KR102140248B1 - Mehtod of manufacturing meta structure with slot - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일실시예는 정밀한 슬롯 제작이 가능한 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법을 제공한다. 여기서, 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법은 신축성의 베이스기판의 상면에 제1임계변형률을 가지는 판상구조층, 그리고 제1임계변형률보다 작은 제2임계변형률을 가지는 취성층을 순차 마련하고, 제1임계변형률보다는 작고 제2임계변형률보다는 큰 변형률이 발생하도록 베이스기판에 인장력을 가하여, 취성층 및 판상구조층에 균열이 발생하도록 하고, 균열 속 베이스기판의 상부를 에칭하여 베이스기판의 상부에 함몰된 형상의 슬롯을 생성하고, 취성층의 상면에 점착필름을 부착하고, 점착필름을 이동시켜 베이스기판에서 판상구조층을 박리시키고, 슬롯이 오픈되도록 베이스기판의 상면에 도전층을 마련한다.One embodiment of the present invention provides a method for manufacturing a meta structure with a slot capable of manufacturing a precise slot. Here, the method of manufacturing a slotted meta structure is sequentially provided with a plate-shaped structural layer having a first critical strain on the upper surface of the elastic base substrate, and a brittle layer having a second critical strain smaller than the first critical strain, and the first critical The tensile strength is applied to the base substrate so that a strain smaller than the strain and greater than the second critical strain occurs, so that cracks occur in the brittle layer and the plate-like structure layer, and the top of the base substrate is etched by etching the top of the base substrate in the crack. To create a slot, attach the adhesive film to the upper surface of the brittle layer, move the adhesive film to peel the plate-like structure layer from the base substrate, and prepare a conductive layer on the upper surface of the base substrate to open the slot.
Description
본 발명은 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정밀한 슬롯 제작이 가능한 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a meta structure with a slot, and more particularly, to a method for manufacturing a meta structure with a slot capable of manufacturing a precise slot.
나노물질 중 그래핀은 탄소 원자 한 층으로 만들어진 벌집 구조의 2차원 박막을 말한다. 탄소 원자는 sp2 혼성 궤도에 의해 화학 결합 시 이차원 구조를 가지는 탄소 육각망면을 형성한다. 이 평면 구조를 가지는 탄소 원자의 집합체가 그래핀인데, 그 두께가 단지 탄소 원자 한 개에 불과한 약 0.34 nm이다. Among the nanomaterials, graphene refers to a two-dimensional thin film with a honeycomb structure made of one layer of carbon atoms. Carbon atoms form a hexagonal network of carbon having a two-dimensional structure when chemically bonded by sp 2 hybrid orbitals. The aggregate of carbon atoms having this planar structure is graphene, which is about 0.34 nm thick, which is only one carbon atom.
그래핀은 구조적, 화학적으로 매우 안정적이며, 우수한 전도체로서 실리콘보다 약 100배 정도 빠른 전하 이동도를 가지고, 구리보다 약 100배 정도 많은 전류를 흐르게 할 수 있다. 또한, 그래핀은 투명도가 우수한데, 종래에 투명 전극으로 사용되던 ITO(indium tin oxide)보다 높은 투명도를 가질 수 있다. 이러한 그래핀의 특성들을 이용하여 전자 소자에 그래핀을 적용하고자 하는 다양한 연구들이 진행되고 있다.Graphene is structurally and chemically stable, and is an excellent conductor, has a charge mobility about 100 times faster than silicon, and can flow about 100 times more current than copper. In addition, graphene has excellent transparency, and may have higher transparency than indium tin oxide (ITO), which has been used as a transparent electrode in the past. Various studies have been conducted to apply graphene to an electronic device by using the characteristics of the graphene.
도핑 또는 패터닝되지 않은 순수한 그래핀 그 자체는 전도대와 가전자대가 서로 만나 에너지 밴드 갭을 가지고 있지 않다. 그래핀을 전자 소자에서 다양하게 활용하기 위하여, 그래핀을 도핑하거나 또는 특정한 형태로 패터닝하여 그래핀이 에너지 밴드 갭을 갖도록 하는 연구가 진행되고 있다. The pure doped or unpatterned graphene itself does not have an energy band gap where the conduction band and valence band meet together. In order to utilize graphene in electronic devices in various ways, research is being conducted so that graphene has an energy band gap by doping or patterning in a specific shape.
한편, 메타물질(Metamaterial)은 자연계에 존재하지 않는 특성을 구현하기 위해 빛의 파장보다 매우 작은 크기로 만든 금속이나 유전물질로 설계된 메타 원자(Meta Atom)의 주기적인 배열로 이루어진 물질을 말하는데, 메타구조체라 하면 메타물질과 같은 특성을 구현할 수 있도록 인위적으로 제조된 구조체를 의미한다.On the other hand, metamaterial (Metamaterial) refers to a material consisting of a periodic arrangement of meta atoms (Meta Atom) designed as a metal or dielectric material made of a size very smaller than the wavelength of light to realize properties that do not exist in nature, meta A structure means a structure artificially manufactured to implement characteristics such as metamaterials.
그래핀을 적절하게 패터닝하면 에너지 밴드 갭을 갖도록 할 수 있는데, 그래핀 패턴의 폭의 크기와 가장자리의 형태 등을 적절하게 하면 반도체와 같은 에너지 밴드 갭을 가질 수 있다. When the graphene is properly patterned, it is possible to have an energy band gap. If the size of the graphene pattern and the shape of the edge are appropriate, the energy band gap can be obtained as in a semiconductor.
그래핀이 패터닝된 메타구조체는 여러 분야에 응용될 수 있고, 다양한 분야로 사용 범위가 확대되어 가고 있는데, 그 중 하나가 바이오 센싱 분야이다. 테라헤르츠파(Terahertz Wave)는 투과성을 가진 전자파로써 가시광선이나 적외선보다 파장이 길기 때문에 X선처럼 투과력이 강할 뿐 아니라 X선보다 에너지가 낮아 인체에 해를 입히지 않으므로, 병리조직진단에 활용되고 있다. 이러한 테라헤르츠파는 바이오 센싱에 응용될 수 있는데, 메타구조체는 테라헤르츠파의 검출 민감도를 높일 수 있어 연구가 활발히 수행되어 오고 있다. The metastructure patterned with graphene can be applied to various fields, and the range of use is expanding to various fields, one of which is the bio-sensing field. Terahertz Wave (Terahertz Wave) is an electromagnetic wave that is transparent and has a longer wavelength than visible or infrared rays, so it has strong transmission power like X-rays and has less energy than X-rays, so it is used for pathological tissue diagnosis. These terahertz waves can be applied to bio-sensing, and metastructures can increase the detection sensitivity of terahertz waves, and research has been actively conducted.
테라헤르츠파의 검출 민감도를 높이면서 특정 바이오 물질에 적용하기 위해서는 메타구조체의 그래핀 패턴을 제어할 필요가 있다. 그래핀 패턴은 예를 들면, 대면적 배열로 제작되거나, 슬롯 형태로 제작될 수 있고 나노(Nano) 크기를 가질 수 있다.In order to increase the detection sensitivity of terahertz waves and apply it to specific biomaterials, it is necessary to control the graphene pattern of the metastructure. The graphene pattern, for example, may be manufactured in a large area arrangement, or may be manufactured in a slot shape, and may have a nano size.
일반적으로 그래핀 나노 패턴을 제조하는 방법으로는 전자빔 리소그래피(E-beam lithography), 딥펜 나노리소그래피(Dip-pen nanolithography), 주사터널링현미경 리소그래피(Scanning tunneling microscopy lithography) 등이 사용된다. 그러나, 이러한 종래의 그래핀 나노 패턴 제조방법으로는 대면적으로 정밀한 패턴을 제작하는데 한계가 있다.In general, as a method of manufacturing a graphene nano pattern, electron beam lithography (E-beam lithography), deep pen nanolithography (Dip-pen nanolithography), scanning tunneling microscope lithography (Scanning tunneling microscopy lithography) and the like are used. However, such a conventional graphene nano pattern manufacturing method has a limitation in producing a precise pattern in a large area.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 정밀한 슬롯 제작이 가능한 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법을 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for manufacturing a meta structure with a slot capable of producing a precise slot.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs from the following description. There will be.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 신축성의 베이스기판의 상면에 제1임계변형률을 가지는 판상구조층을 마련하는 판상구조층 마련단계; 상기 판상구조층의 상면에 상기 제1임계변형률보다 작은 제2임계변형률을 가지는 취성층을 마련하는 취성층 마련단계; 상기 제1임계변형률보다는 작고 상기 제2임계변형률보다는 큰 변형률이 발생하도록 상기 베이스기판에 제1방향의 인장력을 가하여, 상기 취성층 및 상기 판상구조층에 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 연장되는 균열이 발생하도록 하는 균열발생단계; 상기 균열 속 상기 베이스기판의 상부를 에칭하여 상기 베이스기판의 상부에 상기 균열에 대응하며 함몰된 형상을 가지는 슬롯을 생성하는 제1에칭단계; 상기 취성층의 상면에 점착필름을 부착하고, 상기 점착필름을 이동시켜 상기 베이스기판에서 상기 판상구조층을 박리시키는 박리단계; 그리고 상기 슬롯이 오픈되도록 상기 베이스기판의 상면에 도전층을 마련하는 도전층 마련단계를 포함하는 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention includes a plate-shaped structure layer preparation step of providing a plate-shaped structure layer having a first critical strain on an upper surface of an elastic base substrate; A brittle layer preparing step of providing a brittle layer having a second critical strain smaller than the first critical strain on the top surface of the plate-like structure layer; A tensile force in a first direction is applied to the base substrate so that a strain smaller than the first critical strain and greater than the second critical strain occurs, in a second direction crossing the brittle layer and the plate-like structure layer in the first direction. A crack generation step to cause extended cracks to occur; A first etching step of etching the upper portion of the base substrate in the crack to generate a slot having a recessed shape corresponding to the crack on the upper portion of the base substrate; A peeling step of attaching an adhesive film to the upper surface of the brittle layer and moving the adhesive film to peel the plate-like structure layer from the base substrate; And it provides a slotted meta structure manufacturing method comprising a step of providing a conductive layer to provide a conductive layer on the upper surface of the base substrate so that the slot is opened.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 신축성의 베이스기판의 상면에 제1임계변형률을 가지는 판상구조층을 마련하는 판상구조층 마련단계; 상기 판상구조층의 상면에 상기 제1임계변형률보다 작은 제2임계변형률을 가지는 취성층을 마련하는 취성층 마련단계; 상기 제1임계변형률보다는 작고 상기 제2임계변형률보다는 큰 변형률이 발생하도록 상기 베이스기판에 제1방향의 인장력을 가하여, 상기 취성층 및 상기 판상구조층에 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 연장되는 균열이 발생하도록 하는 균열발생단계; 상기 균열의 일부분만 오픈되도록 상기 취성층 및 상기 균열 속의 상기 베이스기판의 상면의 일부분에 보호층을 마련하는 보호층 마련단계; 상기 보호층이 마련되지 않은 균열 속 상기 베이스기판의 상부를 에칭하여 상기 베이스기판의 상부에 함몰된 형상을 가지는 슬롯을 생성하는 제1에칭단계; 상기 보호층의 상면에 점착필름을 부착하고, 상기 점착필름을 이동시켜 상기 베이스기판에서 상기 판상구조층을 박리시키는 박리단계; 상기 베이스기판의 상면에 남아있는 상기 보호층을 제거하는 보호층 제거단계; 그리고 상기 슬롯이 오픈되도록 상기 베이스기판의 상면에 도전층을 마련하는 도전층 마련단계를 포함하는 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법을 제공한다.On the other hand, in order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention comprises a plate-shaped structure layer preparation step of providing a plate-shaped structure layer having a first critical strain on the upper surface of the flexible base substrate; A brittle layer preparing step of providing a brittle layer having a second critical strain smaller than the first critical strain on the top surface of the plate-like structure layer; A tensile force in a first direction is applied to the base substrate so that a strain smaller than the first critical strain and greater than the second critical strain occurs, in a second direction crossing the brittle layer and the plate-like structure layer in the first direction. A crack generation step to cause extended cracks to occur; A protective layer providing step of providing a protective layer on the brittle layer and a portion of the upper surface of the base substrate in the crack so that only a portion of the crack is opened; A first etching step of etching a top portion of the base substrate in a crack in which the protective layer is not provided to generate a slot having a recessed shape on the top portion of the base substrate; A peeling step of attaching an adhesive film to the upper surface of the protective layer and moving the adhesive film to peel the plate-like structure layer from the base substrate; A protective layer removing step of removing the protective layer remaining on the upper surface of the base substrate; And it provides a slotted meta structure manufacturing method comprising a step of providing a conductive layer to provide a conductive layer on the upper surface of the base substrate so that the slot is opened.