KR20060018409A - 전자 액정창 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래와는 달리 공사 현장에서 어떤 크기로도 재단해서 쓸 수 있는 새로운 구조의 액정창 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 본 발명의 액정창은 크게 액정 패널과 그에 전원을 공급하는 바(bar) 형태인 전극바(electrode bar)로 나뉘어지는데, 본 발명의 액정 패널은, 실질적으로 투명한 재질로 이루어진 상부 기판 및 하부 기판; 상기 상부 기판의 하부면에 형성된 실질적으로 투명한 상부 전극막 및 상기 하부 기판의 상부면에 형성된 실질적으로 투명한 하부 전극막; 상기 상부 전극막과 상기 하부 전극막 사이에 형성되며 전계에 의해 액정이 배열됨으로써 빛의 통과를 제어할 수 있는 액정층; 을 포함하는 평면형으로서, 상기 액정 패널의 적어도 어느 한 측면에는 상기 상부 전극막 및 상기 하부 전극막의 일부가 그 측면과 평행한 길이 방향으로 외부에 노출된 것을 특징으로 한다. 또한 상기 전극바(electrode bar)는, 길이를 가진 기둥 형상의 부도체로 이루어진 본체; 상기 본체의 표면에 길이 방향으로 부착된 제1 전극박판 및 제2 전극박판; 상기 제1 전극박판 및 제2 전극박판에 각각 연결되어 외부로부터 전류를 공급할 수 있는 한 쌍의 전선;을 포함한다.

Description

전자 액정창 및 그 제조 방법{ELECTRIC LIQUID CRYSTAL WINDOW AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1은 일반적인 액정패널을 이용한 액정창의 기능블럭도.

도 2a 내지 도 2d는 종래 액정창의 구조를 나타낸 도면.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일시예에 따른 액정창의 구조를 나타낸 도면.

도 4a 및 4b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정창의 구조를 나타낸 도면.

본 발명은 전자커튼 또는 액정창(Liquid Crystal Window) 등으로 불리는, 유리창 또는 커튼 대신 사용할 수 있는 액정 광차단 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 전계를 걸어 빛의 투과도를 조절할 수 있는 전자 액정창으로서 창틀의 크기에 맞추어 필요한 크기마다 현장에서 즉석에서 잘라서 쓸 수 있도록 구성된 전자 액정창 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근의 액정을 사용한 전자제품은 대부분 디스플레이용으로 많이 사용되고 있다. 이는 액정이 기존의 CRT에 비해 가진 경박성 및 저전력이라는 장점 때문인 데, 액정은 이처럼 디스플레이용으로 사용하는 것 외에도 그 우수한 특질 때문에 다양한 응용 분야가 기대되는 기술이다.

액정을 이용한 전자제품 중, 디스플레이 외의 응용 분야 중 하나는 액정의 선택적인 광 차단 효과를 응용한 전자 액정창(Electric Liquid Crystal Window)이다. 이는 액정에 전계(Electric field)를 걸어 액정 전체를 일방향으로 배열시키면 빛이 이를 통과한다는 성질을 이용한 것으로서, 기존의 유리창을 대신해 필요에 따라 빛이 실내로 투사되는 것을 자동적으로 막거나 외부에서 실내가 들여다보이지 않도록 하는 등의 기능성 전자 액정창 또는 전자커튼(이하 액정창이라 한다)으로 사용할 수 있다.

도 1은 종래의 액정창이 작동하는데 필요한 모듈을 나타낸 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 액정을 통과하는 빛의 투과량을 조절하는 액정패널(110)과, 상기 액정패널(110)을 제어하기 위한 신호를 입력하는 스위칭부(120)와, 상기 스위칭부(120)를 통해 입력된 스위칭 신호에 따라 제어신호를 출력하는 것에 의해 액정패널(110)의 전극과 전기적으로 연결된 구동부를 제어하는 제어부(130)와, 상기 액정패널(110)의 전극에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(140)와, 상기 제어부(130)에서 출력된 신호에 따라 액정패널(110)에 인가되는 전원을 선택적으로 조절하는 구동부(150)를 포함한다.

또한, 빛의 조도를 검출하기 위한 조도센서(160)가 더 포함될 수 있으며, 조도센서(160)에서 검출된 조도감지신호에 따라 제어부(130)에서 구동부(150)를 제어하여 액정패널(110)의 빛 투과량을 조절할 수 있다.

도 2a 내지 도 2c는 도 1에 블록도로만 도시된 액정창의 실제 구조에 대한 예를 도시한 도면들이다.

도 2a는 액정창(110)의 단면 및 그에 따른 작동 원리를 모식적으로 나타낸 도면이다.

액정창(110)은, 투명하고 단단한 재질로 이루어진 상부 기판(111a) 및 하부 기판(111b)과, 이 기판들 사이에 면저항 100~300Ω/㎠인 투명 전극층이 한면 전체에 코팅된 두께 0.1~0.2mm인 두장의 PET 필름(112a, 112b)이 배치되고, 이 투명 전극층이 마주보도록 배치된 PET 필름 사이에 액정(119)이 분산된 형태인 PDLC 막(Polymer Dispersed Liquid Crystal Layer, 113)을 형성한다.

