KR102504066B1 - 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드 및 그 제조 방법 - Google Patents

외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 기 설정된 발광 파장 대역의 광을 방출하기 위해 축광 기능을 가지는 도펀트를 형광체에 포함하고, 외부 자극에 의해 활성화되어 기설정된 잔광시간 동안 발광하는 형광체 입자; 및 상기 형광체 입자와 혼합되어 입사 광을 해당 광이 입사된 방향으로 반사시키는 비드 입자를 포함하는 글래스 비드를 제공할 수 있다.

Description

외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드 및 그 제조 방법{Glass Beads self-illuminating type in response to external stimulation and Manufacturing Method Thereof }
본 발명은 태양광이나 조명 등의 광자극에 감응하여 자체 발광하는 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로 반사 시트는 빛을 되반사하는 기능을 갖는 것으로 글래스 비드(glass bead)를 이용하여 제조된다. 저굴절의 글래스 비드는 야간 시인성을 위한 노면 표지용으로 사용된다. 1.9 ~ 2.6 인덱스(Index)의 고굴절 글래스 비드는 주로 반사지 가공용으로 사용되어 안내표지판, 지시표지, 위험 표지 등의 도로 안전 표지판, 차량의 번호판, 싸인보드 등에 활용된다.
재귀반사 기능을 이용하는 글래스 비드는 빛이 어느 방향에서 어느 각도로 들어오더라도 광원의 방향으로 빛을 반사하기 때문에 야간이나 어두운 곳에서도 우수한 시인성을 나타낸다는 장점이 있다. 국내 모든 차선에는 도로 교통의 안전과 야간 시인성 확보를 위해 재귀 반사체인 글래스 비드를 살포하여 도로의 표면에 고착시키도록 되어 있다.
종래의 글래스 비드는 노면 표시를 위한 도료(또는, 페인트) 등에 포함됨에 따라 차량의 헤드라이트(Headlight)로부터 조사되는 가시광을 수광하고 반사광을 출력한다. 이때, 차량 내 차선 인식 장치 등은 글래스 비드로부터 출력된 가시광을 감지하고, 이를 분석함으로써 주행 도로 상의 차선, 방향선, 지시선 등을 식별할 수 있다. 그러나 종래의 글래스 비드는 가시광을 수광하여 가시광만을 반사시키므로, 차량 내 차선 인식 장치 등은 악천후의 상황이나 야간에는 글래스 비드로부터 반사된 가시광을 감지하기 어렵다는 문제점이 있다. 즉, 노면 표시를 위한 글래스 비드는 차량의 반복적인 운행에 의한 글래스 비드의 부착 성능 저하 및 마모에 의해 야간 시인성 확보를 어렵게 하고, 특히 우천시에는 헤드라이트 빛이 수막에 전반사되어 재귀반사가 형성되지 않음과 동시에 수막에 의한 빛이 복굴절되어 글래스 비드의 재귀반사 성능을 감소시켜 차선 구분이 불가능해지는 문제점이 있다.
야간에는 주간에 비해 통행량이 적어 운전자의 법규 위반이 상대적으로 많아지고, 음주운전과 운전자의 피로도가 증가하며, 시인성 감소 등의 야간 도로교통환경이 악화되어 교통사고의 위험성이 급격히 증가하게 된다. 따라서, 야간 운전자의 교통사고 감소를 위해 도로 차선의 시인성 향상이 필요하고, 야간이나 우천시 운전자들의 불편을 해소하고, 교통사고방지 및 안전성 확보를 위해 노면 휘도를 현재보다 밝게해야할 필요가 있고, 횡단보도 표면에 재귀반사도가 높은 도료를 사용하여 야간 운전중에도 멀리서 횡단보도임을 인지할 수 있어야 한다.
