KR102194832B1 - Method for Fabricating Nanostructured Surface on Curved Lens - Google Patents

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KR102194832B1
KR102194832B1 KR1020190000694A KR20190000694A KR102194832B1 KR 102194832 B1 KR102194832 B1 KR 102194832B1 KR 1020190000694 A KR1020190000694 A KR 1020190000694A KR 20190000694 A KR20190000694 A KR 20190000694A KR 102194832 B1 KR102194832 B1 KR 102194832B1
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김두인
조원경
여나은
민동욱
김봉주
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부산대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 렌즈 제조시에 곡면 나노구조 필름 몰드 제작을 통한 나노임프린트 공정기술을 적용하여 발수 특성을 가지는, 저반사 및 고투과 렌즈 제조가 가능하도록 한 렌즈 표면 나노구조화를 위한 제조 방법에 관한 것으로, 각각의 나노 구조체들이 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 구조의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는 나노 구조 필름을 제조하는 단계;나노 구조 필름상에 나노 구조체의 손상을 억제하기 위한 보호층을 형성하는 단계;곡면을 갖는 렌즈 상에 보호층이 형성된 나노 구조 필름을 위치시키고 써멀 임프린트 공정을 진행하여 나노 구조 필름이 렌즈와 동일한 곡면을 갖도록 하는 단계;써멀 임프린트 공정시에 나노 구조 필름의 나노 구조체의 손상을 억제하는 역할을 하는 보호층을 제거하여 곡면 나노구조 필름 몰드를 제조하는 단계;를 포함하는 것이다.The present invention relates to a manufacturing method for nanostructured lens surface, which enables the production of low-reflective and high-transmissive lenses having water repellency by applying nanoimprint process technology through the production of curved nanostructured film molds when manufacturing lenses, respectively The nanostructures are formed by being spaced apart from each other at a predetermined interval, and the nanostructure period comprises: preparing a nanostructure film having a size of less than or equal to the optical wavelength; forming a protective layer on the nanostructure film to suppress damage to the nanostructure; Positioning a nanostructured film on which a protective layer is formed on a lens having a curved surface and performing a thermal imprint process so that the nanostructured film has the same curved surface as the lens; suppressing damage to the nanostructure of the nanostructured film during the thermal imprint process It includes; removing the protective layer that serves to prepare a curved nanostructure film mold.

Description

렌즈 표면 나노구조층의 제조 방법{Method for Fabricating Nanostructured Surface on Curved Lens}Method for Fabricating Nanostructured Surface on Curved Lens}

본 발명은 렌즈 제조에 관한 것으로, 구체적으로 곡면 나노구조 필름 몰드 제작을 통한 나노임프린트 공정기술을 적용하여 발수 특성을 가지는, 저반사 및 고투과 렌즈 제조가 가능하도록 한 렌즈 표면 나노구조층의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to lens manufacturing, and specifically, to a method of manufacturing a lens surface nanostructure layer capable of manufacturing a low-reflective and high-transmissive lens having water repellency by applying a nanoimprint process technology through manufacturing a curved nanostructured film mold. About.

카메라에 적용되는 렌즈의 보다 많은 빛의 반사를 감소시키고 투과율을 증가시키기 위해 다양한 연구들이 활발히 진행되고 있다.Various studies are being actively conducted to reduce reflection of more light and increase transmittance of lenses applied to cameras.

종래 기술의 반사율 감소 방법으로는 이종의 반사율을 가지는 소재를 일정 두께의 다층으로 적층하는 기술이 활용되고 있다.As a method of reducing reflectance of the prior art, a technique of laminating materials having different types of reflectance into multiple layers having a predetermined thickness is used.

이러한 방법은 적용되는 반사방지막의 굴절률에 맞는 재료를 선정하기 어려우며, 고가의 공정비용이 요구된다.In this method, it is difficult to select a material suitable for the refractive index of the antireflection film to be applied, and expensive processing costs are required.

이러한 문제를 해결하기 위한 다른 기술로 저반사 나노구조를 적용하는 방법이 있다. 이러한 나노구조(NANOSTRUCTURE)는 나노콘(NANO-CONE)형상으로 일정 주기로 배열하여 구조물의 상부에서 하부까지 패턴 밀도를 증가시키고, 이에 따른 점진적인 굴절률 변화를 유도한다.Another technique for solving this problem is a method of applying a low-reflective nanostructure. These nanostructures (NANOSTRUCTURE) are arranged in a nano-cone (NANO-CONE) shape at a certain period to increase the pattern density from the top to the bottom of the structure, thereby inducing a gradual refractive index change.

이로 인하여 유효굴절률이 점진적으로 변하게 되어 평탄한 표면에서의 급격한 굴절률 변화에 의한 반사현상을 감소시킬 수 있다.As a result, the effective refractive index is gradually changed, and a reflection phenomenon caused by rapid refractive index change on a flat surface can be reduced.

또한, 나노구조는 소재가 가지는 표면에너지에 의한 젖음특성을 향상시켜 발수 특성을 향상시킬 수 있어 발수 특성에 의한 자가세정 기능도 부여할 수 있다.In addition, the nanostructure can improve the water-repellent property by improving the wetting property by the surface energy of the material, and thus can provide a self-cleaning function by the water-repellent property.

종래 기술에서의 이러한 나노구조를 광학용 렌즈에 직접 형성하는 방법에서는 고가의 재료들로 고가의 장비를 사용하며 긴 제조시간이 소요된다.In a method of directly forming such a nanostructure in an optical lens in the prior art, expensive equipment is used with expensive materials, and a long manufacturing time is required.

이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 유연한 실리콘 계열의 재료를 사용하여 최종형상과 반대의 형상을 가지는 몰드를 제작하고, 고온/고압 또는 UV 경화를 이용하는 나노임프린트 리소그래피(Nanoimprint lithography, NIL) 공정기술이 개발되었다.As a method to solve this problem, a mold having a shape opposite to the final shape is manufactured using a flexible silicone-based material, and a nanoimprint lithography (NIL) process technology using high temperature/high pressure or UV curing is developed. Became.

종래 기술에서는 렌즈 상의 나노구조를 적용하기 위한 나노임프린트리소그래피 기술은 쉽게 변형이 가능한 실리콘 계열의 PDMS를 사용해 임프린트용 몰드를 제작하였다.In the prior art, a nanoimprint lithography technology for applying a nanostructure on a lens was manufactured using a silicon-based PDMS that can be easily deformed to produce an imprint mold.

이와 같은 종래 기술에서는 평탄한 나노구조 필름을 뜬 PDMS 몰드를 제작하고, 이를 몰드로 하여 렌즈 상에 UV 레진을 올려 PDMS 몰드를 접촉시킨 후 가압하여 제작하여왔다.In such a conventional technology, a PDMS mold with a flat nanostructured film was prepared, and a UV resin was placed on the lens as a mold to contact the PDMS mold and then pressurized.

