KR20170024830A - 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅 - Google Patents

단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅 Download PDF

Info

Publication number
KR20170024830A
KR20170024830A KR1020150120353A KR20150120353A KR20170024830A KR 20170024830 A KR20170024830 A KR 20170024830A KR 1020150120353 A KR1020150120353 A KR 1020150120353A KR 20150120353 A KR20150120353 A KR 20150120353A KR 20170024830 A KR20170024830 A KR 20170024830A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
smart window
electrode layer
electrochromic
transparent substrate
Prior art date
Application number
KR1020150120353A
Other languages
English (en)
Inventor
서문석
조진우
이철승
김선민
Original Assignee
전자부품연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전자부품연구원 filed Critical 전자부품연구원
Priority to KR1020150120353A priority Critical patent/KR20170024830A/ko
Publication of KR20170024830A publication Critical patent/KR20170024830A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/3411—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/36—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
    • C03C17/3602—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer
    • C03C17/3657—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer the multilayer coating having optical properties
    • C03C17/366—Low-emissivity or solar control coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/36—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
    • C03C17/3602—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer
    • C03C17/3668—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer the multilayer coating having electrical properties
    • C03C17/3671—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer the multilayer coating having electrical properties specially adapted for use as electrodes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B9/00—Screening or protective devices for wall or similar openings, with or without operating or securing mechanisms; Closures of similar construction
    • E06B9/24—Screens or other constructions affording protection against light, especially against sunshine; Similar screens for privacy or appearance; Slat blinds
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/153—Constructional details
    • G02F1/157—Structural association of cells with optical devices, e.g. reflectors or illuminating devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

전기변색 스마트윈도우에 적외선 차단기능이 추가된 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅은 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅은 투명기판, 투명기판 상에 형성된 적외선 반사층, 적외선 반사층 상에 형성된 제1전극층, 제1전극층 상에 형성된 전기변색층 및 전기변색층 상에 형성된 제2전극층을 포함한다.

