KR20190046597A

KR20190046597A - 발광 기구 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR20190046597A
Application number: KR1020180013597A
Authority: KR
Inventors: 신승균
Original assignee: 우광티엔씨(주)
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2018-02-02
Publication date: 2019-05-07
Also published as: KR101999983B1

Abstract

본 발명은 발광기구 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 축광물질과 투명수지를 포함하는 축광부재와 백색수지를 포함할 수 있으며, 발광기구의 프레임은 축광부재가 수용되는 발광부, 발광부를 지지하고 백색수지가 수용될 수 있는 받침부를 포함할 수 있으며, 축광물질이 발광부의 내측 표면에 인접하게 위치되도록 축광부재가 배치되어 발광효율을 높일 수 있다.

Description

발광 기구 및 이의 제조 방법{Luminescence Device and Its Manufacturing Method}

본 발명은 발광 기구 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

도로 등에 설치되는 야간 신호용 기구는 통상적으로 내부에 LED를 구비하여 이용되었다. 다만, LED는 수분에 약하여 고장이 잦고, 제조 비용이 크다는 단점이 있기 때문에 제조비용이 저렴하고 수분 등 외부환경에 의해 받는 영향을 최소화하는 발광기구의 필요성이 있다.

발광(發光, luminescence)은 형광(螢光)과 인광(燐光)을 포함하는 개념이다. 형광이란 어떤 형태의 에너지에 의해 자극을 받은 물질이 이 에너지를 변환하여 빛을 방출할 때 그 자극을 받고 있는 동안 발광하는 것을 말한다. 인광이란 어떤 형태의 에너지에 의해 자극을 받은 물질이 자극을 정지한 이후에도 발광하는 것을 말한다. 형광은 빛을 흡수한 물질 내 전자가 들뜬상태로 되었다가 곧 바닥상태로 돌아가면서 빛을 내지만, 인광은 들뜬 상태에서 준안정상태로 옮겨간 다음에 다시 바닥상태로 돌아가면서 내는 현상이므로 이런 발광시간의 차이가 난다.

축광의 사전적 의미는 빛을 저장하는 것을 의미하지만, 빛을 축적해 발광한다는 의미로 인광과 동의어로 쓰인다. 축광물질은 주재료로 황화아연 (ZnS계)과 알루민산스트론튬(SrAl₂O₄계)이 많이 사용된다.

한국등록특허공보 제10-1717763호(2017.03.13)

본 발명의 실시예들은, 축광물질이 발광부의 내측면에 인접하도록 형성해 수광 및 발광기능을 극대화한 발광기구를 제공하기 위함이다.

또한, 본 발명의 실시예들은 빛의 반사를 가능하게 하는 반사부재가 배치되어 외부광원에 대한 반사를 이용해 보행자에게 위치를 인지시키고 안전 보행을 유도하는 발광기구를 제공하기 위함이다.

또한, 본 발명의 실시예들은 축광물질의 입자크기를 적어도 2가지 이상으로 하여 축광물질의 밀도를 높여 수광 및 발광효과를 향상시킨 발광기구를 제공하기 위함이다.

또한, 본 발명의 실시예들은 발광부에 신호를 표시할 수 있는 신호표시부를 포함하여 신호용기구 또는 안내용 기구 등으로 쓰일 수 있는 발광기구를 제공하기 위함이다.

또한, 본 발명의 실시예들은 전술한 상기 발광기구를 제조하는 방법을 제공하기 위함이다.

