特表 2025-501097 ナノクラスタを用いた大面積の透明反射パネル及びこの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-01-17

(54)【発明の名称】ナノクラスタを用いた大面積の透明反射パネル及びこの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/00 20060101AFI20250109BHJP

【ＦＩ】

G02B5/00 Z

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024537510

(86)(22)【出願日】2023-05-25

(85)【翻訳文提出日】2024-06-20

(86)【国際出願番号】 KR2023007184

(87)【国際公開番号】W WO2023229398

(87)【国際公開日】2023-11-30

(31)【優先権主張番号】10-2022-0063927

(32)【優先日】2022-05-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】516149457

【氏名又は名称】韓国機械研究院

【氏名又は名称原語表記】ＫＯＲＥＡ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ ＆ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ

【住所又は居所原語表記】１５６， Ｇａｊｅｏｎｇｂｕｋ－ｒｏ Ｙｕｓｅｏｎｇ－ｇｕ Ｄａｅｊｅｏｎ ３４１０３ （ＫＲ）

(71)【出願人】

【識別番号】518438933

【氏名又は名称】センター フォー アドバンスト メタ－マテリアルズ

【氏名又は名称原語表記】ＣＥＮＴＥＲ ＦＯＲ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＭＥＴＡ－ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100149249

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 達也

(72)【発明者】

【氏名】チョン ジュノ

(72)【発明者】

【氏名】ファン ソンヒョン

(72)【発明者】

【氏名】チョン ソヒ

(72)【発明者】

【氏名】チョン ヨンロク

(72)【発明者】

【氏名】チョウ ジージン

(72)【発明者】

【氏名】カン ヒョクジュン

【テーマコード（参考）】

2H042

【Ｆターム（参考）】

2H042AA02

2H042AA07

2H042AA26

(57)【要約】

ナノクラスタを用いた大面積の透明反射パネル及びこの製造方法において、前記透明反射パネルは、光透過性媒質と、前記光透過性媒質上に形成された複数の金属クラスタとを含む。この場合、前記金属クラスタのそれぞれは、互いに離隔した状態で、前記光透過性媒質上に形成された単位金属体を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光透過性媒質と、
前記光透過性媒質上に形成された複数の金属クラスタとを含み、
前記金属クラスタのそれぞれは、互いに離隔した状態で、前記光透過性媒質上に形成された単位金属体を含むことを特徴とする透明反射パネル。

【請求項2】

前記金属クラスタは、第１の方向(Ｘ)、及び前記第１の方向に垂直な第２の方向(Ｙ)に互いに同一の間隔で配列されることを特徴とする請求項１に記載の透明反射パネル。

【請求項3】

前記金属クラスタが配列される間隔は、１００ｎｍ乃至１０ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の透明反射パネル。

【請求項4】

前記金属クラスタのそれぞれは、境界を有し、
前記単位金属体は、前記金属クラスタの境界内に配列されることを特徴とする請求項２に記載の透明反射パネル。

【請求項5】

前記金属クラスタが有する境界は、ラウンド形状の境界であることを特徴とする請求項４に記載の透明反射パネル。

【請求項6】

前記ラウンド形状の境界のサイズは、５０ｎｍ乃至５ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の透明反射パネル。

【請求項7】

前記単位金属体は、前記金属クラスタの境界内にランダムに配列されることを特徴とする請求項４に記載の透明反射パネル。

【請求項8】

前記単位金属体のサイズは、１０ｎｍ乃至１０μmであることを特徴とする請求項１に記載の透明反射パネル。

【請求項9】

プレート上に複数の突出部が形成された金型に、前記突出部を覆うようにレジンを塗布するステップと、
前記レジンの第１の面上にフィルムを形成するステップと、
前記レジンを凝固させた後、前記レジンから前記金型を分離するステップと、
前記金型が分離されることにつれ、外部に露出する前記レジンの第２の面上に、第１の金属層を形成するステップと、
前記第１の金属層を、光透過性媒質上に形成された第２の金属層上で押圧するステップと、
前記光透過性媒質を熱処理して、前記第２の金属層を溶融させるステップと、
前記光透過性媒質を除去して、前記第１の金属層上に前記第２の金属層が残留するようにするステップとを含むことを特徴とする透明反射パネルの製造方法。

