KR101287926B1 - Method of forming a pattern on a street lamp and a light stand manufactured by the method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법 및 그에 따라 제작된 가로등에 관한 것으로서, (a) 저온/고전압 상태에서 알루미늄 양극 산화 방법(AAO)을 이용하여 나노패턴이 형성되어 있는 형틀을 제작하는 단계; (b) 상기 나노패턴이 형성되어 있는 형틀을 이용하여, 나노 임프린팅(Nano Imprinting) 또는 나노 사출성형(Nano Injection Molding) 방식에 의해 가로등에 나노패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a method for forming a nanopattern on a street lamp and a street lamp manufactured according to the same, (a) manufacturing a mold in which a nanopattern is formed using an aluminum anodization method (AAO) at a low temperature / high voltage state. ; (b) forming a nanopattern on the street lamp by nanoimprinting or nano-injection molding using the mold on which the nanopattern is formed.
Description
본 발명은 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법 및 그에 따라 제작된 가로등에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저온 및 고전압 상태에서 알루미늄 양극 산화 방법(AAO)에 의해 제작한 형틀을 이용하여 가로등에 나노패턴을 형성하는 기술에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for forming a nanopattern on a street lamp and to a street lamp manufactured according to the present invention, and more particularly, to a nanopattern on a street lamp using a template manufactured by an aluminum anodizing method (AAO) at low temperature and high voltage. It relates to a technique for forming.
길거리에서 사용되는 가로등은 장시간 사용되고, 많은 사람에게 노출되어 영향을 미치고 있으나, 종래의 가로등은 광원의 종류에 따른 차이는 있었지만 기본적으로 눈부심이 심하여 보행자의 눈에 피로를 줄 수 있었다. Street lamps used on the street are used for a long time and are exposed to many people, but the street lamps of the related art have a difference depending on the type of light source.
또한, 종래의 가로등은 광원으로부터 나오는 빛의 직진성을 표면에서 저하하기 힘들어서 이러한 빛이 보행자에게 그대로 전달되었는데, 이에 따라 보행자에게 정서적인 안정감을 느끼게 할 수 있는 조명을 제공하기가 힘들었다.
In addition, the conventional street light is difficult to reduce the straightness of the light emitted from the light source from the surface such that the light was transmitted to the pedestrians, accordingly, it was difficult to provide a light that can feel the emotional stability to the pedestrians.
따라서, 보행자의 눈부심을 방지할 수 있고, 광원으로부터 나오는 빛의 직진성을 감소시켜서 보행자가 정서적인 안정감을 느낄 수 있는 감성 가로등의 개발이 요구되고 있다.
Accordingly, there is a demand for the development of emotional street lamps that can prevent glare of pedestrians and reduce the linearity of light emitted from the light source so that pedestrians can feel emotional stability.
본 발명은 이상에서 살펴본 기술적인 요구를 충족시키기 위해서 발명되었으며, 가로등의 표면에 나노패턴을 형성하여 상기와 같은 문제점을 해결함은 물론, 나노패턴과 관련되는 기술분야에서 종래에 문제되었던 사항들을 해결하는 구성을 더 부가하여 발명되었다.
The present invention has been invented to satisfy the technical requirements described above, and solve the above problems by forming a nano-pattern on the surface of the street lamp, as well as solve the problems conventionally in the technical field related to the nano-pattern. It was invented by adding the structure further.
구체적으로, 나노패턴 형성 기술분야에서 종래에 문제되었던, 제조과정이 복잡하고 다수의 단계를 거쳐야 하는 문제점, 알루미늄 양극 산화과정을 통해 나노패턴을 형성하는 기술을 위한 반응시간(짧게는 수분에서 길게는 수십시간)이 매우 길다는 문제점, 알루미늄 양극 산화과정에서 전해액을 교반하기 위한 교반장치가 필요하여 제조과정이 복잡하다는 문제점을 해결할 수 있는 구성이 더 부가되었다.
Specifically, a problem in which the manufacturing process is complicated and has to go through a number of stages, which is a conventional problem in the field of nanopattern forming technology, and the reaction time for forming a nanopattern through an aluminum anodic oxidation process Tens of hours) is very long, a configuration that can solve the problem of the manufacturing process is complicated to require a stirring device for stirring the electrolyte in the aluminum anodic oxidation process was added.
본 발명에 따른 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법 및 그에 따라 제작된 가로등은, 저온 및 고전압 상태에서의 알루미늄 산화 방법(AAO)에 의해 나노패턴이 형성된 형틀을 제작하고, 이를 이용하여 가로등에 나노패턴을 형성하는 것을 해결과제로 한다. The method of forming a nanopattern on a street lamp according to the present invention and the street lamp manufactured according to the present invention fabricate a form in which a nanopattern is formed by an aluminum oxidation method (AAO) at a low temperature and high voltage state, and by using the nanopattern on the street lamp Forming the problem is a problem.
