KR20200124000A - Color filter comprising optical resonator having thermo-sensitivity polymer thin film - Google Patents

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KR20200124000A KR1020190047294A KR20190047294A KR20200124000A KR 20200124000 A KR20200124000 A KR 20200124000A KR 1020190047294 A KR1020190047294 A KR 1020190047294A KR 20190047294 A KR20190047294 A KR 20190047294A KR 20200124000 A KR20200124000 A KR 20200124000A
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Abstract

According to various embodiments of the present invention, provided is a color filter including an optical resonator having a thermo-sensitivity polymer thin film which comprises: a substrate; and an optical resonator including a polymer thin film which is stacked on one surface of the substrate and outputs light having a wavelength in accordance with a thickness in response to an ambient temperature. Therefore, the color filter having an optical resonator can be applied to various fields.

Description

온도감응성 고분자 박막을 갖는 광공진기를 포함하는 컬러 필터{COLOR FILTER COMPRISING OPTICAL RESONATOR HAVING THERMO-SENSITIVITY POLYMER THIN FILM}Color filter including optical resonator having temperature-sensitive polymer thin film {COLOR FILTER COMPRISING OPTICAL RESONATOR HAVING THERMO-SENSITIVITY POLYMER THIN FILM}

다양한 실시예들은 온도감응성 고분자 박막을 갖는 광공진기를 포함하는 컬러 필터에 관한 것이다. Various embodiments relate to a color filter including an optical resonator having a temperature-sensitive polymer thin film.

일반적으로 컬러 필터는 광공진기를 포함한다. 광공진기는 두께에 따라 다른 파장의 광을 출사시킨다. 이 때 광공진기로부터 출력되는 광은 파장에 대응하는 컬러로 발현된다. 그런데, 이러한 컬러 필터의 응용 분야가 제한적이다. 따라서, 컬러 필터의 응용 분야를 확장시키기 위한 방안이 요구된다. In general, the color filter includes an optical resonator. The optical resonator emits light of a different wavelength depending on the thickness. At this time, the light output from the optical resonator is expressed in a color corresponding to the wavelength. However, the application fields of such color filters are limited. Therefore, there is a need for a method to expand the application field of the color filter.

다양한 실시예들에 따르면, 온도감응성 고분자 박막을 갖는 광공진기 및 그를 포함하는 컬러 필터가 제공된다. According to various embodiments, an optical resonator having a temperature-sensitive polymer thin film and a color filter including the same are provided.

다양한 실시예들에 따르면, 광공진기가 주변 온도에 반응하여, 두께에 따른 파장의 광을 출사시킬 수 있다. According to various embodiments, the optical resonator may respond to an ambient temperature and emit light having a wavelength according to a thickness.

다양한 실시예들에 따른 컬러 필터는, 기판 및 상기 기판의 일 면에 적층되고, 주변 온도에 반응하여, 두께에 따른 파장의 광을 출력하는 온도감응성 고분자 박막을 포함하는 광 공진기를 포함할 수 있다. The color filter according to various embodiments may include a substrate and an optical resonator including a temperature-sensitive polymer thin film that is stacked on one surface of the substrate and outputs light having a wavelength according to a thickness in response to an ambient temperature. .

다양한 실시예들에 따르면, 광공진기가 온도감응성 고분자 박막을 포함함으로써, 주변 온도에 반응할 수 있다. 이를 통해, 광공진기가 주변 온도에 반응하여, 고분자 박막의 두께에 따른 파장의 광을 출사시킬 수 있다. 이 때 광공진기로부터 출사되는 광은 파장에 대응하는 컬러로 발현될 수 있다. 이를 통해, 광공진기를 갖는 컬러 필터가 다양한 분야에 적용될 수 있다. According to various embodiments, the optical resonator may react to ambient temperature by including a temperature-sensitive polymer thin film. Through this, the optical resonator reacts to the ambient temperature, so that light having a wavelength according to the thickness of the polymer thin film can be emitted. In this case, the light emitted from the optical resonator may be expressed in a color corresponding to the wavelength. Through this, a color filter having an optical resonator can be applied to various fields.

도 1은 다양한 실시예들에 따른 컬러 기판을 도시하는 도면이다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 고분자 박막의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 제 1 실시예에 따른 고분자 박막의 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 제 2 실시예에 따른 고분자 박막의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 제 2 실시예에 따른 고분자 박막의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제 2 실시예에 따른 고분자 박막의 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 제 3 실시예 및 제 4 실시예에 따른 고분자 박막의 구성을 도시하는 도면이다.
도 8 및 도 9는 제 3 실시예에 따른 고분자 박막의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10 및 도 11은 제 3 실시예에 따른 고분자 박막의 특성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12 및 도 13은 제 4 실시예에 따른 고분자 박막의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 14 및 도 15는 제 4 실시예에 따른 고분자 박막의 특성을 설명하기 위한 도면들이다. 1 is a diagram illustrating a color substrate according to various embodiments.
2 is a diagram showing the configuration of a polymer thin film according to the first embodiment.
3 is a view for explaining the characteristics of the polymer thin film according to the first embodiment.
4 is a diagram showing the configuration of a polymer thin film according to a second embodiment.
5 is a view for explaining a method of manufacturing a polymer thin film according to a second embodiment.
6 is a view for explaining the characteristics of the polymer thin film according to the second embodiment.
7 is a diagram showing the configuration of a polymer thin film according to the third and fourth embodiments.
8 and 9 are diagrams for explaining a method of manufacturing a polymer thin film according to a third embodiment.
10 and 11 are views for explaining the properties of the polymer thin film according to the third embodiment.
12 and 13 are diagrams for explaining a method of manufacturing a polymer thin film according to a fourth embodiment.
14 and 15 are views for explaining the characteristics of the polymer thin film according to the fourth embodiment.

