KR101395454B1 - 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본 발명의 광학 필름은 균일한 크기의 다수의 기공을 포함하는 메조다공성 물질을 포함하는 하나 이상의 반사방지막을 포함하고, 상기 기공 내에 공기 또는 상기 메조다공성 물질과 다른 굴절률을 갖는 충진 물질을 포함함으로써, 메조다공성 물질과 기공 내의 충진 물질의 부피비의 조절에 따라 원하는 크기의 유효 굴절률을 얻을 수 있고 순차적으로 변화하는 굴절률 분포를 갖게 되어 우수한 반사방지의 성능을 확보할 수 있을 뿐 아니라, 이러한 광학필름의 제조 방법은 나노와이어 성장 기술을 응용할 수 있어 대량 생산이 용이하다는 장점이 있다.
메조다공성 물질, 그레이디드 굴절률, 유효 굴절률, 광학 필름

Description

그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름 및 이의 제조방법{OPTICAL FILM HAVING A GRADED INDEX OF REFRACTION AND FABRICATING METHOD THEREOF}
본 발명은 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 균일한 크기의 다수의 기공을 포함하는 메조다공성 물질을 포함하는 하나 이상의 반사방지막을 포함하고, 상기 기공 내에 공기 또는 상기 메조다공성 물질과 다른 굴절률을 갖는 충진 물질을 포함함으로써, 메조다공성 물질과 기공 내의 충진 물질 사이의 부피비의 조절에 따라 원하는 크기의 유효 굴절률을 얻을 수 있고 순차적으로 변화하는 굴절률 분포를 갖게 되어 우수한 반사방지의 성능을 확보할 수 있는 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
반사방지막(antireflection film)이란, 광반사를 방지하기 위한 막을 의미하는데, 예를 들어 가시광선 영역에서 사용하는 반사방지막의 경우에는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 다양한 디스플레이 장치에 있어서, 콘트라스트 및 화상 품질을 향상시키기 위한 목적으로 디스플레이 장치 표면으로부터 소정 간격 떨어진 지점에 장착되고, 색감 향상을 위한 선택 흡수층 및 전자파 차폐를 위한 전자파 차폐층 등과 함께 광학 필터의 구성 요소가 되기도 한다. 또한, 근적외선 영역에서 사용하는 반사방지막의 경우에는 광통신 및 광전자 소자 등의 다양한 분야에 폭넓게 이용되고 있다.
그러나 종래의 반사방지막의 코팅 기술은 광소자의 계면에서 급격한 굴절률 변화에 의한 반사광이 증가하는 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위한 노력으로 광소자의 계면에 수직입사광인 경우 sqrt(n1*n2)의 관계식(n1: 재료의 굴절률, n2: 공기의 굴절률)을 만족하는 단층막을 입사파장의 1/4의 광학두께 만큼 형성함으로써 광소자의 효율이 급격히 감소하는 문제를 해결하고자 하였다. 그러나 입사 파장이 단파장이 아니라 넓은 영역의 파장인 경우나 광의 입사각도가 수직입사가 아닌 넓은 영역의 입사각도로 광소자 내로 입사하는 경우에는 반사방지의 성능이 급격히 감소한다는 단점이 있다.
또한, 반사방지막을 단층이 아닌 3층 이상의 다층막으로 형성함으로써 소자의 효율 향상을 도모하였으나, 이러한 경우에도 각 층의 두께를 정밀하게 제어하기 위한 고가의 설비 및 진공장비가 필요하여 대량생산이 용이하지 않다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로,
본 발명의 하나의 목적은 균일한 크기의 다수의 기공을 포함하는 메조다공성 물질의 상기 기공 내에 공기 또는 상기 메조다공성 물질과 다른 굴절률을 갖는 충진 물질을 포함하는 반사방지 성능이 우수한 광학 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 원하는 크기의 유효 굴절률을 얻기 위해 균일한 크기의 다수의 기공을 포함하는 메조다공성 물질을 제공하고, 상기 메조다공성 물질의 상기 기공 내에 공기 또는 상기 메조다공성 물질과 다른 굴절률을 갖는 충진 물질을 채운 후, 이를 박막화하여 반사방지 성능이 우수한 광학 필름의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 광학 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 소자를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은
균일한 크기의 다수의 기공을 포함하는 메조다공성 물질을 포함하는 하나 이상의 반사방지막을 포함하고, 상기 기공 내에 공기 또는 상기 메조다공성 물질과 다른 굴절률을 갖는 충진 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 필름에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 양상은
(a) 균일한 크기의 다수의 기공을 포함하는 메조다공성 물질을 제공하는 단계; 및
(b) 상기 메조다공성 물질을 박막화하여 단층 구조의 반사방지막을 형성하는 단계를 포함하는 광학 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양상은 상기 광학 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 소자에 관한 것이다.
본 발명에 의한 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름은 메조다공성 물질을 포함하는 하나 이상의 반사방지막을 포함하는데, 상기 메조다공성 물질의 기공률을 조절함으로써 기공 내부의 공기 또는 충진 물질의 부피비가 조절되어 원하는 크기의 유효굴절률을 가질 수 있다. 이러한 광학 필름이 차례로 적층된 둘 이상의 반사방지막을 포함하는 경우에는 소자의 계면에서 굴절률이 순차적으로 변화하는 굴절률 분포를 갖게 되는데, 이로써 광학 필름은 입사파장 및 입사각도가 넓은 영역까지 반사방지의 성능을 확보할 수 있으며, 대면적화가 용이하다.
또한, 본 발명에 의한 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름의 제조 방법은 두께 제어를 위한 고가의 장치 및 진공설비가 필요하지 않으며 두께가 얇은 박막 형태로 제조할 수 있을 뿐 아니라, 메조다공성 물질의 기공 내부에 충진 물질을 채우는 방법도 나노와이어를 성장시키는 기술을 응용할 수 있어 대량 생산이 용이하다는 장점이 있다.
또한, 이러한 본 발명에 의한 광학 필름은 표시 품질이 향상된 디스플레이의 소자, 차세대 광기록 장치의 효율을 향상시키기 위해 무반사 코팅을 이용한 광학 렌즈, 표면의 계면반사를 줄이기 위해 무반사 코팅을 이용한 태양전지 및 곡률 반경이 작은 렌즈나 비구면 렌즈 등 광학 부품을 비롯해서 다양한 광소자를 개발하는 데 응용될 수 있다.
