KR102306597B1

KR102306597B1 - 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 표면에 도포된 전광판

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Publication number: KR102306597B1
Application number: KR1020210065946A
Authority: KR
Inventors: 박정규; 남년석
Original assignee: (주)서울기전
Priority date: 2021-05-24
Filing date: 2021-05-24
Publication date: 2021-09-30

Abstract

본 발명은 본 발명은 전광판의 전면에 설치되는 엘이디모듈의 화질개선 및 제품 내구성 향상을 위해 세라믹 도료층이 형성된 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 표면에 도포된 전광판에 관한 것이다.
종래에 전광판은 강한 빛에 의한 눈부심이 발생하여 정보의 정확한 인지가 어렵고, 선명도가 떨어지며, 약한 충격에도 엘이디소자가 배열된 전광판의 모서리 등이 파손될 우려성이 높은 문제점이 있는 바, 이를 해결하기 위하여 본 발명은 복수의 엘이디가 배열된 엘이디모듈이 케이스의 전면에 설치되고, 케이스의 후면에는 전원공급 및 제어동작을 수행하는 기판이 설치되는 전광판에 있어서, 엘이디모듈의 전면에는 황변현상을 방지하기 위해 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 단층 또는 복층으로 일정 두께 도포된 세라믹 도료층을 형성하되, 상기 세라믹 도료층을 형성하는 수지 조성물은 유기물인 아크릴계 원료와.; 수용성 중합개시제와; 용제로서의 물; 을 포함하고, 수산기를 활성화시키기 위해 HEMA(hydroxyethyl methacrylate; 히드록시에틸 메타크릴산; C6H10O3)를 추가하여 수산기(OH-)가 포함되도록 유기바인더를 형성하고, 상기 유기바인더와, 무기물인 실란계 수지 및 물 또는 물에 혼합되는 알코올류를 포함하는 용제로 이루어진 콜로이달 실리카(colloid silica)를 혼합하며, 반응성을 높이기 위해 무기물인 TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate; 테트라 에틸 오르소 실리케이트)를 추가하여, 실란계 세라믹 수지와 용제의 중량 비율이 2~4 : 6~8 을 이루도록 구성된 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 의한 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 표면에 도포된 전광판은 황변 현상이 없으므로 부식성 환경(이산화황이 함유된 공기), 염분, 염소 등 외부 화학적 환경으로부터 전광판의 엘이디모듈을 보호하며, 탄성이 우수하고 접착력이 강하여 전광판 모듈의 엘이디소자가 물리적인 충격 또는 힘에 의해 탈락되는 것을 방지할 수 있는 효과 있다.
또한, 상기 세라믹 도료층은 전기절연, 내열, 내수, 내화학, 내마모, 단열, 내연소성을 가지며 전광판의 가시각 및 평활도, 화이트발란스를 현격히 증대시키고, 장기간 사용에도 엘이디모듈의 선명도 또는 휘도의 떨어짐을 방지할 수 있으므로, 엘이디모듈의 수명 연장과 유지보수 비용을 절감시킬 수 있게 된다.
특히, 도로정보표지판, 행선안내장치 등 기름때나 철성분이 함유된 대기오염물질 덩어리의 발생 장소나 공항같은 많은 인파로 인해 부득이하게 먼지가 발생 되는 장소에 설치되는 전광판의 내구성 및 전광판 영상의 품질을 높일 수 있는 다른 효과가 있다.

Description

유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 표면에 도포된 전광판{Electronic-inorganic composite clear coating binder ceramic resin composition coated on the surface}

본 발명은 전광판의 전면에 설치되는 엘이디모듈의 화질개선 및 제품 내구성 향상을 위해 전광판의 표면에 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물에 의해 일정 높이로 세라믹 도료층을 형성하여 외부 충격에 대한 내구성이 강화된 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 표면에 도포된 전광판에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 세라믹 도료층을 복수의 레이어로 형성하여 세라믹 도료층의 내측에서 빛 입자를 확산하여 전체적인 휘도를 향상시키고, 눈부심이 방지되어 선명도가 향상되는 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 표면에 도포된 전광판에 관한 것이다.

