KR101691154B1 - 발향셀 어레이 기판, 후각 정보 전달 장치 및 전자장치 - Google Patents

발향셀 어레이 기판, 후각 정보 전달 장치 및 전자장치 Download PDF

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Abstract

발향셀 어레이 기판, 후각 정보 전달 장치 및 전자장치가 개시된다. 개시된 발향셀 어레이 기판은, UV에 노출될 경우 향을 발산할 수 있는 코어/쉘 구조의 마이크로캡슐을 포함하는 적어도 하나의 발향셀이 배열된 것이다.

Description

발향셀 어레이 기판, 후각 정보 전달 장치 및 전자장치{Microcapsule array substrate, apparatus for transferring smell information having the substrate, and electronic device having the apparatus}
발향셀 어레이 기판, 후각 정보 전달 장치 및 전자장치가 개시된다. 보다 상세하게는, UV에 노출될 경우 향을 발산할 수 있는 코어/쉘 구조의 마이크로캡슐을 포함하는 적어도 하나의 발향셀이 배열된 발향셀 어레이 기판, 상기 발향셀 어레이 기판을 포함하는 후각 정보 전달 장치 및 상기 후각 정보 전달 장치를 포함하는 전자장치가 개시된다.
공중파 방송, 유무선 전화기, 이동 통신 장치, 인터넷 및 오프라인 광고매체 등을 통한 정보의 정보 전달은 소리 및 영상으로 제한되어 있다. 따라서, 다양한 분야에서, 후각 정보를 소리 및 영상 정보와 함께, 또는 이들과 별도로 전달하여 정보 수신자의 현장감을 높일 필요성이 있다.
본 발명의 일 구현예는 UV에 노출될 경우 향을 발산할 수 있는 코어/쉘 구조의 마이크로캡슐을 포함하는 적어도 하나의 발향셀이 배열된 발향셀 어레이 기판을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 발향셀 어레이 기판을 포함하는 후각 정보 전달 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예는 상기 후각 정보 전달 장치를 포함하는 전자장치가 개시된다.
본 발명의 일 측면은,
코어/쉘 구조를 갖는 마이크로캡슐을 포함하는 적어도 하나의 발향셀이 배열된 것으로, 상기 마이크로캡슐의 쉘은 벽재 및 상기 벽재에 분산되어 배치된 광촉매를 포함하고, 상기 마이크로캡슐의 코어는 발향물질 및 친수성 액체를 포함하는 발향셀 어레이 기판을 제공한다.
상기 벽재는 금속, 무기물 및 유기물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 벽재는 금, 은, 실리콘 유도체, 단백질, 폴리포스페이트, 다당류, 아라비아검, 알지네이트, 키토산, 카라키난, 펙틴, 수용성 고분자, 셀룰로오스 및 셀룰로오스 유도체로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 광촉매는 UV에 노출되는 동안에는 UV 조사량의 증가에 따라 친수성이 증가하고, UV에의 노출이 중단되는 경우에는 친수성이 다시 감소하는 성질을 가질 수 있다.
상기 광촉매는 산화티탄, 산화지르코늄, 산화아연, 산화바나듐, 산화주석 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발향물질은 저비점 물질, 중비점 물질 및 고비점 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 발향물질은 향료(perfume)를 포함할 수 있다.
상기 친수성 액체는 물, 알코올류, 디메틸포름아미드, 아세톤, 아세토니트릴(acetonitrile), 클로로포름, 메틸렌클로라이드 및 N-메틸피롤리돈 (NMP)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은,
코어/쉘 구조를 갖는 마이크로캡슐을 포함하는 적어도 하나의 발향셀이 배열된 발향셀 어레이부; 및
상기 발향셀 어레이부의 일면에 배치되어 외부에서 입력된 전기신호에 따라 상기 적어도 하나의 발향셀 중 적어도 하나의 발향셀에 UV를 조사하도록 구성된 UV 발광 장치를 포함하고,
상기 마이크로캡슐의 쉘은 벽재 및 상기 벽재에 분산되어 배치된 광촉매를 포함하며, 상기 마이크로캡슐의 코어는 발향물질 및 친수성 액체를 포함하는 후각 정보 전달 장치를 제공한다.
상기 UV 발광 장치는, 기판, 상기 기판상에 배열된 적어도 하나의 박막트랜지스터를 포함하는 박막트랜지스터 어레이부, 상기 박막트랜지스터 어레이부상에 배치되고, 상기 박막트랜지스터 어레이부와 전기적으로 연결된 제1 전극 어레이부, 상기 제1 전극 어레이부상에 배치된 UV 발광부, 및 상기 UV 발광부상에 배치된 제2 전극 어레이부를 포함할 수 있다.
