KR20090053256A

KR20090053256A - 반사재 및 이를 채용한 반사체

Info

Publication number: KR20090053256A
Application number: KR1020070120001A
Authority: KR
Inventors: 김영식
Original assignee: 자화전자(주)
Priority date: 2007-11-23
Filing date: 2007-11-23
Publication date: 2009-05-27

Abstract

본 발명은 내열성, 내습성, 내광성 및 내식성이 우수한 광 반사재 및 이를 채용한 반사체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고분자 기재의 상부에 은이나 은을 주체로 하는 합금과 금속을 동시에 상층부, 하층부, 또는 상하층부에 박막 증착하여 내열성, 내습성, 내광성 및 내식성이 우수한 반사재 및 이를 채용한 반사체에 관한 것이다.

본 발명은 분자 기재와, 상기 고분자 기재의 상부에 형성되며 은 또는 은을 주체로 하는 합금으로 된 반사층과 상기 고분자 기재의 하부에 점착제 또는 접착제에 의해 부착된 지지체를 포함하는 것으로서, 상기 반사층은 상층부, 하층부 또는 상하층부가 농도구배를 갖도록 은이 아닌 다른 금속이 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 반사체를 제공한다.

반사재, 반사체, 농도구배, 리플렉터

Description

반사재 및 이를 채용한 반사체{Reflecting materials and refletor using the same reflecting materials}

일반적으로 반사재는 가격이 싸고, 제조가 용이하며, 내구성이 우수한 알루미늄(Al)이 주로 사용되고 있다. 이러한 알루미늄은 주로 판재나 증착 필름 등의 형태로서 형광등 또는 백열등의 경면반사체로 사용된다.

최근에는 가시광선영역 및 적외선영역에서 알루미늄보다 반사율이 높은 은(Ag)이 반사재로 각광받고 있으며, 이러한 은(Ag)은 높은 반사율을 필요로 하는 자동차의 램프 반사재 또는 액정표시장치의 백라이트 램프 반사재에 더욱 빈번하게 사용되고 있는 추세이다.

그러나 은(Ag)은 알루미늄에 비하여 대기 중에서 아황산가스 또는 황과 반응하여 흑색의 황화은을 생성하고, 오존과 반응하여 흑색의 산화은을 생성하며, 고온에서 오랜시간 방치할 경우 은이 자색으로 변하고, 상대습도가 높은 고온의 환경에서 장시간 방치할 경우 점형상의 백색점이 발생하여 반사율이 떨어지는 문제점이 있다.

또한 은(Ag)은 염수에서 장시간 침적할 경우 용해되거나 박리 응집이 발생하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 은으로 된 반사체의 상부에 금속층을 형성하여 반사율이 저하되는 것을 방지하지만 반사층과 금속층 사이가 박리되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 은이나 은을 주체로 하는 합금과 상층부, 하층부, 또는 상하층부에 금속을 고분자 기재상에 동시에 박막 증착하여 내열성, 내습성, 내광성 및 내식성이 우수한 반사재 및 이를 채용한 반사체를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명의 일측면에 의한 반사재는 고분자 기재와, 상기 고분자 기재의 상부에 형성되며 은 또는 은을 주체로 하는 합금으로 된 반사층을 포함하는 것으로서 상기 반사층은 상층부, 하층부 또는 상하층부가 농도구배를 갖도록 은이 아닌 다른 금속이 혼합되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 반사층에 농도구배를 갖도록 혼합되는 금속은 금(Au), 주석(Sn), 티탄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 구리(Cu), 아연(Zn), 니켈(Ni) 및 텅스텐(W) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 반사층은 은 또는 은을 주체로 하는 합금과 상기 반사층에 농도구배를 갖도록 혼합된 금속이 동시에 스퍼터링에 의해서 혼합되어 농도구배를 갖도록 형성된 것이 더욱 바람직하다.

아울러 상기 반사층의 상부에 적층된 보호층을 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 다른 측면에 의한 반사체는 고분자 기재와, 상기 고분자 기재의 상부에 형성되며 은 또는 은을 주체로 하는 합금으로 된 반사층과 상기 고분자 기재의 하부에 점착제 또는 접착제에 의해 부착된 지지체를 포함하는 것으로서, 상기 반사층은 상층부, 하층부 또는 상하층부가 농도구배를 갖도록 은이 아닌 다른 금속이 혼합되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 반사재 및 이를 채택한 반사체는 은이나 은을 주체로 하는 합금과 상층부, 하층부, 또는 상하층부에 이종의 금속이 고분자 기재상에 박막 증착되어 내광성, 내열성, 내습성 및 내식성이 우수한 효과가 있다.

상기 반사재 및 반사체의 우수한 효과를 구체적으로 나열하면 내광성에 있어서 의사태양광을 조사하여 상부의 표면온도가 80℃가 유지되도록 1000시간 동안 방치한 후 반사율을 측정하더라도 광열화 없이 반사율이 90% 이상이다.

