KR20120083688A - 패턴화된 기능성 필름의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

　본 발명은 복수의 돌출된 기둥의 형상을 연신하여, 경사진 형태의 패턴을 가지는 패턴화된 기능성 필름을 제공한다. 상기 패턴화된 기능성 필름의 제조방법은 제 1 임프린트 패턴 및 일면에 상기 제 1 임프린트 패턴이 형성된 제 1 베이스를 포함하는 제 1 템플릿을 준비하고, 상기 제 1 베이스를 연신하여, 상기 제 1 임프린트 패턴과 상기 제 1 베이스가 접하는 부분을 상기 제 1 임프린트 패턴의 첨단부보다 상대적으로 더 연신시켜, 일면에 연신변형된 제 1 임프린트 패턴을 포함하는 연신된 제 1 템플릿을 형성하고, 상기 연신변형된 제 1 임프린트 패턴을 제 2 템플릿의 일면에 밀착하여 제 2 임프린트 패턴을 형성하고,상기 제 2 임프린트 패턴을 패턴형성재에 밀착하여, 일면에 전사패턴을 포함하는 패턴형성층을 형성시키는 것을 포함한다.

Description

패턴화된 기능성 필름의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING PATTERNEN FUNCTIONAL FILM}

본 발명은 패턴화된 기능성 필름의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연신에 의해 변형된 형상의 패턴을 포함하는 패턴화된 기능성 필름의 제조방법에 관한 것이다.

반도체, 전자, 광전, 자기, 표시 소자 등을 제조할 때, 기능성 표면구조를 형성할 필요가 있다. 특히, 표면에 미세패턴을 조밀하게 형성시켜 모스아이효과(moth eye effect) 등을 발생시킬 수 있는 광학필름, 소수성 표면 등을 제작하기 위해선 그 표면에 패턴의 돌출부인 철부 이외에 철부에 의해 생성된 요부의 폭 또한 좁은 패턴 즉, 조밀한 초미세패턴이 도입된다. 근래에 일반적으로 사용하는 기술은 감광성 물질의 광화학 반응을 이용한 홀로그래픽 리소그래피 방법과 반응성 이온 에칭공정 방법을 사용하여 계단형태의 반사방지막을 제작하는 것인데, 상기한 방법은 다단계의 복잡한 과정으로 제작되며, 습식 공정을 거쳐야 하는 단점이 있다. 상기한 방법 이외에 레이저 어블레이션(laser ablation) 방법으로 표면에 마이크로 패턴을 형성시킬 수도 있으나 높은 에너지를 가진 레이저 빔을 사용하므로 열전달에 의한 온도 확산으로 인하여 미세구조 형성에 어려움이 있다.

최근에 연구되고 있는 분말 코팅과 두 고분자 혼합물의 상 분리를 이용한 나노기공코팅박막 방법은 저 비용의 미세 패턴방법이지만, 넓은 면적으로 제작이 불가능하고, 패턴 형성시 표면의 미세 조절성과 미세 패턴 형태의 안정성이 확보되기 어렵다. 그 밖에도, 패턴의 해상도와 정합도를 향상시키기 위한 여러 가지 종류의 리소그래피 기술이 개발되고 있는데, 이러한 기술로는 예를 들어, 나노 소자 제조 방법인 나노 임프린트 리소그래피(Nano imprint Lithography) 기술이 있으며, 낮은 생산성을 갖는 전자빔 리소그래피나, 고가의 광학 리소그래피를 대신할 기술로 주목 받고 있다.

그러나, 효과적인 나노 임프린트 리소그래피를 위해서는, 3차원적으로 경사진 형태의 초미세패턴을 포함하는 템플릿이 필요하다. 또, 경사진 템플릿을 제작하는 것 자체는 상당히 고난이도 기술로서, 정밀한 패턴을 구현하기가 매우 어렵다. 그리고, 경사진 템플릿을 구비하더라도 임프린트 패턴에 포함된 공기에 의한 수지의 임프린트 패턴으로 관입 저항, 전사된 패턴의 끊어짐 등에 의해 충분한 높이 대 폭의 비율을 가지는 패턴이 얻기가 매우 어렵다..

