KR102521487B1 - 스마트 윈도우 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

스마트 윈도우 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

콜레스테릭 액정(CLC; Cholesteric Liquid Crystal)을 이용한 스마트 윈도우 장치 및 그 제어 방법에 관한 발명이다.
일 측면에 따른 스마트 윈도우 장치는 표시 소자; 표시 소자에 대한 제어 명령을 입력 받는 입력 장치; 및 제어 명령에 기초해 상기 표시 소자의 투명도를 결정하는 제어부;를 포함한다.

Description

스마트 윈도우 시스템 및 그 제어 방법 {SMART WINDOW SYSTEM AND CONTROL METHOD OF THE SAME}
콜레스테릭 액정(CLC; Cholesteric Liquid Crystal)을 이용한 스마트 윈도우 시스템 및 그 제어 방법에 관한 발명이다.
스마트 윈도우(smart window)는 일반적으로 전압이 인가되면 광의 투과성을 변화시켜 통과하는 광 또는 열의 양이 제어되는 창을 의미한다. 즉, 스마트 윈도우는 전압에 의해서 투명, 불투명 또는 반투명 상태로 변화될 수 있게 구비되며 투과도 가변 유리, 조광유리 또는 스마트 글라스(smart glass) 로도 불리 운다.
최근 스마트 윈도우를 구현하기 위한 여러 방법들이 제안된 바 있으며, 특히 콜레스테릭 액정을 사용해 광의 투과성을 변화시키는 방법에 대한 연구가 진행 중에 있다.
일 측면은 다양한 종류의 입력 장치를 통해 표시 소자의 상태(예를 들어, 투명도, 색상, 패턴, 그라데이션 정도 및 표시되는 정보 중 적어도 하나)를 제어할 수 있는 스마트 윈도우 시스템 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
구체적으로, 스마트 폰과 같은 모바일 기기, AVN 장치와 같은 차량 전면의 입력/제어 장치, 조도 센서와 같은 센서, 다이얼 조작부와 같은 차량의 조작부 등을 통해 표시 소자의 상태를 제어할 수 있는 스마트 윈도우 시스템 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
다른 측면은 콜레스테릭 액정에 블랙 다이(Black Dye)가 혼합된 투명도 조절층을 포함하는 표시 소자를 제공하고자 한다.
또 다른 측면은 액정에 퀀텀 라드(quantum rod)가 혼합된 양자층을 포함하는 표시 소자를 제공하고자 한다.
일 측면에 따른 스마트 윈도우 시스템은, 표시 소자; 표시 소자에 대한 제어 명령을 입력 받는 입력 장치; 및 제어 명령에 기초해 표시 소자의 투명도를 결정하는 제어부;를 포함한다.
또한, 제어부는, 제어 명령에 기초해 표시 소자의 색상, 패턴, 그라데이션 및 표시 소자에 표시되는 정보 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.
또한, 입력 장치는, 모바일 기기 및 네비게이션 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 제어부는, 입력 장치의 제어부 및 표시 소자의 제어부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 표시 소자의 상태를 제어하도록 주위 정보를 수집하는 센서부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 센서부는, 조도 센서, 온도 센서, 거리 센서, 음성 센서 및 제스처 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 표시 소자는, 전원 인가에 따라 투명 모드 또는 불투명 모드로 전환하는 투명도 조절층; 및 투명도 조절층에 이웃하여 배치된 액정층;을 포함할 수 있다.
또한, 투명도 조절층은, 블랙 다이와 콜레스테릭 액정 분자를 포함할 수 있다.
또한, 블랙 다이는, 콜레스테릭 액정 분자와 함께 나선 구조를 형성할 수 있다.
또한, 투명도 조절층은, 투명도 조절층에 전계가 인가되면 투명 모드로 동작하고, 전계가 인가되지 않으면 불투명 모드로 동작할 수 있다.
또한, 액정층은, 제 1 층과 제 2층이 버퍼층을 경계로 결합된 구조를 가질 수 있다.
또한, 제 1층과 제 2층에는, 분자 비대칭성(chirality)이 서로 다른 콜레스테릭 액정이 수용될 수 있다.
또한, 액정층은, 서로 다른 파장 대역의 광을 반사하는 복수 개의 액정층을 포함할 수 있다.
또한, 복수 개의 액정층은, 표시 소자를 기준으로 상하 방향으로 적층된 구조를 가질 수 있다.
또한, 복수의 액정층은, 표시 소자에 평행한 가상의 면을 기준으로 수평 방향으로 배열된 구조를 가질 수 있다.
또한, 표시 소자는, 표면에 계면 활성제가 결합된 양자 막대(quantum rod)와, 액정 분자를 포함하는 양자층;을 더 포함할 수 있다.
또한, 액정 분자는, 콜레스테릭 액정(cholesteric liquid crystal) 분자 및 네마틱 액정(nematic liquid crystal) 분자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 양자층은, 표시 소자에 평행한 가상의 면에 수평 방향으로 배열된 구조를 가질 수 있다.
또한, 양자 막대는, 양자 막대의 양 끝 단 중 적어도 일단에 계면 활성제가 결합된 것을 포함할 수 있다.
또한, 계면활성제는, 양자 막대에 결합된 일단은 양자 막대와 친하고, 타 단은 액정 분자와 친한 성질을 가질 수 있다.
또한, 수신부에서 수신한 제어 명령에 대한 표시 소자의 상태 정보를 저장하는 메모리;를 더 포함할 수 있다.
또한, 표시 소자는, 일면에 전극이 형성된 기판;을 더 포함할 수 있다.
또한, 전극은, FFS/IPS 방식으로 구동될 수 있다.
또한, 전극은, 기판의 일면에 스파이럴(spiral) 형태로 마련될 수 있다.
또한, 전극은, 기판의 일면에 형성된 돌출부를 감싸는 형태로 마련될 수 있다.
다음으로, 일 측면에 따른 스마트 윈도우 시스템은, 표시 소자; 표시 소자의 상태를 제어하도록 주위 정보를 수집하는 센서부; 및 수집된 정보에 기초해 표시 소자의 투명도를 결정하는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 센서부는, 조도 센서, 온도 센서, 거리 센서, 음성 센서 및 제스처 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 제어부는, 차량 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 제어부는, 제어 명령에 기초해 표시 소자의 색상, 패턴, 그라데이션 및 표시 소자에 표시되는 정보 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.
또한, 표시 소자에 대한 제어 명령을 입력 받는 입력 장치;를 더 포함할 수 있다.
또한, 입력 장치는, 모바일 기기 및 네비게이션 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다음으로, 일 측면에 따른 스마트 윈도우 시스템은 전원 인가에 따라 투명 모드 또는 불투명 모드로 전환하는 투명도 조절층과, 투명도 조절층에 이웃하여 배치된 액정층을 포함하는 표시 소자; 및 입력 장치로부터 표시 소자에 대한 제어 명령을 수신하는 통신부;를 포함하고, 표시 소자는, 제어 명령에 기초해 투명도 조절층에 인가되는 전원이 조절되어 투명도가 결정될 수 있다.
또한, 입력 장치는, 모바일 기기 및 네비게이션 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 제어 명령에 기초해 표시 소자의 투명도를 결정하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 제어부는, 제어 명령에 기초해 표시 소자의 투명도, 색상, 패턴, 그라데이션 및 표시 소자에 표시되는 정보 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.
다음으로, 일 측면에 따른 모바일 기기는 표시 소자에 대한 제어 명령을 입력 받는 입력부; 표시 소자에 대한 제어 화면을 디스플레이 화면에 표시하는 표시부; 및 표시부를 제어하는 제어부;를 포함하고, 디스플레이 화면은, 표시 소자의 현재 상태를 표시하는 상태 표시 영역과, 표시 소자의 투명도를 설정하기 위한 투명도 설정 영역을 포함한다.
또한, 디스플레이 화면은, 표시 소자의 제어 모드에 대한 정보를 제공하는 모드 인디케이터 영역과, 표시 소자의 제어 모드를 설정하도록 마련된 모드 설정 버튼을 제공하는 모드 설정 영역과, 표시 소자의 색상을 설정하는 색상 설정 영역과, 표시 소자의 패턴을 설정하는 패턴 설정 영역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 표시 소자는, 차량 윈도우를 포함할 수 있다.
다음으로, 일 측면에 따른 네비게이션 장치는 표시 소자에 대한 제어 명령을 입력 받는 입력부; 표시 소자에 대한 제어 화면을 디스플레이 화면에 표시하는 표시부; 및 표시부를 제어하는 제어부;를 포함하고, 디스플레이 화면은, 표시 소자의 현재 상태를 표시하는 상태 표시 영역과, 표시 소자를 제어하기 위한 제어 리스트를 표시하는 제어 영역을 포함한다.
또한, 표시 소자는, 차량 윈도우를 포함할 수 있다.
또한, 제어 리스트는, 윈도우 투명도 설정 버튼, 색상 설정 버튼, 패턴 설정 버튼, 모드 설정 버튼 및 그라데이션 설정 버튼 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다음으로, 일 측면에 따른 표시 소자는 블랙 다이와 콜레스테릭 액정 분자를 포함하며, 전원 인가에 따라 투명 모드 또는 불투명 모드로 전환하는 투명도 조절층; 투명도 조절층에 이웃하여 배치된 액정층; 및 투명도 조절층 및 액정층에 인가되는 전원을 제어하는 제어부;를 포함한다.
또한, 블랙 다이는, 콜레스테릭 액정과 함께 나선 구조를 형성할 수 있다.
또한, 투명도 조절층은, 투명도 조절층에 전계가 인가되면 투명 모드로 동작하고, 전계가 인가되지 않으면 불투명 모드로 동작할 수 있다.
다음으로, 다른 측면에 따른 표시 소자는 표면에 계면 활성제가 결합된 양자 막대(quantum rod)와 액정 분자를 포함하는 양자층; 양자층에 이웃하여 배치된 액정층; 및 양자층 및 액정층에 인가되는 전원을 제어하는 제어부;를 포함한다.
또한, 액정 분자는, 콜레스테릭 액정(cholesteric liquid crystal) 및 네마틱 액정(nematic liquid crystal) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 양자층은, 표시 소자에 평행한 가상의 면을 기준으로 수평 방향으로 배열된 복수 개의 양자 층을 포함할 수 있다.
또한. 양자 막대는, 양자 막대의 양 끝단 중 적어도 일 단에 계면 활성제가 결합된 것을 포함할 수 있다.
또한, 계면활성제는, 양자 막대에 결합된 일단은 양자 막대와 친하고, 타 단은 액정 분자와 친한 성질을 가질 수 있다.
다음으로, 일 측면에 따른 콜레스테릭 액정의 광학 특성 개선용 양자 막대는, 양 끝단 중 적어도 일 단에 계면 활성제가 결합된 것을 포함한다.
또한, 계면 활성제는, 양자 막대에 결합된 일단은 양자 막대와 친하고, 타 단은 액정 분자와 친한 성질을 가질 수 있다.
또한, 양자 막대는, 나노 사이즈를 가질 수 있다.
일 측면에 따른 표시 소자에 대한 제어 명령을 입력 받은 입력 장치; 및 전원 인가에 따라 투명 모드 또는 불투명 모드로 전환되는 투명도 조절층과, 투명도 조절층에 이웃하여 배치된 액정층을 포함하는 표시 소자와, 입력 장치로부터 표시 소자에 대한 제어 명령을 수신하는 통신부를 포함하는 스마트 윈도우 장치;를 포함하는 스마트 윈도우 시스템의 제어 방법은, 입력 장치를 통해 표시 소자에 대한 제어 명령을 입력 받고, 제어 명령을 통신부를 통해 표시 소자에 전달하고, 제어 명령에 따라 따라 투명도 조절층 및 액정층 중 적어도 하나에 인가되는 전원을 조절하여 표시 소자의 투명도를 제어하는 것을 포함한다.
또한, 표시 소자의 색상, 패턴, 그라데이션 및 표시소자에 표시되는 정보 중 적어도 하나를 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 표시 소자의 제어 모드를 설정하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 표시 소자의 제어 모드를 설정하는 것은, 표시 소자의 제어 모드를 자동 모드로 설정하거나 수동 모드로 설정하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 주위 정보를 수집하는 것을 더 포함하고, 수집된 정보에 따라 표시 소자의 상태 제어 조건을 결정하고 상태 제어 조건에 따라 표시 소자의 상태를 제어할 수 있다.
또한, 스마트 윈도우 장치는, 외부의 조도를 감지하는 조도 센서를 더 포함하고, 조도 센서로부터 수집된 조도 정보에 기초하여 표시 소자의 상태를 제어할 수 있다.
또한, 스마트 윈도우 장치는, 외부의 온도를 감지하는 온도 센서를 더 포함하고, 온도 센서로부터 수집된 온도 정보에 기초하여 표시 소자의 상태를 제어할 수 있다.
또한, 스마트 윈도우 장치는, 외부 물체와의 거리를 감지하는 거리 센서를 더 포함하고, 거리 센서에서 수집한 거리 정보에 기초하여 표시 소자의 상태를 제어할 수 있다.
또한, 스마트 윈도우 장치는, 음성 명령을 수집하는 음성 센서를 더 포함하고, 음성 명령에 기초하여 표시 소자의 상태를 제어할 수 있다.
또한, 스마트 윈도우 장치는, 사용자의 제스처를 감지하는 제스처 센서를 더 포함하고, 제스처 센서에서 수집된 제스처 정보에 기초하여 표시소자의 상태를 제어할 수 있다.
일 측면에 따르면 다양한 입력 장치를 이용하여 표시 소자의 상태를 제어할 수 있다. 구체적으로 분위기 조절을 위해 표시 소자의 색상, 투명도, 패턴, 그라데이션 및 표시 소자에 표시되는 정보 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 장치가 적용된 차량의 예시도 이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 장치에 마련된 표시 소자의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시 예의 일 예에 따른 액정층의 구조를 확대 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시 예의 다른 예에 따른 액정층의 구조를 확대 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 표시 소자의 액정층에 마련된 콜레스테릭 액정 분자의 예시도 이다.
도 6은 호메오트로픽(Homeotropic) 상태의 액정 배열을 나타낸 도면이다.
도 7은 플레이너(Palnar) 상태의 액정 배열을 나타낸 도면이다.
도 8은 포컬 코닉(Focal Conic) 상태의 액정 배열을 나타낸다.
도 9는 일 실시 예에 따른 표시 소자의 투명도 조절층의 불투명 모드를 확대 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 표시 소자의 투명도 조절층의 투명 모드를 확대 도시한 도면이다.
도 11은 모바일 기기와 스마트 윈도우 장치를 포함한 스마트 윈도우 시스템의 제어 블록도 이다.
도 12는 AVN 장치와 스마트 윈도우 장치를 포함한 스마트 윈도우 시스템의 제어 블록도 이다.
도 13은 차량 조작부와 스마트 윈도우 장치를 포함한 스마트 윈도우 시스템의 제어 블록도 이다.
도 14는 센서부와 스마트 윈도우 장치를 포함한 스마트 윈도우 시스템의 제어 블록도 이다.
도 15는 차량 윈도우를 총괄적으로 제어하기 위한 모바일 기기 화면을 도시한 도면이다.
도 16은 모드 설정 화면의 일 예를 도시한 도면이다.
도 17은 모드 설정 화면에서 프라이버시 모드 버튼이 선택된 경우 프라이버시 모드 설정 화면을 도시한 도면이다.
