KR102004738B1 - Ultraviolet detecting sensor measuring ultraviolet radiation accumulating amount and method of preparing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자외선 감지 센서 및 자외선 감지 센서의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리다이아세틸렌을 이용한 자외선 감지 센서 및 자외선 감지 센서의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an ultraviolet ray sensor and an ultraviolet ray sensor, and more particularly, to an ultraviolet ray sensor using a polydiacetylene and a method of manufacturing the ultraviolet ray sensor.
폴리다이아세틸렌(polydiacetylene)은 다이아세틸렌(diacetylene) 단량체들이 중합되어 형성되는 공액 고분자이다. 이러한 폴리다이아세틸렌은 고분자 주쇄에 이중 결합과 삼중 결합이 교대로 존재한다. 폴리다이아세틸렌은 외부 환경의 변화에 의해 최대 흡수 파장이 변화하는 특징이 있으며, 이러한 폴리다이아세틸렌의 변색 특징을 이용하여 다양한 종류의 센서들이 연구 및 개발되고 있다.Polydiacetylene is a conjugated polymer formed by polymerization of diacetylene monomers. These polydiacetylenes have alternating double and triple bonds in the polymer backbone. Polya diacetylene has a characteristic that the maximum absorption wavelength is changed by the change of the external environment. Various kinds of sensors are being researched and developed using the discoloration characteristics of the polydiacetylene.
예를 들어, 특허문헌 1(US 2017-0190814 A1)은 폴리다이아세틸렌을 이용한 생체 인식 또는 지문 인식 센서가 개시되어 있다. 구체적으로, 수변색 특성을 가진 폴리다이아세틸렌 복합체 조성물 및 박막 필름을 이용하여 지문 등의 생체 인식에 사용되는 용도를 개시한다. 특허문헌 2(US 2015-0329656 A1) 또한 특허문헌 1과 마찬가지로 수변색성을 갖는 폴리다이아세틸렌 복합체 조성물 및 박막 필름을 개시한다. 그러나 특허문헌 1 및 특허문헌 2는 자외선 센서로의 활용에 대해서는 개시하는 바 없다. 뿐만 아니라 폴리다이아세틸렌 복합체 조성물을 이용하여 별도 센서 패키지화를 시도하지 않은 한계가 있다.For example, Patent Document 1 (US 2017-0190814 A1) discloses a biometric or fingerprint recognition sensor using polydiacetylene. Specifically, a polydiacetylene composite composition having a water discoloration characteristic and a thin film film are used to be used for biometric identification of fingerprints and the like. Patent Document 2 (US 2015-0329656 A1) Similar to
한편, 특허문헌 3(US 2018-0312708 A1)은 폴리다이아세틸렌을 이용한 수분 시험지를 개시한다. 특허문헌 3의 배경기술의 기재내용을 참조하면, 폴리다이아세틸렌은 열, 용매, pH, 힘, 분자인식 등의 변화에 의해 변색 특징을 가짐을 교시하나, 자외선을 이용한 센서로서의 활용 가능성에 대해서는 시사하는 바 없다.On the other hand, Patent Document 3 (US 2018-0312708 A1) discloses a moisture test paper using polydiacetylene. Referring to the description of the background art of
또한 특허문헌 4(US 2018-0282543 A1)는 폴리다이아세틸렌을 고분자 패치로 구현하여 별도의 모재 기판 없이도 수분 감지 기능을 가짐을 개시한다.In addition, Patent Document 4 (US 2018-0282543 A1) discloses that polydiacetylene is implemented as a polymer patch and has a moisture sensing function without using a separate base substrate.
자외선(ultraviolet rays, UV)은 약 100nm 내지 400nm 범위의 파장을 갖는 전자기파의 총칭이다. 자외선은 파장 범위에 따라 UV-A(315nm-400nm), UV-B(280nm-315nm), UV-C(100nm-280nm)로 분류될 수 있다. 자외선이 지구로 입사할 때, 초단파장을 갖는 UV-C는 오존층에 의해 대부분 흡수가 이루어지지만 나머지 UV-A 및 UV-B는 지구에 입사할 수 있다. 특히 UV-A는 주름살 및 노화를 발생시키고, UV-B는 백내장, 피부암, 면역력 저하 등을 야기하는 것으로 알려져 있다.Ultraviolet rays (UV) are generic terms of electromagnetic waves having a wavelength in the range of about 100 nm to 400 nm. Ultraviolet rays can be classified into UV-A (315nm-400nm), UV-B (280nm-315nm) and UV-C (100nm-280nm) depending on the wavelength range. When ultraviolet light enters the earth, UV-C with a very short wavelength is mostly absorbed by the ozone layer, but the remaining UV-A and UV-B can enter the earth. In particular, UV-A causes wrinkles and aging, and UV-B is known to cause cataracts, skin cancer and immunity.
이러한 자외선은 인간에게 치명적인 질병을 야기하거나, 또는 식품 등의 부패를 유발할 수 있기 때문에 생활 밀착형 자외선 센서에 대한 개발이 절실하게 요구되고 있다.Such ultraviolet rays may cause fatal diseases to humans, or may cause corruption of foods and the like, and thus there is a desperate need for development of life-friendly ultraviolet sensors.
예를 들어, 미국 국립 암센터(National Center Institute, NCI)의 2007년 통계에 따르면 한 해 약 1,000,000명 이상의 사람들이 자외선에 의한 피부암을 앓고 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 이유로 세계보건기구(World Health Organization, WHO)는 자외선을 1급 발암물질로 규정하고, 허용한계치의 자외선 조사량을 225 mW/m2/1.5h로, 위험수준 자외선 조사량을 550 mW/m2/1.5h로 발표한 바 있다. 반면, 50 mW/m2 이하의 자외선 세기에서는 장시간 노출되더라도 인체에 무해한 것으로 발표하였다.For example, according to 2007 National Center Institute (NCI) statistics, more than 1,000,000 people a year are known to have skin cancer due to ultraviolet light. For this reason, the World Health Organization (WHO) has defined ultraviolet radiation as a first-level carcinogen and has established a limit of 225 mW / m 2 / 1.5 h for the ultraviolet dose, 550 mW / m 2 / 1.5h. On the other hand, it was declared harmless to the human body even when exposed to ultraviolet light of 50 mW / m 2 or less.
다른 예를 들어, 자외선에 노출된 식품은 부패 및 산화가 진행되기 때문에 우리나라 및 세계 각국은 식품 유통에 있어서 자외선 노출 허용 기준을 제시하고 있다.As another example, foods exposed to ultraviolet rays are subject to decay and oxidation, and thus, Korea and the world have set limits on ultraviolet exposure in food distribution.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 자외선의 노출을 검출할 수 있는 자외선 감지 센서를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an ultraviolet ray sensor capable of detecting exposure of ultraviolet rays.
또, 단순히 자외선의 노출 여부만을 검출하거나, 또는 현재 자외선의 세기만을 검출하는 것이 아니라, 자외선에 노출된 시간 동안 누적된 자외선의 조사량을 측정할 수 있는 자외선 감지 센서를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an ultraviolet ray sensor capable of measuring the amount of ultraviolet radiation accumulated during a period of exposure to ultraviolet rays, rather than detecting only the exposure of ultraviolet rays or detecting only the intensity of ultraviolet rays.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 자외선에 노출된 시간 동안의 누적된 자외선의 조사량을 측정할 수 있는 자외선 감지 센서의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing an ultraviolet ray sensor capable of measuring the amount of accumulated ultraviolet rays during a time of exposure to ultraviolet rays.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 자외선에 노출된 시간 동안의 누적 자외선 조사량의 검출 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a method for detecting cumulative ultraviolet radiation amount during a period of exposure to ultraviolet rays.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing the same.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 감지 센서는 제1 베이스; 상기 제1 베이스의 일면 상에 배치된 금속 산화물층; 상기 금속 산화물층 상에 배치된 광 변색층; 및 상기 광 변색층 상에 배치되고, 상기 광 변색층을 부분적으로 노출시키는 윈도우를 갖는 커버층을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an ultraviolet ray sensor comprising: a first base; A metal oxide layer disposed on one surface of the first base; A photochromic layer disposed on the metal oxide layer; And a cover layer disposed on the photochromic layer and having a window partially exposing the photochromic layer.
상기 광 변색층은 하기 일반식으로 표현된 화합물이 자가 정렬된(self-assembled) 화합물층일 수 있다.The photochromic layer may be a self-assembled compound layer of a compound represented by the following general formula.
[일반식][General formula]
여기서, 상기 일반식에서 m은 7 내지 9의 정수이고, n은 10 내지 12의 정수일 수 있다. 또, m과 n의 합은 18 내지 20일 수 있다.In the above general formula, m is an integer of 7 to 9, and n may be an integer of 10 to 12. The sum of m and n may be from 18 to 20.
상기 화합물은 10,12-펜타코사디노익산(10,12-pentacosadiynoic acid)일 수 있다.The compound may be 10,12-pentacosadiynoic acid.
또한, 상기 금속 산화물층은 이산화티타늄(TiO2)을 포함할 수 있다.In addition, the metal oxide layer may include titanium dioxide (TiO 2 ).
몇몇 실시예에서, 자외선 감지 센서는 상기 커버층 상에 배치되고, 상기 커버층 및 상기 광 변색층과 맞닿는 밀봉층을 더 포함할 수 있다.In some embodiments, the ultraviolet ray sensor may further comprise a sealing layer disposed on the cover layer and abutting the cover layer and the photochromic layer.
또, 상기 커버층, 상기 광 변색층 및 상기 금속 산화물층의 측면은 적어도 부분적으로 정렬되고, 상기 밀봉층은 상기 광 변색층 및 상기 금속 산화물층의 측면과 맞닿을 수 있다.The side faces of the cover layer, the photochromic layer, and the metal oxide layer may be at least partially aligned, and the sealing layer may abut the side surfaces of the photochromic layer and the metal oxide layer.
또한, 몇몇 실시예에서, 자외선 감지 센서는 상기 제1 베이스의 타면 상에 배치된 제2 베이스; 및 상기 제1 베이스와 상기 제2 베이스 사이에 배치된 제1 접합층을 더 포함할 수 있다.Further, in some embodiments, the ultraviolet ray detection sensor includes a second base disposed on the other side of the first base; And a first bonding layer disposed between the first base and the second base.
여기서, 상기 밀봉층은 상기 제1 베이스의 배면, 및 상기 제1 접합층과 맞닿을 수 있다.Here, the sealing layer may abut the back surface of the first base and the first bonding layer.
상기 자외선 감지 센서는 상기 제2 베이스의 타면 상에 배치된 제2 접합층; 상기 제2 접합층 상에 배치된 이형 필름층; 및 상기 커버층의 윈도우와 중첩하도록 상기 밀봉층 상에 배치되고, 자외선의 투과를 부분적으로 차단하는 자외선 차단층을 더 포함할 수 있다.Wherein the ultraviolet ray detection sensor comprises: a second bonding layer disposed on the other side of the second base; A release film layer disposed on the second bonding layer; And a UV blocking layer disposed on the sealing layer so as to overlap the window of the cover layer, the UV blocking layer partially blocking transmission of ultraviolet rays.
상기 제2 베이스의 평면상 크기는 상기 제1 베이스의 평면상 크기 보다 크고, 상기 제1 베이스와 중첩하지 않는 상기 제2 베이스 상에는 하기 일반식으로 표현되는 화합물을 이용한 온도 감지 센서가 더 배치될 수 있다.A temperature sensing sensor using a compound represented by the following general formula may further be arranged on the second base which is larger than the planar size of the first base and does not overlap with the first base have.
[일반식][General formula]
여기서, 상기 일반식에서 m은 5 내지 11의 정수이고, n은 8 내지 14의 정수일 수 있다.In the above general formula, m is an integer of 5 to 11, and n may be an integer of 8 to 14.
또, 상기 커버층의 두께는 0.2mm 이상일 수 있다.The thickness of the cover layer may be 0.2 mm or more.
또한, 상기 커버층은, 제1 크기의 윈도우를 갖는 제1 커버층, 및 상기 제1 크기와 상이한 제2 크기의 윈도우를 갖는 제2 커버층을 포함할 수 있다.The cover layer may also include a first cover layer having a window of a first size and a second cover layer having a window of a second size different from the first size.
여기서, 상기 제1 커버층의 윈도우와 상기 제2 커버층의 윈도우는 함께 상기 광 변색층을 노출시킬 수 있다.Here, the window of the first cover layer and the window of the second cover layer may expose the photochromic layer together.
