KR930009097B1 - 컬러표시장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

컬러표시장치

제 1 도는 본 발명에 의한 컬러표시장치의 개념도.

제 2 도는 본 발명에 의한 컬러표시장치의 바람직한 일실시예를 나타낸 도면.

제 3 도는 본 발명에 의한 방전램프의 점멸장치의 바람직한 일실시예의 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 케이스 11 : 투광판

12, 13 : 제 1 반투명 피복층 14 : 제 2 반투명 피복층

15 : 자외선램프 16 : 형광램프

17 : 방점램프 점멸장치

본 발명은 컬러표시장치에 관한 것으로, 특히 선전광고, 경고 및 안내표시 또는 장식표시의 조명을 다양한 색광으로 나타낼 수 있는 컬러표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 선전광고용 조명으로는 네온싸인, 아크릴 및 알루미늄으로 된 간판식 케이스내에 형광램프를 설치한 것이 주류를 이루고 있다. 네온싸인은 점멸이 용이하고 여러가지 색광표시가 가능하여 환상적이고 화려한 광고 조명으로 널리 사용되고 있다. 그러나 네온싸인은 유리관을 구부려 문자나 도형을 나타내기 때문에 섬세한 모양을 만들기 어렵고 에너지 소비가 많으며 설치비용이 비싸다는 폐단이 있다.

한편, 형광램프를 내장한 간판식 광고조명장치는 값이 싸고 네온싸인에 비해 에너지 소비가 적어 가장 많이 설치되어 있다. 그러나 형광램프를 내장한 간판식 광고 조명장치는 네온싸인에 비해 조도가 떨어지고 컬러표시가 불가능하며, 점멸구동이 불가능하므로 광고효과가 떨어지는 단점이 있다. 따라서, 형광램프를 이용하면서 네온싸인과 같은 광고효과를 얻을 수 있는 장치의 출현이 요구되고 있다.

종래의 네온식으로 이동하는 형광등용 광고판이 국내 실용신안 공고번호 89-8503(공보책 제1131호)에 개시되어 있다. 상기 고안은 높은 조도의 광선은 투과시키고 낮은 조도의 광선은 불투과시키는 스텐레스스틸금속, 이온재 또는 티타늄금속으로 제조된 피막층을 유리의 뒷면에 도포하되 광고로써 나타내고자 하는 부분이외에는 빛이 투과되지 못하는 피막층으로 도포하고 유리의 뒷쪽에는 각기 다른 색의 발광이 되도록 구획된 다색형광등을 촘촘히 배열하고 그 형광등을 반복해서 점멸 동작시킴으로서 네온과 같은 이동식 표상을 연출시킬 수 있고 세밀한 도안을 투사시킬 수 있게 한 것이다. 따라서, 다색형광등을 반복해서 점멸시킴으로써 네온싸인의 효과를 얻을 수 있고 네온싸인에서는 할 수 없는 섬세하고 정밀한 도형이나 문자등의 표시가 가능하고 에너지 절감 효과를 얻을 수 있었다. 그러나, 상기 고안은 형광등의 유리관 표면을 구획하고 구획된 영역에 서로 다른 색으로 채색하여 컬러광을 내고 있기 때문에 밝기가 떨어지고 색광표시가 선명하지 못하며 투박하게 보이는 폐단이 있었다. 또한 상기 고안은 형광등의 점멸에 있어서 동일 출원인이 선출원한 국내 실용신안 공고번호 90-2171(제1191호)에 개시된 일반조명 및 자동점멸 형광등의 점등회로를 채용하고 있다.

