KR20220140245A - Method for manufacturing inorganic photonic crystal pattern, and inorganic photonic crystal pattern manufactured by using the same - Google Patents

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KR20220140245A
KR20220140245A KR1020210046490A KR20210046490A KR20220140245A KR 20220140245 A KR20220140245 A KR 20220140245A KR 1020210046490 A KR1020210046490 A KR 1020210046490A KR 20210046490 A KR20210046490 A KR 20210046490A KR 20220140245 A KR20220140245 A KR 20220140245A
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홍웅표
박정연
조은철
편승범
김정연
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현대자동차주식회사
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Abstract

Provided is a method for manufacturing an inorganic photonic crystal pattern, which comprises: a first step of coating flexible particles on a substrate in a form of a close-packed colloidal monolayer; and a second step of applying a solution containing an inorganic precursor to the monolayer to form an inorganic photonic crystal pattern.

Description

무기 광결정 패턴의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 무기 광결정 패턴{METHOD FOR MANUFACTURING INORGANIC PHOTONIC CRYSTAL PATTERN, AND INORGANIC PHOTONIC CRYSTAL PATTERN MANUFACTURED BY USING THE SAME}Method for manufacturing an inorganic photonic crystal pattern and an inorganic photonic crystal pattern prepared thereby

본 발명은 무기 광결정 패턴의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 무기 광결정 패턴에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an inorganic photonic crystal pattern and to an inorganic photonic crystal pattern prepared thereby.

마이크로 패턴 또는 나노 패턴은 반도체 산업 및 전자 산업, 의료, 자동차, 태양광 에너지 등 다양한 산업분야에 적용되어 왔으며, 기판의 표면성질 및 광특성 제어, 패턴을 활용한 시료분석 및 구조체 제조 등의 용도로 다양하게 활용되어 왔다. Micro-patterns or nano-patterns have been applied to various industries such as semiconductor industry, electronics industry, medical care, automobiles, solar energy, etc. has been used in various ways.

현재까지 가장 많이 적용되어 온 패턴제조 방법은 리소그래피(lithography) 방법으로, 일정한 패턴을 가지고 있는 마스크(mask)와 다양한 광원을 이용하여 기판을 식각을 진행하게 된다. 소프트 리소그래피(soft lithography) 방법은 일정한 패턴이 형성된 연성 물질(soft material)을 이용하여 다양한 형태의 유기 및 고분자 패턴을 제조할 때 주로 사용하게 된다. 콜로이드 리소그래피(colloid lithography) 방법은 다양한 콜로이드를 조밀한 구조로(close-packed) 광결정 형태로 제조한 후 식각(etching)을 통해 콜로이드 패턴으로 제조하거나 기판을 더욱 식각하여 기판에 콘(cone) 혹은 와이어(wire) 형태의 패턴 또는 구조체를 제조할 때 사용하게 된다. The most widely applied pattern manufacturing method so far is a lithography method, in which a substrate is etched using a mask having a predetermined pattern and various light sources. The soft lithography method is mainly used when various types of organic and polymer patterns are manufactured using a soft material having a predetermined pattern formed thereon. In the colloid lithography method, various colloids are prepared in the form of close-packed photonic crystals and then produced in a colloidal pattern through etching or the substrate is further etched to form a cone or wire on the substrate. It is used when manufacturing a pattern or structure in the form of a wire.

고분자 및 유기 패턴의 경우 현재까지 식각 및 리소그래피 방법 이외에 다른 몇몇 대안들이 제시되어 왔으나 무기 패턴을 제조하는 방법은 마스크를 활용한 포토리소그래피나 콜로이드, 소프트 패턴(soft pattern), 블록 공중합체 패턴을 위에 올린 뒤 식각하여 무기 패턴을 제조하는 이른바 탑다운(top-down) 방식에 의존하였다.In the case of polymers and organic patterns, several other alternatives have been proposed in addition to etching and lithography methods so far, but the method for manufacturing inorganic patterns is photolithography using a mask, colloidal, soft pattern, or block copolymer pattern on top. It relied on a so-called top-down method of manufacturing an inorganic pattern by back-etching.

한편, 용액을 활용한 습식공정을 통해 무기 패턴을 제조할 수 있는 효과적인 바텀업(bottom-up) 방식은 발명되지 않고 있는데, 그 이유 중 하나는 규칙적인 패턴을 형성하기 위한 무기물 전구체가 포함된 용액 또는 무기물이 포함된 용액이 기판 위에 패턴을 형성할 수 있는 열역학적 조건을 형성하기 어렵기 때문이다.On the other hand, an effective bottom-up method capable of manufacturing an inorganic pattern through a wet process using a solution has not been invented. One of the reasons is a solution containing an inorganic precursor for forming a regular pattern. Alternatively, it is because it is difficult to form a thermodynamic condition in which a solution containing an inorganic material can form a pattern on the substrate.

일 구현예는 리소그래피 공정 없이 진행되므로 마스크를 형성하고 값비싼 광원을 사용하는 장비를 이용하지 않으며, 에칭 등의 공정으로 인해 손상이 쉬운 기판에도 패턴을 형성할 수 있고, 특별한 제조 장비 없이 용액의 열역학적인 특성만을 조절하여 간단하게 규칙적인 광결정 패턴을 조절할 수 있으며, 형성된 광결정 패턴은 반사 방지(anti-reflective) 효과에 의한 우수한 광투과율을 기재할 수 있고, 무기물의 광특성, 광결정에 의하여 광학적 특성, 표면 구조와 표면 특성을 다양하게 변화시킬 수 있는 무기 광결정 패턴의 제조방법을 제공한다.Since one embodiment proceeds without a lithography process, it does not use equipment that forms a mask and uses an expensive light source, it can form a pattern on a substrate that is easily damaged due to a process such as etching, and the thermodynamics of the solution without special manufacturing equipment A regular photonic crystal pattern can be easily controlled by controlling only the phosphorus properties, and the formed photonic crystal pattern can describe excellent light transmittance due to an anti-reflective effect, and the optical properties of inorganic materials, optical properties by photonic crystals, Provided is a method for manufacturing an inorganic photonic crystal pattern capable of variously changing the surface structure and surface properties.

다른 구현예는 무기 광결정 패턴의 제조방법에 의하여 제조된 무기 광결정 패턴을 제공한다.Another embodiment provides an inorganic photonic crystal pattern prepared by a method for manufacturing an inorganic photonic crystal pattern.

일 구현예에 따르면, 기판 위에 연성 입자들을 조밀한 단층막(close-packed colloidal monolayer) 형태로 코팅하는 제1 단계, 그리고 단층막에 무기물 전구체를 포함하는 용액을 가하여, 무기 광결정 패턴을 형성하는 제2 단계를 포함하는, 무기 광결정 패턴의 제조방법을 제공한다.According to one embodiment, the first step of coating the soft particles in the form of a close-packed colloidal monolayer on the substrate, and the first step of forming an inorganic photonic crystal pattern by adding a solution containing an inorganic precursor to the monolayer It provides a method for producing an inorganic photonic crystal pattern, comprising two steps.

무기 광결정 패턴은, 복수의 무기 광결정 입자들이 간격을 두고 규칙적으로 배열된 것일 수 있다. The inorganic photonic crystal pattern may be one in which a plurality of inorganic photonic crystal particles are regularly arranged at intervals.

제1 단계는, 연성 입자들을 분산매에 분산시킨 후, 연성 입자들을 규칙적인 육방 격자 형태로 자기조립(self-assembly)시켜 이루어질 수 있다.The first step may be accomplished by dispersing the soft particles in a dispersion medium and then self-assembling the soft particles in a regular hexagonal lattice shape.

연성 입자는, 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드)[poly(N-isopropylacrylamide), pNIPAM], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-알릴아민)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-allylamine), poly(NIPAM-co-AA)], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-2-(디메틸아미노)에틸 메타아크릴레이트)[poly(N-isopropylacrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl methacrylate), poly(NIPAM-co-DMAEMA)], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-2-(디메틸아미노)에틸 아크릴레이트)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl acrylate), poly(NIPAM-co-DMAEA)], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-아크릴산)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-acrylic acid), poly(NIPAM-co-AAc)], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-메타아크릴산)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-methacrylic acid), poly(NIPAM-co-MAAc)], 폴리(N,N-디에틸아크릴아미드)[poly(N,N-diethylacrylamide)], 폴리(N-비닐카프롤락탐)[poly(N-vinlycaprolactam)], 폴리(에틸렌 글리콜)[poly(ethylene glycol)], 폴리(에틸렌 글리콜-b-프로필렌 글리콜-b-에틸렌 글리콜)[poly(ethylene glycol-b-propylene glycol-b-ethylene glycol)], 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.Soft particles are poly(N-isopropylacrylamide)[poly(N-isopropylacrylamide), pNIPAM], poly(N-isopropyl acrylamide-co-allylamine)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-allylamine) , poly(NIPAM-co-AA)], poly(N-isopropylacrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl methacrylate)[poly(N-isopropylacrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl methacrylate) , poly(NIPAM-co-DMAEMA)], poly(N-isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl acrylate)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl acrylate) , poly(NIPAM-co-DMAEA)], poly(N-isopropyl acrylamide-co-acrylic acid) [poly(N-isopropyl acrylamide-co-acrylic acid), poly(NIPAM-co-AAc)], poly( N-isopropyl acrylamide-co-methacrylic acid) [poly(N-isopropyl acrylamide-co-methacrylic acid), poly(NIPAM-co-MAAc)], poly(N,N-diethylacrylamide) [poly( N,N-diethylacrylamide)], poly(N-vinylcaprolactam)[poly(N-vinlycaprolactam)], poly(ethylene glycol)[poly(ethylene glycol)], poly(ethylene glycol-b-propylene glycol-b -ethylene glycol) [poly(ethylene glycol-b-propylene glycol-b-ethylene glycol)], or a combination thereof.

