KR20200105341A - Coloring structure deposited polymer thin film and manufacturing method for polymer thin film - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고분자 박막이 적층된 발색 구조체 및 고분자 박막의 제조방법에 관한 것으로서, 반사체의 표면에 증착되며, 다수의 나노선이 마련된 고분자 박막이 적층된 발색 구조체 및 그 고분자 박막의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a color developing structure in which a polymer thin film is stacked and a method of manufacturing a polymer thin film, which is deposited on a surface of a reflector, and relates to a color developing structure in which a polymer thin film having a plurality of nanowires is stacked and a method of manufacturing the polymer thin film .
발색 구조체 관련 분야의 종래기술은 일반적으로 고전적인 안료 및 염료 (pigments and dyes)를 이용한 방법이 있으나, 이는 감색 혼합 (subtractive color mixing) 특징이 있어 색을 혼합할수록 색 영역이 좁아지게 되어 다양한 색 표현에 한계가 있으며 또한 제한적인 분해능과 다양한 디바이스의 응용으로 제약이 있다.Conventional techniques in the field of color development structure generally use classical pigments and dyes, but this has a characteristic of subtractive color mixing, so the color gamut becomes narrower as colors are mixed to express various colors. In addition, there are limitations due to limited resolution and application of various devices.
최근에는 벌크가 아닌 나노 크기에서 발현되는 특징을 활용한 색 표현 연구가 진행되고 있으며, 가장 대표적으로 금속-절연체-금속 공진 구조 (Metal-insulator-metal color filter, MIM)를 비롯하여 나노 패턴구조를 갖는 금속-절연체-금속 구조 (nanopatterned MIM), 플라즈모닉 나노 구조 (Plasmonic nanostructure) 등이 있다. 나노 구조를 이용하여 고분해능이면서도 내구성이 매우 좋은 색상을 구현할 수 있다. 또한 구조에서 발생하는 광학적 특성을 이용하여 금속 장식, 반사/투과 필터, 보안장치, 스테가노그래피 (steganography), 컬러 센서 (colorimetric sensor)의 다목적 활용이 가능하다. 일반적인 MIM을 이용한 색상 필터 구현 방식은 중간 투명한 절연체의 두께 조절을 이용한 특수 영역대 파장의 흡수 방법으로 간단한 두께 조절을 통한 색상 구현에 용이하나, 중간층의 두께에 따른 특정 파장의 흡수가 강하게 일어나 반치폭이 좁은 반사율 픽을 형성하기 어려워, 넓은 범위의 색상을 구현하는데 어려움이 있으며 빨강 (Red), 초록 (Green), 파랑 (Blue)를 구현하는 어려움이 있다. 흡수가 발생하는 금속 층의 재료를 변경하거나 상부 표면의 금속 나노구조를 크기를 조절하여 넓은 범위의 색 구현이 가능하나 구조에서 나타나는 다양한 금속에서 색상의 예측이 어렵고 공정 후 색상의 수정이 불가능한 단점이 있다. Recently, researches on color expression using features expressed in nano-scale, not bulk, are being conducted, and most representatively, metal-insulator-metal color filter (MIM) and nano-pattern structure Metal-insulator-metal structures (nanopatterned MIM) and plasmonic nanostructures. High-resolution and durable colors can be implemented by using a nano structure. In addition, it is possible to use metal decoration, reflection/transmission filter, security device, steganography, and colorimetric sensor for a variety of purposes by using the optical characteristics generated in the structure. The color filter implementation method using a general MIM is a method of absorbing wavelengths in a special region using the thickness control of the intermediate transparent insulator, and it is easy to implement color through simple thickness control. It is difficult to form a narrow reflectance pick, it is difficult to implement a wide range of colors, and there is a difficulty in implementing red, green, and blue. It is possible to realize a wide range of colors by changing the material of the metal layer where absorption occurs or by adjusting the size of the metal nanostructure on the upper surface.However, it is difficult to predict the color in various metals appearing in the structure and it is impossible to correct the color after the process. have.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 실리콘으로 이루어진 다수의 나노선이 마련된 고분자 박막이 반사체의 표면에 증착된 발색 구조체 및 그 고분자 박막의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been created to solve the above problem, and an object of the present invention is to provide a colored structure in which a polymer thin film made of silicon is deposited on a surface of a reflector and a method of manufacturing the polymer thin film.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고분자 박막이 적층된 발색 구조체는 반사체와, 상기 반사체의 표면에 적층되는 것으로서, 소정의 흡광 계수를 갖는 다수의 나노선이 마련된 고분자 박막을 구비한다. The color developing structure in which the polymer thin film is laminated according to the present invention for achieving the above object includes a reflector and a polymer thin film provided with a plurality of nanowires having a predetermined extinction coefficient as stacked on the surface of the reflector.
상기 반사체는 광을 반사시킬 수 있는 것으로서, 제1금속소재, 투명한 절연체 및 제2금속소재가 순차적으로 적층되어 이루어진다. The reflector is capable of reflecting light, and is formed by sequentially stacking a first metal material, a transparent insulator, and a second metal material.
상기 고분자 박막은 내부에 상기 나노선들이 인입되도록 형성된 것이 바람직하다. It is preferable that the polymer thin film is formed so that the nanowires are introduced therein.
상기 나노선들은 상기 고분자 박막의 두께 방향으로 연장되며, 상호 이격되게 배열된다. The nanowires extend in the thickness direction of the polymer thin film and are arranged to be spaced apart from each other.
상기 나노선은 단면이 70nm 내지 110nm의 직경을 갖도록 형성된 것이 바람직하다. The nanowire is preferably formed to have a diameter of 70 nm to 110 nm in cross section.
상기 고분자 박막은 폴리디메치실록산(Polydimethysiloxane)으로 이루어질 수 있다. The polymer thin film may be made of polydimethysiloxane.
