KR101782913B1

KR101782913B1 - 미세 패턴 필름 제조 장치 및 제조 방법

Info

Publication number: KR101782913B1
Application number: KR1020170052742A
Authority: KR
Inventors: 곽문규; 이성호
Original assignee: 경북대학교 산학협력단
Priority date: 2017-04-25
Filing date: 2017-04-25
Publication date: 2017-10-23
Also published as: TWI661941B; TW201838826A

Abstract

일 실시 예에 따르면, 프레임 구조체; 상기 프레임 구조체의 전방 일측에 설치되는 공급롤러를 포함하여, 상기 공급롤러에 귄취된 베이스 필름을 후방으로 공급하는 필름 공급부; 상기 프레임 구조체 일측에 회전 가능하도록 설치되고, 음각으로 미세 패턴이 형성된 외주부를 구비하는 벨트형 몰드부; 상기 벨트형 몰드부 상측에 설치되고 상기 외주부에 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxane) 수지액을 공급하고 도포하는 수지액 공급부; 상기 벨트형 몰드부 상측에 설치되고 상기 외주부의 양각 부분에 밀착된 상태에서 상기 외주부의 상기 양각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액을 제거하는 수지액 제거부; 상기 필름 공급부에서 공급되는 상기 베이스 필름의 상부면과 상기 벨트형 몰드부를 밀착하여, 상기 외주부의 음각 부분에 도포된 상기 폴리디메틸실록산 수지액을 상기 베이스 필름의 상부면에 전사하고, 상기 베이스 필름의 상부면에 전사된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물에 열을 가하여 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물을 경화시키는 임프린팅부; 및상기 프레임 구조체의 후방 일측에 설치되는 회수롤러를 포함하여, 상기 베이스 필름과 경화된 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물의 이중구조로 구성된 미세 패턴 필름을 상기 벨트형 몰드부에서 디몰딩시켜 상기 회수롤러에 권취하는 필름 이형부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 패턴 필름 제조 장치를 개시한다.

Description

미세 패턴 필름 제조 장치 및 제조 방법{Apparatus for manufacturing film used micro or nano size pattern and method using the same}

본 발명은, 미세 패턴 필름 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것으로 더욱 자세하게는, 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물을 포함하는 미세 패턴 필름을 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

MEMS 공정에서 세포실험, 마이크로 플루이딕 실험에 흔히 사용되는 열경화성 수지인 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane)은 분자량이 162.38이며 녹는점 및 끓는점이 각각 -40~50℃ 및 205 ℃인 투명한 물질로, 표면에너지가 낮고 다양한 액체와 증기에 대한 침투성이 있는 탄성 중합체(elastomer)이다.

단차피복성(step coverage)이 우수하여 기판의 상대적으로 넓은 영역에 안정적으로 점착할 수 있고, 세포실험에 사용 가능한 생체친화적인 특성 뿐만 아니라 낮은 음향학적 임피던스를 가지고 있으며, 일반적인 UV 경화성 수지에 비해 각종 실험에 유리한 특성들을 가지고 있는 재료로써 다양한 분야에서 사용되고 있다.

규소와 산소의 결합을 주축으로 하는 중합체인 실리콘을 결정 형태로 하여염화메틸(CH3Cl)을 반응시켜 디메틸디클로로실란(dichlorodimethylsilane)을 합성한 후 가수분해시키면 실록산 결합이 형성된다. 이렇게 생산되는 폴리디메틸실록산 수지는 마이크로 채널 생산, 건식접착제 생산, 흡음재 생산 등 많은 분야에서 사용되기 때문에 당연히 대량생산이 필수적이다.

그러나, 일반적으로 폴리디메틸실록산 수지는 실리콘 탄성중합체 베이스(silicone Elastomer base)와 경화제(Curing agent)를 혼합하여 오븐(70℃)을 통해 경화는 제조 공정을 사용하는데, 이때 완전한 경화가 이루어지기까지는 약 1시간 이상의 시간이 필요하다.

완전히 경화되는데 불과 수초 내지 수십초면 충분한 UV 경화성 수지와는 달리 폴리디메틸실록산 수지는 그 특유의 특성상 무려 1시간 이상 걸리는 경화 시간으로 인해 연속적으로 빠른 생산이 힘들기 때문에, 대량생산이 필요한 산업체의 요구에 맞도록 제조하는 것이 매우 힘들었던 것이다.

종래에 필름의 표면에 박막 형태로 폴리디메틸실록산 수지(resin)를 직접 도포하거나, 스프레이로 분사하여 코팅을 하는 방법은, 임프린팅 공정 후의 샘플 두계가 불균일하고 잔존층이 다소 두꺼운 경향이 있어서, 결과물의 활용이나 후속공정에 좋지 않은 영향을 미칠 수 밖에 없었다.

이를 해결하기 위하여, 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 장치는 수지액 공급부를 통하여 음각으로 패터닝된 벨트형 몰드부의 외주부에 폴리디메틸실록산 수지액을 미리 공급하고 도포하고, 수지액 제거부를 통하여 외주부의 양각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액을 제거하고, 외주부의 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액을 가압하여, 벨트형 몰드부의 외주부에 폴리디메틸실록산 수지액의 코팅층을 생성 한 다음, 임프린팅부를 통하여 베이스 필름의 상부면에 벨트형 몰드부의 외주부에 코팅된 폴리디메틸실록산 수지액의 구조물을 전사 및 경화하여, 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물과 베이스 필름의 이중구조로 구성된 미세 패턴 필름을 제조할 수 있다.

즉, 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 장치는 수지액 공급부와 수지액 제거부를 이용하여 벨트형의 외주부의 양각부분에 도포된 수지액을 제거하고, 음각부분에만 폴리디메틸실록산 수지액을 균일한 두께로 코팅함으로써, 불필요한 수지액(resin)의 소모를 줄이고 잔존층의 두께를 줄일 수 있다.

이에 따라, 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 장치는 기존의 방식에서 코팅 공정에서 불필요하게 과잉 공급되던 수지액의 양을 줄임으로서, 소모되는 수지액의 양에 대한 생산 가능한 패턴의 면적이 비약적으로 상승되어 원가 절감 및 자원 활용의 측면에서 상당한 효율성을 가질 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 장치는 수지액을 균일하고 얇게 벨트형 몰드부에 도포함으로써 잔존층의 두께를 줄여서 기존의 방식보다 더 안정적으로 마이크로/나노 구조를 복제할 수 있다. 한편, 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 장치는 기존에 부정확하게 진행되던 코팅과정을 졍량화함으로써, 임프린트 리소그래피 공정 전 과정의 결과물인 미세 패턴 필름에 대해 폴리디메틸실록산 수지액 구조물의 두께를 포함한 형상 예측이 가능하게 되었다.

또한, 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 장치에서 벨트형 몰드부는 트리클로로 실란(trichloro (1H,1H,2H,2Hperfluorooctyl) silan)을 이용하여 표면처리가 완료된 몰드부로써, 벨트형 몰드부의 외주부에 코팅된 폴리디메틸실록산 수지액 구조물은 벨트형 몰드부로부터 효과적으로 디몰딩되어 베이스 필름의 상부면에 전사될 수 있다.

