KR20230148508A - 색변환 시트 및 이를 포함하는 라이팅 소자 - Google Patents
색변환 시트 및 이를 포함하는 라이팅 소자 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 베이스수지; 및 상기 베이스수지 상부면에 형성되는 적어도 1개 이상의 파장변환층;을 포함하고, 상기 파장변환층은 1종 이상의 첨가제를 포함한다.
Description
본 발명은 색변환 시트 및 이를 포함하는 라이팅 소자에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 광이 투과되는 경우 색변환이 발생되는 색변환 시트 및 이를 포함하는 라이팅 소자에 관한 것이다.
다양한 전자제품이 등장하면서 심미감 또는 색재현 등을 높이기 위한 방법으로 컬러필터 등을 이용하여 변색시키는 라이팅 소자 등이 개발되고 있다.
라이팅 소자에서 다양한 라이팅 컬러를 발현시키기 위해서는 원하는 컬러 계열의 반투명 커버를 이용하며, 그 아래 백색 광원을 배치하거나 완전 투명 커버를 사용하고 원하는 컬러 계열의 광원을 사용하는 것이 일반적이다.
그러나, 이와 같이 반투명 커버를 이용하거나, 특수한 컬러를 가지는 광원을 사용하는 경우 전원의 온/오프에 따른 현저한 색상의 차이를 나타내기 어려워, 라이팅 소자의 식별력이나 심미감을 증가시키는데 한계가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1715893호에서는 면광원 커버 제조방법 및 이로부터 제조된 평판 조명장치에 관한 것으로, 도광층, 도광층의 일면에 적층되는 확산층, 도광층의 타면에 구비되는 반사판 및 광원 모듈을 포함하여 광의 산란을 억제하여 면 전체에 고르게 광을 분산시킬 수 있는 구 면광원 커버를 개시하나, 전원 인가 여부에 따라 색변환이 현저한 면광원은 개시되지 않는다.
따라서 라이팅 소자에 보다 다양한 색변환 효과를 부여하여, 색변환 기능뿐만 아니라 제품의 심미감을 배가할 수 있는 색변환 시트의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은 광원모듈 전원의 인가 여부에 따라 발현되는 색상의 차이를 현저하게 증가시켜 시인성 및 심미감을 증가시키고, 다양한 디자인이 가능한 색변환 시트를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 전원 인가여부에 따라 색변환되어 다양한 디자인이 가능한 색변환 시트를 포함하는 라이팅 소자를 제공하는데 있다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
1. 본 발명의 하나의 관점은 색변환 시트에 관한 것이다.
상기 색변환 시트는 베이스수지; 및 상기 베이스수지 상부면에 형성되는 적어도 1개 이상의 파장변환층;을 포함하고, 상기 파장변환층은 1종 이상의 첨가제를 포함한다.
2. 상기 1 구체예에서, 상기 베이스수지는 PC, ABS, PMMA, ASA 및 PS 중 1종 이상일 수 있다.
3. 상기 1 또는 2 구체예에서, 상기 베이스수지는 이산화티타늄(TiO2), 실리카(silica) 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다.
4. 상기 1 내지 3 중 어느 하나의 구체예에서, 상기 베이스수지는 염료를 더 포함할 수 있다.
5. 상기 1 내지 4 중 어느 하나의 구체예에서, 상기 베이스수지와 파장변환층의 두께는 하기 수학식 1에 따라 결정될 수 있다.
[수학식 1]
T1 < T2
여기서 T1은 파장변환층의 두께이고, T2는 베이스수지의 두께이다.
6. 상기 1 내지 5 중 어느 하나의 구체예에서, 상기 파장변환층의 두께는 50nm 내지 2,000nm일 수 있다.
7. 상기 1 내지 5 중 어느 하나의 구체예에서, 상기 첨가제는 실리카(SiO2), 이산화티타늄(TiO2), 오산화삼티타늄(Ti3O5), 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
8. 상기 1 내지 7 중 어느 하나의 구체예에서, 상기 첨가제는 광 투과 시 색변환 시트의 표면에서 광의 구배를 형성할 수 있다.
