WO2018160025A1 - 발색 구조체 및 발색 구조체의 제조 방법 - Google Patents

발색 구조체 및 발색 구조체의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2018160025A1
WO2018160025A1 PCT/KR2018/002513 KR2018002513W WO2018160025A1 WO 2018160025 A1 WO2018160025 A1 WO 2018160025A1 KR 2018002513 W KR2018002513 W KR 2018002513W WO 2018160025 A1 WO2018160025 A1 WO 2018160025A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
thin film
porosity
color
deposition
reflector
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/002513
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
송영민
유영진
주건우
Original Assignee
광주과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 광주과학기술원 filed Critical 광주과학기술원
Publication of WO2018160025A1 publication Critical patent/WO2018160025A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/22—Absorbing filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/007—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements the movable or deformable optical element controlling the colour, i.e. a spectral characteristic, of the light

Definitions

  • the present invention relates to a chromogenic structure and a method for producing the chromogenic structure.
  • the present invention relates to a color structure comprising a thin film of porous dielectric material on a reflector and a method of manufacturing the same.
  • a technique of using a dielectric having a high dielectric constant to broaden the range of color expression by changing the refractive index is disclosed. That is, a reflective display device including a photonic crystal in which nanoparticles of a high refractive dielectric is distributed in a crystalline form is disclosed.
  • US Patent Publication No. 2013-0170044 discloses an optical film having a crystallized porous layer.
  • the optical filter comprises a light transmissive substrate and a light coating, which is deposited on the light transmissive substrate and has at least one crystallized nano-numeric layer. These nano-numeric layers are deposited using high temperature oblique deposition and have a refractive index lower than that of the light transmissive substrate.
  • the color change is rapidly changed according to the thickness of the dielectric material having an absorbent property that can be used in the proposed structure, and thus it is difficult to control the thickness in the actual manufacturing process and shows a limited range of color expression.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, by applying porosity to the dielectric material layer having an absorbent property in the structure of the prior art to control the color change according to the thickness, and to expand the range of color expression It relates to a color structure and a method for producing the color structure using.
  • the present invention provides a method for producing a colored structure and a colored structure using a porous medium having a color change by applying a porosity to a medium to change a refractive index and changing a thickness of a medium to which a porosity is applied to change a reflection effect due to interference. Its purpose is to.
  • a color structure according to an embodiment of the present invention includes a reflector; And a thin film deposited on the reflector and made of a porous medium having an extinction coefficient.
  • the reflector may be a metal capable of reflecting light.
  • the porous medium having the extinction coefficient may be made of a dielectric material.
  • the dielectric material may include at least one of germanium or amorphous silicon.
  • the porosity of the thin film may be 0 to 80%.
  • the thickness of the thin film may be 5 to 100nm.
  • the porosity of the thin film may vary depending on the deposition angle during deposition of the thin film.
  • Method of manufacturing a color structure may include the step of depositing a thin film made of a porous medium having an absorption coefficient on top of the reflector.
  • the porosity of the thin film may be adjusted by changing the deposition angle.
  • the depositing step it may be characterized by adjusting the thickness of the thin film by changing the deposition time.
  • the thickness of the thin film made of a porous dielectric material it is possible to control the color change, to broaden the range of color representation, and to expand the existing narrow material range through porosity have.
  • the color can be expressed in the form of an ultra thin film, it can be applied as a flexible device.
  • the process for manufacturing the color structure can be simple to reduce the manpower and cost required to produce the color structure.
  • the present invention can be applied to various fields such as reflective displays, wearable devices, and applications requiring metal color development.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a chromogenic structure using a porous medium according to the present embodiment.
  • Figure 2 is a graph of the change in the characteristics of the medium according to the porosity.
  • FIG. 3 is a flowchart briefly showing a method of manufacturing a chromogenic structure according to the present embodiment.
  • FIG 4 is a view of the structure of the color structure using the porous medium according to the deposition angle prepared according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a view showing a color structure using a porous medium according to the porosity prepared according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a graph showing the structure and the reflectance according to the structure, the deposition angle and thickness of the thin film according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a graph of reflectance of the color structure according to the material of the reflector or the thin film according to the present embodiment.
  • the coloring structure according to the present invention may include a reflector and a thin film deposited on the reflector and made of a porous medium having an extinction coefficient.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a chromogenic structure using a porous medium according to the present embodiment.
  • the color structure 100 may include the reflector 120 and the thin film 110 deposited on the reflector 120.