또한, 내열성에 있어서 주변온도가 90℃가 유지되도록 1000시간 동안 방치한 후 반사율을 측정하더라도 자색의 변화없이 반사율이 90% 이상이다.

또한, 내습성에 있어서 주변온도가 60℃, 습도가 85%가 유지 되도록 500시간 동안 방치한 후 반사율을 측정하더라도 백색점의 발생없이 반사율이 90% 이상이다.

또한, 내식성에 있어서 5% NaCl수용액 중에 48시간 동안 방치한 후 반사율을 측정하더라도 용해되거나 박리 응집의 발생없이 반사율이 90% 이상이다.

아울러, 반사층에 금속이 농도구배를 갖도록 혼합되어 박막층을 형성하므로 층간의 박리가 발생하지 않게 된다.

이하, 본 발명에 따른 반사재 및 이를 채용한 반사체의 실시예들을 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반사재를 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반사재의 농도구배를 나타내는 그래프이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반사재의 다른 형태를 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반사재의 또 다른 형태를 나타내는 단면도이다.

먼저 본 발명의 실시예에 따른 반사재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate; 이하 "PET"라 함)로 이루어진 고분자 기재(10)와 고분자 기재(10)의 상부에 상층부가 티타늄과 혼합되어 농도구배를 갖도록 된 은(Ag)으로 이루어진 반사층(20)과 반사층(20)의 상부에 적층된 보호층(30)을 포함한다.

고분자 기재(10)는 유리 전이온도 및 결정화 온도가 실온보다 높고 평활한 표면을 가진 가요성 기재로서 하므로 본 실시예에서는 강도 및 내열성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate)를 사용한다. 또한 고분자 기재(10)로서 상기 특성을 만족하는 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리스틸렌(PS), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리아크릴레이트계 수지, 불소계 수지, 에폭시 수지, 셀룰로스계 수지 등을 사용할 수 있음은 물론이다. 여기서 상기 기재된 수지 외에 필요에 따라 다른 수지들을 사용할 수 있다. 상기 고분자 기 재(10)는 그 두께가 10~100㎛가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 25~75㎛인 것이 더욱 바람직하다. 또한 고분자 기재(10)는 500 내지 600 nm 파장의 반사율이 80% 이상인 것이 바람직하다. 아울러 고분자 기재(10)는 반사층의 형성을 용이하게 하고 표면 평활성을 높이는 등의 목적으로 기재의 표면을 수지도공에 의해 매트처리를 하거나 코로나 방전처리 또는 글로운 방전처리를 할 수 있다.

반사층(20)은 은(Ag)으로 이루어지며 상층부에 티타늄이 혼합되어 농도구배를 갖게 된다.

이러한 반사층(20)은 본 실시예에 있서는 은(Ag)으로 이루어져 있지만 필요에 따라 은(Ag)을 주체로 하고 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 철(Fe), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta), 크롬(Cr), 인듐(In), 네오디뮴(Nd), 망간(Mn), 티탄(Ti), 팔라듐(Pd) 등을 첨가할 수 있다. 이러한 금속의 첨가는 반사율이 크게 열화시키지 않도록 하기 위하여 그 양이 0.01~10 중량%가 바람직하고 0.1~5 중량%가 더욱 바람직하다.

또한 본 실시예에서는 반사층(20)의 상층부에 농도구배를 이루도록 티타늄을 혼합하였지만 필요에 따라 은 이외의 금속인 금(Au), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 구리(Cu), 아연(Zn), 니켈(Ni) 및 텅스텐(W) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있음은 물론이다. 아울러 본 실시예에서는 반사층(20)의 상층부에 은이 아닌 다른 금속이 농도구배를 갖도록 상층부에 형성되어 있지만 필요에 따라 하층부 또는 상층부와 하층부에 동시에 형성될 수 있음은 물론이다. 상기 실시예를 적용한 다른 형태인 상층부와 상층부 및 하층부가 동시에 농도구배가 형성된 것을 나타낸 것이 도 3과 도 4이다.

본 실시예에서 반사층(20)을 형성하는 방법으로는 스퍼터링법을 사용하고 있다. 본 실시예에서 사용되는 스퍼터링법은 고분자 기재(10)의 필름을 롤 투 롤(Roll to Roll)시스템을 이용하여 은 타겟과 티타늄 타겟을 동시에 스퍼터링하여 은 타겟과 티타늄 타겟을 중첩시키므로 고분자 기재상에 은과 티타늄이 농도구배를 이루도록 박막층을 형성하는 것이다. 이 때 박막층의 농도구배를 조절하기 위하여 타겟에서 방사되는 이온의 양을 조절하거나 격리막을 설치하여 플라즈마의 중첩범위를 조절할 수 있다. 본 실시예에서는 은으로 이루어진 영역의 상층부에 티타늄과 혼합영역이 형성되므로 필름이 진입하는 측에 은 타겟을 설치하고 진출하는 측에 티타늄 타겟을 설치한다. 따라서 필름이 이동하면서 먼저 고분자 기재상에 은 박막층이 형성되고 은 타겟에서 방사하는 이온과 티타늄 타겟에서 방사하는 이온이 중첩되는 구간이 발생하며 이 구간에서 혼합영역이 형성된다. 상기 스퍼터링시 가스는 헬륨, 네온, 아르곤 등을 사용하는 것이 바람직하고, 순도 99% 이상의 아르곤 가스를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

여기서 스퍼터링법 외에 일반적으로 고분자 기재(10)상에 반사층(20)을 형성하는 방법으로는 도금법, 진공증착법, 스퍼터링법, 이온화 증착법, 이온 클러스터 빔 증착법 등을 이용할 수 있음은 물론이다.

