KR20160134553A - 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리 - Google Patents

전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리 Download PDF

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Abstract

개시되는 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리는, 설정된 간격을 두고 서로 평행하게 배치되되, 건물의 외부 및 내부를 각각 향하는 제1,2 글라스; 상기 제2 글라스의 양면 중 상기 제1 글라스와 마주하는 면으로 정의되는 발광 면;으로서, 복수의 발광소자가 설정된 밀도를 가지며, 등 간격으로 배치되고, 상기 제1 글라스를 향하여 빛을 조사하도록 구비되는 발광 면; 상기 발광 면에 구비되며, 상기 복수의 발광소자와 외부에 배치되는 전원을 전기적으로 연결하는 제1 투광성 도전 필름층; 상기 제1 글라스의 양면 중 상기 제2 글라스와 마주하는 면으로 정의되는 광 제어면;으로서, 전원에 의해 투명과 불투명이 제어되는 전기 변색 필름이 적층 되는 광 제어면; 및 상기 전기 변색 필름의 두께 방향으로 전압을 인가하도록, 상기 전기 변색 필름의 두께 방향으로 양면에 적층 되는 제2 투광성 도전 필름층;을 포함한다.

Description

전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리{Pair glass with the function of electronic display and illumination}
본 발명(Disclosure)은, 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리에 관한 것으로서, 구체적으로 투명성 유지를 위해 이산(discrete) 배치된 LED를 광원으로 사용하되, 전원에 의해 투명과 불투명이 제어되는 전기 변색 필름을 이용하여 전광판 및 조명 기능이 가능하도록 LED 광원으로부터 조사되는 빛이 조절되는 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리에 관한 것이다.
여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
복층유리는, 두 장의 유리를 일정한 간격으로 하여 주위를 접착제로 접착해서 밀폐하고, 그 중간에 완전 건조 공기를 봉입한 유리를 의미하며, 페어 글라스라고도 한다.
복층유리는, 단열, 차음, 결로 방지 등의 효과가 있어, 건축용으로 널리 사용되고 있다.
그러나 복층유리는 일반적으로 빛의 투과도 조절 기능이 없으므로, 별도로 블라인드를 설치하여 빛의 양을 조절하는 것이 종래의 일반적인 방법이었다.
최근에는 고분자 분산 액정(PDLC)을 이용하여 전원을 이용한 빛의 투과도 조절이 가능한 소위 '스마트 글라스'가 소개되어 건축 현장에 적용되고 있다.
그러나, '스마트 글라스'의 경우에도 빛을 투과시키거나 불투명하게 하는 작용을 단순히 이용하는 것에 불과하므로, 그 이용에 한계를 가진다.
이러한 이유로 '스마트 글라스'의 활용 범위를 넓히기 위한 연구의 필요성이 증가하고 있다.
본 발명자는, 건물 외부의 사람들에게 소정의 문자 정보나 이미지를 시각적으로 전달하는 전광판 기능을 가지며, 건물 내부의 사람들에게 조명기능을 부여할 수 있는 복층유리의 유용성을 인식하여 본 발명을 착수 및 완성하게 되었다.
구체적으로, 동영상 또는 이미지의 표현이 가능한 복층유리를 구현하기 위해서는, 두 장의 유리 중 적어도 어느 하나에 발광소자가 설치되어야 하는데, 깨끗하고 부드러운 화면의 구현에는 발광소자의 수가 많은 것이 유리하다.
그러나 많은 수의 발광소자를 설치하게 될 경우, 다수의 발광소자와 이를 연결하는 복잡한 배선으로 인하여 투명하지 못하거나 투명도가 떨어지게 되는 문제점이 있고, 제조비용 또한 상승하게 된다.
이렇게 될 경우 불투명의 발광장치 또는 전광판과 같이 동일하게 되어 복층유리의 창 기능의 역할을 제대로 못하게 된다.
결국, 이산 분포되는 발광소자를 이용하여 전광판 및 조명 기능을 수행할 수 있는 구조의 개발이 본 발명의 핵심이라 할 것이다.
