KR102456503B1 - Apparatus of forming liquid-mediated material pattern, method of manufacturing the same, method of forming liquid-mediated pattern using the same, and liquid-mediated pattern - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 다양한 물질에 적용가능하고, 높은 생산성과 경제성을 가지는 액체매개 패턴형성장치를 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치는, 유연성을 가지고, 복수의 관통구멍들을 구비하는 유연 모재; 및 상기 유연 모재로부터 돌출된 복수의 기둥부재들;을 포함한다.The present invention is applicable to various materials, and provides a liquid-mediated pattern forming apparatus having high productivity and economical efficiency. A liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a flexible base material having flexibility and having a plurality of through holes; and a plurality of pillar members protruding from the flexible base material.

Description

액체매개 패턴형성장치, 그 제조 방법, 이를 이용한 액체매개 패턴 형성 방법 및 액체매개 패턴{Apparatus of forming liquid-mediated material pattern, method of manufacturing the same, method of forming liquid-mediated pattern using the same, and liquid-mediated pattern}Apparatus of forming liquid-mediated material pattern, method of manufacturing the same, method of forming liquid-mediated pattern using the same, and liquid -mediated pattern}

본 발명의 기술적 사상은 패턴 형성 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액체매개 패턴형성장치, 그 제조 방법, 이를 이용한 액체매개 패턴 형성 방법, 및 액체매개 패턴에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to a pattern forming method, and more particularly, to a liquid mediated pattern forming apparatus, a manufacturing method thereof, a liquid mediated pattern forming method using the same, and a liquid mediated pattern.

전자 장치를 형성하기 위하여는 다양한 물질 패턴을 형성할 필요가 있다. 이러한 물질 패턴 형성 방식에는 탑-다운(Top-down) 방식과 바텀-업(Bottom-up) 방식이 있다.In order to form an electronic device, it is necessary to form various material patterns. The material pattern forming method includes a top-down method and a bottom-up method.

상기 탑-다운 방식은 물질을 제거하는 방식으로서, 반도체 공정에 일반적으로 사용하는 포토 리소그래피 기술 등이 포함된다. 상기 탑-다운 방식의 장점으로는 마이크로/나노 크기와 같은 미세 크기에서의 제어가 수월하고, 패턴을 원하는 곳에 용이하게 위치시킬 수 있는 정밀성과 장기간의 반도체 공정 기술 발전에 따른 대중성이 있다. 상기 탑-다운 방식의 단점으로는 노광, 식각, 증착 등과 같이 많은 일련의 공정을 수행하여야 하는 복잡성과 제조 공정에서 산 물질이나 염기 물질을 필요로 하고 고온 및 고압을 필요로 하는 위험성과 패턴을 위하여 이용 가능한 물질이 상당히 제한적인 제한성이 있다.The top-down method is a method of removing a material, and includes a photolithography technique generally used in a semiconductor process. Advantages of the top-down method include easy control in micro/nano sizes, precision to easily position a pattern at a desired location, and popularity due to the development of semiconductor process technology for a long period of time. Disadvantages of the top-down method include the complexity of performing many series of processes such as exposure, etching, and deposition, and the risk of requiring an acid or base material in the manufacturing process and requiring high temperature and high pressure for patterning. There are very limited limitations in the materials available.

상기 액체 기반 바텀-업 방식을 물질을 축적하여 쌓아올리는 방식으로서, 스핀 코팅이나 딥 코팅 기술 등이 포함된다. 상기 액체 기반 바텀-업 방식의 장점으로는, 가혹하지 않은 제조 환경 하에 수행될 수 있으므로, 유기물질, 나노 물질, 양자 점 물질, 바이오 물질 등 다양한 물질의 패터닝이 가능한 다양성과 제조 장치의 구성이 상대적으로 간단하므로, 경제성과 간편성이 있다. 상기 액체 기반 바텀-업 운 방식의 단점으로는, 아직은 실제 산업 환경에서 폭넓게 사용되지 못하는 연구 단계이며, 미세 크기에서 액체 조작 기술의 부재한 문제점이 있다.The liquid-based bottom-up method is a method of accumulating and stacking materials, and includes spin coating or dip coating technology. As an advantage of the liquid-based bottom-up method, since it can be performed under a non-severe manufacturing environment, the versatility and configuration of the manufacturing apparatus that can pattern various materials such as organic materials, nanomaterials, quantum dot materials, and biomaterials are relatively high. Because it is simple, there is economical efficiency and convenience. As a disadvantage of the liquid-based bottom-up method, it is still in a research stage that is not widely used in an actual industrial environment, and there is a problem in the absence of liquid manipulation technology at a microscopic size.

또한, 액체 매개 패터닝 기술로는, 미세 크기의 홈이 형성된 도장을 찍는 방식인 스탬핑 방식이 있으나, 나노 크기의 패턴을 형성하는 경우 도장의 제조 가격이 기하 급수적으로 증가되는 한계가 있다. 또한, 두 기판 사이 표면 장력에 의해 생성된 공기-액체 계면의 나노 치수를 이용한 나노입자 패터닝 기술이 있으나, 단일 계면 제어에 의한 대면적 처리가 어려운 한계가 있다.In addition, as a liquid-mediated patterning technique, there is a stamping method, which is a method of stamping a painting in which micro-sized grooves are formed. However, when a nano-sized pattern is formed, there is a limit in that the manufacturing price of the coating increases exponentially. In addition, there is a nanoparticle patterning technique using the nano dimensions of the air-liquid interface generated by the surface tension between the two substrates, but there is a limitation in that it is difficult to process a large area by controlling a single interface.

따라서, 다양한 물질에 적용가능하고, 높은 생산성과 경제성을 가지는 물질 패턴 형성기술이 요구된다.Therefore, there is a need for a material pattern forming technology that is applicable to various materials and has high productivity and economy.

한국특허공개번호 제10-2018-0009240호Korean Patent Publication No. 10-2018-0009240

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 다양한 물질에 적용가능하고, 높은 생산성과 경제성을 가지는 액체매개 패턴형성장치, 그 제조 방법, 이를 이용한 액체매개 패턴 형성 방법, 및 액체매개 패턴을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide a liquid-mediated pattern forming apparatus, a manufacturing method thereof, a liquid-mediated pattern forming method using the same, and a liquid-mediated pattern applicable to various materials and having high productivity and economical efficiency. .

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, these tasks are exemplary, and the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 액체매개 패턴형성장치는, 유연성을 가지고, 복수의 관통구멍들을 구비하는 유연 모재; 및 상기 관통구멍들 사이에 배치되고, 상기 유연 모재로부터 돌출된 복수의 기둥부재들;을 포함한다.Liquid-mediated pattern forming apparatus according to the technical idea of the present invention for achieving the above technical problem, having flexibility, a flexible base material having a plurality of through-holes; and a plurality of pillar members disposed between the through holes and protruding from the flexible base material.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기둥부재들은, 인쇄 대상체에 접촉하여, 상기 유연 모재와 상기 인쇄 대상체 사이에 증발대상액체를 수용하여, 상기 증발대상액체의 증발에 의하여 액체매개 패턴이 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the pillar members are in contact with the printing object, and accommodate the evaporation target liquid between the flexible base material and the printing object, a liquid-mediated pattern is formed by evaporation of the evaporation target liquid. can

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기둥부재들은 삼각형, 사각형, 또는 육각형의 단위 다각형을 형성하도록 배열될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the pillar members may be arranged to form a unit polygon of a triangle, a square, or a hexagon.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 관통구멍들은 삼각형, 사각형, 또는 육각형의 단위 다각형을 형성하도록 배열될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the through holes may be arranged to form a unit polygon of a triangle, a square, or a hexagon.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 네 개의 상기 기둥부재들이 형성하는 단위 사각형의 내부에 하나의 상기 관통구멍이 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, one of the through-holes may be disposed inside the unit square formed by the four pillar members.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 여섯 개의 상기 기둥부재들이 형성하는 단위 육각형의 내부에 하나의 상기 관통구멍이 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, one of the through-holes may be disposed inside the hexagonal unit formed by the six pillar members.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 세 개의 상기 기둥부재들이 형성하는 단위 삼각형의 내부에 하나의 상기 관통구멍이 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, one of the through-holes may be disposed inside the unit triangle formed by the three pillar members.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 세 개의 상기 기둥부재들과 상기 액체매개 패턴의 세 개의 교차점들이 서로 교번하여 배열되어 형성하는 단위 육각형의 내부에 하나의 상기 관통구멍이 배치될 수 있다.In an embodiment of the present invention, one through-hole may be disposed inside a unit hexagon formed by alternatingly arranging the three intersecting points of the three pillar members and the liquid-mediated pattern.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 여섯 개의 상기 기둥부재들이 형성하는 단위 삼각형의 내부에 하나의 상기 관통구멍이 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, one through hole may be disposed inside the unit triangle formed by the six pillar members.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 액체매개 패턴의 형성방법은, 곡면 기판 상에 증발대상액체를 도포하는 단계; 상기 증발대상액체를 덮도록 복수의 기둥 부재와 복수의 관통구멍을 포함하는 액체매개 패턴형성장치를 배치하는 단계; 상기 관통구멍들을 통하여 상기 증발대상액체가 증발하는 단계; 상기 증발대상액체가 증발하면서, 상기 관통구멍들 각각의 주위를 둘러싸는 액체-공기 계면들 각각이 형성되는 단계; 상기 증발대상액체가 증발하면서, 상기 관통구멍들 각각으로부터 멀어지는 방향으로 상기 액체-공기 계면들 각각이 확장하는 단계; 및 상기 액체-공기 계면들이 확장하여 서로 접촉하고, 상기 기둥부재들에 의하여 고정되어, 액체매개 패턴을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.A method of forming a liquid-mediated pattern according to the technical idea of the present invention for achieving the above technical problem includes the steps of applying a liquid to be evaporated on a curved substrate; disposing a liquid-mediated pattern forming apparatus including a plurality of pillar members and a plurality of through-holes to cover the liquid to be evaporated; evaporating the evaporation target liquid through the through holes; forming liquid-air interfaces surrounding each of the through-holes while the evaporation target liquid evaporates; expanding each of the liquid-air interfaces in a direction away from each of the through-holes while the evaporation target liquid evaporates; and the liquid-air interfaces expand and contact each other, and are fixed by the pillar members to form a liquid-mediated pattern.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액체매개 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 액체매개 패턴에 의하여 상기 증발대상액체에 포함된 용질이 갇히게 되고, 상기 액체매개 패턴의 형상에 따라 상기 용질이 자기조립될 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the step of forming the liquid-mediated pattern, the solute contained in the evaporation target liquid is trapped by the liquid-mediated pattern, and the solute is self-assembled according to the shape of the liquid-mediated pattern. can be

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액체매개 패턴을 형성하는 단계를 수행한 후에, 상기 액체매개 패턴을 열처리하여 그리드 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, after performing the step of forming the liquid-mediated pattern, the method may further include the step of heat-treating the liquid-mediated pattern to form a grid pattern.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 증발대상액체는 소듐 도데실 설페이트와 은 나노입자들을 포함하는 수용액으로 구성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the evaporation target liquid may be composed of an aqueous solution containing sodium dodecyl sulfate and silver nanoparticles.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 은 나노입자들은 10 nm 내지 10 μm 범위의 선폭을 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the silver nanoparticles may have a line width in the range of 10 nm to 10 μm.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 액체매개 패턴은, 상술한 액체매개 패턴의 형성방법에 의하여 형성될 수 있다.The liquid-mediated pattern according to the technical idea of the present invention for achieving the above technical problem may be formed by the above-described liquid-mediated pattern forming method.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 발열 거울은, 거울 부재; 및 상기 거울 부재 상에, 상술한 액체매개 패턴의 형성방법에 의하여 형성되고, 금속 입자를 포함하는 그리드로 구성된 액체매개 패턴 히터;를 포함할 수 있다.Heating mirror according to the technical idea of the present invention for achieving the above technical problem, a mirror member; and a liquid-mediated pattern heater formed by the above-described liquid-mediated pattern forming method on the mirror member and configured with a grid including metal particles.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 투명전극 곡면 장치는, 표면에 곡면이 형성된 모재; 및 상기 모재 상에, 상술한 액체매개 패턴의 형성방법에 의하여 형성되고, 금속 입자를 포함하는 그리드로 구성된 액체매개 패턴으로 구성된 유연 투명전극;을 포함할 수 있다.A transparent electrode curved device according to the technical idea of the present invention for achieving the above technical problem, a base material having a curved surface on the surface; and a flexible transparent electrode formed by the above-described liquid-mediated pattern forming method on the base material and configured with a liquid-mediated pattern composed of a grid including metal particles.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 액체매개 패턴형성장치의 제조방법은, 마스터 몰드 상에 몰드형성용 액상 물질을 투입하고, 소프트 리소그래피 방법을 이용하여 제1 몰드주형부재를 형성하는 단계; 상기 제1 몰드주형부재를 희생층이 형성된 기판 상에 부착하는 단계; 상기 제1 몰드주형부재를 진공처리하여, 상기 제1 몰드주형부재의 내부 공간을 제1 압력 상태로서 형성하는 단계; 상기 제1 몰드주형부재의 외측에 액상물질을 접촉시키고, 상기 제1 몰드주형부재의 외측을 상기 제1 압력 상태에 비하여 높은 제2 압력 상태로 형성하여, 상기 액상물질을 상기 제1 몰드주형부재의 상기 내부 공간으로 압력차에 의하여 주입시키는 단계; 상기 액상물질을 1차 경화시켜 경화체를 형성하는 단계; 상기 제1 몰드주형부재를 제거하는 단계; 및 상기 희생층을 제거하여 상기 기판으로부터 상기 경화체를 분리하여 액체매개 패턴형성장치를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 액체매개 패턴형성장치는, 유연성을 가지고, 복수의 관통구멍들을 구비하는 유연 모재; 및 상기 관통구멍들 사이에 배치되고, 상기 유연 모재로부터 돌출된 복수의 기둥부재들;을 포함할 수 있다.In a method for manufacturing a liquid-mediated pattern forming apparatus according to the technical idea of the present invention for achieving the above technical problem, a liquid material for forming a mold is put on a master mold, and a first mold casting member is formed using a soft lithography method. step; attaching the first mold member to a substrate on which a sacrificial layer is formed; vacuuming the first mold member to form an inner space of the first mold member as a first pressure state; A liquid material is brought into contact with the outside of the first mold member, and the outside of the first mold member is formed in a second pressure state higher than that of the first pressure state, so that the liquid material is applied to the first mold member. injecting into the inner space of a by a pressure difference; forming a cured body by first curing the liquid material; removing the first mold member; and forming a liquid-mediated pattern forming apparatus by removing the sacrificial layer to separate the cured body from the substrate, wherein the liquid-mediated pattern forming apparatus has flexibility and a flexible base material having a plurality of through holes ; and a plurality of pillar members disposed between the through holes and protruding from the flexible base material.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 액체매개 패턴형성장치의 제조방법은, 상기 제1 몰드주형부재를 제거한 후에, 상기 경화체를 2차 경화하여 최종 경화를 완료하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the method of manufacturing the liquid-mediated pattern forming apparatus may further include: after removing the first mold member, secondary curing of the cured body to complete final curing; may further include .

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 액체매개 패턴형성장치의 제조방법은, 기판 상에 돌출부들과 주형구를 포함하는 제2 몰드주형부재를 부착하는 단계; 상기 주형구를 통하여 상기 제2 몰드주형부재의 내부 공간에 액상물질을 주입하는 단계; 상기 액상물질을 경화시켜 경화체를 형성하는 단계; 및 상기 제2 몰드주형부재로부터 상기 경화체를 분리하여, 이에 따라 관통구멍들이 구비된 유연 모재와 상기 관통구멍들 사이에 배치되고, 상기 유연 모재로부터 돌출된 기둥부재들이 형성되는 단계;를 포함한다.A method of manufacturing a liquid-mediated pattern forming apparatus according to the technical idea of the present invention for achieving the above technical object includes the steps of attaching a second mold member including protrusions and a mold sphere on a substrate; injecting a liquid material into the inner space of the second mold member through the mold sphere; forming a cured body by curing the liquid material; and separating the hardening body from the second mold member, thereby disposing between the flexible base material having through holes and the through holes, and forming pillar members protruding from the flexible base material.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 몰드주형부재를 부착하는 단계는 상기 기판을 플라즈마 처리하여 이루어질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the attaching of the second mold member may be performed by plasma-treating the substrate.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 경화체를 형성하는 단계는, 상기 액상물질을 광 조사하여 경화시켜 이루어질 수 있다.In one embodiment of the present invention, forming the cured body may be made by curing the liquid material by irradiating light with light.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 관통구멍들이 형성되는 단계는, 상기 제2 몰드주형부재의 최외각 영역을 절단 부재를 이용하여 절단하는 단계; 상기 제2 몰드주형부재에 인력을 작용하여 상기 경화체를 분리하는 단계; 및 상기 제2 몰드주형부재의 상기 돌출부들이 위치한 자리에 상기 관통구멍들과 상기 기둥부재들이 형성되는 단계;를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the forming of the through holes may include: cutting an outermost region of the second mold member using a cutting member; separating the hardening body by applying an attractive force to the second mold member; and forming the through holes and the pillar members at positions where the protrusions of the second mold member are positioned.

본 발명의 기술적 사상에 따른 액체매개 패턴형성장치 및 방법은 템플릿으로 가이드된 거품 발생을 이용하여, 곡면 표면들 상에 전도성 그리드들을 직접적으로 단일-단계로 인쇄하는 방법을 제안한다.A liquid-mediated pattern forming apparatus and method according to the technical spirit of the present invention proposes a method of directly single-step printing conductive grids on curved surfaces using template-guided bubble generation.

평평하지 않은 기판 상에서의 우수한 전기적 특성, 기계적 유연성, 및 순응성을 가지는 투명 전도체들이 물질적, 구조적, 및 패터닝의 관점에서 연구되어 왔다. 종래의 나노물질들을 가지는 다양한 스프링형 구조를 가지는 투명 전도체가 특성 향상을 나타내고 있으나, 기본적으로 2차원 기반의 리소그래피 공정을 사용하므로, 곡면 표면들 상에 직접적으로 서브-마이크로 패턴들을 낮은 공정 비용과 높은 처리량으로 인쇄하기에는 한계가 있다.Transparent conductors with excellent electrical properties, mechanical flexibility, and conformability on non-flat substrates have been studied from the point of view of material, structure, and patterning. Although transparent conductors having various spring-type structures with conventional nanomaterials have improved properties, they basically use a two-dimensional lithography process, so that sub-micro patterns can be directly formed on curved surfaces at a low process cost and high cost. There is a limit to printing with throughput.

본 발명의 기술적 사상에 따르면, 유연 템플릿을 이용한 액체-매개 패터닝 방법을 제안한다. 이러한 방법은 귀금속 손실을 최소화하면서, 단일 단계로, 수 분 이내에, 변형을 유발하지 않고, 서브-마이크로 해상도로서, 곡선형의 은 그리드들을 인쇄할 수 있다. 상기 유연 템플릿은 곡면 기판들 상에서 액체 증발에 의하여 후퇴하는 액체-공기 계면들의 배열들을 가이드할 수 있고, 이에 따라 그리드 패턴에 은 나노입자들을 제한시켜 조립하여, 규칙적으로 배열된 2차원 거품 구조를 발생시킨다. 인쇄된 은 그리드들은 우수한 광학적 성능, 전기적 성능, 및 줄-가열 성능들을 나타내고, 이에 따라 투명 히터들에서 적용될 수 있다. 본 발명에 의하면, 존재하는 1차원 마이크로 유동 및 나노 유동 액체-매개 패터닝 방법을 모든 종류의 액체로 형성될 수 있는 기능성 3차원 광전자들을 위한 액체-공기 계면들의 형성함의 3차원 제어에 대하여 적용가능하다.According to the technical idea of the present invention, a liquid-mediated patterning method using a flexible template is proposed. This method can print curved silver grids with sub-micro resolution, without deformation, in a single step, within minutes, with minimal precious metal loss. The flexible template can guide the arrays of liquid-air interfaces retreating by liquid evaporation on curved substrates, thereby confining and assembling silver nanoparticles in a grid pattern, generating a regularly arranged two-dimensional bubble structure. make it The printed silver grids exhibit excellent optical performance, electrical performance, and Joule-heating performances, and thus can be applied in transparent heaters. According to the present invention, the existing one-dimensional micro-flow and nano-flow liquid-mediated patterning methods are applicable for three-dimensional control of the formation of liquid-air interfaces for functional three-dimensional optoelectronics that can be formed into any kind of liquid. .