또한, 본 발명에 따른 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법 및 그에 따라 제작된 가로등은, 저온 및 고전압 상태에서의 알루미늄 산화방법에 의해 빠르게 나노패턴이 형성된 형틀을 제작하고, 이를 이용하여 가로등에 나노패턴을 형성하는 것을 해결과제로 한다. In addition, the method for forming a nano-pattern on the street lamp according to the present invention and the street lamp manufactured according to the present invention, the nano-pattern is formed quickly by the aluminum oxidation method at a low temperature and high voltage state, using the nano-pattern on the street lamp Forming the problem is a problem.
또한, 본 발명에 따른 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법 및 그에 따라 제작된 가로등은, 전해액을 교반하기 위한 교반장치를 사용하지 않으면서 나노패턴이 형성된 형틀을 제작하여, 가로등에 나노패턴을 형성하는 것을 해결과제로 한다. In addition, the method for forming a nano-pattern on the street lamp according to the present invention and the street lamp produced according to the present invention, without forming a nano pattern is formed without using a stirring device for stirring the electrolyte, forming a nano-pattern on the street lamp To be a challenge.
또한, 본 발명에 따른 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법 및 그에 따라 제작된 가로등은, 빠른 시간 내에 나노패턴을 형성시킨 형틀을 이용하여 가로등에 나노패턴을 형성하고, 이를 통해 눈부심을 방지할 수 있게 하는 것을 해결과제로 한다. In addition, the method for forming a nanopattern on the streetlight according to the present invention and the streetlight manufactured according to the present invention, by forming a nanopattern on the streetlight by using a template in which the nanopattern was formed within a short time, thereby preventing glare The task is to
그리고, 본 발명에 따른 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법 및 그에 따라 제작된 가로등은, 가로등 빛의 반사율을 줄이고 투과율을 높여서 효율을 높일 수 있게 하는 것을 해결과제로 한다. In addition, the method of forming a nano-pattern on the street lamp according to the present invention and the street lamp produced according to the present invention, to reduce the reflectance of the street light and to increase the transmittance to increase the efficiency.
그리고, 본 발명에 따른 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법 및 그에 따라 제작된 가로등은, 가로등 빛의 직진성을 감소시켜서 사용자에게 정서적인 안정감을 줄 수 있는 조명을 제공하는 것을 해결과제로 한다.
In addition, the method of forming a nanopattern on the street lamp according to the present invention and the street lamp produced according to the present invention, to provide a light that can give the emotional stability to the user by reducing the straightness of the street light.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법은, (a) 저온/고전압 상태에서 알루미늄 양극 산화 방법(AAO)을 이용하여 나노패턴이 형성되어 있는 형틀을 제작하는 단계; (b) 상기 나노패턴이 형성되어 있는 형틀을 이용하여, 나노 임프린팅(Nano Imprinting) 방식에 의해 가로등에 나노패턴을 형성하는 단계; 를 포함하되, 상기 (a) 단계에서 상기 알루미늄 양극 산화 방법(AAO)은, (a1) 실리콘 베이스에 알루미늄을 증착시켜서 반응재를 형성하는 단계; (a2) 상기 반응재의 알루미늄 표면에 산화 알루미늄층을 형성하고, 상기 산화 알루미늄층을 에칭하여 평탄화시키는 단계; (a3) 상기 (a2) 단계를 거친 반응재의 알루미늄에 대한 제1차 양극산화과정이 진행되도록 하는 단계; (a4) 상기 제1차 양극산화과정을 거친 상기 반응재에 대하여, 알루미나를 제거하는 단계; 및 (a5) 상기 (a4) 단계 이후, 상기 반응재의 알루미늄에 대한 제2차 양극산화과정을 진행하는 단계;를 포함하고, 상기 저온은 -4℃ 내지 -6℃이고 상기 고전압은 100V 내지 140V이며, 상기 반응재가 -4℃ 내지 -6℃로 유지되고, 상기 (b) 단계에서 상기 나노 임프린팅(Nano Imprinting)은, (b1) 상기 형틀에 고분자 수지를 도포하는 단계; 및 (b2) 상기 고분자 수지가 도포된 형틀을 가로등의 표면에 올려놓고, 상기 고분자 수지를 경화 및 접착하여 상기 가로등의 표면에 나노패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, a method of forming a nanopattern on a street lamp according to an embodiment of the present invention, (a) a nanopattern is formed using an aluminum anodization method (AAO) at a low temperature / high voltage state Manufacturing a template; (b) forming a nanopattern on the street lamp by a nano imprinting method using a form in which the nanopattern is formed; Including (a), the aluminum anodic oxidation method (AAO) in the step (a), (a1) depositing aluminum on a silicon base to form a reaction material; (a2) forming an aluminum oxide layer on an aluminum surface of the reaction material, and etching the planarized aluminum oxide layer to planarize the aluminum oxide layer; (a3) allowing a first anodization process of aluminum of the reactant material passed through step (a2) to proceed; (a4) removing alumina from the reaction material after the first anodization; And (a5) after the step (a4), performing a second anodization process on the aluminum of the reactant; wherein the low temperature is -4 ° C to -6 ° C and the high voltage is 100V to 140V. The reaction material is maintained at −4 ° C. to −6 ° C., and in the step (b), the nano imprinting may include: (b1) applying a polymer resin to the mold; And (b2) placing the mold coated with the polymer resin on the surface of the street lamp, and curing and adhering the polymer resin to form a nanopattern on the surface of the street lamp.
