KR20100070516A - 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, (a)구(球) 형상을 갖는 복수 개의 비드를, 기재의 일측면에 단일층으로 배열하는 비드 배열단계; 복수 개의 비드를 식각하여, 각 비드 간에 일정 간격이 이격된 형태의 에칭마스크를 형성하는 비드 식각단계; 복수 개의 비드를 에칭마스크로 하여, 기재의 일측면을 식각하는 기재 식각단계; 식각된 기재의 일측면에서 복수 개의 비드를 제거하는 비드 제거단계; 복수 개의 비드가 제거된 후 미세요철이 형성된 기재의 일측면에 불소화합물을 코팅하는 불소화합물 코팅단계; (f)기재의 가공된 표면을 뒤집는 기재 표면 전환단계; (g)기재의 가공되지 않은 타측면에, 구(球) 형상을 갖는 복수 개의 비드를 단일층으로 배열하는 2차 비드 배열단계; (h)복수 개의 비드를 식각하여, 각 비드 간에 일정 간격이 이격된 형태의 에칭마스크를 형성하는 2차 비드 식각단계; (i)복수 개의 비드를 에칭마스크로 하여, 기재(A)의 타측면을 식각하는 2차 기재 식각단계; (j)식각된 기재(A)의 타측면에서 복수 개의 비드를 제거하는 2차 비드 제거단계; 및 (k)복수 개의 비드가 제거된 후, 미세요철이 형성된 기재의 타측면에 불소화합물을 코팅하는 2차 불소화합물 코팅단계를 포함하는 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법이 제공된다.
무반사, 비드, 에칭,

Description

무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법{Manufacturing method for anti-reflective surface and super water-repellent surface}
본 발명은 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기재의 표면에 미세요철을 형성함으로써, 상기 기재의 투과율을 현저하게 향상시킴과 동시에 초발수성의 화학적 물성을 갖도록 구비된 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 자연의 나노구조물에서 영감을 얻어 공학적으로 이용하려는 연구가 활발히 진행 중이다. 대표적인 예가 초발수성을 나타내는 연꽃잎과 무반사성을 나타내는 나방눈이다.
먼저 초발수성에 대하여 살펴보면, 일반적으로 발수성이란 물에 젖기 어려운 성질을 뜻한다. 초발수 표면기술은 표면의 젖음(wetting)현상을 조절하기 위한 표면개질(surface modification) 기술의 한 분야로, 고체의 표면을 물리적 또는 화학적으로 표면개질하여 고체의 표면에 액체가 접촉할 때 접촉각이 150°이상이 되도록 하는 기술을 말한다.
초발수성 표면의 대표적인 모델로서 연꽃잎을 들 수 있는데, 연꽃잎의 경우 에는 표면에 수많은 마이크로 내지 나노 크기의 섬모 돌기가 존재하며 동시에 왁스성분이 코팅되어 있는데, 이러한 마이크로/나노 병합구조(또는 계층구조) 및 왁스 코팅으로 인하여 연꽃잎의 표면에는 초발수 표면이 형성되어 물에 젖지 않는 특징을 나타내는 것이다.
최근에는 단순히 마이크로 구조 또는 나노 구조의 제조를 넘어서서 자연계에 존재하는 마이크로/나노 계층 구조물을 모사함으로써 발수성이 보다 향상된 초발수 표면을 제조하고자 하는 연구가 많은 관심을 끌고 있다.
이와 같은 초발수성에 대한 연구는 학술적인 표면 과학 분야뿐만 아니라 건축 자재, 화장품, 섬유 처리, 전기전자용 부품재료 등 다양한 산업분야에서도 주목을 끌고 있다.
일반적으로 자동차 유리 또는 건축용 창유리의 표면은 물에 대한 접촉각이 20 ∼ 40° 정도로 낮은 값을 가지므로 우천시 물이 불균질한 수막의 형태로 흘러내린다.
이러한 불균질한 수막은 자동차 유리의 경우 빛의 산란을 가져와 특히 우천시나 야간운전시 운전자의 시야를 방해하며, 건축용 유리창의 경우 먼지, 황사 등과 더불어 표면을 쉽게 오염시킨다.
만일 유리 표면의 표면 에너지를 현저하게 낮출 수 있다면 물방울의 부착 형태를 둥글게 하여줄 수 있고, 이러한 물방울이 구형의 형태로 굴러 떨어지게 하여 대부분의 유리에서 물에 대한 젖음을 용이하지 않게 할 수 있다.
이와 같이 물에 대한 젖음을 방지할 수 있는 유리를 초발수 유리라고 하는데 자동차에 초발수 유리를 적용하면 불균질한 수막으로부터 오는 시야의 왜곡을 막아 선명한 시야를 확보할 수 있어 사고를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 세정작업이 어려운 높고 면적이 큰 고층건물인 경우 이물질이 부착되어도 낮은 표면에너지로 인해 물방울이 구형 형태로 굴러 떨어지면서 이물질들을 쉽게 제거할 수 있는 자기 세정(Self-Cleaning) 기능을 가진 유리 제작이 가능하며 건물 유지보수 면에서 상당한 장점이 있다.
고체 표면상에서 이루어지는 물방울의 접촉각이 발수성의 지표가 되는데, 일반적으로는 접촉각이 90°이상인 경우를 발수성(소수성) 표면이라 하고, 110°내지 150°이면 고발수성 표면, 150°이상이면 초발수성 표면이라 칭한다.
기존의 발수 기술개발은 1950년대부터 재료표면의 화학적 성분에 따른 표면물성인 표면에너지가 낮은 소재를 개발하고 활용하기 위한 연구에 집중되었다. 그러나 1980년대부터 초발수성을 좌우하는 변수는 표면의 화학적 물성뿐만 아니라, 표면의 기하학적 공간 구조도 매우 중요한 인자라는 것이 밝혀졌다.
각종 불소계 재료를 코팅한 발수막은 표면에너지가 낮은 재료를 이용한 예인데, 낮은 표면에너지만으로는 150°이상의 접촉각을 얻을 수 없기 때문에, 150°이상의 초발수성 재료를 얻으려면 표면 미세 구조의 제어가 필요하였다.
