KR20200127088A - Side Light transmitting System - Google Patents

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KR20200127088A
KR20200127088A KR1020190050566A KR20190050566A KR20200127088A KR 20200127088 A KR20200127088 A KR 20200127088A KR 1020190050566 A KR1020190050566 A KR 1020190050566A KR 20190050566 A KR20190050566 A KR 20190050566A KR 20200127088 A KR20200127088 A KR 20200127088A
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홍성규
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동국대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention discloses a side light transfer system. The side light transfer system comprises: a first substrate including an organic light emitting material; a coating layer disposed on the first substrate and including a quantum dot; and a photovoltaic cell disposed on one side of the first substrate. After light passes through the coating layer, the light is transmitted to the photovoltaic cell through reflection in the substrate.

Description

측면 광전달 시스템{Side Light transmitting System}Side Light Transmitting System

본 발명은 측면 광전달 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a lateral light transmission system.

현재 널리 사용되고 있는 유리창은 태양광을 투과시켜 단순히 실내에 빛을 제공하는 단순한 기능을 한다. 따라서 유리창에 수직으로 태양광이 입사되게 되면 대략 수%의 빛은 반사되고 대부분의 빛이 유리창 후면, 즉 실내로 투과된다. 현재 이렇게 건물용 유리창표면에 수직으로 입사된 태양광의 경로를 90도 변경하여 유리창 측면으로 태양광을 전달시키는 LSC (Luminescent Solar Concentrator)기술이 미국, 유럽 및 일본에서 개발되고 있다.Glass windows, which are currently widely used, have a simple function of providing light to the room by transmitting sunlight. Therefore, when sunlight is incident on the window vertically, about several percent of the light is reflected and most of the light is transmitted to the rear of the window, that is, the interior. Currently, LSC (Luminescent Solar Concentrator) technology, which transmits sunlight to the side of the window by changing the path of sunlight incident vertically on the surface of a building window by 90 degrees, is being developed in the US, Europe, and Japan.

이러한 LSC 기술은 유리창에 발광물질을 코팅하여 외부공기층과의 굴절률차이에 기인한 내부반사를 통해 측면으로 빛을 전달시키는 기술로서 개발되고 있다. 그러나 아직까지는 측면 광전달 효율이 높지 않아 크게 실용화에는 이르지 못하고 있다.This LSC technology is being developed as a technology that transmits light to the side through internal reflection caused by a difference in refractive index with an external air layer by coating a light emitting material on a glass window. However, the lateral light transmission efficiency is not high so far, and thus it has not been largely commercialized.

이에 따라 측면으로 빛을 효율적으로 전달시켜 빛을 실내 등으로 직접 이용하거나, 태양전지 발전시스템으로 활용할 수 있는 기술개발이 요구되었다.Accordingly, there is a need for technology development that can efficiently transmit light to the side and use the light directly indoors or as a solar cell power generation system.

한국등록특허 제1432861호, 한국등록특허 제1474045호, 한국등록특허 제1379876호Korean Patent No. 1432861, Korean Patent No. 1474045, Korean Patent No. 1379876

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 목적은 유리창 표면에 입사된 태양광의 경로를 유리창 측면으로 변경할 수 있도록 하여 유리창 후면이 아닌 측면으로 태양광이 전달되는 측면 광전달 시스템을 제공하는 데 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a side light transmission system in which sunlight is transmitted to the side of the window rather than the rear side of the window by allowing the path of sunlight incident on the surface of the window to be changed to the side of the window.

또한, 본 발명의 목적은 태양광의 경로를 용이하게 변경가능하여 건물 옥상이나 넓은 들판에 설치되는 태양전지의 설치장소를 창틀이나 건물벽면으로 변경 가능하게 할 수 있는 건물일체형 태양전지 발전시스템 구축하는 데 있다.In addition, it is an object of the present invention to construct a building-integrated solar cell power generation system capable of easily changing the path of solar light so that the installation place of the solar cell installed on the roof of a building or a wide field can be changed to a window frame or a building wall. have.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. It will be understandable.

본 발명의 실시예에 따른 측면 광전달 시스템은 발광물질 및 금속나노입자 중 적어도 하나를 포함하는 제 1 기판; 및 상기 제 1 기판의 일측면에 배치된 태양 전지; 을 포함하고, 빛이 상기 기판 내에서 반사를 통해 상기 태양 전지로 전달된다.A side light transmission system according to an embodiment of the present invention includes: a first substrate including at least one of a light emitting material and metal nanoparticles; And a solar cell disposed on one side of the first substrate. Including, light is transmitted to the solar cell through reflection in the substrate.

상기 제 1 기판 상에 배치되며, 퀀텀닷을 포함하는 코팅층; 을 더 포함할 수 있다.A coating layer disposed on the first substrate and including a quantum dot; It may further include.

상기 코팅층은 상기 빛에서 자외선을 흡수할 수 있다.The coating layer may absorb ultraviolet rays from the light.

상기 제 1 기판 하에 배치되며, 발광물질을 포함하는 제 2 기판; 을 더 포함할 수 있다.A second substrate disposed under the first substrate and including a light emitting material; It may further include.

상기 제 2 기판의 발광물질은 형광공명 에너지 전이(fluorescence resonance energy transfer, FRET) 현상을 유발시키는 도너(donor) 또는 어셉터(acceptor) 역할을 수행할 수 있다.The light-emitting material of the second substrate may serve as a donor or acceptor that causes a fluorescence resonance energy transfer (FRET) phenomenon.

상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에는 공기층이 배치될 수 있다.An air layer may be disposed between the first substrate and the second substrate.

상기 제 1 기판 하에 배치되며, 폴리머 및 상기 폴리머에 내에 배치된 복수의 튜브를 포함하는 폴리머층; 상기 제 1 기판 및 폴리머층의 일측면에 배치된 태양 전지; 및 상기 폴리머층 하에 배치된 반사층; 을 포함하고, 빛이 제 1 기판 및 폴리머층 내에서 반사를 통해 상기 태양 전지로 전달될 수 있다.A polymer layer disposed under the first substrate and including a polymer and a plurality of tubes disposed within the polymer; A solar cell disposed on one side of the first substrate and the polymer layer; And a reflective layer disposed under the polymer layer. Including, light may be transmitted to the solar cell through reflection in the first substrate and the polymer layer.

상기 폴리머층 내에서 상기 복수의 튜브의 일단은 상기 태양 전지를 향하도록 배치되고, 상기 튜브의 내부 상기 폴리머층의 폴리머가 배치될 수 있다.One end of the plurality of tubes in the polymer layer may be disposed to face the solar cell, and a polymer of the polymer layer may be disposed inside the tube.

상기 폴리머의 굴절률은 상기 튜브의 굴절률 보다 클 수 있다.The refractive index of the polymer may be greater than that of the tube.

상기 제 1 기판 상에 배치되며, 발광물질을 포함하는 코팅층; 상기 제 1 기판 하에 배치되는 고분자액정분산층; 및 상기 제 1 기판의 일측면에 배치된 태양 전지; 을 포함하고, 빛이 상기 코팅층 통과 후 상기 제 1 기판 내에서 반사를 통해 상기 태양 전지로 전달될 수 있다.A coating layer disposed on the first substrate and including a light emitting material; A polymer liquid crystal dispersion layer disposed under the first substrate; And a solar cell disposed on one side of the first substrate. Including, the light may be transmitted to the solar cell through reflection in the first substrate after passing through the coating layer.

