KR20170092989A

KR20170092989A - 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20170092989A
Application number: KR1020160014375A
Authority: KR
Inventors: 추원식; 안성훈; 박성익; 김세헌
Original assignee: 서울대학교산학협력단; 한양대학교 에리카산학협력단
Priority date: 2016-02-04
Filing date: 2016-02-04
Publication date: 2017-08-14

Abstract

본 발명은 기재인 투명 기판 또는 상기 투명 기판과 대면하는 상대 투명 기판이 거치되는 내부 공간을 형성한 진공 챔버; 상기 진공 챔버에 일정 정도의 진공압을 유지시키는 진공 펌프; 상기 투명 기판 또는 상기 상대 투명 기판에 적층된 상기 기재의 표면측으로 전기변색물질 나노마이크로 분말 또는 이온저장물질 나노마이크로 분말을 공급하는 분말 공급부; 상기 분말 공급부를 통하여 공급된 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말 또는 이온저장물질 나노마이크로 분말을 상기 기재의 표면에 일정 압력으로 분사하여 일정 두께로 적층시키는 분사 노즐; 및 상기 분사 노즐의 단부와 인접하게 배치되고, 상기 분사 노즐의 단부와 상기 기재 사이에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생기를 포함하며, 전기변색 물질인 전기변색물질 나노마이크로 분말 입자 및 이온저장 물질인 이온저장물질 나노마이크로 분말 입자를 상온 및 플라즈마 발생 환경하에 비교적 낮은 진공 압력으로 적층시킬 수 있으며, 전기변색물질 나노마이크로 분말 입자 및 이온저장물질 나노마이크로 분말 입자의 적층 작업 등 일체를 저렴하고 간단한 구성으로 실시할 수 있도록 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치 및 방법{FABRICATION APPARATUS AND METHOD OF SMART WINDOW USING ROOM TEMPERATURE PLASMA ASSISTED POWDER DIRECT DEPOSITION}

본 발명은 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광투과도를 능동적으로 변화시킬 수 있는 전기변색 스마트윈도우에 관한 것이며, 주된 구성 요소들이 주로 박막으로 이루어져 있으므로 박막제조기술 분야에 적용 가능한 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치 및 방법에 관한 것이다.

건물 외피에 대한 창의 면적비가 최근 50%를 초과하게 되면서 건물의 에너지 성능 향상에 큰 장애 요인으로 부각되고 있으므로, 냉난방, 조명 에너지 소비 저감 등 능동적 에너지 유입 조절이 가능한 스마트 윈도우 기술에 대한 수요가 증가하는 추세이다.

전기변색 스마트윈도우는 투명기판, 투명전극층, 전기변색물질층, 투명전해질층, 이온저장층으로 이루어져 있으며, 소정의 전압을 조절함에 따라, 투명전해질 속에 있는 이온이 전기변색층에 접합 혹은 탈착되면서 광투과도를 변화시킨다.

이때, 전기변색층은 수십~수백 나노미터급의 입자로 이루어져 있으며, 이 전기변색물질을 투명전극층에 균일하게 적층하는 기술이 필요하다.

투명전극층에 전기변색물질을 적층하기 위해서는 화학기상증착법이나 스퍼터링, 혹은 솔-젤법 등을 사용하였다.

그러나, 이러한 종래의 기술들은 각각 몇 가지 문제점들을 가지고 있다.

즉, 이러한 종래의 기술들은 전구체를 준비해야 하고, 장비가 고가이며, 증착 조건이 매우 까다로울 뿐만 아니라, 후처리 과정이 매우 번거로운 문제점이 있다.

특히, 이러한 종래의 기술들은 고온 환경에서 높은 진공 압력의 고진공도를 요구하므로 공정 비용이 많이 소요되며, 에너지의 과다 사용으로 인한 이산화탄소 배출 등 환경 문제도 뒤따른다.