이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 다양한 실시예들에 따른 컬러 기판을 도시하는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a color substrate according to various embodiments.

도 1을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 컬러 기판(100)은 기판(110)과 광공진기(120)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a color substrate 100 according to various embodiments may include a substrate 110 and an optical resonator 120.

기판(110)은 광공진기(120)를 지지할 수 있다. 예를 들면, 기판(110)은 유리(glass)로 형성될 수 있다. The substrate 110 may support the optical resonator 120. For example, the substrate 110 may be formed of glass.

광공진기(120)는 기판(110)의 일 면에 적층될 수 있다. 광공진기(120)은 주변 온도에 따라 다른 파장의 광을 출력할 수 있다. 광공진기(120)은 진공, 물(H20), 아세톤(acetone) 및 아이소프로판올(isopropanol; IPA) 등에 내성을 갖도록 제작될 수 있다. 그리고 광공진기(120)는 빛을 이용하여 패터닝될 수 있다. The optical resonator 120 may be stacked on one surface of the substrate 110. The optical resonator 120 may output light of a different wavelength according to the ambient temperature. The optical resonator 120 may be manufactured to be resistant to vacuum, water (H20), acetone, and isopropanol (IPA). In addition, the optical resonator 120 may be patterned using light.

광공진기(120)는 제 1 금속 박막(130), 제 2 금속 박막(140) 및 제 1 금속 박막(130)과 제 2 금속 박막(140) 사이의 고분자 박막(150)을 포함할 수 있다. 제 1 금속 박막(130)이 기판(110)의 일 면에 적층되고, 고분자 박막(150)이 제 1 금속 박막(130)을 사이에 두고 기판(110)의 맞은 편에서 제 1 금속 박막(130)에 적층되며, 제 2 금속 박막(140)이 고분자 박막(150)을 사이에 두고 제 1 금속 박막(130)의 맞은 편에서 고분자 박막(150)에 적층될 수 있다. 제 1 금속 박막(130)과 제 2 금속 박막(140)은 금속 물질, 예컨대 은(Ag)으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제 1 금속 박막(130)과 제 2 금속 박막(140)은 각각 35 nm의 두께로 형성될 수 있다. 고분자 박막(150)은 온도감응성을 가질 수 있다. 이를 통해, 고분자 박막(150)은 주변 온도에 반응하여, 제 2 금속 박막(140)을 통해 입사되는 광 중 고분자 박막(150)의 두께에 따른 파장의 광을 제 1 금속 박막(130)을 통하여 기판(110)으로 출사시킬 수 있다. 여기서, 고분자 박막(150)으로부터 출사되는 광은 파장에 대응하는 컬러로 발현될 수 있다. 예를 들면, 고분자 박막(150)은 10 nm 내지 250 nm 중 어느 한 값의 두께로 형성될 수 있다. The optical resonator 120 may include a first metal thin film 130, a second metal thin film 140, and a polymer thin film 150 between the first metal thin film 130 and the second metal thin film 140. The first metal thin film 130 is stacked on one side of the substrate 110, and the polymer thin film 150 is disposed on the opposite side of the substrate 110 with the first metal thin film 130 therebetween. ), and the second metal thin film 140 may be stacked on the polymer thin film 150 on the opposite side of the first metal thin film 130 with the polymer thin film 150 interposed therebetween. The first metal thin film 130 and the second metal thin film 140 may be formed of a metal material such as silver (Ag). For example, the first metal thin film 130 and the second metal thin film 140 may each have a thickness of 35 nm. The polymer thin film 150 may have temperature sensitivity. Through this, the polymer thin film 150 reacts to the ambient temperature and transmits light having a wavelength according to the thickness of the polymer thin film 150 among the light incident through the second metal thin film 140 through the first metal thin film 130. It can be emitted to the substrate 110. Here, light emitted from the polymer thin film 150 may be expressed in a color corresponding to a wavelength. For example, the polymer thin film 150 may be formed to have a thickness of 10 nm to 250 nm.

다양한 실시예들에 따르면, 광공진기(120)가 온도감응성 고분자 박막(150)을 포함함으로써, 주변 온도에 반응할 수 있다. 이를 통해, 광공진기(120)가 주변 온도에 반응하여, 고분자 박막(150)의 두께에 따른 파장의 광을 출사시킬 수 있다. 이 때 광공진기(120)로부터 출사되는 광은 파장에 대응하는 컬러로 발현될 수 있다. 이를 통해, 광공진기(120)를 갖는 컬러 필터(100)가 다양한 분야에 적용될 수 있다. 예를 들면, 컬러 필터(100)는, 온도감응성 센서, 피부 온도 측정 센서, 표면 온도 분포 매핑 소자, 습도 감응성 센서, 세포 배양/분화용 재료 기판 또는 양물 전달 시스템 등에 적용될 수 있다. According to various embodiments, since the optical resonator 120 includes the temperature-sensitive polymer thin film 150, it may react to the ambient temperature. Through this, the optical resonator 120 reacts to the ambient temperature, so that light having a wavelength according to the thickness of the polymer thin film 150 may be emitted. In this case, light emitted from the optical resonator 120 may be expressed in a color corresponding to a wavelength. Through this, the color filter 100 having the optical resonator 120 can be applied to various fields. For example, the color filter 100 may be applied to a temperature sensitive sensor, a skin temperature measurement sensor, a surface temperature distribution mapping element, a humidity sensitive sensor, a cell culture/differentiation material substrate, or a good material delivery system.