상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above-described effects of the present invention have been described by way of example, and the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치의 제조방법을 도시하는 흐름도이다.
도 3 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 도 2의 액체매개 패턴형성장치의 제조방법을 도시하는 흐름도들이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치의 제조방법을 도시하는 흐름도들이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치의 제조방법을 예시적으로 도시하는 개략도이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴의 형성방법을 도시하는 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴의 형성방법을 도시하는 개략도이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치 및 방법을 이용하여 형성한 액체매개 패턴의 형성 과정을 시간에 따라 도시하는 개략도이다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치 및 방법을 이용하여 형성한 액체매개 패턴에 대한 기둥부재들 사이의 거리의 영향을 나타내는 도면들이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치 및 방법을 이용하여 형성한 다양한 형상의 액체매개 패턴을 나타내는 도면들이다.
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 액체매개 패턴을 형성하는 과정을 도시하는 개략도들 및 사진들이다.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 형성된 액체매개 패턴을 나타내는 주사전자현미경 사진들이다.
도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 형성된 액체매개 패턴의 곡면 기판의 종류 및 접촉각에 따른 형상 변화를 나타내는 사진들이다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 형성된 액체매개 패턴에서 증발대상액체의 은 나노입자 농도에 따른 은 그리드의 폭의 변화를 나타낸다.
도 23은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 형성된 액체매개 패턴에서 기둥부재의 지름에 따른 은 그리드의 형성 변화를 나타내는 주사전자현미경 사진들이다.
도 24는 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 형성된 액체매개 패턴을 나타내는 사진이다.
도 25는 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 형성된 액체매개 패턴의 전기적 및 광학적 특성들을 나타내는 그래프들이다.
도 26은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 곡면 기판상에 형성된 액체매개 패턴을 나타내는 사진들이다.
도 27은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 곡면 기판상에 형성된 액체매개 패턴의 발열 성능을 나타내는 사진들이다.
도 28은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 곡면 기판상에 형성된 액체매개 패턴의 발열 성능을 나타내는 그래프들이다.
도 29는 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 곡면 기판상에 형성된 액체매개 패턴이 적용된 자동차의 사이드 거울의 성에 제거 성능을 나타내는 사진들이다.1 is a schematic diagram showing a liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 to 10 are flowcharts illustrating a method of manufacturing the liquid-mediated pattern forming apparatus of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.
11 and 12 are flowcharts illustrating a method of manufacturing a liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
13 is a schematic diagram exemplarily illustrating a method of manufacturing a liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
14 is a flowchart illustrating a method of forming a liquid-mediated pattern according to an embodiment of the present invention.
15 is a schematic diagram illustrating a method of forming a liquid-mediated pattern according to an embodiment of the present invention.
16 is a schematic diagram illustrating a process of forming a liquid-mediated pattern formed by using the liquid-mediated pattern forming apparatus and method according to an embodiment of the present invention over time.
17 is a view showing the effect of the distance between the pillar members on the liquid-mediated pattern formed using the liquid-mediated pattern forming apparatus and method according to an embodiment of the present invention.
18 is a view showing liquid-mediated patterns of various shapes formed using the liquid-mediated pattern forming apparatus and method according to an embodiment of the present invention.
19 is a schematic diagram and photographs illustrating a process of forming a liquid-mediated pattern using a liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
20 is a scanning electron microscope photograph showing a liquid-mediated pattern formed using the liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
21 is a photograph showing a shape change according to the type and contact angle of a curved substrate of a liquid-mediated pattern formed by using the liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
22 shows a change in the width of a silver grid according to the concentration of silver nanoparticles in a liquid to be evaporated in a liquid-mediated pattern formed using the liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
23 is a scanning electron microscope photograph showing a change in formation of a silver grid according to the diameter of a pillar member in a liquid-mediated pattern formed using the liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
24 is a photograph showing a liquid-mediated pattern formed using a liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
25 is a graph showing electrical and optical characteristics of a liquid-mediated pattern formed using a liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
26 is a photograph showing a liquid-mediated pattern formed on a curved substrate using the liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
27 is a photograph showing the heating performance of a liquid-mediated pattern formed on a curved substrate using the liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
28 is a graph showing heat generation performance of a liquid-mediated pattern formed on a curved substrate using the liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
29 is a photograph showing defrost removal performance of a side mirror of a vehicle to which a liquid-mediated pattern formed on a curved substrate is applied using the liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the technical idea of the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, The scope of the technical idea is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided so as to more fully and complete the present disclosure, and to fully convey the technical spirit of the present invention to those skilled in the art. In the present specification, the same reference numerals refer to the same elements throughout. Furthermore, various elements and regions in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the technical spirit of the present invention is not limited by the relative size or spacing drawn in the accompanying drawings.

일반적으로, 액체는 외부에서 인가되는 전단 응력 등에 의하여 계속적으로 변형될 수 있다. 이와 반대로, 적절하게 외부 힘을 인가하거나 또는 물리 화학적인 제한을 가하면, 액체의 형상을 원하는 방식으로 변경시킬 수 있다. 액상 물질들을 원하는 위치에 침전시키기 위하여 액체를 형상화하는 것은 역사적으로도 현실적이고 잘 알려진 시도이다. 예를 들어, 액상 잉크에 포함된 안료를 침전시켜 형상을 만드는 방법으로 동양 붓을 사용한 전통 서예가 있다. 이러한 시도들에서, 형상화된 액체는 포함된 액상 물질들을 원하는 위치들에 고정하는 형판으로서 기능할 수 있다. 흥미롭게는, 예를 들어 인쇄와 같은 액체-매개 패터닝 등의 초창기의 중요한 발명들은 문명 발달에 영향을 주어왔고, 여전히 많은 인쇄 방법들이 산업 현장에서 광범위하게 사용되고 있으며, 최근에는 전자 장치들 및 광전자 장치들에도 적용되는 기술이 개발되었다.In general, the liquid may be continuously deformed by shear stress applied from the outside. Conversely, by applying an appropriate external force or by applying physicochemical constraints, the shape of the liquid can be changed in a desired manner. Shaping liquids to deposit liquid substances in desired locations is a historically realistic and well-known attempt. For example, there is a traditional calligraphy using an oriental brush as a method of creating shapes by depositing pigments contained in liquid ink. In these attempts, the shaped liquid can serve as a template to hold the contained liquid substances in desired positions. Interestingly, important early inventions, such as, for example, liquid-mediated patterning, such as printing, have influenced the development of civilization, and still many printing methods are widely used in industrial fields, and recently electronic devices and optoelectronic devices Technology has also been developed.

최근, 소프트-리소그래피와 같은 마이크로 제조 기술 및 나노 제조 기술들의 개발과 관련되어 마이크로 유동 기술 및 나노 유동 기술이 발달하였고, 이에 따라 액체의 부피와 형상을 마이크로 크기 및 나노 크기에서 제어할 수 있고, 또한 액체-공기 계면들의 이동도 제어할 수 있다. 지금까지, 이러한 기술들은 마이크로 크기의 액체 및 나노 크기의 액체의 제어를 위한 경제적이고 간단한 장비를 제공함으로써, 액체-매개 물질들의 마이크로 패터닝 및 나노 패터닝 또는 구조 형성에 획기적으로 기여하였다. 예를 들어, 상기 기술의 구체적인 예시로서 액체들의 직접적인 잉크젯 프린팅, 물리적 제한을 이용한 액체 스탬핑, 화학적 제한을 이용한 선택적인 액체 젖음, 액적의 마이크로 유동 등이 있다.Recently, micro-flow technology and nano-flow technology have been developed in connection with the development of micro-fabrication and nano-manufacturing technologies such as soft-lithography, and thus the volume and shape of a liquid can be controlled in micro- and nano-scale, and also The movement of liquid-air interfaces can also be controlled. So far, these techniques have significantly contributed to the micro-patterning and nano-patterning or structure formation of liquid-mediated materials by providing economical and simple equipment for the control of micro-scale liquids and nano-scale liquids. For example, specific examples of the technique include direct inkjet printing of liquids, liquid stamping using physical confinement, selective liquid wetting using chemical confinement, microflow of droplets, and the like.

상기 기술에 대한 새로운 도전 과제는 다음과 같다. 첫째, 액체들의 동적 유동성 및 전환력을 제어하기가 여전히 어려운 점이다. 특히 자유 표면들의 정도가 큰 경우에 그 제어가 더욱 어려우며, 그 이유는 작은 크기에서 높은 표면-부피 비율과 관련되어 내재된 유동 특성들 때문이다. 둘째, 액체의 부피가 변화될 때에, 중간물의 액체 막들 또는 거품들의 형상이 커지는 동안 제어되기 어렵고, 복잡한 방식으로 변화되는 점이다. 셋째, 액체 막들이, 예를 들어 1 초 미만의 매우 빠른 속도로 건조되는 경우, 증발과정에서 액체 패터닝 공정을 제어하기 어려운 점이다. 이러한 상술한 문제점들은 크기 법칙에 의하여 마이크로 크기 및 나노 크기와 같이 더 작은 크기에서 더 두드러진 영향을 나타낸다.New challenges for this technology are: First, it is still difficult to control the dynamic fluidity and conversion force of liquids. It is more difficult to control, especially when the degree of free surfaces is large, because of the inherent flow properties associated with the high surface-to-volume ratio at small sizes. Second, when the volume of the liquid is changed, the shape of the liquid films or bubbles of the intermediate is changed in a difficult and complex way while growing. Third, when the liquid films are dried at a very fast rate of, for example, less than 1 second, it is difficult to control the liquid patterning process during evaporation. These above-mentioned problems exhibit a more pronounced effect at smaller sizes such as micro and nano sizes according to the size law.

더욱 최근에는, 마이크로 유동 기술 및 나노 유동 기술들과 관련하여, 예를 들어, 용해된 용질들, 폴리머들, 또는 현탁 고상 입자들과 같은 액체-매개 기능성 물질들은, 간단한 바텀-업 공정들에 의하여 다양한 마이크로 크기의 형상의 구조를 가지거나 또는 나노 크기의 형상의 구조를 가질 수 있고, 또한 패턴 형성이 가능하다. 예를 들어, 그래핀 및 생체 물질들의 3 차원 격자들, 마이크로 렌즈 배열 및 접착 패치를 위한 만곡된 폴리머 구조들, 약 300 nm 피쳐 크기의 고해상도를 가지는 전도성 금속 또는 페로브스카이트의 나노 와이어들, 무기 나노 결정들의 나노미터 두께의 막들 등이 알려져 있다. 특히, 이러한 물질들은, 예를 들어, 증착, 포토리소그래피, 및 식각 등과 같은 종래의 복잡한 미세 제조 공정을 수행하지 않으며, 단일 공정과 같은 단순한 공정으로 형성될 수 있고, 추가적인 기능들 및 성능들을 가질 수 있다. 특히, 미세 기둥들, 두 개의 평판들, 및 미세 채널들과 같은 미세하게 제조된 형판들은 물질 공정을 위한 하나의 액체-공기 계면들의 일방향으로 제어에 폭넓게 쓰이고 있다. 더 나아가, 상기 형판들은 추가적인 화학적 반응들 및/또는 처리들과 결합하여 복수의 다방향 액체-공기 계면들을 형성할 수 있다. 결과적으로, 화학적 반응들에 기반한 2 차원 거품과 이방성 표면 젖음에 의하여 유도된 액체 연결 브릿지 배열을 취득할 수 있다. 그러나, 현재까지는, 대면적 기판 상에서의 복수의 분리된 액체-공기 계면들의 동적 성장을 동시에 제어할 수 있는 물리적인 패터닝 공정이 정립되어 있지 않다. 액체 패터닝을 위하여는 용매의 자연 증발 만을 수행하는 것이 더 우수할 수 있으며, 이는 간단하고, 오염되지 않고, 비접촉 수단을 허용하기 때문이고, 가능한 물질들과 샘플 용액들의 조합을 확대할 수 있기 때문이고, 또한 화학적 한계들을 극복하고 부산물들의 형성을 방지할 수 있기 때문이다.More recently, in the context of microfluidic and nanofluidic techniques, for example, liquid-mediated functional materials such as dissolved solutes, polymers, or suspended solid particles are produced by simple bottom-up processes. It may have various micro-sized structures or nano-sized structures, and it is also possible to form patterns. For example, three-dimensional grids of graphene and biomaterials, curved polymer structures for microlens arrays and adhesive patches, nanowires of conductive metal or perovskite with high resolution of about 300 nm feature size, Nanometer-thick films of inorganic nanocrystals and the like are known. In particular, these materials do not perform conventional complex microfabrication processes such as, for example, deposition, photolithography, and etching, and can be formed in a simple process, such as a single process, and have additional functions and capabilities. have. In particular, micro-manufactured templates such as micro-pillars, two plates, and micro-channels are widely used for unidirectional control of one liquid-air interfaces for material processing. Furthermore, the templates may be combined with additional chemical reactions and/or treatments to form a plurality of multidirectional liquid-air interfaces. As a result, two-dimensional bubbles based on chemical reactions and a liquid-connected bridge arrangement induced by anisotropic surface wetting can be obtained. However, until now, a physical patterning process capable of simultaneously controlling the dynamic growth of a plurality of separated liquid-air interfaces on a large-area substrate has not been established. For liquid patterning it may be better to perform only natural evaporation of the solvent, because it allows a simple, uncontaminated, non-contact means, and because it can expand the combinations of possible materials and sample solutions. , because it can also overcome chemical limitations and prevent the formation of by-products.

투명 전도체들은 전자들과 포톤들을 적절하게 이송할 수 있으며, 에너지 하베스팅 장치, 발광 다이오 장치, 접촉 센서, 히터 등과 같은 많은 광전자 장치들을 구성하는 중요한 구성요소이다. 특히, 곡면 표면에 배치된 투명 전도체들은, 바이오 센서, 바이오 집적 전자장치, 및 스마트 콘택트 렌즈 등과 같은 3차원 기능성 광전자 장치들의 제조에 적용될 수 있는 가능성이 높으며, 이는 종래의 평면 고체 장치들을 능가할 수 있다. 따라서, 취성을 가지는 종래의 인듐 주석 산화물(ITO)계 투명 전도체들에 비하여, 곡면 기판에서 더 우수한 기계적 유연성과 순응성을 구현할 수 있는 투명 전도체들에 대한 연구가 지속되고 있다. 상기 투명 전도체들에 대한 많은 기술적 발전이 물질, 구조, 및 패터닝 기술에 관하여 이루어졌다. 탄소 물질들, 이온 히드로젤들, 금속 나노와이어들, 및 나노입자들을 포함하는 나노물질들로 패터닝된 스프링형 구조가 개선된 투명 전도체들에 효과적임이 증명되었다. 그러나, 상기 스프링형 구조의 물질들을 3차원 표면에 인쇄하거나 또는 패터닝하는 기술은 만족스럽지 않으며, 그 이유는 적용하는 표준 리소그래피 공정이 2차원 회로 설계를 기반하기 때문이다.Transparent conductors can properly transport electrons and photons, and are an important component of many optoelectronic devices such as energy harvesting devices, light emitting diodes, contact sensors, heaters, and the like. In particular, transparent conductors disposed on a curved surface have high potential to be applied to the manufacture of three-dimensional functional optoelectronic devices such as biosensors, bio-integrated electronics, and smart contact lenses, which can outperform conventional planar solid-state devices. have. Therefore, research on transparent conductors capable of implementing better mechanical flexibility and conformability on a curved substrate compared to conventional indium tin oxide (ITO)-based transparent conductors having brittleness is continuing. Many technological advances have been made with respect to materials, structures, and patterning techniques for the transparent conductors. A spring-like structure patterned with nanomaterials including carbon materials, ionic hydrogels, metal nanowires, and nanoparticles has been demonstrated to be effective for improved transparent conductors. However, the technique for printing or patterning the materials of the spring-like structure on a three-dimensional surface is not satisfactory, because the applied standard lithography process is based on the two-dimensional circuit design.

따라서, 포토리소그래피를 대체하는 기술로서, 두 가지 형태의 3차원 등각(conformal) 인쇄 기술이 제안되고 있다.Accordingly, two types of three-dimensional conformal printing technology have been proposed as a technology to replace photolithography.

첫 번째는, 소프트 스탬프 인쇄법(soft stamp printing, SSP)이다. 상기 소프트 스탬프 인쇄는 접촉에 의한 인쇄 단계와 이송 후 인쇄 단계를 포함한다. 상기 소프트 스탬프의 유연성을 이용하여 물질의 초기 평면 패턴들을 곡선 패턴으로 변형시킬 수 있다. 그러나, 상기 소프트 스탬프 인쇄법이 적절한 해상도와 균일한 패턴들을 구현하기 위하여 잘 구축된 평면 제조 공정들을 이용할 수 있으나, 복잡한 복수 단계의 제조 공정들을 사용하여야 하고, 기계적 응력의 발생을 피할 수 없다.The first is soft stamp printing (SSP). The soft stamp printing includes a printing step by contact and a printing step after transfer. By using the flexibility of the soft stamp, the initial planar patterns of the material can be transformed into curved patterns. However, although the soft stamp printing method can use well-established planar manufacturing processes in order to realize appropriate resolution and uniform patterns, complex multi-step manufacturing processes must be used, and the occurrence of mechanical stress cannot be avoided.

두 번째는, 잉크젯 인쇄와 전자수동력학 인쇄를 포함하는 디지털 인쇄법이다. 상기 디지털 인쇄법은 복잡한 표면들에 패턴들을 직접적으로 인쇄할 수 있으므로, 상기 첫 번째 방법의 한계를 극복할 수 있다. 상기 디지털 인쇄법은 최근 해상도가 개선되었으므로, 가능성이 많다. 그러나, 곡면 표면들 상에 서브-마이크로 패턴들을 직접적으로 인쇄하는 것에 대하여 공정 비용을 감소시키고, 처리량을 증가시켜야 한다.The second is a digital printing method that includes inkjet printing and electrodynamic printing. Since the digital printing method can directly print patterns on complex surfaces, the limitation of the first method can be overcome. The digital printing method has many possibilities since resolution has been improved recently. However, it is necessary to reduce the process cost and increase the throughput for direct printing of sub-micro patterns on curved surfaces.

본 발명의 기술적 사상에 따르면, 미세 유동 기술에 기반하고, 액체-매개 패터닝 방법과 소프트 스탬프 인쇄 방법을 결합한 액체매개 패턴형성장치 및 이를 이용한 액체매개 패턴 형성 방법을 제안한다.According to the technical idea of the present invention, a liquid-mediated pattern forming apparatus and a liquid-mediated pattern forming method using the same are proposed based on microfluidic technology and combining a liquid-mediated patterning method and a soft stamp printing method.

상기 액체-매개 패터닝 방법은 액체의 변형 용이성을 이용하여 3차원 등각 인쇄에 적용시킬 수 있다. 다만, 마이크로 미터 크기와 나노 미터 크기에서는 크기의 한계에 기인하여 동적 유동 하에서 계면을 제어하는 것은 매우 어렵다. 따라서, 액체-매개 패터닝 방법을 개선한 방식으로서, 플렉서블 및 모놀리식 설계를 이용한 액체매개 패턴형성방법을 제안하며, 이를 템플릿 유도 거품법(template-guided foaming, TGF)으로 지칭할 수 있다.The liquid-mediated patterning method can be applied to 3D isometric printing by using the liquid's easiness of deformation. However, it is very difficult to control the interface under dynamic flow due to size limitations in micrometer and nanometer sizes. Accordingly, as an improved method of the liquid-mediated patterning method, a liquid-mediated patterning method using a flexible and monolithic design is proposed, which can be referred to as template-guided foaming (TGF).

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치(100)를 도시하는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a liquid-mediated pattern forming apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1의 (a)는 액체매개 패턴형성장치(100)의 개략도이고, (b)는 액체매개 패턴형성장치(100)의 주사전자현미경 사진이다.1 (a) is a schematic diagram of the liquid-mediated pattern forming apparatus 100, (b) is a scanning electron microscope photograph of the liquid-mediated pattern forming apparatus 100.

도 1을 참조하면, 액체매개 패턴형성장치(100)는 유연성을 가지고, 복수의 관통구멍들(120)을 포함하는 유연 모재(110), 및 관통구멍들(120) 사이에 배치되고, 유연 모재(110)로부터 돌출된 복수의 기둥부재들(130)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , the liquid-mediated pattern forming apparatus 100 has flexibility and is disposed between the flexible base material 110 including a plurality of through-holes 120 , and the through-holes 120 , the flexible base material. It includes a plurality of pillar members 130 protruding from the 110 .

