KR20210140998A - 스마트 칼라필터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스마트 칼라필터에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 스마트 칼라필터는 투명기판; 상기 투명기판의 하나 이상의 표면에 형성되며, 유전체 광학 스페이서 및 상변이 물질층이 순차적으로 형성된 단위시트층; 및 상기 단위시트층 상부에 형성되고, 상변이 물질층과 접하는 유전체 비반사 보호층;을 포함한다.
Description
본 발명은 스마트 칼라필터에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 온도에 의해 가시광선 및 적외선 영역의 광투과도 및 광반사도가 변화하는 스마트 칼라필터에 관한 것이다.
일반적인 건물의 외벽 및 창 등은 외부 온도에 무관하게, 외부로부터 입사되는 광을 그대로 투과 또는 흡수하여, 실내의 색 환경 및 온도에 많은 영향을 준다. 이러한 빛의 투과 및 흡수로 인해, 계절에 따라 실내 색 환경 및 온도의 유지에 많은 비용이 든다. 이에 실내로 투과되는 색 및 외부로 보이는 반사 색을 조절할 수 있고, 계절 혹은 외부의 온도에 따라 실내 온도에 직접적으로 영향을 주는 적외선 대역의 빛을 선택적으로 투과 및 반사 시킬 수 있는 스마트 칼라필터에 대한 연구가 주목을 받고 있다.
하지만, 기존의 스마트 칼라필터에 이용되는 상변이 물질의 특성상 온도에 따른 가시광선 대역 빛에 대한 반응성이 적고, 적외선 대역 빛의 투과-반사 비율의 증가 한계로 인해서 새로운 상변이 물질의 발명 또는 기존의 상변이 물질을 이용한 광공학적 새로운 스마트 칼라필터 구조에 대한 연구가 필요하다.
본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1427307호(2014.08.06. 공고, 발명의 명칭: 금속 나노 입자를 포함하는 컬러 필터)에 개시되어 있다.
본 발명의 하나의 목적은 가시광선 대역 내의 광반응성 효율이 우수하고, 적외선 영역의 빛의 투과-반사 비율을 향상시킬 수 있는 스마트 칼라필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광 공학적 구조를 제안하여, 가시광선-적외선 대역 빛의 광 반응성 효율을 높일 수 있는 스마트 칼라필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 대면적, 저비용 공정을 통해 광 반응성, 실용성 및 양산성이 우수한 스마트 칼라필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 스마트 칼라필터에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 스마트 칼라필터는 투명기판; 상기 투명기판의 하나 이상의 표면에 형성되며, 유전체 광학 스페이서 및 상변이 물질층이 순차적으로 형성된 단위시트층; 및 상기 단위시트층 상부에 형성되고, 상변이 물질층과 접하는 유전체 비반사 보호층;을 포함한다.
한 구체예에서 상기 단위시트층은 하나 이상 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 상변이 물질층 및 유전체 광학 스페이서는 1:1~1:10의 두께비로 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 유전체 광학 스페이서는 두께가 10~300nm 이며, 상기 상변이물질층은 두께가 5~60nm일 수 있다.