이러한 방법은 평탄한 형태의 PDMS 몰드를 사용하기 때문에 미세 구조, 특히 나노 구조를 제작할 경우 나노 구조 사이에 레진을 채우고 고르게 렌즈와 접촉하기 위해서 고압이 요구된다.Since this method uses a flat PDMS mold, a high pressure is required to fill the resin between the nanostructures and evenly contact the lens when fabricating a microstructure, especially a nanostructure.

이러한 실리콘 계열 고무 몰드는 렌즈 전 면적에 고르게 나노구조를 성형하기 매우 어렵다.This silicone-based rubber mold is very difficult to mold nanostructures evenly over the entire lens area.

또한, 제작된 나노구조의 경도 향상 및 추가적인 발수층 코팅을 위해 실리콘 계열의 UV레진을 사용할 경우 PDMS 몰드와 반응하여 성형된 나노구조물과 PDMS 몰드가 이형되지 않는 문제가 발생하여 임프린트를 진행할 수 없다. 따라서 사용되는 UV레진은 실리콘 계열 이외에 재료를 사용해야 하는 제약을 가진다.In addition, when a silicone-based UV resin is used to improve the hardness of the fabricated nanostructure and additionally coat the water-repellent layer, a problem occurs in that the formed nanostructure and the PDMS mold are not released by reacting with the PDMS mold, so imprinting cannot be performed. Therefore, the UV resin to be used has a limitation to use materials other than silicone.

따라서, 나노구조 필름 몰드 제작을 통한 나노임프린트 공정기술을 적용하여 저반사 및 고투과 렌즈 제조가 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 새로운 기술의 개발이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need to develop a new technology to efficiently manufacture a low-reflective and high-transmissive lens by applying a nanoimprint process technology through the production of a nanostructured film mold.

대한민국 공개특허 제10-2013-0057954호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2013-0057954 대한민국 공개특허 제10-2010-0029577호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0029577 대한민국 공개특허 제10-2014-0039773호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2014-0039773

본 발명은 종래 기술의 NIL 공정 렌즈 성형기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 나노구조를 성형하고자 하는 곡면과 일치하는 곡률을 가지는 나노구조 필름 몰드 제작하고, 이를 이용한 나노임프린트 공정기술을 적용하여 발수 특성을 가지는, 저반사 및 고투과 렌즈 제조가 가능하도록 한 렌즈 표면 나노구조층의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problem of the conventional NIL process lens molding technology, a nanostructure film mold having a curvature consistent with the curved surface to be formed of the nanostructure, and applying the nanoimprint process technology using the nanostructure film mold It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a nanostructure layer on the surface of a lens capable of manufacturing a low-reflection and high-transmission lens.

본 발명은 나노 구조를 가지는 필름 위에 나노구조를 보호하기 위한 PDMS 희생층을 코팅하고, 고온과 고압의 조건에서 곡면 임프린트 기술을 이용하여 나노구조를 성형하고자 하는 렌즈와 곡률이 일치하는 자유 곡면 필름 몰드 및 이를 이용한 렌즈 표면 나노구조층의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention coats a PDMS sacrificial layer to protect the nanostructure on a film having a nanostructure, and uses a curved imprint technology under conditions of high temperature and high pressure to form a free curved film mold having a curvature consistent with a lens intended to form a nanostructure. And it is an object to provide a method of manufacturing a lens surface nanostructure layer using the same.

본 발명은 나노구조화를 위한 렌즈와 곡률이 일치하는 자유 곡면 필름 몰드를 이용하여 렌즈 상에 발수 및 저반사 나노구조 임프린트 공정에 의한 나노구조층을 효율적으로 형성할 수 있도록 한 렌즈 표면 나노구조층의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is a lens surface nanostructure layer capable of efficiently forming a nanostructure layer by a water-repellent and low-reflective nanostructure imprint process on the lens by using a free curved film mold having a coincident curvature with the lens for nanostructure formation. Its purpose is to provide a manufacturing method.

본 발명은 렌즈 형태와 맞는 곡면 나노구조 필름 몰드를 사용함으로써 가압공정 없이 UV 나노임프린트 성형할 수 있으며, 전 면적을 고르게 성형하는 것이 가능하도록 한 렌즈 표면 나노구조층의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to provide a method of manufacturing a lens surface nanostructure layer that enables UV nanoimprint molding without a pressing process by using a curved nanostructure film mold suitable for a lens shape, and makes it possible to shape the entire area evenly. have.

본 발명은 사용되는 UV 레진에 제한이 없고, 렌즈와 같은 자유 곡면에 나노구조를 적용하여 보다 간단한 공정으로 발수 및 저반사, 고투과 기능성을 부여할 수 있도록 한 렌즈 표면 나노구조층의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is not limited to the UV resin to be used, and provides a method for producing a nanostructure layer on the surface of a lens that can impart water repellency, low reflection, and high transmission functionality in a simpler process by applying a nanostructure to a free curved surface such as a lens. It has its purpose.

본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 렌즈 표면 나노구조층은 자유 곡면을 갖는 렌즈 베이스층;상기 렌즈 베이스층의 표면에 UV 레진을 드롭하고, 양각 형태의 나노 구조체들이 일정 간격 이격되어 형성되고 상기 렌즈 베이스층의 곡면과 동일한 곡면을 갖는 곡면 나노구조 필름 몰드를 이용한 UV 임프린트 공정으로 상기 렌즈 베이스층의 표면에 형성되는 나노구조층;을 포함하고, 상기 나노구조층은 음각 형태의 나노 패턴이 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 패턴의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는 것을 특징으로 한다.The lens surface nanostructure layer according to the present invention for achieving the above object is a lens base layer having a free curved surface; UV resin is dropped on the surface of the lens base layer, and the embossed nanostructures are formed at regular intervals. And a nanostructure layer formed on the surface of the lens base layer by a UV imprint process using a curved nanostructure film mold having the same curved surface as the curved surface of the lens base layer, wherein the nanostructure layer is an intaglio-shaped nanopattern It is formed at a predetermined interval, and the period of the nano-pattern is characterized in that it has a size less than or equal to the light wavelength.

다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 렌즈 표면 나노구조층은 자유 곡면을 갖는 렌즈 베이스층;상기 렌즈 베이스층의 표면에 UV 레진을 드롭하고, 음각 형태의 나노 패턴들이 일정 간격 이격되어 형성되고 상기 렌즈 베이스층의 곡면과 동일한 곡면을 갖는 곡면 나노구조 필름 몰드를 이용한 UV 임프린트 공정으로 상기 렌즈 베이스층의 표면에 형성되는 나노구조층;을 포함하고, 상기 나노구조층은 양각 형태의 나노 패턴이 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 패턴의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는 것을 특징으로 한다.The lens surface nanostructure layer according to the present invention for achieving another object is a lens base layer having a free curved surface; UV resin is dropped on the surface of the lens base layer, and the intaglio-shaped nano-patterns are formed at predetermined intervals, and the A nanostructure layer formed on the surface of the lens base layer by a UV imprint process using a curved nanostructure film mold having the same curved surface as the curved surface of the lens base layer, wherein the nanostructure layer has a constant embossed nano pattern. It is formed by being spaced apart, and characterized in that the period of the nano pattern has a size less than or equal to the light wavelength.

