KR101501525B1 - Color tunable mechanoluminescent composite film and method for tuning color of the same - Google Patents

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Abstract

색 조절이 가능한 기계적인 방식으로 발광하는 복합필름 및 이의 색 조절방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예들은 가해지는 기계적인 에너지에 의해 발광하는 적어도 2개 이상의 응력발광 재료와, 상기 응력발광 재료에 외부에서 가해지는 기계적인 에너지를 전달하는 응력전달 재료의 혼합물로 구성되되, 상기 적어도 2개 이상의 응력발광 재료 중 제1 응력발광 재료의 제1 발광 스펙트럼과 상기 제2 응력발광 재료의 제2 발광 스펙트럼은 서로 상이한 것을 특징으로 한다.Disclosed is a composite film which emits light in a mechanically controllable color system, and a method of controlling the color. Embodiments of the present invention are made up of a mixture of at least two stress-emitting materials emitting light by the applied mechanical energy and a stress-transferring material for transferring mechanical energy externally applied to the stress-emitting material, The first luminescence spectrum of the first stress luminescent material and the second luminescence spectrum of the second stress luminescent material are different from each other among the two or more stress luminescent materials.

Description

색 조절이 가능한 기계적 발광 복합필름 및 이의 색 조절방법 {Color tunable mechanoluminescent composite film and method for tuning color of the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a mechanical light-emitting composite film and a color tunable mechanical colorimetric composite film,

본 발명은 발광 복합필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 색 조절이 가능한 기계적인 방식으로 발광하는 복합필름 및 이의 색 조절방법에 관한 것이다.The present invention relates to a light-emitting composite film, and more particularly, to a composite film which emits light in a mechanically controllable color and a method for controlling the color.

기계적인 방식으로 발광하는 현상, 즉 재료에 힘을 가함으로써 발생하는 빛은 Mechanoluminescence (기계적 발광; triboluminescence, fractoluminescence, deformation-luminescence 등을 포함하는 상위 개념) 라는 이름으로 오랫동안 알려져 왔으나, 현재까지도 발광의 원리가 확실하지 않을 뿐만 아니라 학문적인 흥미로서만 다루어지고 있는 실정이다.The phenomenon of light emission in a mechanical manner, that is, light generated by applying a force to a material has been known for a long time under the name of mechanoluminescence (mechanical luminescence; triboluminescence, fractoluminescence, deformation-luminescence etc.) Is not only uncertain, but is also treated as an academic interest.

예를 들어, 진공상태에서의 스카치 테이프 박리현상에 의한 X-ray 방출 (Camara et al. Nature 2008) 및 초음파에 의한 자외선 방출 (Eddingsaas et al. Nature 2006)등이 학문적으로는 큰 반향을 일으켰으나 마찰이나 파괴에 의해 빛이 발생한다는 근본적인 문제점으로 인해 산업적 응용 가능성은 매우 낮다고 할 수 있다. For example, X-ray emission (Camara et al. Nature 2008) and ultraviolet emission by ultrasound (Eddingsaas et al. Nature 2006) due to scrape tape peeling in a vacuum state have produced a great deal of academic repercussions The possibility of industrial application is very low due to the fundamental problem that light is generated by friction or breakage.

이러한 산업 응용에 관한 문제점을 해결하기 위해 일본 산업종합기술연구소(AIST)의 Xu 그룹은 마찰이나 파괴라는 현상으로 인해 발생하는 triboluminescence 및 fractoluminescence 대신에 일부 재료에서의 탄성(elastic) 또는 소성(plastic) 변형으로 빛이 발생하는 deformation luminescence라는 비파괴(non-destructive) 기계적 발광 현상을 일부 응력 센서 등에 응용하고자 하였다.In order to solve these industrial application problems, the Xu group of the Institute of Industrial Science and Technology (AIST) has developed an elastic or plastic deformation in some materials instead of triboluminescence and fractoluminescence caused by the phenomenon of friction or fracture We have tried to apply non-destructive mechanical luminescence phenomenon called deformation luminescence which generates light to some stress sensors.

