KR20210097983A - 광변색 스마트 윈도우와 이를 구비하는 차량 및 건축 구조물 - Google Patents

광변색 스마트 윈도우와 이를 구비하는 차량 및 건축 구조물 Download PDF

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KR20210097983A
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곽진석
전철규
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영남대학교 산학협력단
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Abstract

광변색 스마트 윈도우와 이를 구비하는 차량 및 건축 구조물이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우와 이를 구비하는 차량 및 건축 구조물은 투명한 유리로 마련되는 유리판; 상기 유리판의 제1 면에 형성되는 광변색층; 상기 광변색층의 외측에서 상기 광변색층을 커버하며 마련되는 차단층; 및 상기 유리판의 일측면에 설치되어 상기 유리판 내부로 광을 발광하는 광원을 포함하며, 상기 광변색층은, 상기 광원에서 광이 조사되지 않는 경우 투명 상태가 되고, 상기 광원에서 광이 조사되는 경우 불투명 상태가 되는 광변색 물질을 포함한다.

Description

광변색 스마트 윈도우와 이를 구비하는 차량 및 건축 구조물{PHOTOCHROMIC SMART WINDOWS AND VEHICLES AND BUILDING STRUCTURES HAVING THE SAME}
본 발명의 실시 예는 광변색 스마트 윈도우와 관련된다.
오늘날 이용되는 스마트 윈도우는 대부분 인가된 전압에 따라 투과도가 바뀌는 전기변색(electrochromic)소자를 이용한다. 스마트 윈도우는 전압의 크기에 따라 빛의 투과성을 변화시키는 유리창으로, 전압이 인가되지 않은 경우에 스마트 윈도우는 불투명한 상태를 유지하고, 전압이 인가되는 경우에 투명한 상태를 유지한다. 일반적인 전기변색소자는 전해질을 이용하므로, 창호에 적용하기 힘들고 안정성과 반응시간에서의 문제점이 있다.
이에, 특정한 파장의 광이 조사될 경우, 분자 구조에 변화가 생겨 가시광의 투과도가 감소하는 특성을 보이는 광변색(photochromic) 소자가 개발되고 있다. 이러한 광변색을 이용하는 윈도우의 경우에는 자외선이 어느 정도 이상 들어오면 윈도우가 불투명 상태로 변하는 수동형 광변색 윈도우가 대부분이다. 대표적으로 광변색 안경의 경우도 자외선이 많은 환경에서는 선글라스와 같이 자동으로 검은 색(투과도 감소)으로 변했다가 자외선이 없는 곳에 있게 되면 자동으로 투명하게 되는 특성을 가지고 있다.
그러나, 수동형 광변색 윈도우를 사용하면, 사생활 보호 및 보안을 위하여 윈도우를 불투명하게 만들고 싶어도 자외선이 없는 경우에는 투명한 상태를 유지하게 되며, 자외선이 있을 때에도 바깥의 경치가 보고 싶은 경우에 자외선이 광변색 소자에 들어옴으로써 창이 불투명 상태를 유지하게 되어 외부를 볼 수 없게 된다.
즉, 이러한 수동형 광변색 윈도우를 사용했을 때 사용자가 원하는 때에 투과도를 조절하지 못하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제 10-0779990호 (2007.11.21.)
본 발명의 실시예들은 사용자가 투과도를 조절할 수 있는 광변색 스마트 윈도우를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 투명한 유리로 마련되는 유리판; 상기 유리판의 제1 면에 형성되는 광변색층; 상기 광변색층의 외측에서 상기 광변색층을 커버하며 마련되는 차단층; 및 상기 유리판의 일측면에 설치되어 상기 유리판 내부로 광을 발광하는 광원을 포함하며, 상기 광변색층은, 상기 광원에서 광이 조사되지 않는 경우 투명 상태가 되고, 상기 광원에서 광이 조사되는 경우 불투명 상태가 되는 광변색 물질을 포함하는 광변색 스마트 윈도우가 제공된다.
