WO2018110861A1 - 전기변색소자 - Google Patents

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WO2018110861A1
WO2018110861A1 PCT/KR2017/013679 KR2017013679W WO2018110861A1 WO 2018110861 A1 WO2018110861 A1 WO 2018110861A1 KR 2017013679 W KR2017013679 W KR 2017013679W WO 2018110861 A1 WO2018110861 A1 WO 2018110861A1
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WO
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transparent electrode
disposed
terminal portion
glass module
sunroof
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/013679
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English (en)
French (fr)
Inventor
박진경
이인회
채윤근
배석
이상원
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
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Publication date
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    • G—PHYSICS
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    • 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
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    • 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
    • G02F1/155—Electrodes
    • G—PHYSICS
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    • G02F2001/1552—Inner electrode, e.g. the electrochromic layer being sandwiched between the inner electrode and the support substrate---- this group, now to be changed, should already been created by implementation of a previous DOC14 ----
    • G—PHYSICS
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    • G02F1/155—Electrodes
    • G02F2001/1555—Counter electrode

Definitions

  • the present invention relates to an electrochromic device, and more particularly to an electrode structure included in the electrochromic device.
  • Electrochromism is a phenomenon in which the color is reversibly changed depending on the electric field direction when a voltage is applied.
  • An electrochromic material is a material whose reversible optical properties can be changed by an electrochemical redox reaction having such characteristics. .
  • the electrochromic material does not have a color when no electric signal is applied from the outside and becomes colored when the electric signal is applied, or conversely when the signal is not applied from the outside, the electric signal is applied. When the color disappears.
  • Electrochromic device is a device that uses the phenomenon that the light transmittance of electrochromic material is changed by electrochemical redox reaction. It is used to control the light transmittance or reflectivity of building window glass or automobile mirror. As well as the color change of the light source, it is known that it has an infrared ray blocking effect. In addition, the electrochromic device has been attempted to be applied to a display device such as a display, a digital signage, an E-paper, a large poster or a guide plate that requires discoloration of a specific part such as an ESL (electro shelf label).
  • ESL electro shelf label
  • FIGS. 2 to 4 show positions of terminal portions with respect to a color change area of the electrochromic device.
  • the electrochromic device 100 is disposed on a first transparent substrate 110 and a first transparent electrode 120 and a first transparent electrode 120 disposed on the first transparent substrate 110.
  • the second transparent electrode 160 is disposed on the layer 150, and the second transparent substrate 170 is disposed on the second transparent electrode 160.
  • the first terminal 180 may be connected to the first transparent electrode 120, and the second terminal 190 may be connected to the second transparent electrode 130.
  • the first terminal unit 180 and the second terminal unit 190 may be disposed to be symmetrical to each other. That is, the first terminal part 180 is disposed in the first lateral direction with respect to the color change area A, and the second terminal part 190 faces the first lateral direction X1 with respect to the color change area A. It may be arranged in the second lateral direction X2.
  • the first terminal part 180 and the second terminal part 190 are disposed to be symmetrical with each other, a short between the first terminal part 180 and the second terminal part 190 may be prevented, and a discoloration area may be prevented. Since the electric field is distributed evenly with respect to the whole (A), stable driving of the electrochromic device 100 is possible.
  • first terminal part 180 and the second terminal part 190 can be easily observed with the naked eye, it is necessary to cover the first terminal part 180 and the second terminal part 190. Accordingly, there is a problem that the user's field of view is covered by the area occupied by the first terminal unit 180 and the second terminal unit 190.
  • the first terminal part 180 and the second terminal part 190 are disposed in the same side direction, or as shown in FIG. 4, the first terminal part 180 and the second terminal part 190. Attempts have been made to place them in directions perpendicular to each other.
  • a strong electric field is formed in a region where the first terminal portion 180 and the second terminal portion 190 are close to each other in the color fading region A, thereby causing rapid discoloration, and thus the first terminal portion 180 and the second terminal portion.
  • a relatively weak electric field is formed, causing a slow discoloration.
  • the area where the fast discoloration occurs is overreacted while the slow discoloration is completed, which may adversely affect the durability of the electrochromic device 100.
  • an area where the first terminal portion 180 and the second terminal portion 190 are far away may not be discolored.
  • the technical problem to be achieved by the present invention is to provide an electrochromic device.
  • An electrochromic device includes a first transparent electrode, a first transparent substrate disposed on the first transparent electrode, a second transparent electrode disposed on the first transparent substrate, and the first transparent electrode. And a first connection part electrically connecting the second transparent electrode, a first electrochromic layer disposed on the second transparent electrode, an electrolyte layer disposed on the first electrochromic layer, and disposed on the electrolyte layer. And a third transparent electrode, a second transparent substrate disposed on the third transparent electrode, a first terminal portion connected to the first transparent electrode, and a second terminal portion connected to the third transparent electrode. The terminal portion and the second terminal portion are disposed in the first lateral direction.
  • the first connecting portion may be disposed in a second lateral direction opposite to the first lateral direction.
  • the first connection part may be integrally formed with the first transparent electrode and the second transparent electrode on a side surface of the first transparent substrate.
  • the first connection part may be formed through the first transparent substrate.
  • the first terminal portion, the first transparent electrode, the first connection portion, and the second transparent electrode have a first polarity, and the second terminal portion and the third transparent electrode have a second polarity opposite to the first polarity.
  • the first terminal portion is disposed on a surface opposite to a surface on which the first transparent substrate is disposed on both surfaces of the first transparent electrode, and the second terminal portion is disposed on the second transparent substrate on both surfaces of the third transparent electrode. It may be arranged on the opposite side of the face.
  • a fourth transparent electrode disposed on a portion of the second transparent substrate, and a second connecting portion electrically connecting the third transparent electrode and the fourth transparent electrode, wherein the second terminal portion is the fourth transparent electrode; Disposed on the electrode.
  • the second connection part may be integrally formed with the third transparent electrode and the fourth transparent electrode on a side surface of the second transparent substrate.
  • the second connection part may be formed through the second transparent substrate.
  • the first terminal portion is disposed on a surface opposite to a surface on which the first transparent substrate is disposed on both surfaces of the first transparent electrode, and the second terminal portion is disposed on the second transparent substrate on both surfaces of the fourth transparent electrode. It may be arranged on the opposite side of the face.
  • At least one of the first transparent electrode and the second transparent electrode may be formed in a predetermined pattern on at least a portion of the first transparent substrate.
  • the method may further include a second electrochromic layer disposed between the electrolyte layer and the third transparent electrode.
  • the display device may further include a sealing unit disposed between the first transparent substrate and the second transparent substrate.
  • the sealing part may be disposed on a side of the electrolyte layer.
  • Electrochromic device is a first transparent substrate, a first transparent electrode disposed on the first transparent substrate, an insulating layer disposed on the first transparent electrode, disposed on the insulating layer A first connecting portion electrically connecting a second transparent electrode, the first transparent electrode and the second transparent electrode, a first electrochromic layer disposed on the second transparent electrode, and disposed on the first electrochromic layer An electrolyte layer, a third transparent electrode disposed on the electrolyte layer, a second transparent substrate disposed on the third transparent electrode, a first terminal portion connected to the first transparent electrode, and a third transparent electrode And a second terminal portion, wherein the first terminal portion and the second terminal portion are disposed in a first lateral direction.
  • the first connecting portion may be disposed in a second lateral direction opposite to the first lateral direction.
  • the first connection part may be integrally formed with the first transparent electrode and the second transparent electrode on a side surface of the insulating layer.
  • the first connection part may be formed through the insulating layer.
  • an electrochromic device having a high discoloration speed and a uniform discoloration speed as a whole of the discoloration area can be obtained. Accordingly, stable driving is possible and an electrochromic device having excellent durability can be obtained.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a general electrochromic device.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an electrochromic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a position of a terminal unit with respect to a color change area of the electrochromic device of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of an electrochromic device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of an electrochromic device according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a bottom view of an electrochromic device according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG 10 and 11 are cross-sectional views of an electrochromic device according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of an electrochromic device according to still another embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of an electrochromic device according to another embodiment of the present invention.
  • ordinal numbers such as second and first
  • first and second components may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component.
  • each layer, region, pattern, or structure may be “under” or “under” a substrate, each layer (film), region, pad, or pattern.
  • the substrate to be formed in includes all formed directly or through another layer. Criteria for the top / bottom or bottom / bottom of each layer are described with reference to the drawings.
  • the thickness or size of each layer (film), region, pattern or structure in the drawings may be modified for clarity and convenience of description, and thus do not necessarily reflect the actual size.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an electrochromic device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a view showing a position of a terminal portion with respect to a color change area of the electrochromic device of FIG. 5, and
  • the electrochromic device 200 may include a first transparent electrode 220, a first transparent substrate 220 disposed on the first transparent electrode 210, The first connecting portion 214 and the second transparent electrode electrically connecting the second transparent electrode 212, the first transparent electrode 210, and the second transparent electrode 212 disposed on the first transparent substrate 220.
  • a third transparent electrode 260 disposed on the second electrochromic layer 250, and a second transparent substrate 270 disposed on the third transparent electrode 260.
  • the first transparent substrate 220 and the second transparent substrate 270 may have a light transmittance (T%) of 98% or more, and may be glass, plastic, or polyethylene terephthalate (PET) film.
  • T% light transmittance
  • PET polyethylene terephthalate
  • the first electrochromic layer 230 may include a conductive polymer and a non-conductive material selected from organic and inorganic materials.
  • the conductive polymer may be a derivative of a conductive polymer or monomer polymerized from monomers of polyaniline, polypyrrole, and polythiophene, which are capable of oxidation / reduction.
  • the nonconductive material may include an aromatic compound capable of oxidation / reduction reaction.
  • aromatic compound capable of oxidation / reduction reaction.
  • internal electron transfer such as bisterpyridine derivatives including viologen, biphenyl derivatives, and thiophene derivatives is possible, and color can be changed depending on oxidation / reduction status. It may be organic.
  • the first electrochromic layer 230 may include a material selected from the group consisting of tungsten oxide, molybdenum oxide, titanium oxide, and vanadium oxide.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the first electrochromic layer 230 may be formed in the form of a multilayer thin film.
  • the second electrochromic layer 250 may include a material selected from the group consisting of ion conductive polymers such as acryllamidopropane sulfonic acid and acrylic acid, but is not limited thereto. It is not to be.
  • the second electrochromic layer 250 may be mixed with the ion storage layer.
  • first electrochromic layer 230 and the electrolyte layer 240 are illustrated as being separated from each other, the present invention is not limited thereto, and the color change material may be dispersed in the electrolyte layer 240.
  • the first transparent electrode 210, the second transparent electrode 212, and the third transparent electrode 260 may each include a transparent conductive material through which electricity can flow without disturbing the transmission of light.
  • the transparent conductive material may be, for example, indium tin oxide (ITO), fluorine tin oxide (FTO), indiun zinc oxide (IZO), tin oxide, zinc oxide, titanium oxide, or the like. It may include a metal oxide of.
  • the transparent conductive material may include nanopowder composites such as nanowires, photosensitive nanowire films, carbon nanotubes (CNTs), graphenes, conductive polymers, or mixtures thereof.
  • transparent conductive materials include chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), molybdenum (Mo), gold (Au), titanium (Ti) and alloys thereof. It may also include at least one.
  • the transparent conductive material may form a transparent electrode in a manner that is coated on a transparent substrate.
  • the electrochromic device 200 may include a first terminal portion 280 connected to the first transparent electrode 210 and a second terminal portion 290 connected to the third transparent electrode 260. Further, the first terminal portion 280 and the second terminal portion 290 are disposed in the first side direction X1, that is, in the same side direction with respect to the color change area A.
  • the discoloration region A refers to a region in which the first electrochromic layer 230, the electrolyte layer 240, and the second electrochromic layer 250 are stacked to become discolored and do not overlap with the terminal portion. It can be mixed with variable regions.
  • the field of view is obscured by the first terminal part 280 and the second terminal part 290. Losing area can be minimized.
  • the first terminal portion 280, the first transparent electrode 210, the first connection portion 214, and the second transparent electrode 212 have a first polarity
  • the second terminal portion 290 and the third transparent electrode ( 260 has a second polarity opposite to the first polarity
  • the first connection portion 214 is opposed to the first side direction X1 in which the first terminal portion 280 and the second terminal portion 290 are disposed. May be disposed in the lateral direction X2.
  • the first polarity proceeds through the second transparent electrode 212 and through the third transparent electrode 260. Since the directions in which the second polarities travel face each other, the electric field can be evenly distributed over the entire discoloration region A, and a uniform discoloration speed can be obtained for the entire discoloration region A.
  • the first connecting portion 214 is an example that is formed integrally with the first transparent electrode 210 and the second transparent electrode 212 on the side of the first transparent substrate 220, but is not limited thereto.
  • the first connector 214 may be formed through the first transparent substrate 220.
  • a through hole is formed in the first transparent substrate 220, and the first connector 214 may electrically connect the first transparent electrode 210 and the second transparent electrode 212 through the through hole.
  • the first connection part 214 may be a conductive wire or an electrode of the same material as the first transparent electrode 210 and the second transparent electrode 212.
  • the first connection portion 214 is illustrated as one, but is not limited thereto.
  • a plurality of through holes h are formed in the first transparent substrate 220, and a plurality of connection parts 214 are provided through the plurality of through holes h.
  • the 210 and the second transparent electrode 212 may be electrically connected to each other.
  • the number of through-holes and connecting portions may increase as the distance from the first terminal portion 280 increases. Accordingly, after the first polarity passes from the first terminal portion 280 to the first transparent electrode 210, the first polarity proceeds not only in the lateral direction of the second transparent electrode 212 but also in the middle region of the second transparent electrode 212. As a result, the discoloration speed can be increased.
  • the first terminal portion 280 is disposed on an opposite surface S1 of the surface on which the first transparent substrate 220 is disposed among both surfaces of the first transparent electrode 210.
  • the second terminal portion 290 may be disposed on an opposite surface S2 of a surface on which the second transparent substrate 270 is disposed among both surfaces of the third transparent electrode 260. Accordingly, it is possible to prevent the problem that the first terminal portion 280 and the second terminal portion 290 are contacted with each other and shorted.
  • the electrode structure of the first transparent substrate 220 side described above may also be applied to the second transparent substrate 270 side.
  • FIGS. 5 to 7 are cross-sectional views of an electrochromic device according to still another embodiment of the present invention. The same contents as in FIGS. 5 to 7 will be omitted.
  • the electrochromic device 200 may include a first transparent electrode 210 and a first transparent substrate 220 disposed on the first transparent electrode 210.
  • the first connecting portion 214 and the second transparent electrode electrically connecting the second transparent electrode 212, the first transparent electrode 210, and the second transparent electrode 212 disposed on the first transparent substrate 220.
  • the first electrochromic layer 230 disposed on the electrode 212, the electrolyte layer 240 disposed on the first electrochromic layer 230, and the second electrochromic layer disposed on the electrolyte layer 240 250, a third transparent electrode 260 disposed on the second electrochromic layer 250, a second transparent substrate 270 and a second transparent substrate 270 disposed on the third transparent electrode 260.
  • a fourth transparent electrode 262 and a second connecting portion 264 electrically connecting the third transparent electrode 260 and the fourth transparent electrode 262 to be disposed thereon.
  • the first transparent electrode 210, the second transparent electrode 212, the third transparent electrode 260, and the fourth transparent electrode 262 may each include a transparent conductive material.
  • the transparent conductive material may be, for example, indium tin oxide (ITO), fluorine tin oxide (FTO), indiun zinc oxide (IZO), silver (Silver), aluminum (Al), aluminum (Al-doped ZnO), nanowires, It may include at least one of carbon nanotubes (CNT).
  • the transparent conductive material may form a transparent electrode in a manner that is coated on a transparent substrate.
  • the fourth transparent electrode 262 may be disposed on a portion of the second transparent substrate 270, and the second terminal portion 290 may be disposed on the fourth transparent electrode 262. .
  • the first terminal portion 280 and the second terminal portion 290 may be disposed in the first lateral direction X1 based on the color change area A.
  • the second connector 264 is disposed in the first lateral direction X1 based on the color change area A
  • the fourth transparent electrode 262 is disposed in the first lateral direction of the second transparent substrate 270. Can be arranged.
  • the first terminal portion 280 is disposed on the opposite surface S1 of the surface on which the first transparent substrate 220 is disposed among both surfaces of the first transparent electrode 210, and the second terminal portion 290 is fourth transparent.
  • the second transparent substrate 270 may be disposed on an opposite surface S3 of the both surfaces of the electrode 262. According to this, since the first terminal portion 280 is disposed downward and the second terminal portion 290 is disposed upward, the first terminal portion 280 and the second terminal portion 290 are in contact with each other and short.
  • the voltage applying unit (not shown) for applying a voltage to the first terminal portion 280 and the second terminal portion 290 may be easily separated or coalesced.
  • the electric field is applied to the entire discolored area A.
  • FIG. It can be distributed evenly, and even discoloration speed can be obtained with respect to the whole discoloration area A.
  • the first terminal portion 280 and the second terminal portion 290 may be disposed to overlap each other in the same side direction with respect to the color change area A, the first terminal portion 280 and the second terminal portion 290 may be disposed. This can minimize the area of view obscured.
  • the first connector 214 is formed integrally with the first transparent electrode 210 and the second transparent electrode 212 on the side of the first transparent substrate 220
  • the second connector 264 is a second transparent
  • the example is formed integrally with the third transparent electrode 260 and the fourth transparent electrode 262 on the side of the substrate 270, but is not limited thereto.
  • the first connector 214 may be formed through the first transparent substrate 220, and the second connector 264 may be formed through the second transparent substrate 270.
  • a through hole is formed in the first transparent substrate 220, and the first connector 214 is electrically connected to the first transparent electrode 210 and the second transparent electrode 212 through the through hole.
  • a through hole is formed in the second transparent substrate 270, and the second connector 264 may electrically connect the third transparent electrode 260 and the fourth transparent electrode 262 through the through hole.
  • the first connector 214 and the second connector 264 may be conductive wires or electrodes of the same material as the third transparent electrode 260 and the fourth transparent electrode 262.
  • first connecting portion 214 and the second connecting portion 264 may be singular or plural, respectively.
  • a plurality of through holes h are formed in the first transparent substrate 220, and a plurality of connection parts 214 are provided through the plurality of through holes h.
  • the 210 and the second transparent electrode 212 may be electrically connected to each other.
  • the number of through-holes and connecting portions may increase as the distance from the first terminal portion 280 increases.
