KR20230088573A - Master mold for nanoimprinting and nanoimprinting method using the same - Google Patents

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KR20230088573A
KR20230088573A KR1020210176623A KR20210176623A KR20230088573A KR 20230088573 A KR20230088573 A KR 20230088573A KR 1020210176623 A KR1020210176623 A KR 1020210176623A KR 20210176623 A KR20210176623 A KR 20210176623A KR 20230088573 A KR20230088573 A KR 20230088573A
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nanoimprinting
fluorine
imprinting
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KR1020210176623A
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정성훈
김도근
이승훈
박주영
변은연
양준영
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한국재료연구원
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Abstract

본 발명은 나노 임프린팅용 마스터 몰드 및 이를 이용한 나노 임프린팅 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 불소계 고분자 표면을 표면개질하여 형성된 나노구조체를 패턴으로 하여, 별도의 이형처리 없이 활용할 수 있는 이형성 및 내구성이 우수한 나노 임프린팅용 마스터 몰드 및 이를 이용한 나노 임프린팅 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a master mold for nanoimprinting and a nanoimprinting method using the master mold. More specifically, the present invention relates to a master mold for nanoimprinting having excellent release properties and durability that can be utilized without separate release treatment by using a nanostructure formed by surface modification of the surface of a fluorine-based polymer as a pattern, and a nanoimprinting method using the same will be.

Description

나노 임프린팅용 마스터 몰드 및 이를 이용한 나노 임프린팅 방법 {Master mold for nanoimprinting and nanoimprinting method using the same}Master mold for nanoimprinting and nanoimprinting method using the same {Master mold for nanoimprinting and nanoimprinting method using the same}

본 발명은 나노 임프린팅용 마스터 몰드 및 이를 이용한 나노 임프린팅 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 불소계 고분자 표면을 표면개질하여 형성된 나노구조체를 패턴으로 하여, 별도의 이형처리 없이 활용할 수 있는 이형성 및 내구성이 우수한 나노 임프린팅용 마스터 몰드 및 이를 이용한 나노 임프린팅 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a master mold for nanoimprinting and a nanoimprinting method using the master mold. More specifically, the present invention relates to a master mold for nanoimprinting having excellent release properties and durability that can be utilized without separate release treatment by using a nanostructure formed by surface modification of the surface of a fluorine-based polymer as a pattern, and a nanoimprinting method using the same will be.

반도체, 광학 소자 및 기타 나노 구조물을 형성하기 위해 나노 사이즈의 미세패턴을 형성하는 방법으로서, 나노 임프린트 기술이 주목받고 있다. 나노 임프린트는 일반적으로 나노 스케일의 패턴을 갖는 몰드를 제조한 후, 베이스 기판 상에 열이나 자외선 등에 의해 경화되는 경화성 고분자 물질을 도포한 다음, 나노 크기의 몰드로 상기 베이스 기판에 압력을 가한 후 열이나 자외선을 통해 나노 패턴이 전사된 고분자 물질을 경화시켜 나노 패턴을 형성하는 방법이다. 이후, 몰드로부터 고분자 물질 및 베이스 기판을 분리하는 이형 과정을 거치게 되는데, 이때 이형 과정에서 나노 패턴이 형성된 고분자 물질을 손상시키지 않고 분리하는 것이 중요하다. 이형 과정에서 고분자 물질이 손상될 경우, 고분자 패턴에 전사된 나노 패턴의 형태가 변화하여 품질이 저하될 수 있다. As a method of forming nano-sized micropatterns to form semiconductors, optical devices, and other nanostructures, nanoimprint technology is attracting attention. In nano-imprint, a mold having a nano-scale pattern is generally manufactured, a curable polymer material that is cured by heat or ultraviolet light is applied on a base substrate, pressure is applied to the base substrate with a nano-sized mold, and heat It is a method of forming a nanopattern by curing a polymer material on which the nanopattern is transferred through ultraviolet light or ultraviolet light. Thereafter, a release process of separating the polymer material and the base substrate from the mold is performed. At this time, it is important to separate the polymer material on which the nanopattern is formed without damaging it during the release process. When the polymer material is damaged during the mold release process, the shape of the nanopattern transferred to the polymer pattern may change and the quality may deteriorate.

도 1은 종래의 임프린팅용 마스터 몰드의 문제점을 개략적으로 나타낸 도면이다. 종래의 임프린팅용 마스터 몰드는 PET 및 PEN 등의 고분자 필름을 사용할 경우, 별도의 이형 처리를 하지 않으면 고분자가 임프린팅용 마스터 몰드에서 잘 떨어지지 않고 마스터 몰드 내에 남아 있게 되는 문제점이 있었다. 상기와 같이 임프린팅용 마스터 몰드에 고분자가 남아 있게 되면, 마스터 몰드의 재사용이 어렵고 전사된 임프린팅 대상체의 패턴 또한 손상되는 문제가 있었다. 고분자가 마스터 몰드로부터 이형이 잘 이루어져야 나노 임프린팅 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다. 1 is a diagram schematically showing problems of a conventional master mold for imprinting. Conventional master molds for imprinting have a problem in that when polymer films such as PET and PEN are used, the polymer does not easily separate from the master mold for imprinting and remains in the master mold unless a separate release treatment is performed. As described above, if the polymer remains in the master mold for imprinting, it is difficult to reuse the master mold and the transferred pattern of the imprinting object is also damaged. The productivity of the nanoimprinting process can be improved only when the polymer is well released from the master mold.

따라서, 종래에는 이러한 문제점을 해결하기 위해 몰드의 오염을 방지하면서 이형 시 나노 패턴이 형성된 고분자 물질을 손상시키지 않도록 별도의 표면에너지가 낮은 물질을 중간층으로 사용하는 등의 이형 처리로 이형 과정을 용이하게 하였다. 그러나 이러한 방법은 공정이 복잡할 수 있고 비용이 많이 드는 문제점이 발생할 수 있다. Therefore, conventionally, in order to solve this problem, the release process is facilitated by a release treatment such as using a material having a low surface energy as an intermediate layer so as not to damage the polymer material on which the nanopattern is formed during release while preventing contamination of the mold. did However, these methods may have complicated processes and high costs.

따라서, 별도의 이형처리 공정 없이도 이형성이 우수하고, 내구성 또한 우수하여 반복사용 효율이 좋은 나노 임프린팅용 몰드를 개발할 필요가 있다. Therefore, there is a need to develop a mold for nanoimprinting that has excellent releasability without a separate release treatment process, excellent durability, and good repeated use efficiency.