상기 제 1 기판과 상기 고분자액정분산층 사이에는 공기층이 배치될 수 있다.An air layer may be disposed between the first substrate and the polymer liquid crystal dispersion layer.

상기 고분자액정분산층은 전압의 인가 여부에 따라 광투과율이 변경될 수 있다.The light transmittance of the polymer liquid crystal dispersion layer may be changed depending on whether a voltage is applied.

본 발명에 따른 측면 광전달 시스템은 유리창 등에 통과된 빛이 측면으로 전달됨으로써 전달된 빛을 실내 등으로 직접 이용하거나, 태양전지 발전시스템으로 활용할 수 있다.In the side light transmission system according to the present invention, the light that has passed through a glass window is transmitted to the side, so that the transmitted light can be directly used indoors or as a solar cell power generation system.

또한, 본 발명에 따른 측면 광전달 시스템은 건물용 유리창표면에 수직으로 입사된 태양광의 경로를 유리창 측면으로 변경할 수 있도록 하여 유리창 후면이 아닌 측면으로 태양광이 전달되는 측면 광전달 윈도우를 구축할 수 있다.In addition, the side light transmission system according to the present invention allows the path of sunlight incident perpendicularly to the glass window surface for a building to be changed to the side of the window, thereby constructing a side light transmission window through which sunlight is transmitted to the side rather than the rear of the window. have.

또한, 본 발명에 따른 측면 광전달 시스템은 태양광의 경로를 용이하게 변경가능하여 현재 건물 옥상이나 넓은 들판에 설치되는 태양전지의 설치장소를 창틀이나 건물벽면으로 변경 가능하게 함으로서 건물일체형 태양전지 발전시스템 구축이 가능하다.In addition, the side light transmission system according to the present invention can easily change the path of sunlight, so that the installation location of the solar cell currently installed on the roof of a building or a wide field can be changed to a window frame or a building wall. It is possible to build.

또한, 본 발명에 따른 측면 광전달 시스템은 주간에 유리창 측면으로 전달된 빛을 건물 내부에 전달하여 실내조명으로 사용함으로써 에너지 절약에도 기여할 수 있다.In addition, the side light transmission system according to the present invention may contribute to energy saving by transmitting light transmitted to the side of the glass window during the daytime to the interior of the building and using it as indoor lighting.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. I will be able to.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 측면 광전달 시스템을 개략적으로 나타낸 구조도이고,
도 2는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1에서 측정된 유리 측면에서 발광강도를 나타낸 그래프이고,
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 측면 광전달 시스템을 개략적으로 나타낸 구조도이고,
도 4는 도 3의 A-A'선 단면도이고,
도 5는 본 발명의 실시예 2, 비교예 2 및 비교예 3에서 측정된 유리 측면에서 발광강도를 나타낸 그래프이고,
도 6은 본 발명의 실시예 3 및 실시예 4에 따른 측면 광전달 시스템을 개략적으로 나타낸 구조도이고,
도 7은 본 발명의 실시예 3, 실시예 4, 비교예 4 및 비교예 5에서 측정된 유리 측면에서 발광강도를 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic structural diagram of a side light transmission system according to Embodiment 1 of the present invention,
Figure 2 is a graph showing the luminous intensity from the side of the glass measured in Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention,
3 is a schematic structural diagram of a side light transmission system according to a second embodiment of the present invention,
4 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 3,
5 is a graph showing the luminous intensity from the side of the glass measured in Example 2, Comparative Example 2 and Comparative Example 3 of the present invention,
6 is a schematic structural diagram of a side light transmission system according to Embodiments 3 and 4 of the present invention,
7 is a graph showing the luminous intensity from the side of the glass measured in Examples 3, 4, and 4 and 5 of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more completely describe the present invention to those with average knowledge in the art. Therefore, the shape of the element in the drawings has been exaggerated to emphasize a clearer description.

본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시 예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명 시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀 둔다.The configuration of the invention for clarifying the solution to the problem to be solved by the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings based on a preferred embodiment of the present invention, but the same in assigning reference numerals to the components of the drawings For the components, even if they are on different drawings, the same reference numerals are given, and it is to be noted in advance that components of other drawings may be referred to when necessary when describing the drawings.

<실시예 1><Example 1>

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 측면 광전달 시스템을 개략적으로 나타낸 구조도이고, 도 2는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1에서 측정된 유리 측면에서 발광강도를 나타낸 그래프이다.FIG. 1 is a schematic structural diagram of a side light transmission system according to Example 1 of the present invention, and FIG. 2 is a graph showing luminous intensity from the side of glass measured in Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention.

본 발명의 실시예 1에 따른 측면 광전달 시스템(100)은 도 1을 참조하면, 제 1 기판(110), 코팅층(120), 제 2 기판(130), 공기층(140) 및 태양 전지(150)를 포함한다.In the side light transmission system 100 according to the first embodiment of the present invention, referring to FIG. 1, a first substrate 110, a coating layer 120, a second substrate 130, an air layer 140, and a solar cell 150 ).

도 1을 참조하면, 코팅층(120)으로 입사된 빛은 코팅층(120)이 코팅층(120)을 통과 후 제 1 기판(110)을 발광 물질을 통하여 내부 반사가 이루어지고 측면의 태양 전지(150)로 전달된다.Referring to FIG. 1, light incident on the coating layer 120 is internally reflected through a light emitting material through the first substrate 110 after the coating layer 120 passes through the coating layer 120, and the solar cell 150 on the side is Is delivered to.

제 1 기판(110)으로 전달된 빛은 수직으로 들어온 빛을 제외하고는 제 1 기판(110)의 외부인 공기와의 굴절률 차이에 의해 제 1 기판(110)내에서 내부반사를 통해 측면의 태양 전지(150)로 전달된다.The light transmitted to the first substrate 110 is a solar cell on the side through internal reflection in the first substrate 110 due to a difference in refractive index with the air outside the first substrate 110, except for light that has entered vertically. It is delivered to 150.

빛은 제 1 기판(110) 내에 있는 발광물질에 의해 여러 방향으로 방사가 이루어진다. 또한, 코팅층(120) 내로 전달된 빛은 발광물질에 의해 표면플라즈몬 공명에 의해 증폭이 일어나 제 1 기판(110)로 빛이 전달될 경우 더욱 강하게 전달될 수 있다.Light is emitted in various directions by a light emitting material in the first substrate 110. In addition, when the light transmitted into the coating layer 120 is amplified by surface plasmon resonance by a light emitting material, when the light is transmitted to the first substrate 110, it may be transmitted more strongly.

여기서, 제 1 기판(110) 내에 있는 발광물질은 유기 발광물질일 수 있다.Here, the light-emitting material in the first substrate 110 may be an organic light-emitting material.

제 1 기판(110)에서 발광물질은 0.2~2.0wt%를 포함되는 것이 바람직하다.It is preferable that the light emitting material in the first substrate 110 contains 0.2 to 2.0 wt%.

여기서, 발광물질이 0.2~2.0wt% 범위일때 발광효율이 극대화되는 효과가 있다.Here, there is an effect of maximizing luminous efficiency when the luminous material is in the range of 0.2 to 2.0 wt%.