이러한 기계적 발광 현상을 실제 다양한 산업에 응용하기 위해서는 밝기, 수명 및 색 조절이 매우 중요한 요소인데 현재까지는 재료 자체가 가지는 한계로 인해 많은 연구가 진행되지 못하였다. 특히, 재료에서 발현되는 광의 밝기 및 수명(또는 재현성)의 한계로 인해 색 조절에 대한 기술 개발은 전무하다고 할 수 있다.In order to apply such a mechanical luminescence phenomenon to various practical industries, brightness, lifetime and color control are very important factors. However, until now, due to limitations of materials themselves, many studies have not been conducted. In particular, due to the limitations of the brightness and lifetime (or reproducibility) of the light emitted from the material, there is no development of technology for color control.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 적어도 2개 이상의 응력발광 재료를 응력전달 재료와 균일하게 혼합하여 2종류 이상의 색을 독립적으로 조절하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for independently controlling two or more kinds of colors by uniformly mixing at least two stress luminescent materials with a stress transmission material.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 색 조절이 가능한 기계적 발광 복합필름은 가해지는 기계적인 에너지에 의해 발광하는 적어도 2개 이상의 응력발광 재료와, 상기 응력발광 재료에 외부에서 가해지는 기계적인 에너지를 전달하는 응력전달 재료의 혼합물로 구성되되, 상기 적어도 2개 이상의 응력발광 재료 중 제1 응력발광 재료의 제1 발광 스펙트럼과 상기 제2 응력발광 재료의 제2 발광 스펙트럼은 서로 상이한 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a mechanically light-emitting composite film comprising: at least two light-emitting materials emitting light by mechanical energy applied; Wherein the first luminescence spectrum of the first stress-luminescent material and the second luminescence spectrum of the second stress-luminescent material of the at least two stress-luminescent materials are composed of a mixture of a stress- Respectively.

일 실시예로서, 상기 제1 및 제2 발광 스펙트럼의 강도는 상기 제1 및 제2 응력발광 재료의 양에 기초하여 독립적으로 조절될 수 있다.In one embodiment, the intensities of the first and second luminescence spectra can be independently adjusted based on the amounts of the first and second stress luminescent materials.

일 실시예로서, 상기 제1 응력발광 재료와 상기 제2 응력발광 재료의 혼합비가 변경됨에 따라 상기 기계적 발광 복합필름에서 발현되는 색이 조절될 수 있다.In one embodiment, as the mixing ratio of the first stress luminescent material and the second stress luminescent material is changed, the color expressed in the mechanical light emitting composite film can be adjusted.

일 실시예로서, 상기 제1 및 제2 응력발광 재료에 가해지는 기계적인 에너지의 전달 주기가 변경됨에 따라 상기 기계적 발광 복합필름에서 발현되는 색이 조절될 수 있다.In one embodiment, the color expressed in the mechanical light emitting composite film can be adjusted as the delivery period of the mechanical energy applied to the first and second stress luminescent materials is changed.