미국공개특허 US2011/0104369 미국공개특허 US2013/0192519

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 전기변색 물질인 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 입자 및 이온저장 물질인 CeO₂,In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말 입자를 상온 및 플라즈마 발생 환경하에 비교적 낮은 진공 압력으로 적층시킬 수 있도록 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

그리고, 본 발명은 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 입자 및 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말 입자의 적층 작업 등 일체를 저렴하고 간단한 구성으로 실시할 수 있도록 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기재인 투명 기판 또는 상기 투명 기판과 대면하는 상대 투명 기판이 거치되는 내부 공간을 형성한 진공 챔버; 상기 진공 챔버에 일정 정도의 진공압을 유지시키는 진공 펌프; 상기 투명 기판 또는 상기 상대 투명 기판에 적층된 상기 기재의 표면측으로 전기변색물질 나노마이크로 분말(입자 직경이 나노미터 또는 마이크로미터인 분말) 또는 이온저장물질 나노마이크로 분말을 공급하는 분말 공급부; 상기 분말 공급부를 통하여 공급된 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말 또는 이온저장물질 나노마이크로 분말을 상기 기재의 표면에 일정 압력으로 분사하여 일정 두께로 적층시키는 분사 노즐; 및 상기 분사 노즐의 단부와 인접하게 배치되고, 상기 분사 노즐의 단부와 상기 기재 사이에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생기를 포함하며, 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말 또는 이온저장물질 나노마이크로 분말은 상온에서 분사되는 것을 특징으로 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말은, WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 중 하나인 것을 특징으로 한다.

이때, 이온저장물질 나노마이크로 분말은, CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 중 하나인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 진공 펌프와 상기 플라즈마 발생기와 상기 분말 공급부는 순차적으로 가동되고, 상기 기재의 표면에 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말 또는 이온저장물질 나노마이크로 분말의 적층이 완료되면 상기 플라즈마 발생기 및 상기 분말 공급부가 가동 정지된 후 상기 진공 펌프가 가동 정지되어 상기 진공 챔버 내부가 대기압 상태가 되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 진공압은 9.0× 10^-3 torr 내지 대기압이며, 상기 일정 압력은 0.05 내지 2 MPa이고, 상기 일정 두께는 1nm 내지 100㎛인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 분사 노즐은, 상기 분말 공급부와 배관 연결되는 양단 관통의 노즐 몸체와, 상기 노즐 몸체의 일단부에 형성되어 상기 분말 공급부와 연통되고, 제1 길이의 폭을 가진 입구 포트와, 상기 노즐 몸체의 타단부에 형성되어 상기 기재의 표면측과 대면하고, 상기 제1 길이보다 작은 제2 길이의 폭을 형성하는 출구 포트와, 상기 입구 포트와 상기 출구 포트 사이에 상기 제2 길이보다 작은 제3 길이의 폭을 형성하는 교축부를 포함하며, 상기 교축부로부터 상기 입구 포트까지의 제1 거리는 상기 교축부로부터 상기 출구 포트까지의 제2 거리보다 긴 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 분사 노즐은, 상기 분말 공급부와 연결되는 일단부로부터 상기 기재 표면과 대면하는 타단부로 갈수록 점차 폭이 좁아지게 형성되며 마주보는 내부 사면에 의하여 이루어진 내부 유로를 포함하며, 상기 내부 사면은 직선 형상 또는 원호 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분사 노즐은, 상기 내부 유로의 일단부측을 형성하는 것으로, 상기 분말 공급부와 배관 연결되는 양단 관통의 노즐 몸체의 일단부에 형성되고 제1 길이의 폭을 가진 입구 포트와, 상기 노즐 몸체의 타단부에 형성되어 상기 기재의 표면측과 대면하고, 상기 제1 길이보다 작은 제2 길이의 폭을 형성하는 출구 포트와, 상기 내부 유로의 타단부측을 형성하는 것으로, 상기 입구 포트와 상기 출구 포트 사이에 상기 제2 길이보다 작은 제3 길이의 폭을 형성하는 교축부를 포함하며, 상기 교축부로부터 상기 입구 포트까지의 제1 거리는 상기 교축부로부터 상기 출구 포트까지의 제2 거리보다 긴 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은, 기재인 투명 기판을 진공 챔버 내부에 구비된 스테이지에 장착하고, 전기변색물질 나노마이크로 분말(입자 직경이 나노미터 또는 마이크로미터인 분말) 및 이온저장물질 나노마이크로 분말을 각각 분말 공급기에 적재하는 제1 단계; 진공 펌프를 가동시켜 상기 진공 챔버를 진공 상태로 만듦과 동시에, 상기 분말 공급기를 통하여 공급된 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말 또는 상기 이온저장물질 나노마이크로 분말을 상기 기재의 표면에 일정 압력으로 분사하여 일정 두께로 적층시키는 분사 노즐의 단부와 상기 기재 사이에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생기를 가동시키는 제2 단계; 상기 분말 공급기와 연결된 에어 컴프레서를 가동시켜 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말 또는 상기 이온저장물질 나노마이크로 분말이 상기 분말 공급기로부터 상기 분사 노즐을 통해 상기 투명 기판측으로 분사되게 함과 동시에, 상기 스테이지를 전, 후, 좌, 우 또는 상, 하, 전, 후, 좌, 우로 이동시켜 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말 또는 상기 이온저장물질 나노마이크로 분말을 상기 투명 기판의 상기 기재의 표면에 적층시키는 제3 단계; 및 상기 기재의 표면에 적층이 완료되면 상기 플라즈마 발생기 및 상기 에어 컴프레서의 가동을 정지시키고, 상기 진공 펌프도 가동을 정지시킨 후, 상기 진공 챔버의 내부 압력을 대기압 상태로 만든 후 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말 또는 상기 이온저장물질 나노마이크로 분말이 적층된 투명전극 기판을 꺼내는 제4 단계를 포함하며, 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말 또는 상기 이온저장물질 나노마이크로 분말은 상온에서 분사되는 것을 특징으로 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 방법을 제공할 수도 있다.