이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 하나의 양상의 광학 필름은 균일한 크기의 다수의 기공을 포함하는 메조다공성 물질을 포함하는 하나 이상의 반사방지막을 포함하고, 상기 기공 내에 공기 또는 상기 메조다공성 물질과 다른 굴절률을 갖는 충진 물질을 포함한다.
상기 광학 필름의 유효굴절률은 상기 메조다공성 물질의 기공률(porosity)의 조절에 의해 조절 가능하다. 즉, 메조다공성 물질의 기공률의 조절에 의해 메조다공성 물질과 상기 기공 내에 공기 또는 상기 메조다공성 물질과 다른 굴절률을 갖는 충진 물질 사이의 부피비를 조절할 수 있게 된다. 이렇게 조절된 부피비는 전체 메조다공성 물질의 유효 굴절률에 영향을 미친다.
메조다공성 물질 중 SBA-15 및 SBA-16의 Vt(total pore volume: cm3/g) 및 기공률(porosity)의 값을 하기 표 1에 도시하였다. 메조다공성 물질의 기공률을 조절하는 방법은 공지된 기술을 이용한다.
Figure 112007068421316-pat00001
표 1에서, SBA-16의 기공률이 0.316006을 나타내는 경우는 메조다공성 물질 전체의 약 31%가 공기로 채워져 있음을 의미한다.
도 1은 메조다공성 물질에 있어서 공기의 SiOX에 대한 부피비의 변화에 따른 굴절률의 변화를 도시하는 그래프이다. 즉, 공기의 SiOX에 대한 부피비를 가로축으로 하고, 그에 따른 굴절률의 변화를 세로축에 도시하였다. 도 1에서, 공기의 굴절률은 1이고, SiOX의 굴절률은 약 1.45인데, 공기의 SiOX에 대한 부피비가 0.18인 경우 메조다공성 물질의 굴절률은 1.367을 나타내며, 공기의 SiOX에 대한 부피비가 증가함에 따라 메조다공성 물질의 굴절률이 선형으로 감소됨을 알 수 있다. 즉, 메조다공성 물질의 기공률을 조절함으로써 메조다공성 물질과 상기 메조다공성 물질의 기공 내에 채워지는 공기의 부피비를 조절할 수 있게 되고 이로부터 상기 메조다공성 물질의 굴절률이 조절되게 되는 것이다.
또한, 상기 메조다공성 물질의 기공 내에는 상기 메조다공성 물질과 다른 굴절률을 갖는 충진 물질을 채울 수 있다. 이 경우에도 상기 메조다공성 물질과 기공 내에 채워지는 충진 물질의 부피비의 조절에 따라 원하는 크기의 굴절률을 얻을 수 있게 된다.
즉, 메조다공성 물질의 기공의 크기를 크게 하여 기공률(porosity)이 높아짐에 따라 기공 내의 충진률을 높일 수 있을 뿐 아니라, 전체 물질의 굴절률은 내부 충진 물질의 굴절률에 가까운 특성을 갖게 되며, 반대로 기공률(porosity)을 작게 하여 내부 충진 물질의 비가 작아지면 메조다공성 물질의 굴절률과 유사해지게 된다. 이와 같이, 기공률을 변화시킴으로써 합성된 메조다공성 물질 및 충진 물질로 구성된 박막은 굴절률을 그레이드하게 변화시킬 수 있어 넓은 파장대역의 빛이 광시야각으로 확보된 비반사 코팅 물질로 이용될 수 있다.
도 2는 메조다공성 물질의 기공 내에 상기 메조다공성 물질과 다른 굴절률을 갖는 충진 물질을 포함하는 경우에 있어서 SiOX의 Si에 대한 부피비의 변화에 따른 굴절률의 변화를 도시하는 그래프이다. 즉, SiOX의 Si에 대한 부피비를 가로축으로 하고, 그에 따른 굴절률의 변화를 세로축에 도시하였다. 도 2에서, SiOX의 굴절률은 약 1.45이고, Si의 굴절률은 약 3.5인바, SiOX의 Si에 대한 부피비가 증가함에 따라 메조다공성 물질의 굴절률이 선형으로 증가됨을 확인할 수 있다.
본 발명에 의한 상기 광학 필름은 차례로 적층된 둘 이상의 반사방지막들을 포함하고, 상기 각각의 반사방지막들이 순차적으로 변화하는 그레이디드 굴절률을 갖는다. 즉, 광학 필름이 차례로 적층된 둘 이상의 반사방지막을 포함하는 경우에는 소자의 계면에서 굴절률이 순차적으로 변화하는 굴절률 분포를 갖게 되는데, 이로써 광학 필름은 입사파장 및 입사각도가 넓은 영역까지 반사방지의 성능을 확보할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 의한 차례로 적층된 세 개의 반사방지막들을 포함하는 광학 필름의 개략도이다. 이를 참고하면, 광학 필름이 메조다공성 물질(1)의 기공 내에 충진 물질(2)을 포함함으로써 굴절률이 n1인 반사방지막(10) 상에 굴절률이 n2인 반사방지막(20)과 굴절률이 n3인 반사방지막(30)이 차례로 적층된 구조를 가짐을 확인할 수 있다. 이 때, 상기 각각의 반사방지막들은 메조다공성 물질과 상기 메조다공성 물질의 기공 내의 공기 또는 충진 물질의 부피비를 조절함으로써 원하는 크기의 굴절률을 얻을 수 있다. 또한, 상기 광학 필름에서 상기 각각의 반사방지막들의 굴절률은 순차적으로 감소(예컨대, 굴절률의 세기: n1 > n2 > n3)되는데, 이로써 상기 광학 필름은 우수한 반사방지 성능을 나타낼 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 구현예에 의한 차례로 적층된 세 개의 반사방지막들을 포함하는 광학 필름의 개략도이다. 즉, 이는 입방정계의 메조다공성 물질을 이용하여 형성된 광학 필름으로서 상기 각각의 반사방지막들의 굴절률이 순차적으로 감소됨을 확인할 수 있다.