9. 상기 상기 1 내지 7 중 어느 하나의 구체예에서, 상기 파장변환층은 450nm ~ 650nm 또는 550nm ~ 750nm의 파장 범위에서 투과율이 10% 이하일 수 있다.
10. 상기 상기 1 내지 9 중 어느 하나의 구체예에서, 상기 파장변환층은 450nm ~ 550nm 및 600nm ~ 700nm의 파장 범위에서 투과율이 10% 이하일 수 있다.
11. 본 발명의 다른 관점은 색변환 시트를 포함하는 라이팅 소자에 관한 것이다.
상기 라이팅 소자는 광원모듈;
상기 광원모듈 상부에 배치되는 베이스수지; 및
상기 베이스수지 상부면에 형성되는 파장변환층;을 포함하고,
상기 파장변환층은 1 종 이상의 첨가제가 증착된 것이다.
12. 상기 11 구체예에서, 상기 첨가제는 실리카(SiO2), 이산화티타늄(TiO2), 오산화삼티타늄(Ti3O5), 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
13. 상기 11 또는 12 구체예에서, 상기 베이스수지는 이산화티타늄 또는 실리카를 포함하여 상기 광원모듈을 파장변환층 외부로 투영시키는 것을 방지할 수 있다.
14. 상기 11 내지 13 중 어느 하나의 구체예에서, 상기 라이팅 소자는 상기 베이스수지의 색상과 파장변환층에서 투과되는 광의 파장범위에 따라 표면색이 결정될 수 있다.
15. 상기 11 내지 14 중 어느 하나의 구체예에서, 상기 광원모듈의 전원인가 시 표면색이 보색 관계에 있는 색으로 발현될 수 있다.
본 발명에 따른 색변환 시트는 백색계열의 반투명 베이스수지가 아니라 다양한 색이 부여된 베이스수지를 사용하여 필름 부착 부위의 외관을 향상시킬 수 있고, 인쇄공정이나 마스킹 공정 없이 배후의 광을 투과시켜 베이스수지와 상이한 보색 관계의 색을 발현하도록 하여 심미감을 향상시키고, 사용자의 주의를 환기시키기 매우 용이하다.
색변환 시트를 포함하는 라이팅 소자는 광원모듈의 전원 인가 여부에 따라 라이팅 소자의 표면에서 베이스수지와 전혀 상이한 색을 나타낼 수 있으며, 베이스수지의 색상과 파장변환층의 종류 및 광원모듈의 광의 파장에 따라 빛의 3원색을 조절할 수 있기 때문에 매우 다양한 색을 발현시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 색변환 시트의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따른 색변환 시트를 포함하는 라이팅 소자의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 한 구체예에 따른 색변환 시트에 있어서, 파장변환층의 가시광선 투과 파장대를 나타낸 가시광선분광분석 그래프이다.
도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따른 색변환 시트를 포함하는 라이팅 소자의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 한 구체예에 따른 색변환 시트에 있어서, 파장변환층의 가시광선 투과 파장대를 나타낸 가시광선분광분석 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 도면은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 제공되는 것일 뿐, 본 발명이 하기 도면에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수 있다.
'상부', '상면', '하부', '하면' 등과 같은 위치 관계는 도면을 기준으로 기재된 것일 뿐, 절대적인 위치 관계를 나타내는 것은 아니다. 즉, 관찰하는 위치에 따라, '상부'와 '하부' 또는 '상면'과 '하면'의 위치가 서로 변경될 수 있다.
본 명세서에서, 수치범위를 나타내는 "a 내지 b"는 "≥a 이고 ≤b"으로 정의한다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 색변환 시트의 모식도이고, 도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따른 색변환 시트를 포함하는 라이팅 소자의 모식도이다.
이하, 도 1 및 2를 참조하여, 본 발명의 한 구체예에 따른 색변환 시트와 색변환 시트를 포함하는 라이팅 소자를 설명한다.
상기 색변환 시트는 베이스수지(100) 및 파장변환층(200)을 포함한다.
