KR20120057487A - 터치식 전기변색 장치 - Google Patents

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KR20120057487A
KR20120057487A KR1020110028850A KR20110028850A KR20120057487A KR 20120057487 A KR20120057487 A KR 20120057487A KR 1020110028850 A KR1020110028850 A KR 1020110028850A KR 20110028850 A KR20110028850 A KR 20110028850A KR 20120057487 A KR20120057487 A KR 20120057487A
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유-초우 예흐
차오-이 왕
웬-치흐 로
트성-허 예흐
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제이 터치 코퍼레이션
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Abstract

본 발명은 저항식 또는 콘덴서식 터치 패널 등의 터치식 전기변색장치를 제공한다. 본 발명이 저항식 터치 패널에 결합될 때, 제1 투명 도전기재와 제2 도전기재를 포함하는 저항식 터치 패널부, 순액체 물질로 이루어지고 저항식 터치 패널부에 주입되는 전기변색 부재, 제1 투명 도전기재와 제2 도전기재 내부의 주변에 제공되는 절연체, 저항식 터치 패널부에 전기접속되며, 외부로부터 터치 신호에 의해 전기변색 부재의 외부전원의 온 또는 오프를 제어하는 콘트롤러를 포함한다.

Description

터치식 전기변색 장치{Touch control electrochromic device}
본 발명은 전기변색 분야에 관한 것이고, 특히 터치 패널에 결합하여, 터치 방식에 의해 전기변색 부재의 변색과 퇴색을 구동하는 터치식 전기변색 장치에 관한 것이다.
전기변색 부재의 운용은 이미 폭넓게 실시되고 있다. 흔히 볼 수 있는 것은, 스마트 윈도우가 있다. 이 종류의 윈도우는 통상 건조물의 글래스 또는 자동차의 천창에 응용되어, 태양열의 방사 또는 햇빛을 방지한다. 반사율을 개변가능한 미러, 이 종은 자동차의 백미러에 널리 사용되고 있다. 전기변색 특성을 이용한 자기발광 디스플레이 등 각종 특수 운용 분야가 있다.
전기변색 특성은 도전 후의 화학반응에 의해, 부재의 색조 또는 투과율에 변화가 유발되는 것을 말한다. 이 종류의 전기변색 이론은 1961년, Platt 등에 의해 개시되어 있다. 전자를 여기시키면, 새로운 광흡수 대역(다른 1개의 색)이 형성된다. 그와 같은 주요 원인은 전자의 변환 전이 또는 산화환원에 의해, 전기의 획득과 소모를 형성하고, 변색 또는 퇴색의 기능을 실현할 수 있다. 예컨대, 재료의 응용에서, 산화 텅스텐(WO3)은 이미 폭넓게 연구 및 운용되고 있고, 또 산화 텅스텐에 극히 좋은 전기변색 특성을 갖는다. 그의 일반식(1)은 이하와 같이 나타낸다:
WO3 + xM+ + xe- ←-------→MxWO3 (1)
(무색 또는 레몬색) (청색 또는 감청색)
식 중에서, M+은 각각 이온 H+, Li+, Na+ 또는 K+를 나타낸다. 변색에 관하여, 양전위를 인가하면, 역반응을 유발하여 퇴색 상태로 되며, 음전위를 인가하면, 전류가 중단된 후에도 색이 일정한 시간을 유지한 다음 완전하게 퇴색되며, 기억 특성을 갖는다.
전술한 에너지 절약 윈도우 또는 스마트 글래스 등에 관한 분야에서의 응용은, 통상, 도 1 또는 도 2에 도시한 바와 같이, 2개의 투명 기재(10)의 사이에, 내측으로 순서를 따라서 투명 도전층(12), 전기변색층(14)(고체가 대부분)와 전해질층(16)(액체 또는 고체)을 제공하고 있다. 또는 2개의 투명기재(10) 사이에, 내측으로 순서를 따라서 투명 도전층(12), 전기변색층(14)(고체가 대부분), 이온 격납층(18)(고체 필름)과 전해질층(16)(액체 또는 고체)으로 이루어진다. 주로 중화민국 특허공보 제TW200734782호(특허문헌 1), 중화민국 특허공보 제TW200801759호 (특허문헌 2), 중화민국 특허공보 제TW200907523호 (특허문헌 3)은 그의 적용예이다. 이외에, 전기변색소자의 전원제어는 외부 부착한 분리형의 스위치에 의해 조작되고 있다.