일 실시예로서, 상기 응력전달 재료는 가시광 영역에서 투과도가 80% 이상인 탄성 유기재료인 것이되, 상기 탄성 유기재료는 폴리다이메틸실록세인(polydimethylsiloxane, 이하PDMS)와, 실리콘 고무와, UV 경화 에폭시 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.In one embodiment, the stress transfer material is an elastic organic material having a transmittance of 80% or more in a visible light region. The elastic organic material may include polydimethylsiloxane (PDMS), silicone rubber, UV curable epoxy As shown in FIG.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 기존 학문적 연구에 국한되어 있던 기계적 발광 현상을 산업으로 응용분야를 확대시킬 수 있다. 본 실시예들은 색 조절을 통한 조명 및 디스플레이로의 응용이 가능하며, 이 외에도 인공피부 등과 같은 바이오, 이미징에도 적용될 수 있다.
As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to expand the application field of the mechanical luminescence phenomenon that has been limited to existing academic research as an industry. The embodiments of the present invention can be applied to illumination and display through color control, and also to bio-imaging such as artificial skin and the like.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색 조절이 가능한 기계적 발광 복합필름의 내부 구성을 도시한 구성도.
도 2는 200cpm(cycle per minute)의 인장-복원 속도에서 본 발명에 따른 복합필름에서 발생하는 광의 스펙트럼 특성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 복합필름을 구성하는 응력발광 재료의 조성비에 따라 발광색이 변화되는 양상을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 복합필름을 구성하는 응력발광 재료의 조성비에 따른 스펙트럼이 변화되는 양상을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 복합필름을 구성하는 응력발광 재료에 가해지는 응력의 발생 주기를 변경할 때 발광 스펙트럼이 변화되는 양상을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 복합필름을 구성하는 응력발광 재료의 다양한 조성비에서 응력발광 재료에 가해지는 응력의 발생 주기를 변경할 때 발광 스펙트럼이 변화되는 양상을 설명하기 위한 도면.
도 7은 도 8에 도시된 다양한 색상을 갖는 글자 패턴을 포함하는 복합필름을 제조하는 일 방법을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 응용 예에 따라 다양한 색상을 갖는 글자 패턴을 포함하는 복합필름을 도시한 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram illustrating an internal configuration of a mechanical light emitting composite film capable of color adjustment according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 is a graph showing spectral characteristics of light generated in a composite film according to the present invention at a tensile-restoring rate of 200 cpm (cycle per minute); Fig.
3 is a view for explaining an aspect in which a luminescent color is changed according to a composition ratio of a stress-stimulated luminescent material constituting a composite film according to the present invention.
4 is a view for explaining an aspect in which a spectrum changes according to a composition ratio of a stress-stimulated luminescent material constituting a composite film according to the present invention.
5 is a view for explaining an aspect in which a luminescence spectrum is changed when a generation period of a stress applied to a stress luminescent material constituting a composite film according to the present invention is changed.
6 is a view for explaining an aspect in which a luminescence spectrum is changed when changing the generation period of a stress applied to a stress luminescent material in various composition ratios of a stress luminescent material constituting a composite film according to the present invention.
FIG. 7 is a view for explaining a method of manufacturing a composite film including a character pattern having various colors shown in FIG. 8; FIG.
FIG. 8 illustrates a composite film including a character pattern having various colors according to an application example of the present invention. FIG.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색 조절이 가능한 기계적 발광 복합필름의 내부 구성을 도시한 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram illustrating an internal configuration of a color light controllable mechanical light emitting composite film according to an embodiment of the present invention; FIG.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 색 조절이 가능한 기계적 발광 복합필름은 가해지는 기계적인 에너지에 의해 발광하는 적어도 2개 이상의 응력발광 재료와, 상기 응력발광 재료에 외부에서 가해지는 기계적인 에너지를 전달하는 응력전달 재료의 혼합물로 구성된다. 여기서, 상기 적어도 2개 이상의 응력발광 재료 중 제1 응력발광 재료의 제1 발광 스펙트럼과 상기 제2 응력발광 재료의 제2 발광 스펙트럼은 서로 상이한 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 1, the mechanical light-emitting composite film which can be used in the present invention includes at least two light-emitting materials emitting light by mechanical energy applied thereto, and a light- Of the stress-transferring material. Here, the first luminescence spectrum of the first stress luminescent material and the second luminescence spectrum of the second stress luminescent material are different from each other among the at least two stress luminescent materials.

즉, 본 발명의 실시예에 따르면 두 종류의 응력발광 재료를 탄성력 있는 유기재료(응력전달 재료)에 균일하게 혼합함으로써 두 종류의 색을 독립적으로 조절하는 원리를 기본으로 한다.That is, according to the embodiment of the present invention, the principle of independently controlling two kinds of colors by uniformly mixing two kinds of stress luminescent materials with an elastic organic material (stress transmission material) is used.

도 1에서 상기 2개의 응력발광 재료로는 녹색 광을 발현하는 구리 도핑된 황화아연(copper-doped zinc sulfide(이하, Zns:Cu))과, 적색 광을 발현하는 구리, 망간 도핑된 황화아연(이하, ZnS:Cu,Mn)이 응력을 상기 발광 재료에 전달하는 응력전달 재료로는 폴리다이메틸실록세인(polydimethylsiloxane, 이하PDMS)을 사용되지만, 이에 한정되지는 않는다. In FIG. 1, the two stress relieving materials include copper-doped zinc sulfide (hereinafter, referred to as Zns: Cu) which expresses green light and zinc sulfide doped with copper or manganese (Hereinafter referred to as PDMS) is used as the stress transmission material for transmitting the stress to the light emitting material, but the present invention is not limited thereto.