상기 베이스수지(100)는 열가소성 투명수지이며, PC, ABS, PMMA, ASA 및 PS중 1종 이상일 수 있다. 상기 베이스수지(100)가 상기 종류의 수지인 경우 압출하여 성형하기에 용이하고, 특히 염료 및 안료를 첨가하여 투과율을 조절하기 용이하다. 바람직한 구체예에서, 상기 베이스수지(100)는 투명 PC 또는 투명 ABS 일 수 있다. 상기 베이스수지(100)가 투명 PC 또는 투명 ABS인 경우에는 염료 또는 안료를 첨가하여 성형하기 용이할 뿐만 아니라, 광의 투과율을 조절하고, 고유한 발색을 나타내기 매우 유리하다.
한 구체예에서, 상기 베이스수지(100)는 폴리실록산-폴리카보네이트(Si-PC) 또는 UV안정제를 더 포함할 수 있다. 상기 베이스수지(100)가 투명 PC 또는 투명 ABS인 경우에 상기 폴리실록산-폴리카보네이트를 첨가하는 경우 강도를 효과적으로 증가시킬 수 있다. 상기 베이스수지(100)가 상기 UV안정제를 더 포함하는 경우 내후성을 나타내어 상기 색변환 시트를 외기에 노출시켜 사용하는 것이 가능하다.
상기 폴리실록산-폴리카보네이트 또는 UV안정제는 상기 베이스수지(100)의 고유의 색상에 영향을 미치지 않으며, 상기 베이스수지(100)의 고유의 색은 염료 또는 착색제를 첨가하여 선택할 수 있다.
구체예에서 상기 베이스수지(100)의 두께는 0.5 내지 20mm 범위일 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 10mm일 수 있다.
상기 베이스수지(100)는 일반적인 사출 또는 압출 성형으로 제조될 수 있으며, 압출시트 또는 사출된 수지 성형품일 수 있다.
상기 베이스수지(100)의 제조방법은 일정 두께 또는 형상으로 제조할 수 있는 방법이면 제한되지 않으나, 수지 제조용 펠렛에 안료 및 염료가 첨가되고 압출시트로 성형하여 제조하는 것이 보다 바람직하며, 이때 베이스수지 고유의 색을 결정할 수 있다.
상기 베이스수지(100)는 이산화티타늄(TiO2), 실리카(SiO2) 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다.
상기 베이스수지(100)가 상기 종류의 안료 및 광확산제를 포함하는 경우 광의 투과율을 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 광의 은폐를 가능하게 할 수 있다.
한 구체예에서, 상기 이산화티타늄이 포함되는 경우 상기 파장변환층(200) 배후에 배치되는 물건의 상이 외부로 투영되지 않을 수 있다.
상기 실리카는 광확산제로, 광의 투과율을 조절할 수 있다.
상기 베이스수지(100)는 염료를 더 포함할 수 있다.
상기 베이스수지(100)가 염료 또는 착색제를 포함하여, 기본 발색을 결정할 수 있으며, 상기 염료에 따라 상기 베이스수지(100)의 기본 발색이 결정될 수 있고, 상기 파장변환층(200)에 첨가제 종류에 따라 투과되는 광의 파장 범위가 제한되는 경우에 상기 베이스수지(100)와 파장변환층(200)은 광의 투과 여부에 따라 현저한 발색의 차이를 나타낼 수 있어서 색변환 시트의 시인성을 크게 증가시킬 수 있다.
상기 파장변환층(200)은 상기 베이스수지(100) 상부면에 복수개로 형성된다.
구체적으로 상기 파장변환층(200)은 상기 베이스수지(100) 상에 증착되어 형성될 수 있으며, 반복 증착되어 적어도 1개 이상의 층으로 구비될 수 있다.
상기 파장변환층(200)이 복수개로 구비되는 경우 투과되는 광의 파장 범위를 조절하는 것도 가능하다.
상기 파장변환층(200)이 예를 들면 이산화티타늄을 포함하는 층(l1), 상기 이산화티타늄층 상부에 실리카층(l2)이 교대로 반복 증착되어 복수개의 층(ln)을 형성할 수 있다.
상기 파장변환층(200)이 복수개로 적층되어 일정 범위의 파장 범위의 광을 외부로 투영시키는 것을 감소시키거나 조절할 수 있다.
상기 파장변환층(200)은 1종 이상의 첨가제를 포함하여 형성된 것이다.
