KR102372708B1 - 퀀텀 표지판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양자점이 입자 크기에 따라 빛이 인가될 시 방출하는 빛의 색이 가변되는 특성을 이용하여, 발광 구조를 심플하게 재구성한 퀀텀 표지판에 관한 것으로, 정보가 표시되는 하우징; 하우징에 장착되는 소켓; 소켓을 통해 지정된 색상의 빛을 방출시키는 라이트 모듈; 을 포함하여 이루어지는 퀀텀 표지판에 관한 것이다.

Description

퀀텀 표지판{Quantum signs}

본 발명은 양자점이 입자 크기에 따라 빛이 인가될 시 방출하는 빛의 색이 가변되는 특성을 이용하여, 발광 구조를 심플하게 재구성한 퀀텀 표지판에 관한 것이다.

특허문헌 001은 투명 또는 반투명 기판을 포함하는 적어도 하나의 면을 갖는 인클로저; 상기 인클로저 안에 배치되고 상기 투명 또는 반투명 기판을 1차 광으로 조명하도록 구성된 광원; 상기 광원과 상기 투명 또는 반투명 기판의 내측 면 사이에 배치된 광 확산체; 미리 선택된 패턴으로 상기 투명 또는 반투명 기판의 외측 면에 부착되고, 상기 1차 광에 의한 여기에 의해 2차 광을 방출하는 복수의 양자점; 그리고, 상기 복수의 양자점에 부착되며, 외부 환경으로부터 산소, 습기 또는 유리 라디칼의 통과 또는 확산을 방지하는 코팅; 을 포함하는 양자점들을 이용한 조명 표지판에 관한 기술을 제시하고 있다.

특허문헌 002는 다수의 LED를 등간격으로 연속배치시켜 하나의 백라이트용 면광원을 형성하며 반사판의 기능이 마련되어 있는 백라이트보드; 상기 백라이트보드의 전면에 배치되는 안내표지시트 지지용 투명보호판; 상기 투명보호 판 상에 부착 설치되며 도로안내용 문자 및 기호가 배치되는 안내표지시트; 상기 백라이트보드; 안내표지 시트 및 투명보호판을 차례로 받아들여 고정시키는 4방으로 사이드덮개가 마련된 하우징; 상기 백라이트보드 상에 설치된 다수의 LED 구동용 LED드라이버에 동작전압을 공급하는 동작제어부; 를 포함하는 엘이디 백라이트 장치를 갖는 도로표지판에 관한 기술을 제시하고 있다.

특허문헌 003은 다수의 EEFL이 등간격으로 연속배치되어 하나의 백라이트용 면광원을 형성하며 반사판의 기능이 마련되어 있는 백라이트보드; 상기 백라이트보드의 전면에 배치되며 안내표지시트를 지지하게 될 투명보호판; 상기 투명보호 판에 부착 설치되며 반투명시트 상에 도로안내용 문자 및 기호가 배치되는 안내표지시트; 상기 다수의 EEFL 장착 백라이트보드와 투명보호판과 안내표지시트를 차례로 받아들여 고정시키며 4방으로 사이드덮개가 마련된 하우징; 상기 백라이트보드 상에 설치된 다수의 EEFL 구동용 램프드라이버에 동작전압을 공급하며 동작 모드설정부와 컨트롤러를 가지는 동작제어부; 를 포함하는 백라이트 내장 도로표지판에 관한 기술을 제시하고 있다.

특허문헌 004는 투명 또는 반투명 재질의 전면판; 상기 전면판과 이격되어 상기 전면판의 후방에 설치되는 후면판; 상기 전면판과 상기 후면판의 테두리를 연결하여 내부에 빈 공간이 형성된 박스 형태를 완성하는 측면판; 상단부와 하단부가 각각 상기 측면판의 상부 내측면 및 하부 내측면에 결합되어 수직 방향으로 나란하게 설치되는 부재로서, 그 각각에는 하향 경사를 이루며 절개된 하향 경사홈부가 일정한 높이 간격으로 형성된 광원 지지용 브라켓; 및, 좌우 양측이 상기 광원 지지용 브라켓의 하향 경사홈부에 수용되어 수평 방향으로 배열되고, 표면에는 다수 개의 LED모듈이 구비되는 광원발생부; 를 포함하는 가변 백라이트형 도로 표지판에 관한 기술을 제시하고 있다.

KR 10-10-2019-0050870 A (2019년05월13일) KR 20-0338581 Y1 (2004년01월16일) KR 10-2005-0037818 A (2005년04월25일) KR 10-1245777 B1 (2013년03월20일)

본 발명은 양자점이 입자 크기에 따라 빛이 인가될 시 방출하는 빛의 색이 가변되는 특성을 이용하여, 발광 구조를 심플하게 재구성한 퀀텀 표지판에 관한 것이다.

종래발명들의 문제점을 해결하기 위한 퀀텀 표지판에 관한 발명이며, 본 발명은 정보가 표시되는 하우징(10); 상기 하우징(10)에 장착되는 소켓(20); 상기 소켓(20)을 통해 지정된 색상의 빛을 방출시키는 라이트 모듈(30); 을 포함하여 이루어진다.

