KR20100046778A - 프린트용 몰드, 그의 제조 방법 및 이를 이용한 박막 패턴 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 볼록부와 오목부를 포함하는 표면을 가지며 고분자 물질로 이루어진 기본체, 그리고 상기 기본체의 오목부 표면에 형성되어 있는 반잉크층을 포함하는 프린트용 몰드, 그의 제조 방법 및 이를 이용한 박막 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
몰드, 자기 조립 박막, 친잉크층, 반잉크층
Description
본 발명은 프린트용 몰드, 그의 제조 방법 및 이를 이용한 박막 패턴 형성 방법에 관한 것이다.
표시 소자 및 전자 장치를 형성하기 위하여, 포토 리소그래피 공정이 널리 이용된다. 그러나, 상기 포토 리소그래피 공정은 노광 장비와 같은 고가의 장비로 인하여 자체의 초기 투자 비용이 증가하게 되고, 또한 고가의 마스크가 필요하므로 경제적 효용성이 떨어지게 된다. 더욱이, 상기 포토 리소그래피 공정을 통해서 초미세 패턴을 형성하는 것은 한계가 있다.
이에 따라, 마스크를 이용하지 않는 잉크젯 프린팅, 그라비아 프린팅, 오프셋(Offset) 프린팅, 스크린 프린팅, 나노 임프린트에 대한 기술이 대두되고 있으며, 이 중 잉크젯 프린팅의 경우는 컬러 필터의 양산 단계에까지 이르고 있다.
이러한 기술들은 각기 장단점을 가지고 있는데, 잉크젯 프린팅은 재료비 절감, 공정 단순화의 장점이 있는 반면에 낮은 해상력이라는 단점을 가지고 있으며, 롤을 사용하는 프린팅은 해상력 문제와 더불어 얼라인먼트(alignment)가 용이하지 않은 단점이 있다. 나노 임프린트의 경우에는 초미세 패턴을 형성할 수 있을 정도로 나노 크기(nm scale)의 높은 해상력을 가지나 접촉 공정을 사용하므로 균일도(uniformity) 및 입자의 측면에서 불리하며 공정 시간 면에서도 단점을 가지고 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이를 해결하기 위한 것으로서, 기존 프린팅 방법의 장점만을 살린 새로운 프린팅 장치 및 이를 이용한 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제에 의하여 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적은 볼록부와 오목부를 포함하는 표면을 가지며 고분자 물질로 이루어진 기본체, 그리고 상기 기본체의 오목부 표면에 형성되어 있는 반잉크층을 포함하는 프린트용 몰드에 의하여 달성된다.
상기 반잉크층은 소수성 표면을 가질 수 있다.
상기 반잉크층은 n-옥타데실트리메톡시실란(n-octadecyltrimethoxysilane, ODS), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane, OTS), 헵타데카플루오로 -1,1,2,2-테트라하이드로데실-1-트리메톡시실란(heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl-1-trimethoxysilane, FAS) 중에서 선택되는 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상기 다른 목적은 기판, 상기 기판의 표면 위에 형성되어 있는 반잉크층, 그리고 상기 반잉크층 위에 부분적으로 형성되어 있는 친잉크층을 포함하는 프린트용 몰드에 의하여 달성된다.
상기 반잉크층은 n-옥타데실트리메톡시실란(n-octadecyltrimethoxysilane, ODS), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane, OTS), 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실-1-트리메톡시실란(heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl-1-trimethoxysilane, FAS) 중에서 선택되는 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상기 친잉크층은 실리콘막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 금속막, 금속 산화막, 금속 질화막 중에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 다른 목적은 볼록부와 오목부를 포함하는 표면을 가지며 고분자 물질로 이루어진 기본체, 상기 기본체의 오목부 표면에 형성되어 있는 반잉크층, 그리고 상기 기본체의 볼록부 표면에 형성되어 있는 친잉크층을 포함하는 프린트용 몰드에 의하여 달성된다.
상기 다른 목적은 볼록부와 오목부를 포함하는 표면을 가지며, 고분자 물질로 이루어진 기본체를 형성하는 단계, 그리고 자기 조립 박막(SAM, Self Assembly Monolayer) 형성 방법을 사용하여 상기 오목부의 표면에 반잉크층을 형성하는 단계 를 포함하는 프린트용 몰드 제조 방법에 의하여 달성된다.
