KR20160090075A - Complex nanopattern film with antireflectivity and antimirobiality and Method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 나노 패턴 필름에 관한 것으로, 구체적으로 스마트 기기의 보호용 필름상에 반사 방지 및 항균성을 갖도록 연속형 임프린트 방식을 이용하여 나노패턴을 형성하여 생산성을 높일 수 있도록 한 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nano-patterned film, and more particularly, to a nano-patterned film which has anti-reflection and anti-bacterial properties to enhance productivity by forming a nano pattern using a continuous imprinting method so as to have anti- Composite nano-pattern film and a method for manufacturing the same.
현재 스마트 기기를 이용하는 사람 수가 늘어남에 따라 스마트 기기의 외부 환경 노출에 대한 관심도가 높아지고 있다.As the number of people using smart devices is increasing, interest in the external environment of smart devices is increasing.
이러한 스마트 기기의 화면 보호를 위한 보호 필름으로 눈부심 방지 필름, 강화 필름 및 지문방지 필름 등이 사용되고 있다. 스마트 기기 보호 필름은 기기 화면을 보호할 뿐 아니라 사람의 요구에 따라 보호 필름이 가지는 기능이 다양해지고 있는 추세이다.Anti-glare films, reinforcing films and anti-fingerprint films are used as protective films for screen protection of such smart devices. Smart device protective film not only protects the device screen but also has various functions of protective film according to the demand of the person.
보호 필름을 제작하는 방법은 기본 필름에 기능을 부여하기 위하여 화학적 코팅 공정이 진행되고 있다.In the method of producing a protective film, a chemical coating process is being carried out in order to impart a function to the basic film.
하지만 코팅용 화학제는 단일 기능을 가지며, 기술적 문제점이 제기된다. 스마트 기기는 사용 용도 및 빈도에 따라 인체 부위 접촉이 많아지며 및 외부 환경 상태에 취약하나, 이를 보호할 수 있는 필름은 상용화되지 않은 실정이다.However, the coating chemistry has a single function and raises technical problems. Smart devices are in contact with the human body due to their usage and frequency, and are vulnerable to external environmental conditions, but films that can protect them are not commercially available.
스마트 기기를 사용하는 연령대가 10대 이하로 낮아지고 있음에 따라 외부 환경에 취약한 기기를 보호해야 할 필요성이 야기된다.As the age of using smart devices is lower than 10, there is a need to protect vulnerable devices.
스마트 기기를 주로 사용하는 인체 부위는 손, 얼굴 등이며, 얼굴의 경우 입이나 귀의 접촉이 잦고, 특히 손의 경우는 박테리아와 같은 미생물에 노출되어 있으며 접촉 횟수가 많을수록 기기의 오염도는 증가할 수 있다.The human body mainly uses smart devices, such as hands and face. In the case of the face, the contact of the mouth and ears is frequent. In particular, the hands are exposed to microorganisms such as bacteria, and the contamination degree of the device may increase as the number of contact is increased .
국외에서는 스마트 폰에 대한 균의 오염도를 분석한 바 있으며, 이는 스마트 기기를 사용하는 사람들이 균의 오염도에 대한 관심도가 높아지고 있음을 보여주는 사례이다.Outside the country, we have analyzed bacterial contamination of smartphones. This is an example of how people using smart devices are increasingly interested in the contamination of bacteria.
따라서 현재의 기능성을 가지고, 인체 접촉 및 외부 환경 노출에 취약한 스마트 기기 사용 용도와 빈도를 고려하여 기기를 오염에 대해 보호할 수 있는 개선 방안이 필요하다.Therefore, there is a need for improvement measures that can protect the equipment against pollution considering the usage and frequency of using smart device which has current functionality and is vulnerable to human contact and exposure to external environment.
특히, 종래 기술의 다기능성 필름은 코팅 방식을 이용한 것으로, 부여하고자 하는 기능성을 가진 소재를 개발하고 그 소재를 플라스틱 필름상에 코팅하여 제작하는 방식이다.In particular, the prior art multifunctional film uses a coating method, in which a material having a desired functionality is developed and the material is coated on a plastic film.
이와 같이 종래 기술에서는 다기능성을 갖도록 하기 위해서는 다층 형태로 필름상에 각 소재들을 코팅하는 방법을 사용하여 공정이 복잡하고, 소재의 제한이 따르고, 재현성 측면에서 불리하여 균일한 특성을 갖는 제품의 양산이 어려웠다.As described above, in the prior art, in order to have a multi-functional property, a method of coating each material on a film in a multi-layer form is used to produce a product having complicated processes, restriction of materials, disadvantage in terms of reproducibility, This was difficult.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 스마트 기기 보호 필름의 문제를 해결하기 위한 것으로, 스마트 기기의 보호용 필름상에 반사 방지 및 항균성을 갖도록 연속형 임프린트 방식을 이용하여 나노패턴을 형성하여 생산성을 높일 수 있도록 한 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름 및 그의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the problem of the prior art smart device protective film, the present invention provides a method of forming a nano pattern by using a continuous imprint method so as to have antireflection and antimicrobial properties on a protective film of a smart device, And to provide a composite nano patterned film having one antireflection and antimicrobial function and a method for producing the same.
본 발명은 나노패턴의 구조적인 특성에서 소재의 굴절률이 점진적으로 낮아짐으로써 빛 반사가 최대한 줄어드는 것을 이용하여 반사방지의 기능을 구현한 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름 및 그의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a composite nano-patterned film having antireflection and antimicrobial functions that realize a function of preventing reflection by minimizing the reflection of light by gradually reducing the refractive index of the material in the structural characteristics of the nano-pattern, and a method of manufacturing the same It has its purpose.
본 발명은 나노패턴의 굴곡진 형태에서 만들어지는 소수성의 특성과 더불어, 미생물의 표면에 대한 부착이 이루어지는 구간에 다다르지 않도록 하여 미생물이 필름 표면에 붙는 것을 차단하여 항균성을 갖도록 한 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름 및 그의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to an antireflective and antimicrobial agent for preventing microorganisms from adhering to the surface of a film by preventing adhesion of the microorganisms to the surface of the microorganism, And a method for producing the same.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름은 기재 필름;기재 필름층에 연속형 임프린트 공정으로 형성되는 나노 패턴들;을 포함하고, 상기 나노 패턴들은 굴절율이 상부에서 하부로 갈수록 점차 낮아지는 형태이고, 미생물이 나노 패턴들의 표면에 부착되지 않는 소수성을 갖도록 접촉각의 범위가 제어되는 것을 특징으로 한다.To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described, there is provided a composite nano-patterned film having antireflection and antimicrobial functions, comprising: a base film; and nano patterns formed by a continuous imprint process on a base film layer, And the range of the contact angle is controlled so that the microorganisms have hydrophobicity not attached to the surfaces of the nanopatterns.