현재, 나노 구(球) 리쏘그래피(nanosphere lithography)와 산소 플라즈마를 이용한 드라이 에칭을 통해 물의 접촉각이 132°~ 170°인 표면을 제작한 예가 보고 되어있다(Peilin Chen et al. Chem. Mater., vol. 16, no. 4, 561, 2004).
그러나, 상기와 같은 연구결과는 폴리스티렌 나노 구를 금피막 (gold film) 상에 단층 또는 이중층으로 배열한 후에 산소 플라즈마를 이용하여 폴리스티렌 나노 구의 크기 및 형태를 변화시켜 물의 접촉각을 높인 예에 불과하며 고체 표면 자체를 식각하여 요철구조를 형성한 것이 아니므로 발수 성능이 낮다는 문제점이 있었다.
또한, 대한민국 공개특허 1997-007696의 '발수 유리의 제조 방법 및 그 제품'에서는 실리콘 알콕시드계 화합물과 유기 용매를 포함하는 원료 용액을 가수분해 반응하여 실리카 피막을 형성하고 발수층을 코팅하는 방법으로 발수유리를 제조하였는데 물의 접촉각이 100°전후로써 초발수성은 나타내지 못한다는 문제점이 있었다.
아울러, 대한민국 공개특허 1999-0001695의 '내구성이 우수한 요철을 가진 실리카막 및 이를 이용한 발수유리'에서는 요철을 가진 실리카막 표면에 발수제를 코팅하여 발수액을 효과적으로 함유할 수 있는 발수유리를 제공하는 것으로, 실란 화합물의 가수분해와 축중합 반응의 결과인 콜로이달 실리카를 표면에 피막하여 요철구조를 제공하기 때문에 원하는 크기의 규칙적인 요철구조를 제공하는 것은 불가능하다는 문제점이 있었다.
더불어, 초발수 성격을 나타내는 나노구조물을 포함한 표면은 무반사의 효과도 갖게 되는데, 무반사성에 대하여 살펴보면, 일반적으로 무반사는 반사방지의 개념으로 반사방지 표면 기술은 광소자의 표면에서 급격한 굴절율의 변화로 발생하는 빛의 반사를 줄여 투과하는 빛의 양을 증가시키는 기술을 말한다.
무반사의 대표적인 모델로서 나방눈을 들 수 있는데, 나방눈의 경우 잘 정렬된 나노구조물로 이루어져 있어 빛의 반사가 매우 적기 때문에, 새와 같은 포식자로부터 자신을 보호할 수 있고, 밤에도 적은 빛으로 시야확보가 가능하여 활동이 용이하다.
이와 같은 나노구조물을 이용한 무반사 표면은 OLED/LCD를 포함한 모니터, LED를 포함한 조명이나 광고, 태양전지, 자동차 계기판을 포함한 산업용·가전용 유리, 카메라 등의 광학렌즈 등에 적용되어, 외부 빛의 반사에 대한 눈부심 현상을 줄이고, 내부에서 나오는 빛의 양을 감소시켜 선명하고 밝은 화질을 제공할 수 있다.
일반적으로 무반사성 표면은 공기와 기판사이의 굴절율을 갖는 화학물질을 전자선 증착이나 이온보조 증착방법 등을 이용하여 얇은 박막으로 코팅하는 방법을 사용한다. 또한 여러 파장에서의 반사방지를 원한다면 굴절율이 다른 여러층의 다른 물질을 증착하여야 한다.
그러나 나노구조물을 이용한 무반사 표면은 코팅박막을 이용하는 기존기술에 비해 넓은 입사각도와 파장영역에서 반사방지의 효과를 나타내는 장점이 있다.
나노구조물을 이용한 무반사 표면은 여러 가지 나노공정방법으로 접근되고 있다. 최근에는, 나노 구(球) 리쏘그래피(nanosphere lithography)와 SF4 플라즈마를 이용한 드라이 에칭을 통해 실리콘표면에 나노구조물을 제작하여 반사방지효과를 보고한 바 있다( Peng Jiang et al. APL, vol. 92, 061112, 2008).
그러나, 상기와 같은 연구결과는 실리카 나노 구를 실리콘상에 단층으로 배열한 후에 플라즈마를 이용하여 실리콘표면에 요철구조를 형성한 것으로 투명하지 않다는 문제점이 있다.
또한, 같은 연구그룹에서 실리카나노입자를 이용하여 금형을 만든 뒤 이를 PDMS(polydimethylsiloxane)로 복제하여 유리위에 PETPTA(polyethoxylated trimethylolpropane triacrylate)의 구조물을 UV중합으로 합성한 바를 보고하였다. ( Peng Jiang et al. APL, vol. 91, 101108, 2007).
그러나 이는 구조물의 모양을 조절하기가 힘들고 내구성이 취약한 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 기재의 표면에 미세 요철구조를 형성하고 불소화합물로 코팅하여 뛰어난 초발수성을 지니며, 동시에 유리 또는 플라스틱 기재 표면의 반사율을 감소시켜, 무반사의 특성을 구비하는 무반사 표면 및 초발수 표면을 용이하게 생산할 수 있는 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유리 재질로 형성된 기재(A)의 표면을 가공하여 무반사 표면 및 초발수 표면을 제조하는 방법에 있어서, (a) 구(球) 형상을 갖는 복수 개의 비드를, 상기 기재(A)의 일측면에 단일층으로 배열하는 비드 배열단계; (b) 상기 복수 개의 비드를 식각하여, 각 비드 간에 일정 간격이 이격된 형태의 에칭마스크를 형성하는 비드 식각단계; (c) 상기 복수 개의 비드를 에칭마스크로 하여, 상기 기재(A)의 일측면을 식각하는 기재 식각단계; (d) 상기 식각된 기재(A)의 일측면에서 상기 복수 개의 비드를 제거하는 비드 제거단계; (e) 상기 복수 개의 비드가 제거된 후 미세요철이 형성된 기재(A)의 일측면에 불소화합물을 코팅하는 불소화합물 코팅단계; (f) 상기 기재(A)의 가공된 표면을 뒤집는 기재 표면 전환단계; (g) 상기 기재(A)의 가공되지 않은 타측면에, 구(球) 형상을 갖는 복수 개의 비드를 단일층으로 배열하는 2차 비드 배열단계; (h) 상기 복수 개의 비드를 식각하여, 각 비드 간에 일정 간격이 이격된 형태의 에칭마스크 를 형성하는 2차 비드 식각단계; (i) 상기 복수 개의 비드를 에칭마스크로 하여, 상기 기재(A)의 타측면을 식각하는 2차 기재 식각단계; (j) 상기 식각된 기재(A)의 타측면에서 상기 복수 개의 비드를 제거하는 2차 비드 제거단계; 및 (k) 상기 복수 개의 비드가 제거된 후, 미세요철이 형성된 기재(A)의 타측면에 불소화합물을 코팅하는 2차 불소화합물 코팅단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법은, 투명 플라스틱의 재질로 형성된 기재(B)의 표면을 가공하여 무반사 표면 및 초발수 표면을 제조하는 방법에 있어서, (l) 구(球) 형상을 갖는 복수 개의 비드를 상기 기재(B)의 일측면에 단일층으로 배열하는 비드 배열단계; (m) 상기 복수 개의 비드를 식각하여 각 비드 간에 일정 간격이 이격된 형태의 에칭마스크를 형성하는 비드 식각단계; (n) 상기 식각된 기재(B)의 일측면에서 상기 복수 개의 비드를 제거하는 비드 제거단계; (o) 상기 기재(B)의 가공된 표면을 뒤집는 기재 표면 전환단계; (p) 상기 기재(B)의 가공되지 않은 타측면에, 구(球) 형상을 갖는 복수 개의 비드를 단일층으로 배열하는 2차 비드 배열단계; (q) 상기 복수 개의 비드를 식각하여 각 비드 간에 일정 간격이 이격된 형태의 에칭마스크를 형성하는 2차 비드 식각단계; (r) 상기 복수 개의 비드를 에칭마스크로 하여, 상기 기재(B)의 타측면을 식각하는 2차 기재 식각단계; 및 (s) 상기 식각된 기재(B)의 타측면에서 상기 복수 개의 비드를 제거하는 2차 비드제거단계를 포함하여 구비될 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 비드는, 스핀코팅(spin-coating), 딥코팅(dip-coating), 리프팅업(lifting up), 전기영동 코팅(electrophoretic deposition), 화 학적 또는 전기화학적 코팅(chemical or electrochemical deposition) 및 전기분사(electrospray) 중 선택된 어느 하나 이상의 방법으로, 상기 기재(A,B)의 표면에 배열될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 비드는, 각 비드가 갖는 지름의 크기가 200nm 이하로 형성된 것이 바람직하다.
게다가, 상기 식각은, 에칭 가스에 의한 드라이 에칭을 사용할 수 있다.
아울러, 상기 에칭가스는, 상기 기재(A)가 유리 재질이며 상기 비드가 플라스틱 재질일 경우에는, 상기 비드 식각단계에서는 O2, CF4, Ar 중 선택된 어느 하나 이상을 이용하며 상기 기재 식각단계에서는 CF4, SF6, HF 중 선택된 어느 하나 이상을 이용하여 비드 및 기재를 식각하며, 상기 기재(B)가 플라스틱 재질이며 상기 비드가 유리 재질일 경우에는, 상기 비드 식각단계에서는 CF4, SF6, HF 중 선택된 어느 하나 이상을 이용하며 상기 기재 식각단계에서는 O2, CF4, Ar중 선택된 어느 하나 이상을 이용하여 비드 및 기재를 식각하는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 에칭가스는, H2 가스가 혼합된 것일 수 있다.
그리고, 상기 불소화합물이 코팅된 기재(A)의 표면은, (CF3-), (-(CF2-CF2)n-, -(O(CF2)m)n-, -((CF2)mO)n-, -(OC(CF3)FCF2)n- 및 -(C(CF3)FCF2O)n- 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서, 상기 m은 1 이상 25 이하이고, 상기 n은 1 이상 100 이하이다.
또한, 상기 불소화합물 코팅단계 및 2차 불소화합물 코팅단계는, 딥코팅, 스핀코팅, 불소 실란계 화합물의 셀프 어셈블드 모노레이어(Self-assembled monolayer) 처리방법, 불소계 단량체의 아톰 트랜스퍼 래디칼 폴리머리제이션(Atom transfer radical polymerization) 방법을 이용한 표면중합법, 불소계 단량체의 그라프팅-프럼(grafting-from) 표면중합법, 불소계 화합물의 그라프팅-투(grafting-to) 표면중합법, 플라즈마를 이용한 불소계화합물의 표면중합법 및 플라즈마를 이용한 불소화합물의 표면개질 중 어느 하나 이상의 방법을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법을 사용하여, 상기 기재(A,B)의 표면에 형성된 미세요철의 형상을 복제하여 임프린팅의 마스크를 형성할 수 있다.
본 발명의 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법에 따르면, 기재의 표면에 미세요철을 용이하게 형성하고 불소화합물로 표면 처리하여, 초발수 성능을 부여할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 미세요철의 크기가 200nm 이하로 형성되기 때문에, 상기 기재의 반사율을 감소되므로 투명하면서도 무반사 특성이 구비된 표면상태를 제공할 수 있다.
아울러, 초발수 효과에 의한 자기세정(self-sleaning)이 가능하므로 먼지 등의 외부 오염물로부터 깨끗한 표면상태를 유지할 수 있다는 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법을 나타낸 순서도이며, 도 2는 기재의 일측면에 비드가 배열된 상태를 나타낸 사시도, 도 3a는 도 2의 비드가 식각된 상태를 나타낸 사시도, 도 3b는 도 3a의 'A'를 확대하여 나타낸 확대도, 도 4는 도 3a의 기재가 식각된 상태를 나타낸 사시도, 도 5는 도 4의 기재의 일측면에서 비드가 제거된 상태를 나타낸 사시도이며, 도 6은 도 5의 기재의 일측면이 불소화합물로 코팅된 상태를 나타낸 사시도이다.
또한, 도 7은 도 6의 기재를 뒤집은 상태를 나타낸 사시도, 도 8은 도 7의 기재의 타측면에 비드가 배열된 상태를 나타낸 사시도, 도 9는 도 8의 비드가 식각된 상태를 나타낸 사시도, 도 10은 도 9의 기재가 식각된 상태를 나타낸 사시도이며, 도 11은 도 10의 기재의 타측면에서 비드가 제거된 상태를 나타낸 사시도이다.
더불어, 도 12는 도 10의 기재의 타측면이 불소화합물로 코팅된 상태를 나타낸 사시도, 도 13은 본 발명의 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법을 통해 미세요철이 형성된 기재 표면의 전자현미경 사진, 도 14는 도 12의 기재 표면에 떨어뜨린 물방울의 응집된 상태와 상기 기재를 통해 영문자가 투과되는 정도를 나타낸 사진이며, 도 15는 도 12의 기재의 투과율과 일반유리의 투과율을 서로 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법은, 비드 배열단계(S10), 비드 식각단계(S20), 기재 식각단계(S30), 비드 제거단계(S40), 불소화합물 코팅단계(S50), 기재표면 전환단계(S60), 2차 비드 배열단계(S70), 2차 비드 식각단계(S80), 2차 기재 식각단계(S90), 2차 비드 제거단계(S100) 및 2차 불소화합물 코팅단계(S110)를 포함한다.
먼저, 도 2는 상기 비드 배열단계(S10)를 나타낸 사시도이다. 도 2를 참조하면 비드 배열단계(S10)는, 구(球) 형상을 갖는 복수 개의 비드(200)를 기재(100)의 일측면에 단일층으로 배열하는 단계이다.
여기서, 상기 기재(100)는 유리 재질로 형성된 기재(A)가 사용될 수 있으며, 폴리머 계의 플라스틱의 재질로 형성된 기재(B)가 사용될 수도 있다.
또한, 유리 재질의 기재(A)가 사용된 경우에는 상기 비드(200)는 폴리머 계의 플라스틱의 재질로 형성되며, 플라스틱 재질의 기재(B)가 사용된 경우에는 상기 비드(200)는 유리 재질로 형성될 수 있다.
한편, 상기 비드(200)를 배열하기에 앞서 상기 기재(100)를 세정하는 것이 바람직하며, 세정하는 방법은 다음과 같다.
5% KOH 용액에 계면활성제 1%를 녹인 후 60℃까지 가열하여 준비된 용액에 기재(100) 시편을 담근 후 10분간 초음파처리 또는 교반을 한 후 증류수로 5회 세척한다. 그리고, 세정된 기재(100) 시편은 건조과정을 거쳐 UVO cleaner에서 약 3 분 동안 처리한다.
상기와 같이 세정된 기재(100)의 일측면에 비드(200)를 배열하는데, 이때 상기 비드(200)는 기재(100)의 표면에 고르게 배열될 수 있도록 스핀코팅(spin-coating)에 의하여 배열되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 비드(200)는 폴리머 계의 폴리스티렌(Polystyrene) 재질인 것이 바람직하지만 이에 한정되지 않고 고분자와 무기물 등의 재질이 사용될 수 있다.
한편, 상기 스핀코팅의 구체적인 방법에 대하여 설명하면, 먼저 상기 비드(200)가 2.5%의 농도로 분산된 용액에 0.25%의 계면활성제가 포함된 메탄올을 이용하여 희석하고, 3000rpm의 회전속도로 1분간 스핀코팅을 실행한 것이 바람직하다.
여기서, 상기 비드(200)를 배열하는 방법은 상기 스핀코팅에 한정되는 것이 아니고, 딥코팅(dip-coating), 리프팅업(lifting up), 전기영동 코팅(electrophoretic deposition), 화학적 또는 전기화학적 코팅(chemical or electrochemical deposition) 등의 방법이 선택적으로 이용될 수도 있다.
도 3a는 비드 식각단계(S20)를 나타낸 사시도이며, 도 3b는 도 3a의 'A'를 확대하여 나타낸 확대도이다. 여기서, 도 3b에서 각 비드(200)을 둘러싸는 형태를 갖는 원형의 점선은 상기 비드 배열단계(S10)를 통해 기재(100)에 배열된 비드의 직경을 나타내며, 상기 원형의 점선 내부에 위치한 원형의 실선은 상기 비드 식각단계(S20)를 통해 크기가 축소된 비드(200)의 직경을 나타낸다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면 상기 비드 식각단계(S20)는, 상기 복수 개의 비 드(200)를 식각하여, 각 비드 간에 일정 간격(R)이 이격된 형태의 에칭마스크를 형성하는 단계이다.
여기서, 상기 일정 간격(R)은 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 복수 개의 비드(200) 중 임의로 선택된 하나의 비드를 기준 비드(S)라 할 경우, 상기 기준 비드(S)와 기준 비드(S)의 주변에 인접하여 배열된 주변 비드들과의 이격된 거리을 의미한다.
또한, 상기 일정 간격(R)을 형성시키는 이유는, 후술되는 기재 식각단계(S30)에서 기재(100)를 식각하는 에칭 가스가 각 비드(200) 간의 간격으로 침투하여 상기 기재(100)의 표면에 용이하게 도달될 수 있도록 상기 각 비드(200) 간의 간격을 이격시키는 것이다. 즉, 상기 일정 간격(R)은 드라이 에칭 공정을 적용하여 에칭 가스에 의해 식각되어 직경의 크기가 축소된 각 비드(200) 간의 이격된 간격이다.
도 4는 기재 식각단계(S30)를 나타낸 사시도이다. 도 4를 참조하면, 상기 기재 식각단계(S30)는, 식각된 복수 개의 비드(200)를 에칭마스크로 하여, 상기 기재(100)의 일측면을 식각하는 단계이다.
즉, 상기 기재 식각단계(S30)는, 상기 비드(200)가 배열된 기재(100)에 드라이 에칭 공정을 적용하여 상기 비드(200)의 배열모양이 전사되도록 기재(100)를 식각하는 단계인 것이다.
여기서, 비드 식각단계(S20) 및 기재 식각단계(S30)에 적용되는 드라이 에칭공정에는, 비드(200)와 기재(100)에 대한 식각 선택비(Etching Selectivity)가 높 은 에칭 가스를 사용하여 식각을 하는 것이 바람직하다.
보다 구체적 설명하면, 상기 에칭가스는 상기 기재(100)와 비드(200)의 종류에 따라 선택되어지는데, 경우에 따라 기재(100)와 비드(200)의 식각 선택성이 높거나 낮은 에칭 가스를 선택적으로 사용할 수 있다.
즉, 상기 에칭가스는, 상기 기재(100)가 유리 재질이며 상기 비드(200)가 플라스틱 재질일 경우에는, 상기 비드 식각단계(S20)에서는 O2, CF4, Ar 중 선택된 어느 하나 이상을 이용하며 상기 기재 식각단계(S30)에서는 CF4, SF6, HF 중 선택된 어느 하나 이상을 이용하여 비드(200) 및 기재(100)를 식각할 수 있다.
또한, 상기 기재(100)가 플라스틱 재질이며 상기 비드(200)가 유리 재질일 경우에는, 상기 비드 식각단계(S20)에서는 CF4, SF6, HF 중 선택된 어느 하나 이상을 이용하며 상기 기재 식각단계(S30)에서는 O2, CF4, Ar 중 선택된 어느 하나 이상을 이용하여 비드(200) 및 기재(100)를 식각할 수 있다.
이 밖에, 상기 기재(100) 및 비드(200)를 형성하는 재질의 종류 및 식각되는 형태에 따라 CHF3, C2F6, C3F6, C3F8, C4F10, HF, HBr, SF6, NF3, SiCl4, SiF4, BCl3, CCl4, CClF3, CCl2F2, C2ClF5 등의 에칭 가스가 선택적으로 이용될 수 있음은 물론이다.
아울러, 상기 식각 선택비를 더욱 높이기 위하여 상기 에칭 가스에 H2 가스를 혼합할 수 있다.
상기와 같은 기재 식각단계(S30)에 의하여 기재(100)의 표면에는 요철(110)이 형성된다. 이와 같이 드라이 에칭 공정을 이용한 식각으로 기재(100)의 표면에 미세요철 구조를 용이하게 형성할 수 있는 것이다.
도 5는 비드 제거단계(S30)를 나타낸 사시도이다. 도 5를 참조하면 비드(200)가 제거된 기재(100)의 표면에는 상기 요철(110)만이 남아 있게 된다.
상기 비드(200)를 제거하는 방법으로는 반도체 공정에 널리 사용되는 애슁(ashing) 공정을 적용하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로는 O2 플라즈마 애슁 공정을 적용할 수 있으며, 피라나(Piranha) 용액, 유기용매, 묽은 HF 용액 및 증기, 초음파 세척 등의 방법을 이용할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에서 상기 기재(100)는 유리 또는 투명한 플라스틱의 재질로 형성될 수 있는데, 상기 기재(100)가 투명한 재질이더라도 기재(100)의 표면에 형성된 요철의 크기가 400㎚ 이상일 경우에는 기재(100)가 불투명하게 된다.
이는, 인간의 눈으로 감지할 수 있는 가시광선의 파장은 400㎚ 내지 800㎚이기 때문이며, 특히, 상기 기재(100)에 투명한 무반사 표면을 형성하고자 하는 경우에는 상기 비드(200)의 크기는 200㎚ 이하인 것이 바람직하다.
따라서, 상기 기재(100)가 플라스틱의 재질(B)로 형성된 경우, 상술한 바와 같이 비드 배열단계(S10), 비드 식각단계(S20), 기재 식각단계(S30) 및 비드 제거 단계(S40)를 거쳐서 기재(100)의 일측면에 200nm 이하의 미세한 요철(110)을 형성함으로써, 도 13 내지 도 15에 나타낸 바와 같이 무반사 표면 특성 및 초발수 표면 특성이 동시에 구비된 기재(100)를 제조할 수 있는 것이다.
도 6은 불소화합물 코팅단계(S50)를 나타낸 사시도이다. 여기서, 본 발명에 이용되는 기재(100)가 폴리머계 플라스틱의 재질(B)로 형성되는 경우에는 상기 미세한 요철(100)로 인하여 발수성이 나타나나, 상기 기재(100)가 유리의 재질(A)로 형성되는 경우에는, 유리 재질의 고유 특성상 표면에 미세요철(110)이 형성되더라도 물분자와 쉽게 결합되는 친수성을 나타나게 된다.
따라서, 본 발명에서는 유리 재질로 형성된 기재(100)의 표면을 불소화합물로 코팅함으로써, 초발수 표면을 구현할 수 있도록 구비된다.
도 6를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 기재(100)가 유리 재질인 경우, 상기 복수 개의 비드(200)가 제거된 후 미세요철(110)이 형성된 기재(100)의 일측면에 불소화합물(300)을 코팅하는 불소화합물 코팅단계(S50)를 실행함으로써, 상기 기재(100)의 표면에 발수성을 나타낼 수 있다.
여기서, 상기 불소화합물(300)은, 물체에 코팅되어 표면에너지를 낮추어 발수성이 나타나도록 하는 성질을 가지며, 상기 불소화합물(300)이 코팅된 기재(100)의 표면은 (CF3-), (-(CF2-CF2)n-, -(O(CF2)m)n-, -((CF2)mO)n-, -(OC(CF3)FCF2)n- 및 -(C(CF3)FCF2O)n- 중 어느 하나 이상인 것이 바람직하다. 이때, 상기 m은 1이상 25이하이고 상기 n은 1이상 100이하이다.
또한, 상기 불소화합물(300)을 기재(100) 표면에 코팅하는 방법으로는 (CF3-), -(CF2-CF2)n-, -(O(CF2)m)n-, -((CF2)mO)n-, -(OC(CF3)FCF2)n- 및 -(C(CF3)FCF2O)n- 중 하나 이상을 포함하는 불소화합물(300)을 준비하고, 상기 불소화합물(300)을 녹인 용액에 상기 기재(100)를 담근 후 10mm/min의 속도로 꺼내는 딥코팅이나, 상기 용액을 기재(100)에 떨어뜨린 후 상기 기재(100)를 3000rpm의 회전속도로 1분간 회전시키는 스핀코팅 등의 방법이 사용될 수 있다.
또한, 플루오로알킬 실란(fluoroalkyl-silane)을 이용한 셀프 어셈블드 모노레이어(Self-assembled monolayer) 처리방법을 들 수 있는데, 바람직하게는 상기 기재(100)의 표면을(tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl)trichlorosilane, (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl)trimethoxysilane, (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl)triethoxysilane, (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl)trimethoxysilane 및 (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl)triethoxysilane 등으로 처리하여 불소화합물(300)을 코팅하는 방법을 들 수 있다.
아울러, 아톰 트랜스퍼 래디칼 폴리머리제이션(Atom transfer radical polymerization) 표면중합법을 적용하여 기재(100)의 표면에 불소화합물(300)을 코팅할 수 있는데, 이때 전이금속을 매개체로 한 할로겐 원소 전달 반응이 적용되며 불소단량체로는 퍼플루오로알킬 아크릴산염(perfluoroalkyl acrylate)이 사용되며, 보다 바람직하게는 퍼플루오로헥실레틸 아크릴산염(perfluorohexylethyl acrylate) 이 사용될 수 있다.
한편, 그라프팅-프럼(grafting-from) 표면중합법을 적용하여 기재(100) 표면에 불소화합물(300)을 코팅할 수 있는데, 이때 개시제로서 열을 이용한 아조계 화합물과 빛을 이용한 광개시제를 이용할 수 있으며, 불소단량체는 퍼플루오로알킬 아크릴산염(perfluoroalkyl acrylate)이 사용되며, 보다 바람직하게는 퍼플루오로헥실레틸 아크릴산염(perfluorohexylethyl acrylate)이 사용될 수 있다.
또한, 기재(100)에 노출된 화학적 작용기와 공유결합 할 수 있는 작용기를 지닌 불소계 화합물에 그라프팅-투(grafting-to) 표면중합법을 적용하여 기재(100) 표면에 불소화합물(300)을 코팅할 수 있다.
게다가, (CF3-), -(CF2-CF2)n-, -(O(CF2)m)n-, -((CF2)mO)n-, -(OC(CF3)FCF2)n- 및 -(C(CF3)FCF2O)n- 중 하나 이상을 포함하는 불소화합물(300)을 기화시켜 플라즈마 챔버안에서 플라즈마 상태로 만들고, 상기 불소화합물(300) 표면에 형성된 자유 라디칼을 플라즈마에 노출된 기재(100)에 그래프트 중합하여 코팅할 수 있다.
따라서, 상기 기재(100)의 재질이 유리 재질(A)로 형성된 경우에, 비드 배열단계(S10), 비드 식각단계(S20), 기재 식각단계(S30), 비드 제거단계(S40) 및 불소화합물 코팅단계(S50)를 거쳐서, 200nm 이하의 크기를 갖는 미세한 요철(100)이 형성된 기재(100)의 표면에, 상술한 바와 같은 불소화합물(300)을 코팅함으로써, 도 13 내지 도 15에 나타낸 바와 같이 무반사 표면 특성 및 초발수 표면 특성이 동시에 구비된 기재(100)를 제조할 수 있는 것이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법은, 상술한 바와 같이 기재(100)의 일측면에 상기 요철(110)을 형성하여 본 발명의 목적을 달성할 수 있지만, 더욱 바람직하게는 상기 기재(100)의 타측면에도 요철(110')을 형성함으로써 상기 기재(100)의 투과율을 극대화시킬 수 있다.
따라서, 이하에서는 상기 기재(100)의 요철(110)이 형성되지 않은 타측면에 요철(110')을 형성시키며, 더불어 불소화합물(300')을 코팅하는 방법을 설명한다.
도 7은 기재표면 전환단계(S60)을 나타낸 사시도이다. 도 7을 참조하면 상기 기재표면 전환단계(S60)는, 상기 비드 배열단계(S10) 내지 비드 제거단계(S40) 또는 상기 비드 배열단계(S10) 내지 불소화합물 코팅단계(S50)를 통해, 요철(110)이 형성된 상기 기재(100)의 표면의 반대 측면에도, 상기 요철(100)과 동일한 요철(100')을 형성시키기 위해, 상기 기재(100)를 180°로 뒤집는 준비 단계를 의미한다.
한편, 도 8은 2차 비드 배열단계(S70)로서, 상기 비드 배열단계(S10)과 같은 방법을 통하여 상기 기재(100)의 가공되지 않은 타측면에, 구(球) 형상을 갖는 복수 개의 비드(200')를 단일층으로 배열하는 단계이다.
여기서, 상기 비드(200')를 배열하기에 앞서 상기 기재(100)를 세정하는 것이 바람직하며, 상기 비드 배열단계(S10)에서 비드(200)를 배열하기 전에 기재(100)를 세정할 경우, 상기 기재(100)의 타측면도 함께 세척되는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 2차 비드 배열단계(S70)에서 비드(200')를 배열하는 구체적인 방법은, 상기 비드 배열단계(S10)과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 도 9는 2차 비드 식각단계(S80)를 나타낸 사시도이다. 도 9를 참조하면 2차 비드 식각단계(S80)는, 상기 복수 개의 비드(200')를 식각하여, 각 비드(200') 간에 일정 간격(R)이 이격된 형태의 에칭마스크를 형성하는 단계이며, 구체적인 구현 방법은, 상기 비드 식각단계(S20)과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
도 10은, 2차 기재 식각단계(S90)를 나타낸 사시도이다. 도 10을 참조하면 상기 2차 기재 식각단계(S90)는, 상기 복수 개의 비드(200')를 에칭마스크로 하여, 상기 기재(100)의 타측면을 식각하는 단계이며, 구체적인 구현 방법은, 상기 기재 식각단계(S30)와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
도 11은 2차 비드 제거단계(S100)를 나타낸 사시도이다. 도 11를 참조하면 상기 2차 비드 제거단계(S100)는, 상기 식각된 기재(100)의 타측면에서 상기 복수 개의 비드(200')를 제거하는 단계이다.
상기 비드(200')를 제거하는 구체적인 방법은, 상기 비드 제거단계(S4)에서와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 도 12는 2차 불소화합물 코팅단계(S110)를 나타낸 사시도이다. 여기서, 상술한 불소화합물 코팅단계(S50)에서 설명한 바와 같이, 폴리머계의 플라스틱 재질(B)로 형성된 기재(100)의 미세요철(110')이 형성된 표면에는 상기 폴리머계의 플라스틱 재질의 특성상 발수성이 나타나지만, 유리 재질(A)로 형성된 기 재(100)의 미세요철(110')이 형성된 표면에는 유리 재질의 고유 특성상 표면이 물분자와 쉽게 결합되는 친수성을 나타나게 된다.
따라서, 상기 불소화합물 코팅단계(S50)와 동일한 방법을 통해, 상기 기재(100)의 요철(110')이 형성된 타측면을 불소화합물(300')로 코팅하는 것이 바람직하다.
상기 불소화합물(300')을 상기 기재(100)에 코팅하는 방법은, 상기 불소화합물 코팅단계(S50)에서와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법을 통해 임프린팅 장치에 사용되는 임프린팅 마스크를 형성할 수 있는데, 이는 상술한 비드 배열단계(S10) 내지 2차 불소화합물 코팅단계(S110)를 통해 형성된 상기 기재(A,B)의 표면의 미세요철(100,100')의 형상을 복제함으로써, 상기 임프린팅 마스크를 용이하게 형성할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법을 나타낸 순서도,
도 2는 기재의 일측면에 비드가 배열된 상태를 나타낸 사시도,
도 3a는 도 2의 비드가 식각된 상태를 나타낸 사시도,
도 3b는 도 3a의 'A'를 확대하여 나타낸 확대도,
도 4는 도 3a의 기재가 식각된 상태를 나타낸 사시도,
도 5는 도 4의 기재의 일측면에서 비드가 제거된 상태를 나타낸 사시도,
도 6은 도 5의 기재의 일측면이 불소화합물로 코팅된 상태를 나타낸 사시도,
도 7은 도 6의 기재를 뒤집은 상태를 나타낸 사시도,
도 8은 도 7의 기재의 타측면에 비드가 배열된 상태를 나타낸 사시도,
도 9는 도 8의 비드가 식각된 상태를 나타낸 사시도,
도 10은 도 9의 기재가 식각된 상태를 나타낸 사시도이며,
도 11은 도 10의 기재의 타측면에서 비드가 제거된 상태를 나타낸 사시도
도 12은 도 11의 기재의 타측면이 불소화합물로 코팅된 상태를 나타낸 사시도,
도 13는 본 발명의 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법을 통해 미세요철이 형성된 기재 표면의 전자현미경 사진,
도 14은 도 13의 기재 표면에 떨어뜨린 물방울의 응집된 상태와 기재를 통해 영문자가 투과되는 정도를 나타낸 사진이며,
도 15는 도 13의 기재의 투과율과 일반유리의 투과율을 서로 비교하여 나타낸 그래프이다.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100...기재 110, 110'...미세요철
200, 200'...비드 300, 300'...불소화합물

Claims (10)

  1. 유리 재질로 형성된 기재(A)의 표면을 가공하여 무반사 표면 및 초발수 표면을 제조하는 방법에 있어서,
    (a) 구(球) 형상을 갖는 복수 개의 비드를, 상기 기재(A)의 일측면에 단일층으로 배열하는 비드 배열단계;
    (b) 상기 복수 개의 비드를 식각하여, 각 비드 간에 일정 간격이 이격된 형태의 에칭마스크를 형성하는 비드 식각단계;
    (c) 상기 복수 개의 비드를 에칭마스크로 하여, 상기 기재(A)의 일측면을 식각하는 기재 식각단계;
    (d) 상기 식각된 기재(A)의 일측면에서 상기 복수 개의 비드를 제거하는 비드 제거단계;
    (e) 상기 복수 개의 비드가 제거된 후 미세요철이 형성된 기재(A)의 일측면에 불소화합물을 코팅하는 불소화합물 코팅단계;
    (f) 상기 기재(A)의 가공된 표면을 뒤집는 기재 표면 전환단계;
    (g) 상기 기재(A)의 가공되지 않은 타측면에, 구(球) 형상을 갖는 복수 개의 비드를 단일층으로 배열하는 2차 비드 배열단계;
    (h) 상기 복수 개의 비드를 식각하여, 각 비드 간에 일정 간격이 이격된 형태의 에칭마스크를 형성하는 2차 비드 식각단계;
    (i) 상기 복수 개의 비드를 에칭마스크로 하여, 상기 기재(A)의 타측면을 식 각하는 2차 기재 식각단계;
    (j) 상기 식각된 기재(A)의 타측면에서 상기 복수 개의 비드를 제거하는 2차 비드 제거단계; 및
    (k) 상기 복수 개의 비드가 제거된 후, 미세요철이 형성된 기재(A)의 타측면에 불소화합물을 코팅하는 2차 불소화합물 코팅단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법.
  2. 투명 플라스틱의 재질로 형성된 기재(B)의 표면을 가공하여 무반사 표면 및 초발수 표면을 제조하는 방법에 있어서,
    (l) 구(球) 형상을 갖는 복수 개의 비드를 상기 기재(B)의 일측면에 단일층으로 배열하는 비드 배열단계;
    (m) 상기 복수 개의 비드를 식각하여 각 비드 간에 일정 간격이 이격된 형태의 에칭마스크를 형성하는 비드 식각단계;
    (n) 상기 식각된 기재(B)의 일측면에서 상기 복수 개의 비드를 제거하는 비드 제거단계;
    (o) 상기 기재(B)의 가공된 표면을 뒤집는 기재 표면 전환단계;
    (p) 상기 기재(B)의 가공되지 않은 타측면에, 구(球) 형상을 갖는 복수 개의 비드를 단일층으로 배열하는 2차 비드 배열단계;
    (q) 상기 복수 개의 비드를 식각하여 각 비드 간에 일정 간격이 이격된 형태의 에칭마스크를 형성하는 2차 비드 식각단계;
    (r) 상기 복수 개의 비드를 에칭마스크로 하여, 상기 기재(B)의 타측면을 식각하는 2차 기재 식각단계; 및
    (s) 상기 식각된 기재(B)의 타측면에서 상기 복수 개의 비드를 제거하는 2차 비드제거단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 복수 개의 비드는,
    스핀코팅(spin-coating), 딥코팅(dip-coating), 리프팅업(lifting up), 전기영동 코팅(electrophoretic deposition), 화학적 또는 전기화학적 코팅(chemical or electrochemical deposition) 및 전기분사(electrospray) 중 선택된 어느 하나 이상의 방법으로, 상기 기재(A,B)의 표면에 배열되는 것을 특징으로 하는 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 복수 개의 비드는,
    각 비드가 갖는 지름의 크기가 200nm 이하로 형성된 것을 특징으로 하는 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 식각은,
    에칭 가스에 의한 드라이 에칭을 사용하는 것을 특징으로 하는 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 에칭가스는,
    상기 기재(A)가 유리 재질이며 상기 비드가 플라스틱 재질일 경우에는, 상기 비드 식각단계에서는 O2, CF4, Ar 중 선택된 어느 하나 이상을 이용하며 상기 기재 식각단계에서는 CF4, SF6, HF 중 선택된 어느 하나 이상을 이용하여 비드 및 기재를 식각하며,
    상기 기재(B)가 플라스틱 재질이며 상기 비드가 유리 재질일 경우에는, 상기 비드 식각단계에서는 CF4, SF6, HF 중 선택된 어느 하나 이상을 이용하며 상기 기재 식각단계에서는 O2, CF4, Ar 중 선택된 어느 하나 이상을 이용하여 비드 및 기재를 식각하는 것을 특징으로 하는 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 에칭가스는,
    H2 가스가 혼합된 것을 특징으로 하는 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 불소화합물이 코팅된 기재(A)의 표면은,
    (CF3-), (-(CF2-CF2)n-, -(O(CF2)m)n-, -((CF2)mO)n-, -(OC(CF3)FCF2)n- 및 -(C(CF3)FCF2O)n- 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조 방법.
    여기서, 상기 m은 1 이상 25 이하이고, 상기 n은 1 이상 100 이하이다.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 불소화합물 코팅단계 및 2차 불소화합물 코팅단계는,
    딥코팅, 스핀코팅, 불소 실란계 화합물의 셀프 어셈블드 모노레이어(Self-assembled monolayer) 처리방법, 불소계 단량체의 아톰 트랜스퍼 래디칼 폴리머리제이션(Atom transfer radical polymerization) 방법을 이용한 표면중합법, 불소계 단량체의 그라프팅-프럼(grafting-from) 표면중합법, 불소계 화합물의 그라프팅-투(grafting-to) 표면중합법, 플라즈마를 이용한 불소계화합물의 표면중합법 및 플라즈마를 이용한 불소화합물의 표면개질 중 어느 하나 이상의 방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조 방법.
  10. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항의 무반사 표면 및 초발수 표면의 제조방법을 사용하여, 상기 기재(A,B)의 표면에 형성된 미세요철의 형상을 복제하여 형성된 임프린팅의 마스크.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012044054A2 (ko) * 2010-09-30 2012-04-05 바코스 주식회사 고투광성, 초발수성 표면 구현을 위한 나노구조물 형성 방법
KR101340874B1 (ko) * 2010-12-06 2013-12-13 한국기계연구원 기능성 표면의 제조방법
KR101340845B1 (ko) * 2011-01-13 2013-12-13 한국기계연구원 기능성 표면의 제조방법
KR20140009413A (ko) * 2011-02-28 2014-01-22 코닝 인코포레이티드 낮은 디스플레이 스파클을 갖는 방현 표면을 구비한 유리
KR20180135272A (ko) * 2017-06-12 2018-12-20 세종공업 주식회사 기계적 강도가 증대된 나노구멍구조를 가지는 무반사 렌즈의 제조방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101399909B1 (ko) 2012-08-31 2014-05-30 한국기계연구원 콜로이드 광결정막 제조장치 및 이를 이용한 콜로이드 광결정막 제조방법
KR20230123770A (ko) 2022-02-17 2023-08-24 충남대학교산학협력단 물 전사 방식에 의한 초소수성 마이크로비드 코팅 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6051149A (en) * 1998-03-12 2000-04-18 Micron Technology, Inc. Coated beads and process utilizing such beads for forming an etch mask having a discontinuous regular pattern
KR100854486B1 (ko) * 2007-04-05 2008-08-26 한국기계연구원 초발수 표면 제조 방법

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012044054A2 (ko) * 2010-09-30 2012-04-05 바코스 주식회사 고투광성, 초발수성 표면 구현을 위한 나노구조물 형성 방법
WO2012044054A3 (ko) * 2010-09-30 2012-06-21 바코스 주식회사 고투광성, 초발수성 표면 구현을 위한 나노구조물 형성 방법
KR101283665B1 (ko) * 2010-09-30 2013-07-08 바코스 주식회사 고투광성, 초발수성 표면 구현을 위한 나노구조물 형성 방법
KR101340874B1 (ko) * 2010-12-06 2013-12-13 한국기계연구원 기능성 표면의 제조방법
KR101340845B1 (ko) * 2011-01-13 2013-12-13 한국기계연구원 기능성 표면의 제조방법
KR20140009413A (ko) * 2011-02-28 2014-01-22 코닝 인코포레이티드 낮은 디스플레이 스파클을 갖는 방현 표면을 구비한 유리
US10899661B2 (en) 2011-02-28 2021-01-26 Corning Incorporated Glass having antiglare surface with low display sparkle
KR20180135272A (ko) * 2017-06-12 2018-12-20 세종공업 주식회사 기계적 강도가 증대된 나노구멍구조를 가지는 무반사 렌즈의 제조방법

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