KR20190141689A

KR20190141689A - 모스아이 전사형, 모스아이 전사형의 제조방법 및 모스아이 구조의 전사방법

Info

Publication number: KR20190141689A
Application number: KR1020197033097A
Authority: KR
Inventors: 쥰 다니구치; 히로유키 스가와라
Original assignee: 갓코호우징 도쿄리카다이가쿠; 지오마텍 가부시키가이샤
Priority date: 2018-06-13
Filing date: 2019-06-12
Publication date: 2019-12-24
Also published as: US11091830B2; US20200406509A1; WO2019240174A1; JP6467089B1; TW202000419A; CN111194256A; TWI693142B; JP2019214182A

Abstract

본 발명은 제조 공정이 간이하고 저렴한 모스아이 전사형 및 모스아이 전사형의 제조방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 모스아이 전사형(1)은 기재(10)와, 그 기재(10) 위에 형성된 하지층(20)과, 그 하지층(20) 위에 형성된 글래시 카본층(30)을 구비하며, 그 글래시 카본층(30)은 반전된 모스아이 구조(RM)를 표면(30a)에 가지며, 상기 반전된 모스아이 구조(RM)는 랜덤으로 배열된 송곳 형상의 구멍인 것을 특징으로 한다.

Description

모스아이 전사형, 모스아이 전사형의 제조방법 및 모스아이 구조의 전사방법

본 발명은 모스아이 전사형, 모스아이 전사형의 제조방법 및 모스아이 구조의 전사방법에 관한 것이다.

텔레비전, 스마트폰이나 태블릿 단말 등에 사용되는 표시장치나 카메라 렌즈 등의 광학소자에는, 통상 표면 반사를 저감시켜 빛의 투과량을 높이기 위해 반사방지 기술이 행하여지고 있다.

반사방지 기술로서 요철의 주기가 가시광(λ＝380 ㎚∼780 ㎚)의 파장 이하로 제어된 미세한 요철 패턴을 기판 표면에 형성하는 방법이 주목되고 있다. 이 방법은 소위 모스아이(Motheye, 나방의 눈) 구조의 원리를 이용한 것으로, 기판에 입사된 빛에 대한 굴절률을 요철의 깊이방향을 따라 입사 매체의 굴절률에서 기판의 굴절률까지 연속적으로 변화시킴으로써 반사방지하고자 하는 파장역의 반사를 억제하고 있다.

모스아이 구조는 넓은 파장역에 걸쳐 입사각 의존성이 작은 반사방지 작용을 발휘할 수 있을 뿐 아니라 많은 재료에 적용할 수 있고, 요철 패턴을 기판에 직접 형성할 수 있는 등의 이점을 가지고 있다. 그 결과, 저비용으로 고성능의 반사방지막(또는 반사방지 표면)을 제공할 수 있다.

모스아이 구조의 전사형(전사판)의 제조방법으로서, 알루미늄 합금층을 부분적으로 양극산화함으로써 복수의 미세한 오목부를 갖는 다공성 알루미나층을 형성하는 공정, 상기 공정 후에 상기 다공성 알루미나층을 에칭액에 접촉시킴으로써 상기 다공성 알루미나층의 상기 복수의 미세한 오목부를 확대시키는 공정, 및 상기 공정 후에 추가로 양극산화함으로써 상기 복수의 미세한 오목부를 성장시키는 공정을 포함하는 방법이 있다(특허문헌 1).

일본국 특허 제5615971호 공보

특허문헌 1에 기재된 모스아이 구조의 전사형의 제조방법은 알루미늄 합금층을 양극산화함으로써 다공성 알루미나층을 형성한 후에, 에칭 공정을 행하는 것을 반복하는 다단 처리로, 제조의 사이클이 길어지게 되어 버린다고 하는 과제가 있었다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 종래기술보다도 제조 공정이 간이하고 저렴한 모스아이 전사형의 제조방법 및 모스아이 전사형을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 종래기술보다도 제조 공정이 간이하고 저렴한 모스아이 전사형을 사용한 모스아이 구조의 전사방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제는 본 발명의 모스아이 전사형에 의하면, 기재와, 그 기재 위에 형성된 하지층(下地層)과, 그 하지층 위에 형성된 글래시 카본층을 구비하며, 그 글래시 카본층은 반전된 모스아이 구조를 표면에 가지며, 상기 반전된 모스아이 구조는 랜덤으로 배열된 송곳 형상의 구멍인 것에 의해 해결된다.

상기 구성에 의해 기재의 재료나 형상을 자유롭게 선정할 수 있고, 반전된 모스아이 구조의 면적을 크게 하는 것이 가능해진다.

이때, 상기 기재가 수지, 유리, 금속, 합금, 세라믹스, 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체, 탄화규소, 태양전지 재료를 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물질을 함유하면 바람직하다.

이때, 상기 하지층이 금속, 합금, 세라믹스, 규소를 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물질을 함유하면 바람직하다.

이때, 상기 글래시 카본층이 상기 반전된 모스아이 구조를 구성하는 글래시 카본의 미세 구조는 평균 직경이 10 ㎚∼400 ㎚이고, 평균 높이가 30 ㎚∼1,000 ㎚이며, 평균 피치가 10 ㎚∼500 ㎚의 범위 내이면 바람직하다.

이때, 상기 모스아이 전사형의 형상이 롤형상, 평판상, 이형(異形) 형상을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 형상을 포함하면 바람직하다.

상기 과제는 본 발명의 모스아이 전사형의 제조방법에 의하면, 모스아이 전사형의 제조방법으로서, 기재를 준비하는 기재 준비 공정, 상기 기재 위에 하지층을 형성하는 하지층 형성 공정, 상기 하지층 위에 스퍼터링법에 의해 글래시 카본층을 성막하는 글래시 카본층 성막 공정, 및 상기 글래시 카본층을 산소 이온빔 또는 산소 플라즈마로 에칭하는 에칭 공정을 행함으로써 해결된다.

상기 구성에 의해, 제조 공정이 간이하고 저렴한 것이 되어, 기재의 재료나 형상을 자유롭게 선정할 수 있고, 반전된 모스아이 구조의 면적을 크게 하는 것이 가능해진다.

이때, 상기 글래시 카본층 성막 공정에 있어서 스퍼터 전력이 0.5 ㎾ 이상 5 ㎾ 이하이고, 성막 압력이 1.0 ㎩ 이하면 바람직하다.

이때, 상기 에칭 공정에 있어서 고주파 전원 출력이 200 W 이상 1,000 W 이하이고, 바이어스 전원 출력이 0 W 이상 100 W 이하이며, 가공시간이 30초 이상 500초 이하면 바람직하다.

상기 과제는 본 발명의 모스아이 구조의 전사방법에 의하면, 모스아이 전사형을 준비하는 모스아이 전사형 준비 공정, 피처리물을 준비하는 공정, 상기 모스아이 전사형과 상기 피처리물의 표면 사이에 광경화 수지를 부여한 상태에서, 상기 광경화 수지에 빛을 조사함으로써 상기 광경화 수지를 경화시키는 공정, 및 상기 경화된 광경화 수지로 형성된 표면 미세 구조로부터 상기 모스아이 전사형을 박리하는 공정을 행함으로써 해결된다.

