KR102264385B1 - 입자 정렬을 이용한 코팅 방법 - Google Patents

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    • C23C24/02—Coating starting from inorganic powder by application of pressure only

Abstract

본 발명은 입자 정렬을 이용하여 높은 밀도로 복수의 미세 입자를 단층 수준으로 코팅할 수 있는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법 관한 것이다. 본 발명에 의한 입자 정렬을 이용한 코팅 방법은, (a) 밀착성 고분자 기판을 준비하는 준비 단계와, (b) 밀착성 고분자 기판 위에 복수의 입자를 압력을 가하여 밀착성 고분자 기판 표면에 복수의 입자에 각기 대응하는 복수의 오목부가 형성되도록 하면서 코팅하여 코팅막을 형성하는 단계와, (c) 일면에 접착층이 마련된 접착 필름을 준비하고, 접착층이 부분적으로 인쇄층으로 덮이도록 접착 필름에 인쇄층을 인쇄하는 단계와, (d) 인쇄층이 인쇄된 접착 필름을 코팅막에 접촉시켰다 떼어내어, 코팅막을 형성하는 복수의 입자 중 일부 입자를 접착층의 인쇄층으로 덮이지 않은 부분에 접착시켜 제거함으로써 코팅막을 패터닝하는 단계를 포함한다.

Description

입자 정렬을 이용한 코팅 방법{Coating method using particle alignment}
본 발명은 입자 정렬을 이용한 코팅 방법 관한 것으로, 좀더 상세하게는, 입자 정렬을 이용하여 높은 밀도로 복수의 미세 입자를 단층 수준으로 코팅할 수 있는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법 관한 것이다.
나노미터 수준 또는 마이크로미터 수준의 미세 입자를 기재 위에 정렬하여 코팅하는 기술이 다양한 분야에서 요구되어 있다. 일례로, 이러한 코팅 기술은 기억 소자, 선형 및 비선형 광학 소자, 광전기 소자, 포토 마스크, 증착 마스크, 화학적 센서, 생화학적 센서, 의학적 분자 검출용 센서, 염료 감응 태양 전지, 박막 태양 전지, 세포 배양, 임플란트 표면 등에 적용될 수 있다.
미세 입자를 기재 위에서 정렬하여 코팅하는 기술로는 랭뮤어-블로드젯(Langmuir-Blodgett, LB) 방법(이하 "LB 방법")이 잘 알려져 있다. LB 방법에서는 용매 내에 미세 입자를 분산시킨 용액을 수면 위에 띄운 후에 물리적인 방법으로 압축하여 박막을 형성한다. 이러한 LB 방법을 이용한 기술은 국내공개특허 제10-2006-2146호 등에 개시되어 있다.
그런데 LB 방법에서는 용매 내에서 입자들이 자기 조립될 수 있도록 온도, 습도 등을 정밀하게 조절하여야 한다. 또한 기재 위에서 입자들의 표면 특성(예를 들어, 소수성, 전하 특성, 표면 거칠기) 등에 의하여 입자 이동에 영향을 미칠 수 있다. 이에 따라 입자가 서로 뭉쳐서 기판 위에 고르게 도포되지 않을 수 있다. 즉, 입자가 도포되지 않은 영역이 많을 수 있고, 뭉쳐진 입자가 서로 만나는 곳에서는 결정립계(grain boundary)가 형성되어 많은 결함이 위치할 수 있다.
본 발명은 상술한 것과 같은 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 방법에 의하여 입자를 기판 위에 고르게 도포할 수 있는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 간단한 방법에 의하여 복수의 입자가 일정한 패턴으로 정렬된 코팅막을 형성할 수 있는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 간단한 방법에 의하여 이종의 입자들이 각각 일정한 패턴으로 정렬된 코팅막을 형성할 수 있는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 입자 정렬을 이용한 코팅 방법은, (a) 밀착성 고분자 기판을 준비하는 준비 단계; (b) 상기 밀착성 고분자 기판 위에 복수의 입자를 압력을 가하여 상기 밀착성 고분자 기판 표면에 상기 복수의 입자에 각기 대응하는 복수의 오목부가 형성되도록 하면서 코팅하여 코팅막을 형성하는 단계; (c) 일면에 접착층이 마련된 접착 필름을 준비하고, 상기 접착층을 부분적으로 덮도록 상기 접착 필름에 인쇄층을 인쇄하는 단계; 및 (d) 상기 인쇄층이 인쇄된 상기 접착 필름을 상기 코팅막에 접촉시켰다 떼어내어, 상기 코팅막을 형성하는 상기 복수의 입자 중 일부 입자를 상기 접착층의 상기 인쇄층으로 덮이지 않은 부분에 접착시켜 제거함으로써 상기 코팅막을 패터닝하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 입자는 비구형일 경우 입자 중 입경이 상위 10% 입자의 평균 입경에 대한 상기 코팅막 두께의 평균값의 비율이 1.9 이하이다.
여기서, 상기 (c) 단계 이후, 상기 코팅막이 형성된 상기 밀착성 고분자 기판을 노광시켜 상기 밀착성 고분자 기판과 패터닝된 상기 코팅막 사이의 결합력을 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있으며; 상기 밀착성 고분자 기판의 부착력보다 큰 부착력을 갖는 전사 기판에 패터닝된 상기 코팅막을 전사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 (a) 단계에서 상기 복수의 입자를 문질러서 압력을 가하여 상기 밀착성 고분자 기판 위에 코팅할 수 있다.
아울러, 상기 밀착성 고분자 기판은 실리콘 기반 고분자 물질, 랩, 표면 보호용 필름, 표면형상의 변형이 용이한 광택을 지닌 필름 중에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 밀착성 고분자 기판은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride, PVC) 중에서 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
이와 더불어, 상기 (a) 단계에서 상기 복수의 입자는 상기 밀착성 고분자 기판에 직접 접촉할 수 있다.
또한, 상기 (a) 단계에서 상기 코팅막은 상기 복수의 입자가 단층으로 코팅되어 이루어질 수 있다.
아울러, 상기 (a) 단계에서 상기 입자의 평균 입경에 대한 상기 오목부의 깊이 비율이 0.02 ~ 0.98일 수 있다.