일반적으로 전광판은 불특정 다수에게 특정 광고나 뉴스를 비롯한 다양한 정보를 전달하기 위하여 실내 및 실외에 설치되며, 특히 실외에 설치되는 옥외 전광판은 그 사용범위가 확대되어 각종 경기장의 전광판, 도로의 교통정보 안내판, 광고패널 등과 같이 다양한 용도로 사용되어지고 있는 실정이다.

상기 전광판은 적(Red).녹(Green).청(Blue) 세 가지 색상의 엘이디(LightEmitting Diode; LED)를 조합하여 구성되거나, 3가지 색상을 선택적으로 발광하는 SMD 엘이디를 전면에 설치하고, 제어장치에서 각 영상에 필요한 적정한 화소의 발산하면서 문자 또는 영상을 다양한 컬러로 표출하게 되며, 전체적인 형상을 이루는 일정 규격의 케이스 전면에 다수 개의 엘이디 또는 SMD엘이디가 배열된 기판으로 구성되는 엘이디모듈이 설치되고, 케이스의 후면에는 전원을 공급하고 발광을 제어하는 복수의 전자부품이 설치된다.

그러나, 종래의 전광판은 상기 전광판을 구성하는 다수 개의 엘이디가 전면으로 직선형태의 강한 빛을 발산하게 되므로, 상기 전광판을 가까운 거리에서 보는 경우에는 강한 빛에 의한 눈부심이 발생하여 정보의 정확한 인지가 어렵고, 선명도가 떨어지는 문제점이 있었다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 전광판은 피씨비(1)의 전면에 형성된 간섭방지커버(3)에 의해 진공공간(4)이 형성된 상태로 엘이디(2)가 구분설치되며, 엘이디(2)의 파손을 방지하기 위해 보호용 비닐커버(5)가 설치된다.

그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 다양한 색상을 표출하기 위해 3색 엘이디(R,G,B) 또는 SMD 엘이디를 사용하는 경우 가시각이 157°에 불과하여, 혼합된 빛에 의해 흰색(white) 표출시 가시각을 벗어나는 좌측으로는 파랑색이 강한 흰색이 보이고, 가시각을 벗어나는 우측으로는 붉은색이 강한 흰색이 보이는 빛번짐 현상이 나타나는 문제점이 있었다.

한편, 최근에는 보다 선명한 화질을 구현하기 위해 작은 크기 엘이디로 구성된 fine pitch 제품이 출시되었으나, 상기 fine pitch 제품의 전광판은 이동중 약한 충격에도 엘이디가 배열된 모서리 등이 파손될 우려성이 높아, 이를 개선하기 위한 다양한 보완책이 연구되었다.

예를 들어, 에폭시 성분이 포함되는 합성수지 도료를 전광판의 전면에 도포하는 방식이 시도되었으나, 상기 에폭시 성분은 일정시간 외부의 자외선에 노출시 황변 현상이 발생하여 선명도가 급격하게 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외부로 노출된 전광판의 엘이디모듈에 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물을 얇게 도포하여 세라믹 도료층을 형성함으로써 외부의 화학적 또는 물리적 환경에 의해 부식되거나 엘이디소자가 탈락되는 문제점을 해소하는 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 표면에 도포된 전광판을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 엘이디에서 방출되는 빛을 세라믹 도료층 내측에서 확산시켜 전광판의 가시각을 향상시키고 보다 더 선명한 화질을 구현하며, 이동시 또는 설치시 엘이디 소자의 파손 위험성을 감소시켜, 설치장소 제한과 유지보수비용을 절감할 수 있는 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 표면에 도포된 전광판을 제공함에 다른 목적이 있다.

