KR20210041944A - 다공성 양극 산화 알미늄 기반 적외선 방사체 소자 - Google Patents
다공성 양극 산화 알미늄 기반 적외선 방사체 소자 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 적외선 방사체 소자는 전자 회로를 포함하며, 일면에 적외선 반사면이 형성된 기판; 상기 적외선 반사면으로부터 이격 구비되며, 다공성 물질을 포함하는 멤브레인; 및 상기 기판 상에 형성되며, 일측이 상기 멤브레인과 연결되는 적어도 하나 이상의 지지 기둥을 포함하고, 상기 기판에 인가된 전력은 상기 지지 기둥을 통해 상기 멤브레인으로 전달되어 열에너지를 발생시키며, 상기 발생되는 열에너지에 따라 상기 멤브레인으로부터 소정 크기의 에너지를 갖는 적외선이 방사되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 적외선 방사체 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다공성 양극 산화 알미늄 기반 적외선 방사체 소자에 관한 것이다.
적외선 영상 투사기(infrared image projection)는 적외선 센서의 동작을 평가하기 위한 장치로서, 회로 기판 상에 형성된 단일 신호 입력 회로 및 적외선 방사체 소자로 이루어진 단위 픽셀들의 집단으로 구성된다.
적외선 영상 투사기는 다음과 같이 동작한다.
회로 기판에 전력이 공급되면, 공급된 전력에 의해 적외선 방사체 소자가 가열(Joule heating)되며, 적외선 방사체 소자는 가열 온도에 따라 소정 크기의 적외선 에너지를 방출한다. 즉, 적외선 방사체 소자는 적외선 방사체 소자에 인가되는 전력량에 따라 상이한 온도 표현이 가능하며, 적외선 방사체 소자를 대면적화 함에 따라 적외선 영상 구현이 가능하다.
최근에는 적외선 센서 기술의 발달로 향상된 동작 속도를 갖는 적외선 센서들이 개발되고 있으며, 이의 성능을 평가하기 위해 빠른 동작 속도를 갖는 적외선 영상 투사기 또한 함께 개발되고 있다.
구체적으로, 적외선 영상 투사기의 빠른 동작 속도를 구현하기 위해 오버 드라이빙 제어 회로(over driving control circuit)를 적용하거나 적외선 방사체 소자의 설계 변경을 통해 열응답 속도(열용량, 열전도도 등)를 개선하는 방식 등이 도입되고 있다.
그러나 전술한 방식들을 통해 적외선 영상 투사기의 동작 속도를 향상시키는데 한계가 존재하며, 근본적으로는 빠른 열응답 속도를 갖는 물질을 기반으로 하는 적외선 방사체 소자를 제조할 필요성이 있다.
본 발명은 빠른 열응답 속도를 갖는 적외선 방사체 소자 및 고속 동작하는 적외선 영상 투사기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 적외선 방사체 소자는 전자 회로를 포함하며, 일면에 적외선 반사면이 형성된 기판; 상기 적외선 반사면으로부터 이격 구비되며, 다공성 물질을 포함하는 멤브레인; 및 상기 기판 상에 형성되며, 일측이 상기 멤브레인과 연결되는 적어도 하나 이상의 지지 기둥을 포함하고, 상기 기판에 인가된 전력은 상기 지지 기둥을 통해 상기 멤브레인으로 전달되어 열에너지를 발생시키며, 상기 발생되는 열에너지에 따라 상기 멤브레인으로부터 소정 크기의 에너지를 갖는 적외선이 방사되는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 있어서, 상기 멤브레인은, 제1 영역 및 제2 영역으로 구분되는 지지층; 상기 제1 영역 상에 형성된 저항층; 상기 제2 영역 상에 형성된 흡수층; 및 상기 저항층 상에 형성된 보호층을 포함하고, 상기 지지층 및 상기 보호층은, 상기 다공성 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 있어서, 상기 다공성 물질은, 양극 산화법에 의해 제조된 다공성 양극 산화 알미늄인 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 있어서, 상기 지지층의 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 상이한 기공률을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 영역은, 상기 제1 영역 보다 큰 기공률을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 있어서, 상기 멤브레인은, 방사하고자 하는 적외선 파장에 따라 상기 기판으로부터 1㎛ 이상 3㎛ 이하의 간격을 갖도록 이격 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판은, 상기 전자 회로와 오버랩 되는 영역에 오픈 패드를 포함하며, 상기 지지 기둥은, 일측이 상기 제1 영역과 연결되고, 타측이 상기 오픈 패드와 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 있어서, 상기 멤브레인은, 상기 저항층이 형성된 저항부 영역과 상기 흡수층이 형성된 흡수부 영역으로 구분되며, 상기 저항부 영역은, 상기 흡수부 영역보다 두꺼운 두께로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 있어서, 상기 적외선 반사면은, 금속층 및 전도성 세라믹층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 적외선 영상 투사기는, 전술한 적외선 방사체 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 적외선 방사체 소자는 빠른 열응답 속도를 가지며, 높은 프레임 속도(frame rate)를 갖는 적외선 영상 표현이 가능한 효과가 있다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따르면, 적외선 방사체 소자를 구성하는 멤브레인은 다공성 물질, 바람직하게는 다공성 양극 산화 알미늄을 포함하여, 높은 열전도도 및 낮은 열용량을 동시에 구현할 수 있으며, 빠른 열응답 속도를 가질 수 있다.