【請求項10】

前記第１の金属層は、金(Au)を含み、前記第２の金属層は、銀(Ag)を含むことを特徴とする請求項９に記載の透明反射パネルの製造方法。

【請求項11】

前記突出部のそれぞれは、円柱形状を有することを特徴とする請求項９に記載の透明反射パネルの製造方法。

【請求項12】

前記突出部は、前記プレートの第１の面から、第１の方向(Ｘ)、及び前記第１の方向に垂直な第２の方向(Ｙ)に同一の間隔で配列されることを特徴とする請求項９に記載の透明反射パネルの製造方法。

【請求項13】

前記フィルムは、ＰＥＴを含むことを特徴とする請求項９に記載の透明反射パネルの製造方法。

【請求項14】

前記光透過性媒質を熱処理して、前記第２の金属層を溶融させるステップにおいて、
前記第１の金属層と接触される前記第２の金属層は溶融されて、前記第１の金属層に付着されることを特徴とする請求項９に記載の透明反射パネルの製造方法。

【請求項15】

前記レジンから前記金型を分離することにより、前記レジンには、前記突出部により複数の空間部が形成されることを特徴とする請求項９に記載の透明反射パネルの製造方法。

【請求項16】

前記レジンの第２の面上に第１の金属層を形成するステップにおいて、
前記レジンの空間部上にも、前記第１の金属層が形成されることを特徴とする請求項１５に記載の透明反射パネルの製造方法。

【請求項17】

前記光透過性媒質を熱処理して、前記第２の金属層を溶融させるステップにおいて、
前記空間部上に形成される前記第１の金属層に対向する前記第２の金属層は溶融されて、前記光透過性媒質上に単位金属体で形成されることを特徴とする請求項１６に記載の透明反射パネルの製造方法。

【請求項18】

前記単位金属体は、前記空間部の離隔により、前記光透過性媒質上に互いに離隔して配列されることを特徴とする請求項１７に記載の透明反射パネルの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ナノクラスタを用いた大面積の透明反射パネル及びこの製造方法に関し、より詳しくは、大面積のガラス基板にナノ単位の単位金属体からなるクラスタを配列して、散乱機能を有する大面積の透明反射パネル及びこの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

透明反射パネルとは、透過度のあるパネルにより周辺背景が識別されると共に、プロジェクタの投射画像は散乱される反射型ディスプレイを言う。

【0003】

一般に、透明反射パネルは、透過度のある媒質に投射画像を散乱することができるマイクロスケールの構造物からなっているため、散乱角が小さい。すなわち、従来の半透過性フィルムには、マイクロ回折格子などを活用して、特定角に対する反射量を増加することができるが、散乱角が小さいため、スクリーンのような役割をし難い。

【0004】

これにより、大韓民国登録特許第１０－０９４９８７０号などのように散乱角を増加することができる透明反射パネルに関する研究が多くなされているが、未だ満足な結果を得ていない実情である。

【発明の概要】

【解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、このようなことに着眼してなされており、本発明の目的は、可視光全域で散乱角を増加することができる大面積の透明反射パネルを提供することである。

【0006】

また、本発明の他の目的は、前記透明反射パネルの製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記した本発明の目的のための一実施形態に係る透明反射パネルは、光透過性媒質と、前記光透過性媒質上に形成された複数の金属クラスタとを含む。この場合、前記金属クラスタのそれぞれは、互いに離隔した状態で、前記光透過性媒質上に形成された単位金属体を含む。