상기 UV 발광부는 적어도 하나의 유기 발광층을 포함하고, 상기 적어도 하나의 유기 발광층은 UV 발광기능을 갖는 저분자 OLED 물질, 고분자 OLED 물질, QD(Quantum Dot) LED 물질 및 무기 LED 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 화합물을 포함할 수 있다.
상기 발향셀 어레이부는 상기 제2 전극 어레이부상에 인쇄된 것일 수 있다.
상기 UV 발광 장치는, UV 광원, 상기 UV 광원에서 발생한 UV에 노출되는 것으로, 적어도 하나의 화소전극을 포함하는 박막트랜지스터 어레이 기판, 상기 적어도 하나의 화소전극과 마주 보도록 상기 발향셀 어레이부상에 배치된 적어도 하나의 공통전극, 및 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 상기 적어도 하나의 공통전극 사이에 배치된 액정을 포함할 수 있다.
상기 후각 정보 전달 장치는 상기 발향셀 어레이부를 덮도록 배치된 보호막을 추가로 구비할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은,
상기 후각 정보 전달 장치를 포함하는 전자장치를 제공한다.
상기 전자장치는, 화상표시장치, 유/무선 전화기, 컴퓨터, 라디오, MP3, DMB, 게임기, 네비게이터 및 이동통신장치로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 의하면, UV에 노출될 경우 향을 발산할 수 있는 코어/쉘 구조의 마이크로캡슐을 포함하는 적어도 하나의 발향셀이 배열된 발향셀 어레이 기판이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 의하면, 상기 발향셀 어레이 기판을 포함함으로써, 소리 및/또는 영상 정보와 함께, 또는 단독으로 후각 정보를 전달하여 정보 수신자의 현장감을 제고할 수 있는 후각 정보 전달 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 의하면, 상기 후각 정보 전달 장치를 포함하는 전자장치가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 후각 정보 전달 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 후각 정보 전달 장치의 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 UV 발광 장치의 발광셀의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 발향셀 어레이 기판 중 발향셀 어레이부의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 후각 정보 전달 장치에 구비된 마이크로캡슐의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에서 합성된 마이크로캡슐의 SEM 사진이다.
도 8은 본 발명의 일시예에서 제조된 마이크로캡슐의 성능을 시험하는 장치를 도시한 도면이다.
이어서, 도면을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 따른 발향셀 어레이 기판 및 후각 정보 전달 장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 후각 정보 전달 장치(100)는, 발향셀 어레이부(110) 및 UV 발광 장치(120)를 포함한다.
발향셀 어레이부(110)는 코어/쉘 구조를 갖는 적어도 하나의 마이크로캡슐(10a, 10b, 10c)을 포함하는 적어도 하나의 발향셀(110a, 110b, 110c)이 배열된 것일 수 있다.
발향셀(110a), 발향셀(110b) 및 발향셀(110c)은 각각 적어도 하나의 마이크로캡슐(10a), 적어도 하나의 마이크로캡슐(10b) 및 적어도 하나의 마이크로캡슐(10c)을 포함할 수 있다. 도 1에서는, 설명의 편의를 위해, 3개의 발향셀(110a, 110b, 110c)이 도시되어 있으나, 상기 발향셀 어레이부(110)는 1개 또는 2개의 발향셀을 포함하거나, 또는 4개 이상의 발향셀을 포함할 수도 있다.