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또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법은, 상기 나노패턴이 150nm 내지 250nm의 크기를 가지는 나노패턴인 것을 특징으로 한다.In addition, the method of forming a nanopattern on the street lamp according to an embodiment of the present invention, the nanopattern is characterized in that the nanopattern having a size of 150nm to 250nm.
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또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법은, 상기 (b2) 단계에서 상기 고분자 수지를 경화시키는 방법이 열경화방법 또는 자외선경화방법인 것을 특징으로 한다.
In addition, the method for forming a nano-pattern on the street lamp according to an embodiment of the present invention, the method of curing the polymer resin in the step (b2) is characterized in that the thermal curing method or ultraviolet curing method.
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본 발명에 따른 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법 및 그에 따라 제작된 가로등은, 저온 및 고전압 상태에서의 알루미늄 산화 방법(AAO)에 의해 나노패턴이 형성된 형틀을 제작하고, 이를 이용하여 가로등에 나노패턴을 형성할 수 있다.The method of forming a nanopattern on a street lamp according to the present invention and the street lamp manufactured according to the present invention fabricate a form in which a nanopattern is formed by an aluminum oxidation method (AAO) at a low temperature and high voltage state, and by using the nanopattern on the street lamp Can be formed.
또한, 본 발명에 따른 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법 및 그에 따라 제작된 가로등은, 저온 및 고전압 상태에서의 알루미늄 산화방법에 의해 빠르게 나노패턴이 형성된 형틀을 제작하고, 이를 이용하여 가로등에 나노패턴을 형성할 수 있다.In addition, the method for forming a nano-pattern on the street lamp according to the present invention and the street lamp manufactured according to the present invention, the nano-pattern is formed quickly by the aluminum oxidation method at a low temperature and high voltage state, using the nano-pattern on the street lamp Can be formed.
또한, 본 발명에 따른 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법 및 그에 따라 제작된 가로등은, 전해액을 교반하기 위한 교반장치를 사용하지 않으면서 나노패턴이 형성된 형틀을 제작하여, 가로등에 나노패턴을 형성할 수 있다. In addition, the method for forming a nano-pattern on the street lamp according to the present invention and the street lamp produced according to the present invention, without using a stirring device for stirring the electrolyte solution to form a nano-pattern formed form, to form a nano-pattern on the street lamp Can be.
또한, 본 발명에 따른 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법 및 그에 따라 제작된 가로등은, 빠른 시간 내에 나노패턴을 형성시킨 형틀을 이용하여 가로등에 나노패턴을 형성하고, 이를 통해 눈부심을 방지할 수 있게 한다.In addition, the method for forming a nanopattern on the streetlight according to the present invention and the streetlight manufactured according to the present invention, by forming a nanopattern on the streetlight by using a template in which the nanopattern was formed within a short time, thereby preventing glare do.
또한, 본 발명에 따른 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법 및 그에 따라 제작된 가로등은, 가로등 빛의 반사율을 줄이고 투과율을 높여서 효율을 높일 수 있다. In addition, the method of forming a nano-pattern on the street lamp according to the present invention and the street lamp manufactured according to the present invention can increase the efficiency by reducing the reflectance of the street light and increase the transmittance.
그리고, 본 발명에 따른 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법 및 그에 따라 제작된 가로등은, 가로등 빛의 직진성을 감소시켜서 사용자에게 정서적인 안정감을 줄 수 있는 조명을 제공할 수 있다.
In addition, the method of forming a nanopattern on the street lamp according to the present invention and the street lamp manufactured according to the present invention may provide illumination that can provide emotional stability to the user by reducing the straightness of the street light.
도 1은, 본 발명의 일 실시예가 포함할 수 있는 나노패턴이 형성된 형틀을 제작하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예가 포함할 수 있는 알루미늄 양극 산화 장치의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예가 포함할 수 있는, 알루미늄 양극 산화 과정의 반응속도를 나타내는 그래프이다.
도 4 및 도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노패턴이 형성된 형틀의 모습을 SEM으로 촬영한 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가로등에 나노임프린팅에 의해 나노패턴을 형성하는 방법의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 가로등에 나노 사출성형에 의해 나노패턴을 형성할 때 사용될 수 있는 사출성형기를 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 가로등의 반사율을 나타내는 그래프이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 가로등의 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 가로등을 나타내는 사진이다. 1 is a flowchart illustrating a process of fabricating a template on which a nanopattern is formed, which may be included in one embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing the configuration of an aluminum anodizing apparatus that an embodiment of the present invention can include.
3 is a graph showing the reaction rate of the aluminum anodization process, which an embodiment of the present invention may include.
4 and 5 are photographs taken by SEM of the form with the nano-pattern formed in accordance with an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a flow of a method of forming a nanopattern by nanoimprinting on a street lamp according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing an injection molding machine that can be used when forming a nano-pattern by nano-injection molding in a street lamp according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing the reflectance of a street lamp according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing the transmittance of a street lamp according to an embodiment of the present invention.