그리고, 상기 제4 단계는, 상기 기재의 표면상에 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말이 적층된 상기 투명 기판과, 상기 기재의 표면상에 상기 이온저장물질 나노마이크로 분말이 적층된 별도의 투명 기판 사이에 전해질을 채우는 과정과, 상기 투명 기판과 상기 별도의 투명 기판을 접착제로 패키징하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말 또는 상기 이온저장물질 나노마이크로 분말은 각각 별개로 별도의 투명 기판의 상기 기재 표면 상에 각각 적층되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기재의 표면 상에 적층되어 형성된 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말에 의하여 형성된 전기변색물질 나노마이크로 레이어는 전기변색 물질이며, 상기 기재의 표면 상에 적층되어 형성된 상기 이온저장물질 나노마이크로 분말에 의하여 형성된 이온저장물질 나노마이크로 레이어는 이온저장 물질인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

우선, 본 발명은 전기변색물질인 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 및 이온저장물질인 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말을 상온, 저 진공 및 플라즈마 발생 조건 하에서 투명 기판에 직접 분사하여 증착시키는 방법을 통해, 기존의 방법들이 요구하는 고온, 고 진공에 따른 고가의 설비비용과 공정비용을 획기적으로 절감할 수 있다.

따라서, 본 발명은 공정을 지연시키고 복잡하게 만드는 전구체 준비나 열처리 등의 후처리 공정이 불필요하므로, 제조 공정에 따른 시간 및 비용을 대폭 절감할 수 있다.

그리고, 본 발명은 공정 에너지 사용 절감에 따른 이산화탄소 발생량도 함께 줄일 수 있으므로, 환경친화적으로 스마트윈도우를 제작할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치 및 방법을 적용하여 제작된 스마트 윈도우를 보급함으로써, 빌딩의 소요 에너지를40% 이상 절약하거나, 냉난방시스템의 용량을 25%까지 줄일 수 있으며, 빌딩관리비를 25% 이상 절감할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에 따른 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치의 주요부인 분사 노즐에 의하면, 대면적의 스마트 윈도우 제작 또한 기존 스마트 윈도우 제작 비용의 20% 선에서 가능하게 되므로, 경제적으로도 매우 효율적인 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치의 전체적인 구성을 나타낸 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치의 주요부인 분사 노즐의 실시예를 나타낸 단면 개념도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 방법을 순차적으로 나타낸 블록 선도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치 및 방법에 의하여 제작된 스마트 윈도우의 단면 구조를 나타낸 개념도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치의 전체적인 구성을 나타낸 개념도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치의 주요부인 분사 노즐의 실시예를 나타낸 단면 개념도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 방법을 순차적으로 나타낸 블록 선도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치 및 방법에 의하여 제작된 스마트 윈도우의 단면 구조를 나타낸 개념도이다.

우선, 용어 "나노마이크로 분말"은 입자 직경이 나노미터 또는 마이크로미터인 분말을 가리키는 것으로 정의한다.