본 발명에 의한 광학 필름은 가시광선 영역의 파장대역에서 0.01 내지 1%의 반사율을 갖게 된다.
이는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 다양한 디스플레이 장치에 있어서, 가시광선 영역의 파장대역에서 반사율을 낯춤으로써 소자의 성능을 높일 수 있는 이점이 있다.
도 5a는 막의 두께에 따른 굴절률의 변화를 나타내는 그래프이고, 도 5b는 파장에 따른 반사율의 변화를 나타내는 그래프이다. 즉, 도 5a에서 케이스 1, 2 및 3은 이상적인 그레이디드 굴절률을 갖는 막의 경우에 있어서 굴절률의 변화를 나타내었고, 이러한 막에 대하여 파장에 따른 반사율(%)을 측정한 후 도 5b에 나타내었다. 또한, 도 5a에서 케이스 4는 굴절률이 서로 다른 세 개의 층(예컨대, 각각의 층의 굴절률은 각각 1.367, 1.283, 1.2)을 적층한 경우의 굴절률을 나타내었고, 도 5b에서는 케이스 4의 막에 대하여 파장에 따른 반사율(%)을 측정한 후 이를 나타내었다.
이를 참고하면, 굴절률이 서로 다른 세 개의 층만 적층하여도 이상적인 그레이디드 굴절률을 갖는 케이스 1, 2 및 3 중 가장 낮은 반사율을 보이는 케이스 3과 유사한 반사율의 변화를 보임을 확인할 수 있다.
한편, 굴절률이 서로 다른 세 개의 층으로 막을 형성한 후(즉, 케이스 4) 각각의 층의 두께를 달리할 때의 파장에 따른 반사율(%)의 변화를 측정하여 도 6a 및 6b에 나타내었다. 즉, 도 6a는 막의 두께에 따른 굴절률의 변화를 나타내는 그래프이고, 도 6b는 파장에 따른 반사율의 변화를 나타내는 그래프이다.
이 경우에도, 이상적인 그레이디드 굴절률을 갖는 막의 경우에 있어서 굴절률의 변화를 케이스 1, 2 및 3의 경우(도 6a)로 나타내었고, 이러한 막에 대하여 파장에 따른 반사율(%)의 변화를 도 6b에 나타내었다. 또한, 도 6a에서 케이스 4는 굴절률이 서로 다른 세 개의 층(예컨대, 각각의 층의 굴절률은 각각 1.45, 1.31, 1.2)을 각각의 층의 두께를 달리하여 적층한 경우의 굴절률을 나타내었고, 도 6b에서는 케이스 4의 막에 대하여 파장에 따른 반사율(%)을 측정한 후 이를 나타내었다.
이를 참고하면, 굴절률이 서로 다른 세 개의 층만 적층하여도 이상적인 그레이디드 굴절률을 갖는 케이스 1, 2 및 3 중 가장 낮은 반사율을 보이는 케이스 3보다도 더 낮은 반사율의 변화를 보이며 가시광선 영역에서 특히 낮은 반사율을 보임을 확인할 수 있다. 또한, 각 층의 두께를 특별히 제어하지 않더라도 우수한 반사방지 성능을 보임을 확인할 수 있다.
도 7a는 막의 두께에 따른 굴절률의 변화를 나타내는 그래프이고, 도 7b는 파장에 따른 반사율의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 7a에서 케이스 1은 서로 다른 굴절률을 갖는 세 개의 층을 자연 상태의 물질을 이용하여 막을 형성한 경우에 있어서 굴절률의 변화를 나타내고, 이러한 막에 대하여 파장에 따른 반사율(%)을 측정한 후 도 7b에 나타내었다. 또한, 도 7a에서 케이스 2는 본 발명의 메조다공성 물질을 이용하여 굴절률이 서로 다른 세 개의 층을 적층하여 형성한 광학 필름의 경우 유효굴절률의 측정 시 그레이디드 굴절률 분포를 나타내게 됨을 도시한 것이다. 도 7b에서는 케이스 2의 광학 필름에 대하여 파장에 따른 반사율(%)을 측정한 후 이를 나타내었다.
이를 참고하면, 자연 상태의 물질로 굴절률이 서로 다른 세 개의 층을 적층하여 막을 형성한 경우(케이스 1)는 막의 두께가 두껍고, 가시광선 영역의 파장 대역에서 반사율이 높게 나타나는 반면에, 본 발명의 메조다공성 물질을 이용하여 굴절률이 서로 다른 세 개의 층을 적층하여 형성한 광학 필름의 경우(케이스 2)는 상대적으로 막의 두께가 얇을 뿐 아니라 가시광선 영역의 파장 대역에서 반사율이 낮게 나타나 더 우수한 반사방지 성능을 보임을 확인할 수 있다.
상기와 같이, 굴절률이 서로 다른 층은 자연 상태의 물질을 이용하여 형성할 수도 있으나, 이 경우 원하는 크기의 유효 굴절률을 얻기가 어려울 뿐 아니라 박막으로 만들기도 쉽지 않다. 그러나, 본 발명에 의한 메조다공성 물질을 이용한 광학필름은 기공률의 조절 및 메조다공성 물질과 충진 물질 간의 부피비의 조절에 의해 원하는 크기의 유효 굴절률을 얻을 수 있기 때문에 우수한 반사방지 성능을 나타낼 수 있다는 이점이 있다.
한편, 서로 다른 굴절률을 갖는 박막의 유효 굴절률은 하기 수학식 1에 의해 계산될 수 있다.
Figure 112007068421316-pat00002
상기 식에서,
n1 및 n2는 서로 다른 굴절률을 갖는 두 개의 물질의 유효 굴절률(예컨대, 메조다공성 물질에서는 부피비의 조절에 따른 굴절률)이고,
p는 기공률(porosity)이고,
nb는 서로 다른 굴절률을 갖는 두 개의 물질 중 굴절률이 높은 물질의 굴절률(예컨대, SiOX의 굴절률 약 1.45)이고,
nv는 서로 다른 굴절률을 갖는 두 개의 물질 중 굴절률이 낮은 물질의 굴절률(예컨대, 공기의 굴절률 1)이다.