선행기술문헌
특허문헌
특허문헌 1: 중화민국 특허공보 제TW200734782호
특허문헌 2: 중화민국 특허공보 제TW200801759호
특허문헌 3: 중화민국 특허공보 제TW200907523호
이상의 설명으로부터, 발명자는 공지 기술의 구조와 전원 절환에 의한 변색/퇴색 조작이 더욱 개선될 여지가 있는 것에 착안하여, 당해 산업에서 장기간에 걸쳐 축적된 경험을 기초로, 예의 연구한 결과, 전기변색소자 전체 구조를 공지 기술에 비하여 더욱 가볍고 얇으며, 또 광투과성이 우수한 터치식 전기변색 장치를 발명하였다.
전술한 과제에 관하여, 본 발명의 목적은 일종의 공지 기술의 전기변색소자의 구조에 비하여, 더욱 가볍고, 얇으며, 광투과성이 우수하며, 또한 터치 패널의 조작 원리를 이용하여, 본 발명의 전원의 온/오프에 의해 전기변색 부재의 변색/퇴색 작업을 더욱 편리하게 실시할 수 있는 터치식 전기변색 장치를 제공하고, 유효하게 에너지 절약 윈도우, 스마트 글래스 등의 분야에 응용될 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 이하의 터치식 전기변색 장치를 제공한다. 주로, 저항식 터치 패널부는, 제1 투명 도전기재, 제1 투명 도전기재에 대향하여 서로 평행하게 제공되는 제1 투명 도전기재와 각각 제1 전원의 정부극 단부에 접속되는 제2 도전기재, 제1 투명 도전기재와 제2 도전기재와의 사이에 제공되며, 서로 전기 접촉을 방지하는 복수의 스페이서, 순액체 물질로 이루어지고 제1 투명 도전기재와 제2 도전기재의 사이에 주입되며, 대향하는 2개의 단면은 각각 제2 전원의 정극과 부극에 도통하는 전기변색 부재, 제1 투명 도전기재와 제2 도전기재 내부의 주변에 제공되며, 제2 전원의 정극과 부극이 각각 제1 투명 도전기재와 제2 도전기재와 전기 접속하는 것을 저지하고, 또 전기변색 부재를 완전하게 저항식 터치 패널부에 밀봉하는 절연체, 저항식 터치 패널부에 전기접속되며, 외부로부터의 터치 신호를 처리하고, 제2 전원의 온 또는 오프를 구동하는 콘트롤러를 포함한다.
그 중, 제1 투명 도전기재의 표면에 도전성 재료가 도포되어 있다. 예컨대, 인듐주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO), 인듐산화아연(Indium Zinc Oxide, IZO), 산화아연 알루미늄(Al-doped ZnO, AZO), 산화안티몬 주석(Antimony Tin Oxide, ATO), 나노카본 튜브(carbon nanotube), 폴리에틸렌 디옥시티오펜(Poly-3,4-Ethylenedioxythiophene, PEDOT), 폴리아닐린(polyaniline) 중 어느 것의 도전성 재료의 글래스, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리카보네이트(Poly Carbonate, PC), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 염화폴리비닐(Poly Vinyl Chloride, PVC), 폴리프로필렌(Poly Propylene, PP), 폴리스티렌(Poly Styrene, PS), 폴리메타크릴산메틸(Polymethylmethacrylate, PMMA) 또는 그의 혼합물의 플라스틱 중합물 중 어느 것을 선택하여, 투명, 도전성 특성의 목적을 실현한다. 이 외에, 스마트 윈도우 또는 에너지 절약 윈도우의 실시에 관하여, 제2 도전기재는 투명부재이고, 반사 미러의 실시에 관하여 제2 도전기재는 불투명 또는 반사식 부재이다.
