KR102484181B1 - Light absorber and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 흡수체 및 그 제조방법에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 기판; 기판 상의 반사층; 상기 반사층 상의 공진층; 및 상기 공진층 상의 입자층을 포함한다. 상기 입자층은 서로 이격되는 금속 입자들 및 상기 금속 입자들의 표면을 둘러싸는 리간드를 포함한다. 상기 리간드는 인접하는 상기 금속 입자들 사이에 개재되어 이들을 서로 이격시킨다.The present invention relates to a light absorber and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention is a substrate; a reflective layer on the substrate; a resonant layer on the reflective layer; and a particle layer on the resonance layer. The particle layer includes metal particles spaced apart from each other and ligands surrounding surfaces of the metal particles. The ligand is interposed between the adjacent metal particles to space them apart from each other.

Description

광 흡수체 및 그 제조방법 {LIGHT ABSORBER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Light absorber and its manufacturing method {LIGHT ABSORBER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 광 흡수체 및 그 제조방법에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 서로 이격되는 금속 입자들을 포함하는 광 흡수체 및 그 제조방법에 대한 것이다.The present invention relates to a light absorber and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention relates to a light absorber including metal particles spaced apart from each other and a manufacturing method thereof.

특정 파장의 빛을 선택적으로 반사하는 반사형 디스플레이는 내부 광원이 필요 없어 소비 전력이 낮다는 장점을 가지고 있다. 다만, 다양하고 선명한 색을 구현하기 어렵다는 단점을 가지고 있다. 흡수 대역이 넓은 광 흡수체를 반사형 디스플레이에 적용할 경우 좁은 반사 대역을 가지므로 선명한 삼원색을 구현할 수 있다. 페브리-페로 광 흡수체는 일반적으로 2개의 고반사율을 가지는 반사층들 사이에 하나의 공진층을 삽입하여 3층으로 구성된다. A reflective display that selectively reflects light of a specific wavelength has the advantage of low power consumption because it does not require an internal light source. However, it has a disadvantage that it is difficult to implement various and vivid colors. When a light absorber with a wide absorption band is applied to a reflective display, vivid three primary colors can be implemented because it has a narrow reflection band. A Fabry-Perot light absorber is generally composed of three layers by inserting one resonant layer between two reflective layers having high reflectivity.

본 발명은 광 흡수도가 큰 파장 영역이 넓어 반사되는 광의 선명도가 우수한 광 흡수체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a light absorber having excellent sharpness of reflected light with a wide wavelength region having high light absorption.

본 발명은 기판; 상기 기판 상의 반사층; 상기 반사층 상의 공진층; 및 상기 공진층 상의 입자층을 포함하고, 상기 입자층은 서로 이격되는 금속 입자들 및 상기 금속 입자들의 표면을 둘러싸는 리간드를 포함하고, 상기 리간드는 인접하는 상기 금속 입자들 사이에 개재되어 이들을 서로 이격시키는 광 흡수체를 제공한다.The present invention is a substrate; a reflective layer on the substrate; a resonant layer on the reflective layer; And a particle layer on the resonance layer, wherein the particle layer includes metal particles spaced apart from each other and a ligand surrounding surfaces of the metal particles, the ligand being interposed between adjacent metal particles to space them apart from each other. A light absorber is provided.

상기 금속 입자들 사이에 에어갭이 제공되고, 상기 에어갭은 공기로 채워질 수 있다.An air gap may be provided between the metal particles, and the air gap may be filled with air.

상기 리간드는 SCN-, I-, Br-, Cl-, OLA(Oleic acid) 및 CTAB(Cetyl trimethylammonium bromide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The ligand may include at least one of SCN-, I-, Br-, Cl-, oleic acid (OLA), and cetyl trimethylammonium bromide (CTAB).

상기 공진층은 제1 층 및 상기 제1 층 상의 제2 층을 포함하고, 상기 제1 층은 온도 변화 또는 전기적 신호에 따라 결정질과 비정질 간의 상전이가 일어나는 상변화 물질을 포함할 수 있다.The resonant layer may include a first layer and a second layer on the first layer, and the first layer may include a phase change material in which a phase transition between crystalline and amorphous occurs according to a temperature change or an electrical signal.

상기 제2 층은 산화물 또는 폴리머를 포함할 수 있다.The second layer may include an oxide or a polymer.

상기 제1 층은 VO2 또는 GeSbTe를 포함할 수 있다.The first layer may include VO 2 or GeSbTe.

상기 금속 입자들 사이의 이격거리는 0.4nm 내지 20nm일 수 있다.The separation distance between the metal particles may be 0.4 nm to 20 nm.

상기 금속 입자들의 크기는 5nm 내지 50nm일 수 있다.The metal particles may have a size of 5 nm to 50 nm.

본 발명은 기판 상에 반사층을 형성하는 단계; 상기 반사층 상에 공진층을 형성하는 단계; 및 상기 공진층 상에 입자층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 입자층은 서로 이격되는 금속 입자들 및 상기 금속 입자들의 표면을 둘러싸는 리간드를 포함하고, 상기 리간드는 인접하는 상기 금속 입자들 사이에 개재되어 이들을 서로 이격시키는 광 흡수체 제조방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of forming a reflective layer on a substrate; forming a resonance layer on the reflective layer; and forming a particle layer on the resonance layer, wherein the particle layer includes metal particles spaced apart from each other and ligands surrounding surfaces of the metal particles, and the ligand is interposed between adjacent metal particles. to provide a method for manufacturing a light absorber that is spaced apart from each other.

상기 공진층을 형성하는 단계는, 상기 공진층의 두께를 조절하여 상기 공진층의 광 흡수도를 조절하는 것을 포함할 수 있다.The forming of the resonance layer may include adjusting light absorption of the resonance layer by adjusting a thickness of the resonance layer.

상기 입자층을 형성하는 단계는, 상기 금속 입자들을 포함하는 용액을 상기 공진층 상에 스핀 코팅하는 것을 포함할 수 있다.The forming of the particle layer may include spin-coating a solution containing the metal particles on the resonance layer.

상기 입자층을 형성하는 단계는, 베이스층 및 상기 베이스층 상에 뜨는 상기 금속 입자들을 포함하는 용액을 준비하는 것, 상기 베이스층 내에 상기 기판, 상기 반사층 및 상기 공진층을 담그는 것 및 상기 기판, 상기 반사층 및 상기 공진층을 상기 베이스층 내에서 빼내는 것을 포함할 수 있다. Forming the particle layer may include preparing a solution containing a base layer and the metal particles floating on the base layer, immersing the substrate, the reflective layer, and the resonant layer in the base layer, and the substrate, the It may include removing the reflective layer and the resonance layer from the base layer.

상기 입자층을 형성하는 단계는, 스프레이를 이용하여 상기 공진층 상에 상기 금속 입자들을 포함하는 용액을 분사하는 것을 포함할 수 있다.The forming of the particle layer may include spraying a solution containing the metal particles onto the resonance layer using a spray.

상기 공진층은 제1 층 및 상기 제1 층 상의 제2 층을 포함하고, 상기 제1 층은 온도 변화 또는 전기적 신호에 따라 결정질과 비정질 간의 상전이가 일어나는 상변화 물질을 포함할 수 있다.The resonant layer may include a first layer and a second layer on the first layer, and the first layer may include a phase change material in which a phase transition between crystalline and amorphous occurs according to a temperature change or an electrical signal.

