KR102328755B1 - 나노 필름 박리방법, 이를 포함하는 나노 필름 제조방법, 나노 필름 박리장치 및 나노 필름 박리장치를 포함하는 나노 필름 제조장치 - Google Patents

나노 필름 박리방법, 이를 포함하는 나노 필름 제조방법, 나노 필름 박리장치 및 나노 필름 박리장치를 포함하는 나노 필름 제조장치 Download PDF

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KR102328755B1 KR1020200082148A KR20200082148A KR102328755B1 KR 102328755 B1 KR102328755 B1 KR 102328755B1 KR 1020200082148 A KR1020200082148 A KR 1020200082148A KR 20200082148 A KR20200082148 A KR 20200082148A KR 102328755 B1 KR102328755 B1 KR 102328755B1
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KR1020200082148A
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김광섭
김찬
윤민아
장봉균
김현돈
김재현
정현준
원세정
이학주
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한국기계연구원
재단법인 파동에너지 극한제어 연구단
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Abstract

본 발명의 일실시예는 나노 필름의 파손을 방지하고, 원하는 부분을 안정적으로 박리시킬 수 있으며, 기판을 재사용할 수 있는 나노 필름 박리방법, 이를 포함하는 나노 필름 제조방법, 나노 필름 박리장치 및 나노 필름 박리장치를 포함하는 나노 필름 제조장치를 제공한다. 여기서, 나노 필름 박리방법은 일면에 나노 필름이 형성된 기판을 준비하는 단계와, 전사 필름의 일면을 나노 필름에 점착시키고, 전사 필름 및 기판의 경계영역을 박리촉진유체에 접촉시키는 단계와, 기판으로부터 전사 필름을 분리시키고, 분리된 기판 및 전사 필름의 사이로 박리촉진유체가 스며들어 나노 필름에 도달하도록 하는 단계와, 기판으로부터 전사 필름을 지속적으로 분리시켜 나노 필름의 가장자리가 기판으로부터 박리되도록 하고, 나노 필름이 박리되면서 드러나는 기판 및 나노 필름의 사이로 박리촉진유체가 스며들도록 하는 단계와, 전사 필름을 지속적으로 박리시켜 박리촉진유체가 계속해서 스며들게 하여 나노 필름 및 기판 사이의 점착력이 낮아져 나노 필름의 박리가 촉진되도록 하면서 나노 필름을 박리시키는 단계를 포함한다.

Description

나노 필름 박리방법, 이를 포함하는 나노 필름 제조방법, 나노 필름 박리장치 및 나노 필름 박리장치를 포함하는 나노 필름 제조장치{METHOD OF PEELING OFF NANO FILM, METHOD OF MANUFACTURING NANO FILM INCLUDING THE SAME, APPARATUS FOR PEELING OFF NANO FILM AND APPARATUS FOR MANUFACTURING NANO FILM INCLUDING THE APPARATUS FOR PEELING OFF NANO FILM}
본 발명은 나노 필름 박리방법, 이를 포함하는 나노 필름 제조방법, 나노 필름 박리장치 및 나노 필름 박리장치를 포함하는 나노 필름 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 나노 필름의 파손을 방지하고, 원하는 부분을 안정적으로 박리시킬 수 있으며, 기판을 재사용할 수 있는 나노 필름 박리방법, 이를 포함하는 나노 필름 제조방법, 나노 필름 박리장치 및 나노 필름 박리장치를 포함하는 나노 필름 제조장치에 관한 것이다.
전자분야에서는 박막화, 고집적화, 유연화, 투명화 등을 위해 나노미터 두께를 가지는 나노 필름을 활용하고 있다.
일반적으로 나노 필름으로는 그래핀, 황화몰리브덴(MoS2), 질화붕소(h-BN) 등이 많이 사용되고 있으며, 유연 투명 터치 패널, 차세대 웨어러블 전자소자 등에 적용되고 있다.
나노 필름은 피복하는 기판 상에 원료가스를 흘리고, 외부 에너지를 부여함으로써 원료가스를 분해하여 기상반응으로 박막을 형성하는 기술인 CVD(chemical vapor deposition) 기술에 의해 합성될 수 있다. 그래핀을 예로 들면, 금속 기판 위에 그래핀을 성장시키게 된다.
한편, 성장된 나노 필름을 타깃기판으로 전사하기 위해서는 나노 필름을 금속 기판과 같은 모재에서 박리시켜야 한다. 통상적으로, CVD 그래핀 전사 기술에서는 금속 기판을 에칭하는 과정을 거치고 있다.
그러나, 그래핀의 전사 시, 금속 기판을 에칭하기 위한 시간이 많이 소요되기 때문에 전사 속도가 느리며, 부산물로 화학 폐기물이 다량 발생하는 문제가 있다.
그리고 다른 방법으로, 금속 기판 위에 성장된 나노 필름을 접착력이 강한 전사 필름을 붙여 기계적으로 박리시키는 방법도 제시되고 있으나, 이 경우, 나노 필름이 파손되거나, 박리하고자 하는 부분 중 일부분만 박리되는 등의 문제가 있다.
따라서, 나노 필름의 파손을 방지하고, 원하는 부분을 안정적으로 박리시킬 수 있는 기술이 요구된다.
대한민국 공개특허공보 제2017-0123448호(2017.11.08. 공개)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 나노 필름의 파손을 방지하고, 원하는 부분을 안정적으로 박리시킬 수 있으며, 기판을 재사용할 수 있는 나노 필름 박리방법, 이를 포함하는 나노 필름 제조방법, 나노 필름 박리장치 및 나노 필름 박리장치를 포함하는 나노 필름 제조장치를 제공하는 것이다.
