KR101669734B1 - 초소수성 시트 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

초소수성 시트 및 이의 제조 방법에서, 초소수성 시트는 베이스 시트 상에 폴리머로 형성되고, 서로 이격된 다수의 마이크로 필라들을 포함하는 마이크로 패턴과, 마이크로 필라들 상에 형성되고, 양극산화알루미늄으로 형성된 미세 구조를 갖는 나노 패턴을 포함한다.

Description

초소수성 시트 및 이의 제조 방법{SUPERHYDROPHOBIC SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 초소수성 시트 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 유연성을 가지면서도 투명한 초소수성 시트 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

자연계에 존재하는 연꽃잎의 마이크로-나노 이중 표면 구조는 자가 세정(self-cleaning) 및 물 반발(water-repellency)의 독특한 표면 특성을 갖고 있고, 이에 기반하여 인공적으로 물에 젖지 않는 표면을 구현하고자 하는 기술 개발이 시도되고 있다.

일회성의 표면 젖음 특성(surface wetting property)의 확보에 대해서는 많은 연구들이 진행되고 있고 우수한 효과를 나타내고 있으나, 이러한 기능성 표면 구조는 제조 공정이 복잡하고 까다롭거나 재현성 확보와 대면적화가 어려운 문제를 가지고 있다. 이와 같은 문제들은 자연모사(bio-mimetics) 기반의 초수소성 표면 기술의 발전 및 산업 분야로의 응용을 제한하는 요인이 되고 있다.

한편, 초수소성 표면이 우수한 표면 젖음 특성과 함께 기계적으로 유연성을 가지고 광학적으로 높은 투명도를 갖는 제품에 대한 요구가 증가함에 따라, 마이크로-나노 이중 표면 구조에 기반하여 이러한 기계적 및 광학적 특성을 가지도록 하는 다양한 시도가 이루어지고 있으나, 이들 특성을 모두 만족하는 필름 및 이의 제조 방법과 관련된 기술 개발이 더딘 실정이다.

한국공개특허 제2010-0026101호에는 마이크로-나노 이중 표면 구조의 표면을 한 번에 만들 수 있는 스탬프에 대해서 개시하고 있는데, 이와 같은 스탬프를 이용하는 경우 마이크로-나노 이중 표면 구조를 대량 생산할 수 있는 장점이 있으나 스탬프의 나노 구멍들로부터 나노 구조를 구현하기 때문에 나노 구멍들이 쉽게 손상되어 스탬프 사용기간에 제약이 있으며, 스탬프를 이용하여 제조한 표면 구조는 단순히 구조적인 특성에 의해서 초소수성을 구현할 수밖에 없기 때문에 젖음 특성을 향상시키는데 한계가 있다.

본 발명의 일 목적은 우수한 젖음 특성을 가지면서도, 기계적 및 광학적 특성이 모두 향상된 초소수성 시트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 초소수성 시트의 제조 신뢰성 및 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있는 상기 초소수성 시트의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 초소수성 시트은 베이스 시트 상에 폴리머로 형성되고, 서로 이격된 다수의 마이크로 필라들을 포함하는 마이크로 패턴과, 상기 마이크로 필라들 상에 형성되고, 양극산화알루미늄으로 형성된 미세 구조를 갖는 나노 패턴을 포함한다.

일 실시예에서, 상기 나노 패턴은 광경화 수지로 형성된 접합층에 의해 상기 마이크로 필라들의 표면에 접합될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 베이스 시트는 투명 필름이고, 상기 마이크로 패턴은 투명한 광경화 수지로 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 마이크로 필라의 폭과 마이크로 필라들 사이의 이격 거리는 1:1 내지 1:10일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 초소수성 시트는 상기 마이크로 패턴 및 상기 나노 패턴이 형성된 베이스 시트를 전체적으로 커버하는 발수 코팅층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 초소수성 시트의 제조 방법이 제공된다. 상기 제조 방법은 베이스 시트 상에 서로 이격된 다수의 마이크로 필라들을 포함하는 마이크로 패턴을 형성하는 단계, 베이스 기판 상에 형성된 양극산화알루미늄층을 포함하는 나노 구조체를 형성하는 단계, 상기 마이크로 필라들과 상기 양극산화알루미늄층을 접합시키는 단계 및 상기 마이크로 필라들과 상기 양극산화알루미늄층이 접합된 상태에서 상기 베이스 기판과 상기 양극산화알루미늄층의 일부를 제거하여, 미세 구조를 갖는 나노 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 나노 구조체를 형성하는 단계는 상기 베이스 기판 상에 감광층을 형성하는 단계, 상기 감광층 상에 알루미늄 박막을 형성하는 단계 및 상기 알루미늄 박막의 표면을 양극 산화시켜 양극산화알루미늄층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 나노 패턴을 형성하는 단계에서 상기 베이스 기판부터 상기 감광층, 상기 양극산화알루미늄층이 형성되고 잔류하는 알루미늄층 및 상기 양극산화알루미늄층의 일부를 순차적으로 제거할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 접합시키는 단계는 상기 마이크로 필라들 상에 광경화 수지로 접합층을 형성하는 단계, 상기 접합층이 형성된 상태에서 상기 양극산화알루미늄층을 상기 접합층 상에 배치시키는 단계 및 상기 양극산화알루미늄층이 상기 접합층과 접촉하는 상태에서 상기 접합층을 광경화시키는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 나노 패턴을 형성하는 단계는 상기 베이스 기판을 제거하는 단계 및 상기 마이크로 필라들의 이격 영역 상에 배치된 양극산화알루미늄층을 식각액을 이용하여 제거하여 상기 마이크로 필라들 상에 양극산화알루미늄층을 잔류시키는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 마이크로 구조체를 형성하는 단계는 상기 마이크로 필라들을 형성하는 스탬프를 형성하는 단계, 상기 스탬프에 열경화 수지를 도포하는 단계, 상기 열경화 수지가 도포된 스탬프 상에 상기 열경화 수지와 접촉하도록 베이스 시트를 배치시키는 단계, 상기 베이스 시트가 배치된 상태에서 상기 열경화 수지를 경화시켜 상기 마이크로 필라들을 포함하는 마이크로 패턴을 형성하는 단계 및 상기 스탬프를 상기 베이스 시트 및 상기 마이크로 패턴으로부터 분리하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 초소수성 시트 및 이의 제조 방법에 따르면, 낮은 비용 및 간단한 공정을 통해서 대면적의 초소수성 시트를 제조할 수 있어 생산성을 높일 수 있고, 반복 재현에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 초소수성 시트의 젖음 특성뿐만 아니라, 광학적 특성인 투과도를 조절 및 향상시킬 수 있고, 초소수성 시트의 기계적인 특성인 유연성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소수성 시트를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1의 초소수성 시트를 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 도 1의 초소수성 시트의 제조를 위해 마이크로 구조체를 형성하는 단계를 설명하기 위한 공정도들이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1의 초소수성 시트의 제조를 위해 나노 구조체를 형성하는 단계를 설명하기 위한 공정도들이다.
도 5a 및 도 5b는 마이크로 구조체 및 나노 구조체를 이용하여 도 1의 초소수성 시트를 제조하는 단계를 설명하기 위한 공정도들이다.
도 6은 본 발명의 제조예 1에 따른 초소수성 시트의 표면 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 초소수성 시트의 제조 안정성을 설명하기 위한 사진이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 제조예 1에 따른 초소수성 시트의 젖음 특성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 본 발명의 제조예 1에 따른 초소수성 시트의 광학적 특성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 제조예 1에 따른 초소수성 시트의 기계적 특성을 설명하기 위한 도면들이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소수성 시트를 설명하기 위한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 초소수성 표면 구조를 갖는 초소수성 시트(HST)은 베이스 시트(BS), 그 위에 순차적으로 형성된 마이크로 패턴(MP) 및 나노 패턴(NP)을 포함한다.