Description

단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅{Thermal insulating smart window coating}
본 발명은 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기변색 스마트윈도우에 적외선 차단기능이 추가된 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅에 관한 것이다.
근래에 건축 분야에서는 에너지 효율성을 향상시키기 위한 건축 외장재의 개발이 활발히 진행되고 있으며, 그 중에서도 실내에 유입되는 태양광 에너지를 흡수 및 차단시킬 수 있는 중요한 자재로 건축 외벽의 창호 소재에 대한 연구가 많이 수행되고 있다.
태양광의 파장은 자외선, 가시광선, 적외선으로 구분될 수 있으며 이 중에서 냉난방을 결정짓는 파장은 적외선 영역의 태양광이고, 실내에 위치한 가구의 변색 및 인체에 영향을 미치는 파장은 자외선 영역의 태양광이다. 주택 전체의 열출입과 관련하여 창호로부터 손실되는 에너지는 대략 30~45%로 조사되고 있으며, 이는 실내에 유입되는 태양광 에너지를 제어하기 위한 창호 소재인 스마트 윈도우(Smart window)의 발전 가능성을 높게 평가하는 요인이기도 하다.
이러한 스마트 윈도우는 이중창 유리 사이에 형성되는 물질에 따라 종류가 나눠지는데, 크게는 전기변색 방식(EC, Electrochromic), 분극입자 방식(SPD, Suspended Particle Display), 폴리머 분산 액정 방식(PDLC, Polymer Dispersed Liquid Crystal)으로 구분될 수 있다. 상기 스마트 윈도우들은 전기 스위치의 조절에 의해 상기 물질들 양단에 인가되는 전류량이 변화되는 경우 개재된 물질의 산화 환원 반응에 의해 암화되는 현상을 이용하거나(EC 방식), 분극 입자들이 배향되는 현상을 이용하여(SPD/PLDC 방식) 태양광 적외선을 차폐하는 기능을 가지게 된다.
도 1은 일반적인 전기변색 스마트 윈도우의 투과스펙트럼이다. 전기변색 스마트 윈도우는 변색전(bleached)에는 태양광은 52%, 가시광선은 75% 투과시키나 전계를 가하여 변색된 경우(colored) 태양광은 6%, 가시광선은 8%만 투과하여 태양광이나 가시광선, 적외선을 차폐할 수 있다.
그러나 상기 스마트 윈도우들이 태양광 적외선을 차폐하기 위해서는 전기변색되어 색상을 발현하게 된다. 따라서, 적외선 차폐시에는 유리를 불투명하게 가려야만 하므로, 기본적으로 투명해야 할 창호의 기본적인 용도와 배치되는 문제가 있다. 또한 태양광 적외선에 의해 시간이 지나면서 스마트 윈도우에 적용된 소재의 성능이 점차 저하되는 문제가 발생하였다.
따라서 가시광선 투과율을 유지하면서도 적외선을 차폐할 수 있고, 열에 의해 스마트 윈도우 수명이 감소되는 것을 막기 위한 기술개발이 요구되고 있다.
본 발명의 실시예들에서는 전기변색 스마트윈도우에 적외선 차단기능이 추가된 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅은 투명기판; 투명기판 상에 형성된 적외선 반사층; 적외선 반사층 상에 형성된 제1전극층; 제1전극층 상에 형성된 전기변색층; 및 전기변색층 상에 형성된 제2전극층;을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅은, 투명기판; 투명기판의 일면에 형성된 적외선 반사층; 투명기판의 타면에 형성된 제1전극층; 제1전극층 상에 형성된 전기변색층; 및 전기변색층 상에 형성된 제2전극층;을 포함한다.
적외선 반사층은 제1 굴절률을 갖는 제1 굴절층 및 제1 굴절률보다 낮은 제2 굴절률을 갖는 제2 굴절층이 교대로 적층하여 형성되고, 적외선 반사층의 적층수는 홀수일 수 있다.
제1 굴절층은 ZnO, TiO2, Ta2O5, FTO(fluorine tin oxide), ATO(antimony tin oxide), IATO(indium antimony tin oxide), ITO(indium tin oxide) 및 AZO(aluminum doped zinc oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 1이상의 물질로 형성되고, 제2 굴절층은 SiO2, Al2O3 및 SiN으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 물질로 형성될 수 있다.
제1전극층 및 제2전극층은 각각 Zn, Cd, In, Ga, Sn 및 Ti의 산화물, 이들 물질 간의 화합물, ITO(Indium Tin Oxide), FTO(fluorine doped tin oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum doped Zinc Oxide), GZO(Gallium doped Zinc Oxide), 그래핀 및 카본나노튜브로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 전술한 본 발명에 따른 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅을 포함하는 면상 발열체가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 전기변색 스마트 윈도우에 굴절률이 서로 다른 소재를 홀수 적층시킨 적외선 반사층을 적용함으로써 가시광선 투과율을 유지하면서도 태양광의 적외선을 차폐시킬 수 있는 바, 기존의 스마트 윈도우의 단점을 보완할 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예들에 따른 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅을 스마트 윈도우에 적용하는 경우에는 스마트 윈도우의 수명 감소를 방지할 수 있으며, 스마트 윈도우의 가시광선 투과율을 유지하면서도 태양광의 적외선을 차폐시켜 실내의 냉난방 부하 절감 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 유리기판 또는 유연기판에도 코팅방식으로 형성할 수 있기 때문에 기존의 단열코팅유리와 단열필름을 대체 할 수 있는 우수한 성능의 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅을 제공할 수 있다.
도 1은 일반적인 전기변색 스마트 윈도우의 투과스펙트럼이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적외선 반사층의 광의 파장에 따른 투과도가 도시된 도면이다.
도 5는 도 2의 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅의 발열 실험 결과를 나타내는 이미지이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