도 18은 모드 설정 화면에서 자동 모드 설정 버튼이 선택된 경우 자동 모드 설정 화면의 예를 도시한 도면이다.
도 19는 모드 설정 화면에서 조건 설정 버튼이 선택된 경우, 조건 지정 화면을 도시한 도면이다.
도 20은 차량 윈도우의 투명도 조절 화면을 도시한 도면이다.
도 21는 차량 윈도우의 패턴 설정 화면을 도시한 도면이다.
도 22은 차량 윈도우의 색상 선택 화면을 도시한 도면이다.
도 23은 차량 윈도우를 총괄적으로 제어하기 위한 AVN 화면을 도시한 도면이다.
도 24는 색상 설정 버튼이 선택된 경우, 색상 설정 화면의 예를 도시한 도면이다.
도 25는 패턴 설정 버튼이 선택된 경우, 패턴 설정 화면의 예를 도시한 도면이다.
도 26은 모드 설정 버튼이 선택된 경우, 모드 설정 화면의 예를 도시한 도면이다.
도 27은 다이얼 조작부를 통한 표시 소자의 상태 제어 방식을 도시한 도면이다.
도 28은 일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 장치에 마련된 표시 소자의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 29는 일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 장치에 마련된 표시 소자의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 30은 일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 장치에 마련된 표시 소자의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 31은 일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 장치에 마련된 표시 소자의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 32는 기판 표면에 형성된 전극 구조의 일 변형 예를 도시한 도면이다.
도 33은 도 32에 도시된 전극 구조의 단면을 도시한 도면이다.
도 34는 전극 구조의 다양한 변형 예를 도시한 도면이다.
도 35는 다른 실시 예에 따른 스마트 윈도우 장치에 마련된 표시 소자의 일 예를 도시한 도면이다.
도 36은 양자 막대의 표면에 계면 활성제가 접합된 예를 도시한 도면이다.
도 37은 일 실시 예에 따른 표시 소자의 양자층의 에미팅 모드를 확대 도시한 도면이다.
도 38은 일 실시 예에 따른 표시 소자의 양자층의 투명 모드를 확대 도시한 도면이다.
도 39는 일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 시스템의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 40은 음성 인식 조건(또는 제스처 인식 조건)이 표시 소자의 제어 조건으로 결정될 경우 표시 소자의 상태 제어 예를 도시한 도면이다.
도 41은 온도 감지 조건이 표시 소자의 제어 조건으로 결정될 경우 표시 소자의 상태 제어 예를 도시한 도면이다.
도 42는 차량 외부의 조도가 표시 소자의 제어 조건으로 결정될 경우 표시 소자의 상태 제어 예를 도시한 도면이다.
도 43은 거리 감지부의 감지 정보가 표시 소자의 제어 조건으로 결정될 경우 표시 소자의 상태 제어 예를 도시한 도면이다.
도 44는 다른 실시 예에 따른 스마트 윈도우 시스템의 제어 방법을 도시한 순서도 이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 스마트 윈도우 시스템 및 그 제어 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
일 측면에 따른 스마트 윈도우 시스템은 입력 장치와 스마트 윈도우 장치를 포함할 수 있다.
다른 측면에 따른 스마트 윈도우 시스템은 센서부와 스마트 윈도우 장치를 포함할 수 있다.
입력 장치는 스마트 폰과 같은 모바일 기기, AVN 장치를 포함할 수 있으나 입력 장치의 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 센서부는, 조도 센서, 온도 센서, 제스처 센서, 음성 센서, 거리 센서 등을 포함할 수 있으나, 센서의 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
스마트 윈도우 장치는 스마트 윈도우로 기능하는 표시 소자를 포함할 수 있으며, 실시 예에 따라 표시 소자에 대한 제어 명령을 입력 받는 통신부 또는 표시 소자의 상태를 제어하기 위한 연산이 수행되는 제어부를 포함할 수 있다. 스마트 윈도우(smart window)는 일반적으로 전압이 인가되면 광의 투과성을 변화시켜 통과하는 광 또는 열의 양이 제어되는 표시 소자를 의미한다. 즉, 스마트 윈도우는 전압에 의해서 투명, 불투명 또는 반투명 상태로 변화될 수 있게 구비될 수 있으며, 이러한 스마트 윈도우는 쇼케이스, 인포메이션 윈도우, 차량의 윈도우, 차량의 헤드업 디스플레이 등에 적용 가능할 수 있다. 아울러, 표시 소자는 OLED(Organic Light Emitting Diode), LED(Light Emitting Diode), LCD(Liquid Crystal Display), 전기 변색 소자 등으로 마련될 수 있다. 다만, 표시 소자의 예가 전술한 예에 한정되는 것은 아니며, CLC(Cholesteric Liquid Crystal)와 결합되어 사용될 수 있음은 물론이다.
이하 차량에 스마트 윈도우 시스템이 적용된 경우를 예로 들어 발명의 실시 예에 대해 설명하도록 한다. 즉, 일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 시스템은 차량에 적용될 수 있으며, 스마트 윈도우 장치의 표시 소자는 입력 장치를 통해 상태가 조절될 수 있다. 보다 상세하게, 입력 장치를 통해 표시 소자의 투명도, 색상, 패턴, 그라데이션 및 스마트 윈도우에 표시되는 정보가 조절될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 시스템이 적용된 차량(10)의 예시도 이다.
도 1에 도시된 바를 참조하면, 차량(10)은 차량(10)의 외관을 형성하는 본체(11)와, 차량(10) 내부의 차량(10) 전방의 시야를 제공하는 전면 유리(12)와, 차량(10) 후방의 시야를 제공하는 후면 유리(13)와, 차량(10)을 이동시키는 차륜(14, 15)과, 차륜(14, 15)을 회전시키는 구동 장치(16)와, 차량(10) 내부를 외부로부터 차폐시키는 도어(17)와, 운전자에게 차량(10) 후방의 시야를 제공하는 사이드 미러(18, 19)를 포함할 수 있다.
전면 유리(12)는 본체(11)의 전방 상측에 마련되어 차량(10) 내부의 운전자가 차량(10) 전방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 하는 것으로서, 윈드 쉴드 글래스(windshield glass)라고도 한다.
후면 유리(13)는 본체(11)의 후방 상측에 마련되어 차량(10) 내부의 운전자가 차량(10) 후방의 시각 정보를 획득할 수 있도록 한다.
차륜(14, 15)은 차량(10)의 전방에 마련되는 전륜(14)과 차량(10)의 후방에 마련되는 후륜(15)을 포함하며, 구동 장치(16)는 본체(11)가 전방 또는 후방으로 이동하도록 전륜(14) 또는 후륜(15)에 회전력을 제공할 수 있다. 이와 같은 구동 장치(16)는 화석 연료를 연소시켜 회전력을 생성하는 엔진(engine) 또는 축전기(미도시)로부터 전원을 공급받아 회전력을 생성하는 모터(motor)를 채용할 수 있다.
도어(17)는 본체(11)의 좌측 및 우측에 회동 가능하게 마련되어 개방 시에 운전자가 차량(10)의 내부에 탑승할 수 있도록 하며, 폐쇄 시에 차량(10)의 내부를 외부로부터 차폐시킬 수 있다. 도어(17)에는 밖을 내다 보거나 밖에서 안을 볼 수 있는 측면 유리(20)가 설치될 수 있다. 실시 예에 따라 측면 유리(20)는 한쪽에서만 볼 수 있도록 마련될 수 있으며, 개폐 가능하도록 마련될 수 있다.
한편, 실시 예에 따라 차량(10) 본체(11)의 상면에는 선루프(30)가 마련될 수 있다. 전술한, 전면 유리(12), 후면 유리(13) 및 측면 유리(20)와 함께 차량(10)의 선루프(30)에는 개시된 발명에 따른 스마트 윈도우 시스템이 적용될 수 있다. 이에 상황에 따라 전면 유리(12), 후면 유리(13), 측면유리(20) 또는 선루프(30)의 상태(예를 들어, 색상, 투명도, 패턴, 그라데이션 또는 표시되는 정보 등)가 조절될 수 있다.
전면 유리(12), 후면 유리(13), 측면 유리(20) 및 선루프(30)는 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)라 지칭될 수 있다. 이하, 스마트 윈도우로 기능하도록 마련된 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)에 적용된 표시 소자의 구조에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 표시 소자(110)의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바를 참조하면, 표시 소자(110)는 제 1 기판(120-1)과, 제 1 기판(120-1)에 이웃하여 배치된 투명도 조절층(130)과, 투명도 조절층(130)에 이웃하여 배치된 제 2 기판(120-2)과, 제 2 기판(120-2)에 이웃하여 배치된 액정층(140)과, 액정층(140)에 이웃하여 배치된 제 3 기판(120-3)을 포함한다.
이하, A와 B가 이웃하여 배치되었다는 의미는 A(예를 들어 제 1 기판(120-1))가 B(예를 들어 투명도 조절층(130))의 상면 또는 하면에 결합되도록 배치된 경우를 포함할 수 있으며, 실시 예에 따라 A가 A와 B를 제외한 다른 구조물(예를 들어 제 1 전극(121-1)을 사이에 두고 B의 주위에 배치된 경우를 포함할 수 있다.
본 실시 예에 따른 표시 소자(110)는 전극이 각 층의 적어도 일면에 배치된 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 제 1 기판(120-1)의 일면에는 제 1 전극(121-1)이 배치되고, 제 1 기판(120-1)과 마주보는 제 2 기판(120-2)의 일면에는 제 2a 전극(121-2a)이 배치되고, 제 3 기판(120-3)과 마주보는 제 2 기판(120-2)의 일면에는 제2b 전극(121-2b)이 배치되고, 제 3 기판(120-3)의 일면에는 제 3 전극(121-3)이 배치될 수 있다.
또한, 제 1 전극(121-1) 측에는 투명도 조절층(130)에 마련된 액정 분자의 배향을 위한 제 1 배향막이 배치되고, 제 2a 전극(121-2a) 측에는 투명도 조절층(130)에 마련된 액정 분자의 배향을 위한 제 2a 배향막이 배치되고, 제 2b 전극(121-2b) 측에는 액정층(140)에 마련된 액정 분자의 배향을 위한 제 2b 배향막이 배치되고, 제 3 전극(121-3) 측에는 액정층(140)에 마련된 액정 분자의 배향을 위한 제 3 배향막이 배치될 수 있다.
여기서 제 1, 2, 3 기판(120-1, 120-2, 120-3)은 유연성을 갖는 글라스 또는 투명 플라스틱 재료로 이루어질 수 있다. 이 중 플라스틱 재료를 이용할 경우 박형, 경량의 표시 소자(110)를 구현할 수 있다. 또한, 이 경우 표시 소자(110)를 자유롭게 구부리거나 휠 수 있는 바 디자인의 자유로움을 바탕으로 다양한 분야의 새로운 기기에 적용할 수 있다.
제 1, 2a, 2b, 3 전극(121-1, 121-2a, 121-2b, 121-3)은 표시 소자(110)의 투과율을 높이기 위해 투명 전극을 사용할 수 있다. 이러한 투명 전극은 투명한 도전물질로 형성될 수 있으며, 투명한 도전물질의 예로는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide, ITO), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide, IZO), 알루미늄 도핑된 징크 옥사이드(Alujinum doped Zinc Oxide, ZAO) 등이 사용될 수 있다. 한편 실시 예에 따라, 투명 전극이 은 나노와이어를 포함하는 나노 소재, 구리를 포함하는 금속 소재, PeDOT를 포함하는 전도성 고분자 소재로 형성될 수 있음은 물론이다.
제 1, 2a 전극(121-1, 121-2a)은 각각 제 1 기판(120-1)과 제 2 기판(120-2)에 평행한 직선 형태로 배치될 수 있다. 이 때 두 전극은 서로 수직으로 교차되고 서로 교차되는 부분은 하나의 화소를 형성할 수 있다. 제 2b, 3 전극(121-2b, 121-3) 또한 제 2 기판(120-2)과 제 3 기판(120-3)에 각각 평행한 직선 형태로 배치될 수 있다. 이 때 두 전극은 서로 수직으로 교차되고 서로 교차되는 부분은 하나의 화소를 형성할 수 있다.
액정층(140)은 적색, 녹색 또는 청색 컬러 구현을 위해 마련되는 층으로, 제 2 기판(120-2)과 제 3 기판(120-3) 사이에 마련될 수 있다.
도 3은 일 실시 예의 일 예에 따른 액정층(140a)의 구조를 확대 도시한 도면이고, 도 4는 일 실시 예의 다른 예에 따른 액정층(140b)의 구조를 확대 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바를 참조하면, 액정층(140a)은 단일 층으로 마련될 수 있다. 액정층(140a)은 복수의 스페이서(141)에 의해 구획되어 복수의 서브셀(142)을 형성할 수 있으며, 각각의 서브셀(142)에는 콜레스테릭 액정이 수용될 수 있다.
도 4에 도시된 바를 참조하면, 액정층(140b)은 제 1층(140b-1)과 제 2층(140b-2)을 포함할 수 있으며, 제 1층(140b-1)과 제 2층(140b-2)은 버퍼층(140b-3)을 경계로 구획될 수 있다. 본 실시 예에 따른 액정층(140) 역시, 각각의 층들이 복수의 스페이서에 의해 구획되어 복수의 서브셀을 형성할 수 있으며 각각의 서브셀에는 콜레스테릭 액정이 수용될 수 있다. 이 때, 제 1층(140b-1)과 제 2층(140b-2)에는 각각 분자 비대칭성(chirality)이 서로 다른 콜레스테릭 액정이 수용될 수 있으며 결과적으로 보다 선명한 색상을 구현할 수 있다.
이하, 액정층(140)에 수용되는 콜레스테릭 액정 분자에 대해 보다 상세하게 설명한다.
액정층(140)은 네마틱 액정 분자에 주기적인 나선 구조를 유도하는 카이랄 도펀트(chiral dopant)를 혼합하여 형성된 콜레스테릭 액정 분자를 포함할 수 있다. 도 5는 일 실시 예에 따른 표시 소자(110)의 액정층(140)에 마련된 콜레스테릭 액정 분자의 예시도 이다.
도 5에 도시된 바를 참조하면, 콜레스테릭 액정 분자는 일정한 간격으로 분자의 꼬임을 반복하며 형성된다. 이 때 반복되는 길이를 피치(pitch, p)라 하는데, 콜레스테릭 액정 분자는 피치에 따라 광을 선택적으로 반사하는 특성을 가질 수 있다.
구체적으로, 콜레스테릭 액정 분사에 의해 반사되는 광의 반사 파장 대역은 피치(p)에 의해 결정될 수 있다. 반사가 최대가 되는 파장은 콜레스테릭 액정 분자의 평균 굴절률이 n일 때 λ=n·p로 정해질 수 있다. 여기서 피치(p)는 카이랄 도펀트의 함유 량에 따라 조절될 수 있으며, 카이랄 도펀트의 함유량이 많아질수록 피치(p)가 감소하여 반사 파장 대역이 낮아질 수 있다.
예를 들어, 반사가 되는 파장 대역이 380 내지 780 nm 범위(가시광선 영역) 내에 조절되도록 함으로써 색상을 구현할 수 있다. 구체적으로 약 380 내지 480 nm 범위 내의 광이 반사되도록 함으로써 청색을 구현할 수 있으며, 약 480 내지 510 nm 범위 내의 광이 반사되도록 함으로써 녹색을 구현할 수 있으며, 약 570 내지 780 nm 범위 내의 광이 반사되도록 함으로써 적색을 구현할 수 있다.