【0008】

前記金属クラスタは、第１の方向(Ｘ)、及び前記第１の方向に垂直な第２の方向(Ｙ)に互いに同一の間隔で配列される。

【0009】

前記金属クラスタが配列される間隔は、１００ｎｍ乃至１０ｍｍである。

【0010】

前記金属クラスタのそれぞれは、境界を有し、前記単位金属体は、前記金属クラスタの境界内に配列される。

【0011】

前記金属クラスタが有する境界は、ラウンド形状の境界である。

【0012】

前記ラウンド形状の境界のサイズは、５０ｎｍ乃至５ｍｍである。

【0013】

前記単位金属体は、前記金属クラスタの境界内にランダムに配列される。

【0014】

前記単位金属体のサイズは、１０ｎｍ乃至１０μmである。

【0015】

前記した本発明の他の目的のための一実施形態に係る透明反射パネルの製造方法において、プレート上に複数の突出部が形成された金型に、前記突出部を覆うようにレジンを塗布する。前記レジンの第１の面上にフィルムを形成する。前記レジンを凝固させた後、前記レジンから前記金型を分離する。前記金型が分離されることにつれ、外部に露出する前記レジンの第２の面上に、第１の金属層を形成する。前記第１の金属層を、光透過性媒質上に形成された第２の金属層上で押圧する。前記光透過性媒質を熱処理して、前記第２の金属層を溶融させる。前記光透過性媒質を除去して、前記第１の金属層上に前記第２の金属層が残留するようにする。

【0016】

前記第１の金属層は、金(Au)を含み、前記第２の金属層は、銀(Ag)を含む。

【0017】

前記突出部のそれぞれは、円柱形状を有する。

【0018】

前記突出部は、前記プレートの第１の面から、第１の方向(Ｘ)、及び前記第１の方向に垂直な第２の方向(Ｙ)に同一の間隔で配列される。

【0019】

前記フィルムは、ＰＥＴ(polyethylene terephthalate)を含む。

【0020】

前記光透過性媒質を熱処理して、前記第２の金属層を溶融させるステップにおいて、前記第１の金属層と接触される前記第２の金属層は溶融されて、前記第１の金属層に付着される。

【0021】

前記レジンから前記金型を分離することにより、前記レジンには、前記突出部により複数の空間部が形成される。

【0022】

前記レジンの第２の面上に第１の金属層を形成するステップにおいて、前記レジンの空間部上にも、前記第１の金属層が形成される。

【0023】

前記光透過性媒質を熱処理して、前記第２の金属層を溶融させるステップにおいて、前記空間部上に形成される前記第１の金属層に対向する前記第２の金属層は溶融されて、前記光透過性媒質上に単位金属体で形成される。

【0024】

前記単位金属体は、前記空間部の離隔により、前記光透過性媒質上に互いに離隔して配列される。

【発明の効果】

【0025】

本発明によると、可視光全域で散乱角を増加することができる大面積の透明反射パネルを製作することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る透明反射パネルを概略的に示す平面図である。

【図2】図２ａ乃至図２ｆは、図１の透明反射パネルの製造方法を示す工程図である。

【0027】

＜符号の説明＞

【0028】

１０: 光透過性媒質
１００: 金属クラスタ

【0029】

１１０: 単位金属体
２１０: 金型

【0030】

２２０: レジン
２３０: フィルム

【0031】

２４０: 第１の金属層
２５０: 第２の金属層

【発明を実施するための具体的な内容】

【0032】

本発明は、様々な変更を加えることができ、様々なな実施例を有することができるところ、特定の実施例を図面に例示し、これを詳細な説明により詳しく説明しようとする。しかし、これは、本発明を特定の実施形態について限定しようとすることではなく、本発明は、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むことと理解すべきである。

【0033】

本発明を説明することに当たり、関連する公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不要に濁していると判断される場合、その詳細な説明を省略する。また、本明細書の説明過程で利用される数字(例えば、第１、第２など)は、ある構成要素を他の構成要素と区分するための識別記号に過ぎない。