유기 발광물질로는 Yellow형광체인 MACROLEX Fluorescent Yellow 10GN, Red형광체인 MACROLEX Fluorescent Red G, 혹은 DCM, Green형광체인 Cumarine6, 및 Blue형광체인 Cumarin466 중 어느 하나 또는 적어도 하나의 조합을 사용하는 것이 바람직하다.As the organic light emitting material, it is preferable to use any one or a combination of at least one of MACROLEX Fluorescent Yellow 10GN, a yellow phosphor, MACROLEX Fluorescent Red G, a red phosphor, or DCM, Cumarine6, a green phosphor, and Cumarin466, a blue phosphor.

예컨대, Yellow형광체와 Red형광체를 같이 사용하면 공명 발광으로 발광 효율이 상승할 수 있다.For example, when a yellow phosphor and a red phosphor are used together, the luminous efficiency can be increased due to resonance emission.

이러한 발광물질은 입사된 빛을 여러 방향으로 방사시키는 역할을 하여 유리 내로의 입사시 입사각을 변경하여 빛이 유리 내에서 전반사가 일어나는 것을 돕는 역할을 한다.Such a luminous material serves to emit incident light in various directions, thereby changing an incident angle upon incidence into the glass, thereby helping the total reflection of the light to occur in the glass.

코팅층(120)은 제 1 기판(110) 상면에 적층됨으로써 배치될 수 있다.The coating layer 120 may be disposed by being laminated on the upper surface of the first substrate 110.

코팅층(120)은 입사되는 빛에서 자외선을 흡수하여 차단할 수 있다.The coating layer 120 may absorb and block ultraviolet rays from incident light.

예컨대, 코팅층(120)은 퀀텀닷을 포함할 수 있다.For example, the coating layer 120 may include quantum dots.

코팅층(120)은 1 ~ 5wt% 농도의 퀀텀닷이 투명한 고분자 매트릭스에 분산되어 구성될 수 있다.The coating layer 120 may be composed of quantum dots having a concentration of 1 to 5 wt% dispersed in a transparent polymer matrix.

이러한 퀀텀닷은 200 nm ~ 400 nm의 파장을 가지는 전자기파를 흡수하고 400 nm ~ 800 nm의 파장의 전자기파를 방사할 수 있다.Such quantum dots can absorb electromagnetic waves having a wavelength of 200 nm to 400 nm and emit electromagnetic waves having a wavelength of 400 nm to 800 nm.

퀀텀닷은 Carbon quantum dot과 Mn : CGS(Mn dopped copper gallium sulfide)중 하나이거나 혼합물을 포함할 수 있다.The quantum dot may be one of carbon quantum dot and Mn: CGS (Mn-doped copper gallium sulfide), or may include a mixture.

즉, 코팅층(120)은 빛에서 자외선을 흡수하여 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(130)에 자외선이 투과되는 것을 방지함으로써, 자외선에 의해 유기 발광물질이 손상되는 것을 방지할 수 있다.That is, the coating layer 120 absorbs ultraviolet rays from light to prevent ultraviolet rays from being transmitted to the first and second substrates 110 and 130, thereby preventing the organic light-emitting material from being damaged by the ultraviolet rays.

결과적으로 제 1 기판(110)의 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As a result, durability and reliability of the first substrate 110 may be improved.

코팅층(120)을 제 1 기판(110)에 코팅하는 방법은 특별히 제한되는 것은 아니며, 바코팅, 스핀코팅, 스프레이(Spray), 잉크젯(Inkjet), 플렉소그라피(Flexography), 스크린(Screen), Dip-Coating 및 Gravure 등의 방법을 통해 형성할 수 있다.A method of coating the coating layer 120 on the first substrate 110 is not particularly limited, and bar coating, spin coating, spray, inkjet, flexography, screen, It can be formed through methods such as Dip-Coating and Gravure.

한편, 본 발명은 실시예 1에서 빛의 측면전달 강도를 향상시키기 위해 기판을 복수층으로 형성할 수도 있다. Meanwhile, according to the present invention, in Example 1, the substrate may be formed in a plurality of layers in order to improve the side transmission intensity of light.

이 경우 제 1 기판(110)은 코팅층(120)으로 코팅 되어 있으며, 제 1 기판(110)과 제 2 기판(130) 사이에는 공기층(140)이 형성되어 기판(110, 130)과 공기층(140)과의 굴절률 차이에 의해 빛이 기판(110, 130) 밖으로 굴절되지 않고 기판(110, 130) 내부로 내부 반사가 이루어짐으로써 측면으로 전달된다.In this case, the first substrate 110 is coated with the coating layer 120, and an air layer 140 is formed between the first substrate 110 and the second substrate 130 to form the substrates 110 and 130 and the air layer 140. ), the light is not refracted out of the substrates 110 and 130 due to the difference in refractive index and is internally reflected inside the substrates 110 and 130, and thus transmitted to the side.

도 1을 참조하면, 코팅층(120)이 코팅된 제 1 기판(110)에 공기층(140)을 형성하고 제 1 기판(110) 하부에 다른 제 2 기판(130)을 적층한다.Referring to FIG. 1, an air layer 140 is formed on a first substrate 110 coated with a coating layer 120, and another second substrate 130 is stacked under the first substrate 110.

여기서, 제 2 기판(130)은 폴리머에 유기 발광물질이 분산된 것일 수 있다.Here, the second substrate 130 may be formed by dispersing an organic light emitting material in a polymer.

폴리머로는 PMMA(polymethylmetaacrylate), PC(polycarbonate), PS(polystyrene), Acryl resin 중 1이상 포함되는 것이 바람직하다.As the polymer, it is preferable to include at least one of PMMA (polymethylmetaacrylate), PC (polycarbonate), PS (polystyrene), and Acryl resin.

제 2 기판(130)에 전달된 빛은 일부가 외부와 제 2 기판(130)의 굴절률 차이에 의해 제 2 기판(130)내에서 내부반사를 통해 측면으로 전달되게 된다.Some of the light transmitted to the second substrate 130 is transmitted to the side through internal reflection in the second substrate 130 due to a difference in refractive index between the outside and the second substrate 130.

한편, 제 2 기판(130)에 포함된 유기 발광물질은 형광공명 에너지 전이(fluorescence resonance energy transfer, FRET) 현상을 유발시키는 도너(donor) 또는 어셉터(acceptor) 역할을 수행할 수 있다.Meanwhile, the organic light-emitting material included in the second substrate 130 may serve as a donor or an acceptor that causes a fluorescence resonance energy transfer (FRET) phenomenon.

한편, 도 1에서는 오른쪽으로만 반사가 이루어졌으나 이는 예시적인 것이며 오른쪽 방향뿐만 아니라 왼쪽 방향, 앞쪽, 뒤쪽 등의 다양한 방향으로 반사가 이루어진다. 기판(110, 130)에 입사시 굴절된 방향으로 반사가 이루어지게 된다. 다만, 제 1 기판(110)에 수직으로 입사한 빛은 제 1 기판(110)을 통과하여 제 1 기판(110) 위쪽으로 반사되거나 공기층을 통과하여 제 2 기판(130)이 있는 방향으로 이동하게 된다.On the other hand, in FIG. 1, the reflection is performed only to the right, but this is exemplary, and reflection is performed not only in the right direction, but also in various directions such as left, front, and rear. When incident on the substrates 110 and 130, reflection occurs in the refracted direction. However, light vertically incident on the first substrate 110 passes through the first substrate 110 and is reflected upwards of the first substrate 110 or passes through the air layer to move in the direction in which the second substrate 130 is located. do.