분산매는 물, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 아이소프로필 알코올, 테트라히드라 퓨란, 디메틸설폭사이드(dimethylsulfoxide), 디메틸포름아미드(dimethylformaide), 에틸렌글리콜, 글리세롤, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The dispersion medium may include water, methanol, ethanol, butanol, isopropyl alcohol, tetrahydra furan, dimethylsulfoxide, dimethylformaide, ethylene glycol, glycerol, or a combination thereof.

제2 단계에서, 무기물 전구체를 포함하는 용액은 연성 입자들을 수축시켜 광결정 패턴을 형성하고, 무기물 전구체를 광결정 입자 표면에 흡착시키거나 광결정 입자 내부로 침투시킬 수 있다.In the second step, the solution containing the inorganic precursor may contract the soft particles to form a photonic crystal pattern, and the inorganic precursor may be adsorbed on the surface of the photonic crystal particle or penetrated into the photonic crystal particle.

무기물 전구체는 머캅토프로필트리메톡시실란(mercaptopropyltrimethoxysilane, MPTMS), 머캅토프로필트리에톡시실란(3-mercaptopropyltriethoxysilane), 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane, MTMS), 트리에톡시메틸실란(triethoxymethylsilane), 트리메톡시(1H,1H,2H,2H-헵타데카플루오로데실)실란(trimethoxy(1H,1H,2H,2H-heptadecafluorodecyl)silane), 비닐트리메톡시실란(vinyltrimethoxysilane), 테트라에틸오르쏘실리케이트(tetraethylorthosilicate), 티타늄 이소프로폭사이드(titanium isopropoxide), 알루미늄 나이트레이트(aluminium nitrate), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. The inorganic precursor is mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTMS), mercaptopropyltriethoxysilane (3-mercaptopropyltriethoxysilane), methyltrimethoxysilane (MTMS), triethoxymethylsilane, triethoxymethylsilane Methoxy(1H,1H,2H,2H-heptadecafluorodecyl)silane (1H,1H,2H,2H-heptadecafluorodecyl)silane, vinyltrimethoxysilane, tetraethylorthosilicate ), titanium isopropoxide, aluminum nitrate, or a combination thereof.

무기물 전구체를 포함하는 용액은 서로 다른 종류의 무기물 전구체들을 포함할 수 있다. The solution containing the inorganic precursor may include different types of inorganic precursors.

무기물 전구체를 포함하는 용액은 물과 알코올의 혼합 용매를 포함할 수 있다.The solution containing the inorganic precursor may include a mixed solvent of water and alcohol.

무기물 전구체를 포함하는 용액은 알코올 및 물을 15 : 85 내지 50 : 50의 몰비율로 포함할 수 있다.The solution containing the inorganic precursor may include alcohol and water in a molar ratio of 15:85 to 50:50.

무기물 전구체를 포함하는 용액은 수산화나트륨(sodium hydroxide), 수산화암모늄(ammonium hydroxide), 또는 이들의 혼합물을 포함하는 촉매를 포함할 수 있다. The solution including the inorganic precursor may include a catalyst including sodium hydroxide, ammonium hydroxide, or a mixture thereof.

제2 단계는, 10 ℃ 이상 및 혼합 용매의 끓는점 보다 낮은 온도에서 이루어질 수 있다.The second step may be made at a temperature of 10° C. or higher and lower than the boiling point of the mixed solvent.

무기 광결정 패턴의 제조방법은, 무기 광결정 패턴을 120 ℃ 내지 150 ℃에서, 1 시간 내지 2 시간 동안 어닐링(annealing)시키는 단계를 더 포함할 수 있다. The method of manufacturing the inorganic photonic crystal pattern may further include annealing the inorganic photonic crystal pattern at 120° C. to 150° C. for 1 hour to 2 hours.

다른 구현예에 따르면, 기판, 그리고 기판 위에 복수의 무기 광결정 입자들이 간격을 두고 규칙적으로 배열된 무기 광결정 패턴을 포함하며, 무기 광결정 입자는, 연성 입자, 및 연성 입자 표면 또는 연성 입자 내부에 위치하는 무기물을 포함하는, 무기 광결정 패턴을 제공한다.According to another embodiment, a substrate and an inorganic photonic crystal pattern on the substrate in which a plurality of inorganic photonic crystal particles are regularly arranged at intervals, wherein the inorganic photonic crystal particles are located on the soft particle and on the surface of the flexible particle or inside the soft particle. It provides an inorganic photonic crystal pattern comprising an inorganic material.

무기물은 실리카, 유기실리카(organosilica), 산화 알루미늄(Aluminum oxide), 산화 티타늄(titanium dioxide), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The inorganic material may include silica, organosilica, aluminum oxide, titanium dioxide, or a combination thereof.

무기 광결정 입자의 표면은 1 nm 내지 50 nm 크기의 복수개의 돌기들을 포함할 수 있다.The surface of the inorganic photonic crystal particle may include a plurality of protrusions having a size of 1 nm to 50 nm.

무기 광결정 입자는 연성 입자 표면에 위치하는 제1 무기물 및 제1 무기물 표면에 위치하는 제2 무기물을 포함할 수 있다. The inorganic photonic crystal particles may include a first inorganic material positioned on the surface of the soft particle and a second inorganic material positioned on the surface of the first inorganic material.

무기 광결정 입자의 입경은 50 nm 내지 1000 nm일 수 있다.The inorganic photonic crystal particles may have a particle diameter of 50 nm to 1000 nm.

일 구현예에 따른 무기 광결정 패턴의 제조방법은, 리소그래피 공정 없이 진행되므로 마스크를 형성하고 값비싼 광원을 사용하는 장비를 이용하지 않으며, 에칭 등의 공정으로 인해 손상이 쉬운 기판에도 패턴을 형성할 수 있고, 특별한 제조 장비 없이 용액의 열역학적인 특성만을 조절하여 간단하게 규칙적인 광결정 패턴을 조절할 수 있으며, 형성된 광결정 패턴은 반사 방지(anti-reflective) 효과에 의한 우수한 광투과율을 기재할 수 있고, 무기물의 광특성, 광결정에 의하여 광학적 특성, 표면 구조와 표면 특성을 다양하게 변화시킬 수 있다.The method for manufacturing an inorganic photonic crystal pattern according to an embodiment does not use equipment that forms a mask and uses an expensive light source because it proceeds without a lithography process, and a pattern can be formed even on a substrate that is easily damaged due to a process such as etching. In addition, a regular photonic crystal pattern can be easily controlled by adjusting only the thermodynamic properties of the solution without special manufacturing equipment, and the formed photonic crystal pattern can describe excellent light transmittance due to an anti-reflective effect, and inorganic materials The optical properties, the surface structure and the surface properties can be variously changed by the optical properties and photonic crystals.

도 1은 일 구현예에 따른 무기 광결정 패턴의 제조방법을 모식적으로 도시한 그림이다.
도 2는 실시예 1에서 무기 광결정 패턴을 형성하는 과정을 나타내는 전자현미경 사진이다.
도 3(가)는 실시예 2(가)에서 제조한 무기 광결정 패턴의 전자 현미경 사진이고, 도 3(나)는 실시예 2(나)에서 제조한 무기 광결정 패턴의 전자 현미경 사진이다.
도 4는 실시예 2(나)에서 제조된 무기 광결정 패턴의 광투과율(Transmittance)를 나타낸 그래프이다.
도 5(가) 및 도 5(나)는 실시예 3에서 제조한 무기 광결정 패턴의 전자 현미경 사진이다.
도 6은 실시예 4(가)에서 제조한 무기 광결정 패턴의 전자 현미경 사진이다.
도 7은 실시예 4(나)에서 제조한 무기 광결정 패턴의 전자 현미경 사진이다.
도 8은 실시예 4(가)에서 제조된 무기 광결정 패턴의 광투과율(Transmittance)를 나타낸 그래프이다.
1 is a diagram schematically illustrating a method of manufacturing an inorganic photonic crystal pattern according to an embodiment.
FIG. 2 is an electron micrograph showing a process of forming an inorganic photonic crystal pattern in Example 1. FIG.
3(A) is an electron micrograph of the inorganic photonic crystal pattern prepared in Example 2(A), and FIG. 3(B) is an electron micrograph of the inorganic photonic crystal pattern prepared in Example 2(B).
4 is a graph showing the light transmittance (Transmittance) of the inorganic photonic crystal pattern prepared in Example 2 (B).
5 (A) and 5 (B) are electron micrographs of the inorganic photonic crystal pattern prepared in Example 3.
6 is an electron micrograph of the inorganic photonic crystal pattern prepared in Example 4 (A).
7 is an electron micrograph of the inorganic photonic crystal pattern prepared in Example 4 (B).
8 is a graph showing the light transmittance of the inorganic photonic crystal pattern prepared in Example 4 (A).