본 명세서에 있어서 "상부", "상에" 또는 "위에"라는 표현은 첨부된 도면을 기준으로 상대적인 위치 개념을 언급하기 위한 것이고, 표현들은 언급된 층에 다른 구성요소 또는 층이 직접적으로 존재하는 경우뿐만 아니라, 그 사이에 다른 층 또는 구성요소가 개재되거나 존재할 수 있으며, 또한 언급된 층과의 관계에서 상부에 존재하기는 하지만 언급된 층의 표면(특히, 입체적 형상을 갖는 표면)을 완전히 덮지 않은 경우도 포함할 수 있음을 밝혀둔다. 마찬가지로 "하부", "하측에" 또는 "아래에"라는 표현 역시 특정 층(구성요소)과 다른 층(구성요소) 사이의 위치에 대한 상대적 개념으로 이해될 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅의 단면도이다. 이하, 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅은 스마트 윈도우 코팅이라 하기로 한다. 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 윈도우 코팅(100)은 투명기판(110); 투명기판(110) 상에 형성된 적외선 반사층(120); 적외선 반사층(120) 상에 형성된 제1전극층(130); 제1전극층(130) 상에 형성된 전기변색층(140); 및 전기변색층(140) 상에 형성된 제2전극층(150);을 포함한다.
본 발명에 따른 스마트 윈도우 코팅(100)은 투명기판(110) 상에 적외선 반사층(120)과 제1전극층(130), 전기변색층(140) 및 제2전극층(150)을 포함하는 전기변색 스마트 윈도우부(130, 140, 150)를 포함하고 있다.
투명기판(110)은 투명성을 갖는 기판으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol; PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene; PS), 이축연신폴리스틸렌(K레진 함유 biaxially oriented PS; BOPS), 유리 또는 강화유리 등으로 형성될 수 있으며, 상기 열거된 물질로 한정되는 것은 아니고 투명성을 가진 기판 재료면 어느 것이나 사용될 수 있다.
투명기판(110)의 크기는 특정되지 않으며, 예컨대 1,600mm의 폭을 갖는 대면적으로 형성될 수 있다.
전기변색 스마트 윈도우부는 제1전극층(130) 및 제2전극층(150) 사이에 전기변색층(140)을 포함한다.
본 발명의 스마트 윈도우 코팅(100)이 유리에 사용되는 특성상, 제1전극층(130) 및 제2전극층(150)은 투명하면서 전도성을 갖는 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 제1전극층(130) 및 제2전극층(150)은 각각 Zn, Cd, In, Ga, Sn 및 Ti의 산화물, 이들 물질 간의 화합물, ITO(Indium Tin Oxide), FTO(fluorine doped tin oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum doped Zinc Oxide), GZO(Gallium doped Zinc Oxide), 그래핀 및 카본나노튜브로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
제1전극층(130) 및 제2전극층(150)의 두께나 면적은 전기변색층(140)에 가할 전계의 크기나 특성에 따라 상이할 수 있고, 차후 본 발명에 따른 스마트 윈도우 코팅(100)이 면상발열체로 사용되는 경우 제1전극층(130) 또는 제2전극층(150)에 전계를 가하여 발열될 수 있어야 하므로 면상발열체의 발열면적이나 요구되는 발열량에 따라 상이할 수 있다.
전기변색층(140)은 전기변색물질층(141) 및 전해질층(142)을 포함할 수 있다. 전기변색이란 전압을 인가하면 산화/환원 반응에 의해 물질의 색상이 가역적으로 변하는 특징을 갖는 것을 의미한다. 전기변색 소자의 장점은 어떤 각도에서도 명암이 뚜렷하고, 그 진하기를 연속적으로 변화시킬 수 있고, 또한, 변색 속도가 매우 빠르면서, 각도에 따라 명암이 바뀔 수 있는 점이 있다.
전기변색 현상을 나타내는 물질을 전기변색물질이라고 하며, 전기변색 물질로는 무기물과 유기물이 있다. 무기물로는 박막형태로 증착되는 전이금속 산화물이 많이 쓰이며, 그 예로는 산화텅스텐(WO3)이나 삼산화몰리브덴(MoO3)과 같이 전자를 얻어 환원될 때 색을 띠는 환원 발색 물질과 이산화이리듐(IrO2)이나 삼산화로듐(Rh2O3)과 같이 전자를 잃어 산화될 때 색을 띠는 산화 발색 물질을 들 수 있다. 이러한 무기물 전기변색물질층(141)은 진공 증착법(vacuum evaporation), 화학증착법(chemical vapor deposition), 스퍼터링법(sputter deposition) 및 양극산화(anodization) 등을 이용하여 형성될 수 있다.
유기 전기변색 물질로는 비올로겐(viologen)화합물, 피라졸린(pyrazoline) 화합물, 폴리아닐린(polyaniline)화합물, 디프타로시아닌(diphtahlocyanine) 화합물, 테트라티아풀발렌(tetrathiafulvalene) 화합물 등이 있다. 전기변색표시 소자에 이용되는 유기화합물은 햇빛에 분해되어 수명이 단축될 수 있다는 문제점을 가지고 있으나, 이들을 적절히 섞으면 원하는 색을 낼 수 있기 때문에 광범위하게 사용되고 있다.
전해질층(142)은 전기변색물질층(141)에 이온을 전달하는 층으로서, 크게 액체형과 고체형으로 분류될 수 있으며, SiO, LiF 등의 유전체형, 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC)와 프로필렌 에틸렌 글리콜(propylene ethyelen glycol)에 LiClO4를 용해시킨 유기계 전해질 및 LiI, Li3N 등의 무기계 전해질이 사용되고 있다. 또한 고체형 전해질로 폴리머(polymer)가 많이 사용된다.
따라서, 본 발명에 따른 스마트 윈도우 코팅(100)은 제1전극층(130) 및 제2전극층(150) 사이에서 전기변색층(140)에 전계가 인가되면, 전기변색 스마트 윈도우로서 기능할 수 있다. 그러나, 만약, 전기변색층(140)에 전계가 인가되지 않는 경우, 스마트 윈도우 코팅(100)은 투명하게 되는데, 본 발명에 따른 스마트 윈도우 코팅(100)은 이 경우에도 단열기능을 가질 수 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 스마트 윈도우 코팅(100)은 적외선 반사층(120)을 더 포함한다.
적외선 반사층(120)은 굴절률이 다른 복수개의 굴절층이 적층되어 형성될 수 있다. 구체적으로 적외선 반사층(120)은 제1 굴절률을 갖는 제1 굴절층(121)과, 제1 굴절층(121)보다 낮은 제2 굴절률을 갖는 제2 굴절층(122)이 교대로 적층되어 형성될 수 있다. 적외선 반사층(120)의 두께는 특정되지 않으며 가시광선 투과율 유지를 위해 제1 굴절층(121) 및 제2 굴절층(122)의 두께가 조정됨으로써 적외선 반사층(120)의 두께가 정해질 수 있다.