또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 렌즈 표면 나노구조층은 자유 곡면을 갖는 렌즈 베이스층;양각 형태의 나노 구조체들이 일정 간격 이격되어 형성되어 상기 렌즈 베이스층의 곡면과 동일한 곡면을 갖는 곡면 나노구조 필름 몰드를 이용한 UV 임프린트 공정으로 상기 렌즈 베이스층의 표면에 형성되는 음각 형태로 형성되는 음각 나노구조층;음각 형태의 나노 패턴들이 일정 간격 이격되어 형성되고 상기 렌즈 베이스층의 곡면과 동일한 곡면을 갖는 곡면 나노구조 필름 몰드를 이용한 UV 임프린트 공정으로 상기 렌즈 베이스층 안쪽면에 양각 형태로 형성되는 양각 나노 구조층;을 포함하고, 상기 음각 나노구조층 및 양각 나노 구조층은 나노 패턴이 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 패턴의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는 것을 특징으로 한다.The lens surface nanostructure layer according to the present invention for achieving another object is a lens base layer having a free curved surface; a curved nanostructure having the same curved surface as the curved surface of the lens base layer by forming embossed nanostructures at predetermined intervals An intaglio nanostructure layer formed in an intaglio shape formed on the surface of the lens base layer by a UV imprint process using a structural film mold; The intaglio-type nanopatterns are formed at regular intervals and form the same curved surface as the curved surface of the lens base layer. Including, the intaglio nanostructure layer and the relief nanostructure layer are nano-patterns spaced apart from each other at regular intervals, including a positive nanostructure layer formed in an embossed shape on the inner surface of the lens base layer by a UV imprint process using a curved nanostructure film mold It is formed and characterized in that the period of the nano pattern has a size less than the light wavelength.

여기서, 상기 렌즈 베이스층의 표면에 양각 나노 구조층이 형성되고, 상기 렌즈 베이스층 안쪽면에 음각 나노구조층이 형성되는 것을 특징으로 한다.Here, a positive nanostructure layer is formed on the surface of the lens base layer, and a negative nanostructure layer is formed on an inner surface of the lens base layer.

그리고 렌즈 표면에 형성되는 나노구조층에 의해 렌즈의 접촉각(Contact angle)이 110°이상이 되는 것을 특징으로 한다.And it is characterized in that the contact angle of the lens is 110° or more by the nanostructure layer formed on the surface of the lens.

그리고 렌즈 표면에 형성되는 나노구조층에 발수 코팅을 하여 접촉각(Contact angle)이 110°~ 140°범위를 갖도록 하여 자가세정이 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.And it is characterized in that self-cleaning is possible by applying a water-repellent coating to the nanostructure layer formed on the surface of the lens so that the contact angle has a range of 110° to 140°.

또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 렌즈 표면 나노구조층의 제조 방법은 각각의 나노 구조체들이 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 구조의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는 나노 구조 필름을 제조하는 단계;나노 구조 필름상에 나노 구조체의 손상을 억제하기 위한 보호층을 형성하는 단계;곡면을 갖는 렌즈 상에 보호층이 형성된 나노 구조 필름을 위치시키고 써멀 임프린트 공정을 진행하여 나노 구조 필름이 렌즈와 동일한 곡면을 갖도록 하는 단계;써멀 임프린트 공정시에 나노 구조 필름의 나노 구조체의 손상을 억제하는 역할을 하는 보호층을 제거하여 곡면 나노구조 필름 몰드를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing a lens surface nanostructure layer according to the present invention for achieving another object is the step of preparing a nanostructure film in which each nanostructure is formed by being spaced apart at a predetermined interval, and the period of the nanostructure has a size less than the optical wavelength ; Forming a protective layer on the nano-structure film to suppress damage to the nano-structure; Positioning the nano-structure film on which the protective layer is formed on a lens having a curved surface and performing a thermal imprint process, the nano-structure film is the same as the lens. It characterized in that it comprises a; Step to have a curved surface; The step of manufacturing a curved nanostructure film mold by removing the protective layer that serves to suppress damage to the nanostructure of the nanostructure film during the thermal imprint process.

또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 렌즈 표면 나노구조층의 제조 방법은 각각의 나노 구조체들이 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 구조의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는 나노 구조 필름을 제조하는 단계;나노 구조 필름상에 나노 구조체의 손상을 억제하기 위한 보호층을 형성하는 단계;곡면을 갖는 렌즈 상에 보호층이 형성된 나노 구조 필름을 위치시키고 써멀 임프린트 공정을 진행하여 나노 구조 필름이 렌즈와 동일한 곡면을 갖도록 하는 단계;써멀 임프린트 공정시에 나노 구조 필름의 나노 구조체의 손상을 억제하는 역할을 하는 보호층을 제거하여 곡면 나노구조 필름 몰드를 제조하는 단계;곡면을 갖는 렌즈상에 UV 레진을 드롭하고 곡면 나노구조 필름 몰드를 이용한 UV 임프린트 공정으로 각각의 나노 구조체들이 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 구조의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는 나노구조층을 갖는 렌즈를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing a lens surface nanostructure layer according to the present invention for achieving another object is the step of preparing a nanostructure film in which each nanostructure is formed by being spaced apart at a predetermined interval, and the period of the nanostructure has a size less than the optical wavelength ; Forming a protective layer on the nano-structure film to suppress damage to the nano-structure; Positioning the nano-structure film on which the protective layer is formed on a lens having a curved surface and performing a thermal imprint process, the nano-structure film is the same as the lens. Step of having a curved surface; The step of manufacturing a curved nanostructure film mold by removing the protective layer that serves to suppress damage to the nanostructure of the nanostructure film during the thermal imprint process; Dropping the UV resin on the lens having the curved surface. And manufacturing a lens having a nanostructure layer having a nanostructure layer having a size less than or equal to a light wavelength in which each of the nanostructures is formed at a predetermined interval by a UV imprint process using a curved nanostructured film mold. It is characterized.

여기서, 상기 렌즈에 형성되는 나노구조층은, 렌즈 표면에 음각 형태로 형성되거나, 양각 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.Here, the nanostructure layer formed on the lens is characterized in that it is formed in an intaglio shape or in an embossed shape on the surface of the lens.

그리고 렌즈에 형성되는 나노구조층이 음각 형태로 형성되는 경우에는, 주기가 광파장 이하의 크기를 갖고 일정 간격 이격되어 형성되는 나노 패턴이 양각 형태인 곡면 나노구조 필름 몰드를 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the nanostructure layer formed on the lens is formed in an intaglio shape, a curved nanostructure film mold in which the nano-patterns formed with a period less than the optical wavelength and spaced apart from each other at predetermined intervals are used is used.