상기 광원은 자외선 엘이디를 포함하며, 상기 차단층은, 외부에서 조사되는 자외선은 반사 또는 흡수하여 상기 유리판의 내부로 유입되는 것을 차단하고, 외부에서 조사되는 가시광선은 투과하여 상기 유리판을 통과하도록 하며, 상기 광변색 물질은 상기 자외선 엘이디에서 조사되는 자외선 여부에 따라 투명 상태 또는 불투명 상태가 될 수 있다.
상기 광변색 스마트 윈도우는 상기 유리판의 타측면에 마련되어 상기 유리판 내부로 조사되는 자외선을 반사시키는 반사판을 더 포함할 수 있다.
상기 광변색 스마트 윈도우는 상기 유리판의 제1 면에 대향하는 제 2면에 마련되어 상기 유리판 내부로 조사되는 자외선을 전반사시키는 저굴절율 물질로 형성되는 전반사판을 더 포함할 수 있다.
상기 광변색 스마트 윈도우는 상기 유리판의 일측면과 상기 광원 사이에 마련되어 상기 유리판 내부로 조사되는 자외선이 상기 유리판의 제 2면에서 전반사되도록 상기 자외선의 입사 각도를 조정하는 렌즈를 더 포함할 수 있다.
상기 광변색 스마트 윈도우는 상기 유리판의 제1 면에 대향하는 제2 면에 마련되는 제2 광변색층을 더 포함할 수 있다.
상기 광변색 스마트 윈도우는 상기 유리판의 일측면이 굴곡되어 형성되며, 상기 굴곡되어 형성된 유리판의 일측면의 각 면의 정면 방향으로 설치되는 복수의 광원을 더 포함할 수 있다.
상기 유리판은 상기 유리판 내부로 조사되는 자외선을 전반사시키도록 제2 면의 내부면에 돌출되는 산란돌기가 형성될 수 있다.
상기 산란돌기는 상기 유리판의 제2 면의 내부면에 기 설정된 간격을 가지고 형성되되, 상기 기 설정된 간격이 넓어지면 상기 산란돌기의 크기가 작아질 수 있다.
상기 산란돌기는 상기 광원의 정면 방향으로 상기 유리판의 제2 면과 각도를 형성하는 제1 경사면; 및 상기 제1 경사면과 반대 방향으로 상기 유리판의 제2 면과 각도를 형성하는 제2 경사면을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 투명한 유리로 마련되는 제1 유리판; 상기 제1 유리판의 일면에 형성되는 광변색층; 상기 광변색층의 외측에서 상기 광변색층을 커버하며 마련되어 상기 제1 유리판과의 사이에 상기 광변색층이 배치되도록 하는 제2 유리판; 상기 제2 유리판의 상기 광변색층과 반대되는 면에 형성되는 차단층; 상기 제1 유리판의 일측면에 설치되어 상기 유리판 내부로 광을 발광하는 제1 광원; 및 상기 제2 유리판의 일측면에 설치되어 상기 유리판 내부로 광을 발광하는 제2 광원을 포함하며, 상기 광변색층은, 상기 광원에서 광이 조사되지 않는 경우 투명 상태가 되고, 상기 광원에서 광이 조사되는 경우 불투명 상태가 되는 광변색 물질을 포함하는 광변색 스마트 윈도우가 제공된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 사용자가 광원을 조절하여 광변색 스마트 윈도우의 투과도를 필요에 따라 조절함으로써, 사용자가 환경에 따라 능동적으로 광변색 스마트 윈도우를 조절할 수 있는 편리성을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 최대 작동 전압이 3V 정도인 광원(LED)을 이용하여 광변색 스마트 윈도우를 조절함으로써, 안전성을 높일 수 있으며, 소비전력을 절약할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우의 작동을 설명하기 위한 도면
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우의 구성을 설명하기 위한 도면
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우의 유리판의 다른 예를 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우의 유리판의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우의 구성을 설명하기 위한 도면
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우의 구성을 설명하기 위한 도면
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우의 구성을 설명하기 위한 도면
이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하의 설명에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
한편, 상측, 하측, 일측, 타측 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시예의 구성 요소는 다양한 배향으로 위치 설정될 수 있으므로, 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우(100)의 작동을 설명하기 위한 도면이다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우(100)에 전원이 인가되지 않은 상태이며, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우(100)에 전원이 인가된 상태이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우(100)는 전원이 인가되지 않으면 투명한 상태를 유지하며, 전원이 인가되면 불투명한 상태로 변화할 수 있다. 이에 따라, 광변색 스마트 윈도우(100)의 뒤편에 위치한 인형(102)의 형체가 보이지 않게 된다. 여기서, 광변색 현상(photochromic effect)은 빛에 의해 물질의 빛에 대한 투과도가 변하는 것을 의미하는 것으로, 광변색층(120)의 경우 빛(자외선)이 없으면 원래의 색으로 돌아가며, 빛의 세기가 강하면 짙어져서 빛의 투과가 줄어들도록 하고 빛의 세기가 상대적으로 약해지면 밝아져서 빛의 투과가 늘어나게 된다.