이 때, 서로 다른 굴절률을 갖는 두 개의 물질 간에 굴절률 차이가 작을 때(low difference index)는 n1의 값을 계산하여 사용하고, 서로 다른 굴절률을 갖는 두 개의 물질 간에 굴절률 차이가 클 때 (high difference index)는 n2의 값을 계산하여 사용할 수 있다(Thin Solid Films 47, 219-233, 1977; Thin Solid Films 57, 173-178, 1979; 및 Optics Letters, vol. 30, no. 14, 2005 참조).
본 발명에 의한 광학 필름을 구성하는 상기 메조다공성 물질은 TiO2, ZrO2, Al2O3, Nb2O5, Ta2O5, SiO2, Wo3, HfO2 및 SnO2으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.
또한, 상기 메조다공성 물질은 SBA-2, SBA-15, SBA-16, FSM-16, KSW-2, MSU-S, MSU-X, 하이퍼(Hyper) Y, USY 제올라이트, 파우자시트, 제올라이트 유형 L, 마지트, EMC-2, MAPO-36, AIP04-5, AIP04-8, VPI-5, 제올라이트 A, 제올라이트 X, 제올라이트 Y, 제올라이트 ZK-5, 제올라이트 ZK-4, ZK-21, ZK-22, 제올라이트 베타, ZSM-5, ZSM- 11, ZSM-12, ZSM-38, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-34, ZSM-35, ZSM-48, ZSM-58, MCM-1, MCM-2, MCM-3, MCM-4, MCM-5, MCM-9, MCM-1O, MCM-14, MCM-22, MCM-41, MCM-48, MCM-49, MCM-56, AlPO-11, 티타늄 알루미노실리케이트(TASO), TASO-45, 붕소 실리케이트, 티타늄 알루미노포스페이트(TAPO), 및 그의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.
상기 메조다공성 물질에서, 기공의 배열 구조가 MCM-41, SBA-15, MSU-H 등은 육방정계를 따르고, MCM-48, SBA-1, SBA-16 등은 입방정계를 따른다. 또한, 상기와 같은 물질은 다양하게 본 발명이 속하는 기술 분야에서 시판되고 있으며, 하기와 같이 미국 특허에 개시되어 있는데, 이는 참조로서 본 명세서에 편입된다: 제올라이트 A (미국 특허 제 2,882,243 호), 제올라이트 X (미국 특허 제 2,882,244 호), 제올라이트 Y (미국 특허 제 3,130,007 호), 제올라이트 ZK-5 (미국 특허 제 3,247,195 호), 제올라이트 ZK-4 (미국 특허 제 3,314,752 호), ZSM-5 (미국 특허 제 3,702,886호, 제 4,797,267 호 및 제 5,783,321 호), ZSM-11 (미국 특허 제 3,709,979 호), ZSM-12 (미국 특허 제 3,832,449 호), ZSM-12 및 ZSM-38 (미국 특허 제 3,948,758 호), 제올라이트 ZSM-20 (미국 특허 제 3,972,983 호), ZSM-35 (미국 특허 제 4,016,245 호), ZSM-22 (미국 특허 제 5,336,478 호), 제올라이트 ZSM-23 (미국 특허 제 4,076,842 호), ZSM-34 (미국 특허 제 4,086,186 호), ZSM-35 (미국 특허 제 4,016,245 호), ZSM-48 (미국 특허 제 4,397,827 호), ZSM-58 (미국 특허 제 4,698,217 호), 제올라이트 베타 (미국 특허 제 3,308,069 호), MCM-1 (미국 특허 제 4,639,358 호), MCM-2 (미국 특허 제 4,673,559 호), MCM-3 (미국 특허 제 4,632,811 호), MCM-4 (미국 특허 제 4,664,897 호), MCM-5 (미국 특허 제 4,639,357 호), MCM-9 (미국 특허 제 4,880,611 호), MCM-10 (미국 특허 제 4,623,527 호), MCM-14 (미국 특허 제 4,619,818 호), MCM-22 (미국 특허 제 4,954,325 호), MCM-41 (미국 특허 제 5,098,684 호), M-41S (미국 특허 제 5,102,643 호), MCM-48 (미국 특허 제 5,198,203 호), MCM-49 (미국 특허 제 5,236,575 호), MCM-56 (미국 특허 제 5,362,697 호), AlPO-11 (미국 특허 제 4,310,440 호), 티타늄 알루미노실리케이트 (TASO), TASO-45 (EP-A-0 229,295), 붕소 실리케이트 (미국 특허 제 4,254,297 호), 티타늄 알루미노포스페이트 (TAPO) (미국 특허 제 4,500,651 호), ZSM-5와 ZSM-11의 혼합물 (미국 특허 제 4,229,424 호), ECR-18 (미국 특허 제 5,278,345호) 및 SAPO-11 (미국 특허 제 4,440,871 호).
본 발명에 의해 메조다공성 물질의 기공 내에 포함되는 충진 물질은 실리콘, 화합물 반도체 물질 및 금속산화물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
상기 화합물 반도체 물질은 II-VI족 화합물 반도체 물질, III-V족 화합물 반도체 물질, IV-VI족 화합물 반도체 물질 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
상기 II-VI족 화합물 반도체 물질이 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe을 포함하는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe을 포함하는 삼원소 화합물; 및 CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe을 포함하는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
상기 III-V족 화합물 반도체 물질이 GaN, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, InSb을 포함하는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP을 포함하는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 을 포함하는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
상기 IV-VI족 화합물 반도체 물질이 PbS, PbSe, PbTe을 포함하는 이원소 화합물; PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe을 포함하는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe을 포함하는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명에 의한 상기 광학 필름의 충진 물질을 구성하는 상기 금속산화물은 TiO2, ZnO, SiO2, SnO2, WO3, ZrO2, HfO2, Ta2O5, BaTiO3, BaZrO3, Al2O3, Y2O3 및 ZrSiO4로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
다만, 상기와 같이 메조다공성 물질의 기공 내에 금속 산화물의 나노와이어를 성장시키는 경우는 상기 메조다공성 물질과 기공 내의 충진 물질은 다른 종류의 물 질이어야 한다. 이는 메조다공성 물질과 충진 물질 사이의 부피비의 조절에 따라 원하는 크기의 유효 굴절률을 얻기 위함이다.
