KR102450160B1

KR102450160B1 - Composite structure light absorber

Info

Publication number: KR102450160B1
Application number: KR1020170116777A
Authority: KR
Inventors: 홍성훈; 김미현; 윤혜원
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2017-05-10
Filing date: 2017-09-12
Publication date: 2022-10-06
Also published as: KR20180124684A

Abstract

본 발명은 복합구조 광 흡수체에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 다중 파장 대역의 광에 대한 흡수 특성을 갖는 메타물질 기반의 복합구조 광 흡수체에 대한 것이다.
본 발명은 하부 반사패턴 및 상기 하부 반사패턴 상의 상부 반사패턴을 포함하는 도전성의 반사패턴; 상기 하부 반사패턴 상에 배치되고, 적어도 하나의 제 1 개구부를 포함하는 도전패턴; 상기 상부 반사패턴 상에 배치되고, 상기 제 1 개구부와 수직적으로 중첩되는 나노안테나; 및 상기 하부 반사패턴과 상기 도전패턴 및 상기 상부 반사패턴과 상기 나노안테나 사이에 개재되는 절연패턴을 포함하되, 상기 상부 반사패턴은 상기 제 1 개구부를 통해 수직하게 돌출되고, 상기 반사패턴, 상기 도전패턴 및 상기 나노안테나는 서로 전기적으로 절연되는 복합구조 광 흡수체를 제공한다.The present invention relates to a composite light absorber. More specifically, the present invention relates to a metamaterial-based composite structure light absorber having absorption characteristics for light of multiple wavelength bands.
The present invention provides a conductive reflective pattern comprising a lower reflective pattern and an upper reflective pattern on the lower reflective pattern; a conductive pattern disposed on the lower reflective pattern and including at least one first opening; a nanoantenna disposed on the upper reflective pattern and vertically overlapping the first opening; and an insulating pattern interposed between the lower reflective pattern and the conductive pattern and the upper reflective pattern and the nanoantenna, wherein the upper reflective pattern vertically protrudes through the first opening, the reflective pattern and the conductive The pattern and the nanoantenna provide a composite structure light absorber that is electrically insulated from each other.

Description

복합구조 광 흡수체 {COMPOSITE STRUCTURE LIGHT ABSORBER}Composite Structure Light Absorber {COMPOSITE STRUCTURE LIGHT ABSORBER}

본 발명은 복합구조 광 흡수체에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 다중 파장 대역의 광에 대한 흡수 특성을 갖는 메타물질 기반의 복합구조 광 흡수체에 대한 것이다.The present invention relates to a composite light absorber. More specifically, the present invention relates to a metamaterial-based composite structure light absorber having absorption characteristics for light of multiple wavelength bands.

빛의 파장보다 작은 인위적인 구조를 이용하여, 물질에 입사되는 빛을 제어할 수 있다. 이러한 인위적인 구조들의 집합으로 이루어진 물질을 메타물질(Metamaterial)이라 한다. 메타물질은 플라스틱 및 금속과 같은 일반적인 물질으로 형성된 복합 요소의 집합체로 구성된다. 물질 내 구조들이 빛의 파장보다 작은 경우, 물질에 입사된 빛은 평균적으로 근사되는 굴절률의 분포에 영향을 받으므로, 메타물질은 일반적으로 반복적인 패턴으로 배열되어 있다. 즉, 메타물질의 광학적 특성은 그를 구성하는 물질의 특성이 아닌 그의 구조 및 배열에 의해 생긴다.By using an artificial structure smaller than the wavelength of light, it is possible to control the light incident on the material. A material composed of a set of artificial structures is called a metamaterial. Metamaterials are composed of aggregates of composite elements formed from common materials such as plastics and metals. When the structures in the material are smaller than the wavelength of light, the light incident on the material is affected by the distribution of refractive index approximated on average, so the metamaterial is generally arranged in a repeating pattern. That is, the optical properties of metamaterials are caused by their structure and arrangement, not by the properties of the materials constituting them.

최근 사물인터넷, 웨어러블 기기등 첨단 ICT 기기의 수요가 증가함에 따라 기존 소재의 특성을 뛰어넘을 수 있는 메타물질 소재에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 메타물질 제조기술을 이용하면 아직 자연에서 발견되지 않은 광학적 특성을 갖는 물질을 구현할 수 있다. 메타물질의 특성은 메타물질의 모양, 크기, 방향 및 배열 등을 조절함으로써 손쉽게 조절될 수 있으므로, 광범위한 분야에 응용이 가능하다. 최근 메타물질을 에너지 하베스팅 기술 등에 적용하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 메타물질이 다양한 분야에 적용되기 위해서, 다중대역의 파장에 대한 흡수특성을 갖고, 집적도가 높으며, 제조가 용이한 메타물질에 대한 연구가 필요하다.Recently, as the demand for advanced ICT devices such as the Internet of Things and wearable devices increases, research on metamaterial materials that can overcome the characteristics of existing materials is being actively conducted. Using metamaterial manufacturing technology, it is possible to realize materials with optical properties that have not yet been found in nature. Since the properties of metamaterials can be easily controlled by controlling the shape, size, direction, and arrangement of metamaterials, they can be applied to a wide range of fields. Recently, various studies are being conducted to apply metamaterials to energy harvesting technology. In order for metamaterials to be applied to various fields, it is necessary to study metamaterials that have absorption characteristics for wavelengths of multiple bands, have a high degree of integration, and are easy to manufacture.

본 발명은 다중 파장대역의 광에 대한 흡수특성을 가지는 메타물질 기반 복합구조 광 흡수체를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a metamaterial-based composite structure light absorber having absorption characteristics for light of multiple wavelength bands.

또한, 본 발명은 넓은 면적의 복합구조 광 흡수체를 쉽고 가격경쟁력 있게 제조할 수 있는 복합구조 광 흡수체의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a light absorber having a composite structure capable of easily and cost-effectively manufacturing a light absorber having a large area.

본 발명은 하부 반사패턴 및 상기 하부 반사패턴 상의 상부 반사패턴을 포함하는 도전성의 반사패턴; 상기 하부 반사패턴 상에 배치되고, 적어도 하나의 제 1 개구부를 포함하는 도전패턴; 상기 상부 반사패턴 상에 배치되고, 상기 제 1 개구부와 수직적으로 중첩되는 나노안테나; 및 상기 하부 반사패턴과 상기 도전패턴 및 상기 상부 반사패턴과 상기 나노안테나 사이에 개재되는 절연패턴을 포함하되, 상기 상부 반사패턴은 상기 제 1 개구부를 통해 수직하게 돌출되고, 상기 반사패턴, 상기 도전패턴 및 상기 나노안테나는 서로 전기적으로 절연되는 복합구조 광 흡수체를 제공한다.The present invention provides a conductive reflective pattern comprising a lower reflective pattern and an upper reflective pattern on the lower reflective pattern; a conductive pattern disposed on the lower reflective pattern and including at least one first opening; a nanoantenna disposed on the upper reflective pattern and vertically overlapping the first opening; and an insulating pattern interposed between the lower reflective pattern and the conductive pattern and the upper reflective pattern and the nanoantenna, wherein the upper reflective pattern vertically protrudes through the first opening, the reflective pattern and the conductive The pattern and the nanoantenna provide a composite structure light absorber that is electrically insulated from each other.

본 발명은 도전패턴 및 나노안테나를 포함함으로써, 다중 파장대역의 광에 대한 흡수특성을 가지는 메타물질 기반 복합구조 광 흡수체를 제공할 수 있다.The present invention can provide a light absorber with a metamaterial-based composite structure having absorption characteristics for light of multiple wavelength bands by including a conductive pattern and a nanoantenna.

