KR20200114148A - 색채 패턴 구조체 및 이의 제조방법 - Google Patents

색채 패턴 구조체 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 관점에 따르면, 색채 패턴 구조체를 제공한다. 상기 색채 패턴 구조체는 기판; 상기 기판의 적어도 일면 상에 형성된 광투과성 유전체층; 및 상기 광투과성 유전체층의 상부면에 형성되며, 금속 및 상기 금속에 대해서 열역학적으로 고용도가 없는 제 1 물질로 이루어진 복합물질층;을 포함하고, 상기 복합물질층내 상기 금속은 상기 광투과성 유전체층의 상부면의 일부 영역에만 도포된 패턴 형태를 가지며, 상기 제 1 물질은 상기 금속이 도포되지 못한 나머지 영역을 도포하는 구조를 가질 수 있다.

Description

색채 패턴 구조체 및 이의 제조방법{Coloring pattern structure and manufacturing method of the same}
본 발명은 패턴 구조체 및 이의 제조방법에 대한 것으로서, 상세하게는 적어도 일면에 빛에 의한 다양한 간섭색을 나타내게 할 수 있는 패턴이 형성된 구조체 및 이의 제조방법에 대한 것이다.
최근 소비자들의 소비 패턴이 기존의 기능 위주에서 디자인과 기능을 동시에 만족하는 방향으로 변화하고 있다. 이러한 흐름에 발맞춰 소재 분야에서도 소비자의 구매 감성을 자극할 수 있는 소재 개발을 위한 연구가 진행되고 있다. 감성이란, 자극이나 자극의 변화를 느끼는 성질을 의미하는데, 금속 분야에서 이러한 감성을 만족시키는 연구는 여러 가지가 있지만, 그 중 가장 눈으로 확인하기 쉬운 것은 색상이라고 할 수 있다.
금, 구리, 황동 등을 제외하고는 알루미늄, 스테인레스 강 등 일상에서 사용되는 대부분의 금속 소재는 백색 또는 회백색의 무채색을 나타낸다. 다양한 색상을 가지는 금속, 특히, 반짝이고 빛나는 표면 금속 광택을 유지하면서 선명한 색상을 발현하는 금속표면을 만들 수 만 있다면 그 활용도는 무한할 것이라 기대된다.
현재까지 알려진 컬러링 방법에 대해 간략히 설명한다. 가장 간단한 방법은 페인트를 칠하는 것으로, 이 방법은 다양한 색상을 구현할 수는 있으나 금속광택을 유지하기가 곤란한 단점이 있다. 두 번째로는 질화물, 탄화물, 탄질화물 등을 표면에 코팅하는 방법으로, 이는 금속 표면에 내구성을 부여하는 것과 동시에 색상을 제공하는 방법으로 알려져 있다. 이 방법은 다양한 색상을 제공하는 것이 곤란한 단점이 있다. 세 번째 방법으로 양극산화법이 알려져 있다. 이 방법을 적용할 수 있는 금속은 알루미늄. 타이타늄 등으로 한정되는 단점이 있다. 알루미늄의 경우 양그산화된 산화피막에 염료를 주입하는 방법으로 색상을 발현시킨다. 염료가 자외선에 취약하여 시간경과에 따라 색상이 발하는 단점이 있다. 또한 금속 광택을 살리지 못하는 단점도 있다. 네 번째로는 합금원소를 첨가하여 금속자체의 색상을 제어하는 방법이 있다. 최근 연구되는 방법이나 이 또한 다양한 색상을 발현할 수 없는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 간단한 제조공정을 통해 형성된 금속 패턴을 이용하여 다양한 색상을 구현할 수 있는 색채 패턴 구조체 및 이를 제조하는 방법의 제공을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 색채 패턴 구조체가 제공된다.
상기 색채 패턴 구조체는 기판; 상기 기판의 적어도 일면 상에 형성된 광투과성 유전체층; 및 상기 광투과성 유전체층의 상부면에 형성되며, 금속 및 상기 금속에 대해서 열역학적으로 고용도가 없는 제 1 물질로 이루어진 복합물질층;을 포함하고, 상기 복합물질층내 상기 금속은 상기 광투과성 유전체층의 상부면의 일부 영역에만 도포된 패턴 형태를 가지며, 상기 제 1 물질은 상기 금속이 도포되지 못한 나머지 영역을 도포하는 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따른 색채 패턴 구조체는 기판; 상기 기판의 적어도 일면 상에 형성된 광투과성 유전체층; 및 상기 광투과성 유전체층의 상부면에 형성된 금속 패턴;을 포함하고, 상기 금속 패턴은 상기 광투과성 유전체층의 일부 영역에 금속이 도포된 형태일 수 있다.