본 발명에 의한 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 표면에 도포된 전광판은 복수의 엘이디가 배열된 엘이디모듈이 케이스의 전면에 설치되고, 케이스의 후면에는 전원공급 및 제어동작을 수행하는 기판이 설치되는 전광판에 있어서, 엘이디모듈의 전면에는 황변현상을 방지하기 위해 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 단층 또는 복층으로 일정 두께 도포된 세라믹 도료층을 형성하되, 상기 세라믹 도료층을 형성하는 수지 조성물은 유기물인 아크릴계 원료와.; 수용성 중합개시제와; 용제로서의 물; 을 포함하고, 수산기를 활성화시키기 위해 HEMA(hydroxyethyl methacrylate; 히드록시에틸 메타크릴산; C6H10O3)를 추가하여 수산기(OH-)가 포함되도록 유기바인더를 형성하고, 상기 유기바인더와, 무기물인 실란계 수지 및 물 또는 물에 혼합되는 알코올류를 포함하는 용제로 이루어진 콜로이달 실리카(colloid silica)를 혼합하며, 반응성을 높이기 위해 무기물인 TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate; 테트라 에틸 오르소 실리케이트)를 추가하여, 실란계 세라믹 수지와 용제의 중량 비율이 2~4 : 6~8 을 이루도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 전광판에서 사용되는 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물은 황변 현상이 없으므로 부식성 환경(이산화황이 함유된 공기), 염분, 염소 등 외부 화학적 환경으로부터 전광판의 엘이디모듈을 보호하며, 탄성이 우수하고 접착력이 강하여 전광판 모듈의 엘이디소자가 물리적인 충격 또는 힘에 의해 탈락되는 방지할 수 있는 효과 있다.

또한, 상기 세라믹 도료층은 전기절연, 내열, 내수, 내화학, 내마모, 단열, 내연소성을 가지며 전광판의 가시각 및 평활도, 화이트발란스를 현격히 증대시키고, 장기간 사용에도 엘이디모듈의 선명도 또는 휘도의 떨어짐을 방지할 수 있으므로, 엘이디모듈의 수명 연장과 유지보수 비용을 절감시킬 수 있게 된다.

특히, 도로정보표지판, 행선안내장치 등 기름때나 철성분이 함유된 대기오염물질 덩어리의 발생 장소나 공항같은 많은 인파로 인해 부득이하게 먼지가 발생 되는 장소에 설치되는 전광판의 내구성 및 전광판 영상의 품질을 높일 수 있는 다른 효과가 있다.

도 1은 종래 전광판에 적용되는 엘이디모듈의 모식도,
도 2는 종래 전광판에 적용된 엘이디모듈에서 나타나는 가시각도와, 가시각도를 벗어나는 경우 나타나는 빛번짐을 개략적으로 나타내는 모식도,
도 3은 본 발명의 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 엘이디모듈의 전면에 도포되어 세라믹 도료층을 형성하는 것을 개략적으로 나타내는 모식도,
도 4는 본 발명에 의한 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 표면에 도포된 전광판의 정면도,
도 5는 도 4의 측단면도
도 6은 본 발명의 다른 실시예로, 복수의 레이어로 이루어진 세라믹 도료층의 측단면도,
도 7은 도 6에서 빛이 산란되는 것을 개략적으로 나타낸 모식도,
도 8은 본 발명의 세라믹 도료층을 구분하여 도포한 테스트 제품의 정면도,
도 9a 내지 9c는 본 발명의 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 도포된 전광판의 실험결과표.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명은 전광판의 표면에 내구성을 강화하고 휘도를 향상시킬 수 있도록 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물에 의해 세라믹 도료층을 형성함에 그 기술적 특이성이 있다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전광판에 구비된 피씨비(PCB; 회로기판)(10)는 볼트 등의 고정수단에 의해 케이스(도면미표시)와 체결되며, 피씨비(10) 상측에는 복수의 엘이디소자(chip type, Lamp type 등)(21)가 일정한 간격으로 배열된 엘이디모듈(20)이 설치되고, 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 엘이디소자(21)의 상측 부위에 도포되어 세라믹 도료층(30)을 형성하게 된다.