【0034】

また、本明細書において、ある構成要素が他の構成要素と「連結される」か「接続される」などと言及される場合は、前記ある構成要素が前記他の構成要素と直接連結又は直接接続されることもできるが、特に反対の記載が存在しない以上、中間に更に他の構成要素を介して連結又は接続されることもできると理解すべきである。

【0035】

また、本明細書において、「～部」と表現される構成要素は、２つ以上の構成要素が１つの構成要素に合わさるか、又は、１つの構成要素がより細分化した機能別に２つ以上に分化されることもできる。また、以下で説明する構成要素のそれぞれは、自分が担当する主機能の他にも、他の構成要素が担当する機能の一部又は全部の機能を更に行うこともでき、構成要素のそれぞれが担当する主機能の一部機能が他の構成要素により担当されて行えることもできる。

【0036】

以下、本発明の技術思想による実施例について、詳しく説明する。

【0037】

図１は、本発明の一実施形態に係る透明反射パネルを概略的に示す平面図である。

【0038】

本実施形態による透明反射パネルは、光透過性媒質１０と、光透過性媒質１０上に形成された金属クラスタ１００とを含む。

【0039】

ここで、光透過性媒質１０は、例えば、ガラスである。但し、前記光透過性媒質１０は、光透過性を有し、熱処理時に物性値と形状変更しない部材であれば、制限されず、使用可能である。

【0040】

金属クラスタ１００のそれぞれは、互いに離隔した状態で、光透過性媒質１０上に形成された単位金属体１１０を含む。ここで、単位金属体１１０のそれぞれは、ランダムに決まる形状を有しており、例えば、銀(Ag)を含む。ここで、単位金属体１１０の形状は、後述する熱処理工程で取得されるもので、個別的な形状は、熱処理工程により任意に決められる。

【0041】

金属クラスタ１００は、第１の方向(Ｘ)、及び前記第１の方向(Ｘ)に垂直な第２の方向(Ｙ)に同一の間隔(Ｐ)を置いて配列される。すなわち、前記第１の方向(Ｘ)と前記第２の方向(Ｙ)に同一の間隔で離隔するので、前記金属クラスタ１００は、全体として正四角形状の配列を有する。

【0042】

但し、これとは異なり、前記第１の方向(Ｘ)への間隔と前記第２の方向(Ｙ)への間隔が互いに異なることがあり、これにより、前記金属クラスタ１００は、全体として長方形状の配列を有することになる。

【0043】

金属クラスタ１００は、図示しているように、所定の形状の境界を有し、この場合、前記所定の形状の境界は、様々な任意の形状であり、このような任意の形状の境界は、内部に所定の領域を形成するように閉鎖した形状を有する。

【0044】

また、前記金属クラスタ１００が有する任意の形状は、例えば、ラウンド形状であり、より具体的には、円形状の境界である。但し、前記円形状の境界である場合でも、内部に含まれる前記単位金属体１１０が一定の形状を有することではないので、全体として円形状の境界を有することはできるが、完全な円のような形状ではなく、略円形境界を有すれば足りる。

【0045】

ここで、前述したように、単位金属体１１０は、円形の境界内に配列される。円形の境界における前記円形の直径は、後述する製造方法において、突出部２１３の直径により決められる。ここで、単位金属体１１０は、円形の境界内にランダムに配列される。

【0046】

一方、金属クラスタ１００が、前記第１の方向及び前記第２の方向のそれぞれに１００ｎｍ乃至１０ｍｍ範囲の同一の間隔(Ｐ)を置いて配列され、金属クラスタ１００のラウンド形状の境界のサイズ(Ｄ)は、５０ｎｍ乃至５ｍｍであり、単位金属体１１０のサイズは、１０ｎｍ乃至１０μmである。