베이스 시트(BS)은 투명 기재로서, 초소수성 시트(HST)의 베이스 기재가 된다. 베이스 시트(BS)는 유연성을 갖는 투명 필름이거나, 유리 기판일 수 있다. 예를 들어, 베이스 시트(BS)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)로 형성될 수 있다.

마이크로 패턴(MP)은 베이스 시트(BS) 상에 형성되고, 서로 이격되어 배치된 다수의 마이크로 필라들(pillars)을 포함한다. 상기 마이크로 필라들 각각의 높이가 수 내지 수십 마이크로미터(㎛)일 수 있고, 상기 마이크로 필라들 각각의 평면적이 수 내지 수백 평방 마이크로미터(㎛²)일 수 있다. 상기 마이크로 필라들은 각각의 상단부는 서로 이격되되, 베이스 시트(BS) 상의 하단부가 서로 연결될 수 있다. 이와 달리, 상기 마이크로 필라들은 각각이 독립적으로 베이스 시트(BS)에 서로 이격되어 배치되어 하나의 패턴을 이룰 수 있다.

마이크로 필라의 폭(크기)은, 마이크로 필라의 높이를 정의하는 높이 방향과 수직한 방향으로의 길이를 의미한다. 마이크로 필라들 각각의 폭은, 마이크로 필라들 사이의 이격 거리와 약 1:1 내지 1:10의 비율을 만족할 수 있다. 상기 비율이 1:1 미만인 경우, 즉 마이크로 필라의 폭이 이격 거리보다 큰 경우 광투과도가 현저히 떨어지고, 1:10을 초과하는 경우에는 마이크로-나노 이중 표면 구조에 의한 초소수성 효과가 현저히 떨어지는 문제가 있다. 바람직하게는, 상기 비율은 1:1 내지 1:5일 수 있다.

마이크로 패턴(MP)은 폴리머로 형성된다. 일례로, 마이크로 패턴(MP)은 광경화 수지로 형성될 수 있고 이때 상기 폴리머는 광경화된 폴리머일 수 있으며 자외선에 의해 경화될 수 있다. 이때, 마이크로 패턴(MP)은 광을 투과시키는 투명 재질일 수 있다.

나노 패턴(NP)은 마이크로 패턴(MP) 상에 배치되고, 광을 투과시키는 투명한 층으로서, 특히, 나노 패턴(NP)은 상기 마이크로 필라들 상에 배치된다. 특히, 나노 패턴(NP)은 마이크로 패턴(MP) 중에서 상기 마이크로 필라들 각각의 상부 표면에 배치될 수 있다. 나노 패턴(NP)은 미세 구조를 가지고, 이에 의해서 초소수성 시트(HST)의 표면이 나노 거칠기를 가질 수 있다. 예를 들어, 나노 패턴(NP)은 다수의 피라미드 형상의 미세 구조의 집합체일 수 있다. 나노 패턴(NP)은 양극산화알루미늄(anodic aluminium oxide, AAO)이다. 알루미늄 박막을 양극산화 시키면 알루미늄 박막의 일부가 양극산화알루미늄이 되면서 알루미늄 박막의 표면에 다공성 구조를 형성한다. 이때의 다공성 구조가 나노 패턴(NP)이 된다.

도면으로 도시하지 않았으나, 초소수성 시트(HST)은 발수 코팅층을 더 포함할 수 있다. 상기 발수 코팅층은 마이크로 패턴(MP) 및 나노 패턴(NP)을 전체적으로 커버하고 있는 층으로서, 나노 패턴(NP)을 형성한 후에 추가적인 발수 코팅 공정을 수행함으로써 형성할 수 있다. 상기 발수 코팅층에 의해서 초소수성 시트(HST)의 초소수성은 크게 향상될 수 있다. 상기 발수 코팅층은 탄화 불소층일 수 있다.

상기에서 설명한 바에 따르면, 초소수성 시트(HST)은 마이크로 패턴(MP) 및 그 위에 형성된 나노 패턴(NP)을 포함하는 마이크로-나노 이중 표면 구조를 가짐으로써 초소수성을 가진다. 뿐만 아니라, 초소수성 시트(HST)은 베이스 시트(BS), 마이크로 패턴(MP) 및 나노 패턴(NP) 각각이 투명 재질로 형성되어 투과도를 확보할 수 있고, 동시에 유연성도 가질 수 있다. 특히, 발수 코팅층을 마이크로-나노 이중 표면 구조 상에 추가적으로 형성함으로써 초소수성 시트(HST)의 초소수성을 크게 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 도 2를 참조하여 도 1의 초소수성 시트(HST)을 제조하는 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2는 도 1의 초소수성 시트를 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초소수성 시트(HST)은, 먼저 마이크로 구조체(200, 도 5a 참조) 및 나노 구조체(300, 도 5a 참조)를 각각 형성하고(단계 S110), 이들을 어셈블리한 후(단계 S120) 나노 구조체(300)의 일부를 제거함(단계 S130)으로써 제조한다. 마이크로 구조체(200)와 어셈블리된 나노 구조체(300)에서 일부가 제거되고, 남은 잔류하는 부분이 초소수성 시트(HST)이 된다. 도 2의 각 단계에 대해서는 도 3a 내지 도 3c, 도 4a, 도 4b, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 구체적으로 후술하기로 한다.