상기 반잉크층은 n-옥타데실트리메톡시실란(n-octadecyltrimethoxysilane, ODS), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane, OTS), 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실-1-트리메톡시실란(heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl-1-trimethoxysilane, FAS) 중에서 선택되는 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상기 자기 조립 박막(SAM) 형성 방법은 상기 기본체의 표면에 SAM층을 코팅하는 단계, 그리고 상기 볼록부 표면에 형성된 SAM층을 희생 기판에 전사하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 자기 조립 박막(SAM) 형성 방법은 상기 오목부 표면에 형성된 상기 SAM층을 방치하는 단계, 그리고 방치된 상기 SAM층을 세정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 다른 목적은 기판을 배치하는 단계, 상기 기판의 표면에 소수성인 반잉크층을 형성하는 단계, 그리고 상기 반잉크층 위에 부분적으로 실리콘막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 금속막, 금속 산화막, 금속 질화막 중에서 선택된 하나를 포함하는 친잉크층을 형성하는 단계를 포함하는 프린트용 몰드 제조 방법에 의하여 달성된다.
상기 친잉크층을 형성하는 단계는 상기 반잉크층의 표면에 상기 친잉크층 형성용 막을 적층하는 단계, 상기 친잉크층 형성용 막 위에 레지스트층을 도포하는 단계, 상기 레지스트층을 노광하는 단계, 노광된 상기 레지스트층을 현상하여 레지 스트 패턴을 형성하는 단계, 그리고 상기 레지스트 패턴을 마스크로 사용하여 상기 친잉크층을 식각하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 다른 목적은 제1 기판 위에 소수성 고분자막을 포함하는 기판 코팅층을 도포하는 단계, 상기 기판 코팅층 위에 제1 부분 및 제2 부분을 가진 잉크층을 형성하는 단계, 상기 잉크층 위에 볼록부와 오목부를 가지며, 상기 오목부 표면에 형성되어 있는 반잉크층을 가지는 몰드를 배치하는 단계, 상기 볼록부와 상기 제1 부분을 접촉시키는 단계, 상기 몰드와 상기 잉크층을 분리하여, 상기 볼록부에 상기 제1 부분을 전사하는 단계, 그리고 전사된 상기 제1 부분을 제2 기판에 재전사하는 단계를 포함하는 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법에 의하여 달성된다.
상기 반잉크층은 소수성 표면을 가질 수 있다.
상기 반잉크층은 n-옥타데실트리메톡시실란(n-octadecyltrimethoxysilane, ODS), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane, OTS), 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실-1-트리메톡시실란(heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl-1-trimethoxysilane, FAS) 중에서 선택되는 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
상기 잉크층은 Ag 또는 Cu를 포함하는 금속 잉크, IGZO 용액, 펜타센(pentacene)을 포함하는 반도체용 재료, Si 용액, ITO 슬러리, 탄소나노튜브 분산액 중에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
상기 소수성 고분자막은 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS) 및 불소 함유막 중에서 선택될 수 있다.
상기 불소 함유막은 테프론(Teflon)막일 수 있다.
상기 기판 코팅층, 상기 잉크층 및 상기 볼록부의 표면 에너지 크기의 상호 관계는, 기판 코팅층의 표면 에너지 < 잉크층의 표면 에너지 < 몰드의 볼록부의 표면 에너지의 순서일 수 있다.
상기 재전사를 용이하게 하기 위하여 상기 제2 기판 위에 제1 접착층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 재전사를 용이하게 하기 위하여 상기 재전사 단계 이전에 상기 제1 부분의 표면에 제2 접착층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 다른 목적은 제1 기판 위에 소수성 고분자막을 포함하는 기판 코팅층을 도포하는 단계, 상기 기판 코팅층 위에 제1 부분 및 제2 부분을 가진 잉크층을 형성하는 단계, 상기 잉크층 위에 제2 기판, 상기 제2 기판 표면 위에 형성되어 있는 반잉크층 및 상기 반잉크층 위에 부분적으로 형성되어 있는 친잉크층을 포함하는 프린트용 몰드를 배치하는 단계, 상기 친잉크층과 상기 제1 부분을 접촉시키는 단계, 상기 친잉크층과 상기 잉크층을 분리하여, 상기 친잉크층에 상기 제1 부분을 전사하는 단계, 그리고 상기 친잉크층에 전사된 상기 제1 부분을 제3 기판에 재전사하는 단계를 포함하는 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법에 의하여 달성된다.
