KR101536526B1 - 미세 구조체를 갖는 기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR101536526B1
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이준규
김태환
추동철
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법이 설명된다. 상기 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법은, 보조 기판 상에 서로 다른 질량을 갖는 구조체들을 형성하는 단계, 상기 구조체들 상에 점성 기판(viscosity substrate)을 형성하는 단계, 상기 구조체들을 상기 점성 기판 내부로 이동시키는 단계, 및 상기 보조 기판을 제거하는 단계를 포함한다.

Description

미세 구조체를 갖는 기판 및 그 제조 방법{Substrate comprising micro/nano structure and method of fabricating the same}
본 발명은 미세 구조체를 갖는 기판 및 그 제조 방법에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 점성 기판(viscosity substrate) 내로 구조체들을 이동시키는 방법을 포함하는 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법, 및 그 방법에 의해 제조된 미세 구조체를 갖는 기판에 관련된 것이다.
마이크로/나노 구조체(micro/nano structure)는 크기가 수 nm에서 수백 nm 로, 나노 스케일에서 물질을 조작 및 제어하기 때문에, 기존 물질과 다른 새로운 물리적/화학적 특성을 기대할 수 있어, 기존 물질의 한계를 극복할 수 있는 차세대 재료로 각광받고 있다.
이러한 마이크로/나노 구조체는 유기발광 소자, 액정 디스플레이, 터치 패널, 또는 태양 전지 등 다양한 분야의 기술들이 사용될 수 있는 기반을 제공하는 핵심 신소재이다. 일반적으로 이러한 마이크로/나노 구조체는 화학적 방법에 의해 다양한 크기로 제조되며, 마이크로/나노 구조체들은 바 코팅, 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 브러쉬 코팅, 딥 코팅, 그라비아 코팅 등을 이용하여 기판 상에 코팅되며, 우수한 특성을 갖는 마이크로/나노 구조체 기판을 제조하기 위한 많은 기술들이 개발되고 있다.
예를 들어, 대한민국 특허공개공보 10-2013-0037483(출원번호 10-2011-0101907)에는 기판 상에 탄소 나노 튜브, 금속 나노 와이어, 금속 나노 로드 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 1차원 전도성 나노 소재를 형성하고, 1차원 전도성 나노 소재 상면에 그래핀, 보론나이트라이드, 텅스텐 옥사이드 등에서 선택된 어느 하나를 포함하는 2차원 나노 소재를 형성하여, 전도성 필름을 제조하는 방법이 개시되어 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 고신뢰성의 미세 구조체를 갖는 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 표면 조도가 최소화된 미세 구조체를 갖는 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 질량에 따라 서로 다른 위치에 분포된 미세 구조체를 갖는 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 크기에 따라 서로 다른 위치에 분포된 미세 구조체를 갖는 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 플렉시블(flexible)한 미세 구조체를 갖는 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법은, 보조 기판 상에 서로 다른 질량을 갖는 구조체들을 형성하는 단계, 상기 구조체들 상에 점성 기판(viscosity substrate)을 형성하는 단계, 상기 구조체들을 상기 점성 기판 내부로 이동시키는 단계, 및 상기 보조 기판을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 구조체들을 상기 점성 기판 내부로 이동시키는 단계는, 상기 점성 기판 및 상기 보조 기판을 뒤집어, 상기 점성 기판이 상기 보조 기판보다 지면(ground)에 더 인접하게 배치시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 구조체들은 은 나노 구조체를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 점성 기판은, 상기 보조 기판과 인접한 제1 면, 및 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 포함하고, 상기 구조체들을 상기 점성 기판 내부로 이동시키는 단계에 의해, 상대적으로 질량이 큰 상기 구조체들은 상기 제2 면에 인접하게 배치되고, 상대적으로 질량이 작은 상기 구조체들은 상기 제1 면에 인접하게 배치되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법은, 상기 보조 기판을 제거하기 전, 상기 점성 기판을 