 탄소를 가지는 화합물로서, 100 내지 10,000g/mol의 분자량을 가질 수 있다. R은 C1-30인 탄화수소 화합물로서, 선형 알킬기, 가지형 알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 에테르기, 플루오르알킬렌기, 플루오르에테르기, C3-12의 시클로알킬기 및 이들 중 하나 이상의 탄소가 O, S, N 또는 F로 치환된 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. PMS는 광반응성 메조겐(Photo-responsive Mesogens)화합물이며, m, n은 각각 1 내지 10의 정수이다.Ch is a compound having a chiral carbon, and may have a molecular weight of 100 to 10,000 g / mol. R is a C 1-30 hydrocarbon compound, a linear alkyl group, a branched alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an ether group, a fluoralkylene group, a fluoroether group, a C 3-12 cycloalkyl group, and one or more carbons of these are O , S, N or F may be any one selected from the group consisting of compounds substituted. PMS is a photo-responsive Mesogens compound, m and n are integers of 1 to 10, respectively.

카이랄 혼합물은 탄화수소화합물(Rm)을 준비하고, 광반응성 메조겐 화합물(PMS)을 준비하며, 상기 Rm 말단에서 PMS에 결합하게 되는 작용기와 상기 PMS를 반응시켜 Rm-PMS 화합물을 제조한 후, 카이랄 화합물(Ch)과 상기 반응된 Rm-PMS 화합물을 반응시켜 제조할 수 있다.The chiral mixture is prepared by preparing a hydrocarbon compound (Rm), preparing a photoreactive mesogen compound (PMS), and reacting the PMS with a functional group that is bound to PMS at the Rm end to prepare an Rm-PMS compound, It can be prepared by reacting the chiral compound (Ch) and the reacted Rm-PMS compound.

상기 Rm 말단에서 PMS에 결합하게 되는 작용기는 -CH3, -OH, -Br, -Cl, -COOH, -I, -NO2, 및 -NH2일 수 있다.The functional group that is bound to PMS at the Rm terminal may be -CH3, -OH, -Br, -Cl, -COOH, -I, -NO2, and -NH2.

상기 콜레스테릭 액정은 색의 재현성, 가변성 및 선택 반사 특성이 좋아 우수한 색채를 표현할 수 있어 디스플레이 소재로서 각광을 받고 있다. 콜레스테릭 액정의 경우, 전압 인가에 따라 빛의 투과와 산란 모드 구동이 가능하여 빛을 온/오프할 수 있는 셔터 기능이 가능하다. 아울러 기존 PDLC와는 달리 모드(투과/산란 모드) 전환시에만 전압을 인가해 준 후, 전압을 제거하여도 그 상태가 유지되기 때문에 별도의 소비 전력 없이도 투명, 산란 모드로 구동할 수 있는 장점이 있다. 더 나아가 상대적으로 낮은 저전압으로 나선 구조의 반복 주기 즉, 피치의 조절이 가능하므로 가시광선 영역 빛의 선택적인 반사 제어가 가능하여, 단일 조성물로 여러 가지 색을 나타내거나 선루프 윈도우의 빛 투과도를 자유롭게 조절할 수 있다.The cholesteric liquid crystal is receiving attention as a display material because it has excellent reproducibility, variability and selective reflection characteristics of colors, and thus can express excellent colors. In the case of a cholesteric liquid crystal, a light transmission and scattering mode can be driven according to voltage application, and thus a shutter function capable of turning on / off the light is possible. In addition, unlike the existing PDLC, since the voltage is applied only when the mode (transmission / scattering mode) is switched, the state is maintained even when the voltage is removed, so there is an advantage of driving in a transparent and scattering mode without additional power consumption. . Furthermore, it is possible to control the selective reflection of light in the visible light region because it is possible to adjust the repetition period of the spiral structure with a relatively low voltage, that is, the pitch, so that multiple colors can be displayed in a single composition or the light transmittance of the sunroof window is free. Can be adjusted.

상기와 같이 제조된 콜레스테릭 액정필름(셀)을 차량의 선루프 유리창에 적용하여 선루프장치를 구현한다.The cholesteric liquid crystal film (cell) manufactured as described above is applied to a sunroof glass window of a vehicle to implement a sunroof device.