  • the reflector 120 may be made of a material capable of reflecting light, and specifically, may be made of a metal having high light reflectance.
  • the reflector 120 of the color-emitting structure according to the present embodiment is made of one of gold (Au), silver (Ag), titanium (Ti), platinum (Pt), chromium (Cr) or copper (Cu). Can be.
  • the thin film 110 deposited on the reflector 120 may be formed of a dielectric material having light absorbing properties. That is, the thin film 110 may be a semiconductor material having a porosity and a dielectric material having an absorption coefficient.
  • the thin film 110 of the color structure according to the present embodiment may be made of one of germanium (Ge) or amorphous-silicon (a-Si).
  • the dielectric material having the absorptive properties of the thin film 110 may be deposited on the reflector 120 to have porosity. That is, the porosity of the material constituting the thin film 110 may be adjusted by changing the deposition angle during deposition.
  • the color change may be adjusted accordingly, and the color expression range may be extended.
  • This effect is due to the change in refractive index.
  • the refractive index of the medium changes, and the reflection effect due to the interference according to the thickness of the medium changes due to the change of the refractive index, resulting in the change of color. Will be used.
  • such a chromophoric structure is generally used as a reflector of a metal having electrical conductivity, and thus can be used for the color coating on the metal.
  • it has the advantage that the color coating is possible while maintaining the electrical conductivity.
  • Figure 2 is a graph of the change in the characteristics of the medium according to the porosity.
  • the refractive index graph 210 of the medium according to the porosity it can be seen that the refractive index gradually decreases as the porosity of the medium increases.
  • the reflectance of the light varies according to the porosity of the medium. Since the reflectance of light varies with wavelength, the reflectance of light gradually decreases as the wavelength increases, but the reflectance of light increases again when a wavelength is exceeded.
  • the reflectance of the medium according to the application of the porosity by varying the porosity in the medium according to the embodiment of the present invention will gradually decrease the reflectance of light for a low range of wavelength when the porosity of the medium increases.
  • the reflectance of the light increases as the porosity of the medium increases.
  • This phenomenon uses the characteristic that the effective refractive index changes while the medium has a porosity, and since the reflection characteristic changes according to the porosity, fine color control is possible and the color expression range can be improved.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a color structure using a porous medium according to the present embodiment.
  • a method of manufacturing a color structure using a porous medium according to an embodiment of the present invention may include depositing a thin film made of a porous medium having an absorption coefficient on top of a reflector.
  • the porosity of the thin film may be adjusted by changing the deposition angle, or the thickness of the thin film may be adjusted by changing the deposition time.
  • the angle of the sample holder and the deposition time are adjusted. Then, the thin film 110 is deposited.
  • the color expressed in the color-forming structure varies according to the porosity of the thin film 110, the type of the thin film 110, the porosity of the thin film 110 to be expressed, or the thin film 110 to be expressed to express the color range to be expressed.
  • the thickness of the deposition angle and deposition time can be adjusted accordingly.
  • the type of the thin film 110 may be formed of a dielectric material having absorbent properties.
  • the thin film 110 may be one of germanium (Ge) or amorphous-silicon (a-Si).
  • Conditions for the oblique deposition process may be set according to the characteristics of the dielectric material to be deposited or the porosity of the dielectric material.
  • the porosity of the thin film 110 may be adjusted according to the deposition angle of the thin film 110, and the deposition angle of the thin film 110 may be adjusted according to the set value of the angle of the sample holder.
  • the porosity of the thin film 110 may be increased.
  • the thin film 110 is deposited by setting the deposition angle of the thin film 110 small, the porosity of the thin film 110 may be reduced.
  • the thickness of the thin film 110 may be adjusted according to the deposition time of the oblique deposition process.
  • the thickness of the thin film 110 may be set according to the color to be expressed by the color-emitting structure, and the thicker the thin film 110 is, the longer the deposition time may be.
  • the color-coating is possible in the state of maintaining the electrical conductivity on the metal having electrical conductivity in general.
  • FIG 4 is a view showing a color structure using the porous medium according to the deposition angle prepared according to the present embodiment.
  • the deposition angle of the thin film deposition in the color structure 400 manufactured according to the embodiment of the present invention is related to the porosity.
  • the oblique deposition process is a process method that can adjust the porosity according to the deposition angle, the porosity of the material constituting the thin film can be increased as the deposition angle of the deposited thin film is increased.
  • the porosities 0%, 40%, 60%, and 75% may correspond to deposition angles of 0 °, 30 °, 45 °, and 70 °, respectively.