상기 반잉크층은 소수성 표면을 가질 수 있다.
상기 반잉크층은 n-옥타데실트리메톡시실란(n-octadecyltrimethoxysilane, ODS), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane, OTS), 헵타데카플루오로 -1,1,2,2-테트라하이드로데실-1-트리메톡시실란(heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl-1-trimethoxysilane, FAS) 중에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
상기 잉크층은 Ag 또는 Cu를 포함하는 금속 잉크, IGZO 용액, 펜타센(pentacene)을 포함하는 반도체용 재료, Si 용액, ITO 슬러리, 탄소나노튜브 분산액 중에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
상기 소수성 고분자막은 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS) 및 불소 함유막 중에서 선택될 수 있다.
상기 불소 함유막은 테프론(Teflon)막일 수 있다.
상기 기판 코팅층, 상기 잉크층 및 상기 몰드의 볼록부의 표면 에너지 크기의 상호 관계는, 기판 코팅층의 표면 에너지 < 잉크층의 표면 에너지 < 몰드의 볼록부의 표면 에너지의 순서일 수 있다.
상기 재전사를 용이하게 하기 위하여 상기 제3 기판 위에 제1 접착층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 재전사를 용이하게 하기 위하여 상기 재전사 단계 이전에 상기 제1 부분의 표면에 제2 접착층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 다른 목적은 제1 기판 위에 비패턴부 및 패턴부를 가진 잉크층을 도포하는 단계, 상기 잉크층 위에 볼록부, 반잉크층이 코팅되어 있는 오목부 및 본체부를 가진 몰드를 배치하는 단계, 상기 볼록부를 상기 비패턴부에 접촉시키는 단계, 그리고 상기 몰드와 상기 잉크층을 분리하여, 상기 볼록부에 상기 비패턴부를 전사 하는 단계를 포함하는 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법에 의하여 달성된다.
상기 반잉크층은 n-옥타데실트리메톡시실란(n-octadecyltrimethoxysilane, ODS), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane, OTS), 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실-1-트리메톡시실란(heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl-1-trimethoxysilane, FAS) 중에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
상기 잉크층은 Ag 또는 Cu를 포함하는 금속 잉크, IGZO 용액, 펜타센(pentacene)을 포함하는 반도체용 재료, Si 용액, ITO 슬러리, 탄소나노튜브 분산액 중에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
상기 제1 기판, 상기 잉크층 및 상기 몰드의 볼록부의 표면 에너지 크기의 상호 관계는, 제1 기판의 표면 에너지 > 잉크층의 표면 에너지 > 몰드의 볼록부의 표면 에너지의 순서일 수 있다.
상기 볼록부를 상기 비패턴부에 접촉시키는 단계 이전에 상기 잉크층에 포함된 용매를 증발시켜 상기 잉크층을 고체화하기 위한 열처리 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 프린트용 몰드를 인쇄 공정에 적용하면, 저비용을 사용하여 간단한 몰드 표면 처리 공정으로 잉크 재료의 효율을 향상시킬 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
[실시예 1]
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 프린트용 몰드 및 그의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 프린트용 몰드(40a)는 볼록부(41)와 오목부(43)를 포함하는 표면을 가지며 고분자 물질로 이루어진 기본체(45), 그리고 상기 오목부(43)의 표면에 형성되어 있는 반잉크층(50a)을 포함한다. 여기서, 반잉크층(50a)은 접촉각 100도 이상의 소수성 표면을 가지는데, n-옥타데실트리메톡시실란(n-octadecyltrimethoxysilane, ODS), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane, OTS), 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실-1-트리메톡시실란(heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl-1-trimethoxysilane, FAS) 중에서 선택되는 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
다음으로, 제1 실시예에 따른 프린트용 몰드(40a)의 제조 방법에 대하여 설 명한다.
