KR101631983B1 - 반사형 컬러필터의 제조 방법 - Google Patents

반사형 컬러필터의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

반사형 컬러필터의 제조 방법이 개시된다. 개시된 반사형 컬러필터의 제조 방법은 콜로이드 입자들 사이의 간격을 조절함으로써 원하는 파장의 광을 반사시킬 수 있다.

Description

반사형 컬러필터의 제조 방법{Method for manufacturing a reflective color filter}
본 발명의 실시예는 반사형 컬러필터의 제조 방법에 관한 것으로, 광결정 복합체(photonic crystal composites)를 이용하여 광결정 구조의 격자 상수를 조절함으로써 원하는 파장을 반사할 수 있는 반사형 컬러필터의 제조 방법에 관한 것이다.
반사형 디스플레이는 스크린 이미지를 밝게 하기 위하여 환경광(ambient light)를 사용하기 때문에 높은 에너지 효율과 낮은 전력 소모 및 우수한 가독성 등의 장점이 있다.
광결정(photonic crystal)은 굴절률이 다른 두 가지 이상의 물질이 2차원 또는 3차원 형태로 규칙적으로 배열되어 있는 격자 구조를 지닌다. 이러한 격자 구조의 광결정은 주기적인 굴절률 분포로 인하여 특정 파장의 광을 차단하거나 통과시킬 수 있는 포토닉 밴드갭(photonic bandgap)을 가진다.
예를 들어, 광결정의 포토닉 밴드갭이 가시광 영역에 형성되어 있고 광결정으로 입사하는 광의 주파수가 포토닉 밴드갭에 해당하는 경우 이론적으로 99% 이상 의 입사광이 광결정에서 반사된다. 반대로 포토닉 밴드갭 이외의 주파수를 갖는 입사광은 대부분 광결정을 투과하게 된다. 이러한 3차원 반사특성을 디스플레이의 반사형 컬러필터로 응용이 가능하며, 이를 위해서는 R,G,B 픽셀별로 다른 포토닉 밴드갭을 갖도록 제작되는 것이 요구된다.
3차원 광결정을 제작하는 방법은 크게 기존의 리소그라피(lithography) 등의 방법을 이용한 top-down 방법과 콜로이드 입자(colloidal particle)나 폴리머(polymer) 등의 물리적 또는 화학적 조합을 이용하는 self-assembly 방법으로 나눌 수 있다. 이 중 self-assembly(bottom-up) 방법은 top-down 방식보다는 상대적으로 저렴하고 용이한 공정으로, 적절한 크기를 갖는 콜로이드 용액에 유리 등의 기판을 수직으로 세우고 용매의 증발과 모세관력(capillary force)를 이용하여 콜로이드 구들이 서로 밀착된 결정구조가 형성되도록 하는 vertical deposition을 비롯하여 natural gravity sedimentation, centrifugation, electrophoretic deposition, solvent evaporation 등의 방식이 주로 사용된다.
이러한 방식은 여전히 공정 시간이 많이 걸리고, 미세한 콜로이드 입자를 제어하기가 어렵기 때문에 구조체의 패터닝을 통해 영역별로 포토닉 밴드갭을 조절하기 위해서는 많은 공정단계를 거쳐야만 한다. 예를 들면, 포토닉 밴드갭을 조절하려면 크기나 굴절률이 다른 콜로이드 입자를 사용해서 각 부분을 따로 제작해야 하는데, 다른 콜로이드를 형성하기 위해서는 매번 템플릿(templet)을 다시 형성하고 제거해야 한다. 이 과정은 이미 형성되어있는 결정 구조에 영향을 미치고 반복 공정을 통한 2가지 이상의 다른 콜로이드로 결정 구조를 형성할 때는 설계상의 제약 과 공정상의 복잡성이 증대된다
본 발명의 일측면에서는 콜로이드 입자들 사이의 간격을 조절함으로써 원하는 파장의 광을 반사시킬 수 있는 반사형 컬러필터의 제조 방법을 제공하고자 한다.