  • a plurality of through holes h are formed in the second transparent substrate 270, and a plurality of connection portions 264 are connected to the third transparent electrodes through the plurality of through holes h.
  • the 260 and the fourth transparent electrode 262 may be electrically connected to each other.
  • the number of through-holes and connecting portions may decrease as the distance from the second terminal portion 290 increases. Accordingly, since the first connection part 214 and the second connection part 264 are connected not only to the edges of the first transparent substrate 220 and the second transparent substrate 270 but also in the center region, the discoloration speed may be increased.
  • At least one of the first transparent electrode 210 and the second transparent electrode 212 may have a predetermined pattern.
  • FIG. 9 is a bottom view of an electrochromic device according to still another embodiment of the present invention.
  • the first transparent electrode 210 is connected to the first terminal portion 280 and is formed in at least a portion of the first transparent substrate 220 in a predetermined pattern.
  • the first transparent electrode 210 may be formed by printing a transparent conductive material on the first transparent substrate 220.
  • the predetermined pattern may be a shape in which a plurality of wirings are spaced apart at predetermined intervals and arranged in parallel, but are not limited thereto.
  • the predetermined pattern may be a grid or random shape.
  • the resistance of the first transparent electrode 210 may vary according to the interval or thickness of the pattern constituting the first transparent electrode 210. Accordingly, by adjusting the interval or thickness of the pattern, it is possible to adjust the discoloration rate.
  • each wiring may have a mesh shape.
  • each wire of the mesh shape may include a mesh opening LA and a mesh opening OA between the mesh lines LA.
  • the line width of the mesh line LA may be 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m, preferably 0.5 ⁇ m to 7 ⁇ m, and more preferably 1 ⁇ m to 3.5 ⁇ m. If the line width of the mesh line LA is less than 0.1 ⁇ m, there is a difficulty in the manufacturing process or a short circuit of the mesh line is likely to occur. When the line width of the mesh line LA exceeds 10 ⁇ m, the mesh line LA is visually recognized from the outside, and the visibility may be degraded.
  • the thickness of the mesh line LA may be 100 to 500 nm, preferably 150 to 250 nm, and more preferably 180 to 200 nm.
  • the mesh opening OA may be formed in various shapes.
  • the mesh opening OA may be polygonal or circular in shape, such as square, diamond, pentagon, and hexagon.
  • the mesh opening OA may be a regular shape or a random shape.
  • the mesh-shaped wire may be formed in an embossed or intaglio manner.
  • the transparent conductive material is disposed on the entire surface of the first transparent substrate 220 and then etched in a mesh shape
  • the first transparent electrode 210 having an embossed mesh shape is obtained. It is possible.
  • FIG. 9C after the resin layer is disposed on the entire surface of the first transparent substrate 220, a mesh-shaped intaglio pattern P is formed, and the intaglio pattern P is transparent.
  • the resin layer may be a photocurable resin or a thermosetting resin
  • the intaglio pattern may be formed by imprinting a mold having an embossed pattern on the resin layer.
  • the first transparent electrode 210 is illustrated as having a predetermined pattern, but is not limited thereto.
  • the third transparent electrode 260 and the fourth transparent electrode 262 may also be formed to have a predetermined pattern.
  • the electrochromic device may further include a sealing part.
  • 10 and 11 are cross-sectional views of an electrochromic device according to still another embodiment of the present invention. 5 to 9, the same content is omitted.
  • the electrochromic device 200 further includes a sealing unit 280 disposed between the first transparent substrate 220 and the second transparent substrate 270.
  • the sealing unit 280 is disposed to surround side surfaces of the first electrochromic layer 230, the electrolyte layer 240, and the second electrochromic layer 250, or the sealing unit 280 as illustrated in FIG. 11.
  • the first transparent electrode 210, the first transparent substrate 220, the second transparent electrode 212, the first electrochromic layer 230, the electrolyte layer 240, the second electrochromic layer 250 and the first Not only the side surfaces of the three transparent electrodes 260 may be disposed to surround the bottom surface of the first transparent electrode 210.
  • the sealing unit 280 When the sealing unit 280 is disposed to surround the side surface of the electrolyte layer 240, the electrolyte layer 240 is not exposed to air, and thus the performance degradation due to the evaporation and oxidation of the electrolyte included in the electrolyte layer 240 may be reduced. You can prevent it.
  • the sealing unit 280 when the sealing unit 280 is disposed to surround the side and the bottom of the transparent electrode, it prevents the resistance increase and the performance deterioration due to the material damage of the transparent electrode, and the transparent electrode is exposed to the outside to cause a short circuit. You can prevent it.
  • the insulating layer or the polymer may be formed on the lower surface of the first transparent electrode 210 and the side surface of the first connector 214. Layers may be further arranged.
  • the first transparent electrode may be configured not to be exposed to the outside.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of an electrochromic device according to still another embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of an electrochromic device according to another embodiment of the present invention. 5 to 11, the same content is omitted.
  • the electrochromic device 300 is disposed on the first transparent substrate 310 and the first transparent electrode 320 and the first transparent electrode 320.
  • the first connection part 324 electrically connecting the insulating layer 330, the second transparent electrode 322, the first transparent electrode 320, and the second transparent electrode 322 disposed on the insulating layer 330.
  • the first electrochromic layer 340 disposed on the second transparent electrode 322, the electrolyte layer 350 disposed on the first electrochromic layer 340, and the second electrochromic layer 350 disposed on the electrolyte layer 350.
  • the electrochromic layer 360, the third transparent electrode 370 disposed on the second electrochromic layer 360, and the second transparent substrate 380 disposed on the third transparent electrode 370 are included.
  • the electrochromic device 300 includes a first terminal portion 390 connected to the first transparent electrode 320, and a second terminal portion 395 connected to the third transparent electrode 370. Further, the first terminal portion 390 and the second terminal portion 395 are disposed in the first lateral direction with respect to the color change area A. FIG.
  • the field of view is obscured by the first terminal portion 390 and the second terminal portion 395. Losing area can be minimized.
  • the first terminal portion 390, the first transparent electrode 320, the first connection portion 324, and the second transparent electrode 322 have a first polarity
  • the second terminal portion 395 and the third transparent electrode ( 370 has a second polarity opposite to the first polarity
  • the first connection portion 324 is disposed in a second side direction opposite to the first side direction in which the first terminal portion 390 and the second terminal portion 395 are disposed. Can be arranged.
  • the first polarity progresses through the second transparent electrode 322 and through the third transparent electrode 370. Since the directions in which the second polarities travel face each other, the electric field can be evenly distributed over the entire discoloration region A, and a uniform discoloration speed can be obtained for the entire discoloration region A.
  • the first connecting portion 324 is formed on the side of the insulating layer 330 and the first transparent electrode 320 and the second transparent electrode 322 as an example, but is not limited thereto.
  • the first connector 324 may be formed through the insulating layer 330.
  • a through hole is formed in the insulating layer 330, and the first connector 324 may electrically connect the first transparent electrode 320 and the second transparent electrode 322 through the through hole.
  • the first connector 324 may be a conductive wire or an electrode of the same material as the first transparent electrode 320 and the second transparent electrode 322.
  • the first transparent electrode 320, the insulating layer 330, and the second transparent electrode 322 are disposed on the first transparent substrate 310, and the first transparent electrode 320 and When the second transparent electrode 322 is electrically connected through the first connection part 324, the first terminal part 390 and the second terminal part 395 may be disposed in the same side direction to obscure the user's view. It is possible to minimize the and to obtain a uniform electric field and discoloration rate throughout the discoloration area. In addition, since the first transparent electrode 320 is not exposed to the outside, a short circuit may be prevented.
  • the second transparent substrate 380 may also have the same electrode structure as that of the first transparent substrate 310.
  • the transparent electrode may be formed to have a predetermined pattern, or may have a structure in which a sealing part is further disposed.
  • the electrochromic device according to an embodiment of the present invention can be supplied with power by a wireless charging method.
  • the electrochromic device is described as an example applied to a vehicle sunroof, but is not limited thereto.
  • FIG. 14 is a block diagram of a sunroof control device according to the present embodiment
  • Figure 15 is a block diagram of a wireless power transmitter applied to this embodiment
  • Figure 16 is a block diagram of a wireless power receiver applied to the present embodiment It is also.
  • the sunroof control device is a sunroof that is opened or closed, colored or discolored by the control of the control device 3100 mounted on the vehicle body and the control device 3100. 3200.
  • the control device 3100 includes a power supply unit 3110, a wireless power transmitter 3120, a user input unit 3130, a storage unit 3140, an output unit 3150, and a controller 3160.
  • the power supply unit 3110 receives the commercial power, converts the driving voltage into driving voltages for the respective components of the control device 3100, and provides each driving voltage to the corresponding unit.
  • the wireless power transmitter 3120 wirelessly supplies power to the wireless power receiver 3210 configured in the sunroof 3200 by an AC voltage applied from the power supply 3110.
  • the wireless power transmitter 3120 wirelessly provides power based on the existence of the wireless power receiver 3210.
  • the wireless power transmitter 3120 may transmit power in consideration of a power requirement of the wireless power receiver 3210, a current charge amount, and a wireless power scheme.
  • the wireless power transmitter 3120 may acquire information about a state of charge, battery capacity, battery usage, etc. of the battery 3220 through communication with the wireless power receiver 3210.
  • the user input unit 3130 may receive various operation control signals from a user.
  • the user input unit 3130 may be configured in various forms such as a keypad, a switch, a touch pad, a jog switch, and a jog wheel.
  • the user input unit 3130 receives an input signal for opening or closing the sunroof 3200.
  • the user input unit 3130 may receive a control signal for coloring or discoloration of the sunroof glass module 3230.
  • the sunroof glass module 3230 may be the electrochromic device 200 of FIGS. 5 to 13.
  • the controller (not shown) of the wireless power receiver 3210 configured in the sunroof 3200 receives a control signal for wirelessly transmitting power or stopping power transmission through the user input unit 3130.
  • the storage unit 3140 may store a program for the operation of the controller 3160 and may temporarily store input / output data.
  • the storage unit 3140 stores state information for opening or closing the sunroof 3200.
  • the output unit 3150 is used to generate an output related to visual, auditory, or tactile senses, which may include a display unit 3151, an audio output unit 3152, and the like.
  • the display unit 3151 displays (outputs) various types of information generated in the vehicle.
  • the display unit 3151 displays open and closed state information of the sunroof 3200.
  • the display unit 3151 displays information on coloring and discoloration according to the open and closed states of the sunroof 3200.
  • the display unit 3151 may include a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), and a flexible display (flexible). and at least one of a 3D display.
  • LCD liquid crystal display
  • TFT LCD thin film transistor-liquid crystal display
  • OLED organic light-emitting diode
  • flexible display flexible
  • the audio output unit 3152 may output a state inside / outside the vehicle as audio.
  • the audio output unit 3152 may be a speaker, and outputs the information output from the display unit 3151 to audio for the user.
  • the controller 3160 typically controls operations of the control device 3100 and the sunroof 3200.
  • the controller 3160 detects a control signal for opening or closing the sunroof 3200 input through the user input unit 3130.
  • the controller 3160 transmits power corresponding to the detected signal through the wireless power transmitter 3120.
  • the controller 3160 may generate a control signal for coloring or discoloring the glass module 3230 based on the power transmitted through the wireless power transmitter 3120.
  • the detection signal for opening or closing the sunroof 3200 detected by the controller 3160 may be confirmed by receiving a result detected through a separate sensor unit (not shown).
  • the sunroof 3200 charges or charges power through the wireless power receiver 3210 and the wireless power receiver 3210 which receive power transmitted from the wireless power transmitter 3120 of the control device 3100 of the vehicle.
  • the wireless power receiver 3210 may receive power from the wireless power transmitter 3120 to charge the battery 3220 or to execute a coloring or discoloring mode of the glass module 3230 by using the received power.
  • the wireless power receiver 3210 may detect the amount of power applied when the glass module 3230 is colored or discolored, an internal current, and output the detected result to the wireless power transmitter 3120.
  • the battery 3220 is charged with power applied through the wireless power receiver 3210.
  • the battery 3220 may discharge the charged power to the glass module 3230 to apply a voltage for the color mode operation of the glass module 3230.
  • the battery 3220 is preferably a thin battery of a flexible type.
  • the battery 3220 may be configured to be embedded in the glass module 3230 or partially inserted into the glass module 3230 according to the embodiment. Therefore, the battery 3220 may be a flexible thin film battery in consideration of the characteristics and shape of the glass module 3230.
  • the battery 3220 having various sizes and characteristics may be applied according to the shape of the glass module 3230 or the sunroof implementation.
  • the glass module 3230 is composed of electrochromic glass that is colored or discolored according to the power applied through the wireless power receiver 3210 or the power applied by the discharge of the battery 3220.
  • the wireless power transmitter 3120 includes a transmitter AC / DC converter 1210, a transmitter DC / AC converter 1220, a transmitter impedance matcher 1230, a coil unit 1240, and a transmitter communication and controller ( 1250).
  • the transmission side AC / DC converter 1210 is a power converter that converts an AC signal provided from the power supply unit 3110 into a DC signal under the control of the transmission side communication and the controller 1250.
  • the rectifier 1211 is a device that converts the provided AC signal into a DC signal.
  • the transmitter-side DC / DC converter 1212 adjusts the level of the DC signal provided from the rectifier 1211 under the control of the transmitter-side communication and the controller 1250.
  • the transmitter DC / AC converter 1220 converts the DC signal output from the transmitter AC / DC converter 1210 into an AC signal under the control of the transmitter-side communication and the controller 1250, and converts the frequency of the converted AC signal.
  • the device can be adjusted.
  • the transmitter impedance matching unit 1230 minimizes the reflected waves at points having different impedances to improve signal flow.
  • the transmitting side coil unit 1240 may be implemented with a plurality of coils or a single coil.
  • the communication and control unit 1250 adjusts the output voltage of the AC side / DC converter 1210 in consideration of the power demand of the wireless power receiver 3210, the current charge amount, and the wireless power scheme. Can play a role.
  • the transmitter-side communication unit 1252 and the receiver-side communication unit 2152 may transmit and receive charging status information and a charge control command.
  • the charging status information may include the number of wireless power receiver 3120, a battery remaining amount, a battery capacity, and a transmission power amount of the wireless power transmitter 3120.
  • the wireless power receiver 3210 may include a receiver coil unit 2110, a receiver impedance matcher 2120, a receiver AC / DC converter 2130, a DC / DC converter 2140, a receiver communication and a controller ( 2150).
  • the receiving side coil unit 2110 may receive power through a magnetic induction method or a magnetic resonance method.
  • the receiving impedance matching unit 2120 performs impedance matching between the wireless power transmitter 3120 and the wireless power receiver 3210.
  • the reception AC / DC converter 2130 rectifies an AC signal output from the reception coil unit 2110 to generate a DC signal.
  • the receiving DC / DC converter 2140 may adjust the level of the DC signal output from the receiving AC / DC converter 2130 according to the capacity of the load.
  • the load may be a battery 3220 or a glass module 3230 according to this embodiment.
  • the receiving side communication and control unit 2150 may communicate with the transmitting side communication and the control unit 1250, and control an operation of a subsystem of the wireless power receiver 3210. In addition, the receiving side communication unit transmits the current change information according to the degree of coloration or the coloring of the glass module to the control unit 1250 of the wireless power transmitter 3120.
  • the bezel part 3322 may be formed to surround the glass module 3230.
  • the bezel part 3241 may also be formed in the vehicle body to correspond to the sunroof area.
  • the wireless charging receiver 3210 and the battery 3220 may be formed on the bezel part 3422 of the sunroof 3200 so that they do not appear in appearance.
  • the wireless power transmitter 3220 may be disposed at one side of the bezel portion 3241 formed in the vehicle body, that is, a position corresponding to the position of the wireless power receiver 3210 disposed on the sunroof bezel portion 3322.
  • the exemplary view shows that the sunroof 3200 is closed.
  • the wireless power receiver 3210 wirelessly receives power through the wireless power transmitter 3220
  • the wireless power receiver 3210 charges the battery 3220 with the wirelessly received power or executes the coloring mode of the glass module 3230.
  • the color mode may be maintained by the charged battery 3220 when wireless power transmission and reception are not performed under the control of the controller 3160.
  • the glass module 3230 transitions to a discolored state.
  • the sunroof 3200 is open. Specifically, the bezel part of the glass module 3230 of the sunroof 3200 and the bezel part 3321 of the vehicle body are spaced apart. In this case, the glass module 3230 may receive power through the battery 3220 to maintain or proceed with the coloring mode. In addition, when the power of the battery 3220 is less than or equal to the reference amount, the glass module 3230 maintains a colored state by a user's operation or cuts off the power supply to transition to a discolored state.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating an operation of a wireless power transmitter according to the present embodiment.
  • the controller 3160 may operate in a standby mode for transmitting power to the battery 3220 or the glass module 3230 of the sunroof 3200 through the wireless power transmitter 3120. Specifically, the controller 3160 operates in the standby mode for transmitting power to the wireless power receiver 3210 through the wireless power transmitter 3120 by the wireless power receiver 3210 or by a user request signal. .
  • the controller 3160 determines whether the wireless power receiver 3210 is detected through the wireless power transmitter 3120 in the wireless power transmission standby mode (S810). In detail, the controller 3160 wirelessly uses the wireless power transmitter 3120. It is checked whether the wireless power receiver 3210 is detected within the power transmission range.
  • the wireless power transmission range may be a state in which the sunroof 3200 of the vehicle is closed and connected to the vehicle body. In addition, the wireless power transmission range may vary depending on the power transmitted or received.
  • the controller 3160 When the controller 3160 detects that the wireless power receiver 3210 is connected through the wireless power transmitter 3120, the controller 3160 executes a power transmission mode for wirelessly transmitting power through the wireless power transmitter 3120 (S830).
  • the controller 3160 determines that the wireless power receiver 3210 is not connected through the wireless power transmitter 3120, the controller 3160 does not transmit power to the wireless power receiver 3210 through the wireless power transmitter 3120. Can operate in the mode (S840).
  • the controller 3160 may execute the power transmission mode by a user request even when the sunroof is opened and spaced apart from the vehicle body. In addition, even in a spaced state, it is possible to execute the coloring or discoloring mode of the glass module.
  • 19 is a flowchart illustrating an operation of a wireless power receiver in a sunroof closed state according to the present embodiment.