한편, 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 장치는, 베이스 필름의 상부면에 건식 접착 방식으로 체결된 접착필름을 더 구비하고, 임프린팅부를 통하여 접착필름의 상부면에 벨트형 몰드부의 외주부에 코팅된 폴리디메틸실록산 수지액 구조물을 전사 및 경화하여, 베이스 필름, 접착필름, 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물의 삼중구조로 구성된 미세 패턴 필름을 제조할 수 있다. 이 경우, 미세 패턴 필름 상에서 베이스 필름과 접착필름은 가역적으로 분리될 수 있고, 이에 따라 접착필름 및 경화된 폴리디메틸실록산 수지액 구조물의 이중구조는 베이스 필름과 분리될 수 있다. 이에 따라, 경화된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물은 베이스 필름과 분리가 되어, 다양한 응용처에 활용될 수 있다.

일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 장치는 프레임 구조체; 상기 프레임 구조체의 전방 일측에 설치되는 공급롤러를 포함하여, 상기 공급롤러에 귄취된 베이스 필름을 후방으로 공급하는 필름 공급부; 상기 프레임 구조체 일측에 회전 가능하도록 설치되고, 음각으로 미세 패턴이 형성된 외주부를 구비하는 벨트형 몰드부; 상기 벨트형 몰드부 상측에 설치되고 상기 외주부에 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxane) 수지액을 공급하고 도포하는 수지액 공급부; 상기 벨트형 몰드부 상측에 설치되고 상기 외주부의 양각 부분에 밀착된 상태에서 상기 외주부의 상기 양각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액을 제거하는 수지액 제거부; 상기 필름 공급부에서 공급되는 상기 베이스 필름의 상부면과 상기 벨트형 몰드부를 밀착하여, 상기 외주부의 음각 부분에 도포된 상기 폴리디메틸실록산 수지액을 상기 베이스 필름의 상부면에 전사하고, 상기 베이스 필름의 상부면에 전사된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물에 열을 가하여 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물을 경화시키는 임프린팅부; 및 상기 프레임 구조체의 후방 일측에 설치되는 회수롤러를 포함하여, 상기 베이스 필름과 경화된 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물의 이중구조로 구성된 미세 패턴 필름을 상기 벨트형 몰드부에서 디몰딩시켜 상기 회수롤러에 권취하는 필름 이형부; 를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 벨트형 몰드부는 폴리우레탄 아크릴레이트(polyurethane acrylate : PUA)로 제작될 수 있고, 일 실시 예에 따른 벨트형 몰드부는 트리클로로 실란(trichloro (1H,1H,2H,2Hperfluorooctyl) silan) 을 이용하여 표면처리가 될 수 있다.

일 실시 예에 따른 필름 공급부에서 공급되는 상기 베이스 필름은 상기 베이스 필름의 상부면과 건식 접착방식으로 체결된 접착필름을 더 구비할 수 있다.

일 실시 예에 따른 임프린팅부는 상기 접착필름의 상부면과 상기 벨트형 몰드부를 밀착하여, 상기 외주부의 음각 부분에 도포된 상기 폴리디메틸실록산 수지액을 상기 접착필름의 상부면에 전사하고, 상기 접착필름의 상부면에 전사된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물에 열을 가하여 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물을 경화시킬 수 있고, 상기 미세 패턴 필름은 경화된 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물, 상기 접착필름 및 상기 베이스 필름의 삼중구조로 구성될 수 있다.

일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 상에서 상기 접착필름 및 상기 폴리디메틸실록산 수지액 구조물의 이중구조는 상기 베이스 필름과 분리될 수 있다.

일 실시 예에 따른 수지액 제거부는 상기 벨트형 몰드부의 상기 외주부의 상기 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxane) 수지액을 가압할 수 있다.

일 실시 예에 따른 수지액 제거부는 상기 수지액 공급부의 하측 일면에 설치될 수 있다.

일 실시 예에 따른 수지액 공급부에서 공급되는 폴리디메틸실록산 수지액은 실리콘 탄성중합체 베이스(silicone Elastomer base)와 경화제(Curing agent)를 10대 1의 비율로 혼합되고, 탈기절차를 거쳐서 형성될 수 있다.

일 실시 예에 따른 필름 공급부에서 공급되는 상기 베이스 필름은 내연필름일 수 있다.

일 실시 예에 따른 임프린팅부는 상기 공급롤러에서 공급되는 상기 베이스 필름이 일정구간으로 수평면을 이루면서 이동되도록 상기 공급롤러의 후방 일측 프레임 구조체에 일정간격 이격되어 동일한 높이로 설치되는 복수개의 회전롤러를 포함하고, 상기 벨트형 몰드부는 상기 복수개의 회전롤러에 권취되어 회전이 이루어질 수 있다.

일 실시 예에 따른 임프린팅부는 상기 벨트형 몰드부의 하부 일측에 소정 간격으로 이격된 핫플레이트를 포함하고, 상기 벨트형 몰드부의 상기 외주부의 상기 음각 부분에 도포된 상기 폴리디메틸실록산 수지액이 상기 베이스 필름의 상부면에 미세 패턴의 형상으로 전사되는 동시에, 상기 핫플레이트에서 발산되는 복사열에 의해 경화될 수 있다.

일 실시 예에 따른 핫플레이트는 100℃ 이상의 복사열을 발산할 수 있다.

일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 방법은 공급롤러에 권취된 베이스 필름을 일측 방향으로 공급시키는 단계; 음각으로 미세 패턴이 형성된 외주부를 구비하는 벨트형 몰드부의 상기 외주부에 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxane) 수지액을 공급하고 도포하는 단계; 상기 외주부의 양각 부분에 도포된 상기 폴리디메틸실록산 수지액을 제거하는 단계; 상기 베이스 필름의 상부면과 상기 벨트형 몰드부를 밀착하여, 상기 외주부의 음각 부분에 도포된 상기 폴리디메틸실록산 수지액을 상기 베이스 필름의 상부면에 전사하고, 상기 베이스 필름의 상부면에 전사된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물에 열을 가하여 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물을 경화시키는 단계; 및 상기 베이스 필름과 경화된 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물의 이중구조로 구성된 미세 패턴 필름을 상기 벨트형 몰드부에서 디몰딩시켜 회수롤러에 권취하는 단계; 를 포함하는 미세 패턴 필름 제조 방법을 제공한다.

일 실시 예에 따른 베이스 필름은 상기 베이스 필름의 상부면과 건식 접착방식으로 체결된 접착필름을 더 구비할 수 있다.

일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 방법에서, 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물을 경화시키는 단계; 는 상기 접착필름의 상부면과 상기 벨트형 몰드부를 밀착하여, 상기 외주부의 음각 부분에 도포된 상기 폴리디메틸실록산 수지액을 상기 접착필름의 상부면에 전사하고, 상기 접착필름의 상부면에 전사된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물에 열을 가하여 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물을 경화시키는 것을 특징으로 하고, 상기 미세 패턴 필름은 경화된 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물, 상기 접착필름 및 상기 베이스 필름의 삼중구조로 구성될 수 있다.

일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 방법에서, 외주부의 양각 부분에 도포된 상기 폴리디메틸실록산 수지액을 제거하는 단계; 는 상기 외주부의 상기 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxane) 수지액을 가압하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 폴리디메틸실록산 수지액은 실리콘 탄성중합체 베이스(silicone Elastomer base)와 경화제(Curing agent)를 10대 1의 비율로 혼합되고, 탈기절차를 거쳐서 형성될 수 있다.

일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 방법에서, 열을 가하여 상기 미세 패턴을 갖는 상기 폴리디메틸실록산 수지액을 경화시키는 단계는; 상기 벨트형 몰드부의 하부 일측에 소정 간격으로 이격된 핫플레이트를 구비하여, 상기 벨트형 몰드부의 상기 외주부의 상기 음각 부분에 도포된 상기 폴리디메틸실록산 수지액이 상기 베이스 필름의 상부면에 미세 패턴의 형상으로 전사되는 동시에, 상기 핫플레이트에서 발산되는 100℃ 이상의 복사열에 의해 경화되는 것을 포함할 수 있다.

