KR20120114975A - 반사방지 필름 제조용 주형의 제조방법, 및 그 주형을 이용한 반사방지 필름의 제조방법 - Google Patents
반사방지 필름 제조용 주형의 제조방법, 및 그 주형을 이용한 반사방지 필름의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 반사방지 필름 제조용 주형의 제조방법, 그에 따른 주형 및 그 주형을 이용한 반사방지 필름의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 기판 상에 무기물 미세구조 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 미세구조 패턴과 접착 가능한 물질을 상기 미세구조 패턴 상에 스퍼터링 증착하여, 상부 선폭이 하부 선폭보다 좁은 형태의 요철구조 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 주형의 제조방법, 그에 따른 주형, 및 그 주형을 이용한 필름의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 제조방법은 제조공정이 간단하고 제조비용이 저렴하여 경제적일 뿐만 아니라, 상기 주형을 이용하여 제조되는 반사방지 필름은 표면에 미세 요철구조를 가짐에 따라 별도의 코팅층 없이도 가시광 영역에서 점진적 굴절률 변화를 보여 반사방지 효과가 우수한 장점이 있다.
본 발명에 따른 제조방법은 제조공정이 간단하고 제조비용이 저렴하여 경제적일 뿐만 아니라, 상기 주형을 이용하여 제조되는 반사방지 필름은 표면에 미세 요철구조를 가짐에 따라 별도의 코팅층 없이도 가시광 영역에서 점진적 굴절률 변화를 보여 반사방지 효과가 우수한 장점이 있다.
Description
본 발명은 주형의 제조방법, 그에 따른 주형 및 그 주형을 이용한 반사방지 필름의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)과 같은 플랫패널 디스플레이(FPD)에는 시인성 향상을 위해 여러 가지 광학 기능성 필름이 사용되고 있다.
그 중 반사방지 필름(anti-reflection film)은 광투과율 및 콘트라스트를 향상시키고 광반사를 감소시키기 위한 필름으로서, 일반적으로 위상정합(phase matching)을 통한 상쇄간섭(destructive interference)을 이용하여 필름의 최외각 굴절률을 조절하고 있다.
일반적으로 반사방지 필름의 제조방법은 무기화합물을 증착하여 기재 필름 위에 적층시키는 건식법과, 유기 재료를 기재 필름 위에 균일하게 도포하는 습식법이 이용된다. 그런데, 상기 방법들은 수십 나노미터(nm) 두께의 기재 필름 위에 적층대상 물질을 균일하게 코팅하는 작업을 요하기 때문에 공정이 난해하며, 단층 코팅을 할 경우 특정 파장에서의 반사만을 제거할 수 있기 때문에 넓은 파장영역에서의 반사를 줄이기 위해서는 다층 코팅을 해야 하는 어려움이 있고, 그에 따라 필름 제조공정이 복잡하고 제조비용이 증가하는 문제점이 있다.
한편, 반사방지 필름 표면에 주기적인 미세구조, 예를 들어 모스아이(moth-eye)구조로 알려진 원뿔 형상의 볼록한 미세구조의 패턴을 형성시킬 경우 굴절률이 점진적으로 변화하여 반사방지 효과가 우수한 것으로 알려져 있다. 상기 미세구조가 형성된 필름을 제조하기 위해서는 그에 대응하는 구조의 주형이 필요한데, 상기 주형의 소재로는 다공질 알루미나(porous alumina) 등이 주목 받고 있으나, 그 제조공정이 복잡하고 제조비용이 고가인 문제점이 있다.
이에 본 발명은 보다 용이하고도 단순화된 공정을 통해 가시광 영역에서 점진적 굴절률 변화를 보여 반사방지 효과가 우수한 필름의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
특히, 본 발명은 상기 필름의 제조에 이용되는 주형의 제조방법으로서, 제조공정이 간단하고 제조비용이 저렴하여 경제적인 주형의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은,
기판 상에 무기물 미세구조 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 미세구조 패턴과 접착 가능한 물질을 상기 패턴 상에 스퍼터링 증착하여, 상부 선폭이 하부 선폭보다 좁은 형태의 요철구조 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 반사방지 필름 제조용 주형의 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 요철구조 패턴의 선폭은 상부에서 하부로 갈수록 연속적으로 점증하는 것일 수 있다.
