KR20180107742A - 일렉트로크로믹 장치 및 일렉트로크로믹 디바이스의 구동 방법과, 광학 필터, 렌즈 유닛, 촬상 장치 및 윈도우 부재 - Google Patents

일렉트로크로믹 장치 및 일렉트로크로믹 디바이스의 구동 방법과, 광학 필터, 렌즈 유닛, 촬상 장치 및 윈도우 부재 Download PDF

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Abstract

일렉트로크로믹 장치는 일렉트로크로믹 디바이스 및 상기 일렉트로크로믹 디바이스의 통상 구동 및 가열 구동을 위해 동작하는 구동 유닛을 포함한다. 상기 일렉트로크로믹 디바이스는 한 쌍의 전극 및 적어도 1종의 일렉트로크로믹 재료 및 용매를 포함하는 일렉트로크로믹 층을 포함한다. 상기 한 쌍의 전극 각각은 그 표면 상에 적어도 한 쌍의 급전부를 갖는다. 상기 한 쌍의 급전부는 표면 상에 제1 급전부 및 상기 제1 급전부에 대해 대향하여 배치된 제2 급전부를 포함한다. 상기 구동 유닛은 상기 한 쌍의 전극의 임의의 대향하여 배치된 위치를 서로 동위상이 되게 하도록 상기 한 쌍의 전극 각각의 한 쌍의 급전부 사이에 교류 전압을 인가함으로써 상기 일렉트로크로믹 층이 가열되도록 상기 가열 구동을 위해 동작한다.

Description

일렉트로크로믹 장치 및 일렉트로크로믹 디바이스의 구동 방법과, 광학 필터, 렌즈 유닛, 촬상 장치 및 윈도우 부재{ELECTROCHROMIC APPARATUS AND METHOD OF DRIVING ELECTROCHROMIC DEVICE, AS WELL AS OPTICAL FILTER, LENS UNIT, IMAGING APPARATUS AND WINDOW MEMBER}
본 발명은, 일렉트로크로믹 장치, 일렉트로크로믹 디바이스의 구동 방법과, 광학 필터, 렌즈 유닛, 촬상 장치 및 윈도우 부재에 관한 것이다.
일렉트로크로믹(EC라고도 칭함) 디바이스는, 한 쌍의 전극과, 이 한 쌍의 전극 사이에 배치되어 있는 EC 층을 포함하는 디바이스이다. EC 디바이스의 한 쌍의 전극 사이에 전압을 인가해서 EC 층 내의 EC 화합물에서 환원/산화를 일으키면, 가시광 영역 내의 EC 디바이스의 분광 투과율이 변화하고, 이에 의해 EC 디바이스를 통과하는 가시광량을 조정할 수 있다.
근년, 고체 촬상 디바이스의 광학 농도가 가변 ND 필터에 의해 무단계적으로 조정될 수 있기 때문에, 고체 촬상 디바이스를 포함하는 동화상 촬영 장치에서 사용되는 가변 ND 필터에 대한 요구가 증가하고 있다. 이러한 적용 분야에서 지금까지 액정이나 무기 EC 박막을 채용하는 많은 광학 디바이스가 제안되었지만, 이들은 여전히 광 강도 조정 범위, 신뢰성 등의 점에서 개선의 여지가 있다. 한편, 유기 EC 분자를 채용하는 광학 디바이스는 광 강도 조정 범위가 넓고, 그 분광 투과율이 비교적 용이하게 설계될 수 있다. 이들 및 다른 이점은 촬상 장치에 탑재되는 가변 ND 필터의 적용 분야에서 유기 EC 분자를 채용하는 광학 디바이스에 유망한 미래를 제공한다.
유기 EC 분자를 채용하는 EC 디바이스는, 한 쌍의 전극과, 한 쌍의 전극 사이에 배치되는 전기화학적 활성 애노드 재료 및 전기화학적 활성 캐소드 재료를 포함한다. 상기 재료 중 적어도 하나를 위해, 전기화학적 환원/산화에 의해 가시광 영역에서 능동 흡수 대역을 발현하는 성질 또는 EC 성질을 갖는 재료가 채용된다. 이러한 구성에 의해, 한 쌍의 전극에서 애노드 재료의 산화 반응과 캐소드 재료의 환원 반응이 동시에 일어나서 디바이스에 폐회로를 형성시켜 전류가 그 회로를 흐르도록 한다. 그러나, 유기 EC 분자를 채용하는 EC 디바이스는 용액 상에서의 분자의 산화/환원 반응을 이용하고 있기 때문에, 광학 농도의 증가 또는 감소에 관한 응답 시간은 원칙적으로 주변 온도에 의존한다. 더 구체적으로는, 저온 환경에서는 반응 분자의 물질 이동이 저해되어서 응답 시간이 매우 길어지는 반면, 고온 환경에서는 반대로 응답 시간이 매우 짧아진다.
촬상 장치에 내장된 가변 ND 필터 등은 저온 환경에서도 문제없이 원활하게 동작할 필요가 있다. 그러므로, 필터의 EC 디바이스는 EC 디바이스가 지연 없이 동작하도록 하는 온도 레벨까지 가열되는 것이 바람직하다. EC 매체를 직접적으로 가열하기 위해 EC 매체를 전기적으로 통전하는 기술이 EC 디바이스를 가열하는 공지된 방법 중 하나이다. 일본 특허 출원 공개 제S61-245143호(특허문헌 1)는, 전극을 전기적으로 통전하여 전극 상에 형성된 EC 물질층을 가열하기 위해서, EC 디바이스의 전극 중 적어도 하나를 가열용 전원에 연결하는 기술을 기재한다.
전극을 전기적으로 통전함으로써 EC 매체를 가열할 때, 구동 전압과 비교하여 비교적 높은 전압이 인가될 수 있다. 전극의 구성, EC 매체의 구성 및 다른 요인에 따라 상술한 목적에 필요한 유효 통전/가열 전압은 상이하지만, 일반적으로 약 1V인 구동 전압의 최대 약 10배일 수 있는 전압이 용액형 EC 디바이스에 필요할 수 있다. 이제, 여기서 전극 중 하나가 선택되고 통전/가열되는 것을 상정한다. 전극 중 선택된 하나에 구동 전압보다 높은 전압이 인가되면, 전극 면 내에 전위 분포가 형성되고, 고전위 측에서는 애노드 재료가 착색되는 한편, 저전위 측에서는 캐소드 재료가 착색된다. 이때, EC 분자에는 통상의 구동 전압보다 높은 전압이 인가되기 때문에, EC 분자는 고차 산화 또는 고차 환원되어 훨씬 더 불안정한 상태로 된다. 특히, 통전 가열이 장시간 동안 지속되는 경우, 재료의 열화를 걱정할 필요가 있을 수 있다.