또한, 상기 복수의 입자의 평균 입경이 10nm 내지 100㎛일 수 있고, 상기 복수의 입자는 각각, 전하성 물질 및 비전하성 물질, 소수성 물질 및 친수성 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이와 더불어, 상기 밀착성 고분자 기판에는, 상기 밀착성 고분자 기판의 변형에 의해 상기 복수의 입자에 각각 대응하도록 복수의 오목부가 함몰되게 마련되며, 상기 복수의 오목부는 가역적인 상태로 마련될 수 있고, 상기 밀착성 고분자 기판의 표면에는 입체적인 3차원 구조의 패턴이 마련될 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 입자 정렬을 이용한 코팅 방법은, (a) 밀착성 고분자 기판을 준비하는 준비 단계; (b) 상기 밀착성 고분자 기판 위에 복수의 제 1 입자를 압력을 가하여 상기 밀착성 고분자 기판 표면에 상기 복수의 제 1 입자에 각기 대응하는 복수의 제 1 오목부가 형성되도록 하면서 코팅하여 1차 코팅막을 형성하는 단계; (c) 일면에 접착층이 마련된 접착 필름을 준비하고, 상기 접착층을 부분적으로 덮도록 상기 접착 필름에 인쇄층을 인쇄하는 단계; (d) 상기 인쇄층이 인쇄된 상기 접착 필름을 상기 1차 코팅막에 접촉시켰다 떼어내어 상기 1차 코팅막을 형성하는 상기 복수의 제 1 입자 중 일부의 제 1 입자를 상기 접착층의 상기 인쇄층으로 덮이지 않은 부분에 접착시켜 제거함으로써 상기 1차 코팅막을 패터닝하는 단계; (e) 마스크 패턴이 형성된 마스크를 대고 상기 밀착성 고분자 기판을 향해 빛을 조사하여 상기 밀착성 고분자 기판 표면의 상기 복수의 제 1 입자가 코팅된 부분을 노광함으로써, 상기 밀착성 고분자 기판 표면의 상기 복수의 제 1 입자가 코팅된 부분의 부착력을 증가시키는 단계; 및 (f) 상기 밀착성 고분자 기판의 빛이 조사되지 않은 비노광부 위에 복수의 제 2 입자를 압력을 가하여 상기 비노광부에 상기 복수의 제 2 입자에 각기 대응하는 복수의 제 2 오목부가 형성되도록 하면서 코팅하여 2차 코팅막을 형성하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 (f) 단계 이후, 상기 밀착성 고분자 기판의 상기 2차 코팅막이 형성된 부분을 노광시켜 상기 밀착성 고분자 기판과 상기 2차 코팅막 사이의 결합력을 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 (f) 단계 이후에, 상기 비노광부의 부착력보다 크고 상기 밀착성 고분자 기판의 빛이 조사된 노광부의 부착력보다 작은 부착력을 갖는 전사 기판에 상기 2차 코팅막을 전사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
아울러, 상기 (f) 단계 이후, 상기 밀착성 고분자 기판의 빛이 조사된 노광부의 부착력보다 큰 부착력을 갖는 전사 기판에 상기 1차 코팅막 및 상기 2차 코팅막을 전사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 입자 정렬을 이용한 코팅 방법에서는 밀착성 고분자 기판 상에 용매를 사용하지 않고 건조 상태의 입자들이 밀착성 고분자 기판 위에 직접 접촉하도록 한 상태에서 압력을 가하여 코팅막을 형성하고, 접착층에 인쇄층이 인쇄된 접착 필름을 이용하여 코팅막을 형성하는 복수의 입자 중 일부 입자를 제거함으로써 코팅막을 다양한 형태로 패터닝할 수 있다. 밀착성 고분자 기판 위에 코팅막을 형성하는 과정에서, 밀착성 고분자 기판에 입자가 접촉하면, 유연성을 지닌 밀착성 고분자 기판의 표면이 표면 장력의 영향으로 입자의 일부를 감싸는 형태로 변형이 된다. 이에 따라 밀착성 고분자 기판의 표면 상에서 입자에 대응하는 오목부가 형성되어 결합 특성이 향상된다. 밀착성 고분자 기판 표면의 형태 변형의 가역적인 특성은 기판 상에 접촉된 입자들의 이차원적인 움직임을 용이하게 하여 입자의 분포가 쉽게 재배열될 수 있도록 한다.
이러한 형태 변형을 통한 입자 부착성의 향상은 입자 표면 특성 및 고분자 기판의 종류에 따른 의존성을 낮추어 다양한 표면 특성의 입자를 단층으로 코팅할 수 있도록 한다. 따라서 종래와 같이 코팅막 형성 시, 자기조립 및 스핀코팅 시에 요구되는 세밀한 온도, 습도, 입자농도 등의 환경 조절이 필요하지 않으며, 폭 넓은 환경 및 조건에서 다양한 표면 특성을 지닌 입자들을 용이하게 코팅할 수 있다. 입자가 전하성을 띄거나 수소결합이 용이한 물질인 경우뿐만 아니라, 비전하성 및 소수성인 물질인 경우에도 높은 밀도로 균일하게 단층 입자 코팅이 가능하고, 이를 다양한 형태의 인쇄층이 인쇄된 접착층을 갖는 접착 필름을 이용하여 다양한 형태로 패터닝할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면 단순한 방법에 의하여 밀착성 고분자 기판 위에 입자들이 고르게 분포되어 높은 밀도를 가지는 단층 수준의 코팅막을 손쉽게 형성할 수 있고, 코팅막을 다양한 문자나, 문양, 각종 마크, 사진 등 프린터를 통해 인쇄할 수 있는 다양한 패턴 형상으로 패터닝할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 입자 정렬을 이용한 코팅 방법은 복수의 입자로 이루어진 코팅층을 패터닝하고, 마스크를 이용하여 밀착성 고분자 기판을 노광하여 패터닝된 코팅층을 밀착성 고분자 기판 위에 단단히 부착시킨 후, 새로운 입자를 패터닝된 코팅층 사이에 코팅함으로써, 밀착성 고분자 기판 위에 여러 종류의 입자가 각각 특정한 패턴으로 정렬된 다양한 코팅막을 손쉽게 형성할 수 있고, 형성된 다양한 코팅막을 다른 전사 기판으로 전사할 수 있다.
도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 일실시예에 의한 입자 정렬을 이용한 코팅 방법을 단계별로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 입자 정렬을 이용한 코팅 방법에 있어서 밀착성 고분자 기판에 형성된 코팅막을 다른 전사 기판으로 전사하는 단계를 나타낸 것이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 다른 실시예에 의한 입자 정렬을 이용한 코팅 방법의 일부 단계를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 입자 정렬을 이용한 코팅 방법을 이용하여 전사 기판에 코팅막을 형성한 다른 실시예를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 의한 입자 정렬을 이용한 코팅 방법에서 밀착성 고분자 기판 위에 2차 코팅막을 형성하는 다른 실시예를 나타낸 것이다.