본 발명의 배경기술로 대한민국 등록특허 제 10-1342900호에 나노 임프린트용 복제 몰드의 제조방법 및 나노 임프린트용 복제 몰드가 기재되어 있다. As a background of the present invention, Korean Patent Registration No. 10-1342900 discloses a method for manufacturing a replica mold for nano-imprint and a replica mold for nano-imprint.

본 발명의 목적은 이형성이 우수한 나노 임프린팅용 마스터 몰드를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a master mold for nanoimprinting with excellent releasability.

본 발명의 다른 목적은 이형성 및 내구성이 동시에 우수하여 재사용 효율이 우수한 나노 임프린팅용 마스터 몰드를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a master mold for nanoimprinting, which has excellent releasability and durability, and thus has excellent reusability.

본 발명의 또 다른 목적은 별도의 이형처리 단계를 생략할 수 있어 제조공정이 간소화된 나노 임프린팅용 마스터 몰드의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a master mold for nano-imprinting in which a manufacturing process is simplified by omitting a separate release treatment step.

본 발명의 또 다른 목적은 임프린팅 대상체의 이형이 용이하고 마스터 몰드의 반복 재사용이 가능하여 생산성이 우수한 나노 임프린팅 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a nanoimprinting method with excellent productivity by enabling easy release of an object to be imprinted and repeated reuse of a master mold.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 더욱 명확하게 된다.Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description, claims and drawings.

일 측면에 따르면, 복수의 나노구조체가 형성된 고분자 필름;을 포함하고, 상기 고분자 필름은 불소계 고분자로 이루어지고, 상기 나노구조체는 이온빔 처리에 의해 형성된 것인, 나노 임프린팅용 마스터 몰드가 제공된다.According to one aspect, a master mold for nanoimprinting is provided, including a polymer film on which a plurality of nanostructures are formed, wherein the polymer film is made of a fluorine-based polymer and the nanostructure is formed by ion beam treatment.

일 실시예에 따르면, 상기 나노구조체의 형태는 돌기 형태, 콘 형태, 및 주름 형태 중 1종 이상일 수 있다.According to one embodiment, the shape of the nanostructure may be one or more of a protrusion shape, a cone shape, and a wrinkle shape.

일 실시예에 따르면, 상기 불소계 고분자는 PTFE, FEP, PFA, PVDF, ETFE 및 PVF 중 1종 이상일 수 있다.According to one embodiment, the fluorine-based polymer may be one or more of PTFE, FEP, PFA, PVDF, ETFE, and PVF.

일 실시예에 따르면, 상기 나노구조체는 임프린팅 대상체 상에 패턴을 형성하기 위해 사용되는 것일 수 있다.According to one embodiment, the nanostructure may be used to form a pattern on an imprinting target.

다른 측면에 따르면, 본원에 기재된 나노 임프린팅용 마스터 몰드를 이용하여 제조된, 제품이 제공된다.According to another aspect, a product manufactured using the master mold for nanoimprinting described herein is provided.

또 다른 측면에 따르면, I-i) 불소계 고분자 필름을 준비하는 단계; 및 I-ii) 상기 불소계 고분자 필름의 표면에 이온빔 에너지 50 내지 2000eV의 이온빔을 처리하여 나노구조체를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 나노구조체의 형태는 돌기 형태, 콘 형태, 및 주름 형태 중 1종 이상인, 나노 임프린팅용 마스터 몰드의 제조방법이 제공된다.According to another aspect, I-i) preparing a fluorine-based polymer film; and I-ii) forming a nanostructure by treating the surface of the fluorine-based polymer film with an ion beam having an ion beam energy of 50 to 2000 eV, wherein the shape of the nanostructure is one of a protrusion shape, a cone shape, and a wrinkle shape. A method for manufacturing a master mold for nanoimprinting that is more than one species is provided.

일 실시예에 따르면, 단계 I-i)에서 상기 불소계 고분자는 PTFE, FEP, PFA, PVDF, ETFE 및 PVF 중 1종 이상일 수 있다.According to one embodiment, in step I-i), the fluorine-based polymer may be at least one of PTFE, FEP, PFA, PVDF, ETFE, and PVF.

일 실시예에 따르면, 단계 I-ii)에서 상기 이온빔 처리시 사용되는 가스는 아르곤 및 산소 중 1종 이상을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the gas used during the ion beam treatment in step I-ii) may include at least one of argon and oxygen.

일 실시예에 따르면, 단계 I-i) 및 단계 I-ii)는 롤투롤 공정으로 진행될 수 있다.According to one embodiment, steps I-i) and I-ii) may be performed in a roll-to-roll process.

일 실시예에 따르면, 상기 롤투롤 공정의 공정 속도는 0.1 내지 10 mpm일 수 있다.According to one embodiment, the process speed of the roll-to-roll process may be 0.1 to 10 mpm.

또 다른 측면에 따르면, II-i) 본원에 기재된 나노 임프린팅용 마스터 몰드 표면 상 또는 베이스 기판 상에 경화성 수지를 도포하는 단계; II-ii) 상기 경화성 수지를 사이에 두고 나노 임프린팅용 마스터 몰드 및 상기 베이스 기판을 부착한 후 상기 경화성 수지를 경화하는 단계; 및 II-iii) 경화된 수지 및 베이스 기판을 마스터 몰드로부터 이형하는 단계;를 포함하는, 나노 임프린팅 방법이 제공된다.According to another aspect, II-i) applying a curable resin on the surface of the master mold for nanoimprinting described herein or on the base substrate; II-ii) attaching the master mold for nanoimprinting and the base substrate with the curable resin interposed therebetween, and then curing the curable resin; and II-iii) releasing the cured resin and the base substrate from the master mold.

일 실시예에 따르면, 단계 II-i)에서 상기 베이스 기판은 고분자, 실리콘, 또는 유리 기판일 수 있다.According to one embodiment, in step II-i), the base substrate may be a polymer, silicon, or glass substrate.

일 실시예에 의하면, 불소계 고분자 필름 상에 이온빔 처리로 형성된 나노구조체를 구비하여, 이를 전사용 패턴으로 사용할 수 있는 나노 임프린팅용 마스터 몰드를 제공할 수 있다. According to one embodiment, it is possible to provide a master mold for nano-imprinting, which is provided with a nanostructure formed on a fluorine-based polymer film by ion beam treatment and can be used as a transfer pattern.

일 실시예에 의하면, 불소계 고분자 필름 상에 이온빔 처리로 형성된 나노구조체를 구비하여 이형성이 우수한 나노 임프린팅용 마스터 몰드를 제공할 수 있다. According to one embodiment, it is possible to provide a master mold for nanoimprinting having excellent releasability by providing a nanostructure formed by ion beam treatment on a fluorine-based polymer film.