도 1은 본 발명에 따른 콜레스테릭 액정필름을 이용한 전자식 차량용 선루프장치의 블록 구성도로서, 빛의 투과/산란 모드를 선택하고, 빛의 투과, 차단, 색 조절 신호를 입력하기 위한 조작부(10), 상기 조작부(10)에 의해 빛의 투과/산란 모드 시에 빛 차단량 및 색 조절 제어신호를 발생하는 제어부(20), 빛 차단 및 색상 구현을 위한 전압을 공급해주는 전압 공급부(30), 상기 제어부(20)에서 발생하는 빛 차단량 및 색 조절 제어신호에 따라 빛 차단량 및 색 조절을 위해 공급 전압을 조절하여 출력하는 전압 조절부(40), 상기 전압 조절부(40)에서 출력되는 전압에 따라 빛의 차단량을 조절하고 색상을 변경하는 콜레스테릭 액정필름(51)이 마련된 선루프 윈도우(50)를 포함한다.1 is a block diagram of a sunroof device for an electronic vehicle using a cholesteric liquid crystal film according to the present invention, an operation unit for selecting a light transmission / scattering mode and inputting light transmission, blocking, and color adjustment signals ( 10), a control unit 20 that generates a light blocking amount and a color control control signal in the light transmission / scattering mode by the manipulation unit 10, a voltage supply unit 30 that supplies a voltage for light blocking and color realization , The voltage control unit 40 for adjusting and outputting a supply voltage for adjusting the light blocking amount and color according to the light blocking amount and color adjustment control signal generated by the control unit 20, output from the voltage control unit 40 It includes a sunroof window 50 provided with a cholesteric liquid crystal film 51 that controls the amount of light blocking and changes color according to the voltage being applied.

상기 제어부(20)는 빛의 투과/산란 모드 시에만 빛 차단량 및 색 조절 제어신호를 발생하여 전력 소비를 낮추는 것이 바람직하며, 상기 선루프 윈도우(50)는 유리창에 콜레스테릭 액정필름(51)이 셀 형태로 내장되거나 상기 콜레스테릭 액정필름(51)이 부착되는 것이 바람직하다.Preferably, the control unit 20 lowers power consumption by generating a light blocking amount and a color control control signal only in the light transmission / scattering mode, and the sunroof window 50 is a cholesteric liquid crystal film 51 on a glass window. ) Is preferably embedded in a cell form or the cholesteric liquid crystal film 51 is attached.

또한, 상기 콜레스테릭 액정필름(51)은 인가전압에 따라 나선 구조의 반복 주기 즉, 피치 조절을 통해 가시광선 영역의 빛을 선택적으로 반사하여 색상 구현과 빛 투과도를 조절하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the cholesteric liquid crystal film 51 selectively reflects light in the visible light region through pitch adjustment, that is, it adjusts color implementation and light transmittance according to the applied voltage.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 콜레스테릭 액정필름을 이용한 전자식 차량용 선루프장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the electronic vehicle sunroof device using the cholesteric liquid crystal film according to the present invention configured as described above will be described in detail as follows.

먼저, 콜레스테릭 액정 또는 카이랄 네마틱 액정에 나선형 구조를 만들어줄 수 있는 카이랄 화합물을 혼합하여 구현한 콜레스테릭 액정필름(41)을 도 2에 도시한 바와 같이, 차량의 선루프 윈도우(50)의 소정 위치에 적용한다. 여기서 선루프 윈도우(50)에 콜레스테릭 액정필름(51)을 셀 형태로 내장하거나 상기 콜레스테릭 액정필름(51)을 부착하여 선루프를 구현한다.First, as shown in FIG. 2, a cholesteric liquid crystal film 41 implemented by mixing a cholesteric liquid crystal or a chiral compound capable of forming a spiral structure in a chiral nematic liquid crystal, as illustrated in FIG. 2, a vehicle sunroof window It is applied to the predetermined position of (50). Here, the cholesteric liquid crystal film 51 is embedded in the cell form in the sunroof window 50 or the cholesteric liquid crystal film 51 is attached to the sunroof.

상기 콜레스테릭 액정필름(41)은 상대적으로 낮은 저전압에서 R, G, B의 색을 갖는 셀을 만들 수 있으며, 높은 전압을 인가하고 특정 전압으로 낮추면 산란 현상으로 인해 빛을 차단하게 된다. 이때, 전압을 제거하여도 산란 현상이 그대로 유지되기 때문에 소비 전력을 줄일 수 있게 된다. 다시 셀의 투과 모드를 구현하고 싶다면 높은 전압 인가 후 다시 전압을 제거하면 셀이 투명하게 되어 투과 모드를 재현하게 된다.The cholesteric liquid crystal film 41 can make cells having R, G, and B colors at a relatively low voltage, and when high voltage is applied and lowered to a specific voltage, light is blocked due to scattering. At this time, even if the voltage is removed, the scattering phenomenon is maintained, so power consumption can be reduced. If you want to implement the transmission mode of the cell again, remove the voltage again after applying a high voltage to make the cell transparent and reproduce the transmission mode.

콜레스테릭 액정필름(51)을 이용하여 빛을 투과/차단하거나 투과도를 조절하거나 색을 구현하는 구체적인 과정을 설명하면 다음과 같다.A specific process of transmitting / blocking light, adjusting transmittance, or implementing color using the cholesteric liquid crystal film 51 will be described below.