도 6은 패턴을 형성하고 전이시켜 만들어진 완성본을 나타내는 사진이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 입자 정렬을 이용한 코팅 방법 대하여 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 일실시예에 의한 입자 정렬을 이용한 코팅 방법을 단계별로 나타낸 것으로, 도 1a 내지 도 1h를 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 입자 정렬을 이용한 코팅 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1a에 도시한 바와 같이, 매끈한 표면(smooth surface)을 갖는 밀착성 고분자 기판(10)을 준비한다. 밀착성 고분자 기판(10)의 표면은 특정한 패턴이나 굴곡이 형성되지 않은 상태를 가질 수 있으며, 이 위에서 코팅막(22;도 1c 참조)을 형성하는 입자(20;도 1c 참조)의 이동을 제한하지 않는 수준의 표면 거칠기 및 구조를 가질 수 있다.
본 실시예에서 밀착성 고분자 기판(10)은 부착성이 존재하는 다양한 밀착성 고분자 물질을 포함한다. 밀착성 고분자는 일반적으로 통용되는 점착성을 갖지 않으므로 점착제와는 구별된다. 적어도 밀착성 고분자는 '스카치 매직™ 테이프'의 점착제가 갖는 점착력 약 0.6 kg/inch(ASTM D 3330 평가) 보다 낮은 값의 부착력을 갖는다. 또한 밀착성 고분자는 별도의 지지체 없이도 상온에서 고체상태(기판 또는 필름 등)의 형상을 유지할 수 있다.
밀착성 고분자 물질로는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS) 등의 실리콘 기반 고분자 물질이나, 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride, PVC) 등을 포함하는 랩, 밀착 또는 밀봉을 목적으로 하는 고분자 물질을 포함하는 보호 필름, 표면형상의 변형이 용이한 광택을 지닌 필름 등이 사용될 수 있다. 특히, 밀착성 고분자로는 경도 조절이 용이하며 다양한 형태로 제조가 용이한 PDMS가 사용될 수 있다. 고분자 기판(10)은 베이스 기재에 밀착성 고분자를 코팅하여 제조되거나, 시트 또는 필름 형태의 밀착성 고분자가 부착되어 제조될 수 있다.
본 실시예에서, 밀착성 고분자 기판(10)의 표면에는 입체적인 3차원 구조의 패턴이 마련될 수 있다.
여기에서, 밀착성 고분자 물질은 일반적으로 고체 상태의 실리콘을 포함하거나, 가소제 첨가 또는 표면 처리를 통해 부착 특성이 부여된 유기 고분자 물질을 지칭하는 것이다. 여기에서, 밀착성 고분자 물질은 일반적으로 선형 분자구조에 의하여 형태의 변형이 용이하며 낮은 표면 장력을 가지는 것을 특징으로 한다. 이러한 밀착성 고분자 물질의 우수한 부착성은 미세 영역에서의 표면 변형이 용이한 부드러운(유연성) 표면 재질과 낮은 표면 장력 등에 기인한다. 밀착성 고분자 물질의 낮은 표면 장력은 부착하고자 하는 입자(20)에 넓게 활착하려는 특성을 가져오며(용액의 젖음 현상과 유사), 유연성을 지닌 표면은 부착하고자 하는 입자(20)와 빈틈없는 접촉이 이루어지도록 한다. 이를 통해 상보적인 결합력 없이 가역적으로 고체 표면에 탈부착이 용이한 부착성 폴리머의 특성을 지니게 된다.
대표적인 밀착성 고분자 물질인 PDMS와 같은 실리콘 기반 고분자 물질의 표면 장력은 20 ~ 23 dynes/cm 정도로, 가장 낮은 표면 장력 물질로 알려진 Teflon(18dynes/cm)에 근접한다. 그리고 PDMS와 같은 실리콘 기반 고분자 물질의 표면 장력은 대부분의 유기 폴리머(35 ~ 50 dynes/cm), 천연재료인 면(綿, 73 dynes/cm), 금속(일례로, 은(Ag, 890 dynes/cm), 알루미늄(Al, 500 dynes/cm), 무기 산화물(일례로, 유리(1000 dynes/cm), 철 산화물(1357 dynes/cm)보다 낮은 값을 보인다. 또한 PE, PVC 등을 포함하는 랩과 같은 경우에도 부착성 향상을 위해 다량의 가소제가 첨가되어 낮은 표면 장력을 지니게 된다.
계속해서, 앞서 설명한 것과 같이 밀착성 고분자 기판(10)을 준비한 후, 도 1b 및 도 1c에 도시한 바와 같이, 복수의 입자(20)를 정렬하여 밀착성 고분자 기판(10) 위에 코팅막(22)을 형성한다. 이를 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1b에 도시한 바와 같이, 밀착성 고분자 기판(10) 위에 건조된 복수의 입자(20)를 올린다. 본 실시예와 달리 용액 상에 분산되어 있는 입자는 밀착성 고분자 표면과 직접적인 접촉이 이루어지기 어려워서 코팅이 잘 이루어 지지 않는다. 따라서 사용하는 입자의 질량보다 적은 미량의 용액이나 휘발성 용매를 이용한 경우에만 코팅 작업 중 입자가 건조되어 코팅 작업이 가능할 수 있다.
본 실시예에서 입자(20)는 코팅막(22)을 형성하기 위한 다양한 물질을 포함할 수 있다. 즉, 입자(20)는 고분자, 무기물, 금속, 자성체, 반도체, 생체 물질 등을 포함할 수 있다. 또한 다른 성질을 갖는 입자들을 혼합된 것이 입자(20)로 이용될 수 있다.
입자(20)로 이용될 수 있는 고분자로는 폴리스티렌(PS), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아크릴레이트, 폴리바이닐클로라이드(PVC), 폴리알파스티렌, 폴리벤질메타크릴레이트, 폴리페닐메타클릴레이트, 폴리다이페닐메타크릴레이트, 폴리사이클로헥실메타클릴레이트, 스틸렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 등이 있다.
입자(20)로 이용될 수 있는 무기물로는, 실리콘 산화물(일례로, SiO2), 인산은(일례로, Ag3PO4), 티타늄 산화물(일례로, TiO2), 철 산화물 (일례로, Fe2O3), 아연 산화물, 세륨 산화물, 주석 산화물, 탈륨 산화물, 바륨 산화물, 알루미늄 산화물, 이트륨 산화물, 지르코늄 산화물, 구리산화물, 니켈 산화물 등이 있다.