또한, 상기 무기물 미세구조 패턴은 포토리소그래피(photolithography), 나노임프린트 리소그래피(nanoimprint lithography) 또는 간섭 리소그래피(interference lithography)에 의해 기판 상에 형성될 수 있다.
또한, 상기 미세구조 패턴과 접착 가능한 물질은 실리콘(Si) 또는 알루미늄(Al) 함유 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 미세구조 패턴과 접착 가능한 물질은 산화규소(SiO2 ), 질화규소(SiNx), 산화티타늄(TiO2), 알루미늄(Al) 및 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 스퍼터링 증착은 0.3 내지 2.0 Å/sec의 증착속도로 100 내지 1000 초 동안 수행할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 반사방지 필름 제조용 주형을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 주형을 형성하는 단계; 상기 주형에 고분자 수지 조성물을 도포하고 경화시켜 수지몰드를 제조하는 단계; 및 상기 수지몰드를 이용하여 상기 주형에 대응하는 요철구조 패턴을 갖는 반사방지 필름을 제조하는 단계를 포함하는 반사방지 필름의 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 수지몰드를 이용하여 상기 주형에 대응하는 요철구조 패턴을 갖는 반사방지 필름을 제조하는 단계는 핫 스탬핑(Hot-stamping), UV 스탬핑(UV-stamping) 또는 롤 엠보싱에 의해 진행될 수 있다.
본 발명에 따른 반사방지 필름 제조용 주형의 제조방법은 원하는 요철구조를 갖는 반사방지 필름 제조용 주형을 일반적인 패턴형성 공정 및 스퍼터링 증착 공정으로 쉽게 얻을 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 주형의 제조방법은 제조공정이 간단하고 제조비용이 저렴하여 경제적일 뿐만 아니라, 상기 주형을 이용하여 제조되는 반사방지 필름은 표면에 미세 요철구조를 가짐에 따라 별도의 코팅층 없이도 가시광 영역(400 내지 700 nm)에서 평균 반사율 2 % 미만으로 반사방지 효과가 우수한 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 반사방지 필름 제조용 주형의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 반사방지 필름 제조용 수지몰드의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
도 3은 본 발명에 따른 반사방지 필름의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주형의 표면을 확대 관찰한 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 반사방지 필름의 파장영역 별 반사율을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 반사방지 필름 제조용 수지몰드의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
도 3은 본 발명에 따른 반사방지 필름의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주형의 표면을 확대 관찰한 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 반사방지 필름의 파장영역 별 반사율을 나타낸 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 구현예들에 따른 반사방지 필름 제조용 주형의 제조방법 및 그 주형을 이용한 반사방지 필름의 제조방법을 설명한다.
그에 앞서, 본 명세서 전체에서 명시적인 언급이 없는 한, 몇 가지 용어는 다음과 같이 정의된다.
ⅰ) "무기물 미세구조 패턴"이란 기판의 표면에 형성된 볼록한 형상의 무기물 미세구조들이 선폭 200 nm 이하, 주기(pitch) 300 nm 이하의 스케일로 패턴을 이룬 것을 의미한다. 상기 무기물 미세구조 패턴은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 패턴 형성 방법, 예를 들어 포토리소그래피(Photolithography), 나노임프린트 리소그래피(Nanoimprint lithography), 또는 간섭 리소그래피(Interference lithography) 등을 통해 형성할 수 있는 것으로서, 각 미세구조의 세로축 단면은 사각형, 사다리꼴 또는 이와 유사한 다각형 형태를 띨 수 있다. 다만, 이러한 무기물 미세구조 패턴의 경우 주 용도가 반도체 공정을 위한 것으로 각 패턴들이 아이솔레이티드(isolated)되는 것이 대부분이기 때문에 각 미세구조의 형태적 특성상 표면의 굴절률이 점진적으로 변화하기 힘들다. 그렇기 때문에, 이러한 패턴이 형성된 필름은 적절한 반사방지 효과를 나타내지 못할 수 있다.