도 3a, 도 3b 및 도 3c는 도 1의 초소수성 시트의 제조를 위해 마이크로 구조체를 형성하는 단계를 설명하기 위한 공정도들이다.

도 3a를 참조하면, 마이크로 구조체(200)를 형성하기 위해서, 베이스 기판(210)을 준비하고 그 위에 포토 패턴(220)을 형성한다.

베이스 기판(210)은 실리콘 기판이고, 포토 패턴(220)은 포토리소그래피(photolithography) 공정을 통해서 형성할 수 있다. 포토 패턴(220)이 마이크로 패턴(MP)과 대응하는 부분으로서, 베이스 기판(210)은 포토 패턴(220)의 형성 영역과 미형성 영역으로 구분할 수 있다. 마이크로 패턴(MP)의 크기에 따라서 포토 패턴(220)을 디자인하여 형성할 수 있다.

이어서, 포토 패턴(220)이 형성된 베이스 기판(210) 상에 스탬프층(230)을 형성한다. 스탬프층(230)은 포토 패턴(220)이 형성된 베이스 기판(210)을 전면적으로 커버하도록 형성될 수 있고, 그 표면은 평탄할 수 있다.

일례로, 스탬프층(230)은 포토 패턴(220)이 형성된 베이스 기판(210) 상에 액상 레진(resin)을 도포하고, 이를 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 상기 레진은 열경화성 레진이고, 열경화성 레진을 도포할 때 경화제(curing agent)를 함께 도포한 후 열을 가하여 열경화시켜 형성할 수 있다.

도 3b를 참조하면, 스탬프층(230)을 포토 패턴(220) 및 베이스 기판(210)과 분리함으로써 분리된 스탬프층(230)이 마이크로 구조체(200)를 형성하기 위한 스탬프(stamp)가 된다.

스탬프층(230)이 포토 패턴(220)과 분리됨에 따라 포토 패턴(220)과 마주하는 부분이 함입된 부분이 되고, 베이스 기판(210)과 마주하는 부분이 상대적으로 돌출된 부분이 되어 요철 패턴을 갖게 된다.

표면에 요철 패턴이 형성된 스탬프층(230)을 스탬프로서 이용하여, 스탬프층층(230) 상에 수지를 도포하고 그 위에 베이스 시트(250)을 배치한다. 베이스 시트(250)이 배치된 상태에서 상기 수지를 경화시켜 폴리머층(240)을 형성한다.

폴리머층(240)은 스탬프층(230)을 형성하는데 이용하는 수지와 다른 종류의 수지를 이용한다. 예를 들어, 폴리머층(240)은 광경화 수지를 이용하여 형성할 수 있고, 특히 자외선 경화 수지를 이용할 수 있다. 즉, 스탬프층(230) 상에 광경화 수지를 도포하고 그 위에 베이스 시트(250)을 배치한 후 광(자외선)을 조사하여 상기 광경화 수지를 광경화시킴으로써 폴리머층(240)을 형성할 수 있다.

도 3c를 참조하면, 스탬프층(230)만을 폴리머층(240) 및 베이스 시트(250)과 분리시킴으로써, 베이스 시트(250) 및 그 위에 형성된 폴리머층(240)을 준비할 수 있다. 이때, 도 3c의 베이스 시트(250)이 도 1의 베이스 시트(BS)과 실질적으로 동일한 것이고, 도 3c의 폴리머층(240)이 도 1의 마이크로 패턴(MP)과 실질적으로 동일한 것이다.

이에 따라, 본 발명에 따른 초소수성 시트(HST)의 제조를 위한 마이크로 구조체(200)를 준비할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 도 1의 초소수성 시트의 제조를 위해 나노 구조체를 형성하는 단계를 설명하기 위한 공정도들이다.

도 4a를 참조하면, 나노 구조체(300)를 형성하기 위해서, 베이스 기판(310)을 준비하고 그 위에 알루미늄 박막(330)을 형성한다. 이때, 베이스 기판(310)과 알루미늄 박막(330) 사이에, 감광층(320)을 더 형성할 수 있다.

베이스 기판(310)을 실리콘 기판일 수 있다.

감광층(320)은, 공정 중에 베이스 기판(310)과 알루미늄 박막(330)의 접착력을 높여주는 동시에, 나노 패턴(NP)을 형성하는 공정에서 희생층(sacrificial layer)으로 이용될 수 있다. 감광층(320)은 건식 감광 필름(dry film resist)일 수 있다.

알루미늄 박막(330)은 알루미늄 호일(foil)을 감광층(320) 상에 부착시킴으로써 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 알루미늄 호일은 요리용 호일(쿠킹호일)일 수 있다. 이와 달리, 알루미늄 박막(330)은 감광층(320)이 형성된 베이스 기판(310) 상에 직접 스퍼터링하여 증착시킴으로써 형성할 수 있다.

도 4b를 참조하면, 알루미늄 박막(330)에 대해서 양극산화 공정을 수행하여 양극산화알루미늄층(332)을 형성한다. 알루미늄 박막(330)의 표면에 다공성 구조의 양극산화알루미늄이 형성됨에 따라 양극산화알루미늄층(332)이 형성되고, 양극산화알루미늄층(332)은 잔류하는 알루미늄층(334)을 포함할 수 있다. 즉, 알루미늄 박막(330)의 일부는 양극산화알루미늄이 되고, 나머지는 알루미늄으로 그대로 존재한다.

이에 따라, 베이스 기판(310) 상에 형성된 감광층(320) 및 양극산화알루미늄층(332)을 포함하는 나노 구조체(300)가 준비될 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 마이크로 구조체 및 나노 구조체를 이용하여 도 1의 초소수성 시트를 제조하는 단계를 설명하기 위한 공정도들이다.

