KR101280710B1 - Method for manufacturing water repellent glass and water repellent glass manufactured by the method - Google Patents
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Abstract
본 발명은, a) 유리기판 상에 SiO2 층을 형성하는 단계; b) 상기 SiO2층 상에 반사방지층을 형성하는 단계; c) 상기 반사방지층 상에 감광재층을 형성하는 단계; d) 상기 감광재층을 패터닝하여 감광재 패턴으로 형성하는 단계; e) 상기 감광재층, 상기 반사방지층 및 상기 SiO2층을 식각하여, 상기 유리기판 상에 나노 패턴을 가지는 SiO2층을 형성하는 단계; 및 f) 상기 나노 패턴을 가지는 SiO2층이 형성된 유리기판 상에 발수층을 형성하는 단계를 포함하는 발수유리의 제조방법을 제공한다.The present invention, a) forming a SiO 2 layer on a glass substrate; b) forming an antireflection layer on the SiO 2 layer; c) forming a photoresist layer on the antireflection layer; d) patterning the photoresist layer to form a photoresist pattern; e) forming a photosensitive material layer, the anti-reflection layer and the SiO 2 layer by etching the SiO 2 layer, with a nano pattern on the glass substrate; And f) forming a water repellent layer on the glass substrate on which the SiO 2 layer having the nanopattern is formed.
Description
본 발명은, 유리 표면에 고단차 나노 패턴을 용이하게 제조할 수 있는 발수유리의 제조방법 및 이에 의해 제조된 발수유리에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a water-repellent glass that can easily produce a high-difference nanopattern on a glass surface, and to a water-repellent glass produced thereby.
고체 표면과 액체와의 상호작용에 대한 연구는 표면 물리, 표면 화학 분야에 있어서 중요한 연구 분야이며, 특히 실용적 목적을 위해 초친수 및 초발수 표면으로 만들어 주는 다양한 방법들이 활발히 연구 개발되고 있다. 그러나 본질적으로 이러한 방법들은 모두 고체 표면 거칠기를 조작하여, 조작된 표면이 액체가 갖는 표면 에너지를 변화시킴에 따라, 조작된 표면이 친수 혹은 발수 성질을 나타내게 한다는 점에서 유사하다. 표면의 친수성 혹은 발수성 정도는 접촉각(contact angle)으로 특정 지을 수 있으며 일반적으로 접촉각이 150°가 넘는 경우를 초발수(superhydrophobic)라고 한다. 자연에서도 연꽃 잎, 소금쟁이 발, 매미 날개 등의 표면이 초발수 성질을 띄며, 이들 표면은 거칠기를 최대화한 micro-scale, nano-scale 구조가 혼합 되어있다.Research on the interaction between solid surfaces and liquids is an important research area in the field of surface physics and surface chemistry, and various methods for making superhydrophilic and superhydrophobic surfaces are especially active for practical purposes. In essence, however, all of these methods are similar in that they manipulate the solid surface roughness, making the engineered surface exhibit hydrophilic or water repellent properties as the engineered surface changes the surface energy possessed by the liquid. The degree of hydrophilicity or water repellency of a surface can be specified by the contact angle. Generally, when the contact angle exceeds 150 °, it is called superhydrophobic. In nature, the surface of lotus leaf, salty feet, and cicada wings are super water-repellent, and these surfaces are a mixture of micro-scale and nano-scale structures that maximize the roughness.
레이저 간섭 노광을 이용하면 연꽃 잎과 같은 유사한 나노 구조를 만들 수 있다. 일반적으로 이러한 나노 구조에 의한 Lotus 효과는 패턴간 간격이 촘촘할수록 패턴 깊이(depth)가 깊을수록 본래 표면의 친수 혹은 발수 성질이 강화되는 것으로 알려져 있다. Laser interference exposure can be used to create similar nanostructures, such as lotus leaves. In general, it is known that the Lotus effect of the nanostructure is such that the tighter the inter-pattern spacing, the deeper the pattern depth, the stronger the hydrophilic or water-repellent properties of the original surface.