ⅱ) 한편, "요철구조 패턴"이란 요철구조가 주기(pitch) 300 nm 이하, 최대선폭 200 nm 이하의 스케일로 패턴을 이룬 것으로서, 여기서 "요철구조"라 함은 상부 선폭이 하부 선폭보다 좁은 형태가 되도록 상기 미세구조의 표면 형상을 변화시킨 것을 의미한다. 따라서, 이러한 요철구조 패턴은 각 요철구조의 단면이 삼각형, 반타원형, 기타 이와 유사한 다각형 또는 곡선형을 띨 수 있으며, 적절하게는 상부에서 하부로 갈수록 선폭이 연속적으로 점증하는 구조, 예를 들어 이전에 모스아이(moth-eye) 구조로 알려진 형태를 띨 수 있다. 상기 요철구조 패턴은 형태적 특성상 표면의 굴절률이 점진적으로 변화하여, 이러한 패턴이 형성된 필름은 적절한 반사방지 효과를 나타낼 수 있다.
ⅲ) 이때, 상기 미세구조 패턴 또는 요철구조 패턴의 "상부"라 함은 이들 패턴을 이루는 각 미세구조 또는 요철구조의 세로축 중심에서 50% 이상의 임의 지점을 의미하고, "하부"는 미세구조의 세로축 중심에서 50% 미만의 임의 지점을 의미하며, "선폭"은 해당지점에서의 가로축 길이(폭)를 의미한다.
본 발명자들은 반사방지 필름에 대한 연구를 거듭하는 과정에서, 표면에 요철구조 패턴이 형성된 필름은 별도의 코팅층 없이도 반사방지 효과가 우수함을 인식하였다. 그런데, 이때 필요한 주형을 제조하기 위하여 미세구조 패턴 상에 이와 접착 가능한 물질을 스퍼터링 증착하는 방법을 이용할 경우, 간단한 공정과 저렴한 비용으로 주형의 제조가 가능함을 확인하여, 이를 토대로 본 발명을 완성하였다.
특히, 이전에는 반사방지 필름에 필요한 주기(pitch) 300 nm 이하(적절하게는 200 nm 이하), 선폭 200 nm 이하(적절하게는 100 nm 이하)를 가지면서 점진적으로 변화하는 굴절률을 나타내는 요철구조 패턴, 예를 들어 모스아이(moth-eye) 구조를 갖는 패턴을 형성하기가 어려웠다.
다만, 다공질 알루미나 주형 등을 사용하여 이러한 패턴을 갖는 반사방지 필름을 제조하는 방법이 알려진 바 있으나, 이러한 방법은 주형의 제조가 복잡하고 원하는 요철구조를 정확히 얻기가 힘든 단점이 있다.
이에 비하여, 본 발명의 주형의 제조 방법에 따르면 원하는 요철구조를 갖는 반사방지 필름 제조용 주형을 일반적인 패턴 형성 공정 및 스퍼터링 증착 공정으로 쉽게 얻을 수 있는 장점이 있다.
이러한 본 발명은, 일 구현예에 따라,
기판 상에 무기물 미세구조 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 미세구조 패턴과 접착 가능한 물질을 상기 미세구조 패턴 상에 스퍼터링 증착하여, 상부 선폭이 하부 선폭보다 좁은 형태의 요철구조 패턴을 형성하는 단계
를 포함하는 반사방지 필름 제조용 주형의 제조방법을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 반사방지 필름 제조용 주형의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
먼저 기판 상에 무기물 미세구조 패턴을 형성하는 단계(도 1-a)에 대하여 설명한다.
상기 단계에서, 기판은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 실리콘 웨이퍼(silicon wafer), 투명 플라스틱 또는 광학 유리를 사용할 수 있다.