상기 세라믹 도료층(30)은 외부의 화학적/물리적 환경으로부터 각 엘이디 소자(21)를 보호하게 되며, 엘이디 소자(21)에서 발출되는 빛의 자연스럽게 산란시켜 빛의 간섭없이 선명하고 정밀한 색을 표출할 수 있게 된다.

특히, 외부충격에 대한 보호성능을 높이기 위해, 상기 세라믹 도료층(30)은 에이디모듈(20)의 전면 뿐만이 아니라, 측면까지 전부 도포되어 측면 충격에 의해 모서리 부분이 깨지는 것을 방지하게 된다.

본 발명에서는 수동 도포 또는 동일자로 출원하는 '전광판 엘이디모듈의 수지 조성물 도포 및 건조장치'에 의해 엘이디모듈의 전면 및 측면에 수지 조성물이 도포된다.

본 발명에 적용되는 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물은 2액형 도료로서, 무색 무취의 한경친화적인 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물과, 경화제를 경화시간, 온도를 감안하여 일정한 비율로 혼합하고, 엘이디 소자 또는 엘이디모듈(20)의 타입과 형상에 따라 일정 이하의 얇은 도막두께를 형성하면서 수동 또는 자동으로 도포된다.

본 발명에 사용되는 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물은 부식성 환경(이산화황이 함유된 공기), 염분, 염소 등 외부 화학적 환경으로부터 전광판의 엘이디모듈을 보호하기 위해 제안된 것이며, 상기 세라믹수지는 탄성이 우수하고 접착력이 강하여 엘이디모듈(20)에 구비된 엘이디소자(21)가 물리적인 충격 또는 힘에 의해 탈락되는 방지할 수 있게 된다.

특히, 상기 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물은 종래 유사한 용도로 사용되는 에폭시 수지의 문제점으로 제기된 황변 현상이 전혀 나타나지 않으므로, 장기간 사용에도 엘이디모듈의 선명도 또는 휘도의 떨어짐을 방지할 수 있는 현저한 효과의 상승을 기대할 수 있다.

또한, 전기절연, 내열, 내수, 내화학, 내마모, 단열, 내연소성을 가지며 전광판의 가시각 및 평활도, 화이트발란스를 현격히 증대시켜 사용자의 입장에서 엘이디모듈의 수명 연장과 유지보수 비용을 절감시킬 수 있게 된다.

본 발명에 전광판에 도포되는 수지 조성물은 동일자로 출원하는 '발명의 명칭: 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물'(특허출원 제10-2021-0065927호)에 성분, 배합비율 등과 제조방법이 상세하게 설명되어 있으며, 이하에서는 이를 간략하게 정리해서 설명한다.

상기 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물은 유기물인 아크릴계 원료와; SPS(sodium persulfate), APS(ammonium persulfate), KPS(Potassium persulfate) 중 어느 하나로 이루어지는 수용성 중합개시제와; 용제로서의 물; 을 포함하여 수산기(OH-)가 포함되도록 유기바인더를 형성하며, 유기바인더의 수산기를 활성화시키기 위해 HEMA(hydroxyethyl methacrylate; 히드록시에틸 메타크릴산; C6H10O3)를 추가한다.

또한, 상기 유기바인더와, 무기물인 실란계 수지 및 물 또는 물에 혼합되는 알코올류를 포함하는 용제로 이루어진 콜로이달 실리카(colloid silica)를 혼합하고, 반응성을 높이기 위해 무기물인 TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate; 테트라 에틸 오르소 실리케이트)를 추가하여. 실란계 세라믹 수지와 용제의 중량 비율이 2~4 : 6~8 을 이루도록 구성되며, 수지 조성물은 PH 11 ∼ 12의 알칼리성을 유지해야 한다.

상기 아크릴계 원료는 고형분 함량이 40∼70 중량%이며, 중량평균분자량이 10,000~200,000, 수산기 값이 20∼200mgKOH/g, 유리전이온도(Tg)가 0∼80℃인 것이 바람직하다.