입자(20)로 이용될 수 있는 금속으로는, 금, 은, 동, 철, 백금, 알루미늄, 백금, 아연, 세륨, 탈륨, 바륨, 이트륨, 지르코늄, 주석, 티타늄, 또는 이들의 합금 등이 있다.
입자(20)로 이용될 수 있는 반도체로는, 실리콘, 게르마늄, 또는 화합물 반도체(일례로, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, InSb 등) 등이 있다.
입자(20)로 이용될 수 있는 생체 물질로는, 단백질, 펩티드, 리보핵산(RNA), 데옥시리보핵산(DNA), 다당류, 올리고당, 지질, 세포 및 이들의 복합체 물질들의 입자 또는 표면에 코팅된 입자, 내부에 포함한 입자 등이 있다. 일례로, protein A라는 항체 결합 단백질이 코팅된 폴리머 입자가 입자(20)로 사용될 수 있다.
입자(20)는 대칭 형상, 비대칭 형상, 무정형, 다공성의 형상을 가질 수 있다. 일례로, 입자(20)는 구형, 타원형, 반구형, 큐브형, 사면체, 오면체, 육면체, 팔면체, 기둥형, 뿔형 등을 가질 수 있다. 이 중에서 입자(20)의 형태로는 구형 또는 타원형이 다른 형태에 비해 바람직하다.
이러한 입자(20)는 평균 입경이 10nm 내지 100㎛인 것이 바람직하다. 평균 입경이 10nm 미만일 경우에는, 코팅 시 밀착성 고분자 기판(10)에 의하여 전체적으로 감싸지는 형태가 될 수 있어 입자(20)를 단층 수준으로 코팅하는 것이 어려워질 수 있다. 또한 입자(20)의 평균 입경이 10nm미만인 경우에는 건조 상태에서도 입자들이 서로 응집할 수 있어, 문지르는 힘만으로는 입자가 개별적으로 이동하는 것이 어려울 수 있다. 입자(20)의 평균 입경이 100㎛을 초과하는 경우에는 입자의 부착이 약하게 나타날 수 있다. 여기에서, 입자(20)의 평균 입경은 50nm 내지 50㎛인 것이 좀 더 바람직할 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 입자(20)의 평균 입경은 입자(20)를 구성하는 물질이나, 밀착성 고분자 기판(10)을 구성하는 물질 등에 따라 달라질 수 있다. 여기에서, 입자(20)가 구형인 경우에는 입자(20)의 지름이 입경으로 사용될 수 있다. 반면, 입자(20)가 구형이 아닐 경우에는 다양한 계측법이 사용될 수 있는데, 일례로, 장축과 단축의 평균값을 입경으로 사용할 수 있다.
계속해서, 도 1c에 도시한 바와 같이, 복수의 입자(20) 위에서 압력을 가하여 코팅막(22)을 형성한다. 입자(20)에 압력을 가하는 방법으로는 라텍스, 스폰지, 손, 고무판, 플라스틱 판, 부드러운 표면을 가지는 재료 등을 이용하여 문지르는(rubbing) 방법이 사용될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 방법에 의하여 입자(20)에 압력을 가할 수 있다.
본 실시예에서 밀착성 고분자 기판(10)의 표면 위에 입자들(20)을 올린 후에 압력을 가하면 압력이 가해진 부분의 입자들(20)이 밀착성 고분자 기판(10)의 변형을 통해 부착된다. 이에 의하여 해당 부분에 입자들(20)에 각기 대응하는 복수의 오목부(12)가 형성된다. 따라서 오목부(12)에 입자(20)가 감싸인 상태에서 밀착성 고분자 기판(10)에 입자들(20)이 정렬된다.
오목부(12)는 입자와 기판 간 상호작용에 의해 형성되는 것으로 가역적이다. 즉, 소멸될 수도 있으며, 위치가 이동될 수 있다. 일례로, 문지르는 과정에서 입자가 이동하게 되면 밀착성 고분자 기판(10)의 탄성 복원력에 의해 오목부(12)가 사라지거나, 입자(20)의 이동에 따라 오목부(12)도 위치가 변경될 수 있다. 이러한 가역적 작용에 의해 입자(20)가 고르게 정렬될 수 있다(여기서의 "가역적"은 코팅 시 밀착성 고분자 기판 표면의 유연성 및 탄성 복원력에 의해 발생되는 특성이므로, 밀착성 고분자 기판의 복원력이 시간이 지남에 따라 약해지거나 소멸되는 경우도 포함되는 넓은 의미이다).
밀착성 고분자 기판(10)과의 결합이 이루어지지 않은 입자들(20)은 문지르는 힘 등에 의하여 밀착성 고분자 기판(10)의 입자(20)가 코팅되지 않은 영역으로 이동하게 되고, 코팅되지 않은 부분에 입자(20)에 의하여 오목부(12)가 형성된다. 그리고 새로 형성된 오목부(12)에 입자(20)가 감싸인 상태에서 밀착성 고분자 기판(10)과 입자(20)의 결합이 이루어진다. 이러한 과정을 거쳐 밀착성 고분자 기판(10)에 높은 밀도로 단층 수준의 코팅막(22)이 형성된다.
여기에서, 오목부(12)는 입자(20)의 일부를 감싸도록 입자(20)의 외곽 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 입자(20)가 구형인 경우에는 오목부(12)도 구면(球面) 형상을 가져 오목부(12)에 입자(20)의 일부분이 밀착될 수 있다. 그리고 오목부(12)의 깊이(L1)는 밀착성 고분자 기판(10)의 경도, 입자(20)의 형태, 경도, 환경 요인(일례로, 온도) 등에 따라 달라질 수 있다. 즉, 밀착성 고분자 기판(10)의 경도가 커질수록 오목부(12)의 깊이(L1)가 작아지고, 온도가 증가할수록 오목부(12)의 깊이(L1)가 커질 수 있다.
입자(20)의 평균 입경(D)에 대한 오목부(12)의 깊이(L1)의 비율(침하율)(L1/D)은 0.02 ~ 0.98인 것이 바람직하다. 상기 비율(L1/D)이 0.02 미만인 경우에는 입자(20)와 밀착성 고분자 기판(10)과의 결합력이 충분하지 않을 수 있고, 0.98을 초과하는 경우에는 입자들(20)이 단층 수준으로 코팅되기 어려울 수 있다. 결합력 및 코팅 특성 등을 좀더 고려하면, 상기 비율(L1/D)은 0.05 ~ 0.6, 좀더 상세하게는, 0.08 ~ 0.4인 것이 더욱 바람직하다.