또한, 본 발명은 반사패턴, 절연패턴, 도전패턴 및 나노안테나를 한번에 형성함으로써, 넓은 면적의 복합구조 광 흡수체를 쉽고 가격경쟁력 있게 제조할 수 있는 복합구조 광 흡수체의 제조방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a method of manufacturing a composite structure light absorber capable of easily and cost-competitively manufacturing a large-area composite structure light absorber by forming a reflective pattern, an insulating pattern, a conductive pattern, and a nanoantenna at once.

도 1은 일반적인 메타물질 기반의 광 흡수체의 사시도이다.
도 2는 일반적인 메타물질 기반의 광 흡수체를 설명하기 위한 도면으로, 도 1의 A~A'선에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 복합구조 광 흡수체를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 복합구조 광 흡수체를 설명하기 위한 도면으로, 도 3의 B~B'선에 따른 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예들에 따른 도전패턴을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 복합구조 광 흡수체를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 복합구조 광 흡수체를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 제 1 안테나부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 복합구조 광 흡수체를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합구조 광 흡수체의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11a 내지 도 11e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합구조 광 흡수체의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합구조 광 흡수체의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다. 1 is a perspective view of a general metamaterial-based light absorber.
FIG. 2 is a view for explaining a general metamaterial-based light absorber, and is a cross-sectional view taken along line A to A' of FIG. 1 .
3 is a perspective view illustrating a composite structure light absorber according to embodiments of the present invention.
4 is a view for explaining a composite structure light absorber according to embodiments of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line B to B' of FIG. 3 .
5A to 5D are diagrams for explaining conductive patterns according to embodiments of the present invention.
6 is a cross-sectional view for explaining a composite structure light absorber according to other embodiments of the present invention.
7 is a cross-sectional view for explaining a composite structure light absorber according to still another embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a first antenna unit according to embodiments of the present invention.
9 is a cross-sectional view for explaining a composite structure light absorber according to still other embodiments of the present invention.
10A to 10D are views for explaining a method of manufacturing a composite structure light absorber according to an embodiment of the present invention.
11A to 11E are views for explaining a method of manufacturing a composite structure light absorber according to another embodiment of the present invention.
12A to 12E are views for explaining a method of manufacturing a composite structure light absorber according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only this embodiment allows the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, 'comprises' and/or 'comprising' refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or devices mentioned. or addition is not excluded.

이하 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 광 흡수체에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, a light absorber according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 일반적인 메타물질 기반의 광 흡수체의 사시도이고, 도 2는 일반적인 메타물질 기반의 광 흡수체의 단면도이다.1 is a perspective view of a general meta-material-based light absorber, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a general meta-material-based light absorber.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적인 메타물질 기반의 광 흡수체는 나노안테나(50), 절연층(30), 반사층(20) 및 지지기판(10)을 포함할 수 있다. 나노안테나(50)와 반사층(20)이 절연층(30)을 사이에 두고 서로 이격되어 배치될 수 있다. 나노안테나(50)는 광 흡수체의 외부로부터 특정 파장의 광을 수신하여 반사층(20)을 향하여 출력할 수 있다. 반사층(20)을 향하여 출력된 광은 나노안테나(50)와 반사층(20) 사이에서 공진(resonance)되어 광 흡수체에 흡수될 수 있다.1 and 2 , a typical metamaterial-based light absorber may include a nanoantenna 50 , an insulating layer 30 , a reflective layer 20 , and a support substrate 10 . The nanoantenna 50 and the reflective layer 20 may be disposed to be spaced apart from each other with the insulating layer 30 interposed therebetween. The nanoantenna 50 may receive light of a specific wavelength from the outside of the light absorber and output it toward the reflective layer 20 . The light output toward the reflective layer 20 may resonate between the nanoantenna 50 and the reflective layer 20 to be absorbed by the light absorber.

반사층(20)은 개구부 또는 리세스 등을 포함하지 않는 연속적인 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 반사층(20)은 평판의 형태를 가질 수 있다. 반사층(20)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 반사층(20)은 금속을 포함할 수 있다. 반사층(20)은 전기적으로 플로팅될 수 있다. 즉, 반사층(20)은 접지되지 않을 수 있고, 또한, 외부전원에 연결되지 않을 수 있다. 반사층(20)의 아래에 지지기판(10)이 배치될 수 있다. 지지기판(10)은 유전체를 포함할 수 있다. 예컨대, 지지기판(10)은 실리콘 기판, 고분자기판 또는 유리기판 등을 포함할 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니다. 반사층(20)이 전기적으로 플로팅되는 경우, 지지기판(10)은 생략될 수도 있다.The reflective layer 20 may have a continuous shape that does not include an opening or a recess. For example, the reflective layer 20 may have a flat plate shape. The reflective layer 20 may include a conductive material. For example, the reflective layer 20 may include a metal. The reflective layer 20 may be electrically floating. That is, the reflective layer 20 may not be grounded and may not be connected to an external power source. The support substrate 10 may be disposed under the reflective layer 20 . The support substrate 10 may include a dielectric material. For example, the support substrate 10 may include a silicon substrate, a polymer substrate, or a glass substrate. However, the present invention is not limited thereto. When the reflective layer 20 is electrically floating, the supporting substrate 10 may be omitted.

절연층(30)이 반사층(20)과 나노안테나(50) 사이에 배치될 수 있다. 절연층(30)은 반사층(20) 및 나노안테나(50)를 서로 전기적으로 절연시킬 수 있다. 절연층(30)은 실리콘 옥사이드(SiO2) 또는 폴리머(polymer) 등을 포함할 수 있다.The insulating layer 30 may be disposed between the reflective layer 20 and the nanoantenna 50 . The insulating layer 30 may electrically insulate the reflective layer 20 and the nanoantenna 50 from each other. The insulating layer 30 may include silicon oxide (SiO2) or a polymer.

도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 복합구조 광 흡수체를 설명하기 위한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 복합구조 광 흡수체를 설명하기 위한 도면으로, 도 3의 B~B'선에 따른 단면도이다. 도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예들에 따른 도전패턴을 설명하기 위한 도면들이다.Figure 3 is a perspective view for explaining a composite structure light absorber according to embodiments of the present invention, Figure 4 is a view for explaining a composite structure light absorber according to embodiments of the present invention, Figure 3 B ~ B 'It is a cross-sectional view along a line. 5A to 5D are diagrams for explaining conductive patterns according to embodiments of the present invention.

도 3, 도 4 및 도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 복합구조 광 흡수체는 나노안테나(150), 절연패턴(130), 반사패턴(120) 및 도전패턴(140)을 포함할 수 있다. 나노안테나(150)와 반사패턴(120)이 절연패턴(130)을 사이에 두고 서로 이격되어 배치될 수 있다. 나노안테나(150)는 광 흡수체의 외부로부터 특정 파장의 광을 수신하여 반사패턴(120)을 향하여 출력할 수 있다. 반사패턴(120)을 향하여 출력된 광은 나노안테나(150)와 반사패턴(120) 사이에서 공진(resonance)되어 광 흡수체에 흡수될 수 있다.3, 4, and 5A to 5D , the composite light absorber may include a nanoantenna 150 , an insulating pattern 130 , a reflective pattern 120 , and a conductive pattern 140 . The nanoantenna 150 and the reflective pattern 120 may be disposed to be spaced apart from each other with the insulating pattern 130 interposed therebetween. The nanoantenna 150 may receive light of a specific wavelength from the outside of the light absorber and output it toward the reflective pattern 120 . The light output toward the reflective pattern 120 may resonate between the nanoantenna 150 and the reflective pattern 120 to be absorbed by the light absorber.