상기 무기물 미세구조 패턴은 기판의 표면에 형성된 볼록(또는 오목)한 형상의 무기물 미세구조들이 일정한 주기(완전 또는 불완전 주기)의 패턴을 이룬 것으로서, 상기 주기(pitch)는 패턴의 공정을 용이하게 하기 위하여 100 nm 이상인 것이 바람직하고, 필름의 투명성을 유지하기 위하여 300 nm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 각 미세구조의 선폭은 공정의 용이성 및 표면장력에 의한 패턴의 붕괴 현상 등을 고려하여 20 nm 이상인 것이 바람직하고, 반사율을 최대로 낮추기 위하여 200 nm 이하인 것이 바람직하다.
상기 무기물로는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 주형의 구조재를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 실리콘 웨이퍼(Si wafer), 쿼츠(Quartz), 소다회 유리(Sodalime glass), 붕규산 유리(Borosilicate glass), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 및 폴리카보네이트(PC)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 무기물 미세구조 패턴은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 방법으로 기판 상에 형성될 수 있으며, 바람직하게는 포토리소그래피(photolithography), 나노임프린트 리소그래피(nanoimprint lithography) 또는 간섭 리소그래피(interference lithography) 등의 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 나노임프린트 리소그래피를 이용할 경우 별도의 기판 위에 해당 무기물을 포함하는 고분자 수지를 도포한 후 그 위를 패턴이 형성된 임프린트 몰드로 가압하는 방법으로 무기물 미세구조 패턴을 형성시킬 수 있다.
상기 방법에 의해 기판 상에 형성된 각 미세구조는 통상적으로 그 세로축 단면이 사각형, 사다리꼴 또는 이와 유사한 다각형 형태를 띨 수 있는데, 본 발명은 상기 미세구조 패턴과 접착 가능한 물질을 상기 패턴 상에 스퍼터링 증착(도 1-b)하여, 각 미세구조의 상부 선폭이 하부 선폭보다 좁은 형태의 요철구조 패턴을 형성(도 1-c)하는 단계를 거침으로써, 상기 미세구조의 표면 형상을 변화시키는 것을 특징으로 한다.
상기 "미세구조 패턴과 접착 가능한 물질"은 기판 상에 형성된 미세구조 패턴의 소재인 무기물의 종류에 따라 선택 가능한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '당업자')라면 용이하게 선택 가능할 것이다. 다만, 바람직하게는 상기 미세구조 패턴과 접착 가능한 물질로 실리콘(Si) 또는 알루미늄(Al) 함유 물질을 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 산화규소(SiO2 ), 질화규소(SiNx), 산화티타늄(TiO2), 알루미늄(Al) 및 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 다만, 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 미세구조 패턴과 접착 가능한 물질은 스퍼터링(sputtering)의 방법에 의해 미세구조 패턴 상에 증착시킬 수 있다. 상기 스퍼터링 증착시 공정조건은 증착 대상물질의 성질에 따라 당업자가 조절 가능할 것이며, 이를 한정하는 것은 아니나, 불활성 기체, 예를 들어 아르곤(Ar) 가스 분위기에서 0.3 내지 2.0 Å/sec의 증착속도로 100 내지 1000 초 동안 수행하는 것이 바람직하다. 상기 조건을 만족하지 못할 경우 각 미세구조 표면 형상의 변화가 충분하지 않을 수 있으며, 표면의 모폴로지(morphology)가 복제에 적합하지 않을 수 있다.
상기 스퍼터링 증착공정을 거침으로써 각 미세구조의 표면 형상이 변화된 요철구조 패턴, 즉 각 미세구조의 상부 선폭이 하부 선폭보다 좁은 형태, 더욱 바람직하게는 상부에서 하부로 갈수록 연속적으로 점증하는 요철구조의 패턴이 형성된 주형을 얻을 수 있다.
이때, 상기 요철구조는 세로축 단면이 삼각형, 반타원형, 기타 이와 유사한 다각형 또는 곡선형을 띨 수 있으며, 예를 들어 모스아이(moth-eye) 구조로 알려진 형태를 띨 수 있다. 이러한 요철구조의 패턴이 형성된 주형을 이용하여, 후술하는 바와 같이 이에 대응하는 요철구조 패턴이 형성된 반사방지 필름을 얻을 수 있다. 상기 요철구조 패턴은 그 형태적 특성상 표면의 굴절률이 점진적으로 변화하는 특성을 나타낼 수 있으므로, 상기 요철구조 패턴이 형성된 반사방지 필름은 적절한 반사방지 효과를 나타낼 수 있다.