액체매개 패턴형성장치(100)는 유연성을 가지므로, 구부러져 곡률 반경을 가지는 곡면 기판과 전체적으로 접촉하도록 배치될 수 있고, 이에 따라 곡면을 가지는 액체매개 패턴을 형성할 수 있다.Since the liquid-mediated pattern forming apparatus 100 has flexibility, it may be bent and disposed so as to be in full contact with a curved substrate having a radius of curvature, thereby forming a liquid-mediated pattern having a curved surface.

기둥부재들(130)은, 인쇄 대상체에 접촉하여, 유연 모재(110)와 상기 인쇄 대상체 사이에 증발대상액체를 수용하여, 상기 증발대상액체의 증발에 의하여 액체매개 패턴이 형성될 수 있다.The pillar members 130 may be in contact with the printing object to receive the evaporation target liquid between the flexible base material 110 and the printing object, and a liquid-mediated pattern may be formed by evaporation of the evaporation target liquid.

유연 모재(110)와 기둥부재들(130)은 동일한 물질을 포함할 수 있고, 또는 서로 다른 물질을 포함할 수 있다. 유연 모재(110)와 기둥부재들(130)은 유연성을 가지는 다양한 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 상업적으로 구할 수 있는 노랜드 프로덕트사(Norland Products)의 NOA 63, 머씬랩사(MERCENE LABS)의 오스테머(ostemer)를 포함할 수 있다. 또한, 유연 모재(110)와 기둥부재들(130)은 소프트 리소그래피 방식으로 마이크로 구조물을 본뜰 수 있는 모든 물질을 포함할 수 있다.The flexible base material 110 and the pillar members 130 may include the same material or may include different materials. The flexible base material 110 and the column members 130 may include a variety of materials having flexibility, for example, commercially available NOA 63 of Norland Products, MERCENE LABS may include an osteomer of In addition, the flexible base material 110 and the pillar members 130 may include any material capable of mimicking a microstructure by a soft lithography method.

관통구멍들(120)은 증발대상액체를 외부로 증발시키고, 액체-공기 계면을 생성시키는 위치를 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 관통구멍들(120)은 외부 습도 조절을 통하여 상기 증발대상액체가 빠르게 또는 천천히 증발시키는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 관통구멍들(120)은 증발에 의하여 형성되는 상기 액체-공기 계면들을 원하는 위치에서 생성되도록 유도하는 역할을 수행할 수 있다.The through-holes 120 may serve to provide positions for evaporating the evaporation target liquid to the outside and creating a liquid-air interface. The through holes 120 may serve to rapidly or slowly evaporate the evaporation target liquid through external humidity control. In addition, the through holes 120 may serve to induce the liquid-air interfaces formed by evaporation to be generated at desired positions.

기둥부재들(130)은 관통구멍들(120) 사이에 배치되고, 액체-공기 계면들을 고정하는 액체고정위치로서 기능한다. 기둥부재들(130)은 인접한 관통구멍들(120)이 형성한 도형의 내부에 위치할 수 있고, 예를 들어 상기 도형의 중심에 위치할 수 있다.The pillar members 130 are disposed between the through holes 120 and function as liquid fixing positions for fixing liquid-air interfaces. The pillar members 130 may be located inside the figure formed by the adjacent through-holes 120 , for example, located at the center of the figure.

유연 모재(110), 관통구멍들(120), 및 기둥부재들(130)와 관련된 치수는 어떠한 제한 없이 다양한 크기를 가질 수 있다. 유연 모재(110)는, 예를 들어 10 μm 내지 1000 μm 범위의 두께를 가질 수 있다. 관통구멍들(120)은, 예를 들어 10 μm 내지 1000 μm 범위의 지름을 가질 수 있고, 예를 들어 유연 모재(110)와 동일한 높이, 예를 들어 10 μm 내지 1000 μm 범위의 높이를 가질 수 있다. 기둥부재들(130)은, 예를 들어 10 μm 내지 1000 μm 범위의 지름을 가질 수 있고, 예를 들어 10 μm 내지 1000 μm 범위의 높이를 가질 수 있다. 기둥부재들(130) 사이의 거리는, 예를 들어 10 μm 내지 1000 μm 범위일 수 있다. 그러나, 이러한 치수들은 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.The dimensions related to the flexible base material 110 , the through holes 120 , and the pillar members 130 may have various sizes without any limitation. The flexible base material 110 may have a thickness in the range of, for example, 10 μm to 1000 μm. The through-holes 120 may have, for example, a diameter in the range of 10 μm to 1000 μm, and, for example, the same height as the flexible base material 110, for example, may have a height in the range of 10 μm to 1000 μm. have. The pillar members 130 may have, for example, a diameter in the range of 10 μm to 1000 μm, and may have a height in the range of, for example, 10 μm to 1000 μm. The distance between the pillar members 130 may be, for example, in the range of 10 μm to 1000 μm. However, these dimensions are exemplary, and the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

관통구멍들(120)과 기둥부재들(130)의 배치와 액체매개 패턴을 형성하는 과정에 대하여는 하기에 상세하게 설명하기로 한다.The arrangement of the through-holes 120 and the pillar members 130 and the process of forming the liquid-mediated pattern will be described in detail below.

상기 증발대상액체는 액체매개 패턴을 형성하는 물질을 포함할 수 있고, 증발이 용이한 물질을 기반으로 구성될 수 있다. 상기 증발대상액체는 패터닝을 원하는 타겟 용질과 상기 타겟 용질을 매개할 액체 용매를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 상기 증발대상액체는 상기 액체 용매에 따른 적절한 거품을 형성하는 계면 활성제를 더 포함할 수 있다. 상기 증발대상액체는 증발성 용매, 상기 액체매개 패턴을 형성하는 용질, 및 계면 활성제를 포함할 수 있다. 상기 증발대상액체는 상기 액체 용매로서, 물, 알코올, 및 다양한 유기 용매들을 포함할 수 있고, 또한 상기 액체 용매에 용해되거나 현탁되는 등의 방법으로 섞일 수 있는 다양한 액체상 또는 고체상의 용질들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 증발대상액체는 폴리스틸렌 나노입자, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 또는 덱스트란을 포함할 수 있다. 상기 증발대상액체는 계면 활성제로서, 예를 들어 플루로닉(Pluronic F-127)을 포함할 수 있다. 상기 폴리스틸렌 나노입자는, 예를 들어 200 nm 내지 500 nm 범위의 직경을 가질 수 있다. 그러나, 이러한 물질들은 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.The evaporation target liquid may include a material forming a liquid-mediated pattern, and may be configured based on a material that is easily evaporated. The evaporation target liquid may include a target solute to be patterned and a liquid solvent to mediate the target solute. In addition, the evaporation target liquid may further include a surfactant that forms an appropriate bubble according to the liquid solvent. The evaporation target liquid may include an evaporation solvent, a solute forming the liquid-mediated pattern, and a surfactant. The evaporation target liquid may include water, alcohol, and various organic solvents as the liquid solvent, and may also include various liquid or solid solutes that may be mixed by dissolving or suspending in the liquid solvent. have. For example, the evaporation target liquid may include polystyrene nanoparticles, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, or dextran. The evaporation target liquid may include, for example, pluronic (Pluronic F-127) as a surfactant. The polystyrene nanoparticles may have, for example, a diameter in the range of 200 nm to 500 nm. However, these materials are exemplary, and the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치의 제조방법(S100)을 도시하는 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method ( S100 ) of manufacturing a liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 액체매개 패턴형성장치의 제조방법(S100)은, 마스터 몰드 상에 몰드형성용 액상 물질을 투입하고, 소프트 리소그래피 방법을 이용하여 제1 몰드주형부재를 형성하는 단계(S110); 상기 제1 몰드주형부재를 희생층이 형성된 기판 상에 부착하는 단계(S120); 상기 제1 몰드주형부재를 진공처리하여, 상기 제1 몰드주형부재의 내부 공간을 제1 압력 상태로서 형성하는 단계(S130);Referring to FIG. 2 , the manufacturing method ( S100 ) of the liquid-mediated pattern forming apparatus includes: injecting a liquid material for forming a mold on a master mold, and forming a first mold casting member using a soft lithography method ( S110 ); attaching the first mold member to the substrate on which the sacrificial layer is formed (S120); vacuuming the first mold member to form an inner space of the first mold member in a first pressure state (S130);

상기 제1 몰드주형부재의 외측에 액상물질을 접촉시키고, 상기 제1 몰드주형부재의 외측을 상기 제1 압력 상태에 비하여 높은 제2 압력 상태로 형성하여, 상기 액상물질을 상기 제1 몰드주형부재의 상기 내부 공간으로 압력차에 의하여 주입시키는 단계(S140); 상기 액상물질을 1차 경화시켜 경화체를 형성하는 단계(S150); 상기 제1 몰드주형부재를 제거하는 단계(S160); 및 상기 희생층을 제거하여 상기 기판으로부터 상기 경화체를 분리하여 액체매개 패턴형성장치를 형성하는 단계(S170);를 포함한다.A liquid material is brought into contact with the outside of the first mold member, and the outside of the first mold member is formed in a second pressure state higher than that of the first pressure state, so that the liquid material is applied to the first mold member. injecting into the inner space by a pressure difference (S140); forming a cured body by first curing the liquid material (S150); removing the first mold member (S160); and forming a liquid-mediated pattern forming apparatus by removing the sacrificial layer to separate the cured body from the substrate (S170).

또한, 액체매개 패턴형성장치의 제조방법(S100)은, 상기 제1 몰드주형부재를 제거한 후에, 상기 경화체를 2차 경화하여 최종 경화를 완료하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, the manufacturing method ( S100 ) of the liquid-mediated pattern forming apparatus may further include, after removing the first mold member, secondary curing of the cured body to complete final curing.

상기 액체매개 패턴형성장치는, 유연성을 가지고, 복수의 관통구멍들을 구비하는 유연 모재; 및 상기 관통구멍들 사이에 배치되고, 상기 유연 모재로부터 돌출된 복수의 기둥부재들;을 포함한다.The liquid-mediated pattern forming apparatus may include: a flexible base material having flexibility and having a plurality of through holes; and a plurality of pillar members disposed between the through holes and protruding from the flexible base material.

도 3 내지 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 도 2의 액체매개 패턴형성장치의 제조방법을 도시하는 흐름도들이다.3 to 10 are flowcharts illustrating a method of manufacturing the liquid-mediated pattern forming apparatus of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 마스터 몰드(10)를 제공한다. 마스터 몰드(10)는 관통구멍들(120)과 기둥부재들(130)에 상응하는 형상을 각각 가지는 함몰영역(11)과 돌출영역(12)을 포함한다.Referring to FIG. 3 , a master mold 10 is provided. The master mold 10 includes a depression region 11 and a protrusion region 12 each having shapes corresponding to the through holes 120 and the pillar members 130 .

도 4를 참조하면, 상기 S110 단계로서, 마스터 몰드(10) 상에 몰드형성용 액상 물질을 투입하여 소프트 리소그래피 방법을 이용하여 제1 몰드주형부재(20)를 형성한다. 제1 몰드주형부재(20)는 마스터 몰드(10)와 서로 반대인 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 4 , in step S110 , a liquid material for forming a mold is put on the master mold 10 to form a first mold casting member 20 using a soft lithography method. The first mold member 20 may have a shape opposite to that of the master mold 10 .

도 5를 참조하면, 상기 S120 단계로서, 제1 몰드주형부재(20)를 희생층(32)이 형성된 기판(30) 상에 부착한다. 희생층(32)은 수용성 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 PVA (Polyvinyl alcohol)를 포함할 수 있다. 제1 몰드주형부재(20)와 기판(30) 사이에는 내부 공간(34)이 형성될 수 있다. 내부 공간(34)의 형상은 마스터 몰드(10)의 형상과 상응할 수 있다.Referring to FIG. 5 , in step S120 , the first mold member 20 is attached on the substrate 30 on which the sacrificial layer 32 is formed. The sacrificial layer 32 may include a water-soluble material, for example, polyvinyl alcohol (PVA). An inner space 34 may be formed between the first mold member 20 and the substrate 30 . The shape of the inner space 34 may correspond to the shape of the master mold 10 .

도 6을 참조하면, 상기 S130 단계로서, 제1 몰드주형부재(20)를 진공처리하여, 제1 몰드주형부재(20)의 내부 공간(34)을 제1 압력 상태로서 형성한다. 상기 제1 압력 상태는 대기압에 비하여 낮은 압력일 수 있다. 상기 진공처리는 진공 장치가 연결되어 진공 환경을 형성하는 공간 내에 제1 몰드주형부재(20)를 장입하여 구현할 수 있다.Referring to FIG. 6 , in step S130 , the first mold member 20 is vacuum-treated to form the inner space 34 of the first mold member 20 as a first pressure state. The first pressure state may be a pressure lower than atmospheric pressure. The vacuum treatment can be implemented by loading the first mold casting member 20 in a space where a vacuum device is connected to form a vacuum environment.

도 7을 참조하면, 상기 S140 단계로서, 제1 몰드주형부재(20)의 외측에 액상물질(42)을 접촉시키고, 제1 몰드주형부재(20)의 외측을 상기 제1 압력 상태에 비하여 높은 제2 압력 상태로 형성하여, 액상물질(42)을 제1 몰드주형부재(20)의 내부 공간(34)으로 압력차에 의하여 주입시킨다. 액상물질(42)의 주입은 화살표로서 도시되어 있다. 상기 제2 압력 상태는 대기압일 수 있다. 즉, 제1 몰드주형부재(20)를 상술한 진공 환경으로부터 대기압 환경으로 위치를 변경하여, 상기 압력차를 구현시킬 수 있다.Referring to FIG. 7 , in the step S140 , the liquid material 42 is brought into contact with the outside of the first mold member 20 , and the outside of the first mold member 20 is higher than the first pressure state. Formed in a second pressure state, the liquid material 42 is injected into the inner space 34 of the first mold member 20 by a pressure difference. The injection of liquid material 42 is shown as an arrow. The second pressure state may be atmospheric pressure. That is, by changing the position of the first mold member 20 from the vacuum environment to the atmospheric pressure environment, the pressure difference can be realized.

도 8을 참조하면, 상기 S150 단계로서, 내부 공간(34)에 주입된 액상물질(42)을 1차 경화시켜 경화체(40)를 형성한다. 상기 1차 경화는 자외선을 이용하여 액상물질(42)이 경화되어 경화체(40)를 형성하여 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 8 , in the step S150 , the liquid material 42 injected into the inner space 34 is first cured to form the cured body 40 . The primary curing may be accomplished by curing the liquid material 42 using ultraviolet rays to form the cured body 40 .

도 9를 참조하면, 상기 S160 단계로서, 제1 몰드주형부재(20)를 제거한다. 이어서, 선택적으로 경화체(40)를 2차 경화하여 최종 경화를 완료할 수 있다. 상기 2차 경화는 열처리를 이용하여 수행될 수 있다.Referring to FIG. 9 , in step S160 , the first mold member 20 is removed. Subsequently, the final curing may be completed by optionally secondary curing the cured body 40 . The secondary curing may be performed using heat treatment.

도 10을 참조하면, 상기 S170 단계로서, 희생층(32)을 제거하여, 기판(30)으로부터 경화체(40)를 분리하여 액체매개 패턴형성장치(100)를 형성한다.Referring to FIG. 10 , in step S170 , the sacrificial layer 32 is removed to separate the cured body 40 from the substrate 30 to form the liquid-mediated pattern forming apparatus 100 .

패턴형성장치(100)는, 유연성을 가지고, 복수의 관통구멍들(120)을 구비하는 유연 모재(110); 및 관통구멍들(120) 사이에 배치되고, 유연 모재(110)로부터 돌출된 복수의 기둥부재들(130)을 포함할 수 있다.The pattern forming apparatus 100 is flexible and includes a flexible base material 110 having a plurality of through holes 120 ; and a plurality of pillar members 130 disposed between the through holes 120 and protruding from the flexible base material 110 .

액체매개 패턴형성장치(100)는 하기의 도 11 및 도 12에 의하여 설명하는 바와 같은 방법에 의하여도 형성될 수 있다.The liquid-mediated pattern forming apparatus 100 may also be formed by a method as described with reference to FIGS. 11 and 12 below.

도 11 및 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치의 제조방법(S200)을 도시하는 흐름도들이다. 11 and 12 are flowcharts illustrating a method ( S200 ) of manufacturing a liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 액체매개 패턴형성장치의 제조방법(S200)은, 기판 상에 돌출부들과 주형구를 포함하는 제2 몰드주형부재를 부착하는 단계(S210); 상기 주형구를 통하여 상기 제2 몰드주형부재의 내부 공간에 액상물질을 주입하는 단계(S220); 상기 액상물질을 경화시켜 경화체를 형성하는 단계(S230); 및 상기 제2 몰드주형부재로부터 상기 경화체를 분리하여, 이에 따라 관통구멍들이 구비된 유연 모재와 상기 관통구멍들 사이에 배치되고, 상기 유연 모재로부터 돌출된 기둥부재들이 형성되는 단계(S240);를 포함한다.Referring to FIG. 11 , the manufacturing method ( S200 ) of the liquid-mediated pattern forming apparatus includes the steps of attaching a second mold member including protrusions and a mold sphere on a substrate ( S210 ); injecting a liquid material into the inner space of the second mold member through the mold sphere (S220); forming a cured body by curing the liquid material (S230); and separating the hardening body from the second mold member, thereby disposing between the flexible base material having through holes and the through holes, and forming pillar members protruding from the flexible base material (S240); include

상기 제2 몰드주형부재를 부착하는 단계(S210)는 상기 기판을 플라즈마 처리하여 부착력을 형성하여 이루어질 수 있다. 상기 플라즈마는 산소 플라즈마일 수 있고, 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.The attaching of the second mold member ( S210 ) may be performed by plasma-treating the substrate to form an adhesive force. The plasma may be an oxygen plasma, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

상기 경화체를 형성하는 단계(S230)는, 상기 액상물질을 광 조사하여 경화시켜 이루어질 수 있다. 상기 광은 자외선일 수 있고, 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.Forming the cured body (S230) may be made by curing the liquid material by irradiating light. The light may be ultraviolet light, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

도 12를 참조하면, 상기 관통구멍들이 형성되는 단계(S240)는, 상기 제2 몰드주형부재의 최외각 영역을 절단 부재를 이용하여 절단하는 단계(S242); 상기 제2 몰드주형부재에 인력(引力)을 작용하여 상기 경화체를 분리하는 단계(S244); 및 상기 제2 몰드주형부재의 상기 돌출부들이 위치한 자리에 상기 관통구멍들과 상기 기둥부재들이 형성되는 단계(S246);를 포함한다.Referring to FIG. 12 , the forming of the through holes (S240) includes: cutting the outermost region of the second mold member using a cutting member (S242); separating the hardening body by applying an attractive force to the second mold member (S244); and forming the through holes and the pillar members at positions where the protrusions of the second mold member are located (S246).

도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치의 제조방법(S200)을 예시적으로 도시하는 개략도이다.13 is a schematic diagram exemplarily illustrating a method ( S200 ) of manufacturing a liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 13의 (a)를 참조하면, 액체매개 패턴형성장치(100)를 제조하기 위하여 미세 유동 몰드 구조체(200)를 준비한다. 미세 유동 몰드 구조체(200)는 유리 등으로 구성된 기판(210) 상에 배치된 제2 몰드주형부재(220)를 포함한다. 제2 몰드주형부재(220)는 복수의 미세한 크기의 돌출부들(230) 및 주형구(240)를 포함한다. 돌출부들(230)에 의하여, 액체매개 패턴형성장치(100)에 구비되는 관통구멍들 및 기둥부재들이 형성된다. 주형구(240)를 통하여 액체매개 패턴형성장치(100)를 구성하는 액상 물질이 투입될 수 있다. 제2 몰드주형부재(220)는 폴리디메틸실록산으로 구성될 수 있다. 제2 몰드주형부재(220)는 폴리디메틸실록산 경화제 및 기저제(Sylgard 184, Dow Corning)를 1:10의 비율로 포함하는 혼합물을 이용하여 일반적인 소프트 리소그래피 공정으로 준비할 수 있다. 제2 몰드주형부재(220)는 산소 플라즈마를 이용한 표면 처리된 기판(210)에 부착되고, 이에 따라 미세 유동 몰드 구조체(200)를 완성할 수 있다.Referring to FIG. 13A , a microfluidic mold structure 200 is prepared in order to manufacture the liquid-mediated pattern forming apparatus 100 . The microfluidic mold structure 200 includes a second mold casting member 220 disposed on a substrate 210 made of glass or the like. The second mold casting member 220 includes a plurality of finely sized protrusions 230 and a mold sphere 240 . Through-holes and pillar members provided in the liquid-mediated pattern forming apparatus 100 are formed by the protrusions 230 . A liquid material constituting the liquid-mediated pattern forming apparatus 100 may be injected through the mold sphere 240 . The second mold member 220 may be made of polydimethylsiloxane. The second mold member 220 may be prepared by a general soft lithography process using a mixture containing a polydimethylsiloxane curing agent and a base agent (Sylgard 184, Dow Corning) in a ratio of 1:10. The second mold member 220 is attached to the surface-treated substrate 210 using oxygen plasma, thereby completing the microfluidic mold structure 200 .