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 임프린트 패턴을 연신하여 우수한 모스아이 효과를 나타내는 미세 패턴을 형성하는 것을 포함하는 패턴화된 기능성 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 과제는 상대적으로 제작이 쉬운 높이 대 폭의 비율인 큰 기둥 형상의 미세패턴을 형성한 후, 2차적 변형을 가함으로써, 높이 대 폭의 비율이 큰 경사진 형태의 미세패턴을 형성하는 것을 포함하는 패턴화된 기능성 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴화된 기능성 필름 제조방법은 베이스 및 상기 베이스 상에 형성된 제 1 임프린트 패턴을 포함하는 제 1 템플릿을 준비하고, 상기 베이스를 연신하여, 상기 베이스가 접하는 상기 제 1 임프린트 패턴의 하부를 상기 제 1 임프린트 패턴의 상부보다 상대적으로 더 연신시켜, 연신된 베이스 및 상기 연신된 베이스 상에 하부 폭이 상부 폭보다 큰 연신변형된 제 1 임프린트 패턴을 포함하는 연신된 제 1 템플릿을 제조하고, 상기 연신된 제 1 템플릿의 상기 연신변형된 제 1 임프린트 패턴이 전사된 제 2 임프린트 패턴을 포함하는 제 2 템플릿을 제조하고, 상기 제 2 템플릿의 상기 제 2 임프린트 패턴이 전사된 전사패턴을 포함한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 패턴화된 기능성 필름 제조방법은 제 1 임프린트 패턴을 포함하는 제 1 템플릿을 준비하고, 베이스 및 상기 베이스 상에 형성된 상기 제 1 템플릿의 상기 제 1 임프린트 패턴이 전사된 제 2 임프린트을 포함하는 제 2 템플릿을 제조하고, 상기 베이스를 연신하여, 상기 베이스가 접하는 상기 제 2 임프린트 패턴의 하부를 상기 제 2 임프린트 패턴의 상부보다 상대적으로 더 연신시켜, 연신된 베이스 및 상기 연신된 베이스 상에 하부 폭이 상부 폭보다 큰 연신변형된 제 2 임프린트 패턴을 포함하는 연신된 제 2 템플릿을 제조하고, 상기 연신된 제 2 템플릿의 상기 연신변형된 제 2 임프린트 패턴이 전사된 전사패턴을 포함한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패턴화된 기능성 필름 제조방법은 제 1 임프린트 패턴을 포함하는 제 1 템플릿을 준비하고, 상기 제 1 템플릿의 상기 제 1 임프린트 패턴이 전사된 제 2 임프린트 패턴을 포함하는 제 2 템플릿을 제조하고, 베이스 및 상기 베이스상에 형성된 상기 제 2 템플릿의 상기 제 2 임프린트 패턴이 전사된 전사패턴을 포함하는 패턴형성층을 형성시키고, 상기 베이스를 연신하여, 상기 베이스가 접하는 상기 전사패턴의 하부를 상기 전사패턴의 상부보다 상대적으로 더 연신시켜, 연신된 베이스 및 상기 연신된 베이스 상에 하부 폭이 상부 폭보다 큰 연신변형된 전사패턴을 포함하는 연신된 패턴형성층을 형성시키는 것을 포함한다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 패턴화된 기능성 필름의 제조방법에 의하면, 입체적으로 경사진 형태의 패턴을 포함하는 패턴화된 기능성 필름을 제공 할 수 있다.

또, 본 발명의 실시예들에 따른 임프린트 방법에 의하면, 높이 대 폭의 높이가 개선된 모스아이 패턴을 형성하여, 우수한 반사방지 기능 및 소수성 기능을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 필름 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2a, 도 3a, 도 4a, 도 5, 도 6, 도 7a는 도 1의 공정 순서를 구체적으로 도시한 단면도이다.
도 2b, 도3b, 도 4b, 도 5b, 도 7b는 도 1의 공정에 따른 구성요소들을 구체적으로 도시한 사시도이다.
도 3c는 제 1 베이스를 연신하는 때의 높이에 대한 폭방향 응력을 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능성 필름 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 9a, 도 10a, 도 11, 도 12a, 도 13a는 도 8의 공정 순서를 구체적으로 도시한 단면도이다.
도 9b, 도 10b, 도12b, 도13b는 도 8의 공정에 따른 구성요소들을 구체적으로 도시한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기능성 필름 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 15는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 수직배향된 CNT 구조체를 이용한 템플릿의 형상을 도시한 단면도이다.
도 16a는 직사각 형상의 요철이 형성된 기판을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 16b는 삼각 형상의 요철이 형성된 기판을 모식적으로 도시하는 단면도이다.

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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의"아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 필름 제조방법을 나타낸 순서도이다.

도 2a, 도 3a, 도 4a, 도 5, 도 6, 도 7a는 도 1의 공정 순서를 구체적으로 도시한 단면도이고, 도 2b, 도3b, 도 4b, 도 5b, 도 7b는 도 1의 공정에 따른 구성요소들을 구체적으로 도시한 사시도이고, 도 3c는 제 1 베이스를 연신하는 때의 높이에 대한 폭방향 응력을 도시한 그래프이다.

우선, 도 2a 및 도 2b와 도 1을 참조하면, 제 1 베이스(104) 및 제 1 베이스(104) 상에 형성된 제 1 임프린트 패턴(102)을 포함하는 제 1 템플릿(100)을 준비한다(S110).

제 1 템플릿(100)은 제 1 베이스(104) 및 제 1 베이스(104)의 일면에 형성된 제 1 임프린트 패턴(102)을 포함한다. 제 1 템플릿(100)으로는 반도체 재료, 금속재료, 광투과성물질 또는 고분자물질 등이 적용될 수 있다. 구체적으로 제 1 템플릿(100)은 연신이 용이한 물질로, 예를 들어, 철, 철 합금, 아연, 아연 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 플라스틱, 고무 등일 수 있다.

제 1 베이스는 일면에 제 1 임프린트 패턴이 형성된 판상 형상의 구성일 수 있다. 도 2a 및 도 2b에서는 제 1 베이스(104)와 제 1 임프린트 패턴 (102)이 일체형으로 이루어진 예가 도시되어 있지만, 제 1 베이스(104)와 제 1 임프린트 패턴(102)이 서로 다른 층 및/또는 물질로 이루어질 수도 있다.

제 1 임프린트 패턴(102)은 제 1 베이스(104)의 일면에 형성될 수 있고, x방향의 배향주기가 Tx1, y 방향의 배향주기가 Ty1인 복수의 기둥 형상이 정렬되거나 불규칙하게 배열된 패턴일 수 있다. 도 2a 및 도 2b에서는 제 1 임프린트 패턴(102)이 복수의 원기둥 형상이 정렬된 패턴 형태가 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 사각기둥, 육각기둥, 불규칙한 모양의 기둥들이 정렬되거나 불규칙하게 배열된 패턴일 수 있다. 또한, 도 2a 및 도 2b에서는 제 1 임프린트 패턴(102)의 각 패턴 첨부는 평평한 형상이 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 각 패턴의 첨부는 뾰족한 형상일 수 있고, 반구형의 형상일 수 있으며, 소정의 곡률반경을 가지는 둥근 형상일 수 있다.

제 1 임프린트 패턴(102)의 높이(h1), 폭(w1), 주기(Tx1, Ty1)는 후술되는 전사패턴(142)이 모스아이 효과를 나타낼 수 있도록 가시광의 주기에 따라 설정될 수 있는 것으로, 높이(h1)는 20nm에서 500nm일 수 있고, 배향주기(Tx1, Ty1)는 50nm에서 300nm일 수 있고, 기둥의 폭(w1)은 50nm에서 300nm일 수 있다. 예를 들어, 복수의 돌출된 기둥(102) 의 높이(h1)는 250nm이고, 배향주기 Tx1 = Ty1 = 100 nm이고, 폭(w1)은 80nm 일 수 있다.

한편, 제 1 임프린트 패턴(102)은 복수의 수직배향된 CNT가 번들을 형성한 복수의 CNT 구조체인 것을 포함하는 것일 수 있다. 구체적인 설명은 도 15에 대한 설명과 함께 후술된다.

이어서, 도 3a 내지 도 3c와 도 1을 참조하면, 제 1 베이스(104)를 면방향으로 연신하여, 제 1 베이스(104)가 접하는 제 1 임프린트 패턴(102)의 하부(106)를 제 1 임프린트 패턴(102)의 상부(108)보다 상대적으로 더 연신시켜, 연신변형된 제 1 임프린트 패턴(112)을 포함하는 연신된 제 1 템플릿(110)을 형성한다(S120).

연신변형된 제 1 임프린트 패턴(112)은 제 1 베이스(104)가 연신될 때, 제 1 임프린트 패턴(102)의 높이에 따른 연신 정도가 다르기 때문에, 제 1 임프린트 패턴이 변형된 것이다. 연신변형된 제 1 임프린트 패턴 (112)의 구체적 형성과정은 다음과 같다. 제 1 베이스(104)를 연신하면, 제 1 베이스(104)가 연신되어 증가하는 면적에 대응하여, 제 1 임프린트 패턴 (102)이 제 1 베이스(104)와 접한 부분의 폭 방향 단면적이 증가한다. 즉, 제 1 베이스(104)의 연신에 의해 제 1 베이스(104)의 면적이 2배가 증가한 경우, 제 1 임프린트 패턴과 제 1 베이스가 접한 부분인 제 1 임프린트 패턴의 하부(106)의 폭 방향 단면적은 본래의 단면적의 2배에 근접하게 증가한다. 반면에, 제 1 임프린트 패턴의 상부 (108)의 폭 방향 단면적은 상대적으로 적게 증가한다. 왜냐하면, 템플릿(100)을 연신하는 힘은 제 1 임프린트 패턴의 상부(108)에 직접 가해질 수 없고, 기둥을 따라서 도 3c에 도시된 응력 분포에 가까운 힘이 가해지기 때문이다. 즉, 연신변형된 제 1 임프린트 패턴(112)은 연신변형된 제 1 임프린트 패턴(112)과 연신된 제 1 베이스(114)가 접하는 부분인 연신변형된 제 1 임프린트패턴의 하부는 연신변형된 제 1 임프린트 패턴의 상부보다 연신정도가 더 클 수 있고, 잔류응력이 더 클 수 있고, 밀도가 더 작을 수 있다.

연신 변형된 제 1 임프린트 패턴(122)의 높이(h2), 폭(w2), 주기(Tx2, Ty2)는 후술되는 전사패턴(142)이 모스아이 효과를 나타낼 수 있도록 가시광의 주기에 따라 설정될 수 있는 것으로, 높이(h2)는 20nm에서 500nm일 수 있고, 배향주기(Tx2, Ty2)는 50nm에서 300nm일 수 있고, 기둥의 폭(w2)은 50nm에서 300nm일 수 있다. 예를 들어, 연신변형된 제 1 임프린트 패턴 (112) 의 높이(h2)는 250nm이고, 배향주기 Tx2 = Ty2 = 200 nm이고, 폭(w2)은 180nm 일 수 있다. 또한, 도 3a 및 도 3b에서는 연신변형된 제 1 임프린트 패턴(112)의 각 패턴 첨부가 둥근 형상이 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 연신전 제 1 임프린트 패턴(102)의 각 패턴의 형상 및 연신되는 정도에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있는 것으로, 예를 들어, 각 패턴의 첨부는 뾰족한 형상일 수 있고, 끝이 평평한 형상일 수 있고, 반구형의 형상일 수 있다.

제 1 베이스(104)를 면 방향으로 연신함에 있어, x방향 또는 y방향으로의 연신을 순차적으로 할 수 있고, 양 방향으로의 연신을 동시에 할 수도 있다. 나아가, 각 방향으로의 연신하는 정도를 달리할 수도 있다.

각 방향으로 연신하는 정도는 후술할 전사패턴(142)이 모스아이 효과를 나타낼 수 있도록, 목적하는 연신변형된 제 1 임프린트 패턴(112)의 높이(h2), 폭(w2), 배향주기(Tx2, Ty2)에 따라 조절될 수 있는 것이다. 또한, 연신변형된 제 1 임프린트 패턴(112)의 면상에서의 위치에 따라 연신되는 정도는 동일하거나 위치에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 면상에서 외곽부의 연신되는 정도가 중심부에서 연신되는 정도보다 클 수 있으며, 이에 따라, 각 임프린트 패턴 사이의 이격거리 면상의 중심부로 갈수록 짧아질 수 있고, 면상에서의 각 임프린트 패턴의 밀도가 위치에 따라 달라지는 그라데이션 배열이 될 수 있다.

도시하지는 않았으나, 연신변형된 제 1 임프린트 패턴(112)를 형성함에 있어, 전술한 연신 과정을 거친 후에, 연신 상태를 유지할 수 있도록 후처리공정을 실시할 수 있다. 상기 후처리공정은 연신된 제 1 템플릿(110)을 광경화 또는 열경화, 화학반응에 의한 화학적 경화하는 것일 수 있다.

연신된 제 1 템플릿(110)은 전술한 제 1 베이스(104)의 연신에 의해 변형된 임프린트 패턴을 포함하는 것으로, 연신된 제 1 베이스(114) 및 연신된 제 1 베이스(114)의 일면에 형성된 연신변형된 제 1 임프린트 패턴(112)을 포함하는 것일 수 있다. 한편, 연신된 제 1 템플릿(110)이 포함하는 연신된 제 1 베이스(114)와 접하는 연신변형된 제 1 임프린트 패턴(112)의 하부는 연신된 제 1 임프린트 패턴(112)의 상부보다 연신된 정도가 더 클 수 있고, 잔류응력이 더 클 수 있고, 밀도가 더 작을 수 있다.

이어서, 도 4a 및 도 4b와 도 1을 참조하면, 연신된 제 1 템플릿(110)의 연신변형된 제 1 임프린트 패턴(112)이 전사된 제 2 임프린트 패턴(122)를 포함하는 제 2 템플릿(120)을 제조한다(S130).

제 2 템플릿(120)은 반도체 재료, 금속재료, 광투과성물질 또는 고분자물질 등이 적용될 수 있다. 또한, 제 2 템플릿(120)은 가교가능한 폴리머일 수 있고, 예를 들어 열경화성 수지 또는 광경화성 수지 재료를 이용할 수 있다.

제 1 임프린트 패턴(110)의 연신변형된 제 1 임프린트 패턴(112)을 제 2 임프린트 패턴(122)으로 전사하는 것은 연신된 제 1 템플릿(110)을 제 2 템플릿(120)에 가압하여 밀착시킨 후 열경화 또는 광경화하는 것일 수 있다. 또한, 수지상의 제 2 템플릿(120)을 연신된 제 1 템플릿(110)의 일면에 형성된 경사진 임프린트 패턴(112)에 분포시키고, 열경화 또는 광경화하는 것일 수 있다.

제 2 임프린트 패턴(122)은 연신변형된 제 1 임프린트 패턴(112)이 제 2 템플릿(120)상에 함몰된 형태로 전사된 것으로, 도시된 형상뿐만 아니라, 연신변형된 제 1 임프린트 패턴(112)의 형상에 따라 다양하게 형성될 수 있는 형상이다.

이어서, 도 5 내지 7b와 도 1을 참조하면, 제 2 임프린트 패턴(122)을 기판(150)의 일면에 배치된 패턴형성재(130)에 전사하여, 일면에 전사패턴(142)을 포함하는 패턴형성층(140)을 형성시킨다(S140).

기판(150)은 광을 투과시킬 수 있는 투명한 재질, 예컨대, 폴리카보네이트(poly carbonate) 계열, 폴리술폰(poly sulfone) 계열, 폴리아크릴레이트(poly acrylate) 계열, 폴리스티렌(poly styrene) 계열, 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride) 계열, 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol) 계열, 폴리노르보넨(poly norbornene) 계열, 폴리에스테르(poly ester) 계열의 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.

도시하지는 않았지만, 기판(150)의 타면에는 CNT, nano-wire, 전도성 고분자, ITO등을 포함하는 투명 도전층이 형성되어 있을 수 있다. 투명 도전층이 형성되는 기판(150)의 면은 전사 패턴(142)을 포함하는 패턴형성층(140)이 형성되는 기판(150)의 면과 반대면일 수 있다.

패턴형성층(140)은 도 5 내지 7b에서는 패턴형성층(140)과 기판(150)이 구별되는 구성으로 이루어진 예가 도시되어 있지만, 패턴형성층(140)과 기판(150)이 동일한 물질로서 일체형으로 이루어질 수 있다. 또한, 패턴형성층(140)은 가교가능한 폴리머일 수 있고, 예를 들어 광경화성 수지 재료를 이용할 수 있다. 또한, 패턴형성층(140)의 굴절율이 기판(150)의 굴절율보다 작은 것일 수 있다.

광경화성 수지 재료의 예로는 우레탄계, 에폭시계, 아크릴계 수지등을 들 수 있다. 구체적인 예로서, HDDA(1,6-hexanedioldiacrylate) 및 HEBDM(bis(hydroxyethyl)bisphenol-A　dimethacrylate) 등의 저점성 UV 경화 수지 재료가 적용될 수 있다.

또한, 페놀 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 및 폴리이미드 등의 열경화성 수지 재료를 사용하거나, 폴리 메타크릴산 메틸(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 아크릴 수지 등의 열가소성 수지를 사용하는 것도 가능하다.

또, 패턴 형성층(140)은 은 페이스트, 인듐 등을 함유하는 저융점 금속 등도 이용할 수 있다.

패턴형성재(130)는 패턴형성층(140)이 임프린트 되기 전의 상태를 지칭한는 것으로, 패턴형성재(130)를 기판(150)에 배치하는 것은 스핀 코팅 등의 방법으로 이루어질 수 있다.

전사패턴(142)은 제 1 전사패턴(122)의 형상이 패턴형성층(140)의 일면에 전사된 것으로, 연신변형된 제 1 임프린트 패턴(122)에 근접하는 형상일 수 있다. 전사패턴(142)의 높이(h2), 폭(w2), 배향주기(Tx2, Ty2)는 전사패턴(142)이 모스아이 효과를 나타낼 수 있도록 가시광의 주기에 따라 설정될 수 있는 것으로, 높이(h2)는 20nm에서 500nm일 수 있고, 배향주기(Tx2, Ty2)는 50nm에서 300nm일 수 있고, 기둥의 폭(w2)은 50nm에서 300nm일 수 있다. 예를 들어, 복수의 돌출된 기둥(102) 의 높이(h2)는 250nm이고, 배향주기 Tx2 = Ty2 = 200 nm이고, 폭(w2)은 180nm 일 수 있다.

이어서, 제 2 템플릿(120)과 패턴형성층(140)을 분리하여, 입체적으로 경사진 형상을 가지는 전사패턴(142)을 포함하는 패터닝된 기능성 필름이 제공된다.

한편, 초미세패턴을 이용한 모스아이 효과 및 경사진 패턴의 이점 등은 후술되어 자세히 설명된다.

본 발명의 실시예들에 따른 패터닝된 기능성 필름의 제조방법에 의하면, 입체적으로 경사진 형태의 임프린트 패턴을 포함하는 패터닝된 기능성 필름을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 패터닝된 기능성 필름의 제조방법에 의하면, 높이 대 폭의 높이가 개선된 모스아이 패턴을 형성하여, 우수한 반사방지 기능 및 소수성 기능을 포함하는 패터닝된 기능성 필름을 제공할 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능성 필름 제조방법을 나타낸 순서도이다.

도 9a, 도 10a, 도 11, 도 12a, 도 13a는 도 8의 공정 순서를 구체적으로 도시한 단면도이고, 도 9b, 도 10b, 도12b, 도13b는 도 8의 공정에 따른 구성요소들을 구체적으로 도시한 사시도이다.

도 9a 내지 도 13b와 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능성 필름의 제조 방법은 제 1 베이스(204) 및 제 1 베이스상에 형성된 제 1 임프린트 패턴(202)을 포함하는 제 1 템플릿(200)을 준비하고(S210), 제 1 템플릿(200)을 제 2 템플릿(210)에 가압하여 제 1 임프린트 패턴(202)이 전사된 제 2 임프린트 패턴(212)을 형성시키고(S220), 제 2 템플릿(210)을 기판 (250)의 일면에 배치된 패턴형성재(220)에 가압하여 제 3 베이스(234) 및 제 3 베이스(234)상에 제 2 임프린트 패턴(212)이 전사된 전사패턴(232)를 포함하는 패턴형성층(230)을 형성시키고(S230), 제 3 베이스(234)를 연신하여, 전사패턴(232)과 제 3 베이스가 접하는 부분인 전사패턴의 하부를 전사패턴의 상부보다 상대적으로 더 연신시켜, 연신된 제 3 베이스(244) 및 연신된 제 3 베이스(244)상에 연신변형된 전사패턴(242)을 포함하는 연신된 패턴형성층(240)을 형성(S240)하는 것을 포함한다.

본 실시예는 도 1 내지 7b에 도시된 실시예와 비교할 때, 제 1 템플릿(100)에 포함된 제 1 베이스(104)를 연신하여, 연신변형된 제 1 임프린트 패턴(112)을 형성시킨 후 이를 종국적으로 패턴형성층(140)에 전사시키는 것이 아니라, 제 1 템플릿(200)상의 제 1 임프린트 패턴(202)을 종국적으로 패턴형성층(230)의 전사패턴(232)에 전사하고, 이를 연신하여 연신변형된 전사패턴(242)을 형성하는 면에서 차이가 있다. 이하, 상기 차이점을 제외하고는 도 1 내지 도 7b에서 설명한 내용과 동일하거나 유사한 내용에 해당하므로 반복적인 설명은 생략하기로 한다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기능성 필름 제조방법을 나타낸 순서도이다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기능성 필름의 제조 방법은 제 1 베이스 및 상기 제 1 베이스상에 형성된 제 1 임프린트 패턴을 포함하는 제 1 템플릿을 준비하고(S310), 상기 제 1 템플릿을 제 2 템플릿에 가압하여 제 2 베이스 및 제 상기 2 베이스상에 형성된 상기 제 1 템플릿의 상기 제 1 임프린트 패턴이 전사된 제 2 임프린트 패턴을 포함하는 제 2 템플릿을 형성시키고(S320), 상기 제 2 베이스를 연신하여, 상기 제 2 베이스가 접하는 제 2 임프린트 패턴의 하부를 제 2 임프린트 패턴의 상부보다 상대적으로 더 연신시켜, 연신된 제 2 베이스 및 상기 연신된 제 2 베이스상에 연신변형된 제 2 임프린트 패턴을 포함하는 연신된 제 2 템플릿을 형성하고(S330), 연신변형된 제 2 임프린트 패턴(322)을 기판의 일면에 배치된 패턴형성재(330)에 전사하여, 일면에 전사패턴(342)을 포함하는 패턴형성층을 형성(S340)시키는 것을 포함한다

본 실시예는 도 1 내지 7b에 도시된 실시예와 비교할 때, 제 1 템플릿(100)에 포함된 제 1 베이스(104)를 연신하여, 연신변형된 제 1 임프린트 패턴(112)을 형성시킨 후 이를 종국적으로 패턴형성층(140)에 전사시키는 것이 아니라, 제 2 템플릿에 포함된 제 2 베이스를 연신하여, 연신변형된 제 2 임프린트 패턴을 형성시킨 후 이를 종국적으로 패턴형성층에 전사시키는 면에서 차이가 있다. 이하, 상기 차이점을 제외하고는 도 1 내지 도 7b에서 설명한 내용과 동일하거나 유사한 내용에 해당하므로 반복적인 설명은 생략하기로 한다.

도 15는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 수직배향된 CNT 구조체(1502)를 이용한 템플릿(100)의 형상을 도시한 단면도이다.

도 15를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 템플릿(1500)은 일면에 CNT 구조체(1502)를 이용하여 형성된 임프린트 패턴을 포함할 수 있다.

CNT 구조체(1502)는 각각 복수의 수직 배향된 CNT를 포함하는 CNT 번들을 포함하는 것으로서, 템플릿(1500)의 일면에 돌출된 기둥의 형상을 가지는 것일 수 있다.

CNT 구조체(1502)의 형상, 폭, 높이, 배향주기는 전술한 몇몇 실시예에서 이미 설명된 내용에 포함되는 것들이므로, 반복적 설명을 생략한다.

CNT의 수직배향 방법은 직접성장-정렬법 또는 성장후-정렬법에 의할 수 있다. 수직직접성장-정렬법으로는 예를 들어, 화학기상증착법(CVD;Chemical Vapor eposition)에 의할 수 있다. 성장후-정렬법으로는 예를 들어, 기질 표면의 화학적 개질을 통한 탄소나노튜브의 적층방법, 전기장 또는 자기장을 이용한 탄소나노튜브의 정렬방법 등일 수 있다.

이하, 도 16a 및 도 16b를 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 있어서, 기둥형의 임프린트 패턴과 연신되어 입체적으로 경사진 형상을 가지는 임프린트 패턴의 형상에 따른 기능의 차이점을 상세하게 설명한다. 도 16a는 직사각 형상의 요철이 형성된 기판을 모식적으로 도시하는 단면도이고, 도 16b는 삼각 형상의 요철이 형성된 기판을 모식적으로 도시하는 단면도이다.

우선, 도 16a를 참조한다. 도 16a에 도시한 바와 같은 직사각 형상의 요철(1610)이 형성된 기판(1620)은, 단층의 박막이 형성된 기판과 동일한 작용을 발생시킨다.

우선, 단층 박막에 의한 반사 방지 작용을 간단하게 설명한다. 예를 들어, 두께(d)의 단층 박막이 형성된 유리기판에 파장(λ)의 가시광이 입사한 경우를 생각한다. 수직 입사광(입사각 = 0°에 대한 반사광을 제로로 하기 위해서는, 박막 표면에서의 반사광과 박막과 유리 기판의 계면에서의 반사광이 서로 상쇄적으로 간섭하는 것과 같은 단층 박막을 형성하는 것이 필요하다. 구체적으로는, 단층 박막의 두께(d) 및 굴절률(n)을, 각각 d =λ/4n 및 n = (ni>ns) (공기의 굴절률을 ni, 유리의 굴절률을 ns라 함)로 설정하면 좋다. 공기의 굴절률 (ni)은 1.0, 유리의 굴절률(ns)은 약 1.5이므로, 단층 박막의 굴절률(n)은 약 1.22로 산출된다. 따라서, 원리적으로는 두께가 1/4 파장이고, 굴절률이 약 1.22인 단층 박막을 유리 기판의 표면에 형성함으로써 완전히 반사를 억제할 수 있다. 그런데, 박막에 사용되는 유기계 재료의 굴절률은 약 1.5 이상으로 크며, 유기계 재료보다도 굴절률이 작은 무기계 재료라도 약 1.3 정도의 굴절률을 가지므로, 현실적으로는 이러한 기판을 형성할 수는 없다.

다음에, 도 16a에 도시한 바와 같은 미세한 직사각 형상의 요철(2)에 있어서의 반사 방지 작용을 설명한다.

이 경우에는, 요철의 주기를 최적화함으로써 굴절률이 약 1.22인 단층 박막을 형성한 경우와 동일한 효과를 발휘시키는 것이 가능해, 반사를 완전히 억제할 수 있다. 단, 단층 박막의 경우와 마찬가지로 넓은 파장 영역의 반사 방지 작용 혹은 입사각 의존성이 작은 반사 방지 작용을 발휘시키는 것은 곤란하다.

이에 대해, 도 16b에 도시한 바와 같이 요철의 형상이 삼각형인 경우, 기판에 입사한 광에 대한 굴절률은 요철의 깊이 방향을 따라 변화하므로, 표면 반사가 저감된다. 또한, 도 16b에 도시한 바와 같은 요철 패턴을 형성한 경우, 전술한 반사 방지 다층막에 비해, 넓은 파장 영역에 걸쳐 입사각 의존성이 작은 반사 방지 작용을 발휘할 수 있는 것 외에, 많은 재료에 적용할 수 있고 요철 패턴을 기판에 직접 형성할 수 있는 등의 이점을 갖고 있다. 그 결과, 저비용이며 고성능인 반사 방지재를 제공할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100 : 제 1 템플릿 102 : 제 1 임프린트 패턴
104 : 제 1 베이스 110 : 연신된 제 1 템플릿
112 : 연신변형된 제 1 임프린트 패턴
114 : 연신된 제 1 베이스
120 : 제 2 템플릿 122 : 제 2 임프린트 패턴
124 : 제 2 베이스 130 : 패턴형성재
140 : 패턴형성층 142 : 전사패턴
144 : 제 3 베이스 150 : 기판
200 : 제 1 템플릿 202 : 제 1 임프린트 패턴
204 : 제 1 베이스
210 : 제 2 템플릿 212 : 제 2 임프린트 패턴
214 : 제 2 베이스 220 : 패턴형성재
230 : 패턴형성층 232 : 전사패턴
234 : 제 3 베이스
240 : 연신된 패턴형성층 242 : 연신변형된 전사패턴
244 : 연신된 제 3 베이스 250 : 기판
1500 : 기판 1502 : CNT 구조체
1610 : 직사각 형태의 요철 1620 : 기판
1630 : 삼각형 형태의 요철 1640 : 기판

Claims (21)

1. 베이스 및 상기 베이스 상에 형성된 제 1 임프린트 패턴을 포함하는 제 1 템플릿을 준비하고,
   상기 베이스를 연신하여, 상기 베이스가 접하는 상기 제 1 임프린트 패턴의 하부를 상기 제 1 임프린트 패턴의 상부보다 상대적으로 더 연신시켜, 연신된 베이스 및 상기 연신된 베이스 상에 하부 폭이 상부 폭보다 큰 연신변형된 제 1 임프린트 패턴을 포함하는 연신된 제 1 템플릿을 제조하고,
   상기 연신된 제 1 템플릿의 상기 연신변형된 제 1 임프린트 패턴이 전사된 제 2 임프린트 패턴을 포함하는 제 2 템플릿을 제조하고,
   상기 제 2 템플릿의 상기 제 2 임프린트 패턴이 전사된 전사패턴을 포함하는 패턴형성층을 형성하는 것을 포함하는 패턴화된 기능성 필름의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 패턴형성층을 형성하는 것은,
   패턴형성재를 준비하고,
   상기 제 2 템플릿의 상기 제 2 임프린트 패턴을 상기 패턴형성재에 가압하여 상기 제 2 임프린트 패턴의 형상을 상기 패턴형성재에 전사시키고,
   상기 제2 템플릿을 분리하는 것을 포함하는 패턴화된 기능성 필름의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 전사패턴은 단위 패턴의 높이가 20nm 내지 500nm 이고, 배향 주기가 150nm 내지 250nm인 패턴화된 기능성 필름의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 임프린트 패턴은 원기둥, 사각기둥, 육각기둥 중 어느 하나의 형상인 패턴화된 기능성 필름의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 패턴형성층은 기판의 일면에 형성된 패턴형성층이고, 상기 기판은 타면에 CNT, nano-wire, 전도성 고분자, ITO 중 적어도 어느 하나의 층이 형성되어 있는 기판인 패턴화된 기능성 필름의 제조방법.
6. 제 1 항에 있어서, 제 1 임프린트 패턴은 각각 복수의 수직배향된 CNT를 포함하는 CNT 번들을 포함하는 패턴화된 기능성 필름의 제조방법.
7. 제 1 임프린트 패턴을 포함하는 제 1 템플릿을 준비하고,
   베이스 및 상기 베이스 상에 형성된 상기 제 1 템플릿의 상기 제 1 임프린트 패턴이 전사된 제 2 임프린트을 포함하는 제 2 템플릿을 제조하고,
   상기 베이스를 연신하여, 상기 베이스가 접하는 상기 제 2 임프린트 패턴의 하부를 상기 제 2 임프린트 패턴의 상부보다 상대적으로 더 연신시켜, 연신된 베이스 및 상기 연신된 베이스 상에 하부 폭이 상부 폭보다 큰 연신변형된 제 2 임프린트 패턴을 포함하는 연신된 제 2 템플릿을 제조하고,
   상기 연신된 제 2 템플릿의 상기 연신변형된 제 2 임프린트 패턴이 전사된 전사패턴을 포함하는 패턴형성층을 형성하는 것을 포함하는 패턴화된 기능성 필름의 제조방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 패턴형성층을 형성하는 것은,
   패턴형성재를 준비하고,
   상기 연신된 제 2 템플릿의 상기 연신변형된 제 2 임프린트 패턴을 상기 패턴형성재에 가압하여 상기 연신변형된 제 2 임프린트 패턴의 형상을 상기 패턴형성재에 전사시키고,
   상기 연신된 제 2 템플릿을 분리하는 것을 포함하는 패턴화된 기능성 필름의 제조방법.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 전사패턴은 단위 패턴의 높이가 20nm 내지 500nm 이고, 배향 주기가 150nm 내지 250nm인 패턴화된 기능성 필름의 제조방법.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 임프린트 패턴은 원기둥, 사각기둥, 육각기둥 중 어느 하나의 형상인 패턴화된 기능성 필름의 제조방법.
11. 제 7 항에 있어서, 상기 패턴형성층은 기판의 일면에 형성된 패턴형성층이되, 상기 기판은 타면에 CNT, nano-wire, 전도성 고분자, ITO 중 적어도 어느 하나의 층이 형성되어 있는 기판인 패턴화된 기능성 필름의 제조방법.
12. 제 7 항에 있어서, 상기 복수의 돌출된 기둥은 각각 복수의 수직배향된 CNT를 포함하는 CNT 번들을 포함하는 패턴화된 기능성 필름의 제조방법.
13. 제 1 임프린트 패턴을 포함하는 제 1 템플릿을 준비하고,
    상기 제 1 템플릿의 상기 제 1 임프린트 패턴이 전사된 제 2 임프린트 패턴을 포함하는 제 2 템플릿을 제조하고,
    베이스 및 상기 베이스상에 형성된 상기 제 2 템플릿의 상기 제 2 임프린트 패턴이 전사된 전사패턴을 포함하는 패턴형성층을 형성시키고,
    상기 베이스를 연신하여, 상기 베이스가 접하는 상기 전사패턴의 하부를 상기 전사패턴의 상부보다 상대적으로 더 연신시켜, 연신된 베이스 및 상기 연신된 베이스 상에 하부 폭이 상부 폭보다 큰 연신변형된 전사패턴을 포함하는 연신된 패턴형성층을 형성시키는 것을 포함하는 패턴화된 기능성 필름의 제조방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 패턴형성층을 형성하는 것은,
    패턴형성재를 준비하고,
    상기 제 2 템플릿의 상기 제 2 임프린트 패턴을 상기 패턴형성재에 가압하여 상기 제 2 임프린트 패턴의 형상을 상기 패턴형성재에 전사시키고,
    상기 제 2 템플릿을 분리하는 것을 포함하는 패턴화된 기능성 필름의 제조방법.
15. 제 13 항에 있어서, 상기 전사패턴은 단위 패턴의 높이가 20nm 내지 500nm 이고, 배향 주기가 150nm 내지 250nm인 패턴화된 기능성 필름의 제조방법.
16. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 임프린트 패턴은 원기둥, 사각기둥, 육각기둥 중 어느 하나의 형상인 패턴화된 기능성 필름의 제조방법.
17. 제 13 항에 있어서, 상기 패턴형성층은 기판의 일면에 형성된 패턴형성층이되, 상기 기판은 타면에 CNT, nano-wire, 전도성 고분자, ITO 중 적어도 어느 하나의 층이 형성되어 있는 기판인 패턴화된 기능성 필름의 제조방법.
18. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 임프린트 패턴은 각각 복수의 수직배향된 CNT를 포함하는 CNT 번들을 포함하는 패턴화된 기능성 필름의 제조방법.
19. 베이스; 및
    상기 베이스의 일면에 형성된 임프린트 패턴을 포함하되,
    상기 베이스는 연신된 베이스이고,
    상기 임프린트 패턴은 적어도 부분적으로 연신되어 있되, 상기 임프린트 패턴과 상기 베이스가 접하는 부분의 연신 정도는 상기 베이스보다는 작거나 같고, 상기 임프린트 패턴의 첨단부보다는 큰 임프린트 템플릿.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 임프린트 패턴은 단위 패턴의 높이가 20nm 내지 500nm 이고, 배향 주기가 150nm 에서 250nm인 임프린트 템플릿.
21. 제 19 항에 있어서, 상기 임프린트 패턴은 각각 복수의 수직배향된 CNT를 포함하는 CNT 번들을 포함하는 임프린트 템플릿.

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