여기서, 나노 패턴의 정점 위치와 그에 이웃하는 다른 나노 패턴의 정점의 위치의 이격 거리가 300nm를 넘지 않는 것을 특징으로 한다.Here, the separation distance between the vertex position of the nano pattern and the vertex position of the other nano pattern adjacent thereto does not exceed 300 nm.
그리고 나노 패턴의 하부 직경은 300nm를 넘지 않고, 나노 패턴의 높이는 500nm를 넘지 않는 것을 특징으로 한다.The lower diameter of the nano pattern is not more than 300 nm, and the height of the nano pattern is not more than 500 nm.
그리고 나노 패턴들의 종횡비가 3.0을 넘지 않는 것을 특징으로 한다.And the aspect ratio of the nano patterns does not exceed 3.0.
그리고 나노 패턴의 접촉각은 110°~ 130°의 범위를 갖는 것을 특징으로 한다.And the contact angle of the nano pattern is in the range of 110 ° to 130 °.
그리고 굴절율이 상부에서 하부로 갈수록 점차 낮아지는 형태의 나노 패턴들의 가시 파장 범위에서의 반사율은 0.5%를 넘지 않는 것을 특징으로 한다.And the reflectance of the nano patterns having a refractive index that gradually decreases from the upper part to the lower part does not exceed 0.5% in the visible wavelength range.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름은 기재 필름; 기재 필름층에 연속형 임프린트 공정으로 형성되는 나노 패턴들;을 포함하고, 상기 나노 패턴들은 종횡비가 3.0을 넘지 않는 포물선 형상으로 굴절율이 상부에서 하부로 갈수록 점차 낮아지는 형태이고, 미생물이 나노 패턴들의 표면에 부착되지 않는 소수성을 갖도록 접촉각의 범위가 제어되어 110°~ 130°의 범위인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a composite nanopatterned film having antireflection and antimicrobial functions, comprising: a base film; Wherein the nanopatterns have a parabolic shape in which the aspect ratio is not more than 3.0 and the refractive index gradually decreases from the upper part to the lower part, And the range of the contact angle is controlled to be in the range of 110 ° to 130 ° so as to have a hydrophobic property not adhering to the surface.
여기서, 기재 필름은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 필름인 것을 특징으로 한다.Here, the base film is a polymethyl methacrylate (PMMA) film.
또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름의 제조 방법은 기판에 나노 패턴을 형성하는 단계;상기 나노 패턴의 기둥 사이의 갭을 제어하기 위하여 산화 공정으로 상기 나노 패턴의 기둥에 산화막을 형성하여 포물선 형태를 갖도록 하는 단계;포물선 형태의 상기 나노 패턴의 기둥에 형성된 산화막을 변형시켜 접촉각을 제어하는 단계;접촉각이 제어된 나노 패턴을 갖는 기판상에 기재 필름을 위치시키고 써멀 나노임프린트 공정으로 기재 필름에 복합 나노 패턴을 갖도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for fabricating a composite nano patterned film having antireflection and antimicrobial functions, comprising the steps of: forming a nanopattern on a substrate; Forming an oxide film on the pillar of the nanopattern to have a parabolic shape, controlling the contact angle by modifying the oxide film formed on the pillar of the nanopattern in a parabolic shape, And allowing the thermal nanoimprint process to have a composite nano pattern on the base film.
여기서, 상기 기판에 나노 패턴을 형성하는 단계는, 기판상에 하부반사 방지막(BARC) 및 포토레지스트층을 형성하는 단계와,하부반사 방지막(BARC) 및 포토레지스트층을 선택적으로 패터닝하여 나노 패턴을 정의하는 단계와,패터닝된 하부반사 방지막(BARC) 및 포토레지스트층을 이용하여 상기 기판을 플라즈마 식각 공정으로 선택적으로 식각하여 나노 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of forming a nano pattern on the substrate may include forming a lower anti-reflective layer (BARC) and a photoresist layer on the substrate, selectively patterning the lower anti-reflective layer (BARC) and the photoresist layer to form a nano pattern And forming a nano pattern by selectively etching the substrate by a plasma etching process using a patterned bottom anti-reflection film (BARC) and a photoresist layer.
그리고 기재 필름에 형성되는 복합 나노 패턴은, 굴절율이 상부에서 하부로 갈수록 점차 낮아지는 형태이고, 미생물이 나노 패턴들의 표면에 부착되지 않는 소수성을 갖도록 접촉각의 범위가 제어되는 것을 특징으로 한다.The composite nanopattern formed on the base film is characterized in that the refractive index gradually decreases from the upper portion to the lower portion and the range of the contact angle is controlled so that the microorganism has hydrophobicity not attached to the surface of the nanopatterns.
그리고 상기 나노 패턴의 기둥에 산화막을 형성하여 포물선 형태를 갖도록 하는 단계에서, 산화막의 형성은 열산화 공정을 이용하는 것을 특징으로 한다.In the step of forming an oxide film on the pillar of the nano pattern to have a parabolic shape, the oxide film is formed using a thermal oxidation process.
그리고 상기 나노 패턴의 기둥에 형성된 산화막을 변형시켜 접촉각을 제어하는 단계는, 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착을 이용하여 산화막을 변형시켜 접촉각을 제어하는 것을 특징으로 한다.The step of deforming the oxide film formed on the pillar of the nanopattern to control the contact angle is characterized in that the contact angle is controlled by modifying the oxide film using high density plasma chemical vapor deposition.
그리고 써멀 나노임프린트 공정은, 25bar ~ 35bar의 압력하에 125℃ ~ 145℃ 온도 범위에서 진행하는 것을 특징으로 한다.The thermal nanoimprint process is characterized by a temperature range of 125 ° C to 145 ° C under a pressure of 25 bar to 35 bar.
그리고 기재 필름에 형성되는 나노 패턴은, 나노 패턴의 정점 위치와 그에 이웃하는 다른 나노 패턴의 정점의 위치의 이격 거리가 300nm를 넘지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.The nano-pattern formed on the base film is characterized in that the distance between the apex position of the nano-pattern and the apex of the other nano-pattern adjacent thereto does not exceed 300 nm.
그리고 기재 필름에 형성되는 나노 패턴은, 나노 패턴의 하부 직경은 300nm를 넘지 않고, 나노 패턴의 높이는 500nm를 넘지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.The nano pattern formed on the base film is characterized in that the lower diameter of the nano pattern does not exceed 300 nm and the height of the nano pattern does not exceed 500 nm.
그리고 기재 필름에 형성되는 나노 패턴은, 나노 패턴들의 종횡비가 3.0을 넘지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.The nano pattern formed on the base film is characterized in that the aspect ratio of the nano patterns does not exceed 3.0.