한편, 특허문헌 1의 EC 물질층은 투명 전극 상에 형성된 무기 박막의 층이고, 따라서 용액형 EC 디바이스의 상술한 경우와 달리 표면에 애노드 재료 및 캐소드 재료의 양자 모두가 착색되는 상황은 발생하지 않는다. 또한, 특허문헌 1은 착색 동작이 일어나는 상황을 포함하는 어떠한 임의의 상황에서 통전/가열 동작을 행하는 사상은 보여주지 않는다.
본 발명의 목적은, 용액형 EC 장치가 EC 디바이스의 착색 상태에 부정적인 영향을 주지 않도록 EC 디바이스의 EC 층을 가열하도록 설계됨으로써 저온 환경에서도 양호한 응답 시간을 나타내는 용액형 EC 장치를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 일렉트로크로믹 장치는, 일렉트로크로믹 디바이스와, 일렉트로크로믹 디바이스의 통상 구동 및 가열 구동을 위해 동작하는 구동 유닛을 포함하고, 상기 일렉트로크로믹 디바이스는 한 쌍의 대향하여 배치된 전극 및 상기 한 쌍의 전극 사이에 배치되는 일렉트로크로믹 층을 포함하고, 상기 일렉트로크로믹 층은 적어도 1종의 일렉트로크로믹 재료와 용매를 포함하고, 상기 한 쌍의 전극 각각은 그 표면 상에 적어도 한 쌍의 급전부를 갖고, 상기 한 쌍의 급전부는 상기 표면 상에 제1 급전부와 상기 제1 급전부에 대해 대향하여 배치된 제2 급전부를 포함하며, 상기 구동 유닛은, 상기 한 쌍의 전극의 임의의 대향하여 배치된 위치를 서로 동위상이 되게 하도록 상기 한 쌍의 전극 각각의 한 쌍의 급전부 사이에 교류 전압을 인가함으로써 상기 일렉트로크로믹 층이 가열되도록 상기 가열 구동을 위해 동작하도록 구성된다.
본 발명에 따른 일렉트로크로믹 장치의 구동 방법은, 한 쌍의 대향하여 배치된 전극 및 상기 한 쌍의 전극 사이에 배치된 일렉트로크로믹 층을 포함하는 일렉트로크로믹 디바이스의 구동 방법이며, 상기 일렉트로크로믹 디바이스는 적어도 1종의 일렉트로크로믹 재료 및 용매를 포함하고, 상기 한 쌍의 전극 각각은 그 표면 상에 적어도 한 쌍의 급전부를 갖고, 상기 한 쌍의 급전부는 상기 표면 상에 제1 급전부 및 상기 제1 급전부에 대해 대향하여 배치된 제2 급전부를 포함하며, 상기 방법은, 상기 한 쌍의 전극의 임의의 대향하여 배치된 위치를 서로 동위상이 되게 하도록 상기 한 쌍의 전극 각각의 상기 한 쌍의 급전부 사이에 교류 전압을 인가하여 상기 한 쌍의 전극을 통전시킴으로써 상기 일렉트로크로믹 층이 가열되도록 동작하도록 상기 일렉트로크로믹 디바이스를 구동하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 다른 EC 디바이스의 일 실시형태의 개략 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는, 본 발명에 따른 EC 디바이스의 급전부의 2개의 대안적인 배치의 개략적인 예시이다.
도 3은 도 2a의 EC 디바이스의 가열 구동에서 채용될 수 있는 모범적인 전압 파형(단자간 전압)의 개략적인 예시이다.
도 4는 도 2b의 EC 디바이스의 가열 구동에서 채용될 수 있는 모범적인 전압 파형(단자간 전압)의 개략적인 예시이다.
도 5는, EC 디바이스의 가열 구동에서 도 2a의 EC 디바이스의 각각의 단자에 인가될 수 있는 전압의 모범적인 파형의 개략적인 예시이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 촬상 장치의 2개의 실시형태의 개략 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 윈도우 부재의 실시형태의 개략적인 예시이다.
도 8은 실시예 1에서 사용된 본 발명에 따른 EC 디바이스의 디바이스 표면 온도에서 관찰된 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9a 및 도 9b는 실시예 1에서 사용된 본 발명에 따른 EC 디바이스에서 관찰된 디바이스 온도 상승을 나타내는 그래프이다.
도 10은 실시예 1에서 사용된 본 발명에 따른 EC 디바이스에서 관찰된 디바이스 온도 상승을 나타내는 그래프이다.
도 11은 실시예 2에서 사용된 본 발명에 따른 EC 디바이스의 디바이스 표면 온도에서 관찰된 변화를 나타내는 그래프이다.
이제, 본 발명의 현재 바람직한 실시형태를 나타내는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 단, 이하에서 설명되는 실시형태의 구성 및 실시형태의 구성요소의 상대적인 위치 배치는 달리 기재되지 않는 한 본 발명의 범위를 한정하지 않는다.
<일렉트로크로믹(EC) 장치>
도 1은 본 발명에 다른 EC 장치의 실시형태의 개략 단면도이다. 도 1을 참고하면, 기판(1a, 1b)에는 각각 전극(2a, 2b)이 배치된다. 기판(1a, 1b)은 캡 제어 입자(도시하지 않음)를 포함하는 시일(3)에 의해 서로 접합되며, 한 쌍의 전극(2a, 2b) 사이에는 적어도 1종류의 EC 재료와 용매를 포함하는 EC 층(4)이 배치된다. 전극(2a, 2b)에는, 적어도 한 쌍의 급전 단자(A1, A2, ..., An-1, An(애노드) 및 C1, C2, ..., Cn-1, Cn(캐소드))가 제공되어 있다(n은 2 이상의 정수이다). 각각의 급전 단자는 한 쌍의 전극 중 관련된 하나에서 유효 영역 외부에 배치된 저 저항 배선(5)에 연결되어 적어도 한 쌍의 급전부를 형성한다. 각각의 급전 단자(A1, A2, ..., An-1, An 및 C1, C2, ..., Cn-1, Cn)는 구동 회로 기판을 포함하는 구동 유닛(6)에 연결된다. 따라서, 디바이스는 단자 쌍 각각 사이에 전압 펄스가 인가됨에 따라 동작하도록 구동된다.
<기판(1)>
기판(1a, 1b)에는 글라스 기판이 채용되는 것이 바람직하다. 기판(1a, 1b)에 사용될 수 있는 글라스 기판은, 광학 글라스로 이루어진 기판, 석영 글라스로 이루어진 기판, 백판 글라스로 이루어진 기판, 청판 글라스로 이루어진 기판, 보로실리케이트 글라스로 이루어진 기판, 무알칼리 글라스로 이루어진 기판, 및 화학 강화 글라스로 이루어진 기판을 포함하며, 이들 중 투명성, 내구성, 및 내열성의 관점에서 무알칼리 글라스로 이루어진 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 기판(1a, 1b)에는, 전극(2a, 2b) 외에, 기판 표면, 기판-전극 계면 및 전극-EC 층 계면의 반사를 저감하고 디바이스 투과율을 향상시키기 위해서, 반사 방지층 및/또는 인덱스 매칭층이 적합하게 제공될 수 있다.
