KR20210090359A - 광 제어 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 제어 장치 제조 방법에 관한 것으로, 복수의 광투과성섬유부재를 제조하는 단계, 복수의 광투과성섬유부재들 사이 공간에 광불투과성부재를 배열한 구조인 복합 적층체를 제조하는 단계 및 복합 적층체를 절단하여 절단체를 제조하는 단계를 포함한다.

Description

광 제어 장치 및 그 제조방법{LIGHT CONTROL DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 광 제어 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 평행하게 배치된 광투과성섬유부재들 사이의 공간에 광불투과성부재를 배열한 구조인 복합 적층체를 제조하고, 이렇게 제조된 복합 적층체를 절단하여 광 제어 장치를 제조하는 방법 및 이러한 방식으로 제조된 광 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 광(光, 빛)이란 가시광선을 의미하지만, 과학적으로는 눈에 보이지 않는 전자기파인 적외선, 자외선, 엑스선, 감마선 등도 넓은 의미에서 광 또는 빛이라 한다. 인간은 이러한 광의 직진성을 이용하여 정보를 얻고 있다.
광 제어 장치란 빛을 차단하는 광불투과성부재와 빛의 대부분을 통과시키는 광투과성부재가 번갈아 배치되어 원하는 방향으로의 빛만을 투과하여 목적한 위치가 아닌 곳에서 빛에 의한 정보 전달을 차단하고, 목적한 곳에서의 빛에 의한 정보 전달을 최대화하기 위한 장치이다.
본 발명에서 광 제어 장치는 사용하는 목적에 따라 시야각 제한 필름, 눈부심 방지 그리드, 엑스레이(X-ray) 그리드 등으로 분류할 수 있다. 첫째로, 시야각 제한 필름 및 눈부심 방지 그리드는 모니터와 같은 광원에서 출발한 빛이 시트를 통하여 작업자에게만 정보를 전달하기 위한 목적으로 사용된다. 둘째로, 엑스레이 그리드 시트는 점광원에서 출발하여 시료를 거쳐 투과한 빛이 시트를 지나 감광센서에 도달하는 것이 감지되고, 시료를 거쳐 반사되거나 산란되는 빛을 차단시키고자 하는 것을 목적으로 사용된다.
도 1은 종래의 광 제어 장치의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
광 제어 장치를 제조하는 방법에는 적층체 절단 방식과 광투과성부재 시트에 일정한 홈을 만들어 광불투과성부재를 채워서 제조하는 방식 등이 있을 수 있다. 도 1의 (a) 내지 (d)는 적층체 절단 방식을 나타내고, 도 1의 (e) 및 (f)는 광불투과성부재를 홈에 채워서 제조하는 방식을 나타낸다.
종래의 광 제어 장치는 도 1의 (a) 내지 (d)를 참조하면, 광투과성부재(1)와 광불투과성부재(2)를 교번적으로 적층하여 적층체(10)를 제조할 수 있다. 제조한 적층체(10)를 절단한 시트 형상의 절단체(11)를 제조한 후, 다시 광불투과성부재(2)와 교번적으로 한겹씩 적층하여 격자형 적층체(20)를 제조할 수 있다. 이러한 격자형 적층체(20)를 적층한 방향에 대해 수직인 방향으로 절단하여 광 제어 장치인 필름형 절단체를 제조할 수 있다.
한편, 도 1의 (e) 및 (f)를 참조하면, 종래의 광 제어 장치는 단일 또는 다수의 날을 포함한 스탬프(30) 또는 롤러(40)를 이용하여 잉크 코팅형 필름(50)을 제조할 수 있다. 잉크 코팅형 필름(50)은 광투과성재료(51)와 광불투과성재료(53)가 교번적으로 배열될 수 있다. 구체적으로, 스탬프(30) 또는 롤러(40)에 광불투과성부재(53)를 도포하고, 스탬프(30) 또는 롤러(40)를 광투과성부재인 투명필름(60)의 판면에 접촉하여 투명필름(60)에 슬릿을 형성한 후 슬릿에 광불투과성재료(53)를 채우는 방법 등으로 잉크 코팅형 필름(50)을 제조할 수 있다.
이러한 종래의 광 제어 장치 제조 방법은 광투과성재료와 광불투과성재료를 하나씩 교번적으로 적층 공정 후 절단 공정이 이루어져야 하기 때문에 정밀한 기술이 요구되고, 제조 공정이 복잡한 문제가 있다. 이에 따라 광 제어 장치의 생산성 저하와 가격 상승을 초래하는 문제가 있다.
한국 공개특허공보 제10-2004-0076262호: 보안필름(2005.01.17) 미국 등록특허공보 2,053,173: Shadow producing screen for luminous projections and other applications and process for its manufacture(1936.09.01) 한국 등록특허공보 제10-0753591호: 디스플레이 장치용 보안필름 및 그 제조방법(2007.08.23) PCT 국제출원 공개공보 WO/2016/003669: 360 DEGREE PRIVACY FILM(2016.01.07)
본 발명은 전술한 문제점을 해결한 것으로서, 다음과 같은 해결 과제를 목적으로 한다.