반사형 컬러필터의 제조 방법에 있어서,
반사형 컬러필터의 제조 방법에 있어서,
표면이 대전된 콜로이드 입자들을 형성하는 단계;
상기 콜로이드 입자들 사이의 간격을 조절하여 콜로이드 결정을 형성하는 단계; 및
상기 콜로이드 결정의 콜로이드 입자들을 고착화하여 광결정 복합체를 형성하는 단계;를 포함하는 반사형 컬러필터의 제조 방법을 제공한다.
상기 콜로이드 입자들은 모노머에 과황산염 개시제를 첨가하여 반응시킴으로써 형성할 수 있다.
상기 모노머는 methyl methacrylates, ethyl methacrylates, butyl methacrylates, hydroxyethyl methacrylates을 포함하는 acrylate계 또는 methacrylate계 모노머, vinyl benzene, vinyl toluenes, styrene을 포함하는 방향족(aromatics) 모노머, acrylamide, N-isoproyl acrylamides, hydroxyethyl acrylamide, and isobutylmethyl acrylamides를 포함하는 acrylamide 모노머 또는 이들의 복합 물질일 수 있다.
상기 과황산염 개시제는 (NH4)2S2O8(ammonium persulfate), K2S2O8(pottasium persulfte) 또는 Na2S2O8(Sodium persulfate)일 수 있다.
상기 모노머에 계면 활성제가 더 첨가될 수 있다.
상기 계면 활성제는 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제 또는 쌍성이온 계면활성제일 수 있다.
상기 콜로이드 결정은 FCC, BCC 또는 HCP 구조로 형성될 수 있다.
상기 광결정 복합체는 상기 콜로이드 결정에 대해 광중합이 가능한 모노머 혼합물을 섞은 후 광중합시킴으로써 형성할 수 있다.
상기 모노모 혼합물은 광중합용 모노머, 광개시제 및 가교제를 포함할 수 있다.
상기 광중합용 모노머는 acrylamide계 모노머, acrylate 계 모노머일 수 있다.
상기 acrylate 계 모노머는 ethylene glycol methacrylate, poly(ethylene glycol) methacrylate, hydroxyethyl methacrylate 또는 butyl methacrylate일 수 있다.
상기 가교제는 N,N'-methylenebisacrylamide, methylenebismethacrylate, ethyleneglycol dimethacrylate 또는 poly(ethyleneglycol dimethacrylate)일 수 있다.
상기 광개시제는 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone 또는 2,2- diethoxyacetophenone일 수 있다.
상기 광결정 복합체에 모노머를 주입하거나, 용매를 투여하여 팽창시키거나 또는 용매를 증발시켜 수축시킴으로써 콜로이드 입자들 사이의 간격을 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 콜로이드 입자들의 크기를 제어하지 않고, 표면이 대전된 콜로이드 입자들 사이의 간격을 제어하여 특정 파장의 광을 반사할 수 있는 광결정 복합체를 형성함으로써 간단한 공정의 반사형 컬러필터의 제조 방법을 제공할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 참고로, 도면에 도시된 각각 층 또는 영역들의 두께 및 폭은 설명을 위하여 과장되게 도시한 것임을 명심하여야 한다.
본 발명의 실시예에 의한 반사형 컬러필터는 표면이 전하로 대전된 콜로이드 입자를 형성하고, 콜로이드 입자들 사이의 간격을 조절하면서 콜로이드 결정(colloidal crystal)를 형성하고 콜로이드 결정 구조를 고착화시키는 공정에 의해 특정 파장의 광을 반사할 수 있는 광결정 복합체를 형성하는 공정에 의하여 반사현 컬러필터를 제작하는 공정을 포함한다.
