KR101331226B1 - Planar lighting transparent substrate and panel with nano-patterns on its surface - Google Patents
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Abstract
본 발명은 면 발광 투명 기판 및 이를 이용한 면 발광 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 판형의 투명 기판의 측면으로부터 유입된 빛을 투명 기판의 면 전체로 발광시키기 위하여 투명 기판 표면에 나노 구조물을 형성시킴으로써 가시광 투과도의 저하 없이 면 발광이 가능하며, 디스플레이 기능의 구현이 가능한 면 발광 투명 기판 및 이를 이용한 면 발광 패널에 관한 기술이다. The present invention relates to a surface emitting transparent substrate and a surface emitting panel using the same, and more particularly, by forming a nanostructure on the surface of the transparent substrate to emit light from the side of the plate-shaped transparent substrate to the entire surface of the transparent substrate The present invention relates to a surface emitting transparent substrate and a surface emitting panel using the same, which are capable of emitting a surface without deteriorating visible light transmittance and enabling a display function.
Description
본 발명은 면 발광 투명 기판 및 이를 이용한 면 발광 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 판형의 투면 기판의 측면으로부터 유입된 빛을 투명 기판의 면 전체로 발광시키기 위하여 투명 기판 표면에 나노 구조물을 형성시킴으로써 가시광 투과도의 저하 없이 면 발광이 가능하며, 디스플레이 기능의 구현이 가능한 면 발광 투명 기판 및 이를 이용한 면 발광 패널에 관한 기술이다.
The present invention relates to a surface emitting transparent substrate and a surface emitting panel using the same, and more particularly, by forming a nanostructure on the surface of the transparent substrate in order to emit light from the side of the plate-shaped transparent substrate to the entire surface of the transparent substrate The present invention relates to a surface emitting transparent substrate and a surface emitting panel using the same, which are capable of emitting a surface without deteriorating visible light transmittance and enabling a display function.
면 발광 기술은 일반적으로 LCD 디스플레이의 도광판(backlight unit, BLU)에 적용되어 도광판의 측면으로 입사된 빛이 도광판의 마이크로 돌기나 딤플에 의해 입사광에 대해 수직으로 굴절되어 전체면으로 발광하는 기술이다. 특히, 통상적으로 돌기보다 딤플의 형태로 더 많이 사용된다.In general, the surface light emitting technology is applied to a backlight unit (BLU) of an LCD display so that light incident on the side of the light guide plate is refracted perpendicularly to the incident light by micro projections or dimples of the light guide plate to emit light in the entire surface. In particular, more commonly used in the form of dimples than protrusions.
최근에는 상기 마이크로 돌기를 이용한 면 발광 기술을 투명기판, 자세하게는 유리나 플라스틱 필름에 적용하여 건축물 외관에 응용하려는 시도가 이루어지고 있다. 그러나, 면 발광 기술을 투명 기판에 적용한 종래기술은, 도 1에서 보여지는 바와 같이 가시광선의 산란으로 인하여 투명 기판의 투과도가 현저히 저하된다는 문제가 있었으며, 다양한 색상과 모양을 표현하고 디스플레이 기능까지 구현하는 데에는 한계가 있었다.Recently, attempts have been made to apply a surface light emitting technology using the micro protrusions to a transparent substrate, in detail, to a glass or plastic film, and to apply it to an exterior of a building. However, the prior art in which the surface light emitting technology is applied to the transparent substrate has a problem that the transmittance of the transparent substrate is significantly lowered due to the scattering of visible light, as shown in FIG. 1, to express various colors and shapes and to implement display functions. There was a limit.
따라서, 평상시에는 가시광선 투과도의 저하없이 투명 기판 그 자체로서의 기능을 발휘하면서도 필요에 따라 다양한 색상 및 이미지의 구현이 가능하며, 더 나아가 디스플레이 기능까지 구현할 수 있는 면 발광 투명 기판에 대한 개발이 요구되는 실정이다.
Therefore, in general, it is possible to implement various colors and images as necessary while exhibiting functions as the transparent substrate itself without deteriorating visible light transmittance, and furthermore, it is required to develop a surface-emitting transparent substrate that can implement display functions. It is true.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 판형의 투명 기판 표면에 가시광선의 파장보다 작은 나노 크기의 구조물을 형성시킴으로써 가시광선 투과도의 손실이 없는 면 발광 투명 기판 및 이를 이용한 패널을 제공하여 면 발광 기술을 건축, 인테리어 및 광고 분야 등에 효과적으로 적용하는 것이다. In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a surface-emitting transparent substrate and a panel using the same by forming a nano-sized structure smaller than the wavelength of visible light on the surface of the plate-shaped transparent substrate It is effective to apply surface emitting technology to architecture, interior and advertisement field.
또한, 본 발명의 목적은 상기 판형의 투명 기판의 측면으로 유입되는 빛의 색상, 위치, 직진성 또는 강도 등을 조절하여 다양한 색상 및 이미지를 표현할 수 있으며, 디스플레이 기능까지 구현가능한 면 발광 투명 기판 및 이를 이용한 패널을 제공하는 것이다.
