KR102247349B1 - Colorimetric photonic crystal structure and use thereof - Google Patents

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KR102247349B1
KR102247349B1 KR1020190147539A KR20190147539A KR102247349B1 KR 102247349 B1 KR102247349 B1 KR 102247349B1 KR 1020190147539 A KR1020190147539 A KR 1020190147539A KR 20190147539 A KR20190147539 A KR 20190147539A KR 102247349 B1 KR102247349 B1 KR 102247349B1
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박종목
정서현
임보규
정유진
배자영
공호열
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한국화학연구원
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Abstract

The present invention relates to a color conversion photonic crystal structure and a use thereof. According to the present invention, it is possible to provide a color conversion photonic crystal structure in which a color is converted so as to be visually determined according to a change in humidity, which is an external stimulus, and by using the same, it is possible to provide a photonic crystal color conversion humidity sensor with high sensitivity and a color conversion film for preventing counterfeiting.

Description

색변환 광결정 구조체 및 이의 용도{COLORIMETRIC PHOTONIC CRYSTAL STRUCTURE AND USE THEREOF}Color conversion photonic crystal structure and its use {COLORIMETRIC PHOTONIC CRYSTAL STRUCTURE AND USE THEREOF}

본 발명은 색변환 광결정 구조체 및 이의 용도에 관한 것으로, 상세하게 습도의 변화에 감응하는 색변환 광결정 구조체 및 이를 이용한 색변환 광결정 센서와 위조 방지용 색변환 필름으로서의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a color conversion photonic crystal structure and a use thereof, and in detail, to a color conversion photonic crystal structure sensitive to a change in humidity, a color conversion photonic crystal sensor using the same, and a use as a color conversion film for preventing counterfeiting.

광결정 구조체는 서로 다른 굴절률을 갖는 유전물질이 주기적으로 배열된 것으로, 각각의 규칙적인 격자점에서 산란되는 빛들 사이에 중첩적 간섭이 일어나 특정한 파장 영역대에서 빛을 투과시키지 않고 선택적으로 반사하는, 즉 광밴드갭을 형성하는 물질을 의미한다. 이러한 광결정 구조체는 정보 처리의 수단으로 전자 대신 광자를 이용하며, 정보처리의 속도가 우수하여 정보화 산업의 효율 향상을 위한 핵심 물질로 부각되고 있다. The photonic crystal structure is a periodic arrangement of dielectric materials having different refractive indices, and overlapping interference occurs between the light scattered at each regular grid point and selectively reflects the light without transmitting it in a specific wavelength range. It refers to a material that forms an optical band gap. This photonic crystal structure uses photons instead of electrons as a means of information processing, and is emerging as a core material for improving the efficiency of the information industry due to its excellent information processing speed.

광결정 구조체는 광자가 주축 방향으로 이동하는 1차원 구조, 평면을 따라 이동하는 2차원 구조, 또는 물질 전체를 통해 모든 방향으로 자유롭게 이동하는 3차원 구조로 구현될 수 있고, 광밴드갭 조절을 통한 광학적 특성의 제어가 용이하여 다양한 분야에 적용 가능하다. 일 예로, 태양 전지, 광결정 섬유, 발광소자, 광기전소자, 광결정 센서, 반도체레이저 등 광학 소자에 적용될 수 있다. 특히, 브래그 스택(Bragg stack)은 1차원 구조를 갖는 광결정 구조체로서, 상이한 굴절률을 갖는 두 층의 적층만으로 쉽게 제조가 가능하고, 상기 두 층의 굴절률 및 두께 조절에 의한 광학적 특성의 제어가 용이하다는 장점을 갖는다. 이러한 특징으로 인해, 상기 브래그 스택은 태양 전지와 같은 에너지 소자뿐만 아니라, 전기적, 화학적, 열적 자극 등을 감지하는 광결정 센서로의 응용에 널리 이용되고 있다. 이에 따라, 감도 및 재현성이 우수한 광결정 센서를 용이하게 제조하기 위한 여러 가지 물질 및 구조에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.The photonic crystal structure can be implemented as a one-dimensional structure in which photons move in the main axis direction, a two-dimensional structure that moves along a plane, or a three-dimensional structure that freely moves in all directions through the entire material. It can be applied to various fields because it is easy to control characteristics. For example, it may be applied to optical devices such as solar cells, photonic crystal fibers, light emitting devices, photovoltaic devices, photonic crystal sensors, and semiconductor lasers. In particular, the Bragg stack is a photonic crystal structure having a one-dimensional structure, and can be easily manufactured only by stacking two layers having different refractive indices, and it is easy to control optical properties by adjusting the refractive index and thickness of the two layers. Has an advantage. Due to this characteristic, the Bragg stack is widely used not only as an energy device such as a solar cell, but also as a photonic crystal sensor that senses electrical, chemical, and thermal stimuli. Accordingly, research on various materials and structures for easily manufacturing a photonic crystal sensor having excellent sensitivity and reproducibility has been actively conducted.

이에, 본 발명자들은 광결정 구조체에 대한 연구를 심화하던 중, 후술할 바와 같이 브래그 스택 중 반복되는 층에 특정의 치환체를 포함하는 폴리머를 포함함에 따라 색변환을 통하여 습도의 변화에 민감하게 감응하는 색변환 광결정 구조체를 제공할 수 있음을 확인하여, 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the inventors of the present invention were intensifying research on the photonic crystal structure, as described later, as a polymer containing a specific substituent was included in the repeating layer of the Bragg stack, the color sensitively sensitive to changes in humidity through color conversion. It was confirmed that a converted photonic crystal structure can be provided, and the present invention was completed.

본 발명의 목적은 습도의 변화에 높은 감도로 감응함은 물론 즉각적으로 육안 평가가 가능하도록 색변환이 가능한 색변환 광결정 구조체 및 이의 용도를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a color conversion photonic crystal structure capable of color conversion so as to be sensitive to changes in humidity with high sensitivity as well as to enable immediate visual evaluation, and a use thereof.

상술된 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 교대로 적층된, 제1 굴절률을 나타내는 제1 폴리머를 포함하는 제1 굴절률층; 및 제2 굴절률을 나타내는 제2 폴리머를 포함하는 제2 굴절률층;을 포함하고, 상기 제1 굴절률과 상기 제2 굴절률은 상이하고, 상기 제1 폴리머 및 상기 제2 폴리머 중 하나는 하기 화학식1 및 화학식2로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머인 광결정 구조체가 제공된다.In order to achieve the above object, in the present invention, a first refractive index layer comprising a first polymer having a first refractive index, which are alternately stacked; And a second refractive index layer including a second polymer having a second refractive index, wherein the first refractive index and the second refractive index are different, and one of the first polymer and the second polymer is represented by Formula 1 and There is provided a photonic crystal structure, which is a polymer containing the structural unit represented by Chemical Formula 2.

[화학식1][Formula 1]

Figure 112019117958094-pat00001
Figure 112019117958094-pat00001

[화학식2][Formula 2]

Figure 112019117958094-pat00002
Figure 112019117958094-pat00002

[상기 화학식1 및 화학식2에서,[In Chemical Formulas 1 and 2,

R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C5알킬이고;R 1 and R 2 are each independently hydrogen or C1-C5 alkyl;

R11은 각각 독립적으로 히드록시, 할로겐, 니트로, C1-C5알킬 또는 C1-C5알콕시이고;Each R 11 is independently hydroxy, halogen, nitro, C1-C5 alkyl or C1-C5 alkoxy;

L1은 -O- 또는-NH-이고;L 1 is -O- or -NH-;

Y1은 치환되거나 치환되지 않은 벤조일페닐이고, 상기 치환은 히드록시, 할로겐, 니트로, C1-C5알킬 및 C1-C5알콕시에서 선택되는 하나이상의 치환체로 치환되는 것이고;Y 1 is substituted or unsubstituted benzoylphenyl, the substitution being substituted with one or more substituents selected from hydroxy, halogen, nitro, C1-C5 alkyl and C1-C5 alkoxy;

a는 0 내지 7에서 선택되는 정수이고, 상기 a가 2이상의 정수인 경우 R6은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.]a is an integer selected from 0 to 7, and when a is an integer of 2 or more, R 6 may be the same as or different from each other.]

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체에 있어서, 상기 화학식1 및 화학식2의 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이고; 상기 R11은 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸이고; 상기 L1은 -O- 또는-NH-이고; 상기 Y1은 치환되지 않은 벤조일페닐이고; 상기 a는 0 내지 3에서 선택되는 정수인 것일 수 있다.In the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, R 1 and R 2 in Formulas 1 and 2 are each independently hydrogen or methyl; Each of R 11 is independently methyl, ethyl, propyl or butyl; L 1 is -O- or -NH-; Y 1 is unsubstituted benzoylphenyl; The a may be an integer selected from 0 to 3.

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체에 있어서, 상기 제1 폴리머 및 상기 제2 폴리머 중 다른 하나는, 하기 화학식3 내지 화학식5로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머인 것일 수 있다.In the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, the other of the first polymer and the second polymer may be a polymer including structural units represented by the following Chemical Formulas 3 to 5.

[화학식3][Formula 3]

Figure 112019117958094-pat00003
Figure 112019117958094-pat00003

[화학식4][Formula 4]

Figure 112019117958094-pat00004
Figure 112019117958094-pat00004

[화학식5][Formula 5]

Figure 112019117958094-pat00005
Figure 112019117958094-pat00005

[상기 화학식3 내지 화학식5에서,[In Chemical Formulas 3 to 5,

R3 내지 R5은 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C5알킬이고;R 3 to R 5 are each independently hydrogen or C1-C5 alkyl;

L2는 -O- 또는-NH-이고;L 2 is -O- or -NH-;

Y2는 치환되거나 치환되지 않은 벤조일페닐이고, 상기 치환은 히드록시, 할로겐, 니트로, C1-C5알킬 및 C1-C5알콕시에서 선택되는 하나이상의 치환체로 치환되는 것이고;Y 2 is substituted or unsubstituted benzoylphenyl, the substitution being substituted with one or more substituents selected from hydroxy, halogen, nitro, C1-C5 alkyl and C1-C5 alkoxy;

X1 내지 X5는 각각 독립적으로 -N= 또는 -CR=이되, 상기 X1 내지 X5중 적어도 하나는 -N=이고, 상기 R은 수소, C1-C20알킬, C3-C20시클로알킬, C6-C20아릴 또는 이들의 조합이고;X 1 to X 5 are each independently -N= or -CR=, but at least one of X 1 to X 5 is -N=, and R is hydrogen, C1-C20 alkyl, C3-C20 cycloalkyl, C6 -C20 aryl or a combination thereof;

X11 내지 X15는 각각 독립적으로 N+R'X- 또는 -CR"=이되, 상기 X11 내지 X15중 적어도 하나는 N+R'X-이고, 상기 R' 및 R"는 각각 독립적으로 수소, C1-C20알킬, C3-C20시클로알킬, C6-C20아릴 또는 이들의 조합이고, 상기 X-는 1가의 음이온이다.]X 11 to X 15 are each independently N + R'X - or -CR"=, but at least one of X 11 to X 15 is N + R'X - , and R'and R" are each independently Hydrogen, C1-C20 alkyl, C3-C20 cycloalkyl, C6-C20 aryl, or a combination thereof, and X - is a monovalent anion.]

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체에 있어서, 상기 화학식5의 상기 X11은 N+R'X-이고, X12 내지 X15는 각각 독립적으로 -CR"=이거나; 상기 X12는 N+R'X-이고, X1, X3 내지 X5는 각각 독립적으로 -CR"=이거나; 또는 상기 X13은 N+R'X-이고, X1, X2, X4 및 X5는 각각 독립적으로 -CR"=이되, 상기 R'는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 페닐, 벤질 또는 페닐에틸이고, 상기 R"는 수소, 메틸, 에틸 또는 페닐이고, 상기 X-는 F-, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, SCN-, NO3 -, 또는 CH3CO2 -인 것일 수 있다.In the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, X 11 of Formula 5 is N + R'X - , and X 12 to X 15 are each independently -CR"=; X 12 is N + R'X - and X 1 , X 3 to X 5 are each independently -CR"=; Or the X 13 is N + R'X - , and X 1 , X 2 , X 4 and X 5 are each independently -CR"=, wherein R'is methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, phenyl, benzyl or phenylethyl, wherein R "is hydrogen, methyl, ethyl or phenyl, wherein X - is F -, Cl -, Br - , I -, ClO 4 -, SCN -, NO 3 -, or CH 3 CO 2 - can be.

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체에 있어서, 상기 화학식3 내지 화학식5로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머는, 전체 구조단위 비율의 총합에 대해, 상기 화학식5로 표시되는 구조단위를 10%이상으로 포함하는 것일 수 있다.In the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, the polymer including the structural units represented by Chemical Formulas 3 to 5 contains 10% of the structural units represented by Chemical Formula 5 with respect to the total ratio of the structural units. It may be included in the above.

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체에 있어서, 상기 제1 굴절률층 및 제2 굴절률층을 포함하는 단위층의 총 적층수는 5 내지 30 층인 것일 수 있다.In the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, the total number of stacked unit layers including the first refractive index layer and the second refractive index layer may be 5 to 30 layers.

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체에 있어서, 상기 제1 굴절률층은 두께가 10 내지 100 nm인 고굴절률층이고, 상기 제2 굴절률층은 두께가 50 내지 130 nm인 저굴절률층인 것일 수 있다.In the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, the first refractive index layer may be a high refractive index layer having a thickness of 10 to 100 nm, and the second refractive index layer may be a low refractive index layer having a thickness of 50 to 130 nm. have.

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체는 외부 자극에 의해 반사파장이 시프트되는 것일 수 있다.In the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, a reflected wavelength may be shifted by an external stimulus.

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체에 있어서, 상기 외부 자극은 습도의 변화에 의한 것일 수 있다.In the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, the external stimulus may be caused by a change in humidity.

또한, 본 발명에서는 상술된 광결정 구조체를 포함하는 색변환 습도 센서가 제공된다.In addition, in the present invention, a color conversion humidity sensor including the above-described photonic crystal structure is provided.

본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 습도 센서에 있어서, 상기 색변환은 육안으로 관찰할 수 있는 것일 수 있다.In the color conversion humidity sensor according to an embodiment of the present invention, the color conversion may be observed with the naked eye.

또한, 본 발명에서는 상술된 광결정 구조체를 포함하는 위조 방지용 색변환 필름이 제공된다.In addition, in the present invention, a color conversion film for preventing counterfeiting including the photonic crystal structure described above is provided.

본 발명의 일 실시예에 따른 위조 방지용 색변환 필름은 70%이상의 상대습도의 외부 자극에 의해 색변환되는 것일 수 있다.The color conversion film for anti-counterfeiting according to an embodiment of the present invention may be color converted by an external stimulus having a relative humidity of 70% or more.