먼저 표면이 대전된 콜로이드 입자는 모노머(monomer)에 과황산염 개시 제(persulfate initiator)를 첨가하여 반응시킴으로써 제조할 수 있으며 계면 활성제를 첨가할 수 있다. 모노머로는 methyl methacrylates, ethyl methacrylates, butyl methacrylates, hydroxyethyl methacrylates과 같은 acrylate계 또는 methacrylate계 모노머, vinyl benzene, vinyl toluenes, styrene와 같은 방향족(aromatics) 모노머, acrylamide, N-isoproyl acrylamides, hydroxyethyl acrylamide, and isobutylmethyl acrylamides와 같은 acrylamide 모노머 또는 이들의 복합물질, copolymers를 사용할 수 있다. 그리고, 과황산염 개시제로는 (NH4)2S2O8(ammonium persulfate), K2S2O8(pottasium persulfte), Na2S2O8(Sodium persulfate) 등을 사용할 수 있다. 계면활성제로는 sodium dodecyl sulfate(SDS)와 같은 음이온 계면활성제(anionic surfactant), 양이온 계면활성제(cationic surfactant) 또는 쌍성이온 계면활성제(zwitterionic surfactant) 등을 사용할 수 있다.
구체적인 제조예를 설명하면 다음과 같다. 플라스크에 120ml의 D.I water(deionized water)를 넣은 후, 계면활성제로 sodium dodecyl sulfate(SDS)를 약 1.0g 첨가한 후 교반한다. 그리고, methyl methacrylate 모노모를 약 25ml 첨가하여 약 20분간 젓는다. 그리고, 섭씨 약 80도 정도에서 10ml 물에 용해된 0.0635g의 개시제 K2S2O8(pottasium persulfte)를 첨가하여 약 5시간 동안 반응시킨다.
상술한 바와 같은 공정에 의해 표면이 전하로 대전된 콜로이드 입자를 제조할 수 있다. 도 1a에 나타낸 바와 같이 콜로이드 용액 내의 콜로이드 입자(10)는 입자 본체(11) 및 대전 영역(12)(charged area)을 지니며, 콜로이드 입자(10) 형성 초기에는 무질서하게(disordered) 배열된 상태로 존재한다. 콜로이드 입자(10)가 무질서하게 분산된 수용액의 경우 우유빛(milky white color)을 나타낸다. 콜로이드 용액 내의 소량의 미반응 모노머, 계면활성제 등을 예를 들어, D.I water에서 투석(dialysis)하거나, 모노머를 투입하거나 이온 교환 수지(ion-exchange regin)로 처리하여 제거하면 이들 콜로이드 입자(10)들은 그 표면의 전하들 사이의 척력에 의해 콜로이드 자기 조립(long range self assembly) 방식으로 FCC(face-centered cubic : 면심입방), BCC(body-centered cubic : 체심입방) 또는 HCP(close-packed hexagonal 조밀육방)같은 콜로이드 결정(colloidal crystal)을 형성한다. 이와 같은 3차원 결정 구조를 형성함에 따라 구조의 주기성 때문에 외부광이 조사된 경우, 특정 파장의 광은 보강 간섭에 의해 반사된다. 이러한 원리를 이용하여 도 1b 및 도 1c에 나타낸 바와 같이 콜로이드 용액 내의 콜로이드 입자의 농도를 조절하여 콜로이드 입자들 사이의 간격을 제어할 수 있으며, 이에 따라 원하는 파장을 지닌 반사광을 구현할 수 있다.
도 2a는 형성된 콜로이드 입자를 나타낸 SEM 사진이며, 도 2b는 콜로이드 입자의 크기 분포를 나타낸 그래프이다. 콜로이드 입자의 크기(직경)는 30 내지 600nm의 범위로 제어할 수 있으며 입자 크기 분산도는 5% 이내로서 균일한 크기를 지니도록 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 특정 파장의 광을 반사할 수 있도록 콜로이드 입자들 사이의 간격이 조절된 콜로이드 결정으로 광결정을 형성하는 공정을 도 3a 내지 도 3c에 나타내었다.
도 3a는 콜로이드 용액 내에서 콜로이드 입자(10)들 사이의 간격이 제어된 콜로이드 결정을 나타낸 것이다. 이와 같은 상태에서는 콜로이드 입자(10)들 사이의 간격이 변할 수 있기 때문에 콜로이드 입자들의 위치를 고착시켜 안정된(robust) 광결정 복합체(photonic crystal composites)로 형성시키는 공정이 필요하다.