그리고 기재 필름에 형성되는 나노 패턴은, 나노 패턴의 접촉각이 110°~ 130°의 범위를 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.The nano-pattern formed on the base film is characterized in that the contact angle of the nano-pattern has a range of 110 ° to 130 °.
그리고 기재 필름에 형성되는 나노 패턴은, 가시 파장 범위에서의 반사율이 0.5%를 넘지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.The nano pattern formed on the base film is characterized in that the reflectance in the visible wavelength range is not more than 0.5%.
그리고 연속형 임프린트 방식의 공정 또는 롤 임프린트 방식 공정 또는 롤투플레이트 임프린트 방식의 공정을 사용하여 복합 나노 패턴 필름의 제조를 위한 공정을 진행하는 것을 특징으로 한다.
And a process for producing a composite nano patterned film is carried out by using a continuous imprint process, a roll imprint process, or a roll-to-plate imprint process.
이와 같은 본 발명에 따른 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름 및 그의 제조 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.The composite nanopatterned film having antireflection and antibacterial functions according to the present invention and its manufacturing method have the following effects.
첫째, 반사 방지 및 항균 특성을 갖는 나노 구조의 고분자 표면을 구현하여 기능을 높인 스마트 기기의 보호용 필름을 제공한다.First, a protection film for a smart device which has improved functions by implementing a nanostructured polymer surface having antireflection and antibacterial properties is provided.
둘째, 보호용 필름상에 반사 방지 및 항균성을 갖도록 연속형 임프린트 방식을 이용하여 나노패턴을 형성하여 생산성을 높일 수 있다.Second, productivity can be improved by forming a nano pattern using a continuous imprint method so as to have antireflection and antimicrobial properties on a protective film.
셋째, 나노 폴리머 필름이 가시 파장의 넓은 범위에 걸쳐 0.5 % 미만의 반사율을 갖도록 하여 휴대용 전자 기기의 디스플레이 보호 필름의 제조에 유용하게 적용할 수 있다.Thirdly, the nano-polymer film has a reflectance of less than 0.5% over a wide range of visible wavelength, so that the nano-polymer film can be usefully applied to the manufacture of display protective films for portable electronic devices.
넷째, 나노패턴의 굴곡진 형태에서 만들어지는 소수성의 특성과 더불어, 미생물의 표면에 대한 부착이 이루어지는 구간에 다다르지 않도록 하여 미생물이 필름 표면에 붙는 것을 차단하여 복합적인 특성을 갖도록 한다.Fourth, in addition to the hydrophobic characteristic of the bent pattern of the nanopattern, the microorganisms are prevented from adhering to the surface of the film by preventing the attachment to the surface of the microorganism.
다섯째, 미생물이 나노 패턴들의 표면에 부착되지 않는 소수성을 갖도록 접촉각의 범위를 제어하여 항균성을 높인다.
Fifth, the range of the contact angle is controlled to increase the antibacterial property so that the microorganism has a hydrophobic property that does not adhere to the surface of the nanopatterns.
도 1은 반사 방지 및 소수성, 항균 특성이 최적화되는 표면 구성도
도 2a내지 도 2i는 본 발명에 따른 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름의 제조를 위한 공정 단면도
도 3은 본 발명에 따른 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름의 SEM 이미지
도 4는 550nm의 파장 영역에서의 반사율 및 배양 시간에 따른 평면 및 나노 구조 표면 이미지FIG. 1 is a graph showing the results of a surface structure diagram in which antireflection and hydrophobic,
2A to 2I are cross-sectional views of processes for producing a composite nano-patterned film having antireflection and antibacterial functions according to the present invention
3 is a SEM image of a composite nano-patterned film having antireflection and antibacterial functions according to the present invention
Figure 4 shows the reflectance and reflectance of the planar and nanostructured surface images
이하, 본 발명에 따른 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름 및 그의 제조 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the composite nano patterned film having antireflection and antibacterial functions and the method for producing the same according to the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름 및 그의 제조 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.The features and advantages of the composite nano patterned film having antireflection and antimicrobial functions and the manufacturing method thereof according to the present invention will be apparent from the following detailed description of each embodiment.
도 1은 반사 방지 및 소수성, 항균 특성이 최적화되는 표면 구성도이다.Fig. 1 is a surface structure diagram in which antireflection, hydrophobic, and antibacterial properties are optimized.
본 발명은 한가지의 소재로 나노패턴을 형성하고 그 패턴의 구조적 특성을 유도하여 다기능성을 갖도록 한 것이다.The present invention forms nanopatterns from a single material and induces the structural characteristics of the nanopatterns to have multi-functionality.
이를 위하여, 스마트 기기의 보호용 필름에 사용되는 기본 필름상에 반사 방지 및 항균성을 가지도록 나노패턴을 형성하며, 나노패턴은 연속형 임프린트 방식을 이용하여 생산성을 높이고, 가격 경쟁성을 높일 수 있도록 한 것이다.To this end, nanopatterns are formed on the base film used in the protective film of smart devices to have antireflection and antimicrobial properties. The nanopatterns are used to increase the productivity and increase the price competitiveness by using the continuous imprint method. will be.
여기서, 반사방지의 기능은 나노패턴의 구조적인 특성에서 소재의 굴절률이 점진적으로 낮아짐으로써 빛 반사가 최대한 줄어드는 것을 이용하고, 항균성은 나노패턴의 구조적인 특성에서 굴곡진 형태에서 만들어지는 소수성의 특성과 더불어, 미생물의 표면에 대한 부착이 이루어지는 구간에 다다르지 않도록 하여 미생물이 필름 표면에 붙는 것을 차단한다.Here, the anti-reflection function utilizes the fact that the refractive index of the material is gradually lowered in the structural characteristics of the nano-pattern to reduce the light reflection as much as possible, and the antibacterial property is the hydrophobic property produced in the bent shape in the structural characteristic of the nanopattern In addition, it prevents the microorganisms from adhering to the surface of the film by preventing the microorganisms from reaching the zone where adhesion to the surface occurs.
이와 같은 미생물이 필름 표면에 붙는 것을 차단하기 위하여 본 발명은 미생물이 나노 패턴들의 표면에 부착되지 않는 소수성을 갖도록 접촉각의 범위가 제어되도록 한다.In order to prevent such microorganisms from adhering to the surface of the film, the present invention allows the range of the contact angle to be controlled so that the microorganisms have a hydrophobic property that does not adhere to the surfaces of the nanopatterns.
접촉각은 액적(液適)을 수평인 고체 표면 위에 놓으면, 일정한 렌즈 모양을 유지하는데, 고체 표면과 곡면을 이루는 액체 표면이 일정한 각도를 이루고 이 각도를 액체 안쪽에서 측정한 것으로 정의할 수 있다.The contact angle can be defined as the angle between the solid surface and the liquid surface forming the curved surface at a constant angle, measured from the inside of the liquid, while maintaining a constant lens shape when the droplet is placed on a horizontal solid surface.
