LED 조명용 opal glass의 조성 및 특성에 대한 연구

Abstract

LED 조명등에서 광 확산판(light diffuser)으로 사용되고 있는 폴리카보네이트 소재의 내구성 문제를 개선하기 위한 대체소재로서 반투명 유백유리를 제조하였다. 동일한 유리 조성하에서 유탁제로서 Calcium phosphate(P2O5)의 함량을 0.2~1.5 mol %로 변화시키면서 1550℃ 전기로에서 2시간동안 유리를 용융하였다. 그 결과 유탁제인 P2O5가 1 mol % 이상 들어간 조성의 유백유리에서 90% 이상의 탁도(haze)값과 5% 이하의 평행광 투과도(P.T)값을 나타내어 조명용 LED 광 확산판(diffuser)으로서 우수한 광 특성을 나타냈다. 또한 5.6 ~ 5.9 x 10-6/℃ 의 열팽창 계수와 874 ~ 884℃의 연화점을 나타내어 우수한 열적 특성도 나타내었다. 또한 용융유리가 성형된 후 냉각 열처리 과정에서 상분리 및 유백입자의 성장에 의한 유백 특성의 변화를 확인하기 위하여 성형 및 냉각 열처리 조건에 따른 특성실험을 추가실험을 진행하였다. 성형 및 냉각온도를 상온, 850℃, 1100℃ 및 1200℃로 변화시키면서 유백특성의 영향을 확인한 결과, 가장 고온인 1200℃ 에서 성형 및 냉각을 한 샘플에서 가장 양호한 특성을 갖는 유백유리가 얻어졌다. 이 유리는 82% 이상의 높은 탁도(haze) 값과 10% 미만의 낮은 평행광 투과도(P.T)에 의해 직사광 투과에 의한 눈부심이 없이 LED 조명용 광확산판(diffuser)으로서 우수한 광특성을 나타내었다. 또한 열적 특성으로서 6.309 x 10-6/℃ 의 열팽창 계수 와 839℃의 연화점을 나타내었다. 결론적으로 인산칼슘을 유탁제로 사용하고 성형 및 냉각조건을 변화시키면서 광 확산판용 유백유리를 제조하여 특성을 평가해 본 결과, 높은 탁도(haze)값과 낮은 평행광 투과도(P.T)값을 갖는 우수한 광학적 특성의 유백유리가 얻어짐으로써 기존의 폴리카보네이트 소재를 대체할 수 있는 높은 내구성을 갖는 조명용 LED의 광확산판(diffuser)의 제조가 가능하리라 판단된다.