우선, 볼록부(41)와 오목부(43)를 포함하는 표면을 가지며, 고분자 물질로 이루어진 기본체(45)를 배치하고, 자기 조립 박막(SAM, Self Assembly Monolayer)으로 오목부(43)를 표면 처리하여 반잉크층(50a)를 형성한다. 이때 자기 조립 박막(SAM), 표면 처리의 재료는 n-옥타데실트리메톡시실란(n-octadecyltrimethoxysilane, ODS), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane, OTS), 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실-1-트리메톡시실란(heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl-1-trimethoxysilane, FAS) 중에서 선택되는 하나로 이루어질 수 있다.
구체적으로 자기 조립 박막(SAM)을 형성하는 단계는, 기본체(45)의 표면에 상기 SAM층을 코팅하고, 볼록부(41) 표면에 형성된 SAM층을 희생 기판에 전사하여 제거한다.
다음, 오목부(43) 표면에 형성된 SAM층을 방치한다. 오목부(43)에 남은 SAM 물질을 방치하면, 자기 조립 박막 물질은 자체 내에서 결합을 형성하여 오목부(43)의 표면에 자기 조립 박막 물질이 화학적으로 결합하여 단일층의 박막을 형성하게 되며, 이후 단일층 위에 물리적 결합을 통하여 복수층의 박막으로 성장하게 된다. 오목부(43)와 오목부(43) 바로 위에 결합된 단일층인 자기 조립 박막 물질은 화학적 결합을 형성하고 있어 매우 강하게 결합되어 있다. 반면, 자기 조립 박막의 단일층 위에 물리적 결합을 형성하여 성장한 복수층은 비교적 약한 결합을 형성하고 있다. 따라서, 다음 단계로 이소 프로필 알코올과 같은 용매로 오목부(43)의 표면 을 세정하면 물리적 결합으로 연결된 복수층은 쉽게 파괴된다. 이러한 결과로, 오목부(43) 위에만 단일층인 SAM층이 형성된다.
[실시예 2]
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 프린트용 몰드 및 그의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 프린트용 몰드(40b)는 기판(12), 상기 기판(12)의 표면 위에 형성되어 있는 반잉크층(50b), 그리고 반잉크층(50b) 위에 부분적으로 형성되어 있는 친잉크층(60)을 포함한다. 여기서, 반잉크층(50b)은 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), n-옥타데실트리메톡시실란(n-octadecyltrimethoxysilane, ODS), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane, OTS), 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실-1-트리메톡시실란(heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl-1-trimethoxysilane, FAS) 중에서 선택되는 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 그리고, 친잉크층(60)은 반잉크층(50b)의 일부분에 형성되어 있으며 실리콘막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 금속막, 금속 산화막, 금속 질화막 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진다.
다음으로, 제2 실시예에 따른 프린트용 몰드(40b)의 제조 방법을 설명한다.
우선, 기판(12)을 마련하고, 기판(12)의 표면에 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS), n-옥타데실트리메톡시실란(n- octadecyltrimethoxysilane, ODS), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane, OTS), 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실-1-트리메톡시실란(heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl-1-trimethoxysilane, FAS) 중에서 선택되는 하나를 도포하여 반잉크층(50b)을 형성한 다음, 반잉크층(50b)의 일부분에 실리콘막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 금속막, 금속 산화막, 금속 질화막 중에서 선택된 하나인 막을 도포하여 친잉크층(60)을 형성한다.
여기서, 반잉크층(50b)은 기판(12)의 표면에 상기한 물질을 일반적인 스핀 코터나 다양한 종류의 증착기를 사용하여 코팅 또는 증착에 의해 쉽게 형성할 수 있다. 다음, 반잉크층(50b)의 일부분에 친잉크층(60)을 형성하는데, 친잉크층(60)을 형성하는 단계를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선, 기판(12) 위에 도포된 반잉크층(50b)의 표면에 친잉크층 형성용 막을 도포하고 이 위에 레지스트층을 도포한다. 다음, 패턴을 형성할 수 있는 포토 마스크를 사용하여 레지스트층을 노광한다. 다음, 레지스트층을 현상하여 레지스트 패턴을 형성한다. 마지막으로, 형성된 레지스트 패턴을 마스크로 사용하여 식각하여 친잉크층(60)을 형성한다.