반사 방지 및 소수성, 항균 특성을 갖는 다기능 나노 구조 패턴 및 박테리아의 부착 기간에 따른 변화 특성을 설명하면 다음과 같다.Anti-reflection, hydrophobic, multi-functional nanostructured patterns having antibacterial properties, and characteristics of changes depending on the adhesion period of bacteria will be described below.
박테리아 셀의 부착은 (1)표면으로의 이동, (2)초기 접착 및 표면 부착, (3)단거리 상호 작용 및 브리지 형성의 단계로 이루어지고, 처음 두 단계 동안, 신체 접촉 및 표면에 접근하고, 정전기적 상호 작용, 반 데르 발스 상호 작용, 소수성 상호 작용과 같은 장거리 상호 작용에 위해 초기의 접착성이 제어되고, 마지막 단계에서, 박테리아 및 중합체 표면 사이의 화학적 상호 작용에 의해 박테리아 부착이 제어된다.Attachment of the bacterial cell consists of (1) migration to the surface, (2) initial adhesion and surface attachment, (3) short-range interaction and bridge formation, and during the first two steps, Initial adhesion is controlled for long-range interactions such as electrostatic interactions, van der Waals interactions, hydrophobic interactions, and in the final step, bacterial attachment is controlled by chemical interactions between the bacteria and the polymer surface.
이와 같은 박테리아 셀의 부착을 제어하기 위하여 본 발명에서는 세균 세포의 작은 크기와 큰 종횡비 구간에서의 항균 특성을 고려하여 200 내지 400nm의 주기 및 1 ~ 3 사이의 종횡비의 범위를 갖도록 기능성 나노 구조 표면을 설계한다.In order to control the adhesion of such a bacterial cell, the present invention provides a functional nanostructure surface having a period of 200 to 400 nm and a range of aspect ratios of 1 to 3, taking into account the antibacterial characteristics of the small size and large aspect ratio of the bacterial cells Design.
구체적으로 본 발명에 따른 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름의 구조는, 기재 필름과, 기재 필름층에 임프린트 공정으로 형성되는 나노 패턴들을 포함하고, 상기 나노 패턴들은 굴절율이 상부에서 하부로 갈수록 점차 낮아지는 형태이고, 미생물이 나노 패턴들의 표면에 부착되지 않는 소수성을 갖도록 접촉각의 범위가 제어되는 것이다.Specifically, the structure of the composite nano-patterned film having antireflection and antimicrobial functions according to the present invention includes a base film and nano patterns formed by an imprint process on the base film layer, And the range of the contact angle is controlled so that the microorganisms have a hydrophobic property not attached to the surface of the nanopatterns.
여기서, 복합 나노 패턴 필름의 나노 패턴의 정점 위치와 그에 이웃하는 다른 나노 패턴의 정점의 위치의 이격 거리가 300nm를 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the separation distance between the vertex position of the nanopattern of the composite nano pattern film and the vertex position of the other nanoparticles adjacent thereto does not exceed 300 nm.
그리고 나노 패턴의 하부 직경은 300nm를 넘지 않고, 나노 패턴의 높이는 500nm를 넘지 않는 것이 바람직하다.It is preferable that the lower diameter of the nano pattern does not exceed 300 nm, and the height of the nano pattern does not exceed 500 nm.
그리고 나노 패턴들의 종횡비가 3.0을 넘지 않는 것이 바람직하다.It is preferable that the aspect ratio of the nano patterns does not exceed 3.0.
그리고 미생물이 나노 패턴들의 표면에 부착되지 않는 소수성을 갖도록 접촉각의 범위를 제어하고, 나노 패턴의 접촉각은 110°~ 130°의 범위인 것이 바람직하고, 114.5 ± 2°의 범위를 갖는 것이 더욱 바람직하다.The range of the contact angle is controlled so that the microorganisms have hydrophobicity not adhering to the surface of the nanopatterns. The contact angle of the nanopattern is preferably in a range of 110 to 130 °, and more preferably in a range of 114.5 ± 2 ° .
그리고 굴절율이 상부에서 하부로 갈수록 점차 낮아지는 형태의 나노 패턴들의 가시 파장 범위에서의 반사율은 0.5%를 넘지 않도록 설계한다.Also, the reflectance of the nano patterns with the refractive index gradually decreasing from the upper part to the lower part is designed not to exceed 0.5% in the visible wavelength range.
본 발명의 일 실시 예에서는 정밀 결합파 분석(rigorous coupled-wave analysis)을 통하여 플랫 폴리 필름(메틸메타크릴레이트)에 300nm의 패턴주기 및 3.0의 종횡비를 갖는 나노 구조 표면을 구현한다.One embodiment of the present invention implements a nanostructured surface with a pattern period of 300 nm and an aspect ratio of 3.0 on a flat poly film (methyl methacrylate) through rigorous coupled-wave analysis.
이와 같은 복합 나노 패턴 필름은 소수성이고 가시 파장 범위에서 0.5%이하의 반사율로 원하는 광학 특성을 갖는다.Such a composite nanopatterned film is hydrophobic and has desired optical properties at a reflectance of 0.5% or less in the visible wavelength range.
또한, 나노임프린트 공정으로 형성된 중합체 필름은 평면 필름 표면과 비교하여 항균 특성과 낮은 밀착성을 갖고 있어 휴대용 전자기기에 적합한 디스플레이 보호 및 위생 측면에서 강한 다기능 중합체 필름의 제조에 사용될 수 있다.In addition, the polymer film formed by the nanoimprint process has antimicrobial properties and low adhesion as compared with a flat film surface, and can be used for the production of a multifunctional polymer film resistant to display protection and hygiene, which is suitable for portable electronic devices.
본 발명에 따른 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름의 제조를 위한 기재 필름의 재료는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 필름을 사용하고, 마스터 스탬프 기판으로 실리콘 웨이퍼를 사용하는 것으로 설명하였으나, 이로 제한되지 않음은 당연하다.Although the material of the base film for the production of the composite nano patterned film having antireflection and antimicrobial functions according to the present invention is described using a polymethyl methacrylate (PMMA) film and a silicon wafer as a master stamp substrate, It is of course not limited to this.
본 발명은 복합 나노 패턴 필름의 표면 설계 및 제조를 위하여, 전자기 평면파의 분석을 위한 정밀 결합파 분석(RCWA)을 이용하여 나노 구조물을 설계한다.The present invention designs nanostructures using a precision coupled wave analysis (RCWA) for the analysis of electromagnetic plane waves for surface design and fabrication of composite nanopatterned films.
분석에 사용되는 기하학적 구조의 각 유닛 셀은 1㎛ * 1㎛의 크기이고, 각 셀은 헥사고날(hexagonal) 형태의 밀집된 배열을 갖는다.Each unit cell of the geometry used for the analysis has a size of 1 탆 1 탆, and each cell has a densely arranged hexagonal shape.