복수의 광투과성섬유부재들 사이 공간에 광불투과성부재를 배열한 구조인 복합 적층체를 제조하여 종래의 격자형 광 제어 장치의 구조를 대체하고, 간단한 방법으로 복합 적층체를 제조하여 용이하게 광 제어 장치를 제조할 수 있다.
전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 복수의 광투과성섬유부재를 제조하고, 복수의 광투과성섬유부재들 사이 공간에 광불투과성부재를 배열한 구조인 복합 적층체를 제조하며, 제조한 복합 적층체를 절단하여 절단체를 제조할 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 적층체는 종래의 광투과성부재와 광불투과성부재를 교대로 배치하거나 광투과성부재와 광불투과성부재가 교대로 배치된 적층체를 광투과성부재와 광불투과성부재가 교대로 배치된 방향과 수직으로 절단하여 제작한 절단체를 제작하고 다시 상기 절단체와 광불투과성부재를 교대로 배치하는 과정으로 제작하는 공정보다 간단한 공정으로 제조할 수 있다.
본 발명은 복합 적층체를 기존의 방법보다 더 간단하게 제조하여 효율적인 광 제어 장치 제조 방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 복수의 광투과성섬유부재들 사이 공간에 광불투과성부재를 배열한 구조인 복합 적층체를 제조하여 광투과성부재 및 광불투과성부재를 효율적으로 활용할 수 있고, 제조 과정을 단축시킬 수 있으며, 신뢰성을 갖는 정밀한 광 제어 장치를 제조할 수 있는 광 제어 장치 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 개시된 다양한 광 제어 장치의 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 광투과성부재와 광불투과성부재를 이용하여 적층체를 제작하는 다양한 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 적층체 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 복합 적층체 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 적층체를 이용하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 제어 장치 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 제어 장치 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광 제어 장치 제조 방법을 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
광 제어 장치란 빛을 차단하는 광불투과성부재와 빛의 대부분을 통과시키는 광투과성부재가 번갈아 배치되어 원하는 방향으로의 빛만을 투과하여 목적한 위치가 아닌 곳에서 빛에 의한 정보 전달을 차단하고, 목적한 곳에서의 빛에 의한 정보 전달을 최대화하기 위한 장치이다.
본 발명에서 광 제어장치는 첫째로, 광원에서 출발한 빛이 장치를 통하여 작업자에게만 정보를 전달하기 위한 목적으로 사용될 수 있다. 구체적으로 광 제어 장치는 컴퓨터 모니터나 휴대전화, 디지털 도어락, 자동차 전면 보호 필름, 광제어 모기장 등 사람의 시야에서 사용될 수 있다.
둘째로, 광 제어 장치는 점광원에서 출발하여 시료를 거쳐 투과한 빛이 시트를 지나 감광센서에 도달하는 것이 감지되고, 시료를 거쳐 반사되거나 산란되는 빛을 차단시키고자 하는 것을 목적으로 엑스레이 그리드로 사용될 수 있다.
이러한 광 제어 장치는 사용 목적에 따라 통과하는 빛의 종류가 다르고 빛의 진행 방향은 반대일 수 있지만, 광투과성부재와 광불투과성부재가 교대로 배치되는 점에서 구조적으로 유사하다.
도 2는 광투과성부재(1)와 광불투과성부재(2)를 이용하여 적층체를 제작하는 다양한 예를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 광투과성부재(1)와 광불투과성부재(2)를 이용하여 다양한 적층체를 제조할 수 있다.
구체적으로 도 2의 (a)를 참조하면, 적층체(10)는 적층체(10)의 상부 절단면에서 바라보면 가로 방향에서는 광투과성부재(1)와 광불투과성부재(2)가 교대로 배열되지만, 세로 방향에서는 광투과성부재(1)나 광불투과성부재(2) 한가지의 부재만이 배열되도록 형성될 수 있다. 이렇게 어느 한 방향에서 광투과성부재(1)만이 존재하는 부분이 있는 적층체(10)를 단순 적층체라고 한다.
한편 도 2의 (b) 및 (c)를 참조하면, 적층체(20, 30)는 적층체(20, 30)의 상부 절단면에서 바라보면 가로 방향 및 세로 방향 중 어느 방향에서도, 광불투과성부재(2)만이 존재하는 부분은 있지만, 광투과성부재(1)만이 존재하는 부분은 없다. 즉, 어느 한 방향에서도 광투과성부재(1)와 광불투과성부재(2)가 교대로 배열되도록 형성된 적층체(20, 30)를 복합 적층체라고 한다.
복합 적층체(20)는 도 2의 (b)와 같이 단순 적층체(10)에서 광투과성부재(1)와 광불투과성부재(2)가 교대로 배치되도록 절단하여 만든 시트를 다시 광불투과성부재(2) 시트와 교대로 적층하여 단순 적층체(10)에 비하여 가로나 세로 방향의 보안성을 향상시킨 격자형 적층체(20)로 형성될 수 있다.