[실시예 3]
이하, 도 3a 내지 도 3e를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법에 대하여 설명한다.
도 3a와 같이, 제1 기판(11) 위에 소수성 고분자막을 포함하는 기판 코팅 층(20)과 잉크층(30)을 차례로 형성한다. 여기서, 잉크층(30)은 Ag, Cu를 포함하는 금속 잉크, IGZO 용액, 펜타센(pentacene)을 포함하는 반도체용 재료, Si 용액, ITO 슬러리, 탄소나노튜브 분산액 중에서 선택될 수 있으며, 소수성 고분자막은 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS) 및 불소 함유막, 바람직하게는 테프론(Teflon)막을 사용할 수 있다. 다음, 도 3b와 같이 제1 실시예에 따라 제조된 프린트용 몰드(40a)를 배치하고, 도 3c와 같이 볼록부(41)와 잉크층의 제1 부분(32)을 접촉시킨다. 다음, 도 3d와 같이 몰드(40a)와 잉크층(30)을 분리하여, 몰드(40a)의 볼록부(41)에 잉크층(30)의 제1 부분(32)을 전사한다. 마지막으로, 도 3e와 같이 볼록부(41)에 전사된 잉크층(30)의 제1 부분(32)을 패턴형성용 기판(13)에 재전사한다. 소수성 고분자막을 포함하는 기판 코팅층(20)이 도포된 기판(11), 잉크층(30) 및 볼록부(41)의 표면 에너지 크기의 상호 관계는 기판(11)의 표면 에너지가 가장 낮고, 몰드(40a)의 볼록부(41)의 표면 에너지가 가장 높으며, 잉크층(30)의 표면 에너지는 이 둘의 사이의 표면 에너지를 가진다. 따라서, 잉크층(30)의 제1 부분(32)이 상대적으로 높은 표면 에너지를 갖는 몰드(40a)의 볼록부(41)의 표면으로 전사될 수 있다.
여기서, 패턴 형성용 기판(13) 위에 제1 접착층을 형성하여 잉크층(30)의 제1 부분(32)을 몰드(40a)의 볼록부(41)의 표면으로부터 패턴 형성용 기판(13)으로 재전사하는 것을 보다 용이하게 할 수 있다. 또한, 패턴 형성용 기판(13)에 접착층을 형성하지 않고, 재전사 단계 이전에 잉크층(30)의 제1 부분(32)의 표면에 제2 접착층을 형성할 수도 있다. 제2 접착층을 잉크층(30)의 제1 부분(32)의 표면에 형성하는 것 또한 재전사를 보다 용이하게 할 수 있다. 제1 접착층 및 제2 접착층으로 사용할 수 있는 재료는 한쪽 말단기가 SH기(thiol group)를 포함하여 은 등의 금속 성분을 포함하는 잉크에 화학적 결합이 가능하고, 다른 쪽 말단기는 실란 및 치환된 실란기를 포함하고 있어 유리 등으로 이루어진 기판에의 접착력을 향상시킬 수 있는 것이 적합하다.
[실시예 4]
이하, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 프린트용 몰드(40a)를 이용한 또다른 박막 패턴 형성 방법에 대하여 제3 실시예와 비교하여 다른 내용을 중심으로 하여 설명한다.
우선, 도 4a와 같이 패턴 형성용 기판(13) 위에 잉크층(30)을 도포한다. 다음, 도 4b와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 볼록부(41), 반잉크층(50a)이 코팅되어 있는 오목부(43) 및 본체부(45)를 가진 몰드(40a)를 제1 기판(11) 위에 배치한 다음, 볼록부(41)를 비패턴부(32)에 접촉시킨다. 다음, 도 4c와 같이 몰드(40a)와 잉크층(30)을 분리하여, 볼록부(41)에 비패턴부(32)를 전사한다. 이러한 결과로, 패턴 형성용 기판(13) 위에는 패턴 형성에 필요한 패턴부(31)만 남게 된다. 이때, 잉크가 몰드(40a)에 접착력을 가지게 하기 위해서는 제1 기판(11) 상에 형성된 잉크층(30)이 액체 상태가 아니라 고체 상태, 즉 용매만 증발되어 반건조 상태이지만 소결된 상태는 아닌 상태가 유리한 조건이 될 수 있다. 따라서, 잉크층(30)이 포함하고 있는 용매를 증발시킬 수 있을 정도의 열처리가 요구될 수도 있다.
