KR20150003970A - 도너 필름 및 이를 이용한 열 전사 방법 - Google Patents

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Abstract

도너 필름 및 이를 이용한 열 전사 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스 층, 상기 베이스 층 상에 형성되는 제1광열변환 층 및 상기 제1광열변환 층 상에 형성되며, 유기물이 증착된 제2광열변환 층을 포함하되, 상기 제1광열변환 층과 상기 제2광열변환 층은 서로 다른 파장의 빛을 흡수 가능한, 도너 필름이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술된 도너 필름을 이용한 열 전사 방법으로서, 제1광열변환 층은 투과하되, 제2광열변환 층에는 흡수되는 파장을 갖는 레이저를 조사하여, 상기 제2광열변환 층을 예열하는 단계, 상기 제1광열변환 층에서 모두 흡수되는 파장을 갖는 레이저를 조사하여 상기 제1광열변환 층을 예열하는 단계 및 상기 제1광열변환 층이 예열됨에 따라 열 팽창에 의해, 상기 제2광열변환 층의 유기물을 전사 기판에 열 전사하는 단계를 포함하는, 도너 필름을 이용한 열 전사 방법이 제공된다.

Description

도너 필름 및 이를 이용한 열 전사 방법{DONOR FILM AND THERMAL IMAGING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 도너 필름 및 이를 이용한 열 전사 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 혼성 패턴 방식에 사용되는 도너 필름 및 이를 이용한 열 전사 방법에 관한 것이다.
레이저 광을 이용한 열화상 처리 공정은 일반적으로 레이저 광 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 또는 혼성 패턴 방식(Hybrid Patterning System, HPS)을 포함하는데, 열 전사 도너 요소인 도너 필름을 이용하여 유기물 또는 무기물을 다른 기재 및 기판으로 전사시키는 모든 열 전사 요소에 관한 기술을 지칭한다.
이 때, 종래의 도너 필름은 고분자필름으로 구성된 베이스 층(base layer), 광열변환 층(light-to-heat conversion layer, LTHC), 중간 층(interlayer, IL)을 포함하는 구성체로서, 광 흡수재(안료 또는 염료)가 레이저를 흡수하여 전사하고자 하는 저분자 형광 유기물질을 억셉터 기판으로 전사시켜주는 역할을 한다.
이때, HPS 공정에서, IL의 물성은 전사 특성에 큰 영향을 미친다. 예를 들어, IL을 변형 가능하도록 연화(蓮花)하였을 때, 표면에 쉽게 결점이 발생하며, 주름이 다발하여 불량을 야기하기도 한다. 이에 따라, 전사 폭이 큰, 롤 형태의 필름은 구현하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예는 공정 시 발생되는 주름 등과 같은 불량을 개선하고, 전사 폭을 향상시킬 수 있는 도너 필름 및 이를 이용한 열 전사 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스 층, 상기 베이스 층 상에 형성되는 제1광열변환 층, 및 상기 제1광열변환 층 상에 형성되며, 유기물이 증착된 제2광열변환 층을 포함하되, 상기 제1광열변환 층과 상기 제2광열변환 층은 서로 다른 파장의 빛을 흡수 가능한, 도너 필름이 제공된다.
이 때, 상기 베이스 층은 투명 고분자 필름 또는 유리 기판으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1광열변환 층과 상기 제2광열변환 층은 상기 베이스 층과 상기 제1광열변환 층 상에 각각 코팅 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1광열변환 층을 단파장을 갖는 빛을 흡수 가능하고, 상기 제2광열변환 층은 장파장을 갖는 빛을 흡수 가능하다.