본 실시예에서와 같이, 탄성 변형에 의하여 생긴 오목부(12)에 의하여 각각의 입자(20)의 일부분이 감싸지게 되면, 입자(20)와 밀착성 고분자 기판(10)이 좀더 잘 결합할 수 있다. 그리고 밀착성 고분자 기판(10)에 결합된 입자들(20)도 주변의 코팅되지 않은 부분으로 이동이 가능하여 새로운 입자(20)가 밀착성 고분자 기판(10)의 표면의 빈 오목부(12)에 부분적으로 수용될 수 있다. 이러한 재배열 특성에 따라 코팅막(22)이 높은 밀도로 단층 수준으로 코팅될 수 있다. 일례로, 입자들(20)은 각각의 중심이 육각형의 형상을 이루도록 배치될 수 있다.
한편, 입자(20)가 비구형일 경우(예를 들어, Ag3PO4)에는 다양한 방법에 의하여 단층 수준인지 여부를 판별할 수 있다. 일례로, 입자들(20) 중 상위 10% 입자들(즉, 입경이 10% 이내로 큰 입자들)의 평균 입경에 대한 코팅막(22) 두께의 평균값의 비율이 1.9 이하일 경우를 단층 수준으로 코팅된 것을 볼 수 있다.
계속해서, 도 1d 및 도 1e에 도시된 것과 같이, 일면에 접착층(31)이 마련된 접착 필름(30)을 준비하고, 접착층(31)이 부분적으로 인쇄층(33)으로 덮이도록 접착 필름(30)에 인쇄층(33)을 인쇄한다. 접착 필름(30)으로는 일면에 밀착성 고분자 기판(10)의 부착력보다 큰 부착력을 갖는 접착층(31)이 마련된 다양한 종류의 것이 이용될 수 있다. 그리고 접착층(31)에 인쇄층(33)을 인쇄하는 방법으로는 통상의 프린터를 이용하는 방법이 이용될 수 있으며, 이에 의해 인쇄층(33)은 토너나 잉크로 형성될 수 있다. 인쇄층(33)은 문자나, 문양, 각종 마크, 사진 등 프린터를 통해 인쇄할 수 있는 다양한 패턴 형상이 될 수 있으며, 접착층(31)을 부분적으로 덮는다. 따라서 인쇄층(33)이 형성된 부분은 접착층(31)이 외부로 드러나지 않고, 인쇄층(33)이 형성되지 않은 부분만 접착층(31)이 외부로 드러난다.
계속해서, 접착 필름(30)에 인쇄층(33)을 형성한 후, 도 1f 및 도 1g에 도시된 것과 같이, 인쇄층(33)이 인쇄된 접착 필름(30)을 접착층(31)이 형성된 면이 코팅막(22)에 접하도록 코팅막(22)에 접촉시켰다 떼어낸다. 이때, 코팅막(22)을 구성하는 복수의 입자(20) 중에서 인쇄층(33)과 접촉하는 입자(20)는 밀착성 고분자 기판(10)에 그대로 남고, 접착층(31)과 접촉하는 입자(20)는 접착층(31)에 달라붙어 밀착성 고분자 기판(10)으로부터 제거된다. 따라서 밀착성 고분자 기판(10) 상의 코팅막(22)은 접착 필름(30)에 인쇄된 인쇄층(33)의 패턴과 반대되는 패턴으로 패터닝된다.
이렇게 코팅막(22)을 패터닝한 후, 도 1h에 도시된 것과 같이, 코팅막(22)이 형성된 밀착성 고분자 기판(10)의 표면을 노광시킨다. 이때, 밀착성 고분자 기판(10) 표면의 노광된 부분의 부착력이 증가하여 코팅막(22)을 형성하는 복수의 입자(20)가 밀착성 고분자 기판(10) 상에 단단히 결합되어 패터닝된 코팅막(22)이 밀착성 고분자 기판(10) 상에 안정적으로 부착된 상태를 유지할 수 있다.
본 발명에 의한 입자 정렬을 이용한 코팅 방법에 있어서, 밀착성 고분자 기판(10) 상에서 패터닝된 코팅막(22)은 상술한 것과 같이, 밀착성 고분자 기판(10)에 부착된 상태로 이용될 수도 있고, 다른 기판으로 전사되어 이용될 수도 있다. 즉, 도 2에 도시된 것과 같이, 밀착성 고분자 기판(10) 상에 패터닝된 코팅막(22)을 형성한 후, 밀착성 고분자 기판(10)의 부착력보다 큰 부착력을 갖는 전사 기판(35)을 패터닝된 코팅막(22)에 접촉시켰다 떼어냄으로써, 패터닝된 코팅막(22)을 다른 전사 기판(35)으로 전사할 수 있다.
상술한 것과 같이, 본 발명에 의한 입자 정렬을 이용한 코팅 방법은 밀착성 고분자 기판(10) 상에 용매를 사용하지 않고 건조 상태의 입자들(20)이 밀착성 고분자 기판(10) 위에 직접 접촉하도록 한 상태에서 압력을 가하여 코팅막(22)을 형성하고, 접착층(31)에 인쇄층(33)이 인쇄된 접착 필름(30)을 이용하여 코팅막(22)을 형성하는 복수의 입자(20) 중 일부 입자(20)를 제거함으로써 코팅막(22)을 다양한 형태로 패터닝할 수 있다. 이에 따라 종래에 비해 코팅막 형성 시, 용매 내에서의 입자들의 자기 조립이 요구되지 않으므로 온도, 습도 등을 정밀하게 조절하지 않아도 되며 입자들의 표면 특성에 큰 영향을 받지 않는다. 즉, 입자가 전하성 물질인 경우뿐만 아니라, 비전하성(즉, 전하적으로 중성에 가까운) 물질인 경우에도 높은 밀도로 균일하게 코팅이 이루어질 수 있다. 또한 친수성 입자뿐만 아니라, 소수성 입자도 균일하게 코팅할 수 있고, 이를 다양한 형태로 패터닝할 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따르면 단순한 방법에 의하여 밀착성 고분자 기판(10) 위에 입자들(20)을 고르게 분포시켜 높은 밀도를 가지는 단층 수준의 코팅막(22)을 형성하고, 이를 간단하게 다양한 형태로 패터닝할 수 있다.