상기 색채 패턴 구조체에 있어서, 상기 금속은 Ag, Al, Au, Co, Cu, Ni, Pd, Pt 및 Re 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 색채 패턴 구조체에 있어서, 상기 제 1 물질은 탄소 혹은 Si, Ge 및 Si-Ge 합금 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 색채 패턴 구조체에 있어서, 상기 기판은 Fe, Al, Cu, Ni, Mg, Zn, Ti, Cr, Ag, Au, Pt, Pd 순금속 및 그 합금(예로써 스테인레스 강, 황동, 청동, 백동, 두랄루민 등) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 색채 패턴 구조체에 있어서, 상기 광투과성 유전체는 TiO2, Al2O3, MgO, SiO2 , Si3N4 및 ITO(Indium Tin Oxide) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 색채 패턴 구조체에 있어서, 상기 광투과성 유전체는 두께가 5㎚ 내지 200㎚ 범위일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 관점에 따르면, 색채 패턴 구조체의 제조방법을 제공한다.
상기 색체 패턴 구조체의 제조방법은 기판의 적어도 일면 상에 광투과성 유전체층을 형성하는 단계; 및 상기 광투과성 유전체층의 상부면에 금속 및 상기 금속에 대해서 열역학적으로 고용도가 없는 제 1 물질로 이루어진 복합물질층을 형성하는 단계;를 포함하되, 상기 복합물질층내 상기 금속은 상기 광투과성 유전체층의 상부면의 일부 영역에만 도포된 패턴 형태를 가지며, 상기 제 1 물질은 상기 금속이 도포되지 못한 나머지 영역을 도포하는 구조를 가질 수 있다.
상기 색채 패턴 구조체의 제조방법에 있어서, 상기 복합물질층에서 상기 제 1 물질을 선택적으로 제거하여 상기 금속을 잔류시켜 금속 패턴을 형성할 수 있다.
상기 색채 패턴 구조체의 제조방법에 있어서, 상기 복합물질층을 형성하는 단계는, 상기 금속 및 제 1 물질을 상기 광투과성 유전체층의 일면 상에 동시 증착시켜 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 색채 패턴 구조체의 제조방법에 있어서, 상기 동시 증착시켜 형성하는 단계는, 상기 금속 및 제 1 물질의 증착원을 각각 별도로 준비한 후 각각의 증착원으로부터 상기 금속 및 제 1 물질을 상기 광투과성 유전체층의 상부면에 증착하여 형성하는 방법일 수 있다.
상기 색채 패턴 구조체의 제조방법에 있어서, 상기 동시 증착시켜 형성하는 단계는, 상기 금속 및 제 1 물질이 혼합된 혼합물 또는 합금화된 것을 단일 증착원으로 사용할 수 있다.
상기 색채 패턴 구조체의 제조방법에 있어서, 상기 제 1 물질이 탄소를 포함할 경우, 상기 금속은 Ag, Al, Au, Co, Cu, Ni, Pd, Pt, Re 및 Zn 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 색채 패턴 구조체의 제조방법에 있어서, 상기 제 1 물질이 Si, Ge 및 Si-Ge 합금 중 어느 하나를 포함할 경우, 상기 금속은 Ag, Au, Al 및 Zn 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 색채 패턴 구조체의 제조방법에 있어서, 상기 금속이 도포된 패턴은 서로 이격된 복수의 금속나노입자가 분산된 형태를 가질 수 있다.
상기 색채 패턴 구조체의 제조방법에 있어서, 상기 금속이 도포된 패턴은 복수의 폭 길이를 가지고 연결되어 연장되는 채널 형태를 가질 수 있다.