그러나, 현재 도로 표지용 도료는 차량 운행 환경 및 반복적인 교통 운행에 의해 반사체인 글래스 비드가 바인더와의 유지력 부족으로 탈락되는 현상이 발생하여 반사 성능이 시공 후 점점 감소되고 있어, 일정 기간 동안 마모되거나 탈락되지 않고 지속적인 반사 성능을 확보할 수 있는 도료가 개발되어야 한다. 또한, 운전자 뿐만 아니라 야간이나 우천시에 차도를 횡단하는 보행자가 차선은 물론 건널목, 문자 기호 등 도로의 모든 노면표시를 확실히 식별하여 보행자의 안전을 도모할 수 있어야 한다.
본 발명의 일 실시예는, 축광(Phosphorescence), 형광(fluorescence), 재귀반사(retro-reflectance) 특성으로 전기적 디바이스 없이 야간 도로 시인성, 고가시성을 확보할 수 있도록 하는 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드 및 그의 제조방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드는, 기 설정된 발광 파장 대역의 광을 방출하기 위해 축광 기능을 가지는 도펀트를 형광체에 포함하고, 외부 자극에 의해 활성화되어 기설정된 잔광시간 동안 발광하는 형광체 입자; 및 상기 형광체 입자와 혼합되어 입사 광을 해당 광이 입사된 방향으로 반사시키는 비드 입자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 형광체 입자는, 상기 도펀트에 따라 상기 잔광 시간 및 파장이 조절되는 것을 특징으로 한다.
상기 형광체 입자는, 복합 산화물계의 모체 물질에 가시광 파장 대역의 광을 방출시키기 위해 적어도 하나 이상의 발광 이온을 도펀트로 사용하여 도핑하는 것을 특징으로 한다.
상기 발광 파장 대역이 청색인 경우에, 상기 모체 물질은 CaAl2O4, Sr2MgSi2O7, Sr2Al14O25 중 어느 하나를 사용하고, 상기 발광 이온은 Eu 원소를 포함하고, Nd, Dy 원소 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 발광 파장 대역이 녹색인 경우에, 상기 모체 물질은 BaAl2O4, Ca2MgSi2O7, SrAl2O4 중 어느 하나를 사용하고, 상기 발광 이온은 Eu 원소를 포함하고, Dy 원소를 선택적으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 발광 파장 대역이 적색인 경우에, 상기 모체 물질은 MgGeO3, MgSiO3, ZnGa2O4 중 어느 하나를 사용하고, 상기 발광 이온은 Mn, Bi, Cr 원소 중 적어도 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 비드 입자는, 발수성 표면 처리를 통한 수막현상 억제 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 비드 입자는, 유리 또는 세라믹 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 측면에 따른 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드의 제조 방법은, 복합 산화물계의 모체 물질에 가시광 파장 대역의 광을 방출시키기 위해 적어도 하나 이상의 발광 이온을 도펀트로 사용하고, 혼합 반응을 촉진시키는 융제(flux)를 첨가하여 형광체 입자를 생성하는 단계; 상기 형광체 입자와 기설정된 혼합 비율로 혼합되는 비드 입자를 준비하는 단계; 및 상기 비드 입자를 가열하여 용융시키고, 연화점(Softening Point)에서 상기 용융된 비드 입자의 내측에 상기 형광체 입자가 내재되도록 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 융제는, H3BO3, B2O3, SrCl2, BaC12, NH4Cl, Bi2O3, Li2SO4, Li2CO3 중 적어도 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 형광체 입자와 비드 입자의 혼합 비율은 1~5:99~95의 중량 비율로 하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면 태양광이나 조명 등의 광자극을 받아 축광(Phosphorescence), 형광(fluorescence), 재귀반사(retro-reflectance) 특성으로 전기적 디바이스 없이 우천이나 야간시에 도로의 시인성, 고가시성을 확보할 수 있고, 악천후나 야간 운전 시에도 차선을 명확하게 인식할 수 있으며, 운전자 뿐만 아니라 보행자의 안전을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드의 반사 구조를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드가 도로의 차선에 적용된 상태를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드가 적용된 도로에서의 자율주행 차량의 차선 인식 과정을 설명하는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드의 구조를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드의 반사 구조를 설명하는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드가 도로의 차선에 적용된 상태를 설명하는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 글래스 비드(100)는 글래스 비드(100)의 휘도를 개선하는 형광체 입자(110) 및 비드 입자(120)를 포함하며, 비드 입자(120)의 내측에 형광체 입자(110)가 위치되도록 이루어진다.
형광체 입자(110)는 기 설정된 발광 파장 대역의 광을 방출하기 위해 축광 기능을 가지는 도펀트를 형광체에 포함하고, 외부 자극에 의해 활성화되어 기설정된 잔광시간 동안 발광한다. 형광체 입자(110)는 도핑되는 도펀트에 따라 잔광 시간이 결정되고, 가시광 파장 대역 중 청색, 녹색, 적색 중 어느 하나의 파장 대역의 광을 발광하게 된다.
이러한 형광체 입자는 복합 산화물계의 모체 물질에 가시광 파장 대역의 광을 방출시키기 위해 적어도 하나 이상의 발광 이온을 도펀트로 사용하여 도핑되고, 융제를 첨가하여 혼합물의 결정성이나 수율이 향상될 수 있도록 한다.
발광 파장 대역이 청색인 경우에, 형광체 입자(110)의 모체 물질은 CaAl2O4, Sr2MgSi2O7, Sr2Al14O25 중 어느 하나를 사용하고, 발광 이온은 Eu 원소를 포함하고, Nd, Dy 원소 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
(CaAl2O4: Eu, Nd)의 형광체 입자(110)는 5시간 이상의 잔광 시간 및 440nm의 발광 파장 대역으로 발광하고, (Sr2MgSi2O7: Eu, Dy)의 형광체 입자(110)는 10시간 이상의 잔광 시간 및 460nm의 발광 파장 대역으로 발광하며, (Sr2Al14O25: Eu, Dy)의 형광체 입자(110)는 20시간 이상의 잔광 시간 및 490nm의 발광 파장 대역으로 발광한다.
발광 파장 대역이 녹색인 경우에, 형광체 입자(110)의 모체 물질은 BaAl2O4, Ca2MgSi2O7, SrAl2O4 중 어느 하나를 사용하고, 발광 이온은 Eu 원소를 포함하고, Dy 원소를 선택적으로 사용할 수 있다.
(BaAl2O4: Eu, Dy)의 형광체 입자(110)는 2시간 이상의 잔광 시간 및 500nm의 발광 파장 대역으로 발광하고, (Ca2MgSi2O7: Eu)의 형광체 입자(110)는 12시간 이상의 잔광 시간 및 535nm의 발광 파장 대역으로 발광하며, (SrAl2O4: Eu, Dy)의 형광체 입자(110)는 30시간 이상의 잔광 시간 및 520nm의 발광 파장 대역으로 발광한다.
발광 파장 대역이 적색인 경우에, 형광체 입자(110)의 모체 물질은 MgGeO3, MgSiO3, ZnGa2O4 중 어느 하나를 사용하고, 발광 이온은 Mn, Bi, Cr 원소 중 적어도 하나 이상을 사용할 수 있다.
(MgGeO3: Mn, Bi)의 형광체 입자(110)는 2시간 이상의 잔광 시간 및 660nm의 발광 파장 대역으로 발광하고, (MgSiO3: Eu)의 형광체 입자(110)는 4시간 이상의 잔광 시간 및 665nm의 발광 파장 대역으로 발광하며, (ZnGa2O4: Cr, Bi)의 형광체 입자(110)는 2시간 이상의 잔광 시간 및 695nm의 발광 파장 대역으로 발광한다.
이러한 형광체 입자(110)를 포함하는 글래스 비드(100)가 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 차선 표시용 도료 등에 사용될 경우, 광자극을 받아 축광(Phosphorescence), 형광(fluorescence), 재귀반사(retro-reflectance) 특성을 가지고 있어 차량의 헤드라이트(Headlight)로부터 조사된 광을 입사하여 가시광 파장 대역의 광을 광이 입사된 방향으로 다시 반사시킬 뿐만 아니라 청색, 녹색, 적색 등의 광을 자체 발광하게 된다.