  • the porosity of the colored structure 410 having the deposition angle of 0 ° is 0%, and as the deposition angle of the thin film formed of the same medium is gradually increased, the porosity of the thin film also increases. Can be.
  • the porosity is higher when the deposition angle is 45 ° (430) than when the deposition angle is 30 ° (420), and when the deposition angle is 70 ° (440), the deposition angle is 30 ° ( 420) and when the deposition angle is 45 ° (430), the porosity is higher.
  • FIG. 5 is a view showing a color structure using a porous medium according to the porosity prepared according to the present embodiment.
  • a color structure was manufactured by depositing germanium on an upper portion of a reflector made of gold having a very high reflectance using an oblique deposition process.
  • the oblique angle deposition process is a process method that can adjust the porosity according to the deposition angle, the angle of the sample holder was controlled by controlling the angle of the sample holder using an electron beam evaporator for the oblique angle deposition.
  • the graph 520 showing the range of color expression according to the color development structure 510 in which the thin film is deposited by varying the porosity and thickness on the reflector, even if the porosity of the thin film is constant, it may be expressed according to the thickness of the thin film. You can see that the color is different.
  • the color of the produced color structure is varied according to the thickness and the porosity of the thin film, and the color can be finely adjusted at the porosity, not to control the color only by the thickness of the conventional thin film, and to maintain high color purity. Can be implemented.
  • FIG. 6 is a graph showing the structure and the reflectance according to the structure, the deposition angle and thickness of the thin film using the porous medium according to the present embodiment.
  • the smaller the deposition angle of the thin film the sharper the color change as the deposition thickness of the thin film increased. can confirm.
  • the deposition angle of the thin film increases, and as the deposition thickness of the thin film increases, it may be confirmed that the color change is slow.
  • the reflectance 630 of the color structure according to the deposition angle of the thin film can be seen that the reflectance in the light of a low wavelength gradually decreases as the deposition angle is increased.
  • the threshold wavelength value which is a point at which the change of the reflectance changes, may decrease.
  • FIG. 7 is a graph of reflectance of the color structure according to the material of the reflector or the thin film according to the present embodiment.
  • the reflector may be made of titanium, platinum, chromium, gold, silver or copper, the thin film may be made of germanium or amorphous-silicon.
  • the color structure having the porosity applied to each thin film has a wider range of colors than the color structure having no porosity applied to the thin film.
  • the range of colors that can be expressed varies depending on the material forming the thin film or the reflector.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 매질을 이용한 발색 구조체 및 제조 방법은 반사체 및 상기 반사체의 상부에 빗각으로 증착되는 박막을 포함하고, 상기 박막은, 빗각 증착을 통해 기공이 형성된 다공성의 흡광 계수를 갖는 유전물질일 수 있다.

Description

발색 구조체 및 발색 구조체의 제조 방법
본 발명은 발색 구조체 및 발색 구조체의 제조 방법에 관한 것이다.
더욱 구체적으로는, 반사체 위에 다공성 유전물질로 이루어진 박막을 포함하는 발색 구조체와 그 제조방법에 관한 것이다.
대한민국 공개특허공보 제2016-0114030호에 따르면, 고유전율을 갖는 유전체를 이용하여, 굴절률에 변화를 줌으로써 색의 표현 범위를 넓히는 기술이 개시되어 있다. 즉, 고굴절 유전체의 나노 입자가 결정형태로 분포되어 있는 광결정을 포함하는 반사형 표시장치를 개시하고 있다.
또한, 미국공개특허 제2013-0170044호의 경우, 결정화된 다공성층을 갖는 광학필름이 개시되어 있다. 이 특허에서 광학 필터는 광투과성 기판과 광 코팅을 포함하는데, 광 코팅은 광투과성 기판상에 증착되고, 적어도 하나의 결정화된 나노-수치의 층을 갖는다. 이러한 나노-수치의 층은 고온 빗각 증착을 이용하여 증착되며, 광투과성 기판의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는다.
기존의 방식은 복잡한 다층구조 또는 광결정 구조로 제작에 많은 어려움이 따른다. 최근 금속층 위에 흡수성질을 갖는 유전물질을 코팅하여 각 계면에서 반사되어 나온 빛의 간섭효과를 이용하여 단순하면서도 효과적으로 색을 낼 수 있는 구조를 제안하였다.