본 발명에 따르면, 외부 자극인 습도 변화에 따라 시각적으로 판단 가능하도록 색이 변환될 수 있고, 이를 이용하여 감도 높은 광결정 색변환 습도 센서를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 입김과 같은 간단한 외부 자극에 의해 손쉽게 물품의 진위 여부를 판별할 수 있는 위조 방지용 필름을 제공하며, 필름을 용이하게 취급할 수 있어, 유연성을 요하는 지폐, 보안문서 등의 위조방지 물품에 보안요소로 유용하게 적용할 수 있다는 장점을 갖는다.According to the present invention, a color may be converted to be visually determined according to a change in humidity, which is an external stimulus, and by using this, a photonic crystal color conversion humidity sensor having high sensitivity may be provided. In addition, according to the present invention, an anti-counterfeiting film is provided that can easily determine the authenticity of an article by a simple external stimulus such as breathing, and since the film can be easily handled, bills, security documents, etc. that require flexibility It has the advantage that it can be usefully applied as a security element to anti-counterfeiting products.

도1은 본 발명에 따른 광결정 구조체의 입김(0 내지 6초)에 의한 색변환 사진을 나타낸 것이고(실시예1 내지 3),
도2는 본 발명에 따른 광결정 구조체의 상대습도(10 내지 90%)에 따른 색변환 사진을 나타낸 것이고(실시예1 내지 3 및 비교예1),
도3은 본 발명에 따른 광결정 구조체의 상대습도(10 내지 90%)에 따른 색변환 사진을 나타낸 것이고(실시예5 내지 8),
도4는 본 발명에 따른 광결정 구조체를 포함하는 습도 센서 필름을 약병에 적용한 사진을 나타낸 것이고,
도5는 본 발명에 따른 광결정 구조체를 포함하는 위조 방지용 필름을 포함한 지폐의 진위여부를 판별하는 방법을 설명하기 위한 도면이고,
도6은 본 발명에 따른 광결정 구조체를 포함하는 위조 방지용 필름을 포함한 보안요소 내 QR이미지를 확인하는 방법을 설명하기 위한 도면이고,
도7은 본 발명에 따른 광결정 구조체를 포함하는 TIO 기판 상에 형성된 습도 센서 필름을 이용하여 블랙 백그라운드와 화이트 백그라운드에 적용한 사진을 나타낸 것이다.
1 shows a color conversion photograph of the photonic crystal structure according to the present invention by breathing (0 to 6 seconds) (Examples 1 to 3),
2 shows a color conversion photograph according to the relative humidity (10 to 90%) of the photonic crystal structure according to the present invention (Examples 1 to 3 and Comparative Example 1),
3 shows a color conversion photograph according to the relative humidity (10 to 90%) of the photonic crystal structure according to the present invention (Examples 5 to 8),
Figure 4 shows a photograph of applying a humidity sensor film comprising a photonic crystal structure according to the present invention to a vial,
5 is a view for explaining a method of determining the authenticity of a bill including a forgery prevention film including a photonic crystal structure according to the present invention,
6 is a view for explaining a method of checking a QR image in a security element including a forgery prevention film including a photonic crystal structure according to the present invention,
7 shows photographs applied to a black background and a white background using a humidity sensor film formed on a TIO substrate including a photonic crystal structure according to the present invention.

본 발명에 따른 색변환 광결정 구조체 및 이의 용도에 대하여 이하 후술하나, 이때 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.The color conversion photonic crystal structure according to the present invention and its use will be described later, but unless otherwise defined in the technical and scientific terms used at this time, those of ordinary skill in the art to which this invention belongs are commonly understood. Descriptions of known functions and configurations that have meanings and may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention in the following description will be omitted.

본 명세서에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.As used herein, the singular form may be intended to include the plural form unless otherwise indicated in the context.

본 명세서에서 특별한 언급 없이 사용된 단위는 중량을 기준으로 하며, 일 예로 % 또는 비의 단위는 중량% 또는 중량비를 의미한다.Units used in the present specification without particular mention are based on weight, and as an example, the unit of% or ratio means% by weight or a weight ratio.

본 명세서에서 사용되는 수치 범위는 하한치와 상한치와 그 범위 내에서의 모든 값, 정의되는 범위의 형태와 폭에서 논리적으로 유도되는 증분, 이중 한정된 모든 값 및 서로 다른 형태로 한정된 수치 범위의 상한 및 하한의 모든 가능한 조합을 포함한다. 일예로서 수치값이 100 내지 10,000이고, 구체적으로 500 내지 5,000으로 한정된 경우 500 내지 10,000 또는 100 내지 5,000의 수치범위도 본 발명의 명세서에 기재된 것으로 해석되어야 한다. 본 발명의 명세서에서 특별한 정의가 없는 한 실험 오차 또는 값의 반올림으로 인해 발생할 가능성이 있는 수치범위 외의 값 역시 정의된 수치범위에 포함된다.Numerical ranges used herein include lower and upper limits and all values within the range, increments that are logically derived from the shape and width of the defined range, all of which are limited, and the upper and lower limits of the numerical range defined in different forms. Includes all possible combinations of. As an example, when the numerical value is 100 to 10,000, and specifically limited to 500 to 5,000, the numerical range of 500 to 10,000 or 100 to 5,000 should also be interpreted as described in the specification of the present invention. Unless otherwise defined in the specification of the present invention, values outside the numerical range that may occur due to experimental errors or rounding of values are also included in the defined numerical range.

본 명세서의 용어, "포함한다"는 "구비한다", "함유한다", "가진다" 또는 "특징으로 한다" 등의 표현과 등가의 의미를 가지는 개방형 기재이다. 또한, 추가로 열거되어 있지 않은 요소, 재료 또는 공정을 배제하지 않는다. 또한, "실질적으로?로 구성된다"는 표현은 특정된 요소, 재료 또는 공정과 함께 열거되어 있지 않은 다른 요소, 재료 또는 공정이 발명의 적어도 하나의 기본적이고 신규한 기술적 사상에 허용할 수 없을 만큼의 현저한 영향을 미치지 않는 양으로 존재할 수 있는 것을 의미한다.In the present specification, the term "includes" is an open-type substrate having a meaning equivalent to expressions such as "have", "includes", "have" or "features". Further, it does not exclude elements, materials or processes that are not further listed. In addition, the expression "substantially composed of?" means that other elements, materials or processes not listed together with the specified element, material, or process are unacceptable to at least one basic and novel technical idea of the invention. It means that it can be present in an amount that does not have a significant effect on.

본 명세서의 용어, "알킬"은 하나의 수소 제거에 의해서 지방족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼로, 직쇄 또는 분지쇄 형태를 모두 포함한다.As used herein, the term "alkyl" is an organic radical derived from an aliphatic hydrocarbon by the removal of one hydrogen, and includes both straight-chain or branched-chain forms.

본 명세서의 용어, "알콕시"는 알킬-O-*를 의미하며, 상기 알킬은 상술된 정의를 따른다.As used herein, the term "alkoxy" refers to alkyl-O-*, and the alkyl follows the above definition.

본 명세서의 용어, "시클로알킬"은 완전히 포화된 또는 부분적으로 불포화된 지환족 탄화수소 고리로부터 유도된 유기 라디칼로, 융합된 시클릭, 브릿징된 시클릭 및 스피로시클릭기 등도 포함한다. 일 예로, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 데칼린, 바이시클[3.1.1]헵탄, 바이시클로[2.2.1]헵탄, 바이시클로[2.2.2]옥탄, 바이시클[3.2.2]노난, 스피로[2.5]옥탄, 스피로[3.5]노난, 아다만틸 등을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.As used herein, the term "cycloalkyl" is an organic radical derived from a fully saturated or partially unsaturated alicyclic hydrocarbon ring, and includes fused cyclic, bridged cyclic and spirocyclic groups, and the like. For example, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, decalin, bike[3.1.1]heptane, bicyclo[2.2.1]heptane, bicyclo[2.2.2]octane, bike[3.2. 2] nonane, spiro [2.5] octane, spiro [3.5] nonane, adamantyl, and the like, but is not limited thereto.

본 명세서의 용어, "아릴"은 하나의 수소 제거에 의해서 방향족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼로, 각 고리에 적절하게는 4 내지 7개, 바람직하게는 5 또는 6개의 고리원자를 포함하는 단일 또는 융합고리계를 포함하며, 다수개의 아릴이 단일결합으로 연결되어 있는 형태까지 포함한다. 일 예로, 페닐, 나프틸, 비페닐, 터페닐, 안트릴, 인데닐, 플루오레닐, 페난트릴, 트리페닐레닐, 피렌일, 페릴렌일, 크라이세닐, 나프타세닐, 플루오란텐일 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.As used herein, the term "aryl" refers to an organic radical derived from an aromatic hydrocarbon by the removal of one hydrogen, suitably containing 4 to 7, preferably 5 or 6 ring atoms in each ring or fused It includes a ring system, and includes a form in which a plurality of aryls are connected by a single bond. For example, phenyl, naphthyl, biphenyl, terphenyl, anthryl, indenyl, fluorenyl, phenanthryl, triphenylenyl, pyrenyl, peryleneyl, chrysenyl, naphthyl, fluoranthenyl, etc. , Is not limited thereto.

본 명세서의 용어, "할로겐"은 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br) 또는 요오드(I) 원자를 의미한다.As used herein, the term "halogen" refers to a fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br) or iodine (I) atom.

본 명세서의 용어, "고굴절률층" 및 "저굴절률층"은 본 발명에 따른 색변환 광결정 구조체 내에 포함된 두 층 중, 상대적인 굴절률의 차이에 따라 구분된다.In the present specification, the terms "high refractive index layer" and "low refractive index layer" are classified according to a difference in relative refractive index among two layers included in the color conversion photonic crystal structure according to the present invention.

본 명세서의 용어, "단위층"은 본 발명에 따른 색변환 광결정 구조체의 일부로, 하나의 제1 굴절률층과 하나의 제2 굴절률층이 적층된 층을 의미한다.As used herein, the term "unit layer" refers to a layer in which one first refractive index layer and one second refractive index layer are stacked as a part of the color conversion photonic crystal structure according to the present invention.

본 발명자들은 광결정 구조체에 대한 연구를 심화하던 중, 4차 암모늄 이온(Quaternary ammonium cation)을 포함하는 반복단위 및 광활성 관능기를 갖는 아크릴레이트계 모노머부터 유도된 반복단위를 동시에 포함하는 코폴리머를 이용한 저굴절률층과 나프탈렌을 포함하는 반복단위 및 광활성 관능기를 갖는 아크릴레이트계 모노머부터 유도된 반복단위를 동시에 포함하는 코폴리머를 이용한 고굴절률층을 포함하여, 습도 변화에 따라 시각적으로 판단 가능하도록 색이 변환될 수 는 색변환 광결정 구조체를 고안하였다.While intensifying research on the photonic crystal structure, the present inventors used a copolymer containing a repeating unit including a quaternary ammonium cation and a repeating unit derived from an acrylate-based monomer having a photoactive functional group. Including a refractive index layer and a high refractive index layer using a copolymer including a repeating unit including naphthalene and a repeating unit derived from an acrylate-based monomer having a photoactive functional group at the same time, the color is converted so that it can be visually judged according to changes in humidity The color conversion photonic crystal structure was devised.

본 발명은 4차화 정도 및 각 층의 두께 조절에 의해서 친수성을 자유자재로 조절할 수 있다. 고습도에서만 색변화하는 필름은 위조방지 필름으로 적용이 가능하며, 저습도에서 고습도까지 다양한 색상변화를 나타내는 필름은 습도센서로서 사용이 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 색변환 광결정 구조체의 경우, 종래 본 발명자들에 의한 그 어떤 광결정 구조체 대비, 감도가 우수하며, 굴절률 차이를 보다 현저하게 조절할 수 있다.The present invention can freely control the hydrophilicity by controlling the degree of quaternization and the thickness of each layer. A film that changes color only at high humidity can be applied as an anti-counterfeiting film, and a film that exhibits various color changes from low humidity to high humidity can be used as a humidity sensor. In addition, in the case of the color conversion photonic crystal structure according to the present invention, compared to any photonic crystal structure by the present inventors, the sensitivity is excellent and the difference in refractive index can be more remarkably adjusted.

본 발명에 따른 색변환 광결정 구조체는 수초 내 시프트된 가시광선 영역의 반사파장의 변화로 즉각적인 육안확인이 가능하며, 수분과 접촉시 그 농도에 따라 상이하게 색이 변환되므로, 변환된 색을 관찰하여 습도의 확인이 가능하다. 또한, 상기 색변환 광결정 구조체는 습도 변화에 민감하게 감응하기 때문에 위조방지 물품등에 적용되는 보안요소로 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 이들은 외부 자극인 수분과의 접촉이 중단되는 경우 빠르게 원래의 상태로 회복될 수 있어, 반복적으로 재사용이 가능하다는 이점을 갖는다.The color conversion photonic crystal structure according to the present invention can be immediately visually checked by a change in the reflected wavelength of the shifted visible light region within a few seconds, and since the color is changed differently according to its concentration when in contact with moisture, the converted color is observed. Humidity can be checked. In addition, since the color conversion photonic crystal structure is sensitive to changes in humidity, it can be usefully used as a security element applied to anti-counterfeiting articles. In addition, these can be quickly restored to their original state when contact with moisture, which is an external stimulus, is stopped, so that they can be reused repeatedly.

이와 같은 배경 하, 본 발명자들은 상술된 구조적 특징을 갖는 코폴리머를 포함하는 색변환 광결정 구조체를 고안하고 이를 통해 상술된 효과를 확인한 바, 본 발명을 제안하고자 한다.Against this background, the present inventors devise a color conversion photonic crystal structure including a copolymer having the above-described structural characteristics, and confirm the above-described effects through this, and propose the present invention.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은, 교대로 적층된, 제1 굴절률을 나타내는 제1 폴리머를 포함하는 제1 굴절률층; 및 제2 굴절률을 나타내는 제2 폴리머를 포함하는 제2 굴절률층;을 포함하고, 상기 제1 굴절률과 상기 제2 굴절률은 상이하고, 상기 제1 폴리머 및 상기 제2 폴리머 중 하나는 하기 화학식1 및 화학식2로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머인 광결정 구조체를 제공한다.The present invention provides a first refractive index layer comprising a first polymer having a first refractive index, which is alternately stacked; And a second refractive index layer including a second polymer having a second refractive index, wherein the first refractive index and the second refractive index are different, and one of the first polymer and the second polymer is represented by Formula 1 and It provides a photonic crystal structure, which is a polymer containing a structural unit represented by Chemical Formula 2.