도1 및 도2는 일 실시 예에 따른 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물을 포함하는 미세 패턴 필름을 제조하는 미세 패턴 필름 제조 장치의 외관도이다.
도3은 일 실시 예에 따른 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물을 포함하는 미세 패턴 필름을 제조하는 방법의 흐름도이다.
도4 는 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 장치의 벨트형 몰드부를 표면 처리하는 방법의 흐름도이다.
도5 및 도6은 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 장치에서 베이스 필름과 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물의 이중구조를 갖는 미세 패턴 필름이 생성되는 과정을 도시하고 있는 개념도이다.
도7은 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 장치에서 베이스 필름, 접착 필름 및 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물의 삼중구조를 갖는 미세 패턴 필름이 생성되는 과정을 도시하고 있는 개념도이다.
도8은 일 실시 예에 따른 미세 패턴 제조 장치에서 폴리디메틸실록산 수지액의 두께와 경화 온도에 따른 폴리디메틸실록산 수지액의 경화시간을 도시한 그래프이다.
도9는 일 실시 예에 따른 미세 패턴 제조 장치에서 폴리디메틸실록산 수지액의 공급시간에 따른 미세 패턴 필름의 다양한 예를 도시한 도면이다.
도10은 일 실시 예에 따른 미세 패턴 제조 장치에서 미세 패턴 필름에서 분리된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물의 다양한 예를 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변형을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 다양한 실시 예들은 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도1및 도2는 일 실시 예에 따른 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)을 포함하는 미세 패턴 필름(300)을 제조하는 미세 패턴 필름 제조 장치의 외관도이다.

도1 및 도2에서 도시한 바와 같이, 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 장치는 프레임 구조체(10), 필름 공급부(20), 수지액 공급부(30), 수지액 제거부(40), 벨트형 몰드부(50), 임프린팅부(60) 및 필름 이형부(70)를 포함할 수 있다.

이하 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

일 실시 예에 따른 벨트형 몰드부(50)는 프레임 구조체(10) 일측에 회전 가능하도록 설치되고 외주부에 음각으로 미세 패턴이 형성될 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따른 벨트형 몰드부(50)는 폴리우레탄 아크릴레이트(polyurethane acrylate : PUA)로 제작될 수 있다.

또한, 일 실시 예에 따른 벨트형 몰드부(50)는 트리클로로 실란(trichloro (1H,1H,2H,2Hperfluorooctyl) silan)을 이용하여 표면처리가 될 수 있다. 이에 따라, 표면 처리된 벨트형 몰드부(50)는 종전보다 표면에너지가 낮아져서 벨트형 몰드부(50)의 외주부에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액 구조물은 벨트형 몰드부(50)로부터 효과적으로 디몰딩될 수 있다. 이 경우, 일 실시 예에 따른 폴리디메틸실록산 수지액 구조물은 벨트형 몰드부(50)에서 디몰딩되어 베이스 필름(100)으로 전사될 수 있다.

또한, 벨트형 몰드부(50)는 일정간격 이격되어 동일한 높이로 설치되는 복수 개의 회전롤러(61,62,63,64)에 권취되어 회전할 수 있다.

일 실시 예에 따른 필름 공급부(20)는 프레임 구조체(10)의 전방 일측에 설치되는 공급롤러(21)를 포함하여, 공급롤러(21)에 귄취된 베이스 필름(100)을 후방으로 공급할 수 있다.

예를 들면, 공급롤러(21)에서 권취된 베이스 필름(100)은 후방 타측으로 연속적인 공급이 이루어지고, 공급되는 베이스 필름(100)은 제1전향롤러(22)를 통해 방향이 전환되어, 벨트형 몰드부(50)와 밀착될 수 있다. 또한, 베이스 필름(100)은 벨트형 몰드부(50)와 밀착된 상태로 일정구간 수평면을 이루면서 이동될 수 있다.

한편, 일 실시 예에 따른 베이스 필름(100)은 내열필름일 수 있다. 예를 들면, 베이스 필름(100)은 캡톤필름, PET 필름, OHP 필름 등 다양한 필름이 사용될 수 있으나, 이형성 면에서 유리해지기 위하여 베이스 필름(100)의 표면에 아크릴 또는 우레탄 계열의 폴리머가 코팅된 베이스 필름(100)도 사용될 수 있다.

또한, 일 실시 예에 따른 베이스 필름(130)은 베이스 필름(100)과 건식 접착방식으로 체결된 접착필름(120)을 더 구비할 수 있다.

예를 들면, 접착필름(120)은 베이스 필름(100)과 마찬가지로 내연필름을 포함할 수 있다. 또한, 접착필름(120)은 캡톤필름, PET 필름, OHP 필름 등 다양한 필름이 사용될 수 있으나, 이형성 면에서 유리해지기 위하여 접착필름(120)의 표면에 아크릴 또는 우레탄 계열의 폴리머가 코팅된 접착필름(120)도 사용될 수 있다. 이 경우, 일 실시 예에 따른 베이스 필름(100)과 접착필름(120)은 건식 접착방식으로 체결될 수 있는데, 베이스 필름(100)과 접착필름(120)의 결합은 가역적이며, 베이스 필름(100)과 접착필름(120)은 서로 탈착될 수 있다. 이와 관하여는 도7을 참조하여 자세하게 알아보도록 한다.

일 실시 예에 따른 수지액 공급부(30)는, 벨트형 몰드부(50) 상측에 설치되고 외주부에 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxane) 수지액(200)을 공급하고 도포할 수 있다.

예를 들면, 일 실시 예에 따른 폴리디메틸실록산 수지액(200)은 실리콘 탄성중합체 베이스(silicone Elastomer base)와 경화제(Curing agent)를 10대 1의 비율로 혼합되고, 탈기절차를 거쳐서 형성될 수 있다.

일반적으로 실리콘 탄성중합체 베이스와 경화제가 혼합될 때는 필연적으로 기포가 발생할 수 밖에 없는데, 이때 발생하는 기포는 마이크로 구조로 이루어진 혼합액에 불량을 야기할 수 있다. 따라서, 일 실시 예에 따른 폴리디메틸실록산 수지액(200)은 탄성중합체 베이스와 경화제를 혼합한 뒤에 탈기절차를 거쳐서 사용될 수 있다.

또한, 일 실시 예에 따른 수지액 공급부(30)는 벨트형 몰드부(50)의 음각 부분뿐만 아니라 양각 부분에도 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 공급하고 도포할 수 있다.

한편, 일 실시 예에 따른 벨트형 몰드부(50)는 복수개의 회전롤러(61,62,63,64)에 권취된 상태로 회전될 수 있는데, 일 실시 예에 따른 수지액 공급부(30)는 벨트형 몰드부(50)가 회전하는 동안 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 전 영역에 걸쳐서 연속적으로 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 도포할 수 있다.

또한, 일 실시 예에 따른 수지액 공급부(30)는 벨트형 몰드부(50)의 외주부에 폴리디메틸실록산 수지액(200)이 충분히 도포될 수 있도록 수지액 공급 시간을 조절할 수 있다. 이에 관하여는 도 9을 참조하여 자세하게 알아보도록 한다.

일 실시 예에 따른 수지액 제거부(40)는 벨트형 몰드부(50) 상측에 설치되고 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 양각 부분에 밀착된 상태에서 외주부의 양각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 제거할 수 있다.