본 발명은 퀀텀 표지판에 관한 발명이며, 상기 라이트 모듈(30)은 빛을 발생시키는 광원부(31); 상기 광원부(31)에서 인가되는 빛의 색상을 변환하는 색 변환부(32); 를 포함한다.

본 발명은 퀀텀 표지판에 관한 발명이며, 상기 라이트 모듈(30)은 빛을 발생시키는 광원부(31); 상기 광원부(31)에서 인가되는 빛의 색상을 변환하는 색 변환부(32); 상기 색 변환부(32)에서 색상이 변환된 빛이 상기 소켓(20)으로 이동하는 경로를 형성하는 광 이송부(33); 를 포함한다.

본 발명은 퀀텀 표지판의 색 변환부 제조방법에 관한 발명이며, 폴리머와 혼합된 양자점을 공급하는 원료공급단계; 상기 원료공급단계 후, 양자점이 혼합된 폴리머를 성형하여 상기 색 변환부(32)를 제작하는 색 변환부 성형단계; 를 포함한다.

본 발명은 색 변환부 제조방법에 관한 발명이며, 상기 색 변환부 성형단계 후, 상기 색 변환부를 경화시키는 제1경화단계; 상기 제1경화단계 후, 색 변환부를 코팅하는 표면처리단계; 를 포함한다.

본 발명은 색 변환부를 이용하여 광원에서 방출되는 빛의 색상을 변화시킬 수 있으므로, 다양한 색상 구현을 위하여 다양한 종류의 광원이 구비되어야 하였던 종래의 문제를 해결 가능한 장점이 있다.

본 발명은 양자점을 폴리머에 혼합하여 색 변환부를 형성 가능하므로, 색 변환부를 소켓에 장착 가능하도록 제작하여, 표지판의 구조를 복잡하게 만드는 광 파이버 사용을 최소화 가능한 정점이 있다.

본 발명은 색 변환부의 표면을 실리콘 또는 UV 경화형 몰드로 코팅처리 가능하므로, 색 변환부가 외부 요인으로 변형되어 색 변환 능력이 저하되는 문제를 해결 가능한 장점이 있다.

본 발명은 색 변환부의 단부가 소켓 외측으로 드러나게 형성되어, 광원에서 충분한 양의 빛을 인가받을 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명인 퀀텀 표지판을 나타낸 정면도.
도 2는 본 발명인 퀀텀 표지판을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명인 퀀텀 표지판에 사용되는 소켓을 나타낸 실시예.
도 4는 본 발명인 퀀텀 표지판의 라이트 모듈에서 색이 변환된 빛이 소켓을 통하여 방출되는 것을 나타낸 개념도.
도 5는 본 발명이 컨텀 표지판의 색 변환부를 나타낸 실시예.
도 6은 본 발명인 퀀텀 표지판의 라이트 모듈을 나타낸 실시예.
도 7은 본 발명인 퀀텀 표지판의 색 변환부 제조 공정을 나타낸 개념도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

아래의 실시예에서 인용하는 번호는 인용대상에만 한정되지 않으며, 모든 실시예에 적용될 수 있다. 실시예에서 제시한 구성과 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상은 균등한 치환대상에 해당된다. 실시예에서 제시한 상위개념은 기재하지 않은 하위개념 대상을 포함한다.

(실시예 1-1) 본 발명인 퀀텀 표지판은, 정보가 표시되는 하우징(10); 상기 하우징(10)에 장착되는 소켓(20); 상기 소켓(20)을 통해 지정된 색상의 빛을 방출시키는 라이트 모듈(30); 을 포함한다.

종래의 표지판은 내부에 단일 색상의 빛을 발생시키는 백라이트가 구비되어, 백라이트에서 방출되는 빛이 표지판의 시인성을 높이는 조명으로 사용되었다.

그리고, 현재 표지판이 보다 높은 시인성을 가질 수 있도록 다양한 색상의 LED를 이용하여 백라이트를 구성하는 연구가 진행되고 있는 실정이다.

그러나, LED의 경우 발광 색에 따라 제조공정이 달라지며, 제조 공정이 변화됨에 따라 LED 가격이 급격하게 상승하는 문제점이 있어, 표지판에 다양한 색상의 LED를 적용하기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명인 퀀텀 표지판(1)에서는 상기 라이트 모듈(30)에서 LED에서 인가되는 단일 색상의 빛을 설계된 색상으로 변환한 후, 상기 소켓(20)을 통해 방출될 수 있게 한 것이다.

이때, 상기 라이트 모듈(30)의 색상 변환은 양자점(퀀텀닷)에 빛이 인가되면 양자점이 발생하는 파장이 양자점의 크기에 따라 달라지는 원리를 이용하여 이루어질 수 있다.

상세히 설명하면, 양자점은 지름이 2-10nm 무기물로 이루어진 중심체(core)의 표면을 껍질(shell)과 고분자 코팅으로 감싸인 구조를 가지는 물질로, 빛을 비추거나 전류를 공급하였을 때 입자의 크기에 따라 발산하는 빛의 색이 달라지는 특성을 가진다.

따라서, 본 발명에서는 상기 라이트 모듈(30)이 이러한 양자점의 색 변환 원리를 이용하여, 단색의 빛을 시인성 향상에 최적화된 색상의 빛으로 변화시킨 후, 상기 소켓(20)을 통해 방출될 수 있게 한 것이다.