<전극(2)>
전극(2a, 2b)은 투명 전극이 바람직하다. 투명 전극에 사용될 수 있는 재료는, 주석 도핑된 산화인듐(ITO), 산화아연, 갈륨 도핑된 산화아연(GZO), 알루미늄 도핑된 산화아연(AZO), 산화주석, 안티몬 도핑된 산화주석(ATO), 불소 도핑된 산화주석(FTO), 및 니오븀 도핑된 산화티타늄(TNO) 같은 소위 투명 도전성 산화물을 포함한다.
<시일(3)>
시일(3)에는 열경화성 수지 및 UV 경화성 수지를 사용할 수 있고, EC 층을 형성하는 프로세스, 즉 EC 디바이스에 사용되는 디바이스 프로세스에 따라 이러한 재료로부터 적절한 재료가 선택된다. 바람직하게는, 기판 쌍을 분리하는 간격을 규정하는 셀 갭 제어 입자를 시일(3)의 재료와 혼합하여 혼련한다.
<EC 층(4)>
EC 층(4)은, 적어도 1종류의 EC 재료와 용매를 포함하고, 부가적으로 지지 전해질 및/또는 증점제 같은 하나 이상의 유익제를 포함할 수 있다.
EC 재료로서는, 환원/산화에 의해 가시광 투과율이 변화하는 화합물을 적절하게 사용할 수 있다. 이러한 화합물 중, 티오펜류, 페나진류, 및 비피리디늄 염류 같은 유기 화합물의 사용이 바람직할 수 있다.
EC 층(4)에 사용될 수 있는 용매에 대해서는, 고순도를 나타내는 용매의 사용이 바람직하지만, EC 재료 및 지지 전해질 같은 유익제를 용해할 수 있는 한은, 특별한 제한이 없다. 더 구체적으로는, EC 층(4)에 사용될 수 있는 용매는, 물, 및 메탄올, 에탄올, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 디메틸 술폭시드, 디메톡시 에탄, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, 술포란, 디메틸 포름아미드, 디메톡시 에탄, 테트라히드로푸란, 아세토니트릴, 프로피온니트릴, 벤조니트릴, 디메틸 아세트아미드, 메틸 피롤리디논, 및 디옥소푸란 같은 극성 유기 용매를 포함한다.
EC 층(4)을 위해 사용될 수 있는 지지 전해질에 대해서는, 전자 공여 전해질의 사용이 바람직하지만, 이온 해리성 염이며 EC 층(4)의 용매에 잘 용해되는 한은 특별한 제한은 없다. 이러한 전해질의 예는 각종 알칼리 금속 염, 알칼리 토금속 염 같은 무기 이온 염, 4급 암모늄염 및 환상 4급 암모늄염을 포함한다. 이러한 전해질의 더 구체적인 예는, LiClO4, LiSCN, LiBF4, LiAsF6, LiCF3SO3, LiPF6, LiI, NaI, NaSCN, NaClO4, NaBF4, NaAsF6, KSCN 및 KCl 같은 Li, Na, 및 K의 알칼리 금속 염, 및 (CH3)4NBF4, (C2H5)4NBF4, (n-C4H9)4NBF4, (n-C4H9)4NPF6, (C2H5)4NBr, (C2H5)4NClO4 및 (n-C4H9)4NClO4 같은 4급 및 환상 4급 암모늄염을 포함한다.
증점제로서는, 예를 들어 시아노에틸 폴리비닐 알코올, 시아노에틸 풀루란 및 시아노에틸 셀룰로오스로부터 선택되는 적어도 1종의 증점제를 적합하게 사용할 수 있다. 이들 증점제는, CR-V(시아노에틸 폴리비닐 알코올: 연화 온도 20 내지 40℃, 유전율 18.9), CR-S(시아노에틸 풀루란: 연화 온도 90 내지 100℃, 유전율 18.9), CR-C(시아노에틸 셀룰로오스: 연화 온도 200℃ 이상, 유전율 16), CR-M(시아노에틸 풀루란 및 시아노에틸 폴리비닐 알코올의 혼합물: 연화 온도 40 내지 70℃, 유전율 18.9)로서 신에츠 화학 공업으로부터 입수할 수 있으며, 이들 모두는 넓은 온도 범위에 걸친 고점성 및 고이온 도전성의 상충하는 인자를 만드는 문제를 양호한 밸런스로 해결할 수 있는 첨가제로서 효과적으로 작용한다.
EC 층(4)을 형성하기 위해 사용될 수 있는 기술은, 각 기판에 한 쌍의 구멍을 형성하고 구멍에 EC 매체를 충전하는 기술, 시일(3)을 사용하여 패터닝된 각 기판의 측면에 형성된 충전 구멍으로부터 진공에서 EC 매체를 주입하는 기술, 및 기판을 접합하는 동작과 동시에 진공에서 EC 매체를 충전하는 기술을 포함한다.
<급전부>
전극(2a, 2b) 각각은, 제1 급전부와, 제1 급전부에 대향해서 배치된 제2 급전부를 포함하는 적어도 한 쌍의 급전부를 갖는다. 급전부 각각은, 급전 단자와 저 저항 배선(5)을 갖는 것이 바람직하다. 도 2a 및 도 2b는, 기판이 서로 접합되는 방향에서 본, 본 발명에 따른 EC 디바이스의 급전부의 2개의 대안적인 배치의 개략적인 예시이다.
우선, 도 2a를 참고하여, 전극 및 디바이스가 실질적 사각형 윤곽을 나타낼 때의 저 저항 배선(5)의 배치 위치와 급전 단자의 수에 대해서 설명한다. 촬상 디바이스는 직사각형 윤곽을 나타내므로, 촬상 디바이스에 입사하는 광의 광량을 제어하는 EC 디바이스 또한 촬상 디바이스와 마찬가지로 직사각형 윤곽을 나타내는 것이 바람직하다. 그리고, 급전부는 디바이스의 통전을 위해 직사각형의 종 또는 횡 변에 각각 배치된다. 디바이스 착색/탈색 동작이 행해질 때의 통상의 구동 모드에서 유효 영역의 전위 분포는 가능한 작게 이루어지는 것이 바람직하다. 이를 위해, 바람직하게는, 저 저항 배선(5)이 긴 변을 따라 배치되고, 거기에 급전 단자가 배치되어 횡 방향으로 전류를 흐르게 한다. 상기 설명은 통상 구동 모드뿐만 아니라 전극이 통전되어 EC 층을 가열하는 가열 구동 모드에도 마찬가지로 적용된다. 즉, 횡 방향의 전극의 전기 저항은 종 방향의 전극의 전기 저항보다 반드시 낮기 때문에, EC 층을 가열하기 위해 동일한 전력이 채용되는 경우에 횡 방향으로 전류를 흘리기 위해 더 낮은 전압이 인가될 수 있다. 따라서, 도 2a에 도시된 바와 같이 급전 단자 및 저 저항 배선(5)을 배치하고, A1과 A2 사이 및 C1과 C2 사이에서 횡 방향으로 전류를 흘리는 것이 바람직하다. 여기서 사용되는 실질적 직사각형이라는 표현은 코너가 둥글지만 실질적으로 직사각형으로서 간주될 수 있는 직사각형 윤곽을 포함한다.