콜레스테릭 액정 분자는 나선의 꼬임 방향에 따라 광을 선택적으로 반사할 수도 있다. 다시 말해, 콜레스테릭 액정 분자의 카이랄 특성에 따라 광을 선택적으로 반사할 수 있다. 피치가 동일할 경우 동일 파장 대역의 광이 반사되며, 다만 반사되는 광의 방향이 상이한 바 보다 선명한 색상이 구현될 수 있다.
액정층(140)은 인가되는 전계에 따라 다양한 텍스처를 형성할 수 있다. 이러한 액정층(140)은 형성되는 텍스처에 따라 액정층(140)에 입사되는 광을 반사, 산란 또는 투과시킬 수 있다.
액정층(140)이 형성하는 텍스처의 종류는 크게 플레이너(planer), 포컬 코닉(focal conic) 및 호메오트로픽(homeotropic) 상태로 구분될 수 있다.
구체적으로, 액정층(140)은 전계가 없는 상태에서 플레이너와 포컬 코닉 상태로 존재할 수 있는 쌍안정성(Bistability)을 가지고 있으며, 이 경우 광을 반사하거나 산란시킬 수 있다. 이와 같은 액정층(140)의 콜레스테릭 액정은 포컬 코닉과 플레이너 상태 사이에서 스위칭 될 수 있다. 한편, 액정층(140)에 충분한 전계를 인가할 경우 광을 투과할 수 있는 호메오트로픽 상태로 전환될 수도 있다.
플레이너 상태는 콜레스테릭 액정의 나선 축이 표시 소자(110)의 전면과 실질적으로 수직하게 배열된 상태를 의미하고, 포컬 코닉 상태는 콜레스테릭 액정의 나선 축이 표시 소자(110)의 전면과 실질적으로 평행하게 배열된 상태를 의미한다.
예를 들어, 플레이너 상태의 콜레스테릭 액정에 전압을 인가하면 표시 소자(110)의 전면에 수직이었던 나선 축이 표시 소자(110)와 평행한 상태로 변화하여 콜레스테릭 액정들의 텍스쳐가 포컬 코닉 상태로 전환된다.
포컬 코닉 상태의 콜레스테릭 액정에 더 큰 전압을 인가하면 나선 구조가 풀어져 액정 분자들이 전기장 방향으로 배열되는 호메오트로픽 상태가 된다. 이 경우, 전기장을 서서히 제거하면 포컬 코닉 상태로 되돌아갈 수 있고, 전기장을 급격히 제거하면 플레이너 상태로 되돌아갈 수 있다.
이러한 액정층(140)의 각 상태를 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
도 6은 호메오트로픽 상태의 액정 배열을 나타낸 도면이다.
호메오트로픽 상태의 액정은 액정층(140)에 고 전계를 인가했을 때의 액정 배열로, 광을 투과시키는 특성을 갖는다.
도 7은 플레이너 상태의 액정 배열을 나타낸 도면이다.
플레이너 상태의 액정 배열은 호메오트로픽 상태의 액정에 인가된 고전계를 급격하게 낮추었을 때 발생되는 배열로, 플레이너 상태에서는 나선구조 축들이 모두 표시 소자(110)의 표면과 직각을 이루고 있다.
이 때, 나선 구조의 꼬임 정도를 조절하면, 다시 말해 피치의 길이를 조절하면 액정층(140)이 적색, 녹색 또는 청색 등의 서로 다른 파장 대역의 광을 반사하도록 마련할 수 있다.
구체적으로, 콜레스테릭 액정의 나선 구조 피치 길이를 조절하면 반사되는 광의 파장 대역을 결정할 수 있으며, 이에 콜레스테릭 액정의 나선 피치를 조절하여 반사되는 광의 색상을 조절할 수 있다.
도 8은 포컬 코닉 상태의 액정 배열을 나타낸다.
포컬 코닉 상태의 액정 배열은 호메오트로픽 상태의 액정에 인가된 고 전계를 천천히 낮추었을 때 발생되는 배열이며, 광을 산란시키는 특성을 갖는다.
포컬 코닉 상태에서 나선 구조는 뒤섞여 있을 수 있으며, 액정은 투명하므로 광은 액정을 투과할 수 있다.
투명도 조절층(130)은 표시 소자(110)를 투명 또는 불투명하게 구현하도록 마련될 수 있다. 투명도 조절층(130)에 전계가 인가되지 않을 경우 투명도 조절층(130)은 불투명 모드로 동작할 수 있다. 이 경우 표시 소자(110)의 액정층(140)에서 반사되는 광에 의해 구현되는 색상이 보다 선명하게 구현될 수 있다. 한편, 투명도 조절층(130)에 전계가 인가될 경우 투명도 조절층(130)은 투명 모드로 동작할 수 있다. 이 경우 표시 소자(110)는 투명한 상태로 구현될 수 있다.
투명도 조절층(130)은 블랙 다이와 콜레스테릭 액정을 포함할 수 있으며, 블랙 다이는 콜레스테릭 액정 분자와 함께 나선 구조를 형성하도록 배치될 수 있다.
콜레스테릭 액정 분자와 블랙 다이는 일정 간격으로 분자의 꼬임을 반복하며 형성되는데, 이 때 형성되는 피치에 따라 광이 선택적으로 반사될 수 있다. 보다 상세하게, 피치가 길게 형성될 경우 적외선 영역 대의 광이 반사되고 가시광선 영역 대의 광이 투명도 조절층(130) 내부로 입사될 수 있다. 가시 광선 영역대의 광은 투명도 조절층(130) 내부로 입사하여 블랙 다이에 의해 흡수될 수 있으며, 결과적으로 투명도 조절층(130)은 불투명 모드로 구현될 수 있다. 한편, 블랙 다이에 가시광선이 흡수되는 정도에 투명도 조절층(130)의 투명도가 결정될 수 있는데, 블랙 다이에 가시광선이 흡수되는 정도는 콜레스테릭 액정과 블랙 다이의 꼬임 구조에 의해 달라질 수 있다.
도 9는 일 실시 예에 따른 표시 소자(110)의 투명도 조절층(130)의 불투명 모드를 확대 도시한 도면이고, 도 10은 일 실시 예에 따른 표시 소자(110)의 투명도 조절층(130)의 투명 모드를 확대 도시한 도면이다.
도 9에 도시된 바를 참조하면, 투명도 조절층(130)에 전계가 인가되지 않을 경우 콜레스테릭 액정 분자(C)와 블랙 다이(B)는 플레이너 상태의 텍스처 구조를 형성할 수 있다. 즉, 콜레스테릭 액정 분자(C)와 블랙 다이(B)는 일정 간격으로 분자의 꼬임을 반복하며 형성될 수 있다. 이 때, 블랙 다이(B)와 콜레스테릭 액정 분자(C)에 의해 형성된 꼬임 구조는 도 5에 도시된 콜레스테릭 액정 분자에 의해 형성된 꼬임 구조에 비해 더 긴 피치 길이를 가질 수 있다.
구체적으로 블랙 다이(B)와 콜레스테릭 액정 분자(C)는 적외선 영역 대의 광을 반사하도록 그 꼬임 구조를 형성할 수 있다. 이러한 상태에서 광이 투명도 조절층(130)에 입사될 경우, 적외선 영역 대의 광은 표면에서 반사될 수 있으며 가시 광선 영역 대의 광은 내부로 입사될 수 있다. 가시광선 영역 대의 광이 입사되면, 입사된 가시 광선에 포함된 적색, 녹색, 청색 계열의 광이 꼬임 구조상에 마련된 블랙 다이(B)에 흡수되게 되며, 결과적으로 표시 소자(110)는 불투명 모드로 구현될 수 있다.
도 10에 도시된 바를 참조하면, 투명도 조절층(130)에 전계가 인가될 경우 콜레스테릭 액정(C)과 블랙 다이(B)는 호메오트로픽 상태의 텍스처 구조를 형성할 수 있다. 즉, 콜레스테릭 액정 분자(C)와 블랙 다이(B)의 꼬임 구조가 풀리게 된다.
이러한 상태에서 광이 투명도 조절층(130)에 입사될 경우 가시광선 영역 대의 광이 투명도 조절층(130) 내부로 입사하게 되며, 입사된 가시광선에 포함된 적색, 녹색, 청색 계열의 광이 꼬임 구조상에 마련된 블랙 다이(B)에 흡수되게 된다. 다만, 호메오트로픽 상태로 분자들이 배열되어 있는 경우, 블랙 다이(B)에는 소량의 가시광선만 흡수되게 되며, 결과적으로 표시 소자(110)는 투명 모드로 구현될 수 있다.
한편, 실시 예에 따라 표시 소자(110)는 터치 패널(155)과 프론트 라이트 패널(160)을 포함할 수 있다. 터치 패널(155)은 사용자의 터치를 입력 받기 위해 마련되는 층으로 제 3 기판(120-3)과 이웃하여 배치될 수 있다. 프론트 라이트 패널(160)은 외부 밝기가 낮을 경우를 대비해 마련된 층으로 터치 패널(155)과 이웃하여 배치될 수 있다. 실시 예에 따라 표시 소자(100)가 터치 패널(155)과 프론트 라이트 패널(160)을 포함하지 않을 수 있음은 물론이다.
다음으로, 스마트 윈도우 시스템의 실시 예에 대해 설명한다.
일 측면에 따른 스마트 윈도우 시스템의 표시 소자(110)는 입력 장치로부터 표시 소자(110)의 상태를 제어하기 위한 제어 명령을 입력 받아 그 상태가 제어될 수 있으며, 실시 예에 따라 센서부(260)에서 수집된 센서 값 정보에 기초해 그 상태가 제어될 수 있다.
표시 소자(110)는 스마트 폰과 같은 모바일 기기로부터 입력된 제어 명령에 기초해 상태가 제어될 수 있다. 표시 소자(110)는 차량(10) 내에 설치된 AVN 장치 또는 차량 조작부로부터 입력된 제어 명령에 기초해 상태가 제어될 수 있으며, 차량(10) 내에 마련된 센서들로부터 수집된 센서 값 정보에 기초해 상태가 제어될 수 있다. 실시 예에 따라, 모바일 기기의 화면은 차량(10)의 AVN 화면에 미러링 되어 표시될 수도 있으며, 이 경우 사용자는 모바일 기기 또는 AVN 장치를 통해 제어 명령을 입력할 수 있다.
한편, 표시 소자(110)는 표시 소자 제어부 외의 다른 제어부에서 결정된 제어 명령에 따라 상태가 제어되거나, 표시 소자 제어부에서 결정된 제어 명령에 따라 상태가 제어될 수 있다. 여기서 표시소자 제어부 외의 다른 제어부는 입력 장치의 제어부 이거나 스마트 윈도우 시스템이 설치된 차량(10)의 제어부 일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조해 스마트 윈도우 시스템의 실시 예에 대해 보다 상세하게 설명한다.
도 11은 모바일 기기(200)와 스마트 윈도우 장치(100)를 포함한 스마트 윈도우 시스템의 제어 블록도 이고, 도 12는 AVN 장치(220)와 스마트 윈도우 장치(100)를 포함한 스마트 윈도우 시스템의 제어 블록도 이고, 도 13은 차량 조작부(240)와 스마트 윈도우 장치(100)를 포함한 스마트 윈도우 시스템의 제어 블록도 이고, 도 14는 센서부(260)와 스마트 윈도우 장치(100)를 포함한 스마트 윈도우 시스템의 제어 블록도 이다.
도 11a 내지 도 11c에 도시된 바를 참조하면, 일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 시스템은 모바일 기기(200)와 스마트 윈도우 장치(100)의 표시 소자(110)를 포함할 수 있다. 표시 소자(110)는 모바일 기기(200)에서 입력 받은 제어 명령에 기초해 투명도가 제어될 수 있다.
표시 소자(110)는 복수 개의 표시 소자(110)를 포함할 수 있으며, 각각의 표시 소자(110)는 모바일 기기(200)로부터 입력된 제어 명령에 따라 상태가 조절될 수 있다. 이하, 표시 소자(110)가 제 1 내지 제 6 표시 소자(111, 112, 113, 114, 115, 116)를 포함하는 경우를 예로 들어 설명한다. 여기서, 제 1 표시 소자(111)는 차량(10)의 전면 유리(12)일 수 있으며, 제 2 내지 제 5 표시 소자(112, 113, 114, 115)는 차량(10)의 측면 유리일 수 있으며, 제 6 표시 소자(116)는 차량(10)의 후면 유리(13)일 수 있다.
표시 소자(110)는 표시 소자(110)에 인가되는 전원에 따라 상태가 제어될 수 있다. 표시 소자(110)의 상태는 표시 소자(110)의 투명도, 색상, 패턴, 그라데이션 및 표시 소자(110)에 표시되는 정보 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
일 예에 따르면, 표시 소자(110)의 투명도 조절층(130)에 전계가 인가될 경우 표시 소자(110)는 투명 모드로 구현될 수 있으며, 전계가 인가되지 않을 경우 표시 소자(110)는 불투명 모드로 구현될 수 있다. 동시에, 액정층(140)에 전계가 인가될 경우 표시 소자(110)는 특정 파장 대역의 가시광선을 반사함으로써 컬러감을 구현할 수 있으며, 전계가 인가되지 않을 경우 표시 소자(110)는 모든 파장 대역의 가시광선을 투과시킴으로써 투명 모드로 구현될 수 있다. 액정층(140)에 전계가 인가될 경우 반사되는 가시광선의 파장 대역은 액정층(140)에 포함되는 콜레스테릭 액정 분자(C)의 꼬임 구조에 의해 결정될 수 있음은 전술한 바와 같다.
제 1 내지 제 6 표시 소자(111, 112, 113, 114, 115, 116)는 각각 독립적으로 제어될 수 있다. 사용자는 모바일 기기(200)를 통해 제어 대상이 되는 표시 소자(110)를 선택함으로써 각각의 표시 소자(110)가 독립적으로 제어되도록 할 수 있다. 예를 들어, 차량(10) 유리의 투명도 조절과 관련해, 모바일 기기(200)의 입력에 따라 제 2 내지 제 6 표시 소자(112, 113, 114, 115, 116)의 투명도가 조절될 수 있으며, 다만 운전자의 시야를 방해하지 않도록 하기 위해 제 2 내지 제 6 표시 소자(112, 113, 114, 115, 116)와는 별도로 제 1 표시 소자(111)의 투명도는 조절되지 않을 수 있다.
표시 소자(110)는 도 11b에 도시된 바와 같이 모바일 기기(200)의 제어부(210)에서 결정된 명령에 따라 투명도가 제어될 수 있으며, 실시 예에 따라 도 11c에 도시된 바와 같이 스마트 윈도우 장치(100)의 제어부(180)에서 결정된 제어 명령에 따라 투명도가 제어될 수도 있다.
도 11b에 도시된 바를 참조하면, 모바일 기기(200)는 입력부(202), 표시부(204), 통신부(206), 메모리(208) 및 모바일 기기(200)의 제어부(210)를 포함할 수 있으며, 스마트 윈도우 장치(100)는 통신부(165) 및 표시 소자(110)를 포함할 수 있다. 이하, 모바일 기기(200)의 구성과 스마트 윈도우 장치(100) 등 다른 기기의 구성을 구별하기 위해 모바일 기기(200)의 입력부를 제 1 입력부(202)로, 표시부를 제 1 표시부(204)로, 통신부를 제 1 통신부(206)로, 메모리를 제 1 메모리(208)로, 모바일 기기(200)의 제어부를 제 1 제어부(210)로 지칭하고, 스마트 윈도우 장치(100)의 구성을 다른 기기의 구성들과 구별하기 위해 스마트 기기의 통신부를 제 2 통신부(165)로 지칭하도록 한다.