일 실시예에 의하면, 불소계 고분자 필름 상에 이온빔 처리로 형성된 나노구조체를 구비하여 이형성 및 내구성이 동시에 우수하여 재사용 효율이 좋은 나노 임프린팅용 마스터 몰드를 제공할 수 있다. According to an embodiment, it is possible to provide a master mold for nanoimprinting with excellent reusability by having nanostructures formed by ion beam treatment on a fluorine-based polymer film and having excellent releasability and durability at the same time.

일 실시예에 의하면,나노 임프린팅용 마스터 몰드의 제조방법은 불소계 고분자 필름 상에 이온빔 처리로 형성된 나노구조체를 구비하고 별도의 이형처리 단계를 생략하여도 이형성이 우수한 임프린팅용 마스터 몰드를 제공할 수 있어 제조공정 을 간소화할 수 있다.According to an embodiment, a method for manufacturing a master mold for nanoimprinting provides a master mold for imprinting having a nanostructure formed by ion beam treatment on a fluorine-based polymer film and having excellent release properties even without a separate release treatment step. This can simplify the manufacturing process.

일 실시예에 의하면, 본원의 나노 임프린팅 방법은 본원의 이형성 및 내구성이 우수한 나노 임프린팅용 마스터 몰드를 이용하여 이형 공정이 효율적이고 반복 전사가 가능하여 생산성이 우수하다.According to one embodiment, the nanoimprinting method of the present application has excellent productivity because the release process is efficient and repeated transfer is possible by using the master mold for nanoimprinting, which has excellent releasability and durability.

도 1은 종래 나노 임프린팅용 마스터 몰드의 문제점을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 나노 임프린팅용 마스터 몰드의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 비교예에 의한 이온빔 처리된 PEN 몰드의 10회 전사 후의 표면을 나타내는 이미지이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 이온빔 처리된 PTFE 몰드의 10회 전사 후의 표면을 나타내는 이미지이다.
도 5는 본 발명의 비교예에 의한 이온빔 처리된 PEN 몰드를 이용하여 1회, 5회, 10회 반복 전사 후 전사된 각각의 임프린팅 대상체의 표면을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 이온빔 처리된 PTFE 몰드를 이용하여 1회, 5회, 10회 반복 전사 후 전사된 각각의 임프린팅 대상체의 표면을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 비교예인 PEN 몰드 및 실시예인 PTFE 몰드를 이용하여 10회 전사 후 필름의 투과도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 종류에 따른 이온빔 처리 후 불소계 고분자 표면의 물접촉각을 나타내는 그래프이다.
1 is a diagram schematically showing problems of a conventional master mold for nanoimprinting.
2 is a diagram schematically illustrating a method of manufacturing a master mold for nanoimprinting according to an embodiment of the present invention.
3 is an image showing the surface after 10 transfers of the ion beam-treated PEN mold according to a comparative example of the present invention.
4 is an image showing the surface after 10 transfers of an ion beam treated PTFE mold according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the surface of each imprinting object transferred after being transferred 1, 5, and 10 times using a PEN mold treated with an ion beam according to a comparative example of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the surface of each imprinting object transferred after repeated transfer 1, 5, and 10 times using an ion-beam-treated PTFE mold according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing a change in transmittance of a film after transferring 10 times using a PEN mold as a comparative example and a PTFE mold as an example of the present invention.
8 is a graph showing the water contact angle of the surface of the fluorine-based polymer after ion beam treatment according to the type of gas according to an embodiment of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, terms such as 'include' or 'have' are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

본 출원에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.In this application, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated. Also, throughout the specification, "on" means to be located above or below the target part, and does not necessarily mean to be located on the upper side with respect to the direction of gravity.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all conversions, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.

일 측면에 따르면, 복수의 나노구조체가 형성된 고분자 필름;을 포함하고, 상기 고분자 필름은 불소계 고분자로 이루어지고, 상기 나노구조체는 이온빔 처리에 의해 형성된 것인, 나노 임프린팅용 마스터 몰드가 제공된다.According to one aspect, a master mold for nanoimprinting is provided, including a polymer film on which a plurality of nanostructures are formed, wherein the polymer film is made of a fluorine-based polymer and the nanostructure is formed by ion beam treatment.

이에 한정되는 것은 아니나, 상기 고분자 필름에 형성된 나노구조체의 형태는 돌기 형태, 콘 형태, 및 주름 형태 중 1종 이상일 수 있다. 상기 고분자 필름에 형성된 나노구조체는 임프린팅 대상체 상에 패턴을 형성하기 위해 사용되는 것이다. Although not limited thereto, the shape of the nanostructure formed on the polymer film may be one or more of a protrusion shape, a cone shape, and a wrinkle shape. The nanostructure formed on the polymer film is used to form a pattern on an object to be imprinted.

상기 불소계 고분자는 공지의 다양한 불소계 소재로 구성될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 불소계 고분자는 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE), 플루오르화 에틸렌 프로필렌(Fluorinated ethylene propylene, FEP), 퍼플루오로알콕시(Perfluoroalkoxy, PFA), 폴리비닐리덴 플로라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(Ethylene tetrafluoroethylene, ETFE), 및 폴리비닐 플로라이드(Polyvinyl fluoride, PVF) 중 1종 이상을 포함할 수 있다. The fluorine-based polymer may be composed of various known fluorine-based materials. Although not limited thereto, the fluorine-based polymer is polytetrafluoroethylene (PTFE), fluorinated ethylene propylene (FEP), perfluoroalkoxy (PFA), polyvinylidene fluoride (Polyvinylidene fluoride (PVDF), ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), and polyvinyl fluoride (PVF).

본원의 나노구조체가 형성된 고분자 필름은, 불소계 고분자를 고분자 필름으로 함으로써, 불소계 고분자의 낮은 표면에너지 특성을 이용하여 나노구조체를 단순한 공정에 의해 용이하게 형성하고, 이를 임프린팅 마스터 몰드로 활용할 수 있다. 또한, 상기 불소계 고분자의 낮은 표면에너지 특성으로 상기 임프린팅 마스터 몰드로 활용 시 임프린팅 마스터 몰드의 이형성 및 내구성을 동시에 개선할 수 있다. 따라서 본원에 의하면, 이형성 및 내구성이 동시에 우수하여 재사용 효율이 좋은 나노 임프린팅용 마스터 몰드를 제공할 수 있다.The polymer film on which the nanostructure of the present application is formed is made of a fluorine-based polymer as a polymer film, so that the nanostructure can be easily formed by a simple process using the low surface energy characteristics of the fluorine-based polymer, and can be used as an imprinting master mold. In addition, when used as the imprinting master mold due to the low surface energy characteristics of the fluorine-based polymer, the releasability and durability of the imprinting master mold can be simultaneously improved. Accordingly, according to the present disclosure, it is possible to provide a master mold for nanoimprinting having good reusability due to excellent releasability and durability at the same time.

