KR20090131128A - Surface treatment method using nanoimprint lithography and products manufactured thereby - Google Patents

Surface treatment method using nanoimprint lithography and products manufactured thereby Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A surface treatment method using a nanoimprint lithography and products manufactured thereby are provided to diffract light by forming a photoresist layer and a reflective film on the surface of a substrate and a rear side of the substrate respectively. CONSTITUTION: In a device, a photoresist layer of a liquid having transparency property is coated on the surface of the even substrate(S100). Feet are stamped on the surface of the photoresist layer by an embossing pattern of a stamp(S102). The photoresist layer is hardened(S104). The stamp is removed(S106). A reflective film reflecting the light is coated on a rear side of the substrate(S108). A protective film having transparency is coated on the surface of the photoresist layer(S110). The protective film is coated through vacuum evaporation.

Description

나노임프린트 리소그래피를 이용한 표면처리방법 및 이것에 의하여 제조된 물건{SURFACE TREATMENT METHOD USING NANOIMPRINT LITHOGRAPHY AND PRODUCTS MANUFACTURED THEREBY}SURFACE TREATMENT METHOD USING NANOIMPRINT LITHOGRAPHY AND PRODUCTS MANUFACTURED THEREBY}

본 발명은 나노임프란트 리소그래피(Nanoimprint Lithography)에 의하여 장식 효과를 얻을 수 있도록 다양한 물건의 표면을 처리하기 위한 나노임프린트 리소그래피를 이용한 표면처리방법 및 이것에 의하여 제조된 물건에 관한 것이다.The present invention relates to a surface treatment method using nanoimprint lithography for treating the surface of various objects so that a decorative effect can be obtained by nanoimprint lithography, and an article produced by the same.

전기전자제품, 건축 및 가구 마감재, 액세서리, 문구 및 사무용품 등 다양한 물건들의 제조 및 판매를 위하여 디자인의 중요성이 날로 강조되고 있다. 물건의 색상은 디자인의 중요한 요소 중의 하나이다. 물건의 케이스, 커버 등이 여러 가지 색상으로 디자인될 경우, 제조공정이 복잡해져 생산성이 저하되고, 생산비가 상승되는 단점이 있다. 액세서리, 문구 및 사무용품 등의 물건은 상품성을 높이기 위하여 여러 가지 색상으로 제조하고 있으나, 다양한 소비자의 구매욕을 충족시키는데 미흡한 실정이다.The importance of design is being emphasized day by day for the manufacture and sale of a wide variety of products, including electrical and electronic products, architectural and furniture finishing, accessories, stationery and office supplies. The color of things is one of the important elements of design. If the case, cover, etc. of the article is designed in various colors, the manufacturing process is complicated, the productivity is lowered, there is a disadvantage that the production cost is increased. Items such as accessories, stationery, office supplies, etc. are manufactured in various colors to enhance the merchandise, but are insufficient to satisfy the purchasing desire of various consumers.

한국 공개특허공보 10-2008-0046447호에는 가전제품의 외장재, 건축 및 가구 마감재 등에 사용되는 라미네이션용 플라스틱 필름에 홀로그램을 형성하는 기술이 개시되어 있다. 이 특허 문헌의 플라스틱 필름은 투명한 필름에 홀로그램패턴(Hologram Pattern)과 금속증착층을 형성하여 간섭무늬에 의한 입체 효과를 연출한다. 그러나 홀로그램패턴, 금속증착층, 가교접착층 등을 형성하는 제조공정이 복잡하고, 고가의 설비가 필요하여 비용이 많이 소요되는 단점이 있다. Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2008-0046447 discloses a technique of forming a hologram on a plastic film for lamination used in exterior materials, construction and furniture finishing materials of home appliances. The plastic film of this patent document forms a hologram pattern and a metal deposition layer on a transparent film to produce a three-dimensional effect by an interference fringe. However, a manufacturing process for forming a hologram pattern, a metal deposition layer, a crosslinking adhesive layer, etc. is complicated, and expensive equipment is required, which requires a high cost.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 투과성을 갖는 기판의 표면과 이면에 빛의 산란을 위하여 포토레지스트층과 반사막을 형성하여 장식성을 향상시킬 수 있는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 표면처리방법 및 이것에 의하여 제조된 물건을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve various problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to form a photoresist layer and a reflective film for the scattering of light on the surface and the back of the substrate having a permeability to decorate The present invention provides a surface treatment method using nanoimprint lithography which can be improved and an article produced by the same.