또는, 상기 커버층의 윈도우의 내측벽은, 상기 광 변색층 측으로 갈수록 윈도우의 최대폭이 감소하도록 경사를 가질 수 있다.Alternatively, the inner wall of the window of the cover layer may have an inclination such that the maximum width of the window decreases toward the photochromic layer side.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 감지 센서의 제조 방법은, 제1 베이스를 준비하는 단계; 상기 제1 베이스의 일면 상에 금속 산화물층을 형성하는 단계; 상기 금속 산화물층 상에 광 변색층을 형성하는 단계; 및 상기 광 변색층 상에 커버층을 배치하는 단계로서, 상기 광 변색층을 부분적으로 노출시키는 윈도우를 갖는 커버층을 배치하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ultraviolet ray sensor, comprising: preparing a first base; Forming a metal oxide layer on one surface of the first base; Forming a photochromic layer on the metal oxide layer; And disposing a cover layer on the photochromic layer, the cover layer having a window partially exposing the photochromic layer.
상기 광 변색층은 10,12-펜타코사디노익산을 포함할 수 있다.The photochromic layer may include 10,12-pentacosinonic acid.
또, 상기 금속 산화물층은 이산화티타늄을 포함할 수 있다.In addition, the metal oxide layer may include titanium dioxide.
여기서, 상기 금속 산화물층을 형성하는 단계는, 이산화티타늄 분말을 알코올성 용매에 용해시켜 이산화티타늄 용액을 준비하는 단계로서, 30%(w/v) 내지 50%(w/v) 농도의 이산화티타늄 용액을 준비하는 단계, 상기 제1 베이스 상에 상기 이산화티타늄 용액을 도포하는 단계, 및 상기 알코올성 용매를 제거하여 이산화티타늄 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The step of forming the metal oxide layer may include the steps of dissolving the titanium dioxide powder in an alcoholic solvent to prepare a titanium dioxide solution, and adding a titanium dioxide solution having a concentration of 30% (w / v) to 50% (w / v) , Applying the titanium dioxide solution on the first base, and removing the alcoholic solvent to form a titanium dioxide coating layer.
또, 상기 광 변색층을 형성하는 단계는, 10,12-펜타코사디노익산 분말을 클로로포름 용매 및/또는 염화메틸렌(dichloromethane) 용매에 용해시켜 10,12-펜타코사디노익산 용액을 준비하는 단계로서, 5%(w/v) 내지 10%(w/v) 농도의 10,12-펜타코사디노익산 용액을 준비하는 단계, 상기 10,12-펜타코사디노익산 용액을 필터링하고 상기 용매를 제거하여 정제된 10,12-펜타코사디노익산 분말을 수득하는 단계, 상기 정제된 10,12-펜타코사디노익산 분말을 클로로포름 용매 및/또는 염화메틸렌(dichloromethane) 용매에 용해시켜 10,12-펜타코사디노익산 용액을 준비하는 단계로서, 15%(w/v) 내지 25%(w/v) 농도의 10,12-펜타코사디노익산 용액을 준비하는 단계, 상기 금속 산화물층 상에 10,12-펜타코사디노익산 용액을 도포하는 단계, 및 상기 용매를 제거하여 10,12-펜타코사디노익산 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The step of forming the photochromic layer is a step of preparing 10,12-pentacosinonic acid solution by dissolving 10,12-pentacosinonic acid powder in a chloroform solvent and / or a dichloromethane solvent , A solution of 10,12-pentacosinnoic acid in a concentration of 5% (w / v) to 10% (w / v), filtering the solution of 10,12-pentacosinnoic acid and removing the solvent To obtain a purified 10,12-pentacosinonic acid powder; dissolving the purified 10,12-pentacosinonic acid powder in a chloroform solvent and / or a dichloromethane solvent to obtain 10,12-pentacosinodinic acid powder; Preparing an aqueous solution of liquic acid comprising the steps of: preparing a 10,12-pentacosinonic acid solution having a concentration of 15% (w / v) to 25% (w / v) Applying the cosadinic acid solution, and removing the solvent to remove the 10,12-pentacosinodiacetic acid coating layer To form a second layer.
상기 또 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 누적 자외선 조사량의 검출 방법은, 금속 산화물층 및 상기 금속 산화물층 상에 직접 배치된 광 변색층을 포함하는 자외선 감지 센서의 상기 광 변색층을 자외선에 노출시키는 단계를 포함하되, 50 mW/m2의 자외선에 90분간 노출되었을 경우 상기 광 변색층의 채도 변화가 10% 미만이고, 225 mW/m2의 자외선에 90분간 노출되었을 경우 상기 광 변색층의 채도 변화가 60% 이상이며, 550 mW/m2의 자외선에 30분간 노출되었을 경우 상기 광 변색층의 채도 변화가 70% 이상이다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of detecting cumulative ultraviolet radiation amount, the method comprising: detecting a photo-discoloration of an ultraviolet ray sensor including a metal oxide layer and a photochromic layer directly disposed on the metal oxide layer; Wherein the photochromic layer has a saturation change of less than 10% and is exposed to ultraviolet light of 225 mW / m 2 for 90 minutes when exposed to ultraviolet light of 50 mW / m 2 for 90 minutes, When the change in saturation of the photochromic layer is 60% or more and the photochromic layer is exposed to ultraviolet light of 550 mW / m 2 for 30 minutes, the change in saturation of the photochromic layer is 70% or more.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description.
본 발명의 실시예들에 따르면, 변색 반응을 통하여 자외선의 노출을 검출할 수 있는 자외선 감지 센서 및 자외선 감지 센서의 제조 방법을 제공할 수 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to provide an ultraviolet ray detection sensor and a method of manufacturing an ultraviolet ray detection sensor capable of detecting exposure of ultraviolet ray through a color change reaction.
또한, 단순히 자외선의 노출 여부만을 검출하거나, 또는 현재 자외선의 세기만을 검출하는 것이 아니라, 자외선에 노출된 시간 동안 누적된 자외선의 조사량을 측정할 수 있는 자외선 감지 센서 및 자외선 감지 센서의 제조 방법, 나아가 누적 자외선 조사량의 검출 방법을 제공할 수 있다.Further, a method of manufacturing an ultraviolet ray sensor and an ultraviolet ray sensor capable of measuring the amount of ultraviolet radiation accumulated during a time when the ultraviolet ray is exposed, rather than simply detecting whether the ultraviolet ray is exposed or detecting only the intensity of the current ultraviolet ray, A method of detecting cumulative ultraviolet radiation dose can be provided.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effects according to the embodiments of the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 감지 센서의 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 자외선 감지 센서를 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 3은 도 2의 광 변색층을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자외선 감지 센서의 분해사시도이다.
도 5는 도 4의 자외선 감지 센서를 Ⅴ-Ⅴ' 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 감지 센서의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 감지 센서의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 감지 센서의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 감지 센서의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 감지 센서의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 감지 센서의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 12 내지 도 18은 도 11의 자외선 감지 센서의 제조 방법을 순서대로 나타낸 단면도들이다.
도 19 내지 도 21은 실험예 1에 따른 결과를 나타낸 도면들이다.
도 22는 실험예 2에 따른 결과를 나타낸 도면이다.
도 23은 실험예 3에 따른 결과를 나타낸 도면이다.
도 24 및 도 25는 실험예 4에 따른 결과를 나타낸 도면들이다.
도 26은 실험예 5에 따른 결과를 나타낸 도면이다.
도 27은 실험예 6에 따른 결과를 나타낸 도면이다.
도 28은 제조예 2에 따른 자외선 감지 센서의 시간 흐름에 따른 광 변색층의 색 변화를 나타낸 도면이다.
도 29는 제조예 2에 따른 자외선 감지 센서의 자외선 세기에 따른 광 변색층의 색 변화를 나타낸 도면이다.1 is an exploded perspective view of an ultraviolet sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the UV sensor of FIG. 1 taken along line II-II '.
FIG. 3 is a schematic view showing the photochromic layer of FIG. 2. FIG.
4 is an exploded perspective view of an ultraviolet sensor according to another embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of the ultraviolet sensor of FIG. 4 taken along the line V-V '.
6 is a cross-sectional view of an ultraviolet ray sensor according to another embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of an ultraviolet ray sensor according to another embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view of an ultraviolet ray sensor according to another embodiment of the present invention.
9 is a sectional view of an ultraviolet ray sensor according to another embodiment of the present invention.
10 is a sectional view of an ultraviolet ray sensor according to another embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an ultraviolet ray sensor according to an embodiment of the present invention.
12 to 18 are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing method of the ultraviolet ray sensor of FIG.
19 to 21 are views showing the results according to Experimental Example 1. Fig.
22 is a diagram showing a result according to Experimental Example 2. Fig.
23 is a view showing a result according to Experimental Example 3. Fig.
Figs. 24 and 25 are views showing the results according to Experimental Example 4. Fig.
26 is a graph showing the results according to Experimental Example 5;
FIG. 27 is a view showing a result according to Experimental Example 6. FIG.
28 is a diagram showing the color change of the photochromic layer according to the time course of the ultraviolet ray sensor according to Production Example 2. FIG.
29 is a diagram showing the color change of the photochromic layer according to ultraviolet intensity of the ultraviolet ray sensor according to Production Example 2.
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 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.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention will now be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the invention are shown. However, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. To fully disclose the scope of the invention to a person skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
공간적으로 상대적인 용어인 '위(above)', '상부(upper)', '상(on)', '아래(below)', '아래(beneath)', '하부(lower)' 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 '아래(below 또는 beneath)'로 기술된 소자는 다른 소자의 '위(above)'에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 '아래'는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.Spatially relative terms such as 'above', 'upper', 'on', 'below', 'beneath', 'lower' And can be used to easily describe one element or elements as well as other elements or components as shown. Spatially relative terms should be understood to include terms in different directions of the device in use, in addition to the directions shown in the figures. For example, when inverting an element shown in the figure, an element described as 'below or beneath' of another element may be placed 'above' another element. Thus, the exemplary term " below " may include both the downward and upward directions.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, '및/또는'은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. '내지'를 사용하여 나타낸 수치 범위는 그 앞과 뒤에 기재된 값을 각각 하한과 상한으로서 포함하는 수치 범위를 나타낸다. '약' 또는 '대략'은 그 뒤에 기재된 값 또는 수치 범위의 20% 이내의 값 또는 수치 범위를 의미한다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In this specification, 'and / or' include each and every combination of one or more of the mentioned items. Also, singular forms include plural forms unless the context clearly dictates otherwise. The terms 'comprises' and / or " comprising " used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the stated element. The numerical range indicated by using " to " represents a numerical range including the values described before and after the lower limit and the upper limit, respectively. &Quot; Approximately " or " approximately " means a value or range of values within 20% of the value or numerical range described thereafter.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 감지 센서(1)의 분해사시도이다. 도 2는 도 1의 자외선 감지 센서(1)를 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 절개한 단면도이다. 도 3은 도 2의 광 변색층(310)을 나타낸 모식도이다.1 is an exploded perspective view of an
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(1)는 제1 베이스(110), 제1 베이스(110) 상에 배치된 금속 산화물층(200) 및 금속 산화물층(200) 상에 배치된 광 변색층(310)을 포함한다.1 to 3, the
제1 베이스(110)는 금속 산화물층(200) 및 광 변색층(310)이 배치될 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 즉, 제1 베이스(110) 상에 배치된 금속 산화물층(200) 및 광 변색층(310)은 필름 형태로 제공될 수 있다.The
제1 베이스(110)는 유연성(flexibility) 및/또는 신축성(stretchability)을 갖는 가요성 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 베이스(110)는 종이를 포함하여 이루어지거나, 폴리디메틸실록산, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리이미드 등의 고분자 수지를 포함하여 이루어질 수 있다. 또, 제1 베이스(110)는 광 투광성이 높은 재료로 이루어질 수 있다. 제1 베이스(110)가 광 투광성이 높은 재료로 이루어질 경우, 자외선 감지 센서(1)의 배면 측으로부터 광 변색층(310)의 변색을 확인할 수도 있다. 다른 실시예에서, 제1 베이스(110)는 글라스 소재 등일 수 있다.The
금속 산화물층(200)은 제1 베이스(110) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 금속 산화물층(200)은 제1 베이스(110) 상에 직접 배치될 수 있다. 금속 산화물층(200)은 제1 베이스(110)의 전면(全面) 상에 배치될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The
금속 산화물층(200)은 자외선에 노출될 경우 산소 라디칼(oxygen radical) 내지는 자유 산소 라디칼을 생성할 수 있다. 본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(1)는 상호 맞닿은 금속 산화물층(200) 및 광 변색층(310)을 포함하여, 광 변색층(310)이 미량의 자외선에 노출된 경우의 변색을 억제할 수 있다. 즉, 금속 산화물층(200)이 없는 경우 미량의 자외선에 의해서도 광 변색층(310)의 변색이 발생하여 자외선 감지 센서(1)의 신뢰도가 저하될 수 있으나, 금속 산화물층(200)을 포함함으로써 인체 내지는 식품 등에 유해성이 발생하지 않는 기준량의 자외선에 대해서는 광 변색층(310)의 변색을 억제할 수 있다. 이에 대해서는 실험예 등과 함께 상세하게 후술한다.The
예시적인 실시예에서, 금속 산화물층(200)은 이산화티타늄(TiO2)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 입자상 이산화티타늄의 박막을 포함할 수 있다. 금속 산화물층(200)을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 용액 도포 공정 내지는 증착 공정을 이용할 수 있다.In an exemplary embodiment, the
광 변색층(310)은 금속 산화물층(200) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 광 변색층(310)은 금속 산화물층(200) 상에 직접 배치될 수 있다. 광 변색층(310)의 평면상 형상은 대략 원형이고, 광 변색층(310)은 금속 산화물층(200) 상의 일부 영역에만 배치될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The
광 변색층(310)은 광 감응성 화합물층일 수 있다. 구체적으로, 광 변색층(310)은 변색성 화합물을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 광 변색층(310)은 하기 일반식으로 표현된 다이아세틸렌 화합물이 자가 정렬(self-assembled)된 화합물층일 수 있다.The
[일반식][General formula]
여기서, 상기 일반식에서 m은 7 내지 9의 정수이고, n은 10 내지 12의 정수일 수 있다. 또, m과 n의 합은 18 내지 20일 수 있다. m과 n이 상기 범위를 만족할 때, 변색 전후에 확연한 색상 차이를 나타낼 수 있다. In the above general formula, m is an integer of 7 to 9, and n may be an integer of 10 to 12. The sum of m and n may be from 18 to 20. When m and n satisfy the above range, a distinct color difference can be exhibited before and after discoloration.