본 발명은 도시된 바와 같이 진공 챔버(100)와 진공 펌프(200)와 분말 공급부(30))와 분사 노즐(400) 및 플라즈마 발생기(900)를 포함하는 구성임을 파악할 수 있다.

진공 챔버(100)는 기재(600)인 투명 기판(500) 또는 투명 기판(500)과 대면하는 상대 투명 기판(500)이 거치되는 내부 공간을 형성한 것이다.

진공 펌프(200)는 진공 챔버(100)에 일정 정도의 진공압을 유지시키기 위한 것이다.

분말 공급부(300)는 투명 기판(500) 또는 상대 투명 기판(500)에 적층된 기재(600)의 표면측으로 전기변색물질인 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 이온저장물질인 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말을 공급하는 것이다.

분사 노즐(400)은 분말 공급부(300)를 통하여 공급된 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말을 기재(600)의 표면에 일정 압력으로 분사하여 일정 두께로 적층시키는 것이다.

플라즈마 발생기(900)는 분사 노즐(400)의 단부와 인접하게 배치되고, 분사 노즐(400)의 단부와 기재(600) 사이에 플라즈마를 발생시키는 것으로, 기재(600)의 표면에 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말의 증착이 더욱 확실하게 이루어질 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이다.

이러한 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말은 상온에서 분사된다.

따라서, 본 발명은 전기변색물질인 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 및 이온저장물질인 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말을 상온, 저 진공 및 플라즈마 발생 조건 하에서 투명 기판(500)에 직접 분사하여 증착시키는 방법을 통해, 기존의 방법들이 요구하는 고온, 고 진공에 따른 고가의 설비비용과 공정비용을 획기적으로 절감할 수 있다.

그리고, 본 발명은 공정 에너지 사용 절감에 따른 이산화탄소 발생량도 함께 줄일 수 있으므로, 환경친화적으로 스마트윈도우를 제작할 수 있게 된다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

본 발명은 진공 챔버(100)에 내장되고, 투명 기판(500)을 거치하여 전, 후, 좌, 우 또는 상, 하, 전, 후, 좌, 우로 위치 조정 가능한 스테이지(110)를 더 포함하는 실시예의 적용이 가능하다.

즉, 이러한 스테이지(110)는, 스테이지(110)와 전기적으로 연결되고, 분사 노즐(400)로부터 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말이 기재(600)의 표면에 분사됨에 따라 투명 기판(500)을 전, 후, 좌, 우 또는 상, 하, 전, 후, 좌, 우로 이동시키는 컨트롤러(700)에 의하여 이동이 제어되는 것이다.

한편, 분말 공급부(300)는, 에어 컴프레서(310)와, 에어 컴프레서(310)와 연결되며 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말이 일시 수용되는 분말 공급기(320)를 포함하며, 분말 공급기(320)는 분사 노즐(400)과 배관 연결된다.

여기서, 분말 공급부(300)는, WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말이 분말 공급기(320)측으로 역류하는 것을 차단하기 위하여, 분말 공급기(320)와 분사 노즐(400) 사이의 배관에 체크밸브(330)를 더 장착하는 것이 바람직하다.

이때, 분말 공급부(300)는, WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말에 포함된 먼지나 오일 또는 습기를 제거하여 균일하게 기재(600) 표면측으로 분사할 수 있도록, 에어 컴프레서(310)와 분말 공급기(320) 사이의 배관에 필터 어셈블리(340)를 장착할 수도 있다.

한편, 본 발명은 진공 펌프(200) 및 분말 공급부(300)와 전기적으로 연결되어 진공압 및 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말의 분사를 위한 일정 압력의 조절이 가능한 컨트롤러(700)를 더 구비할 수도 있다.

이러한, 컨트롤러(700)는, 초당 0.01 내지 0.1mm의 속도로 투명 기판(500)을 장착한 스테이지(110)의 이송 속도를 조절할 수 있을 것이다.

한편, 본 발명에서 진공 펌프(200)와 플라즈마 발생기(900)와 분말 공급부(300)는 순차적으로 가동되며, 자세한 작동 과정 및 운용 방법에 관하여는 후술시 상세히 설명할 것이다.