본 발명의 광학 필름은 표시 품질이 향상된 디스플레이의 소자, 차세대 광기록 장치의 효율을 향상시키기 위해 무반사 코팅을 이용한 광학 렌즈, 표면의 계면반사를 줄이기 위해 무반사 코팅을 이용한 태양전지 및 곡률 반경이 작은 렌즈나 비구면 렌즈 등 광학 부품을 비롯해서 다양한 광소자를 개발하는 데 응용될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 양상의 광학 필름의 제조 방법은
(a) 균일한 크기의 다수의 기공을 포함하는 메조다공성 물질을 제공하는 단계; 및
(b) 상기 메조다공성 물질을 박막화하여 단층 구조의 반사방지막을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 방법은 (c) 굴절률이 서로 다른 상기 단층 구조의 반사방지막을 다층으로 적층하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 방법은 상기 (a) 단계에 이어서 (d) 균일한 크기의 다수의 기공을 포함하는 메조다공성 물질의 기공 내에 상기 메조다공성 물질과 다른 굴절률을 갖는 충진 물질을 충진시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이 때, 상기 (d) 단계는
(e) 상기 메조다공성 물질의 상기 기공 내에 금속 촉매 입자를 주입시키는 단계; 및
(f) 상기 금속 촉매 입자를 포함하는 메조다공성 물질을 3차원적으로 분포시켜 나노와이어를 성장시키는 단계로 수행될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 광학 필름의 제조 방법을 각 단계별로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
(a) 균일한 크기의 다수의 기공을 포함하는 메조다공성 물질을 제공하는 단계
도 8은 본 발명의 일 구현예에 따른 광학 필름을 제조하기 위하여 사용되는 메조다공성 물질의 합성 원리를 설명하기 위한 모식도이다.
도 8을 참고하면, 먼저 탈이온수(deionized water)에 친수성(hydrophilic) 머리 부분과 소수성(hydrophobic) 꼬리 부분을 갖는 계면활성제와 pH 조절을 위한 산 등을 첨가하여 교반하면 상기 계면활성제는 자가 응집(self assembly)를 통하여 마이셀(micelle)을 형성하게 된다(도 8의 a).
이후 상기 수용액을 상온에서 적정시간 교반하면 상기 마이셀들이 서로 응집하여 로드(rod) 형태를 이루며(도 8의 b), 이후 더욱 응집되어 육방정계의 초분자(supramolecule)를 이루게 된다.(도 8의 c)
이때 상기 계면활성제는 폴리(에틸렌 옥사이드)-폴리(프로필렌 옥사이드)-폴리(에틸렌 옥사이드)(EOm-POn-EOm)로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있는데, 바람직하게는 EO20-PO70-EO20 를 사용하는 것이 좋다.
상기 수용액의 pH는 -1 내지 3이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0 내지 1이다.
이후, 상기 초분자를 포함하는 수용액에 실리케이트와 같은 무기물질을 첨가하여 서서히 저어주고 압력용기(autoclave)에서 열수처리(hydrothermal treatment)를 하게 되면, 표면에 위치하는 상기 계면활성제의 친수성 머리 부분과 무기물질이 상호 작용하여 메조다공성 물질의 복합체를 이루게 된다(도 8의 d).
이때 상기 무기물질은 실리케이트를 포함하는 물질로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 TEOS(tetra-ethyl-ortho-silicate)를 사용하는 것이 좋다.
이어서, 상기 수용액에서 메조다공성 물질의 복합체를 필터링하여 세척 및 소성 과정을 거쳐 상기 계면활성제를 제거함으로써 본 발명에서 사용되는 메조다공성 물질을 수득 한다(도 8의 e).
상술한 방법에 의하여 제조되는 본 발명의 일 구현예에 따른 메조다공성 물질은 기공의 직경이 균일하게 형성되는 특성이 있다.
한편, 유체의 흐름을 허용하는 다공성 물질은 재료가 가지고 있는 기공의 크기에 따라서 분류될 수 있는데, 즉, 기공의 크기가 2nm 미만인 마이크로포어(micropore), 기공의 크기가 2 내지 50 nm인 메조다공(mesopore) 및 기공의 크기가 50nm 초과인 마크로포어(macro-pore)로 분류되는데, 본 발명의 광학 필름의 제조에 사용되는 것은 메조다공인 것이 바람직하다.
메조다공성 물질의 경우는 유체가 자유롭게 흐를 수 있을 정도로 기공의 크기 가 클 뿐만 아니라 유체와 재료가 만나는 표면적도 비교적 큰 특성이 있다. 이 때, 상기 메조다공성 물질의 기공의 직경 편차는 ± 0.15 nm 이내로 유지될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 상기 메조다공성 물질은 기공의 크기 및 구조를 자유롭게 변화시킬 수 있다. 즉, 메조다공성 물질은 열수처리(hydrothermal treatment) 단계에서 그 기공의 크기가 변화되는데 그 변수로는 온도와 시간을 들 수 있다. 거의 대부분의 메조다공성 물질은 열수 처리 공정에서 압력용기(autoclave) 내부의 온도가 높을수록, 그 시간이 길어질수록 기공의 크기가 커지게 된다. 또한, 메조다공성 물질의 구조를 결정하는 것은 크게 모체가 되는 폴리머의 종류이며 같은 종류의 폴리머일지라도 용액의 몰 비율에 따라서 그 구조가 달라질 수도 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 메조다공성 물질은 다양한 구조로 합성하는 것이 가능하기 때문에 상기 도 9와 같이 육방정계(예컨대, SBA-15)이거나 도 10과 같이 입방정계(예컨대, SBA-16) 등으로 합성할 수 있다.
(b) 메조다공성 물질을 박막화하여 단층 구조의 반사방지막을 형성하는 단계
기판 상에 메조다공성 물질을 포함하는 코팅 용액을 도포한 후, 소성 및 건조 단계를 거쳐 메조다공성 물질을 박막화할 수 있으나, 반드시 이러한 방법으로 제한되는 것은 아니다.
