KR20090100133A

KR20090100133A - 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자 보호코팅 및 그의 보호코팅 방법

Info

Publication number: KR20090100133A
Application number: KR1020080025556A
Authority: KR
Inventors: 이동근; 박창화; 이영재; 최성우; 김진수; 이준; 김기철
Original assignee: 엘지마이크론 주식회사
Priority date: 2008-03-19
Filing date: 2008-03-19
Publication date: 2009-09-23
Also published as: KR101467281B1

Abstract

본 발명은 바이오 센서용, 광학계 편광자용, LCD용 휘도증가 및 편광자 등에 적용 될 수 있는 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자 보호코팅 및 그의 보호 코팅 방법을 제공하기 위한 것으로, 기판, UV 레진, 금속 리브에 의해 나노 사이즈로 이루어진 선격자 기판을 형성하는 선격자 기판 형성 단계와; 상기 선격자 기판에서 경사각 형성에 의한 경사증착으로 에어 갭을 형성하는 경사 증착 단계와; 상기 경사 증착 단계 후 평탄 보호 코팅을 형성하는 보호 코팅 단계;를 포함하여 구성함으로서, 경사 증착을 통해 나노 금속 선격자의 Al Rib 과 Al Rib 사이에 Air Gap(공기층 n=1)을 유지하여 광학적 변화를 최소화 하는 동시에 추가적인 보호코팅을 형성하여 외부의 물리적/화학적 작용에 의한 손상으로부터 나노 금속 선격자를 보호하고 또한 광학적 특성변화를 최소한으로 하여 나노 금속 선격자로 제작된 센서, 광학 및 디스플레이(Display) 분야의 모든 소자 및 부품을 상업적으로 제한되지 않고 넓은 분야에서 사용 되어 질 수 있도록 내구성 및 광특성을 확보할 수 있게 되는 것이다.

경사 증착, 나노 금속, 선격자, 편광자, 보호 코팅, 평탄 보호 코팅

Description

경사 증착에 의한 나노 금속 선격자 보호코팅 및 그의 보호 코팅 방법 {Apparatus for nano metal wire grid by oblique deposition and method for protection coating thereof}

본 발명은 나노 금속 선격자에 관한 것으로, 특히 경사 증착을 통해 나노 금속 선격자의 Al Rib 과 Al Rib 사이에 Air Gap(공기층 n=1)을 유지하여 광학적 특성 변화를 최소화 하는 동시에 추가적인 보호코팅을 형성하여 외부의 물리적/화학적 작용에 의한 손상으로부터 나노 금속 선격자를 보호하고 또한 광학적 특성변화를 최소한으로 하여 나노 금속 선격자로 제작된 센스,광학 및 디스플레이(Display) 분야의 모든 소자 및 부품을 상업적으로 제한되지 않고 넓은 분야에서 사용 되어 질 수 있도록 내구성 및 광특성을 확보하기에 적당하도록 한 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자 보호코팅 및 그의 보호코팅에 방법에 관한 것이다.

일반적으로 선격자(wire grid)는 전자기파에 대한 편광을 분리 할 수 있는 방법으로 사용 되어 왔었다. 특히 라디오파나 적외선 영역에서 주로 사용 되어왔고 최근에는 반도체 공정을 기술 개발로 인해 나노 단위의 선폭을 갖는 선격자를 제조할 수 있게 되어 가시광선 영역에서도 편광 기능을 제어 할 수 있게 되었다.

또한 액정 디스플레이는 두 개의 편광판 사이에 위치하는 액정 패널에서 각 픽셀에 전기 신호를 인가하여 액정의 배열을 변경시킴으로써 빛을 투과시키거나 차단하는 소자이다 이러한 액정 디스플레이의 광 이용 효율과 휘도를 증대시키기 위해 유기물 종류의 편광판이 일반적으로 상용되어지며 최근에는 무기물 종류의 선격자 편광판(Wire Grid Polarizer)을 사용 하려는 시도가 이루어지고 있다.

도 1은 일반적인 선격자 편광자의 원리 및 구조를 보인 개념도이다.

도 1에서 참조번호 1은 기판이고, 2는 Al 격벽(barrier rib)이다.