그러나 일반적으로 제안된 구조에 사용될 수 있는 흡수성질을 갖는 유전물질의 두께에 따른 색변화가 급격하여 실제 제작 과정에서 두께 조절이 어렵고 제한된 색 표현 범위를 보인다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로써, 종래기술의 구조에서 흡수성질을 갖는 유전물질 층에 다공성을 적용하여 두께에 따른 색 변화를 조절하고, 색 표현 범위를 넓힐 수 있는 다공성 매질을 이용한 발색 구조체 및 발색 구조체의 제조 방법에 대한 것이다.
구체적으로, 매질에 다공성을 적용하여 굴절률을 변화시키고, 다공성이 적용된 매질의 두께를 달리하여 간섭에 의한 반사효과를 변화시킴으로써 색의 변화가 나타나는 다공성 매질을 이용한 발색 구조체 및 발색 구조체의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발색 구조체는 반사체; 및 상기 반사체 상에 증착되며, 흡광 계수를 갖는 다공성 매질로 이루어진 박막을 포함할 수 있다.
상기 반사체는, 광을 반사시킬 수 있는 금속일 수 있다.
상기 흡광 계수를 갖는 다공성 매질은 유전물질로 이루어질 수 있다.
상기 유전물질은 게르마늄 또는 비정질 실리콘 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 박막의 공극률은 0 내지 80%일 수 있다.
상기 박막의 두께는 5 내지 100nm일 수 있다.
상기 박막의 공극률은 상기 박막의 증착시의 증착 각도에 따라 상이할 수 있다.
상기 박막의 공극률이 낮을때보다 상기 박막의 공극률이 높을수록 상기 박막의 두께의 변화에 따라서 상기 발색 구조체에서 발광되는 색의 변화가 더 느린 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 박막의 공극률이 높을수록 동일한 파장에서 흡광계수가 더 낮을 수 있다.
상기 박막의 공극률이 높을수록 동일한 파장에서 굴절률이 더 낮을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발색 구조체의 제조 방법은, 반사체의 상부에 흡광 계수를 갖는 다공성 매질로 이루어진 박막을 증착시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 증착시키는 단계에서, 증착 각도를 변화시켜 상기 박막의 공극률을 조정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 증착시키는 단계에서,증착 시간을 변화시켜 상기 박막의 두께를 조정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다공성 유전물질로 이루어진 박막의 두께를 조절함으로써 색 변화를 제어할 수 있고, 색 표현 범위를 넓힐 수 있으며 기존에 색 표현 범위가 좁은 물질도 다공성을 통해 확대할 수 있다.
또한, 초박막 형태로 색 표현이 가능하기 때문에 유연소자로 적용할 수 있다.
또한, 발색 구조체를 제조하기 위한 공정이 단순하여 발색 구조체 제조에 소요되는 인력 및 비용을 절감할 수 있다.
이와 같이, 발색 구조체의 넓은 색 표현 범위 및 제조비용 절감으로 인해 반사형 디스플레이, 웨어러블 기기, 금속 발색이 필요한 애플리케이션 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 다공성 매질을 이용한 발색 구조체의 개략도이다.
도 2는 공극률에 따른 매질의 특성변화에 대한 그래프이다.
도 3은 본 실시예에 따른 발색 구조체의 제조방법을 간략히 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 실시예에 따라 제조된 증착 각도에 따른 다공성 매질을 이용한 발색 구조체의 구조에 대한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따라 제조된 공극률에 따른 다공성 매질을 이용한 발색 구조체에 대한 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 발색 구조체의 구조, 박막의 증착 각도 및 두께에 따른 발색 구조체 및 반사율에 대한 그래프이다.
도 7은 본 실시예에 따른 반사체 또는 박막을 이루는 물질에 따른 발색 구조체의 반사율에 대한 그래프이다.
본 발명에 따른 발색 구조체는 반사체 및 상기 반사체 상에 증착되며, 흡광 계수를 갖는 다공성 매질로 이루어진 박막을 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 발색 구조체 및 그 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 실시예에 따른 다공성 매질을 이용한 발색 구조체의 개략도이다.
이하 도 1을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 발색 구조체(100)는 반사체(120)와 반사체(120) 상부에 증착되는 박막(110)을 포함할 수 있다.
여기서, 반사체(120)는 광을 반사할 수 있는 소재로 이루어질 수 있고, 구체적으로는 광반사율이 높은 금속으로 이루어질 수 있다.
일례로, 본 실시예에 따른 발색 구조체의 반사체(120)는 금속 중에서도 금(Au), 은(Ag), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 크롬(Cr) 또는 구리(Cu) 중 하나로 이루어질 수 있다.
