KR20200128304A - 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법 - Google Patents

콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법에 관한 것으로서, (1단계) 유리기판에 콜로이드 입자를 형성하는 단계; (2단계) 유리기판에 형성된 콜로이드 입자의 표면 입자를 식각하는 단계; (3단계) 식각된 콜로이드 입자 표면에 스탬프를 부착 후 탈착하여 상기 스탬프 일면에 상기 식각된 콜로이드 입자를 부착하는 단계; (4단계) 나노구조를 형성하고자 하는 기판 위에 식각된 콜로이드 입자가 부착된 스탬프를 부착하는 단계; (5단계) 상기 스탬프를 탈착하는 단계;를 포함한다.

Description

콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법{Method of forming nano protrusion structure using colloidal particle}
본 발명은 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 자세하게는 콜로이드 입자가 부착된 고분자 스탬프를 이용하여 기판상에 상기 콜로이드 입자를 전사하여 기판 표면에 나노 돌기 구조를 형성하는 방법에 관한 것이다.
텔레비전이나 휴대전화 등에 이용되는 표시장치나 카메라 렌즈 등의 광학 소자에는, 통상 표면 반사를 저감하여 광학적 특성을 개선하기 위해 반사 방지 기술이 실시되고 있다. 표면 반사를 줄이기 위한 반사 방지 기술은 광학 소자에 있어서 매우 중요한 역할을 한다. 예컨대, 공기와 유리와의 계면을 광이 입사하는 경우와 같이 굴절률이 다른 매체와의 계면을 광이 통과하는 경우, 입사된 빛 일부가 굴절률이 다른 두 매체의 경계면에서 반사되는 프레넬 반사 등에 의해 광의 투과량이 크게 떨어져 시인성이 저하되기 때문이다.
반사 방지 기술로서는, 굴절률이 다른 물질을 여러 층 박막으로 적층하는 방법이 알려져 있으며, 대한민국 공개특허 제10-2000-0001362호(반사방지막)에 실리카 등의 무기 입자나 아크릴 등의 유기 미립자로 형성된 박막을 다수 적층한 반사 방지 다층막을 기판의 표면에 형성하는 방법이 개시되어 있다. 그러나 반사 방지 다층막은 광의 간섭 현상을 이용하고 있어, 반사 방지 작용은 광의 입사각이나 파장에 크게 의존하다. 따라서 입사각이나 파장이 설계 범위를 벗어나면 반사 방지 작용은 현저하게 저하된다. 또한, 상기의 방법은 박막 간의 열적 불일치, 접착의 문제, 박막 증착 조건의 까다로움 등의 여러 가지 문제점을 가지고 있다.
입사광의 반사를 줄이기 위한 다른 방법으로는, 격자 주기가 광 파장 이하로 제어된 요철 등의 미세 격자 패턴을 기판 표면에 형성하는 방법이 있다. 상기 방법은 이른바 모스 아이(Moth eye, 나방의 눈) 구조의 원리를 이용한 것으로, 기판에 입사한 광에 대한 굴절률을 요철의 깊이 방향을 따라 입사 매체의 굴절률로부터 기판의 굴절률까지 연속적으로 변화시킴으로서, 표면 반사율을 감소시키고 있다. 통상 모스 아이 구조는 미세 격자 패턴을 반전시킨 형상의 구조를 표면에 갖는 스탬퍼(금형 또는 주형)를 이용하여, 압인법, 사출 성형법 또는 캐스팅법 등에 의해 광 투과성 수지 등에 스탬퍼 표면의 미세 격자 패턴을 전사하여 제작한다.
이때 상기 스탬퍼는 대한민국 공개특허 제10-2014-0122336호에 개시되어 있는 바와 같이 레이저 간섭 노광법이나 전자빔 노광법 등을 통해 제조되는 것이 일반적이다. 그러나 상기 방법은 노광에 있어 정밀성 확보의 어려움으로 인해 시간 및 비용적인 면에서 부적절하며 공정이 복잡한 단점이 있다.