도 1과 같은 선격자 편광자의 성능은 편광 소멸비(polarization extinction ratio)와 투과율로써 나타낼 수 있다. 선격자 편광자가 높은 편광 소멸비를 가지기 위해서는 금속 격자의 주기가 입사광의 파장에 비해 상당히 짧아야 한다는 전제 조건이 있다. 주기가 짧을수록 제작이 어려워지기 때문에 지금까지 선격자 편광자는 주로 마이크로파 또는 적외선 영역에서 제작되어 사용되어 왔다. 반도체 제조 장비와 노광 기술의 발달로 미세 패턴 제작이 가능해짐에 따라 가시광선에서 동작하는 선격자 편광자의 제작이 가능해지고 있다. 사람이 눈으로 감지할 수 있는 가시광선 영역은 보통 400nm 에서 700nm 까지의 파장 대를 말한다. 따라서 가시광선 영역에서 동작하는 선격자 편광자는 금속 격자의 주기가 적어도 200nm 이하는 되어야 어느 정도의 편광 특성을 기대할 수 있고, 기존의 편광기보다 동일하거나 보다 우수한 성능을 내기 위해서는 100nm 대의 주기를 갖는 금속 격자를 제작한다.

또한 도 1과 같이 이러한 선격자 편광자는 나노 기술에 의해 제조되며, 선격자로써 반사율이 높은 금속 박막을 증착하여 리소그래피 공정을 통해 건식 식각으로 제작되고, 이러한 선격자 편광자는 편광기능과 반사 투과 기능이 있어 편광자 및 LCD 분야에서 광을 리사이클링(Recycling) 하여 LCD 휘도를 증가시키는 휘도증가용으로 사용되어 질 수 있다.

또한 이러한 선격자를 이루는 물질로써 반사율은 높은 Ag, Al, Cu, Cr 또는 그의 합금 등이 금속 물질로 사용되며, 그 중에서도 가격, 반사율, 공정 등을 고려하여 대부분 Al이 많이 사용된다.

도 2는 종래 선격자 편광자를 보인 개념도이다.

도 2에서 참조번호 3은 와이어그리드와 같은 편광장치이고, 4는 편광장치의 기판이며, 5는 전도성을 가지거나 전도성 재료로 이루어진 요소로서 Al 격벽으로 구성되고, 6은 편광장치의 광학특성들에 역효과를 주지않고 부식을 방지하기 위해 부식방지제로부터 제조되는 모노층이다.

그러나 Ag, Al, Cu, Cr을 포함한 선격자를 이루는 대부분의 물질 등은 대기 중에 직접적으로 노출되어 있어 물리적 표면 파괴/스크래치 혹은 화학적 부식의 우려가 있으며, 이러한 물리적/화학적 손상은 선격자의 내구성 및 광학적 특성을 저하 시켜 상업적으로 사용이 제한적일 수 있다.

또한 이러한 선격자 편광자를 LCD용 편광자 및 휘도 증가용으로 사용할 경우 LCD에서 타 부품과 마찰 및 접촉 등으로 인하여 선격자의 손상에 의한 기능 상실이 이루어져 상업적으로 넓은 분야에서 적용하기 위한 큰 과제인 내마모성과 같은 내 구성 문제가 제기되어 진다.