일반적으로 사용되는 전기변색(Electrochromic) 스마트 윈도우는 평소에는 불투명한 상태이며, 약 50V의 전압이 인가되는 경우에 투명한 상태를 띈다. 스마트 윈도우는 대부분의 시간에 투명한 상태로 사용되기 ‹š문에, 투명한 상태를 유지하기 위하여 전압이 필요한 것은 에너지적 측면에서 효율적이지 못하다. 투명한 상태의 유지시간과 불투명한 상태의 유지시간이 비슷한 경우에도 전기변색 스마트 윈도우에서 투명한 상태를 구현하기 위하여 50V의 전압이 인가되어야 하는 반면에, 본 발명의 광변색 스마트 윈도우(100)는 불투명한 상태를 구현하기 위하여 자외선을 조사하기 때문에 3V만을 소모할 수 있으며, 전기적으로 안전할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 광변색 스마트 윈도우(100)는 건물의 유리창에 적용되어, 강한 햇빛에 의한 눈부심을 방지할 수 있으며, 내부 사상활 보호 및 보안을 할 수 있다. 본 발명의 광변색 스마트 윈도우(100)가 적용된 건물의 유리창은 햇빛이 강한 시간 또는 내부 빛(형광등)에 의하여 내부 보호가 안되는 경우에 전압을 인가 받아 불투명한 상태를 구현할 수 있다. 본 발명의 광변색 스마트 윈도우(100)는 자외선 광원(UV-LED)를 사용하기 때문에 구동 전압이 낮아 일반적으로 사용되는 전기변색(Electrochromic) 스마트 윈도우보다 소비 전력을 절약할 수 있다.
또한, 광변색 스마트 윈도우(100)는 차량의 유리창에 적용되어 햇빛이 강한 일시적인 시간 또는 빛(햇빛 또는 다른 차량의 전조등 등)이 운전자의 시야를 향하는 경우에만 전압을 인가받아 불투명한 상태를 구현함으로써, 운전자의 눈부심을 방지하면서 전력 소모를 최소화할 수 있다. 또한, 광변색 스마트 윈도우(100)는 차량 선루프에 적용될 수도 있다.
이 외에도, 광변색 스마트 윈도우(100)는 회의실의 유리벽, 건물의 유리벽, 창문 및 디스플레이의 전면 유리 등등에 다양하게 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우(100)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 광변색 스마트 윈도우(100)는 유리판(110), 광변색층(120), 차단층(130) 및 광원(140)을 포함할 수 있다.
유리판(110)은 빛의 투과율이 우수한 투명한 유리로 형성될 수 있다. 예를 들어, 유리판(110)은 폴리카보네이트(PC), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리아크릴(PA), 폴리우레탄(PU) 등의 열가소성 고분자로 형성될 수도 있다. 유리판(110)은 태양 복사선이 최초로 입사되는 외부를 향한 전면(제1면) 및 실내를 향하는 후면(제2면)이 형성될 수 있다. 이러한 유리판(110)의 두께는 차량의 유리창이나 건물의 유리창, 건물의 창문 등으로 광변색 스마트 윈도우(100)를 사용하려는 용도에 따라 다양하게 조절가능하다.