이를 위하여, 도 3b를 참조하면, 콜로이드 결정에 대해 광중합(photo-polymerization)이 가능한 모노머 혼합물(monomer mixtures), 즉, 광중합용 모노머, 광개시제(photo initiator) 및 가교제(crosslinker)를 섞은 상태에서 ordered state를 유지한다. 그리고, 도 3c에 나타낸 바와 같이 UV광(ultraviolet ray)에 노출시켜 광결정 복합체를 형성한다.
모노머 혼합물에 사용할 수 있는 광중합용 모노머 또는 올리고머(oligomer)로는 acrylamide계로 ispropylacrylamide 등, acrylate 계로 ethylene glycol methacrylate, poly(ethylene glycol) methacrylate, hydroxyethyl methacrylate 또는 butyl methacrylate 등을 사용할 수 있다. 가교제로는 N,N'-methylenebisacrylamide, methylenebismethacrylate, ethyleneglycol dimethacrylate, 또는 poly (ethyleneglycol dimethacrylate) 등을 사용할 수 있다. 광개시제로는 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2- diethoxyacetophenone 등을 사용할 수 있다.
이와 같이 형성된 광결정 복합체는 콜로이드 입자들 사이의 간격이 고정되어 일정한 파장의 광을 안정적으로 반사시킬 수 있다. 다만, 광결정 복합체의 경우에는 그 자체로 콜로이드 입자들 사이의 간격의 변화가 없으나, 광결정 복합체에 외부적으로 모노머를 주입하거나, 용매(solvent)를 투여하여 팽창(swell)시키거나 또는 용매를 증발시켜 수축(deswell) 시킴으로써 콜로이드 입자들 사이의 간격을 조절할 수 있다. 이와 같은 과정을 거쳐서 예를 들어 붉은색(Red), 녹색(Green) 및 파란색(Blue)에 해당하는 광결정 복합체를 각각 포함하는 픽셀을 제조하여 반사형 컬러필터를 구현할 수 있다.
도 4a는 콜로이드 결정에 대해 water을 증발시키거나 첨가하면서 밀도를 조정하여 콜로이드 입자들 사이의 간격을 변화시키면서 나타나는 광스펙트럼(optical spectra) 변화를 나타낸 그래프이다. 콜로이드 입자들 사이의 간격을 변화시킴으로써 가시광선 전영역의 반사형 컬러를 나타낼 수 있음을 알 수 있다.
도 4b는 각각 붉은색(red : R), 녹색(green : G) 및 파란색(blue : B)에 해당하는 콜로이드 결정으로 형성한 광결정 복합체의 광스펙트럼을 나타낸 그래프이다. 도 4b를 참조하면, 콜로이드 입자들의 간격을 제어함으로써 거의 동일한 반사도를 지니며 RGB에 해당하는 반사광를 안정적으로 구현할 수 있음을 알 수 있다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 실시예에 의한 컬러필터의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 5a를 참조하면, 글래스(51) 및 스페이서(52)로 형성된 공간 내에 파란색을 반사할 수 있도록 형성된 콜로이드 결정 및 광중합이 가능한 모노머 혼합물(50)을 주입한다. 그리고, 도 5b에 나타낸 바와 같이, 글래스(51) 상에 3개의 영역을 개구하는 마스크 패턴(53a)이 형성된 마스크(53)를 위치시키고 UV를 조사한다. 이에 따라 도 5c에 나타낸 바와 같이 UV가 조사된 영역의 콜로이드 결정 및 광중합이 가능한 모노머 혼합물(50)은 파란색을 반사할 수 있는 광결정 50B로 형성된다. 그리고, 도 5d를 참조하면, 상부 글래스(51)를 제거하고 2개의 영역을 개구하는 마스크 패턴(53b)이 형성된 마스크(53)를 위치시키고, 마스크 패턴(53b)를 통하여 광결정 복합체에 모노머 또는 용매를 주입하여 광결정 50B를 녹색을 반사할 수 있는 광결정 복합체 50G로 형성한다. 