도 2는 제 1 실시예에 따른 고분자 박막(150)의 구성을 도시하는 도면이다. 도 3은 제 1 실시예에 따른 고분자 박막(150)의 특성을 설명하기 위한 도면이다. 2 is a diagram showing the configuration of the polymer thin film 150 according to the first embodiment. 3 is a view for explaining the characteristics of the polymer thin film 150 according to the first embodiment.

제 1 실시예에 따른 고분자 박막(150)은, 도 2에 도시된 바와 같이 표현되는 폴리-엔-이소프로필아크릴아마이드(poly-NIPAM; poly-N-isopropylacrylamide)(250)를 포함할 수 있다. 폴리-엔-이소프로필아크릴아마이드(250)는, 도 3에 도시된 바와 같은 하한 임계 용해 온도(low critical solution temperature; LCST)를 가질 수 있다. 폴리-엔-이소프로필아크릴아마이드(250)는, 하한 임계 용해 온도(LCST) 미만의 온도에서 고분자 형태가 혼합되고, 하한 임계 용해 온도(LCST) 이상의 온도에서 불완전하게 액체가 혼합될 수 있다. 하한 임계 용해 온도(LCST)는 폴리-엔-이소프로필아크릴아마이드(250)의 구성과 구조 뿐 아니라, 폴리-엔-이소프로필아크릴아마이드(250)의 중합도(polymer degree)과 다분산성(polydispersity)에 따라 변할 수 있다. The polymer thin film 150 according to the first embodiment may include a poly-NIPAM (poly-N-isopropylacrylamide) 250 represented as shown in FIG. 2. Poly-ene-isopropyl acrylamide 250 may have a low critical solution temperature (LCST) as shown in FIG. 3. In the poly-ene-isopropylacrylamide 250, a polymer form may be mixed at a temperature less than a lower limit critical dissolution temperature (LCST), and a liquid may be incompletely mixed at a temperature higher than the lower limit critical dissolution temperature (LCST). The lower limit critical dissolution temperature (LCST) depends on the composition and structure of the poly-ene-isopropylacrylamide 250, as well as the polymerization degree and polydispersity of the poly-ene-isopropylacrylamide 250. It can change accordingly.

폴리-엔-이소프로필아크릴아마이드(250)의 하한 임계 용해 온도(LCST)에 따르면, 폴리-엔-이소프로필아크릴아마이드(250)의 상전이 온도는 사람의 체온과 유사하며, 예컨대 30 ℃ 내지 34 ℃에 해당할 수 있다. 폴리-엔-이소프로필아크릴아마이드(250)은 온도에 따라 상전이하면서, 팽윤 정도가 변할 수 있다. 예를 들면, 폴리-엔-이소프로필아크릴아마이드(250)는 조직 공학(tissue engineering) 또는 약물 전달 시스템(drug delivery system) 등에 사용될 수 있다. According to the lower limit critical dissolution temperature (LCST) of the poly-ene-isopropylacrylamide 250, the phase transition temperature of the poly-ene-isopropylacrylamide 250 is similar to the human body temperature, for example, 30 ℃ to 34 ℃ May correspond to. The poly-ene-isopropyl acrylamide 250 may change in phase according to temperature, and the degree of swelling may change. For example, poly-ene-isopropylacrylamide 250 may be used in tissue engineering or drug delivery systems.

이를 통해, 고분자 박막(150)은 온도감응성을 가지므로, 주변 온도에 반응할 수 있다. 고분자 박막(150)은 주변 온도에 반응하여, 제 2 금속 박막(140)을 통해 입사되는 광 중 고분자 박막(150)의 두께에 따른 파장의 광을 제 1 금속 박막(130)을 통하여 기판(110)으로 출사시킬 수 있다. 여기서, 고분자 박막(150)으로부터 출사되는 광은 파장에 대응하는 컬러로 발현될 수 있다.Through this, since the polymer thin film 150 has temperature sensitivity, it can react to the ambient temperature. In response to the ambient temperature, the polymer thin film 150 transmits light having a wavelength corresponding to the thickness of the polymer thin film 150 among the light incident through the second metal thin film 140 through the first metal thin film 130. ) Can be displayed. Here, light emitted from the polymer thin film 150 may be expressed in a color corresponding to a wavelength.

도 4는 제 2 실시예에 따른 고분자 박막(150)의 구성을 도시하는 도면이다. 도 5는 제 2 실시예에 따른 고분자 박막(150)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 제 2 실시예에 따른 고분자 박막(150)의 특성을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram showing a configuration of a polymer thin film 150 according to a second embodiment. 5 is a view for explaining a method of manufacturing the polymer thin film 150 according to the second embodiment. 6 is a view for explaining the characteristics of the polymer thin film 150 according to the second embodiment.