도 13의 (b)를 참조하면, 미세 유동 몰드 구조체(200)에 주형구(240)를 통하여 액체매개 패턴형성장치(100)를 구성하는 액상 물질(252)을 투입한다. 액상 물질(252)은 폴리우레탄 아크릴레이트(MINS-311RM, Minuta technology)를 이용할 수 있다. 액상 물질(252)은 미세 유동 몰드 구조체(200)의 빈 공간, 구체적으로 기판(210)과 제2 몰드주형부재(220) 사이의 공간을 충진한다. 이어서, 질소 환경에서 자외선을 조사하여 액상 물질(252)을 경화시켜, 경화체(140)를 형성한다. 여기에서, 상기 자외선 경화 중에 발생할 수 있는 산소에 의한 방해를 방지하기 위하여, 미세 유동 몰드 구조체(200)를 약 20 Pa의 진공에서 약 20분 동안 진공 처리한 후 상기 경화를 수행하였다. 경화를 위한 자외선은 예시적이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 액상 물질을 경화시킬 수 있는 모든 광을 포함한다. 경화체(140)는 돌출부들(230)에 의하여 미세 유동 몰드 구조체(200)에 대하여 상보적인 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 13B , the liquid material 252 constituting the liquid-mediated pattern forming apparatus 100 is injected into the microfluidic mold structure 200 through the mold sphere 240 . The liquid material 252 may use polyurethane acrylate (MINS-311RM, Minuta technology). The liquid material 252 fills an empty space of the microfluidic mold structure 200 , specifically, a space between the substrate 210 and the second mold casting member 220 . Then, the liquid material 252 is cured by irradiating ultraviolet rays in a nitrogen environment to form the cured body 140 . Here, in order to prevent interference by oxygen that may occur during the UV curing, the microfluidic mold structure 200 was vacuum-treated at a vacuum of about 20 Pa for about 20 minutes, and then the curing was performed. Ultraviolet light for curing is exemplary, and the present invention is not limited thereto and includes any light capable of curing the liquid material. The hardening body 140 may have a complementary shape to the microfluidic mold structure 200 by the protrusions 230 .

도 13의 (c)를 참조하면, 제2 몰드주형부재(220)와 경화체(140)를 분리한다. 제2 몰드주형부재(220)로부터 경화체(140)를 분리하기 위하여, 플라즈마 활성화되어 기판(210)에 부착된 제2 몰드주형부재(220)의 최외각 영역을 메스와 같은 절단 부재(290)를 이용하여 절단 영역(적색으로 표시됨)을 형성하여 절단할 수 있다. Referring to FIG. 13C , the second mold casting member 220 and the hardening body 140 are separated. In order to separate the hardening body 140 from the second mold member 220, a cutting member 290 such as a scalpel is cut in the outermost region of the second mold member 220 attached to the substrate 210 by plasma activation. can be used to form a cut area (indicated in red) and cut.

도 13의 (d)를 참조하면, 제2 몰드주형부재(220)에 인력(引力)을 작용하여 경화체(140)를 분리하면, 돌출부들(230) 또한 경화체(140)에서 분리될 수 있다. 기판(210)을 경화체(140)로부터 분리하면, 잔류하는 돌출부들(230)의 부분 등은 기판(210)과 함께 경화체(140)로부터 제거될 수 있다. 돌출부들(230)이 위치한 자리에 관통구멍들(120)과 기둥부재들(130)이 형성된다.Referring to FIG. 13D , when the hardening body 140 is separated by applying attractive force to the second mold member 220 , the protrusions 230 may also be separated from the hardening body 140 . When the substrate 210 is separated from the hardening body 140 , portions of the remaining protrusions 230 may be removed from the hardening body 140 together with the substrate 210 . The through-holes 120 and the pillar members 130 are formed at positions where the protrusions 230 are located.

도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴의 형성방법(S300)을 도시하는 흐름도이다.14 is a flowchart illustrating a method ( S300 ) of forming a liquid-mediated pattern according to an embodiment of the present invention.

도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴의 형성방법(S300)을 도시하는 개략도이다.15 is a schematic diagram illustrating a method (S300) of forming a liquid-mediated pattern according to an embodiment of the present invention.

도 14 및 도 15를 참조하면, 액체매개 패턴의 형성방법(S300)은, 곡면 기판(150) 상에 증발대상액체(160)를 도포하는 단계(S310); 증발대상액체(160)를 덮도록 복수의 기둥 부재와 복수의 관통구멍을 포함하는 액체매개 패턴형성장치(100)를 배치하는 단계(S320); 상기 관통구멍들을 통하여 증발대상액체(160)가 증발하는 단계(S330); 증발대상액체(160)가 증발하면서, 상기 관통구멍들 각각의 주위를 둘러싸는 액체-공기 계면들 각각이 형성되는 단계(S340); 증발대상액체(160)가 증발하면서, 상기 관통구멍들 각각으로부터 멀어지는 방향으로 상기 액체-공기 계면들 각각이 확장하는 단계(S350); 및 상기 액체-공기 계면들이 확장하여 서로 접촉하고, 상기 기둥부재들에 의하여 고정되어, 액체매개 패턴(190)을 형성하는 단계(S360);를 포함한다.Referring to FIGS. 14 and 15 , the method of forming a liquid-mediated pattern ( S300 ) includes applying the evaporation target liquid 160 on the curved substrate 150 ( S310 ); disposing the liquid-mediated pattern forming apparatus 100 including a plurality of pillar members and a plurality of through-holes to cover the evaporation target liquid 160 (S320); Evaporating the evaporation target liquid 160 through the through holes (S330); While the evaporation target liquid 160 is evaporated, each of the liquid-air interfaces surrounding each of the through-holes is formed (S340); As the evaporation target liquid 160 evaporates, each of the liquid-air interfaces expands in a direction away from each of the through-holes (S350); and the liquid-air interfaces expand and contact each other, and are fixed by the pillar members to form a liquid-mediated pattern 190 (S360).

상기 액체매개 패턴을 형성하는 단계(S360)는, 상기 액체매개 패턴에 의하여 상기 증발대상액체에 포함된 용질이 갇히게 되고, 상기 액체매개 패턴의 형상에 따라 상기 용질이 자기조립될 수 있다. 상기 액체매개 패턴을 형성하는 단계는 70% 초과 내지 95% 이하의 상대습도 분위기 하에서 수행될 수 있다.In the forming of the liquid-mediated pattern (S360), the solute contained in the evaporation target liquid is trapped by the liquid-mediated pattern, and the solute may be self-assembled according to the shape of the liquid-mediated pattern. The forming of the liquid-mediated pattern may be performed in an atmosphere of relative humidity of greater than 70% to 95% or less.

상기 액체매개 패턴을 형성하는 단계(S360)에서, 상기 액체매개 패턴에 의하여 상기 증발대상액체에 포함된 용질이 갇히게 되고, 상기 액체매개 패턴의 형상에 따라 상기 용질이 자기조립될 수 있다.In the step of forming the liquid-mediated pattern (S360), the solute contained in the evaporation target liquid is trapped by the liquid-mediated pattern, and the solute may be self-assembled according to the shape of the liquid-mediated pattern.

상기 액체매개 패턴을 형성하는 단계(S360)를 수행한 후에, 상기 액체매개 패턴을 열처리하여 그리드 패턴을 형성하는 단계를 더 수행할 수 있다.After performing the step (S360) of forming the liquid-mediated pattern, the step of heat-treating the liquid-mediated pattern to form a grid pattern may be further performed.

상기 증발대상액체는 소듐 도데실 설페이트와 은 나노입자들을 포함하는 수용액으로 구성될 수 있다. 상기 은 나노입자는, 예를 들어 10 nm 내지 10 μm 범위의 선폭을 가질 수 있고, 예를 들어 50 nm의 크기를 가질 수 있다. 그러나, 이는 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.The evaporation target liquid may be composed of an aqueous solution containing sodium dodecyl sulfate and silver nanoparticles. The silver nanoparticles may have, for example, a line width in the range of 10 nm to 10 μm, and may have a size of, for example, 50 nm. However, this is exemplary and the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

예를 들어, 상기 은 나노 입자들 외에도, 금속입자, 페로브스카이트 물질, 폴리머, 퀀텀닷, 나노물질, 등 수용액에 분산이 되는 다양한 물질을 사용할 수 있다. 곡면 기판 상에 패턴 된 다양한 물질의 나노 크기의 그리드는 다양한 응용이 가능하다. 예를 들어 페로브스카이트 물질의 경우에는 광 센서에 적용될 수 있고, 금속 입자의 경우에는, 투명전극에 적용될 수 있고, 퀀텀닷의 경우에는 LED에 적용될 수 있다.For example, in addition to the silver nanoparticles, various materials that are dispersed in an aqueous solution, such as metal particles, perovskite materials, polymers, quantum dots, nanomaterials, and the like, may be used. Nanoscale grids of various materials patterned on curved substrates have many applications. For example, in the case of a perovskite material, it may be applied to an optical sensor, in the case of a metal particle, it may be applied to a transparent electrode, and in the case of a quantum dot, it may be applied to an LED.

도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치 및 방법을 이용하여 형성한 액체매개 패턴(190)의 형성 과정을 시간에 따라 도시하는 개략도이다.16 is a schematic diagram illustrating a process of forming a liquid-mediated pattern 190 formed by using the liquid-mediated pattern forming apparatus and method according to an embodiment of the present invention over time.

도 16을 참조하면, 액체매개 패턴형성장치(100, 도 15 참조)와 곡면 기판(150, 도 15 참조) 사이의 공간에 증발대상액체(160)를 채운 후에, 증발대상액체(160)가 증발하는 동안에 액체-공기 계면(170)이 성장하여 액체매개 패턴(190)을 형성하는 과정이 나타나 있다.Referring to FIG. 16 , after filling the space between the liquid-mediated pattern forming apparatus 100 (see FIG. 15 ) and the curved substrate 150 (see FIG. 15 ), the evaporation target liquid 160 is evaporated. During the process, the liquid-air interface 170 grows to form the liquid-mediated pattern 190 is shown.

전 과정을 정리하면, 증발대상액체(160)가 관통구멍들(120)을 통하여 증발되어 제거되면서, 액체-공기 계면(170)이 형성되고, 액체-공기 계면(170)이 확장되어 액체매개 패턴(190)이 형성된다.To summarize the entire process, as the evaporation target liquid 160 is evaporated and removed through the through holes 120 , the liquid-air interface 170 is formed, and the liquid-air interface 170 is expanded to form a liquid-mediated pattern. (190) is formed.

도 16의 (a)를 참조하면, 초기에는, 즉 증발을 시작한 직후에는 관통구멍들(120)의 하측에서, 두꺼운 흑색 선으로 표시된 바와 같은 관통구멍들(120)을 둘러싸는 액체-공기 계면(170)이 형성된다. 청색 영역은 증발대상액체(160)를 나타내고, 흰색 영역은 공기를 나타낸다.Referring to (a) of FIG. 16 , at the beginning, that is, immediately after starting evaporation, under the through-holes 120, the liquid-air interface surrounding the through-holes 120 as indicated by a thick black line ( 170) is formed. The blue area represents the evaporation target liquid 160, and the white area represents air.

도 16의 (b)를 참조하면, 증발을 시작한지 일정 시간이 지난 후에는, 증발대상액체(160)가 관통구멍들(120)을 통하여 증발해가면서, 증발대상액체(160)가 점진적으로 제거되고, 이에 따라 액체-공기 계면(170)이 확장된다. 관통구멍들(120)을 둘러싸서 중앙집중방식으로 원기둥 형상의 액체-공기 계면(170)이 균일하게 측방향으로 성장한다. 미세한 크기이므로 표면 장력이 강하게 나타나며, 증발대상액체(160)가 수직 방향이 아닌 수평 방향으로 줄어들게 된다.Referring to (b) of FIG. 16 , after a certain period of time has elapsed from the start of evaporation, as the evaporation target liquid 160 evaporates through the through holes 120 , the evaporation target liquid 160 is gradually removed. and thus the liquid-air interface 170 expands. Surrounding the through-holes 120, the cylindrical liquid-air interface 170 uniformly grows laterally in a centralized manner. Since it is a fine size, the surface tension is strong, and the evaporation target liquid 160 is reduced in the horizontal direction instead of in the vertical direction.

도 16의 (c)를 참조하면, 증발을 더 진행되면, 증발대상액체(160)의 증발이 계속 진행됨에 따라, 평활한 액체-공기 계면(170)들은 기둥부재들(130)과 접촉하여 고정되고, 이에 따라 격자 형상을 나타낸다. 인접한 액체-공기 계면(170)들은 서로 접촉하게 되고, 원형에서 사각형 형상으로 변형되기 시작한다. Referring to (c) of FIG. 16 , when evaporation is further performed, as evaporation of the evaporation target liquid 160 continues, the smooth liquid-air interfaces 170 are fixed in contact with the column members 130 . and thus exhibits a lattice shape. The adjacent liquid-air interfaces 170 come into contact with each other and begin to deform from a circular shape to a rectangular shape.

도 16의 (d)를 참조하면, 증발대상액체(160)이 증발이 계속 진행되어 증발이 완료되면, 기둥부재들(130) 사이에 액체매개 패턴(190)이 형성되고, 액체매개 패턴(190)의 두께가 얇아지게 된다. 하나의 기둥부재(140)와 네 개의 평활한 경계들은 네 개의 수직 막을 형성하게 된다. 액체매개 패턴(190)은 층판(lamella) 구조들 및 평활(plateau) 경계들을 가진다. 여기에서, 기둥부재들(130)은 액체매개 패턴(190)을 고정하는데 중요한 기능을 수행함을 알 수 있다. 액체매개 패턴(190)이 파괴되지 않는 이유는 수백 나노 미터 두께의 비누방울막이 유지되는 원리와 동일하다. 특히, 증발대상액체(160)에 포함된 계면활성제가 계면을 안정화시킨다.Referring to (d) of FIG. 16 , when the evaporation of the evaporation target liquid 160 continues and the evaporation is completed, a liquid medium pattern 190 is formed between the pillar members 130 , and the liquid medium pattern 190 is formed. ) becomes thinner. One pillar member 140 and four smooth boundaries form four vertical films. The liquid-mediated pattern 190 has lamella structures and plateau boundaries. Here, it can be seen that the pillar members 130 perform an important function in fixing the liquid-mediated pattern 190 . The reason why the liquid-mediated pattern 190 is not destroyed is the same as the principle of maintaining a soap bubble film having a thickness of several hundred nanometers. In particular, the surfactant contained in the evaporation target liquid 160 stabilizes the interface.

도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치 및 방법을 이용하여 형성한 액체매개 패턴에 대한 기둥부재들 사이의 거리의 영향을 나타내는 도면들이다.17 is a view showing the effect of the distance between the pillar members on the liquid-mediated pattern formed using the liquid-mediated pattern forming apparatus and method according to an embodiment of the present invention.

도 17의 (a)를 참조하면, 관통구멍들(120)을 통한 증발대상액체(160)의 직접 증발의 모델링이 도시되어 있다. 기둥부재들(130)의 반경(rp)과 기둥부재들(130) 사이의 거리(d)는 잘 정렬된 액체매개 패턴(190)을 얻기 위한 중요한 요소임을 알 수 있다. 기둥부재들(130)이 정사각형 형상으로 설계되고, 또한 관통구멍들(120)이 정사각형 형상으로 설계되어 있으며, 관통구멍들(120)로부터 형성된 액체-공기 계면(170)들이 균일하게 성장하여 서로 접촉하게 된다. 상기 설계에 따른 배열은 기본 단위로서 네 개의 기둥부재들(130)과 하나의 관통구멍(160)을 가지며, 이하에서는 "4P1H"로 지칭하기로 한다. 여기에서, 액체-공기 계면(170)들에 의하여 형성된 거품(172)의 반경(rb)은 하기의 식과 같이 기둥부재들(130)의 반경(rp) 및 기둥부재들(130) 사이의 거리(d)에 의하여 결정된다.Referring to FIG. 17A , modeling of direct evaporation of the evaporation target liquid 160 through the through holes 120 is illustrated. It can be seen that the radius r p of the pillar members 130 and the distance d between the pillar members 130 are important factors for obtaining a well-aligned liquid-mediated pattern 190 . The pillar members 130 are designed in a square shape, and the through-holes 120 are designed in a square shape, and the liquid-air interfaces 170 formed from the through-holes 120 grow uniformly and contact each other. will do The arrangement according to the design has four pillar members 130 and one through hole 160 as a basic unit, and will be referred to as "4P1H" hereinafter. Here, the radius (r b ) of the bubble 172 formed by the liquid-air interfaces 170 is the radius (r p ) of the column members 130 and between the column members 130 as shown in the following equation. It is determined by the distance (d).

rb = (rp + d/2) tan (θ/2)r b = (r p + d/2) tan (θ/2)

여기에서, θ는 기둥부재들(130)의 배열을 구성하는 다각형의 각도이고, 예를 들어 4P1H 배열에서는, θ는 π/2 이다.Here, θ is the angle of the polygon constituting the arrangement of the pillar members 130, for example, in the 4P1H arrangement, θ is π/2.

제한된 증발대상액체(160) 영역(청색으로 표시됨)의 중심에서의 기둥부재들(130)의 이상적인 반경(적색 점선원으로 표시됨)은 ri 이고, 기하학적 관계는 다음과 같다.The ideal radius (indicated by the red dotted circle) of the column members 130 at the center of the limited area of the liquid to be evaporated 160 (indicated in blue) is r i , and the geometrical relationship is as follows.

ri / (d/2 + rp) = sec (θ/2) - tan (θ/2)r i / (d/2 + r p ) = sec (θ/2) - tan (θ/2)

여기에서, d는 기둥부재들(130) 사이의 거리이고, θ는 기둥부재들(130)의 배열을 구성하는 다각형의 각도이다.Here, d is a distance between the pillar members 130 , and θ is an angle of a polygon constituting the arrangement of the pillar members 130 .

상기 관계에 의하여 상기 액체매개 패턴은 삼각형, 사각형, 또는 육각형과 같은 다각형이 규칙적으로 배열된 형태를 가질 수 있다.According to the relationship, the liquid-mediated pattern may have a shape in which polygons such as a triangle, a square, or a hexagon are regularly arranged.

도 17의 (b)를 참조하면, 상술한 정사각형 배열에서 두 가지 기둥부재들(130) 사이의 거리(d)에 대하여 시간에 따라 변화되는 액체-공기 계면(170)을 나타낸다. 좌측은 결함이 없는 액체매개 패턴이 형성된 경우이고, 우측은 결함이 있는 액체매개 패턴이 형성된 경우이다. 상기 4P1H 배열에서, 기둥부재들(130)의 반경(rp)이 30 μm 이고, 기둥부재들(130) 사이의 거리(d)가 50 μm 인 경우에는 기둥부재들(130)의 이상적인 반경(ri)은 22.78 이 되며, 따라서 ri < rp 가 된다. 이와 같이, ri < rp 경우에는, 도 17의 (b)의 좌측 도면과 같이, 잘 정렬된 사각형의 격자 패턴이 형성되었다.Referring to FIG. 17( b ), the liquid-air interface 170 that changes with time with respect to the distance d between the two pillar members 130 in the above-described square arrangement is shown. The left side shows a case in which a liquid-mediated pattern without defects is formed, and the right side shows a case where a defect-free liquid-mediated pattern is formed. In the 4P1H arrangement, when the radius r p of the pillar members 130 is 30 μm and the distance d between the pillar members 130 is 50 μm, the ideal radius ( r i ) becomes 22.78, so r i < r p . In this way, when r i < r p , as shown in the left figure of FIG. 17B , a well-aligned rectangular grid pattern was formed.