마이크로캡슐(10a, 10b, 10c)의 쉘(도 6의 31)은 벽재(미도시) 및 상기 벽재에 분산되어 배치된 광촉매(미도시)를 포함하고, 마이크로캡슐(10a, 10b, 10c)의 코어(도 6의 32)는 발향물질(미도시) 및 친수성 액체(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 벽재는 금속, 무기물 및 유기물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 유기물은 가교 중합체일 수 있고, 상기 가교 중합체의 가교도가 높을수록 마이크로캡슐(10a, 10b, 10c)로부터 발산되는 향의 양이 감소하게 된다. 상기 벽재는, 예를 들어, 금, 은, 실리콘 유도체, 단백질, 폴리포스페이트, 다당류, 아라비아검, 알지네이트, 키토산, 카라키난, 펙틴, 수용성 고분자, 셀룰로오스 및 셀룰로오스 유도체로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 광촉매는 UV에 노출되는 동안에는 UV 조사량의 증가에 따라 친수성이 증가하고, UV에의 노출이 중단되는 경우에는 친수성이 다시 감소하는 성질을 가질 수 있다. 따라서, 마이크로캡슐(10a, 10b, 10c)에 UV가 조사되면, 상기 쉘(도 6의 31)에 포함된 광촉매가 친수성 액체에 녹아 상기 쉘에 빈틈(미도시)이 생기고, 이러한 빈틈으로 상기 발향물질의 향이 방출될 수 있다. 상기 향의 발산량은 상기 쉘의 두께, 상기 벽재의 종류 및 함량, 상기 광촉매의 종류 및 함량, 발향물질의 비등점, 및 UV 조사량 등에 따라 변화될 수 있다. 마이크로캡슐(10a, 10b, 10c)에의 UV 조사가 중단되면, 상기 친수성 액체에 녹아 있던 광촉매는 친수성 감소로 인해 석출되므로, 상기 석출된 광촉매에 의해 상기 쉘의 빈틈이 적어도 부분적으로 메워진다. 따라서, 상기 발향물질로부터의 방출되는 향의 양이 감소한다.
상기 광촉매는 산화티탄, 산화지르코늄, 산화아연, 산화바나듐, 산화주석 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발향물질은 저비점 물질, 중비점 물질 및 고비점 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 상기 저비점 물질은, 예를 들어, 약 100℃ 이하의 비등점을 갖는 아세톤, 메탄올 및 에탄올과 같은 물질을 포함할 수 있고, 상기 중비점 물질은, 예를 들어, 약 100℃ 초과 약 150℃ 미만의 비등점을 갖는 크실렌 및 톨루엔과 같은 물질을 포함할 수 있으며, 상기 고비점 물질은, 예를 들어, 약 150℃ 이상의 비등점을 갖는 부틸셀로솔부 및 셀로솔부아세테이트와 같은 물질을 포함할 수 있다.
상기 발향물질은 기체 또는 액체인 향료(perfume)를 포함할 수 있다.
마이크로캡슐(10a, 10b, 10c)은 동일한 발향물질을 포함할 수도 있고, 각기 서로 다른 발향물질을 포함할 수도 있다. 일례로서, 모든 마이크로캡슐(10a, 10b, 10c)이 레몬향, 쟈스민향 또는 바나나향을 포함할 수 있다. 다른 일례로서, 마이크로캡슐(10a)은 레몬향을, 마이크로캡슐(10b)은 쟈스민향을, 마이크로캡슐(10c)은 바나나향을 포함할 수 있다.
상기 친수성 액체는 물, 알코올류, 디메틸포름아미드, 아세톤, 아세토니트릴(acetonitrile), 클로로포름, 메틸렌클로라이드 및 N-메틸피롤리돈 (NMP)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 마이크로캡슐(10a, 10b, 10c)은, 예를 들어, 하기 방법으로 제조될 수 있다: (i) 고분자 용액에 발향물질을 첨가하고 교반하여 유화입자가 분산된 유화액을 형성한다. (ii) 상기 유화액에, 교반하에, 가교제를 천천히 첨가한 후 소정 온도로 가열하여 유화입자가 안정될 때까지 교반한다. (iii) 상기 유화액에 광촉매 전구체의 친수성 용액을 첨가한 후 유화입자가 안정될 때까지 교반한다. (iv) 상기 유화액을 소정 온도로 가열하여 가교반응을 진행시켜 마이크로캡슐 함유액을 형성한다.
후각 정보 전달 장치(100)는 발향셀(110a, 110b, 110c)을 덮도록 배치된 보호막(111)을 추가로 포함할 수 있다.
보호막(111)은 발향셀(110a, 110b, 110c)을 외부 손상으로부터 보호하기 위한 것이다. 이러한 보호막(111)은 고분자 멤브레인 및 테프론으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 발향셀 어레이부(110)는 후술하는 제2 전극(109)상에 직접 인쇄된 것일 수 있다. 예를 들어, 매트릭스 형태의 홈 또는 서로 나란한 복수개의 스트라이프 형태의 홈이 형성된 제2 전극(109)을 제조한 후, 상기 홈에 마이크로캡슐(10a, 10b, 10c) 함유액을 잉크젯 인쇄법 또는 노즐 프린팅법에 의해 인쇄할 수 있다.
UV 발광 장치(120)는 발향셀 어레이부(110)의 일면에 배치되어 외부에서 입력된 전기신호에 따라 발향셀(110a, 110b, 110c) 중 적어도 하나에 UV를 조사하도록 구성된 것일 수 있다.