본 발명에서, 저항식 터치 패널부에 주입하는 전기변색 부재의 성분은 주로 유기 재료와 용매로 이루어진다. 전기변색 부재는 적어도 1종의 유기재료와 적어도 1종의 무기 재료를 포함하는 이외에, 복수 종의 유기, 무기 재료의 혼합 용액이어도 좋다. 그 중, 유기 재료는 산화환원 지시약, PH 지시약 또는 유기 화합물이다. 또한 산화환원 지시약은 메틸렌 블루, 디클로로페놀인도페놀나트륨, N-페닐안트라닐산, 디페닐아민술폰산 나트륨, 디페닐벤지딘 또는 메틸비올로겐이다. 또한 PH 지시약은 바리아민 블루 B 디아조늄염이고, 유기 화합물은 페로센(Ferrocene, Fe(C5H5)2), 7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄(7,7,8,8-Tetracyanoquinodimethane)이다. 이외에, 무기 재료는 전이원소의 산화물, 황화물, 염화물 또는 수산화물로부터 선택한다. 그 중, 전이원소는 스칸듐 아족, 티타늄 아족, 바나듐 아족, 크롬 아족, 망간 아족, 철족, 구리 아족, 아연 아족 또는 백금 아족으로부터 선택된다. 그 외, 무기 재료는 할로겐족 무기 유도체, 산소족 무기 유도체, 질소족 무기 유도체, 카본족 무기 유도체, 붕소족 무기 유도체, 알칼리토류 무기 파생물 또는 알칼리토류 무기 유도체이다. 그 중, 무기 재료는 염화제1철(FeCl2), 염화제2철(FeCl3), 삼염화티탄(TiCl3), 사염화티탄(TiCl4), 염화비스무트(III)(BiCl3), 염화구리(CuCl2) 또는 브롬화리튬(LiBr)으로부터 선택될 수 있다. 그 중, 용매는 디메틸술폭사이드[(CH3)2SO], 탄산프로필렌(C4H6O3), 물, γ-부티로락톤, 아세토니트릴, 시안화에틸, 벤조니트릴, 글루타로니트릴, 메틸글루타로니트릴, 3,3'-옥시디프로피오니트릴, 히드록시프로피오니트릴, 디메틸포름아민, N-메틸피롤리딘케톤, 술폴란, 3-메틸술폴란 또는 그의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
이 외에, 용액형 전기변색 부재를 겔상으로 형성하고, 액체의 유동을 감소시키고 누액 문제를 피하고, 변색의 균일화를 실시하여 광격자의 선상이 외력에 의해 변형을 방지하기 위하여 전기변색 부재는 또한 전해질 또는 고분자 중합물을 포함하고 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 또한 1종의 터치식 전기변색 장치를 제공한다. 주로 콘덴서식 터치 패널부는 제3 투명 도전기재, 제3 투명 도전기재에 대향하여 서로 평행하게 제공되는 제4 기재, 순액체 물질로 이루어지고 제3 투명 도전기재와 제4 기재 사이에 주입되고 대향하는 2개의 단면은 각각 제3 전원의 정극과 부극에 접속하는 전기변색 부재, 제3 투명 도전기재와 제4 기재 내부의 주변에 제공되며, 제3 전원의 정극과 부극이 각각 제3 투명 도전기재와 제4 기재의 전기 접속을 방지하고, 전기변색 부재를 콘덴서식 터치 패널부의 내부에 밀봉하는 절연체, 저항식 터치 패널부에 전기접속되며, 외부로부터 터치 신호를 처리하여 제2 전원의 온 또는 오프를 구동하는 콘트롤러를 포함한다.
내인성과 제품수명을 향상시키기 위하여, 제3 투명 도전기재의 표면에는 보호층이 더 제공되어 있다. 보호층의 재료는 글래스, 플라스틱 또는 이산화 규소 등을 사용한다.
본 발명의 효과는, 1종의 터치식 전기변색 장치를 제공하고, 공지 기술의 저항식 터치 패널의 원리를 이용한다. 단, 종래에서 많이 사용되고 있던 전기변색층에 전해질 또는 이온격납층을 중첩한 전기변색소자의 구조에 대하여, 순액체 물질의 전기변색 부재를 주입하는 것에 의해, 본 발명에 의하면, 전체 구조가 얇아지고, 자기청정화 기능을 갖고, 더욱 좋은 광투과성을 실현할 수 있다. 이외에, 전원의 온/오프 제어에 의해 전기변색 부재의 변색/퇴색 조작은 터치 패널 상에서 직접 조작할 수 있기 때문에, 스마트 윈도우 또는 스마트 글래스에 적용될 때, 광 투과성의 조정 또는 반사상태의 조작이 간단하게 되어, 사용의 편리성과 간소화를 대폭적으로 향상시킬 수 있다.
도 1은 공지 기술의 전기변색소자의 구조 양태도이다.
도 2는 공지 기술의 다른 하나의 전기변색소자의 구조 양태도이다.
도 3은 본 발명의 터치식 전기변색 장치의 구조 양태도이다.
도 4는 본 발명의 터치식 전기변색 장치의 작동 플로우도이다.
도 5a는 본 발명의 터치식 전기변색 장치를 투과형 소자에 응용한 구조 양태도이다.
도 5b는 본 발명의 터치식 전기변색 장치를 투과형 소자에 응용한 구조 양태도이다.
도 6a는 본 발명의 터치식 전기변색 장치를 반사형 소자에 응용한 구조 양태도이다.
도 6b는 본 발명의 터치식 전기변색 장치를 반사형 소자에 응용한 구조 양태도이다.
도 7은 본 발명의 터치식 전기변색 장치를 콘덴서식 터치 패널에 결합된 구조 양태도이다.
발명을 실시하기 위한 형태
이하 도면을 참조하면서 본 발명의 내용 이해를 한층 더 도모하기 위하여 상세하게 설명한다.