여기서, 도 2를 참조하면, 도 2는 실시예 1 및 비교예 1의 측면에서 측정한 발광강도에 대한 그래프를 나타낸 것이다.Here, referring to FIG. 2, FIG. 2 shows a graph of the luminous intensity measured from the side of Example 1 and Comparative Example 1.

여기서, 비교예 1은 실시예 1에 비해 제 2 기판(130) 및 공기층(140)이 제거된 측면 광전달 시스템이다.Here, Comparative Example 1 is a side light transmission system in which the second substrate 130 and the air layer 140 are removed compared to the first embodiment.

실시예 1 및 비교예 1의 발광강도를 살펴보면, 제 2 기판(130) 및 공기층(140)을 갖고 있는 실시예 1이 비교예 1 에 비해 특정 파장대에서 발광강도가 더 높은 것을 확인할 수 있다.Looking at the luminous intensity of Example 1 and Comparative Example 1, it can be seen that Example 1 having the second substrate 130 and the air layer 140 has a higher luminous intensity in a specific wavelength band than that of Comparative Example 1.

<실시예 2><Example 2>

도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 측면 광전달 시스템을 개략적으로 나타낸 구조도이고, 도 4는 도 3의 A-A'선 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예 2, 비교예 2 및 비교예 3에서 측정된 유리 측면에서 발광강도를 나타낸 그래프이다.3 is a schematic structural diagram of a side light transmission system according to a second embodiment of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 3, and FIG. 5 is a second embodiment and a comparative example 2 of the present invention. It is a graph showing the luminous intensity of the glass side measured in Comparative Example 3.

본 발명의 실시예 2에 따른 측면 광전달 시스템(200)은 도 3 및 도 4를 참조하면, 제 1 기판(210), 폴리머층(220), 튜브(230), 반사층(240) 및 태양 전지(250)를 포함한다.Side light transmission system 200 according to the second embodiment of the present invention, referring to FIGS. 3 and 4, a first substrate 210, a polymer layer 220, a tube 230, a reflective layer 240 and a solar cell Includes 250.

제 1 기판(210)은 금속나노입자, 발광물질 및 폴리머를 포함한 필름으로 빛이 필름 내부에서 반사를 통해 측면으로 전달될 수 있다.The first substrate 210 is a film including metal nanoparticles, a light emitting material, and a polymer, and light may be transmitted to the side through reflection inside the film.

빛은 제 1 기판(210) 내에 있는 발광물질에 의해 여러 방향으로 방사가 이루어진다.Light is emitted in various directions by a light emitting material in the first substrate 210.

이러한 빛 중에서 일부가 외부와 필름의 굴절률 차이에 의해 필름내에서 내부반사를 통해 측면으로 전달되게 된다. 이렇게 전달되는 빛은 필름 내의 금속나노입자에 의해 표면플라즈몬 공명에 의해 증폭시켜 필름의 측면으로 더욱 강하게 전달되게 된다.Some of these lights are transmitted to the side through internal reflection in the film due to the difference in refractive index between the outside and the film. Light transmitted in this way is amplified by the surface plasmon resonance by the metal nanoparticles in the film, and is transmitted more strongly to the side of the film.

또한, 필름의 구성비율을 살펴보면, 필름물질에서 발광물질은 0.2~2.0wt% 포함되며, 금속나노입자는 0.002~0.02wt% 포함되는 것이 바람직하다.In addition, looking at the composition ratio of the film, it is preferable that the film material contains 0.2 to 2.0 wt% of the light emitting material, and 0.002 to 0.02 wt% of the metal nanoparticles.

발광물질은 0.2~2.0wt% 포함되며, 금속나노입자는 0.002~0.02wt% 포함되는 것이 바람직하다. 발광물질이 0.2~2.0wt% 범위일때 발광효율이 극대화되는 효과가 있다.It is preferable that the luminescent material is contained in 0.2 to 2.0 wt%, and the metal nanoparticles are preferably contained in 0.002 to 0.02 wt%. When the luminous material is in the range of 0.2 to 2.0 wt%, the luminous efficiency is maximized.

또한, 금속나노입자는 0.002~0.02wt%인 것이 바람직한데, 0.002wt% 미만인 경우에는 표면 플라즈몬 공명에 의해 증폭이 잘 일어나지 않게 되며, 0.02wt%를 초과하게 되면 금속입자가 많아져 여기자가 생김으로 인해 오히려 발광강도의 증폭이 오히려 떨어지게 된다.In addition, it is preferable that the metal nanoparticles be 0.002 to 0.02 wt%, but if it is less than 0.002 wt%, amplification does not occur well due to the surface plasmon resonance, and if it exceeds 0.02 wt%, the metal particles increase and excitons are generated. As a result, the amplification of the luminous intensity rather falls.

발광물질로는 Yellow형광체인 MACROLEX Fluorescent Yellow 10GN, Red형광체인 MACROLEX Fluorescent Red G, 혹은 DCM, Green형광체인 Cumarine6, 및 Blue형광체인 Cumarin466 중 어느 하나 또는 적어도 하나의 조합을 사용하는 것이 바람직하다.As the light emitting material, it is preferable to use any one or a combination of at least one of MACROLEX Fluorescent Yellow 10GN, a yellow phosphor, MACROLEX Fluorescent Red G, a red phosphor, or DCM, Cumarine6, a green phosphor, and Cumarin466, a blue phosphor.

예컨대, Yellow형광체와 Red형광체를 같이 사용하면 공명 발광으로 발광 효율이 상승할 수 있다.For example, when a yellow phosphor and a red phosphor are used together, the luminous efficiency can be increased due to resonance emission.

발광물질은 입사된 빛을 여러 방향으로 방사시키는 역할을 하여 유리 내로의 입사시 입사각을 변경하여 빛이 유리 내에서 전반사가 일어나는 것을 돕는 역할을 한다.The luminescent material plays a role of radiating incident light in various directions, thereby changing the angle of incidence when incident into the glass, thereby helping the total reflection of the light to occur in the glass.

또한, 금속나노입자로는 은나노입자 또는 금나노입자인 것이 바람직하다. 은나노입자 또는 금나노입자는 발광물질이 있는 상태에서 빛을 증폭시킬 수 있는 역할을 한다. 증폭이 일어나는 이유로는 발광물질과 함께 표면 플라즈몬 공명효과에 의해 발광강도가 증폭된다.In addition, the metal nanoparticles are preferably silver nanoparticles or gold nanoparticles. Silver nanoparticles or gold nanoparticles can amplify light in the presence of a luminescent material. The reason for the amplification is that the luminous intensity is amplified by the surface plasmon resonance effect together with the luminescent material.

또한, 금속나노입자는 크기가 10~60nm인 것이 바람직한데, 금속나노입자 크기가 10~60nm일 때 발광물질과 혼합되어 표면 플라즈몬 공명이 잘 일어난다.In addition, it is preferable that the metal nanoparticles have a size of 10 to 60 nm. When the metal nanoparticles have a size of 10 to 60 nm, they are mixed with a light emitting material, so that surface plasmon resonance occurs well.