복합 나노 패턴 필름의 표면 설계를 위한 패터닝을 위하여 248nm의 KrF 엑시머 레이저 소스를 사용하고, 중합체 필름 표면에 나노 기둥을 형성하기 위하여 건식 식각 공정을 사용한다.A 248 nm KrF excimer laser source is used for patterning the surface of the composite nano patterned film, and a dry etching process is used to form nano pillars on the polymer film surface.
그리고 PMMA 표면에 포물선 나노 구조물(Parabolic nanostructures)을 제작하기 위하여 열 산화 공정을 통해 실리콘 산화막(SiO2)을 증착한다.In order to fabricate parabolic nanostructures on the PMMA surface, a silicon oxide film (SiO 2 ) is deposited through a thermal oxidation process.
이후의 공정으로 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착을 통해 나노 구조 표면의 실리콘 산화막(SiO2)을 변형하고 써멀 나노임프린트 리소그래피 공정을 PMMA 필름상에 수행한다.In the subsequent process, the silicon oxide film (SiO 2 ) on the surface of the nano structure is deformed by high density plasma chemical vapor deposition and a thermal nanoimprint lithography process is performed on the PMMA film.
여기서, 후속되는 분리 공정을 위하여 마스터 스탬프에는 점착 방지층(antisticking layer)을 코팅한다.Here, an antisticking layer is coated on the master stamp for the subsequent separation process.
그리고 본 발명에서는 임프린트 된 표면의 특성을 분석하기 위하여 나노 구조 표면을 전계 방출 주사 전자 현미경을 사용하여 가시화하고, 나노 구조 표면의 접촉각의 측정을 위하여 전하 결합 소자 카메라가 장착된 시스템을 이용한다.In order to analyze the characteristics of the imprinted surface, a nanostructure surface is visualized using a field emission scanning electron microscope, and a system equipped with a charge coupled device camera is used to measure the contact angle of the surface of the nanostructure.
탈 이온수의 물방울을 나노 구조 표면에 적어도 세 위치에 배치하고, 이 지점에서 접촉각을 측정 및 평균한다.Water droplets of deionized water are placed on at least three locations on the nanostructured surface and the contact angle is measured and averaged at this point.
그리고 400 ~ 800nm 범위의 파장에 관한 분광계를 사용하여 임프린트 필름의 광학 특성을 측정하고, 임프린트 필름의 저면은 상부 및 하부 표면들 사이의 간섭을 방지하기 위해 흑색 테이프로 차단한다.The optical properties of the imprinted film are measured using a spectrometer for wavelengths in the range of 400 to 800 nm and the bottom of the imprinted film is blocked with black tape to prevent interference between the upper and lower surfaces.
그리고 본 발명에서는 복합 나노 패턴 필름의 항균 특성을 분석하기 위하여 세포 배양 및 세포 결합 분석을 진행한다.In the present invention, cell culture and cell binding analysis are carried out to analyze the antibacterial properties of the composite nano-patterned film.
세포 결합 분석은 4 채널 UV-Vis- NIR 형광 현미경을 사용하여 촬상을 하고, 박테리아 및 포유 동물 세포의 형광 신호는 수은 및 크세논 여기 소스를 사용하는 형광 현미경으로 이미지화하여 분석한다.Cell binding assays are imaged using a 4-channel UV-Vis-NIR fluorescence microscope and fluorescence signals from bacterial and mammalian cells are analyzed by imaging with a fluorescence microscope using mercury and xenon excitation sources.
이와 같은 본 발명에 따른 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름의 제조 공정은 생산성을 높이기 위하여 연속형 임프린트 방식을 이용하는 것으로 다음과 같이 진행된다.The manufacturing process of the composite nano patterned film having antireflection and antimicrobial functions according to the present invention uses a continuous imprint method in order to increase the productivity.
본 발명의 실시 예로 연속형 임프린트 방식의 공정을 이용하는 것으로 설명하였으나, 이로 제한되지 않고 공정 상황에 따라 롤 임프린트 방식 또는 롤투플레이트 임프린트 방식의 공정을 사용하여 진행하는 것도 가능함은 당연하다.The continuous imprint process is used as an embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited thereto, and it goes without saying that the roll imprint process or the roll-to-plate imprint process may be used according to the process conditions.
(a)포토 레지스트 코팅, (b)KrF 레이저 조사를 통한 노광, (c)포토 레지스트현상, (d)플라즈마 에칭, (e)N2 가스로 세정, (f)고밀도 플라즈마를 이용한 화학기상 증착, (g)N2 가스로 세정, (h)써멀 임프린팅, (i)임프린팅 필름 분리의 순서로 공정을 진행한다.(d) plasma etching, (e) cleaning with N 2 gas, (f) chemical vapor deposition using a high density plasma, and (e) (g) cleaning with N 2 gas, (h) thermal imprinting, and (i) imprinting film separation.
구체적으로 도 2a에서와 같이, 실리콘 웨이퍼(31)상에 하부반사 방지막(BARC)(32) 및 포토레지스트(33)를 코팅한다.Specifically, as shown in FIG. 2A, a bottom anti-reflection film (BARC) 32 and a photoresist 33 are coated on the
반사 및 측벽 거칠기를 감소시키기 위해 하부반사 방지막(BARC)(32)의 두께는 58nm 이하인 것이 바람직하고 이로 제한되지 않는다.The thickness of the bottom anti-reflective coating (BARC) 32 is preferably 58 nm or less to reduce reflection and side wall roughness, and is not limited thereto.
그리고 포토레지스트(33)의 형성 두께는 400nm인 것이 바람직하나,이로 제한되지 않는다.The thickness of the photoresist 33 is preferably 400 nm, but is not limited thereto.
이와 같은 하부반사 방지막(BARC)(32) 및 포토레지스트(33)의 형성 두께의 제어는 나노 구조 표면은 300nm의 주기의 헥사고날 격자를 갖도록 하기 위한 것이다.The control of the thickness of the bottom anti-reflective coating (BARC) 32 and the photoresist 33 is for the nanostructured surface to have a hexagonal lattice with a period of 300 nm.