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.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 일면에 나노 필름이 형성된 기판을 준비하는 준비단계; 전사 필름의 일면을 상기 나노 필름에 점착시키고, 상기 전사 필름 및 상기 기판의 경계영역을 박리촉진유체에 접촉시키는 접촉단계; 상기 기판으로부터 상기 전사 필름을 분리시키고, 분리된 상기 기판 및 상기 전사 필름의 사이로 상기 박리촉진유체가 스며들어 상기 나노 필름에 도달하도록 하는 제1스밈단계; 상기 기판으로부터 상기 전사 필름을 지속적으로 분리시켜 상기 나노 필름의 가장자리가 상기 기판으로부터 박리되도록 하고, 상기 나노 필름이 박리되면서 드러나는 상기 기판 및 상기 나노 필름의 사이로 상기 박리촉진유체가 스며들도록 하는 제2스밈단계; 그리고 상기 전사 필름을 지속적으로 박리시켜 상기 박리촉진유체가 계속해서 스며들게 하여 상기 나노 필름 및 상기 기판 사이의 점착력이 낮아져 상기 나노 필름의 박리가 촉진되도록 하면서 상기 나노 필름을 박리시키는 박리단계를 포함하는 나노 필름 박리방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 준비단계 이후에, 상기 기판의 일면 중 상기 나노 필름이 형성되지 않은 제1영역이 친유체성이 되도록 표면 처리하는 제1표면처리단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전사 필름의 일면을 상기 나노 필름에 점착시키기 이전에, 상기 전사 필름의 일면 중 상기 나노 필름이 점착되지 않는 제2영역이 친유체성이 되도록 표면 처리하는 제2표면처리단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전사 필름의 일면 중 상기 나노 필름이 점착되는 제3영역 중 일부 영역이 친유체성이 되도록 표면 처리하는 제3표면처리단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2스밈단계에서, 상기 전사 필름을 상기 기판으로부터 박리하는 박리속도는 상기 박리촉진유체가 상기 나노 필름 및 상기 기판의 사이로 스며드는 스밈속도보다 느리게 제어될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 박리단계에서, 상기 전사 필름은 타면이 롤러의 외주면에 밀착되어 상기 롤러가 회전되면 일단부가 상기 기판에서 박리된 후 일정한 곡률을 유지하면서 박리될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1스밈단계는 가압부가 상기 전사 필름의 중앙을 가압하여 상기 전사 필름의 테두리를 상측으로 벤딩시키는 벤딩단계를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1스밈단계는 상기 전사 필름의 테두리를 동시에 상측으로 이동시켜 상기 전사 필름의 테두리를 동시에 상측으로 벤딩시키는 벤딩단계를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 접촉단계에서, 상기 기판, 상기 나노 필름 및 상기 전사 필름은 용기부에 수용된 상기 박리촉진유체 속으로 공급되고, 상기 전사 필름은 상기 박리촉진유체에서 뜨도록 형성되며, 상기 제1스밈단계에서, 상기 기판, 상기 나노 필름 및 상기 전사 필름이 상기 박리촉진유체로 들어가는 입액 각도 및 입액 속도를 제어하여 상기 기판 및 상기 전사 필름 사이의 간극이 제어되도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 접촉단계에서, 상기 기판, 상기 나노 필름 및 상기 전사 필름은 용기부에 수용된 상기 박리촉진유체 속으로 공급되고, 상기 전사 필름은 온도에 따라 강성이 달라지도록 형성되며, 상기 제1스밈단계에서, 상기 기판, 상기 나노 필름 및 상기 전사 필름이 상기 박리촉진유체로 들어가는 입액 각도, 입액 속도 및 상기 박리촉진유체의 온도를 제어하여 상기 기판 및 상기 전사 필름 사이의 간극이 제어되도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 접촉단계에서, 상기 기판, 상기 나노 필름 및 상기 전사 필름은 용기부에 수용된 상기 박리촉진유체에 잠기도록 마련되고, 상기 박리단계는 상기 기판의 일면에서 상기 나노 필름이 박리되면서 드러나는 제4영역이 전기분해에 의해 친유체성이 되도록 표면 처리하는 제4표면처리단계를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 박리촉진유체는 미스트 형태로 이루어지고, 상기 접촉단계에서, 상기 기판, 상기 나노 필름 및 상기 전사 필름은 미스트 형태의 상기 박리촉진유체가 수용된 챔버에 배치되며, 상기 제2스밈단계에서, 상기 미스트 형태의 박리촉진유체는 상기 나노 필름이 박리되면서 드러나는 상기 기판 및 상기 나노 필름의 사이에서 응축될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 준비단계 이후에, 상기 기판의 일면 중 상기 나노 필름이 형성되지 않은 제1영역에 상기 박리촉진유체가 스며들도록 안내하는 안내홈을 형성하는 안내홈 형성단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 접촉단계는 상기 전사 필름의 일면을 상기 나노 필름에 점착시킨 후, 상기 전사 필름에서 상기 나노 필름이 점착되지 않을 영역을 제거하여 패턴을 형성하는 패터닝 단계; 그리고 상기 나노 필름 중에 상기 패턴을 통해 상측으로 노출되는 부분이 제거되도록 에칭하는 에칭단계를 가질 수 있다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 기판의 일면에 형성된 나노 필름에 전사 필름의 일면이 점착되면, 상기 전사 필름 및 상기 기판의 경계영역에 박리촉진유체를 접촉시키는 박리촉진유체 제공부; 그리고 상기 나노 필름의 가장자리가 상기 기판으로부터 박리되면서 드러나는 상기 기판 및 상기 나노 필름의 사이로 상기 박리촉진유체가 스며들도록 상기 기판으로부터 상기 전사 필름을 분리시키는 리프트부를 포함하고, 상기 나노 필름의 박리량이 증가되면 상기 박리촉진유체의 지속적으로 스며들게 되고, 상기 나노 필름 및 상기 기판 사이의 점착력이 낮아져 상기 나노 필름의 박리가 촉진되는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 기판의 일면 중 상기 나노 필름이 형성되지 않은 제1영역이 친유체성이 되도록 표면 처리하는 제1표면처리부 및 상기 전사 필름의 일면 중 상기 나노 필름이 점착되지 않는 제2영역이 친유체성이 되도록 표면 처리하는 제2표면처리부 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전사 필름을 상기 기판으로부터 박리하는 박리속도가 상기 박리촉진유체가 상기 나노 필름 및 상기 기판의 사이로 스며드는 스밈속도보다 느리도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전사 필름의 타면이 밀착되고, 상기 전사 필름의 일단부가 상기 기판에서 박리된 후 일정한 곡률을 유지하면서 박리되도록 하는 롤러를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전사 필름의 중앙을 가압하여 상기 전사 필름의 테두리를 상측으로 벤딩시키는 가압부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 리프트부는 상기 전사 필름의 테두리에 결합되는 리프트 프레임과, 상기 리프트 프레임을 상향 이동시키는 승강부를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전사 필름은 상기 박리촉진유체에서 뜨도록 형성되고, 상기 박리촉진유체 제공부는 상기 박리촉진유체가 수용되는 용기부를 가지며, 상기 기판, 상기 나노 필름 및 상기 전사 필름을 상기 용기부에 수용된 상기 박리촉진유체 속으로 공급하는 공급부와, 상기 박리촉진유체에 입액된 상기 전사 필름이 부력의 의해 상기 기판 및 상기 전사 필름 사이의 간극이 제어되도록, 상기 공급부를 제어하여 상기 기판, 상기 나노 필름 및 상기 전사 필름이 상기 박리촉진유체로 들어가는 입액 각도 및 입액 속도가 제어되도록 하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 박리촉진유체가 수용되는 용기부와, 상기 박리촉진유체 속에 상기 기판, 상기 나노 필름 및 상기 전사 필름이 잠긴 상태에서, 상기 기판의 일면에서 상기 나노 필름이 박리되면서 드러나는 제4영역이 표면 처리되어 친유체성이 되도록 하는 전기분해부를 포함할 수 있다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 나노 필름 박리방법; 그리고 상기 기판에서 박리된 상기 나노 필름이 점착된 상기 전사 필름을 회수하는 회수단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 필름 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 보호필름을 공급하여 상기 보호필름이 상기 전사 필름의 일면에 점착되어 상기 나노 필름이 보호되도록 하는 보호필름 공급단계를 더 포함하고, 상기 회수단계에서 상기 보호필름은 상기 전사 필름에 점착되어 회수될 수 있다.