In addition, an object of the present invention is to control the color, position, straightness or intensity of the light flowing into the side of the plate-shaped transparent substrate to express a variety of colors and images, and a surface-emitting transparent substrate that can implement a display function It is to provide a used panel.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 판형의 투명 기판의 측면으로부터 유입된 빛을 투명 기판의 면 전체로 발광시키기 위하여, 표면에 나노 구조물이 형성된 것을 특징으로 하는 면 발광 투명 기판을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a surface-emitting transparent substrate, characterized in that the nanostructure is formed on the surface in order to emit light from the side of the plate-shaped transparent substrate to the entire surface of the transparent substrate. .
상기 나노 구조물은 마스킹(masking) 및 식각(etching) 공정 등을 통하여 투명 기판 표면에 직접적으로 형성되거나, 나노 패턴을 가지는 필름을 투명 기판 표면에 코팅하는 방식과 같이 간접적으로 형성될 수 있다.The nanostructure may be directly formed on the surface of the transparent substrate through a masking and etching process, or may be indirectly formed by coating a film having a nano pattern on the surface of the transparent substrate.
일 실시예로서 상기 나노 구조물은 투명 기판 표면의 일부에만 형성할 수 있으며, 판형의 투명 기판의 측면으로부터 유입된 빛이 나노 구조물이 형성된 투명 기판 표면의 일부에서만 발광하도록 하여 투명 기판 표면에 글자나 그림 등을 자유롭게 표현할 수 있다.In one embodiment, the nanostructure may be formed only on a part of the surface of the transparent substrate, and the light flowing from the side of the plate-shaped transparent substrate emits light only at a part of the surface of the transparent substrate on which the nanostructure is formed. Etc. can be expressed freely.
이때, 판형의 투명 기판의 측면으로부터 빛이 유입되지 않는 경우에는 투명 기판 표면의 가시광선 투과율이 85~99%가 되어 가시광선에 투과도에 손실이 거의 없는 것을 특징으로 한다.In this case, when light does not flow from the side of the plate-shaped transparent substrate, the visible light transmittance of the surface of the transparent substrate is 85 to 99%, and there is little loss in the visible light.
한편, 상기 판형의 투명 기판의 측면으로부터 유입되는 빛은 다양한 광원이 사용될 수 있으나, 일 실시예로 LED(Light emitting diode) 또는 LD(Laser diode) 광원이 사용되는 것이 바람직하며, 이때 상기 판형의 투명 기판의 측면을 따라 서로 다른 색상을 방출하는 다수의 광원들을 배치하여 상기 광원들로부터 방출되는 빛의 혼합을 통하여 판형의 투명 기판 표면에 다양한 색상을 구현하는 것이 가능하다. 또한, 상기 판형의 투명 기판 표면에 다양한 색상의 페이드 아웃(fade out)이나 애니메이션 등을 구현하기 위하여, 상기 광원들의 발광에 있어서 시간, 인가전압 또는 인가전류의 차이를 둘 수 있다. On the other hand, the light flowing from the side of the plate-shaped transparent substrate may be used a variety of light sources, in one embodiment it is preferable to use a light emitting diode (LED) or a laser diode (LD) light source, in this case, the plate-shaped transparent By arranging a plurality of light sources emitting different colors along the side of the substrate, it is possible to implement various colors on the surface of the plate-shaped transparent substrate through mixing of the light emitted from the light sources. In addition, in order to implement fading out or animation of various colors on the surface of the plate-shaped transparent substrate, a difference in time, applied voltage, or applied current may be provided in light emission of the light sources.
또한, 상기 광원으로부터 방출되는 빛은 광섬유(optical fiber)를 통하여 매우 가늘게 유도되어 상기 판형의 투명 기판의 측면으로 유입되도록 할 수 있으며, 상기 판형의 투명 기판의 측면을 따라 (i)광섬유와 (ii)이를 빠져나온 빛이 퍼지는 것을 모아주기 위한 렌즈를 배치하고, 상기 광섬유들로부터 유입된 빛이 서로 교차하는 지점에서 혼합색을 발현하도록 할 수 있다. 이때, 상기 광섬유들로부터 유입된 빛이 서로 교차하는 지점의 혼합색을 조절하여 상기 판형의 투명 기판 표면에 디스플레이 기능을 부여할 수 있다. In addition, the light emitted from the light source may be guided very thin through the optical fiber to enter the side of the plate-shaped transparent substrate, and (i) the optical fiber and (ii) along the side of the plate-shaped transparent substrate The lens may be arranged to collect the light emitted from the light, and the mixed color may be expressed at the point where the light from the optical fibers intersect each other. In this case, a display function may be given to a surface of the plate-shaped transparent substrate by adjusting a mixed color of a point where light flowing from the optical fibers cross each other.