[화학식1][Formula 1]

Figure 112019117958094-pat00006
Figure 112019117958094-pat00006

[화학식2][Formula 2]

Figure 112019117958094-pat00007
Figure 112019117958094-pat00007

[상기 화학식1 및 화학식2에서,[In Chemical Formulas 1 and 2,

R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C5알킬이고;R 1 and R 2 are each independently hydrogen or C1-C5 alkyl;

R11은 각각 독립적으로 히드록시, 할로겐, 니트로, C1-C5알킬 또는 C1-C5알콕시이고;Each R 11 is independently hydroxy, halogen, nitro, C1-C5 alkyl or C1-C5 alkoxy;

L1은 -O- 또는-NH-이고;L 1 is -O- or -NH-;

Y1은 치환되거나 치환되지 않은 벤조일페닐이고, 상기 치환은 히드록시, 할로겐, 니트로, C1-C5알킬 및 C1-C5알콕시에서 선택되는 하나이상의 치환체로 치환되는 것이고;Y 1 is substituted or unsubstituted benzoylphenyl, the substitution being substituted with one or more substituents selected from hydroxy, halogen, nitro, C1-C5 alkyl and C1-C5 alkoxy;

a는 0 내지 7에서 선택되는 정수이고, 상기 a가 2이상의 정수인 경우 R6은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.]a is an integer selected from 0 to 7, and when a is an integer of 2 or more, R 6 may be the same as or different from each other.]

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체에 있어서, 상기 제1 굴절률층 및 제2 굴절률층에 구비되는 폴리머는 블록 코폴리머, 교호 코폴리머 또는 그라프트 코폴리머 등의 배열 형태를 갖는 것일 수 있으나, 상술된 배열 형태로 한정되는 것은 아니다.In the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, the polymer provided in the first refractive index layer and the second refractive index layer may have an arrangement such as a block copolymer, an alternating copolymer, or a graft copolymer, It is not limited to the above-described arrangement.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체에 있어서, 상기 화학식1 및 화학식2로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머를 포함하는 굴절률층은 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 고굴절률층일 수 있다.In addition, in the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, the refractive index layer including the polymer including the structural units represented by Chemical Formulas 1 and 2 may be a high refractive index layer having a relatively high refractive index.

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체에 있어서, 상기 화학식1 및 화학식2로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머는 나프탈렌을 포함하는 반복단위를 도입함에 따라 현저하게 향상된 굴절률을 구현한다. 또한, 후술되는 4차 암모늄 이온을 포함하는 반복단위 및 광활성 관능기를 갖는 아크릴레이트계 모노머부터 유도된 반복단위를 동시에 포함하는 코폴리머를 이용한 저굴절률층과 교대로 적층된 형태로 결합됨에 따라 습도 변화에 대한 감도가 놀랍도록 향상된다. 이와 같은 효과는 이와 유사한 치환체를 갖는 광결정 구조체에서 확인되지 않은 바, 본 발명이 주목되는 점이다.In the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, the polymer including the structural units represented by Formulas 1 and 2 implements a remarkably improved refractive index by introducing a repeating unit including naphthalene. In addition, humidity changes as it is alternately stacked with a low refractive index layer using a copolymer containing a repeating unit containing a quaternary ammonium ion and a repeating unit derived from an acrylate monomer having a photoactive functional group, which will be described later. The sensitivity to the is remarkably improved. This effect is not confirmed in the photonic crystal structure having a substituent similar to this, the present invention is a point of attention.

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체에 있어서, 이때, 상기 화학식1 및 화학식2로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머는 몰비(화학식1: 화학식2)가 100:1 내지 100:20을 만족하는 것일 수 있다.In the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, in this case, the polymer including the structural units represented by Chemical Formulas 1 and 2 has a molar ratio (Chemical Formula 1: Chemical Formula 2) of 100:1 to 100:20. Can be.

일 예로, 95:5 내지 80:20을 만족하는 것일 수 있다.For example, it may satisfy 95:5 to 80:20.

일 예로, 95:5 내지 80:20, 95:5 내지 90:10을 만족하는 것일 수 있다.For example, it may satisfy 95:5 to 80:20 and 95:5 to 90:10.

또한, 상기 화학식1 및 화학식2로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머는 수 평균 분자량(Mn)이 10,000 내지 100,000 g/mol인 것일 수 있고, 구체적으로는 30,000 내지 50,000 g/mol인 것일 수 있다.In addition, the polymer including the structural units represented by Formulas 1 and 2 may have a number average molecular weight (Mn) of 10,000 to 100,000 g/mol, and specifically, may be 30,000 to 50,000 g/mol.

또한, 상기 화학식1 및 화학식2로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머는 1.6 내지 1.7의 굴절률을 나타낼 수 있다.In addition, the polymer including the structural units represented by Chemical Formulas 1 and 2 may exhibit a refractive index of 1.6 to 1.7.

일 예로, 상기 화학식1로 표시되는 구조단위의 상기 R1는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C3알킬이고; 상기 L1은 -O- 또는-NH-이고; 상기 Y1은 치환되거나 치환되지 않은 벤조일페닐이고, 상기 치환은 히드록시, 할로겐, 니트로, C1-C5알킬 및 C1-C5알콕시에서 선택되는 1개 내지 4개의 치환체로 치환되는 것일 수 있다. For example, each of R 1 in the structural unit represented by Formula 1 is independently hydrogen or C1-C3 alkyl; L 1 is -O- or -NH-; Y 1 is substituted or unsubstituted benzoylphenyl, and the substitution may be substituted with 1 to 4 substituents selected from hydroxy, halogen, nitro, C1-C5 alkyl and C1-C5 alkoxy.

일 예로, 상기 화학식1로 표시되는 구조단위의 상기 Y1은 광경화의 용이성 측면에서 유리하게, 치환되지 않은 벤조일페닐일 수 있다. For example, Y 1 of the structural unit represented by Chemical Formula 1 may be an unsubstituted benzoylphenyl advantageously in terms of ease of photocuring.

일 예로, 상기 화학식2로 표시되는 구조단위의 상기 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C3알킬이고; 상기 R11은 각각 독립적으로 히드록시, 할로겐, 니트로, C1-C5알킬 또는 C1-C5알콕시이고; 상기 a는 0 내지 3에서 선택되는 정수이고, 상기 a가 2이상의 정수인 경우 R6은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. For example, each of R 2 in the structural unit represented by Formula 2 is independently hydrogen or C1-C3 alkyl; Each of R 11 is independently hydroxy, halogen, nitro, C1-C5 alkyl or C1-C5 alkoxy; Wherein a is an integer selected from 0 to 3, and when a is an integer of 2 or more, R 6 may be the same as or different from each other.

일 예로, 상기 화학식1 및 화학식2로 표시되는 구조단위의 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이고; R11은 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸이고; 상기 L1은 -O- 또는-NH-이고; 상기 Y1은 치환되지 않은 벤조일페닐이고; 상기 a는 0 내지 3에서 선택되는 정수인 것일 수 있다. For example, R 1 and R 2 of the structural units represented by Chemical Formulas 1 and 2 are each independently hydrogen or methyl; Each R 11 is independently methyl, ethyl, propyl or butyl; L 1 is -O- or -NH-; Y 1 is unsubstituted benzoylphenyl; The a may be an integer selected from 0 to 3.

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체에 있어서, 상기 제1 폴리머 및 상기 제2 폴리머 중 다른 하나는 하기 화학식3 내지 화학식5로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머인 것일 수 있다.In the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, the other of the first polymer and the second polymer may be a polymer including structural units represented by the following Chemical Formulas 3 to 5.

[화학식3][Formula 3]

Figure 112019117958094-pat00008
Figure 112019117958094-pat00008

[화학식4][Formula 4]

Figure 112019117958094-pat00009
Figure 112019117958094-pat00009

[화학식5][Formula 5]

Figure 112019117958094-pat00010
Figure 112019117958094-pat00010

[상기 화학식3 내지 화학식5에서,[In Chemical Formulas 3 to 5,

R3 내지 R5은 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C5알킬이고;R 3 to R 5 are each independently hydrogen or C1-C5 alkyl;

L2는 -O- 또는-NH-이고;L 2 is -O- or -NH-;

Y2는 치환되거나 치환되지 않은 벤조일페닐이고, 상기 치환은 히드록시, 할로겐, 니트로, C1-C5알킬 및 C1-C5알콕시에서 선택되는 하나이상의 치환체로 치환되는 것이고;Y 2 is substituted or unsubstituted benzoylphenyl, the substitution being substituted with one or more substituents selected from hydroxy, halogen, nitro, C1-C5 alkyl and C1-C5 alkoxy;

X1 내지 X5는 각각 독립적으로 -N= 또는 -CR=이되, 상기 X1 내지 X5중 적어도 하나는 -N=이고, 상기 R은 수소, C1-C20알킬, C3-C20시클로알킬, C6-C20아릴 또는 이들의 조합이고;X 1 to X 5 are each independently -N= or -CR=, but at least one of X 1 to X 5 is -N=, and R is hydrogen, C1-C20 alkyl, C3-C20 cycloalkyl, C6 -C20 aryl or a combination thereof;

X11 내지 X15는 각각 독립적으로 N+R'X- 또는 -CR"=이되, 상기 X11 내지 X15중 적어도 하나는 N+R'X-이고, 상기 R' 및 R"는 각각 독립적으로 수소, C1-C20알킬, C3-C20시클로알킬, C6-C20아릴 또는 이들의 조합이고, 상기 X-는 1가의 음이온이다.]X 11 to X 15 are each independently N + R'X - or -CR"=, but at least one of X 11 to X 15 is N + R'X - , and R'and R" are each independently Hydrogen, C1-C20 alkyl, C3-C20 cycloalkyl, C6-C20 aryl, or a combination thereof, and X - is a monovalent anion.]

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체에 있어서, 상기 화학식3 내지 화학식5로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머를 포함하는 굴절률층은 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는 저굴절률층일 수 있다.In the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, the refractive index layer including the polymer including the structural units represented by Chemical Formulas 3 to 5 may be a low refractive index layer having a relatively low refractive index.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체에 있어서, 화학식3 내지 화학식5로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머는 상기 화학식4 및 화학식5로 표시되는 구조단위를 통해 친수성이 증가되어 수분과 같은 외부 자극에 보다 잘 감응할 수 있다. 또한, 4차 암모늄 이온의 개수 및 상대 이온의 종류에 따라 굴절률이 변화할 수 있어, 이를 조절하여 원하는 반사파장을 갖는 색변환 광결정 구조체가 구현될 수 있다.In addition, in the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, the polymer including the structural units represented by Chemical Formulas 3 to 5 has increased hydrophilicity through the structural units represented by Chemical Formulas 4 and 5, such as moisture. They are better able to respond to external stimuli. In addition, since the refractive index can be changed depending on the number of quaternary ammonium ions and the type of counter ions, a color conversion photonic crystal structure having a desired reflection wavelength can be implemented by adjusting this.

상기 화학식 5로 표시되는 구조단위는 후술하는 광결정 구조체의 제조방법의 4차화(Quarternization) 반응에서 R'-X 화합물(이때, R'의 정의는 앞서 화학식 5에서 정의된 바와 동일하고, X는 화학식 5로 표시되는 구조단위의 친핵성 치환 반응에 의해 1가의 음이온을 생성할 수 있는 이탈기(leaving group)임)로 반응하지 않고 존재한다. 다시말해, 화학식 5로 표시되는 구조단위는 상기 화학식 4로 표시되는 구조단위와 R'-X 화합물의 반응에 의해 제조된 것이다.The structural unit represented by Formula 5 is the compound R'-X in the quaternization reaction of the method for producing a photonic crystal structure described later (here, the definition of R'is the same as defined in Formula 5, and X is the formula It exists without reacting as a leaving group (leaving group) capable of generating a monovalent anion by a nucleophilic substitution reaction of the structural unit represented by 5). In other words, the structural unit represented by Chemical Formula 5 is prepared by reaction of the structural unit represented by Chemical Formula 4 with an R'-X compound.

일 예로, 상기 화학식 5로 표시되는 구조단위는 상기 화학식 4로 표시되는 구조단위가 포함된 굴절률층이 적층된 광결정 구조체를 R'-X 화합물과 4차화 반응시켜 생성되는 것으로, 상기 4차화 반응에 참여하지 않은 상기 화학식4로 표시되는 구조단위는 최종 제조된 광결정 구조체 내에 남아있을 수 있다. 따라서, 상기 굴절률층 내의 상기 화학식 5로 표시되는 구조단위와 화학식 4로 표시되는 구조단위의 몰비는 4차화 반응 조건에 따라 조절될 수 있다.For example, the structural unit represented by Chemical Formula 5 is generated by a quaternization reaction of a photonic crystal structure in which a refractive index layer including the structural unit represented by Chemical Formula 4 is stacked with an R'-X compound. The structural unit represented by Chemical Formula 4 that did not participate may remain in the finally prepared photonic crystal structure. Accordingly, the molar ratio of the structural unit represented by Formula 5 and the structural unit represented by Formula 4 in the refractive index layer may be adjusted according to the quaternization reaction conditions.

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체에 있어서, 상기 화학식5의 상기 X11은 N+R'X-이고, X12 내지 X15는 각각 독립적으로 -CR"=이거나; 상기 X12는 N+R'X-이고, X1, X3 내지 X5는 각각 독립적으로 -CR"=이거나; 또는 상기 X13은 N+R'X-이고, X1, X2, X4 및 X5는 각각 독립적으로 -CR"=이되, 상기 R'는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 페닐, 벤질 또는 페닐에틸이고, 상기 R"는 수소, 메틸, 에틸 또는 페닐이고, 상기 X-는 F-, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, SCN-, NO3 -, 또는 CH3CO2 -인 것일 수 있다.In the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, X 11 of Formula 5 is N + R'X - , and X 12 to X 15 are each independently -CR"=; X 12 is N + R'X - and X 1 , X 3 to X 5 are each independently -CR"=; Or the X 13 is N + R'X - , and X 1 , X 2 , X 4 and X 5 are each independently -CR"=, wherein R'is methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, phenyl, benzyl or phenylethyl, wherein R "is hydrogen, methyl, ethyl or phenyl, wherein X - is F -, Cl -, Br - , I -, ClO 4 -, SCN -, NO 3 -, or CH 3 CO 2 - can be.

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체에 있어서, 상기 화학식3 내지 화학식5로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머는, 전체 폴리머 구조단위 비율의 총합에 대해, 상기 화학식5로 표시되는 구조단위를 10%이상으로 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 화학식5로 표시되는 구조단위를 14%이상, 보다 구체적으로 상기 화학식5로 표시되는 구조단위를 25%이상, 가장 구체적으로는 상기 화학식5로 표시되는 구조단위를 30% 내지 60%로 포함하는 것일 수 있다. 이때, 상기 폴리머의 내부 구조를 구성하는 구조단위 비율의 총합을 기준(100%)로 한다.In the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, the polymer including the structural units represented by Chemical Formulas 3 to 5 includes 10 structural units represented by Chemical Formula 5 with respect to the total ratio of the total polymer structural units. It may contain more than %. Specifically, the structural unit represented by Chemical Formula 5 is at least 14%, more specifically the structural unit represented by Chemical Formula 5 is at least 25%, and most specifically, the structural unit represented by Chemical Formula 5 is 30% to 60%. It may be to include. In this case, the sum of the proportions of structural units constituting the internal structure of the polymer is taken as a standard (100%).