이러한 구성하에서 전압을 걸지 않으면 PDLC막내의 액정은 도시된 것처럼 랜덤하게 배열되므로 빛은 이를 통과하지 못한다. 그 후, 전원을 통해 상기 PET필름의 투명 전극층에 전류를 공급하면, 공급된 양전하 및 음전하는 PDLC 막을 사이에 두고 각각 PET필름의 투명 전극층에 배치되어 전계를 걸게 된다. 이러한 전계에 따라 PDLC내의 액정이 한 방향으로 배열되면 빛이 이를 통과할 수 있게 되어 액정창이 전계에 의해 투명해지는 것이다.

상기 상부 기판(111a) 및 하부 기판(111b)은 유리, 폴리카보네이트, 아크릴 등 투명하고 단단한 재료로 이루어진 것으로서, 그 사이에 샌드위치 상으로 부착된 내부의 층들을 충격이나 습기 등으로부터 보호하기 위한 것이다.

도 2b는 전술한 단면을 가진 종래의 액정창(110)에 대한 실제 분해 사시도로서, 모식도와 다른 점은 저항문제 때문에 전류를 공급하는 전극층 및 전극 구조가 다양하고 복잡하다는 것이다.

즉, 도 2b에 도시된 바와 같이, PET 필름(112a, 112b)에는 투명 전극막이 코팅되어 있으나 여기에 전선을 직접 연결해서 전류를 공급하기에는 저항이 너무 높아 넓은 면적에 균일한 전압 공급이 어렵다. 따라서 이러한 투명 전극막과 동일한 2차원적인 평면을 갖는 전기 전도성 금속 박판(116)을 PET필름(112a,112b) 상부에 부착하는데, 이는 외부로부터 공급되는 전류가 PET 필름의 투명 전극층에 큰 저항없이 잘 전달되도록 하기 위해서 구성된 것이다.

또한, 상기 두 장의 투명 기판(111a, 111b)이 융착되어 조립될 때, 이 금속 박판(116)이 기판 안에 매립되기 때문에, 조립 후에도 외부전원 연결이 가능토록 하기 위해서 구리로 만든 망 또는 메시(114a, 114b)가 조립체 밖으로 돌출되도록 부착되어 있다. 따라서 이 구리 메시(114a, 114b)를 통해 외부로부터 양전하 및 음전하로 이루어진 전류를 공급하면, PET 필름에 증착된 투명 전극층에 이 전류가 분포되면서 PDLC막을 사이에 두고 전계를 형성한다. 이처럼 전계가 형성되면 PDLC 막에서 랜덤한 방향으로 흩어져 있던 액정(119)은 한 방향으로 정열되어 빛이 투과될 수 있는 것은 전술한 바와 같다.

도 2c는 이처럼 조립된 종래의 액정창에 대한 평면을 도시한 것으로서, 외부로 돌출된 구리메시(114-a, 114-b)와 이에 연결된 전선 및 플러그가 도시되어 있다.

이러한 종래 구조의 액정창에서 가장 크게 문제되는 점은 액정창을 창틀에 부착하는 실제 공사 현장에서 발생한다. 일반적으로 액정창이 장착될 수 있는 빌딩 이나 아파트는 각각의 설계에 따라 서로 다른 창문 크기를 갖고 있으므로, 바람직하기로는 설계된 창틀 크기에 따라 공사 현장에서 즉석으로 재단하여 잘라쓰는 것이 시공하는 측면에서 유리하다.

하지만, 액정창은 일반적인 유리창과 달리 전류를 공급해서 작동하는 전자 기능창이므로 전원 공급부가 필수적으로 부착되어 있어야 한다. 즉, 전원 플러그와 연결되는 구리 메시(114a,114b)가 부착된 부분(110-A)이 반드시 포함되게 절단되어야 한다. 따라서 건물의 창틀에 조립하기 위해서 창틀의 크기에 맞도록 액정창의 일부(110-A)를 잘라내면, 나머지 일부(110-B)는 전원을 공급할 수단이 없기 때문에 그 나머지 구성부분에는 전혀 문제가 없음에도 불구하고 더 이상 사용할 수가 없게 된다. 액정창은 일반적인 유리창과는 달리 대단히 비싼 기능성 소자이므로, 이러한 낭비는 결코 바람직한 일이 아니다.

이러한 상황을 방지하기 위해서 도 2d처럼 액정창을 만들 때, 미리 액정창의 사방에 구리 메시가 돌출되도록 구성할 수도 있을 것이다. 하지만, 이처럼 구리 메시가 여러 곳에 돌출된 형태가 된다면, 어떤 형태로 자르더라도 일부 불필요한 구리 메시가 발생할 수 있으며, 이를 창틀에 끼우기 위해서는 이 불필요한 구리 메시를 제거해야 한다. 하지만, 이러한 제거 작업은 생각보다 쉬운 일이 아니며 자칫 잘못 제거하게 되면 내부 액정 전체가 망가지는 등의 문제가 발생하게 된다.

따라서, 현재는 액정창 제작시 공장에서의 생산 단계 이전에 미리 창틀의 크기를 제공받아 이 크기에 맞도록 이를 제작하는, 주문형 방식으로 운영되고 있다. 하지만, 이렇게 되면 대량생산을 할 수 없어 그 단가가 비싸진다는 단점을 안게 된 다. 또한 주문형 방식으로 생산하면, PET 필름의 전극층 사이에 먼저 액정막을 형성한 다음, 수요자의 주문 규격에 맞게 이를 다시 재단하고 그 다음에 금속 박판과 구리 메시를 부착한 후, 단단한 투명기판 사이에 융착해야 하는 등 그 제조 공정이 복잡, 다단해진다.