또한, 투명 기판 표면의 디스플레이 기능 발휘에 있어서 검은색이 필요한 경우, (i) 상기 면 발광 투명 기판의 배면에 일렉트로 크로믹(electro-chromic) 코팅처리를 하거나, (ii) 일렉트로 크로믹 코팅처리를 한 투명 기판을 상기 면 발광 투명 기판의 후방에 추가로 배치하고, 일렉트로 크로믹 코팅층에 전압을 인가함으로써 검은색이 발현되도록 할 수 있다.In addition, when black is required for the display function of the surface of the transparent substrate, (i) an electro-chromic coating may be applied to the rear surface of the surface-emitting transparent substrate, or (ii) the electrochromic coating may be performed. One transparent substrate may be further disposed behind the surface-emitting transparent substrate, and black may be expressed by applying a voltage to the electrochromic coating layer.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기에서 설명한 면 발광 투명 기판, 상기 면 발광 투명 기판의 측면을 따라 설치된 투명 기판 창틀 및 상기 투명 기판 창틀에 설치되어 상기 면 발광 투명 기판의 측면으로 빛을 유입시키는 광원을 포함하는 면 발광 패널을 제공한다.Meanwhile, in order to achieve the above object, the present invention provides a surface-emitting transparent substrate as described above, a transparent substrate window frame installed along a side surface of the surface-emitting transparent substrate, and a transparent substrate window frame installed on the side surface of the surface-emitting transparent substrate. Provided is a surface emitting panel including a light source for introducing light.
이때, 상기 면 발광 패널을 다수 개 설치하고, 상기 설치된 각각의 면 발광 패널이 서로 다른 색상을 발광하도록 함으로써 이미지, 동영상 또는 글자 등을 구현할 수도 있다.In this case, a plurality of surface emitting panels may be installed, and each of the installed surface emitting panels may emit different colors to implement an image, a video, or a text.
또한, 상기 면 발광 패널에 창살 등과 같은 프레임(frame)이 설치되고, 상기 프레임에 의하여 상기 면 발광 투명 기판이 여러 개의 구획으로 나누어지도록 할 수 있으며, 이때 상기 프레임에 의하여 나누어진 구획마다 서로 다른 색상이 발광되도록 하여 하나의 면 발광 패널에 다양한 모자이크 무늬를 구현할 수 있다.
In addition, a frame such as a grate may be installed in the surface emitting panel, and the surface emitting transparent substrate may be divided into a plurality of compartments by the frame, wherein the compartments divided by the frame may have different colors. By emitting light, various mosaic patterns may be realized in one surface emitting panel.
본 발명의 면 발광 투명 기판은 표면에 가시광선의 파장보다 작은 나노 크기의 구조물을 형성함으로써 가시광선의 투과도 손실을 방지함과 동시에 상기 투명 기판의 측면으로부터 유입된 빛을 투명 기판의 면 전체로 발광하는 것을 특징으로 하며, 이를 통하여 면 발광 기술을 건축, 인테리어 및 광고 분야 등에 효과적으로 적용할 수 있다.The surface-emitting transparent substrate of the present invention forms a nano-sized structure smaller than the wavelength of visible light on its surface to prevent loss of transmittance of visible light and simultaneously emit light emitted from the side of the transparent substrate to the entire surface of the transparent substrate. Through this, the surface light emitting technology can be effectively applied to the construction, interior and advertising fields.
또한, 서로 다른 색상을 방출하는 다수의 LED 또는 LD 광원을 배치하고 이에 따른 색상을 적절하게 혼합함으로써 다양한 색상, 움직이는 이미지, 동영상, 심미적인 분위기, 광고문구 또는 다양한 조명 등을 구현할 수 있다.In addition, by arranging a plurality of LED or LD light sources that emit different colors and appropriately mix the colors according to the various colors, moving images, moving images, aesthetic atmosphere, advertising phrases or various lights can be implemented.
한편, 본 발명의 면 발광 투명 기판은 광섬유(optical fiber)를 사용하여 디스플레이로 활용될 수 있으며, 측면을 따라 광원이 배치된 투명 기판의 창틀을 통해 하나의 면 발광 패널을 구성하여 이를 통해 다양한 심미적인 분위기를 연출할 수 있다.
On the other hand, the surface-emitting transparent substrate of the present invention can be utilized as a display using an optical fiber (optical fiber), by forming a surface emitting panel through the window frame of the transparent substrate, the light source is disposed along the side through this various aesthetic I can produce a person atmosphere.
도 1 - 종래 면 발광 유리가 설치된 건물의 사진 (건물 4층부터 설치되어 있으며, 아래층의 일반적인 유리와 비교하여 기존의 면 발광 유리는 투과도가 현저히 떨어지는 것을 볼 수 있다)
도 2 - 본 발명에 따른 면 발광 유리의 일 측면에 RGBW LED 광원을 유입시켰을 때 면 발광되는 모습(a 내지 d)과 본 발명에 따른 면 발광 유리의 배면에 일렉트로 크로믹 코팅이 되어 있는 경우 전압이 인가되지 않았을 경우에는 투명한 상태이나 전압이 인가되면 검은색으로 변하게 되는 모습(e)을 보여주는 모식도
도 3 - 본 발명에 따라 나노 구조물이 표면에 형성된 면 발광 유리와 일반 유리의 비교실험 사진(a는 일반 유리와 면 발광 유리의 모서리에 광원을 비추지 않았을 때이고 b 일반 유리와 면 발광 유리의 측면에 푸른색 광원을 비추었을 때의 비교사진이고, c에서 (i) 좌측은 일반 유리 (ii) 가운데는 표면의 일부분에만 본 발명에 따라 나노 구조물을 형성시킨 면 발광 유리 (iii)우측은 표면 전체에 나노 구조물을 형성시킨 면발광 유리로서, 각 유리의 측면으로 녹색 광원을 비추었을 때의 비교사진이다.)