다른 실시예로서, 상기 응력발광 재료로는 ZnS:Mn, ZnS:Cu,Mn, ZnS:Cu,Pb, ZnS:Cu,Pb,Mn, MgF2:Mn, La2O2S:Eu, Y2O2S:Cu, EuD4TEA, EuD4TEA+1.25 mL DMMP, ZnS:Cu,Cl, ZnS:Cu,Mn,Cl, SrAl2O4:Eu, SrAl2O4:Ce, SrAl2O4:Ce,Ho, SrMgAl6O11:Eu, SrCaMgSi2O7:Eu, SrBaMgSi2O7:Eu, Sr2MgSi2O7:Eu, Ca2MgSi2O7:Eu,Dy, CaYAl3O7:Eu(Ba,Ca), TiO3:Pr3+, ZnGa2O4:Mn, MgGa2O4:Mn, Ca2Al2SiO7:Ce, ZrO2:Ti, ZnS:Mn,Te 등이 사용될 수 있으며, 유기재료(응력전달 재료)로는 PDMS를 포함하여 광학적으로 투명(가시광 영역에서 투과도 80%이상)하며 내구성이 강한 실리콘 고무나 UV curable epoxy 등도 폭넓게 사용될 수 있다.In another embodiment, the stress relieving material may be ZnS: Mn, ZnS: Cu, Mn, ZnS: Cu, Pb, ZnS: Cu, Pb, Mn, MgF2: Mn, La2O2S: Eu, Y2O2S: Cu, EuD4TEA, EuD4TEA Eu, Sr2MgSi2O7: Eu, Sr2MgSi2O7: Eu, Ca2MgSi2O7: Eu, Sr2MgSi2O7: Eu, Sr2MgSi2O7: Eu, Sr2MgSi2O7: Eu, (Ba, Ca), TiO3: Pr3 +, ZnGa2O4: Mn, MgGa2O4: Mn, Ca2Al2SiO7: Ce, ZrO2: Ti, ZnS: Mn, Te, Materials) include optically transparent (transparency of 80% or more in visible light region) including PDMS, and durable silicone rubber or UV curable epoxy can be widely used.

또한, 녹색 및 적색 광을 발현하는 재료만으로 국한되지 않고 색좌표 상에 표시할 수 있는 다양한 발광 색을 발현하는 발광재료를 사용하여 넓은 영역의 색조절을 하는 것에 본 발명의 발명적 사상을 찾을 수 있다.Further, the inventive concept of the present invention can be found in a wide range of color control by using a light emitting material which can display various emission colors that can be displayed on a color coordinate system without being restricted to only the material which expresses green and red light .

본 발명의 실시예에 따라 색 조절이 가능한 복합필름을 제작하기 위해서는 향상된 기계적 발광 강도 및 수명의 재료 특성이 보장되어야 한다. 이를 위해, 본 발명의 실시예에서는 응력전달 재료로서 탄성력이 매우 강하고 내구성이 좋은 투명 PDMS를 사용할 수 있다.In order to manufacture a composite film capable of color adjustment according to an embodiment of the present invention, it is necessary to ensure an improved mechanical light emission intensity and a material characteristic of a life span. For this, in the embodiment of the present invention, a transparent PDMS having a very strong elastic force and durability can be used as a stress transmission material.

상기 PDMS는 응력전달 재료로서 아래와 같은 3가지의 장점이 있다.The PDMS has the following three advantages as a stress transmission material.

1. PDMS는 계면에너지(interfacial free energy)가 낮기에 응력발광 재료와 혼합되는 경우 상기 응력발광 재료와 접착하지 않는다. 응력발광 재료와 응력전달 재료가 강한 접착을 이루고 있을 경우 여러 변형 상태에서 접착면이 미끄러짐에 따라 계면상태가 파괴되는 현상이 발생할 수 있는데 PDMS의 경우 응력발광 재료의 표면에 악영향을 미치지 않고 안정적으로 반복적인 응력을 전달할 수 있다.1. PDMS does not adhere to the stress luminescent material when it is mixed with the stress luminescent material because of its low interfacial free energy. When the stress-emitting material and the stress-transferring material are strongly adhered, the interfacial state may be broken as the adhesive surface slips under various deformation conditions. In the case of PDMS, the surface of the stress-emitting material is not adversely affected, Stress can be transmitted.

2. PDMS는 광학적으로 투명하기 때문에 기계적 발광한 빛이 외부로 광손실 없이 그대로 전달될 수 있다.2. Because PDMS is optically transparent, the mechanically emitted light can be transmitted to the outside without loss of light.