상기 나노선은 실리콘으로 이루어진 것이 바람직하다. It is preferable that the nanowire is made of silicon.
한편, 본 발명에 따른 고분자 박막 제조방법은 소정의 흡광 계수를 갖는 베이스 소재를 이용하여 다수의 나노선을 제조하는 나노선 제조단계와, 상기 나노선들을 감싸도록 코팅물질로 코팅하여 고분자 박막을 제조하는 박막 제조단계를 포함한다. On the other hand, the method of manufacturing a polymer thin film according to the present invention comprises a nanowire manufacturing step of manufacturing a plurality of nanowires using a base material having a predetermined absorption coefficient, and a polymer thin film by coating with a coating material to surround the nanowires. And a thin film manufacturing step.
상기 나노선 제조단계는 제조기판에 세팅된 상기 베이스 소재의 일측면에, 소정의 면적을 갖는 다수의 디스크 패턴을 형성하는 패턴 형성단계와, 상기 패턴 형성단계 이후에, 상기 베이스 소재의 일측면 중 상기 디스크 패턴들을 제외한 나머지 부분을 상기 베이스 소재의 타측면 방향으로 소정 깊이 식각하여 다수의 상기 나노선을 제조하는 식각단계를 포함한다. The nanowire manufacturing step includes a pattern forming step of forming a plurality of disk patterns having a predetermined area on one side of the base material set on a manufacturing substrate, and after the pattern forming step, one side of the base material And an etching step of manufacturing a plurality of nanowires by etching the remaining portions excluding the disk patterns in a direction toward the other side of the base material.
상기 나노선 제조단계는 상기 패턴 형성단계 이전에, 상기 제조기판에 세팅된 상기 베이스 소재의 표면에 소정 두께의 산화막을 형성하는 산화막 형성단계를 더 포함할 수도 있다. The nanowire manufacturing step may further include an oxide layer forming step of forming an oxide layer having a predetermined thickness on the surface of the base material set on the manufacturing substrate before the pattern forming step.
상기 나노선 제조단계는 상기 식각단계 이후에, 상기 베이스 소재에 잔류하는 상기 산화막을 제거하는 산화막 제거단계를 더 포함할 수 있다. The nanowire manufacturing step may further include an oxide film removal step of removing the oxide film remaining on the base material after the etching step.
상기 박막 제조단계는 상기 베이스 소재가 잠기도록 상기 제조기판에 상기 코팅물질을 공급하는 코팅단계와, 상기 코팅물질이 공급된 상기 베이스 소재를 경화시켜 상기 고분자 박막을 제조하는 경화단계와, 상기 경화단계 이후에, 상기 제조기판으로부터 상기 고분자 박막을 분리시키는 분리단계를 포함한다. The thin film manufacturing step includes a coating step of supplying the coating material to the manufacturing substrate so that the base material is immersed, a curing step of curing the base material supplied with the coating material to prepare the polymer thin film, and the curing step Thereafter, a separation step of separating the polymer thin film from the manufacturing substrate is included.
상기 경화단계는 상기 코팅물질이 공급된 상기 베이스 소재를 소정의 온도로 가열한 상태에서 기설정된 제1경화시간동안 경화시킨 다음, 실온에서 기설정된 제2경화시간동안 경화시키는 것이 바람직하다. In the curing step, it is preferable that the base material supplied with the coating material is cured for a predetermined first curing time while heating the base material to a predetermined temperature, and then cured at room temperature for a predetermined second curing time.
상기 나노선 제조단계는 상기 식각단계 이후에, 상기 나노선의 단면적이 기설정된 단면적을 갖도록 상기 베이스 소재를 산화(oxidation) 또는 에칭(etching)하는 단면 조절단계를 더 포함할 수 있다. The nanowire manufacturing step may further include a cross-sectional adjustment step of oxidizing or etching the base material so that the cross-sectional area of the nanowire has a predetermined cross-sectional area after the etching step.
상기 단면 조절단계에서는, 단면적의 직경이 70nm 내지 110nm이 되도록 상기 나노선을 가공하는 것이 바람직하다. In the cross-sectional adjustment step, it is preferable to process the nanowires so that the diameter of the cross-sectional area is 70 nm to 110 nm.
상기 베이스 소재는 실리콘이 적용된다. Silicone is applied as the base material.
상기 코팅물질은 폴리디메치실록산(Polydimethysiloxane)인 것이 바람직하다. It is preferable that the coating material is polydimethysiloxane.
본 발명에 따른 고분자 박막이 적층된 발색 구조체는 고분자 박막에 마련된 나노선들에 의해 보다 넓은 영역의 색 구현이 가능하고, 반사율의 손실을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. The color developing structure in which the polymer thin film is stacked according to the present invention has the advantage that it is possible to realize a color in a wider area by the nanowires provided in the polymer thin film and to reduce the loss of reflectance.