상기 다이아세틸렌 화합물은 자외선 파장 대역의 광에 의해 폴리다이아세틸렌으로 중합될 수 있다. 또, 상기 다이아세틸렌 화합물은 중합이 진행됨에 따라 컨쥬게이션의 변화를 일으킴으로써 중합 전후에 서로 다른 흡수 파장 내지는 반사 파장을 가질 수 있다. 예를 들어, 광 변색층(310)은 변색 전에는 무색 내지는 백색을 가지고, 중합이 진행됨에 따라 청색 계열로의 변색이 발생할 수 있다.The diacetylene compound can be polymerized with polydiacetylene by light in the ultraviolet wavelength band. Further, the diacetylene compound may have different absorption wavelengths or reflection wavelengths before and after polymerization by causing conjugation change as the polymerization proceeds. For example, the
몇몇 실시예에서, 상기 다이아세틸렌 화합물은 하기 화학식 1로 표현되는 10,12-펜타코사디노익산(10,12-pentacosadiynoic acid, PCDA)을 포함할 수 있다. 10,12-펜타코사디노익산은 다른 다이아세틸렌 화합물, 예컨대 2,4-펜타코사디노익산에 비해 분자 정렬도가 우수하고, 확연한 색 변화를 갖는 효과가 있다. 또한, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 2,4-펜타코사디노익산은 최초 상태에서 유색을 가지며, 미소한 채도 변화에 따른 변색 특성을 가지기 때문에 변색 정도를 육안으로 확인하기 어려운 문제가 있다. 그러나 10,12-펜타코사디노익산을 이용한 본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(1)는 최초 상태에서 무색을 나타내며, 청색 계열로의 색 변화 특성을 가지기 때문에 변색 정도를 육안으로 확연하게 확인할 수 있는 효과가 있다.In some embodiments, the diacetylene compound may include 10,12-pentacosadiynoic acid (PCDA) represented by the following formula (1). 10,12-Pentacosadinoic acid has an excellent molecular alignment and an obvious color change as compared with other diacetylene compounds such as 2,4-pentacosininoic acid. Although the present invention is not limited thereto, for example, 2,4-pentacosinodicarboxylic acid has a color in the initial state and has a discoloration characteristic according to a minute chroma change. Therefore, it is difficult to visually confirm the degree of discoloration . However, the
[화학식 1][Chemical Formula 1]
또, 광 변색층(310)은 변색성 화합물의 자가 정렬층일 수 있다. 상기 자가 정렬층은 상기 일반식 및/또는 화학식 1로 표현된 다이아세틸렌 화합물의 카르복실기(carboxyl group)가 금속 산화물층(200) 측으로 정렬된 상태의 단분자층일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 다이아세틸렌 화합물은 정렬된 상태에서 인접한 분자 간의 아세틸기가 서로 결합될 수 있다. 즉, 분자간의 직접 결합 없이 자가 정렬된 상태에서, 인접한 아세틸기 간의 결합을 통해 중합이 진행되고 변색이 발생하기 때문에 다이아세틸렌 화합물의 정렬도는 자외선 감지 센서(1)의 신뢰성에 매우 중요한 요소이다. 본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(1)는 상대적으로 자가 정렬도가 우수한 10,12-펜타코사디노익산을 변색성 화합물로 이용하여 육안으로 식별 가능한 수준의 광 변색층(310)을 구현하였다.The
또한 광 변색층(310)의 변색 반응, 즉 다이아세틸렌 화합물의 중합 반응은 비가역적 반응일 수 있다. 최초 다이아세틸렌 화합물 상태에서 광 변색층(310)이 자외선 파장 대역의 광에 노출될 경우, 점차 폴리다이아세틸렌으로 변화하고, 이에 따라 광 변색층(310)의 색상이 대략 청색을 나타낼 수 있다. Also, the discoloration reaction of the
예를 들어, 자외선에 노출되지 않은 상태에서 광 변색층(310)의 색상은 무색 내지는 백색이고, 550 mW/m2의 자외선에 30분 동안 노출될 경우 옅은 청색을 나타내며, 550 mW/m2의 자외선에 1시간 동안 노출될 경우 청색을 나타내고, 550 mW/m2의 자외선에 1시간 반 동안 노출될 경우 짙은 청색을 나타낼 수 있다.For example, the color of the
다른 예를 들어, 275 mW/m2의 자외선에 30분 동안 노출될 경우 광 변색층(310)의 색상은 매우 옅은 청색을 나타내며, 275 mW/m2의 자외선에 1시간 동안 노출될 경우 옅은 청색을 나타낼 수 있다. 또, 275 mW/m2의 자외선에 2시간 동안 노출될 경우 청색을 나타내고, 275 mW/m2의 자외선에 3시간 동안 노출될 경우 짙은 청색을 나타낼 수 있다.In another example, when exposed to ultraviolet light of 275 mW / m 2 for 30 minutes, the color of the
또 다른 예를 들어, 1,100 mW/m2의 자외선에 7분 30초 동안 노출될 경우 광 변색층(310)의 색상은 매우 옅은 청색을 나타내며, 1,100 mW/m2의 자외선에 15분 동안 노출될 경우 옅은 청색을 나타낼 수 있다. 또, 1,100 mW/m2의 자외선에 30분 동안 노출될 경우 청색을 나타내고, 1,100 mW/m2의 자외선에 45분 동안 노출될 경우 짙은 청색을 나타낼 수 있다.In another example, when exposed to ultraviolet light of 1,100 mW / m 2 for 7
따라서, 본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(1)는 단순히 자외선에 노출 여부, 자외선의 세기 및 순간적인 조사량 등을 감지하는 것이 아니라, 자외선에 노출된 시간 동안의 누적 자외선 조사량을 측정할 수 있다.Therefore, the
본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 사용자는 별도 마련된 인디케이터(indicator)를 기준으로 광 변색층(310)의 색상 내지는 짙기에 따라 육안을 통해 누적 자외선 노출 정도를 판독할 수 있다. 즉, 현재 노출된 자외선의 순간적인 세기와 무관하게, 광 변색층(310)이 짙은 청색을 나타낼 경우 550 mW/m2의 자외선에 1시간 반 동안 노출되거나, 또는 275 mW/m2의 자외선에 3시간 동안 노출되거나, 또는 1,100 mW/m2의 자외선에 45분 노출되는 등 세계보건기구에서 제시한 자외선 위험수준을 도과하였음을 인식할 수 있다.The present invention is not limited to this, but the user can read the degree of accumulated ultraviolet ray exposure through visual observation depending on the color or darkness of the
반면, 광 변색층(310)이 옅은 청색을 나타낼 경우 현재 자외선의 세기와 무관하게, 즉 550 mW/m2이상의 세기를 갖는 매우 강한 자외선에 노출된 상태라 하더라도, 노출 시간이 길지 않아 세계보건기구에서 제시한 자외선 위험수준에 미치지 않았음을 인식할 수 있다.On the other hand, if the
한편, 비제한적인 예시로서, 광 변색층(310)은 약 50 mW/m2의 자외선에 대해서는 실질적으로 변색이 발생하지 않고, 무색 내지는 백색의 상태를 유지할 수 있다. 또는 약 10% 미만의 채도 변화를 나타낼 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이 광 변색층(310)의 다이아세틸렌 화합물을 금속 산화물층(200), 예컨대 이산화티타늄층 상에 직접 정렬시킴으로써 세계보건기구에서 장시간 노출되더라도 인체에 무해한 것으로 규정한 미량의 자외선 정도에 노출되는 경우에는 변색이 발생하지 않도록 구성할 수 있다. 이는 어떠한 이론에 국한되지 않고, 금속 산화물층(200)에 자외선이 조사될 경우 발생하는 산소 라디칼 때문일 수 있다.On the other hand, as a non-limiting example, the
커버층(410)은 광 변색층(310) 상에 배치될 수 있다. 커버층(410)은 윈도우(410w)를 가질 수 있다. 윈도우(410w)의 평면상 형은 대략 원형이거나, 또는 다각형일 수 있다. 커버층(410)의 윈도우(410w)는 적어도 부분적으로 광 변색층(310)과 중첩하며, 커버층(410)은 윈도우(410w)를 통해 광 변색층(310)을 적어도 부분적으로 노출시키도록 배치될 수 있다.The
커버층(410)은 불투명한 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 커버층(410)은 자외선에 대한 투과도가 10% 미만, 또는 약 9% 미만, 또는 약 8% 미만, 또는 약 7% 미만, 또는 약 6% 미만, 또는 약 5% 미만, 또는 약 1% 미만인 재질로 이루어질 수 있다. 또, 커버층(410)은 제1 베이스(110)와 마찬가지로 유연성 및/또는 신축성을 갖는 가요성 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 커버층(410)은 종이를 포함하여 이루어질 수 있다. The
예시적인 실시예에서, 커버층(410)은 약 0.2mm 이상의 두께를 가질 수 있다. 커버층(410)이 충분한 두께를 가지고 자외선을 차단하도록 구성함으로써, 윈도우(410w)에 의해 노출되지 않고 커버층(410)과 중첩하는 광 변색층(310) 부분의 변색을 방지할 수 있다. 만일 자외선이 적어도 부분적으로 커버층(410)을 투과하여 커버층(410)과 중첩하는 광 변색층(310) 부분의 변색을 야기할 경우, 예를 들어 원형의 윈도우(410w)에 의해 노출된 광 변색층(310)의 가장자리에 과도한 변색이 발생할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(1)는 커버층(410)을 충분한 두께로 형성하여 센서의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In an exemplary embodiment, the
몇몇 실시예에서, 자외선 감지 센서(1)는 커버층(410) 상에 배치된 밀봉층(510)(encapsulation layer)을 더 포함할 수 있다. 밀봉층(510)은 커버층(410) 및/또는 광 변색층(310)과 맞닿을 수 있다.In some embodiments, the
앞서 설명한 것과 같이, 광 변색층(310)은 자외선에 의해 중합이 발생하는 광 감응성 화합물을 포함할 수 있다. 이 경우 자가 정렬된 다이아세틸렌 화합물층은 습도, 수분 및/또는 온도 등의 외부 환경에 취약할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(1)는 광 변색층(310)을 커버하는 밀봉층(510)을 배치하여 광 변색층(310)을 보호할 수 있다. 밀봉층(510)의 가시광선 대역 및 자외선 대역 광의 투과율은 약 80% 이상, 또는 약 85% 이상, 또는 약 90% 이상, 또는 약 95% 이상일 수 있다.As described above, the
본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(1)는 광 중합성 화합물인 다이아세틸렌 화합물을 자가 정렬시키고, 자외선 노출에 따라 중합이 진행되도록 함으로써 자외선에 노출된 시간 동안의 누적 자외선 조사량을 측정할 수 있다. 또한, 미량의 자외선, 예컨대 약 50 mW/m2의 자외선에 대해서는 중합 반응을 최대한 억제할 수 있도록 구성하여 자외선 감지 센서(1)의 활용성 및 제품 적용성을 향상시킬 수 있다.The
또한 반도체 소자 내지는 포토 멀티플라이어관(photomultiplier tube, PMT) 소자 등을 이용하지 않기 때문에 우수한 유연성 내지는 신축성, 나아가 폴더블 및 롤러블 구현이 가능한 센서 디바이스를 제공할 수 있다.In addition, since a semiconductor device or a photomultiplier tube (PMT) device is not used, it is possible to provide a sensor device which is excellent in flexibility or stretchability, and which can be foldable and rollerable.