한편, 도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 다른 실시예에 의한 입자 정렬을 이용한 코팅 방법을 단계별로 나타낸 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 입자 정렬을 이용한 코팅 방법은, 밀착성 고분자 기판(10)을 준비하여 밀착성 고분자 기판(10) 위에 복수의 제 1 입자(20)로 이루어진 1차 코팅막(22)을 형성하고, 접착층(31)에 인쇄층(33)이 인쇄된 접착 필름(30)을 이용하여 1차 코팅막(22)을 형성하는 복수의 제 1 입자(20) 중에서 일부 제 1 입자(20)를 제거하여 1차 코팅막(22)을 패터닝하는 단계를 포함한다. 여기에서, 1차 코팅막(22)을 형성하는 구체적인 방법과, 1차 코팅막(22)을 접착 필름(30)을 이용하여 패터닝하는 구체적인 방법은 상술한 것과 같다.
밀착성 고분자 기판(10)에 패터닝된 1차 코팅막(22)을 형성한 후, 도 3a에 도시된 것과 같이, 마스크 패턴(41)이 형성된 마스크(40)를 대고 빛을 조사하여 밀착성 고분자 기판(10) 표면의 1차 코팅막(22)이 형성된 영역을 부분적으로 노광시킨다. 여기에서, 마스크 패턴(41)은 일부의 제 1 입자(20)를 제거하여 1차 코팅막(22)을 패터닝하기 위해 접착 필름(30)에 인쇄되는 인쇄층(33)과 동일한 패턴으로 이루어질 수 있다.
밀착성 고분자 기판(10)의 표면은 복수의 제 1 입자(20)로 이루어진 1차 코팅막(22)으로 덮여있지만, 조사되는 빛은 복수의 제 1 입자(20) 사이사이의 틈새를 통해 밀착성 고분자 기판(10)에 도달하여 밀착성 고분자 기판(10)을 노광시킬 수 있다. 그리고 제 1 입자(20)가 빛이 투과할 수 있는 물질로 이루어지는 경우에는, 조사되는 빛이 제 1 입자(20)를 투과하여 밀착성 고분자 기판(10)에 도달할 수 있다. 여기서, 빛은 가시광선, 자외선 등을 포함한다.
이와 같이, 마스크(40)를 밀착성 고분자 기판(10) 위에 배치한 상태에서 밀착성 고분자 기판(10)에 빛을 조사하면, 도 3b에 도시된 것과 같이, 밀착성 고분자 기판(10) 표면의 빛을 조사받은 노광부(14)의 부착력은 빛을 조사받지 못한 비노광부(15)의 부착력보다 커진다. 따라서 노광부(14)에 위치한 제 1 입자(20)는 비노광부(15)에 위치한 제 1 입자(20)에 비해 강한 결합력으로 밀착성 고분자 기판(10)에 부착된 상태를 유지할 수 있다. 이렇게 노광 단계를 수행함으로써, 밀착성 고분자 기판(10) 위에 패터닝된 1차 코팅막(22)이 단단히 부착된 입자 코팅 기판(43)을 만들 수 있다.
부착력 향상에 대해 부연하자면, 일 예로 PDMS의 경우 자외선에 노출시에 화학 구조 중 메틸 부분의 손상이 이루어진다고 알려져 있으며, 이를 통해 일시적으로 반응성 기가 고분자에 형성된다. 이러한 기능기는 메틸기에 비하여 수소 결합 등의 입자와 부착력을 가질 수 있는 특성이 향상되며, 탈수 축합 결합등을 통해 화학적인 공유결합의 형성도 가능하게 된다.
계속해서, 도 3c에 도시된 것과 같이, 복수의 제 1 입자(20)가 코팅된 밀착성 고분자 기판(10)의 표면에 제 1 입자(20)와 다른 제 2 입자(24)를 코팅한다. 복수의 제 2 입자(24)를 코팅하는 방법은, 앞서 설명한 복수의 제 1 입자(20)를 밀착성 고분자 기판(10)에 코팅하는 방법과 같은 것으로, 그 구체적인 방법은 다음과 같다.
먼저, 패터닝된 1차 코팅막(22)이 형성된 밀착성 고분자 기판(10) 위에 건조된 복수의 제 2 입자(24)를 올린다. 제 2 입자(24)로는 고분자, 무기물, 금속, 자성체, 반도체, 생체 물질 등이 이용될 수 있으며, 이들 각각의 구체적인 종류는 상술한 것과 같다. 그리고 복수의 제 2 입자(24) 위에서 압력을 가하여 제 2 입자(24)를 제 1 입자(20)가 배치되지 않은 비노광부(15)에 코팅한다. 제 2 입자(24)에 압력을 가하는 방법은 앞서 설명한 것과 같이 제 1 입자(20)를 코팅할 때 사용하는 방법과 같은 것으로, 라텍스, 스폰지, 손, 고무판, 플라스틱 판, 부드러운 표면을 가지는 재료 등을 이용하여 문지르는 방법이 이용될 수 있다. 복수의 제 2 입자(24)가 밀착성 고분자 기판(10)에 코팅되는 메커니즘은 앞서 설명한 제 1 입자(20)가 밀착성 고분자 기판(10)에 코팅되는 원리와 같다.
즉, 밀착성 고분자 기판(10)의 위에 제 2 입자들(24)을 올린 후에 압력을 가하면 압력이 가해진 부분의 제 2 입자들(24)이 밀착성 고분자 기판(10)의 변형을 통해 부착되며, 밀착성 고분자 기판(10)의 해당 부분에 제 2 입자들(24)에 각기 대응하는 복수의 제 2 오목부(17)가 형성된다. 따라서 제 2 오목부(17)에 제 2 입자(24)가 감싸인 상태에서 밀착성 고분자 기판(10)의 비노광부(15)에 제 2 입자들(24)이 정렬되면서, 비노광부(15)에 복수의 제 2 입자(24)로 이루어진 2차 코팅막(25)이 형성된다. 물론, 제 1 입자(20)가 빠져나간 빈 제 1 오목부(12;도 1g 참조)에 제 2 입자(24)가 부분적으로 수용되면서 제 2 입자(24)가 밀착성 고분자 기판(10)에 정렬 및 코팅될 수도 있다.
계속해서, 도 3d 및 도 3e에 도시된 것과 같이, 밀착성 고분자 기판(10)의 비노광부(15)의 부착력보다 크고 노광부(14)의 부착력보다 작은 부착력을 갖는 전사 기판(45)을 1차 코팅막(22) 및 2차 코팅막(25)에 접촉시켰다 떼어내면 2차 코팅막(25)을 전사 기판(45)으로 전사할 수 있다.