도 4 - 본 발명의 일 실시예에 따라 프레임이 구비된 면 발광 패널의 모식도
도 5 - 나노 패턴 형성 과정을 보여주는 순서도
도 6 - 본 발명의 일 실시예에 따라 면 발광 유리의 측면에 다양한 색상의 광원들을 부착하여 측면에서 주입되는 빛이 교차하는 지점에서 혼합색을 구현하는 모습을 보여주는 모식도
도 7a,b - 마스크층을 사용하여 유리 기판의 표면을 선택적으로 식각하고 마스크층을 제거하여 형성된 나노 패턴을 나타낸 주사전자현미경(SEM) 사진
도 8 - 본 발명의 일 실시예에 따라 나노 패턴이 형성된 유리 기판의 광투과도를 나타낸 그래프(기준 파장 : 550 nm, 녹색선은 일반 유리의 광투과도를 나타내고, 붉은색선은 표면에 나노 패턴이 형성된 면 발광 유리의 광투과도를 나타낸다.)Figure 1-Photograph of a building equipped with conventional surface-emitting glass (installed from the fourth floor of the building, and compared to the conventional glass of the lower floor, it can be seen that the conventional surface-emitting glass is significantly inferior)
2-When the RGBW LED light source is introduced into one side of the surface emitting glass according to the present invention, the surface is emitted (a to d) and the voltage when the electrochromic coating is applied to the back surface of the surface emitting glass according to the present invention. (E) Schematic diagram showing a state in which transparent state or black color is applied when a voltage is applied
Figure 3-Comparative experiment photo of the surface-emitting glass and the normal glass with the nanostructures formed on the surface according to the present invention (a is when the light source is not shining on the edges of the normal glass and the surface emitting glass and b side of the normal glass and the surface emitting glass (C) (i) The left side of ordinary glass (ii) The surface-emitting glass in which the nanostructure is formed according to the present invention only on a part of the surface in the middle of the surface (iii) Surface-emitting glass with nanostructures formed on it, which is a comparative photograph when a green light source is shined on the side of each glass.)
4-Schematic diagram of a surface-emitting panel having a frame according to an embodiment of the present invention.
Figure 5-Flowchart showing the process of nano pattern formation
6-Schematic diagram showing the implementation of the mixed color at the intersection of the light injected from the side by attaching light sources of various colors to the side of the surface-emitting glass according to an embodiment of the present invention
7a, b-Scanning electron microscope (SEM) photograph showing a nano pattern formed by selectively etching a surface of a glass substrate using a mask layer and removing the mask layer.
FIG. 8-A graph showing light transmittance of a glass substrate on which a nanopattern is formed according to an embodiment of the present invention (reference wavelength: 550 nm, a green line represents a light transmittance of ordinary glass, and a red line shows a nanopattern formed on a surface thereof The light transmittance of the surface-emitting glass is shown.)
이하에서는, 본 발명의 면 발광 투명 기판 및 이를 이용한 면 발광 패널을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a surface emitting transparent substrate and a surface emitting panel using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 면 발광 투명 기판은 판형의 투명 기판의 측면으로부터 유입된 빛을 투명 기판의 면 전체로 발광시키기 위하여, 표면에 나노 구조물이 형성되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 나노 구조물은 마스킹(masking) 및 식각(etching) 공정을 통하여 상기 투명 기판의 표면에 직접적으로 형성될 수 있음은 물론, 나노 패턴을 가지는 필름을 상기 투명 기판의 표면에 코팅하는 방식 등 간접적으로 형성될 수도 있다.The surface-emitting transparent substrate of the present invention is characterized in that the nanostructure is formed on the surface in order to emit light from the side of the plate-shaped transparent substrate to the entire surface of the transparent substrate. In this case, the nanostructure may be directly formed on the surface of the transparent substrate through a masking and etching process, as well as indirectly by coating a film having a nano pattern on the surface of the transparent substrate. It may be formed as.
본 발명에 따라 나노구조물이 표면에 형성된 투명 기판은 발광하지 않을 시에는 도 3a에 나타난 것과 같이 투명 기판 표면의 가시광선 투과도에 손실이 거의 없고 나아가 면 발광 처리 후 투과율이 오히려 향상되는 것을 특징으로 한다. 자세하게는, (i) 투과율이 보통 80%대인 건축용 유리의 경우 본 발명에 따라 나노구조물을 표면에 형성시킴으로써 80~85%로의 투과율 향상을, (ii) 89~90%인 통상의 유리의 경우는 90~92%로의 투과율 향상을, (iii) 92% 정도인 디스플레이용 강화유리의 경우는 92~96%로의 투과율 향상을 얻을 수 있다. 아울러, 나노 구조물을 상기 유리의 양면에 형성시켰을 경우 상술한 바와 같은 가시광선 투과도 향상으로 99% 상당의 가시광선 투과율을 얻을 수 있다. When the transparent substrate on which the nanostructure is formed on the surface does not emit light according to the present invention, as shown in FIG. 3A, there is little loss in the visible light transmittance of the surface of the transparent substrate, and furthermore, the transmittance is improved after the surface emission treatment. . Specifically, (i) in the case of architectural glass having a transmittance of usually 80%, the improvement of the transmittance of 80 to 85% by forming a nanostructure on the surface according to the present invention, and (ii) in the case of ordinary glass of 89 to 90% Transmittance improvement to 90 to 92%, and (iii) In the case of tempered glass for display which is about 92%, transmittance improvement to 92 to 96% can be obtained. In addition, when the nanostructures are formed on both surfaces of the glass, visible light transmittance of 99% can be obtained by improving the visible light transmittance as described above.