(c) 굴절률이 서로 다른 단층 구조의 반사방지막을 다층으로 적층하는 단계
굴절률이 서로 다른 상기 단층 구조의 반사방지막을 다층으로 적층하는 단계는 프린팅(printing), 스프레잉(spraying), 스핀 코팅(spin coating), 딥핑(dipping), LB법(랑뮈르 블로젯법) 및 잉크젯법(inkjetting)으로 이루어진 군에서 선택되는 방법에 의해 수행될 수 있다. 이와 같은 방법에 의해 광학 필름을 형성하게 되면, 두께 제어를 위한 고가의 장치 및 진공설비가 필요하지 않으며 두께가 얇은 박막 형태로 제조할 수 있다.
(d) 균일한 크기의 다수의 기공을 포함하는 메조다공성 물질의 기공 내에 상기 메조다공성 물질과 다른 굴절률을 갖는 충진 물질을 충진시키는 단계
본 발명에 의한 다른 구현예는 상기 (a) 단계에 이어서, 상기 (d) 단계를 추가로 포함할 수 있는데, 이러한 (d) 단계는 하기의 (e) 단계 및 (f) 단계로 수행될 수 있다.
(e) 메조다공성 물질의 기공 내에 금속 촉매 입자를 주입시키는 단계
상기 메조다공성 물질의 기공 내에 금속 촉매 입자를 주입시키는 단계는, 먼저 금속염, 탈이온수 및 용매의 혼합 용액을 준비한 후 상기 혼합용액에 메조다공성 물질을 첨가한 후 이를 상온에서 초음파 처리함으로써 메조다공성 물질의 기공 내에 금속 촉매 입자를 형성시킨다.
이때 금속 촉매 입자가 형성되었는지 여부는 수용액의 색깔 변화를 관찰함 으 로써 확인할 수 있다. 예를 들어 금속염으로 염화금산칼륨(KAuCl4)을 사용하는 경우, 수용액의 색은 노란색에서 Au 나노 입자가 형성되면 자주색으로 변하게 된다.
이어서, 상기 금속 촉매 입자가 형성된 메조다공성 물질을 필터링한 후 오븐에서 건조 후 소성하여 유기물질을 완전히 제거시킨다.
본 발명의 광학 필름의 제조 방법에서, 상기 금속염은 KAuCl4 또는 HAuCl4로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 HAuCl4를 사용하는 것이 좋다.
상기 메조다공성 물질의 기공 내에 금속 촉매 입자를 주입시키는 다른 방법으로는, 상기 메조다공성 물질에 리플럭스(relux)를 이용하여 아민기를 갖는 APTES(Amino Propyl Tri Ethoxy Silane)를 관능화(functionalization)한 후 염화금산칼륨(KAuCl4)과 섞음으로써 금속 촉매 입자를 주입시킬 수 있다. 이 때, 원치 않는 외부의 금속 촉매 입자를 제거하기 위해 환원제 역할을 하는 NaBH4 용액과 섞어서 금속 촉매 입자를 환원시키는 것이 바람직하다.
(f) 메조다공성 물질의 기공 내에 나노와이어를 성장시키는 단계
본 발명에 의한 다른 구현예는 상기 (a) 및 (e) 단계에 이어서, 상기 (f) 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 광학필름은 VLS(vapor-liquid-solid) 메카니즘에 의한 화학기 상 증착법 (Chemical Liquid Deposition; CVD)에 의해 나노와이어를 성장시킴으로써 제조할 수 있다.
상기 기상-액상-고체(Vapor-Liquid-Solid, VLS) 공정은 도 11에 도시된 바와 같이, 고온의 반응로(furnace) 내부에서 운송되는 나노와이어 전구체가 금, 코발트, 니켈 등의 용융 촉매의 표면상에서 응축되어 결정화함으로써 나노와이어로 성장하는 방법이다.
이러한 기상-액상-고체(Vapor-Liquid-Solid, VLS) 공정에 의하면, 상기 (e) 단계에서 수득된 파우더 형태의 메조다공성 물질을 보트나 크루서블에 담아 반응로에 넣고 운반 기체 및 나노와이어 전구체를 주입하면서 가열하여 나노와이어를 형성시킬 수 있다.
본 발명에 따른 상기 메조다공성 물질은, 도 12에 모식적으로 도시된 바와 같이, 종래기술처럼 금속 촉매 입자를 포함하는 메조다공성 물질이 기판 위에 2차원적으로 배치되는 것이 아니라, 금속 촉매 입자를 포함하는 메조다공성 물질이 3차원적으로 분포하게 되므로 나노와이어를 대량으로 합성하는 것이 가능하게 된다.
상기 기상-액상-고체(Vapor-Liquid-Solid, VLS) 공정에 사용되는 운반 기체로는 Ar, N2, He, H2로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 운반 기체는 구체적으로 100sccm 정도로 주입할 수 있으나, 공정에 따라 변경될 수 있다.
상기 기상-액상-고체(Vapor-Liquid-Solid, VLS) 공정은 760 토르 이하의 압력 에서 실시될 수 있고, 온도는 370~800℃에서 수행될 수 있다. 또한, 나노와이어의 길이에 따라 가열 시간은 조절 가능하다.
한편, 기상-액상-고체(Vapor-Liquid-Solid, VLS) 공정의 경우 주입되는 나노와이어 전구체로는 실리콘 나노와이어의 경우 SiH4, SiCl4, SiH2Cl2 등을 사용할 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
또한, 화합물 반도체 물질로 이루어진 나노와이어의 경우에는 나노와이어 전구체로 주로 유기 금속 가스가 사용되는데, 예를 들어 트리메틸갈륨(TMG), 아르신 가스(AsH3), 트리메틸인듐(TMI), PH3 및 트리메틸알루미늄으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 특히, III-V족 화합물 반도체 물질 중 GaAs를 나노와이어로 성장시키기 위해서는 그 전구체로서 트리메틸갈륨(TMG), 아르신 가스(AsH3) 등이 사용되며, GaInP를 나노와이어로 성장시키기 위해서는 그 전구체로서 트리메틸갈륨(TMG), 트리메틸인듐(TMI), PH3 등이 사용될 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명의 하나의 구현예인 메조다공성 물질의 기공 내에 나노와이어를 성장시키는 방법을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 : 메조다공성 물질의 기공 내에 나노와이어의 성장
(가) 메조다공성 물질의 합성
먼저, P123(EO20-PO70-EO20) 4g, 탈이온수 30g, 2.0 M HCl 120g을 첨가하여 상온에서 4시간 동안 교반하였다. 상기 용액을 35℃ 에서 중탕 가열 후 TEOS (tetra-ethyl-ortho-silicate) 8.5g을 천천히 첨가한 후, 35℃에서 20시간 교반하였다.