제1 굴절층(121)은 ZnO(굴절률 1.9~2.0), TiO2(굴절률 ~2.3), Ta2O5(굴절률 2.1~2.3), FTO(fluorine tin oxide), ATO(antimony tin oxide), IATO(indium antimony tin oxide), ITO(indium tin oxide, 굴절률 2.0) 및 AZO(aluminum doped zinc oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 1이상의 물질로 형성될 수 있으며(예컨대 ITO와 ATO로 형성될 수 있음), 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고 제2 굴절층(122)은 SiO2(굴절률 ~1.46), Al2O3(굴절률 1.6~1.9) 또는 SiN(굴절률 1.6)로 형성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 제1 굴절층(121) 및 제2 굴절층(122)은 구성 물질(산화물)의 굴절률 차이가 존재하면 되고, 제2 굴절층(122)이 제1 굴절층(121)보다 낮은 굴절률을 갖는 물질로 형성되면 충분하다.
적외선 반사층(120)은 홀수의 적층수를 갖도록 형성된다. 적외선 반사층(120)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 세 개의 제1 굴절층(121)과 두 개의 제2 굴절층(151)이 서로 교차 적층되어 총 다섯 층으로 형성되거나, 또는 이와 달리 세 개의 제2 굴절층과 두 개의 제1 굴절층이 서로 교차 적층되어 총 다섯 층으로 형성될 수 있다. 또한, 생산 단가, 단열성능, 유리두께 및 발열 지속성 등을 고려하여 적외선 반사층(120)의 적층수를 3층, 5층, 7층, … , 2n+1층(n=1 이상의 정수)으로 형성할 수 있다.
상기와 같이 형성되는 적외선 반사층(120)은 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 물질과 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는 물질의 굴절률 차이를 이용하여 전체적으로 목표로 하는 가시광선 투과율을 조정할 수 있다(예컨대 가시광선 투과율 60% 이상).
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 적외선 반사층의 광의 파장에 따른 투과도가 도시된 도면이다. 도 4의 적외선 반사층은 유연기판인 PET 기판을 이용하여 제1굴절층은 TiO2로 하고, 제2굴절층은 SiO2로 하여 SiO2/TiO2/SiO2/TiO2/SiO2를 각각 100.0nm, 105.0nm, 170.0nm, 105.0nm 및 170.0nm의 두께로 코팅하여 형성한 후, 파장에 따른 투과도를 측정하여 획득한 결과이다(UV_VIS spectrometer장비 사용). 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 적외선 반사층은 적외선 영역, 즉 800nm 내지 1500nm영역에서 투과율이 약 30%를 나타내고 있어서 적외선 영역에서 효과적으로 차폐성능이 나타남을 알 수 있다.
한편, 스마트 윈도우 코팅(100)은 투명기판(100)의 일면에 적외선 반사층(120)이 형성되고 타면에 전기변색 스마트 윈도우부가 형성되는 경우에, 투명기판(100)과 전기변색 스마트 윈도우부 사이에 배치되어 굴절률을 조정하는 굴절률 조정층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 굴절률 조정층은 태양광이 입사하는 방향을 기준으로 전기변색 스마트 윈도우부가 적외선 반사층(120)보다 후면에 있는 경우에 복합 광합 필름(100)의 전체적인 광학적 투과도를 맞추기 위하여 선택적으로 형성되는 것으로, 투명기판(110)과 전기변색 스마트 윈도우부와의 굴절률 차이를 상쇄시키는 기능을 한다.
이러한 굴절률 조정층은 유기물, 무기물, 산화물, 유무기 복합물 등의 다양한 물질을 사용하여 형성될 수 있으며, 예를 들면 적외선 반사층(120)을 이루는 물질과 동일 또는 유사한 물질로 형성될 수 있다. 한편, 상기 굴절률 조정층의 형성은 상술한 증착 공정 또는 용액 공정을 이용할 수 있다.
적외선 반사층(120) 및 제1전극층(130), 제2전극층(150)은 CVD(Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링, ALD(Atomic Layer Deposition), 증발법(evaporation), 졸-겔법(sol-gel)등의 증착 공정이나, 스핀 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅 등의 용액 공정을 이용하여 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅의 단면도이다. 본 발명의 다른 측면에 따른 스마트 윈도우 코팅(200)은, 투명기판(210); 투명기판(210)의 일면에 형성된 적외선 반사층(220); 투명기판(210)의 타면에 형성된 제1전극층(230); 제1전극층(230) 상에 형성된 전기변색층(240); 및 전기변색층(240) 상에 형성된 제2전극층(250);을 포함한다. 즉, 본 발명에 따른 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅에서는 투명기판을 기준으로 하여 전기변색층을 포함하는 전기변색 스마트 윈도우 부와 동일 측면에 적외선 반사층이 위치하거나 또는 타면에 적외선 반사층이 위치할 수 있다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 전술한 본 발명에 따른 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅을 포함하는 면상 발열체가 제공될 수 있다. 도 5는 도 2의 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅의 발열 실험 결과를 나타내는 이미지이다.
본 발명은 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 스마트 윈도우 코팅(100)을 포함하는 면상 발열체를 추가적으로 제공한다. 스마트 윈도우 코팅(100)의 구성 중에 제1전극층(130) 또는 제2전극층(150)은 전기를 가할 경우 발열될 수 있다. 따라서, 스마트 윈도우 코팅(100)에 전계를 인가함으로써(예컨대, 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅의 양단에 전기 인가를 위한 전극을 추가적으로 형성함), 스마트 윈도우 코팅(100)을 발열체로 사용 가능할 수 있다. 이 경우에는 태양광의 적외선을 차단시키면서도 발열체의 특성을 가질 수 있는 바, 창호 시스템, 자동차 유리 표면 등에 유용하게 활용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 스마트 윈도우 코팅(100)을 포함하는 면상 발열체의 경우 중앙부분의 네 부분(Sp1 내지 Sp4)에서 측정한 발열 결과가 55.1℃~56.0℃로 균일한 온도 구배를 보이고 있음을 확인할 수 있는 바, 본 발명에 따른 면상 발열체는 전면에 걸친 균일한 발열이 되면서도 적외선을 차폐할 수 있는 장점을 갖는다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 스마트 윈도우 코팅 110: 투명기판
120: 적외선 반사층 121: 제1굴절층
122: 제2굴절층 130: 제1전극층
140: 전기변색층 141: 전기변색물질층
142: 전해질층
150: 제2전극층