여기서 UV 중합용 폴리머를 주입하고 UV를 조사하는 공정을 추가할 수 있다. 그리고, 도 5e를 참조하면, 1개의 영역을 개구하는 마스크 패턴(53c)을 위치시키고 광결정 복합체 50G 영역에 모노머 또는 용매를 주입하여 하나의 50G 영역을 붉은 색을 반사할 수 있는 광결정 복합체 50R을 형성한다. 여기에 UV 중합용 폴리머를 주입하고 UV를 조사하는 공정을 추가할 수 있다. 그리고 나서 도 5f를 참조하면, 글래스(51)로 봉합하면 각각 파란색, 녹색 및 붉은색을 반사할 수 있는 광결정 복합체(50B, 50G, 50R) 픽셀을 포함하는 컬러필터를 형성할 수 있다.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 실시예에 의한 컬러필터의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 6a를 참조하면, 글래스(61) 및 스페이서(62)로 형성된 공간 내에 녹색을 반사할 수 있도록 형성된 콜로이드 결정 및 광중합이 가능한 모노머 혼합물(60)을 주입한다. 그리고, 도 6b에 나타낸 바와 같이, 글래스(61) 상에 3개의 영역을 개구하는 마스크 패턴(63a)이 형성된 마스크(63)를 위치시키고 UV를 조사한다. 이에 따 라 도 6c에 나타낸 바와 같이 UV가 조사된 영역의 콜로이드 결정 및 광중합이 가능한 모노머 혼합물(60)은 녹색을 반사할 수 있는 광결정 60G로 형성된다. 그리고, 도 6d를 참조하면, 상부 글래스(61)를 제거하고 1개의 영역을 개구하는 마스크 패턴(63b)이 형성된 마스크(63)를 위치시키고, 마스크 패턴(63b)를 통하여 광결정 복합체에 모노머 또는 용매를 주입하여 광결정 복합체 60B를 붉은색을 반사할 수 있는 광결정 복합체 60R로 형성한다. 그리고, 도 6e를 참조하면, 광결정 복합체 60G 중 1개의 영역을 개구하는 마스크 패턴(63c)을 포함하는 마스크(63)을 위치시키고 광결정 복합체 60G 영역을 마스크 패턴(63c)를 통하여 evaporation 공정을 실시하여 파란색을 반사할 수 있는 광결정 복합체 60B를 형성한다. 그리고 나서 도 6f를 참조하면, 상부를 글래스(61)로 봉합하면 각각 파란색, 녹색 및 붉은색을 반사할 수 있는 광결정 복합체(60B, 60G, 60R) 픽셀을 포함하는 컬러필터를 형성할 수 있다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 실시예에 의한 컬러필터의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 7a를 참조하면, 글래스(71) 및 스페이서(72)로 형성된 공간 내에 붉은색을 반사할 수 있도록 형성된 콜로이드 결정 및 광중합이 가능한 모노머 혼합물(70)을 주입한다. 그리고, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 글래스(71) 상에 3개의 영역을 개구하는 마스크 패턴(73a)이 형성된 마스크(73)를 위치시키고 UV를 조사한다. 이에 따라 도 7c에 나타낸 바와 같이 UV가 조사된 영역의 콜로이드 결정 및 광중합이 가능한 모노머 혼합물(70)은 붉은색을 반사할 수 있는 광결정 70R로 형성된다. 그 리고, 도 7d를 참조하면, 상부 글래스(71)를 제거하고 2개의 영역을 개구하는 마스크 패턴(73b)이 형성된 마스크(73)를 위치시키고, 마스크 패턴(73b)를 통하여 evaporation 공정을 실시하여 광결정 복합체 70R을 녹색을 반사할 수 있는 광결정 복합체 70G로 형성한다. 그리고, 도 7e를 참조하면, 광결정 복합체 70G 중 1개의 영역을 개구하는 마스크 패턴(73c)을 포함하는 마스크(73)를 위치시키고 광결정 복합체 70G 영역 중 하나를 마스크 패턴(73c)를 통하여 evaporation 공정을 실시하여 파란색을 반사할 수 있는 광결정 복합체 70B를 형성한다. 