KR20170055248A - 근적외선 차단 필름 및 그의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 나노 격벽을 포함하여, 가시광선의 통과, 근적외선의 차단을 효과적으로 수행할 수 있는 근적외선 자외선 차단 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기재; 및 상기 기재의 적어도 일면에 형성된 나노 격벽;을 포함하며, 상기 나노 격벽 중 적어도 일부는 격벽 간의 거리가 가시광선의 최소 파장의 길이 이상이고 1 ㎛ 이하임으로써, 가시광선의 통과, 근적외선의 차단을 효과적으로 수행할 수 있는 근적외선 차단 필름 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 근적외선 차단 필름과 그의 제조 방법에 관한 것이다.
에너지 효율 증대 및 절약에 대한 관심이 집중되면서 빌딩, 주택, 차량 등의 창유리에서 태양광에 의한 채광은 확보하면서 외부로부터의 태양 열선의 투과를 차단할 뿐만 아니라, 단열 효과에 의해 에너지의 소비 부담을 획기적으로 경감시킬 수 있는 윈도우 소재 개발이 요구되고 있다.
이러한 윈도우 소재는 실내로 유입되는 열을 차단함으로써 냉방과 관련된 에너지 효율을 높여 에너지 절감에 큰 효과를 나타낼 뿐만 아니라, 환경을 파괴하는 프레온 가스 등의 배출량을 낮출 수 있으며, 이 유해물질로 인한 대기오염을 줄여 대기환경 개선의 효과도 얻을 수 있다.
윈도우 소재 중 열 차단 필름은 ATO(Antimony Tin Oxide), ITO(Indium Tin Oxide)와 염료를 UV 코팅제와 혼합하여 코팅하는 방법과 열경화제와 혼합하여 코팅하는 방법으로 제조될 수 있다. 그러나 ATO의 경우 ITO와 비교하여 생산단가가 낮은데 비하여 열 차단 효율이 낮다. 또한, 적외선은 차단되고 가시광선은 투과되어야 하는데 ATO 열 차단 필름의 경우 가시광선이 50% 이상 투과되도록 설정하면, 적외선 차단율이 60% 이하로 되어, 열 차단 효율이 낮을 수 있다. 그리고 ITO의 경우 ATO와 비교하여 가시광선 투과율이 높고, 적외선 차단율도 높은데 비하여 가격이 비싸다.
이에 한국공개특허 제10-2011-0123622호는 종래의 열차단용 코팅제 보다 투과율은 높으면서 적외선 파장대에서 열 차단 효과가 좋은 기술을 개시하고 있다.
그러나 이러한 기술에 의하더라도 열 차단 효과에 한계가 있을 수 있다.
본 발명은 가시광선의 통과, 근적외선의 차단을 효과적으로 수행할 수 있는 근적외선 차단 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 가시광선의 통과, 근적외선의 차단을 효과적으로 수행할 수 있는 근적외선 차단 필름을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 기재; 및 상기 기재의 적어도 일면에 형성된 나노 격벽;을 포함하며, 상기 나노 격벽 중 적어도 일부는 격벽 간의 거리가 가시광선의 최소 파장의 길이 이상이고 1 ㎛ 이하인, 근적외선 차단 필름.
2. 위 1에 있어서, 상기 나노 격벽 사이 중 적어도 일부에 고분자 패턴을 더 포함하는, 근적외선 차단 필름.
3. 위 1에 있어서, 상기 나노 격벽은 개구(開口) 패턴을 형성하는, 근적외선 차단 필름.
4. 위 1에 있어서, 상기 나노 격벽의 두께는 5 내지 200 nm인, 근적외선 차단 필름.
5. 위 1에 있어서, 상기 나노 격벽의 높이는 50 내지 2,000 nm인, 근적외선 차단 필름.
6. 위 1에 있어서, 상기 나노 격벽은 금속으로 형성된, 근적외선 차단 필름.
7. 위 1에 있어서, 상기 나노 격벽은 격벽 사이 중 적어도 일부가 기재 상에서 서로 이어진 것인, 근적외선 차단 필름.