한편, 상기 판형의 투명 기판의 측면으로부터 유입되는 빛은 다양한 광원이 사용될 수 있으나 바람직하게는 도 2, 3에 도시된 바와 같이 WRGB LED 또는 LD 광원이 사용될 수 있다. 이때, 상기 광원은 측면의 어느 일면에만 설치될 수도 있으나, 측면마다 서로 다른 색상을 방출하는 다수의 광원을 배치할 수 있다. 또한, 상기 WRGB 광원 자체를 한 세트로 묶어서 이들을 조합함으로써 혼합색을 주입할 수 있으며, 도 6에서 볼 수 있듯이 상기 면 발광 투명 기판의 측면을 따라서 다수의 광원을 부착하고, 각각 측면에서 주입된 빛이 교차하는 곳에서 혼합색을 구현함으로써 다양한 색상을 표현할 수 있다.
On the other hand, the light flowing from the side of the plate-shaped transparent substrate may be used a variety of light sources, but preferably as shown in Figures 2, 3 WRGB LED or LD light source can be used. In this case, the light source may be installed on only one surface of the side surface, but a plurality of light sources emitting different colors for each side may be disposed. In addition, by combining the WRGB light source itself as a set and combining them, a mixed color can be injected, and as shown in FIG. 6, a plurality of light sources are attached along the side surface of the surface-emitting transparent substrate, and light injected from each side is Various colors can be expressed by implementing mixed colors at intersections.
본 발명의 면발광 투명 기판은 다양한 방식으로 응용될 수 있는데, 도 3 (c)의 중간에 위치한 면 발광 유리를 참고할 때, 일 실시예로 상기 나노 구조물을 유리 표면의 일부에만 형성하고, 판 유리의 측면으로부터 유입된 빛이 나노 구조물이 형성된 투명 기판 표면의 일부분에서만 발광하도록 함으로써 투명 기판의 표면에 글자나 그림 등을 자유롭게 표현할 수 있으며, 상기 광원들의 발광에 있어서 시간, 인가전압 또는 인가전류 차이가 나도록 조절하여 상기 투명 기판의 표면에 다양한 색상의 페이드 아웃(fade out)이나 애니메이션 등을 구현할 수도 있다.The surface-emitting transparent substrate of the present invention can be applied in various ways. Referring to the surface-emitting glass located in the middle of FIG. 3 (c), in one embodiment, the nanostructure is formed only on a part of the glass surface, and the plate glass is used. By letting the light emitted from the side surface of the transparent substrate on which the nanostructures are formed, the letters or pictures can be freely expressed on the surface of the transparent substrate, and the time, applied voltage or applied current difference in the light emission of the light sources It may be adjusted to make a fade out or animation of various colors on the surface of the transparent substrate.
이와 같은 다양한 응용방식을 통하여 실내에서 심미적인 분위기를 연출하거나 감성적인 조명을 다양하게 연출하는 것이 가능하며, 일 실시예로서 유리창의 경우 태양 빛이 비치는 낮에 상기 광원을 밝힘으로써 태양 빛의 일부를 차단하는 효과와 창의 색깔 변화를 동시에 구현할 수 있다.
Through such various application methods, it is possible to produce an aesthetic atmosphere in the room or to produce a variety of emotional lighting. As an example, in the case of a glass window, a part of the sun light is illuminated by illuminating the light source during the day when the sun is shining. The effect of blocking and changing the color of the window can be realized at the same time.
한편, 상기 광원으로부터 방출되는 빛은 광섬유(optical fiber)를 통하여 상기 판형의 투명 기판의 측면으로 유입되도록 구성할 수 있다. On the other hand, the light emitted from the light source may be configured to be introduced into the side of the plate-shaped transparent substrate through the optical fiber.
이를 통하여 측면에 배치되는 광원의 수를 줄여 하나의 광섬유 광원으로 통합할 수 있으며, 상기 투명 기판의 측면으로 유입되는 빛을 광섬유를 통해 매우 가늘게 유도함으로써 서로 교차하는 지점을 혼합색으로 조절하는데 있어서 픽셀을 작게하여 디스플레이로의 활용시 해상도를 높이는 효과를 얻을 수 있다. 이때, 광섬유를 통해 빠져나오는 빛이 퍼지는 것을 방지하기 위하여 렌즈를 부착함으로써 상기 면 발광 투명 기판의 측면에 원하는 방향으로 빛을 주입시킬 수 있다. Through this, the number of light sources arranged on the side can be reduced and integrated into a single optical fiber light source. The light flowing to the side of the transparent substrate is very thinly guided through the optical fiber, thereby controlling the pixels to control the intersection points with the mixed colors. It is possible to obtain an effect of increasing the resolution when used as a display by making it small. At this time, by attaching a lens in order to prevent the light exiting through the optical fiber can be injected to the side of the surface-emitting transparent substrate in a desired direction.