도전패턴(140)이 절연패턴(130)을 사이에 두고 반사패턴(120)과 이격되어 배치될 수 있다. 도전패턴(140)은 광을 파장에 따라 선택적으로 투과시킬 수 있다. 도전패턴(140)을 투과한 광은 도전패턴(140) 및 반사패턴(120) 사이에서 공진되어 광 흡수체에 흡수될 수 있다. 또한, 도전패턴(140)은 나노안테나(150)의 아래에 배치되어, 나노안테나(150)와 반사패턴(120)의 공진 특성을 조절할 수 있다. 이에 따라, 광 흡수체는 다중 파장 대역의 광에 대한 흡수 특성을 가질 수 있다.The conductive pattern 140 may be disposed to be spaced apart from the reflective pattern 120 with the insulating pattern 130 interposed therebetween. The conductive pattern 140 may selectively transmit light according to a wavelength. The light passing through the conductive pattern 140 may resonate between the conductive pattern 140 and the reflective pattern 120 to be absorbed by the light absorber. In addition, the conductive pattern 140 may be disposed under the nanoantenna 150 to adjust resonance characteristics of the nanoantenna 150 and the reflective pattern 120 . Accordingly, the light absorber may have absorption characteristics for light of multiple wavelength bands.

반사패턴(120)은 하부 반사패턴(120a) 및 상부 반사패턴(120b)을 포함할 수 있다. 하부 반사패턴(120a)은 서로 대향하는 상면 및 하면을 구비한 평판의 형태를 가질 수 있다. The reflective pattern 120 may include a lower reflective pattern 120a and an upper reflective pattern 120b. The lower reflective pattern 120a may have a flat plate shape having upper and lower surfaces facing each other.

상부 반사패턴(120b)이 하부 반사패턴(120a)의 상면으로부터 돌출될 수 있다. 상부 반사패턴(120b)은 일정한 폭을 가지며 하부 반사패턴(120a)과 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다. 상부 반사패턴(120b)은 서로 대향하는 상면 및 하면을 가질 수 있다. The upper reflective pattern 120b may protrude from the upper surface of the lower reflective pattern 120a. The upper reflective pattern 120b has a constant width and may extend in a direction away from the lower reflective pattern 120a. The upper reflective pattern 120b may have an upper surface and a lower surface opposite to each other.

반사패턴(120)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 반사패턴(120)은 금속을 포함할 수 있다. 예컨대, 반사패턴(120)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au) 및 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 반사패턴(120)은 전기적으로 플로팅될 수 있다. 즉, 반사패턴(120)은 접지되지 않을 수 있고, 또한, 외부전원에 연결되지 않을 수 있다. 반사패턴(120)의 아래에 지지기판(110)이 배치될 수 있다. 지지기판(110)은 유전체를 포함할 수 있다. 예컨대, 지지기판(110)은 실리콘 기판, 고분자기판 또는 유리기판 등을 포함할 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니다. 반사패턴(120)이 전기적으로 플로팅되는 경우, 지지기판(110)은 생략될 수도 있다.The reflective pattern 120 may include a conductive material. The reflective pattern 120 may include metal. For example, the reflective pattern 120 may include at least one of silver (Ag), aluminum (Al), gold (Au), and platinum (Pt). The reflective pattern 120 may be electrically floating. That is, the reflective pattern 120 may not be grounded and may not be connected to an external power source. The support substrate 110 may be disposed under the reflective pattern 120 . The support substrate 110 may include a dielectric material. For example, the support substrate 110 may include a silicon substrate, a polymer substrate, or a glass substrate. However, the present invention is not limited thereto. When the reflective pattern 120 is electrically floating, the support substrate 110 may be omitted.

도전패턴(140)이 하부 반사패턴(120a) 상에 배치될 수 있다. 도전패턴(140)의 두께(t1)는 0.1nm 내지 100nm일 수 있다. 도전패턴(140)은 금속을 포함할 수 있다. 예컨대, 도전패턴(140)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au) 및 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도전패턴(140)은 반사패턴(120)과 이격되어 배치될 수 있으며, 반사패턴(120)과 전기적으로 분리될 수 있다.The conductive pattern 140 may be disposed on the lower reflective pattern 120a. The thickness t1 of the conductive pattern 140 may be 0.1 nm to 100 nm. The conductive pattern 140 may include metal. For example, the conductive pattern 140 may include at least one of silver (Ag), aluminum (Al), gold (Au), and platinum (Pt). The conductive pattern 140 may be disposed to be spaced apart from the reflective pattern 120 , and may be electrically separated from the reflective pattern 120 .

도 5a에 도시된 바와 같이, 도전패턴(140)은 제 1 개구부(100)를 포함할 수 있다. 도전패턴(140)은 제 1 개구부(100)를 통해 특정 파장의 광을 선택적으로 투과시킬 수 있다. 구체적으로, 제 1 개구부(100)의 폭(d1)은 10 내지 300nm일 수 있다. 제 1 개구부(100)가 10 내지 300nm의 폭을 가짐에 따라, 도전패턴(140)은 350nm 내지 900nm 파장 대역의 광을 선택적으로 투과시킬 수 있다. 도전패턴(140)이 특정 파장의 광을 선택적으로 투과시키는 것은 특이 광 투과(extraordinary optical transmission:EOT) 현상에 기인할 수 있다. 특이 광 투과 현상은 빛의 파장보다 작은 폭의 개구부를 포함하는 금속막을 통하여 특정 파장 대역의 빛이 투과되는 현상을 의미할 수 있다. 구체적으로, 빛은 미세한 개구부를 포함하는 금속막의 상면에 입사하여 표면 플라즈몬 공명(Surface plasmon resonance) 효과에 의한 보강 간섭을 발생시킬 수 있다. 이어서, 플라즈몬들이 개구부에 통과하여 금속막의 하면 상에서 발광할 수 있다. As shown in FIG. 5A , the conductive pattern 140 may include a first opening 100 . The conductive pattern 140 may selectively transmit light of a specific wavelength through the first opening 100 . Specifically, the width d1 of the first opening 100 may be 10 to 300 nm. As the first opening 100 has a width of 10 to 300 nm, the conductive pattern 140 may selectively transmit light in a wavelength band of 350 nm to 900 nm. The conductive pattern 140 selectively transmits light of a specific wavelength may be due to an extraordinary optical transmission (EOT) phenomenon. The specific light transmission phenomenon may refer to a phenomenon in which light of a specific wavelength band is transmitted through a metal film including an opening having a width smaller than the wavelength of the light. Specifically, light may be incident on the upper surface of the metal film including the minute openings to generate constructive interference due to a surface plasmon resonance effect. Then, the plasmons may pass through the opening to emit light on the lower surface of the metal film.

제 1 개구부(100)는 평면적 관점에서 원의 형태를 가질 수 있다. 즉, 제 1 개구부(100)의 폭(d1)은, 평면적 관점에서, 모든 방향에 대하여 동일할 수 있다. 이에 따라, 도전패턴(140)의 광 투과 특성은 편광 방향에 영향을 받지 않을 수 있다. The first opening 100 may have a circular shape in a plan view. That is, the width d1 of the first opening 100 may be the same in all directions in a plan view. Accordingly, the light transmission characteristic of the conductive pattern 140 may not be affected by the polarization direction.

한편, 다른 실시예에 따르면, 도 5b에 도시된 바와 같이, 도전패턴(140)의 제 1 개구부(100)는 평면적 관점에서 정사각형의 형태를 가질 수 있다. 이 경우, 제 1 개구부(100)는 제 1 방향의 제 1 폭(d1a) 및 제 1 방향과 수직한 제 2 방향의 제 2 폭(d1b)을 가질 수 있고, 제 1 폭(d1a) 및 제 2 폭(d1b)은 같을 수 있다. 이에 따라, 도전패턴(140)의 광 투과 특성은 편광 방향에 영향을 받지 않을 수 있다.Meanwhile, according to another embodiment, as shown in FIG. 5B , the first opening 100 of the conductive pattern 140 may have a square shape in a plan view. In this case, the first opening 100 may have a first width d1a in a first direction and a second width d1b in a second direction perpendicular to the first direction. The two widths d1b may be the same. Accordingly, the light transmission characteristic of the conductive pattern 140 may not be affected by the polarization direction.