상기 아크릴계 원료의 중량평균분자량이 10,000 미만이면 도막의 경도 및 내용제성등의 도막물성이 저하되며 200,000을 초과하면 용제와의 상용 저하로 도막형성시 외관 및 작업성이 저하된다. 또한, 상기 아크릴계 원료의 수산기 값이 20mg KOH/g미만이면 도료 도막의 경도가 저하되며 200mg KOH/g이상이면 도막의 경도가 상승하여 지나치게 단단해져 내충격성 및 부착성이 저하되며, 전광판의 엘이디모듈에 부착성을 향상시키고, 경도를 강화하기 위해 유리전이온도는 0∼80℃를 유지해야 한다.

상기 콜로이달 실리카는 실리카 입자들이 일정한 간격을 두고 분산매(물이나 유기용제) 안에 분산되어 있는 졸 상태의 물질로서, 액체가 물인 경우를 수분산졸/아쿠아졸(aquasol)/하이드로졸(hydrosol) 이라고 하며, 액체가 유기용제인 경우에는 유기졸 또는 오르가노졸(organosol)이라고 한다.

본 발명에 적용되는 콜로이달 실리카는 입자의 크기는 5~50 nm이고, 실리카(SiO2) 20~40 중량%, 수분함유량 0.01~1 중량%, 점도 1~15 mpa.s, 비중 0.96~1.02, pH 2~4 인 것이 반응성 및 난연성이 가장 우수하다.

상기 콜리이달 실리카의 입자크기가 5nm 미만이면 고분자 복합수지의 점도 증가로 인하여 수지 합성이 어렵고 입자크기가 50nm 초과하면 내오염성이 저하될 수 있다. 본 발명은 상기 콜로이달 실리카의 적용으로 내오염성, 경도, 내수성, 내열성, 난연성능 증대 등의 효과를 얻을 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예로, 상기 실란계 세라믹 수지는 메틸트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 노멀프로필트리메톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 데실트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 노멀프로필트리에톡시실란, 헥실트리에톡시실란,옥틸트리에톡시실란, 데실트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리메톡시실란 및 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란 중 어느 하나 이상을 용제와 혼합하여 제조된다.

또한, 상기 용제는 에탄올, 메탄올, 이소프로필알코올, 부탄올로부터 한가지와 메틸 솔로솔브, 에틸 솔로솔브, 에틸렌글리콜 부틸에테르, 디에틸렌글리콜, 디에틸렌 부틸에테르로부터 하나 이상으로 이루어진다.

이하에서는 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물의 제조방법을 구체적으로 설명한다.

먼저, 일정한 온도에서 일정한 비율의 수용성 용제와 유기물인 아크릴계 원료를 혼합 및 교반하는 유기바인더 합성단계(Step 1)가 진행된다.

이어서, 합성된 유기바인더에 세라믹 수지성분이 포함된 실란계 세라믹 수지를 혼합하는 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 수지 합성단계(Step 2)가 진행된다.

상기 유기바인더의 합성단계(Step 1)에서는 온도계, 콘덴서, 교반기가 장착된 2L의 4구 플라스크를 가열기 내부에 설치한 후, 수용성 용제 600∼700g을 투입하여 85℃까지 승온 시킨 후, 별도의 용기에 3-메타아크릴록시프로필트리메톡시실란 20∼30g, 메틸메타아크릴레이트 450∼550g, 메타아크릴산 15∼20g, n-부틸아크릴레이트 80∼110g, 중합개시제인 SPS 25∼40g를 완전히 용해시킨 후 500RPM 속도로 교반하면서, 상기 수용성 용제가 포함된 플라스크에 투입하고, 추가로 수용성 용제 200∼300g과 SPS 3∼6g 을 별도에 용기에 완전히 용해시킨 후 미반응 아크릴 모노머를 완전히 반응시켜 유기바인더를 합성하게 된다.