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 베이스기판과 상기 판상구조층 사이의 제1점착력은 상기 판상구조층과 상기 취성층 사이의 제2점착력보다 작을 수 있다.In an embodiment of the present invention, the first adhesive force between the base substrate and the plate-like structure layer may be smaller than the second adhesive force between the plate-like structure layer and the brittle layer.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1에칭단계는 산소 플라즈마 에칭에 의해 진행될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the first etching step may be performed by oxygen plasma etching.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 균열발생단계에서, 상기 균열이 복수로 생성되는 경우, 상기 균열과 상기 균열 사이의 간격은 상기 취성층의 두께가 두꺼울수록 커질 수 있다.In an embodiment of the present invention, in the crack generation step, when a plurality of cracks are generated, a gap between the cracks and the cracks may increase as the thickness of the brittle layer increases.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 균열발생단계에서, 상기 균열의 폭은 상기 베이스기판의 변형률이 증가할수록 넓어질 수 있다.In an embodiment of the present invention, in the crack generation step, the width of the crack may be widened as the strain of the base substrate increases.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 도전층 마련단계는, 상기 슬롯이 형성된 베이스기판의 상면에 상기 도전층을 전사하는 과정에서, 상기 베이스기판의 상면 중 상기 슬롯이 형성되지 않은 영역에는 상기 도전층이 상기 베이스기판 측으로 전사되고, 상기 베이스기판의 상면 중 상기 슬롯이 형성된 영역에는 상기 도전층이 상기 베이스기판 측으로 전사되지 않음으로써, 상기 슬롯이 오픈될 수 있다.In an embodiment of the present invention, in the step of preparing the conductive layer, in the process of transferring the conductive layer to the upper surface of the base substrate on which the slot is formed, the conductive layer is formed in an area where the slot is not formed on the upper surface of the base substrate. The slot may be opened by the transfer to the base substrate side and the conductive layer is not transferred to the base substrate side in an area where the slot is formed on an upper surface of the base substrate.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 신축성의 베이스기판의 상면에 제1임계변형률을 가지는 제1판상구조층 및 제2판상구조층을 순차적으로 마련하는 판상구조층 마련단계; 상기 제2판상구조층의 상면에 상기 제1임계변형률보다 작은 제2임계변형률을 가지는 취성층을 마련하는 취성층 마련단계; 상기 제1임계변형률보다는 작고 상기 제2임계변형률보다는 큰 변형률이 발생하도록 상기 베이스기판에 제1방향의 인장력을 가하여, 상기 취성층 및 상기 제2판상구조층에 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 연장되는 균열이 발생하도록 하는 균열발생단계; 상기 균열 속 상기 제1판상구조층 및 상기 베이스기판의 상부를 에칭하여 상기 베이스기판의 상부에 상기 균열에 대응하며 함몰된 형상을 가지는 슬롯을 생성하는 제1에칭단계; 상기 취성층의 상면에 점착필름을 부착하고, 상기 점착필름을 이동시켜 상기 제1판상구조층에서 상기 제2판상구조층을 박리시키는 박리단계; 상기 베이스기판 상면에 존재하는 상기 제1판상구조층을 에칭하여 제거하는 제2에칭단계; 그리고 상기 슬롯이 오픈되도록 상기 베이스기판의 상면에 도전층을 마련하는 도전층 마련단계를 포함하는 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법을 제공할 수 있다.On the other hand, in order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention provides a plate-like structure layer sequentially providing a first plate-like structure layer and a second plate-like structure layer having a first critical strain rate on an upper surface of an elastic base substrate. step; A brittle layer preparing step of providing a brittle layer having a second critical strain smaller than the first critical strain on the upper surface of the second plate-like structure layer; A second crossing in the first direction to the brittle layer and the second plate-like structure layer by applying a tensile force in the first direction to the base substrate so that a strain smaller than the first critical strain and greater than the second critical strain occurs A crack generation step to generate cracks extending in the direction; A first etching step of etching the upper portion of the first plate-like structure layer and the base substrate in the crack to generate a slot corresponding to the crack and having a recessed shape on the upper portion of the base substrate; A peeling step of attaching an adhesive film to the upper surface of the brittle layer and moving the adhesive film to peel the second plate structure layer from the first plate structure layer; A second etching step of etching and removing the first plate-like structure layer existing on the upper surface of the base substrate; In addition, a method for manufacturing a meta structure having a slot may be provided, which includes a step of providing a conductive layer on the upper surface of the base substrate so that the slot is opened.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 신축성의 베이스기판의 상면에 제1임계변형률을 가지는 제1판상구조층 및 제2판상구조층을 순차적으로 마련하는 판상구조층 마련단계; 상기 제2판상구조층의 상면에 상기 제1임계변형률보다 작은 제2임계변형률을 가지는 취성층을 마련하는 취성층 마련단계; 상기 제1임계변형률보다는 작고 상기 제2임계변형률보다는 큰 변형률이 발생하도록 상기 베이스기판에 제1방향의 인장력을 가하여, 상기 취성층 및 상기 제2판상구조층에 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 연장되는 균열이 발생하도록 하는 균열발생단계; 상기 균열의 일부분만 오픈되도록 상기 취성층 및 상기 균열 속의 상기 제1판상구조층의 상면의 일부분에 보호층을 마련하는 보호층 마련단계; 상기 보호층이 마련되지 않은 균열 속 상기 제1판상구조층 및 상기 베이스기판의 상부를 에칭하여 상기 베이스기판의 상부에 함몰된 형상을 가지는 슬롯을 생성하는 제1에칭단계; 상기 보호층의 상면에 점착필름을 부착하고, 상기 점착필름을 이동시켜 상기 제1판상구조층에서 상기 제2판상구조층을 박리시키는 박리단계; 상기 제1판상구조층의 상면에 남아있는 상기 보호층을 제거하는 보호층 제거단계; 상기 베이스기판 상면에 존재하는 상기 제1판상구조층을 에칭하여 제거하는 제2에칭단계; 그리고 상기 슬롯이 오픈되도록 상기 베이스기판의 상면에 도전층을 마련하는 도전층 마련단계를 포함하는 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법을 제공할 수 있다.On the other hand, in order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention provides a plate-like structure layer sequentially providing a first plate-like structure layer and a second plate-like structure layer having a first critical strain rate on an upper surface of an elastic base substrate. step; A brittle layer preparing step of providing a brittle layer having a second critical strain smaller than the first critical strain on the upper surface of the second plate-like structure layer; A second crossing in the first direction to the brittle layer and the second plate-like structure layer by applying a tensile force in the first direction to the base substrate so that a strain smaller than the first critical strain and greater than the second critical strain occurs A crack generation step to generate cracks extending in the direction; A protective layer preparation step of providing a protective layer on a portion of the brittle layer and the upper surface of the first plate-shaped structure layer in the crack so that only a portion of the crack is opened; A first etching step of etching the first plate-like structure layer and the upper portion of the base substrate in a crack in which the protective layer is not provided to generate a slot having a recessed shape on the upper portion of the base substrate; A peeling step of attaching an adhesive film to the upper surface of the protective layer, and moving the adhesive film to peel the second plate structure layer from the first plate structure layer; A protective layer removing step of removing the protective layer remaining on the top surface of the first plate-like structure layer; A second etching step of etching and removing the first plate-like structure layer existing on the upper surface of the base substrate; In addition, a method for manufacturing a meta structure having a slot may be provided, which includes a step of providing a conductive layer on the upper surface of the base substrate so that the slot is opened.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1에칭단계 및 상기 제2에칭단계는 산소 플라즈마 에칭에 의해 진행될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the first etching step and the second etching step may be performed by oxygen plasma etching.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2에칭단계에서 진행되는 에칭은 상기 제1에칭단계에서 진행되는 에칭보다 작은 소비전력 및 짧은 에칭시간 중 하나 이상의 조건으로 진행될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the etching performed in the second etching step may be performed under one or more conditions of less power consumption and shorter etching time than the etching performed in the first etching step.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 균열발생단계에서, 상기 균열이 복수로 생성되는 경우, 상기 균열과 상기 균열 사이의 간격은 상기 취성층의 두께가 두꺼울수록 커질 수 있다.In an embodiment of the present invention, in the crack generation step, when a plurality of cracks are generated, a gap between the cracks and the cracks may increase as the thickness of the brittle layer increases.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 균열발생단계에서, 상기 균열의 폭은 상기 베이스기판의 변형률이 증가할수록 넓어질 수 있다.In an embodiment of the present invention, in the crack generation step, the width of the crack may be widened as the strain of the base substrate increases.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 도전층 마련단계는, 상기 슬롯이 형성된 베이스기판의 상면에 상기 도전층을 전사하는 과정에서, 상기 베이스기판의 상면 중 상기 슬롯이 형성되지 않은 영역에는 상기 도전층이 상기 베이스기판 측으로 전사되고, 상기 베이스기판의 상면 중 상기 슬롯이 형성된 영역에는 상기 도전층이 상기 베이스기판 측으로 전사되지 않음으로써, 상기 슬롯이 오픈될 수 있다.In an embodiment of the present invention, in the step of preparing the conductive layer, in the process of transferring the conductive layer to the upper surface of the base substrate on which the slot is formed, the conductive layer is formed in an area where the slot is not formed on the upper surface of the base substrate. The slot may be opened by the transfer to the base substrate side and the conductive layer is not transferred to the base substrate side in an area where the slot is formed on an upper surface of the base substrate.