이에 본 발명자는 콜로이드 입자를 이용하여 간단한 방법으로 기판 위에 나노 돌기 구조를 형성하는 방법을 개발하게 되었다.
대한민국 공개특허 제10-2000-0001362호(발명의 명칭 : 반사방지막, 출원인 : 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤, 공개일 : 2000년11월25일) 대한민국 공개특허 제10-2014-0122336호(발명의 명칭 : 나노 구조체를 갖는 반사방지 필름 및 그 제조방법, 출원인 : 부산대학교 산학협력단, 공개일 : 2014년10월20일) 대한민국 공개특허 제10-2011-0027041호(발명의 명칭 : 사출금형용 스탬퍼 제작방법, 출원인 : 엘지전자 주식회사, 공개일 : 2011년03월16일)
본 발명은 목적은 콜로이드 입자를 이용하여 간단한 방법으로 기판 위에 나노 돌기 구조를 형성하는 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 기판 표면에 콜로이드 입자를 형성하여 입사광의 반사를 효과적으로 방지할 수 있는 나노 돌기 구조가 형성된 반사방지막을 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (1단계) 유리기판에 콜로이드 입자를 형성하는 단계;
(2단계) 유리기판에 형성된 콜로이드 입자의 표면 입자를 식각하는 단계;
(3단계) 식각된 콜로이드 입자 표면에 스탬프를 부착 후 탈착하여 상기 스탬프 일면에 상기 식각된 콜로이드 입자를 부착하는 단계;
(4단계) 나노구조를 형성하고자 하는 기판 위에 식각된 콜로이드 입자가 부착된 스탬프를 부착하는 단계;
(5단계) 상기 스탬프를 탈착하는 단계;를 포함하는 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법의 상기 1단계에 있어서, 콜로이드 입자는 수직 증착법에 의해 유리기판 표면에 다층으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법의 상기 1단계에 있어서, 콜로이드 입자는 폴리스틸렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산 및 폴리에틸렌아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자 콜로이드 입자일 수 있으며, 이때, 고분자 콜로이드 입자는 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 에틸렌글리콜, 글리세롤, 퍼플루오로데칼린, 퍼플루오르메틸데칼린, 퍼플루오르노난, 퍼플루오르이소산, 퍼플루오르시클로헥산, 퍼플루오르1,2-디메틸시클로헥산, 퍼플루오르2-메틸2-펜텐, 퍼플루오르케로센, 헥산, 시클로헥산, 톨루엔, 크실렌, 스티렌, 메틸메타크릴레이트 및 클로로포름으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매에서 자기조립된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법의 상기 2단계에 있어서, 콜로이드 입자의 표면 입자는 산소 플라즈마를 이용하여 식각될 수 있으며, 산소 플라즈마를 이용한 식각 공정은 100~150초로 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법의 상기 4단계에 있어서, 나노구조를 형성하고자 하는 기판은 콜로이드 입자의 유리전이온도보다 높게 유지되는 것일 수 있으며, 바람직하게는 콜로이드 입자의 유리전이온도 기준 10~20℃ 높게 유지되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법을 통한 나노 돌기 표면은 반사 방지 구조, 나노/마이크로 렌즈, 초소수성 표면 구현 등의 다양한 분야에 응용하여 적용될 수 있다.
본 발명에서 제공하는 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법을 통해 간단한 공정으로 기판 위에 패턴을 형성할 수 있으며, 이에 입사광의 반사를 효과적으로 방지할 수 있는 나노 돌기 구조가 형성된 반사방지막을 제공할 수 있다.
본 발명의 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법은 유리기판, 플라스틱기판, 실리콘기판, 은박지 등 다양한 기판에 적용 가능하다.
또한, 본 발명의 제조방법을 통해 형성된 반구형태의 나노 돌기 구조는 식각 마스크로 사용될 수 있으며, 이에 나노 기둥 제조가 가능하다.
또한, 본 발명의 제조방법을 통해 형성된 나노 돌기 구조는 초소수성 표면으로 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 증착법을 나타내는 그림이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 전사된 반구형 콜로이드 입자를 식각 마스크로 사용하여 나노 기둥을 제조하는 모습을 나타내는 이미지이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 나노 돌기 구조가 초소수성 표면으로 이용되는 모습을 나타낸 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 1단계의 유리기판에 형성된 콜로이드 입자의 SEM 이미지이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 식각된 콜로이드 입자의 SEM 이미지이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 전사된 콜로이드 입자의 SEM 이미지이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 나노 돌기 구조가 형성된 유리기판 및 아무 처리를 하지 않은 유리기판에서의 반사율을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
먼저, 도 1과 도 2를 이용하여 본 발명의 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법을 자세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법은 유리기판에 콜로이드 입자를 형성하는 제 1단계를 포함한다.
상기 콜로이드 입자는 수직 증착법(vertical deposition method)에 의해 형성될 수 있다. 이를 도 2를 참고하여 구체적으로 설명하면, 콜로이드 분산액에 유리기판을 수직으로 침지시킨 후 열을 가하면 콜로이드 분산액이 증발되면서 유리기판 표면에 콜로이드 입자가 형성될 수 있다. 상기 콜로이드 입자는 유리기판 위에 다층으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 이때, 가해주는 열의 온도는 콜로이드 입자가 분산되어 있는 용매에 따라 달라질 수 있으나, 바람직하게는 60~80℃인 것이 좋다. 상기 온도가 60℃ 미만일 경우 콜로이드 분산액이 충분히 증발되지 않아 유리기판 표면에 콜로이드 입자가 형성되지 않으며, 80℃를 초과하는 경우 증발 속도가 빨라져 콜로이드 입자가 규칙적으로 형성되지 않을 수 있으므로 바람직하지 않다.
또한, 상기 콜로이드 입자는 폴리스틸렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산 및 폴리에틸렌아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 고분자 콜로이드 입자일 수 있으며, 상기 고분자 콜로이드 입자는 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 에틸렌글리콜, 글리세롤, 퍼플루오로데칼린, 퍼플루오르메틸데칼린, 퍼플루오르노난, 퍼플루오르이소산, 퍼플루오르시클로헥산, 퍼플루오르1,2-디메틸시클로헥산, 퍼플루오르2-메틸2-펜텐, 퍼플루오르케로센, 헥산, 시클로헥산, 톨루엔, 크실렌, 스티렌, 메틸메타크릴레이트 및 클로로포름으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매에서 자기조립된 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 의한 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법은 유리기판에 다층으로 형성된 콜로이드 입자의 표면 입자를 식각하는 제 2단계를 포함한다.
상기 콜로이드 입자의 표면 입자는 산소 플라즈마를 이용하여 식각될 수 있다. 이는 콜로이드 입자의 크기를 감소시키기 위한 것이며, 여기서 콜로이드 입자의 크기는 기판에 형성하고자 하는 나노 돌기의 크기에 따라 선택될 수 있다. 산소 플라즈마를 이용한 식각 공정은 예를 들어 기압 5~15mTorr 하에서 산소 플라즈마 챔버 내로 산소를 5~15sccm로 흘려주면서 50~150W 전력으로 80~160초 동안 수행될 수 있다. 바람직하게는 식각 공정은 100~150초 동안 수행되는 것일 수 있다. 더욱 바람직하게는 120초 동안 수행되는 것일 수 있다. 식각 공정에서 산소 유량, 플라즈마 세기 및 수행 시간이 상기 범위 미만일 경우 콜로이드 입자가 충분히 식각되지 않아 전사 과정에서 입자끼리 설로 달라붙을 수 있으며 이에 입사광 반사 방지 효과가 불충하고, 상기 범위를 초과하는 경우 너무 많이 식각되어 전사 시 입자가 규칙적이지 않고 무너진 구조로 전사되어 입사광 반사 방지 효과가 불충분하기에 바람직하지 않다.
본 발명의 일 실시예에 의한 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법은 식각된 콜로이드 입자 표면에 스탬프를 부착 후 탈착하여 상기 스탬프 일면에 상기 식각된 콜로이드 입자를 부착하는 제 3단계를 포함한다.
이때 상기 스탬프는 폴리디메틸실록산, 폴리우레탄아크릴레이트 및 폴리염화비닐로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법은 나노구조를 형성하고자 하는 기판 위에 식각된 콜로이드 입자가 부착된 스탬프를 부착하는 제 4단계를 포함한다.
상기 기판으로 이용될 수 있는 것들은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 고분자 필름, 유리기판, 플라스틱기판, 실리콘기판 및 은박지 등일 수 있다.
또한, 상기 나노구조를 형성하고자 하는 기판의 온도는 사용하는 고분자 콜로이드 입자마다 다를 수 있으나, 바람직하게는 고분자 콜로이드 입자의 유리전이온도보다 높게 유지되는 것일 수 있다. 더욱 바람직하게는 콜로이드 입자의 유리전이온도 기준 10~20℃ 높게 유지되는 것일 수 있다. 나노구조를 형성하고자 하는 기판의 온도가 콜로이드 입자의 유리전이온도보다 낮을 경우 콜로이드 입자가 기판에 충분히 전사되지 않으며, 전사되더라도 반구 형태가 아닌 거의 구형에 가까운 형태로 전사되어 쉽게 분리될 수 있으며, 기판의 온도가 너무 높을 경우 콜로이드 입자의 변형이 발생해 입자들끼리 서로 뭉치거나 반구형태가 아닌 납작한 모양으로 전사될 수 있어 바람직하지 않다.
본 발명의 일 실시예에 의한 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법은 상기 제 4단계에서 부착된 스탬프를 기판으로부터 탈착하여 기판 위에 나노 돌기 구조를 형성하는 제 5단계를 포함한다.
이때, 구형의 콜로이드 입자는 기판의 열로 인해 반구형으로 변형되어 기판 위에 육각 구조로 정렬되어진다.
나아가, 본 발명의 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법에 있어서, 상기 1단계에서 콜로이드 입자는 유리기판 위에 다층으로 형성되기에, 2단계 내지 5단계를 반복 수행하여 나노 구조를 형성하고자 하는 기판 위에 나노 돌기 구조를 여러 번 손쉽게 형성할 수 있다.
더 나아가, 본 발명의 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법을 통해 전사된 반구형 콜로이드 입자는 도 3에서 보는 바와 같이 식각 마스크(etching mask)로 사용하여 나노 기둥을 제조할 수 있다. 또한 도 4에서 보는 바와 같이 나노 돌기 구조에 물방울이 접촉하면, 접촉 면적이 크게 줄어들어 표면장력이 감소하기에, 본 발명의 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조는 초소수성막으로 사용이 가능하다.
결론적으로 본 발명의 일 실시예에 의한 방법으로 형성된 나노 돌기 표면은 규칙적인 미세 패턴으로 인하여 입사광에 대한 굴절률을 연속적으로 변화시켜 표면 반사율을 감소시킬 수 있기에 반사 방지 기술로서 이용가능하며, 나아가 미세 패턴을 필요로 하는 나노/마이크로 렌즈, 초소수성 표면 구현 등의 다른 기술 분야에도 간단한 방법으로 응용하여 적용 가능한 장점이 있다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 구체적으로 설명한다. 아래 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 아래 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
제조예 1. 유리기판에 콜로이드 입자 형성
직경이 360nm인 폴리스티렌(유리전이온도 100℃) 입자를 0.1중량%로 분산매인 물에 분산시킨 후, 이 용액에 유리기판을 침전시키고 70℃의 오븐에서 분산매를 증발시켜 유리기판 표면에 콜로이드 입자를 형성하였다.
평가예 1. 유리기판에 형성된 콜로이드 입자 확인
제조예 1을 통해 유리기판에 형성된 콜로이드 입자의 표면 및 단면을 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope; SEM)으로 촬영하였으며, 그 결과를 도 5에 나타내었다.
도 5를 참조하면, 콜로이드 입자가 다층으로 형성되어있음이 확인되었다.
제조예 2. 콜로이드 입자 식각
제조예 2-1 내지 2-5. 콜로이드 입자의 식각
상기 제조예 1에서 형성된 다층의 콜로이드 입자 중 표면 입자를 산소 플라즈마를 이용하여 식각하였다. 이때 산소 플라즈마 식각 공정은 기압 10mTorr, 90W의 RF power하에서 10sccm(standard cubic centimeters per minute)로 산소를 흘려주었으며, 식각 시간은 하기 표 1과 같이 60초, 100초, 120초, 150초, 180초로 각각 수행되었다.
제조예
2-1 2-2 2-3 2-4 2-5
식각 시간(s) 60 100 120 150 180
평가예 2. 식각된 콜로이드 입자 확인
제조예 2-1 내지 2-5를 통해 식각된 콜로이드 입자의 표면을 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope; SEM)으로 촬영하여 비교하였으며, 제조예 2-1, 2-3 및 2-5의 주사전자현미경 촬영 이미지를 도 6에 나타내었다.
도 6을 참조하면, 제조예 2-1 및 2-3의 경우 콜로이드 입자가 균일한 크기 및 모양으로 식각된 것을 확인할 수 있었으나, 제조예 2-5의 경우 콜로이드 입자 모양이 균일하지 않음을 확인할 수 있었다.
또한, 제조예 2-2 및 2-4의 경우 제조예 2-3과 유사한 결과를 보여주었다.
실시예 1 및 비교예 1 내지 4. 콜로이드 입자 전사
실시예 1. 콜로이드 입자 전사(식각 시간 120초, 전사온도 115℃)
폴리디메틸실록산(PolyDimethylSiloxane; PDMS) 스탬프를 상기 제조예 2-3에서 식각된 콜로이드 입자 표면에 올린 후 떼어내어 PDMS 스탬프에 식각된 콜로이드 입자를 부착하였다. 이어서 115℃로 가열된 핫플레이트에 올려둔 유리기판 위에 식각된 콜로이드 입자가 부착된 PDMS 스탬프를 올려둔 후 PDMS 스탬프를 떼어내어 유리기판으로 콜로이드 입자를 전사하였다.
비교예 1. 콜로이드 입자 전사(식각 시간 60초, 전사온도 115℃)
실시예 1과 같은 방법으로 전사하되, 제조예 2-1에서 식각된 콜로이드 입자 대신 제조예 2-1에서 식각된 콜로이드 입자를 사용하여 전사하였다.
비교예 2. 콜로이드 입자 전사(식각 시간 180초, 전사온도 115℃)
실시예 1과 같은 방법으로 전사하되, 제조예 2-5에서 식각된 콜로이드 입자 대신 제조예 2-3에서 식각된 콜로이드 입자를 사용하여 전사하였다.
비교예 3. 콜로이드 입자 전사(식각 시간 120초, 전사 온도 109℃)
실시예 1과 같은 방법으로 전사하되, 핫플레이트를 109℃로 가열한 후 콜로이드 입자를 전사하였다.
비교예 4. 콜로이드 입자 전사(식각 시간 120초, 전사 온도 121℃)
실시예 1과 같은 방법으로 전사하되, 핫플레이트를 121℃로 가열한 후 콜로이드 입자를 전사하였다.
실시예 비교예
1 1 2 3 4
식각 시간
(s)		 제조예 2-1 - 60 - - -
제조예 2-3 120 - - 120 120
제조예 2-5 - - 180 - -
전사 온도(℃) 115 115 115 109 121
평가예 3. 전사된 콜로이드 입자 확인
실시예 1 및 비교예 1 내지 4를 통해 전사된 콜로이드 입자 표면을 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope; SEM)으로 촬영하였으며, 그 결과를 도 7에 나타내었다.
도 7을 참조하면, 실시예 1의 경우 반구 형태의 입자들이 유리기판상에 규칙적으로 전사되어 나노 돌기 구조를 형성하였음을 확인할 수 있었다.
반면, 식각 공정을 60초 동안 수행한 콜로이드 입자(제조예 2-1)를 전사한 비교예 1의 경우 콜로이드 입자가 충분히 식각되지 않아 전사 과정에서 입자끼리 서로 붙어버리며, 식각 공정을 180초 동안 수행한 콜로이드 입자(제조예 2-5)를 전사한 비교예 2는 너무 많이 식각되어 콜로이드 입자가 규칙적이지 않고 무너진 구조로 전사된 것을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 3의 경우 전사 온도가 낮아 콜로이드 입자가 기판에 충분히 전사되지 않았고 일부 전사된 입자들도 반구 형태가 아닌 거의 구형에 가까운 상태로 전사되어 쉽게 떨어졌으며, 비교예 4의 경우 전사 온도가 너무 높아 콜로이드 입자가 변형되어 서로 뭉치며 반구 형태가 아닌 납작한 형태로 전사되었음을 확인할 수 있었다.
평가예 4. 반사율 측정
실시예 1의 콜로이드 입자가 전사된 유리기판 및 일반적인 유리기판의 반사율을 측정하였으며, 그 결과를 도 8에 나타내었다.
도 8을 참조하면, 500nm 파장 기준에서 실시예 1의 유리기판의 반사율은 6.5%로 10%의 반사율을 보인 일반 유리기판에 비해 35% 감소된 반사율을 나타냄을 확인할 수 있다.
100 : 유리기판
200 : 콜로이드 입자
210 : 식각된 콜로이드 입자
220 : 반구 형태의 콜로이드 입자
300 : 스탬프
400 : 기판
500 : 핫플레이트

Claims (13)

  1. (1단계) 유리기판에 콜로이드 입자를 형성하는 단계;
    (2단계) 유리기판에 형성된 콜로이드 입자의 표면 입자를 식각하는 단계;
    (3단계) 식각된 콜로이드 입자 표면에 스탬프를 부착 후 탈착하여 상기 스탬프 일면에 상기 식각된 콜로이드 입자를 부착하는 단계;
    (4단계) 나노구조를 형성하고자 하는 기판 위에 식각된 콜로이드 입자가 부착된 스탬프를 부착하는 단계;
    (5단계) 상기 스탬프를 탈착하는 단계;를 포함하는 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 1단계에서 콜로이드 입자는 수직 증착법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 콜로이드 입자는 다층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 수직 증착법은 60~120℃의 온도 범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 1단계에서 콜로이드 입자는 폴리스틸렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산 및 폴리에틸렌아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자 콜로이드 입자인 것을 특징으로 하는 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고분자 콜로이드 입자는 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 에틸렌글리콜, 글리세롤, 퍼플루오로데칼린, 퍼플루오르메틸데칼린, 퍼플루오르노난, 퍼플루오르이소산, 퍼플루오르시클로헥산, 퍼플루오르1,2-디메틸시클로헥산, 퍼플루오르2-메틸2-펜텐, 퍼플루오르케로센, 헥산, 시클로헥산, 톨루엔, 크실렌, 스티렌, 메틸메타크릴레이트 및 클로로포름으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매에서 자기조립된 것을 특징으로 하는 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 2단계에서 콜로이드 입자의 표면 입자는 산소 플라즈마를 이용하여 식각되는 것을 특징으로 하는 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서
    산소 플라즈마를 이용한 콜로이드 입자의 표면 입자 식각 공정은 100~150초로 수행되는 것을 특징으로 하는 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 3단계에서 스탬프는 폴리디메틸실록산, 폴리우레탄아크릴레이트 및 폴리염화비닐로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자인 것을 특징으로 하는 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 4단계에서 기판은 고분자 필름, 유리기판, 플라스틱기판, 실리콘기판 및 은박지로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 4단계에서 나노구조를 형성하고자 하는 기판의 온도는 고분자 콜로이드 입자의 유리전이온도 기준 10~20℃ 높게 유지되는 것을 특징으로 하는 콜로이드 입자를 이용한 표면 나노 돌기 구조 제조방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 제조방법을 통해 제조된 반사방지막.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 제조방법을 통해 제조된 초소수성막.
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