상기 첨가제는 실리카(SiO2), 이산화티타늄(TiO2), 오산화삼티타늄(Ti3O5), 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 첨가제는 투과되는 광의 파장 범위를 조절하여 특정 대역의 파장을 가지는 광을 선택적으로 투과할 수 있다.
상기 파장변환층(200)은 상기 종류의 첨가제를 포함하며, 상기 베이스수지(100)가 압출시트 또는 사출된 수지 성형품인 경우 상기 압출시트 또는 사출된 수지 성형품 상부면에 직접 증착되어 형성되는 것이 바람직하다.
한 구체예에서 상기 파장변환층(200)의 두께는 50nm 내지 2,000nm일 수 있다.
상기 범위 내에서 투과되는 광의 파장대역을 결정할 수 있다.
상기 베이스수지(100)와 파장변환층(200)의 두께는 하기 수학식 1에 따라 결정될 수 있다.
[수학식 1]
T1 < T2
여기서 T1은 파장변환층(200)의 두께이고, T2는 베이스수지의 두께이다.
상기 베이스수지(100)는 파장변환층(200)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있으며, 이 경우에 색변환 시트 전체의 형상을 유지하고 일정 이상의 강도를 나타낼 수 있다.
상기 파장변환층(200)은 상기 1종 이상의 첨가제를 포함하여, 투과되는 광의 파장 영역을 결정하거나, 광을 은폐하여 배후의 상이 외부로 투영되지 않도록 할 수 있다.
한 구체예에서, 상기 첨가제는 광 투과 시 색변환 시트의 표면에서 광의 구배를 형성할 수 있다.
상기 파장변환층(200)의 배후에 광원모듈(300)이 배치되고, 광원모듈(300)에서 광이 발산되는 경우 광원의 중심부터 외각으로 갈수록 발현되는 색이 변화되는 색 구배(Color gradient)가 형성될 수 있다.
상기 파장변환층(200)에서 광원의 투과 부위를 중심으로 색 구배가 형성되어 심미감을 증가시키고, 광원모듈(300)의 배치를 통한 다양한 패턴 형성이 가능하다.
한 구체예에서, 상기 파장변환층(200)은 450nm ~ 650nm 또는 550nm ~ 750nm의 파장 범위에서 투과율이 10% 이하일 수 있다.
상기 파장변환층(200)은 450nm ~ 550nm 및 600nm ~ 700nm의 파장 범위에서 투과율이 10% 이하일 수 있다.
상기 파장변환층(200)이 이산화티타늄, 광확산제 또는 이들의 조합을 포함하여 투과율을 10% 이하로 감소시키고, 상기 범위의 파장 대역에 가시광선이 비투과되는 파장 대역을 형성하여 투과되는 광의 파장을 제한하는 경우에는 파장변환층(200)에서 발현되는 색상을 변화시킬 수 있다.
따라서 본 발명의 한 구체예에 따른 색변환 시트는 베이스수지(100)의 고유의 기본색과 광 투과 시 발현되는 색이 서로 상이하고, 극적인 색상의 변화로 심미감을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 시인성을 증가시킬 수 있으며, 광 투과 시 발현되는 색을 다양하게 설정하는 것이 가능하여 색변환 시트 설계 시 자유도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 색변환 시트를 포함하는 라이팅 소자(1000)에 관한 것이다.
도 2를 참조하면, 상기 라이팅 소자(1000)는 광원모듈(300), 베이스수지(100), 파장변환층(200)을 포함한다.
구체적으로 상기 파장변환층(200)은 1 종 이상의 첨가제가 증착된 것이다.
상기 광원모듈(300)은 전기적 에너지를 광으로 변환시킬 수 있는 것이면 제한되지 않으며, 구체적으로 LED인 것이 바람직하다.
상기 광원모듈(300)은 백색광이 발현될 수 있으나, 청색광, 적색광, 또는 녹색광을 나타내는 것도 가능하다.
상기 베이스수지(100)는 상기 광원모듈(300) 상부에 배치되어 상기 광원모듈(300)을 외부로부터 보호할 수 있으며, 상기 광원모듈(300)에서 발산되는 광이 투과될 수 있다.