본 발명의 실시예에 따르면, 균열을 이용하여 슬롯을 제조하되, 슬롯의 폭, 슬롯 간의 간격 및 슬롯의 길이가 제어 가능하도록 함으로써, 다양하고 정밀한 슬롯 패턴을 구현할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a slot is manufactured using a crack, and various and precise slot patterns can be implemented by allowing the width of the slot, the spacing between the slots, and the length of the slot to be controlled.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 판상구조층 및 취성층을 마련하는 공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 균열발생공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 제1에칭공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 박리공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 도전층 마련공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 보호층 마련공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 제1에칭공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 박리공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 보호층 제거공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 판상구조층 및 취성층을 마련하는 공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 균열발생공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 제1에칭공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 박리공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 도전층 마련공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 15는 본 발명의 제4실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 보호층 마련공정 설명하기 위한 예시도이다.
도 16은 본 발명의 제4실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 제1에칭공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 17은 본 발명의 제4실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 박리공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 18은 본 발명의 제4실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 보호층 제거공정을 설명하기 위한 예시도이다.1 is an exemplary view for explaining a process of providing a plate-like structure layer and a brittle layer in a process for manufacturing a slotted metastructure according to the first embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view for explaining a crack generation process in the process of manufacturing a slotted meta structure according to the first embodiment of the present invention.
Figure 3 is an exemplary view for explaining the first etching process of the manufacturing process of the slotted meta structure according to the first embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view for explaining a peeling process in the process of manufacturing a slotted meta structure according to the first embodiment of the present invention.
5 is an exemplary view for explaining a process for preparing a conductive layer in a process for manufacturing a slotted meta structure according to the first embodiment of the present invention.
6 is an exemplary view for explaining a process for preparing a protective layer in a process for manufacturing a slotted meta structure according to a second embodiment of the present invention.
7 is an exemplary view for explaining a first etching process of a process for manufacturing a slotted meta structure according to a second embodiment of the present invention.
8 is an exemplary view for explaining a peeling process in the process of manufacturing a slotted meta structure according to the second embodiment of the present invention.
9 is an exemplary view for explaining a protective layer removal process in the process of manufacturing a slotted metastructure according to the second embodiment of the present invention.
10 is an exemplary view for explaining a process for preparing a plate-like structure layer and a brittle layer in a process for manufacturing a slotted metastructure according to a third embodiment of the present invention.
11 is an exemplary view for explaining a crack generation process in the manufacturing process of a slotted meta structure according to a third embodiment of the present invention.
12 is an exemplary view for explaining a first etching process of a process for manufacturing a slotted meta structure according to a third embodiment of the present invention.
13 is an exemplary view for explaining a peeling process in the process of manufacturing a slotted meta structure according to the third embodiment of the present invention.
14 is an exemplary view for explaining a process for preparing a conductive layer in a process for manufacturing a slotted meta structure according to a third embodiment of the present invention.
15 is an exemplary view for explaining a process for preparing a protective layer during a process for manufacturing a slotted meta structure according to a fourth embodiment of the present invention.
16 is an exemplary view for explaining a first etching process in a process for manufacturing a slotted meta structure according to a fourth embodiment of the present invention.
17 is an exemplary view for explaining a peeling process in the process of manufacturing a slotted metastructure according to the fourth embodiment of the present invention.
18 is an exemplary view for explaining a protective layer removal process in a process for manufacturing a slotted meta structure according to a fourth embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결(접속, 접촉, 결합)”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is “connected (connected, contacted, coupled)” with another part, it is not only “directly connected”, but also “indirectly connected” with another member in between. ”Also includes the case. Also, when a part “includes” a certain component, this means that other components may be further provided instead of excluding other components, unless otherwise stated.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “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.The terms used herein are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms “include” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 제1실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법은 판상구조층 마련단계(S110), 취성층 마련단계(S120), 균열발생단계(S130), 제1에칭단계(S140), 박리단계(S150) 그리고 도전층 마련단계(S160)를 포함할 수 있다.The method for manufacturing a slotted meta structure according to the first embodiment of the present invention includes a plate-like structure layer preparation step (S110), a brittle layer preparation step (S120), a crack generation step (S130), a first etching step (S140), and peeling Step S150 and a conductive layer preparation step S160 may be included.
여기서, 판상구조층 마련단계(S110)는 신축성의 베이스기판의 상면에 제1임계변형률을 가지는 판상구조층을 마련하는 단계일 수 있다.Here, the plate-like structure layer preparing step S110 may be a step of providing a plate-like structure layer having a first critical strain on the upper surface of the stretchable base substrate.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 판상구조층 및 취성층을 마련하는 공정을 설명하기 위한 예시도인데, 도 1의 (a)는 평면예시도이고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 A-A’ 선 단면예시도이다.1 is an exemplary view for explaining a process for preparing a plate-like structure layer and a brittle layer in a process for manufacturing a slotted meta structure according to the first embodiment of the present invention, FIG. 1(a) is a plan view, 1(b) is an exemplary cross-sectional view taken along line A-A' in FIG. 1(a).
도 1에서 보는 바와 같이, 베이스기판(210)은 신축성을 가질 수 있다. 따라서, 베이스기판(210)은 신장 및 수축될 수 있다. 베이스기판(210)은 폴리머 소재로 이루어질 수 있으며, 필름 형태로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 1, the
그리고, 베이스기판(210)의 상면에는 판상구조층(220)이 마련될 수 있다. 판상구조층(220)은 2차원 판상구조를 가질 수 있으며, 나노물질로 이루어질 수 있다. 여기서, 나노물질로는 그래핀(Graphene)이 적용될 수 있다. 그러나, 판상구조층(220)을 이루는 나노물질이 반드시 그래핀으로 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 이황화몰리브덴(Molybdenum disulfide, MoS2), 몰리브덴 디셀레나이드(Molybdenum diselenide, MoSe2), 이황화텅스텐(Tungsten disulfide, WS2), 텅스텐 디셀레나이드(Tungsten diselenide, WSe2) 중 하나 이상이 사용될 수도 있다.In addition, a plate-shaped
판상구조층(220)은 제1임계변형률을 가질 수 있다.The plate-
취성층 마련단계(S120)는 판상구조층(220)의 상면에 취성층(240)을 마련하는 단계일 수 있다. 취성층(240)은 제1임계변형률보다 작은 제2임계변형률을 가질 수 있으며, 따라서, 취성층(240)은 판상구조층(220)보다 취성(Brittleness)이 클 수 있다.The brittle layer preparation step S120 may be a step of providing the
취성층(240)은 금속 산화물로 이루어지는 박막일 수 있으며, 금속 산화물로는 산화알루미늄(Al2O3), 인듐 주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide) 중 하나 이상이 사용될 수 있다.The
균열발생단계(S130)는 제1임계변형률보다는 작고 제2임계변형률보다는 큰 변형률이 발생하도록 베이스기판에 제1방향의 인장력을 가하여, 취성층 및 판상구조층에 제1방향에 교차하는 제2방향으로 연장되는 균열(Crack)이 발생하도록 하는 단계일 수 있다.In the crack generation step (S130), a tensile force in the first direction is applied to the base substrate so that a strain smaller than the first critical strain and greater than the second critical strain occurs, and the second direction crosses the brittle layer and the plate-like structure layer in the first direction. It may be a step that causes cracks to be extended.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 균열발생공정을 설명하기 위한 예시도인데, 도 2의 (a)는 평면예시도이고, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)의 A-A’ 선 단면예시도이다.Figure 2 is an exemplary view for explaining the crack generation process in the process of manufacturing a slotted meta structure according to the first embodiment of the present invention, Figure 2 (a) is a plan view, Figure 2 (b) is It is an exemplary sectional view taken along line A-A' in Fig. 2A.