(실시예 1-2) 본 발명인 퀀텀 표지판은 실시예 1-1에 있어서, 상기 내부에 수용공간이 형성되는 메인 플레이트(11); 상기 메인 플레이트(11) 표면에 형성되어 정보를 제공하는 표시부; 를 포함한다.

(실시예 1-3) 본 발명인 퀀텀 표지판은 실시예 1-2에 있어서, 상기 메인 플레이트(11)는 후측이 개방되는 전면 플레이트(11-1); 개방된 상기 전면 메인 플레이트(11-1)의 후측에 결합되어 수용공간을 폐쇄하는 후면 플레이트(11-2); 를 포함한다.

(실시예 1-4) 본 발명인 퀀텀 표지판은 실시예 1-1에 있어서, 상기 하우징(10)은 상기 소켓(20)이 끼워지는 장착홀(13); 을 포함한다.

본 발명인 퀀텀 표지판은 상기 메인 플레이트(11)가 형성하는 수용공간(S) 상에 상기 라이트 모듈(30)이 구비되며, 상기 라이트 모듈(30)은 전면 플레이트(11-1)에 천공된 장착홀(13)에 끼워진 상기 소켓(20)에 빛을 제공한다.

상세히 설명하면, 상기 하우징(10)은 메인 플레이트(11)의 표면에 운전자에게 교통 정보를 알리는 상기 표시부가 형성되므로, 상기 소켓(20)이 상기 표시부가 형성되는 메인 플레이트(11)에 결합되어 빛을 방출할 수 있게 한 것이다.

그리고, 상기 메인 플레이트(11)는 내부에 상기 라이트 모듈(30)이 수용되는 수용공간(S)을 형성하는 전면 플레이트(11-1)를 포함하고, 상기 전면 플레이트(11-1)는 가장자리가 절곡 또는 굴곡 형성되며, 상기 후면 플레이트(11-2)가 절곡 또는 굴곡된 전면 플레이트(11-1)의 가장자리에 결합되어 라이트 모듈(30)이 수용된 수용공간(S)을 폐쇄할 수 있다.

(실시예 1-5) 본 발명인 퀀텀 표지판은 실시예 1-4에 있어서, 상기 소켓(20)은 상기 장착홀(13)에 끼워지는 소켓 몸체(21); 상기 소켓 몸체(21) 상에 길이방향으로 형성되는 관통홀(22); 을 포함한다.

(실시예 1-6) 본 발명인 퀀텀 표지판은 실시예 1-5에 있어서, 상기 소켓 몸체(21)는 길이방향 일측에 형성되며 상기 관통홀(22)에 끼워지는 제1 몸체(21A); 길이방향 타측에 형성되며 상기 제1 몸체(21A)보다 외경이 큰 제2 몸체(21B); 를 포함한다.

(실시예 1-7) 본 발명인 퀀텀 표지판은 실시예 1-6에 있어서, 상기 제1 몸체(21A)는 가장자리에 형성되는 체결립(21A-1); 을 포함한다.

(실시예 1-8) 본 발명인 퀀텀 표지판은 실시예 1-7에 있어서, 상기 체결립(21A-1)은 상기 제1 몸체(21A)의 길이방향으로 연장 형성되며, 복수개가 원주방향으로 이격 배치된 것; 을 특징으로 한다.

상기 소켓(20)은 상기 전면 플레이트(11-1) 상에 형성된 장착홀(13)에 소켓 몸체(21)가 끼워져 결합되며, 소켓 몸체(21) 상에는 길이방향으로 빛이 외부로 방출되는 관통홀(22)이 형성된다.

그리고, 상기 소켓 몸체(21)는 상기 장착홀(13)에 보다 용이하게 끼워지기 위하여, 길이방향 일측에 형성되는 제1 몸체(21A)의 외경이 길이방향 타측에 형성되는 제2 몸체(21B)보다 크게 형성되는 것을 권장하며, 제1 몸체(21A)의 경우 일측에서 타측으로 갈수록 단면이 넓어지는 기둥 형상을 가지는 것을 권장한다.

아울러, 상기 제1 몸체(21A)는 상기 장착홀(13)에 억지끼움 결합되므로, 제1 몸체(21A)의 가장자리에는 장착홀(13)에 제1 몸체(21A)가 보다 공고히 결합되게 하는 체결립(21A-1)이 형성될 수 있다.

상세히 설명하면, 상기 제1 몸체(21A)의 직경을 일정 이상으로 형성 시 장착홀(13)에 잘 끼워지지 않게 되고, 직경이 일정 이하로 형성 시 장착홀(13)과의 결합면에 빈 공간이 형성되어 결합력이 약해지는 문제점이 있으므로, 상기 제1 몸체(21A)의 가장자리에 상기 체결립(21A-1)을 길이방향으로 형성하여, 장착홀(13)에 소켓(20)이 끼워지는 과정에서 체결립(21A-1)이 장착홀(13)과 제1 몸체(21A)의 결합부를 채울 수 있도록 한 것이다.