그리고 렌즈에 형성되는 나노구조층이 양각 형태로 형성되는 경우에는, 주기가 광파장 이하의 크기를 갖고 일정 간격 이격되어 형성되는 나노 패턴이 음각 형태인 곡면 나노구조 필름 몰드를 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the nanostructure layer formed on the lens is formed in an embossed shape, a curved nanostructured film mold having a size of a period less than the optical wavelength and a nanopattern formed at predetermined intervals is intaglio shape is used.

그리고 렌즈 표면과 렌즈 안쪽면에 각각 나노 구조층을 형성하여, 하나의 렌즈가 양각 나노 구조층과 음각 나노 구조층을 모두 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, a nanostructure layer is formed on the surface of the lens and the inner surface of the lens, respectively, so that one lens has both a positive nanostructure layer and a negative nanostructure layer.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 렌즈 표면 나노구조층의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the method of manufacturing a lens surface nanostructure layer according to the present invention has the following effects.

첫째, 곡면 나노구조 필름 몰드 제작을 통한 나노임프린트 공정기술을 적용하여 저반사 및 고투과 렌즈 제조가 가능하도록 한다.First, it is possible to manufacture a low-reflection and high-transmission lens by applying a nanoimprint process technology through the production of a curved nanostructured film mold.

둘째, 나노 구조위에 PDMS 희생층을 코팅하여 렌즈를 이용한 곡면 임프린트 기술을 적용하여 나노구조화를 위한 렌즈와 곡률이 일치하는 자유 곡면 필름 몰드를 제작할 수 있다.Second, by coating a sacrificial PDMS layer on the nanostructure and applying a curved surface imprint technology using a lens, a free curved film mold having the same curvature as the lens for nanostructure can be manufactured.

셋째, 나노구조화를 위한 렌즈와 곡률이 일치하는 자유 곡면 필름 몰드를 이용하여 렌즈 상에 저반사 나노구조 임프린트 공정에 의한 나노구조층을 효율적으로 형성할 수 있도록 한다.Third, it is possible to efficiently form a nanostructure layer by a low-reflective nanostructure imprint process on the lens by using a free curved film mold having the same curvature as the lens for nanostructure formation.

넷째, 렌즈 형태와 맞는 곡면 나노구조 필름을 사용함으로써 가압공정 없이 UV 나노임프린트 성형할 수 있으며, 전 면적을 고르게 성형하는 것이 가능하도록 한다.Fourth, by using a curved nanostructure film that matches the shape of the lens, UV nanoimprint molding can be performed without a pressing process, and the entire area can be formed evenly.

다섯째, 사용되는 UV 레진에 제한이 없고, 렌즈와 같은 자유 곡면에 나노구조를 적용하여 보다 간단한 공정으로 곡면을 갖는 대상에 저반사, 고투과 기능성을 부여할 수 있다.Fifth, there is no limit to the UV resin used, and by applying a nanostructure to a free curved surface such as a lens, it is possible to impart low reflection and high transmission functionality to an object having a curved surface through a simpler process.

여섯째, 렌즈 표면에 형성되는 나노구조층에 발수 코팅을 하여 접촉각(Contact angle)이 110°~ 140°범위를 갖도록 하여 자가세정이 가능하도록 한다.Sixth, a water-repellent coating is applied to the nanostructure layer formed on the surface of the lens so that the contact angle is in the range of 110° to 140° so that self-cleaning is possible.

도 1a내지 도 1d는 본 발명에 따른 렌즈 표면 나노구조층의 구조를 나타낸 구성도
도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 자유 곡면 필름 몰드 제조를 위한 공정 순서도
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 저반사 나노구조 렌즈 제조를 위한 공정 순서도
도 4a내지 도 4f는 본 발명에 따른 음각의 나노구조 렌즈 제조를 위한 공정 단면도
도 5a내지 도 5f는 본 발명에 따른 양각의 나노구조 렌즈 제조를 위한 공정 단면도1A to 1D are configuration diagrams showing the structure of the nanostructure layer on the surface of the lens according to the present invention
2A to 2F are process flow charts for manufacturing a free curved film mold according to the present invention
3A to 3C are process flow charts for manufacturing a low-reflective nanostructured lens according to the present invention
4A to 4F are cross-sectional views of a process for manufacturing an intaglio nanostructured lens according to the present invention.
5A to 5F are cross-sectional views of a process for manufacturing an embossed nanostructured lens according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 렌즈 표면 나노구조층의 제조 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a detailed description will be given of a preferred embodiment of a method for manufacturing a nanostructured layer on a lens surface according to the present invention.

본 발명에 따른 렌즈 표면 나노구조층의 제조 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Features and advantages of the method of manufacturing a lens surface nanostructure layer according to the present invention will become apparent through detailed description of each embodiment below.

도 1a내지 도 1d는 본 발명에 따른 렌즈 표면 나노구조층의 구조를 나타낸 구성도이다.1A to 1D are diagrams showing the structure of a nanostructure layer on the surface of a lens according to the present invention.

본 발명에 따른 렌즈 표면 나노구조층 및 이의 제조 방법은 나노 구조위에 PDMS 희생층을 코팅하여 렌즈를 이용한 곡면 임프린트 기술을 적용하여 나노구조화를 위한 렌즈와 곡률이 일치하는 자유 곡면 필름 몰드를 제작하고, 나노구조화를 위한 렌즈와 곡률이 일치하는 자유 곡면 필름 몰드를 이용하여 렌즈 상에 저반사 나노구조 임프린트 공정에 의한 나노구조층을 효율적으로 형성할 수 있도록 한 것이다.The lens surface nanostructure layer and its manufacturing method according to the present invention are to prepare a free curved film mold having the same curvature as the lens for nanostructure by applying a curved surface imprint technology using a lens by coating a PDMS sacrificial layer on the nanostructure, The nanostructure layer can be efficiently formed on the lens by the low-reflective nanostructure imprint process by using a free curved film mold having the same curvature as the lens for nanostructured structure.

본 발명에 따른 렌즈 표면 나노구조층은 다음과 같은 구조적인 특징을 갖는다.The lens surface nanostructure layer according to the present invention has the following structural characteristics.

먼저, 음각 형태의 나노 패턴을 갖는 렌즈 표면 나노구조층은 도 1a에서와 같이, 자유 곡면을 갖는 렌즈 베이스층(10)과, 렌즈 베이스층(10)의 표면에 UV 레진을 드롭하고 양각 형태의 나노 구조체들이 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 구조의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는 나노 구조체들이 형성된 곡면 나노구조 필름 몰드를 이용한 UV 임프린트 공정으로 형성되는 나노구조층(11)을 포함한다.First, as shown in FIG. 1A, the lens surface nanostructure layer having an intaglio-type nanopattern is formed by dropping UV resin on the surface of the lens base layer 10 and the lens base layer 10 having a free curved surface, A nanostructure layer 11 formed by a UV imprint process using a curved nanostructure film mold in which nanostructures are formed by being spaced apart from each other at a predetermined interval, and nanostructures having a nanostructure period having a size of less than the optical wavelength are formed.

여기서, 나노구조층(11)은 음각 형태의 나노 패턴이 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 패턴의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는다.Here, the nanostructure layer 11 is formed by having intaglio-shaped nanopatterns spaced apart at predetermined intervals, and the period of the nanopatterns has a size less than or equal to a light wavelength.