실시예 1
도 3은 본 발명의 터치식 전기변색 장치의 구조 양태도를 도시한 것이다. 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 터치식 전기변색 장치(2)는 주로 저항식 터치 패널부(20), 전기변색 부재(24), 절연체(28)와 콘트롤러(도시되지 않음)를 포함한다. 그 중, 저항식 터치 패널부(20)는 일반의 저항식 터치 패널을 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 저항식 터치 패널부(20)는 적어도 1개의 제1 투명 도전기재(202), 1개의 제2 도전기재(204)와 복수의 스페이서(206)를 포함한다.
그 중, 제1 투명 도전기재(202)는 표면에 도전재료가 도포된 투명기재이고, 통상은 인듐주석산화물 도전 글래스(ITO), ITO 플라스틱 필름, 또는 인듐주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO), 인듐 산화아연(Indium Zinc Oxide, IZO), 산화아연 알루미늄(Al-doped ZnO, AZO), 산화안티몬주석(Antimony Tin Oxide, ATO), 폴리에틸렌 디옥시티오펜(Poly-3,4-Ethylenedioxythiophene, PEDOT), 폴리아닐린(polyaniline) 또는 나노카본 튜브(carbon nanotube) 등의 도전성 재료의 글래스, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate, PET), 폴리카보네이트(Poly Carbonate, PC), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 염화폴리비닐(Poly Vinyl Chloride, PVC), 폴리프로필렌(Poly Propylene, PP), 폴리스티렌(Poly Styrene, PS), 폴리메타크릴산 메틸(Polymethylmethacrylate, PMMA) 또는 그의 혼합물의 플라스틱 중합물 중 어느 것을 선택할 수 있다.
제2 도전기재(204)는 제1 투명 도전기재(202)에 대향하여 서로 평행하게 제공되며, 또 제1 투명 도전기재(202)와 제2 도전기재(204)는 각각 제1 전원(22)의 정부극 단부에 접속되어 있다. 통상, 제1 투명 도전기재(202)와 제2 도전기재(204)는 전기적으로 도통된 후, 통상의 전압차는 +5V가 사용되고 있다. 제1 투명 도전기재(202)와 제2 도전기재(204)의 사이에는, 스페이서(206)에 의해 구획되어 있다. 그 목적은 외부로부터의 터치 신호가 없어도, 2개의 도전기재가 서로 접촉하여 단락에 의해 오동작을 방지한다.
또한 전기변색 부재(24)는 순액체 물질로 이루어지며, 제1 투명 도전기재(202)와 제2 도전기재(204)의 사이에 주입되어 있다. 저항식 터치패널부(20) 사이의 제1 전원(22)의 전압차는 +5V이다. 터치 기능에 의해 제공되는 전류는 전기변색을 유발하지 않는 범위이어야 한다. 따라서, 전기변색 부재(24)의 변색/퇴색은 구동되지 않고, 영향을 받는 것은 없다. 이 때문에, 전기변색 부재(24)의 대향하는 2개의 단면은 각각 제2 전원(26)의 정극과 부극에 전기 접속되고, 충분한 전압, 전류를 가하는 것에 의하여 전기변색 부재(24)의 변색/퇴색을 구동할 수 있다.
또한 전기변색 부재(24)는 순액체 물질로 이루어지고, 제1 투명 도전기재(202)와 제2 도전기재(204) 사이에 주입된 후는, 절연체(28)를 제2 투명 도전기재(202)와 제2 도전기재(204) 내부의 주변에 제공되어 있고, 제2 전원(26)의 정극과 부극을 각각 제1 투명 도전기재(202)와 제2 도전기재(204)의 전기접속을 저지하는 것과 함께, 전기변색 부재(24)를 저항식 터치패널부(20)에 밀봉될 수 있다. 전기변색 부재(24)의 주된 성분은 적어도 1개의 무기재료, 적어도 1종의 무기재료와 용매를 조합하여 이루어진다. 그 중, 유기 재료는 산화환원 지시약, PH 지시약 또는 유기 화합물로부터 선택할 수 있다.
그 중, 산화환원 지시약은 메틸렌블루(Methylene blue, C16H18ClN3S?3H2O), 디클로로페놀인도페놀 나트륨(Dichlorophenolindophenol sodium, C12H6Cl2NNaO2), N-페닐안트라닐산(C13H11NO2), 디페닐아민술폰산 나트륨(C12H10NNaO3S), 안트라닐산, 디페닐아민술폰산 나트륨, N,N'-디페닐벤지딘(N,N'-Diphenylbenzidine, C20H20N2) 또는 메틸비올로겐(Viologen)이다. 그 중, 비올로겐(Viologen)은 R 치환기의 탄소사슬 길이 또는 구조에 따라 각종 색으로서 나타난다. R 치환기는 메틸기(Methyl), 에틸기(Ethyl), 프로필기(Propyl), 부틸기(Butyl), 펜틸기(Pentyl), 헥실기(Hexyl), 헵틸기(Heptyl), 옥틸기(Octyl), 이소펜틸기(Iso-pentyl) 또는 벤질기(Benzyl)의 어느 것이다.