반사체(120)의 상부에 증착되는 박막(110)은 광흡수성질을 갖는 유전물질로 이루어질 수 있다. 즉, 박막(110)은 다공성을 가지며 흡광 계수를 갖는 유전물질로써 반도체 물질일 수 있다.
일례로, 본 실시예에 따른 발색 구조체의 박막(110)은 게르마늄(Ge) 또는 비정질-실리콘(a-Si)중 하나로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 박막(110)을 이루고 있는 흡수성질을 갖는 유전물질은 다공성을 갖도록 반사체(120) 상에 증착될 수 있다. 즉, 증착시 증착 각도를 변화시킴으로써 박막(110)을 구성하는 물질의 다공성을 조정할 수 있다.
더불어, 증착 시간을 조정하여 박막(110)의 두께를 상이하게 하면 그에 따라 색 변화가 조절될 수 있고, 색 표현 범위가 확장될 수 있다.
이러한 효과는 굴절률 변화에 따른 것으로써, 매질에 다공성을 적용시키면 매질의 굴절률이 변화하게 되고, 굴절률의 변화로 인하여 매질의 두께에 따른 간섭에 의한 반사효과가 변화하게 되어 색의 변화가 나타나게 되는 원리를 이용한 것이다.
즉, 이러한 발색 구조체는 일반적으로 전기 전도성을 갖는 금속을 반사체로 하므로, 금속 위에 발색 코팅을 하는 데에 이용될 수 있다. 더불어 전기 전도성을 유지한 채로 발색 코팅이 가능한 장점을 가지고 있는 것이다.
도 2는 공극률에 따른 매질의 특성변화에 대한 그래프이다.
이하 도 2를 참조하여 본 발명의 일 구현예에 대해 설명하도록 한다.
공극률에 따른 매질의 굴절률 그래프(210)를 참고하면, 매질의 공극률이 증가함에 따라 굴절률은 점점 감소하는 것을 확인할 수 있다.
공극률에 따른 매질의 반사율 그래프(220)를 참조하면, 매질의 공극률에 따라 빛의 반사율이 달라짐을 확인할 수 있다. 빛의 반사율은 파장에 따라 다르기 때문에 파장이 증가함에 따라 빛의 반사율은 점차 감소하다가 일정 범위 이상의 파장이 가해지면 빛의 반사율은 다시 증가하게 되는 현상을 보인다.
따라서, 본 발명의 일 구현예에 따른 매질에 공극률을 달리하여 다공성을 적용함에 따른 매질의 반사율은 매질의 공극률이 증가할 경우 낮은 범위의 파장에 대한 빛의 반사율은 점차 감소하게 된다. 특정 파장 이상의 빛이 가해지는 경우에는 매질의 공극률이 증가할수록 빛의 반사율은 증가하는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 공극률에 따른 매질의 흡광 계수 그래프(230)를 참고하면, 매질의 공극률이 증가함에 따라 흡광 계수는 점차 감소하는 것을 확인할 수 있다.
이러한 현상은 매질이 다공성을 가지면서 유효 굴절률이 변화하는 특성을 이용한 것으로, 공극률에 따른 반사 특성이 변화하기 때문에 미세한 색 조절이 가능하고, 색 표현 범위가 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
즉, 본 발명에 의해 단순한 초박막 구조를 가지면서, 색 조절이 가능하고 다양한 색 표현이 가능한 발색 구조체를 제조할 수 있다.
도 3은 본 실시예에 따른 다공성 매질을 이용한 발색 구조체 제조 방법에 대한 순서도이다.
이하 도 1 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 다공성 매질을 이용한 발색 구조체 제조 방법은 반사체의 상부에 흡광 계수를 갖는 다공성 매질로 이루어진 박막을 증착시키는 단계를 포함할 수 있다.
증착시키는 단계에서, 증착 각도를 변화시켜 박막의 공극률을 조정할 수도 있고, 증착 시간을 변화시켜 박막의 두께를 조정할 수도 있다.
일 실시예로써, 금속인 반사체(120)의 상부에 증착될 박막(110)의 원하는 공극률에 따라서 빗각 증착 공정 조건을 설정(즉, 증착 각도를 설정)한 후 샘플 홀더의 각도와 증착 시간을 조절하고, 박막(110)을 증착한다.
박막(110)의 공극률에 따라 발색 구조체에서 발현되는 색이 달라지기 때문에, 발현하고자 하는 색 범위를 표현할 수 있도록 박막(110)의 종류, 증착되는 박막(110)의 공극률 또는 증착되는 박막(110)의 두께를 설정하여 그에 따라 증착 각도 및 증착 시간을 조정할 수 있다.
여기서 박막(110)의 종류는 흡수성질을 갖는 유전물질로 이루어질 수 있으며, 일례로, 게르마늄(Ge) 또는 비정질-실리콘(a-Si)중 하나일 수 있다. 증착되는 유전물질의 특성 또는 유전물질의 공극률에 따라 빗각 증착 공정에 대한 조건을 설정할 수 있다.
박막(110)의 공극률은 박막(110)의 증착 각도에 따라 조절이 가능하며, 박막(110)의 증착 각도는 샘플 홀더의 각도의 설정 값에 따라 조절될 수 있다.
구체적으로, 박막(110)의 증착 각도를 크게 설정하여 박막(110)을 증착시키면, 박막(110)의 공극률은 증가될 수 있다. 반대로, 박막(110)의 증착 각도를 작게 설정하여 박막(110)을 증착시키면, 박막(110)의 공극률은 감소될 수 있다.
박막(110)의 두께는 빗각 증착 공정의 증착 시간에 따라 조절될 수 있다. 발색 구조체가 발현시킬 색에 따라, 박막(110)의 두께가 설정될 수 있고, 박막(110)의 두께가 두꺼울수록 증착시키는 시간이 길어질 수 있다.
즉, 이러한 발색 구조체 제조 방법에 따라서 일반적으로 전기 전도성을 갖는 금속 위에 전기 전도성을 유지한 상태에서 발색 코팅이 가능한 효과를 갖는다.
도 4는 본 실시예에 따라 제조된 증착 각도에 따른 다공성 매질을 이용한 발색 구조체에 대한 도면이다.
이하 도 4를 참조하여 본 발명의 일 구현예에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 일 구현예에 따라 제조된 발색 구조체(400)에서 박막 증착시의 증착 각도는 공극률과 관련이 있다.
구체적으로, 빗각 증착 공정은 증착 각도에 따라 공극률을 조절할 수 있는 공정 방법이며, 증착되는 박막의 증착 각도가 증가함에 따라 박막을 구성하는 물질의 공극률을 증가시킬 수 있다.
더욱 구체적으로 공극률 0%, 40%, 60%, 75%는 증착 각도 0°, 30°, 45°, 70°로 각각 대응될 수 있다.
도 4를 참조하면, 증착 각도가 0°인 발색 구조체(410)의 공극률은 0%임을 확인할 수 있고, 동일한 매질로 형성된 박막의 층착 각도를 점차 증가시킴에 따라 박막의 공극률도 함께 증가하는 것을 확인할 수 있다.
일례로, 증착 각도가 30°인 경우(420)에 비해 증착 각도가 45°인 경우(430)의 공극률이 더 높고, 증착 각도가 70°인 경우(440)는 증착 각도가 30°인 경우(420) 및 증착 각도가 45°인 경우(430)에 비해 공극률이 더 높다.
도 5는 본 실시예에 따라 제조된 공극률에 따른 다공성 매질을 이용한 발색 구조체에 대한 도면이다.
이하 도 5를 참조하여 본 발명의 일 구현예에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 일 구현예에 따라 제조된 박막의 공극률 차이에 따른 색 표현 범위를 나타낸 그래프이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사율이 매우 높은 금으로 이루어진 반사체의 상부에 게르마늄을 빗각 증착 공정을 이용하여 증착하여 발색 구조체를 제조하였다. 빗각 증착 공정은 증착 각도에 따라 공극률을 조절할 수 있는 공정 방법이며, 빗각 증착을 위해 전자선 증발기를 이용하여, 샘플 홀더의 각도를 제어하여 증착 각도를 조절하였다.
반사체의 상부에 공극률 및 두께를 달리하여 박막을 증착한 발색 구조체(510)에 따른 색 표현범위를 나타낸 그래프(520)를 참조하면, 박막의 공극률이 일정하더라도, 박막의 두께에 따라 발현할 수 있는 색이 다른 것을 확인할 수 있다.
즉, 제작된 발색 구조체의 색이 박막의 두께 및 공극률에 따라 다양하게 나타나는 것을 확인할 수 있으며, 종래의 박막 두께로만 색을 조절하는 것이 아닌, 공극률으로 색을 미세하게 조절할 수 있고, 높은 색 순도를 구현할 수 있다.