본 발명에 따른 광 흡수체는 서로 이격된 금속 입자들을 포함하는 입자층에 의해, 광 흡수도가 큰 파장 영역이 넓어 반사되는 광의 선명도가 우수할 수 있다. The light absorber according to the present invention may have excellent sharpness of reflected light due to a particle layer including metal particles spaced apart from each other, and a wavelength region having high light absorption is wide.

도 1a는 본 발명의 비교예에 따른 광 흡수체의 단면도이다.
도 1b는 본 발명의 비교예에 따른 광 흡수체가 입사광을 반사하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 1c는 본 발명의 비교예에 따른 광 흡수체의 광 흡수도를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 흡수체의 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 A 영역의 확대도이다.
도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 흡수체의 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 B영역의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 흡수체의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 광 흡수체의 광 흡수도를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예들에 따른 광 흡수체를 제조하는 방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예들에 따른 광 흡수체의 제조방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 광 흡수체를 제조하는 방법의 제3 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a는 유전율의 허수부를 설명하기 위한 도면이고, 도 9b는 공진 특성 성능 인자를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 공진층의 두께에 따른 광 흡수도를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 흡수체의 상변화 물질층의 상전이에 따른 광 흡수도를 설명하기 위한 도면이다.1A is a cross-sectional view of a light absorber according to a comparative example of the present invention.
1B is a view for explaining the principle of reflecting incident light by a light absorber according to a comparative example of the present invention.
1C is a diagram for explaining light absorbance of a light absorber according to a comparative example of the present invention.
2A is a cross-sectional view of a light absorber according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2B is an enlarged view of area A of FIG. 2A.
3A is a cross-sectional view of a light absorber according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3B is an enlarged view of region B of FIG. 3A.
4 is a cross-sectional view of a light absorber according to a third embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining light absorption of a light absorber according to embodiments of the present invention.
6A to 6C are views for explaining a first embodiment of a method of manufacturing a light absorber according to embodiments of the present invention.
7A and 7B are views for explaining a second embodiment of a method of manufacturing a light absorber according to embodiments of the present invention.
8 is a view for explaining a third embodiment of a method of manufacturing a light absorber according to embodiments of the present invention.
FIG. 9A is a diagram for explaining the imaginary part of the permittivity, and FIG. 9B is a diagram for explaining a resonance characteristic performance factor.
10 is a diagram for explaining the light absorption according to the thickness of the resonant layer.
11 is a diagram for explaining light absorption according to phase transition of a phase change material layer of a light absorber according to a third 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 of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken 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 the present embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate 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.Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, 'comprises' and/or 'comprising' refers to the presence of one or more other elements, steps, operations and/or devices mentioned. or do not rule out additions.

이하에서 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

도 1a는 본 발명의 비교예에 따른 광 흡수체의 단면도이고, 도 1b는 본 발명의 비교예에 따른 광 흡수체가 입사광을 반사하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.1A is a cross-sectional view of a light absorber according to a comparative example of the present invention, and FIG. 1B is a view for explaining the principle of reflecting incident light by the light absorber according to a comparative example of the present invention.

도 1a를 참조하면, 본 발명의 비교예에 따른 광 흡수체는 제1 반사층(10), 공진층(20) 및 제2 반사층(30)을 포함할 수 있다. 제1 반사층(10)은 금속을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 반사층(10)은 Au, Ag 및 Al 중 하나를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1A , a light absorber according to a comparative example of the present invention may include a first reflective layer 10 , a resonance layer 20 , and a second reflective layer 30 . The first reflective layer 10 may include metal. For example, the first reflective layer 10 may include one of Au, Ag, and Al.

제1 반사층(10) 상에 공진층(20)이 제공될 수 있다. 공진층(20)은 유전체를 포함할 수 있다. 일 예로, 공진층(20)은 SiO2, TiO2, Al2O3 및 폴리머 중 하나를 포함할 수 있다.A resonant layer 20 may be provided on the first reflective layer 10 . The resonant layer 20 may include a dielectric material. For example, the resonance layer 20 may include one of SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 and a polymer.

공진층(20) 상에 제2 반사층(30)이 제공될 수 있다. 제2 반사층(30)은 금속을 포함할 수 있다. 일 예로, 제2 반사층(30)은 Au, Ag 및 Al 중 하나를 포함할 수 있다. 제2 반사층(30)의 두께는 제1 반사층(10)의 두께 보다 얇을 수 있다. 제2 반사층(30)의 광 반사도는 제1 반사층(10)의 광 반사도 보다 낮을 수 있다.A second reflective layer 30 may be provided on the resonance layer 20 . The second reflective layer 30 may include metal. For example, the second reflective layer 30 may include one of Au, Ag, and Al. The thickness of the second reflective layer 30 may be smaller than that of the first reflective layer 10 . Light reflectance of the second reflective layer 30 may be lower than light reflectance of the first reflective layer 10 .

도 1b를 참조하면, 외부에서 광 흡수체로 광이 입사할 수 있다. 입사된 광은 제2 반사층(30)에서 반사되어 외부로 입사되거나, 제2 반사층(30)을 투과하거나, 제2 반사층(30)에 흡수될 수 있다. 제2 반사층(30)을 투과한 광은 제1 반사층(10) 및 제2 반사층(30)에 의해 반복적으로 반사되어 보강 또는 상쇄될 수 있다. 제2 반사층(30)을 투과한 광 중 특정 파장만이 제2 반사층(30)을 다시 투과하여 외부로 입사될 수 있고, 나머지 파장은 공진층(20)에 흡수될 수 있다. 제2 반사층(30)을 다시 투과하여 외부로 입사된 광과 최초에 제2 반사층(30)에서 반사된 광에 의해 광 흡수도 및 반사색이 결정될 수 있다.Referring to FIG. 1B , light may enter the light absorber from the outside. The incident light may be reflected from the second reflective layer 30 and incident to the outside, may be transmitted through the second reflective layer 30 , or may be absorbed by the second reflective layer 30 . Light transmitted through the second reflective layer 30 may be repeatedly reflected by the first reflective layer 10 and the second reflective layer 30 to be reinforced or canceled. Of the light transmitted through the second reflective layer 30 , only a specific wavelength may pass through the second reflective layer 30 again and be incident to the outside, and the remaining wavelengths may be absorbed by the resonance layer 20 . The light absorbance and the reflected color may be determined by the light transmitted through the second reflective layer 30 and incident to the outside and the light initially reflected by the second reflective layer 30 .