도 1은 본 발명에 따른 고분자 박막이 적층된 발색 구조체에 대한 단면도이고,
도 2는 도 1의 고분자 박막이 적층된 발색 구조체에 대한 개념도이고,
도 3은 본 발명에 따른 고분자 박막의 제조방법에 대한 순서도이고,
도 4 내지 도 11은 본 발명에 따른 고분자 박막의 제조방법에 따른 고분자 박막의 제조 상태도이고,
도 12는 초록색을 띄는 본 발명의 발색 구조체의 파장 흡수 특성을 나타낸 도표이고,
도 13은 종래의 MIM 구조의 컬러필터와, 본 발명의 발색 구조체의 색 특성 및 반사율 특성을 나타낸 도표이고,
도 14는 종래의 MIM 구조의 컬러필터(C/M)과, 본 발명의 발색 구조체(R/G/B)의 색상 특성을 나타낸 CIE 1931 색상 좌표계이고,
도 15는 MIM 구조의 컬러필터 구조의 공진층 두께에 따른 파장 변화를 나타낸 도표이고,
도 16은 금속-절연체-금속-절연체-금속(MIMIM; Metal instulator metal instulator metal) 구조의 다층 박막의 반사율 제어 한계점에 대한 도표이고,
도 17은 금속-절연체-금속-절연체-금속(MIMIM; Metal instulator metal instulator metal) 구조의 다층 박막의 빛의 파장에 대한 흡수율을 나타낸 도표이고,
도 18은 고분자 박막의 나노선의 높이(Height)에 따른 컬러필터의 색 변화를 나타낸 도표이고,
도 19는 고분자 박막의 나노선들의 주기(Period) 즉 간격에 따른 컬러필터의 색 변화를 나타낸 도표이고,
도 20은 고분자 박막의 외부 굴절률에 따른 컬러필터의 색 변화를 나타낸 도표이고,
도 21은 금속/절연체/금속(MIM) 구조의 컬러필터에서, 절연체 두께(h2)에 대한 반사율 특성을 나타낸 도표이고,
도 22는 실리콘 나노선 구조와, 은, 노랑, 시안, 마젠타 색을 띄는 구조의 적층 구조를 갖는 컬러필터의 반사율 특성을 나타낸 도표이고,
도 23은 실뮬레이션과 실제 제작한 실리콘 나노선의 반사율 특성 관계도를 나타낸 도표이고,
도 24는 앞서 측정된 반사율을 통한 색 표현의 계산 결과를 나타낸 도표이고,
도 25는 광학 현미경을 이용한 실제 색 관찰에 대한 도표이고,
도 26은 실리콘 나노선 및 금속/절연체/금속의 복합구조의 컬러필터에서 색 표현 영역(노랑, 시안, 마젠타 점)과, 기존의 금속/절연체 금속의 색 표현 영역(검정 점)을 나타낸 도표이이고,
도 27은 a-Si(두께 10,15,20,25nm)와 실리콘 나노선 적층 구조 즉, 본 발명의 발색 구조체의 나노선의 직경(D)에 따른 반사율 특성을 나타낸 도표이다. 1 is a cross-sectional view of a colored structure in which a polymer thin film is laminated according to the present invention,
FIG. 2 is a conceptual diagram of a colored structure in which the polymer thin film of FIG. 1 is stacked,
3 is a flow chart for a method of manufacturing a polymer thin film according to the present invention,
4 to 11 are diagrams of a state of manufacturing a polymer thin film according to the method of manufacturing a polymer thin film according to the present invention,
12 is a chart showing the wavelength absorption characteristics of the colored structure of the present invention, which has a green color,
13 is a chart showing the color characteristics and reflectance characteristics of the color filter of the conventional MIM structure and the color developing structure of the present invention.
14 is a CIE 1931 color coordinate system showing color characteristics of a color filter (C/M) of a conventional MIM structure and a color developing structure (R/G/B) of the present invention,
15 is a diagram showing the wavelength change according to the thickness of the resonance layer of the color filter structure of the MIM structure,
FIG. 16 is a diagram of a limit point for controlling reflectance of a multilayer thin film having a metal-insulator-metal-insulator-metal (MIMIM) structure,
17 is a chart showing the absorption rate of a multilayer thin film with respect to a wavelength of light of a metal-insulator-metal-insulator-metal (MIMIM) structure,
18 is a chart showing the color change of the color filter according to the height of the nanowires of the polymer thin film,
19 is a chart showing the color change of the color filter according to the period, that is, the interval of the nanowires of the polymer thin film,
20 is a diagram showing the color change of the color filter according to the external refractive index of the polymer thin film,
21 is a chart showing reflectance characteristics with respect to an insulator thickness (h 2 ) in a color filter having a metal/insulator/metal (MIM) structure,
22 is a diagram showing reflectance characteristics of a color filter having a silicon nanowire structure and a stacked structure of silver, yellow, cyan, and magenta colors,
23 is a diagram showing the relationship between the simulation and the reflectance characteristics of the actually fabricated silicon nanowires,
24 is a chart showing the calculation result of color expression through the previously measured reflectance,
25 is a chart for actual color observation using an optical microscope,
26 is a diagram showing a color expression area (yellow, cyan, magenta dots) and a color expression area (black dots) of a conventional metal/insulator metal in a color filter of a silicon nanowire and a metal/insulator/metal composite structure. ,
27 is a diagram showing reflectance characteristics according to the diameter (D) of a-Si (
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 고분자 박막이 증착된 발색구조체 및 고분자 박막 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, a color developing structure on which a polymer thin film is deposited and a method of manufacturing a polymer thin film according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present invention, various modifications may be made and various forms may be applied, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, it should be understood to include all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown to be enlarged compared to the actual size for clarity of the present invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of being added.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.