반면, 동일한 4P1H 배열에서, 기둥부재들(130) 사이의 거리(d)를 변화시키면, 기둥부재들(130)의 이상적인 반경(ri)이 변화된다. 기둥부재들(130)의 반경(rp)이 30 μm 이고, 기둥부재들(130) 사이의 거리(d)가 200 μm 인 경우에는 기둥부재들(130)의 이상적인 반경(ri)은 53.85 가 되며, 따라서 ri > rp 가 된다. 이와 같이, ri > rp 경우에는, 도 17의 (b)의 우측 도면과 같이, 세 개의 평활 경계들이 기둥부재들(130)의 위치를 벗어나서 접촉하는 액체 교차점들이 많이 발견되었다. 상기 실험 결과들을 기초로 하여, 격자 패턴 내에 패턴되지 않은 선, 즉 결함의 갯수를 세어서 분석하였다.On the other hand, in the same 4P1H arrangement, when the distance d between the pillar members 130 is changed, the ideal radius ri of the pillar members 130 is changed. When the radius (r p ) of the pillar members 130 is 30 μm, and the distance d between the pillar members 130 is 200 μm, the ideal radius (r i ) of the pillar members 130 is 53.85 , so that r i > r p . As such, in the case of r i > r p , as shown in the right diagram of FIG. 17 ( b ), there are many liquid intersection points in which three smooth boundaries are out of position of the column members 130 and contact. Based on the experimental results, the number of unpatterned lines, ie, defects, in the grid pattern was counted and analyzed.

도 17의 (c)를 참조하면, 반경 차이의 변화에 대한 결함 갯수의 변화를 나타내는 그래프이다. 상기 그래프는 가로 8 mm 세로 8 mm의 전체 공간에서의 결합 발생을 정량화한 그래프이다. 상기 반경 차이는 Δr(= ri - rp)로 표시되어 있다. 반경 차이(Δr)가 증가함에 따라 결함의 개수가 증가함을 알 수 있다. 또한, 상기 증가의 정도는 기둥부재들(130) 사이의 거리(d)가 작을수록 크게 나타났다.Referring to FIG. 17C , it is a graph showing a change in the number of defects with respect to a change in the radius difference. The graph is a graph quantifying the occurrence of bonding in the entire space of 8 mm in width and 8 mm in length. The radius difference is denoted by Δr (= r i - r p ). It can be seen that the number of defects increases as the radius difference Δr increases. In addition, the degree of the increase was larger as the distance d between the pillar members 130 decreased.

도 17의 (d)를 참조하면, 도 17의 (c)의 결과를 기초로 하여, 무차원화한 반경 차이의 변화에 대한 결함 갯수의 변화를 나타내는 그래프이다. 상기 무차원화는 반경 차이(Δr)를 거품(172)의 반경(rb)으로 나누어 수행하였다. 무차원화를 수행한 후에는, 기둥부재들(130) 사이의 거리(d)가 130 μm 및 200 μm 에 각각 상응하는 그래프들이 잘 중첩됨을 알 수 있다.Referring to (d) of FIG. 17, based on the result of (c) of FIG. 17, it is a graph showing a change in the number of defects with respect to a change in a non-dimensionalized radius difference. The dimensionlessization was performed by dividing the radius difference (Δr) by the radius (r b ) of the bubble 172 . After the dimensionlessization is performed, it can be seen that the graphs corresponding to the distance d between the pillar members 130 are 130 μm and 200 μm, respectively, and overlap well.

도 17의 분석에 의하면, 액체매개 패턴(190)을 결함없이 형성하기 위하여는 기둥부재들(130)의 반경(rp)과 기둥부재들(130) 사이의 거리(d)가 중요한 요소임을 알 수 있다. 기둥부재들(130)의 반경이 작아지고, 기둥부재들(130) 사이의 거리가 커질수록, 결함이 형성되는 경향이 강해짐을 알 수 있다. 또한, 액체-공기 계면(170)들이 서로 접촉하기 전에, 액체-공기 계면(170)들을 고정하기 위하여, 기둥부재들(130)의 반경(rp)이 기둥부재들(130)의 이상적인 반경(ri)에 비하여 큰 값을 가져야 함을 알 수 있다.According to the analysis of FIG. 17 , in order to form the liquid-mediated pattern 190 without defects, the radius r p of the column members 130 and the distance d between the column members 130 are important factors. can It can be seen that as the radius of the pillar members 130 decreases and the distance between the pillar members 130 increases, the tendency to form defects increases. In addition, before the liquid-air interfaces 170 are in contact with each other, in order to fix the liquid-air interfaces 170 , the radius r p of the pillar members 130 is the ideal radius ( It can be seen that it should have a larger value than r i ).

기둥부재들(130)의 반경(rp)이 기둥부재들(130)의 이상적인 반경(ri)에 비하여 큰 경우에는, 기둥부재들(130)이 삼각형 또는 사각형으로 배치된 경우에는 결함을 형성하지 않을 수 있다. 그러나, 기둥부재들(130)이 육각형으로 배치된 경우에는 평활 법칙(plateau's Law)를 따르게 되므로, 이러한 규칙이 적용되지 않을 수 있다.When the radius r p of the pillar members 130 is greater than the ideal radius ri of the pillar members 130, a defect is formed when the pillar members 130 are arranged in a triangular or quadrangular shape. may not However, when the pillar members 130 are arranged in a hexagonal shape, since they follow the plateau's Law, this rule may not be applied.

관통구멍들(120)과 기둥부재들(130)은 다양한 방식으로 배열될 수 있으며, 예를 들어 하기의 도 18에 도시된 바와 같은 방식으로 배열될 수 있다. 기둥부재들(130)은 삼각형, 사각형, 또는 육각형의 단위 다각형을 형성하도록 배열될 수 있다. 여기에서 상기 단위 다각형은 인접한 기둥부재들(130)이 형성하는 다각형을 의미한다. 기둥부재들(130)로 이루어진 상기 단위 다각형은 연속적으로 배열되어 유연 모재(110) 전체에 걸쳐서 배치될 수 있다. 또한, 관통구멍들(120)은 삼각형, 사각형, 또는 육각형의 단위 다각형을 형성하도록 배열될 수 있다. 여기에서 상기 단위 다각형은 인접한 관통구멍들(120)이 형성하는 다각형을 의미한다. 관통구멍들(120)로 이루어진 상기 단위 다각형은 연속적으로 배열되어 유연 모재(110) 전체에 걸쳐서 배치될 수 있다.The through-holes 120 and the pillar members 130 may be arranged in various ways, for example, as shown in FIG. 18 below. The pillar members 130 may be arranged to form a unit polygon of a triangle, a square, or a hexagon. Here, the unit polygon means a polygon formed by the adjacent pillar members 130 . The unit polygons made of the pillar members 130 may be continuously arranged and disposed over the flexible base material 110 . Also, the through holes 120 may be arranged to form a unit polygon of a triangle, a square, or a hexagon. Here, the unit polygon means a polygon formed by the adjacent through-holes 120 . The unit polygons made of the through holes 120 may be continuously arranged and disposed over the flexible base material 110 .

관통구멍들(120)과 기둥부재들(130)은 다양한 방식으로 상대적으로 배열될 수 있으며, 예를 들어 하기의 도 18에 도시된 바와 같은 방식으로 상대적으로 배열될 수 있다. 기둥부재들(130)이 형성하는 단위 다각형 내에 하나의 상기 관통구멍이 배치될 수 있다. 상기 다각형은 삼각형, 사각형, 육각형일 수 있다.The through-holes 120 and the pillar members 130 may be relatively arranged in various ways, for example, may be relatively arranged in a manner as shown in FIG. 18 below. One of the through-holes may be disposed within the unit polygon formed by the pillar members 130 . The polygon may be a triangle, a square, or a hexagon.

도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치 및 방법을 이용하여 형성한 다양한 형상의 액체매개 패턴을 나타내는 도면들이다.18 is a view showing liquid-mediated patterns of various shapes formed using the liquid-mediated pattern forming apparatus and method according to an embodiment of the present invention.

도 18을 참조하면, 기둥부재들(130)의 배열과 관통구멍들(160)의 배열에 따라 설계된 다양한 액체매개 패턴(190)들이 나타나있다. 도 18에서, (a), (b), 및 (c)는 4P1H 배열에서의 액체매개 패턴(190)들이고, (d), (e), 및 (f)는 6P1H 배열에서의 액체매개 패턴(190)들이고, (g), (h), 및 (i)는 3P1H 배열에서의 액체매개 패턴(190)들이다. 적색 점선을 이용하여 표시한 기본 배열과 함께, 기둥부재들의 배열은 정사각형, 육각형, 삼각형 형상을 가지며, 다양한 형상의 관통구멍들이 단위 다각형의 중심에 위치한다. 상기 기둥부재들이 제거된 위치들은 청색 원들로 표시되어 있고, 관통구멍들이 제거된 위치들은 녹색 원들로 표시되어 있다.Referring to FIG. 18 , various liquid-mediated patterns 190 designed according to the arrangement of the column members 130 and the arrangement of the through holes 160 are shown. 18, (a), (b), and (c) are liquid-mediated patterns 190 in a 4P1H arrangement, (d), (e), and (f) are liquid-mediated patterns in a 6P1H arrangement ( 190), and (g), (h), and (i) are liquid-mediated patterns 190 in a 3P1H arrangement. Along with the basic arrangement indicated by the red dotted line, the arrangement of the column members has a square, hexagonal, and triangular shape, and through-holes of various shapes are located at the center of the unit polygon. Positions from which the pillar members are removed are indicated by blue circles, and positions from which the through-holes are removed are indicated by green circles.

참고로, 상기 관통구멍들이 상기 기둥부재들에 의하여 형성된 다각형의 중심에 위치함은 예시적이며, 상기 관통구멍들이 상기 기둥부재들에 의하여 형성된 다각형의 내부에 어떤 자리에도 위치하는 경우도 동일한 결과를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 상기 관통구멍들이 상기 기둥부재들에 의하여 형성된 다각형의 내부에 어떤 자리에도 위치하는 경우를 포함한다. For reference, it is exemplary that the through-holes are located at the center of the polygon formed by the pillar members, and the same result is obtained when the through-holes are located at any position inside the polygon formed by the pillar members. can be obtained Accordingly, the technical idea of the present invention includes a case where the through-holes are located at any position inside the polygon formed by the pillar members.

특정한 기둥부재들의 배열에서 다양한 패턴들을 얻기 위하여, 기둥부재들의 제거, 관통구멍들의 제거, 및 기둥부재들을 둘러싸는 구멍들의 크기 변화는 연구할 필요가 있는 다른 공학적 요소들이다.In order to obtain various patterns in the arrangement of specific column members, the removal of the column members, the removal of the through-holes, and the change in the size of the holes surrounding the column members are other engineering factors that need to be studied.

먼저, 상기 4P1H 배열의 경우를 검토하기로 한다.First, the case of the 4P1H arrangement will be reviewed.

도 18의 (a)를 참조하면, 기둥부재들과 관통구멍들을 각각 단위 사각형들로 배치되어 있다. 이러한 경우에는, 액체매개 패턴도 동일한 단위 사각형이 연속하여 배열된 형태를 가진다. 예를 들어, 상기 다각형이 사각형인 경우에는, 네 개의 기둥부재들(130)이 형성하는 단위 사각형의 내부에, 예를 들어 상기 단위 사각형의 중심에, 하나의 상기 관통구멍이 배치될 수 있다.Referring to (a) of FIG. 18 , the pillar members and the through holes are arranged in unit squares, respectively. In this case, the liquid-mediated pattern also has a form in which the same unit square is continuously arranged. For example, when the polygon is a quadrilateral, one through hole may be disposed inside the unit quadrangle formed by the four pillar members 130 , for example, at the center of the unit quadrangle.

도 18의 (b)를 참조하면, 가로 2 및 세로 2의 단위 사각형에서 청색 원으로 표시된 중심에 위치하는 기둥부재가 제거되어 있다. 이러한 경우에는, 액체매개 패턴은 세 개의 평활 경계들을 포함하는 두 개의 상호 연결된 교차점을 나타낸다.Referring to (b) of FIG. 18 , the pillar member positioned at the center indicated by a blue circle in the unit square of 2 horizontal and 2 vertical is removed. In this case, the liquid-mediated pattern represents two interconnected intersections comprising three smooth boundaries.

도 18의 (c)를 참조하면, 가로 2 및 세로 2의 단위 사각형에서 중심에 위치한 두 배 크기의 관통구멍들을 포함한다. 청색 화살표는 두 배 크기의 관통구멍에 의하여 둘러싸인 기둥부재를 나타낸다. 이러한 경우에는 도 18의 (a)와 비교하여 네 배 면적의 단위 사각형 패턴이 형성된다. 여덟 개의 기둥부재들(130)이 형성하는 단위 사각형의 의 내부에, 예를 들어 상기 단위 사각형의 중심에, 하나의 관통구멍(120)이 배치되고, 관통구멍(120)은 중첩되어 배치된 기둥부재(140)에 비하여 큰 직경을 가질 수 있다.Referring to (c) of FIG. 18 , double-sized through-holes located in the center of a unit square of 2 horizontal and 2 vertical are included. Blue arrows indicate column members surrounded by double-sized through-holes. In this case, a unit square pattern having an area four times that of FIG. 18A is formed. One through-hole 120 is disposed in the inside of the unit rectangle formed by the eight pillar members 130, for example, at the center of the unit rectangle, and the through-hole 120 overlaps the pillar. It may have a larger diameter than the member 140 .

이어서, 상기 6P1H 배열의 경우를 검토하기로 한다.Next, the case of the 6P1H arrangement will be considered.

도 18의 (d)를 참조하면, 기둥부재들과 관통구멍들을 각각 단위 육각형들로 배치되어 있다. 이러한 경우에는, 액체매개 패턴도 동일한 단위 육각형이 연속하여 배열된 형태를 가진다. 상기 다각형이 육각형인 경우에는, 여섯 개의 기둥부재들(130)이 형성하는 단위 육각형의 내부에, 예를 들어 상기 단위 육각형의 중심에, 하나의 관통구멍(120)이 배치될 수 있다.Referring to (d) of FIG. 18 , the pillar members and the through holes are arranged in unit hexagons, respectively. In this case, the liquid-mediated pattern also has a form in which the same unit hexagons are continuously arranged. When the polygon is a hexagon, one through hole 120 may be disposed inside the unit hexagon formed by the six pillar members 130 , for example, at the center of the unit hexagon.

도 18의 (e)를 참조하면, 단위 육각형에서 청색 원으로 표시된 두 개의 기둥부재들이 제거되어 있다. 두 개의 기둥부재들을 제거하여도, 도 18의 (b)의 상기 4P1H의 경우와는 다르게, 벌집 형상의 육각형 액체매개 패턴들의 형상에는 영향이 없다. 즉, 액체매개 패턴에서 세 개의 평활 경계들을 가지는 두 개의 교차점이 고정하는 기둥부재들이 없이도 형성될 수 있다. 개방 경계에서의 액체 계면들이 평활 법칙(plateau's law)을 따르기 때문에 상기 4P1H와 6P1H는 서로 다르게 나타난다. 도 18의 (e)의 상기 6P1H 배열에서는, 어떠한 기둥들을 제거하는 것과는 무관하게, 세 개의 액체-공기 계면들은 재배열이 없이 상기 평활 법칙을 따라서 항상 접촉하게 된다. Referring to FIG. 18E , two pillar members indicated by blue circles in the unit hexagon are removed. Even if the two pillar members are removed, the shape of the honeycomb-shaped hexagonal liquid-mediated patterns is not affected, unlike the case of 4P1H of FIG. 18(b). That is, in the liquid-mediated pattern, two intersecting points having three smooth boundaries can be formed without pillar members fixing them. The 4P1H and 6P1H appear different from each other because the liquid interfaces at the open boundary obey the plateau's law. In the 6P1H arrangement of FIG. 18(e), regardless of removing any pillars, the three liquid-air interfaces are always in contact according to the smoothing law without rearrangement.

반면, 도 18의 (b)의 상기 4P1H 배열에서는, 액체-공기 계면들은 비대칭으로 변형되고 이어서 평활 법칙을 따라서 재배열된다. 따라서, 고정하는 기둥부재들은 평활 법칙을 따르지 않는 액체매개 패턴들을 설계하는데 중요한 역할을 한다. 따라서, 네 개의 기둥부재들(130)과 상기 액체매개 패턴의 두 개의 서로 마주보는 교차점들이 형성하는 단위 육각형의 내부에, 예를 들어 상기 단위 육각형의 중심에, 하나의 관통구멍(120)이 배치될 수 있다.On the other hand, in the 4P1H arrangement of Fig. 18(b), the liquid-air interfaces are asymmetrically deformed and then rearranged according to the smoothing law. Therefore, the fixing column members play an important role in designing liquid-mediated patterns that do not follow the smoothing law. Accordingly, one through hole 120 is disposed inside the unit hexagon formed by the four pillar members 130 and the two mutually facing intersections of the liquid-mediated pattern, for example, at the center of the unit hexagon. can be

도 18의 (f)를 참조하면, 단위 육각형에서 중심에 위치한 두 배 크기의 관통구멍들을 포함한다. 청색 화살표는 두 배 크기의 관통구멍에 의하여 둘러싸인 기둥부재를 나타낸다. 이는, 도 18의 (g)의 3P1H 배열의 기둥부재들에서 형성할 수 있다. 상기 두 배 크기의 관통구멍에 의하여 둘러싸인 기둥부재는 액체매개 패턴의 형상에 영향을 주지 않으며, 그 이유는 액체-공기 계면이 상기 기둥부재와 접촉하지 않기 때문이다. 추가로, 특정한 관통구멍들이 주기적으로 제거되면, 기하학적 파라미터들을 고려하고 평활 법칙을 적용하여 예측될 수 있는 다양한 액체 패턴들을 형성할 수 있다. 여섯 개의 기둥부재들(130)이 형성하는 단위 육각형의 중심에 하나의 상기 관통구멍(120)이 배치되고, 관통구멍(120)은 중첩되어 배치된 기둥부재(140)에 비하여 큰 직경을 가질 수 있다.Referring to (f) of FIG. 18 , through-holes twice the size of the center are included in the unit hexagon. Blue arrows indicate column members surrounded by double-sized through-holes. This can be formed in the pillar members of the 3P1H arrangement of Fig. 18 (g). The pillar member surrounded by the double-sized through hole does not affect the shape of the liquid-mediated pattern, because the liquid-air interface does not contact the pillar member. Additionally, if certain through-holes are periodically removed, it is possible to form various predictable liquid patterns by considering geometrical parameters and applying the law of smoothing. One through-hole 120 is disposed at the center of the unit hexagon formed by the six pillar members 130, and the through-hole 120 may have a larger diameter than the overlapping pillar members 140. have.

이어서, 상기 3P1H 배열의 경우를 검토하기로 한다.Next, the case of the 3P1H arrangement will be considered.

도 18의 (g)를 참조하면, 기둥부재들과 관통구멍들을 각각 단위 삼각형들로 배치되어 있다. 이러한 경우에는, ri > rp 의 조건을 가지게 되고, 상술한 바와 같은 원리에 따라 액체매개 패턴의 결함들이 관찰되었다. 상기 다각형이 삼각형인 경우에는, 세 개의 기둥부재들(130)이 형성하는 단위 삼각형의 내부에, 예를 들어 상기 단위 삼각형의 중심에, 하나의 관통구멍(120)이 배치될 수 있다.Referring to (g) of FIG. 18 , the pillar members and the through holes are arranged in unit triangles, respectively. In this case, the condition of ri > r p was obtained, and defects of the liquid-mediated pattern were observed according to the same principle as described above. When the polygon is a triangle, one through hole 120 may be disposed inside a unit triangle formed by the three pillar members 130 , for example, at the center of the unit triangle.

도 18의 (h)를 참조하면, 적색 점선으로 표시된 육각형의 단위 공간에서 녹색 원으로 표시된 세 개의 관통구멍들이 제거되어 있다. 이러한 경우에는, 잘 정렬된 육각형의 액체매개 패턴을 형성할 수 있다. 세 개의 액체-공기 계면의 Y-형 교차점은 액체매개 패턴의 기본 구성 요소가 된다. 세 개의 기둥부재들(130)과 상기 액체매개 패턴의 세 개의 교차점들이 서로 교번하여 배열되어 형성하는 단위 육각형의 내부에, 예를 들어 상기 단위 육각형의 중심에, 하나의 관통구멍(120)이 배치될 수 있다.Referring to (h) of FIG. 18 , three through-holes indicated by green circles are removed from the hexagonal unit space indicated by the red dotted line. In this case, a well-ordered hexagonal liquid-mediated pattern can be formed. The Y-shaped intersection of the three liquid-air interfaces is the basic component of the liquid-mediated pattern. One through hole 120 is disposed inside a unit hexagon formed by alternately arranging three intersecting points of the three pillar members 130 and the liquid-mediated pattern with each other, for example, at the center of the unit hexagon. can be

도 18의 (i)를 참조하면, 적색 점선으로 표시된 단위 삼각형의 공간에서 녹색 원으로 표시된 세 개의 관통구멍들이 제거되어 있다. 이러한 경우에는, 잘 정렬된 확대된 삼각형의 액체매개 패턴을 형성할 수 있다. 세 개의 액체-공기 계면의 Y-형 교차점은 액체매개 패턴의 기본 구성 요소가 된다. 여섯 개의 기둥부재들(130)이 형성하는 단위 삼각형의 내부에, 예를 들어 상기 단위 삼각형의 중심에, 하나의 관통구멍(120)이 배치될 수 있다.Referring to (i) of FIG. 18 , three through holes indicated by green circles are removed from the space of the unit triangle indicated by the red dotted line. In this case, a well-ordered enlarged triangular liquid-borne pattern can be formed. The Y-shaped intersection of the three liquid-air interfaces is the basic component of the liquid-mediated pattern. One through hole 120 may be disposed inside a unit triangle formed by the six pillar members 130 , for example, at the center of the unit triangle.