또한, 유리판(110)은 후면에 저굴절률 물질(유리와 비교해 더 낮은 굴절 지수를 가지는 물질)이 도포된 전반사판(112)이 형성될 수 있으며, 타측면에 반사율이 높은 반사판(111)이 형성될 수 있다. 이러한 전반사판(112) 및 반사판(111)은 광원(140)에서 조사되는 자외선을 광변색층(120)으로 방향을 전환시킬 수 있으며, 광변색층(120)의 전체 영역에 균일하게 변색되도록 할 수 있다.
광변색층(120)은 유리판(110)의 전면에 형성될 수 있다. 광변색층(120)은 광변색 물질을 포함할 수 있다. 여기서, 광변색 물질은 자외선을 조사하면 가시광선의 흡수율이 증가하여 투과도가 낮아지고 자외선을 제거하면 원상태의 투과도를 회복하게 된다. 예를 들어, 광변색 물질은 스파이로-나프토사진(spiro-naphthoxazine), 나프토파이란(naphthopyran), 트라이아릴메테인, 스틸벤, 아자스틸벤, 나이트론, 펄자이드(fulgide), 스파이로-옥사진, 퀴논, 아조벤젠 또는 다이아릴에텐일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 공지된 광변색 물질을 포함할 수 있다.
또한, 광변색층(120)은 전압이 인가되지 않는 경우(자외선이 조사되지 않는 경우), 광변색층(120)은 입사되는 빛을 반대편으로 투과시킬 수 있다. 또한, 광변색층(120)은 전압이 인가되는 경우(자외선이 조사되는 경우), 광변색층(120)은 가시광선의 흡수율이 증가하여 빛의 투과도가 낮아질 수 있다. 즉, 광변색층(120)은 자외선이 조사되면 빛을 흡수하여 색변화가 발생할 수 있다. 한편, 광변색층(120)은 광변색 물질을 유리판(110)에 도포하여 형성될 수 있으며, 또한, 광변색필름으로 제작되어 유리판(110)에 부착하여 형성될 수 있다. 또한, 광변색층(120)은 광변색 물질에 따라 다양한 색의 구현이 가능할 수 있다.
차단층(130)은 광변색층(120)의 전면에 형성될 수 있다. 차단층(130)은 폴리에스테르(polyester)계 또는 폴리에틸렌(polyethylene)계로 형성된 자외선 차단 필름일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 공지된 자외선 차단 필름을 포함할 수 있다. 차단층(130)은 외부에서 들어오는 자외선을 차단함과 동시에 광원(140)에서 나오는 자외선을 차단할 수 있으며, 외부에서 들어오는 가시광선은 투과시킬 수 있다. 즉, 차단층(130)은 외부에서 들어오는 자외선을 반사하거나 흡수함으로써, 광변색층(120)이 외부에서 들어오는 자외선에 의하여 색변화가 발생하는 것을 방지하여 능동적으로 광변색 스마트 윈도우(100)를 조절할 수 있다. 한편, 여기서는 차단층(130)이 광변색층(120)의 전면에 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 유리판(110)의 후면에도 형성될 수 있다.
광원(140)은 유리판(110)의 일측면에 설치될 수 있다. 광원(140)은 자외선을 조사할 수 있으며, 예를 들어, UV-LED일 수 있다. 광원(140)은 건물의 내벽(1) 또는 유리판(110) 틀 내부에 설치되어 유리판(110)의 측면에서 자외선을 조사할 수 있다. 광원(140)은 유리판(110)의 측면을 따라 복수개가 설치될 수 있다. 광원(140)에서 조사된 자외선은 방향에 따라 광변색층(120)에 흡수될 수 있으며, 유리판(110)의 후면에서 공기층 또는 유리판(110)의 후면에 형성된 저굴절률 물질에서 전반사되어 광변색층(120)에 흡수될 수 있으며, 유리판(110)의 타측면에 형성된 반사판(111)에 반사되어 광변색층(120)에 흡수될 수 있다. 즉, 광원(140)에서 조사되는 자외선을 광변색층(120)으로 방향을 전환시킬 수 있으며, 광변색층(120)의 전체 영역에 균일하게 변색되도록 할 수 있다. 한편, 여기서는 유리판(110)의 일측면에 광원(140)이 마련된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 유리판(110)의 크기에 따라 적어도 하나 이상의 측면에 마련될 수 있다.