본 발명의 일실시예에 따른 발광기구는, 축광물질과 투명수지를 포함하는 축광부재, 백색수지, 축광부재가 수용될 수 있는 발광부 및 발광부와 연결되어 발광부를 지지하고 백색수지가 내부에 수용될 수 있는 받침부를 포함하는 프레임을 포함하고, 축광부재 중 축광물질이 프레임의 발광부의 내측 표면에 인접하도록 배치되고, 상기 백색수지는 상기 축광부재를 밀폐하도록 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 발광기구는, 프레임의 표면에 빛의 반사가 가능한 반사부재가 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 발광기구는, 축광물질의 입자크기가 적어도 2가지 이상일 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 발광기구는, 발광부의 내측면 및 외측면 중 적어도 하나의 면에 신호를 표시할 수 있는 신호표시부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 발광기구는 축광물질과 투명수지를 교반하여 축광부재를 형성하고, 축광부재가 수용되는 발광부의 외측면을 아래로 향하게 하고, 축광부재를 발광부의 내부에 주입하고, 축광부재에 포함된 축광물질이 발광부의 내측면에 인접하게 위치하도록 축광부재를 배치시키고, 발광부와 연결되어 발광부를 지지하고 백색수지가 수용될 수 있는 받침부에 백색수지를 발광부와 받침부를 포함하는 프레임의 내부에 주입하여 굳히는 과정을 포함하여 제조될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 발광기구는, 프레임의 표면에 빛의 반사가 가능한 반사부재가 배치되는 과정을 더 포함하여 제조될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 발광기구는 축광물질의 입자크기가 적어도 2가지 이상으로 하여 제조될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 발광기구는 축광부재를 배치시키는 과정 중 축광부재에 진동을 부가하여 제조될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 축광물질을 이용하여 비용을 절감할 수 있고, 축광물질을 발광부의 내측면에 인접하도록 배치시켜 발광 기능을 최대화 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 반사부재를 배치하여 외부광원에 대한 반사를 이용하여 보행자에게 자신의 위치를 인지 시키고, 안전보행을 유도할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 축광물질들 간에 크기를 달리하여 축광물질의 밀도를 높여 발광기능을 최대화할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 발광부에 신호표시부를 더 포함한 발광기구를 신호용 또는 안내용 기구 등으로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 전술한 특징을 가지는 상기 발광기구의 제조방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 발광기구 제조방법에 반사부재를 더 포함하거나 축광물질의 크기를 적어도 2가지 이상으로 축광부재를 형성하거나 또는 축광부재에 진동을 부가하는 방법으로 발광효율을 높이는 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발광기구의 평면도(도 1(a))와 반사부재를 포함하는 발광기구의 평면도(도 1(b))
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발광기구의 단면도
도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 발광 기구의 축광물질을 확대한 도면
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 신호표시부를 포함한 발광기구의 사용 상태를 나타낸 도면
도 5은 본 발명의 일실시예에 따른 발광기구의 제조방법을 나타낸 도면
도 6은 입자의 크기가 적어도 2가지 이상인 축광물질을 이용하여 제조된 발광기구의 제조방법을 보충하여 설명하기 위한 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서,”포함” 또는 “구비”와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.

또한, "일측", "타측", "상부", "하부" 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시예의 구성 요소는 다양한 배향으로 위치 설정될 수 있으므로, 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발광기구의 평면도(도 1(a))와 반사부재를 포함하는 발광기구의 평면도(도 1(b))이다. 도 2는 본 발명의 일실시예인 발광기구의 단면도를 나타낸다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 프레임(100)은 축광부재(200)가 주입될 수 있는 발광부(110) 및 발광부(110)를 지지할 수 있고 백색수지(300)가 주입될 수 있는 받침부(120)를 포함할 수 있다. 축광물질(210)과 투명수지(220)가 교반되어 축광부재(200)가 형성될 수 있고, 축광부재(200)내의 축광물질(210)이 발광부(110)의 내측면에 인접하도록 위치될 수 있고, 백색수지(300)가 축광부재(200)와 맞닿도록 배치할 수 있다.

또한, 빛의 반사가 가능한 반사부재(400)가 프레임(100)의 표면에 배치될 수 있다.

발광부(110)의 내측면쪽으로 축광물질(210)이 편향될수록 축광물질(210)의 수광 및 발광효과를 극대화할 수 있다

축광부재(200)를 형성함에 있어서, 축광물질(210)은 28~50중량%을 포함하고 투명수지(220)는 50~72중량%를 포함하여 축광부재를 형성할 수 있다.

또한, 교반할 때 진공상태로 교반을 시행하게 되면 외부 공기의 유입을 방지할 수 있다.

또한, 백색수지(300)로 인해 축광부재(200)가 외부와 단절된 밀폐구조를 가지게 할 수 있고, 축광부재(200)가 단절됨으로써, 수분 및 외부환경에서 오는 영향을 차단할 수 있어 발광기구(10) 유지 측면에서 유리할 수 있다. 또한 백색수지(300)가 백색을 띄움에 따라 발광효율을 최대화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 축광물질(210)과 교반되는 투명수지(220)는 축광부재(200)의 수광 및 발광에 유리한 최적의 투명수지로 구성될 수 있으며, 예를 들면 에폭시, 우레탄 및 아크릴 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

또한, 반사부재(400)가 더 포함될 경우, 발광부(110)에서 빛을 내는 것에 그치지 않고 외부광원에 대한 반사를 이용하여 보행자에게 자신의 위치를 인지시키고 보행자에게 자신의 위치를 인지시킴에 따라 더욱 눈에 띄게 되어 안전보행을 유도하는 효과를 얻을 수 있다.

도 3는 축광부재(200)에 포함된 축광물질(210)이 입자의 크기가 적어도 2가지 이상인 경우를 나타낸 확대도이다. 도 3를 참조하면, 축광물질(210)은 다양한 크기의 다수의 입자로 형성될 수 있다. 축광물질(210)은 입자가 클수록 밝기가 크나, 큰 크기의 입자(약 400 ~ 500㎛)를 가지는 축광물질(211)로만 이루어질 경우, 발광 기구 내에 빈 공간이 많아져 발광 효율이 떨어지게 된다. 따라서, 큰 크기의 입자를 가지는 축광물질(211), 중간 크기의 입자를 가지는 축광물질(212)(약 150 ~ 200㎛) 및 작은 크기의 입자를 가지는 축광물질(213)(약 20 ~ 40㎛)을 적절히 교반하여 채워 넣음으로써, 빈 공간은 최소화하고 밀도를 최대화 하여 축광물질의 발광 효율을 최대화 할 수 있다. 상기에 제시된 축광물질의 크기는 예시일 뿐이며, 실시예에 따라 변화될 수 있음을 명확히 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예인 발광부(110)에 신호표시부(500)를 구비한 발광기구(10a, 10b)의 평면도이다. 도 4를 참조하면, 신호표시부(500)는 발광부(110)의 내측면 및 외측면 중 적어도 한 측면에 배치될 수 있으며, 외측면에 신호를 표시하는 방법으로는 신호용 스티커 부착, 외측면에 형광물질 도포하는 등 방식에 제한을 두지 않는다. 또한, 내측면에 신호를 표시하는 방법으로는 프레임(100)내에 발광부(110)를 형성할 때 신호 형상을 부가하여 형성하는 등 방식에 제한을 두지 않는다.

신호표시부(500)가 더 포함된 발광기구(10a, 10b)는 야간에도 식별이 용이한 신호용 기구로 활용할 수 있다, 단순히 발광만으로 안내하는 것에 그치지 않고, 사용자가 원하는 신호 또는 문구 등을 활용하여 실시예의 형태를 다양하게 할 수 있다.

도 5은 본 발명의 일실시예인 발광기구(10)의 제조방법을 나타낸다. 도 5을 참조하면, 축광물질(210)과 투명수지(220)이 교반되어 축광부재(200)를 형성하고, 프레임(100)의 발광부(110)를 아래쪽을 향하게 할 수 있다. (도 6(a)) 발광부(110)의 내부에 축광부재(200)를 주입하면서, (도 6(b)) 축광물질(210)이 발광부(110)의 내측면에 인접하게 위치하도록 축광부재를 배치시킬 수 있다. (도 6(c)) 축광부재(200)가 배치되면 축광부재(200)를 밀폐시키도록 백색수지(300)를 주입하여 굳힐 수 있다. (도 6(d)) 이렇게 제조된 발광기구(10)는 프레임(100)의 표면에 빛의 반사가 가능한 반사부재(400)가 더 포함될 수 있다. (도 6(e))

발광부(110)를 아래로 향하게 하여 축광부재(200)를 주입하면 축광물질(210)을 용이하게 발광부(110)의 내측면쪽으로 편향시킬수 있으며, 이로써, 발광부(110)의 내측표면에 축광물질(210)이 인접하게 위치되도록 축광부재(200)를 배치할 수 있다. 이에 따라 수광 및 발광효과 측면에서 유리하게 할 수 있다.

또한, 프레임(100)의 표면에 반사부재(400)가 더 포함되어 제조되면 외부 광원에 대한 반사를 이용해 보행자의 안전보행을 유도할 수도 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예인 축광물질(210)의 입자크기가 적어도 2가지 이상인 발광기구(10)의 확대 단면도이다. 도 6을 참조하면, 축광물질(210)의 입자의 크기가 적어도 2가지 이상인 경우에 입자의 크기가 다른 축광물질(211,212,213)이 (b)와 (c)의 과정을 거쳐 발광부(110)의 내측면에 인접하도록 배치될 수 있음을 나타낸다.

입자들의 크기가 적어도 2가지 이상인 경우, 입자들간에 빈공간을 최소화하여 축광물질(210)의 밀도를 높여 발광효율을 높일 수 있다. 이 때 큰 크기의 입자를 가지는 축광물질(211)은 약 70~80중량%, 중간 크기의 입자를 가지는 축광물질(212)는 13~27중량%, 작은 크기의 입자를 가지는 축광물질(213)은 3~7중량%가 될 수 있고, 이 비율은 축광물질(210)의 발광효율을 극대화할 수 있다. 작은 크기의 입자를 가지는 축광물질(213)의 중량%가 다른 축광물질(211, 212)의 중량%보다 많아지게 된다면 발광효율이 떨어질 수 있기 때문이다. 그 이유는 전술한 바와 같이 입자의 크기에 따라 수광 및 발광측면에서 유리하기 때문이다. 따라서 상대적으로 입자가 큰 축광물질이 많이 함유되고, 상대적으로 작은 입자를 가진 축광물질들이 그 사이를 채워줄 수 있는 역할을 가능하게끔 중량비를 선택할 수 있다.

예를 들어, 큰 크기의 입자를 가지는 축광물질(211) 및 중간 크기의 입자를 가지는 축광물질(212)만 혼합하는 경우 각각 80~90중량% 및 10~20중량%의 비율로 혼합할 수 있고, 큰 크기의 입자를 가지는 축광물질(211) 및 작은 크기의 입자를 가지는 축광물질(213)만 혼합하는 경우 각각 55~65중량% 및 35~45중량%의 비율로 축광물질은 혼합할 수 있고, 중간 크기의 입자를 가지는 축광물질(212) 및 작은 크기의 입자를 가지는 축광물질(213)만 혼합하는 경우에는 각각 65~75중량% 및 25~35중량%의 비율로 혼합할 수 있다.

또한, 도 5 및 도 6을 참조할 때, 축광부재(200)를 주입하여 축광물질(210)을 가라앉히는 과정에서 큰 크기의 입자를 가지는 축광물질(211), 중간크기의 입자를 가지는 축광물질(212) 및 작은 크기의 입자를 가지는 축광물질(213) 중 적어도 2개 이상의 축광물질(210)들 사이에 또는 2개 이상의 각각의 입자들 사이에 축광물질(210)들이 조밀하게 배치될 수 있도록 진동을 부가할 수 있다. 진동을 부가하는 방식에는 여러 가진(加振)장치가 사용될 수 있으며 제한을 두지 않는다. 따라서 후술하는 방식에 한정되지 않는다.

프레임(100)의 발광부(110)에 축광부재(200)가 수용된 후 상하진동을 할 수 있는 작업대에 프레임(100)을 놓고 진동을 가하면 진동을 받는 입자가 다른 축광물질(211,212,213)들은 큰 크기의 입자를 가지는 축광물질(211), 중간 크기의 입자를 가지는 축광물질(212) 및 작은 크기의 입자를 가지는 축광물질(213)중 적어도 1종류의 입자 사이에 위치하기 용이해지며, 발광부(110)의 내측면에 인접하게 위치한 축광물질(210)의 밀도를 높일 수 있어, 발광효과 향상을 기대할 수 있다.