이러한 UV 발광 장치(120)는 기판(101), 박막트랜지스터 어레이부, 제1 전극 어레이부, UV 발광부 및 제2 전극 어레이부를 포함할 수 있다.
기판(101)은, 예를 들어, SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리기판일 수 있다.
상기 박막트랜지스터 어레이부는 기판(101)상에 배열된 적어도 하나의 박막트랜지스터(102)를 포함할 수 있다. 이러한 박막트랜지스터(102)는 외부에서 입력된 전기신호(즉, 후각 정보 신호)를 유기 발광층(107)에 전달하거나 차단하는 스위칭 소자로서, 예를 들어, 도 3의 박막트랜지스터(210)와 동일하거나 이와 유사한 구성을 가질 수 있다.
상기 각 박막트랜지스터(102)의 적어도 일부를 덮도록 평탄화막(105)이 배치될 수 있다.
상기 제1 전극 어레이부는 상기 박막트랜지스터 어레이부상에 배치되고, 상기 박막트랜지스터 어레이부와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극 어레이부는 각각의 박막트랜지스터(102)상에 하나씩 배치된 적어도 하나의 제1 전극(103)을 포함하고, 각각의 박막트랜지스터(102)는 각각의 제1 전극(103)과 일대일로 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(103)은, 예를 들어, ITO(indium tin oxide)를 포함할 수 있다.
상기 각 제1 전극(103)의 적어도 일부를 덮도록 절연체인 발향셀 정의막(106)이 배치될 수 있다.
상기 UV 발광부는 상기 제1 전극 어레이부상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 UV 발광부는 각각의 제1 전극(103)상에 하나씩 배치된 적어도 하나의 유기 발광층(107)을 포함할 수 있다. 이러한 유기 발광층(107)은 전압을 인가받아 UV를 방출할 수 있는 것으로, 저분자 OLED 물질, 고분자 OLED 물질, QD(Quantum Dot) LED 물질 및 무기 LED 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 물질을 포함할 수 있다.
상기 유기 발광층(107)을 형성하는 물질에 요구되는 특성은 하기와 같다: 첫째, 고체 상태에서의 형광 양자수율(fluorescence quantum yield)이 커야 하고, 둘째, 전자와 정공의 이동도가 높아야 하며, 셋째, 진공 증착시 쉽게 분해되지 않아야 하고, 넷째, 균일한 박막을 형성하고 막의 구조가 안정하여야 한다.
이러한 유기 발광층(107)은, 예를 들어, 니치아 화학공업(Nichia Chemical Industries)의 제품들 중 365nm 파장이 나오는 제품(NCCU033), 265nm 파장이 나오는 제품, 280nm 파장이 나오는 제품, 310nm 파장이 나오는 제품 및 340nm 파장이 나오는 제품으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 제품을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기 발광층(107)은, 예를 들어, 4,4'-비스(9-카바졸일)바이페닐, 2-(4-바이페닐일)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸, N, N'-8-디페닐-N,N'-비스-3-메틸페닐)-(1,1'-바이페닐)-4,4'-디아민(TPD), GaN, 폴리-페닐렌-비닐렌(PPV), 폴리(3-알킬티오펜), APFO-Green2, PFDTBT, PCPDTB 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
폴리(3-알킬티오펜)의 일례인 폴리(3-헥실티오펜)(P3HT); PPV 유도체의 예들인 MEH-PPV 및 MDMO-PPV; APFO-Green2; PFDTBT; 및 PCPDTB의 화학식을 아래에 나타내었다.
Figure 112010014351649-pat00001
Figure 112010014351649-pat00002
Figure 112010014351649-pat00003
상기 UV 발광부의 각각의 유기 발광층(107)과 대응 제1 전극(104) 사이에는 적어도 하나의 홀 수송층(104)이 추가로 배치될 수 있다. 이러한 홀 수송층(104)은, 예를 들어, 하기 화학구조를 갖는 아연 프탈로시아닌(ZnPc) 및/또는 구리 프탈로시아닌(CuPc)을 포함할 수 있다.
Figure 112010014351649-pat00004
상기 각 유기 발광층(106) 사이에는 뱅크(108)가 배치될 수 있다.
상기 제2 전극 어레이부는 상기 UV 발광부상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 전극 어레이부는 적어도 하나의 제2 전극(109)을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(109)은, 예를 들어, CsF/Al층 및/또는 TPD/Ag층을 포함할 수 있다. 제1 전극(103)과 제2 전극(109)은 전압 인가시 극성이 서로 반대일 수 있다.