【0047】

この場合、単位金属体１１０のサイズは、直線距離で測定した値のうち、最大値と最小値の中間値で計算し、最大値を使用することもできる。

【0048】

以上のように、ナノ粒子である単位金属体１１０が金属クラスタ１００を構成することで、可視光帯域で共振を起こす金属クラスタ１００による散乱角は、プラズモン共鳴により広がることになり、可視光全域で散乱角が大きくなる。

【0049】

以下では、前記透明反射パネルの製造方法について、具体的に説明する。

【0050】

図２ａ乃至図２ｆは、図１の透明反射パネルの製造方法を示す工程図である。

【0051】

まず、図２ａに示しているように、プレート２１１の第１の面２１２に、複数の突出部２１３が形成された金型２１０を準備する。ここで、第１の面２１２は、図面上では、プレート２１１の上面と示している。

【0052】

突出部２１３のそれぞれは、直径(Ｄ)を有する円柱形状からなり、突出部２１３は、全体としてプレート２１１平面上の第１の方向と、前記第１の方向に垂直な第２の方向にそれぞれ互いに同一の間隔(Ｐ)を置いて配列される。この場合、金型２１０は、例えば、シリコン材質からなる。

【0053】

一方、突出部２１３のそれぞれの高さは、様々に形成され、後述する工程において、図２ｅでのように、第１の金属層２４０と第２の金属層２５０の間で十分な隔離距離が形成されるように、突出部により形成される空間部２２３の高さが形成されると足りる。

【0054】

ついで、図２ｂに示しているように、突出部２１３が覆われるように、金型２１０の第１の面２１２に、液体状態のレジン２２０を塗布する。ここで、前記レジン２２０は、前記突出部２１３の高さよりも高い厚さを有するように塗布されなければならず、これにより、前記突出部２１３の上面上にも、一定の厚さを有するレジン２２０が形成される。

【0055】

レジン２２０は、時間が立つことにつれ凝固される。レジン２２０は、金型２１０の第１の面２１２と当接する第２の面２２３と、第２の面２２３の反対側に位置した第１の面２２２とを含み、図面からは、第１の面２２２は、レジン２２０の上面と示され、第２の面２２３は、レジン２２０の下面と示される。

【0056】

ついで、図２ｂに示しているように、レジン２２０の第１の面２２２に、フィルム２３０を形成する。フィルム２３０は、例えば、ＰＥＴ(polyethylene terephthalate)材質からなるが、これに限定されるものではない。フィルム２３０は、金型２１０が分離した状態で、レジン２２０の形状を維持させるベース基板としての役割を果たす。

【0057】

ついで、図２ｃに示しているように、凝固したレジン２２０から、金型２１０を分離する。

【0058】

以上のように、レジン２２０から金型２１０を分離すると、レジン２２０上には、金型２１０の突出部２１３の形状が反転して形成される。

【0059】

すなわち、図２ｃでのように、金型２１０が分離したレジン２２０の場合、突出部２１３の突出形状が反映されて陥入される形状に空間部２２１が形成される。ここで、空間部２２１の間の隔離距離は、突出部２１３の間の間隔と実質的に同一である。

【0060】

次に、図２ｄに示しているように、レジン２２０の第２の面２２３に、第１の金属層２４０を形成する。

【0061】

ここで、レジン２２０の第２の面２２３は、突出部２１３が除去されることにつれ、空間部２２１が形成される面に該当する。そこで、レジン２２０の第２の面２２３に第１の金属層２４０を形成すると、図示しているように、レジン２２０の外部に突出する面に第１の金属層２４０が形成されることは勿論であり、レジン２２０の空間部２２１の内側面にも、第２の金属層２４０が同時に形成される。

【0062】

ここで、第１の金属層２４０は、金(Au)を主成分とする材質からなるが、これに限定されるものではない。第１の金属層２４０は、蒸着やコーティングのような公知の様々な方式でレジン２２０に付着され、前述したように、空間部２２１では、空間部２２１の底に第１の金属層２４０が充填されることになる。