일 예로 도 2에 나와 있는 미국 목스테크 사의 상품용 특허(US 6,785,050)에는 화학적 손상인 부식방지를 위한 보호 코팅막 형성 방법만 있는 반면 물리적 손상에 의한 구체적인 보호코팅에 관한 사항은 없으며, 또한 전통적인 어떠한 방법으로 든 보호코팅을 할 경우 광학적 특성이 변한다고 언급하고 있다. 또한 그레이팅 이론 및 G-Solver를 이용하여 RCWA 광학 시뮬레이션에 의하면 이러한 형상은 전통적 방법으로 행할 경우 금속 선격자 리브(Rib) 사이에 보호 코팅 물질이 채워져 Air Gap( 공기층 n=1) 상실로 인한 선격자의 편광 기능 저하로 편광된 P파, S파의 투과 및 반사 기능이 저하 되어 광학적 특성이 저하 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 경사 증착을 통해 나노 금속 선격자의 Al Rib 과 Al Rib 사이에 Air Gap(공기층 n=1)을 유지하는 동시에 추가적인 보호코팅을 형성하여 외부의 물리적/화학적 작용에 의한 손상으로부터 나노 금속 선격자를 보호하고 또한 광학적 특성변화를 최소한으로 하여 나노 금속 선격자로 제작된 바이오 센서, 광학 및 디스플레이(Display) 분야의 모든 소자 및 부품을 상업적으로 제한되지 않고 넓은 분야에서 사용 되어 질 수 있도록 내구성 및 광특성을 확보할 수 있는 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자 보호코팅 및 그의 보호 코팅 방법을 제공하는데 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자의 보호 코팅 방법을 보인 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, 기판, UV 레진, 금속 리브에 의해 나노 사이즈로 이루어진 선격자 기판을 형성하는 선격자 기판 형성 단계(ST1)와; 상기 선격자 기판에서 경사각 형성에 의한 경사 증착으로 에어 갭(Air Gap)을 형성하는 경사 증착 단계(ST2)와; 상기 경사 증착 단계 후 평탄 보호 코팅을 형성하는 보호 코팅 단계(ST3);를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 선격자 기판 형성 단계는, 나노 금속 선격자의 기판(11)의 상부에 UV 레진(12)이 도포되고 나노 사이즈 몰드로 프레스한 후 투명 기판(11)면에서 UV를 조사하여 경화시키고, 상기 UV 레진(12)의 상부에 리브(13)가 증착되도록 하여 선격자 기판을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 경사 증착 단계는, 스퍼터를 이용하거나 또는 전자빔증착(E-Beam evaporation, EBE)과 같은 진공 증착 장비 또는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, 플라즈마 화학기상 증착법) 중에서 하나 이상을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 경사 증착 단계는, 상기 기판을 경사지게 하여 경사 증착을 수행하거나 또는 증착 타겟(Target, 이는 진공증착 장비인 Sputter의 Target을 말한다) 및 소스(Source, 이는 진공증착 장비인 Evaporator의 증착될 물질을 말한다)를 경사지게 하여 경사 증착을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 경사 증착 단계에서 경사각은, 수평을 0도라고 할 때 기울어진 기판의각도를 말하며 60~85도 사이인 것을 특징으로 한다. 여기서 증착 기판의 경사각이 60도 미만으로 작을 경우 증착물질에 의한 그림자 효과가 작아지게 되어 Al Rib과 Rib 사이에 증착 물질이 채워 지게 되므로 광학적 특성이 저하 된다. 그래서 본 발명에서의 나노선격자 위에 경사 증착을 할 경우 기판 경사각이 60~85도가 되게 하여 Al Rib 과 Rib 사이에 경사 증착한 물질이 채워 지는 않는 적정한 각인 60~85도 사이로 설정한다.

상기 경사 증착 단계는, 증착 물질로 SiO₂, MgF₂, TiO_2,Al₂O₃등을 포함한 산화물 유전체 물질을 이용하는 것을 특징으로 한다.

상기 증착 물질은, 굴절률이 SiO₂ n=1.3~1.5, MgF₂ n=1.2~1.4,TiO₂n=2.3~2.4 , Al₂O₃ n=1.5~1.7 의 범위인 것을 특징으로 한다.

상기 경사 증착 단계는, 증착되는 박막의 성장 각도는 40~70도인 것을 특징으로 한다. 여기서 박막의 성장 각도는 물질 마다 다르며, 본 발명에서의 성장 각도는 경사 증착 각도를 0도로 하여 성장 시킨 박막의 결정 각을 0도로 정하고 그것 대비 경사 각을 박막 성장각 이라 말하는 것이며, 박막 성장 각도는 40도 미만일 경우 Al Rib과 Rib사이에 박막이 채워 지는 현상이 나타난다. 그러므로 본 발명에서는 박막 성장 각도를 40~70도로 설정했다.

상기 경사 증착 단계는, 선격자의 주기, 높이, 스페이스(space)에 의해 증착 높이가 결정되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 보호 코팅 단계는, SiO₂ 또는 MgF₂ 또는 TiO₂또는 Al₂O₃등을 포함한 투명 산화물, 테프론, 페를린, 하드 코팅액, 레진, 플랙시블한 필름 중에서 하나 이상을 사용하여 코딩을 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 일실시예에 의한 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자 보호코팅은, 기판(11)과 UV 레진(12)과 금속 리브(13)에 의해 나노 사이즈로 형성된 선격자 기판과; 상기 선격자 기판의 상부에서 경사 증착에 의해 형성된 유전체막(15)과; 상기 유전체 막(15) 상에서 평탄 보호 코팅으로 형성된 평탄 레이어(20);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 기판(11)은, PET(Poly ethylene terephthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트) 또는 PC(Polycarbonate, 폴리카보네이트)를 포함한 플랙시블한 투명 필름을 사용하거나 또는 하드(Hard)하고 투명한 유리 기판을 사용한 것을 특징으로 한다.

상기 유전체막(15)은, 경사각이 60~85도 사이에서 형성된 것을 특징으로 한다. 여기서 증착 기판의 경사각이 작을 경우 그림자 효과(Shadowing Effect)가 작아 Al Rib과 Rib 사이에 증착 물질이 채워 지게 되어 광학적 특성이 저하 된다. 그래서 본 발명에서의 나노선격자 위에 경사 증착을 할 경우 기판 경사각이 60~85도가 되게 하여 Al Rib 과 Rib 사이에 경사 증착한 물질이 채워 지는 않는 적정한 각인 60~85도 사이에서 형성되도록 한다.)

상기 유전체막(15)은, SiO₂, MgF₂, TiO₂, Al₂O₃등을 포함한 산화물 유전체 물 질인 것을 특징으로 한다.

상기 유전체막(15)은, 굴절률이 SiO₂ n=1.3~1.5, MgF₂ n=1.2~1.4, TiO₂n=2.3~2.4 , Al₂O₃ n=1.5~1.7 의 범위인 것을 특징으로 한다.

상기 평탄 레이어(20)는, 두께에 따라 투과율과 반사율이 차이가 있지만 두께가 100~1000nm인 것을 특징으로 한다.

상기 나노 금속 선격자 보호코팅은, 광학 부품용 편광자, LCD용의 흡수용 편광자, LCD 백라이트의 휘도 증가용 필름에 적용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자 보호코팅 및 상부 평탄층 형성 방법은 나노 금속 선 격자를 외부의 물리적/화학적인 손상으로부터 외부로 노출된 나노 금속 선격자를 보호할 수 있으며 또한 광학적 특성 변화를 최소화 하여 바이오 센서 분야, 광학용 편광자 및 디스플레이 분야 중 LCD용 흡수용 편광자 대체용 혹은 광을 리사이클링(Recycling) 하여 휘도를 증가 시키는 휘도 증가용과 같은 LCD용 광학필름 및 각종 편광을 이용한 부품 등에 상업적으로 널리 적용 가능하게 되는 효과가 있게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자 보호 코팅 및 그의 보호 코팅 방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.

먼저 본 발명은 나노 임프린팅 공정에 의해 제작된 나노 금속 선격자를 경사 증착을 통해 나노 금속 선격자의 Al Rib 과 Al Rib 사이에 Air Gap(공기층 n=1)을 유지하는 동시에 추가적인 보호코팅을 형성하여 외부의 물리적/화학적 작용에 의한 손상으로부터 나노 금속 선격자를 보호하고 또한 광학적 특성변화를 최소한으로 하여 나노 금속 선격자로 제작된 센서, 광학 및 디스플레이(Display) 분야의 모든 소자 및 부품을 상업적으로 제한되지 않고 넓은 분야에서 사용 되어 질 수 있도록 내구성 및 광특성을 확보하고자 한 것이다.

그래서 본 발명은 선격자 기판 형성 단계(ST1), 경사 증착 단계(ST2), 보호 코팅 단계(ST3)로 이루어진다.

선격자 기판 형성 단계에서는 나노 금속 선격자의 기판(11)의 상부에 UV 레진(12)이 도포되고 나노 사이즈 몰드로 프레스한 후 투명 기판(11)면에서 UV를 조 사하여 경화시키고, UV 레진(12)의 상부에 리브(13)가 증착되도록 하여 선격자 기판을 형성한다.

또한 경사 증착 단계에서는 나노 금속 선격자의 보호 코팅 방법을 수행할 때 선격자의 기판에서 리브(Rib)와 리브 사이에 경사각 형성에 의한 경사 증착으로 에어 갭(Air Gap)을 형성한다.

도 4는 도 3에서 경사 증착 수행시 경사면을 형성하여 경사 증착을 실행한 예를 보인 개념도이다.