또한, 복합 적층체(30)는 도 2의 (c)와 같이 섬유상의 광투과성부재(1)가 수평하게 고정되고, 나머지 공간에 광불투과성부재(2)가 존재하여 격자형 적층체(20)와 기능이 유사하지만 제작이 간편한 섬유형 적층체(30)로 형성될 수 있다.
도 1의 (a) 및 (b)를 참조하면, 종래의 광 제어 장치를 제조하기 위한 단순 적층체(10)는 수평면에 광불투과성부재(2)와 광투과성부재(1)를 교대로 적층하여 제조되었다. 도 1의 (c) 및 (d)를 참조하면, 종래의 광 제어 장치를 제조하기 위한 격자형 적층체(20)는 수평으로 광투과성부재(1)와 광불투과성부재(2)를 교대로 적층한 적층체(10)를 수직으로 절단하여 광투과성부재(1)와 광불투과성부재(2)가 교대로 배치된 얇은 필름 형태의 절단체(11)를 제작하고, 상기 절단체(11)와 광불투과성부재(2)를 교대로 적층하여 제조되었다.
이러한 종래의 방법에 따른 격자형 적층체(20)는 먼저 단순 적층체(10)를 제조해야 복합 적층체를 제조할 수 있어 광 제어 장치의 제조 과정이 복잡하고 시간이 많이 소요되었다.
본 발명은 종래의 복잡하고 시간이 많이 소요되는 광 제어 장치 제조 방법이 갖는 문제를 해소하기 위해 간단한 방법으로 복합 적층체를 제조할 수 있는 광 제어 장치 제조 방법을 제공할 수 있다. 이하에서 본 발명의 광 제어 장치 제조 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 적층체 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 제어 장치의 제조에 사용되는 복합 적층체(100)의 제조 방법에 대해 설명한다.
먼저 도 3의 (a)를 참조하면, 광투과성섬유부재(110)를 제조할 수 있다. 광투과성섬유부재(110)는 복수 개로 마련할 수 있다.
광투과성섬유부재(110)의 단면은 다양한 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 광투과성섬유부재(110)는 단면이 원형, 타원형 등과 같이 곡선으로 연결된 곡선형으로 형성될 수 있다. 단면이 곡선형으로 형성된 광투과성섬유부재(110)는 제조 과정이 간편하고, 어느 방향에서 보아도 빛이 투과되는 양이 일정할 수 있다.
또한, 광투과성섬유부재(110)는 단면이 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 등의 n각형의 형태로 형성될 수 있다. 광투과성섬유부재(110)의 단면이 n각형인 경우 복합 적층체 제조시 광투과성섬유부재(110)와 광불투과성부재(120)를 균형있게 배치할 수 있어 단면이 곡선형으로 형성된 광투과성섬유부재에 비해 광불투과성부재(120)의 두께를 얇으면서 고르게 배치할 수 있다.
구체적으로, 광투과성섬유부재의 단면이 삼각형 또는 육각형인 경우 어느 방향에서 보아도 일정한 형태로 보일 수 있다. 이에 따라 초점형 광 제어 장치의 제조에 최적화된 육각형의 광투과성섬유부재를 이용한 복합 적층체를 제조할 수 있다. 또한, 광투과성섬유부재의 단면이 사각형인 경우 후술하는 수직형 광 제어 장치 제조시 광불투과층(213, 도 6 참조)의 두께를 최소화하면서 가장 균일하게 광불투과층(213, 도 6 참조)과 광투과층(211, 도 6 참조)을 배열할 수 있다.
여기서 광투과성섬유부재의 단면은 완벽한 어느 도형의 형태를 띄기가 어려우므로 원형이라 함은 완벽한 원형뿐만 아니라 실질적으로 원에 가까운 형태, 삼각형이라 하면 3개의 선으로 연결된 완벽한 삼각형뿐만 아니라 실질적으로 삼각형에 가까운 형태까지 포함할 수 있다.
광투과성섬유부재(110)의 단면이 곡선형 또는 n각형의 형태로 형성되면 광학적 특성이 더욱 뚜렷해질 수 있다.
한편, 복수의 광투과성섬유부재(110)는 광투과성부재와 광불투과성부재의 비율 및 용도에 따른 효과를 고려하여 단면이 곡선형인 섬유와 단면이 n각형인 섬유를 적절히 섞어서 마련될 수 있다. 이렇게 단면이 곡선형인 섬유와 단면이 n각형인 섬유를 혼합하거나 여러 가지 n각형을 혼합하는 경우에는 광투과층의 형태가 균일하지 않은 불규칙한 패턴을 제작하기 유리하다.
광투과성섬유부재(110)를 제조한 다음, 복수의 광투과성섬유부재(110)들 사이 공간에 광불투과성부재(120)를 배열한 구조인 복합 적층체(100)를 제조할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 광투과성섬유부재(110)를 이용한 복합 적층체(100) 제조 방법에 대해 설명한다.