유리 표면에 이러한 나노 구조를 만들어주면 패턴이 눈에 보이지 않아 유리 본래의 투명성을 유지하면서 발수 성질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 즉 패턴이 없는 일반 유리에 발수액을 코팅한 경우보다 유리 표면에 이러한 나노 구조를 만들고 발수액을 코팅했을 때 발수성을 극대화할 수 있어 접촉각 150˚이상의 초발수 유리를 제작할 수 있다. 또한, 기존의 일반 유리에 코팅한 발수 유리의 경우 문지름이나 긁음 등으로 코팅이 벗겨지고 시간이 지남에 따라 발수 특성이 떨어지는 단점이 있었다. 반면 나노 패턴된 발수 유리의 경우 나노 패턴 내부에 코팅된 발수 코팅 층이 쉽게 벗겨지지 않기 때문에 내구성이 우수하며 투명한 발수 유리를 제작할 수 있다.Making such a nanostructure on the glass surface has the advantage of improving the water repellent properties while maintaining the inherent transparency of the glass because the pattern is not visible. That is, when the nano-structure is formed on the glass surface and the water repellent is coated, the water repellency can be maximized when the water-repellent solution is coated on the glass without the pattern, and thus, the super water-repellent glass having a contact angle of 150 ° or more can be manufactured. In addition, the water-repellent glass coated on the conventional glass had a disadvantage in that the coating is peeled off due to rubbing or scratching, and the water repellent property is deteriorated with time. On the other hand, in the case of the nano-patterned water-repellent glass, since the water-repellent coating layer coated inside the nano-pattern is not easily peeled off, it is possible to manufacture a transparent water-repellent glass with excellent durability.
그러나 유리 표면에 나노 구조를 형성하는 방법 중 하나인 간섭 노광 방법과, 건식 식각 방법을 이용하는 방법, 즉 유리기판 상에 간섭노광으로 감광재 패턴을 만들고 이를 건식 식각하는 방법은 유리 건식식각 속도가 대부분 감광재 식각에 비해 너무 느려 유리 표면에 깊이 100 nm 이상의 고단차 나노 패턴을 만들기가 어렵다. 유리 표면의 나노 패턴의 깊이가 깊을수록 발수 성질이 잘 구현되므로 초발수 유리를 만들기 위해서 유리 고단차 패터닝 공정 기술이 필요한 실정이다.However, the interference exposure method, which is one of the methods of forming the nanostructure on the glass surface, and the method of using the dry etching method, that is, the method of making the photosensitive material pattern by the interference exposure on the glass substrate and dry etching the glass dry etching rate is most It is so slow compared to photoresist etching that it is difficult to create high-difference nanopatterns with a depth of 100 nm or more on the glass surface. As the depth of the nanopattern on the glass surface is deeper, the water repellent property is well realized, and thus the glass high step patterning process technology is required to make the super water-repellent glass.
본 발명의 목적은, 유리 표면에 고단차 나노 패턴을 용이하게 제조할 수 있는 발수유리의 제조방법 및 이에 의해 제조된 발수유리를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for producing a water-repellent glass that can easily produce a high step nano pattern on the glass surface and a water-repellent glass produced thereby.
본 발명은, a) 유리기판 상에 SiO2 층을 형성하는 단계; b) 상기 SiO2층 상에 반사방지층을 형성하는 단계; c) 상기 반사방지층 상에 감광재층을 형성하는 단계; d) 상기 감광재층을 패터닝하여 감광재 패턴으로 형성하는 단계; e) 상기 감광재층, 상기 반사방지층 및 상기 SiO2층을 식각하여, 상기 유리기판 상에 나노 패턴을 가지는 SiO2층을 형성하는 단계; 및 f) 상기 나노 패턴을 가지는 SiO2층이 형성된 유리기판 상에 발수층을 형성하는 단계를 포함하는 발수유리의 제조방법을 제공한다.The present invention, a) forming a SiO 2 layer on a glass substrate; b) forming an antireflection layer on the SiO 2 layer; c) forming a photoresist layer on the antireflection layer; d) patterning the photoresist layer to form a photoresist pattern; e) forming a photosensitive material layer, the anti-reflection layer and the SiO 2 layer by etching the SiO 2 layer, with a nano pattern on the glass substrate; And f) forming a water repellent layer on the glass substrate on which the SiO 2 layer having the nanopattern is formed.