  • the wireless power transmitter 3120 wirelessly transmits power to the wireless power receiver 3210. (S902) At this time, the sunroof 3200 is in a closed state connected to the vehicle body.
  • the wireless power receiver 3210 may execute the discoloration mode of the glass module 3230 or the battery charge with the applied power. In more detail, when the wireless power receiver 3210 is detected, the controller 3160 of the control device 3100 may transmit a control signal for executing a color change mode or a battery charge mode.
  • the controller 3160 determines whether a color change mode execution signal is detected (S906).
  • the controller 3160 executes a battery charging mode that charges the battery 3220 with power applied through the wireless power transmitter 3120. (S908) Specifically, the battery 3220 is It may be charged with power applied through the wireless power receiver 3210. Power of the charged battery 3220 may be applied as a voltage when the glass module 3230 is in a color mode operation.
  • the controller 3160 executes the color mode of the glass module 3230 with power applied to the wireless power receiver 3210 through the wireless power transmitter 3120.
  • (S910) Glass module The 3230 is colored so that the light transmittance is reduced by the voltage applied through the wireless power receiver 3210.
  • the information about the degree of coloring of the glass module 3230 or the current value according to the coloring, the current change amount may be transmitted to the control unit 3160 of the control device 3100 through the communication unit of the wireless power receiver 3210.
  • the driving voltage required for coloring the glass module 3230 may be 2V (power consumption 5W or less).
  • the controller 3160 may estimate the degree of coloring based on the current value of the glass module 3230 detected by the wireless power receiver 3210. Accordingly, the controller 3160 may determine whether the glass module coloring is completed based on the amount of current change or the current value or the estimated coloring degree that change according to the glass module 3230 coloring mode operation through the wireless power receiver 3210. (S912)
  • the controller 3160 checks whether the amount of change in current received by the wireless power transmitter 3120 through the wireless power receiver 3210 reaches within a threshold range, or determines whether the current value is detected to be within a threshold or less.
  • the threshold range of the amount of current change may be -75 to 10 ⁇ A / sec.
  • the threshold range of the current value may be -1.2 to 2.8mA.
  • the degree of coloring of the glass module 3230 may be estimated according to the detected amount of change or amount of current, and it may be checked whether the estimated degree of coloring reaches within a critical range.
  • the threshold color range may be expressed in%.
  • a separate current detector (not shown) is configured, and the controller checks the current value detected by the current detector to determine the glass module 3230. The degree of coloring can be confirmed.
  • the controller 3160 determines whether to end the power transmission through the wireless power transmitter 3120. (S914) The controller 3160 finishes coloring the glass module or the user.
  • the wireless power transmitter 3120 is not selected to terminate the power transmission by the request, the wireless power transmitter 3120 maintains power transmission to the wireless power receiver 3210 through the wireless power transmitter 3120 and charges the battery 3220 by the power. Can be executed (S908).
  • the controller 3160 determines that the wireless power transmitter 3120 is selected to end the power transmission by the completion of the coloring of the glass module or the user's request
  • the controller 3160 checks the remaining power of the battery 3220. That is, the controller 3160 checks whether the power of the battery 3220 exists or the amount of power in the wireless power receiver 3210.
  • the wireless power receiver 3210 may output the checked state information of the battery to the wireless power transmitter 3120 so that the controller 3160 may check the state information of the battery. Therefore, when the power of the battery 3220 is present or more than the reference amount, the controller 3160 may discharge the battery power to maintain coloring or coloring of the glass module 3230.
  • the controller 3160 terminates the coloring mode of the glass module when the power of the battery 3220 is all discharged or is less than the reference amount. (S920) In this case, the glass module 3230 is discolored in which the discoloration proceeds in the colored state. You will transition to progress mode.
  • the controller 3160 may output information about a sunroof closed state, wireless power transmission / reception state information, coloring or discoloration information of the glass module, and state information of the battery through the output unit 3150 and provide the same to the user.
  • 20 is a flowchart illustrating an operation of the wireless power receiver in an open sunroof according to the present embodiment.
  • the controller 3160 detects an open state of the sunroof 3200 in which the wireless power transmitter 3120 and the wireless power receiver 3210 are spaced apart (S1002).
  • the wireless power receiver 3210 does not have power applied to the battery 3220 because there is no power applied thereto. Therefore, the glass module 3230 executes the coloring maintenance or the discoloration mode according to the remaining amount of the battery 3200.
  • the battery 3220 since the battery 3220 has no power applied through the wireless power receiver 3210 (S1004), the battery 3220 discharges the power of the battery 3220 to the glass module 3230 (S1006), that is, the battery 3220.
  • the discharge mode of the glass module 3230 is colored, if the color is maintained by the amount of battery power (time) is maintained.
  • the glass module 3230 is not in the colored state, the glass module 3230 is operated in the coloring mode by the power of the battery 3220.
  • the glass module 3230 when there is no power present in the battery 3220, the glass module 3230 operates in a discoloration mode if it is in a colored state. (S1008) If it is not in a colored state of the glass module 3230, the discoloration state is maintained.
  • the controller 3160 may output the colored or discolored state of the glass module 3230 and the information of the battery 3220 through the output unit 3150 and provide the same to the user.
  • the connection or disconnection of the wireless power transmitter and the wireless power receiver is detected according to the closed or open state of the sunroof, and the coloring of the glass module or the charging mode of the battery is executed accordingly.
  • the glass module may be colored or colored.
  • 21 is an exemplary view for explaining a voltage change state during sunroof coloring and decolorization according to the present embodiment.
  • the sunroof 3200 is closed in the voltage application section ON such as the line L1110 showing the power supply state as shown in the example of FIG. 21 (a) to wirelessly communicate with the wireless power transmitter 3110.
  • the wireless power transmitter 3110 receives power for coloring the glass module 3230 or charging the battery 3220 to the wireless power receiver 3120.
  • the voltage applied to the glass module 3230 may be 2V.
  • the glass module 3230 is colored as shown in the coloration state line 1120 during the period ON of which voltage is applied.
  • the color ratio of the glass module 3230 is rapidly increased in the first section (ON_a) of the pre-child rental section (ON).
  • the coloring rate increases at a low speed.
  • the sunroof 3200 is opened, or the power supply is not supplied from the wireless power transmitter 3120, and in the voltage cutoff period (OFF) in which the battery remaining amount does not exist, the sunroof 3200 proceeds to the discoloration mode.
  • the coloring rate of the glass module is rapidly decreased.
  • the discoloration mode is terminated in the second section OFF_b.
  • FIG. 21 (b) shows that the sunroof 3200 is closed in the voltage application section ON such as the line L1110 indicating the power supply state, and thus the wireless power transmitter 3110 and the wireless power receiver 3120 are connected.
  • the wireless power transmitter 3110 receives power for coloring the glass module 3230 or charging the battery 3220 to the wireless power receiver 3120.
  • the voltage applied to the glass module 3230 may be 2V.
  • the glass module 3230 is colored as shown in the coloration state line L1120 during the period ON of which voltage is applied.
  • the color ratio of the glass module 3230 is rapidly increased in the first section (ON_a) of the pre-child rental section (ON).
  • the coloring rate increases at a low speed.
  • the power of the battery 3220 is the glass module as shown in the example line L1130. 3230 is supplied. In this case, power may be applied to the glass module 3230 similarly to a state in which power is supplied through the wireless power receiver 3210. Therefore, the glass module 3230 applies power to the glass module 3230 until all the power of the battery 3220 is discharged, thereby maintaining the colored state if the glass module 3230 is colored. That is, the glass module 3230 maintains the colored state as much as the remaining power of the battery 3220. (L1140) After the glass module 3230 discharges all the power of the battery 3220, the glass module 3230 discolors. The color transition (L1150) is performed by the transition to the mode.
  • the vehicle window control apparatus and method according to the present embodiment by adopting the color change glass to the sunroof of the vehicle, and by supplying the power supply of the color change glass in a wireless charging method, by wireless or minimizing the power line to the external appearance of the vehicle Has the effect of increasing the aesthetics.
  • the sunroof discoloration by the battery power is By controlling, it has the effect of providing the vehicle window highly adaptable to an external environment.
  • the electrochromic device according to another embodiment of the present invention may be powered by the contact electrode method.
  • the electrochromic device is described as an example applied to a vehicle sunroof, but is not limited thereto.
  • FIG. 22 is a configuration diagram of a sunroof control device according to the present embodiment
  • Figure 23 is an exemplary view showing an example of a sunroof connector applied to this embodiment.
  • the sunroof and the control device according to the embodiment of the present invention are opened or closed, colored or discolored by the control of the control device 5100 mounted on the vehicle body and the control device 5100. It consists of a loop 5200.
  • the control unit 5100 includes a power supply unit 5110, a power control unit 5120, a driver 5130, a current detector 5140, a connector 5150, a user input unit 5160, a storage unit 5170, and an output unit 5180. And a controller 5190.
  • the power supply unit 5110 receives the commercial power and converts the driving voltage into driving voltages for the respective components of the control device 5100, and provides each driving voltage to the corresponding unit.
  • the power control unit 5120 converts the voltage provided from the power supply unit 5110 into a voltage (for example, 2V) for driving the glass module 5210 of the sunroof 5200.
  • the driving unit 5130 converts the color density of the glass module 5210 by converting current supplied from the power supply unit 5110 or the power control unit 5120.
  • the current detector 5140 measures the sensed current supplied to the driver 5140 based on the voltage applied from the power controller 5120.
  • the current detector 5140 includes a current sensor.
  • the controller 5190 may estimate the degree of coloration or discoloration of the glass module 5210 based on the measured current. In addition, the controller 5190 may continuously supply the current to maintain the colored state of the glass module 5210 when the sensed current is in contact with the connector 5150.
  • the connector 5150 is composed of a first connector 5151 present in the vehicle and a second connector 5502 present in the sunroof.
  • the connector 5151 may be configured in various kinds as shown in FIG. 23.
  • the example figure (a) of FIG. 23 is a contact type connector and consists of a contact terminal part 5151a and the contact part 5152a which contacts the contact terminal part 5151a.
  • the contact connector is supplied or cut off the voltage applied through the power control unit 5120 when the contact portion 5152a is contacted or separated from the contact terminal portion 5151a.
  • the contact terminal portion 5151a and the contact portion 5152a are in contact with each other when the sunroof is closed, and contact between the contact terminal portion 5151a and the contact portion 5152a is released when the sunroof is opened.
  • the contact terminal portion 5151a may be present in the bezel portion of the vehicle body, and the contact portion 5502a may be inserted into the glass module 5210 of the sunroof 5200 to exist in the glass bezel portion.
  • the position of the contact terminal portion 5151a and the contact portion 5152a may be flexible.
  • the contact portion 5152a may be present in the bezel portion of the vehicle body, and the contact terminal portion 5151a may be inserted into the glass module 5210 of the sunroof 5200 to exist in the bezel portion. At this time, even if the contact terminal 5151a or the contact portion 5152a is inserted into the bezel portion of the glass module 5210 or the vehicle body, one side is exposed to facilitate contact with the contact portion 5502a and the contact terminal 5151a.
  • FIG. 23B illustrates an insertable connector, which supplies or cuts power applied to the glass module 5210 of the sunroof 5200 as the male connector 5151b is inserted into or detached from the female connector 5502b.
  • the male connector 5151b may be present in the bezel portion of the vehicle body, and the female connector 5502b may be inserted into the glass module 5210 of the sunroof 5200 and exist in the bezel portion.
  • the positions of the male / female connectors 5151b and 5152b may be flexible. That is, the male connector 5501b may be inserted into the sunroof 5200 glass module 5210 and present in the bezel portion, and the female connector 5502b may exist in the bezel portion of the vehicle body. At this time, even if the male connector 5151b or the female connector 5152b is inserted into the bezel portion of the glass module 5210 or the vehicle body, one side is exposed to facilitate connection with the female connector 5152b or the male connector 5151b.
  • connector type may be composed of various types of connectors. Or it may be configured as a switch that can be electrically controlled in addition to the connector.
  • the user input unit 5160 may receive various operation control signals from a user.
  • the user input unit 5160 may be configured in various forms such as a keypad, a switch, a touch pad, a jog switch, and a jog wheel.
  • the user input unit 5160 receives an input signal for opening and closing the sunroof 5200.
  • a control signal for coloring and discoloring the sunroof glass module 5210 may be input through the user input unit 5160.
  • the glass module 5210 may change to a discolored state or stop power supply when a user input is generated while the colored state is maintained according to the sunroof 5200 closed state by the contact of the connector 5150.
  • the storage unit 5170 may store a program for the operation of the controller 5190 and may temporarily store input / output data.
  • the storage unit 5170 stores state information for opening or closing the sunroof.
  • the storage unit 5170 stores voltage and current information as a reference for coloring or discoloring the glass module 5210 of the sunroof 5200.
  • the storage unit 5170 also stores voltage or current information corresponding to the limit state of the colored or decolorized reversible reaction of the glass module 5210.
  • the output unit 5180 is used to generate an output related to visual, auditory, or tactile senses.
  • the output unit 5180 may include a display unit 5181, an audio output unit 5802, and the like.
  • the display unit 5181 displays (outputs) various types of information generated in the vehicle. In addition, the display unit 5181 displays the open or closed state information of the sunroof 5200 and information on coloring or discoloration.
  • the display unit 5181 may include a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), and a flexible display (flexible). and at least one of a 3D display.
  • LCD liquid crystal display
  • TFT LCD thin film transistor-liquid crystal display
  • OLED organic light-emitting diode
  • flexible display flexible display
  • the audio output unit 5802 may output a state inside / outside the vehicle as audio.
  • the audio output unit 5802 may be a speaker, and outputs the information output from the display unit 5801 as audio and provides it to the user.
  • the controller 5190 typically controls the operations of the control device 5100 and the sunroof 5200.
  • the controller 5190 detects a control signal for opening and closing the sunroof 5200 input through the user input unit 5160.
  • the controller 5190 controls to generate and output a control signal for applying and blocking a voltage corresponding to the sensed signal.
  • the controller 5190 estimates the discoloration and the degree of discoloration of the glass module 5210 of the sunroof 5200 based on the current value detected by the current detector 5140, and controls the voltage cut-off and supply accordingly. For example, the controller 5190 cuts off the power when a power supply exceeding a reversible threshold voltage or current range of coloring or discoloration of the glass module 5210 stored in the storage unit 5170 is applied.
  • Connection and closure detection of the connector 5150 may be performed by configuring a separate sensing unit (not shown).
  • the controller 5190 detects the connection and disconnection of the connector 5150 to control voltage supply and blocking for discoloration of the glass module 5210 of the sunroof 5200.
  • the sunroof 5200 includes a second connector 5502 connected to a first connector 5151 configured to the control device 5100 of the vehicle, and a glass module 5210 to which a coloring or discoloring function is added.
  • the second connector 5152 may be a contact portion of the above-described contact connector or a female connector of the insertable connector. Or it may be a contact terminal of a contact connector or a male connector of a plug-in connector, depending on the configuration form.
  • the second connector 5152 is connected to the first connector 5151 and receives a voltage for coloring the glass module 5210. In addition, when the second connector 5502 is disconnected from the first connector 5151, the voltage application is stopped.
  • the glass module 5210 is composed of electrochromic glass including a function of discoloring the glass by applying a voltage from the controller 5100 by connecting a connector.
  • the electrochromic glass maintains a colored or discolored state when the connector is disconnected and no voltage is applied.
  • connection and release states of the connector 5150 when the sunroof 5200 to which the present embodiment is applied are opened and closed will be described in detail.
  • 24 is a cross-sectional view illustrating a sunroof closing and opening operation according to the present embodiment.
  • an exemplary view (a) is a state in which the sunroof 5200 is closed and the connectors 5151 and 5152 are connected to each other.
  • the second connector 5152 connected to the glass module 5210 of the sunroof 5200 and the first connector 5151 present in the bezel part 5221 of the vehicle body are connected to each other.
  • the glass module 5210 is applied with a voltage through the connector 5150.
  • the glass module 5210 generates a change in current (increased in the positive direction) by the voltage applied thereto, and executes the coloring mode accordingly.
  • the applied voltage may be cut off based on the control of the controller 5190.
  • the colored state or the discolored state of the glass module 5210 which has already been advanced is maintained.
  • the colored glass module 5210 may be discolored.
  • Exemplary diagram (b) shows that the sunroof 5200 is open, that is, the connectors 5151 and 5152 are disconnected.
  • the second connector 5152 connected to the glass module 5210 of the sunroof 5200 and the first connector 5151 present in the bezel part 5221 of the vehicle body are spaced apart from each other.
  • the glass module 5210 maintains a colored state if the connector 5150 is spaced apart after being colored in a connected state.
  • the state gradually transitions to a discolored state.
  • FIG. 25 is a flowchart illustrating an operation of sunroof coloring and decolorization according to the present embodiment
  • FIG. 27 is a view illustrating a state of voltage and current change during sunroof coloring and decolorization according to the present embodiment.
  • the controller 5190 receives a sunroof operation control signal through the user input unit 5160. (S710) Specifically, the controller 5190 may control the sunroof through the user input unit 5160. Control signals for closing or opening can be received.
  • a control signal for closing the sunroof is described as an example.
  • the controller 5190 may determine whether the connector 5150 is connected. (S720) Whether the connector is connected may be configured by configuring a separate sensor.
  • the controller 5190 detects the sunroof closed mode. (S730)
  • the control unit 5190 determines whether power is applied in the sunroof closed mode. (S740) Specifically, the control unit 5190 supplies power for coloring the glass module 5210 of the sunroof 5200 through the power control unit 5120. It is determined whether authorization is made.
  • the controller 5190 controls the application of a voltage for coloring to the glass module 5210 of the sunroof 5200, and the glass module 5210 operates in a coloring mode or a discoloring mode by a current generated according to the voltage. (S750)
  • the glass module 5210 operates in the coloring or decoloring mode according to the direction of application of the applied voltage. For example, when a forward voltage is applied, the glass module 5210 operates in the coloring mode. In addition, when a reverse voltage is applied, the glass module 5210 operates in a discoloration mode. Therefore, even when a voltage is applied, the glass module 5210 may be colored or discolored depending on the direction in which the voltage is applied.
  • the controller 5190 may output state information according to a coloring or discoloring mode through the output unit 5180.
  • the control unit 5190 is in a state in which the glass module 5210 of the sunroof 5200 is closed through the display unit 5801 and operates in a coloring mode according to voltage application, and coloring over time.
  • the degree (absorption rate) information is output in the form of various contents such as images, images, and texts.
