[논문]위상지연 필름을 이용한 가시광 투과율 가변형 스마트윈도우 제작

김일구; 양호창; 박영민; 홍영규; 이승현

doi:10.6117/kmeps.2022.29.4.029

위상지연 필름을 이용한 가시광 투과율 가변형 스마트윈도우 제작
Fabrication of Visible Light Transmittance-variable Smart Windows Using Phase Retardation Films 원문보기

마이크로전자 및 패키징 학회지 = Journal of the Microelectronics and Packaging Society, v.29 no.4, 2022년, pp.29 - 34

김일구 (한국전자기술연구원 스마트전자부품연구센터) , 양호창 (한국전자기술연구원 스마트전자부품연구센터) , 박영민 (한국전자기술연구원 스마트전자부품연구센터) , 홍영규 (한국전자기술연구원 스마트전자부품연구센터) , 이승현 (한국전자기술연구원 스마트전자부품연구센터)

초록
AI-Helper

위상지연 필름을 이용하여 가시광선 투과도 제어가 가능한 스마트윈도우 제작 기술을 제안한다. 위상지연 필름의 phase retardation(𝚪)이 𝛑/2(𝚫n·d = 𝛌/4)인 경우 선편광을 원편광으로 변환시켜줄 수 있으며, 서로 다른 배향각도를 갖는 두 장의 𝛌/4 위상지연 필름을 이용하여 광투과 모드(45°/-45°)와 광차단 모드(45°/45°) 제어가 가능한 스마트윈도우를 제작할 수 있다. 본 연구에서는 복굴절 물질인 reactive mesogen (RM)의 두께에 따른 retardation 특성(𝚫n·d)을 평가함으로써 𝚫n·d가 𝛌/4인 위상지연 필름을 제작하였다. 서로 다른 𝚫n·d 값을 갖는 위상지연 필름이 적용된 스마트윈도우의 광차단 특성을 평가한 결과, 𝛌/4 위상지연 필름 기반의 스마트윈도우에서 가장 높은 광차단율(≥20%)을 보였다. 이를 통해 𝚫n·d의 값이 𝛌/4 일 때 위상지연 효과가 가장 높다는 것을 확인하였으며, 𝛌/4 위상지연 필름을 적용하여 150×150 mm² 크기의 스마트윈도우를 구현하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

A fabrication process of smart windows with controllable visible light transmittance by using retardation films is proposed. The 𝛌/4-phase retardation films that can convert a linearly polarized light into circularly polarized light are achieved through photo-alignment layers and reactive mesogen (RM) coating process. Two sheets of the fabricated retardation films with different orientation angles induced to light transmission mode (45°/-45°) and light blocking mode (45°/45°) for visible wavelength. We evaluated retardation characteristics according to the thickness of the birefringent RM material and found out the optimal condition for the film with 𝚫n·d of 𝛌/4-phase. The proposed structure of the smart window exhibited the light blocking ratio improved by more than 20% in the visible wavelength (380 nm to 780 nm). Finally, it was confirmed that the feasibility of the window structure by applying to a prototype for a smart window with a size of 150 × 150 mm2.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. (a) The SEM cross-sectional images of the photo-alignment layers according to the spin-coating speed and (b) the measured transmittance of the photo-alignment layers on the glass substrate.
그림 Fig. 2. (a) The schematic diagram of formation of photo-alignment layer using a linearly polarized UV module and (b) an image of the experimental equipment.
그림 Fig. 3. (a) The SEM images of the cross-sectional the reactive mesogen layers (including photo-alignment layer) according to spin-coating speed and (b) their Δn·d characteristics in the wavelength (450 nm to 720 nm).
그림 Fig. 4. The schematic diagram of the smart window structures for a light transmission mode and a light blocking mode.
표 Table 1. The RM thickness with respect to the different spin-coating speed and the measured Δn·d for the phase retardation films at the wavelength of 550 nm.
그림 Fig. 5. The images and transmittance characteristics of the smart windows according to Δn·d in a light transmission mode and a light blocking mode.
그림 Fig. 6. The images of smart window with a size of 150 × 150 mm².

참고문헌 (12)

S. C. Sekhar and K. L. C. Toon, "On the study of energy performance and life cycle cost of smart window", Energ. Buildings, 28, 307 (1998).
C. M. Lampert, "Smart switchable glazing for solar energy and daylight control", Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 52, 207 (1998).

상세보기
S. K. Deb, "Photovoltaic-integrated electrochromic device for smart-window applications", National Renewable Energy Laboratory, NREL/ CP-590-28116 (2000).
R. C. G. M. Loonen, M. Trcka, D. Costola, and J. L. M. Hensen, "Climate adaptive building shells: State-of-the-art and future challenges", Renew. Sust. Energ. Rev., 25, 483 (2013).
J. Ebisawa and E. Ando, "Solar control coating on glass", Curr. Opin. Solid State Mater. Sci., 3, 386 (1998).

상세보기
X. Li, K. Perera, J. He, A. Gumyusenge, and J. Mei, "Solution-processable electrochromic materials and devices: roadblocks and strategies towards large-scale applications", J. Mater. Chem. C, 7, 12761 (2019).

상세보기
K. H. Kim, "Smart window", KISTI Market Report, 5, 3 (2015).
A. Ghosh and B. Norton, "Durability of switching behaviour after outdoor exposure for a suspended particle device switchable glazing", Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 163, 178 (2017).

상세보기
S. Kumar, H. Hong, W. Choi, I. Akhtar, M. A. Rehman, and Y. Seo, "Acrylate-assisted fractal nanostructured polymer dispersed liquid crystal droplet based vibrant colored smart-windows", RSC Adv., 9, 12645 (2019).

상세보기
P. Yeh and C. Gu, "Optics of Liquid Crystal Displays 2nd edition", 571-662, John Wiley and Sons, New York (2010).
G. R. Fowles, "Introduction to Modern Optics", 169-185, Dover Publications, New York (1989).
S. O. Kasap, "Optoelectronics and Photonics", 280-301, Prentice Hall, New Jersey (2001).

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증