또한, 본 발명은, a) 유리기판 상에 반사방지층을 형성하는 단계; b) 상기 반사방지층 상에 감광재층을 형성하는 단계; c) 상기 감광재층을 패터닝하여 나노 패턴을 가지는 감광재층을 형성하는 단계; d) 상기 나노 패턴을 가지는 감광재층 상에 SiO2층을 형성하는 단계; 및 e) 상기 SiO2층 상에 발수층을 형성하는 단계를 포함하는 발수유리의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention, a) forming an anti-reflection layer on the glass substrate; b) forming a photoresist layer on the antireflection layer; c) patterning the photoresist layer to form a photoresist layer having a nano pattern; d) forming a SiO 2 layer on the photoresist layer having the nanopattern; And e) forming a water repellent layer on the SiO 2 layer.
또한, 본 발명은 유리기판; 상기 유리기판 상에 나노 패턴을 가지는 SiO2층; 및 상기 나노 패턴을 가지는 SiO2층 상에 구비된 발수층을 포함하는 발수유리를 제공한다. In addition, the present invention is a glass substrate; A SiO 2 layer having a nano pattern on the glass substrate; And it provides a water-repellent glass comprising a water repellent layer provided on the SiO 2 layer having the nano-pattern.
또한, 본 발명은 유리기판; 반사방지층; 나노 패턴을 가지는 감광재층; 감광재층 상에 구비된 SiO2층; 및 상기 SiO2층 상에 구비된 발수층을 포함하는 발수유리를 제공한다.In addition, the present invention is a glass substrate; Antireflection layer; A photoresist layer having a nano pattern; An SiO 2 layer provided on the photosensitive material layer; And it provides a water-repellent glass comprising a water-repellent layer provided on the SiO 2 layer.
본 발명에 따르면, 유리 표면에 고단차 나노 패턴을 용이하게 제조할 수 있는 발수유리의 제조방법 및 이에 의해 제조된 발수유리가 제공된다. 또한 내구성이 우수한 발수유리가 제공된다.According to the present invention, there is provided a method for producing a water-repellent glass that can easily produce a high step nano pattern on the glass surface and a water-repellent glass produced thereby. In addition, durable water-repellent glass is provided.
또한, 유리기판을 고단차 나노 패턴으로 식각하기 어려운 종래와는 달리 유리기판에 SiO2층이 형성되어 있는 경우, 쉽게 유리기판을 식각하여 고단차 나노 패턴을 형성할 수 있다.In addition, unlike the prior art, it is difficult to etch the glass substrate into a high step nano pattern, when the SiO 2 layer is formed on the glass substrate, the glass substrate may be easily etched to form a high step nano pattern.
또한, 감광재 패턴 상기 SiO2층을 형성하는 경우 감광재 패턴의 강도를 향상시킬 수 있게 된다.In addition, when forming the photosensitive material pattern SiO 2 layer it is possible to improve the strength of the photosensitive material pattern.
도 1은 본 발명의 패턴 형성단계에서 간섭노광에 사용되는 레이저 장치를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명에 따른 발수유리의 제조방법을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 발슈유리의 표현에 형성된 나노 패턴의 사진이다.
도 9의 본 발명에 따른 발수유리의 접촉각을 나타낸 사진이다. 1 is a view schematically showing a laser device used for interference exposure in the pattern forming step of the present invention.
2 to 7 is a view showing a method of manufacturing a water-repellent glass according to the present invention.
8 is a photograph of the nano-pattern formed on the representation of the Valshu glass according to the present invention.
9 is a photograph showing the contact angle of the water-repellent glass according to the present invention.
본 발명에 따른 발수유리의 제조방법은, a) 유리기판 상에 SiO2 층을 형성하는 단계; b) 상기 SiO2층 상에 반사방지층을 형성하는 단계; c) 상기 반사방지층 상에 감광재층을 형성하는 단계; d) 상기 감광재층을 패터닝하여 감광재 패턴으로 형성하는 단계; e) 상기 감광재층, 상기 반사방지층 및 상기 SiO2층을 식각하여, 상기 유리기판 상에 나노 패턴을 가지는 SiO2층을 형성하는 단계; 및 f) 상기 나노 패턴을 가지는 SiO2층이 형성된 유리기판 상에 발수층을 형성하는 단계를 포함한다.Method for producing a water-repellent glass according to the present invention, a) forming a SiO 2 layer on a glass substrate; b) forming an antireflection layer on the SiO 2 layer; c) forming a photoresist layer on the antireflection layer; d) patterning the photoresist layer to form a photoresist pattern; e) forming a photosensitive material layer, the anti-reflection layer and the SiO 2 layer by etching the SiO 2 layer, with a nano pattern on the glass substrate; And f) forming a water repellent layer on the glass substrate on which the SiO 2 layer having the nanopattern is formed.