10 is a photograph showing a street lamp according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 가로등은, 발광소자를 포함한 형태로 야외에 설치되는 구성으로서, 야외에 불빛을 제공하는 기능을 하고, 다양한 형태로 설치될 수 있으며, 바람직하게는 COB(Chip On Board) 방식으로 설치될 수 있는 구성을 의미한다.Street light according to an embodiment of the present invention, as a configuration that is installed outdoors in the form including a light emitting device, and serves to provide a light to the outdoors, can be installed in various forms, preferably a Chip On Board ) Means a configuration that can be installed in a way.
이하에서는, 이러한 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법과 그에 따라 제작된 가로등을 상세하게 설명한다. Hereinafter, a method of forming a nanopattern on such a street lamp and a street lamp manufactured accordingly will be described in detail.
설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
The embodiments are provided so that those skilled in the art can easily understand the technical spirit of the present invention, and thus the present invention is not limited thereto. In addition, matters represented in the accompanying drawings may be different from the form actually embodied in the schematic drawings in order to easily explain the embodiments of the present invention.
이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법 및 그에 따라 제작된 가로등을 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a method of forming a nanopattern on a street lamp according to an embodiment of the present invention and a street lamp manufactured according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 10.
본 발명의 일 실시예에 따른 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법을 거시적으로 살펴보면, 크게는 1)나노패턴이 형성된 형틀(100)을 형성하는 단계와 2)상기 형틀(100)을 이용하여 가로등에 나노패턴을 형성하는 단계의 두 단계로 나눌 수 있다. 따라서 이하에서는 1)의 단계를 상세하게 살펴본 뒤에 2)의 단계를 상세하게 살펴보는 순서로 설명을 진행한다.
Macro look at the method of forming a nano-pattern on the street lamp according to an embodiment of the present invention, largely 1) forming the
먼저, 나노패턴이 형성된 형틀(100)을 제작하는 1)단계를 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법은, 바람직하게는 저온 및 고전압 상태의 알루미늄 양극 산화 방법을 이용하여 나노패턴이 형성된 형틀(100)을 제작할 수 있다.
First, referring to step 1) of manufacturing the
도 1 을 참조하여 자세히 살펴보면, 상기 저온 및 고전압 상태의 알루미늄 양극 산화 방법을 이용하여 나노패턴이 형성된 형틀(100)을 제작하는 방법은, 먼저 실리콘(430) 베이스에 알루미늄(450)을 증착시켜서 반응재를 형성하는 단계(S11)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a method of fabricating a
여기서 알루미늄(450)을 증착시키는 공정은 PVD(Physical Vapor Deposition), CVD(Chemical Vapor Deposition) 등 다양한 형태로 이루어질 수 있는데, 증착에 의해 알루미늄층이 형성된 이후에는 전해연마로 알루미늄층 표면에 산화알루미늄층을 형성하고, 상기 산화알루미늄층을 에칭에 의해야 제거하여 평탄하게 하는 것이 바람직하다. 이에 따라 증착에 의해 형성된 불규칙한 면을 고르게 할 수 있고, 이후의 양극 산화 시 나노패턴이 일정한 높이로 형성될 수 있게 하기 때문이다.
The deposition process of the
상기 S11 단계에 의해 반응재(430, 450)가 구비되면, 저온 및 고전압 상태에서 반응재의 알루미늄(450)에 대한 제1차 양극 산화 과정이 진행되게 되는데(S12), 이에 따라 상기 반응재의 알루미늄(450)에 나노패턴이 형성되게 된다. When the reactants (430, 450) are provided by the step S11, the first anodic oxidation process for the
도 2를 참조하여 구체적인 실시예를 참조하면, 상기 양극 산화 과정은 도 2와 같은 양극 산화 장치(400)에 의해 진행될 수 있는데, 이러한 상기 양극 산화 장치(400)는, 전해액(옥살산, 황산, 인상 등)이 채워진 반응탱크(440), 상기 반응탱크 내부에 내재하는 반응재(430, 450), 상기 반응재의 알루미늄(450)에 연결된 양극과 상기 전해액에 접촉하여 연결된 음극으로 구성된 전원부(420), 상기 반응재와 접촉하여 온도를 저온으로 유지시키는 저온인가부(410)를 포함할 수 있다. Referring to a specific embodiment with reference to FIG. 2, the anodic oxidation process may be performed by the
여기서, 상기 저온인가부(410)에 의해 상기 반응재의 온도는 저온(0℃ 내지 -6℃) 상태로 유지되고, 상기 전원부(420)에 의해 고전압(100V 내지 140V)이 인가된 상태에서 제1차 양극 산화 반응이 진행되게 되는데, 이렇게 저온 및 고전압의 상태에서 알루미늄(450)의 양극 산화 반응이 진행되어서 빠른 시간에 상기 알루미늄(450)에 나노패턴이 형성되게 된다. 구체적으로, 도 3(각 온도에서 고전압의 변화에 따른 평균적인 전류변화를 나타내는 그래프이다)에서 확인할 수 있듯이 1분 이하의 빠른 시간에 양극 산화가 진행되어서 전류가 줄어드는데, 이와 같이 빠른 속도로 양극 산화가 진행되어서 효율을 극대화시킬 수 있으며, 종래의 느린 양극 산화 과정에서 필요했던 전해액 교반장치 없이도 양극 산화 공정을 진행시킬 수 있게 된다. Here, the temperature of the reactant is maintained at a low temperature (0 ° C. to −6 ° C.) by the low
한편, 상기 알루미늄(450)의 양극 산화 반응에 의해 생성되는 나노패턴은 다공질의 미세공극(pore)을 포함하는 패턴으로 형성될 수 있는데, 바람직하게는 온도를 -4℃ 내지 -6℃로 설정하고, 전압을 100V 내지 140V로 설정하여, 도 4 및 도 5와 같이 120nm 내지 150nm의 크기를 가지는 둥근 모양의 패턴으로 형성될 수 있다.
On the other hand, the nano-pattern produced by the anodic oxidation reaction of the
상기 S12 단계에 의해 제1차 양극산화과정이 완료되면, 제1차 양극산화과정을 거친 반응재에 대하여 산화알루미늄을 제거하게 되는데(S13), 그 이후에 다시 반응재의 알루미늄에 대하여 제2차 양극 산화 과정을 진행하게 된다.(S14)When the first anodization process is completed by the step S12, the aluminum oxide is removed from the reactant that has undergone the first anodization process (S13), after which the second anode is again the aluminum of the reactant. Oxidation proceeds (S14).
이러한 S13, S14 단계에 의하여 산화알루미늄을 제거하고 2차적인 양극 산화 과정을 진행하는 이유는, 두 단계에 걸친 양극 산화 과정에 의해 좀더 양호한 상태의 나노패턴을 형성할 수 있기 때문인데, 여기서 상기 산화알루미늄 제거 단계(S13)는, 1 ~ 2 중량부의 크롬산과 5 ~ 10 중량부의 인산이 포함되는 에칭전해용액에서 60℃ ~ 70℃로 50 ~ 70분간 에칭되도록 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2차 양극 산화 과정(S14)은 상기 제1차 양극 산화 과정과 마찬가지로 온도를 -4℃ 내지 -6℃로 설정하고, 전압을 100V 내지 140V로 설정하여 도 4 및 도 5와 같이 120nm 내지 150nm의 크기를 가지는 둥근 모양의 나노패턴이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
The reason why the aluminum oxide is removed and the secondary anodic oxidation process is performed by the S13 and S14 steps is that the nanopattern in a better state can be formed by the anodic oxidation process in two steps, wherein the oxidation The aluminum removal step (S13) is preferably configured to be etched at 60 ° C. to 70 ° C. for 50 to 70 minutes in an etching electrolytic solution containing 1 to 2 parts by weight of chromic acid and 5 to 10 parts by weight of phosphoric acid. In addition, in the second anodic oxidation process (S14), as in the first anodic oxidation process, the temperature is set at -4 ° C to -6 ° C and the voltage is set at 100V to 140V as shown in FIGS. 4 and 5. It is preferable to form a round nanopattern having a size of 120nm to 150nm.
상기 S14 단계 이후에는, 양극산화된 산화알루미늄층을 에칭에 의해 제거하고 마무리 작업을 하게 되는데, 이에 따라 나노패턴이 형성된 알루미늄마스터를 구비할 수 있게 된다. After the step S14, the anodized aluminum oxide layer is removed by etching and finished, thereby providing an aluminum master with a nanopattern formed thereon.
이러한 알루미늄마스터에 형성된 나노패턴은 -4℃ 내지 -6℃의 온도와 100V 내지 140V의 전압에서 이루어진 양극 산화 과정에 의해, 도 4 및 도 5와 같이 120nm 내지 150nm의 크기의 둥근 모양으로 형성될 수 있는데, 이러한 나노 패턴이 형성된 알루미늄마스터가 가로등에 나노패턴을 형성하기 위한 형틀(100)로 사용될 수 있다.The nanopattern formed on the aluminum master may be formed in a round shape having a size of 120 nm to 150 nm as shown in FIGS. 4 and 5 by an anodizing process made at a temperature of −4 ° C. to −6 ° C. and a voltage of 100 V to 140 V. FIG. An aluminum master having such a nanopattern formed thereon may be used as a
또한, 상기 알루미늄마스터를 이용하여 다양한 종류의 나노표면제품을 생산하고, 이러한 나노표면제품을 가로등에 나노패턴을 형성하기 위한 형틀(100)로서 사용할 수도 있다. 예를 들어, 상기 나노패턴이 형성된 알루미늄마스터의 상부로 핫엠보싱과정을 통해 나노패턴이 형성된 플라스틱기판을 형성하고, 이러한 나노패턴이 형성된 플라스틱기판의 상부에 시드레이어(seed layer)를 형성과정과 전주(electroforming)과정을 진행하여 나노패턴이 형성된 니켈마스터를 제작하며, 이렇게 제작된 니켈마스터를 가로등에 나노패턴을 형성하기 위한 형틀(100)로서 사용할 수도 있다.