또한, 폴리머로는 PMMA(polymethylmetaacrylate), PC(polycarbonate), PS(polystyrene), Acryl resin 중 1이상 포함되는 것이 바람직하다. 폴리머는 빛이 유리로 진입하기 전에 먼저 빛이 입사될 때 발광물질 및 금속나노입자가 코팅물질 전영역에 걸쳐 분포할 수 있도록 하는 역할을 한다. 또한 발광물질과 금속나노입자를 통해 방사된 빛들 중에서 제 1 기판(210)으로 입사되지 못한 빛의 일부를 측면으로 유도될 수 있도록 하는 역할을 한다.In addition, the polymer is preferably one or more of PMMA (polymethylmetaacrylate), PC (polycarbonate), PS (polystyrene), and Acryl resin. The polymer plays a role of allowing the light emitting material and metal nanoparticles to be distributed over the entire area of the coating material when light is first incident before the light enters the glass. In addition, it serves to guide some of the light that has not been incident on the first substrate 210 among the light emitted through the light emitting material and the metal nanoparticles to the side.

폴리머층(220)은 PMMA(polymethylmetaacrylate), PC(polycarbonate), PS(polystyrene), Acryl resin 중 1이상 포함될 수 있으며, 내부에 복수의 튜브(230)를 포함할 수 있다.The polymer layer 220 may include at least one of polymethylmetaacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), and acryl resin, and may include a plurality of tubes 230 therein.

여기서, 복수의 튜브(230) 각각의 일단은 태양 전지(250)를 향하도록 배치될 수 있다.Here, one end of each of the plurality of tubes 230 may be disposed to face the solar cell 250.

여기서, 복수의 튜브(230)의 내부 및 외부는 폴리머가 배치될 수 있다.Here, a polymer may be disposed inside and outside the plurality of tubes 230.

튜브(230) 각각은 산화물로 구성되는 것이 바람직하며, SiO2를 포함할 수 있다.Each of the tubes 230 is preferably composed of an oxide, and may include SiO 2 .

한편, 복수의 튜브(230)는 폴리머층(220)의 폴리머에 비해 굴절률이 상대적으로 작은 것이 바람직하다.Meanwhile, it is preferable that the plurality of tubes 230 have a relatively small refractive index compared to the polymer of the polymer layer 220.

또한, 폴리머층(220)의 하부에는 반사층(240)이 배치될 수 있다.In addition, a reflective layer 240 may be disposed under the polymer layer 220.

반사층(240)은 백색반사시트로 구성될 수 있으며, 입사되는 빛을 대략 100% 가까이 반사시킬 수 있다.The reflective layer 240 may be formed of a white reflective sheet, and may reflect approximately 100% of incident light.

제 1 기판(210)에 입사된 빛은 제 1 기판(210)을 통해 내부 반사되어 측면으로 전달될 수 있으며, 제 1 기판(210)을 투과된 빛은 폴리머층(220)의 튜브(230)에 입사되며 튜브(230) 내에서 전반사를 통해 측면으로 전달될 수 있으며, 폴리머층(220)을 투과한 빛은 반사층(240)에서 반사되어 다시 폴리머층(220)의 튜브(230)에 입사되며 튜브(230) 내에서 전반사를 통해 측면으로 전달될 수 있다.Light incident on the first substrate 210 may be internally reflected through the first substrate 210 and transmitted to the side, and the light transmitted through the first substrate 210 may be transmitted through the tube 230 of the polymer layer 220. And transmitted to the side through total reflection within the tube 230, and the light transmitted through the polymer layer 220 is reflected by the reflective layer 240 and is incident on the tube 230 of the polymer layer 220 again. It may be transmitted to the side through total reflection within the tube 230.

결과적으로, 복수의 측면 광전달 루트를 설계함으로써 내부 반사를 통해 측면 광전달 효율을 향상시킬 수 있다.As a result, it is possible to improve lateral light transmission efficiency through internal reflection by designing a plurality of side light transmission routes.

여기서, 도 4를 참조하면, 도 4는 실시예 2, 비교예 2 및 비교예 3의 측면에서 측정한 발광강도에 대한 그래프를 나타낸 것이다.Here, referring to FIG. 4, FIG. 4 shows a graph of the luminous intensity measured from the side of Example 2, Comparative Example 2, and Comparative Example 3.

여기서, 비교예 2는 실시예 2에 비해 복수의 튜브(230)가 제거된 측면 광전달 시스템이고, 비교예 3은 실시예 2에 비해 복수의 튜브(230)가 제거되고 반사층(240)이 검은색시트로 구성된 측면 광전달 시스템이다.Here, Comparative Example 2 is a side light transmission system in which a plurality of tubes 230 are removed compared to Example 2, and Comparative Example 3 is a plurality of tubes 230 compared to Example 2 and the reflective layer 240 is black. It is a side light transmission system composed of color sheets.

실시예 2, 비교예 2 및 비교예 3의 발광강도를 살펴보면, 백색반사시트의 반사층(240)을 갖고, 측면을 향하도록 배치된 복수의 튜브(230)를 갖고 있는 실시예 2가 비교예 2 및 비교예 3 에 비해 특정 파장대에서 발광강도가 더 높은 것을 확인할 수 있다.Looking at the luminous intensity of Example 2, Comparative Example 2, and Comparative Example 3, Example 2 having a reflective layer 240 of a white reflective sheet and having a plurality of tubes 230 disposed to face the side is Comparative Example 2 And it can be seen that the luminous intensity is higher in a specific wavelength band compared to Comparative Example 3.

<실시예 3 및 실시예 4><Example 3 and Example 4>

도 6은 본 발명의 실시예 3 및 실시예 4에 따른 측면 광전달 시스템을 개략적으로 나타낸 구조도이고, 도 7은 본 발명의 실시예 3, 실시예 4, 비교예 4 및 비교예 5에서 측정된 유리 측면에서 발광강도를 나타낸 그래프이다.6 is a structural diagram schematically showing a side light transmission system according to Examples 3 and 4 of the present invention, and FIG. 7 is a structure diagram measured in Examples 3, 4, Comparative Example 4 and Comparative Example 5 of the present invention. It is a graph showing the luminous intensity from the side of the glass.

본 발명의 실시예 3 및 실시예 4에 따른 측면 광전달 시스템(300)은 도 6을 참조하면, 제 1 기판(310), 코팅층(320), 공기층(330), 고분자액정분산층(340) 및 태양 전지(350)를 포함한다.In the side light transmission system 300 according to the third and fourth embodiments of the present invention, referring to FIG. 6, a first substrate 310, a coating layer 320, an air layer 330, a polymer liquid crystal dispersion layer 340 And a solar cell 350.

제 1 기판(310)은 금속나노입자, 발광물질 및 폴리머를 포함한 필름으로 빛이 필름 내부에서 반사를 통해 측면으로 전달될 수 있다.The first substrate 310 is a film including metal nanoparticles, a light emitting material, and a polymer, and light may be transmitted to the side through reflection inside the film.

빛은 제 1 기판(310) 내에 있는 발광물질에 의해 여러 방향으로 방사가 이루어진다.Light is emitted in various directions by the light-emitting material in the first substrate 310.

이러한 빛 중에서 일부가 외부와 필름의 굴절률 차이에 의해 필름내에서 내부반사를 통해 측면으로 전달되게 된다. 이렇게 전달되는 빛은 필름 내의 금속나노입자에 의해 표면플라즈몬 공명에 의해 증폭시켜 필름의 측면으로 더욱 강하게 전달되게 된다.Some of these lights are transmitted to the side through internal reflection in the film due to the difference in refractive index between the outside and the film. Light transmitted in this way is amplified by the surface plasmon resonance by the metal nanoparticles in the film, and is transmitted more strongly to the side of the film.