도 3의 (b)와 같이, 광투과성섬유부재(110)의 외측면에 광불투과성부재(120)를 코팅하여 코팅 섬유(130)를 제조할 수 있다.
광투과성섬유부재(110)에 광불투과성부재(120)를 코팅한 코팅 섬유(130)는 길고 가느다란 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로 코팅 섬유(130)는 옷감을 만들 수 있는 가느다란 단위에서부터 촬영장의 반사 억제 그리드와 그리드의 사이 공간만큼의 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
코팅 섬유(130)는 광투과성섬유부재(110)에 광불투과성부재(120)를 코팅하여 제조되기 때문에 코팅 섬유(130)의 단면 또한 광투과성섬유부재(110)의 단면과 같이 다양한 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로 코팅 섬유(130)는 단면이 원형, 타원형 등과 같이 곡선으로 연결된 곡선형 또는 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 등의 n각형의 형태로 형성될 수 있다.
도 3의 (c)와 같이, 제조한 코팅 섬유(130)를 평행하게 배치할 수 있다. 그 다음 평행하게 배치된 코팅 섬유(130)를 접착할 수 있다.
복수의 코팅 섬유(130)는 다양한 방법으로 상호 접착될 수 있다. 구체적으로, 평행하게 배열된 코팅 섬유(130)들에 열을 가하여 열에 의해 광불투과성부재(120)를 유동성이 있는 상태로 변화시킨 후 굳게 하여 접착할 수 있고, 복수의 코팅 섬유(130)들을 접착제를 이용하여 서로 접착시킬 수 있다. 또한, 광불투과성부재(120)에 대한 용매를 투입하여 코팅 섬유(130)들을 접착시킬 수 있다. 도 3에서는 코팅 섬유(130)를 평행하게 배치하는 단계와 코팅 섬유(130)를 접착하는 단계를 구분하여 설명하였으나 이에 한정하지 않고 코팅 섬유(130)의 배치와 접착을 동시에 수행할 수도 있다.
도 3의 (d)와 같이, 복수의 코팅 섬유(130)들이 수평하게 배열된 구조에 압력을 가하여 한 덩이 형태의 복합 적층체(100)를 제조할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 제어 장치의 제조에 사용되는 복합 적층체의 제조 방법에 대해 설명한다. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 복합 적층체(100) 제조 방법은 코팅 섬유를 제조하지 않고, 배치된 복수의 광투과성섬유부재(110)들 사이의 공간에 광불투과성부재(120)를 주입하는 점에서 차이가 있다. 이하에서 차이점을 중심으로 설명한다.
먼저, 복수의 광투과성섬유부재(110)를 제조할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 적층체(100)의 제조 방법과 마찬가지로 광투과성섬유부재(110)의 단면은 다양한 형태로 형성될 수 있다.
제조된 복수의 광투과성섬유부재(110)들을 평행하게 배치할 수 있다. 평행하게 배치된 복수의 광투과성섬유부재(110)들 사이의 공간에 광불투과성부재(120)를 주입할 수 있다. 그 다음 복수의 광투과성섬유부재(110)들과 광불투과성부재(120)를 접착할 수 있다.
복수의 광투과성섬유부재(110)들 사이의 공간에 주입되는 광불투과성부재(120)는 유동성이 존재하는 상태일 수 있다. 구체적으로, 액체 상태의 광불투과성부재(120)는 배열된 복수의 광투과성섬유부재(110)들 사이에 주입되어 복수의 광투과성섬유부재(110)들 사이의 공간에 투입될 수 있다.
복수의 광투과성섬유부재(110)들과 광불투과성부재(120)는 다양한 방법으로 상호 접착될 수 있다. 구체적으로, 광불투과성부재(120)가 주입되는 단계에서 열에 의해 유동성을 갖게 된 광불투과성부재(120)가 식으면서 광투과성섬유부재(110)들과 접착될 수 있고, 광불투과성부재(120)가 주입되는 단계에서 용매 처리한 광불투과성부재(120)를 주입한 후 건조시켜 광투과성섬유부재(110)들과 접착될 수 있다. 또한, UV 경화성 액체 광불투과성부재(120)를 투입하여 UV 처리하여 경화시켜 접착시킬 수 있다.
도 3의 (d)와 같이, 접착된 복수의 광투과성섬유부재들 사이 공간에 광불투과성부재를 배열한 구조에 압력을 가하여 한 덩이 형태의 복합 적층체(100)를 제조할 수 있다.
이렇게 제조된 복합 적층체(100)에서 광투과성섬유부재(110)는 가열하였을 때 광불투과성부재(120)와 함께 유동성을 가질 수 있고, 광불투과성부재(120)만이 유동성을 갖고 광투과성섬유부재(110)는 유동성을 갖지 않는 형태로 제조될 수도 있다. 또한 복합 적층체(100)는 열이나 화학처리에 의해 광불투과성부재(120)는 유동성을 갖지 않고 광투과성섬유부재(110)만 열에 의해 융해되거나 약품에 용해되도록 제조될 수 있다.