  • the controller 5290 receives a sunroof operation control signal (S710) and checks whether the connector 5150 is connected. (S720) As a result of the check, the connection of the first connector 5151 and the second connector 5502 is disconnected. When it is confirmed that the state is released, it is determined that the sunroof 5200 is in an open state. (S770) Therefore, since the supply of the voltage applied through the control device 5100 is not possible, the glass module 5210 is The transition from the colored state to the decolorized state after the threshold time.
  • the glass module 5210 maintains the previously colored or discolored state.
  • control unit 5190 may output information on whether the sunroof is open or closed and a discoloration state through the output unit 5180 (S790).
  • control unit 5190 is in the open state or closed state of the glass module 5210 of the sunroof 5200 through the display unit 5181, depending on the absence of voltage applied, the color of the atmosphere (sunroof open state) In the state that the power is not applied in the mode, and outputs the information of the degree of discoloration (absorption rate) over time in various content forms such as image, image, text.
  • a voltage for coloring the glass module 5210 is applied in a voltage application section ON, such as a line L910 indicating a power supply state.
  • the voltage applied to the glass module 5210 may be 2V.
  • the glass module 5210 is colored as shown by the absorbance line L930 of FIG. 27B during the period Fw in which the voltage is applied in the forward direction.
  • the coloration rate of the glass module is rapidly increased.
  • the coloring rate increases at a low speed.
  • the glass module 5210 transitions to the discoloration mode.
  • the discoloration rate of the glass module 5210 is rapidly decreased in the first section Rev_a of the reverse voltage section Rev.
  • the discoloration mode ends in the second period Rev_b after the threshold time elapses.
  • the coloring mode is performed.
  • the contact of the connector is released or the voltage is not applied to the glass module even when the connector is in contact, the coloring or decolorization mode is maintained. Done ..
  • 26 is an operation flowchart for explaining the sunroof coloring control operation according to the present embodiment.
  • control unit 5190 may apply window coloring through which the voltage is applied to the glass module 5210 of the sunroof 5200 through the power control unit 5120. Operation in the mode (S751).
  • the current detector 5140 detects a current applied to the glass module 5210.
  • the driver 5130 detects an amount of current that varies according to the color change operation of the glass module 5210, and the current detector 5140 detects the current sensed by the driver 5130 (S752).
  • the controller 5190 estimates the degree of coloration of the glass module 5210 based on the current detected by the current detector 5140. (S753) Specifically, the controller 5190 may change color of the glass module 5210 when the current is applied. The variable operation is performed, and the driver 5130 detects the application of current. At this time, the current measuring unit 5140 measures the current sensed by the driver 5130, and the controller 5190 checks the coloring information based on the current measured by the current measuring unit 5140.
  • the controller 5190 determines whether the amount of current change that is checked by the current detector 5140 is less than or equal to the reference change amount. Alternatively, it is determined whether the current value is above or below the reference current value. Therefore, the degree of coloring of the glass module 5210 estimated based on the amount of current confirmed by the current detector 5140 and the degree of reference coloring are compared (S754).
  • the controller 5190 cuts off the power applied when the coloring of the glass module 5210 proceeds above the reference value according to the result of any one of the current change amount, the reference current value, or the degree of coloring (S755).
  • FIG. 27B is a graph showing changes in the amount of current due to coloration or decolorization of the glass module 5210.
  • control unit 5190 is applied to the current (L940) in the coloring section (ON) as shown in Figure 27 (b) to proceed the coloring of the glass module 5210.
  • the amount of current flowing into the glass module 5210 is high at the beginning of the coloring period ON, the amount of current decreases as the coloring proceeds.
  • the controller 5190 may determine whether the amount of current change detected by the current detector 5140 is detected within a threshold level or whether the current value reaches within a threshold value.
  • the threshold range of the amount of current change may be -75 to 10 ⁇ A / sec.
  • the threshold range of the current value may be -1.2 to 2.8mA.
  • the controller 5190 may estimate the coloration rate of the glass module 5210 based on the amount of current change or the amount of current detected by the current detection unit 5140 to determine whether the coloration rate is within a threshold range.
  • the coloration threshold range can be expressed as transmittance T%.
  • the above-described threshold range of the amount of current change, the threshold range of the current value, and the threshold range for the coloration rate may vary depending on the characteristics of the embodiment or the device.
  • the controller 5190 cuts off the voltage when the current value is within the threshold range or when the coloring ratio reaches the threshold range as described above, so as not to supply the voltage to the glass module 5210 any more. Control to prevent.
  • the coloring state may be maintained (L950) by the after-image effect (memorial effect) during the threshold time.
  • the glass module 5210 is maintained in the colored state by the after-effect (memorial effect) after the voltage supply is interrupted, but discolored after a threshold time.
  • the afterimage effect may vary depending on the properties of the material constituting the electrochromic layer of the glass module 5210.
  • the controller 5190 may detect a coloring state and a discoloration state by checking an amount of current according to voltage application, and may output the coloring rate and the discoloration rate information so that a user can recognize it through the output unit 5180.

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 전기변색소자는 제1 투명전극, 상기 제1 투명전극 상에 배치되는 제1 투명기판, 상기 제1 투명기판 상에 배치되는 제2 투명전극, 상기 제1 투명전극 및 상기 제2 투명 전극을 전기적으로 연결하는 제1 연결부, 상기 제2 투명전극 상에 배치되는 제1 전기변색층, 상기 제1 전기변색층 상에 배치되는 전해질층, 상기 전해질층 상에 배치되는 제3 투명전극, 상기 제3 투명전극 상에 배치되는 제2 투명기판, 상기 제1 투명 전극에 연결되는 제1 단자부, 그리고 상기 제3 투명 전극에 연결되는 제2 단자부를 포함하며, 상기 제1 단자부 및 상기 제2 단자부는 제1 측방향에 배치된다.

Description

전기변색소자
본 발명은 전기변색소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기변색소자에 포함되는 전극 구조에 관한 것이다.
전기변색(Electrochromism)이란 전압을 인가하면 전계방향에 의해 가역적으로 색상이 변하는 현상으로서, 이러한 특성을 지닌 전기화학적 산화환원반응에 의해서 재료의 광특성이 가역적으로 변할 수 있는 물질을 전기변색물질이라고 한다. 이러한 전기변색물질은 외부에서 전기적 신호가 인가되지 않는 경우에는 색을 띠지 않고 있다가 전기적 신호가 인가되면 색을 띠게 되거나, 반대로 외부에서 신호가 인가되지 않는 경우에는 색을 띠고 있다가 전기적 신호가 인가되면 색이 소멸하는 특성을 가진다.
전기변색소자는 전기화학적 산화환원반응에 의하여 전기변색물질의 광투과도가 변하는 현상을 이용한 소자로서, 건축용 창유리나 자동차 미러의 광투과도 또는 반사도를 조절하는 용도로 이용되고 있으며, 최근에는 가시광선 영역에서의 색변화뿐만 아니라 적외선 차단효과까지 있다는 것이 알려지면서 에너지 절약형 제품으로의 응용 가능성에 대해서도 큰 관심을 받고 있다. 뿐만 아니라, 전기변색소자는 ESL(electro shelf label) 등과 같이 특정부의 변색이 필요한 디스플레이, 디지털 사이니지(digital signage), E-페이퍼, 대형 포스터 또는 안내판 등의 게시용 장치에도 적용이 시도되고 있다.
도 1은 일반적인 전기변색소자의 단면도이고, 도 2 내지 도 4는 전기변색소자의 변색 영역에 대한 단자부의 위치를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 전기변색소자(100)는 제1 투명기판(110), 제1 투명기판(110) 상에 배치되는 제1 투명전극(120), 제1 투명전극(120) 상에 배치되는 제1 전기변색층(130), 제1 전기변색층(130) 상에 배치되는 전해질층(140), 전해질층(140) 상에 배치되는 제2 전기변색층(150), 제2 전기변색층(150) 상에 배치되는 제2 투명전극(160), 그리고 제2 투명전극(160) 상에 배치되는 제2 투명기판(170)을 포함한다.
이때, 제1 투명전극(120)에는 제1 단자부(180)가 연결되고, 제2 투명전극(130)에는 제2 단자부(190)가 연결될 수 있다.
도 1 및 2를 참조하면, 제1 단자부(180) 및 제2 단자부(190)는 서로 대칭이 되도록 배치될 수 있다. 즉, 제1 단자부(180)는 변색 영역(A)을 기준으로 제1 측방향에 배치되고, 제2 단자부(190)는 변색 영역(A)을 기준으로 제1 측방향(X1)에 대향하는 제2 측방향(X2)에 배치될 수 있다.
이와 같이, 제1 단자부(180) 및 제2 단자부(190)가 서로 대칭이 되도록 배치되면, 제1 단자부(180) 및 제2 단자부(190) 간의 쇼트(short)를 방지할 수 있으며, 변색 영역(A) 전체에 대하여 전기장(Electric Field)이 고르게 분포하므로, 전기변색소자(100)의 안정적인 구동이 가능하다.
다만, 일반적으로 제1 단자부(180) 및 제2 단자부(190)는 육안으로 쉽게 관찰될 수 있으므로, 제1 단자부(180) 및 제2 단자부(190)를 가릴 필요가 있다. 이에 따라, 제1 단자부(180) 및 제2 단자부(190)가 차지하는 면적만큼 사용자의 시야가 가려지는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 도 3과 같이 제1 단자부(180) 및 제2 단자부(190)를 동일한 측방향에 배치시키거나, 도 4와 같이 제1 단자부(180) 및 제2 단자부(190)를 서로 수직하는 방향에 배치시키고자 하는 시도가 있다.
그러나, 이에 따르면, 변색 영역(A) 중 제1 단자부(180) 및 제2 단자부(190)가 가깝게 위치하는 영역에는 강한 전기장이 형성되어 빠른 변색이 일어나고, 제1 단자부(180) 및 제2 단자부(190)가 상대적으로 멀리 위치하는 영역에는 상대적으로 약한 전기장이 형성되어 느린 변색이 일어나게 된다. 빠른 변색이 일어나는 영역은 느린 변색이 완료되는 동안 과반응이 일어나며, 이는 전기변색소자(100)의 내구성에 악영향을 미칠 수 있다. 또한, 전기변색소자(100)의 저항이 높을 경우, 제1 단자부(180) 및 제2 단자부(190)가 멀리 위치하는 영역은 변색되지 않을 수도 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전기변색소자를 제공하는 데 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 전기변색소자는 제1 투명전극, 상기 제1 투명전극 상에 배치되는 제1 투명기판, 상기 제1 투명기판 상에 배치되는 제2 투명전극, 상기 제1 투명전극 및 상기 제2 투명 전극을 전기적으로 연결하는 제1 연결부, 상기 제2 투명전극 상에 배치되는 제1 전기변색층, 상기 제1 전기변색층 상에 배치되는 전해질층, 상기 전해질층 상에 배치되는 제3 투명전극, 상기 제3 투명전극 상에 배치되는 제2 투명기판, 상기 제1 투명 전극에 연결되는 제1 단자부, 그리고 상기 제3 투명 전극에 연결되는 제2 단자부를 포함하며, 상기 제1 단자부 및 상기 제2 단자부는 제1 측방향에 배치된다.
상기 제1 연결부는 상기 제1 측방향에 대향하는 제2 측방향에 배치될 수 있다.
상기 제1 연결부는 상기 제1 투명기판의 측면에 상기 제1 투명전극 및 상기 제2 투명전극과 일체로 형성될 수 있다.
상기 제1 연결부는 상기 제1 투명기판을 관통하여 형성될 수 있다.
상기 제1 단자부, 상기 제1 투명전극, 상기 제1 연결부 및 상기 제2 투명전극은 제1 극성을 가지고, 상기 제2 단자부 및 상기 제3 투명전극은 상기 제1 극성과 반대되는 제2 극성을 가질 수 있다.
상기 제1 단자부는 상기 제1 투명전극의 양면 중 상기 제1 투명기판이 배치되는 면의 반대 면에 배치되고, 상기 제2 단자부는 상기 제3 투명전극의 양면 중 상기 제2 투명기판이 배치되는 면의 반대 면에 배치될 수 있다.
상기 제2 투명 기판의 일부 상에 배치되는 제4 투명전극, 그리고 상기 제3 투명전극 및 상기 제4 투명전극을 전기적으로 연결하는 제2 연결부를 더 포함하며, 상기 제2 단자부는 상기 제4 투명전극 상에 배치된다.
상기 제2 연결부는 상기 제2 투명기판의 측면에 상기 제3 투명전극 및 상기 제4 투명전극과 일체로 형성될 수 있다.
상기 제2 연결부는 상기 제2 투명기판을 관통하여 형성될 수 있다.
상기 제1 단자부는 상기 제1 투명전극의 양면 중 상기 제1 투명기판이 배치되는 면의 반대 면에 배치되고, 상기 제2 단자부는 상기 제4 투명전극의 양면 중 상기 제2 투명기판이 배치되는 면의 반대 면에 배치될 수 있다.
상기 제1 투명전극 및 상기 제2 투명전극 중 적어도 하나는 상기 제1 투명기판의 적어도 일부에 소정 패턴으로 형성될 수 있다.
상기 전해질층과 상기 제3 투명전극 사이에 배치되는 제2 전기변색층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 투명기판 및 상기 제2 투명기판 사이에 배치되는 실링부를 더 포함할 수 있다.
상기 실링부는 상기 전해질층의 측면에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전기변색소자는 제1 투명기판, 상기 제1 투명기판 상에 배치되는 제1 투명전극, 상기 제1 투명전극 상에 배치되는 절연층, 상기 절연층 상에 배치되는 제2 투명전극, 상기 제1 투명전극 및 상기 제2 투명 전극을 전기적으로 연결하는 제1 연결부, 상기 제2 투명전극 상에 배치되는 제1 전기변색층, 상기 제1 전기변색층 상에 배치되는 전해질층, 상기 전해질층 상에 배치되는 제3 투명전극, 상기 제3 투명전극 상에 배치되는 제2 투명기판, 상기 제1 투명 전극에 연결되는 제1 단자부, 그리고 상기 제3 투명 전극에 연결되는 제2 단자부를 포함하며, 상기 제1 단자부 및 상기 제2 단자부는 제1 측방향에 배치된다.
상기 제1 연결부는 상기 제1 측방향에 대향하는 제2 측방향에 배치될 수 있다.
상기 제1 연결부는 상기 절연층의 측면에 상기 제1 투명전극 및 상기 제2 투명전극과 일체로 형성될 수 있다.
상기 제1 연결부는 상기 절연층을 관통하여 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 변색 속도가 높으며, 변색 영역 전체적으로 변색 속도가 균일한 전기변색소자를 얻을 수 있다. 이에 따라, 안정적인 구동이 가능하며, 내구성이 우수한 전기변색소자를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 단자부가 노출되는 면적을 최소화하여 넓은 변색 영역을 확보할 수 있다.
도 1은 일반적인 전기변색소자의 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 전기변색소자의 변색 영역에 대한 단자부의 위치를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기변색소자의 단면도이다.
도 6은 도 5의 전기변색소자의 변색 영역에 대한 단자부의 위치를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기변색소자의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기변색소자의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예의 전기변색소자의 하면도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기변색소자의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기변색소자의 단면도이고, 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기변색소자의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조들이 기판, 각층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 또한, 도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 전기변색소자의 단면도이고, 도 6은 도 5의 전기변색소자의 변색 영역에 대한 단자부의 위치를 나타내는 도면이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기변색소자의 단면도이다.
도 5 내지 6을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전기변색소자(200)는 제1 투명전극(210), 제1 투명전극(210) 상에 배치되는 제1 투명기판(220), 제1 투명기판(220) 상에 배치되는 제2 투명전극(212), 제1 투명전극(210) 및 제2 투명 전극(212)을 전기적으로 연결하는 제1 연결부(214), 제2 투명전극(212) 상에 배치되는 제1 전기변색층(230), 제1 전기변색층(230) 상에 배치되는 전해질층(240), 전해질층(240) 상에 배치되는 제2 전기변색층(250), 제2 전기변색층(250) 상에 배치되는 제3 투명전극(260), 그리고 제3 투명전극(260) 상에 배치되는 제2 투명기판(270)을 포함한다.
여기서, 제1 투명기판(220) 및 제2 투명기판(270)은 광 투과도(T%)가 98%이상이며, 유리, 플라스틱 또는 PET(polyethylene terephthalate) 필름일 수 있다.
그리고, 제1 전기변색층(230)은 유기물 및 무기물에서 선택된 전도성 고분자 및 비전도성 물질을 포함할 수 있다. 전도성 고분자는 산화/환원이 가능한 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리티오펜(polythiophene)의 단량체로부터 중합된 전도성 고분자 또는 단량체의 유도체일 수 있다.
비전도성 물질은 산화/환원 반응이 가능한 방향족 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어 비올로겐(viologen)을 포함한 비스테르피리딘(bisterpyridine) 유도체, 비페닐(biphenyl)유도체, 티오펜(thiophene) 유도체 등 내부 전자 이동이 가능하며, 산화/환원 상태에 따라 색변화가 가능한 유기물일 수 있다.
또는, 제1 전기변색층(230)은 텅스텐 옥사이드(tungsten oxide), 몰리브데늄 옥사이드(molybdenum oxide), 티타늄 옥사이드(titanium oxide) 및 바나듐 옥사이드(vanadium oxide)로 이루어진 그룹에서 선택된 물질을 포함할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 제1 전기변색층(230)은 다층 박막의 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 제2 전기변색층(250)은 이온 전도성 고분자, 예를 들어 아크릴아미도프로판 설포닉산(acrylamidopropane sulfonic acid) 및 아크릴산(acrylic acid)로 이루어진 그룹에서 선택되는 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것을 아니다. 제2 전기변색층(250)은 이온저장층과 혼용될 수 있다.
여기서, 제1 전기변색층(230) 및 전해질층(240)이 서로 분리되는 구조인 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 전해질층(240) 내에 변색물질이 분산되는 구조일 수도 있다.