또한, 제 1 기판(310)의 구성비율을 살펴보면, 필름물질에서 발광물질은 0.2~2.0wt% 포함되며, 금속나노입자는 0.002~0.02wt% 포함되는 것이 바람직하다.In addition, looking at the composition ratio of the first substrate 310, it is preferable that the film material contains 0.2 to 2.0 wt% of the light emitting material and 0.002 to 0.02 wt% of the metal nanoparticles.

발광물질은 0.2~2.0wt% 포함되며, 금속나노입자는 0.002~0.02wt% 포함되는 것이 바람직하다. 발광물질이 0.2~2.0wt% 범위일때 발광효율이 극대화되는 효과가 있다.It is preferable that the luminescent material is contained in 0.2 to 2.0 wt%, and the metal nanoparticles are preferably contained in 0.002 to 0.02 wt%. When the luminous material is in the range of 0.2 to 2.0 wt%, the luminous efficiency is maximized.

또한, 금속나노입자는 0.002~0.02wt%인 것이 바람직한데, 0.002wt% 미만인 경우에는 표면 플라즈몬 공명에 의해 증폭이 잘 일어나지 않게 되며, 0.02wt%를 초과하게 되면 금속입자가 많아져 여기자가 생김으로 인해 오히려 발광강도의 증폭이 오히려 떨어지게 된다.In addition, it is preferable that the metal nanoparticles be 0.002 to 0.02 wt%, but if it is less than 0.002 wt%, amplification does not occur well due to the surface plasmon resonance, and if it exceeds 0.02 wt%, the metal particles increase and excitons are generated. As a result, the amplification of the luminous intensity rather falls.

발광물질로는 Yellow형광체인 MACROLEX Fluorescent Yellow 10GN, Red형광체인 MACROLEX Fluorescent Red G, 혹은 DCM, Green형광체인 Cumarine6, 및 Blue형광체인 Cumarin466 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.As a light emitting material, it is preferable to use any one of MACROLEX Fluorescent Yellow 10GN, a yellow phosphor, MACROLEX Fluorescent Red G, a red phosphor, or DCM, Cumarine6, a green phosphor, and Cumarin466, a blue phosphor.

발광물질은 입사된 빛을 여러 방향으로 방사시키는 역할을 하여 유리 내로의 입사시 입사각을 변경하여 빛이 유리 내에서 전반사가 일어나는 것을 돕는 역할을 한다.The luminescent material plays a role of radiating incident light in various directions, thereby changing the angle of incidence when incident into the glass, thereby helping the total reflection of the light to occur in the glass.

또한, 금속나노입자로는 은나노입자 또는 금나노입자인 것이 바람직하다. 은나노입자 또는 금나노입자는 발광물질이 있는 상태에서 빛을 증폭시킬 수 있는 역할을 한다. 증폭이 일어나는 이유로는 발광물질과 함께 표면 플라즈몬 공명효과에 의해 발광강도가 증폭된다.In addition, the metal nanoparticles are preferably silver nanoparticles or gold nanoparticles. Silver nanoparticles or gold nanoparticles can amplify light in the presence of a luminescent material. The reason for the amplification is that the luminous intensity is amplified by the surface plasmon resonance effect together with the luminescent material.

여기서, 실시예 3은 0.25 wt% Red G의 발광물질 하나만 첨가한 상태이고, 실시예 4는 2종류의 발광물질(0.25 wt% of Red G + 0.25 wt% Yellow 10 GN)가 첨가된 상태이다.Here, in Example 3, only one luminescent material of 0.25 wt% Red G is added, and in Example 4, two types of luminescent materials (0.25 wt% of Red G + 0.25 wt% Yellow 10 GN) are added.

또한, 실시예 3은 금속나노입자로 은이 첨가된 것이고, 실시예 4는 금속나노입자로 금 및 은이 함께 첨가된 것이다.In addition, in Example 3, silver was added as metal nanoparticles, and in Example 4, gold and silver were added together as metal nanoparticles.

또한, 금속나노입자는 크기가 10~60nm인 것이 바람직한데, 금속나노입자 크기가 10~60nm일 때 발광물질과 혼합되어 표면 플라즈몬 공명이 잘 일어난다.In addition, it is preferable that the metal nanoparticles have a size of 10 to 60 nm. When the metal nanoparticles have a size of 10 to 60 nm, they are mixed with a light emitting material, so that surface plasmon resonance occurs well.

코팅층(320)은 제 1 기판(310) 상에 적층되어 배치된다.The coating layer 320 is stacked and disposed on the first substrate 310.

코팅층(320)의 구성비율을 살펴보면, 코팅층(320)에서 발광물질은 0.2~2.0wt%를 포함되며, 금속나노입자는 0.002~0.02wt%를 포함되는 것이 바람직하다.Looking at the composition ratio of the coating layer 320, it is preferable that the light emitting material in the coating layer 320 contains 0.2 to 2.0 wt%, and the metal nanoparticles contain 0.002 to 0.02 wt%.

발광물질이 0.2~2.0wt% 범위일때 발광효율이 극대화되는 효과가 있다.When the luminous material is in the range of 0.2 to 2.0 wt%, the luminous efficiency is maximized.

또한, 금속나노입자는 0.002~0.02wt%인 것이 바람직한데, 0.002wt% 미만인 경우에는 표면 플라즈몬 공명에 의해 증폭이 잘 일어나지 않게 되며, 0.02wt%를 초과하게 되면 금속입자가 많아져 여기자가 생김으로 인해 오히려 발광강도의 증폭이 오히려 떨어지게 된다.In addition, it is preferable that the metal nanoparticles be 0.002 to 0.02 wt%, but if it is less than 0.002 wt%, amplification does not occur well due to the surface plasmon resonance, and if it exceeds 0.02 wt%, the metal particles increase and excitons are generated. As a result, the amplification of the luminous intensity rather falls.

빛이 입사되면 코팅층(320) 및 제 1 기판(310)의 발광물질 및 금속나노입자에 의해 표면플라즈몬 공명이 일어나게 된다.When light is incident, surface plasmon resonance occurs due to the light emitting material and metal nanoparticles of the coating layer 320 and the first substrate 310.

나노미터 금속입자 표면에 빛이 입사되면 금속나노입자 표면의 전자들이 들뜬 상태로 여기되는 현상을 금속나노입자 표면 플라즈몬이라하며, 이렇게 여기된 금속표면의 전자에서 발생되는 에너지는 주변부의 발광물질의 발광효율을 증대시킨다. 여기에는 두가지 메커니즘이 있는데 첫 번째는 금속나노입자의 표면플라즈몬으로 여기된 전자들의 에너지가 주변부의 발광물질의 여기자 생성효율을 증대시켜 발광물질의 입사광 흡수효율 향상시키는 것이며, 두 번째로는 금속나노입자의 표면플라즈몬으로 발생된 여기된 전자들의 에너지가 주변부의 발광물질의 비발광경로를 발광경로로 전환시켜 발광물질의 발광효율을 향상시키게 된다.When light is incident on the surface of a nanometer metal particle, the phenomenon in which electrons on the surface of the metal nanoparticle are excited in an excited state is called a metal nanoparticle surface plasmon, and the energy generated from the electrons on the excited metal surface is luminous Increase efficiency. There are two mechanisms here. First, the energy of electrons excited by the surface plasmon of the metal nanoparticles increases the efficiency of generating excitons of the light-emitting material in the surrounding area, thereby improving the absorption efficiency of incident light of the light-emitting material. The energy of the excited electrons generated by the surface plasmon of the light-emitting material converts the non-emission path of the light-emitting material at the periphery to the light-emitting path, thereby improving the luminous efficiency of the light-emitting material.