상기 후각 정보 전달 장치(100)는, 제1전극(103)/홀 수송층(104)/유기 발광층(107)/제2 전극(109)으로서, 예를 들어, [ITO]/[CuPc]/[4,4'-비스(9-카바졸일)바이페닐/2-(4-바이페닐일)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸]/[CsF/Al], 또는 [ITO]/[CuPc]/[하나 이상의 TPD/GaN층]/[TPD/Ag]를 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 UV 발광 장치(120)에 있어서 발향셀 어레이부(110) 및 유기 발광층(107)을 제외한 부분은 공지의 TFT-OLED의 대응 구성요소와 유사한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 발향셀 정의막(106)은 TFT-OLED의 화소 정의막에 대응된다. 따라서, UV 발광 장치(120)의 구성요소 중 전술한 발향셀 어레이부(110) 및 유기 발광층(107)을 제외한 나머지 구성요소에 대하여는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 후각 정보 전달 장치(200)의 단면도이고, 도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 구현예에 따른 후각 정보 전달 장치(200)는 발향셀 어레이부(260) 및 UV 발광 장치(290)를 포함한다.
발향셀 어레이부(260)는 적어도 하나의 발향셀(260a, 260b, 260c), 및 상기 발향셀들(260a, 260b, 260c) 사이에 배치된 블랙 매트릭스(270)를 포함할 수 있다.
발향셀(260a), 발향셀(260b) 및 발향셀(260c)은 각각 적어도 하나의 마이크로캡슐(20a), 적어도 하나의 마이크로캡슐(20b), 및 적어도 하나의 마이크로캡슐(20c)을 포함할 수 있다. 도 2에서는, 설명의 편의를 위해, 3개의 발향셀(260a, 260b, 260c)만이 도시되어 있으나, 상기 발향셀 어레이부(260)는 1개 또는 2개의 발향셀을 포함하거나, 또는 4개 이상의 발향셀을 포함할 수도 있다.
이러한 발향셀(260a, 260b, 260c)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 공통전극(250)상에 직접 배치될 수도 있고, 별도의 기판(미도시)상에 배치될 수도 있다. 발향셀(260a, 260b, 260c)이 공통전극(250)상에 배치되는 경우에는, 이 공통전극(250), 발향셀 어레이부(260) 및 선택적으로 보호막(280)을 발향셀 어레이 기판이라고 통칭할 수 있다. 이와는 다르게, 발향셀(260a, 260b, 260c)이 별도의 기판상에 배치되는 경우에는, 상기 기판, 발향셀 어레이부(260) 및 선택적으로 보호막(280)을 발향셀 어레이 기판이라고 통칭할 수 있다. 이러한 발향셀 어레이 기판은 수명이 다할 경우 새것으로 교체될 수 있다.
후각 정보 전달 장치(200)는 발향셀(260a, 260b, 260c)을 덮도록 배치된 보호막(280)을 추가로 포함할 수 있다.
마이크로캡슐(20a, 20b, 20c) 및 보호막(280)의 구성 및 작용은 전술한 도 1의 마이크로캡슐(10a, 10b, 10c) 및 보호막(111)의 그것들과 비슷하므로, 여기에서는 이들에 대한 자세한 설명을 생략하기로 한다.
UV 발광 장치(290)는 UV 광원(201), 박막트랜지스터 어레이 기판(218), 공통전극(250), 한쌍의 배향막(203, 204), 액정(230) 및 스페이서(240)를 포함할 수 있다.
UV 광원(201)은, 예를 들어, UV 램프일 수 있다.
박막트랜지스터 어레이 기판(218)은 UV 광원(201)에서 발생한 UV에 노출된다. 이러한 박막트랜지스터 어레이 기판(218)은 기판(202), 적어도 하나의 박막트랜지스터(210) 및 적어도 하나의 화소전극(222)을 포함할 수 있다. 상기 박막트랜지스터(210)는 외부에서 입력된 전기신호(즉, 후각 정보 신호)를 액정(230)에 전달하거나 차단하는 스위칭 소자로서, 예를 들어, 도 3에 도시된 것과 동일하거나 이와 유사한 구성을 가질 수 있다.
도 3을 참조하면, 박막트랜지스터(210)는 게이트 전극(211), 게이트 절연막(212), 활성화층인 a-Si:H(213), 옴접촉층인 n+a-Si:H(214), 소스(215), 드레인(216) 및 보호막(217)을 포함할 수 있다. 상기와 같은 구성을 갖는 박막트랜지스터(210) 외에 다른 다양한 구성을 갖는 박막트랜지스터가 본 발명의 일 구현예에 따른 후각 정보 전달 장치(100, 200)에 사용될 수 있다.