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법은, 상기 점성 기판을 형성하기 전, 상기 구조체들이 형성된 상기 보조 기판을 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법은, 상기 구조체들을 상기 보조 기판 상에 형성하기 전, 상기 보조 기판의 상기 상부면 상에 이형층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 구조체들은 상기 이형층 상에 형성되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법은, 상기 보조 기판 상에 상기 구조체들을 형성하기 전, 상기 보조 기판의 표면의 표면 에너지를 감소시키는 전처리 공정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전처리 공정은, 상기 보조 기판의 상기 표면에 플라즈마(plasma), UV(ultra violet), 또는 오존(ozone) 중에서 적어도 어느 하나를 제공하는 것을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 미세 구조체를 갖는 기판을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 미세 구조체를 갖는 기판은, 제1 면, 및 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 포함하는 베이스 기판, 및 상기 베이스 기판 내부에 배치된 서로 다른 질량을 갖는 구조체들을 포함하되, 상기 베이스 기판의 상기 제1 면에서 상기 기판의 제2 면으로 갈수록, 상기 베이스 기판 내의 상기 구조체들의 질량이 증가되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 면에 인접한 상기 구조체들의 크기는, 상기 제2 면에 인접한 상기 구조체들의 크기보다 작은 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 구조체들은, 나노 와이어(wire) 및 나노 입자(particle)을 포함하고, 상기 나노 입자는 상기 제2 면보다 상기 제1 면에 인접하게 배치되고, 상기 나노 와이어는 상기 제1 면보다 상기 제2 면에 인접하게 배치되는 것을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 전자 소자를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자 소자는, 상기 미세 구조체를 갖는 기판의 상기 나노 와이어를 전극으로 사용하고, 상기 미세 구조체를 갖는 기판의 상기 나노 입자를 광 추출 패턴으로 사용할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 보조 기판 상에 서로 다른 질량을 갖는 구조체들이 형성되고, 상기 구조체들 상에 점성 기판이 형성된다. 상기 구조체들의 질량에 따라서 상기 구조체들이 상기 점성 기판의 내부로 이동된 후, 상기 보조 기판이 제거될 수 있다. 이에 따라, 상기 보조 기판과 인접한 상기 점성 기판의 일면이 실질적으로 평평하고, 별도의 정제 공정 없이 질량 및/또는 크기에 따라서 상기 구조체들이 상기 점성 기판 내에서 분리되어 분포될 수 있다. 이로 인해, 표면 조도가 최소화되고, 질량 및/또는 크기에 따라서 서로 다른 위치에 분포된 미세 구조체를 갖는 기판 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체를 갖는 기판을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체를 갖는 기판을 포함하는 전자 소자를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 보조 기판(100)이 준비된다. 상기 보조 기판(100)은, 반도체 기판, 유리 기판, 및/또는 플라스틱 기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 보조 기판(100)은, PET 기판, PC 기판, PEN 기판, PMMA 기판, PU 기판, 또는 PI 기판 중 어느 하나일 수 있다. 상기 보조 기판(100)은 플렉시블(flexible)할 수 있다.
상기 보조 기판(100)의 표면에 전처리(110)될 수 있다. 상기 보조 기판(100)의 상기 표면은 상기 전처리(110)에 의해 표면 에너지가 감소될 수 있다. 예를 들어, 상기 보조 기판(100)의 상기 표면을 전처리(110)하는 것은, 보조 기판의 상기 표면에 플라즈마(plasma), UV(ultra violet), 또는 오존(ozone) 중에서 적어도 어느 하나를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 보조 기판(100)의 상기 표면에 산소(O), 아르곤(Ar), 질소(N), 또는 수소(H) 가스를 사용한 플라즈마가 제공될 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 보조 기판(100) 상에 이형층(120)이 형성될 수 있다. 상기 이형층(120)은, 후술되는 바와 같이, 상기 이형층(120) 상에 형성되는 구조체들이 상기 보조 기판(100)으로부터 용이하게 분리되기 위한 것일 수 있다. 상기 이형층(120)은, 실리콘계 이형제 또는 불소계 이형제를 사용하여 형성될 수 있다.