또한, 일 실시 예에 따른 수지액 제거부(40)는 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 가압할 수 있다.

한편, 일 실시 예에 따른 벨트형 몰드부(50)는 복수개의 회전롤러(61,62,63,64)에 권취된 상태로 회전될 수 있는데, 일 실시 예에 따른 수지액 제거부(40)는 벨트형 몰드부(50)가 회전하는 동안 양각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 제거할 수 있고, 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 가압할 수 있다.

예를 들면, 도1에서 도시한 바와 같이 일 실시 예에 따른 수지액 제거부(40)는 수지액 공급부(30)와 일정 간격을 두고 수평 이격된 상태로, 벨트형 몰드부(50)와 일정한 간격을 유지하도록 벨트형 몰드부(50)의 상측에 고정적으로 설치된 블레이드일 수 있다.

또한, 일 실시 예에 따른 수지액 제거부(40)는 수지액 공급부(30)의 하측 일면에 설치될 수 있다. 예를 들면, 도2에서 도시한 바와 같이 수지액 제거부(40)는 수지액 공급부(30)와 일체형으로 구성될 수 있다. 이 경우, 수지액 공급부(30)의 슬릿의 폭을 조절 하면서 수지액의 유량을 조절할 수 있고, 수지액 제거부(40)의 높이 방향 위치를 조절하여 도포되는 수지액의 두께를 조절할 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따른 수지액 제거부(40)는 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 양각 부분에 밀착된 상태가 되도록 높이 방향 위치를 조절하여 수지액 공급부(30)의 하측 일면에 설치될 수 있다.

한편, 일 실시 예에 따른 벨트형 몰드부(50)는 복수개의 회전롤러(61,62,63,64)에 권취된 상태로 회전될 수 있는데, 일 실시 예에 따른 수지액 공급부(30)가 벨트형 몰드부(50)의 외주부에 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 도포하자마자, 수지액 제거부(40)가 양각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 제거하고, 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 가압할 수 있다.

이에 따라, 일 실시 예에 따른 폴리디메틸실록산 수지액(200)은 음각으로 미세 패턴이 형성된 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 음각 부분에 균일하게 코팅되어, 불필요한 수지액의 소모를 줄일 수 있고, 잔존층의 두께를 줄여서 후속 공정에 손쉽게 활용될 수 있다.

일 실시 예에 따른 임프린팅부(60)는 필름 공급부(20)에서 공급되는 베이스 필름(100)의 상부면과 벨트형 몰드부(50)를 밀착하여, 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 베이스 필름(100)의 상부면에 전사할 수 있다. 이 경우, 일 실시 예에 따른 임프린팅부(60)는 베이스 필름(100)의 상부면에 전사된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물에 열을 가하여 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물을 경화시킬 수 있다.

한편, 일 실시 예에 따른 임프린팅부(60)는 공급롤러(21)에서 공급되는 베이스 필름(100)이 일정구간으로 수평면을 이루면서 이동되도록 공급롤러(21)의 후방 일측 프레임 구조체(10)에 일정간격 이격되어 동일한 높이로 설치되는 복수개의 회전롤러(61,62,63,64)를 포함할 수 있다. 이 경우, 일 실시 예에 따른 벨트형 몰드부(50)는 복수개의 회전롤러(61,62,63,64)에 권취된 상태로 회전될 수 있다.

예를 들면, 일 실시 예에 따른 임프린팅부(60)는 벨트형 몰드부(50)가 회전하는 동안, 공급롤러(21)에서 공급되는 베이스 필름(100)과 벨트형 몰드부(50)를 밀착한 상태로 일정구간 수평면을 이루면서 이동시키면서, 베이스 필름(100) 상부면에 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 전사할 수 있다.

또한, 일 실시 예에 따른 임프린팅부(60)는 벨트형 몰드부(50)의 하부 일측에 소정 간격으로 이격된 핫플레이트(65)를 포함할 수 있다. 이 경우, 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)은 베이스 필름(100)의 상부면에 미세 패턴의 형상으로 전사되는 동시에, 핫플레이트(65)에서 발산되는 복사열에 의해 경화될 수 있다. 이 경우, 일 실시 예에 따른 핫플레이트(65)는 100℃ 이상의 복사열을 발산할 수 있다. 이 경우, 폴리디메틸실록산 수지액(200)은 두께와 경화 온도에 따라 경화 시간이 달라질 수 있는데 이와 관하여는 도8을 참조하여 자세하게 알아보도록 한다.

한편, 일 실시 예에 따른 베이스 필름(130)은 건식 접착방식으로 체결된 접착필름(120)을 더 구비할 수 있는데, 이 경우 일 실시 예에 따른 임프린팅부(60)는 접착필름(120)의 상부면과 벨트형 몰드부(50)를 밀착하여, 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 접착필름(120)의 상부면에 전사할 수 있고, 또한, 접착필름(120)의 상부면에 전사된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물에 열을 가하여 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물을 경화시킬 수 있다.

일 실시 예에 따른 필름 이형부(70)는 프레임 구조체(10)의 후방 일측에 설치되는 회수롤러(71)를 포함하여, 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물이 경화된 미세 패턴 필름(300)을 벨트형 몰드부(50)에서 디몰딩시켜 회수롤러(71)에 권취할 수 있다.

예를 들면, 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름(300)은 베이스 필름(100)과 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물의 이중구조로 구성될 수 있다.

또한, 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름(310)은 베이스 필름(100), 베이스 필름(100)과 건식 접착방식으로 체결된 접착필름(120) 및 접착필름(120)의 상부면에 경화된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물의 삼중구조로 구성될 수 있다. 이 경우, 미세 패턴 필름(310) 상에서 베이스 필름(100)과 접착필름(120)은 가역적으로 분리될 수 있고, 이에 따라 접착필름(120) 및 경화된 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)의 이중구조(330)는 베이스 필름(100)과 분리되어 획득될 수 있다. 이에 관하여는 도7 및 도 10를 참조하여 자세하게 알아보도록 한다.

미세 패턴 필름 제조 장치의 동작들을 순서대로 상술한다.

도3은 일 실시 예에 따른 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)을 포함하는 미세 패턴 필름(300)을 제조하는 방법의 흐름도이다.

단계 100에서 미세 패턴 필름 제조 장치의 필름 공급부(20)는 공급롤러(21)에 귄취된 베이스 필름(100)을 일측 방향으로 공급시킬 수 있다.

단계 110에서 미세 패턴 필름 제조 장치의 수지액 공급부(30)는 외주부에 음각으로 미세 패턴이 형성된 벨트형 몰드부(50)의 외주부에 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 공급하고 도포할 수 있다.

예를 들면, 폴리디메틸실록산 수지액(200)은 실리콘 탄성중합체 베이스(silicone Elastomer base)와 경화제(Curing agent)를 10대 1의 비율로 혼합되고, 탈기절차를 거쳐서 형성될 수 있다.

또한, 일 실시 예에 따른 벨트형 몰드부(50)는 폴리우레탄 아크릴레이트(polyurethane acrylate : PUA)로 제작될 수 있고, 일 실시 예에 따른 벨트형 몰드부(50)는 트리클로로 실란(trichloro (1H,1H,2H,2Hperfluorooctyl) silan)을 이용하여 표면처리가 될 수 있다.

단계 120에서 미세 패턴 필름 제조 장치의 수지액 제거부(40)는 단계 110에서 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 양각 부분에 도포된 상기 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 제거할 수 있다. 또한, 단계 120에서 미세 패턴 필름 제조 장치의 수지액 제거부(40)는 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 가압할 수 있다.