이하, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 자외선 감지 센서에 대하여 설명한다. 다만, 앞서 설명한 일 실시예에 따른 자외선 감지 센서(1)와 실질적으로 동일하거나, 유사한 구성에 대한 중복되는 설명은 생략하며, 이는 첨부된 도면으로부터 본 기술분야에 속하는 통상의 기술자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다. 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하였다.Hereinafter, an ultraviolet ray sensor according to another embodiment of the present invention will be described. However, redundant descriptions of substantially identical or similar components to the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자외선 감지 센서(2)의 분해사시도이다. 도 5는 도 4의 자외선 감지 센서(2)를 Ⅴ-Ⅴ' 선을 따라 절개한 단면도이다.4 is an exploded perspective view of an
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(2)는 제2 베이스(120) 및/또는 이형 필름층(600)을 더 포함하는 점이 도 1 등의 실시예에 따른 자외선 감지 센서(1)와 상이한 점이다.4 and 5, the
제2 베이스(120)는 제1 베이스(110)의 타면(도 5 기준 하면) 상에 배치될 수 있다. 제2 베이스(120)는 제1 베이스(110)와 마찬가지로 유연성 및/또는 신축성을 갖는 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 베이스(120)는 종이를 포함하여 이루어지거나, 폴리디메틸실록산, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리이미드 등의 고분자 수지를 포함하여 이루어질 수 있다. 또, 제1 베이스(110)과 광 투광성을 갖는 재료로 이루어지는 경우, 제2 베이스(120) 또한 광 투광성을 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 베이스(120)는 글라스 소재 등일 수도 있다.The
몇몇 실시예에서, 제2 베이스(120)의 평면상 크기는 제1 베이스(110)의 평면상 크기 보다 클 수 있다. 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 제2 베이스(120)를 자외선 감지 센서(2)의 모기판으로 이용하고, 제1 베이스(110), 금속 산화물층(200) 및 광 변색층(310)은 자외선 감지 유닛 내지는 자외선 감지 적층체로 구성할 수 있다. 이 경우, 하나의 제2 베이스(120) 상에 복수의 자외선 감지 유닛을 배치한 후, 제2 베이스(120)를 부분적으로 절단하여 복수의 자외선 감지 센서(2)를 한번에 제조할 수 있다. In some embodiments, the planar size of the
다른 예를 들어, 본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(2)는 자외선 외 온도 감지 기능을 추가로 수행하는 복합 센서로 구현될 수 있다. 이 경우, 모기판인 제2 베이스(120) 상에 제1 베이스(110), 금속 산화물층(200) 및 광 변색층(310)을 포함하는 자외선 감지 유닛을 배치하고, 제1 베이스(110)와 중첩하지 않는 제2 베이스(120)의 다른 영역 상에 온도 감지 유닛을 배치할 수 있다. 상기 온도 감지 유닛은 광 변색층(310)과 마찬가지로 하기 일반식으로 표현되는 다이아세틸렌 화합물을 포함하여 이루어질 수 있다.For example, the
[일반식][General formula]
여기서, 상기 일반식에서 m은 5 내지 11의 정수이고, n은 8 내지 14의 정수일 수 있다.In the above general formula, m is an integer of 5 to 11, and n may be an integer of 8 to 14.
한편, 제1 베이스(110)와 제2 베이스(120) 사이에는 제1 접합층(711)이 배치되고, 제2 베이스(120)의 타면(도 5 기준 하면) 상에는 제2 접합층(720)이 배치될 수 있다. 제1 접합층(711) 및 제2 접합층(720)은 각각 접착층 내지는 점착층일 수 있다. 제1 접합층(711)의 평면상 크기는 대략 제1 베이스(110)와 상응하고, 제2 접합층(720)의 평면상 크기는 대략 제2 베이스(120)와 상응할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.A
제1 접합층(711)은 제1 베이스(110) 및 제2 베이스(120)와 맞닿아 이들을 결합시킬 수 있다. 또, 제2 접합층(720)은 제2 베이스(120)와 맞닿고, 자외선 감지 센서(2)의 부착 대상(미도시)에 결합되도록 구성될 수 있다. 이를 위해 제2 접합층(720) 상에는 이형 필름층(600)이 배치될 수 있다. 즉, 최초 패키지 상태에서 자외선 감지 센서(2)는 이형 필름층(600)을 포함하여 제2 접합층(720)을 보호하고, 사용자는 이형 필름층(600)을 제거한 후 노출된 제2 접합층(720)을 의류, 피부, 식재료 또는 음식 포장 용기 등에 부착하여 사용할 수 있다.The
본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(2)는 제1 베이스(110) 및 제2 베이스(120)를 포함하여 복합 센서로서 구현이 가능한 효과가 있다. 또, 부착 대상(미도시) 상에 부착되기 위한 제2 접합층(720) 및 제2 접합층(720)의 보호를 위한 이형 필름층(600)을 포함하여 패키징이 용이한 장점이 있다.The
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 감지 센서(3)의 단면도이다.6 is a sectional view of an
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(3)의 밀봉층(530)은 금속 산화물층(200)의 측면을 커버하는 점이 도 5 등의 실시예에 따른 자외선 감지 센서(2)와 상이한 점이다.6, the
예시적인 실시예에서, 커버층(410)의 윈도우의 평면상 형상은 대략 원형이고, 광 변색층(320)은 금속 산화물층(200)의 전면(全面) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 광 변색층(320) 및 금속 산화물층(200)의 측면은 노출될 수 있다. 또, 커버층(410), 광 변색층(320), 금속 산화물층(200) 및/또는 제1 베이스(110)의 측면은 적어도 부분적으로 정렬되고, 밀봉층(530)은 광 변색층(320), 금속 산화물층(200) 및/또는 제1 베이스(110)의 측면과 맞닿을 수 있다.In the exemplary embodiment, the planar shape of the window of the
광 변색층(320)을 평면상 원형이 아니라 금속 산화물층(200)의 전면 상에 배치함으로써 공정을 단순화할 수 있다. 또, 앞서 설명한 것과 같이 외부의 습도, 수분 및/또는 온도 등에 예민한 광 변색층(320)의 측면을 밀봉층(530)으로 커버함으로써 광 변색층(320)의 내구성 및 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 금속 산화물층(200)은 자외선에 의해 산소 라디칼을 발생시키기 때문에 광 변색층(320)과 마찬가지로 외부의 습도, 수분 및/또는 온도 등에 취약한 문제가 있다. 따라서 밀봉층(530)을 이용하여 이들의 측면을 커버함으로써 자외선 감지 센서(3)의 내구성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 몇몇 실시예에서, 밀봉층(530)은 제1 접합층(711)과 맞닿아 결합될 수도 있다. The process can be simplified by disposing the
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 감지 센서(4)의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of an
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(4)는 커버층(420)이 제1 커버층(421) 및 제2 커버층(422)을 포함하되, 제1 커버층(421)의 윈도우의 제1 크기는 제2 커버층(422)의 윈도우의 제2 크기와 상이한 점이 도 5 등의 실시예에 따른 자외선 감지 센서(2)와 상이한 점이다.7, the
예시적인 실시예에서, 커버층(420)은 상호 적층된 제1 커버층(421) 및 제2 커버층(422)을 포함할 수 있다. 제1 커버층(421)과 제2 커버층(422)의 평면상 크기는 대략 동일하되, 제1 커버층(421)의 윈도우와 제2 커버층(422)의 윈도우의 평면상 크기는 상이할 수 있다. In an exemplary embodiment, the
제1 커버층(421)은 광 변색층(320) 상에 직접 배치될 수 있다. 또, 제2 커버층(422)은 제1 커버층(421)을 사이에 두고 광 변색층(320)과 이격 배치될 수 있다. 제2 커버층(422)의 윈도우의 크기는 제1 커버층(421)의 윈도우의 크기 보다 클 수 있다. 평면 시점에서, 제1 커버층(421)의 윈도우는 제2 커버층(422)의 윈도우와 완전히 중첩할 수 있다. 또, 제1 커버층(421)의 윈도우 및 제2 커버층(422)의 윈도우는 함께 광 변색층(320)을 노출시킬 수 있다. 이에 따라 제1 커버층(421)의 윈도우와 제2 커버층(422)의 윈도우는 단차를 형성할 수 있다.The
본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(4)의 커버층(420)은 단차를 형성하는 윈도우를 가질 수 있다. 이에 따라 윈도우가 형성된 평면으로부터 수직한 방향으로 입사되는 자외선 뿐만 아니라, 낮은 경사를 가지고 입사되는 자외선 또한 윈도우를 통해 충분히 투과될 수 있다. 즉, 낮은 경사를 가지고 입사되는 자외선이 광 변색층(320)의 중합에 기여할 수 있도록 함으로써 자외선 감지 센서(4)의 외부 환경을 충실하게 반영하도록 하는 효과가 있다. The
몇몇 실시예에서, 밀봉층(540)은 제1 커버층(421) 및 제2 커버층(422)과 맞닿을 수 있다.In some embodiments, the
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 감지 센서(5)의 단면도이다.8 is a sectional view of an
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(5)의 커버층(430)은 윈도우의 내측벽이 경사를 갖는 점이 도 5 등의 실시예에 따른 자외선 감지 센서(2)와 상이한 점이다.8, the
예시적인 실시예에서, 커버층(430)은 단일층으로 이루어지고, 커버층(430)의 윈도우의 내측벽은 경사를 가지되, 상부에서 하부로 갈수록, 즉 광 변색층(320) 및 금속 산화물층(200) 측으로 갈수록 크기가 감소하도록 경사를 가질 수 있다.In an exemplary embodiment, the
윈도우의 크기는 하부로 갈수록 최대폭이 감소할 수 있다. 예를 들어, 커버층(430)의 윈도우의 평면상 형상이 대략 원형인 경우 윈도우의 직경이 감소할 수 있다. 도 8은 커버층(430)의 윈도우의 내측벽이 매끄러운 경사를 갖는 경우를 예시하고 있으나, 다른 실시예에서 커버층(430)의 윈도우의 내측벽은 하부로 갈수록 최대폭이 감소하도록 단차를 형성할 수도 있다.The size of the window can be reduced down to the maximum width. For example, if the planar shape of the window of the
본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(5)는 광 변색층(320)을 노출시키는 윈도우의 내측벽이 경사를 갖도록 함으로써 낮은 경사를 가지고 입사되는 자외선이 충분히 투과되도록 할 수 있다. 이를 통해 다양한 환경 조건에서 자외선 감지 센서(5)를 활용할 수 있는 효과가 있다.The
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 감지 센서(6)의 단면도이다.9 is a sectional view of an
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(6)의 밀봉층(560)은 적어도 부분적으로 제1 베이스(110)와 제1 접합층(712) 사이에 개재된 점이 도 8의 실시예에 따른 자외선 감지 센서(5)와 상이한 점이다.9, the
밀봉층(560)은 커버층(430), 광 변색층(320), 금속 산화물층(200) 및 제1 베이스(110)의 측면과 맞닿을 수 있다. 또, 밀봉층(560)은 제1 접합층(712)과 맞닿되, 부분적으로 제1 베이스(110)의 배면 측으로 절곡될 수 있다. 이를 통해 밀봉층(560)의 가장자리 부분은 제1 베이스(110)와 제1 접합층(712) 사이에 개재되고, 제1 접합층(712)에 의해 고정될 수 있다.The
본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(6)는 밀봉층(560)이 제1 접합층(712)과 맞닿는 면적을 충분히 확보함으로써 자외선 감지 센서(6)의 내구성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 감지 센서(7)의 단면도이다.10 is a sectional view of an
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(7)는 자외선 차단층(800)을 더 포함하는 점이 도 9의 실시예에 따른 자외선 감지 센서(6)와 상이한 점이다.Referring to FIG. 10, the
자외선 차단층(800)은 밀봉층(560) 상에 배치될 수 있다. 도 10은 자외선 차단층(800)이 밀봉층(560)의 상부에 배치된 경우를 예시하고 있으나, 다른 실시예에서, 자외선 차단층(800)은 밀봉층(560)과 광 변색층(320) 사이에 배치될 수도 있다. 자외선 차단층(800)은 광 변색층(320)과 중첩하도록 배치될 수 있다. 또, 자외선 차단층(800)은 커버층(430)의 윈도우와 중첩하도록 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 자외선 차단층(800)은 적어도 부분적으로 커버층(430)과 중첩할 수 있다.The
자외선 차단층(800)은 자외선의 투과를 적어도 부분적으로 차단할 수 있다. 예를 들어, 자외선 차단층(800)의 자외선 파장 대역에 대한 광 투과율은 약 60% 이상 80% 미만, 또는 약 70% 이상 75% 이하일 수 있다. 즉, 자외선 차단층(800)의 자외선 투과율은 밀봉층(560)의 자외선 투과율 보다 작을 수 있다.The
앞서 설명한 것과 같이, 광 중합성 화합물을 이용한 본 발명에 따른 자외선 감지 센서(7)에 있어서, 산업상 활용될 수 있도록 하기 위해서는 광 변색층(320)이 자외선 노출량에 따라 민감하고 명확한 변색 특성을 나타내되, 미소량의 자외선에 대해서는 변화가 발생하지 않는 것이 바람직하다. 즉, 의도치 않은 미소량의 자외선에 노출된 경우 광 변색층(320)에 실질적으로 중합이 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하다.As described above, in order to be industrially applicable, in the
본 실시예에 따른 자외선 감지 센서(7)는 광 변색층(320) 하부에 산소 라디칼을 발생시키는 금속 산화물층(200)을 배치하여 미량의 자외선에 대해 광 변색층(320)의 다이에틸렌 화합물의 중합이 개시되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 50 mW/m2 이하 수준의 적은 양의 자외선을 흡수하여 투과를 차단하는 자외선 차단층(800)을 배치하여 상기의 목적을 달성할 수 있다.The
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 감지 센서의 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다. 도 11 내지 도 18을 참조하여, 도 10의 실시예에 따른 자외선 감지 센서(7)의 제조 방법을 예로 하여 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 본 기술분야에 속하는 통상의 기술자는 다른 실시예들에 따른 자외선 감지 센서의 제조 방법에 대해서도 명확히 이해할 수 있을 것이다.Hereinafter, a method of manufacturing an ultraviolet ray sensor according to an embodiment of the present invention will be described in detail. The method of manufacturing the
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 감지 센서의 제조 방법을 나타낸 순서도이다. 도 12 내지 도 18은 도 11의 자외선 감지 센서의 제조 방법을 순서대로 나타낸 단면도들이다.11 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an ultraviolet ray sensor according to an embodiment of the present invention. 12 to 18 are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing method of the ultraviolet ray sensor of FIG.