보호층(30)은 투명 고분자 필름으로서 반사층을 대기 중에 노출시키지 않으므로 황화 및 산화를 방지하고 고온 및 고습의 환경에서 고반사율을 유지할 수 있도록 한다. 상기 보호층은 반사층면에 습식코팅할 수 있으며, 그 코팅방법으로는 플로팅 코터, 립 코터, 그라비아 코터 및 콤마 코팅을 사용할 수 있으며, 반사율을 크게 저하시키지 않게 하기 위하여 그 두께는 100nm 내지 1000nm가 바람직하다.

한편 보호층(30)은 투명의 금속 산화물을 사용할 수 있으며 그 두께는 반사율을 저하시키지 않도록 그 두께가 3nm 내지 100nm인 것이 바람직하다. 또한 이 때 투명의 금속 산화물로서는 인듐, 티탄, 주석, 아연, 마그네슘, 규소, 니켈 또는 비스무스 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 반사체를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반사체를 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 반사체는 반사재와 상기 반사재의 하부에 접착제(40)에 의해 부착된 지지체(50)를 포함한다.

여기서 반사재는 상술한 바와 같이 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate; 이하 "PET"라 함)로 이루어진 고분자 기재(10)와 고분자 기재(10)의 상부에 상층부가 티타늄과 혼합되어 농도구배를 갖도록 된 은(Ag)으로 이루어진 반사층(20)과 반사층(20)의 상부에 적층된 보호층(30)을 포함한다.

본 실시예에서의 반사체에 채용되는 반사재는 이미 상술한 바와 같으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

지지체(50)는 고분자 기재(10)의 하부에 접착제(40)에 의해 부착 설치되며 재질은 알루미늄(Al), 철(Fe), 스테인레스(stainless), 동(Cu) 등으로 이루어지며 그 두께는 강도와 구부림 가공의 작업성을 위하여 0.05mm 내지 2.0mm 인 것이 바람 직하다.

또한 고분자 기재(10)와 지지체(50)를 부착시키는 접착제(40)는 실리콘계, 폴리에스테르계, 에폭시계, 아크릴계, 폴리우레탄계 또는 시아노아크릴레이트 등이 바람직하다. 또한 접착방식으로서는 열경화형, UV경화형 또는 핫멜팅형이 바람직하다. 아울러 접착제를 도포하는 방법으로는 플로팅코터, 립코터, 그라비아코터 또는 콤마코터 등이 바람직하다. 여기서 접착제(40)의 두께는 5㎛ 내지 500㎛가 바람직하다. 여기서 상기 고분자 기재(10)와 지지체(50)를 부착시키기 위하여 탈부착이 가능하도록 점착제를 쓸 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반사재를 나타내는 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반사재의 농도구배를 나타내는 그래프이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반사재의 다른 형태를 나타내는 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반사재의 또 다른 형태를 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 고분자 기재 20, 20a, 20b : 반사층

30 : 보호층 40 : 접착제

50 : 지지체

Claims

고분자 기재와, 상기 고분자 기재의 상부에 형성되며 은 또는 은을 주체로 하는 합금으로 된 반사층을 포함하는 반사재에 있어서,

상기 반사층은 상층부, 하층부 또는 상하층부가 농도구배를 갖도록 은이 아닌 다른 금속이 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 반사재.
제1항에 있어서,

상기 반사층에 농도구배를 갖도록 혼합되는 금속은 금(Au), 주석(Sn), 티탄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 구리(Cu), 아연(Zn), 니켈(Ni) 및 텅스텐(W) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사재.
제1항에 있어서,

상기 반사층은 은 또는 은을 주체로 하는 합금과 상기 반사층에 농도구배를 갖도록 혼합된 금속이 동시에 스퍼터링에 의해서 혼합되어 농도구배를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 반사재.
제1항에 있어서,

상기 반사층의 상부에 적층된 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사재 .
고분자 기재와, 상기 고분자 기재의 상부에 형성되며 은 또는 은을 주체로 하는 합금으로 된 반사층과 상기 고분자 기재의 하부에 점착제 또는 접착제에 의해 부착된 지지체를 포함하는 반사체에 있어서,

상기 반사층은 상층부, 하층부 또는 상하층부가 농도구배를 갖도록 금속이 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 반사체.