사용자(예를 들어, 운전자)는 빛의 투과도를 조절하거나 차단하거나 색을 구현하기 위해서, 조작부(10)에 마련된 버튼 및/또는 볼륨 스위치 등의 입력 수단을 조작하여, 빛의 투과/산란 모드를 선택하고, 빛의 투과, 차단, 색 조절 신호를 입력한다.The user (for example, the driver) controls input light such as a button and / or a volume switch provided on the control unit 10 to adjust or block light transmittance or to implement color, and thereby transmit / disperse the light. Select and input the light transmission, blocking, and color adjustment signals.

상기 조작부(10)에 의해 빛의 투과/산란 모드가 선택되고, 빛 차단량 및 색이 설정되면, 제어부(20)는 내부 메모리에 저장된 제어 테이블을 기반으로 사용자가 선택한 모드와 빛 투과량 및 색에 대응하는 제어 데이터를 인출하고, 그 인출한 제어 데이터를 빛 차단량 및 색 조절 제어신호로 전압 조절부(40)에 전달한다.When the light transmission / scattering mode is selected by the manipulation unit 10 and the light blocking amount and color are set, the control unit 20 determines the light transmission amount and color selected by the user based on the control table stored in the internal memory. The corresponding control data is fetched, and the fetched control data is transmitted to the voltage adjusting unit 40 as a light blocking amount and a color adjustment control signal.

상기 전압 조절부(40)는 전압 공급부(30)로부터 빛 차단 및 색상 구현을 위한 전압을 공급받은 후, 상기 빛 차단량 및 색 조절 제어신호에 따라 공급 전압을 가변하여 콜레스테릭 액정필름(51)에 인가한다. 그러면 콜레스테릭 액정필름(51)은 인가전압에 따라 빛의 투과 또는 산란시켜 빛 차단량을 조절하고, 색상을 변경하게 된다.The voltage control unit 40 receives a voltage for light blocking and color realization from the voltage supply unit 30, and then changes a supply voltage according to the light blocking amount and color control signal to cholesteric liquid crystal film 51 ). Then, the cholesteric liquid crystal film 51 transmits or scatters light according to the applied voltage to adjust the amount of light blocking and change the color.

예컨대, 콜렉스테릭 액정필름(51)이 셀 형태로 구현되어 선루프 윈도우(50)의 상단에 장착된 상태에서, 도 3에 도시한 바와 같이 전압이 가해지지 않은 0V하에서 액정 배향은 planar state(PS) 상태를 유지한다. 이 경우 콜레스테릭 액정의 피치가 근자외선(near UV)의 파장 영역에 해당하여 무색투명한 상태가 된다. 여기에 전압을 가할수록 피치의 길이가 길어짐에 따라 반사 파장이 장파장으로 옮겨가 가시광선 영역의 빛을 선택적으로 반사하게 된다. 따라서 전압을 조절하여 사용자의 요구에 따라 선루프의 색상을 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)으로 자유롭게 바꿀 수 있다.For example, in the state in which the cholesteric liquid crystal film 51 is implemented in a cell form and mounted on the top of the sunroof window 50, as shown in FIG. 3, the liquid crystal alignment is planar state (at 0 V without voltage applied). PS) keep the state. In this case, the pitch of the cholesteric liquid crystal is a colorless and transparent state corresponding to the wavelength region of near ultraviolet (near UV). As the voltage is applied to this, as the length of the pitch increases, the reflected wavelength moves to a long wavelength to selectively reflect light in the visible region. Therefore, the voltage of the sunroof can be freely changed to red (R), green (G), and blue (B) according to the user's request by adjusting the voltage.

R, G, B의 색 변화는 상대적으로 저전압에서 이루어지며, 약 2V에서는 B(1), 그리고 6V에서는 R(3)의 색상 구현이 가능하다. 또한, 여기에 약 80V의 상대적으로 높은 전압을 가해주게 되면(4), 액정이 기판에 수직하게 서며 PS에서 homeotropic(HS) 상태가 된다. 이때 40V 정도의 특정 전압으로 낮추면(5) 액정이 focal conic state(FS)가 되어 빛을 크게 산란시키며 셀은 불투명해진다. 이 상태에서 0V로 전압을 제거하여도(6) FS가 그대로 유지되며 소비 전력 없이도 셀이 불투명한 상태로 유지되어 빛을 투과시키지 못한다. 셀을 다시 원래대로 투명하게 변화시키려면 FS 상태에서 다시 고전압(80V)을 걸어준 뒤(7) 바로 0V로 낮춰주면(5a) 원래의 PS 상태로 돌아가서 셀이 투명해질 뿐 아니라, 2 - 6V로 낮추면 5b ~ 5d와 같이 R, G, B로의 색 구현이 이루어지게 된다.The color changes of R, G, and B are made at a relatively low voltage, and it is possible to implement B (1) at about 2V and R (3) at 6V. In addition, when a relatively high voltage of about 80V is applied thereto (4), the liquid crystal stands perpendicular to the substrate and becomes a homeotropic (HS) state in PS. At this time, when it is lowered to a specific voltage of about 40V (5), the liquid crystal becomes a focal conic state (FS), which greatly scatters light and the cell becomes opaque. In this state, even if the voltage is removed to 0V (6), the FS remains the same, and the cell remains opaque without power consumption, so that light cannot be transmitted. To change the cell back to the original transparent state, apply high voltage (80V) again in the FS state (7), then immediately lower it to 0V (5a), returning to the original PS state, as well as making the cell transparent to 2-6V When lowered, colors such as R, G, and B are implemented as in 5b to 5d.