일 예로, 상기 화학식3으로 표시되는 구조단위의 상기 R3은 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C3알킬이고; 상기 L2는 -O- 또는-NH-이고; 상기 Y2는 치환되거나 치환되지 않은 벤조일페닐이고, 상기 치환은 히드록시, 할로겐, 니트로, C1-C5알킬 및 C1-C5알콕시에서 선택되는 1개 내지 4개의 치환체로 치환되는 것일 수 있다. For example, each of R 3 in the structural unit represented by Formula 3 is independently hydrogen or C1-C3 alkyl; L 2 is -O- or -NH-; The Y 2 is substituted or unsubstituted benzoylphenyl, and the substitution may be substituted with 1 to 4 substituents selected from hydroxy, halogen, nitro, C1-C5 alkyl and C1-C5 alkoxy.

일 예로, 상기 화학식3으로 표시되는 구조단위의 상기 Y2는 광경화의 용이성 측면에서 유리하게, 치환되지 않은 벤조일페닐일 수 있다. For example, the Y 2 of the structural unit represented by Chemical Formula 3 may be an unsubstituted benzoylphenyl advantageously in terms of ease of photocuring.

일 예로, 상기 화학식 4 및 화학식5로 표시되는 구조단위의 상기 R4및 R5는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C3알킬이고; 상기 X1 내지 X5는 각각 독립적으로 -N= 또는 -CR=이되, 상기 X1 내지 X5중 적어도 하나는 -N=이고, 상기 R은 수소, 메틸, 에틸 또는 페닐이고; 상기 X11 내지 X15는 각각 독립적으로 N+R'X- 또는 -CR"=이되, 상기 X11 내지 X13중 적어도 하나는 N+R'X-이고, 나머지는 각각 독립적으로 -CR"=이되, 상기 R'는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 페닐, 벤질 또는 페닐에틸이고, 상기 R"는 수소, 메틸, 에틸 또는 페닐이고, 상기 X-는 F-, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, SCN-, NO3 -, 또는 CH3CO2 -인 것일 수 있다.For example, in the structural units represented by Chemical Formulas 4 and 5, R 4 and R 5 are each independently hydrogen or C1-C3 alkyl; X 1 to X 5 are each independently -N= or -CR=, but at least one of X 1 to X 5 is -N=, and R is hydrogen, methyl, ethyl or phenyl; The X 11 to X 15 are each independently N + R'X - or -CR"=, but at least one of the X 11 to X 13 is N + R'X - , and the rest are each independently -CR"= provided that, wherein R 'is methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, phenyl, benzyl or phenylethyl, wherein R "is hydrogen, methyl, ethyl or phenyl, wherein X - is F -, Cl -, Br -, I -, ClO 4 -, SCN -, NO 3 -, or CH 3 CO 2 - may be one of.

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체에 있어서, 이때, 상기 화학식3 내지 화학식5로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머는 몰비(화학식3:화학식4:화학식5)가 100:100 내지 10:30 내지1을 만족하는 것일 수 있다.In the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, in this case, the polymer including the structural units represented by Chemical Formulas 3 to 5 has a molar ratio (Chemical Formula 3: Chemical Formula 4: Chemical Formula 5) of 100:100 to 10:30 It may be one that satisfies ~1.

일 예로, 85:10:5 내지 45:45:10을 만족하는 것일 수 있다.For example, it may satisfy 85:10:5 to 45:45:10.

일 예로, 80:15:5 내지 45:45:10일 수 있다.For example, it may be 80:15:5 to 45:45:10.

또한, 상기 화학식3 내지 화학식5로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머는 수 평균 분자량(Mn)이 10,000 내지 500,000 g/mol인 것일 수 있고, 구체적으로는 30,000 내지 400,000 g/mol인 것일 수 있다.In addition, the polymer including the structural unit represented by Chemical Formulas 3 to 5 may have a number average molecular weight (Mn) of 10,000 to 500,000 g/mol, and specifically, may be 30,000 to 400,000 g/mol.

또한, 상기 화학식3 내지 화학식5로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머는 1.5 내지 1.6의 굴절률을 나타낼 수 있으며, 상기 폴리머는 상기 화학식1 및 화학식2로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머 보다 상대적으로 굴절률이 낮다. 이와 같은, 굴절률 차이에 의해 원하는 파장의 빛을 반사하는 광결정 구조체가 구현될 수 있으며, 본 발명에 따르면 최소 0.03이상의 굴절률 차이를 만족시킬 수 있다.In addition, the polymer containing the structural unit represented by Chemical Formulas 3 to 5 may exhibit a refractive index of 1.5 to 1.6, and the polymer has a relative refractive index than the polymer including the structural units represented by Chemical Formulas 1 and 2 This is low. A photonic crystal structure that reflects light of a desired wavelength may be implemented by the difference in refractive index   as described above, and according to the present invention, a difference in refractive index of at least 0.03 may be satisfied.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체는 최하부에 배치된 제1 굴절률층, 상기 제1 굴절률층 상에 배치된 제2 굴절률층 및 상기 제2 굴절률층 상에 제1 굴절률층 및 제2 굴절률층이 교대로 반복되어 적층된 구조를 갖는다. 또한, 상기 광결정 구조체는, 용도에 따라 상기 최하부에 배치된 제1 굴절률층의 제2 굴절률층이 배치되지 않은 다른 일면에 기판을 더 포함할 수 있다. 따라서, 이 경우 상기 광결정 구조체의 최하부에는 기판이 위치할 수 있다.Specifically, the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention includes a first refractive index layer disposed at the bottom, a second refractive index layer disposed on the first refractive index layer, and a first refractive index layer and a first refractive index layer disposed on the second refractive index layer. It has a structure in which the 2  refractive index layers are alternately repeated and stacked. In addition, the photonic crystal structure may further include a substrate on the other side of the first   refractive index layer disposed at the lowermost part, on which the second   refractive index layer is not disposed, depending on the use. Accordingly, in this case, a substrate may be located at the lowermost portion of the photonic crystal structure.

일 예로, 상기 제1 굴절률층은 상기 광결정 구조체의 최상부에 위치할 수 있다. 따라서, 상기 제1 굴절률층과 제2 굴절률층이 교대로 적층된 적층체 상에 제1 굴절률층이 추가로 적층되어, 상기 광결정 구조체는 홀수 개 층의 굴절률층을 가질 수 있다. 상기의 경우에, 후술하는 바와 같이 각각의 층의 경계면에서 반사된 빛들 간의 보강 간섭이 증가하여, 광결정 구조체의 반사파장의 강도가 증가할 수 있다. 또한, 상기 제1 굴절률층과 제2 굴절률층을 포함하는 단위층이 교대로 적층어, 상기 광결정 구조체는 짝수 개 층의 굴절률층을 가질 수 있다. 상기의 경우에, 보다 신속하게 습도 변화에 대한 감응을 보일 수 있다.For example, the first   refractive index layer may be located on the top of the photonic crystal structure. Accordingly, a first refractive index layer is additionally stacked on a laminate in which the first and second refractive index layers are alternately stacked, so that the photonic crystal structure may have an odd number of refractive index layers. In this case, as will be described later, constructive interference between lights reflected from the interface of each layer increases, so that the intensity of the reflected wavelength of the photonic crystal structure may increase. In addition, unit layers including the first and second refractive index layers are alternately stacked, so that the photonic crystal structure may have an even number of refractive index layers. In this case, it is possible to show a response to a change in humidity more quickly.

일 예로, 본 발명에 따른 4차화된 저굴절률층이 최상위층에 형성되는 경우, 감응속도가 보다 빠를 수 있다.For example, when the quaternized low refractive index layer according to the present invention is formed on the uppermost layer, the response speed may be faster.

일 예로, 상기 광결정 구조체는 습도 변화에 대하여 수초 내, 구체적으로 10초 이내 100nm이상의 반사파장을 이동하여 다양한 색상을 보일 수 있다.For example, the photonic crystal structure may exhibit various colors by moving a reflection wavelength of 100 nm or more within a few seconds, specifically within 10 seconds, in response to a change in humidity.

일 예로, 상기 광결정 구조체는 상기 단위층의 총 적층수가 1층 이상일 수 있으며, 구체적으로 5내지 30층인 것일 수 있다.For example, in the photonic crystal structure, the total number of stacked units of the unit layer may be one or more, and specifically, may be 5 to 30 layers.

일 예로, 상기 기판은 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급 용이성 및 방수성이 우수한 탄소계 재료; 아연, 알루미늄, 인듐 및 주석 등에서 선택되는 하나 이상의 금속을 포함하는 금속 재료; 박막 유리(thin glass); 실리콘(Si)계 재료; 플라스틱, 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP) 등과 같은 고분자 필름; 종이; 및 의류 또는 웨어러블 재료;일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 적용되는 용도에 따라 가요성이 있거나 혹은 가요성이 없는 다양한 소재를 이용할 수 있음은 물론이다.For example, the substrate may include a carbon-based material having excellent mechanical strength, thermal stability, transparency, surface smoothness, ease of handling, and waterproofness; A metal material including at least one metal selected from zinc, aluminum, indium, and tin; Thin glass; Silicon (Si)-based materials; Polymer films such as plastic, polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), and the like; paper; And clothing or wearable material; but is not limited thereto, and of course, various materials having flexibility or not flexibility may be used depending on the application to which it is applied.

일 예로, 상기 기판이 산화주석인듐(ITO), 산화아연인듐(IZO) 또는 산화주석아연인듐(ITZO) 등인 경우, 보다 개선된 시인성 효과를 구현할 수 있다. 또한, 상술된 금속 산화물 기판의 경우, 백그라운드의 색상에 따라 다른 색변환을 구현할 수 있기 때문에 보다 다양한 양태로의 색변환을 유도할 수 있다는 측면에서 유리할 수 있다.For example, when the substrate is indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc oxide (ITZO), or the like, a more improved visibility effect may be implemented. In addition, in the case of the above-described metal oxide substrate, since different color conversion can be implemented according to the color of the background, it may be advantageous in terms of inducing color conversion in more various modes.

상기 기판 상에 교대로 적층된 상기 제1 굴절률층은 제1 굴절률을 나타내는 제1 폴리머를 포함하고, 상기 제2 굴절률층은 제2 굴절률을 나타내는 제2 폴리머를 포함한다. 이때, 상기 제1 굴절률과 상기 제2 굴절률의 차이는 0.03 내지 1.0일 수 있다.The first   refractive index layers alternately stacked on the substrate include a first polymer having a first   refractive index, and the second   refractive index layer includes a second polymer having a second   refractive index. In this case, a difference between the first   refractive index and the second   refractive index may be 0.03 to 1.0.

일 예로, 상기 제1 굴절률과 상기 제2 굴절률의 차이는 0.03 내지 0.08, 구체적으로 0.03 내지 0.08, 보다 구체적으로 0.03 내지 0.05, 가장 구체적으로 0.03 내지 0.04일 수 있다. 이러한 굴절률간의 차이가 클수록 광결정 구조체의 광 밴드갭이 커지므로, 상술한 범위 내에서 굴절률 간의 차이를 조절하여 원하는 파장의 빛이 반사되도록 제어할 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 고굴절률층은 상기 화학식1 및 화학식2로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머를 포함함에 따라 보다 높은 굴절률을 구현하여, 굴절률간의 차이가 보다 크다.For example, the difference between the first and second refractive indexes may be from 0.03 to 0.08, specifically from 0.03 to 0.08, more specifically from 0.03 to 0.05, and most specifically from 0.03 to 0.04. As the difference between the refractive indices increases, the optical band gap of the photonic crystal structure increases, and thus the difference between the refractive indices within the above-described range can be adjusted so that light of a desired wavelength is reflected. In this case, since the high refractive index layer according to the present invention includes a polymer including the structural units represented by Chemical Formulas 1 and 2, a higher refractive index is realized, and the difference between the refractive indices is greater.

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체에 있어서, 상기 제1 굴절률층은 두께가 10 내지 100 nm인 고굴절률층이고, 상기 제2 굴절률층은 두께가 50 내지 130 nm인 저굴절률층인 것일 수 있다.In the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, the first refractive index layer may be a high refractive index layer having a thickness of 10 to 100 nm, and the second refractive index layer may be a low refractive index layer having a thickness of 50 to 130 nm. have.

일 예로, 상기 저굴절률층의 두께 대 상기 고굴절률층의 두께의 비는 1:7 내지 1:1일 수 있다. 구체적으로, 상술된 두께의 비를 만족하되 상기 저굴절률층의 두께는 50 내지 130 nm이고, 상기 고굴절률층의 두께는 10 내지 100 nm일 수 있다. 상술한 범위로 두께를 조절하여, 광결정 구조체의 반사파장을 조절할 수 있다. 각 굴절률층의 두께는 폴리머 분산액 조성물 내 폴리머의 농도 또는 분산액 조성물의 코팅 속도를 달리하여 조절 가능하다.For example, a ratio of the thickness of the low refractive index layer to the thickness of the high refractive index layer may be 1:7 to 1:1. Specifically, the above-described ratio of thickness is satisfied, but the thickness of the low refractive index layer may be 50 to 130 nm, and the thickness of the high refractive index layer may be 10 to 100 nm. By adjusting the thickness within the above-described range, the reflected wavelength of the photonic crystal structure can be adjusted. The thickness of each   refractive index layer can be adjusted by varying the concentration of the polymer in the polymer dispersion composition or the coating speed of the dispersion composition.

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체는, 특히 색변환 용이 측면에서 상기 제1 굴절률층이 10 내지 100 nm의 두께로 형성된 고굴절률층이고, 상기 제2 굴절률층이 50 내지 130 nm의 두께로 형성된 저굴절률층이며, 상기 저굴절률층이 최상부에 위치된 구조가 바람직하다. 상기의 경우에, 각각의 층 경계 면에서 반사된 빛들의 간섭이 충분히 일어나 외부 자극에 따른 색의 변화가 감지될 정도의 반사 강도를 가질 수 있다. The photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention is a high refractive index layer in which the first refractive index layer is formed to a thickness of 10 to 100 nm, and the second refractive index layer is formed to a thickness of 50 to 130 nm, particularly in terms of color conversion. It is a formed low refractive index layer, and the structure in which the low refractive index layer is located at the top is preferable. In this case, the interference of the light reflected from each layer boundary surface may be sufficiently caused to have a reflection intensity such that a change in color due to an external stimulus can be detected.