또한, 반사체의 상부에 공극률 및 두께를 달리하여 박막을 증착한 발색 구조체(510)에 따른 색 표현범위를 나타낸 그래프(520)를 통해 박막의 공극률이 클수록 발색 구조체가 발색하는 색의 변화가 느리게 변화되는 것을 확인할 수 있다.
도 6은 본 실시예에 따른 다공성 매질을 이용한 발색 구조체의 구조, 박막의 증착 각도 및 두께에 따른 발색 구조체 및 반사율에 대한 그래프이다.
이하 도 6을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 박막의 증착 각도 및 두께에 따른 발색 구조체(620) 각각에 대한 색표현을 확인한 결과, 박막의 증착 각도가 작을수록, 박막의 증착 두께가 증가할수록 급격한 색 변화를 나타냄을 확인할 수 있다. 박막의 증착 각도가 클수록, 박막의 증착 두께가 증가할수록 색 변화가 느린 것을 확인할 수 있다.
박막의 증착 각도에 따른 발색 구조체의 반사율(630)은 증착 각도가 증가함에 따라 낮은 파장의 빛에서의 반사율이 점차 감소함을 확인할 수 있다.
또한, 박막의 증착 각도가 증가함에 따라 빛의 파장이 커질수록 반사율의 증감 현상이 바뀌는 지점인 임계 파장 값이 감소함을 확인할 수 있다.
도 7은 본 실시예에 따른 반사체 또는 박막을 이루는 물질에 따른 발색 구조체의 반사율에 대한 그래프이다.
이하 도 7을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면 반사체는 티타늄, 백금, 크롬, 금, 은 또는 구리로 이루어질 수 있으며, 박막은 게르마늄 또는 비정질-실리콘으로 이루어질 수 있다.
즉, 빛을 반사시킬 수 있는 금속들 및 흡광계수를 갖는 유전물질들의 공극률에 따라 다양한 색을 미세하고 넓은 범위로 표현할 수 있음을 확인할 수 있다.
또한, 각 박막에 다공성을 적용한 발색 구조체가 박막에 다공성이 적용되지 않은 발색 구조체에 비해 표현 가능한 색의 범위가 더 넓은 것을 확인할 수 있다.
또한, 박막 또는 반사체를 이루고 있는 물질에 따라 표현 가능한 색의 범위가 다른 것을 확인할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
색의 변화가 나타나는 다공성 매질을 이용한 발색 구조체에 이용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 반사체; 및
    상기 반사체 상에 증착되며, 흡광 계수를 갖는 다공성 매질로 이루어진 박막을 포함하는,
    발색 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사체는,
    광을 반사시킬 수 있는 금속인,
    발색 구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 흡광 계수를 갖는 다공성 매질은 유전물질로 이루어진,
    발색 구조체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유전물질은 게르마늄 또는 비정질 실리콘 중 적어도 하나를 포함하는,
    발색 구조체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 박막의 공극률은 0 내지 80%인,
    발색 구조체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 박막의 두께는 5 내지 100nm인,
    발색 구조체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 박막의 공극률은 상기 박막의 증착시의 증착 각도에 따라 상이한,
    발색 구조체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 박막의 공극률이 낮을 때보다 상기 박막의 공극률이 높을수록 상기 박막의 두께의 변화에 따라서 상기 발색 구조체에서 발광되는 색의 변화가 더 느린 것을 특징으로 하는,
    발색 구조체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 박막의 공극률이 높을수록 동일한 파장에서 흡광계수가 더 낮은,
    발색 구조체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 박막의 공극률이 높을수록 동일한 파장에서 굴절률이 더 낮은,
    발색 구조체.
  11. 반사체의 상부에 흡광 계수를 갖는 다공성 매질로 이루어진 박막을 증착시키는 단계;를 포함하는,
    발색 구조체의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 증착시키는 단계에서,
    증착 각도를 변화시켜 상기 박막의 공극률을 조정하는 것을 특징으로 하는,
    발색 구조체의 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 증착시키는 단계에서,
    증착 시간을 변화시켜 상기 박막의 두께를 조정하는 것을 특징으로 하는,
    발색 구조체의 제조 방법.