상기 체결립(21A-1)은 다양한 형태일 수 있고, 일 실시예로는 제1 몸체(21A)의 길이방향으로 연장 형성되어 압출 또는 사출로의 제작 과정에서 함께 형성하기 용이한 것을 권장하며, 제1 몸체(21A)의 원주방향으로 복수개가 이격 배치되어 제1 몸체(21A)의 원주방향 전 방위에 대한 결합력을 균등하게 향상시킬 수 있다.

그리고, 체결립(21A-1)은 필요에 따라 길이방향 일측에서 타측으로 갈수록 상기 제1 몸체(21A)의 중심에서 멀어지며 반경방향으로 돌출되는 형상일 수도 있다.

(실시예 2-1) 본 발명은 퀀텀 표지판에 관한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 라이트 모듈(30)은 빛을 발생시키는 광원부(31);

상기 광원부(31)에서 인가되는 빛의 색상을 변환하는 색 변환부(32); 를 포함한다.

(실시예 2-2) 본 발명인 퀀텀 표지판은 실시예 2-1에 있어서, 상기 광원부(31)는 블루라이트를 방출하는 LED와 UV LED 중 어느 하나 이상을 포함하는 것; 을 특징으로 한다.

(실시예 2-3) 본 발명인 퀀텀 표지판은 실시예 2-1에 있어서, 상기 색 변환부(32)는 투명 폴리머에 양자점을 혼합하여 제조된 구조체인 것; 을 특징으로 한다.

(실시예 2-4) 본 발명인 퀀텀 표지판은 실시예 2-1에 있어서, 상기 색 변환부(32)는 상기 소켓(20)의 관통홀(22)에 끼워지는 삽입부(32-1); 상기 삽입부(32-1) 일단에 형성되며 삽입부(32-1)보다 큰 직경을 가지는 밀착부(32-2); 를 포함한다.

(실시예 2-5) 본 발명인 퀀텀 표지판은 실시예 2-4에 있어서, 상기 삽입부(32-1)는 상기 소켓(20)의 관통홀(22)보다 긴 것; 을 특징으로 한다.

(실시예 2-6) 본 발명인 퀀텀 표지판은 실시예 2-4에 있어서, 상기 관통홀(22)은 상기 광원부(31)에서 빛이 입사되는 입구측에서 출구측으로 갈수록 직경이 줄어드는 테이퍼 구조를 가지는 것; 을 특징으로 한다.

상기 라이트 모듈(30)은 광원부(31)에서 생성한 빛을 상기 색 변환부(32)에서 설계된 색상으로 변환하여 상기 소켓(20)으로 제공한다.

그리고, 상기 광원부(31)는 다양한 방법으로 빛을 생성하는 발광장치를 포함할 수 있으며, 일 실시예로는 가격이 저렴하고 단파장의 빛을 생성하여 빛의 전달이 보다 용이하게 이루어지도록 할 수 있는 블루라이트 LED, UV LED일 수 있다.

또한, 상기 색 변환부(32)는 위에서 설명한 바와 같이 양자점과 폴리머를 혼합하여 만든 구조체로, 폴리머에 혼합된 양자점의 직경에 대응하여 입사되는 빛을 설계된 색상으로 변환하므로, 필요한 색상의 개수에 대응하여 색 변환부(32)는 복수개가 구비될 수 있다.

아울러, 색 변환부(32)는 상기 삽입부(32-1)가 각각의 상기 소켓(20) 관통홀(22)에 끼워져 소켓(20)에 결합될 수 있으며, 삽입부(32-1)의 단부에는 삽입부(32-1)보다 큰 직경을 가지는 밀착부(32-2)가 형성되어, 소켓(20)의 출구측에 밀착될 수 있다.

그리고, 상기 색 변환부(32)는 각각의 상기 소켓(20)에 결합 시 상기 광원부(31)에서 방출되는 빛을 보다 용이하게 인가받기 위하여, 상기 삽입부(32-1)가 관통홀(22)을 통과한 후 상기 수용공간(S)으로 돌출되는 것을 권장한다.

상세히 설명하면, 삽입부(32-1)가 관통홀(22) 상에 위치할 경우 관통홀(22)의 입구측을 통하여 유입되는 빛만 전달받기 때문에, 색 변환부(32)에서 방출하는 빛의 세기가 약해지는 문제점이 있으므로, 삽입부(32-1)가 관통홀(22)을 통과한 후 수용공간(S) 상에 노출되어 광원부(31)에서 방출되는 빛을 보다 많이 전달받을 수 있도록 한 것이다.

다시한번 설명하면, 빛을 전달받는 삽입부(32-1)의 노출 표면적을 넓혀 빛의 입사량을 높여 준 것이다.

또한, 상기 색 변환부(32)의 상기 삽입부(32-1)가 짧게 형성될 경우, 상기 관통홀(22)로 유입되는 빛의 양을 높이기 위하여, 상기 관통홀(22)은 상기 광원부(31)와 인접한 입구측에서 상기 색 변환부(32)가 결합된 출구측으로 갈수록 단면이 좁아지는 테이퍼 구조를 가지는 것을 권장한다.

상세히 설명하면, 입구측의 직경을 넓혀 보다 많은 양의 빛이 관통홀(22)로 유입될 수 있게 한 것이다.