이어서, 상기 용액을 압력용기에서 교반하지 않은 상태로 80℃로 24시간 열수처리(hydrothermal treatment) 하였다. 상기 용액을 탈이온수로 필터링하여 메조다공성 물질 복합체를 수득한 후, 상기 메조다공성 물질 복합체를 에탄올-염산 수용액에서 30분 동안 슬러리화 시켰다. 상기 슬러리를 필터링한 후 에탄올로 세척하고 오븐에서 80℃로 4시간 건조시켰다.
이어서 550℃로 6시간 소성하여 메조다공성 물질에 부착된 유기물질을 완전히 제거하였다.
수득된 메조다공성 물질의 TEM 사진 및 XRD 그래프를 도 13a 및 도 13b에 도시하였다.
(나) 메조다공성 물질의 기공 내 금속 촉매 입자의 주입
먼저, 0.005M 염화금산칼륨(KAuCl4) 25ml, 탈이온수 75ml, 에탄올 100ml를 혼합하였다. 여기에 상기 (가) 단계에서 수득된 메조다공성 물질을 혼합한 후 상온에 서 3시간 초음파 처리하여 금속 촉매 입자를 형성시켰다.
이어서, 상기 용액을 필터링하여 금속 촉매 입자를 분리한 후 탈이온수와 에탄올로 세척한 후 오븐에서 100℃로 4시간 건조시켰다.
이후, 500℃로 6시간 소성하여 금속 촉매 입자에 부착된 유기물질을 완전히 제거하였다.
기공 내에 상기 금속 촉매 입자가 주입된 메조다공성 물질의 TEM 사진을 도 14a에 도시하였으며, 금속 촉매 입자가 주입된 메조다공성 물질의 XRD 그래프를 도 14b에 도시하였다.
(다) 나노와이어의 성장
이어서, 상기 금속 촉매 입자가 주입된 메조다공성 물질 파우더 0.05mg을 유리섬유(quartz wool)로 덮여진 작은 바이알(vial)에 담아 반응로에 넣은 다음, 분당 10~15℃로 가열(heating)하고, 아르곤(Ar)을 100sccm 정도로 주입하고 구조체 소스인 SiH4를 20sccm정도로 주입하면서, 공정 압력을 3torr로 일정하게 하였다.
공정 온도인 460℃에 도달되면 30분간 유지시켜 실리콘 나노와이어가 성장되도록 하였다. 이어서, 상온으로 천천히 냉각시켜서 실리콘 나노와이어의 성장을 종료시켰다.
상기 실리콘 나노와이어가 성장된 메조다공성 물질의 TEM 사진을 도 15에 도시하였다.
또한, 상기 실리콘 나노와이어가 성장된 메조다공성 물질의 XRD 그래프를 도 16에 도시하였다.
도 1은 메조다공성 물질에 있어서 공기의 SiOX에 대한 부피비의 변화에 따른 굴절률의 변화를 도시하는 그래프,
도 2는 메조다공성 물질의 기공 내에 상기 메조다공성 물질과 다른 굴절률을 갖는 충진 물질을 포함하는 경우에 있어서 SiOX의 Si에 대한 부피비의 변화에 따른 굴절률의 변화를 도시하는 그래프,
도 3은 본 발명의 일 구현예에 의한 차례로 적층된 세 개의 반사방지막들을 포함하는 광학 필름의 개략도,
도 4는 본 발명의 일 구현예에 의한 차례로 적층된 세 개의 반사방지막들을 포함하는 광학 필름의 개략도,
도 5a는 막의 두께에 따른 굴절률의 변화를 나타내는 그래프,
도 5b는 파장에 따른 반사율의 변화를 나타내는 그래프,
도 6a는 막의 두께에 따른 굴절률의 변화를 나타내는 그래프,
도 6b는 파장에 따른 반사율의 변화를 나타내는 그래프,
도 7a는 막의 두께에 따른 굴절률의 변화를 나타내는 그래프,
도 7b는 파장에 따른 반사율의 변화를 나타내는 그래프,
도 8은 본 발명의 일 구현예에 의한 메조다공성 물질을 합성하는 원리를 설명하기 위한 개략도,
도 9는 본 발명의 일 구현예에 의한 메조다공성 물질의 기공 내에 충진 물질 로서 나노와이어를 성장시키는 원리를 설명하기 위한 개략도,
도 10은 본 발명의 다른 구현예에 의한 메조다공성 물질의 기공 내에 충진 물질로서 나노와이어를 성장시키는 원리를 설명하기 위한 개략도,
도 11은 VLS(vapor-liquid-solid)법에 의한 나노와이어를 성장시키는 원리를 설명하기 위한 개략도,
도 12는 본 발명의 일 구현예에 의한 메조다공성 물질을 3차원적으로 분포시킨 태양을 나타내는 모식도,
도 13a는 본 발명의 일 구현예에 의한 메조다공성 물질의 TEM 사진,
도 13b는 본 발명의 일 구현예에 의한 메조다공성 물질의 XRD 그래프,
도 14a는 본 발명의 일 구현예에 의한 기공 내에 금속 나노 촉매입자가 주입된 메조다공성 물질의 TEM 사진,
도 14b는 본 발명의 일 구현예에 의한 기공 내에 금속 나노 촉매입자가 주입된 메조다공성 물질의 XRD 그래프,
도 15는 본 발명의 일 구현예에 의한 기공 내에 실리콘 나노와이어가 형성된 메조다공성 물질의 TEM 사진,
도 16은 본 발명의 일 구현예에 의한 기공 내에 실리콘 나노와이어가 형성된 메조다공성 물질의 XRD 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 메조다공성 물질 2: 충진 물질
10: 굴절률이 n1인 반사방지막 20: 굴절률이 n2인 반사방지막
30: 굴절률이 n3인 반사방지막

Claims (25)

  1. 균일한 크기의 다수의 기공을 포함하는 메조다공성 물질을 포함하는 하나 이상의 반사방지막을 포함하고, 상기 기공 내에 상기 메조다공성 물질과 다른 굴절률을 갖는 충진 물질을 포함하며,
    상기 충진 물질이 실리콘, 화합물 반도체 물질 및 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 물질인 것을 특징으로 하는 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광학 필름의 유효굴절률은 상기 메조다공성 물질의 기공률(porosity)의 조절에 의해 조절 가능한 것을 특징으로 하는 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 광학 필름이 가시광선 영역의 파장 대역에서 0.01 내지 1%의 반사율을 갖는 것을 특징으로 하는 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 메조다공성 물질이 TiO2, ZrO2, Al2O3, Nb2O5, Ta2O5, SiO2, WO3, HfO2 및 SnO2로 이루어진 군에서 선택되는 물질인 것을 특징으로 하는 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 메조다공성 물질이 SBA-2, SBA-15, SBA-16, FSM-16, KSW-2, MSU-S, MSU-X, 하이퍼(Hyper) Y, USY 제올라이트, 파우자시트, 제올라이트 유형 L, 마지트, EMC-2, MAPO-36, AIP04-5, AIP04-8, VPI-5, 제올라이트 A, 제올라이트 X, 제올라이트 Y, 제올라이트 ZK-5, 제올라이트 ZK-4, ZK-21, ZK-22, 제올라이트 베타, ZSM-5, ZSM- 11, ZSM-12, ZSM-38, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-34, ZSM-35, ZSM-48, ZSM-58, MCM-1, MCM-2, MCM-3, MCM-4, MCM-5, MCM-9, MCM-1O, MCM-14, MCM-22, MCM-41, MCM-48, MCM-49, MCM-56, AlPO-11, 티타늄 알루미노실리케이트(TASO), TASO-45, 붕소 실리케이트, 티타늄 알루미노포스페이트(TAPO), 및 그의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 물질인 것을 특징으로 하는 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 화합물 반도체 물질이 II-VI족 화합물 반도체 물질, III-V족 화합물 반도체 물질, IV-VI족 화합물 반도체 물질 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 II-VI족 화합물 반도체 물질이 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe을 포함하는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe을 포함하는 삼원소 화합물; 및 CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe을 포함하는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택되며,