본 발명의 기술적 사상에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 액체매개 패턴을 형성하는 기술인 템플릿 유도 거품법에서, 증발대상액체가 증발하는 동안 곡면 기판 상에서 후퇴하는(receding) 액체-공기 계면들의 배열들을 제어할 수 있고, 이에 따라 입자들 또는 용질들의 곡선 조립체에 대한 규칙적으로 배열된 수용성 거품 구조를 형성할 수 있다. 상기 템플릿 유도 거품법은, 단일 단계로, 신속하고, 변형을 유발하지 않고, 서브-마이크로 해상도로서, 투명 전도체들로 구성된 곡선형의 은 그리드들을 다양한 기판들 상에 제조할 수 있다.In the template-induced bubble method, which is a technique for forming a liquid-mediated pattern using a liquid-mediated pattern forming apparatus according to the technical concept of the present invention, the liquid-air interfaces receding on the curved substrate while the liquid to be evaporated is evaporated controllable, thus forming a regularly arranged water-soluble foam structure for a curved assembly of particles or solutes. The template-guided foaming method can fabricate curved silver grids of transparent conductors on a variety of substrates in a single step, quickly, without deformation, and with sub-micro resolution.

또한, 상기 템플릿 유도 거품법은, 은 그리드들로 구성된 투명 히터들을 볼록 거울 상에 형성시킬 수 있다. 증발가능한 조립체에 대한 액체-공기 계면들이 3차원으로 후퇴하는 것을 유도하기 위하여, 다양한 소프트 템플릿들을 개발할 수 있고, 모든 액체 공정의 기능성 3차원 광전자들 및 웨어러블 전자 장치들의 경제적인 제조에 적용될 수 있다.In addition, the template-guided bubble method can form transparent heaters composed of silver grids on a convex mirror. In order to induce the liquid-air interfaces to the vaporizable assembly to retract in three dimensions, various soft templates can be developed and applied to the economical fabrication of functional three-dimensional optoelectronics and wearable electronic devices of any liquid process.

실험예Experimental example

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred experimental examples are presented to help the understanding of the present invention. However, the following experimental examples are only for helping understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the following experimental examples.

실험예에 사용한 시약들과 물질들Reagents and materials used in the experimental example

본 발명의 실험예에 사용된 화합물들은 별도로 지칭되지 않는한 시그마-알드리히(Sigma-Aldrich)사의 제품을 사용하였다.Compounds used in the experimental examples of the present invention were products manufactured by Sigma-Aldrich, unless otherwise specified.

액체매개 패턴형성장치로서, 미세한 텍스쳐 관통구멍을 가지는 필름에 미세구조들을 형성하거나 복제하기 위하여, 네가티브 포토레지스트(SU-8 2025 및 SU-8 2050, MicroChem), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)(Sylgard 184, Dow Corning) 및 비화학평형적인(off-stoichiometry) 시오린(thiolene) 고분자 레진(OSTEMER; OSTEMER 322 Crystal Clear, Mercene Labs)을 사용하였다. 상기 필름 제조에 있어서, 희생층을 형성하도록 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA)(360627)을 사용하였다. As a liquid-mediated pattern forming apparatus, negative photoresist (SU-8 2025 and SU-8 2050, MicroChem), polydimethylsiloxane (PDMS) ( Sylgard 184, Dow Corning) and off-stoichiometry thiolene polymer resin (OSTEMER; OSTEMER 322 Crystal Clear, Mercene Labs) were used. In preparing the film, polyvinyl alcohol (PVA) (360627) was used to form a sacrificial layer.

몰드의 표면을 트리틀로로 (1H,1H,2H,2H-퍼플로옥틸)실란 (Trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl)silane)(PFOCTS; 448931)을 이용하여 개질하였다. The surface of the mold was modified using Trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl)silane (PFOCTS; 448931).

또한, 소듐 도데실 설페이트(sodium dodecyl sulfate)(SDS; 436143)와 50 nm 의 은 나노입자들(Econix ailver nanospheres-polyvinylpyrrolidone, nanoComposix)을 물에 용해시키거나 또는 희석시켜 은 그리드들을 인쇄하기 위한 은 잉크를 준비하였다. 상기 소듐 도데실 설페이트의 농도는 0.05% 이었다. 본 발명에 사용된 용액의 퍼센트는 무게/부피 퍼센트를 의미한다.Also, silver ink for printing silver grids by dissolving or diluting sodium dodecyl sulfate (SDS; 436143) and 50 nm silver nanoparticles (Econix ailver nanospheres-polyvinylpyrrolidone, nanoComosix) in water. was prepared. The concentration of sodium dodecyl sulfate was 0.05%. As used herein, the percentage of solution means weight/volume percent.

실험 설비laboratory equipment

USB 현미경(AM7915MZTL, Dino-Lite) 및 역형광 현미경(inverted fluorescence microscope)(IX71, Olympus Corp.)에 설치된 CCD 장치 카메라(Clara Interline CCD, Andor Technology Ltd)를 이용하여 광학 사진들을 취득하였다. 전동 스테이지(96S209-N2), 전동 초점 제어기(99A400), 및 제어 시스템(MAC 5000) (Ludl electronic Products 제조)을 이용하여 상기 현미경을 자동화하였다.Optical pictures were acquired using a CCD device camera (Clara Interline CCD, Andor Technology Ltd) installed in a USB microscope (AM7915MZTL, Dino-Lite) and an inverted fluorescence microscope (IX71, Olympus Corp.). The microscope was automated using a motorized stage 96S209-N2, a motorized focus controller 99A400, and a control system (MAC 5000) (manufactured by Ludl Electronic Products).

전계효과 주사전자현미경(FE-SEM, S-4800, Hitachi)을 이용하여 주사전자현미경 사진들을 취득하였다.Scanning electron micrographs were obtained using a field effect scanning electron microscope (FE-SEM, S-4800, Hitachi).

은 그리드들의 투과율을 측정하기 위하여 자외선-가시광선 분광 광도계(Varian Cary 5000, Agilent)를 사용하였다. 투명한 은 히터들의 온도는 적외선 카메라(A325sc; FLIR systems)를 이용하여 측정하였다. 대기 조건들을 제어하기 위하여, 솔레노이드 밸브들(S10MM-20-24-2, Pneumadyne Inc.), 습도/온도 센서(SHT15, SENSIRION), 미세제어보드(Arduino Uno, Arduino cc.)를 포함하는 맞춤 습도/온도 제어 시스템을 사용하였고, LabVIEW 소프트웨어(National Instruments)를 이용하여 프로그램밍하였다.An ultraviolet-visible spectrophotometer (Varian Cary 5000, Agilent) was used to measure the transmittance of the silver grids. The temperature of the transparent silver heaters was measured using an infrared camera (A325sc; FLIR systems). Custom humidity including solenoid valves (S10MM-20-24-2, Pneumadyne Inc.), humidity/temperature sensor (SHT15, SENSIRION), micro control board (Arduino Uno, Arduino cc.) to control atmospheric conditions A /temperature control system was used and was programmed using LabVIEW software (National Instruments).

액체매개 패턴형성장치의 제조Manufacture of liquid-mediated pattern forming apparatus

액체매개 패턴형성장치는 상술한 방법에 의하여 제조하였고, 예를 들어 소프트-리소그래피 공정을 이용하여 형성하였다. 구체적으로, 2층 구조를 가지는 SU-8 포토레지스트를 가지는 마스터 몰드를 준비하고, 상기 마스터 몰드를 이용하여 소프트-리소그래피 공정을 수행하여 PDMS로 구성된 액체매개 패턴형성장치를 제조하였다. 추가적으로 상기 액체매개 패턴형성장치를 PFOCTS를 이용하여 화학적으로 기능화하였다.The liquid-mediated pattern forming apparatus was manufactured by the method described above, and was formed using, for example, a soft-lithography process. Specifically, a master mold having a SU-8 photoresist having a two-layer structure was prepared, and a soft-lithography process was performed using the master mold to prepare a liquid-mediated pattern forming apparatus composed of PDMS. Additionally, the liquid-mediated pattern forming apparatus was chemically functionalized using PFOCTS.

유리 기판 상에 PVA를 스핀 코팅을 하여, 수용성 희생층을 형성하였다. 이어서, 상기 PVA가 코팅된 유리 기판 상에 PDMS 몰드를 배치하였다. 진공 조건 하에서, 상기 PDMS 몰드로부터 공기를 제거하였다. 이어서, 상기 몰드를 진공 조건으로부터 배출하고, 음의 압력 유동에 의하여 입력 포트에 OSTEMER 레진을 내부로 장입하였다. 여기에서 상기 PVA가 코팅된 유리 기판과 상기 PDMS 몰드 사이의 미세 채널에 음의 압력을 형성하기 위하여, 상기 몰드는 입력 포트만을 가지고 있고, 다른 포트는 가지지 않아야 한다. 상기 OSTEMER 레진이 장입되는 동안에 반데르발스 상호작용에 의하여 상기 PDMS 몰드와 PVA 층이 등각 접촉을 유지한다. 파장 312 nm의 자외선을 5 분간 인가하여 상기 OSTEMER 레진을 고상화하였다. 이어서, 상기 PDMS 몰드를 제거하였다. 상기 PDMS 몰드는 재사용할 수 있다. 상기 OSTEMER의 고상화를 완성하기 위하여, 상기 90℃의 오븐에서 1 시간동안 열처리하였다. 상기 유리 기판에서 미세 텍스쳐 관통구멍 필름을 분리하도록, 상기 PVA 희생층을 물에 용해시켰다.A water-soluble sacrificial layer was formed by spin-coating PVA on a glass substrate. Then, a PDMS mold was placed on the PVA-coated glass substrate. Under vacuum conditions, air was removed from the PDMS mold. Then, the mold was discharged from the vacuum condition, and OSTEMER resin was charged inside the input port by negative pressure flow. Here, in order to form a negative pressure in the microchannel between the PVA-coated glass substrate and the PDMS mold, the mold should have only an input port and no other ports. While the OSTEMER resin is loaded, the PDMS mold and the PVA layer maintain conformal contact by van der Waals interaction. UV light having a wavelength of 312 nm was applied for 5 minutes to solidify the OSTEMER resin. Then, the PDMS mold was removed. The PDMS mold can be reused. In order to complete the solidification of the OSTEMER, heat treatment was performed in the oven at 90° C. for 1 hour. To separate the fine-textured through-hole film from the glass substrate, the PVA sacrificial layer was dissolved in water.

OSTEMER 322 레진으로 구성된 75 μm 두께의 미세 텍스쳐 관통구멍을 가지는 액체매개 패턴형성장치를 필름형상으로 제조하였다. 상기 액체매개 패턴형성장치는 곡면 기판들에 등각 접촉하기 위한 적절한 유연성을 구현하도록 충분한 영률을 가졌다. 상기 액체매개 패턴형성장치는 관통구멍들을 구비하고, 모놀리식으로 형성된 기둥부재들을 가진다. 상기 기둥부재들은 지름 20 μm 및 높이 25 μm이었고, 상기 관통구멍들은 지름 50 μm 및 높이 50 μm 이었다.A liquid-mediated pattern forming apparatus having a 75 μm-thick microtexture through hole composed of OSTEMER 322 resin was manufactured in the form of a film. The liquid-mediated pattern forming apparatus had a sufficient Young's modulus to realize adequate flexibility for conformal contact to curved substrates. The liquid-mediated pattern forming apparatus has through-holes and monolithically formed pillar members. The pillar members had a diameter of 20 μm and a height of 25 μm, and the through holes had a diameter of 50 μm and a height of 50 μm.

액체매개 패턴의 형성Formation of liquid-mediated patterns

곡면 기판 상에 관통구멍들과 기둥부재들을 가지는 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 증발대상액체의 증발에 의하여 은 나노입자의 규칙적으로 배열된 수용성 거품 구조, 즉, 템플릿 유도 거품 구조를 형성하였다. 상기 액체매개 패턴형성장치는 상기 증발대상액체가 증발하는 동안 후퇴하는 액체-공기 계면들의 배열들을 적절하게 제어할 수 있다. 특히, 본 발명자들에 의하여 이전에 제안한 관통구멍 배열을 가지는 필름과 기둥 배열을 가지는 기판으로 구성된 액체매개 패턴형성장치와는 달리, 본 발명의 액체매개 패턴형성장치는 유연 모재에 관통구멍들이 구비되고, 기둥부재들이 형성된 상이점이 있다.A regularly arranged water-soluble bubble structure of silver nanoparticles, that is, a template-induced bubble structure, was formed by evaporation of the liquid to be evaporated using a liquid-mediated pattern forming apparatus having through-holes and column members on a curved substrate. The liquid-mediated pattern forming apparatus can appropriately control the arrangements of liquid-air interfaces that recede while the evaporation target liquid evaporates. In particular, unlike the liquid-mediated pattern forming apparatus composed of a film having a through-hole arrangement and a substrate having a column arrangement previously proposed by the present inventors, the liquid-mediated pattern forming apparatus of the present invention is provided with through-holes in the flexible base material and , there is a difference in which the pillar members are formed.

도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 액체매개 패턴을 형성하는 과정을 도시하는 개략도들 및 사진들이다.19 is a schematic diagram and photographs illustrating a process of forming a liquid-mediated pattern using a liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 19의 (a)를 참조하면, 원기둥 병 상에 50 nm 크기의 은 나노입자를 포함하는 은 잉크 20 mg/mL 를 도포한 후에, 미세한 텍스쳐 관통구멍 멤브레인인 액체매개 패턴형성장치를 배치하여 넓게 펼치게 하였다. 병의 반경은 약 4.5 cm 이었다. 이어서, 상기 은 잉크가 완전하게 건조되도록 약 3 분 동안의 증발을 수행하였다. 상기 액체매개 패턴형성장치의 치수는 0.8 cm x 0.8 cm (면적 약 0.64 cm2)이었다. 각각의 관통구멍에는 액체-공기 계면들이 형성되었다.Referring to (a) of FIG. 19 , after 20 mg/mL of silver ink containing silver nanoparticles having a size of 50 nm is applied on a cylindrical bottle, a liquid-mediated pattern forming device, which is a fine-textured through-hole membrane, is disposed to widen made to unfold The radius of the bottle was about 4.5 cm. Then, evaporation was performed for about 3 minutes so that the silver ink was completely dried. The dimensions of the liquid-mediated pattern forming apparatus were 0.8 cm x 0.8 cm (area of about 0.64 cm 2 ). Liquid-air interfaces were formed in each through-hole.

도 19의 (b)를 참조하면, 황색의 은 나노입자가 청색의 물 용액 내에 균일하게 분산되어 있다.Referring to FIG. 19B , yellow silver nanoparticles are uniformly dispersed in a blue water solution.

도 19의 (c)를 참조하면, 용액 중의 용매가 관통구멍들을 통하여 증발하여 상기 액체-공기 계면들이 원형 패턴들로서 균일하게 후퇴하면서 인접한 액체-공기 계면과 서로 연결되었다.Referring to (c) of FIG. 19 , the solvent in the solution evaporated through the through-holes, and the liquid-air interfaces were connected to each other with the adjacent liquid-air interfaces while uniformly retreating in circular patterns.

도 19의 (d)를 참조하면, 용액 중의 용매가 관통구멍들을 통하여 더 증발하고, 상기 액체-공기 계면이 기둥부재들에 고정되어 네트워크를 형성하게 된다.Referring to FIG. 19 (d), the solvent in the solution is further evaporated through the through holes, and the liquid-air interface is fixed to the column members to form a network.

도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 형성된 액체매개 패턴을 나타내는 주사전자현미경 사진들이다.20 is a scanning electron microscope photograph showing a liquid-mediated pattern formed using the liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 20을 참조하면, 도 19를 참조하여 상술한 바와 같이 형성된 액체매개 패턴을 열처리한 후 형성된 은 그리드가 나타나있다. 상기 은 그리드는 연속된 육각형 형상의 네트워크로 구성되어 있다. 확대된 사진에서는, 은 그리드를 구성하는 은 나노입자들이 열처리에 의하여 서로 소결되어 합쳐져 있다.Referring to FIG. 20 , a silver grid formed after heat treatment of the liquid-mediated pattern formed as described above with reference to FIG. 19 is shown. The silver grid is composed of a continuous hexagonal network. In the enlarged photograph, the silver nanoparticles constituting the silver grid are sintered together by heat treatment and merged.

본 발명에 따른 액체매개 패턴형성방법에 따르면, 3 분 정도의 빠른 증발에 의하여 액체매개 패턴이 형성되므로, 인쇄 면적이 증가됨에 따라 관통구멍들이 증가되는 경우에 적용이 가능할 수 있다. 즉, 은 나노입자와 같은 투명 전도체들의 축소가능한 인쇄가 미세 텍스쳐 관통구멍의 대면적 제조를 가능하게 할 수 있고, 따라서 롤-투-롤 방법에 적용될 수 있다.According to the liquid-mediated pattern forming method according to the present invention, since the liquid-mediated pattern is formed by rapid evaporation for about 3 minutes, it can be applied when the through-holes are increased as the printing area is increased. That is, the scalable printing of transparent conductors such as silver nanoparticles can enable large-area fabrication of fine-textured through-holes, and thus can be applied to a roll-to-roll method.

본 발명에 따르면, 증발대상액체에 계면활성제를 투입하였고 이에 따라 액체필름이 라플라스 압력과 분리 압력의 균형에 의하여 파괴되지 않고 나노 크기의 두께를 유지할 수 있었다. 결과적으로, 은 나노입자들은 나노 크기의 액체 거품 구조체에서 제한되고 조립되었고, 이에 따라 곡선의 은 그리드 패턴을 형성하였다.According to the present invention, a surfactant was added to the liquid to be evaporated, and accordingly, the liquid film was not destroyed by the balance between the Laplace pressure and the separation pressure, and the nano-sized thickness could be maintained. As a result, silver nanoparticles were confined and assembled in nano-sized liquid bubble structures, thus forming a curved silver grid pattern.

따라서, 본 발명의 기술적 사상에 따른 액체매개 패턴형성장치와 방법은, 유연하고 미세 텍스쳐 관통구멍들을 가지는 필름을 이용한 템플릿 유도 거품법을 제안할 수 있고, 곡면 기판들 상에 금속 그리드들을 제조할 수 있다. 본 발명의 경우에는, 복제할 모놀리식 몰드가 일단 준비되면, 액체매개 패턴형성장치들을 제조하기 위하여 관통구멍 배열과 기둥 배열을 정렬하는 모놀리식(monolithic) 설계가 더 이상 요구되지 않는다. 특히, 이전 연구와는 대조적으로, 기판이 아닌 관통구멍들이 구비된 필름형 유연 모재에 기둥부재들이 형성되며, 원기둥 병과 같은 곡면기판들은 기둥 구조는 포함하지 않으며, 그리드 패턴 만을 포함하게 된다. 또한, 상기 유연 모재에 상기 관통구멍들과 상기 기둥부재들이 함께 구비되므로, 자외선이나 열 큐어링 공정에 의하여 유도되는 물질 축소율이 다르기 때문에 발생하는 관통구멍과 기둥의 배열 부정합의 발생을 원천적으로 차단할 수 있다. 또한, 얇은 필름을 제조하기 위하여 사용된 물질들에 기인하여, 액체매개 패턴형성장치는 더 우수한 기계적 안정성과 화학적 안정성을 가질 수 있다.Therefore, the liquid-mediated pattern forming apparatus and method according to the technical idea of the present invention can propose a template-induced bubble method using a flexible and fine-textured film having through-holes, and can manufacture metal grids on curved substrates. have. In the case of the present invention, once the monolithic mold to be replicated is prepared, a monolithic design of aligning the through-hole arrangement and the column arrangement is no longer required to manufacture liquid-borne pattern forming devices. In particular, in contrast to previous studies, pillar members are formed on a flexible film-type base material with through-holes rather than a substrate, and curved substrates such as cylindrical bottles do not include a pillar structure, but only a grid pattern. In addition, since the through-holes and the pillar members are provided together in the flexible base material, it is possible to fundamentally block the occurrence of misalignment of the arrangement of the through-holes and the pillars, which occurs because the material shrinkage rate induced by the ultraviolet or thermal curing process is different. have. Also, due to the materials used to manufacture the thin film, the liquid-mediated pattern forming apparatus may have better mechanical stability and chemical stability.