이 때, 다공성 소재의 기공률을 증가시킴으로써 추가적인 열용량 감소가 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 적외선 방사체 소자는 알루미늄 산화막의 우수한 기계적 강도 및 열적 안정성으로 고온에서 안정적으로 동작할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 방사체 소자의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A’을 따라 취한 적외선 방사체 소자의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인의 설계도이다.
도 4는 도 3에 도시된 멤브레인의 제2 영역의 기공률에 따른 적외선 방사체 소자의 열용량 감소율을 나타낸 그래프이다.
도 2는 도 1의 A-A’을 따라 취한 적외선 방사체 소자의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인의 설계도이다.
도 4는 도 3에 도시된 멤브레인의 제2 영역의 기공률에 따른 적외선 방사체 소자의 열용량 감소율을 나타낸 그래프이다.
적외선 방사체 소자는 적외선 영상 투사기를 구성하는 단위 픽셀 (pixel)을 이루는 하나의 구성으로, 적외선 영상을 구현하기 위한 것일 수 있다.
적외선 방사체 소자의 동작 속도는 열전도도 및 열용량에 의해 결정될 수 있다. 구체적으로, 적외선 방사체 소자는 높은 열전도 특성을 가지면서 열용량은 낮을수록 빠르게 동작할 수 있다.
그러나 열전도도와 열용량을 결정하는 비열은 물질 고유의 특성이므로, 적외선 방사체 소자의 구조 변경을 통해서 열응답 속도를 향상시키는데 한계가 있었다.
본 발명의 실시예에 따르면, 다공성 물질, 바람직하게는 다공성 양극 산화 알미늄(AAO, Anodic Aluminum Oxide)을 포함함으로써 열응답 속도가 향상된 적외선 방사체 소자(100)를 제공할 수 있다.
이하에서는, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 적외선 방사체 소자(100)에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적외선 방사체 소자의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A’을 따라 취한 적외선 방사체 소자의 단면도이다.
적외선 방사체 소자(100)는 기판(110)과 멤브레인(120)으로 이루어질 수 있다.
기판(110)은 전자 회로를 포함하는 실리콘 기판일 수 있으며, 외부 전력은 전자 회로에 인가될 수 있다.
기판(110)은 전자 회로와 오버랩 되는 영역에 오픈 패드(113)를 포함할 수 있으며, 외부 전력은 오픈 패드(113)를 통해 전자 회로에 인가될 수 있다.
기판(110)의 일면에는 적외선 반사면(111)이 형성될 수 있다. 적외선 반사면(111)은 오픈 패드(113)가 형성된 영역을 제외한 영역 전부 또는 일부에 형성될 수 있다.
적외선 반사면(111)은 적층 구조일 수 있으며, 자세하게는, 금속층 및 전도성 세라믹층이 적층되어 형성된 구조일 수 있다. 예를 들어, 적외선 반사면(111)은 알루미늄 박막 상에 전도성 세라믹 소재가 적층되어 형성될 수 있으며, 각각의 층은 수십 내지 수백 nm 두께로 형성될 수 있다. 전도성 세라믹층은 금속층의 산화를 방지하면서 금속층의 반사율을 향상시킬 수 있다.
멤브레인(120)은 기판(110)으로부터 이격 구비될 수 있으며, 이로써 기판(110)과 열적으로 격리될 수 있다.