3. PDMS는 내구성이 강하기에 장시간 반복적인 응력을 가해도 파괴가 일어나지 않는다. 3. Because PDMS is durable, it does not break even if repeated stress is applied for a long time.

도 2는 200cpm(cycle per minute)의 인장-복원 속도에서 본 발명에 따른 복합필름에서 발생하는 광의 스펙트럼 특성을 도시한 도면이다. FIG. 2 is a graph showing spectral characteristics of light generated in the composite film according to the present invention at a tensile-restoring rate of 200 cpm (cycle per minute).

도 2에 도시된 바와 같이, 외부에서 가해진 기계적 에너지에 의해 Zns:Cu 응력발광 재료에서는 녹색 광의 기계적 발광스펙트럼이, ZnS:Cu,Mn 응력발광 재료에서는 적색 광의 기계적 발광스펙트럼이 관찰된다. As shown in Fig. 2, the mechanical emission spectrum of green light in ZnS: Cu stress light emitting material and the mechanical light emission spectrum of red light in ZnS: Cu and Mn stress light emitting material are observed by the externally applied mechanical energy.

전술한 구성을 갖는 복합필름에서 발현되는 광의 색 조절을 위한 일 실시예로서, 상기 복합필름을 구성하는 2개 이상의 응력발광 재료의 조성비를 변경하는 방법이 제안된다. 실제 실험에 있어서 상기 Zns:Cu와 상기 ZnS:Cu,Mn를 적색:녹색(O:G)의 비율로 혼합하였으며, 그 비율은 10:0, 9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5, 0:10이 되도록 하였다. 또한 전체적인 발광재료와 PDMS의 비율은 7:3으로 유지하였다.As one embodiment for adjusting the color of light emitted from the composite film having the above-mentioned configuration, a method of changing the composition ratio of two or more stress-emitting materials constituting the composite film is proposed. In actual experiments, the Zns: Cu and the ZnS: Cu and Mn were mixed in a ratio of red: green (O: G) in the ratio of 10: 0, 9: 1, 8: 2, 7: : 4, 5: 5, 0:10. The ratio of PDMS to the total luminescent material was maintained at 7: 3.

본 복합필름에서 방출되는 기계적 발광의 광학적 특성을 관찰하기 위하여 인장-복원(stretching-releasing) 시스템을 사용하였으며 그 결과가 도 3에 도시된다. A stretching-releasing system was used to observe the optical properties of the mechanical luminescence emitted from the composite film, and the results are shown in FIG.

도 3은 본 발명에 따른 복합필름을 구성하는 응력발광 재료의 조성비에 따라 발광색이 변화되는 양상을 설명하기 위한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, O:G 비율에서 G(녹색) 비율이 증가함에 따라 상기 복합필름에서 발현되는 광의 색은 적색에서 녹색으로 변화함을 알 수 있다. 상기 복합필름에서 발현되는 광의 스펙트럼 역시 G 비율이 증가함에 따라 녹색에 해당하는 스펙트럼의 강도가 증가하는 것을 도 4에서 확인할 수 있다.3 is a view for explaining an aspect in which a luminescent color is changed according to a composition ratio of a stress-stimulated luminescent material constituting a composite film according to the present invention. As shown in FIG. 3, as the ratio of G (green) increases at the ratio of O: G, the color of light emitted from the composite film changes from red to green. As shown in FIG. 4, the intensity of the spectrum corresponding to the green increases as the G ratio increases.

본 발명에 따른 복합필름에서 발현되는 광의 색 조절을 위한 다른 실시예로서, 상기 복합필름에 가해지는 기계적인 에너지의 전달 주기(또는, 인장-복원률)를 변경하는 방법이 제안된다. 즉, 복합필름에 응력을 얼마나 빨리 가해주는지에 따라 발현되는 광의 색이 달라지게 된다. 이를 도 5 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 설명한다.As another embodiment for adjusting the color of light emitted from the composite film according to the present invention, a method of changing the delivery cycle (or the tensile-restoration rate) of the mechanical energy applied to the composite film is proposed. That is, depending on how fast the stress is applied to the composite film, the color of the light to be developed is changed. This will be described in detail with reference to Figs. 5 to 6. Fig.