본 발명의 다른 목적은 제조공정이 단순하고, 생산비가 저렴하여 다양한 물건에 쉽게 적용할 수 있는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 표면처리방법 및 이것에 의하여 제조된 물건을 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide a surface treatment method using nanoimprint lithography which can be easily applied to various objects due to its simple manufacturing process and low production cost, and an object manufactured thereby.

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 투과성을 갖는 기판의 표면에 포토레지스트층을 코팅하는 단계와; 포토레지스트층의 표면에 빛의 산란을 위하여 마이크로미터 크기의 피트들을 스탬프에 의하여 스탬핑하는 단계와; 피트들이 스탬핑되어 있는 포토레지스트층을 경화시키는 단계와; 기판의 이면에 반사막을 코팅하는 단계를 포함하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 표면처리방법에 있 다.A feature of the present invention for achieving the above object comprises the steps of coating a photoresist layer on the surface of the substrate having a transparency; Stamping micrometer-sized pits by a stamp for scattering light on the surface of the photoresist layer; Curing the photoresist layer on which the pits are stamped; In the surface treatment method using nanoimprint lithography comprising coating a reflective film on the back surface of the substrate.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments associated with the accompanying drawings.

이하, 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피를 이용한 표면처리방법 및 이것에 의하여 제조된 물건에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of a surface treatment method using nanoimprint lithography according to the present invention and an article produced therefrom will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피를 이용한 표면처리방법은 전기전자제품, 건축 및 가구마감재, 액세서리, 문구 및 사무용품 등 다양한 물건(10)들의 표면처리에 적용될 수 있다. 본 발명의 나노임프린트 리소그래피를 이용한 표면처리방법에 의하여 제조되는 물건(10)은 투과성을 갖는 기판(20)을 구비한다. 기판(20)은 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 아크릴(Acrylic), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 염화비닐(Polyvinyl Chloride, PVC), 에이비에스수지(Acrylonitrile Butadiene Styrene resin, ABS resin) 등과 같은 투명한 플라스틱, 유리 등으로 구성될 수 있다. 기판(20)은 전기전자제품, 생활용품 등의 케이스, 커버 등으로 구성될 수 있다.First, referring to Figure 1, the surface treatment method using nanoimprint lithography according to the present invention can be applied to the surface treatment of various objects 10, such as electrical and electronic products, architectural and furniture finishing materials, accessories, stationery and office supplies. The article 10 produced by the surface treatment method using nanoimprint lithography of the present invention includes a substrate 20 having transparency. Substrate 20 is a transparent plastic such as polycarbonate (PC), acrylic (poly), polyethylene (PE), vinyl chloride (Polyvinyl Chloride (PVC)), ABS resin (Acrylonitrile Butadiene Styrene resin, ABS resin), etc. , Glass, and the like. The substrate 20 may be formed of a case, a cover, or the like of electrical and electronic products or household goods.

도 1과 도 2를 참조하면, 기판(20)의 표면에 투과성을 갖는 포토레지스트층(Photoresist layer: 30)이 코팅(Coating)되어 있다. 포토레지스트층(30)의 표면에 빛의 산란을 위하여 마이크로미터 이하의 미세한 크기를 갖는 복수의 피트(Pit: 32)들이 패터닝(Patterning)되어 있다. 포토레지스트층(30)은 자외선 경화수지로 구성될 수 있다. 도 2에 피트(32)들은 폭이 같고 길이가 다른 것이 기판(20)의 일 방향으로 배열되어 있는 것이 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 피트(32)들의 형상 및 배열은 필요에 따라 적절하게 변경될 수 있다.1 and 2, a photoresist layer 30 having transparency is coated on the surface of the substrate 20. In order to scatter light on the surface of the photoresist layer 30, a plurality of pits 32 having a fine size of less than or equal to micrometers are patterned. The photoresist layer 30 may be made of an ultraviolet curable resin. 2 shows that the pits 32 have the same width and different lengths are arranged in one direction of the substrate 20, but this is exemplary and the shape and arrangement of the pits 32 may be appropriately changed as necessary. Can be.