In addition, various types of nanosurface products may be produced using the aluminum master, and the nanosurface products may be used as the
다음으로, 나노패턴이 형성된 형틀(100)을 이용하여 가로등의 표면(발광소자의 표면)에 나노패턴을 형성하는 2)단계를 살펴보면, 상기 2)단계는 두 가지 방식에 의해 진행될 수 있는데, 구체적으로 나노 임프린팅(Nano Imprinting) 또는 나노 사출성형(Nano Injection Molding) 방식에 의해 진행될 수 있다.
Next, referring to step 2) of forming the nanopattern on the surface of the street light (the surface of the light emitting device) using the
도 6을 참조하여 나노 임플린팅 방식에 의한 패턴형성을 살펴보면, 상기 나노 임플린팅 방식은, 먼저 상기 1)단계에서 나노패턴을 형성한 형틀(100)을 준비하는 단계를 포함한다(A)
Looking at the pattern formation by the nano-imprinting method with reference to Figure 6, the nano-imprinting method, first comprising the step of preparing a
상기 A 단계에 의해 나노패턴을 형성한 형틀(100)을 준비한 이후에는, 상기 형틀(100)에 고분자 수지(200)를 도포하게 되는데(B), 이러한 고분자 수지(200)는 투과도가 높고 제어가 용이하며 경화된 뒤에 안정할 수 있는 소재를 사용해야 한다. 바람직하게는, 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리디메틸실록세인(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴라카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리에스테르(polyester, PES), 환형올레핀공중합체(cyclic olefin copolymer, COC), 올리고머(olygomer)와 모노머(monomer) 및 광개시제(photoinitiator)를 포함하여 구성되는 수지 등이 사용될 수 있으며, 이러한 탄성중합체 군에서 선택된 하나 이상을 사용하여 공정을 진행할 수도 있다. After preparing the
한편, 상기 고분자 수지(200)를 도포하는 방법은, 스프레이법, 스크린 프린팅법, 잉크젯 프린팅법, 닥처블레이드법, 스핀 캐스팅법 등 종래에 사용되는 모든 방법을 사용할 수 있다.
On the other hand, the method for applying the
상기 B 단계에 의해 상기 고분자 수지(200)를 상기 형틀(100)에 도포한 뒤에는, 상기 고분자 수지(200)가 도포된 형틀(100)을 가로등의 표면에 올려놓고(C), 상기 고분자 수지(200)를 경화(D)시켜 상기 가로등의 표면에 나노패턴을 형성하게 된다.After applying the
여기서 상기 고분자 수지(200)의 경화는 열전사 방법에 의하거나, 자외선조사 방법에 의해 진행될 수 있는데, 열전사 방법에 의해 경화되는 고분자 수지(200)에는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리디메틸실록세인(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴라카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리에스테르(polyester, PES) 등이 있다. Herein, the curing of the
다음으로 자외선조사방법으로 경화되는 고분자 수지(200)에는, 올리고머(olygomer)와 모노머(monomer) 및 광개시제(photoinitiator)를 포함하여 구성되는 수지가 있는데, 여기서 상기 올리고머는 프리폴리머(prepolymer)로서 주로 에폭시(epoxy)계, 폴리에스테르(polyester)계, 우레탄(urethane)계 등이 사용된다. 또한 상기 모노머는 상기 올리고머를 용해고 부족한 특성을 부여해주기 위해 필요한 단략체로 다기능 아크릴레이트와 단기능 아크릴레이트가 있으며, 상기 광개시제는 상기 올리고머와 상기 모노머가 화학결합을 하여 원하는 수지가 되도록 도와주는 물질이다.
Next, the
상기 D 단계 이후에는, 상기 형틀(100)을 제거하게 되며, 이에 따라 도 10과 같은 가로등에 나노패턴이 형성되게 된다.
After the step D, the
이상에서는, 상기 나노패턴이 형성된 형틀(100)과 나노 임플린팅 방식에 의해 나노패턴을 형성하는 방법을 살펴보았으나, 위에서 언급하였듯이, 상기 나노패턴이 형성된 형틀(100)과 나노 사출성형 방식(Nano Injection Molding)을 통해서도 상기 가로등의 표면에 나노패턴을 형성할 수 있다. In the above, the method of forming the nanopattern by the nano-pattern formed
구체적으로, 도 7과 같은 사출성형기와 상기 나노패턴이 형성된 형틀(100)을 이용하여서도 나노패턴을 형성할 수 있으며, 이 외에도 다양한 사출성형 방식이 사용될 수 있다. Specifically, the nano-pattern may be formed using the injection molding machine as shown in FIG. 7 and the
한편, 상기 2)단계까지 거친 이후에 상기 가로등에 형성되는 나노패턴은, 저온(-4℃ 내지 -6℃) 및 고전압(100V 내지 140V) 상태의 양극 산화 과정에 의해 형성된 형틀(100)의 나노패턴과 대응되는 패턴으로써, 120nm 내지 150nm의 크기를 가지는 둥근 모양의 나노패턴으로 형성되는데, 이러한 나노패턴을 통해 상기 가로등의 눈부심을 방지하고, 빛의 직진성을 감소시킬 수 있게 된다.On the other hand, the nano-pattern formed on the street lamp after the step 2), the nano-form of the
또한, 상기 나노패턴은 의 투과율을 높이고 반사율을 낮추어서 가로등의 효율을 증가시킬 수 있는데, 아래의 표 1 내지 표 4를 참조하면 이러한 효과를 수치상으로 확인할 수 있다. In addition, the nanopattern can increase the efficiency of the street lamp by increasing the transmittance and lowering the reflectance of the, can be confirmed numerically this effect with reference to Table 1 to Table 4 below.