도 3 및 8을 참조하면, 상기 이형층(120) 상에, 서로 다른 질량 및/또는 크기를 갖는 구조체들(130)이 형성될 수 있다(S110). 상기 구조체들(130)은, 상대적으로 질량 및/또는 크기가 큰 와이어(wire) 형태, 및 상대적으로 질량 및/또는 크기가 작은 입자(particle) 형태를 포함할 수 있다. 상기 구조체들은(130)은, 바코팅(bar coating), 스프레이코팅(spray coating), 스핀 코팅(spin coating), 브러쉬 코팅(brush coating), 딥 코팅(dip coating), 또는 그라비아코팅(gravure coating) 중 어느 하나의 방법으로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 구조체들(130)은 은 나노 입자(silver nano particle), 은 나노 와이어(silver nano wire)를 포함하는 은 나노 구조체(silver nano structure)일 수 있다.
이와는 달리, 다른 실시 예에 따르면, 상기 구조체들(130)은, 무기 물질(예를 들어, 그래핀 플레이크, 단일벽 CNT, 이중벽 CNT, 다중벽 CNT, C60, C85, C70 등), 금속 나노 입자(예를 들어, Au, Ag, Cu, Ni, Al 등), 반도체 물질(예를 들어, Si, C, GaAs, ZnSe, InP, CdS 등), 산화물 반도체 물질(SiO2, ZnO, Al2O3, In2O3, SnO2 등), 코어쉘(core/shell) 형태의 반도체 양자점 물질(예를 들어, CdSe/CdSe, CdSe/ZnTe, ZnSe/ZnS, PbS/CdS, ZnS/CdSe, CdS/ZnS 등), 전도성 유기물(예를 들어, PEDOT:PSS, PVP 등), 또는 코어쉘(core/shell) 형태의 반도체 나노선 물질(예를 들어, ZnO/ZnS, AlP/AlN, AlN/AlAs 등) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상술된 예시 외에, 상기 구조체들(130)은, 다른 물질들을 포함할 수 있다.
상기 구조체들(130)이 형성된 후, 열처리 공정이 수행될 수 있다. 상기 열처리 공정에 의해, 상기 구조체들(130)이 전도도가 향상될 수 있다.
도 4 및 8을 참조하면, 상기 구조체들(130)이 형성된 후, 상기 구조체들(130) 상에 점성 기판(140, viscosity substrate)이 형성될 수 있다(S120). 상기 점성 기판(140)은, 상기 보조 기판(100)과 인접한 제1 면, 및 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 포함할 수 있다.
상기 점성 기판(140)은, 상기 보조 기판(100) 상에서 일정한 형태를 갖되, 상기 보조 기판(100) 상에 형성된 상기 구조체들(130)이 상기 점성 기판(140) 내부로 이동하기 용이한 점도를 가질 수 있다. 이로 인해, 상기 점성 기판(140)은, 상기 보조 기판(140) 상에 서로 이격되어 배치된 상기 구조체들(130) 사이에 정의된 빈 공간, 상기 이형층(130)과 상기 구조체들(130) 사이에 정의되는 빈 공간, 및/또는 상기 이형층(130)의 형성이 생략되는 경우 상기 보조 기판(100)과 상기 구조체들(130) 사이에 정의되는 빈 공간을 용이하게 채울(fill) 수 있다. 이에 따라, 상기 이형층(130)과 접촉하는 상기 점성 기판(140)의 상기 제1 면은 실질적으로(substantially) 평평(flat)할 수 있다.
예를 들어, 상기 점성 기판(140)은, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), polyether sulfone (PES), polyimide (PI), 또는 acrylite 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 5, 도 6, 및 도 8을 참조하면, 상기 구조체들(130)이 상기 점성 기판(140) 내부로 이동될 수 있다(S130). 상기 구조체들(130)을 상기 점성 기판(140) 내부로 이동시키는 단계는, 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 점성 기판(140) 및 상기 보조 기판(100)을 뒤집어, 상기 점성 기판(140)이 상기 보조 기판(100)보다 지면(ground)에 더 인접하게 배치시키는 것을 포함할 수 있다. 이로 인해, 상기 점성 기판(140)에서 상기 보조 기판(100)으로 향하던 중력의 방향이, 상기 보조 기판(100)에서 상기 점성 기판(140)으로 변할 수 있고, 상술된 바와 같이, 상기 점성 기판(140)은 상기 구조체들(130)이 그 내부로 이동하기 용이한 점도를 가지고 있다. 이에 따라, 상기 구조체들(130)이 상기 점성 기판(140)의 내부로 용이하게 이동될 수 있다.