상기 색채 패턴 구조체의 제조방법에 있어서, 상기 제 1 물질을 제거하는 단계는, 화학적 식각을 이용하여 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 색채 패턴 구조체의 제조방법에 있어서, 상기 제 1 물질을 제거하는 단계는, 연소공정을 이용하여 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 제조방법에 의하면, 간단한 공정으로도 금속 표면의 색상을 다양하게 제어할 수 있으며, 이를 통해 다양한 색상을 갖는 색채 패턴 구조체 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 색채 패턴 구조체의 구조를 개략적으로 도해한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실험예에 따른 색채 패턴 구조체의 표면 미세구조를 주사전자현미경(SEM)으로 분석한 이미지이다.
도 3 및 도 4는 비교예에 따른 패턴 구조체 샘플들의 파장(wavelength)에 따른 반사율(reflectance)을 측정한 것이다.
도 5는 비교예에 따른 패턴 구조체 샘플들의 표면사진이다.
도 6 내지 도 8은 실험예에 따른 패턴 구조체 샘플들의 표면사진을 기판 별로 정리한 것이다.
도 9는 Au-Si 2원계 상태도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 발명의 실시예를 따르는 구조체는 적어도 일면에 다양한 간섭색을 구현 할 수 있는 패턴이 형성되며, 따라서 본 명세서 및 특허청구범위에서는 이를“색채 패턴 구조체”로 명명한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 색채 패턴 구조체의 구조를 개략적으로 도해한 도면이다.
도 1의 (a)를 참조하면, 색채 패턴 구조체(100)는 기판(10) 및 기판(10) 상부에 형성된 광투과성 유전체층(20)을 포함한다.
예를 들어, 기판(10)은 금속 소재로 이루어진 것을 포함한다. 상기 금속은 Fe, Al, Cu, Ni, Mg, Zn, Ti, Cr, Ag, Au, Pt, Pd 순금속 및 그 합금(예로써 스테인레스 강, 황동, 청동, 백동, 두랄루민 등) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
광투과성 유전체층(20)은 기판(10)의 적어도 일면에 형성된다. 광투과성 유전체(20)는 TiO2, Al2O3, MgO, SiO2 , Si3N4 및 ITO(Indium Tin Oxide) 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 두께가 5㎚ 내지 200㎚ 범위일 수 있다. 광투과성 유전체층(20)은 박막제조 공정, 예를 들어, 반응성 스퍼터링(reactive sputtering), 화학기상증착법(chemical vapor depositon)등을 이용하여 형성할 수 있다.
광투과성 유전체층(20) 상부면에는 복합물질층(30)이 형성된다. 복합물질층(30)은 금속(32) 및 금속(32)에 대해서 열역학적으로 고용도가 없는 제 1 물질(34)을 포함한다. 복합물질층(30)내 금속(32)은 광투과성 유전체층(20)의 상부면의 일부 영역에만 도포된 패턴 형태를 가지며, 제 1 물질(34)은 금속(32)이 도포되지 못한 나머지 영역을 도포하는 구조를 갖는다.
복합물질층(30)은 금속(32) 및 제 1 물질(34)을 광투과성 유전체층(20)의 일면 상에 동시 증착법(Co-deposition)을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 동시 증착법은 복수의 물질이 동시에 기판 상에 증착되도록 하는 방법을 의미한다.
상기 동시 증착법은, 예를 들어, 금속(32) 및 제 1 물질(34)의 증착원을 각각 별도로 준비한 후 각각의 증착원으로부터 금속(32) 및 제 1 물질(34)을 기판 상에 증착하여 형성하는 방법일 수 있다. 이러한 동시 증착법으로는 분리된 별개의 증발원을 사용하는 동시 증발증착법(Co-evaporation) 또는 분리된 별개의 증착용 타겟을 이용하는 동시 스퍼터링법(Co-sputtering), 동시 플라즈마 아크 증착법 등을 포함할 수 있다. 이러한 별개의 증착원을 사용하는 동시 증착법에 의할 경우, 각각의 증착원으로부터 기화되는 금속(32) 및 제 1 물질(34)의 양을 제어함으로서 복합물질층(30) 내 금속(32) 및 제 1 물질(34)의 조성이나 면적비율을 제어할 수 있다.