이후 설명하는 기술의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 구현예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 구현되는 형태는 이하에서 개시되는 구현예들에 한정되는 것이 아니라 할 수 있다. 다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Advantages and features of the techniques described hereinafter, and methods of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the implemented form may not be limited to the embodiments disclosed below. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with meanings commonly understood by those of ordinary skill in the art. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular. In the entire specification, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

또한, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.The singular also includes the plural, unless the phrase specifically dictates otherwise.

일 구현예에 따른 무기 광결정 패턴의 제조방법은, 기판 위에 연성 입자들을 조밀한 단층막(close-packed colloidal monolayer) 형태로 코팅하는 제1 단계, 그리고 단층막에 무기물 전구체를 포함하는 용액을 가하여, 무기 광결정 패턴을 형성하는 제2 단계를 포함한다.The method of manufacturing an inorganic photonic crystal pattern according to an embodiment includes a first step of coating soft particles in the form of a close-packed colloidal monolayer on a substrate, and adding a solution containing an inorganic precursor to the monolayer, and a second step of forming an inorganic photonic crystal pattern.

도 1은 일 구현예에 따른 무기 광결정 패턴의 제조방법을 모식적으로 도시한 그림이다. 도 1을 참조하여, 무기 광결정 패턴의 제조방법을 상세하게 설명한다.1 is a diagram schematically illustrating a method of manufacturing an inorganic photonic crystal pattern according to an embodiment. Referring to FIG. 1 , a method of manufacturing an inorganic photonic crystal pattern will be described in detail.

제1 단계로, 기판(110) 위에 연성 입자(121)들을 조밀한 단층막(120, close-packed colloidal monolayer) 형태로 코팅한다.In a first step, the soft particles 121 are coated on the substrate 110 in the form of a dense monolayer 120 (close-packed colloidal monolayer).

기판(110)은 본 발명에서 특별하게 한정되지 않고, 일 예로 실리콘 웨이퍼, 규소/규소산화물 재질의 유리, 석영 커버글라스, 인듐주석산화물(indium tin oxide), ZnO, 또는 TiO2 등의 금속산화물 층, 폴리(디메틸실록산)(poly(dimethylsiloxane)), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리(메틸메타크릴레이트)(poly(methylmethacrylate)), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리(에틸렌테레프탈레이트)(poly(ethylene terephtalate)), 폴리카보네이트, 또는 이들의 공중합체와 같은 고분자 기판을 사용할 수 있다.The substrate 110 is not particularly limited in the present invention, and for example, a silicon wafer, silicon/silicon oxide material glass, quartz cover glass, indium tin oxide, ZnO, or a metal oxide layer such as TiO 2 . , poly (dimethylsiloxane) (poly (dimethylsiloxane)), polyethylene (polyethylene), polypropylene (polypropylene), poly (methyl methacrylate) (poly (methylmethacrylate)), polystyrene (polystyrene), poly (ethylene terephthalate) ( Poly(ethylene terephtalate)), polycarbonate, or a polymer substrate such as a copolymer thereof may be used.

구체적으로, 제1 단계는, 연성 입자(121)들을 분산매에 분산시킨 후, 연성 입자(121)들을 규칙적인 육방 격자 형태로 자기조립(self-assembly)시켜 이루어질 수 있다.Specifically, the first step may be accomplished by dispersing the soft particles 121 in a dispersion medium and then self-assembling the soft particles 121 in a regular hexagonal lattice shape.

연성 입자(121)는 물이나 알코올에 팽윤되어 분산될 수 있는 하이드로겔 입자를 포함하는 고분자 입자일 수 있다. 일 예로, 연성 입자(121)는, 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드)[poly(N-isopropylacrylamide), pNIPAM], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-알릴아민)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-allylamine), poly(NIPAM-co-AA)], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-2-(디메틸아미노)에틸 메타아크릴레이트)[poly(N-isopropylacrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl methacrylate), poly(NIPAM-co-DMAEMA)], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-2-(디메틸아미노)에틸 아크릴레이트)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl acrylate), poly(NIPAM-co-DMAEA)], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-아크릴산)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-acrylic acid), poly(NIPAM-co-AAc)], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-메타아크릴산)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-methacrylic acid), poly(NIPAM-co-MAAc)], 폴리(N,N-디에틸아크릴아미드)[poly(N,N-diethylacrylamide)], 폴리(N-비닐카프롤락탐)[poly(N-vinlycaprolactam)], 폴리(에틸렌 글리콜)[poly(ethylene glycol)], 폴리(에틸렌 글리콜-b-프로필렌 글리콜-b-에틸렌 글리콜)[poly(ethylene glycol-b-propylene glycol-b-ethylene glycol)], 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The soft particles 121 may be polymer particles including hydrogel particles that can be dispersed by swelling in water or alcohol. For example, the soft particles 121 may include poly(N-isopropylacrylamide) [poly(N-isopropylacrylamide), pNIPAM], poly(N-isopropyl acrylamide-co-allylamine) [poly(N-isopropyl) acrylamide-co-allylamine), poly(NIPAM-co-AA)], poly(N-isopropylacrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl methacrylate)[poly(N-isopropylacrylamide-co-2- (dimethylamino)ethyl methacrylate), poly(NIPAM-co-DMAEMA)], poly(N-isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl acrylate)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-2- (dimethylamino)ethyl acrylate), poly(NIPAM-co-DMAEA)], poly(N-isopropyl acrylamide-co-acrylic acid) [poly(N-isopropyl acrylamide-co-acrylic acid), poly(NIPAM-co-) AAc)], poly(N-isopropyl acrylamide-co-methacrylic acid) [poly(N-isopropyl acrylamide-co-methacrylic acid), poly(NIPAM-co-MAAc)], poly(N,N-diethyl acrylamide)[poly(N,N-diethylacrylamide)], poly(N-vinylcaprolactam)[poly(N-vinlycaprolactam)], poly(ethylene glycol)[poly(ethylene glycol)], poly(ethylene glycol- b-propylene glycol-b-ethylene glycol) [poly(ethylene glycol-b-propylene glycol-b-ethylene glycol)], or a combination thereof.

분산매는 하이드로겔 입자를 포함하는 연성 입자(121)를 팽윤시키거나 응집 없이 안정하게 분산시킬 수 있고 용해시키지 않는 것이면 어느 것이든 사용 가능하다. 일 예로, 분산매는 물, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 아이소프로필 알코올, 테트라히드라 퓨란, 디메틸설폭사이드(dimethylsulfoxide), 디메틸포름아미드(dimethylformaide), 에틸렌글리콜, 글리세롤, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. Any dispersion medium may be used as long as it can swell or stably disperse the soft particles 121 including the hydrogel particles without agglomeration and does not dissolve them. For example, the dispersion medium may include water, methanol, ethanol, butanol, isopropyl alcohol, tetrahydra furan, dimethylsulfoxide, dimethylformaide, ethylene glycol, glycerol, or a combination thereof.

연성 입자(121)들을 규칙적인 육방 격자 형태로 자기조립시키는 방법으로는, 페트리 접시 등에 물을 가득채우고, 물의 표면 위에 연성 입자(121)들을 포함하는 분산매를 물의 표면을 모두 채우도록 떨어뜨려 분산매에 분산된 연성 입자(121)들을 자기조립시키거나, 연성 입자(121)들을 포함하는 분산매를 기판(110) 위에 떨어뜨린 후 분산매를 증발시켜 연성 입자(121)들을 기판(110)의 표면에 자기조립시킬 수 있다. 분산매의 증발은 통상적으로 분산매의 끓는점 아래에서 수행될 것이 요구되며, 분산매의 증발 속도가 빨라질수록 기판(110)의 표면에 광결정이 자기조립되는 시간이 단축되는 반면, 증발 속도가 너무 빠르면 광결정에 결함을 유발시킬 수 있다고, 증발 속도가 너무 느리면 규칙적인 광결정을 얻을 수 없다. As a method of self-assembling the soft particles 121 in a regular hexagonal lattice form, a Petri dish is filled with water, and a dispersion medium containing the soft particles 121 is dropped on the surface of the water to fill the entire surface of the water to fill the dispersion medium. Self-assembly of the dispersed soft particles 121, or a dispersion medium containing the soft particles 121 is dropped on the substrate 110 and then the dispersion medium is evaporated to self-assemble the flexible particles 121 on the surface of the substrate 110 can do it Evaporation of the dispersion medium is generally required to be performed below the boiling point of the dispersion medium, and as the evaporation rate of the dispersion medium increases, the time for self-assembly of the photonic crystal on the surface of the substrate 110 is shortened, whereas if the evaporation rate is too fast, the photonic crystal is defective If the evaporation rate is too slow, regular photonic crystals cannot be obtained.