멤브레인(120)은 방사하고자 하는 적외선 파장에 따라 기판(110)으로부터 상이한 이격 거리(g)를 갖도록 구비될 수 있으며, 바람직하게는 1㎛ 이상 3㎛ 이하의 간격을 갖도록 이격 구비될 수 있다. 구체적으로, 멤브레인(120)은 기판(110)과의 이격 거리(g)가 좁을수록 짧은 파장의 적외선을 방사할 수 있다.
또한, 멤브레인(120)은 다공성 물질을 포함할 수 있으며, 이와 관련하여서는 멤브레인(120)의 구조와 함께 후술한다.
한편, 멤브레인(120)은 지지 기둥(112)에 의해 기판(110)으로부터 소정 간격만큼 이격 구비될 수 있다.
기판(110) 상에는 지지 기둥(112)이 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 기판(110) 상에 형성된 지지 기둥(112)은 멤브레인(120)을 기계적, 구조적으로 지지하기 위해 일측이 멤브레인(120)과 연결될 수 있다.
즉, 지지 기둥(112)은 일측은 멤브레인(120)과 연결되고, 타측은 기판(110)과 연결될 수 있으며, 자세하게는, 기판(110) 상에 형성된 오픈 패드(113)와 연결될 수 있다.
따라서, 지지 기둥(112)은 멤브레인(120)을 구조적으로 지지함과 동시에 기판(110)에 인가된 전력을 멤브레인(120)으로 전달하는 채널 (channel)의 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 지지 기둥(112)은 알루미늄, 텅스텐 등과 같이 전도성이 우수한 금속으로 형성될 수 있다.
다음으로는, 멤브레인(120)의 구조에 대하여 설명한다.
멤브레인(120)은 지지층(121), 저항층(122), 흡수층(123) 및 보호층 (124)으로 이루어질 수 있다.
각각의 층(121 내지 124)은 수 내지 수백 nm 두께로 형성될 수 있다.
또한, 멤브레인(120)은 전술한 바와 같이 다공성 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 멤브레인(120)의 지지층(121) 및 보호층(124)은 다공성 물질을 포함할 수 있다.
지지층(121)은 멤브레인(120)의 골격을 형성하며, 절연 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 지지층(121)은 산화막이 형성된 다공성 물질로 형성될 수 있다.
지지층(121)은 제1 영역(121a) 및 제2 영역(121b)으로 구분될 수 있다. 제1 영역(121a) 및 제2 영역(121b)은 상부에 형성되는 층에 따라 구분되는 영역일 수 있다.
제1 영역(121a)에는 저항층(122) 및 보호층(124)이 차례로 적층되어 형성될 수 있다.
저항층(122)은 기판(110)으로부터 전달받은 전력에 의해 가열(Joule heating)되어 열에너지를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 저항층(122)은 산화막, 질화막 등과 같이 저항이 낮은 물질로 형성될 수 있다.
한편, 전술한 것과 같이 멤브레인(120)으로의 전력 전달은 지지 기둥(112)에 의해 이루어질 수 있다. 따라서, 지지 기둥(112)의 일측은 전력에 의해 가열되는 저항층(122)이 형성된 제1 영역(121a)과 연결될 수 있다.
보호층(124)은 저항층(122)을 화학 반응으로부터 보호할 수 있다. 예를 들어, 보호층(124)은 산화막이 형성된 다공성 물질로 형성될 수 있다.
제2 영역(121b)에는 흡수층(123)이 형성될 수 있다.
흡수층(123)은 멤브레인(120)의 적외선 방사율을 높이기 위해 구비된 것일 수 있다. 이를 위해, 흡수층(123)은 티타늄, 텅스텐, 금, 은, 구리, 실리콘 또는 폴리 실리콘 등과 같은 물질로 형성될 수 있다.
한편, 전술한 바에 따르면, 저항층(122) 및 흡수층(123)은 지지층(121)의 서로 다른 영역(각각 제1 영역(121a) 및 제2 영역(121b))에 형성될 수 있다.
따라서, 멤브레인(120)은 저항층(122)이 형성된 저항부 영역(120a)과 흡수층(123)이 형성된 흡수부 영역(120b)으로 구분될 수 있다.
저항부 영역(120a)은 지지층의 제1 영역(121a), 저항층(122) 및 보호층(124)을 포함하며, 흡수부 영역(120b)은 지지층의 제2 영역(121b) 및 흡수층(123)을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 저항부 영역(120a)은 패턴화된 영역일 수 있다.