전원부(150)는 광원(140)에 연결되어 전압을 인가할 수 있다. 전원부(150)는 미리 설정된 소정의 전압을 인가할 수 있다. 또한, 전원부(150)는 조사하는 빛의 세기를 달리하도록 사용자가 직접 전압을 조절할 수 있다. 한편, 별도의 센서(예를 들어, 조도 센서)를 두고, 센서에서 감지한 값을 토대로 빛의 세기를 달리하도록 전압을 조절할 수 있다. 사용자가 광원(140)을 직접 제어하기 위하여 버튼이나 다이얼 등이 마련될 수 있다. 빛의 세기를 달리하여 광변색층(120)의 색의 진하기를 조절할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우(100)는 사용자가 광원(140)을 조절하여 광변색 스마트 윈도우(100)의 투과도를 필요에 따라 조절함으로써, 사용자가 환경에 따라 능동적으로 광변색 스마트 윈도우(100)를 조절할 수 있는 편리성을 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우(100)의 유리판(110)의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우(100)의 유리판(110)은 일측면이 굴곡될 수 있다. 구체적으로, 유리판(110)은 광원(140)으로부터 발산되는 자외선이 입사되는 일측면이 볼록하게 돌출되거나 오목하게 함몰되도록 굴곡 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 굴곡형태는 입사각 최적효율을 위하여 그 단면이 삼각형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. (a)는 유리판(110)의 일측면이 볼록하게 돌출된 형태로서, 유리판(110)의 일측면으로 하나의 광원(140)으로부터 발산되는 자외선이 입사될 수 있다. (b)는 유리판(110)의 일측면이 볼록하게 돌출된 형태로서, 볼록하게 돌출된 일측면의 각 면의 정면 방향으로 각각 광원(140)을 설치하여 각각의 측면으로 자외선이 입사될 수 있다. (c)는 유리판(110)의 일측면이 오목하게 함몰된 형태로서, 유리판(110)의 일측면으로 하나의 광원(140)으로부터 발산되는 자외선이 입사될 수 있다. (d)는 유리판(110)의 일측면이 오목하게 함몰된 형태로서, 오목하게 함몰된 일측면의 각 면의 정면 방향으로 각각 광원(140)을 설치하여 각각의 측면으로 자외선이 입사될 수 있다. 이와 같이, 변형된 유리판(110)의 형태에 따라 광원(140)으로부터 발산되는 자외선을 균일하게 확산, 분산시켜 광변색층(120)의 전체 영역에 균일하게 조사할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우(100)의 유리판(110)의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다. (a)는 산란돌기가 삼각형의 형태로 기 설정된 간격을 가지고 형성된 패턴이며, (b)는 산란돌기가 비대칭 삼각형의 형태로 형성된 패턴이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우(100)의 유리판(110)은 후면의 내부 표면에 산란돌기가 형성될 수 있다. 산란돌기는 후면의 내부면에 아주 미세한 형태(예를 들어, 10um~100um)로 돌출될 수 있으며, 산란돌기는 자외선을 산란시켜 광변색층(120)으로 균일하게 조사되도록 할 수 있다. 즉, 산란돌기는 유리판(110)의 후면을 식각하여 형성될 수 있다. 산란돌기는 광원(140)의 정면 방향으로 형성되는 제1, 3 경사면(S1, S1') 및 제1, 3 경사면(S1, S1')과 반대방향으로 형성되는 제2, 4 경사면(S2, S2')를 포함할 수 있다. (a)는 산란돌기가 제1 경사면(S1) 및 제2 경사면(S2)로 형성되어 기 설정된 간격을 가지고 형성될 수 있다. (b)는 산란돌기가 제3 경사면(S1') 및 제4 경사면(S2')로 형성되어 연속적으로 형성될 수 있다. 제1 경사면(S1) 및 제3 경사면(S1')은 광원(140)으로부터 발산되는 자외선을 전반사시킬 수 있는 각도 내에서 형성될 수 있다. 또한, 제2 경사면(S2) 및 제4 경사면(S2')는 반사판(111)에서 반사되는 자외선을 전반사시킬 수 있는 각도 내에서 형성될 수 있다. 