[실시예 5]
이하, 도 5a내지 도 5d를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법에 대하여 제3 실시예와 비교하여 다른 내용을 중심으로 하여 설명한다.
도 5a와 같이, 제1 기판(11) 위에 소수성 고분자막을 포함하는 기판 코팅층(20)과 제1 부분 및 제2 부분을 가진 잉크층(30)을 차례로 형성하여 제1 기판부를 형성한다. 다음, 도 5b와 같이 제2 실시예에 따라 제조된 프린트용 몰드(40b)를 배치하고, 친잉크층(60)과 잉크층(30)의 제1 부분(31)을 접촉시킨다. 다음, 도 5c와 같이 몰드(40b)와 잉크층(30)을 분리하여, 몰드(40b)의 친잉크층(60)에 잉크층(30)의 제1 부분(31)을 전사한다. 기판(11), 잉크층(30) 및 볼록부(41)의 표면 에너지 크기의 상호 관계는 기판(11)의 표면 에너지가 가장 낮고, 몰드(40b)의 친잉크층(60)의 표면 에너지가 가장 높으며, 잉크층(30)의 표면 에너지는 이 둘의 사이의 표면 에너지를 가진다. 따라서, 잉크층(30)의 제1 부분(31)이 상대적으로 높은 표면 에너지를 갖는 몰드(40a)의 친잉크층(60)의 표면으로 전사될 수 있으며, 다음, 도 5d와 같이 몰드(40b)의 친잉크층(60)에 전사된 잉크층(30)의 제1 부분(31)을 패턴형성용 기판(13)에 재전사한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들을 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 프린트용 몰드의 단면도이고,
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프린트용 몰드의 단면도이며,
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프린트용 몰드를 사용하는 인쇄 공정을 차례로 보여주는 단면도이고,
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프린트용 몰드를 사용하는 또다른 인쇄 공정을 차례로 보여주는 단면도이며,
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프린트용 몰드를 사용한 인쇄 공정을 차례로 보여주는 단면도이다.
Claims (36)
- 볼록부와 오목부를 포함하는 표면을 가지며 고분자 물질로 이루어진 기본체, 그리고상기 기본체의 오목부 표면에 형성되어 있는 반잉크층을 포함하는 프린트용 몰드.
- 제1항에서,상기 반잉크층은 소수성 표면을 가지는 프린트용 몰드.
- 제2항에서,상기 반잉크층은 n-옥타데실트리메톡시실란(n-octadecyltrimethoxysilane, ODS), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane, OTS), 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실-1-트리메톡시실란(heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl-1-trimethoxysilane, FAS) 중에서 선택되는 적어도 하나로 이루어진 프린트용 몰드.
- 기판,상기 기판의 표면 위에 형성되어 있는 반잉크층, 그리고상기 반잉크층 위에 부분적으로 형성되어 있는 친잉크층을 포함하는 프린트용 몰드.
- 제4항에서,상기 반잉크층은 n-옥타데실트리메톡시실란(n-octadecyltrimethoxysilane, ODS), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane, OTS), 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실-1-트리메톡시실란(heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl-1-trimethoxysilane, FAS) 중에서 선택되는 적어도 하나로 이루어진 프린트용 몰드.
- 제5항에서,상기 친잉크층은 실리콘막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 금속막, 금속 산화막, 금속 질화막 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 프린트용 몰드.
- 볼록부와 오목부를 포함하는 표면을 가지며 고분자 물질로 이루어진 기본체,상기 기본체의 오목부 표면에 형성되어 있는 반잉크층, 그리고상기 기본체의 볼록부 표면에 형성되어 있는 친잉크층을 포함하는 프린트용 몰드.