한편, 제1 투명전극(210), 제2 투명전극(212) 및 제3 투명전극(260)은 각각 광의 투과를 방해하지 않으면서 전기가 흐를 수 있는 투명 전도성 재료를 포함할 수 있다. 투명 전도성 재료는, 예를 들어 ITO(Indium Tin Oxide), FTO(Fluorine Tin Oxide), IZO(Indiun Zinc Oxide), 구리 산화물(tin oxide), 아연 산화물(zinc oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide) 등의 금속 산화물을 포함할 수 있다. 또는, 투명 전도성 재료는, 나노와이어, 감광성 나노와이어 필름, CNT(Carbon Nano Tube), 그래핀(graphene), 전도성 폴리머 또는 이들의 혼합물과 같은 나노 파우더 합성체를 포함할 수도 있다. 여기서, 나노 파우더의 함량 제어를 통해 전기전도도를 확보하면서, 색 및 반사율 제어가 가능하다. 또는, 투명 전도성 재료는 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
이때, 투명 전도성 재료는 투명기판 상에 코팅되는 방식으로 투명전극을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전기변색소자(200)는 제1 투명전극(210)에 연결되는 제1 단자부(280), 그리고 제3 투명전극(260)에 연결되는 제2 단자부(290)를 더 포함하며, 제1 단자부(280) 및 제2 단자부(290)는 변색 영역(A)을 기준으로 제1 측방향(X1), 즉 동일한 측방향에 배치된다. 여기서, 변색 영역(A)은 제1 전기변색층(230), 전해질층(240) 및 제2 전기변색층(250)이 적층되어 변색이 되는 영역으로 단자부와 겹쳐지지 않는 영역을 의미하며, 투과율 가변 영역과 혼용될 수 있다.
이와 같이, 제1 단자부(280) 및 제2 단자부(290)가 변색 영역(A)을 기준으로 동일한 측방향에 배치되면, 제1 단자부(280) 및 제2 단자부(290)로 인하여 시야가 가려지는 면적을 최소화할 수 있다.
한편, 제1 단자부(280), 제1 투명전극(210), 제1 연결부(214) 및 제2 투명전극(212)은 제1 극성을 가지고, 제2 단자부(290) 및 제3 투명전극(260)은 제1 극성과 반대되는 제2 극성을 가지며, 제1 연결부(214)는 제1 단자부(280) 및 제2 단자부(290)가 배치되는 제1 측방향(X1)에 대향하는 제2 측방향(X2)에 배치될 수 있다.
이에 따르면, 제1 단자부(280) 및 제2 단자부(290)가 동일한 측방향에 배치되더라도, 제2 투명전극(212)을 통하여 제1 극성이 진행하는 방향과 제3 투명전극(260)을 통하여 제2 극성이 진행하는 방향이 서로 대향하므로, 전기장이 변색 영역(A) 전체에 대하여 고르게 분포될 수 있으며, 변색 영역(A) 전체에 대하여 고른 변색 속도를 얻을 수 있다.
여기서, 제1 연결부(214)는 제1 투명기판(220)의 측면에 제1 투명전극(210) 및 제2 투명전극(212)과 일체로 형성되는 것을 예로 들고 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.
도 7(a)을 참조하면, 제1 연결부(214)는 제1 투명기판(220)을 관통하여 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제1 투명기판(220)에는 관통홀이 형성되며, 제1 연결부(214)는 관통홀을 통하여 제1 투명전극(210) 및 제2 투명전극(212)을 전기적으로 연결할 수 있다. 이때, 제1 연결부(214)는 도전성 와이어이거나, 제1 투명전극(210) 및 제2 투명전극(212)과 동일한 소재의 전극일 수 있다.
이때, 제1 연결부(214)가 하나인 것으로 예시되어 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다. 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 제1 투명기판(220)에는 복수의 관통홀(h)이 형성되며, 복수의 연결부(214)가 복수의 관통홀(h)을 통하여 제1 투명전극(210) 및 제2 투명전극(212)을 전기적으로 연결할 수도 있다. 이때, 관통홀 및 연결부의 개수는 제1 단자부(280)로부터 멀어질수록 증가할 수 있다. 이에 따라, 제1 극성이 제1 단자부(280)로부터 제1 투명전극(210)을 거친 후, 제2 투명전극(212)의 측방향뿐만 아니라 제2 투명전극(212)의 중간 영역에서도 진행하기 시작하므로, 변색속도를 빠르게 할 수 있다.
한편, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 단자부(280)는 제1 투명전극(210)의 양면 중 제1 투명기판(220)이 배치되는 면의 반대면(S1)에 배치되고, 제2 단자부(290)는 제3 투명전극(260)의 양면 중 제2 투명기판(270)이 배치되는 면의 반대면(S2)에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 단자부(280) 및 제2 단자부(290)가 서로 접촉하여 쇼트되는 문제를 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 제1 투명기판(220) 측의 전극 구조는 제2 투명기판(270) 측에도 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기변색소자의 단면도이다. 도 5 내지 7과 동일한 내용은 중복되는 설명을 생략한다.
도 8(a)를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기변색소자(200)는 제1 투명전극(210), 제1 투명전극(210) 상에 배치되는 제1 투명기판(220), 제1 투명기판(220) 상에 배치되는 제2 투명전극(212), 제1 투명전극(210) 및 제2 투명 전극(212)을 전기적으로 연결하는 제1 연결부(214), 제2 투명전극(212) 상에 배치되는 제1 전기변색층(230), 제1 전기변색층(230) 상에 배치되는 전해질층(240), 전해질층(240) 상에 배치되는 제2 전기변색층(250), 제2 전기변색층(250) 상에 배치되는 제3 투명전극(260), 제3 투명전극(260) 상에 배치되는 제2 투명기판(270), 제2 투명기판(270) 상에 배치되는 제4 투명전극(262) 및 제3 투명전극(260)과 제4 투명전극(262)을 전기적으로 연결하는 제2 연결부(264)를 포함한다.
제1 투명전극(210), 제2 투명전극(212), 제3 투명전극(260) 및 제4 투명전극(262)은 각각 투명 전도성 재료를 포함할 수 있다. 투명 전도성 재료는, 예를 들어 ITO(Indium Tin Oxide), FTO(Fluorine Tin Oxide), IZO(Indiun Zinc Oxide), Ag(Silver), Al(Alluminium), AZO(Al-doped ZnO), 나노와이어, CNT(Carbon Nano Tube) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이때, 투명 전도성 재료는 투명기판 상에 코팅되는 방식으로 투명전극을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제4 투명전극(262)은 제2 투명기판(270)의 일부 상에 배치되며, 제2 단자부(290)는 제4 투명전극(262) 상에 배치될 수 있다. 그리고, 제1 단자부(280) 및 제2 단자부(290)는 변색 영역(A)을 기준으로 제1 측방향(X1)에 배치될 수 있다. 이를 위하여, 제2 연결부(264)는 변색 영역(A)을 기준으로 제1 측방향(X1)에 배치되며, 제4 투명전극(262)은 제2 투명기판(270)의 제1 측방향에 배치될 수 있다. 이때, 제1 단자부(280)는 제1 투명전극(210)의 양면 중 제1 투명기판(220)이 배치되는 면의 반대면(S1)에 배치되고, 제2 단자부(290)는 제4 투명전극(262)의 양면 중 제2 투명기판(270)이 배치되는 면의 반대면(S3)에 배치될 수 있다. 이에 따르면, 제1 단자부(280)가 아래를 향하도록 배치되고 제2 단자부(290)가 위를 향하도록 배치되므로, 제1 단자부(280) 및 제2 단자부(290)가 서로 접촉하여 쇼트되는 문제를 방지할 수 있을뿐만 아니라, 제1 단자부(280) 및 제2 단자부(290)에 전압을 인가하는 전압 인가부(미도시)를 간편하게 분리 또는 합체할 수 있다. 또한, 제2 투명전극(212)을 통하여 제1 극성이 진행하는 방향과 제3 투명전극(260)을 통하여 제2 극성이 진행하는 방향이 서로 대향하므로, 전기장이 변색 영역(A) 전체에 대하여 고르게 분포될 수 있으며, 변색 영역(A) 전체에 대하여 고른 변색 속도를 얻을 수 있다. 또한, 제1 단자부(280) 및 제2 단자부(290)가 변색 영역(A)을 기준으로 동일한 측방향에 서로 겹쳐지도록 배치될 수 있으므로, 제1 단자부(280) 및 제2 단자부(290)로 인하여 시야가 가려지는 면적을 최소화할 수 있다.
여기서, 제1 연결부(214)는 제1 투명기판(220)의 측면에 제1 투명전극(210) 및 제2 투명전극(212)과 일체로 형성되고, 제2 연결부(264)는 제2 투명기판(270)의 측면에 제3 투명전극(260) 및 제4 투명전극(262)과 일체로 형성되는 것을 예로 들고 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.
제1 연결부(214)는 제1 투명기판(220)을 관통하여 형성되며, 제2 연결부(264)는 제2 투명기판(270)을 관통하여 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제1 투명기판(220)에는 관통홀이 형성되며, 제1 연결부(214)는 관통홀을 통하여 제1 투명전극(210) 및 제2 투명전극(212)과 전기적으로 연결되고, 제2 투명기판(270)에는 관통홀이 형성되며, 제2 연결부(264)는 관통홀을 통하여 제3 투명전극(260) 및 제4 투명전극(262)을 전기적으로 연결할 수 있다. 이때, 제1 연결부(214) 및 제2 연결부(264)는 도전성 와이어이거나, 제3 투명전극(260) 및 제4 투명전극(262)과 동일한 소재의 전극일 수 있다.
이때, 제1 연결부(214) 및 제2 연결부(264)는 각각 단수 또는 복수일 수 있다. 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 제1 투명기판(220)에는 복수의 관통홀(h)이 형성되며, 복수의 연결부(214)가 복수의 관통홀(h)을 통하여 제1 투명전극(210) 및 제2 투명전극(212)을 전기적으로 연결할 수도 있다. 이때, 관통홀 및 연결부의 개수는 제1 단자부(280)로부터 멀어질수록 증가할 수 있다. 도 8(c) 에 도시된 바와 같이, 제2 투명기판(270)에는 복수의 관통홀(h)이 형성되며, 복수의 연결부(264)가 복수의 관통홀(h)을 통하여 제3 투명전극(260) 및 제4 투명전극(262)을 전기적으로 연결할 수도 있다. 이때, 관통홀 및 연결부의 개수는 제2 단자부(290)로부터 멀어질수록 감소할 수 있다. 이에 따라, 제1 연결부(214) 및 제2 연결부(264)가 제1 투명기판(220) 및 제2 투명 기판(270)의 가장자리뿐만 아니라, 가운데 영역에서도 연결되므로, 변색속도가 빨라질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제1 투명전극(210) 및 제2 투명전극(212) 중 적어도 하나는 소정의 패턴을 가질 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예의 전기변색소자의 하면도이다.
도 9(a)를 참조하면, 제1 투명전극(210)은 제1 단자부(280)에 연결되며, 제1 투명기판(220)의 적어도 일부에 소정 패턴으로 형성된다. 예를 들어, 투명 전도성 재료를 제1 투명 기판(220)에 인쇄하는 방법으로 제1 투명전극(210)을 형성할 수 있다.
소정 패턴은, 도시된 바와 같이 복수의 배선이 소정 간격으로 이격되어 평행하게 배치되는 형상일 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다. 소정 패턴은 격자 형상 또는 랜덤 형상일 수도 있다. 제1 투명전극(210)을 이루는 패턴의 간격 또는 두께에 따라 제1 투명전극(210)의 저항이 달라질 수 있다. 이에 따라, 패턴의 간격 또는 두께를 조절하면, 변색 속도를 조절하는 것이 가능하다.
확대 도면에서 도시한 바와 같이, 각 배선은 메쉬 형상일 수도 있다. 보다 상세하게, 메쉬 형상의 각 배선은 메쉬선(LA) 및 메쉬선(LA) 사이의 메쉬 개구부(OA)를 포함할 수 있다. 이때, 메쉬선(LA)의 선폭은, 0.1㎛ 내지 10㎛, 바람직하게는 0.5㎛ 내지 7㎛, 더욱 바람직하게는 1㎛ 내지 3.5㎛일 수 있다. 메쉬선(LA)의 선폭이 0.1㎛ 미만이면, 제조 공정 상 어려움이 있거나, 메쉬선의 단락이 발생하기 쉽다. 메쉬선(LA)의 선폭이 10㎛를 초과하는 경우, 메쉬선(LA)이 외부에서 시인되어, 시인성이 저하될 수 있다. 이와 함께, 메쉬선(LA)의 두께는 100 내지 500nm, 바람직하게는 150 내지 250nm, 더욱 바람직하게는 180 내지 200nm일 수 있다. 메쉬 개구부(OA)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 메쉬 개구부(OA)는 사각형, 다이아몬드형, 오각형, 육각형 등의 다각형상 또는 원형 형상일 수 있다. 또는, 메쉬 개구부(OA)는 규칙적인(regular) 형상 또는 랜덤한(random) 형상일 수 있다.
이와 같이, 각 배선이 메쉬 형상을 가지면, 전기 변색 소자의 시인성이 개선될 수 있으며, 저항을 낮출 수 있다.
한편, 메쉬 형상의 배선은 양각 또는 음각 방식으로 형성될 수 있다. 도 9(b)에 도시된 바와 같이, 제1 투명 기판(220)의 전면 상에 투명 전도성 재료를 배치한 후, 메쉬 형상으로 에칭하면, 양각의 메쉬 형상인 제1 투명 전극(210)을 얻는 것이 가능하다. 또는, 도 9(c)에 도시된 바와 같이, 제1 투명 기판(220)의 전면 상에 수지층을 배치한 후, 메쉬 형상의 음각 패턴(P)을 형성하고, 음각 패턴(P) 내에 투명 전도성 재료를 충전하면, 음각의 메쉬 형상인 제1 투명 전극(210)을 얻는 것이 가능하다. 이때, 수지층은 광경화성 수지 또는 열경화성 수지일 수 있으며, 음각 패턴은 수지층 상에 양각 패턴을 가지는 몰드를 임프린팅함으로써 형성될 수 있다.
설명의 편의를 위하여 제1 투명전극(210)이 소정 패턴을 가지는 것으로 예시되어 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다. 제2 투명전극(212)뿐만 아니라, 제3 투명전극(260) 및 제4 투명전극(262)도 소정 패턴을 가지도록 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 전기변색소자는 실링부를 더 포함할 수도 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기변색소자의 단면도이다. 도 5 내지 9와 동일한 내용은 중복되는 설명을 생략한다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 전기변색소자(200)는 제1 투명기판(220) 및 제2 투명기판(270) 사이에 배치되는 실링부(280)를 더 포함한다.
도 10과 같이 실링부(280)는 제1 전기변색층(230), 전해질층(240) 및 제2 전기변색층(250)의 측면을 둘러싸도록 배치되거나, 도 11과 같이 실링부(280)는 제1 투명전극(210), 제1 투명기판(220), 제2 투명전극(212), 제1 전기변색층(230), 전해질층(240), 제2 전기변색층(250) 및 제3 투명전극(260)의 측면뿐만 아니라, 제1 투명전극(210)의 하면을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
실링부(280)가 전해질층(240)의 측면을 둘러싸도록 배치되는 경우, 전해질층(240)은 공기에 노출되지 않으므로, 전해질층(240)에 포함된 전해질의 증발 및 산화로 인한 성능 저하를 방지할 수 있다.
또한, 실링부(280)가 투명전극의 측면 및 하면을 둘러싸도록 배치되는 경우, 투명전극의 재료 손상으로 인한 저항 증가 및 성능 저하를 막아주며, 투명전극이 외부에 노출되어 누전이 발생하는 문제를 방지할 수 있다.
도시되지 않았으나, 제1 투명전극(210)의 하면 및 제1 연결부(214)의 측면을 보호하기 위하여, 제1 투명전극(210)의 하면 및 제1 연결부(214)의 측면에는 절연층 또는 고분자층이 더 배치될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제1 투명전극은 외부로 노출되지 않도록 구성될 수도 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기변색소자의 단면도이고, 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기변색소자의 단면도이다. 도 5 내지 11과 동일한 내용은 중복되는 설명을 생략한다.
도 12를 참조하면, 전기변색소자(300)는 제1 투명기판(310), 제1 투명기판(310) 상에 배치되는 제1 투명전극(320), 제1 투명전극(320) 상에 배치되는 절연층(330), 절연층(330) 상에 배치되는 제2 투명전극(322), 제1 투명전극(320) 및 제2 투명 전극(322)을 전기적으로 연결하는 제1 연결부(324), 제2 투명전극(322) 상에 배치되는 제1 전기변색층(340), 제1 전기변색층(340) 상에 배치되는 전해질층(350), 전해질층(350) 상에 배치되는 제2 전기변색층(360), 제2 전기변색층(360) 상에 배치되는 제3 투명전극(370), 그리고 제3 투명전극(370) 상에 배치되는 제2 투명기판(380)을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전기변색소자(300)는 제1 투명전극(320)에 연결되는 제1 단자부(390), 그리고 제3 투명전극(370)에 연결되는 제2 단자부(395)를 더 포함하며, 제1 단자부(390) 및 제2 단자부(395)는 변색 영역(A)을 기준으로 제1 측방향에 배치된다.
이와 같이, 제1 단자부(390) 및 제2 단자부(395)가 변색 영역(A)을 기준으로 동일한 측방향에 배치되면, 제1 단자부(390) 및 제2 단자부(395)로 인하여 시야가 가려지는 면적을 최소화할 수 있다.
한편, 제1 단자부(390), 제1 투명전극(320), 제1 연결부(324) 및 제2 투명전극(322)은 제1 극성을 가지고, 제2 단자부(395) 및 제3 투명전극(370)은 제1 극성과 반대되는 제2 극성을 가지며, 제1 연결부(324)는 제1 단자부(390) 및 제2 단자부(395)가 배치되는 제1 측방향에 대향하는 제2 측방향에 배치될 수 있다.
이에 따르면, 제1 단자부(390) 및 제2 단자부(395)가 동일한 측방향에 배치되더라도, 제2 투명전극(322)을 통하여 제1 극성이 진행하는 방향과 제3 투명전극(370)을 통하여 제2 극성이 진행하는 방향이 서로 대향하므로, 전기장이 변색 영역(A) 전체에 대하여 고르게 분포될 수 있으며, 변색 영역(A) 전체에 대하여 고른 변색 속도를 얻을 수 있다.
여기서, 제1 연결부(324)는 절연층(330)의 측면에 제1 투명전극(320) 및 제2 투명전극(322)과 일체로 형성되는 것을 예로 들고 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.
도 13을 참조하면, 제1 연결부(324)는 절연층(330)을 관통하여 형성될 수도 있다. 예를 들어, 절연층(330)에는 관통홀이 형성되며, 제1 연결부(324)는 관통홀을 통하여 제1 투명전극(320) 및 제2 투명전극(322)을 전기적으로 연결할 수 있다. 이때, 제1 연결부(324)는 도전성 와이어이거나, 제1 투명전극(320) 및 제2 투명전극(322)과 동일한 소재의 전극일 수 있다.