우선 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 자외선 감지 센서의 제조 방법은 제1 베이스를 준비하는 단계(S100), 금속 산화물층을 형성하는 단계(S200), 광 변색층을 형성하는 단계(S300) 및 커버층을 형성하는 단계(S400)를 포함한다. 또, 밀봉층을 형성하는 단계(S500), 자외선 차단층을 형성하는 단계(S600) 및 제2 베이스를 배치하는 단계(S700)를 더 포함할 수 있다.11, a method of manufacturing an ultraviolet ray sensor according to an embodiment of the present invention includes preparing a first base (S100), forming a metal oxide layer (S200), forming a photochromic layer (S300 And forming a cover layer (S400). The method may further include forming a sealing layer (S500), forming a UV blocking layer (S600), and disposing a second base (S700).
도 11 및 도 12를 참조하면, 제1 베이스(110)를 준비하고(S100), 제1 베이스(110) 상에 금속 산화물층(200)을 형성한다(S200).Referring to FIGS. 11 and 12, a
예시적인 실시예에서, 금속 산화물층(200)을 형성하는 단계(S200)는 분말 내지는 입자 상의 금속 산화물을 준비하는 단계(S210), 금속 산화물 입자를 용매에 용해시키는 단계(S220) 및 제1 베이스(110) 상에 금속 산화물 용액을 도포하고 용매를 제거하는 단계(S230)를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, forming the metal oxide layer 200 (S200) includes the steps of preparing a metal oxide on a powder or particle (S210), dissolving the metal oxide particles in a solvent (S220) (S230) of applying a metal oxide solution on the
금속 산화물 입자는 이산화티타늄(TiO2) 입자를 포함할 수 있다. 상기 이산화티타늄 입자의 평균 입도는 약 15nm 내지 30nm, 또는 약 25nm일 수 있다. 이산화티타늄의 평균 입도가 30nm 보다 크면 금속 산화물층(200)을 형성한 후에 크랙이 발생하거나, 또는 후술할 광 변색층(320)을 형성하는 단계(S300)에서 다이아세틸렌 화합물이 제대로 자가 정렬되지 않을 수 있다. 또 이산화티타늄의 평균 입도가 지나치게 작으면, 자외선 조사에 따른 산소 라디칼이 광 변색층(320)으로 충분히 침투하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.Metal oxide particles may comprise titanium dioxide (TiO 2) particles. The average particle size of the titanium dioxide particles may be about 15 nm to 30 nm, or about 25 nm. If the average particle size of the titanium dioxide is larger than 30 nm, the diacetylene compound may not be self-aligned properly in the step S300 of forming the
금속 산화물 입자를 용매에 용해시키는 단계(S220)는 이산화티타늄 분말을 알코올성 용매에 용해시키거나, 분산시키는 단계일 수 있다. 본 단계(S220)에서 준비된 이산화티타늄 용액의 농도는 약 30%(w/v) 내지 50%(w/v), 또는 약 40%(w/v)일 수 있다. 비제한적인 예시로서, 약 2g의 이산화티타늄 분말을 약 5mL의 알코올성 용매에 용해시킬 수 있다. 알코올성 용매의 예로는 메탄올 등을 들 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 이산화티타늄 용액의 농도가 30% 미만인 경우 균일한 이산화티타늄층을 형성하기 곤란하다. 또, 이산화티타늄 용액의 농도가 50%를 초과하면 금속 산화물층(200)을 형성한 후에 크랙이 발생하거나, 다이아세틸렌 화합물이 제대로 자가 정렬되지 않을 수 있다.The step (S220) of dissolving the metal oxide particles in the solvent may be a step of dissolving or dispersing the titanium dioxide powder in the alcoholic solvent. The concentration of the titanium dioxide solution prepared in this step S220 may be about 30% (w / v) to 50% (w / v), or about 40% (w / v). As a non-limiting example, about 2 grams of titanium dioxide powder can be dissolved in about 5 mL of an alcoholic solvent. Examples of the alcoholic solvent include methanol and the like, but the present invention is not limited thereto. If the concentration of the titanium dioxide solution is less than 30%, it is difficult to form a uniform titanium dioxide layer. If the concentration of the titanium dioxide solution exceeds 50%, cracks may be generated after the
다음으로, 이산화티타늄 용액을 제1 베이스(110) 상에 도포하는 단계(S230)는 슬릿 코팅 공정 등을 이용하여 수행될 수 있다. 또, 이산화티타늄 용액의 용매는 건조 공정을 통해 제거될 수 있다. 이를 통해 제1 베이스(110) 상에 직접 배치된 금속 산화물층(200), 예를 들어 이산화티타늄 코팅층을 형성할 수 있다.Next, the step S230 of applying the titanium dioxide solution on the
이어서 도 13을 더 참조하면, 금속 산화물층(200) 상에 광 변색층(320)을 형성한다(S300).Next, referring to FIG. 13, a
예시적인 실시예에서, 광 변색층(320)을 형성하는 단계(S300)는 분말 내지는 입자 상의 광 감응성 화합물을 준비하는 단계(S310), 광 감응성 화합물을 용매에 용해시키는 단계(S340) 및 금속 산화물층(200) 상에 광 감응성 화합물 용액을 도포하고 용매를 제거하는 단계(S350)를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the step S300 of forming the
광 감응성 화합물은 하기 일반식으로 표현된 다이아세틸렌 화합물을 포함할 수 있다. The photosensitive compound may comprise a diacetylene compound represented by the following general formula.
[일반식][General formula]
여기서, 상기 일반식에서 m은 7 내지 9의 정수이고, n은 10 내지 12의 정수일 수 있다. 또, m과 n의 합은 18 내지 20일 수 있다. m과 n이 상기 범위를 만족할 때, 변색 전후에 확연한 색상 차이를 나타낼 수 있다. In the above general formula, m is an integer of 7 to 9, and n may be an integer of 10 to 12. The sum of m and n may be from 18 to 20. When m and n satisfy the above range, a distinct color difference can be exhibited before and after discoloration.
구체적으로, 상기 다이아세틸렌 화합물은 10,12-펜타코사디노익산(10,12-pentacosadiynoic acid, PCDA)을 포함할 수 있다. 10,12-펜타코사디노익산은 다른 다이아세틸렌 화합물에 비해 우수한 자가 정렬도를 가지고, 확연한 색 변화를 나타낼 수 있는 효과가 있다.Specifically, the diacetylene compound may include 10,12-pentacosadiynoic acid (PCDA). 10,12-pentacosinodinic acid has an excellent degree of self-alignment compared to other diacetylenic compounds and has an effect of exhibiting a remarkable color change.
몇몇 실시예에서, 광 감응성 화합물을 준비하는 단계(S310) 후에, 광 감응성 화합물을 정제하는 단계를 더 포함할 수 있다. 광 감응성 화합물을 정제하는 단계는 광 감응성 화합물을 용매에 용해시키는 단계(S320) 및 용액을 필터링하고 용매를 제거하는 단계(S330)를 포함할 수 있다.In some embodiments, the step of preparing the photosensitive compound (S310) may further comprise the step of purifying the photosensitive compound. The step of purifying the photosensitive compound may include the step of dissolving the photosensitive compound in a solvent (S320), and the step of filtering the solution and removing the solvent (S330).
광 감응성 화합물을 용매에 용해시키는 단계(S320)는 10,12-펜타코사디노익산 분말을 클로로포름 용매 및/또는 염화메틸렌(dichloromethane) 용매에 적어도 부분적으로 용해 내지는 분산시키는 단계일 수 있다. 본 단계(S320)에서 준비된 10,12-펜타코사디노익산 용액의 농도는 약 5%(w/v) 내지 10%(w/v)일 수 있다. 비제한적인 예시로서, 약 5g의 10,12-펜타코사디노익산 분말을 75mL의 염화메틸렌에 용해시킬 수 있다. The step (S320) of dissolving the photosensitive compound in a solvent may be a step of at least partially dissolving or dispersing the 10,12-pentacosinonic acid powder in a chloroform solvent and / or a dichloromethane solvent. The concentration of the 10,12-pentacosinonic acid solution prepared in this step S320 may be about 5% (w / v) to 10% (w / v). As a non-limiting example, about 5 g of 10,12-pentacosinonic acid powder can be dissolved in 75 mL of methylene chloride.
다음으로, 10,12-펜타코사디노익산 용액을 메쉬 필터에 필터링하고, 용매를 제거하여 정제된 10,12-펜타코사디노익산 분말을 준비한다(S330). 정제된 10,12-펜타코사디노익산 분말은 미세한 입도를 갖는 백색 분말일 수 있다.Next, the 10,12-pentacosinonic acid solution is filtered through a mesh filter, and the solvent is removed to prepare purified 10,12-pentacosinonic acid powder (S330). The purified 10,12-pentacosinoic acid powder may be a white powder having a fine particle size.