제 2 실시예에 따른 고분자 박막(150)은, 도 4에 도시된 바와 같이 표현되는 고분자 중합체(450)를 포함할 수 있다. 고분자 중합체(450)는 폴리-엔-이소프로필아크릴아마이드(poly-NIPAM; poly-N-isopropylacrylamide)(551)와 글리시딜 메타크릴레이트(GMA; glycidyl methacrylate)(553)를 포함할 수 있다. 이 때 고분자 중합체(450)는, 도 5에 도시된 바와 같이 이소프로필아크릴아마이드(551), 글리시딜 메타크릴레이트(553), 테트라하이드로퓨란(THF; tetrahydrofuran)(555) 및 이조비스이소부??로니트릴(AIBN; 2,2-azobisisobutyronitrile)(557)로부터 생성될 수 있다. 예를 들면, 이소프로필아크릴아마이드(551)가 톨루엔(toluene)과 헥세인(hexane)의 혼합물로부터 재결정화되어 정제될 수 있다. 그리고 슈랭크 플라스크(Schlenk flask)에 이소프로필아크릴아마이드(551), 글리시딜 메타크릴레이트(553), 테트라하이드로퓨란(555) 및 이조비스이소부??로니트릴(557)와 스터링 바가 넣어지고, 3 차례의 freeze-pump-thaw를 통하여 슈랭크 플라스크의 내부가 진공 상태로 될 수 있다. 이러한 상태로, 2 시간 동안 70 ℃의 오일 바스에서, 반응이 이루어질 수 있다. 이 후 헥세인에서 침전되고 25 ℃의 건조 오븐에서 건조될 수 있다. 이를 통해, 고분자 중합체(450)가 획득될 수 있다. The polymer thin film 150 according to the second embodiment may include a polymer polymer 450 expressed as shown in FIG. 4. The polymeric polymer 450 may include poly-ene-isopropylacrylamide (poly-NIPAM; poly-N-isopropylacrylamide) 551 and glycidyl methacrylate (GMA) (553). At this time, the polymer polymer 450 is isopropyl acrylamide (551), glycidyl methacrylate (553), tetrahydrofuran (THF; tetrahydrofuran) (555) and isobisisobu as shown in Figure 5? ?Ronitrile (AIBN; 2,2-azobisisobutyronitrile) (557). For example, isopropyl acrylamide 551 may be purified by recrystallization from a mixture of toluene and hexane. And isopropyl acrylamide (551), glycidyl methacrylate (553), tetrahydrofuran (555), isobisisobu??ronitrile (557) and a stirring bar were put in a Schlenk flask, and Through 3 freeze-pump-thaws, the inside of the Schrank flask can be vacuumed. In this state, the reaction can be carried out in an oil bath at 70° C. for 2 hours. Thereafter, it may be precipitated in hexane and dried in a drying oven at 25°C. Through this, a high molecular polymer 450 may be obtained.

고분자 박막(150)은, 도 6에 도시된 바와 같이 고분자 박막(150)의 두께에 따라, 다른 파장의 광을 출력할 수 있다. 여기서, 고분자 박막(150)으로부터 출사되는 광은 파장에 대응하는 컬러로 발현될 수 있다. 예를 들면, 고분자 박막(150)의 두께가 90 nm이면, 고분자 박막(150)은 파란색의 광을 출력하고, 고분자 박막(150)의 두께가 120 nm이면, 고분자 박막(150)은 초록색의 광을 출력하며, 고분자 박막(150)의 두께가 150 nm이면, 고분자 박막(150)은 빨간색의 광을 출력할 수 있다. 이 때 고분자 박막(150)은 온도감응성을 가지므로, 주변 온도에 반응할 수 있다. 이를 통해, 고분자 박막(150)은 주변 온도에 반응하여, 제 2 금속 박막(140)을 통해 입사되는 광 중 고분자 박막(150)의 두께에 따른 파장의 광을 제 1 금속 박막(130)을 통하여 기판(110)으로 출사시킬 수 있다. 여기서, 고분자 박막(150)으로부터 출사되는 광은 파장에 대응하는 컬러로 발현될 수 있다.The polymer thin film 150 may output light of a different wavelength according to the thickness of the polymer thin film 150 as shown in FIG. 6. Here, light emitted from the polymer thin film 150 may be expressed in a color corresponding to a wavelength. For example, if the thickness of the polymer thin film 150 is 90 nm, the polymer thin film 150 outputs blue light, and if the thickness of the polymer thin film 150 is 120 nm, the polymer thin film 150 is green light. Is output, and if the thickness of the polymer thin film 150 is 150 nm, the polymer thin film 150 may output red light. At this time, since the polymer thin film 150 has temperature sensitivity, it can react to ambient temperature. Through this, the polymer thin film 150 reacts to the ambient temperature and transmits light having a wavelength according to the thickness of the polymer thin film 150 among the light incident through the second metal thin film 140 through the first metal thin film 130. It can be emitted to the substrate 110. Here, light emitted from the polymer thin film 150 may be expressed in a color corresponding to a wavelength.

도 7은 제 3 실시예 및 제 4 실시예에 따른 고분자 박막(150)의 구성을 도시하는 도면이다. 7 is a diagram showing the configuration of the polymer thin film 150 according to the third and fourth embodiments.