이제, 도 2b를 참고하여, 전극 및 디바이스가 실질적 원형 윤곽을 가질 때의 저 저항 배선(5)을 배치하는 위치 및 급전 단자의 수에 대해서 설명한다. EC 디바이스가 실질적 원형 윤곽을 나타낼 때, 각각의 저 저항 배선(5)은 짝수로 분할되며 분할된 배선을 원형 외주를 따라 배치될 수 있다. 최적 분할수는 디바이스의 크기, 용액 저항/전극 저항의 비 및 다른 인자를 고려하여 선택될 필요가 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이 저 저항 배선(5) 각각이 4개로 분할되는 경우, 전극(2b)에는 A1, A2, A3 및 A4의 4개의 단자가 연결되며(모두 애노드임), 전극(2a)에는 C1, C2, C3, 및 C4의 4개의 단자가 연결된다(모두 캐소드임). 여기서 사용되는 바와 같은 실질적 원형 윤곽이라는 표현은 주축과 부축 사이의 차가 매우 작은 타원 윤곽을 포함한다.
통상 구동 모드에서 저 저항 배선(5)의 종 방향의 전위 강하를 약 10mV로 억제하기 위해서는, 저 저항 배선(5)의 시트 저항은 전극의 시트 저항의 1/100 미만, 더 바람직하게는 1/500 미만인 것이 바람직하다. 저 저항 배선(5)에는, 진공 성막에 의해 형성된 박막 은 배선 또는 스크린 인쇄 또는 잉크젯 도포에 의해 형성된 후막 은 배선이 적합하게 사용될 수 있다.
<구동 방법>
본 발명에 따르면, 한 쌍의 급전부 사이에 한 쌍의 전극의 임의의 대향하여 배치되는 위치를 서로 동위상이 되게 하는 교류 전압을 인가함으로써 EC 층을 가열하는 가열 구동 방법이 채용된다. 가열 구동은 전압 변조 구동인 것이 바람직하다. 가열 구동을 행하는 타이밍은 특별히 한정되지 않지만, 가열 구동은 통상 구동 전, 통상 구동의 휴지 기간 중, 또는 EC 디바이스의 온도를 검지하는 온도 검지기에 의해 검지된 온도가 미리결정된 값 이하인 값을 나타낼 때에 실행되는 것이 바람직하다.
도 3은, 전형적으로 통상 구동의 실행 전의 기간일 수 있는, 도 2a의 EC 디바이스의 통상 구동이 실행되지 않는 기간 중(비착색 동작 중)에 관찰될 수 있는 모범적인 전압 파형(단자간 전압)의 개략적인 예시이다. A1과 A2 사이 및 C1과 C2 사이에 한 쌍의 전극의 임의의 대향하여 배치되는 위치를 서로 동위상이 되게 하는 교류 전압의 전압 파형이 인가되는 것이 바람직한 이유에 대해서 이하에서 설명한다.
우선, 전극 중 하나에 EC 층을 가열할 수 있는 전압이 인가되는 것으로 한다. 예를 들어, A1 단자에 +3V가 인가되고, A2 단자에 0V가 인가되는 경우, 단자간 전위차는 통상 구동 모드에서의 착색 구동 전압보다 크기 때문에, 전극 면 내에서 애노드 재료와 캐소드 재료가 개별적으로 착색된다. 더 구체적으로는, 고전위의 A1 단자 측에서는 애노드 재료가 착색되고, 저전위의 A2 단자 측에서는 캐소드 재료가 착색된다. 이때 통상 구동 모드에서의 착색 구동 전압보다 큰 고전압이 인가되기 때문에, EC 분자는 고차 산화 및 고차 환원되어서 불안정한 상태로 된다. 그러므로, 특히 전압이 장시간 동안 인가되는 경우 재료의 열화가 염려된다. 동일한 파고 및 동일한 펄스폭을 갖는 단기간의 정전압 펄스와 역전압 펄스를 교대로 인가함으로써, EC 분자가 자기 탈색 반응을 이용하면서 불안정한 화학종으로서 존재하는 시간을 디바이스가 착색되지 않는다는 의미에서 실질적으로 0이 되게 할 수 있다.
이제, 한 쌍의 전극 양자 모두에 EC 층을 가열할 수 있는 전압이 인가되는 것으로 한다. 전극 면의 어떤 임의의 선택된 점에서 2개의 전극 사이의 전위차가 착색 구동 전압과 실질적으로 동일해지면, 착색이 발생하여, 통상 구동 동작 및 가열 구동 동작이 독립적으로 실행될 수 없다는 사실에 주의할 필요가 있다. 이런 이유로, A1과 A2 사이 및 C1과 C2 사이에는, 한 쌍의 전극의 임의의 대향하여 배치된 위치를 서로 동위상이 되게 하는 교류 전압의 전압 파형을 인가하는 것이 바람직하다.
바람직한 전압은 각각의 전극의 전기 저항에 따라 상이할 수 있지만, 가열 구동에 적용가능한 전압 파고 및 펄스폭은 각각 약 1V 내지 약 10V, 바람직하게는 100ms 이하, 더 바람직하게는 100μs 이하인 것이 바람직하다.
도 4는 비착색 동작 동안의 도 2b의 EC 디바이스의 가열 구동에서 채용될 수 있는 모범적인 전압 파형(단자간 전압)의 개략적인 예시이다.
도 4에 도시하는 바와 같이, A1와 A3의 단자 사이, C3와 C1의 단자 사이, A2와 A4의 단자 사이, 및 또한 C4와 C2의 단자 사이에는, 전술한 바와 같이 그리고 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 전극의 임의의 대향하여 배치된 위치를 서로 동위상이 되게 하도록 교류 전압을 인가하는 것이 바람직하다. Eopen는 이 경우에는 실질적으로 0인 개방-회로 전압이다. EC 층을 균일하게 가열한다는 관점에서, 2계통의 전압 인가는 도 4에 도시된 바와 같이 동일한 시간 동안에 교대로 행하는 것이 바람직하다. 더 구체적으로는, N+1 쌍의 급전부(N은 1 이상의 정수임)가 존재하는 경우, 급전부 쌍에 2π/(N+1) 라디안의 위상차의 동일한 파형을 갖는 전압 펄스를 각각 인가하는 것이 바람직하다.
통상 구동 동작 동안 가열 구동 동작을 개시하기 위해 도 2a에 도시된 EC 디바이스의 각각의 단자에 인가되는 전압의 전압 파형을 도 5를 참고하여 이하에서 설명한다.
