KR20190009446A - 보안필름 제조방법 및 이를 이용한 보안필름 - Google Patents

보안필름 제조방법 및 이를 이용한 보안필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 임프린트 공정 및 광소결 공정을 이용한 보안필름 제조방법 및 이를 이용한 보안필름에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 제1 투명 기판을 준비하는 준비 단계; 양각부 및 음각부가 형성된 스탬프를 이용하여 상기 제1 투명 기판 상에 양각부 및 음각부를 형성하는 임프린팅 단계; 상기 제1 투명 기판에 형성된 음각부에 잉크 또는 페이스트 상태이며, 상기 제1 투명 기판의 굴절률보다 높은 굴절률을 가지는 충진물질을 충진하는 충진 단계; 상기 음각부에 충진된 충진물질을 경화시켜 미세 패턴의 격벽을 형성하는 경화단계; 및 상기 격벽이 형성된 상기 제1 투명 기판에 제2 투명 기판을 라미네이팅 하는 라미네이팅 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보안필름 제조방법 및 이를 이용한 보안필름을 제공한다.

Description

보안필름 제조방법 및 이를 이용한 보안필름{METHOD FOR MANUFACTURING SECURITY FILM AND SECURITY FILM USING THEREOF}
본 발명은 보안필름 제조방법 및 보안필름에 관한 것으로서, 임프린트 공정 및 광소결 공정을 이용한 보안필름 제조방법 및 이를 이용한 보안필름에 관한 것이다.
오늘날 컴퓨터 관련 기술의 비약적인 발전으로 인하여, 사용자들은 각종 정보기기의 디스플레이 부분을 통하여 그 정보기기가 처리한 정보의 내용을 육안으로 쉽게 인식할 수 있게 되었다. 이러한 정보기기는 각 가정이나 사무실에서 거의 일상적으로 사용되고 있는 개인용 컴퓨터뿐만 아니라, 은행 등의 금융기관에서 온라인 업무를 수행할 수 있도록 해주는 ATM기기, 휴대용전화기 등을 예시적으로 들 수 있다.
사용자들이 이러한 정보기기를 이용할 경우, 그 정보기기의 정보 내용이 디스플레이 부분을 통하여 외부로 나타나게 되고, 타인이 그 정보 내용을 엿보거나 그 정보가 타인에게 누출되는 것을 방지할 필요성이 점점 증가하고 있다.
이에 이러한 문제점을 해결하기 위하여 보안필름이 사용되고 있다. 보안필름은 종횡비가 큰 패턴을 필름 위에 형성하여 일정 시야각에서 벗어나면 불투명하게 보이도록 제작된 필름이다.
최근에는 이러한 보안필름 제조 방법으로, 반도체 공정에서 사용되고 있는 노광방식을 적용한 포토 리소그래피 방법이 주로 사용된다.
포토 리소그래피 방법은 마스크에 소정의 패턴을 형성하고, 그 위에서 광을 비추고, 광이 마스크의 패턴을 통과하여 기저층의 포토레지스트에 도달하여, 포토 레지스트를 경화시키거나 분해시키도록 한 다음, 광이 마스크에 의해 차단된 부분과 마스크의 패턴을 통과한 부분을 별도의 용제에 의해 식각하도록 하고, 이를 이용하여 투명층과 불투명층을 형성함으로써, 보안필름이 제조된다.
그런데, 이러한 방식은 상술한 바와 같이 복잡한 제조공정을 여러번 거처야 되고, 반도체 공정에서 사용되는 식각 및 현상 장비 등의 고가의 장비를 이용해야 됨으로서, 그 제조설비에 막대한 비용이 소요되는 단점이 있었다.
이처럼, 종래의 보안필름을 제조하는 방법은 그 제조설비가 고가이어서 제품의 원가를 상승시키거나, 그 제조과정이 복잡한 단점들이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0023629호(발명의 명칭 : 포토리소그래피와 도금을 이용한 나노패턴이 형성된 필름 제조방법, 2014. 02. 27. 공개)
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 임프린트 공정 및 광소결 공정을 이용하여 보안필름을 제조함으로써, 제조 공정을 단순화하고 제품가격을 낮출 수 있으며, 제품의 균일성을 유지할 수 있는 보안필름 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 보안필름 제조방법 제1 투명 기판을 준비하는 준비 단계; 양각부 및 음각부가 형성된 스탬프를 이용하여 상기 제1 투명 기판 상에 양각부 및 음각부를 형성하는 임프린팅 단계; 상기 제1 투명 기판에 형성된 음각부에 잉크 또는 페이스트 상태이며, 상기 제1 투명 기판의 굴절률보다 높은 굴절률을 가지는 충진물질을 충진하는 충진 단계; 상기 음각부에 충진된 충진물질을 경화시켜 미세 패턴의 격벽을 형성하는 경화단계; 및 상기 격벽이 형성된 상기 제1 투명 기판에 제2 투명 기판을 라미네이팅 하는 라미네이팅 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 보안필름 제조방법은, 상기 임프린팅 단계 후에, 상기 제1 투명 기판에 형성된 양각부의 상면에 소수성 박막 또는 소유성 박막을 증착시키는 증착 단계;가 더 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 보안필름 제조방법은, 상기 증착 단계에서 사용된 소수성 박막 또는 소유성 박막은 자기조립단층을 형성하기 위한 과정을 통해 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 보안필름 제조방법은, 상기 충진물질인 상기 잉크 또는 상기 페이스트는 구리 산화물 재질로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 보안필름 제조방법에 있어서, 상기 경화단계는, 상기 충진물질을 높은 에너지에 의해 짧은 시간 내에 경화시킬 수 있도록 광소결 공정을 통해 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 보안필름은 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 보안필름 제조방법에 의해 제조된 보안필름일 수 있다.
본 발명에 따른 보안필름 제조방법 및 이를 이용한 보안필름은, 임프린트 공정 및 광소결 공정을 이용하여 보안필름을 제조함으로써, 공정을 단순화하고 제품가격을 낮출 수 있으며, 제품의 균일성을 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 보안필름 제조방법 및 이를 이용한 보안필름은, 충진물질로 제1 투명 기판 보다 고 굴절률을 가진 재질을 사용함에 따라 충분한 시야각을 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 보안필름 제조방법 및 이를 이용한 보안필름은, 제조과정에서 제1 투명기판의 양각부에 소수성 박막 또는 소유성 박막 증착시킴에 따라 충진물질이 양각부에 남아 있지 않고 음각부에만 충진되도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 보안필름 제조방법 및 이를 이용한 보안필름은, 광소결 공정을 통해 충진물질을 소결시킴에 따라 제1 투명 기판에 손상을 가하지 않은 상태로 단시간 내에 충진물질을 소결시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 보안필름 제조방법의 과정을 단계별로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 소수성 박막 또는 소유성 박막에 의해 잉크 또는 페이스트가 음각부로 이동되는 현상을 나타내는 도면이다.
이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 1은 본 발명에 따른 보안필름 제조방법의 과정을 단계별로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 소수성 박막 또는 소유성 박막에 의해 잉크 또는 페이스트가 음각부로 이동되는 현상을 나타내는 도면이다.
도 1a 내지 도 1f를 참조하면, 본 발명에 따른 보안필름 제조방법은 준비 단계와, 임프린팅 단계와, 증착 단계와, 충진 단계 및 라미네이팅 단계를 포함한다.
도 1a를 참조하면, 상기 준비 단계는 임프린팅을 위한 제1 투명 기판(10)을 준비하는 단계이다.
제1 투명 기판(10)은 광투과를 위해 투명 재질로 형성된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 필름, 폴리에테르설폰(PES) 필름 또는 폴리카보네이트(PC) 필름 등이 사용될 수 있다. 본 발명에서는 제1 투명 기판으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름이 사용된 것이 제시된다.
도 1b를 참조하면, 상기 임프린팅 단계는 양각부(110) 및 음각부(130)가 형성된 스탬프(100)를 이용하여 제1 투명 기판(10) 상에 스탬프(100)의 양각부(110) 및 음각부(130)에 대응되는 양각부(11) 및 음각부(13)를 형성하는 단계이다.
스탬프(100)는 양각부(110)의 높이(H), 선폭 및 선 간격을 나노미터 사이즈로 형성할 수 있으므로 제1 투명 기판(10)에 형성되는 음각부(13)의 깊이(D)를 나노미터 사이즈로 형성할 수 있고, 임프린팅 되는 음각부(13)의 깊이(D) 및 음각부 균일도를 조절할 수 있다.
일예로, 스탬프(100)의 제작은 리소그래피 및 에칭과 같은 정밀 공정에 의해 수행되며, 수 내지 수십 마이크로미터 또는 나노미터 스케일로 형성된 패턴을 가지도록 형성시킬 수 있다. 이에 따라, 스탬프(100)에 형성되는 양각부(110) 높이(H)를 통해 제1 투명 기판(10)에 임프린팅 되는 음각부의 깊이(D) 즉, 보안필름에서 격벽(15)의 높이(H1)를 설정할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 스탬프(100)의 양각부의 높이(H)를 설정함으로써 보안필름에서 격벽(15)의 높이(H1)를 용이하게 조절할 수 있다.
도 1c를 참조하면, 상기 증착 단계는 제1 투명 기판(10)에 형성된 양각부(11)의 상면에 소수성 박막(20) 또는 소유성 박막(20)을 증착시키는 단계다.
이때, 충진물질(M)인 잉크 또는 페이스트에 포함된 솔벤트가 수성일 경우 소수성 박막(20)을 증착시키는 것이 바람직하고, 유성일 경우 소유성 박막(20)을 증착시키는 것이 바람직하다.
즉, 소수성 박막(20) 또는 소유성 박막(20)을 증착시키는 이유는 충진 단계에서 도포되는 충진물질인 잉크 또는 페이스트가 제1 투명 기판(10)의 양각부(11)에 도포되어 양각부(11) 상에 남아 있을 수 있기 때문이다.
도 2를 참조하면, 제1 투명 기판(10)의 양각부(11)에 소수성 박막(20) 또는 소유성 박막(20)을 형성시키게 되면 수성 또는 유성의 솔벤트가 포함된 잉크 또는 페이스트는 소수성 박막(20) 또는 소유성 박막(20)에 대해 반발력에 발생하여 제1 투명 기판(10)의 음각부(13) 측으로 이동된다. 이에 따라, 제1 투명 기판(10)의 양각부(11) 상에는 잉크 또는 페이스트가 남아 있지 않게 된다.
본 발명에 따른 소수성 박막(20) 또는 소유성 박막(20)은 자기조립단층(self-assembled monolayer, SAM)을 형성하기 위한 과정을 통해 제조될 수 있다.
일예로, 소수성 박막(20)을 제조하기 위한 자기조립단층 형성 과정은 소수성의 특성을 가지고 있는 헵타데카플루오로데실트리실레인(heptadecafluoro-1,1,2,2- tetrahydrodecyl-trichlorosilane, HDFS)등의 물질을 먼저, PDMS(polydimethylsiloxane)와 같은 박막에 증착시킨다. 이때, PDMS 박막의 표면에 HDFS의 물질이 잘 증착되지 않기 때문에 HDFS물질이 증착될 수 있도록 자외선 처리와 같은 공정을 통해 PDMS 박막의 표면을 개질시킨다.
다음으로, 표면이 개질된 PDMS 박막에 HDFS 물질을 증착시키면 PDMS 박막의 표면에 살짝 붙어있는 소수성 박막이 형성된다.
다음으로, PDMS 박막에 부착되어 있는 소수성 박막을 제1 투명 기판의 양각부에 전이시킨 다음, PDMS 박막을 제거한다. 이때, PDMS 재질에 비해 PET 재질이 HDFS 물질이 더 잘 붙기 때문에 PDMS 박막으로부터 제1 투명 기판의 양각부에 소수성 박막을 용이하게 전이 시킬 수 있게 된다.
이렇게 제조된 소수성 박막(20)을 제1 투명 기판(10)의 양각부(11)에 증착시키게 되면 소수성 성질에 의해 잉크 또는 페이스트는 제1 투명 기판의 양각부(11)에 남아 있지 않고 음각부(13)로 이동되게 된다.
도 1d를 참조하면, 상기 충진 단계는 제1 투명 기판(10)에 형성된 음각부(13)에 잉크 또는 페이스트 상태이며, 제1 투명 기판(10)의 굴절률보다 높은 굴절률을 가지는 충진물질(M)을 충진하는 단계이다.
즉, 충진 단계는 디스펜서(200) 등의 도포장치를 이용하여 잉크 또는 페이스트 상태의 충진물질(M)을 제1 투명 기판(10)에 도포하여 제1 투명 기판(10)의 음각부(13)에 채운다. 본 발명에서는 제1 투명 기판(10)보다 고 굴절률을 가지는 물질을 충진물질(M)로 예시한다.
구체적으로, 보안필름이 부착된 디스플레이 장치 화면에 대한 보안성을 향상시키기 위해서는 화면 시야각을 작게 유지하는 것이 효과적이며, 이를 위해서는, 제1 투명 기판(10)에 의해 형성되는 광 투과부의 굴절률은 낮게 하고, 충진물질(M)에 의해 형성되는 격벽(15)의 굴절률은 높게 하여야 한다. 이때, 광 투과부인 제1 투명 기판(10)으로 사용되는 PET 필름의 굴절률은 1.5 ~ 1.6 정도의 저 굴절률을 가지므로, 본 발명에 따른 격벽(15)을 형성하기 위한 충진물질(M)은 제1 투명 기판(10)의 굴절률 보다 큰 고 굴절률을 가진 물질이 사용되는 것이 바람직하다.
즉, 상술한 PET 필름은 1.5~1.6의 저 굴절률을 가진 물질이라 하면, 격벽을 형성하기 위한 충진물질(M)은 2.0 이상의 고 굴절률을 가진 메탈계열의 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 본 발명에서는 충진물질(M)인 잉크 또는 페이스트가 메탈계열의 구리 산화물 재질로 형성된 것을 제시한다. 물론, 충진물질(M)은 제조 대상인 필름제품의 종류에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
한편, 도시되지는 않았지만, 충진단계 후에, 잉크 또는 페이스트에 수분이 포함된 솔벤트 등의 재료를 제거하는 드라이 공정이 수행될 수 있다.
즉, 드라이 공정을 통해 잉크 또는 페이스트에 수분이 포함된 솔벤트 등의 재료가 남아 있지 않은 상태에서 후술하는 경화 공정을 진행하는 것이 바람직하기 때문이다. 한편, 수분이 포함된 솔벤트 등의 재료의 끓는점이 상혼 이하이거나, 상온에서 잘 휘발되는 재료라면 굳이 드라이 공정을 수행할 필요가 없게 된다.
도 1e를 참조하면, 상기 경화단계는 제1 투명 기판(10)의 음각부(13)에 충진된 충진물질(M)을 경화시켜 미세 패턴의 격벽(15)을 형성하는 단계이다.
경화단계는 충진물질(M)을 높은 에너지에 의해 짧은 시간 내에 경화시킬 수 있도록 광소결 공정을 통해 수행될 수 있다.
광소결 공정에 사용되는 광원으로 적외선(IR) 램프, 자외선(UV) 램프 및 제논(XENON) 램프 등이 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 백색광(Intense Pulsed Light, IPL)이 조사되는 제논 램프(300)가 사용된 것을 제시한다.
즉, 제1 투명 기판(10)의 오목부(13)에 충진된 충진물질(M)에 제논 램프(300)에서 발생되는 백색광을 조사하게 되면 단시간에 오목부(13)에 충진된 충진물질(M)을 소결시킬 수 있고, 기존 열에 의해 제1 투명 기판(10)이 손상되는 현상을 방지할 수 있다.
구체적으로, 종래의 다양한 입자들을 소결하기 위하여 고온의 열소결 공정이 주로 적용되어 왔다. 기존 열소결 공정은 고온의 진공챔버 환경에서 약 200℃ 내지 350℃의 온도로 가열하여 소결 공정이 진행되므로, 열에 취약한 유연기판(본 발명의 제1 투명 기판)에 적용이 곤란하고, 적용한다 하더라도 고온의 열로 인해 유연기판에 손상을 줄 수밖에 없었다.
본 발명에서는 상술한 열소결 공정에 의한 문제를 해결하기 위해 충진물질(M)에 대한 경화단계는 광소결 공정에 의해 수행되는 것을 채택한 것이다.
결과적으로, 광소결 공정에서 백색광을 조사하여 충진물질(M)을 소결시킴으로써, 기존의 열소결 공정을 사용하는 방법에 비해 제1 투명 기판(10)의 오목부(13)에 충진된 충진물질(M)을 단시간에 소결시킬 수 있고, 기존 고온의 열에 의해 제1 투명 기판(10)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 1f를 참조하면, 상기 라미네이팅 단계는 제2 투명 기판(30)으로 충진물질(M)을 덮고 제1 투명 기판(10)에 라미네이팅 함으로써 보안필름을 완성하는 단계이다.
제2 투명 기판(30)은 광투과를 위해 투명 재질로 형성된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 필름, 폴리에테르설폰(PES) 필름 또는 폴리카보네이트(PC) 필름으로 사용될 수 있다. 본 발명에서는 제1 투명 기판(10)에 대해 제2 투명 기판(30)이 우수한 부착 성능을 가지도록 동일 재질인 에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름이 사용된 것이 제시된다.
라미네이팅 단계는 격벽(15)이 형성된 제1 투명 기판(10)과 제2 투명 기판(30)을 맞붙여, 도시되지는 않았지만 가압롤과 지지롤 또는 지지플레이트 사이로 이송하면서 제1 투명 기판(10)에 제2 투명 기판(30)을 라미네이팅 시킬 수 있다.
한편, 도시되지는 않았지만, 제1 투명 기판(10)에 제2 투명 기판(30)을 라미네이팅 시킨 다음, 제1 투명 기판(10) 및 제2 투명 기판(30)의 외측면에 하드코팅 및 내오염코팅을 진행하기 위한 과정이 더 수행될 수 있다.
즉, 하드코팅 및 내오염코팅 과정을 통하여 제1 투명 기판(10) 및 제2 투명 기판(30)의 형태를 유지시킬 뿐만 아니라 외부의 충격으로부터 보호하는 역할을 수행하며, 지문자국이 남거나 오염되는 것을 방지할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 제조 과정을 통하여 보안필름을 완성시킬 수 있다.
상술한 과정을 통하여 제조된 보안필름은 제1 투명 기판(10) 및 제2 투명 기판(30) 사이에 패터닝 된 음각부(13)에 채워진 충진재료(M)로 형성되는 격벽(15)의 광차단부와 격벽들(15) 사이에 형성되는 광투과부를 포함한다. 보안필름을 디스플레이 장치에 부착 시, 격벽(15)은 광차단부로 작용하여 보안 성능을 가지고, 광투과부는 투과 성능을 가지게 된다.
상술한 바와 같이 구성된 보안필름 제조방법 및 이를 이용한 보안필름은, 임프린트 공정 및 광소결 공정을 이용하여 보안필름을 제조함으로써, 공정을 단순화 하고 제품가격을 낮출 수 있으며, 제품의 균일성을 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 보안필름 제조방법 및 이를 이용한 보안필름은, 충진물질(M)로 제1 투명 기판(10) 보다 고 굴절률을 가진 재질을 사용함에 따라 충분한 시야각을 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 보안필름 제조방법 및 이를 이용한 보안필름은, 제조과정에서 제1 투명 기판(10)의 양각부(11)에 소수성 박막(20) 또는 소유성 박막(20) 증착시킴에 따라 충진물질(M)이 양각부(11)에 남아 있지 않고 음각부(13)에만 충진되도록 하는 효과가 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 보안필름 제조방법 및 이를 이용한 보안필름은, 광소결 공정을 통해 충진물질(M)을 소결시킴에 따라 제1 투명 기판(10)에 손상을 가하지 않은 상태로 단시간 내에 충진물질(M)을 소결시킬 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
10: 제1 투명 기판 11: 양각부
13: 음각부 15: 격벽
20: 소수성 박막, 소유성 박막 30: 제2 투명 기판
100: 스탬프 110: 양각부
130: 음각부 200: 디스펜서
M: 충진물질

Claims (6)

  1. 제1 투명 기판을 준비하는 준비 단계;
    양각부 및 음각부가 형성된 스탬프를 이용하여 상기 제1 투명 기판 상에 양각부 및 음각부를 형성하는 임프린팅 단계;
    상기 제1 투명 기판에 형성된 음각부에, 잉크 또는 페이스트 상태이며 상기 제1 투명 기판의 굴절률보다 높은 굴절률을 가지는 충진물질을 충진하는 충진 단계;
    상기 음각부에 충진된 충진물질을 경화시켜 미세 패턴의 격벽을 형성하는 경화단계; 및
    상기 격벽이 형성된 상기 제1 투명 기판에 제2 투명 기판을 라미네이팅 하는 라미네이팅 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보안필름 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 임프린팅 단계 후에,
    상기 제1 투명 기판에 형성된 양각부의 상면에 소수성 박막 또는 소유성 박막을 증착시키는 증착 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보안필름 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 증착 단계에서 사용된 소수성 박막 또는 소유성 박막은 자기조립단층을 형성하기 위한 과정을 통해 제조된 것을 특징으로 하는 보안필름 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 충진물질인 상기 잉크 또는 상기 페이스트는 구리 산화물 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 보안필름 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 경화단계는,
    상기 충진물질을 높은 에너지에 의해 짧은 시간 내에 경화시킬 수 있도록 광소결 공정을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 보안필름 제조방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 보안필름 제조방법에 의해 제조된 보안필름.
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KR20140023629A (ko) 2012-08-16 2014-02-27 (재)한국나노기술원 포토리소그래피와 도금을 이용한 나노패턴이 형성된 필름 제조방법

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