본 발명의 비교예에 따른 광 흡수체는 제2 반사층(30)이 금속층일 수 있다. 플라즈몬 공진 특성에 따라, 금속층인 제2 반사층(30)은 가시광의 파장 영역(380nm 내지 800nm)에서 광 투과도가 상대적으로 낮을 수 있다. 또한, 제2 반사층(30)은 광 흡수도가 상대적으로 낮을 수 있다. 광 투과도 및 광 흡수도가 상대적으로 낮으므로, 제2 반사층(30)은 광 반사도가 상대적으로 높을 수 있다. 제2 반사층(30)이 금속층이므로, 제2 반사층(30)은 상대적으로 높은 전기 전도도를 가질 수 있다. In the light absorber according to the comparative example of the present invention, the second reflective layer 30 may be a metal layer. Depending on the plasmon resonance characteristics, the second reflective layer 30 that is a metal layer may have relatively low light transmittance in a visible light wavelength region (380 nm to 800 nm). Also, the second reflective layer 30 may have relatively low light absorption. Since light transmittance and light absorbance are relatively low, the second reflective layer 30 may have relatively high light reflectivity. Since the second reflective layer 30 is a metal layer, the second reflective layer 30 may have relatively high electrical conductivity.

도 1c는 본 발명의 비교예에 따른 광 흡수체의 광 흡수도를 설명하기 위한 도면이다.1C is a diagram for explaining light absorbance of a light absorber according to a comparative example of the present invention.

도 1c를 참조하면, 본 발명의 비교예에 따른 광 흡수체는 최대 흡수도(A1), 최소 흡수도(A2) 및 중간값(A3)을 가질 수 있다. 중간값(A3)은 최대 흡수도(A1) 및 최소 흡수도(A2)의 중간값(A3)일 수 있다. 광 흡수체는 가시광 파장 영역에서 흡수 밴드폭(W1)이 150nm이하일 수 있다. 여기서, 흡수 밴드폭(W1)은 중간값(A3)을 넘는 광 흡수도를 가지는 파장 영역의 폭(W1)일 수 있다. 다시 말하면, 흡수 밴드폭(W1)의 영역에서, 광 흡수도는 중간값(A3) 보다 클 수 있다. 흡수 밴드폭(W1)이 150nm 이하이므로, 광 흡수도가 중간값(A3) 보다 작은 파장 영역의 폭(W2)이 상대적으로 넓을 수 있다. 다시 말하면, 광 반사도가 상대적으로 높은 파장 영역의 폭(W2)이 넓을 수 있다. 따라서, 반사되는 광의 파장 영역이 상대적으로 넓어 선명한 색이 구현되기 어려울 수 있다.Referring to FIG. 1C , the light absorber according to the comparative example of the present invention may have a maximum absorbance (A1), a minimum absorbance (A2), and a median value (A3). The median value (A3) may be a median value (A3) of the maximum absorbance (A1) and the minimum absorbance (A2). The light absorber may have an absorption bandwidth (W1) of 150 nm or less in the visible light wavelength region. Here, the absorption bandwidth (W1) may be the width (W1) of a wavelength region having a light absorbance exceeding the median value (A3). In other words, in the region of the absorption bandwidth W1, the light absorbance may be greater than the median value A3. Since the absorption bandwidth W1 is 150 nm or less, the width W2 of a wavelength region in which light absorbance is smaller than the median value A3 may be relatively wide. In other words, the width W2 of a wavelength region having a relatively high light reflectance may be wide. Therefore, it may be difficult to implement vivid colors because the wavelength region of the reflected light is relatively wide.

다시 도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 본 발명의 비교예에 따른 광 흡수체는 제1 반사층(10) 및 제2 반사층(30)이 포함하는 금속의 고유 특성에 따라 광 흡수도 및 광 반사도가 결정될 수 있다. 따라서, 광 흡수도 및 광 반사도를 조절하기 어렵고, 흡수 밴드폭(W1)을 넓힐 수 없어 선명한 반사색을 구현하기 어려울 수 있다. Referring back to FIGS. 1A to 1C , in the light absorber according to the comparative example of the present invention, light absorption and light reflectance are determined according to the unique characteristics of the metal included in the first reflective layer 10 and the second reflective layer 30. can Therefore, it is difficult to control the light absorbance and light reflectivity, and it may be difficult to implement a clear reflection color because the absorption bandwidth W1 cannot be widened.

도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 흡수체의 단면도이고, 도 2b는 도 2a의 A 영역의 확대도이다.2A is a cross-sectional view of a light absorber according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is an enlarged view of region A of FIG. 2A.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 흡수체는 기판(110), 반사층(120), 공진층(130) 및 입자층(140)을 포함할 수 있다. 일 예로, 기판(110)은 실리콘, 유리 및 고분자 중 하나를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 2A and 2B , the light absorber according to the first embodiment of the present invention may include a substrate 110 , a reflective layer 120 , a resonance layer 130 and a particle layer 140 . For example, the substrate 110 may include one of silicon, glass, and polymer.

기판(110) 상에 반사층(120)이 제공될 수 있다. 반사층(120)은 금속을 포함할 수 있다. 일 예로, 반사층(120)은 Au, Ag 및 Al 중 하나를 포함할 수 있다. 일 예로, 반사층(120)의 두께는 100nm일 수 있다.A reflective layer 120 may be provided on the substrate 110 . The reflective layer 120 may include metal. For example, the reflective layer 120 may include one of Au, Ag, and Al. For example, the thickness of the reflective layer 120 may be 100 nm.

반사층(120) 상에 공진층(130)이 제공될 수 있다. 공진층(130)은 유전체를 포함할 수 있다. 일 예로, 공진층(130)은 SiO2, TiO2, Al2O3 및 폴리머 중 하나를 포함할 수 있다. 공진층(130)의 광 흡수도는 그 두께에 따라 결정될 수 있다. 공진층(130)의 두께를 조절하여 공진층(130)의 광 흡수도를 조절할 수 있다. 공진층(130)의 광 흡수도가 조절됨에 따라, 광 흡수체의 광 흡수도 및 광 반사도가 조절될 수 있다. 일 예로, 공진층(130)의 두께는 90nm일 수 있다.A resonant layer 130 may be provided on the reflective layer 120 . The resonant layer 130 may include a dielectric material. For example, the resonance layer 130 may include one of SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 and a polymer. Light absorption of the resonance layer 130 may be determined according to its thickness. Light absorption of the resonance layer 130 may be adjusted by adjusting the thickness of the resonance layer 130 . As the light absorbance of the resonant layer 130 is adjusted, light absorbance and light reflectivity of the light absorber may be adjusted. For example, the resonance layer 130 may have a thickness of 90 nm.

공진층(130) 상에 입자층(140)이 제공될 수 있다. 입자층(140)은 금속 입자들(141) 및 유전층(142)을 포함할 수 있다. 금속 입자들(141)은 유전층(142) 내에 제공될 수 있다. 유전층(142)에 의해 금속 입자들(141)이 서로 이격될 수 있다. 일 예로, 금속 입자들(141)은 Ag, Au, Cu, Al, Ni, Cr 및 Pb 중 하나를 포함할 수 있다. 일 예로, 금속 입자들(141) 각각의 크기는 5nm 내지 50nm일 수 있다. 유전층(142)은 열 또는 자외선에 의하여 경화가 가능한 물질을 포함할 수 있다. 유전층(142)은 유전체를 포함할 수 있다. 일 예로, 유전층(142)은 HSQ(Hydrogen silsesquioxane), PMGI(Polydimethylglutarimide) 및 PBMA(Polybutylmethacrylate) 중 하나를 포함할 수 있다. 일 예로, 입자층(140)의 두께는 30nm일 수 있다.A particle layer 140 may be provided on the resonance layer 130 . The particle layer 140 may include metal particles 141 and a dielectric layer 142 . Metal particles 141 may be provided in dielectric layer 142 . The metal particles 141 may be spaced apart from each other by the dielectric layer 142 . For example, the metal particles 141 may include one of Ag, Au, Cu, Al, Ni, Cr, and Pb. For example, each of the metal particles 141 may have a size of 5 nm to 50 nm. The dielectric layer 142 may include a material curable by heat or ultraviolet light. Dielectric layer 142 may include a dielectric. For example, the dielectric layer 142 may include one of hydrogen silsesquioxane (HSQ), polydimethylglutarimide (PMGI), and polybutylmethacrylate (PBMA). For example, the particle layer 140 may have a thickness of 30 nm.