또 다른 실시예에 따르면, 도 5c에 도시된 바와 같이, 도전패턴(140)의 제 1 개구부(100)는 평면적 관점에서 직사각형의 형태를 가질 수 있다. 즉, 제 1 폭(d1a)과 제 2 폭(d1b)은 서로 다를 수 있다. 이때, 제 1 폭(d1a) 및 제 2 폭(d1b)은 1 내지 300nm일 수 있다. 제 1 개구부(100)가 서로 다른 제 1 폭(d1a) 및 제 2 폭(d1b)을 포함함에 따라, 도전패턴(140)은 편광 방향에 따라 상이한 파장의 광을 선택적으로 특이 광 투과시킬 수 있다.According to another embodiment, as shown in FIG. 5C , the first opening 100 of the conductive pattern 140 may have a rectangular shape in a plan view. That is, the first width d1a and the second width d1b may be different from each other. In this case, the first width d1a and the second width d1b may be 1 to 300 nm. As the first opening 100 includes a first width d1a and a second width d1b that are different from each other, the conductive pattern 140 may selectively transmit light having a different wavelength depending on the polarization direction. .

또 다른 실시예에 따르면, 도 5d에 도시된 바와 같이, 도전패턴(140)의 제 1 개구부(100)는 도전패턴(140)을 가로지를 수 있다. 다시 말해, 제 1 개구부(100)의 제 1 폭(d1a)은 도전패턴(140)의 제 1 방향의 폭과 동일할 수 있다. 제 1 개구부(100)의 제 2 폭(d1b)은 1 내지 300nm일 수 있다. 따라서, 도전패턴(140)은 편광 방향에 따라 특정 파장의 광을 특이 광 투과시키거나 또는 특이 광 투과시키지 않을 수 있다.According to another embodiment, as shown in FIG. 5D , the first opening 100 of the conductive pattern 140 may cross the conductive pattern 140 . In other words, the first width d1a of the first opening 100 may be the same as the width of the conductive pattern 140 in the first direction. The second width d1b of the first opening 100 may be 1 to 300 nm. Accordingly, the conductive pattern 140 may transmit light of a specific wavelength or may not transmit specific light according to the polarization direction.

다시 도 3, 도 4 및 도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 나노안테나(150)가 상부 반사패턴(120b) 상에 배치될 수 있다. 나노안테나(150)는 제 1 개구부(100)와 수직적으로 중첩되어 배치될 수 있다. 나노안테나(150)는 평면적 관점에서 도전패턴(140)의 제 1 개구부(100)에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 다시 말해, 나노안테나(150)는, 평면적 관점에서, 도전패턴(140)의 제 1 개구부(100)와 실질적으로 동일한 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 도전패턴(140)이 도 5a를 참조하여 설명한 제 1 개구부(100)를 포함하는 경우, 나노안테나(150)는 평면적 관점에서 원형의 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 도전패턴(140)이 도 5b 또는 도 5c를 참조하여 설명한 제 1 개구부(100)를 포함하는 경우, 나노안테나(150)는 평면적 관점에서 정사각형 또는 직사각형의 형태를 가질 수 있다. 나노안테나(150)의 두께(t2)는 0.1nm 내지 100nm일 수 있다. 나노안테나(150)의 두께(t2)는 도전패턴(140)의 두께(t1)와 실질적으로 동일할 수 있다. 나노안테나(150)는 도전패턴(140)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 나노안테나(150)의 폭(w1)은 제 1 개구부(100)의 폭과 동일할 수 있다.Referring back to FIGS. 3, 4, and 5A to 5D , the nanoantenna 150 may be disposed on the upper reflective pattern 120b. The nanoantenna 150 may be vertically overlapped with the first opening 100 . The nanoantenna 150 may have a shape corresponding to the first opening 100 of the conductive pattern 140 in a plan view. In other words, the nanoantenna 150 may have substantially the same shape as the first opening 100 of the conductive pattern 140 in a plan view. For example, when the conductive pattern 140 includes the first opening 100 described with reference to FIG. 5A , the nanoantenna 150 may have a circular shape in a plan view. For example, when the conductive pattern 140 includes the first opening 100 described with reference to FIG. 5B or 5C , the nanoantenna 150 may have a square or rectangular shape in a plan view. The thickness t2 of the nanoantenna 150 may be 0.1 nm to 100 nm. The thickness t2 of the nanoantenna 150 may be substantially the same as the thickness t1 of the conductive pattern 140 . The nanoantenna 150 may include the same material as the conductive pattern 140 . For example, the width w1 of the nanoantenna 150 may be the same as the width of the first opening 100 .

절연패턴(130)은 반사패턴(120)과 도전패턴(140) 사이에 배치될 수 있으며, 또한 반사패턴(120)과 나노안테나(150) 사이에 배치될 수 있다. 절연패턴(130)은 반사패턴(120), 도전패턴(140) 및 나노안테나(150)를 서로 전기적으로 절연시킬 수 있다. 절연패턴(130)은 실리콘 옥사이드(SiO2) 또는 폴리머(polymer) 등을 포함할 수 있다.The insulating pattern 130 may be disposed between the reflective pattern 120 and the conductive pattern 140 , and may also be disposed between the reflective pattern 120 and the nanoantenna 150 . The insulating pattern 130 may electrically insulate the reflective pattern 120 , the conductive pattern 140 , and the nanoantenna 150 from each other. The insulating pattern 130 may include silicon oxide (SiO2) or a polymer.

구체적으로, 절연패턴(130)은 하부 절연패턴(130a) 및 상부 절연패턴(130b)을 포함할 수 있다. 하부 절연패턴(130a)이 하부 반사패턴(120a) 및 도전패턴(140) 사이에 배치될 수 있다. 하부 절연패턴(130a)은 서로 대향하는 상면 및 하면을 구비한 평판의 형태를 가질 수 있다. 하부 절연패턴(130a)은 하부 절연패턴(130a)의 상면 상에 배치되는 도전패턴(140)을 지지할 수 있다. Specifically, the insulating pattern 130 may include a lower insulating pattern 130a and an upper insulating pattern 130b. The lower insulating pattern 130a may be disposed between the lower reflective pattern 120a and the conductive pattern 140 . The lower insulating pattern 130a may have a flat plate shape having upper and lower surfaces facing each other. The lower insulating pattern 130a may support the conductive pattern 140 disposed on the upper surface of the lower insulating pattern 130a.

상부 절연패턴(130b)은 하부 절연패턴(130a) 상에 배치되어, 상부 반사패턴(120b)의 측벽들 및 상면을 덮을 수 있다. 상부 절연패턴(130b) 및 상부 반사패턴(120b)은 도전패턴(140)의 제 1 개구부(100)를 통해 수직하게 돌출될 수 있다. 예컨대, 상부 절연패턴(130b)의 폭은 도전패턴(140)의 제 1 개구부(100)의 폭(d1)과 동일할 수 있다. 상부 절연패턴(130b)은 일정한 폭을 가지며 하부 절연패턴(130a)과 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다. 따라서, 상부 절연패턴(130b)은 평면적 관점에서 도전패턴(140)의 제 1 개구부(100)와 동일한 형상을 가질 수 있다. 상부 절연패턴(130b)은 상부 절연패턴(130b)의 상면 상에 배치되는 나노안테나(150)를 지지할 수 있다.The upper insulating pattern 130b may be disposed on the lower insulating pattern 130a to cover sidewalls and an upper surface of the upper reflective pattern 120b. The upper insulating pattern 130b and the upper reflective pattern 120b may protrude vertically through the first opening 100 of the conductive pattern 140 . For example, the width of the upper insulating pattern 130b may be the same as the width d1 of the first opening 100 of the conductive pattern 140 . The upper insulating pattern 130b has a constant width and may extend in a direction away from the lower insulating pattern 130a. Accordingly, the upper insulating pattern 130b may have the same shape as the first opening 100 of the conductive pattern 140 in a plan view. The upper insulating pattern 130b may support the nanoantenna 150 disposed on the upper surface of the upper insulating pattern 130b.

