이하 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 반사방지패널이 실장된 디스플레이어에 대한 사시도, 도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 반사방지패널의 제조 과정에 대한 예시도로, 도 3은 마스터형성단계의 알루미늄층형성단계로부터 산화알루미늄층에칭단계에 대한 예시도이고, 도 4는 양극산화단계 및 나노에칭단계에 대한 예시도이며, 도 5는 나노패턴형성단계 및 패널이형단계에 대한 개략적인 예시도가 도시된 것이다.

그리고 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 반사방지패널이 적용된 전면패널의 구도에 대한 개략적인 예시도, 도 8은 본 발명에 따른 반사방지패널의 제조과정에 대한 흐름도, 도 9는 본 발명에 따른 반사방지패널용 마스터에 대한 평면사진, 도 10은 본 발명에 따른 반사방지패널에 대한 평면사진, 도 11은 본 발명에 따른 반사방지패널에 대한 파장별 반사율 특성에 대한 그래프, 그리고 도 12는 본 발명에 따른 반사방지패널에 대한 파장별 투과율 특성에 대한 그래프가 각각 도시된 것이다.

즉 본 발명에 따른 디스플레이어용 반사방지패널은 도 2 내지 도 12에서와 같이, 디스플레이어(A)로부터 발광되는 영상용 빛이 투과되도록 투명의 전면패널(1)이 구비되는 것으로, 상기 전면패널(1)은 상기 디스플레이어(A)로부터 발광되는 빛이 입사되는 내부면이 구비되고, 상기 전면패널(1)의 외부면은 나노패턴이 형성된 반사방지패널(14')로 구비되어 입사된 빛이 전방으로 발광되도록 구비되고, 상기 전면패널(1)은 투명재질로 되어 전면의 상기 나노패턴(141)이 형성된 반사방지패널(14')에 의하여 난반사되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 본 발명에 따른 나노패턴을 갖는 반사방지패널이 설치된 전면패널(1)에 대하여, 전면패널로 되는 표면제품은 기기의 전면부에 위치되는 것으로, 사용자는 기기의 전면패널로 되는 표면제품을 통하여 영상 내용물 또는 내부 내용을 육안으로 볼 수 있는 것이다. 그외 이러한 표면제품으로는 기능성을 갖는 기기의 외면을 이루는 제품이 구비될 수도 있는 것이다. 특히 본 발명에서는 투명재질의 전면패널의 전면이 나노패턴으로 형성되는 표면제품으로 구비되기 때문에 내부로부터 비춰지는 영상물은 용이하게 볼 수 있으나 이와 함께 외부에서 비춰지는 빛은 난반사되도록 하는 특수 기능을 갖는 표면제품인 것이다.

즉 표면제품은 전면패널의 전면을 가공하여 시안성이 양호하도록 하는 제품으로, 이와 같은 본 발명에 따른 기능성 표면제품인 반사방지패널은 도 2에서는 디스플레이(A)에 적용되어 실시됨을 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 사용자가 볼 수 있도록 제조되는 제품이면 어디에든 적용이 가능한 것이다.

즉 적용되는 기기본체의 제품으로 자동화기기 및 은행용 CD기 등의 터치스크린 전면패널, 컴퓨터의 모니터 전면패널, 텔레비젼 수상기 전면패널, 자동차, 항공기 등의 계기판 패널, 자동화장치 등의 계기판 패널, 액자, 장식용품 등의 전면투명판, 시계와 같은 기능제품의 투명전면판, 핸드폰, PDA 등의 전면패널 등 다양하게 표면제품의 적용이 가능하다. 이와 같이 본 발명에 따른 기능성 표면제품이 적용되는 제품의 경우, 외부로부터 비춰지는 반사빛이 사용자가 보는 방향으로 반사되어지는 것을 방지하여 사용자가 해당 기기의 내용을 정확하게 볼 수 있도록 하는 장점이 있는 것이다.

이와 같은 본 발명에 따른 반사방지용 패널의 제조방법에 대한 제1실시예를 보면, 알루미늄층에 대한 양극산화 방법을 이용하여 하이브리드 나노패턴(Hybrid Nano-Pattern)이 형성된 나노마스터를 이용하여 나노패턴을 갖는 기능성 표면제품을 제조할 수 있는 것이다. 이러한 알루미늄층에 대한 양극산화방법을 통한 나노마스터를 이용한 나노패턴이 형성된 반사방지패널의 제조방법은 본 발명의 출원인이 출원한 대한민국 특허출원 제10-2007-74204호의 "하이브리드 나노패턴을 갖는 나노매스터 제조방법"에 의하여 참조될 수도 있다.