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 나노 필름 박리장치; 그리고 상기 기판에서 박리된 상기 나노 필름이 점착된 상기 전사 필름이 회수되는 회수부를 포함하는 나노 필름 제조장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 보호필름을 공급하여 상기 보호필름이 상기 전사 필름의 일면에 점착되어 상기 나노 필름이 보호되도록 하는 보호필름 공급부를 포함하고, 상기 회수부에는 상기 보호필름이 상기 전사 필름에 점착되어 회수될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판에서 나노 필름이 형성되지 않은 영역에 제1친유체성 처리면이 형성되고, 전사 필름에서 나노 필름과 점착되지 않는 영역에 제2친유체성 처리면이 형성되면 박리촉진유체가 나노 필름에 도달하는 시간은 더욱 짧아질 수 있기 때문에, 나노 필름의 박리 속도가 빨라질 수 있어 고속 박리가 가능할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 나노 필름이 박리되면서 드러나는 기판 및 나노 필름의 사이로 박리촉진유체가 스며들면, 박리촉진유체의 표면장력이 나노 필름이 기판으로부터 들려지도록 하는 힘으로 작용하여 기판과 나노 필름 사이의 점착력을 약화시킬 수 있으며, 이에 따라 나노 필름의 박리가 더욱 용이해질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 전사 필름에서 나노 필름이 점착되는 영역에 부분적으로 친유체성 처리면이 형성되도록 함으로써, 친유체성 처리면이 형성되지 않은 부분의 나노 필름만 전사 필름에 점착될 수 있다. 이러한 방법을 통하면, 기판에 생성된 나노 필름 중 원하는 영역의 나노 필름만 선택적으로 전사 필름에 점착되도록 할 수 있기 때문에, 선택적 전사가 가능할 수 있다.
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.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 나노 필름 박리방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 도 1의 나노 필름 박리방법의 공정예시도이다.
도 3은 도 2의 나노 필름 박리공정을 구현하기 위한 나노 필름 박리장치를 나타낸 구성도이다.
도 4는 도 1의 나노 필름 박리방법의 제3표면처리단계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 도 1의 나노 필름 박리방법 중 안내홈 형성단계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 도 1의 나노 필름 박리방법의 박리단계의 다른 예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 나노 필름 박리방법 중 제1스밈단계를 나타낸 흐름도이다.
도 8은 도 7의 제1스밈단계의 일 예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 도 7의 제1스밈단계의 다른 예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 나노 필름 박리공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 나노 필름 박리공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 12는 본 발명의 제5실시예에 따른 나노 필름 박리공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 13은 본 발명의 제6실시예에 따른 나노 필름 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 나노 필름 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 제1실시예에 따른 나노 필름 제조공정을 나타낸 예시도이다.
도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 나노 필름 제조공정을 나타낸 예시도이다.
도 17은 본 발명의 제3실시예에 따른 나노 필름 제조공정을 나타낸 예시도이다.
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.
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.
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.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 나노 필름 박리방법을 나타낸 흐름도이고, 도 2는 도 1의 나노 필름 박리방법의 공정예시도이다.
도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 나노 필름 박리방법은 준비단계(S110), 접촉단계(S120), 제1스밈단계(S130), 제2스밈단계(S140) 그리고 박리단계(S150)를 포함할 수 있다.
준비단계(S110)는 일면에 나노 필름(220)이 형성된 기판(210)을 준비하는 단계일 수 있다. 나노 필름(220)은 2차원 나노박막일 수 있으며, 그래핀, 황화몰리브덴(MoS2) 또는 질화붕소(h-BN)일 수 있다. 기판(210)은 특정하게 한정되지는 않으며, 그래핀, 황화몰리브덴, 질화붕소를 생성하기에 적합한 소재의 기판일 수 있다.
접촉단계(S120)는 전사 필름(230)의 일면을 나노 필름(220)에 점착시키고, 전사 필름(230) 및 기판(210)의 경계영역을 박리촉진유체(240)에 접촉시키는 단계일 수 있다. 박리촉진유체(240)는 액체, 미스트 형태를 포함할 수 있으며, 초순수(DI water; Deionized water) 또는 에칭액을 포함할 수 있다.
제1스밈단계(S130)는 기판(210)으로부터 전사 필름(230)을 분리시키고, 분리된 기판(210) 및 전사 필름(230)의 사이로 박리촉진유체(240)가 스며들어 나노 필름(220)에 도달하도록 하는 단계일 수 있다. 제1스밈단계(S130)에서 전사 필름(230)은 가장자리부터 기판(210)에서 분리될 수 있으며, 이렇게 되면, 전사 필름(230) 및 기판(210)의 경계영역에 접촉되어 있던 박리촉진유체(240)는 기판(210) 및 전사 필름(230)의 사이로 스며들 수 있다.
나노 필름 박리방법은 제1표면처리단계(S111)를 포함할 수 있다. 제1표면처리단계(S111)는 준비단계(S110) 이후에 진행될 수 있다. 제1표면처리단계(S111)는 기판(210)의 일면 중 나노 필름(220)이 형성되지 않은 제1영역(211)이 친유체성이 되도록 표면 처리하는 단계일 수 있다. 제1표면처리단계(S111)를 거치면 제1영역(211)에는 제1친유체성 처리면(212)이 형성될 수 있다. 여기서, 친유체성이라는 말은 박리촉진유체(240)와 쉽게 결합하는 성질을 가진다는 의미이며, 박리촉진유체(240)가 초순수인 경우 친유체성은 친수성으로 해석될 수 있고, 박리촉진유체(240)가 기름인 경우 친유체성은 친유성으로 해석될 수 있다. 제1표면처리단계(S111)를 통해 기판(210)의 제1영역(211)에 제1친유체성 처리면(212)이 형성되면 제1스밈단계(S130)에서 박리촉진유체(240)가 스며드는 속도가 증가할 수 있기 때문에, 박리촉진유체(240)가 나노 필름(220)에 도달하는 시간이 짧아질 수 있다.
그리고, 나노 필름 박리방법은 제2표면처리단계(S112)를 포함할 수 있다. 제2표면처리단계(S112)는 전사 필름(230)의 일면을 나노 필름(220)에 점착시키기 이전에, 전사 필름(230)의 일면 중 나노 필름(220)이 점착되지 않는 제2영역(231)이 친유체성이 되도록 표면 처리하는 단계일 수 있다. 제2표면처리단계(S112)를 거치면 제2영역(231)에는 제2친유체성 처리면(232)이 형성될 수 있다. 제2친유체성 처리면(232)이 형성되면 제1스밈단계(S130)에서 박리촉진유체(240)가 나노 필름(220)에 도달하는 시간은 더욱 짧아질 수 있기 때문에, 나노 필름(220)의 박리 속도가 빨라질 수 있어 고속 박리가 가능할 수 있다.
제1표면처리단계(S111) 및 제2표면처리단계(S112)에서는 해당 영역을 친유체성으로 처리하기 위해 해당 영역을 플라즈마 처리 또는 SAM(self-assembled monolayer) 처리할 수 있다. 제1표면처리공정은 기판(210)에 나노 필름(220)이 형성된 상태에서 진행되기 때문에, 나노 필름(220)을 보호하기 위한 마스크가 사용될 수 있다. 마스크는 나노 필름(220)의 크기와 동일하거나, 약간 작은 크기로 형성될 수 있으며, 이를 통해, 제1영역(211)이 빠짐없이 친유체성 처리될 수 있다. 제2표면처리공정에 사용되는 마스크는 제1표면처리공정에 사용되는 마스크와 동일할 수 있다. 마스크는 금속 마스크가 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 전사 필름(230)의 일면에 커버 필름(미도시)이 부착된 경우, 커버 필름이 마스크로 사용될 수도 있다.