Claims (6)

  1. 투명기판;
    상기 투명기판 상에 형성된 적외선 반사층;
    상기 적외선 반사층 상에 형성된 제1전극층;
    상기 제1전극층 상에 형성된 전기변색층; 및
    상기 전기변색층 상에 형성된 제2전극층;을 포함하는 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅.
  2. 투명기판;
    상기 투명기판의 일면에 형성된 적외선 반사층;
    상기 투명기판의 타면에 형성된 제1전극층;
    상기 제1전극층 상에 형성된 전기변색층; 및
    상기 전기변색층 상에 형성된 제2전극층;을 포함하는 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅.
  3. 청구항 1 및 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적외선 반사층은,
    제1 굴절률을 갖는 제1 굴절층 및
    상기 제1 굴절률보다 낮은 제2 굴절률을 갖는 제2 굴절층이 교대로 적층하여 형성되고,
    상기 적외선 반사층의 적층수는 홀수인 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 굴절층은 ZnO, TiO2, Ta2O5, FTO(fluorine tin oxide), ATO(antimony tin oxide), IATO(indium antimony tin oxide), ITO(indium tin oxide) 및 AZO(aluminum doped zinc oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 1이상의 물질로 형성되고,
    상기 제2 굴절층은 SiO2, Al2O3 및 SiN으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 물질로 형성되는 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅.
  5. 청구항 1 및 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1전극층 및 제2전극층은 각각 Zn, Cd, In, Ga, Sn 및 Ti의 산화물, 이들 물질 간의 화합물, ITO(Indium Tin Oxide), FTO(fluorine doped tin oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum doped Zinc Oxide), GZO(Gallium doped Zinc Oxide), 그래핀 및 카본나노튜브로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅.
  6. 청구항 1 및 청구항 2 중 어느 한 항에 따른 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅을 포함하는 면상 발열체.
KR1020150120353A 2015-08-26 2015-08-26 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅 KR20170024830A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150120353A KR20170024830A (ko) 2015-08-26 2015-08-26 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150120353A KR20170024830A (ko) 2015-08-26 2015-08-26 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170024830A true KR20170024830A (ko) 2017-03-08