액체매개 패턴의 구조적 특성 분석Structural characterization of liquid-mediated patterns

액체매개 패턴으로서 형성된 은 그리드의 구조적 특성을 분석하였다.The structural characteristics of the silver grid formed as a liquid-mediated pattern were analyzed.

도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 형성된 액체매개 패턴의 곡면 기판의 종류 및 접촉각에 따른 형상 변화를 나타내는 주사전자현미경 사진들이다.21 is a scanning electron microscope photograph showing a shape change according to the type and contact angle of a curved substrate of a liquid-mediated pattern formed by using the liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 21을 참조하면, 액체매개 패턴으로 형성된 은 그리드들의 형상을 나타낸다. 상기 은 그리드는 10 mg/mL 의 수용성 은 나노입자들을 이용하여 형성하였다. 접촉각 측정을 위한 액적의 부피는 2 μL 이었다. Referring to FIG. 21 , the shapes of silver grids formed in a liquid-mediated pattern are shown. The silver grid was formed using 10 mg/mL water-soluble silver nanoparticles. The volume of the droplet for contact angle measurement was 2 μL.

상기 곡면 기판으로는 유리(glass), 폴리디메틸실록산(polydimethyl siloxane, PDMS), 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)를 사용하였고, 이들은 일반적으로 알려진 투명 물질이다. 유리와 PDMS의 경우에는 각각 두 개의 접촉각에 대하여 나타나있다.Glass, polydimethyl siloxane (PDMS), and polyethylene terephthalate (PET) are used as the curved substrate, and these are generally known transparent materials. For glass and PDMS, two contact angles are shown, respectively.

6.3도의 낮은 접촉각에서 105.7도의 높은 접촉각으로 변화시키면, 은 그리드들에서의 선의 단면은 삼각형, 사각형, 및 타원형으로 변화됨을 알 수 있다. 낮은 접촉각에서의 소수성 상태 영역에서는, 은 그리드의 네트워크가 불안정하게 형성되고, 따라서, 은 그리드 네트워크들의 단절이 다수 발생하였다. 또한, PDMS 상에 형성된 은 그리드의 세 방향 접촉점들에서, 은 나노입자들은 기둥부재들의 주위에서 곡선 패턴들을 형성하고, 이는 상기 PDMS의 소프트 특성에 의하여 기둥부재들의 배열의 하부가 밀착하여 밀봉되기 때문이다.It can be seen that when changing from a low contact angle of 6.3 degrees to a high contact angle of 105.7 degrees, the cross-section of the line in the silver grids changes to triangular, square, and elliptical. In the hydrophobic state region at the low contact angle, the network of the silver grid was formed unstable, and thus, many disconnections of the silver grid networks occurred. In addition, at the three-direction contact points of the silver grid formed on the PDMS, the silver nanoparticles form curved patterns around the pillar members, which is because the lower portion of the arrangement of pillar members is tightly sealed by the soft property of the PDMS. to be.

도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 형성된 액체매개 패턴에서 증발대상액체의 은 나노입자 농도에 따른 은 그리드의 폭의 변화를 나타낸다.22 shows a change in the width of a silver grid according to the concentration of silver nanoparticles in a liquid to be evaporated in a liquid-mediated pattern formed using the liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 22의 (a)는 증발대상액체의 은 나노입자 농도에 따른 은 그리드의 폭에 대한 사진들이고, 도 22의 (b)를 참조하면, 증발대상액체의 은 나노입자 농도와 은 그리드의 폭의 관계를 나타내는 그래프이다.22 (a) is a photograph of the width of the silver grid according to the concentration of silver nanoparticles in the evaporation target liquid. Referring to FIG. 22 (b), the concentration of silver nanoparticles in the evaporation target liquid and the width of the silver grid It is a graph showing the relationship.

도 22를 참조하면, 상기 은 그리드는 2 cm x 2 cm의 면적에 16 μL 의 은 잉크를 이용하여 형성하였다. 상기 증발대상액체의 은 나노입자 농도가 2.5 mg/mL 내지 50 mg/mL에서 변화됨에 따라, 상기 은 그리드 선의 폭이 200 nm 내지 수 마이크로 미터로 변화되었다. 이러한 결과로부터, 상기 증발대상액체의 은 나노입자 농도를 2.5 mg/mL 미만으로 감소시키면, 상기 은 그리드 선의 폭을 200 nm 이하로 감소시킬 수 있을 것으로 예측되지만, 실제로는 폭이 감소되지 않고, 은 그리드의 선이 형성되지 않았다. 또한, 증발대상액체의 은 나노입자 농도가 10 mg/mL 미만에서는, 은 그리드의 네트워크들이 세 방향 접촉점들에서 단절되는 것이 나타났다.Referring to FIG. 22 , the silver grid was formed using 16 μL of silver ink in an area of 2 cm x 2 cm. As the concentration of silver nanoparticles in the evaporation target liquid was changed from 2.5 mg/mL to 50 mg/mL, the width of the silver grid line was changed from 200 nm to several micrometers. From these results, when the concentration of silver nanoparticles in the liquid to be evaporated is reduced to less than 2.5 mg/mL, it is predicted that the width of the silver grid line can be reduced to 200 nm or less, but in reality, the width is not reduced. No grid lines were formed. In addition, when the concentration of silver nanoparticles in the liquid to be evaporated was less than 10 mg/mL, it was shown that the networks of the silver grid were disconnected at three contact points.

도 23은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 형성된 액체매개 패턴에서 기둥부재의 지름에 따른 은 그리드의 형성 변화를 나타내는 주사전자현미경 사진들이다.23 is a scanning electron microscope photograph showing a change in formation of a silver grid according to the diameter of a pillar member in a liquid-mediated pattern formed using the liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 23을 참조하면, 서브-마이크로 해상도로서 형성된 상기 은 그리드가 단절되는 것을 방지하기 위하여, 다른 기하학적 파라미터를 유지시킨 상태에서 기둥부재들의 지름을 변화시켜 상기 은 그리드를 형성하였다. 상기 기둥부재의 지름은 10 μm 또는 20 μm 이었고, 인접한 기둥부재 사이의 거리는 60 μm 이었다. 증발대상액체에서의 은 나노입자의 농도는 10 mg/mL 이었다. 상기 기둥부재들이 지름 20 μm를 가지는 경우에는, 세 방향 접촉점들에서 상기 은 그리드의 단절이 발생하였다. 상기 기둥부재들의 지름을 10 μm로 감소시키면, 단절이 발생하지 않고 서브-마이크로 해상도 잘 연결된 은 그리드들이 구현되었다. 따라서, 후속의 실험에서는, 지름 10 μm의 기둥 배열들을 포함하는 액체매개 패턴형성장치를 사용하여 은 그리드를 형성하였다.Referring to FIG. 23 , in order to prevent the silver grid formed at sub-micro resolution from being cut, the silver grid was formed by changing the diameters of the pillar members while maintaining other geometric parameters. The diameter of the pillar members was 10 μm or 20 μm, and the distance between adjacent pillar members was 60 μm. The concentration of silver nanoparticles in the evaporation target liquid was 10 mg/mL. When the pillar members had a diameter of 20 μm, the silver grid was disconnected at three contact points. When the diameter of the pillar members was reduced to 10 μm, sub-micro resolution well-connected silver grids were realized without breakage. Therefore, in a subsequent experiment, a silver grid was formed using a liquid-mediated pattern forming apparatus including columnar arrays with a diameter of 10 μm.

액체매개 패턴의 전기적 특성 및 광학적 특성 분석Analysis of electrical and optical properties of liquid-mediated patterns

이하에서는, 액체매개 패턴으로서 형성된 은 그리드의 전기적 특성 및 광학적 특성을 분석하였다.Hereinafter, electrical and optical properties of a silver grid formed as a liquid-mediated pattern were analyzed.

도 24는 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 형성된 액체매개 패턴을 나타내는 사진이다.24 is a photograph showing a liquid-mediated pattern formed using the liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 24를 참조하면, 액체매개 패턴으로서 형성된 은 그리드의 전기적 특성 및 광학적 특성을 분석하기 위하여, 엠블렘 상에 배치된 유리 기판 상에 10 mg/mL의 은 잉크 16 μL를 이용하여 형성한 은 그리드의 사진이 나타나있다. 적색 영역이 2 cm x 2 cm 크기의 은 그리드를 나타낸다. 확대된 사진은 상기 은 그리드의 육각형 네트워크들을 나타낸다. 상기 은 그리드는 적절한 투명성을 가지며, 잘 정돈된 서브-마이크로 은 와이어 네트워크들을 포함함을 알 수 있다.Referring to FIG. 24 , in order to analyze the electrical and optical properties of the silver grid formed as a liquid-mediated pattern, a silver grid formed using 16 μL of 10 mg/mL silver ink on a glass substrate disposed on the emblem was obtained. The picture is shown. The red area represents a silver grid with a size of 2 cm x 2 cm. The enlarged picture shows the hexagonal networks of the silver grid. It can be seen that the silver grid has adequate transparency and contains well-ordered sub-micro silver wire networks.

도 25는 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 형성된 액체매개 패턴의 전기적 및 광학적 특성들을 나타내는 그래프들이다.25 is a graph showing electrical and optical characteristics of a liquid-mediated pattern formed using a liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 25의 (a)를 참조하면, 유리 기판 상에 형성된 은 그리드의 면저항과 흡수도를 은 나노물질의 농도의 함수로서 나타낸 그래프이다. 상기 흡수도는 550 nm 파장에 대하여 측정하였다. 은 나노물질의 농도가 증가되면, 면저항은 감소되고, 반면, 흡수도는 증가되었다. 즉, 전기적 특성과 광학적 특성은 대립 균형적(trade-off) 관계를 가진다. 상기 은 그리드들은 200℃에서 1 시간 동안 소결하여, 은 나노입자들을 둘러싸는 절연성 계면활성제들을 제거하게 되고, 이에 따라 전기 전도도가 증가된다. 그러나, 10 mg/mL 미만의 농도에서는 상술한 바와 같이, 세 방향 접촉점들에서 단절이 많이 발생하여 전기 전도도가 측정되지 않았다.Referring to FIG. 25A , it is a graph showing the sheet resistance and absorbance of a silver grid formed on a glass substrate as a function of the concentration of silver nanomaterials. The absorbance was measured for a wavelength of 550 nm. When the concentration of silver nanomaterials was increased, the sheet resistance decreased, while the absorbance increased. That is, electrical properties and optical properties have a trade-off relationship. The silver grids are sintered at 200° C. for 1 hour to remove the insulating surfactants surrounding the silver nanoparticles, thereby increasing the electrical conductivity. However, at a concentration of less than 10 mg/mL, as described above, many disconnections occurred at the three-way contact points, so that the electrical conductivity was not measured.

도 25의 (b)를 참조하면, 400 nm 내지 800 nm 범위의 가시광선에서의 상기 은 그리드의 투과율이 나타나있다. 20 mg/mL 농도의 은 잉크를 가지고, 반경 10 mm 의 원기둥 병에 인쇄하였다 상기 은 그리드들은 전기 전도도를 유지하면서, 550 nm의 파장에서 78% 내지 92% 범위의 투과율을 나타내었다.Referring to (b) of FIG. 25 , the transmittance of the silver grid in visible light in the range of 400 nm to 800 nm is shown. Silver ink at a concentration of 20 mg/mL was printed on a cylindrical bottle with a radius of 10 mm. The silver grids exhibited transmittance ranging from 78% to 92% at a wavelength of 550 nm while maintaining electrical conductivity.

곡면 기판 상에 액체매개 패턴의 형성Formation of liquid-mediated patterns on curved substrates

도 26은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 곡면 기판상에 형성된 액체매개 패턴을 나타내는 사진들이다.26 is a photograph showing a liquid-mediated pattern formed on a curved substrate using the liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 26을 참조하면, 곡면 기판들 상에 은 그리드들을 인쇄하는 템플릿 유도 거품법의 가능성을 증명하기 위하여, 20 mg/mL의 농도의 은 잉크를 이용하여 다양한 원기둥 병들에 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 은 그리드들을 인쇄하였다. 상기 원기둥 병들은 3.5 mm 내지 17.5 mm의 반경과 0의 가우시안 곡률을 가졌다.Referring to FIG. 26 , in order to prove the possibility of the template-guided bubble method for printing silver grids on curved substrates, a liquid-mediated pattern forming apparatus was used for various cylindrical bottles using silver ink at a concentration of 20 mg/mL. Thus, silver grids were printed. The cylindrical bottles had a radius of 3.5 mm to 17.5 mm and a Gaussian curvature of zero.

반경 4.5 mm 내지 17.5 mm 범위의 반경에서, 원기둥 병들에 유연 OSTEMER 계 템플릿으로 구성된 액체매개 패턴형성장치를 적절하게 둘러싸게 하여 규칙적으로 배열된 은 그리드 패턴들을 형성하였다. 형성된 육각형의 길이는 80 μm 이었다. 상기 은 그리드 패턴이 형성된 후에도, 상기 원기둥 병들은 우수한 투명성을 나타냄을 알 수 있다.At a radius ranging from 4.5 mm to 17.5 mm, regularly arranged silver grid patterns were formed by appropriately enclosing a liquid-mediated pattern forming apparatus composed of a flexible OSTEMER-based template in cylindrical bottles. The length of the formed hexagon was 80 μm. It can be seen that even after the silver grid pattern is formed, the cylindrical bottles exhibit excellent transparency.

반면, 내부 사진에서 나타난 바와 같이, 3.5 mm 이하의 반경을 가지는 경우에는 액체매개 패턴형성장치 필름이 떠버리므로 인쇄가 불가능함으로 알 수 있다. 즉, 반경 3.5 mm 또는 그 이하에서는 액체매개 패턴형성장치가 상기 원기둥 병을 둘러쌀 수 있는 충분한 유연성을 가지지 못하였다. 따라서, 반경 3.5 mm 이하에 비하여 더 작은 곡률을 가지는 표면들에 은 그리드들을 인쇄하기 위하여는 충분히 더 유연한 물질로서 액체매개 패턴형성장치를 형성할 필요가 있다.On the other hand, as shown in the inside photo, it can be seen that printing is impossible because the film of the liquid-mediated pattern forming apparatus floats in the case of having a radius of 3.5 mm or less. That is, at a radius of 3.5 mm or less, the liquid-mediated pattern forming apparatus did not have sufficient flexibility to surround the cylindrical bottle. Therefore, in order to print silver grids on surfaces having a smaller curvature compared to a radius of 3.5 mm or less, it is necessary to form a liquid-mediated pattern forming apparatus with a sufficiently flexible material.

따라서, 본 발명에 따른 액체매개 패턴형성장치로 형성된 액체매개 패턴으로서의 은 그리드는 적절한 전기 전도도와 투명성을 가짐을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 템플릿 유도 거품법은 간단하고, 서브-마이크로 해상도를 가지고, 축소가능하고, 다양한 소프트하고 유연한 투명 기판들을 사용할 수 있고, 인쇄 템플릿을 재사용할 수 있는 등의 장점을 가지므로, 가능성이 있고, 존재하는 디지털 인쇄 시도들에 비하여 더 우수함을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 액체-매개 패터닝 방법의 사용은 물질의 직접적인 단일-단계 인쇄를 허용할 수 있고, 이에 따라 곡면 표면들 상에 광전자 구성 요소의 기계적 응력을 방지할 수 있으며, 이는 종래의 이송 인쇄 방법과는 상이하다.Accordingly, it can be seen that the silver grid as a liquid-mediated pattern formed by the liquid-mediated pattern forming apparatus according to the present invention has appropriate electrical conductivity and transparency. Therefore, the template-induced foaming method of the present invention has the advantages of being simple, having sub-micro resolution, scalable, using various soft and flexible transparent substrates, reusing the printing template, etc. It can be seen that this is superior to existing digital printing attempts. In addition, the use of the liquid-mediated patterning method of the present invention can allow for direct single-step printing of materials, thus avoiding mechanical stress of optoelectronic components on curved surfaces, which is a conventional transfer printing method. different from the method

액체매개 패턴의 응용: 거울의 성에제거 장치Applications of liquid-mediated patterns: defrosting devices in mirrors

도 27은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 곡면 기판상에 형성된 액체매개 패턴의 발열 성능을 나타내는 사진들이다.27 is a photograph showing the heating performance of a liquid-mediated pattern formed on a curved substrate using the liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 27의 (a)를 참조하면, 액체매개 패턴의 응용으로서, 성에제거 장치들에 사용하기 위하여, 액체매개 패턴의 발열 성능을 측정하는 장치를 나타낸다. 반경 10 mm의 원기둥 병의 곡면 표면 상에 20 mg/mL의 농도를 가지는 은 나노입자를 포함하는 증발대상액체를 이용하여 은 그리드를 형성하고, 상기 은 그리드에 1 V 내지 4 V 범위의 전압을 인가하여 줄(Joule) 가열하면서, 적외선 카메라를 이용하여 은 그리드의 온도 분포를 측정하였다. 적색 사각형은 1.6 cm x 1.6 cm 크기와 8.0 Ω의 저항의 은 그리드를 나타낸다.Referring to (a) of FIG. 27 , as an application of a liquid-mediated pattern, an apparatus for measuring heat generation performance of a liquid-mediated pattern for use in defrosting devices is shown. A silver grid is formed on the curved surface of a cylindrical bottle with a radius of 10 mm using a liquid to be evaporated including silver nanoparticles having a concentration of 20 mg/mL, and a voltage in the range of 1 V to 4 V is applied to the silver grid. While applying Joule heating, the temperature distribution of the silver grid was measured using an infrared camera. The red square represents a silver grid with dimensions of 1.6 cm x 1.6 cm and a resistance of 8.0 Ω.

도 27의 (b)를 참조하면, 1 V 내지 4 V 범위의 전압을 인가하여 줄(Joule) 가열을 측정하는 적외선 사진이다. 상기 원기둥 병의 곡면 표면은 적절한 투명성을 유지하면서, 은 그리드는 줄 가열되었다. 전압이 증가됨에 따라, 줄 가열에 의한 온도가 증가됨을 알 수 있다.Referring to (b) of FIG. 27 , it is an infrared photograph of measuring Joule heating by applying a voltage in the range of 1 V to 4 V. The silver grid was Joule heated, while the curved surface of the cylindrical bottle maintained adequate transparency. As the voltage increases, it can be seen that the temperature due to Joule heating increases.

도 28은 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 곡면 기판상에 형성된 액체매개 패턴의 발열 성능을 나타내는 그래프들이다.28 is a graph showing heat generation performance of a liquid-mediated pattern formed on a curved substrate using the liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 28의 (a)를 참조하면, 은 그리드에 인가되는 전압을 변경에 따라 변화하는 온도 변화를 나타내는 그래프들이다. 직류 전압을 인가하면, 투명 은 그리드 히터들의 온도는 빠르게 증가되어 일정 수준의 포화 온도에서 유지되었다. 전압의 증가됨에 따라, 유지되는 포화 온도는 증가되었으며, 예를 들어 4 V의 전압에서는 113℃의 포화 온도로 유지되었다. 상기 원기둥 병의 전체 표면 면적에 비하여 상기 은 그리드가 작은 면적을 가지므로, 상기 원기둥 병의 크기가 커지면 포화 온도에 도달하기에 상대적으로 더 긴 시간이 요구된다.Referring to (a) of FIG. 28 , is a graph showing a temperature change according to a change in a voltage applied to the grid. When DC voltage was applied, the temperature of the transparent silver grid heaters was rapidly increased and maintained at a certain level of saturation temperature. As the voltage was increased, the maintained saturation temperature increased, for example, at a voltage of 4 V, the saturation temperature was maintained at 113°C. Since the silver grid has a small area compared to the total surface area of the cylindrical bottle, a relatively longer time is required to reach the saturation temperature when the size of the cylindrical bottle increases.