나노 필름 박리단계는 기판(210)에 전사 필름(230)을 점착 시에 제1친유체성 처리면(212)과 제2친유체성 처리면(232)이 정렬될 수 있도록 하기 위한 정렬단계(S113)를 더 포함할 수 있다.
그리고, 전사 필름(230)의 일면에서 나노 필름(220)이 점착되는 제3영역(233)은 소유체성 처리될 수 있다. 여기서, 소유체성이라는 말은 친유체성에 대한 반대말로 박리촉진유체(240)가 초순수인 경우 소유체성은 소수성으로 해석될 수 있다. 전사 필름(230)의 제3영역(233)이 소유체성 처리되면 제2스밈단계(S140) 및 박리단계(S150)에서 전사 필름(230) 및 나노 필름(220) 사이로 박리촉진유체(240)가 스며들지 못하게 되어 전사 필름(230) 및 나노 필름(220) 사이의 점착력이 안정적으로 유지될 수 있다.
제2스밈단계(S140)는 기판(210)으로부터 전사 필름(230)을 지속적으로 분리시켜 나노 필름(220)의 가장자리가 기판(210)으로부터 박리되도록 하고, 나노 필름(220)이 박리되면서 드러나는 기판(210) 및 나노 필름(220)의 사이로 박리촉진유체(240)가 스며들도록 하는 단계일 수 있다. 제2스밈단계(S140)에서, 전사 필름(230)을 기판(210)으로부터 박리하는 박리속도는 박리촉진유체(240)가 나노 필름(220) 및 기판(210)의 사이로 스며드는 스밈속도보다 느리게 제어될 수 있다. 즉, 전사 필름(230)을 기판(210)으로부터 박리하는 박리속도가 박리촉진유체(240)가 나노 필름(220) 및 기판(210)의 사이로 스며드는 스밈속도보다 느리게 제어되도록 함으로써, 나노 필름(220)은 전사 필름(230)에 부착된 상태로 기판(210)에서 박리될 수 있다. 만일, 전사 필름(230)을 기판(210)으로부터 박리하는 박리속도가 박리촉진유체(240)가 나노 필름(220) 및 기판(210)의 사이로 스며드는 스밈속도보다 빠르게 되면, 나노 필름(220)은 전사 필름(230)으로 박리되지 않고 박리촉진유체(240)는 전사 필름(230) 및 나노 필름(220)의 사이로 스며들게 될 수 있다.
나노 필름(220)이 박리되면서 드러나는 기판(210) 및 나노 필름(220)의 사이로 박리촉진유체(240)가 스며들면, 박리촉진유체(240)의 표면장력에 의해 나노 필름(220)이 기판(210)으로부터 들려지게 될 수 있으며, 이에 따라 나노 필름(220)의 박리가 더욱 용이해질 수 있다. 박리촉진유체(240)가 에칭액인 경우, 에칭액은 나노 필름(220)과 기판(210)이 점착된 경계영역으로 스며들어 경계영역이 에칭되도록 함으로써, 박리가 더욱 용이해지도록 도울 수 있다.
박리단계(S150)는 전사 필름(230)을 지속적으로 박리시켜 박리촉진유체(240)가 계속해서 스며들게 하여 나노 필름(220) 및 기판(210) 사이의 점착력이 낮아져 나노 필름(220)의 박리가 촉진되도록 하면서 나노 필름(220)을 박리시키는 단계일 수 있다.
제1스밈단계(S130), 제2스밈단계(S140) 및 박리단계(S150)에서, 박리촉진유체(240)가 잘 스며들 수 있도록, 기판(210)에 열을 가하는 공정이 더 진행될 수 있다.
나노 필름(220)이 박리된 기판(210)은 재사용될 수 있다.
도 3은 도 2의 나노 필름 박리공정을 구현하기 위한 나노 필름 박리장치를 나타낸 구성도이다.
도 3을 더 참조하면, 나노 필름 박리장치는 박리촉진유체 제공부(310) 그리고 리프트부(320)를 포함할 수 있다.
박리촉진유체 제공부(310)는 기판(210)의 일면에 형성된 나노 필름(220)에 전사 필름(230)의 일면이 점착되면, 전사 필름(230) 및 기판(210)의 경계영역에 박리촉진유체(240)를 접촉시킬 수 있다.
리프트부(320)는 나노 필름(220)의 가장자리가 기판(210)으로부터 박리되면서 드러나는 기판(210) 및 나노 필름(220)의 사이로 박리촉진유체(240)가 스며들도록 기판(210)으로부터 전사 필름(230)을 분리시킬 수 있다.
나노 필름 박리장치는 제1표면처리부(331) 및 제2표면처리부(332) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제1표면처리부(331)는 기판(210) 일면의 제1영역(211)이 친유체성이 되도록 표면 처리할 수 있다. 제2표면처리부(332)는 전사 필름(230) 일면의 제2영역(231)이 친유체성이 되도록 표면 처리할 수 있다.
그리고, 나노 필름 박리장치는 제어부(340)를 포함할 수 있다. 제어부(340)는 전사 필름(230)을 기판(210)으로부터 박리하는 박리속도가 박리촉진유체(240)가 나노 필름(220) 및 기판(210)의 사이로 스며드는 스밈속도보다 느리도록 제어할 수 있다.
더하여, 나노 필름 박리방법은 제3표면처리단계(S115)를 포함할 수 있다.
도 4는 도 1의 나노 필름 박리방법의 제3표면처리단계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4를 더 포함하여 보는 바와 같이, 제3표면처리단계(S115)는 전사 필름(230)의 일면 중 나노 필름(220)이 점착되는 제3영역(233) 중 일부 영역이 친유체성이 되도록 표면 처리하는 단계일 수 있다. 도 4의 (a)를 참조하면, 제3표면처리단계(S115)를 거치면 제3영역(233)에는 제3친유체성 처리면(234)이 형성될 수 있다. 전사 필름(230)의 제3영역(233)에 제3친유체성 처리면(234)이 형성되면 제1스밈단계(S130)에서 전사 필름(230)에 도달한 박리촉진유체(240)의 일부는 제3친유체성 처리면(234)으로 스며들 수 있다. 그러면, 제3친유체성 처리면(234)에서는 전사 필름(230)과 나노 필름(220)이 점착력이 약해질 수 있다. 따라서, 제2스밈단계(S140) 및 박리단계(S150)에서 전사 필름(230)과 강한 점착력이 유지되는 부분에 점착된 나노 필름(220)만 기판(210)으로부터 박리될 수 있고, 도 4의 (b)에서 보는 바와 같이, 제3영역(233)에서 제3친유체성 처리면(234)이 형성되지 않은 부분의 나노 필름(220)만 전사 필름(230)에 점착될 수 있다. 이러한 방법을 통하면, 기판(210)에 생성된 나노 필름(220) 중 원하는 영역의 나노 필름(220)만 선택적으로 전사 필름(230)에 점착되도록 할 수 있기 때문에, 선택적 전사가 가능할 수 있다. 제3표면처리단계(S115)가 진행되는 경우, 전술한 정렬단계(S113)는 제3표면처리단계(S115) 이후에 진행될 수 있다.