(실시예 3-1) 본 발명은 퀀텀 표지판에 관한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 라이트 모듈(30)은 빛을 발생시키는 광원부(31);

상기 광원부(31)에서 인가되는 빛의 색상을 변환하는 색 변환부(32);

상기 색 변환부(32)에서 색상이 변환된 빛이 상기 소켓(20)으로 이동하는 경로를 형성하는 광 이송부(33); 를 포함한다.

(실시예 3-2) 본 발명인 퀀텀 표지판은 실시예 3-1에 있어서, 상기 색 변환부(32)는 상기 광원부(31)의 빛이 상기 광 이송부(33)로 인가되는 광 이송부(33)의 입구측에 위치되는 것; 을 특징으로 한다.

(실시예 3-3) 본 발명인 퀀텀 표지판은 실시예 3-2에 있어서, 상기 라이트 모듈(30)은 상기 색 변환부(32)를 감싸는 보호부(34); 를 포함한다.

(실시예 3-4) 본 발명인 퀀텀 표지판은 실시예 3-3에 있어서, 상기 보호부(34)는 실리콘, UV 경화형 몰드 중 어느 하나 이상인 것; 을 특징으로 한다.

(실시예 3-5) 본 발명인 퀀텀 표지판은 실시예 3-1에 있어서, 상기 광 이송부(33)는 광파이버; 를 포함한다.

상기 광원부(31)에서 방출된 빛은 상기 색 변환부(32)에서 색상이 변환된 후 상기 광 이송부(33)를 통해 소켓(20)을 통해 외부로 방출될 수 있다.

상세히 설명하면, 각각의 상기 소켓(20)에 상기 색 변환부(32)를 장착할 경우 많은 개수의 색 변환부(32)가 필요하므로, 본 발명에서는 광원부(31)에서 방출되는 빛의 색상을 색 변환부(32)에서 변환한 후, 색상이 변환된 빛을 상기 광 이송부(33)에서 소켓(20)으로 전달 가능하게 한 것이다.

이때, 상기 광 이송부(33)는 내부에 광이 이동하는 이송통로가 형성된 광 파이버일 수 있으며, 상기 광 이송부(33)는 입구측이 상기 색 변환부(32)에 밀착되고 출구측이 상기 소켓(20)의 관통홀(22)에 삽입되어, 색상이 변환된 빛이 상기 장착홀(13)을 통해 외부로 방출될 수 있도록 한다.

그리고, 상기 색 변환부(32)는 보호부(34)에 의해 감싸여 수분 또는 산화에 의한 변형이 최소화 되는 것을 권장하며, 상기 보호부(34)는 실리콘, UV 경화형 몰드를 포함하므로, 필요에 따라 색 변환부(32)와 광 이송부(33)의 결합부를 연결하는 연결부재로도 사용될 수 있다.

상세히 설명하면, 상기 광 이송부(33)는 동일한 색상을 이송하는 복수개가 모여 다발 형태로 상기 색 변환부(32)에 밀착되므로, 상기 보호부(34)가 상기 색 변환부(32)를 감싸는 과정에서 밀착된 광 이송부(33)의 일단을 함께 감싸, 광 이송부(33)와 색 변환부(32)가 밀착된 상태로 유지될 수 있게 한 것이다.

아울러, 상기 색 변환부(32)는 표면에 결합돌기(32-3)가 형성되어, 광 이송부(33)의 이송통로(L)가 결합돌기(32-3)에 끼워지는 형태로 색 변환부(32)와 광 이송부(33)가 결합될 수 있다.

상세히 설명하면, 상기 이송통로(L)의 경우 입구측이 좁아 입사되는 빛의 양이 제한적이므로, 상기 결합돌기(32-3)가 이송통로(L)에 끼워져 보다 많은 양의 빛이 이송통로(L)로 입사될 수 있게 한 것이다.

그리고, 결합돌기(32-3)를 통해 색 변환부(32)와 광 이송부(33)가 결합될 경우 색 변환부(32)와 광 이송부(33)의 결합이 보다 용이하게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 상기 보호부(34)를 이용하여 색 변환부(32) 표면을 감싸고 광 이송부(33)와 색 변환부(32)를 연결 시, 광 이송부(33)의 이송통로(L)를 폐쇄하는 문제 또한 방지할 수 있다.

(실시예 3-6) 본 발명인 퀀텀 표지판은 실시예 3-1에 있어서, 상기 라이트 모듈(30)은 상기 광 이송부(33)가 삽입되는 케이스(35); 를 포함한다.

(실시예 3-7) 본 발명인 퀀텀 표지판은 실시예 3-6에 있어서, 상기 라이트 모듈(30)은 상기 광원부(31)와 상기 색 변환부(32)가 상기 케이스(35) 상에 수용되는 것; 을 특징으로 한다.

상기 광 이송부(33)는 선형의 부재로 개체수가 많아 다수의 광 이송부(33)를 색 변환부(32)에 결합하기 어렵고, 좁은 단면적을 가지기 때문에 색 변환부(32)에서 방출되는 빛을 이송통로(L)로 제공하기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명에서는 케이스(35)를 일측이 개방된 통 형상으로 형성하여, 케이스(35) 내부에 광원부(31)와 색 변환부(32)를 수용한 후, 복수개의 광 이송부(33)를 모아 다발 형태로 케이스(35) 상에 삽입 결합 하였다.