일 예로, 상기 고굴절률층은 10 내지 95 nm, 15 내지 90 nm인 것이 좋다.For example, the high refractive index layer is preferably 10 to 95 nm, 15 to 90 nm.

일 예로, 상기 저굴절률층은 55 내지 120 nm, 60 내지 115 nm인 것이 좋다.For example, the low refractive index layer is preferably 55 to 120 nm and 60 to 115 nm.

한편, 상기 광결정 구조체에 등비례의 모든 색으로 이루어진 다색의 백색광이 입사되면, 각각의 층 경계면에서 입사광의 부분 반사가 일어나게 되고, 이렇게 부분 반사된 빛들의 간섭에 의해 하나의 파장으로 집중된 반사파장(λ)에 따른 색을 나타낼 수 있다.On the other hand, when multicolor white light of all colors in equal proportion is incident on the photonic crystal structure, partial reflection of the incident light occurs at each layer interface, and the reflection wavelength concentrated at one wavelength due to the interference of the partially reflected lights ( It can represent a color according to λ).

구체적으로, 상기 색변환 광결정 구조체(10)의 반사파장(λ)은 하기 식 1에 의해 결정될 수 있다:Specifically, the reflection wavelength (λ) of the color conversion photonic crystal structure 10 may be determined by the following Equation 1:

[식 1][Equation 1]

λ = 2(n1*d1 + n2*d2)λ = 2(n1*d1 + n2*d2)

[상기 식1에서,[In Equation 1 above,

n1는 제1 굴절률층의 굴절률이고;n1 is the refractive index of the first refractive index layer;

n2는 제2 굴절률층의 굴절률을 의미하고,n2 means the   refractive index of the second   refractive index layer,

d1 및 d2는 각각 제1 굴절률층 및 제2 굴절률층의 두께를 의미한다.]d1 and d2 mean the thickness of the first and second refractive index layers, respectively.]

따라서, 제1 및 제2 폴리머의 종류 및 제1 굴절률층(13) 및 제2 굴절률층(15)의 두께를 조절하여 원하는 반사파장(λ)을 구현할 수 있다.Accordingly, the desired reflection wavelength λ can be realized by controlling the types of the first and second polymers and the thickness of the first and second refractive index layers 13 and 15.

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체는, 외부 자극이 없는 경우에 상기 식 1에 따라 380 내지 760 nm의 가시 광선 영역에 해당하는 반사파장(λ)을 나타내어, 상기 광결정 구조체에 의한 반사색을 확인할 수 있다.The photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention exhibits a reflection wavelength (λ) corresponding to a visible light region of 380 to 760 nm according to Equation 1 when there is no external stimulus, and thus reflects the color of the photonic crystal structure. I can confirm.

또한, 상기 광결정 구조체가 외부 자극을 받는 환경에 위치되는 경우, 제1 굴절률층 및 제2 굴절률층을 각각 구성하고 있는 제1 폴리머 및 제2 폴리머의 결정 격자 구조가 변화하게 됨으로써, 각각의 층 경계면에서 산란되는 형태가 변화함에 따라, 상기 광결정 구조체는 시프트된 파장(λ')을 반사하게 된다. 따라서, 외부 자극이 없는 경우와 비교하여 광결정 구조체에 의해 구현되는 색이 변환될 수 있다. 만일 외부 자극의 강도가 높다면, 상기 제1 폴리머 및 제2 폴리머의 결정 격자 구조의 변화의 정도가 커져 반사파장은 더욱 시프트되게 되므로, 구현되는 색에 따라 외부 자극의 강도를 검출할 수 있다. 또한, 저굴절률층이 최상부에 위치된 구조를 구현하는 경우, 각각의 층 경계 면에서 반사된 빛들의 간섭이 충분히 일어나 외부 자극에 따른 색의 변화가 감지될 정도의 반사 강도를 가질 수 있다.In addition, when the photonic crystal structure is located in an environment subjected to external stimulation, the crystal lattice structures of the first polymer and the second polymer constituting the first and second refractive index layers are changed. As the shape scattered in is changed, the photonic crystal structure reflects the shifted wavelength λ'. Therefore, compared to the case in which there is no external stimulus, the color implemented by the photonic crystal structure can be converted. If the intensity of the external stimulus is high, the degree of change in the crystal lattice structure of the first polymer and the second polymer increases, so that the reflected wavelength is further shifted, so that the intensity of the external stimulus can be detected according to the color implemented. In addition, when a structure in which the low refractive index layer is positioned at the top is implemented, the interference of light reflected from each layer boundary surface is sufficiently caused to have a reflection intensity sufficient to detect a color change due to an external stimulus.

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체의 색변환은 습도의 변화에 따라 반사파장이 시프트되어 나타난다. 즉, 상기 광결정 구조체의 반사파장의 시프트는 수분 흡수시, 광결정 구조체의 굴절률의 변화 및 이의 각 층의 두께 증가에 기인한다. 이때, 수분이 흡수된 광결정 구조체의 두께는 초기 두께 대비 최대2 배를 가질 수 있다.In the color conversion of the photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, a reflected wavelength is shifted according to a change in humidity. That is, the shift in the reflected wavelength of the photonic crystal structure is due to a change in the refractive index of the photonic crystal structure and an increase in the thickness of each layer thereof when moisture is absorbed. In this case, the thickness of the photonic crystal structure in which moisture is absorbed may be up to twice the initial thickness.

일 예로, 상기 광결정 구조체가 수분과 접촉하는 경우, 즉 상기 광결정 구조체가 수분이 포함된 공기에 노출되거나 혹은 액체인 물에 함침되는 경우, 상기 광결정 구조체의 일부 면은 수분을 흡수하여 팽윤되고, 이에 따라 두께가 변하게 된다. 또한, 4차 암모늄 양이온 및 이의 상대 음이온을 포함하여 극성이 큰 물과 반응성이 우수하여 이의 효과에 상승작용을 한다. 따라서, 상기 식1에 따른 상기 광결정 구조체의 반사파장이 시프트될 수 있다. 이때, 시프트된 반사파장(λ')은 380 nm 내지 760 nm 범위 내여서 육안으로 색변화를 관찰할 수 있다. 상기 반사파장(λ) 및 시프트된 반사파장(λ')은 반사계(Reflectometer)와 같은 장치로 측정 가능하다.For example, when the photonic crystal structure is in contact with moisture, that is, when the photonic crystal structure is exposed to air containing moisture or is impregnated with liquid water, a portion of the photonic crystal structure absorbs moisture and swells. The thickness changes accordingly. In addition, it has excellent reactivity with water having a large polarity, including quaternary ammonium cations and counter anions thereof, and thus synergizes its effect. Accordingly, the reflected wavelength of the photonic crystal structure according to Equation 1 may be shifted. At this time, the shifted reflected wavelength (λ') is in the range of 380 nm to 760 nm, so that the color change can be observed with the naked eye. The reflected wavelength λ and the shifted reflected wavelength λ'can be measured with a device such as a reflectometer.

또한, 상기 광결정 구조체는 습도가 높을수록, 즉 수분 함량이 높을수록, 장파장으로 반사파장이 시프트될 수 있다. 따라서, 상기 광결정 구조체의 시프트된 반사파장(λ')은 외부 자극이 없는 경우의 반사파장(λ)에 비해 큰 값을 가질 수 있다.In addition, in the photonic crystal structure, the higher the humidity, that is, the higher the moisture content, the longer the reflected wavelength may be. Accordingly, the shifted reflected wavelength λ'of the photonic crystal structure may have a larger value than the reflected wavelength λ when there is no external stimulus.

상술한 바와 같은 광결정 구조체는 다음의 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다. 구체적으로, 제1 폴리머를 포함하는 제1 분산액 조성물을 사용하여 제1 굴절률층을 제조하는 1단계; 상기 제1 굴절률층 상에 제2 폴리머를 포함하는 제2 분산액 조성물을 사용하여 제2 굴절률층을 제조하는 2단계; 상기 1단계 및 2단계를 반복하여, 상기 제1 굴절률층과 상기 제2 굴절률층이 교대로 적층된 구조체를 제조하는 3단계; 및 상기 광결정 구조체를 R'-X로 표시되는 화합물과 접촉시켜 광결정 구조체를 제조하는 4단계; 를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다.The photonic crystal structure as described above can be manufactured by a manufacturing method including the following steps. Specifically, a first step of preparing a first   refractive index layer using a first dispersion composition containing a first polymer; A second step of preparing a second   refractive index layer using a second dispersion composition containing a second polymer on the first   refractive index layer; A third step of repeating the steps 1 and 2 to prepare a structure in which the first and second refractive index layers are alternately stacked; And a 4 step of manufacturing a photonic crystal structure by contacting the photonic crystal structure with a compound represented by R'-X. It can be manufactured by a manufacturing method comprising a.

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체의 제조방법에서, 제1 굴절률, 제1 폴리머, 제2 굴절률, 제2 폴리머, 제1 굴절률층 및 제2 굴절률층에 대한 설명 및 화학식 R'-X에서 R' 및 X에 대한 설명은 전술한 바와 같다.In the method of manufacturing a photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, a description of the first   refractive index, the first polymer, the second   refractive index, the second polymer, the first   refractive index layer, and the second   refractive index layer, and in the formula R'-X Description of R'and X is as described above.

먼저, 제1 분산액 조성물 및 제2 분산액 조성물을 제조한다. 각각의 분산액 조성물은 폴리머를 용매에 분산시켜 제조될 수 있고, 여기서 분산액 조성물은 용액상, 슬러리상 또는 페이스트상 등의 여러 가지 상태를 나타내는 용어로서 사용된다. 이때, 용매는 제1 및 제2 폴리머를 용해시킬 수 있는 것이면 어느 것이든 사용 가능하며, 제1 및 제2 폴리머는 각각 분산액 조성물 총중량을 기준으로 0.5 내지 5 중량%으로 포함될 수 있다. 상술한 범위에서, 기판 상에 도포되기에 적절한 점도를 갖는 분산액 조성물을 제조할 수 있다.First, a first dispersion composition and a second dispersion composition are prepared. Each dispersion composition may be prepared by dispersing a polymer in a solvent, wherein the dispersion composition is used as a term indicating various states such as solution, slurry or paste. At this time, any solvent that can dissolve the first and second polymers may be used, and the first and second polymers may be included in an amount of 0.5 to 5% by weight, respectively, based on the total weight of the dispersion composition. In the above-described range, a dispersion composition having a viscosity suitable to be applied on a substrate can be prepared.

일 예로, 상기 제1 분산액 조성물은 용매 및 제1 폴리머로 이루어지고, 상기 제2 분산액 조성물은 용매 및 제2 폴리머로 이루어질 수 있다. 즉, 광경화를 위한 별도의 광개시제 및 가교제, 혹은 무기입자를 포함하지 않을 수 있다.For example, the first dispersion composition may be composed of a solvent and a first polymer, and the second dispersion composition may be composed of a solvent and a second polymer. That is, a separate photoinitiator and crosslinking agent for photocuring, or inorganic particles may not be included.

따라서, 본 발명에 따르면 광결정 구조체를 보다 용이하고 경제적으로 제조할 수 있으며, 별도의 첨가제를 포함하지 않아 제조된 광결정 구조체의 위치에 따른 광특성의 편차가 감소될 수 있다. 그러나, 목적에 따라 광개시제, 가교제, 및 무기입자 등에서 선택되는 별도의 첨가제를 더 포함할 수 있기 때문에 이들의 사용에 제한을 두어서는 안된다.Accordingly, according to the present invention, a photonic crystal structure can be manufactured more easily and economically, and variations in optical characteristics depending on the position of the manufactured photonic crystal structure can be reduced because no additional additives are included. However, depending on the purpose, since it may further include a separate additive selected from a photoinitiator, a crosslinking agent, and inorganic particles, the use of them should not be limited.

다음으로, 제조된 제1 분산액 조성물을 기판 또는 기재 상에 도포한 후 광조사를 수행하여 제1 굴절률층을 제조하고, 이후, 상기 제1 굴절률층 상에 제조된 제2 분산액 조성물을 도포한 후 광조사를 수행하여 제2 굴절률층을 제조할 수 있다.Next, after applying the prepared first dispersion composition on a substrate or substrate, light irradiation is performed to prepare a first   refractive index layer, and then, after applying the prepared second dispersion composition on the first   refractive index layer. By performing light irradiation, a second   refractive index layer may be prepared.

일 예로, 상기 분산액 조성물을 기판 또는 굴절률층 상에 도포하는 방법으로 스핀코팅(spin coating), 딥코팅(dip coating), 롤코팅(roll coating), 스크린 코팅(screen coating), 분무코팅(spray coating), 스핀 캐스팅(spin casting), 흐름코팅(flow coating), 스크린 인쇄(screen printing), 잉크젯(ink jet) 또는 드롭 캐스팅(drop casting) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, spin coating, dip coating, roll coating, screen coating, spray coating by applying the dispersion composition onto a substrate or a refractive index layer. ), spin casting, flow coating, screen printing, ink jet, or drop casting, but are not limited thereto.

일 예로, 상기 광조사 단계는 질소 조건 없이 652mJ/㎠ 파장을 조사하는 방법으로 수행할 수 있다. 상기 광조사에 의해 폴리머 내에 포함된 벤조페논 모이어티가 광개시제로 작용하여 광경화된 굴절률층이 제조될 수 있다.For example, the light irradiation step may be performed by irradiating a wavelength of 652 mJ/cm 2 without nitrogen conditions. By the light irradiation, the benzophenone moiety contained in the polymer acts as a photoinitiator to prepare a photo-cured   refractive index layer.

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체의 제조방법에 있어서, 상기 제1 굴절률층과 상기 제2 굴절률층이 교대로 적층된 구조체가 제조된 다음에는, 이를 R'-X로 표시되는 화합물과 접촉시켜 4차화 반응을 진행하였다. 이때, 4차화 반응은 상기 화학식 4로 표시되는 구조단위의 질소 원자와 R'-X의 친핵성 치환 반응으로, 비공유 전자쌍을 갖는 질소 원자에 R'기가 결합되면서 4차 암모늄 양이온과 X- 음이온이 생성된다. 이러한 4차화 반응에 의해 상기 화학식 4로 표시되는 구조단위는 상기 화학식 5로 표시되는 구조단위로 전환된다. 따라서, 4차화 반응 조건을 조절하여 원하는 고굴절률층의 조성을 갖는 광결정 구조체의 제조가 가능하다.In the method of manufacturing a photonic crystal structure according to an embodiment of the present invention, after a structure in which the first refractive index layer and the second refractive index layer are alternately stacked is manufactured, it is contacted with a compound represented by R'-X. To proceed with the quaternization reaction. At this time, the quaternization reaction is a nucleophilic substitution reaction between the nitrogen atom of the structural unit represented by Chemical Formula 4 and R'-X, and the quaternary ammonium cation and X - anion are bonded to the nitrogen atom having a lone pair Is created. Through this quaternization reaction, the structural unit represented by Chemical Formula 4 is converted to the structural unit represented by Chemical Formula 5. Accordingly, it is possible to manufacture a photonic crystal structure having a desired composition of a high refractive index layer by controlling the quaternization reaction conditions.