또한, 저항부 영역(120a)은 흡수부 영역(120b)보다 두꺼운 두께로 형성될 수 있다.
정리하면, 적외선 방사체 소자(100)는 기판(110)에 인가된 전력이 지지 기둥(112)을 통해 멤브레인(120)으로 전달되어 열에너지를 발생시키며, 발생되는 열에너지에 따라 멤브레인(120)으로부터 소정 크기의 에너지를 갖는 적외선이 방사됨으로써 작동할 수 있다.
이 때, 본 발명의 실시예에 따른 적외선 방사체 소자(100)는 고속 작동을 위해 높은 열전도도 및 낮은 열용량을 갖는 물질을 포함하도록 이루어질 수 있다.
자세하게는, 멤브레인(120)의 지지층(121) 및 보호층(124)이 다공성 물질을 포함할 수 있다.
예를 들어, 다공성 물질은 다공성 금속일 수 있다. 이 때, 금속 소재는 적외선 방사체 소자(100)의 열전도도를 향상시키며, 다공성 구조는 금속 소재의 밀도를 감소시켜 적외선 방사체 소자(100)의 열용량을 감소시킬 수 있다.
지지층(121) 및 보호층(124)은 각각 절연성 및 내식성을 갖도록 산화막이 형성된 다공성 물질을 포함할 수 있다.
바람직하게, 지지층(121) 및 보호층(124)을 형성하는 다공성 물질은 양극 산화법(anodization)에 의해 제조된 다공성 양극 산화 알미늄일 수 있다.
구체적으로, 양극 산화법을 통해 알루미늄 소재 표면에 산화막을 형성함으로써, 소재의 내식성 및 표면 경도를 향상시킬 수 있다.
따라서, 멤브레인(120)의 골격을 형성하는 지지층(121) 및 화학 반응으로부터 저항층(122)을 보호하는 보호층(124)을 다공성 양극 산화 알미늄으로 형성하는 경우, 멤브레인(120)의 구조적인 안정성 및 화학적 안정성을 확보할 수 있다.
한편, 다공성 구조는 포토리소그래피(photolithography) 공정을 통해 형성될 수 있으며, 기공률은 선택적으로 조절될 수 있다.
예를 들어, 지지층(121)과 보호층(124)을 형성하는 다공성 양극 산화 알미늄은 상이한 기공률을 가질 수 있다.
또한, 지지층(121)의 제1 영역(121a)을 형성하는 다공성 양극 산화 알미늄과 제2 영역(121b)을 형성하는 다공성 알미늄 양극 산화막은 상이한 기공률을 가질 수 있다.
자세하게, 제2 영역(121b)은 제1 영역(121a)보다 큰 기공률을 가질 수 있다. 제1 영역(121a)의 경우, 지지 기둥(112)과 연결되어 멤브레인 (120)을 지지하는 역할을 수행하므로, 기계적 강도가 충분히 확보되어야 하므로 바람직하게는 8% 내지 10%의 기공률을 갖도록 형성될 수 있다.
반면, 제2 영역(121b)은 흡수층(123)과 함께 적외선 방사율을 향상시키는 역할을 수행하므로, 제1 영역(121a)보다 큰 기공률을 가질 수 있으며, 바람직하게는, 10% 이상 80% 이하의 기공률을 갖도록 형성될 수 있다.
즉, 각 층의 기공률은 각 층의 위치 및 역할 등에 따라 결정될 수 있으며, 나아가 제2 영역(121b)의 기공률을 조절함으로써 적외선 방사체 소자(100)의 열용량을 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인의 설계도이고, 도 4는 도 3에 도시된 멤브레인의 제2 영역의 기공률 증가에 따른 적외선 방사체 소자의 총 열용량 감소율을 나타낸 그래프이다.
제2 영역의 기공률 증가에 따라 적외선 방사체 소자(100)의 열용량이 감소되고, 아래 수학식 1에 의해 열전도도(C)와 열용량(G)의 비로부터 결정되는 소자의 열적 시상수(τ)가 감소한다.
소자의 열응답 속도를 결정하는 것은 열 상승 시간(thermal rise time) 이며, 열 상승시간은 소자의 온도의 총 변화량의 10% 온도에서 90% 온도까지 도달하는데 걸리는 시간으로 일반적으로 열적 시상수(τ)의 2.2배로 계산된다.