도 5는 본 발명에 따른 복합필름을 구성하는 응력발광 재료에 가해지는 응력의 발생 주기를 변경할 때 발광 스펙트럼이 변화되는 양상을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 인장-복원률이 200cpm에서 500cpm으로 증가할 경우, 발광 스펙트럼이 좌측으로 시프트(blue shift)되는 것을 알 수 있다. 이는 ZnS:Cu에서 Cu의 도핑위치가 다양한 에너지 준위에 위치하기 때문이다. 즉, 응력 변화율이 커질수록 높은 에너지의 파장대의 빛이 방출된다.5 is a view for explaining an aspect in which the emission spectrum is changed when the generation period of the stress applied to the stress luminescent material constituting the composite film according to the present invention is changed. Referring to FIG. 5, it can be seen that when the tensile-resilience rate increases from 200 cpm to 500 cpm, the emission spectrum shifts to the left. This is because the doping position of Cu in ZnS: Cu is located at various energy levels. That is, as the rate of stress change increases, light of a wavelength range of high energy is emitted.

한편, 본 발명에 따른 복합필름에서 색 조절은 전술한 2가지의 방법을 혼용할 수도 있다. 이를 도 6을 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 6은 본 발명에 따른 복합필름을 구성하는 응력발광 재료의 다양한 조성비에서 응력발광 재료에 가해지는 응력의 발생 주기를 변경할 때 발광 스펙트럼이 변화되는 양상을 설명하기 위한 도면이다. On the other hand, color control in the composite film according to the present invention may be a combination of the two methods described above. This will be described in detail with reference to FIG. 6 is a view for explaining an aspect in which the emission spectrum is changed when changing the generation period of the stress applied to the stress luminescent material in various composition ratios of the stress luminescent material constituting the composite film according to the present invention.

도 6에는 본 발명에 따른 복합필름을 후막무기 EL로 제작하고, 전기적 진동자(electrical frequency)를 가해줌으로써, 높은 응력변화율(500cpm 이상)에 대한 색 변화 및 스펙트럼 변화 결과를 간접적으로 측정한 결과가 도시된다. 6 shows the result of indirectly measuring the color change and the spectral change result with respect to the high stress change rate (500 cpm or more) by making the composite film according to the present invention with a thick film inorganic EL and applying an electrical frequency thereto. do.

도 6을 참조하면, Zns:Cu, Mn의 스펙트럼(a)은 진동수가 변함에 따라 일정하게 유지되는 것에 비해, Zns:Cu의 스펙트럼(b,c,d,e,f)는 진동수가 높아짐에 따라 좌측으로 변이하는 것을 알 수 있다. 이러한 결과는 결국 색 좌표상에서 방출되는 광이 Blue shift되는 것을 의미한다. 또한, 'Zns:Cu, Mn' : 'Zns:Cu'(O:G)의 조성비에 따라 발현되는 광의 스펙트럼이 달라지는 것을 확인할 수 있다.6, the spectra (a, b, c, d, e, f) of Zns: Cu and Mn are kept constant as the frequency changes, And it is found that it is shifted to the left side. This result means that the light emitted from the color coordinate is blue shifted. In addition, it can be confirmed that the spectrum of the light is changed depending on the composition ratio of 'Zns: Cu, Mn': 'ZnS: Cu' (O: G).

한편, Zns:Cu, Mn만이 응력발광 재료로 사용되는 경우에는 진동수가 변함에도 불구하고 스펙트럼이 일정하게 유지되는데, 이는 Zns:Cu, Mn에서 Cu의 경우에는 증감제(sensitizer)로서만 작용하기 때문에, 비록 Cu에 다양한 에너지 준위가 있더라도 Mn은 일정한 상(state)를 유지하기 때문이다.On the other hand, when only Zns: Cu, Mn is used as a stress-stimulated luminescent material, the spectrum is kept constant despite the change of the frequency, since it acts only as a sensitizer in case of Cu in Zn: Cu, Mn , Even though there are various energy levels in Cu, Mn maintains a constant state.

이와 같이, 본 실시예에 따른 복합필름에서 이를 구성하는 응력발광 재료의 조성비뿐만 아니라, 상기 복합필름에 가해지는 응력의 주기를 다양하게 변화시켜줌으로써 넓은 색 조절 범위를 구현할 수 있다. As described above, in the composite film according to the present embodiment, not only the composition ratio of the stress-stimulated luminescent material constituting the composite film, but also the period of the stress applied to the composite film are variously changed to realize a wide color adjustment range.