【0063】

ついで、図２ｅに示しているように、レジン２２０上に第１の金属層２４０を形成することとは別に、別の光透過性媒質１０の第１の面１２に、第２の金属層２５０を形成する。ここで、第１の面１２は、図面において、光透過性媒質１０の上面と示される。ここで、第２の金属層２５０は、銀(Au)を主成分とする材質からなるが、これに制限されるものではない。

【0064】

ついで、図２ｅに示しているように、レジン２２０を光透過性媒質１０に向けて押圧する。

【0065】

ここで、レジン２２０のうち、第１の金属層２４０が形成された面と、光透過性媒質１０のうち、第２の金属層２５０が形成された面とを互いに対向配置した状態で、レジン２２０を光透過性媒質１０に向けて押圧する。

【0066】

これにより、レジン２２０の第２の面２２３に形成された第１の金属層２４０が、光透過性媒質１０の第１の面１２に形成された第２の金属層２５０と接触した状態で、第１の金属層２４０が、第２の金属層２５０を押圧することになる。

【0067】

また、前記押圧工程と共に、熱処理工程も行われる。

【0068】

このような熱処理により、第２の金属層２５０が溶融し、第１の金属層２４０に凝固付着される。この過程で、光透過性媒質１０と第２の金属層２５０の間の付着力よりも、第１の金属層２４０と第２の金属層２５０の間の付着力が大きくなる。

【0069】

ここで、第２の金属層２５０は、銀(Ag)であり、第１の金属層２４０は、金(Au)であると説明したが、第２の金属層２５０の融点が第１の金属層２４０の融点よりも低いように、第１の金属層２４０と第２の金属層２５０の材質を選択することもできる。

【0070】

一方、熱処理工程が行われると、レジン２２０の空間部２２１に対応する、すなわち、レジン２２０の空間部２２１に形成される第１の金属層２４０と対向し、空間部２２１の陥入によって、第１の金属層２４０とは所定の間隔離隔した第２の金属層２５０は、光透過性媒質１０上で溶融される。

【0071】

このように、第２の金属層２５０が光透過性媒質１０上で溶融されることにつれ、第２の金属層２５０は、互いに離隔した状態でランダムに配列される単位金属体１１０で形成されることができる。

【0072】

ここで、単位金属体１１０は、空間部２２１が形成する直径内でのみ形成されることができる。一方、前記空間部２２１が有する径は、前記工程で突出部２１３が有する径と実質的に同一であると言えるので、結果として、単位金属体１１０が形成される範囲である径は、突出部２１３が有する径の範囲であると言える。

【0073】

ついで、図２ｆに示しているように、レジン２２０を光透過性媒質１０から分離して除去する。

【0074】

この場合、前述したように、熱処理による第１の金属層２４０と第２の金属層２５０の間の接着力が、第２の金属層２５０と光透過性媒質１０の間の接着力よりも増加することになり、第１の金属層２４０に付着した第２の金属層２５０は、光透過性媒質１０から分離される。

【0075】

また、空間部２２１に対応し、溶融された第２の金属層２５０は、そのまま、光透過性媒質１０上に残留し、単位金属体１１０で形成される。

【0076】

かくして、図１に示しているように、光透過性媒質１０上に単位金属体１１０が形成され、このような単位金属体１１０の形状と配列に対しては、前述したことと同様である。

【0077】

本発明によると、可視光全域で散乱角を増加することができる大面積の透明反射パネルを製作することができる。

【0078】

前述した説明は、本発明の最上のモードを提示しており、本発明を説明するために、そして、当業者が本発明を製作及び利用できるようにするための例を提供している。このように作成された明細書は、その提示された具体的な用語に、本発明を制限することではない。そこで、前述した例を参照して本発明を詳細に説明したが、当業者であれば、本発明の範囲を逸脱しない範囲内で、本例に対する改造、変更、及び変形を加えることができる。

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【図2d】

【図2e】

【図2f】

【国際調査報告】