도 5a를 참조하면, 각각 준비된 마이크로 구조체(200)와 나노 구조체(300)를 어셈블리한다. 이에 따라, 마이크로 구조체(200)의 폴리머층(240)과 나노 구조체(300)의 양극산화알루미늄층(332)이 접합된다.

이때, 폴리머층(240)의 표면에는 접합층(bonding layer, 미도시)을 더 형성할 수 있다. 접합층은 폴리머층(240)을 형성하는데 이용한 광경화 수지와 실질적으로 동일한 수지로 형성할 수 있다. 광경화 수지는 광을 조사하여 경화하는 공정을 거치기 전까지는 점성이 있는 상태이므로 폴리머층(240) 표면에 광경화 수지를 코팅하여 상기 접합층을 형성한 상태에서, 나노 구조체(300)를 접합시킬 수 있다. 마이크로 구조체(200)와 나노 구조체(300)가 상기 접합층을 매개로 하여 접합된 상태에서 광을 조사하여 상기 접합층을 경화시킨다. 이에 따라, 마이크로 구조체(200)와 나노 구조체(300)가 견고하게 접합된 상태가 될 수 있으며, 경화된 상기 접합층은 폴리머층(240)과 동일한 재료로 형성되고 박막 형태이므로, 실질적으로는 폴리머층(240)과 양극산화알루미늄층(332)이 견고하게 접합된 상태가 된다.

도 5b를 참조하면, 마이크로 구조체(200)와 나노 구조체(300)가 접합된 상태에서 나노 구조체(300)의 베이스 기판(310) 및 감광층(320)을 제거하여, 마이크로 구조체(200) 상에 양극산화알루미늄층(332)만이 접합된 구조를 형성한다. 이때, 베이스 기판(310)과 감광층(320)이 제거됨으로써 양극산화알루미늄층(332)을 형성하고 잔류하는 알루미늄 박막의 일부인 알루미늄층(334)이 외부로 노출될 수 있다.

이어서, 1차 식각액을 이용하여 알루미늄층(334)을 선택적으로 제거하고, 2차 식각액을 이용하여 양극산화알루미늄층(332)을 나노선(nanowire) 구조로 형성한다. 상기 2차 식각액을 이용하는 공정에서, 폴리머층(240)과 접합되지 않은 영역, 즉 마이크로 필라들의 이격 영역에 배치된 양극산화알루미늄층(332)이 제거되고, 폴리머층(240) 상에는 폴리머층(240)과 접합된 나노선 구조가 잔류한다.

구체적으로, 상기 1차 식각액은 선택적으로 알루미늄층(334)을 식각하는 식각액으로서, 염화구리 및 염산의 혼합 수용액을 이용할 수 있다. 이에 따라, 양극산화알루미늄층(332)의 일부는 폴리머층(240)과 접합된 상태로 유지하고, 일부는 폴리머층(240)을 지지대로 하여 독립된 형태(freestanding)로 유지된다. 알루미늄층(334)은 제거되고 잔류하는 양극산화알루미늄층(332)에 대해서 상기 2차 식각액을 제공하면, 초기에는 양극산화알루미늄층(332)의 표면부터 식각되기 시작하여 나노 크기의 기공(pore)이 외부로 노출된다. 상기 2차 식각액이 제공되는 시간이 증가함에 따라, 마이크로 필라들의 이격 영역에 배치된 양극산화알루미늄층(332)이 제거되고, 폴리머층(240)과 접합된 부분의 양극산화알루미늄층(332)은 기공들 사이의 측벽들이 상기 2차 식각액에 의해서 점차적으로 제거되면서 도 1에서 설명한 나노 패턴(NP)과 같은 나노선 구조가 형성된다. 이때, 상기 2차 식각액은 인산 용액을 이용할 수 있다.

나노선 구조로 변환된 양극산화알루미늄층(332)에서, 하단부는 폴리머층(240)에 견고하게 접합된 상태로 계속 유지되고, 상단부는 나노선끼리 군집(aggregation)됨으로써, 궁극적으로 도 1에서 설명한 나노 패턴(NP)과 같은 미세 구조를 형성할 수 있다.

이에 따라, 도 1의 베이스 시트(BS), 마이크로 패턴(MP) 및 나노 패턴(NP)과 각각 대응되는, 베이스 시트(250), 폴리머층(240) 및 미세 구조의 양극산화알루미늄층이 잔류함으로써, 초소수성 시트(HST)이 형성된다. 이때, 추가적으로 발수 코팅 공정을 더 수행하여, 마이크로 패턴(MP) 및 나노 패턴(NP)이 형성된 베이스 시트(BS) 상에 이들을 전체적으로 커버하는 발수 코팅층을 형성할 수 있다.

상기에서 설명한 바에 따르면, 알루미늄 박막(330)을 알루미늄 호일과 같은 저가의 재료를 이용하고, 진공/고온 공정을 이용하지 않고 저온 공정으로 수행할 수 있으므로 낮은 비용 및 간단한 공정을 통해서 대면적의 초소수성 시트를 제조할 수 있어 생산성을 높일 수 있고, 반복 재현에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 저온 공정에 의하기 때문에 베이스 시트로서 고분자로 형성된 필름을 이용하더라도 제조 공정 중에서 손상되는 것을 최소화할 수 있다.

뿐만 아니라, 크기를 미세하게 조절할 수 있는 양극산화알루미늄층(332)을 이용하여 나노 패턴(NP)을 구현함으로써 초소수성 시트(HST)의 젖음 특성을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 베이스 시트(BS), 마이크로 패턴(MP) 및 나노 패턴(NP) 각각을 형성하는 재료의 선택에 따라 광학적 특성인 투과도를 조절 및 향상시킬 수 있고, 초소수성 시트의 기계적인 특성인 유연성을 확보할 수 있다.

