KR20150010726A

KR20150010726A - 큰 표면적을 갖는 기판을 텍스처링하기 위한 방법

Info

Publication number: KR20150010726A
Application number: KR20147031601A
Authority: KR
Inventors: 니콜라 쉐망; 제레미 테세이르; 엘린 존데가르트
Original assignee: 쌩-고벵 글래스 프랑스
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2015-01-28
Also published as: JP2015522443A; IN2014MN02198A; JP6141969B2; US9296132B2; EA201492087A1; FR2990384B1; EP2850493A1; CN104272187A; WO2013171420A1; FR2990384A1; US20150140837A1

Abstract

본 발명은, 변형가능한 층을 기판 상에 침착하는 단계; 상기 변형가능한 층이 부차적인 스탬프의 텍스처링된 표면과 접촉하도록 하는 단계; 상기 커버된 기판과 부차적인 스탬프를 불투과성 물질로 이루어진 백 안으로 도입하는 단계; 상기 백과 그의 내용물을 밀봉된 챔버 내에 도입하는 단계; 0.5 bar 이하의 압력값이 수득될 때까지 상기 챔버로부터 공기를 제거하는 단계; 상기 챔버 안으로 공기가 다시 도입되기 전에 상기 백을 밀봉하는 단계; 상기 밀봉된 백 및 그의 내용물을 오토클레이브 내에 도입하는 단계; 0.5 내지 8 bar의 압력 및 25 내지 400℃의 온도를 15분 내지 몇 시간의 기간 동안 적용하는 단계; 상기 백을 개봉하는 단계; 및 상기 기판 및 부차적인 스탬프를 분리하는 단계를 포함하는, 기판 상에 텍스처텍스처는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 방법을 사용하여 수득된, 텍스처링된 층으로 커버된 유리 기판을 포함하는 투명한 조립체; 및 빛을 추출하거나, 안내하거나 재지향하도록 의도된 기판, 또는 초소수성 또는 초친수성 기판을 수득하기 위한 상기 방법의 용도에 관한 것이다.

Description

큰 표면적을 갖는 기판을 텍스처링하기 위한 방법{METHOD FOR TEXTURING A SUBSTRATE HAVING A LARGE SURFACE AREA}

본 발명은 스탬프(또는 마스크)로부터 기판의 표면 상에 침착된 층으로의 마이크로-(5 내지 100 ㎛), 메조-(1 내지 5 ㎛) 및/또는 나노-스케일(10 내지 1000 nm) 패턴의 전사를 기본으로 한, 큰 면적(적어도 약 1 ㎡)을 갖는 기판을 텍스처링하기 위한 방법에 관한 것이다(나노임프린트 리소그래피(nanoimprint lithography) 또는 NIL).

가압된 유체를 사용하여 스탬프를 기판에 대고 누르면 대형 기판을 텍스처링할 때, 기계적 프레스를 사용할 때 통상 관찰되는 한계가 극복될 수 있다. 이러한 한계는, 본질적으로 보정될 수 없는 스탬프 및 기판에서의 평면성 결함에 기인한다. 스탬프 및 기판이 기계적으로 가압하는 강성 플레이트 사이에 위치될 때, 평면성 결함은 기판 상에 스탬프에 의해 발휘된 압력에 변화를 유도하고 따라서 전사된 패턴의 깊이에서 변화가 유도된다. 스탬프 및 기판이 접촉하지 않는 대역들이 존재할 수 있고, 따라서 여기에는 어떠한 패턴 전사도 존재하지 않는다. 이러한 현상의 발생은 텍스처링될 면적에 비례하여 증가한다. 유체에 의해 발휘된 압력이 등방압(isostatic)인 한, 기계적 프레스 사용시 관찰되는 힘 평형의 문제점에 더 이상 직면하지 않는다. 이러한 점이 이를 근래의 NIL 임프린팅 분야에서 바람직한 기술로 만들었다. 상기 압력은 스탬프의 전체 영역에 걸쳐 균일하게 적용되고, 이로써 층이 균일하게 변형되도록 한다.