상기 구조체들(130)은 상술된 바와 같이, 서로 다른 질량을 가진다. 이로 인해, 상대적으로 질량이 큰 상기 구조체들(130)은, 상대적으로 질량이 작은 상기 구조체들(130)보다 더 멀리 확산(spread)될 수 있다. 이에 따라, 상대적으로 질량 및/또는 크기가 큰 상기 구조체들(130)은 상기 점성 기판(140)의 상기 제2 면에 인접하게 배치되고, 상대적으로 질량 및/또는 크기가 작은 상기 구조체들(130)은 상기 점성 기판(140)이 상기 제1 면에 인접하게 배치될 수 있다.
다시 말하면, 상기 점성 기판(140)의 상기 제1 면에서 상기 제2 면으로 갈수록, 상기 구조체들(130)의 질량 및/또는 크기가 점차적으로(gradually) 증가될 수 있다. 예를 들어, 상기 구조체들(130)이 은 나노 입자 및 은 나노 와이어를 포함하는 경우, 상대적으로 질량 및/또는 크기가 작은 상기 은 나노 입자는 상기 점성 기판(140)의 상기 제1 면에 인접하게 배치되고, 상대적으로 질량 및/또는 크기가 큰 상기 은 나노 와이어는 상기 점성 기판(140)의 상기 제2 면에 인접하게 배치될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 구조체들(130)을 갖는 상기 점성 기판(140)으로부터 상기 보조 기판(100) 및 상기 이형층(120)이 제거될 수 있다(S140). 이로 인해, 상기 이형층(120) 및 상기 보조 기판(100)과 인접했던 상기 점성 기판(140)의 상기 제1 면이 노출될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 보조 기판(100) 및 상기 이형층(120)을 제거하는 단계는, 상기 이형층(120) 및 상기 점성 기판(140)으로부터 상기 보조 기판(100)을 분리시키는 단계, 및 상기 이형층(120)을 솔벤트(solvent)로 용해시켜 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 이와는 달리, 다른 실시 예에 따르면, 상기 점성 기판(140)으로부터, 상기 이형층(120) 및 상기 보조 기판(100)은 일시에 제거될 수 있다.
상기 보조 기판(100) 및 상기 이형층(120)이 제거되기 전, 상기 점성 기판(140)을 경화시키는 단계가 더 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 점성 기판(140)을 경화시키는 단계는, 상기 점성 기판(140)을 열 처리하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 보조 기판(100) 상에 배치된 서로 다른 질량을 갖는 상기 구조체(130)들 상에 상기 점성 기판(140)이 형성되고, 상기 구조체(130)들의 질량에 따라서, 상기 구조체(130)들이 상기 점성 기판(140) 내부로 분리되어 확산(spread)될 수 있다. 이에 따라, 원심 분리기, 또는 필터를 이용한 별도의 정제 공정 없이, 실질적으로 균일한 크기를 갖는 상기 구조체들(140)이 상기 점성 기판(140)의 상기 제2 면에 인접하게 배치시킬 수 있다. 이로 인해, 제조 공정이 간소화되고, 질량 및/또는 크기에 따라서 서로 다른 위치에 분포된 미세 구조체를 갖는 기판 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다.