또한, WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말의 적층이 기재(600)의 표면에 완료되면 플라즈마 발생기(900) 및 분말 공급부(300)가 가동 정지된 후 진공 펌프(200)가 가동 정지되어 진공 챔버(100) 내부가 대기압 상태가 된다.

여기서, 전술한 진공압은 대략 9.0 × 10^-3 torr 내지 대기압이며, 분사 노즐(400)을 통하여 분사되는 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말의 분사 압력(일정 압력)은 0.05 내지 2 MPa 이다.

이때, 기재(600)의 표면에 적층되는 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말에 의하여 각각 형성되는 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 레이어(810, 이하 도 4 참조) 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 레이어(820, 이하 도 4 참조)의 두께(일정 두께)는 1nm 내지 100㎛에서 자유로이 선택 가능하다.

한편, 분사 노즐(400)은 일정한 압력으로 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 나노 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말을 분사하여 균일한 두께로 적층시키기 위한 것이며, 도 2를 참조하여 더욱 상세하게 살펴보면, 노즐 몸체(410)에 입구 포트(421)와 출구 포트(422) 및 교축부(423, throttling portion)가 형성된 구조임을 파악할 수 있다.

노즐 몸체(410)는 분말 공급부(300)와 배관 연결되는 양단 관통의 부재이다.

입구 포트(421)는 노즐 몸체(410)의 일단부에 형성되어 분말 공급부(300)와 연통되고, 제1 길이(L1)의 폭을 가진 것이다.

출구 포트(422)는 노즐 몸체(410)의 타단부에 형성되어 기재(600)의 표면측과 대면하고, 제1 길이(L1)보다 작은 제2 길이(L2)의 폭을 형성하는 것이다.

교축부(423)는 입구 포트(421)와 출구 포트(422) 사이에 제2 길이(L2)보다 작은 제3 길이(L3)의 폭을 형성하는 것이다.

이러한 분사 노즐(400)은 더욱 구체적으로 살펴보면, 분말 공급부(300)와 연결되는 일단부로부터 기재(600) 표면과 대면하는 타단부로 갈수록 점차 폭이 좁아지게 형성되며 마주보는 내부 사면(431, 432)에 의하여 이루어진 내부 유로(430)를 포함하는 구조임을 알 수 있다.

여기서, 내부 사면(431, 432)은 직선 형상(431, 도 2(a) 참조) 또는 원호 형상(432, 도 2(b) 참조)으로 이루어지는 것을 파악할 수 있다.

즉, 입구 포트(421)는 내부 유로(430)의 일단부측을 형성하는 것으로, 분말 공급부(300)와 배관 연결되는 양단 관통의 노즐 몸체(410)의 일단부에 형성되고 제1 길이(L1)의 폭을 가진 것이다.

교축부(423)는 내부 유로(430)의 타단부측을 형성하는 것으로, 입구 포트(421)와 출구 포트(422) 사이에 제2 길이(L2)보다 작은 제3 길이(L3)의 폭을 형성하는 것이다.

이러한 교축부(423)로부터 입구 포트(421)까지의 제1 거리(D1)는 교축부(423)로부터 출구 포트(422)까지의 제2 거리(D2)보다 길게 형성되도록 함으로써, 균일하고 일정한 두께와 면적의 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 레이어(810) 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 레이어(820)를 형성할 수 있을 것이다.

여기서, 입구 포트(421)는 원형, 타원형, 직사각형 중 어느 하나인 제1 면적을 가진 것이며, 출구 포트(422)는 제2 길이(L2)의 폭과, 가변 가능한 길이를 가진 제2 면적의 슬롯 형상으로 이루어지고, 제1 면적은 제2 면적보다 크게 형성될 수 있다.

따라서, 이러한 입구 포트(421) 및 출구 포트(422)의 형상 및 구조 설계에 따라 50 cm × 50 cm 이상 또는 1 m ×1 m 이상의 대면적 스마트 윈도우용의 투명 기판 제작 또한 가능하게 될 것이다.

상기와 같은 구성의 본 발명의 일 실시예에 따른 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 방법에 관하여 도 3을 참조로 설명한다.

우선, 작업자는 기재(600)인 FTO(fluorinated tin oxide)가 적층된 투명 기판(500)을 진공 챔버(100) 내부에 구비된 스테이지(110)에 장착하고, WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 및 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말을 각각 분말 공급기(320)에 적재한다(S1: 제1 단계).