도 6은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 복합구조 광 흡수체를 설명하기 위한 단면도이다. 도 3, 도 4 및 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명한 복합구조 광 흡수체와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호가 제공되고, 설명의 간소화를 위해 중복되는 설명은 생략될 수 있다.6 is a cross-sectional view for explaining a composite structure light absorber according to other embodiments of the present invention. 3, 4, and 5A to 5D are provided with the same reference numerals for the same components as those of the composite light absorber described with reference to FIGS.

도 6을 참조하면, 나노안테나(150)는 도전패턴(140) 보다 아래에 배치될 수 있다. 나노안테나(150)는 도전패턴(140)을 투과한 특정 파장의 광을 수신할 수 있으며, 특정 파장의 광을 공진 및 흡수할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the nanoantenna 150 may be disposed below the conductive pattern 140 . The nanoantenna 150 may receive light of a specific wavelength that has passed through the conductive pattern 140 , and may resonate and absorb light of a specific wavelength.

반사패턴(120)은 반사패턴(120)의 상면으로부터 반사패턴(120)의 하면을 향하여 만입된 제 1 리세스(122)를 포함할 수 있다. 평면적 관점에서, 도전패턴(140)의 제 1 개구부(100)는 반사패턴(120)의 제 1 리세스(122)와 중첩될 수 있다. 절연패턴(130)은 반사패턴(120)의 상면을 콘포멀하게 덮을 수 있다. 반사패턴(120) 상의 절연패턴(130)은 제 1 리세스(122)를 부분적으로 채울 수 있다. The reflective pattern 120 may include a first recess 122 recessed from the upper surface of the reflective pattern 120 toward the lower surface of the reflective pattern 120 . In a plan view, the first opening 100 of the conductive pattern 140 may overlap the first recess 122 of the reflective pattern 120 . The insulating pattern 130 may conformally cover the upper surface of the reflective pattern 120 . The insulating pattern 130 on the reflective pattern 120 may partially fill the first recess 122 .

나노안테나(150)가 제 1 리세스(122) 내에 배치될 수 있다. 다시 말하면, 나노안테나(150)는 제 1 리세스(122) 내의 절연패턴(130)의 상면 상에 배치될 수 있다. 나노안테나(150)와 도전패턴(140)의 형상 및 나노안테나(150)와 도전패턴(140)을 이루는 물질에 관한 내용은 도 3, 도 4 및 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.The nanoantenna 150 may be disposed in the first recess 122 . In other words, the nanoantenna 150 may be disposed on the upper surface of the insulating pattern 130 in the first recess 122 . The shape of the nanoantenna 150 and the conductive pattern 140 and the material constituting the nanoantenna 150 and the conductive pattern 140 are the same as those described with reference to FIGS. 3, 4, and 5A to 5D. Detailed description will be omitted.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 복합구조 광 흡수체를 설명하기 위한 단면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 제 1 안테나부를 설명하기 위한 도면이다. 도 3, 도 4 및 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명한 복합구조 광 흡수체와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호가 제공되고, 설명의 간소화를 위해 중복되는 설명은 생략될 수 있다.7 is a cross-sectional view for explaining a composite structure light absorber according to still other embodiments of the present invention, and FIG. 8 is a view for explaining a first antenna unit according to embodiments of the present invention. 3, 4, and 5A to 5D are provided with the same reference numerals for the same components as those of the composite light absorber described with reference to FIGS.

도 7을 참조하면, 나노안테나(150)는 서로 이격된 제 1 안테나부(150a) 및 제 2 안테나부(150b)를 포함할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 안테나부(150a)는 제 2 개구부(102)를 포함할 수 있다. 제 2 안테나부(150b)는 제 2 개구부(102)와 수직적으로 중첩되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 나노안테나(150)는 다중대역의 파장의 광을 수신할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the nanoantenna 150 may include a first antenna unit 150a and a second antenna unit 150b spaced apart from each other. As shown in FIG. 8 , the first antenna unit 150a may include a second opening 102 . The second antenna unit 150b may be vertically overlapped with the second opening 102 . Accordingly, the nanoantenna 150 may receive light of multiple wavelengths.

반사패턴(120)은 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 하부 반사패턴(120a) 및 상부 반사패턴(120b)을 포함할 수 있다. 반사패턴(120)은 상부 반사패턴(120b)으로부터 돌출되는 최상부 반사패턴(120c)을 더 포함할 수 있다. 최상부 반사패턴(120c)은 일정한 폭을 가지며, 상부 반사패턴(120b)과 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다. 최상부 반사패턴(120c)은 최상부 반사패턴(120c)의 상면 상에 배치되는 최상부 절연패턴(130c)을 지지할 수 있다.The reflective pattern 120 may include a lower reflective pattern 120a and an upper reflective pattern 120b, as described with reference to FIG. 4 . The reflective pattern 120 may further include an uppermost reflective pattern 120c protruding from the upper reflective pattern 120b. The uppermost reflective pattern 120c has a constant width and may extend in a direction away from the upper reflective pattern 120b. The uppermost reflective pattern 120c may support the uppermost insulating pattern 130c disposed on the upper surface of the uppermost reflective pattern 120c.

절연패턴(130)은 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 하부 절연패턴(130a) 및 상부 절연패턴(130b)을 포함할 수 있다. 절연패턴(130)은 최상부 절연패턴(130c)을 더 포함할 수 있다. 최상부 절연패턴(130c)은 상부 절연패턴(130b) 상에 배치되어 최상부 반사패턴(120c)의 측벽들 및 상면을 덮을 수 있다. 최상부 절연패턴(130c) 및 최상부 반사패턴(120c)은 제 1 안테나부(150a)의 제 2 개구부(102)를 통해 수직하게 돌출될 수 있다. 예컨대, 최상부 절연패턴(130c)의 폭은 제 1 안테나부(150a)의 제 2 개구부(102)의 폭(d2)과 동일할 수 있다. 최상부 절연패턴(130c)은 일정한 폭을 가지며 상부 절연패턴(130b)과 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다. 따라서, 최상부 절연패턴(130c)은 평면적 관점에서 제 1 안테나부(150a)의 제 2 개구부(102)와 동일한 형상을 가질 수 있다. 최상부 절연패턴(130c)은 최상부 절연패턴(130c)의 상면 상에 배치되는 제 2 안테나부(150b)를 지지할 수 있다.The insulating pattern 130 may include a lower insulating pattern 130a and an upper insulating pattern 130b as described with reference to FIG. 4 . The insulating pattern 130 may further include an uppermost insulating pattern 130c. The uppermost insulating pattern 130c may be disposed on the upper insulating pattern 130b to cover sidewalls and an upper surface of the uppermost reflective pattern 120c. The uppermost insulating pattern 130c and the uppermost reflective pattern 120c may vertically protrude through the second opening 102 of the first antenna unit 150a. For example, the width of the uppermost insulating pattern 130c may be the same as the width d2 of the second opening 102 of the first antenna unit 150a. The uppermost insulating pattern 130c has a constant width and may extend in a direction away from the upper insulating pattern 130b. Accordingly, the uppermost insulating pattern 130c may have the same shape as the second opening 102 of the first antenna unit 150a in a plan view. The uppermost insulating pattern 130c may support the second antenna unit 150b disposed on the upper surface of the uppermost insulating pattern 130c.

나노안테나(150)의 제 1 안테나부(150a)가 상부 절연패턴(130b)의 상면 상에 배치될 수 있다. 제 1 안테나부(150a)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 링(ring) 형상을 가질 수 있다. 제 1 안테나부(150a)의 폭(외경, w1)은 제 1 개구부(100)의 폭과 동일할 수 있다. 예컨대, 제 1 안테나부(150a)의 폭(w1)은 1 내지 300nm일 수 있다. 제 1 안테나부(150a)는 제 1 파장의 광을 선택적으로 수신할 수 있다.The first antenna unit 150a of the nanoantenna 150 may be disposed on the upper surface of the upper insulating pattern 130b. As shown in FIG. 8 , the first antenna unit 150a may have a ring shape. The width (outer diameter, w1) of the first antenna unit 150a may be the same as the width of the first opening 100 . For example, the width w1 of the first antenna unit 150a may be 1 to 300 nm. The first antenna unit 150a may selectively receive light of a first wavelength.

제 1 안테나부(150a)는 제 2 개구부(102)를 통해 특정 파장의 광을 선택적으로 투과시킬 수 있다. 제 2 개구부(102) 특이 광 투과를 발생시키기 위한 폭을 가질 수 있다. 예컨대, 제 2 개구부(102)의 폭(d2)은 0.5 내지 100nm일 수 있다. 본 예에서, 제 2 개구부(102)가 평면적 관점에서 원형인 것으로 도시되었지만, 본 발명의 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예에서, 제 2 개구부(102)의 형상은 도 5b 내지 도 5d를 참조하여 설명한 제 1 개구부(100)와 동일/유사할 수 있다. The first antenna unit 150a may selectively transmit light of a specific wavelength through the second opening 102 . The second opening 102 may have a width for generating specific light transmission. For example, the width d2 of the second opening 102 may be 0.5 to 100 nm. In this example, although the second opening 102 is shown to be circular in plan view, embodiments of the present invention are not limited thereto. In another example, the shape of the second opening 102 may be the same as/similar to that of the first opening 100 described with reference to FIGS. 5B to 5D .

나노안테나(150)의 제 2 안테나부(150b)가 최상부 절연패턴(130c)의 상면 상에 배치될 수 있다. 제 2 안테나부(150b)는 제 2 개구부(102)와 수직적으로 중첩될 수 있다. 제 2 안테나부(150b)는 제 2 개구부(102)에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 즉, 제 2 안테나부(150b)는, 평면적 관점에서, 제 2 개구부(102)와 실질적으로 동일한 형태를 가질 수 있다. 제 2 안테나부(150b)의 두께(t2b)는 제 1 안테나부(150a)의 두께(t2a)와 동일할 수 있다. 제 2 안테나부(150b)의 폭(w2)은 제 1 안테나부(150a)의 폭(w1) 보다 작을 수 있다. 예컨대, 제 2 안테나부(150b)의 폭은 0.5내지 100nm일 수 있다. 따라서, 제 2 안테나부(150b)는 제 1 파장보다 짧은 제 2 파장의 광을 선택적으로 수신할 수 있다.The second antenna unit 150b of the nanoantenna 150 may be disposed on the upper surface of the uppermost insulating pattern 130c. The second antenna unit 150b may vertically overlap the second opening 102 . The second antenna unit 150b may have a shape corresponding to the second opening 102 . That is, the second antenna unit 150b may have substantially the same shape as the second opening 102 in a plan view. The thickness t2b of the second antenna unit 150b may be the same as the thickness t2a of the first antenna unit 150a. The width w2 of the second antenna unit 150b may be smaller than the width w1 of the first antenna unit 150a. For example, the width of the second antenna unit 150b may be 0.5 to 100 nm. Accordingly, the second antenna unit 150b may selectively receive light having a second wavelength shorter than the first wavelength.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 복합구조 광 흡수체를 설명하기 위한 단면도이다. 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한 복합구조 광 흡수체와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호가 제공되고, 설명의 간소화를 위해 중복되는 설명은 생략될 수 있다. 9 is a cross-sectional view for explaining a composite structure light absorber according to still other embodiments of the present invention. The same reference numerals are provided for the same components as those of the composite structure light absorber described with reference to FIGS. 3 to 8 , and overlapping descriptions may be omitted for simplicity of description.

도 9를 참조하면, 나노안테나(150)는 도전패턴(140) 보다 아래에 배치될 수 있고, 제 2 안테나부(150b)는 제 1 안테나부(150a) 보다 아래에 배치될 수 있다. 도전패턴(140)은 광 흡수체의 외부로부터 광 흡수체 상부를 향하여 입사한 광을 파장에 따라 선택적으로 투과시킬 수 있다. 이어서, 제 1 안테나부(150a)는 도전패턴(140)을 투과한 광의 일부를 흡수 할 수 있다. 제 1 안테나부(150a)는 도전패턴(140)을 투과한 광의 다른 일부를 반사시킬 수 있다. 또한, 제 1 안테나부(150a)는 도전패턴(140)을 투과한 광의 또 다른 일부를 제 2 개구부(102)를 통하여 투과시킬 수 있다. 제 2 안테나부(150b)는 제 2 개구부(102)를 통과한 광의 일부를 흡수할 수 있다. 또한, 제 2 안테나부(150b)는 제 2 개구부(102)를 통과한 광의 다른 일부를 반사시킬 수 있다.Referring to FIG. 9 , the nanoantenna 150 may be disposed below the conductive pattern 140 , and the second antenna unit 150b may be disposed below the first antenna unit 150a. The conductive pattern 140 may selectively transmit light incident from the outside of the light absorber toward the upper portion of the light absorber according to a wavelength. Subsequently, the first antenna unit 150a may absorb a portion of the light transmitted through the conductive pattern 140 . The first antenna unit 150a may reflect another portion of the light transmitted through the conductive pattern 140 . Also, the first antenna unit 150a may transmit another portion of the light transmitted through the conductive pattern 140 through the second opening 102 . The second antenna unit 150b may absorb a portion of the light passing through the second opening 102 . Also, the second antenna unit 150b may reflect another portion of the light passing through the second opening 102 .

반사패턴(120)은 반사패턴(120)의 상면으로부터 반사패턴(120)의 하면을 향하여 만입된 제 1 리세스(122)를 포함할 수 있고, 제 1 리세스(122)의 바닥면으로부터 반사패턴(120)의 하면을 향하여 만입된 제 2 리세스(124)를 포함할 수 있다. 평면적 관점에서, 도전패턴(140)의 제 1 개구부(100)는 반사패턴(120)의 제 1 리세스(122)와 중첩될 수 있고, 제 1 안테나부(150a)의 제 2 개구부(102)는 반사패턴(120)의 제 2 리세스(124)와 중첩될 수 있다. 절연패턴(130)은 반사패턴(120)의 상면을 콘포멀하게 덮을 수 있다. 반사패턴(120) 상의 절연패턴(130)은 제 1 리세스(122) 및 제 2 리세스(124)를 부분적으로 채울 수 있다.The reflective pattern 120 may include a first recess 122 that is recessed from the upper surface of the reflective pattern 120 toward the lower surface of the reflective pattern 120 , and is reflected from the bottom surface of the first recess 122 . A second recess 124 recessed toward the lower surface of the pattern 120 may be included. In a plan view, the first opening 100 of the conductive pattern 140 may overlap the first recess 122 of the reflective pattern 120 , and the second opening 102 of the first antenna unit 150a. may overlap the second recess 124 of the reflective pattern 120 . The insulating pattern 130 may conformally cover the upper surface of the reflective pattern 120 . The insulating pattern 130 on the reflective pattern 120 may partially fill the first recess 122 and the second recess 124 .

제 1 안테나부(150a)는 제 1 리세스(122) 내에 배치될 수 있다. 다시말하면, 제 1 안테나부(150a)는 제 1 리세스(122) 내의 절연패턴(130)의 상면 상에 배치될 수 있다. 제 2 안테나부(150b)는 제 2 리세스(124) 내에 배치될 수 있다. 다시말하면, 제 2 안테나부(150b)는 제 2 리세스(124) 내의 절연패턴(130)의 상면 상에 배치될 수 있다. The first antenna unit 150a may be disposed in the first recess 122 . In other words, the first antenna unit 150a may be disposed on the upper surface of the insulating pattern 130 in the first recess 122 . The second antenna unit 150b may be disposed in the second recess 124 . In other words, the second antenna unit 150b may be disposed on the upper surface of the insulating pattern 130 in the second recess 124 .

도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합구조 광 흡수체의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.10A to 10D are views for explaining a method of manufacturing a composite structure light absorber according to an embodiment of the present invention.

도 10a 및 도 10b를 참조하면, 도 10a와 같이 지지기판(110) 상에 금속잉크(121)를 도포할 수 있다. 이어서, 도 10b와 같이 나노임프린트 공정을 통해 반사패턴(120)을 형성한다. 구체적으로, 스탬프(160)를 사용하여 금속잉크(121)를 가압할 수 있다. 스탬프(160)는 소정의 패턴을 갖는 나노임프린트용 스탬프일 수 있다. 예컨대, 스탬프(160)는 스탬프(160)의 하면으로부터 스탬프(160)의 상면을 향하여 만입된 홈(162)을 포함할 수 있다. 스탬프(160)로 금속잉크(121)를 가압하는 동안, 금속잉크(121)의 일부가 홈(162)의 내부로 충진될 수 있으며, 금속잉크(121)의 다른 일부가 홈(162)의 외부에 잔존될 수 있다. 홈(162)의 외부에 잔존된 금속잉크(121)의 일부는 하부 반사패턴(120a)을 형성할 수 있다. 홈(162) 내부에 충진된 금속잉크(121)의 다른 일부는 상부 반사패턴(120b)을 형성할 수 있다. Referring to FIGS. 10A and 10B , the metallic ink 121 may be applied on the support substrate 110 as shown in FIG. 10A . Next, as shown in FIG. 10B , the reflective pattern 120 is formed through a nanoimprint process. Specifically, the metal ink 121 may be pressed using the stamp 160 . The stamp 160 may be a stamp for nanoimprint having a predetermined pattern. For example, the stamp 160 may include a groove 162 recessed from the lower surface of the stamp 160 toward the upper surface of the stamp 160 . While the metal ink 121 is pressed with the stamp 160 , a part of the metal ink 121 may be filled into the inside of the groove 162 , and another part of the metal ink 121 is outside the groove 162 . may remain in A portion of the metal ink 121 remaining outside the groove 162 may form the lower reflective pattern 120a. Another portion of the metal ink 121 filled in the groove 162 may form the upper reflective pattern 120b.

도 10c 및 도 10d를 참조하면, 도 10c와 같이 반사패턴(120) 상에 절연패턴(130)을 코팅할 수 있다. 이어서, 도 10d와 같이 절연패턴(130) 상에 증착 공정을 수행하여, 나노안테나(150) 및 도전패턴(140)을 형성할 수 있다. 증착 공정은 스퍼터링 공정 또는 전자빔 증착 공정을 포함할 수 있다. 나노안테나(150)와 도전패턴(140)은 동일한 증착 공정에 의해 형성될 수 있다. 이에 따라, 나노안테나(150)와 도전패턴(140)은 동일한 두께를 가질 수 있고, 동일한 물질을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 10C and 10D , the insulating pattern 130 may be coated on the reflective pattern 120 as shown in FIG. 10C . Subsequently, as shown in FIG. 10D , a deposition process may be performed on the insulating pattern 130 to form the nanoantenna 150 and the conductive pattern 140 . The deposition process may include a sputtering process or an electron beam deposition process. The nanoantenna 150 and the conductive pattern 140 may be formed by the same deposition process. Accordingly, the nanoantenna 150 and the conductive pattern 140 may have the same thickness and may include the same material.

도 11a 내지 도 11e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합구조 광 흡수체의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다.11A to 11E are views for explaining a method of manufacturing a composite structure light absorber according to another embodiment of the present invention.

도 11a 내지 도 11e를 참조하면, 도 11a와 같이 홈(162)을 포함하는 스탬프(160)에 금속잉크를 코팅하여 반사패턴(120)을 형성할 수 있다. 이어서, 도 11b 및 도 11c와 같이 나노전사법을 이용하여 반사패턴(120)을 지지기판(110) 상에 전사할 수 있다. 이어서, 도 11d와 같이 반사패턴(120) 상에 절연패턴(130)을 코팅할 수 있다. 이어서, 도11e와 같이 절연패턴(130) 상에 증착 공정을 수행하여, 나노안테나(150) 및 도전패턴(140)을 형성할 수 있다.11A to 11E , as shown in FIG. 11A , the reflective pattern 120 may be formed by coating the stamp 160 including the groove 162 with metal ink. Subsequently, the reflective pattern 120 may be transferred onto the support substrate 110 using the nano transfer method as shown in FIGS. 11B and 11C . Subsequently, the insulating pattern 130 may be coated on the reflective pattern 120 as shown in FIG. 11D . Subsequently, as shown in FIG. 11E , a deposition process may be performed on the insulating pattern 130 to form the nanoantenna 150 and the conductive pattern 140 .

도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복합구조 광 흡수체의 제조방법을 설명하기 위한 도면들이다. 12A to 12E are views for explaining a method of manufacturing a composite structure light absorber according to another embodiment of the present invention.

도 12a 내지 도 12e를 참조하면, 도 12a와 같이 홈(162)을 포함하는 스탬프(160)에 절연패턴(130)을 코팅할 수 있다. 이어서, 도 12b와 같이 절연패턴(130) 상에 금속잉크를 코팅하여 반사패턴(120)을 형성할 수 있다. 이어서, 도 12c 및 도 12d와 같이 나노전사법을 이용하여 절연패턴(130) 및 반사패턴(120)을 지지기판(110) 상에 전사할 수 있다. 이어서, 도 12e와 같이 절연패턴(130) 상에 증착 공정을 수행하여, 나노안테나(150) 및 도전패턴(140)을 형성할 수 있다.12A to 12E , the insulating pattern 130 may be coated on the stamp 160 including the groove 162 as shown in FIG. 12A . Then, as shown in FIG. 12B , the reflective pattern 120 may be formed by coating metal ink on the insulating pattern 130 . Then, as shown in FIGS. 12C and 12D , the insulating pattern 130 and the reflective pattern 120 may be transferred onto the support substrate 110 by using the nano transfer method. Subsequently, as shown in FIG. 12E , a deposition process may be performed on the insulating pattern 130 to form the nanoantenna 150 and the conductive pattern 140 .