통상 구동 모드에서, Edrive의 전압 파고 및 T의 일정 주기의 펄스폭 변조 구동(0≤t≤T)에 의해 임의의 광학 농도(0≤ΔOD≤ΔODmax)를 선택할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 1 주기당의 휴지 기간(비착색 시간)은 T-t이며, 이 휴지 기간에서 가열 구동 동작을 행할 수 있다. 따라서, 1 주기에 가열 구동 동작을 행할 수 있는 시간은 선택된 광학 농도에 의존하게 된다. 그러나, EC 재료에 대해 고농도를 선택함으로써 만족스러운 광학 농도를 획득할 수 있고 가열 전압에 대해 약 10V까지의 저압을 선택할 수 있다는 사실을 고려하면, 가열 구동은 통상 구동과 실질적으로 독립적으로 제어될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 광학 농도의 선택을 위해 휴지 기간을 이용하는 한은 어떤 형태의 통상 구동도 사용할 수 있다. 더 구체적으로, 한 쌍의 전극 각각에 대해 배치된 한 쌍의 급전 단자 중, 도 5에 도시된 바와 같이 구동 동작을 위해 하나를 선택할 수 있다(예를 들어, A1 단자 및 C1 단자). 대안적으로, A2 단자 및 C2 단자는 급전 단자의 2개의 조합으로 교번 구동을 실현하기 위해 추가적으로 이용될 수 있다.
휴지 기간(비착색 시간) 동안에 행해지는 가열 구동 동작에는 일정 주기(T') 및 가변 전압 파고를 갖는 전압을 적절하게 이용할 수 있다. 통상 구동의 구동 주파수는 약 10kHz이라는 점을 고려하면, 온도 제어의 관점에서 약 10배의 가열 구동의 구동 주파수 또는 100kHz 이상의 구동 주파수(10μs 이하의 주기)가 가열 구동의 구동 주파수를 위해 선택되는 것이 바람직하다
도 5는 휴지 기간(T-t) 내의 2T' 분 동안 가열 구동 동작이 행해지는 경우를 나타낸다. 그러나, 감소된 가열 전압으로 휴지 기간 전체를 통해 가열 구동 동작을 행함으로써 마찬가지 결과를 얻을 수 있다.
<EC 디바이스의 용도 등>
<광학 필터>
본 발명에 다른 광학 필터는 본 발명에 따른 EC 장치 및 EC 장차가 구비하는 EC 디바이스에 연결된 능동 디바이스를 포함한다. 능동 디바이스는 EC 디바이스를 구동하여 EC 디바이스를 통과하는 광의 광량을 조정한다. 이러한 용도에 사용될 수 있는 능동 디바이스의 예는 증폭 디바이스 및 스위칭 디바이스를 포함한다. 더 구체적인 예는 트랜지스터 및 MIM 디바이스를 포함한다.
<렌즈 유닛>
본 발명에 따른 렌즈 유닛은 본 발명에 따른 광학 필터와 촬상 광학계를 포함한다. 광학 필터는 촬상 광학계를 통과하는 또는 통과한 광의 광량을 조정할 수 있다. 촬상 광학계는 복수의 렌즈 요소를 갖는 렌즈 그룹이다. 광학 유닛이 갖는 광학 필터는 하나의 렌즈와 렌즈 유닛 내의 다른 렌즈 사이에 배치될 수 있거나 렌즈 유닛 외부에 설치될 수 있다.
<촬상 장치>
본 발명에 따른 촬상 장치는 본 발명에 따른 광학 필터와, 광학 필터를 투과한 광을 수광하는 촬상 디바이스를 포함한다. 본 발명에 따른 광학 필터가 전형적으로 카메라일 수 있는 촬상 장치에 채용되는 경우, 촬상 디바이스의 게인을 낮추지 않고 광량을 감소시킬 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 촬상 장치를 채용하는 2개의 모드의 개략적인 예시이다. 도 6a는 본 발명에 따른 광학 필터를 사용하여 실현되는 렌즈 유닛을 갖는 촬상 장치를 도시하며, 도 6b는 본 발명에 따른 광학 필터를 포함하는 촬상 장치를 도시한다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 렌즈 유닛(102)은 장착 부재(도시하지 않음)에 의해 촬상 유닛(103)에 착탈가능하게 연결된다.
렌즈 유닛(102)은 복수의 렌즈 혹은 렌즈 그룹을 갖는 유닛이다. 예를 들어, 도 6a을 참조하면, 렌즈 유닛(102)은 조리개 후에 포커싱을 위해 동작하는 리어 포커싱 타입 줌 렌즈를 나타낸다. 도 6a에서, 피사체측(도 6a에서 좌측)으로부터 볼 때 이하의 기재 순서로 순서대로 배치되는 정의 굴절력을 갖는 제1 렌즈 그룹(104), 부의 굴절력을 갖는 제2 렌즈 그룹(105), 정의 굴절력을 갖는 제3 렌즈 그룹(106), 및 정의 굴절력을 갖는 제4 렌즈 그룹(107)을 포함하는 4개의 렌즈 그룹이 도시되어 있다. 제2 렌즈 그룹(105)과 제3 렌즈 그룹(106) 사이의 간격은 배율변경을 위해 변화되도록 이루어지며, 제4 렌즈 그룹(107)의 위치는 포커싱을 위해 어긋난다. 렌즈 유닛(102)은, 전형적으로 제2 렌즈 그룹(105)과 제3 렌즈 그룹(106) 사이에 배치되는 개구 조리개(108) 및 제3 렌즈 그룹(106)과 제4 렌즈 그룹(107) 사이에 배치되는 광학 필터(101)를 갖는다. 렌즈 그룹(102 내지 107), 개구 조리개(108) 및 광학 필터(101)는, 렌즈 유닛(102)을 통과한 광선이 렌즈 유닛(102)의 위에 열거한 구성요소를 실제로 통과하고 광량이 개구 조리개(108) 및 광학 필터(101)에 의해 조정될 수 있도록 배치된다.
렌즈 유닛(102)의 구성은 적절히 변경될 수 있다. 예를 들어, 광학 필터(101)는 개구 조리개(108)의 앞(피사체측) 혹은 후(촬상 유닛(103) 측)에 배치될 수 있고, 또한 제1 렌즈 그룹(104)의 앞 또는 제4 렌즈 그룹(107)의 뒤에 배치될 수 있다. 광선이 수렴하는 위치에 배치된 광학 필터(101)는 광학 필터(101)의 표면적이 감소될 수 있는 장점을 제공한다. 렌즈 유닛(102)의 형태는 또한 적절히 선택될 수 있다. 즉, 렌즈 유닛(102)은 리어 포커싱 타입, 광의 포커싱이 조리개의 위치에 대해 전방 위치에서 실현되는 이너 포커싱 타입, 또는 임의의 다른 타입일 수 있다. 부가적으로, 줌 렌즈는 어안 렌즈 또는 매크로 렌즈 같은 특수 렌즈로 대체될 수 있다.