그리고, 작업자는 진공 펌프(200)를 가동시켜 진공 챔버(100)를 진공 상태로 만듦과 동시에, 분말 공급기(320)를 통하여 공급된 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말을 기재(600)의 표면에 일정 압력으로 분사하여 일정 두께로 적층시키는 분사 노즐(400)의 단부와 기재(600) 사이에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생기(900)를 가동시킨다(S2: 제2 단계).

계속하여, 작업자는 분말 공급기(320)와 연결된 에어 컴프레서(310)를 가동시켜 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말이 분말 공급기(320)로부터 분사 노즐(400)을 통해 투명 기판(500)측으로 분사되게 함과 동시에, 스테이지(110)를 전, 후, 좌, 우 또는 상, 하, 전, 후, 좌, 우로 이동시켜 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말을 투명 기판(500)의 기재(600)의 표면에 적층시킨다(S3: 제3 단계).

다음으로, 작업자는 기재(600)의 표면에 적층이 완료되면 플라즈마 발생기(900) 및 에어 컴프레서(310)의 가동을 정지시키고, 진공 펌프(200)도 가동을 정지시킨 후, 진공 챔버(100)의 내부 압력을 대기압 상태로 만든 후 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말이 적층된 투명전극 기판을 꺼낸다(S4: 제4 단계).

여기서, WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말은 상온에서 분사되는 것이다.

이때, 제1 단계(S1)에서, 투명 기판(500)을 스테이지(110)에 장착하기 전에 에어 컴프레서(310)와 진공 펌프(200)와 분말 공급기(320)와 플라즈마 발생기(900)와 필터 어셈블리(340)와 스테이지(110)의 작동 여부와 함께, 분사 노즐(400)의 막힘 여부를 점검하는 작업을 더 실시할 수도 있다.

또한, 제4 단계(S4)는 더욱 구체적으로 살펴보면, WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말이 소망하는 적층 경로를 따라 투명 기판(500)의 기재(600)의 표면에 적층 완료되면, 에어 컴프레서(310)의 가동을 중지시키는 작업을 추가적으로 실시할 수도 있다

또한, 제4 단계(S4)에서는, 진공 챔버(100)와 연결된 진공 펌프(200)의 가동을 중지시켜 진공 챔버(100)를 대기압 상태로 만드는 작업을 추가적으로 실시할 수도 있다.

또한, 제4 단계(S4)에서는, WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말이 적층된 투명 기판(500)을 진공 챔버(100)로부터 꺼내는 과정을 추가적으로 실시할 수도 있는 것이다.

한편, WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 또는 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말은 각각 별개로 별도의 투명 기판(500)의 기재(600) 표면 상에 각각 적층되어야 도 4와 같은 구조의 스마트 윈도우 제작이 가능하게 될 것이다.

이와 같이 기재(600)의 표면 상에 적층되어 형성된 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말에 의하여 형성된 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 레이어(810)는 전기변색 물질이며, 기재(600)의 표면 상에 적층되어 형성된 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말에 의하여 형성된 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 레이어(820)는 이온저장 물질인 것이다.

여기서, 기재(600)의 표면 상에 전기변색물질인 나노마이크로 레이어(810)와 이온저장물질인 나노마이크로 레이어(820)가 반드시 공존할 필요는 없으며, 경우에 따라 기재(600)의 양면에 전기변색물질인 나노마이크로 레이어(810)만 형성되도록 하거나, 이온저장물질인 나노마이크로 레이어(820)만 형성되도록 하는 등의 응용 및 변형 설계가 가능함은 물론이다.

이때, 제4 단계(S4)에서 작업자는 기재(600)의 표면상에 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말이 적층된 투명 기판(500)과, 기재(600)의 표면상에 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말이 적층된 별도의 투명 기판(500) 사이에 전해질(830)을 채우기 전에 투명 기판(500) 또는 별도의 투명 기판(500) 중 어느 하나의 가장자리에 실리콘 박막(840)을 설치하고, 전해질(830)을 채워넣는다.

이후, 작업자는 투명 기판(500)과 별도의 투명 기판(500)을 접착제 또는 외곽 실링 부재(850)로 패키징하는 작업을 실시함으로써, 도 4와 같은 구조의 스마트 윈도우 제작이 가능하게 된다.