즉, 상기 광원부(31)의 빛이 외부로 퍼져나가지 않고 케이스(35) 내부에서 반사되며 광 이송부(33)의 이송통로(L)로 입사될 수 있게 한 것이다.

(실시예 4-1) 본 발명은 실시예 2-1 또는 2-2의 색 변환부 제조방법에 관한 것이며, 폴리머와 혼합된 양자점을 공급하는 원료공급단계; 상기 원료공급단계 후, 양자점이 혼합된 폴리머를 성형하여 상기 색 변환부(32)를 제작하는 색 변환부 성형단계; 를 포함한다.

나노 크기의 입경을 가지는 다량의 양자점은 폴리머와 혼합된 상태로 존재하며, 상기 폴리머는 바인더 역할을 한다. 즉 폴리머에 수용된 양자점을 가지게 된다. 상기 폴리머는 사출과정을 통해 색 변환부를 생성한다.

(실시예 4-2) 본 발명인 색 변환부 제조방법은 실시예 4-1에 있어서, 상기 원료공급단계 전, 양자점을 크기별로 보관하는 보관단계; 를 포함한다.

양자점은 크기에 따라 반응색상을 변화시킨다. 따라서 동일한 사이즈의 양자점을 분리하여 크기별로 각각의 용기에 양자점을 보관한다. 양자점 보관에 앞서서, 크루드 상태의 양자점 용액은 반응부산물과 반응잔재 유기물들을 포함하므로 이를 제거하기 위해 솔벤트(에탄올, 아세톤 등)을 이용하여 세척한다. 세척된 양자점은 각각의 용기에 입자 크기별로 분리하여 보관한다. 양자점 나노입자들은 서로 엉키지 않도록 헥산이나 톨루엔, 클로로포름과 같은 솔벤트에 분산하여 보관한다.

(실시예 4-2) 본 발명인 색 변환부 제조방법은 실시예 4-1에 있어서, 상기 보관단계 전, 양자점을 합성하는 양자점 합성단계; 를 포함한다.

양자점은 용액공정법으로 합성되며, 양자점은 CdSe계 양자점과 또는 InP계 양자점을 사용한다. 양자점 합성은 각 조성에 맞도록 프리커서를 만들며, 상기 프리커서 및 원소를 이용하여 코어를 제조하며, 상기 코어의 프리커서 및 원소를 이용하여 쉘을 쌓는 과정으로 양자점을 합성한다.

(실시예 4-3) 본 발명인 색 변환부 제조방법은 실시예 4-1에 있어서, 상기 원료공급단계 전 양자점이 수용된 폴리머를 교반하는 교반단계;, 상기 교반단계는 제1혼합단계; 및 중합단계; 를 포함한다.

상기 교반단계는 모노머 혼합단계 및 올리고머 중합단계를 포함한다. 상기 모노머 혼합단계는 양자점과 모노머의 중량비를 1:3 내지 1:10으로 형성하며, 바람직하게는 1:5를 형성한다. 올리고머 중합단계는 양자점모노머 및 올리고머의 중량비를 1:4 내지 1:10으로 한다. 바람직하게는 1:6을 형성한다. 앞에서 제시한 모노머 혼합단계 및 올리고머 중합단계를 통해, 폴리머는 UV에 용이하게 경화되며, 공기와 유사한 굴절율을 확보할 수 있으며, 가시광선을 투과할 수 있다. 또한 내열성이 우수하여 온도변화에 따른 물성변화가 적으며, 내습성이 우수하여 습기에 의한 양자점 특성이 변화되지 않는다.

(실시예 4-4) 본 발명인 색 변환부 제조방법은 실시예 4-3에 있어서, 상기 중압단계 중, 확산재 및 분산제를 혼합하는 제2혼합단계; 를 포함한다.

중합단계 시, 점도는 2000cp 내지 2500cp를 형성한다. 이는 폴리머가 제작된 형태를 안정적으로 유지할 수 있는 임계적 의미를 가진다. 양자점 레진(모노머와 올리고머로 중합된 상태)은 교반용기에 보관된다.

(실시예 4-5) 본 발명인 색 변환부 제조방법은 실시예 4-1에 있어서, 상기 성형단계는 양자점 레진을 금형에서 사출하는 사출단계; 를 포함한다.

(실시예 4-6) 본 발명인 색 변환부 제조방법은 실시예 4-1에 있어서, 상기 사출단계 후, 금형에서 사출된 색 변환부 외형을 측정하는 검출단계; 를 포함한다.

본 발명은 색 변환부의 외형품질을 판단하는 것이다. 금형에서 사출되는 색 변환부 외형은 복수의 카메라에 의해 연속측정 되며, 화상처리에 의해 사이즈 불량을 검출한다.

상기 검출단계는 색 변환부 외형을 촬영하여 영상신호를 만드는 비전센서(510);, 상기 비전센서의 신호를 이용하여 외형을 판단하는 제어기(520);로 이루어진다. 비전센서는 비접촉방식으로 색 변환부의 불량여부를 검사한다. 상기 비전센서는 색 변환부 외형을 실시간으로 측정하며, 영상신호를 제어기에 전송한다. 상기 제어기는 영상신호를 분석하여 사이즈의 정확성을 판별한다. 상기 비전센서에 사용되는 카메라는 라인스캔 카메라 또는 프레임 카메라를 사용한다.