상기 구성에 의해, 피처리물에 대해 초저반사이며, 또한 방오 효과도 높은 표면 미세 구조(모스아이 구조)를 전사하는 것이 가능해진다. 또한, 피처리물에 직접 전사하는 경우에는, 모스아이 구조를 형성한 필름을 첩부하는 경우에 문제가 되는 필름 기재에 기인하는 반사율을 저감시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 모스아이 전사형의 제조방법 및 모스아이 전사형에 의하면, 종래기술보다도 제조 공정이 간이하고 저렴한 것이 되는 동시에, 기재의 재료나 형상을 자유롭게 선정할 수 있고, 반전된 모스아이 구조의 면적을 크게 하는 것이 가능해진다.

또한, 모스아이 구조의 전사방법에 의하면, 피처리물에 대해 초저반사이며, 또한 방오 효과도 높은 표면 미세 구조(모스아이 구조)를 전사하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일실시형태의 모스아이 전사형을 나타내는 모식 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시형태의 모스아이 전사형의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시형태의 모스아이 구조의 전사방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시형태의 표면 미세 구조를 구비하는 물품을 나타내는 모식 단면도이다.
도 5는 실시예 1의 시료의 모스아이 전사형의 에칭 공정 전후에 있어서의 표면 상태를 나타내는 전자현미경 사진이다.
도 6은 실시예 2의 시료의 모스아이 전사형의 에칭 공정 전에 있어서의 표면 상태를 나타내는 전자현미경 사진이다.
도 7은 실시예 1의 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조를 나타내는 전자현미경 사진이다.
도 8은 실시예 2의 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조를 나타내는 전자현미경 사진이다.
도 9는 실시예 1의 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조의 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 10은 실시예 1의 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조의 반사율을 나타내는 그래프이다.
도 11은 실시예 2의 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조의 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 12는 실시예 2의 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조의 반사율을 나타내는 그래프이다.
도 13은 실시예 3의 시료의 모스아이 전사형의 에칭 공정 후에 있어서의 표면 상태를 나타내는 전자현미경 사진이다.
도 14는 실시예 4의 시료의 모스아이 전사형의 에칭 공정 후에 있어서의 표면 상태를 나타내는 전자현미경 사진이다.
도 15는 실시예 5의 시료의 모스아이 전사형의 에칭 공정 후에 있어서의 표면 상태를 나타내는 전자현미경 사진이다.
도 16은 실시예 6의 시료의 모스아이 전사형의 에칭 공정 후에 있어서의 표면 상태를 나타내는 전자현미경 사진이다.
도 17은 실시예 7의 시료의 모스아이 전사형의 에칭 공정 후에 있어서의 표면 상태를 나타내는 전자현미경 사진이다.
도 18은 실시예 3 내지 7의 시료의 모스아이 전사형 반사율을 나타내는 그래프이다.
도 19는 실시예 3의 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조를 나타내는 전자현미경 사진이다.
도 20은 실시예 4의 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조를 나타내는 전자현미경 사진이다.
도 21은 실시예 5의 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조를 나타내는 전자현미경 사진이다.
도 22는 실시예 6의 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조를 나타내는 전자현미경 사진이다.
도 23은 실시예 7의 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조를 나타내는 전자현미경 사진이다.
도 24는 실시예 3 내지 7의 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조의 분광 측정 결과를 나타내는 그래프이다(TAC 필름의 두께＝120 ㎛).
도 25는 실시예 3 내지 7의 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조의 분광 측정 결과를 나타내는 그래프이다(TAC 필름의 두께＝60 ㎛).

아래에 본 발명의 일실시형태(이하, 본 실시형태라 함)의 모스아이 전사형, 모스아이 전사형의 제조방법, 모스아이 구조의 전사방법 및 표면 미세 구조를 구비하는 물품에 대해서 도 1 내지 25를 참조하여 설명한다.

＜모스아이 전사형(1)＞

본 실시형태의 모스아이 전사형(1)은 도 1에 나타내는 바와 같이, 기재(10)와, 그 기재(10) 위에 형성된 하지층(20)과, 그 하지층(20) 위에 형성된 글래시 카본층(30)을 구비하며, 그 글래시 카본층(30)은 반전된 모스아이 구조(RM)를 표면(30a)에 가지고 있다.

(기재(10))

기재(10)는 수지, 고무, 유리, 금속, 합금, 세라믹스(금속 산화물, 금속 질화물, 금속 산질화물), 실리콘 웨이퍼(Si 웨이퍼), 화합물 반도체 기판에 사용되는 화합물 반도체, 파워 디바이스용 기판에 사용되는 탄화규소(SiC), 실리콘 등의 태양전지 재료를 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물질을 함유한다.

기재(10)로서 고무 등 유연성을 갖는 것을 채용한 경우, 모스아이 전사형(1)을 사용하여 모스아이 구조를 전사할 때, 만곡 형상이나 이형의 물품(피처리물)에 대해서도 물품의 형상을 따라 모스아이 전사형(1)을 밀착시킬 수 있기 때문에 바람직하다.

(하지층(20))

하지층(20)은 금속, 합금, 세라믹스(금속 산화물, 금속 질화물, 금속 산질화물), 규소(Si)를 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물질을 함유한다.

하지층(20)의 막두께는 10 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하인 것이 바람직하다.

기재(10)로서 수지(플라스틱이나 필름)를 포함하는 재료를 채용한 경우, 하지층(20)으로서 Cr, Ti, Ta₂O₅ 및 이들의 조합 등을 사용하는 것이 바람직하다.

아래의 표 1에 기재(10)의 재료와 바람직한 하지층(20)의 조합을 나타낸다. 하지층을 기재(10)의 표면에 부가함으로써, 글래시 카본층(30)의 밀착성이 향상되는 동시에, 글래시 카본층(30)에 있어서의 막 크랙의 발생도 억제하는 것이 가능해진다.

(글래시 카본층(30))

글래시 카본층(30)은 하지층(20) 위에 형성된 글래시 카본을 포함하는 층이다.

여기서, 글래시 카본(Glassy carbon)이란, 유리상 탄소나 비정질 탄소라고도 불리며, 외관이 흑색, 또한 유리상이며 비정질의 탄소로, 균질하고 치밀한 구조를 갖는다. 글래시 카본은 다른 탄소재료와 동일한 특징인 도전성능, 화학적 안정성, 내열성, 고순도 등의 성능에 더하여, 재료 표면이 가루화되어 탈락되는 일이 없다고 하는 우수한 특징을 갖는다. 유리상 탄소의 일반적인 특성으로서는, 밀도가 1.45∼1.60 g/㎤로 경량이고, 굽힘 강도가 50∼200 ㎫로 고강도이며, 황산이나 염산 등의 산에 강하여 내식성이 있다. 도전성은 비전기저항이 4∼20 mΩ㎝로 흑연과 비교하면 다소 높은 값을 나타내는데, 가스 투과성이 10^－9∼10^－12 ㎠/s로 매우 작은 등의 특징이 있다.

글래시 카본층(30)의 막두께는 300 ㎚ 이상 5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

글래시 카본층(30)은 그 표면(30a)에 반전된 모스아이 구조(RM)를 가지고 있다.

여기서, 반전된 모스아이 구조란, 모스아이 구조를 형성할 수 있는 모스아이 전사형의 표면 구조를 말한다.