앞서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따라 제조된 자외선 감지 센서는 자가 정렬된 10,12-펜타코사디노익산 등의 다이아세틸렌 화합물의 중합 진행도를 이용하여 자외선의 누적 조사량을 측정할 수 있다. 따라서 다이아세틸렌 화합물의 순도는 자가 정렬 및 중합 전후의 변색 반응에 영향을 크게 미칠 수 있다. 즉, 다이아세틸렌 화합물에 포함된 불순물, 의도치 않게 중합된 고분자 화합물 등을 제거함으로써 금속 산화물층(200) 상에 안정적으로 자가 정렬된 단분자 화합물층을 형성할 수 있고, 자외선 감지 센서의 산업상 이용 가능성을 향상시킬 수 있다.As described above, the ultraviolet ray sensor manufactured according to the present embodiment can measure the accumulated dose of ultraviolet rays using the degree of polymerization of a diacetylene compound such as self-aligned 10,12-pentacosinodiacane. Therefore, the purity of the diacetylene compound may greatly affect the self-alignment and the discoloration reaction before and after the polymerization. That is, by removing the impurities contained in the diacetylene compound, the polymer compound unintentionally polymerized, and the like, a monomolecular compound layer stably self-aligned on the
다음으로, 정제된 10,12-펜타코사디노익산 분말을 다시 용매에 용해시킨다(S340). 10,12-펜타코사디노익산을 용매에 용해시키는 단계(S340)는 정제된 10,12-펜타코사디노익산 분말을 클로로포름 용매 및/또는 염화메틸렌 용매에 완전히 용해시키는 단계일 수 있다. 본 단계(S340)에서 준비된 10,12-펜타코사디노익산 용액의 농도는 약 15%(w/v) 내지 25%(w/v), 또는 약 20%(w/v)일 수 있다. 즉, 본 단계(S340)에서 준비된 용액의 농도는 10,12-펜타코사디노익산을 정제하는 단계(S320)에서 준비된 용액의 농도 보다 클 수 있다. 비제한적인 예시로서, 약 0.2g의 10,12-펜타코사디노익산 분말을 약 1mL의 클로로포름 용매 또는 염화메틸렌 용매에 용해시킬 수 있다. 10,12-펜타코사디노익산 용액의 농도가 15% 미만인 경우 광 변색층(320)의 균일한 형성이 곤란하고, 자외선에 노출될 경우 균일하게 변색되지 않고 얼룩이 발생할 수 있다. 또, 10,12-펜타코사디노익산 용액의 농도가 25%를 초과하면 광 변색층(320)의 자외선 노출 전후에 명확한 색 변화가 발생하지 않을 수 있다.Next, the purified 10,12-pentacosinoic acid powder is dissolved again in a solvent (S340). The step of dissolving 10,12-pentacosinonic acid in a solvent (S340) may be a step of completely dissolving the purified 10,12-pentacosinonic acid powder in a chloroform solvent and / or a methylene chloride solvent. The concentration of the 10,12-pentacosinonic acid solution prepared in this step S340 may be about 15% (w / v) to 25% (w / v), or about 20% (w / v). That is, the concentration of the solution prepared in this step S340 may be greater than the concentration of the solution prepared in the step S320 of purifying the 10,12-pentacosinonic acid. As a non-limiting example, about 0.2 g of 10,12-pentacosinonic acid powder can be dissolved in about 1 mL of a chloroform solvent or a methylene chloride solvent. When the concentration of the 10,12-pentacosinic acid solution is less than 15%, it is difficult to uniformly form the
다음으로, 10,12-펜타코사디노익산 용액을 금속 산화물층(200) 상에 도포하는 단계(S350)는 슬릿 코팅 공정 등을 이용하여 수행될 수 있다. 또, 10,12-펜타코사디노익산 용액의 용매는 건조 공정을 통해 제거될 수 있다. 이를 통해 금속 산화물층(200) 상에 직접 배치된 광 변색층(320), 예를 들어 10,12-펜타코사디노익산 코팅층을 형성할 수 있다. 10,12-펜타코사디노익산은 카르복실기가 금속 산화물층(200)을 향하도록 자가 정렬된 상태일 수 있다.Next, the step (S350) of applying the 10,12-pentacosinonic acid solution onto the
이어서 도 14를 더 참조하면, 광 변색층(320) 상에 윈도우를 갖는 커버층(430)을 배치한다(S400). 커버층(430)은 광 변색층(320)을 부분적으로 노출시키도록 배치될 수 있다. 커버층(430)의 형상 등에 대해서는 앞서 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.14, a
이어서 도 15를 더 참조하면, 커버층(430) 상에 밀봉층(560)을 배치한다(S500). 밀봉층(560)은 커버층(430), 광 변색층(320), 금속 산화물층(200) 및 제1 베이스(110)의 측면을 커버하고, 밀봉층(560)의 가장자리는 제1 베이스(110)의 배면 측으로 절곡될 수 있다.Next, with reference to FIG. 15, a
이어서 도 16을 더 참조하면, 밀봉층(560) 상에 자외선 차단층(800)을 배치한다(S600). 도 16은 자외선 차단층(800)이 밀봉층(560) 상에 직접 배치된 경우를 예시하고 있으나, 다른 실시예에서 자외선 차단층(800)은 밀봉층(560)과 광 변색층(320) 사이에 배치되거나, 또는 자외선 차단층(800)과 밀봉층(560) 사이에 별도의 접합층(미도시)이 개재될 수도 있다. 자외선 차단층(800)의 기능 및 배치 등에 대해서는 앞서 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.16, the
이어서 도 17을 더 참조하면, 제1 베이스(110)의 배면 상에 제1 접합층(712)을 배치한다. 제1 접합층(712)은 제1 베이스(110) 및 밀봉층(560)과 맞닿고 이들을 결합시킬 수 있다.17, the
이어서 도 18을 더 참조하면, 제1 접합층(712)의 배면 상에 제2 베이스(120) 및/또는 이형 필름층(600)을 배치한다(S700). 제2 베이스(120)는 제1 접합층(712)과 맞닿아 결합할 수 있다. 또, 제2 베이스(120)와 이형 필름층(600) 사이에는 제2 접합층(720)이 개재될 수 있다.18, the
본 실시예에 따른 자외선 감지 센서의 제조 방법은 상대적으로 간단한 공정만으로 자외선을 감지할 수 있는 센서를 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 광 변색층(320)의 비가역적 반응을 이용하여 자외선의 노출 여부 및/또는 현재 자외선의 세기 뿐만 아니라, 자외선에 노출된 시간 동안의 누적된 자외선 조사량을 측정할 수 있다.The manufacturing method of the ultraviolet ray sensor according to the present embodiment can provide a sensor capable of detecting ultraviolet rays by a relatively simple process. In addition, the irreversible reaction of the
이하, 실험예를 더 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples.
[제조예 1: 자외선 감지 센서의 제조][Preparation Example 1: Production of ultraviolet ray sensor]
[제조예 1-1: 이산화티타늄 코팅][Preparation Example 1-1: Titanium Dioxide Coating]
이산화티타늄 분말 1g을 메탄올 2.5mL에 넣고 음파처리(sonication)하여 이산화티타늄 용액을 준비하였다(40% (w/v)). 그리고 글라스 상에 이산화티타늄 용액을 도포하고, 표면이 매끄러워지도록 스퀴징하였다. 그 다음 글라스를 1시간 가량 건조하였다. 이산화티타늄 분말은 25nm의 평균 입도를 갖는 제품을 사용하였다.Titanium dioxide solution (40% (w / v)) was prepared by sonication of 1 g of titanium dioxide powder in 2.5 mL of methanol. Then, a titanium dioxide solution was applied on the glass, and the surface was squeegeeed so as to be smooth. The glass was then dried for about 1 hour. The titanium dioxide powder used was a product having an average particle size of 25 nm.
[제조예 1-2: 10,12-펜타코사디노익산 코팅][Preparation Example 1-2: Coating of 10,12-pentacosinodino acid]
C25H42O2의 실험식 및 374.60의 중량평균 분자량을 갖는 10,12-펜타코사디노익산 분말을 준비하였다. 분말의 평균 입도는 24nm를 갖는 제품(시그마알드리치)을 사용하였다. 10,12-펜타코사디노익산 분말은 최초 매우 옅은 청색을 나타내었다.An empirical formula of C 25 H 42 O 2 and a weight average molecular weight of 374.60 were prepared as a 10,12-pentacosinonic acid powder. The product having an average particle size of 24 nm (Sigma Aldrich) was used as the powder. The 10,12-pentacosinodiacetic acid powder initially exhibited a very pale blue color.
준비된 10,12-펜타코사디노익산 분말 5g을 75mL의 염화메틸렌에 용해시켰다. 10,12-펜타코사디노익산 용액은 붉은색을 나타내었다. 그리고 10,12-펜타코사디노익산 용액을 진공 펌프에 여과하였다. 여과액을 건조시켜 백색을 갖는 10,12-펜타코사디노익산 분말을 준비하였다.5 g of the prepared 10,12-pentacosinic acid powder was dissolved in 75 mL of methylene chloride. The solution of 10,12-pentacosinic acid was red. The 10,12-pentacosinic acid solution was then filtered through a vacuum pump. The filtrate was dried to prepare a 10,12-pentacosinonic acid powder having a white color.
백색의 10,12-펜타코사디노익산 분말을 다시 염화메틸렌에 용해시켰다. 구체적으로, 10,12-펜타코사디노익산 분말 0.2g을 1mL의 염화메틸렌에 용해시켰다(20% (w/v)). 10,12-펜타코사디노익산 용액은 무색이었다. The white 10,12-pentacosinonic acid powder was again dissolved in methylene chloride. Specifically, 0.2 g of 10,12-pentacosinoic acid powder was dissolved in 1 mL of methylene chloride (20% (w / v)). The 10,12-pentacosinic acid solution was colorless.
그리고 이산화티타늄 코팅이 된 글라스 상에 10,12-펜타코사디노익산 용액을 약 80μL를 도포하고, 표면이 매끄러워지도록 스퀴징하였다. 그 다음 글라스를 1시간 가량 건조하였다. 형성된 10,12-펜타코사디노익산 코팅층은 백색인 것을 확인할 수 있었다.Then, about 80 μL of a 10,12-pentacosinonic acid solution was applied on a titanium dioxide coated glass, and the surface was squeegeeed so as to be smooth. The glass was then dried for about 1 hour. It was confirmed that the formed 10,12-pentacosinodiacetic acid coating layer was white.
[제조예 1-3: 커버층 및 밀봉층][Production Example 1-3: Cover Layer and Sealing Layer]
10,12-펜타코사디노익산 코팅층이 형성된 글라스 상에 원형의 윈도우를 갖는 커버층을 배치하였다. 커버층은 0.2mm 두께를 갖는 종이를 사용하였다. 커버층의 윈도우를 통해 하부의 10,12-펜타코사디노익산 코팅층을 확인할 수 있었다. 그리고 커버층 상에 비닐을 씌워 10,12-펜타코사디노익산 코팅층 및 이산화티타늄 코팅층을 밀봉하였다.A cover layer having a circular window was disposed on the glass on which the 10,12-pentacosinodiac acid coating layer was formed. The cover layer was a paper having a thickness of 0.2 mm. The lower 10,12-pentacosanoic acid coating layer could be identified through the window of the cover layer. The cover layer was covered with vinyl to seal the 10,12-pentacosinodiacetic acid coating layer and the titanium dioxide coating layer.
[비교예 1: 금속 산화물층 변경][Comparative Example 1: Change of metal oxide layer]
[비교예 1-1][Comparative Example 1-1]
상기 제조예 1-1 단계를 생략하고, 글라스 상에 바로 10,12-펜타코사디노익산 코팅층을 형성한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조를 수행하였다.The preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1, except that the step of Preparation Example 1-1 was omitted and a 10,12-pentacosinodiacetic acid coating layer was formed directly on the glass.
[비교예 1-2][Comparative Example 1-2]
상기 제조예 1-1 단계에서, 이산화티타늄 분말을 325 mesh 제품을 이용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조를 수행하였다.The preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1, except that the titanium dioxide powder was changed to a 325 mesh product.
[비교예 1-3][Comparative Example 1-3]
상기 제조예 1-1 단계에서, 이산화티타늄 분말을 Degussa P25 제품을 이용한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조를 수행하였다.The preparation was carried out in the same manner as in Preparation Example 1, except that the titanium dioxide powder was changed to Degussa P25.
[비교예 2: 광 변색층 변경][Comparative Example 2: Change of photochromic layer]
[비교예 2-1][Comparative Example 2-1]
상기 제조예 1-2 단계에서, 10,12-펜타코사디노익산을 사용하지 않고, 2,4-펜타코사디노익산을 정제하고, 정제된 2,4-펜타코사디노익산 0.1g을 1mL의 염화메틸렌에 용해(10% (w/v))시켜 코팅한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조를 수행하였다. 정제된 2,4-펜타코사디노익산 분말 및 2,4-펜타코사디노익산 코팅층은 옅은 황색인 것을 확인할 수 있었다.In the above Production Example 1-2, 2,4-pentacosinnoic acid was purified without using 10,12-pentacosinnoic acid, and 0.1 g of purified 2,4-pentacosinnoic acid was dissolved in 1 mL of chloride (10% (w / v)) in methylene chloride to prepare a coating solution. It was confirmed that the purified 2,4-pentacosino iodic acid powder and 2,4-pentacosinodiacetic acid coating layer were pale yellow.
상기 2,4-펜타코사디노익산은 하기 화학식 2로 표현된다.The 2,4-pentacosinonic acid is represented by the following formula (2).
[비교예 2-2][Comparative Example 2-2]
정제된 2,4-펜타코사디노익산 0.5g을 1mL의 염화메틸렌에 용해(50% (w/v))시켜 코팅한 것을 제외하고는 비교예 2-1과 동일한 방법으로 제조를 수행하였다.The preparation was carried out in the same manner as in Comparative Example 2-1, except that 0.5 g of purified 2,4-pentacosinodiacetic acid was dissolved in 1 mL of methylene chloride (50% (w / v)).
[비교예 2-3][Comparative Example 2-3]
상기 제조예 1-2 단계에서, 정제된 10,12-펜타코사디노익산 분말 0.1g을 1mL의 염화메틸렌에 용해(10% (w/v))시키고, 코팅층을 형성한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조를 수행하였다.Except that 0.1 g of the purified 10,12-pentacosinoic acid powder was dissolved in 1 mL of methylene chloride (10% (w / v)) to form a coating layer, The preparation was carried out in the same manner as in Example 1.