동시 증착법의 다른 예로서, 금속(32) 및 제 1 물질(34)이 혼합된 혼합물 또는 합금화된 것을 단일 증착원으로 사용하고, 상기 단일 증착원으로부터 금속(32) 및 제 1 물질(34)을 동시에 기화시켜 기판 상에 복합물질층을 형성하는 방법이 포함될 수 있다. 이 경우는 단일 증착원을 사용하기 때문에 상기 증착원 내 금속(32) 및 제 1 물질(34)의 조성을 제어함으로써 복합물질층(30) 내 조성이나 면적비율을 제어할 수 있다.
복합물질층(30)은 열역학적으로 서로 고용도가 없는 금속(32) 및 제 1 물질(34)로 이루어진다. 예를 들어, 복합물질층(30)을 구성하는 상기 제 1 물질(34)이 탄소를 포함할 경우에는 상기 금속(32)은 Ag, Al, Au, Co, Cu, Ni, Pd, Pt, Re 및 Zn 중 어느 하나를 포함할 수 있고, 상기 제 1 물질(34)이 Si, Ge 및 Si-Ge 합금 중 어느 하나를 포함할 경우에는 상기 금속(32)은 Ag, Au, Al 및 Zn 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 도 9에는 Au-Si 2원계 상태도가 도시되어 있다. 도 9를 참조하면, Au와 Si은 열역학적 평형상태에서는 서로 고용도가 존재하지 않는다.
이렇게 고용도가 서로 존재하지 않는 금속 및 제 1 물질을 기판 상에 같이 증착할 경우, 도 1의 (c)에 나타낸 것과 같이, 형성된 박막의 미세조직은 기판의 표면에서 서로 다른 영역을 도포하는 금속(32) 및 제 1 물질(34)이 별도로 존재하면서 서로 경계를 이루는 패턴을 나타낸다.
금속(32)과 제 1 물질(34)의 종류에 따라 복합물질층(30)의 형성방법은 상기 방법을 포함하여 선택할 수 있을 뿐만 아니라, 종류에 따라서 복합물질층(30)의 패턴 형태가 결정된다.
예컨대, 도 2의 (a)에는 금속(32)은 Au이고, 제 1 물질(34)은 탄소인 경우의 복합물질층의 패턴형태가 나타나 있으며, 도 2의 (b)는 금속(32)은 Au이고 제 1 물질(34)은 Si인 경우의 복합물질층의 패턴형태가 나타나 있다.
도 2의 (a)를 참조하면, 복합물질층(30)이 Au-C 이원계인 경우, 패턴의 형태는 기판의 일부 영역에 도포된 Au는 복수의 폭 길이를 가지고 연결되어 연장되는 채널 형태를 가지고, Au가 도포하지 못한 기판의 나머지 영역 부분에 DLC(diamond like carbon)가 도포되어 있는 형태를 가진다.
도 2의 (b)를 참조하면, 복합물질층(30)이 Au-Si 이원계인 경우, 패턴의 형태는 서로 이격된 복수의 Au 나노입자가 분산하여 도포되고, 상기 Au 나노입자 사이의 공간을 Si이 도포되어 있는 형태를 가진다.
색채 패턴 구조체의 다른 예가 도 1의 (b)에 도시되어 있다. 도 1의 (b)를 참조하면, 색채 패턴 구조체(110)는 기판(10), 기판(10)의 적어도 일면 상에 형성된 광투과성 유전체층(20) 및 광투과성 유전체층(20)의 상부면에 형성된 금속 패턴(36)을 포함할 수 있다. 금속 패턴(36)은 광투과성 유전체층(20)의 일부 영역에 금속(32)이 도포된 형태이다.
금속 패턴(36)은 도 1의 (a)에 도시된 패턴 구조체(100)의 복합물질층(30)에서 제 1 물질(34)을 선택적으로 제거하여 패턴 형태의 금속(32)을 잔류시켜 형성할 수 있다. 도 1의 (d)는 금속패턴(36)의 평면도가 예시되어 있다.
제 1 물질(34)을 선택적으로 제거하는 방법은 금속(32)과 제 1 물질(34)의 종류에 따라 선택될 수 있다.
예컨대, 본 발명에서 금속(32)으로 Au를 사용하고, 제 1 물질(34)로 탄소를 사용할 경우, 탄소를 연소공정을 이용하여 연소시켜 제거하고, Au를 잔류시킬 수 있다.