따라서, 아래 수학식 2에 의해 소자의 열응답 속도는 열적 시상수의 2.2배의 역수로 표현되기 때문에 소자의 기공률 증가로 인해 감소한 열용량 (C)의 비율에 의해 소자의 열응답 속도가 증가율이 결정된다.
(C: (적외선 방사체 소자) 열전도도, G: (적외선 방사체 소자) 열용량)
(τ: 열적 시상수)
도 3에 따른 멤브레인(120)의 각 층을 형성하는 소재 및 두께는 아래 표와 같다.
| 구분 | 저항부 영역(120a) | 흡수부 영역(120b) | |||
| 지지층 제1영역 (121a) |
저항층 (122) |
보호층 (124) |
지지층 제2영역 (121b) |
흡수층 (123) |
|
| 소재 | AAO | TiNx | AAO | AAO | Ti |
| 두께(nm) | 370 | 100 | 370 | 370 | 8 |
표 1은 도 3에 따른 멤브레인(120)의 각 층을 구성하는 소재 및 두께를 나타낸 것이다.
표 1에 따른 실시예에서, 저항층(122)을 형성하는 티타늄 질화막의 열전도율은 4.7(W/m·K), 지지층(121) 및 보호층(124)을 형성하는 양극 산화 알미늄의 열전도율은 21.27(W/m·K)임을 고려하여, 적외선 방사체 소자(100)의 전체 열전도도(C)는 11.2(μ·W/K)인 것으로 산출되었다.
또한, 표 1에 따른 실시예에서, 저항층(122)을 형성하는 티타늄 질화막의 밀도 및 비열은 각각 5.22(g/㎤) 및 545(J/Kg·K), 지지층(121) 및 보호층(124)을 형성하는 양극 산화 알미늄의 밀도 및 비열은 각각 3.95(g/㎤) 및 870(J/Kg·K)으로, 적외선 방사체 소자(100)의 전체 열용량 (G)은 4.48(nJ/K)인 것으로 산출되었다.
도 4의 그래프를 통해 전술한 멤브레인(120)을 포함하는 적외선 방사체 소자(100)는 제2 영역(121b)의 기공률이 증가함에 따라 소자의 열용량(G)은 감소하는 경향을 확인할 수 있다.
본 실시예에서, 제2 영역(121b)의 기공률은 10% 이상 80% 이하일 수 있으며, 특히, 제2 영역(121b)의 기공률이 80%일 때 적외선 방사체 소자(100)는 가장 빠른 열응답 속도를 보였다.
본 발명의 실시예에 따르면, 적외선 영상 투사기는 전술한 적외선 방사체 소자(100)를 포함할 수 있다.
적외선 방사체 소자(100)의 열응답 속도는 적외선 방사체 소자(100)를 포함하는 적외선 영상 투사기의 전체 동작 속도를 결정할 수 있다.
즉, 적외선 방사체 소자(100)의 제2 영역(121b)의 기공률이 전술한 범위 내(10% 이상 80% 이하)에서 증가함에 따라 적외선 방사체 소자(100)의 열응답 속도는 빨라지고, 빠른 동작 속도를 갖는 적외선 영상 투사기가 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 적외선 방사체 소자(100)는 다음과 같이 제작될 수 있다.
먼저, 기판(110) 상에 적외선 반사면(111)과 오픈 패드(113)를 형성한다 (증착 후 패터닝).
다음으로, 희생층을 소정 두께로 증착한 후 오픈 패드(113)의 적어도 일부가 노출되도록 식각하여 지지 기둥(112)을 형성한다. 예를 들어, 희생층의 소재는 폴리이미드(polyimide)일 수 있으며, 희생층의 두께는 적외선 방사체 소자(100)의 기판(110)과 멤브레인(120) 사이의 간격을 결정할 수 있다.
다음으로, 희생층 및 지지 기둥(112) 상에 지지층(121)을 형성한다. 바람직하게, 지지층(112)은 다공성 양극 산화 알미늄을 증착함으로써 형성될 수 있다.
본 단계에서, 포토리소그래피 공정을 통해 저항층(122) 및 보호층(124)이 형성될 제1 영역(121a)과 흡수층(123)이 형성될 제2 영역(121b) 간의 기공률을 상이하게 형성할 수 있다.