도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 고분자 박막이 적층된 발색 구조체(10)가 도시되어 있다. 1 and 2 illustrate a
도면을 참조하면, 상기 고분자 박막이 적층된 발색 구조체(10)는 반사체(20)와, 상기 반사체(20)의 표면에 적층되는 것으로서, 소정의 흡광 계수를 갖는 다수의 나노선(31)이 마련된 고분자 박막(30)을 구비한다. Referring to the drawings, the
상기 반사체(20)는 광을 반사시킬 수 있는 것으로서, 광반사율이 비교적 높은 금속성 소재가 적용된다. 이때, 반사체(20)는 제1금속소재(21), 투명한 절연체(22) 및 제2금속소재(23)가 순차적으로 적층되어 이루어진 금속-절연체(22)-금속 구조의 컬러필터(Metal instulator metal color filter; MIM)가 적용된다. The
여기서, 제1금속소재(21)는 은(Ag), 절연체(22)는 실리콘 산화막, 제2금속소재(23)는 은(Ag)이 적용된다. 상기 반사체(20)는 100nm 두께의 제1금속소재(21), 90nm 두께의 절연체(22) 및 100nm 두께의 제2금속소재(23)를 전자 빔 증착기를 이용하여 제작한다. 이때, 절연체(22) 즉, 실리콘 산화막의 두께를 90nm, 120nm, 150nm로 변경하여 노랑, 시안, 마젠타의 색을 갖는 컬러필터를 구현할 수 있다. Here, silver (Ag) is applied to the
한편, 반사체(20)는 상술된 예에 한정하는 것이 아니라 반사형 컬러필터이면 무엇이든 적용가능하다. Meanwhile, the
고분자 박막(30)은 반사체(20)의 상부에 적층되는 것으로 광흡수성질을 갖는 다수의 나노선(31)을 구비한다. 상기 고분자 박막(30)은 소정의 굴절률(Refractive index)를 갖는 폴리디메치실록산(Polydimethysiloxane) 소재로 이루어져 있으며, 내부에 다수의 나노선(31)이 인입되도록 가공된다. The polymer
상기 나노선(31)은 소정의 흡광계수를 갖는 유전물질인 실리콘(Si)이 적용되며, 고분자 박막(30)의 두께 방향을 따라 소정길이 연장된다. 이때, 나노선(31)은 다수개가 메트릭스 형태로 상호 이격되게 배열되어 있다. 한편, 나노선(31)은 단면이 소정의 직경을 갖는 원형으로 형성되되, 70nm 내지 110nm의 직경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. The nanowire 31 is made of silicon (Si), a dielectric material having a predetermined extinction coefficient, and extends a predetermined length along the thickness direction of the polymer
상술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 고분자 박막이 적층된 발색 구조체는 MIM 구조의 컬러필터인 반사체(20) 표면에 나노선(31)들이 포함된 고분자 박막(30)이 적층되어 있으므로 상기 나노선(31)들에 의해 보다 넓은 영역의 색 구현이 가능하고, 반사율의 손실을 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. The color developing structure in which the polymer thin film according to the present invention is stacked according to the present invention configured as described above, has a polymer
한편, 도 3에는 본 발명에 따른 고분자 박막(30)의 제조방법에 대한 순서도가 도시되어 있다. On the other hand, Figure 3 shows a flow chart for a method of manufacturing the polymer
도면을 참조하면, 상기 고분자 박막(30)의 제조방법은 나노선 제조단계(S110) 및 박막 제조단계(S120)를 포함한다. Referring to the drawings, the manufacturing method of the polymer
상기 나노선 제조단계(S110)는 소정의 흡광 계수를 갖는 베이스 소재를 이용하여 다수의 나노선(31)을 제조하는 단계로서, 산화막 형성단계(111), 패턴 형성단계(S112), 식각단계(S113), 산화막 제거단계(S114) 및 단면 조절단계(S115)를 포함한다. The nanowire manufacturing step (S110) is a step of manufacturing a plurality of nanowires 31 using a base material having a predetermined extinction coefficient, wherein the oxide film forming step 111, the pattern forming step S112, and the etching step ( S113), an oxide film removal step (S114), and a section adjustment step (S115).
산화막 형성단계(111)는 상기 제조기판에 세팅된 상기 베이스 소재의 표면에 소정 두께의 산화막을 형성하는 단계이다. 여기서, 도 4에 도시된 바와 같이 베이스 소재를 고온에서 산소나 수증기를 화학반응시켜 베이스 소재 표면에 산화막을 형성한다. 이때, 200nm 두께의 산화막을 베이스 소재 표면에 형성시키는 것이 바람직하다. The oxide film forming step 111 is a step of forming an oxide film having a predetermined thickness on the surface of the base material set on the manufacturing substrate. Here, as shown in FIG. 4, the base material is chemically reacted with oxygen or water vapor at a high temperature to form an oxide film on the surface of the base material. At this time, it is preferable to form an oxide film having a thickness of 200 nm on the surface of the base material.
패턴 형성단계(S112)는 산화막 형성단계(111) 이후에, 도 5에 도시된 바와 같이 제조기판에 세팅된 상기 베이스 소재의 일측면에, 소정의 면적을 갖는 다수의 디스크 패턴을 형성하는 단계이다. 여기서, 작업자는 Krf 스캐너 리소그래피를 이용하여 베이스 소재의 상면에 200nm 내지 250nm의 직경을 갖는 다수의 디스크 패턴을 형성한다. 이때, 디스크 패턴들은 메트릭스 형태로 상호 이격되게 배열되는 것이 바람직하다. The pattern forming step (S112) is a step of forming a plurality of disk patterns having a predetermined area on one side of the base material set on the manufacturing substrate as shown in FIG. 5 after the oxide film forming step 111 . Here, the operator uses Krf scanner lithography to form a plurality of disk patterns having a diameter of 200 nm to 250 nm on the upper surface of the base material. In this case, the disk patterns are preferably arranged to be spaced apart from each other in a matrix form.
식각단계(S113)는 패턴 형성단계(S112) 이후에, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 베이스 소재의 일측면 중 상기 디스크 패턴들을 제외한 나머지 부분을 상기 베이스 소재의 타측면 방향으로 소정 깊이 식각하여 다수의 상기 나노선(31)을 제조하는 단계이다. 여기서, 작업자는 Reactive ion etching 장비를 이용하여 베이스 소재의 상면에서 하방으로 2000nm 깊이로 선택적 이방 식각 작업을 수행하는 것이 바람직하다. In the etching step (S113), after the pattern forming step (S112), as shown in FIG. 6, the remaining portions of the base material except for the disk patterns are etched to a predetermined depth in the direction of the other side of the base material. This is the step of manufacturing the nanowire 31. Here, it is preferable that the operator performs a selective anisotropic etching operation at a depth of 2000 nm from the upper surface of the base material downward using the reactive ion etching equipment.