그리고 도 2b에서와 같이, 대 면적 나노 구조 표면을 제조하기 위해, 실리콘 웨이퍼(31)상에 레티클(34)을 위치시키고 KrF 레이저 리소그래피 공정을 진행하여 도 2c에서와 같이 나노 패턴을 정의한다.2B, a
여기서, 나노 패턴의 제조를 위한 최적의 패턴 형성 주기가 되도록 레티클(reticle)(34)을 300nm의 해상도를 갖도록 설계한다.Here, the
그리고 도 2d에서와 같이, 플라즈마 식각 공정으로 패터닝된 하부반사 방지막(BARC)(32) 및 포토레지스트(33)를 이용하여 실리콘 웨이퍼(31)를 식각하여 도 2e에서와 같은 기본 나노 패턴을 형성한다.As shown in FIG. 2D, the
여기서, 높은 반사 성능을 확보하기 위해서, Cl2 및 HBr 가스의 조합으로 건식 식각을 하고, 1000℃에서 최적화된 조건으로 산화를 통해 나노 기둥 사이가 50nm의 갭을 유지하도록 한다.Here, in order to secure a high reflection performance, dry etching is performed using a combination of Cl 2 and HBr gas, and the gap between the nano pillars is maintained to be 50 nm through oxidization under optimized conditions at 1000 ° C.
더 높은 반사 성능을 확보하기 위해 50nm 미만으로 갭을 줄이기 나노 패턴의 형상이 포물선 형태를 갖도록 한다.To ensure higher reflection performance, reduce the gap to less than 50 nm so that the shape of the nanopattern has a parabolic shape.
즉, N2 가스로 세정하고, 이후의 공정에서 PMMA 표면에 포물선 나노 구조물(Parabolic nanostructures)을 제작하기 위하여 열 산화 공정을 통해 나노 구조물의 표면에 실리콘 산화막(SiO2)을 증착한다.That is, the substrate is cleaned with N 2 gas, and a silicon oxide film (SiO 2 ) is deposited on the surface of the nanostructure through a thermal oxidation process in order to fabricate parabolic nanostructures on the surface of the PMMA in a subsequent process.
그리고 도 2f에서와 같이 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착을 통해 나노 구조 표면의 실리콘 산화막(SiO2)을 변형하는 공정을 진행한다.Then, as shown in FIG. 2F, the process of deforming the silicon oxide film (SiO 2 ) on the surface of the nano structure is performed through the high-density plasma chemical vapor deposition.
이는 미생물이 나노 패턴들의 표면에 부착되지 않는 소수성을 갖도록 접촉각의 범위를 제어하기 위한 것이다.This is to control the range of the contact angle so that the microorganisms have a hydrophobic property that does not adhere to the surface of the nanopatterns.
이와 같은 공정으로 도 2g에서와 같이 스탬프(35)가 형성되면 N2 가스로 세정하고, 도 2h에서와 같이 스탬프(35)를 이용한 써멀 나노임프린트 공정을 PMMA 필름(36)상에 수행한다.If the
여기서, 써멀 나노임프린트 공정은 25bar ~ 35bar의 압력하에 125℃ ~ 145℃ 온도 범위에서 진행하고, 바람직하게는 30bar의 압력하에 135℃ 온도로 진행한다.Here, the thermal nanoimprint process proceeds at a temperature of 125 ° C to 145 ° C under a pressure of 25 bar to 35 bar, preferably at a temperature of 135 ° C under a pressure of 30 bar.
이어, 도 2i에서와 같이, 스탬프(35)를 분리하면, 기재 필름층에 임프린트 공정으로 형성되는 나노 패턴들을 포함하고, 상기 나노 패턴들은 굴절율이 상부에서 하부로 갈수록 점차 낮아지는 형태이고, 미생물이 나노 패턴들의 표면에 부착되지 않는 소수성을 갖도록 접촉각의 범위가 제어되는 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름(36a)이 제조된다.Next, as shown in FIG. 2I, when the
이와 같은 본 발명에 따른 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름이 갖는 특성을 설명하면 다음과 같다.The characteristics of the composite nano patterned film having anti-reflection and antibacterial functions according to the present invention will be described below.
도 3은 본 발명에 따른 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름의 SEM 이미지이다.3 is an SEM image of a composite nano-patterned film having antireflection and antibacterial functions according to the present invention.
본 발명에 따른 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름의 소수성 및 반사방지 특성을 확인하기 위하여, 도 2h에서와 같이, 써멀 나노임프린트 공정을 진행하고 SEM 이미지를 이용하여 분석한다.In order to confirm hydrophobicity and antireflection characteristics of the composite nano patterned film having antireflection and antimicrobial functions according to the present invention, a thermal nanoimprint process is performed as shown in FIG. 2H and analyzed using an SEM image.
300nm의 분해능과 490nm의 높이를 갖고 구조화가 이루어지고, SEM을 통해 확인한 결과 써멀 나노임프린트 공정을 진행하는 것에 의해 복합 나노 패턴 필름이 300nm의 패턴 형성 주기와 3.0의 종횡비를 갖도록 패턴이 제어된 것을 확인할 수 있다.The structure was structured with a resolution of 300 nm and a height of 490 nm. Through the SEM, the thermal nanoimprint process was carried out to confirm that the pattern of the composite nano-patterned film was controlled to have a patterning period of 300 nm and an aspect ratio of 3.0 .
PMMA 필름의 습윤성의 변화를 알 수 있는 접촉각 변화 특성을 설명하면 다음과 같다.The change in the contact angle change characteristic of the change in the wettability of the PMMA film will be described below.
본 발명의 일 실시 예에서 PMMA 나노 구조 필름의 습윤성 접촉각을 측정하면 나노 구조물이 없는 베어 PMMA 필름을 67±2°의 접촉각을 나타내는 반면, 본 발명에 따른 복합 나노 패턴 필름의 나노 구조 표면은 114.5±2°의 접촉각을 갖는 소수성인 것으로 측정되었다.In one embodiment of the present invention, when the wettability of the PMMA nanostructured film is measured, the nano-structured bare PMMA film exhibits a contact angle of 67 ± 2 °, while the nanostructured surface of the composite nanopatterned film according to the present invention has a surface area of 114.5 ± Lt; RTI ID = 0.0 > 2 < / RTI >
여기서, 본 발명에 따른 복합 나노 패턴 필름의 나노 구조 표면의 접촉각은 114.5±2°인 것이 바람직하나, 이로 제한되지 않고 110°~ 130°범위의 미생물이 표면에 부착되지 않는 범위의 접촉각을 갖도록 제어하는 것이 가능하다.Here, the contact angle of the nano-structured surface of the composite nanopatterned film according to the present invention is preferably 114.5 ± 2 °, but it is not limited thereto and may be controlled so that microorganisms in the range of 110 ° to 130 ° are not adhered to the surface It is possible to do.
그리고 본 발명에 따른 복합 나노 패턴 필름의 나노 패턴의 종횡비가 서서히 증가하는 것에 따라 물 접촉각이 증가하는 것을 알 수 있다.As the aspect ratio of the nanopattern of the composite nanopattern film according to the present invention gradually increases, the contact angle of water increases.