이하, 본 발명의 용도를 설명한다.Hereinafter, the use of the present invention will be described.

상술한 광결정 구조체의 용도는, 습도 변화 감지용 색변환 습도 센서일 수 있다.The use of the above-described photonic crystal structure may be a color conversion humidity sensor for detecting a change in humidity.

또한, 위조 방지용 색변환 필름일 수 있다.In addition, it may be a color conversion film for anti-counterfeiting.

본 발명의 일 실시예에 따른 습도 변화 감지용 색변환 습도 센서는, 수분과 접촉 시 그 정도(예, 상대습도)에 따라 상이하게 색이 상이하게 변환되므로, 변환된 색을 관찰하여 습도의 정도를 확인할 수 있다. 또한, 상기 색변환 습도 센서는 습도에 따라 색변환 또는 반사파장의 쉬프트가 명확할 뿐만 아니라, 외부 자극과의 접촉이 중단되는 경우 빠르게 원래의 상태로 회복될 수 있어, 반복적으로 재사용이 가능하다는 이점을 갖는다.The color conversion humidity sensor for detecting a change in humidity according to an embodiment of the present invention changes colors differently according to the degree (e.g., relative humidity) when in contact with moisture, so the degree of humidity is observed by observing the converted color. You can check. In addition, the color conversion humidity sensor not only has a clear shift in color conversion or reflected wavelength depending on humidity, but also can quickly recover to its original state when contact with an external stimulus is stopped, so that it can be reused repeatedly. Has.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 위조 방지용 색변환 필름은 상술한 광결정 구조체를 한 개 또는 복수 개 포함할 수 있다.In addition, the anti-counterfeiting   color conversion   film according to an embodiment of the present invention may include one or a plurality of the aforementioned   photonic crystals   structures.

일 예로, 상기 위조 방지용 색변환 필름은 상술한 광결정 구조체를 2개 이상, 또는 2개 내지 100 개 포함할 수 있으나, 그 개수가 한정되지는 않는다. 제조의 용이성 및 식별 표지로서의 기능 측면을 고려할 때, 3 개 내지 20개가 바람직하다.For example, the anti-counterfeiting   color conversion   film may include two or more or two to 100   photonic crystals   structures described above, but the number is not limited thereto. In view of the ease of manufacture and the function as an identification mark, 3 to 20 are preferred.

일 예로, 복수 개의 광결정 구조체를 포함하는 경우, 상술한 제1 폴리머 및 제2 폴리머의 종류; 제1 굴절률층 및 제2 굴절률층의 두께; 및 제1 굴절률층 및 제2 굴절률층의 총 적층 수;에서 선택되는 조건은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.For example, in the case of including a plurality of   photonic crystal   structures, the types of the first polymer and the second polymer described above; Thicknesses of the first refractive index layer and the second refractive index layer; And the total number of stacks of the first refractive index layer and the second refractive index layer; the conditions selected from may be the same or different from each other.

일 예로, 복수 개의 광결정 구조체는 각각 상기 제1 굴절률층 및 제2 굴절률층의 총 적층 수가 상이할 수 있다. 이에 따라, 상기 복수 개의 광결정 구조체는 외부 자극에 의해 각각 서로 다른 색으로 변환될 수 있다. 따라서, 상기 복수 개의 광결정 구조체를 포함하는 위조 방지용 색변환 필름의 경우 외부 자극에 의해 다양한 색상으로 변환되어 위조 및 변조가 불가능하고, 소비자들에게 보는 즐거움을 줄 수 있다.For example, a plurality of   photonic crystal   structures may have different total stacked numbers of the first refractive index layer and the second refractive index layer, respectively. Accordingly, the plurality of   photonic crystals   structures may be converted into different colors respectively by the external   stimulation. Therefore, in the case of a color conversion film for anti-counterfeiting including a plurality of   photonic crystal   structures, it is converted into various colors by external stimulus so that forgery and modulation are impossible, and it is possible to give pleasure to consumers.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 위조 방지용 색변환 필름은 상기 광결정 구조체를 고정하기 위한 기판을 포함할 수 있다. 또한, 기판의 종류는 상술한 바와 같다.In addition, the anti-counterfeiting   color conversion   film according to an embodiment of the present invention may include a substrate for fixing the photonic crystal structure. In addition, the type of the substrate is as described above.

본 발명의 일 실시예에 따른 광결정 구조체는 얇은 필름의 형태를 가져 다양한 크기 및 모양으로 제작 가능하므로, 이를 구비하는 상기 색변환 습도 센서 또는 위조 방지용 색변환 필름 등은 사용처에 따라 다양한 크기 및 형태로 제조될 수 있다.Since the   photonic crystal   structure according to an embodiment of the present invention has the form of a thin   film and can be manufactured in various sizes and shapes, the color conversion humidity sensor or the color conversion film for preventing counterfeiting having the same can be used in various sizes and shapes depending on the usage. Can be manufactured.

이러한, 본 발명에 따른 광결정 구조체는 입김과 같은 외부 자극이 인가되는 경우에 물품의 진위 여부에 대한 즉각적인 확인이 가능하다. 또한, 외부 자극과의 접촉이 중단되는 경우 빠르게 원래의 상태로 회복될 수 있다.The   photonic crystal   structure according to the present invention enables immediate confirmation of the authenticity of an article when an external stimulus such as breath is applied. In addition, when the contact with the external stimulus is stopped, the original state can be quickly restored.

일 예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 위조 방지용 색변환 필름은 70%이상의 상대습도의 외부 자극에 의해 색변환되는 것일 수 있다. 이때, 70%이상의 상대습도의 외부 자극은 입김일 수 있다.For example, the color conversion film for anti-counterfeiting according to an embodiment of the present invention may be color converted by an external stimulus having a relative humidity of 70% or more. At this time, an external stimulus with a relative humidity of 70% or more may be breathing.

일 예로, 상기 위조 방지용 색변환 필름 내의 광결정 구조체는 1회 사용 이후에도 일정 시간이 경과하면 원래의 색으로 회복되기 때문에 반복 재사용이 가능할 수 있다. 따라서, 유통 경로의 시간 또는 단계와 무관하게 복수의 소비자들이 물품의 진위여부를 판별하기 위해 사용할 수 있어, 친환경적이고 경제적이다.For example, the color conversion   film   in the forgery prevention   photonic crystal   structure recovers to its original color after a certain period of time even after one use, so it may be reused repeatedly. Therefore, regardless of the time or stage of the distribution channel, a plurality of consumers can use it to determine the authenticity of the product, which is eco-friendly and economical.

상술한 바와 같은, 본 발명의 위조 방지용 색변환 필름은 다음의 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 기판 상에 제1 굴절률을 나타내는 제1 폴리머를 포함하는 제1 분산액 조성물을 도포한 후, 소정 형상을 복수 개 갖는 마스크 패턴을 위치시킨 상태에서 광조사를 수행하여 단일 또는 복수 개의 제1 굴절률층을 제조하고, 상기 마스크 패턴을 제거하는 1단계; 및 상기 제1 굴절률층 상에, 제2 굴절률을 나타내는 제2 폴리머를 포함하는 제2 분산액 조성물을 도포한 후, 상기 마스크 패턴을 위치시킨 상태에서 광조사를 수행하여 제2 굴절률층을 제조하고, 상기 마스크 패턴을 제거하는 2단계; 를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다. 또한, 필요에 따라 상기 1단계 및 2단계를 반복하여, 수행할 수 있음은 물론이다.As described above, the color conversion film for anti-counterfeiting of the present invention may be manufactured by a manufacturing method including the following steps, but is not limited thereto. Specifically, after applying a first dispersion composition containing a first polymer having a first refractive index on a substrate, light irradiation is performed while placing a plurality of mask patterns having a predetermined shape to form a single or a plurality of first dispersions. A first step of preparing a refractive index layer and removing the mask pattern; And after applying a second dispersion composition comprising a second polymer having a second refractive index on the first refractive index layer, light irradiation is performed while the mask pattern is positioned to prepare a second refractive index layer, A second step of removing the mask pattern; It can be manufactured by a manufacturing method comprising a. In addition, it goes without saying that steps 1 and 2 can be repeated as necessary.

일 예로, 3 내지 30 층이 적층된 소정 형상의 광결정 구조체가 복수 개로 적층된 형태로 제조될 수 있다.For example, it may be manufactured in a form in which a plurality of  photonic crystals   structures in which 3 to 30 layers are stacked are stacked.

일 예로, 복수 개의 광결정 구조체가 별도의 색을 나타내도록 하기 위해, 상기 1단계 및 2단계를 반복할 때 상기 마스크 패턴 중 일부 형상을 제외하고 마스크 패턴을 위치시켜 광조사를 수행할 수도 있다.For example, in order to allow a plurality of   photonic crystals   structures to display separate colors, light irradiation may be performed by placing a mask pattern excluding some shapes of the mask patterns when repeating steps 1 and 2.

또한, 본 발명은 상술한 위조 방지용 색변환 필름을 포함하는 물품을 제공한다. 구체적으로, 상기 물품은 브랜드 보호를 위하여 위조 및 변조가 방지되어야 하는 대상 물품일 수 있다. 일 예로, 지폐, 계약서, 제약, 장난감, 화장품, 담배, 술, 의류, 음식, 스포츠 상품, 신발, 자동차 부품, 신용카드, 기프트카드 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the present invention provides an article comprising the above-described anti-counterfeiting color conversion film. Specifically, the article may be a target article to be prevented from forgery and tampering in order to protect the brand. For example, it may be bills, contracts, pharmaceuticals, toys, cosmetics, cigarettes, alcohol, clothing, food, sports goods, shoes, automobile parts, credit cards, gift cards, etc., but is not limited thereto.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 어떤 의미로든 본 발명의 범위가 이들에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by the following examples. However, these examples are only intended to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto in any sense.

본 명세서에서 달리 언급하지 않는 한 온도는 모두 ℃ 단위이고, 각 성분의 사용량 단위는 g이다. 또한, 본 명세서에서 달리 언급하지 않는한 온도는 25 ℃, 대기압(1 atm)에서 수행된다.Unless otherwise stated in the specification, all temperatures are in degrees Celsius, and each component is used in grams. In addition, the temperature is performed at 25° C. and atmospheric pressure (1 atm) unless otherwise stated in the specification.

(평가방법)(Assessment Methods)

1.상대습도의 변화에 따른 색변환 관찰1. Observation of color conversion according to changes in relative humidity

습도 변화에 따른 색변환 정도를 확인하기 위하여, 하기 실시예 및 비교예에서 제조된 광결정 구조체를 각각 상대습도 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% 및 90%의 환경에 노출시킨 후, 변화된 색을 관찰하여, 그 결과를 하기 도2에 도시하였다.In order to check the degree of color conversion according to the change in humidity, the photonic crystal structures prepared in the following Examples and Comparative Examples were respectively subjected to relative humidity of 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, and 80%. And after exposure to the environment of 90%, the changed color was observed, and the results are shown in FIG. 2 below.

또한, 상대습도 10%에서90%까지 환경에 노출시킨 후, Reflectometer(USB 4000, Ocean Optics)를 이용하여 상대습도에 따른 정반사도를 측정하고, 그 결과를 하기 표2에 도시하였다.In addition, after exposure to the environment from 10% to 90% relative humidity, the specular reflectance according to the relative humidity was measured using a reflectometer (USB 4000, Ocean Optics), and the results are shown in Table 2 below.

2.입김에 의한 색변환 관찰2. Observation of color conversion by breathing

입김에 따른 색변환 정도를 확인하기 위하여, 하기 실시예 및 비교예에서 제조된 광결정 구조체에 입김을 불어준 후, 변화된 색을 관찰하여, 그 결과를 하기 도1, 도3 및 도4에 도시하였다.In order to check the degree of color conversion according to the breath, after blowing breath on the photonic crystal structures prepared in the following Examples and Comparative Examples, the changed color was observed, and the results are shown in FIGS. 1, 3, and 4 below. .

3.폴리머의 물성측정3. Measurement of polymer properties

제조예로부터 수득된 폴리머의 물성측정은 아래와 같이 수행하였으며, 그 결과를 하기 표1에 도시하였다.The measurement of the physical properties of the polymer obtained from Preparation Example was performed as follows, and the results are shown in Table 1 below.

1) Mn(수 평균 분자량): 폴리메틸 메타크릴레이트를 Calibration용 표준 시료로 하여 겔투과크로마토그래피(GPC)를 사용하여 측정하였다.1) Mn (number average molecular weight): Polymethyl methacrylate was used as a standard sample for calibration and measured using gel permeation chromatography (GPC).

2) BPAA 구조 단위의 함량: NMR에 의해 측정하였다.2) Content of BPAA structural unit: measured by NMR.

3) 굴절률: 타원계측법(Ellipsometer)에 의해 측정하였다.3) Refractive index: It was measured by ellipsometer.

(표1)(Table 1)

Figure 112019117958094-pat00011
Figure 112019117958094-pat00011

(제조예1)(Production Example 1)

단계1) N-(4-벤조일페닐)아크릴레이트 (BPA)의 제조Step 1) Preparation of N-(4-benzoylphenyl)acrylate (BPA)

25 g의 4-히드록시벤조페논(4-hydroxybenzophenone), 26 mL의 트리에틸아민(triethylamine), 180 mL의 디클로로메탄(dichloromethane)을 250 mL 라운드 플라스크에 넣은 후 플라스크를 얼음물에 두었다. 15 mL의 아크릴로일 클로라이드(Acryloyl chloride)를 넣은 후 12 시간 교반하였다. 상기 반응 종료 후 용매를 제거한 후, 진공 오븐에 건조시켜, 노란색 고체의 표제 화합물을 얻었다 (BPA, 수율=96%).After adding 25 g of 4-hydroxybenzophenone, 26 mL of triethylamine, and 180 mL of dichloromethane to a 250 mL round flask, the flask was placed in ice water. After 15 mL of acryloyl chloride was added, the mixture was stirred for 12 hours. After the completion of the reaction, the solvent was removed and dried in a vacuum oven to obtain the title compound as a yellow solid (BPA, yield = 96%).