[비교예 2-4][Comparative Example 2-4]
상기 제조예 1-2 단계에서, 정제된 10,12-펜타코사디노익산 분말 0.05g을 1mL의 염화메틸렌에 용해(5% (w/v))시키고, 코팅층을 형성한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조를 수행하였다.Except that 0.05 g of the purified 10,12-pentacosinoic acid powder was dissolved in 1 mL of methylene chloride (5% (w / v)) to form a coating layer, The preparation was carried out in the same manner as in Example 1.
[비교예 3: 커버층의 변경][Comparative Example 3: Change of cover layer]
상기 제조예 1-3 단계에서, 0.10mm 두께의 커버층을 이용한 것을 제외하고는, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조를 수행하였다.Production was carried out in the same manner as in Preparation Example 1, except that the cover layer having a thickness of 0.10 mm was used in the above Production Examples 1-3.
[실험예][Experimental Example]
[실험예 1: 누적 자외선 조사량에 따른 색 변화 확인][Experimental Example 1: Determination of color change according to cumulative ultraviolet irradiation amount]
제조예 1에서 제조된 자외선 감지 센서를 50 mW/m2의 세기, 225 mW/m2의 세기 및 550 mW/m2의 세기를 갖는 자외선 발생기에 각각 노출시켰다. 그리고 시간 변화에 따른 10,12-펜타코사디노익산 코팅층의 색 변화를 관찰하였다.The ultraviolet ray sensor prepared in Production Example 1 was exposed to an ultraviolet ray generator having an intensity of 50 mW / m 2, an intensity of 225 mW / m 2 and an intensity of 550 mW / m 2 , respectively. The color change of 10,12-pentacosinodiacetic acid coating layer was observed with time.
구체적으로, 제조예 1에서 제조된 자외선 감지 센서를 50 mW/m2의 자외선에 노출시키고 시간에 따른 10,12-펜타코사디노익산 코팅층의 색 변화(채도 변화)를 측정하여 도 19a 및 도 19b에 나타내었다.Specifically, the ultraviolet ray sensor manufactured in Production Example 1 was exposed to ultraviolet rays of 50 mW / m 2 , and the color change (saturation change) of the 10,12-pentacosinoic acid coating layer with time was measured to obtain FIGS. 19A and 19B Respectively.
또, 제조예 1에서 제조된 자외선 감지 센서를 225 mW/m2의 세기 및 550 mW/m2의 세기를 갖는 자외선에 노출시키고 시간에 따른 10,12-펜타코사디노익산 코팅층의 색 변화(채도 변화)를 측정하여 도 20a, 도 20b, 도 21a 및 도 21b에 나타내었다.Further, the ultraviolet ray sensor prepared in Production Example 1 was exposed to ultraviolet light having an intensity of 225 mW / m 2 and an intensity of 550 mW / m 2 , and the color change (saturation Change) was measured and shown in Figs. 20A, 20B, 21A and 21B.
최초 상태에서 채도 측정시 이산화티타늄에 의한 영향으로 채도가 약 13%로 측정되나, 10,12-펜타코사디노익산에 의한 채도 변화를 확인하기 위해 최초 상태의 채도를 0%로 보정하였다.In the initial state, the saturation was measured at about 13% due to the effect of titanium dioxide in the saturation measurement, but the saturation of the initial state was corrected to 0% in order to confirm the saturation change by 10,12-pentacosadinoic acid.
우선 도 19a 및 도 19b를 참조하면, 자외선 감지 센서는 50 mW/m2의 매우 약한 자외선 조건 하에서 채도 변화가 매우 작은 것을 알 수 있다. 특히, 90분 동안의 채도 변화가 10% 미만인 것을 확인할 수 있다. 또한 최초 상태에서 광 변색층은 백색을 나타내고, 90분 후의 색 변화를 육안으로 확인하기 쉽지 않았다.19A and 19B, it can be seen that the ultraviolet ray sensor has a very small change in saturation under a very weak ultraviolet light condition of 50 mW / m 2 . In particular, it can be seen that the change in saturation for 90 minutes is less than 10%. In the initial state, the photochromic layer exhibited white color, and it was not easy to visually confirm the color change after 90 minutes.
또, 도 20a 및 도 20b를 참조하면, 자외선 감지 센서는 225 mW/m2의 자외선 조건 하에서 최초 상태와 90분 후에서의 채도 변화는 64.9%였다. 즉, 90분 동안의 채도 변화가 60% 이상으로 매우 뚜렷한 변색 반응을 하는 것을 알 수 있다. 또한 시간이 흐름에 따라 청색이 짙어지는 것을 육안으로 확연하게 확인할 수 있었다.20A and 20B, the ultraviolet ray sensor had a saturation change of 64.9% under the ultraviolet light condition of 225 mW / m 2 in the initial state and after 90 minutes. That is, it can be seen that the change of saturation for 90 minutes is more than 60%, and the discoloration reaction is very distinct. In addition, as time went by, the darkness of the blue color could be confirmed visually.
도 21a 및 도 21b를 참조하면, 자외선 감지 센서는 550 mW/m2의 자외선 조건 하에서 최초 상태와 30분 후에서의 채도 변화는 약 70.2%였다. 또한 시간이 흐름에 따라 청색이 짙어지고 90분 후에는 매우 짙은 청색을 나타내는 것을 육안으로 확연하게 확인할 수 있었다. Referring to FIGS. 21A and 21B, the ultraviolet ray sensor showed a change in saturation of about 70.2% under the ultraviolet light condition of 550 mW / m 2 at the initial state and after 30 minutes. In addition, the blue color became darker with time, and after 90 minutes, it was confirmed with the naked eye that it showed very dark blue color.
참고로, 최초 상태와 90분 후에서의 채도 변화는 약 24.2%이나, 이는 10,12-펜타코사디노익산 코팅층이 무채색인 검정색에 가까워짐에 따라 측정된 채도 값이 감소하는 결과를 얻을 수 있었다.For reference, the saturation change at the initial state and after 90 minutes was about 24.2%, but the saturation value was decreased as the 10,12-pentacosinodiacetic acid coating layer approaches an achromatic black color.
[실험예 2: 이산화티타늄 코팅층에 의한 영향 확인][Experimental Example 2: Confirmation of effect by titanium dioxide coating layer]
비교예 1-1에 따른 센서를 50 mW/m2의 세기를 갖는 자외선 발생기에 노출시켰다. 그리고 시간 변화에 따른 10,12-펜타코사디노익산 코팅층의 색 변화를 관찰하여 이를 도 22에 나타내었다.The sensor according to Comparative Example 1-1 was exposed to an ultraviolet generator having an intensity of 50 mW / m < 2 & gt ;. The color change of the 10,12-pentacosinodiacetic acid coating layer according to the change of time was observed, and it is shown in FIG.
도 22를 참조하면, 이산화티타늄 코팅층을 배치하지 않은 경우, 50 mW/m2 정도의 미약한 자외선 하에서 시간 흐름에 따라 지속적으로 청색으로 변색하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 동일 조건 하에서 도 19b에 따른 결과와 확연한 차이를 갖는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 22, when the titanium dioxide coating layer is not disposed, it can be confirmed that it continuously changes to blue color with time under a weak ultraviolet ray of about 50 mW / m 2 . That is, it can be seen that there is a clear difference from the result according to Fig. 19B under the same condition.
[실험예 3: 이산화티타늄 코팅층에 의한 영향 확인][Experimental Example 3: Confirmation of effect by titanium dioxide coating layer]
제조예 1, 비교예 1-2 및 비교예 1-3에 따른 제조 과정 중에서, 광 변색층을 배치하기 전에 금속 산화물층의 상태를 확인하였다. 그리고 이를 도 23에 나타내었다.In the manufacturing process according to Production Example 1, Comparative Example 1-2, and Comparative Example 1-3, the state of the metal oxide layer was confirmed before the photochromic layer was disposed. This is shown in FIG.
도 23을 참조하면, 25nm의 평균 입도를 갖는 이산화티타늄 분말을 이용한 경우 매끄러운 금속 산화물층을 형성한 것(제조예 1)을 확인할 수 있으나, 제조예 1 보다 큰 입도를 갖는 이산화티타늄 분말을 이용한 비교예 1-2 및 비교예 1-3의 경우 금속 산화물층 표면에 핀홀 내지는 크랙이 발생하는 것을 확인할 수 있었다.23, it can be confirmed that a smooth metal oxide layer was formed (Production Example 1) when titanium dioxide powder having an average particle size of 25 nm was used. However, a comparison using titanium dioxide powder having a particle size larger than that of Production Example 1 It was confirmed that pinholes or cracks were generated on the surface of the metal oxide layer in Examples 1-2 and 1-3.
또한, 도면으로 표현하지 않았으나 비교예 1-2 및 비교예 1-3을 이용하여 광 변색층을 형성하고 후속 제조 과정을 수행한 경우, 자외선에 노출시켜도 광 변색층이 색 변화를 관찰할 수 없었다. 이는 이산화티타늄 코팅층의 표면 상태에 따라 10,12-펜타코사디노익산이 제대로 자가 정렬되지 않았기 때문으로 추정된다.In addition, when the photochromic layer was formed using Comparative Example 1-2 and Comparative Example 1-3, but the subsequent manufacturing process was not performed, the photochromic layer could not observe the color change even when exposed to ultraviolet light . It is presumed that 10,12-pentacosinodiacetic acid was not self-aligned properly depending on the surface condition of the titanium dioxide coating layer.
[실험예 4: 2,4-펜타코사디노익산에 의한 영향 확인][Experimental Example 4: Confirmation of effect by 2,4-pentacosinodiacetic acid]
비교예 2-1에서 제조된 센서를 300 mW/m2의 세기를 갖는 자외선 발생기에 각각 노출시켰다. 그리고 시간 변화에 따른 2,4-펜타코사디노익산 코팅층의 색 변화를 관찰하여 이를 도 24에 나타내었다.The sensor manufactured in Comparative Example 2-1 was exposed to an ultraviolet generator having an intensity of 300 mW / m 2 , respectively. The color change of the 2,4-pentacosinodiacetic acid coating layer with the change of time was observed and is shown in FIG.
또, 비교예 2-2에서 제조된 센서를 100 mW/m2의 세기, 300 mW/m2의 세기 및 550 mW/m2의 세기를 갖는 자외선 발생기에 각각 노출시켰다. 그리고 시간 변화에 따른 2,4-펜타코사디노익산 코팅층의 색 변화를 관찰하여 이를 도 25에 나타내었다.The sensor prepared in Comparative Example 2-2 was exposed to an ultraviolet generator having an intensity of 100 mW / m 2, an intensity of 300 mW / m 2 and an intensity of 550 mW / m 2 , respectively. The color change of the 2,4-pentacosinodiacetic acid coating layer was observed with time, and it is shown in FIG.
우선 도 24를 참조하면, 시간의 흐름에 따라 육안으로 색 변화를 거의 확인할 수 없는 것을 확인할 수 있다. 10,12-펜타코사디노익산과 달리 2,4-펜타코사디노익산은 자외선 노출에 따라 발생하는 중합 민감도가 상대적으로 낮으며, 육안으로 식별 가능한 수준의 색 변화를 갖지 못하여 적합하지 않은 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 24, it can be confirmed that the color change can hardly be visually confirmed with the passage of time. Unlike 10,12-pentacosadinoic acid, 2,4-pentacosininoic acid has a relatively low polymerization sensitivity due to exposure to ultraviolet rays, and is not suitable because it has no discernible level of color change have.
다음으로 도 25를 참조하면, 마찬가지로 시간의 흐름에 따라 육안으로 색 변화를 거의 확인할 수 없는 것을 확인할 수 있다. 즉, 제조예 1에서 사용한 10,12-펜타코사디노익산 보다 많은 양의 2,4-펜타코사디노익산를 사용한 경우에도 육안으로 식별 가능한 수준의 색 변화를 갖지 못하여 적합하지 않은 것을 알 수 있다.Next, referring to FIG. 25, it can be confirmed that the color change can hardly be confirmed visually in the course of time. That is, even when 2,4-pentacosininoic acid is used in an amount larger than that of 10,12-pentacosinnoic acid used in Production Example 1, it is not suitable because it does not have a color change visually recognizable.
[실험예 5: 10,12-펜타코사디노익산의 함량에 따른 영향 확인][Experimental Example 5: Confirmation of Effect of Contents of 10,12-pentacosadinoic Acid]
비교예 2-3 및 비교예 2-4에서 제조된 센서를 550 mW/m2의 세기를 갖는 자외선 발생기에 각각 노출시켰다. 그리고 시간 변화에 따른 10,12-펜타코사디노익산 코팅층의 색 변화를 관찰하여 이를 도 26에 나타내었다.The sensors prepared in Comparative Example 2-3 and Comparative Example 2-4 were respectively exposed to an ultraviolet ray generator having an intensity of 550 mW / m 2 . The color change of the 10,12-pentacosinodiacetic acid coating layer according to the change of time was observed and is shown in Fig.