그리고 양각 형태의 나노 패턴을 갖는 렌즈 표면 나노구조층은 도 1b에서와 같이, 자유 곡면을 갖는 렌즈 베이스층(10)과, 렌즈 베이스층(10)의 표면에 UV 레진을 드롭하고 음각 형태의 나노 패턴들이 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 패턴의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는 나노 패턴들이 형성된 곡면 나노구조 필름 몰드를 이용한 UV 임프린트 공정으로 형성되는 나노구조층(12)을 포함한다.In addition, as shown in FIG. 1B, the lens surface nanostructure layer having the embossed nano-pattern is formed by dropping UV resin on the surface of the lens base layer 10 and the lens base layer 10 having a free curved surface. And a nanostructure layer 12 formed by a UV imprint process using a curved nanostructure film mold in which patterns are formed to be spaced apart from each other at a predetermined interval, and nanopatterns having a nanopattern period having a size of less than or equal to a light wavelength are formed.

여기서, 나노구조층(12)은 양각 형태의 나노 패턴이 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 패턴의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는다.In this case, the nanostructure layer 12 is formed by forming nano-patterns in an embossed shape at predetermined intervals, and the period of the nano-patterns has a size less than or equal to a light wavelength.

그리고 하나의 렌즈에 양각 나노 구조층과 음각 나노 구조층이 동시에 형성되는 렌즈 표면 나노구조층은 도 1c에서와 같이, 자유 곡면을 갖는 렌즈 베이스층(10)과, 렌즈 베이스층(10) 표면에 음각 형태로 형성되는 음각 나노구조층(13a) 및 렌즈 베이스층(10) 안쪽면에 양각 형태로 형성되는 양각 나노 구조층(13b)을 포함한다.In addition, the lens surface nanostructure layer in which the positive and negative nanostructure layers are simultaneously formed on one lens is formed on the lens base layer 10 and the lens base layer 10 having a free curved surface as shown in FIG. 1C. It includes an intaglio nanostructure layer 13a formed in an intaglio shape and a relief nanostructure layer 13b formed in a relief shape on the inner surface of the lens base layer 10.

이와는 반대로, 렌즈 베이스층(10) 표면에 양각 형태의 나노구조층을 형성하고, 렌즈 베이스층(10) 안쪽면에 음각 형태의 나노 구조층을 형성하는 것도 가능하다.On the contrary, it is also possible to form a nanostructure layer in an embossed shape on the surface of the lens base layer 10 and a nanostructure layer in an intaglio shape on the inner surface of the lens base layer 10.

이와 같은 구조는 갖는 본 발명에 따른 렌즈 표면 나노구조층은 도 1d에서와 같이, 액체와 기체가 고체 표면 위에서 열역학적으로 평형을 이룰 때 이루는 접촉각(Contact angle)이 나노구조층에 의해 110°이상이 되는 특징을 갖는다.The lens surface nanostructure layer according to the present invention having such a structure has a contact angle of 110° or more by the nanostructure layer when liquid and gas are thermodynamically balanced on the solid surface, as shown in FIG. 1D. It has the characteristics of being.

또한, 나노구조층 형성 이후에 발수 코팅을 하여 접촉각(Contact angle)이 110°~ 140°범위를 갖도록 하여 자가세정이 가능하도록 하는 특징을 포함한다.In addition, it includes a feature that enables self-cleaning by applying a water-repellent coating after formation of the nanostructure layer so that the contact angle has a range of 110° to 140°.

여기서, 발수 코팅 물질은 일 예로 실리카 에어로겔과 폴리알콕시실란의 하이브리드 물질을 사용하는 것도 가능하며, 발수 코팅 물질은 이로 제한되지 않는다.Here, as an example, the water-repellent coating material may be a hybrid material of silica aerogel and polyalkoxysilane, and the water-repellent coating material is not limited thereto.

물론, 초발수성의 다른 발수 코팅 물질을 사용하여 접촉각(Contact angle)이 140°이상이 되도록 하는 것도 가능하다.Of course, it is also possible to use another super water-repellent water-repellent coating material so that the contact angle is 140° or more.

도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 자유 곡면 필름 몰드 제조를 위한 공정 순서도이다.2A to 2F are process flow charts for manufacturing a freeform film mold according to the present invention.

먼저, 도 2a에서와 같이, 각각의 나노 구조체들이 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 구조의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는 나노 구조체들이 형성된 나노 패턴 몰드(21)을 제작하고, 도 2b에서와 같이, 나노 패턴 몰드(21)상에 폴리머 필름을 열과 압력을 이용한 써멀 임프린트 공정으로 합착한다.First, as shown in FIG. 2A, each of the nanostructures is formed at a predetermined interval, and a nano-pattern mold 21 in which nanostructures having a size of a nanostructure having a size less than or equal to a light wavelength is formed was fabricated, as shown in FIG. 2B. , A polymer film is bonded onto the nano-pattern mold 21 by a thermal imprint process using heat and pressure.

여기서, 폴리머 필름은 PMMA(Poly methyl methacrylate)가 사용될 수 있고 이로 제한되지 않는다.Here, the polymer film may be PMMA (Poly methyl methacrylate), but is not limited thereto.

이어, 도 2c에서와 같이, 나노 패턴 몰드(21)를 제거하여 각각의 나노 구조체들이 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 구조의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는 나노 구조 필름(22)을 제조하고, PDMS(Polydimethylsiloane)를 나노 구조 필름(22)상에 스핀 코팅하여 나노 구조체의 손상을 억제하기 위한 보호층(23)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 2C, the nano-pattern mold 21 is removed to form a nano-structured film 22 having a size spaced apart from each other at a predetermined interval, and a nano-structured film 22 having a size of less than or equal to the optical wavelength is manufactured. Polydimethylsiloane (PDMS) is spin-coated on the nanostructured film 22 to form a protective layer 23 for suppressing damage to the nanostructures.

이어, 도 2d에서와 같이, 곡면을 갖는 렌즈(24)상에 보호층(23)이 형성된 나노 구조 필름(22)을 위치시키고 열과 압력을 이용한 써멀 임프린트 공정을 진행하여 나노 구조 필름(22)이 렌즈(24)와 동일한 곡면을 갖도록 한다.Next, as shown in FIG. 2D, by placing the nanostructured film 22 on which the protective layer 23 is formed on the lens 24 having a curved surface and performing a thermal imprint process using heat and pressure, the nanostructured film 22 It is to have the same curved surface as the lens 24.