도 2를 더 포함하여 보는 바와 같이, 베이스기판(210)의 양측부에서 제1방향(W1)으로 인장력(F)을 작용하여 베이스기판(210)을 양측으로 잡아당김으로써 베이스기판(210)을 신장시킬 수 있다.2, the
본 실시예에서, 베이스기판(210)과 판상구조층(220) 사이의 제1점착력은 판상구조층(220)과 취성층(240) 사이의 제2점착력보다 작을 수 있다.In this embodiment, the first adhesive force between the
그리고, 인장력(F)은 베이스기판(210)에만 적용되는 것을 아니며, 베이스기판(210), 판상구조층(220) 및 취성층(240)에 동시에 적용될 수 있다.And, the tensile force (F) is not only applied to the
그러면, 베이스기판(210)은 신축성을 가지므로 안정적으로 신장될 수 있으나, 상대적으로 작은 임계변형률을 가지는 취성층(240)에서는 먼저 균열(250)이 발생하게 된다. Then, since the
한편, 판상구조층(220)은 취성층(240)보다 상대적으로 큰 임계변형률을 가지기 때문에 비교적 안정적으로 신장될 수 있으나, 취성층(240)과의 점착력에 의해 신장이 제한되기 때문에, 취성층(240)의 영향을 받아 균열(250)이 발생하게 된다. On the other hand, the plate-
판상구조층(220)에서 생기는 균열(250)의 위치는 취성층(240)에서 생기는 균열(250)의 위치와 동일할 수 있으며, 판상구조층(220)에서 생기는 균열(250)의 폭은 취성층(240)에서 생기는 균열(250)의 폭과 동일할 수 있다. 따라서, 판상구조층(220)에서 생기는 균열(250)은 취성층(240)에서 생기는 균열(250)과 연속적으로 이루어질 수 있으며, 판상구조층(220) 및 취성층(240)에 형성되는 균열(250)은 동일할 수 있다.The position of the
판상구조층(220) 및 취성층(240)에 균열(250)이 생성되면, 베이스기판(210)에서 균열(250)에 속하는 부분, 즉, 베이스기판(210)의 상면 중에 균열(250)의 내측에 위치되는 부분은 균열(250)을 통해 상측으로 오픈(Open)될 수 있다.When the
균열발생단계(S130)에서, 균열(250)이 복수로 생성되는 경우, 균열(250)과 균열(250) 사이의 간격은 취성층(240)의 두께가 두꺼울수록 커질 수 있다.In the crack generation step (S130), when a plurality of
즉, 균열(250)이 복수로 생성되는 경우, 균열(250) 사이의 간격은 전단 지연 모형(Shear Lag Model)을 근사화하여 얻은 아래의 식(1)을 이용하여 예측할 수 있다. That is, when a plurality of
식(1) --- 균열(250) 사이의 간격 = 
여기에서 
취성층(240)의 인장강도(
그리고, 균열발생단계(S130)에서, 균열(250)의 폭은 베이스기판(120)의 변형률이 증가할수록 넓어질 수 있다. 베이스기판(120)의 변형률이 증가할수록 판상구조층(220)에 형성되는 균열(250)의 폭은 선형적으로 증가할 수 있다.Then, in the crack generation step (S130), the width of the
본 실시예에서 생성되는 균열(250)은 제2방향(W2)을 따라 연장되도록 형성되고, 제2방향(W2)을 기준으로 베이스기판(210)의 양단부에까지 연장 형성될 수 있다. 그리고, 균열의 폭 및 균열과 균열 사이의 간격을 조절하면 대면적으로 정밀한 균열(250) 패턴 제작이 가능해질 수 있다.The
제1에칭단계(S140)는 균열 속 베이스기판의 상부를 에칭하여 베이스기판의 상부에 균열에 대응되며 함몰된 형상을 가지는 슬롯을 생성하는 단계일 수 있다.The first etching step (S140) may be a step of etching the upper portion of the base substrate in the crack to generate a slot having a recessed shape corresponding to the crack on the upper portion of the base substrate.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 제1에칭공정을 설명하기 위한 예시도인데, 도 3의 (a)는 평면예시도이고, 도 3의 (b)는 도 3의 (a)의 A-A’ 선 단면예시도이다.Figure 3 is an exemplary view for explaining the first etching process of the slotted metastructure manufacturing process according to the first embodiment of the present invention, Figure 3 (a) is a plan view, Figure 3 (b) Is an exemplary cross-sectional view taken along line A-A' in Fig. 3A.
도 3을 더 포함하여 보는 바와 같이, 제1에칭단계(S140)에서 사용되는 에칭(260)은 산소 플라즈마 에칭(O2 Plasma Etching)이 사용될 수 있으며, 산소 플라즈마 에칭은 베이스기판(210)의 상부 중에 균열(250) 속에 위치되는 부분의 상부를 제거할 수 있다. 이에 따라, 베이스기판(210)의 상부 중에 균열(250) 속에 위치되는 부분에는 균열(250)에 대응되며 함몰된 형상의 슬롯(211)이 생성될 수 있다. 3, the
슬롯(211)은 오픈되는 균열(250)의 형상에 대응되도록 형성되기 때문에, 슬롯(211)도 제2방향(W2)을 따라 연장되도록 형성되고, 제2방향(W2)을 기준으로 베이스기판(210)의 양단부에까지 연장 형성될 수 있다.Since the
박리단계(S150)는 취성층의 상면에 점착필름을 부착하고, 점착필름을 이동시켜 베이스기판에서 판상구조층을 박리시키는 단계일 수 있다.The peeling step (S150) may be a step of attaching the adhesive film to the upper surface of the brittle layer and moving the adhesive film to peel the plate-like structure layer from the base substrate.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 박리공정을 설명하기 위한 예시도인데, 도 4의 (a)는 평면예시도이고, 도 4의 (b)는 도 4의 (a)의 A-A’ 선 단면예시도이다.4 is an exemplary view for explaining a peeling process in the process of manufacturing a slotted metastructure according to the first embodiment of the present invention, FIG. 4(a) is a plan view, and FIG. 4(b) is 4(a) is a sectional view taken along line A-A'.
도 4를 더 포함하여 보는 바와 같이, 점착필름(270)을 취성층(240)의 상면에 부착한 후, 점착필름(270)을 이동시키게 되면 점착필름(270)에 부착된 취성층(240)은 점착필름(270)과 함께 이동하게 된다. 한편, 판상구조층(220)과 취성층(240) 간의 제2점착력은 판상구조층(220)과 베이스기판(210) 간의 제1점착력보다 클 수 있기 때문에, 판상구조층(220)은 취성층(240)에 점착된 상태로 이동되면서 베이스기판(210)으로부터 박리될 수 있다.4, the
도전층 마련단계(S160)는 슬롯이 오픈되도록 베이스기판의 상면에 도전층을 마련하는 단계일 수 있다.The conductive layer preparation step S160 may be a step of providing a conductive layer on the upper surface of the base substrate so that the slot is opened.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 도전층 마련공정을 설명하기 위한 예시도인데, 도 5의 (a)는 평면예시도이고, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)의 A-A’ 선 단면예시도이다.FIG. 5 is an exemplary view for explaining a process for preparing a conductive layer in a process for manufacturing a slotted meta structure according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5(a) is a plan view and FIG. 5(b). Is an exemplary cross-sectional view taken along line A-A' in Fig. 5A.
도 5를 더 포함하여 보는 바와 같이, 베이스기판(210)의 상면에는 도전층(280)을 마련할 수 있다. 슬롯(211)이 형성된 베이스기판(210)의 상면에 도전층(280)을 전사하는 과정에서, 베이스기판(210)의 상면 중 슬롯(211)이 형성되지 않은 영역에는 도전층(280)이 베이스기판(210) 측으로 전사되고, 베이스기판(210)의 상면 중 슬롯(211)이 형성된 영역에는 도전층(280)이 베이스기판(210) 측으로 전사되지 않음으로써, 슬롯(211)은 오픈될 수 있다. 이를 위해, 도전층(280)은 건식 전사방법으로 마련될 수 있다. 도전층(280)을 이루는 소재로는 그래핀, 이황화몰리브덴(Molybdenum disulfide, MoS2), 몰리브덴 디셀레나이드(Molybdenum diselenide, MoSe2), 이황화텅스텐(Tungsten disulfide, WS2), 텅스텐 디셀레나이드(Tungsten diselenide, WSe2) 중 하나 이상이 사용될 수 있다.5, the
다음으로는, 본 발명의 제2실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법에 대해서 설명한다. 본 실시예에서는 제1실시예에서 설명한 공정 중에 보호층이 마련되는 공정과, 마련된 보호층이 제거되는 공정을 더 포함할 수 있고 이를 통해, 슬롯의 길이가 조절될 수 있으며, 다른 내용은 전술한 제1실시예에 동일하므로 동일한 부분에 대해서는 동일한 번호를 부여하고, 반복되는 내용은 가급적 생략한다.Next, a method for manufacturing a slotted metastructure according to the second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, a process in which the protective layer is provided and a process in which the provided protective layer is removed may be further included during the process described in the first embodiment, and through this, the length of the slot may be adjusted, and other contents are described above. Since it is the same in the first embodiment, the same number is assigned to the same part, and repeated content is omitted as much as possible.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 보호층 마련공정을 설명하기 위한 예시도인데, 도 6의 (a)는 평면예시도이고, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)의 A-A’ 선 단면예시도이고, 도 6의 (c)는 도 9의 (a)의 B-B’선 단면예시도이다.6 is an exemplary view for explaining a process for preparing a protective layer in a process for manufacturing a slotted meta structure according to a second embodiment of the present invention. FIG. 6(a) is a plan view and FIG. 6(b). Is an exemplary cross-sectional view taken along line A-A' in FIG. 6A, and FIG. 6C is an exemplary cross-sectional view taken along line B-B' in FIG. 9A.
도 6에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법은 제1실시예의 판상구조층 마련단계(S110), 취성층 마련단계(S120) 및 균열발생단계(S130) 이후에 진행되는 보호층 마련단계(S310)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 6, the method for manufacturing a slotted metastructure according to the present embodiment proceeds after the plate structure layer preparation step (S110), the brittle layer preparation step (S120), and the crack generation step (S130) of the first embodiment. It may include a protective layer preparation step (S310).
보호층 마련단계(S310)는 균열의 일부분만 오픈되도록 취성층 및 균열 속의 베이스기판의 상면의 일부분에 보호층을 마련하는 단계일 수 있다.The protective layer preparation step S310 may be a step of providing a protective layer on a portion of the brittle layer and the upper surface of the base substrate in the crack so that only a part of the crack is opened.
보호층(410)은 증착이 용이하고 에천트(Techant) 등을 통해 제거가 용이한 소재로 이루어질 수 있으며, 예를 들면, 구리로 이루어질 수 있다.The
보호층(410)은 전자선 증착(e-beam evaporation), 열증착(thermal evaporation), 스퍼터링(Sputtering) 등의 증착법으로 마련될 수 있다.The
보호층(410)은 취성층(240)의 상부 및 균열(250)의 내측에도 마련될 수 있으며, 이에 따라, 보호층(410)은 균열(250) 속의 베이스기판(210)의 상면에도 마련될 수 있다(도 6의 (b) 참조).The
도 6의 (a)를 참조 했을 때, 보호층(410)이 제2방향(W2)을 따라 서로 이격되어 마련되면, 균열(250)은 보호층(410) 사이에서만 오픈되도록 한정될 수 있으며, 이렇게 한정되어 오픈되는 균열(250)의 길이는 슬롯의 길이가 될 수 있다. 따라서, 보호층을 적절하게 마련함으로써, 생성하고자 하는 슬롯의 길이, 슬롯의 형태, 슬롯의 위치 등은 조절될 수 있다.Referring to (a) of FIG. 6, when the
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 제1에칭공정을 설명하기 위한 예시도인데, 도 7의 (a)는 평면예시도이고, 도 7의 (b)는 도 7의 (a)의 A-A’ 선 단면예시도이고, 도 7의 (c)는 도 10의 (a)의 B-B’선 단면예시도이다.7 is an exemplary view for explaining a first etching process of a slotted metastructure manufacturing process according to the second embodiment of the present invention, FIG. 7(a) is a plan view, FIG. 7(b) Is an exemplary cross-sectional view taken along line A-A' in FIG. 7A, and FIG. 7C is an exemplary cross-sectional view taken along line B-B' in FIG. 10A.