제 3 실시예 및 제 4 실시예에 따른 고분자 박막(150)은, 도 7에 도시된 바와 같이 고분자 화합물(750)을 포함할 수 있다. 고분자 화합물(750)은 고분자 중합체(도 4의 고분자 중합체(450))(851, 1251)와 가교제(853, 1253)를 포함할 수 있다. 이 때 가교제(853, 1253)는 벤질 링커(853) 또는 헥실 링커(1253) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. The polymer thin film 150 according to the third and fourth embodiments may include a polymer compound 750 as shown in FIG. 7. The polymer compound 750 may include a polymer polymer (polymer polymer 450 in FIG. 4) (851, 1251) and crosslinking agents (853, 1253). In this case, the crosslinking agents 853 and 1253 may include at least one of a benzyl linker 853 and a hexyl linker 1253.

도 8 및 도 9는 제 3 실시예에 따른 고분자 박막(150)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 도 10 및 도 11은 제 3 실시예에 따른 고분자 박막(150)의 특성을 설명하기 위한 도면들이다. 8 and 9 are views for explaining a method of manufacturing the polymer thin film 150 according to the third embodiment. 10 and 11 are views for explaining the characteristics of the polymer thin film 150 according to the third embodiment.

제 3 실시예에 따른 고분자 화합물(750)은, 도 8에 도시된 바와 같이 고분자 중합체(851)와 벤질 링커(853)를 포함할 수 있다. 이 때 벤질 링커(853)는, 도 9에 도시된 바와 같이 4,4’-메틸렌비스(4,4’-methylenebis; 페닐 이소사이아네이트(phenyl isocyanate))(951)와 2-니트로벤질 알코올(2-nitrobenzyl alcohol)(953)로부터 생성될 수 있다. 예를 들면, 4,4’-메틸렌비스(951), 2-니트로벤질 알코올(953), 디부틸주석 디라우레이트(DBTL; dibutyltin dilaurate)(미도시) 및 테트라하이드로퓨란(THF)(미도시)이 혼합되어, 하룻밤 동안 스터링될 수 있다. 그리고 회전감압농축기를 이용하여 증발되고, 헥세인을 이용하여 재결정화될 수 있다. 이를 통해, 벤질 링커(853)가 획득될 수 있다. 이 후 고분자 중합체(851), 벤질 링커(853) 및 사이클로펜탄온(cyclopentanone)(미도시)이 혼합되어, 기판(110) 상에 적층된 제 1 금속 박막(130)에 스핀코팅(spin coating)될 수 있다. 그리고 대략 20 분 동안 자외선 광이 조사되고, 120 ℃의 진공 오븐에서 고온 어닐링됨에 따라, 고분자 화합물(750)이 획득될 수 있다. 아울러, 아세톤(acetone), 이소프로판올(IPA) 및 물에서, 고분자 화합물(750)에 대한 스트리핑 테스트(stripping test)가 수행될 수 있다. The polymer compound 750 according to the third embodiment may include a polymer polymer 851 and a benzyl linker 853 as shown in FIG. 8. In this case, the benzyl linker 853 is 4,4'-methylenebis (phenyl isocyanate) 951 and 2-nitrobenzyl alcohol as shown in FIG. 9 It may be produced from (2-nitrobenzyl alcohol) (953). For example, 4,4'-methylenebis (951), 2-nitrobenzyl alcohol (953), dibutyltin dilaurate (DBTL) (not shown) and tetrahydrofuran (THF) (not shown) ) Can be mixed and stirred overnight. And it can be evaporated using a rotary vacuum concentrator and recrystallized using hexane. Through this, a benzyl linker 853 may be obtained. Thereafter, a polymer polymer (851), a benzyl linker (853) and a cyclopentanone (not shown) were mixed, and the first metal thin film (130) laminated on the substrate (110) was spin coated Can be. In addition, ultraviolet light is irradiated for about 20 minutes, and high-temperature annealing in a vacuum oven at 120° C. may result in the polymer compound 750 being obtained. In addition, in acetone, isopropanol (IPA), and water, a stripping test for the polymer compound 750 may be performed.

이를 통해, 고분자 박막(150)은 온도감응성을 가지므로, 도 10에 도시된 바와 같이 주변 온도에 반응할 수 있다. 고분자 박막(150)은, 하기 [표 1]에 개시되는 바와 같이 주변 온도에 반응하여, 제 2 금속 박막(140)을 통해 입사되는 광 중 고분자 박막(150)의 두께에 따른 파장의 광을 제 1 금속 박막(130)을 통하여 기판(110)으로 출사시킬 수 있다. 여기서, 고분자 박막(150)의 투과율이 주변 온도에 따른 변할 수 있다. 그리고 도 11에 도시된 바와 같이 고분자 박막(150)으로부터 출사되는 광은 파장에 대응하는 컬러로 발현될 수 있다. Through this, since the polymer thin film 150 has temperature sensitivity, it can react to the ambient temperature as shown in FIG. 10. The polymer thin film 150 responds to the ambient temperature as disclosed in the following [Table 1], and removes light having a wavelength according to the thickness of the polymer thin film 150 among the light incident through the second metal thin film 140. 1 It may be emitted to the substrate 110 through the metal thin film 130. Here, the transmittance of the polymer thin film 150 may vary depending on the ambient temperature. In addition, as shown in FIG. 11, light emitted from the polymer thin film 150 may be expressed in a color corresponding to a wavelength.