한편, 상기 유기바인더를 이용하여 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 수지 조성물 합성단계[Step2]가 진행되는데, 이를 3가지 실시예에 의해 다음과 같이 정리한다.

[제 1실시예]

상기 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 수지 합성단계(Step 2)는 유기바인더 180∼200g에 IPA(Isopropyl Alcohol; 이소프로필알코올) 180∼200g, MTMS (Methyltrimethoxysilane; 메틸트리메톡시실란) 400∼500g, TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate; 테트라 에틸 오르소 실리케이트) 400∼500g을 투입하여 60℃까지 승온시킨 후 500RPM 속도로 교반시키고, 별도의 용기에 물 250∼300g과 염산 0.1∼0.3g을 완전히 용해 시킨 후, 상기 유기바인더가 포함된 플라스크에 투입하여 12시간 동안 반응시켜 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 수지를 합성한다.

[제 2실시예]

상기 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 수지 합성단계(Step 2)는 유기바인더 350∼400g에 ETHANOL 180∼200g, MTMS 350∼400g, TEOS 350∼400g을 투입하여 60℃까지 승온시킨 후 500RPM 속도로 교반시키고, 별도의 용기에 물 250∼300g과 염산 0.1∼0.3g을 완전히 용해시킨 후 상기 유기바인더가 포함된 플라스크에 투입하여 12시간 동안 반응시켜 유-무기 복합 클리어 코팅 바인더 수지를 합성한다.

[제 3실시예]

상기 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 수지 합성단계(Step 2)는 유기바인더 300∼350g에 IPA 180∼200g, MTMS 380∼420g, TEOS 380∼420g을 투입하여 60℃까지 승온시킨 후 500RPM 속도로 교반시키고, 용기에 물 250∼300g과 염산 0.1∼0.3g을 을 완전히 용해시킨 후, 상기 유기바인더가 포함된 플라스크에 투입하여 12시간 동안 반응시켜 유-무기 복합 클리어 코팅 바인더 수지를 합성한다.

위 [제1실시예 내지 제3 실시예]는 본원출원인이 가장 가성비가 높다고 판단하는 성분 및 배합비율을 실험한 것으로서, 이외에 성분 및 배합비율을 달리하여, 다양한 실시예가 진행될 수 있음은 물론이다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로서 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 세라믹 도료층(30)은 엘이디모듈(20)의 전면에 돌출된 엘이디소자(21)에 밀착되어 내구성을 강화하는 제1레이어(31)와, 엘이디소자(21)에서 방출되는 빛을 산란하는 제2레이어(32)와, 상기 제2레이어(32)의 외측에 도포되어 제2레이어를 보호하는 제3레이어(33)로 구분하여 구성될 수 있다.

이는 각각의 레이어에 기능성을 부여하여, 보다 효율적인 제품을 구현하기 위한 것이다.

또?h, 세라믹 도료층(30)이 단층으로 이루어지는 경우 전면과 측면의 두께는 동일하게 이루어지며, 복층으로 이루어지는 경우 제1레이어(31) 도포 단계에서 엘이디모듈(20)의 측면 도포가 이루어지고, 복층을 이루는 제2레이어(32) 및 제3레이더(33)에서는 전면 도포만 이루어지는 방식에 의해 측면 도포는 전면 도포 전체 두께의 1/3 이상으로 구현된다.

이때, 엘이디모듈의 맨 외곽부에는 별도의 도료 차단부가 없으므로, 제2레이어(32) 또는 제3레이어(33)에서 전면에만 본 발명의 세라믹 수지 조성물을 도포하더라도, 수지 조성물의 일부가 측면으로 흘러넘어가면서, 자연스럽게 측면 도포가 보완되는 것이다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제2레이어(32)에는 엘이디소자(21)에서 방출된 빛을 보다 효과적으로 산란시킬 수 있도록 일정 지름이하의 비드(bead)가 포함될 수 있다.