비드 입자(120)는 유리 또는 세라믹 재질로 구성되며, 1.7 이상의 높을 굴절률을 갖는다. 비드 입자(120)는 높은 굴절률을 이용하여 광원으로부터 입사된 입사광을 굴절시킴으로써, 글래스 비드(100)가 광을 다시 광원이 위치한 방향으로 출력시키도록 한다.
글래스 비드(100)는 발수성 표면 처리를 통한 수막현상 억제 기능을 구현할 수 있는데, 발수 화합물 등의 코팅제를 이용하여 코팅하여 노면 표시의 시인성을 강화할 수 있고, 우천시 운전이나 보행에 안전성을 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드의 제조방법을 도시한 순서도이다.
제조장치(미도시) 등이 가넷 계열 형광체에 도펀트가 도핑된 형광체 입자(110)를 준비한다(S10). 형광체 입자(110)는 복합 산화물계의 모체 물질에 가시광 파장 대역의 광을 방출시키기 위해 적어도 하나 이상의 발광 이온을 도펀트로 사용하고, 혼합물의 반응을 촉진시키는 융제(flux)를 첨가한다(S20).
이때, 융제는 H3BO3, B2O3, SrCl2, BaC12, NH4Cl, Bi2O3, Li2SO4, Li2CO3 중 적어도 하나 이상을 사용하는데, 글래스 비드(100)의 결정성과 수율을 향상시킬 수 있다.
글래스 비드(100)의 발광 파장 대역을 청색으로 할 경우에, (CaAl2O4: Eu, Nd), (Sr2MgSi2O7: Eu, Dy), (Sr2Al14O25: Eu, Dy) 중 어느 하나의 형광체 입자(110)에 H3BO3와 B2O3의 융제를 첨가한다.
글래스 비드(100)의 발광 파장 대역을 녹색으로 할 경우에, (BaAl2O4: Eu, Dy), (Ca2MgSi2O7: Eu), (SrAl2O4: Eu, Dy) 중 어느 하나의 형광체 입자(110)에 SrCl2, BaC12, NH4Cl의 융제를 첨가한다.
글래스 비드(100)의 발광 파장 대역을 적색으로 할 경우에, (MgGeO3: Mn, Bi), (MgSiO3: Eu), (ZnGa2O4: Cr, Bi) 중 어느 하나의 형광체 입자(110)에 Bi2O3, Li2SO4, Li2CO3 의 융제를 첨가한다.
제조 장치는 고굴절율을 가지는 비드 입자(120)를 준비하는데(S30), 형광체 입자(110)와 비드 입자(120)는 기설정된 혼합 비율, 즉 1~5 : 99~95의 중량 비율로 준비한다. 이때, 비드 입자(120)는 유리 또는 세라믹 재질로 구성될 수 있으며, 비드 입자(120) 제조시 굴절률 및 내구성 향상을 위해 PbO, BaO, K2O, Al2O3, R2O 등이 포함될 수 있다.
제조 장치는 고온에서 비드 입자(120)를 가열하여 용융시키고, 연화점(Softening Point)에서 용융된 비드 입자(120)의 외측이나 내측에 형광체 입자(110)가 내재되도록 혼합한다(S30).
이렇게 형광체 입자(110)와 비드 입자(120)를 혼합함으로써, 비드 입자(120)의 외측 또는 내측에 형광체 입자(110)가 내재되고, 형광체 입자(110)에 도핑되는 도펀트가 모체 물질과 화학적으로 결합하여 일정 시간 이상의 잔광 시간과 특정한 발광 파장 대역을 갖는 글래스 비드(100)가 생성된다.
이러한 과정에 의해 제조되는 글래스 비드(100)는 1.7 이상의 굴절율을 가지고 도로의 차선, 지시선, 방향선 등과 같은 노면 표시제의 도료 등의 성분 내에 포함된다.
배경기술에서 언급했듯이, 자율주행 차량의 핵심 기술은 차량이 주행차로의 차선을 인식함으로써 운전자에게 차선이탈을 경고하거나 차량이 차선을 유지할 수 있도록 하는 것이다. 이를 위해서는 어떠한 환경에서도 차량이 차선을 명확히 인식하여 주행을 제어할 수 있도록 해야한다. 따라서, 광자극에 의해 자체 발광하는 글래스 비드(100)를 주행도로의 차선 도료 성분 내에 적용하면, 야간이나 우천시에 차선에 대한 시인성이 향상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드가 적용된 도로에서의 자율주행 차량의 차선 인식 과정을 설명하는 도면이다.