입자층(140)에 포함된 금속 입자들(141)이 서로 이격되어 이격거리(L1)를 가질 수 있다. 이격거리(L1)는 인접하는 금속 입자들(141) 사이의 최단거리일 수 있다. 플라즈몬 공진 특성에 따라, 이격거리(L1)를 가지는 금속 입자들(141)이 포함되는 입자층(140)은 가시광 파장 영역에서 광 투과도가 제2 반사층(30, 도 1a) 보다 높을 수 있다.The metal particles 141 included in the particle layer 140 may be spaced apart from each other to have a distance L1. The separation distance L1 may be the shortest distance between adjacent metal particles 141 . Depending on the plasmon resonance characteristics, the particle layer 140 including the metal particles 141 having the separation distance L1 may have higher light transmittance than the second reflective layer 30 (FIG. 1A) in the visible light wavelength region.

입자층(140)은 금속 입자들(141) 사이에 유전층(142)이 제공됨에 따라, 유전층(142) 내에서 광이 상쇄되어 흡수될 수 있다. 또한, 금속 입자들(141)에 의해 광이 산란될 수 있어, 유전층(142)에서 광이 상대적으로 잘 흡수될 수 있다. 따라서, 입자층(140)은 제2 반사층(30, 도 1a) 보다 광 흡수도가 높을 수 있다.In the particle layer 140 , since the dielectric layer 142 is provided between the metal particles 141 , light may be offset and absorbed in the dielectric layer 142 . In addition, since light may be scattered by the metal particles 141 , the light may be relatively well absorbed by the dielectric layer 142 . Accordingly, the particle layer 140 may have higher light absorption than the second reflective layer 30 (FIG. 1A).

입자층(140)은 제2 반사층(30) 보다 광 투과도 및 광 흡수도가 높으므로, 제2 반사층(30) 보다 광 반사도가 낮을 수 있다. 입자층(140)의 광 반사도가 낮으므로, 본 발명에 따른 광 흡수체는 본 발명의 비교예에 따른 광 흡수체 보다 광 흡수도가 높을 수 있다. 본 발명에 따른 광 흡수체의 광 흡수도를 조절하기 위해, 금속 입자들(141) 사이의 이격거리(L1)를 조절할 수 있다. 일 예로, 금속 입자들(141) 사이의 이격거리(L1)는 0.4nm 내지 20nm일 수 있다. 금속 입자들(141) 사이의 이격거리(L1)는 입자층(140) 내에서 유전층(142)과 금속 입자들(141)이 차지하는 중량비에 따라 조절될 수 있다. 다시 말하면, 금속 입자들(141)의 중량비가 높을수록, 금속 입자들(141) 사이의 이격거리(L1)가 짧을 수 있다.Since the particle layer 140 has higher light transmittance and higher light absorption than the second reflective layer 30 , light reflectivity may be lower than that of the second reflective layer 30 . Since the light reflectance of the particle layer 140 is low, the light absorber according to the present invention may have higher light absorber than the light absorber according to the comparative example of the present invention. In order to adjust the light absorption of the light absorber according to the present invention, the separation distance L1 between the metal particles 141 may be adjusted. For example, the separation distance L1 between the metal particles 141 may be 0.4 nm to 20 nm. The distance L1 between the metal particles 141 may be adjusted according to the weight ratio occupied by the dielectric layer 142 and the metal particles 141 in the particle layer 140 . In other words, as the weight ratio of the metal particles 141 increases, the separation distance L1 between the metal particles 141 may decrease.

입자층(140)은 서로 이격된 금속 입자들(141) 및 유전층(142)을 포함하므로, 제2 반사층(30, 도 1a) 보다 전기 전도도가 낮을 수 있다.Since the particle layer 140 includes the metal particles 141 and the dielectric layer 142 spaced apart from each other, electrical conductivity may be lower than that of the second reflective layer 30 ( FIG. 1A ).

도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 흡수체의 단면도이고, 도 3b는 도 3a의 A영역의 확대도이다.3A is a cross-sectional view of a light absorber according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3B is an enlarged view of area A of FIG. 3A.

설명의 간결함을 위해, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명된 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.For conciseness of description, the same reference numerals are used for the same elements described with reference to FIGS. 2A and 2B, and redundant descriptions will be omitted.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광 흡수체는 기판(110), 반사층(120), 공진층(130) 및 입자층(140)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 3A and 3B , the light absorber according to the second embodiment of the present invention may include a substrate 110 , a reflective layer 120 , a resonance layer 130 and a particle layer 140 .

입자층(140)은 금속 입자들(141) 및 리간드들(143)을 포함할 수 있다. 리간드들(143)은 금속 입자들(141) 각각의 표면에서 표면과 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 다시 말하면, 복수개의 리간드들(143)이 하나의 금속 입자(141)를 둘러쌀 수 있다. 리간드들(143)은 금속 입자들(141)과 결합할 수 있는 이온 또는 분자를 포함할 수 있다. 일 예로, 리간드들(143)은 SCN-, I-, Br-, Cl-, OLA(Oleic acid) 및 CTAB(Cetyl trimethylammonium bromide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 인접하는 금속 입자들(141)은 그 사이에 개재된 리간드들(143)에 의해 서로 이격될 수 있다. 리간드(143)의 길이(L2)를 조절하여 금속 입자들(141) 사이의 이격거리(L1)를 조절할 수 있다. 일 예로, 리간드(143)의 길이(L2)의 2배가 금속 입자들(141) 사이의 이격거리(L1)와 동일할 수 있다. 일 예로, 리간드(143)의 길이(L2)가 0.2nm 내지 10nm일 수 있다. 일 예로, 금속 입자들(141) 사이의 이격거리(L1)는 0.4nm 내지 20nm일 수 있다.The particle layer 140 may include metal particles 141 and ligands 143 . The ligands 143 may extend from the surface of each of the metal particles 141 in a direction perpendicular to the surface. In other words, a plurality of ligands 143 may surround one metal particle 141 . The ligands 143 may include ions or molecules capable of binding to the metal particles 141 . For example, the ligands 143 may include at least one of SCN-, I-, Br-, Cl-, oleic acid (OLA), and cetyl trimethylammonium bromide (CTAB). Adjacent metal particles 141 may be spaced apart from each other by ligands 143 interposed therebetween. The separation distance L1 between the metal particles 141 may be adjusted by adjusting the length L2 of the ligand 143 . For example, twice the length L2 of the ligand 143 may be equal to the separation distance L1 between the metal particles 141 . For example, the length L2 of the ligand 143 may be 0.2 nm to 10 nm. For example, the separation distance L1 between the metal particles 141 may be 0.4 nm to 20 nm.

금속 입자들(141) 사이에 에어갭(AG)이 제공될 수 있다. 에어갭(AG)은 금속 입자들(141) 및 리간드들(143)로 채워지지 않은 실질적으로 빈 공간일 수 있다. 일 예로, 에어갭(AG)은 공기로 채워질 수 있다.An air gap AG may be provided between the metal particles 141 . The air gap AG may be a substantially empty space not filled with the metal particles 141 and the ligands 143 . For example, the air gap AG may be filled with air.

입자층(140)은 금속 입자들(141) 사이에 에어갭(AG)이 제공됨에 따라, 에어갭(AG) 내에서 광이 상쇄되어 흡수될 수 있다. 또한, 금속 입자들(141)에 의해 광이 산란될 수 있어, 에어갭(AG)에서 광이 상대적으로 잘 흡수될 수 있다. 따라서, 입자층(140)은 광 흡수도가 상대적으로 높을 수 있다.As the air gap AG is provided between the metal particles 141 in the particle layer 140 , light may be offset and absorbed within the air gap AG. In addition, since light may be scattered by the metal particles 141 , light may be absorbed relatively well in the air gap AG. Accordingly, the particle layer 140 may have relatively high light absorption.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 흡수체의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a light absorber according to a third embodiment of the present invention.

설명의 간결함을 위해, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명된 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.For conciseness of description, the same reference numerals are used for the same elements described with reference to FIGS. 2A and 2B, and redundant descriptions will be omitted.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 흡수체는 기판(110), 반사층(120), 공진층(130) 및 입자층(140)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the light absorber according to the third embodiment of the present invention may include a substrate 110, a reflective layer 120, a resonance layer 130, and a particle layer 140.

공진층(130)은 제1 층(131) 및 제2 층(132)을 포함할 수 있다. 제1 층(131)은 반사층(120) 상에 제공될 수 있다. 제2 층(132)은 제1 층(131) 상에 제공될 수 있다.The resonance layer 130 may include a first layer 131 and a second layer 132 . The first layer 131 may be provided on the reflective layer 120 . The second layer 132 may be provided on the first layer 131 .

제1 층(131)은 상변화 물질을 포함할 수 있다. 상변화 물질은 온도 변화 또는 전기적 신호에 따라 결정질과 비정질 간의 상전이가 일어나는 것일 수 있다. 일 예로, 제1 층(131)은 VO2 또는 GeSbTe를 포함할 수 있다. 상변화 물질을 포함함으로써, 제1 층(131)은 온도 변화 또는 전기적 신호에 따라 상전이가 일어나 전기 전도도 및 광학적 성질이 변할 수 있다. 따라서, 제1 층(131)의 광 흡수도가 변할 수 있고, 공진층(130)의 광 흡수도가 변할 수 있다. 따라서, 제1 층(131)의 상변화 물질의 상전이를 발생시켜, 공진층(130)의 광 흡수도를 조절할 수 있다. 이에 따라, 광 흡수체의 광 흡수도를 조절할 수 있다.The first layer 131 may include a phase change material. The phase change material may be one in which a phase transition between crystalline and amorphous occurs according to a temperature change or an electrical signal. For example, the first layer 131 may include VO 2 or GeSbTe. By including the phase change material, the first layer 131 may undergo a phase transition according to a temperature change or an electrical signal, thereby changing electrical conductivity and optical properties. Accordingly, light absorption of the first layer 131 may change, and light absorption of the resonance layer 130 may change. Accordingly, a phase change of the phase change material of the first layer 131 may occur, and light absorption of the resonant layer 130 may be adjusted. Accordingly, the light absorption of the light absorber can be adjusted.

제2 층(132)은 유전체를 포함할 수 있다. 일 예로, 제2 층(132)은 SiO2, TiO2, Al2O3 및 폴리머 중 하나를 포함할 수 있다.The second layer 132 may include a dielectric. For example, the second layer 132 may include one of SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 and a polymer.

도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 광 흡수체의 광 흡수도를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining light absorption of a light absorber according to embodiments of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 광 흡수체는 가시광 파장 영역에서 흡수 밴드폭(W1)이 300nm 이상일 수 있다. 흡수 밴드폭(W1)이 300nm 이상이므로, 광 흡수도가 중간값(A3) 보다 작은 파장 영역의 폭(W2)이 상대적으로 좁을 수 있다. 다시 말하면, 광 반사도가 상대적으로 높은 파장 영역의 폭(W2)이 상대적으로 좁을 수 있다. 따라서, 반사되는 광의 파장 영역이 상대적으로 좁아 선명한 색이 구현될 수 있다. 일 예로, 최대 흡수도(A1)는 70% 이상일 수 있다. 일 예로, 최소 흡수도(A2)는 20% 이하일 수 있다. 일 예로, 최대 흡수도(A1) 및 최소 흡수도(A2)의 차이는 60% 이상일 수 있다.Referring to FIG. 5 , the light absorber according to embodiments of the present invention may have an absorption bandwidth W1 of 300 nm or more in the visible light wavelength region. Since the absorption bandwidth W1 is greater than or equal to 300 nm, the width W2 of a wavelength region in which light absorbance is smaller than the median value A3 may be relatively narrow. In other words, the width W2 of a wavelength region having a relatively high light reflectance may be relatively narrow. Accordingly, the wavelength region of the reflected light is relatively narrow, so that vivid colors can be implemented. For example, the maximum absorbance (A1) may be 70% or more. For example, the minimum absorbance (A2) may be 20% or less. For example, the difference between the maximum absorbance (A1) and the minimum absorbance (A2) may be 60% or more.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예들에 따른 광 흡수체를 제조하는 방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 도면들이다.6A to 6D are views for explaining a first embodiment of a method of manufacturing a light absorber according to embodiments of the present invention.

도 6a를 참조하면, 기판(110) 상에 반사층(120)을 형성할 수 있다. 반사층(120)은 금속을 포함할 수 있다. 일 예로, 반사층(120)은 Au, Ag 및 Al 중 하나를 포함할 수 있다. 반사층(120)은 증착 또는 코팅 공정을 통해 형성될 수 있다.Referring to FIG. 6A , a reflective layer 120 may be formed on the substrate 110 . The reflective layer 120 may include metal. For example, the reflective layer 120 may include one of Au, Ag, and Al. The reflective layer 120 may be formed through a deposition or coating process.

도 6b를 참조하면, 반사층(120) 상에 공진층(130)을 형성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 공진층(130)은 유전체를 포함할 수 있다. 일 예로, 공진층(130)은 SiO2, TiO2, Al2O3 및 폴리머 중 하나를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 공진층(130)은 제1 층(131, 도 4) 및 제2 층(132, 도 4)을 포함할 수 있다. 제1 층(131)은 상변화 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 층(131)은 VO2 또는 GeSbTe를 포함할 수 있다. 제2 층(132)은 유전체를 포함할 수 있다. 일 예로, 제2 층(132)은 SiO2, TiO2, Al2O3 및 폴리머 중 하나를 포함할 수 있다. 공진층(130)은 증착 또는 코팅 공정을 통해 형성될 수 있다. Referring to FIG. 6B , a resonant layer 130 may be formed on the reflective layer 120 . In one embodiment, the resonance layer 130 may include a dielectric. For example, the resonance layer 130 may include one of SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 and a polymer. In another embodiment, the resonant layer 130 may include a first layer 131 (FIG. 4) and a second layer 132 (FIG. 4). The first layer 131 may include a phase change material. For example, the first layer 131 may include VO 2 or GeSbTe. The second layer 132 may include a dielectric. For example, the second layer 132 may include one of SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 and a polymer. The resonance layer 130 may be formed through a deposition or coating process.