도 10a 내지 도 10d, 도 11a 내지 도11e 및 도 12a 내지 도 12e에서 설명한 복합구조 광 흡수체 제조방법을 통하여, 반사패턴(120), 절연패턴(130), 도전패턴(140) 및 나노안테나(150)를 한번에 형성할 수 있다. 이에 따라, 넓은 면적의 복합구조 광 흡수체를 쉽고 가격경쟁력 있게 제조할 수 있는 복합구조 광 흡수체의 제조방법을 제공할 수 있다.10A to 10D, 11A to 11E, and 12A to 12E, through the manufacturing method of the composite structure light absorber, the reflective pattern 120, the insulating pattern 130, the conductive pattern 140, and the nanoantenna 150 ) can be formed at once. Accordingly, it is possible to provide a method for manufacturing a composite structure light absorber capable of easily and cost-competitively manufacturing a large-area composite light absorber.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.As mentioned above, although embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can implement the present invention in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. You will understand that there is Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

110 : 지지기판
120 : 반사패턴
130 : 절연패턴
140 : 도전패턴
150 : 나노안테나
160 : 스탬프110: support substrate
120: reflection pattern
130: insulation pattern
140: challenge pattern
150: nano antenna
160: stamp

Claims

하부 반사패턴 및 상기 하부 반사패턴 상의 상부 반사패턴을 포함하는 도전성의 반사패턴;
상기 하부 반사패턴 상에 배치되고, 적어도 하나의 제 1 개구부를 포함하는 도전패턴;
상기 상부 반사패턴 상에 배치되고, 상기 제 1 개구부와 수직적으로 중첩되는 나노안테나; 및
상기 하부 반사패턴과 상기 도전패턴 및 상기 상부 반사패턴과 상기 나노안테나 사이에 개재되는 절연패턴을 포함하되,
상기 상부 반사패턴은 상기 제 1 개구부를 통해 수직하게 돌출되고,
상기 반사패턴, 상기 도전패턴 및 상기 나노안테나는 서로 전기적으로 절연되되,
상기 절연패턴은, 상기 하부 반사패턴 및 상기 도전패턴 사이에 배치되는 하부 절연패턴; 및
상기 하부 절연패턴 상에 배치되고, 상기 상부 반사패턴의 측벽들 및 상면을 덮는 상부 절연 패턴을 포함하고,
상기 상부 절연패턴의 폭 및 상기 나노안테나의 폭 각각은 상기 제1 개구부의 폭과 실질적으로 동일한 복합구조 광 흡수체.
a conductive reflective pattern including a lower reflective pattern and an upper reflective pattern on the lower reflective pattern;
a conductive pattern disposed on the lower reflective pattern and including at least one first opening;
a nanoantenna disposed on the upper reflective pattern and vertically overlapping the first opening; and
an insulating pattern interposed between the lower reflective pattern and the conductive pattern and the upper reflective pattern and the nanoantenna;
The upper reflective pattern vertically protrudes through the first opening,
The reflective pattern, the conductive pattern and the nanoantenna are electrically insulated from each other,
The insulating pattern may include a lower insulating pattern disposed between the lower reflective pattern and the conductive pattern; and
an upper insulating pattern disposed on the lower insulating pattern and covering sidewalls and an upper surface of the upper reflective pattern;
Each of the width of the upper insulating pattern and the width of the nanoantenna is substantially the same as the width of the first opening.

제1항에 있어서,
상기 상부 절연패턴은 상기 제1 개구부를 통해 수직하게 돌출되는 복합구조 광 흡수체.
According to claim 1,
The upper insulating pattern is a composite structure light absorber vertically protruding through the first opening.

제1항에 있어서,
상기 제1 개구부의 폭은 1 내지 300nm인 복합구조 광 흡수체.
According to claim 1,
The first opening has a width of 1 to 300 nm.

제2항에 있어서,
상기 반사패턴은 상기 상부 반사패턴으로부터 돌출되는 최상부 반사패턴을 더 포함하고,
상기 절연패턴은, 상기 상부 절연패턴 상에 배치되어 상기 최상부 반사패턴의 측벽들 및 상면을 덮는 최상부 절연패턴을 더 포함하는 복합구조 광 흡수체.
3. The method of claim 2,
The reflective pattern further includes an uppermost reflective pattern protruding from the upper reflective pattern,
The insulating pattern may further include an uppermost insulating pattern disposed on the upper insulating pattern to cover sidewalls and an upper surface of the uppermost reflective pattern.

제4항에 있어서,
상기 나노안테나는,
상기 상부 절연패턴의 상면 상에 배치되고, 제2 개구부를 포함하는 제1 안테나부; 및
상기 최상부 절연패턴의 상면 상에 배치되는 제2 안테나부를 포함하되,
상기 최상부 반사패턴 및 상기 최상부 절연패턴은 상기 제2 개구부를 통해 수직하게 돌출되고,
상기 제2 안테나부는 상기 제2 개구부와 수직적으로 중첩되는 복합구조 광 흡수체.
5. The method of claim 4,
The nanoantenna is
a first antenna unit disposed on an upper surface of the upper insulating pattern and including a second opening; and
Including a second antenna unit disposed on the upper surface of the uppermost insulating pattern,
The uppermost reflective pattern and the uppermost insulating pattern protrude vertically through the second opening,
The second antenna unit is a composite structure light absorber vertically overlapping the second opening.

제5항에 있어서,
상기 제2 개구부의 폭은 상기 제1 개구부의 폭보다 작은 복합구조 광 흡수체.
6. The method of claim 5,
A width of the second opening is smaller than a width of the first opening.

제1항에 있어서,
상기 나노안테나의 두께는 상기 도전패턴의 두께와 실질적으로 동일하고, 상기 나노안테나 및 상기 도전패턴은 동일한 물질을 포함하는 복합구조 광 흡수체.
According to claim 1,
A thickness of the nanoantenna is substantially the same as that of the conductive pattern, and the nanoantenna and the conductive pattern include the same material.

제1 리세스를 포함하는 도전성의 반사패턴, 상기 제1 리세스는 상기 반사패턴의 상면으로부터 상기 반사패턴의 하면을 향하여 만입되고;
상기 반사패턴 상에 콘포멀하게 배치되는 절연패턴;
상기 절연패턴 상에 배치되고, 적어도 하나의 제1 개구부를 포함하는 도전패턴; 및
상기 제1 리세스 내에 배치되며, 상기 절연패턴의 상면 상에 배치되는 나노안테나를 포함하되,
상기 제1 개구부는 상기 제1 리세스와 수직적으로 중첩되는 복합구조 광 흡수체.
a conductive reflective pattern including a first recess, wherein the first recess is recessed from an upper surface of the reflective pattern toward a lower surface of the reflective pattern;
an insulating pattern conformally disposed on the reflective pattern;
a conductive pattern disposed on the insulating pattern and including at least one first opening; and
and a nanoantenna disposed in the first recess and disposed on the upper surface of the insulating pattern,
wherein the first opening vertically overlaps the first recess.

제8항에 있어서,
상기 반사패턴은 상기 제1 리세스의 바닥면으로부터 상기 반사패턴의 하면을 향하여 만입된 제2 리세스를 더 포함하고,
상기 나노안테나는 상기 제1 리세스 내의 상기 절연패턴의 상면 상에 배치된 제1 안테나부; 및
상기 제2 리세스 내의 상기 절연패턴의 상면 상에 배치된 제2 안테나부를 포함하며,
상기 제1 안테나부는 제2 개구부를 포함하되,
상기 제2 개구부는 상기 제2 리세스와 수직적으로 중첩되는 복합구조 광 흡수체.
9. The method of claim 8,
The reflective pattern further includes a second recess recessed from a bottom surface of the first recess toward a lower surface of the reflective pattern,
The nanoantenna may include a first antenna unit disposed on an upper surface of the insulating pattern in the first recess; and
a second antenna unit disposed on the upper surface of the insulating pattern in the second recess;
The first antenna unit includes a second opening,
wherein the second opening vertically overlaps the second recess.

제9항에 있어서,
상기 제2 개구부의 폭은 상기 제1 개구부의 폭보다 작은 복합구조 광 흡수체.
10. The method of claim 9,
A width of the second opening is smaller than a width of the first opening.