- 볼록부와 오목부를 포함하는 표면을 가지며, 고분자 물질로 이루어진 기본체를 형성하는 단계, 그리고자기 조립 박막(SAM, Self Assembly Monolayer) 형성 방법을 사용하여 상기 오목부의 표면에 반잉크층을 형성하는 단계를 포함하는 프린트용 몰드 제조 방법.
- 제8항에서,상기 반잉크층은 n-옥타데실트리메톡시실란(n-octadecyltrimethoxysilane, ODS), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane, OTS), 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실-1-트리메톡시실란(heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl-1-trimethoxysilane, FAS) 중에서 선택되는 적어도 하나로 이루어진 프린트용 몰드 제조 방법.
- 제8항에서,상기 자기 조립 박막(SAM) 형성 방법은상기 기본체의 표면에 SAM층을 코팅하는 단계, 그리고상기 볼록부 표면에 형성된 SAM층을 희생 기판에 전사하는 단계를 포함하는 프린트용 몰드 제조 방법.
- 제10항에서,상기 자기 조립 박막(SAM) 형성 방법은상기 오목부 표면에 형성된 상기 SAM층을 방치하는 단계, 그리고방치된 상기 SAM층을 세정하는 단계를 포함하는 것인 프린트용 몰드 제조 방법.
- 기판을 배치하는 단계,상기 기판의 표면에 소수성인 반잉크층을 형성하는 단계, 그리고상기 반잉크층 위에 부분적으로 실리콘막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 금속막, 금속 산화막, 금속 질화막 중에서 선택된 하나를 포함하는 친잉크층을 형성하는 단계를 포함하는 프린트용 몰드 제조 방법.
- 제12항에서,상기 친잉크층을 형성하는 단계는상기 반잉크층의 표면에 상기 친잉크층 형성용 막을 적층하는 단계,상기 친잉크층 형성용 막 위에 레지스트층을 도포하는 단계,상기 레지스트층을 노광하는 단계,노광된 상기 레지스트층을 현상하여 레지스트 패턴을 형성하는 단계, 그리고상기 레지스트 패턴을 마스크로 사용하여 상기 친잉크층을 식각하는 단계를 포함하는 프린트용 몰드 제조 방법.
- 제1 기판 위에 소수성 고분자막을 포함하는 기판 코팅층을 도포하는 단계,상기 기판 코팅층 위에 제1 부분 및 제2 부분을 가진 잉크층을 형성하는 단계,상기 잉크층 위에 볼록부와 오목부를 가지며, 상기 오목부 표면에 형성되어 있는 반잉크층을 가지는 몰드를 배치하는 단계,상기 볼록부와 상기 제1 부분을 접촉시키는 단계,상기 몰드와 상기 잉크층을 분리하여, 상기 볼록부에 상기 제1 부분을 전사하는 단계, 그리고전사된 상기 제1 부분을 제2 기판에 재전사하는 단계를 포함하는 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제14항에서,상기 반잉크층은 소수성 표면을 가지는 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제15항에서,상기 반잉크층은 n-옥타데실트리메톡시실란(n-octadecyltrimethoxysilane, ODS), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane, OTS), 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실-1-트리메톡시실란(heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl-1-trimethoxysilane, FAS) 중에서 선택되는 적어도 하나로 이루어진프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제16항에서,상기 잉크층은 Ag 또는 Cu를 포함하는 금속 잉크, IGZO 용액, 펜타 센(pentacene)을 포함하는 반도체용 재료, Si 용액, ITO 슬러리, 탄소나노튜브 분산액 중에서 선택되는 적어도 하나인 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제17항에서,상기 소수성 고분자막은 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS) 및 불소 함유막 중에서 선택되는 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제18항에서,상기 불소 함유막은 테프론(Teflon)막인 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제19항에서,상기 기판 코팅층, 상기 잉크층 및 상기 볼록부의 표면 에너지 크기의 상호 관계는, 기판 코팅층의 표면 에너지 < 잉크층의 표면 에너지 < 몰드의 볼록부의 표면 에너지의 순서인 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제20항에서,상기 재전사를 용이하게 하기 위하여 상기 제2 기판 위에 제1 접착층을 형성하는 단계를 더 포함하는 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제21항에서,상기 재전사를 용이하게 하기 위하여 상기 재전사 단계 이전에 상기 제1 부분의 표면에 제2 접착층을 형성하는 단계를 더 포함하는 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제1 기판 위에 소수성 고분자막을 포함하는 기판 코팅층을 도포하는 단계,상기 기판 코팅층 위에 제1 부분 및 제2 부분을 가진 잉크층을 형성하는 단계,상기 잉크층 위에 제2 기판, 상기 제2 기판 표면 위에 형성되어 있는 반잉크층 및 상기 반잉크층 위에 부분적으로 형성되어 있는 친잉크층을 포함하는 프린트용 몰드를 배치하는 단계,상기 친잉크층과 상기 제1 부분을 접촉시키는 단계,상기 친잉크층과 상기 잉크층을 분리하여, 상기 친잉크층에 상기 제1 부분을 전사하는 단계, 그리고상기 친잉크층에 전사된 상기 제1 부분을 제3 기판에 재전사하는 단계를 포함하는 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제23항에서,상기 반잉크층은 소수성 표면을 가지는 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제24항에서,상기 반잉크층은 n-옥타데실트리메톡시실란(n-octadecyltrimethoxysilane, ODS), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane, OTS), 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실-1-트리메톡시실란(heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl-1-trimethoxysilane, FAS) 중에서 선택되는 적어도 하나인 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제25항에서,상기 잉크층은 Ag 또는 Cu를 포함하는 금속 잉크, IGZO 용액, 펜타 센(pentacene)을 포함하는 반도체용 재료, Si 용액, ITO 슬러리, 탄소나노튜브 분산액 중에서 선택되는 적어도 하나인 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제26항에서,상기 소수성 고분자막은 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS) 및 불소 함유막 중에서 선택되는 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제27항에서,상기 불소 함유막은 테프론(Teflon)막인 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제28항에서,상기 기판 코팅층, 상기 잉크층 및 상기 몰드의 볼록부의 표면 에너지 크기의 상호 관계는, 기판 코팅층의 표면 에너지 < 잉크층의 표면 에너지 < 몰드의 볼록부의 표면 에너지의 순서인 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제23항에서,상기 재전사를 용이하게 하기 위하여 상기 제3 기판 위에 제1 접착층을 형성하는 단계를 더 포함하는 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제23항에서,상기 재전사를 용이하게 하기 위하여 상기 재전사 단계 이전에 상기 제1 부분의 표면에 제2 접착층을 형성하는 단계를 더 포함하는 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제1 기판 위에 비패턴부 및 패턴부를 가진 잉크층을 도포하는 단계,상기 잉크층 위에 볼록부, 반잉크층이 코팅되어 있는 오목부 및 본체부를 가진 몰드를 배치하는 단계,상기 볼록부를 상기 비패턴부에 접촉시키는 단계, 그리고상기 몰드와 상기 잉크층을 분리하여, 상기 볼록부에 상기 비패턴부를 전사하는 단계를 포함하는 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제32항에서,상기 반잉크층은 n-옥타데실트리메톡시실란(n-octadecyltrimethoxysilane, ODS), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane, OTS), 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실-1-트리메톡시실란(heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl-1-trimethoxysilane, FAS) 중에서 선택되는 적어도 하나인 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제33항에서,상기 잉크층은 Ag 또는 Cu를 포함하는 금속 잉크, IGZO 용액, 펜타센(pentacene)을 포함하는 반도체용 재료, Si 용액, ITO 슬러리, 탄소나노튜브 분산액 중에서 선택되는 적어도 하나인 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제34항에서,상기 제1 기판, 상기 잉크층 및 상기 몰드의 볼록부의 표면 에너지 크기의 상호 관계는, 제1 기판의 표면 에너지 < 잉크층의 표면 에너지 < 몰드의 볼록부의 표면 에너지의 순서인 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
- 제35항에서,상기 볼록부를 상기 비패턴부에 접촉시키는 단계 이전에 상기 잉크층에 포함된 용매를 증발시켜 상기 잉크층을 고체화하기 위한 열처리 단계를 더 포함하는 프린트용 몰드를 이용한 박막 패턴 형성 방법.
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