그리고 도 2e에서와 같이, 디몰딩 공정을 진행하여 렌즈(24)와 동일한 곡면을 갖는 보호층(23a) 및 곡면 나노구조 필름(22a)을 형성하고, 도 2f에서와 같이, 써멀 임프린트 공정시에 나노 구조 필름(22)의 나노 구조체의 손상을 억제하는 역할을 한 곡면을 갖는 보호층(23a)을 제거하여 최종적으로 곡면 나노구조 필름 몰드(25)를 제조한다.And, as in FIG. 2E, the demolding process was performed to form the protective layer 23a and the curved nanostructured film 22a having the same curved surface as the lens 24, and as shown in FIG. 2F, during the thermal imprint process. The curved nanostructured film mold 25 is finally manufactured by removing the protective layer 23a having a curved surface that serves to suppress damage to the nanostructure of the nanostructured film 22.

이와 같은 본 발명은 나노임프린트를 통해 평탄한 나노구조 필름(22)을 제작하고 보호층(23)으로 사용되는 얇은 PDMS 희생층을 코팅한다.In the present invention, a flat nanostructured film 22 is manufactured through nanoimprinting, and a thin PDMS sacrificial layer used as the protective layer 23 is coated.

평탄한 나노구조 필름(22)을 보호층(23)이 사이에 위치한 상태에서 적용하고자 하는 렌즈(24)에 맞닿도록 하고 곡면 임프린트 기술을 통해 곡면 나노구조 필름(22a)을 제작한다.The flat nanostructure film 22 is brought into contact with the lens 24 to be applied while the protective layer 23 is interposed therebetween, and the curved nanostructure film 22a is fabricated through a curved surface imprint technique.

제작된 곡면 나노구조 필름(22a)을 표면처리와 이형처리 함으로써 곡면 나노구조 필름 몰드(25)를 제조한다.The curved nanostructure film mold 25 is manufactured by subjecting the produced curved nanostructure film 22a to surface treatment and release treatment.

이와 같은 공정으로, 렌즈 형태와 맞는 곡면 나노구조 필름을 사용함으로써 가압공정 없이 UV 나노임프린트 성형할 수 있으며, 전 면적에 고르게 성형이 가능하고, 사용되는 UV 레진에 제한이 없도록 한다.With such a process, UV nanoimprint molding can be performed without a pressing process by using a curved nanostructured film that matches the shape of the lens, it is possible to form evenly over the entire area, and there is no limit to the UV resin used.

이와 같은 공정으로 제작된 곡면 나노구조 필름 몰드를 이용한 렌즈 나노구조 성형 방법은 다음과 같이 진행된다.A method of forming a lens nanostructure using a curved nanostructured film mold manufactured by such a process proceeds as follows.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 저반사 나노구조 렌즈 제조를 위한 공정 순서도이다.3A to 3C are process flow charts for manufacturing a low-reflective nanostructured lens according to the present invention.

렌즈와 같은 자유 곡면에 곡면 나노구조 필름 몰드를 이용하여 간단한 공정으로 저반사, 고투과 기능성을 부여할 수 있다.By using a curved nanostructured film mold on a free curved surface such as a lens, it is possible to impart low reflection and high transmission functionality through a simple process.

먼저, 도 3a에서와 같이, 자유 곡면을 갖는 렌즈(24)상에 UV 레진(31)을 드롭하고 도 3b에서와 같이, 곡면 나노구조 필름 몰드(25)를 이용한 UV 임프린트 공정을 진행하여 도 3c에서와 같이, 각각의 나노 구조체들이 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 구조의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는 나노구조층을 갖는 고투과 저반사의 렌즈(32)를 제작한다.First, as shown in FIG. 3A, a UV resin 31 is dropped on the lens 24 having a free-form surface, and as in FIG. 3B, a UV imprint process using the curved nanostructure film mold 25 is performed, and FIG. 3C As shown in FIG. 1, a high-transmission low-reflection lens 32 having a nanostructure layer having a nanostructure layer having a nanostructure period having a size less than or equal to a light wavelength is fabricated.

이와 같은 고투과 저반사의 렌즈(32)에 형성되는 나노구조층은 렌즈 표면에 음각 형태로 형성되거나, 양각 형태로 형성될 수 있다.The nanostructure layer formed on the high-transmission low-reflection lens 32 may be formed in an intaglio shape or in an embossed shape on the surface of the lens.

다른 형태로는 렌즈 표면에 양각 형태의 나노구조층을 형성하고, 렌즈 안쪽면에 음각 형태의 나노 구조층을 형성하거나, 또는 렌즈 표면에 음각 형태의 나노구조층을 형성하고, 렌즈 안쪽면에 양각 형태의 나노 구조층을 형성하여 하나의 렌즈에 양각 나노 구조층과 음각 나노 구조층이 동시에 형성되도록 할 수 있다.In other forms, an embossed nanostructure layer is formed on the surface of the lens, an intaglio-shaped nanostructure layer is formed on the inner surface of the lens, or an engraved nanostructure layer is formed on the lens surface, and the embossed on the inner surface of the lens. By forming a nanostructured layer of the shape, it is possible to simultaneously form a positive nanostructure layer and a negative nanostructure layer on one lens.

음각의 나노구조 렌즈 제조를 위한 공정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.A detailed description of the process for manufacturing an intaglio nanostructured lens is as follows.

도 4a내지 도 4f는 본 발명에 따른 음각의 나노구조 렌즈 제조를 위한 공정 단면도이다.4A to 4F are cross-sectional views of a process for manufacturing an intaglio nanostructured lens according to the present invention.

먼저, 도 4a에서와 같이, 각각의 나노 구조체들이 양각 형태로 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 구조의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는 나노 구조 필름(41)을 제조하고, 도 4b에서와 같이, PDMS(Polydimethylsiloane)를 나노 구조 필름(41)상에 스핀 코팅하여 나노 구조체의 손상을 억제하기 위한 보호층(42)을 형성한다.First, as shown in FIG. 4A, each of the nanostructures is formed in an embossed shape and spaced apart at a predetermined interval, and a nanostructure film 41 having a size of a nanostructure period equal to or less than a light wavelength is prepared, as in FIG. 4B, Polydimethylsiloane (PDMS) is spin-coated on the nanostructure film 41 to form a protective layer 42 for suppressing damage to the nanostructure.

이어, 도 4c에서와 같이, 곡면을 갖는 렌즈(43)상에 보호층(42)이 형성된 나노 구조 필름(41)을 위치시키고 열과 압력을 이용한 써멀 임프린트 공정을 진행하여 나노 구조 필름(41)이 렌즈(43)와 동일한 곡면을 갖도록 한다.Next, as shown in FIG. 4C, the nanostructure film 41 on which the protective layer 42 is formed on the lens 43 having a curved surface is placed, and a thermal imprint process using heat and pressure is performed to obtain the nanostructure film 41. It is to have the same curved surface as the lens 43.

써멀 임프린트 공정시에 보호층(42)이 곡면을 갖는 렌즈(43) 표면에 맞닿아 나노 구조 필름(41)의 나노 구조체들의 손상을 억제한다.During the thermal imprint process, the protective layer 42 contacts the surface of the lens 43 having a curved surface to suppress damage to the nanostructures of the nanostructure film 41.