구체적으로 살펴보면, 아래의 표 1 및 표 2는 저온(-4℃ 내지 -6℃) 및 고전압(100V 내지 140V) 상태의 양극 산화 과정에 의해 형성된 형틀(100)과 나노 임플린팅 기술을 이용하여 가로등의 표면에 나노패턴을 형성하고 투과율(표 1)과 반사율(표 2)을 측정한 평균적인 수치이고, 아래의 표 3 및 표 4는 저온(-4℃ 내지 -6℃) 및 고전압(100V 내지 140V) 상태의 양극 산화 과정에 의해 형성된 형틀(100)과 나노 사출성형 기술을 이용하여 가로등의 표면에 나노패턴을 형성하고 투과율(표 3)과 반사율(표 4)을 측정한 평균적인 수치인데, 이러한 표 1 내지 표 4를 참조하여서 상기 효과를 수치상으로 확인할 수 있다.
Specifically, Tables 1 and 2 below use the
wave length
wave length
380nm
380nm
450nm
450 nm
550nm
550 nm
650nm
650nm
750nm
750 nm
(나노패턴O)Street Light Surface Transmittance (%)
(Nano pattern O)
88.2
88.2
98.1
98.1
98.5
98.5
98.4
98.4
98.2
98.2
(나노패턴X)Street Light Surface Transmittance (%)
(Nano pattern X)
84.5
84.5
89.3
89.3
90.9
90.9
90.3
90.3
90.5
90.5
wave length
wave length
380nm
380nm
450nm
450 nm
550nm
550 nm
650nm
650nm
750nm
750 nm
(나노패턴O)Street light surface reflectance (%)
(Nano pattern O)
1.9
1.9
1.9
1.9
2.2
2.2
2.4
2.4
2.6
2.6
(나노패턴X)Street light surface reflectance (%)
(Nano pattern X)
10.5
10.5
9.5
9.5
8.9
8.9
8.5
8.5
8.5
8.5
wave length
wave length
380nm
380nm
450nm
450 nm
550nm
550 nm
650nm
650nm
750nm
750 nm
(나노패턴O)Street Light Surface Transmittance (%)
(Nano pattern O)
84.5
84.5
98.6
98.6
97.8
97.8
97.2
97.2
98.5
98.5
(나노패턴X)Street Light Surface Transmittance (%)
(Nano pattern X)
84.5
84.5
89.3
89.3
90.9
90.9
90.3
90.3
90.5
90.5
wave length
wave length
380nm
380nm
450nm
450 nm
550nm
550 nm
650nm
650nm
750nm
750 nm
(나노패턴O)Street light surface reflectance (%)
(Nano pattern O)
0.5
0.5
0.6
0.6
1.0
1.0
1.5
1.5
2.2
2.2
(나노패턴X)Street light surface reflectance (%)
(Nano pattern X)
10.5
10.5
9.5
9.5
8.9
8.9
8.5
8.5
8.5
8.5
또한, 도 8 (반사율) 및 도 9 (투과율)를 참조하면, 이러한 표 1 내지 표 4의 결과를 그래프를 통해 시각적으로도 확인할 수 있다.
8 (reflectivity) and 9 (transmittance), the results of Tables 1 to 4 can be visually confirmed through a graph.
이상에서 살핀, 본 발명에 따른 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법 및 그에 따라 제작된 가로등은, 저온 및 고전압 상태에서의 알루미늄 산화 방법(AAO)에 의해 나노패턴이 형성된 형틀을 제작하고, 이를 이용하여 가로등에 나노패턴을 형성할 수 있다.As described above, the method for forming a nanopattern on the street lamp according to the present invention, and the street lamp manufactured according to the present invention, form a mold in which a nanopattern is formed by aluminum oxidation method (AAO) at low temperature and high voltage state, and using the same. Nanopatterns can be formed on streetlights.
또한, 저온 및 고전압 상태에서의 알루미늄 산화방법에 의해 빠르게 나노패턴이 형성된 형틀을 제작하고, 이를 이용하여 가로등에 나노패턴을 형성할 수 있다.In addition, the nano-pattern is formed quickly by the aluminum oxidation method at a low temperature and high voltage state, it can be used to form a nano-pattern on the street lamp.
또한, 전해액을 교반하기 위한 교반장치를 사용하지 않으면서 나노패턴이 형성된 형틀을 제작하여, 가로등에 나노패턴을 형성할 수 있다. In addition, the nanopattern may be formed on the street lamp without using a stirring device for stirring the electrolyte, thereby forming the nanopattern on the street lamp.