이하 좀더 상세히 본 발명에 대한 실시기술에 대하여 살펴보면, 이러한 반사방지패널의 제조과정은 크게, 알루미늄층(12)을 양극산화과정을 거치면서 알루미늄층(12)에 나노패턴(121)이 형성되는 알루미늄마스터가 형성되도록 하기 위한 마스터 형성단계(S01); 상기 마스터 형성단계(S01)에 의하여 형성된 알루미늄마스터가 핫엠보싱 공정에 의하여 상기 알루미늄마스터의 나노패턴(121)과 대응되는 나노패턴(141)이 형성되는 패널소재(14)에 형성되도록 하기 위한 나노패턴형성단계(S02); 그리고 상기 나노패턴형성단계(S02)에 의하여 나노패턴(14)이 형성된 상기 패널소재(14) 및 알루미늄마스터에 대하여, 에칭공정에 의하여 패널소재(14)로부터 알루미늄마스터인 알루미늄층(12)이 제거되도록 하여 나노패턴(14)이 형성된 패널소재(14)로 되는 반사방지패널이 구비되도록 하는 패널이형단계(S03)가 포함되는 과정에 의하여 제조될 수 있는 것이다.

이에 마스터 형성단계(S01)는 특히 실리콘소재에 대하여 알루미늄층이 증착에 의하여 형성되도록 할 수 있다. 즉 실리콘소재(11) 상부로 스퍼터링(sputtering)에 의하여 알루미늄층(12)이 형성되도록 하는 알루미늄층형성단계(S11)를 진행한다.

이와 같이 실리콘소재(11) 상부로 알루미늄이 스퍼터링되도록 하는 스퍼터링 공정을 이용하는 것은, 스퍼터링(sputtering) 공정으로 고른 알루미늄층을 형성하여 고른 밀집도에 의하여 양호한 상태의 나노패턴이 형성되어, 결국 나노마스터에 의하여 광학제품 등의 제조시 제품의 표면 조도를 확보하기 위한 것으로, 광학특성의 저하을 방지하기 위한 것이다. 그리하여 광학제품 특성상, 작은 디펙트(defect)로 인하여 광학특성이 저해되는 것을 방지하기 위한 것이며, 이러한 알루미늄층은 고유 특성 자체가 무르기 때문에 표면가공하기 곤란하여 스퍼터링 공정을 이용하게 되는 것이다. 이후 실리콘소재 상에 Al 막이 증착되고, 그 막 위에 AAO 공정을 수행하게 되는 것이다.

이후 실리콘소재(11) 상부에 형성된 상기 알루미늄층(12)은 스퍼터링에 의하여 증착되었기 때문에 패턴을 형성하기 위해서는 고른면을 이루도록 하여야 한다. 따라서 상기 알루미늄층(12)의 상부면에 대해 전해연마 작업을 통하여 연마되도록 하는 전해연마단계(S12)를 진행한다.

이러한 전해 연마 과정, 그리고 이후의 에칭 과정에서 사용되는 시스템 및 구조는 일반적인 AAO 공정에서의 과정 및 장비를 사용할 수 있으며, 약품 및 전압 등 조건을 아래와 같이 구비될 수 있다.

즉 전해연마단계(S12)에 이용되는 전해액은 고른면을 이루기 위한 것으로, 과염소산(HClO4) : 에탄올(C2H5OH) = 1 : 4의 비율로 하여, 전압은 5 ~ 10 V를 인가하며, 음극과 양극의 거리는 5 ~ 10 cm, 반응온도는 7 ~ 10 ℃로 하여 수행한다. 그리고 수조내의 반응 온도를 유지하기 위하여 마그네틱 바를 이용하여 교반 작업을 수행할 수도 있다.

그리고 상기 전해연마단계에 의하여 상기 알루미늄층(12)의 상부에 형성된 산화된 산화알루미늄층(12')이 생성되기 때문에, 이를 에칭으로 하여 제거하는 산화알루미늄층 에칭단계(S13)를 진행한다. 이때의 전해액은 크롬산이 약 1.8 중량부, 인산이 약 6 중량부로 포함되도록 하여 구비되며, 60 ~ 70 ℃로 50 ~ 70 분간 진행한다. 그리하여 알루미늄층(12)의 상면이 고르고 평탄한 면을 이루도록 구비하는 것이다.

상기와 같이 실리콘소재 상부로 알루미늄층을 증착에 의하여 형성하되, 나노패턴을 형성하기 위하여 알루미늄의 상면이 평탄하도록 준비하여 이후 나노패턴을 형성하기 위한 준비를 완료하게 된다.

그리고 상기 실리콘소재(11) 상부의 전해연마된 알루미늄층(12)에 대해 양극산화를 진행하여 알루미늄층(12)에 양극산화가 일어나도록 하는 양극산화단계(S14)를 진행한다.

이에 양극산화과정은 일반적인 양극산화시스템을 이용하여 진행할 수도 있다.

이러한 양극산화과정의 일실시예를 좀더 구체적으로 살펴보면, 수산(Oxalic acid), 황산, 인산 등이 포함되어 구비될 수 있는 전해질을 이용할 수 있다. 이러한 전해질에 대하여 수산(옥살산)의 경우 농도는 0.04 ~ 0.3 M, 반응온도는 4 ~ 7 ℃, 반응 전압은 55 ~ 100 V, 반응 시간은 2 ~ 20 분으로 함이 바람직하다.

그리하여 전체 알루미늄층(12)에 대략 500 ~ 600 nm 정도의 두께가 되도록 양극산화에 의하여 산화알루미늄층(13)이 형성되도록 구비할 수 있는 것이다. 이때 기공의 크기는 50 ~ 100 nm가 되고, 깊이는 100 ~ 400 nm로 구비될 수 있다.

특히 이러한 상기 양극산화단계는 옥살산(C2H2O4)로 되는 전해질 내에 백금의 음극이 구비될 수 있고, 상기 알루미늄층(12)이 양극으로 하여, 음극과 양극 사이가 5 ~ 10 cm가 되고 4 ~ 7 ℃로 되도록 구비되어 전압 55 ~ 100 V로 1 ~ 5분 동안 인가하여 양극산화되도록 구비될 수 있다. 그리하여 형성되어진 양극산화에 의한 산화알루미늄층(13)의 기공은 그 크기가 50 ~ 100 nm 가 되고, 깊이는 100 ~ 400 nm로 되어 형성될 수 있는 것이다.

양극산화단계(S14) 이후 양극산화에 의하여 형성된 양극산화알루미늄층(13)을 에칭에 의하여 제거하여, 도 4에서와 같이 알루미늄층(12) 상부로 나노패턴(121)이 형성되도록 하여 알루미늄마스터가 구비되도록 하는 나노에칭단계(S15)를 진행한다. 따라서 알루미늄마스터인 알루미늄층(12) 상부의 나노패턴(121)의 크기는 대체로 10 ~ 400 nm 정도의 크기를 갖게 된다.

이러한 상기 나노에칭단계는 전해용액으로 크롬산이 약 1.8 중량부, 인산이 약 6중량부가 포함되도록 구비되어, 60 ~ 70 ℃로 50 ~ 70분간 에칭되도록 구비될 수 있다.

따라서 상기의 마스터형성단계(S01)의 나노에칭단계(S15)에 의하여 나노패턴(121)이 형성된 알루미늄층(12)으로 되는 알루미늄마스터가 형성되는 것으로, 이러한 알루미늄마스터를 이용하여 반사방지패널을 제조하게 되는 것이다.

즉 알루미늄마스터를 이용하여 반사방지용 패널소재에 나노패턴을 형성하는 나노패턴형성단계(S02)가 수행되는 것으로, 핫엠보싱 공정에 따라 알루미늄마스터에 의하여 패널소재(14)에 나노패턴(141)이 형성되도록 하는 핫엠보싱단계(S21)를 진행한다. 즉 핫엠보싱챔버(20) 내의 상부가압판(21)과 하부가압판(22) 사이에, 알루미늄마스터와 함께 패널소재(14)가 위치된 상태에서 핫엠보싱 공정이 진행된다.

이에 상기 패널소재(14)는 PMMA, PC, COC 중 어느 하나를 포함하여 구비될 수 있는 것이다.

그리고 상기 핫엠보싱단계(S21)는 유리전이온도가 110 ~ 170℃ 정도로 되어 핫엠보싱 과정시의 가압력이 3 ~ 7kN으로 되어 이루어지도록 구비될 수 있다.

좀더 세분화하여 실시예별로 살펴보면, PMMA로 되는 패널소재의 경우 유리전이온도가 대략 106℃로, 핫엠보싱 공정에서의 가열온도는 대략 110℃ 정도로 할 수 있고, 가압력은 3kN 정도가 되도록 공정이 진행될 수 있다. 또한 PC로 되는 패널소재의 경우에는 유리전이온도가 대략 155℃ 정도로, 가열온도는 대략 160℃ 정도로 할 수 있고, 가압력은 5kN 정도가 되도록 공정이 진행될 수 있다. 나아가 COC로 되는 패널소재의 경우에는 유리전이온도가 대략 160℃ 정도로, 가열온도는 대략 170℃ 정도로 할 수 있고, 가압력은 7kN 정도가 되도록 공정이 진행될 수 있다.

그리하여 이와 같은 상기 핫엠보싱단계(S21)에 의하여, 도 5에서와 같이 상기 패널소재(14)와 함께 실리콘소재(11) 및 알루미늄마스터인 나노패턴(121)이 형성된 알루미늄층(12)이 일체로 하여 형성되는 것이다.

따라서 알루미늄층(12)의 나노패턴(121)에 의하여 패널소재(14)에도 접촉되는 부분이 알루미늄마스터와 동일한 나노패턴(141)이 형성되는 것이다.

이후 패널이형단계(S03)의 에칭공정의 에칭챔버(25)에 의하여 상기 패널소재(14)로부터 실리콘소재(11) 및 알루미늄마스터인 알루미늄층(12)이 제거되도록 하여 나노패턴(141)이 형성된 패널소재(14)로 되는 반사방지패널이 구비되도록 하는 알루미늄마스터에칭단계(S31)가 진행된다.

이러한 상기 알루미늄마스터에칭단계(S31)는 80℃의 TMHA 또는 상온의 HNA로 되는 에칭용액에서 24시간 동안 에칭과정이 수행되도록 구비될 수 있다(도 3의 최하단 그림예시).

이와 같이 알루미늄층(12) 및 실리콘소재(11)가 제거된 패널소재(14)에는 도 5에서와 같이 나노패턴(141)이 형성되는 것으로, 상기 반사방지패널인 패널소재(14)에 나노패턴(141)이 형성되어 있음을 알 수 있다.

이러한 나노패턴(141)이 형성된 패널소재(14)를 이용하여 디스플레이용 전면패널(1)을 제조할 수 있는 것으로, 그 개략적인 예시 구조를 보면 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같다. 즉 이러한 전면패널(1)이 외부의 전면으로 상기 반사방지패널(14')이 단일로 하여 구비될 수 있고, 또한 도 6에서와 같이, 상기 전면패널(1)이 외부의 전면으로 상기 반사방지패널(14')(14'')이 복층으로 형성되도록 구비될 수 있으며, 나아가 도 7에서와 같이 상기 전면패널(1) 외부의 전면과 함께 내부면에, 서로 각각 대향되도록 하여 반사방지패널(14')(14''')이 구비될 수도 있는 것이다.

따라서 이와 같이 구비되는 높은 종횡비의 나노패턴이 형성되는 반사방지패널이 결합된 전면패널이 적용된 디스플레이어가 제조되는 것으로, 결국 디스플레이제품, 광학제품들도 높은 종횡비율의 나노패턴이 형성되는 표면제품이 적용되는 것이다.

이에 도 9는 나노패턴(121)이 형성된 알루미늄층(12)에 대한 확대사진이고, 도 10은 이러한 알루미늄층(12)의 나노패턴(121)으로부터 대칭되어 나노패턴(141)이 형성되는 패널소재(14)의 확대사진이며, 도 11 및 도 12에서는 나노패턴(141)이 형성된 패널소재(14)로 되는 반사방지패널(14')이 적용된 전면패널에 대한 반사방지효율 및 광투과율에 대한 광특성의 실험그래프이다. 실험은 500nm 파장의 가시광선을 투과하여 시험한 것으로, 광 반사시험은 반사방지패널 및 전면패널의 전면에서 비춰지는 조명에 대하여 전면패널의 전면에서 반사되는 광특성 시험을 한 것이며, 광투과시험은 전면패널에 대하여 반대측에서의 광 투과 특성시험을 한 것이다. 그리고 조명으로부터 발광되는 광에 대하여 반사 또는 투과되는 수광 비율을 %로 하여 그래프로 작성된 것이다.

즉 본 발명에 따른 반사방지패널에서의 과반사특성은, 도 11에서와 같이 반사방지패널이 적용되지 않은 경우(w/o AR, with out Anti-Reflection layer)에 비하여 본 발명에 따른 반사방지패널이 적용된 경우(w. AR, with Anti-Reflection layer)에서 대략 2%의 광반사율이 나타나므로, 결국 반사되는 빛이 거의 없다는 것과 같다. 따라서 이러한 반사방지패널이 적용된 모니터를 보는 사용자는 사용자 측방향에서 조명이 비춰지더라도 반사빛을 거의 느낄 수 없는 정도에 이르게 된다.

또한 도 12에서와 같이 반사방지패널이 적용되지 않은 경우(w/ AR)에 비하여, 본 발명에 따른 반사방지패널이 적용된 경우(w. AR)에는 대략 95% 정도의 광 투과율이 나타나고 있음을 알 수 있다. 즉 본 발명에 따른 반사방지패널이 적용된 전면패널에서는 대부분의 투과광이 투과되는 것으로, 이러한 본 발명에 따른 반사방지패널이 채용된 모니터를 이용하는 사용자는 컴퓨터모니터 또는 텔레비젼에서 비춰지는 영상을 불편함이 없이 시청하거나 볼수 있는 것이다.

이와 같이 본 발명에 따른 반사방지패널이 적용되는 디스플레이어의 경우, 장치에서 비춰지는 용이하게 보고 이용할 수 있으면서, 외부에서 햇볕 또는 조명 등이 디스플레이어 화면에 비춰져도 불편함이 없이 이용할 수 있도록 하는 장점이 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.