공진층(130)을 형성하면서 공진층(130)의 두께를 조절할 수 있다. 공진층(130)의 두께에 따라 공진층(130)의 광 흡수도가 조절될 수 있다.The thickness of the resonance layer 130 may be adjusted while forming the resonance layer 130 . Light absorption of the resonance layer 130 may be adjusted according to the thickness of the resonance layer 130 .

도 6c를 참조하면, 스핀 코팅 공정을 진행할 수 있다. 금속 입자들(141)을 포함하는 용액(144)을 공진층(130) 상에 제공할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 금속 입자들(141)을 포함하는 용액(144)은 유전체 및 용매를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 유전체는 HSQ, PMGI 및 PBMA 중 하나일 수 있다. 일 예로, 용매는 옥탄, 헥산, MIBK(Methyl isobutyl ketone) 및 폴리머 중 하나일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 금속 입자들(141)을 포함하는 용액(144)은 금속 입자들(141)과 결합할 수 있는 이온 또는 분자, 및 용매를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 금속 입자들(141)과 결합할 수 있는 이온 또는 분자는 SCN-, I-, Br-, Cl-, OLA(Oleic acid) 및 CTAB(Cetyl trimethylammonium bromide) 중 적어도 하나일 수 있다. 이어서, 기판(110)을 회전판(200) 상에 올린 후에 회전판(200)을 회전시킬 수 있다. 회전판(200)의 회전에 따라, 용액(144)이 공진층(130) 상에 일정한 두께로 형성될 수 있다. 이어서, 용액(144)을 열처리할 수 있다. 열처리에 따라, 용액(144)의 용매가 증발할 수 있고, 입자층(140, 도 2a 및 도 3a)이 형성될 수 있다. 용액(144)이 유전체를 포함하는 경우, 입자층(140)은 유전층(142, 도 2a)을 포함할 수 있다. 금속 입자들(141) 및 유전체의 중량비에 따라, 금속 입자들(141) 간의 이격거리가 조절될 수 있다. 용액(144)이 금속 입자들(141)과 결합할 수 있는 이온 또는 분자를 포함하는 경우, 입자층(140)은 리간드(143, 도 3a)를 포함할 수 있다. 용액(144)의 용매가 증발하면서, 금속 입자들(141)과 결합할 수 있는 이온 또는 분자가 금속 입자들(141)과 결합하여 리간드(143)가 형성될 수 있다. 리간드(143)에 의해 금속 입자들(141) 간의 이격거리가 조절될 수 있다.Referring to FIG. 6C , a spin coating process may be performed. A solution 144 containing metal particles 141 may be provided on the resonance layer 130 . In one embodiment, the solution 144 containing the metal particles 141 may further include a dielectric and a solvent. For example, the dielectric may be one of HSQ, PMGI, and PBMA. For example, the solvent may be one of octane, hexane, methyl isobutyl ketone (MIBK), and a polymer. In another embodiment, the solution 144 containing the metal particles 141 may further include ions or molecules capable of binding to the metal particles 141 and a solvent. For example, the ion or molecule capable of binding to the metal particles 141 may be at least one of SCN-, I-, Br-, Cl-, oleic acid (OLA), and cetyl trimethylammonium bromide (CTAB). Subsequently, after the substrate 110 is placed on the rotating plate 200, the rotating plate 200 may be rotated. As the rotating plate 200 rotates, the solution 144 may be formed on the resonant layer 130 to a certain thickness. Solution 144 may then be thermally treated. According to the heat treatment, the solvent of the solution 144 may evaporate, and the particle layer 140 ( FIGS. 2A and 3A ) may be formed. When solution 144 includes a dielectric, particle layer 140 may include a dielectric layer 142 (FIG. 2A). A separation distance between the metal particles 141 may be adjusted according to a weight ratio between the metal particles 141 and the dielectric. When the solution 144 includes ions or molecules capable of binding to the metal particles 141 , the particle layer 140 may include a ligand 143 ( FIG. 3A ). As the solvent of the solution 144 evaporates, ions or molecules that can bind to the metal particles 141 may combine with the metal particles 141 to form ligands 143 . A separation distance between the metal particles 141 may be adjusted by the ligand 143 .

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예들에 따른 광 흡수체의 제조방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 도면들이다.7A and 7B are diagrams for explaining a second embodiment of a method of manufacturing a light absorber according to embodiments of the present invention.

설명의 간결함을 위해, 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 설명된 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.For brevity of description, the same reference numerals are used for the same components described with reference to FIGS. 6A to 6C , and redundant descriptions will be omitted.

도 7a를 참조하면, 용기(310)가 준비될 수 있다. 용기(310) 내에는 액상의 베이스층(320)이 제공될 수 있다. 일 예로, 베이스층(320)은 물을 포함할 수 있다. 베이스층(320) 상에 금속 입자들(141)을 포함하는 용액(144)이 제공될 수 있다. 금속 입자들(141)을 포함하는 용액(144)은 베이스층(320) 보다 밀도가 낮을 수 있다. 따라서, 금속 입자들(141)을 포함하는 용액(144)은 베이스층(320) 상에 띄워질 수 있다. 베이스층(320)과 금속 입자들(141)을 포함하는 용액(144)은 서로 섞이지 않을 수 있다.Referring to FIG. 7A , a vessel 310 may be prepared. A liquid base layer 320 may be provided in the container 310 . For example, the base layer 320 may include water. A solution 144 containing metal particles 141 may be provided on the base layer 320 . The solution 144 including the metal particles 141 may have a lower density than the base layer 320 . Thus, the solution 144 containing the metal particles 141 may be floated on the base layer 320 . The base layer 320 and the solution 144 including the metal particles 141 may not be mixed with each other.

도 7b를 참조하면, 도 6a 및 도 6b에서 설명한 것과 동일한 방법으로 형성된 기판(110), 반사층(120) 및 공진층(130)을 베이스층(320) 내에 담글 수 있다. 이어서, 기판(110), 반사층(120) 및 공진층(130)을 베이스층(320) 내에서 빼내면, 용액(144)이 공진층(130) 상에 일정한 두께로 점착될 수 있다. 이어서, 용액(144)을 열처리할 수 있다.Referring to FIG. 7B , the substrate 110 , the reflective layer 120 , and the resonant layer 130 formed in the same manner as those described in FIGS. 6A and 6B may be immersed in the base layer 320 . Subsequently, when the substrate 110, the reflective layer 120, and the resonant layer 130 are taken out of the base layer 320, the solution 144 may be adhered to the resonant layer 130 to a certain thickness. Solution 144 may then be thermally treated.

도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 광 흡수체를 제조하는 방법의 제3 실시예를 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining a third embodiment of a method of manufacturing a light absorber according to embodiments of the present invention.