(실시예 4-7) 본 발명인 색 변환부 제조방법은 실시예 4-1에 있어서, 상기 원료공급단계는 원료공급부로부터 양자점과 폴리머를 공급받아 혼합부로 정량 공급하는 정량공급단계; 를 포함한다.

양자점 및 폴리머는 교반기에 정해진 량을 정확하게 공급해야 한다.

(실시예 4-8) 본 발명인 색 변환부 제조방법은 실시예 4-7에 있어서, 상기 정량공급단계 전, 폴리머공급부 내부에 액상 폴리머를 수용하는 폴리머용기(100); 를 준비하며, 복수로 형성되며 각각의 용기에 동일크기의 양자점을 개별적으로 수용하는 양자점용기(200); 를 준비하는 재료준비단계; 를 포함한다.

양자점은 입자 크기와 형상에 따라 나노입자의 밴드갭(band gap) 차이로 흡광 및 발광특성이 변한다. 따라서 양자점의 입자 크기가 작으면 밴드갭이 넓어지면서 보라색이 나타나며, 입자 크기가 커지면 밴드갭이 벌크상태에 가까워지면서 붉은색을 띠게 된다. 이러한 현상은 반도체 양자점에서 일반적으로 찾아볼 수 있으며, 양자점의 입자 크기와 조성에 따라 발현하는 것이다. 이를 구현하기 위해, 다양한 입자 크기를 갖는 양자점이 사용된다. 하나의 용기에 폴리머와 양자점을 혼합하는 경우, 양자점 입자 크기별로 복수의 혼합용기를 사용해야 되는 단점이 존재한다. 이를 극복하기 위해 하나의 용기에서 폴리머만을 수용하며, 별도의 다른 용기들에는 다양한 크기별로 양자점만을 수용한다. 교반기는 폴리머 및 양자점을 혼합한다.

(실시예 4-9) 본 발명인 색 변환부 제조방법은 실시예 4-7, 4-8에 있어서, 상기 교반용기는 상기 폴리머용기와 연통되는 폴리머공급관(310);, 상기 폴리머공급관에 형성되는 폴리머공급밸브(320);, 상기 양자점용기에 연통되는 양자점공급관(330);, 상기 양자점공급관에 형성되는 양자점공급밸브(340);, 상기 폴리머공급관 및 양자점공급관이 연통되는 교반용기(350); 를 포함한다.

교반용기는 폴리머공급관으로부터 폴리머를 공급받으며, 양자점공급관으로부터 선택된 양자점만을 공급받는다. 폴리머와 양자점은 교반용기 내부에서 혼합되며, 이는 교반기에 의해 혼합된다. 상기 혼합용기는 복수로 형성될 수 있다.

(실시예 4-10) 본 발명인 색 변환부 제조방법은 실시예 4-9에 있어서, 상기 교반용기 내부에 형성되는 교반기(360); 를 포함한다

폴리머와 양자점을 교반하며, 이는 교반날개에 의해 이루어진다. 상기 교반기는 모터로부터 인가된 동력을 전달받아 회전된다. 상기 교반날개는 회전축의 외주면에 결합되며, 원주방향을 따라 복수로 형성된다.

(실시예 4-11) 본 발명인 색 변환부 제조방법은 실시예 4-9, 4-10에 있어서, 상기 폴리머공급밸브, 양자점공급밸브 및 교반기 작동을 제어하는 제어기(370); 를 포함한다.

제어기는 폴리머공급밸브 및 양자점공급밸브를 제어하여, 일정량의 폴리머 및 양자점을 공급하도록 한다. 또한, 제어기는 교반기 작동을 제어하기도 한다.

(실시예 4-12) 본 발명인 색 변환부 제조방법은 실시예 4-9에 있어서, 상기 혼합용기 일측에 착탈 가능하게 결합되며, 혼합용기 내부에 수용된 혼합물이 토출되며 금형으로 혼합물을 제공하는 노즐(380); 을 포함한다.

노즐은 혼합물로 인해 분사구가 막힐 수 있다. 따라서 부품 교체 및 유지보수를 필요로 하므로, 노즐이 분리되어야 한다. 이를 위해, 노즐은 혼합용기에 나사 결합되거나 또는 볼트 등의 체결부재를 이용하여 혼합용기에 체결된다. 상기 볼트를 대체할 수 있으며, 동일한 목적과 효과를 발휘하는 대상이 치환되어 사용될 수 있다.

(실시예 4-13) 본 발명인 색 변환부 제조방법은 실시예 4-9에 있어서, 상기 교반용기 일측에 형성되며, 혼합용기 내부에 압축공기를 공급하는 공기공급장치(400); 를 포함한다.

교반용기 내부에 공급되는 압축공기는 공기공급장치에 의해서 공급된다. 상기 공기공급장치는 교반용기 일측에 연결되는 공기공급관(410);, 상기 공기공급관 일측에 형성되며, 압축공기를 발생시키는 공기압축기(420);, 상기 공기공급관 일측에 형성되며, 압축공기 압력을 조절하는 압력조절밸브(430);를 포함한다.

(실시예 4-14) 본 발명인 색 변환부 제조방법은 실시예 4-3에 있어서, 상기 공기공급관 일측에 형성되는 필터(440); 를 포함한다.