그러나 상기 형광등 점멸회로는 광고 점멸 조광용으로 형광등을 사용하면서도 종래의 형광등 점등장치에 비해 수명을 연장시킬 수는 있으나 많은 개선할 부분을 포함하고 있다. 즉 블로킹 발진회로를 채택하고 있으므로 주변환경 변화에 따라 발진주파수의 변동이 심하고 이러한 불안한 발진동작은 형광등의 수명을 단축시키는 원인이 되며 잦은 고장 발생을 초래하는 폐단을 가지고 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 밝고 선명한 색상표시가 가능한 새로운 컬러표시장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 컬러표시장치는, 케이스내에 광원을 설치하고 상기 광원의 전방에 위치한 상기 케이스의 투광판상에 도형이나 문자를 표시하여 야간에 상기 투광판상의 도형이나 문자가 후과 조명에 의해 잘 보이도록 한 컬러표시장치에 있어서, 상기 광원은 방전램프 점멸장치에 의해 자동 점멸되는 자외선 램프를 더 포함하며, 상기 투광판상의 도형이나 문자의 표시는 가시광선에 의해서는 제 1 색상을 나타내고 상기 자외선 램프에서 나오는 자외선에 의해서는 제 2 색상의 형광색을 내는 물질로 피복된 제 1 반투명 피복층과 그렇지 않은 물질로 피복된 제 2 반투명 피복층의 조합에 의해 형성되어, 상기 자외선 램프의 점멸동작에 따라 자외선에 감응하는 물질로 피복된 부분이 소등 기간에는 제 1 색상으로 표시되고 점등 기간에는 제 2 색상의 형광색으로 표시되는 것을 특징으로 한다.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도는 본 발명에 의한 컬러표시장치의 개념도를 나타낸 도면이다. 제 1 도에서 1은 자외선램프, 2는 투광판이다. L1은 자외선이고 L2는 가시광선이다. 2a는 가시광선에 대해서는 제 1 색상을 나타내고 자외선에 자극되어 제 2 색상으로 형광되는 물질이 피복된 부분이고 2b는 그렇지 않는 물질로 피복된 부분이다. 자외선램프(1)는 청사진장치등에 사용되는 블랙 라이트가 통칭되는 블랙형광등이나 기타 254∼365nm의 파장대를 가진 자외선을 발생할 수 있는 자외선 램프이면 충분하다. 투명판(2)는 폴리비닐, 폴리스탈린, 폴리에칠렌, 폴리카보나이트 또는 폴리아크릴등의 프라스틱 제품으로 된 투명 또는 반투명판을 사용한다. 상기 투광판(2)는 가시광선은 잘 통과시키고 자외선을 차단시키는 광학적인 특성을 가지는 것이 바람직하다.

자외선에 감응되어 형광색을 내는 제 1 반투명 피복층(2a)은 컬러발색조성물이다. 본 발명의 컬러발색조성물은 투명잉크, 형광안료 첨가제 및 광확산제를 포함하여 이루어진다.

특히, 본 발명에서 사용된 상기 광확산제는 인산칼슘[Ca₃(PO₄)₂]이며 그의 첨가량은 전체조성물 100중량부를 기준으로 0.1 내지 25중량부인 것이 바람직하며 상기 형광안료 적색발광형광체, 녹색발광형광체, 청색발광형광체 또는 이들의 혼합물이며 그의 첨가량은 전체조성물 100중량부를 기준으로 5 내지 30중량부인 것이 바람직하다.

형광을 발할 수 있는 상기 안료로는 망간부활 오르토포스페이트 아연 형광체[Zn₃(PO₄)₂: Mn], 은부활 황화아연카드뮴 형광체[(Zn, Cd)S : Ag],유로퓸부활 바나듐산이트륨 형광체[YVO₄: Eu)등을 포함하는 적색발광 형광체 : 유로퓸부활 산황화이트륨 형광체(Y₂O₂S : Eu), 유료품부활 산하이트륨 형광체(Y₂O₂: Eu)등을 포함하는 적색발광 형광체 ; 망간부활 규산아연 형광체(Zn₂SiO₄: Mn), 구리부활 황화아연 형광체(ZnS : Cu), 구리 및 알루미늄부활 황화아연 형광체(ZnS : Cu, Al), 구리부활 황화아연카드뮴 형광체[(Zn, Cd)S : Cu], 아연부활 산화아연 형광체(ZnO : Zn), 은부활 황화아연카드뮴 형광체[(Zn, Cd)S : Ag], 은부활 황셀레늄아연 형광체[Zn(S, Se) : Ag]등을 포함하는 녹색발광 형광체 ; 를 비롯하여 텅스텐산 칼슘(CaWO₄), 은부활 황화아연(ZnS : Ag), 은 및 알루미늄부활 황화아연 형광체(ZnS : Ag, Al), 은 및 염소부활 황화아연 형광체(ZnS : Ag, Cl), 터어븀부활 산황화이트륨 형광체(Y₂O₂S : Tb)등의 청색 혹은 보라색 발광형광체등이 있다.