또한, 도 4를 참조하여, 상술된 바와 같이, 상기 점성 기판(140)은, 상기 이형층(120)과 상기 구조체들(130) 사이에 정의되는 빈 공간을 채울 수 있다. 이에 따라, 상기 이형층(120)이 인접한 상기 점성 기판(140)의 상기 제1 면은 실질적으로 평평할 수 있다. 이에 따라, 표면 조도가 최소화된 미세 구조체를 갖는 기판 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체를 갖는 기판이 도 9를 참조하여 설명된다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체를 갖는 기판을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체를 갖는 기판(200)은, 베이스 기판(210), 및 상기 베이스 기판(210) 내부에 배치된 구조체들(NS)을 포함할 수 있다.
상기 베이스 기판(210)은 제1 면(211) 및 상기 제1 면(211)에 대향하는 제2 면(212)을 포함할 수 있다. 상기 베이스 기판(210)은 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명된 상기 점성 기판(140)에 대응할 수 있고, 이 경우, 상기 베이스 기판(210)의 상기 제1 면(211) 및 상기 제2 면(212)은, 상기 점성 기판(140)의 상기 제1 면 및 상기 제2 면에 각각 대응할 수 있다.
상기 구조체들(NS)은, 서로 다른 질량을 가질 수 있다. 상대적으로 질량 및/ 또는 크기가 큰 상기 구조체들(NS)은, 상기 베이스 기판(210)의 상기 제2 면에 인접하게 배치될 수 있고, 상대적으로 질량 및/또는 크기가 작은 상기 구조체들(NS)은 상기 베이스 기판(210)의 상기 제1 면(211)에 인접하게 배치될 수 있다. 다시 말하면, 상기 베이스 기판(210)의 상기 제1 면(211)에서 상기 제2 면(212)으로 갈수록, 상기 베이스 기판(210) 내의 상기 구조체들(NS)의 질량 및/또는 크기가 점차적으로 증가될 수 있다.
예를 들어, 상기 구조체들(NS)이, 나노 입자(NP, nano particle), 및 상기 나노 입자(NP)보다 상대적으로 질량 및/또는 크기가 큰 나노 와이어(NW, nano wire)를 포함하는 경우, 상기 나노 입자(NP)는 상기 제2 면(212)보다 상기 제1 면(211)에 인접하게 배치될 수 있고, 상기 나노 와이어(NW)는 상기 제1 면(211)보다 상기 제2 면(212)에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 나노 입자(NP)와 상기 나노 와이어(NW)의 분포 특성은, 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 나노 입자(NP)와 상기 나노 와이어(NW)의 질량의 차이에 기인한 것일 수 있다.
상기 베이스 기판(210)의 상기 제2 면(212)에 인접한 상기 나노 와이어(NW)는 전극으로 활용되고, 상기 베이스 기판(210)의 상기 제1 면(211)에 인접한 상기 나노 입자(NP)는 광 추출 패턴으로 활용될 수 있다. 이하, 상술된 본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체를 갖는 기판을 포함하는 전자 소자가 설명된다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체를 갖는 기판을 포함하는 전자 소자를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 전자 소자(400)는, 광을 방출하는 발광 소자(300), 및 상기 발광 소자(300) 상에 배치된 도 9를 참조하여 설명된 본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체를 갖는 기판(200)을 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(300)는 발광 다이오드(lighting emitting diode), 또는 유기 발광 다이오드(organic emitting diode) 등 광을 방출하는 다양한 발광 소자들을 포함할 수 있다.
상대적으로 크기가 큰 상기 나노 와이어(NW)가 분포된 상기 미세 구조체를 갖는 기판(200)의 제2 면이 상기 발광 소자(300)와 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 일 실시 예에 따르면, 상기 나노 와이어(NW)가, 상기 발광 소자(300)의 전극/투명전극으로 사용될 수 있다.