도 12 및 도 13과 같이, 제1 투명기판(310) 상에 제1 투명전극(320), 절연층(330) 및 제2 투명전극(322)이 배치되고, 제1 투명전극(320) 및 제2 투명전극(322)이 제1 연결부(324)를 통하여 전기적으로 연결되는 경우, 제1 단자부(390) 및 제2 단자부(395)를 동일한 측방향에 배치시킬 수 있어 사용자의 시야를 가리는 문제를 최소화할 수 있으며, 변색 영역 전체적으로 균일한 전기장 및 변색 속도를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 외부로 제1 투명전극(320)이 노출되지 않으므로, 누전을 방지할 수도 있다.
도시되지 않았으나, 제2 투명기판(380) 측도 제1 투명기판(310) 측과 동일한 전극 구조를 가질 수 있다.
뿐만 아니라, 도 12 및 도 13의 실시예에서도 투명 전극이 소정 패턴을 가지도록 형성되거나, 실링부가 더 배치되는 구조를 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색소자는 무선충전 방식에 의하여 전력을 공급 받을 수 있다. 설명의 편의를 위하여 전기변색소자가 차량용 썬루프에 적용되는 것을 예로 들어 설명하나, 이로 제한되는 것은 아니다.
도 14는 본 실시 예에 따른 썬루프 제어 장치의 구성도이고, 도 15는 본 실시 예에 적용되는 무선전력 송신부의 블록 구성도이며, 도 16은 본 실시예에 적용되는 무선전력 수신부의 블록 구성도이다.
도 14 내지 도 16을 참조하면, 본 실시 예에 따른 썬루프 제어 장치는 차체에 장착되는 제어 장치(3100)와 상기 제어 장치(3100)의 제어에 의해 개방 또는 폐쇄되거나, 착색 또는 탈색되는 썬루프(3200)로 구성된다.
제어장치(3100)는 전원 공급부(3110), 무선전력 송신부(3120), 사용자 입력부(3130), 저장부(3140), 출력부(3150) 및 제어부(3160)로 구성된다.
전원 공급부(3110)는 상용전원을 입력 받아 제어장치(3100)의 각 구성부에 대한 구동전압으로 변환하고, 각 구동 전압을 해당 부에 제공한다.
무선전력 송신부(3120)는 전원 공급부(3110)로부터 인가되는 교류 전압에 의해 썬루프(3200)에 구성되는 무선전력 수신부(3210)에 무선으로 전력을 공급한다. 무선전력 송신부(3120)는 무선전력 수신부(3210)의 존재 여부에 기초하여 무선으로 전력을 제공한다. 무선전력 송신부(3120)는 무선전력 수신부(3210)의 전력 요구량, 현재 충전량 그리고 무선 전력 방식을 고려하여 전력을 전송할 수 있다. 또한 무선전력 송신부(3120)는 무선전력 수신부(3210)와의 통신을 통하여 배터리(3220)의 충전 상태, 배터리 용량, 배터리 사용량 등에 대한 정보를 취득할 수 있다.
사용자 입력부(3130)는 사용자로부터 다양한 동작 제어 신호를 입력 받을 수 있다. 사용자 입력부(3130)는 키패드, 스위치, 터치 패드, 조그 스위치, 조그 휠 등의 다양한 형태로 구성될 수 있다. 사용자 입력부(3130)를 통하여 썬루프(3200)의 개방 또는 폐쇄 동작에 대한 입력 신호를 받는다. 또한 사용자 입력부(3130)를 통하여 썬루프 유리모듈(3230)의 착색 또는 탈색을 위한 제어 신호를 입력 받을 수 있다. 여기서, 썬루프 유리모듈(3230)은 도 5 내지 13의 전기변색소자(200)일 수 있다. 또한 사용자 입력부(3130)를 통하여 썬루프(3200)에 구성되는 무선전력 수신부(3210)의 컨트롤러(미도시)에서 무선으로 전력 전송 또는 전력 전송 중지를 위한 제어 신호를 입력 받는다.
저장부(3140)는 제어부(3160)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터를 임시 저장할 수 있다. 저장부(3140)는 썬루프(3200)의 개방 또는 폐쇄를 위한 상태 정보를 저장한다.
출력부(3150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로 이에는 디스플레이부(3151), 오디오 출력부(3152)등이 포함될 수 있다.
디스플레이부(3151)는 차량 내에서 발생되는 다양한 정보를 표시(출력)한다. 또한 디스플레이부(3151)는 썬루프(3200)의 개방 및 폐쇄 상태 정보를 표시한다. 디스플레이부(3151)는 썬루프(3200)의 개방 및 폐쇄 상태에 따른 착색 및 탈색에 대한 정보를 표시한다.
디스플레이부(3151)는 액정 디스플레이 (liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
오디오 출력부(3152)는 차량 내/외부의 상태를 오디오로 출력할 수 있다. 오디오 출력부(3152)는 스피커일 수 있으며, 디스플레이부(3151)에서 출력되는 정보를 오디오로 출력하여 사용자에게 제공한다.
제어부(3160)는 통상적으로 제어 장치(3100) 및 썬루프(3200)의 동작을 제어 한다. 제어부(3160)는 사용자 입력부(3130)를 통하여 입력되는 썬루프(3200)의 개방 또는 폐쇄에 대한 제어 신호를 감지한다. 제어부(3160)는 상기 감지되는 신호에 대응하는 전력을 무선전력 송신부(3120)를 통하여 전송한다. 또한 제어부(3160)는 무선전력 송신부(3120)를 통하여 전송되는 전력에 기초하여 유리모듈(3230)의 착색 또는 탈색을 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어부(3160)에서 감지되는 썬루프(3200)의 개방 또는 폐쇄를 위한 감지 신호는 별도의 센서부(미도시)를 통해 감지된 결과를 수신하여 확인할 수 있다.
썬루프(3200)는 차량의 제어장치(3100)에 구성되는 무선전력 송신부(3120)로부터 전송되는 전력을 수신하는 무선전력 수신부(3210), 상기 무선전력 수신부(3210)를 통하여 전력을 충전하거나 상기 충전된 전력을 방전하는 배터리(3220) 및 변색유리가 적용된 유리모듈(3230)로 구성된다.
무선전력 수신부(3210)는 무선전력 송신부(3120)로부터 전력을 수신하여 상기 수신된 전력을 이용하여 배터리(3220)를 충전하거나 유리모듈(3230)의 착색 또는 탈색 모드를 실행하도록 할 수 있다. 무선전력 수신부(3210)는 유리모듈(3230)의 착색 또는 탈색 시 인가되는 전력 량, 내부 전류를 감지할 수 있으며 상기 감지된 결과를 무선전력 송신부(3120)로 출력할 수 있다.
배터리(3220)는 무선전력 수신부(3210)를 통해 인가되는 전력으로 충전된다. 배터리(3220)는 충전된 전력을 유리모듈(3230)로 방전하여 상기 유리모듈(3230)의 착색 모드 동작을 위한 전압을 인가할 수 있다. 배터리(3220)는 플렉시블한 형태의 박형 배터리가 적용되는 것이 바람직하다. 구체적으로 배터리(3220)는 실시 예의 형태에 따라 유리모듈(3230) 내부에 임베디드되거나 일부가 유리모듈(3230)에 삽입되는 형태로 구성될 수 있다. 따라서 배터리(3220)는 유리모듈(3230)의 특성 및 형태를 고려하여 플렉시블한 박막형 배터리를 적용하는 것이 바람직하다. 그 외에도 유리모듈(3230)의 형태 또는 썬루프 구현 형태에 따라 다양한 크기 및 특성을 가지는 배터리(3220)가 적용될 수 있다.
유리모듈(3230)는 무선전력 수신부(3210)를 통해 인가되는 전력 또는 배터리(3220)의 방전에 의해 인가되는 전력이 따라 착색되거나 탈색되는 전기변색 유리로 구성된다.
무선전력 송신부(3120)는 송신측 교류/직류 변환부(1210), 송신측 직류/교류 변환부(1220), 송신측 임피던스 매칭부(1230), 코일부(1240) 그리고 송신측 통신 및 제어부(1250)을 포함할 수 있다.
송신측 교류/직류 변환부(1210)는 송신측 통신 및 제어부(1250)의 제어 하에 전원 공급부(3110)로부터 제공되는 교류 신호를 직류 신호로 변환하는 전력 변환부이다. 정류기(1211)는 제공되는 교류 신호를 직류 신호로 변환하는 장치이다.
송신측 직류/직류 변환부(1212)는 송신측 통신 및 제어부(1250)의 제어 하에 상기 정류기(1211)로부터 제공되는 직류 신호의 레벨을 조절한다.
송신측 직류/교류 변환부(1220)는 송신측 통신 및 제어부(1250)의 제어 하에 송신측 교류/직류 변환부(1210)으로부터 출력되는 직류 신호를 교류 신호로 변환하고, 변환된 교류 신호의 주파수를 조절할 수 있는 장치이다.
송신측 임피던스 매칭부(1230)는 서로 다른 임피던스를 가진 지점에서 반사파를 최소화하여 신호의 흐름을 좋게 한다. 송신측 코일부(1240)는 복수개의 코일 또는 단수개의 코일로 구현될 수 있다.
통신 및 제어부(1250)는 상기 송신측 제어부(1251)는 무선전력 수신부(3210)의 전력 요구량, 현재 충전량 그리고 무선 전력 방식을 고려하여 상기 송신측 교류/직류 변환부(1210)의 출력 전압을 조절하는 역할을 할 수 있다. 상기 송신측 통신부(1252)와 수신측 통신부(2152)는 서로 간에 충전 상황 정보 및 충전 제어 명령 등의 송수신을 진행할 수 있다. 그리고 충전 상황 정보는 무선전력 수신부(3120)의 개수, 배터리 잔량, 배터리 용량, 그리고 무선전력 송신부(3120) 전송 전력량 등을 포함할 수 있다.
무선전력 수신부(3210)는 수신측 코일부(2110), 수신측 임피던스 매칭부(2120), 수신측 교류/직류 변환부(2130), 직류/직류 변환부(2140), 수신측 통신 및 제어부(2150)를 포함할 수 있다.
수신측 코일부(2110)는 자기 유도 방식 또는 자기 공진 방식을 통해 전력을 수신할 수 있다.
수신측 임피던스 매칭부(2120)는 무선전력 송신부(3120)와 무선전력 수신부(3210) 사이의 임피던스 매칭을 수행한다.
상기 수신측 교류/직류 변환부(2130)는 수신측 코일부(2110)으로부터 출력되는 교류 신호를 정류하여 직류 신호를 생성한다.
수신측 직류/직류변환부(2140)는 수신측 교류/직류 변환부(2130)에서 출력되는 직류 신호의 레벨을 부하의 용량에 맞게 조정할 수 있다. 부하는 본 실시 예에 따라 배터리(3220) 이거나 유리모듈(3230)일 수 있다.
수신측 통신 및 제어부(2150)는 상기 송신측 통신 및 제어부(1250)와 통신을 수행하고, 무선전력 수신부(3210)의 서브 시스템의 동작을 제어할 수 있다. 또한 수신측 통신부는 유리모듈의 착색 정도 또는 착색에 따른 전류 변화 정보를 상기 무선전력 송신부(3120)의 제어부(1250)으로 전송한다.
이하 본 실시 예가 적용되는 썬루프(3200)가 개방 또는 폐쇄 시 무선충전 송신부(3210) 및 수신부(3220)의 연결 관계를 설명한다.
도 17은 본 실시 예에 따른 썬루프 폐쇄 및 개방 동작을 설명하기 위한 단면 예시도이다. 베젤부(3242)는 유리모듈(3230)을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 또한, 베젤부(3241)는 차체에도 썬루프 영역에 대응되도록 형성될 수 있다. 무선충전 수신부(3210)와 배터리(3220)는 썬루프(3200)의 베젤부(3242)에 배치되어 외관상 드러나지 않도록 형성될 수 있다. 차체에 형성된 베젤부(3241)의 일측, 즉, 상기 썬루프 베젤부(3242)에 배치되는 무선전력 수신부(3210)의 위치와 대응되는 위치에는 무선전력 송신부(3220)가 배치될 수 있다.
도 17을 참조하면 (a) 예시도는 썬루프(3200)가 폐쇄된 상태이다. 이때 무선전력 수신부(3210)는 무선전력 송신부(3220)를 통하여 무선으로 전력을 수신할 경우 상기 무선으로 수신되는 전력으로 배터리(3220)를 충전하거나 유리모듈(3230)의 착색모드를 실행하게 된다. 또한 썬루프(3200)가 폐쇄된 상태에서도 제어부(3160)의 제어에 기초하여 무선전력 전송 및 수신이 이루어지지 않는 경우 충전된 배터리(3220)에 의해 착색 모드를 유지할 수 있다. 또한 배터리(3220)의 전력이 방전된 상태이면, 유리모듈(3230)은 탈색 상태로 천이하게 된다.
(b) 예시도는 썬루프(3200)가 개방된 상태이다. 구체적으로 썬루프(3200)의 유리모듈(3230)의 베젤부와 차체의 베젤부(3241)가 이격된 상태이다. 이때 유리모듈(3230)은 배터리(3220)를 통하여 전력을 인가 받아서 착색 모드를 유지 또는 진행할 수 있다. 또한 유리모듈(3230)은 배터리(3220)에 전력이 기준량 이하인 경우 사용자의 조작에 의해 착색 상태를 유지하거나 전원 공급을 차단하여 탈색 상태로 천이하게 된다.
이하 도 18 내지 도 21을 참조하여 상기와 같은 구성에 기초하여 본 실시 예에 따른 썬루프의 착색 또는 탈색 동작을 상세히 설명한다.
도 18은 본 실시 예에 따른 무선전력 송신부의 동작 흐름도이다.
도 18을 참조하면, 제어부(3160)는 무선전력 송신부(3120)를 통하여 썬루프(3200)의 배터리(3220) 또는 유리모듈(3230)로 전력을 전송하기 위한 대기 모드로 동작할 수 있다.(S810) 구체적으로 제어부(3160)는 무선전력 수신부(3210)가 감지되거나 사용자의 요청 신호에 의해 무선전력 송신부(3120)를 통하여 상기 무선전력 수신부(3210)로 전력 전송을 하기 위한 대기 모드로 동작한다.
제어부(3160)는 무선전력 전송 대기 모드 중(S810) 무선전력 송신부(3120)를 통하여 무선전력 수신부(3210)가 감지되는지를 판단한다.(S820) 구체적으로, 무선전력 송신부(3120)를 통하여 무선전력 전송 범위 이내에 무선전력 수신부(3210) 가 감지되는지를 확인하게 된다. 상기 무선전력 전송 범위는 차량의 썬루프(3200)가 폐쇄되어 차체와 연결된 상태일 수 있다. 또한 무선전력 전송 범위는 송신 또는 수신되는 전력에 따라 그 거리가 가변될 수 있다.
제어부(3160)는 무선전력 송신부(3120)를 통하여 무선전력 수신부(3210)가 연결된 것으로 감지하면, 상기 무선전력 송신부(3120)를 통하여 무선으로 전력을 전송하는 전력 전송 모드를 실행한다.(S830)
또한 제어부(3160)는 무선전력 송신부(3120)를 통하여 무선전력 수신부(3210)가 연결되지 않은 것으로 확인하면 무선전력 송신부(3120)를 통하여 무선전력 수신부(3210)에 전력을 전송하지 않는 전력 비전송 모드로 동작할 수 있다.(S840)
제어부(3160)는 무선전력 송신부(3120)에서 무선전력 수신부(3210)가 감지되는 상태이면, 썬루프가 개방되어 차체와 이격된 상태이더라도, 사용자 요청 등에 의해 전력 전송 모드를 실행할 수 있다. 또한 이격된 상태이더라도 유리모듈의 착색 또는 탈색 모드를 실행할 수 있다.
도 19는 본 실시 예에 따라 썬루프 폐쇄 상태에서의 무선전력 수신부의 동작 흐름도이다.
도 19를 참조하면, 무선전력 송신부(3120)는 무선전력 수신부(3210)에 무선으로 전력을 전송한다.(S902) 이때 썬루프(3200)는 차체와 연결된 폐쇄 상태이다.(S904)
무선전력 수신부(3210)는 인가되는 전력으로 유리모듈(3230)의 변색 모드를 실행하거나 배터리 충전을 실행할 수 있다. 구체적으로 제어 장치(3100)의 제어부(3160)에서는 무선전력 수신부(3210)가 감지되면 변색 모드 실행 또는 배터리 충전 모드 실행을 위한 제어 신호를 함께 전송할 수 있다.
제어부(3160)는 변색 모드 실행 신호가 감지되는 지를 판단한다.(S906)
제어부(3160)는 변색 모드 실행 신호가 감지되지 않으면, 무선전력 송신부(3120)를 통해 인가되는 전력으로 배터리(3220)를 충전하는 배터리 충전 모드를 실행한다.(S908) 구체적으로 배터리(3220)는 무선전력 수신부(3210)를 통하여 인가되는 전력으로 충전될 수 있다. 상기 충전된 배터리(3220)의 전력은 유리모듈(3230) 착색 모드 동작 시 전압으로 인가될 수 있다.
반면, 제어부(3160)는 변색 모드 실행 신호가 감지되면 무선전력 송신부(3120)를 통해 무선전력 수신부(3210)로 인가되는 전력으로 유리모듈(3230)의 착색모드를 실행한다.(S910) 유리모듈(3230)은 무선전력 수신부(3210)를 통하여 인가되는 전압에 의해 내부 전류 변화를 광 투과율이 감소되도록 착색된다. 이때 유리모듈(3230)의 착색 정도 또는 착색에 따른 전류값, 전류 변화량에 대한 정보는 무선전력 수신부(3210)의 통신부를 통하여 제어장치(3100)의 제어부(3160)로 전송될 수 있다. 상기 유리모듈(3230)의 착색에 요구되는 구동 전압은 2V(소비전력 5W이하)일 수 있다.