제 1 입력부(202)는 사용자로부터 표시 소자(110)에 대한 제어 명령을 입력 받을 수 있다. 제 1 입력부(202)는 사용자의 입력을 위해 하드키 방식, 근접 센서 방식, 또는 터치 패드(touch pad) 등과 같은 GUI(Graphic User Interface) 방식을 채용할 수 있다. 제 1 입력부(202)가 터치 패드(touch pad) 등과 같은 GUI(Graphic User Interface) 방식을 채용한 경우 제 1 입력부(202)는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel) 형태로 구현되어 제 1 표시부(204)와 일체로 마련될 수 있다.
제 1 표시부(204)는 표시 소자(110)에 대한 제어 화면을 표시하는 디스플레이 화면을 제공할 수 있다. 디스플레이 화면에 대해서는 관련 부분에서 후술하도록 한다.
제 1 표시부(204)는 음극선관(Cathode Ray Tube; CRT), 디지털 광원 처리(Digital Light Processing: DLP) 패널, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 패널, 전기 발광(Electro Luminescence: EL) 패널, 전기영동 디스플레이(Electrophoretic Display: EPD) 패널, 전기변색 디스플레이(Electrochromic Display: ECD) 패널, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널 또는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 패널 등으로 마련될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
제 1 메모리(208)는 제 1 제어부(210)의 제어에 따라 모바일 기기(200)를 구동하고 제어하기 위한 다양한 데이터, 프로그램 또는 어플리케이션을 저장할 수 있다.
제 1 메모리(208)는 모바일 기기(200)의 구동에 대응되는 입력 신호에 대한 정보와, 입력 신호에 대한 표시 소자(110)의 상태 정보를 저장할 수 있다. 보다 상세하게, 제 1 메모리(208)는 모바일 기기(200)의 제 1 입력부(202)에서 수신한 표시 소자(110)의 제어 명령에 대한 표시 소자(110)의 상태 정보를 저장할 수 있다.
제 1 메모리(208)는 스마트 윈도우 장치(100)의 제어를 위한 제어 프로그램, 제조사에서 최초로 제공되는 전용 어플리케이션 또는 외부에서 다운로드 받은 범용 어플리케이션에 대한 정보를 저장할 수 있으며, 어플리케이션과 관련된 UI(user interface), UI를 제공하기 위한 오브젝트(예를 들어, 이미지, 텍스트, 아이콘, 버튼 등), 사용자 정보 또는 관련 데이터 들을 저장할 수 있다.
제 1 메모리(208)는 제 1 제어부(210)의 롬(214), 램(216)을 포함하는 용어로 사용될 수 있으며, 제 1 메모리(208)는 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 하드 디스크 드라이브(HDD) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등을 포함할 수 있다.
제 1 통신부(206)는 제 1 제어부(210)의 제어에 따라 모바일 기기(200)를 스마트 윈도우 장치(100)와 연결시킬 수 있다. 제 1 통신부(206)는 입력부를 통해 입력된 사용자의 제어 명령을 스마트 윈도우 장치(100)에 전달할 수 있다. 여기서 제 1 통신부(206)를 통해 스마트 윈도우 장치(100)에 전달되는 제어 명령은 후술할 제 1 제어부(210)에 의해 가공된 것일 수 있다.
제 1 통신부(206)는 유선 이더넷(Ethernet), 무선 랜 및 근거리 통신 유닛 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 근거리 통신 유닛은, 블루투스(Bluetooth), 블루투스 저에너지(Bluetooth low energy), 적외선 통신(IrDA, infrared data association), 와이파이(Wi-Fi), UWB(Ultra Wideband) 및 NFC(Near Field Communication) 등을 포함할 수 있다.
제 1 제어부(210)는 프로세서(processor, 212), 모바일 기기(200)의 제어를 위한 제어 프로그램이 저장된 롬(ROM, 214) 및 모바일 기기(200)의 외부에서 입력되는 신호 또는 데이터를 저장하거나 모바일 기기(200)에서 수행되는 다양한 작업에 대응되는 저장 영역으로 사용되는 램(RAM, 216)을 포함할 수 있다.
제 1 제어부(210)는 모바일 기기(200)의 전반적인 동작 및 모바일 기기(200)의 내부 구성요소들 사이의 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 기능을 수행할 수 있다. 제 1 제어부(210)는 사용자로부터 표시 소자(110)에 대한 제어 명령이 입력되면 제 1 메모리(208)에 저장된 OS(Operation System) 및 다양한 어플리케이션을 실행할 수 있다.
프로세서(212)는 이미지 또는 비디오의 그래픽 처리를 위한 그래픽 프로세서(Graphic Processing Unit)을 포함할 수 있다. 제 1 제어부(210)는 제 1 제어부(210)와 전기적으로 연결되는 별개의 회로 기판에 그래픽 프로세서, 램(214) 및 롬(216)을 포함하는 그래픽 프로세싱 보드를 포함할 수도 있다.
제 1 제어부(210)는 제 1 입력부(202)를 통해 입력된 입력 명령에 기초해 표시 소자(110)의 투명도를 결정하고, 이를 스마트 윈도우 장치(100)에 전달하도록 제 1 통신부(206)를 제어할 수 있다.
스마트 윈도우 장치(100)의 제 2 통신부(165)는 제 1 통신부(206)로부터 표시 소자(110)를 제어하기 위한 제어 명령을 수신하고 이를 표시 소자(110)에 전달할 수 있다. 표시 소자(110)는 제 1 통신부(206)로부터 수신된 제어 명령에 따라 투명도가 제어될 수 있다.
한편, 도 11c에 도시된 바를 참조하면, 스마트 윈도우 장치(100)는 스마트 윈도우 장치(100)의 제어부(180)에서 결정된 제어 명령에 따라 투명도가 제어될 수 있다. 보다 상세하게, 스마트 윈도우 장치(100)는 통신부(165), 메모리(170), 표시소자 구동부(175), 표시 소자(110) 및 제어부(180)를 포함할 수 있다. 이하, 스마트 윈도우 장치(100)의 구성들을 다른 구성들과 구별하기 위해 스마트 윈도우 장치(100)의 통신부는 제 2 통신부(165)로, 메모리는 제 2 메모리(170)로, 제어부는 제 2 제어부(180)로 지칭하도록 한다. 또한, 제 2 통신부(165), 제 2 메모리(170), 제 2 제어부(180)와 관련해 전술한 모바일 기기(200)의 구성과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
제 2 통신부(165)는 제 2 제어부(180)의 제어에 따라 모바일 기기(200)의 제 1 통신부(206)를 통해 스마트 윈도우 장치(100)와 모바일 기기(200)를 연결할 수 있다. 제 2 통신부(165)는 모바일 기기(200)의 제 1 통신부(206)로부터 모바일 기기(200)의 제 1 입력부(202)를 통해 입력된 사용자의 입력 데이터를 전달 받을 수 있으며, 제 2 제어부(180)는 제 2 통신부(165)를 통해 전달 받은 데이터에 기초해 표시 소자(110)의 투명도를 결정할 수 있다.
제 2 제어부(180)는 프로세서(processor), 스마트 윈도우 장치(100)의 제어를 위한 제어 프로그램이 저장된 롬(ROM) 및 스마트 윈도우 장치(100)의 외부에서 입력되는 신호 또는 데이터를 저장하거나 스마트 윈도우 장치(100)에서 수행되는 다양한 작업에 대응되는 저장 영역으로 사용되는 램(RAM)을 포함할 수 있다.
제 2 제어부(180)는 스마트 윈도우 장치(100)의 전반적인 동작 및 스마트 윈도우 장치(100)의 내부 구성요소들 사이의 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 사용자로부터 표시 소자(110)에 대한 제어 명령이 입력되면, 제 2 제어부(180)는 메모리에 저장된 OS(Operation System) 및 다양한 어플리케이션을 실행할 수 있다.
제 2 제어부(180)는 모바일 기기(200)로부터 전달 받은 데이터에 기초해 표시 소자(110)의 투명도가 결정되면 표시 소자 구동부(175)에 이를 전달할 수 있으며, 표시 소자 구동부(175)는 표시 소자(110)에 인가되는 전원을 조절하여 표시 소자(110)의 투명도를 제어할 수 있다.
다음으로, 도 12a 내지 도 12b에 도시된 바를 참조하면, 다른 실시 예에 따른 스마트 윈도우 시스템은 AVN 장치(220)와 스마트 윈도우 장치(100)의 표시 소자(110)를 포함할 수 있다. 표시 소자(110)는 AVN 장치(220)를 통해 입력 받은 표시 소자(110)에 대한 제어 명령에 기초해 투명도가 제어될 수 있다. 실시 예에 따라 모바일 기기(200)의 디스플레이 화면이 AVN 장치(220)의 AVN 화면에 미러링 되어 표시될 수 있으며, 이 경우 표시 소자는 모바일 기기(200) 또는 AVN 장치(200)의 디스플레이 화면을 통한 제어 명령에 기초해 투명도가 제어될 수 있다.
표시 소자(110)는 도 12b에 도시된 바와 같이 AVN 장치(220)의 제어부(230)에서 결정된 명령에 따라 투명도가 제어될 수 있으며, 실시 예에 따라 도 12c에 도시된 바와 같이 스마트 윈도우 장치(100)의 제어부(180)에서 결정된 제어 명령에 따라 투명도가 제어될 수 있다.
도 12b에 도시된 바를 참조하면, AVN 장치(220)는 입력부(222), 표시부(224), 통신부(226), 메모리(228) 및 제어부(230)를 포함할 수 있으며, 스마트 윈도우 장치(100)는 통신부(165) 및 표시 소자(110)를 포함할 수 있다. 이하, 다른 장치의 구성과 구별하기 위해 AVN 장치(220)의 입력부(222), 표시부(224), 통신부(226), 메모리(228) 및 제어부(230)는 각각 제 2 입력부(222), 제 2 표시부(224), 제 3 통신부(226), 제 3 메모리(228) 및 제 3 제어부(230)로 지칭하고, 스마트 윈도우 장치(100)의 통신부(165)는 제 2 통신부(165)로 지칭하도록 한다.
AVN 장치(220)의 제 2 입력부(222)는 사용자로부터 표시 소자(110)에 대한 제어 명령을 입력 받을 수 있으며, 제 2 표시부(224)는 표시 소자(110)에 대한 제어 화면을 표시할 수 있다. 제 2 메모리(170)는 제 2 입력부(222)로부터 입력된 사용자의 제어 명령을 처리하기 위한 제어 프로그램, 어플리케이션 등을 저장할 수 있다. 제 3 제어부 제 2 입력부(222)를 통해 입력된 제어 명령에 기초해 표시 소자(110)의 투명도를 결정하고, 이를 스마트 윈도우 장치(100)에 전달하도록 제 3 통신부를 제어할 수 있다.
스마트 윈도우 장치(100)의 제 2 통신부(165)는 제 3 통신부(226)로부터 표시 소자(110)를 제어하기 위한 제어 명령을 수신하고 이를 표시 소자(110)에 전달할 수 있다. 표시 소자(110)는 제 3 통신부(226)로부터 수신된 제어 명령에 따라 투명도가 제어될 수 있다.
한편, 도 13c에 도시된 바를 참조하면 스마트 윈도우 장치(100)는 스마트 윈도우 장치(100)의 제어부(180)에서 결정된 제어 명령에 따라 투명도가 제어될 수 있다.
보다 상세하게, 스마트 윈도우 장치(100)는 제 2 통신부(165), 제 2 메모리(170), 표시소자 구동부(175), 표시소자 및 제 2 제어부(180)를 포함할 수 있다.
제 2 통신부(165)는 제 2 제어부(180)의 제어에 따라 AVN 장치(220)의 제 3 통신부(226)를 통해 스마트 윈도우 장치(100)와 AVN 장치(220)를 연결할 수 있다. 제 2 통신부(165)는 AVN 장치(220)의 제 3 통신부(226)로부터 AVN 장치(220)의 제 2 입력부(222)를 통해 입력된 사용자의 입력 데이터를 전달 받을 수 있으며, 제 2 제어부(180)는 제 3 통신부(226)를 통해 전달 받은 데이터에 기초해 표시 소자(110)의 투명도를 결정할 수 있다.
제 2 제어부(180)는 표시 소자(110)의 투명도가 결정되면 표시 소자 구동부(175)에 이를 전달할 수 있으며, 표시 소자 구동부(175)는 표시 소자(110)에 인가되는 전원을 조절하여 표시 소자(110)의 투명도를 제어할 수 있다.
다음으로, 도 13a 내지 도 13c에 도시된 바를 참조하면, 또 다른 실시 예에 따른 스마트 윈도우 시스템은 차량 조작부(240)와 스마트 윈도우 장치(100)의 표시 소자(110)를 포함할 수 있다. 차량 조작부(240)는 차량(10) 내에 설치된 다이얼 조작부, 버튼 조작부, 터치 패드 등을 포할 수 있으나, 차량 조작부(240)의 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 표시 소자(110)는 차량 조작부(240)를 통해 입력 받은 제어 명령에 기초해 투명도가 제어될 수 있다.
표시 소자(110)는 도 13b에 도시된 바와 같이 스마트 윈도우 장치(100) 외부에 마련된 제 4 제어부(250)에서 결정된 투명도에 따라 투명도가 제어될 수 있으며, 실시 예에 따라 도 13c에 도시된 바와 같이 스마트 윈도우 장치(100)의 제어부(180)에서 결정된 제어 명령에 따라 투명도가 제어될 수 있다.
도 13b에 도시된 바를 참조하면, 차량 조작부(240)는 사용자로부터 표시 소자(110)에 대한 제어 명령을 입력 받을 수 있으며, 이를 제 4 제어부(250)로 출력할 수 있다. 여기서 제 4 제어부(250)는 차량(10)의 제어부를 포함할 수 있다. 제 4 제어부(250)는 차량 조작부(240)에서 전달된 데이터를 기초로 표시 소자(110)의 투명도를 결정할 수 있으며, 결정된 투명도 정보를 표시 소자(110)에 전달할 수 있다.
표시 소자(110)는 제 4 제어부(250)에서 결정된 제어 명령에 따라 투명도가 제어될 수 있다.
한편, 도 12c에 도시된 바를 참조하면 스마트 윈도우 장치(100)는 스마트 윈도우 장치(100)의 제어부(180)에서 결정된 제어 명령에 따라 투명도가 제어될 수 있다. 보다 상세하게, 스마트 윈도우 장치(100)는 제 2 통신부(165), 제 2 메모리(170), 표시소자 구동부(175), 표시소자 및 제 2 제어부(180)를 포함할 수 있다.
제 2 통신부(165)는 제 2 제어부(180)의 제어에 따라 스마트 윈도우 장치(100)와 차량 조작부(240)를 연결할 수 있다. 제 2 통신부(165)는 차량 조작부(240)를 통해 입력된 사용자의 입력 데이터를 전달 받을 수 있으며, 제 2 제어부(180)는 차량 조작부(240)를 통해 전달 받은 데이터에 기초해 표시 소자(110)의 투명도를 결정할 수 있다.