그리고 도 4d에서와 같이, 디몰딩 공정을 진행하여 렌즈(43)와 동일한 곡면을 갖고 양각의 나노 구조체들을 갖는 곡면 나노구조 필름 몰드(41a)를 형성한다.In addition, as shown in FIG. 4D, a demolding process is performed to form a curved nanostructure film mold 41a having the same curved surface as the lens 43 and having embossed nanostructures.

도 4e에서와 같이 자유 곡면을 갖는 렌즈(43)상에 UV 레진(44)을 드롭하고 곡면 나노구조 필름 몰드(41a)를 이용한 UV 임프린트 공정을 진행하여 도 4f에서와 같이, 표면에 음각 형태의 나노 패턴이 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 패턴의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는 나노구조층을 갖는 고투과 저반사의 렌즈(45)를 제작한다.As shown in FIG. 4E, by dropping the UV resin 44 on the lens 43 having a free-form surface and proceeding with a UV imprint process using the curved nanostructure film mold 41a, as shown in FIG. A high-transmission, low-reflection lens 45 having a nano-structure layer having a nano-pattern having a size less than or equal to a light wavelength is formed in which the nano-patterns are formed at regular intervals.

도 5a내지 도 5f는 본 발명에 따른 양각의 나노구조 렌즈 제조를 위한 공정 단면도5A to 5F are cross-sectional views of a process for manufacturing an embossed nanostructured lens according to the present invention.

먼저, 도 5a에서와 같이, 각각의 나노 패턴들이 음각 형태로 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 패턴의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는 나노 구조 필름(51)을 제조하고, 도 5b에서와 같이, PDMS(Polydimethylsiloane)를 나노 구조 필름(51)상에 스핀 코팅하여 나노 패턴의 손상을 억제하기 위한 보호층(52)을 형성한다.First, as shown in FIG. 5A, each nano-pattern is formed by being spaced apart at a predetermined interval in an intaglio shape, and a nano-structure film 51 having a nano-pattern period having a size less than or equal to a light wavelength is prepared, and as in FIG. 5B, Polydimethylsiloane (PDMS) is spin-coated on the nanostructured film 51 to form a protective layer 52 for suppressing damage to the nanopatterns.

이어, 도 5c에서와 같이, 곡면을 갖는 렌즈(53)상에 보호층(52)이 형성된 나노 구조 필름(51)을 위치시키고 열과 압력을 이용한 써멀 임프린트 공정을 진행하여 나노 구조 필름(51)이 렌즈(53)와 동일한 곡면을 갖도록 한다.Subsequently, as shown in FIG. 5C, the nanostructure film 51 on which the protective layer 52 is formed is placed on the lens 53 having a curved surface, and a thermal imprint process using heat and pressure is performed to obtain the nanostructure film 51. It is to have the same curved surface as the lens 53.

써멀 임프린트 공정시에 보호층(52)이 곡면을 갖는 렌즈(53) 표면에 맞닿아 나노 구조 필름(51)의 나노 패턴들의 손상을 억제한다.During the thermal imprint process, the protective layer 52 contacts the surface of the lens 53 having a curved surface to suppress damage to the nanopatterns of the nanostructure film 51.

그리고 도 5d에서와 같이, 디몰딩 공정을 진행하여 렌즈(53)와 동일한 곡면을 갖고 음각의 나노 패턴들을 갖는 곡면 나노구조 필름 몰드(51a)를 형성한다.In addition, as shown in FIG. 5D, a demolding process is performed to form a curved nanostructure film mold 51a having the same curved surface as the lens 53 and having intaglio nanopatterns.

도 5e에서와 같이 자유 곡면을 갖는 렌즈(53)상에 UV 레진(54)을 드롭하고 곡면 나노구조 필름 몰드(51a)를 이용한 UV 임프린트 공정을 진행하여 도 5f에서와 같이 각각의 양각 형태의 나노 구조체들이 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 구조의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는 나노구조층을 갖는 고투과 저반사의 렌즈(55)를 제작한다.As shown in FIG. 5E, a UV resin 54 is dropped on the lens 53 having a free-form surface, and a UV imprint process is performed using the curved nanostructure film mold 51a to form each of the embossed nanostructures as shown in FIG. 5F. A high-transmission, low-reflection lens 55 having a nanostructure layer in which structures are formed by being spaced apart from each other and has a nanostructure period having a size of less than or equal to a light wavelength is fabricated.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 렌즈 표면 나노구조층의 제조 방법은 나노 구조위에 PDMS 희생층을 코팅하여 렌즈를 이용한 곡면 임프린트 기술을 적용하여 나노구조화를 위한 렌즈와 곡률이 일치하는 자유 곡면 필름 몰드를 제작하고, 나노구조화를 위한 렌즈와 곡률이 일치하는 자유 곡면 필름 몰드를 이용하여 렌즈 상에 저반사 나노구조 임프린트 공정에 의한 나노구조층을 효율적으로 형성할 수 있도록 한 것이다.The manufacturing method of the lens surface nanostructure layer according to the present invention described above is to produce a free curved film mold having the same curvature with the lens for nanostructure by applying a curved surface imprint technology using a lens by coating a PDMS sacrificial layer on the nanostructure. And, it is possible to efficiently form a nanostructure layer by a low-reflective nanostructure imprint process on the lens by using a free curved film mold having the same curvature as the lens for nanostructure formation.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it will be understood that the present invention is implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the specified embodiments should be considered from a descriptive point of view rather than a limiting point of view, and the scope of the present invention is shown in the claims rather than the above description, and all differences within the scope equivalent thereto are included in the present invention. It will have to be interpreted.

10. 렌즈 베이스층
11.12.13a.13b. 나노 구조체10. Lens base layer
11.12.13a.13b. Nano structure

Claims (12)