이상과 같이 본 발명은 전기변색 물질인 WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 분말 입자 및 이온저장 물질인 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말 입자를 상온 및 플라즈마 발생 환경하에 비교적 낮은 진공 압력으로 적층시킬 수 있으며, WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 등의 나노마이크로 입자 및 CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 등의 나노마이크로 분말 입자의 적층 작업 등 일체를 저렴하고 간단한 구성으로 실시할 수 있도록 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치 및 방법을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

100...진공 챔버
110...스테이지
200...진공 펌프
300...분말 공급부
310...에어 컴프레서
320...분말 공급기
330...체크밸브
340...필터 어셈블리
400...분사 노즐
410...노즐 몸체
421...입구 포트
422...출구 포트
423...교축부
430...내부 유로
431, 432...내부 사면
500...투명 기판
600...기재
700...컨트롤러
810...전기변색물질 나노마이크로 레이어
820...이온저장물질 나노마이크로 레이어
830...전해질
840...실리콘 박막
850...외곽 실링 부재
900...플라즈마 발생기
D1...제1 거리
D2...제2 거리
L1...제1 길이
L2...제2 길이
L3...제3 길이
S1...제1 단계
S2...제2 단계
S3...제3 단계
S4...제4 단계

Claims

기재인 투명 기판 또는 상기 투명 기판과 대면하는 상대 투명 기판이 거치되는 내부 공간을 형성한 진공 챔버;
상기 진공 챔버에 일정 정도의 진공압을 유지시키는 진공 펌프;
상기 투명 기판 또는 상기 상대 투명 기판에 적층된 상기 기재의 표면측으로 전기변색물질 나노마이크로 분말(입자 직경이 나노미터 또는 마이크로미터인 분말) 또는 이온저장물질 나노마이크로 분말을 공급하는 분말 공급부;
상기 분말 공급부를 통하여 공급된 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말 또는 이온저장물질 나노마이크로 분말을 상기 기재의 표면에 일정 압력으로 분사하여 일정 두께로 적층시키는 분사 노즐; 및
상기 분사 노즐의 단부와 인접하게 배치되고, 상기 분사 노즐의 단부와 상기 기재 사이에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생기를 포함하며,
상기 전기변색물질 나노마이크로 분말 또는 이온저장물질 나노마이크로 분말은 상온에서 분사되는 것을 특징으로 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 진공 펌프와 상기 플라즈마 발생기와 상기 분말 공급부는 순차적으로 가동되고, 상기 기재의 표면에 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말 또는 이온저장물질 나노마이크로 분말의 적층이 완료되면 상기 플라즈마 발생기 및 상기 분말 공급부가 가동 정지된 후 상기 진공 펌프가 가동 정지되어 상기 진공 챔버 내부가 대기압 상태가 되는 것을 특징으로 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 진공압은 9.0 × 10^-3 torr 내지 대기압이며,
상기 일정 압력은 0.05 내지 2 MPa이고,
상기 일정 두께는 1nm 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 분사 노즐은,
상기 분말 공급부와 배관 연결되는 양단 관통의 노즐 몸체와,
상기 노즐 몸체의 일단부에 형성되어 상기 분말 공급부와 연통되고, 제1 길이의 폭을 가진 입구 포트와,
상기 노즐 몸체의 타단부에 형성되어 상기 기재의 표면측과 대면하고, 상기 제1 길이보다 작은 제2 길이의 폭을 형성하는 출구 포트와,
상기 입구 포트와 상기 출구 포트 사이에 상기 제2 길이보다 작은 제3 길이의 폭을 형성하는 교축부를 포함하며,
상기 교축부로부터 상기 입구 포트까지의 제1 거리는 상기 교축부로부터 상기 출구 포트까지의 제2 거리보다 긴 것을 특징으로 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 분사 노즐은,
상기 분말 공급부와 연결되는 일단부로부터 상기 기재 표면과 대면하는 타단부로 갈수록 점차 폭이 좁아지게 형성되며 마주보는 내부 사면에 의하여 이루어진 내부 유로를 포함하며,
상기 내부 사면은 직선 형상 또는 원호 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 분사 노즐은,