또한, 디스플레이 기능 발휘를 위하여 검은색이 필요한 경우, (i) 상기 면 발광 투명 기판의 배면에 일렉트로 크로믹(electro-chromic) 코팅처리를 하거나 (ii) 상기 면 발광 투명 기판의 후방에 일렉트로 크로믹 코팅처리를 한 투명 기판을 추가로 배치하고, 일렉트로 크로믹 코팅층에 전압을 인가하여 검은색을 발현시킬 수 있다. 이때, 상기 면 발광 투명 기판에는 검은색이 구현되어야 할 부분에 광원을 끔으로써 후면의 검은색이 드러나도록 하게 된다.
In addition, when black is required to exhibit a display function, (i) an electro-chromic coating may be applied to the rear surface of the surface-emitting transparent substrate, or (ii) an electrochromic layer is disposed behind the surface-emitting transparent substrate. A transparent substrate subjected to the coating treatment may be further disposed, and black may be expressed by applying a voltage to the electrochromic coating layer. At this time, the black on the rear surface of the surface-emitting transparent substrate is turned off by turning off the light source at the part where black is to be realized.
한편, 본 발명의 면 발광 패널은 상기에서 살펴본 면 발광 투명 기판, 상기 면 발광 투명 기판의 측면을 따라 설치된 투명 기판 창틀 및 상기 투명 기판 창틀에 설치되어 상기 면 발광 투명 기판의 측면으로 빛을 유입시키는 광원을 포함하도록 구성된다. On the other hand, the surface-emitting panel of the present invention is provided on the surface-emitting transparent substrate, the transparent substrate window frame provided along the side of the surface-emitting transparent substrate and the transparent substrate window frame is installed in the light emitting side of the surface-emitting transparent substrate It is configured to include a light source.
이때, 상기 면 발광 패널을 다수 개 인접하여 설치하고, 상기 인접하여 설치된 각각의 면 발광 패널이 서로 다른 색상, 다른 글자 또는 모양 등으로 발광함으로써 이미지, 동영상 또는 심미적인 장식 등이 구현되도록 할 수도 있다.In this case, a plurality of the surface emitting panels may be installed adjacent to each other, and each of the adjacent surface emitting panels may emit light with different colors, different letters or shapes, so that an image, a video, or an aesthetic decoration may be implemented. .
또한, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 면 발광 패널에 투명 기판 표면을 종 방향 또는 횡 방향으로 가로지르는 창살 등과 같은 프레임(frame)을 설치하여 상기 프레임에 의해 상기 면 발광 투명 기판이 여러 개의 구획으로 나누어지도록 할 수 있으며, 이때 나누어진 구획마다 서로 다른 색상이 발광되도록 하여 상기 면 발광 투명 기판의 표면에 모자이크 무늬를 구현할 수 있다.
In addition, as shown in FIG. 4, a frame such as a grate crossing the surface of the transparent substrate in the longitudinal direction or the transverse direction is provided on the surface emitting panel so that the surface emitting transparent substrate is divided into several compartments by the frame. In this case, different colors may be emitted for each of the divided sections to implement mosaic patterns on the surface of the surface-emitting transparent substrate.
이하에서는 상술한 나노 패턴 형성 및 면 발광 투명 기판의 가시광선 투과도와 발광 특성에 대한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기의 실험예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것을 뿐, 본 발명이 아래의 실험예들에 의해서 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, embodiments of the visible light transmittance and the light emission characteristics of the nano-pattern formation and the surface-emitting transparent substrate will be described in more detail. However, the following experimental examples are only for helping the understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the following experimental examples.
나노 패턴 형성Nano pattern formation
도 5의 순서도에 도시된 것과 같이, 먼저 유리 기판 또는 투명 필름의 표면에 물리적 또는 화학적 기상 증착법을 이용하여 나노 응집 입자를 형성함으로써, 상기 나노 응집 입자들 사이로 상기 유리 기판 또는 투명 필름이 노출되어 있는 개구를 갖는 마스크층을 형성한다. 이와 관련하여 선행기술문헌으로써 등록특허 10-1217783호가 개시되어 있다. As shown in the flowchart of FIG. 5, first, nano-aggregated particles are formed on the surface of the glass substrate or the transparent film by physical or chemical vapor deposition, thereby exposing the glass substrate or the transparent film between the nano-aggregated particles. A mask layer having an opening is formed. In this regard, Patent Document No. 10-1217783 is disclosed as a prior art document.
이 후, 상기 마스크층을 식각 보호층으로 이용하여 상기 개구로부터 노출된 상기 유리 기판 또는 투명 필름의 표면을 선택적으로 식각함으로써 상기 유리 기판 또는 투명 필름 표면에 나노 패턴을 형성한다. Thereafter, using the mask layer as an etch protective layer, the surface of the glass substrate or the transparent film exposed from the opening is selectively etched to form nano patterns on the surface of the glass substrate or the transparent film.
상기 실시예에 따라 형성된 나노 패턴 형성 결과물을 도 7a,b의 SEM 사진을 통하여 확인할 수 있다.
The nano pattern formation result formed according to the embodiment can be confirmed through the SEM photograph of Figure 7a, b.