다른 예로서, 금속(32)으로 Au를 사용하고, 제 1 물질(34)로 Si을 사용할 경우, HNA, KOH, TMAH, EDP 같은 식각용액을 이용한 습식 식각 방법을 이용하여 Si을 제거하고, Au를 잔류시킬 수 있다. 혹은 식각 가스를 이용한 건식 식각 방법을 이용하여 Si을 제거하고 Au를 잔류시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 기판(10)의 일면에 형성된 광투과성 유전체층(20)의 두께와, 그 상부에 형성된 복합물질층(30) 혹은 금속 패턴(36)의 두께나 크기, 형태를 조합하여 변경시킴으로써 기판(10)에 입사되는 광 파장 중 흡수되는 파장 대역을 제어할 수 있으며, 이를 통해 금속 표면에 다양한 색상이 구현되도록 할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 이해를 돕기 위한 실시예들을 설명한다. 다만, 하기의 실험예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 아래의 실시예들만으로 한정되는 것은 아니다.
<실험예>
실험을 위해 여러 가지 조건에서 패턴 구조체 샘플을 제조하였다. 패턴 구조체 제조를 위한 기판으로 스테인리스강(SUS), Al, Cu으로 이루어진 금속소재가 이용되었다. 패턴 구조체 샘플은 1㎝×1㎝ 크기의 금속기판 상에 TiO2을 반응성 스퍼터링 방법으로 형성하였다. 다음, TiO2 상에 Au 타겟과 흑연 타겟을 이용한 동시 스퍼터링법으로 Au-C 복합물질층을 형성하였으며, Au 타겟과 Si 타겟을 이용하여 Au-Si 복합물질층을 형성하였다.
이하 표 1 및 표 2에는 실험예 및 비교예에 해당되는 금속기판의 종류, 유전체층의 두께, 복합물질층의 종류가 나타나 있다.
실험예 금속기판 TiO2의 두께 (㎚) 복합물질층
비교예 1a SUS 6 -
비교예 1b SUS 12 -
비교예 1c SUS 30 -
비교예 1d SUS 35 -
비교예 1e SUS 40 -
비교예 1f SUS 45 -
비교예 1g SUS 50 -
비교예 1h SUS 70 -
비교예 1i SUS 80 -
비교예 1j SUS 100 -
비교예 2a Al 6 -
비교예 2b Al 12 -
비교예 2c Al 30 -
비교예 2d Al 35 -
비교예 2e Al 40 -
비교예 2f Al 45 -
비교예 2g Al 50 -
비교예 2h Al 70 -
비교예 2i Al 80 -
비교예 2j Al 100 -
실험예 금속기판 TiO2의 두께 (㎚) 복합물질층
실험예 1a SUS 30 Au-C
실험예 1b SUS 30 Au-Si
실험예 1c SUS 80 Au-C
실험예 1d SUS 80 Au-Si
실험예 1e SUS 100 Au-C
실험예 1f SUS 100 Au-Si
실험예 2a Al 30 Au-C
실험예 2c Al 80 Au-C
실험예 2e Al 100 Au-C
실험예 2f Al 100 Au-Si
실험예 3a Cu 30 Au-C
실험예 3b Cu 30 Au-Si
실험예 3c Cu 80 Au-C
실험예 3e Cu 100 Au-C
실험예 3f Cu 100 Au-Si
도 2는 본 발명의 실험예에 따른 색채 패턴 구조체의 표면 미세구조를 투과전자현미경(TEM)으로 분석한 이미지로서, 도 2의 (a)는 실험예 1a에서의 Au-C 복합체 박막을, 도 2의 (b)는 실험예 1b에서의 Au-Si 복합체 박막을 나타낸다.
도 2의 (a)를 참조하면, Au-C 복합물질층이 형성된 것을 확인할 수 있으며, 서로 다른 폭을 가지고 연결되어 연장되는 채널 형태의 Au 패턴 및 이를 둘러싸는 DLC 패턴를 관찰할 수 있다.
도 2의 (b)를 참조하면, Au-Si 복합물질층이 형성된 것을 확인할 수 있으며, 서로 이격된 복수의 Au 나노입자가 분산된 형태의 패턴을 확인할 수 있었다.