또한, 상기 제1광열변환 층과 상기 제2광열변환 층은 카본 블랙, 탄소나노튜브(CNT), 금속 산화물 및 금속 황화물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술된 도너 필름을 이용한 열 전사 방법으로서, 제1광열변환 층은 투과하되, 제2광열변환 층에는 흡수되는 파장을 갖는 레이저를 조사하여, 상기 제2광열변환 층을 예열하는 단계, 상기 제1광열변환 층에서 모두 흡수되는 파장을 갖는 레이저를 조사하여 상기 제1광열변환 층을 예열하는 단계 및 상기 제1광열변환 층이 예열됨에 따라 열 팽창에 의해, 상기 제2광열변환 층의 유기물을 전사 기판에 열 전사하는 단계를 포함하는, 도너 필름을 이용한 열 전사 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도너 필름 및 이를 이용한 열 전사 방법에 의하면, 공정 시 발생되는 주름 등과 같은 불량을 개선하고, 유기물의 전사 폭을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 필름을 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 도너 필름에 조사된 서로 다른 파장의 제1, 2레이저가 제1, 제2광열변환 층을 투과하는 량을 나타낸 그래프이다.
도 3은 도 1의 도너 필름에 조사된 서로 다른 파장의 레이저를 순차적으로 조사하는 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 1상태에서의 도너 필름을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 2상태에서의 도너 필름을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 3의 3상태에서의 도너 필름(1)을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 3의 3상태에서의 도너 필름(2)를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 필름을 이용한 열 전사 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 필름(20)의 구성을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 필름(20)을 나타낸 단면도이다. 도 2는 도 1의 도너 필름(20)에 조사된 서로 다른 파장의 제1, 제2레이저가 제1, 제2광열변환 물질(221, 231)을 투과하는 양을 나타낸 그래프이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도너 필름은 종래 기저 층/광열변환 층/중간 층으로 구성되었던 도너 필름에서 중간 층을 상기 광열변환 층과는 다른 파장의 레이저를 흡수 가능한 광열변환 층으로 바꾸어 줌으로써, 중간 층이 갖고 있던 단점, 예를 들면, 연화(軟化) 시 결함이 다량 발생하는 것을 줄이고, 이를 통해 도너 필름을 롤(roll) 형태로 가공하는 것이 용이하도록 하여 전사 폭을 향상시킬 수 있는 기술이다.
다만, 중간 층을 아예 광열변환 층으로 대체하지 않고, 중간 층 내에 상기 광열변환 층과는 다른 파장의 레이저를 흡수 가능한 광열변환 물질을 삽입하는 것만으로도 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 필름을 구현 가능할 것이다.
보다 상세히, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 필름(20)은 베이스 층(21), 제1광열변환 층(22), 그리고 제2광열변환 층(23)을 포함할 수 있다.
먼저, 베이스 층(21)은 도너 필름(20)의 최하위층에서 기계적 지지체 역할을 수행하는 것으로서, 충분한 기계적 안정성을 가져야 하며, 후술되는 제1 및 제2광열변환 층(22, 23)으로 빛을 전달하기 위하여 투명성 및 적절한 광학적 성질을 가져야 한다.
본 명세서에서는, 베이스 층(21)이 상부에 위치하도록 도시되었으나, 이는 후술되는 레이저가 조사되는 것을 가시화하기 위한 것으로서, 실제 도너 필름(20)에서는 베이스 층(21)이 최하위층에 위치하게 된다.
베이스 층(21)은 투명 고분자 필름으로 형성되거나 유리 기판으로 구성될 수 있다.
이 때, 고분자 물질은 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리스틸렌으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으며, 특히, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 필름과 같이 투과율이 높은 물질일 수 있다.
한편, 도면에는 도시되지 아니하였으나, 경우에 따라서 베이스 층(21)은 프라이머 층을 포함할 수도 있다. 이러한 프라이머 층은 인접 층과의 부착성을 향상시키고, 온도 전달 등을 제어하도록 선택될 수 있다.
베이스 층(21) 상에는 제1광열변환 층(22)이 형성된다.
제1광열변환 층(22)은 적외선, 가시광선 또는 자외선 영역의 빛을 흡수하여 상기 빛의 일부분을 열로 변환시키는 층으로서, 빛을 흡수하기 위한 광열변환 물질을 포함하는 것이 바람직하다.
제1광열변환 층(22)은 Al, Ag와 같은 금속, 금속 산화물 및 금속 황화물 중 적어도 하나의 제1광열변환 물질(221)을 포함하는 금속 막이거나 카본 블랙(carbon black) 또는 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)와 같은 고분자 형태의 제1광열변환 물질(221)을 포함하는 유기 막일 수 있다.
이 때, 금속 막은 진공 증착법, 전자빔 증착법 또는 스퍼터링을 이용하여 형성할 수 있으며, 유기 막은 통상적인 필름 코팅 방법인, 롤 코팅, 그라비아, 압출, 스핀 코팅 또는 나이프 코팅 방법에 의해 형성될 수 있다.
그리고, 제1광열변환 층(22)은 상기 제1광열변환 물질(221)을 바인딩(binding)하는 역할을 하며, 자외선이나 열에 의해 경화가 가능한 유기바인더 물질을 포함한다.
제1광열변환 층(22) 상에는 제2광열변환 층(23)이 형성된다.
전술된 바와 같이, 제1광열변환 층(22) 및 제2광열변환 층(23)은 적외선, 가시광선 또는 자외선 영역의 빛을 흡수하여 상기 빛의 일부분을 열로 변환시키는 층이다.
이 때, 제1광열변환 층(22)과 제2광열변환 층(23)은 서로 다른 파장의 빛을 흡수 가능하다.
보다 상세하게, 도 1 및 도 2를 참조하면, 선 진행되는 제1레이저는 단파장을 갖는 것으로서, 제1광열변환 층(22)을 대부분 투과하고, 제2광열변환 층(23)에서 대부분 흡수된다.
이에 따라, 제2광열변환 층(23) 내의 제2광열변환 물질(231)에 의해 빛(레이저)이 열로 변환되어 제2광열변환 층(23)이 먼저 예열된다(S100).
그리고, 도 1 및 도 2를 참조하면, 후 진행되는 제2레이저는 장파장을 갖는 것으로서, 제1광열변환 층(22)에서 대부분 흡수된다.
이에 따라, 제1광열변환 층(22) 내의 제1광열변환 물질(221)에 의해 빛이 열로 변환되어 제1광열변환 층(22)이 예열된다(S200).
본 명세서에서는, 단파장을 갖는 제1레이저가 제2광열변환 층(23)에서 흡수되고, 장파장을 갖는 제2레이저가 제1광열변환 층(22)에서 흡수되도록 설명이 이루어졌지만, 역으로 제1레이저가 장파장을 갖고, 제2레이저가 단파장을 갖도록 설계 변경 가능하다.
하기에서는, 서로 다른 파장의 레이저를 조사할 때, 도너 필름(20)의 각 층의 변화를 개략적으로 도시한 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 필름(20)을 이용한 열 전사 방법을 설명하도록 한다.
도 3은 도 1의 도너 필름(20)에 조사된 서로 다른 파장의 레이저를 순차적으로 조사하는 것을 나타낸 도면이다. 도 4는 도 3의 1상태에서의 도너 필름을 나타낸 도면이다. 도 5는 도 3의 2상태에서의 도너 필름을 나타낸 도면이다. 도 6은 도 3의 3상태에서의 도너 필름(1)을 나타낸 도면이다. 도 7은 도 3의 3상태에서의 도너 필름(2)를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 도너 필름(20) 상에 서로 다른 파장을 갖는 제1레이저와 제2레이저를 순차적으로 조사하도록 설치한다.
이 때, 제1레이저는 전술된 바와 같이, 단파장을 갖는 것으로서 제1광열변환 층(22)을 대부분 투과하고, 제2광열변환 층(23)에서 대부분 흡수된다.
그리고, 제2레이저는 장파장을 갖는 것으로서, 제1광열변환 층(22)에서 대부분 흡수된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2레이저가 모두 조사되기 전 상태의 도너 필름(20)을 ´1상태´, 제1레이저만 조사된 도너 필름(20)의 상태를 ´2상태´, 제1 및 제2레이저가 모두 조사된 도너 필름(20)의 상태를 ´3상태´로 명명하였다.
그리고, ´1상태´에서의 도너 필름(20)을 도 4에, ´2상태´에서의 도너 필름(20)을 도 5에, ´3상태´에서의 도너 필름(20)을 도 6 및 도 7에 각각 나타내었다.
먼저, 도 4를 참조하면, 제1 및 제2레이저가 모두 조사되기 전의 도너 필름(20)의 제1 및 제2광열변환 층(22, 23)에는 유기바인더물질 내에 제1 및 제2광열변환 물질(221, 231)이 각각 바인딩되어 있다.
도 4는, 유기바인더물질 내의 제1 및 제2광열변환 물질(221, 231)을 개략적으로 도시한 것으로서, 그 밀도가 정확하게 도시된 것은 아니다.
제1레이저가 도너 필름(20)에 조사되면, 제1레이저는 제1광열변환 층(22)을 투과하고, 제2광열변환 층(23)에서 대부분 흡수된다.
빛(레이저)을 흡수한 제2광열변환 층(23)의 제2광열변환 물질(231)이 빛을 열로 변환시키며, 도 5에 도시된 바와 같이, 변환된 열에 의해 제2광열변환 물질(231)이 열 팽창된다.
연이어, 제2레이저가 도너 필름(20)에 조사되면, 제2레이저는 제1광열변환 층(22)에서 대부분 흡수된다.
도 6을 참조하면, 빛(레이저)을 흡수한 제1광열변환 층(22)의 제1광열변환 물질(221)이 빛을 열로 변환시키며, 변환된 열에 의해 제1광열변환 물질(221)은 열 팽창된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1광열변환 물질(221)이 높은 열에 의해 급격하게 열 팽창함에 따라, 제2광열변환 층(23)을 밀어냄으로써 전사 동력을 제공한다.
그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2광열변환 층(23)의 유기물이 하 측에 위치된 전사 기판(24)에 열 전사된다(S300).
이에 따라, 본 발명에서는 중간 층(IL)을 갖지 않는 도너 필름을 제공함으로써, 중간 층에서 물성 변화 시 야기될 수 있는 결함을 없앨 수 있고, 롤(roll) 형태로 가공이 가능하여 전사 폭을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
20: 도너 필름 21: 베이스 층
22: 제1광열변환 층 221: 제1광열변환 물질
23: 제2광열변환 층 231: 제2광열변환 물질
24: 전사 기판

Claims (6)

  1. 베이스 층;
    상기 베이스 층 상에 형성되는 제1광열변환 층; 및
    상기 제1광열변환 층 상에 형성되며, 유기물이 증착된 제2광열변환 층
    을 포함하되,
    상기 제1광열변환 층과 상기 제2광열변환 층은 서로 다른 파장의 빛을 흡수 가능한, 도너 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 층은 투명 고분자 필름 또는 유리 기판으로 형성된, 도너 필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1광열변환 층과 상기 제2광열변환 층은 상기 베이스 층과 상기 제1광열변환 층 상에 각각 코팅 형성된, 도너 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1광열변환 층을 단파장을 갖는 빛을 흡수 가능하고, 상기 제2광열변환 층은 장파장을 갖는 빛을 흡수 가능한, 도너 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1광열변환 층과 상기 제2광열변환 층은 카본 블랙, 탄소나노튜브(CNT), 금속 산화물 및 금속 황화물 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 도너 필름.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항에 따른 도너 필름을 이용한 열 전사 방법으로서,
    제1광열변환 층은 투과하되, 제2광열변환 층에는 흡수되는 파장을 갖는 레이저를 조사하여, 상기 제2광열변환 층을 예열하는 단계;
    상기 제1광열변환 층에서 모두 흡수되는 파장을 갖는 레이저를 조사하여 상기 제1광열변환 층을 예열하는 단계; 및
    상기 제1광열변환 층이 예열됨에 따라 열 팽창에 의해, 상기 제2광열변환 층의 유기물을 전사 기판에 열 전사하는 단계
    를 포함하는, 도너 필름을 이용한 열 전사 방법.
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