상기 a) 단계에서는, 스퍼터링법 또는 이-빔(e-beam)증착방법으로 상기 SiO2층을 형성할 수 있다.In step a), the SiO 2 layer may be formed by a sputtering method or an e-beam deposition method.
상기 b) 단계의 반사방지층은 노광 레이저의 파장에 맞는 반사방지물질로 형성될 수 있다. 예컨대 i-con, AZ BARLi 또는 DUV 42p 등의 반사방지물질을 사용하여 반사방지층을 형성할 수 있으나 이로 한정되는 것은 아니다. 여기서, 노광 레이저의 파장은 266 nm, 351 nm인 것을 사용하는 것이 바람직하며, i-con 또는 AZ BARLi 반사방지 물질을 사용할 경우에는 266 nm의 파장을 가지는 노광 레이저를 사용하고, DUV 42p 반사방지물질을 사용할 경우에는 351 nm의 파장을 가지는 노광 레이저를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. The anti-reflection layer of step b) may be formed of an anti-reflection material that matches the wavelength of the exposure laser. For example, an anti-reflection layer may be formed using an anti-reflection material such as i-con, AZ BARLi, or DUV 42p, but is not limited thereto. Here, the wavelength of the exposure laser is preferably 266 nm, 351 nm, and when using an i-con or AZ BARLi anti-reflective material, an exposure laser having a wavelength of 266 nm is used, DUV 42p anti-reflective material In the case of using C, it is more preferable to use an exposure laser having a wavelength of 351 nm.
상기 c) 단계의 감광재층은 노광 레이저 파장에 맞는 감광재 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 예컨대 SEPR 701, ULTRA i-123 또는 AZ 5213 등의 감광재 물질을 사용하여 감광재층을 형성할 수 있으나 이로 한정되는 것은 아니다. 여기서 SEPR 701 감광재 물질을 사용할 경우에는 266 nm의 파장을 가지는 노광 레이저를 사용하고, AZ 5213 감광재 물질을 사용할 경우에는 351 nm의 파장을 가지는 노광 레이저를 사용하며, ULTRA i-123 감광재 물질을 사용할 경우에는 266 nm 또는 351 nm의 파장을 가지는 노광 레이저를 사용하는 것이 바람직하다. The photosensitive material layer of step c) may be formed using a photosensitive material suitable for the exposure laser wavelength. For example, a photoresist layer may be formed using a photoresist material such as SEPR 701, ULTRA i-123, or AZ 5213, but is not limited thereto. In case of using SEPR 701 photosensitive material, an exposure laser having a wavelength of 266 nm is used, and when using an AZ 5213 photosensitive material, an exposure laser having a wavelength of 351 nm is used, and ULTRA i-123 photosensitive material is used. In the case of using, it is preferable to use an exposure laser having a wavelength of 266 nm or 351 nm.
상기 e) 단계는, e1) 상기 감광재층 및 상기 반사방지층을 건식식각하는 단계 및 e2) 상기 SiO2 층을 건식식각하는 단계를 포함할 수 있다.The step e) may include e1) dry etching the photosensitive material layer and the antireflection layer, and e2) dry etching the SiO 2 layer.
상기 e1) 단계에서는 아르곤 가스로 식각하고, 상기 e2) 단계에서는 CHF3, CF4, SF6, 및 C3F8 중 선택된 1종 또는 이들의 혼합가스로 식각할 수 있다. In step e1) it may be etched with argon gas, and in step e2) it may be etched with one selected from CHF 3 , CF 4 , SF 6 , and C 3 F 8 or a mixture thereof.
상기 e2) 단계에서 상기 SiO2층 및 상기 SiO2층의 하측에 위치한 유리기판의 일부를 함께 건식식각할 수도 있다.In step e2), the SiO 2 layer and a part of the glass substrate positioned below the SiO 2 layer may be dry-etched together.
본 발명에 따르면, 최종 형성된 나노 패턴은, SiO2 이루어진 나노 패턴인 것이 바람직하고, 이는 유리 표면상에 위치 하게 된다.According to the invention, the finally formed nanopattern is preferably a nanopattern made of SiO 2 , which is located on the glass surface.
상기 나노 패턴 구조의 패턴 폭은 1㎛ 이하 바람직하게는 100 nm 내지 500 nm이다. 또한, 상기 나노 패턴 구조의 패턴 높이는 유리기판 표면을 기준으로 최소 100 ㎚이상, 바람직하게는 200 ㎚ 내지 1㎛이다. The pattern width of the nanopattern structure is 1 μm or less, preferably 100 nm to 500 nm. In addition, the pattern height of the nano-pattern structure is at least 100 nm, preferably 200 nm to 1 μm, based on the glass substrate surface.
상기 나노 패턴 구조의 폭이 1㎛를 초과할 경우 패턴이 쉽게 눈에 띄는 단점이 있어 유리의 투명도가 많이 떨어지며, 패턴 높이가 유리기판 표면을 기준으로 100 ㎚ 미만일 경우에는 제조되는 발수 유리 특성이 저하될 수 있다.When the width of the nanopattern structure exceeds 1 μm, there is a disadvantage that the pattern is easily noticeable, so the transparency of the glass decreases a lot, and when the pattern height is less than 100 nm based on the surface of the glass substrate, the water-repellent glass property to be produced is deteriorated. Can be.
상기 나노 패턴은, 격자, 기둥(post) 및 구멍(pore) 형상 중 어느 한 형상 또는 이들이 혼합된 형상을 가질 수 있다. 여기서, 격자 형상은 내구성이 뛰어나며, 기둥형상의 패턴은 격자형상의 패턴 보다 발수성이 우수한 특성을 가진다. The nanopattern may have a shape of a lattice, a post, a hole, or a mixture thereof. Here, the lattice shape is excellent in durability, and the columnar pattern has a better water repellency than the lattice pattern.
상기 f) 단계에서 상기 발수층은 당 기술분야에 알려져 있는 탄화수소계 화합물, 실리콘계 화합물, 염소화합물 및 불소화합물 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이들 예로만 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는 플루오로알킬실란(FAS) 화합물을 사용할 수 있다. In the step f), the water repellent layer may use one or more selected from hydrocarbon-based compounds, silicon-based compounds, chlorine compounds, and fluorine compounds known in the art, but the scope of the present invention is not limited thereto. Preferably a fluoroalkylsilane (FAS) compound can be used.
상기 f) 단계에서 상기 발수층은 스핀코팅법 또는 기상 증착법으로 형성할 수 있으나, 반드시 이에만 한정되는 것은 아니다. In the step f), the water repellent layer may be formed by spin coating or vapor deposition, but is not limited thereto.
상기 발수층은 상기 나노 패턴을 가지는 SiO2 층의 홈부를 완전히 채우진 않고, 상기 나노 패턴을 가지는 SiO2 층의 표면으로부터 컨포멀(conformal)하게 형성되는 것이 바람직하다.The water repellent layer is preferably formed conformally from the surface of the SiO 2 layer having the nano-pattern without completely filling the groove portion of the SiO 2 layer having the nano-pattern.
유리 기판의 표면을 기준으로 깊이 100nm 이상의 고단차 나노 패턴을 형성하기 어려웠던 기존과 달리, 이와 같이 본 발명의 제조방법에 따라 유리 기판 상에 SiO2 층을 형성하고 식각하는 경우, 깊이 100nm 이상의 고단차 나노 패턴을 용이하게 형성할 수 있게 된다.Unlike in the past, where it was difficult to form a high-difference nanopattern having a depth of 100 nm or more based on the surface of the glass substrate, when forming and etching an SiO 2 layer on a glass substrate according to the manufacturing method of the present invention, a high-difference of 100 nm or more in depth The nanopattern can be easily formed.
또 다른 본 발명에 따른 발수유리의 제조방법은, a) 유리기판 상에 반사방지층을 형성하는 단계; b) 상기 반사방지층 상에 감광재층을 형성하는 단계; c) 상기 감광재층을 패터닝하여 감광재 패턴으로 형성하는 단계; d) 상기 감광재 패턴 상에 SiO2층을 형성하는 단계; 및 e) 상기 SiO2층 상에 발수층을 형성하는 단계를 포함한다. Another method of manufacturing a water repellent glass according to the present invention comprises the steps of: a) forming an antireflection layer on a glass substrate; b) forming a photoresist layer on the antireflection layer; c) patterning the photoresist layer to form a photoresist pattern; d) forming a SiO 2 layer on the photosensitive material pattern; And e) forming a water repellent layer on the SiO 2 layer.
상기 발수유리의 제조방법은 전술한 실시상태에서 설명한 내용이 모두 적용되므로, 구체적인 설명을 생략하기로 한다.The method of manufacturing the water-repellent glass is applied to all the details described in the above-described embodiment, so a detailed description thereof will be omitted.
유리 기판을 식각하여, 유리 기판의 표면에 깊이 100nm 이상의 고단차 나노 패턴을 형성하기 어려웠던 기존과 달리, 이와 같이 본 발명의 제조방법에 따라 용이하게, 유리 기판 상에 깊이 100nm 이상의 고단차 나노 패턴을 용이하게 형성할 수 있게 된다. 특히, 감광재 패턴 상에 SiO2층을 형성하는 경우 감광재 패턴의 강도를 향상시킬 수 있게 된다.Unlike the conventional method of etching a glass substrate to form a high stepped nanopattern having a depth of 100 nm or more on the surface of the glass substrate, the high stepped nanopattern having a depth of 100 nm or more on the glass substrate can be easily formed according to the manufacturing method of the present invention. It can be formed easily. In particular, when forming the SiO 2 layer on the photosensitive material pattern it is possible to improve the strength of the photosensitive material pattern.
또한, 본 발명은 유리기판; 상기 유리기판 상에 나노 패턴을 가지는 SiO2층; 상기 나노 패턴을 가지는 SiO2층 상에 형성된 발수층을 포함하는 발수유리를 제공한다. In addition, the present invention is a glass substrate; A SiO 2 layer having a nano pattern on the glass substrate; It provides a water-repellent glass comprising a water-repellent layer formed on the SiO 2 layer having the nano-pattern.
상기 발수 유리는 전술한 실시상태에서 설명한 내용이 모두 적용되므로, 구체적인 설명을 생략하기로 한다.Since all of the contents described in the above-described embodiment are applied to the water-repellent glass, a detailed description thereof will be omitted.
또한, 본 발명은 유리기판; 반사방지층; 나노 패턴을 가지는 감광재층; 감광재층 상에 구비된 SiO2층; 및 상기 SiO2층 상에 구비된 발수층을 포함하는 발수유리를 제공한다. In addition, the present invention is a glass substrate; Antireflection layer; A photoresist layer having a nano pattern; An SiO 2 layer provided on the photosensitive material layer; And it provides a water-repellent glass comprising a water-repellent layer provided on the SiO 2 layer.
상기 나노 패턴을 가지는 감광재층의 나노 패턴 구조의 패턴 폭은 1㎛ 이하 바람직하게는 100 nm 내지 500 nm이고, 패턴 높이는 반사방지층 표면을 기준으로 최소 100 ㎚ 이상, 바람직하게는 200 ㎚ 이상 1㎛ 이하인 것이 바람직하다. 상기 감광재층의 나노 패턴 구조의 폭이 1㎛를 초과하거나, 높이가 100 ㎚ 미만일 경우에는 제조되는 발수 유리의 특성이 저하될 수 있다.The pattern width of the nanopattern structure of the photoresist layer having the nanopattern is preferably 1 μm or less, preferably 100 nm to 500 nm, and the pattern height is at least 100 nm or more, preferably 200 nm or more and 1 μm or less, based on the surface of the antireflection layer. It is preferable. When the width of the nanopattern structure of the photosensitive material layer exceeds 1 μm or the height is less than 100 nm, the property of the water-repellent glass to be manufactured may be degraded.
상기 감광재층 상에 구비된 SiO2층은 나노 패턴을 가지는 감광재층의 홈부를 완전히 채우지 않고, 상기 나노 패턴을 가지는 감광재층의 표면으로부터 컨포멀(conformal)하게 형성되는 것이 바람직하다. The SiO 2 layer provided on the photosensitive material layer is preferably formed conformally from the surface of the photosensitive material layer having the nanopattern without completely filling the groove portion of the photosensitive material layer having the nanopattern.
상기 SiO2층 상에 구비된 발수층은 SiO2층의 홈부를 완전히 채우지 않고, SiO2층의 표면으로부터 컨포멀하게 형성되는 것이 바람직하다.The water repellent layer is provided on the SiO 2 layer is preferably not completely fill the groove of the SiO 2 layer, conformally formed from the surface of the SiO 2 layer.
기타 구성은 전술한 실시상태에서 설명한 내용이 모두 적용되므로, 구체적인 설명을 생략하기로 한다.In other configurations, all the details described in the above-described embodiment are applied, and thus, detailed descriptions thereof will be omitted.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 감광재 층의 감광재를 간섭 노광 방법에 의해 감광재 패턴을 형성하는 단계에서는, 레이저 빔을 빔 스플리터(beam splitter)(1)를 이용하여 두 개의 빔으로 나눈 후, 오브젝티브 렌즈(objective lens)(2)로 각각의 빔을 확대시켜 유리기판(100)의 표면에 겹쳐 노광한다. 이 때 갈라진 두 빔의 외부 환경 변화에 의한 두 빔의 광 경로차(위상차)변화를 포토다이오드(5)로 읽고 PID회로와 PZT mirror(7)를 이용해 광 경로차를 일정하게 해주면 레이저 파장보다 작은 피치의 격자 패턴을 샘플 표면에 노광할 수 있다.As shown in FIG. 1, in the forming of the photosensitive material pattern of the photosensitive material layer by the interference exposure method, the laser beam is divided into two beams using a beam splitter 1. After that, each beam is enlarged with an
두 빔이 만나 보광 상쇄 간섭을 하면서 유리기판 표면에 노광되는 간섭 무늬 격자 패턴의 피치는 레이저의 파장과 두 빔 사이 각에 관계되며, 도 2에서와 같이 감광재 층(110), 반사방지 층(120), SiO2 박막 (130) 및 유리기판(140)으로 구성된 기판(100)에 Ar-ion 레이저(351nm)를 이용하여 피치 190nm의 격자 패턴을, Nd-YAG 4th harmonic laser (266nm)를 이용하여 피치가 150nm인 격자 감광재 패턴을 도 3과 같이 형성할 수 있다.The pitch of the interference fringe grating pattern exposed to the surface of the glass substrate while the two beams meet and interfere with the complementary light is related to the wavelength of the laser and the angle between the two beams. As shown in FIG. 2, the photosensitive material layer 110 and the antireflection layer ( 120), an Ar-ion laser (351 nm) was used for the
또한, 상기 감광재 층, 반사 방지 층, SiO2 층을 식각 단계는 도 4에서 도시한 바와 같이, 감광재 층 및 반사 방지 층을 식각하여 SiO2층의 일부가 노출되도록 한 다음 일부 남은 반사 방지 층을 마스크로 하여 SiO2층을 식각 함을 특징으로 한다. 최종적으로 도 5와 같은 감광재 패턴과 동일한 패턴이 형성된 SiO2층을 얻을 수 있다.In the etching of the photoresist layer, the antireflection layer, and the SiO 2 layer, as shown in FIG. 4, the photoresist layer and the antireflection layer are etched so that a part of the SiO 2 layer is exposed and then some remaining antireflection is exposed. The SiO 2 layer is etched using the layer as a mask. Finally, an SiO 2 layer having the same pattern as that of the photosensitive material pattern shown in FIG. 5 may be obtained.
또한, 상기 감광재 층, 반사 방지 층, SiO2 층을 식각 단계에서 반사 방지 층의 일부를 남기기 위하여 감광재 층과 반사 방지 층은 두 종류의 다른 가스를 사용한 건식식각 ICP(inductive coupled plasma reactive ion etching)을 수행할 수도 있다. 이의 비제한적인 일예로 상기 건식 식각은, 아르곤(Ar) 가스를 이용하여 감광재 층 및 반사 방지 층을 에칭하는 단계와, BCl3 Cl2, CF4가스 중 어느 하나 또는 이들의 혼합가스 및 이들의 혼합 가스에 소량의 Ar 가스를 추가한 혼합가스를 이용하여 SiO2 혹은 유리 유리기판을 에칭하는 단계를 포함할 수 있다.Further, the photosensitive material layer, the anti-reflection layer, a photosensitive material layer and the antireflective layer to leave a portion of the anti-reflection layer of SiO 2 layer in the etching step, dry etching using a different gas of the two types ICP (inductive coupled plasma reactive ion etching) may be performed. As a non-limiting example, the dry etching may include etching the photosensitive material layer and the antireflective layer using argon (Ar) gas, any one of BCl 3 Cl 2 , CF 4 gas, or a mixed gas thereof. Etching the SiO 2 or the glass glass substrate using a mixed gas in which a small amount of Ar gas is added to the mixed gas of.
상기 식각에 의해 고단차 나노 패턴 된 SiO2층 상에 발수 코팅액을 코팅한 후 경화시켜 발수층(150)을 형성하여 도 6과 같은 투명 발수 유리를 제조할 수 있다.The water-repellent coating liquid is coated on the high-stepped nano-patterned SiO 2 layer by etching and then cured to form a water-
실시예Example
유리 기판 상에 i-con 발수코팅물질을 이용하여 60 nm 두께의 발수 코팅 층을 형성한 후, 상기 발수 코팅층 상에 ULTRA i-123 감광재 물질을 이용하여 감광재 물질을 이용하여 100 nm 두께의 감광재 층이 구비된 기재를 제조하였다. 상기 기재 상에 구비된 감광재 층을 Nd-YAG 4th harmonic laser (266 nm)를 이용하여 90˚ 회전시켜 두 번 간섭 노광하는 방법으로 패턴의 폭이 190 nm이고, 높이가 100 nm인 기둥(post) 형태의 감광재 패턴을 형성하였다. 이 후 상기 감광재 패턴 상에 SiO2를 이-빔 증착법을 이용하여 20 nm의 두께로 증착하였다. 상기 SiO2를 증착하여 형성된 SiO2층 상에 플루오로알킬실란(FAS) 화합물을 포함하는 발수 코팅액을 스핀 코팅 후 경화시켜 도 7과 같은 구조의 발수유리를 제조하였다. After forming a 60 nm thick water repellent coating layer on the glass substrate by using an i-con water repellent coating material, 100 nm thickness using a photoresist material using a ULTRA i-123 photosensitive material on the water repellent coating layer A substrate having a photosensitive material layer was prepared. The photosensitive material layer provided on the substrate was rotated by 90 ° using a Nd-
실험예Experimental Example
발수유리의 표면 Surface of water-repellent glass
상기 실시예 에서 제조된 발수유리 표면을 전자현미경으로 촬영한 사진을 도 8에 나타내었다. 8 shows a photograph of the surface of the water repellent glass prepared in the above example by electron microscope.
상기 실시예에서 제조된 발수유리 상에 주사기를 이용하여 10 ㎖의 물방울을 토출한 후의 형상을 CCD 카메라로 촬영하여 도 9에 나타내었다.The shape after discharging 10 ml of water droplets using a syringe on the water-repellent glass prepared in the above example was photographed by a CCD camera and is shown in FIG. 9.
Claims (26)
b) 상기 SiO2층 상에 반사방지층을 형성하는 단계;
c) 상기 반사방지층 상에 감광재층을 형성하는 단계;
d) 상기 감광재층을 패터닝하여 감광재 패턴으로 형성하는 단계;
e) 상기 감광재층, 상기 반사방지층 및 상기 SiO2층을 식각하여, 상기 유리기판 상에 나노 패턴을 가지는 SiO2층을 형성하는 단계; 및
f) 상기 나노 패턴을 가지는 SiO2층이 형성된 유리기판 상에 발수층을 형성하는 단계
를 포함하는 발수유리의 제조방법.a) forming a SiO 2 layer on the glass substrate;
b) forming an antireflection layer on the SiO 2 layer;
c) forming a photoresist layer on the antireflection layer;
d) patterning the photoresist layer to form a photoresist pattern;
e) forming a photosensitive material layer, the anti-reflection layer and the SiO 2 layer by etching the SiO 2 layer, with a nano pattern on the glass substrate; And
f) forming a water repellent layer on the glass substrate on which the SiO 2 layer having the nanopattern is formed
Method for producing a water-repellent glass comprising a.
b) 상기 반사방지층 상에 감광재층을 형성하는 단계;
c) 상기 감광재층을 패터닝하여 나노 패턴을 가지는 감광재층을 형성하는 단계;
d) 상기 나노 패턴을 가지는 감광재층 상에 SiO2층을 형성하는 단계; 및
e) 상기 SiO2층 상에 발수층을 형성하는 단계
를 포함하는 발수유리의 제조방법.a) forming an anti-reflection layer on the glass substrate;
b) forming a photoresist layer on the antireflection layer;
c) patterning the photoresist layer to form a photoresist layer having a nano pattern;
d) forming a SiO 2 layer on the photoresist layer having the nanopattern; And
e) forming a water repellent layer on the SiO 2 layer
Method for producing a water-repellent glass comprising a.
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