상기 나노구조체는 불소계 고분자 필름을 50 내지 2000eV 에너지를 가진 이온빔 처리에 의해 형성된 것이다. 상기 이온빔의 에너지가 50eV 미만이면 불소계 고분자 필름에 나노구조체의 형성이 원활하지 않을 수 있고, 상기 이온빔 에너지가 2000eV 초과이면 불소계 고분자 필름의 비틀림 및 수축 등의 변형이 발생되어 임프린팅 마스터 몰드로 활용될 수 없다.The nanostructure is formed by ion beam treatment of a fluorine-based polymer film with energy of 50 to 2000 eV. If the energy of the ion beam is less than 50 eV, the formation of nanostructures on the fluorine-based polymer film may not be smooth, and if the ion beam energy exceeds 2000 eV, deformation such as twisting and contraction of the fluorine-based polymer film may occur, which may be used as an imprinting master mold. can't

다른 측면에 따르면, 본원에 기재된 나노 임프린팅용 마스터 몰드를 이용하여 제조된, 제품이 제공된다.According to another aspect, a product manufactured using the master mold for nanoimprinting described herein is provided.

상기 제품은 공지의 나노 패턴의 형성이 필요한 다양한 제품을 포함할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 제품은 저반사 필름, 방현 방지 필름, 초발수 재료, 고감도의 나노 바이오센서, 기능성 나노 소자, 기능성 디스플레이, 및 광통신부품 등에 활용될 수 있는 필름 또는 기판 등을 포함할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 제품이 방사 방지 필름 및 방현 방지 필름에 적합할 수 있다. 또한, 본원에 기재된 나노 임프린팅용 마스터 몰드를 높은 광투과도가 요구되는 제품에 활용 시 광투과도가 일정하게 유지되는 제품을 효율적으로 제공할 수 있다. The product may include various products requiring the formation of known nanopatterns. Although not limited thereto, the product may include a low-reflection film, an anti-glare film, a super water-repellent material, a highly sensitive nano biosensor, a functional nano device, a functional display, and a film or substrate that can be used for optical communication components. there is. Although not limited thereto, the product may be suitable for an anti-radiation film and an anti-glare film. In addition, when the master mold for nanoimprinting described herein is used for a product requiring high light transmittance, a product having constant light transmittance can be efficiently provided.

또 다른 측면에 따르면, I-i) 불소계 고분자 필름을 준비하는 단계; 및 I-ii) 상기 불소계 고분자 필름의 표면에 이온빔 에너지 50 내지 2000eV의 이온빔을 처리하여 나노구조체를 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 나노구조체의 형태는 돌기 형태, 콘 형태, 및 주름 형태 중 1종 이상인, 나노 임프린팅용 마스터 몰드의 제조방법이 제공된다.According to another aspect, I-i) preparing a fluorine-based polymer film; and I-ii) forming a nanostructure by treating the surface of the fluorine-based polymer film with an ion beam having an ion beam energy of 50 to 2000 eV, wherein the shape of the nanostructure is one of a protrusion shape, a cone shape, and a wrinkle shape. A method for manufacturing a master mold for nanoimprinting that is more than one species is provided.

단계 I-I)는 불소계 고분자로 형성된 불소계 고분자 필름을 준비하는 단계이다. Step II-I) is a step of preparing a fluorine-based polymer film formed of a fluorine-based polymer.

단계 I-i)에서 상기 불소계 고분자는 공지의 다양한 불소계 소재로 구성될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 불소계 고분자는 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE), 플루오르화 에틸렌 프로필렌(Fluorinated ethylene propylene, FEP), 퍼플루오로알콕시(Perfluoroalkoxy, PFA), 폴리비닐리덴 플로라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(Ethylene tetrafluoroethylene, ETFE), 및 폴리비닐 플로라이드(Polyvinyl fluoride, PVF) 중 1종 이상일 수 있다. 본원의 나노 임프린팅용 몰드는 불소계 소재의 낮은 표면에너지 특성을 이용하여 이형성이 우수하다. In step I-i), the fluorine-based polymer may be composed of various known fluorine-based materials. Although not limited thereto, the fluorine-based polymer is polytetrafluoroethylene (PTFE), fluorinated ethylene propylene (FEP), perfluoroalkoxy (PFA), polyvinylidene fluoride (Polyvinylidene fluoride (PVDF), ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), and polyvinyl fluoride (PVF). The mold for nanoimprinting of the present application has excellent releasability by using the low surface energy characteristics of the fluorine-based material.

단계 I-ii)는 상기 이온빔 처리하여 나노구조체를 형성하는 단계는 불소계 고분자 필름 상에 임프린팅용 마스터 몰드의 패턴으로 사용되는 나노구조체를 형성하기 위해 불소계 고분자 표면을 이온빔 표면개질하는 단계이다. 이때 이온빔 에너지는 50 내지 2000eV인 것이 불소계 고분자 필름 표면에 나노구조체를 형성하는데 적합할 수 있고, 50 내지 1500eV인 것이 더 적합할 수 있고, 50 내지 1000eV인 것이 더욱더 적합할 수 있고, 50 내지 500eV인 것이 더 적합할 수 있다.In step I-ii), the step of forming the nanostructure by ion beam treatment is a step of surface-reforming the surface of the fluorine-based polymer to form the nanostructure used as the pattern of the master mold for imprinting on the fluorine-based polymer film. At this time, the ion beam energy of 50 to 2000 eV may be suitable for forming nanostructures on the surface of the fluorine-based polymer film, 50 to 1500 eV may be more suitable, 50 to 1000 eV may be more suitable, and 50 to 500 eV may be more suitable. may be more suitable.

이에 한정되는 것은 아니나, 이온빔 에너지는 50eV 미만인 경우, 표면개질 효과가 미흡할 수 있고, 2000eV를 초과하는 경우 불소계 고분자 필름에 비틀림 및 수축 등의 변형이 발생될 수 있다. Although not limited thereto, when the ion beam energy is less than 50 eV, the surface modification effect may be insufficient, and when the ion beam energy exceeds 2000 eV, distortion and shrinkage of the fluorine-based polymer film may occur.