기판(20)의 이면에 빛의 반사를 위한 반사막(40)이 코팅되어 있다. 반사막(40)은 은(Ag), 알루미늄(Al) 등으로 구성될 수 있다. 포토레지스트층(30)의 표면에 투과성을 갖는 보호막(50)이 구성되어 있다. 보호막(50)은 폴리카보네이트, 아크릴, 이산화티타늄(TiO2), 이산화규소(SiO2) 등으로 구성될 수 있다. The reflective film 40 for reflecting light is coated on the back surface of the substrate 20. The reflective film 40 may be made of silver (Ag), aluminum (Al), or the like. The protective film 50 which has permeability to the surface of the photoresist layer 30 is comprised. The passivation layer 50 may be made of polycarbonate, acrylic, titanium dioxide (TiO 2 ), silicon dioxide (SiO 2 ), or the like.

지금부터는, 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피를 이용한 표면처리방법을 도 3에 의거하여 설명한다.The surface treatment method using nanoimprint lithography according to the present invention will now be described with reference to FIG. 3.

도 4a를 함께 참조하면, 평탄한 기판(20)의 표면에 투과성을 갖는 액상의 포토레지스트층(30)을 코팅한다(S100). 포토레지스트층(30)은 롤러 코팅(Roller Coating), 스핀 코팅(Spin Coating), 스크린 프린팅(Screen printing), 분사(Dispensing) 등 여러 가지 방법에 의하여 균일한 두께로 코팅될 수 있다. 포토레지스트층(30)은 자외선 경화수지로 구성될 수 있다. 기판(20)의 표면은 포토레지스트층(30)의 코팅 전에 불순물의 제거와 접착성의 향상을 위하여 크리닝(Cleaning)한다. Referring to FIG. 4A, a liquid photoresist layer 30 having transparency is coated on the surface of the flat substrate 20 (S100). The photoresist layer 30 may be coated with a uniform thickness by various methods such as roller coating, spin coating, screen printing, and dispensing. The photoresist layer 30 may be made of an ultraviolet curable resin. The surface of the substrate 20 is cleaned to remove impurities and to improve adhesion before coating the photoresist layer 30.

도 4b를 참조하면, 포토레지스트층(30)의 표면에 피트(32)들을 스탬프(Stamp: 60)의 엠보싱패턴(Embossing Pattern: 62)에 의하여 스탬핑한다(S102). 스탬프(60)의 표면에 피트(32)들의 형성을 위한 복수의 엠보싱들이 패터닝되어 있다. 스탬프(60)의 엠보싱패턴(62)이 포토레지스트층(30)의 표면이 압인되면, 포토레지스트층(30)의 표면에 복수의 피트(32)들이 형성된다. 피트(32)들은 특정 모양으로 배열될 수 있다.Referring to FIG. 4B, the pits 32 are stamped on the surface of the photoresist layer 30 by an embossing pattern 62 of a stamp 60 (S102). On the surface of the stamp 60 a plurality of embossings for the formation of the pits 32 are patterned. When the surface of the photoresist layer 30 is stamped with the embossing pattern 62 of the stamp 60, a plurality of pits 32 are formed on the surface of the photoresist layer 30. Pits 32 may be arranged in a particular shape.

도 4c를 참조하면, 포토레지스트층(30)의 표면에 피트(32)들을 스탬핑한 후, 포토레지스트층(30)을 경화시킨다(S104). 기판(20)의 이면쪽에서 자외선 램프(70)의 작동에 의하여 자외선을 비쳐주면, 기판(20)을 투과하는 자외선은 자외선 경화수지를 경화시킨다. 포토레지스트층(30)은 필요에 따라 열을 가하거나 소프트엑스레이(Soft X-ray)의 조사에 의하여 경화시킬 수도 있다. 포토레지스트층(30)의 피트(32)들은 스탬프(60)의 스탬핑 이외에도 포토리소그래피(Photolithography)에 의하여 패터닝되거나 형판(Template)의 전사에 의하여 형성될 수도 있다.Referring to FIG. 4C, after the pits 32 are stamped on the surface of the photoresist layer 30, the photoresist layer 30 is cured (S104). When ultraviolet rays are emitted by the operation of the ultraviolet lamp 70 on the back side of the substrate 20, the ultraviolet rays transmitted through the substrate 20 cure the ultraviolet curable resin. The photoresist layer 30 may be cured by applying heat or irradiating with soft X-rays as necessary. The pits 32 of the photoresist layer 30 may be patterned by photolithography or formed by transfer of a template, in addition to stamping the stamp 60.