상기 안료들은 가시광영역에서는 자체색을 띄고 자외선, X선등의 영역에서는 그 대응하는 색으로 발색되는 물질들이다. 상기 형광물질들을 투명잉크와 혼합하여 특정모양으로 인쇄한 후 특정영역의 광을 조사하면 해당색상을 발색하게 된다. 본 발명에서는 상기 조성물에 광을 분산시키고 확산시키는 역할을 하는 광확산체를 첨가함으로써 색순도를 향상시키고 색의 강도를 높여 선명한 색상을 재현시켰다.

상기 광확산제는 색상에 따라서 첨가량이 달라지는 바, 예컨대 적색의 경우는 1 내지 2중량부, 청색의 경우는 0.5 내지 1.5중량부, 녹색의 경우는 1 내지 2중량부 정도가 바람직하며 그 이외의 범위에서는 색이 너무 연하거나 색상퍼짐 등의 역효과를 나타내게 된다.

이하 본 발명의 칼라발색 조성물의 제조방법을 설명한다.

폴리머, 경화제, 용제, 건조제 등으로 이루어진 시판 투명잉크에 전체 100중량부에 대하여 5 내지 30중량부의 안료를 혼합한다. 안료의 입경은 3 내지 5μ정도가 적합하며 원하는 농도로 그 양을 조절첨가할 수 있으나 식별하기에 용이한 강도를 고려할 때 상기 범위가 적합하다. 30중량부 이상을 첨가하면 색의 강도가 더이상 향상되는 효과를 기대하기 어려우므로 오히려 낭비가 된다. 상기 안료는 적당비율로 혼합하여 혼합색을 나타낼 수도 있다.

여기에 인산칼슘[Ca₃(PO₄)₂]을 전체 100중량부에 대해 0.1 내지 5중량부를 가하여 혼합한다. 이때, 가시광영역에서의 색을 흰색으로 하고자 하는 경우에는 지당을 소량 첨가한다. 특정색을 띄게 하고자 할때는 상기 혼합물을 기판상부에 도포 또는 인쇄하기 전에 원하는 색의 반투명 잉크를 도포하면 된다.

투명기판에 80목 내지 200목의 실크 스크린을 사용하여 상기 혼합조성물을 인쇄하고 상온에서 건조시킨다.

상기 자외선에 감응되지 않은 제 2 반투명 피복층(2b)은 다색 선팅 필름을 사용하거나 시판되는 통상의 유색도료를 사용한다.

제 2 도는 본 발명에 의한 컬러표시장치의 바람직한 일실시예를 나타낸 도면이다. 제 2 도에서 알루미늄과 같은 금속제 케이스(10)의 투광판(11)의 후면에는 상술한 컬러발색조성물과 반투명필름으로 "광고"라는 문자가 통상의 인쇄기법으로 형성되어 있다. 12, 13는 제 1 반투명 피복층으로 본 발명의 컬러발색조성물이 도포된 부분이며 14는 제 2 반투명 피복층으로 반투명필름이 피복된 부분이다. 15는 블랙형광램프, 즉 자외선 램프이고 16은 일반적인 형광램프, 17은 방전램프의 점멸장치이다.

제 3 도는 제 2 도의 방전램프의 점멸장치의 바람직한 일실시예의 회로도이다. 제 3 도에서 두개의 블랙형광램프(15)는 각각의 점멸장치(17A∼17C)에 의해 점멸두동된다. 보통 형광램프(16)는 통상의 점등회로(17B)에 의해 점등한 상태로 유지된다. 점멸장치(17A)는 형광램프(15)의 필라멘트(15a, 15b)에 교류저전압, 예컨대 AC 3∼9V를 공급하기 위하여 예열트랜스(WT)의 교류단자(U, V)에 1차측 권선(L1)이 연결하고 2차측 권선(L2, L3)을 필라멘트(15a, 15b)에 각각 연결한다. 또한 형광램프(15)의 필라멘트(15a)의 전원측단자와 교류전압단자(U) 사이에는 안정기(CT) 및 점멸제어회로(20)를 직렬로 연결하고 필라멘트(15b)의 전원측단자는 교류전원단자(V)에 직접 연결한다. 점멸제어회로(20)는 안정기(CT)와 교류전압단자(U) 사이에 트라이악(TR)을 접속하고 트라이악(TR)의 게이트전극을 구동회로(21)에 연결한다. 구동회로(21)는 교류를 직류로 정류하여 직류전압(V_cc)을 발생하는, 정로회로(22)로부터 직류전압(V_cc)을 공급받는다. 구동회로(21)는 일반적인 트라이악 구동회로이며 가변저항(VR)의 저항값에 따라 발진주기가 조정되는 발진회로 및 이 발진회로의 출력에 따라 트라이악의 게이트 트리거 펄스를 발생하는 트리거회로를 구비한다.