다음으로, 오픈 패드(113)와 오버랩 되는 지지층(121) 및 지지 기둥 (112)의 일부 영역을 식각하고, 지지층(121) 상에 저항층(122) 및 보호층 (124)을 형성한다.
다음으로, 저항층(122) 및 보호층(124)이 형성된 영역을 패터닝하여 저항부 영역(120a)을 형성하고, 이외의 영역에 흡수층(123)을 증착하여 흡수부 영역(120b)을 형성한다.
다음으로, 멤브레인(120)에 해당하는 영역 이외의 영역에 존재하는 다공성 양극 산화 알미늄을 제거하고, 이어서 희생층을 제거함으로써 본 발명의 실시예에 따른 적외선 방사체 소자(100)가 제작될 수 있다.
이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 적외선 방사체 소자(100)는 다공성 양극 산화 알미늄을 포함함으로써 기계적, 화학적 안정성이 향상될 수 있으며, 이에 고온 동작 시에 유리한 효과가 있다.
또한, 다공성 양극 산화 알미늄은 높은 열전도도를 가질 뿐만 아니라 기공률을 조절함으로써 열용량을 추가적으로 감소시킬 수 있으므로, 고속 동작 구현에 유리한 효과가 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명하였으나, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변형시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 적외선 방사체 소자
110: 기판
111: 적외선 반사면
112: 지지 기둥
113: 오픈 패드
120: 멤브레인
121: 지지층
122: 저항층
123: 흡수층
124: 보호층
110: 기판
111: 적외선 반사면
112: 지지 기둥
113: 오픈 패드
120: 멤브레인
121: 지지층
122: 저항층
123: 흡수층
124: 보호층
Claims (10)
- 전자 회로를 포함하며, 일면에 적외선 반사면이 형성된 기판;
상기 기판으로부터 이격 구비되며, 다공성 물질을 포함하는 멤브레인; 및
상기 기판 상에 형성되며, 일측이 상기 멤브레인과 연결되는 적어도 하나 이상의 지지 기둥을 포함하고,
상기 기판에 인가된 전력은 상기 지지 기둥을 통해 상기 멤브레인으로 전달되어 열에너지를 발생시키며, 상기 발생되는 열에너지에 따라 상기 멤브레인으로부터 소정 크기의 에너지를 갖는 적외선이 방사되는 것을 특징으로 하는, 적외선 방사체 소자. - 제1항에 있어서,
상기 멤브레인은, 제1 영역 및 제2 영역으로 구분되는 지지층;
상기 제1 영역 상에 형성된 저항층;
상기 제2 영역 상에 형성된 흡수층; 및
상기 저항층 상에 형성된 보호층을 포함하고,
상기 지지층 및 상기 보호층은, 상기 다공성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 적외선 방사체 소자. - 제1항에 있어서,
상기 다공성 물질은, 양극 산화법에 의해 제조된 다공성 양극 산화 알미늄인 것을 특징으로 하는, 적외선 방사체 소자. - 제2항에 있어서,
상기 지지층의 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 상이한 기공률을 갖는 것을 특징으로 하는, 적외선 방사체 소자. - 제4항에 있어서,
상기 제2 영역은, 상기 제1 영역 보다 큰 기공률을 갖는 것을 특징으로 하는, 적외선 방사체 소자. - 제1항에 있어서,
상기 멤브레인은, 방사하고자 하는 적외선 파장에 따라 상기 기판으로부터 1㎛ 이상 3㎛ 이하의 간격을 갖도록 이격 구비되는 것을 특징으로 하는, 적외선 방사체 소자. - 제2항에 있어서,
상기 기판은, 상기 전자 회로와 오버랩 되는 영역에 오픈 패드를 포함하며,
상기 지지 기둥은, 일측이 상기 제1 영역과 연결되고, 타측이 상기 오픈 패드와 연결되는 것을 특징으로 하는, 적외선 방사체 소자. - 제2항에 있어서,
상기 멤브레인은, 상기 저항층이 형성된 저항부 영역과 상기 흡수층이 형성된 흡수부 영역으로 구분되며,
상기 저항부 영역은, 상기 흡수부 영역보다 두꺼운 두께로 형성된 것을 특징으로 하는, 적외선 방사체 소자. - 제1항에 있어서,
상기 적외선 반사면은, 금속층 및 전도성 세라믹층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 적외선 방사체 소자. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 적외선 방사체 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 적외선 영상 투사기.
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