Family

ID=58404639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150120353A KR20170024830A (ko) 2015-08-26 2015-08-26 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170024830A (ko)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180124573A (ko) * 2017-05-12 2018-11-21 주식회사 엘지화학 전기변색필름 및 전기변색소자
KR20190042927A (ko) 2017-10-17 2019-04-25 전북대학교산학협력단 가시광선 및 적외선 조절용 스마트 윈도우
KR101986348B1 (ko) 2017-12-15 2019-06-05 성문전자주식회사 이색이상의 다변색이 가능한 스마트 윈도우용 변색필름
KR20190071946A (ko) 2017-12-15 2019-06-25 성문전자주식회사 자가구동형 스마트 윈도우 조립체
KR20190071941A (ko) 2017-12-15 2019-06-25 성문전자주식회사 투과율이 가변되는 스마트 윈도우용 변색필름
KR20190071959A (ko) 2017-12-15 2019-06-25 성문전자주식회사 스마트 윈도우 시스템
KR20190074345A (ko) * 2017-12-20 2019-06-28 주식회사 스위스 스마트 적외선 터치 스위치를 가지는 전자 블라인드
KR102084777B1 (ko) 2018-10-29 2020-03-04 성문전자주식회사 스마트 윈도우용 변색필름
KR20200082083A (ko) * 2018-12-28 2020-07-08 주식회사 스위스 홀로그램 테이블
CN111505879A (zh) * 2020-03-25 2020-08-07 东华大学 一种可阻隔近红外光的电致变色器件及其制备与应用
KR20210035983A (ko) 2019-09-25 2021-04-02 주식회사 한국아트라스비엑스 나노독립형ess를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치
KR20210140998A (ko) * 2020-05-14 2021-11-23 서울대학교산학협력단 스마트 칼라필터
KR20230070749A (ko) * 2021-11-15 2023-05-23 에스제이나노텍 주식회사 열 차단성 및 시인성을 확보한 윈도우용 열 차단 판