1. 한국등록실용신안 제20-0202529호 2. 한국등록특허 제10-1258408호 3. 한국공개특허공보 제10-2009-0104220호
본 발명은, 투명성 유지를 위해 이산(discrete) 배치된 LED를 광원으로 사용하되, 전기 변색 필름을 이용하여 전광판 및 조명 기능이 가능하도록 LED 광원으로부터 조사되는 빛이 조절되는 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리의 제공을 일 목적으로 한다.
여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리는, 설정된 간격을 두고 서로 평행하게 배치되되, 건물의 외부 및 내부를 각각 향하는 제1,2 글라스; 상기 제2 글라스의 양면 중 상기 제1 글라스와 마주하는 면으로 정의되는 발광 면;으로서, 복수의 발광소자가 설정된 밀도를 가지며, 등 간격으로 배치되고, 상기 제1 글라스를 향하여 빛을 조사하도록 구비되는 발광 면; 상기 발광 면에 구비되며, 상기 복수의 발광소자와 외부에 배치되는 전원을 전기적으로 연결하는 제1 투광성 도전 필름층; 상기 제1 글라스의 양면 중 상기 제2 글라스와 마주하는 면으로 정의되는 광 제어면;으로서, 전원에 의해 투명과 불투명이 제어되는 전기 변색 필름이 적층 되는 광 제어면; 및 상기 전기 변색 필름의 두께 방향으로 전압을 인가하도록, 상기 전기 변색 필름의 두께 방향으로 양면에 적층 되는 제2 투광성 도전 필름층;을 포함한다.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리는, 상기 전기 변색 필름의 양면 중 상기 제2 글라스와 마주하는 면에 적층 되어, 상기 복수의 발광소자로부터 조사되어 상기 전기 변색 필름에 의해 반사되는 빛을 굴절시키는 굴절 층;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리는, 상기 굴절 층이, 유리, 폴리카보네이트(Poly Carbonate) 및 PET 재질 중 어느 하나의 판으로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리는, 상기 전기 변색 필름의 양면 중 상기 제2 글라스와 마주하는 면에 구비 되는 눈부심 방지층(anti-glare layer);으로서, 상기 제2 글라스와 마주하는 표면에 설정된 표면조도(surface roughness)를 가지는 눈부심 방지층;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리는, 상기 제1,2 투광성 도전 필름층이, ITO(Indium Tin Oxide)으로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리는, 상기 전기 변색 필름이, 전기적으로 서로 절연된 복수 개의 단위 변색 영역으로 구획되어 구비되고, 상기 제2 투광성 도전 필름층이, 상기 복수 개의 단위 변색 영역에 각각 독립적으로 전원이 인가되도록 구비될 수 있다.
본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리는, 상기 전기 변색 필름이, PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal) 또는 SPD(Suspended Particle Device)로 구비될 수 있다.
본 발명에 따르면, 전기 변색 필름에 의해 복층유리를 투명 또는 불투명으로 제어할 수 있으며, 점 광원인 LED를 광원으로 사용하여 창으로서의 기능을 유지하면서도 전광판 및 조명의 기능을 발휘할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면, 전기 변색 필름을 불투명으로 제어한 상태에서 복수의 발광소자를 이용하여 외부에 문자나 이미지로 이루어진 정보를 제공하는 전광판 기능을 수행하거나, 전기 변색 필름을 불투명으로 제어한 상태에서 복수의 발광소자로부터 조사되는 빛을 실내로 반사시켜 조명(예: 무드조명) 기능을 수행할 수 있게 된다.
본 발명에 따르면, 전기 변색 필름에 굴절 층 또는 눈부심 방지층을 적층 함으로써, 점 광원인 LED 광원으로부터 조사되는 빛이 전기 변색 필름으로부터 실내로 반사되는 과정에서 직진성이 완화되어 은은한 면 광원과 유사한 조명을 연출할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리의 제1 실시형태의 단면을 보인 도면.
도 2는 본 발명에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리의 제2 실시형태의 단면을 보인 도면.
도 3은 본 발명에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리의 제3 실시형태의 단면을 보인 도면.
도 4는 본 발명에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리의 제4 실시형태의 단면을 보인 도면.