차선(310)은 도로 주행중인 차량이 안전하게 이동할 수 있도록 방향을 안내하는 역할을 한다. 차선(310)은 외부 자극에 감응하여 자체 발광하는 글래스 비드(100)를 포함하는 도료 등에 의해 도로 상에 표기된다.
글래스 비드(100)는 차선(310)의 도료 성분 내에 포함됨으로써, 우천시나 야간 환경에서도 차선 인식 장치(330), 운전자 또는 보행자가 차선(310)을 정확하게 인식할 수 있도록 한다. 글래스 비드(100)는 차량(320) 내 광원으로부터 조사되는 광을 수광하여 광원이 위치한 방향으로 다시 반사시킨다. 글래스 비드(100)로부터 반사된 가시광 파장 대역은 광원의 주변부에 배치된 차선 인식 장치(330)로 입력되며, 이에 따라, 차선 인식 장치(330)는 주행 도로의 차선(310)을 인식할 수 있다.
자율주행 차량(320, 이하, '차량'으로 약칭함)은 차선 인식 장치(330)로부터 제공되는 차선 정보를 수신하여, 주행을 제어한다. 차선 인식 장치(330)가 인식한 차선(310)을 토대로 차량(320)은 차량(320)의 주행 방향을 결정한다. 또한, 차선 인식 장치(330)가 차량(320)이 차선(310)을 벗어난 것으로 판단한 경우, 차량(320)은 주행부(미도시)를 제어함으로써 차량(320)이 차선(310) 내로 들어올 수 있도록 한다.
차선 인식 장치(330)는 도로의 전방을 촬영하고, 차선(310) 내 글래스 비드(100)로부터 반사되는 가시광 파장 대역을 감지함으로써 차선(310)을 인식한다. 차선 인식 장치(330)는 주행도로의 차선(310)을 실시간으로 차량(320) 또는 차량(320)을 운전하는 운전자에게 제공함으로써, 차량(320)이 차선(310)을 이탈하였거나 차선(310)의 지시 방향이 달라진 경우 차량(320) 또는 차량(320) 내 탑승한 운전자가 차량(320)의 주행을 제어할 수 있도록 한다. 차선 인식 장치(330)는 차량(320) 내 또는 광원의 주변부에 구비됨으로써 차선(310)을 인식한다.
태양광이나 조명, 전조등 등의 광자극을 받아 축광(Phosphorescence), 형광(fluorescence), 재귀반사(retro-reflectance) 특성으로 전기적 디바이스 없이 야간이나 우천시 도로 시인성, 고가시성을 확보할 수 있 글래스 비드를 차선에 적용함으로써, 악천후나 야간 운전 시에도 차선을 명확하게 인식할 수 있고, 표면을 발수 처리하여 우천시에도 휘도와 축광 유지 성능을 좀더 향상시킬 수 있다.
이러한 글래스 비드(100)는 차량에 장착된 차선 인식 장치(330) 뿐만 아니라 차선이나 노면 표시, 안내표지판, 지시표지, 위험 표지 등의 도로 안전 표지판 등에 적용되어 야간에 자체 발광하므로 차량(320)을 운행하는 운전자와 보행자도 차선이나 노면 표시를 명확하게 인지할 수 있도록 한다.