산화막 제거단계(S114)는 식각단계(S113) 이후에, 상기 베이스 소재에 잔류하는 상기 산화막을 제거하는 단계이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 작업자는 식각단계(S113)를 완료한 베이스 소재에 불산을 공급하여 베이스 소재에 잔류한 산화막을 제거한다. The oxide layer removing step (S114) is a step of removing the oxide layer remaining on the base material after the etching step (S113). As shown in FIG. 7, the operator removes the oxide film remaining on the base material by supplying hydrofluoric acid to the base material having completed the etching step S113.
단면 조절단계(S115)는 상기 식각단계(S113) 이후에, 상기 나노선(31)의 단면적이 기설정된 단면적을 갖도록 상기 베이스 소재를 가공하는 단계이다. 도 8에 도시된 바와 같이 작업자는 베이스 소재를 산화(oxidation) 또는 습식 에칭(etching)을 반복하여 나노선(31)의 직경을 조절한다. 이때, 다양한 색상 구현을 위해 단면적의 직경이 70nm 내지 110nm이 되도록 상기 나노선(31)을 가공하는 것이 바람직하다. 도 9에는 단면 조절단계(S115)에서, 직경이 축소되는 나노선(31)에 대한 사진이 게시되어 있다. The cross-sectional adjustment step (S115) is a step of processing the base material so that the cross-sectional area of the nanowire 31 has a predetermined cross-sectional area after the etching step (S113). As shown in FIG. 8, the operator adjusts the diameter of the nanowire 31 by repeating oxidation or wet etching of the base material. At this time, it is preferable to process the nanowires 31 so that the diameter of the cross-sectional area is 70 nm to 110 nm in order to implement various colors. In FIG. 9, a photograph of the nanowire 31 whose diameter is reduced in the cross-sectional adjustment step S115 is posted.
박막 제조단계(S120)는 상기 나노선(31)들을 감싸도록 코팅물질로 코팅하여 고분자 박막(30)을 제조하는 단계로서, 코팅단계(S121), 경화단계(S122) 및 분리단계(S123)를 포함한다. The thin film manufacturing step (S120) is a step of preparing a polymer
코팅단계(S121)는 상기 베이스 소재가 잠기도록 상기 제조기판에 상기 코팅물질을 공급하는 단계이다. 여기서, 코팅물질은 폴리디메치실록산(Polydimethysiloxane)이 적용된다. 수용용기에 수용된 코팅물질에 베이스 소재가 잠기도록 제조기판을 세팅하고, 1000rpm으로 60초 동안 상기 제조기판을 회전시켜 나노선(31)들이 코팅물질에 의해 감싸지도록 코팅작업을 수행한다. The coating step (S121) is a step of supplying the coating material to the manufacturing substrate so that the base material is immersed. Here, as the coating material, polydimethysiloxane is applied. The manufacturing substrate is set so that the base material is immersed in the coating material contained in the receiving container, and the manufacturing substrate is rotated at 1000 rpm for 60 seconds to perform a coating operation so that the nanowires 31 are wrapped by the coating material.
경화단계(S122)는 상기 코팅물질이 공급된 상기 베이스 소재를 경화시켜 상기 고분자 박막(30)을 제조하는 단계이다. 여기서, 작업자는 상기 코팅물질이 공급된 상기 베이스 소재를 230도로 가열한 상태에서 기설정된 제1경화시간인 2시간 동안 경화시킨 다음, 실온에서 기설정된 제2경화시간인 3시간 동안 경화시키는 것이 바람직하다. The curing step (S122) is a step of producing the polymer
분리단게는 경화단계(S122) 이후에, 상기 제조기판으로부터 상기 고분자 박막(30)을 분리시키는 단계이다. 도 10에 도시된 바와 같이 작업자는 작업용 칼과 같이 단부가 첨예한 작업도구를 사용하여 제조기판으로부터 고분자 박막(30)을 분리한다. 작업자는 제조기판에서 분리한 고분자 박막(30)을 반사체(20) 즉, MIM 구조의 컬러필터의 표면에 적층시킨다. 도 11에는 고분자 박막(30)이 적층된 컬러필터에 대한 사진이 게시되어 있다. The separation step is a step of separating the polymer
상술된 바와 같이 제조된 고분자 박막(30)을 MIM 구조의 컬러필터의 표면에 적층시 파장 선택적 흡수가 컬러필터의 공진에 제약을 받지 않고, 가시광 반사를 선택적 또는 독립적으로 제어할 수 있다. When the polymer
한편, 도 12에는 초록색을 띄는 본 발명의 발색 구조체의 파장 흡수 특성을 나타낸 도표가 게시되어 있고, 도 13에는 종래의 MIM 구조의 컬러필터와, 본 발명의 발색 구조체의 색 특성 및 반사율 특성을 나타낸 도표가 게시되어 있고, 도 14에는 종래의 MIM 구조의 컬러필터(C/M)과, 본 발명의 발색 구조체(R/G/B)의 색상 특성을 나타낸 CIE 1931 색상 좌표계가 게시되어 있다. On the other hand, FIG. 12 shows a chart showing the wavelength absorption characteristics of the colored structure of the present invention that has a green color, and FIG. 13 shows the color characteristics and reflectance characteristics of the conventional MIM structure color filter and the colored structure of the present invention. A chart is posted, and FIG. 14 shows a CIE 1931 color coordinate system showing color characteristics of a conventional MIM structured color filter (C/M) and a color developing structure (R/G/B) of the present invention.