물-공기 계면에 조밀하게 자기조립된 입자의 경우, 기판(110) 위로 자기조립된 연성 입자(121)들을 옮겨 단층막(120)을 형성할 수 있다. 일 예로, 세척한 기판(110)을 연성 입자(121)들이 자기조립되어 있는 물속에 담궈 물 표면 위에 떠있는 단층막(120)을 떠낸 후 건조시키면, 물이 증발되면서 물에 분산된 입자가 자기회합을 하는 과정에서 광결정이 형성될 수 있다.In the case of densely self-assembled particles at the water-air interface, the single-layer film 120 may be formed by moving the self-assembled soft particles 121 onto the substrate 110 . For example, when the washed substrate 110 is immersed in water in which the flexible particles 121 are self-assembled to remove the single layer film 120 floating on the surface of the water and dried, the particles dispersed in the water become magnetic as the water evaporates. Photonic crystals may be formed in the process of association.

제2 단계로, 단층막(120)에 무기물 전구체를 포함하는 용액을 가하여, 무기 광결정 패턴(130)을 형성한다.In a second step, an inorganic photonic crystal pattern 130 is formed by adding a solution containing an inorganic precursor to the monolayer film 120 .

무기물 전구체를 포함하는 용액은 연성 입자(121)들을 수축시켜 광결정 패턴을 형성하고, 동시에 무기물 전구체를 광결정을 구성하는 입자 표면에 흡착시키거나 입자 내부로 침투시켜 무기 광결정 패턴(130)을 형성한다. 이에 따라, 무기 광결정 패턴(130)은, 복수의 무기 광결정 입자(131)들이 간격을 두고 규칙적으로 배열된 것이다.The solution containing the inorganic precursor contracts the soft particles 121 to form a photonic crystal pattern, and at the same time adsorbs the inorganic precursor on the surface of the particles constituting the photonic crystal or penetrates into the particle to form the inorganic photonic crystal pattern 130 . Accordingly, in the inorganic photonic crystal pattern 130 , a plurality of inorganic photonic crystal particles 131 are regularly arranged at intervals.

즉, 무기 광결정 패턴(130)은 용액 습식 공정을 통하여 형성된다. 구체적으로, 연성 입자(121)들의 조밀한 단층막(120)에 무기물 전구체를 포함하는 용액을 가하면 용액에 대한 입자의 열역학적 특성에 기인해 광결정 패턴 구조로 전환됨과 동시에 무기물 전구체가 연성 입자(121) 표면에 흡착되거나 입자 내부로 침투되어 무기물로 전환되는 과정을 거치며 무기 광결정 패턴(130)이 형성된다. That is, the inorganic photonic crystal pattern 130 is formed through a solution wet process. Specifically, when a solution containing an inorganic precursor is added to the dense monolayer film 120 of the soft particles 121, the inorganic precursor is converted into a photonic crystal pattern structure due to the thermodynamic properties of the particles with respect to the solution and at the same time, the inorganic precursor is converted into the soft particles 121. The inorganic photonic crystal pattern 130 is formed through the process of being adsorbed on the surface or penetrating into the particle to be converted into an inorganic material.

일 예로, 상기한 연성 입자(121)들은 물, 메탄올, 에탄올, 테트라하이드로퓨란 등의 유기 용매에 매우 잘 팽윤되고 분산되는 특성을 지닌다. 반면, 입자와 열역학적으로 섞이지 않은 용매 조건에서는 팽윤 상태에서 수축된 상태로 전환하게 된다. 따라서, 연성 입자(121)들의 조밀한 단층막(120)에 입자가 잘 팽윤할 수 있는 용매를 가하면 단층막(120)은 팽윤이 되지만 이때 입자를 구성하는 고분자와 열역학적으로 혼합될 수 없는 용매를 넣어주게 되면 단층막(120)은 수축하게 되는데, 수축시 입자의 크기가 건조 상태보다 훨씬 더 작은 입자로 수축될 수 있도록 조건을 형성시켜 주면, 단층막(120)은 광결정 패턴으로 전환되게 된다. For example, the soft particles 121 have a property of being very well swollen and dispersed in an organic solvent such as water, methanol, ethanol, or tetrahydrofuran. On the other hand, in a solvent condition that is not thermodynamically mixed with the particles, it is converted from a swollen state to a contracted state. Therefore, when a solvent capable of swelling the particles is added to the dense monolayer film 120 of the soft particles 121, the monolayer film 120 swells, but at this time, a solvent that cannot be thermodynamically mixed with the polymer constituting the particles When added, the monolayer film 120 is contracted. If conditions are formed so that the size of the particles can be contracted into particles much smaller than that in the dry state during shrinkage, the monolayer film 120 is converted into a photonic crystal pattern.

따라서, 무기물 전구체를 포함하는 용액은 조밀 구조의 단층막이 비조밀 구조의 패턴을 형성할 수 있는 용액 특성을 포함하여야 하며, 일 예로 물과 알코올의 혼합 용매를 포함할 수 있다. 알코올은 일 예로, 메탄올, 에탄올, 또는 프로판올 등일 수 있다.Therefore, the solution containing the inorganic precursor must include a solution characteristic in which a monolayer film having a dense structure can form a pattern having a non-dense structure, and may include, for example, a mixed solvent of water and alcohol. The alcohol may be, for example, methanol, ethanol, or propanol.

일 예로, 무기물 전구체를 포함하는 용액이 물과 알코올의 혼합 용매를 포함하는 경우, 알코올 및 물을 15 : 85 내지 50 : 50의 몰비율로 포함할 수 있다. 알코올의 몰비율이 15 미만인 경우나 50을 초과하는 경우 연성 입자(121)는 팽윤 상태를 유지하여 조밀한 단층막 구조를 유지할 수 있다. For example, when the solution containing the inorganic precursor includes a mixed solvent of water and alcohol, alcohol and water may be included in a molar ratio of 15:85 to 50:50. When the molar ratio of alcohol is less than 15 or exceeds 50, the soft particles 121 may maintain a swollen state to maintain a dense monolayer structure.

또한, 제2 단계는, 물과 알코올의 혼합 용매를 사용하는 경우, 상온 이상 및 혼합 용매의 끓는점 보다 낮은 온도에서 이루어질 수 있다. 여기서, 상온은 10 ℃ 이상, 예를 들어 20 ℃ 이상, 또는 25 ℃ 이상일 수 있다.In addition, the second step, when using a mixed solvent of water and alcohol, may be made at a temperature above room temperature and lower than the boiling point of the mixed solvent. Here, the room temperature may be 10 °C or higher, for example, 20 °C or higher, or 25 °C or higher.

제2 단계에서 온도가 10 ℃ 미만인 경우 연성 입자(121)는 혼합 용매의 종류 및 조성에 따라서 팽윤 상태를 유지할 수 있고 이에 따라 조밀한 단층막 구조를 유지할 수 있다. 혼합 용매의 끓는점 부근 또는 그 이상의 온도에서는 용매의 조성이 변화되어 효과적으로 패턴을 제조하지 못할 수 있다. In the second step, when the temperature is less than 10° C., the soft particles 121 may maintain a swollen state depending on the type and composition of the mixed solvent, thereby maintaining a dense monolayer structure. At a temperature near or above the boiling point of the mixed solvent, the composition of the solvent is changed, so that it may not be possible to effectively prepare a pattern.

제2 단계에서 시간은 사용되는 무기물 전구체의 종류에 따라 다르기 때문에 사용하는 전구체의 종류에 따라 적절한 시간을 설정하는 것이 바람직하다. 시간이 짧을 경우 연성 입자(121)에 포함되어 있는 무기물의 양이 충분치 않아 연성 입자(121)의 특성이 유지되어 입자의 팽윤/수축 특성이 용매의 조성 및 온도에 의해 영향을 지속적으로 받게 된다. 특히, 이러한 상태에서 기판(110)을 용액으로부터 제거하게 되면 혼합 용액에 포함되어 있는 혼합 용매의 증발로 인해 용매의 조성의 변화가 발생하게 되고, 이로 인해 연성 입자(121)가 조밀 구조로 전환될 수 있거나 완벽한 패턴으로 형성되기 어렵게 된다. 반면, 시간이 길 경우 무기층의 양이 많아져 두꺼운 필름층이 형성될 수 있다. 일 예로, 무기물 전구체가 머캅토프로필트리메톡시실란인 경우 제2 단계는 24 시간 내지 48 시간 동안 이루어질 수 있다.Since the time in the second step varies depending on the type of the inorganic precursor used, it is preferable to set an appropriate time according to the type of the precursor used. If the time is short, the amount of inorganic material contained in the soft particles 121 is not sufficient, so that the properties of the soft particles 121 are maintained, so that the swelling/contraction properties of the particles are continuously affected by the composition and temperature of the solvent. In particular, when the substrate 110 is removed from the solution in this state, a change in the composition of the solvent occurs due to evaporation of the mixed solvent included in the mixed solution, which causes the soft particles 121 to be converted into a dense structure. It may or may not be formed into a perfect pattern. On the other hand, if the time is long, the amount of the inorganic layer may increase and a thick film layer may be formed. For example, when the inorganic precursor is mercaptopropyltrimethoxysilane, the second step may be performed for 24 hours to 48 hours.