그리고 나서 도 7f를 참조하면, 상부를 글래스(71)로 봉합하면 각각 파란색, 녹색 및 붉은색을 반사할 수 있는 광결정 복합체(70B, 70G, 70R) 픽셀을 포함하는 컬러필터를 형성할 수 있다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 실시예에 의한 컬러필터의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 8a를 참조하면, 글래스(81) 및 스페이서(82)로 형성된 공간 내에 붉은색을 반사할 수 있도록 형성된 콜로이드 결정 및 광중합이 가능한 모노머 혼합물(80)을 주입한다. 그리고, 도 8b에 나타낸 바와 같이, 글래스(81) 상에 3개의 영역을 개구하는 마스크 패턴(83a)이 형성된 마스크(83)를 위치시키고 UV를 조사한다. 도 8c를 참조하면, UV 조사에 의해 콜로이드 결정 및 모노머 혼합물(80)은 붉은색을 반사한 수 있는 3개의 광결정 복합체 80R로 형성된다. 이 중 1개의 영역을 개구한 마스크 패턴(83b)을 포함하는 마스크(83)을 위치시킨 후 UV를 다시 조사하여 하나의 광결정 복합체 80R을 안정화시킨다. 그리고, 도 8d를 참조하면, 상부 글래스(81)를 제거하고 도 8c의 마스크 패턴(830a)에 의해 개구되지 않은 광결정 복합 체 80R 중 1개의 영역을 개구하는 마스크 패턴(83c)이 형성된 마스크(83)를 위치시키고, 마스크 패턴(83c)를 통하여 evaporation 공정을 실시하여 광결정 복합체 80R을 녹색을 반사할 수 있는 광결정 복합체 80G로 형성한다. 그리고, 여기에 UV를 조사하여 고착화시킨다. 그리고, 도 8e를 참조하면, 도 8c의 마스크 패턴(830a)에 의해 개구되지 않은 광결정 복합체 80R 영역을 개구하는 마스크 패턴(83d)가 형성된 마스크(83)를 위치시키고 evaporation 공정을 실시하여 파란색을 반사할 수 있는 광결정 복합체 80B를 형성한다. 그리고, UV를 조사하여 고착화시킨다. 그리고 나서 도 8f를 참조하면, 상부를 글래스(81)로 봉합하면 각각 파란색, 녹색 및 붉은색을 반사할 수 있는 광결정 복합체(80B, 80G, 80R) 픽셀을 포함하는 컬러필터를 형성할 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 의한 컬러필터의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 9a를 참조하면, 글래스(91) 및 스페이서(92)로 형성된 공간, 예를 들어 픽셀(pixel) 내에 각각 파란색, 녹색 및 붉은 색을 반사할 수 있는 광결정 복합체 90B, 90G, 90R에 해당하는 콜로이드 결정 및 광중합이 가능한 모노머 혼합물을 각각 주입한다. 도 9b에 나타낸 바와 같이 3개의 마스크 패턴(93a)이 형성된 마스크(93)을 위치시킨 뒤, UV를 조사하여 고착화시킴으로써 광결정 복합체 90B, 90G, 90R을 포함하는 픽셀을 형성한다. 그리고, 도 9c를 참조하면, 마스크(93)를 제거하고 상부에 글래스(91)로 봉합한다. 여기서 광중합이 가능한 광결정 혼합물을 픽셀 내에 주입하는 경우, 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 스크린 프린팅(screen printing), roll-to-roll printing, transfer printing 등의 방법을 이용할 수 있다.
이러한 본원 발명인 컬러필터 및 그 제조 방법은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 표면이 전하로 대전된 콜로이드 입자 및 콜로이드 입자의 배열을 나타낸 도면이다.