또한, 고압발진회로(30)는 교류의 매싸이클마다 형광램프(15)을 시동하기 위한 회로이다. 고압발진회로(30)는 필라멘트(15a, 15b)의 전원측단자 사이에 비선형 펄스트랜스(PT)의 1차측권선(L4)과 콘덴서(C)를 직렬로 연결하고, 필라멘트(15a, 15b)의 비전원측 단자 사이에 비선형 펄스트랜스(PT)의 2차권선(L5), 다이오드(D) 및 반도체 스위칭소자(S)를 직렬로 연결한다. 여기서 필라멘트(15b)의 비전원측 단자로부터 필라멘트(15a)의 비전원측 단자로만 전류가 흐르도록 하고 반대방향으로 흐르는 것을 방지하도록 다이오드(D)를 연결한다. 반도체 스위칭소자(S)는 실리콘 대칭 스위칭소자로 일명 사이닥을 사용한다.

이와 같이 구성한 본 발명의 점멸장치의 동작설명을 다음과 같다. 교류전원단자(U, V)에 100/200V의 교류전압(V_AC)이 인가되면 예열트랜스(WT)에 의해 3∼9V로 감압된 교류저전압이 형광램프(15)의 필라멘트(15a, 15b)에 각각 가해지게 되므로 필라멘트(15a, 15b)는 예열된다. 또한, 교류전압은 점멸제어회로(20)에 공급되고 점멸제어회로(20)에서는 가변저항(VR)에 의해 설정된 점멸주기에 따라 트라이악(TR)을 제어하여 형광램프(15)에 교류전압을 단속적으로 공급한다. 점멸제어회로(20)를 통하여 공급된 교류전압을 안정기(CT)를 거쳐서 형광램프(15)의 필라멘트(15a, 15b) 및 고압발진회로(30)에 인가된다. 고압발진회로(30)에서는 교류의 +반사이클동안 펄스트랜스(PT)의 1차측 권선(L4)를 거쳐서 콘덴서(C)가 충전되고 교류의 +반사이클에서 -반사이클로 전환되는 순간 교류전압에 콘덴서(C)의 양단전압이 중첩되어 펄스트랜스(PT)의 1차측 권선(L4)의 양단에 가해지므로 2차측 권선(L5)에는 반도체 스위칭소자(S)의 브레이크 오버전압 이상의 고전압이 유도되고 유도된 고전압에 다이오드(D)를 거쳐서 필라멘트(15a, 15b)에 가해지는 교류전압과 중첩되어 가해지게 된다. 이 고전압에 의해 교류전압단자(V)-팔라메트(15b)-펄스트랜스의 2차 권선(L5)-다이오드(D)-반도체 스위칭소자(S)-필라멘트(15a)의 경로로 전류가 흐르면서 형광램프(15)의 점등이 시동된다. 형광램프(15)가 방전 개시되면 관전류가 흐르게 되고 고압발진회로(30)의 발진동작을 멈추게 된다. 이어서 방전은 교류전압(V_AC)에 의해서 계속 방전이 유지된다. 형광램프(15)가 점등되면 램프전압 즉 관전압은 전원전압보다 더 적어지며 고전압의 발생없이 안정한 점등이 계속 유지된다 점멸장치(17C)는 점멸장치(17A)와 동일한 구성으로 된 것이다. 점멸장치(17B)는 통상의 형광등 점등장치이다.