실시예 1: 초소수성 시트의 제조

(1) 마이크로 구조체의 준비

먼저, 포토리소그래피 공정으로 4 인치 실리콘 기판 상에 약 60 ㎛의 두께로 포토레지스트를 도포하고, 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정을 통해서 포토 패턴을 형성하였다. 이어서, 액상의 폴리디메틸실록산(polydimethylxiloxane, PDMS)과 경화제(curing agent)를 10:1의 질량비로 혼합하여, 상기 포토 패턴이 형성된 실리콘 기판 상에 붓고, 약 70 ℃의 대류 오븐(convection oven)에서 약 1시간 동안 유지하여 열경화시킨 후, PDMS를 상기 포토 패턴이 형성된 실리콘 기판으로부터 분리함으로써 스탬프를 준비하였다.

준비된 스탬프에, 자외선 경화 수지를 채우고 미리 세척된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(PET 필름)과 겹친 후 강도(intensity)가 20 mW/cm²인 자외선에 10 분간 노출시켜 자외선 경화 수지를 충분히 경화시켰다. 그 후, 경화된 자외선 경화 수지로부터 상기 스탬프를 뜯어 제거함으로써 다수의 마이크로 필라들을 포함하는 마이크로 패턴이 형성된 마이크로 구조체를 준비하였다. 이때, 마이크로 필라들 각각의 폭은 약 30 ㎛이었고, 마이크로 필라들의 이격 간격은 마이크로 필라들 각각의 중심점을 기준으로 약 30 ㎛이었다.

(2) 나노 구조체의 준비

알루미늄 호일로서 쿠킹호일을 건식 감광 필름 (dry film resist, DFR)이 적층된 4 인치 실리콘 기판 상에 접합하여 양극산화를 위한 시편을 준비하였다. 준비된 시편에 약 45 V의 전압을 인가한 상태에서, 0.3 몰농도의 옥살산(oxalic acid) 용액에서 15분 동안 양극산화 공정을 수행함으로써 양극산화알루미늄층을 형성하여, 나노 구조체를 준비하였다. 이때, 순환 욕조(bath circulator)를 이용하여 용액의 온도를 약 10 ℃로 일정하게 유지하였다.

(3) 마이크로 구조체와 나노 구조체의 접합

제조된 마이크로 구조체의 표면에 마이크로 필라들을 형성하는데 이용한 자외선 경화 수지를 스핀 코팅 공정을 이용하여 접합층으로서 얇게 도포하고 그 위에 나노 구조체의 양극산화알루미늄층을 접촉시켰다. 이때, 상기 접합층은 마이크로 필라들 상에만 형성되도록 하였다. 마이크로 구조체와 나노 구조체를 상기 접합층을 매개로 접촉시킨 상태에서, 약 20 mW/cm² 강도의 자외선에 10 분 간 노출시켜 상기 접합층을 경화시켰다.

(4) 나노 패턴의 제조

상기 접합층을 경화시킨 후, 1차 식각액으로 아세톤(acetone)을 이용하여 상기 나노 구조체의 감광층을 제거하고, 양극산화알루미늄층의 형성으로 잔류하는 알루미늄층은 염화구리(copper(II) chloride, CuCl₂)와 염산(hydrochloric acid, HCl) 혼합액을 2차 식각액으로 이용하여 약 55℃ 온도를 유지하며 제거하였다.

이어서, 약 30℃의 온도로 유지된 약 5 wt% 인산(phosphoric acid, H₃PO₄) 용액을 이용하여 마이크로 필라들과 접촉하지 않은 부분의 양극산화알루미늄층을 식각하여 나노 패턴을 형성함으로써, 마이크로 패턴 상에 나노 패턴이 형성된 마이크로-나노 이중 표면 구조의 본 발명의 실시예 1에 따른 초소수성 시트를 제조하였다.

표면 구조 분석

상기와 같이 준비된 본 발명의 실시예 1에 따른 초소수성 시트에 대해서, 전자주사현미경(scanning electron microscope, SEM)을 이용하여 그 표면을 확인하였다. 또한, 마이크로 구조체를 제조한 후에 그 표면에 대해서도 SEM으로 확인하였으며, 나노 패턴의 구조 또한 SEM으로 확인하였다. 그 결과를 도 6에 나타낸다.

또한, 나노 패턴의 원자간력현미경(atomic force microscope, AFM)을 이용한 분석을 수행하였고, 그 결과를 도 6에 나타낸다.

도 6은 본 발명의 제조예 1에 따른 초소수성 시트의 표면 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 6에서, (a)는 마이크로-나노 이중 표면 구조의 전체적인 배열을 나타낸 SEM 사진(scale bar: 200 ㎛)이고, (b)는 마이크로 필라 단일의 SEM 사진(scale bar: 50 ㎛)이며, (c)는 나노 패턴의 확대 SEM 사진(scale bar: 5 ㎛)이다. (d)는 나노 패턴의 AFM 사진이다.

도 6의 (a) 및 (b)를 참조하면, 마이크로 필라들이 전체적으로 균일한 배열로 안정적으로 제조됨을 알 수 있고, (c)와 같이 마이크로 필라들 각각 상에는 나노 패턴이 미세 구조로 나노 거칠기를 형성함을 확인할 수 있다. 또한, (d)를 참조하면, 그 나노 거칠기는 균일한 것을 알 수 있다.

특성평가 1: 제조 안정성

실시예 1에 따른 초소수성 시트와 실질적으로 동일한 방법이되, PET 필름 대신 유리기판 상에 마이크로-나노 이중 표면 구조를 형성한 샘플을 본 발명의 실시예 2에 따른 초소수성 시트로서 준비하였다. 실시예 1에 따른 초소수성 시트와 실시예 2에 따른 초소수성 시트 각각의 사진을 촬영하였고, 그 결과를 도 7에 나타낸다.

도 7은 본 발명의 실시예 1 및 2에 따른 초소수성 시트의 제조 안정성을 설명하기 위한 사진이다.

도 7에서, (a)는 문자 위에 실시예 1에 따른 초소수성 시트를 놓은 상태의 사진(scale bar: 2 cm)이고, (b)는 문자 위에 실시예 2에 따른 초소수성 시트를 놓은 상태의 사진(scale bar: 2 cm)이며, (c) 및 (d)는 실시예 1에 따른 초소수성 시트를 곡면이 있는 유리 제품인 실린더와 비커 각각에 부착한 상태에서의 사진이다. 도 7의 (a) 및 (b)에서의 점선이 마이크로-나노 이중 표면 구조가 형성된 영역을 나타낸다.