Figure pat00001
Figure pat00001

도 12 및 도 13은 제 4 실시예에 따른 고분자 박막(150)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 도 14 및 도 15는 제 4 실시예에 따른 고분자 박막(150)의 특성을 설명하기 위한 도면들이다. 12 and 13 are views for explaining a method of manufacturing the polymer thin film 150 according to the fourth embodiment. 14 and 15 are diagrams for explaining the characteristics of the polymer thin film 150 according to the fourth embodiment.

제 4 실시예에 따른 고분자 화합물(750)은, 도 12에 도시된 바와 같이 고분자 중합체(1251)와 헥실 링커(1253)를 포함할 수 있다. 이 때 헥실 링커(1253)는, 도 13에 도시된 바와 같이 헬사메틸렌 디이소사이아네이트(hexamethylene diisocyanate)(1351)와 2-니트로벤질 알코올(2-nitrobenzyl alcohol)(1353)로부터 생성될 수 있다. 예를 들면, 헬사메틸렌 디이소사이아네이트(1351), 2-니트로벤질 알코올(1353), 디부틸주석 디라우레이트(DBTL)(미도시) 및 테트라하이드로퓨란(THF)(미도시)이 혼합되어, 하룻밤 동안 스터링될 수 있다. 그리고 회전감압농축기를 이용하여 증발되고, 헥세인을 이용하여 재결정화될 수 있다. 이를 통해, 헥실 링커(1253)가 획득될 수 있다. 이 후 고분자 중합체(1251), 헥실 링커(1253) 및 사이클로펜탄온(cyclopentanone)이 혼합되어, 기판(110) 상에 적층된 제 1 금속 박막(130)에 스핀코팅(spin coating)될 수 있다. 그리고 대략 20 분 동안 자외선 광이 조사되고, 120 ℃의 진공 오븐에서 고온 어닐링됨에 따라, 고분자 화합물(750)이 획득될 수 있다. 아울러, 아세톤(acetone), 이소프로판올(IPA) 및 물에서, 고분자 화합물(750)에 대한 스트리핑 테스트가 수행될 수 있다. The polymer compound 750 according to the fourth embodiment may include a polymer polymer 1251 and a hexyl linker 1253 as shown in FIG. 12. At this time, the hexyl linker 1253 may be generated from hexamethylene diisocyanate 1351 and 2-nitrobenzyl alcohol 1353, as shown in FIG. 13. . For example, helsamethylene diisocyanate (1351), 2-nitrobenzyl alcohol (1353), dibutyltin dilaurate (DBTL) (not shown) and tetrahydrofuran (THF) (not shown) are mixed So it can be stirred overnight. Then, it may be evaporated using a rotary vacuum concentrator and recrystallized using hexane. Through this, a hexyl linker 1253 may be obtained. Thereafter, the polymer polymer 1251, the hexyl linker 1253, and cyclopentanone are mixed, and the first metal thin film 130 stacked on the substrate 110 may be spin-coated. In addition, ultraviolet light is irradiated for about 20 minutes, and high-temperature annealed in a vacuum oven at 120° C., thereby obtaining a polymer compound 750. In addition, in acetone, isopropanol (IPA), and water, a stripping test for the polymer compound 750 may be performed.

이를 통해, 고분자 박막(150)은 온도감응성을 가지므로, 도 14에 도시된 바와 같이 주변 온도에 반응할 수 있다. 고분자 박막(150)은, 하기 [표 2]에 개시되는 바와 같이 주변 온도에 반응하여, 제 2 금속 박막(140)을 통해 입사되는 광 중 고분자 박막(150)의 두께에 따른 파장의 광을 제 1 금속 박막(130)을 통하여 기판(110)으로 출사시킬 수 있다. 여기서, 고분자 박막(150)의 투과율이 주변 온도에 따른 변할 수 있다. 그리고 도 15에 도시된 바와 같이 고분자 박막(150)으로부터 출사되는 광은 파장에 대응하는 컬러로 발현될 수 있다. 예를 들면, 도 15의 (a)는 25 ℃에서 고분자 박막(150)을 나타내고, 도 15의 (b)는 30 ℃에서 고분자 박막(150)을 나타내며, 도 15의 (c)는 40 ℃에서 고분자 박막(150)을 나타낼 수 있다. Through this, since the polymer thin film 150 has temperature sensitivity, it can react to the ambient temperature as shown in FIG. 14. The polymer thin film 150 responds to the ambient temperature as disclosed in the following [Table 2], and removes light having a wavelength according to the thickness of the polymer thin film 150 among the light incident through the second metal thin film 140. 1 It may be emitted to the substrate 110 through the metal thin film 130. Here, the transmittance of the polymer thin film 150 may vary depending on the ambient temperature. And, as shown in FIG. 15, light emitted from the polymer thin film 150 may be expressed in a color corresponding to a wavelength. For example, Figure 15 (a) shows the polymer thin film 150 at 25 °C, Figure 15 (b) shows the polymer thin film 150 at 30 °C, and Figure 15 (c) shows the polymer thin film 150 at 40 °C. A polymer thin film 150 may be represented.

Figure pat00002
Figure pat00002

다양한 실시예들에 따른 컬러 필터(100)는, 기판(110) 및 기판(110)의 일 면에 적층되고, 주변 온도에 반응하여, 두께에 따른 파장의 광을 출력하는 고분자 박막(150)을 포함하는 광 공진기(120)를 포함할 수 있다. The color filter 100 according to various embodiments includes a polymer thin film 150 that is stacked on the substrate 110 and one surface of the substrate 110 and responds to an ambient temperature and outputs light having a wavelength according to a thickness. It may include an optical resonator 120 to include.