단계2) Poly(4VP-BPA)의 제조Step 2) Manufacturing of Poly(4VP-BPA)

Figure 112019117958094-pat00012
Figure 112019117958094-pat00012

5.1 ml의 4-비닐 피리딘, 1.3 g의 상기 단계1에서 제조한 BPA, 0.01 g의 아조비스이소부티로니트릴을 25 ml의 슈랭크 라운드 플라스크에 넣어준 다음 70도 오일 배스에 플라스크를 넣어서 14 시간 반응을 진행하였다. 상기 반응 종료 후, 폴리머를 추출한 후 상온(25 ℃) 진공오븐에 건조시켜, 표제 화합물을 얻었다(Poly(4VP-BPA), n: m = 93: 7, 수율=60%).5.1 ml of 4-vinyl pyridine, 1.3 g of BPA prepared in step 1, and 0.01 g of azobisisobutyronitrile were added to a 25 ml Schrank round flask, and then the flask was placed in a 70 degree oil bath for 14 hours. The reaction proceeded. After completion of the reaction, the polymer was extracted and dried in a vacuum oven at room temperature (25° C.) to obtain the title compound (Poly(4VP-BPA), n:m=93:7, yield=60%).

(제조예2)(Production Example 2)

단계1)Poly(VNP-BPA)의 제조Step 1) Manufacturing of Poly(VNP-BPA)

Figure 112019117958094-pat00013
Figure 112019117958094-pat00013

5 g의 2-비닐 나프탈렌(1-Vinyl naphthalene), 0.9 g의 단계1에서 제조한 BPA, 0.01 g의 아조비스이소부티로니트릴(Azobisisobutyronitrile)을 25 ml의 라운드 플라스크에 넣어준 다음 80℃에서 24시간 반응을 진행하였다. 상기 반응 종료 후, 폴리머를 추출한 후 상온(25 ℃) 진공오븐에 건조시켜, 표제 화합물을 얻었다(Poly(VNP-BPA), n: m =90:10, 수율=66%).5 g of 2-vinyl naphthalene, 0.9 g of BPA prepared in step 1, and 0.01 g of azobisisobutyronitrile were added to a 25 ml round flask, followed by 24 at 80°C. Time reaction proceeded. After the reaction was completed, the polymer was extracted and dried in a vacuum oven at room temperature (25° C.) to obtain the title compound (Poly(VNP-BPA), n:m=90:10, yield=66%).

(실시예1)(Example 1)

Figure 112019117958094-pat00014
Figure 112019117958094-pat00014

단계1) 상기 광결정 구조체를 5 ml의 디메틸포름아미드(DMF) 및 4ml의 클로로프로판(Chloropropane)이 들어 있는 100 ml vial에 담고, 50 ℃에서 48 시간 동안 4차화 반응시킨 후 ether로 침전잡고 건조시켜, 광결정 구조체(QVP-51%, n: z: m=46:47:7)를 제조하였다.Step 1) The photonic crystal structure was put in a 100 ml vial containing 5 ml of dimethylformamide (DMF) and 4 ml of chloropropane, and subjected to quaternization reaction at 50° C. for 48 hours, followed by precipitation with ether and drying. , A photonic crystal structure (QVP-51%, n:z:m=46:47:7) was prepared.

단계2)Step 2)

상기 단계1에서 제조한 4차화 Poly(4VP-BPA)-51%를 에탄올에 녹여 2.5중량% 저굴절률 분산액 조성물(10ml)을 제조하였고, 상기 제조예2에서 제조한 Poly(VNP-BPA)를 클로로벤젠에 녹여 1.5중량% 고굴절률 분산액 조성물(10ml)을 제조하였다.A 2.5% by weight low refractive index dispersion composition (10ml) was prepared by dissolving quaternized Poly(4VP-BPA)-51% prepared in step 1 in ethanol, and Poly(VNP-BPA) prepared in Preparation Example 2 was chloro Dissolved in benzene to prepare a 1.5% by weight high refractive index dispersion composition (10ml).

PET 기판 상에 상기 저굴절률 분산액 조성물을 스핀 코터를 이용하여 2,300 rpm에서 12 초간 도포한 후 652mJ/㎠에서 2 분간 경화시켜 저굴절률층을 형성하였다. 다음으로, 상기 저굴절률층 상에 상기 고굴절률 분산액 조성물을 스핀 코터를 이용하여 2,300 rpm에서 12 초간 도포한 후 652mJ/㎠에서 2 분간 경화시켜 고굴절률층을 형성하였다.The low refractive index dispersion composition was applied on the PET substrate at 2,300 rpm for 12 seconds using a spin coater, and then cured at 652 mJ/cm 2 for 2 minutes to form a low refractive index layer. Next, the high refractive index dispersion composition was applied on the low refractive index layer at 2,300 rpm for 12 seconds using a spin coater, and then cured at 652 mJ/cm 2 for 2 minutes to form a high refractive index layer.

다음으로, 상기 저굴절률층(두께 64nm) 상에 고굴절률층(두께 59nm) 및 저굴절률층(두께 64nm)을 반복적으로 적층되도록 하여, 총 10 층으로 적층된 구조체를 제조하였다.Next, a high refractive index layer (thickness 59 nm) and a low refractive index layer (thickness 64 nm) were repeatedly stacked on the low refractive index layer (thickness 64 nm) to prepare a structure stacked with a total of 10 layers.

(실시예2)(Example 2)

상기 실시예1과 유사한 방법으로 광결정 구조체를 제조하였다. 구체적으로, 상기 실시예1에서 클로로프로판(Chloropropane)양을 3ml으로 변경하여, 광결정 구조체(QVP-37%, n: z: m=58: 35:7)를 제조하였다.A photonic crystal structure was manufactured in a similar manner to Example 1 above. Specifically, by changing the amount of chloropropane to 3 ml in Example 1, a photonic crystal structure (QVP-37%, n:z:m=58:35:7) was prepared.

상기 광결정 구조체는 저굴절률층(두께 60nm) 상에 고굴절률층(두께 64nm) 및 저굴절률층(두께 60nm)을 반복적으로 적층되도록 하여, 총 10 층으로 적층되었다.The photonic crystal structure was stacked in a total of 10 layers by repeatedly stacking a high refractive index layer (thickness 64 nm) and a low refractive index layer (thickness 60 nm) on a low refractive index layer (thickness 60 nm).

(실시예3)(Example 3)

상기 실시예1과 유사한 방법으로 광결정 구조체를 제조하였다. 구체적으로, 상기 실시예1에서 클로로프로판(Chloropropane)양을 2ml으로 변경하여, 광결정 구조체 (QVP-25%, n: z: m=71: 22:7)를 제조하였다.A photonic crystal structure was manufactured in a similar manner to Example 1 above. Specifically, by changing the amount of chloropropane to 2 ml in Example 1, a photonic crystal structure (QVP-25%, n:z:m=71:22:7) was prepared.

상기 광결정 구조체는 저굴절률층(두께 62nm) 상에 고굴절률층(두께 56nm) 및 저굴절률층(두께 62nm)을 반복적으로 적층되도록 하여, 총 10 층으로 적층되었다.The photonic crystal structure was stacked in a total of 10 layers by repeatedly stacking a high refractive index layer (thickness 56 nm) and a low refractive index layer (thickness 62 nm) on a low refractive index layer (thickness 62 nm).

(실시예4)(Example 4)

상기 실시예1과 유사한 방법으로 광결정 구조체를 제조하였다. 구체적으로, 상기 실시예1에서 클로로프로판(Chloropropane)양을 1ml으로 변경하여, 광결정 구조체 (QVP-14%, n: z: m=80: 13:7)를 제조하였다.A photonic crystal structure was manufactured in a similar manner to Example 1 above. Specifically, by changing the amount of chloropropane to 1 ml in Example 1, a photonic crystal structure (QVP-14%, n:z:m=80:13:7) was prepared.

상기 광결정 구조체는 저굴절률층(두께 64nm) 상에 고굴절률층(두께 56nm) 및 저굴절률층(두께 64nm)을 반복적으로 적층되도록 하여, 총 10 층으로 적층되었다.The photonic crystal structure was stacked in a total of 10 layers by repeatedly stacking a high refractive index layer (thickness 56 nm) and a low refractive index layer (thickness 64 nm) on a low refractive index layer (thickness 64 nm).

(실시예5)(Example 5)

상기 실시예 1의 단계 2에서 4차화 Poly(4VP-BPA)-51% 에탄올에 녹여 1.2 중량% 저굴절률 분산액 조성물(10ml)을 제조하였고, 상기 제조예2에서 제조한 Poly(VNP-BPA)를 클로로벤젠에 녹여 2.3 중량% 고굴절률 분산액 조성물(10ml)을 제조하였다.In step 2 of Example 1, a 1.2 wt% low refractive index dispersion composition (10 ml) was prepared by dissolving in quaternized Poly(4VP-BPA)-51% ethanol, and Poly(VNP-BPA) prepared in Preparation Example 2 was prepared. It was dissolved in chlorobenzene to prepare a 2.3% by weight high refractive index dispersion composition (10ml).

PET 기판 상에 상기 저굴절률 분산액 조성물을 스핀 코터를 이용하여 2,300 rpm에서 12 초간 도포한 후 652mJ/㎠에서 2 분간 경화시켜 저굴절률층을 형성하였다. 다음으로, 상기 저굴절률층 상에 상기 고굴절률 분산액 조성물을 스핀 코터를 이용하여 2,300 rpm에서 12 초간 도포한 후 652mJ/㎠에서 2 분간 경화시켜 고굴절률층을 형성하였다.The low refractive index dispersion composition was applied on the PET substrate at 2,300 rpm for 12 seconds using a spin coater, and then cured at 652 mJ/cm 2 for 2 minutes to form a low refractive index layer. Next, the high refractive index dispersion composition was applied on the low refractive index layer at 2,300 rpm for 12 seconds using a spin coater, and then cured at 652 mJ/cm 2 for 2 minutes to form a high refractive index layer.

다음으로, 상기 저굴절률층(두께 59nm) 상에 고굴절률층(두께 83nm) 및 저굴절률층(두께 59nm)을 반복적으로 적층되도록 하여, 총 10 층으로 적층된 구조체(T1)을 제조하였다.Next, a high refractive index layer (thickness 83 nm) and a low refractive index layer (thickness 59 nm) were repeatedly stacked on the low refractive index layer (thickness 59 nm) to prepare a structure T1 stacked with a total of 10 layers.

(실시예6)(Example 6)

상기 실시예5와 유사한 방법으로 광결정 구조체를 제조하였다. 구체적으로, 상기 실시예5에서 4차화 Poly(4VP-BPA)-51%의 농도를 1.5 중량%으로 변경하고, Poly(VNP-BPA)의 농도를 2.0 중량% 변경하여, 사용하였다.A photonic crystal structure was manufactured in a similar manner to Example 5 above. Specifically, in Example 5, the concentration of quaternized Poly(4VP-BPA)-51% was changed to 1.5% by weight, and the concentration of Poly(VNP-BPA) was changed to 2.0% by weight, and used.

다음으로, 상기 저굴절률층(64nm) 상에 고굴절률층(두께 59nm) 및 저굴절률층(64nm)을 반복적으로 적층되도록 하여, 총 10 층으로 광결정 구조체(T2)를 제조하였다.Next, a high refractive index layer (59 nm thick) and a low refractive index layer (64 nm) were repeatedly stacked on the low refractive index layer (64 nm) to prepare a photonic crystal structure (T2) with a total of 10 layers.

(실시예7)(Example 7)

상기 실시예5와 유사한 방법으로 광결정 구조체를 제조하였다. 구체적으로, 상기 실시예5에서 4차화 Poly(4VP-BPA)-51%의 농도를 2.0중량%으로 변경하고, Poly(VNP-BPA)의 농도를 1.5 중량% 변경하여, 사용하였다.A photonic crystal structure was manufactured in a similar manner to Example 5 above. Specifically, in Example 5, the concentration of quaternized Poly(4VP-BPA)-51% was changed to 2.0% by weight, and the concentration of Poly(VNP-BPA) was changed to 1.5% by weight, and used.

다음으로, 상기 저굴절률층(74nm) 상에 고굴절률층(두께 40nm) 및 저굴절률층(74nm)을 반복적으로 적층되도록 하여, 총 10 층으로 광결정 구조체(T3)를 제조하였다.Next, a high refractive index layer (thickness 40 nm) and a low refractive index layer (74 nm) were repeatedly stacked on the low refractive index layer (74 nm) to prepare a photonic crystal structure (T3) with a total of 10 layers.

(실시예8)(Example 8)

상기 실시예5와 유사한 방법으로 광결정 구조체를 제조하였다. 구체적으로, 상기 실시예5에서 4차화 Poly(4VP-BPA)-51%의 농도를 2.5중량%으로 변경하고, Poly(VNP-BPA)의 농도를 1.2 중량% 변경하여, 사용하였다.A photonic crystal structure was manufactured in a similar manner to Example 5 above. Specifically, in Example 5, the concentration of quaternized Poly(4VP-BPA)-51% was changed to 2.5% by weight, and the concentration of Poly(VNP-BPA) was changed to 1.2% by weight, and used.

다음으로, 상기 저굴절률층(115nm) 상에 고굴절률층(두께 16nm) 및 저굴절률층(115nm)을 반복적으로 적층되도록 하여, 총 10 층으로 광결정 구조체(T4)를 제조하였다.Next, a high refractive index layer (thickness 16 nm) and a low refractive index layer (115 nm) were repeatedly stacked on the low refractive index layer (115 nm) to prepare a photonic crystal structure (T4) with a total of 10 layers.

(비교예1)(Comparative Example 1)

상기 실시예1과 유사한 방법으로 광결정 구조체를 제조하였다. 상기 제조예1에서 제조한 Poly(4VP-BPA)를 에탄올에 녹여 2.5중량% 저굴절률 분산액 조성물(10ml)을 제조하였고, 상기 제조예2에서 제조한 Poly(VNP-BPA)를 클로로벤젠에 녹여 1.5중량% 고굴절률 분산액 조성물(10ml)을 제조하였다.A photonic crystal structure was manufactured in a similar manner to Example 1 above. Poly(4VP-BPA) prepared in Preparation Example 1 was dissolved in ethanol to prepare a 2.5% by weight low refractive index dispersion composition (10ml), and Poly(VNP-BPA) prepared in Preparation Example 2 was dissolved in chlorobenzene and 1.5 A weight% high refractive index dispersion composition (10 ml) was prepared.

PET 기판 상에 상기 저굴절률 분산액 조성물을 스핀 코터를 이용하여 2,300 rpm에서 12 초간 도포한 후 652mJ/㎠에서 2 분간 경화시켜 저굴절률층을 형성하였다. 다음으로, 상기 저굴절률층 상에 상기 고굴절률 분산액 조성물을 스핀 코터를 이용하여 2,300 rpm에서 12 초간 도포한 후 652mJ/㎠에서 2 분간 경화시켜 고굴절률층을 형성하였다.The low refractive index dispersion composition was applied on the PET substrate at 2,300 rpm for 12 seconds using a spin coater, and then cured at 652 mJ/cm 2 for 2 minutes to form a low refractive index layer. Next, the high refractive index dispersion composition was applied on the low refractive index layer at 2,300 rpm for 12 seconds using a spin coater, and then cured at 652 mJ/cm 2 for 2 minutes to form a high refractive index layer.