발광물질로는 Yellow형광체인 MACROLEX Fluorescent Yellow 10GN, Red형광체인 MACROLEX Fluorescent Red G, 혹은 DCM, Green형광체인 Cumarine6, 및 Blue형광체인 Cumarin466 중 어느 하나 또는 적어도 하나의 조합을 사용하는 것이 바람직하다.As the light emitting material, it is preferable to use any one or a combination of at least one of MACROLEX Fluorescent Yellow 10GN, a yellow phosphor, MACROLEX Fluorescent Red G, a red phosphor, or DCM, Cumarine6, a green phosphor, and Cumarin466, a blue phosphor.

예컨대, Yellow형광체와 Red형광체를 같이 사용하면 공명 발광으로 발광 효율이 상승할 수 있다.For example, when a yellow phosphor and a red phosphor are used together, the luminous efficiency can be increased due to resonance emission.

발광물질은 입사된 빛을 여러 방향으로 방사시키는 역할을 하여 유리 내로의 입사시 입사각을 변경하여 빛이 유리 내에서 전반사가 일어나는 것을 돕는 역할을 한다. The luminescent material plays a role of radiating incident light in various directions, thereby changing the angle of incidence when incident into the glass, thereby helping the total reflection of the light to occur in the glass.

제 1 기판(310) 하부에는 공기층(330)이 형성되고, 공기층(330)으로 이격되도록 제 1 기판(310) 하부에 고분자액정분산층(340)이 배치된다.An air layer 330 is formed under the first substrate 310, and a polymer liquid crystal dispersion layer 340 is disposed under the first substrate 310 so as to be spaced apart from the air layer 330.

고분자액정분산층(340)(polymer dispersed liquid crystal, PDLC)은 액정 표시장치(LCD)에 사용되는 액정 셀의 하나이다. 빛의 투과를 빛의 산란강도에 따라 제어하며 편광판을 필요로 하지 않는다. 고분자 중에서 수 마이크로미터의 액정 분자립이 다수 분산되어 있는 것으로, 그물 모양의 고분자 중에 액정이 포함되어 있는 것 등 몇 가지 종류의 구조가 있다. 전압이 없으면 액정 분자의 방향이 불규칙해지고 매체와의 굴절률이 다른 계면에서 산란을 일으킨다. 전압을 가하면 액정의 방향이 가지런하게 되고, 양자의 굴절률이 일치하여 투과상태가 된다. 표시는 밝게 되지만 액정 셀의 두께를 크게 하지 않으면 콘트라스트가 확보되지 않기 때문에 결과적으로 구동 전압이 높아진다.The polymer dispersed liquid crystal (PDLC) 340 is one of liquid crystal cells used in a liquid crystal display (LCD). It controls light transmission according to the light scattering intensity and does not require a polarizer. There are several types of structures, such as a polymer in which a large number of liquid crystal molecular particles of several micrometers are dispersed, and a liquid crystal is contained in a net-shaped polymer. Without voltage, the orientation of liquid crystal molecules becomes irregular, and scattering occurs at the interface with a different refractive index with the medium. When voltage is applied, the direction of the liquid crystal becomes even, and the refractive indices of the liquid crystals coincide to form a transmission state. Although the display becomes bright, the contrast is not secured unless the thickness of the liquid crystal cell is increased, resulting in a high driving voltage.

즉 작용을 보면, 고분자액정분산층(340)은 액정입자와 감광성 폴리머 용액을 포함하여 이루어진다. 폴리머 분산 액정층에 자외선이 조사되면 감광성 폴리머가 경화되면서, 폴리머 분산층 내부에 다수의 기공이 발생하고, 기공 내에 액정 입자가 포함된 형태가 된다. 전압이 인가되지 않은 상태에서는 액정을 둘러싼 폴리머 분자와 액정 입자들이 랜덤하게 배열되어 있기 때문에 빛을 투과시키지 못한다. 전압을 인가하면 액정들이 분극하여 일정한 규칙성을 가지고 배열되고 폴리머 분자들도 투과축을 따라 배열된다.That is, looking at the action, the polymer liquid crystal dispersion layer 340 includes liquid crystal particles and a photosensitive polymer solution. When ultraviolet rays are irradiated to the polymer dispersed liquid crystal layer, the photosensitive polymer is cured, and a number of pores are generated in the polymer dispersion layer, and liquid crystal particles are contained in the pores. In a state in which no voltage is applied, the polymer molecules and liquid crystal particles surrounding the liquid crystal are randomly arranged, so that light cannot be transmitted. When a voltage is applied, the liquid crystals are polarized and arranged with a certain regularity, and polymer molecules are also arranged along the transmission axis.

즉, 고분자액정분산층(340)은 전압의 인가 여부에 따라 광투과율이 변경될 수 있다.That is, the light transmittance of the polymer liquid crystal dispersion layer 340 may be changed according to whether a voltage is applied.

결과적으로, 고분자액정분산층(340)에 인가되는 전압에 따라 제 1 기판(310)을 통과한 빛이 고분자액정분산층(340)을 통해 투과되거나 반사되는 양을 조절할 수 있고 이로 인해, 고분자액정분산층(340)의 광투과율에 따라 측면으로 전달되는 광의 양을 제어할 수 있다.As a result, according to the voltage applied to the polymer liquid crystal dispersion layer 340, the amount of light that has passed through the first substrate 310 can be adjusted to be transmitted or reflected through the polymer liquid crystal dispersion layer 340. The amount of light transmitted to the side may be controlled according to the light transmittance of the dispersion layer 340.

도 7은 본 발명의 실시예 3, 실시예 4, 비교예 4 및 비교예 5에서 측정된 유리 측면에서 발광강도를 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the luminous intensity from the side of the glass measured in Examples 3, 4, and 4 and 5 of the present invention.

여기서, 실시예 3은 도 6에 도시된 구조에서 금속나노입자가 은을 포함하는 광전달 시스템이고, 실시예 4는 도 6에 도시된 구조에서 금속나노입자가 금을 포함하는 광전달 시스템이고, 비교예 4는 실시예 3에 비해 공기층(330) 및 고분자액정분산층(340)이 제거된 광전달 시스템이고, 비교예 5는 실시예 4에 비해 공기층(330) 및 고분자액정분산층(340)이 제거된 광전달 시스템이다.Here, Example 3 is a light transmission system in which metal nanoparticles contain silver in the structure shown in FIG. 6, and Example 4 is a light transfer system in which metal nanoparticles contain gold in the structure shown in FIG. 6, Comparative Example 4 is a light transmission system in which the air layer 330 and the polymer liquid crystal dispersion layer 340 are removed compared to Example 3, and Comparative Example 5 is the air layer 330 and the polymer liquid crystal dispersion layer 340 compared to Example 4. This is the removed optical transmission system.

실시예 3, 실시예 4, 비교예 4 및 비교예 5의 발광강도를 살펴보면, 공기층(330) 및 고분자액정분산층(340)을 갖는 실시예 3가 비교예 4에 비해 특정 파장대에서 발광강도가 더 높은 것을 확인할 수 있고, 실시예 4가 비교예 5 에 비해 특정 파장대에서 발광강도가 더 높은 것을 확인할 수 있다.Looking at the luminous intensity of Example 3, Example 4, Comparative Example 4, and Comparative Example 5, Example 3 having an air layer 330 and a polymer liquid crystal dispersion layer 340 showed a luminous intensity in a specific wavelength range compared to Comparative Example 4. It can be seen that it is higher, and it can be seen that Example 4 has a higher luminous intensity in a specific wavelength range than in Comparative Example 5.