다양한 실시예들에 따르면, 고분자 박막(150)은, 폴리-엔-이소프로필아크릴아마이드(poly-NIPAM; poly-N-isopropylacrylamide)(250)를 포함할 수 있다. According to various embodiments, the polymer thin film 150 may include poly-NIPAM (poly-N-isopropylacrylamide) 250.

다양한 실시예들에 따르면, 고분자 박막(150)은, 폴리-엔-이소프로필아크릴아마이드(poly-NIPAM; poly-N-isopropylacrylamide)(551)와 글리시딜 메타크릴레이트(GMA; glycidyl methacrylate)(553)를 포함하며, 폴리-엔-이소프로필아크릴아마이드(551)와 글리시딜 메타크릴레이트(553)가 반응하여 생성되는 고분자 중합체(450)일 수 있다. According to various embodiments, the polymer thin film 150 includes poly-NIPAM (poly-N-isopropylacrylamide) 551 and glycidyl methacrylate (GMA) ( 553), and may be a polymer polymer 450 produced by reacting poly-ene-isopropyl acrylamide 551 and glycidyl methacrylate 553.

다양한 실시예들에 따르면, 고분자 박막(150)은, 벤질 링커(853) 또는 헥실 링커(1253) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가교제(853, 1253)를 더 포함하며, 고분자 중합체(450, 851, 1251)와 가교제(853, 1253)가 반응하여 생성될 수 있다. According to various embodiments, the polymer thin film 150 further includes crosslinking agents 853 and 1253 including at least any one of a benzyl linker 853 or a hexyl linker 1253, and the polymer polymers 450, 851, 1251) and crosslinking agents (853, 1253) may be produced by reacting.

다양한 실시예들에 따르면, 벤질 링커(853)는 4,4’-메틸렌비스(4,4’-methylenebis; 페닐 이소사이아네이트(phenyl isocyanate))(951)와 2-니트로벤질 알코올(2-nitrobenzyl alcohol)(953)이 반응하여 생성될 수 있다. According to various embodiments, the benzyl linker 853 is 4,4'-methylenebis (4,4'-methylenebis; phenyl isocyanate) 951 and 2-nitrobenzyl alcohol (2- It may be produced by reacting nitrobenzyl alcohol) (953).

다양한 실시예들에 따르면, 헥실 링커(1253)는 헬사메틸렌 디이소사이아네이트(hexamethylene diisocyanate)(1351)와 2-니트로벤질 알코올(2-nitrobenzyl alcohol)(1353)이 반응하여 생성될 수 있다. According to various embodiments, the hexyl linker 1253 may be generated by reacting hexamethylene diisocyanate 1351 and 2-nitrobenzyl alcohol 1351.

다양한 실시예들에 따르면, 광 공진기(120)는, 기판(110)과 고분자 박막(150) 사이에 개재되는 제 1 금속 박막(130) 및 고분자 박막(150)을 사이에 두고, 제 1 금속 박막(130)의 맞은 편에 적층되는 제 2 금속 박막(140)을 더 포함할 수 있다. According to various embodiments, the optical resonator 120 includes a first metal thin film 130 and a polymer thin film 150 interposed between the substrate 110 and the polymer thin film 150, and It may further include a second metal thin film 140 stacked on the opposite side of the (130).

다양한 실시예들에 따르면, 제 1 금속 박막(130)과 제 2 금속 박막(140)은, 은(Ag)을 포함할 수 있다. According to various embodiments, the first metal thin film 130 and the second metal thin film 140 may include silver (Ag).

다양한 실시예들에 따르면, 고분자 박막(150)은, 10 nm 내지 250 nm 중 어느 한 값의 두께로 형성될 수 있다. According to various embodiments, the polymer thin film 150 may be formed to have a thickness of 10 nm to 250 nm.

다양한 실시예들에 따르면, 제 1 금속 박막(130)과 제 2 금속 박막(140)은, 각각 35 nm의 두께로 형성될 수 있다. According to various embodiments, the first metal thin film 130 and the second metal thin film 140 may each have a thickness of 35 nm.

다양한 실시예들에 따르면, 광공진기(120)가 온도감응성 고분자 박막(150)을 포함함으로써, 주변 온도에 반응할 수 있다. 이를 통해, 광공진기(120)가 주변 온도에 반응하여, 고분자 박막(150)의 두께에 따른 파장의 광을 출사시킬 수 있다. 이 때 광공진기(120)로부터 출사되는 광은 파장에 대응하는 컬러로 발현될 수 있다. 이를 통해, 광공진기(120)를 갖는 컬러 필터(100)가 다양한 분야에 적용될 수 있다. 예를 들면, 컬러 필터(100)는, 온도감응성 센서, 피부 온도 측정 센서, 표면 온도 분포 매핑 소자, 습도 감응성 센서, 세포 배양/분화용 재료 기판 또는 양물 전달 시스템 등에 적용될 수 있다. According to various embodiments, since the optical resonator 120 includes the temperature-sensitive polymer thin film 150, it may react to the ambient temperature. Through this, the optical resonator 120 reacts to the ambient temperature, so that light having a wavelength according to the thickness of the polymer thin film 150 may be emitted. In this case, light emitted from the optical resonator 120 may be expressed in a color corresponding to a wavelength. Through this, the color filter 100 having the optical resonator 120 can be applied to various fields. For example, the color filter 100 may be applied to a temperature sensitive sensor, a skin temperature measurement sensor, a surface temperature distribution mapping element, a humidity sensitive sensor, a cell culture/differentiation material substrate, or a good material delivery system.