상기 도면을 참조하면, 일반적으로 종래의 MIM 구조의 컬러필터의 공진구조는 빛의 공진을 가시광 영역 중 매우 국소파장 대역에서 강한 흡수를 일으켜, 시안, 마젠타, 엘로우의 좁은 범위이지만, 다양한 색상 구현이 가능하다. 하지만, 본 발명의 고분자 박막(30)을 마젠타/시안 색을 갖는 MIM 구조의 컬러필터 위에 적층하면, 특정 파장의 반사율 제거가 가능하며, 빨강, 초촉, 파랑의 색상 구현이 가능하다. Referring to the drawing, in general, the resonance structure of a color filter of a conventional MIM structure causes a strong absorption of light in a very local wavelength band in the visible light region, so that although it is in a narrow range of cyan, magenta, and yellow, various colors can be implemented. It is possible. However, when the polymer
한편, 도 15에는 MIM 구조의 컬러필터 구조의 공진층 두께에 따른 파장 변화를 나타낸 도표이고, 도 16은 금속-절연체(22)-금속-절연체(22)-금속(MIMIM; Metal instulator metal instulator metal) 구조의 다층 박막의 반사율 제어 한계점에 대한 도표이고, 도 17은 금속-절연체(22)-금속-절연체(22)-금속(MIMIM; Metal instulator metal instulator metal) 구조의 다층 박막의 빛의 파장에 대한 흡수율을 나타낸 도표이다. Meanwhile, FIG. 15 is a chart showing the wavelength change according to the thickness of the resonance layer of the color filter structure of the MIM structure, and FIG. 16 is a metal-insulator 22-metal-insulator 22-metal (MIMIM). ) Is a diagram for the limit of reflectance control of a multilayered thin film of a structure, and FIG. 17 shows the wavelength of light of a multilayered thin film having a metal-insulator 22-metal-insulator 22-metal (MIMIM) structure It is a chart showing the absorption rate of
도면을 참조하면, 금속-절연체(22)-금속 구조(MIM)의 컬러필터는 빛의 입사파와 반사파의 위상 차이를 이용하며, 흡수가 강하게 일어나는 파장 영역에서는 입사파와 반사파의 위상이 서로 반대되어 반사되는 빛이 없어지는 현상을 이용하였기 때문에, 반사율 제어와 색상 조절을 위해 컬러필터 표면에 다른 박막을 추가로 적층하였을 경우, 위상이 변하여 색상 예측이 어렵게 된다. Referring to the drawings, the color filter of the metal-insulator 22-metal structure (MIM) uses the phase difference between the incident wave and the reflected wave of light, and in the wavelength region where absorption occurs strongly, the phases of the incident wave and the reflected wave are opposite to each other and are reflected. Since the phenomenon of disappearing light is used, when another thin film is additionally laminated on the surface of the color filter for reflectance control and color control, the phase changes and color prediction becomes difficult.
본 발명에서는 기존 발색 구조의 다양한 색 영역 범위를 표현하고, 전이 가능한 광학 필터를 동시에 구현하기 위한 구조를 이루기 위해, MIM 구조의 컬러필터의 표면에 실리콘 나노선(31)이 마련된 고분자 박막(30)을 집적하였다. 여기서, 실리콘 나노선(31)의 우수한 색 표현을 위해서는 특정 가시광 대역의 파장 영역에서 반사율을 최소화 시키는 것이 바람직하다. 이러한 반사율 특성은 실리콘 나노선(31)의 구조를 변경함으로써 가능하다. In the present invention, a polymer
도 18은 고분자 박막(30)의 나노선(31)의 높이(Height)에 따른 컬러필터의 색 변화를 나타낸 도표이고, 도 19는 고분자 박막(30)의 나노선(31)들의 주기(Period) 즉 간격에 따른 컬러필터의 색 변화를 나타낸 도표이고, 도 20은 고분자 박막(30)의 외부 굴절률에 따른 컬러필터의 색 변화를 나타낸 도표이다. 18 is a chart showing the color change of the color filter according to the height of the nanowires 31 of the polymer
도면을 참조하면, 나노선(31)의 높이(Height)가 1.2um 이상에서 색을 내기위한 나노 구조의 선택적 파장 흡수 특성이 향상되는데, 그 이유는 충분한 높이의 실리콘 나노선(31)에서 공진 및 흡수 특성이 강해지기 때문이다. 고분자 박막(30)이 충분한 반사율 폭을 갖도록 나노선(31)의 높이는 2.0um, 고분자 박막(30)의 굴절률은 1.44로 설정하고, 색상 특성을 고려하기 위해 가시광 영역의 빛에서 반응하도록 나노선(31)의 직경을 70nm 내지 110nm이며, 나노선(31)들의 주기는 1200nm로 제조하는 것이 바람직하다. Referring to the drawings, when the height of the nanowire 31 is 1.2um or more, the selective wavelength absorption characteristic of the nanostructure for color is improved. The reason is that the resonance and resonance in the silicon nanowire 31 having a sufficient height This is because the absorption properties become stronger. The height of the nanowire 31 is set to 2.0 μm, and the refractive index of the polymer
한편, 도 21은 금속/절연체(22)/금속(MIM) 구조의 컬러필터에서, 절연체(22) 두께(h2)에 대한 반사율 특성을 나타낸 도표이고, 도 22는 실리콘 나노선(31) 구조와, 은, 노랑, 시안, 마젠타 색을 띄는 구조의 적층 구조를 갖는 컬러필터의 반사율 특성을 나타낸 도표이고, 도 23은 실뮬레이션과 실제 제작한 실리콘 나노선(31)의 반사율 특성 관계도를 나타낸 도표이고, 도 24는 앞서 측정된 반사율을 통한 색 표현의 계산 결과를 나타낸 도표이고, 도 25는 광학 현미경을 이용한 실제 색 관찰에 대한 도표이고, 도 26은 실리콘 나노선(31) 및 금속/절연체(22)/금속의 복합구조의 컬러필터에서 색 표현 영역(노랑, 시안, 마젠타 점)과, 기존의 금속/절연체(22) 금속의 색 표현 영역(검정 점)을 나타낸 도표이다. Meanwhile, FIG. 21 is a chart showing reflectance characteristics with respect to the thickness (h 2 ) of the
도면을 참조하면, 시안/마젠타/노랑의 색상을 나타내기 위해 MIM 구조의 컬러필터의 중간 절연층은 90nm, 120nm, 150nm의 두께를 갖고, 두께가 증가함에 따라 흡수되는 파장대가 길어지는 것을 확인하였다. 여기서, 시안/마젠타/노랑 각각 670nm, 550nm, 410nm의 파장 흡수가 가장 크게 나타났다. Referring to the drawings, it was confirmed that the intermediate insulating layer of the color filter of the MIM structure has a thickness of 90 nm, 120 nm, and 150 nm in order to represent the colors of cyan/magenta/yellow, and the absorbed wavelength band increases as the thickness increases. . Here, cyan/magenta/yellow wavelength absorption of 670nm, 550nm, and 410nm, respectively, was the largest.