이에 한정되는 것은 아니나, 단계 I-ii)에서 상기 이온빔 처리시 사용되는 가스는 아르곤 및 산소 중 1종 이상을 포함하는 것이 불소계 고분자 표면에 나노구조체를 형성하는 데 적합할 수 있다. 또한, 나노구조체 형성과 함께 고분자 필름 표면의 표면에너지를 낮게 형성함으로써, 본원의 나노 임프린팅용 마스터 몰드의 이형성 향상에 적합할 수 있다. Although not limited thereto, the gas used during the ion beam treatment in step I-ii) may contain at least one of argon and oxygen, which is suitable for forming nanostructures on the surface of the fluorine-based polymer. In addition, by forming a low surface energy of the surface of the polymer film together with the formation of the nanostructure, it may be suitable for improving the releasability of the master mold for nanoimprinting of the present application.

이에 한정되는 것은 아니나, 상기 단계들은 롤투롤 공정으로 진행될 수 있다. 롤투롤 공정을 이용할 경우, 대면적으로 본원의 나노 임프린팅용 마스터 몰드를 생산할 수 있는 장점이 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 롤투롤 공정의 공정 속도는 0.1 내지 10mpm인 것이 적합할 수 있다.Although not limited thereto, the above steps may be performed in a roll-to-roll process. When using the roll-to-roll process, there is an advantage in that the master mold for nanoimprinting of the present application can be produced in a large area. Although not limited thereto, it may be suitable that the process speed of the roll-to-roll process is 0.1 to 10 mpm.

일 실시예에 의하면,나노 임프린팅용 마스터 몰드의 제조방법은 불소계 고분자 필름 상에 이온빔 처리로 형성된 나노구조체를 구비하고 별도의 이형처리 단계를 생략하여도 이형성이 우수한 임프린팅용 마스터 몰드를 제공할 수 있어 제조공정을 간소화할 수 있다.According to an embodiment, a method for manufacturing a master mold for nanoimprinting provides a master mold for imprinting having a nanostructure formed by ion beam treatment on a fluorine-based polymer film and having excellent release properties even without a separate release treatment step. This can simplify the manufacturing process.

또 다른 측면에 따르면, II-i) 본원에 기재된 나노 임프린팅용 마스터 몰드 표면 상 또는 베이스 기판 상에 경화성 수지를 도포하는 단계; II-ii) 상기 경화성 수지를 사이에 두고 나노 임프린팅용 마스터 몰드 및 상기 베이스 기판을 부착한 후 상기 경화성 수지를 경화하는 단계; 및 II-iii) 경화된 수지 및 베이스 기판을 마스터 몰드로부터 이형하는 단계;를 포함하는, 나노 임프린팅 방법이 제공된다.According to another aspect, II-i) applying a curable resin on the surface of the master mold for nanoimprinting described herein or on the base substrate; II-ii) attaching the master mold for nanoimprinting and the base substrate with the curable resin interposed therebetween, and then curing the curable resin; and II-iii) releasing the cured resin and the base substrate from the master mold.

단계 II-i)은 본원에 기재된 나노 임프린팅용 마스터 몰드 표면 상 경화성 수지 용액을 도포하는 단계이다. 이때, 나노 임프린팅용 마스터 몰드 표면이 아니라, 나노 임프린팅 시 사용되는 경화성 수지를 지지 및/또는 압착할 수 있는 베이스 기판에 경화성 수지를 도포할 수도 있다. 상기 베이스 기판은 나노 임프린팅 기술 분야에 알려진 다양한 공지의 상기 베이스 기판을 이용할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 베이스 기판은 폴리카보네이트(PC), 폴리디메틸실옥산(PDMS) 등의 고분자 물질 또는 실리콘, 석영, 또는 유리와 같은 단단한 재질로 구성될 수 있다. 경화성 수지는 나노 임프린팅 기술 분야에 알려진 다양한 공지의 경화성 수지가 사용될 수 있고, 열경화성 수지 또는 광경화성 수지일 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 광경화성 수지에는 자외선 경화성 폴리우레탄 수지 용액을 사용할 수 있다.Step II-i) is a step of applying the curable resin solution on the surface of the master mold for nanoimprinting described herein. In this case, the curable resin may be applied not to the surface of the master mold for nano-imprinting, but to a base substrate capable of supporting and/or compressing the curable resin used in nano-imprinting. As the base substrate, various known base substrates known in the field of nanoimprinting technology may be used. Although not limited thereto, the base substrate may be made of a polymer material such as polycarbonate (PC) or polydimethylsiloxane (PDMS) or a hard material such as silicon, quartz, or glass. As the curable resin, various known curable resins known in the field of nanoimprinting technology may be used, and may be a thermosetting resin or a photocurable resin. Although not limited thereto, an ultraviolet curable polyurethane resin solution may be used for the photocurable resin.

단계 II-ii)는 본원에 기재된 상기 경화성 수지를 사이에 두고 나노 임프린팅용 마스터 몰드 및 상기 베이스 기판을 부착한 후 상기 경화성 수지를 경화하는 단계이다. 상기 경화성 수지를 경화시키는 방법은 수지의 종류에 따라 열을 가하는 방법 및 자외선을 조사하는 방법을 이용할 수 있다. 각각의 경화 조건은 본 발명의 기술분야에 공지된 경화성 수지에 적합하게 경화 조건을 적용할 수 있다. Step II-ii) is a step of curing the curable resin after attaching the master mold for nanoimprinting and the base substrate with the curable resin described herein interposed therebetween. As a method of curing the curable resin, a method of applying heat and a method of irradiating ultraviolet rays may be used depending on the type of the resin. Curing conditions may be applied to each curing condition suitable for a curable resin known in the art of the present invention.

단계 II-iii)은 단계 II-ii)에서 경화된 수지 및 베이스 기판을 마스터 몰드로부터 분리하는 단계이다. 이때 본 발명의 불소계 고분자로 구성된 마스터 몰드의 우수한 이형성으로 별도의 이형 처리 없이도 용이하게 경화된 수지 및 베이스 기판을 마스터 몰드로부터 이형할 수 있다.Step II-iii) is a step of separating the resin cured in step II-ii) and the base substrate from the master mold. At this time, due to the excellent releasability of the master mold made of the fluorine-based polymer of the present invention, the cured resin and the base substrate can be easily released from the master mold without a separate release process.

상기와 같이, 본원의 나노 임프린팅 방법은 본원의 이형성 및 내구성이 우수한 나노 임프린팅용 마스터 몰드를 이용하여 반복 전사가 가능하여 생산성이 우수하다. As described above, the nanoimprinting method of the present application is excellent in productivity because repeated transfer is possible using the master mold for nanoimprinting having excellent releasability and durability.

실시예Example

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예 및 비교예, 이들의 특성 평가 결과를 통해서 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples and comparative examples of the present invention, and evaluation results of their characteristics.