상기 요철패턴의 주기(pitch)는 추후 복제를 용이하게 하기 위하여 40 nm 이상인 것이 바람직하고, 투명성을 유지하기 위하여 300 nm 이하인 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명에 따른 상기 제조방법은 이전에 알려진 전자빔 묘획법(electron beam drawing) 등에 비해 간단한 설비만으로도 표면에 요철구조 패턴을 형성시킬 수 있어 경제적 장점이 있을 뿐만 아니라, 다공질 알루미나 소재를 이용한 양극 산화법 등에 의한 주형의 제조방법에 비하여 제조공정이 단순하고 제조비용이 저렴한 장점이 있다.
한편, 본 발명은 다른 구현예에 따라, 전술한 방법으로 제조되는 반사방지 필름 제조용 주형을 제공한다.
상기 주형은 본 발명에 따른 방법으로 제조됨에 따라 표면에 요철구조 패턴이 형성된 것으로서, 이를 이용하여 상기 주형에 대응하는 요철구조 패턴을 갖는 반사방지 필름을 제조할 수 있다. 상기 필름의 제조방법은 후술한다.
상기 주형의 표면에 형성된 요철구조는 상부 선폭이 하부 선폭보다 좁은 형태인 것으로서, 바람직하게는 세로축 단면이 삼각형, 반타원형, 기타 이와 유사한 다각형 또는 곡선형을 띨 수 있으며, 적절하게는 모스아이(moth-eye)구조로 알려진 형태를 띨 수 있다. 상기 모스아이(moth-eye)구조는 원뿔 모양의 '나방의 눈'을 형상화한 것으로서, 표면 입사광에 대하여 굴절률이 연속적으로 변화하기 때문에 빛의 반사를 최소화할 수 있는 것으로 알려져 있다.
한편, 본 발명은 또 다른 구현예에 따라,
상기 제조방법에 의해 주형을 형성하는 단계;
상기 주형에 고분자 수지 조성물을 도포하고 경화시켜 수지몰드를 제조하는 단계; 및
상기 수지몰드를 이용하여 상기 주형에 대응하는 요철구조 패턴을 갖는 반사방지 필름을 제조하는 단계
를 포함하는 반사방지 필름의 제조방법을 제공한다.
도 2는 본 발명에 따른 필름의 제조를 위한 수지몰드의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정도이고, 도 3은 본 발명에 따른 반사방지 필름의 제조방법을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
상기 필름의 제조방법은 본 발명에 따른 주형을 이용하는 것 이외에 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 이용되는 방법에 따를 수 있다.
먼저, 상기 주형을 형성하는 단계에 대해서는 전술한 내용으로 갈음한다.
한편, 상기 "수지몰드"는 상기 주형과 동일한 표면 형상을 갖는 반사방지 필름을 대량 복제하기 위해 필요한 것으로서, 상기 주형에 고분자 수지 조성물을 도포하고 경화시켜 제조할 수 있다.
상기 고분자 수지 조성물은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 몰드 제조용 수지 조성물을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 광 경화성 수지 조성물 또는 열 경화성 수지 조성물을 사용할 수 있다.
상기 광 경화성 수지 조성물은 광 반응성 올리고머, 광반응성 단량체, 및 광개시제를 포함할 수 있다.
이때, 상기 광 반응성 올리고머는 관능기로 우레탄기, 아크릴기 등을 갖는 것을 사용할 수 있으며, 적절하게는 폴리에스테르(메트)아크릴레이트, 폴리우레탄(메트)아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
상기 광반응성 단량체는 저점도의 다관능성 단량체를 사용할 수 있고, 적절하게는 상기 올리고머의 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것을 사용할 수 있다.
상기 광개시제는 본 발명이 속하는 분야에서 사용되는 통상의 광중합 개시제를 사용할 수 있으며, 적절하게는 벤지온알킬에테르, 벤조페논, 벤질디메틸카탈, 하이드록시사이클로헥실페닐아세톤, 디에톡시아세토페논, 2-클로로티옥산톤 등을 사용할 수 있다.