한편, 일 실시 예에 따른 벨트형 몰드부(50)는 복수개의 회전롤러(61,62,63,64)에 권취된 상태로 회전될 수 있는데, 일 실시 예에 따른 수지액 제거부(40)는 벨트형 몰드부(50)가 회전하는 동안 양각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 제거할 수 있고, 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 가압할 수 있다. 이에 따라, 일 실시 예에 따른 폴리디메틸실록산 수지액(200)은 음각으로 미세 패턴이 형성된 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 음각 부분에 균일하게 코팅되어, 불필요한 수지액의 소모를 줄일 수 있고, 잔존층의 두께를 줄여서 후속 공정에 손쉽게 활용될 수 있다.

단계 130에서 미세 패턴 필름 제조 장치의 임프린팅부(60)는 베이스 필름(100)의 상부면과 벨트형 몰드부(50)를 밀착하여, 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 베이스 필름(100)의 상부면에 전사할 수 있다.

일 실시 예에 따른 임프린팅부(60)는 공급롤러(21)에서 공급되는 베이스 필름(100)이 일정구간으로 수평면을 이루면서 이동되도록 공급롤러(21)의 후방 일측 프레임 구조체(10)에 일정간격 이격되어 동일한 높이로 설치되는 복수개의 회전롤러(61,62,63,64)를 포함할 수 있다. 이 경우, 일 실시 예에 따른 벨트형 몰드부(50)는 복수개의 회전롤러(61,62,63,64)에 권취된 상태로 회전될 수 있다.

단계 140에서 미세 패턴 필름 제조 장치의 임프린팅부(60)는 단계 130에서 베이스 필름(100)의 상부면에 전사된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)에 열을 가하여 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)을 경화시킬 수 있다.

일 실시 예에 따른 임프린팅부(60)는 벨트형 몰드부(50)의 하부 일측에 소정 간격으로 이격된 핫플레이트(65)를 구비하고, 단계 140에서 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)은 베이스 필름(100)의 상부면에 미세 패턴의 형상으로 전사되는 동시에, 핫플레이트(65)에서 발산되는 100℃ 이상의 복사열에 의해 경화될 수 있다.

예를 들면, 일 실시 예에 따른 핫플레이트(65)는 다양한 형태와 방식으로 구비할 수 있으나, STS 파이프에 Ni-Cr 또는 Ni-Fe 열선을 설치하고 MgO 입자를 충진하여 파이프 형식으로 사용을 하거나, 세라믹 사이에 열선(Mo, Ni, Ni-Cr, Ti, Ni-Fe 등)을 삽입하여 고온?고압으로 밀착시키는 방식을 사용할 수도 있다.

한편, 일 실시 예에 따른 베이스 필름(130)은 건식 접착방식으로 체결된 접착필름(120)을 더 구비할 수 있는데, 이 경우 일 실시 예에 따른 임프린팅부(60)는 단계 130에서 접착필름(120)의 상부면과 벨트형 몰드부(50)를 밀착하여, 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 접착필름(120)의 상부면에 전사할 수 있고, 단계 140에서 접착필름(120)의 상부면에 전사된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)에 열을 가하여 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)을 경화시킬 수 있다.

단계 150에서 미세 패턴 필름 제조 장치의 필름 이형부(70)는 단계 140에서 경화된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)과 베이스 필름(100)의 이중구조로 구성된 미세 패턴 필름(300)을 벨트형 몰드부(50)에서 디몰딩시켜 회수롤러(71)에 권취할 수 있다.

한편, 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름(310)은 베이스 필름(100), 베이스 필름(100)과 건식 접착방식으로 체결된 접착필름(120) 및 접착필름(120)의 상부면에 경화된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)의 삼중구조로 구성될 수 있다. 이 경우, 미세 패턴 필름(310) 상에서 베이스 필름(100)과 접착필름(120)은 가역적으로 분리될 수 있고, 이에 따라 접착필름(120) 및 경화된 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)의 이중구조(330)는 베이스 필름(100)과 분리되어 획득될 수 있다.

도4는 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 장치의 벨트형 몰드부(50)를 표면 처리하는 방법의 흐름도이다.

일 실시 예에 따른 벨트형 몰드부(50)는 디몰딩의 효율을 높이기 위하여 표면에너지를 낮춰주는 물질인 트리클로로 실란 (trichloro(1H,1H,2H,2Hperfluorooctyl) silane)을 이용하여 표면처리가 될 수 있다. 여기서, 벨트형 몰드부(50)의 표면처리를 하는 장치를 표면처리장치라고 칭하기로 한다.

단계 200에서 표면처리장치는 벨트형 몰드부(50)의 외주부에 트리클로로 실란을 분사할 수 있다. 예를 들면, 표면처리장치는 음각으로 미세 패턴이 형성된 외주부에 실레인 계열인 L-SAM 을 분사할 수 있다.

단계 210에서 표면처리장치는 단계200에서 벨트형 몰드부(50)의 외주부에 분사된 트리클로로 실란을 소정의 시간 동안 건조할 수 있다.

단계 220에서 표면처리장치는 발열장치를 이용하여 단계210에서 건조된 트리클로로 실론을 가열할 수 있다. 예를 들면, 표면처리장치는 발열장치에서 발산되는 120℃ 이상의 복사열을 이용하여 약 40분 이상 트리클로로 실론을 가열할 수 있다. 이에 따라, 단계210에서 건조된 트리클로로 실론은 기화될 수 있다.

단계230에서 표면처리장치는 단계220에서 가열된 트리클로로 실론을 상온에서 쿨링할 수 있다. 예를 들면, 표면처리장치는 실레인 기질이 벨트형 몰드부(50)의 표면에 잘 처리될 수 있게 약 30분간 상온에서 쿨링할 수 있다.

한편, 이 경우 벨트형 몰드부(50)의 표면처리 작업은 케이지 안에서 효과적으로 수행될 수 있다.

도5및 도6은 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 장치에서 베이스 필름(100)과 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)의 이중구조를 갖는 미세 패턴 필름(300)이 생성되는 과정을 도시하고 있는 개념도이다.

도6에서 도시한 바와 같이, 일 실시 예에 따른 벨트형 몰드부(50)는 일정간격 이격되어 동일한 높이로 설치되는 복수 개의 회전롤러(61,62,63,64)에 권취되어 회전이 가능하도록 설치되고, 외주부에 음각으로 미세 패턴이 형성될 수 있다.

도5의 단계(a)에서 도시한 바와 같이, 일 실시 예에 따른 폴리디메틸실록산 수지액(200)은, 벨트형 몰드부(50) 상측에 설치된 수지액 공급부(30)에 의하여 벨트형 몰드부(50)의 음각 부분 및 양각 부분에 공급되고 도포될 수 있다. 이 경우, 도6에서 도시한 바와 같이 일 실시 예에 따른 폴리디메틸실록산 수지액(200)은 벨트형 몰드부(50)가 회전하는 동안 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 전 영역에 걸쳐서 연속적으로 도포될 수 있다.

도5의 단계(b)에서 도시한 바와 같이, 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 전 영역에 걸쳐서 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)은, 벨트형 몰드부(50) 상측에 설치된 수지액 제거부(40)에 의하여 제거되거나 가압될 수 있다.

예를 들면, 도 6에서 도시한 바와 같이 벨트형 몰드부(50)가 회전하는 동안 외주부의 양각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)은 제거될 수 있고, 외주부의 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)은 가압될 수 있다. 이에 따라, 도5의 단계 (c) 에서 도시한 바와 같이 일 실시 예에 따른 폴리디메틸실록산 수지액(200)은 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 음각 부분에만 균일하게 코팅되어, 불필요한 수지액의 소모를 줄일 수 있고, 잔존층의 두께를 줄여서 후속 공정에 손쉽게 활용될 수 있다.