면 발광 유리의 가시광선 투과도 및 면 발광 특성Visible Light Transmittance and Surface Emission Characteristics of Surface-Emitting Glass
상기 실시예 1에서 제조된 면 발광 유리는 빛을 비추지 않았을 때는 도 3a와 같이 일반 유리와 동일하게 투명한 것을 볼 수 있다. 한편, LED 광원을 통한 빛을 상기 유리의 측면을 통하여 유입시키면 도 3b와 같이 일반 유리는 투명한 상태를 그대로 유지하는 반면, 면 발광 유리는 유리 면 전체적으로 발광하는 것을 볼 수 있다. When the surface-emitting glass manufactured in Example 1 does not shine, it can be seen that the transparent glass is the same as that of ordinary glass as shown in FIG. 3A. On the other hand, when the light flowing through the LED light source through the side of the glass as shown in Figure 3b it can be seen that the general glass maintains a transparent state, while the surface-emitting glass emits light on the entire glass surface.
한편, 도 8은 상기 나노 패턴이 형성된 유리 기판에서 파장에 따른 광 투과도를 나타낸 그래프로서, 표면의 나노 패턴 형성에 따른 반사도 감소로 인하여 유리 기판의 광투과도 개선 효과를 확인할 수 있다. 사용된 글래스의 광투과도는 가시광 영역(550nm)에서 90.8% 수준이나(도 8의 녹색선), 본 발명의 나노 패턴이 형성 후의 유리 기판의 광 투과도는 94.6% 수준임(도 8의 붉은색선)을 확인할 수 있다.
On the other hand, Figure 8 is a graph showing the light transmittance according to the wavelength in the glass substrate on which the nano-pattern is formed, it is possible to confirm the effect of improving the light transmittance of the glass substrate due to the decrease in reflectivity of the nano-pattern on the surface. The light transmittance of the glass used was 90.8% in the visible region (550 nm) (green line in FIG. 8), but the light transmittance of the glass substrate after the nanopattern of the present invention was formed was 94.6% (red line in FIG. 8). You can check it.
본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
The present invention is not limited to the above-described specific embodiments and descriptions, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Such variations are within the protection scope of the present invention.
105 : 투명 기판(유리 또는 투명 필름)
110 : 나노 응집 입자
111 : 개구
112 : 마스크층
120 : 나노 패턴
205 : 면 발광 투명 기판
210 : 투명 기판 창틀
211 : 광원
212 : 프레임105: transparent substrate (glass or transparent film)
110: nano aggregated particles
111: opening
112: mask layer
120: Nano pattern
205: surface emitting transparent substrate
210: transparent substrate window frame
211: light source
212: frame
Claims (16)
상기 나노 구조물은 상기 투명 기판의 표면에 직접적으로 형성되거나, 상기 나노 구조물이 형성된 필름을 상기 투명 기판의 표면에 부착하여 간접적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표면에 나노 패턴이 형성된 면 발광 투명 기판.Protruding or dimple-shaped nanostructures are formed on the surface of the plate-shaped transparent substrate, and light entering the side of the plate-shaped transparent substrate is reflected by the nanostructures so that the entire opposite side of the surface on which the nanostructures are formed. Ignited with
The nanostructure is formed directly on the surface of the transparent substrate, or indirectly formed by attaching a film on which the nanostructure is formed on the surface of the transparent substrate, the nano-pattern formed surface-emitting transparent substrate.
상기 나노 구조물이 투명 기판 표면의 일부에만 형성되며, 상기 판형의 투명 기판의 측면으로부터 유입된 빛이 나노 구조물이 형성된 투명 기판 표면의 일부에서만 발광하는 것을 특징으로 하는 표면에 나노 패턴이 형성된 면 발광 투명 기판.The method of claim 1,
The nanostructure is formed only on a part of the surface of the transparent substrate, and the light emitted from the side of the plate-shaped transparent substrate emits light only on a part of the surface of the transparent substrate on which the nanostructure is formed, the surface-emitting transparent with a nano-pattern formed on the surface Board.
측면으로부터 빛이 유입되지 않는 경우, 투명 기판 표면의 가시광선 투과율이 85~99%인 것을 특징으로 하는 표면에 나노 패턴이 형성된 면 발광 투명 기판.The method of claim 1,
When no light is introduced from the side surface, the surface-emitting transparent substrate having a nano-pattern formed on the surface, characterized in that the visible light transmittance of the surface of the transparent substrate is 85 ~ 99%.
상기 판형의 투명 기판의 측면으로부터 유입되는 빛이 LED(Light emitting diode) 또는 LD(Laser diode) 광원에 의한 것임을 특징으로 하는 표면에 나노 패턴이 형성된 면 발광 투명 기판.The method of claim 1,
The light-emitting transparent substrate with a nano-pattern formed on the surface, characterized in that the light flowing from the side of the plate-shaped transparent substrate is a light emitting diode (LED) or laser diode (LD) light source.
상기 판형의 투명 기판의 측면을 따라 서로 다른 색상을 방출하는 다수의 광원들이 배치되며, 상기 광원들로부터 방출되는 빛의 혼합을 통하여 상기 판형의 투명 기판 표면에 다양한 색상을 구현하는 것을 특징으로 하는 표면에 나노 패턴이 형성된 면 발광 투명 기판.The method according to claim 6,
A plurality of light sources emitting different colors along the side of the plate-shaped transparent substrate is disposed, the surface characterized in that to implement a variety of colors on the surface of the plate-shaped transparent substrate through the mixing of the light emitted from the light source A surface-emitting transparent substrate having a nano pattern formed thereon.