설명의 간결함을 위해, 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 설명된 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.For brevity of description, the same reference numerals are used for the same components described with reference to FIGS. 6A to 6C , and redundant descriptions will be omitted.

도 8을 참조하면, 도 6a 및 도 6b에서 설명한 것과 동일한 방법으로 기판(110), 반사층(120) 및 공진층(130)이 형성될 수 있다. 이어서, 공진층(130) 상에 금속 입자들(141)을 포함하는 용액(144)을 스프레이(410)를 이용하여 분사할 수 있다. 분사에 따라, 용액(144)이 공진층(130) 상에 일정한 두께로 형성될 수 있다. 이어서, 용액(144)을 열처리할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the substrate 110 , the reflective layer 120 , and the resonant layer 130 may be formed in the same manner as described in FIGS. 6A and 6B . Then, the solution 144 containing the metal particles 141 may be sprayed on the resonance layer 130 using the spray 410 . According to the injection, the solution 144 may be formed on the resonance layer 130 to a certain thickness. Solution 144 may then be thermally treated.

도 9a는 유전율의 허수부를 설명하기 위한 도면이고, 도 9b는 공진 특성 성능 인자를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 9A is a diagram for explaining the imaginary part of the permittivity, and FIG. 9B is a diagram for explaining the resonance characteristic performance factor.

유전율이 아래의 [수학식 1]과 같이 정의될 수 있다.Permittivity can be defined as in [Equation 1] below.

[수학식 1] ε= A + jB[Equation 1] ε = A + jB

여기서, ε는 유전율이고, A는 유전율의 실수부이고, B는 유전율의 허수부이다.Here, ε is the permittivity, A is the real part of the permittivity, and B is the imaginary part of the permittivity.

ε, A 및 B가 특정 물질 M에 대한 것이라고 가정할 수 있다. M이 전도체이면 A가 음수일 수 있고, M이 전도체가 아니면 A가 양수일 수 있다. M이 전도체인 경우, M의 전기 전도도가 클수록 A의 절대값이 클 수 있다. B는 M의 광 흡수도와 비례할 수 있다.It can be assumed that ε, A and B are for a particular substance M. A can be negative if M is a conductor, and A can be positive if M is not a conductor. When M is a conductor, the greater the electrical conductivity of M, the greater the absolute value of A may be. B may be proportional to the light absorption of M.

도 1a, 도 2a, 도 3a, 도 4 및 도 9a를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 광 흡수체의 입자층(140)의 가시광 파장 영역의 유전율 허수부(510, 이하 제1 허수부) 및 본 발명의 비교예에 따른 광 흡수체의 제2 반사층(30)의 가시광 파장 영역의 유전율 허수부(520, 이하 제2 허수부)를 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 1A, 2A, 3A, 4, and 9A, the dielectric constant imaginary part 510 (hereinafter referred to as the first imaginary part) of the visible light wavelength region of the particle layer 140 of the light absorber according to the embodiments of the present invention and the dielectric constant imaginary part 520 (hereinafter referred to as the second imaginary part) of the visible light wavelength region of the second reflective layer 30 of the light absorber according to the comparative example of the present invention.

입자층(140)의 유전층(142, 도 2a 및 도 4) 및 금속 입자들(141)에 의해, 입자층(140)의 광 흡수도가 제2 반사층(30)의 광 흡수도 보다 높을 수 있다. 또는, 입자층(140)의 에어갭(AG, 도 3a) 및 금속 입자들(141)에 의해, 입자층(140)의 광 흡수도가 제2 반사층(30)의 광 흡수도 보다 높을 수 있다. 따라서, 제1 허수부(510)가 제2 허수부(520) 보다 클 수 있다. 입사광의 파장이 커질수록, 제1 허수부(510)와 제2 허수부(520)의 차이가 커질 수 있다. Due to the dielectric layer 142 ( FIGS. 2A and 4 ) and the metal particles 141 of the particle layer 140 , light absorption of the particle layer 140 may be higher than light absorption of the second reflective layer 30 . Alternatively, light absorption of the particle layer 140 may be higher than light absorption of the second reflection layer 30 due to the air gap AG of the particle layer 140 and the metal particles 141 . Accordingly, the first imaginary part 510 may be greater than the second imaginary part 520 . As the wavelength of incident light increases, a difference between the first imaginary part 510 and the second imaginary part 520 may increase.

공진 특성 성능 인자는 아래의 [수학식2]와 같이 정의될 수 있다. The resonance characteristic performance factor may be defined as in [Equation 2] below.

[수학식 2] Q = -A/B[Equation 2] Q = -A / B

여기서, Q는 공진 특성 성능 인자이다. 이처럼, Q는 A 및 B에 따라 결정되는 값이다.Here, Q is a resonance characteristic performance factor. As such, Q is a value determined according to A and B.

도 1a, 도 2a, 도 3a, 도 4 및 도 9b를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 광 흡수체의 입자층(140)의 가시광 파장 영역의 공진 특성 성능 인자(610, 이하 제1 인자) 및 본 발명의 비교예에 따른 광 흡수체의 제2 반사층(30)의 가시광 파장 영역의 공진 특성 성능 인자(620, 이하 제2 인자)를 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 1A, 2A, 3A, 4, and 9B, a resonance characteristic performance factor (610, hereinafter referred to as a first factor) in the visible light wavelength region of the particle layer 140 of the light absorber according to embodiments of the present invention. and a resonance characteristic performance factor 620 (hereinafter referred to as a second factor) in the visible light wavelength region of the second reflective layer 30 of the light absorber according to the comparative example of the present invention.

입자층(140)의 유전층(142, 도 2a 및 도 4) 및 금속 입자들(141)에 의해, 입자층(140)의 전기 전도도가 제2 반사층(30)의 전기 전도도 보다 낮을 수 있다. 또는, 입자층(140)의 에어갭(AG, 도 3a) 및 금속 입자들(141)에 의해, 입자층(140)의 전기 전도도가 제2 반사층(30)의 전기 전도도 보다 낮을 수 있다. 따라서, -A 값은 입자층(140)이 제2 반사층(30) 보다 낮을 수 있다. 위에서 설명한 것과 같이 B값은 입자층(140)이 제2 반사층(30) 보다 크므로, 제1 인자(610)가 제2 인자(620) 보다 작을 수 있다. 일 예로, 제1 인자(610)는 가시광 파장 영역에서 2 이하일 수 있다. 입사광의 파장이 커질수록, 제1 인자(610)와 제2 인자(620)의 차이가 커질 수 있다.Electrical conductivity of the particle layer 140 may be lower than electrical conductivity of the second reflective layer 30 due to the dielectric layer 142 ( FIGS. 2A and 4 ) and the metal particles 141 of the particle layer 140 . Alternatively, the electrical conductivity of the particle layer 140 may be lower than that of the second reflective layer 30 due to the air gap AG of the particle layer 140 and the metal particles 141 . Therefore, the -A value of the particle layer 140 may be lower than that of the second reflective layer 30 . As described above, since the particle layer 140 has a higher B value than the second reflective layer 30 , the first factor 610 may be smaller than the second factor 620 . For example, the first factor 610 may be 2 or less in the visible light wavelength region. As the wavelength of incident light increases, a difference between the first factor 610 and the second factor 620 may increase.