제 2 제어부(180)는 표시 소자(110)의 투명도가 결정되면 표시 소자 구동부(175)에 이를 전달할 수 있으며, 표시 소자 구동부(175)는 표시 소자(110)에 인가되는 전원을 조절하여 표시 소자(110)의 투명도를 제어할 수 있다.
다음으로, 도 14a 및 도 14c에 도시된 바를 참조하면, 또 다른 실시 예에 따른 스마트 윈도우 시스템은 센서부(260)와 스마트 윈도우 장치(100)의 표시 소자(110)를 포함할 수 있다. 표시 소자(110)는 센서부(260)에서 수집된 센서 값 정보에 기초해 투명도가 제어될 수 있다. 여기서 센서부(260)는 조도 센서, 온도 센서, 거리 센서, 음성 센서 및 제스처 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 센서부(260)에 마련 가능한 센서의 종류가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다.
표시 소자(110)는 도 14b에 도시된 바와 같이 스마트 윈도우 장치(100) 외부에 마련된 제 5 제어부(270)에 의해 결정된 투명도에 따라 투명도가 제어될 수 있으며, 실시 예에 따라 도 14c에 도시된 바와 같이 스마트 윈도우 장치(100)의 제어부(180)에서 결정된 제어 명령에 따라 투명도가 제어될 수 있다.
도 14b에 도시된 바를 참조하면 센서부(260)는 미리 설정된 제 1 주기로 주위의 정보를 수집할 수 있으며, 수집된 센서 값 정보를 제 5 제어부(270)에 전달할 수 있다. 여기서, 제 5 제어부(270)는 차량(10)의 제어부일 수 있다.
예를 들어, 조도 센서는 차량(10) 외부의 조도 정보를 수집하고 이를 제 5 제어부(270)로 출력할 수 있다. 조도 센서는 CDS 센서와 같은 조도 센서를 포함할 수 있으나 사용 가능한 조도 센서의 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
조도 센서의 감지 결과 차량(10) 외부의 조도가 미리 설정된 제 1 기준 조도 이하이면, 표시 소자(110)의 색상이 미리 설정된 제 1 색상으로 전환될 수 있다. 실시 예에 따라 차량(10) 외부의 조도가 미리 설정된 제 1 기준 조도 이상이면, 표시 소자(110)의 색상이 미리 설정된 제 2 색상으로 전환될 수 있다. 실시 예에 따라 표시 소자(110)의 색상은 조도에 따라 연속적으로 변하도록 마련될 수도 있다.
온도 센서는 차량(10) 외부 또는 내부의 온도 정보를 수집하고 이를 제 5 제어부(270)로 출력할 수 있다. 열전쌍, 온도측정 저항체, 서미스터(NTC, PTC, CTR) 및 금속식 온도계와 같은 온도 센서가 온도 센서로서 기능할 수 있으나, 채용 가능한 온도 센서의 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
온도 센서의 감지 결과 차량(10) 외부 또는 내부 온도가 미리 설정된 제 1 기준 온도 이하이면, 표시 소자(110)의 색상이 청색 계열로 전환될 수 있다. 실시 예에 따라 차량(10) 외부 또는 내부 온도가 미리 설정된 제 1 기준 온도 이상이면, 표시 소자(110)의 색상이 적색 계열로 전환될 수 있다. 다만, 전환 가능한 색상의 예가 이에 한정되는 것은 아니며, 사용자의 설정에 의해 다양한 색상으로 전환 가능할 수 있다.
거리 센서는 차량(10)과 차량(10) 외부 물체의 거리 정보를 수집하고 이를 제 5 제어부(270)로 출력할 수 있다. 실시 예에 따라 거리 센서는 차량(10)과 차량(10)으로 접근하는 사람과의 거리 정보를 수집하고 이를 제 5 제어부(270)로 출력할 수도 있다. 거리 센서로는 적외선 거리 센서, 자연광 거리 센서, 초음파 거리 센서 등의 센서를 채용될 수 있으나 채용 가능한 거리 센서의 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
거리 센서의 감지 결과 물체가 차량(10)에 접근 중인 경우, 물체가 접근하는 방향의 표시 소자(110) 색상이 레드 계열로 전환될 수 있다. 실시 예에 따라 표시 소자(110)에 표시되는 색상의 전환과 함께 그 색상이 깜빡이도록 제어될 수도 있다. 또한, 거리 센서의 감지 결과 차량(10)으로부터 물체가 멀어질 경우, 표시소자에 표시되는 색상 또는 투명도가 조절될 수 있다.
실시 예에 따라 차량(10)이 정지 중인 경우를 전제로, 거리 센서의 감지 결과 차량(10)에 미리 등록된 사람이 접근 중인 경우, 표시 소자(110)가 투명하게 전환될 수 있다. 이에, 접근 중인 사람이 차량(10) 내부를 쉽게 확인할 수 있다. 반면 차량(10)에 여러 사람이 접근 중이며 그 중 등록되지 않은 사람이 포함될 경우, 표시 소자(110)가 불투명하게 전환될 수 있다. 차량(10)에 사람이 접근 중인 지 여부는 거리 센서에 의해 감지 가능하며, 차량(10)에 접근 중인 사람이 등록된 사람인지 여부는 별도의 안면 인식 센서 등을 설치함으로써 감지 가능할 수 있다.
음성 센서는 사용자의 음성 신호를 수집하여 이를 제 5 제어부(270)에 전달할 수 있다. 제 5 제어부(270)는 음성 센서로부터 전달 받은 음성 신호를 신호 처리하여 표시 소자(110)에 대한 사용자의 제어 명령을 인식할 수 있으며, 인식된 음성 명령에 따라 표시 소자(110)의 색상, 투명도 등을 조절할 수 있다.
예를 들어, 사용자로부터 "표시 소자(110) 레드 색상으로 전환"과 같은 음성 명령이 입력된 경우, 제 5 제어부(270)의 프로세서를 통해 수집된 음성 신호를 신호 처리하여 사용자의 제어 명령을 인식할 수 있으며, 제 5 제어부(270)는 인식된 명령을 기초로 표시 소자(110)에 표시 소자(110)의 색상을 레드 색상으로 전환시키기 위한 제어 명령을 출력할 수 있다.
제스처 센서는 사용자의 제스처 정보를 수집하고 이를 제 5 제어부(270)로 출력할 수 있다. 제스처 정보는 카메라와 같은 영상 촬영 장치를 이용해 수집할 수 있으나, 제스처 정보의 수집 방법이 이에 한정되는 것은 아니다. 사용자의 제스처 정보는 표시 소자(110)에 대한 제어 명령 정보를 포함할 수 있으며, 제 5 제어부(270)는 제스처 센서에서 수집된 제스처 정보를 처리하여 표시 소자(110)에 대한 제어 명령을 인식하고 표시 소자(110)에 제어 명령을 출력할 수 있다.
이하, 표시 소자(110)의 상태 제어 방식에 대해 구체적으로 설명한다.
도 15 내지 도 22는 모바일 기기(200)을 통한 표시 소자(110)의 상태 제어 방식을 도시한 도면이고, 도 21 내지 24는 AVN 장치(240)를 통한 표시 소자(110)의 상태 제어 방식을 도시한 도면이고, 도 25는 다이얼 조작부(240)를 통한 표시 소자(110)의 상태 제어 방식을 도시한 도면이다.
이하, 설명의 편의상 차량(10)의 윈도우(12, 13, 20)가 개시된 발명에 따른 표시 소자(110)로 마련된 경우를 예로 들어 설명할 것이며, 표시 소자(110)라는 용어와 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)라는 용어는 동일한 대상을 지칭할 수 있다.
도 15는 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)를 총괄적으로 제어하기 위한 모바일 기기(200) 화면을 도시한 도면이다. 도 13에 도시된 바를 참조하면, 모바일 기기(200) 화면은 모드 인디케이터 영역(A1), 모드 설정 영역(A2), 차량상태 표시 영역(A3), 투명도 설정 영역(A4), 색상 설정 영역(A5), 패턴 설정 영역(A6)으로 분할될 수 있다.
모드 인디케이터 영역(A1)은 현재 표시 소자(110)의 제어 모드에 대한 정보를 표시할 수 있다. 일 예에 따르면, 모드 인디케이터 영역(A1)은 프라이버시 모드, 극장 모드, 데이트 모드, 자동 모드, 수동 모드 등에 대한 정보를 표시할 수 있으나, 표시 가능한 표시 소자의 제어 모드의 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
모드 설정 영역(A2)은 모드 설정 버튼을 포함할 수 있다. 모드 설정 버튼을 클릭하면 모드 설정 화면이 표시될 수 있으며, 모드 설정 화면에는 선택 가능한 표시 소자(110)의 제어 모드의 예가 표시될 수 있다.
도 16은 모드 설정 화면(S1)의 일 예를 도시한 도면이다.
사용자가 모드 설정 버튼을 선택하면 모드 설정 화면(S1)이 표시될 수 있다. 이 때, 모드 설정 화면(S1)에는 설정 가능한 표시 소자(110)의 제어 모드 목록이 표시될 수 있다. 실시 예에 따라 제어 모드 목록에는 프라이버시 모드 설정 버튼, 극장 모드 설정 버튼 및 데이트 모드 설정 버튼이 표시될 수 있으며, 실시 예에 따라 자동 모드 설정 버튼, 조건 설정 버튼 등이 함께 표시될 수도 있다.
도 17은 모드 설정 화면(S1)에서 프라이버시 모드 버튼이 선택된 경우 프라이버시 모드 설정 화면(S2)을 도시한 도면이다.
도 17에 도시된 바를 참조하면, 프라이버시 모드 설정 화면(S2)에는 차량(10)의 모습이 표시될 수 있다. 다만, 실시 예에 따라 투명도 설정 막대, 컬러 피커 아이콘, 패턴 설정 막대 등이 함께 표시될 수 있다. 사용자는 프라이버시 모드로 설정하고자 하는 윈도우를 선택할 수 있으며, 선택된 윈도우는 프라이버시 모드로 전환될 수 있다.
도 18은 모드 설정 화면(S1)에서 자동 모드 설정 버튼이 선택된 경우 자동 모드 설정 화면(S3)의 예를 도시한 도면이다.
도 18의 (a)에 도시된 바를 참조하면, 자동 모드 설정 화면(S3)에는 자동 사생활 보호 버튼, 주행 방해 금지 버튼, 야간 주행 버튼 등이 표시될 수 있으며, 해당 버튼의 우측에는 해당 모드를 온/오프로 전환할 수 있는 온/오프 버튼이 함께 표시될 수 있다.
예를 들어, 사용자가 자동 사생활 보호 버튼을 클릭할 경우, 자동 사생활 보호 기능에 대한 기능 설명 화면(S4)이 표시될 수 있다. 도 18의 (b)에 도시된 바를 참조하면, 기능 설명 화면(S4)의 하단에는 온/오프 버튼이 마련될 수 있으며, 사용자는 온/오프 버튼을 통해 자동 사생활 보호 기능을 켜거나 끌 수 있다. 실시 예에 따라 자동 사생활 보호 버튼을 클릭하여 기능 설명 화면에 들어가지 않고, 자동 사생활 보호 버튼의 우측에 있는 온/오프 버튼을 통해 자동 사생활 보호 기능을 켜거나 끌 수 있음은 물론이다.
도 19는 모드 설정 화면에서 조건 설정 버튼이 선택된 경우, 조건 설정 화면(S5, S6)을 도시한 도면이다.
도 19의 (a)에 도시된 바를 참조하면, 메인 조건 설정 화면(S5)에는 주행 상태 버튼, 햇빛 정도 버튼, 실내 온도 버튼, 차량 방향 버튼이 표시될 수 있으나, 메인 조건 설정 화면(S5)에 표시 가능한 버튼의 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 사용자는 여러 조건 설정 버튼들 중 하나의 버튼을 클릭하여 조건에 따른 윈도우 설정 방식을 지정할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 실내 온도 버튼을 클릭하면, 도 19의 (b)에 도시된 바와 같은 보조 조건 설정 화면(S6)이 표시될 수 있다. 도 19의 (b)에 도시된 바와 같은 보조 조건 설정 화면(S6)을 통해 사용자는 실내 온도 25도 이상 시 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)의 제어 조건을 세부적으로 설정할 수 있다.
차량 상태 표시 영역(A3)은 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)의 현재 상태를 표시할 수 있다. 일 예에 따르면 차량 상태 표시 영역(A3)에는 차량(10) 전체 모습과 함께 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)의 현재 상태가 표시될 수 있다.
투명도 설정 영역(A4)에는 투명도 설정 막대가 표시될 수 있다. 투명도 설정 막대가 (+)방향으로 조절되면 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)의 투명도가 증대될 수 있으며, 투명도 설정 막대가 (-)방향으로 조절되면 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)의 투명도가 낮아질 수 있다. 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)의 투명도가 증대될 경우 외부 광이 차량(10) 내부로 입사되어 차량(10) 내부의 조도가 증가할 수 있으며, 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)의 투명도가 낮아질 경우 외부 광이 차단되어 차량(10) 내부의 조도가 감소될 수 있다.
색상 설정 영역(A5)은 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)의 색상을 설정하는 영역으로, 컬러 피커 아이콘이 표시될 수 있다. 사용자가 컬러 피커 아이콘을 선택하면 해당 아이콘이 확대되어 표시될 수 있으며, 사용자는 확대된 컬러 피커 아이콘을 통해 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)의 색상을 조절할 수 있다.
패턴 설정 영역(A6)은 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)의 패턴을 선택하기 위한 영역으로, 패턴 설정 막대가 표시될 수 있다. 사용자는 패턴 설정 막대를 좌우로 드래그하여 다양한 패턴을 제공받을 수 있으며, 여러 패턴들 중 하나의 패턴을 선택하여 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)에 적용될 패턴을 결정할 수 있다.
사용자는 전술한 투명도 설정 영역(A4), 색상 설정 영역(A5), 패턴 설정 영역(A6)을 통해 전체 표시 소자(110: 111, 112, 113, 114, 115, 116)를 동시에 제어하거나, 각각의 표시 소자(111, 112, 113, 114, 115, 116)들을 개별적으로 제어할 수도 있다.
도 20 내지 도 22는 도 15의 내용을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)의 투명도 조절 화면을 도시한 도면이다.
도 20의 (a)에 도시된 바를 참조하면, 특정 윈도우를 설정하지 않고 투명도 설정 막대를 상하로 조절할 경우, 차량(10) 전체 윈도우의 투명도가 조절될 수 있다. 도 20의 (a)에서는 투명도 설정 막대가 (-)방향으로 조절된 경우로, 이 경우 차량(10) 전체 윈도우의 투명도가 낮아질 수 있다.
도 20의 (b)에 도시된 바를 참조하면, 차량(10)의 여러 윈도우 중 선루프를 선택하면, 선루프에 대한 투명도 조절 화면(S7)이 표시될 수 있다. 투명도 조절 화면(S7)에는 투명도 조절 대상과, 투명도 설정 막대가 표시될 수 있다. 다만 실시 예에 따라 조절 대상의 색상을 선택하도록 마련된 컬러 피커와, 조절 대상의 패턴을 설정하도록 마련된 패턴 설정 막대가 함께 표시될 수도 있다.