따라서 본 발명은 빛의 투과/산란 모드 시에만 전압이 인가되어 소비 전력을 낮출 수 있고, R, G, B의 색 변환 또한 상대적으로 저전압으로 구현할 수 있어 사용자의 요구에 따라 빛의 투과, 차단, 색 조절이 가능해지는 것이다.Therefore, the present invention can reduce the power consumption by applying a voltage only in the light transmission / scattering mode, and the color conversion of R, G, and B can also be implemented at a relatively low voltage, so light transmission and blocking according to the user's request, The color can be adjusted.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
The invention made by the present inventors has been described above in detail according to the above-described embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. It is obvious to those who have it.

본 발명은 차량에 콜레스테릭 액정필름을 이용한 선루프 윈도우를 구현하여, 사용자의 요구에 따라 빛의 투과, 차단, 색 조절을 수행하는 기술에 적용된다.
The present invention is applied to a technology that implements a sunroof window using a cholesteric liquid crystal film in a vehicle to perform light transmission, blocking, and color adjustment according to a user's request.

10: 조작부 20: 제어부
30: 전압 공급부 40: 전압 조절부
50: 선루프 윈도우 51: 콜레스테릭 액정필름
10: control unit 20: control unit
30: voltage supply unit 40: voltage control unit
50: sunroof window 51: cholesteric liquid crystal film

Claims (7)

삭제delete 삭제delete 빛의 투과/산란 모드를 선택하고, 빛의 투과, 차단, 색 조절 신호를 입력하기 위한 조작부;
상기 조작부에 의해 빛의 투과/산란 모드 시에 빛 차단량 및 색 조절 제어신호를 발생하는 제어부;
상기 제어부에서 발생하는 빛 차단량 및 색 조절 제어신호에 따라 빛 차단량 및 색 조절을 위해 공급 전압을 조절하여 출력하는 전압 조절부; 및
상기 전압 조절부에서 출력되는 전압에 따라 빛의 차단량을 조절하고 색상을 변경하는 콜레스테릭 액정필름이 마련된 선루프 윈도우를 포함하고,
상기 제어부는 빛의 투과/산란 모드 시에만 빛 차단량 및 색 조절 제어신호를 발생하여 전력 소비를 낮추며,
상기 선루프 윈도우는 유리창의 전부 또는 일부에 콜레스테릭 액정필름이 부착된 것을 특징으로 하는 콜레스테릭 액정필름을 이용한 전자식 차량용 선루프장치.
An operation unit for selecting a light transmission / scattering mode and inputting light transmission, blocking, and color adjustment signals;
A control unit generating a light blocking amount and a color control control signal in the light transmission / scattering mode by the operation unit;
A voltage adjusting unit for adjusting and outputting a supply voltage for adjusting light blocking amount and color according to the light blocking amount and color adjustment control signal generated by the control unit; And
It includes a sunroof window provided with a cholesteric liquid crystal film that adjusts the amount of light blocking and changes the color according to the voltage output from the voltage controller,
The control unit generates a light blocking amount and a color adjustment control signal only in the light transmission / scattering mode to lower power consumption,
The sunroof window is an electronic vehicle sunroof device using a cholesteric liquid crystal film, characterized in that a cholesteric liquid crystal film is attached to all or part of the glass window.
삭제delete 삭제delete 청구항 3에서, 상기 콜레스테릭 액정필름은 인가전압에 따라 피치 조절을 통해 가시광선 영역의 빛을 선택적으로 반사하여 색상 구현과 빛 투과도를 조절하는 것을 특징으로 하는 콜레스테릭 액정필름을 이용한 전자식 차량용 선루프장치.The method according to claim 3, The cholesteric liquid crystal film is for electronic vehicles using a cholesteric liquid crystal film characterized in that by selectively adjusting the pitch in accordance with the applied voltage to reflect the light in the visible light region to adjust the color implementation and light transmittance. Sunroof device. 삭제delete
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