도 1과 도 4d를 참조하면, 포토레지스트층(30)의 경화가 완료되면 스탬프(60)를 제거하고(S106), 기판(20)의 이면에 빛을 반사할 수 있는 반사막(40)을 코팅한다(S108). 포토레지스트층(30)의 표면에 투과성을 갖는 보호막(50)을 코팅한다(S110). 보호막(50)은 진공증착(Vacuum Evaporation)에 의하여 코팅될 수 있다. 폴리카보네이트, 아크릴 등과 같은 투명한 플라스틱으로 이루어지는 보호막(50)은 열용사(Thermal Spray)에 의하여 코팅될 수 있다. 보호막(50)은 폴리에틸렌 테레프탈염산(Polyethylen Terephthalate, PET) 등의 투명한 코팅필름(Coating Film)으로 구성될 수도 있다. 코팅필름은 포토레지스트층(30)의 표면에 초음파 용착 또는 접착될 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 4D, when curing of the photoresist layer 30 is completed, the stamp 60 is removed (S106), and the reflective film 40 capable of reflecting light on the back surface of the substrate 20 is coated. (S108). A protective film 50 having transparency is coated on the surface of the photoresist layer 30 (S110). The protective film 50 may be coated by vacuum evaporation. The protective film 50 made of a transparent plastic such as polycarbonate or acrylic may be coated by thermal spraying. The protective film 50 may be formed of a transparent coating film such as polyethylene terephthalate (PET). The coating film may be ultrasonically welded or adhered to the surface of the photoresist layer 30.

본 발명의 나노임프린트 리소그래피를 이용한 표면처리방법에 의하여 제조된 물건(10)에 빛이 비치면, 빛은 보호막(50)을 투과하여 나노크기의 피트(32)들에 의하여 산란된다. 빛은 포토레지스트층(30)을 투과하여 반사막(40)에 의하여 반사되고, 반사되는 빛은 포토레지스트층(30)과 보호막(50)을 통과하여 대기중으로 산란된다. 이때, 물건(10)의 사용자는 산란에 의하여 색깔이 각각의 성분으로 분해되어진 빛, 즉 무지개와 같은 색깔을 보게 되므로, 물건(10)의 뛰어난 장식성을 얻을 수 있다. When light shines on the article 10 manufactured by the surface treatment method using the nanoimprint lithography of the present invention, the light penetrates the protective film 50 and is scattered by the nano-sized pits 32. Light passes through the photoresist layer 30 and is reflected by the reflective film 40, and the reflected light is scattered into the atmosphere through the photoresist layer 30 and the protective film 50. At this time, the user of the object 10 can see the color of the light, that is, the color is broken down into the respective components by scattering, that is, a color such as a rainbow, it is possible to obtain excellent decoration of the object (10).

한편, 포토레지스트층(30)의 피트(32)들을 스탬프(60)의 스탬핑에 의하여 형성하는 나노임프린트 리소그래피는 제조공정이 단순하여 저렴한 가격으로 다양한 물건(10)의 제조에 쉽게 적용할 수 있다. 또한, 나노임프린트 리소그래피에 의해서는 기판(20)과 스탬프(60)의 평탄도 오차에 관계없이 고정밀, 고품질의 물건(10)을 빠른 시간 내에 효율적으로 제조할 수 있다. On the other hand, nanoimprint lithography, which forms the pits 32 of the photoresist layer 30 by stamping the stamp 60, has a simple manufacturing process and can be easily applied to manufacturing various articles 10 at low cost. In addition, nanoimprint lithography makes it possible to efficiently manufacture a high-precision, high-quality article 10 quickly and independently of the flatness error of the substrate 20 and the stamp 60.