나노 필름 박리장치는 전사 필름(230) 일면의 제3영역(233) 중 일부 영역이 친유체성이 되도록 표면 처리할 수 있는 제3표면처리부(333)를 포함할 수 있다.
더하여, 나노 필름 박리방법은 안내홈 형성단계(S116)를 포함할 수 있다.
도 5는 도 1의 나노 필름 박리방법 중 안내홈 형성단계를 설명하기 위한 예시도이다. 여기서, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)의 A-A’선 단면도이다.
도 5를 더 포함하여 보는 바와 같이, 안내홈 형성단계(S116)는 준비단계(S110) 이후에, 기판(210) 일면의 제1영역(211)에 박리촉진유체(240)가 스며들도록 안내하는 안내홈(217)을 형성하는 단계일 수 있다. 안내홈(217)은 도시된 바와 같이 박리촉진유체(240)가 스며드는 방향으로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 안내홈(217)은 나노 필름(220)의 테두리를 따라 형성될 수도 있다. 또한, 안내홈(217)은 도시된 바와 같이, 제1영역(211) 중 나노 필름(220)을 기준으로 우측 영역에만 형성되지 않고, 나노 필름(220)을 기준으로 상측, 좌측 및 하측 영역에도 더 형성될 수 있다. 안내홈(217)은 기계적으로 스크래치를 내는 방법으로 형성될 수 있다. 안내홈(217)이 형성되면, 박리촉진유체(240)는 나노 필름(220) 및 기판(210)의 사이에 더 용이하게 스며들 수 있다. 더하여, 전사 필름(230)의 하면 중 제1영역(211)에 대응되는 영역에도 안내홈이 더 형성될 수 있으며, 전사 필름(230)에 형성되는 안내홈은 기판(210)에 형성되는 안내홈(217)에 대응되도록 형성될 수 있다. 전사 필름(230)에 안내홈이 더 형성되면 스며드는 박리촉진유체(240)의 양이 증가될 수 있다.
나노 필름 박리장치는 기판(210)의 제1영역(211)에 안내홈(217)을 형성하거나, 또는 전사 필름(230)에 안내홈을 형성하기 위한 안내홈 형성부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
안내홈 형성단계(S116)가 진행되는 경우, 전술한 정렬단계(S113)는 안내홈 형성단계(S116) 이후에 진행될 수 있다.
한편, 박리단계(S150)에서 전사 필름(230)은 일정한 곡률을 유지하면서 박리될 수 있다.
도 6은 도 1의 나노 필름 박리방법의 박리단계의 다른 예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6을 더 포함하여 보는 바와 같이, 나노 필름 박리장치는 롤러(350)를 포함할 수 있으며, 박리단계(S150)에서 전사 필름(230)은 타면이 롤러(350)의 외주면에 밀착되어 롤러(350)가 회전되면 일단부가 기판(210)에서 박리된 후 일정한 곡률을 유지하면서 박리될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 전사 필름(230)은 일정한 곡률을 유지하면서 박리되기 때문에, 박리촉진유체(240)의 스며듦이 더욱 안정적으로 이루어질 수 있다. 또한, 롤러(350)를 이용하므로 전사 필름(230)의 박리 속도 제어가 용이할 수 있다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 방법은 길이가 긴 형태의 나노 필름의 박리에 적합할 수 있으며, 롤투롤(Roll-to-Roll) 방법으로 구현될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 나노 필름 박리방법 중 제1스밈단계를 나타낸 흐름도이다.
도 7을 더 포함하여 보는 바와 같이, 제1스밈단계(S130)는 벤딩단계(S131) 및 리프트 단계(S132)를 포함할 수 있다. 벤딩단계(S131) 및 리프트 단계(S132)는 실시예에 따라 다양하게 적용될 수 있다.
도 8은 도 7의 제1스밈단계의 일 예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 8을 포함하여 보는 바와 같이, 나노 필름 박리장치는 가압부(360)를 포함할 수 있으며, 제1스밈단계(S130)의 일 예에서 벤딩단계(S131)는 가압부(360)가 전사 필름(230)의 중앙을 가압하여 전사 필름(230)의 테두리를 상측으로 벤딩시키는 단계일 수 있다.
그리고, 나노 필름 박리장치는 홀더(361) 및 승강부(362)를 포함하는 리프트부를 가질 수 있다. 홀더(361)는 벤딩된 전사 필름(230)의 테두리에 결합될 수 있다. 승강부(362)는 홀더(361)를 상향 이동시킬 수 있다. 홀더(361)는 전사 필름(230)의 테두리가 벤딩된 후 벤딩된 테두리에 결합되거나, 또는, 가압부(360)에 의해 가압되기 전에 전사 필름(230)의 테두리에 결합될 수 있다.
리프트 단계(S132)는 나노 필름(220)이 기판(210)에서 박리되도록, 홀더(361)를 상승시켜 벤딩된 전사 필름(230)의 테두리를 동시에 상측으로 이동시키는 단계일 수 있다. 리프트 단계(S132)에서 나노 필름(220)은 테두리 영역에서 중심방향으로 박리될 수 있다.
도 9는 도 7의 제1스밈단계의 다른 예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 9를 포함하여 보는 바와 같이, 제1스밈단계(S130)의 다른 예에서 벤딩단계(S131)는 전사 필름(230)의 테두리를 동시에 상측으로 이동시켜 전사 필름(230)의 테두리를 동시에 상측으로 벤딩시키는 단계일 수 있다. 본 실시예에서는 나노 필름 박리장치의 리프트부는 리프트 프레임(363) 및 승강부(362)를 가질 수 있다. 리프트 프레임(363)은 도 9의 (a)에서와 같은 초기 상태에서 전사 필름(230)의 테두리에 결합될 수 있다.
리프트 단계(S132)는 나노 필름(220)이 기판(210)에서 박리되도록, 리프트 프레임(363)을 상승시켜 벤딩된 전사 필름(230)의 테두리를 동시에 상측으로 이동시키는 단계일 수 있다. 본 실시예에서도 리프트 단계(S132)에서 나노 필름(220)은 테두리 영역에서 중심방향으로 박리될 수 있다.
도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한 방법은 원형 또는 사각형과 같은 형태의 나노 필름의 박리에 적합할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 나노 필름 박리공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10에서 보는 바와 같이, 나노 필름 박리장치는 용기부(370) 및 공급부(371)를 포함할 수 있다. 그리고, 본 실시예에서는 박리촉진유체(240)가 용기부(370)에 수용된 상태일 수 있으며, 접촉단계에서 공급부(371)는 기판(210), 나노 필름(220) 및 전사 필름이 용기부(370)에 수용된 박리촉진유체(240) 속으로 공급되도록 할 수 있다. 그리고, 전사 필름(230)은 박리촉진유체(240)에 뜨도록 형성될 수 있다. 따라서, 전사 필름(230)이 박리촉진유체(240) 속으로 공급되면, 전사 필름(230)에는 박리촉진유체(240)에서 뜨려는 힘이 발생할 수 있다.