도 3 및 도 4는 비교예에 따른 패턴 구조체 샘플들의 파장(wavelength)에 따른 반사율(reflectance)을 측정한 것이다.
도 3을 참조하면, SUS 기판을 사용할 경우, TiO2 유전체층의 두께가 증가할수록 흡수 피크(peak)의 위치가 장파장 대역으로 이동하는 것으로 나타났다. 여기서, TiO2 유전체층의 두께가 70㎚ 이상일 경우, 적외선(IR) 파장 대역에서 흡수 피크가 발생하였으며, 가시광선 파장 대역에서는 반사율이 최대가 되는 영역이 존재하는 것으로 나타났다.
도 4를 참조하면, Al 기판을 사용할 경우, TiO2 유전체층의 두께가 증가할수록 흡수 피크(peak)의 위치가 장파장 대역으로 이동하는 것을 알 수 있다. Al 기판을 사용할 경우 SUS 기판을 사용한 경우와 달리 흡수도가 감소하였다. 여기서, TiO2 유전체층의 두께가 50㎚ 이상일 경우, 적외선(IR) 파장 대역에서 흡수 피크가 발생하였으며, 가시광선 파장 대역에서는 반사율이 최대가 되는 영역이 존재하는 것으로 나타났다. 이로부터 TiO2 유전체층만 Al 금속기판 상에 증착할 경우, 50% 이상의 높은 반사율을 나타내며, 선명한 색을 구현하는 것이 곤란한 것을 확인할 수 있었다.
도 5는 비교예에 따른 패턴 구조체 샘플들의 표면사진이다.
도 5를 참조하면, 기판의 종류에 따라서 패턴 구조체 샘플들의 표면 색이 달라지는 것으로 나타났다. 또, 도 3 및 도 4의 결과와 같이, TiO2 유전체층의 두께 변화에 따라 다양한 표면 색을 띠는 것을 확인할 수 있었다.
도 6 내지 도 8은 실험예에 따른 패턴 구조체 샘플들의 표면사진을 기판 별로 정리한 것이다.
도 6의 비교예 1c, 1i 및 1j는 SUS를 기판으로 사용하고 TiO2의 두께를 30, 80 및 100nm로 변경할 경우의 결과이고, 실험예 1a, 1c 및 1e는 상술한 비교예들에 Au-C 복합물질층을 형성한 경우의 결과이며, 실험예 1b, 1d 및 1f는 상술한 비교예들에 Au-Si 복합물질층을 형성한 경우의 결과이다.
도 6을 참조하면, SUS 기판을 사용했을 경우, TiO2 유전체층의 두께에 따라서는 색상 변화가 확연하게 구분이 되었으나, 복합물질층의 종류에 상관없이 유사한 색상을 띠는 것으로 나타났다. 특히, 복합물질층으로 Au-Si을 사용했을 경우에 TiO2 유전체층의 두께가 얇을수록 그 영향이 크게 나타났다.
도 7의 비교예 2c, 2i 및 2j는 Al을 기판으로 사용하고 TiO2의 두께를 30, 80 및 100nm로 변경할 경우의 결과이고, 실험예 2a, 2c 및 2e는 상술한 비교예들에 Au-C 복합물질층을 형성한 경우의 결과이며, 실험예 2f는 상술한 비교예 2j에 Au-Si 복합물질층을 형성한 경우의 결과이다.
도 7을 참조하면, Al 기판을 사용했을 경우, TiO2 유전체층의 두께에 따라 색상 변화가 구분되는 것을 확인할 수 있었으며, 복합물질층의 종류에 따라서도 상이한 색상을 띠는 것으로 나타났다.
도 8의 비교예 3c, 3i 및 3j는 Cu을 기판으로 사용하고 TiO2의 두께를 30, 80 및 100nm로 변경할 경우의 결과이고, 실험예 3a, 3c 및 3e는 상술한 비교예들에 Au-C 복합물질층을 형성한 경우의 결과이며, 실험예 3b 및 3f는 상술한 비교예 3c 및 3j에 Au-Si 복합물질층을 형성한 경우의 결과이다.