사용자는 투명도 설정 막대를 상하로 조절하여 선루프의 투명도를 조절할 수 있다. 전술한 바와 같이 투명도 설정 막대가 (+)방향으로 조절되면 선루프의 투명도가 증대될 수 있으며, 투명도 설정 막대가 (-)방향으로 조절되면 선루프의 투명도가 낮아질 수 있다.
도 21는 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)의 패턴 설정 화면을 도시한 도면이다.
도 21의 (a)에 도시된 바를 참조하면, 특정 윈도우를 설정하지 않고 패턴을 설정할 경우, 전체 윈도우에 대한 패턴이 설정될 수 있다. 도 21의 (a)에서는 타일 형태의 패턴이 선택된 경우로, 이 경우 차량(10) 전체 윈도우의 패턴이 타일 형태로 변경될 수 있다.
도 21의 (b)에 도시된 바를 참조하면, 차량(10)의 여러 윈도우 중 선루프를 선택할 경우 선루프에 대한 패턴 설정 화면(S8)이 표시될 수 있다. 선루프에 대한 패턴 설정 화면(S8)에는 패턴 설정 대상과, 패턴 조절 막대가 표시될 수 있다. 다만 실시 예에 따라 투명도 설정 막대와, 컬러 피커가 함께 표시될 수도 있다.
사용자는 패턴 조절막대를 좌우로 드래그하여 다양한 패턴들을 제공 받을 수 있다. 실시 예에 따라 패턴 조절 막대에는 다양한 형태의 그라데이션 패턴들이 함께 제공될 수 있다. 사용자는 다양한 패턴들 중 하나의 패턴을 선택하여 선루프에 적용될 패턴을 결정할 수 있다.
도 22는 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)의 색상 선택 화면을 도시한 도면이다.
도 22의 (a)에 도시된 바를 참조하면, 색상 선택 화면의 컬러 피커 아이콘이 선택되면 해당 아이콘이 확대되어 표시될 수 있다. 사용자는 컬러 피커에서 특정 색상을 선택하여 전체 윈도우에 대한 색상을 설정할 수 있다.
도 22의 (b)에 도시된 바를 참조하면, 차량(10)의 여러 윈도우 중 선루프를 선택하면, 선루프에 대한 색상 설정 화면(S9)이 표시될 수 있다. 색상 설정 화면(S9)에는 색상 설정 대상과, 컬러 피커가 표시될 수 있다. 다만, 실시 예에 따라 투명도 설정 막대와, 패턴 설정 막대가 함께 표시될 수도 있다. 사용자는 컬러 피커로부터 하나의 색상을 선택함으로써 선루프에 적용된 색상을 결정할 수 있다.
다음으로, AVN 장치(240)를 통한 표시 소자(110)의 상태 제어 방식을 설명한다.
도 23은 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)를 총괄적으로 제어하기 위한 AVN 화면(S10)을 도시한 도면이다. 도 21에 도시된 바를 참조하면 AVN 화면(S10)은 윈도우 투명도 설정 버튼, 색상 설정 버튼, 패턴 설정 버튼, 모드 설정 버튼을 포함할 수 있으며, 실시 예에 따라 그라데이션 설정 버튼을 더 포함할 수 있다. 사용자는 여러 버튼들 중 하나를 선택하여 차량 윈도우(12, 13, 20, 30)의 상태를 제어할 수 있다.
도 24는 색상 설정 버튼이 선택된 경우, 색상 설정 화면(S11)의 예를 도시한 도면이다. 도 23에 도시된 바를 참조하면, 색상 설정 화면(S11)은 화면 좌측에 색상 설정이 가능한 대상 목록이 표시될 수 있으며, 화면 우측에 컬러 피커와 설정 대상의 모습이 표시될 수 있다. 사용자는 화면 좌측에 마련된 목록을 통해 설정 대상을 선택할 수 있으며, 컬러 피커를 통해 설정 대상의 색상을 선택할 수 있다.
도 25는 패턴 설정 버튼이 선택된 경우, 패턴 설정 화면(S12)의 예를 도시한 도면이다. 도 25에 도시된 바를 참조하면, 패턴 설정 화면(S12)은 화면 좌측에 패턴 설정이 가능한 대상 목록이 표시될 수 있으며, 화면 우측에 패턴 리스트와 설정 대상의 모습이 표시될 수 있다. 사용자는 화면 좌측에 마련된 목록을 통해 설정 대상을 선택할 수 있으며, 패턴 리스트를 통해 설정 대상의 패턴을 선택할 수 있다.
도 26은 모드 설정 버튼이 선택된 경우, 모드 설정 화면(S13)의 예를 도시한 도면이다. 도 26에 도시된 바를 참조하면, 모드 설정 화면(S13)은 화면 좌측에 모드 설정 방식에 대한 목록이 표시될 수 있으며, 화면 우측에는 해당 모드를 시각적으로 표시할 수 있도록 차량(10)의 모습이 표시될 수 있다. 사용자는 화면 좌측에 제공되는 목록을 선택하여 모드를 설정할 수 있으며, 화면 우측에 마련된 미리 보기 화면을 통해 설정된 모드에 따른 윈도우 설정 방식을 확인할 수 있다.
도 27은 다이얼 조작부(240)를 통한 표시 소자(110)의 상태 제어 방식을 도시한 도면이다. 이하, 설명의 편의상 차량 조작부(240)의 일 예로 다이얼 조작부(240)를 통한 표시 소자(110)의 상태 제어 방식을 설명하도록 한다.
도 27에 도시된 바를 참조하면, 다이얼 조작부(240)는 상하좌우(d1, d2, d3, d4) 틸팅 조작이 가능하도록 마련될 수 있으며, 시계 방향(R1) 또는 반시계 방향(R2)으로 회전 가능하도록 마련될 수 있다. 사용자는 다이얼 조작부(240)를 상하좌우로 틸팅 하여 투명도, 색상 등을 조절할 수 있으며, 실시 예에 따라 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 조작 하여 투명도, 색상 등을 조절할 수도 있다.
표시 소자(110)는 도 2 내지 도 10에서 설명한 구성 외에 다양한 형태로 변형 가능할 수 있으며, 이하 표시 소자(110)의 다양한 변형 예에 대해 살펴본다.
도 28은 일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 장치(100)에 마련된 표시 소자(110a)의 다른 예를 도시한 도면이고, 도 29는 일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 장치(100)에 마련된 표시 소자(110b)의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 28에 도시된 바에 따른 표시 소자(110a)는 제 1 기판(120-1)과, 제 1 기판(120-1)에 이웃하여 배치된 투명도 조절층(130)과, 투명도 조절층(130)에 이웃하여 배치된 제 2 기판(120-2)과, 제 2 기판(120-2)에 이웃하여 배치된 액정층(140a)과, 액정층(140a)에 이웃하여 배치된 제 3 기판(120-3)을 포함할 수 있다. 도 29에 도시된 바에 따른 표시 소자(110b)는 제 1 기판(120-1)과, 제 1 기판(120-1)에 이웃하여 배치된 투명도 조절층(130)과, 투명도 조절층(130)에 이웃하여 배치된 제 2 기판(120-2)과, 제 2 기판(120-2)에 이웃하여 배치된 액정층(140b)과, 액정층(140b)에 이웃하여 배치된 제 3 기판(120-3)을 포함할 수 있다. 이하, 도 28 및 도 29에 따른 표시 소자(110a, 110b)의 제 1기판(120-1)과, 투명도 조절층(130)과, 제 2 기판(120-2)과, 제 3 기판(120-3)에 대한 내용은 도 2에서 설명한 것과 실질적으로 동일하며, 이하 도 2에 도시된 표시 소자(110)와의 차이를 중심으로 설명하도록 한다.
도 28 및 도 29에 도시된 표시 소자(110a, 110b)는 각각의 액정층(140a, 140b)들이 복수 개로 마련된 점에 있어서 도 2에 도시된 표시 소자(110)와 차이가 있다. 구체적으로, 각각의 표시 소자(110a, 110b)에 마련된 복수 개의 액정층(140a, 140b)은 표시 소자(110)의 전면을 기준으로 수직 방향으로 적층된 구조를 가진다.
도 28에 도시된 바를 참조하면, 액정층(140a)은 제 1 파장 대역의 광을 반사하는 제 1 액정층(140-1a)과, 제 2 파장 대역의 광을 반사하는 제 2 액정층(140-2a)을 포함할 수 있으며, 제 1 액정층(140-1a)과 제 2 액정층(140-2a) 사이에는 제 4 기판(120-4a)이 배치될 수 있다.
여기서 제 1 액정층(140-1a)과, 제 2 액정층(140-2a)은 각각 적색, 녹색, 청색 계열의 광 중 적어도 하나의 파장 대역을 갖는 광을 반사할 수 있다. 예를 들어, 제 1 액정층(140-1a)은 적색 파장 대역의 광을 반사할 수 있으며, 제 2 액정층(140-2a)은 녹색 파장 대역의 광을 반사할 수 있다.
도 29에 도시된 바를 참조하면, 액정층(140b)은 제 1 파장 대역의 광을 반사하는 제 1 액정층(140-1b)과, 제 2 파장 대역의 광을 반사하는 제 2 액정층(140-2b)과, 제 3 파장 대역의 광을 반사하는 제 3 액정층(140-3b)을 포함할 수 있으며, 제 1 액정층(140-1b)과 제 2 액정층(140-2b) 사이에는 제 4 기판(120-4b)이 배치될 수 있으며, 제 2 액정층(140-2b)과 제 3 액정층(140-3b) 사이에는 제 5 기판(120-5b)이 배치될 수 있다.
도 28 및 도 29에 따른 표시 소자(110b)는 서로 다른 파장 대역의 광을 반사하는 두 개 또는 세 개의 액정 층이 수직으로 적층된 구조를 취함으로써 도 2에 따른 표시 소자(110)에 비해 보다 다양한 색상을 구현할 수 있다.
도 30은 일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 장치(100)에 마련된 표시 소자(110c)의 또 다른 예를 도시한 도면이고, 도 31는 일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 장치(100)에 마련된 표시 소자(110d)의 또 다른 예를 도시한 도면이다.
도 30에 도시된 바에 따른 표시 소자(110c)는 제 1 기판(120-1)과, 제 1 기판(120-1)에 이웃하여 배치된 투명도 조절층(130)과, 투명도 조절층(130)에 이웃하여 배치된 제 2 기판(120-2)과, 제 2 기판(120-2)에 이웃하여 배치된 액정층(140c)과, 액정층(140c)에 이웃하여 배치된 제 3 기판(120-3)을 포함할 수 있다. 도 31에 도시된 바에 따른 표시 소자(110d)는 제 1 기판(120-1)과, 제 1 기판(120-1)에 이웃하여 배치된 투명도 조절층(130)과, 투명도 조절층(130)에 이웃하여 배치된 제 2 기판(120-2)과, 제 2 기판(120-2)에 이웃하여 배치된 액정층(140d)과, 액정층(140d)에 이웃하여 배치된 제 3 기판(120-3)을 포함할 수 있다. 이하, 도 30 및 도 31에 따른 표시 소자(110c, 110d)의 제 1기판(120-1)과, 투명도 조절층(130)과, 제 2 기판(120-2)과, 제 3 기판(120-3)에 대한 내용은 도 2에서 설명한 것과 실질적으로 동일하며, 이하 도 2에 도시된 표시 소자(110)와의 차이를 중심으로 설명하도록 한다.
도 30 및 도 31에 도시된 바에 따른 표시 소자(110c, 110d)는 액정층(140c, 140d)이 단일 층으로 마련된 점에서 도 2에 따른 표시 소자(110)와 유사한 점이 있으나, 액정층(140c, 140d)이 복수 개로 마련된 점에 있어서 도 2에 따른 표시 소자(110c, 110d)와 차이가 있다. 다시 말해, 도 30 및 도 31에 도시된 바에 따른 표시 소자(110c, 110d)는 복수의 액정층(140)이 표시 소자(110)의 전면을 기준으로 수평 방향으로 배열된 구조를 가진다.
도 30에 도시된 바를 참조하면, 액정층(140c)은 제 1 파장 대역의 광을 반사하는 제 1 액정층(140-1c)과, 제 2 파장 대역의 광을 반사하는 제 2 액정층(140-2c)과, 제 3 파장 대역의 광을 반사하는 제 3 액정층(140-3c)을 포함할 수 있으며, 각각의 액정층(140-1c, 140-2c, 140-3c)은 표시 소자(110c)의 전면을 기준으로 수평 방향으로 배열될 수 있다.
제 1 액정층(140-1c)과, 제 2 액정층(140-2c)과, 제 3 액정층(140-3c)은 각각 적색, 녹색, 청색 계열의 광 중 적어도 하나의 파장 대역을 갖는 광을 반사할 수 있다. 예를 들어, 제 1 액정층(140-1c)은 적색 파장 대역의 광을 반사할 수 있으며, 제 2 액정층(140-2c)은 녹색 파장 대역의 광을 반사할 수 있으며, 제 3 액정층(140-3c)은 청색 파장 대역의 광을 반사할 수 있다.
도 31에 도시된 바를 참조하면, 액정층(140d)은 제 1 파장 대역의 광을 반사하는 제 1 액정층(140-1d)과, 제 2 파장 대역의 광을 반사하는 제 2 액정층(140-2d)과, 제 3 파장 대역의 광을 반사하는 제 3 액정층(140-3d)과, 제 4 파장 대역의 광을 반사하는 제 4 액정층(140-4d)을 포함할 수 있으며, 각각의 액정층(140-1d, 140-2d, 140-3d, 140-4d)은 표시 소자(110d)에 평행한 가상의 면을 기준으로 수평 방향으로 배열될 수 있다.
제 4 액정층(140-4d)은, 적색, 녹색 및 청색 계열 외의 다른 파장 대역의 광을 반사할 수 있다. 예를 들어, 제 4 액정층(140-4d)은 황색 또는 백색 파장 대역의 광을 반사할 수 있으며, 제 4 액정층(140-4d)에서 반사 가능한 광의 파장 대역의 예가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다.
도 30 및 도 31에 따른 표시 소자(110d)는 서로 다른 파장 대역의 광을 반사하는 복수 개의 액정 층이 수평으로 배열된 구조를 취함으로써 도 2에 따른 표시 소자(110)에 비해 보다 다양한 색상을 구현할 수 있다.
다음으로, 일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 장치(100)에 마련된 표시 소자(110)의 전극 구조의 다양한 변형 예에 대해 도 32 내지 도 34을 참조해 설명하도록 한다.
도 32는 기판 표면에 형성된 전극 구조의 일 변형 예를 도시한 도면이고, 도 33은 도 32에 도시된 전극 구조의 단면을 도시한 도면이고, 도 34는 전극 구조의 다양한 변형 예를 도시한 도면이다.
전술한 실시 예에서는 전극 구조가 투명도 조절층(130) 또는 액정층(140)의 상/하에 배치된 경우를 전제로 설명하였다. 다시 말해, 트위스티드 네마틱(TN: Twisted Nematic) 방식이 적용되는 경우에 대해 설명하였다. 트위스티드 네마틱 방식은 두 기판 사이에 각각 전극을 설치하고 액정 분자가 90도 트위스트되도록 배열한 다음 전극에 전압을 가하여 액정 분자를 구동하는 기술이다. 트위스티드 네마틱 방식은 우수한 콘트라스트(contrast)와 색상 재현성을 제공하지만, 시야각이 좁은 문제가 있었다.