복합 적층체는 광 제어 장치의 용도에 따라 다양한 구조로 제조되거나, 다양한 재료를 이용하여 제조될 수 있다.
복합 적층체(100)는 광투과성섬유부재(110)와 광불투과성부재(120)의 간격은 항상 일정할 필요는 없으며, 광불투과성부재(120) 간의 간격보다 광불투과성부재(120)의 높이가 클수록 시야각 제한 장치에서는 보안성이 좋고, 엑스레이 그리드 장치에서는 반사되거나 산란된 빛의 차단효과가 우수하다. 또한 후술하는 구부러진 절단체(220, 도 7 참조)를 평면화시킨 후에 광불투과성부재(120)의 간격이 일정할 수 있도록 계산하여 복합 적층체(100)를 제작할 수도 있으며, 복합 적층체 중심부분에서는 이격 거리에 따른 시야각 제한 효과가 적어서 광불투과성부재(120)를 일정부분에서 넣지 않거나 간격을 넓게 하여 제조할 수도 있다
복합 적층체(100)를 이용하여 제조된 광 제어 장치가 시야각 제한 장치인 경우, 광투과성섬유부재(110)는 금속, 합성수지, 천연 섬유 등의 재료를 사용할 수 있다.
한편, 광불투과성부재(120)는 흑색 또는 회색 안료 등의 어두운 색상의 안료, 또는 어두운 색상의 염료; 알루미늄, 은 등의 금속; 어두운 색상의 금속 산화물 및 어두운 색상의 안료 또는 염료 중 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
또한 높은 보안성이 필요 없을 때는 전기변색염료를 이용하여 광불투과성부재를 광투과성부재로 변화시켜 보안을 해제하고 사용할 수 있다.
복합 적층체(100)를 이용하여 제조된 광 제어 장치가 엑스레이 그리드인 경우, 광투과성섬유부재(110)는 엑스레이 투과율이 높은 재료인 붕소, 알루미늄, 티타늄, 크롬과 합성수지, 세라믹, 유리, 종이, 탄소 그라파이트 등을 사용할 수 있다. 광불투과성부재(120)는 엑스레이 차폐율이 높은 재료인 텅스텐, 금, 납, 바륨화합물 등을 사용할 수도 있으나, 후술하는 바와 같이 광투과성섬유부재(110)를 제거하고 광불투과성부재(120)만을 이용하기 위한 경우에는 쉽게 제거될 수 있는 재료를 사용할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 복합 적층체 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 접착된 복수의 광투과성섬유부재들 사이 공간에 광불투과성부재를 배열한 구조에 가해지는 압력은 도 3에서 설명한 실시 예와 같이 가로 방향과 세로 방향으로 균일하게 가할 수도 있지만, 도 4에 도시된 실시 예와 같이 한쪽 방향으로만 큰 압력(P)을 가하여 복합 적층체를 제조할 수 있다. 이 경우 광투과성섬유부재(110)들은 큰 압력(P)이 가해진 방향으로는 더욱 가늘어 지지만 상대적으로 약한 압력을 받은 방향으로는 넓게 펴질 수 있다.
구체적으로, 도 4의 (a)에 표시된 화살표 방향으로 압력(P)을 가하면 도 4의 (b)에 도시된 광투과성섬유부재(111)와 같이 압력(P)이 가해진 방향으로 좁고, 압력이 가해지지 않은 방향으로 넓은 광투과성섬유부재(111)로 이루어진 복합 적층체(101)를 제조할 수 있다.
즉, 광투과성섬유부재(111)의 길이 방향에 수직한 방향으로 절단한 단면에서 보았을 때 광투과성섬유부재(111)는 한쪽 방향은 아주 좁고 다른 한쪽 방향에서는 아주 넓은 단면을 가질 수도 있다.
또한 복합 적층체는 수타면을 뽑아내는 방법과 유사하게 광투과성섬유부재(110)에 광불투과성부재(120)를 도포하고 한쪽 방향으로 늘이고 접고를 계속 반복하여 제조할 수도 있다.
이러한 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 적층체 제조 방법은 종래의 격자형 적층체를 제조하는 방법보다 간단하고, 제조 시간을 단축할 수 있으며 정교함이 요구되지 않아 더욱 용이하게 복합 적층체를 제조할 수 있다.
이하에서, 섬유형 복합 적층체를 이용하여 광 제어 장치를 제조하는 과정을 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복합 적층체를 이용하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 제어 장치 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 복합 적층체(100)를 이용하여 광 제어 장치를 제조할 수 있다. 복합 적층체(100)를 절단하여 제조한 절단체(200)는 광 제어 장치로 사용될 수 있다.
도 5의 (a)를 참조하면, 복합 적층체(100)를 광투과성섬유부재(110)들의 배열 방향에 대해 수직한 방향으로 절단하여 절단체(200)를 제조할 수 있다.