8. 위 1에 있어서, 상기 나노 격벽이 형성된 상기 기재 상에 페롭스카이트(perovskite)형 산화물층을 더 포함하는, 근적외선 차단 필름.
9. 기재 상에 식각 대상층을 형성하는 단계;
상기 식각 대상층 상에 고분자 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 패턴 사이로 노출된 상기 식각 대상층을 이온 밀링하여 식각하고 상기 고분자 패턴의 측면에 나노 두께의 코팅층을 형성하여 나노 격벽을 형성하는 단계; 를 포함하며,
상기 고분자 패턴의 수평 단면 장축의 길이 및 패턴 사이의 거리는 가시광선의 최소 파장의 길이 이상이고 1 ㎛ 이하인, 근적외선 차단 필름의 제조 방법.
10. 기재 상에 고분자 패턴을 형성하는 단계;
상기 고분자 패턴이 형성된 기재 상에 식각 대상층을 형성하는 단계;
상기 식각 대상층을 이온 밀링하여 식각하고 상기 고분자 패턴의 측면에 나노 두께의 코팅층을 형성하여 나노 격벽을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 고분자 패턴의 수평 단면 장축의 길이 및 상기 패턴 사이의 거리는 가시광선의 최소 파장의 길이 이상이고 1 ㎛ 이하인, 근적외선 차단 필름의 제조 방법.
11. 위 9 또는 10에 있어서, 상기 나노 격벽의 두께는 5 내지 200 nm인, 근적외선 차단 필름의 제조 방법.
12. 위 9 또는 10에 있어서, 상기 나노 격벽의 높이는 50 내지 2,000 nm인, 근적외선 차단 필름의 제조 방법.
13. 위 9 또는 10에 있어서, 상기 고분자 패턴을 제거하는 단계를 더 포함하는, 근적외선 차단 필름의 제조 방법.
14. 위 9 또는 10에 있어서, 상기 나노 격벽이 형성된 상기 기재 상에 페롭스카이트(Perovskite)형 산화물층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 근적외선 차단 필름의 제조 방법.
본 발명에 따른 근적외선 차단 필름은 근적외선의 파장 이하의 최대 간격을 갖는 나노 격벽을 포함하여, 투과율 저하는 최소화하면서 가시광선을 통과시키고, 근적외선 투과는 최소한으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 근적외선 차단 필름 제조 방법에 따라 제조된 근적외선 차단 필름은 가시광선의 통과, 근적외선의 차단을 효과적으로 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 근적외선 차단 필름의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 근적외선 차단 필름의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 근적외선 차단 필름의 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 근적외선 차단 필름의 제조 방법의 개략적인 공정도이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 근적외선 차단 필름의 제조 방법의 개략적인 공정도이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 페롭스카이트형 산화물층이 더 포함된 근적외선 차단 필름의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 근적외선 차단 필름의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 근적외선 차단 필름의 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 근적외선 차단 필름의 제조 방법의 개략적인 공정도이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 근적외선 차단 필름의 제조 방법의 개략적인 공정도이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 페롭스카이트형 산화물층이 더 포함된 근적외선 차단 필름의 개략적인 사시도이다.
본 발명의 일 실시형태는 기재; 및 상기 기재의 적어도 일면에 형성된 나노 격벽;을 포함하며, 상기 나노 격벽 중 적어도 일부는 격벽 간의 거리가 가시광선의 최소 파장의 길이 이상이고 1 ㎛ 이하임으로써, 가시광선의 통과, 근적외선의 차단을 효과적으로 수행할 수 있는 근적외선 차단 필름에 관한 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 근적외선 차단 필름은 기재(100) 및 상기 기재(100)의 일면에 형성된 나노 격벽(200)을 포함한다.