도 7을 더 포함하여 보는 바와 같이 보호층(410)이 마련되면, 제1에칭단계(S140)에서 에칭(260)은 보호층(410)이 마련되지 않은 균열(250) 속 베이스기판(210)의 상부에 대해서 이루어질 수 있다. 7, when the
즉, 보호층(410)은 산소 플라즈마 에칭에 의해 에칭되지 않을 수 있으며, 따라서, 보호층(410)이 마련되지 않은 부분에만 에칭이 이루어질 수 있다. 이 결과, 보호층(410)에 의해 덮이지 않고, 오픈된 균열(250)에서만 에칭이 이루어질 수 있다. 그리고, 오픈된 균열(250) 속의 베이스기판(210)의 상부가 에칭되면 베이스기판(210)에는 오픈된 균열(250)에 대응되는 형상의 슬롯(211)이 함몰 생성될 수 있다. That is, the
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 박리공정을 설명하기 위한 예시도인데, 도 8의 (a)는 평면예시도이고, 도 8의 (b)는 도 8의 (a)의 A-A’ 선 단면예시도이고, 도 8의 (c)는 도 8의 (a)의 B-B’선 단면예시도이다.8 is an exemplary view for explaining a peeling process in the process of manufacturing a slotted meta structure according to the second embodiment of the present invention, FIG. 8(a) is a plan view, and FIG. 8(b) is 8(a) is a sectional view taken along line A-A', and FIG. 8(c) is a sectional view taken along line B-B' in FIG. 8(a).
도 8의 (b)에서 보는 바와 같이, 박리단계(S150)에서는 점착필름(270)이 보호층(410)의 상면에 부착될 수 있다. 그리고 점착필름(270)이 이동되면 베이스기판(210)으로부터 판상구조층(220)이 박리되면서 취성층(240) 및 보호층(410)이 제거될 수 있다.As shown in FIG. 8(b), in the peeling step (S150), the
본 실시예에서는 박리단계(S150)를 거치더라도, 베이스기판(210)의 상면 일부에는 보호층(410)이 남아있게 된다(도 8의 (b) 참조).In this embodiment, even though the peeling step (S150), the
따라서, 베이스기판(210)의 상면에 남아있는 보호층(410)을 제거할 필요가 있으며, 이를 위해, 본 발명에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법은 보호층 제거단계(S320)를 포함할 수 있다. Therefore, it is necessary to remove the
보호층 제거단계(S320)는 박리단계(S150) 이후에, 베이스기판(210)의 상면에 남아있는 보호층(410)을 제거하는 단계일 수 있다.The protective layer removing step S320 may be a step of removing the
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 보호층 제거공정을 설명하기 위한 예시도인데, 도 9의 (a)는 평면예시도이고, 도 9의 (b)는 도 9의 (a)의 A-A’ 선 단면예시도이고, 도 9의 (c)는 도 9의 (a)의 B-B’선 단면예시도이다.9 is an exemplary view for explaining a protective layer removal process in the process of manufacturing a slotted meta structure according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9(a) is a plan view and FIG. 9(b). Is an exemplary cross-sectional view taken along line A-A' in FIG. 9A, and FIG. 9C is an exemplary cross-sectional view taken along line B-B' in FIG. 9A.
도 9를 더 포함하여 보는 바와 같이, 보호층 제거단계(S320)에서는 에천트(Etchant)(420)를 이용하여 보호층(410)을 제거할 수 있다. 에천트(420)는 보호층(410)만 제거하고, 베이스기판(210)은 제거하지 않을 수 있다. 보호층 제거단계(S320)를 거친 후, 베이스기판(210)의 상면에서는 보호층(410)이 모두 제거되고, 슬롯만 생성된 상태가 될 수 있다.9, the
이후, 전술한 도전층 마련단계(S160, 도 5 참조)를 통해 새로운 도전층을 마련함으로써, 길이가 조절된 슬롯을 가지는 메타구조체를 얻을 수 있다.Then, by providing a new conductive layer through the above-described conductive layer preparation step (S160, see FIG. 5), it is possible to obtain a meta-structure having a slot with an adjusted length.
다음으로는, 본 발명의 제3실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법에 대해서 설명한다. 본 실시예에서는 판상구조층이 두 개층으로 마련될 수 있으며, 다른 내용은 전술한 제1실시예에 동일하므로, 동일한 구성에 대해서는 동일 번호를 부여하고, 반복되는 내용은 가급적 생략한다.Next, a method of manufacturing a slotted metastructure according to a third embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the plate-like structure layer may be provided in two layers, and since the other contents are the same as in the first embodiment, the same numbers are assigned to the same components, and repeated contents are omitted as much as possible.
본 발명의 제3실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법은 판상구조층 마련단계(S410), 취성층 마련단계(S420), 균열발생단계(S430), 제1에칭단계(S440), 박리단계(S450), 제2에칭단계(S460) 그리고 도전층 마련단계를 포함할 수 있다.The method for manufacturing a slotted meta structure according to the third embodiment of the present invention includes a plate-like structure layer preparation step (S410), a brittle layer preparation step (S420), a crack generation step (S430), a first etching step (S440), and peeling. Step (S450), the second etching step (S460) and may include a conductive layer preparation step.
여기서, 판상구조층 마련단계(S410)는 신축성의 베이스기판의 상면에 제1임계변형률을 가지는 제1판상구조층 및 제2판상구조층을 순차적으로 마련하는 단계일 수 있다.Here, the step of preparing the plate-like structure layer (S410) may be a step of sequentially providing the first plate-like structure layer and the second plate-like structure layer having the first critical strain on the upper surface of the flexible base substrate.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 판상구조층 및 취성층을 마련하는 공정을 설명하기 위한 예시도인데, 도 10의 (a)는 평면예시도이고, 도 10의 (b)는 도 10의 (a)의 A-A’ 선 단면예시도이다.FIG. 10 is an exemplary view for explaining a process of preparing a plate-like structure layer and a brittle layer in a process for manufacturing a slotted meta structure according to a third embodiment of the present invention. FIG. 10(a) is a plan view, 10(b) is an exemplary cross-sectional view taken along line A-A' in FIG. 10(a).
도 10을 더 포함하여 보는 바와 같이, 베이스기판(210)은 신축성을 가질 수 있다. 따라서, 베이스기판(210)은 신장 및 수축될 수 있다.10, the
그리고, 베이스기판(210)의 상면에는 제1판상구조층(220)이 마련될 수 있다. 제1판상구조층(220)은 2차원 판상구조를 가질 수 있으며, 나노물질로 이루어질 수 있다. 제1판상구조층(220)은 제1실시예에서 설명한 판상구조층(220)과 동일한 소재로 구성될 수 있다.In addition, the first plate-shaped
제2판상구조층(230)은 제1판상구조층(220)의 상부에 마련될 수 있으며, 제1판상구조층(220)과 동일한 소재로 이루어질 수 있다. 따라서, 제2판상구조층(230)도 그래핀으로 이루어질 수 있다.The second
제1판상구조층(220) 및 제2판상구조층(230)은 제1임계변형률을 가질 수 있다.The first
취성층 마련단계(S420)는 제2판상구조층(230)의 상면에 취성층(240)을 마련하는 단계일 수 있다. 취성층(240)은 제1임계변형률보다 작은 제2임계변형률을 가질 수 있으며, 따라서, 취성층(240)은 제1판상구조층(220) 및 제2판상구조층(230)보다 취성(Brittleness)이 클 수 있다.The brittle layer preparation step S420 may be a step of providing the
취성층(240)은 금속 산화물로 이루어지는 박막일 수 있으며, 금속 산화물로는 산화알루미늄(Al2O3), 인듐 주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide) 중 하나 이상이 사용될 수 있다.The
균열발생단계(S430)는 제1임계변형률보다는 작고 제2임계변형률보다는 큰 변형률이 발생하도록 베이스기판에 제1방향의 인장력을 가하여, 취성층 및 제2판상구조층에 제1방향에 교차하는 제2방향으로 연장되는 균열(Crack)이 발생하도록 하는 단계일 수 있다.In the cracking step (S430), a tensile force in a first direction is applied to the base substrate so that a strain smaller than the first critical strain and greater than the second critical strain occurs, so that the brittle layer and the second plate-like structure layer cross the first direction. It may be a step to cause cracks extending in two directions.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 균열발생공정을 설명하기 위한 예시도인데, 도 11의 (a)는 평면예시도이고, 도 11의 (b)는 도 11의 (a)의 A-A’ 선 단면예시도이다.11 is an exemplary view for explaining a crack generation process in the process of manufacturing a slotted meta structure according to the third embodiment of the present invention, FIG. 11(a) is a plan view, and FIG. 11(b) is It is an exemplary sectional view taken along line A-A' in Fig. 11A.
도 11을 더 포함하여 보는 바와 같이, 베이스기판(210)의 양측부에서 제1방향(W1)으로 인장력(F)을 작용하여 베이스기판(210)을 양측으로 잡아당김으로써 베이스기판(210)을 신장시킬 수 있다.11, the
인장력(F)은 베이스기판(210)에만 적용되는 것을 아니며, 베이스기판(210), 제1판상구조층(220), 제2판상구조층(230) 및 취성층(240)에 동시에 적용될 수 있다.The tensile force (F) is not only applied to the
그러면, 베이스기판(210)은 신축성을 가지므로 안정적으로 신장될 수 있고, 상대적으로 큰 임계변형률을 가지는 제1판상구조층(220) 및 제2판상구조층(230)도 비교적 안정적으로 신장될 수 있으나, 상대적으로 작은 임계변형률을 가지는 취성층(240)에서는 먼저 균열(250)이 발생하게 된다. Then, since the
이때, 제2판상구조층(230)은 취성층(240)과의 접합력에 의해 신장이 제한될 수 있으며, 이에 따라, 제2판상구조층(230)에서도 균열(250)이 발생하게 된다. At this time, the elongation of the second plate-
제2판상구조층(230)에서 생기는 균열(250)의 위치는 취성층(240)에서 생기는 균열(250)의 위치와 동일할 수 있으며, 제2판상구조층(230)에서 생기는 균열(250)의 폭은 취성층(240)에서 생기는 균열(250)의 폭과 동일할 수 있다. 따라서, 제2판상구조층(230)에서 생기는 균열(250)은 취성층(240)에서 생기는 균열(250)과 연속적으로 이루어질 수 있으며, 제2판상구조층(230) 및 취성층(240)에 형성되는 균열(250)은 동일할 수 있다.The location of the
한편, 제2판상구조층(230)에 균열(250)이 발생할 때, 제2판상구조층(230)과 제1판상구조층(220)의 경계면에서는 슬라이딩이 발생하게 되며, 따라서 제2판상구조층(230)에 균열(250)이 발생하더라도 제1판상구조층(220)에는 균열이 발생하지 않게 된다. On the other hand, when the
제1판상구조층(220)에서 균열(250)에 속하는 부분, 즉, 균열(250)의 내측에 위치되는 균열(250)을 통해 상측으로 오픈(Open)될 수 있다.In the first plate-
전술한 바와 같이, 균열발생단계(S430)에서, 균열(250)이 복수로 생성되는 경우, 균열(250)과 균열(250) 사이의 간격은 취성층(240)의 두께가 두꺼울수록 커질 수 있다.As described above, in the crack generation step (S430), when a plurality of
한편, 본 실시예에서와 같이, 판상구조층이 2개 층으로 마련되는 경우, 전술한 식(1)에서 
본 실시예에서 생성되는 균열(250)도 제2방향(W2)을 따라 연장되도록 형성되고, 제2방향(W2)을 기준으로 베이스기판(210)의 양단부에까지 연장 형성될 수 있고, 이를 통해 다양하고 정밀한 균열(250) 패턴 제작이 가능해질 수 있다.The
제1에칭단계(S440)는 균열 속 제1판상구조층 및 베이스기판의 상부를 에칭하여 베이스기판의 상부에 균열에 대응되며 함몰된 형상을 가지는 슬롯을 생성하는 단계일 수 있다.The first etching step (S440) may be a step of etching a first plate-like structure layer in the crack and an upper portion of the base substrate to generate a slot having a recessed shape corresponding to the crack on the upper portion of the base substrate.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 제1에칭공정을 설명하기 위한 예시도인데, 도 12의 (a)는 평면예시도이고, 도 12의 (b)는 도 12의 (a)의 A-A’ 선 단면예시도이다.12 is an exemplary view for explaining a first etching process of a slotted metastructure manufacturing process according to the third embodiment of the present invention, FIG. 12(a) is a plan view, FIG. 12(b) Is an exemplary sectional view taken along line A-A' in Fig. 12A.