이러한, TN 방식의 시야각 문제에 대응하기 위해, 개시된 발명에 따른 표시 소자(110)에는 도 32에 도시된 바와 같이 IPS (In-Plane Switching) 방식의 전극(121a) 구조가 적용될 수 있다. IPS 방식은 하나의 기판 상에 두 개의 전극(121a)을 형성하고 두 전극(121a) 사이에 발생하는 횡전계로 액정의 방향자를 조절하는 방식의 하나로, 이와 같이 전극(121a)을 수평으로 배치한 구조를 채용할 경우 콜레스테릭 액정 분자(C)의 회전 거리가 짧아져 회전 속도를 개선할 수 있다.
실시 예에 따라 전극(121a) 구조는 이중 스파이럴 구조로 마련될 수 있다. 전극(121a) 구조를 이중 스파이럴 구조로 형성할 경우 넓은 방향에 대해 콜레스테릭 액정 분자(C)를 배향할 수 있어 시야각을 90도 이상으로 개선할 수 있다.
한편, 실시 예에 따라 개시된 발명에 따른 표시 소자(110)는 IPS 방식과 함께 FFS (Fringe Field Switching)방식으로 구동될 수 있다. 구체적으로, 도 31에 도시된 바를 참조하면 전극(121a)은 기판 표면에 돌출되도록 형성될 수 있으며, 기판 내부에는 공통 전극(121b)이 배치될 수 있다. 전극(121a)을 돌출 구조로 형성할 경우 돌출된 전극(121a) 사이에 필드가 강해져 구동 전압을 낮출 수 있다. 즉, 전극(121a)간 간격이 상대적으로 좁게 형성되게 되어 전극(121a) 간 프린지 필드가 형성될 수 있으며, 전극(121a)간 형성된 프린지 필드에 의해 액정 분자들이 동작할 수 있다.
한편 실시 예에 따라 전극의 돌출 구조는 다양한 형상으로 마련될 수 있다. 도 34에 도시된 바를 참조하면, 전극의 돌출 구조는 둥근 형상으로 마련될 뿐만 아니라, 직사각형 모양으로 각이 진 형태(121c), 사다리꼴 모양으로 각이 진 형태(121d), 삼각형 모양으로 각이 진 형태(121e)로 마련될 수 있다. 전극의 돌출 구조는 전극을 지지하는 폴리머의 형상을 다양하게 마련함으로써 형성 가능할 수 있다.
한편, 스마트 윈도우 장치의 표시 소자는 액정층의 광학 특성을 개선하도록 마련된 양자층을 더 포함할 수 있다. 이하, 양자층을 더 포함하는 표시 소자의 변형 예에 대해 설명한다.
도 35은 다른 실시 예에 따른 스마트 윈도우 장치(100a)에 마련된 표시 소자(110e)의 일 예를 도시한 도면이다.
도 35에 도시된 바를 참조하면, 표시 소자(110e)는 제 1 기판(120-1)과, 제 1 기판(120-1)에 이웃하여 배치된 액정층(140e)과, 액정층(140e) 에 이웃하여 배치된 제 2 기판(120-2)과, 제 2 기판(120-2)에 이웃하여 배치된 양자층(150e)과, 양자층(150e)에 이웃하여 배치된 제 3 기판(120-3)을 포함한다.
본 실시 예에 따른 표시 소자(110e)는 전극이 각 층의 상/하에 배치된 구조를 가질 수 있다. 이하, 전극 구조와 관련해 도 2와 중복되는 설명은 생략하도록 한다. 실시 예에 따라 표시 소자(110e)의 전극 구조는 전극이 각 층의 상/하에 배치된 구조 대신, 전극이 기판의 각 층에 수평으로 배치된 구조를 채용할 수도 있다. 즉, IPS 방식, FFS 방식 또는 IPS/FFS 방식의 전극 구조가 채용되어 표시 소자(110e)의 구동 속도를 개선할 수 있다. 전극 구조의 변형 예와 관련해 도 32 내지 도 34와 중복되는 설명은 생략하도록 할 것이며, 설명의 편의상 전극이 각 층의 상/하에 배치된 구조를 가지는 경우를 전제로 설명하도록 한다.
액정층(140e)은 적색, 녹색 또는 청색 컬러 구현을 위해 마련되는 층으로 제 1 기판(120-1)과 제 2 기판(120-2) 사이에 마련될 수 있다.
액정층(140e)은 단일 층으로 마련될 수 있으며, 이 경우 액정층(140e)은 도 3 및 도 4와 관련된 부분에서 설명한 바와 같은 구조를 가질 수 있다. 이하, 도 3 및 4에 대한 설명과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
액정층(140e)은 복수의 층으로 마련될 수도 있다. 이 경우, 복수의 액정층(140e)은 표시 소자(110)를 기준으로 상하 방향으로 적층된 구조를 가지거나, 표시 소자(110)에 평행한 가상의 면을 기준으로 수평 방향으로 배열된 구조를 가질 수 있다. 액정층(140e)이 복수의 층으로 마련된 경우와 관련해, 전술한 바와 중복되는 설명은 생략하도록 할 것이며, 이하 복수의 액정층(140e)이 수평 방향으로 배열된 구조를 가지는 경우를 전제로 설명하도록 할 것이다.
액정층(140e)은 복수 개의 액정층(140-1e, 140-2e, 140-3e)이 표시 소자(110e)에 평행한 가상의 면을 기준으로 수평 방향으로 배열된 구조를 가질 수 있다. 이러한 액정층(140e)은 제 1 파장 대역의 광을 반사하는 제 1 액정층(140-1e)과, 제 2 파장 대역의 광을 반사하는 제 2 액정층(140-2e)과, 제 3 파장 대역의 광을 반사하는 제 3 액정층(140-3e)을 포함할 수 있다.
제 1 액정층(140-1e)과, 제 2 액정층(140-2e)과, 제 3 액정층(140-3e)은 각각 적색, 녹색, 청색 계열의 광 중 적어도 하나의 파장 대역을 갖는 광을 반사할 수 있다. 예를 들어, 제 1 액정층(140-1e)은 적색 파장 대역의 광을 반사할 수 있으며, 제 2 액정층(140-2e)은 녹색 파장 대역의 광을 반사할 수 있으며, 제 3 액정층(140-3e)은 청색 파장 대역의 광을 반사할 수 있다.
실시 예에 따라 액정층(140e)은 제 4 파장 대역의 광을 반사하는 제 4 액정층을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 제 4 액정층은 적색, 녹색 및 청색 계열의 광 외에 다른 파장 대역을 가지는 광을 반사할 수 있다.
양자층(150e)은 액정층(140e)의 광학 특성 개선을 위해 마련되는 층으로, 제 2 기판(120-2)과 제 3 기판(120-3) 사이에 배치될 수 있다. 한편, 실시 예에 따라 제 1 기판(120-1)과 제 2 기판(120-2) 사이에 양자층(150e)이 마련되고, 제 2 기판(120-2)과 제 3 기판(120-3) 사이에 액정층(140e)이 마련될 수도 있다.
양자층(150e)은 액정층(140e)의 구조에 맞게 패터닝될 수 있다. 본 실시 예에서는 액정층(140e)이 표시 소자(110e)에 평행한 가상의 면을 기준으로 수평 방향으로 배열된 구조를 가지는 경우로, 도 33에 도시된 바를 참조하면 양자층(150e) 역시 표시 소자(110e)에 평행한 가상의 면을 기준으로 수평 방향으로 배열된 구조를 가질 수 있다. 보다 상세하게, 제 1, 2, 3 액정층(140-1e, 140-2e, 140-3e)은 표시 소자(110e)의 전면을 기준으로 수평 방향으로 배열된 구조를 가지는 바, 제 1, 2, 3 양자층(150-1e, 150-2e, 150-3e) 역시 표시 소자(110e)의 전면을 기준으로 수평 방향으로 배열된 구조를 가질 수 있다.
양자층(150e)은 콜레스테릭 액정 분자(C)와 양자 막대(quantum rod, QR)를 포함할 수 있으며, 양자 막대(QR)는 콜레스테릭 액정 분자(C)와 함께 나선 구조를 형성하도록 배치될 수 있다.
일반적으로 양자 막대(QR)는 콜레스테릭 액정 분자(C) 내에서 용해도가 크지 않으며, 이에 콜레스테릭 액정 분자(C) 내에 양자 막대(QR)를 다량 첨가할 경우 양자 막대(QR) 간 어그리게이션(aggregation)이 발생하여 양자층(150e)의 에미팅 특성(emitting property)이 저하될 수 있다.
이에, 개시된 발명에 따른 표시 소자(110)의 양자층(150e)은 표면에 계면 활성제가 접합된 구조를 가지는 양자 막대(QR)를 포함 함으로써 콜레스테릭 액정 분자(C) 내에서 양자 막대(QR)의 용해도를 증가 시킬 수 있다.
도 36은 양자 막대(QR)의 표면에 계면 활성제가 접합된 예를 도시한 도면이다. 도 36에 도시된 바를 참조하면, 일 예에 따른 양자 막대(QR)는 양 끝단에 계면활성제(surfactant)가 결합된 구조를 가질 수 있다.
일반적으로 무기물인 양자 막대(QR)는 유기물인 콜레스테릭 액정 분자(C) 내에서 잘 용해되지 않는 특성을 지닌다. 이에, 개시된 발명에 따른 표시 소자(110)는 무기물인 양자 막대(QR)가 유기물인 콜레스테릭 액정 분자(C) 내에 보다 쉽게 혼합될 수 있도록 하기 위해 양자 막대(QR)의 표면에는 유기 계면활성제(organic surfactant)를 결합시킬 수 있다. 이 때, 유기 계면 활성제는 일단에 양자 막대(QR)와 친한 부위를 가지며 타단에 콜레스테릭 액정 분자(C)와 친한 부위를 가질 수 있다.
계면 활성제는 아래의 구조식 1 내지 4와 같은 구조를 가질 수 있다.
[구조식 1]
Figure 112015089394205-pat00001
[구조식 2]
Figure 112015089394205-pat00002
[구조식 3]
Figure 112015089394205-pat00003
[구조식 4]
Figure 112015089394205-pat00004
구조식 1 내지 4를 참조하면 인(P)을 포함하는 계면 활성제의 일단은 양자 막대(QR)와 결합이 용이한 특성을 가지며, 다른 일단은 콜레스테릭 액정 분자(C)와 결합이 용이한 특성을 가진다. 결과적으로, 구조식 1 내지 4와 같은 구조를 가지는 계면 활성제를 양자 막대(QR)의 일단에 결합 시킴으로써 양자 막대(QR)의 콜레스테릭 액정 분자(C) 내에서의 용해도를 증가 시킬 수 있다.
다만, 사용 가능한 계면 활성제의 예가 전술한 예(세 개의 프로메소제닉 바이페닐 유닛을 포함하는 수지상 계면활성제(dendritic surfactant with 3 promesogenic biphenyl units, [구조식 2]), 1-헥실포스폰산(1-hexlyphosphonic acid, [구조식 3]) 등)에 한정되는 것은 아니며, 당해 업계에서 통상의 지식을 지닌 자가 쉽게 생각할 수 있는 범위 내의 변경을 포함할 수 있다.
실시 예에 따라 다양한 종류의 계면 활성제가 사용될 수 있다. 이는 계면 활성제의 크기가 너무 큰 경우 계면 활성제의 구조적 특성으로 충분한 양의 게면 활성제가 양자 막대(QR)의 표면에 결합하기 어렵기 때문이다. 일 예에 따르면, 구조식 2와 구조식 3의 계면 활성제가 1:4의 비율로 양자 막대(QR)의 표면에 결합될 수 있다. 계면 활성제를 혼합 비를 전술한 예와 같이 마련할 경우, 양자 막대(QR)의 콜레스테릭 액정 분자(C) 내에서의 분산성이 개선될 수 있다. 다만, 사용 가능한 계면 활성제의 종류 및 계면 활성제의 혼합 예가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다.
계면 활성제는 양자 막대(QR)의 양 끝 단에 결합될 수 있다. 다시 말해, 양자 막대(QR)는 계면 활성제로 엔드캐핑(endcapping)된 구조를 가짐으로써 표시 소자(110e)의 응답 속도를 개선할 수 있다.
일반적으로 퀀텀 닷(quantum dot)의 경우 표면이 일정한 방향성을 가지는 바 로드 형태에 비해 상대적으로 용이하게 표면에 계면 활성제를 접합시킬 수 있다. 그러나, 양자 막대(QR)의 경우 표면이 서로 다른 방향성을 가지는 바, 양 끝 단에 계면활성제를 접합시키기 위해 퀀텀 닷의 경우와는 다른 공정이 요구될 수 있다
이하, 양자 막대(QR)의 양 끝단에 계면 활성제를 접합하는 공정에 대해 설명한다.
먼저, 시드매개방법(seed-meditated route)에 의해 양자 막대(QR)의 표면에 세틸트리메틸암모늄프로미드 (CTAB; cetyltrimethylammoniumbromide)가 코팅될 수 있다. 이후, 염화 나트륨과 양자 막대(QR)를 혼합한 용액에 L-시스테인(L-cysteine)을 첨가하여 양자 막대(QR)의 끝단을 연결한다. L-시스테인은 양자 막대(QR)의 끝단에 우선하여 결합하는 특성을 가진다. 양자 막대(QR)의 끝단이 연결되면, 초음파처리를 통해 양자 막대(QR)를 분산시킬 수 있으며, 이후 양자 막대(QR)의 주위에 남아 있는 CTAB를 구조식 2의 계면 활성제로 기능화한다. 이후, 양자 막대(QR) 끝단의 L-시스테인을 디티올로 기능화한다. 디티올 리간드에 의해 구조식 2와 3의 계면활성제를 양자 막대(QR)의 끝단에 1:4의 비율로 그래프팅할 수 있다. 이후 구조식 2의 계면활성제를 HS-PEO로 대체한다. 일단, 구조식 2와 3의 계면활성제가 양자 막대(QR)의 끝단에 성공적으로 결합될 경우, 양자 막대(QR)의 끝단은 서로 포개지지 않는 엔드캐핑된 구조를 형성할 수 있다. 한편, 양자 막대(QR)의 엔드캐핑 구조의 형성 방법이 이에 한정되는 것은 아니며, 당업자가 쉽게 생각할 수 있는 범위 내의 변경을 포함할 수 있다.
이와 같이 계면 활성제가 양자 막대(QR)의 끝단에 엔드캐핑된 구조를 취할 경우 표시 소자(110e)의 응답 속도를 개선할 수 있다. 즉, 전계가 인가될 경우 콜레스테릭 액정 분자(C)의 배치가 양자 막대(QR)의 끝단에 마련된 계면 활성제를 따라 빠르게 변경될 수 있으며, 결과적으로 표시 소자(110)의 응답 속도를 개선할 수 있다.
한편, 실시 예에 따라 표시 소자(110e)는 사용자의 터치를 입력 받기 위해 마련된 터치 패널과, 외부 밝기가 낮을 경우를 대비하여 마련된 프론트 라이트 패널을 포함할 수도 있다. 다만, 터치 패널과 프론트 라이트 패널은 경우에 따라 생략될 수도 있다.
이하, 전계 인가에 따른 양자층(150e)의 모드 전환 예에 대해 설명한다.
도 37은 일 실시 예에 따른 표시 소자(110)의 양자층(150e)의 에미팅 모드를 확대 도시한 도면이고, 도 38은 일 실시 예에 따른 표시 소자(110)의 양자층(150e)의 투명 모드를 확대 도시한 도면이다.