여기서, 산란돌기는 삼각형 형태(a) 및 비대칭 삼각형의 형태(b)로 형성된 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태(예를 들어, 원형, 사각형, 다각형 등)로 형성될 수 있다. 이 때, 유리판(110)의 투명성이 저하되지 않도록 하기 위하여 간격은 300um 이상으로 형성될 수 있으며, 기 설정된 간격이 넓어지면 산란돌기의 크기는 작아질 수 있다. 이와 같이, 광원(140)으로부터 발산되는 자외선을 유리판(110)의 후면에서 전반사하여 광변색층(120)의 전체 영역에 균일하게 조사할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하여 설명하였던 본 발명의 제1 실시예에서의 구성요소와 대응되는 구성요소는, 제1 실시예에서 설명한 바와 동일 또는 유사한 기능을 수행하므로, 이에 대한 보다 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우는 렌즈(160)를 더 포함할 수 있다. 렌즈(160)는 유리판(110)의 일측면에 형성될 수 있으며, 예를 들어, 렌티큘러 렌즈일 수 있다. 렌즈(160)는 유리판(110)의 일측면에 형성되어 광원(140)으로부터 발산되는 자외선이 유리판(110)의 후면에서 전반사가 일어나도록 입사되는 각도를 조정할 수 있다. 이와 같이, 광원(140)으로부터 발산되는 자외선의 입사 각도를 조정하여 유리판(110)의 후면으로 조사되는 자외선을 전반사하여 광변색층(120)의 전체 영역에 균일하게 조사할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하여 설명하였던 본 발명의 제1 실시예에서의 구성요소와 대응되는 구성요소는, 제1 실시예에서 설명한 바와 동일 또는 유사한 기능을 수행하므로, 이에 대한 보다 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우는 제2 광변색층(121)을 더 포함할 수 있다. 제2 광변색층(121)은 유리판(110)의 후면에 형성될 수 있다. 즉, 광변색 스마트 윈도우는 유리판(110)의 전면에 제1 광변색층(120)이 형성되고, 유리판(110)의 후면에 제2 광변색층(121)이 형성될 수 있다. 이에, 광원(140)으로부터 자외선이 조사되는 경우 전면에 제1 광변색층(120)만 형성된 경우보다 진한 색, 즉, 불투명도가 증가할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하여 설명하였던 본 발명의 제1 실시예에서의 구성요소와 대응되는 구성요소는, 제1 실시예에서 설명한 바와 동일 또는 유사한 기능을 수행하므로, 이에 대한 보다 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광변색 스마트 윈도우는 제2 유리판(110) 및 제2 광원(140)을 더 포함할 수 있다. 제2 유리판(110)은 광변색층(120)과 차단층(130)사이에 형성될 수 있다. 제2 광원(140)은 제2 유리판(110)의 일측면에 설치되어 제2 유리판(110) 내부로 광을 발광할 수 있다. 즉, 광변색 스마트 윈도우는 광변색층(120)이 제1 유리판 및 제2 유리판(110) 사이에 끼워지는 형태로 형성되어 제1 광원 및 제2 광원(140)에서 발광되는 자외선이 각각 제1 유리판 및 제2 유리판(110) 내부로 조사되어 광변색층(120)의 양면으로 흡수됨으로써, 광변색층(120)의 전체 영역에 균일하게 조사할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
110 : 유리판
111 : 반사판
120 : 광변색층
130 : 차단층
140 : 광원
150 : 전원부

Claims (13)

  1. 투명한 유리로 마련되는 유리판;
    상기 유리판의 제1 면에 형성되는 광변색층;
    상기 광변색층의 외측에서 상기 광변색층을 커버하며 마련되는 차단층; 및
    상기 유리판의 일측면에 설치되어 상기 유리판 내부로 광을 발광하는 광원을 포함하며,
    상기 광변색층은, 상기 광원에서 광이 조사되지 않는 경우 투명 상태가 되고, 상기 광원에서 광이 조사되는 경우 불투명 상태가 되는 광변색 물질을 포함하는, 광변색 스마트 윈도우.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원은, 자외선 엘이디를 포함하며,
    상기 차단층은, 외부에서 조사되는 자외선은 반사 또는 흡수하여 상기 유리판의 내부로 유입되는 것을 차단하고, 외부에서 조사되는 가시광선은 투과하여 상기 유리판을 통과하도록 하는,