실리콘 나노선(31)의 흡수특성을 확인하기 위해 실리콘 나노선(31)의 직경에 따른 반사율 특성을 확인하기 위해, MIM 구조의 컬러필터의 금속은 가시광 영역에서 반사율이 높은 반사체(20)로써 은(silver)을 사용하였다. 70nm 부터 110nm까지의 나노선(31)의 직경을 변경시켜 반사율 특성을 확인한 결과, 나노선(31)의 직경이 커질수록 고분자 박막(30)이 적층된 컬러필터의 색상 또한 달라지는 것을 확인하였다. 실리콘 나노선(31)이 마련된 고분자 박막(30)과 시안/마젠타/노랑의 컬러필터의 복합 구조에서는 각 층에서 형성된 반사율의 특성이 유지되는 특성을 보였으며, 실리콘 나노선(31)이 독립적이며, 선택적인 흡수가 가능하다. In order to confirm the absorption characteristics of the silicon nanowires 31, in order to check the reflectance characteristics according to the diameter of the silicon nanowires 31, the metal of the color filter of the MIM structure is a
종래의 기술은 색상을 형성하기 위해 레이저, 리소그래피, 이빔 증착법 등을 사용하여 색상을 형성하는데, 제조 공정이 완료된 후 색상을 다시 수정하는 것이 불가능하다는 단점이 있다. 반면에, 본 발명은 나노선(31)이 포함된 고분자 박막(30)은 탈부착이 가능한 PDMS로 제작하여, 색을 띄는 기판 위에 전이가 가능하여 색상 수정이 용이하다. 또한, 반사체(20) 즉, 컬러필터가 금속/절연체(22)/금소(MIM) 구조의 컬러필터가 아니더라도, 고분자 박막(30)의 실리콘 나노선(31)의 독립적인 파장 흡수 특성은 변하지 않아 다양한 색상의 기판에서 적용이 가능하다. The conventional technology forms colors by using laser, lithography, e-beam evaporation, or the like to form colors, but has a disadvantage in that it is impossible to modify the colors again after the manufacturing process is completed. On the other hand, according to the present invention, the polymer
a-Si의 두께에 따라 기준 금(Au)의 색상이 바뀌는 특성을 이용하여 a-Si/Au 컬러 필터를 제작하였고, 제작한 컬러필터에 본 발명의 고분자 박막(30)을 적층한 결과는 도 27에 도시되어 있다. 도면에서, 파란색 점선은 해당 두께의 a-Si의 반사율 특징이고, 흰색 점선은 실리콘 나노선(31)의 직경에 따른 본 발명의 발색 구조체의 반사율 특징이다. 도면을 참조하면, 실리콘 나노선(31)의 직경에 다라 기존 컬러필터 색 영역의 확장이 가능함을 알 수 있다. An a-Si/Au color filter was manufactured using the characteristic that the color of the reference gold (Au) changes according to the thickness of a-Si, and the result of laminating the polymer
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.Description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to use or practice the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those of ordinary skill in the art, and the general principles defined herein can be applied to other embodiments without departing from the scope of the present invention. Thus, the present invention is not to be limited to the embodiments presented herein but is to be interpreted in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.
10: 고분자 박막이 적층된 발색 구조체
20: 반사체
21: 제1금속소재
22: 절연체
23: 제2금속소재
30: 고분자 박막
31: 나노선10: a colored structure in which a polymer thin film is laminated
20: reflector
21: first metal material
22: insulator
23: second metal material
30: polymer thin film
31: nanowire
Claims (17)
상기 반사체의 표면에 적층되는 것으로서, 소정의 흡광 계수를 갖는 다수의 나노선이 마련된 고분자 박막;을 구비하는,
고분자 박막이 적층된 발색 구조체.
reflector; And
It is laminated on the surface of the reflector, a polymer thin film provided with a plurality of nanowires having a predetermined absorption coefficient; including,
A colored structure in which a polymer thin film is laminated.
상기 반사체는 광을 반사시킬 수 있는 것으로서, 제1금속소재, 투명한 절연체 및 제2금속소재가 순차적으로 적층되어 이루어진,
고분자 박막이 적층된 발색 구조체.
The method of claim 1,
The reflector is capable of reflecting light, and is formed by sequentially stacking a first metal material, a transparent insulator, and a second metal material,
A colored structure in which a polymer thin film is laminated.
상기 고분자 박막은 내부에 상기 나노선들이 인입되도록 형성된,
고분자 박막이 적층된 발색 구조체.
The method according to claim 1 or 2,
The polymer thin film is formed so that the nanowires are introduced therein,
A colored structure in which a polymer thin film is laminated.
상기 나노선들은 상기 고분자 박막의 두께 방향으로 연장되며, 상호 이격되게 배열된,
고분자 박막이 적층된 발색 구조체.
The method of claim 3,
The nanowires extend in the thickness direction of the polymer thin film and are arranged to be spaced apart from each other,
A colored structure in which a polymer thin film is laminated.
상기 나노선은 단면이 70nm 내지 110nm의 직경을 갖도록 형성된,
고분자 박막이 적층된 발색 구조체.
The method of claim 4,
The nanowires are formed to have a diameter of 70 nm to 110 nm in cross section,
A colored structure in which a polymer thin film is laminated.