도 5의 (b)를 참조하면, 복합 적층체(100)를 절단한 절단체(200)는 수직형 광 제어 장치가 될 수 있다. 절단체(200)는 광투과층(201)과 광불투과층(203)이 반복적으로 배열될 수 있다. 광 제어 장치인 절단체(200)를 평면에 배치하면 격자의 형태는 평면과 수직으로 배치될 수 있다.
이러한 수직형 광 제어 장치는 컴퓨터나 ATM기의 모니터에 사용되는 정보보호필름으로 사용되거나, 엑스레이 그리드, 조명등의 눈부심을 방지 그리드 등으로 사용될 수 있다.
광투과성섬유부재(110)와 광불투과성부재(120)는 빛을 통과하는 성질 이외에는 비슷한 성질의 재료(합성수지, 금속)를 사용할 수 있다.
광투과성섬유부재(110)는 빛이 투과될 수 있는 형태의 재료로 제작한 섬유일 수도 있고, 최종적으로 사용할 형태로 제작한 후 전부 혹은 일부가 제거되어 광불투과성부재(120)가 남을 수 있도록 처리한 재료로 제작된 섬유일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 광 제어 장치 제조 방법에 따르면, 가느다란 알루미늄에 텅스텐을 증착한 코팅 섬유(130)를 수평하게 나열한 뒤 열과 압력, 혹은 접착제를 투입하여 광불투과성부재(120) 사이가 접착되게 하여 압력을 가하여 복합 적층체(100)를 제조할 수 있다. 다음으로 섬유 길이 방향과 수직하게 절단하거나, 곡면 형태로 절단하여 얇은 필름이나 판재 형태로 제작하여 곡면 형태로 그대로 사용하거나, 평면화하여 광투과성부재가 향하는 가상의 연장선이 일영역을 향하는 초점형 필름 형태로 제작하여 광 제어 장치(200)를 제조할 수 있다. 이러한 광 제어 장치(200)는 엑스레이 그리드로서의 역할을 충분히 수행할 수 있다.
한편, 광투과성섬유부재(110)인 알루미늄만을 제거하여 광불투과성부재(120)인 텅스텐만으로 형성된 격자 형태의 광 제어 장치는 알루미늄이 광투과성부재로 사용되었을 경우보다 엑스레이에 대한 투과율이 높은 엑스레이 그리드로서의 기능을 할 수 있어서, 낮은 선량의 엑스선으로 높은 엑스선 감도를 얻을 수 있는 광 제어 장치를 제조할 수 있다.
이 경우 광투과성부재인 알루미늄을 제거하기 위해 절단체(200)에 텅스텐이 녹지 않고 알루미늄이 녹을 정도의 열을 가하거나, 화학 처리할 수 있다.
다른 방법으로는 광투과성부재와 광불투과성부재의 성질을 달리하여 복합 적층체(100)를 제조할 수 있다. 이 경우 광투과성부재의 제거를 목적으로 성질을 달리하거나, 휘어진 형태를 평면 위에 배치하여 펼칠 때 광투과성부재와 광불투과성부재의 경계면이 직선형을 최대한 유지하게 하기 위해 광투과성부재는 알루미늄을 사용하고 광불투과성부재는 납을 사용하여 열에 의해 녹거나 변형되는 성질을 달리할 수 있다. 이렇게 제조된 광 제어 장치인 절단체(200)에서 광투과층(201)은 휘어진 형태를 유지할 수 있고, 광불투과층(203)은 평면에 배치되면서 압력이 증가한 부분과 압력이 감소한 부분이 각각 부풀어 오르거나 오목하게 들어갈 수 있는데 열처리를 통해 평면상에 배치되도록 하여 윗면과 아랫면을 깎아서 평면화한 필름 형태의 광 제어 장치를 제조할 수 있다.
또한, 절단체(200)를 가열하거나, 화학처리 또는 열풍 등의 다양한 방법을 이용하여 광불투과성부재(120)를 남기고 광투과성부재의 일부 혹은 전부를 제거할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 제어 장치 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 복합 적층체(103)를 다양한 방법으로 절단하여 절단체(210)를 제조할 수 있다. 여기서 복합 적층체(103)는 격자형 적층체로 도시하였으나, 이에 한정하지 않고, 다양한 형태의 복합 적층체(103)를 절단하여 절단체(210)를 제조할 수 있다.
절단체(210)는 복합 적층체(103)에 대해 절단하는 방향에 따라 수직형, 수직과 수평의 사이의 각도를 갖는 형태, 곡면형태, 곡면형태로 절단하여 평면화하는 형태 등 광불투과층(213)이 광투과층(211)에 대해 다양한 각도를 갖도록 형성될 수 있다.