    상기 III-V족 화합물 반도체 물질이 GaN, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, InSb을 포함하는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP을 포함하는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 을 포함하는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 IV-VI족 화합물 반도체 물질이 PbS, PbSe, PbTe을 포함하는 이원소 화합물; PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe을 포함하는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe을 포함하는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 금속산화물이 TiO2, ZnO, SiO2, SnO2, WO3, ZrO2, HfO2, Ta2O5, BaTiO3, BaZrO3, Al2O3, Y2O3 및 ZrSiO4로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름.
  11. (a) 균일한 크기의 다수의 기공을 포함하는 메조다공성 물질을 제공하는 단계;
    (b) 균일한 크기의 다수의 기공을 포함하는 메조다공성 물질의 기공 내에 상기 메조다공성 물질과 다른 굴절률을 갖는 충진 물질을 충진시키는 단계; 및
    (c) 상기 메조다공성 물질을 박막화하여 단층 구조의 반사방지막을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 (b) 단계는
    (d) 상기 메조다공성 물질의 상기 기공 내에 금속 촉매 입자를 주입시키는 단계; 및
    (e) 상기 금속 촉매 입자를 포함하는 메조다공성 물질을 3차원적으로 분포시켜 나노와이어를 성장시키는 단계로 수행되는 것을 특징으로 하는 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 방법은 (f) 굴절률이 서로 다른 상기 단층 구조의 반사방지막을 다층으로 적층하는 단계를 추가로 포함하는 광학 필름의 제조 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 (d) 단계가 금속염, 탈이온수(DI water) 및 용매의 혼합 용액을 초음파 처리하여 금속 촉매 입자를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 금속염이 KAuCl4 또는 HAuCl4로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름의 제조 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 용매는 에탄올인 것을 특징으로 하는 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름의 제조 방법.
  18. 제 11 항에 있어서, 상기 (d) 단계가 초음파 또는 아민기를 이용한 주입 방법에 의하여 상기 금속 촉매 입자를 상기 메조다공성 물질의 기공 내에 주입시키는 것을 특징으로 하는 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름의 제조 방법.
  19. 제 11 항에 있어서, 상기 (e) 단계가 상기 금속 촉매 입자를 촉매 물질로 하여 기상-액상-고체(Vapor-Liquid-Solid, VLS) 공정에 의해 이루어짐을 특징으로 하는 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름의 제조 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 기상-액상-고체(Vapor-Liquid-Solid, VLS) 공정이 상기 금속 촉매 입자가 형성된 상기 메조다공성 물질을 반응로에 넣고 운반 기체 및 나노와이어 전구체를 주입하면서 가열하여 나노와이어를 형성시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름의 제조 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 나노와이어 전구체가 SiH4, SiCl4 및 SiH2Cl2로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름의 제조 방법.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 나노와이어 전구체가 유기 금속 가스이고, 상기 유기 금속 가스는 트리메틸갈륨(TMG), 아르신 가스(AsH3), 트리메틸인듐(TMI), PH3 및 트리메틸알루미늄으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름의 제조 방법.
  23. 제 12 항에 있어서, 상기 (f) 단계가 프린팅(printing), 스프레잉(spraying), 스핀 코팅(spin coating), 딥핑(dipping), LB법(랑뮈르 블로젯 법) 및 잉크젯법(inkjetting)으로 이루어진 군에서 선택되는 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 그레이디드 굴절률을 갖는 광학 필름의 제조 방법.
  24. 제 1 항 내지 제2항, 제4항 내지 제6항, 제8항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 광학 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 소자.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 전자소자가 디스플레이 소자, 광학 렌즈, 태양 전지 및 광소자로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전자소자.
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