도6에서 도시한 바와 같이 일 실시 예에 따른 베이스 필름(100)은 필름 공급부(20)에서 연속적으로 공급되고, 복수 개의 회전롤러(61,62,63,64)에 권취되어 회전하는 벨트형 몰드부(50)와 밀착된 상태로, 일정구간 수평면을 이루면서 이동될 수 있다.

예를 들면, 일 실시 예에 따른 베이스 필름(100)은 회전하는 벨트형 몰드부(50)와 밀착된 상태로 벨트형 몰드부(50)와 핫플레이트(65) 사이를 일정구간 수평면을 이루면서 이동될 수 있다.

이 경우, 도5의 단계 (d)에서 도시한 바와 같이 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)은 임프린팅부(60)에 의하여 베이스 필름(100) 상부면에 전사될 수 있다. 또한, 베이스 필름(100) 상부면에 전사된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)은 핫플레이트(65)에서 발산되는 복사열에 의하여 경화될 수 있다.

도5의 단계 (e) 에서 도시한 바와 같이 베이스 필름(100)과 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)의 이중구조로 구성된 미세 패턴 필름(300)은, 도6에서 도시한 바와 같이 필름 이형부(70)에 의하여 회전하고 있는 벨트형 몰드부(50)에서 디몰딩될 수 있다. 이 경우, 디몰딩된 미세 패턴 필름(300)은 회수롤러(71)에 의하여 권취될 수 있다.

도7은 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 장치에서 베이스 필름(100), 접착필름(120) 및 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)의 삼중구조를 갖는 미세 패턴 필름(310)이 생성되는 과정을 도시하고 있는 개념도이다.

일반적으로, 접착제는 일반적으로 습식 형태의 접착제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 필름에 접착물질을 도포한 접착테이프는 대표적인 습식 접착제로서 널리 사용되고 있고 접착력도 우수하지만, 한번 사용하면 재사용이 어렵고 분리시킨다고 하여도 기판, 신체의 특정부위, 건물의 내벽 등의 접착 대상물이 손상되거나, 접착 대상물의 표면에 접착물질이 남게 되는 문제점이 있다.

일 실시 예에 따른 건식 접착방식이란 종래의 습식 형태의 접착제(예를 들면, 풀, 에폭시 또는 다른 점착성 재료)를 사용함으로써 야기되는 문제점을 제거하기 위한 것으로, 점착성 재료가 아닌 유연한 재료(110)를 사용하여 구조화된 표면간에 가역적인 접착성 결합을 형성하는 방식이다.

예를 들면, 건식 접착방식에 사용되는 유연한 재료(110)는 구조화된 표면(예를 들면, 마이크로-구조 또는 나노-구조화된 표면)의 지형학에 순응하여 가역적인 기계적 연결부(interlock)을 형성하는 유연한 표면을 포함할 수 있는데, 유연한 표면은 물리적(예를 들면, 반 데르 발스) 및/또는 화학적 상호작용을 통하여 구조화된 표면에 접착될 수 있다. 이 경우, 유연한 표면이 구조화된 표면과 물리적으로 접촉하게 되면, 이들 사이에 순간적으로 접착성 결합이 형성되는데, 이러한 접착성 결합은 가역적이다.

일 실시 예에 따른 접착필름(120)은 유연한 재료(110)를 통하여 베이스 필름(100)에 건식 접착방식으로 체결될 수 있고, 건식 접착 방식으로 체결된 접착필름(120)은 베이스 필름(100)으로부터 탈착될 수 있다. 일 실시 예에 따른 건식 접착방식으로 대표적인 것은 산우엉 씨앗(burdock seeds)을 모사한 후크 앤 루프(hook and loop) 방식의 벨크로(velcro) 접착시스템을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도7에서 도시한 바와 같이, 일 실시 예에 따른 베이스 필름(130)은 건식 접착방식으로 체결된 접착필름(120)을 더 구비할 수 있는데, 벨트형 몰드부(50)의 외주부의 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액(200)은 임프린팅부(60)에 의하여 접착필름(120) 상부면에 전사될 수 있다. 또한, 접착필름(120) 상부면에 전사된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)은 핫플레이트(65)에서 발산되는 복사열에 의하여 경화될 수 있다.

이에 따라, 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름(310)은 베이스 필름(100), 베이스 필름(100)과 건식 접착방식으로 체결된 접착필름(120) 및 접착필름(120)의 상부면에 경화된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)의 삼중구조로 구성될 수 있다. 이 경우, 미세 패턴 필름(310) 상에서 베이스 필름(100)과 접착필름(120)은 가역적으로 분리될 수 있고, 이에 따라 접착필름(120) 및 경화된 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)의 이중구조(330)는 베이스 필름(100)과 분리되어 획득될 수 있다.

도8은 일 실시 예에 따른 미세 패턴 제조 장치에서 폴리디메틸실록산 수지액(200)의 두께와 경화 온도에 따른 폴리디메틸실록산 수지액(200)의 경화시간을 도시한 그래프이다.

폴리디메틸실록산 수지액 (200) 는 열이 가해지면 백금촉매에 의하여 베이스 폴리머(Base polymer) 간의 경화반응이 일어나는데, 일반적으로 폴리디메틸실록산 수지액(200)의 경화에 사용되는 온도는 70℃이다. 그 이유는 종래의 제조 공정을 통해 폴리디메틸실록산 수지액(200)에 70℃가 넘는 열이 가해지게 되면, 기판이 망가지거나 뭉쳐있는 재료 물질에 파손이나 분열 등의 손상이 일어날 우려가 있었기 때문이다.

그러나, 폴리디메틸실록산 수지액(200)의 재료 물질은 뭉쳐 있지 않고 고르게 펼쳐져 있는 경우 도8에서 도시한 바와 같이 실제로 70℃ 보다 고온에서 경화 시간이 단축되는 특징을 보인다.

따라서, 일 실시 예에 따른 임프린팅부(60)는 핫플레이트(65)에서 발산되는 100℃ 이상의 복사열을 이용해 간접적인 열을 통하여 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 경화시킴으로써, 보다 신속하게 경화 공정을 수행할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 장치는 100℃ 이상의 온도에서 경화를 수행하므로, 기판으로 쓰이는 베이스 필름(100)의 병형을 방지하기 위하여 일 실시 예에 따른 베이스 필름(100)은 내연필름일 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따른 베이스 필름(100)은 캡톤 필름을 포함할 수 있으나, 다만 이에 한정되는 것은 아니다.

도9는 일 실시 예에 따른 미세 패턴 제조 장치에서 폴리디메틸실록산 수지액의 공급시간에 따른 미세 패턴 필름(300)의 다양한 예를 도시한 도면이다.

일반적으로, 음각의 몰드에서 양각의 구조를 얻기 위해서는 진공챔버를 이용하여 레진(Resin)을 채워야 하는데, 레진 공급 시 수직방향 도포가 아닌 수평방향으로 도포를 하게 되면 압력이나 외부 힘을 적용하지 않고 모세관힘을 이용하여 몰드부의 공동부(Cavity)에 레진을 도포할 수 있다.