교반용기 내부로 공급되는 공기에는 미세 분진등을 포함하면 안된다. 이물질 등이 공기와 함께 교반용기 내부에 공급되면, 색 변환부 의 미세 균열 및 이물질 혼합등의 문제를 유발한다. 이를 방지하기 위해, 공기공급관 일측에는 이물질 제거용 필터를 장착한다. 상기 필터는 카트리지 형태로 제작되어 주기적으로 교체 가능하다.

(실시예 5-1) 본 발명은 색 변환부 제조방법에 관한 것이며, 상기 색 변환부 성형단계 후, 상기 색 변환부를 경화시키는 제1경화단계; 상기 제1경화단계 후, 색 변환부를 코팅하는 표면처리단계; 를 포함하는 색 변환부 제조방법.

(실시예 5-2) 본 발명인 색 변환부 제조방법은 실시예 5-1에 있어서, 상기 표면처리단계 후, 상기 양자선을 재경화시키는 제2경화단계; 를 포함한다.

금형에서 사출된 색 변환부는 UV 경화장치를 통과하면서 경화된다. 경화된 색 변환부는 필요에 따라 밝기를 증가시키도록 표면에 Cd2+ 등을 코팅한다. 상기 색 변환부는 UV경화기(600)에 의해 경화되며, 자외선(UV) 경화는 자외선의 화학반응을 통해, 액체상태 또는 점성상태의 폴리머를 고체로 상태를 변형시킨다. 다른 실시예로서 사출된 색 변환부에 광개시제를 수용하여 자외선 반응에 따른 화학반응 효율을 향상시킬 수 있다.

색 변환부 표면에는 금속물질(카드뮴 등)을 코팅하며, 이는 색 변환부 밝기를 증가시킨다. 제1경화단계 후, 색 변환부는 반응기(700) 내부로 이동되며, 이동과정 중 색 변환부는 표면처리 된다. 표면 처리된 색 변환부는 외부 산소 또는 기타 화학물질의 침투를 방지하며, 발광효과를 증대시킬 수 있다.

표면단계 후, UV에 의해 재경화단계를 통해 표면처리된 물질의 색 변환부 결합성을 증대시킬 수 있다.

10 : 하우징 11 : 메인 플레이트
11-1 : 전면 플레이트 11-2 : 후면 플레이트
13 : 장착홀
20 : 소켓 21 : 소켓 몸체
21A : 제1 몸체 21A-1 : 체결립
21B : 제2 몸체 22 : 관통홀
30 : 라이트 모듈 31 : 광원부
32 : 색 변환부 32-1 : 삽입부
32-2 : 밀착부 33 : 광 이송부
34 : 보호부
100 : 폴리머용기 200 : 양자점용기
310 : 폴리머공급관 320 : 폴리머공급밸브
330 : 양자점공급관 340 : 양자점공급밸브
350 : 교반부 360 : 교반기
370 : 제어기 380 : 노즐
400 : 공기공급장치 410 : 공기공급관
420 : 공기압축기 430 : 압력조절밸브
440 : 필터 510 : 비전센서
520 : 제어기 600 : UV경화기
700 : 반응기

Claims (5)

1. 양자점을 이용하는 퀀텀 표지판에 있어서,
   정보가 표시되는 하우징(10);
   상기 하우징(10)에 장착되는 소켓(20);
   상기 소켓(20)을 통해 지정된 색상의 빛을 방출시키는 라이트 모듈(30);
   상기 라이트 모듈(30)은 빛을 발생시키는 광원부(31);
   상기 광원부(31)에서 인가되는 빛의 색상을 변환하는 색 변환부(32);
   상기 색 변환부(32)는 상기 소켓(20)의 관통홀(22)에 끼워지는 삽입부(32-1);
   상기 삽입부(32-1) 일단에 형성되며 삽입부(32-1)보다 큰 직경을 가지는 밀착부(32-2);
   상기 삽입부(32-1)는 상기 소켓(20)의 관통홀(22)보다 길며, 상기 관통홀(22)은 상기 광원부(31)에서 빛이 입사되는 입구측에서 출구측으로 갈수록 직경이 줄어드는 테이퍼 구조를 가지는 것; 을 포함하는 퀀텀 표지판.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 라이트 모듈(30)은 빛을 발생시키는 광원부(31);
   상기 광원부(31)에서 인가되는 빛의 색상을 변환하는 색 변환부(32);
   상기 색 변환부(32)에서 색상이 변환된 빛이 상기 소켓(20)으로 이동하는 경로를 형성하는 광 이송부(33); 를 포함하는 퀀텀 표지판.
   
4. 청구항 1의 색 변환부 제조방법에 있어서,
   폴리머와 혼합된 양자점을 공급하는 원료공급단계;
   상기 원료공급단계 후, 양자점이 혼합된 폴리머를 성형하여 상기 색 변환
   부(32)를 제작하는 색 변환부 성형단계; 를 포함하는 색 변환부 제조방법.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 색 변환부 성형단계 후, 상기 색 변환부를 경화시키는 제1경화단계;
   상기 제1경화단계 후, 색 변환부를 코팅하는 표면처리단계; 를 포함하는 포함하는 색 변환부 제조방법.
   

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