도 7의 (a) 및 (b)를 참조하면, PET 필름이나 유리 기판, 어디에라도 마이크로-나노 이중 표면 구조를 적용하여 투명성을 확보할 수 있다. 또한, (c) 및 (d)를 참조하면, PET 필름을 이용하는 경우에 곡면을 갖는 유리 제품에 부착하기 용이하고 부착한 후에도 투명성을 그대로 유지된 것을 확인할 수 있다. 즉, 실시예 2에서와 같이 유리 기판 뿐만 아니라, 실시예 1과 같이 PET 필름을 이용해서도 마이크로-나노 이중 표면 구조를 구현할 수 있고, 제조 안정성이 유리 기판에 대해서 수행하는 것만큼 높은 것을 알 수 있다.

특성 평가 2: 정적 젖음 특성

초소수성 시트의 정적 젖음 특성(static wetting property)을 평가하기 위해, 7.5 ㎕ 부피의 물방울을 그 표면에 떨어뜨린 후 정적 접촉각(stactic contact anlge, SCA)을 측정하였다.

실시예 1에 따른 초소수성 시트와 실질적으로 동일한 제조 공정을 통해서, 마이크로 필라들 각각의 폭은 약 30 ㎛이고, 이격 간격이 60 ㎛인 실시예 3에 따른 초소수성 시트와, 이격 간격이 각각 90 ㎛, 120 ㎛ 및 150 ㎛인 실시예 4, 5 및 6에 따른 초소수성 시트를 준비하였고, 실시예 1 및 실시예 3 내지 6 각각에 대해서 정적 접촉각을 측정하였다. 그 결과를 도 8에 나타내고, 도 8에서 실시예 1에 따른 초소수성 시트를 P1(□), 실시예 3 내지 6에 따른 초소수성 시트를 각각 P2(□), P3(□), P4(□) 및 P5(□)로 나타낸다.

또한, 실시예 1, 3 내지 6에서 나노 패턴을 형성하지 않고 마이크로 패턴만을 포함하는 마이크로 표면 구조를 갖는 시트들을 비교예 1 내지 5로 준비하였고, P1(■) 내지 P5(■)로 나타낸다. P0(□)은 PET 필름에 대한 결과를 나타내고, P0(■)은 마이크로 패턴없이 나노 패턴만을 갖는 비교예에 대한 결과를 나타낸다. P0의 고유 접촉각(intrinsic contact angle)이 117.7 ± 0.5°로 측정되었다.

도 8을 참조하면, P1(■)에서 P4(■)로 갈수록 또한, P1(□)에서 P4(□)로 갈수록 정적 접촉각이 점차적으로 증가하는 것을 통해서, Cassie-Baxter 젖음 이론을 따르는 것을 확인할 수 있다. 이는 마이크로 필라들 사이에 물방울을 떠받칠 수 있는 충분한 공기층이 형성되어서 물방울과 고체 표면 간의 접촉 면적을 효율적으로 줄일 수 있음을 의미한다. 하지만, P5(□)에 대해서는 정적 접촉각이 113.7 ±0.9°로 급격히 낮아짐을 확인할 수 있었는데, 이는 마이크로 필라 간격이 멀어짐에 따라 물방울이 쉽게 표면 형상의 바닥까지 도달하는 Wenzel 젖음 모드로 전환되었기 때문이다. 이에 반해, 마이크로-나노 이중 구조 표면를 갖는 P5(■)도 170° 이상의 높은 접촉각을 유지하였으며, 이는 마이크로 필라 상부에 형성된 나노 크기의 거칠기가 물방울을 지탱할 수 있는 많은 공기층을 추가로 제공하여 안정적으로 Cassie-Baxter 모드를 유지할 수 있음을 의미한다.

특성 평가 3: 동적 젖음 특성

초소수성 시트의 동적 젖음 특성을 평가하기 위해서, 접촉각 이력 (contact angle hysteresis, CAH)을 측정하였다.

접촉각 이력은 7.5 ㎕ 부피의 물방울을 기준으로 그 부피를 10 ㎕로 증가시킨 상태와 5 ㎕로 감소시킨 상태에서 연속적으로 측정된 정적 접촉각을 각각 전진 접촉각 (advancing CA, ACA)과 후진 접촉각 (receding CA, RCA)으로 먼저 정의하고 이 두 값의 차이를 계산함으로써 얻었다 (CAH=ACA-RCA). 그 결과를 도 9에 나타내고, 도 9에서 P1(●) 내지 P5(●)는 본 발명의 실시예 1 및 3 내지 6에 따른 초소수성 시트에 대한 것이고, P1(○) 내지 P5(○)는 비교예 1 내지 5에 따른 시트에 대한 것이다.

도 9를 참조하면, P1(○) 내지 P5(○) 및 P1(●) 내지 P4(●)의 결과에서 볼 수 있듯이, 모두 마이크로 필라들 사이의 이격 간격이 멀어짐에 따라 이력현상이 줄어드는 것을 알 수 있다. 이는 마이크로 필라들 사이의 이격 간격이 멀어짐에 따라 물방울과 고체 표면 간 실제 접촉 면적이 줄어들기 때문이다. 특히, 비교예에 따른 시트들(P1(○) 내지 P5(○))에 비해 실시예에 따른 초소수성 시트(P1(●) 내지 P5(●))에 대해서 더 낮은 이력 특성을 확인할 수 있었는데, 이는 마이크로 필라들 각각의 상부에 형성된 나노 패턴이 물방울과의 실제 접촉 면적을 보다 크게 줄여주기 때문이다. 또한, P5(○)에 있어서는, P1(○) 내지 P4(○)에 비해서 이력 값이 크게 증가하는 것에 반해, P5(●)에서는 여전히 3.5° 이하의 낮은 이력 특성을 보이는 것을 알 수 있다. 즉, 마이크로-나노 이중 표면 구조를 형성함으로써 Cassie-Baxter 모드에서의 표면 젖음 특성 안정성을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.

특성 평가 4: 물 반발 특성

보다 동적인 환경에 대한 초소수성 시트의 물 반발 특성을 평가하기 위해 제작된 시트에 대해 물방울 임팩트 테스트(water impact test)를 수행하였다. 이는 실시예 1에 따른 초소수성 시트과 비교예 1에 따른 시트 각각에 대해서 30 mm 높이에서 10 ㎕ 부피의 물방울을 떨어뜨리고 고속카메라를 이용하여 시트 표면에서의 물방울 거동을 관찰함으로써 진행하였다. 그 결과를 도 10에 나타낸다.