상기와 같은 수지 조성물을 주형에 도포하는 방법으로는 롤러 코트(roller court), 바 코트(bar court), 에어 나이프 코트(air knife court) 등을 들 수 있으며, 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다. 또한 수지 조성물의 굴절률 분포를 다층화시키기 위하여 멀티 코팅 방법 등을 이용할 수 있다.
이때 상기 주형과 수지몰드의 분리가 용이하도록 하기 위하여, 상기 수지 조성물의 도포에 앞서, 주형의 표면을 이형제로 처리(도 2-a)하는 것이 바람직하고, 상기 이형제로는 실리콘계 폴리머, 불소계 폴리머 등을 사용할 수 있다.
이어서, 상기 수지몰드를 주형으로부터 분리 및 형성한 후, 이러한 수지몰드를 이용하여 상기 주형에 대응하는 요철구조 패턴을 갖는 반사방지 필름을 제조하는 단계를 거친다. 이때, 상기 "대응"이라 함은 주형에 형성된 요철구조 패턴과 서로 동일한 형태의 요철구조 패턴을 의미하거나, 상기 주형으로부터 형성된 수지몰드로부터 직접적으로 형성될 수 있는 형태의 요철구조 패턴을 의미한다.
상기 단계에서도 상기 수지몰드의 제조단계와 마찬가지로, 필요에 따라 수지몰드의 표면을 이형제로 처리(도 3-a)할 수 있다. 이어서, 상기 수지몰드에 고분자 수지 조성물을 도포하고 그 위에 투명기판을 라미네이션한 후, 경화(도 3-b)시켜, 반사방지 필름을 수지몰드로부터 분리시켜 제조할 수 있다.
이때, 상기 투명기판으로는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 것을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐아세테이트(PVA), 트리아세틸셀롤로오스(TAC) 및 폴리이미드(PI)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 특히, 상기 투명기판은 필름 제조에 사용되는 상기 고분자 수지 조성물과의 굴절률 차이가 작은 것을 사용하는 것이 반사방지 효과의 향상을 위해 보다 바람직하다.
한편, 별도의 기판 위에 상기 고분자 수지 조성물을 도포한 후 그 위를 상기 수지몰드로 핫 스탬핑(Hot-stamping), UV 스탬핑(UV-stamping) 또는 롤 엠보싱 처리하는 등의 방법에 의해 상기 반사방지 필름을 제조할 수도 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예 및 비교예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 예시하고 위한 것일 뿐, 본 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.
[
실시예
및
비교예
]
실시예
1
(주형의 제조)
LIL(Laser Interference Lithography) 방법을 이용하여 주형을 제조하였다.
즉, 8 인치 실리콘 웨이퍼(기판) 상에 Brewer Science의 i-con 16 BARC (Bottom Anti Reflection Coating) 및 Rohm & Hass의 Ultra i-123 감광재를 연속하여 코팅한 후, Interference Lithography System(351.1 nm의 Ar Laser)을 이용하여 200 nm 패턴의 주기를 가지는 미세구조 패턴을 형성시켰다. 이때, BARC의 두께는 150 nm, Ultra i-123의 두께는 200 nm 였다.
다만, 상기 재료 및 방법으로 한정하는 것은 아니다. 일반적으로 간섭 길이가 긴 레이저 광원을 이용하여 기판 위에 standing wave를 줄이기 위한 BARC 및 레이저의 파장에 적합한 감광재를 사용함으로써 구현할 수 있다. 이러한 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 것으로서, 상기 레이저 광원, BARC 및 감광재로 한정하는 것은 아니다.
이어서, 미세구조 패턴과 접착 가능한 물질인 SiO2를 스퍼터링 증착(Ar 가스 분위기, 증착속도 1.2 Å/sec, 증착시간 240 초)하여 상부에서 하부로 갈수록 선폭이 연속적으로 점증하는 구조의 요철구조 패턴을 형성(요철구조 패턴의 주기 200 nm)시키는 방법으로 주형을 제조하였다. 도 4는 상기 요철구조 패턴을 기판에 대하여 수직방향으로 촬영한 확대 사진이다.