따라서, 종래의 액정창은 그 여러 가지 우수한 성질에도 불구하고 이러한 단점들 때문에 아직 널리 실용화되지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 종래와는 달리 공사 현장에서 어떤 크기로도 재단해서 쓸 수 있는 새로운 구조의 액정창 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 이처럼 공사 현장에서 어떤 형태로 재단하더라도 버려지는 부분이 없는 액정창의 구조를 제공함으로써, 액정창의 대량 생산이 가능토록 하여 그 광범위한 실용화에 기여하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 액정창은 크게 액정 패널과 그에 전원을 공급하는 바(bar) 형태인 전극바(electrode bar)로 나뉘어진다. 여기서 전극바라 함은 기둥 형상을 가진 본체의 모양을 묘사하는 본 발명내의 단어로서, 그 단면은 대응하는 액정 패널에 따라 다양한 모양을 가질 수 있다.

이러한 본 발명의 액정 패널은, 실질적으로 투명한 재질로 이루어진 상부 기판 및 하부 기판; 상기 상부 기판의 하부면에 형성된 실질적으로 투명한 상부 전극 막 및 상기 하부 기판의 상부면에 형성된 실질적으로 투명한 하부 전극막; 상기 상부 전극막과 상기 하부 전극막 사이에 형성되며 전계에 의해 액정이 배열됨으로써 빛의 통과를 제어할 수 있는 액정층; 을 포함하는 형태로서, 상기 액정 패널의 적어도 어느 한 측면에는 상기 상부 전극막 및 상기 하부 전극막의 일부가 그 측면과 평행한 길이 방향으로 외부에 노출된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 노출된 상부 전극막상에 상기 측면과 평행한 길이 방향으로 형성된 상부 전도성 박판 및 상기 노출된 하부 전극막상에 상기 측면과 평행한 길이 방향으로 형성된 하부 전도성 박판을 추가로 포함할 수 있는데, 이 전도성 박판은 상기 전극막에 전류를 원활히 공급하기 위한 것이다.

또한 상기 전극바는, 길이를 가진 기둥 형상의 부도체로 이루어진 본체; 상기 본체의 표면에 길이 방향으로 부착된 제1 전극박판 및 제2 전극박판; 상기 제1 전극박판 및 제2 전극박판에 각각 연결되어 외부로부터 전류를 공급할 수 있는 한 쌍의 전선;을 포함하여 이루어진다.

이러한 액정 패널과 전극바를 포함하는 본 발명의 액정창은, 상기 액정 패널과 전극바가 서로 부착되어 상기 상부 전극막과 상기 제1 전극박판이 전기적으로 접촉하고 상기 하부 전극막과 상기 제2 전극박판이 전기적으로 접촉함으로써 상기 외부 전원에 의해 상기 전계를 형성하는 전류가 상기 상부 전극막 및 하부 전극막에 공급되는 것을 특징으로 한다. 상기 액정 패널 및 전극바가 부착되는 방식은 두 모듈이 각각 평면으로서 부착될 수도 있지만 어느 하나가 나머지 하나에 형성된 홈 내로 수납되는 형태도 가능하다. 또한 상기 전극막들과 전극박판들이 낮은 저항으 로 결합되게 하기 위해서 상기 전극바 표면에 추가적으로 전도성 박판을 형성할 수도 있다. 이러한 전극막은 일예로 ITO 막을 사용하고, 상기 전극 박판 및 전도성 박판은 공히 구리 재질의 동박판을 사용할 수 있다.

상기 상부 전극막 및 하부 전극막이 노출된 측면은 상기 액정 패널의 측면 내부로 들어간 홈 형태일 수 있는데, 일예로 그 단면이 V 형, ㄷ 형 및 호(弧) 형 중 어느 한 형태인 홈일 수 있고 그에 따라 상기 전극바도 삼각기둥, 사각기둥 및 원기둥 형태의 본체를 가질 수 있다. 또한 이와는 반대로, 상기 전극바가 수납홈을 가져 이에 상기 액정 패널이 수납되는 형태도 가능하다.

이처럼 상기 액정 패널 및 전극바가 부착되면 이를 단단히 결합하고, 재단 된 최종 액정 패널 절단면 테두리 전체에 전기 절연을 보장하기 위해서 실리콘(silicone) 등으로 이루어진 전기 절연재 몰딩 및/또는 가장자리를 둘러싼 전기절연 테이프가 추가될 수 있다.

상기 액정 패널의 어느 한 층, 가령 액정층이나 또는 그 상부의 기판층에는 실질적으로 투명하면서도 빛이 통과할 때 색을 발할 수 있는 색소제가 추가로 포함될 수 있다.