도 10은 공진층의 두께에 따른 광 흡수도를 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining the light absorption according to the thickness of the resonant layer.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 광 흡수체의 공진층의 두께가 40nm, 80nm, 140mm 및 270nm인 경우의 광 흡수도를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 10 , light absorption in the case where the resonant layer of the light absorber according to embodiments of the present invention has a thickness of 40 nm, 80 nm, 140 mm, and 270 nm can be confirmed.

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 흡수체의 상변화 물질층의 상전이에 따른 광 흡수도를 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining light absorption according to phase transition of a phase change material layer of a light absorber according to a third embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 흡수체의 상온에서의 광 흡수도(710) 및 100℃에서의 광 흡수도(720)를 확인할 수 있다. 도시된 바와 같이, 온도 변화에 따라 상변화 물질의 상전이가 발생하면, 동일한 파장에서의 광 흡수도가 달라지는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 11 , light absorbance 710 at room temperature and light absorbance 720 at 100° C. of the light absorber according to the third embodiment of the present invention can be confirmed. As shown, when the phase transition of the phase change material occurs according to the temperature change, it can be confirmed that the light absorption at the same wavelength is changed.

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.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art 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: 기판
120: 반사층
130: 공진층
140: 입자층110: substrate
120: reflective layer
130: resonance layer
140: particle layer

Claims (14)

기판;
상기 기판 상의 반사층;
상기 반사층 상의 공진층; 및
상기 공진층 상의 입자층을 포함하고,
상기 입자층은 서로 이격되는 금속 입자들 및 상기 금속 입자들의 표면을 둘러싸는 리간드를 포함하고,
상기 리간드는 인접하는 상기 금속 입자들 사이에 개재되어 이들을 서로 이격시키고,
상기 공진층은 상기 반사층의 상면에 접하는 제1 층 및 상기 제1 층의 상면에 접하는 제2 층을 포함하고,
상기 제1 층은 온도 변화 또는 전기적 신호에 따라 결정질과 비정질 간의 상전이가 일어나는 상변화 물질을 포함하고,
상기 제2 층은 유전체를 포함하는 광 흡수체.
Board;
a reflective layer on the substrate;
a resonant layer on the reflective layer; and
Including a particle layer on the resonance layer,
The particle layer includes metal particles spaced apart from each other and a ligand surrounding the surface of the metal particles,
The ligand is interposed between the adjacent metal particles to space them apart from each other,
The resonant layer includes a first layer contacting the upper surface of the reflective layer and a second layer contacting the upper surface of the first layer,
The first layer includes a phase change material in which a phase transition between crystalline and amorphous occurs in response to a temperature change or an electrical signal,
The light absorber of claim 1, wherein the second layer includes a dielectric material.
 제 1 항에 있어서,
상기 금속 입자들 사이에 에어갭이 제공되고,
상기 에어갭은 공기로 채워지는 광 흡수체.
According to claim 1,
An air gap is provided between the metal particles,
The air gap is filled with air.
 제 1 항에 있어서,
상기 리간드는 SCN-, I-, Br-, Cl-, OLA(Oleic acid) 및 CTAB(Cetyl trimethylammonium bromide) 중 적어도 하나를 포함하는 광 흡수체.
According to claim 1,
wherein the ligand includes at least one of SCN-, I-, Br-, Cl-, oleic acid (OLA), and cetyl trimethylammonium bromide (CTAB).
 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제1 층은 VO2 또는 GeSbTe를 포함하는 광 흡수체.
According to claim 1,
Wherein the first layer includes VO 2 or GeSbTe.
 제 1 항에 있어서,
상기 금속 입자들 사이의 이격거리는 0.4nm 내지 20nm인 광 흡수체.
According to claim 1,
The light absorber having a separation distance between the metal particles of 0.4 nm to 20 nm.
 제 1 항에 있어서,
상기 금속 입자들의 크기는 5nm 내지 50nm인 광 흡수체.
According to claim 1,
The light absorber wherein the metal particles have a size of 5 nm to 50 nm.
 기판 상에 반사층을 형성하는 단계;
상기 반사층 상에 공진층을 형성하는 단계; 및
상기 공진층 상에 입자층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 입자층은 서로 이격되는 금속 입자들 및 상기 금속 입자들의 표면을 둘러싸는 리간드를 포함하고,
상기 리간드는 인접하는 상기 금속 입자들 사이에 개재되어 이들을 서로 이격시키고,
상기 공진층은 상기 반사층의 상면에 접하는 제1 층 및 상기 제1 층의 상면에 접하는 제2 층을 포함하고,
상기 제1 층은 온도 변화 또는 전기적 신호에 따라 결정질과 비정질 간의 상전이가 일어나는 상변화 물질을 포함하고,
상기 제2 층은 유전체를 포함하는 광 흡수체 제조방법.
forming a reflective layer on the substrate;
forming a resonance layer on the reflective layer; and
Forming a particle layer on the resonance layer,
The particle layer includes metal particles spaced apart from each other and a ligand surrounding the surface of the metal particles,
The ligand is interposed between the adjacent metal particles to space them apart from each other,
The resonant layer includes a first layer contacting the upper surface of the reflective layer and a second layer contacting the upper surface of the first layer,
The first layer includes a phase change material in which a phase transition between crystalline and amorphous occurs in response to a temperature change or an electrical signal,
Wherein the second layer comprises a dielectric material.
 제 9 항에 있어서,
상기 공진층을 형성하는 단계는, 상기 공진층의 두께를 조절하여 상기 공진층의 광 흡수도를 조절하는 것을 포함하는 광 흡수체 제조방법.
According to claim 9,
The forming of the resonant layer includes adjusting a light absorbance of the resonant layer by adjusting a thickness of the resonant layer.
 제 9 항에 있어서,
상기 입자층을 형성하는 단계는,
상기 금속 입자들을 포함하는 용액을 상기 공진층 상에 스핀 코팅하는 것을 포함하는 광 흡수체 제조방법.
According to claim 9,
Forming the particle layer,
and spin-coating a solution containing the metal particles on the resonance layer.
 제 9 항에 있어서,
상기 입자층을 형성하는 단계는,
베이스층 및 상기 베이스층 상에 뜨는 상기 금속 입자들을 포함하는 용액을 준비하는 것,
상기 베이스층 내에 상기 기판, 상기 반사층 및 상기 공진층을 담그는 것, 및
상기 기판, 상기 반사층 및 상기 공진층을 상기 베이스층 내에서 빼내는 것을 포함하는 광 흡수체 제조방법.
According to claim 9,
Forming the particle layer,
Preparing a solution containing a base layer and the metal particles floating on the base layer;
immersing the substrate, the reflective layer and the resonant layer in the base layer, and
and removing the substrate, the reflective layer, and the resonance layer from the base layer.
 제 9 항에 있어서,
상기 입자층을 형성하는 단계는,
스프레이를 이용하여 상기 공진층 상에 상기 금속 입자들을 포함하는 용액을 분사하는 것을 포함하는 광 흡수체 제조방법.
According to claim 9,
Forming the particle layer,
and spraying a solution containing the metal particles onto the resonance layer using a spray.
 삭제delete
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