본 발명에 따른 복합필름에 갖는 전술한 특징(조성비 또는 응력발생 주기에 따라 스펙트럼 변화)을 응용한 예를 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다. 도 7은 도 8에 도시된 다양한 색상을 갖는 글자 패턴을 포함하는 복합필름을 제조하는 일 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 응용 예에 따라 다양한 색상을 갖는 글자 패턴을 포함하는 복합필름을 도시한 도면이다.Examples of application of the above-described characteristics (spectrum ratio depending on the composition ratio or stress generation period) of the composite film according to the present invention are described with reference to Figs. 7 and 8. Fig. FIG. 7 is a view for explaining a method for manufacturing a composite film including a character pattern having various colors shown in FIG. 8, and FIG. 8 is a view for explaining a method for manufacturing a composite film including a character pattern having various colors Fig.

도 8과 같은 다양한 색상 패턴을 갖는 글자를 구현하기 위해 도 7에 도시된 바와 같이, 복합필름을 스크린 인쇄 기법을 이용하여 제작하였다. 먼저 유리 기재 상에 실크 스크린 인쇄를 위한 마스크를 일정 패턴으로 형성하고, 마스크 상에 적어도 2개 이상의 응력발광 재료가 혼합된 도료(paste)를 도포한다(a). 도 7에는 각각 녹색, 주황색, 노랑색을 발현할 수 있도록 제작된 도료(전술한 응력발광 재료 중 2개 이상을 선택하여 혼합)가 사용되었다.As shown in FIG. 7, a composite film was produced by using a screen printing technique in order to implement characters having various color patterns as shown in FIG. First, a mask for silkscreen printing is formed on a glass substrate in a predetermined pattern, and a paste in which at least two stress-emitting materials are mixed is applied on the mask (a). In FIG. 7, paints (two or more of the above-mentioned stress-stimulated luminescent materials were mixed and mixed) prepared so as to express green, orange, and yellow, respectively, were used.

다음으로, 도포된 도료를 스퀴지(밀대)로 밀어 마스크 틈으로 도료가 스며들게 하여 글자 패턴을 형성한다(b). 이후, 형성된 글자 패턴 상으로 응력전달 재료로서 PDMS를 투명 기판으로 적용하고(c), 70℃의 환경에서 30분 동안 경화 과정을 거치게 한다(d). 이후, PDMS의 경화가 완료되면 유리 기재를 분리하여 복합필름을 완성한다(e).Next, the applied paint is pushed by a squeegee to impregnate the paint into the mask gap to form a character pattern (b). Then, PDMS is applied as a stress transfer material on the formed letter pattern as a transparent substrate (c), followed by curing for 30 minutes in an environment of 70 ° C (d). Thereafter, when the curing of the PDMS is completed, the glass substrate is separated to complete the composite film (e).

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

Claims (10)