도 6의 (a)와 같이, 복합 적층체(103)를 광투과성섬유부재(110)들의 배열 방향에 대해 소정 각도를 갖는 방향으로 절단할 수 있다. 일 예로, 광투과성섬유부재(110)들의 배열 방향에 대해 45° 방향으로 절단할 수 있다. 이러한 과정으로 도 6의 (b)에 도시된 절단체(210)를 제조할 수 있다. 절단체(210)는 광투과층(211)과 광불투과층(213)이 교번적으로 배치될 수 있고, 이 때 광불투과층(213) 광투과층(211)에 대해 절단 각도와 동일한 각도를 갖도록 형성될 수 있다.
한편 도 6의 (c)를 참조하면, 광 제어 장치(215)는 광투과층(211)을 제거하여 광불투과층(213)만 존재하고, 광불투과층(213) 사이에는 이격된 공간(212)이 형성된 구조로 제조될 수 있다. 이러한 광 제어 장치(215)는 광투과층(211)을 제거하여 광불투과층(213)만을 이용한 모기장, 차양 또는 엑스레이 그리드로 사용될 수 있다.
광 제어 장치(215)의 제조에 사용되는 복합 적층체(103)는 상호 내화학성이 다른 광투과성섬유부재(110)와 광불투과성부재(120)로 제조될 수 있다. 이러한 복합 적층체(103)를 이용하여 제조된 절단체(210)에서 광투과층(211) 및 광불투과층(213) 중 어느 하나의 층을 제거하여 광 제어 장치(215)를 제조할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 광 제어 장치 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 7의 (a) 및 (b)를 참조하면, 복합 적층체(105)를 곡면형태로 절단하여 곡면 형상의 절단체(220)를 제조할 수 있다. 그 다음 도 7의 (c)와 같이 곡면 형상의 절단체(220)를 평면화할 수 있다. 곡면 형상으로 절단된 절단체는 가열, 냉각, 가압, 화학처리 등으로 유연성을 증가시키고 다시 가열, 냉각, 감압, 화학처리 등으로 평면화 할 수 있다. 또한 이렇게 평면화시킨 후 한 장의 광 제어 장치를 바로 제작할 수도 있지만, 한번에 두껍게 절단시켜 평면으로 제작한 후 평면상에서 여러 장으로 다시 절단시켜 사용할 수도 있다.
이와 같이 복합 적층체(105)를 곡면 형태로 절단하여 평면화하거나, 평면 형태로 절단하여 곡면 형태로 구부린 경우 휘어지는 과정에서 절단체의 윗면과 아랫면의 늘어나는 정도가 달라 광투과층(231)과 광불투과층(233) 사이의 경계면의 형태가 유지되지 않고, 휘어지는 문제가 있을 수 있다.
본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 상온이나 열처리 화학처리 등을 하였을 경우, 광불투과성부재(120) 또는 광불투과성부재(120)의 접착층은 광투과성섬유부재(110)에 비해 연성이 강한 소재로 구성될 수 있다. 이에 따라 곡면 형상의 절단체(220)를 평면화하는 경우 광불투과성부재(120)나 접착층은 연성의 차이로 더 많이 늘어나서 광투과성섬유부재(110)의 경계면이 절단체를 평면화하기 이전의 형태에서 변형이 최소화되어 광투과성섬유부재(110)와 광불투과성부재(120)의 경계면은 평면화됨에 따라 광을 통과시키는 각도만 변화할 뿐, 경계면 자체의 형태는 본래의 형태를 유지할 수 있다. 즉, 평면화된 절단체(220)는 광투과성섬유부재(110)와 광불투과성부재(120)의 연성 차이로 광투과성섬유부재(110)에 비해 상대적으로 광불투과성부재(120)의 형상에 변형이 일어나게 되어, 광투과성섬유부재(110) 및 경계면에서의 변형이 방지될 수 있다. 이에 따라 도 7의 (d)와 같이 광 제어 장치(235)는 광불투과층(233)의 연장선은 일초점에서 만나는 구조로 형성될 수 있다.
구부러진 절단체(220)를 평면화하는 과정에서 광불투과층(233)과 광투과층(231)이 휘어지면서 평면화되기 때문에 광불투과층(233)과 광투과층(231) 중 어느 하나가 연성이 강하여 휘어지는 정도가 크다면, 광투과층(231)과 광불투과층(233) 사이의 경계면은 휘어진 형태의 곡선형이 되지 않고 직선의 형태를 유지할 수 있어 일 초점을 향하는 구조를 갖는 광 제어 장치(235)를 용이하게 제조할 수 있다.
또한, 도 7의 (d)에 도시된 광 제어 장치(235)는 광투과층(231)만을 제거하여 광불투과층(233)만으로 형성된 격자 형태로 제조될 수 있다. 광불투과층(233) 사이에는 광 제어 장치(235)의 전면과 후면이 관통되는 공간(233)이 형성될 수 있다.
이러한 광 제어 장치(230)는 시야각 제한 장치, 엑스레이 그리드, 조명 그리드 등으로 이용될 수 있다. 이때 휘어지는 광불투과층(233)의 각도를 계산하면 최소한의 격벽만을 제작할 수도 있을 것이다.