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180124573A (ko) * 2017-05-12 2018-11-21 주식회사 엘지화학 전기변색필름 및 전기변색소자
KR20190042927A (ko) 2017-10-17 2019-04-25 전북대학교산학협력단 가시광선 및 적외선 조절용 스마트 윈도우
KR101986348B1 (ko) 2017-12-15 2019-06-05 성문전자주식회사 이색이상의 다변색이 가능한 스마트 윈도우용 변색필름
KR20190071946A (ko) 2017-12-15 2019-06-25 성문전자주식회사 자가구동형 스마트 윈도우 조립체
KR20190071941A (ko) 2017-12-15 2019-06-25 성문전자주식회사 투과율이 가변되는 스마트 윈도우용 변색필름
KR20190071959A (ko) 2017-12-15 2019-06-25 성문전자주식회사 스마트 윈도우 시스템
KR20190074345A (ko) * 2017-12-20 2019-06-28 주식회사 스위스 스마트 적외선 터치 스위치를 가지는 전자 블라인드
KR102084777B1 (ko) 2018-10-29 2020-03-04 성문전자주식회사 스마트 윈도우용 변색필름
KR20200082083A (ko) * 2018-12-28 2020-07-08 주식회사 스위스 홀로그램 테이블
KR20210035983A (ko) 2019-09-25 2021-04-02 주식회사 한국아트라스비엑스 나노독립형ess를 활용한 에너지 자립형 스마트 창호장치
CN111505879A (zh) * 2020-03-25 2020-08-07 东华大学 一种可阻隔近红外光的电致变色器件及其制备与应用
KR20210140998A (ko) * 2020-05-14 2021-11-23 서울대학교산학협력단 스마트 칼라필터
KR20230070749A (ko) * 2021-11-15 2023-05-23 에스제이나노텍 주식회사 열 차단성 및 시인성을 확보한 윈도우용 열 차단 판

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170024830A (ko) 단열기능이 있는 스마트 윈도우 코팅
Patel et al. All-inorganic solid-state electrochromic devices: a review
US10564506B2 (en) Electrochromic device and method for making electrochromic device
Lee et al. VO2/WO3-based hybrid smart windows with thermochromic and electrochromic properties
Yin et al. Reactive sputter deposition of WO3/Ag/WO3 film for indium tin oxide (ITO)-free electrochromic devices
US10429715B2 (en) Electrode structures for electro-optic displays
US20160309583A1 (en) Conducting film or electrode with improved optical and electrical performance
BRPI0618600A2 (pt) sistema eletroquìmico, vidraça eletrocrÈmica, processo de fabricação de um dispositivo eletroquìmico, e, utilização de uma vidraça
Wu et al. Electrochromic metamaterials of metal–dielectric stacks for multicolor displays with high color purity
JP2012098628A (ja) エレクトロクロミック素子
CN104730794A (zh) 一种多层膜结构电致变色显示器
JP4349794B2 (ja) 導電性を有する多層反射防止膜付透明基板の製造方法
CN104122730A (zh) 一种反射型电致变色器件
US20150301365A1 (en) Array substrate and display device
CN101681069B (zh) 透明电极
KR101465518B1 (ko) 무반사 기능을 갖는 투명 면상 발열체
KR101319443B1 (ko) 전기변색성 스마트 윈도우 필름
US20210255518A1 (en) Multi-layer optical materials systems and methods of making the same
KR20140145285A (ko) 근적외선 차폐 기능을 갖는 복합 광학 필름
CN102831962A (zh) 一种介质导电膜、制备方法及电致变色后视镜
US9715155B1 (en) Electrode structures for electro-optic displays
KR102470079B1 (ko) 변색 나노 입자, 이를 포함하는 변색 장치 및 이를 포함하는 표시 장치
KR102034444B1 (ko) 전기변색소자
KR102397828B1 (ko) 변색성능이 향상된 전기 변색소자 및 이의 구동방법
KR20150061620A (ko) 근적외선 차폐 기능을 갖는 복합 광학 필름

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application