특히, 레이어 외측으로 비드가 돌출되는 경우 빛 손실이 발생하므로, 상기 비드의 지름은 제2레이어(32) 두께의 1/2 이하를 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명에서 도 8에 도시된 바와 같이, 세라믹 도료층(30)을 부분적으로 도포하여 제작 현장에서 실험한 결과, 세라믹 도료층(30)이 형성된 좌측부분이 A cd / 세라믹 도료층(30)이 형성되지 않은 우측부분이 B cd로 약 10∼30 % 정도의 휘도가 향상되는 효과가 있다.

본 발명에 적용된 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 도포된 전광판은 다양한 실험을 통해 환경 영향평가성, 내구성, 정전기 방지, 안정성, 화면의 선명도 및 가시각을 검증하였다.

먼저, 환경 영향평가성(방수, 방습, 항온, 전자파 등)에 있어서, 상기 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 도포된 전광판은 내구 온도 영하 40°C ~ 영상 90°C 에 방수 및 방습에 특성화 되어있어 IP66기준을 충족할 수 있으며, 도포되는 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물은 무색, 무취, 무해의 친환경 소재를 사용하여 환경에 전혀 영향을 끼치지 않고, 전자파가 전광판의 외부로 발산되는 현상을 감소시킨다.

또한, 내구성에 있어서, 상기 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물은 혹한기에도 깨지거나 탈락되지 않으며 완전 경화된 특수레진은 단단하면서도 탄성이 우수하여 40˚C ~ 90˚C의 극심한 온도변화도 잘 견딜 뿐 아니라 전광판 엘이디소자와의 접착력이 매우 강하여 온도변화에 따라 엘이디모듈과 일체가 되어 수축/팽창하며 엘이디소자를 보호하는 구조로 되어 있어 충격에도 강한 특성을 갖는다.

더욱이 열, 화학물질, 산, 물 등 각종 외부충격에 강하고 내마모성이 탁월하여 오랫동안 손상되지 않을 뿐 아니라 일반 세제로 물청소만 해주면 전광판을 새로 설치한 것처럼 처음의 모습이 복원된다.

또한, 정전기 방지에 있어서, 종래의 엘이디모듈은 환경의 변화 및 영향에 따라 발생되는 정전기로 인해 미세한 콘트롤이 요구되는 전광판의 절연 및 내압, 내열 등에 영향을 미쳐 전광판에 노이즈가 발생되거나 색상이 변색되거나 심하게는 엘이디소자의 수명을 단축시키는 원인 중 하나로 지적되었으나, 본 발명의 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물은 기본적으로 정전기를 발생시키지 않아 이런 문제들로 인한 비용 손실이나 전광판의 수명이 단축되는 현상을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 안전성에 있어서, 종래의 전광판(특히 fine pitch 전광판)의 경우 엘이디소자들의 마이크로화로 인해 미세한 충격에도 엘이디가 탈락되는 현상이 자주 발생이 되어 모듈전체를 교체하는 문제점이 있었으나, 본 발명에 의한 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 도포된 전광판은 엘이디소자들의 접촉력을 강화시켜 엘이디소자들의 탈락현상이 원천적으로 차단하였다.

또한, 화면의 선명도 및 가시각에 있어서, 전광판의 색상은 RGB(red, green, blue색의(Chip, Lamp type 동일) LED로 구성이 되는데, 상기 RGB LED들의 피씨비(PCB)에 납땜된 위치에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 가시각을 벗어나는 좌측 또는 우측의 보이는 색상이 다르게 보이는 현상이 있으나, 본 발명에 의한 전광판은 도 3에 도시된 바와 같이 레진이 빛을 흡수한 후 산란하여 가시각의 범위가 확대되어 전광판을 보는 위치와 관계없이 동일한 색상을 표출하고, 빛 투과율이 높아 밤에도 선명한 화질을 확인할 수 있다.

본 발명에 의해 구현된 제품의 성능을 공식적으로 확인하기 위해, '광융합세터'에 공식적인 실험을 의뢰한 시험결과를 도 9a 내지 9c에 의해 살펴본다.