그의 실시예는 이하의 것이 있다. 1,1'-디메틸-4,4'-비피리디늄 디클로라이드 수화물(1,1'-Dimethyl-4,4'-bipyridinium Dichloride Hydrate, MV), 1,1'-디헵틸-4,4'-비피리디늄 디브로마이드(1,1'-Diheptyl-4,4'-bipyridinium Dibromoide, HV), 1,1'-디벤질-4,4'-비피리디늄 디클로라이드 수화물(1,1'-Dibenzyl-4,4'-bipyridinium Dichloride Hydrate, BV), 1,1'-비스(2,4-디니트로페닐)-4,4'-비피리디늄 디클로라이드(1,1'-Bis(2,4-dinitrophenyl)-4,4'-bipyridinium Dichloride), 1,1'-디-n-옥틸-4,4'-비피리디늄 디브로미드(1,1'-Di-n-octyl-4,4'-bipyridinium Dibromide), 1,1'-디페닐-4,4'-비피리디늄 디클로라이드(1,1'-Diphenyl-4,4'-bipyridinium Dichloride), 4,4'-비피리딜(4,4'-Bipyridyl) 등.
바람직한 PH 지시약의 산염기 지시약은 바리아민블루 B 디아조늄 염(Variamine Blue B Diazonium salt, C13H12ClN3O)이어도 좋다.
유기 화합물은 페로센(Ferrocene, Fe(C5H5)2), 7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄(7,7,8,8-Tetracyanoquinodimethane)이다.
이 외에, 무기재료는 전이원소의 산화물, 황화물, 염화물 또는 수산화물로부터 선택한다.
그 중, 전이원소는 구리 아족(IB), 아연 아족(IIB), 스칸듐 아족(IIIB), 티타늄 아족(IVB), 바나듐 아족(VB), 크롬 아족(VIB), 망간 아족(VIIB), 철족(VIIIB)과 백금 아족(제5, 6 주기 VIIIB)으로부터 선택한다.
그 외, 무기 재료는 할로겐족(VIIA) 무기 유도체, 산소족 무기 유도체(VIA), 질소족 무기 유도체(VA), 카본족 무기 유도체(VIA), 붕소족 무기 유도체(IIIA), 알칼리토류(IIA) 무기 파생물 또는 알칼리토류(IA) 무기 유도체이다.
그 중, 무기재료는 염화제1철(FeCl2), 염화제2철(FeCl3), 삼염화티탄(TiC13), 사염화티탄(TiC14), 염화비스무트(III)(Bicl3), 염화구리(CuCl2) 또는 브롬화리튬(LiBr)으로부터 선택할 수 있다.
그 중, 용매는 디메틸술폭사이드[(CH3)2SO], 탄산프로필렌(C4H6O3), 물(H2O), γ-부티로락톤, 아세토니트릴, 시안화에틸, 벤조니트릴, 글루타로니트릴, 메틸글루타로니트릴, 3,3'-옥시디프로피오니트릴, 히드록시프로피오니트릴, 디메틸포름아민, N-메틸피롤리딘케톤, 술폴란, 3-메틸술폴란 또는 그의 혼합물 중의 어느 것으로부터 선택할 수 있다.
전술한 유기재료, 무기재료는 예시된 1개 또는 다른 종의 조합을 선택하여도, 본 발명의 재료 선택의 목적을 실현할 수 있다.
그 외, 이온층(24)은 1종 이상의 비활성 도전염을 더 포함할 수 있다. 도전염은 리튬, 나트륨 또는 테트라알킬아민 염 중 어느 것을 포함하여도 좋다.
또한, 전기변색 부재(24)는 액체이기 때문에 누액의 문제가 있고, 또 변색할 때에 형성되는 광격자의 선상은 외부로부터 근소한 힘을 가하는 것으로 형상변화를 유발하는 것을 방지하기 때문에, 전기변색 부재(24)에서 전해질 또는 고분자 중합물을 구비하고 있다.
이것에 의해, 전술한 과제가 해결되는 이외에, 변색의 균일도도 순액체 물질보다 좋다.
그 중, 전해질은 과염소산 리튬(LiClO4), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH) 또는 규산나트륨(Na2SiO3)이어도 좋다.
한편, 고분자 중합물은 고 플루오르화 수지, 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판술폰산)(Poly(2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid, PAMAS), 폴리비닐알코올인산(poly(vinylalcohol phosphric acid, PAVA), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide, PEO), 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine, PEI), 테트라부틸암모늄 테트라플루오로보레이트(Tetrabutylammonium tetrafluoroborate), 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 페닐인산(Phenyl Acid Phosphate, PAP), 폴리비닐 피롤리돈(Polyvinyl Pyrrolidone, PVP) 중 1종 또는 다종의 혼합물을 선택한다.