상기 파장변환층(200)은 상기 광원모듈(300)에서 발산되는 광이 상기 베이스수지(100)를 투과한 후 도달되면 일정한 파장 대역의 광을 투과시켜 라이팅 소자(1000) 표면에서 발현되는 색상을 결정할 수 있다.
상기 파장변환층(200)은 광원모듈(300)에서 발산되는 광이 투과되는 투과광(L1)과 투과되지 못하는 비투과광(L2)을 형성할 수 있다.
상기 투과광(L1)과 투과되지 못하는 비투과광(L2)에 따라 발색의 차이가 결정될 수 있다.
상기 첨가제는 실리카(SiO2), 이산화티타늄(TiO2), 오산화삼티타늄(Ti3O5), 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 파장변환층(200)이 상기 첨가제를 포함하는 경우 상기 광원모듈(300)에서 투과되는 광원의 중심부위로부터 색의 구배를 형성할 수 있다.
상기 라이팅 소자(1000)는 상기 베이스수지(100)의 색상과 파장변환층(200)에서 투과되는 광의 파장범위에 따라 표면색이 결정될 수 있다.
상기 라이팅 소자(1000)의 표면색은 육안(E)으로 관찰 시 상기 광원모듈(300)에서 광이 발생되지 않는 경우에는 베이스수지(100)와 파장변환층(200)의 색의 조합에 의하여 발색되나, 상기 광원모듈(300)에서 광이 발생되어 상기 파장변환층(200)을 투과하는 경우 표면색이 변화될 수 있다.
예를 들면 상기 광원모듈(300)의 전원인가 시 표면색이 보색 관계에 있는 색으로도 발현될 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 관점에 따른 색변환 시트를 포함하는 라이팅 소자(1000)는 상기 광원모듈(300)의 전원인가 시 표면색이 보색 관계에 가까운 색으로 변하기 때문에 시각적으로 극적인 변화를 인지할 수 있으며, 심미감의 증가뿐만 아니라 사용자의 주의를 환기시킬 수 있으므로 라이팅 소자의 시인성을 크게 증가시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실험예 1. 베이스수지 첨가물에 따른 색변환 효과
270℃에서 PC 수지를 압출하여 펠렛을 제조하고, 220℃에서 ABS수지를 압출하였다. 이때 압출은 L/D=36, 직경 45 mm인 이축 압출기를 사용하였으며, 제조된 펠렛은 80℃에서 2시간 이상 건조 후, 6oz 사출기(성형 온도: 280℃ 금형 온도: 60℃에서 사출하되, 하기 표 1에 따라, 베이스수지에 러버, 폴리실록산-폴리카보네이트 및 UV안정제를 첨가하였다.
상기 베이스수지를 증착 장비 내에 배치한 이후에 증착 설계 프로그램으로 450nm ~ 650nm 범위의 파장의 광 투과율이 10% 이하인 파장변환층을 추가로 형성하였다.
| 실험예 1-1 | 실험예 1-2 | 실험예 1-3 | 실험예 1-4 | 실험예 1-5 | 실험예 1-6 | |
| 베이스 수지 종류 | 투명 ABS |
투명 PC |
||||
| 베이스 수지 첨가물 | 러버 함량 저(5wt%) | 러버 함량 고(26wt%) |
Si-PC 함량(50 wt%) | Si-PC 첨가하지 않음 | UV안정제 함량 (0.5wt%) | UV 첨가하지 않음 |
| 실험예 1-1 | 실험예 1-2 | 실험예 1-3 | 실험예 1-4 | 실험예 1-5 | 실험예 1-6 | |
| 베이스수지 컬러 (광원모듈OFF) |
그린 계열 (착색제 미첨가) | |||||
| 라이팅 컬러(광원모듈ON) | 마젠타 계열 라이팅 컬러 | |||||
상기 표 2는 베이스수지에 광원모듈을 추가하여 광을 투과시키는 경우 발색을 나타낸 것이다.