다음으로, 상기 저굴절률층(두께 74nm) 상에 고굴절률층(두께 65nm) 및 저굴절률층(두께 74nm)을 반복적으로 적층되도록 하여, 총 10 층으로 적층된 구조체를 제조하였다.Next, a high refractive index layer (thickness 65 nm) and a low refractive index layer (thickness 74 nm) were repeatedly stacked on the low refractive index layer (thickness 74 nm) to prepare a structure stacked with a total of 10 layers.

Figure 112019117958094-pat00015
Figure 112019117958094-pat00015

하기 표2 및 도2과 도3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 광결정 구조체는 상대습도의 변화에 따라 반사파장의 시프트를 보여, 수분의 변화에 대한 감도가 우수함을 확인할 수 있다. 또한, 상기 광결정 구조체의 반사파장은 상대습도가 높아짐에 따라 파장이 길어지는 방향으로 시프트됨을 알 수 있다. 이때, 시프트된 반사파장은 가시광선 영역에 해당하여 상기 광결정 구조체의 반사파장의 변화를 육안으로 관측할 수 있어, 실시예에 따른 광결정 구조체는 상대습도 확인에 사용 가능함을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 광결정 구조체는 4차화 정도 및 각 층의 두께 조절에 의해서 친수성을 자유자재로 조절할 수 있고, 저습도에서 고습도까지 다양한 색상변화를 나타내어 습도 변화를 감지하기 위한 다양한 양태의 물품에 유용하게 적용할 수 있을 것이다. 반면, 비교예1 및 비교예2의 경우, 상대습도의 변화에 따라 반사파장의 시프트의 변화가 미미하여 이의 변화를 육안으로 관측할 수 없었다.As shown in Table 2 below and FIGS. 2 and 3, the photonic crystal structure according to the present invention shows a shift in a reflected wavelength according to a change in relative humidity, and thus it can be confirmed that the sensitivity to a change in moisture is excellent. In addition, it can be seen that the reflected wavelength of the photonic crystal structure shifts in a direction in which the wavelength increases as the relative humidity increases. At this time, since the shifted reflected wavelength corresponds to the visible light region, a change in the reflected wavelength of the photonic crystal structure can be visually observed, and thus it can be confirmed that the photonic crystal structure according to the embodiment can be used to check the relative humidity. In addition, the photonic crystal structure according to the present invention can freely control the hydrophilicity by controlling the degree of quaternization and the thickness of each layer, and exhibits various color changes from low humidity to high humidity to detect changes in humidity. It will be useful to apply. On the other hand, in the case of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the change in the shift of the reflected wavelength was insignificant according to the change in the relative humidity, and the change could not be observed with the naked eye.

하기 도1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 광결정 구조체는 입김과 같은 외부 자극이 인가되는 경우, 반사파장의 시프트를 보여 물품의 진위 여부에 대한 즉각적인 확인이 가능하다.As shown in FIG. 1 below, when an external stimulus such as breathing is applied to the photonic crystal structure according to the present invention, it is possible to immediately confirm the authenticity of the article by showing a shift in the reflected wavelength.

하기 도4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 광결정 구조체를 포함하는 색변환 습도 센서는 습도 변화에 민감하게 감응하고, 습도 변화에 따라 반사파장의 변화를 육안으로 관측할 수 있어, 색변환 습도 센서에 유용하게 적용될 수 있음을 확인하였다.As shown in FIG. 4 below, the color conversion humidity sensor including the photonic crystal structure according to the present invention is sensitive to changes in humidity, and changes in the reflected wavelength according to the change in humidity can be observed with the naked eye. It was confirmed that it can be usefully applied to a sensor.

하기 도5 및 도6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 광결정 구조체를 포함하는 식별 표지가 구비된 물품에 입김을 불기 전에는 식별 표지가 나타나지 않은 반면, 입김을 불어주는 것만으로 식별 표지가 분명하게 나타남을 확인할 수 있다. 또한, 하기 도7에 도시한 바와 같이, 동일 광결정 구조체를 사용하는 경우더라도, 백그라운드의 색상에 따라 색변환이 다르게 나타남을 확인할 수 있다. 구체적으로, 블랙 백그라운드를 적용하는 경우 반사파장에 의한 색변환이 나타나고, 화이트 백그라운드를 적용하는 경우 반사파장을 제외한 파장에 의해 합성된 색으로의 색변환이 나타남을 확인할 수 있다.As shown in Figs. 5 and 6 below, the identification mark does not appear until the article with the identification mark including the photonic crystal structure according to the present invention is blown, whereas the identification mark is clearly visible by blowing the breath. Appearance can be confirmed. In addition, as shown in FIG. 7 below, even when the same photonic crystal structure is used, it can be seen that color conversion appears differently depending on the color of the background. Specifically, it can be seen that when a black background is applied, a color conversion occurs by a reflected wavelength, and when a white background is applied, a color conversion into a synthesized color by a wavelength other than the reflected wavelength occurs.

따라서, 본 발명에 따른 광결정 구조체는 지폐, 보안문서 등의 위조방지 물품에 보안요소로 유용하게 적용할 수 있음은 물론 이를 포함하는 식별 표지가 구비된 물품을 구입하는 물품 소비자는, 입김을 부는 것만으로 물품의 진위 여부를 손쉽게 판별할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, the photonic crystal structure according to the present invention can be usefully applied as a security element to anti-counterfeiting articles such as banknotes and security documents, as well as article consumers who purchase articles with an identification mark including them, It can be seen that the  authenticity   of the goods can be easily determined.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 구현예일뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정하여진다고 할 것이다.As described above, a specific part of the present invention has been described in detail, and it is obvious that these specific techniques are merely embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereto for those of ordinary skill in the art. Therefore, it will be said that the practical scope of the present invention is determined by the appended claims and their equivalents.

Claims (13)

교대로 적층된, 제1 굴절률을 나타내는 제1 폴리머를 포함하는 제1 굴절률층; 및 제2 굴절률을 나타내는 제2 폴리머를 포함하는 제2 굴절률층;을 포함하고,
상기 제1 굴절률과 상기 제2 굴절률은 상이하고,
상기 제1 폴리머 및 상기 제2 폴리머 중 하나는 하기 화학식1 및 화학식2로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머이고;
다른 하나는 하기 화학식3 내지 화학식5로 표시되는 구조단위를 포함하는 폴리머이고,상기 폴리머는 전체 구조단위 비율의 총합에 대해, 상기 화학식5로 표시되는 구조단위를 30 내지 60%로 포함하는 것인, 광결정 구조체:
[화학식1]
Figure 112020138760203-pat00016

[화학식2]
Figure 112020138760203-pat00017

상기 화학식1 및 화학식2에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C5알킬이고;
R11은 각각 독립적으로 히드록시, 할로겐, 니트로, C1-C5알킬 또는 C1-C5알콕시이고;
L1은 -O- 또는-NH-이고;
Y1은 치환되거나 치환되지 않은 벤조일페닐이고, 상기 치환은 히드록시, 할로겐, 니트로, C1-C5알킬 및 C1-C5알콕시에서 선택되는 하나이상의 치환체로 치환되는 것이고;
a는 0 내지 7에서 선택되는 정수이고, 상기 a가 2이상의 정수인 경우 R11은 서로 동일하거나 상이할 수 있다;
[화학식3]
Figure 112020138760203-pat00028

[화학식4]
Figure 112020138760203-pat00029

[화학식5]
Figure 112020138760203-pat00030

상기 화학식3 내지 화학식5에서,
R3 내지 R5은 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C5알킬이고;
L2는 -O- 또는-NH-이고;
Y2는 치환되거나 치환되지 않은 벤조일페닐이고, 상기 치환은 히드록시, 할로겐, 니트로, C1-C5알킬 및 C1-C5알콕시에서 선택되는 하나이상의 치환체로 치환되는 것이고;
X1 내지 X5는 각각 독립적으로 -N= 또는 -CR=이되, 상기 X1 내지 X5중 적어도 하나는 -N=이고, 상기 R은 수소, C1-C20알킬, C3-C20시클로알킬, C6-C20아릴 또는 이들의 조합이고;
X11 내지 X15는 각각 독립적으로 N+R'X- 또는 -CR"=이되, 상기 X11 내지 X15중 적어도 하나는 N+R'X-이고, 상기 R'는 수소 또는 C1-C20알킬이고, 상기 R"는 수소, C1-C20알킬, C3-C20시클로알킬, C6-C20아릴 또는 이들의 조합이고, 상기 X-는 1가의 음이온이다.
A first refractive index layer comprising a first polymer having a first refractive index, which is alternately stacked; And a second refractive index layer including a second polymer exhibiting a second refractive index,
The first refractive index and the second refractive index are different,
One of the first polymer and the second polymer is a polymer including structural units represented by the following Chemical Formulas 1 and 2;
The other is a polymer containing structural units represented by the following Chemical Formulas 3 to 5, wherein the polymer contains 30 to 60% of the structural units represented by Chemical Formula 5 with respect to the total ratio of the total structural units. , Photonic crystal structure:
[Formula 1]
Figure 112020138760203-pat00016

[Formula 2]
Figure 112020138760203-pat00017

In Chemical Formulas 1 and 2,
R 1 and R 2 are each independently hydrogen or C1-C5 alkyl;
Each R 11 is independently hydroxy, halogen, nitro, C1-C5 alkyl or C1-C5 alkoxy;
L 1 is -O- or -NH-;
Y 1 is substituted or unsubstituted benzoylphenyl, the substitution being substituted with one or more substituents selected from hydroxy, halogen, nitro, C1-C5 alkyl and C1-C5 alkoxy;
a is an integer selected from 0 to 7, and when a is an integer of 2 or more, R 11 may be the same as or different from each other;
[Formula 3]
Figure 112020138760203-pat00028

[Formula 4]
Figure 112020138760203-pat00029

[Formula 5]
Figure 112020138760203-pat00030

In Chemical Formulas 3 to 5,
R 3 to R 5 are each independently hydrogen or C1-C5 alkyl;
L 2 is -O- or -NH-;
Y 2 is substituted or unsubstituted benzoylphenyl, the substitution being substituted with one or more substituents selected from hydroxy, halogen, nitro, C1-C5 alkyl and C1-C5 alkoxy;
X 1 to X 5 are each independently -N= or -CR=, but at least one of X 1 to X 5 is -N=, and R is hydrogen, C1-C20 alkyl, C3-C20 cycloalkyl, C6 -C20 aryl or a combination thereof;
X 11 to X 15 are each independently N + R'X - or -CR"=, but at least one of X 11 to X 15 is N + R'X - , and R'is hydrogen or C1-C20 alkyl And R" is hydrogen, C1-C20 alkyl, C3-C20 cycloalkyl, C6-C20 aryl, or a combination thereof, and X - is a monovalent anion.
제 1항에 있어서,
상기 화학식1 및 화학식2에서,
상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이고;
상기 R11은 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸이고;
상기 L1은 -O- 또는-NH-이고;
Y1은 치환되지 않은 벤조일페닐이고;
a는 0 내지 3에서 선택되는 정수인, 광결정 구조체.
The method of claim 1,
In Chemical Formulas 1 and 2,
R 1 and R 2 are each independently hydrogen or methyl;
Each of R 11 is independently methyl, ethyl, propyl or butyl;
L 1 is -O- or -NH-;
Y 1 is unsubstituted benzoylphenyl;
a is an integer selected from 0 to 3, photonic crystal structure.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 화학식5에서,
상기 X11은 N+R'X-이고, X12 내지 X15는 각각 독립적으로 -CR"=이거나;
상기 X12는 N+R'X-이고, X1, X3 내지 X5는 각각 독립적으로 -CR"=이거나; 또는
상기 X13은 N+R'X-이고, X1, X2, X4 및 X5는 각각 독립적으로 -CR"=이되, 상기 R'는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 또는 펜틸이고, 상기 R"는 수소, 메틸, 에틸 또는 페닐이고, 상기 X-는 F-, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, SCN-, NO3 -, 또는 CH3CO2 -인, 광결정 구조체.
The method of claim 1,
In Chemical Formula 5,
Wherein X 11 is N + R'X - , and X 12 to X 15 are each independently -CR"=;
Wherein X 12 is N + R'X - , and X 1 , X 3 to X 5 are each independently -CR"=; or
Wherein X 13 is N + R'X - , and X 1 , X 2 , X 4 and X 5 are each independently -CR"=, wherein R'is methyl, ethyl, propyl, butyl, or pentyl, the R "is hydrogen, methyl, ethyl or phenyl, wherein X - is F -, Cl -, Br - , I -, ClO 4 -, SCN -, NO 3 -, or CH 3 CO 2 - is, the photonic crystal structure.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제1 굴절률층 및 제2 굴절률층을 포함하는 단위층의 총 적층수는 5 내지 30 층인, 광결정 구조체.
The method of claim 1,
The total number of stacked unit layers including the first refractive index layer and the second refractive index layer is 5 to 30 layers, a photonic crystal structure.
제 1항에 있어서,
상기 제1 굴절률층은 두께가 10 내지 100 nm인 고굴절률층이고,
상기 제2 굴절률층은 두께가 50 내지 130 nm인 저굴절률층인, 광결정 구조체.
The method of claim 1,
The first refractive index layer is a high refractive index layer having a thickness of 10 to 100 nm,
The second refractive index layer is a low refractive index layer having a thickness of 50 to 130 nm, a photonic crystal structure.
제 1항에 있어서,
외부 자극에 의해 반사파장이 시프트되는, 광결정 구조체.
The method of claim 1,
A photonic crystal structure in which a reflected wavelength is shifted by an external magnetic pole.
제 8항에 있어서,
상기 외부 자극은,
습도의 변화에 의한 것인, 광결정 구조체.
The method of claim 8,
The external stimulus is,
The photonic crystal structure due to a change in humidity.
제1항, 제2항, 제4항 및 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항의 광결정 구조체를 포함하는, 색변환 습도 센서.A color conversion humidity sensor comprising the photonic crystal structure of any one of claims 1, 2, 4, and 6 to 9. 제10항에 있어서,
상기 색변환은,
육안으로 관찰할 수 있는 것인, 색변환 습도 센서.
The method of claim 10,
The color conversion,
Color conversion humidity sensor that can be observed with the naked eye.
제1항, 제2항, 제4항 및 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항의 광결정 구조체를 포함하는, 위조 방지용 색변환 필름.Claims 1, 2, 4, and claim 6 to claim 9, comprising the photonic crystal structure of any one of, anti-counterfeiting color conversion film. 제12항에 있어서,
70%이상의 상대습도의 외부 자극에 의해 색변환되는, 위조 방지용 색변환 필름.
The method of claim 12,
Color conversion film for preventing counterfeiting, which is color-converted by external stimuli with a relative humidity of 70% or more.
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