도 26을 참조하면, 0.1g을 1mL에 용해시킨 비교예 2-3의 경우(10% (w/v)) 매우 강한 자외선 조건 하에서 90분이 경과한 후에 색 변화가 크지 않은 것을 확인할 수 있다. 또, 0.05g을 1mL에 용해시킨 비교예 2-4의 경우(5% (w/v)) 광 변색층이 온전히 형성되지 않고, 노출 부위에 얼룩이 발생되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 26, it can be confirmed that the color change is not large after 90 minutes under very strong ultraviolet light conditions (10% (w / v)) in the case of Comparative Example 2-3 in which 0.1 g is dissolved in 1 mL. In addition, in the case of Comparative Example 2-4 (5% (w / v)) in which 0.05 g was dissolved in 1 mL, it was confirmed that the photochromic layer was not formed completely and the unevenness occurred in the exposed region.
[실험예 6: 커버층 두께에 따른 영향 확인][Experimental Example 6: Confirmation of Effect of Cover Layer Thickness]
비교예 3에서 제조된 센서를 550 mW/m2의 세기를 갖는 자외선 발생기에 노출시켰다. 그리고 시간 변화에 따른 10,12-펜타코사디노익산 코팅층의 색 변화를 관찰하여 이를 도 27에 나타내었다.The sensor prepared in Comparative Example 3 was exposed to an ultraviolet generator having an intensity of 550 mW / m < 2 & gt ;. The color change of the 10,12-pentacosinodiacetic acid coating layer according to the change of time was observed, and it is shown in FIG.
도 27을 참조하면, 커버층 윈도우에 의해 노출된 영역(원형 영역) 외 나머지 부분에서도 변색이 발생한 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 27, it can be confirmed that discoloration occurs also in the remaining area except the area (circular area) exposed by the cover layer window.
[제조예 2: 자외선 감지 센서 패키징][Manufacturing Example 2: UV Sensing Sensor Packaging]
글라스 대신에 종이를 이용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 자외선 감지 센서를 제조하였다. 그리고 자외선 감지 센서 하부에 인디케이터가 인쇄된 종이를 배치하고, 종이 하부에 접합층을 더 배치하여 장갑에 부착하였다.An ultraviolet ray sensor was manufactured in the same manner as in Production Example 1 except that paper was used instead of glass. Then, paper with an indicator printed on the bottom of the UV sensor was placed, and a bonding layer was further placed on the bottom of the paper to attach it to the gloves.
그리고 자외선 감지 센서가 부착된 장갑이 일정한 세기의 자외선(225 mW/m2)에 노출되었을 때 시간의 흐름에 따른 광 변색층의 색 변화를 도 28에 나타내었다.FIG. 28 shows the color change of the photochromic layer according to the passage of time when the glove with the ultraviolet ray sensor is exposed to ultraviolet ray (225 mW / m 2 ) of a certain intensity.
도 28을 참조하면, 일정한 세기의 자외선 조건 하에서, 시간이 지남에 따라 광 변색층의 색이 짙은 청색으로 변화하는 것을 확인할 수 있다. 또한 함께 마련된 인디케이터를 통해 인간의 육안으로 현재 누적된 자외선 조사량을 명확하게 추측할 수 있었다.Referring to FIG. 28, it can be seen that the color of the photochromic layer changes to dark blue over time under ultraviolet light of constant intensity. In addition, we could clearly guess the cumulative ultraviolet dose from the human eye through the indicators provided.
또, 자외선 감지 센서가 부착된 장갑이 각각 서로 다른 자외선 세기(50 mW/m2, 225 mW/m2, 550 mW/m2)에 30분 동안 노출되었을 때의 광 변색층의 색 변화를 도 29에 나타내었다.The color change of the photochromic layer when exposed to different ultraviolet intensities (50 mW / m 2 , 225 mW / m 2 , and 550 mW / m 2 ) for 30 minutes 29.
도 29를 참조하면, 동일한 시간이 경과하였을 때, 현재 자외선의 세기에 따라 광 변색층이 서로 다른 색을 갖는 것을 확인할 수 있다. 또한 함께 마련된 인디케이터를 통해 인간의 육안으로 현재 누적된 자외선 조사량을 명확하게 추측할 수 있었다.Referring to FIG. 29, it can be seen that when the same time passes, the photochromic layers have different colors according to the intensity of the ultraviolet ray. In addition, we could clearly guess the cumulative ultraviolet dose from the human eye through the indicators provided.
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. It will be appreciated that many variations and applications not illustrated above are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments of the present invention can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.
110: 제1 베이스
200: 금속 산화물층
310: 광 변색층
410: 커버층
510: 밀봉층110: first base
200: metal oxide layer
310: photochromic layer
410: Cover layer
510: sealing layer
Claims (16)
상기 제1 베이스의 일면 상에 배치되고, 이산화티타늄 입자로 이루어진 이산화티타늄 입자층;
상기 이산화티타늄 입자층 상에 맞닿아 자가정렬된 10,12-펜타코사디노익산을 포함하는 광 변색층; 및
상기 광 변색층 상에 배치되고, 상기 광 변색층을 부분적으로 노출시키는 윈도우를 갖는 커버층을 포함하는 자외선 감지 센서.A first base;
A titanium dioxide particle layer disposed on one surface of the first base and made of titanium dioxide particles;
A photochromic layer comprising 10 12-pentacosinodiacetic acid aligned on the titanium dioxide particle layer and self-aligned; And
And a cover layer disposed on the photochromic layer and having a window partially exposing the photochromic layer.
상기 커버층 상에 배치되고, 상기 커버층 및 상기 광 변색층과 맞닿는 밀봉층을 더 포함하되,
상기 커버층, 상기 광 변색층 및 상기 이산화티타늄 입자층의 측면은 적어도 부분적으로 정렬되고,
상기 밀봉층은 상기 광 변색층 및 상기 이산화티타늄 입자층의 측면과 맞닿는 자외선 감지 센서.The method according to claim 1,
Further comprising a sealing layer disposed on the cover layer and contacting the cover layer and the photochromic layer,
The side surfaces of the cover layer, the photochromic layer and the titanium dioxide particle layer are at least partially aligned,
Wherein the sealing layer is in contact with the side surfaces of the photochromic layer and the titanium dioxide particle layer.
상기 제1 베이스의 타면 상에 배치된 제2 베이스; 및
상기 제1 베이스와 상기 제2 베이스 사이에 배치된 제1 접합층을 더 포함하되,
상기 밀봉층은 상기 제1 베이스의 배면, 및 상기 제1 접합층과 맞닿는 자외선 감지 센서.6. The method of claim 5,
A second base disposed on the other surface of the first base; And
And a first bonding layer disposed between the first base and the second base,
Wherein the sealing layer abuts the back surface of the first base and the first bonding layer.
상기 제2 베이스의 타면 상에 배치된 제2 접합층;
상기 제2 접합층 상에 배치된 이형 필름층; 및
상기 커버층의 윈도우와 중첩하도록 상기 밀봉층 상에 배치되고, 자외선의 투과를 부분적으로 차단하는 자외선 차단층을 더 포함하는 자외선 감지 센서.The method according to claim 6,
A second bonding layer disposed on the other surface of the second base;
A release film layer disposed on the second bonding layer; And
Further comprising an ultraviolet blocking layer disposed on the sealing layer so as to overlap the window of the cover layer and partially blocking transmission of ultraviolet rays.
상기 커버층의 두께는 0.2mm 이상인 자외선 감지 센서.6. The method of claim 5,
Wherein the thickness of the cover layer is 0.2 mm or more.
상기 커버층은,
제1 크기의 윈도우를 갖는 제1 커버층, 및
상기 제1 크기와 상이한 제2 크기의 윈도우를 갖는 제2 커버층을 포함하고,
상기 제1 커버층의 윈도우와 상기 제2 커버층의 윈도우는 함께 상기 광 변색층을 노출시키는 자외선 감지 센서.6. The method of claim 5,
The cover layer
A first cover layer having a window of a first size, and
And a second cover layer having a window of a second size different from the first size,
Wherein the window of the first cover layer and the window of the second cover layer together expose the photochromic layer.
상기 커버층의 윈도우의 내측벽은,
상기 광 변색층 측으로 갈수록 윈도우의 최대폭이 감소하도록 경사를 갖는 자외선 감지 센서.6. The method of claim 5,
The inner wall of the window of the cover layer,
And has a slope such that the maximum width of the window decreases toward the photochromic layer side.
상기 제1 베이스의 일면 상에 이산화티타늄 입자로 이루어진 이산화티타늄 입자층을 형성하는 단계;
상기 이산화티타늄 입자층 상에 광 변색층을 형성하는 단계로서, 상기 이산화티타늄 입자층 상에 맞닿아 자가정렬된 10,12-펜타코사디노익산을 포함하는 광 변색층을 형성하는 단계; 및
상기 광 변색층 상에 커버층을 배치하는 단계로서, 상기 광 변색층을 부분적으로 노출시키는 윈도우를 갖는 커버층을 배치하는 단계를 포함하는 자외선 감지 센서의 제조 방법.Preparing a first base;
Forming a titanium dioxide particle layer of titanium dioxide particles on one side of the first base;
Forming a photochromic layer on the titanium dioxide particle layer, the method comprising: forming a photochromic layer contacting the titanium dioxide particle layer and including self-aligned 10,12-pentacosinonic acid; And
And disposing a cover layer on the photochromic layer, the cover layer having a window partially exposing the photochromic layer.
상기 이산화티타늄 입자층을 형성하는 단계는,
이산화티타늄 분말을 알코올성 용매에 용해시켜 이산화티타늄 용액을 준비하는 단계로서, 30%(w/v) 내지 50%(w/v) 농도의 이산화티타늄 용액을 준비하는 단계,
상기 제1 베이스 상에 상기 이산화티타늄 용액을 도포하는 단계, 및
상기 알코올성 용매를 제거하여 상기 이산화티타늄 입자층을 형성하는 단계를 포함하는 자외선 센서의 제조 방법.13. The method of claim 12,
Wherein the step of forming the titanium dioxide particle layer comprises:
Preparing a titanium dioxide solution by dissolving titanium dioxide powder in an alcoholic solvent, comprising the steps of: preparing a titanium dioxide solution having a concentration of 30% (w / v) to 50% (w / v)
Applying the titanium dioxide solution onto the first base, and
And removing the alcoholic solvent to form the titanium dioxide particle layer.
상기 광 변색층을 형성하는 단계는,
10,12-펜타코사디노익산 분말을 클로로포름 용매 및/또는 염화메틸렌(dichloromethane) 용매에 용해시켜 10,12-펜타코사디노익산 용액을 준비하는 단계로서, 5%(w/v) 내지 10%(w/v) 농도의 10,12-펜타코사디노익산 용액을 준비하는 단계,
상기 10,12-펜타코사디노익산 용액을 필터링하고 상기 용매를 제거하여 정제된 10,12-펜타코사디노익산 분말을 수득하는 단계,
상기 정제된 10,12-펜타코사디노익산 분말을 클로로포름 용매 및/또는 염화메틸렌(dichloromethane) 용매에 용해시켜 10,12-펜타코사디노익산 용액을 준비하는 단계로서, 15%(w/v) 내지 25%(w/v) 농도의 10,12-펜타코사디노익산 용액을 준비하는 단계,
상기 이산화티타늄 입자층 상에 10,12-펜타코사디노익산 용액을 도포하는 단계, 및
상기 용매를 제거하여 10,12-펜타코사디노익산 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 자외선 센서의 제조 방법.15. The method of claim 14,
Wherein the step of forming the photochromic layer comprises:
10. A process for preparing a 10,12-pentacosinonic acid solution by dissolving 10,12-pentacosinonic acid powder in a chloroform solvent and / or a dichloromethane solvent, w / v) concentration of a 10,12-pentacosinonic acid solution,
Filtering the 10,12-pentacosinonic acid solution and removing the solvent to obtain a purified 10,12-pentacosinoic acid powder,
Preparing a 10,12-pentacosinonic acid solution by dissolving the purified 10,12-pentacosinonic acid powder in a chloroform solvent and / or a dichloromethane solvent to prepare a solution containing 15% (w / v) to Preparing a 10,12-pentacosinonic acid solution at a concentration of 25% (w / v)
Applying a 10,12-pentacosinonic acid solution onto the titanium dioxide particle layer, and
And removing the solvent to form a 10,12-pentacosino aliphatic acid coating layer.
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