이와 같이 구성한 본 발명의 작용효과는 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제 2 도에서 교류전압(V_AC)이 인가되면 형광램프(16)는 형광램프점등장치(17B)에 의해 점등되어 가시광선을 방사한 이 가시광선이 케이스(10)의 투광판(11)에 투사된다. 따라서 예컨대 적색의 반투명 필름이 피복된 부분(14)과 자외선에 감응하는 물질이 피복된 부분(12, 13)의 채도차에 의해 "광고"의 윤곽부분이 나타나게 된다. 이때 피복된 부분(12, 13)은 흰색으로 보이게 된다. 이어서 점멸장치(17)에 의해 블랙형광램프(15)가 점등되면 자외선이 방출되므로 이 자외선에 대해 형광안료가 배합된 물질에 의해 피복된 부분(12, 13)은 자외선에 의해 형광체가 자극되어 형광체 고유의 형광색으로 발색된다. 만약 피복된 부분(12, 13)은 자외선에 의해 형광체가 자극되어 형광체 고유의 형광색으로 발색된다. 만약 피복된 부분(12)은 녹색 형광체를 포함하고, 피복된 부분(13)은 황색형광체를 포함한다면 "광고"라는 문자는 노란색 바탕색에 적색 테두리가 된 녹색문자로 표시되게 된다. 그리고 형광체가 포함된 피복된 부분(12, 13)은 그 표면에서 직접 자외선에 자극된 형광체로부터 고유색광의 가시광선이 나타나게 되므로 매우 밝게 보일 뿐만 아니라 색광이 매우 선명하고 부드럽게 비치며 컬러표시가 매우 화려하게 나타난다.

블랙형광램프(15)가 점멸장치(17)에 의해 소등되면 보통 형광램프(16)에 의해 계속 가시광선이 투과되므로 흰색바탕에 적색 테두리가 쳐진 "광고" 문자가 나타나게 된다.

그러므로, 본 발명에서는 블랙형광램프, 즉 자외선 램프(15)의 점멸동작에 따라 화려한 컬러형광색으로 문자가 나타났다가 단순색광의 문자가 나타났다가 하는 동작이 반복되므로 네온싸인과 같은 시각집중 효과를 얻을 수 있다. 그리고 형광램프를 사용하므로 보다 섬세하고 미려한 도형이나 표현이 가능하고 저렴한 비용으로 제작설치가 가능하다. 그리고 네온싸인에 비해 에너지소비가 적어 에너지절약 차원에서 산업상 이용가치가 높다.

본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것이 아니고 후술되는 청구범위에 기재된 내용에 한정된다는 것을 유의하여야 한다.

Claims (5)

1. 케이스내에 광원을 설치하고 상기 광원의 전방에 위치한 상기 케이스의 투광판상에 도형이나 문자를 표시하여 야간에 상기 투광판상의 도형이나 문자가 후광 조명에 의해 잘 보이도록 한 컬러표시장치에 있어서, 상기 광원은 방전램프 점멸장치에 의해 자동점멸되는 자외선 램프를 더 포함하며, 상기 투광판상의 도형이나 문자의 표시는 가시광선에 의해서는 제 1 색상을 나타내고 상기 자외선 램프에서 나오는 자외선에 의해서는 제 2 색상으로 형광색을 내는 물질로 피복된 제 1 반투명 피복층과 그렇지 않은 물질로 피복된 제 2 반투명 피복층의 조합에 의해 형성되어, 상기 자외선 램프의 점멸동작에 따라 자외선에 감응하는 물질로 피복된 부분이 소등기간에는 제 1 색상으로 표시되고 점등기간에는 제 2 색상의 형광색으로 표시되는 것을 특징으로 하는 컬러표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 자외선 램프는 블랙형광램프인 것을 특징으로 하는 컬러표시장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 반투명 피복층은 투명잉크, 형광안료, 첨가제 및 광학산제를 포함하는 컬러발색조성물로 된 것을 특징으로 하는 컬러표시장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 반투명 피복층은 반투명 다색필름인 것을 특징으로 하는 컬러표시장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 방전램프의 점멸장치는 자외선 램프의 필라멘트에 교류전압을 공급하여 필라멘트를 예열하기 위한 예열트랜스 ; 상기 자외선 램프의 필라멘트의 전원측 단자에 안정기를 거쳐서 교류전원을 단속적으로 공급하기 위한 점멸제어회로 ; 및 상기 자외선 램프의 필라멘트의 전원측 단자 사이에 비선형 펄스트랜스의 1차측 코일과 콘덴서의 직렬연결을 접속하고, 상기 자외선 램프의 필라멘트의 비전원측 단자 사이에 상기 비선형 펄스트랜스의 2차측 코일, 다이오드 및 반도체 스위칭소자의 직렬연결을 접속한 고압발진회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러표시장치.

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