또한, 기판(202)상에는 Cs 전극(221)이 박막트랜지스터(210)와 이격되게 배치될 수 있다.
배향막(203)은 박막트랜지스터 어레이 기판(218)상에 배치되어 후술하는 배향막(204)과 함께 액정(230)을 일정한 방향으로 배열한다.
공통전극(250)은 상기 적어도 하나의 화소전극(222)과 마주 보도록 발향셀 어레이부(260)상에 배치된 것으로, 예를 들어, ITO(indium tin oxide)로 형성될 수 있다.
배향막(204)은 공통전극(250)상에 배치될 수 있다.
액정(230)은 UV 광원(201)에서 발생한 UV를 차단하거나 투과시켜 발향셀 어레이부(260)의 발향셀(260a, 260b, 260c)을 제어한다.
스페이서(240)는 박막트랜지스터 어레이 기판(218)과 발향셀 어레이부(260) 사이의 공간을 일정하게 유지시킨다.
상기와 같은 구성을 갖는 UV 발광 장치(120)에 있어서 발향셀 어레이부(260) 및 UV 광원(201)을 제외한 나머지 부분은 공지의 TFT-LCD의 대응 구성요소와 유사한 구성을 가질 수 있다. 따라서, UV 발광 장치(290)의 구성요소 중 전술한 발향셀 어레이부(260) 및 UV 광원(201)을 제외한 나머지 구성요소에 대하여는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 UV 발광 장치(290)의 발광셀(290a)의 평면도이다. 외부에서 입력된 전기신호에 따라 상기 발광셀들(290a) 중 적어도 하나로부터 UV가 방출될 수 있다. 도 4에는 발광셀들(290a)이 매트릭스 형태로 배열된 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 나란한 복수개의 스트라이프 형태 등 다른 다양한 형태로 배열될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 발향셀 어레이 기판 중 발향셀 어레이부(260)의 평면도이다. 도 4의 발광셀들(290a) 중 적어도 하나를 통해 방출된 UV는, 발향셀들(260a, 260b, 260c, 260d) 중 대응 발향셀에 입사되어, 마이크로캡슐들(도 2의 20a, 20b, 20c, 미도시된 것) 중 대응 마이크로캡슐의 쉘에 빈틈을 형성할 수 있다. 이와 같은 원리에 의하여, 발향셀들(260a, 260b, 260c, 260d) 중 UV에 노출된 발향셀에서 향이 발산될 수 있다. 도 5에는 발향셀들(260a, 260b, 260c, 260d)이 서로 나란한 복수개의 스트라이프 형태로 배열된 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 매트릭스 형태 등 다른 다양한 형태로 배열될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 전자장치는 전술한 후각 정보 전달 장치(100 또는 200)를 포함할 수 있다. 이러한 전자장치는 화상표시장치, 유/무선 전화기, 컴퓨터, 라디오, MP3, DMB, 게임기, 네비게이터 및 이동통신장치로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다.
상기 전자장치는, 예를 들어, 하기 용도에 적용될 수 있다: (i) 공중파를 이용하여 요리 냄새 및 풍경 냄새와 같은 특정 향을 전달하는 용도. (ii) 화상 통신을 통해 특정 향을 전달하는 용도(꽃 배달, 연애편지). (iii) 하나의 화상표시장치에서 다른 화상표시장치로 특정 향을 전달하는 용도. (iv) 대형 광고 디스플레이에서 지속적으로 향을 방출하여 관찰자에게 현장감을 느끼게 하는 용도. (v) VTR을 시청할 때 냄새도 같이 재생하는 용도. (vi) 향기 마케팅으로서, 대형 마트 등에서 과일, 인스턴트 식품 또는 커피향과 같은 특정 향을 생동감 있게 고객에게 전달하는 용도. (vii) 무선전화기에서 다른 무선전화기로 향기를 전달하는 용도 등.