위 시험결과에서는 '세라믹 도장(오염 전) / 세라막 도장 (세척 후)'과, '에폭시 도장(오염 전) / 에폭시 도장 (세척후)' 와, '무 도장(오염 전) / 무 도장 (세척후)'에 의해 정리하였으며, 본 발명이 적용된 '세라믹 도장'의 경우에 W(White) 휘도가 다른 경우보다 약 10% 휘도가 높았으며, 특히 세라막 도장 (세척 후)에도 휘도가 오히려 증가하는결과가 나왔다.

또한, 내열시험, 온습도시험에서는 모든 시료가 정상범위를 충족하였다.

상기와 같은 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

1, 10 : 피씨비(PCB) 2, 21 : 엘이디소자
3 : 빛간섭방지커버 4 : 진공공간
5 : 보호커버
20 : 엘이디모듈 30 : 세라믹 도료층
31 : 제1레이어 32: 제2레이어
33 : 제3레이어

Claims

복수의 엘이디가 배열된 엘이디모듈이 케이스의 전면에 설치되고, 케이스의 후면에는 전원공급 및 제어동작을 수행하는 기판이 설치되는 전광판에 있어서,
엘이디모듈(20)의 전면에는 황변현상을 방지하기 위해 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 단층 또는 복층으로 일정 두께 도포된 세라믹 도료층(30)을 형성하되,
상기 세라믹 도료층(30)을 형성하는 수지 조성물은 유기물인 아크릴계 원료와.; 수용성 중합개시제와; 용제로서의 물; 을 포함하고, 수산기를 활성화시키기 위해 HEMA(hydroxyethyl methacrylate; 히드록시에틸 메타크릴산; C6H10O3)를 추가하여 수산기(OH-)가 포함되도록 유기바인더를 형성하고,
상기 유기바인더와, 무기물인 실란계 수지 및 물 또는 물에 혼합되는 알코올류를 포함하는 용제로 이루어진 콜로이달 실리카(colloid silica)를 혼합하며, 반응성을 높이기 위해 무기물인 TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate; 테트라 에틸 오르소 실리케이트)를 추가하여, 실란계 세라믹 수지와 용제의 중량 비율이 2~4 : 6~8 을 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 표면에 도포된 전광판.
제 1항에 있어서,
상기 세라믹 도료층(30)은 엘디이모듈(20)의 전면에 돌출된 엘이디(21)에 밀착되어 내구성을 강화하는 제1레이어(31)와, 엘이디(21)에서 방출되는 빛을 산란하는 제2레이어(32)와, 상기 제2레이어(32)의 외측에 도포되어 제2레이어를 보호하는 제3레이어(33)의 복층으로 형성된 것을 특징으로 하는 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 표면에 도포된 전광판.
제 2항에 있어서,
상기 제2레이어(32)에는 엘이디소자(21)에서 방출된 빛을 산란시킬 수 있도록 일정 지름 이하의 비드(bead)가 포함되는 것을 특징으로 하는 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 표면에 도포된 전광판.
제 1항에 있어서,
상기 세라믹 도료층(30)은 모서리 부분이 깨지는 것을 방지하기 위해 에이디모듈(20)의 전면과 측면까지 전부 도포되고,
상기 세라믹 도료층(30)이 단층으로 이루어지는 경우 전면과 측면의 두께는 동일하게 이루어지며, 복층으로 이루어지는 경우 제1레이어(31) 도포 단계에서 엘이디모듈(20)의 측면 도포가 이루어지고, 복층을 이루는 제2레이어(32) 및 제3레이더(33)에는 전면 도포만 이루어지는 방식에 의해, 세라믹 도료층(30)의 측면 도포는 전면 도포 전체 두께의 1/3 이상으로 구현되는 것을 특징으로 하는 유무기 복합 클리어 코팅 바인더 세라믹 수지 조성물이 표면에 도포된 전광판.
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