도 10에서, (a)가 비교예 1에 따른 시트의 물방울 임팩트 테스트 결과이고, (b)가 실시예 1에 따른 초소수성 시트에 대한 결과이다. 사진(scale bar: 2 mm)은, 시간 간격 4 ms으로 촬영하였다.

도 10의 (a)를 참조하면, 30 mm 높이에서 떨어뜨린 물방울이 표면에 충돌한 후 표면에 고정되는 것을 확인할 수 있고, 이는 낙하하는 물방울의 압력이 표면의 비젖음 압력(anti-wetting pressure) 보다 커서 물방울이 표면 구조를 완벽히 적시기 때문으로 유추할 수 있다.

반면, (b)를 참조하면, 본 발명에 따른 마이크로-나노 이중 표면 구조를 갖는 경우에는, 표면에 충돌한 물방울이 20 ms 이내에 표면으로부터 완전히 튀어 오르는 것을 확인할 수 있었는데, 이는 마이크로 필라 상부에 형성된 나노 패턴에 의해서 비젖음 압력을 높여 물 반발성을 개선하는 데 기여한 것으로 볼 수 있다.

특성 평가 5: 실증 젖음 특성

실시예 1에 따른 초소수성 시트를 투명한 슬라이드 글라스(slide glass)의 반쪽 영역에만 부착하고 시험 전후 필름 부착 및 미부착 영역의 표면 상태를 관찰하였다. 흐르는 물에 대해서, 비커에 담긴 물에 넣음으로써 각각 실험을 수행하였고, 그 결과를 도 11에 나타낸다.

도 11에서, (a)는 흐르는 물에 대한 실증 젖음 실험 결과 사진이고, (b)는 비커에 담긴 물에 넣는 실험 결과 사진이다.

도 11의 (a) 및 (b)를 참조하면, 초소수성 시트가 부착되지 않은 부분의 유리 표면의 경우 시험 후 수분이 잔류하였으나, 초소수성 시트가 부착된 면은 그 표면에는 물방울이 잔류하지 않고 손쉽게 제거될 수 있음을 확인할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서 제안하는 초소수성 구조가 투명성이 요구되는 다양한 유리 제품의 표면에 시트(또는 필름)의 형태로 손쉽게 부착되어 우수한 젖음 특성을 기반으로 한 기능성을 부여할 수 있는 기술로 활용될 수 있음을 보여준다.

특성 평가 6: 광투과도

본 발명에 따른 초소수성 시트의 광학적 특성을 평가하기 위해서, 550 nm 파장에서 광투과도를 측정하였고, 그 결과를 도 12에 나타낸다. 광투과도 측정은 시트 표면에 탄화불소 코팅을 수행한 후에 수행하였다. 도 12의 (a)에서 P1(○) 내지 P5(○)는 본 발명의 실시예 1 및 3 내지 6에 따른 초소수성 시트에 대한 것이고, P1(□) 내지 P5(□)는 비교예 1 내지 5에 따른 시트에 대한 것이다.

또한, 실시예 1에 따른 초소수성 시트와 비교예 1에 따른 시트의 광투과도의 백분율 오차를 계산하여 도 12의 (b)에 "P1"으로 표시하고, 실시예 3에 따른 초소수성 시트와 비교예 2에 따른 시트의 광투과도의 백분율 오차를 "P2"로 표시하며, 실시예 4, 5 및 6 각각과 비교예 3, 4 및 5의 광투과도 백분율 오차를 "P3", "P4" 및 "P5"로 표시한다.

도 12에서, (a)를 참조하면, PET 필름 그 자체인 P0(□)의 광투과도는 550 nm 파장에서 약 92.6 %임을 알 수 있고, 그 위에 마이크로 필라들이 형성되면(P1(□) 내지 P5(□)) 입사광의 표면 산란효과 (scattering effect)에 의해 상대적으로 크게 감소하는 경향을 나타낸다. 다만, P1(□) 내지 P5(□)를 비교하면, 마이크로 필라들의 이격 간격이 증가함에 따라 광투과도가 높아지는 것을 알 수 있다. 즉, 마이크로 필라들의 이격 간격이 증가함으로서 입사광이 투과할 수 있는 영역 (필라 사이 영역)이 증가하기 때문으로 볼 수 있다.

(a) 및 (b)를 참조하면, P1(○) 내지 P3(○) 각각과 대응되는 P1(□) 내지 P3(□)과 비교하여 상대적으로 광투과도가 낮은 것을 알 수 있다. 이는, 약 42.9 %로 광 투과도가 비교적 낮은 나노 패턴이 더 형성되어 있기 때문으로 볼 수 있고, P1(○)에서 P5(○)로 갈수록 전체 초소수성 시트에서 나노 패턴이 차지하는 면적이 상대적으로 감소하기 때문에 광투과도가 증가하는 것을 알 수 있다. 특히, P4(○) 및 P5(○)의 광투과도는 82 % 이상의 높은 값을 나타내고, 각각과 대응되는 비교예인 P4(□) 및 P5(□)와 오차가 2 % 이하로 매우 유사한 광학적 특성을 보임을 알 수 있다. 이와 같이, 마이크로-나노 이중 표면 구조의 경우 마이크로 필라 배열의 밀도를 제어함으로써 우수한 젖음 특성 및 광 투과 특성을 동시에 확보할 수 있음을 알 수 있다.

특성 평가 7: 반복적 굽힙 테스트

실시예 1에 따른 초소수성 시트에 대해서, 2000회 까지 반복적인 기계적인 변형을 인가하고, 매 500 회 마다 정적 접촉각 및 접촉각 이력 특성을 측정하여 기계적인 안정성을 평가하였다. 먼저, 2 mm의 최소 곡률 반경 (bending radius)을 갖는 가혹한 조건 하에서 굽힘 시험(bending test)을 수행하였다. 그 결과를 도 13에 나타낸다.