이하 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명하지만, 이는 예시적인 것에 불과하며 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1: 마이크로캡슐의 제조
교반기가 장착된 1L 반응기에 폴리비닐피롤리돈 수용액(Aldrich사, PVP10) 200g을 투입한 후, 버퍼용액(phosphate buffer saline: PBS)을 사용하여 pH를 4.7로 조절하였다. 이후, 상기 반응기에, 딸기 향(영국 CPL AROMAS사, Strawbery FI.O) 15g을 첨가한 다음, 1500rpm에서 20분간 교반하여 마이크로 입자가 분산되어 있는 유화액을 제조하였다. 별도의 비이커에, 멜라민 5g 및 37중량%의 포르말린 수용액 10.28g을 투입한 후, 트리에탄올아민을 첨가하여 pH를 8.2로 조절한 후, 60℃로 가열하여 투명한 용액을 만들고, 여기에 물 25g을 첨가하여 가교제 용액을 제조하였다. 25℃에서 상기 반응기의 상기 유화된 용액에 상기 가교제 용액을 첨가한 후, 42℃로 가열한 다음, 유화입자가 안정될 때까지 1500rpm의 속도로 교반하였다. 이어서, 상기 반응기에, 티타늄이소프로폭사이드, 이소프로필알코올, 아세틸아세톤 및 물을, 몰비 기준으로, 1:5:0.5:5의 비율로 각각 첨가한 후, 유화입자가 안정될 때까지 1500rpm의 속도로 교반하였다. 유화입자가 안정되었을 때, 60℃ 및 2500rpm에서 2시간 동안 기포의 생성을 최소화하면서 가교반응을 진행시켜 마이크로캡슐 함유액을 얻었다.
평가예
평가예 1: 마이크로캡슐 제조의 확인
실시예 1에서 제조된 마이크로캡슐 함유액에 실제로 마이크로캡슐이 포함되어 있는지 여부를 확인하기 위하여 SEM 사진을 촬영한 후, 그 결과를 도 7에 나타내었다.
도 7을 참조하면, 구형의 마이크로캡슐이 제조되었음을 확인할 수 있다.
평가예 2: 마이크로캡슐의 성능 평가
도 8의 시험장치(40)를 사용하여 실시예 1에서 제조된 마이크로캡슐의 성능을 평가하였다.
즉, 전류가 통할 수 있도록 LED Tester(자체 제작)(41)와 3개의 UV LED Cell(43)을 전선(42)으로 연결하였다. 이후, 상기 UV LED Cell들(43)위에 상기 실시예 1에서 제조된 마이크로캡슐 함유액을 각각 도포하였다. 이어서, LED Tester(41)의 스위치를 켠 다음, 각각의 UV LED Cell(43)에 도포된 마이크로캡슐 함유액으로부터 딸기 향이 발산되는지 여부를 후각으로 관찰하였다. 상기 관찰 결과, LED Tester(41)의 스위치를 켜면 딸기 향이 발산되고, 상기 스위치를 끄면 딸기 향이 점차 사라지는 것을 확인하였다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 구현예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 구현예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10a, 10b, 10c, 20a, 20b, 20c, 30: 마이크로캡슐
30: 마이크로캡슐 31: 쉘
32: 코어 101, 202: 기판
40: 시험장치 41: LED Tester
42: 전선 43: UV LED Cell
100, 200: 후각 정보 전달 장치 102, 210: 박막트랜지스터
103: 제1 전극 104: 홀 수송층
105: 평탄화막 106: 발향셀 정의막
107: 유기 발광층 108: 뱅크
109: 제2 전극 110, 260: 발향셀 어레이부
110a~110c, 260a~260d: 발향셀 111, 217, 280: 보호막
120, 290: UV 발광 장치 201: UV 광원
203, 204: 배향막 211: 게이트 전극
212: 게이트 절연막 213: a-Si:H
214: n+a-Si:H 215: 소스
216: 드레인 218: 박막트랜지스터 어레이 기판
221: Cs 전극 222: 화소전극
230: 액정 240: 스페이서
250: 공통전극 270: 블랙 매트릭스

Claims (16)

  1. 코어/쉘 구조를 갖는 마이크로캡슐을 포함하는 적어도 하나의 발향셀이 배열된 것으로, 상기 마이크로캡슐의 쉘은 벽재 및 상기 벽재에 분산되어 배치된 광촉매를 포함하고, 상기 마이크로캡슐의 코어는 발향물질 및 친수성 액체를 포함하고,
    상기 광촉매는 UV에 노출되는 동안에는 UV 조사량의 증가에 따라 친수성이 증가하고, UV에의 노출이 중단되는 경우에는 친수성이 다시 감소하는 성질을 가지며,
    상기 마이크로캡슐에 UV가 조사되면, 상기 쉘에 포함된 상기 광촉매가 상기 친수성 액체에 녹아 상기 쉘에 빈틈이 생기고, 상기 빈틈으로 상기 발향물질의 향이 방출되고, 상기 마이크로캡슐에의 UV 조사가 중단되면, 상기 친수성 액체에 녹아 있던 상기 광촉매는 친수성 감소로 인해 석출되어, 상기 석출된 광촉매에 의해 상기 쉘의 빈틈이 적어도 부분적으로 메워지는 발향셀 어레이 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벽재는 금속, 무기물 및 유기물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 발향셀 어레이 기판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 벽재는 금, 은, 실리콘 유도체, 단백질, 폴리포스페이트, 다당류, 아라비아검, 알지네이트, 키토산, 카라키난, 펙틴, 수용성 고분자, 셀룰로오스 및 셀룰로오스 유도체로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 발향셀 어레이 기판.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광촉매는 산화티탄, 산화지르코늄, 산화아연, 산화바나듐, 산화주석 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 발향셀 어레이 기판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 발향물질은 100℃ 이하의 비등점을 갖는 저비점 물질, 100℃ 초과 내지 150℃ 미만의 비등점을 갖는 중비점 물질 및 150℃ 이상의 비등점을 갖는 고비점 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 발향셀 어레이 기판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 발향물질은 향료(perfume)를 포함하는 발향셀 어레이 기판.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 친수성 액체는 물, 알코올류, 디메틸포름아미드, 아세톤, 아세토니트릴(acetonitrile), 클로로포름, 메틸렌클로라이드 및 N-메틸피롤리돈 (NMP)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 발향셀 어레이 기판.