가해지는 기계적인 에너지에 의해 발광하는 적어도 2개 이상의 응력발광 재료와, 상기 응력발광 재료에 외부에서 가해지는 기계적인 에너지를 전달하는 응력전달 재료의 혼합물로 구성되되,
상기 적어도 2개 이상의 응력발광 재료 중 제1 응력발광 재료의 제1 발광 스펙트럼과 제2 응력발광 재료의 제2 발광 스펙트럼은 서로 상이한 것이고,
상기 제1 및 제2 응력발광 재료에 가해지는 기계적인 에너지의 전달 주기가 변경됨에 따라 상기 기계적 발광 복합필름에서 발현되는 색이 조절되고,
상기 제1 응력발광 재료와 상기 제2 응력발광 재료의 혼합비가 변경됨에 따라 상기 기계적 발광 복합필름에서 발현되는 색이 조절되는 것
을 특징으로 하는 색 조절이 가능한 기계적 발광 복합필름.
At least two stress luminescent materials which emit light by the applied mechanical energy and a stress transfer material which transmits mechanical energy externally applied to the stress luminescent material,
The first luminescence spectrum of the first stress luminescent material and the second luminescence spectrum of the second stress luminescent material are different from each other among the at least two stress luminescent materials,
The color developed in the mechanical light-emitting composite film is controlled as the delivery period of the mechanical energy applied to the first and second stress luminescent materials is changed,
The color expressed in the mechanical light-emitting composite film is controlled as the mixing ratio of the first stress luminescent material and the second stress luminescent material is changed
Wherein the light-shrinkable mechanical light-emitting composite film is characterized by comprising:
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 발광 스펙트럼의 강도는 상기 제1 및 제2 응력발광 재료의 양에 기초하여 독립적으로 조절되는 것
을 특징으로 하는 색 조절이 가능한 기계적 발광 복합필름.
The method according to claim 1,
The intensities of the first and second luminescence spectra are independently adjusted based on the amounts of the first and second stress luminescent materials
Wherein the light-shrinkable mechanical light-emitting composite film is characterized by comprising:
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 응력전달 재료는 가시광 영역에서 투과도가 80% 이상인 탄성 유기재료인 것이되,
상기 탄성 유기재료는 폴리다이메틸실록세인(polydimethylsiloxane, 이하PDMS)와, 실리콘 고무와, UV 경화 에폭시 중 적어도 하나로 구성되는 것
을 특징으로 하는 색 조절이 가능한 기계적 발광 복합필름.
The method according to claim 1,
The stress transmitting material is an elastic organic material having a transmittance of 80% or more in a visible light region,
The elastic organic material may be at least one of polydimethylsiloxane (PDMS), silicone rubber, and UV cured epoxy
Wherein the light-shrinkable mechanical light-emitting composite film is characterized by comprising:
가해지는 기계적인 에너지에 의해 발광하는 적어도 2개 이상의 응력발광 재료와, 상기 응력발광 재료에 외부에서 가해지는 기계적인 에너지를 전달하는 응력전달 재료의 혼합물로 구성되는 기계적 발광 복합필름에서 색 조절하는 방법에 있어서,
상기 적어도 2개 이상의 응력발광 재료 중 제1 응력발광 재료의 제1 발광 스펙트럼과 제2 응력발광 재료의 제2 발광 스펙트럼은 서로 상이한 것이되,
상기 제1 응력발광 재료와 상기 제2 응력발광 재료의 혼합비를 변경하는 단계와,
상기 응력발광 재료에 가해지는 기계적인 에너지의 전달 주기를 변경하는 단계를 포함하는 것
을 특징으로 하는 기계적 발광 복합필름의 색 조절방법.
A method of adjusting the color in a mechanical light emitting composite film composed of at least two stress luminescent materials emitting light by the applied mechanical energy and a stress transmission material for transferring mechanical energy externally applied to the stress luminescent material In this case,
The first luminescence spectrum of the first stress luminescent material and the second luminescence spectrum of the second stress luminescent material are different from each other among the at least two stress luminescent materials,
Changing a mixing ratio of the first stress luminescent material and the second stress luminescent material;
And changing the delivery period of the mechanical energy applied to the stress luminescent material
Wherein the light-emitting layer is formed of a light-emitting layer.
삭제delete 삭제delete 가해지는 기계적인 에너지에 의해 발광하는 제1 응력발광 재료와 상기 제1 응력발광 재료와 상이한 발광 스펙트럼을 갖는 제2 응력발광 재료를 제공하는 단계;
상기 제1 및 제2 응력발광 재료에 외부에서 가해지는 기계적인 에너지를 전달하는 응력전달 재료를 제공하여 복합필름을 형성하는 단계;
상기 복합필름에 제1 주기로 응력을 발생시키는 단계; 및
상기 제1 주기에서 제2 주기로 응력을 변경하는 단계를 포함하되,
상기 응력발광 재료를 제공하는 단계는,
상기 제1 응력발광 재료와 상기 제2 응력발광 재료의 혼합비를 변경하는 단계를 포함하는 것
인 기계적 발광 복합필름의 색 조절방법.

Providing a first stress luminescent material emitting light by an applied mechanical energy and a second stress luminescent material having an emission spectrum different from the first stress luminescent material;
Providing a stress transfer material for transferring mechanical energy externally applied to the first and second stress luminescent materials to form a composite film;
Generating stress on the composite film in a first cycle; And
Changing the stress in the first period to the second period,
The step of providing the stress-
And changing the mixing ratio of the first stress luminescent material and the second stress luminescent material
A method for adjusting the color of a mechanical light emitting composite film.

삭제delete
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