상기 내부 유로의 일단부측을 형성하는 것으로, 상기 분말 공급부와 배관 연결되는 양단 관통의 노즐 몸체의 일단부에 형성되고 제1 길이의 폭을 가진 입구 포트와,
상기 노즐 몸체의 타단부에 형성되어 상기 기재의 표면측과 대면하고, 상기 제1 길이보다 작은 제2 길이의 폭을 형성하는 출구 포트와,
상기 내부 유로의 타단부측을 형성하는 것으로, 상기 입구 포트와 상기 출구 포트 사이에 상기 제2 길이보다 작은 제3 길이의 폭을 형성하는 교축부를 포함하며,
상기 교축부로부터 상기 입구 포트까지의 제1 거리는 상기 교축부로부터 상기 출구 포트까지의 제2 거리보다 긴 것을 특징으로 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 전기변색물질 나노마이크로 분말은,
WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 중 하나인 것을 특징으로 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 이온저장물질 나노마이크로 분말은,
CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 중 하나인 것을 특징으로 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 장치.
투명 기판을 진공 챔버 내부에 구비된 스테이지에 장착하고, 전기변색물질 나노마이크로 분말 및 이온저장물질 나노마이크로 분말을 각각 분말 공급기에 적재하는 제1 단계;
진공 펌프를 가동시켜 상기 진공 챔버를 진공 상태로 만듦과 동시에, 상기 분말 공급기를 통하여 공급된 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말 또는 상기 이온저장물질 나노마이크로 분말을 상기 기재의 표면에 일정 압력으로 분사하여 일정 두께로 적층시키는 분사 노즐의 단부와 상기 기재 사이에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생기를 가동시키는 제2 단계;
상기 분말 공급기와 연결된 에어 컴프레서를 가동시켜 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말 또는 상기 이온저장물질 나노마이크로 분말이 상기 분말 공급기로부터 상기 분사 노즐을 통해 상기 투명 기판측으로 분사되게 함과 동시에, 상기 스테이지를 전, 후, 좌, 우 또는 상, 하, 전, 후, 좌, 우로 이동시켜 상기 전기변색물질 나노마이크로 또는 상기 이온저장물질 나노마이크로 분말을 상기 투명 기판의 상기 기재의 표면에 적층시키는 제3 단계; 및
상기 기재의 표면에 적층이 완료되면 상기 플라즈마 발생기 및 상기 에어 컴프레서의 가동을 정지시키고, 상기 진공 펌프도 가동을 정지시킨 후, 상기 진공 챔버의 내부 압력을 대기압 상태로 만든 후 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말 또는 상기 이온저장물질 나노마이크로 분말이 적층된 투명전극 기판을 꺼내는 제4 단계를 포함하며,
상기 전기변색물질 나노마이크로 분말 또는 상기 이온저장물질 나노마이크로 분말은 상온에서 분사되는 것을 특징으로 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 제4 단계는,
상기 기재의 표면상에 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말이 적층된 상기 투명 기판과, 상기 기재의 표면상에 상기 이온저장물질 나노마이크로 분말이 적층된 별도의 투명 기판 사이에 전해질을 채우는 과정과,
상기 투명 기판과 상기 별도의 투명 기판을 접착제로 패키징하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 전기변색물질 나노마이크로 분말 또는 상기 이온저장물질 나노마이크로 분말은 각각 별개로 별도의 투명 기판의 상기 기재 표면 상에 각각 적층되는 것을 특징으로 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 기재의 표면 상에 적층되어 형성된 상기 전기변색물질 나노마이크로 분말에 의하여 형성된 전기변색물질 나노마이크로 레이어는 전기변색 물질이며,
상기 기재의 표면 상에 적층되어 형성된 상기 이온저장물질 나노마이크로 분말에 의하여 형성된 이온저장물질 나노마이크로 레이어는 이온저장 물질인 것을 특징으로 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 전기변색물질 나노마이크로 분말은,
WO₃, TiO₂, V₂O₅, Cr₂O₃, MnO₂, FeO₂, CoO₂, NiO, Nb₂O₅, MoO₃, RhO₂, Ta₂O₅, IrO₂ 중 하나인 것을 특징으로 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 이온저장물질 나노마이크로 분말은,
CeO₂, In₂O₃, SnO₂, ATO 중 하나인 것을 특징으로 하는 상온 플라즈마 하이브리드 분말 적층 방식을 이용한 스마트 윈도우 제작 방법.