촬상 유닛(103)이 갖는 글라스 블록(109)은 저역 통과 필터, 페이스 플레이트 또는 색 필터 같은 글라스 블록이다. 촬상 디바이스(110)는, 렌즈 유닛(102)을 통과한 광선을 수광하는 센서부로서 동작하며, CCD 또는 CMOS를 촬상 디바이스(110)를 위해 유리하게 사용할 수 있다. 광의 강도 또는 파장에 대한 정보를 취득 및 출력할 수 있는 포토다이오드 같은 광학 센서가 적절하게 그리고 대안적으로 이용될 수 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이 광학 필터(101)가 렌즈 유닛(102)에 내장되어 있을 경우, 구동 유닛은 렌즈 유닛(102) 내부에, 또는 렌즈 유닛(102) 외부에, 예를 들어 촬상 유닛(103)에 배치될 수 있다. 광학 필터(101)가 렌즈 유닛(102) 외부에 배치되는 경우, 각각 렌즈 유닛(102) 내부 및 외부에 위치되는 EC 디바이스 및 구동 유닛은 배선에 의해 서로 연결되고 제어하에 구동된다.
도 6b에 나타낸 바와 같이, 촬상 유닛(103)은 본 발명에 따른 광학 필터(101)를 포함하도록 이루어질 수 있다. 이러한 경우에, 광학 필터(101)는 촬상 유닛(103) 내부의 적절한 위치에 배치될 수 있다. 더 구체적으로는, 촬상 디바이스(110)는 광학 필터(101)를 통과한 광선을 수광하기에 양호한 위치에 배치되기만 하면 된다. 도 6b에서는, 광학 필터(101)는 전형적으로 촬상 디바이스(110)의 직전에 배치된다. 촬상 유닛(103)이 광학 필터(101)를 포함하는 경우, 촬상 유닛(103)에 연결되는 렌즈 유닛(102)에는 광학 필터(101)가 제공될 필요가 없기 때문에, 촬상 장치는 기존의 렌즈 유닛을 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 촬상 장치는 또한 내부의 광을 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 그리고 상술한 구성을 갖는 촬상 장치는 광량 조정 특징 및 촬상 디바이스 포함 특징을 조합하여 구비하는 제품 분야에 적용될 수 있다. 더 구체적으로는, 본 발명에 따른 촬상 장치는 카메라, 디지털 카메라, 비디오 카메라 및 디지털 비디오 카메라를 포함하는 다양한 제품에서 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 촬상 장치는 스마트 폰을 포함하는 모바일 폰, PC 및 태플릿 타입 디바이스 같은 촬상 장치를 포함하는 제품 분야에도 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 촬상 장치는 광 제어 부재로서 본 발명에 다른 광학 필터를 채용하기 때문에 단일 필터에 의해 광량을 가변적으로 제어할 수 있다. 본 발명에 따른 촬상 장치는 구성 부재의 수의 감소의 장점 및 공간 절약 장점을 제공한다.
<윈도우 부재>
본 발명에 따른 윈도우 부재는, 본 발명에 따른 EC 장치와, 이 EC 장치가 포함하는 EC 디바이스에 연결되는 능동 디바이스를 포함한다. 능동 디바이스는 EC 디바이스를 구동하고, EC 디바이스를 통과하는 광의 광량을 조절한다. 능동 디바이스는 전형적으로 증폭 디바이스 또는 스위칭 디바이스일 수 있다. 본 발명의 목적을 위해 사용될 수 있는 능동 디바이스의 구체예는 트랜지스터 및 MIM 디바이스를 포함한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 윈도우 부재의 실시형태의 개략적인 예시이다. 도 7a는 윈도우 부재의 사시도이며, 도 7b는 도 7a의 7B-7B 선을 따라 취한 윈도우 부재의 단면도이다. 도 7a 및 도 7b의 윈도우 부재(111)는 광 제어 윈도우이며, EC 디바이스(7), EC 디바이스(7)가 끼워져 있는 한 쌍의 투명판(113), EC 디바이스(7)와 한 쌍의 투명판(113) 주위에 배치되어 윈도우 부재(111)를 일체화된 물체로 생성하는 프레임(112)을 포함한다. 구동 유닛은 프레임(112) 내에 일체화되어 배치되거나 프레임(112)의 외부에 배치되어 배선에 의해 EC 디바이스에 연결될 수 있다.
투명판(113)은 광투과율이 높은 재료로 이루어지는 한은 특별히 한정되지 않지만, 윈도우 부재를 실제의 윈도우로서 이용하는 관점에서 글라스 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 도 7a 및 도 7b에서 EC 디바이스(7)는 투명판(113)과 독립한 구성요소로서 도시되지만, 예를 들어 EC 디바이스(7)의 기판(1a, 1b)을 투명판(113)으로서 동작하도록 구성할 수 있다.
프레임(112)은 임의의 적절한 재료로 이루어질 수 있지만, 프레임(112)은 EC 디바이스(7)의 적어도 일부를 피복하며 윈도우 부재를 일체화된 물체로서 보이게 하는 부재일 수 있다.
상술한 광 제어 윈도우는, 실내에 광 제어 윈도우가 설치되는 경우, 일중에 단위 시간당 실내에 입사하는 태양광의 양을 조절하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 윈도우는 단위 시간당 실내에 입사하는 태양광의 양을 조절할 뿐만 아니라 단위 시간당 실내에 입사하는 열량을 조절하기 위해 사용될 수 있기 때문에, 실내의 밝기 및 온도의 양자 모두를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 부가적으로, 이러한 광 제어 윈도우는 또한 실내의 외부로부터 관찰될 수 있는 광 제어 윈도우가 제공된 실내의 조망을 차단하는 셔터로서 사용될 수도 있다. 이러한 광 제어 윈도우의 가능한 용례는 건물의 글라스 윈도우, 자동차, 기차, 비행기 및 선박 같은 이동 수단의 윈도우, 및 손목시계, 시계 및 모바일 폰의 표시면의 필터를 포함한다.
[실시예]
이제, 본 발명에 따른 EC 장치를 예로서 더 설명한다.
<실시예 1>
실시예 1에서 도 1 및 도 2a에 도시된 바와 같은 EC 디바이스가 준비된다. 기판(1a, 1b)으로서, 한 쌍의 0.7 mm 두께의 글라스 기판(EAGLE-XG:상표명, Corning으로부터 입수가능)을 사용하였다. 기판 상에, 전극(2a, 2b)으로서, 10 Ω/□의 시트 저항을 갖는 ITO 투명 전극을 각각 형성하였다. 그리고, 투명 전극을 지탱하는 기판을 한 쌍의 투명 전극 기판으로서 채용했다.