구체적으로는 축광물질(210)이 무게별로 내측면에 가라앉는 과정 중 비중이 약 3~3.6인 축광물질(210)이 투명수지(220)보다 무거울 수 있으므로 큰 크기의 입자를 가진 축광물질(211)이 아래로 바열되고 중간 및 작은 크기의 입자를 가진 축광물질(212, 213)이 큰 크기의 입자를 가진 축광물질(211) 사이를 조밀하게 채우게 되면서 자연스럽게 내측면의 밀도가 높고 타측의 밀도가 낮아지게 되면서 축광부재(200)는 자연스럽게 밀도경사를 가질 수 있다. 상하진동을 인가하는 과정은 바람직하게는 약 5~10분이 소요될 수 있다.

또한 축광부재(200)에 상하진동을 가하는 과정이 끝나면, 초음파 진동을 인가할 수 있다. 초음파 진동을 인가하면 축광부재(200)에 존재하는 미세기포를 초음파 진동으로 증폭하여 폭발시켜 기포를 상승시켜 제거하는 역할을 할 수 있다. 이때 기포의 상승작용을 원활하게 하기 위해 온도 분위기를 약 40~90℃로 설정할 수 있다. 이때 초음파 진동을 인가하는 과정은 바람직하게 약 2~5분이 소요될 수 있다.

따라서 진동의 종류에 따라 입자를 정렬시키거나 기포를 제거할 수 있고, 진동을 인가함에 따라 입자들의 조밀도를 높일 수 있다.

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 프레임
110: 발광부
120: 받침부
200: 축광부재
210: 축광물질
211: 큰 크기의 입자를 가지는 축광물질
212: 중간 크기의 입자를 가지는 축광물질
213: 작은 크기의 입자를 가지는 축광물질
220: 투명수지
300: 백색수지
400: 반사부재
500: 신호표시부
10: 발광기구
10a: 발광기구
10b: 발광기구

Claims

축광물질과 투명수지를 포함하는 축광부재;
백색수지; 및
상기 축광부재가 수용될 수 있는 발광부 및 상기 발광부와 연결되어 상기 발광부를 지지하고 상기 백색수지가 내부에 수용될 수 있는 받침부를 포함하는 프레임; 을 포함하고,
상기 축광부재 중 상기 축광물질이 상기 프레임의 상기 발광부의 내측 표면에 인접하도록 배치되고,
상기 백색수지는 상기 축광부재를 밀폐하도록 배치된, 발광기구.
청구항 1에 있어서,
상기 프레임의 표면에 빛의 반사가 가능한 반사부재가 배치된, 발광기구.
청구항 1에 있어서,
상기 축광물질의 입자크기가 적어도 2가지 이상인, 발광기구.
청구항 1에 있어서,
상기 발광부의 내측면 및 외측면 중 적어도 하나의 면에 신호를 표시할 수 있는 신호표시부를 포함하는, 발광기구.
축광물질과 투명수지를 교반하여 축광부재를 형성하고,
상기 축광부재가 수용되는 발광부의 외측면을 아래로 향하게 하고,
상기 축광부재를 상기 발광부의 내부에 주입하고,
상기 축광부재에 포함된 상기 축광물질이 상기 발광부의 내측면에 인접하게 위치하도록 상기 축광부재를 배치시키고,
상기 발광부와 연결되어 상기 발광부를 지지하고 백색수지가 수용될 수 있는 받침부에 상기 백색수지를 상기 발광부와 상기 받침부를 포함하는 프레임의 내부에 주입하여 굳히는 과정을 포함하는, 발광기구의 제조방법.
청구항 5에 있어서,
상기 프레임의 표면에 빛의 반사가 가능한 반사부재가 배치되는 과정을 더 포함하는, 발광기구의 제조방법.
청구항 5에 있어서,
상기 축광물질의 입자크기가 적어도 2가지 이상인, 발광기구의 제조방법.
청구항 5에 있어서,
상기 축광부재를 배치시키는 과정 중 상기 축광부재에 진동을 부가하는, 발광기구의 제조방법.