다양한 방법이 유체의 압력을 스탬프 및/또는 기판으로 전달하기 위해 사용될 수 있다. 이는 압력 용기 또는 유체의 압력을 재전사하는 가요성 멤브레인 또는 접촉 표면을 따라 정렬된 구멍들을 통한 가압된 유체의 유동의 문제일 수 있다.

그러나, 이러한 기술은 초기에 존재하였고 주로 마이크로일렉트로닉스 산업을 위해 개발된 것으로, 창유리 제품에 맞춰지지 않았다:

·사용된 방법은 일반적으로 그 용도 전용의 특정 장치를 필요로 한다;

·대형 면적 기판의 크기는 창유리 제품의 규모(수 제곱 미터)에 비해 여전히 작다; 및

·코팅된 기판을 스탬프와 접촉하게 하는 것이 중요하고, 특정 기술을 필요로 한다.

본 발명의 발명자들은 유리 산업에 적합한 방법을 개발하고, 완벽하게 규칙적인 깊이를 갖고, 예를 들어 수 십 내지 수 백 나노미터의 크기의 패턴으로 구성된 텍스처가 대형 면적 기판 상에 생성되도록 한다는 목표를 설정하였다.

따라서, 이러한 목표는

·변형가능한 층을 기판 상에 침착하는 단계;

·이러한 변형가능한 층이 자 스탬프(daughter stamp)의 텍스처링된 표면과 접촉하도록 하는 단계;

·상기 코팅된 기판과 자 스탬프를 불투과성 물질로 이루어진 파우치 안으로 도입하는 단계;

·상기 파우치와 그의 내용물을 밀폐된 용기 안으로 도입하는 단계;

·0.5 bar 이하의 압력에 도달할 때까지 상기 용기로부터 공기를 빼내는 단계(상기 압력은 가능하게는 5 mbar 이하의 값까지 감소한다);

·상기 용기 안으로 공기가 다시 도입되기 전에 상기 파우치를 밀봉하는 단계;

·상기 밀봉된 파우치 및 그의 내용물을 오토클레이브 내에 도입하는 단계;

·0.5 내지 8 bar의 압력 및 25 내지 400℃의 온도를 15분 내지 몇 시간 동안 적용하는 단계;

·상기 파우치를 개봉하는 단계; 이어서

·상기 기판 및 자 스탬프를 분리하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 상에 텍스처를 형성하기 위한 방법에 관한 본 발명에 의해 달성되었다.

본 발명에 따라 형성된 텍스처는 10 nm 내지 100 ㎛(골(valley)의 깊이, 피크의 높이, 피크의 폭/직경, 골의 폭 등)의 그리고 심지어 수 센티미터의 값만큼 높은 크기를 갖는다: 10 ㎛ × 10 ㎛ × 4 ㎝의 "벽".

이러한 방법으로, 적어도 약 1 제곱 미터의, 심지어 특히 3 m × 6 m의 크기인 풀 플로트 폭(full float width, FFW) 시트(또한 "풀 플로트 폭"을 의미하는 프랑스어의 플렝 라궤르 플로트(pleine largeur float)라는 표현으로부터 PLF로도 알려짐)로 불리는 유리 시트만큼 크기가 큰 영역상에서 텍스처를 형성할 수 있다.

기판 상에 변형가능한 층을 침착하기 위해 사용된 침착 방법은 제한되지 않는다. 습식 침착 방법이 사용된다(판상 유동 코팅(laminar flow coating), 분사 코팅, 딥 코팅(dip coating), 스핀 코팅(spin coating)). 판상 유동 코팅에서, 변형가능한 층의 액체 전구체는, 움직이지 않을 때, 슬롯에 매달린 메니스커스(meniscus)를 형성하고, 이러한 슬롯을 기판 위에서 횡방향 위치로 움직임으로써 상기 슬롯으로부터 상기 전구체가 추출된다.

자 스탬프는 마스터 몰드 안에서 그 재료의 몰딩으로부터 생기기 때문에 그렇게 명명된다. 그의 텍스처링된 재료는 중합체일 수 있다.

상기 파우치의 재료는 공기 불투과성이다.

상기 용기의 공기는, 0.5 bar 이하, 점점 더 바람직한 순서대로, 5 mbar, 2 mbar 또는 1 mbar 이하의 압력에 도달할 때까지 배기된다. 예를 들어, 챔버의 공기는 약 0.5 mbar의 압력에 도달할 때까지 15분 동안 배기된다. 상기 파우치는 공기가 상기 용기 안으로 다시 도입되기 전에 밀폐하여 밀봉된다.

상기 밀봉된 파우치를 이번에는 0.5 내지 8 bar의 압력 및 25 내지 400℃의 온도가 적용될 오토클레이브 안에 둔다. 상기 오토클레이브 처리는 15분 내지 몇 시간 동안 지속될 수 있다. 이들 파라미터들은 변형가능한 층의 속성에 따라 조정되어야 한다. 여기서, 목적은 자 스탬프를 초기에 변형가능한 층, 그 중에서도 졸-겔 층에 대고 누르면서, 이를 변형불가능하도록 가교결합시키는 것이다. 이러한 방식으로, 상기 자 스탬프의 표면 안으로 새겨진 패턴이 기판의 표면 상에 침착된 층 안으로 프린팅되고 경화된다. 상기 밀봉 단계 및 배기 단계는 압력이 유체로부터 스탬프로 전사되어야 하기 때문에 필요하다.

일단 파우치를 오토클레이브로부터 꺼내면, 상기 파우치를 뚫어 개봉하고 자 스탬프를 기판의 표면으로부터 빼낸다. 이어서 상기 층을, 그를 치밀화하고, 결정화하고(TiO₂, ZnO) 그의 기계적 성질을 향상시키고/향상시키거나 그의 표면의 친수성/소수성 성질을 조정하기 위해 새로운 열 처리에 도입할 수 있다.

본 발명의 방법은 어떠한 특별한 장치(파우치 및 오토클레이브 안에 두기 위한 시스템)도 필요로 하지 않는다. 이는 유리 산업에, 특히 자동차 앞유리를 적층하기 위해 또는 심지어 기술적 창유리 유닛, 예컨대 쌩-고벵 글라스(Saint-Gobain Glass)에 의해 등록상표 프리발리테(Privalite)^® 하에 판매되는 유형의 액정 필름을 도입하는 적층된 유닛을 제작하기 위해 통상 사용되는 장치와 양립가능하다.

상기 방법이 공업용 제작 라인 상에서 이용가능한 이미 개발된 도구만을 사용하는 한, 이러한 방법은 용이하게 산업화될 수 있고 대규모 창유리 유닛의 가공과 양립가능할 것으로 보인다.

상기 방법은 텍스처링된 중합체 시트와 같은 저-비용 스탬프의 사용과 양립가능하다(특별히 생산된 롤-투-롤(roll-to-roll)). 스탬프가 공정 동안 파괴되지 않는 한, 수많은 회수로 재사용될 수 있다.

본 발명의 방법의 바람직한 특징에 따르면:

- 변형가능한 층은, (기판을 형성하는) 유리 시트의 템퍼링 공정을 견딜 수 있는 높은 무기물 함량을 갖는 층을 유도하는 장점을 갖는 열적으로 가교결합가능한 물질, 특히 졸-겔 물질로 이루어지고; 실리카, 티타늄, 아연 및 알루미늄의 산화물을, 단독으로 또는 그의 다수의 혼합물로 언급할 수 있고; 실리카 졸은 유리하게는 졸-겔 전구체, 바람직하게는 메틸에톡시실란의 가수분해에 의해 수득되고; 층이 공정 동안 여전히 변형가능하도록 하는 방식으로 졸-겔 용액의 생성 조건을 조절하는 것이 중요하고;

- 변형가능한 층은 열가소성 중합체 매트릭스를 포함하고; 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS), 폴리카르보네이트(PC), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리아미드(PA), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)을, 단독으로 또는 그의 다수의 블렌드로 또는 공중합체로서, 언급할 수 있고;

- 변형가능한 층의 전구체는 나노입자, 예컨대 (특히 광촉매적) TiO₂ 나노입자 또는 발광성 나노입자, 예를 들어 CdSe 또는 CdS 나노입자, 및/또는 유기 및/또는 기공-형성 분자, 예컨대 라텍스, PMMA, PS 및 계면활성제를 포함하고, 그 중 어떤 것은 선택적으로 최종 층의 제조 전에 제거되도록 의도되고; 그의 내열성 및 기계적 강도(예를 들어 내충격성)를 향상시키기 위해, 또는 텍스처링된 층의 광학 성질을 조절하기 위해 또는 심지어 어떤 기능을 제공하기 위해, 무기 성분(나노입자)을 열가소성 중합체 매트릭스로 도입하는 것을 언급할 수 있고;

- 자 스탬프의 텍스처링된 표면은 공기 투과성이고; 따라서, 스탬프 및 층이 밀봉 단계에 접촉하게 될 때, 코팅된 기판과 스탬프 사이에 공기 방울이 포획되는 것을 방지하기 위해 취해야 할 어떠한 특별한 사전주의가 없으며; 탄성중합체(예컨대 PDMS, EVA 또는 에폭시), 유리 중합체 또는 공중합체로부터 형성될 수 있고;

- 자 스탬프의 텍스처링 표면은 중합체 또는 하이브리드 유기(중합체)/무기 물질로 이루어지고, 오토클레이브에서 온도를 상기 중합체 물질의 유리 전이 온도 이상의 온도로 상승시킨 후 이어서 그 이하의 온도로 하거나, 또는 그 역순으로 상승시키고; 이러한 특징은 스탬프의 기계적 거동을 정확하게 조절하고 상기 스탬프와 코팅된 기판 사이에 접촉성 및 그에 따라 상기 구조의 복제 성능을 최적화하는 것을 가능하게 만든다.

본 발명은 또한 다음에 관한 것이다:

- 상기 설명한 바와 같은 방법에 의해 수득된, 텍스처링된 층으로 코팅된 유리 기판을 포함하는 투명 어셈블리; 상기 유리는 특히 미네랄 유리, 예컨대 소다-라임-실리카 플로트 유리(soda-lime-silica float glass)이다;

- 빛을 추출하고, 안내하거나 또는 재지향하도록 의도된 기판을 수득하기 위한 상기 기술된 바와 같은 방법의 용도; 예를 들어 태양광 발전, 주광 조명(daylighting)(창유리 유닛의 적절한 텍스처링을 통해 태양광의 방의 천장을 향한 재지향), OLED로부터 광 추출 및 편광판의 분야가 관심이 있다;

- 미세 유체 공학(microfluidics)을 위해 의도된 기판을 수득하기 위한 상기 설명된 바와 같은 방법의 용도; 및

- 초소수성 또는 초친수성 기판을 수득하기 위한 상기 설명된 바와 같은 방법의 용도; 초소수성 기판은 특히 텍스처링된 층을 졸-겔 오버레이어, 예를 들어 플루오로실란과 같은 소수성 제제로부터, 특히 공지된 퍼플루오로알킬알킬-트리알콕시실란 전구체로부터 형성된 것으로 커버링하여 제조될 수 있고; 상기 오버레이어는 유리하게는 몇 나노미터 이하의 두께로 매우 얇고 - 그래서 종종 "단일분자성"으로 칭함 - 따라서 실제로 아래 있는 텍스처의 기하학 형태를 변형시키지 않는다.

본 발명은 다음 실시예에 의해 설명된다:

도 1은 이하 실시예 1에 사용된 PET 자 스탬프의 텍스처를 나타내는 주사 전자 현미경 이미지를 나타내고,

도 2a 및 도 2b는, 이하 나타낸 실시예 1에서 수득된 엠보싱된 샘플의 주사 전자 현미경 이미지로서, 엠보싱된 표면에 있어서 (a)는 위에서 (b)는 단면으로 나타낸 것이다.

실시예 1: 마이크론-크기 반구의 주기적인 네트워크의 실리카 졸-겔 층으로의 전사.

실리카 졸을 45/55 중량비를 갖는 메틸트리에톡시실란(시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)에 의해 시판됨)/아세트산(프롤라보(Prolabo)) 혼합물로부터 제조하였다. 상기 용액을 12 시간 동안 실온에서 교반하였다.

PDMS 스탬프를 몰드로서 간섭성 리소그래피 공정에 의해 수득된 반구의 주기적인 네트워크를 사용하여 제조하였다. 반구의 직경은 3 ㎛이고 그들의 주기는 5.5 ㎛이었다. 몰딩은 다우 코닝(Dow Corning)에 의해 판매되는 실가드(Sylgard)® 184 실리콘 엘라스토머 키트(Silicone Elastomer Kit)의 2 가지 (엘라스토머/촉매) 성분의 10:1 혼합물을 상기 몰드 상으로 부어 넣고, 잔사성 공기 방울을 진공하에 빼내고, 이어서 상기 엘라스토머를 4 시간 동안 80℃에서 가교결합시킴으로써 이루어졌다.

상기 졸을 쌩-고벵 글라스에 의해 등록상표 플라닐룩스(Planilux)® 하에 판매되는 유리로 이루어진 2 mm-두께 10×10 ㎠ 기판 상에 스핀 코팅(2000 rpm, 1 min)에 의해 침착하였고, 그 표면은 세록스(Cerox)® 광택제 분말로 미리 세정되었다. 상기 층을 50℃에서 5분 동안 건조하였다.

침착 후, PDMS 스탬프의 텍스처링된 면을 상기 실리카 졸-겔 층과 접촉하였다. 층과 마스크 사이에 접촉을 방해할 위험이 있는 공기 방울을 제거하기 위해, 샘플을 밀봉 파우치 안에 넣고, 밀폐 용기 안에 배치하고, 이를 0.5 mbar의 압력에 도달할 때까지 배기하였다. 20분 후, 파우치를 열 밀봉하였다.

이어서 샘플을 오토클레이브 안에 두고, 여기서 샘플을 110℃의 온도까지의 온도 증가 및 1.75 bar까지의 압력 증가에 동시에 도입하였다(20℃에서 5 min, 5 min 안에 60℃까지 증가, 10 min 동안 60℃에서 안정기, 5 min 안에 110℃까지 증가, 20 min 동안 110℃에서 안정기 및 15 min 안에 35℃까지 감소; 5 min 안에 0에서 1.75 bar까지 증가, 40 min 동안 1.75 bar에서 안정기, 15분 안에 0 bar까지 감소). 샘플을 오토클레이브로부터 꺼낸 후, 샘플을 몰드에서 꺼내어 식힌다.

실리카 졸-겔 층으로의 패턴의 전사는 AFM에 의해 특성화되었다. 반구의 6각형 네트워크가 재생산되었다. 수득된 패턴은 스탬프가 지닌 것과 유사하다: 3 ㎛ 폭, 1.5 ㎛ 높이 및 5.5 ㎛ 주기.

실시예 2: 마이크론-크기 반구의 주기적인 네트워크의 폴리메틸 메타크릴레이트 층으로의 전사.

메틸 에틸 케톤(MEK) 내 10% 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)의 용액을, 평균 분자량 Mw = 120000의 PMMA 분말(시그마-알드리치) 20 g을 180 g의 MEK(프롤라보)와 혼합함으로써 제조하였다.

PDMS 스탬프를 몰드로서 간섭성 리소그래피 공정에 의해 수득된 반구의 주기적인 네트워크를 사용하여 제조하였다. 반구의 직경은 3 ㎛이고 그들의 주기는 5.5 ㎛이었다. 몰딩은 다우 코닝에 의해 판매되는 실가드® 184 실리콘 엘라스토머 키트의 2 가지 (엘라스토머/촉매) 성분의 10:1 혼합물을 상기 몰드 상으로 부어 넣고, 잔사성 공기 방울을 진공하에 빼내고, 이어서 상기 엘라스토머를 4 시간 동안 80℃에서 가교결합시킴으로써 이루어졌다.

상기 PMMA 용액을 쌩-고벵 글라스에 의해 등록상표 플라닐룩스® 하에 판매되는 유리로 이루어진 2 mm-두께 10×10 ㎠ 기판 상에 스핀 코팅(2000 rpm, 1 min)에 의해 침착하였고, 그 표면은 세록스® 광택제 분말로 미리 세정되었다.

침착 후, PDMS 스탬프의 텍스처링된 면을 상기 PMMA 층과 접촉하였다. 층과 마스크 사이에 접촉을 방해할 위험이 있는 공기 방울을 제거하기 위해, 샘플을 밀봉 파우치 안에 넣고, 밀폐 용기 안에 배치하고, 이를 0.5 mbar의 압력에 도달할 때까지 배기하였다. 의도하는 압력에 도달하면, 파우치를 열 밀봉하였다.

이어서 샘플을 오토클레이브 안에 두고, 여기서 샘플을 압력 및 온도 증가에 도입하였다(5 min 동안 20℃에서 안정기, 10 min 안에 168℃까지 증가, 15 min 동안 168℃에서 안정기 및 30 min 안에 40℃까지 감소; 5 min 안에 0으로부터 1 bar까지의 증가, 10 min 동안 1 bar에서 안정기, 5 min 안에 3 bar까지 증가, 30 min 동안 3 bar에서 안정기, 10 min 안에 0 bar까지 감소).

PMMA 층으로의 패턴의 전사는 AFM에 의해 특성화되었다. 반구의 6각형 네트워크가 재생산되었다. 수득된 패턴은 스탬프가 지닌 것과 유사하다: 3 ㎛ 폭, 1.5 ㎛ 높이 및 5.5 ㎛ 주기.

실시예 3: 마이크론-크기 반구의 주기적인 네트워크의 하이브리드 폴리메틸 메타크릴레이트/SiO₂ 층으로의 전사.

메틸 에틸 케톤(MEK) 내 10% 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)의 용액을 평균 분자량 Mw = 120000의 PMMA 분말(시그마-알드리치) 20 g을 180 g의 MEK(프롤라보)와 혼합함으로써 제조하였다. MEK 내 실리카 나노입자(닛산 케미칼(Nissan Chemical))의 현탁액을 상기 PMMA 용액에 20 중량%의 양으로 첨가하였다. 혼합물을 10 분 동안 자기 교반에 의해 균일화하였다.

실리카 입자 및 PMMA 용액은 쌩-고벵 글라스에 의해 등록상표 플라닐룩스® 하에 판매되는 유리로 이루어진 2 mm-두께 10×10 ㎠ 기판 상에 스핀 코팅(2000 rpm, 1 min)에 의해 침착하였고, 그 표면은 세록스® 광택제 분말로 미리 세정되었다.

침착 후, PDMS 스탬프의 텍스처링된 면을 하이브리드 PMMA/SiO₂ 층과 접촉하였다. 층과 마스크 사이에 접촉을 방해할 위험이 있는 공기 방울을 제거하기 위해, 샘플을 밀봉 파우치 안에 넣고, 밀폐 용기 안에 배치하고, 이를 0.5 mbar의 압력에 도달할 때까지 배기하였다. 의도하는 압력에 도달하면, 파우치를 열 밀봉하였다.

이어서 샘플을 오토클레이브 안에 두고, 여기서 샘플을 압력 및 온도 증가에 도입하였다(5 min 동안 20℃에서 안정기, 10 min 안에 168℃까지 증가, 15 min 동안 168℃에서 안정기, 30 min 안에 40℃까지 감소; 5 min 안에 0으로부터 1 bar까지의 증가, 10 min 동안 1 bar에서 안정기, 5 min 안에 3 bar까지 증가, 30 min 동안 3 bar에서 안정기, 및 10 min 안에 0 bar까지 감소).

실시예 4: 나노스케일 패드의 반-주기적 네트워크의 실리카 졸-겔 층으로의 전사.

실리카 졸을 메틸트리에톡시 실란(시그마-알드리치에 의해 시판됨)과 염산 용액 pH = 2의 50/50 중량 혼합물로부터 제조하였다. 상기 용액을 2 시간 동안 실온에서 교반하였다.

PDMS 스탬프를 몰드로서 "스텝 앤드 리피트(step and repeat)" 공정과 결합된 e-빔 리소그래피 공정에 의해 수득된 패드의 거의 주기적인 네트워크를 사용하여 제조하였다. 패드는 1.2 ㎛의 길이, 200 nm 또는 400 nm의 폭 및 350 nm의 높이를 갖는다. 몰딩은 다우 코닝에 의해 판매되는 실가드® 184 실리콘 엘라스토머 키트의 2 가지 (엘라스토머/촉매) 성분의 10:1 혼합물을 상기 몰드 상으로 부어 넣고, 잔사성 공기 방울을 진공하에 빼내고, 이어서 상기 엘라스토머를 4 시간 동안 80℃에서 가교결합시킴으로써 이루어졌다.

상기 실리카 졸을 쌩-고벵 글라스에 의해 등록상표 플라닐룩스® 하에 판매되는 유리로 이루어진 2 mm-두께 10×10 ㎠ 기판 상에 스핀 코팅(2000 rpm, 1 min)에 의해 침착하였고, 그 표면은 세록스® 광택제 분말로 미리 세정되었다. 상기 층을 50℃에서 5 분 동안 건조하였다.

침착 후, PDMS 스탬프의 텍스처링된 면을 실리카 졸-겔 층과 접촉하였다. 층과 마스크 사이에 접촉을 방해할 위험이 있는 공기 방울을 제거하기 위해, 샘플을 밀봉 파우치 안에 넣고, 밀폐 용기 안에 배치하고, 이를 0.5 mbar의 압력에 도달할 때까지 배기하였다. 의도하는 압력에 도달하면, 파우치를 열 밀봉하였다.

이어서 샘플을 오토클레이브 안에 두고, 여기서 샘플을 압력 및 온도 증가의 주기에 도입하였다(5 min 안에 20으로부터 60℃까지 증가, 5 min 동안 60℃에서 안정기, 5 min 안에 130℃까지 증가, 25 min 동안 130℃에서 안정기, 20 min 안에 40℃까지 감소; 5 min 안에 0으로부터 2.5 bar까지 증가, 35 min 동안 2.5 bar에서 안정기, 20 min 안에 0 bar까지 감소).

실리카 졸-겔 층으로의 패턴의 전사는 AFM에 의해 특성화되었다. 가변적인 주기를 특징으로 하는 패드의 네트워크가 재생산되었다. 수득된 패턴은 스탬프가 지닌 것과 유사하다. 폭 200 nm 및 400 nm의 패드가 재생산되었고, 이들은 1.2 ㎛의 길이 및 350 nm의 높이였다.

실시예 5: PET 스탬프를 사용한 라인의 반주기적 네트워크의 실리카 층으로의 전사.

사용된 자 스탬프는 그 위에 코팅이 침착되고 롤-투-롤 방법에 의해 텍스처링된 PET 중합체 필름이었다. 중합체 필름은 대략 10×10 ㎠ 포맷(도 1)을 가졌다. 이들 필름의 패턴을, "주광 조명" 성질을 여기에 부여하면서도(태양광의 천장을 향한 재지향) PET의 투명도를 보존할 목표로 한정하였다. 상기 패턴은 350 nm 깊이에 대해 200 nm 폭의 라인(종횡비 = 1.75) 및 400 nm의 주기의 네트워크로 이루어진다. 특정 양의 노이즈를 회절 효과를 제한하기 위해 상기 구조의 주기성 안에 도입하였다(도 1).

PET 필름의 표면을 알콜로 완전히 세정하고 접착제 롤러(테크넥(Teknek)에 의해 시판됨)를 사용하여 임의의 흔적량의 오염물을 제거하였다.

침착 후, PET 스탬프의 텍스처링된 면을 실리카 졸-겔 층과 접촉하였다. 층과 마스크 사이에 접촉을 방해할 위험이 있는 공기 방울을 제거하기 위해, 샘플을 밀봉 파우치 안에 넣고, 밀폐 용기 안에 배치하고, 이를 0.5 mbar의 압력에 도달할 때까지 배기하였다. 의도하는 압력에 도달하면, 파우치를 열 밀봉하였다.

이어서 샘플을 오토클레이브 안에 두고, 여기서 샘플을 압력 및 온도 증가의 주기에 도입하였다(5 min 안에 20으로부터 60℃까지 증가, 5 min 동안 60℃에서 안정기, 5 min 안에 110℃까지 증가, 25 min 동안 110℃에서 안정기, 20 min 안에 40℃까지 감소; 5 min 안에 0으로부터 2 bar까지 증가, 35 min 동안 2 bar에서 안정기, 20 min 안에 0 bar까지 감소).

실리카 졸-겔 층으로의 패턴의 전사는 주사 전자 현미경에 의해 특성화되었다. 거의 주기적인 라인의 네트워크는 400 nm의 주기로 재생산되었다. 수득된 패턴은 스탬프가 지닌 것과 유사하다: 200 nm 폭 및 400 nm 높이.

Claims

- 변형가능한 층을 기판 상에 침착하는 단계;
- 상기 변형가능한 층을 자 스탬프(daughter stamp)의 텍스처링된 면과 접촉시키는 단계;
- 상기 코팅된 기판과 자 스탬프를 불투과성 물질로 이루어진 파우치 안으로 도입하는 단계;
- 상기 파우치와 그의 내용물을 밀폐된 용기 안으로 도입하는 단계;
- 0.5 bar 이하의 압력에 도달할 때까지 상기 용기로부터 공기를 빼내는 단계;
- 상기 용기 안에 공기를 다시 도입하기 전에 상기 파우치를 밀봉하는 단계;
- 상기 밀봉된 파우치 및 그의 내용물을 오토클레이브 내에 도입하는 단계;
- 0.5 내지 8 bar의 압력 및 25 내지 400℃의 온도를 15분 내지 몇 시간 동안 적용하는 단계;
- 상기 파우치를 개봉하는 단계; 이어서
- 상기 기판 및 자 스탬프를 분리하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기판 상에 텍스처를 형성하는 방법.
제1항에 있어서, 변형가능한 층이 열적으로 가교결합가능한 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 변형가능한 층이 열가소성 중합체 매트릭스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 변형가능한 층의 전구체가 나노입자 및/또는 유기 및/또는 기공-형성 분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 자 스탬프의 텍스처링된 면이 공기 투과성인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 자 스탬프의 텍스처링된 면이 중합체 또는 하이브리드 유기(중합체)/무기 물질로 이루어지는 것과, 오토클레이브에서의 온도를 상기 중합체 물질의 유리 전이 온도 이상의 온도로 상승시킨 후 이어서 그 이하의 온도로 하거나, 또는 그 역순으로 상승시키는 것을 특징으로 하는 방법.
빛을 추출하거나, 안내하거나 재지향하도록 의도된 기판을 수득하기 위한, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 방법의 용도.
미세 유체 공학(microfluidics)을 위해 의도된 기판을 수득하기 위한, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 방법의 용도.
초소수성 또는 초친수성 기판을 수득하기 위한, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 방법의 용도.