도 4에서는 각 단계를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 4에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 4는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 글래스 비드
110: 형광체 입자
120: 비드 입자
310: 차선
320: 자율주행 차량
330: 차선 인식 장치

Claims (15)

  1. 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드에 있어서,
    기 설정된 발광 파장 대역의 광을 방출하기 위해 축광 기능을 가지는 도펀트를 형광체에 포함하고, 외부 자극에 의해 활성화되어 기설정된 잔광시간 동안 발광하는 형광체 입자로서, 상기 형광체 입자는 상기 도펀트에 따라 상기 잔광시간 및 파장이 조절되고,
    상기 형광체 입자와 혼합되어 입사 광을 해당 광이 입사된 방향으로 반사시키는 비드 입자를 포함하되, 상기 비드 입자는 유리 또는 세라믹 재질로 구성되는 것을 특징으로 하며,
    상기 형광체 입자와 비드 입자는 1~5:99~95의 중량 비율로 혼합되고, 상기 비드 입자의 내측에 상기 형광체 입자가 위치되도록 구성되어 있으며,
    상기 글래스 비드는,
    발수성 표면 처리를 통한 수막현상 억제 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 형광체 입자는,
    복합 산화물계의 모체 물질에 가시광 파장 대역의 광을 방출시키기 위해 적어도 하나 이상의 발광 이온을 도펀트로 사용하여 도핑하는 것을 특징으로 하는 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 발광 파장 대역이 청색인 경우에, 상기 모체 물질은 CaAl2O4, Sr2MgSi2O7, Sr2Al14O25 중 어느 하나를 사용하고, 상기 발광 이온은 Eu 원소를 포함하고, Nd, Dy 원소 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 발광 파장 대역이 녹색인 경우에, 상기 모체 물질은 BaAl2O4, Ca2MgSi2O7, SrAl2O4 중 어느 하나를 사용하고, 상기 발광 이온은 Eu 원소를 포함하고, Dy 원소를 선택적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 발광 파장 대역이 적색인 경우에, 상기 모체 물질은 MgGeO3, MgSiO3, ZnGa2O4 중 어느 하나를 사용하고, 상기 발광 이온은 Mn, Bi, Cr 원소 중 적어도 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드를 제조하는 과정에 있어서,
    복합 산화물계의 모체 물질에 가시광 파장 대역의 광을 방출시키기 위해 적어도 하나 이상의 발광 이온을 도펀트로 사용하고, 혼합 반응을 촉진시키는 융제(Flux)를 첨가하여 형광체 입자를 생성하는 단계;
    상기 형광체 입자와 기설정된 혼합 비율로 혼합되는 비드 입자를 준비하는 단계; 및
    상기 비드 입자를 가열하여 용융시키고, 연화점(Softening Point)에서 상기 용융된 비드 입자의 내측에 상기 형광체 입자가 내재되도록 혼합하는 단계를 포함하고,
    상기 형광체 입자와 비드 입자의 혼합 비율은 1~5:99~95의 중량 비율이며,
    상기 형광체 입자는 도핑되는 도펀트에 따라 잔광시간 및 파장이 조절되고,
    상기 융제는,
    H3BO3, B2O3, SrCl2, BaC12, NH4Cl, Bi2O3, Li2SO4, Li2CO3 중 적어도 하나 이상을 사용하되, 발광 파장 대역이 청색인 경우에는 H3BO3, B2O3의 융제를 첨가하고, 발광 파장 대역이 녹색인 경우에는 SrCl2, BaC12, NH4Cl의 융제를 첨가하며, 발광 파장 대역이 적색인 경우에는 Bi2O3, Li2SO4, Li2CO3의 융제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드의 제조 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서,
    상기 발광 파장 대역이 청색인 경우에, 상기 모체 물질은 CaAl2O4, Sr2MgSi2O7, Sr2Al14O25 중 어느 하나를 사용하고, 상기 발광 이온은 Eu 원소를 포함하고, Nd, Dy 원소 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드의 제조 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 발광 파장 대역이 녹색인 경우에, 상기 모체 물질은 BaAl2O4, Ca2MgSi2O7, SrAl2O4 중 어느 하나를 사용하고, 상기 발광 이온은 Eu 원소를 포함하고, Dy 원소를 선택적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드의 제조 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 발광 파장 대역이 적색인 경우에, 상기 모체 물질은 MgGeO3, MgSiO3, ZnGa2O4 중 어느 하나를 사용하고, 상기 발광 이온은 Mn, Bi, Cr 원소 중 적어도 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 외부 자극 감응 자체 발광형 글래스 비드의 제조 방법.
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