이어, 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 터치식 전기변색 장치의 동작 플로우도이다. 본 발명에 의하면, 저항식 터치 패널부(20)를 터치 조작하는 것에 의해, 전기변색 부재(24)의 변색/퇴색을 실현할 수 있다. 구체적인 조작에 관하여, 사용자는 먼저 손가락 부분 그 외 터치 물질을 저항식 터치 패널부(20)에 직접 터치하는 것에 의해 외부 터치 신호를 형성시킨다. 이어, 외부 터치 신호는 저항식 터치 패널부(20)에 전기 접속된 콘트롤러에 의해, 예컨대 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 등 신호처리가 실시된다. 이어서, 처리된 외부 터치 신호로부터 제2 전원(26)의 온 또는 오프를 구동하는 것에 의해, 전기변색 부재(24)가 변색 또는 퇴색의 화학반응을 유발한다. 이것에 의해, 1개의 구체적인 플로우 조작을 완료한다.
도 5a와 도 5b를 참조하여 설명한다. 도 5a와 도 5b는 본 발명의 터치식 전기변색장치를 투과형 소자에 응용한 구조 양태도이다. 도면에 도시한 바와 같이, 본 실시예는 주로 제1 투명 도전기재(202)와 제2 도전기재(204) 모두 투명한 재질을 사용하며, 예컨대 높은 광투과성 및 고도전도의 ITO 글래스가 사용되고 있다.
구체적인 응용예는 스마트 윈도우 또는 필터 등의 유사 제품에 적용될 수 있다. 도시한 바와 같이, 전기변색 부재(24)가 변색되기 전에, 광선(41)은 일반의 재질과 같이 직접적으로 통과된다. 광선(41) 세기의 감쇠에서도 구체적인 영향은 없다.
한편, 전기변색 부재(24)가 변색한 후, 전기변색 부재(24)를 통과하는 광선(41)의 세기 감쇠는 현저하게 된다. 광선(41) 통과량의 다과(감쇠 정도)는 제1 투명 도전기재(202)와 제2 도전기재(204)의 전위차, 용액의 pH 값, 용액의 농도, 용매의 극성, 양쪽 극간의 거리 및 도전율에 의해 결정된다.
또한 도 6a와 도 6b를 참조하면서 설명한다. 도 6a와 6b는 본 발명의 터치식 전기변색 장치를 투과형 소자에 응용한 구조 양태도이다. 도시한 바와 같이, 본 실시예는 주로 제1 투명 도전기재(202)가 투명한 재질이다. 예컨대, 높은 광투과성 및 고 도전도를 갖는 ITO 글래스를 사용하며, 제2 도전기재(204)는 불투명 또는 반사식 부재, 예컨대 백금 또는 로듐 합금 등의 반사층을 사용한다.
구체적인 응용예는 눈부신 광을 없애는 백미러 등의 제품에 적용될 수 있다.
도시한 바와 같이, 전기변색 부재(24)가 변색하기 전에, 광선(41)은 그대로 반사되며, 세기의 감쇠는 구체적인 영향은 없다. 한편, 전기변색 부재(24)가 착색된 후, 전기변색 부재(24)를 통과하는 광선(41)의 세기의 감쇠는 현저하기 때문에, 강한 광이 반사에 의해, 눈부신 광은 대폭적으로 감소된다. 광선(41) 통과량의 다과(감쇠정도)는 제1 투명 도전기재(202)와 제2 도전기재(204)의 전위차, 용액의 pH값, 용액의 농도, 용매의 농도, 용액의 극성, 양쪽 극간의 거리 및 도전율에 의해 결정된다.
실시예 2
도 7을 참조하면서 설명한다. 도 7은 본 발명의 터치식 전기변색 장치가 콘덴서식 터치 패널에 결합된 구조 양태도이다. 도 3 내지 도 6b는 주로 전기변색 부재가 저항식 터치 패널부에 결합된 전기변색 부재에 의한 전원구동의 바람직한 실시예의 설명이다.
본 실시예는 전기변색 부재의 전원구동도 터치 조작에 의해 실시한다.
단, 터치 패널은 전술한 실시예의 구조 대신, 콘덴서식 터치 패널에 의해 실시한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 터치식 전기변색 장치(3)는 주로 콘덴서식 터치 패널부(30), 전기변색 부재(34), 절연체(38) 및 콘트롤러(도시되지 않음)를 포함한다.