1. 이온빔 처리로 나노구조체가 형성된 나노 임프린팅용 마스터 몰드 제조 및 투명 필름의 10회 전사 후의 표면 결과 비교1. Preparation of master mold for nanoimprinting in which nanostructures are formed by ion beam treatment and comparison of surface results after 10 transfers of transparent film

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 나노 임프린팅용 마스터 몰드의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a diagram schematically illustrating a method of manufacturing a master mold for nanoimprinting according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, PEN 및 PTFE 필름 상에 하기의 조건으로 이온빔 처리하여 표면에 나노구조체를 형성하고, 나노구조체가 형성된 기판을 임프린팅용 마스터 몰드로 제조하였다. 고분자 필름 표면에 나노구조체를 형성하기 위한 표면개질에 사용되는 이온빔의 에너지는 이온빔 양극 전압의 30% - 80% 범위에서 분포하여 Gaussian 분포의 형태를 일반적으로 가지기 때문에 300 내지 1000 eV 수준의 에너지를 가진 이온빔을 시편에 조사하기 위해 0.6 에서 1.2 kV 수준의 이온빔 양극전압을 사용하였다.Referring to FIG. 2, nanostructures were formed on the surface of PEN and PTFE films by ion beam treatment under the following conditions, and the substrate on which the nanostructures were formed was prepared as a master mold for imprinting. The energy of the ion beam used for surface modification to form nanostructures on the surface of the polymer film is distributed in the range of 30% - 80% of the ion beam anode voltage and generally has a Gaussian distribution, so it has an energy of 300 to 1000 eV. An ion beam anode voltage of 0.6 to 1.2 kV was used to irradiate the specimen with the ion beam.

1) 아르곤(Ar)1) Argon (Ar)

- 1 kV, 70 mA, 0.6 mpm, 10회, 1.17 kW/mpm- 1 kV, 70 mA, 0.6 mpm, 10 cycles, 1.17 kW/mpm

2) 산소(O2) Oxygen (O 22 ))

- 1 kV, 58 mA, 0.1 mpm, 2회, 1.16 kW/mpm- 1 kV, 58 mA, 0.1 mpm, 2 times, 1.16 kW/mpm

상기 마스터 몰드 상에 자외선 경화성 수지(NOA74 (Norland Optical Adhesive 74), Norland Products)를 도포한 후, 임프린팅 대상체의 베이스 기판인 투명 필름을 부착하고, 중심파장 365nm의 자외선 LED를 이용하여 총 5 J/cm2의 에너지를 조사하여 자외선 경화 및 전사를 완료하였다. 이후 마스터 몰드로부터 경화된 수지 및 투명 필름을 이형하였다. 상기 전사 및 이형 과정을 10회 반복하여 PEN 및 PTFE 마스터 몰드의 균일성 및 이형성을 확인하였다. After applying an ultraviolet curable resin (NOA74 (Norland Optical Adhesive 74), Norland Products) on the master mold, a transparent film, which is the base substrate of the imprinting object, is attached, and a total of 5 J is applied using an ultraviolet LED having a central wavelength of 365 nm. / cm 2 energy was irradiated to complete UV curing and transfer. Then, the cured resin and transparent film were released from the master mold. The transfer and release processes were repeated 10 times to confirm the uniformity and release properties of the PEN and PTFE master molds.

도 3은 본 발명의 비교예에 의한 이온빔 처리된 PEN 몰드의 10회 전사 후의 표면을 나타내는 이미지이다.3 is an image showing the surface after 10 transfers of the ion beam-treated PEN mold according to a comparative example of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 이온빔 처리된 PTFE 몰드의 10회 전사 후의 표면을 나타내는 이미지이다.4 is an image showing the surface after 10 transfers of an ion beam treated PTFE mold according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 비교예에 의한 이온빔 처리된 PEN 몰드를 이용하여 1회, 5회, 10회 반복 전사 후 전사된 각각의 임프린팅 대상체의 표면을 나타내는 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing the surface of each imprinting object transferred after being transferred 1, 5, and 10 times using a PEN mold treated with an ion beam according to a comparative example of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 이온빔 처리된 PTFE 몰드를 이용하여 1회, 5회, 10회 반복 전사 후 전사된 각각의 임프린팅 대상체의 표면을 나타내는 그래프이다. FIG. 6 is a graph showing the surface of each imprinting object transferred after repeated transfer 1, 5, and 10 times using an ion-beam-treated PTFE mold according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 비교예인 PEN 마스터 몰드를 이용하여 투명 필름에 10회 반복 전사한 경우, 전사 횟수가 증가할수록 마스터 몰드의 표면에 넓은 영역의 자외선 경화성 수지의 잔여물이 발견되었다. 반면, 실시예인 PTFE 마스터 몰드를 이용하여 투명 필름에 10회 반복 전사한 경우, 10회 반복 전사 후에도 몰드 표면에는 자외선 경화 수지의 잔여물이 거의 발견되지 않았다.Referring to FIGS. 3 and 4, when the transfer was repeated 10 times on a transparent film using the PEN master mold as a comparative example, a large area of UV curable resin residue was found on the surface of the master mold as the number of transfers increased. On the other hand, in the case of repeated transfer to the transparent film 10 times using the PTFE master mold as an example, almost no UV curing resin residue was found on the surface of the mold even after 10 repeated transfers.

도 5 및 도 6을 참조하면, 비교예인 PEN 마스터 몰드를 이용하여 전사된 투명 필름은 10회 반복 전사 진행 시, 전사 횟수가 증가할 수록 마스터 몰드로부터 자외선 경화 수지가 잘 이형되지 않아 잔여물이 남아 있고, 전사가 이루어지지 않은 부분이 증가하는 결과를 보였다. 반면, 실시예인 PTFE 마스터 몰드를 이용하여 전사된 투명 필름은 10회 반복 전사 후에도 자외선 경화 수지의 잔여물이 거의 발견되지 않았으며, 균일하게 패턴이 전사되었다. Referring to FIGS. 5 and 6, the transparent film transferred using the PEN master mold as a comparative example is transferred repeatedly 10 times, as the number of transfers increases, the UV curable resin is not released from the master mold well, leaving a residue. and the untransferred portion increased. On the other hand, in the transparent film transferred using the PTFE master mold as an example, almost no UV curing resin residue was found even after 10 repeated transfers, and the pattern was transferred uniformly.