한편, 무기 광결정 패턴(130) 형성시 용매가 무기물 전구체를 포함하는 경우, 무기물 전구체는 연성 입자(121) 내부에 침투하거나 표면에 흡착되게 된다. 충분히 고형화 과정이 일어나면 패턴을 구성하는 입자에서 무기물이 생성이 되며 이에 따라 무기 광결정 패턴(130)이 형성될 수 있다. 무기물의 광특성에 의하여 광결정의 광학적 특성, 표면 구조와 표면 특성을 다양하게 변화시킬 수 있다.Meanwhile, when the inorganic photonic crystal pattern 130 is formed, when the solvent includes the inorganic precursor, the inorganic precursor penetrates into the inside of the soft particle 121 or is adsorbed on the surface. When the solidification process sufficiently occurs, inorganic materials are generated from the particles constituting the pattern, and thus the inorganic photonic crystal pattern 130 may be formed. The optical properties, surface structure and surface properties of photonic crystals can be variously changed by the optical properties of inorganic materials.

일 예로, 무기물 전구체는 머캅토프로필트리메톡시실란(mercaptopropyltrimethoxysilane, MPTMS), 머캅토프로필트리에톡시실란(3-mercaptopropyltriethoxysilane), 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane, MTMS), 트리에톡시메틸실란(triethoxymethylsilane), 트리메톡시(1H,1H,2H,2H-헵타데카플루오로데실)실란(trimethoxy(1H,1H,2H,2H-heptadecafluorodecyl)silane), 비닐트리메톡시실란(vinyltrimethoxysilane), 테트라에틸오르쏘실리케이트(tetraethylorthosilicate), 티타늄 이소프로폭사이드(titanium isopropoxide), 알루미늄 나이트레이트(aluminium nitrate), 이들의 조합을 포함할 수 있다. For example, the inorganic precursor is mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTMS), mercaptopropyltriethoxysilane (3-mercaptopropyltriethoxysilane), methyltrimethoxysilane (MTMS), triethoxymethylsilane ), trimethoxy(1H,1H,2H,2H-heptadecafluorodecyl)silane, vinyltrimethoxysilane, tetraethylortho It may include silicate (tetraethylorthosilicate), titanium isopropoxide (titanium isopropoxide), aluminum nitrate (aluminium nitrate), and combinations thereof.

무기물 전구체를 포함하는 용액은 서로 다른 종류의 무기물 전구체들을 포함할 수 있다. 이 경우, 무기 광결정 입자(131)의 표면 특성을 변화시키거나 또는 계층적 구조를 형성할 수 있다. 이 경우, 무기 광결정 입자(131)는 연성 입자(121) 표면에 위치하는 제1 무기물 및 제1 무기물 표면에 위치하는 제2 무기물을 포함할 수 있다.The solution containing the inorganic precursor may include different types of inorganic precursors. In this case, the surface properties of the inorganic photonic crystal particles 131 may be changed or a hierarchical structure may be formed. In this case, the inorganic photonic crystal particles 131 may include a first inorganic material positioned on the surface of the soft particle 121 and a second inorganic material positioned on the surface of the first inorganic material.

한편, 무기물 전구체를 포함하는 용액은 수산화나트륨(sodium hydroxide), 수산화암모늄(ammonium hydroxide), 또는 이들의 혼합물을 포함하는 촉매를 포함할 수 있다. 촉매는 무기물 전구체가 축합(condensation) 반응을 빨리 진행시키는 역할을 한다. 촉매는 무기물 전구체를 포함하는 용액 전체 중량에 대하여 0.01 중량% 내지 5 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 촉매의 함량은 무기물 전구체의 함량에 따라 적절하게 조절할 수 있다.Meanwhile, the solution including the inorganic precursor may include a catalyst including sodium hydroxide, ammonium hydroxide, or a mixture thereof. The catalyst serves to speed up the condensation reaction of the inorganic precursor. The catalyst may be included in an amount of 0.01 wt% to 5 wt% based on the total weight of the solution including the inorganic precursor. The content of the catalyst may be appropriately adjusted according to the content of the inorganic precursor.

무기 광결정 패턴(130)의 제조방법은, 무기 광결정 패턴(130)을 120 ℃ 내지 150 ℃에서, 1 시간 내지 2 시간 동안 어닐링(annealing)시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 어닐링은 무기층의 경화를 더 효과적으로 진행할 수 있도록 도와줄 수 있다. The method of manufacturing the inorganic photonic crystal pattern 130 may further include annealing the inorganic photonic crystal pattern 130 at 120° C. to 150° C. for 1 hour to 2 hours. Annealing can help the inorganic layer to cure more effectively.

다른 구현예에 따른 무기 광결정 패턴은 기판, 그리고 기판 위에 복수의 무기 광결정 입자들이 간격을 두고 규칙적으로 배열된 무기 광결정 패턴을 포함한다. An inorganic photonic crystal pattern according to another embodiment includes a substrate and an inorganic photonic crystal pattern in which a plurality of inorganic photonic crystal particles are regularly arranged at intervals on the substrate.

무기 광결정 입자들은 서로 일정한 간격 또는 상이한 간격을 두고 배치될 수 있는데, 이에 따라 입자와 입자 사이의 간격을 나타내는 격자 상수(lattice parameter)가 거의 일정하여 광결정 특성을 보인다. 일 예로, 격자 상수는 사용되는 연성 입자의 구경과 상관이 있는데, 무기 광결정 입자의 입경은 50 nm 내지 1000 nm일 수 있고, 200 nm 내지 600 nm일 수 있다.The inorganic photonic crystal particles may be disposed at regular or different distances from each other, and accordingly, the lattice parameter indicating the distance between the particles is almost constant, thereby exhibiting photonic crystal properties. For example, the lattice constant is correlated with the diameter of the soft particles used, and the inorganic photonic crystal particles may have a particle diameter of 50 nm to 1000 nm, or 200 nm to 600 nm.

이때, 무기 광결정 패턴 형성시 용매가 무기물 전구체를 포함하는 경우, 무기물 전구체가 연성 입자 내부에 침투하거나 표면에 흡착됨에 따라, 무기 광결정 입자는, 연성 입자, 및 연성 입자 표면 또는 연성 입자 내부에 위치하는 무기물을 포함한다. At this time, when the solvent includes an inorganic precursor when forming the inorganic photonic crystal pattern, as the inorganic precursor penetrates into or adsorbs to the surface of the soft particle, the inorganic photonic crystal particle is located on the surface of the soft particle or inside the soft particle. Contains minerals.

무기물은 무기물 전구체에 의해 유도된 것으로서, 실리카, 유기실리카(organosilica), 산화 알루미늄(Aluminum oxide), 산화 티타늄(titanium dioxide), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. The inorganic material is derived from an inorganic precursor, and may include silica, organosilica, aluminum oxide, titanium dioxide, or a combination thereof.

또한, 무기물 전구체가 연성 입자 표면에 흡착됨에 따라, 무기 광결정 입자의 표면은 1 nm 내지 50 nm 크기의 복수개의 돌기들을 포함하는 거칠기를 가질 수 있다. In addition, as the inorganic precursor is adsorbed on the surface of the soft particle, the surface of the inorganic photonic crystal particle may have a roughness including a plurality of protrusions having a size of 1 nm to 50 nm.

또한, 무기물 전구체를 포함하는 용액이 서로 다른 종류의 무기물 전구체들을 포함하는 경우, 무기 광결정 입자는 연성 입자 표면에 위치하는 제1 무기물 및 제1 무기물 표면에 위치하는 제2 무기물을 포함할 수 있다.In addition, when the solution containing the inorganic precursor includes different types of inorganic precursors, the inorganic photonic crystal particles may include a first inorganic material positioned on the surface of the soft particle and a second inorganic material positioned on the surface of the first inorganic material.

이하에서는 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로써 발명의 범위가 제한되어서는 아니된다.Hereinafter, specific embodiments of the invention are presented. However, the examples described below are only for specifically illustrating or explaining the invention, and the scope of the invention is not limited thereto.

(실시예 1)(Example 1)

폴리 N-이소프로필아크릴아미드-알릴아민 공중합(Poly(N-isopropylacrylamide-co-allyamine))고분자를 주 성분으로 하는 연성 입자를 원심분리를 통해 상층액 제거 후 이소프로판올(Isopropanol, IPA)에 재분산시킨다. 1.0 cm Х 1.0 cm 크기의 실리콘 웨이퍼(Si wafer)를 에탄올에 담가 bath형 초음파 세척기를 이용하여 30 분간 세척한 후, 탈이온수에 담가 동일한 세척 과정을 거친 후 충분히 말려준다. Poly (N-isopropylacrylamide-co-allyamine) copolymer (Poly (N-isopropylacrylamide-co-allyamine)) Soft particles containing a polymer as a main component are removed by centrifugation to remove the supernatant and then redispersed in isopropanol (IPA). . A silicon wafer (Si wafer) with a size of 1.0 cm Х 1.0 cm is immersed in ethanol and washed for 30 minutes using a bath-type ultrasonic cleaner, then immersed in deionized water, undergoes the same cleaning process, and thoroughly dried.

이후, 둥근 모양의 페트리 접시(직경: 3.5 cm)에 물을 가득 채우고 표면 위에 연성 입자가 포함된 이소프로판올 분산액을 연성 입자가 회합하여 기판을 코팅할 수 있을 정도의 적정량을 투입하여 2 차원으로 규칙적인 육방 밀집구조로 자기조립(self-assembly)시킨다.After that, fill a round-shaped Petri dish (diameter: 3.5 cm) with water, and pour an appropriate amount of isopropanol dispersion containing soft particles on the surface to allow the soft particles to associate and coat the substrate in two dimensions. It is self-assembled in a hexagonal dense structure.

이후, 세척한 실리콘 웨이퍼의 한쪽 모서리 끝을 집게로 잡고 물속 깊이 담구어 물 표면위에 자기조립되어 있는 연성 입자를 떠내어 실리콘 웨이퍼 상에 연성 입자들의 조밀한 단층막을 형성한다.Thereafter, one edge of the cleaned silicon wafer is held with tongs and immersed in water to scoop out the soft particles self-assembled on the water surface to form a dense monolayer of the soft particles on the silicon wafer.

단층막이 형성된 실리콘 웨이퍼를 머캅토프로필트리메톡시실란(mercaptopropyltrimethoxysilane, MPTMS)이 용해되어 있는 메탄올/물 혼합용액(메탄올 : 물 몰비율 = 15 : 85)에 상온에서 담가 광결정 패턴을 형성한다. A silicon wafer with a monolayer film is immersed in a methanol/water mixed solution (methanol:water molar ratio = 15:85) in which mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTMS) is dissolved at room temperature to form a photonic crystal pattern.

도 2는 실시예 1에서 무기 광결정 패턴을 형성하는 과정을 나타내는 전자현미경 사진이다. 도 2를 참조하면, 광결정 패턴은 무기 광결정 패턴으로 전환이 되지 않을 경우 건조 과정에서 다시 조밀한 구조의 단층막으로 되돌아가게 된다 (가, 나: 처리시간 9 시간 및 18 시간). 즉, 무기 광결정 패턴을 만들기 위해 사용한 무기물 전구체가 서서히 입자 표면에 흡착하게 되면 가수분해가 일어나 패턴이 제조될 수 있는데, 입자 표면에서 충분히 무기 구조체가 형성되도록 시간을 주면 24 시간부터 입자가 가역적으로 움직이지 못할 정도로 무기물에 의해 고정화되면서 무기 광결정 패턴이 형성되며(다), 40 시간 이후에는(라 내지 바) 완벽히 패턴을 형성하는 것을 확인할 수 있다. FIG. 2 is an electron micrograph showing a process of forming an inorganic photonic crystal pattern in Example 1. FIG. Referring to FIG. 2 , if the photonic crystal pattern is not converted to the inorganic photonic crystal pattern, it returns to a single-layer film having a dense structure during the drying process (A, B: treatment time of 9 hours and 18 hours). That is, if the inorganic precursor used to make the inorganic photonic crystal pattern is gradually adsorbed to the particle surface, hydrolysis occurs and the pattern can be manufactured. It can be seen that an inorganic photonic crystal pattern is formed as it is immobilized by an inorganic material to such an extent that it cannot be achieved (C), and the pattern is perfectly formed after 40 hours (La to Bar).

무기 광결정 패턴은 매우 규칙적으로 배열되어 있으며 입자와 입자 사이의 간격을 나타내는 격자 상수(lattice parameter)가 거의 일정하여 광결정 특성을 보임을 알 수 있다. 무기 광결정 패턴의 표면은 돌기가 형성된 것처럼 거칠게 되는데 이는 무기물의 성장이 여러 곳에서의 핵에서부터 성장되는 것에 기인한다고 추측된다. It can be seen that the inorganic photonic crystal pattern is very regularly arranged and the lattice parameter indicating the distance between the particles is almost constant, showing photonic crystal characteristics. The surface of the inorganic photonic crystal pattern becomes rough as if protrusions are formed.

(실시예 2)(Example 2)

실시예 1에서와는 다르게 유기 기판에 단층막을 형성하고, 머캅토프로필트리메톡시실란(mercaptopropyltrimethoxysilane, MPTMS)이 용해되어 있는 메탄올/물 혼합용액(메탄올 : 물 몰비율 = 15 : 85)에 각각 40 ℃(가) 및 50 ℃(나)에서 담가 광결정 패턴을 형성한다. Unlike Example 1, a monolayer film was formed on an organic substrate, and a methanol/water mixed solution (methanol: water molar ratio = 15: 85) in which mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTMS) was dissolved was placed at 40 ° C. ( A) and 50 ℃ (B) to form a photonic crystal pattern.

유리 기판의 경우 실리콘 웨이퍼보다 단층막과 유리 기판의 부착력이 강한 것으로 예상되며 무기 광결정 패턴을 형성할 수 있는 다른 열역학적 조건이 필요하며, 이에 따라 약간의 가온 조건에서 무기 광결정 패턴 제조가 필요하다. In the case of a glass substrate, it is expected that the adhesion between a single layer and a glass substrate is stronger than that of a silicon wafer, and other thermodynamic conditions for forming an inorganic photonic crystal pattern are required.

도 3(가)는 실시예 2(가)에서 제조한 무기 광결정 패턴의 전자 현미경 사진이고, 도 3(나)는 실시예 2(나)에서 제조한 무기 광결정 패턴의 전자 현미경 사진이다.3(A) is an electron micrograph of the inorganic photonic crystal pattern prepared in Example 2(A), and FIG. 3(B) is an electron micrograph of the inorganic photonic crystal pattern prepared in Example 2(B).

도 3을 참조하면, 46 시간 이후에는 완벽히 광결정 패턴이 형성되는 것을 확인할 수 있다. 이후 샘플의 경화를 위해 150 ℃에서 2 시간 동안 어닐링(annealing)공정을 거친다. Referring to FIG. 3 , it can be seen that the photonic crystal pattern is completely formed after 46 hours. Thereafter, an annealing process is performed at 150° C. for 2 hours to cure the sample.

무기 광결정 패턴은 매우 규칙적으로 배열되어 있으며 입자와 입자 사이의 간격을 나타내는 격자 상수(lattice parameter)가 거의 일정한 것으로 보아 광결정 특성을 보임을 알 수 있다. It can be seen that the inorganic photonic crystal pattern is very regularly arranged, and the lattice parameter indicating the distance between the particles is almost constant, indicating that the photonic crystal characteristics are exhibited.

도 4는 실시예 2(나)에서 제조된 무기 광결정 패턴의 광투과율(Transmittance)를 나타낸 그래프이다. 4 is a graph showing the light transmittance (Transmittance) of the inorganic photonic crystal pattern prepared in Example 2 (B).

광투과율은 diffuse transmittance 측정이 가능하도록 적분구가 장착된 UV-VIS-NIR spectrophotometer(V-670, JASCO, Japan)를 사용하여 측정하였다. Light transmittance was measured using a UV-VIS-NIR spectrophotometer (V-670, JASCO, Japan) equipped with an integrating sphere to measure diffuse transmittance.

도 4를 참조하면, 맨 유리(Bare glass)와 연성 입자들의 조밀한 단층막을 포함하는 유리(Monolayer)는 광 특성이 유사하나, 실시예 2(나)에서 제조된 무기 광결정 패턴이 형성된 유리의 경우 450 nm 이후로 일반 유리 보다 광투과율이 증가하였으며, 약 92 % 내지 94 %의 광투과율을 800 nm까지 유지하는 것을 알 수 있다. 이는 유리 기판에 형성된 무기 광결정 패턴이 반사 방지(anti-reflective) 효과로 인해 유리 표면에 반사되는 광량을 최소화하는 데 기인한 것으로 추측된다.Referring to FIG. 4 , bare glass and glass (Monolayer) including a dense monolayer of soft particles have similar optical properties, but in the case of the glass having an inorganic photonic crystal pattern prepared in Example 2 (B) After 450 nm, the light transmittance was increased than that of general glass, and it can be seen that the light transmittance of about 92% to 94% was maintained up to 800 nm. This is presumed to be due to the fact that the inorganic photonic crystal pattern formed on the glass substrate minimizes the amount of light reflected on the glass surface due to an anti-reflective effect.