나노 필름 박리장치의 제어부(340, 도 3 참조)는 제1스밈단계(S130)에서, 기판(210), 나노 필름(220) 및 전사 필름(230)이 박리촉진유체(240)로 들어가는 입액 각도(A) 및 입액 속도(V)를 제어할 수 있으며, 이를 통해, 기판(210) 및 전사 필름(230) 사이의 간극은 제어될 수 있다. 즉, 제어부(340)가 입액 각도(A) 및 입액 속도(V)를 적절하게 제어하면 전사 필름(230)과 기판(210)이 분리되어 그 사이로 박리촉진유체(240)가 유입되며, 나노 필름(220)은 전사 필름(230)에 점착되어 기판(210)에서 박리될 수 있다.
더하여, 전사 필름(230)은 온도에 따라 강성이 달라지도록 형성될 수 있다. 이 경우, 제1스밈단계(S130)에서, 제어부(340)는 기판(210), 나노 필름(220) 및 전사 필름(230)이 박리촉진유체(240)로 들어가는 입액 각도(A), 입액 속도(V) 및 박리촉진유체(240)의 온도를 제어하여 기판(210) 및 전사 필름(230) 사이의 간극이 제어되도록 할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따른 나노 필름 박리공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 11에서 보는 바와 같이, 나노 필름 박리장치는 용기부(370) 및 전기분해부를 포함할 수 있다. 그리고, 본 실시예에서는 박리촉진유체(240)가 용기부(370)에 수용된 상태일 수 있으며, 접촉단계에서, 기판(210), 나노 필름(220) 및 전사 필름(230)은 박리촉진유체(240) 속에 잠긴 상태일 수 있다.
그리고, 박리단계(S150)는 기판(210)의 일면에서 나노 필름(220)이 박리되면서 드러나는 제4영역(215)이 전기분해에 의해 친유체성이 되도록 표면 처리하는 제4표면처리단계를 가질 수 있다. 박리촉진유체(240)는 황산나트륨(Na2SO4)을 포함할 수 있다.
그리고, 전기분해부는 금속부(375)를 가질 수 있다. 금속부(375)는 예를 들면 백금(Pt)으로 형성될 수 있다. 기판(210)이 구리 소재로 이루어지고, 금속부(375) 및 기판(210)이 전기적으로 연결되면, 나노 필름(220)이 박리되면서 드러나는 기판(210)의 제4영역(215)의 표면은 전기화학 반응에 의해 산화될 수 있고, 이와 같이 산화되는 제4영역(215)의 표면은 친유체성이 될 수 있다. 나노 필름(220)이 박리되면, 박리되면서 드러나는 기판(210)의 제4영역(215)은 증가하게 되고, 이렇게 증가되는 제4영역(215)은 지속적으로 산화되어 제4친유체성 처리면(216)을 가지기 때문에, 박리촉진유체(240)가 지속적으로 유입될 수 있으며, 이를 통해, 박리 속도가 빨라질 수 있다.
도 12는 본 발명의 제5실시예에 따른 나노 필름 박리공정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 12에서 보는 바와 같이, 나노 필름 박리장치는 챔버(380)를 포함할 수 있으며, 박리촉진유체(241)는 미스트 형태로 이루어질 수 있다. 접촉단계에서 기판(210), 나노 필름(220) 및 전사 필름(230)은 미스트 형태의 박리촉진유체(241)가 수용된 챔버(380)에 배치될 수 있다.
그리고, 제2스밈단계에서 미스트 형태의 박리촉진유체(241)는 나노 필름(220)이 박리되면서 드러나는 기판(210) 및 나노 필름(220)의 사이에서 모세관 현상에 의해 응축될 수 있으며, 이는 액체 상태의 박리촉진유체(240)가 스며드는 방법과 같은 효과를 나타낼 수 있다.
나노 필름 박리방법은 박리단계(S150) 이후에 후처리 단계를 더 포함할 수 있다. 후처리 단계는 박리된 나노 필름(220)을 세척 및 열처리 중 하나 이상을 실시하는 단계일 수 있다. 후처리 단계를 통해 나노 필름(220)에 묻은 박리촉진유체(240)를 신속하게 제거할 수 있으며, 이를 통해, 박리촉진유체(240)에 의해 나노 필름(220)의 품질이 저하되는 것을 줄일 수 있다.
도 13은 본 발명의 제6실시예에 따른 나노 필름 제조방법을 나타낸 흐름도이다. 도 13에서 보는 바와 같이, 접촉단계(S120)는 전사 필름(230)의 일면을 나노 필름(220)에 점착시킨 후 진행되는 패터닝 단계(S121) 및 에칭단계(S122)를 가질 수 있다.
패터닝 단계(S121)는 전사 필름(230)에서 나노 필름(220)이 점착되지 않을 영역을 제거하여 패턴(235)을 형성하는 단계일 수 있다. 패턴(235)은 화학적 방법에 의해 해당 부분이 제거되어 형성되거나, 또는 기계적 가공 방법에 의해 해당 부분이 제거되어 형성될 수 있다. 패턴(235)이 형성되면, 나노 필름(220) 중 일부는 패턴(235)에 의해 드러날 수 있다.
에칭단계(S122)는 나노 필름(220) 중에 패턴(235)을 통해 상측으로 노출되는 부분이 제거되도록 에칭하는 단계일 수 있다. 나노 필름(220) 중에 패턴(235)을 통해 상측으로 노출되는 부분은 플라즈마(P) 에칭될 수 있다. 이를 통해, 나노 필름(220)에도 전사 필름(230)의 패턴(235)에 대응되는 패턴(225)이 형성될 수 있다.
나노 필름(220)에 패턴(225)이 형성된 후, 박리촉진유체(240)는 전사 필름(230)의 패턴(235)을 통해 나노 필름(220)의 패턴(225)으로 주입될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 선택적 박리가 가능하고, 박리촉진유체(240)가 스며드는 면적이 증가될 수 있기 때문에, 박리 효율이 높아질 수 있다.
이하에서는 나노 필름 제조방법 및 나노 필름 제조장치에 대해서 설명한다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 나노 필름 제조방법을 나타낸 흐름도이고, 도 15는 본 발명의 제1실시예에 따른 나노 필름 제조공정을 나타낸 예시도이다.
도 14 및 도 15에서 보는 바와 같이, 나노 필름 제조방법은 나노 필름 박리방법 그리고 회수단계(S410)를 포함할 수 있다. 나노 필름 박리방법에 대해서는 전술하였으므로 설명을 생략한다.
그리고, 나노 필름 제조방법은 나노 필름을 생성하는 나노 필름 생성단계 및 전사 필름을 마련하는 전사 필름 마련단계를 더 포함할 수 있다.
나노 필름 생성단계는 CVD 합성 방법으로 진행될 수 있으며, CVD 합성에는 줄 히팅, 할로겐 램프, 히팅챔버가 사용될 수 있다. 나노 필름 생성단계는 롤투롤 방법으로 진행될 수 있으며, 나노 필름이 생성될 기판을 표면처리하는 공정이 추가될 수 있다.
전사 필름 마련단계에서 생성되는 전사 필름은 지지 필름 및 지지 필름의 일면에 마련되는 점착층을 가질 수 있다. 지지 필름 및 점착층은 경화공정을 통해 일체화될 수 있다.