(수지몰드의 제조)
상기 주형의 표면에 불소계 이형제를 코팅한 후, 몰드용 고분자 수지 조성물로 PUA(Poly Urethane Acrylate) 및 광개시제를 포함하는 고분자 수지 조성물(제조사: 미뉴타텍, 제품명: LVM04)을 스핀 코팅 방법으로 도포하였으며(RPM 1000, 30초), 그 위를 투명기판(PC)으로 덮어 압력 라미네이션한 후, 온도 25 ℃ 조건에서 수은-할로겐등으로 자외선(200 mJ/㎠)을 조사하여 수지 조성물을 경화시켜 수지몰드를 제조하였다.
(반사방지 필름의 제조)
이어서, 상기 수지몰드의 표면에 불소계 이형제를 코팅한 후, PUA(Poly Urethane Acrylate) 및 광개시제를 포함하는 고분자 수지 조성물(제조사: 미뉴타텍, 제품명: LVM04)을 스핀 코팅 방법으로 도포하고, 그 위를 투명기판(PC)으로 덮어 라미네이션한 후, 온도 25 ℃ 조건에서 수은-할로겐등으로 자외선(200 mJ/㎠)을 조사하여 수지 조성물을 경화시켜 반사방지 필름을 제조하였다.
실시예
2
(주형 및 수지몰드의 제조)
실시예 1과 동일한 방법으로 주형 및 수지몰드를 제조하였다.
(반사방지 필름의 제조)
상기 수지몰드의 표면에 불소계 이형제를 코팅한 후, PUA(Poly Urethane Acrylate) 및 광개시제를 포함하는 고분자 수지 조성물(제조사: 미뉴타텍, 제품명: LVM04)을 스핀 코팅 방법으로 도포하고, 그 위를 투명기판(PMMA)으로 덮어 라미네이션한 후, 온도 25 ℃ 조건에서 수은-할로겐등으로 자외선(200 mJ/㎠)을 조사하여 수지 조성물을 경화시켜 반사방지 필름을 제조하였다.
비교예
(주형의 제조)
LIL(Laser Interference Lithography) 방법을 이용하여 주형을 제조하였다.
즉, 8 인치 실리콘 웨이퍼(기판) 상에 Brewer Science의 Ultra i-123의 BARC (Bottom anti reflection coating) 및 Rohm & Hass의 Ultra i-123 감광재를 연속하여 코팅한 후, Interference Lithography System(351.1 nm의 Ar Laser)을 이용하여 200 nm 패턴의 주기를 가지는 미세구조 패턴을 형성시켰다.
다만, 비교예에서는 상기 미세구조 패턴에 대한 스퍼터링 증착공정을 거치지 않은 상태 그대로를 주형으로 사용하였다.
(수지몰드 및 반사방지 필름의 제조)
상기 단계에서 제조한 주형을 이용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법 및 조건으로 수지몰드 및 반사방지 필름을 제조하였다.
[
실험예
]
필름의 반사율 측정
실시예 1, 실시예 2 및 비교예에 따른 필름에 대하여 적분구를 이용한 방법으로 반사율을 측정하였으며, 그 결과를 도 5 및 표 1에 나타내었다.
| 구 분 | 가시광 파장영역에서의 반사율(%) | |||
| 400 nm | 500 nm | 600nm | 700 nm | |
| 실시예 1 | 2.375 | 1.455 | 1.220 | 1.391 |
| 실시예 2 | 1.397 | 0.559 | 0.286 | 0.447 |
| 비교예 | 2.309 | 2.127 | 2.102 | 2.208 |
상기 표 1 및 도 5를 통해 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 및 실시예 2에 따른 반사방지 필름은 표면에 바람직한 범위에 속하는 요철구조 패턴을 가짐에 따라 별도의 코팅층 없이도 가시광 영역(400 내지 700 nm)에서 평균 반사율 2 % 미만으로 반사방지 효과가 우수한 장점이 있다.