도 28의 (b)를 참조하면, 3 V의 인가 전압에서의 은 그리드의 온-오프 스위칭 사이클을 나타내는 그래프이다. 0 V 내지 3 V로 전압을 스위칭하는 것을 7회의 싸이클로 반복하고, 이어서 3 시간 이상에서는 전압을 3 V로 인가하여 유지하면서, 상기 히터의 열안정성을 평가하였다. 싸이클 반복 구간이나 그 이후의 3 V 유지 구간에서도 포화 온도가 거의 동일한 유지하므로, 상기 은 그리드의 열화가 발생하지 않는 것으로 분석된다.Referring to FIG. 28B , it is a graph illustrating an on-off switching cycle of the silver grid at an applied voltage of 3 V. Switching the voltage from 0 V to 3 V was repeated for 7 cycles, and then for 3 hours or more, the voltage was applied and maintained at 3 V, and the thermal stability of the heater was evaluated. Since the saturation temperature is maintained almost the same even in the cycle repetition section or the 3 V holding section thereafter, it is analyzed that deterioration of the silver grid does not occur.

도 29는 본 발명의 일실시예에 따른 액체매개 패턴형성장치를 이용하여 곡면 기판상에 형성된 액체매개 패턴이 적용된 자동차의 사이드 거울의 성에 제거 성능을 나타내는 사진들이다.29 is a photograph illustrating defrost removal performance of a side mirror of a vehicle to which a liquid-mediated pattern formed on a curved substrate is applied using a liquid-mediated pattern forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 29를 참조하면, 상기 자동차의 사이드 거울은 0이 아닌 가우시안 곡률을 가지는 거울이다. 상기 거울 표면 상에 성에제거 장치로서 1.5 cm x 1.5 cm의 치수를 가지고, 투명한 은 그리드로 구성된 은 그리드 히터를 본 발명의 방법에 따라 형성하였다. 이어서, 상기 히터의 성에 제거 가능성을 검증하기 위하여, 은 그리드 히터가 설치된 볼록 거울형의 사이드 거울을 -20℃의 냉장고에 1 시간 동안 유지시켜 그 표면 상에 성에를 발생시켰다. 상기 성에가 충분한 양으로 발생된 후에, 성에 제거를 위하여 상기 은 그리드 히터에 6 V의 전압을 인가하였다. 상기 은 그리드 히터에 전압이 인가된 후에, 상기 성에가 성공적으로 제거되어, 상기 사이드 거울의 맑은 표면이 나타나게 된다.Referring to FIG. 29 , the side mirror of the vehicle is a mirror having a non-zero Gaussian curvature. A silver grid heater having dimensions of 1.5 cm x 1.5 cm and composed of a transparent silver grid as a defrosting device on the mirror surface was formed according to the method of the present invention. Next, in order to verify the defrostability of the heater, a convex mirror-type side mirror equipped with a silver grid heater was maintained in a refrigerator at -20°C for 1 hour to generate frost on the surface. After the frost was generated in a sufficient amount, a voltage of 6 V was applied to the silver grid heater for defrosting. After voltage is applied to the silver grid heater, the defrost is successfully removed, revealing the clear surface of the side mirror.

따라서, 본 발명의 기술적 사상에 따른 액체매개 패턴형성방법을 이용하면, 다양한 액체매개 패턴을 형성할 수 있다. 상기 액체매개 패턴이 적용되는 일 예로서 발열 거울일 수 있다. 상기 발열 거울은, 거울 부재; 및 상기 거울 부재 상에, 상술한 액체매개 패턴의 형성방법에 의하여 형성되고, 금속 입자를 포함하는 그리드로 구성된 액체매개 패턴 히터;를 포함할 수 있다.Therefore, using the liquid-mediated pattern forming method according to the technical spirit of the present invention, various liquid-mediated patterns can be formed. As an example to which the liquid-mediated pattern is applied, it may be a heating mirror. The heating mirror may include a mirror member; and a liquid-mediated pattern heater formed by the above-described liquid-mediated pattern forming method on the mirror member and configured with a grid including metal particles.

더 나아가, 상기 액체매개 패턴이 적용되는 일 예로서 투명전극 곡면 장치일 수 있다. 상기 투명전극 곡면 장치는, 표면에 곡면이 형성된 모재; 및 상기 모재 상에, 상술한 액체매개 패턴의 형성방법에 의하여 형성되고, 금속 입자를 포함하는 그리드로 구성된 액체매개 패턴으로 구성된 유연 투명전극;을 포함할 수 있다.Furthermore, as an example to which the liquid-mediated pattern is applied, it may be a transparent electrode curved device. The transparent electrode curved device may include: a base material having a curved surface on its surface; and a flexible transparent electrode formed by the above-described liquid-mediated pattern forming method on the base material and configured with a liquid-mediated pattern composed of a grid including metal particles.

이러한 결과로부터, 본 발명의 기술적 사상에 따른 액체매개 패턴형성장치 및 방법에 따르면, 귀금속 손실을 최소화하면서, 간단하고 경제적인 방식이고, 변형을 유발하지 않고, 용액 공정 방식을 이용하여 3차원 곡선 물체 상에 다양한 광전자 구성요소들을 제조하는 것의 가능성이 매우 높음을 알 수 있다. 상기 액체매개 패턴형성장치 및 방법을 다양한 응용처에 구현될 수 있도록, 다른 기능성 특성들, 예를 들어 굽힘성, 펼침성, 마모 저항성, 및 화학 저항성 등은 목표 기판들과 코팅된 박막 패시베이션층을 변경시켜 구현할 수 있다.From these results, according to the liquid-mediated pattern forming apparatus and method according to the technical idea of the present invention, it is a simple and economical method, while minimizing the loss of precious metal, and does not induce deformation, and a three-dimensional curved object using a solution process method It can be seen that the possibility of manufacturing various optoelectronic components on the phase is very high. Other functional properties, such as bendability, spreadability, abrasion resistance, and chemical resistance, change the target substrates and the coated thin film passivation layer so that the liquid-mediated pattern forming apparatus and method can be implemented in various applications. can be implemented by

상기 액체매개 패턴형성장치 및 방법에 따른 템플릿 유도 거품법은 유연하거나 또는 펼치질 수 있는 기판들에, 예를 들어 PDMS 필름 또는 PET 필름에 적용될 수 있다. 그러나, 템플릿 유도 거품법의 응용에 따라 소프트 스탬프 인쇄법와 액체-매개 패터닝법의 결합에 기인한 장점을 이용하여, 3차원 리소그래피 인쇄로 발전됨을 알 수 있다. 존재하는 많은 2차원 액체-매개 패터닝 기술들을 곡선 물체 상에 물질 패터닝을 위한 고체-액체-공기 계면들의 3차원 형성에 확대하여 적용할 수 있다. The template-induced bubble method according to the liquid-mediated pattern forming apparatus and method may be applied to flexible or expandable substrates, for example, a PDMS film or a PET film. However, it can be seen that, depending on the application of the template-induced bubble method, it is developed into 3D lithography printing by taking advantage of the advantages resulting from the combination of the soft stamp printing method and the liquid-mediated patterning method. Many of the existing two-dimensional liquid-mediated patterning techniques can be broadly applied to the three-dimensional formation of solid-liquid-air interfaces for material patterning on curved objects.

결론conclusion

0이 아닌 가우시안 곡률을 가지는 기판들 상에 금속 그리드들을 인쇄하는 미세 텍스쳐 관통구멍 필름으로 구성된 액체매개 패턴형성장치를 개발하였다. 상기 액체매개 패턴형성장치를 이용하여, 유연하고 모놀리식 설계로 구성된 템플릿 유도 거품법에 적용하였다. 75 μm 의 작은 두께를 가지는 상기 필름은 적절한 유연성을 제공할 수 있고, 최소한 4.5 mm의 반경을 가지는 원기둥 표면들 상에 상기 필름을 덮을 수 있다. 상기 필름의 모놀리식 기둥 배열과 관통구멍 배열은 수용성의 증발대상액체, 즉 은 잉크가 완전히 증발될 때까지 액체-공기 계면들의 후퇴하는 경로를 제어할 수 있고, 이에 따라 다양한 형상의 곡면 기판들 상에 나노 크기의 필름들에서 규칙적으로 배열된 네트워크들을 구현하였다. 인쇄 면적과는 무관하게 3 분 이내로 액체를 증발시킨 후에, 은 나노입자들은 500 nm 내지 수 마이크로 미터의 폭과 단절됨이 없는 선들의 육각형 네트워크들을 형성할 수 있다.A liquid-mediated pattern forming apparatus composed of a fine-textured through-hole film for printing metal grids on substrates with non-zero Gaussian curvature was developed. Using the liquid-mediated pattern forming apparatus, the template-guided foaming method composed of a flexible and monolithic design was applied. The film with a small thickness of 75 μm can provide adequate flexibility and cover the film on cylindrical surfaces with a radius of at least 4.5 mm. The monolithic columnar arrangement and the through-hole arrangement of the film can control the retreating path of the liquid-air interfaces until the water-soluble evaporation target liquid, that is, the silver ink, is completely evaporated, and accordingly, curved substrates of various shapes Networks arranged on a regular basis in nano-sized films were implemented. After evaporating the liquid within 3 minutes, regardless of the print area, the silver nanoparticles can form hexagonal networks of unbroken lines with a width of 500 nm to several micrometers.

상기 본 발명에 따른 액체매개 패턴형성방법의 액체-매개 패터닝법은 원료 손실을 최소화할 수 있고, 축소 가능성을 가지고, 단일-단계 인쇄의 간단한 방법이 가능하고, 변형을 유발하지 않고, 서브-마이크로 해상도를 가지는 등의 많은 장점을 가진다. 또한, 곡면 표면들 상에 인쇄된 은 그리드들은 높은 줄-가열 성능을 가지면서 적절한 전기적 특성과 광학적 특성을 가지는 경제적인 투명 전도체들을 사용하는 가능성을 보여준다. 은 그리드들의 예시적인 응용으로서, 볼록 거울 상에 투명 히터들을 형성하였고, 전압을 인가하여 성에가 성공적으로 제거되어 상기 거울의 맑은 면이 나타났다. 더 현실적인 응용처를 위하여 상기 투명 전도체들의 크기는 개선되어야 하고, 대면적 미세 텍스쳐 관통구멍 필름들을 제고하기 위하여, 롤-투-롤 리소그래피와 같은 특정한 방법들의 개선이 달성될 수 있다.The liquid-mediated patterning method of the liquid-mediated patterning method according to the present invention can minimize raw material loss, has the possibility of shrinkage, enables a simple method of single-step printing, does not induce deformation, and sub-micro It has many advantages, such as having a resolution. In addition, silver grids printed on curved surfaces show the possibility of using economical transparent conductors with suitable electrical and optical properties while having high Joule-heating performance. As an exemplary application of silver grids, transparent heaters were formed on a convex mirror, which was successfully defrosted by application of voltage to reveal the clear side of the mirror. For more realistic applications, the size of the transparent conductors should be improved, and in order to produce large-area fine-textured through-hole films, improvements in certain methods, such as roll-to-roll lithography, can be achieved.

본 발명의 기술적 사상에 따르면, 종래의 평면 시스템들에 비하여, 3차원 곡면 기판들을 위한 다재 다능한 인쇄 기술은 3차원 기능성 광전자들의 새로운 설계와 개념의 개발을 용이하게 할 수 있다. 액체-매개 패터닝 및 소프트 스탬프 인쇄의 조합에 대한 새로운 인식을 기반하여, 상기 템플릿 유도 거품법은 다양한 개선된 소프트 템플릿들의 개발을 위한 새로운 가능성을 제공할 수 있고, 경제적인 모든 액체-공정 기능성 3차원 광전자들 및 웨어러블 전자 장치들을 구현할 수 있다.According to the technical idea of the present invention, compared to conventional planar systems, a versatile printing technique for 3D curved substrates can facilitate the development of new designs and concepts of 3D functional optoelectronics. Based on the new recognition of the combination of liquid-mediated patterning and soft stamp printing, the template-guided foaming method can provide new possibilities for the development of various improved soft templates, economical all liquid-process functional three-dimensional Optoelectronics and wearable electronic devices can be implemented.

이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The technical spirit of the present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is the technical spirit of the present invention that various substitutions, modifications and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which this belongs.

10: 마스터 몰드, 20: 제1 몰드주형부재,
30: 기판, 32: 희생층,
34: 내부 공간, 40: 경화체,
42: 액상물질,
100: 액체매개 패턴형성장치, 110: 유연 모재,
120: 관통구멍, 130: 기둥부재,
150: 곡면 기판, 160: 증발대상액체,
170: 액체-공기 계면, 172: 거품,
190: 액체매개 패턴,
200: 유동 몰드 구조체, 210: 기판
220: 제2 몰드주형부재, 230: 돌출부,
240: 주형구, 252: 액상 물질,
290: 절단 부재,10: master mold, 20: first mold member,
30: substrate, 32: sacrificial layer,
34: interior space, 40: hardening body,
42: liquid substance;
100: liquid-mediated pattern forming device, 110: flexible base material,
120: through hole, 130: column member,
150: curved substrate, 160: evaporation target liquid,
170: liquid-air interface, 172: foam,
190: liquid-mediated pattern,
200: flow mold structure, 210: substrate
220: a second mold casting member, 230: a protrusion,
240: mold sphere, 252: liquid substance,
290: cut member;

Claims (20)

유연성을 가지고, 복수의 관통구멍들을 구비하는 유연 모재; 및
상기 관통구멍들 사이에 배치되고, 상기 유연 모재로부터 일체로 연장되어 돌출된 복수의 기둥부재들;을 포함하고,
상기 기둥부재들은, 인쇄 대상체에 접촉하여, 상기 유연 모재와 상기 인쇄 대상체 사이에 증발대상액체를 수용하여, 상기 증발대상액체의 증발에 의하여 상기 인쇄 대상체에 액체매개 패턴이 형성되는
는, 액체매개 패턴형성장치.Having flexibility, a flexible base material having a plurality of through-holes; and
A plurality of pillar members disposed between the through holes and integrally extending from the flexible base material and protruding;
The pillar members are in contact with the object to be printed, receiving the evaporation target liquid between the flexible base material and the printing object, a liquid-mediated pattern is formed on the printing object by evaporation of the evaporation target liquid
is, a liquid-mediated pattern forming apparatus. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 기둥부재들은 삼각형, 사각형, 또는 육각형의 단위 다각형을 형성하도록 배열된, 액체매개 패턴형성장치.The method according to claim 1,
The column members are arranged to form a unit polygon of a triangle, a square, or a hexagon, a liquid-mediated pattern forming apparatus. 청구항 1에 있어서,
상기 관통구멍들은 삼각형, 사각형, 또는 육각형의 단위 다각형을 형성하도록 배열된, 액체매개 패턴형성장치.The method according to claim 1,
The through-holes are arranged to form a unit polygon of a triangle, a square, or a hexagon, a liquid-mediated pattern forming apparatus. 청구항 1에 있어서,
네 개의 상기 기둥부재들이 형성하는 단위 사각형의 내부에 하나의 상기 관통구멍이 배치되는, 액체매개 패턴형성장치.The method according to claim 1,
One of the through-holes is disposed inside the unit square formed by the four pillar members, the liquid-mediated pattern forming apparatus. 청구항 1에 있어서,
여섯 개의 상기 기둥부재들이 형성하는 단위 육각형의 내부에 하나의 상기 관통구멍이 배치되는, 액체매개 패턴형성장치.The method according to claim 1,
One of the through-holes is disposed inside the unit hexagon formed by the six pillar members, the liquid-mediated pattern forming apparatus. 청구항 1에 있어서,
세 개의 상기 기둥부재들이 형성하는 단위 삼각형의 내부에 하나의 상기 관통구멍이 배치되는, 액체매개 패턴형성장치.The method according to claim 1,
One of the through-holes is disposed inside the unit triangle formed by the three pillar members, the liquid-mediated pattern forming apparatus. 청구항 1에 있어서,
세 개의 상기 기둥부재들과 상기 액체매개 패턴의 세 개의 교차점들이 서로 교번하여 배열되어 형성하는 단위 육각형의 내부에 하나의 상기 관통구멍이 배치되는, 액체매개 패턴형성장치.The method according to claim 1,
One of the through-holes is disposed inside a unit hexagon formed by alternating the three intersecting points of the three pillar members and the liquid-mediated pattern with each other. 청구항 1에 있어서,
여섯 개의 상기 기둥부재들이 형성하는 단위 삼각형의 내부에 하나의 상기 관통구멍이 배치되는, 액체매개 패턴형성장치.The method according to claim 1,
One of the through-holes is disposed inside the unit triangle formed by the six pillar members, the liquid-mediated pattern forming apparatus. 유연성을 가지는 기판 상에 증발대상액체를 도포하는 단계;
상기 증발대상액체를 덮도록 복수의 기둥 부재와 복수의 관통구멍을 포함하는 액체매개 패턴형성장치를 배치하는 단계;
상기 관통구멍들을 통하여 상기 증발대상액체가 증발하는 단계;
상기 증발대상액체가 증발하면서, 상기 관통구멍들 각각의 주위를 둘러싸는 액체-공기 계면들 각각이 형성되는 단계;
상기 증발대상액체가 증발하면서, 상기 관통구멍들 각각으로부터 멀어지는 방향으로 상기 액체-공기 계면들 각각이 확장하는 단계; 및
상기 액체-공기 계면들이 확장하여 서로 접촉하고, 상기 기둥부재들에 의하여 고정되어, 액체매개 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는, 액체매개 패턴의 형성방법.applying an evaporation target liquid on a flexible substrate;
disposing a liquid-mediated pattern forming apparatus including a plurality of pillar members and a plurality of through-holes to cover the liquid to be evaporated;
evaporating the evaporation target liquid through the through holes;
forming liquid-air interfaces surrounding each of the through-holes while the evaporation target liquid evaporates;
expanding each of the liquid-air interfaces in a direction away from each of the through-holes while the evaporation target liquid evaporates; and
The liquid-air interfaces expand to contact each other and are fixed by the pillar members to form a liquid-mediated pattern. 청구항 10에 있어서,
상기 액체매개 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 액체매개 패턴에 의하여 상기 증발대상액체에 포함된 용질이 갇히게 되고, 상기 액체매개 패턴의 형상에 따라 상기 용질이 자기조립되는, 액체매개 패턴의 형성방법.11. The method of claim 10,
In the step of forming the liquid-mediated pattern, the solute contained in the evaporation target liquid is trapped by the liquid-mediated pattern, and the solute is self-assembled according to the shape of the liquid-mediated pattern. Method of forming a liquid-mediated pattern. 청구항 10에 있어서,
상기 액체매개 패턴을 형성하는 단계를 수행한 후에, 상기 액체매개 패턴을 열처리하여 그리드 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는, 액체매개 패턴의 형성방법.11. The method of claim 10,
After performing the step of forming the liquid-mediated pattern, the method further comprising the step of heat-treating the liquid-mediated pattern to form a grid pattern. 청구항 10에 있어서,
상기 증발대상액체는 소듐 도데실 설페이트와 은 나노입자들을 포함하는 수용액으로 구성된, 액체매개 패턴의 형성방법.11. The method of claim 10,
The evaporation target liquid is composed of an aqueous solution containing sodium dodecyl sulfate and silver nanoparticles, a method of forming a liquid-mediated pattern. 청구항 13에 있어서,
상기 은 나노입자들은 10 nm 내지 10 μm 범위의 선폭을 가지는, 액체매개 패턴의 형성방법.14. The method of claim 13,
The method of forming a liquid-mediated pattern, wherein the silver nanoparticles have a line width in the range of 10 nm to 10 μm. 청구항 제10항 내지 청구항 제14항 중의 한 항에 따른 액체매개 패턴의 형성방법에 의하여 형성된 액체매개 패턴.A liquid-mediated pattern formed by the method for forming a liquid-mediated pattern according to any one of claims 10 to 14. 거울 부재; 및
상기 거울 부재 상에, 청구항 제10항 내지 청구항 제14항 중의 한 항에 따른 액체매개 패턴의 형성방법에 의하여 형성되고, 금속 입자를 포함하는 그리드로 구성된 액체매개 패턴 히터;를 포함하는, 발열 거울.no mirror; and
15. A heating mirror comprising a; on the mirror member, a liquid-mediated pattern heater formed by the method of forming a liquid-mediated pattern according to any one of claims 10 to 14, and composed of a grid including metal particles. . 유연성을 가지는 모재; 및
상기 모재 상에, 청구항 제10항 내지 청구항 제14항 중의 한 항에 따른 액체매개 패턴의 형성방법에 의하여 형성되고, 금속 입자를 포함하는 그리드로 구성된 액체매개 패턴으로 구성된 유연 투명전극;을 포함하는, 투명전극 곡면 장치.a base material having flexibility; and
A flexible transparent electrode formed by the method of forming a liquid-mediated pattern according to any one of claims 10 to 14 on the base material, and composed of a liquid-mediated pattern consisting of a grid including metal particles; including , a transparent electrode curved device. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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