본 실시예의 EC 디바이스는 EC 디바이스의 기판의 면에 대한 수직 방향에서 볼 때 직사각형 외측 윤곽을 갖는다. 따라서, 저 저항 배선(5)이 디바이스의 긴 변을 따라 그리고 유효 영역 외부에 각각 형성된다. 더 구체적으로는, 저 저항 배선(5)은 은 나노 입자 페이스트를 사용한 스크린 인쇄에 의해 형성되며, 6.6 mΩ/□의 시트 저항(막 두께 5μm)을 나타내는 은 후막이었다. 대응하는 전극(2a, 2b)에 대한 각각의 저 저항 배선(5)의 시트 저항비는 1/1,000 이하였다.
갭 제어 입자(Micropearl-SP(직경 30μm):상표명, 세키스이 화학 공업사로부터 입수가능)와 열경화형 에폭시 수지(STRUCTBOND HC-1850:상표명, 미츠이 화학으로부터 입수가능)를 혼합하여 혼련했다. 그리고, 디스펜서 장치에 의해 혼련된 혼합물을 도포하여 투명 전극 기판 중 하나에 EC 매체 주입을 위한 개구를 갖는 시일 패턴을 묘화하고, 다른 투명 전극 기판에 접합하여, 30μm의 간극을 갖는 디바이스를 제작했다. 디바이스의 유효 영역은 EC 매체 주입을 위한 부분을 제외하고 11×18mm로 이루어졌다.
이하에 나타낸 구조식 (A)에 의해 표현되는 애노드 EC 재료 A(페나딘)와 이하에 나타낸 구조식 (B)에 의해 표현되는 캐소드 EC 재료 B(비피리디늄 염)를 프로필렌 카르보네이트 용매에 용해하여 EC 매체를 준비했다. 애노드 EC 재료 A의 농도 및 캐소드 EC 재료 B의 농도는 모두 100mM가 되도록 하였다.
Figure pat00001
형성된 개구부에 의해 진공 주입으로 준비된 디바이스에 EC 매체를 충전하고, 그 후 UV 경화형 에폭시 수지에 의해 개구를 밀봉하였다. 부가적으로, 저 저항 배선(5) 각각에 리드선을 납땝하여 각각의 전압을 독립적으로 인가할 수 있는 단자를 갖는 EC 디바이스를 제작했다.
[디바이스 평가]
제작한 EC 디바이스를, 전기화학 특성, 광학 특성 및 온도 특성을 동시에 평가할 수 있는 장치에 설치해서 EC 디바이스의 특성을 평가했다.
우선, 통상 구동 동작 전의 비착색 기간에서, 가열 전압의 파고값을 바꾸면서 가열 구동 동작(구동 주파수 100kHz, 듀티 100%)을 행했을 때에 발생한 디바이스의 온도 변화를 측정했다. 도 8에 도시된 바와 같이, 시간에 따른 디바이스 온도의 상승을 관찰하였다. 예를 들어, 4 V에서, 1분 내에 25℃ 이상의 온도 상승(ΔT)이 달성될 수 있다는 것을 알아냈다. 그리고, 듀티를 바꾸어서 인가된 전압 각각에 대해 온도 상승을 관찰했다. 듀티의 관점에서, 온도 상승은 도 9a에서 보여지는 바와 같이 전압에 관계없이 선형적이었다. 전압의 관점에서, 온도 상승은 도 9b로부터 보여지는 바와 같이 듀티에 관계없이 인가된 전압의 제곱에 비례했다. 전압 각각에 대한 입력 전력에 대한 온도 상승에 관련하여, 도 10에 도시된 바와 같이 입력 전력이 작을 때는 온도 상승은 인가된 전압에 의존하지 않지만, 입력 전력이 클 때는 인가된 전압이 높을수록 온도 상승이 커져서, EC 층이 효율적으로 가열되는 것이 증명된다.
비교를 위해서, 가열 구동 동작이 행해지지 않을 때에서 디바이스의 온도 상승을 관찰하여, 온도 상승이 1℃ 미만이라는 것을 알아냈다.
이외에, 가열 구동 동작 중에는 투과율의 변화가 관찰되지 않았다. 마찬가지로, 전류-전압 특성의 변화는 관찰되지 않았고, 가열 구동 동작 전과 후에 디바이스의 특성의 열화가 보이지 않았다.
<실시예 2>
본 실시예의 저 저항 배선(5)을 스퍼터링에 의해 16 mΩ/□의 시트 저항(막 두께 1.2μm)을 갖는 은 박막으로 형성한 것 이외에는, 실시예 1에서와 같이 EC 디바이스를 준비했다. 은 박막의 밀착성을 향상시키는 목적에서 언더코팅층으로서 50 nm 두께의 티타늄 박막을 추가적으로 형성했다. ITO 전극에 대한 은 배선의 시트 저항비는 1/625이었다.
[디바이스 평가]
제작한 EC 디바이스를, 실시예 1에서 사용된 것과 마찬가지의 장치에 설치하고, 전체 장치를 항온 챔버에 투입해서 디바이스의 특성을 평가했다.
우선, 항온 챔버의 온도를 -5℃로 설정하고, 디바이스 온도가 만족스럽게 안정된 후, 디바이스를 비착색 상태에서 가열 구동(전압 3V, 구동 주파수 100kH, 듀티 100%)에 의해 동작하도록 구동하여 디바이스 온도를 약 20℃까지 상승시켰다. 후속하여, 디바이스를 통상 구동과 가열 구동의 양자 모두에 의해 동작하도록 구동하였다. 더 구체적으로는, 통상 구동은 전압 0.75V, 구동 주파수 10kHz, 및 듀티 90%로 행하고, 가열 구동은 통상 구동의 휴지 기간 중에 듀티 10% 및 구동 주파수 100kHz로 행했다. 디바이스의 광학 농도는 1.8였고, 이는 약 6 단계만큼 낮춰진 농도를 갖는 디밍(dimming)된 상태를 나타낸다. 이때, 가열 전압에 대해 6V 및 3V를 선택하였고, 부가적으로 비교를 위해서 가열 구동을 행하지 않는 경우에 대해서도 평가를 행했다. 표 1은 가열 전압이 3V인 경우에 단자에 인가된 전압을 통합해서 나타낸다. 표 1에 도시된 전압은 가열 전압이 6V인 경우의 가열 구동에도 마찬가지로 적용된다.
Figure pat00002
디바이스 온도의 변화를 도 11에 도시했다. 가열 구동이 실행되지 않은 경우(비교예)에, 300s 내에 디바이스 온도가 약 20℃에서 0.5℃로 떨어졌고, 반면에 3V 가열 구동이 실행된 경우, 디바이스 온도는 4.1℃였으며, 6V 가열 구동이 실행된 경우, 디바이스 온도는 17.2℃여서, 디바이스 온도는 가열 구동에 의해 유지될 수 있음이 증명된다. 부가적으로, 가열 구동이 실행되지 않은 경우 디바이스 온도 저하가 광학 농도의 변화를 수반하였지만, 가열 구동이 실행된 경우 광학 농도의 변화는 매우 작았다. 300s 동안 통상 구동 동작과 가열 구동 동작을 행한 후에, 탈색 동작을 행하였고, 각 구동 동작에 대해 탈색 응답을 관찰하여, 탈색 응답 시간이 6V 가열 구동에 대해서는 2.2s이고, 3V 가열 구동에 대해서는 3.1s이며, 가열 구동이 없는 경우에는 4.0s인 것을 발견하여, 가열 구동에 의해 짧은 응답 시간이 달성될 수 있음이 증명되었다.