그리고 본 발명에 따른 복합 나노 패턴 필름의 나노 구조 표면의 반사 방지 성능은 400 ~ 800nm 사이의 스펙트럼 영역(가시 파장 영역)에서 10nm의 간격으로 조사하고 통상의 입사광에 대응하는 조건하에서 RCWA 법을 사용하여 계산한다.The antireflection performance of the nanostructured surface of the composite nanopatterned film according to the present invention was measured by using the RCWA method under the condition corresponding to the normal incident light by irradiating the surface at a distance of 10 nm in a spectral range (visible wavelength range) of 400 to 800 nm .
본 발명에 따른 복합 나노 패턴 필름의 나노 구조 표면의 반사 방지 성능은 0.5 % 미만의 최소 반사율을 것을 알 수 있다.It can be seen that the antireflection performance of the nanostructured surface of the composite nanopatterned film according to the present invention has a minimum reflectance of less than 0.5%.
플랫 PMMA 필름 표면의 반사율은 전체 파장 범위에 걸쳐 3% 이상의 반사율을 나타내고 있고, 본 발명에 따른 복합 나노 패턴 필름의 나노 구조 표면의 반사율은 550 nm에서 0.37% 이다.The reflectance of the surface of the flat PMMA film shows a reflectance of 3% or more over the whole wavelength range, and the reflectance of the nanostructured surface of the composite nano patterned film according to the present invention is 0.37% at 550 nm.
나노 구조 표면에서의 세균성 및 포유류 세포 부착 특성은 다음과 같다.Bacterial properties on the nanostructured surface and mammalian cell adhesion properties are as follows.
도 4는 550nm의 파장 영역에서의 반사율 및 배양 시간에 따른 평면 및 나노 구조 표면 이미지이다.4 is a planar and nanostructured surface image according to reflectance and incubation time in a wavelength region of 550 nm.
부착 방지(Antiadhesion)와 항균 특성을 분석하기 위하여 본 발명에 따른 복합 나노 패턴 필름의 나노 구조 표면에 세균 및 포유 동물 세포와 함께 배양하였다. In order to analyze antiadhesion and antibacterial properties, the composite nano patterned film according to the present invention was cultured on the nanostructured surface with bacteria and mammalian cells.
초기에는 차이가 없으나 충분히 배양이 이루어진 후에는 세균 및 포유 동물 세포의 부착이 본 발명에 따른 복합 나노 패턴 필름의 나노 구조 표면이 평면 PMMA 표면에보다 유의하게 부착이 낮은 것을 확인할 수 있다.Although there is no difference in the initial stage, it can be confirmed that adhesion of bacteria and mammalian cells after the sufficient culturing is significantly lowered on the nanostructured surface of the composite nanopatterned film according to the present invention than on the planar PMMA surface.
이와 같은 평면 및 나노 구조 표면에서의 세균성 및 포유류 세포 부착 특성은 형광 이미지에서도 명확하게 확인할 수 있다.Bacterial and mammalian cell attachment properties on such planar and nanostructured surfaces can be clearly seen in fluorescence images.
NIR 형광 이미지에서 보면, 플랫 PMMA 필름 표면에서는 세포 증식이 일어나고, 본 발명에 따른 복합 나노 패턴 필름의 나노 구조 표면에서는 사멸하는 것을 확인할 수 있다.In the NIR fluorescence image, cell proliferation occurs on the surface of the flat PMMA film, and it is confirmed that the nanoparticle surface of the composite nanopattern film according to the present invention is killed.
이와 같은 본 발명에 따른 나노 구조 표면의 접촉각은 웬젤 모델(Wenzel model)을 사용하여 설명될 수 있다.The contact angle of the nanostructured surface according to the present invention can be described using a Wenzel model.
여기서, θn은 나노 구조 표면의 접촉각이고, r은 표면 거칠기이고, θf는 면 접촉 각도이다.Where θ n is the contact angle of the nanostructured surface, r is the surface roughness, and θ f is the surface contact angle.
수학식 1을 에너지 균형 이론을 사용하여 다시 정리하면 수학식 2에서와 같다.Equation 1 is rearranged using the energy balance theory as shown in Equation 2. < EMI ID = 1.0 >
여기서, 
본 발명에 따른 복합 나노 패턴 필름의 나노 구조 표면에서 소수성 특성의 증가, 부착 방지 특성, 향균 특성을 복합적으로 갖도록 하는 것을 확인할 수 있다.It can be confirmed that the composite nanopatterned film according to the present invention has a composite of hydrophobic properties, anti-adhesion properties, and antibacterial properties on the nanostructured surface.
본 발명의 실시 예에서 이와 같은 소수성 특성의 증가, 부착 방지 특성, 향균 특성을 확인하기 위한 시뮬레이션을 최악의 환경 조건이 되는 액체 상태에서 진행하였으므로, 일반적으로 복합 나노 패턴 필름이 사용되는 공기 상태에서는 충분히 그 효과를 갖는 것을 알 수 있다.In the embodiment of the present invention, since simulation for ascertaining the increase of the hydrophobic property, the anti-adhesion property, and the antibacterial property proceeded in the liquid state as the worst environmental condition, in general, in the air state in which the composite nano- It can be seen that the effect is obtained.
그리고 웬젤 모델과 결합 된 세균 세포 접착력은 수학식 3에서와 같이 나타낼 수 있다.And the bacterial cell adhesion associated with the Wengel model can be expressed as in Equation (3).
여기서, 
접촉각 및 거칠기 R은 변수이고, γBS,γSL 및 γBL는 상수이다.The contact angle and roughness R are variables, and gamma BS, gamma SL and gamma BL are constants.
이와 같은 본 발명에 따른 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름 및 그의 제조 방법은 스마트 기기의 보호용 필름에 사용되는 기본 필름상에 반사 방지 및 항균성을 가지도록 나노패턴을 형성하며, 나노패턴은 연속형 임프린트 방식을 이용하여 생산성을 높이고, 가격 경쟁성을 높일 수 있도록 한 것이다.The composite nano patterned film having antireflection and antibacterial functions and the method for producing the same according to the present invention can form a nano pattern with antireflection and antimicrobial properties on a base film used in a protective film of a smart device, The continuous imprint method is used to increase productivity and increase price competitiveness.
특히, 항균성은 나노패턴의 구조적인 특성에서 굴곡진 형태에서 만들어지는 소수성의 특성과 더불어, 미생물의 표면에 대한 부착이 이루어지는 구간에 다다르지 않도록 하여 미생물이 필름 표면에 붙는 것을 차단한다.In particular, the antimicrobial properties, in addition to the hydrophobic properties of the nanopatterns in the curved form, prevent the microorganisms from adhering to the surface of the film by ensuring that they adhere to the surface of the microorganisms.
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.It is therefore to be understood that the specified embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense and that the scope of the invention is indicated by the appended claims rather than by the foregoing description and that all such differences falling within the scope of equivalents thereof are intended to be embraced therein It should be interpreted.
31. 실리콘 웨이퍼 32. 하부반사 방지막
33. 포토레지스트 34. 레티클
35. 스탬프 36. PMMA 필름
36a. 복합 나노 패턴 필름31.
33.
35.
36a. Composite nanopattern film
Claims (20)
기재 필름층에 연속형 임프린트 공정으로 형성되는 나노 패턴들;을 포함하고,
상기 나노 패턴들은 굴절율이 상부에서 하부로 갈수록 점차 낮아지는 형태이고, 미생물이 나노 패턴들의 표면에 부착되지 않는 소수성을 갖도록 접촉각의 범위가 제어되는 것을 특징으로 하는 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름.A base film;
And nanopatterns formed by a continuous imprint process on the base film layer,
Wherein the nanopatterns have a refractive index that gradually decreases from an upper portion to a lower portion and a range of a contact angle is controlled so that the microorganisms have hydrophobicity not attached to the surfaces of the nanopatterns. film.
기재 필름층에 연속형 임프린트 공정으로 형성되는 나노 패턴들;을 포함하고,
상기 나노 패턴들은 종횡비가 3.0을 넘지 않는 포물선 형상으로 굴절율이 상부에서 하부로 갈수록 점차 낮아지는 형태이고, 미생물이 나노 패턴들의 표면에 부착되지 않는 소수성을 갖도록 접촉각의 범위가 제어되어 110°~ 130°의 범위인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름.A base film;
And nanopatterns formed by a continuous imprint process on the base film layer,
The nanopatterns have a parabolic shape with an aspect ratio of not more than 3.0, and the refractive index gradually decreases from the top to the bottom. The range of the contact angle is controlled so that microorganisms do not adhere to the surfaces of the nanopatterns, Wherein the antireflection film has an antireflection function and an antimicrobial function.
상기 나노 패턴의 기둥 사이의 갭을 제어하기 위하여 산화 공정으로 상기 나노 패턴의 기둥에 산화막을 형성하여 포물선 형태를 갖도록 하는 단계;
포물선 형태의 상기 나노 패턴의 기둥에 형성된 산화막을 변형시켜 접촉각을 제어하는 단계;
접촉각이 제어된 나노 패턴을 갖는 기판상에 기재 필름을 위치시키고 써멀 나노임프린트 공정으로 기재 필름에 복합 나노 패턴을 갖도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름의 제조 방법.Forming a nanopattern on the substrate;
Forming an oxide film on the pillar of the nanopattern by an oxidation process so as to have a parabolic shape in order to control a gap between the pillar of the nano pattern;
Controlling an angle of contact by deforming an oxide film formed on a column of the parabolic-shaped nanopattern;
Positioning a substrate film on a substrate having a nano-pattern having a controlled contact angle, and having a composite nano-pattern on the substrate film by a thermal nanoimprinting process. ≪ / RTI >
기판상에 하부반사 방지막(BARC) 및 포토레지스트층을 형성하는 단계와,
하부반사 방지막(BARC) 및 포토레지스트층을 선택적으로 패터닝하여 나노 패턴을 정의하는 단계와,
패터닝된 하부반사 방지막(BARC) 및 포토레지스트층을 이용하여 상기 기판을 플라즈마 식각 공정으로 선택적으로 식각하여 나노 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름의 제조 방법.10. The method of claim 9, wherein forming the nanopattern on the substrate comprises:
Forming a bottom anti-reflective coating (BARC) and a photoresist layer on a substrate;
Selectively patterning a bottom anti-reflective coating (BARC) and a photoresist layer to define a nanopattern;
And a step of selectively etching the substrate by a plasma etching process using a patterned bottom anti-reflection film (BARC) and a photoresist layer to form a nanopattern. ≪ / RTI >
굴절율이 상부에서 하부로 갈수록 점차 낮아지는 형태이고, 미생물이 나노 패턴들의 표면에 부착되지 않는 소수성을 갖도록 접촉각의 범위가 제어되는 것을 특징으로 하는 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름의 제조 방법.The composite nano-pattern according to claim 9, wherein the composite nano-
Wherein the range of the contact angle is controlled so that the refractive index gradually decreases from the upper part to the lower part and the microorganism has hydrophobicity not attached to the surface of the nanopatterns. .
산화막의 형성은 열산화 공정을 이용하는 것을 특징으로 하는 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름의 제조 방법.The method according to claim 9, wherein in the step of forming an oxide film on the pillar of the nanopattern to have a parabolic shape,
Wherein the oxide film is formed using a thermal oxidation process. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
고밀도 플라즈마 화학 기상 증착을 이용하여 산화막을 변형시켜 접촉각을 제어하는 것을 특징으로 하는 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름의 제조 방법.10. The method of claim 9, wherein the step of deforming the oxide film formed on the nano-
Wherein the contact angle is controlled by modifying the oxide film using high density plasma chemical vapor deposition.
25bar ~ 35bar의 압력하에 125℃ ~ 145℃ 온도 범위에서 진행하는 것을 특징으로 하는 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름의 제조 방법.10. The method of claim 9, wherein the thermal nanoimprint process comprises:
Characterized in that the process is carried out at a temperature ranging from 125 ° C to 145 ° C under a pressure of 25 to 35 bar.
나노 패턴의 정점 위치와 그에 이웃하는 다른 나노 패턴의 정점의 위치의 이격 거리가 300nm를 넘지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름의 제조 방법.The nano-pattern according to claim 9, wherein the nano-
Wherein the separation distance between the apex position of the nanopattern and the apex of the other nanoparticles adjacent thereto does not exceed 300 nm.
나노 패턴의 하부 직경은 300nm를 넘지 않고, 나노 패턴의 높이는 500nm를 넘지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름의 제조 방법.The nano-pattern according to claim 9, wherein the nano-
Wherein the lower diameter of the nano pattern is not more than 300 nm and the height of the nano pattern is not more than 500 nm.
나노 패턴들의 종횡비가 3.0을 넘지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름의 제조 방법.The nano-pattern according to claim 9, wherein the nano-
Wherein the aspect ratio of the nano patterns is not more than 3.0.
나노 패턴의 접촉각이 110°~ 130°의 범위를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름의 제조 방법.The nano-pattern according to claim 9, wherein the nano-
Wherein the contact angle of the nano pattern is in the range of 110 ° to 130 °.
가시 파장 범위에서의 반사율이 0.5%를 넘지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 반사 방지 및 항균 기능을 갖는 복합 나노 패턴 필름의 제조 방법.The nano-pattern according to claim 9, wherein the nano-
And the reflectance in the visible wavelength range is not more than 0.5%.
The process for producing a composite nano patterned film according to claim 9, wherein the process for producing a composite nano patterned film is carried out by using a continuous imprint process, a roll imprint process process or a roll-to-plate imprint process. (Method for manufacturing composite nano patterned film).
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