도 13을 참조하면, 2000 회의 반복 굽힘 시험 후에도 표면 젖음 특성은 초기 값에 비해 큰 열화 없이 잘 유지되고 있음을 알 수 있다. 이는 제작된 유연/투명한 초소수성 시트가 우수한 표면 특성을 유지하면서 극심한 곡면을 갖는 유리 제품에도 적용될 수 있는 가능성을 보여주는 결과라고 할 수 있다.

특성 평가 8: 반복적 수직 힘 인가 테스트

기계적인 안정성을 평가하기 위해, 실시예 1에 따른 초소수성 시트 상에 약 1 mm 두께의 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxnae, PDMS) 필름을 부착한 후, 5 N의 수직 힘을 반복적으로 인가/제거하면서 그 표면 특성을 평가하였다. 그 결과를 도 14에 나타낸다.

도 14를 참조하면, 2000 회의 수직 힘 반복 인가 후에도 제작된 초소수성 시트의 정적 접촉각 및 접촉각 이력 특성은 큰 변화 없이 여전히 우수한 특성을 유지하고 있음을 알 수 있다. 이는 반복적인 수직 힘 인가의 환경에서도 시트의 표면은 큰 구조적 변형 없이 그 초기 형상을 안정적으로 유지하고 있음을 보여주는 결과라고 할 수 있다. 이러한 기계적 시험 결과는 본 발명에서 제안하는 유연/투명한 초소수성 시트가 다양한 곡면을 갖는 유리 제품에 적용될 수 있을 뿐만 아니라 비교적 극한 환경에서도 우수한 성능을 유지하면서 활용될 수 있는 가능성이 있음을 보여준다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

HST: 초소수성 시트 BS: 베이스 시트
MP: 마이크로 패턴 NP: 나노 패턴
200: 마이크로 구조체 300: 나노 구조체
320: 감광층 330: 알루미늄 박막
332: 양극산화알루미늄층 334: 알루미늄층

Claims (10)

1. 삭제
2. 베이스 시트 상에 폴리머로 형성되고, 서로 이격된 다수의 마이크로 필라들을 포함하는 마이크로 패턴; 및
   상기 마이크로 필라들 상에 형성되고, 양극산화알루미늄으로 형성된 미세 구조를 갖는 나노 패턴을 포함하고,
   상기 나노 패턴은 광경화 수지로 형성된 접합층에 의해 상기 마이크로 필라들의 표면에 접합된 것을 특징으로 하는,
   초소수성 시트.
   
3. 베이스 시트 상에 폴리머로 형성되고, 서로 이격된 다수의 마이크로 필라들을 포함하는 마이크로 패턴; 및
   상기 마이크로 필라들 상에 형성되고, 양극산화알루미늄으로 형성된 미세 구조를 갖는 나노 패턴을 포함하고,
   상기 베이스 시트는 투명 필름이고,
   상기 마이크로 패턴은 투명한 광경화 수지로 형성된 것을 특징으로 하는,
   초소수성 시트.
   
4. 베이스 시트 상에 폴리머로 형성되고, 서로 이격된 다수의 마이크로 필라들을 포함하는 마이크로 패턴; 및
   상기 마이크로 필라들 상에 형성되고, 양극산화알루미늄으로 형성된 미세 구조를 갖는 나노 패턴을 포함하고,
   마이크로 필라의 폭과 마이크로 필라들 사이의 이격 거리는 1:1 내지 1:10인 것을 특징으로 하는,
   초소수성 시트.
   
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 마이크로 패턴 및 상기 나노 패턴이 형성된 베이스 시트를 전체적으로 커버하는 발수 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   초소수성 시트.
   
6. 베이스 시트 상에 서로 이격된 다수의 마이크로 필라들을 포함하는 마이크로 패턴을 형성하는 단계;
   베이스 기판 상에 형성된 양극산화알루미늄층을 포함하는 나노 구조체를 형성하는 단계;
   상기 마이크로 필라들과 상기 양극산화알루미늄층을 접합시키는 단계; 및
   상기 마이크로 필라들과 상기 양극산화알루미늄층이 접합된 상태에서 상기 베이스 기판과 상기 양극산화알루미늄층의 일부를 제거하여, 미세 구조를 갖는 나노 패턴을 형성하는 단계를 포함하는,
   초소수성 시트의 제조 방법.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 나노 구조체를 형성하는 단계는
   상기 베이스 기판 상에 감광층을 형성하는 단계;
   상기 감광층 상에 알루미늄 박막을 형성하는 단계; 및
   상기 알루미늄 박막의 표면을 양극 산화시켜 양극산화알루미늄층을 형성하는 단계를 포함하고,
   상기 나노 패턴을 형성하는 단계에서 상기 베이스 기판부터 상기 감광층, 상기 양극산화알루미늄층이 형성되고 잔류하는 알루미늄층 및 상기 양극산화알루미늄층의 일부를 순차적으로 제거하는 것을 특징으로 하는,
   초소수성 시트의 제조 방법.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 접합시키는 단계는
   상기 마이크로 필라들 상에 광경화 수지로 접합층을 형성하는 단계;
   상기 접합층이 형성된 상태에서 상기 양극산화알루미늄층을 상기 접합층 상에 배치시키는 단계; 및
   상기 양극산화알루미늄층이 상기 접합층과 접촉하는 상태에서 상기 접합층을 광경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   초소수성 시트의 제조 방법.
   
9. 제6항에 있어서,
   상기 나노 패턴을 형성하는 단계는
   상기 베이스 기판을 제거하는 단계; 및
   상기 마이크로 필라들의 이격 영역 상에 배치된 양극산화알루미늄층을 식각액을 이용하여 제거하여 상기 마이크로 필라들 상에 양극산화알루미늄층을 잔류시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   초소수성 시트의 제조 방법.
   
10. 제6항에 있어서,
    상기 마이크로 구조체를 형성하는 단계는
    상기 마이크로 필라들을 형성하는 스탬프를 형성하는 단계;
    상기 스탬프에 열경화 수지를 도포하는 단계;
    상기 열경화 수지가 도포된 스탬프 상에 상기 열경화 수지와 접촉하도록 베이스 시트를 배치시키는 단계;
    상기 베이스 시트가 배치된 상태에서 상기 열경화 수지를 경화시켜 상기 마이크로 필라들을 포함하는 마이크로 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 스탬프를 상기 베이스 시트 및 상기 마이크로 패턴으로부터 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    초소수성 시트의 제조 방법.

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