이러한 본 발명의 액정창의 제작 단계는, 필요한 액정창의 넓이를 측정하는 단계; 상기 측정된 넓이에 따라 상기 액정패널을 재단하는 단계; 상기 상부 전극막과 상기 제1 전극박판이 전기적으로 접촉하고 상기 하부 전극막과 상기 제2 전극박판이 전기적으로 접촉함으로써 상기 외부 전원에 의해 상기 전계를 형성하는 전류가 상기 상부 전극막 및 하부 전극막에 공급되도록 상기 액정 패널과 전극바를 서 로 부착하는 단계;를 포함한다. 또한 상기 액정 패널과 전극바를 부착한 후, 재단된 테두리 전체를 실리콘(silicone) 등의 전기 절연재로 몰딩하는 단계 및/또는 가장자리를 절연테이프 등으로 밀봉하는 단계;를 추가로 포함할 수 있다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 액정창의 구조를 나타낸 도면이다. 참고로, 도시된 도면들에서, 이해의 편의를 위해 각 부분들의 크기가 실제보다 더 크거나 더 작게 그려질 수 있으므로 도시된 크기로 본 실시예들을 해석하지 말아야 한다.

도 3a에 도시된 본 발명의 액정창(210)은, 거시적 관점에서 본다면 전체적으로 종래의 액정창과 동일한 모양을 가진 평면형이다. 하지만, 확대된 가장자리 부분의 단면도를 참고하여 그 구조를 살펴보면, 종래의 액정창과는 달리 가장자리 부분에 V형 홈이 수평으로 형성되어 있고 그 내부에 특수한 형태의 전극들이 배열되어 있음을 알 수 있다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 우선 본 발명의 액정창은 상부면과 하부면에 각각, 유리, 폴리카보네이드, 아크릴 등의 투명한 재질로 이루어진 상부 기판(211a) 및 하부 기판(211b)으로 구성된다.

또한 이러한 상부 기판 및 하부 기판에는 각각 ITO(Indium-Tin Oxide) 등으로 이루어진, 투명하며 전도성을 가진 투명 전극막(212a, 212b)들이 증착되어 있다. 그리고 이 투명 전극막 사이에는 네매틱(Nemetic)상이나 콜레스테릭 (Cholesteric) 또는 이들의 화합물 등으로 이루어진 액정을 포함하는 PDLC층(213)이 배치되어 있다. 이러한 투명 전극막 및 PDLC층은 기존의 액정이나 반도체에서 많이 사용하는 재료들과 대동소이하다.

상기 상부 기판과 하부 기판은 그 가장자리 부분에서 경사지게 처리되어 두 기판을 부착할 경우 도시된 것처럼 V형 수납홈이 형성된다. 또한 이 V형 수납홈 표면에는 수납홈의 길이 방향으로 동박판(216a, 216b)이 투명 전극막(212a, 212b)상에 부착되어 있다.

이에 더하여 상기 수납홈 사이에는 몸체가 삼각기둥 모양이며 부도체로 이루어진 전극바(electrode bar, 217)가 조립, 수납되어 있다.

도 3b에는 상기 전극바(217)의 사시도가 도시되어 있는데, 그 몸체는 비교적 부드러운 PVC나 기타 폴리머인 전기절연체로 만들어지며, 그 내부를 관통하는 전선(218)이 외부의 전원 입력부에 연결되어 있다. 또한 이 전선은, 전극바의 길이 방향으로 구성되어 전극바 본체의 표면에 부착된 동박판(219a, 219b)에 전기적으로 연결되어 있다. 점(dot)은 전기적으로 연결되었음을 의미한다.

도 3c는 전극바가 조립되지 않은 액정패널(210-A)만의 사시도를 나타낸 것으로서 액정패널 전체의 두께는 6mm 정도이다.

액정패널의 가장자리 모두, 또는 적어도 어느 한 면의 가장자리 이상에는 전술한 것처럼 가장자리의 내부로 향한 V형 수납홈이 형성되는데, 수납홈의 투명 전극막(212a, 212b) 표면에는 수납홈의 길이 방향으로 폭 4mm 정도의 동박판(216a, 216b, 216c, 216d)이 형성되어 있다. 도시된 상태를 살펴보면 동박판(216a)과 동박 판(216b)은 서로 대향되어 각각 접촉한 투명 전극막에 전류를 공급하는 역할을 수행한다. 동박판(216c, 216d)들도 역시 마찬가지이다. 전술한 두께 및 길이 등은 필요에 따라 다양한 형태가 제작될 수 있음은 물론이다.

도 3d는 전극바(217)가 삽입되기 직전의 상태를 모식적으로 도시한 것이다. 따라서 그 후 도 3a처럼 전극바(217)를 V형 수납부 사이에 삽입하면, 동박판(216a)은 동박판(219a)과 접촉하게 되고 동박판(216b)은 동박판(219b)과 접촉하게 된다. 그 다음, 외부 전원을 연결하여 전극바(217)의 동박판(219a, 219b)에 각각 음전압와 양전압을 공급하면, 이 전압차는 동박판(219a, 219b)을 거쳐 동박판(216a, 216b)으로 각각 전달된 후, 투명 전극막(212a, 212b)을 통해 PDLC 등으로 만들어진 액정층(213)에 전계를 걸어주는 역할을 수행한다.

이제 이러한 액정패널과 전극바가 조립되어 액정창을 구성하는 본 발명의 특징적 형태로부터 어떠한 장점을 갖는지에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 3e는 전술한 본 발명의 액정창이 공사 현장에서 사용되기 직전의 상태를도시한 것으로서, 가령 빗금친 부분만을 사용해야 할 경우를 상정한 것이다. 따라서 전극바(217)가 이에 맞도록 왼쪽의 수납홈에는 조립되어 있지만 아직 오른쪽 수납홈에는 조립되지 않은 상태이다.