본 실시형태의 모스아이 전사형(1)에 있어서의 반전된 모스아이 구조(RM)는 랜덤으로 원뿔 형상의 구멍이 배열되어 형성되어 있다. 이때, 반전된 모스아이 구조(RM)를 구성하는 글래시 카본의 미세 구조는 평균 직경(D)이 10 ㎚∼400 ㎚, 바람직하게는 30 ㎚∼300 ㎚, 특히 바람직하게는 50 ㎚∼150 ㎚의 범위 내이고, 평균 높이(H)가 30 ㎚∼1,000 ㎚, 바람직하게는 50 ㎚∼700 ㎚, 특히 바람직하게는 100 ㎚∼500 ㎚의 범위 내이며, 평균 피치(P)가 10 ㎚∼500 ㎚, 바람직하게는 30 ㎚∼400 ㎚, 특히 바람직하게는 50 ㎚∼300 ㎚의 범위 내이다.

모스아이 전사형(1)의 형상은 롤형상, 평판상, 이형 형상을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 형상을 포함한다.

＜모스아이 전사형의 제조방법＞

본 실시형태의 모스아이 전사형(1)은 도 2에 나타내는 바와 같이, 아래의 모스아이 전사형의 제조방법에 의해 제조된다.

구체적으로는, 본 실시형태의 모스아이 전사형의 제조방법은 기재(10)를 준비하는 기재 준비 공정(스텝 S1), 상기 기재(10) 위에 하지층(20)을 형성하는 하지층 형성 공정(스텝 S2), 상기 하지층(20) 위에 스퍼터링법에 의해 글래시 카본층(30)을 성막하는 글래시 카본층 성막 공정(스텝 S3), 및 상기 글래시 카본층(30)을 산소 플라즈마로 에칭하는 에칭 공정(스텝 S4)을 행하는 것을 특징으로 한다.

이상의 스텝 S1∼S4로 모스아이 전사형(1)을 얻을 수 있다.

아래에 각 스텝에 대해서 상세하게 설명한다.

(기재 준비 공정)

기재 준비 공정(스텝 S1)에서는 기재(10)를 준비한다. 이때, 사전에 기재(10)의 표면(10a)을 세정하거나 대전 처리를 하거나 하는 등, 하지층(20)의 성막성(적층성)을 향상시키는 전처리를 행하여도 된다.

(하지층 형성 공정)

하지층 형성 공정(스텝 S2)에서는 상기 기재(10) 위에 하지층(20)을 형성한다. 기재(10)나 하지층(20)의 재료 등에 따라 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 진공 증착법, 화학 증착법 등의 방법을 사용하여 행하는 것이 가능한데, 이들 방법에 한정되는 것은 아니다.

(글래시 카본층 성막 공정)

글래시 카본층 성막 공정(스텝 S3)에서는 상기 하지층(20) 위에 스퍼터링법에 의해 글래시 카본층(30)을 성막한다. 이때, 출력의 조건이 DC 전원이면 바람직하다.

DC 전원을 사용한 스퍼터링법에 의해 글래시 카본층 성막 공정을 행하는 경우, 스퍼터 전력, 성막 압력 등을 적절한 조건으로 함으로써, 입계가 작고 막밀도가 높은 글래시 카본층을 성막할 수 있다.

구체적으로는, 스퍼터 전력을 0.5 ㎾ 이상 5 ㎾ 이하, 바람직하게는 1.0 ㎾ 이상 3.0 ㎾ 이하, 보다 바람직하게는 1.0 ㎾ 이상 2.0 ㎾ 이하로 하고, 성막 압력을 1.0 ㎩ 이하, 바람직하게는 8×10^－1 ㎩ 이하, 보다 바람직하게는 5×10^－1 ㎩로 하면 된다.

(에칭 공정)

에칭 공정(스텝 S4)에서는 상기 글래시 카본층(30)을 산소 이온빔 또는 산소 플라즈마로 에칭한다. 또한, 이온화 효율이나 플라즈마 밀도를 올리기 위해, 아르곤 등 이온화되기 쉬운 기체를 혼합하는 경우도 있다. 가스 종에 관하여는 아르곤에 한정되는 것은 아니다.

에칭 공정에서는 ECR(전자 사이클로트론 공명) 또는 ICP(유도 결합 플라즈마)형의 이온빔 가공장치(플라즈마 에칭장치)를 사용해서 행하는 것이 가능하다.

먼저, 글래시 카본층 성막 공정에서 글래시 카본층을 성막한 시료를 이온빔 가공장치나 플라즈마 에칭장치의 홀더에 세팅한다. 여기서, 사용하는 시료의 형상은 판형상은 물론, 이온빔 가공을 행하는 면이 곡면이 되어 있는 것이어도 된다.

시료를 이온빔 가공장치나 플라즈마 에칭장치 내에 설치한 후, 반응 가스를 도입하는 동시에 소정의 가속 전압을 걸어 글래시 카본층(30)의 표면(30a)에 이온빔 가공을 행한다.

반응 가스로서는 산소를 포함하는 가스를 사용하며, 산소 단독이어도 되고, 산소에 CF₄ 등의 CF계의 가스를 혼합한 가스도 사용할 수 있다. 또한, 아르곤 등의 희가스도 이온 전류 밀도나 플라즈마 밀도를 변화시키기 위해 혼합해도 된다.

이러한 글래시 카본층(30)의 표면(30a)에 이온빔 가공을 행함으로써, 바늘 형상 등, 선단을 향하여 직경이 축소되는 형상을 갖는 아주 작은 돌기군(미세 구조)을 형성할 수 있다. 그리고, 특히 가속 전압, 가스 유량 및 가공시간을 제어함으로써, 돌기의 형상(크기, 폭, 각도 등) 및 피치를 제어할 수 있다.

구체적으로는, 고주파 전원 출력과 바이어스 전원 출력을 조정함으로써 이온에 가속 전압을 인가하고, 이때, 고주파 전원 출력을 200 W 이상 1,000 W 이하, 바람직하게는 300 W 이상 700 W 이하, 보다 바람직하게는 400 W 이상 600 W 이하로 하고, 바이어스 전원 출력을 0 W 이상 100 W 이하, 바람직하게는 30 W 이상 70 W 이하, 보다 바람직하게는 40 W 이상 60 W 이하로 하면 된다.

가스 유량으로서는 반응 가스로서 산소 가스를 사용한 경우, 10 SCCM 이상 100 SCCM 이하, 바람직하게는 20 SCCM 이상 80 SCCM 이하, 보다 바람직하게는 25 SCCM 이상 70 SCCM 이하, 특히 바람직하게는 30 SCCM 이상 60 SCCM 이하로 하면 된다(SCCM：1 기압, 25℃로 환산한 가스 유량, cc/min).

가공시간으로서는 30초 이상 500초 이하, 바람직하게는 50초 이상 400초 이하, 보다 바람직하게는 60초 이상 300초 이하, 특히 바람직하게는 80초 이상 190초 이하로 하면 된다.

이때, 이온 전류 밀도나 플라즈마 밀도가 시간적으로 안정된 조건으로 하면, 모스아이 형상의 높이가 제어하기 쉬워지고, 또한 균일하게 가공할 수 있기 때문에 바람직하다.

또한, ECR 또는 ICP형의 이온빔 가공장치를 사용하면, 비교적 큰 면이라도 일괄하여 가공할 수 있다. 그리고, 이러한 방법에 의하면, 글래시 카본층(30)을 용이하게 표면 가공할 수 있고, 높은 반사방지 효과를 발휘할 수 있는 반사방지 구조체를 전사하기 위한 모스아이 전사형(1)을 제조할 수 있다.