이러한 실시예에 의한 입자 정렬을 이용한 코팅 방법에 있어서, 패터닝된 1차 코팅막(22)이 노광을 통해 밀착성 고분자 기판(10) 상에 단단히 결합된 입자 코팅 기판(43)은 2차 코팅막(25)을 반복적으로 형성할 수 있는 몰드로 사용될 수 있다. 즉, 2차 코팅막(25)을 밀착성 고분자 기판(10)에서 다른 전사 기판(45)으로 전사한 후, 상술한 것과 같은 2차 코팅막 형성 단계 및 2차 코팅막 전사 단계를 반복 수행함으로써, 하나의 입자 코팅 기판(43)을 이용하여 2차 코팅막이 전사 기판 상에 전사된 다른 입자 코팅 기판을 대량으로 생산할 수 있다.
다른 예로, 밀착성 고분자 기판(10) 위에 형성된 2차 코팅막(25)은 1차 코팅막(22)과 함께 다른 기판으로 전사되어 사용될 수도 있다. 즉, 밀착성 고분자 기판(10) 위에 1차 코팅막(22)과 2차 코팅막(25)을 형성한 후에, 밀착성 고분자 기판(10)의 노광부(14)보다 큰 부착력을 갖는 다른 전사 기판(47)을 1차 코팅막(22) 및 2차 코팅막(25) 위에 접촉시켰다 떼어내면, 도 4에 도시된 것과 같이, 1차 코팅막(22)과 2차 코팅막(25)이 특정 패턴으로 조합된 코팅막을 다른 전사 기판(47)으로 전사할 수 있다.
또 다른 예로, 밀착성 고분자 기판(10) 위에 1차 코팅막(22) 및 2차 코팅막(25)을 형성한 후에, 2차 코팅막(25) 또는 1차 코팅막(22)을 다른 기판으로 전사하지 않고, 도 3c에 도시된 형태 그대로 1차 코팅막(22) 및 2차 코팅막(25)을 밀착성 고분자 기판(10)에 부착한 상태로 이용할 수도 있다.
이 밖에, 본 발명의 일실시예에 의한 입자 정렬을 이용한 코팅 방법은 앞서 설명한 것과 같은 1차 코팅막 패터닝 단계, 2차 코팅막 형성 단계, 전사 단계 등을 반복적으로 수행함으로써, 밀착성 고분자 기판(10) 위에 여러 종류의 입자가 각각 특정한 패턴으로 정렬된 다양한 코팅막을 형성할 수 있고, 형성된 코팅막을 다양한 다른 기판으로 전사할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의한 입자 정렬을 이용한 코팅 방법은 인쇄층(33)이 인쇄된 접착 필름(30)을 이용하여 형성된 코팅막(22)을 패터닝하는 단계와, 마스크(40)를 이용하여 밀착성 고분자 기판(10)을 노광함으로써 밀착성 고분자 기판(10)의 부착력을 부분적으로 증가시키는 단계와, 패터닝된 코팅막(22) 사이에 새로운 입자(24)를 코팅하여 다른 코팅막(25)을 형성하는 단계 등을 반복적으로 수행함으로써, 밀착성 고분자 기판(10) 위에 여러 종류의 입자가 각각 특정한 패턴으로 정렬된 다양한 코팅막을 형성할 수 있다.
한편, 도 5는 상술한 본 발명에 의한 입자 정렬을 이용한 코팅 방법에 있어서, 제 2 입자(24)를 밀착성 고분자 기판(10)에 코팅하는 다른 실시예를 나타낸 것이다. 본 발명에 있어서, 탄성 변형에 의하여 밀착성 고분자 기판(10)에 오목부가 형성되므로, 오목부에 수용되었던 입자가 제거되면, 도 3a에 도시된 것과 같이 밀착성 고분자 기판(10)의 표면이 오목부가 소멸되어 매끈한면으로 복귀될 수 있다. 이렇게 제 1 입자(20)가 수용되었던 오목부가 가역적으로 소멸된 상태에서, 도 3c에 도시된 것과 같이, 복수의 제 2 입자(24)를 밀착성 고분자 기판(10) 위에 올리고 이에 압력을 가해 비노광부(15)에 제 2 입자(24)에 대응하는 제 2 오목부(17)를 형성하면서 제 2 입자(24)를 코팅할 수도 있다.
이에 반해, 도 5의 (a)에 나타낸 것과 같이, 1차 코팅막(22)이 형성된 후 오랜 시간이 지난 후에 제 1 입자(20)가 제 1 오목부(12)에서 제거된 경우에는, 제 1 오목부(12) 또는 제 1 오목부(12)의 흔적이 밀착성 고분자 기판(10)의 표면에 남아있을 수도 있다. 이 경우, 새로 코팅되는 제 2 입자(24)는 도 5의 (b)에 나타낸 것과 같이, 제 1 오목부(12)에 부분적으로 감싸지거나, 제 1 오목부(12)에 대응하는 위치에서 밀착성 고분자 기판(10)을 파고들어 밀착성 고분자 기판(10)에 부착될 수 있다.
이하, 본 발명의 실험예를 참조하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실험예는 본 발명을 상세하게 설명하기 위하여 예시한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
<실험예 1>
실가드(Sylgard) 184 (미국,다우코닝) 제품에 10wt%의 경화제를 포함하여 형성된 PDMS로 이루어진 밀착성 고분자 기판을 3mm 유리판 위에 준비하였다.
상기 밀착성 고분자 기판위해 750nm SiO2 입자를 올려놓은 후 라텍스 필름으로 감싼 스폰지를 이용하여 손으로 잡고 문질러서 밀착성 고분자 기판의 표면에 입자를 단층으로 코팅하였다. 단층 코팅을 위해 750nm SiO2 코팅막을 질소가스로 불어 멀티층이 형성되어 있는 부분의 입자를 제거하였다.
한편, 원하는 패턴이 형성되있는 파일을 레이져 프린트로 이형지에 인쇄해 상기 이형지에 패턴을 형성한 후 3M 양면 테이프가 붙어있는 롤러를 상기 이형지에 밀어 상기 3M 양면 테이프가 붙어있는 롤러에 상기 이형지위에 형성되어있던 토너로 이루어진 패턴을 전이시켰다.
그 후, 먼저 준비한 상기 밀착성 고분자 기판 위에 토너 패턴이 전이된 상기 3M 양면 테이프가 붙어있는 롤러를 문질러 토너가 패터닝 되어있는 부분을 제외하고 입자를 제거하였다.