나노 필름 제조장치는 회수부를 포함할 수 있으며, 회수부는 회수롤러(420)를 가질 있다. 회수단계(S410)는 기판(210)에서 박리된 나노 필름(220)이 점착된 전사 필름(230)을 회수하는 단계일 수 있으며, 이때, 나노 필름(220)이 점착된 전사 필름(230)은 회수롤러(420)에 감겨 회수될 수 있다. 나노 필름(220)이 박리된 기판(210)은 권취롤러(410)에 감겨 회수될 수 있다. 이처럼, 회수단계(S410)는 롤투롤 형태로 진행될 수 있으며, 회수되는 나노 필름(220)은 롤 형태를 이룰 수 있다.
도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 나노 필름 제조공정을 나타낸 예시도이다.
도 16에서 보는 바와 같이, 박리촉진유체(240)가 용기부(370)에 저장되고, 기판(210), 나노 필름(220) 및 전사 필름(230)이 박리촉진유체(240) 속으로 긍급되도록 구성되는 경우, 권취롤러(410)는 박리촉진유체(240) 속에 구비될 수 있다. 본 실시예에서 나노 필름 제조장치는 기판(210), 나노 필름(220) 및 전사 필름(230)의 입액 각도를 조절하기 위한 제1가이드롤러(431)와, 기판(210)에서 박리되는 나노 필름(220)이 점착된 전사 필름(230)을 회수롤러(420)로 안내하는 제2가이드롤러(432)를 포함할 수 있다.
도 17은 본 발명의 제3실시예에 따른 나노 필름 제조공정을 나타낸 예시도이다.
도 17에서 보는 바와 같이, 본 실시예에서는 나노 필름 제조장치가 보호필름 공급부(440)를 포함할 수 있다. 보호필름 공급부(440)는 용기부(370)에 수용된 박리촉진유체(240)에 잠기도록 구비될 수 있으며, 보호필름(441)이 권취된 상태일 수 있다.
본 실시예에서 나노 필름 제조방법은 보호필름 공급단계(S401)를 더 포함할 수 있으며, 보호필름 공급단계에서, 보호필름 공급부(440)는 보호필름(441)을 공급하여 보호필름(441)이 전사 필름(230)의 일면에 점착되어 나노 필름(220)이 보호되도록 할 수 있다. 따라서, 회수단계(S410)에서는 보호필름(441)은 전사 필름(230)에 점착되어 회수될 수 있다. 보호필름(441)은 나노 필름(220)이 사용될 분야에 따라 소재, 두께 등이 적절하게 선택될 수 있다.
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.
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.
210: 기판 220: 나노 필름
230: 전사 필름 240: 박리촉진유체
310: 박리촉진유체 제공부 320: 리프트부
340: 제어부 350: 롤러
360: 가압부 370: 용기부
380: 챔버 410: 권취롤러
420: 회수롤러 440: 보호필름 공급부
441: 보호필름

Claims (26)

  1. 일면에 나노 필름이 형성된 기판을 준비하는 준비단계;
    전사 필름의 일면을 상기 나노 필름에 점착시키고, 상기 전사 필름 및 상기 기판의 경계영역을 박리촉진유체에 접촉시키는 접촉단계;
    상기 기판으로부터 상기 전사 필름을 분리시키고, 분리된 상기 기판 및 상기 전사 필름의 사이로 상기 박리촉진유체가 스며들어 상기 나노 필름에 도달하도록 하는 제1스밈단계;
    상기 기판으로부터 상기 전사 필름을 지속적으로 분리시켜 상기 나노 필름의 가장자리가 상기 기판으로부터 박리되도록 하고, 상기 나노 필름이 박리되면서 드러나는 상기 기판 및 상기 나노 필름의 사이로 상기 박리촉진유체가 스며들도록 하는 제2스밈단계; 그리고
    상기 전사 필름을 지속적으로 박리시켜 상기 박리촉진유체가 계속해서 스며들게 하여 상기 나노 필름 및 상기 기판 사이의 점착력이 낮아져 상기 나노 필름의 박리가 촉진되도록 하면서 상기 나노 필름을 박리시키는 박리단계를 포함하며,
    상기 준비단계 이후에 상기 기판의 일면 중 상기 나노 필름이 형성되지 않은 제1영역이 친유체성이 되도록 표면 처리하여 상기 제1스밈단계에서 상기 박리촉진유체가 스며드는 속도가 증가되도록 하는 제1표면처리단계를 포함하고,
    상기 전사 필름의 일면에서 상기 나노 필름이 점착되는 제3영역은 소유체성 처리되어 상기 제2스밈단계 및 상기 박리단계에서 상기 전사 필름 및 상기 나노 필름 사이로 상기 박리촉진유체가 스며들지 못하여 상기 전사 필름 및 상기 나노 필름 사이의 점착력이 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전사 필름의 일면을 상기 나노 필름에 점착시키기 이전에, 상기 전사 필름의 일면 중 상기 나노 필름이 점착되지 않는 제2영역이 친유체성이 되도록 표면 처리하는 제2표면처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3영역 중 일부 영역이 친유체성이 되도록 표면 처리하는 제3표면처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2스밈단계에서,
    상기 전사 필름을 상기 기판으로부터 박리하는 박리속도는 상기 박리촉진유체가 상기 나노 필름 및 상기 기판의 사이로 스며드는 스밈속도보다 느리게 제어되는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 박리단계에서, 상기 전사 필름은 타면이 롤러의 외주면에 밀착되어 상기 롤러가 회전되면 일단부가 상기 기판에서 박리된 후 일정한 곡률을 유지하면서 박리되는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1스밈단계는 가압부가 상기 전사 필름의 중앙을 가압하여 상기 전사 필름의 테두리를 상측으로 벤딩시키는 벤딩단계를 가지는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1스밈단계는 상기 전사 필름의 테두리를 동시에 상측으로 이동시켜 상기 전사 필름의 테두리를 동시에 상측으로 벤딩시키는 벤딩단계를 가지는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 접촉단계에서, 상기 기판, 상기 나노 필름 및 상기 전사 필름은 용기부에 수용된 상기 박리촉진유체 속으로 공급되고,
    상기 전사 필름은 상기 박리촉진유체에서 뜨도록 형성되며,
    상기 제1스밈단계에서, 상기 기판, 상기 나노 필름 및 상기 전사 필름이 상기 박리촉진유체로 들어가는 입액 각도 및 입액 속도를 제어하여 상기 기판 및 상기 전사 필름 사이의 간극이 제어되도록 하는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 접촉단계에서, 상기 기판, 상기 나노 필름 및 상기 전사 필름은 용기부에 수용된 상기 박리촉진유체 속으로 공급되고,
    상기 전사 필름은 온도에 따라 강성이 달라지도록 형성되며,
    상기 제1스밈단계에서, 상기 기판, 상기 나노 필름 및 상기 전사 필름이 상기 박리촉진유체로 들어가는 입액 각도, 입액 속도 및 상기 박리촉진유체의 온도를 제어하여 상기 기판 및 상기 전사 필름 사이의 간극이 제어되도록 하는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 접촉단계에서, 상기 기판, 상기 나노 필름 및 상기 전사 필름은 용기부에 수용된 상기 박리촉진유체에 잠기도록 마련되고,
    상기 박리단계는 상기 기판의 일면에서 상기 나노 필름이 박리되면서 드러나는 제4영역이 전기분해에 의해 친유체성이 되도록 표면 처리하는 제4표면처리단계를 가지는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 박리촉진유체는 미스트 형태로 이루어지고,
    상기 접촉단계에서, 상기 기판, 상기 나노 필름 및 상기 전사 필름은 미스트 형태의 상기 박리촉진유체가 수용된 챔버에 배치되며,
    상기 제2스밈단계에서, 상기 미스트 형태의 박리촉진유체는 상기 나노 필름이 박리되면서 드러나는 상기 기판 및 상기 나노 필름의 사이에서 응축되는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 준비단계 이후에, 상기 기판의 일면 중 상기 나노 필름이 형성되지 않은 제1영역에 상기 박리촉진유체가 스며들도록 안내하는 안내홈을 형성하는 안내홈 형성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리방법.