이런 초점형 시야각 제한 장치는 장치와 일정 거리에 있는 사용자의 시선에서는 밝게 보이지만 그 뒤에 위치하는 사람들에게는 중앙을 제외한 부위가 어둡게 보여 거리에 따른 보안효과가 뛰어날 수 있다.
한편 종래의 수직형 필름은 자동차 유리가 기울어져 있어 격자형으로 설치할 경우 운전자의 시야를 가리는 문제가 있었으나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 제어 장치는 광불투과성부재(120)를 넓게 배치하여 자동차 전면 유리창에 운전자의 시선에 초점을 맞추어 설치하면 운전자의 시야를 가리지 않고 운전자의 시야에 보이지 않는 빛을 차단할 수 있어 종래의 문제를 해소할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 제어 장치는 차양 효과를 낼 수 있어 여름철에 자동차의 내부가 빛에 노출되는 것을 차단할 수 있다.
이상 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것에 해당되며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그리고 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정해지는 것임은 자명하다 할 것이다.

Claims (18)

  1. 광 제어 장치를 제조하기 위한 복합 적층체 제조 방법에 있어서,
    복수의 광투과성섬유부재를 준비하는 단계;
    상기 복수의 광투과성섬유부재들을 평행하게 배치하여 사이 공간에 광불투과성부재를 배열한 구조인 복합 적층체를 제조하는 단계; 및
    상기 복합 적층체를 절단하여 절단체를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 제어 장치 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절단체를 제조하는 단계는,
    상기 복합 적층체를 상기 광투과성섬유부재들의 배열 방향에 대해 소정각도를 갖는 방향으로 절단하는 것을 특징으로 하는 광 제어 장치 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 절단체를 제조하는 단계는,
    상기 복합 적층체를 상기 광투과성섬유부재들의 배열 방향에 대해 수직한 방향으로 절단하는 것을 특징으로 하는 광 제어 장치 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 절단체를 제조하는 단계는,
    상기 복합 적층체를 곡면형태로 절단하여 곡면 형상의 절단체를 제조하고, 상기 곡면 형상의 절단체를 평면화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 제어 장치 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광투과성섬유부재와 상기 광불투과성부재는 상호 연성이 다른 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 광 제어 장치 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광불투과성부재는 상기 광투과성섬유부재에 비해 연성이 강한 소재로 구성되고, 상기 곡면 형상의 절단체를 평면화하는 경우 상기 연성의 차이로 상기 광투과성섬유부재에 비해 상대적으로 상기 광불투과성부재에 변형이 일어나게 되어 상기 광투과성섬유부재와 상기 광불투과성부재의 경계면 및 상기 광투과성섬유부재의 변형이 방지되는 것을 특징으로 하는 광 제어 장치 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복합 적층체를 제조하는 단계는,
    상기 광투과성섬유부재의 외측면에 상기 광불투과성부재를 코팅하여 코팅 섬유를 제조하는 단계;
    상기 코팅 섬유를 평행하게 배치하는 단계; 및
    상기 코팅 섬유를 접착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 제어 장치 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 코팅 섬유를 접착하는 단계는,
    상기 코팅 섬유를 가열하여 상기 광불투과성부재를 유동성 있는 상태로 변화시켜 접착하는 것을 특징으로 하는 광 제어 장치 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 코팅 섬유를 접착하는 단계는,
    상기 복수의 코팅 섬유들 사이에 접착제를 투입하여 접착하는 것을 특징으로 하는 광 제어 장치 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복합 적층체를 제조하는 단계는,
    상기 복수의 광투과성섬유부재들을 평행하게 배치하는 단계; 및
    상기 배치된 복수의 광투과성섬유부재들 사이의 공간에 상기 광불투과성부재를 주입하는 단계; 및
    상기 복수의 광투과성섬유부재와 상기 광불투과성부재를 접착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 제어 장치 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 광투과성섬유부재들 사이의 공간에 주입되는 상기 광불투과성부재는 유동성이 존재하는 상태인 것을 특징으로 하는 광 제어 장치 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광투과성섬유부재와 상기 광불투과성부재는 금속 또는 합성수지를 포함하는 비금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 제어 장치 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 절단체를 제조한 이후 상기 광투과성섬유부재를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 광 제어 장치 제조 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 광투과성섬유부재의 단면은 곡선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 광 제어 장치 제조 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 광투과성섬유부재의 단면은 n각형의 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 광 제어 장치 제조 방법.
  16. 제1항에 있어서.
    상기 광투과성섬유부재와 상기 광불투과성부재는 상호 내화학성이 다른 것을 특징으로 하는 광 제어 장치 제조 방법.
  17. 제1항에 있어서.
    상기 복합 적층체를 제조하는 단계는,
    상기 복수의 광투과성섬유부재들 사이 공간에 상기 광불투과성부재가 배치된 구조에 압력을 가하여 접착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 제어 장치 제조 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 광 제어 장치 제조 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 광 제어 장치.
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