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다. The embodiments described above are merely to describe preferred embodiments of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, those skilled in the art within the spirit and claims of the present invention It will be understood that various changes, modifications, or substitutions may be made thereto, and such embodiments are to be understood as being within the scope of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피를 이용한 표면처리방법 및 이것에 의하여 제조된 물건에 의하면, 전기전자제품, 각종 마 감재, 문구 및 사무용품 등 다양한 물건을 구성하는 기판의 표면과 이면에 빛의 산란을 위하여 포토레지스트층과 반사막을 각각 형성하여 장식성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 기판의 평탄도 오차에 관계없이 단순한 제조공정에 의하여 고정밀, 고품질의 제품을 저렴하고 효율적으로 제조할 수 있으므로, 제품의 가치를 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the surface treatment method using nanoimprint lithography according to the present invention and the article produced by the present invention, the surface and the back surface of the substrate constituting various objects such as electrical and electronic products, various finishes, stationery and office supplies For scattering light, the photoresist layer and the reflective film may be formed, respectively, to greatly improve decorability. In addition, regardless of the flatness error of the substrate, it is possible to manufacture a high-precision, high-quality product inexpensively and efficiently by a simple manufacturing process, there is an effect that can increase the value of the product.

도 1은 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피를 이용한 표면처리방법에 의하여 제조된 물건의 일례를 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view showing an example of an article manufactured by the surface treatment method using nanoimprint lithography according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피를 이용한 표면처리방법에 의하여 제조된 물건에서 포토레지스트층의 피트를 부분적으로 나타낸 정면도,2 is a front view partially showing a pit of a photoresist layer in an article manufactured by a surface treatment method using nanoimprint lithography according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피를 이용한 표면처리방법을 설명하기 위하여 나타낸 흐름도,3 is a flowchart illustrating a surface treatment method using nanoimprint lithography according to the present invention;

도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 나노임프린트 리소그래피를 이용한 표면처리방법을 설명하기 위하여 나타낸 단면도들이다.4A to 4D are cross-sectional views illustrating a surface treatment method using nanoimprint lithography according to the present invention.

♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♣♣ Explanation of symbols for the main parts of the drawing

10: 물건 20: 기판10: stuff 20: substrate

30: 포토레지스트층 32: 피트30: photoresist layer 32: pits

40: 반사막 50: 보호막40: reflecting film 50: protective film

60: 스탬프 70: 자외선램프60: stamp 70: UV lamp

Claims (4)

투과성을 갖는 기판의 표면에 포토레지스트층을 코팅하는 단계와;Coating a photoresist layer on the surface of the substrate having transparency; 상기 포토레지스트층의 표면에 빛의 산란을 위하여 마이크로미터 크기의 피트들을 스탬프에 의하여 스탬핑하는 단계와;Stamping micrometer-sized pits by a stamp for scattering light on the surface of the photoresist layer; 상기 피트들이 스탬핑되어 있는 상기 포토레지스트층을 경화시키는 단계와;Curing the photoresist layer on which the pits are stamped; 상기 기판의 이면에 반사막을 코팅하는 단계를 포함하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 표면처리방법.Surface treatment method using nanoimprint lithography comprising coating a reflective film on the back surface of the substrate. 제 1 항에 있어서, 상기 포토레지스트층을 경화시킨 후 상기 스탬프를 분리하고, 경화되어 있는 상기 포토레지스트층의 표면에 투과성을 갖는 보호막을 구성하는 단계를 더 포함하는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 표면처리방법.The method of claim 1, further comprising: separating the stamp after curing the photoresist layer, and forming a protective film having a permeability on the surface of the cured photoresist layer. . 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 포토레지스트층은 자외선 경화수지로 이루어지고, 상기 자외선 경화수지는 상기 기판의 이면측에서 자외선을 투사하여 경화시키는 나노임프린트 리소그래피를 이용한 표면처리방법.The surface treatment method using nanoimprint lithography according to claim 1 or 2, wherein the photoresist layer is made of an ultraviolet curable resin, and the ultraviolet curable resin is cured by projecting ultraviolet rays on the back side of the substrate. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 표면처리방법에 의하여 제조된 물건.An article manufactured by the surface treatment method according to any one of claims 1 to 3.
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