콘덴서식 터치 패널부(30)는 주로 제3 투명 도전기재(302)와 제4 기재(304)를 포함한다. 그 중, 제4 기재(304)는 제3 투명 도전기재(302)에 대향하여 서로 평행하게 제공되어 있다. 그 중, 전기변색 부재(34)는 전술 실시예와 동일하게 순 액체물질로 이루어지고, 제3 투명 도전기재(302)와 제4 기재(304)의 사이에 주입되든가, 또는 저항식 터치 패널부와 같이, 겔상으로 형성된 다음 전기변색 부재(34)에 전해질 또는 고분자 중합물을 가하는 등, 재료의 상세한 것은 전술한 바와 같고, 여기서 설명을 생략한다. 전기변색 부재(34)의 대향하는 2개의 단면은 각각 제3 전원(36)의 정극과 부극에 전기접속되어 있다. 그 외, 절연체(38) 또는 콘덴서의 구조와 가동 플로우는 전술한 저항식 터치 패널과 거의 동일하기 때문에, 여기서 설명을 생략한다. 예컨대, 제4 기재(304)는 도전성을 갖지 않는 투명기판 또는 반사식 부재를 사용하고, 전기변색 부재(34)의 변색에 의해, 스마트 윈도우 또는 글래스 및 반사 미러의 구체적인 실시를 실현한다. 내인성과 제품 수명을 향상시키기 위하여, 보호층(306)을 또한 제3 투명 도전기재(302)의 표면에 제공하고, 터치 회수에 따른 제3 투명 도전기재(302)의 파손을 방지한다. 보호층의 재료는 글래스, 플라스틱 또는 경화 이산화규소 등을 사용한다.
전술한 실시예의 설명에 의해, 본 발명의 효과는 이하의 터치식 전기변색 장치를 제공할 수 있다. 본 발명은 공지 기술의 저항식 터치 패널 또는 콘덴서식 터치 패널의 원리를 이용하지만, 종래에 다수 사용되어 있었던 전기변색층에 전해질 또는 이온 격납층을 중첩시킨 전기변색소자의 구조에 대하여, 본 발명에서는 순액체 물질의 전기변색 부재를 주입하는 것에 의해 전체 구조가 얇아지고, 더욱 좋은 광투과성을 실현할 수 있다.
이외에, 전원의 온/오프 제어에 의한 전기변색 부재의 변색/퇴색 조작은 터치 패널 상에서 직접적으로 동작될 수 있기 때문에, 스마트 윈도우 또는 스마트 글래스에 적용될 때, 광투과성의 조정 또는 반사상태의 조작이 간단하게 되어, 사용의 편리성과 간소화를 대폭적으로 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 것은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 실시범위에 제한을 가하는 것은 아니다. 당해 기술자가 숙지하는 것은, 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는, 어떠한 기타 효과 또는 단단한 변화와 수식 모두 본 발명의 특허청구범위에 포함된다.
10 투명 기재 12 투명 도전층
14 전기변색층 16 전해질층
18 이온 격납층 2 터치식 전기변색 장치
20 저항식 터치 패널부 202 제1 투명 도전기재
204 제2 도전기재 206 스페이서
22 제1 전원 24 전기변색 부재
26 제2 전원 28 절연체
3 터치식 전기변색 장치 30 콘덴서식 터치 패널부
302 제3 투명 도전기재 304 제4 기재
306 보호층 36 제3 전원
34 전기변색 부재 38 절연체
41 광선

Claims (22)

  1. 저항식 터치 패널부, 전기변색 부재, 절연체 및 콘트롤러를 포함하는 터치식 전기변색장치로서,
    상기 저항식 터치 패널부는,
    제1 투명 도전기재;
    제1 투명 도전기재에 대향하고 서로 평행하게 제공되며, 제1 투명 도전기재와 합하여 제1 전원의 정부극 단부에 접속되는 제2 도전기재; 및
    제1 투명 도전기재와 제2 도전기재의 사이에 제공되며, 서로 전기도통을 방지하는 복수의 스페이서를 포함하며,
    상기 전기변색 부재는 순액체 물질로 이루어지고 제1 투명 도전기재와 제2 도전기재의 사이에 주입되며, 대향하는 2개의 단면은 각각 제2 전원의 정극과 부극에 전기접속되며,
    상기 절연제는 상기 제2 전원의 정극과 부극이 각각 상기 제1 투명 도전기재와 상기 제2 도전기재의 전기접속을 저지하기 위하여 상기 제1 투명 도전기재와 상기 제2 도전기재 내부의 주변에 제공되며, 상기 전기변색 부재를 상기 저항식 터치 패널부에 밀봉하며,
    상기 콘트롤러는 상기 저항식 터치 패널부에 전기접속되며, 외부로부터의 터치 신호의 처리에제공되고, 상기 제2 전원의 온 또는 오프를 구동하는 것을 특징으로 하는, 터치식 전기변색 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제1 투명 도전기재는 인듐주석 산화물, 인듐산화아연, 산화아연 알루미늄, 산화안티몬 주석, 나노카본 튜브, 폴리에틸렌 디옥시티오펜, 폴리아닐린 중 어느 것의 도전성 재료의 글래스, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 염화폴리비닐, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리메타크릴산 메틸 또는 그의 혼합물의 플라스틱 중합물 중 어느 것을 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제2 도전기재는 투명한 부재인 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제2 도전기재는 불투명 또는 반사식 부재인 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 전기변색 부재는 유기 재료, 무기 재료와 용매를 조합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 유기 재료는 산화환원 지시약, PH 지시약 또는 유기 화합물 중 어느 것 또는 다종의 혼합물인 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 산화환원 지시약은 메틸렌블루, 디클로로페놀인도페놀나트륨, N-페닐안트라닐산, 디페닐아민술폰산 나트륨, 디페닐벤지딘 또는 메틸비올로겐인 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 PH 지시약은 바리아민 블루 B 디아조늄 염인 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 유기 화합물은 7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄 또는 페로센인 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
  10. 제 5항에 있어서, 상기 무기재료는 전이원소의 산화물, 황화물, 염화물 또는 수산화물 중 어느 것 또는 다종을 조합한 것인 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 전이원소는 스칸듐 아족, 티타늄 아족, 바나듐 아족, 크롬 아족, 망간 아족, 철족, 구리 아족, 아연 아족 또는 백금 아족으로부터 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
  12. 제 5항에 있어서, 상기 무기재료는 할로겐족 무기 유도체, 산소족 무기 유도체, 질소족 무기 유도체, 카본족 무기 유도체, 붕소족 무기 유도체, 알칼리토류 무기 파생물 또는 알칼리토류 무기 유도체 중 어느 것 또는 다종을 조합한 것인 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
  13. 제 5항에 있어서, 상기 무기재료는 염화제1철, 염화제2철, 삼염화티탄, 사염화티탄, 염화비스무트(III), 염화 구리 또는 브롬화리튬인 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
  14. 제 5항에 있어서, 상기 용매는 디메틸술폭사이드, 탄산프로필렌, 물, γ-부티로락톤, 아세토니트릴, 시안화에틸, 벤조니트릴, 글루타로니트릴, 메틸글루타로니트릴, 3,3'-옥시디프로피오니트릴, 히드록시프로피오니트릴, 디메틸포름아민, N-메틸피롤리딘케톤, 술폴란, 3-메틸술폴란 또는 그의 혼합물 중의 어느 것으로부터 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
  15. 제 5항에 있어서, 상기 전기변색 부재는 1종의 비활성 도전염을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 비활성 도전염은 리튬, 나트륨 또는 테트라알킬아민 염인 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
  17. 제 5항에 있어서, 상기 전기변색 부재는 1종의 전해질 또는 고분자 중합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 전해질은 과염소산 리튬, 수산화칼륨, 수산화 나트륨 또는 규산 나트륨인 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 고분자 중합물은 고 플루오르화 수지, 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판술폰산), 폴리비닐알코올인산, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리에틸렌이민, 테트라부틸암모늄 테트라플루오로보레이트, 폴리메타크릴산메틸, 페닐인산, 폴리비닐피롤리돈 중 1종 또는 다종의 혼합물을 선택하는 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
  20. 콘덴서식 터치 패널부, 전기변색 부재, 절연체 및 콘트롤러를 포함하는 터치식 전기변색 장치로서,
    상기 콘덴서식 터치 패널부는,
    제3 투명 도전기재; 및
    제3 투명 도전기재에 대향하여 서로 평행하게 제공되는 제4 기재를 포함하고,
    상기 전기변색 부재는 순액체 물질로 이루어지고, 상기 제3 투명 도전기재와 제4 기재 사이에 주입되고 대향하는 2개의 단면은 각각 제3 전원의 정극과 부극에 전기접속되며,
    상기 절연체는 상기 제3 전원의 정극과 부극이 각각 상기 제3 투명 도전기재와 제4 기재의 전기접속을 저지하기 위하여 상기 제3 투명 도전기재와 상기 제4 도전기재 내부의 주변에 제공되고, 상기 전기변색 부재를 상기 저항식 터치 패널부에 밀봉하며,
    상기 콘트롤러는 상기 저항식 터치 패널부에 전기접속되며, 외부로부터 터치 신호의 처리에 제공되며, 상기 제2 전원의 온 또는 오프를 구동하는 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 콘덴서식 터치 패널부는 상기 제3 투명 도전기재의 표면에 제공되는 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 터치식 전기변색 장치.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 보호층은 글래스, 플라스틱 또는 이산화규소의 어느 것인 것을 특징으로 하는 터치식 전기변색 장치.
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