  14. 일면에 나노 필름이 형성된 기판을 준비하는 준비단계;
    전사 필름의 일면을 상기 나노 필름에 점착시키고, 상기 전사 필름 및 상기 기판의 경계영역을 박리촉진유체에 접촉시키는 접촉단계;
    상기 기판으로부터 상기 전사 필름을 분리시키고, 분리된 상기 기판 및 상기 전사 필름의 사이로 상기 박리촉진유체가 스며들어 상기 나노 필름에 도달하도록 하는 제1스밈단계;
    상기 기판으로부터 상기 전사 필름을 지속적으로 분리시켜 상기 나노 필름의 가장자리가 상기 기판으로부터 박리되도록 하고, 상기 나노 필름이 박리되면서 드러나는 상기 기판 및 상기 나노 필름의 사이로 상기 박리촉진유체가 스며들도록 하는 제2스밈단계; 그리고
    상기 전사 필름을 지속적으로 박리시켜 상기 박리촉진유체가 계속해서 스며들게 하여 상기 나노 필름 및 상기 기판 사이의 점착력이 낮아져 상기 나노 필름의 박리가 촉진되도록 하면서 상기 나노 필름을 박리시키는 박리단계를 포함하며,
    상기 접촉단계는
    상기 전사 필름의 일면을 상기 나노 필름에 점착시킨 후, 상기 전사 필름에서 상기 나노 필름이 점착되지 않을 영역을 제거하여 패턴을 형성하는 패터닝 단계; 그리고
    상기 나노 필름 중에 상기 패턴을 통해 상측으로 노출되는 부분이 제거되도록 에칭하는 에칭단계를 가지는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리방법.
  15. 기판의 일면에 형성된 나노 필름에 전사 필름의 일면이 점착되면, 상기 전사 필름 및 상기 기판의 경계영역에 박리촉진유체를 접촉시키는 박리촉진유체 제공부; 그리고
    상기 나노 필름의 가장자리가 상기 기판으로부터 박리되면서 드러나는 상기 기판 및 상기 나노 필름의 사이로 상기 박리촉진유체가 스며들도록 상기 기판으로부터 상기 전사 필름을 분리시키는 리프트부를 포함하고,
    상기 나노 필름의 박리량이 증가되면 상기 박리촉진유체의 지속적으로 스며들게 되고, 상기 나노 필름 및 상기 기판 사이의 점착력이 낮아져 상기 나노 필름의 박리가 촉진되며,
    상기 기판의 일면 중 상기 나노 필름이 형성되지 않은 제1영역이 친유체성이 되도록 표면 처리하여 상기 박리촉진유체가 스며드는 속도가 증가되도록 하는 제1표면처리부를 포함하고,
    상기 전사 필름의 일면에서 상기 나노 필름이 점착되는 제3영역은 소유체성 처리되어 상기 전사 필름 및 상기 나노 필름 사이로 상기 박리촉진유체가 스며들지 못하여 상기 전사 필름 및 상기 나노 필름 사이의 점착력이 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 전사 필름의 일면 중 상기 나노 필름이 점착되지 않는 제2영역이 친유체성이 되도록 표면 처리하는 제2표면처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 전사 필름을 상기 기판으로부터 박리하는 박리속도가 상기 박리촉진유체가 상기 나노 필름 및 상기 기판의 사이로 스며드는 스밈속도보다 느리도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 전사 필름의 타면이 밀착되고, 상기 전사 필름의 일단부가 상기 기판에서 박리된 후 일정한 곡률을 유지하면서 박리되도록 하는 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 전사 필름의 중앙을 가압하여 상기 전사 필름의 테두리를 상측으로 벤딩시키는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리장치.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 리프트부는
    상기 전사 필름의 테두리에 결합되는 리프트 프레임과,
    상기 리프트 프레임을 상향 이동시키는 승강부를 가지는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리장치.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 전사 필름은 상기 박리촉진유체에서 뜨도록 형성되고,
    상기 박리촉진유체 제공부는 상기 박리촉진유체가 수용되는 용기부를 가지며,
    상기 기판, 상기 나노 필름 및 상기 전사 필름을 상기 용기부에 수용된 상기 박리촉진유체 속으로 공급하는 공급부와,
    상기 박리촉진유체에 입액된 상기 전사 필름이 부력의 의해 상기 기판 및 상기 전사 필름 사이의 간극이 제어되도록, 상기 공급부를 제어하여 상기 기판, 상기 나노 필름 및 상기 전사 필름이 상기 박리촉진유체로 들어가는 입액 각도 및 입액 속도가 제어되도록 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리장치.
  22. 제15항에 있어서,
    상기 박리촉진유체가 수용되는 용기부와,
    상기 박리촉진유체 속에 상기 기판, 상기 나노 필름 및 상기 전사 필름이 잠긴 상태에서, 상기 기판의 일면에서 상기 나노 필름이 박리되면서 드러나는 제4영역이 표면 처리되어 친유체성이 되도록 하는 전기분해부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 필름 박리장치.
  23. 제1항, 제3항 내지 제14항 중 어느 하나의 항에 기재된 나노 필름 박리방법; 그리고
    상기 기판에서 박리된 상기 나노 필름이 점착된 상기 전사 필름을 회수하는 회수단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 필름 제조방법.
  24. 제23항에 있어서,
    보호필름을 공급하여 상기 보호필름이 상기 전사 필름의 일면에 점착되어 상기 나노 필름이 보호되도록 하는 보호필름 공급단계를 더 포함하고,
    상기 회수단계에서 상기 보호필름은 상기 전사 필름에 점착되어 회수되는 것을 특징으로 하는 나노 필름 제조방법.
  25. 제15항 내지 제22항 중 어느 하나의 항에 기재된 나노 필름 박리장치; 그리고
    상기 기판에서 박리된 상기 나노 필름이 점착된 상기 전사 필름이 회수되는 회수부를 포함하는 나노 필름 제조장치.
  26. 제25항에 있어서,
    보호필름을 공급하여 상기 보호필름이 상기 전사 필름의 일면에 점착되어 상기 나노 필름이 보호되도록 하는 보호필름 공급부를 포함하고,
    상기 회수부에는 상기 보호필름이 상기 전사 필름에 점착되어 회수되는 것을 특징으로 하는 나노 필름 제조장치.
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