도 8을 참조하면, Cu 기판을 사용했을 경우, TiO2 유전체층의 두께에 따라 색상 변화가 구분되는 것을 확인할 수 있었으며, 복합물질층의 종류에 따라서도 상이한 색상을 띠는 것으로 나타났다. Cu 기판을 사용할 경우에도 SUS 기판을 사용한 경우와 유사하게 TiO2 유전체층의 두께가 얇을수록 그 영향이 크게 나타났다.
도 6에서 도 8에서 보인 바와 같이 금속 기판 상에 형성되는 색상발현층의 구조가 동일하더라도 금속 기판의 종류가 바뀌면 발현되는 색상이 변화하는 것을 관찰할 수 있다. 이는 가시광선 영역에서 SUS, Al, Cu의 반사율이 다르기 때문에 나타난 현상이다. 이를 활용하면 금속기판의 종류를 바꾸는 방법으로 색상을 조절할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10 : 기판
20 : 광투과성 유전체층
30 : 복합물질층
32 : 금속
34 : 제 1 물질
36 : 금속 패턴
100 : 색채 패턴 구조체

Claims (18)

  1. 기판;
    상기 기판의 적어도 일면 상에 형성된 광투과성 유전체층; 및
    상기 광투과성 유전체층의 상부면에 형성되며, 금속 및 상기 금속에 대해서 열역학적으로 고용도가 없는 제 1 물질로 이루어진 복합물질층;
    을 포함하고,
    상기 복합물질층내 상기 금속은 상기 광투과성 유전체층의 상부면의 일부 영역에만 도포된 패턴 형태를 가지며, 상기 제 1 물질은 상기 금속이 도포되지 못한 나머지 영역을 도포하는 구조를 가지는,
    색채 패턴 구조체.
  2. 기판;
    상기 기판의 적어도 일면 상에 형성된 광투과성 유전체층; 및
    상기 광투과성 유전체층의 상부면에 형성된 금속 패턴;
    을 포함하고,
    상기 금속 패턴은 상기 광투과성 유전체층의 일부 영역에 금속이 도포된 형태인,
    색채 패턴 구조체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 금속은 Ag, Al, Au, Co, Cu, Ni, Pd, Pt 및 Re 중 어느 하나를 포함하는,
    색채 패턴 구조체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 물질은 탄소 혹은 Si, Ge 및 Si-Ge 합금 중 어느 하나를 포함하는,
    색채 패턴 구조체.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판은 Fe, Al, Cu, Ni, Mg, Zn, Ti, Cr, Ag, Au, Pt, Pd 순금속 및 그 합금 중 어느 하나를 포함하는,
    색채 패턴 구조체.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광투과성 유전체는 TiO2, Al2O3, MgO, SiO2 , Si3N4 및 ITO(Indium Tin Oxide) 중 어느 하나를 포함하는,
    색채 패턴 구조체.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광투과성 유전체는 두께가 5㎚ 내지 200㎚ 범위인,
    색채 패턴 구조체.
  8. 기판의 적어도 일면 상에 광투과성 유전체층을 형성하는 단계; 및
    상기 광투과성 유전체층의 상부면에 금속 및 상기 금속에 대해서 열역학적으로 고용도가 없는 제 1 물질로 이루어진 복합물질층을 형성하는 단계;를 포함하되,
    상기 복합물질층내 상기 금속은 상기 광투과성 유전체층의 상부면의 일부 영역에만 도포된 패턴 형태를 가지며, 상기 제 1 물질은 상기 금속이 도포되지 못한 나머지 영역을 도포하는 구조를 가지는,
    색채 패턴 구조체의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복합물질층에서 상기 제 1 물질을 선택적으로 제거하여 상기 금속을 잔류시켜 금속 패턴을 형성하는,
    색채 패턴 구조체의 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 복합물질층을 형성하는 단계는,
    상기 금속 및 제 1 물질을 상기 광투과성 유전체층의 일면 상에 동시 증착시켜 형성하는 단계를 포함하는,
    색채 패턴 구조체의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 동시 증착시켜 형성하는 단계는,
    상기 금속 및 제 1 물질의 증착원을 각각 별도로 준비한 후 각각의 증착원으로부터 상기 금속 및 제 1 물질을 상기 광투과성 유전체층의 상부면에 증착하여 형성하는 방법인,
    색채 패턴 구조체의 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 동시 증착시켜 형성하는 단계는,
    상기 금속 및 제 1 물질이 혼합된 혼합물 또는 합금화된 것을 단일 증착원으로 사용하는,
    색채 패턴 구조체의 제조방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 물질이 탄소를 포함할 경우, 상기 금속은 Ag, Al, Au, Co, Cu, Ni, Pd, Pt, Re 및 Zn 중 어느 하나를 포함하는,
    색채 패턴 구조체의 제조방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 물질이 Si, Ge 및 Si-Ge 합금 중 어느 하나를 포함할 경우, 상기 금속은 Ag, Au, Al 및 Zn 중 어느 하나를 포함하는,
    색채 패턴 구조체의 제조방법.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 금속이 도포된 패턴은 서로 이격된 복수의 금속나노입자가 분산된 형태를 가지는,
    색채 패턴 구조체의 제조방법.