    상기 광변색 물질은, 상기 자외선 엘이디에서 조사되는 자외선 여부에 따라 투명 상태 또는 불투명 상태가 되는, 광변색 스마트 윈도우.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 광변색 스마트 윈도우는,
    상기 유리판의 타측면에 마련되어 상기 유리판 내부로 조사되는 자외선을 반사시키는 반사판을 더 포함하는, 광변색 스마트 윈도우.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 광변색 스마트 윈도우는,
    상기 유리판의 제1 면에 대향하는 제 2면에 마련되어 상기 유리판 내부로 조사되는 자외선을 전반사시키는 저굴절율 물질로 형성되는 전반사판을 더 포함하는, 광변색 스마트 윈도우.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 광변색 스마트 윈도우는,
    상기 유리판의 일측면과 상기 광원 사이에 마련되어 상기 유리판 내부로 조사되는 자외선이 상기 유리판의 제 2면에서 전반사되도록 상기 자외선의 입사 각도를 조정하는 렌즈를 더 포함하는, 광변색 스마트 윈도우.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 광변색 스마트 윈도우는,
    상기 유리판의 제1 면에 대향하는 제2 면에 마련되는 제2 광변색층을 더 포함하는, 광변색 스마트 윈도우.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 광변색 스마트 윈도우는,
    상기 유리판의 일측면이 굴곡되어 형성되며, 상기 굴곡되어 형성된 유리판의 일측면의 각 면의 정면 방향으로 설치되는 복수의 광원을 더 포함하는, 광변색 스마트 윈도우.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 유리판은, 상기 유리판 내부로 조사되는 자외선을 전반사시키도록 제2 면의 내부면에 돌출되는 산란돌기가 형성되는, 광변색 스마트 윈도우.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 산란돌기는, 상기 유리판의 제2 면의 내부면에 기 설정된 간격을 가지고 형성되되,
    상기 기 설정된 간격이 넓어지면 상기 산란돌기의 크기가 작아지는, 광변색 스마트 윈도우.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 산란돌기는,
    상기 광원의 정면 방향으로 상기 유리판의 제2 면과 각도를 형성하는 제1 경사면; 및
    상기 제1 경사면과 반대 방향으로 상기 유리판의 제2 면과 각도를 형성하는 제2 경사면을 포함하는, 광변색 스마트 윈도우.
  11. 투명한 유리로 마련되는 제1 유리판;
    상기 제1 유리판의 일면에 형성되는 광변색층;
    상기 광변색층의 외측에서 상기 광변색층을 커버하며 마련되어 상기 제1 유리판과의 사이에 상기 광변색층이 배치되도록 하는 제2 유리판;
    상기 제2 유리판의 상기 광변색층과 반대되는 면에 형성되는 차단층;
    상기 제1 유리판의 일측면에 설치되어 상기 유리판 내부로 광을 발광하는 제1 광원; 및
    상기 제2 유리판의 일측면에 설치되어 상기 유리판 내부로 광을 발광하는 제2 광원을 포함하며,
    상기 광변색층은, 상기 광원에서 광이 조사되지 않는 경우 투명 상태가 되고, 상기 광원에서 광이 조사되는 경우 불투명 상태가 되는 광변색 물질을 포함하는, 광변색 스마트 윈도우.
  12. 차량 본체;
    상기 차량 본체의 하부에 마련되고, 상기 차량 본체를 이동시키는 바퀴부; 및
    상기 차량 본체에 장착되는 하나 이상의 윈도우를 포함하고,
    상기 윈도우는,
    청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 하나의 항에 기재된 광변색 스마트 윈도우인, 차량.
  13. 하나 이상의 외벽; 및
    상기 외벽에 마련되는 창틀에 장착되는 윈도우를 포함하고,
    상기 윈도우는,
    청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 하나의 항에 기재된 광변색 스마트 윈도우인, 건축 구조물.
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