또한, 고분자액정분산층(340)의 전압 인가 여부(On mode / Off mode)에 따라 실시예 3 및 실시예 4 각각에서 발광강도를 제어할 수 있다.In addition, according to whether or not voltage is applied to the polymer liquid crystal dispersion layer 340 (On mode / Off mode), it is possible to control the luminous intensity in each of Examples 3 and 4.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The detailed description above is illustrative of the present invention. In addition, the above description shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications and environments. That is, changes or modifications may be made within the scope of the concept of the invention disclosed in the present specification, the scope equivalent to the disclosed contents, and/or the skill or knowledge of the art. The above-described embodiments describe the best state for implementing the technical idea of the present invention, and various changes required in the specific application fields and uses of the present invention are possible. Therefore, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiment. In addition, the appended claims should be construed as including other embodiments.

100, 200, 300: 광전달 시스템100, 200, 300: optical transmission system

Claims (12)

발광물질 및 금속나노입자 중 적어도 하나를 포함하는 제 1 기판; 및
상기 제 1 기판의 일측면에 배치된 태양 전지; 를 포함하고,
빛이 상기 기판 내에서 반사를 통해 상기 태양 전지로 전달되는 측면 광전달 시스템.
A first substrate including at least one of a light emitting material and metal nanoparticles; And
A solar cell disposed on one side of the first substrate; Including,
A side light delivery system in which light is transmitted to the solar cell through reflection within the substrate.
제1항에 있어서,
상기 제 1 기판 상에 배치되며, 퀀텀닷을 포함하는 코팅층; 을 더 포함하는 측면 광전달 시스템.
The method of claim 1,
A coating layer disposed on the first substrate and including a quantum dot; Lateral light transmission system comprising a further.
제2항에 있어서,
상기 코팅층은 상기 빛에서 자외선을 흡수하는 측면 광전달 시스템.
The method of claim 2,
The coating layer is a side light transmission system that absorbs ultraviolet rays from the light.
제3항에 있어서,
상기 제 1 기판 하에 배치되며, 발광물질을 포함하는 제 2 기판; 을 더 포함하는 측면 광전달 시스템.
The method of claim 3,
A second substrate disposed under the first substrate and including a light emitting material; Lateral light transmission system comprising a further.
제4항에 있어서,
상기 제 2 기판의 발광물질은 형광공명 에너지 전이(fluorescence resonance energy transfer, FRET) 현상을 유발시키는 도너(donor) 또는 어셉터(acceptor) 역할을 수행하는 측면 광전달 시스템.
The method of claim 4,
The light-emitting material of the second substrate serves as a donor or acceptor for causing a fluorescence resonance energy transfer (FRET) phenomenon.
제4항에 있어서,
상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에는 공기층이 배치된 측면 광전달 시스템.
The method of claim 4,
A side light transmission system in which an air layer is disposed between the first substrate and the second substrate.
제1항에 있어서,
상기 제 1 기판 하에 배치되며, 폴리머 및 상기 폴리머에 내에 배치된 복수의 튜브를 포함하는 폴리머층; 및
상기 폴리머층 하에 배치된 반사층; 을 포함하고,
빛이 제 1 기판 및 폴리머층 내에서 반사를 통해 상기 태양 전지로 전달되는 측면 광전달 시스템.
The method of claim 1,
A polymer layer disposed under the first substrate and including a polymer and a plurality of tubes disposed within the polymer; And
A reflective layer disposed under the polymer layer; Including,
A side light delivery system in which light is transmitted to the solar cell through reflection within the first substrate and polymer layer.
제7항에 있어서,
상기 폴리머층 내에서 상기 복수의 튜브의 일단은 상기 태양 전지를 향하도록 배치되고,
상기 튜브의 내부 상기 폴리머층의 폴리머가 배치된 측면 광전달 시스템.
The method of claim 7,
One end of the plurality of tubes in the polymer layer is disposed to face the solar cell,
Side light transmission system in which the polymer of the polymer layer is disposed inside the tube.
제8항에 있어서,
상기 폴리머의 굴절률은 상기 튜브의 굴절률 보다 큰 측면 광전달 시스템.
The method of claim 8,
The refractive index of the polymer is greater than the refractive index of the tube side light transmission system.
제1항에 있어서,
상기 제 1 기판 상에 배치되며, 발광물질을 포함하는 코팅층; 및
상기 제 1 기판 하에 배치되는 고분자액정분산층; 을 포함하고,
빛이 상기 코팅층 통과 후 상기 제 1 기판 내에서 반사를 통해 상기 태양 전지로 전달되는 측면 광전달 시스템.
The method of claim 1,
A coating layer disposed on the first substrate and including a light emitting material; And
A polymer liquid crystal dispersion layer disposed under the first substrate; Including,
A side light transfer system in which light is transmitted to the solar cell through reflection in the first substrate after passing through the coating layer.
제10항에 있어서,
상기 제 1 기판과 상기 고분자액정분산층 사이에는 공기층이 배치된 측면 광전달 시스템.
The method of claim 10,
A side light transmission system in which an air layer is disposed between the first substrate and the polymer liquid crystal dispersion layer.
제10항에 있어서,
상기 고분자액정분산층은 전압의 인가 여부에 따라 광투과율이 변경되는 측면 광전달 시스템.
The method of claim 10,
The polymer liquid crystal dispersion layer is a side light transmission system in which the light transmittance is changed according to whether or not a voltage is applied.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210038009A (en) * 2019-09-30 2021-04-07 주식회사 엘지화학 Window comprising solar cell
KR20220157093A (en) * 2021-05-20 2022-11-29 한국전자기술연구원 Fitting and Fitting system having the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011009536A (en) * 2009-06-26 2011-01-13 Toppan Printing Co Ltd Solar cell condensing sheet and solar cell condensing sheet with module
KR20120117409A (en) * 2011-04-15 2012-10-24 삼성전자주식회사 Window integrated solar cell module
JP2013526008A (en) * 2010-03-24 2013-06-20 ユニバーシティ オブ ノース カロライナ アット シャルロット Solar energy harvesting using waveguides
KR101432861B1 (en) 2007-05-23 2014-08-26 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Light redirecting solar control film
JP2014525050A (en) * 2011-07-01 2014-09-25 トロピグラス テクノロジーズ リミテッド Spectral selectivity panel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101432861B1 (en) 2007-05-23 2014-08-26 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Light redirecting solar control film
JP2011009536A (en) * 2009-06-26 2011-01-13 Toppan Printing Co Ltd Solar cell condensing sheet and solar cell condensing sheet with module
JP2013526008A (en) * 2010-03-24 2013-06-20 ユニバーシティ オブ ノース カロライナ アット シャルロット Solar energy harvesting using waveguides
KR20120117409A (en) * 2011-04-15 2012-10-24 삼성전자주식회사 Window integrated solar cell module
JP2014525050A (en) * 2011-07-01 2014-09-25 トロピグラス テクノロジーズ リミテッド Spectral selectivity panel

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210038009A (en) * 2019-09-30 2021-04-07 주식회사 엘지화학 Window comprising solar cell
KR20220157093A (en) * 2021-05-20 2022-11-29 한국전자기술연구원 Fitting and Fitting system having the same

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