도 12를 더 포함하여 보는 바와 같이, 제1에칭단계(S440)에서 사용되는 에칭(260)은 산소 플라즈마 에칭(O2 Plasma Etching)이 사용될 수 있으며, 산소 플라즈마 에칭은 그래핀을 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서, 산소 플라즈마 에칭(260) 공정이 이루어지면, 제1판상구조층(220)에서 균열(250) 속에 위치되어 균열(250)에 의해 상부가 노출되는 부분은 모두 제거될 수 있다. 12, the
더하여, 산소 플라즈마 에칭(260)은 베이스기판(210)의 상부 중에 균열(250) 속에 위치되는 부분의 상부를 제거할 수 있다. 이에 따라, 베이스기판(210)의 상부 중에 균열(250) 속에 위치되는 부분에는 균열(250)에 대응되며 함몰된 형상의 슬롯(211)이 생성될 수 있다. In addition, the
슬롯(211)은 오픈되는 균열(250)의 형상에 대응되도록 형성되기 때문에, 슬롯(211)도 제2방향(W2)을 따라 연장되도록 형성되고, 제2방향(W2)을 기준으로 베이스기판(210)의 양단부에까지 연장 형성될 수 있다.Since the
박리단계(S450)는 취성층의 상면에 점착필름을 부착하고, 점착필름을 이동시켜 제1판상구조층에서 제2판상구조층을 박리시키는 단계일 수 있다.The peeling step (S450) may be a step of attaching the adhesive film to the upper surface of the brittle layer and moving the adhesive film to peel the second plate-like structure layer from the first plate-like structure layer.
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 박리공정을 설명하기 위한 예시도인데, 도 13의 (a)는 평면예시도이고, 도 13의 (b)는 도 13의 (a)의 A-A’ 선 단면예시도이다.13 is an exemplary view for explaining a peeling process in the process of manufacturing a slotted meta structure according to the third embodiment of the present invention, FIG. 13(a) is a plan view, and FIG. 13(b) is 13(a) is a sectional view taken along line A-A'.
도 13을 더 포함하여 보는 바와 같이, 점착필름(270)을 취성층(240)의 상면에 부착한 후, 점착필름(270)을 이동시키게 되면 점착필름(270)에 부착된 취성층(240)은 점착필름(270)과 함께 이동하게 된다. 한편, 제2판상구조층(230)과 취성층(240) 간의 점착력은 제2판상구조층(230)과 제1판상구조층(220) 간의 점착력보다 클 수 있기 때문에, 제2판상구조층(230)은 취성층(240)에 점착된 상태로 이동되면서 제1판상구조층(220)으로부터 박리될 수 있다. 따라서, 베이스기판(210)의 상면에는 제1판상구조층(220)만 마련된 상태가 될 수 있다.13, the
제2에칭단계(S460)는 베이스기판 상면에 존재하는 제1판상구조층을 에칭하여 제거하는 단계일 수 있다.The second etching step (S460) may be a step of etching and removing the first plate-shaped structure layer existing on the upper surface of the base substrate.
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 도전층 마련공정을 설명하기 위한 예시도인데, 도 14의 (a)는 평면예시도이고, 도 14의 (b)는 도 14의 (a)의 A-A’ 선 단면예시도이다.14 is an exemplary view for explaining a process for preparing a conductive layer in a process for manufacturing a slotted meta structure according to a third embodiment of the present invention. FIG. 14(a) is a plan view and FIG. 14(b). Is an exemplary sectional view taken along line A-A' in Fig. 14A.
도 14를 더 포함하여 보는 바와 같이, 제2에칭단계(S460)에서 사용되는 에칭(261)도 산소 플라즈마 에칭이 사용될 수 있다. 따라서, 산소 플라즈마 에칭(261) 공정이 이루어지면, 제1판상구조층(220)은 모두 제거될 수 있고, 슬롯(211)이 형성된 베이스기판(210)만 남게 된다.As shown in further including FIG. 14, oxygen plasma etching may also be used for the
제2에칭단계(S460)에서 진행되는 산소 플라즈마 에칭은 제1에칭단계(S440)에서 진행되는 산소 플라즈마 에칭보다 작은 소비전력 및 짧은 에칭시간 중 하나 이상의 조건으로 진행될 수 있다.The oxygen plasma etching performed in the second etching step (S460) may be performed under one or more conditions of less power consumption and shorter etching time than the oxygen plasma etching performed in the first etching step (S440).
이는 제1에칭단계(S440)에서는 제1판상구조층(220)과 베이스기판(210)의 상부 일부를 제거할 정도의 에칭이 요구되는 반면, 제2에칭단계(S460)에서는 제1판상구조층(220)만 제거할 정도의 에칭이 요구되기 때문이다.In the first etching step (S440), etching is required to remove the upper portion of the first
예를 들어, 제1에칭단계(S440)에서 산소 플라즈마 에칭이 100W의 소비전력에서 50초 동안 진행된다고 하면, 제2에칭단계(S460)에서 산소 플라즈마 에칭은 100W의 소비전력에서 50초 미만 동안(예를 들면 15초) 진행되거나, 또는, 50초 동안 진행되되 100W 미만의 소비전력에서 진행되거나, 또는 100W 미만의 소비전력에서 50초 미만 동안 진행될 수 있다.For example, if the oxygen plasma etching in the first etching step (S440) proceeds for 50 seconds at a power consumption of 100W, the oxygen plasma etching in the second etching step (S460) for less than 50 seconds at a power consumption of 100W ( For example, 15 seconds) may be performed, or 50 seconds, and may be performed at a power consumption of less than 100 W, or may be performed, for a period of less than 50 seconds at a power consumption of less than 100 W.
도전층 마련단계는 슬롯이 오픈되도록 베이스기판의 상면에 도전층을 마련하는 단계일 수 있다. The step of preparing a conductive layer may be a step of providing a conductive layer on the upper surface of the base substrate so that the slot is opened.
전술한 바와 같이, 슬롯(211)이 형성된 베이스기판(210)의 상면에 도전층을 전사하는 과정에서, 베이스기판(210)의 상면 중 슬롯(211)이 형성되지 않은 영역에는 도전층이 베이스기판(210) 측으로 전사되고, 베이스기판(210)의 상면 중 슬롯(211)이 형성된 영역에는 도전층이 베이스기판(210) 측으로 전사되지 않음으로써, 슬롯(211)은 오픈될 수 있다. As described above, in the process of transferring the conductive layer to the upper surface of the
도전층이 그래핀으로 이루어지는 경우, 박리단계(S450) 이후에 베이스기판(210)의 상면에 남는 제1판상구조층과 새로 마련되는 도전층이 동일한 그래핀으로 이루어짐에도 불구하고, 제2에칭단계(S460)를 통해 제1판상구조층(220)을 제거하는 이유는 제1판상구조층(220)이 이전의 여러 공정을 거치면서 손상되었을 수 있기 때문이다.When the conductive layer is formed of graphene, the first etching structure layer remaining on the upper surface of the
즉, 도전층 마련단계에서 베이스기판(210)의 상면에 마련되는 새로운 도전층은 손상되지 않은 상태이기 때문에, 슬롯이 있는 메타구조체(200)의 품질은 확보될 수 있다.That is, since the new conductive layer provided on the upper surface of the
다음으로는, 본 발명의 제4실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법에 대해서 설명한다. 본 실시예에서는 제3실시예에 따른 공정 중에 보호층이 마련된 후 제거될 수 있고 이를 통해, 슬롯의 길이가 조절될 수 있으며, 다른 내용은 전술한 제3실시예에 동일하므로 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 반복되는 내용은 가급적 생략한다.Next, a method for manufacturing a slotted metastructure according to a fourth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, during the process according to the third embodiment, after the protective layer is provided, it can be removed, and through this, the length of the slot can be adjusted. Codes are assigned, and repeated contents are omitted as much as possible.
본 발명의 제4실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법은 전술한 판상구조층 마련단계(S410), 취성층 마련단계(S420) 및 균열발생단계(S430) 이후에 진행되는 보호층 마련단계(S510)를 포함할 수 있다. The method for manufacturing a slotted metastructure according to the fourth embodiment of the present invention includes a step of preparing a plate-like structure layer (S410), a brittle layer preparation step (S420), and a protective layer preparation step after the crack generation step (S430). It may include (S510).
보호층 마련단계(S510)는 균열의 일부분만 오픈되도록 취성층 및 균열 속의 제1판상구조층의 상면의 일부분에 보호층을 마련하는 단계일 수 있다.The protective layer preparation step (S510) may be a step of providing a protective layer on a portion of the upper surface of the brittle layer and the first plate-like structure layer in the crack so that only a part of the crack is opened.