  16. 제 8 항에 있어서,
    상기 금속이 도포된 패턴은 복수의 폭 길이를 가지고 연결되어 연장되는 채널 형태를 가지는,
    색채 패턴 구조체의 제조방법.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 물질을 제거하는 단계는, 화학적 식각을 이용하여 제거하는 단계를 포함하는,
    색채 패턴 구조체의 제조방법.
  18. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 물질을 제거하는 단계는, 연소공정을 이용하여 제거하는 단계를 포함하는,
    색채 패턴 구조체의 제조방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102549515B1 (ko) * 2021-07-06 2023-06-30 한국과학기술연구원 선명한 색상을 발현하는 귀금속 부재 및 귀금속 표면의 색채화 방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07228962A (ja) * 1994-02-21 1995-08-29 Kyocera Corp 硬質層被覆部材
JP2002102715A (ja) * 2000-09-29 2002-04-09 Kawasaki Heavy Ind Ltd 金属表面に形成させた触媒及び金属表面に触媒を形成させる方法
KR20090066704A (ko) * 2007-12-20 2009-06-24 한국과학기술연구원 금속 나노복합체 코팅층 및 이의 형성방법
KR20110131719A (ko) * 2010-05-31 2011-12-07 (주)에이엠피테크놀로지 금속 나노입자들을 이용하여 칼라를 제어하는 광학 윈도우 및 그 제조 방법
KR20120133522A (ko) * 2011-05-31 2012-12-11 (주)에이엠피테크놀로지 칼라를 제어하는 광학 윈도우 및 그 제조 방법
KR101529528B1 (ko) * 2014-01-06 2015-06-18 한국과학기술연구원 저반사성 초소수 또는 초발수 유리 및 그 제조방법
KR101674316B1 (ko) * 2015-09-21 2016-11-08 주식회사 포스코 발색 처리된 기판 및 이를 위한 발색 처리방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3021414B1 (fr) * 2014-05-21 2022-09-09 Saint Gobain Miroir colore
US10550041B1 (en) * 2018-10-25 2020-02-04 Raytheon Company Fluoride-based nanocomposite materials for infrared window applications
KR102320587B1 (ko) * 2019-10-22 2021-11-03 한국과학기술연구원 색채화된 표면을 가지는 비금속 부재 및 비금속 표면의 색채화 방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07228962A (ja) * 1994-02-21 1995-08-29 Kyocera Corp 硬質層被覆部材
JP2002102715A (ja) * 2000-09-29 2002-04-09 Kawasaki Heavy Ind Ltd 金属表面に形成させた触媒及び金属表面に触媒を形成させる方法
KR20090066704A (ko) * 2007-12-20 2009-06-24 한국과학기술연구원 금속 나노복합체 코팅층 및 이의 형성방법
KR20110131719A (ko) * 2010-05-31 2011-12-07 (주)에이엠피테크놀로지 금속 나노입자들을 이용하여 칼라를 제어하는 광학 윈도우 및 그 제조 방법
KR20120133522A (ko) * 2011-05-31 2012-12-11 (주)에이엠피테크놀로지 칼라를 제어하는 광학 윈도우 및 그 제조 방법
KR101529528B1 (ko) * 2014-01-06 2015-06-18 한국과학기술연구원 저반사성 초소수 또는 초발수 유리 및 그 제조방법
KR101674316B1 (ko) * 2015-09-21 2016-11-08 주식회사 포스코 발색 처리된 기판 및 이를 위한 발색 처리방법

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