상기 미세 구조체를 갖는 기판(200)의 상기 나노 입자(NP)는, 상기 발광 소자(300)에서 방출된 광을 효율적으로 외부로 추출하기 위한 광 추출 패턴으로 사용될 수 있다. 이로 인해, 상기 발광 소자(300)의 발광 효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 미세 구조체를 갖는 기판이, 도 10에서 발광 소자에 사용되는 것으로 설명되었지만, 이에 한정되지 아니하고, 태양전지, 광 탐지기, 이미지 센서, 또는 레이저 등 다양한 분야에 적용될 수 있음은 자명한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 보조 기판
110: 전처리
120: 이형층
130: 구조체들
140: 점성 기판
200: 미세 구조체를 갖는 기판
210: 베이스 기판
211: 제1 면
212: 제2 면
NS: 구조체들
NP: 나노 입자
NW: 나노 와이어
300: 발광 소자
400: 전자 소자

Claims (13)

  1. 보조 기판 상에 서로 다른 질량을 갖는 구조체들을 형성하는 단계;
    상기 구조체들 상에 점성 기판(viscosity substrate)을 형성하는 단계;
    상기 구조체들을 상기 점성 기판 내부로 이동시키는 단계; 및
    상기 보조 기판을 제거하는 단계를 포함하는 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 구조체들을 상기 점성 기판 내부로 이동시키는 단계는,
    상기 점성 기판 및 상기 보조 기판을 뒤집어, 상기 점성 기판이 상기 보조 기판보다 지면(ground)에 더 인접하게 배치시키는 단계를 포함하는 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 구조체들은 은 나노 구조체를 포함하는 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 점성 기판은, 상기 보조 기판과 인접한 제1 면, 및 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 포함하고,
    상기 구조체들을 상기 점성 기판 내부로 이동시키는 단계에 의해, 상대적으로 질량이 큰 상기 구조체들은 상기 제2 면에 인접하게 배치되고, 상대적으로 질량이 작은 상기 구조체들은 상기 제1 면에 인접하게 배치되는 것을 포함하는 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 보조 기판을 제거하기 전, 상기 점성 기판을 경화시키는 단계를 더 포함하는 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 점성 기판을 형성하기 전,
    상기 구조체들이 형성된 상기 보조 기판을 열처리하는 단계를 더 포함하는 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 구조체들을 상기 보조 기판 상에 형성하기 전,
    상기 보조 기판의 상부면 상에 이형층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 구조체들은 상기 이형층 상에 형성되는 것을 포함하는 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 보조 기판 상에 상기 구조체들을 형성하기 전,
    상기 보조 기판의 표면의 표면 에너지를 감소시키는 전처리 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는 미세 구조체를 갖는 기판의 제조 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 전처리 공정은, 상기 보조 기판의 상기 표면에 플라즈마(plasma), UV(ultra violet), 또는 오존(ozone) 중에서 적어도 어느 하나를 제공하는 것을 포함하는 미세 구조체를 갖는 기판이 제조 방법.
  10. 제1 면, 및 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 포함하는 베이스 기판; 및
    상기 베이스 기판 내부에 배치된 서로 다른 질량을 갖는 구조체들을 포함하되,
    상기 베이스 기판의 상기 제1 면에서 상기 베이스 기판의 제2 면으로 갈수록, 상기 베이스 기판 내의 상기 구조체들의 질량이 증가되며, 상기 제1 면에 인접한 상기 구조체들의 크기는, 상기 제2 면에 인접한 상기 구조체들의 크기보다 작은 것을 포함하는 미세 구조체를 갖는 기판.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 구조체들은 탄소나노튜브 물질, 반도체 물질, 산화물 반도체 물질, 코어쉘(core/shell) 형태를 가지는 양자점 물질, 전도성 유기물, 코어쉘 형태를 가지는 반도체 나노선 물질 중 하나로 이루어진 미세 구조를 갖는 기판.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 구조체들은, 나노 와이어(wire) 및 나노 입자(particle)을 포함하고,
    상기 나노 입자는 상기 제2 면보다 상기 제1 면에 인접하게 배치되고,
    상기 나노 와이어는 상기 제1 면보다 상기 제2 면에 인접하게 배치되는 것을 포함하는 미세 구조체를 갖는 기판.
  13. 제12 항에 따른 미세 구조체를 갖는 기판의 상기 나노 와이어를 전극으로 사용하고,
    제12 항에 따른 미세 구조체를 갖는 기판의 상기 나노 입자를 광 추출 패턴으로 사용하는 전자 소자.
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