도 15는 본 발명의 제4실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 보호층 마련공정 설명하기 위한 예시도인데, 도 15의 (a)는 평면예시도이고, 도 15의 (b)는 도 15의 (a)의 A-A’ 선 단면예시도이고, 도 15의 (c)는 도 15의 (a)의 B-B’선 단면예시도이다.15 is an exemplary view for explaining a process for preparing a protective layer in a process for manufacturing a slotted meta structure according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 15(a) is a plan view and FIG. 15(b) is 15(a) is a sectional view taken along line A-A', and FIG. 15(c) is a sectional view taken along line B-B' in FIG. 15(a).
도 15를 더 포함하여 보는 바와 같이, 보호층(610)은 제2방향(W2)을 따라 이격되게 마련될 수 있다. 보호층(610)은 증착이 용이하고 에천트 등을 통해 제거가 용이한 소재로 이루어질 수 있으며, 예를 들면, 구리로 이루어질 수 있다.15, the
보호층(610)은 전자선 증착(e-beam evaporation), 열증착(thermal evaporation), 스퍼터링(Sputtering) 등의 증착법으로 마련될 수 있다.The
보호층(610)은 취성층(240) 및 균열(250)의 내측에도 마련될 수 있으며, 이에 따라, 보호층(610)은 균열(250) 속의 제1판상구조층(220)의 상면에도 마련될 수 있다(도 15의 (b) 참조).The
도 15의 (a)를 참조 했을 때, 보호층(610)이 서로 이격되어 마련되면, 균열(250)은 보호층(610) 사이에서만 오픈되도록 한정될 수 있으며, 이렇게 한정되어 오픈되는 균열(250)의 길이는 슬롯의 길이가 될 수 있다. 따라서, 보호층을 적절하게 마련함으로써, 생성하고자 하는 슬롯의 길이, 슬롯의 형태, 슬롯의 위치 등은 조절될 수 있다.15 (a), when the
도 16은 본 발명의 제4실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 제1에칭공정을 설명하기 위한 예시도인데, 도 16의 (a)는 평면예시도이고, 도 16의 (b)는 도 16의 (a)의 A-A’ 선 단면예시도이고, 도 16의 (c)는 도 16의 (a)의 B-B’선 단면예시도이다.16 is an exemplary view for explaining a first etching process of a process for manufacturing a slotted meta structure according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 16(a) is a plan view and FIG. 16(b). Is an exemplary cross-sectional view taken along line A-A' in FIG. 16A, and FIG. 16C is an exemplary cross-sectional view taken along line B-B' in FIG. 16A.
도 16을 더 포함하여 보는 바와 같이 보호층(610)이 마련되면, 제1에칭단계(S440)에서 에칭(260)은 보호층(610)이 마련되지 않은 균열(250) 속 제1판상구조층(220) 및 베이스기판(210)의 상부에 대해서 이루어질 수 있다. When the
즉, 보호층(610)은 산소 플라즈마 에칭에 의해 에칭되지 않을 수 있으며, 따라서, 보호층(610)이 마련되지 않은 부분에만 에칭이 이루어질 수 있다. 이 결과, 보호층(610)에 의해 덮이지 않고, 오픈된 균열(250)에서만 에칭이 이루어질 수 있다. 그리고, 오픈된 균열(250) 속의 제1판상구조층(220) 및 베이스기판(210)의 상부가 에칭되고 베이스기판(210)에는 오픈된 균열(250)에 대응되는 형상의 슬롯(211)이 생성될 수 있다. That is, the
도 17은 본 발명의 제4실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 박리공정을 설명하기 위한 예시도인데, 도 17의 (a)는 평면예시도이고, 도 17의 (b)는 도 17의 (a)의 A-A’ 선 단면예시도이고, 도 17의 (c)는 도 17의 (a)의 B-B’선 단면예시도이다.17 is an exemplary view for explaining a peeling process in the process of manufacturing a slotted metastructure according to the fourth embodiment of the present invention, FIG. 17(a) is a plan view, and FIG. 17(b) is 17(a) is a sectional view taken along line A-A', and FIG. 17(c) is a sectional view taken along line B-B' in FIG. 17(a).
따라서 도 17을 더 포함하여 보는 바와 같이, 박리단계(S450)에서는 점착필름(270)이 보호층(610)의 상면에 부착될 수 있다. 그리고 점착필름(270)이 이동되면 제1판상구조층(220)으로부터 제2판상구조층(230)이 박리되면서 취성층(240) 및 보호층(610)이 제거될 수 있다.Therefore, as further including FIG. 17, in the peeling step (S450), the
본 실시예에서는 박리단계(S450)를 거치더라도, 제1판상구조층(220)의 상면 일부에는 보호층(610)이 남아있게 된다(도 17의 (b) 참조).In this embodiment, even though the peeling step (S450), the
따라서, 제1판상구조층(220)의 상면에 남아있는 보호층(610)을 제거할 필요가 있으며, 이를 위해, 본 발명에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법은 보호층 제거단계(S520)를 포함할 수 있다. Therefore, it is necessary to remove the
보호층 제거단계(S520)는 박리단계(S450) 이후에, 제1판상구조층(220)의 상면에 남아있는 보호층(610)을 제거하는 단계일 수 있다.The protective layer removal step (S520) may be a step of removing the
도 18은 본 발명의 제4실시예에 따른 슬롯이 있는 메타구조체 제조공정 중 보호층 제거공정을 설명하기 위한 예시도인데, 도 18의 (a)는 평면예시도이고, 도 18의 (b)는 도 18의 (a)의 A-A’ 선 단면예시도이고, 도 18의 (c)는 도 18의 (a)의 B-B’선 단면예시도이다.18 is an exemplary view for explaining a process of removing a protective layer during a process for manufacturing a slotted meta structure according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 18(a) is a plan view and FIG. 18(b). 18A is a cross-sectional exemplary view taken along line A-A' in FIG. 18A, and FIG. 18C is a cross-sectional example taken along line B-B' in FIG. 18A.
도 18을 더 포함하여 보는 바와 같이, 보호층 제거단계(S520)에서는 에천트(Etchant)(620)를 이용하여 보호층(610)을 제거할 수 있다. 에천트(620)는 보호층(610)만 제거하고, 제1판상구조층(220)은 제거하지 않는 에천트가 사용될 수 있다.18, the
이후, 제2에칭단계를 통해 제1판상구조층(220)을 제거하고, 도전층 마련단계를 통해 새로운 도전층을 마련함으로써, 길이가 조절된 슬롯을 가지는 메타구조체를 얻을 수 있다.Thereafter, the first plate-shaped
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration only, and those skilled in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified to other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all modifications or variations derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.
200: 슬롯이 있는 메타구조체
210: 베이스기판
211: 슬롯
220: 판상구조층, 제1판상구조층
230: 제2판상구조층
240: 취성층
250: 균열
270: 점착필름
280: 도전층
410, 610: 보호층200: metastructure with slots
210: base substrate
211: slot
220: plate structure layer, the first plate structure layer
230: second plate structure layer
240: brittle layer
250: crack
270: adhesive film
280: conductive layer
410, 610: protective layer
Claims (14)
상기 판상구조층의 상면에 상기 제1임계변형률보다 작은 제2임계변형률을 가지는 취성층을 마련하는 취성층 마련단계;
상기 제1임계변형률보다는 작고 상기 제2임계변형률보다는 큰 변형률이 발생하도록 상기 베이스기판에 제1방향의 인장력을 가하여, 상기 취성층 및 상기 판상구조층에 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 연장되는 균열이 발생하도록 하는 균열발생단계;
상기 균열 속 상기 베이스기판의 상부를 에칭하여 상기 베이스기판의 상부에 상기 균열에 대응하며 함몰된 형상을 가지는 슬롯을 생성하는 제1에칭단계;
상기 취성층의 상면에 점착필름을 부착하고, 상기 점착필름을 이동시켜 상기 베이스기판에서 상기 판상구조층을 박리시키는 박리단계; 그리고
상기 슬롯이 오픈되도록 상기 베이스기판의 상면에 도전층을 마련하는 도전층 마련단계를 포함하는 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법.A plate structure layer preparation step of providing a plate structure layer having a first critical strain on an upper surface of the elastic base substrate;
A brittle layer preparing step of providing a brittle layer having a second critical strain smaller than the first critical strain on the top surface of the plate-like structure layer;
A tensile force in a first direction is applied to the base substrate so that a strain smaller than the first critical strain and greater than the second critical strain occurs, in a second direction crossing the brittle layer and the plate-like structure layer in the first direction. A crack generation step to cause extended cracks to occur;
A first etching step of etching the upper portion of the base substrate in the crack to generate a slot having a recessed shape corresponding to the crack on the upper portion of the base substrate;
A peeling step of attaching an adhesive film to the upper surface of the brittle layer and moving the adhesive film to peel the plate-like structure layer from the base substrate; And
Method for manufacturing a meta structure with a slot comprising a conductive layer providing step of providing a conductive layer on the upper surface of the base substrate so that the slot is opened.
상기 판상구조층의 상면에 상기 제1임계변형률보다 작은 제2임계변형률을 가지는 취성층을 마련하는 취성층 마련단계;
상기 제1임계변형률보다는 작고 상기 제2임계변형률보다는 큰 변형률이 발생하도록 상기 베이스기판에 제1방향의 인장력을 가하여, 상기 취성층 및 상기 판상구조층에 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 연장되는 균열이 발생하도록 하는 균열발생단계;
상기 균열의 일부분만 오픈되도록 상기 취성층 및 상기 균열 속의 상기 베이스기판의 상면의 일부분에 보호층을 마련하는 보호층 마련단계;
상기 보호층이 마련되지 않은 균열 속 상기 베이스기판의 상부를 에칭하여 상기 베이스기판의 상부에 함몰된 형상을 가지는 슬롯을 생성하는 제1에칭단계;
상기 보호층의 상면에 점착필름을 부착하고, 상기 점착필름을 이동시켜 상기 베이스기판에서 상기 판상구조층을 박리시키는 박리단계;
상기 베이스기판의 상면에 남아있는 상기 보호층을 제거하는 보호층 제거단계; 그리고
상기 슬롯이 오픈되도록 상기 베이스기판의 상면에 도전층을 마련하는 도전층 마련단계를 포함하는 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법.A plate structure layer preparation step of providing a plate structure layer having a first critical strain on an upper surface of the elastic base substrate;
A brittle layer preparing step of providing a brittle layer having a second critical strain smaller than the first critical strain on the top surface of the plate-like structure layer;
A tensile force in a first direction is applied to the base substrate so that a strain smaller than the first critical strain and greater than the second critical strain occurs, in a second direction crossing the brittle layer and the plate-like structure layer in the first direction. A crack generation step to cause extended cracks to occur;
A protective layer providing step of providing a protective layer on the brittle layer and a portion of the upper surface of the base substrate in the crack so that only a portion of the crack is opened;
A first etching step of etching a top portion of the base substrate in a crack in which the protective layer is not provided to generate a slot having a recessed shape on the top portion of the base substrate;
A peeling step of attaching an adhesive film to the upper surface of the protective layer and moving the adhesive film to peel the plate-like structure layer from the base substrate;
A protective layer removing step of removing the protective layer remaining on the upper surface of the base substrate; And
Method for manufacturing a meta structure with a slot comprising a conductive layer providing step of providing a conductive layer on the upper surface of the base substrate so that the slot is opened.