이하, 본 개시에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리를 구현한 실시형태를, 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
다만, 본 개시의 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 개시의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 본 개시와 동일한 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다양한 실시 형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 기술적 사상에 포함됨을 밝힌다.
또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 개시의 기술적 내용을 파악함에 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 개시의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리의 제1 실시형태의 단면을 보인 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시형태에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리(100)는, 제1,2 글라스(101,102), 복수의 발광소자(110)가 구비되는 발광 면(102a), 제1 투광성 도전 필름층(111), 전기 변색 필름(120)이 구비되는 광 제어면(101a), 제2 투광성 도전 필름층(121)을 포함한다.
제1,2 글라스(101,102)는, 공지의 복층유리를 구성하는 것으로서, 설정된 간격을 두고 서로 평행하게 배치된다.
제1,2 글라스(101,102)는, 소다라임 유리, 저철분 유리, 무알카리 유리 또는 강화유리로 구비될 수 있고, 기능성 향상을 위해 표면코팅이 이루어질 수 있다.
또한, 제1,2 글라스(101,102)는, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate) 재질로 구비되거나, 이들을 합지한 재질로 구비될 수 있다.
본 실시형태에서, 제1,2 글라스(101,102)가 각각 건물의 외부 및 내부를 각각 향하도록 방향성을 가진다.
이는 후술하는 복수의 발광소자(110)와 전기 변색 필름(120)이 구비되는 위치를 한정하기 위함이다.
발광 면(102a)은, 제2 글라스(102)의 양면 중 제1 글라스(101)와 마주하는 면으로 정의된다.
발광 면(102a)에는, 복수의 발광소자(110)가 서로 일정한 간격만큼 떨어져 배치되며, 단위 면적당 배치되는 복수의 발광소자(110)의 수가 일정하게, 즉 밀도가 일정하게 배치된다.
여기서, 밀도는, 제2 글라스(102)가 창으로서의 기능을 충분히 유지할 수 있는 범위 내에서 설계자에 의해 정해질 수 있는 것이다.
또한, 복수의 발광소자(110)는, 점 광원으로서 차지하는 면적이 매우 적은 LED로 구비되는 것이 바람직하다.
복수의 발광소자(110)는, 문자의 표시나 이미지의 표시를 위한 제어가 용이하도록 공지의 디스플레이 패널의 화소 배치와 유사하게 격자형으로 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 복수의 발광소자(110)는, 실내를 향하여 빛이 직접 조사되는 것을 방지되도록, 그것으로부터 빛이 조사되는 방향이 제1 글라스(101)를 향하도록 배치된다.
제1 투광성 도전 필름층(111)은, 복수의 발광소자(110)와 발광 면(102a)에 구비되어, 복수의 발광소자(110)에 전원을 공급하는 전원선 기능을 수행한다. 즉 외부나 복층유리 일 측에 배치되는 외부전원과 연결된다.
제1 투광성 도전 필름층(111)은, ITO(Indium Tin Oxide)으로 구비되는 것이 바람직하다.
이와 달리, 제1 투광성 도전 필름층(111)은, PET 필름, COP 필름, COC 필름, PEN 필름, 또는 PES 필름 중 어느 하나를 베이스 필름으로 하고, 인듐-주석-산화물(ITO) 또는 아연-산화물(ZnO)이 베이스 필름에 코팅된 상태로 구비될 수 있다.
제1 투광성 도전 필름층(111)은, 복수의 발광소자(110)와 발광 면(102a) 사이에 개재되도록 발광 면(102a)에 적층되거나, 복수의 발광소자(110)와 동일한 평면 상에 배치되도록 발광 면(102a)에 적층될 수 있다.
광 제어면(101a)은, 제1 글라스(101)의 양면 중 제2 글라스(102)와 마주하는 면으로 정의된다.
광 제어면(101a)은, 복수의 발광소자(110)에서 조사되는 빛을 제어하여 외부를 향하여 전광판 기능을 수행하게 하거나, 내부를 향하여 조명의 기능을 수행하도록 제어된다.
보다 정확하게는, 광 제어면(101a)에 적층 되어, 전원에 의해 투명과 불투명이 제어되는 전기 변색 필름(120)에 의해 전광판 기능 및 조명 기능이 수행된다.
전기 변색 필름(120)은, PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal) 또는 SPD(Suspended Particle Device)로 구비되는 것이 바람직하다.
제2 투광성 도전 필름층(121)은, 전기 변색 필름(120)의 두께 방향으로 전압을 인가하도록, 전기 변색 필름(120)의 두께 방향으로 양면에 각각 적층 되어 구비된다.
전기 변색 필름(120)은, 두께 방향으로 전압이 인가되면 투명한 상태가 되어 창으로서의 기능을 수행하게 되며, 전압이 제거되면 불투명한 상태가 되어 전광판 또는 조명으로의 기능을 수행하게 된다.
제2 투광성 도전 필름층(121)은, 제1 투광성 도전 필름층(111)과 같이 ITO(Indium Tin Oxide)으로 구비되는 것이 바람직하다.
물론, 제2 투광성 도전 필름층(121)은, 제1 투광성 도전 필름층(111)과 같이, PET 필름, COP 필름, COC 필름, PEN 필름, 또는 PES 필름 중 어느 하나를 베이스 필름으로 하고, 인듐-주석-산화물(ITO) 또는 아연-산화물(ZnO)이 베이스 필름에 코팅된 상태로 구비될 수 있다.
이상에서 설명한 본 실시형태에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리(100)는, 전기 변색 필름(120)이 투명하게 유지되는 상태에서는 창으로서의 기능을 수행하게 되며, 전기 변색 필름(120)이 불투명하게 유지되는 상태에서는 복수의 발광소자(110)에서 조사되는 점 광원의 빛이 전기 변색 필름(120)을 투과하면서 산란이 발생 되어 제1 글라스(101)의 양면 중 외부를 향하는 면에는 점 광원의 둘레가 번져(또는 퍼져) 부드러우면서도 면적이 넓어진 화상이 표현된다.
즉, 전기 변색 필름(120)은, 광 확산판(Light Diffuse Plate)의 기능을 수행한다.
이에 의해 제2 글라스(102)가 창의 기능을 유지할 수 있도록 복수의 발광소자(110) 사이의 간격을 충분히 넓히더라도, 제1 글라스(101)의 양면 중 외부를 향하는 면에 문자나 이미지가 외부에서 충분히 인식 가능하게 표현될 수 있게 된다.
아울러, 실내로 조사되는 빛은, 발광 면(102a)으로부터 전기 변색 필름(120)으로 조사된 뒤 그로부터 반사되어 조사되고, 또한 제2 글라스(102)를 투과하면서 굴절이 일어나므로, 은은한 조명의 기능을 수행할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리의 제2 실시형태의 단면을 보인 도면이다.
본 실시형태에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리(100)를 자세히 설명하기에 앞서, 상기 제1 실시형태와 동일한 구성은 동일한 도면 부호를 부여하고 그에 대한 설명은 상기 제1 실시형태의 설명으로 대신하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 실시형태에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리(200)는, 전기 변색 필름(120)에 굴절 층(230)을 더 구비하는 점에서 상기 제1 실시형태와 차이가 있다.
굴절 층(230)은, 조명기능을 강화시키기 위한 구성이다.
굴절 층(230)은, 전기 변색 필름(120)의 양면 중 제2 글라스(102)와 마주하는 면에 적층된다.
굴절 층(230)은, 복수의 발광소자(110)로부터 조사되어 전기 변색 필름(120)에 의해 반사되는 빛을 굴절시키는 기능을 수행함으로써, 조명 기능을 강화하게 된다.
굴절 층(230)은, 유리, 폴리카보네이트(Poly Carbonate) 및 PET 재질 중 어느 하나의 판으로 구비되는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리의 제3 실시형태의 단면을 보인 도면이다.
본 실시형태에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리(300)를 자세히 설명하기에 앞서, 상기 제1 실시형태와 동일한 구성은 동일한 도면 부호를 부여하고 그에 대한 설명은 상기 제1 실시형태의 설명으로 대신하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 실시형태에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리(300)는, 전기 변색 필름(120)에 눈부심 방지층(330)(anti-glare layer)을 더 구비하는 점에서 상기 제1 실시형태와 차이가 있다.
눈부심 방지층(330)은, 상기 제2 실시형태의 굴절 층(230)과 같이 조명기능을 강화시키기 위한 구성이다.
눈부심 방지층(330)은, 전기 변색 필름(120)의 양면 중 제2 글라스(102)와 마주하는 면에 구비된다.
눈부심 방지층(330)은, 눈부심 방지 페인트(anti-glare paint)를 분산 도포하거나, 전기 변색 필름(120)의 양면 중 제2 글라스(102)와 마주하는 면을 에칭하여 형성할 수 있다.
눈부심 방지층(330)은, 전기 변색 필름(120)의 양면 중 제2 글라스와 마주하는 표면에 설정된 표면조도(surface roughness)를 형성함으로써, 복수의 발광소자(110)로부터 조사된 빛의 반사방향을 다양하게 하여 조명 기능을 강화하게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리의 제4 실시형태의 단면을 보인 도면이다.
본 실시형태에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리(400)를 자세히 설명하기에 앞서, 상기 제1 실시형태와 동일한 구성은 동일한 도면 부호를 부여하고 그에 대한 설명은 상기 제1 실시형태의 설명으로 대신하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 실시형태에 따른 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리(400)는, 전기 변색 필름(420)이, 전기적으로 서로 절연된 복수 개의 단위 변색 영역(420a)으로 구획되어 구비된다.
이에 의해, 제1 글라스(101)의 전체 영역 중, 전광판의 기능을 수행하는 부분만을 특정하여 그 부분만 불투명하게 제어할 수 있게 된다.
이를 위해, 제2 투광성 도전 필름층(121)은, 복수 대의 단위 변색 영역(420a)에 각각 독립적으로 전원이 인가되도록 구비된다.

Claims (7)

  1. 설정된 간격을 두고 서로 평행하게 배치되되, 건물의 외부 및 내부를 각각 향하는 제1,2 글라스;
    상기 제2 글라스의 양면 중 상기 제1 글라스와 마주하는 면으로 정의되는 발광 면;으로서, 복수의 발광소자가 설정된 밀도를 가지며, 등 간격으로 배치되고, 상기 제1 글라스를 향하여 빛을 조사하도록 구비되는 발광 면;
    상기 발광 면에 구비되며, 상기 복수의 발광소자와 외부에 배치되는 전원을 전기적으로 연결하는 제1 투광성 도전 필름층;
    상기 제1 글라스의 양면 중 상기 제2 글라스와 마주하는 면으로 정의되는 광 제어면;으로서, 전원에 의해 투명과 불투명이 제어되는 전기 변색 필름이 적층 되는 광 제어면; 및
    상기 전기 변색 필름의 두께 방향으로 전압을 인가하도록, 상기 전기 변색 필름의 두께 방향으로 양면에 적층 되는 제2 투광성 도전 필름층;을 포함하는 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기 변색 필름의 양면 중 상기 제2 글라스와 마주하는 면에 적층 되어, 상기 복수의 발광소자로부터 조사되어 상기 전기 변색 필름에 의해 반사되는 빛을 굴절시키는 굴절 층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 굴절 층은, 유리, 폴리카보네이트(Poly Carbonate) 및 PET 재질 중 어느 하나의 판으로 구비되는 것을 특징으로 하는 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기 변색 필름의 양면 중 상기 제2 글라스와 마주하는 면에 구비 되는 눈부심 방지층(anti-glare layer);으로서, 상기 제2 글라스와 마주하는 표면에 설정된 표면조도(surface roughness)를 가지는 눈부심 방지층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
    상기 제1,2 투광성 도전 필름층은, ITO(Indium Tin Oxide)으로 구비되는 것을 특징으로 하는 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 전기 변색 필름은, 전기적으로 서로 절연된 복수 개의 단위 변색 영역으로 구획되어 구비되고,
    상기 제2 투광성 도전 필름층은, 상기 복수 대의 단위 변색 영역에 각각 독립적으로 전원이 인가되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 전기 변색 필름은, PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal) 또는 SPD(Suspended Particle Device)로 구비되는 것을 특징으로 하는 전광판 및 조명 기능을 가지는 복층유리.
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