이와 같이 하여 얻어진 모스아이 전사형(1)의 모스아이 구조(RM)(글래시 카본층(30)의 표면(30a))에 이형(離型) 처리를 행하는 것도 가능하다.

＜모스아이 구조의 전사방법＞

본 실시형태의 모스아이 전사형(1)을 이용하여 도 3에 나타내는 바와 같이, 피처리물의 표면에 모스아이 구조를 전사할 수 있다.

구체적으로는, 본 실시형태의 모스아이 구조의 전사방법은 모스아이 전사형을 준비하는 모스아이 전사형 준비 공정(스텝 S11), 피처리물을 준비하는 공정(스텝 S12), 상기 모스아이 전사형과 상기 피처리물의 표면 사이에 광경화 수지를 부여한 상태로, 상기 광경화 수지에 빛을 조사함으로써 상기 광경화 수지를 경화시키는 공정(스텝 S13), 및 상기 경화된 광경화 수지로 형성된 표면 미세 구조로부터 상기 모스아이 전사형을 박리하는 공정(스텝 S14)을 행하는 것을 특징으로 한다.

이상의 스텝 S11∼S14으로 피처리물의 표면에 모스아이 구조를 전사할 수 있다.

아래에 각 스텝에 대해서 상세하게 설명한다.

(모스아이 전사형 준비 공정)

모스아이 전사형 준비 공정(스텝 S11)에서는 도 1에 나타내는 모스아이 전사형(1), 구체적으로는 기재(10)와, 그 기재(10) 위에 형성된 하지층(20)과, 그 하지층(20) 위에 형성된 글래시 카본층(30)을 구비하며, 그 글래시 카본층(30)은 반전된 모스아이 구조(RM)를 표면(30a)에 갖는 모스아이 전사형(1)을 준비한다. 여기서, 반전된 모스아이 구조(RM)는 랜덤으로 원뿔 형상의 구멍이 배열되어 형성되어 있다. 반전된 모스아이 구조(RM)를 구성하는 글래시 카본의 미세 구조는 평균 직경(D)이 10 ㎚∼400 ㎚, 바람직하게는 30 ㎚∼300 ㎚, 특히 바람직하게는 50 ㎚∼150 ㎚의 범위 내이고, 평균 높이(H)가 30 ㎚∼1,000 ㎚, 바람직하게는 50 ㎚∼700 ㎚, 특히 바람직하게는 100 ㎚∼500 ㎚의 범위 내이며, 평균 피치(P)가 10 ㎚∼500 ㎚, 바람직하게는 30 ㎚∼400 ㎚, 특히 바람직하게는 50 ㎚∼300 ㎚의 범위 내이다.

(피처리물을 준비하는 공정)

피처리물을 준비하는 공정(스텝 S12)에서는 처리의 대상이 되는 피처리물(100)(물품(100))을 준비한다. 이때, 사전에 피처리물(100)의 피처리물 표면(100a)을 세정하거나 대전 처리를 하거나 하는 등, 광경화 수지의 성막성(적층성)을 향상시키는 전처리를 행하여도 된다.

(광경화 수지를 경화시키는 공정)

광경화 수지를 경화시키는 공정(스텝 S13)에서는 상기 모스아이 전사형과 상기 피처리물의 표면 사이에 광경화 수지를 부여한 상태로, 상기 광경화 수지에 빛을 조사함으로써 상기 광경화 수지를 경화시킨다.

이때, 모스아이 전사형(1)의 형상이 롤형상인 경우, 롤형상의 모스아이 전사형(1)을 그 축을 중심으로 회전시킴으로써, 모스아이 전사형(1)의 표면 구조인 반전된 모스아이 구조(RM)를 피처리물(100)에 연속적으로 전사할 수 있다. 피가공물로서 롤형상의 필름을 사용하는 경우에는, 롤·투·롤 방식을 채용하는 것이 가능해진다.

또한, 모스아이 전사형(1)의 기재(10)로서 유연성을 갖는 재료를 채용한 경우, 감압·가압을 조합시킴으로써 유연한 모스아이 전사형(1)을, 피처리물(100)에 대해 밀착시킨 상태로 광경화 수지에 빛을 조사함으로써 광경화 수지를 경화시키는 것이 가능해진다. 유연성을 갖는 모스아이 전사형(1)을 사용함으로써, 이형의 피처리물(100)에 대해서도 모스아이 구조를 전사하는 것이 가능해진다.

광경화 수지로서는 자외선 등의 빛으로 경화 가능한 것이라면 특별히 한정되지 않고, 아크릴계 수지나, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 등을 사용하는 것이 가능하다.

(모스아이 전사형을 박리하는 공정)

모스아이 전사형을 박리하는 공정(스텝 S14)에서는 상기 경화된 광경화 수지로 형성된 표면 미세 구조로부터 상기 모스아이 전사형을 박리한다.

＜표면 미세 구조를 구비하는 물품＞

본 실시형태의 표면 미세 구조를 구비하는 물품(200)은 도 4에 나타내는 바와 같이, 피가공물인 물품(100)과 그 물품(100) 위에 형성된 표면 미세 구조(M)를 구비하고, 그 표면 미세 구조(M)가 그 밑부분에서 선단을 향하여 직경이 축소되어, 선단이 첨예화된 바늘 형상 또는 송곳 형상의 형상을 갖는 미세한 돌기가 랜덤으로 배열되어 형성되어 있다.

(피처리물(100))

본 실시형태의 표면 미세 구조의 형성방법에 있어서, 표면 미세 구조를 형성하는 대상이 되는 피처리물(100)(물품(100))은 방오성, 방담성, 저반사성 등의 기능성을 부여하는 대상의 물품으로, 특별히 한정되는 것은 아니다.

처리 대상이 되는 피처리물(100)의 구체적인 예로서는, 스마트폰, 태블릿 단말, 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 각종 컴퓨터, 텔레비전, 플라즈마 디스플레이 패널 등의 각종 표시기기나 그의 터치 패널이나 디스플레이, 옥외 감시 카메라(방범 카메라)나 사람 감지 센서 등의 렌즈나 창부재(보호 유리), 자동차, 전차, 항공기 등의 교통기관의 창유리나 거울, 주택 등 건축물의 창유리, 차량 탑재 카메라의 렌즈나 창부재(보호 유리), 반사방지 시트(반사방지 필름), 방오 시트(방오 필름), 방담 시트(방담 필름), 액정 표시장치에 사용하는 편광판, 투명 플라스틱류로 이루어지는 안경 렌즈, 선글라스 렌즈, 카메라용 파인더 렌즈, 프리즘, 플라이 아이 렌즈(fly－eye lens), 난시 렌즈 등의 광학 부재, 더 나아가서는 이들을 사용한 촬영 광학계, 쌍안경 등의 관찰 광학계, 액정 프로젝터 등 투영장치에 사용하는 투사 광학계, 레이저빔 프린터 등에 사용하는 주사 광학계 등의 각종 광학 렌즈, 각종 계기의 커버 등의 광학 부재, 태양전지 패널(태양전지의 보호 커버 유리), 전자간판, 진열장 등을 들 수 있는데, 이들 물품에 한정되는 것은 아니다.

피처리물(100)은 피처리물 표면(100a)을 갖는데, 그 피처리물 표면(100a)의 형상은 평면(평판상)에 한정되는 것은 아니고, 곡면 등 만곡한 형상(예를 들면, 롤형상)이나 평면이나 곡면이 조합된 복잡한 형상(이형 형상), 중공 부재의 내부 표면이어도 된다.

본 실시형태의 표면 미세 구조의 형성방법에서는, 고온에서 처리를 행하는 프로세스가 불필요하기 때문에, 수지 등 열에 약한 물질(재료)을 함유하는 피처리물(100)에도 바람직하게 적용하는 것이 가능하다.

피처리물에 포함되는 수지로서는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 중 어느 것이어도 되고, 예를 들면 폴리에틸렌(고밀도, 중밀도 또는 저밀도), 폴리프로필렌(아이소택틱형 또는 신디오택틱형), 폴리부텐, 에틸렌－프로필렌 공중합체, 에틸렌－초산비닐 공중합체(EVA), 에틸렌－프로필렌－부텐 공중합체 등의 폴리올레핀, 환상 폴리올레핀, 변성 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리카보네이트, 폴리－(4－메틸펜텐－1), 아이오노머, 아크릴계 수지, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리부틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트－부틸(메타)아크릴레이트 공중합체, 메틸(메타)아크릴레이트－스티렌 공중합체, 아크릴－스티렌 공중합체(AS 수지), 부타디엔－스티렌 공중합체, 에틸렌－비닐알코올 공중합체(EVOH), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 에틸렌－테레프탈레이트－이소프탈레이트 공중합체, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트(PCT) 등의 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리에테르케톤(PEK), 폴리에테레에테르케톤(PEEK), 폴리에테르이미드, 폴리아세탈(POM), 폴리페닐렌옥시드, 변성 폴리페닐렌옥시드, 폴리아릴레이트, 방향족 폴리에스테르(액정 폴리머), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리불화비닐리덴, 기타 불소계 수지, 스티렌계, 폴리올레핀계, 폴리염화비닐계, 폴리우레탄계, 불소고무계, 염소화폴리에틸렌계 등의 각종 열가소성 엘라스토머, 에폭시 수지, 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르, 실리콘 수지, 폴리우레탄, 나일론, 니트로셀룰로오스, 초산셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등의 셀룰로오스계 수지 등, 또는 이들을 주로 하는 공중합체, 블렌드체, 폴리머 알로이 등을 들 수 있고, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 조합한 것(예를 들면 2층 이상의 적층체로 한 것)이어도 된다.

피처리물에 포함되는 유리로서는, 예를 들면 규산유리(석영유리), 규산알칼리유리, 소다석회유리, 칼륨석회유리, 납(알칼리)유리, 바륨유리, 붕규산유리 등을 들 수 있다.

피처리물에 포함되는 금속으로서는, 예를 들면 금, 크롬, 은, 동, 백금, 인듐, 팔라듐, 철, 티탄, 니켈, 망간, 아연, 주석, 텅스텐, 탄탈, 알루미늄 등을 들 수 있다.

또한, 상기 금속의 합금인 SUS316L 등의 스테인리스강, Ti－Ni 합금 또는 Cu－Al－Mn 합금 등의 형상 기억 합금, Cu－Zn 합금, Ni－Al 합금, 티탄 합금, 탄탈 합금, 플라티나 합금 또는 텅스텐 합금 등의 합금을 사용하는 것도 가능하다.

또한 합금이란, 상기 금속 원소에 1종 이상의 금속 원소 또는 비금속 원소를 첨가한 것이다. 합금의 조직에는 성분 원소가 별개의 결정이 되는 공정 합금, 성분 원소가 완전히 용합되어 있는 고용체, 성분 원소가 금속간 화합물 또는 금속과 비금속의 화합물을 형성하고 있는 것 등이 있는데, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.

피처리물에 포함되는 세라믹으로서는, 예를 들면 산화물(예를 들면 산화알루미늄, 산화아연, 산화티탄, 산화규소, 지르코니아, 티탄산바륨), 질화물(예를 들면 질화규소, 질화붕소), 탄화물(예를 들면 탄화규소), 산질화물 등을 들 수 있다. 또한, 이들의 혼합물을 사용하는 것도 가능하다.

피처리물에 포함되는 금속 산화물로서는, 예를 들면 알루미늄, 동, 금, 은, 백금, 인듐, 팔라듐, 철, 니켈, 티탄, 크롬, 망간, 아연, 주석, 텅스텐 등을 금속으로서 함유하는 산화물, 산화인듐주석(ITO), 산화알루미늄(Al₂O₃), 산화티탄(TiO₂), 산화규소(SiO₂), 산화주석(SnO₂, SnO), 산화철(Fe₂O₃, Fe₃O₄)이나, 페로브스카이트 구조, 스피넬 구조, 일메나이트 구조를 갖는 복합 산화물 등이 있는데, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.

피처리물에 포함되는 금속 질화물로서는, 질화티탄(TiN), 질화지르코늄(ZrN), 질화바나듐(VN), 질화니오브(NbN), 질화탄탈(TaN), 질화크롬(CrN, Cr₂N), 질화하프늄(HfN) 등이 있는데, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.

그 밖에 피처리물에 포함되는 재료로서는, 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 기판에 사용되는 화합물 반도체, 파워 디바이스용 기판에 사용되는 탄화규소(SiC), 실리콘 등의 태양전지 재료 등이 있는데, 반드시 이들 재료에 한정되는 것은 아니다.

(표면 미세 구조(M))

표면 미세 구조(M)(모스아이 구조(M))는 피처리물(100)(물품(100))의 피처리물 표면(100a) 위에 적층된 미세 구조이다. 표면 미세 구조(M)는 본 실시형태의 모스아이 전사형(1)을 이용한 모스아이 구조의 전사방법에 의해 형성된다.

표면 미세 구조(M)는 경화된 광경화 수지에 의해 구성되어 있고, 그 밑부분에서 선단을 향하여 직경이 축소되어, 선단이 첨예화된 바늘 형상 또는 송곳 형상의 형상을 갖는 미세한 돌기가 랜덤으로 배열되어 형성되어 있다. 여기서, 표면 미세 구조(M)를 구성하는 돌기는 평균 직경(D)이 10 ㎚∼400 ㎚, 바람직하게는 30 ㎚∼300 ㎚, 특히 바람직하게는 50 ㎚∼150 ㎚의 범위 내이고, 평균 높이(H)가 30 ㎚∼1,000 ㎚, 바람직하게는 50 ㎚∼700 ㎚, 특히 바람직하게는 100 ㎚∼500 ㎚의 범위 내이며, 평균 피치(P)가 10 ㎚∼500 ㎚, 바람직하게는 30 ㎚∼400 ㎚, 특히 바람직하게는 50 ㎚∼300 ㎚의 범위 내이다.

표면 미세 구조(M)의 두께는 피처리물(100)의 형상이나 용도 등에 따라 적절히 선택하면 되고, 수 ㎚ 이상 수 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 수 ㎚ 이상 30 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 수 ㎚ 이상 10 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 10 ㎚ 이상 5.0 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 10 ㎚ 이상 1.0 ㎛ 이하면 된다. 표면 미세 구조(M)의 두께가 지나치게 얇아지면, 내구성의 관점에서 바람직하지 않다. 한편, 표면 미세 구조(M)가 지나치게 두꺼우면, 피처리물(100)의 용도에 따라서는 투과율의 저하, 유연성의 저하, 경량화, 비용면 등의 관점에서 바람직하지 않은 경우가 있다.

표면 미세 구조를 구비하는 물품(200)은 표면 미세 구조(M)를 적층한 것으로 인해 표면의 반사율이 저하되어 있어, 그 표면의 파장 300 ㎚∼1,000 ㎚에 있어서의 반사율이 15% 이하이고, 바람직하게는 10% 이하, 보다 바람직하게는 6% 이하, 더욱 바람직하게는 4% 이하, 특히 바람직하게는 2% 이하이다. 표면의 반사율의 값이 상기 범위이기 때문에, 피처리물(100)의 표면의 반사를 억제하는 것이 가능하다.

표면 미세 구조를 구비하는 물품(200)은 표면 미세 구조(M)를 적층한 것으로 인해 표면의 발수성이 향상되어 있어, 표면의 물 접촉각이 120°이상이고, 바람직하게는 130°이상, 보다 바람직하게는 140°이상이다. 표면 미세 구조(M)의 표면의 물 접촉각이 상기 범위이기 때문에, 물에 대해 높은 발수성을 가져, 부착된 오염물이나 이물질을 물 세정에 의해 용이하게 제거할 수 있고, 또한, 물방울 부착에 의한 흐림을 방지하는 것이 가능하다.

본 실시형태에서는 주로 본 발명의 모스아이 전사형, 모스아이 전사형의 제조방법, 모스아이 구조의 전사방법 및 표면 미세 구조를 구비하는 물품에 대해서 설명하였다.

단, 상기 실시형태는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 일례에 불과하며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서, 변경, 개량 가능한 동시에, 본 발명에는 그의 등가물이 포함되는 것은 물론이다.

실시예

아래에 본 발명의 모스아이 전사형, 모스아이 전사형의 제조방법, 모스아이 구조의 전사방법 및 표면 미세 구조를 구비하는 물품의 구체적인 실시예에 대해서 설명하는데, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

＜시험 1　모스아이 전사형의 제조＞

아래에 기재로서 유리 기재를 사용하고, 하지층의 종류나, 글래시 카본층의 성막 조건, 글래시 카본층의 에칭 조건의 검토를 행하였다.

(1. 기재 준비 공정)

기재로서 유리 기재(사이즈 100×100 ㎜, 두께 0.7 ㎜)를 준비하고, 순수를 사용해서 세정을 행하였다.

(2. 하지층 형성 공정)

아래의 조건에서 유리 기재 상에 하지층을 형성하였다.

　스퍼터장치 ：캐러셀형 배치식 스퍼터장치

　타겟 ：5"×25", 두께 6 ㎜ Ti 타겟

　스퍼터방식 ：RF 스퍼터

　배기장치 ：터보 분자 펌프

　도달 진공도 ：5×10^－4 ㎩

　기재 온도 ：25℃(실온)

　스퍼터전력 ：1 ㎾

　하지층의 막두께 ：100±10 ㎚

　Ar 유량 ：500 sccm

(3. 글래시 카본층 성막 공정)

아래의 조건에서 하지층 상에 글래시 카본층을 형성하였다.

　스퍼터장치 ：캐러셀형 배치식 스퍼터장치

　타겟 ：5"×25", 두께 6 ㎜ GC(글래시 카본) 타겟

　스퍼터방식 ：DC 스퍼터

　배기장치 ：터보 분자 펌프

　도달 진공도 ：6×10^－4 ㎩

　기재 온도 ：25℃(실온)

　스퍼터전력 ：실시예 1 1 ㎾

실시예 2 2 ㎾

　성막 압력 ：실시예 1 8×10^－1 ㎩

실시예 2 5×10^－1 ㎩

　글래시 카본층의 막두께：1.75±0.25 ㎛

　Ar 유량 ：500 sccm

(4. 에칭 공정)

에칭 공정에서는 글래시 카본층을 산소 플라즈마로 드라이 에칭 처리하였다.

구체적으로는, 각 시료를 ICP 플라즈마 가공장치(주식회사 엘리오닉스, 상품명：EIS－700)의 홀더에 세팅하였다. 플라즈마의 경우는 고주파 전원 출력과 바이어스 전원 출력을 조정함으로써 산소 이온에 가속 전압이 인가된다. 이들 전원 출력을 조정하여 가공을 행하였다. 또한, 에칭 조건은 아래와 같다.

　시료대 사이즈：Φ6 인치 웨이퍼

　고주파 전원：500 W

　바이어스 전원：50 W

　진공도　：1.3×10^－2 ㎩

　반응 가스：산소

　가스 유량：50 SCCM

　가공시간：280초간(250초간＋30초간)

시험 1의 결과, 유리 기재에 대해 Ti의 하지층을 설치한 경우, 글래시 카본층이 박리되지 않고 적절히 제막되는 것을 알 수 있었다. 또한, 하지층으로서 Cr을 사용한 경우도 마찬가지로 글래시 카본층이 박리되지 않고 적절히 제막되었다.

또한, 금속제 기재에 대해서는 Ti나 Cr의 하지층을 설치하고, 플라스틱 필름 기재 등의 플라스틱제 기재에 대해서는 Ti, Cr, Ti/Ta₂O₅, Cr/Ta₂O₅ 등 하지층을 설치한 경우, 글래시 카본층이 박리되지 않고 적절히 제막되는 것을 알 수 있었다.

＜시험 2　모스아이 전사형의 평가＞

시험 1에 있어서 제조한 실시예 1 및 실시예 2의 모스아이 전사형의 평가를 행하였다.

구체적으로는, 각 시료의 표면 상태의 관찰과 반사율의 측정을 행하였다.

(1. 표면 상태의 관찰)

각 시료의 에칭 공정 전후에 있어서의 표면 상태를 전계 방출형 주사 전자현미경(FE－SEM, (주)히타치 하이테크놀로지즈 제조, S－4300)을 사용해서 관찰하였다.

결과를 도 5 및 6에 나타낸다.

도 5는 실시예 1의 시료의 모스아이 전사형의 에칭 공정 전후에 있어서의 표면 상태를 나타내는 전자현미경 사진이고, 도 6은 실시예 2의 시료의 모스아이 전사형의 에칭 공정 전에 있어서의 표면 상태를 나타내는 전자현미경 사진이다.

도 5의 아래 도면 및 도 6의 아래 도면에 나타내는 바와 같이, 모스아이 전사형의 에칭 공정 후에 있어서의 표면에는 직경 100 ㎚ 미만, 피치 100 ㎚로 깊이 200 ㎚ 이상의 원뿔 형상의 구멍이 랜덤 배치로 균일하게 형성되어 있어, 이상적인 모스아이 구조의 반전 형상을 가지고 있었다. 실시예 2의 시료 쪽이 실시예 1의 시료보다도 글래시 카본의 미세 구조가 균일하고 세밀한 것으로 되어 있었던 것으로부터, 글래시 카본층 성막 공정에 있어서의 스퍼터 전력이 2 ㎾ 이상으로 큰 쪽이 바람직하고, 성막 압력이 5×10^－1 ㎩ 이하로 낮은 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.

＜시험 3　모스아이 구조의 전사＞

시험 1에 있어서 제조한 실시예 1 및 실시예 2의 모스아이 전사형을 사용하여 모스아이 구조의 전사를 행하였다.

실시예 1 및 실시예 2의 모스아이 전사형에 불소계 이형제(다이킨 공업사 제조, 제품명：UD－509)를 도포하여 이형 처리를 행하였다.

피처리물로서 트리아세틸셀룰로오스(Triacetylcellulose) 필름(TAC 필름)을 사용하였다.

다음으로, 자외선 경화 수지(아크릴계 수지, 오리진 전기사 제조, 제품명：UV 코트 TP)를 각 모스아이 전사형의 표면에 도포하고, 피처리물인 TAC 필름을 밀착시켜, 자외광(메탈할라이드램프 광원, 파장 200 ㎚∼450 ㎚, 강도 600 mJ, 조사시간 40초)을 조사하여 경화 처리를 행하였다.

그리고, 경화된 광경화 수지로 형성된 표면 미세 구조로부터 모스아이 전사형을 박리함으로써, 모스아이 구조(표면 미세 구조)를 구비하는 TAC 필름을 얻었다.

＜시험 4　모스아이 구조의 평가＞

시험 3에 있어서 전사된 실시예 1 및 실시예 2의 모스아이 구조의 평가를 행하였다.

구체적으로는, 전사된 모스아이 구조에 대해서 표면 상태의 관찰, 분광 측정, 접촉각의 평가, 슬라이딩 시험, 탁도(헤이즈값)의 측정을 행하였다.

(1. 표면 상태의 관찰)

전사된 모스아이 구조의 표면 상태를 전계 방출형 주사 전자현미경(FE－SEM, (주)히타치 하이테크놀로지즈 제조, S－4300)을 사용해서 관찰하였다.

결과를 도 7 및 8에 나타낸다.

도 7은 실시예 1의 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조를 나타내는 전자현미경 사진이고, 도 8은 실시예 2의 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조를 나타내는 전자현미경 사진이다.

도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, TAC 필름의 표면에는 그 밑부분에서 선단을 향하여 직경이 축소되어, 선단이 첨예화된 바늘 형상 또는 송곳 형상의 형상을 갖는 미세한 돌기가 랜덤으로 배열된 모스아이 구조가 양호하게 형성되어 있었다. 미세한 돌기는 모스아이 전사형의 표면에 형성된 반전된 모스아이 구조에 대응하고 있고, 직경 100 ㎚ 미만, 피치 100 ㎚로 높이 200 ㎚ 이상이었다.

(2. 분광 측정)

각 시료의 투과율 및 반사율을 분광광도계((주)히타치 하이테크놀로지즈 제조, U－4100)를 사용하여 300 ㎚∼1,000 ㎚의 파장영역에서 측정하였다.

분광 측정 결과를 도 9 내지 12에 나타낸다.

도 9는 실시예 1의 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조의 투과율을 나타내는 그래프이고, 도 10은 실시예 1의 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조의 반사율을 나타내는 그래프이다.

도 11은 실시예 2의 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조의 투과율을 나타내는 그래프이고, 도 12는 실시예 2의 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조의 반사율을 나타내는 그래프이다.

분광 측정 결과, Y값(시감 반사율)은 0.2% 이하였다.

또한, 도 10에 나타내는 바와 같이, 실시예 1의 시료에서는 300 ㎚∼1,000 ㎚에 있어서 반사율이 3% 이하였다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 실시예 2의 시료에서는 300 ㎚∼1,000 ㎚에 있어서 반사율이 0.5% 이하였다.

실시예 1과 실시예 2에서는 글래시 카본층 성막 공정에 있어서의 스퍼터 전력 및 성막 압력이 상이하고, 스퍼터 전력이 2 ㎾ 이상, 성막 압력이 5×10^－1 ㎩ 이하인 것이 바람직한 것이 나타내어졌다.

(3. 접촉각 측정)

전사된 모스아이 구조의 표면에 있어서의 접촉각의 측정은 접촉각계(교와 계면 과학사 제조, 모델번호 CA－X)를 사용하여 25℃의 조건에서 측정하였다.

실시예 1의 모스아이 구조의 표면에 있어서의 접촉각은 155.8°이고, 실시예 2의 모스아이 구조의 표면에 있어서의 접촉각은 142.8°였다.

(4. 슬라이딩 시험)

슬라이딩 시험은 왕복 마모 시험장치(신토 과학사 제조, 모델번호 TYPE：30/30S)를 사용하여 4.9 N 하중의 천을 10,000회 슬라이딩시켰다.

시험 후의 시료의 접촉각을 접촉각계(교와 계면 과학사 제조, 모델번호 CA－X)를 사용하여 25℃의 조건에서 측정하였다.

슬라이딩 시험 후의 실시예 1의 모스아이 구조의 표면에 있어서의 접촉각은 140°로, 높은 접촉각이 유지되고 있었다.

(5. 탁도(헤이즈값) 측정)

탁도(헤이즈값)는 헤이즈미터(스가 시험기사 제조, 모델번호 HGM－2DP)를 사용하여 25℃의 조건에서 측정하였다.

헤이즈값은 0.3%(실시예 2)였다.

＜시험 5　에칭 공정에 있어서의 플라즈마 조사시간(가공시간)의 검토＞

실시예 2와 동일한 조건에서, 기재 준비 공정, 하지층 형성 공정, 글래시 카본층 성막 공정을 행하였다. 그리고, 글래시 카본층을 산소 플라즈마로 드라이 에칭 처리하는 가공시간을 80∼170초(실시예 3∼실시예 7)로 하여 에칭 공정을 행하였다.

구체적으로는, 각 시료를 ICP 플라즈마 가공장치(주식회사 엘리오닉스, 상품명：EIS－700)의 홀더에 세팅하고, 아래의 에칭 조건에서 에칭을 행하였다.

　시료대 사이즈：Φ6 인치 웨이퍼

　고주파 전원：500 W

　바이어스 전원：50 W

　진공도　：1.3×10^－2 ㎩

　반응 가스：산소

　가스 유량：50 SCCM

　가공시간：실시예 3：80초간

실시예 4：100초간

실시예 5：150초간

실시예 6：160초간

실시예 7：170초간

실시예 3 내지 실시예 7의 모스아이 전사형의 표면 상태 관찰을 행하였다. 전자현미경 사진을 도 13 내지 도 17에 나타낸다. 실시예 3, 실시예 5, 실시예 7에 대해서 글래시 카본 미세 구조의 평균 높이, 평균 직경, 평균 피치를 측정한 결과를 표 2에 나타낸다.

상기 결과에 나타내어지는 바와 같이, 전사형의 표면에는 반전된 모스아이 구조가 랜덤으로 원뿔 형상의 구멍이 배열되어 형성되어 있었다. 반전된 모스아이 구조를 구성하는 글래시 카본의 미세 구조는 평균 직경(D)이 40 ㎚∼300 ㎚의 범위 내이고, 평균 높이(H)가 100 ㎚∼500 ㎚의 범위 내이며, 평균 피치(P)가 50 ㎚∼300 ㎚의 범위 내였다.

실시예 3 내지 실시예 7의 모스아이 전사형의 표면의 반사율을 분광광도계((주)시마즈 제작소 제조, UV－3100PC)를 사용하여 300 ㎚∼1,000 ㎚의 파장영역에서 측정한 결과를 도 18에 나타낸다. 또한, 참고예로서 가공시간 200초(참고예 A)의 시료에 대해서도 함께 플로팅하고 있다.

도 18에 나타내는 바와 같이, 실시예 3 내지 실시예 7의 모스아이 전사형의 표면의 반사율은 300 ㎚∼1,000 ㎚에 있어서 5% 이하였다. 한편, 참고예 A의 시료에서는 700 ㎚ 이상에서 반사율이 크게 상승하여, 5%보다 커져 있었다.

또한, 실시예 3 내지 실시예 7 및 참고예 A의 모스아이 전사형의 표면에 있어서의 접촉각의 측정을 접촉각계(교와 계면 과학사 제조, 모델번호 CA－X)를 사용하여 25℃의 조건에서 측정한 결과를 표 3에 나타낸다. 표 3에는 플라즈마 가공 전, 플라즈마 가공 후, 이형 처리 후의 물 접촉각을 각각 기재하고 있다. 이형재로서 불소계 이형제(다이킨 공업사 제조, 제품명：UD－509)를 사용하였다.

실시예 3 내지 실시예 7의 모스아이 전사형의 표면의 물 접촉각은 플라즈마 가공 후에 3.5°이상 4.9°이하로 작은 값이었다. 이형 처리 후에는 147.3°이상 154.1°이하로 큰 값을 나타내었다.

실시예 3 내지 실시예 7의 모스아이 전사형을 사용하여 시험 3과 동일한 방법으로 모스아이 구조의 전사를 행하여, 모스아이 구조(표면 미세 구조)를 구비하는 TAC 필름을 얻었다.

전사된 실시예 3 내지 실시예 7의 모스아이 구조의 평가를 시험 4와 동일한 방법으로 행하였다. 구체적으로는, 전사된 모스아이 구조에 대해서 표면 상태의 관찰, 접촉각의 평가, 탁도(헤이즈값)의 측정, 분광 측정을 행하였다.

각 시료의 모스아이 전사형을 사용하여 전사된 모스아이 구조를 나타내는 전자현미경 사진을 도 19 내지 도 23에 나타낸다. 실시예 3 내지 실시예 7의 각 시료에 대해서 모스아이 구조의 평균 직경, 평균 피치를 측정한 결과를 표 4에 나타낸다.

상기 결과에 나타내어지는 바와 같이, TAC 필름의 표면에는 경화된 광경화 수지에 의해 모스아이 구조가 전사되어 있었다. 모스아이 구조는 그 밑부분에서 선단을 향하여 직경이 축소되어, 선단이 첨예화된 바늘 형상 또는 송곳 형상의 형상을 갖는 미세한 돌기가 랜덤으로 배열되어 형성되어 있었다. 모스아이 구조를 구성하는 돌기는 평균 직경(D)이 30 ㎚∼100 ㎚의 범위 내이고, 평균 피치(P)가 60 ㎚∼200 ㎚의 범위 내였다.

각 시료의 접촉각, 헤이즈값을 아래의 표 5에 나타낸다. 또한, 표 5에는 참고예로서 가공시간 200초(참고예 A)의 시료에 대해서 접촉각, 헤이즈값을 함께 기재하고 있다.

상기 결과를 전사된 모스아이 구조의 형상과 함께 검토하면, 에칭 공정에 있어서의 플라즈마 조사시간(가공시간)이 80초 이상 170초 이하인 것이 바람직하고, 150초 이상 170초 이하면 특히 바람직한 것을 알 수 있었다. 플라즈마 조사시간(가공시간)이 200초 이상이 되면, TAC 필름의 표면에 불균일이 관찰되었다.

각 시료의 분광 측정 결과를 도 24(TAC 필름의 두께＝120 ㎛) 및 도 25(TAC 필름의 두께＝60 ㎛)에 나타낸다.

도 24 및 도 25에 나타내는 바와 같이, 파장 400 ㎚ 이상 1,000 ㎚ 이하의 범위 내에서, 투과율 90% 이상 95% 이하이며, 반사율 6% 이내였다. 또한, TAC 필름 면 반사를 없애기 위해, TAC 필름의 모스아이 구조가 형성되어 있는 면과 반대쪽 면을 검게 칠한 경우, 도 24의 아래 도면 및 도 25의 아래 도면에 나타내는 바와 같이, 파장 400 ㎚ 이상 1,000 ㎚ 이하의 범위 내에서, 반사율 2% 이하로 저반사였다.

1　모스아이 전사형
10　기재
10a　기재 표면
20　하지층
30　글래시 카본층
30a　글래시 카본층의 표면
RM　반전된 모스아이 구조
200　표면 미세 구조를 구비하는 물품
100　피처리물(물품)
100a　피처리물 표면
M　표면 미세 구조(모스아이 구조)

Claims

기재와,
그 기재 위에 형성된 하지층과,
그 하지층 위에 형성된 글래시 카본층을 구비하며,
그 글래시 카본층은 반전된 모스아이 구조를 표면에 가지며,
상기 반전된 모스아이 구조는 랜덤으로 배열된 송곳 형상의 구멍인 것을 특징으로 하는 모스아이 전사형.
제1항에 있어서,
상기 기재가 수지, 유리, 금속, 합금, 세라믹스, 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체, 탄화규소, 태양전지 재료를 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물질을 함유하는 것을 특징으로 하는 모스아이 전사형.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 하지층이 금속, 합금, 세라믹스, 규소를 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물질을 함유하는 것을 특징으로 하는 모스아이 전사형.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반전된 모스아이 구조를 구성하는 글래시 카본의 미세 구조는
평균 직경이 10 ㎚∼400 ㎚이고,
평균 높이가 30 ㎚∼1,000 ㎚이며,
평균 피치가 10 ㎚∼500 ㎚의 범위 내인 것을 특징으로 하는 모스아이 전사형.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모스아이 전사형의 형상이 롤형상, 평판상, 이형 형상을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 모스아이 전사형.
모스아이 전사형의 제조방법으로서,
기재를 준비하는 기재 준비 공정,
상기 기재 위에 하지층을 형성하는 하지층 형성 공정,
상기 하지층 위에 스퍼터링법에 의해 글래시 카본층을 성막하는 글래시 카본층 성막 공정, 및
상기 글래시 카본층을 산소 이온빔 또는 산소 플라즈마로 에칭하는 에칭 공정
을 행하는 것을 특징으로 하는 모스아이 전사형의 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 글래시 카본층 성막 공정에 있어서,
스퍼터 전력이 0.5 ㎾ 이상 5 ㎾ 이하이고,
성막 압력이 1.0 ㎩ 이하인 것을 특징으로 하는 모스아이 전사형의 제조방법.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 에칭 공정에 있어서,
고주파 전원 출력이 200 W 이상 1,000 W 이하이고,
바이어스 전원 출력이 0 W 이상 100 W 이하이며,
가공시간이 30초 이상 500초 이하인 것을 특징으로 하는 모스아이 전사형의 제조방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 모스아이 전사형을 준비하는 모스아이 전사형 준비 공정,
피처리물을 준비하는 공정,
상기 모스아이 전사형과 상기 피처리물의 표면 사이에 광경화 수지를 부여한 상태로, 상기 광경화 수지에 빛을 조사함으로써 상기 광경화 수지를 경화시키는 공정, 및
상기 경화된 광경화 수지로 형성된 표면 미세 구조로부터 상기 모스아이 전사형을 박리하는 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 모스아이 구조의 전사방법.