상기 베이스기판과 상기 판상구조층 사이의 제1점착력은 상기 판상구조층과 상기 취성층 사이의 제2점착력보다 작은 것을 특징으로 하는 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법.The method according to claim 1 or 2,
A method for manufacturing a slotted metastructure, characterized in that a first adhesive force between the base substrate and the plate-like structure layer is smaller than a second adhesive force between the plate-like structure layer and the brittle layer.
상기 제1에칭단계는 산소 플라즈마 에칭에 의해 진행되는 것을 특징으로 하는 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법.The method according to claim 1 or 2,
The first etching step is a method of manufacturing a meta structure with a slot, characterized in that proceeds by oxygen plasma etching.
상기 균열발생단계에서, 상기 균열이 복수로 생성되는 경우, 상기 균열과 상기 균열 사이의 간격은 상기 취성층의 두께가 두꺼울수록 커지는 것을 특징으로 하는 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법.The method according to claim 1 or 2,
In the crack generation step, when a plurality of cracks are generated, a gap between the cracks and the cracks increases the thickness of the brittle layer, the method of manufacturing a slotted metastructure, characterized in that larger.
상기 균열발생단계에서, 상기 균열의 폭은 상기 베이스기판의 변형률이 증가할수록 넓어지는 것을 특징으로 하는 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법.The method according to claim 1 or 2,
In the crack generation step, the width of the crack is increased as the strain rate of the base substrate increases, characterized in that the slotted meta structure manufacturing method.
상기 도전층 마련단계는,
상기 슬롯이 형성된 베이스기판의 상면에 상기 도전층을 전사하는 과정에서, 상기 베이스기판의 상면 중 상기 슬롯이 형성되지 않은 영역에는 상기 도전층이 상기 베이스기판 측으로 전사되고, 상기 베이스기판의 상면 중 상기 슬롯이 형성된 영역에는 상기 도전층이 상기 베이스기판 측으로 전사되지 않음으로써, 상기 슬롯이 오픈되는 것을 특징으로 하는 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법.The method according to claim 1 or 2,
The conductive layer preparation step,
In the process of transferring the conductive layer to the upper surface of the base substrate on which the slot is formed, the conductive layer is transferred to the side of the base substrate in an area where the slot is not formed on the upper surface of the base substrate, and the A method for manufacturing a meta structure with a slot, characterized in that the slot is opened by not transferring the conductive layer to the base substrate in a region where a slot is formed.
상기 제2판상구조층의 상면에 상기 제1임계변형률보다 작은 제2임계변형률을 가지는 취성층을 마련하는 취성층 마련단계;
상기 제1임계변형률보다는 작고 상기 제2임계변형률보다는 큰 변형률이 발생하도록 상기 베이스기판에 제1방향의 인장력을 가하여, 상기 취성층 및 상기 제2판상구조층에 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 연장되는 균열이 발생하도록 하는 균열발생단계;
상기 균열 속 상기 제1판상구조층 및 상기 베이스기판의 상부를 에칭하여 상기 베이스기판의 상부에 상기 균열에 대응하며 함몰된 형상을 가지는 슬롯을 생성하는 제1에칭단계;
상기 취성층의 상면에 점착필름을 부착하고, 상기 점착필름을 이동시켜 상기 제1판상구조층에서 상기 제2판상구조층을 박리시키는 박리단계;
상기 베이스기판 상면에 존재하는 상기 제1판상구조층을 에칭하여 제거하는 제2에칭단계; 그리고
상기 슬롯이 오픈되도록 상기 베이스기판의 상면에 도전층을 마련하는 도전층 마련단계를 포함하는 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법.A plate-like layer forming step of sequentially providing a first plate-like structure layer and a second plate-like structure layer having a first critical strain on an upper surface of the elastic base substrate;
A brittle layer preparing step of providing a brittle layer having a second critical strain smaller than the first critical strain on the upper surface of the second plate-like structure layer;
A second crossing in the first direction to the brittle layer and the second plate-like structure layer by applying a tensile force in the first direction to the base substrate so that a strain smaller than the first critical strain and larger than the second critical strain occurs A crack generation step to generate cracks extending in the direction;
A first etching step of etching the upper portion of the first plate-like structure layer and the base substrate in the crack to generate a slot corresponding to the crack and having a recessed shape on the upper portion of the base substrate;
A peeling step of attaching an adhesive film to the upper surface of the brittle layer and moving the adhesive film to peel the second plate structure layer from the first plate structure layer;
A second etching step of etching and removing the first plate-like structure layer existing on the upper surface of the base substrate; And
Method for manufacturing a meta structure with a slot comprising a conductive layer providing step of providing a conductive layer on the upper surface of the base substrate so that the slot is opened.
상기 제2판상구조층의 상면에 상기 제1임계변형률보다 작은 제2임계변형률을 가지는 취성층을 마련하는 취성층 마련단계;
상기 제1임계변형률보다는 작고 상기 제2임계변형률보다는 큰 변형률이 발생하도록 상기 베이스기판에 제1방향의 인장력을 가하여, 상기 취성층 및 상기 제2판상구조층에 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로 연장되는 균열이 발생하도록 하는 균열발생단계;
상기 균열의 일부분만 오픈되도록 상기 취성층 및 상기 균열 속의 상기 제1판상구조층의 상면의 일부분에 보호층을 마련하는 보호층 마련단계;
상기 보호층이 마련되지 않은 균열 속 상기 제1판상구조층 및 상기 베이스기판의 상부를 에칭하여 상기 베이스기판의 상부에 함몰된 형상을 가지는 슬롯을 생성하는 제1에칭단계;
상기 보호층의 상면에 점착필름을 부착하고, 상기 점착필름을 이동시켜 상기 제1판상구조층에서 상기 제2판상구조층을 박리시키는 박리단계;
상기 제1판상구조층의 상면에 남아있는 상기 보호층을 제거하는 보호층 제거단계;
상기 베이스기판 상면에 존재하는 상기 제1판상구조층을 에칭하여 제거하는 제2에칭단계; 그리고
상기 슬롯이 오픈되도록 상기 베이스기판의 상면에 도전층을 마련하는 도전층 마련단계를 포함하는 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법.A plate-like layer forming step of sequentially providing a first plate-like structure layer and a second plate-like structure layer having a first critical strain on an upper surface of the elastic base substrate;
A brittle layer preparing step of providing a brittle layer having a second critical strain smaller than the first critical strain on the upper surface of the second plate-like structure layer;
A second crossing in the first direction to the brittle layer and the second plate-like structure layer by applying a tensile force in the first direction to the base substrate so that a strain smaller than the first critical strain and larger than the second critical strain occurs A crack generation step to generate cracks extending in the direction;
A protective layer preparation step of providing a protective layer on a portion of the brittle layer and the upper surface of the first plate-shaped structure layer in the crack so that only a portion of the crack is opened;
A first etching step of etching the first plate-like structure layer and the upper portion of the base substrate in a crack in which the protective layer is not provided to generate a slot having a recessed shape on the upper portion of the base substrate;
A peeling step of attaching an adhesive film to the upper surface of the protective layer, and moving the adhesive film to peel the second plate structure layer from the first plate structure layer;
A protective layer removing step of removing the protective layer remaining on the top surface of the first plate-like structure layer;
A second etching step of etching and removing the first plate-like structure layer existing on the upper surface of the base substrate; And
Method for manufacturing a meta structure with a slot comprising a conductive layer providing step of providing a conductive layer on the upper surface of the base substrate so that the slot is opened.
상기 제1에칭단계 및 상기 제2에칭단계는 산소 플라즈마 에칭에 의해 진행되는 것을 특징으로 하는 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법.The method of claim 8 or 9,
The first etching step and the second etching step is a method of manufacturing a meta structure with a slot, characterized in that proceeds by oxygen plasma etching.
상기 제2에칭단계에서 진행되는 에칭은 상기 제1에칭단계에서 진행되는 에칭보다 작은 소비전력 및 짧은 에칭시간 중 하나 이상의 조건으로 진행되는 것을 특징으로 하는 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법.The method of claim 8 or 9,
A method of manufacturing a slotted metastructure characterized in that the etching performed in the second etching step is performed under one or more conditions of less power consumption and shorter etching time than the etching performed in the first etching step.
상기 균열발생단계에서, 상기 균열이 복수로 생성되는 경우, 상기 균열과 상기 균열 사이의 간격은 상기 취성층의 두께가 두꺼울수록 커지는 것을 특징으로 하는 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법.The method of claim 8 or 9,
In the crack generation step, when a plurality of cracks are generated, a gap between the cracks and the cracks increases the thickness of the brittle layer, the method of manufacturing a slotted metastructure, characterized in that larger.
상기 균열발생단계에서, 상기 균열의 폭은 상기 베이스기판의 변형률이 증가할수록 넓어지는 것을 특징으로 하는 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법.The method of claim 8 or 9,
In the crack generation step, the width of the crack is increased as the strain rate of the base substrate increases, characterized in that the slotted meta structure manufacturing method.
상기 도전층 마련단계는,
상기 슬롯이 형성된 베이스기판의 상면에 상기 도전층을 전사하는 과정에서, 상기 베이스기판의 상면 중 상기 슬롯이 형성되지 않은 영역에는 상기 도전층이 상기 베이스기판 측으로 전사되고, 상기 베이스기판의 상면 중 상기 슬롯이 형성된 영역에는 상기 도전층이 상기 베이스기판 측으로 전사되지 않음으로써, 상기 슬롯이 오픈되는 것을 특징으로 하는 슬롯이 있는 메타구조체 제조방법.The method of claim 8 or 9,
The conductive layer preparation step,
In the process of transferring the conductive layer to the upper surface of the base substrate on which the slot is formed, the conductive layer is transferred to the side of the base substrate in an area where the slot is not formed on the upper surface of the base substrate, and the A method for manufacturing a meta structure with a slot, characterized in that the slot is opened by not transferring the conductive layer to the base substrate in a region where a slot is formed.
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