(실시예 3)(Example 3)

실시예 1에서와는 다르게 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Poly(ethylene terephthalate), PET) 기판에 단층막을 형성하고, 머캅토프로필트리메톡시실란(mercaptopropyltrimethoxysilane, MPTMS)이 용해되어 있는 메탄올/물 혼합용액 메탄올 : 물 몰비율 = 15 : 85)에 각각 40 ℃에서 48 시간 동안 담가 광결정 패턴을 형성한다. PET 기판의 경우 기판의 손상을 방지하기 위해 고온 어닐링 공정을 거치지 않는 대신에 40 ℃에서 24 시간 건조(drying) 공정을 거친다.Unlike Example 1, a monolayer film is formed on a polyethylene terephthalate (PET) substrate, and a methanol/water mixture solution in which mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTMS) is dissolved Methanol:water molar ratio = 15: 85), respectively, at 40 °C for 48 hours to form photonic crystal patterns. In the case of a PET substrate, in order to prevent damage to the substrate, a drying process is performed at 40° C. for 24 hours instead of a high-temperature annealing process.

도 5는 실시예 3에서 제조한 무기 광결정 패턴의 전자 현미경 사진이다. 5 is an electron micrograph of the inorganic photonic crystal pattern prepared in Example 3. FIG.

도 5를 참조하면, 무기 광결정 패턴은 매우 규칙적으로 배열되어 있으며 입자와 입자 사이의 간격을 나타내는 격자 상수가 거의 일정한 것으로 보아 광결정 특성을 보임을 알 수 있다. Referring to FIG. 5 , it can be seen that the inorganic photonic crystal pattern is very regularly arranged and the lattice constant indicating the distance between the particles is almost constant, showing photonic crystal characteristics.

(실시예 4)(Example 4)

실시예 2에서와 같이, 유기 기판에 단층막을 형성하고, 머캅토프로필트리메톡시실란(mercaptopropyltrimethoxysilane, MPTMS)이 용해되어 있는 메탄올/물 혼합용액(메탄올 : 물 몰비율 = 15 : 85)에 50 ℃에서 48 시간 반응을 진행시켜 무기 광결정 패턴을 형성시킨 후, 하기와 같은 방법을 통해 실리카 표면의 표면 특성과 구조를 제어한다.As in Example 2, a monolayer film was formed on an organic substrate, and a methanol/water mixed solution (methanol: water molar ratio = 15: 85) in which mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTMS) was dissolved was placed at 50 ° C. After the reaction proceeds for 48 hours to form an inorganic photonic crystal pattern, the surface properties and structure of the silica surface are controlled through the following method.

실시예 4(가)의 경우, 형성된 무기 광 결정 패턴을 DI-water 2.15 mL, MeOH 0.85 mL, 그리고 MTMS(Methyltrimethoxysilane) 50 ㎕로 구성되는 용액에 24 시간 동안 반응시킨다. 이후 샘플을 꺼내어 150 ℃에서 2 시간 동안 어닐링시킨다.In the case of Example 4 (a), the formed inorganic photonic crystal pattern is reacted with a solution consisting of 2.15 mL of DI-water, 0.85 mL of MeOH, and 50 μl of MTMS (Methyltrimethoxysilane) for 24 hours. The sample is then taken out and annealed at 150° C. for 2 hours.

실시예 4(나)의 경우, 형성된 무기 광 결정 패턴을 1 중량% Trimethoxy (1H,1H,2H,2H-heptadecafluorodecyl) silane(F17)이 포함된 에탄올 용액에 담근 후, 탈이온수(deionized water) 0.18 mL를 넣고 78 시간 동안 반응시킨다. 이후 샘플을 꺼내어 120 ℃에서 1 시간 동안 어닐링시킨다. In the case of Example 4 (b), the formed inorganic photonic crystal pattern was immersed in an ethanol solution containing 1 wt% Trimethoxy (1H,1H,2H,2H-heptadecafluorodecyl) silane (F17), followed by deionized water 0.18 mL and react for 78 hours. The sample is then taken out and annealed at 120° C. for 1 hour.

도 6은 실시예 4(가)에서 제조한 무기 광결정 패턴의 전자 현미경 사진이고, 도 7은 실시예 4(나)에서 제조한 무기 광결정 패턴의 전자 현미경 사진이다.6 is an electron micrograph of the inorganic photonic crystal pattern prepared in Example 4 (A), and FIG. 7 is an electron micrograph of the inorganic photonic crystal pattern prepared in Example 4 (B).

도 6 및 도 7을 참조하면, 실시예 4(가) 및 실시예 4(나)에서 제조된 무기 광결정 패턴의 표면은 사용된 실리카 전구체의 종류에 따라 구조와 표면 특성이 달라진다. 도 6의 경우, MTMS 전구체가 실리카로 전환된 입자들이 패턴 표면에 형성된 것이 관찰되었고, MPTMS 전구체보다 소수성 특성이 더 나타나 물 접촉각은 평균 112 도인 결과를 얻었다. 한편, 도 7의 경우, 패턴의 소수성이 더욱 증가하여 평균 136 도의 물 접촉각을 나타내었다. 6 and 7, the surfaces of the inorganic photonic crystal patterns prepared in Examples 4 (A) and 4 (B) have different structures and surface properties depending on the type of silica precursor used. In the case of FIG. 6 , it was observed that particles in which the MTMS precursor was converted to silica were formed on the pattern surface, and more hydrophobic than the MPTMS precursor, resulting in an average water contact angle of 112 degrees. On the other hand, in the case of Figure 7, the hydrophobicity of the pattern further increased, showing an average water contact angle of 136 degrees.

도 8은 실시예 4(가)에서 제조된 무기 광결정 패턴의 광투과율(Transmittance)를 나타낸 그래프이다. 8 is a graph showing the light transmittance of the inorganic photonic crystal pattern prepared in Example 4 (A).

도 8을 참조하면, 맨 유리(Bare glass)와 연성 입자들의 조밀한 단층막을 포함하는 유리(Monolayer)는 광 특성이 유사하나, 실시예 4(가)에서 제조된 MPTMS로 1 차 패턴 형성 후 MTMS로 추가 처리한 무기 광결정 패턴을 포함하는 유리의 경우 425 nm 이후로 유리 보다 광투과율이 증가하였으며 511 nm에서 최대 95.5 %의 광투과율을 보이며, 이후 800 nm까지 약 94 %의 광투과율을 유지하는 것이 관찰되었다.Referring to FIG. 8 , bare glass and glass (Monolayer) including a dense monolayer of soft particles have similar optical properties, but after forming a primary pattern with MPTMS prepared in Example 4(A), MTMS In the case of the glass containing the inorganic photonic crystal pattern further treated with , the light transmittance increased compared to glass after 425 nm, and it showed a maximum light transmittance of 95.5% at 511 nm, and then maintaining about 94% light transmittance until 800 nm. observed.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.Although preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also present. It belongs to the scope of the right of the invention.

110: 기판
120: 연성 입자들의 조밀한 단층막
121: 연성 입자
130: 무기 광결정 패턴
131: 무기 광결정 입자
110: substrate
120: a dense monolayer of soft particles
121: soft particles
130: inorganic photonic crystal pattern
131: inorganic photonic crystal particles

Claims (18)