한 구체예에서 상기 투명기판은 유리, 사파이어 및 폴리머 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 유전체 광학 스페이서는 제1 금속산화물, 제1 금속불화물 및 제1 금속질화물 중 하나 이상을 포함하며, 상기 제1 금속은 실리콘(Si), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 바나듐(V), 리튬(Li), 텅스텐(W), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 구리(Cu) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 유전체 광학 스페이서의 하나 이상의 표면에는 코팅층이 더 형성되며, 상기 코팅층은 실리콘 질화물(SiN), 플루오르화 마그네슘(MgF2), 산화텔루륨(TeO2), 산화티타늄(TiO2), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리메틸(메타)아크릴레이트(polymethyl (meth)acrylate) 및 폴리알릴아민 하이드로클로라이드(poly(allylamine hydrochloride)) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 상변이 물질층은 바나듐 다이옥사이드(VO2) 및 게르마늄-안티몬-텔루륨(GeSbTe, germanium-antimony-tellurium) 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 유전체 비반사 보호층은 제2 금속산화물, 제2 금속불화물 및 제2 금속질화물 중 하나 이상을 포함하며, 상기 제2 금속은 실리콘(Si), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 바나듐(V), 리튬(Li), 텅스텐(W), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 구리(Cu) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 유전체 비반사 보호층의 하나 이상의 표면에는 코팅층이 더 형성되며, 상기 코팅층은 실리콘 질화물(SiN), 플루오르화 마그네슘(MgF2), 산화텔루륨(TeO2), 산화티타늄(TiO2), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리메틸(메타)아크릴레이트(polymethyl (meth)acrylate) 및 폴리알릴아민 하이드로클로라이드(poly(allylamine hydrochloride)) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 유전체 광학 스페이서 및 유전체 비반사 보호층은 각각 화학기상증착(Chemical vapor deposition, CVD), 증착(Evaporation), 플라즈마-증강 화학기상증착(Plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD), 스퍼터링(Sputtering) 및 스핀코팅(Spin-coating) 중 하나 이상의 방법으로 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상기 상변이 물질층은 화학기상증착(CVD), 증착(Evaporation), 플라즈마-증강 화학기상증착(PECVD), 스퍼터링(Sputtering) 및 스핀코팅(Spin-coating) 중 하나 이상의 방법으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 스마트 칼라필터는 가시광선 대역 내의 광반응성 효율이 우수하고, 적외선 영역의 빛의 투과-반사 비율을 향상시키며, 가시광선-적외선 대역 빛의 광 반응성 효율을 높이며, 기존의 상변이 물질 증착법을 활용하여 대면적 및 저비용 공정을 통해 광 반응성, 실용성 및 양산성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 스마트 칼라필터를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따른 스마트 칼라필터를 나타낸 것이다.
도 3은 비교예 1의 스마트 칼라필터를 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 1 및 비교예 1의 광파장에 따른 광반사 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 실시예 2 및 비교예 1의 광파장에 따른 광반사 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 실시예 1 및 비교예 1의 광파장에 따른 광투과 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 실시예 2 및 비교예 1의 광파장에 따른 광투과 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 8(a)는 실시예 1~2 및 비교예 1의 CIE1931 반사색 평가 결과이며, 도 8(b)는 실시예 1~2 및 비교예 1의 CIE1931 투과색 평가결과를 나타낸 것이다.
도 9(a)는 실시예 1의 낮은 온도(25℃)에서 전기장 분포의 입사파장 2000nm 에서의 전기장 분포도(Enorm) 평가결과이며, 도 9(b)는 실시예 1의 높은 온도(67℃)에서 전기장 분포의 입사파장 2000nm에서의 전기장 분포도 평가결과를 나타낸 것이다.
도 10(a)는 실시예 2의 낮은 온도(25℃)에서 전기장 분포의 입사파장 2000nm 에서의 전기장 분포도(Enorm) 평가결과이며, 도 10(b)는 실시예 2의 높은 온도(67℃)에서 전기장 분포의 입사파장 2000nm에서의 전기장 분포도 평가결과를 나타낸 것이다.
도 11(a)는 비교예 1의 낮은 온도(25℃)에서 전기장 분포의 입사파장 2000nm 에서의 전기장 분포도(Enorm) 평가결과이며, 도 11(b)는 비교예 1의 높은 온도(67℃)에서 전기장 분포의 입사파장 2000nm에서의 전기장 분포도 평가결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따른 스마트 칼라필터를 나타낸 것이다.
도 3은 비교예 1의 스마트 칼라필터를 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 1 및 비교예 1의 광파장에 따른 광반사 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 실시예 2 및 비교예 1의 광파장에 따른 광반사 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 실시예 1 및 비교예 1의 광파장에 따른 광투과 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 실시예 2 및 비교예 1의 광파장에 따른 광투과 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 8(a)는 실시예 1~2 및 비교예 1의 CIE1931 반사색 평가 결과이며, 도 8(b)는 실시예 1~2 및 비교예 1의 CIE1931 투과색 평가결과를 나타낸 것이다.
도 9(a)는 실시예 1의 낮은 온도(25℃)에서 전기장 분포의 입사파장 2000nm 에서의 전기장 분포도(Enorm) 평가결과이며, 도 9(b)는 실시예 1의 높은 온도(67℃)에서 전기장 분포의 입사파장 2000nm에서의 전기장 분포도 평가결과를 나타낸 것이다.
도 10(a)는 실시예 2의 낮은 온도(25℃)에서 전기장 분포의 입사파장 2000nm 에서의 전기장 분포도(Enorm) 평가결과이며, 도 10(b)는 실시예 2의 높은 온도(67℃)에서 전기장 분포의 입사파장 2000nm에서의 전기장 분포도 평가결과를 나타낸 것이다.
도 11(a)는 비교예 1의 낮은 온도(25℃)에서 전기장 분포의 입사파장 2000nm 에서의 전기장 분포도(Enorm) 평가결과이며, 도 11(b)는 비교예 1의 높은 온도(67℃)에서 전기장 분포의 입사파장 2000nm에서의 전기장 분포도 평가결과를 나타낸 것이다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 이러한 실시예는 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며, 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에서 “상부”와 “하부”는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 보는 관점에 따라 “상부”가 “하부”로 “하부”가 “상부”로 변경될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 위(on)” 또는 “상(on)”으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다.
스마트 칼라필터
본 발명의 하나의 관점은 스마트 칼라필터에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 스마트 칼라필터를 나타낸 것이다.
상기 도 1을 참조하면, 스마트 칼라필터(1000)는 투명기판(110); 투명기판(110)의 하나 이상의 표면에 형성되며, 유전체 광학 스페이서(122) 및 상변이 물질층(124)이 순차적으로 형성된 단위시트층(120); 및 단위시트층(120) 상부에 형성되고, 상변이 물질층(124)과 접하는 유전체 비반사 보호층(130);을 포함한다.
한 구체예에서 상기 스마트 칼라필터에 외부로부터 광의 입사시, 유전체 비반사 보호층(130), 상변이 물질층(124), 유전체 광학 스페이서(122) 및 투명기판(110)의 순서로 투과되면서 광전 효과를 나타낼 수 있다.
한 구체예에서 투명기판(110)은 유리, 사파이어 및 폴리머 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 한 구체예에서 상기 폴리머는 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 설파이드, 폴리아크릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 폴리올레핀 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 투명기판(110)은 두께가 5nm~100mm 일 수 있다. 상기 조건에서 스마트 칼라필터의 구조적 안정성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 단위시트층(120)은 유전체 광학 스페이서(122) 및 상변이 물질층(124)이 순차적으로 형성된다.
한 구체예에서 유전체 광학 스페이서(122)는 제1 금속산화물, 제1 금속불화물 및 제1 금속질화물 중 하나 이상을 포함하며, 상기 제1 금속은 실리콘(Si), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 바나듐(V), 리튬(Li), 텅스텐(W), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 구리(Cu) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 유전체 광학 스페이서는 산화실리콘(SiO2), 산화몰리브덴(MoO3), 니켈산화물(NiOX), 오산화바나듐(V2O5), 플루오로화리튬(LiF), 산화텅스텐(WO3), 산화아연(ZnO), 산화마그네슘(MgO) 및 산화구리(CuOX) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 유전체 광학 스페이서는 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘(Si3N4), 산화알루미늄(Al2O3) 및 플루오르화 마그네슘(MgF2) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 유전체 광학 스페이서(122)의 하나 이상의 표면에는 코팅층이 더 형성되며, 상기 코팅층은 실리콘 질화물(SiN), 플루오르화 마그네슘(MgF2), 산화텔루륨(TeO2), 산화티타늄(TiO2), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리메틸(메타)아크릴레이트(polymethyl (meth)acrylate) 및 폴리알릴아민 하이드로클로라이드(poly(allylamine hydrochloride)) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상변이 물질층(124)은 바나듐 다이옥사이드(VO2) 및 게르마늄-안티몬-텔루륨(GeSbTe, germanium-antimony-tellurium, GST) 중 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 게르마늄-안티몬-텔루륨은 상기 게르마늄, 안티몬 및 텔루륨이 다양한 몰비로 결합되어 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상변이 물질층(124)은 폴리머 및 페로브스카이트 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 한 구체예에서 상기 폴리머는 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 설파이드, 폴리아크릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 폴리올레핀 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따른 스마트 칼라필터를 나타낸 것이다. 상기 도 2를 참조하면, 스마트 칼라필터(2000)는 단위시트층(120)은 하나 이상 포함될 수 있다. 예를 들면 단위시트층(120)은 1~100 층으로 적층되어 형성될 수 있다. 상기 범위로 포함시 본 발명의 스마트 칼라필터의 가시광 대역의 광 반응성을 향상시키고, 적외선 대역의 광의 투과-반사 비율 증가 효과가 우수할 수 있다. 예를 들면 2~30 층 적층되어 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상기 유전체 광학 스페이서는 두께가 10~300nm 이며, 상기 상변이 물질층은 두께가 5~60nm일 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 증착비에 용이하게 도달할 수 있고, 반사를 줄이고, 가시광선-적외선 반응성을 보다 향상시킬 수 있다. 예를 들면 상기 유전체 광학 스페이서는 두께가 20~100nm 이며, 상기 상변이 물질층은 두께가 10~30nm일 수 있다.
한 구체예에서 상기 상변이 물질층 및 유전체 광학 스페이서는 1:0.1~1:10의 두께비로 포함될 수 있다. 상기 두께비로 포함시, 본 발명의 스마트 칼라필터의 가시광 대역의 광 반응성을 향상시키고, 적외선 대역의 광의 투과-반사 비율 증가효과가 우수할 수 있다. 예를 들면 1:1~1:10 두께비로 포함될 수 있다.
상변이 물질층(124)은 유전체 비반사 보호층(130)과 접한다. 상기 도 2와 같이, 단위시트층이 복수 개 포함되는 경우, 최상부의 상변이 물질층(124)과 유전체 비반사 보호층(130)이 접할 수 있다.
유전체 비반사 보호층(130)은 광 입사시 상변이 물질층으로부터 역으로 광이 반사되지 않도록 보호하여, 목적하는 광효율을 확보하기 위해 포함된다.
한 구체예에서 유전체 비반사 보호층(130)은 두께가 5~500nm 일 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 가시광선 대역 내의 광 반응성 효율을 높일 수 있다. 또한 적외선 영역의 빛의 투과-반사 비율을 매우 증가시킬 수 있다.
한 구체예에서 유전체 비반사 보호층(130)은 제2 금속산화물, 제2 금속불화물 및 제2 금속질화물 중 하나 이상을 포함하며, 상기 제2 금속은 실리콘(Si), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 바나듐(V), 리튬(Li), 텅스텐(W), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 구리(Cu) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 유전체 비반사 보호층은 플루오르화 마그네슘(MgF2), 산화실리콘(SiO2), 산화몰리브덴(MoO3), 니켈산화물(NiOX), 오산화바나듐(V2O5), 플루오로화리튬(LiF), 산화텅스텐(WO3), 산화아연(ZnO), 산화마그네슘(MgO) 및 산화구리(CuOX) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는 산화실리콘(SiO2)을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 유전체 비반사 보호층(130)의 하나 이상의 표면에는 코팅층이 더 형성되며, 상기 코팅층은 실리콘 질화물(SiN), 플루오르화 마그네슘(MgF2), 산화텔루륨(TeO2), 산화티타늄(TiO2), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리메틸(메타)아크릴레이트(polymethyl (meth)acrylate) 및 폴리알릴아민 하이드로클로라이드(poly(allylamine hydrochloride)) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 유전체 광학 스페이서 및 유전체 비반사 보호층은 각각 화학기상증착(Chemical vapor deposition, CVD), 증착(Evaporation), 플라즈마-증강 화학기상증착(Plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD), 스퍼터링(Sputtering) 및 스핀코팅(Spin-coating) 중 하나 이상의 방법으로 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상기 상변이 물질층은 화학기상증착(CVD), 증착(Evaporation), 플라즈마-증강 화학기상증착(PECVD), 스퍼터링(Sputtering) 및 스핀코팅(Spin-coating) 중 하나 이상의 방법으로 형성될 수 있다.
한 구체예에서 스핀코팅 방법을 적용하는 경우, 바나듐 트리-이소프로폭사이드(vanadium tri-isopropoxide, VO(OC3H7)3) 0.12M 용액을 투명기판 표면에 2500 rpm 조건으로 20초 스핀코팅한 다음, 250℃에서 3분간 열처리를 한다.그후 380℃에서 약 50분 동안 열처리를 하여, 중간 산화물인 V2O5를 얻고, 이후 저압 산소 환경에서 약 570℃에서 약 40분 이상 열처리를 하여 상변이 물질층을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 및 비교예
실시예 1
투명기판의 일 표면에 두께 250nm의 유전체 광학 스페이서를 스핀코팅하고, 상기 유전체 광학 스페이서의 일 표면에 두께 40nm의 상변이 물질층을 스핀코팅하여 단위시트층을 형성하였다. 그 다음에 상기 상변이 물질층의 표면에 두께 10nm의 유전체 비반사 보호층을 스핀코팅하여, 상기 도 1과 같은 스마트 칼라필터를 제조하였다. (상변이 물질층:유전체 광학 스페이서= 1:6.25 두께비).
실시예 2
투명기판(110)의 일 표면에 두께 10nm의 유전체 광학 스페이서(122)를 스핀코팅하고, 유전체 광학 스페이서(122)의 일 표면에 두께 10nm의 상변이 물질층(124)을 스핀코팅하여 단위시트층(120)을 형성하는 공정을 6회 실시하였다. 그 다음에 최상부에 형성된 상변이 물질층(124)의 표면에 두께 20nm의 유전체 비반사 보호층(130)을 적층하여, 상기 도 2와 같은 형태의 스마트 칼라필터(2000)를 제조하였다. (상변이 물질층:유전체 광학 스페이서= 1:1 두께비).
비교예 1
투명기판(110)의 일 표면에 두께 50nm의 상변이 물질층(124)을 형성하여, 하기 도 3과 같은 구조의 스마트 칼라필터(3000)를 제조하였다.
실시예 1 및 비교예 1의 스마트 칼라필터에 대하여, 광반사 및 광투과 효율 성능을 평가하여, 그 결과를 도 4 및 도 6에 나타내었다. 하기 도 4는 실시예 1 및 비교예 1의 광파장에 따른 광반사 평가 결과이며, 도 6은 실시예 1 및 비교예 1의 광파장에 따른 광투과 평가 결과를 나타낸 것이다. 상기 도 4 및 도 6을 참조하면, 실시예 1의 스마트 칼라필터는 비교예 1 보다 가시광 영역에서의 광반응성이 증가하였으며, 비교예 1에 비해 적외선 영역에서의 광투과-반사 비율이 8.3% 증가하여, 적외선 영역에서의 광투과-반사 비율이 현저히 증가하였음을 알 수 있었다.
실시예 2 및 비교예 1의 스마트 칼라필터에 대하여, 광반사 및 광투과 효율 성능을 평가하여, 그 결과를 도 5 및 도 7에 나타내었다. 하기 도 5는 실시예 2 및 비교예 1의 광파장에 따른 광반사 평가 결과이며, 도 7은 실시예 2 및 비교예 1의 광파장에 따른 광투과 평가 결과를 나타낸 것이다. 상기 도 5 및 도 7을 참조하면, 실시예 2의 스마트 칼라필터는 비교예 1 보다 가시광영역에서의 광반응성이 현저히 증가하였으며, 비교예 1에 비해 적외선 영역에서의 광투과-반사 비율이 7.4% 증가하여, 적외선 영역에서의 광투과-반사 비율이 현저히 증가하였음을 알 수 있었다.
도 8(a)는 실시예 1~2 및 비교예 1의 CIE1931 반사색 평가 결과이며, 도 8(b)는 실시예 1~2 및 비교예 1의 CIE1931 투과색 평가결과를 나타낸 것이다. 상기 도 8을 참조하면, CIE1931 색평가를 통해 실시예 1~2의 가시광선 대역에서의 광반응성을 직접적으로 확인할 수 있다.
도 9(a)는 실시예 1의 낮은 온도(25℃)에서 전기장 분포의 입사파장 2000nm 에서의 전기장 분포도(Enorm) 평가결과이며, 도 9(b)는 실시예 1의 높은 온도(67℃)에서 전기장 분포의 입사파장 2000nm에서의 전기장 분포도 평가결과를 나타낸 것이다.
도 10(a)는 실시예 2의 낮은 온도(25℃)에서 전기장 분포의 입사파장 2000nm 에서의 전기장 분포도(Enorm) 평가결과이며, 도 10(b)는 실시예 2의 높은 온도(67℃)에서 전기장 분포의 입사파장 2000nm에서의 전기장 분포도 평가결과를 나타낸 것이다.
도 11(a)는 비교예 1의 낮은 온도(25℃)에서 전기장 분포의 입사파장 2000nm 에서의 전기장 분포도(Enorm) 평가결과이며, 도 11(b)는 비교예 1의 높은 온도(67℃)에서 전기장 분포의 입사파장 2000nm에서의 전기장 분포도 평가결과를 나타낸 것이다.
상기 도 9 내지 도 11을 참조하면, 실시예 1 및 2는, 비교예 1 보다 파장 영역 2000nm에서도 온도에 따라 매우 다른 자기장 분포가 형성되어, 광 반응성 효율이 현저하게 증가됨을 확인할 수 있었다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 투명기판 120: 단위시트층
122: 유전체 광학 스페이서 124: 상변이 물질층
130: 유전체 비반사 보호층
1000, 2000, 3000: 스마트 칼라필터
122: 유전체 광학 스페이서 124: 상변이 물질층
130: 유전체 비반사 보호층
1000, 2000, 3000: 스마트 칼라필터
Claims (12)
- 투명기판;
상기 투명기판의 하나 이상의 표면에 형성되며, 유전체 광학 스페이서 및 상변이 물질층이 순차적으로 형성된 단위시트층; 및
상기 단위시트층 상부에 형성되고, 상변이 물질층과 접하는 유전체 비반사 보호층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 칼라필터.
- 제1항에 있어서, 상기 단위시트층은 하나 이상 포함되는 것을 특징으로 하는 스마트 칼라필터.
- 제1항에 있어서, 상기 상변이 물질층 및 유전체 광학 스페이서는 1:1~1:10의 두께비로 포함되는 것을 특징으로 하는 스마트 칼라필터.
- 제1항에 있어서, 상기 유전체 광학 스페이서는 두께가 10~300nm 이며,
상기 상변이 물질층은 두께가 5~60nm인 것을 특징으로 하는 스마트 칼라필터.
- 제1항에 있어서, 상기 투명기판은 유리, 사파이어 및 폴리머 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 칼라필터.
- 제1항에 있어서, 상기 유전체 광학 스페이서는 제1 금속산화물, 제1 금속불화물 및 제1 금속질화물 중 하나 이상을 포함하며,
상기 제1 금속은 실리콘(Si), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 바나듐(V), 리튬(Li), 텅스텐(W), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 구리(Cu) 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 칼라필터.
- 제1항에 있어서, 상기 유전체 광학 스페이서의 하나 이상의 표면에는 코팅층이 더 형성되며,
상기 코팅층은 실리콘 질화물(SiN), 플루오르화 마그네슘(MgF2), 산화텔루륨(TeO2), 산화티타늄(TiO2), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리메틸(메타)아크릴레이트(polymethyl (meth)acrylate) 및 폴리알릴아민 하이드로클로라이드(poly(allylamine hydrochloride)) 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 칼라필터.
- 제1항에 있어서, 상기 상변이 물질층은 바나듐 다이옥사이드(VO2) 및 게르마늄-안티몬-텔루륨(GeSbTe, germanium-antimony-tellurium) 중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 칼라필터.
- 제1항에 있어서, 상기 유전체 비반사 보호층은 제2 금속산화물, 제2 금속불화물 및 제2 금속질화물 중 하나 이상을 포함하며,
상기 제2 금속은 실리콘(Si), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 바나듐(V), 리튬(Li), 텅스텐(W), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 구리(Cu) 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 칼라필터.
- 제1항에 있어서, 유전체 비반사 보호층의 하나 이상의 표면에는 코팅층이 더 형성되며,
상기 코팅층은 실리콘 질화물(SiN), 플루오르화 마그네슘(MgF2), 산화텔루륨(TeO2), 산화티타늄(TiO2), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리메틸(메타)아크릴레이트(polymethyl (meth)acrylate) 및 폴리알릴아민 하이드로클로라이드(poly(allylamine hydrochloride)) 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 칼라필터.
- 제1항에 있어서, 상기 유전체 광학 스페이서 및 유전체 비반사 보호층은 각각 화학기상증착(Chemical vapor deposition, CVD), 증착(Evaporation), 플라즈마-증강 화학기상증착(Plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD), 스퍼터링(Sputtering) 및 스핀코팅(Spin-coating) 중 하나 이상의 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스마트 칼라필터.
- 제1항에 있어서, 상기 상변이 물질층은 화학기상증착(CVD), 증착(Evaporation), 플라즈마-증강 화학기상증착(PECVD), 스퍼터링(Sputtering) 및 스핀코팅(Spin-coating) 중 하나 이상의 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 스마트 칼라필터.
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GRNT | Written decision to grant |