  9. 코어/쉘 구조를 갖는 마이크로캡슐을 포함하는 적어도 하나의 발향셀이 배열된 발향셀 어레이부; 및
    상기 발향셀 어레이부의 일면에 배치되어 외부에서 입력된 전기신호에 따라 상기 적어도 하나의 발향셀 중 적어도 하나의 발향셀에 UV를 조사하도록 구성된 UV 발광 장치를 포함하고,
    상기 마이크로캡슐의 쉘은 벽재 및 상기 벽재에 분산되어 배치된 광촉매를 포함하며, 상기 마이크로캡슐의 코어는 발향물질 및 친수성 액체를 포함하고,
    상기 광촉매는 UV에 노출되는 동안에는 UV 조사량의 증가에 따라 친수성이 증가하고, UV에의 노출이 중단되는 경우에는 친수성이 다시 감소하는 성질을 가지며,
    상기 마이크로캡슐에 UV가 조사되면, 상기 쉘에 포함된 상기 광촉매가 상기 친수성 액체에 녹아 상기 쉘에 빈틈이 생기고, 상기 빈틈으로 상기 발향물질의 향이 방출되고, 상기 마이크로캡슐에의 UV 조사가 중단되면, 상기 친수성 액체에 녹아 있던 상기 광촉매는 친수성 감소로 인해 석출되어, 상기 석출된 광촉매에 의해 상기 쉘의 빈틈이 적어도 부분적으로 메워지는 후각 정보 전달 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 UV 발광 장치는,
    기판;
    상기 기판상에 배열된 적어도 하나의 박막트랜지스터를 포함하는 박막트랜지스터 어레이부;
    상기 박막트랜지스터 어레이부상에 배치되고, 상기 박막트랜지스터 어레이부와 전기적으로 연결된 제1 전극 어레이부;
    상기 제1 전극 어레이부상에 배치된 UV 발광부; 및
    상기 UV 발광부상에 배치된 제2 전극 어레이부를 포함하는 후각 정보 전달 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 UV 발광부는 적어도 하나의 유기 발광층을 포함하고, 상기 적어도 하나의 유기 발광층은 UV 발광기능을 갖는 OLED 물질, QD(Quantum Dot) LED 물질 및 무기 LED 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 물질을 포함하는 후각 정보 전달 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 발향셀 어레이부는 상기 제2 전극 어레이부상에 인쇄된 것인 후각 정보 전달 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 UV 발광 장치는,
    UV 광원;
    상기 UV 광원에서 발생한 UV에 노출되는 것으로, 적어도 하나의 화소전극을 포함하는 박막트랜지스터 어레이 기판;
    상기 적어도 하나의 화소전극과 마주 보도록 상기 발향셀 어레이부상에 배치된 적어도 하나의 공통전극; 및
    상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 상기 적어도 하나의 공통전극 사이에 배치된 액정을 포함하는 후각 정보 전달 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 발향셀 어레이부를 덮도록 배치된 보호막을 추가로 구비하는 후각 정보 전달 장치.
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 후각 정보 전달 장치를 포함하는 전자장치.
  16. 제15항에 있어서,
    화상표시장치, 유/무선 전화기, 컴퓨터, 라디오, MP3, DMB, 게임기, 네비게이터 및 이동통신장치로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 전자장치.
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