도 1에 예시된 바와 같이, 상기 기재(100) 상에는 나노 격벽(200)이 형성될 수 있고, 상기 기재(100)는 투명성 및 적정 강도를 가지는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 필름이나 필름보다 두꺼워 유연성이 적은 소재(유리 등)일 수 있는데, 구체적으로 실리콘, 석영, 유리, 고분자, 금속, 금속 산화물, 비금속 산화물, 노르보르넨이나 다환 노르보르넨계 단량체와 같은 시클로올레핀을 포함하는 단량체의 단위를 갖는 시클로올레핀계 유도체, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스부틸레이트, 이소부틸에스테르셀룰로오스, 프로피오닐셀룰로오스, 부티릴셀룰로오스 또는 아세틸프로피오닐셀룰로오스 등에서 선택되는 셀룰로오스, 에틸렌-아세트산비닐공중합체, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 에폭시 등일 수 있다. 이들 소재는 단독 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다. 또한, 가시광선이 투과되어야 한다면 투명한 소재가 바람직하다.
기재(100)의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 10 ㎛ 내지 500 ㎛일 수 있다.
도 1에 예시된 바와 같이, 나노 격벽(200)은 기판(100) 상에 위치한다.
본 발명에 따른 나노 격벽(200) 중 적어도 일부는 격벽 간의 거리가 가시광선의 최소 파장의 길이 이상이고 1 ㎛ 이하이다. 빛은 그 파장 길이 미만의 폭은 통과할 수 없는데, 본 발명에 따른 나노 격벽(200) 중 적어도 일부는 격벽 간의 거리가 가시광선의 최소 파장의 길이 이상이므로 가시광선은 상기 간극을 통과하여 근적외선 차단 필름을 투과할 수 있다. 그러나, 상기 간극이 1 ㎛ 이하이므로 그 이상의 파장 길이를 갖는 근적외선은 나노 격벽 간극을 통과하지 못하게 된다. 근적외선을 보다 효과적으로 차단한다는 측면에서 바람직하게는 격벽 간 거리가 800 nm 이하일 수 있다.
또한, 나노 격벽(200)의 두께가 나노 수준이므로 투과율 저하는 최소화할 수 있다.
나노 격벽은 소정의 패턴을 이룰 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 근적외선 차단 필름의 나노 격벽(200)은 개구(開口) 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들면, 개구 패턴으로서 개구부가 원, 타원, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 등의 다각형 또는 이들이 결합된 도형 형상을 가질 수도 있고, 선형 패턴, 메쉬 패턴, 지그재그, 나선형, 방사선형, 불규칙한 단일 폐곡선 등의 형상을 가질 수도 있다. 도 3에는 육각형의 개구부를 갖는 경우가 예시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
개구 패턴은 나노 격벽들로 둘러싸이면서 개구부를 갖는 패턴으로서, 개구 패턴은 단독 또는 복수개로 위치할 수 있다.
복수개의 개구 패턴이 위치하는 경우, 각 개구 패턴은 규칙적 또는 불규칙적인 간격으로 위치할 수 있다. 또한, 복수개의 개구 패턴은 서로 연결되거나 이격되어 위치할 수 있으며, 선대칭, 점대칭 또는 불규칙하게 위치할 수 있다.
개구 패턴은 개구부가 상기 예시한 도형 형상; 상기 예시한 도형이 결합된 형상; 또는 이들 중 적어도 1개 이상의 도형이 혼재된 형상을 가질 수 있는 것으로서, 개구부는 주기적으로, 또는 비주기적으로 배열될 수 있다.
나노 격벽(200) 중 적어도 일부는 격벽 간의 거리가 전술한 거리 범위이어야 하므로, 상기 개구 패턴의 개구부 중 적어도 일부는 장축 길이가 가시광선의 최소 파장의 길이 이상이고 1 ㎛ 이하이다.
전술한 간극 또는 개구의 크기는 나노 격벽(200)의 배치로 결정될 수 있으며, 나노 격벽(200)의 배치는 이하 기술되는 본 발명의 근적외선 차단 필름의 제조 방법 등에 의해 결정될 수 있다.
따라서, 간극 또는 개구부의 장축의 길이를 조절하거나 서로 다른 크기의 간극들 또는 개구부들이 혼재하도록 설정함으로써, 근적외선 차단 필름을 투과하는 가시광선, 근적외선의 양, 각 광선의 파장 범위 등을 조절할 수 있다.
근적외선을 차단할 수 있는 나노 격벽(200)은 기재(100)의 적어도 일면에 형성될 수 있다. 나노 격벽(200)이 형성되는 위치는 특별히 제한되지 않으며, 도 1에 예시된 바와 같이, 나노 격벽(200)은 기재(100)의 일면에 형성될 수도 있으나 양면에 형성될 수도 있다. 또한, 기재(100)의 일면 또는 양면 상에서 면의 전부에 형성될 수도 있고, 일부에 형성될 수도 있다.
나노 격벽(200)의 재료는 나노 격벽(200)을 형성할 수 있는 것이면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 금속과 같은 도전성 재료일 수도 있고, 비금속일 수도 있으며, 도전성 재료일 경우, In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr, Mo, Nb, Al, Ni, Cu, 및 WTi로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속; 또는 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속산화물류 등일 수 있다.
나노 격벽(200)의 두께는 가시광선을 통과시키고 근적외선을 차단시킬 수 있는 범위 내라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 두께가 5 내지 200 nm일 수 있고, 바람직하게는 5 내지 100 nm, 보다 바람직하게는 5 내지 50 nm, 가장 바람직하게는 10 내지 30nm일 수 있다. 두께가 5 nm 미만이면 내구성에 문제가 있을 수 있고, 200 nm 초과이면 가시광선 투과율이 저하될 수 있다.
나노 격벽(200)의 높이는 충분한 가시광선 투과 및 근적외선 차단이 될 수 있는 범위 내라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 50 내지 2,000 nm일 수 있다. 높이가 50 nm 미만이면 근적외선 차단율이 저하할 수 있고, 2,000 nm 초과이면 투과율의 저하 등의 문제가 발생할 수 있다.
나노 격벽(200)은 단독으로 또는 복수개의 벽으로서 위치할 수 있다.
복수개의 벽은 병렬하지 않고, 서로 만나거나, 그 연장선이 서로 만나도록 위치할 수도 있다.
나노 격벽(200)은 도 2에 예시된 바와 같이 격벽 사이 중 적어도 일부가 기재(100) 상에서 서로 이어진 것일 수도 있다. 도 4 (f)에도 육각형 개구부의 개구 패턴을 이룬 나노 격벽(200)의 사이 중 적어도 일부가 기재(100) 상에서 서로 이어진 경우가 도시되어 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 근적외선 차단 필름은 도전성 나노 격벽(200) 사이 중 적어도 일부에 고분자 패턴(420)을 더 포함할 수 있다.
고분자 패턴(420)으로는 투명 고분자라면 당 분야에 공지된 고분자 수지를 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들면 에폭시계, 셀룰로오스계, 아크릴계, 염화비닐계, 아세트산비닐계, 폴리비닐알콜계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계 등의 고분자 수지일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
필요에 따라, 본 발명의 일 구현예에 따른 근적외선 차단 필름은 상기 나노 격벽(200)이 형성된 기재(100) 상에 페롭스카이트형 산화물층(500)을 더 포함할 수 있다.
페롭스카이트형 산화물은 1,000 ~ 1,500 nm의 파장 영역에서 열 차단 효율이 매우 우수하므로, 페롭스카이트형 산화물층을 더 포함하는 경우 근적외선 차단 효율이 극대화될 수 있다.
페롭스카이트(perovskite)형 산화물층(500)은 페롭스카이트형 산화물로 형성될 수 있다. 천연광으로 얻어지는 페롭스카이트인 CaTiO3를 페롭스카이트라고 하며, 이와 같은 구조를 갖는 ABO3 조성의 산화물이 페롭스카이트형 산화물에 특별한 제한 없이 포함될 수 있다. 예를 들어, A는 이온 반경이 큰 희토류금속, 알칼리 금속, 알칼리토금속 또는 Pb2 +, Cd2 +, Bi3 + 등의 이온 등일 수 있고, B는 이온 반경이 작은 전이 금속 이온 등일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 근적외선 차단 필름의 제조 방법을 제공한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 근적외선 차단 필름의 제조 방법의 일 구현예를 구체적으로 설명한다. 다만, 본 구현예에 대한 설명은 전술한 실시형태와 중복되는 부분은 생략될 수 있으며, 그 설명이 생략되었다고 해서 그 부분이 본 발명에서 제외되는 것은 아니며 그 권리 범위는 전술된 실시형태와 동일하게 인정되어야 한다.
먼저, 도 4 (b)와 같이 기재(100) 상에 식각 대상층(300)을 형성한다.
식각 대상층(300)의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 물리적 증착법, 화학적 증착법, 플라즈마 증착법, 플라즈마 중합법, 열 증착법, 열 산화법, 양극 산화법, 클러스터 이온빔 증착법, 스크린 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 코팅법, 디스펜서 인쇄법, 포토리소그래피법 등의 당 분야에 공지된 방법에 의할 수 있다.
식각 대상층(300)의 재료는 상기 나노 격벽(200)을 형성할 수 있는 것이면 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 금속과 같은 도전성 재료일 수도 있고, 비금속일 수도 있으며, 도전성 재료일 경우, In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr, Mo, Nb, Al, Ni, Cu, 및 WTi로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속; 또는 인듐틴옥사이드(ITO), 인듐징크옥사이드(IZO), 인듐징크틴옥사이드(IZTO), 알루미늄징크옥사이드(AZO), 갈륨징크옥사이드(GZO), 플로린틴옥사이드(FTO), 인듐틴옥사이드-은-인듐틴옥사이드(ITO-Ag-ITO), 인듐징크옥사이드-은-인듐징크옥사이드(IZO-Ag-IZO), 인듐징크틴옥사이드-은-인듐징크틴옥사이드(IZTO-Ag-IZTO) 및 알루미늄징크옥사이드-은-알루미늄징크옥사이드(AZO-Ag-AZO)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속산화물류 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
고분자 패턴(420)의 형성 전에 식각 대상층(300)을 먼저 형성하는 경우, 고분자 패턴(420) 하에 식각 대상층(300)이 존재한다. 그러한 경우 후술할 공정에 의해 형성되는 나노 격벽(200) 하에 식각 대상층(300)이 존재하여, 나노 격벽(200)이 식각 대상층(300)에 의해 기재(100) 상에서 서로 이어지게 된다.
이후에, 도 4 (c), (d)와 같이 상기 식각 대상층(300) 상에 고분자 패턴(420)을 형성한다.
고분자 패턴(420)은 식각 대상층(300) 상에 고분자 수지층(410)을 형성하고, 이를 패터닝하여 형성할 수 있다.
고분자 패턴(420)의 측면에 나노 두께의 코팅층이 형성되는 것인 바, 고분자 패턴(420) 중 적어도 일부는 수평 단면 장축의 길이 또는 패턴 사이의 거리가 가시광선의 최소 파장의 길이 이상이고 1 ㎛ 이하가 되도록 형성된다.
고분자 수지층(410)으로는 당 분야에 공지된 고분자 수지를 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들면 에폭시계, 셀룰로오스계, 아크릴계, 염화비닐계, 아세트산비닐계, 폴리비닐알콜계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계 등의 고분자 수지일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
고분자 수지층(410)의 패터닝 방법은 특별히 한정되지 않고 예를 들면 스크린 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 코팅법, 디스펜서 인쇄법, 포토리소그래피법, 나노 임프린팅 등의 방법을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 나노 임프린팅법에 의할 수 있다.
고분자 패턴(420)은, 본 구현예에 따른 제조과정에서 본 고분자 패턴(420)이 형성된 후 본 고분자 패턴(420)의 외주면을 따라 형성될 도전성 나노 격벽(200)이 소정의 개구 패턴을 가질 수 있도록, 상기 소정의 개구 패턴의 형상에 상응하는 형상으로 형성될 수 있다.
예를 들면 개구 패턴으로서, 개구부가 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 등의 다각형 또는 이들이 결합된 도형 형상을 가질 수도 있고, 선형 패턴, 메쉬 패턴, 지그재그, 나선형, 방사선형, 불규칙한 단일 폐곡선 등의 형상을 가질 수도 있다. 도 3에는 육각형의 개구부를 갖는 개구 패턴인 경우가 예시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
개구 패턴은 나노 격벽들로 둘러싸이면서 개구부를 갖는 패턴으로서, 개구 패턴은 단독 또는 복수개로 위치할 수 있다.
복수개의 개구 패턴이 위치하는 경우, 각 개구 패턴은 규칙적 또는 불규칙적인 간격으로 위치할 수 있다. 또한, 복수개의 개구 패턴은 서로 연결되거나 이격되어 위치할 수 있으며, 선대칭, 점대칭 또는 불규칙하게 위치할 수 있다.
개구 패턴은 개구부가 상기 예시한 도형 형상; 상기 예시한 도형이 결합된 형상; 또는 이들 중 적어도 1개 이상의 도형이 혼재된 형상을 가질 수 있는 것으로서, 개구부는 주기적으로, 또는 비주기적으로 배열될 수 있다.
패터닝은 식각 대상층(300)의 식각이 용이하도록 패터닝 부위의 식각 대상층(300)이 노출되도록 수행될 수 있다.
한편, 고분자 수지층의 높이의 설계를 통해 이하 기술되는 나노 두께의 코팅층 및 나노 격벽(200)의 높이를 조절할 수 있다.
이후에, 도 4 (e)와 같이 상기 패턴 사이로 노출된 식각 대상층(300)을 이온 밀링하여 식각하고, 상기 고분자 패턴(420)의 측면에 나노 두께의 코팅층을 형성한다.
이온 밀링법은 이온빔을 조사하여 식각 대상층(300)을 물리적으로 식각하는 방법으로, 이온을 전압차로 가속화시켜 식각 대상층(300)에 물리적인 충격을 가한다. 이에 금속 입자들이 뜯겨져 나가서 고분자 패턴(420)의 측면에 부착되어, 고분자 패턴(420)의 측면에 나노 두께의 코팅층이 형성될 수 있다.
나노 두께의 코팅층이 나노 격벽(200)에 해당한다.
이온 형성에 사용되는 기체는 예를 들면 아르곤, 헬륨, 질소, 수소, 산소 또는 이들의 혼합 기체일 수 있고, 바람직하게는 아르곤일 수 있다.
이온 밀링 조건은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 10- 5Torr 내지 10-3Torr의 압력 하에서 기체로 플라즈마를 형성한 다음, 플라즈마를 100eV ~ 1500eV로 가속화하여 수행할 수 있다. 에너지가 100eV 미만인 경우 식각 대상층(300)의 식각이 어려울 수 있고, 1500eV 초과이면 고분자 패턴(420)이 손상되어 나노 격벽(200)의 생성이 어려울 수 있다.
나노 격벽(200)의 두께, 높이, 위치, 간격은 전술한 바와 같이 형성될 수 있으므로 이에 대한 기술은 생략한다.
나노 격벽(200)의 두께는 식각 대상층(300)의 소재 및 두께, 에너지(eV) 등을 달리하여 조절할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
필요에 따라, 본 발명의 일 구현예에 따른 근적외선 차단 필름의 제조 방법은 도 4 (f)와 같이 상기 고분자 패턴(420)을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
필요에 따라서, 상기 나노 격벽(200)이 형성된 기재(100) 상에 페롭스카이트(Perovskite)형 산화물층(500, 도 6 참조)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
페롭스카이트(Perovskite)형 산화물층(500)은 근적외선 차단 효과를 나타낼 수 있으면 특별한 제한 없이 포함될 수 있으며, 예를 들면 상기 나노 격벽(200)이 형성된 기재 상에 형성될 수도 있고, 나노 격벽(200) 상을 덮도록 형성될 수도 있으며, 근적외선 차단 필름 상에서 면의 전부에 형성될 수도 있고 일부에 형성될 수도 있다.
페롭스카이트형 산화물층(500)에 관한 설명은 전술한 바와 같다.
또한, 본 발명에 따른 근적외선 차단 필름의 제조 방법의 다른 일 구현예를 제공할 수 있다.
먼저, 도 5 (a)와 같이 기재(100) 상에 고분자 패턴(420)을 형성한다.
고분자 패턴(420)의 측면에 나노 두께의 코팅층이 형성되는 것인 바, 고분자 패턴(420) 중 적어도 일부는 수평 단면 장축의 길이 또는 패턴 사이의 거리가 가시광선의 최소 파장의 길이 이상이고 1 ㎛ 이하가 되도록 형성된다.
고분자 패턴(420)은 기재(100) 상에 고분자 수지층(410)을 형성하고, 이를 패터닝하여 형성할 수 있다.
고분자 수지층(410)으로는 당 분야에 공지된 고분자 수지를 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들면 에폭시계, 셀룰로오스계, 아크릴계, 염화비닐계, 아세트산비닐계, 폴리비닐알콜계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계 등의 고분자 수지일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
고분자 수지층(410)의 패터닝 방법은 특별히 한정되지 않고 예를 들면 스크린 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 코팅법, 디스펜서 인쇄법, 포토리소그래피법, 나노 임프린팅법 등의 방법을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 나노 임프린팅법에 의할 수 있다.
고분자 패턴(420)은 전술한 바와 같이 형성될 수 있으며, 본 구현예에서는 생략한다.
이후에, 도 5 (b)와 같이 상기 고분자 패턴(420)이 형성된 기재(100) 상에 식각 대상층(300)을 형성한다.
식각 대상층(300)은 전술한 도전성 또는 비도전성 소재로, 물리적 증착법, 화학적 증착법, 플라즈마 증착법, 플라즈마 중합법, 열 증착법, 열 산화법, 양극 산화법, 클러스터 이온빔 증착법, 스크린 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 코팅법, 디스펜서 인쇄법, 포토리소그래피법 등의 방법으로 형성할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이후에, 도 5 (c)와 같이 상기 식각 대상층(300)을 이온 밀링하여 식각하고, 상기 고분자 패턴(420)의 측면에 나노 두께의 코팅층을 형성한다.
나노 두께의 코팅층이 나노 격벽(200)에 해당한다.
이온 형성에 사용되는 기체는 예를 들면 아르곤, 헬륨, 질소, 수소, 산소 또는 이들의 혼합 기체일 수 있고, 바람직하게는 아르곤일 수 있다.
이온 밀링 조건은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 10- 5Torr 내지 10-3Torr의 압력 하에서 기체로 플라즈마를 형성한 다음, 플라즈마를 100eV ~ 1500eV로 가속화하여 수행할 수 있다. 에너지가 100eV 미만인 경우 식각 대상층(300)의 식각이 어려울 수 있고, 1500eV 초과이면 고분자 패턴(420)이 손상되어 나노 격벽(200)의 생성이 어려울 수 있다.
나노 격벽(200)의 두께, 높이, 위치, 간격은 전술한 바와 같이 형성될 수 있으므로 이에 대한 기술은 생략한다.
나노 격벽(200)의 두께는 식각 대상층(300)의 소재 및 두께, 에너지(eV) 등을 달리하여 조절할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
필요에 따라, 본 발명의 일 구현예에 따른 근적외선 차단 필름의 제조 방법은 도 5 (d)와 같이 고분자 패턴(420)을 제거함으로써, 그 측면에 형성된 나노 격벽(200) 만이 남을 수 있다. 도 5 (d)는 도 3의 A-A’ 단면이다.
필요에 따라서, 본 발명의 일 구현예에 따른 근적외선 차단 필름의 제조 방법은 상기 나노 격벽(200)이 형성된 기재(100) 상에 페롭스카이트(Perovskite)형 산화물층(500, 도 6 참조)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
페롭스카이트형 산화물층(500)에 관한 설명은 전술한 바와 같다.
100: 기재
200: 나노 격벽
300: 식각 대상층
410: 고분자 수지층
420: 고분자 패턴
500: 페롭스카이트형 산화물층
200: 나노 격벽
300: 식각 대상층
410: 고분자 수지층
420: 고분자 패턴
500: 페롭스카이트형 산화물층
Claims (14)
- 기재; 및
상기 기재의 적어도 일면에 형성된 나노 격벽;을 포함하며,
상기 나노 격벽 중 적어도 일부는 격벽 간의 거리가 가시광선의 최소 파장의 길이 이상이고 1 ㎛ 이하인, 근적외선 차단 필름.
- 청구항 1에 있어서, 상기 나노 격벽 사이 중 적어도 일부에 고분자 패턴을 더 포함하는, 근적외선 차단 필름.
- 청구항 1에 있어서, 상기 나노 격벽은 개구(開口) 패턴을 형성하는, 근적외선 차단 필름.
- 청구항 1에 있어서, 상기 나노 격벽의 두께는 5 내지 200 nm인, 근적외선 차단 필름.
- 청구항 1에 있어서, 상기 나노 격벽의 높이는 50 내지 2,000 nm인, 근적외선 차단 필름.
- 청구항 1에 있어서, 상기 나노 격벽은 금속으로 형성된, 근적외선 차단 필름.
- 청구항 1에 있어서, 상기 나노 격벽은 격벽 사이 중 적어도 일부가 기재 상에서 서로 이어진 것인, 근적외선 차단 필름.
- 청구항 1에 있어서, 상기 나노 격벽이 형성된 상기 기재 상에 페롭스카이트(perovskite)형 산화물층을 더 포함하는, 근적외선 차단 필름.
- 기재 상에 식각 대상층을 형성하는 단계;
상기 식각 대상층 상에 고분자 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 패턴 사이로 노출된 상기 식각 대상층을 이온 밀링하여 식각하고 상기 고분자 패턴의 측면에 나노 두께의 코팅층을 형성하여 나노 격벽을 형성하는 단계; 를 포함하며,
상기 고분자 패턴의 수평 단면 장축의 길이 및 패턴 사이의 거리는 가시광선의 최소 파장의 길이 이상이고 1 ㎛ 이하인, 근적외선 차단 필름의 제조 방법.
- 기재 상에 고분자 패턴을 형성하는 단계;
상기 고분자 패턴이 형성된 기재 상에 식각 대상층을 형성하는 단계;
상기 식각 대상층을 이온 밀링하여 식각하고 상기 고분자 패턴의 측면에 나노 두께의 코팅층을 형성하여 나노 격벽을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 고분자 패턴의 수평 단면 장축의 길이 및 상기 패턴 사이의 거리는 가시광선의 최소 파장의 길이 이상이고 1 ㎛ 이하인, 근적외선 차단 필름의 제조 방법.
- 청구항 9 또는 10에 있어서, 상기 나노 격벽의 두께는 5 내지 200 nm인, 근적외선 차단 필름의 제조 방법.
- 청구항 9 또는 10에 있어서, 상기 나노 격벽의 높이는 50 내지 2,000 nm인, 근적외선 차단 필름의 제조 방법.
- 청구항 9 또는 10에 있어서, 상기 고분자 패턴을 제거하는 단계를 더 포함하는, 근적외선 차단 필름의 제조 방법.
- 청구항 9 또는 10에 있어서, 상기 나노 격벽이 형성된 상기 기재 상에 페롭스카이트(Perovskite)형 산화물층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 근적외선 차단 필름의 제조 방법.
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| KR1020150158189A KR20170055248A (ko) | 2015-11-11 | 2015-11-11 | 근적외선 차단 필름 및 그의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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-
2015
- 2015-11-11 KR KR1020150158189A patent/KR20170055248A/ko unknown
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