표 2를 참조하면, 베이스수지에 러버, 폴리실록산-폴리카보네이트 및 UV안정제를 상이한 함량 범위에서 첨가하여도, 베이스수지의 기본 발색은 변화되지 않았으며, 광원모듈 오프 시 투명도가 높은 그린 계열 색상이 나타났고, 광원모듈을 작동하는 경우 적색과 청색이 혼합된 마젠타 계열의 핑크색을 나타내는 것을 확인하였다.
베이스수지의 종류나 첨가물인 Si-PC 또는 UV안정제의 첨가 유무 및 함량 변화에 따라 색변환 시트의 표면의 발색은 영향을 받지 않는 것을 확인하였다.
실험예 2. 첨가물의 종류에 따른 베이스수지 발색
실험예 1의 방법으로 베이스 수지를 사출하되, 시안계열 염료를 첨가하고, 하기 표 3의 조성에 따라 이산화티타늄, 광확산제를 함께 첨가하여 베이스수지를 제조하였다.
5mm 두께로 제조된 베이스수지를 증착 장비 내에 배치한 이후에 증착 설계 프로그램으로 450nm ~ 650nm 범위의 파장의 광 투과율이 10% 이하인 파장변환층을 추가로 형성하였다.
| 실험예 2-1 | 실험예 2-2 | 실험예 2-3 | 실험예 2-4 | 실험예 2-5 | |
| 베이스 수지 종류 | 투명 PC + 시안(Cyan) 계열 착색제 | 투명 PC (착색제無) |
|||
| 베이스수지 첨가물 종류 |
TiO2 (0.1 wt%) |
SiO2 (1 wt%) |
SiO2 (0.5 wt%) |
TiO2 + SiO2 (0.1wt% +0.5wt%) |
- |
| 실험예 2-1 | 실험예 2-2 | 실험예 2-3 | 실험예 2-4 | 실험예 2-5 | |
| 베이스 수지 컬러 (라이팅OFF) |
시안(Cyan) 계열 | 그린 계열 | |||
| 라이팅 컬러 (광원모듈 ON, 광원) |
마젠타 계열 | ||||
| 라이팅 컬러 (광원모듈 ON, 수직 상단부위 ) |
광원 수직 상단(마젠타)에서 주변부로 갈수록 옐로우 컬러 라이팅 (색 구배 발생) | 없음 | |||
| 소재 안쪽 구조물 은폐 가능 여부 | 은폐 | 은폐 X | 은폐 | 은폐 X | |
상기 표 4는 베이스수지의 첨가물에 따른 색변환 효과를 나타낸 것이다.
표 4를 참조하면, 염료를 첨가하여 베이스수지의 기본 발색을 제어할 수 있는 것을 확인하였으며, 광원모듈의 작동여부에 따라 상이한 발색이 가능한 것을 확인하였다.
특히 상기 베이스수지가 이산화티타늄을 포함하는 경우에는 함량에 상관없이 광원모듈 오프시 색변환 시트 배후의 구조물의 상이 투과되지 않아서 은폐가 가능하고, 이산화티타늄이 포함되지 않는 경우에는 은폐가 불가능한 것을 확인하였다.
또한 이산화티타늄 또는 실리카를 포함하거나, 이들을 모두 포함하는 경우에는 함량에 상관없이 광원 수직 상단부위에서 색 구배가 관측되어 심미감 증진이 가능하여 색변환 시트의 디자인의 자유도를 증가시킬 수 있는 것을 확인하였다.
실시예 1 내지 5. 색변환 시트 제조
도 3은 본 발명의 한 구체예에 따른 색변환 시트에 있어서, 파장변환층의 가시광선 투과 파장대를 나타낸 가시광선분광분석 그래프이다.
도 3을 참조하면, (a), (b)에서 이산화티타늄과 광확산제를 증착하는 경우에 450nm ~ 650nm 또는 550nm ~ 750nm의 파장 범위에서 투과율이 10% 이하로 제한할 수 있으며, (c)에서 450nm ~ 550nm 및 600nm ~ 700nm의 파장 범위에서 투과율이 10% 이하로 제한할 수 있는 것을 확인하였다.
상기 파장변환층의 유무에 따라 가시광선의 파장대에서 비투과 대역을 제어할 수 있다.
실험예 1의 방법에 따라 베이스수지를 제조하되 하기 표 5에 따라 염료를 첨가하고, 5mm 두께로 제조된 베이스수지를 증착 장비 내에 배치한 이후에 상기 도 3에 따라 증착 프로그램의 파장 대역을 조절하여 450nm ~ 650nm의 파장 범위에서 투과율이 10% 이하인 것, 550nm ~ 750nm의 파장 범위에서 투과율이 10% 이하인 것 및 450nm ~ 550nm 및 600nm ~ 700nm의 파장 범위에서 투과율이 10% 이하인 것 파장변환층을 각각 추가로 형성하였다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | |
| 베이스수지 종류 | 투명 PC | ||||
| 베이스 수지 첨가물 | 착색제 외 별도 첨가물 추가 없음 | ||||
| 베이스수지 컬러 (소재 고유 컬러) |
화이트 반투명 계열 | 블루 반투명 계열 | 레드 반투명 계열 | 레드 반투명 계열 | 오렌지 계열 |
| 베이스 수지 착색제 | TiO2 (화이트 발색) | 안트라퀴논(Anthraquinone)계열 염료(블루 계열) | 페리논(Perinone)계열 염료(레드 계열) | 페리논(Perinone)계열 염료(레드 계열) | 메틴(Metine)계열 염료(오렌지 계열) |
| 파장변환층의 종류 | 증착 (450nm ~ 650nm 가시광선 투과율 10% 이하) | 증착(550~750nm 가시광선 투과율 10%이하) | 증착(450~550nm/ 600~700nm 가시광선 투과율 10% 이하) | ||
상기 표 5를 참조하면, 색변환 시트는 투명 PC 베이스수지에 다양한 착색제를 첨가하여 고유 색상을 발현시킬 수 있으며, 광의 비투과 대역이 상이하고 가시광선 투과율이 10% 이하인 파장변환층을 형성하였다.
실험예 3. 광원모듈의 색변환 효과
실시예 1 내지 5에서 제작된 색변환 시트에 대해, 베이스수지 하부에 광원모듈을 배치한 후, 광원모듈에서 전원을 인가여부에 따라 색변환 시트 표면색의 변화를 하기 표 6에 나타내었다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | |
| 색변환 시트 컬러 (파장변환층 증착 후 라이팅 ON) |
마젠타 계열 | 블루 계열 | 그린 계열 | ||
| 색변환 시트 (파장변환층 증착 후 라이팅OFF) |
시안 계열 | 그린계열 | 옐로우 계열 | 마젠타 계열 | 퍼플 계열 |
상기 표 6을 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 5에서 파장변환층이 형성되어 베이스수지를 포함하는 색변환 시트의 기본 색상이 변화되었으며, 실시예 1에서 450nm ~ 650nm 비투과 대역 및 가시광선 투과율 10% 이하인 파장변환층이 형성되는 경우 광원모듈의 라이팅이 꺼진 상태에서 시안계열의 색상을 나타내었으나, 라이팅이 켜진 경우에는 마젠타 계열의 색상을 나타내어 배후에 배치된 광원모듈에서 발산되는 광투과에 따라 보색관계에 가까운 색상이 발현될 수 있는 것을 확인하였다.
마찬가지로 실시예 2 내지 5에서 광원모듈의 전원을 인가하지 않는 경우 색변환 시트의 고유의 색과 광원모듈의 전원을 인가하여 광이 파장변환층을 투과하는 경우 발현되는 색이 극적으로 변화되어 심미감뿐만 아니라 시인성을 향상시키고, 사용자의 주의를 효과적으로 환기시킬 수 있는 것을 확인하였다.
본 발명에 따른 색변환 시트 및 이를 포함하는 라이팅 소자는 종래 색변환층이 포함된 라이팅 소자가 전원인가에 따라 상이한 변색을 위하여 별도의 인쇄층이나, 마스킹층이 필요한 것에 반하여, 베이스수지에 파장변환층의 형성만으로 색 변환이 가능하여 색변환 시트의 제조공수를 크게 감소시킬 수 있다.
또한 종래 라이팅 소자가 기본적으로 백색계열로 단조롭고 변색되는 경우에는 시각적으로 강한 자극을 전달하지 못하여 사용자의 주의를 환기시키는 데에 어려움이 있는 것에 반하여, 베이스수지의 착색과 파장변환층의 파장 대역 조합을 통하여 다양한 색상을 발현할 수 있도록 하며, 특히 전원 인가 시 보색관계에 가까운 색이 발색이 가능하여 시인성을 크게 향상시킬 수 있다.
1000 : 라이팅 소자
100: 베이스수지 200 : 파장변환층
300 : 광원모듈
E : 육안
L1 : 파장변환층 투과광
L2 : 파장변환층 비투과광
T1 : 파장변환층 두께
T2 : 베이스수지의 두께
l1 : 산화티타늄층
l2 : 실리카층
ln : n회 반복 증착된 층
100: 베이스수지 200 : 파장변환층
300 : 광원모듈
E : 육안
L1 : 파장변환층 투과광
L2 : 파장변환층 비투과광
T1 : 파장변환층 두께
T2 : 베이스수지의 두께
l1 : 산화티타늄층
l2 : 실리카층
ln : n회 반복 증착된 층
Claims (15)
- 베이스수지; 및
상기 베이스수지 상부면에 형성되는 적어도 1개 이상의 파장변환층;을 포함하고,
상기 파장변환층은 1종 이상의 첨가제를 포함하는 것인,
색변환 시트.
- 제1항에 있어서, 상기 베이스수지는 PC, ABS, PMMA, ASA 및 PS중 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 색변환 시트.
- 제1항에 있어서, 상기 베이스수지는 이산화티타늄(TiO2), 실리카(silica) 또는 이들의 혼합물 더 포함하는 것인, 색변환 시트.
- 제1항에 있어서, 상기 베이스수지는 염료를 더 포함하는 것인, 색변환 시트.
- 제1항에 있어서, 상기 베이스수지와 파장변환층의 두께는 하기 수학식 1에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, 색변환 시트.
[수학식 1]
T1 < T2
여기서 T1은 파장변환층의 두께이고, T2는 베이스수지의 두께임.
- 제1항에 있어서, 상기 파장변환층의 두께는 50nm 내지 2,000nm인 것을 특징으로 하는, 색변환 시트.
- 제1항에 있어서, 상기 첨가제는 실리카(SiO2), 이산화티타늄(TiO2), 오산화삼티타늄(Ti3O5), 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것인, 색변환 시트.
- 제1항에 있어서, 상기 첨가제는 광 투과 시 색변환 시트의 표면에서 광의 구배를 형성하는 것을 특징으로 하는, 색변환 시트
- 제1항에 있어서, 상기 파장변환층은 450nm ~ 650nm 또는 550nm ~ 750nm의 파장 범위에서 투과율이 10% 이하인 것을 특징으로 하는, 색변환 시트.
- 제1항에 있어서, 상기 파장변환층은 450nm ~ 550nm 및 600nm ~ 700nm의 파장 범위에서 가시광선 투과율이 10% 이하인 것을 특징으로 하는, 색변환 시트.
- 광원모듈;
상기 광원모듈 상부에 배치되는 베이스수지; 및
상기 베이스수지 상부면에 형성되는 파장변환층;을 포함하고,
상기 파장변환층은 1 종 이상의 첨가제를 포함하는 것인, 라이팅 소자.
- 제11항 있어서, 상기 첨가제는 실리카(SiO2), 이산화티타늄(TiO2), 오산화삼티타늄(Ti3O5), 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것인, 라이팅 소자.
- 제11항 있어서, 상기 베이스수지는 이산화티타늄 또는 실리카를 포함하여 상기 광원모듈을 파장변환층 외부로 투영시키는 것을 방지하는 것인, 라이팅 소자.
- 제11항 있어서, 상기 라이팅 소자는 상기 베이스수지의 색상과 파장변환층에서 투과되는 광의 파장범위에 따라 표면색이 결정되는 것인, 라이팅 소자.
- 제11항 있어서, 상기 광원모듈의 전원인가 시 표면색이 보색 관계에 있는 색으로 발현되는 것인, 라이팅 소자.
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|---|---|---|---|
| KR1020220047310A KR20230148508A (ko) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 색변환 시트 및 이를 포함하는 라이팅 소자 |
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