또한, 본 실시예에서는 디바이스 온도 변화에 수반하는 광학 농도 변화 이외의 착색 이상이나, 가열 구동 전 및 후의 전류-전압 특성 변화는 관찰되지 않았다. 이러한 사실은 EC 디바이스의 특성 열화가 없는 것을 증명한다.
[발명의 효과]
상술한 바와 같이, EC 층은 디바이스의 착색 없이 가열될 수 있다. 따라서, 본 발명은 저온 환경에서 우수한 응답 시간을 나타내는 EC 장치를 제공할 수 있다.
본 발명을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (18)

  1. 일렉트로크로믹 디바이스와, 상기 일렉트로크로믹 디바이스의 통상 구동 및 가열 구동을 위해 동작하는 구동 유닛을 포함하는 일렉트로크로믹 장치이며,
    상기 일렉트로크로믹 디바이스는 한 쌍의 대향하여 배치된 전극 및 상기 한 쌍의 전극 사이에 배치된 일렉트로크로믹 층을 포함하고,
    상기 일렉트로크로믹 층은 적어도 1종의 일렉트로크로믹 재료와 용매를 포함하고,
    상기 한 쌍의 전극의 각각은 각자의 표면 상에 적어도 한 쌍의 급전부를 갖고,
    상기 한 쌍의 급전부는 상기 표면 상에 제1 급전부와 상기 제1 급전부에 대해 대향하여 배치된 제2 급전부를 포함하며,
    상기 구동 유닛은, 상기 한 쌍의 전극의 임의의 대향하여 배치된 위치가 서로 동위상으로 되게끔 상기 한 쌍의 전극 각각의 한 쌍의 급전부 사이에 교류 전압을 인가함으로써 상기 일렉트로크로믹 층이 가열되도록 상기 가열 구동을 위해 동작하도록 구성되는, 일렉트로크로믹 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전극 각각은, N+1 쌍의 급전부(N은 1 이상의 정수임)를 갖고, 상기 구동 유닛은 상기 N+1 쌍의 급전부의 각각에 전압 펄스를 인가함으로써 상기 가열 구동을 위해 동작하며,
    상기 각 쌍의 급전부에 인가된 전압 펄스는 공통적으로 동일한 파형을 갖고 서로 2π/(N+1) 라디안만큼 어긋난 위상을 갖는, 일렉트로크로믹 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구동 유닛은 전압 변조에 의해 상기 가열 구동을 위해 동작하는, 일렉트로크로믹 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동 유닛은 상기 통상 구동 전에 상기 가열 구동을 위해 동작하는, 일렉트로크로믹 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동 유닛은 상기 통상 구동의 휴지 기간 중에 상기 가열 구동을 위해 동작하는, 일렉트로크로믹 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 일렉트로크로믹 디바이스의 온도를 검지하기 위한 온도 검지기를 더 포함하며,
    상기 구동 유닛은, 상기 온도 검지기에 의해 검지된 온도가 미리결정된 값 이하인 값을 나타낼 때 상기 가열 구동을 위해 동작하는, 일렉트로크로믹 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전극 각각은 직사각형 윤곽을 갖고, 상기 표면 상의 상기 한 쌍의 급전부는, 상기 전극의 대향하여 배치된 긴 변을 따라 각각 배치된 한 쌍의 저 저항 배선, 및 상기 한 쌍의 저 저항 배선에 각각 연결된 한 쌍의 급전 단자를 포함하는, 일렉트로크로믹 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 전극 각각은 원형 윤곽을 갖고, 상기 표면 상의 상기 한 쌍의 급전부는, 상기 전극의 외주를 따라 각각 배치되고 서로에 대해 대향하여 배치된 한 쌍의 저 저항 배선, 및 상기 한 쌍의 저 저항 배선에 각각 연결된 한 쌍의 급전 단자를 포함하는, 일렉트로크로믹 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 저 저항 배선의 시트 저항은 상기 전극의 시트 저항의 1/100 미만인, 일렉트로크로믹 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 일렉트로크로믹 재료는 유기 화합물인, 일렉트로크로믹 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 구동 유닛은, 상기 한 쌍의 급전부 사이에 동일한 파고 및 동일한 펄스폭을 갖는 정전압 펄스와 역전압 펄스를 교대로 인가함으로써 상기 가열 구동을 위해 동작하는, 일렉트로크로믹 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 일렉트로크로믹 장치, 및 상기 일렉트로크로믹 장치가 구비하는 상기 일렉트로크로믹 디바이스에 연결된 능동 디바이스를 포함하는, 광학 필터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 능동 디바이스는 상기 일렉트로크로믹 디바이스를 구동하며 상기 일렉트로크로믹 디바이스를 통과하는 광의 광량을 제어하도록 동작하는, 광학 필터.
  14. 제12항에 따른 광학 필터와, 복수의 렌즈를 포함하는 촬상 광학계를 포함하는, 렌즈 유닛.
  15. 제12항에 따른 광학 필터와, 상기 광학 필터를 통과한 광을 수광하는 촬상 디바이스를 포함하는, 촬상 장치.
  16. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 일렉트로크로믹 장치와, 상기 일렉트로크로믹 장치가 갖는 일렉트로크로믹 디바이스에 연결된 능동 디바이스를 포함하는, 윈도우 부재.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 능동 디바이스는 상기 일렉트로크로믹 디바이스를 구동하며 상기 일렉트로크로믹 디바이스를 통과하는 광의 광량을 제어하도록 동작하는, 윈도우 부재.
  18. 한 쌍의 대향하여 배치된 전극 및 상기 한 쌍의 전극 사이에 배치된 일렉트로크로믹 층을 포함하는 일렉트로크로믹 디바이스의 구동 방법이며, 상기 일렉트로크로믹 층은 적어도 1종의 일렉트로크로믹 재료 및 용매를 포함하고, 상기 한 쌍의 전극의 각각은 각자의 표면 상에 적어도 한 쌍의 급전부를 갖고, 상기 한 쌍의 급전부는 상기 표면 상에 제1 급전부 및 상기 제1 급전부에 대해 대향하여 배치된 제2 급전부를 포함하며,
    상기 방법은, 상기 한 쌍의 전극의 임의의 대향하여 배치된 위치가 서로 동위상으로 되게끔 상기 한 쌍의 전극 각각의 상기 한 쌍의 급전부 사이에 교류 전압을 인가하여 상기 한 쌍의 전극을 통전시킴으로써 상기 일렉트로크로믹 층이 가열되게 동작하도록 상기 일렉트로크로믹 디바이스를 구동하는 단계를 포함하는, 일렉트로크로믹 디바이스의 구동 방법.
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