도 37에 도시된 바를 참조하면, 양자층(150e)에 전계가 인가되지 않을 경우 콜레스테릭 액정 분자(C)와 양자 막대(QR)는 플레이너 상태의 텍스처 구조를 형성할 수 있다. 즉, 콜레스테릭 액정 분자(C)와 양자 막대(QR)는 일정 간격으로 분자의 꼬임을 반복하며 형성될 수 있다. 이 때, 양자층(150e)에 입사된 광의 일부는 양자 막대(QR)에 의해 형광을 발생할 수 있다. 형광은 물질이 광의 자극에 의해 발광하는 현상으로 양자 막대(QR)의 크기에 따라 발광하는 광의 파장 대역이 달라질 수 있다. 보다 상세하게, 양자 막대(QR)의 크기를 작게 마련할 경우 양자 막대(QR)의 밴드 갭이 증가하여 발광하는 광의 파장 대역이 짧아질 수 있으며, 양자 막대(QR)의 크기를 크게 마련할 경우 양자 막대(QR)의 밴드 갭이 작아져 발광하는 광의 파장 대역이 길어질 수 있다.
도 38에 도시된 바를 참조하면, 양자층(150e)에 전계가 인가될 경우 콜레스테릭 액정(C)은 호메오트로픽 상태의 텍스처 구조를 형성하게 되며, 양자 막대(QR)도 광을 형광하는 특성이 크게 줄어들게 된다. 결과적으로 양자층(150e)은 투명 모드로 전환되게 된다.
이상으로, 개시된 발명에 따른 표시 소자의 여러 실시 예에 대해 설명하였다. 개시된 발명에 따른 표시 소자의 구조가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 투명도 조절층과, 양자층과, 액정층이 혼합된 구조를 가질 수도 있으며, 그밖에 통상의 기술자가 쉽게 실시할 수 있는 범위 내의 변경을 포함할 수 있다. 아울러, 개시된 발명에 따른 표시 소자가 OLED 방식 또는 LCD 방식과 접목되어 구현될 수 있음은 물론이다.
다음으로, 스마트 윈도우 시스템의 제어 방법에 대해 설명한다.
일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 시스템의 제어 방법은 표시 소자(110)의 제어 모드를 설정하고, 설정된 제어 모드에 따라 표시 소자(110)의 제어 조건을 결정하고, 표시 소자(110)의 상태를 제어하는 것을 포함한다. 이하, 설명의 편의상 액정층(140)과, 투명도 조절층(130)을 포함하는 표시 소자(110)(도 2 내지 도 10 참조)를 예로 들어 그 제어 방법에 대해 설명하도록 한다. 다만, 후술하는 스마트 윈도우 시스템의 제어 방법은 전술한 구조에 따른 표시 소자(110) 외에 양자층(150e)을 포함하는 표시 소자(110) 또는 액정층(140)과 양자층(150e)을 함께 포함하는 표시 소자(110)에도 적용될 수 있다.
도 39는 일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 시스템의 제어 방법을 도시한 순서도이고, 도 40 내지 42는 일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 시스템의 제어 예를 도시한 도면이다. 이하 설명의 편의상 스마트 윈도우 장치(100)의 제어부(180)에서 표시 소자(110)의 상태가 결정되는 경우를 전제로 스마트 윈도우 시스템의 제어 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 39에 도시된 바를 참조하면, 일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 시스템의 제어 방법은 표시 소자(110)의 제어 모드를 설정하고(310), 설정된 제어 모드에 따라 표시 소자(110)의 제어 조건을 결정하고(340), 표시 소자(110)의 상태를 제어하는 것(345)을 포함한다.
구체적으로 표시 소자(110)의 제어 모드를 설정하는 단계에서, 사용자는 표시 소자(110)의 제어 모드를 자동 모드로 설정하거나 수동 모드로 설정할 수 있다(310). 제어 모드는 스마트 윈도우 장치(100)와 유선 또는 무선으로 연결된 입력 장치를 통해 설정 가능할 수 있다. 실시 예에 따라 제어 모드는 차량(10) 제조 시 제조사에 의해 미리 프로그래밍되어 있을 수 있으며, 제어 모드의 설정 조건이 사용자에 의해 변경 가능할 수도 있다.
표시 소자(110)의 제어 모드가 수동 제어 모드로 설정된 경우, 사용자로부터 표시 소자(110)에 대한 제어 명령을 입력 받는 단계가 수행될 수 있다(315, 320). 구체적으로 입력 장치를 통해 사용자로부터 표시 소자(110)에 대한 제어 명령을 입력 받을 수 있으며, 표시 소자(110)는 입력된 제어 명령에 따라 그 상태가 제어될 수 있다.
표시 소자(110)의 제어 모드가 자동 제어 모드로 설정된 경우, 센서부(260)를 통해 주위 정보를 수집하는 과정이 수행될 수 있다(315, 325). 센서부(240)는, 음성 센서와, 제스처 센서와, 온도 센서와, 조도 센서와, 거리 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 센서부(240)는 미리 설정된 주기로 주위 정보를 수집할 수 있다.
음성 센서는 사용자로부터 음성 형태로 제공되는 표시 소자(110)에 대한 제어 명령을 수집하고 이를 제어부(180)로 출력할 수 있다. 제스처 센서는 사용자의 제스처 정보를 수집하고 이를 제어부(180)로 출력할 수 있다. 온도 센서는 차량(10) 외부 또는 내부의 온도 정보를 수집하고 이를 제어부(180)로 출력할 수 있다. 조도 센서는 차량(10) 외부의 조도 정보를 수집하고 이를 제어부(180)로 출력할 수 있다. 거리 센서는 차량(10)과 차량(10) 외부 물체의 거리 정보를 수집하고 이를 제어부(180)로 출력할 수 있다.
센서부(240)가 주위 정보를 수집하고 이를 제어부(180)에 출력하면, 수집된 정보에 기초해 표시 소자(110)의 상태 제어 조건이 결정된다(340). 이 때, 표시 소자(110)의 상태 제어 조건은 제조사에 의해 최초로 제공되는 프로그램에 의해 결정될 수 있으며, 사용자에 의해 수동으로 결정될 수 있다.
일 예에 따르면, 제스처 센서에서 수집한 제스처 인식 조건은 다른 조건에 우선하여 표시 소자(110)의 상태 제어 조건으로 제공될 수 있다. 구체적으로, 차량(10)의 외부 온도 조건이 일정 온도 조건을 만족하는 상태에서 사용자의 제스처 명령이 입력될 경우, 제스처 센서의 제스처 감지 조건이 표시 소자(110)의 제어 조건으로 결정될 수 있다. 실시 예에 따라 거리 센서의 감지 조건과 제스처 센서의 제스처 감지 조건을 동시에 만족할 경우, 거리 센서의 감지 조건이 아닌 제스처 센서의 감지 조건이 표시 소자(110)의 제어 조건으로 결정될 수 있다.
표시 소자(110)의 상태 제어 조건이 결정되면, 제어부(180)는 결정된 상테 제어 조건에 따른 표시 소자(110)의 상태 정보를 메모리(180)에 요청하고, 이를 전달 받아 표시 소자(110)의 상태를 제어할 수 있다(345).
도 40은 음성 인식 조건(또는 제스처 인식 조건)이 표시 소자(110)의 상태 제어 조건으로 결정될 경우 표시 소자(110)의 상태 제어 예를 도시한 도면이다.
도 40에 도시된 바를 참조하면, 음성 센서로부터 수집된 사용자의 음성 인식 정보(또는 제스처 센서가 감지한 제스처 정보)에 따라 표시 소자(110)의 상태가 조절될 수 있다.
예를 들어, 차량(10) 측면 유리는 음성 센서(또는 제스처 센서)의 수집(또는 감지) 정보에 따라 전체가 투명 또는 불투명한 상태로 조절될 수 있으며, 둘 중 하나의 유리가 불투명한 상태로 조절될 수도 있다. 실시 예에 따라 제어 대상 및 투명도 등을 조절할 수도 있으며, 투명도 외에 색상, 패턴, 표시 소자(110)에 표시되는 내용 등이 함께 조절될 수도 있다.
도 41은 온도 감지 조건이 표시 소자(110)의 상태 제어 조건으로 결정될 경우 표시 소자(110)의 상태 제어 예를 도시한 도면이다.
또한, 도 41에 도시된 바를 참조하면, 온도 센서가 감지한 차량(10) 외부의 온도 정보에 따라 표시 소자(110)의 상태가 조절될 수도 있다.
예를 들어, 차량(10) 외부의 온도가 제 1 온도 이하인 경우 표시 소자(110)의 색상은 적색 계열로 조절될 수 있으며, 차량(10) 외부의 온도가 제 1 온도 이상인 경우 표시 소자(110)의 색상은 청색 계열로 조절될 수 있다. 실시 예에 따라 제어 대상을 조절할 수 있으며, 색상 외에 투명도, 패턴, 표시 소자(110)에 표시되는 내용 등을 함께 조절할 수도 있다.
도 42는 차량(10) 외부의 조도가 표시 소자(110)의 제어 조건으로 결정될 경우 표시 소자(110)의 상태 제어 예를 도시한 도면이다.
도 42에 도시된 바를 참조하면, 조도 센서가 감지한 차량(10) 외부의 조도 에 따라 표시 소자(110)의 상태가 조절될 수도 있다.
예를 들어, 차량(10) 외부의 조도가 제 1 조도 이하인 경우 표시 소자(110)가 투명한 상태로 조절될 수 있으며, 차량(10) 외부의 온도가 제 1 조도 이상인 경우 표시 소자(110)가 불투명한 상태로 조절될 수 있다. 실시 예에 따라 제어 대상 및 투명도 등을 조절할 수도 있으며, 투명도 외에 색상, 패턴, 표시 소자(110)에 표시되는 내용 등을 함께 조절할 수도 있다.
도 43은 거리 센서의 감지 정보가 표시 소자(110)의 제어 조건으로 결정될 경우 표시 소자(110)의 상태 제어 예를 도시한 도면이다.
도 43에 도시된 바를 참조하면, 거리 센서로부터 수집된 외부 물체와의 거리 정보에 따라 표시 소자(110)의 상태가 조절될 수도 있다.
예를 들어, 차량(10)과 차량(10) 외부 물체와의 거리가 제 1 거리 이하인 경우, 표시 소자(110)의 색상은 적색 계열로 조절될 수 있다. 실시 예에 따라 제어 대상이 조절될 수 있는데, 일 예에 따르면 외부 물체가 감지되는 방향의 표시 소자(110)의 색상이 적색 계열로 전환되도록 조절될 수 있다. 또한, 색상 외에 투명도, 패턴, 표시 소자(110)에 표시되는 내용 등이 함께 조절될 수 있음은 물론이다.
이상으로, 일 실시 예에 따른 스마트 윈도우 시스템의 제어 방법에 대해 설명하였다. 다음으로, 다른 실시 예에 따른 스마트 윈도우 시스템의 제어 방법에 대해 설명한다.
도 44는 다른 실시 예에 따른 스마트 윈도우 시스템의 제어 방법을 도시한 순서도 이다.
도 44에 도시된 바를 참조하면, 다른 실시 예에 따른 스마트 윈도우 시스템의 제어 방법은 표시 소자(110)의 제어 모드를 설정하고(310), 설정된 제어 모드에 따라 표시 소자(110)의 상태 제어 조건을 결정하고(340), 표시 소자(110)의 상태를 제어하는 것(345)을 포함한다. 구체적으로, 본 실시 예에 따른 표시 소자(110)의 제어 방법은 자동 제어 모드에서 차량(10)이 운전 중인 경우 차량(10)의 전면 유리(12, 도 1 참조)에 마련된 제 1 표시 소자를 오프 상태로 전환하는 것을 더 포함하는 점에서 전술한 실시 예에 따른 스마트 윈도우 시스템의 제어 방법과 차이가 있다. 이는, 차량(10)의 운전 중 운전자의 시야를 방해하지 않도록 하기 위함이다.
보다 상세하게, 자동 제어 모드에서 차량(10)이 운전 중인 경우 제 1 표시 소자는 오프 상태로 전환될 수 있다(330, 335). 이어서, 수집된 정보에 따라 제 1 표시 소자를 제외한 나머지 표시 소자의 상태 제어 조건이 결정될 수 있다(335, 340).
반대로, 자동 제어 모드에서 차량(10)이 운전 중이 아닌 경우, 수집된 정보에 따라 전체 표시 소자에 대한 상태 제어 조건이 결정될 수 있다(340).
이상으로 개시된 발명의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 개시된 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남 없이 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능할 수 있다.
10: 차량
100: 스마트 윈도우 장치
110: 표시 소자
130: 투명도 조절층
140: 액정층
150: 양자층

Claims (62)

  1. 표시 소자;
    상기 표시 소자에 대한 제어 명령을 입력 받는 입력 장치; 및
    상기 제어 명령에 기초해 상기 표시 소자의 투명도, 색상, 패턴, 그라데이션 및 상기 표시 소자에 표시되는 정보 중 적어도 하나를 결정하는 제어부;를 포함하고,
    상기 표시 소자는, 전원 인가에 따라 투명 모드 또는 불투명 모드로 전환하는 투명도 조절층; 및 상기 투명도 조절층에 이웃하여 배치된 액정층을 포함하고,
    상기 투명도 조절층은, 전계가 인가되지 않으면 불투명 모드로 동작하고,
    상기 액정층은, 제 1 층과 제 2층이 버퍼층을 경계로 결합된 구조를 가지고,
    상기 제 1층과 상기 제 2층에는, 분자 비대칭성(chirality)이 서로 다른 콜레스테릭 액정이 수용되고,
    상기 표시 소자는, 표면에 계면 활성제가 결합된 양자 막대(quantum rod)와, 액정 분자를 포함하는 양자층;을 더 포함하는 스마트 윈도우 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 표시 소자의 상태를 제어하도록 주위 정보를 수집하는 센서부;를 더 포함하고,
    상기 센서부는,
    조도 센서, 온도 센서, 거리 센서, 음성 센서 및 제스처 센서 중 적어도 하나를 포함하는 스마트 윈도우 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 투명도 조절층은,
    블랙 다이와 콜레스테릭 액정 분자를 포함하는 스마트 윈도우 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 투명도 조절층은,
    상기 투명도 조절층에 전계가 인가되면 투명 모드로 동작하는 스마트 윈도우 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 액정층은,
    서로 다른 파장 대역의 광을 반사하는 복수 개의 액정층을 포함하고,
    상기 복수 개의 액정층은,
    상기 표시 소자를 기준으로 상하 방향으로 적층된 구조를 가지는 스마트 윈도우 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 액정 분자는,
    콜레스테릭 액정(cholesteric liquid crystal) 분자 및 네마틱 액정(nematic liquid crystal) 분자 중 적어도 하나를 포함하는 스마트 윈도우 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 양자층은,
    상기 표시 소자에 평행한 가상의 면에 수평 방향으로 배열된 구조를 가지는 스마트 윈도우 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 양자 막대는,
    상기 양자 막대의 양 끝 단 중 적어도 일단에 계면 활성제가 결합되고,
    상기 계면활성제는,
    상기 양자 막대에 결합된 일단은 양자 막대와 친하고, 타 단은 액정 분자와 친한 성질을 가지는 스마트 윈도우 시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    입력 장치로부터 상기 표시 소자에 대한 제어 명령을 수신하는 통신부;를 더 포함하는 스마트 윈도우 시스템.
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