그래서 경사각 형성하는 것은 도 4에서와 같이 기판을 경사지게 하여 경사 증착을 수행하거나 또는 증착 타겟(Target) 및 소스(Source)를 경사지게 하여 경사 증착을 수행할 수 있다. 하지만 도 4에서와 같이 기판에 경사면을 주는 것이 더욱 효과적이다.

또한 경사 증착 방법으로는 스퍼터를 이용하거나 또는 전자빔증착(EBM)과 같은 진공 증착 장비 또는 PECVD 장비를 이용할 수 있다. 도 4에서와 같이 전자빔증착을 사용하는 것이 더욱 선호된다. 이때 Al 리브 사이의 공간에 증착물질이 채워지지 않게 경사각 60~85도를 유지하여 에어 갭(14)을 형성하는 것이 중요하다.

유전체막(15)을 형성하게 되는 증착 물질은 투명한 유전체 물질인 SiO₂, MgF₂, TiO₂ 등의 산화물 유전체 물질 모두 가능하다. 하지만 통상 널리 쓰이는 Si0₂나 MgF₂ 등이 기능적 측면에서 유리하다.

증착 물질은 굴절률이 최대한 낮은 것이 좋으며, MgF₂ n=1.2~1.3, SiO₂ n=1.3~1.5, TiO₂n=2.3~2.4 , Al₂O₃ n=1.5~1.7 범위가 적정하다.

경사 증착된 박막의 성장 각도는 40도 이하가 좋으며, 증착 높이는 선격자의 주기, 높이, Space에 따라 적정하게 조절하는 것이 좋다.

경사 증착에 의해 도 4와 같이 Al Rib과 Rib 사이에 유전체 물질이 모두 비스듬히 증착된 후 Al Rib과 Rib 사이인 Space를 모두 막아 Air Gap(14)이 형성되게 한다.

도 5은 도 3에서 평탄 보호 코팅을 실행하는 예를 보인 개념도이다.

그래서 도 5와 같이 Air Gap이 형성된 샘플 위에 내구성 향상을 위해 평탄 보호 코팅을 시행 한다.

평탄 보호코팅 방법으로는 진공 증착 방법에 의한 투명산화물 종류 또는 Hard Coating액, 테프론 Resin, 플랙시블한 Film 등 모두 가능하며 단, 본 발명에서는 일 예로 진공 증착에 의해 형성 되었으며, 진공 증착 평탄 보호코팅 방법으로는 Sputter, E-beam Evaporation, PECVD 등이 가능하다.

평탄 증착 물질로는 경사 증착 때 사용한 경사증착 물질과 동일 물질로 하는 것이 제일 좋으며, 상황에 따라 이종 물질로도 할 수 있다. 통상 위에서 제시된 SiO2 또는 MgF2를 일치 시키거나 서로 이종적인 물질을 사용해도 적용 분야에 따라 적용이 가능 할 수 있다.

평탄 증착 물질은 두께는 본 발명에서 SiO₂ 기준으로 100~1000nm 정도를 평탄 증착해야 보호코팅으로서 기능을 유지 하며 또한 광 특성 변화를 최소화 할 수 있다.

도 6에서 (a)는 본 발명에서 사용한 샘플의 제작전 모습을 보인 전자현미경 사진이고, (b)는 본 발명에서 사용한 샘플(Air Gap 존재)의 제작 후 모습을 보인 전자현미경 사진이며, (c)는 일반적인 방법에 의해 형성된 샘플(Air Gap 미존재)들의 전자현미경 사진이다. 즉, 도 6의 (a)에서 보는 사진은 보호코팅을 하기 전의 샘플의 모습이며, (b)는 본 발명에 의해 Air Gap이 형성된 샘플의 모습이다 또한 (c)의 그림은 일반적인 방법에 의해 제작된 나노 금속 선격자의 Space에 물질이 채워진 모습이다.

특히 본 발명방법으로 제작된 도 6의 (b)는 Al Rib 위에 경사증착으로 인하여 명백하게 Air Gap 이 형성 되었으며, 나노 금속 선격자 Space에는 증착 물질이 채워 지지 않았다. 또한 내구성 향상을 위한 한 예로 투명한 산화물 박막을 증착 한 결과 Air Gap을 형성하면서도 아주 튼튼한 내구 구조를 갖는 보호코팅막이 형성 되었다.

도 7에서 (a)는 나노 금속 선격자의 적용 제품군 중 한 예인 LCD용 휘도 증가용 필름에 대한 시뮬레이션 결과를 보인 그래프이고, (b)는 (a)의 실 예를 보인 그래프이다. 이러한 도 7은 나노 금속 선격자의 적용 제품군 중 한 예인 LCD용 휘도 증가용 필름에 관한 시뮬레이션 결과 및 실 예를 보인 것이다.

그래서 도 7의 (a)는 광학 시뮬레이션 결과로서, 파란색 라인(33)인 샘플#3의 그래프가 선격자의 Al Rib과 Rib 사이인 Space에 다른 물질이 조금이라도 채워진 조건으로 휘도 증가률이 단파장으로 갈수록 급격하게 감소하는 현상을 보인다. 이러한 결과는 광학제품으로 사용하기에는 아주 부적합 하다는 것을 대변한다.

도 7의 (b)는 본 발명 방법으로 제작된 샘플을 실제 LCD BLU(Liquid Crystal Display Back Light Unit)에 적용하여 광학 측정을 한 결과이다. 도 7의 (b)에서 참조번호 41, 42, 43은 도 7의 (a)에서의 31, 32, 33과 각각 대응된다. 실제 측정에서 본 발명에 의한 방법으로 제작한 샘플의 분홍색라인(42)은 보호코팅을 하지 않은 샘플과 거의 동등한 휘도를 보여 거의 변화 없는 것으로 측정 되었다. 반면 Air Gap이 형성 되지 않은 샘플인 녹색계열선(43)은 시뮬레이션 결과와 같이 휘도가 감소하는 현상이 발생 했다.

도 8은 보호 코팅 처리된 샘플에 대해 연필 경도 스크래치 테스트를 한 결과를 보인 것으로, (a)는 보호 코팅을 하지 않은 샘플이며, (b)는 본 발명에 의한 샘플(Air Gap 존재)이고, (c)는 일반적인 방법(Air Gap 미존재)에 의한 샘플이다.

도 8의 a, b, c에서 보는 것과 같이 동일 하중에서 본 발명방법에 의해 제작된 샘플은 보호코팅을 형성하지 않은 것보다 내스크래치성이 우수하다는 것을 알 수 있다.

이처럼 본 발명은 나노 금속 선 격자를 외부의 물리적/화학적인 손상으로 부터 외부로 노출된 나노 금속 선격자를 보호할 수 있으며 또한 광학적 특성 변화를 최소화 하여 광학용 편광자 및 디스플레이 분야 중 LCD용 흡수용 편광자 대체용 혹은 광을 리사이클링 하여 휘도를 증가 시키는 휘도 증가용과 같은 LCD용 광학필름 및 각종 편광을 이용한 부품 등에 상업적으로 널리 적용 가능하게 되는 것이다.

이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 2는 종래 선격자 편광자를 보인 개념도이다.

도 6은 도 3에서 평탄 보호 코팅을 실행하는 예를 보인 개념도이다.

도 7에서 (a)는 본 발명에서 사용한 샘플의 제작전 모습을 보인 전자현미경 사진이고, (b)는 본 발명에서 사용한 샘플(Air Gap 존재)의 제작후 모습을 보인 전자현미경 사진이며, (c)는 일반적인 방법에 의해 형성된 샘플(Air Gap 미존재)들의 전자현미경 사진이다.

도 8에서 (a)는 나노 금속 선격자의 적용 제품군 중 한 예인 LCD용 휘도 증가용 필름에 대한 시뮬레이션 결과를 보인 그래프이고, (b)는 (a)의 실 예를 보인 그래프이다.

도 9는 보호 코팅 처리된 샘플에 대해 연필 경도 스크래치 테스트를 한 결과를 보인 것으로, (a)는 보호 코팅을 하지 않은 샘플이며, (b)는 본 발명에 의한 샘플(Air Gap 존재)이고, (c)는 일반적인 방법(Air Gap 미존재)에 의한 샘플이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 경사 레이어

11 : 기판(PET 등)

12 : UV 레진

13 : 리브(Al 등)

14 : 에어 갭

15 : 유전체막(SiO₂ 등)

16 : 소스

20 : 평탄 레이어

Claims

기판, UV 레진, 금속 리브에 의해 나노 사이즈로 이루어진 선격자 기판을 형성하는 선격자 기판 형성 단계와;

상기 선격자 기판에서 경사각 형성에 의한 경사증착으로 에어 갭을 형성하는 경사 증착 단계와;

상기 경사 증착 단계 후 평탄 보호 코팅을 형성하는 보호 코팅 단계;

를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 하는 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자의 보호 코팅 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 선격자 기판 형성 단계는,

나노 금속 선격자의 기판의 상부에 UV 레진이 도포되고 나노 사이즈 몰드로 프레스한 후 투명 기판면에서 UV를 조사하여 경화시키고, 상기 UV 레진의 상부에 리브가 증착되도록 하여 선격자 기판을 형성하는 것을 특징으로 하는 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자의 보호 코팅 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 경사 증착 단계는,

상기 기판을 경사지게 하여 경사 증착을 수행하거나 또는 증착 타겟 및 소스를 경사지게 하여 경사 증착을 수행하는 것을 특징으로 하는 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자의 보호 코팅 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 경사 증착 단계는,

스퍼터를 이용하거나 또는 전자빔증착과 같은 진공 증착 장비 또는 PECVD 중에서 하나 이상을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자의 보호 코팅 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 경사 증착 단계에서 경사각은,

60~85도 사이인 것을 특징으로 하는 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자의 보호 코팅 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 경사 증착 단계는,

증착 물질로 SiO₂, MgF₂, TiO_2,Al₂O₃를 포함한 산화물 유전체 물질을 이용하는 것을 특징으로 하는 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자의 보호 코팅 방법.
청구항 6에 있어서,

상기 증착 물질은,

굴절률이 SiO₂ n=1.3~1.5, MgF₂ n=1.2~1.4, TiO₂n=2.3~2.4 , Al₂O₃ n=1.5~1.7 의 범위인 것을 특징으로 하는 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자의 보호 코팅 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 경사 증착 단계는,

증착되는 박막의 성장 각도는 40~70도인 것을 특징으로 하는 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자의 보호 코팅 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 경사 증착 단계는,

선격자의 주기, 높이, 스페이스에 의해 증착 높이가 결정되도록 하는 것을 특징으로 하는 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자의 보호 코팅 방법.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 보호 코팅 단계는,

SiO₂ 또는 MgF₂ 또는 TiO₂ 또는 Al₂O₃를 포함한 투명 산화물, 테프론, 페를린, 하드 코팅액, 레진, 플랙시블한 필름 중에서 하나 이상을 사용하여 코딩을 수행하는 것을 특징으로 하는 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자의 보호 코팅 방법.
기판과 UV 레진과 금속 리브에 의해 나노 사이즈로 형성된 선격자 기판과;

상기 선격자 기판의 상부에서 경사 증착에 의해 형성된 유전체막과;

상기 유전체 막 상에서 평탄 보호 코팅으로 형성된 평탄 레이어;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자 보호코팅.
청구항 11에 있어서,

상기 기판은,

PET 또는 PC를 포함한 플랙시블한 투명 필름을 사용하거나 또는 하드하고 투명한 유리 기판을 사용한 것을 특징으로 하는 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자 보호코팅.
청구항 11에 있어서,

상기 유전체막은,

경사각이 60~85도 사이에서 형성된 것을 특징으로 하는 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자 보호코팅.
청구항 11에 있어서,

상기 유전체막은,

SiO₂, MgF₂, TiO₂, Al₂O₃중에서 하나 이상을 포함한 산화물 유전체 물질인 것을 특징으로 하는 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자 보호코팅.
청구항 11에 있어서,

상기 유전체막은,

굴절률이 SiO₂ n=1.3~1.5, MgF₂ n=1.2~.13, TiO₂n=2.3~2.4 , Al₂O₃ n=1.5~1.7 의 범위인 것을 특징으로 하는 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자 보호코팅.
청구항 11에 있어서,

상기 평탄 레이어는,

두께가 100~1000nm인 것을 특징으로 하는 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자 보호코팅.
청구항 11 내지 청구항 16 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 나노 금속 선격자 보호코팅은,

광학 부품용 편광자, LCD용의 흡수용 편광자, LCD 백라이트의 휘도 증가용 필름에 적용되는 것을 특징으로 하는 경사 증착에 의한 나노 금속 선격자 보호코팅.