각각의 나노 구조체들이 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 구조의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는 나노 구조 필름을 제조하는 단계;
나노 구조 필름상에 나노 구조체의 손상을 억제하기 위한 보호층을 형성하는 단계;
곡면을 갖는 렌즈 상에 보호층이 형성된 나노 구조 필름을 위치시키고 써멀 임프린트 공정을 진행하여 나노 구조 필름이 렌즈와 동일한 곡면을 갖도록 하는 단계;
써멀 임프린트 공정시에 나노 구조 필름의 나노 구조체의 손상을 억제하는 역할을 하는 보호층을 제거하여 곡면 나노구조 필름 몰드를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 표면 나노구조층의 제조 방법.Each of the nanostructures is formed by being spaced apart from each other at a predetermined interval, and a nanostructured film having a nanostructure period having a size less than or equal to a light wavelength is prepared;
Forming a protective layer on the nanostructure film to suppress damage to the nanostructure;
Positioning a nanostructured film on which a protective layer is formed on a lens having a curved surface and performing a thermal imprint process so that the nanostructured film has the same curved surface as the lens;
A method of manufacturing a lens surface nanostructure layer comprising; removing the protective layer that serves to suppress damage to the nanostructure of the nanostructured film during the thermal imprint process to prepare a curved nanostructured film mold. 각각의 나노 구조체들이 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 구조의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는 나노 구조 필름을 제조하는 단계;
나노 구조 필름상에 나노 구조체의 손상을 억제하기 위한 보호층을 형성하는 단계;
곡면을 갖는 렌즈 상에 보호층이 형성된 나노 구조 필름을 위치시키고 써멀 임프린트 공정을 진행하여 나노 구조 필름이 렌즈와 동일한 곡면을 갖도록 하는 단계;
써멀 임프린트 공정시에 나노 구조 필름의 나노 구조체의 손상을 억제하는 역할을 하는 보호층을 제거하여 곡면 나노구조 필름 몰드를 제조하는 단계;
곡면을 갖는 렌즈상에 UV 레진을 드롭하고 곡면 나노구조 필름 몰드를 이용한 UV 임프린트 공정으로 각각의 나노 구조체들이 일정 간격 이격되어 형성되고, 나노 구조의 주기가 광파장 이하의 크기를 갖는 나노구조층을 갖는 렌즈를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈 표면 나노구조층의 제조 방법.Each of the nanostructures is formed by being spaced apart from each other at a predetermined interval, and a nanostructured film having a nanostructure period having a size less than or equal to a light wavelength is prepared;
Forming a protective layer on the nanostructure film to suppress damage to the nanostructure;
Positioning a nanostructured film on which a protective layer is formed on a lens having a curved surface and performing a thermal imprint process so that the nanostructured film has the same curved surface as the lens;
Manufacturing a curved nanostructured film mold by removing the protective layer that serves to suppress damage to the nanostructure of the nanostructured film during the thermal imprint process;
By dropping UV resin on a lens having a curved surface and using a UV imprint process using a curved nanostructure film mold, each of the nanostructures is formed at a certain interval, and the nanostructure layer has a nanostructure layer having a size less than the light wavelength. A method of manufacturing a lens surface nanostructure layer comprising; manufacturing a lens. 제 2 항에 있어서, 상기 렌즈에 형성되는 나노구조층은,
렌즈 표면에 음각 형태로 형성되거나, 양각 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈 표면 나노구조층의 제조 방법.The method of claim 2, wherein the nanostructure layer formed on the lens,
A method of manufacturing a lens surface nanostructure layer, characterized in that it is formed in an intaglio shape or in an embossed shape on the lens surface. 제 3 항에 있어서, 렌즈에 형성되는 나노구조층이 음각 형태로 형성되는 경우에는,
주기가 광파장 이하의 크기를 갖고 일정 간격 이격되어 형성되는 나노 패턴이 양각 형태인 곡면 나노구조 필름 몰드를 사용하는 것을 특징으로 하는 렌즈 표면 나노구조층의 제조 방법.The method of claim 3, wherein when the nanostructure layer formed on the lens is formed in an intaglio shape,
A method of manufacturing a lens surface nanostructure layer, characterized in that it uses a curved nanostructure film mold in which a nano-pattern formed by having a size of less than a light wavelength and spaced apart at a predetermined interval is embossed. 제 3 항에 있어서, 렌즈에 형성되는 나노구조층이 양각 형태로 형성되는 경우에는,
주기가 광파장 이하의 크기를 갖고 일정 간격 이격되어 형성되는 나노 패턴이 음각 형태인 곡면 나노구조 필름 몰드를 사용하는 것을 특징으로 하는 렌즈 표면 나노구조층의 제조 방법.The method of claim 3, wherein when the nanostructure layer formed on the lens is formed in a relief shape,
A method of manufacturing a lens surface nanostructure layer, characterized by using a curved nanostructure film mold in which nanopatterns having a size of less than a light wavelength and spaced apart from each other at a predetermined interval are intaglio shape. 제 3 항에 있어서, 렌즈 표면과 렌즈 안쪽면에 각각 나노 구조층을 형성하여,
하나의 렌즈가 양각 나노 구조층과 음각 나노 구조층을 모두 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 렌즈 표면 나노구조층의 제조 방법.
The method of claim 3, wherein a nanostructure layer is formed on the lens surface and the inner surface of the lens, respectively,
A method of manufacturing a lens surface nanostructure layer, characterized in that one lens has both a positive nanostructure layer and a negative nanostructure layer.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102415094B1 (en) 2021-11-17 2022-06-30 한국기계연구원 Exposure apparatus and method for nanoimprint process for non-planar substrates

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240000261A (en) 2022-06-23 2024-01-02 부산대학교 산학협력단 Low Reflective Anti-fogging Surface Structure and Method of Manufacturing the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008546715A (en) 2005-06-17 2008-12-25 ザ ユニバーシティ オブ ノース カロライナ アット チャペル ヒル Nanoparticle manufacturing method, system, and material
WO2009139448A1 (en) 2008-05-16 2009-11-19 昭和電工株式会社 Pattern forming method
JP2012169462A (en) 2011-02-15 2012-09-06 Fujifilm Corp Production method of curable composition for imprint
WO2013147105A1 (en) 2012-03-30 2013-10-03 コニカミノルタ株式会社 Roller-shaped mold and method for producing roller-shaped mold and element
JP2014239223A (en) 2014-06-09 2014-12-18 王子ホールディングス株式会社 Substrate with single particle film etching mask

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100981313B1 (en) * 2008-07-16 2010-09-10 한국과학기술원 Patterns having super-hydrophobic and super-hydrorepellent surface and method of forming the same
KR101020634B1 (en) 2008-09-08 2011-03-09 연세대학교 산학협력단 Manufacturing method of lens having nanopattern
JP5838160B2 (en) * 2010-08-06 2015-12-24 綜研化学株式会社 Resin mold for nanoimprint and manufacturing method thereof
KR20140010386A (en) * 2011-05-19 2014-01-24 소켄 케미칼 앤드 엔지니어링 캄파니, 리미티드 Nanoimprint mold and curved body
KR101485889B1 (en) 2011-11-24 2015-01-27 한국과학기술원 Lens with broadband anti-reflective structures formed by nano islands mask and method of making the same
KR101433090B1 (en) 2012-09-25 2014-08-25 한국과학기술원 Metal mold for anti-reflection lenses with nanostructures on the surface using etch stop layer and manufacturing method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008546715A (en) 2005-06-17 2008-12-25 ザ ユニバーシティ オブ ノース カロライナ アット チャペル ヒル Nanoparticle manufacturing method, system, and material
WO2009139448A1 (en) 2008-05-16 2009-11-19 昭和電工株式会社 Pattern forming method
JP2012169462A (en) 2011-02-15 2012-09-06 Fujifilm Corp Production method of curable composition for imprint
WO2013147105A1 (en) 2012-03-30 2013-10-03 コニカミノルタ株式会社 Roller-shaped mold and method for producing roller-shaped mold and element
JP2014239223A (en) 2014-06-09 2014-12-18 王子ホールディングス株式会社 Substrate with single particle film etching mask

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
심영보 외 7명. 양면 열-나노임프린트를 이용한 극저반사 필름 제조. 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집. 페이지 726-727(2016.05. 공개)*

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102415094B1 (en) 2021-11-17 2022-06-30 한국기계연구원 Exposure apparatus and method for nanoimprint process for non-planar substrates

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