제어부(3160)는 무선전력 수신부(3210)를 통하여 감지되는 유리모듈(3230)의 전류값에 기초하여 착색 정도를 추정할 수 있다. 따라서, 제어부(3160)는 무선전력 수신부(3210)를 통하여 유리모듈(3230) 착색 모드 동작에 따라 변화하는 전류 변화량 또는 전류 값 또는 상기 추정되는 착색 정도에 기초하여 유리모듈 착색이 완료되었는지를 판단할 수 있다.(S912)
구체적으로 제어부(3160)는 무선전력 수신부(3210)를 통하여 무선전력 송신부(3120)에서 수신한 전류 변화량이 임계 범위 이내에 도달하였는지 확인하거나, 전류 값이 임계 범위 이내값 이하로 감지되는지를 판단한다. 상기 전류 변화량의 임계 범위는 -75 내지 10 μA/sec 일 수 있다. 그리고, 전류값의 임계 범위는 -1.2 내지 2.8mA일 수 있다. 또는 검출된 전류 변화량 또는 전류량에 따라 유리모듈(3230)의 착색 정도를 추정하고, 추정된 착색 정도가 임계 범위 이내에 도달하였는지 확인할 수 있다. 상기 착색율 임계 범위는 %로 나타낼 수 있다. 또한 상기 유리모듈(3230)의 변색 시 가변되는 전류의 변화를 감지하기 위해서는 별도의 전류 검출부(미도시)를 구성하고, 상기 전류 검출부에서 검출된 전류값을 제어부가 확인하여 유리모듈(3230)의 착색 정도를 확인할 수 있다.
따라서 제어부(3160)는 유리모듈(3230)의 착색이 완료된 것으로 판단하면 무선전력 송신부(3120)를 통한 전력 전송 종료 여부를 판단하게 된다.(S914) 제어부(3160)는 유리모듈의 착색 완료 또는 사용자 요청에 의하여 무선전력 송신부(3120)가 전력 전송을 종료하도록 선택 받지 않은 경우 무선전력 송신부(3120)를 통하여 무선전력 수신부(3210)로 전력 전송을 유지하고 상기 전력에 의해 배터리(3220)의 충전을 실행할 수 있다.(S908)
반면, 제어부(3160)는 유리모듈의 착색 완료 또는 사용자 요청에 의하여 무선전력 송신부(3120)가 전력 전송을 종료하도록 선택 받은 것을 확인되면, 배터리(3220)의 전력 잔량을 확인하게 된다. 즉, 제어부(3160)는 무선전력 수신부(3210)에서 배터리(3220)의 전력이 존재하는지 또는 전력량의 존재 여부를 확인한다. 무선전력 수신부(3210)는 확인된 배터리의 상태 정보를 무선전력 송신부(3120)로 출력하여 제어부(3160)는 상기 배터리의 상태 정보를 확인할 수 있다. 따라서, 제어부(3160)는 배터리(3220)의 전력이 존재하거나 또는 기준량 이상으로 존재하는 경우 배터리 전력을 방전하여 유리모듈(3230)의 착색 또는 착색을 유지 할 수 있다.(S918)
반면, 제어부(3160)는 배터리(3220)의 전력이 모두 방전된 상태이거나 기준량 미만인 경우 유리모듈의 착색 모드를 종료한다.(S920) 이러한 경우 유리모듈(3230)은 착색 상태에서 탈색이 진행되는 탈색 진행 모드로 천이하게 된다.
제어부(3160)는 썬루프 폐쇄 상태에 대한 정보, 무선전력 송수신 상태 정보, 유리모듈의 착색 또는 탈색 정보 및 배터리의 상태 정보 등을 출력부(3150)를 통해 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다.
도 20은 본 실시 예에 따라 썬루프 개방 상태에서 무선전력 수신부의 동작 흐름도이다.
도 20을 참조하면, 제어부(3160)는 무선전력 송신부(3120)와 무선전력 수신부(3210)가 이격되어 있는 썬루프(3200) 개방 상태를 감지한다.(S1002)
이때 무선전력 수신부(3210)는 인가되는 전력이 존재 하지 않음에 따라 배터리(3220)로 전력인가가 이루어지지 않는다. 따라서 배터리(3200)의 잔량 여부에 따라 유리모듈(3230)은 착색 유지 또는 탈색 모드를 실행하게 된다. 구체적으로 배터리(3220)는 무선전력 수신부(3210)를 통하여 인가되는 전력이 없음에 따라(S1004) 배터리(3220) 전력을 유리모듈(3230)로 방전하게 된다.(S1006) 즉, 배터리(3220)의 방전 모드 실행 시 유리모듈(3230)은 착색이 되어 있는 경우라면 배터리 전력량 만큼(시간) 착색 상태를 유지하게 된다. 또는 유리모듈(3230)이 착색 상태가 아닌 경우 상기 배터리(3220) 전력에 의해 착색 모드로 동작하게 된다.
또한, 배터리(3220)에 존재하는 전력이 없는 경우 유리모듈(3230)은 착색 상태라면 탈색 모드로 동작하게 된다.(S1008) 또는 유리모듈(3230)의 착색 상태가 아니라면 탈색 상태를 유지하게 된다.
이때 제어부(3160)는 출력부(3150)를 통하여 유리모듈(3230)의 착색 또는 탈색 상태 및 배터리(3220)의 정보를 출력하여 사용자에게 제공할 수 있다.
상기한 바와 같이 썬루프의 폐쇄 또는 개방 상태에 따라 무선전력 송신부와 무선전력 수신부의 연결 또는 연결 해제가 감지되고, 그에 따른 유리모듈의 착색 또는 배터리의 충전 모드가 실행된다. 또한 배터리의 전력에 의해 무선전력 송신부와 무선전력 수신부가 연결 해제된 상태에서도 유리모듈은 착색 상태를 유지하거나 착색 될 수 있다.
도 21을 참조하여 무선전력 송신부와 무선전력 수신부의 연결 관계에 따른 유리모듈의 착색 또는 탈색 동작에 대해 설명한다.
도 21은 본 실시 예에 따라 썬루프 착색 및 탈색 시 전압 변화 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 21을 참조하면, 도 21(a) 예시도에서와 같이 전원 공급 상태를 나타낸 선(L1110)과 같이 전압 인가 구간(ON)에서는 썬루프(3200)가 폐쇄되어 무선전력 송신부(3110)와 무선전력 수신부(3120)가 연결되어 있는 상태에서 무선전력 송신부(3110)가 무선전력 수신부(3120)에 유리모듈(3230)의 착색 또는 배터리(3220) 충전을 위한 전력을 공급받는다. 이때 유리모듈(3230)로 인가되는 전압은 2V일 수 있다.
유리모듈(3230)은 전압이 인가되는 구간(ON)동안 착색율 상태선(1120)에서 나타난 것과 같이 착색된다. 특히 전아 임가 구간(ON)중 제1 구간(ON_a)에서는 유리모듈(3230)의 착색율이 급속으로 증가하게 된다. 이후 전압 인가 구간(ON) 중 임계 시간이 경과된(착색이 임계치 이상 진행되면) 제2 구간(ON_b)에서는 저속으로 착색율이 증가하게 된다.
이후 썬루프(3200)가 개방되거나, 무선전력 송신부(3120)에서 전력 공급이 이루어지지 않으며 배터리 잔량이 존재하지 않는 전압 차단 구간(OFF)에서는 탈색모드로 진행하게 된다. 이때 전압 차단 구간(OFF)중 제1 구간(OFF_a)에서는 유리모듈의 착색율이 급속으로 감소하게 된다. 이후 임계 시간이 경과하면 제2 구간(OFF_b)에서는 탈색모드를 종료하게 된다.
또한 도 21(b)는 전원 공급 상태를 나타낸 선(L1110)과 같이 전압 인가 구간(ON)에서는 썬루프(3200)가 폐쇄되어 무선전력 송신부(3110)와 무선전력 수신부(3120)가 연결되어 있는 상태에서 무선전력 송신부(3110)가 무선전력 수신부(3120)에 유리모듈(3230)의 착색 또는 배터리(3220) 충전을 위한 전력을 공급받는다. 이때 유리모듈(3230)로 인가되는 전압은 2V일 수 있다.
유리모듈(3230)은 전압이 인가되는 구간(ON)동안 착색율 상태선(L1120)에서 나타난 것과 같이 착색된다. 특히 전아 임가 구간(ON)중 제1 구간(ON_a)에서는 유리모듈(3230)의 착색율이 급속으로 증가하게 된다. 이후 전압 인가 구간(ON) 중 임계 시간이 경과된(착색이 임계치 이상 진행되면) 제2 구간(ON_b)에서는 저속으로 착색율이 증가하게 된다.
이후 썬루프(3200)가 개방되거나 무선전력 송신부(3120)에서 전력 공급이 이루어지지 않으며 배터리 잔량이 존재하면 전압 차단 구간(OFF)에서는 배터리(3220)의 전력이 예시선(L1130)과 같이 유리모듈(3230)로 공급된다. 이때는 무선전력 수신부(3210)를 통하여 전력이 공급되는 상태와 유사하게, 유리모듈(3230)로 전력이 인가될 수 있다. 따라서 유리모듈(3230)은 배터리(3220)의 전력이 모두방전 될 때까지 유리모듈(3230)로 전력을 인가함으로써, 유리모듈(3230)이 착색된 상태라면 착색 상태를 유지하게 된다. 즉, 유리모듈(3230)은 배터리(3220)의 전력 잔량만큼 착색 상태를 유지하게 된다.(L1140) 이후 유리모듈(3230)은 배터리(3220)의 전력이 모두 방전되면 유리모듈(3230)은 탈색 모드로 천이하여 탈색(L1150)이 이루어진다.
상기와 같이 본 실시 예에 따른 차량 윈도우 제어 장치 및 방법에 따르면 차량의 썬루프에 변색 유리를 채택하고, 무선충전 방식으로 변색 유리의 전원 공급을 실행함으로써, 전력선을 와이어리스 또는 최소화하여 차량의 외형적 심미성을 증대시킬 수 있는 효과를 가지고 있다.
또한 본 실시 예에 따른 차량 윈도우 제어 장치 및 방법에 따르면, 차량 윈도우에 무선으로 수신되는 전력에 의해 충전되는 배터리를 임베디드 함으로써, 전력 송신 장치로부터 전력 공급이 중단되더라도, 배터리 전력에 의한 썬루프 변색이 제어됨으로써, 외부 환경에 적응성이 높은 차량 윈도우를 제공할 수 있는 효과를 가지고 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기변색소자는 접촉전극 방식에 의하여 전력을 공급 받을 수도 있다. 설명의 편의를 위하여 전기변색소자가 차량용 썬루프에 적용되는 것을 예로 들어 설명하나, 이로 제한되는 것은 아니다.
도 22는 본 실시 예에 따른 썬루프 제어 장치의 구성도이고, 도 23은 본 실시 예에 적용되는 썬루프 커넥터의 예를 도시한 예시도이다.
도 22 내지 도 23을 참조하면, 본 실시 예에 따른 썬루프 및 제어 장치는 차체에 장착되는 제어 장치(5100)와 상기 제어 장치(5100)의 제어에 의해 개방 또는 폐쇄되거나, 착색 또는 탈색되는 썬루프(5200)로 구성된다.
제어장치(5100)는 전원부(5110), 전원 제어부(5120), 구동부(5130), 전류 검출부(5140), 커넥터(5150), 사용자 입력부(5160), 저장부(5170), 출력부(5180) 및 제어부(5190)로 구성된다.
전원부(5110)는 상용전원을 입력 받아 제어장치(5100)의 각 구성부에 대한 구동전압로 변환하고, 각 구동 전압을 해당 부에 제공한다.
전원 제어부(5120)는 전원부(5110)로부터 제공되는 전압을 썬루프(5200)의 유리모듈 (5210) 구동을 위한 전압(예를 들어 2V)으로 변환하여 제공한다.
구동부(5130)는 전원부(5110) 또는 전원 제어부(5120)에서 공급되는 전원을 전류변환하여 유리모듈(5210)의 색 농도를 변환시킨다.
전류 검출부(5140)는 전원 제어부(5120)에서 인가되는 전압에 기초하여 구동부(5140)에 공급되는 감지되는 전류를 측정한다. 상기 전류 검출부(5140)는 전류 센서(current sensor)를 포함한다.
제어부(5190)는 상기 측정된 전류에 기초하여 유리모듈(5210)의 착색 또는 탈색 정도를 추정할 수 있다. 또한 제어부(5190)는 감지되는 전류와 커넥터(5150)가 접촉되어 폐쇄 상태로 인식되면 유리모듈(5210)의 착색 상태 유지를 위하여 지속적으로 전류를 공급할 수 있다.
커넥터(5150)는 차량에 존재하는 제1 커넥터(5151)와 썬루프에 존재하는 제2 커넥터(5152)로 구성된다. 커넥터(5151)는 도 23에 도시된 바와 같이 다양한 종류로 구성될 수 있다.
도 23의 예시도(a)는 접촉식 커넥터로서, 접촉 단자부(5151a)와 상기 접촉 단자부(5151a)에 접촉되는 접촉부(5152a)로 구성된다. 상기한 접촉식 커넥터는 접촉 단자부(5151a)에 접촉부(5152a)가 접촉 또는 이탈 될 때 전원제어부(5120)를 통해 인가되는 전압이 공급 또는 차단되게 된다.
따라서, 썬루프의 폐쇄 시에는 상기 접촉 단자부(5151a)와 접촉부(5152a)가 접촉되어 있으며, 썬루프의 개방 시에는 상기 접촉 단자부(5151a)와 접촉부(5152a)의 접촉이 해제된다. 예를 들어, 접촉 단자부(5151a)는 차체의 베젤부에 존재할 수 있으며, 접촉부(5152a)는 썬루프(5200)의 유리 모듈(5210) 내에 삽입되어 유리 베젤부에 존재할 수 있다. 상기한 접촉 단자부(5151a)와 접촉부(5152a)의 위치는 유동적일 수 있다. 즉, 접촉부(5152a)가 차체의 베젤부에 존재하고, 접촉 단자부(5151a)가 썬루프(5200)의 유리모듈(5210)에 삽입되어 베젤부에 존재할 수 있다. 이때, 유리 모듈(5210) 또는 차체의 베젤부에 접촉 단자(5151a) 또는 접촉부(5152a)가 삽입되더라도, 일측은 노출되어, 접촉부(5152a) 접촉 단자(5151a)와 접촉이 용이하도록 한다.
도 23의 예시도(b)는 삽입식 커넥터로서, 암 커넥터(5152b)에 수 커넥터(5151b)가 삽입 또는 이탈됨에 따라 썬루프(5200)의 유리 모듈(5210)에 인가되는 전원을 공급 또는 차단된다. 예를 들어 수 커넥터(5151b)는 차체의 베젤부에 존재할 수 있으며, 암 커넥터(5152b)는 썬루프(5200)의 유리모듈(5210)에 삽입되어 베젤부에 존재할 수 있다. 상기한 암/수 커넥터(5151b, 5152b)의 위치는 유동적일 수 있다. 즉, 수 커넥터(5151b)가 썬루프(5200) 유리모듈(5210)에 삽입되어 베젤부에 존재하고, 암 커넥터(5152b)가 차체의 베젤부에 존재할 수 있다. 이때 유리 모듈(5210) 또는 차체의 배젤부에 수 커넥터(5151b) 또는 암 커넥터(5152b)가 삽입되더라도 일측은 노출되어 암커넥터(5152b) 또는 수커넥터(5151b)와 연결이 용이하도록 한다.
또한 상기한 커넥터 종류 외에도 다양한 형태의 커넥터로 구성될 수 있다. 또는 커넥터 외에도 전기적 제어가 가능한 스위치로 구성될 수 있다.
사용자 입력부(5160)는 사용자로부터 다양한 동작 제어 신호를 입력 받을 수 있다. 사용자 입력부(5160)는 키패드, 스위치, 터치 패드, 조그 스위치, 조그 휠 등의 다양한 형태로 구성될 수 있다. 사용자 입력부(5160)를 통하여 썬루프(5200)의 개방 및 폐쇄 동작에 대한 입력 신호를 받는다. 또한 사용자 입력부(5160)를 통하여 썬루프 유리 모듈(5210)의 착색 및 탈색을 위한 제어 신호를 입력 할 수 있다.
따라서, 유리 모듈(5210)은 커넥터(5150) 접촉에 의해 썬루프(5200) 폐쇄 상태에 따라 착색 상태가 지속되는 중에 사용자 입력이 발생되면 탈색 상태로 변경되거나 전원 공급을 중단할 수 있다.
저장부(5170)는 제어부(5190)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터를 임시 저장할 수 있다. 저장부(5170)는 썬루프의 개방 또는 폐쇄를 위한 상태 정보를 저장한다. 저장부(5170)는 썬루프(5200)의 유리 모듈(5210) 착색 또는 탈색에 기준이 되는 전압, 전류 정보를 저장한다. 또한 저장부(5170)는 유리모듈(5210)의 착색 또는 탈색 가역반응의 한계 상태에 대응하는 전압 또는 전류 정보를 저장한다.
출력부(5180)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로 이에는 디스플레이부(5181), 오디오 출력부(5182)등이 포함될 수 있다.
디스플레이부(5181)는 차량 내에서 발생되는 다양한 정보를 표시(출력)한다. 또한 디스플레이부(5181)는 썬루프(5200)의 개방 또는 폐쇄 상태 정보와 착색 또는 탈색에 대한 정보를 표시한다.
디스플레이부(5181)는 액정 디스플레이 (liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
오디오 출력부(5182)는 차량 내/외부의 상태를 오디오로 출력할 수 있다. 오디오 출력부(5182)는 스피커일 수 있으며, 디스플레이부(5181)에서 출력되는 정보를 오디오로 출력하여 사용자에게 제공한다.
제어부(5190)는 통상적으로 제어 장치(5100) 및 썬루프(5200)의 동작을 제어한다. 제어부(5190)는 사용자 입력부(5160)를 통하여 입력되는 썬루프(5200)의 개방 및 폐쇄에 대한 제어 신호를 감지한다. 제어부(5190)는 상기 감지되는 신호에 대응하는 전압 인가 및 차단을 위한 제어 신호를 생성하여 출력하도록 제어한다. 제어부(5190)는 전류 검출부(5140)에서 검출되는 전류값에 기초하여 썬루프(5200)의 유리 모듈(5210)에 대한 탈색 및 착색 정도를 추정하고 그에 따른 전압 차단 및 공급을 제어하게 된다. 예를 들어 제어부(5190)는 저장부(5170)에 저장된 유리모듈(5210)의 착색 또는 탈색의 가역반응 한계치 전압 또는 전류의 범위를 넘는 전원이 인가되면 전원을 차단한다.
커넥터(5150)의 연결 및 폐쇄 감지는 별도의 감지부(미도시)를 구성하여 실행될 수 있다. 또한 제어부(5190)는 커넥터(5150)의 연결 및 해제를 감지하여 썬루프(5200) 유리 모듈(5210)의 변색을 위한 전압 공급 및 차단을 제어하게 된다.
썬루프(5200)는 차량의 제어장치(5100)에 구성되는 제1 커넥터(5151)와 연결되는 제2 커넥터(5152), 착색 또는 탈색 기능이 부가된 유리 모듈(5210)로 구성된다.
제2 커넥터(5152)는 상술한 접촉식 커넥터의 접촉부 이거나, 삽입식 커넥터의 암 커넥터일 수 있다. 또는 구성 형태에 따라 접촉식 커넥터의 접촉 단자이거나, 삽입식 커넥터의 수 커넥터일 수 있다.
제2 커넥터(5152)는 제1 커넥터(5151)와 연결되고, 유리 모듈(5210)의 착색을 위한 전압을 인가 받는다. 또한 제2 커넥터(5152)는 제1 커넥터(5151)와 연결이 해제되면 전압 인가가 중지된다.
유리 모듈(5210)은 커넥터의 연결에 의해 제어장치(5100)로부터 전압이 인가되어 유리가 변색되는 기능을 포함하는 전기변색유리로 구성된다. 또한 상기 전기변색유리는 커넥터의 연결이 해제되어 전압이 인가되지 않으면 착색 또는 탈색 상태를 유지하게 된다.
이하 도 24를 참조하여, 본 실시 예가 적용되는 썬루프(5200)가 개방 및 폐쇄 시 커넥터(5150)의 연결 및 해제 상태를 상세히 설명한다.
도 24는 본 실시 예에 따른 썬루프 폐쇄 및 개방 동작을 설명하기 위한 단면 예시도이다.
도 24를 참조하면, 예시도 (a)는 썬루프(5200)가 폐쇄된 상태로, 커넥터(5151, 5152)가 상호 연결된 상태이다. 구체적으로 썬루프(5200)의 유리모듈(5210)에 연결되는 제2 커넥터(5152)와 차체의 베젤부(5221)에 존재하는 제1 커넥터(5151)가 연결된 상태이다. 이때 유리모듈(5210)은 커넥터(5150)를 통하여 전압을 인가 받게 된다. 유리 모듈(5210)은 인가되는 전압에 의하여 전류의 변화(양의 방향으로 증가)가 발생하고, 그에 따른 착색 모드를 실행하게 된다. 또한 썬루프(5200)가 폐쇄된 상태에서도 제어부(5190)의 제어에 기초하여 인가 전압을 차단할 수 있다. 즉, 전압 인가가 차단되면, 이미 진행된 유리모듈(5210)의 착색 상태 또는 탈색 상태가 유지된다. 또한 썬루프(5200)가 폐쇄된 상태에서도 제어부(5190)의 제어에 기초하여 역방향으로 전압을 인가하는 경우 착색된 유리모듈(5210)이 탈색될 수 있다.
예시도 (b)는 썬루프(5200)가 개방된 상태이다, 즉, 커넥터(5151,5152)가 연결 해제된 상태이다. 구체적으로 썬루프(5200)의 유리 모듈(5210)에 연결된 제2 커넥터(5152)와 차체의 베젤부(5221)에 존재하는 제1 커넥터(5151)가 이격된 상태이다. 이때 유리모듈(5210)은 커넥터(5150)가 연결된 상태에서 착색된 후 이격된 상태라면 착색 상태를 유지한다. 또는 착색 상태를 유지하다가 서서히 탈색상태로 천이한다.
이하 도 25 내지 도 27을 참조하여 상기와 같은 구성에 기초하여 본 실시 예에 따른 썬루프의 착색 및 탈색 동작을 상세히 설명한다.
도 25는 본 실시 예에 따른 썬루프 착색 및 탈색 동작을 설명하기 위한 동작 흐름도이고, 도 27은 본 실시 예에 따라 썬루프 착색 및 탈색 시 전압 및 전류 변화 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 25 및 도 27을 참조하면, 제어부(5190)는 사용자 입력부(5160)를 통하여 썬루프 동작 제어 신호를 수신한다.(S710) 구체적으로 제어부(5190)는 사용자 입력부(5160)를 통하여 썬루프의 폐쇄 또는 개방을 위한 제어 신호를 입력 받을 수 있다.
본 실시 예에서는 썬루프의 폐쇄를 위한 제어 신호를 입력 받은 것으로 예를 들어 설명한다.
제어부(5190)는 썬루프 폐쇄 요청 신호가 감지되면 커넥터(5150) 연결 여부를 판단하게 된다.(S720) 상기 커넥터 연결 여부는 별도의 센서를 구성하여 감지되도록 할 수 있다.
제어부(5190)는 차체에 구성되는 제1 커넥터(5151)와 썬루프(5200) 유리 모듈(5210)에 구성되는 제2 커넥터(5152)가 상호 결합한 상태로 감지되면, 썬루프 폐쇄 모드로 감지하게 된다.(S730)
제어부(5190)는 썬루프 폐쇄 모드 시 전원 인가 여부를 판단하게 된다.(S740) 구체적으로 제어부(5190)는 전원 제어부(5120)를 통하여 썬루프(5200) 유리 모듈(5210)의 착색을 위한 전원 인가가 이루어지는 지를 판단하게 된다.
제어부(5190)는 썬루프(5200)의 유리 모듈(5210)로 착색을 위한 전압이 인가되도록 제어하고, 유리 모듈(5210)은 상기 전압에 따라 발생되는 전류에 의해 착색 모드 또는 탈색 모드로 동작한다.(S750)
구체적으로 인가되는 전압의 인가 방향에 따라 착색 또는 탈색모드로 동작하게 된다. 예를 들어 정방향 전압이 인가되면 유리모듈(5210)은 착색 모드로 동작한다. 또한 역방향 전압이 인가되면 유리모듈(5210)은 탈색모드로 동작한다. 따라서 전압이 인가되더라도 전압의 인가 방향에 따라 유리모듈(5210)은 착색되거나 탈색될 수 있다.
이때 제어부(5190)는 출력부(5180)를 통하여 착색 또는 탈색 모드에 따른 상태 정보를 출력할 수 있다. (S760) 예를 들어, 제어부(5190)는 디스플레이부(5181)를 통하여 썬루프(5200)의 유리 모듈(5210)이 폐쇄된 상태이고, 전압 인가에 따라 착색 모드로 동작하며, 시간에 따른 착색 정도(흡수율)의 정보를 이미지, 영상, 텍스트 등의 다양한 컨텐츠 형태로 출력한다.
반면, 제어부(5190)는 썬루프 동작 제어 신호가 수신되어(S710) 커넥터(5150)의 연결 여부를 확인한다.(S720) 확인 결과 제1 커넥터(5151)와 제2 커넥터(5152)의 연결이 해제되어 있는 상태로 확인되면 썬루프(5200)가 개방된 상태인 것으로 판단하게 된다.(S770) 따라서 제어장치(5100)를 통하여 인가되는 전압의 공급이 불가한 상태이므로, 유리모듈(5210)은 착색 상태에서 임계시간 이후 탈색상태로 천이한다.
또한 제어부(5190)는 썬루프(5200)의 폐쇄 상태로 감지되더라도(S730) 전압 인가가 이루어지지 않는 상태인 경우 유리모듈(5210)은 이전에 수행된 착색 또는 탈색상태를 유지하게 된다.
이때 제어부(5190)는 출력부(5180)를 통하여 썬루프의 개방 또는 폐쇄 상태 여부와 탈색 상태에 대한 정보를 출력할 수 있다.(S790)
구체적으로, 제어부(5190)는 디스플레이부(5181)를 통하여 썬루프(5200)의 유리 모듈(5210)이 개방된 상태 또는 폐쇄된 상태이고, 전압 인가의 부재에 따라 탈색, 대기(썬루프 개방 상태에서 전력인가가 이루지지 않는 상태) 모드로 동작하며, 시간에 따른 탈색 정도(흡수율)의 정보를 이미지, 영상, 텍스트 등의 다양한 컨텐츠 형태로 출력한다.
상기와 같이 전압 인가에 따른 썬루프의 착색 및 탈색 동작을 도 27(a)을 참조하여 설명한다.
도 27(a) 예시도를 참조하면, 전원 공급 상태를 나타낸 선(L910)과 같이 전압 인가 구간(ON)에서는 유리 모듈(5210)의 착색을 위한 전압이 인가된다. 상기 유리모듈(5210)로 인가되는 전압은 2V일 수 있다.
유리 모듈(5210)은 전압이 정방향으로 인가되는 구간(Fw)동안 도 27(b)의 흡수도 선(L930)에서 나타난 것과 같이 착색된다. 특히 전압 인가 구간(Fw) 중 제1 구간(Fw_a)에서는 유리모듈의 착색율이 급속으로 증가하게 된다. 이후 전압인가 구간(ON) 중 임계 시간이 경과된(착색이 임계치 이상 진행 되면) 제2 구간(Fw_b)에서는 저속으로 착색율이 증가하게 된다.
이후 역전압(Rev)이 인가되면 유리모듈(5210)은 탈색모드로 천이한다. 이때 역전압 구간(Rev)중 제1 구간(Rev_a)에서는 유리모듈(5210)의 탈색율이 급속으로 감소하게 된다. 이후 임계 시간이 경과되는 제2 구간(Rev_b)에서는 탈색모드를 종료하게 된다.
따라서, 실시 예에서는 커넥터가 접촉되어 전압이 유리모듈로 인가되면 착색 모드를 진행하고, 커넥터의 접촉이 해제되어 있거나, 커넥터가 접촉된 상태라도 전압이 유리모듈로 인가되지 않으면 착색 또는 탈색 모드를 유지하게 된다..
이하 도 26 및 도 27을 참조하여, 썬루프 착색 모드 동작 시의 전압 제어 동작을 상세히 설명한다.
도 26은 본 실시 예에 따른 썬루프 착색 제어 동작을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 26 및 도 27을 참조하면, 커넥터(5150)가 연결된 썬루프 폐쇄 상태에서 제어부(5190)는 전력 제어부(5120)를 통하여 썬루프(5200)의 유리 모듈(5210)로 전압이 인가되는 윈도우 착색 모드로 동작한다.(S751)
전류 검출부(5140)에서는 유리모듈(5210)에 인가되는 전류를 감지한다. 구체적으로 구동부(5130)가 유리 모듈(5210)의 변색 동작에 대응하게 가변되는 전류량을 감지하고, 전류 검출부(5140)는 상기 구동부(5130)가 감지한 전류를 검출하게 된다.(S752)
제어부(5190)는 전류 검출부(5140)에서 검출된 전류에 기초하여 유리 모듈(5210)의 착색 정도를 추정한다.(S753) 구체적으로 제어부(5190)는 유리 모듈(5210)이 전류 인가 시 변색의 가변적 동작을 하고, 구동부(5130)에서 전류 인가를 감지하게 된다. 이때 전류 측정부(5140)는 구동부(5130)에서 감지된 전류를 측정하고, 제어부(5190)는 전류 측정부(5140)에서 측정된 전류에 기초하여 착색 정보를 확인한다.
제어부(5190)는 전류 검출부(5140)에서 확인되는 전류 변화량이 기준 변화량 이하인지를 판단한다. 또는 전류값이 기준 전류값 이상 또는 이하인지를 판단한다. 따라서, 전류 검출부(5140)에서 확인된 전류량에 기초하여 추정된 유리모듈(5210)의 착색 정도와 기준 착색 정도를 비교한다.(S754)
제어부(5190)는 전류 변화량 또는 기준 전류값 또는 착색 정도 중 어느 하나의 결과에 따라 유리 모듈(5210)의 착색이 기준치 이상으로 진행된 경우 인가되는 전원을 차단한다.(S755)
도 27의 (b)예시도는 유리모듈(5210)의 착색 또는 탈색에 따른 전류량의 변화를 나타낸 그래프이다.
구체적으로 제어부(5190)는 도 27(b)예시도에서와 같이 착색 구간(ON)에서는 전류(L940)가 인가되어 유리 모듈(5210)의 착색이 진행된다.
착색 구간(ON) 초반에는 유리 모듈(5210)로 유입하는 전류량이 높지만 착색이 진행될수록 전류량이 감소하게 된다.
제어부(5190)는 전류 검출부(5140)에서 검출되는 전류 변화량이 임계 수준 이내로 감지되는지 또는 전류값이 임계값 이내로 도달하는지를 확인하게 된다. 상기 전류 변화량의 임계 범위는 -75 내지 10 μA/sec 일 수 있다. 그리고, 전류값의 임계 범위는 -1.2 내지 2.8mA일 수 있다. 또한 제어부(5190)는 전류 검출부(5140)에서 검출된 전류 변화량 또는 전류량에 따라 유리모듈(5210)의 착색율을 추정하여 착색율이 임계 범위 이내에 도달하였는지를 판단할 수 있다. 착색율 임계 범위는 투과도 T%로 나타낼 수 있다. 그러나 상기 기재한 전류 변화량의 임계범위, 전류값의 임계범위 및 착색율에 대한 임계범위는 실시 형태 또는 소자의 특성에 따라 가변될 수 있다.
제어부(5190)는 상기와 같이 전류값이 임계 범위 이내이거나, 착색율이 임계 범위 이내에 도달한 경우 중 어느 하나의 조건에 만족하게 되면 전압을 차단하여 유리모듈(5210)에 전압을 더 이상 공급하지 않도록 제어 한다.
도 27(b)예시도에서는 착색 구간(ON)에서 전류 하강 구간이 상기한 조건에 부합하는 구간(L945a)으로, 상기 임계 범위 구간(L945a)에 도달하면 전압 공급을 중단한다. 따라서 상기와 같이 임계 범위 구간에서 전압 공급을 차단함으로써, 전압 공급의 효율성을 가질 수 있으며 유리 모듈(5210)의 열화를 방지할 수 있는 효과를 가지고 있다.
또한 전압 공급이 중단되더라도, 임계 시간 동안은 잔상효과(memorial effect)의해 착색 상태가 유지(L950)될 수 있다.
또한 전압 공급이 진행되는 착색 상태의 구간에서 전류는 양(+)의 방향으로 증가하지만, 전압 공급이 중단되는 탈색 구간에서는 전류가 음(-)의 방향으로 증가하게 된다. 따라서 유리모듈(5210)은 전압 공급이 중단된 이후에는 잔상효과(memorial effect)에 의해 착색 상태가 유지되나, 임계 시간이 지나면 탈색된다. 잔상효과(memorial effect)는 유리모듈(5210)의 전기변색층을 구성하는 재료의 특성에 따라 달라질 수 있다.
제어부(5190)는 상기와 같이 전압 인가에 따른 전류량을 확인하여 착색 상태 및 탈색 상태를 감지하고, 착색율 및 탈색율 정보를 출력부(5180)를 통해 사용자가 인지할 수 있도록 출력할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
[부호의 설명]
200: 전기변색소자
210: 제1 투명전극
212: 제2 투명전극
214: 제1 연결부
220: 제1 투명기판
230: 제1 전기변색층
240: 전해질층
250: 제2 전기변색층
260: 제3 투명전극
270: 제2 투명기판
280: 제1 단자부
290: 제2 단자부

Claims (10)

  1. 제1 투명전극,
    상기 제1 투명전극 상에 배치되는 제1 투명기판,
    상기 제1 투명기판 상에 배치되는 제2 투명전극,
    상기 제1 투명전극 및 상기 제2 투명 전극을 전기적으로 연결하는 제1 연결부,
    상기 제2 투명전극 상에 배치되는 제1 전기변색층,
    상기 제1 전기변색층 상에 배치되는 전해질층,
    상기 전해질층 상에 배치되는 제3 투명전극,
    상기 제3 투명전극 상에 배치되는 제2 투명기판,
    상기 제1 투명 전극에 연결되는 제1 단자부, 그리고
    상기 제3 투명 전극에 연결되는 제2 단자부
    를 포함하며,
    상기 제1 단자부 및 상기 제2 단자부는 제1 측방향에 배치되는 전기변색소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단자부, 상기 제1 투명전극, 상기 제1 연결부 및 상기 제2 투명전극은 제1 극성을 가지고,
    상기 제2 단자부 및 상기 제3 투명전극은 상기 제1 극성과 반대되는 제2 극성을 가지는 전기변색소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단자부는 상기 제1 투명전극의 양면 중 상기 제1 투명기판이 배치되는 면의 반대 면에 배치되고,
    상기 제2 단자부는 상기 제3 투명전극의 양면 중 상기 제2 투명기판이 배치되는 면의 반대 면에 배치되는 전기변색소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 투명 기판의 일부 상에 배치되는 제4 투명전극, 그리고
    상기 제3 투명전극 및 상기 제4 투명전극을 전기적으로 연결하는 제2 연결부를 더 포함하며,
    상기 제2 단자부는 상기 제4 투명전극 상에 배치되는 전기변색소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 단자부는 상기 제1 투명전극의 양면 중 상기 제1 투명기판이 배치되는 면의 반대 면에 배치되고,
    상기 제2 단자부는 상기 제4 투명전극의 양면 중 상기 제2 투명기판이 배치되는 면의 반대 면에 배치되는 전기변색소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 투명전극 및 상기 제2 투명전극 중 적어도 하나는 상기 제1 투명기판의 적어도 일부에 소정 패턴으로 형성되는 전기변색소자.
  7. 제1 투명기판,
    상기 제1 투명기판 상에 배치되는 제1 투명전극,
    상기 제1 투명전극 상에 배치되는 절연층,
    상기 절연층 상에 배치되는 제2 투명전극,
    상기 제1 투명전극 및 상기 제2 투명 전극을 전기적으로 연결하는 제1 연결부,
    상기 제2 투명전극 상에 배치되는 제1 전기변색층,
    상기 제1 전기변색층 상에 배치되는 전해질층,
    상기 전해질층 상에 배치되는 제3 투명전극,
    상기 제3 투명전극 상에 배치되는 제2 투명기판,
    상기 제1 투명 전극에 연결되는 제1 단자부, 그리고
    상기 제3 투명 전극에 연결되는 제2 단자부
    를 포함하며,
    상기 제1 단자부 및 상기 제2 단자부는 제1 측방향에 배치되는 전기변색소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 연결부는 상기 제1 측방향에 대향하는 제2 측방향에 배치되는 전기변색소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 연결부는 상기 절연층의 측면에 상기 제1 투명전극 및 상기 제2 투명전극과 일체로 형성되는 전기변색소자.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 연결부는 상기 절연층을 관통하여 형성되는 전기변색소자.
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