이에 따라, 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름 제조 장치는 진공 공정없이 이러한 모세관힘을 이용하여, 수지액 공급부(30)를 통하여 음각으로 패터닝된 벨트형 몰드부(50)의 외주부에 폴리디메틸실록산 수지액(200)을 공급하고 도포할 수 있다. 이 경우, 일 실시 예에 따른 수지액 공급부(30)는 벨트형 몰드부(50)의 외주부에 폴리디메틸실록산 수지액(200)이 충분히 도포될 수 있도록 수지액 공급 시간을 조절할 수 있다.

예를 들면, 수지액 공급 시간은 수지액 공급부(30)를 통하여 벨트형 몰드부(50)의 외주부에 공급된 폴리디메틸실록산 수지액(200)이 임프린팅부(60)에 도달하는 시간일 수 있는데, 도9의 (a), (b) 및 (c)에 도시된 도면은, 수지액 공급 시간이 50초, 100초 및 150초인 경우 미세 패턴 필름(300) 상에 경화된 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)의 외관을 도시한 도면이다. 도9에서 도시한 바와 같이, 수지액 공급 시간이 150초 정도로 충분한 경우에 온전한 모양의 미세 패턴을 가지는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)이 획득될 수 있다.

도10은 일 실시 예에 따른 미세 패턴 제조 장치에서 미세 패턴 필름(310)에서 분리된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)의 다양한 예를 도시한 도면이다.

도 7에서 상술한 바와 같이, 일 실시 예에 따른 미세 패턴 필름(310)은 베이스 필름(100), 베이스 필름(100)과 건식 접착방식으로 체결된 접착필름(120) 및 접착필름(120)의 상부면에 경화된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)의 삼중구조로 구성될 수 있다. 이 경우, 미세 패턴 필름(310) 상에서 베이스 필름(100)과 접착필름(120)은 가역적으로 분리될 수 있고, 이에 따라 도10에서 도시한 바와 같이 접착필름(120) 및 경화된 폴리디메틸실록산 수지액 구조물(200)의 이중구조(330)는 베이스 필름(100)과 분리되어 획득될 수 있다.

본 발명에서 인용하는 공개 문헌, 특허 출원, 특허 등을 포함하는 모든 문헌들은 각 인용 문헌이 개별적으로 및 구체적으로 병합하여 나타내는 것 또는 에서 전체적으로 병합하여 나타낸 것과 동일하게 에 병합될 수 있다.

본 발명의 이해를 위하여, 도면에 도시된 바람직한 실시 예들에서 참조 부호를 기재하였으며, 본 발명의 실시 예들을 설명하기 위하여 특정 용어들을 사용하였으나, 특정 용어에 의해 이 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 당업자에 있어서 통상적으로 생각할 수 있는 모든 구성 요소들을 포함할 수 있다.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

10: 프레임 구조체
20: 필름 공급부 21: 공급롤러
22: 제1전향롤러
30: 수지액 공급부 40: 수지액 제거부
50: 벨트형 몰드부
60: 임프린팅부
61,62,63,64: 회전롤러 65: 핫플레이트
70: 필름 이형부
71: 회수롤러 72: 제2전향롤러