빗금친 부분의 사용을 위해 유리 절단기 또는 투명기판 절단기 등으로 이 부분을 재단해서 사용하는 것은 종래의 방법과 동일하다. 하지만 잘라내고 남은 부분에 있어서, 종래에는 이 부분에 대해 전원을 공급할 수단이 없었으므로 이를 폐기해야 했지만, 본 발명에서는 전술한 장점을 이용하여 이를 사용할 수 있도록 구성 하였다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 일단 도 3e에서 빗금친 부분을 잘라내서 사용하면 도 3f처럼 이 부분이 잘려나간 형태가 된다. 그 다음 다시 도 3f의 빗금친 부분(210-C)을 새로이 사용하고자 할 때, 먼저 이 부분의 액정창을 크기에 맞게 잘라낸 다음, 새로운 전극바(217-B)를 수납홈에 삽입하고, 실리콘 등으로 재단된 테두리면 둘레 전체를 밀봉하거나 전기 테이프 등으로 절연시키면 새로이 전극이 부착된 액정창이 완성된다. 반대편에 남은 액정창 부분도 후에 다시 사용하고자 할 때, 역시 새로운 전극바(217-C)를 동일한 방식으로 조립하여 사용한다.

상기 전극바(217-B)는 액정패널 가장자리에 삽입되어 전원만 공급하면 되므로 액정패널 가장자리의 전극이 노출된 부분 전체 길이에 대등하도록 동일한 길이를 가질 필요는 없다. 즉, 노출된 가장자리의 일부에 전극바를 삽입하거나 부착하여 전기적인 연결을 완성한 다음, 나머지 부분들은 전술한 실리콘 등으로 몰딩해 버리면 전원 공급 및 액정창 보호에 아무런 문제가 없다.

이처럼 본 발명의 액정창은, 구매자에게 판매시 또는 적어도 조립전에는 전극바가 연결되지 않은 상태인 도 3c의 액정패널과, 사용자가 언제든지 필요할 때 필요한 길이만큼 손쉽게 잘라 쓰거나 또는 그대로 사용할 수 있는 적어도 한 개 이상인 전극바가 함께 제공된다. 그 후, 이러한 본 발명의 액정창이 실제 창틀에 조립될 때는, 적절한 크기로 재단된 액정패널에 함께 제공된 전극바를 삽입한 후, 그 부착 부위를 포함한 주변부를 실리콘 등의 전기 절연재로 몰딩하여 액정창을 비로소 완성한 후 창틀에 조립하는 방식으로 사용한다.

따라서 사용하고 남은 액정패널은 그 후 다시 필요한 크기만큼 잘라 새로운 전극바를 삽입, 조립할 수 있도록 되어 있다. 또한 전극바(217)는 PVC 등에 동박판을 길이 방향으로 접착한 것이므로, 그 단가가 상대적으로 매우 싼 편이다.

이처럼 본 발명에서 제공하는 액정창 구조는 현장에서 즉석으로 재단하여 일부분을 사용한 다음, 남은 부분을 그 후에 재사용할 수 있도록 되어 있어 종래처럼 더 이상 주문형으로 생산해야 하는 문제점이 발생하지 않는다. 따라서, 언제 어디서든지 수요 크기에 맞게 액정패널을 절단해 필요한 만큼 사용할 수 있으므로, 생산 단계에서는 가장 많이 사용하는 규격 또는 생산 가능한 가장 큰 규격의 액정패널만을 대량으로 생산하면 되므로 종래에 비해 생산단가가 월등히 낮아지고 나아가 액정창의 광범위한 실용화를 앞당길 수 있는 것이다.

이하에서는, 도 3a를 기준으로 본 발명의 액정창을 제조하는 공정에 대해 간단히 설명한다.

PDLC 막 생성은 두 투명 기판 사이에 PDLC 액을 주입한 후, 자외선이나 열을 가하여 이를 경화하는데, 통상적으로 실내 조도를 변화시키기 위해서는 Polymer에 네매틱(Nemetic) 액정이 분산 되어 있는 상태인 TN(Twisted Nematic), 또는 STN(Super Twisted Nematic) 형 액정을 사용한다. 하지만, 조도 변화에 더하여 색소분자의 종류에 따라 창유리를 다수의 색채로 장식하기 원한다면, TN 액정 대신에 고분자 물질인 콜레스테릭(Cholesteric)에 색소분자가 용해된 액정이 불연속적으로 분산 배치된 PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)가 사용될 수도 있다.

투명 전극막(212a, 212b)은 통상 ITO 막을 사용한다. 이 ITO층은 가령 예로 서, 그 면저항이 100~300Ω/㎠이고, 두께가 0.10~2㎛ 박막이며 그 투과율은 85%이상이다.

또한 이러한 ITO 층 형성에 있어, 지금까지는 주로 스퍼터링 증착법이 사용돼 왔지만, 최근 나노 기술의 발달로 인해 액상 전구체 물질을 스크린 프린팅이나 스프레이 코팅 등으로 기판에 코팅한 후 특정 온도에서 소성하는 방법이 개발되어, 기판 크기가 수m이상인 초대형 기판까지도 투명 전극막을 매우 용이하게 형성할 수 있게 되었다. 하지만 본 발명에서는 CVD나 스퍼터링 방식, 스크린 프린팅이나 스프레이 코팅 등 어떠한 방법을 사용하더라도 액정창 제작에 문제가 없다.