도 2a는 제조된 콜로이드 입자의 SEM 사진을 나타낸 것이며, 도 2b는 제조된 콜로이드 입자의 균일도를 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 콜로이드 입자의 배열을 고정시켜 광결정 복합체를 형성하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 4a는 콜로이드 입자 사이의 간격을 변화시켜 가시광선 영역의 반사형 컬러를 제어한 결과를 나타낸 광스펙트럼(opticla spectra) 그래프이다.
도 4b는 콜로이드 입자들 사이의 간격을 조절하여 붉은색, 녹색 및 파란색에 해당하는 파장 범위를 나타내도록 제어한 뒤 그 결과를 나타낸 광스펙트럼 그래프이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 실시예에 의한 반사형 컬러필터의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 실시예에 의한 반사형 컬러필터의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 실시예에 의한 반사형 컬러필터의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 실시예에 의한 반사형 컬러필터의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 의한 반사형 컬러필터의 제조방법을 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10... 콜로이드 입자 11... 입자 본체
12... 대전 영역 51, 61, 71, 81, 91... 글래스
52, 62, 72, 82, 92... 스페이서 53, 63, 73, 83, 93... 마스크
53a, 63a, 73a, 83a, 93a... 마스크 패턴

Claims (14)

  1. 반사형 컬러필터의 제조 방법에 있어서,
    입자 크기 분산도가 5% 이내의 균일한 크기를 지니며 표면이 대전된 콜로이드 입자들을 형성하는 단계;
    상기 콜로이드 입자들 사이의 간격을 조절하여 콜로이드 결정을 형성하는 단계; 및
    상기 콜로이드 결정의 콜로이드 입자들을 고착화하여 광결정 복합체를 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 광결정 복합체에 모노머를 주입하거나, 용매를 투여하여 팽창시키거나 또는 용매를 증발시켜 수축시킴으로써 상기 콜로이드 입자들 사이의 간격을 조절하는 반사형 컬러필터의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 콜로이드 입자들은 모노머에 과황산염 개시제를 첨가하여 반응시킴으로써 형성하는 반사형 컬러필터의 제조 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 모노머는 methyl methacrylates, ethyl methacrylates, butyl methacrylates, hydroxyethyl methacrylates을 포함하는 acrylate계 또는 methacrylate계 모노머, vinyl benzene, vinyl toluenes, styrene을 포함하는 방향족(aromatics) 모노머, acrylamide, N-isoproyl acrylamides, hydroxyethyl acrylamide, and isobutylmethyl acrylamides를 포함하는 acrylamide 모노머 또는 이들의 복합 물질인 반사형 컬러필터의 제조 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 과황산염 개시제는 (NH4)2S2O8(ammonium persulfate), K2S2O8(pottasium persulfte) 또는 Na2S2O8(Sodium persulfate)인 반사형 컬러필터의 제조 방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 모노머에 계면 활성제가 더 첨가되는 반사형 컬러필터의 제조 방법
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 계면 활성제는 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제 또는 쌍성이온 계면활성제인 반사형 컬러필터의 제조 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 콜로이드 결정은 FCC, BCC 또는 HCP 구조로 형성하는 반사형 컬러필터의 제조 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광결정 복합체는 상기 콜로이드 결정에 대해 광중합이 가능한 모노머 혼합물을 섞은 후 광중합시킴으로써 형성하는 반사형 컬러필터의 제조 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 모노머 혼합물은 광중합용 모노머, 광개시제 및 가교제를 포함하는 반사형 컬러필터의 제조 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 광중합용 모노머는 acrylamide계 모노머, acrylate 계 모노머인 반사형 컬러필터의 제조 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 acrylate 계 모노머는 ethylene glycol methacrylate, poly(ethylene glycol) methacrylate, hydroxyethyl methacrylate 또는 butyl methacrylate인 반사형 컬러 필터의 제조 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 가교제는 N,N'-methylenebisacrylamide, methylenebismethacrylate, ethyleneglycol dimethacrylate 또는 poly(ethyleneglycol dimethacrylate) 인 반사형 컬러필터의 제조 방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 광개시제는 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone 또는 2,2- diethoxyacetophenone인 반사형 컬러필터의 제조 방법.
  14. 삭제
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