상기 고분자 박막은 폴리디메치실록산(Polydimethysiloxane)으로 이루어진,
고분자 박막이 적층된 발색 구조체.
The method of claim 3,
The polymer thin film is made of polydimethysiloxane,
A colored structure in which a polymer thin film is laminated.
상기 나노선은 실리콘으로 이루어진,
고분자 박막이 적층된 발색 구조체.
The method of claim 1,
The nanowire is made of silicon,
A colored structure in which a polymer thin film is laminated.
상기 나노선들을 감싸도록 코팅물질로 코팅하여 고분자 박막을 제조하는 박막 제조단계;를 포함하는,
고분자 박막 제조방법.
A nanowire manufacturing step of manufacturing a plurality of nanowires using a base material having a predetermined extinction coefficient; And
Including; a thin film manufacturing step of manufacturing a polymer thin film by coating with a coating material to surround the nanowires
Polymer thin film manufacturing method.
상기 나노선 제조단계는
제조기판에 세팅된 상기 베이스 소재의 일측면에, 소정의 면적을 갖는 다수의 디스크 패턴을 형성하는 패턴 형성단계;
상기 패턴 형성단계 이후에, 상기 베이스 소재의 일측면 중 상기 디스크 패턴들을 제외한 나머지 부분을 상기 베이스 소재의 타측면 방향으로 소정 깊이 식각하여 다수의 상기 나노선을 제조하는 식각단계;를 포함하는,
고분자 박막 제조방법.
The method of claim 8,
The nanowire manufacturing step
A pattern forming step of forming a plurality of disk patterns having a predetermined area on one side of the base material set on a manufacturing substrate;
After the pattern forming step, an etching step of manufacturing a plurality of nanowires by etching the remaining portions of the base material excluding the disk patterns in a direction toward the other side of the base material to a predetermined depth; including,
Polymer thin film manufacturing method.
상기 나노선 제조단계는
상기 패턴 형성단계 이전에, 상기 제조기판에 세팅된 상기 베이스 소재의 표면에 소정 두께의 산화막을 형성하는 산화막 형성단계;를 더 포함하는,
고분자 박막 제조방법.
The method of claim 9,
The nanowire manufacturing step
Prior to the pattern forming step, an oxide film forming step of forming an oxide film having a predetermined thickness on the surface of the base material set on the manufacturing substrate; further comprising,
Polymer thin film manufacturing method.
상기 나노선 제조단계는
상기 식각단계 이후에, 상기 베이스 소재에 잔류하는 상기 산화막을 제거하는 산화막 제거단계;를 더 포함하는,
고분자 박막 제조방법.
The method of claim 10,
The nanowire manufacturing step
After the etching step, an oxide film removing step of removing the oxide film remaining on the base material; further comprising,
Polymer thin film manufacturing method.
상기 박막 제조단계는
상기 베이스 소재가 잠기도록 상기 제조기판에 상기 코팅물질을 공급하는 코팅단계;
상기 코팅물질이 공급된 상기 베이스 소재를 경화시켜 상기 고분자 박막을 제조하는 경화단계; 및
상기 경화단계 이후에, 상기 제조기판으로부터 상기 고분자 박막을 분리시키는 분리단계;를 포함하는,
고분자 박막 제조방법.
The method of claim 9,
The thin film manufacturing step
A coating step of supplying the coating material to the manufacturing substrate so that the base material is immersed;
A curing step of curing the base material supplied with the coating material to prepare the polymer thin film; And
After the curing step, a separation step of separating the polymer thin film from the manufacturing substrate; including,
Polymer thin film manufacturing method.
상기 경화단계는 상기 코팅물질이 공급된 상기 베이스 소재를 소정의 온도로 가열한 상태에서 기설정된 제1경화시간동안 경화시킨 다음, 실온에서 기설정된 제2경화시간동안 경화시키는,
고분자 박막 제조방법.
The method of claim 12,
In the curing step, the base material supplied with the coating material is cured for a predetermined first curing time while heating to a predetermined temperature and then cured at room temperature for a predetermined second curing time,
Polymer thin film manufacturing method.
상기 나노선 제조단계는
상기 식각단계 이후에, 상기 나노선의 단면적이 기설정된 단면적을 갖도록 상기 베이스 소재를 산화(oxidation) 또는 에칭(etching)하는 단면 조절단계;를 더 포함하는,
고분자 박막 제조방법.
The method of claim 9,
The nanowire manufacturing step
After the etching step, a cross-sectional adjustment step of oxidizing or etching the base material so that the cross-sectional area of the nanowire has a predetermined cross-sectional area; further comprising,
Polymer thin film manufacturing method.
상기 단면 조절단계에서는, 단면적의 직경이 70nm 내지 110nm이 되도록 상기 나노선을 가공하는,
고분자 박막 제조방법.
The method of claim 14,
In the cross-sectional adjustment step, processing the nanowire so that the diameter of the cross-sectional area is 70 nm to 110 nm,
Polymer thin film manufacturing method.
상기 베이스 소재는 실리콘인,
고분자 박막 제조방법.
The method of claim 8,
The base material is silicon,
Polymer thin film manufacturing method.
상기 코팅물질은 폴리디메치실록산(Polydimethysiloxane)인,
고분자 박막 제조방법.
The method of claim 8,
The coating material is polydimethysiloxane,
Polymer thin film manufacturing method.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190024393A KR20200105341A (en) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | Coloring structure deposited polymer thin film and manufacturing method for polymer thin film |
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| KR20200105341A true KR20200105341A (en) | 2020-09-07 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022039407A1 (en) | 2020-08-21 | 2022-02-24 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Rolling method for electrode |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101781544B1 (en) | 2017-03-03 | 2017-09-26 | 김지연 | Rahmem bridge of seismic performanceusing prestressed using crossbeam |
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2019
- 2019-02-28 KR KR1020190024393A patent/KR20200105341A/en not_active Application Discontinuation
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|---|---|---|---|---|
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