또한, 상기 ITO층 외에 향후 개발 될 다양한 종류의 투명 전극막(TCL, Transparent Conductive Layer)이 사용될 수 있음은 당연한 일이다.

동박판(216a, 216b, 216c, 216d)은 접촉 저항을 줄이기 위해서 실버 페이스트(silver paste)를 사용하여 ITO층상에 접착한다. 여기서 동박판 외에 전도성 높은 다른 금속층이 사용될 수 있음은 물론이다.

상기 투명 전극막의 면저항이 수Ω/㎠ 이하로 저항이 아주 작은 경우에는, 심지어 동박판없이 투명 전극막위에 바로 전극바를 부착하여 전류를 공급할 수도 있다. 따라서 동박판은 반드시 필요한 구성요소가 아니며 필요에 따라 대체될 수 있다. 도 3g는 이처럼 액정패널의 수납홈에 동박판이 부착되지 않은 상태에서 전극바가 삽입, 조립된 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것이다.

투명 전극막이 상기 V형 수납홈을 형성하는 기판의 경사진 부분에서 자칫 오픈(open)되거나 또는 저항이 지나치게 상승하는 것을 막기 위해, 이 부분을 평면이 아닌 곡면으로 형성하여 부드럽게 경사지도록 할 수 있다.

전술한 실시예들에서 액정창의 양쪽 가장자리 모두에 V형 삽입부가 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 실제는 사각형의 액정창에서 적어도 어느 한 가장자리 이상에만 이러한 수납홈이 구성되면 충분하다. 양쪽 모두에 수납홈을 구성하는 이유는 도 3f처럼 한쪽 가장자리만 잘려져서 사용할 때, 남은 반대쪽 부분을 쓰기 위한 구성이므로 만약 도 2c에서처럼 가로 방향 전체가 잘려져 사용하는 경우에는 가장자리 중 어느 한쪽에만 전술한 V형 삽입홈이나 동박판 등이 구성되면 충분하다. 이는 결국 생산 모델별로 달라지는 구성으로서, 이하에서 설명되는 본 발명의 또 다른 실시예들에 대해서도 마찬가지이다.

도 3h는 액정패널에 전극바가 결합되어 완성된 형태의 액정창을 도시한 것으로, 결합 후에 틈새 공간에 실리콘 등 전기 절연재 몰딩(220) 처리를 통해 완전한 결합 및 전기 절연이 이루어지게 한 것이다. 나아가, 틈새 몰딩후 액정창의 가장자리 전체를 전기 절연 테이프로 감아 전기 절연이 되도록 한 후 창틀에 설치할 수도 있다.

상기 전극바(217)는 단면이 삼각 기둥 형태에 대해서 도시되었지만, 그 밖에 도 3i나 도 3j처럼 각각 ㄷ자형이나 호(弧)형의 수납홈에 대응하도록 사각기둥 형태(217-D) 및 원기둥 형태(217-E) 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.

도 4a는 전술한 실시예들과는 달리, 수납홈이 구성되지 않고 대신 상기 상부 전극막 및 하부 전극막이 노출된 측면은 상기 액정 패널 평면에 수직하는 측면(440a, 440b)이고 사각 기둥인 전극바(317)의 측면에 평행하게 구성된 동박판 (319a, 319b)이 액정패널 측면에 평행하게 구성된 동박판(312a, 312b) 각각 대응하도록 구성된 것이다. 투명 전극막(312a, 312b)는 액정패널 수직 측면까지 연장되어 구성되어 있으며, 전극바가 액정패널에 부착된 후, 실리콘 몰딩 등에 의해 고정되는 것은 전술한 바와 같다.

따라서 이러한 변형예를 살펴볼 때, 전극바 및 액정패널의 결합에서 수납홈이 반드시 필요한 구성요소는 아니라는 것을 알 수 있다.

도 4b는 수납홈이 액정패널이 아니라 전극바에 구성되고, 액정패널이 이 전극바의 수납홈에 삽입되는 본 발명의 또 다른 실시예를 보여주고 있다. 즉, 상부 전극막 및 하부 전극막이 노출된 측면은 각각 상부 기판의 상부면(211d) 및 하부 기판의 하부면(211e)이고, 전극바는 이에 대응하는 단면이 'ㄷ'형인 수납홈(450)을 가지고 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 액정창은 생산 가능한 최대 크기 또는 가장 많이 쓰이는 규격만을 대량생산한다 하더라도, 현장에서 즉석으로 재단하여 일부분을 사용한 다음, 남은 부분을 그 후에 재사용할 수 있도록 되어 있다. 따라서 이러한 본 발명의 액정창 구조를 이용하면, 그 생산공정을 단순화할 수 있고 생산 단가를 낮출 수 있어, 액정창의 광범위한 활성화를 도모할 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다고 할 것이다.