상기 판형의 투명 기판 표면에 다양한 색상의 페이드 아웃(fade out) 또는 애니메이션 등을 구현하기 위하여, 상기 광원들의 발광에 시간, 인가전압 또는 인가전류의 차이를 두는 것을 특징으로 하는 표면에 나노 패턴이 형성된 면 발광 투명 기판.The method of claim 7, wherein
In order to implement fading out or animation of various colors on the surface of the plate-shaped transparent substrate, nano-patterns are formed on the surface, wherein a difference in time, an applied voltage, or an applied current is placed on the light emission of the light sources. Surface-emitting transparent substrate.
상기 광원으로부터 방출되는 빛이 광섬유(optical fiber)를 통하여 상기 판형의 투명 기판의 측면으로 유입되는 것을 특징으로 하는 표면에 나노 패턴이 형성된 면 발광 투명 기판. The method according to claim 6,
The surface-emitting transparent substrate having a nano-pattern formed on the surface, characterized in that the light emitted from the light source is introduced into the side of the plate-shaped transparent substrate through an optical fiber.
상기 판형의 투명 기판의 측면을 따라 광섬유들이 배치되며, 상기 배치된 광섬유들로부터 유입된 빛이 서로 교차하는 지점에서 혼합색이 발현되는 것을 특징으로 하는 표면에 나노 패턴이 형성된 면 발광 투명 기판.10. The method of claim 9,
The surface-emitting transparent substrate having a nano-pattern formed on a surface thereof, wherein optical fibers are disposed along side surfaces of the plate-shaped transparent substrate, and mixed colors are expressed at points where light flowing from the arranged optical fibers intersects each other.
상기 광섬유들로부터 유입된 빛이 서로 교차하는 지점의 혼합색을 조절하여 상기 판형의 투명 기판 표면에 디스플레이 기능을 부여하는 것을 특징으로 하는 표면에 나노 패턴이 형성된 면 발광 투명 기판.The method of claim 10,
The surface-emitting transparent substrate having a nano-pattern formed on the surface, characterized in that to give a display function on the surface of the plate-shaped transparent substrate by controlling the mixed color of the point where the light from the optical fibers cross each other.
상기 판형의 투명 기판 표면에 디스플레이 기능을 부여하기 위해 검은색이 필요한 경우, (i) 상기 면 발광 투명 기판의 배면에 일렉트로 크로믹(electro-chromic) 코팅처리를 하거나 (ii) 일렉트로 크로믹 코팅처리를 한 투명 기판을 상기 면 발광 투명 기판의 후방에 추가로 배치하고, 일렉트로 크로믹 코팅층에 전압을 인가함으로써 검은색이 발현되도록 한 것을 특징으로 하는 표면에 나노 패턴이 형성된 면 발광 투명 기판. 12. The method of claim 11,
When black is required to impart a display function to the surface of the plate-shaped transparent substrate, (i) an electro-chromic coating is applied on the rear surface of the surface-emitting transparent substrate, or (ii) an electrochromic coating treatment. The surface-emitting transparent substrate having a nano-pattern formed on the surface, characterized in that the transparent substrate further disposed behind the surface-emitting transparent substrate, the black color is expressed by applying a voltage to the electrochromic coating layer.
상기 면 발광 투명 기판의 측면을 따라 설치된 투명 기판 창틀; 및
상기 투명 기판 창틀에 설치되어 상기 면 발광 투명 기판의 측면으로 빛을 유입시키는 광원;
을 포함하는 표면에 나노 패턴이 형성된 면 발광 패널.The surface-emitting transparent substrate of any one of claims 1 to 12 except for the second and third;
A transparent substrate window frame installed along a side of the surface-emitting transparent substrate; And
A light source installed in the transparent substrate window frame to introduce light into a side surface of the surface-emitting transparent substrate;
Surface-emitting panel with a nano-pattern formed on the surface comprising a.
상기 면 발광 패널이 다수 개 설치되며, 설치된 각각의 면 발광 패널이 서로 다른 색상을 발광함으로써 이미지, 동영상 또는 글자 등이 구현되는 것을 특징으로 하는 표면에 나노 패턴이 형성된 면 발광 패널.The method of claim 13,
The surface emitting panel having a nano-pattern formed on the surface, characterized in that a plurality of the surface emitting panel is installed, each of the installed surface emitting panel emits a different color to implement an image, video or text.
상기 면 발광 패널에 프레임이 설치되고, 상기 프레임에 의하여 상기 면 발광 투명 기판의 표면이 여러 개의 구획으로 나누어지는 것을 특징으로 하는 표면에 나노 패턴이 형성된 면 발광 패널.The method of claim 13,
The surface emitting panel is provided with a frame, the surface of the surface-emitting transparent substrate is divided into a plurality of compartments by the frame characterized in that the nano-pattern formed on the surface.
상기 프레임에 의하여 나누어진 구획마다 서로 다른 색상이 발광되도록 하여 상기 면 발광 투명 기판의 표면에 모자이크 무늬를 구현하는 것을 특징으로 하는 표면에 나노 패턴이 형성된 면 발광 패널.16. The method of claim 15,
The surface-emitting panel with a nano-pattern formed on the surface, characterized in that to implement a mosaic pattern on the surface of the surface-emitting transparent substrate so that different colors are emitted for each partition divided by the frame.
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