PCT/KR2018/002513 2017-03-03 2018-03-02 발색 구조체 및 발색 구조체의 제조 방법 WO2018160025A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2017-0027751 2017-03-03
KR1020170027751A KR101961688B1 (ko) 2017-03-03 2017-03-03 발색 구조체 및 발색 구조체의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018160025A1 true WO2018160025A1 (ko) 2018-09-07

Family

ID=63370121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2018/002513 WO2018160025A1 (ko) 2017-03-03 2018-03-02 발색 구조체 및 발색 구조체의 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101961688B1 (ko)
WO (1) WO2018160025A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102371554B1 (ko) * 2019-12-17 2022-03-07 부산대학교 산학협력단 대면적 초박막 발색 구조물 및 이의 제조방법
KR102608670B1 (ko) * 2021-04-26 2023-12-04 주식회사 포엘 컬러 기반 바이러스 감지체

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070016570A (ko) * 2005-08-04 2007-02-08 인하대학교 산학협력단 저굴절률 박막 제조방법 및 이를 이용한 무반사 코팅 방법
KR20090124632A (ko) * 2008-05-30 2009-12-03 인하대학교 산학협력단 원편광 변환 소자 및 휘도 향상 소자와 그 제작 방법
KR20100125904A (ko) * 2009-05-22 2010-12-01 인하대학교 산학협력단 변형 경사 입사각 증착 장치 및 이를 이용한 무반사 광학 박막의 제조 방법, 그리고 무반사 광학 박막
KR20160114030A (ko) * 2016-09-26 2016-10-04 삼성전자주식회사 반사형 칼라 필터, 이를 적용한 반사형 칼라 표시장치 및 그 표시 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0333802A (ja) * 1989-03-22 1991-02-14 Alcan Internatl Ltd 多孔質フィルムを有する光学干渉構造
WO2013103857A1 (en) 2012-01-04 2013-07-11 Raydex Technology, Inc. Method and structure of optical thin film using crystalled nano-porous material

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070016570A (ko) * 2005-08-04 2007-02-08 인하대학교 산학협력단 저굴절률 박막 제조방법 및 이를 이용한 무반사 코팅 방법
KR20090124632A (ko) * 2008-05-30 2009-12-03 인하대학교 산학협력단 원편광 변환 소자 및 휘도 향상 소자와 그 제작 방법
KR20100125904A (ko) * 2009-05-22 2010-12-01 인하대학교 산학협력단 변형 경사 입사각 증착 장치 및 이를 이용한 무반사 광학 박막의 제조 방법, 그리고 무반사 광학 박막
KR20160114030A (ko) * 2016-09-26 2016-10-04 삼성전자주식회사 반사형 칼라 필터, 이를 적용한 반사형 칼라 표시장치 및 그 표시 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180101044A (ko) 2018-09-12
KR101961688B1 (ko) 2019-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018160025A1 (ko) 발색 구조체 및 발색 구조체의 제조 방법
WO2012121519A2 (ko) 전도성 구조체 및 이의 제조방법
WO2010134677A1 (ko) 변형 경사 입사각 증착 장치 및 이를 이용한 무반사 광학 박막의 제조 방법, 그리고 무반사 광학 박막
JPS63113507A (ja) 光導波路およびその製造法
WO2019019316A1 (zh) 一种显示面板、阵列基板及其制造方法
WO2011162461A1 (ko) 투명 전극 및 이의 제조 방법
WO2014196802A1 (ko) Ito 패터닝 장치 및 패터닝 방법
WO2019035636A1 (ko) 기판
TW201805706A (zh) 顯示裝置的製造方法、顯示裝置、顯示模組及電子裝置
TW200420913A (en) Method for manufacturing color filter and method for manufacturing liquid crystal display device using the same
GB1406940A (en) Thermal control filter
WO2019004767A1 (ko) 기판
JPS6112241B2 (ko)
Huang et al. Silver-doped germanium sulphide glass channel waveguides fabricated by chemical vapour deposition and photo-dissolution process
CN105093664B (zh) 背光模组及显示装置
WO2020111608A1 (ko) 광 투과율 가변 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치용 컬러필터 및 스마트 윈도우
WO2018113047A1 (zh) 一种液晶显示面板及液晶显示装置
CN100392435C (zh) 形成突起膜的方法
WO2017161609A1 (zh) 双面显示器及其tft阵列基板、阵列基板制作方法
JPH08160471A (ja) エレクトロクロミックデバイス
CN206584065U (zh) 一种光学膜
WO2023085841A1 (ko) 패브릿 패럿 플라즈모닉 컬러 필터
WO2022059953A1 (ko) 전자파 차폐 필름 및 이의 제조방법
JPH08160408A (ja) 液晶表示素子の製造方法
WO2019022566A1 (ko) 기판

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18760274

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 18/11/2019)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18760274

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1