Claims (22)

1. 실질적으로 투명한 재질로 이루어진 상부 기판 및 하부 기판;

   상기 상부 기판의 하부면에 형성된 실질적으로 투명한 상부 전극막 및 상기 하부 기판의 상부면에 형성된 실질적으로 투명한 하부 전극막;

   상기 상부 전극막과 상기 하부 전극막 사이에 형성되며 전계에 의해 액정이 배열됨으로써 빛의 통과를 제어할 수 있는 액정층;

   을 포함하는 액정 패널로서,

   상기 액정 패널의 적어도 어느 한 측면에는 상기 상부 전극막 및 상기 하부 전극막의 일부가 그 측면과 평행한 길이 방향으로 외부에 노출된 것을 특징으로 하는 액정 패널.
2. 제1항에 있어서, 상기 노출된 상부 전극막상에 상기 측면과 평행한 길이 방향으로 형성된 상부 전도성 박판 및 상기 노출된 하부 전극막상에 상기 측면과 평행한 길이 방향으로 형성된 하부 전도성 박판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 패널.
3. 길이를 가진 기둥 형상의 부도체로 이루어진 본체;

   상기 본체의 표면에 길이 방향으로 부착된 제1 전극박판 및 제2 전극박판;

   상기 제1 전극박판 및 제2 전극박판에 각각 연결되어 외부로부터 전류를 공 급할 수 있는 한 쌍의 전선;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극바(electrode bar).
4. 액정 패널과 전극바를 포함하는 액정창으로서,

   상기 액정패널은,

   실질적으로 투명한 재질로 이루어진 상부 기판 및 하부 기판;

   상기 상부 기판의 하부면에 형성된 실질적으로 투명한 상부 전극막 및 상기 하부 기판의 상부면에 형성된 실질적으로 투명한 하부 전극막;

   상기 상부 전극막과 상기 하부 전극막 사이에 형성되며 전계에 의해 액정이 배열됨으로써 빛의 통과를 제어할 수 있는 액정층;을 포함하고, 상기 액정 패널의 적어도 어느 한 측면에는 상기 상부 전극막 및 상기 하부 전극막이 그 측면과 평행한 길이 방향으로 외부에 노출되어 있으며,

   상기 전극바는,

   길이를 가진 기둥 형상의 부도체로 이루어진 본체;

   상기 본체의 표면에 길이 방향으로 부착된 제1 전극박판 및 제2 전극박판;

   상기 제1 전극박판 및 제2 전극박판에 각각 연결되어 외부로부터 전류를 공급할 수 있는 한 쌍의 전선;을 포함하는 것으로서,

   상기 액정 패널과 전극바는 서로 부착되어,

   상기 상부 전극막과 상기 제1 전극박판이 전기적으로 접촉하고 상기 하부 전극막과 상기 제2 전극박판이 전기적으로 접촉함으로써 상기 외부 전원에 의해 상기 전계를 형성하는 전원이 상기 상부 전극막 및 하부 전극막에 공급되는 것을 특징으로 하는 액정창.
5. 액정 패널과 전극바를 포함하는 액정창으로서,

   상기 액정패널은,

   실질적으로 투명한 재질로 이루어진 상부 기판 및 하부 기판;

   상기 상부 기판의 하부면에 형성된 실질적으로 투명한 상부 전극막 및 상기 하부 기판의 상부면에 형성된 실질적으로 투명한 하부 전극막;

   상기 상부 전극막과 상기 하부 전극막 사이에 형성되며 전계에 의해 액정이 배열됨으로써 빛의 통과를 제어할 수 있는 액정층;을 포함하고, 상기 액정 패널의 적어도 어느 한 측면에는 상기 상부 전극막 및 상기 하부 전극막이 그 측면과 평행한 길이 방향으로 외부에 노출되어 있으며, 상기 노출된 상부 전극막상에 상기 측면과 평행한 길이 방향으로 형성된 상부 전도성 박판 및 상기 노출된 하부 전극막상에 상기 측면과 평행한 길이 방향으로 형성된 하부 전도성 박판이 추가로 포함되고,

   상기 전극바는,

   길이를 가진 기둥 형상의 부도체로 이루어진 본체;

   상기 본체의 표면에 길이 방향으로 부착된 제1 전극박판 및 제2 전극박판;