상기 결과로, 본원의 나노 임프린팅용 마스터 몰드는 불소계 고분자 상에 이온빔 처리하여 패턴으로 사용할 수 있는 나노구조체를 형성하고, 반복 사용하여 전사하여도 마스터 몰드의 이형성이 우수하여 패턴으로 형성된 나노구조체의 손상이 적고, 내구성 또한 우수하여 임프린팅 대상체에 균일한 패턴을 형성할 수 있음을 확인할 수 있다.As a result, the master mold for nanoimprinting of the present application forms a nanostructure that can be used as a pattern by performing ion beam treatment on a fluorine-based polymer, and has excellent releasability of the master mold even after repeated use and transfer, so that the nanostructure formed in a pattern It can be confirmed that a uniform pattern can be formed on an object to be imprinted due to less damage and excellent durability.

2. 반복적인 전사 및 이형 후의 임프린팅 대상체의 투과도 변화 2. Transmittance change of imprinted object after repetitive transfer and release

도 7은 본 발명의 비교예인 PEN 몰드 및 실시예인 PTFE 몰드를 이용하여 10회 전사 후 필름의 투과도 변화를 나타내는 그래프이다. 7 is a graph showing a change in transmittance of a film after transferring 10 times using a PEN mold as a comparative example and a PTFE mold as an example of the present invention.

도 7을 참조하면, 비교예인 PEN 몰드를 사용하여 전사한 필름은 초기 총 투과도(%)가 초기에는 93.6% 이었으나, 10회의 반복 전사 후에는 82.3%로 감소하였으며, 평균 85.5% 및 표준편차 3.74%의 값으로 나타났다. Referring to FIG. 7, the film transferred using the PEN mold as a comparative example had an initial total transmittance (%) of 93.6% initially, but decreased to 82.3% after 10 repeated transfers, with an average of 85.5% and a standard deviation of 3.74%. appeared as a value of

반면, 실시예인 PTFE 몰드를 사용하여 전사한 필름은 총 투과도 (%)가 초기에는 90.4% 이었으나, 10회의 반복 전사 후에는 89.5%로 다소 감소하였으며, 평균 89.3% 및 표준편차 0.44%의 값으로 나타났다. On the other hand, the total transmittance (%) of the film transferred using the PTFE mold as an example was initially 90.4%, but after 10 repeated transfers, it slightly decreased to 89.5%, with an average of 89.3% and a standard deviation of 0.44%. .

상기한 결과로, 본원의 불소계 고분자 필름을 포함하는 나노 임프린팅용 마스터 몰드를 이용하여 임프린팅된 필름은 반복 전사하여도 투과도 물성의 변화가 없음을 확인하였다. 이는, 본원의 나노 임프린팅용 마스터 몰드를 반복 사용하여 전사하여도 마스터 몰드의 이형성이 우수하여 패턴으로 형성된 나노구조체의 손상이 적고, 내구성 또한 우수하여 반복 사용하여도 거의 동일한 패턴을 유지할 수 있음을 나타내는 결과이다.As a result, it was confirmed that the film imprinted using the master mold for nanoimprinting including the fluorine-based polymer film of the present application did not change its permeability properties even after repeated transfer. This means that even if the master mold for nanoimprinting of the present application is repeatedly used and transferred, the releasability of the master mold is excellent, so that the nanostructure formed in the pattern is less damaged, and the durability is also excellent, so that almost the same pattern can be maintained even after repeated use. It is the result that represents

3. 가스 종류에 따른 이온빔 처리 후의 불소계 고분자의 표면에너지 특성3. Surface energy characteristics of fluorine-based polymers after ion beam treatment according to gas type

불소계 고분자인 PTFE, FEP, PFA 기판을 준비하여, 각 고분자 필름의 표면 상에 다른 종류의 가스를 이용하면서 하기와 같은 조건으로 이온빔 처리를 진행하여 표면개질층을 형성하고, 표면개질층이 형성된 고분자 필름 표면의 물 접촉각을 측정하였다. 고분자 필름 표면에 나노구조체를 형성하기 위한 표면개질에 사용되는 이온빔의 에너지는 이온빔 양극 전압의 30% - 80% 범위에서 분포하여 Gaussian 분포의 형태를 일반적으로 가지기 때문에 300 내지 1000 eV 수준의 에너지를 가진 이온빔을 시편에 조사하기 위해 0.6 에서 1.2 kV 수준의 이온빔 양극전압을 사용하였다.Fluorine-based polymer PTFE, FEP, and PFA substrates are prepared, and ion beam treatment is performed on the surface of each polymer film using a different type of gas under the following conditions to form a surface modification layer, and the polymer having the surface modification layer is formed. The water contact angle of the film surface was measured. The energy of the ion beam used for surface modification to form nanostructures on the surface of the polymer film is distributed in the range of 30% - 80% of the ion beam anode voltage and generally has a Gaussian distribution, so it has an energy of 300 to 1000 eV. An ion beam anode voltage of 0.6 to 1.2 kV was used to irradiate the specimen with the ion beam.

1) 아르곤(Ar)1) Argon (Ar)

- 1 kV, 70 mA, 0.6 mpm, 10회, 1.17 kW/mpm- 1 kV, 70 mA, 0.6 mpm, 10 cycles, 1.17 kW/mpm

2) 산소(O2) Oxygen (O 22 ))

- 1 kV, 58 mA, 0.1 mpm, 2회, 1.16 kW/mpm- 1 kV, 58 mA, 0.1 mpm, 2 times, 1.16 kW/mpm

3) 수소(H3) hydrogen (H 22 ))

- 1 kV, 80 mA, 0.1 mpm, 2회, 1.6 kW/mpm- 1 kV, 80 mA, 0.1 mpm, 2 times, 1.6 kW/mpm

4) 아르곤(Ar) 및 수소(H4) Argon (Ar) and hydrogen (H 22 ))

- 아르곤(Ar): 0.6 kV, 26 mA, 0.1 mpm, 2회, 0.31 kW/mpm - Argon (Ar): 0.6 kV, 26 mA, 0.1 mpm, 2 times, 0.31 kW/mpm

- 수소(H2) : 1.2 kV, 80 mA, 0.1 mpm, 2회, 1.92 kW/mpm - Hydrogen (H 2 ): 1.2 kV, 80 mA, 0.1 mpm, 2 times, 1.92 kW/mpm