기판 위에 연성 입자들을 조밀한 단층막(close-packed colloidal monolayer) 형태로 코팅하는 제1 단계, 그리고
상기 단층막에 무기물 전구체를 포함하는 용액을 가하여, 무기 광결정 패턴을 형성하는 제2 단계를 포함하는, 무기 광결정 패턴의 제조방법.
A first step of coating the soft particles in the form of a close-packed colloidal monolayer on the substrate, and
A method of manufacturing an inorganic photonic crystal pattern comprising a second step of forming an inorganic photonic crystal pattern by adding a solution containing an inorganic precursor to the monolayer film.
제1항에서,
상기 무기 광결정 패턴은, 복수의 무기 광결정 입자들이 간격을 두고 규칙적으로 배열된 것인, 무기 광결정 패턴의 제조방법.
In claim 1,
In the inorganic photonic crystal pattern, a plurality of inorganic photonic crystal particles are regularly arranged at intervals.
제1항에서,
상기 제1 단계는, 연성 입자들을 분산매에 분산시킨 후, 연성 입자들을 규칙적인 육방 격자 형태로 자기조립(self-assembly)시켜 이루어지는, 무기 광결정 패턴의 제조방법.
In claim 1,
The first step, after dispersing the soft particles in a dispersion medium, is made by self-assembly (self-assembly) of the soft particles in a regular hexagonal lattice form, the method for producing an inorganic photonic crystal pattern.
제3항에서,
상기 연성 입자는, 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드)[poly(N-isopropylacrylamide), pNIPAM], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-알릴아민)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-allylamine), poly(NIPAM-co-AA)], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-2-(디메틸아미노)에틸 메타아크릴레이트)[poly(N-isopropylacrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl methacrylate), poly(NIPAM-co-DMAEMA)], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-2-(디메틸아미노)에틸 아크릴레이트)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl acrylate), poly(NIPAM-co-DMAEA)], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-아크릴산)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-acrylic acid), poly(NIPAM-co-AAc)], 폴리(N-이소프로필 아크릴아미드-co-메타아크릴산)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-methacrylic acid), poly(NIPAM-co-MAAc)], 폴리(N,N-디에틸아크릴아미드)[poly(N,N-diethylacrylamide)], 폴리(N-비닐카프롤락탐)[poly(N-vinlycaprolactam)], 폴리(에틸렌 글리콜)[poly(ethylene glycol)], 폴리(에틸렌 글리콜-b-프로필렌 글리콜-b-에틸렌 글리콜)[poly(ethylene glycol-b-propylene glycol-b-ethylene glycol)], 또는 이들의 조합을 포함하는, 무기 광결정 패턴의 제조방법.
In claim 3,
The soft particles are, poly (N-isopropyl acrylamide) [poly (N-isopropylacrylamide), pNIPAM], poly (N- isopropyl acrylamide-co-allylamine) [poly (N-isopropyl acrylamide-co-allylamine) ), poly(NIPAM-co-AA)], poly(N-isopropylacrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl methacrylate)[poly(N-isopropylacrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl methacrylate) ), poly(NIPAM-co-DMAEMA)], poly(N-isopropyl acrylamide-co-2-(dimethylamino)ethyl acrylate) ), poly(NIPAM-co-DMAEA)], poly(N-isopropyl acrylamide-co-acrylic acid) [poly(N-isopropyl acrylamide-co-acrylic acid), poly(NIPAM-co-AAc)], poly (N-isopropyl acrylamide-co-methacrylic acid)[poly(N-isopropyl acrylamide-co-methacrylic acid), poly(NIPAM-co-MAAc)], poly(N,N-diethylacrylamide)[poly (N,N-diethylacrylamide)], poly(N-vinylcaprolactam)[poly(N-vinlycaprolactam)], poly(ethylene glycol)[poly(ethylene glycol)], poly(ethylene glycol-b-propylene glycol- b-ethylene glycol) [poly(ethylene glycol-b-propylene glycol-b-ethylene glycol)], or a method for producing an inorganic photonic crystal pattern comprising a combination thereof.
제3항에서,
상기 분산매는 물, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 아이소프로필 알코올, 테트라히드라 퓨란, 디메틸설폭사이드(dimethylsulfoxide), 디메틸포름아미드(dimethylformaide), 에틸렌글리콜, 글리세롤, 또는 이들의 조합을 포함하는, 무기 광결정 패턴의 제조방법.
In claim 3,
The dispersion medium includes water, methanol, ethanol, butanol, isopropyl alcohol, tetrahydra furan, dimethylsulfoxide, dimethylformaide, ethylene glycol, glycerol, or a combination thereof. manufacturing method.
제1항에서,
상기 제2 단계에서,
상기 무기물 전구체를 포함하는 용액은 상기 연성 입자들을 수축시켜 광결정 패턴을 형성하고, 상기 무기물 전구체를 광결정 입자 표면에 흡착시키거나 광결정 입자 내부로 침투시키는,
무기 광결정 패턴의 제조방법.
In claim 1,
In the second step,
The solution containing the inorganic precursor contracts the soft particles to form a photonic crystal pattern, and adsorbs the inorganic precursor on the surface of the photonic crystal particle or penetrates into the photonic crystal particle,
A method for manufacturing an inorganic photonic crystal pattern.
제1항에서,
상기 무기물 전구체는 머캅토프로필트리메톡시실란(mercaptopropyltrimethoxysilane, MPTMS), 머캅토프로필트리에톡시실란(3-mercaptopropyltriethoxysilane), 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane, MTMS), 트리에톡시메틸실란(triethoxymethylsilane), 트리메톡시(1H,1H,2H,2H-헵타데카플루오로데실)실란(trimethoxy(1H,1H,2H,2H-heptadecafluorodecyl)silane), 비닐트리메톡시실란(vinyltrimethoxysilane), 테트라에틸오르쏘실리케이트(tetraethylorthosilicate), 티타늄 이소프로폭사이드(titanium isopropoxide), 알루미늄 나이트레이트(aluminium nitrate), 또는 이들의 조합을 포함하는, 무기 광결정 패턴의 제조방법.
In claim 1,
The inorganic precursor is mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTMS), mercaptopropyltriethoxysilane (3-mercaptopropyltriethoxysilane), methyltrimethoxysilane (MTMS), triethoxymethylsilane, Trimethoxy(1H,1H,2H,2H-heptadecafluorodecyl)silane, vinyltrimethoxysilane, tetraethylorthosilicate ( tetraethylorthosilicate), titanium isopropoxide (titanium isopropoxide), aluminum nitrate (aluminum nitrate), or a combination thereof, including a method for producing an inorganic photonic crystal pattern.
제1항에서,
상기 무기물 전구체를 포함하는 용액은 서로 다른 종류의 무기물 전구체들을 포함하는, 무기 광결정 패턴의 제조방법.
In claim 1,
A method for producing an inorganic photonic crystal pattern, wherein the solution containing the inorganic precursor includes different types of inorganic precursors.
제1항에서,
상기 무기물 전구체를 포함하는 용액은 물과 알코올의 혼합 용매를 포함하는, 무기 광결정 패턴의 제조방법.
In claim 1,
The solution containing the inorganic precursor includes a mixed solvent of water and alcohol, the method for producing an inorganic photonic crystal pattern.
제9항에서,
상기 무기물 전구체를 포함하는 용액은 알코올 및 물을 15 : 85 내지 50 : 50의 몰비율로 포함하는 혼합 용매를 포함하는, 무기 광결정 패턴의 제조방법.
In claim 9,
The solution containing the inorganic precursor is alcohol and water 15: 85 to 50: a method for producing an inorganic photonic crystal pattern comprising a mixed solvent comprising a molar ratio of 50.
제1항에서,
상기 무기물 전구체를 포함하는 용액은 수산화나트륨(sodium hydroxide), 수산화암모늄(ammonium hydroxide), 또는 이들의 혼합물을 포함하는 촉매를 포함하는, 무기 광결정 패턴의 제조방법.
In claim 1,
The solution containing the inorganic precursor is sodium hydroxide (sodium hydroxide), ammonium hydroxide (ammonium hydroxide), or a method for producing an inorganic photonic crystal pattern comprising a catalyst comprising a mixture thereof.
제9항에서,
상기 제2 단계는, 10 ℃ 이상 및 상기 혼합 용매의 끓는점 보다 낮은 온도에서 이루어지는, 무기 광결정 패턴의 제조방법.
In claim 9,
The second step, 10 ℃ or more and made at a temperature lower than the boiling point of the mixed solvent, the method for producing an inorganic photonic crystal pattern.
제1항에서,
상기 무기 광결정 패턴의 제조방법은, 상기 무기 광결정 패턴을 120 ℃ 내지 150 ℃에서, 1 시간 내지 2 시간 동안 어닐링(annealing)시키는 단계를 더 포함하는, 무기 광결정 패턴의 제조방법.
In claim 1,
The method of manufacturing the inorganic photonic crystal pattern further comprises annealing the inorganic photonic crystal pattern at 120° C. to 150° C. for 1 hour to 2 hours.
기판, 그리고
상기 기판 위에 복수의 무기 광결정 입자들이 간격을 두고 규칙적으로 배열된 무기 광결정 패턴을 포함하며,
상기 무기 광결정 입자는,
연성 입자, 및
상기 연성 입자 표면 또는 상기 연성 입자 내부에 위치하는 무기물을 포함하는, 무기 광결정 패턴.
board, and
and an inorganic photonic crystal pattern in which a plurality of inorganic photonic crystal particles are regularly arranged at intervals on the substrate;
The inorganic photonic crystal particles,
soft particles, and
An inorganic photonic crystal pattern comprising an inorganic material positioned on the surface of the soft particle or inside the soft particle.
제14항에서,
상기 무기물은 실리카, 유기실리카(organosilica), 산화 알루미늄(Aluminum oxide), 산화 티타늄(titanium dioxide), 또는 이들의 조합을 포함하는, 무기 광결정 패턴.
15. In claim 14,
The inorganic material comprises silica, organosilica, aluminum oxide, titanium dioxide, or a combination thereof, inorganic photonic crystal pattern.
제14항에서,
상기 무기 광결정 입자의 표면은 1 nm 내지 50 nm 크기의 복수개의 돌기들을 포함하는, 무기 광결정 패턴.
15. In claim 14,
The surface of the inorganic photonic crystal particle comprises a plurality of projections having a size of 1 nm to 50 nm, an inorganic photonic crystal pattern.
제14항에서,
상기 무기 광결정 입자는 상기 연성 입자 표면에 위치하는 제1 무기물 및 상기 제1 무기물 표면에 위치하는 제2 무기물을 포함하는, 무기 광결정 패턴.
15. In claim 14,
The inorganic photonic crystal particle includes a first inorganic material positioned on the surface of the soft particle and a second inorganic material positioned on the surface of the first inorganic material, the inorganic photonic crystal pattern.
제14항에서,
상기 무기 광결정 입자의 입경은 50 nm 내지 1000 nm인, 무기 광결정 패턴.
15. In claim 14,
The inorganic photonic crystal particles have a particle diameter of 50 nm to 1000 nm, an inorganic photonic crystal pattern.
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