특히, 실시예 2의 경우 상기 필름용 고분자 수지 조성물(PUA)과 투명기판(PMMA)의 굴절률이 유사하다. 그에 따라 폴리카보네이트(PC) 투명기판을 사용한 실시예 1 보다 반사방지 효과가 우수한 것으로 나타났다.
한편, 비교예는 미세구조 패턴에 대한 스퍼터링 증착공정을 거치지 않은 상태인 주형을 사용함에 따라 실시예 1 및 2에 비하여 평균 반사율이 불량함을 알 수 있다.
Claims (10)
- 기판 상에 무기물 미세구조 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 미세구조 패턴과 접착 가능한 물질을 상기 미세구조 패턴 상에 스퍼터링 증착하여, 상부 선폭이 하부 선폭보다 좁은 형태의 요철구조 패턴을 형성하는 단계
를 포함하는 반사방지 필름 제조용 주형의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 요철구조 패턴의 선폭은 상부에서 하부로 갈수록 연속적으로 점증하는 반사방지 필름 제조용 주형의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 무기물 미세구조 패턴은 포토리소그래피(photolithography), 나노임프린트 리소그래피(nanoimprint lithography) 또는 간섭 리소그래피(interference lithography)에 의해 기판 상에 형성되는 반사방지 필름 제조용 주형의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 미세구조 패턴과 접착 가능한 물질은 실리콘(Si) 또는 알루미늄(Al) 함유 물질을 포함하는 반사방지 필름 제조용 주형의 제조방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 미세구조 패턴과 접착 가능한 물질은 산화규소(SiO2 ), 질화규소(SiNx), 산화티타늄(TiO2), 알루미늄(Al) 및 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 반사방지 필름 제조용 주형의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 스퍼터링 증착은 0.3 내지 2.0 Å/sec의 증착속도로 100 내지 1000 초 동안 수행하는 반사방지 필름 제조용 주형의 제조방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조되는 반사방지 필름 제조용 주형.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 주형을 형성하는 단계;
상기 주형에 고분자 수지 조성물을 도포하고 경화시켜 수지몰드를 제조하는 단계; 및
상기 수지몰드를 이용하여 상기 주형에 대응하는 요철구조 패턴을 갖는 반사방지 필름을 제조하는 단계
를 포함하는 반사방지 필름의 제조방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 수지몰드를 이용하여 상기 주형에 대응하는 요철구조 패턴을 갖는 반사방지 필름을 제조하는 단계는 핫 스탬핑(Hot-stamping), UV 스탬핑(UV-stamping) 또는 롤 엠보싱에 의해 진행되는 반사방지 필름의 제조방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 요철구조 패턴은 300 nm 이하의 주기(pitch) 및 200 nm 이하의 선폭을 갖는 반사방지 필름의 제조방법.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140122336A (ko) * | 2013-04-09 | 2014-10-20 | 부산대학교 산학협력단 | 나노 구조체를 갖는 반사방지 필름 및 그 제조방법 |
| KR101492503B1 (ko) * | 2013-04-29 | 2015-02-13 | 부산대학교 산학협력단 | 가시광 영역에서 낮은 반사율을 갖는 양면 나노 구조체 |
| KR20160141694A (ko) | 2013-12-13 | 2016-12-09 | 주식회사 엘지화학 | 필름의 제조 방법 |
| KR20170023396A (ko) * | 2015-08-21 | 2017-03-03 | 주식회사 쎄코 | 플라즈마 에칭을 이용한 반사방지 표면의 제조방법 및 반사방지 표면이 형성된 기판 |
-
2011
- 2011-04-08 KR KR1020110032846A patent/KR20120114975A/ko not_active Application Discontinuation
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| CN107949901A (zh) * | 2015-08-21 | 2018-04-20 | 株式会社世可 | 利用等离子体蚀刻的防反射表面的制造方法及形成防反射表面的基板 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20110408 |
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| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20130118 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20110408 Comment text: Patent Application |
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| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20140602 Patent event code: PE09021S01D |
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| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20141215 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20140602 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |