KR20110007724A - Anti-reflection nano structure and method for manufacting the same - Google Patents

Anti-reflection nano structure and method for manufacting the same Download PDF

Info

Publication number
KR20110007724A
KR20110007724A KR1020090065311A KR20090065311A KR20110007724A KR 20110007724 A KR20110007724 A KR 20110007724A KR 1020090065311 A KR1020090065311 A KR 1020090065311A KR 20090065311 A KR20090065311 A KR 20090065311A KR 20110007724 A KR20110007724 A KR 20110007724A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
nanostructure
mask
film
protrusions
Prior art date
Application number
KR1020090065311A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101149757B1 (en
Inventor
최춘기
오상순
강영훈
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020090065311A priority Critical patent/KR101149757B1/en
Publication of KR20110007724A publication Critical patent/KR20110007724A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101149757B1 publication Critical patent/KR101149757B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0009—Forming specific nanostructures
    • B82B3/0038—Manufacturing processes for forming specific nanostructures not provided for in groups B82B3/0014 - B82B3/0033
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures

Abstract

PURPOSE: A method for preparing an anti-reflective nanostructure is provided to massively produce anti-reflective nanostructure layer of large area. CONSTITUTION: An anti-reflective nanostructure(100) comprises: a substrate(110) and nanoscale protrusions(120) which are regularly arranged on the substrate. The protrusions are nipple and have 1.0 or more of aspect ratio. A method for manufacturing the nanostructure comprises: a step of applying nanospherical film with suspension on the substrate; a step of drying the film; a step of reducing the size of the nanoparticles of dried nanospherical film; and a step of forming the protrusions by ion etching of the substrate.

Description

반사방지 나노구조물 및 그의 제조 방법{Anti-Reflection Nano Structure and Method for Manufacting the Same}Anti-Reflection Nano Structure and Method for Manufacting the Same}

본 발명은 반사방지 나노구조물 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 고분자 필름, 실리콘 또는 유리 기판 위에 나노 패터닝 기술을 이용하여 형성된 반사방지 나노구조물 및 이들을 제조하는 방법에 관한 것이고, 본 발명에 따른 나노구조물을 이용하여 대면적 반사방지층(막)을 제작할 수 있는 폴리디메틸실록산(이하, "PDMS"라 함) 금형 또는 니켈 금형을 제조할 수 있다.The present invention relates to an antireflective nanostructure and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to an antireflective nanostructure formed on a polymer film, a silicon or a glass substrate by using nano patterning technology, and a method for manufacturing the same, and to fabricate a large area antireflective layer (film) using the nanostructure according to the present invention. Polydimethylsiloxane (hereinafter referred to as "PDMS") molds or nickel molds can be prepared.

기존의 반사방지 막은 굴절률이 다른 여러가지 다층 막으로 되어 있어, 각 경계면에서 발생하는 반사광이 서로 간섭하도록 설계된다. Existing antireflection films are made of various multilayer films having different refractive indices, and are designed so that the reflected light generated at each interface interferes with each other.

기존 반사방지 막의 제조 방법은 무기계의 유도체 재료를 증착 또는 스퍼터링으로 적층하는 방법을 사용한다. 그러나 이러한 방법은 고진공에서 20층 이상의 다층을 적층해야 하므로 공정이 복잡하고 대형 진공 증착 장비가 필요하다.Existing antireflection film production method uses a method of depositing or sputtering an inorganic derivative material. However, this method requires the stacking of more than 20 layers in high vacuum, which is complicated and requires a large vacuum deposition equipment.

이에 본 발명자들은 반사방지막을 생체 모방 기술 중의 하나인 나방눈(moth- eye) 타입의 나노구조로 만드는 경우, 다층으로 적층할 필요도 없이 반사방지 효과를 얻을 수 있음을 착안하여 본 발명을 완성하였다. 즉, 반사방지막을 수백 나노(나노는 10억분의 1) 미터 스케일로 규칙적인 돌기 배열을 가지는 구조로 제작하는 경우, 두께 방향의 굴절률이 연속적으로 변화하기 때문에 이 돌기 구조를 가진 표면은 빛을 거의 반사하지 않으며, 또한 이와 같은 나노구조의 반사방지막을 롤투롤 임프린팅 공정기술을 이용하면, 기존의 스탬퍼 방식의 엠보싱이나 임프린팅 기술에 비해 대면적으로 제작하는 것이 가능하며, 연속적인 공정에 의해 대량생산을 통한 저가격화가 가능함을 밝혔다.Accordingly, the present inventors have completed the present invention by thinking that when the anti-reflection film is made of a moth-eye type nanostructure, which is one of the biomimetic technologies, it is possible to obtain an anti-reflection effect without the necessity of stacking in multiple layers. . In other words, when the anti-reflection film is manufactured in a structure having a regular protrusion arrangement on a scale of several hundred nanometers (nano is 1 billion) meter, the surface having the protrusion structure almost stops light because the refractive index in the thickness direction continuously changes. The anti-reflective film of this nanostructure can be manufactured in a larger area than the conventional stamper-type embossing or imprinting technology by using the roll-to-roll imprinting process technology. It is said that it is possible to lower the price through production.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는 기판 위에 나노 패터닝 기술을 이용하여 형성된 반사방지 나노구조물을 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem of the present invention is to provide an antireflective nanostructure formed on the substrate using nano patterning technology.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 반사방지 나노구조물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another technical problem of the present invention is to provide a method of manufacturing an antireflective nanostructure.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 기판; 및 기판 상에 형성된 규칙적으로 배열된 나노스케일의 돌기들을 포함하는 반사방지 나노구조물을 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention is a substrate; And anti-reflective nanostructures including regularly arranged nanoscale protrusions formed on the substrate.

본 발명에 따른 반사방지 나노구조물에서, 기판으로는 고분자 필름, 실리콘 또는 유리 기판인 것이 바람직하다.In the antireflective nanostructure according to the present invention, the substrate is preferably a polymer film, a silicon or a glass substrate.

또한, 본 발명에 따른 반사방지 나노구조물에서, 나노스케일의 돌기들은 타원체(nipple)인 것이 바람직하며, 나노스케일의 돌기들은 육방밀집(hexagonal close-packed)이 되도록 배열되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 나노스케일의 돌기들은 1.0 이상의 종횡비를 갖는 것이 바람직하다.In addition, in the antireflective nanostructure according to the present invention, the nanoscale protrusions are preferably ellipsoid, and the nanoscale protrusions are preferably arranged to be hexagonal close-packed. In addition, the nanoscale protrusions preferably have an aspect ratio of 1.0 or more.

또 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은In order to solve another technical problem, the present invention

기판 상에 나노구형입자 현탄액으로 나노구형입자 막을 도포하는 단계;Coating the nanospherical particle film with the nanospherical particle suspension on the substrate;

상기 나노구형입자 막을 건조시키는 단계;Drying the nanosphere particles;

상기 건조된 나노구형입자 막의 나노구형입자의 크기를 감소시키는 단계; 및Reducing the size of the nanosphere particles of the dried nanosphere particles; And

크기가 감소된 나노입자를 마스크로 사용하여 기판을 반응성 이온 식각하여 기판 상에 규칙적으로 배열된 나노스케일의 돌기들을 형성하는 단계를 포함하는 반사방지 나노구조물의 제조방법을 제공한다.The method provides a method of manufacturing an antireflective nanostructure, which includes forming nanoscale protrusions regularly arranged on a substrate by using reactive ion etching of a substrate by using the nanoparticle having a reduced size as a mask.

또한, 본 발명은 기판 상에 나노 구멍이 있는 양극산화알루미늄을 마스크로 사용하여 금속 박막을 증착하는 단계;In addition, the present invention comprises the steps of depositing a metal thin film using aluminum anodized aluminum oxide as a mask on the substrate;

양극산화알루미늄 마스크를 제거하는 단계;Removing the aluminum anodization mask;

증착된 금속 박막을 마스크로 사용하여 기판을 반응성 이온 식각하여 기판 상에 규칙적으로 배열된 나노스케일의 돌기들을 형성하는 단계를 포함하는 반사방지 나노구조물의 제조방법을 제조한다.By using a deposited metal thin film as a mask to produce a method of manufacturing an anti-reflective nanostructure comprising the step of forming a regularly scaled nanoscale protrusions on the substrate by reactive ion etching the substrate.

본 발명에 따른 반사방지 나노구조물의 제조방법에 있어서, 상기 나노구형입자로는 입자 직경의 크기가 100 내지 500㎚인 구형의 고분자 또는 세라믹 입자가 사용되는 것이 바람직하며, 상기 양극산화알루미늄 마스크는 알루미늄을 양극산화시킨 후 나노구멍을 형성시켜 제조된다. 또한, 상기 나노구형입자막의 나노구형입자의 크기는 산소 플라즈마 에칭공정을 통해 감소되는 것이 바람직하다.In the method of manufacturing an antireflective nanostructure according to the present invention, it is preferable that spherical polymer or ceramic particles having a particle size of 100 to 500 nm are used as the nanospherical particles, and the anodized aluminum mask is made of aluminum. It is prepared by anodizing and forming nanopores. In addition, the size of the nanosphere particles of the nanosphere particles film is preferably reduced through an oxygen plasma etching process.

본 발명에 따른 기판 상에 나노스케일의 돌기들이 규칙적으로 배열된 나노구조물은 빛을 반사하지 않게 하여 선명한 투과창을 형성할 수 있으며, 소자의 효율을 향상시키는 반사방지 기능을 개선시킨다.Nanostructures in which nanoscale protrusions are regularly arranged on the substrate according to the present invention may not reflect light, thereby forming a transparent transmission window, and improve an antireflection function to improve device efficiency.

또한, 본 발명에 따른 나노구조물은 이 자체가 반사방지층(막)을 대면적으로 대량으로 제작가능하게 하는 금형의 제조에 사용될 수 있어, 저가격으로 반사방지 막(층)을 제작할 수 있다. In addition, the nanostructures according to the present invention can be used in the manufacture of molds which themselves can be produced in large quantities in the antireflection layer (film), thereby producing an antireflection film (layer) at low cost.

또한, 본 발명은 디스플레이 패널에 적용되어 화면의 선명성을 확보할 수 있으며, 태양광모듈에 적용되어 태양광의 흡수효율을 향상시킬 수 있고, LED에 적용되어 LED 방출효율을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can be applied to the display panel to ensure the clarity of the screen, can be applied to the solar module to improve the absorption efficiency of sunlight, it can be applied to the LED can improve the LED emission efficiency.

본 발명은 또한 액정 디스플레이, 유기 EL, PDP, LCD등의 FPD, 게임기, 휴대전화 등 모바일 기기의 전면판에 적용되어 보다 선명한 화상을 얻을 수 있으며, 자동차 네비게이션 등의 자동차 용도나 조명 등 인테리어의 밝기 향상이 가능하다. 또한, 미세 돌기는 연꽃의 표면과 유사한 구조를 가지므로 발수효과가 있어 물에 젖지 않게 된다. 초발수 효과를 응용한 유리창이나 새로운 건축자재에도 적용이 가능하다. 재생 의료분야에서는 세포가 평탄하게 흡착하는 것을 억제할 수 있어 생체 세포의 증식을 위한 기자재에 적용이 가능하다. The present invention is also applied to the front panel of mobile devices such as liquid crystal displays, organic ELs, PDPs, LCDs, FPDs, game machines, mobile phones, etc. to obtain clearer images, and the brightness of interiors such as automobile applications such as automobile navigation and lighting. Improvements are possible. In addition, the fine projections have a structure similar to the surface of the lotus flower has a water repellent effect is not wet with water. It can also be applied to glass windows and new building materials with super water-repellent effects. In the field of regenerative medicine, it is possible to suppress the adsorption of cells flatly, and thus it is applicable to equipment for propagation of living cells.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1a은 본 발명에 따른 반사방지 나노구조물을 나타낸 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 단면도이고, 도 1c는 도 1a의 평면도이다.1A is a perspective view illustrating an antireflective nanostructure according to the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view of FIG. 1A, and FIG. 1C is a plan view of FIG. 1A.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 반사방지 나노구조물(100)은 기판(110) 위에 규칙적으로 배열된 나노 스케일의 돌기들(120)을 포함한다.1A to 1C, the antireflective nanostructure 100 includes nanoscale protrusions 120 regularly arranged on the substrate 110.

상기에서 기판(110)으로는 고분자 필름, 실리콘 또는 유리와 같은 것이 사용될 수 있으며, 고분자 필름으로는 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트), PC(폴리카보네이트), COC(시클로올레핀 코폴리머), PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 등이 사용될 수 있지만, 이것으로 제한되지는 않는다.The substrate 110 may be a polymer film, silicon or glass, and the like, and as the polymer film, PMMA (polymethyl methacrylate), PC (polycarbonate), COC (cycloolefin copolymer), PET ( Polyethylene terephthalate) and the like can be used, but is not limited thereto.

상기 나노스케일의 돌기들(120)의 모양과 형태는 빛이 나노구조물로 입사할 때 공기의 굴절률(n=1)이 서서히 연속적으로 변하게 되어 기판 표면에서는 기판의 굴절률과 일치하여 빛이 굴절률의 변화를 감지하지 못하게 되어 반사가 일어나지 않게 되는 구조가 되도록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 돌기들(120)은 타원체(nipple) 돌기모양인 것이 바람직하며, 또한 기판 표면에, 도 1c에 나타난 바와 같이, 돌기들이 육방밀집(hexagonal close-packed)이 되도록 배열되는 것이 바람직하다. 또한, 돌기들의 종횡비는 1.0 이상이며, 바람직하게 1.5 이상일 때 반사율이 향상되어 반사율이 0.5% 이하로 제작이 가능하다.The shape and shape of the nanoscale protrusions 120 change the refractive index (n = 1) of air gradually and continuously when light is incident on the nanostructure, so that the light changes in refractive index at the substrate surface in accordance with the refractive index of the substrate. It is desirable to have a structure that does not detect the detection so that no reflection occurs. Therefore, the protrusions 120 are preferably in the shape of nipple protrusions, and also preferably arranged on the substrate surface such that the protrusions are hexagonal close-packed, as shown in FIG. 1C. In addition, the aspect ratio of the projections is 1.0 or more, preferably when the 1.5 or more reflectance is improved it is possible to produce a reflectance of 0.5% or less.

본 발명에 따른 반사방지 나노구조물은 나노 입자 리소그래피(nan sphere lithography), 나노 임프린트 리소그래피(nano imprint lithography), 또는 양극산화 리소그래피(anodized aluminium oxide lithography)에 의해 제작되며, 기존의 다층 코팅에 의해 제작되는 반사방지 필름에 비해 공정이 단순하며, 롤투롤 임프린팅(roll-to-roll imprinting) 공정의 적용이 가능하여, 대면적의 반사방지 필름을 대략으로 제작될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 반사방지 나노구조물은 다음과 같이 두 가지의 방법으로 제작될 수 있다.The antireflective nanostructures according to the present invention are fabricated by nanoparticle lithography, nano imprint lithography, or anodized aluminum oxide lithography, and are manufactured by conventional multilayer coatings. Compared to the antireflective film, the process is simple, and a roll-to-roll imprinting process can be applied, so that a large area antireflection film can be manufactured. Specifically, the antireflective nanostructures according to the present invention may be manufactured in two ways as follows.

도 2는 본 발명에 따른 반사방지 나노구조물을 제조하는 하나의 공정을 도식 화하여 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명에 따른 반사방지 나노구조물을 제조하는 다른 공정을 도식화하여 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram schematically illustrating one process for preparing an antireflective nanostructure according to the present invention. FIG. 3 is a diagram illustrating another process of manufacturing an antireflective nanostructure according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 반사방지 나노구조물은 기판(110) 상에 나노구형입자 현탄액으로 나노구형입자 막(111)을 도포하는 단계(S11); 상기 나노구형입자 막(111)을 건조시키는 단계(S12); 상기 건조된 나노구형입자 막(111)의 나노입자의 크기를 감소시키는 단계(S13); 및 크기가 감소된 나노입자를 마스크로 사용하여 기판을 반응성 이온 식각하여 기판(110) 상에 규칙적으로 배열된 나노스케일의 돌기들(120)을 형성하는 단계(S14)로 제조된다.2, the anti-reflective nanostructure according to the present invention comprises the steps of applying a nanospherical particle film 111 with a nanospherical particle suspension on the substrate (110) (S11); Drying the nanosphere particles (111) (S12); Reducing the size of the nanoparticles of the dried nanospherical particle film 111 (S13); And (S14) forming the nanoscale protrusions 120 regularly arranged on the substrate 110 by etching the substrate using the nanoparticles having the reduced size as a mask.

상기 기판(110) 상에 나노구형입자 현탁액으로 나노구형입자 막(111)을 도포하는 단계(S11)은 나노입자 배열 공정으로 언급될 수 있으며, 상기 나노구형입자로는 입자 직경의 크기가 100㎚ 내지 500㎚인 구형의 고분자(폴리스티렌) 또는 세라믹(실리카) 입자인 것이 바람직하며, 이를 용액화하여 기판 상에 스핀 코팅 또는 드롭 코팅등과 같은 방법으로 도포할 수 있다.The step (S11) of applying the nanospherical particle film 111 with the nanospherical particle suspension on the substrate 110 may be referred to as a nanoparticle array process, wherein the nanosphere particles have a particle diameter of 100 nm. It is preferable that the particles are spherical polymer (polystyrene) or ceramic (silica) particles having a thickness of 500 nm, and the solution may be applied to the substrate by a method such as spin coating or drop coating.

상기 나노구형입자 막(111)을 건조시키는 단계(S12)에서, 바람직한 건조 조건은 70 내지 90℃의 온도에서 20 내지 40분이며, 건조공정을 통해 입자상호간의 밀착력을 향상시킬 수 있으며, 입자간의 간격을 치밀하게 한다.In the step of drying the nanospherical particle film 111 (S12), a preferred drying condition is 20 to 40 minutes at a temperature of 70 to 90 ℃, through the drying process can improve the adhesion between the inter-particles, between particles Close the gap.

상기 나노입자의 크기를 감소시키는 단계(S13)에서는 산소 플라즈마 에칭 공정을 통해 나노입자의 크기를 감소시키는 것이다. 여기서, 나노입자의 감소 정도는 형성되는 돌기의 크기에 따라 선택될 수 있다.Reducing the size of the nanoparticles (S13) is to reduce the size of the nanoparticles through an oxygen plasma etching process. Here, the degree of reduction of the nanoparticles may be selected according to the size of the protrusions formed.

상기 규칙적으로 배열된 돌기들(120)을 형성하는 단계(S14)는 크기가 감소된 나노입자를 마스크로 사용하여 기판을 반응성 이온 식각하여 형성시킨다. 여기서, 식각 깊이는 바람직한 반사율을 갖도록 형성된 돌기의 종횡비가 고려될 수 있다. 한편, 반응성 이온 식각 공정을 위해서 CF4 또는 Ar이 이용된다.In the forming of the regularly arranged protrusions 120 (S14), the substrate is formed by reactive ion etching by using nanoparticles having a reduced size as a mask. Here, the etch depth may be considered an aspect ratio of the protrusion formed to have a desired reflectance. Meanwhile, CF 4 or Ar is used for the reactive ion etching process.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 반사방지 나노구조물은 기판(110) 상에 나노 구멍이 있는 양극산화알루미늄(112)을 마스크로 사용하여 금속 박막(113)을 증착하는 단계(S21); 양극산화알루미늄 마스크(112)를 제거하는 단계(S22); 및 증착된 금속 박막(113)을 마스크로 사용하여 기판을 반응성 이온 식각하여 기판(110) 상에 규칙적으로 배열된 나노스케일의 돌기들(120)을 형성하는 단계(S23)로 제조된다.Referring to FIG. 3, the anti-reflective nanostructure according to the present invention may include depositing a metal thin film 113 using a nanoporous anodized aluminum 112 as a mask on a substrate 110 (S21); Removing the anodized aluminum mask 112 (S22); And (S23) forming the nanoscale protrusions 120 regularly arranged on the substrate 110 by etching the substrate using the deposited metal thin film 113 as a mask.

상기 기판(110) 상에 금속 박막(113)을 증착하는 단계(S21)에서는 기판 상에 나노 구멍이 있는 양극산화알루미늄(112)을 마스크로 사용하여 금속을 증착한다. 여기서, 나노 구멍의 크기는 형성되는 돌기의 크기에 따라 선택될 수 있으며, 바람직하게는 100 nm 내지 250 nm이다. 또한, 나노 구멍의 크기는 적용되는 대상에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 디스플레이의 경우는 가시광선 영역에서 사용하므로 구멍의 크기는 < λ/2이므로 250 nm이하이어야 하지만, 태양전지나 LED 등에 적용될 경우, 근적외선 영역에서도 사용되므로 100 nm 내지 1000 nm의 범위일 수도 있다. 금속 증착은 이 분야에서 일반적인 방식이 이용될 수 있다. 또한, 상기 양극산화알루미늄은 알루미늄을 양극산화(anodization)시키고, 이어서 나노구멍을 형성시켜 제작된다.In the step S21 of depositing the metal thin film 113 on the substrate 110, the metal is deposited using the anodized aluminum oxide 112 having nano holes on the substrate as a mask. Here, the size of the nano-pores may be selected according to the size of the protrusions formed, preferably from 100 nm to 250 nm. In addition, the size of the nano-pores may vary depending on the object applied. For example, in the case of a display, since the hole size is <λ / 2, it should be 250 nm or less. However, when applied to a solar cell or LED, the display may also be used in the near-infrared region. have. Metal deposition can be used in the general manner in this field. In addition, the anodized aluminum is produced by anodizing aluminum and then forming nanopores.

상기 양극산화알루미늄 마스크(112)를 제거하는 단계(S22)에서는 이 분야에서 일반적인 방식으로 마스크가 제거될 수 있다.In step S22 of removing the aluminum anodized mask 112, the mask may be removed in a general manner in the art.

상기 나노스케일의 돌기들(120)을 형성하는 단계(S23)는 증착된 금속 박막을 마스크로 사용하여 기판을 반응성 이온 식각하여 형성시킨다. 마찬가지로 식각 깊이는 바람직한 반사율을 갖도록 형성된 돌기의 종횡비가 고려될 수 있다. 한편, 반응성 이온 식각 공정을 위해서 CF4 또는 Ar이 이용된다.In the forming of the nanoscale protrusions 120 (S23), the substrate is formed by reactive ion etching using the deposited metal thin film as a mask. Similarly, the etching depth may be considered an aspect ratio of the protrusions formed to have a desired reflectance. Meanwhile, CF 4 or Ar is used for the reactive ion etching process.

상기 도 2 및 도 3을 통해 제작된 반사방지 나노구조물(100)은 이것 자체가 마스터가 되어 대면적의 반사방지층을 제작할 수 있는 금형을 제작하는데 사용될 수 있다. 이와 관련하여서는 도 4 내지 도 5에 금형 제작과정을 도식화하여 나타내었다.The anti-reflective nanostructures 100 produced through FIGS. 2 and 3 can be used to manufacture a mold that can itself be a master to produce a large anti-reflection layer. In this regard, the mold manufacturing process is illustrated in FIGS. 4 to 5.

도 4a 및 도 4b는 도 2에 제시된 공정에 따라 제작된 반사방지 나노구조물(100)을 마스터로 사용하여 금형을 제작하는 공정을 도식화하여 나타낸 도면이다. 도 5a 및 도 5b는 도 3에 제시된 공정에 따라 제작된 반사방지 나노구조물(100)을 마스터로 사용하여 금형을 제작하는 공정을 도식화하여 나타낸 도면이다.4A and 4B are diagrams illustrating a process of manufacturing a mold using the antireflective nanostructure 100 manufactured according to the process shown in FIG. 2 as a master. 5A and 5B are diagrams illustrating a process of manufacturing a mold using the antireflective nanostructure 100 manufactured according to the process shown in FIG. 3 as a master.

도 4a를 참조하면, 기판(110) 상에 나노구형입자 막(111)을 도포, 건조 및 산소 플라즈마 에칭 공정을 통해 배열시킨 후 반응성 이온 식각하여 기판(110) 상에 나노스케일의 돌기들(120)을 규칙적으로 배열시켜 형성된 나노구조물(100), 즉 양각 마스터를 제작한다. 이어서, 제작된 양각 마스터(100)로부터 PDMS 소프트 금 형(130)를 복제한 후, 마스터를 제거하여 음각 PDMS 소프트 금형(130)을 제작한다. Referring to FIG. 4A, the nano-spherical particle film 111 is disposed on the substrate 110 through a coating, drying, and oxygen plasma etching process, followed by reactive ion etching to form nanoscale protrusions 120 on the substrate 110. ) To form a nanostructure 100, that is, embossed master formed by regularly arranged. Subsequently, after replicating the PDMS soft mold 130 from the embossed master 100, the master is removed to produce the negative PDMS soft mold 130.

또한, 4b에 나타난 바와 같이, 제작된 양각 마스터(100)에 니켈을 전해도금을 통해 복제한 후, 양각 마스터를 제거하여 음각 니켈 금형(140)을 제작한다.In addition, as shown in 4b, after replicating nickel to the fabricated embossed master 100 through electroplating, the embossed master is removed to fabricate the engraved nickel mold 140.

도 5a를 참조하면, 기판(110) 상에 나노구멍이 있는 양극산화알루미늄(112)을 마스크로 하여 금속박막(113)을 증착한 후, 반응성 이온 식각하여 기판(110) 상에 나노스케일의 돌기들(120)을 규칙적으로 배열시켜 형성된 나노구조물(100), 즉 양각 마스터를 제작한다. 이어서, 제작된 양각 마스터(100)로부터 PDMS 소프트 금형(130)을 복제한 후, 마스터를 제거하여 음각 PDMS 소프트 금형(130)을 제작한다.Referring to FIG. 5A, after depositing a metal thin film 113 using anodic aluminum oxide 112 having nano holes on a substrate 110 as a mask, reactive ion etching is performed to form nanoscale protrusions on the substrate 110. The nanostructures 100 formed by arranging the fields 120 regularly, that is, embossed masters are manufactured. Subsequently, after replicating the PDMS soft mold 130 from the embossed master 100, the master is removed to produce the negative PDMS soft mold 130.

또한, 도 5b에 나타난 바와 같이, 제작된 양각 마스터(100)에 니켈을 전해 도금한 후, 양각 마스터를 제거하여 음각 니켈 금형(140)을 제작한다.In addition, as shown in FIG. 5B, after the nickel is electroplated on the fabricated relief master 100, the relief master is removed to fabricate the intaglio nickel mold 140.

반면, 양각의 PDMS 소프트 금형(150)은 도 6에 나타난 바와 같이 나노구멍이 있는 양극산화 알루미늄(112)으로부터 직접 양각형 PDMS 소프트 금형(150)을 복제한 후, 양극산화 알루미늄을 제거하여 얻어질 수도 있다. 또한 음각의 니켈 금형(140)은 상기 제작된 양각의 PDMS 소프트 금형(150)에 니켈을 전해도금을 통해 복제한 후, PDMS 소프트 금형을 제거하여 얻어질 수 있다.On the other hand, the embossed PDMS soft mold 150 is obtained by duplicating the embossed PDMS soft mold 150 directly from the nanoporous anodized aluminum 112 as shown in FIG. 6, and then removing the anodized aluminum. It may be. In addition, the intaglio nickel mold 140 may be obtained by duplicating nickel in the embossed PDMS soft mold 150 by electroplating, and then removing the PDMS soft mold.

도 7에 나타난 바와 같이, 도 4 내지 도 6에서 얻은 PDMS 소프트 금형 또는 니켈 금형을 원통형 롤러(220)에 적용하고, 고분자 필름, 유리와 같은 기판(210) 상에 롤투롤 임프린팅 성형공정을 통해 연속적으로 대면적의 반사방지 나노구조층(230)을 제작할 수 있다.As shown in FIG. 7, the PDMS soft mold or the nickel mold obtained in FIGS. 4 to 6 is applied to the cylindrical roller 220, and a roll-to-roll imprinting molding process is performed on a substrate 210 such as a polymer film or glass. It is possible to manufacture a large area of the anti-reflective nanostructure layer 230 continuously.

도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 위에 나노스케일의 돌기들이 규칙적으로 배열된 반사방지 나노구조물을 개략적으로 나타낸 사시도이다.1A is a perspective view schematically showing an antireflective nanostructure in which nanoscale protrusions are regularly arranged on a substrate according to an embodiment of the present invention.

도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 위에 나노스케일의 돌기들이 규칙적으로 배열된 반사방지 나노구조물을 개략적으로 나타낸 단면도이다.1B is a schematic cross-sectional view of an antireflective nanostructure in which nanoscale protrusions are regularly arranged on a substrate according to an embodiment of the present invention.

도 1c는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 위에 나노스케일의 돌기들이 규칙적으로 배열된 반사방지 나노구조물을 개략적으로 나타낸 평면도이다.1C is a plan view schematically illustrating an antireflective nanostructure in which nanoscale protrusions are regularly arranged on a substrate according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 반사방지 나노구조물을 제작하는 과정을 도식화하여 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a process of manufacturing an antireflective nanostructure according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따라 반사방지 나노구조물을 제작하는 과정을 도식화하여 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a process of manufacturing an antireflective nanostructure according to another embodiment of the present invention.

도 4a는 도 2에 따라 제작된 나노구조물을 마스터로 이용하여 음각 PDMS 소프트 금형을 제작하는 과정을 도식화하여 나타낸 도면이다.Figure 4a is a diagram showing the process of manufacturing a negative PDMS soft mold using the nanostructures made in accordance with Figure 2 as a master.

도 4b는 도 2에 따라 제작된 나노구조물을 마스터로 이용하여 음각 니켈 금형을 제작하는 과정을 도식화하여 나타낸 도면이다.FIG. 4B is a diagram illustrating a process of manufacturing an intaglio nickel mold using the nanostructures manufactured according to FIG. 2 as a master. FIG.

도 5a는 도 3에 따라 제작된 나노구조물을 마스터로 이용하여 음각 PDMS 소프트 금형을 제작하는 과정을 도식화하여 나타낸 도면이다.FIG. 5A is a diagram illustrating a process of fabricating an intaglio PDMS soft mold using the nanostructures manufactured according to FIG. 3 as a master. FIG.

도 5b는 도 3에 따라 제작된 나노구조물을 마스터로 이용하여 음각 니켈 금형을 제작하는 과정을 도식화하여 나타낸 도면이다.FIG. 5B is a diagram illustrating a process of manufacturing an intaglio nickel mold using the nanostructures manufactured according to FIG. 3 as a master. FIG.

도 6는 나노구멍이 형성된 양극산화 알루미늄으로부터 직접 양각형 PDMS 소 프트 금형을 제작하는 과정과 양각형 PDMS 소프트 금형에 니켈 전해도금을 통해 음각형 니켈 금형을 제작하는 과정을 도식화하여 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a process of manufacturing an embossed PDMS soft mold directly from anodized aluminum anodized aluminum and a process of manufacturing an intaglio nickel mold through nickel electroplating on an embossed PDMS soft mold.

도 7은 도 4 내지 도 6에서 제작된 PDMS 및 니켈 금형을 원통형 롤러에 적용하여, 롤투롤 임프린팅 공정을 적용하여 연속적으로 대면적의 반사방지 나노구조 층을 제작하는 공정을 나타낸 개략도이다.FIG. 7 is a schematic view illustrating a process of continuously manufacturing a large area antireflective nanostructure layer by applying a PDMS and nickel molds manufactured in FIGS. 4 to 6 to a cylindrical roller and applying a roll-to-roll imprinting process.

Claims (11)

기판; 및Board; And 기판 상에 형성된 규칙적으로 배열된 나노스케일의 돌기들을 포함하는 반사방지 나노구조물.An antireflective nanostructure comprising regularly arranged nanoscale protrusions formed on a substrate. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기판으로는 고분자 필름, 실리콘 또는 유리 기판인 반사방지 나노구조물.The substrate is an antireflective nanostructure that is a polymer film, silicon or glass substrate. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 고분자 필름으로는 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트), PC(폴리카보네이트), COC(시클로올레핀 코폴리머), PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)로 이루어진 군에서 선택되는 반사방지 나노구조물.The polymer film is an antireflective nanostructure selected from the group consisting of PMMA (polymethyl methacrylate), PC (polycarbonate), COC (cycloolefin copolymer), PET (polyethylene terephthalate). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 나노스케일의 돌기들은 타원체(nipple)인 반사방지 나노구조물.The nanoscale protrusions are anti-reflective nanostructures that are nipples. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 나노스케일의 돌기들이 육방밀집(hexagonal close-packed)이 되도록 배열된 반사방지 나노구조물.The anti-reflective nanostructures are arranged such that the nanoscale protrusions are hexagonal close-packed. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 나노스케일의 돌기들은 1.0 이상의 종횡비를 갖는 반사방지 나노구조물.The nanoscale protrusions have an aspect ratio of 1.0 or greater. 기판 상에 나노구형입자 현탄액으로 나노구형입자 막을 도포하는 단계;Coating the nanospherical particle film with the nanospherical particle suspension on the substrate; 상기 나노구형입자 막을 건조시키는 단계;Drying the nanosphere particles; 상기 건조된 나노구형입자막의 나노입자크기를 감소시키는 단계; 및Reducing the nanoparticle size of the dried nanosphere particles; And 크기가 감소된 나노입자를 마스크로 사용하여 기판을 반응성 이온 식각하여 기판 상에 규칙적으로 배열된 나노스케일의 돌기들을 형성하는 단계를 포함하는 반사방지 나노구조물의 제조방법.A method of manufacturing an antireflective nanostructure, the method comprising forming ionically-scaled nanoscale protrusions on a substrate by reactive ion etching the substrate using the reduced size nanoparticles as a mask. 제 7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 나노구형입자로는 입자 직경의 크기가 100 내지 500㎚인 구형의 고분자 또는 세라믹 입자인 반사방지 나노구조물의 제조방법.The nano-spherical particles of the anti-reflective nanostructures of the spherical polymer or ceramic particles having a particle diameter of 100 to 500nm. 제 7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 나노구형입자막의 나노입자크기를 감소시키는 단계는 산소 플라즈마 에칭으로 수행되는 반사방지 나노구조물의 제조방법.Reducing the nanoparticle size of the nano-spherical particle film is a method of manufacturing an anti-reflective nanostructures is performed by oxygen plasma etching. 기판 상에 나노 구멍이 있는 양극산화알루미늄을 마스크로 사용하여 금속을 증착하는 단계;Depositing a metal using nanoporous anodized aluminum oxide as a mask on the substrate; 양극산화알루미늄 마스크를 제거하는 단계;Removing the aluminum anodization mask; 증착된 금속 박막을 마스크로 사용하여 기판을 반응성 이온 식각하여 기판 상에 규칙적으로 배열된 나노스케일의 돌기들을 형성하는 단계를 포함하는 반사방지 나노구조물의 제조방법.A method of manufacturing an anti-reflective nanostructure, the method comprising: forming reactively etched substrates using a deposited metal thin film as a mask to form nanoscale protrusions regularly arranged on the substrate. 제 10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 양극산화알루미늄 마스크는 알루미늄을 양극산화시킨 후 나노구멍을 형 성시켜 반사 방지 나노구조물의 제조방법.The anodized aluminum mask is a method for producing an antireflection nanostructure by forming an aluminum hole after anodizing aluminum.
KR1020090065311A 2009-07-17 2009-07-17 Anti-Reflection Nano Structure and Method for Manufacting the Same KR101149757B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090065311A KR101149757B1 (en) 2009-07-17 2009-07-17 Anti-Reflection Nano Structure and Method for Manufacting the Same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090065311A KR101149757B1 (en) 2009-07-17 2009-07-17 Anti-Reflection Nano Structure and Method for Manufacting the Same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110007724A true KR20110007724A (en) 2011-01-25
KR101149757B1 KR101149757B1 (en) 2012-06-01

Family

ID=43614104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090065311A KR101149757B1 (en) 2009-07-17 2009-07-17 Anti-Reflection Nano Structure and Method for Manufacting the Same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101149757B1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012177040A2 (en) * 2011-06-20 2012-12-27 한국과학기술원 Transparent electrode having nano-structure patterns and method for manufacturing same
KR101244879B1 (en) * 2012-03-19 2013-03-18 한국기계연구원 Anti-reflecting board and manufacturing method thereof
KR101244882B1 (en) * 2012-03-19 2013-03-18 한국기계연구원 Anti-reflecting double layer board and manufacturing method thereof
KR101251541B1 (en) * 2012-02-02 2013-04-08 한국과학기술원 Nanostructure patterned transparent electrode and vertically alignment liquid crystal deivce using the same
WO2013141442A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-26 한국기계연구원 Anti-reflective substrate and manufacturing method therefor
KR101316734B1 (en) * 2012-02-06 2013-10-10 한국과학기술연구원 Hydrophobic substrate with anti-reflective property and method for manufacturing the same, and solar cell module comprising the same
WO2013168831A1 (en) * 2012-05-07 2013-11-14 한국기계연구원 Transparent conductive substrate, and method for manufacturing same
WO2016024803A1 (en) * 2014-08-14 2016-02-18 한국전기연구원 Relief mould production method, membrane produced by using relief mould and production method therefor
KR20240000261A (en) 2022-06-23 2024-01-02 부산대학교 산학협력단 Low Reflective Anti-fogging Surface Structure and Method of Manufacturing the same
CN117512595A (en) * 2024-01-08 2024-02-06 兰州大学 Method for preparing elliptic magnetic nanowire with large length-diameter ratio and small size

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4368384B2 (en) * 2004-12-03 2009-11-18 シャープ株式会社 Antireflection material, optical element, display device, stamper manufacturing method, and antireflection material manufacturing method using stamper
JP5380803B2 (en) * 2007-08-03 2014-01-08 王子ホールディングス株式会社 A method for producing a non-planar single particle film, a method for producing a fine structure using the single particle film etching mask, and a fine structure obtained by the production method.

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101231898B1 (en) * 2011-06-20 2013-02-08 한국과학기술원 Transparent Electrode Formed Nanostructure Pattern and Method for Preparing the Same
WO2012177040A2 (en) * 2011-06-20 2012-12-27 한국과학기술원 Transparent electrode having nano-structure patterns and method for manufacturing same
WO2012177040A3 (en) * 2011-06-20 2013-04-04 한국과학기술원 Transparent electrode having nano-structure patterns and method for manufacturing same
KR101251541B1 (en) * 2012-02-02 2013-04-08 한국과학기술원 Nanostructure patterned transparent electrode and vertically alignment liquid crystal deivce using the same
KR101316734B1 (en) * 2012-02-06 2013-10-10 한국과학기술연구원 Hydrophobic substrate with anti-reflective property and method for manufacturing the same, and solar cell module comprising the same
WO2013141442A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-26 한국기계연구원 Anti-reflective substrate and manufacturing method therefor
KR101244882B1 (en) * 2012-03-19 2013-03-18 한국기계연구원 Anti-reflecting double layer board and manufacturing method thereof
KR101244879B1 (en) * 2012-03-19 2013-03-18 한국기계연구원 Anti-reflecting board and manufacturing method thereof
WO2013168831A1 (en) * 2012-05-07 2013-11-14 한국기계연구원 Transparent conductive substrate, and method for manufacturing same
US20150083465A1 (en) * 2012-05-07 2015-03-26 Korea Institute Of Machinery & Materials Transparent conductive substrate, and method for manufacturing same
WO2016024803A1 (en) * 2014-08-14 2016-02-18 한국전기연구원 Relief mould production method, membrane produced by using relief mould and production method therefor
KR20240000261A (en) 2022-06-23 2024-01-02 부산대학교 산학협력단 Low Reflective Anti-fogging Surface Structure and Method of Manufacturing the same
CN117512595A (en) * 2024-01-08 2024-02-06 兰州大学 Method for preparing elliptic magnetic nanowire with large length-diameter ratio and small size

Also Published As

Publication number Publication date
KR101149757B1 (en) 2012-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101149757B1 (en) Anti-Reflection Nano Structure and Method for Manufacting the Same
Raut et al. Anti-reflective coatings: A critical, in-depth review
Askar et al. Self-assembled self-cleaning broadband anti-reflection coatings
CN108241185B (en) Micro-nano structure optical element and preparation method and application thereof
EP2487279B1 (en) Mold and production method for same, and anti-reflection film
Zhang et al. Low-cost fabrication of large area sub-wavelength anti-reflective structures on polymer film using a soft PUA mold
JP2011167924A (en) Material with low reflection conductive surface and manufacturing method thereof
JP2008100339A (en) Antireflection nano-metric structure based on porous alumina and method for production thereof
Dunbar et al. Light-trapping plasmonic nanovoid arrays
US20110278770A1 (en) Mold, mold manufacturing method and method for manufacturing anti-reflection film using the mold
CN101088030A (en) Antireflective member, optical element, display device, method of making stamper and method of making antireflective member using the stamper
KR100928330B1 (en) Transparent substrate and manufacturing method thereof
Liu et al. Self-cleaning antireflective coating with a hierarchical texture for light trapping in micromorph solar cells
Hong et al. Imprinted moth-eye antireflection patterns on glass substrate
Li et al. Multiscale array antireflective coatings for improving efficiencies of solar cells
Ding et al. Broader-band and flexible antireflective films with the window-like structures inspired by the backside of butterfly wing scales
Bochet-Modaresialam et al. Methylated silica surfaces having tapered nipple-dimple nanopillar morphologies as robust broad-angle and broadband antireflection coatings
Li et al. Silica single-layer inverse opal films: large-area crack-free fabrication and the regulation of transmittance in the visible region
Li et al. Reversible embroidered ball-like antireflective structure arrays inspired by leafhopper wings
JP6089402B2 (en) Master plate for antireflection film production
Shih et al. Broadband omnidirectional antireflection coatings inspired by embroidered ball-like structures on leafhoppers
KR100577693B1 (en) Anti-reflection film with colloidal multi-layered structure and fabrication for the same
Amalathas et al. Periodic upright nanopyramid fabricated by ultraviolet curable nanoimprint lithography for thin film solar cells
Guo et al. Fabrication of 2D silicon nano-mold by side etch lift-off method
TW201310081A (en) Micro and nano hybrid structure and producing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee