KR20190138122A - 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법, 이에 따른 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 전사방법 및 패턴 필름이 전사된 굴곡기판 - Google Patents
기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법, 이에 따른 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 전사방법 및 패턴 필름이 전사된 굴곡기판 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 (a) 기판 상에 고분자 물질을 도포하여 유연성 필름을 형성하는 단계; (b) 상기 유연성 필름 위에 패턴이 형성된 쉐도우마스크를 증착하는 단계; (c) 상기 쉐도우마스크가 증착된 유연성 필름을 플라즈마로 처리하여 유연성 필름 상 일부면에 산화막을 형성하는 단계; (d) 기능성 물질을 용매에 용해하여 기능성 용액을 제조하는 단계; (e) 상기 기능성 용액을 산화막이 형성된 유연성 필름에 도포하여 유연성 필름을 팽윤시키는 단계; 및 (f) 팽윤된 유연성 필름을 물에 침지하여 산화막에 잔류하는 소수성 기능성 물질을 박리하고 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 기능성 물질을 패턴으로 형성하여 신축성 있는 패턴 필름을 제조하고, 이를 굴곡이 형성된 기판에 전사하여 패턴이 형성된 굴곡기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
반도체 공정에서 기판에 패턴을 형성하는 방법으로는 포토 리소그래피법, 전자빔 리소그래피법, 임프린트법 등이 알려져 있다.
이러한 방법은 기판 상에 폴리머를 도포한 다음에 상기 폴리머를 선택적으로 노광하고 현상함으로써, 또는 임의의 형상을 갖는 몰드를 사용하여 상기 폴리머에 압력을 가함으로써, 상기 기판 상에 폴리머 패턴을 획득하는 기술이다.
특히 반도체, 전자, 광전, 자기, 표시 소자 등을 제조하는 경우에 광학 필름, 소수성 필름 표면에 감광성 물질의 광화학 반응을 이용한 홀로그래픽 리소그래픽과 반응성 이온 에칭공정 방법으로 미세패턴을 형성하는 방법이 개시되었다.
최근에 가요성(flexible) 소자, 투명 소자 등의 등장에 따라 표면 굴곡이 존재하는 기판 상에서도 패턴을 형성할 것을 요구하고 있다.
이 경우 신축성이 요구되는 장치에 사용되는 패턴 필름은 유연성을 가지는 연성 고분자 기판에 다양한 기능성 물질을 이용하여 패턴을 형성한다.
기능성 물질을 고분자에 침투시키기 위하여 스퍼터링 증착 공정으로 증착한 이후에 다시 에칭하는 식각공정을 거치거나, 잉크젯 그라비아 등 프린트 방식으로 패턴을 형성하기도 한다.
정합현상에 바탕을 두어 구조 내 물리적인 접촉과 서로 다른 물질의 표면 에너지 또는 계면 에너지 차이를 조절하여 그 구조 재료를 분리 또는 접합시켜 복제 성형하는 소프트 리소그래피 공정이 이용되기도 한다.
모두 기능성 물질을 패턴으로 형성할 수 있으나, 상술하는 방법은 진공 장비, 프린팅 장비 등의 고가의 장비가 필수적이며, 공정 비용이 매우 높은 단점이 있다.
또한 상기 방법은 표면 굴곡이 실질적으로 존재하지 않는 기판 상에서 수행되기 때문에 기판에 표면 굴곡이 존재하는 경우에는 상기 기판에 도포되는 폴리머 막에 상기 기판의 위치 별로 표면 단차가 발생할 수 있다.
이로 인해 리소그래피법 또는 임프린트 법을 수행하여 폴리머 패턴들을 형성한 경우, 상기 표면 단차를 따라 상기 폴리머 패턴들의 크기가 서로 균일하지 못할 수 있으며, 표면 굴곡이 존재하는 기판 상에 형성된 상기 폴리머 패턴들의 구조적 안정성도 취약할 수 있다.
따라서 상온에서 진공장치와 같은 별도의 고가 장비를 필요로 하지 않으며 용액공정으로 기능성 물질을 패턴으로 형성하는 방법과 이를 이용하여 굴곡면이 형성된 기판에 패턴으로 형성된 기능성 물질을 전사하여 패턴이 형성된 굴곡기판을 제조하는 방법의 개발이 매우 시급한 실정이다.
이와 관련된 선행문헌으로는 대한민국 특허 제1181602호(공고일: 2012.09.10)에서는 패턴 형성 방법에 있어서, 제1 기판 상에 제1 서브 폴리머 막을 도포한다.
나노선은 상기 제1 서브 폴리머 막 상에 배열된다.
상기 나노선이 배열된 상기 제1 서브 폴리머 상에 제2 서브 폴리머 막을 도포한다.
그리고 상기 제1 서브 폴리머 막 및 상기 제2 서브 폴리머 막을 부분적으로 광원에 노출시켜, 제1 기판 상에 예비 패턴을 포함하는 폴리머 층을 형성한다. 상기 폴리머 층을 상기 제1 기판으로부터 탈착시킨다.
탈착된 상기 폴리머 층을 제2 기판에 부착시킨다.
상기 부분적으로 광원에 노출된 상기 제1 서브 폴리머 막 및 상기 제2 서브 폴리머 막을 현상하는 공정을 수행한다. 이로서, 상기 폴리머 층의 상기 예비 패턴으로 상기 제2 기판 상에 폴리머 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 표면 굴곡을 가지는 기판에 패턴을 형성하는 방법이 개시된다.
따라서, 본 발명은 기능성 물질을 상온에서 도포하되, 용액 공정으로 패턴을 형성하여 패턴 필름을 제조하는 것을 목적으로 하고 있다.
또한 유연성 필름 상에 쉐도우마스크를 이용하여 플라즈마 처리하여 산화막을 형성함으로써 기능성 물질을 패턴에 따라 증착하고, 잔류된 기능성 물질을 효과적으로 제거하여 패턴 필름을 제조하는 것을 목적으로 하고 있다.
또한 기판이 일정하게 굴곡되어 패턴을 형성하기 어려운 문제를 해결하여 패턴 필름을 굴곡기판에 효과적으로 전사하는 전사방법을 제공하는데 있다.
또한 일정 패턴이 형성된 굴곡기판을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 이하의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,
(a) 기판 상에 고분자 물질을 도포하여 유연성 필름을 형성하는 단계;
(b) 상기 유연성 필름 위에 패턴이 형성된 쉐도우마스크를 증착하는 단계;
(c) 상기 쉐도우마스크가 증착된 유연성 필름을 플라즈마로 처리하여 유연성 필름 상 일부면에 산화막을 형성하는 단계;
(d) 기능성 물질을 용매에 용해하여 기능성 용액을 제조하는 단계;
(e) 상기 기능성 용액을 산화막이 형성된 유연성 필름에 도포하여 유연성 필름을 팽윤시키는 단계; 및
(f) 팽윤된 유연성 필름을 물에 침지하여 산화막에 잔류하는 소수성 기능성 물질을 박리하고 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법을 제공한다.
또한 상기 고분자 물질은 PDMS(polydimethylsiloxane), PETE(polyethylene terephthalate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리카보네이트(polycarbonate) 및 에폭시 레진(epoxy resin)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 2 이상의 화합물일 수 있다.
또한 상기 쉐도우마스크는 패턴이 음각되어, 음각 부위로 플라즈마가 유입되어 유연성 필름에 산화막(SiOx)을 형성할 수 있다.
또한 상기 용매는 톨루엔(toluene), n-헥산(n-Hexane), 메틸 에틸 케톤(Methyl Ethyl Ketone: MEK), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate: PGMEA)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2 이상을 혼합하여 제조될 수 있다.
또한 상기 기능성 물질은 폴리디페닐아세틸렌, 폴리아닐린(polyaniline), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리피롤(polypyrole), 폴리실란, 폴리스티렌, 폴리퓨란, 폴리인돌, 폴리아줄렌, 폴리페닐렌, 폴리피리딘, 폴리비피리딘, 폴리프탈로시아닌, 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylene vinylene), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리플루오렌(polyfluorene), 및 PEDOT(polyethylenedioxythiophene)/PSS(polystyrenesulfonate)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
또한 상기 (f) 단계 이후에 워터젯을 이용하여 유연성 필름에 잔류된 기능성 물질을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은,
(i) 기판 상에 고분자 물질을 도포하여 유연성 필름을 형성하는 단계;
(ii) 상기 유연성 필름 위에 패턴이 형성된 쉐도우마스크를 증착하는 단계;
(iii) 상기 쉐도우마스크가 증착된 유연성 필름을 플라즈마로 처리하여 유연성 필름 상 일부면에 산화막을 형성하는 단계;
(iv) 기능성 물질을 용매에 용해하여 기능성 용액을 제조하는 단계;
(v) 상기 기능성 용액을 산화막이 형성된 유연성 필름에 도포하여 유연성 필름을 팽윤시키는 단계;
(vi) 팽윤된 유연성 필름을 물에 침지하고 산화막에 잔류하는 소수성 기능성 물질을 박리하여 패턴을 형성하는 단계;
(vii) 굴곡기판을 준비하고 건조하는 단계; 및
(viii) 상기 굴곡기판에 패턴이 형성된 유연성 필름을 밀착시켜, 패턴이 형성된 기능성 물질을 정전기적 인력에 의하여 굴곡기판의 표면에 전사하는 단계를 포함하는 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 전사방법을 제공한다.
또한 상기 굴곡기판은 PDMS(polydimethylsiloxane), PETE(polyethylene terephthalate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리카보네이트(polycarbonate) 및 에폭시 레진(epoxy resin)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 2 이상의 고분자 화합물을 경화시켜 형성될 수 있다.
또한 (vii) 단계에서, 상기 굴곡기판은 100 내지 180 ℃에서 30 분 내지 24 시간 동안 열처리할 수 있다.
또한 (viii) 단계에서, 패턴이 형성된 유연성 필름을 굴곡기판의 표면에 밀착시키고, 알코올, 하이드로카본(hydrocarbon), 디메틸 아세트아미드(dimethyl acetamide), 디메틸 설폭사이드(dimethyl sulfoxide; DMSO), 디아세톤 알코올(diacetone alcohol), 디이소부틸 케톤(diisobutyl ketone), 에틸아세토아세테이트(ethyl acetoacetate), 및 글리콜 에테르(glycol ether)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2 이상을 혼합한 화학용매를 도포하여 유연성 필름을 팽윤시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 패턴을 가지는 기능성 물질이 기판과의 상호인력에 의해 고정된 패턴이 형성된 굴곡기판이 제공된다.
본 발명에 따르면, 기능성 물질을 상온에서 도포할 수 있으므로, 용액 공정으로 패턴을 형성하여 패턴 필름을 제조할 수 있다.
또한 기능성 물질을 용액으로 제조하고 이를 바로 상온 및 대기압에서 도포하므로 공정의 효율성이 크게 증가된다.
또한 제조된 패턴 필름은 유연성을 가지므로 변형이 가능하고, 다양한 신축성 디바이스에 적용이 가능하다.
또한 유연성 필름 상에 쉐도우마스크를 이용하여 플라즈마 처리하여 산화막을 형성함으로써 기능성 물질을 패턴에 따라 증착할 수 있으며, 잔류되는 기능성 물질을 효과적으로 제거하여 패턴 필름을 제조할 수 있다.
또한 기판이 일정하게 굴곡되어 패턴을 형성하기 어려운 경우에도 굴곡기판을 먼저 형성하고 유연성 필름에 미리 형성된 패턴 필름을 전사하여 패턴이 형성된 굴곡기판을 제공한다.
따라서 일정 패턴이 형성된 굴곡기판을 제공하여 굴곡이 요구되는 디바이스에 적용이 가능하다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법의 공정순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 전사방법의 공정순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 전사방법을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법에 있어서, 기능성 물질이 도포된 유연성 필름의 박리현상을 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법에 있어서, 기능성 물질이 도포된 유연성 필름의 박리 후 유연성 필름을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 전사방법의 공정순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 전사방법을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법에 있어서, 기능성 물질이 도포된 유연성 필름의 박리현상을 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법에 있어서, 기능성 물질이 도포된 유연성 필름의 박리 후 유연성 필름을 나타낸 모식도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시예에 대해서 설명하기로 한다.
본 발명을 상세하기 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.
즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.
본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.
더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.
반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.
마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에 있어서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.
더욱이, 본 발명의 명세서에서는, "?부", "?기", "모듈", "장치" 등의 용어는, 사용된다면, 하나 이상의 기능이나 동작을 처리할 수 있는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있음을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.
본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.
또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법의 공정순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법은 (a) 기판 상에 고분자 물질을 도포하여 유연성 필름을 형성하는 단계;
(b) 상기 유연성 필름 위에 패턴이 형성된 쉐도우마스크를 증착하는 단계;
(c) 상기 쉐도우마스크가 증착된 유연성 필름을 플라즈마로 처리하여 유연성 필름 상 일부면에 산화막을 형성하는 단계;
(d) 기능성 물질을 용매에 용해하여 기능성 용액을 제조하는 단계;
(e) 상기 기능성 용액을 산화막이 형성된 유연성 필름에 도포하여 유연성 필름을 팽윤시키는 단계; 및
(f) 팽윤된 유연성 필름을 물에 침지하여 산화막에 잔류하는 소수성 기능성 물질을 박리하고 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
우선, 기판 상에 고분자 물질을 도포하여 유연성 필름을 형성한다(S10).
상기 기판은 고분자 물질이 도포된 이후에 고분자 물질이 경화되는 동안 지지할 수 있는 유리기판일 수 있다.
유연성 필름을 형성하는 단계는 신축성이 있는 기판을 제고하기 위하여 고분자 물질을 이용하여 기판에 스핀코팅하여 균일하게 도포하고 경화할 수 있다.
이 때 상기 고분자 물질은 PDMS(polydimethylsiloxane), PETE(polyethylene terephthalate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리카보네이트(polycarbonate) 및 에폭시 레진(epoxy resin)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 2 이상의 화합물일 수 있다.
상기 고분자 물질은 스핀코팅으로 기판에 균일하게 도포될 수 있으며, 경화 후에 일정한 신축성을 가져서 유연성 필름을 형성할 수 있다.
특히 PDMS는 고무와 같은 탄성을 나타내는 유연한 고분자로, -30 ℃~ 250 ℃의 넓은 온도범위에서 탄성을 나타내고 더 낮은 온도에서는 결정화가 진행되며, 광학적 특성 및 기계적 특성이 우수하여 유연성 필름의 재료로서 매우 바람직하다.
상기 PDMS를 이용하여 유연성 필름을 형성하는 단계는 PDMS와 이 PDMS를 경화시키기 위한 경화제를 10 : 0.5 내지 10 : 1.5의 비율로 혼합하여 스핀코팅 방법으로 도포하고, 약 100 ℃의 온도에서 경화시켜 0.5 mm 내지 1.0 mm의 기판을 제작할 수 있다.
기판의 두께는 신축성 디바이스의 용도에 따라, 조절될 수 있다.
상기 고분자 물질은 경화성 고분자로 열, 자외선, 마이크로 웨이브, 적외선 등의 경화방법으로 경화되어 고분자 층을 형성하여 유연성 필름으로 제조될 수 있으며, 상기 고분자 물질 이외에는 경화한 이후에 신축성을 부가하여 유연성 필름을 형성하기 어렵다.
유연성 필름을 형성하고, 유연성 필름 위에 패턴이 형성된 쉐도우마스크를 증착한다(S20).
상기 쉐도우마스크는 패턴이 미리 형성될 수 있으며, 이 때 상기 패턴은 집속이온빔 장비를 사용하여 이온빔을 폴리머 막의 표면에 일정하게 조사하여 다양한 패턴으로 형성할 수 있다.
상기 쉐도우마스크는 패턴이 음각되어, 음각 부위로 플라즈마가 유입되어 유연성 필름에 산화막을 형성할 수 있다.
상기 쉐도우마스크에 패턴이 음각으로 형성되는 음각부위는 개방되기 때문에 후술하는 플라즈마가 유입되어 유연성 필름과 반응하게 되고, 플라즈마가 반응한 유연성 필름의 표면에는 친수성 산화막이 형성된다.
상기 쉐도우마스크가 증착된 유연성 필름을 플라즈마로 처리하여 유연성 필름 상 일부면에 친수성 산화막을 형성한다(S30).
상기 유연성 필름에 증착된 쉐도우마스크의 음각부위 이외는 플라즈마와 반응하지 못한다.
상기 플라즈마는 산소 플라즈마일 수 있으며, 플라즈마가 유입된 유연성 필름의 표면은 플라즈마와 반응하여 산화막이 형성된다.
상기 쉐도우마스크는 패턴이 형성되어 있으므로, 상기 패턴에 따라 산화막이 형성된다.
플라즈마를 통한 표면 처리 공정은 유연성 필름의 산화가 진행되어 크랙이 형성되지 않는 정도로만 진행되어야 하며, 크랙이 진행되지 않도록 하기 위한 온도와 플라즈마 처리 시간 등의 공정 조건은 유연성 필름의 두께 및 종류에 따라 달라질 수 있다.
플라즈마로 처리하여 유연성 필름에 패턴으로 산화막이 형성된 이후에는 상기 쉐도우마스크를 제거한다.
기능성 물질을 용매에 용해하여 기능성 용액을 제조한다(S40).
상기 기능성 물질은 폴리디페닐아세틸렌, 폴리아닐린(polyaniline), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리피롤(polypyrole), 폴리실란, 폴리스티렌, 폴리퓨란, 폴리인돌, 폴리아줄렌, 폴리페닐렌, 폴리피리딘, 폴리비피리딘, 폴리프탈로시아닌, 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylene vinylene), 및 PEDOT(polyethylenedioxythiophene)/PSS(polystyrenesulfonate)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 기능성 물질은 전도성 고분자 또는 형광 고분자이다.
상기 용매는 톨루엔(toluene), n-헥산(n-Hexane), 메틸 에틸 케톤(Methyl Ethyl Ketone: MEK), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate: PGMEA)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2 이상을 혼합하여 제조된다.
상기 용매는 기능성 물질을 용해하여 기능성 용액을 제조할 수 있으며, 유연성 필름을 형성하는 고분자 물질에 용매가 침투하여 유연성 필름을 팽윤시킬 수 있다.
형광고분자 물질인 폴리디페닐아세틸렌을 기능성 물질로 선택하는 경우에는 톨루엔을 용매로 선택하는 것이 바람직하다.
상기 기능성 용액을 산화막이 형성된 유연성 필름에 도포하여 유연성 필름을 팽윤시킨다(S50).
상기 산화막은 친수성이며, 기능성 용액이 유연성 필름과 접촉되는 것을 방지한다.
상기 기능성 용액은 소수성이며, 산화막이 형성되지 않는 유연성 필름의 소수성 부분으로 유입되어 증착된다.
상기 소수성 부분에서 유연성 필름과 기능성 물질 사이에 강한 상호작용으로 융합이 일어난다.
기능성 용액이 유연성 필름에 증착되며, 유연성 필름으로 유입되어 유연성 필름은 팽윤되어 일정한 패턴이 형성된다.
산화막이 없는 패턴 부분을 통해 유연성 필름에 기능성 물질이 침투한 이후에, 충분하게 유연성 필름을 팽윤시키기 위하여 상온 상압에서 약 1 분간 방치할 수 있다.
팽윤된 유연성 필름을 물에 침지하여 산화막에 잔류하는 소수성 기능성 물질을 박리하여 제거하고 패턴을 형성한다(S60).
상기 침지는 유연성 필름을 물에 1 내지 5 분간 담가서 기능성 물질을 박리할 수 있다.
상기 산화막은 플라즈마 처리되어 표면에 하이드록시기(OH-)가 형성되고, 물에 침지되는 경우에 친수성을 나타낸다.
상기 유연성 필름을 물에 침지하는 경우 산화막과 적층된 기능성 물질 사이로 물이 침투하여 박리현상을 일으킨다.
또한 친수성으로 개질된 부분과 상대적으로 소수성인 코팅필름 층간에서 박리현상이 일어난다.
박리현상에 의하여 산화막 상부에 잔류하는 기능성 물질을 모두 제거할 수 있다.
친수성 산화막과 물 사이에 인력을 이용하여 기능성 물질을 제거하기 때문에, 잔류하는 기능성 물질을 제거하기 위하여 유연성 필름을 회전하거나 별도의 세척과정을 통하여 기능성 물질을 제거할 필요성이 없어서 공정 효율이 증가한다.
한편 물에 침지하여 친수성 산화막에 잔류하는 소수성 기능성 물질을 박리하는 단계에서, 물에 침지하되 초음파 처리하여 상기 산화막과 기능성 물질 사이의 상호작용을 감소시켜 박리현상을 가속시킬 수 있다.
상기 S60 단계 이후에 워터젯을 이용하여 유연성 필름에 잔류하는 기능성 물질을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 워터젯을 사용하여 강한 수압을 인가하는 경우에는 유연성 필름에서 기능성 물질을 모두 제거할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 전사방법의 공정순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 전사방법은,
(i) 기판 상에 고분자 물질을 도포하여 유연성 필름을 형성하는 단계;
(ii) 상기 유연성 필름 위에 패턴이 형성된 쉐도우마스크를 증착하는 단계;
(iii) 상기 쉐도우마스크가 증착된 유연성 필름을 플라즈마로 처리하여 유연성 필름 상 일부면에 산화막을 형성하는 단계;
(iv) 기능성 물질을 용매에 용해하여 기능성 용액을 제조하는 단계;
(v) 상기 기능성 용액을 산화막이 형성된 유연성 필름에 도포하여 유연성 필름을 팽윤시키는 단계;
(vi) 팽윤된 유연성 필름을 물에 침지하고 산화막에 잔류하는 소수성 기능성 물질을 박리하여 패턴을 형성하는 단계;
(vii) 굴곡기판을 준비하고 건조하는 단계; 및
(viii) 상기 굴곡기판에 패턴이 형성된 유연성 필름을 밀착시켜, 패턴이 형성된 기능성 물질을 정전기적 인력에 의하여 굴곡기판의 표면에 전사하는 단계를 포함한다.
우선, 기판 상에 고분자 물질을 도포하여 유연성 필름을 형성한다(S100).
상기 기판은 고분자 물질이 도포된 이후에 고분자 물질이 경화되는 동안 지지할 수 있는 유리기판일 수 있다.
유연성 필름을 형성하는 단계는 신축성이 있는 기판을 제고하기 위하여 고분자 물질을 이용하여 기판에 스핀코팅하여 균일하게 도포하고 경화할 수 있다.
이 때 상기 고분자 물질은 PDMS(polydimethylsiloxane), PETE(polyethylene terephthalate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리카보네이트(polycarbonate) 및 에폭시 레진(epoxy resin)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 2 이상의 화합물일 수 있다.
상기 고분자 물질은 스핀코팅으로 기판에 균일하게 도포될 수 있으며, 경화 후에 일정한 신축성을 가진 유연성 필름을 형성할 수 있다.
특히 PDMS는 고무와 같은 탄성을 나타내는 유연한 고분자로, -30 ℃~ 250 ℃의 넓은 온도범위에서 탄성을 나타내고 더 낮은 온도에서는 결정화가 진행되며, 광학적 특성 및 기계적 특성이 우수하여 유연성 필름의 재료로서 매우 바람직하다.
상기 PDMS를 이용하여 유연성 필름을 형성하는 단계는 PDMS와 이 PDMS를 경화시키기 위한 경화제를 10:0.5 내지 10:1.5의 비율로 혼합하여 스핀코팅 방법으로 도포하고, 약 100 ℃의 온도에서 경화시켜 0.5 mm 내지 1.0 mm의 기판을 제작할 수 있다.
기판의 두께는 신축성 디바이스의 용도에 따라, 조절될 수 있다.
상기 고분자 물질은 경화성 고분자로 열, 자외선, 마이크로 웨이브, 적외선 등의 경화방법으로 경화되어 고분자 층을 형성하여 유연성 필름으로 제조될 수 있으며, 상기 고분자 물질 이외에는 경화한 이후에 신축성을 부가하여 유연성 필름을 형성하기 어렵다.
유연성 필름을 형성하고, 유연성 필름 위에 패턴이 형성된 쉐도우마스크를 증착한다(S200).
상기 쉐도우마스크는 패턴이 미리 형성될 수 있으며, 이 때 상기 패턴은 집속이온빔 장비를 사용하여 이온빔을 폴리머 막의 표면에 일정하게 조사하여 다양한 패턴으로 형성된다.
상기 쉐도우마스크는 패턴이 음각되어, 음각 부위로 플라즈마가 유입되어 유연성 필름에 산화막(SiOx)을 형성할 수 있다.
상기 쉐도우마스크에 패턴이 음각으로 형성되는 음각부위는 개방되기 때문에 플라즈마가 유입되어 유연성 필름과 반응하게 되고, 플라즈마가 반응한 유연성 필름의 표면에는 산화막이 형성된다.
상기 쉐도우마스크가 증착된 유연성 필름을 플라즈마로 처리하여 유연성 필름 상 일부면에 산화막을 형성한다(S300).
상기 유연성 필름에 증착된 쉐도우마스크의 음각부위 이외는 플라즈마와 반응하지 못한다.
상기 플라즈마는 산소 플라즈마일 수 있으며, 플라즈마가 유입된 유연성 필름의 표면은 플라즈마와 반응하여 산화막이 형성된다.
상기 쉐도우마스크는 패턴이 미리 형성되어 있으므로, 상기 패턴에 따라 산화막이 형성된다.
플라즈마를 통한 표면 처리 공정은 유연성 필름의 산화가 진행되어 크랙이 형성되지 않는 정도로만 진행되어야 하며, 크랙이 진행되지 않도록 하기 위한 온도와 플라즈마 처리 시간 등의 공정 조건은 유연성 필름의 두께 및 종류에 따라 달라질 수 있다.
플라즈마로 처리하여 유연성 필름에 패턴으로 산화막이 형성된 이후에는 상기 쉐도우마스크를 제거한다.
기능성 물질을 용매에 용해하여 기능성 용액을 제조한다(S400).
상기 기능성 물질은 폴리디페닐아세틸렌, 폴리아닐린(polyaniline), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리피롤(polypyrole), 폴리실란, 폴리스티렌, 폴리퓨란, 폴리인돌, 폴리아줄렌, 폴리페닐렌, 폴리피리딘, 폴리비피리딘, 폴리프탈로시아닌, 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylene vinylene), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리플루오렌(polyfluorene), 및 PEDOT(polyethylenedioxythiophene)/PSS(polystyrenesulfonate)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 기능성 물질은 전도성 고분자 또는 형광 고분자이다.
상기 용매는 톨루엔(toluene), n-헥산(n-Hexane), 메틸 에틸 케톤(Methyl Ethyl Ketone: MEK), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate: PGMEA)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2 이상을 혼합하여 제조된다.
상기 용매는 기능성 물질을 용해하여 기능성 용액을 제조할 수 있으며, 유연성 필름을 형성하는 고분자 물질에 용매가 침투하여 유연성 필름을 팽윤시킬 수 있다.
이 때 형광고분자 물질인 폴리디페닐아세틸렌을 기능성 물질로 선택하는 경우에는 톨루엔을 용매로 선택하는 것이 바람직하다.
상기 기능성 용액을 산화막이 형성된 유연성 필름에 도포하여 유연성 필름을 팽윤시킨다(S500).
상기 산화막은 친수성이며, 기능성 용액이 유연성 필름과 접촉되는 것을 방지한다.
상기 기능성 용액은 소수성이며, 산화막이 형성되지 않는 유연성 필름의 소수성 부분으로 유입되어 증착된다.
상기 소수성 부분에서 유연성 필름과 기능성 물질 사이에 강한 상호작용으로 융합이 일어난다.
기능성 용액이 유연성 필름에 증착되며, 유연성 필름으로 유입되어 유연성 필름은 팽윤되어 일정한 패턴이 형성된다.
산화막이 없는 패턴 부분을 통해 유연성 필름에 기능성 물질이 침투한 이후에, 충분하게 팽윤시키기 위하여 상온 상압에서 약 2~5분간 방치할 수 있다.
팽윤된 유연성 필름을 물에 침지하여 친수성 산화막에 잔류하는 소수성 기능성 물질을 박리하고 패턴을 형성한다(S600).
상기 침지는 유연성 필름을 물에 1 내지 5 분간 담가서 기능성 물질을 박리할 수 있다.
상기 산화막은 플라즈마 처리되어 표면에 하이드록시기(OH-)가 형성되고, 물에 침지되는 경우에 친수성을 나타낸다.
상기 유연성 필름을 물에 침지하는 경우 산화막과 적층된 기능성 물질 사이로 물이 침투하여 박리현상을 일으킨다.
또한 친수성으로 개질된 부분과 상대적으로 소수성인 코팅필름 층간에서 박리현상이 일어난다.
박리현상에 의하여 산화막이 제거되고 상부에 잔류하는 기능성 물질을 모두 제거할 수 있다.
친수성 산화막과 물 사이에 인력을 이용하여 기능성 물질을 제거하기 때문에, 잔류하는 기능성 물질을 제거하기 위하여 유연성 필름을 회전하거나 별도의 세척과정을 통하여 기능성 물질을 제거할 필요성이 없어서 공정 효율이 증가한다.
한편 물에 침지하여 친수성 산화막에 잔류하는 소수성 기능성 물질을 박리하는 단계에서, 물에 침지하되 초음파 처리하여 박리현상을 가속시킬 수 있다.
상기 S600 단계 이후에 워터젯을 이용하여 유연성 필름에 잔류하는 기능성 물질을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 워터젯을 사용하여 강한 수압을 인가하는 경우에는 유연성 필름에서 기능성 물질을 모두 제거할 수 있다.
이후에 굴곡기판을 준비하고 건조한다(S700).
상기 굴곡기판은 상기 굴곡기판은 PDMS(polydimethylsiloxane), PETE(polyethylene terephthalate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리카보네이트(polycarbonate) 및 에폭시 레진(epoxy resin)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 2 이상의 고분자 화합물을 경화시켜 형성될 수 있다.
상기 고분자 화합물은 신축성을 가져서 일정한 굴곡을 형성할 수 있으며, 경화되어 굴곡을 유지할 수 있다.
상기 굴곡기판은 100 내지 180 ℃에서 30 분 내지 24 시간 동안 열처리할 수 있다.
상기 굴곡기판을 열처리하여 건조하여 패턴으로 형성된 기능성 물질을 시 정전기적 인력을 이용한 전사할 수 있다.
열처리하여 충분하게 건조하지 못하는 경우에는 정전기적 인력을 얻을 수 없으며, 패턴으로 형성된 기능성 물질을 굴곡기판에 전사하기 어렵다.
굴곡기판이 준비된 이후에 굴곡기판에 패턴이 형성된 유연성 필름을 밀착시킨다.
패턴을 형성한 기능성 물질을 정전기적 인력에 의하여 굴곡기판의 표면에 전사한다(S800).
이 때 상기 굴곡기판이 건조된 경우에는 유연성 필름과 기능성 물질 사이의 상호인력보다 굴곡기판과 기능성 물질 사이의 소수성 상호작용과 반데르발스 힘이 더 커서 유연성 필름에서 굴곡기판으로 기능성 물질을 효과적으로 전사할 수 있다.
S800 단계에서 패턴이 형성된 유연성 필름을 굴곡기판의 표면에 밀착시키고, 알코올, 하이드로카본(hydrocarbon), 디메틸 아세트아미드(dimethyl acetamide), 디메틸 설폭사이드(dimethyl sulfoxide; DMSO), 디아세톤 알코올(diacetone alcohol), 디이소부틸 케톤(diisobutyl ketone), 에틸아세토아세테이트(ethyl acetoacetate), 및 글리콜 에테르(glycol ether)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2 이상을 혼합한 화학용매를 도포하여 유연성 필름을 팽윤시킬 수 있다.
상기 용매는 유연성 필름을 팽윤시킬 수 있으며, 유연성 필름이 팽윤되는 경우 기판 상에 패턴으로 형성된 기능성 물질을 굴곡기판으로 전사하는데 매우 유리하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 본 발명은 패턴을 가지는 기능성 물질이 기판과의 상호인력에 의해 고정된 패턴이 형성된 굴곡기판을 제공한다.
상기 패턴은 기능성 물질이 패턴으로 형성된 것이며, 유연성 필름에 형성된 패턴으로 형성된 기능성 물질이 굴곡기판에 전사되어 형성된 것이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 패턴 필름 제조
유연성 필름을 제조하기 위해, 연성 고분자 물질로 PDMS를 선택하였다.
PDMS(Dow corning사, sylgard 184 kit)와 이 PDMS를 경화시키기 위한 경화제를 10:1로 하여 글라스 기판 위에 스핀코팅을 이용하여 도포하고 약 100 ℃의 온도에서 1시간 동안 경화시켜 0.5 mm ~ 1 mm의 두께의 기판을 제작하였다.
이렇게 제조된 PDMS기판에 음각형태의 쉐도우마스크를 얹은 후 산소 플라즈마를 이용하여 PDMS기판에 산화막을 형성하고 쉐도우마스크를 제거하였다.
플라즈마 표면처리 후에 PDMS 표면에 SiOx형태의 산화막이 형성된 것을 확인하였다.
산화막이 형성된 PDMS기판에 기능성 물질을 도포하기 위해 기능성 물질을 용액으로 제조하였다.
기능성 물질로 이치환형 폴리디페닐아세틸렌을 사용하여 형광 고분자 기판을 만들기 위해 톨루엔에 1 wt%의 농도로 용해하여 하루 동안 교반하면서 용액상태로 제조하였다.
PDMS기판에 기능성 물질 폴리디페닐아세틸렌 용액을 골고루 도포하고 산화막이 형성되지 않은 PDMS부분을 통해 기능성 물질이 침투하도록 2분간 방치하였다.
이후에 PDMS 기판을 물에 1 분간 침지시켜 잔류되는 기능성 물질을 모두 제거하여 신축성 기판 상에 기능성 물질이 패턴으로 형성된 패턴 필름을 수득하였다.
실험예 1 : 박리현상 확인
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법에 있어서, 기능성 물질이 도포된 유연성 필름의 박리현상을 나타낸 모식도이다.
도 4를 참조하면, 유연성 필름(200)의 상부 일측에 산화막(300)이 형성되고, 상기 산화막(300)이 형성되지 않은 소수성 부위로 기능성 물질이 유입되며, 소수성의 유연성 필름(200)과 소수성 기능성 물질(400)이 강한 상호작용에 의하여 결합되며, 기능성 물질이 함유된 용매에 의하여 팽윤된다.
기판(100)을 분리하고, 유연성 필름(200)을 물에 침지하면 친수성 산화막 표면(500)으로부터 물이 침투되며, 소수성 부위와 친수성 부위가 만나는 경계 부위(510)에서도 박리현상이 시작된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법에 있어서, 기능성 물질이 도포된 유연성 필름의 박리 후 유연성 필름을 나타낸 모식도이다.
도 5를 참조하면, 친수성 부위(500)와 소수성 부위(400)가 만나는 부위(510)에 박리현상이 일어나서, 소수성 부위(400)에 유입된 기능성 물질을 제외한 유연성 필름 표면에 도포된 기능성 물질은 모두 제거할 수 있다.
실시예 2 : 패턴 필름의 전사
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 전사방법을 나타낸 모식도이다.
도 3을 참조하면, 상기 실시예 1에 따라 기능성 물질이 패턴으로 형성된 유연성 필름을 물에 침지하여 친수성 부위의 기능성 물질을 모두 박리하였다.
PDMS를 굴곡진 원판에 도포하고 약 100 ℃의 온도에서 1시간 동안 경화시켜 굴곡기판을 완성하였다.
유연성 필름에 기능성 물질이 패턴에 따라 형성되어 있으므로 상기 유연성 필름을 굴곡기판에 밀착시켰다.
유연성 필름과 굴곡기판은 밀착시킨 후 유연성 필름에 디메틸 아세트아미드 용매를 분사하여 유연성 필름을 팽윤시킨 다음 30 내지60 초간 대기한 이후에 유연성 필름을 분리하여 굴곡기판에 패턴이 형성된 기능성 물질을 전사하였다.
굴곡기판에 기능성 물질이 패턴으로 전사된 것을 확인하였으며, 패턴이 형성된 굴곡기판을 수득하였다.
따라서 본 발명은 유연성 필름을 형성하고 쉐도우마스크와 플라즈마를 이용하여 패턴을 형성한 이후에 기능성 물질을 도포하여 기능성 물질을 패턴으로 형성할 수 있으며, 유연성 필름 상에 잔류하는 기능성 물질을 제거하기 위하여 물에 침지하여 기능성 물질을 효율적으로 제거할 수 있다.
물에 침지하는 경우에 친수성 산화막으로 물이 스며들어 박리현상을 통하여 잔류된 기능성 물질을 제거하였다.
또한 기능성 물질이 제거된 유연성 필름을 준비하고, 굴곡이 형성된 굴곡기판에 전사하기 위하여 굴곡기판을 열처리하여 건조한 이후에 유연성 필름을 밀착시켜, 유연성 필름과 기능성 물질 사이의 상호인력보다 굴곡기판과 기능성 물질 사이의 소수성 상호작용과 반데르발스 힘을 더 증가시켜 패턴으로 형성된 기능성 물질을 타겟인 굴곡기판에 매우 효과적으로 전사할 수 있다.
지금까지 본 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법, 이에 따른 패턴 필름의 굴곡기판으로 전사방법 및 패턴 필름이 전사된 굴곡기판에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (11)
- (a) 기판 상에 고분자 물질을 도포하여 유연성 필름을 형성하는 단계;
(b) 상기 유연성 필름 위에 패턴이 형성된 쉐도우마스크를 증착하는 단계;
(c) 상기 쉐도우마스크가 증착된 유연성 필름을 플라즈마로 처리하여 유연성 필름 상 일부면에 산화막을 형성하는 단계;
(d) 기능성 물질을 용매에 용해하여 기능성 용액을 제조하는 단계;
(e) 상기 기능성 용액을 산화막이 형성된 유연성 필름에 도포하여 유연성 필름을 팽윤시키는 단계;
(f) 팽윤된 유연성 필름을 물에 침지하여 산화막에 잔류하는 소수성 기능성 물질을 박리하고 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 고분자 물질은,
PDMS(polydimethylsiloxane), PETE(polyethylene terephthalate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리카보네이트(polycarbonate) 및 에폭시 레진(epoxy resin)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 2 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 쉐도우마스크는,
패턴이 음각되어, 음각 부위로 플라즈마가 유입되어 유연성 필름에 산화막(SiOx)을 형성하는 것을 특징으로 하는 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 용매는 톨루엔(toluene), n-헥산(n-Hexane), 메틸 에틸 케톤(Methyl Ethyl Ketone: MEK), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate: PGMEA)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2 이상을 혼합하는 것을 특징으로 하는 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 기능성 물질은 폴리디페닐아세틸렌, 폴리아닐린(polyaniline), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리피롤(polypyrole), 폴리실란, 폴리스티렌, 폴리퓨란, 폴리인돌, 폴리아줄렌, 폴리페닐렌, 폴리피리딘, 폴리비피리딘, 폴리프탈로시아닌, 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylene vinylene), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리플루오렌(polyfluorene), 및 PEDOT(polyethylenedioxythiophene)/PSS(polystyrenesulfonate)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 (f) 단계 이후에,
워터젯을 이용하여 유연성 필름에 잔류하는 기능성 물질을 제거하는 단계를 더 포함하는 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 제조방법.
- (i) 기판 상에 고분자 물질을 도포하여 유연성 필름을 형성하는 단계;
(ii) 상기 유연성 필름 위에 패턴이 형성된 쉐도우마스크를 증착하는 단계;
(iii) 상기 쉐도우마스크가 증착된 유연성 필름을 플라즈마로 처리하여 유연성 필름 상 일부면에 산화막을 형성하는 단계;
(iv) 기능성 물질을 용매에 용해하여 기능성 용액을 제조하는 단계;
(v) 상기 기능성 용액을 산화막이 형성된 유연성 필름에 도포하여 유연성 필름을 팽윤시키는 단계;
(vi) 팽윤된 유연성 필름을 물에 침지하고 산화막에 잔류하는 소수성 기능성 물질을 박리하여 패턴을 형성하는 단계;
(vii) 굴곡기판을 준비하고 건조하는 단계; 및
(viii) 상기 굴곡기판에 패턴이 형성된 유연성 필름을 밀착시켜, 패턴이 형성된 기능성 물질을 정전기적 인력에 의하여 굴곡기판의 표면에 전사하는 단계를 포함하는 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 전사방법.
- 제7항에 있어서,
상기 굴곡기판은, PDMS(polydimethylsiloxane), PETE(polyethylene terephthalate), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리카보네이트(polycarbonate) 및 에폭시 레진(epoxy resin)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 2 이상의 고분자 화합물을 경화시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 전사방법.
- 제7항에 있어서,
상기 (vii) 단계에서,
상기 굴곡기판은 100 내지 180 ℃에서 30 분 내지 24 시간 동안 열처리하는 것을 특징으로 하는 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 전사방법.
- 제7항에 있어서,
상기 (viii) 단계에서,
패턴이 형성된 유연성 필름을 굴곡기판의 표면에 밀착시키고,
알코올, 하이드로카본(hydrocarbon), 디메틸 아세트아미드(dimethyl acetamide), 디메틸 설폭사이드(dimethyl sulfoxide; DMSO), 디아세톤 알코올(diacetone alcohol), 디이소부틸 케톤(diisobutyl ketone), 에틸아세토아세테이트(ethyl acetoacetate), 및 글리콜 에테르(glycol ether)로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2 이상을 혼합한 화학용매를 도포하여 유연성 필름을 팽윤시키는 것을 특징으로 하는 기능성 물질을 이용한 패턴 필름의 전사방법.
- 제7항 내지 제 10항 중의 어느 한 항에 따른 방법으로 제조되어,
패턴을 가지는 기능성 물질이 기판과의 상호인력에 의해 고정된 패턴이 형성된 굴곡기판.
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