본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.Various embodiments of the present document and terms used therein are not intended to limit the technology described in this document to a specific embodiment, and should be understood to include various modifications, equivalents, and/or substitutes of the corresponding embodiment. In connection with the description of the drawings, similar reference numerals may be used for similar elements. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this document, expressions such as "A or B", "at least one of A and/or B", "A, B or C" or "at least one of A, B and/or C" are all of the items listed together. It can include possible combinations. Expressions such as "first", "second", "first" or "second" can modify the corresponding elements regardless of their order or importance, and are only used to distinguish one element from another. The components are not limited. When it is mentioned that a certain (eg, first) component is “(functionally or communicatively) connected” or “connected” to another (eg, second) component, the certain component is It may be directly connected to the component, or may be connected through another component (eg, a third component).

다양한 실시예들에 따르면, 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 통합 이전에 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. According to various embodiments, each component of the described components may include a singular number or a plurality of entities. According to various embodiments, one or more of the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components may be added. Alternatively or additionally, a plurality of components may be integrated into one component. In this case, the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components in the same or similar to that performed by the corresponding component among the plurality of components prior to integration.

Claims (10)

컬러 필터에 있어서,
기판; 및
상기 기판의 일 면에 적층되고, 주변 온도에 반응하여, 두께에 따른 파장의 광을 출력하는 고분자 박막을 포함하는 광 공진기를 포함하는 컬러 필터.
In the color filter,
Board; And
A color filter including an optical resonator stacked on one surface of the substrate and including a polymer thin film that responds to an ambient temperature and outputs light having a wavelength according to a thickness.
 제 1 항에 있어서, 상기 고분자 박막은,
폴리-엔-이소프로필아크릴아마이드(poly-N-isopropylacrylamide)를 포함하는 컬러 필터.
The method of claim 1, wherein the polymer thin film,
Color filters containing poly-N-isopropylacrylamide.
 제 2 항에 있어서, 상기 고분자 박막은,
글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate)를 더 포함하며,
상기 폴리-엔-이소프로필아크릴아마이드와 상기 글리시딜 메타크릴레이트가 반응하여 생성되는 고분자 중합체인 컬러 필터.
The method of claim 2, wherein the polymer thin film,
Further comprising glycidyl methacrylate (glycidyl methacrylate),
A color filter that is a polymer polymer produced by reacting the poly-ene-isopropylacrylamide with the glycidyl methacrylate.
 제 3 항에 있어서, 상기 고분자 박막은,
벤질 링커 또는 헥실 링커 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가교제를 더 포함하며,
상기 고분자 중합체와 상기 가교제가 반응하여 생성되는 컬러 필터.
The method of claim 3, wherein the polymer thin film,
Further comprising a crosslinking agent comprising at least any one of a benzyl linker or a hexyl linker,
A color filter produced by reacting the polymer and the crosslinking agent.
 제 4 항에 있어서,
상기 벤질 링커는 4,4’-메틸렌비스(4,4’-methylenebis)와 2-니트로벤질 알코올(2-nitrobenzyl alcohol)이 반응하여 생성되는 컬러 필터.
The method of claim 4,
The benzyl linker is a color filter produced by reacting 4,4'-methylenebis and 2-nitrobenzyl alcohol.
 제 4 항에 있어서,
상기 헥실 링커는 헬사메틸렌 디이소사이아네이트(hexamethylene diisocyanate)와 2-니트로벤질 알코올이 반응하여 생성되는 컬러 필터.
The method of claim 4,
The hexyl linker is a color filter produced by reacting helsamethylene diisocyanate and 2-nitrobenzyl alcohol.
 제 1 항에 있어서, 상기 광 공진기는,
상기 기판과 상기 고분자 박막 사이에 개재되는 제 1 금속 박막; 및
상기 고분자 박막을 사이에 두고, 상기 제 1 금속 박막의 맞은 편에 적층되는 제 2 금속 박막을 더 포함하는 컬러 필터.
The method of claim 1, wherein the optical resonator,
A first metal thin film interposed between the substrate and the polymer thin film; And
A color filter further comprising a second metal thin film stacked opposite the first metal thin film with the polymer thin film therebetween.
 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 금속 박막과 상기 제 2 금속 박막은,
은(Ag)을 포함하는 컬러 필터.
The method of claim 7, wherein the first metal thin film and the second metal thin film,
Color filter containing silver (Ag).
 제 1 항에 있어서, 상기 고분자 박막은,
10 nm 내지 250 nm 중 어느 한 값의 두께로 형성되는 컬러 필터.
The method of claim 1, wherein the polymer thin film,
A color filter formed with a thickness of any one of 10 nm to 250 nm.
 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 금속 박막과 상기 제 2 금속 박막은, 각각
35 nm의 두께로 형성되는 컬러 필터. The method of claim 8, wherein the first metal thin film and the second metal thin film are each
Color filter formed to a thickness of 35 nm.
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