상기 750nm SiO2 코팅막 패턴이 형성된 상기 밀착성 고분자 기판 상에 자외선 경화 수지를 포함하는 레진을 위치시킨 다음 PET 필름을 덮고 30분 동안 UV를 조사하여 레진을 경화시켰다.
그 뒤, 상기 밀착성 고분자 기판을 제거하여 상기 PET 필름에 코팅되어있는 SiO2 코팅막이 원하는 패턴형태로 전이된 양각형태의 코팅 기재의 제조를 완료하였다.
도 6은 사진 파일을 통해 패턴을 형성하고 전이시켜 만들어진 완성본을 사진 찍은 것이며, 본 발명의 경우 입자가 밀착성 고분자 기판에 코팅된 후 패턴형성을 통해 자유롭게 입자를 배열할 수 있음을 알 수 있었다.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
10 : 밀착성 고분자 기판 12, 17 : 오목부
14 : 노광부 15 : 비노광부
20, 24 : 입자 22, 25 : 코팅막
30 : 접착 필름 31 : 접착층
33 : 인쇄층 35, 45, 47 : 전사 기판
40 : 마스크 41 : 마스크 패턴
43 : 입자 코팅 기판

Claims (18)

  1. (a) 부착성을 갖는 밀착성 고분자 기판 위에 복수의 입자를 압력을 가하여 상기 밀착성 고분자 기판 표면에 상기 복수의 입자에 각기 대응하는 복수의 오목부가 형성되도록 하면서 코팅하여 코팅막을 형성하는 단계;
    (b) 일면에 접착층이 마련된 접착 필름을 준비하고, 상기 접착층을 부분적으로 덮도록 상기 접착 필름에 인쇄층을 인쇄하는 단계; 및
    (c) 상기 인쇄층이 인쇄된 상기 접착 필름을 상기 코팅막에 접촉시켰다 떼어내어, 상기 코팅막을 형성하는 상기 복수의 입자 중 일부 입자를 상기 접착층의 상기 인쇄층으로 덮이지 않은 부분에 접착시켜 제거함으로써 상기 코팅막을 패터닝하는 단계;를 포함하고,
    상기 (a) 단계에서, 상기 복수의 입자는 비구형일 경우 입자 중 입경이 상위 10% 입자의 평균 입경에 대한 상기 코팅막 두께의 평균값의 비율이 1.9 이하인 것을 특징으로 하는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계 이후,
    상기 코팅막이 형성된 상기 밀착성 고분자 기판을 노광시켜 상기 밀착성 고분자 기판과 패터닝된 상기 코팅막 사이의 결합력을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계 이후,
    상기 밀착성 고분자 기판의 부착력보다 큰 부착력을 갖는 전사 기판에 패터닝된 상기 코팅막을 전사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 상기 복수의 입자를 문질러서 압력을 가하여 상기 밀착성 고분자 기판 위에 코팅하는 것을 특징으로 하는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀착성 고분자 기판은 실리콘 기반 고분자 물질, 랩, 표면 보호용 필름, 표면형상의 변형이 용이한 광택을 지닌 필름 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀착성 고분자 기판은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride, PVC) 중에서 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 상기 복수의 입자는 상기 밀착성 고분자 기판에 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 상기 코팅막은 상기 복수의 입자가 단층으로 코팅되어 이루어진 것을 특징으로 하는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 상기 입자의 평균 입경에 대한 상기 오목부의 깊이 비율이 0.02 ~ 0.98인 것을 특징으로 하는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 입자의 평균 입경이 10nm 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀착성 고분자 기판에는, 상기 밀착성 고분자 기판의 변형에 의해 상기 복수의 입자에 각각 대응하도록 복수의 오목부가 함몰되게 마련되며, 상기 복수의 오목부는 가역적인 상태로 마련되는 것을 특징으로 하는 입자 정렬을 이용한 코팅방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 입자는 각각, 전하성 물질 및 비전하성 물질, 소수성 물질 및 친수성 물질 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀착성 고분자 기판의 표면에는 입체적인 3차원 구조의 패턴이 마련되는 것을 특징으로 하는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법.
  15. (a) 밀착성 고분자 기판을 준비하는 준비 단계;
    (b) 상기 밀착성 고분자 기판 위에 복수의 제 1 입자를 압력을 가하여 상기 밀착성 고분자 기판 표면에 상기 복수의 제 1 입자에 각기 대응하는 복수의 제 1 오목부가 형성되도록 하면서 코팅하여 1차 코팅막을 형성하는 단계;
    (c) 일면에 접착층이 마련된 접착 필름을 준비하고, 상기 접착층을 부분적으로 덮도록 상기 접착 필름에 인쇄층을 인쇄하는 단계;
    (d) 상기 인쇄층이 인쇄된 상기 접착 필름을 상기 1차 코팅막에 접촉시켰다 떼어내어 상기 1차 코팅막을 형성하는 상기 복수의 제 1 입자 중 일부의 제 1 입자를 상기 접착층의 상기 인쇄층으로 덮이지 않은 부분에 접착시켜 제거함으로써 상기 1차 코팅막을 패터닝하는 단계;
    (e) 마스크 패턴이 형성된 마스크를 대고 상기 밀착성 고분자 기판을 향해 빛을 조사하여 상기 밀착성 고분자 기판 표면의 상기 복수의 제 1 입자가 코팅된 부분을 노광함으로써, 상기 밀착성 고분자 기판 표면의 상기 복수의 제 1 입자가 코팅된 부분의 부착력을 증가시키는 단계; 및
    (f) 상기 밀착성 고분자 기판의 빛이 조사되지 않은 비노광부 위에 복수의 제 2 입자를 압력을 가하여 상기 비노광부에 상기 복수의 제 2 입자에 각기 대응하는 복수의 제 2 오목부가 형성되도록 하면서 코팅하여 2차 코팅막을 형성하는 단계;를 포함하는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 (f) 단계 이후,
    상기 밀착성 고분자 기판의 상기 2차 코팅막이 형성된 부분을 노광시켜 상기 밀착성 고분자 기판과 상기 2차 코팅막 사이의 결합력을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 (f) 단계 이후,
    상기 비노광부의 부착력보다 크고 상기 밀착성 고분자 기판의 빛이 조사된 노광부의 부착력보다 작은 부착력을 갖는 전사 기판에 상기 2차 코팅막을 전사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 (f) 단계 이후,
    상기 밀착성 고분자 기판의 빛이 조사된 노광부의 부착력보다 큰 부착력을 갖는 전사 기판에 상기 1차 코팅막 및 상기 2차 코팅막을 전사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입자 정렬을 이용한 코팅 방법.
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