- 총 2.23 kW/mpm - Total 2.23 kW/mpm

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 가스 종류에 따른 이온빔 처리 후 불소계 고분자 표면의 물접촉각을 나타내는 그래프이다.8 is a graph showing the water contact angle of the surface of the fluorine-based polymer after ion beam treatment according to the type of gas according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 아르곤 또는 산소 이온빔 처리된 PTFE, FEP 및 PFA 기판 표면의 물과의 접촉각은 모두 100°이상이고, 수소 이온빔 또는 아르곤과 수소 이온빔 처리된 PTFE, FEP 및 PFA 기판 표면의 물과의 접촉각은 모두 50°이하로 나타났다. 이는 아르곤 이온빔 처리 또는 산소 이온빔 처리된 경우가 물과의 접촉각이 현저히 높음을 알 수 있는 결과이다. 물과의 접촉각이 높다는 것은 표면에너지가 낮다는 것을 의미하며, 타 재료와의 부착 시 분리 또는 이형하기 수월함을 나타내고, 불소계 고분자를 나노 임프린팅용 마스터 몰드로 사용하기에 적절함을 나타낸다. Referring to FIG. 8, the contact angles of argon or oxygen ion beam-treated PTFE, FEP, and PFA substrate surfaces with water are all 100° or more, and hydrogen ion beam or argon and hydrogen ion beam-treated PTFE, FEP, and PFA substrate surfaces have water and water contact angles. All of the contact angles were less than 50°. This is a result that can be seen that the contact angle with water is remarkably high in the case of argon ion beam treatment or oxygen ion beam treatment. A high contact angle with water means that the surface energy is low, it is easy to separate or release when attached to other materials, and it indicates that the fluorine-based polymer is suitable for use as a master mold for nanoimprinting.

따라서, 본원의 나노 임프린팅용 마스터 몰드는 불소계 고분자 상에 아르곤 또는 산소 이온빔 처리하여 나노구조체를 형성하여 패턴으로 사용하면서, 표면에너지 또한 낮게 유지하여 이형성이 우수할 수 있음을 알 수 있다. Therefore, it can be seen that the master mold for nanoimprinting of the present application can be excellent in releasability by treating argon or oxygen ion beam on a fluorine-based polymer to form a nanostructure and use it as a pattern while maintaining a low surface energy.

Claims (12)

복수의 나노구조체가 형성된 고분자 필름;을 포함하고,
상기 고분자 필름은 불소계 고분자로 이루어지고,
상기 나노구조체는 이온빔 처리에 의해 형성된 것인,
나노 임프린팅용 마스터 몰드.
Including; polymer film in which a plurality of nanostructures are formed,
The polymer film is made of a fluorine-based polymer,
The nanostructure is formed by ion beam treatment,
Master mold for nanoimprinting.
제1항에 있어서,
상기 나노구조체의 형태는 돌기 형태, 콘 형태, 및 주름 형태 중 1종 이상인, 나노 임프린팅용 마스터 몰드.
According to claim 1,
The shape of the nanostructure is at least one of a protrusion shape, a cone shape, and a wrinkle shape, the master mold for nano-imprinting.
제1항에 있어서,
상기 불소계 고분자는 PTFE, FEP, PFA, PVDF, ETFE 및 PVF 중 1종 이상인, 나노 임프린팅용 마스터 몰드.
According to claim 1,
The fluorine-based polymer is at least one of PTFE, FEP, PFA, PVDF, ETFE and PVF, a master mold for nano-imprinting.
제1항에 있어서,
상기 나노구조체는 임프린팅 대상체 상에 패턴을 형성하기 위해 사용되는 것인, 나노 임프린팅용 마스터 몰드.
According to claim 1,
Wherein the nanostructure is used to form a pattern on an object to be imprinted, a master mold for nanoimprinting.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 나노 임프린팅용 마스터 몰드를 이용하여 제조된, 제품.A product manufactured using the master mold for nanoimprinting according to any one of claims 1 to 4. I-i) 불소계 고분자 필름을 준비하는 단계; 및
I-ii) 상기 불소계 고분자 필름의 표면에 이온빔 에너지 50 내지 2000eV의 이온빔을 처리하여 나노구조체를 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 나노구조체의 형태는 돌기 형태, 콘 형태, 및 주름 형태 중 1종 이상인, 나노 임프린팅용 마스터 몰드의 제조방법.
Ii) preparing a fluorine-based polymer film; and
I-ii) forming a nanostructure by treating the surface of the fluorine-based polymer film with an ion beam having an ion beam energy of 50 to 2000 eV;
The shape of the nanostructure is at least one of a protrusion shape, a cone shape, and a wrinkle shape, a method for manufacturing a master mold for nano-imprinting.
제6항에 있어서,
단계 I-i)에서 상기 불소계 고분자는 PTFE, FEP, PFA, PVDF, ETFE 및 PVF 중 1종 이상인,나노 임프린팅용 마스터 몰드의 제조방법.
According to claim 6,
In step Ii), the fluorine-based polymer is at least one of PTFE, FEP, PFA, PVDF, ETFE and PVF, Manufacturing method of a master mold for nano-imprinting.
제6항에 있어서,
단계 I-ii)에서 상기 이온빔 처리시 사용되는 가스는 아르곤 및 산소 중 1종 이상을 포함하는, 나노 임프린팅용 마스터 몰드의 제조방법.
According to claim 6,
The method of manufacturing a master mold for nano-imprinting, wherein the gas used in the ion beam treatment in step I-ii) includes at least one of argon and oxygen.
제6항에 있어서,
단계 I-i) 및 단계 I-ii)는 롤투롤 공정으로 진행되는, 나노 임프린팅용 마스터 몰드의 제조방법.
According to claim 6,
Step Ii) and step I-ii) are performed as a roll-to-roll process, a method for manufacturing a master mold for nano-imprinting.
제9항에 있어서,
상기 롤투롤 공정의 공정 속도는 0.1 내지 10 mpm인, 나노 임프린팅용 마스터 몰드의 제조방법.
According to claim 9,
The process speed of the roll-to-roll process is 0.1 to 10 mpm, a method for manufacturing a master mold for nano-imprinting.
II-i) 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 나노 임프린팅용 마스터 몰드 표면 상 또는 베이스 기판 상에 경화성 수지를 도포하는 단계;
II-ii) 상기 경화성 수지를 사이에 두고 나노 임프린팅용 마스터 몰드 및 상기 베이스 기판을 부착한 후 상기 경화성 수지를 경화하는 단계; 및
II-iii) 경화된 수지 및 베이스 기판을 마스터 몰드로부터 이형하는 단계;를 포함하는, 나노 임프린팅 방법.
II-i) applying the curable resin on the surface of the master mold for nanoimprinting or on the base substrate according to any one of claims 1 to 4;
II-ii) attaching the master mold for nanoimprinting and the base substrate with the curable resin interposed therebetween, and then curing the curable resin; and
II-iii) releasing the cured resin and the base substrate from the master mold; comprising a nano-imprinting method.
제11항에 있어서, 단계 II-i)에서 상기 베이스 기판은 고분자, 실리콘, 또는 유리 기판인, 나노 임프린팅 방법.The nanoimprinting method of claim 11, wherein the base substrate in step II-i) is a polymer, silicon, or glass substrate.
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