또한, 빠른 시간 내에 나노패턴을 형성시킨 형틀을 이용하여 가로등에 나노패턴을 형성하고, 이를 통해 눈부심을 방지할 수 있게 한다.In addition, by forming a nano-pattern on the street lamp using a template in which the nano-pattern was formed in a short time, it is possible to prevent glare.
그리고, 가로등 빛의 반사율을 줄이고 투과율을 높여서 효율을 높일 수 있고, 가로등 빛의 직진성을 감소시켜서 사용자에게 정서적인 안정감을 줄 수 있다.
In addition, the efficiency of the lamp may be increased by reducing the reflectance of the street light and increasing the transmittance, and may provide emotional stability to the user by reducing the straightness of the street light.
위에서 설명된 본 발명의 실시 예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the spirit and scope of the invention, , Changes and additions should be considered to fall within the scope of the claims of this patent.
100 : 형틀 110 : 나노패턴
200 : 고분자 수지 210 : 나노패턴
300 : 가로등의 표면 400 : 알루미늄 양극 산화 장치
410 : 저온인가부 420 : 전원부
430 : 실리콘 440 : 반응탱크
450 : 알루미늄100: mold 110: nano pattern
200: polymer resin 210: nanopattern
300: surface of the street lamp 400: aluminum anodizing device
410: low temperature application unit 420: power supply unit
430
450: aluminum
Claims (12)
(b) 상기 나노패턴이 형성되어 있는 형틀을 이용하여, 나노 임프린팅(Nano Imprinting) 방식에 의해 가로등에 나노패턴을 형성하는 단계;
를 포함하되,
상기 (a) 단계에서 상기 알루미늄 양극 산화 방법(AAO)은,
(a1) 실리콘 베이스에 알루미늄을 증착시켜서 반응재를 형성하는 단계;
(a2) 상기 반응재의 알루미늄 표면에 산화 알루미늄층을 형성하고, 상기 산화 알루미늄층을 에칭하여 평탄화시키는 단계;
(a3) 상기 (a2) 단계를 거친 반응재의 알루미늄에 대한 제1차 양극산화과정이 진행되도록 하는 단계;
(a4) 상기 제1차 양극산화과정을 거친 상기 반응재에 대하여, 알루미나를 제거하는 단계; 및
(a5) 상기 (a4) 단계 이후, 상기 반응재의 알루미늄에 대한 제2차 양극산화과정을 진행하는 단계;
를 포함하고,
상기 저온은 -4℃ 내지 -6℃이고 상기 고전압은 100V 내지 140V이며,
상기 반응재가 -4℃ 내지 -6℃로 유지되고,
상기 (b) 단계에서 상기 나노 임프린팅(Nano Imprinting)은,
(b1) 상기 형틀에 고분자 수지를 도포하는 단계; 및
(b2) 상기 고분자 수지가 도포된 형틀을 가로등의 표면에 올려놓고, 상기 고분자 수지를 경화 및 접착하여 상기 가로등의 표면에 나노패턴을 형성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가로등에 나노 패턴을 형성하는 방법.
(a) fabricating a mold in which a nanopattern is formed using an aluminum anodic oxidation method (AAO) in a low temperature / high voltage state;
(b) forming a nanopattern on the street lamp by a nano imprinting method using a form in which the nanopattern is formed;
Including but not limited to:
In the step (a), the aluminum anodic oxidation method (AAO),
(a1) depositing aluminum on a silicon base to form a reactant;
(a2) forming an aluminum oxide layer on an aluminum surface of the reaction material, and etching the planarized aluminum oxide layer to planarize the aluminum oxide layer;
(a3) allowing a first anodization process of aluminum of the reactant material passed through step (a2) to proceed;
(a4) removing alumina from the reaction material after the first anodization; And
(a5) after the step (a4), performing a second anodization process on aluminum of the reaction material;
Lt; / RTI >
The low temperature is -4 ° C to -6 ° C and the high voltage is 100V to 140V,
The reaction material is maintained at -4 ° C to -6 ° C,
In the step (b), the nano imprinting (Nano Imprinting),
(b1) applying a polymer resin to the mold; And
(b2) placing the mold coated with the polymer resin on the surface of the street lamp, and curing and adhering the polymer resin to form a nanopattern on the surface of the street lamp;
Method for forming a nano-pattern on the street light, characterized in that it comprises a.
상기 나노패턴은 150nm 내지 250nm의 크기를 가지는 나노패턴인 것을 특징으로 하는, 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법.
The method of claim 1,
The nanopattern is characterized in that the nanopattern having a size of 150nm to 250nm, method of forming a nanopattern on the street light.
상기 (b2) 단계에서 상기 고분자 수지를 경화시키는 방법이 열경화방법 또는 자외선경화방법인 것을 특징으로 하는, 가로등에 나노패턴을 형성하는 방법.
The method of claim 1,
The method of forming a nano-pattern on the street light, characterized in that the step of curing the polymer resin in the step (b2) is a thermosetting method or an ultraviolet curing method.
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KR20100003419A (en) * | 2008-07-01 | 2010-01-11 | 엘지마이크론 주식회사 | Superhydrophobic film and the method thereof |
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2011
- 2011-11-08 KR KR1020110115839A patent/KR101287926B1/en active IP Right Grant
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