Claims

프레임 구조체;
상기 프레임 구조체의 전방 일측에 설치되는 공급롤러를 포함하여, 상기 공급롤러에 귄취된 베이스 필름을 후방으로 공급하는 필름 공급부;
상기 프레임 구조체 일측에 일정간격 이격되어 동일한 높이로 설치되는 복수 개의 회전롤러에 권취되어 회전 가능하도록 설치되고, 음각으로 미세 패턴이 형성된 외주부를 구비하는 벨트형 몰드부;
상기 벨트형 몰드부 상측에 설치되고 상기 외주부에 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxane) 수지액을 공급하고 도포하는 수지액 공급부;
상기 벨트형 몰드부 상측에 설치되고 상기 외주부의 양각 부분에 밀착된 상태에서 상기 외주부의 상기 양각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액을 제거하는 수지액 제거부;
상기 복수 개의 회전롤러를 회전시켜 상기 필름 공급부에서 공급되는 상기 베이스 필름의 상부면을 상기 벨트형 몰드부와 밀착된 상태로 일정구간 수평면을 이루도록 이동시키면서, 상기 외주부의 음각 부분에 도포된 상기 폴리디메틸실록산 수지액을 상기 베이스 필름의 상부면에 전사하고, 상기 베이스 필름의 상부면에 전사된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물에 열을 가하여 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물을 경화시키는 임프린팅부; 및
상기 프레임 구조체의 후방 일측에 설치되는 회수롤러를 포함하여, 상기 베이스 필름과 경화된 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물의 이중구조로 구성된 미세 패턴 필름을 상기 벨트형 몰드부에서 디몰딩시켜 상기 회수롤러에 권취하는 필름 이형부; 를 포함하되,
상기 수지액 제거부는,
상기 수지액 공급부와 일체형으로 구성되는 것이고,
상기 수지액 제거부와 수지액 공급부가 일체형으로 구성된 것은,
벨트형 몰드부 상측 수평면 상에 수직하게 설치되되, 상기 프레임 구조체의 전방 일측으로 편향된 위치에 설치되고, 수지액 제거부의 높이 방향 위치를 조절하여 수지액 두께를 조절하고, 수지액 공급부의 슬릿의 폭을 조절하여 수지액의 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 미세 패턴 필름 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 벨트형 몰드부는 폴리우레탄 아크릴레이트(polyurethane acrylate : PUA)로 제작되며,
상기 벨트형 몰드부는 트리클로로 실란(trichloro (1H,1H,2H,2Hperfluorooctyl) silan) 을 이용하여 표면처리가 된 것을 특징으로 하는, 미세 패턴 필름 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 필름 공급부에서 공급되는 상기 베이스 필름은
상기 베이스 필름의 상부면과 건식 접착방식으로 체결된 접착필름을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 미세 패턴 필름 제조 장치.
제3항에 있어서,
상기 임프린팅부는
상기 접착필름의 상부면과 상기 벨트형 몰드부를 밀착하여, 상기 외주부의 음각 부분에 도포된 상기 폴리디메틸실록산 수지액을 상기 접착필름의 상부면에 전사하고, 상기 접착필름의 상부면에 전사된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물에 열을 가하여 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물을 경화시키는 것을 특징으로 하고,
상기 미세 패턴 필름은 경화된 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물, 상기 접착필름 및 상기 베이스 필름의 삼중구조로 구성된 것을 특징으로 하는, 미세 패턴 필름 제조 장치.
제4항에 있어서,
상기 미세 패턴 필름 상에서 상기 접착필름 및 상기 폴리디메틸실록산 수지액 구조물의 이중구조는 상기 베이스 필름과 분리되는 것을 특징으로 하는, 미세 패턴 필름 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 수지액 제거부는 상기 벨트형 몰드부의 상기 외주부의 상기 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액을 가압하는 것을 특징으로 하는, 미세 패턴 필름 제조 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 수지액 공급부에서 공급되는 폴리디메틸실록산 수지액은 실리콘 탄성중합체 베이스(silicone Elastomer base)와 경화제(Curing agent)를 10대 1의 비율로 혼합되고, 탈기절차를 거쳐서 형성되는 것을 특징으로 하는, 미세 패턴 필름 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 필름 공급부에서 공급되는 상기 베이스 필름은 내연필름인 것을 특징으로 하는, 미세 패턴 필름 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 임프린팅부는
상기 공급롤러에서 공급되는 상기 베이스 필름이 일정구간으로 수평면을 이루면서 이동되도록 상기 공급롤러의 후방 일측 프레임 구조체에 일정간격 이격되어 동일한 높이로 설치되는 복수개의 회전롤러를 포함하고,
상기 벨트형 몰드부는 상기 복수개의 회전롤러에 권취되어 회전이 이루어지는 것을 특징으로 하는, 미세 패턴 필름 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 임프린팅부는
상기 벨트형 몰드부의 하부 일측에 소정 간격으로 이격된 핫플레이트를 포함하고,
상기 벨트형 몰드부의 상기 외주부의 상기 음각 부분에 도포된 상기 폴리디메틸실록산 수지액이 상기 베이스 필름의 상부면에 미세 패턴의 형상으로 전사되는 동시에, 상기 핫플레이트에서 발산되는 복사열에 의해 경화되는 것을 특징으로 하는, 미세 패턴 필름 제조 장치.
프레임 구조체;
상기 프레임 구조체의 전방 일측에 설치되는 공급롤러를 포함하여, 상기 공급롤러에 귄취된 베이스 필름을 후방으로 공급하는 필름 공급부;
상기 프레임 구조체 일측에 일정간격 이격되어 동일한 높이로 설치되는 복수 개의 회전롤러에 권취되어 회전 가능하도록 설치되고, 음각으로 미세 패턴이 형성된 외주부를 구비하는 벨트형 몰드부;
상기 벨트형 몰드부 상측에 설치되고 상기 외주부에 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxane) 수지액을 공급하고 도포하는 수지액 공급부;
상기 벨트형 몰드부 상측에 설치되고 상기 외주부의 양각 부분에 밀착된 상태에서 상기 외주부의 상기 양각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액을 제거하는 수지액 제거부;
상기 복수 개의 회전롤러를 회전시켜 상기 필름 공급부에서 공급되는 상기 베이스 필름의 상부면을 상기 벨트형 몰드부와 밀착된 상태로 일정구간 수평면을 이루도록 이동시키면서, 상기 외주부의 음각 부분에 도포된 상기 폴리디메틸실록산 수지액을 상기 베이스 필름의 상부면에 전사하고, 상기 베이스 필름의 상부면에 전사된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물에 열을 가하여 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물을 경화시키는 임프린팅부; 및
상기 프레임 구조체의 후방 일측에 설치되는 회수롤러를 포함하여, 상기 베이스 필름과 경화된 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물의 이중구조로 구성된 미세 패턴 필름을 상기 벨트형 몰드부에서 디몰딩시켜 상기 회수롤러에 권취하는 필름 이형부; 를 포함하되,
상기 수지액 제거부는,
상기 수지액 공급부와 일정 간격을 두고 수평 이격된 상태로, 벨트형 몰드부 상측 수평면 상에 수직하게 설치되되, 상기 프레임 구조체의 전방 일측으로 편향된 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 미세 패턴 필름 제조 장치.
공급롤러에 권취된 베이스 필름을 일측 방향으로 공급시키는 단계;
음각으로 미세 패턴이 형성된 외주부를 구비하고, 일정간격 이격되어 동일한 높이로 설치되는 복수 개의 회전롤러에 권취되어 회전 가능하도록 설치되는 벨트형 몰드부의 상기 외주부에 폴리디메틸실록산 수지액을 공급하고 도포하는 단계;
상기 외주부의 양각 부분에 도포된 상기 폴리디메틸실록산 수지액을 제거하는 단계;
상기 복수 개의 회전롤러를 회전시켜 필름 공급부에서 공급되는 상기 베이스 필름의 상부면을 상기 벨트형 몰드부와 밀착된 상태로 일정구간 수평면을 이루도록 이동시키면서, 상기 외주부의 음각 부분에 도포된 상기 폴리디메틸실록산 수지액을 상기 베이스 필름의 상부면에 전사하고, 상기 베이스 필름의 상부면에 전사된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물에 열을 가하여 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물을 경화시키는 단계; 및
상기 베이스 필름과 경화된 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물의 이중구조로 구성된 미세 패턴 필름을 상기 벨트형 몰드부에서 디몰딩시켜 회수롤러에 권취하는 단계; 를 포함하되,
상기 수지액을 공급하고 도포하는 것은 수지액 공급부와 일체형으로 구성된 수지액 제거부에 의해 상기 수지액이 공급되고 도포하는 것이고, 상기 수지액 공급부에 마련된 슬릿의 폭을 조절하여 상기 수지액의 유량을 조절하는 동시에, 상기 수지액 제거부의 높이 위치에 따라 상기 수지액의 두께를 조절하는 것을 더 포함하며,
상기 수지액 공급부와 일체형으로 구성된 수지액 제거부는,
상기 벨트형 몰드부 상측 수평면 상에 수직하게 설치되되, 프레임 구조체의 전방 일측으로 편향된 위치에 설치되고, 수지액의 유량을 조절하는 것인 미세 패턴 필름 제조 방법.
제13항에 있어서,
상기 벨트형 몰드부는 폴리우레탄 아크릴레이트(polyurethane acrylate : PUA)로 제작되며,
상기 벨트형 몰드부는 트리클로로 실란(trichloro (1H,1H,2H,2Hperfluorooctyl) silan) 을 이용하여 표면처리가 된 것을 특징으로 하는, 미세 패턴 필름 제조 방법.
제13항에 있어서,
상기 베이스 필름은 상기 베이스 필름의 상부면과 건식 접착방식으로 체결된 접착필름을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 미세 패턴 필름 제조 방법.
제15항에 있어서,
상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물을 경화시키는 단계; 는
상기 접착필름의 상부면과 상기 벨트형 몰드부를 밀착하여, 상기 외주부의 음각 부분에 도포된 상기 폴리디메틸실록산 수지액을 상기 접착필름의 상부면에 전사하고, 상기 접착필름의 상부면에 전사된 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물에 열을 가하여 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물을 경화시키는 것을 특징으로 하고,
상기 미세 패턴 필름은 경화된 상기 미세 패턴을 갖는 폴리디메틸실록산 수지액 구조물, 상기 접착필름 및 상기 베이스 필름의 삼중구조로 구성된 것을 특징으로 하는, 미세 패턴 필름 제조 방법.
제16항에 있어서,
상기 미세 패턴 필름 상에서 상기 접착필름 및 상기 폴리디메틸실록산 수지액 구조물의 이중구조는 상기 베이스 필름과 분리되는 것을 특징으로 하는, 미세 패턴 필름 제조 방법.
제13항에 있어서,
상기 외주부의 양각 부분에 도포된 상기 폴리디메틸실록산 수지액을 제거하는 단계; 는
상기 외주부의 상기 음각 부분에 도포된 폴리디메틸실록산 수지액을 가압하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세 패턴 필름 제조 방법.
제13항에 있어서,
상기 폴리디메틸실록산 수지액은 실리콘 탄성중합체 베이스(silicone Elastomer base)와 경화제(Curing agent)를 10대 1의 비율로 혼합되고, 탈기절차를 거쳐서 형성되는 것을 특징으로 하는, 미세 패턴 필름 제조 방법.
제13항에 있어서,
상기 열을 가하여 상기 미세 패턴을 갖는 상기 폴리디메틸실록산 수지액을 경화시키는 단계는;
상기 벨트형 몰드부의 하부 일측에 소정 간격으로 이격된 핫플레이트를 구비하여, 상기 벨트형 몰드부의 상기 외주부의 상기 음각 부분에 도포된 상기 폴리디메틸실록산 수지액이 상기 베이스 필름의 상부면에 미세 패턴의 형상으로 전사되는 동시에, 상기 핫플레이트에서 발산되는 100℃ 이상의 복사열에 의해 경화되는 것을 특징으로 하는, 미세 패턴 필름 제조 방법.