   상기 제1 전극박판 및 제2 전극박판에 각각 연결되어 외부로부터 전류를 공급할 수 있는 한 쌍의 전선;을 포함하는 것으로서,

   상기 액정 패널과 전극바는 서로 부착되어,

   상기 상부 전도성 박판과 상기 제1 전극박판이 전기적으로 접촉하고 상기 하부 전도성 박판과 상기 제2 전극박판이 전기적으로 접촉함으로써 상기 외부 전원에 의해 상기 전계를 형성하는 전원이 상기 상부 전극막 및 하부 전극막에 공급되는 것을 특징으로 하는 액정창.
6. 제1 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 전극막 및 하부 전극막이 노출된 측면은 상기 액정 패널의 측면 내부로 들어간 홈 형태인 것을 특징으로 하는 액정 패널.
7. 제6항에 있어서, 상기 홈은 그 단면이 V 형, ㄷ 형 및 호(弧) 형 중 어느 한 형태인 것을 특징으로 하는 액정 패널.
8. 제3항에 있어서, 상기 전극바는 그 본체가 삼각기둥, 사각기둥 및 원기둥 중 어느 한 형태인 것을 특징으로 하는 전극바.
9. 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 전극막 및 하부 전극막이 노출된 측면은 상기 액정 패널의 측면 내부로 들어간 홈 형태이고, 상기 전극바는 이에 대응하는 돌출형태를 단면으로 가진 것을 특징으로 하는 액정창.
10. 제9항에 있어서, 상기 홈은 그 단면이 V 형, ㄷ 형 및 호(弧) 형 중 어느 한 형태이고 상기 전극바는 이에 각각 대응하는 삼각기둥, 사각기둥 및 원기둥 중 어느 한 형태인 것을 특징으로 하는 액정창.
11. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 전극막 및 하부 전극막이 노출된 측면은 상기 액정 패널 평면에 수직하는 측면인 것을 특징으로 하는 액정 패널.
12. 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 전극막 및 하부 전극막이 노출된 측면은 상기 액정 패널 평면에 수직하는 측면이고 상기 전극바는 이에 대응하는 면을 가진 4각 기둥형태인 것을 특징으로 하는 액정 패널.
13. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 전극막 및 하부 전극막이 노출된 측면은 각각 상기 상부 기판의 상부면 및 상기 하부 기판의 하부면인 것을 특징으로 하는 액정 패널.
14. 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 전극막 및 하부 전극막이 노출된 측면은 각각 상기 상부 기판의 상부면 및 상기 하부 기판의 하부면이고, 상기 전극바는 이에 대응하는 수납홈을 가진 것을 특징으로 하는 액정 패널.
15. 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액정 패널 및 전극바가 부착된 부위를 포함한 부위에 절연재 몰딩이 추가로 포함된 것을 특징으로 하는 액정창.
16. 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액정창 가장자리를 둘러싸는 전기 절연재가 추가로 포함된 것을 특징으로 하는 액정창.
17. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액정 패널에는 빛이 통과할 때 색을 발할 수 있는 색소제가 추가로 포함된 것을 특징으로 하는 액정 패널.
18. 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액정 패널에는 빛이 통과할 때 색을 발할 수 있는 색소제가 추가로 포함된 것을 특징으로 하는 액정창.
19. 액정창의 제작 단계에 있어서,

    실질적으로 투명한 재질로 이루어진 상부 기판 및 하부 기판, 상기 상부 기판의 하부면에 형성된 실질적으로 투명한 상부 전극막 및 상기 하부 기판의 상부면에 형성된 실질적으로 투명한 하부 전극막, 상기 상부 전극막과 상기 하부 전극막 사이에 형성되며 전계에 의해 액정이 배열됨으로써 빛의 통과를 제어할 수 있는 액정층을 포함하고, 적어도 어느 한 측면에는 상기 상부 전극막 및 상기 하부 전극막이 그 측면과 평행한 길이 방향으로 외부에 노출된 액정 패널을 공급하는 단계;

    길이를 가진 기둥 형상의 부도체로 이루어진 본체, 상기 본체의 표면에 길이 방향으로 부착된 제1 전극박판 및 제2 전극박판, 상기 제1 전극박판 및 제2 전극박판에 각각 연결되어 외부로부터 전류를 공급할 수 있는 한 쌍의 전선을 포함하는 전극바를 제공하는 단계;

    필요한 액정창의 넓이를 측정하는 단계;

    상기 측정된 넓이에 따라 상기 액정패널을 재단하는 단계;

    상기 상부 전극막과 상기 제1 전극박판이 전기적으로 접촉하고 상기 하부 전극막과 상기 제2 전극박판이 전기적으로 접촉함으로써 상기 외부 전원에 의해 상기 전계를 형성하는 전류가 상기 상부 전극막 및 하부 전극막에 공급되도록 상기 액정 패널과 전극바를 서로 부착하는 단계;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정창 제작 단계.
20. 액정창의 제작 단계에 있어서,

    실질적으로 투명한 재질로 이루어진 상부 기판 및 하부 기판, 상기 상부 기판의 하부면에 형성된 실질적으로 투명한 상부 전극막 및 상기 하부 기판의 상부면에 형성된 실질적으로 투명한 하부 전극막, 상기 상부 전극막과 상기 하부 전극막 사이에 형성되며 전계에 의해 액정이 배열됨으로써 빛의 통과를 제어할 수 있는 액정층, 상기 노출된 상부 전극막상에 상기 측면과 평행한 길이 방향으로 형성된 상부 전도성 박판 및 상기 노출된 하부 전극막상에 상기 측면과 평행한 길이 방향으로 형성된 하부 전도성 박판을 포함하고, 적어도 어느 한 측면에는 상기 상부 전극 막 및 상기 하부 전극막이 그 측면과 평행한 길이 방향으로 외부에 노출된 액정 패널을 공급하는 단계;

    길이를 가진 기둥 형상의 부도체로 이루어진 본체, 상기 본체의 표면에 길이 방향으로 부착된 제1 전극박판 및 제2 전극박판, 상기 제1 전극박판 및 제2 전극박판에 각각 연결되어 외부로부터 전류를 공급할 수 있는 한 쌍의 전선을 포함하는 전극바를 제공하는 단계;

    필요한 액정창의 넓이를 측정하는 단계;

    상기 측정된 넓이에 따라 상기 액정패널을 재단하는 단계;

    상기 상부 전도성 박판과 상기 제1 전극박판이 전기적으로 접촉하고 상기 하부 전도성 박판과 상기 제2 전극박판이 전기적으로 접촉함으로써 상기 외부 전원에 의해 상기 전계를 형성하는 전류가 상기 상부 전극막 및 하부 전극막에 공급되도록 상기 액정 패널과 전극바를 서로 부착하는 단계;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정창 제작 단계.
21. 제19항 및 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액정 패널 및 전극바가 부착된 부위를 포함한 부위에 절연재로 몰딩하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정창 제작 단계.
22. 제19항 및 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 절연재로 상기 액정창 가장자리를 둘러싸는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정창 제작 단계.

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